发现问题和明确问题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,总说,分说,第三章：设计过程、原则及评价,第四章：发现与明确问题,第五章：方案的构思及其方法,第六章：设计图样的绘制,第七章：模型或原型的制作,第八章：技术产品的使用和保养,第四章 发现与明确问题,一、发现问题二、明确问题,你认为值吗?为什么?,发现问题的重要性：从技术的角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程,故障果然被排除了。,美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障，很多人都修不好，只得请来了德国的电机专家来修理。这位德国专家来了以后，用了两天两夜的时间呆在发电机旁，这看看，那听听，最后他在发电机的顶上划了一条线并告诉修理工，将顶盖打开，将划线处的线圈减少16圈。,这位德国专家向福特公司索要1万美元的酬金,。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为值。因为他发现了问题。而不在于排除故障的复杂与简单。,爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”在技术世界里如果不能发现问题，设计就不会完善，技术就不能革新。,思考：,如果我们人类不能发现问题，我们现在的生活会是怎样一幅景象？,1、人类生存活动中必然会遇到的问题.,2、别人给出的问题，设计者必须针对问题寻求解决方案,3、基于一定的目的设计者自己主动发现问题.,（一）、问题从哪里来？,1、人类生存活动中必然会遇到的问题.,为了解决进食，中国人设计了筷子，西方人发明了刀叉。,2、别人给出的问题，设计者针对问题寻求解决方案。,当速度越快，空气阻力越明显。为解决这个问题，人们将外观设计成流线型。,3、基于一定的目的设计者自己主动发现问题.,主动去发现问题,需要积极主动的思考，需要细致入微地工作，需要独具慧眼的发现。,贝尔的设计针对的是,如何让声音通过电传输的问题,要把卫星送上太空，必须研制大推力火箭。,（二）、发现问题的途径与方法：,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,发现问题的能力是一种技术素养，也是创新的基本能力之一,问题存在于世界的角角落落，存在于生活的方方面面，我们不仅要有主动发现问题的意识，还需要掌握发现问题的方法。,P79页新式纺纱机的诞生,詹姆斯哈格里沃斯无意中,将家中的纺车碰翻了，看到,原来水平放置的纺车锤变成,了垂直竖立，仍在不停地转动,得到启示：,纺车锤竖立时仍能,转动，要是并排使用几个竖立,的纺锤，不就可以同时纺出好,几根纱吗？,1、观察日常生活,P79页马上行动,曾经有人观察到：,1、人躺着用直吸管吸取杯中的水或饮料时，如果管子弯折了，就无法喝到水；,2、人们在喂婴儿食物时不知道冷热，会烫着孩子；,3、使用折叠式剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。,可伸缩弯曲吸管,变色防烫碗,电动剃须刀,当有人在向猪肉内灌水？,南京第42中高三学生周浩，发现市场上有很多猪肉都有注水现象，怎样才能辨别猪肉是否是注水肉呢？经过一年多的努力，他成功发明了一种测定仪器。,他的依据是肉和水都是导电体，如果肉里加注一定量的水，肉的导电率就会相应改变。他边实验边改进，最终制作出了测试仪。,该发明在第五届中国发明展览会上荣获银奖。,中学生潘立群，在一次偶然的机会了解到全国有色障者近6500万，当时脑海中就闪现出一个想法：,能否发明一种色障者也可识别的交通信号灯？,得到老师指点后，潘立群着手研究各种信号灯的闪烁规律，了解到色障者只是无法辨别颜色，但具有与常人同样的光感和图形识别能力。潘立群经过分析认为，可利用光的闪烁和图形来方便色障者，并发明了这种交通道路信号灯。他通过改变电路在红灯中加“,”图形，在黄灯中加“-”图形，绿灯保持不变。红灯亮时“,”同时闪烁表示禁行，黄灯亮时“-”同时闪烁表示等待，绿灯不变表示通行。这样色障者,也能看到“红绿灯”，而且不需增加成本。,该作品在丹麦首都哥本哈根举行的国际,中学生创新成果展评中获得最高奖项,“最佳国际优秀项目奖”。,X,-,2、收集和分析信息,台灯使用中的苦恼,升入高中后，孙宇感到学习内容不但增多了，而且有了一定的难度，晚上学习时间随之加长。