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1、,教師 董李鵬,發(fā)現(xiàn)與明確問題,1,發(fā)現(xiàn)問題,明確問題,發(fā)現(xiàn)問題,2,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,美國福特汽車公司的一臺大型發(fā)電機出現(xiàn)了故障，很多工程師都修不好，后來請來了德國的電機專家斯坦門茨來修理。斯坦門茨來了以后.,3,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,提出（發(fā)現(xiàn)）一個問題往往比解決一個問題更為重要，因為解決一個問題也許只是一個數(shù)學上或實驗上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度看舊問題，卻需要創(chuàng)造性的想像力，而且標志著科學的真正進步。 愛因斯坦,從技術的角度看，人類進步與發(fā)展的過程就是不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷進行設計，從而解決問題的過程。,4,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,在生活中，有很多為我們所不知而需要解答的話題
2、，這就是問題。通常有科學問題，社會問題，技術問題。,問題的來源,5,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,第一種:人類生存活動中必然會遇到的問題,問題的來源,例如：為了解決進食，中國人設計了筷子，西方人設計了刀叉。,6,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,問題的來源,7,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,第二種:由別人給出問題，設計者必須針對問題尋求解決方案,問題的來源,例如：當汽車的速度超過200Km/h時，空氣阻力的問題越來越明顯。為了解決這個問題，人們設計了外觀呈流線型的汽車。也有人說：“我燒菜時放鹽的量老是控制不好。”,電子顯示型,流線型的車,8,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,問題的來源,流線型設計,9,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,第三種:基于一定的目的由設計
3、者自己主動地發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決它,問題的來源,案例 電話的發(fā)明,世界第一部電話,思考：貝爾的設計針對的是什么問題？這個問題從何而來？,貝爾針對的是如何讓聲音通過電傳輸?shù)膯栴}；是貝爾發(fā)現(xiàn)并研究解決的問題。,10,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,1. 觀察日常生活 2. 收集和分析信息 3. 技術研究與技術試驗,11,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,觀察日常生活對生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引發(fā)一個問題的發(fā)現(xiàn)。,案例 新式紡紗機的誕生,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,哈格里夫斯和珍妮機,12,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,你知道下面這些問題的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了哪些設計和發(fā)明嗎？,1. 當人生病需要躺著用直吸管吸取杯中飲料時，如
4、果管子彎折了，就喝不到飲料。 2. 人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會燙著孩子。 3. 在使用折疊剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚。,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,13,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,對于日常生活的問題還可以有目的、有計劃地實行觀察。,1. 養(yǎng)成觀察習慣，邊觀察邊思考 2. 制定好觀察計劃(提綱) 3. 按計劃(提綱)實行觀察，作好紀錄，最后整理、分析、概括觀察結果，作出結論,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,14,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,收集和分析信息信息時代，信息層出不窮。通過對文獻、網(wǎng)絡、媒體信息的收集、檢索和分析可能會發(fā)現(xiàn)有價值的問題，通過問卷、訪談也會有驚人的發(fā)現(xiàn) 。,對文獻信息進行收集、分析的方法。,用
