資源簡介

N
F
S
O
A
I
第三單元
發(fā)現(xiàn)與明確問題
H
回顧
設(shè)計的一般過程
發(fā)現(xiàn)問題
【案例分析】美國福特公司案例
1923年美國福特汽車公司的一臺巨型發(fā)電機出現(xiàn)了故障，全公司所有工程師兩三個月也沒找出毛病在哪，只得請來了德國的電機專家來修理。這位德國專家來了以后，用了兩天兩夜的時間呆在發(fā)電機旁，這看看，那聽聽，最后他在發(fā)電機的頂上劃了一條線并告訴修理工，將頂蓋打開，將劃線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。（酬金多少？）
這位德國專家向福特公司索要1萬美元的酬金。很多人認(rèn)為不值，因為故障很簡單，排除也很容易。
但福特的老總認(rèn)為值。因為他發(fā)現(xiàn)了問題，而不在于排除故障的復(fù)雜與簡單。
發(fā)現(xiàn)問題

提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅僅是一個科學(xué)上的實驗技能而已。而提出新的問題，新的可能性，以及從新的角度看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。
——愛因斯坦
1
2
3
概念
分類
意義
生活中為我們所不知而需要解答的話題
推動技術(shù)發(fā)展和人類進(jìn)步
科學(xué)問題
社會問題
技術(shù)問題
是什么？為什么？
毒品問題，大學(xué)生就業(yè)問題，工人下崗，失業(yè)問題
做什么？怎么做？
p64馬上行動
一、技術(shù)問題從哪里來？
顯性需求驅(qū)動
需求
1.人類生存必然遇到的問題（衣食住行）
2.別人給定亟需解決的問題
p65 青蒿素的發(fā)現(xiàn)與提取
案例分析：青蒿素的發(fā)現(xiàn)與提取
思考：1、屠呦呦團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了什么技術(shù)問題？
2、她們是如何發(fā)現(xiàn)這些問題的？
3、你覺得還可以怎樣發(fā)現(xiàn)問題？
思考：1、屠呦呦團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了什么技術(shù)問題？
2、她們是如何發(fā)現(xiàn)這些問題的？
3、你覺得還可以怎樣發(fā)現(xiàn)問題？

3、在日常生活中，還可以利用觀察法來發(fā)現(xiàn)問題。
1、發(fā)現(xiàn)青蒿對治療瘧疾有效果，但試驗表現(xiàn)卻不穩(wěn)定；發(fā)現(xiàn)提取青蒿素的方法特殊，關(guān)鍵在于溫度；發(fā)現(xiàn)在動物身上進(jìn)行藥物試驗時，有些被治愈了，有些卻導(dǎo)致了死亡……
2、發(fā)現(xiàn)問題主要運用了文獻(xiàn)法和試驗法。
如：當(dāng)汽車的速度超過200Km/h時，空氣阻力的問題越來越明顯。
為了解決這個問題，人們設(shè)計了外觀呈流線型、水滴型的汽車。
(2) 別人提出由設(shè)計者解決的問題
一、技術(shù)問題從哪里來？
顯性需求驅(qū)動
需求
1.人類生存必然遇到的問題（衣食住行）
2.別人給定亟需解決的問題
隱性需求驅(qū)動
3.主動發(fā)現(xiàn)的潛在需求問題
第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的
p65 電話的發(fā)明
閱讀P65《電話的發(fā)明》
思考：
1.貝爾的設(shè)計針對的是什么
技術(shù)問題？
“人類的聲音是否也能夠
通過電線來傳遞”
2.這個問題從何而來？
是貝爾發(fā)現(xiàn)并研究解決的問題
基于一定的目的，由設(shè)計者自己主動地發(fā)現(xiàn)問題并試圖解決
而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動地思考，這類問題的發(fā)現(xiàn)，一方面可以挑戰(zhàn)和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。
養(yǎng)成觀察的習(xí)慣，有目的地去觀察。
制定好觀察提綱，有計劃地實行觀察。
二、發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法
1、觀察日常生活
