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第五章 一、方案的构思方法
1、设计分析
2、方案的构思方法
3、方案的比较和权衡
引言
设计的关键在于构思，构思的关键在于科学的设计分析与恰当的构思方法运用。一个完整的构思过程既是分析、构思、比较、权衡等思维活动交相辉映的过程，也是批判性想象、创造性思考、科学性决策综合运用的过程。方案的构思是设计中最富有挑战性的环节，是我们感受头脑风暴、体验创造乐趣的舞台。
设计分析
合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步，分析得当可以指引以后的技术设计少走或不走弯路。
产品本身是一个整体，包括功能、造型、材料等，但任何产品都不是孤立存在的，它是为人服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计；另一方面，任何产品都是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约。因此，设计任何产品都应综合考虑物、人、环境三个方面！
下面我们就以台灯为例，说明设计分析的基本思路。
首先要抓住台灯设计需要考虑的主要因素，如功能、结构稳定、安全可靠、成本适当等。
思考：同学们想一想，还应考虑到其他哪些因素？
归纳：台灯设计要考虑的因素很多，归结起来，这些因素分别归属于产品本身、使用者、使用环境，即“物”、“人”、“环境”三个方面。
一、设计分析
产品设计分析
以上各式各样的台灯，适合各种不同的人和不同的环境。
想一想
下面两个台灯适合什么人使用？为什么？
任何产品都在一定的环境中使用，必然受到环境的制约，
并对环境产生影响。
想一想
下面这个台灯适合在什么样的环境中使用？为什么？
对于设计对象本身，我们必须了解它的各个组成部分的作用，以及它们之间的关系，并在此基础上，对产品的各个组成部分进行设计分析。
对产品的各个组成部分进行设计分析
１、灯泡
　　主要功能：照明
　　种类：白炽灯泡、日光灯管、节能灯泡。
　　要求：中学生学习的时间较长，眼睛易疲劳，为了保护其视力，所要设计的台灯应连续平稳地发光，一般选择没有频闪或频闪较低的灯泡。
对产品的各个组成部分进行设计分析
作用: 支撑作用，并决定台灯的高度，还会影响到
光线的利用率。
材料: 应选择耐用、安全、低成本、美观的材料。
支撑架
设计支撑架时还应考虑哪些方面的问题？这些问题可以通过什么样的支撑架来解决？
答：支撑架的活动范围, 活动支架
思考：
对产品的各个组成部分进行设计分析
作用: 调节光线、安全保护
材料: 选择耐用、导热性弱、不透明、反光度适宜、颜色和谐等特性的材料。
灯罩
对产品的各个组成部分进行设计分析
开关：
开关起通断电源或调节光线亮度的作用。常见的开关有拨动式开关、旋纽式开关、触摸式开关,光控开关、声控开关等。
选择：手动或遥控开关
对产品的各个组成部分进行设计分析
作用: 支撑和稳定。
材料: 选择坚固的、不易碎的材料
形状: 底要大些，体现个性化的风格。
底座
设计分析
综合考虑功能、结构、安全、成本等因数是设计分析的基本内容，一个好的设计分析离不开对任何一个影响产品设计的主要因素的分析。
马上行动
从物、人、环境三个方面判断右图各个台灯是否适合学生在学习中使用？
（课本 P99）
注意：
1、选择台灯材料时，尽量就地取材，并且要尽可能选择可再生资源，实现能源的可持续发展。 2、制作台灯时，必须学会选择标准件，如灯泡、灯座、插头、开关等。这样既可简化制作过程，又能实现通用通换。 3、在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。
什么是标准件？
标准件是指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。
（1）灯泡：应选择耐用且光线柔和的灯泡或灯管
（2）支撑架：支撑作用，并决定台灯的高度
