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1、复习：设计的一般过程是什么？,发 现 问 题,设计的一般过程：,发现与明确问题,制定设计方案,制作原型或模型,优化设计方案,编写产品使用说明书,测试评价,3.1 发现与明确问题,学习目标:1.初步掌握发现问题的一般途径与 方法。2.明确发现技术方面问题的重要性，知道发现问题的基本来源。3.能通过各种渠道收集与所发现问 题相关的各种信息，并进行处理。,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，后来请来了德国的电机专家来修理.德国专家来了以后，用了两天的时间呆在发电机旁,这看看那听听，最后,他在发电机的顶上画了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将画线处的线圈减少16圈。故障果然被排
2、除了。这位德国专家向福特公司要1万元美元的酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为非常值。,案例,请问同学们：为什么老总会觉得非常值得呢？,爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要”。,一、问题的来源,设计就是一个“问题的求解”的过程,发现问题进行设计解决问题,人类的需求与愿望，不断推动着物质产品和精神产品的生产和创新，可以说是一切技术问题的总来源。,问题是如何产生的？,为了解决进食，人们设计了筷子、勺子，西方人发明了刀叉。,为了解决出行时的交通问题，人们设计了自行车、汽车等交通工具。,例如：,叉子、筷子,第一种:人类生存活动中必然会遇到的问题。,人类需
3、要更多的粮食，袁隆平培育了超级水稻,我们需要携带书本和文具，因而设计了书包。,人类想和鸟一样飞翔，人们设计了飞机。,第一种:人类生存活动中必然会遇到的问题。,切板栗,切菜护手器,吃面,汤匙筷,第一种:人类生存活动中必然会遇到的问题。,在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。,收割机,防火服,第二种:由别人给出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。,当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。,第二种:由别人给出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。,有人说：“我烧菜时放盐的量老是控制不好。”,电子显示型,第二种:由别人给
4、出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。,需要我们积极主动的思考，独具慧眼的发现。,照明拖鞋,水上行走鞋,第三种:基于一定的目的由设计者自己主动地发现 问题，并试图解决它。,案例分析：电话的发明,人们总是想与听觉以外的其他人联络。例如罗马人从一个山顶向另一山顶闪镜子，古代中国人则使用烽火和烟雾信号。1、赖特是一位德国教师。1861年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。2、1874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当
5、众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。3、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。1876年贝尔电话研制成功。,“喂，芝加哥”这一历史性声音被记录下来,德国人赖特-美国人格雷-美国的贝尔(英国移居),二、发现问题的途径与方法,1、“用心”观察日常生活,2、技术研究与技术试验,3、主动出击寻找问题收集和 分析信息,对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现。,“线龟”缠线器，解决电视机后面电线长、电话线长、网线长的问题。,案例：,“线龟”缠线器,1、“用心”观察日常生活,浙江省有一位高中生，设计了一
6、个“多功能量角器”。获得了浙江省青少年科技发明奖。她是怎样发现了这个设计项目的呢？原来是因为做错了一道数学题。一次数学作业本发下来，在一道题上老师划了一个大红叉。仔细一看是因为三角函数值查错了。她想，可不可以不用查表就得到函数值呢？如果能将函数值刻在量角器上，不是很方便吗？因此，她决定设计一个“多功能量角器”。经过她的刻苦钻研和实验，终于获得了成功。,一名叫章晓军的高中生，他的邻居大叔工作时扭伤了腿，柱着拐杖回家休养。每天看到大叔艰难地上楼、艰难地下蹲。使章晓军同学产生了要为大叔减轻痛苦的强烈愿望。他经过分析，只要拐杖能随着人动作的需要变化长度，让拐杖什么时候都能起到作用，就能帮助用拐杖的人方
7、便地完成上楼、下蹲等动作。经过多次的试验、改进，最后终于完成了这项产品的发明。并获得省科技发明二等奖。,1、当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；2、人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着 孩子；3、在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤；,你知道以下这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？,马上行动,在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？,由以上问题引发的设计与发明,通过技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。,案例：,伽利略与体温计,2、技术研究与技术试验在技术研究与试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。,在一次课上，伽利