二、發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法
表象
問題
需求
需求
1、觀察日常生活
（同理心）
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觀察用戶使用鋼絲鉗剪斷鐵絲的過程，你能從中發(fā)現(xiàn)鋼絲鉗中存在的問題嗎？
鋼絲鉗在剪斷鐵絲時，動力臂太短，不夠省力。
剪斷的鐵絲會崩飛，存在安全隱患。
每次操作都得打開刃口、放入鐵絲、合攏刃口、施力，太費事。
……
同學(xué)們發(fā)現(xiàn)的問題……
2、收集和分析信息
了解用戶體驗
發(fā)現(xiàn)需求問題
收集一手信息
2、收集和分析信息
對比下圖鋼絲鉗，你能發(fā)現(xiàn)什么問題？
發(fā)現(xiàn)的問題……
鉗柄為什么要設(shè)計成不同的形態(tài)呢？
鋼絲鉗鉗柄之間的夾角都一樣嗎？如何確定的？
哪一把鋼絲鉗使用起來更舒適、高效、健康呢？
鉗柄上的摩擦處理材料一樣嗎？效果如何？
全金屬的鋼絲鉗會打滑嗎？在什么場合使用呢？
鉗柄的顏色只是為了美觀嗎？有什么講究嗎？
……
2、收集和分析信息
從表象走向深層
3、技術(shù)研究和技術(shù)試驗
目的：了解使用鋼絲鉗剪斷鋁絲時手掌受力情況
工具和材料：鋼絲鉗、電吹風(fēng)、超輕黏土、Ф3mm鋁絲
過程：
1、將厚度約10mm的長條形超輕黏土貼在
鉗柄外側(cè)；
2、用電吹風(fēng)吹干超輕黏土表面后，使用
該鋼絲鉗剪斷Ф 3mm的鋁絲；
3、觀察鉗柄上超輕黏土的變形情況。
技術(shù)試驗
握持狀態(tài)下手掌壓力分布狀況
拇指部位展開圖
手掌部位展開圖
思考：結(jié)合試驗感受與結(jié)果以及上圖，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？
正
反
3、技術(shù)研究和技術(shù)試驗
不同的用戶，手掌大小不同、用力習(xí)慣和位置不同，在鉗柄上的受力點就不同，那么，鉗柄的設(shè)計對于不同用戶來說是否應(yīng)該有所區(qū)分呢？
手掌的大魚際部位、手指的指跟部位受力相對更集中，拇指和中指相對于其他手指來說受力更集中，鉗柄的設(shè)計要怎樣盡量克服受力集中的問題呢？
……
同學(xué)們發(fā)現(xiàn)的問題……
3、技術(shù)研究和技術(shù)試驗
對已有技術(shù)問題的研究中發(fā)現(xiàn)與之相聯(lián)系的新問題。
青蒿素
紅斑狼瘡
雙氫青蒿素
從已有的研究結(jié)論中發(fā)現(xiàn)新的問題。
瘧疾
抗藥性
小結(jié)
一、發(fā)現(xiàn)問題是開展技術(shù)設(shè)計的起點；
問題林林總總，重點關(guān)注技術(shù)問題；
問題來源多樣，側(cè)重主動發(fā)現(xiàn)問題；
二、發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法主要有：
觀察日常生活
收集和分析信息
技術(shù)研究和技術(shù)試驗。
假如你是左圖情境中的主人公。你的臺燈可以調(diào)節(jié)亮度、結(jié)構(gòu)簡單，但是功能單一、耗電量大、造型沒有特色。
臺燈的整體尺寸比較大而且無法折疊收納。文具和水杯隨意擺放在它的旁邊，容易散落和傾灑。時鐘掛在墻上，不方便觀看……
梳理你從情境中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)問題，并記錄下來。
情景導(dǎo)入
能否設(shè)計一款多功能學(xué)習(xí)用燈？
明確問題
2
能否設(shè)計一款多功能學(xué)習(xí)用燈？
明確問題
對象
需求
限制
原因
……
如何將問題轉(zhuǎn)化為一個設(shè)計課題？
發(fā)現(xiàn)的問題：能否設(shè)計一款多功能學(xué)習(xí)用燈？
明確問題
2
明確問題的方法與途徑
具體做什么？
想一想：細(xì)化問題的哪些內(nèi)容？
產(chǎn)生的原因：臺燈功能單一且尺寸較大、學(xué)具無處收納、看時間不方便
目的：臺燈可折疊且能收納學(xué)具并能時間提醒
應(yīng)用環(huán)境：學(xué)生用書桌
問題表述：一款可折疊式多功能學(xué)習(xí)用燈的設(shè)計
對象+需求+原因
問題所涉及的環(huán)境
滿足人的需求
想一想：如何進(jìn)一步細(xì)化問題的要素？
材料