,家里的台灯让孙宇伤透了脑筋：,写作业时，凌乱的书有时会将台灯碰倒；,汽车鸣笛声会使声控灯突然熄灭；,灯光太弱，得将眼睛靠近课本，使腰酸背疼、视力下降；,班上多数同学竟然存在同样的苦恼。,怎样的台灯才适合学生使用呢？,P81页小资料：,问卷调查1、问卷分类 2、调查问卷设计的原则,（1）、开放式问卷：,你最喜欢的是怎样的运动,（2）、封闭式问卷：,请你在ABCD中选出最满意的一项,（3）、混合式问卷：,既有开放式又有封闭式的栏目,（1）、把被调查者作为问卷设计的出发点，忌问卷设计的太长，问题太多，需要填写的量太大；（2）、忌问卷中要求被调查者进行难度较大的回忆和计算；（3）、对阻碍问卷调查的因素有明确的认识；（4）、从多个不同的角度来考虑问卷的设计。,同学你好！我们高二（15）班正计划设计一款供高中学生使用的台灯，请对以下各项作出选择，谢谢！ 台灯设计项目组 11月18日 1、功能,照明 加日历 加笔筒 加温度计 加时钟加计算机 加应急灯 加装饰 亮度调节,2、开关,手动开关 声控开关 触摸式开关光控开关 调光开关,3、支撑架材料,金属 塑料 木材 金属与塑料结合,4、结构形式,固定式 折叠式 升降式,5、灯泡,节能灯 白炽灯 小日光灯,6、灯罩形式,普通反光式 艺术造型式 其他形式,7、能承受的成本价格,10元以内 10-20元 20-30元 30-50元 50元以上,8、其他要求,台灯需求,问卷调查表：,分组讨论,：,确定一个时间段（一天、一周、一月），回顾一下，自己遇到了一些什么问题？问题产生的原因是什么？有没有解决的办法？,P81页马上行动：高佳佳同学选定各20个人，进行了问卷调查。请根据统计汇总表,，提炼出你发现的问题,问卷调查对象,材料,形状,色彩,价格,纸质,塑料,陶瓷,金属,椭圆柱,圆柱,方柱,明亮,淡雅,灰暗,抵挡,中档,高档,儿童,3,7,7,3,8,7,5,12,5,3,10,6,4,中学生,3,5,6,6,4,7,9,9,8,3,6,12,2,上班族,8,2,5,5,6,5,9,6,8,6,3,8,9,老人,4,5,8,3,6,10,4,5,12,3,12,5,3,儿童喜欢,塑料或陶瓷材质的、椭圆或圆形的、明亮、低档的茶杯,，,中学生,喜欢,，,上班族,喜欢,P82页思考：,假如你询问的内容涉及到对方的隐私，应怎么办？,可以不了解就尽量不提问；若必须了解，可以先向对方说明必须了解该情况的原因，并保证不泄露他的隐私；如果对方不愿意答复，不要坚持，以示对对方的尊重。,3、技术研究与技术试验,P82页阅读,伽利略与体温计,在一次课上，伽利略与学生一起做技术试验时，看到水温升高后罐内水位就会升高，由此突然想到一个技术问题：,“能不能利用热胀冷缩的原理制造出体温计呢？,”,技术研究、技术试验是重要的技术活动。,通过技术研究、技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。,P83页讨论：,谈谈技术试验对发现问题有什么重要作用？,P83页思考：,你认为发现问题的途径和方法还有哪些？,观察日常生活,收集和分析信息,技术研究和技术试验,他人求助的问题,联想产生的问题,梦中的灵感,技术试验是技术是否成功的验证，更是发现问题、探究规律、优化技术的关键,二、 明确问题,1、,明确问题的内容和价值,2、,明确解决问题受到的限制及具体的设计任务,3、,设计计划,日常生活中我们会遇到各种各样的问题，有些“小”问题对整个事件的解决作用很小，不是主要矛盾。但还有一些问题，却隐藏着巨大的商机，甚至能推动技术或社会文明的进步。这就需要你具有一双慧眼和一个思维敏捷的头脑，并拥有一定的前瞻性和基本的判断方法。,案例分析：,1883年,，美国发明家爱迪生为了寻找白炽灯的最佳灯丝材料，曾做过一个小试验。在真空白炽灯泡内部炭丝附近安装了一小截铜丝，,希望铜丝能阻止炭丝蒸发,。试验结果使爱迪生大失所望，但在无意中，他发现，,没有连接在电路里的铜丝却产生了微弱的电流,。爱迪生并不重视这一现象，只是把它,记录在案,，申报了一个未找到任何用途的专利，称之为“爱迪生效应”。,“爱迪生效应”,2年后,惊动了大洋彼岸的英国青年电气工程师,弗莱明,，他认为：一定可以为,热电子真空发射,找到实际用途。经过反复试验，他终于发现，如果在,真空灯泡里,装上炭丝和铜丝分别充当阴极和阳极，灯泡里的,电子就能实现单向流动,。1904年，弗莱明研制出一种能够充当交流电整流和无线电检波的特殊灯泡“,热离子管,”（即真空二极管或电子管）,-对电子技术的发展作出了巨大的贡献。