发现问题和明确问题.ppt

1、第四章 发现问题与明确问题,第一节 发现问题,学习目标: 1.明确发现问题的重要性； 2.初步掌握发现问题的一般方法； 3.能通过各种渠道收集与所发现问题相关的各种信息,并进行处理。,学习目标 1、能根据设计对象和现有的工作条件列出具体的设计要求，包括应达到的标准和所受到的限制。 2、能制定一般的设计计划表。,一条线和一万美元,一个小故事,发现问题的意义,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,发现问题的意义,问题概念：生活中为我们所不知而需要解答的话题。,一、问题的来源

2、,第一种:人类生存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。,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。,据报道：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。,流线型设计的 交通工具,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。,2.1874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。,3.贝尔是治疗耳聋的医生。他的

3、工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。 1876年贝尔电话研制成功。,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。,思考：贝尔的设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？,自从使用了增音器之后，连接美国和欧洲大陆的电话成为可能,美军在越南战争时使用的移动电话,1969年，可视电话产生,二、发现问题的途径与方法,在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？,1、观察日常生活 阅读案例： 新式纺纱机的诞生,玉米脱粒,浙江省新昌中学学生贾利港同学在家劳动时发现用手剥玉米费劲，效率低，发明了家用简易玉米脱粒机，获得大家的好评。,你知道下面这

4、些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？,1）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。 2）人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子。 3）在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。,我们为什么对身边的这些问题视而不见呢？,盲道,盲道,我们为什么对身边的这些问题视而不见呢？,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、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，通过问卷、访谈也会有

5、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,1.家长每月一共给你的零用钱一般为多少？ ( ) A. 250元以下 B .250-400元 C .400-600元 D. 600元 2.你每月用于学习用品的消费 ( ) A .20元以下 B.20-50元 C.50-100元 D.100元以

6、上 3.你每月用于零食方面的消费 ( ) A.20元以下 B.20-50元C.50-100元 D.100元以上 4.你平时的消费观念是： （ ） A.名牌是身份的象征，穿名牌当然更有自信 B.花的毕竟是父母的血汗钱，学生还是应有节俭的美德 C.同学们都有（如手机），我也要有，不然多丢脸。 5.家长给零花钱的态度： （ ） A.除了必要的开支，不会随便给零花钱 B.一般是要多少，给多少 C.听自己说别的同学都有，就会很爽快地掏钱 6.平均每个月有剩余的生活费吗？ ( ) A.经常有 B.偶尔有 C.少的可怜 D.入不敷出 7.如果你中了50万大奖，你会如何花费？,谢谢合作!,调查问卷,请问:以下

7、是何种类型的问卷?,问卷调查及分析,调查的题目：作为学生你喜欢什么样的台灯？ 调查的内容：从台灯的功能、材料、色彩、价格等 方面进行问题设计。,年级：（）性别：（）,台灯调查问卷表,2 50 45 2 5 30 16 6 40 10 2,高一(1)班孙宇等同学设计台灯为例,具体讲述从发现与明确问题到制作模型或原型的整个设计过程。依据课本P81相关内容，讨论与思考。,讨论：设想孙宇是怎样就使用台灯产生的苦恼展开询问的，并与同桌进行情景模拟。,思考：假设你询问的内容涉及对方的隐私，应怎么办？,行动：请就钢笔的使用情况设计一个询问提纲，通过对同学的询问，发现问题并了解问题产生的原因。,通过技术研究、

8、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。 阅读：案例分析伽利略与体温计,（3）技术研究与技术试验,请你谈谈技术试验对发现问题有什么重要作用？,思考:体温表为什么采用水银？,常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油等，而体温表采用水银，这是为什么？体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高1摄氏度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计相比，有两个特殊要求：一是要能准确到0.1摄氏度，二是要能离开人体读数。为此，体温表在构造上“有一段非常细的缩口”，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力大、不浸

9、润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。,模仿DNA双螺旋结构的立体栽培系统,通过实践，黄建洪发现普通立体栽培系统存在两个问题：浇灌过程中水浪费现象严重；采光不均匀，导致不同平台的植物生长状况不均衡。黄建洪联想到利用DNA双螺旋结构优越性改造立体栽培系统，经历半年多的设计修改，他终于成功实施了设计方案，与普通立体栽培系统比，该系统的植物种植密度更高。并且它可以根据植物的需要定时喷水，比普通立体栽培更节水。同时，它还能根据不同平台植物的采光需要进行旋转，让所有的植物能获得均匀的采光。这个设计

10、可以广泛应用于大棚蔬菜的种植、各种花卉的培育以及育种等多个领域。,浙林本科生一项试验独具创意,节约土地又节水,二、明确问题,1.问题内容是否明确的三要素： 1）问题表述本身是否明确 2）问题产生的原因是否明确 3）提出问题的目的是否明确,一、明确问题的内容与价值,怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来?,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?,1）问题表述本身是否明确抓住核心概念,2）问题产生的原因是否明确 问题所涉及的环境,例如:控制环境污染问题,发展中国家 发达国家,3）提出问题的目的是否明确 抓住提出问题的情境和解决问题的基础与条件,美白牙套,拳击牙套,如何使牙套能更好的保护

11、好牙齿？,2、明确问题的价值 1）是否遵循了科学原理？ 2）问题目前是否尚未解决？ 3）问题是否具有普遍的意义？ 4）该问题是否是主要问题？ 5）现有技术能否解决这个问题? 6）解决问题所需的投入是多少? 投入与产出比是否理想?,以下问题是否有价值？,登天梯,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?,明确问题的内容和价值常用方法: 信息收集和调查问卷,网络、图书馆、专家咨询 1.班级学生 2.大商场家电部

12、 3.学生宿舍,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,这一过

13、程可明确台灯问题的内容与价值是否合理,限制主要由两方面决定：,二、明确解决问题受到的限制及具体的设计任务,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。,新奇的儿童床,1.设计对象的特点和问题解决的标准,老人玩具,B.设计对象还将受到诸如成本、环境等的限制。,这里要考虑到中学生的实际,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。,是否具备,可购买,可购买,可购买,旧手电筒拆下

14、,具备,具备,具备,蓄电池固定的具体位置（未落实),具备,有,徐明是一位高一学生，想要对自己使用的自行车进行改造，在现有功能的基础上增加照明功能，以方便夜间行路。他准备利用废旧蓄电池给车灯供电。试分析徐明完成改造的限制因素。,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。,三、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

15、图样、产品制作；d：测试评估及优化；e：产品的使用和维护：产品说明书；,方式2：设计进度表,方式3：设计计划书,1.上述材料中杜伯纳发现问题的途径和方法是 ( ) A调查问卷 B观察日常生活 C技术试验 D技术研究 2.发现问题之后，杜伯纳明确了什么问题？ ( ) A怎样发明一个购物袋？ B如何增加商品的销售量？ C怎样使人们可以方便、轻松地购买商品？ D怎样用绳索设计一个购物袋？,20世纪初，食品商瓦尔特杜伯纳观察来到他店里的消费者。他注意到，人们能够用手提起来多少商品，或者用胳膊夹起来多少商品，这直接影响到商品的销售。于是他有了一个创意。他准备了一个大纸袋，用一根绳索作为加固筋兜起来，这种申请了专利的杜伯纳购物袋可以承重75磅，那根绳子还兼做提手用。杜伯纳每年销售100万个这样的购物袋。,思考和练习,你家新买了一套住房，如果让