材料选择：耐用、安全、低成本、美观
（3）灯罩：作用: 调节光线、安全保护
材料: 选择耐用、导热性弱、白色不透明、反光度适宜、颜色和谐等特性的材料。
（4）开关：手控或遥控
（5）底座：起支撑和稳定作用，底要大些。
材料选择：坚固、不易碎的材料
（6）电线：花线类
标准件是指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件　　
小结
二.方案的构思方法
复习回顾
设计分析过程“三要素”是什么？
“物”
“人”
“环境”
方案的构思方法
草图法
模仿法
联想法
奇特性构思法
方案的构思方法
方案的构思是指人们在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，形成一个完整的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现的过程。
方案的构思过程中考虑到的许多问题是模糊的、
零散的、不系统的、而且也是不具体的。
怎样把这些模糊的、零散的、不系统的设计想法
变为我们能看到的、比较完整的具体方案呢？
这就要采取一定的方法。
设计“分”析
方案“构”思
1、画草图法 —— 直观明了
(1)能大致表达设计者的设计意图；
(2)对画图技术不过分强调，也可随意修改；
(3)学生可以捕捉灵感、自由发挥、不受拘束。
“画”
台灯草图的设计
1、葫芦壳制灯罩
2、节能灯泡
3、金属可弯曲支架
4、粘上竹制笔筒
5、大理石砚台（在底座上刻槽装入）
6、木制底座
7、大理石笔架（大理石可采用地板装潢后的边角料）
学生设计草图
草图的设计并不要求画的非常美观，只要能勾划出设计意图就算成功。
由业界知名的Phoenix Design工作室设计的SK65草图曝光
马上行动
请你运用方案构思法设计一款新式产品，并用草图法画在“我的创新设计”作业纸上（任选一项）。
手机 刀 书包
茶杯 电话机 台灯等
欣赏他人的设计
2、 “仿”—模仿法 ——简单易行
仿形
仿形
打火机
开瓶器
外形模仿
仿生
仿生模仿
袋鼠式
母子雨衣
新型导航仪——振动陀螺仪
连体鲨鱼装
结构模仿
奥运场馆国家体育场“鸟巢”
Usb台灯
Usb台灯风扇
Usb台灯+风扇
功能原理模仿
提问：举出几个日常生活中用模仿法构思出来的方案和作品？
马上行动
模仿动物，可以扩展思路，科学史上这样的例子很多。
鹰的眼睛——自动调焦摄像头；
蜻蜓翅膀上的黑点； 飞机机翼上的加重防震块。
海豚；潜水艇的声纳定位仪。
蜂鸟——直升飞机；
草履虫——带几千只小型螺旋桨推进器的潜艇；
萤火虫——冷光源；
大家还想到了哪些例子？
3、联想法 ——由此及彼
爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识的源泉。严格地说，想象力是科学研究的实在因素。”
古人的飞天梦
1、将直的、硬的、铁的伞架变换为软的充气管式伞架以便于携带。
2、将同种材料不透明的伞面变换为应用两种不同材料的，带透明伞的伞面以扩大视线。
3、将用手举的伞变换为用肩固定的伞，用头固定的伞，以方便骑车者、提物者、 抱婴儿者。
4、将无声响的伞变换为带放音的，带收音的，带电筒的，以方便使用。
5、还可增加一些新特征，如带香味、能发光、能代替太阳灶、透风不透雨等。
小组讨论：对雨伞进行联想开发
马上行动
头顶一把伞
可抗12级台风
结构迁移
案例：防盗音乐拉链
有一位辽宁省梨树县的农民农闲到城里去的时候，看见有些人的手机上佩戴着能发光、发声的“来电显挂件”。他就想，如果将这个东西安到拉链上，那就能起到报警的作用了。于是经过一番设计就发明音乐防盗拉链，在拉动拉链把手时拉链连杆就接通电路并发出音乐。
功能迁移
案例：拔棉器
江西省一位初中二年级的女学生，在家里帮助父母到棉田里拔棉杆，由于棉杆根系发达，拔起来很费劲，她就想到能不能设计一种拔棉杆的工具。
原理迁移
后来，她想到了用“羊角锤”拔钉的原理，经过移植，设计成了拔棉杆的工具，很受棉农的欢迎。
注意点
