資源簡介

(共44張PPT)
從這兩個案例你能得到什么啟發？
（從明確問題相關的角度分析）
永動機
長生不老藥
任務一
明確問題的內容及解決問題受到的限制
發現了問題，只是初步有了一個設計的方向。但到底能不能夠確定為一個設計課題，還需要作進一步的分析，并提出具體的設計任務。
一、問題是否明確
采用一定的方法和手段可以發現很多技術問題，但這些問題可能是模糊不清的，需要我們進一步的加以明確。
明確問題的要素（問題的內容）
問題的目的是否明確
要抓住解決問題的目的和需求
問題表述本身是否明確
要抓住核心概念和主要邏輯
問題產生的原因是否明確
要抓住過程要素和形成因素
問題的應用環境是否明確
要抓住問題情境的變量和變化
第1個問題：表面上看問題是明確的，但當進一步分析時就會發現這款臺燈給誰用，在哪里用等問題都不明確，那么設計的對象就不明確了。
第2個問題：這個問題在于要收集冬天下的雪的用途不明確、范圍不清楚，是用雪控制溫度，還是把雪化成水？收集所有的雪，那就更不可能了。
第3個問題：垃圾的種類很多，有生活垃圾、生產垃圾，有液態的、固態的等，垃圾箱是不會分類的，那么設計的對象就不明確了。
第4個問題：問題在于對教室的環境表述不清楚，對“舒服”的個人感受無法判斷。
二、問題是否有價值
明確了問題的內容之后，還需要確定問題是否有價值。
如何判斷一個問題是否有價值？
1、所提出的問題是否遵循了基本的科學原理。
2、迄今為止，該問題是否已得到解決。
6、解決該問題所需的投入是多少，投入與產出之比是否理想。
4、在多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題。
5、現有的技術條件能否解決這個問題。技術發展以后呢？
3、在你調查的范圍里，該問題是否具有普遍意義。在更廣的范圍內，這個問題是否有意義。
是否有價值？
②能不能把水“變成”油？
　①能否制造出一個不需要任何能源的機械裝置帶動車輛運行？
判斷下列問題的價值：
案例分析：
水變油事件——曾有人聲稱做了大量實驗發明了水變油的技術，即水通過機器后變成了油。水變油一度被宣傳為中國繼古代的“四大發明”之后的第五大發明，這場鬧劇已經使國家損失了四億元。
中國科學史上影響最大的鬧劇“水變油”事件
?
水能變成油嗎？只要有中學水平的科學常識的人都可以回答：不可能。因為水是氫和氧組成的，而油則是由碳和氫組成的。水能燃燒嗎？不能。因為水和二氧化碳是煤和石油產品燃燒后的終極產物，所以水和二氧化碳是最好的滅火物質。然而1983年出來一個王洪成，到處表演水變油的把戲，把一滴神奇的藥液滴到水中后，水就能像油一樣燃燒起來！這就蒙住了不少人，以為真的出現了偉大的發明家。到了1992年底，一些報刊對王洪成大肆吹捧，說這是中國的第五大發明，一個洪成時代到來了。這就吸引了數以百計的單位和企業向王洪成投入了巨額資金，企圖得到他的神奇藥方，賣油發財。然而幾年過去了，任何效益也沒得到，只剩下幾萬元一噸買來的“膨化劑”（實際是肥皂一類的物質）無法處理，這原來是一個偽科學、假技術的大騙局！
第2題：不用充電器給手機充電，問題很明確，完全可以用技術手段解決，如充電寶、手搖充電器等。
第1題：無電磁輻射的手機是不存在的。因為無線信號的傳輸都是通過電磁波實現的，所以無電磁輻射的手機不可能設計成功。
明確問題的內容與價值，除了需要進行一些主觀的分析外，還可以借助于一些研究手段(如信息收集、調查分析等)來進行。
這樣，既可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內容與價值，又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。
案例:臺燈設計活動
1組同學：設計一份調查問卷，對學生進行問卷調查，記錄和總結調查結果。
2組同學：負責到大商場家電部和網絡商城了解現有臺燈的款式、功能及銷售情況。
3組同學：到同學中去利用詢問法展開調查，寫出訪談計劃，記錄并總結訪談結果。
4組同學：通過書籍、網絡等途徑收集相關臺燈方面的資料，寫出查詢計劃，記錄并總結查詢結果。
資料收集工作結束后，四個小組的同學認真地對所調查的資料進行統計、分析，采用柱形圖、三維餅圖等圖表形式繪制出資料的統計結果圖表。
案例：現有的成人口罩存在過大導致無法和兒童面部緊貼、呼吸阻力大對兒童呼吸系統負擔太大等一系列對孩子使用不利的地方。那么什么樣的口罩才適合孩子使用呢？
在明確問題的內容與價值之后，還應明確解決這一問題所受到主客觀條件的限制，明確設計所應受到的限制和所要達到的標準，進而提出設計任務。
三、解決問題受到的限制
問題的解決和設計的進行受到的限制主要是由兩個方面決定的：
1、設計對象的特點和問題解決的標準
2、設計者的技術能力與條件
就設計對象而言，一方面，不同的設計對象往往具有不同的特點，其產品的功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面的設計標準也有所不同。如兒童玩具在外觀上一定要生動活潑、色彩鮮艷，安全性能絕對可靠；在大小、結構等方面要考慮兒童的四肢、力量、心理等方面的特點等。
兒童專用坐便器
新奇的兒童床
兒童專用最原創和最時髦的行動電話—M01
