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第四章
方案的构思及方法
苏教版（2019）
第四单元
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
一　设计中的人机关系
任务一　寻找身边的人机关系
播放漫画《嘟嘟嘴的一天》。提问：嘟嘟嘴这一天为什么不高兴，请指出不高兴的原因。
学生回答。（售票窗口太低、座椅间隔太小、房间隔音太差、门框太矮、地面太滑……）
什么是人机关系
生活中，我们每个人时刻都与身边的物品发生联系，当我们使用这些物品时，物品就与人就产生了一种相互关系，这种关系称为人机关系。
工具
设备
仪器
仪表
设施
交通车辆
环境
劳动保护用具……
机的内涵
总结：人机关系中所指的“机”有工具、仪器、仪表、设备、设施以及劳动保护用具，包括环境。人机关系是设计活动必须考虑的核心问题之一。
演示开门过程：走近门—握住把手开门—通过。
提问：这三个环节中的人机关系有哪些？
学生回答。（人与门板、手与把手、人与门框……）
总结：人有不同部位，“机”也有不同部位。在分析人机关系时，我们要关注人的哪些部位与“机”的哪些部位有什么对应关系。
展示人坐椅子、人骑健身车、儿童使用学步车的图片，让学生讨论并分析图片中的人机关系。
学生回答。（分场景回答)
（a）座椅
（b）沙发
阿克布罗姆靠背曲线图
展示阿克布罗姆（Bent
Akerblom）靠背曲线图，向学生介绍：阿克布罗姆，瑞典整形外科医生，曾著有历史上第一本分析坐姿解剖特性的专著——《站与坐的姿势》。这本专著奠定了用人体解剖学理论指导座椅功能设计的基础。该专著发表6年后，他在1954年发表了座椅靠背曲线设计，即阿克布罗姆靠背曲线。之后，各国陆续制定了很多类型的座椅工业标准。在正式开展设计时，设计师不应仅仅局限于找出人机关系，同时还要关注医学、人体结构等多方面的内容。
本节课的教学过程中，采用了大量生活中的案例，利用图片、教学案例等资源，全面调动学生兴趣，让学生在学中做、做中学，充分培养学生的创新精神与实践能力。
谢谢大家
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
一　设计中的人机关系
任务二　理解人机关系要实现的目标
人机关系要实现的目标
高效、安全、健康、舒适
请体验使用下发物品，分析这些物品在人机关系处理上存在的缺陷并提出改进方案，绘出草图。
谢谢大家
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
任务三　探究实现合理人机关系的方式
一　设计中的人机关系
场
景
特殊人群
解决方案
餐厅洗手池
?
?
地铁站楼梯
?
?
医院挂号排队
?
?
场
景
需要考虑的动态尺寸
淋浴房
?
超市货架与通道
?
学生公寓双层床
?
产
品
需要考虑的心理需求
儿童抱枕
?
老年人躺椅
?
学生用笔袋
?
信息交互方式
适合应用的产品
数
字
?
指示灯
?
图
标
?
