资源简介

第 3 章 开源硬件创意设计
3.1 分析事物特征
教学设计
教学背景
信息科技是现代科学技术领域的重要部分，主要研究以数字形式表达的信息及其应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。当代高速发展的信息科技对全球经济、社会和文化发展起着越来越重要的作用。
义务教育信息科技课程具有基础性、实践性和综合性，为高中阶段信息技术课程的学习奠定基础。信息科技课程旨在培养科学精神和科技伦理，提升自主可控意识，培育社会主义核心价值观，树立总体国家安全观，提升数字素养与技能。
教材分析
本节课的教学内容选自人教/地图出版社选择性必修6 开源硬件项目设计　第 3 章 开源硬件创意设计　3.1 分析事物特征。
创新驱动发展是国家战略和全民共识。2015 年，国务院印发《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》，要求各地改革完善相关体制机制，构建“双创”氛围。每年十月，全国“大众创业万众创新活动周”都会在神州各地拉开帷幕。得益于开源硬件近些年来的蓬勃发展和广泛传播，每年的“双创周”上都能看到基于开源硬件开发设计的各类创意十足的展品和项目。自由开放的交流氛围像是一片肥沃的土壤，滋养观众心中创新的种子，促进创新与合作。
创意是人类独有的高级思维活动，是创新的意识与思想，也是人们日常所说的“点子”“主意”“想法”等。其实，创意并没有那么高深莫测，它是一个“人人可为”的大众化行为。设计是人们为了实现创意、想法、意图的创造性活动。通过合理的设计，可以把创意、设想通过合理的规划和周密的计划，以多种感觉形式表达出来。开源硬件的开源与开放、模块化设计等特征大大降低了人们学习、使用硬件进行创意设计的门槛。
通信与半导体技术的飞速发展促使我们进入到一个全新的万物互联的世界，基于物联网技术的创新、创意设备将成为我们生活、学习和工作的重要伴侣。在本章的学习中，我们从创意引导开始，寻找创意项目来源，通过需求分析，合理选用恰当的开源硬件及配套模块，以“创想未来生活”为主题，设计一款属于自己的创意作品，开启从创意到实现的精彩旅程。
教学目标
1.了解需求分析的一般方法，具备一定的生活和社会观察能力和换位思考能力。
2.掌握团队头脑风暴的技巧，具备提取事物特征的能力和一定的信息技术创新能力。
教学重点与难点
教学重点:了解需求分析的一般方法，具备一定的生活和社会观察能力和换位思考能力。
教学难点:掌握团队头脑风暴的技巧，具备提取事物特征的能力和一定的信息技术创新能力。
教学方法与教学手段
案例分析法、讲授法、任务驱动法。
教学过程
问题导入
体验探索
从生活中寻找需求
日常的生活、学习、工作中，我们会遇到各种各样的事情，也会接触到各式各样的人和物，因而会有不同的感受，其中不乏一些不尽如人意、有待改善的地方，而这往往就是需求产生的地方。
需求可能源于很多小事。例如：夜里，在灯光昏暗的地方，想要打开背包找点东西，却发现什么都看不清；推着婴儿车的母亲，找不到垂直电梯，只能搬着婴儿车爬楼梯，此时就会对照明和辅助升降设备产生需求，如图 3.1.1 所示。
思考：
1. 高龄老人在生活中可能遇到哪些不方便的地方？
2. 观察家里的电器，有哪些亟待改善的地方？
需求分析
了解了开源硬件的特征和功能，掌握了一些基本技能，感受到开源社区内交流和分享的热烈氛围，接下来需要把心中的创意、创想变成现实，完成一件属于自己的作品。
将创意变成现实，仅靠开源硬件技术还远远不够，还需要深入了解、挖掘出使用者最根本的需求，对需求进行分析，这样的开源硬件项目才具有真正的现实意义。
在项目的最初阶段，可以借鉴设计师们的工作方法，发掘出生活中的需求。设计师较多采用的方法是用户画像法。用户画像法是一种勾画目标用户、联系用户诉求与设计方向的有效方法，其目的是要求设计师设身处地为用户考虑，体会他们的感受，了解他们做一件事的方式和理由，从而获取他们的深层次需求和最关心的问题。
图 3.1.2 所示是某高一学生的用户画像，从左侧可以看到该学生的典型特征：喜欢运动、学习压力较大等。从右侧可以看到该学生的日程安排，曲线的高低起伏代表了情绪变化，文字部分标明了他所遇到的事件。
实践活动
高中生用户画像分析
