第四章发现与明确问题

1、第四单元 发现与明确问题,一 发现问题 二 明确问题,一条线和一万美元,一个小故事,（一）发现问题的意义,一 发现问题,20世纪初期，美国最大的福特公司的一台电机出现故障，很多人用了两三个月都修不好。在束手无策的情况下，有人向公司推荐了当时已经移居美国的德国科技企业管理专家斯坦门茨。斯坦门茨在电机旁边仔细观察、计算了两天后，就用粉笔在电机的外壳上画了一条线，说：“打开电机，在记号处把里面的线圈减少16圈。”修理工人半信半疑地照他的话去做，电机果然被修好了。,提出一个问题比解决一个问题更重要。爱因斯坦,电机修好后，有关人员问斯坦门茨要多少酬金，斯坦门茨说：“一万美元！”啊？一万美元！那人还以为自

2、己听错了呢！于是，便要求斯坦门茨列一张帐单说明费用的支出。斯坦门茨写到：“用粉笔画一条线1美元，知道在哪里画这条线9999美元。”帐单送到了公司老板那里，老板看了后连连点头，很快照付了一万美元，并用重金聘用了他。,从技术的角度看，人类进步与发展的过程就是不断发现问题，不断进行设计，从而解决问题的过程。,硬币大小的核能电池 mizzou battery-nuclear,核电站,1.什么是问题 :,2.问题的分类 :,生活中为我们所不知而需要解答的话题，这就是问题。,科学问题、社会问题、技术问题,3.问题的意义 问题解决新问题再解决 由此推动技术发展和人类进步。,（二）问题的来源,第一种:人类生存

3、活动中必然会遇到的问题。,例如：为了解决进食，中国人设计了筷子，西方人设计了刀叉。,4. 问题产生的三种情况,第二种:由别人给出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。,有人说：“当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来越明显。”为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。也有人说：“我烧菜时放盐的量老是控制不好。”,电子显示型,流线型,流线型设计的交通工具:,1876年3月10日，贝尔通过送话机喊道：“沃森先生，请过来！我有事找你！” 在实验室里的沃森助手听到召唤，像发疯一样，跃出实验室，奔向贝尔喊话的寝室去。他一路大叫着：“我听到了贝尔在叫我！我听到了贝尔在叫我！”这样，人

4、类有了最初的电话，揭开了一页崭新的交往史。 1877年，第一份用电话发出的新闻电讯稿被发送到波士顿世界报，标志着电话为公众所采用。 1878年，贝尔电话公司正式成立。,1892年纽约和芝加哥的电话线路开通。电话发明人贝尔第一个试音：“喂，芝加哥”，这一历史性声音被记录下来。,案例分析：电话的发明,第三种:基于一定的目的由设计者自己主动地发现 问题，并试图解决它。,1. 观察日常生活 2. 收集和分析信息 3. 技术研究与技术试验,（二）发现问题的途径与方法,1.观察日常生活 （1）对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现。,在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？,切板栗,观察

5、生活，你能发现什么吗?,切菜护手器,吃面,汤匙筷,你知道下面这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？,当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料。 人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子。 在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。,观察的一般要求: 1.养成观察习惯，边观察边思考。 2.制定好观察计划(提纲)。 3.按计划(提纲)实行观察，作好纪录，最后整理、分析、概括观察结果，作出结论。,（2）对于日常生活的问题还可以有目的、有计划地实行观察,2. 收集和分析信息 信息时代，信息层出不穷。通过对文献、网络、媒体信息的收集、检索和分析可能会发现有价值的问题，通过

6、问卷、访谈也会有惊人的发现。,1.文献法：对文献信息进行收集、分析的方法。 2.问卷法：用问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现的问题的方法。 3.询问法：以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法。,收集信息的途径：文献法、问卷法、询问法。,2.调查问卷设计的原则 不要太长、问题太多、填答量太大、难度太大。,1.问卷分类 A.开放式问卷 B.封闭式问卷 C.混合式问卷,3. 技术研究与技术试验 在技术研究与试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。,案例分析伽利略与体温计,讨论：请你谈谈技术试验对发现问题有什么重要作用？,思考：你认为发现问题的途径与方法还有哪些？,（一）明确问题与价值的

7、内容 发现了问题，只是初步有了一个设计的方向。但到底能不能够确定为一个设计课题，还需要作进一步的分析，并提出具体的设计任务。我们把这个环节叫做明确问题与价的值内容。,二 明确问题,问题表述本身是否明确核心的概念,问题产生的原因是否明确涉及的环境,提出问题的目的是否明确基础与条件,1.如何来判断问题是否是明确的?,问题一：能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品?,问题二：怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来?,问题产生的原因是否明确涉及的环境,提出问题的目的是否明确基础与条件,美白牙套,拳击牙套,如何使牙套能更好的保护好牙齿？,判断问题的价值，可从以下方面着手: （1）所提出的问题是