5、問卷的方式進行實際調查，獲取信息、發(fā)現(xiàn)的問題的方法,以詢問的方式收集和獲取信息、發(fā)現(xiàn)問題的方法,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,15,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,問卷設計不要太長、問題太多、填答量太大、難度太大。,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,16,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,1. 家長每月一共給你的零用錢一般為多少？ ( )A. 250元以下 B .250-400元 C .400-600元 D. 600元 2.你每月用于學習用品的消費 ( )A .20元以下 B.20-50元 C.50-100元 D.100元以上 3.你每月用于零食方面的消費 ( )A.20元以下 B.20-50元 C.50-100元 D.100元以上 4.如果
6、你中了50萬大獎，你會如何花費？ _,混合式問卷,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,17,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,技術研究與技術試驗在技術研究與試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發(fā)現(xiàn)新的問題。,案例 伽利略與體溫表,18,19,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,伽利略,華倫海特,攝爾修斯,20,21,22,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,隨堂練習,1. 21歲的克萊特拉是美國馬薩諸塞州伍斯特理工學院的一名大學生。他在玩電腦游戲時，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的鼠標不能三維的操作，他跟另四位同學發(fā)明了這種新型“魔術鼠標”，它可以像戒指一樣套在手指上使用。由于它具備三維操作功能，人們通過手在空中的上下左右前后的移動，就可以
7、對電腦桌面進行操作。從這段文字中我們知道這案例說明重要問題的發(fā)現(xiàn)來源于（） A對日常生活的觀察 B技術試驗、技術研究 C收集信息 D靈感,A,23,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,隨堂練習,2下列活動中，屬于發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法的是（） 主動觀察日常生活 收集信息 技術試驗與技術研究 文獻法 A B C D ,C,24,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,隨堂練習,3某設計師在就餐時發(fā)現(xiàn)普通托盤上的酒杯很容易被碰倒，于是設計了如圖所示的卡口式酒杯托盤。該設計師發(fā)現(xiàn)問題的途徑是（） A觀察日常生活 B技術試驗 C技術研究 D收集和分析信息 （浙江省2011通用會考題）,A,25,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,隨堂練習,4下列關于卡口的設計
8、分析中比較合理的是（） A卡口數(shù)量與酒瓶容量有關 B卡口大小與杯子高度有關 C卡口之間的距離與酒杯大小有關 D卡口形狀與杯子底座形狀有關 （浙江省2011通用會考題）,C,26,5小黃發(fā)現(xiàn)同學們在課桌上放置的水杯易被碰倒，于是構思了如圖乙所示的杯托，可以夾持在課桌（圖甲所示）面板的邊沿。他分析該方案，發(fā)現(xiàn)了以下問題： 僅依靠U形槽夾持，杯托容易脫落； 杯子放在杯托的凹陷處，還是容易被碰倒； 杯托占用過多通道空間。 請你重新設計一個夾持在課桌面板邊沿的杯托， 要求杯子取放方便，并解決上述問題。完成下列各題。 (1)在設計之前需要收集相應的信息，下列信息中： 桌子高度；面板的厚度；面板外伸部分的尺
9、寸； 桌面的大小；杯子的形狀與尺寸；杯子的材料。 你認為需要收集的是 。（在有“ ”處填上相應的字母） A. B C D,B,27,5小黃發(fā)現(xiàn)同學們在課桌上放置的水杯易被碰倒，于是構思了如圖乙所示的杯托，可以夾持在課桌（圖甲所示）面板的邊沿。他分析該方案，發(fā)現(xiàn)了以下問題： 僅依靠U形槽夾持，杯托容易脫落； 杯子放在杯托的凹陷處，還是容易被碰倒； 杯托占用過多通道空間。 請你重新設計一個夾持在課桌面板邊沿的杯托， 要求杯子取放方便，并解決上述問題。完成下列各題。 (2)用草圖表達你的設計方案，必要時用文字說明。 (3)請說明你的設計方案中是如何解決杯托占用過多通道 空間的問題。,-,28,5小黃
10、發(fā)現(xiàn)同學們在課桌上放置的水杯易被碰倒，于是構思了如圖乙所示的杯托，可以夾持在課桌（圖甲所示）面板的邊沿。他分析該方案，發(fā)現(xiàn)了以下問題： 僅依靠U形槽夾持，杯托容易脫落； 杯子放在杯托的凹陷處，還是容易被碰倒； 杯托占用過多通道空間。 請你重新設計一個夾持在課桌面板邊沿的杯托，要求杯子取放方便，并解決上述問題。完成下列各題。 (4)制作完成后需要對杯托進行技術試驗，這些試驗包括： 與桌子的連接是否牢固的試驗； 杯子取放是否方便的試驗； 杯子放在杯托上是否穩(wěn)定的試驗； 夾持是否方便的試驗； 杯托受撞擊后是否損壞的試驗。 其中屬于強度試驗的是 。（在有“ ”處填上相應的序號） 。,29,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)