功能
開關(guān)
燈罩
成本
燈泡
……
根據(jù)具體的設(shè)計對象進(jìn)行要素細(xì)化
明確問題
2
明確問題的方法與途徑
值不值得做？
判斷問題的價值
—— 值不值得做？
（1） 所提出的問題是否遵循了基本的科學(xué)原理。
（2）迄今為止，該問題是否已得到充分解決。
（3） 在你調(diào)查的范圍里，該問題是否具有普遍意義，在更廣的范圍內(nèi)，這個問題是否有意義。
能否制造一個不需要任何能源的機械裝置帶動車輛運行
與設(shè)計有關(guān)，有沒有必要再投入人力與經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步解決問題
與設(shè)計、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)有關(guān)，設(shè)計該產(chǎn)品有意義嗎？有生存的價值嗎？
（科學(xué)性）
（新穎性）
（意義性）
（4） 在多個問題同時發(fā)生時，該問題是不是主要問題。
（5）現(xiàn)有的技術(shù)條件能否解決這個問題。技術(shù)發(fā)展以后呢？
（6）解決該問題所需的投人是多少，投人與產(chǎn)出之比是否理想。
判斷問題的價值
—— 值不值得做？
（實用性）
（可行性）
（效能性）
先解決首要問題，再解決次要問題。
技術(shù)成熟嗎，是否要創(chuàng)新？是否推動社會的發(fā)展，設(shè)計是技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動，與是否有能力解決有關(guān)
與設(shè)計、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)有關(guān)，產(chǎn)品能不能賣出去，需要多大量，是否有經(jīng)濟(jì)效益？
是否符合科學(xué)原理
是否已得到充分解決
是否具有普遍意義
是不是主要問題
現(xiàn)有技術(shù)能否解決
投入產(chǎn)出比是否理想
判斷問題的價值
主觀分析后有的疑問
學(xué)習(xí)用燈用什么材料更加合適？
外觀做成什么樣子更受歡迎？
開關(guān)用什么方式更加方便？
能承受的成本價格是多少？
細(xì)化的手段——信息收集、調(diào)查分析
調(diào)查問卷
統(tǒng)計圖表
判斷下列問題的價值：
小試牛刀
1.能否設(shè)計一款方便穿戴的防護(hù)服？
2.能否設(shè)計一款適用于高危、高污染性環(huán)境中的聽診器？
3.病人使用過的用品具有高污染性，怎么樣處理？
4.怎么樣讓病人跳舞好看？
5.怎樣將疫情期間所下的雪收集起來？
6.疫情期間，在口罩千金難求的時候怎么設(shè)計一款口罩、尤其是兒童口罩？
7.能否下雨天不帶傘但也不會淋濕身體？
8.能否去火星上種果樹？
9.能不能把水“變成”油？
實用、新穎、有意義
不新穎
無意義、不實用
不科學(xué)
不新穎
不新穎、不是主要問題
不科學(xué)
不科學(xué)
實用、有意義
明確問題
2
明確問題的方法與途徑
能不能做？
分析解決問題受到的限制
—— 能不能做？
外觀、安全性能、大小、結(jié)構(gòu)……
精細(xì)程度、可靠性、制作工藝……
小組討論：該臺燈的設(shè)計會受到哪些限制？
可懸浮臺燈
充電式臺燈
幻彩臺燈
技術(shù)
成本
實用
成本
安全
意義
健康
P76寫一寫：針對自己的設(shè)計，分析解決問題受到的限制
想一想：如何明確可行的設(shè)計要求？
可折疊式多功能學(xué)習(xí)用燈
功能要求
技術(shù)指標(biāo)
外觀要求
耐用性
光源選擇
供電方式
成本要求
設(shè)計對象的特點及應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計課題：一款可折疊式多功能學(xué)習(xí)用燈
設(shè)計要求
思維碰撞
設(shè)計課題：一款可折疊式多功能學(xué)習(xí)用燈
設(shè)計要求：
（1）使用功能：學(xué)習(xí)照明、收納文具、時間顯示
（2）技術(shù)指標(biāo)：照度≥250????????距光源300????????處，頻閃≥3125Hz。
（3）外觀要求：美觀，簡潔，方便收納
（4）光源選擇：全色光源，節(jié)能環(huán)保
（5）供電方式：直流供電（電壓≤12V）。
（6）成本要求：100元以內(nèi)。
?