8、否遵循基本的科学原理？（科学性） （2）迄今为止能否确认该问题尚未得到充分解决？（先进性） （3）在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？（普遍性） （4）在多个问题同时发生时，该问题是否为主要问题?（主要性） （5）现有技术条件能够解决该问题？技术发展后呢？（可能性） （6）解决该问题所需投入？投入与产出的比是否理想？（效能性）,2.问题是否具有价值？,问题是否具有价值？,（1）所提出的问题是否遵循了基本的科学原理? （2）迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决? （3）在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？在更广的范围内，这个问题是否有意义？ （4）在多个问题发生时，该问题是否是主

9、要问题? （5）现有的技术条件是否能解决这个问题？技术发展以后呢？ （6）解决该问题所需要的投入是多少？投入和产出比是多少？,1.能否制造一个不需要任何能源的机械装置带动车辆运行? 2.能否去火星上种果树? 3.能不能把水变成油? 4.怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来? 5.能不能让成人再出新的牙齿? 6.能不能让父母随时知道自己的孩子在那儿，在做什么?,案例: 台灯设计活动,1组：设计一份调查问卷，对学生进行问卷调查，记录和总结调查结果。 2组：负责到大商场家电部了解现有台灯的款式、功能及销售情况。 3组：在同学中以询问法展开调查，写出访谈计划，记录并总结访谈结果。 4组：通过书或到网上查

10、询问题的相关情况，写出查询计划，记录并总结查询结果。,一种常用方法:信息收集和调查分析 作用：（1）可以深化对问题的认识，进一步明确问题的内容和价值； （2）可以为所提问题具体实施的可行性及所需条件、设计要求奠定基础。,调查问卷表,访谈计划,1.访谈对象：高中学生。 2.访谈时间：*月*号 3.访谈地点：某市某中校园内。 4.访谈的主要问题： 1）你希望的台灯是手动的、声控的、触摸式的、光控的还是其他控制方式。 2）你理想的台灯的主要功能是什么？ 3）台灯支架所选用材料，你喜欢金属的、塑料的、木材的、还是别的材料。 4）台灯的结构形式：你喜欢固定的、折叠的、升降的，还是别的形式。 5）台灯的灯

11、泡：你喜欢节能灯、白炽灯，还是小日光灯。 6）台灯的灯罩：你喜欢普通反射式的、艺术造型式的，还是其他形式。,统计图,关于台灯开关的调查统计结果柱形图,关于台灯支撑架结构材料的调查统计结果三维饼形图,讨论: 这一过程中明确台灯问题的内容与价值的过程是否合理？谈谈认识。,在明确问题的内容与价值之后，还应明确解决这一问题所受到的主客观条件的限制，明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务。,（1）设计对象的特点和解决问题的标准 A.不同的设计对象往往具有不同的特点，其产品的功能、大 小、外观、安全、耐用性等方面的设计标准也有所不同。 如：儿童玩具、床、书架、笔筒等。,(三） 明确问题受

12、到的限制及具体的设计任务,老人玩具,按摩音响床,B.设计对象还将受到诸如成本、环境等的限制。,假如要设计一个家庭书架，你认为从设计对象角度看应受到哪些方面的限制？讨论后填写在课本的空格内。,（2）设计者的技术能力与条件。 A.主观:设计者是否具有解决问题的所需要的知识与技能。 B.客观:问题的解决或设计的过程往往要消耗一定的人力、物力、财力以及时间，需要一定的材料、资料、仪器、设备以及空间等作支撑。,这里要考虑到中学生的实际,制作台灯要考虑的限制因素,台灯设计的一般要求,1）功能要求：具有基本的照明功能，同时有适当的辅助功能。 2）技术指标：亮度大于等于300Lx，不反光，不眩目，绝缘度大于1

13、兆欧。 3）外观要求：美观，有一定的装饰效果。 4）耐用性：结构稳固，经久耐用。 5）成本要求：20元人民币以内。,你认为这个设计要求是否合理，你还有什么补充和修改的吗？,如何来保证设计的顺利进行？我们如何更好的有目的、有计划的进行呢？,有关孙宇同学制作台灯问题,方式： A.为了统筹安排设计进度，合理利用设计资源，并 根据时间要求，以及设计的各个阶段工作量和设 计难易程度，科学、合理的分配时间。 B.指定时间进度计划表。,作用：设计计划可以更好的保证设计有目的、 有计划地进行。,（四） 设计计划,方式1：工作程序的排列,（以设计的一般过程为例）,a：发现与明确问题：调查需求、明确要求；b：制定设计方案：设计分析、方案构思；c：制作模型：绘制图样、产品制作；d：测试评估及优化；e：产品的使用和维护：