資源簡介

(共29張PPT)
1883年，美國發明家愛迪生為了尋找白熾燈的最佳燈絲材料，曾做過一個小小的試驗：
他在真空白熾燈泡內部炭絲附近安裝了一小截銅絲，希望銅絲能阻止炭絲蒸發。試驗結果使愛迪生大失所望，但在無意中，他發現，沒有連接在電路里的銅絲卻產生了微弱的電流。
愛迪生并未重視這個現象，只是
把它記錄在案，申報了一個未找到任
何用途的專利，稱之為“愛迪生效應”。
然而，被愛迪生本人忽略的“愛迪生效應”卻驚動
了大洋彼岸的一位青年。
1885年，30歲的英國電氣工程師弗萊明堅持認為，一
定可以為熱電子真空發射找到實際用途。經過反復試驗，
他終于發現，如果在真空泡里裝上炭絲和銅極，分別充當
陰極和陽極，則燈泡里的電子就能實現單向流動。經過多
次試驗，1904年，弗萊明研制出一種能夠充當交流電整流
和無線電檢波的特殊燈泡—“熱離子管”，這就是后來人
們所說的真空二極管（電子管）。
愛迪生忽略了“愛迪生效應”潛在的科學價值，是因為他對“愛迪生效應”的內容和價值明確不夠。他怎么也沒想到他在科學發展史上的地位越來越高，不是因為他的一千多項發明，而是因為曾被他忽視的“愛迪生效應”。
“愛迪生效應”為人類的科技進步，特別是電子技術的發展與進步做出了具大的貢獻?？梢娒鞔_問題是多么的重要！
本案例給了你什么啟發？
1
問題表述本身是否明確
——核心的概念
2
問題產生的原因是否明確——過程要素
4
問題的應用環境是否明確——情境
1.如何來判斷問題是否是明確的
3
提出問題的目的是否明確——基礎與條件
怎樣才能把冬天下的雪都有效地利用起來
范圍不清楚，若是所有的雪，則是不可能的事！
（問題表述本身不明確）
馬上行動
以下問題是否明確？
明確問題的內容
以下是同學們從生活中發現的一些問題：
① 放在課桌邊的東西很容易掉下去；
② 看不清楚黑板上的字；
③ 下雨天，雨傘無處存放；
④ 如何使牙套更好地保護牙齒；
⑤ 洗澡時背部很難洗干凈；
⑥ 戴眼鏡的人再帶3D眼鏡很不方便；
⑦ 鬧鐘響一次就不響了，容易遲到；
⑧ 能否把水變成油？
⑨ 能否設計一款沒有電磁輻射的手機，以確保人們的健康。
2.如何判斷一個問題是否有價值
問題明確之后，這個問題到底有沒有必要去解決？怎么判斷呢？
（1）是否遵循了基本的科學原理
（2）尚未得到充分解決
（3）是否具有普遍意義？在更廣的范圍內，這個問題
是否有意義？
（4）在多個問題發生時，該問題是否是主要問題
（5）現有的技術條件是否能解決這個問題？技術發展
以后呢？
（6）解決該問題所需要的投入和產出比是多少？
科學性
新穎性
普遍性、實用性
重要性
技術可行性
投入產出比
以下問題是否有價值？
馬上行動
試判斷“怎樣才能將冬天下的雪都有效地利用起來”這一問題的價值
第一，利用所有的雪是不可能的；第二，即使可能，收集雪的目的又是什么？有價值嗎？
科學性、技術可行性
探究2：明確問題的價值
以下是同學們從生活中發現的一些問題：
① 放在課桌邊的東西很容易掉下去；
② 看不清楚黑板上的字；
③ 下雨天，雨傘無處存放；
④ 如何使牙套更好地保護牙齒；
⑤ 洗澡時背部很難洗干凈；
⑥ 戴眼鏡的人再帶3D眼鏡很不方便；
⑦ 鬧鐘響一次就不響了，容易遲到；
⑧ 能否把水變成油？
⑨ 能否設計一款沒有電磁輻射的手機，以確保人們的健康。
限制主要由兩方面決定：
2.設計者的技術能力與條件
1.設計對象的特點和問題解決的標準
“大家來找茬——不可思議的設計”
同學們來找一找圖片中所示的設計主要問題是什么？
“大家來找茬——不可思議的設計”
同學們來找一找圖片
中所示的設計主要問題是
什么？
對于一個具體的設計項目，首先應該了解設
計作品的用途與服務對象，上面這些設計作品就
是違背了設計對象最基本的特點，而成為無效或
多余的設計。
就每一個具體設計對象而言，產品的功能、
大小、安全、外觀、耐用性等方面的設計標準的
不同也時刻影響著我們的設計。
因此，我們發現，設計對象的特點和問題解
決的標準也是我們在明確解決問題所受到的限制
時的重要條件。
1. 設計對象的特點和解決問題的標準
（1）不同的設計對象往往具有不同的特點，其產
品的功能、大小、外觀、安全、耐用性等方面的設
計標準也有所不同。
對象不同，標準也不同。標準分企業標準、行
業標準、國家標準和一些發達國家的特定標準。
（2）設計對象還將受到諸如成本、環境等的限制。
軍用筆記本電腦
兒童電腦
假如你供職于一家大型電腦公司，現在接到兩張訂單，一張為軍隊設計最新型的野外偵察兵使用的電腦；另一張是為大型早教中心設計兒童電腦。作為設計師，我們應如何區分這兩個設計對象的特點和問題解決的標準呢？
請針對這兩者的不同限制條件，寫出具有一定可行性的設計要求，完成下表：
產品 設計要求
軍用電腦 功能要求：功能多、性能強
技術要求：超長待機時間、優越的安全性能