在实现合理人机关系的设计中，我们应处理好普通人群与特殊人群，静态的人与动态的人，人的生理需求与心理需求，信息的交互等方面的关系。
如何实现合理的人机关系
设计任务：利用人机关系的相关知识设计儿童便携水壶，使用对象以小学生为主。
要求：绘制草图并用文字注释。
谢谢大家
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
二　方案的构思过程
任务一　进行设计分析，构思设计方案
2020年5月1日新修订的《北京市生活垃圾管理条例》开始实施，垃圾桶再次成为热点。
假如请你作为设计师,针对某一场景设计一款垃圾盛收装置，你将如何着手分析？准备从哪些方面进行分析？
为办公室挑选垃圾桶，你认为哪一款最好？为什么？
设计要求
______（使用场景）垃圾盛收装置设计要求：
（1）
__________________________________________________
（2）
__________________________________________________
（3）
__________________________________________________
（4）
__________________________________________________
目标需求
设计问题
设计一款垃圾桶
解决垃圾盛放问题
设计分析
物
人
环境
产品设计
使用环境：产品是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。
使用者：产品是为人类服务的，人类的需求在很大程度上决定着产品的设计。
产品：产品是一个整体，包括功能、造型、结构、材料等。
设计分析
在一定的调查研究和设计分析的基础上，从不同的角度，将设计对象分解为不同的部分、方面或因素，具体的进行全面、科学、合理的考虑。
设计的一般原则
人、物、环境
人机关系
设计要求
设计分析
细化
组成部件设计分析
部
件
作
用
设计分析
设计构想
构思设计方案
构思设计方案（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，并采用图、模型、文字、符号等方式整体呈现。
设计要求
设计分析
设计方案
转化
自动收集功能的垃圾桶
自动打包套袋垃圾桶
自动分类垃圾桶
厨房用智能垃圾桶
降解堆肥垃圾桶
自动接垃圾
课堂任务
各组参照教材台灯案例和本节课的垃圾盛放装置案例，针对自己的设计项目，进行设计分析，完成各类实践表格，然后用草图结合文字表达自己的设计方案。
构思过程
构思方案
用户画像
设计三要素分析
性
别：_________
年
龄：_________
兴趣喜好：___________________
特点描述：___________________
谢谢大家
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
二　方案的构思过程
任务二　比较、权衡设计方案
屏幕上这几款台灯，如果让你为教材中的山区学生挑选一件便携式台灯，你会选择哪款产品？为什么？
产品2
产品1
产品3
复习
1、设计的一般原则
2、人机关系等知识
问题：一个技术问题往往有多种解决方案，怎样选择最佳方案呢？
第一组
汇报交流会
由选定小组展示、介绍自己的多个方案，大家对方案进行评析。
桌面台灯方案1
桌面台灯方案2
桌面台灯方案3
比较、权衡的步骤：
①从设计的目的出发,明确设计指标，分方案具体描述。
②列表格，明确各方案与设计指标的匹配程度，可赋分。
③根据设计要求与设计原则，综合分析，进行权衡决策，并得到结论。
（1）方案比较各小组轮流展示自己的方案。学生：对各个方案逐一进行评析，总结分析其特点。方案评析表
优
点
不
足
方案1
方案2
……
教师：引导学生根据设计目标、设计要求以及各个方案的特点，列举评价指标，然后归纳总结，形成具体的方案评价指标，并对各指标进行重要性排序。（如果在重要性排序上存在困难或很难达成一致，可以介绍KANO模型分析法）
KANO模型分析法
运用Excel生成雷达图
图书馆每年都在下沉！
建筑师在设计上忽略了书籍的重量！
指标排序表
重要性顺序
1
2
3
4
5
……
指
标
方案评析指标表
实
用
美
观
创新性
安全性
加工难易程度
成
本
环保性
权
重
方案1
方案2
……
某品牌经典爆款水杯
新生儿恒温箱
某品牌经典爆款水杯设计对比图
新生儿恒温箱设计图
（2）方案权衡
任务：通过比较，以描述或赋分的方式，明确各个方案与设计指标的匹配程度。
展示小组进行答辩，学生根据设计要求、设计原则和产品特点，指出问题、提出疑问或者给出合理的改进建议。
学生：针对相互制约的问题进行权衡和决策，选出最优方案，并有选择地吸收其他方案的优点，优化本组的方案。
教师：以宜家经典马克杯和婴儿车为例，引导学生关注生产、运输、后期使用和维护等多个环节，进行方案优化。
备案：如果学生在权衡上存在困难，介绍雷达图，依据面积完成方案权衡。产品需要符合相关技术标准，达到设计要求。另外，可以根据情况探讨测试方法。
（3）方案细化
问题引导：能否实现预想的功能？总体及部件的形状、尺寸是什么？使用材料及加工方式是什么？组成部件的连接方式是什么样的？
教师：指导学生尽量使用标准件，采购方便，可以简化制作过程，降低成本，实现通用通换，易维护。
（4）完善方案
任务：根据项目实际，利用本节课所学知识，制订适合自己项目的方案评价指标，进行方案的比较、权衡，选择最优方案或集中各方案的优点进行改进，然后细化和完善。各小组之间可以进行交流。
第二组
汇报交流会
第三组
汇报交流会
功能实用
重量体积
坚固耐用
成本适当
设计目标
安全稳定
设计指标
携带
操控
收纳
维护
课堂小结
加工难易
人机交互
符合人体工程学
方便易用
美观新颖
环保节能
谢谢大家
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
任务一　体验形态分析法和联想法
三　常用的构思方法
用六根火柴可以拼出几个三角形?
