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第三章 怎样进行设计
第一节 发现与明确问题

爱因斯坦曾说过：“提出（发现）一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”
一、设计问题的来源
在生活中有很多为我们所不知而需要解答的话题，这就是问题。问题形形色色，有科学方面、有社会生活方面、有技术方面等。问题是永远存在的。
生活中处处存在着问题
生活中的一些问题
石油是不可再生资源，有没有什么可替代类似的能源？
教室里的桌椅设计是否合理？
三轮车、摩托车、汽车转弯时易摔倒，
怎么办？
雨衣有没有缺点？
在使用黑板擦擦黑板时有没有发现问题？
人掉进深井，有没有更好的施救办法？

……
问题从哪里来？
必然碰到的
生活（衣、食、住、行等）
需要(为别人解决问题)
主动思考（开发新产品）
主动发现的
别人给出的
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。亚历山大·格雷厄姆·贝尔是一位在北美治疗耳聋的苏格兰医生，他的工作自然而然的把他引向了对声音的研究，在话筒端，贝尔使用一种膜片，声音传到膜片会导致膜片震动，该震动会导致电路中的电流发生变化。在听筒端，该变化的电流通过电磁作用，使听筒膜片震动，从而产生声波。1876年贝尔发明了第一部电话
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，这些是产生设计课题的源泉。
1、人类的需求
……
2、人类的愿望(想飞)
1.从对日常观察发现问题
（二）发现问题的途径与方法
书包的变化
侧背书包
横式侧背书包
双肩运动书包
健康书包
健康书包关键在于保护孩子脊椎腰骨、
预防驼背、矫正斜肩、舒适度强
拉杆书包
人的需求是会随着技术发展和时代的变化而变化的。其实我们除了可以从无到有的创造新产品外，对熟悉的工具或用品都可以提出新的要求，并重新设计。
书包的变化给我们什么启示呢？
从发展的眼光来看，世界上的一切事物都不可能尽善尽美，一旦找到这些事物的“缺点”并加以改进，事物就会在原有基础上得到新的提高。
2.从收集和分析信息发现问题
1、你的消费 ( ) A每月规定 B随时向父母要 C偶尔向父母要
2、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
3、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
4、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
5、如果你同学或朋友生日，你送礼的价值大约为多少？ ( ) 　　A 10元左右 B 20元左右　C 50元左右 D 100元左右 E 100以上
6、你平时的消费观念是： （ ） 　　A名牌是身份的象征，穿名牌当然更有自信 　　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。
7、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
8、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
9、如果你中了500万大奖，你会如何花费？
?10、你认为你的消费合理吗？ ( )
A、合理 B、较合理 C、不合理
调查问卷
产品设计的市场调查和分析
北京小家电市场调查报告
3.在技术研究与技术试验中“寻求灵感、发现问题”
案例分析： 伽利略与体温表
在一次课上，伽利略与学生一起 做实验时，看到水温升高后罐内 水位就会上升，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？”想到 这伽利略顾不得上课，就立刻奔回 自己的工作室，投入到技术试验中。 试验了很多次，每次都以失败告终， 但他仍不气馁。有一次，伽利略用手握住试管底部，让管内空气渐渐变热，然后把试管的上端插入冰水中，松手后发现，水慢慢地从试管里上升了一截，再握住试管，水又渐渐从试管里被压了下去。从水的上升与下降已经看出了温度的变化。于是，他就把一个很细的试管装上水，排出里面的空气，密封并在试管上刻了刻度，这样，最早的体温表就研制成功了。
模仿DNA双螺旋结构的立体栽培系统，节约土地又节水
通过实践，黄建洪发现普通立体栽培系统存在两个问题：浇灌过程中水浪费现象严重；采光不均匀，导致不同平台的植物生长状况不均衡。
黄建洪联想到利用DNA双螺旋结构优越性改造立体栽培系统，经历半年多的设计修改，他终于成功实施了设计方案，与普通立体栽培系统比，该系统的植物种植密度更高。并且它可以根据植物的需要定时喷水，比普通立体栽培更节水。同时，它还能根据不同平台植物的采光需要进行旋转，让所有的植物能获得均匀的采光。这个设计可以广泛应用于大棚蔬菜的种植、各种花卉的培育以及育种等多个领域。
浙林本科生一项试验独具创意
中国工程院院士袁隆平，中国研究杂交水稻的创始人，世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。他于1964年开始从事杂交水稻研究，用九年时间于1973年实现了三系配套，并选育了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合——南优2号。为此，他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖，被国际上誉为“杂交水稻之父”。
2000年国家最高科学技术奖获奖者袁隆平
1、设计问题的来源
（１）人类的需求与愿望是设计问题的来源
（２）要知道人们的需求与愿望,要去了解、调查。
（３）设计可以是原创性设计，也可以是改进性设计。
小结：
2、发现问题的途径
（１）观察日常生活：养成观察的习惯，形成观察的灵敏性。制定好观察提纲，有计划地实行观察。
（２）收集和分析信息：通过调查、访问、媒体、互联网、查阅资料等。
（３）参加技术研究与技术试验。
二、明确设计要解决的技术问题
明确设计要解决的技术问题就是要弄清楚要设计的技术问题的所在，进而判断问题是否能够解决，是否当前可以解决，是否值得解决
1、判断问题是否能够解决就是判断要解决的问题有没有违反科学理论和客观规律。
凡是伪科学的或者反科学的问题都不应徒劳地设计。
永动机
长生不老药

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，就不适宜进行设计；对超出当前物质条件和工作条件（人力、物理、资源等）的问题，也不适宜进行设计。
3、判断问题是否值得解决，是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，不符合成本效益原则的设计一般都不宜考虑。
练 习
判断下列问题的价值：
1、能否制造出永动机？
2、能否用电来照明？
3、设计椅子的时候，实用性？多功能性？
4、能否去火星上种果树？
5、怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来？
6、能不能把水“变成”油？
案例分析：
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。


练习：
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
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
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
6、问卷的方式进行实际调查，获取信息发现问题的方法称为（ ）
A、文献法 B、问卷调查法
C、直接询问法 D、间接询问法
B
课堂小结
一、设计问题的来源
二、明确设计要解决的技术问题

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