回顾自己的日程安排，与图 3.1.2 的同学进行对比，完成以下任务：
1. 参照图 3.1.2，画出自己一天的情绪变化图，并标出主要事件。
2. 收集小组成员的用户画像，找出小组成员情绪较为低落的时间点，分析这一时段发生了什么事情，是否存在共性？
3. 思考如何改善情绪低落的情况，并记录下来。
在实践活动中，我们还可以采用另一个发现需求的方法——用户调查法。该方法通常直接对用户进行采访调查，询问对方需求。需要注意的是，使用该方法需要掌握一定技巧，否则很难获得真正需要的信息。
思考活动
要一匹更快的马
100 多年前，福特公司的创始人亨利·福特先生四处询问客户：“您需要一个什么样的更好的交通工具？”几乎所有人的回答都是：“我要一匹更快的马。”听到这个回答，很多人直接的反应可能是去研究如何获得跑得更快的马，满足客户的需求。福特先生却没有立刻行动，而是接着往下问。
福特：“你为什么需要一匹更快的马？”
客户：“因为可以跑得更快！”
福特：“你为什么需要跑得更快？”
客户：“因为这样我就可以更早地到达目的地。”
福特：“所以，你要一匹更快的马的真正用意是什么？”
客户：“用更短的时间到达目的地！”
于是，福特最终得到用户的根本需求，选择制造汽车以满足用户的这一需求。
思考：分析福特先生询问客户的过程，小组讨论获得用户根本需求的询问技巧，并记录讨论成果。
通过用户画像法和用户调查法，可以收集到许多与目标用户需求相关的信息。根据这些信息，可以进一步分析出用户最根本的需求，这个需求被称作核心需求。核心需求对之后的项目设计起到指导性作用。
同时，在分析用户信息时，还会得到许多其他的需求，这些需求被称作附加需求。
核心需求是用户的根本需求，满足附加需求可以作为提升用户满意度的途径。但若只解决了附加需求，却没有解决用户的核心需求，是不能使用户完全满意的。
例 1 ：晨起需求分析。
某校高一 3 班某小组的同学发现，很多同学早上会遭遇比较大的情绪低谷。通过采访后发现：这部分同学中有些是被不舒服的方式吵醒的，例如刺耳的闹铃声、窗外施工的噪声、突然打开的灯光等，使得早晨的情绪受到比较大的影响；有些则是因为没有按时起床，或是被吵醒后又睡着了，等到起床时发现已经晚了，有可能会迟到，因而产生了焦躁和懊悔的情绪。该组同学决定通过开源硬件项目来解决大家的晨起需求。通过分析晨起需求，得到如表 3.1.1 所示的结论。
表 3.1.1 晨起需求分析
核心需求 准时醒来，离开床，开始一天的安排
附加需求 使用柔和的叫醒方式，取代较为刺激的方式（比如强声、强光）； 可以定时播放音乐； 能心情愉悦地离开床，而不进行激烈的心理斗争。
实践活动
高中生用户需求分析
以日常生活中的某个时间点和事件作为背景，小组讨论，分析高中生在
这个环境中的需求，填写表 3.1.2 并在班级内分享。
表 3.1.2 需求分析记录
核心需求
附加需求
创意与创新
在确定核心需求之后，就需要集思广益，开放创新思维，寻找解决方案了。
提出想法和创意，可以从两个角度着手：一是从无到有，设想一些新的东西来解决需求，例如，很早以前没有扇子，人们为了在夏季获得清凉的感受而发明了扇子；二是从有到好，通过观察，发现事物能否改进得更加完美，例如，从手摇扇到定向电风扇，再到具有摆头、定时和遥控功能的电风扇，就是一个从有到好的循序渐进的过程。
获取创意、寻找解决方案时，可以采用一种应用较为广泛的方式：头脑风暴法。
头脑风暴法
头脑风暴法指一群人围绕一个特定的兴趣领域交流创意，从而产生新观点的方法。
在头脑风暴的执行过程中，讨论过程不受拘束，可以进行充分自由的思考，从而产生很多的新观点或解决问题的新方法。所有参与者的观点都被记录下来，在头脑风暴活动结束后才对这些观点和想法进行评估。头脑风暴的目的是让参与者开放思想，使各种设想在相互碰撞中激起脑海里的创造性风暴，如图 3.1.3 所示。
构思创意是一个天马行空的环节，每个想法并不一定都能实现。因此，我们要抱着开放的心态，让大家都把自己的想法说出来。通常在组建头脑风暴团队时，最好将权威人士排除在外（例如老师不要参与学生的头脑风暴团队），权威人士的参与会一定程度阻碍害羞的人说出自己的观点。进行小组头脑风暴时，需要遵守如下原则，如图 3.1.4 所示。
数量优先。想法和观点数量越多越好。
停止批评。不要对小组其他成员的想法和观点发表反对意见。