11、問題,30,發(fā)現(xiàn)問題,明確問題,明確問題,31,發(fā)現(xiàn)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。我們把這個環(huán)節(jié)叫做明確問題的內容與價值。,第二節(jié) 明確問題,明確問題,明確問題的內容與價值,解決問題的限制與計劃,內容,價值,限制,設計,32,第二節(jié) 明確問題,分析問題表述是否明確？ 核心的概念,明確問題的內容與價值,問題產(chǎn)生的原因是否明確？涉及的環(huán)境,提出問題的目的是否明確？基礎與條件,三個方面考慮：,33,第二節(jié) 明確問題,1.能否設計一個能回收天空中常常出現(xiàn)的不明飛行物的產(chǎn)品？,明確問題的內容與價值,34,第二節(jié) 明確問題
12、,2.怎樣才能將冬天下的雪都有效地利用起來？,明確問題的內容與價值,35,第二節(jié) 明確問題,問題是否具有價值？,1. 所提出的問題是否遵循了基本的科學原理？ 2. 迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決？ 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？ 4. 在多個問題發(fā)生時，該問題是否是主要問題？ 5. 現(xiàn)有的技術條件是否能解決這個問題？技術發(fā)展以后呢？ 6. 解決該問題所需要的投入是多少？投入和產(chǎn)出比是多少？,明確問題的內容與價值,36,第二節(jié) 明確問題,明確問題的內容與價值,在知道問題的內容與價值后，再去做產(chǎn)品，這樣可以使做出的產(chǎn)品更快的被社會承認
13、。如果不弄清問題的內容與價值，盲目去做，會有什么結果呢？,37,第二節(jié) 明確問題,明確問題的內容與價值,案例 水變油,水變油事件曾有人聲稱做了大量實驗，發(fā)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(fā)明”之后的第五大發(fā)明，這場鬧劇已經(jīng)使國家損失了4億元。,38,第二節(jié) 明確問題,常用方法：信息收集與調查分析,作用：（1）可以深化對問題的認識，進一步明確問題的內容和價值； （2）可以為所提問題具體實施的可行性及所需條件、設計要求奠定基礎。,明確問題的內容與價值,明確問題的內容與價值，除了需要進行一些主觀分析外，還需：,39,第二節(jié) 明確問題,案例 臺燈的設計活動
14、,明確問題的內容與價值,升入高中后，孫宇感到學習內容不但增多了，而且有一定的難度，他晚上看書學習的時間也隨之延長。家里的臺燈讓孫宇傷透了腦筋。寫作業(yè)時，凌亂的書有時會將臺燈碰倒；樓下的汽車鳴笛聲會使由聲控開關控制的臺燈突然熄滅；燈光太弱，看書費勁，時間長了，視力也下降了許多。孫宇就使用臺燈產(chǎn)生的苦惱詢問班上同學，他發(fā)現(xiàn)多數(shù)同學竟然存在同樣的問題?！笆裁礃拥呐_燈才適合學生使用呢”孫宇提出了這樣的一個問題。,40,第二節(jié) 明確問題,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。,負責到大商場家電部了解現(xiàn)有臺燈的款式、功能及銷售情況。,在同學中以詢問法展開調查，寫出訪談計劃，記錄并總結訪
15、談結果。,通過書或到網(wǎng)上查詢問題的相關情況，寫出查詢計劃，記錄并總結查詢結果。,1組,2組,3組,4組,明確問題的內容與價值,41,第二節(jié) 明確問題,調查問卷表,明確問題的內容與價值,42,第二節(jié) 明確問題,訪談計劃,1.訪談對象：高中學生。 2.訪談時間：*月*號 3.訪談地點：某市某中校園內。 4.訪談的主要問題： 1）你希望的臺燈是手動的、聲控的、觸摸式的、光控的還是其他控制方式。 2）你理想的臺燈的主要功能是什么？ 3）臺燈支架所選用材料，你喜歡金屬的、塑料的、木材的、還是別的材料。 4）臺燈的結構形式：你喜歡固定的、折疊的、升降的，還是別的形式。 5）臺燈的燈泡：你喜歡節(jié)能燈、白熾燈
16、，還是小日光燈。 6）臺燈的燈罩：你喜歡普通反射式的、藝術造型式的，還是其他形式。,明確問題的內容與價值,43,第二節(jié) 明確問題,明確問題的內容與價值,關于臺燈支撐架結構材料的調查統(tǒng)計結果三維餅圖,關于臺燈開關的調查統(tǒng)計結果柱形圖,結合統(tǒng)計結果，孫宇同學得到了關于臺燈的功能、開關、支撐架結構材料、結構形式、燈罩形式等方面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。,44,第二節(jié) 明確問題,明確問題的內容與價值,1、你會制定信息收集的各種表格嗎？會整理和用圖表表達匯總結果嗎？,2、孫宇等四組同學借助信息收集、調查分析等手段明確學生臺燈問題的內容與價值的過程是否合理？談談你的認識。,思考,45,第二節(jié) 明確問題,明確解決問題受到
17、的限制及具體的設計任務,限制主要由兩方面決定：,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,46,第二節(jié) 明確問題,設計對象的特點和問題解決的標準,明確解決問題受到的限制及具體的設計任務,1.不同的設計對象往往具有不同的特點，其產(chǎn)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。如：兒童玩具、床、書架、筆筒等。,兒童電腦,新奇的兒童床,兒童書桌,47,第二節(jié) 明確問題,設計對象的特點和問題解決的標準,明確解決問題受到的限制及具體的設計任務,1.不同的設計對象往往具有不同的特點，對象的特點不同，對象的設計標準也不同。,老年玩具,按摩音響床,48,第二節(jié) 明確問題,