外觀要求：迷彩色、隱蔽性好
質量要求：適用各種極端、惡劣天氣，防高溫、防低溫、
防水、防撞擊性能都要非常好
成本要求：較高
兒童電腦 功能要求：功能簡單、操作方便
技術要求：安全性好
外觀要求：色彩鮮艷、造型可愛
質量要求：防水性好、耐摔打
成本要求：較低
（1）主觀條件：
是否具有解決問題所需要的知識技能。
（2）客觀條件：
問題的解決過程要消耗一定的人力、物力、財力以
及時間，需要一定的材料、資料、儀器、設備以及空間
等作支撐，而這些資源也都是有限的。
2. 設計者的技術能力和條件
印度——阿瓊坦克
由于本身技術儲備不足，雖然大量選用了國外先進的坦克部件，但在整合過程中卻是困難重重。其所謂自主研制成為笑話，“阿瓊”實際上淪為了國外產品的“組裝貨”。 　　然而“阿瓊”坦克的苦難并沒有結束，在隨后的試驗中，它的裝甲、動力、火控系統先后再度發現嚴重缺陷。
印度國防部30年的努力付諸流水，最終只好無奈地取消本土自行研發和制造的“阿瓊”主戰坦克的成軍計劃?！鞍偂碧箍擞媱澢昂蠊埠馁Y約35億美元，最后卻只得到了包括原型在內35輛成品車。均價高達1億美元的訓練坦克——“阿瓊”留給印度的，只有苦澀的回憶。
如果你自己動手制作一盞臺燈，請考慮各種限制因素，填寫下表。（教材P71）
馬上行動
設計相關因素 受何種限制 可能的解決途徑
材料
制造工藝
加工工具
結構造型
尺寸
成本
自己可承受范圍內
木工、鉗工技術不熟練
沒有合適的切削、銼
削、鉆孔工具
加強技能訓練，使用易加工材料
去五金市場購買，請技術老師幫忙
尋找身邊可利用材料
問題不大
造型簡單、無法測試實際壽命
價格、廢物利用
設計強度、穩定性極限測試試驗
文獻法、從教室中獲取信息后修改
“設計要求”包括的內容有：
⑴ 功能（基本、拓展、附加）
⑵ 外形、材料、結構、技術指標等要求
⑶ 完成時間、成本
⑷ 反映的文化內涵等
對解決問題所受到的限制作了全面的分析后，就可以進一步提出具體的具有一定可行性的設計要求了。
臺燈的設計要求
1）功能要求：具有基本的照明功能，同時有適當的輔助功能。
2）技術指標：亮度大于等于300Lx，不反光，不眩目，絕緣度大于1兆歐。
3）外觀要求：美觀，有一定的裝飾效果。
4）耐用性：結構穩固，經久耐用。
5）成本要求：20元人民幣以內。
你認為這個設計要求是否合理，你還有什么補充和修改的嗎？
1. 作用：保證設計有目的、有計劃地順利進行。
2. 如何制定設計計劃？
1）對設計的工作程序進行排列并制定設計計劃
2）制定設計的時間進度計劃表或設計計劃書
為了統籌安排設計進度，合理利用設計資源，并根據時間要求以及設計各個階段的工作量和設計的難易程度，科學、合理地分配時間，在完成設計計劃的基礎上，還需要制定一份時間進度計劃表。設計各階段工作的展開有的可以同時進行，有的需要依次推進。
思考：你認為孫宇的臺燈設計計劃和時間進度計劃表安
排得合理嗎 如果不合理，如何改進 （P89）
明確問題
問題是否明確
問題表述本身
問題產生的原因
提出問題的目的
問題的價值
遵循科學原理
現有技術
是否已解決
普遍意義
投入與產出比
限制因素
設計者的技術能力與條件
設計對象的特點和
問題解決的標準
主要問題
設計計劃
1.有一次，蘭蘭同學家來了幾個客人，蘭蘭同學用一次性塑料杯給客人倒了熱茶水，過了一會兒蘭蘭發現了兩個問題一是塑料杯受熱變軟不好拿，二是客人走動后杯子容易混淆，過后蘭蘭寫信給了塑料杯廠家，提出了對杯子改進的方案。如果你是蘭蘭你明確了什么問題？說說你能向廠方提出怎么樣的方案？
練 習
答題要點:
1.明確問題的要點:①杯子變軟的原因:一是杯壁太薄，二是所用塑料材料不耐熱；
② 杯子易混淆是因為杯子上沒有識別標記；
③現有的材料和技術可以解決以上問題。
2.提出方案的要點:
①解決杯子變軟的問題(在杯壁上設計加固網格
用耐熱材料制造：使用杯套……);
②解決杯子容易混淆的問題(在杯子上印上醒目的數字；在杯子上印色環；在杯子上印上不同圖案、杯子上印上空白標簽……);
技術領域中存在著各種各樣的問題。通過本章的學習，知道問題的來源，樹立發現問題的意識，積極主動地發現問題可以挑戰和拓展人們的能力。掌握一些發現問題的途徑和方法，學會觀察日常生活、收集和分析信息、進行技術研究和技術試驗，可以幫助人們更好地發現問題，發現有價值的問題。
明確問題的內容，確認問題的價值，可以為分析問題解決的條件及實現的可行性、提出設計要求奠定基礎。分析解決問題所受到的主客觀條件的限制，明確設計所應受到的限制和所應達到的標準，進而提出設計任務，可以保證問題的解決和設計工作的順利進行。制定周密的設計計劃對確保設計有目的、有計劃地進行也有著重要的意義。
本章小結

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