耐用性？
材料要求？
制訂設(shè)計計劃
目的：統(tǒng)籌安排設(shè)計進(jìn)度，合理利用設(shè)計資源
四大要素：
（1）工作內(nèi)容 （做什么）　　
（2）工作方法 （怎么做）
（3）工作分工 （誰來做）　
（4）工作進(jìn)度 （什么時間做）
設(shè)計計劃
1.設(shè)計計劃
設(shè)計計劃表
甘特圖
2.時間進(jìn)度計劃
設(shè)計計劃書
當(dāng)堂檢測
1、某學(xué)校因發(fā)展的需要，要在校園內(nèi)安裝電子顯示屏，因沒有廣泛征求老師和同學(xué)的意見，結(jié)果等到電子顯示屏安裝好之后才發(fā)現(xiàn)，校園內(nèi)師生和校外來訪人員不方便看到顯示屏上的內(nèi)容。造成這樣結(jié)果的原因是發(fā)現(xiàn)與明確問題的（ ）沒有做到位。
A．發(fā)現(xiàn)問題的途徑
B．明確問題的內(nèi)容
C．明確問題的價值
D．明確問題的限制條件
D
當(dāng)堂檢測
2、小明發(fā)現(xiàn)用普通的臺燈看書比較傷眼睛，于是他決定設(shè)計一款護(hù)眼臺燈。在確定問題的價值時，他查閱了大量的資料，發(fā)現(xiàn)已有護(hù)眼臺燈很多，相關(guān)技術(shù)也很成熟，因此確定該問題的研究價值不高。小明判斷依據(jù)是( )。
A. 問題缺乏科學(xué)性
B．問題已得到解決
C．現(xiàn)有的技術(shù)條件不能解決該問題
D．問題無普遍意義
B
當(dāng)堂檢測
3、章鴻同學(xué)準(zhǔn)備對如圖所示的一款3D眼睛進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，他在解決這個問題的過程中可能受到的限制是( )
A．信息收集的來源
B．技術(shù)能力與條件
C．市場調(diào)查的方法
D．試驗方法
B
當(dāng)堂檢測
某設(shè)計師查閱相關(guān)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)中大多數(shù)人死亡的原因是吸入毒性氣體。于是他設(shè)計了如圖所示的消防裝置，由滅火器和防毒面具組成，既能滅火又能保護(hù)使用者。請回答4-5題。
4.該設(shè)計師發(fā)現(xiàn)問題的途徑是:( )
A．觀察日常生活 B．科學(xué)實驗
C．技術(shù)試驗 D．收集和分析信息
5.在設(shè)計過程中需要明確解決問題受到的限制，下列不屬于該裝置設(shè)計限制因素的是( )
A．滅火器的技術(shù)規(guī)范 B．火災(zāi)發(fā)生的原因
C．制作成本 D．設(shè)計者的設(shè)計能力
D
B
小 結(jié)
問題的應(yīng)用環(huán)境
科學(xué)原理
調(diào)查分析
小 結(jié)
不同特點
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不同
受成本和環(huán)境限制
主觀條件：知識和技能
客觀條件：人力、物力、財力
同時
依次
課后作業(yè)
1、針對可折疊式多功能學(xué)習(xí)用燈，明確你的設(shè)計要求
2、制訂一份制作可折疊式多功能學(xué)習(xí)用燈的設(shè)計計劃
U
H
N
O
A
K
T
Y

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