8、略与学生一起做实验时，看到水温升高后罐内的水位上升，他突然想到能不能利用热胀冷缩的原理制造出温度计呢？他立即投入到实验当中去，每次试验都以失败而告终，但他仍不气馁，有一次伽利略发现把试管插入冰水中，用手握住试管，使空气变热，水慢慢从试管中上升一截，于是他就把很细的试管装上水，排出空气并密封，并在试管上刻上刻度，这样最早测量人体温的体温计诞生了。可是，到了冬天，每个体温计都破裂了，原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。,伽利略与体温计,体温表为什么采用水银？,常用温度计采用的液体是水银、
9、酒精、煤油等，而体温表采用水银，这是为什么？体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高1摄氏度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计相比，有两个特殊要求：一是要能准确到0.1摄氏度，二是要能离开人体读数。为此，体温表在构造上“有一段非常细的缩口”，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力大、不浸润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。,3、主动出击 寻找问题通过对文献、网络、媒体信息的收集、分析、
10、问卷、访谈可能会发现有价值的问题。,收集信息的途径：文献法、问卷调查法、询问法,2.调查问卷设计的原则 不要太长、问题太多、填答量太大、难度太大。,1.问卷分类 A.开放式问卷 B.封闭式问卷 C.混合式问卷,问卷调查法,1.家长每月一共给你的零用钱一般为多少？()A.250元以下 B.250-400元 C.400-600元 D.600元2.你每月用于学习用品的消费()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费()A.20元以下 B.20-50元C.50-100元 D.100元以上4.你平时的消费观念是：（）A.名牌是身份的象征，穿名牌当
11、然更有自信 B.花的毕竟是父母的血汗钱，学生还是应有节俭的美德 C.同学们都有（如手机），我也要有，不然多丢脸。5.家长给零花钱的态度：（）A.除了必要的开支，不会随便给零花钱 B.一般是要多少，给多少C.听自己说别的同学都有，就会很爽快地掏钱6.平均每个月有剩余的生活费吗？()A.经常有 B.偶尔有 C.少的可怜 D.入不敷出7.如果你中了50万大奖，你会如何花费？,调查问卷,请问:右边是何种类型的问卷?,三、明确设计要解决的技术问题,发现了问题，只是初步有了一个设计的方向。但到底能不能够确定为一个设计课题，还需要作进一步的分析，并提出具体的设计任务。我们把这个环节叫做明确问题的内容与价值。
12、,1、判断问题是否能够解决,问题是否违反科学理论，是否违反客观规律？,凡是伪科学或者反科学的问题都不应徒劳的设计，应该立即终止,2、判断问题是否当前可以解决，解决这个问题是否超出了当前的能力与条件?,如果是当前科学技术水平无法解决的问题都不适宜进行设计;对超出当前物质条件和工作条件(人力、物力、资源等）限制的问题，也不适宜进行设计。,3、判断问题是否值得解决，解决这个问题是否有价值？,投入产出比如何？社会效益如何？综合效益如何？,凡是不符合成本效益原则的设计一般都不适宜进行设计。,以下问题有没有价值？,登天梯,能不能把水“变成”油？能否制造出永动机？长生不老药怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来
13、？能否去火星上种果树？能否下雨天不带伞但也不会淋湿身体？,水变油事件曾有人声称做了大量实验发明了水变油的技术，即水通过机器后变成了油。水变油一度被宣传为中国继古代的“四大发明”之后的第五大发明，这场闹剧已经使国家损失了四亿元。,判断下列问题的价值：,1、詹姆斯哈格里沃斯有一次无意中将家中的纺车碰翻了，发现纺车锤竖立时仍能转动，从这一偶然事件中得到启示，从而诞生了新式的纺纱机。这个案例说明（）A、问题可以来源于观察生活B、问题来源于收集和分析信息C、问题来源于技术研究与技术试验D、问题来源于梦境,A,练 习,2、问题的来源有下列三种情况，判断贝尔发明电话是哪一种情况（）A、人类生存中必然遇到的问
14、题B、由别人，设计者针对问题寻求解决方案C、基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题,C,3、在发现问题的途径和方法中，我们把对已经有的文献信息进行收集分析的方法称为（）A、文献法 B、问卷法C、调查法 D、询问法,A,练 习,4、在鲁班发明锯的过程中，他发现问题的方法是发现问题的途径和方法中的（）A、收集和分析信息 B、观察日常生活C、技术研究和试验 D、以上三种都不是,B,5、发现问题的途径和方法中，伽利略发明温度计时是通过（）发现问题的A、观察日常生活 B、收集分析信息C、技术研究和技术试验 D、都不是,C,练 习,小 结,1、通过本章的学习，树立发现问题的意识，掌握发现问题的途径和方法，可以帮助人们更好地发现有价值的问题。2、明确问题的内容，确认问题的价值，分析和明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务，可以保证问题的解决和设计工作的顺利进行。制定周密的设计计划对确保设计有目的、有计划地进行也有着重要的意义。3、本章教学老师可根据需要安排小组讨论、课堂训练等方式组织教学。,