大胆创想。思维越跳跃越值得赞赏。
想法延伸。可以基于其他人的想法产生自己的点子。
阅读拓展
三种常用的小组头脑风暴形式
1. 引导式
提前准备一些马克笔、若干便利贴和一块白板，在白板上写下讨论的主题。在小组成员积极讨论和发言过程中，主持人要确保讨论的内容围绕着主题，可以设置一个来回传递的“说话棒”来防止成员之间相互聊天。
记下所有的想法，写在便利贴上，在白板上展示给所有人看，并提醒参与者在已有点子的基础上继续添加想法。如果在讨论中有好主意被排除在外，主持人可以引导参与者重新思考这个想法。
2. 匿名式
与引导式相似，不过在最开始时，参与者匿名写下自己的想法。主持人将想法收集起来并让参与者进行投票，然后对排名靠前的想法再次进行讨论。可以让不同的小组讨论不同的方面。例如，一个小组讨论产品的形式，另一个小组侧重于讨论技术特点。
3. 传递式
主持人让参与者围坐在自己周围，解释头脑风暴原则并提出讨论的主题，每个人在纸上写下一个想法，然后这张纸传给下一个人。下一个人根据已有内容在纸上添加自己的想法并向后传递。重复这个过程，直到每个人拿回自己原来的纸。每个人根据自己纸上经过大家丰富后的内容，再次考虑提出一个想法。主持人记录所有人的最终想法，请参与者投票。
如果说头脑风暴是思维发散的过程，那么汇总整理就是思维收敛的过程。头脑风暴所产生的各种想法需要集中汇总和整理，并从中挑选出最优的解决方案进行细化。
项目实施
头脑风暴活动练习
以小组为单位进行头脑风暴，其中一位同学作为主持人，其他同学为参与者。头脑风暴的主题设定为“设计一个好的叫醒服务作品”。
小组头脑风暴完成后想一想，在头脑风暴过程中产生的这些点子有哪些关联性？是否可以结合起来？良好合理的关联往往会达到“1+1>2”的效果。在班级讨论中分享小组的最佳创意。
项目实施
确定项目目标，制订项目方案
一、项目活动
1. 下载教学资源平台的“zkB_dianzishaizi.py”文件，修改其中的程序代码，将 B 型板作为主题随机选择器，通过按键，从叫醒出行、快递点餐、家具改造、电器改造、交流互动、艺术装置和消磨时间这几个主题中随机选择一个。根据主题确定目标群体，通过用户画像法描述用户特征和需求分析，并将结果填入表 3.1.3 中。
表 3.1.3 需求分析记录
团队名称
团队成员
目标用户
用户特征
需求分析 核心需求：
附加需求：
根据需求分析，利用头脑风暴法进行创意创想，并将投票数前三的方案写在表 3.1.4 中。
表 3.1.4 头脑风暴记录
要解决的问题
最受欢迎的三个方案
3. 在头脑风暴之后，审查所有的想法，并从中选出最优的方案进行讨论和细化，将结果记录在表 3.1.5 中。
表 3.1.5 小组创意汇总表
项目名称
项目目标
宣传口号 ____________( 项目名称 ) 是一个为 ________________（用户群体）设 计的 _____________（方案类型）
项目设想 不同于（类似的产品）_____________ ，我们的方案更（独特之处）_____________
项目 Logo
二、项目检查
1. 分享目标用户特征，检查是否具有典型性和普适性。
2. 审查小组的创意汇总表，全班讨论其新颖性和可行性。
课后作业
1. 生活中有许多产品都是经过不断地改进发展而来的。请搜索一些老照片，看一看今昔衣食住行领域的各种产品当中，哪些物品的设计改变比较大，哪些物品的设计改动不大，并思考产生这些改变的原因是什么。
2. 了解用户需求时，有些用户由于缺乏交流能力，无法直接了解到其需求，例如还没有学会说话的婴儿，又或者产品针对的用户是宠物。寻找生活中成年人认可但是真正的使用者并不喜欢的产品设计，并思考如何解决。
3. 你是否经历过效果较差的“头脑风暴”式讨论？分析一下讨论过程，并思考如何改进。
板书设计
第 3 章 开源硬件创意设计　
3.1 分析事物特征
1.需求分析
2.创意与创新
普通高中教科书
信息技术　选择性必修 6 开源硬件项目设计
编著
人民教育出版衬课程教材研究所信息技术课程教材研究开发中心
中国地图出版社教材出版分社
总 主 编 ：祝智庭 樊 磊
副总主编 ：高淑印 郭 芳 李 锋
本册主编：张 金 周茂华
编写人员 ：于旭珩 吴俊杰 李 琦 管雪沨 张敬云

展开更多......

收起↑