18、設計對象的特點和問題解決的標準,明確解決問題受到的限制及具體的設計任務,2. 設計對象還將受到諸如成本、環(huán)境等的限制。如：一幢建筑物的設計、一些工程的設計往往都有一定的預算，對其設計對象生產(chǎn)的成本、經(jīng)費等都有一定的限制。,49,第二節(jié) 明確問題,設計者的技術能力與條件,明確解決問題受到的限制及具體的設計任務,主觀:設計者是否具有解決問題的所需要的知識與技能。 客觀:問題的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。,50,第二節(jié) 明確問題,思考和討論,明確解決問題受到的限制及具體的設計任務,制作臺燈要考慮的限制因素：,51,第二節(jié)
19、 明確問題,臺燈設計的一般要求：,明確解決問題受到的限制及具體的設計任務,（1）功能要求：具有基本的照明功能，同時有適當?shù)妮o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(wěn)固，經(jīng)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？,52,第二節(jié) 明確問題,為了保證設計的順利實現(xiàn)，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、有計劃地進行設計計劃的作用。,設計計劃,53,第二節(jié) 明確問題,產(chǎn)品設計計劃舉例：制作臺燈,設計計劃,1,2,3,4
20、,5,a：發(fā)現(xiàn)與明確問題：調查需求、明確要求； b：制定設計方案：設計分析、方案構思； c：制作模型：繪制圖樣、產(chǎn)品制作； d：測試、評估及優(yōu)化； e：產(chǎn)品的使用和維護：產(chǎn)品說明書。,a,b,6,c,d,e,方式1：工作程序的排列,54,第二節(jié) 明確問題,為了統(tǒng)籌安排設計進度、合理利用設計資源，并根據(jù)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，還需要制定一份時間進度計劃表或設計計劃書。,設計計劃,55,第二節(jié) 明確問題,設計計劃,方式2：設計進度表,56,57,第二節(jié) 明確問題,設計計劃,方式3：設計計劃書,58,59,第二節(jié) 明確問題,綜合練習,設計計劃,小明上課遲
21、到的經(jīng)歷:,60,第二節(jié) 明確問題,綜合練習,設計計劃,61,第二節(jié) 明確問題,隨堂練習,1. 有人發(fā)明了一種“帶計時、收音”的多功能圓珠筆，這是一種比現(xiàn)有圓珠筆功能更多的發(fā)明創(chuàng)造，后來進行了制作和試驗。但“多功能圓珠筆”自發(fā)明以來，一直受到市場的冷落。從設計的過程來看，這是可能是由于設計者缺乏（） A設計分析 B發(fā)現(xiàn)問題 C明確問題 D設計的交流,C,62,第二節(jié) 明確問題,隨堂練習,2. 曉冬同學發(fā)現(xiàn)家里的飲水機總是忘記關，使得飲水機里的水反復煮，成為我們所說的“千沸水”，產(chǎn)生很多對人體有害的物質，他通過研究試驗制作了一個定時器，可以通過設定時間，給飲水機斷電，但曉冬去申請專利時發(fā)現(xiàn)別人已
22、經(jīng)申請過該專利了，請問曉冬少做了哪項工作（） A收集信息 B明確問題 C設計分析 D設計交流,B,63,第二節(jié) 明確問題,隨堂練習,3. 為幼兒園設計一批課桌椅，要考慮到這些課桌椅的高度要適宜，顏色要符合幼兒的心理，這是考慮到了下列哪點的限制（） A不同的設計對象具有不同的特點 B資金成本的限制 C設計過程人力物力的限制 D設計者技術能力的限制,A,64,5北京奧運會火炬長72厘米，重985克，燃燒時間15分鐘，在零風速下火焰高度25至30厘米，在強光和日光情況下均可識別和拍攝。在工藝方面使用錐體曲面異型一次成型技術和鋁材腐蝕、著色技術。火炬外形制作材料為可回收的環(huán)保材料。,北京奧運會火炬在燃
23、燒穩(wěn)定性與外界環(huán)境適應性方面達到了新的技術高度，能在每小時65公里的強風和每小時50毫米的大雨情況下保持燃燒。在工藝上采用輕薄高品質鋁合金和中空塑件設計，十分輕盈。下半部噴涂高觸感塑膠漆，手感舒適不易滑落。北京奧運會火炬是我國自主設計研發(fā)的產(chǎn)物，擁有完全的知識產(chǎn)權。 北京奧運會火炬使用燃料為丙烷，這是一種價格低廉的常用燃料。其主要成分是碳和氫，燃燒后只有二氧化碳和水，沒有其他物質，不會對環(huán)境造成污染,65,第二節(jié) 明確問題,隨堂練習,1. 祥云火炬的設計主要體現(xiàn)了技術的哪些特性？ 2. 從結構和使用的材料上分析祥云火炬的特點和所體現(xiàn)的設計原則？3. 運用設計一般原則對北京奧運火炬進行評價(請用鉛筆繪制雷達圖來表示）,66,第二節(jié) 明確問題,67,1. 通過本章的學習，樹立發(fā)現(xiàn)問題的意識，掌握發(fā)現(xiàn)問題的途徑和方法，可以幫助人們更好地發(fā)現(xiàn)有價值的問題。,2. 明確問題的內容，確認問題的價值，分析和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。,第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題,68,T,h,a,n,k,s,69,
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