1、运用联想法，必须具备丰富的实践经验、较广的见识、较好的知识基础和较为丰富的想像力。
利用联想法进行方案构思，不一定能使设计一次成功，但它有可能为构思找到一种方法或一条形成方案的路径。
2、运用联想法进行构思后，不能盲目地实践，必须进行科学的论证。
4、奇特构思法 —— 与众不同
奇特，即“巧”夺天工，使人产生意想不到的效果，反映设计人在智力上的独到之处。“奇特”表现方式：表现在原理、结构、材料、方法、用途等方面的创造。奇特性构思所形成的方案一般具有原创性。
设计有何独特之处？
设计作品欣赏
桌式电脑
什么玩意啊
手机
又什么新玩意啊
电话机
台灯的创意设计
还可以设计出依靠人体的热量发光的台灯
手机还可以像变形金钢那样在需要时变成一个大屏幕的笔记本电脑，你相信吗？
手机可以像衣服一样清洗,你相信吗？
你能想像在现实生活中有一种让你天天做美梦的机器吗？
这台美梦机，可以通过它“唤醒”你喜欢的记忆，制造出接近你梦想的环境，从而让你天天做美梦。
美梦机（日本）
笔记本电脑(美国)
通过变形操作，一部手机可以在几秒钟内拉开成为一台有着大屏幕的笔记本电脑。
可以清洗的手机(英国)
这个手机并非普通手机，而是采用了一种名为ElekTex的设备柔软技术，从里到外就像个布疙瘩，能够随意清洗。
构思奇特的人行桥
方案的构思方法
草图法
模仿法
联想法
奇特性构思法
“画”
“仿”
“移”
“破”
方案构思四法
台北市的101大楼
“世界最高建筑物”、“世界最高使用楼层”、“世界最高屋顶高度”
台北101大楼
芝加哥席尔斯大楼
吉隆坡双子星大楼
上海金茂大厦
香港国际金融中心
纽约帝国大厦
方案的构思方法
小结
1、四种方案构思法各有特点：
模仿法——简单易行
联想法——由此及彼。
奇特构思法——与众不同。
草图法——直观明了。
2、方案构思的方法还有很多种，同学们可参阅报纸、杂志、书籍、网络等渠道获取并灵活运用。
3、对于学生构思方案的评价，不以好坏论英雄，而要看在构思过程中能否利用合适的方法，方案有没有独到、新颖的地方，是否形成了多个方案，方案的构思是否理等。
4、最重要的是同学们要运用这些方法多实践、多创造！相信每位同学都能成为一名优秀的设计大师。
三.方案的比较和权衡
在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。
实用 美观 创新 稳定性 安全性 环保性 加工难易程度 经济
成本
方案A
方案B
方案C
方案D
方案的比较
例：P102台灯方案的比较
方案的权衡
1、权衡时首先要考虑最关键因素；
2、其次考虑稳定性和耐久性；
3、最后考虑加工难易程度、成本、环保性等。
方案的权衡是一个综合考虑过程，它们相互关联、互相制约。抓住设计的核心与关键是权衡设计方案的必要条件。
相信吗？你也能成为设计者
以小组为单位，由一人提出你特别想得到的某样东西（物），并说明该物应具备的基本功能和附加功能，并描述一下该物的使用环境。（越具体越好）
请将该位同学的口头描述形成文字，填入表格。（该表格仅供你在设计时参考）
随堂练习
1、设计的一般过程：①发现与明确问题 ②制作模型或原型 ③制定设计方案 ④产品的使用和维护⑤测试、评估和优化。正确的顺序是 （ ） 　　А、①②③④⑤ B、①③②⑤④ C、③①②④⑤ D、⑤④①③②
B
2．下列哪种结构是受自然界事物结构启发而产生的？（ ）
A．钢笔 B．潜艇 C．课桌 D．黑板
B
下列哪种设计方法是根据联想法设计的（ ）
A、潜水员脚上的人工蛙蹼
B、自动调焦摄相头
C、神州火箭
D、潜水艇上的声纳装置
C
3、设计一个中学生野外考察用的随身携带的水壶，该如何进行设计分析？请写出影响设计的主要因素。并画出草图。
课后反馈
本课需要2个课时完成，学生画草图的时间要控制10分钟左右，若不能完成可在课后完成。讲完模仿法后，给学生回答问题的时间可多些。随堂练习教师可以灵活处理，可以在课堂上完成，也可以在课外完成。

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