目标需求
设计问题
设计一款垃圾桶
解决垃圾盛放问题
发现用户的需求，明确真实的设计问题
科学原理
方
案
从学科知识与经验中，搜寻解决问题的原理
科学原理
方
案
已有技术
联想
汽车化油器
香水瓶喷头
联想法
联想法就是由甲事物想到乙事物的思维过程。
坐姿不正确容易腰酸背痛，甚至压迫神经影响身体健康。
能否利用现有技术，检测坐姿以对不良坐姿发出提醒？
形态分析法
如何解决使用美工刀容易划伤手的问题？
形态分析法
勺
头
勺
柄
附加件
形态分析法
形态分析法
形态分析法是以系统分析和综合为基础，用集合理论对研究对象相关的形态要素，分解排列和重新组合，得出所有可能的总体方案，最后通过评价进行选择。
要素分解
形态分析
排列组合
筛选分析
构造矩阵
因
素
（功
能）
形
态（技术手段）
1
2
3
4
A
盛装衣服
铝
桶
塑料桶
玻璃钢桶
B
分离脏物
机械摩擦
电磁振荡
超声波
热胀分离
C
控制时间
人工手控
机械定时
程序自控
形态分析法
洗衣机形态矩阵表
因
素
（功能部分）
形
态（功能部分实现方法）
1
2
3
4
5
6
A
开盖方法
边缘轴翻转
连杆结构边缘轴翻转
中间轴
翻转
升降式
光圈式
B
操控方式
手掀/压
脚
踩
声
控
光电、红外感应
遥
控
手势识别
C
驱动能量
人
力
电
动
重
力
形态分析法
垃圾桶开盖形态分析矩阵
项目实践
针对自己的设计问题，绘制形态分析表或者三维形态分析矩阵；尝试运用形态分析法，提出小组项目的形态设计方案；结合联想法，提出多个设计方案，并继续完善方案。
技术分析
方案构思
因
素
形
态
组
合
筛
选
功
能
结
构
操
控
能
量
修
饰
材
料
构件形状、尺寸
构件连接方式
机
械
电
子
液压、气压
人
力
电
力
其他动力
外观形状
色彩、质感
纹饰图案
谢谢大家
目录
一
一
设计中的人机关系
二
方案的构思过程
三
常用的构思方法
任务二　尝试应用设问法和仿生法
三　常用的构思方法
科学原理
方
案
已有技术
自然现象
仿
生
仿生法
仿生法是模拟自然生物形态进行设计的方法。
仿生法
仿生法
下面图片中的产品，有什么特点？你能猜到它们的灵感来源吗？
果汁包装盒
杯
子
轮
胎
尼龙搭扣
果汁包装盒
杯
子
轮
胎
尼龙搭扣
功能仿生
肌理与质感仿生
结构仿生
形态仿生
仿形：注重形态与功能的统一
你还知道哪些产品运用了这些构思方法吗？
任
务
分析自己设计对象的结构，探讨可以实施仿生设计的主要构成部件及仿生方式。针对自己的设计草案，尝试进行形态的仿生设计。
科学原理
方
案
已有技术
自然现象
设问法
设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择,并深入开发创造性设想的一种构思方法。它的主要类型有检核表法、5W2H法以及和田十二法等。
检核表法
和田十二法
5W2H法
设问法——5W2H分析法
任
务
针对自己的设计草案，运用5W2H分析法，展开交流，完善自己的设计方案。
检核表法
和田十二法
5W2H法
设问法
设问法是通过多角度提出问题，从问题中寻找思路，进而作出选择并深入开发创造性设想的一种构思方法。
能否缩小
缩一缩
能否扩大
扩一扩
能否颠倒
反一反
能否组合
加一加
项目实践
针对自己的设计问题，综合选择使用形态分析法、联想法、仿生法或设问法等构思方法，形成并完善自己的设计方案。
方案的构思方法
形态分析法
联想法
仿生法
设问法
5W2H法
功能仿生
结构仿生
形态仿生
肌理与质感仿生
检核表法
和田十二法
谢谢大家

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