這只兒童專用的GSM
行動電話擁有一些特別的功能，包括可以透過聯絡人清單鎖定撥出和接聽的電話，限制短信發送，甚至只能接收某些聯絡人的短信。兩個快速撥號鍵，可以直接撥給老爸和老媽。
我們制作兒童口罩所受到的限制因素？
設計相關因素
是否受限制
可否執行國家相應技術規范
材
料
制造工藝
結構造型
質
量
成
本
時
間
……
我們在明確此問題的內容與價值之后，還應明確解決這一問題我們會受到哪些方面的限制？
一、防護性能方面，兒童防護口罩要求顆粒物過濾效率不低于95%，防護效果不低于90%；兒童衛生口罩要求顆粒物過濾效率不低于90%，細菌過濾效率不低于95%。
二、舒適性能方面，考慮兒童生理發育階段的呼吸特征，兒童防護口罩要求呼氣阻力和吸氣阻力均不高于45Pa；兒童衛生口罩要求通氣阻力不高于30Pa。在口罩佩戴的舒適性方面，標準推薦采用可調節式口罩帶。
三、安全性能方面，口罩應能安全牢固地罩住口、鼻、下頜，不應存在可觸及的銳利尖端和銳利邊緣，不應明顯影響視野；口罩原材料不得使用再生料和可導致不良反應的材料，不應經過有氯漂白；配有呼吸閥的口罩，其呼吸閥應牢固不變形，內部件不應脫落；不應使用系帶式口罩帶；鼻夾應承受20次對折不斷裂；口罩內層材料不應印花或染色。標準嚴格規定了有害物質殘留，甲醛含量不高于20mg/kg；口罩外層的印花圖案不應掉色，禁用可分解致癌芳香胺染料；環氧乙烷滅菌殘留量不得高于2μg/g；不得檢出可遷移性熒光增白物質。標準還規定了微生物指標應達到一次性衛生用品要求。
兒童口罩的生產標準
對于有些產品（如門鎖）則在精細程度、可靠性、制作工藝等方面有其具體的標準。
另一方面，設計對象還可能會受到諸如成本、環境等的限制，如一幢建筑物的設計、一項工程的設計往往都有一定的預算，對其設計對象生產的成本、經費等都有一定的限制。
注意可懸浮臺燈的使用對象及使用環境，可能受到價格、大小、材料和控制方式等方面的限制。
一個問題的解決或一項任務的完成，除了設計對象所涉及的標準和因素的限制外，還受到問題解決者或設計者的主客觀條件的限制：
主觀條件：主要其是否具有解決問題所需要的知識和技能。
客觀條件：問題解決或設計的過程往往要消耗一定的人力、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。
臺燈設計與制作的一般要求:
(1）功能要求：實用性、方便攜帶等輔助功能；
(2）技術指標：光源穩定、保護視力、安全可靠、光亮度可調節；
(3）外觀要求：美觀
，具有一定的裝飾效果；
(4）耐用性：結構穩固、經久耐用；
(5）光源選擇：節能環保，具有較寬的光譜范圍，具有較長的使用壽命及較高的穩定性，要保障光源在長時間運行狀態下能夠持續穩定的提供照明環境；
（6）供電方式：直流供電；
（7）成本要求：30元以內。
任務二
明確設計要求及編寫設計計劃
不夠合理。如沒有考慮臺燈的使用環境要求，
“功能要求”不明確，
“技術指標”只限定了光源指標，
但電氣、環保等指標沒有要求，
“光源選擇”應該考慮光譜特征、壽命特性、效率等。
三、設計計劃
為了保證設計的順利實現，我們需要制定設計計劃，設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行。
為了統籌安排設計進度、合理利用設計資源，并根據時間需要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。如：下表（教材P73）
臺燈設計時間進度表
1、某學校因發展的需要，要在校園內安裝電子顯示屏，因沒有廣泛征求老師和同學的意見，結果等到電子顯示屏安裝好之后才發現，校園內師生和校外來訪人員不方便看到顯示屏上的內容。造成這樣結果的原因是發現與明確問題的（
）沒有做到位。
A．發現問題的途徑
B．明確問題的內容
C．明確問題的價值
D．明確問題的限制條件
D
2、小明發現用普通的臺燈看書比較傷眼睛，于是他決定設計一款護眼臺燈。在確定問題的價值時，他查閱了大量的資料，發現已有護眼臺燈很多，相關技術也很成熟，因此確定該問題的研究價值不高。小明判斷依據是(
)。
A.
問題缺乏科學性
B．問題已得到解決
C．現有的技術條件不能解決該問題
D．問題無普遍意義
B
3、章鴻同學準備對如圖所示的一款3D眼睛進行改進設計，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．技術能力與條件
C．市場調查的方法
D．試驗方法
B
某設計師查閱相關數據后，發現火災中大多數人死亡的原因是吸入毒性氣體。于是他設計了如圖所示的消防裝置，由滅火器和防毒面具組成，既能滅火又能保護使用者。請回答4-5題。
4.該設計師發現問題的途徑是:(
)
A．觀察日常生活
B．科學實驗
C．技術試驗
D．收集和分析信息
5.在設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計限制因素的是(
)
A．滅火器的技術規范
B．火災發生的原因
C．制作成本
D．設計者的設計能力
D
B

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