,发现问题后,必须明确问题,1、明确问题的内容与价值,2、明确解决问题受到的限制及具体的设计任务,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?,回收？,只有放（发射）出去才能谈回收；,不明飞行物？,是“,UFO？,”还是特指的哪个具体物体,这一问题无法明确,问题表述本身不明确、问题产生的原因也不明确，提出问题的目的也不够明确。,(2)问题是否有价值,是否遵循了基本的科学原理目前是否尚未充分解决是否具有普遍的意义是否是主要问题现有技术能否解决，技术发展以后呢？所需的投入是多少?投入与产出的比是否理想?,怎样才能将冬天下的雪都有效利用起来？,全部？,不可能；,全部收集,不必要！,这个问题没有价值！,大批从中国北方甚至远在西伯利亚的候鸟，南下到当地“歇脚”时，遭当地居民捕杀。,这是一个社会问题，不是技术问题！,明确问题的内容与价值，除了需要进行一些主观的分析外，还可以借助于一些,研究手段,(如信息收集、调查分析等)来进行 .,收集信息,设计调查问卷表并进行调查,-大商场销售部了解现有的款式、功能、销售情况,-制定访谈提纲对使用者展开调查,-通过书籍、网络等渠道收集有关资料,统计分析,-分类统计,台灯访谈结果统计,台灯开关调查统计结果柱形图,台灯支撑架结构材料的调查统计结果三维饼形图,手动,触摸,光控,声控,其他,32,28,24,12,4,金属19%,塑料30%,木料46%,金属与塑料结合5%,2.明确解决问题受到的限制及具体的设计任务,限制主要由两方面决定：,设计对象的特点和问题解决的标准,设计者的技术能力与条件,P88页马上行动：,如果你自己动手做一盏台灯，请考虑各种限制因素，填写下表,设计相关因素,是否受限制,可否执行国家相应技术规范,材料,制造工艺,结构造型,标准件,质量,成本,时间,提出设计要求如下：,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300lx，不反光，不眩目，绝 缘度1M,。,3、外观要求：美观，具有一定的装饰效果。4、耐用性：结构稳固，经久耐用。5、成本要求：20元人民币以内,产品设计计划,三、设计计划,为了保证设计的顺利实现，需要制定设计计划，设计计划可以更好地保证设计的有目的、有计划地进行。,a：发现与明确问题：调查需求、统计汇总、明确要求；,b：制定设计方案：收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选；,c：制作模型：绘制图样、台灯制作；,d：测试、评估及优化：对照设计要求测试、评估、优化；,e：产品的使用和维护：设计一份台灯的产品说明书；,发现与明确问题,调查需求,调查统计,明确要求,制定设计方案,收集信息,设计分析,方案构思,方案呈现,方案筛选,制作模型,绘制图样,模型制作,测试、评估及优化,设计一份产品说明书,使用和维护,测试,评估,优化,周次,内容,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,P89页思考：,你认为孙宇的台灯设计计划和时间进度计划表安排得合理吗？如果不合理，如何改进？,不够合理：,如缺少技术试验这一重要环节如模型制作的时间安排过长，优化这一环节的时间过短等,台灯设计计划书,周次,项目,内容及要求,1,资料收集与分析,1-5,制定设计方案,从所得的一些资料构思出一些初步方案，在发掘资料中得有用数据，制作方法和材料等，确定是可行的设计，并绘制该台灯的草图,5-9,制作台等模型,8-11,测试、评估及优化,试验及检验台灯的性能，看看是否适用，必要时修改产品，以求更佳效果,根据发现的问题进行需求调查；进行统计分析、明确设计要求；完成相关信息的收集；开始进行设计分析。,筛选确定设计方案；绘制出三视图；根据图样制作产品的模型或原型,一、发现问题,（一）问题的来源,1、人类生存活动中必然会遇到的问题,2、别人给出，设计者针对问题寻求解决方案,3、基于一定的目的由设计者自己主动发现问题,（二）发现问题的途径与方法,1、观察日常生活,2、收集与分析信息,3、技术研究与技术试验,第四章：发现与明确问题,一、发现问题,二、明确问题,4、他人求助,5、联想产生,6、梦中灵感,二：明确问题（一）、明确问题的内容与价值1、问题是否明确2、问题是否有价值（二）、明确解决问题受到的限制及具体的设计任务1、分析限制因素的内容及原因2、提出可行性的设计要求（三）、设计计划1、制定设计计划书2、制定时间进度计划表,