高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》3.2 明确问题 精品课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
1883年，美国发明家爱迪生为了寻找白炽灯的最佳灯丝材料，曾做过一个小小的试验：
他在真空白炽灯泡内部炭丝附近安装了一小截铜丝，希望铜丝能阻止炭丝蒸发。试验结果使爱迪生大失所望，但在无意中，他发现，没有连接在电路里的铜丝却产生了微弱的电流。
爱迪生并未重视这个现象，只是
把它记录在案，申报了一个未找到任
何用途的专利，称之为“爱迪生效应”。
然而，被爱迪生本人忽略的“爱迪生效应”却惊动
了大洋彼岸的一位青年。
1885年，30岁的英国电气工程师弗莱明坚持认为，一
定可以为热电子真空发射找到实际用途。经过反复试验，
他终于发现，如果在真空泡里装上炭丝和铜极，分别充当
阴极和阳极，则灯泡里的电子就能实现单向流动。经过多
次试验，1904年，弗莱明研制出一种能够充当交流电整流
和无线电检波的特殊灯泡—“热离子管”，这就是后来人
们所说的真空二极管（电子管）。
爱迪生忽略了“爱迪生效应”潜在的科学价值，是因为他对“爱迪生效应”的内容和价值明确不够。他怎么也没想到他在科学发展史上的地位越来越高，不是因为他的一千多项发明，而是因为曾被他忽视的“爱迪生效应”。
“爱迪生效应”为人类的科技进步，特别是电子技术的发展与进步做出了具大的贡献。可见明确问题是多么的重要！
本案例给了你什么启发？
1
问题表述本身是否明确
——核心的概念
2
问题产生的原因是否明确——过程要素
4
问题的应用环境是否明确——情境
1.如何来判断问题是否是明确的
3
提出问题的目的是否明确——基础与条件
怎样才能把冬天下的雪都有效地利用起来
范围不清楚，若是所有的雪，则是不可能的事！
（问题表述本身不明确）
马上行动
以下问题是否明确？
明确问题的内容
以下是同学们从生活中发现的一些问题：
① 放在课桌边的东西很容易掉下去；
② 看不清楚黑板上的字；
③ 下雨天，雨伞无处存放；
④ 如何使牙套更好地保护牙齿；
⑤ 洗澡时背部很难洗干净；
⑥ 戴眼镜的人再带3D眼镜很不方便；
⑦ 闹钟响一次就不响了，容易迟到；
⑧ 能否把水变成油？
⑨ 能否设计一款没有电磁辐射的手机，以确保人们的健康。
2.如何判断一个问题是否有价值
问题明确之后，这个问题到底有没有必要去解决？怎么判断呢？
（1）是否遵循了基本的科学原理
（2）尚未得到充分解决
（3）是否具有普遍意义？在更广的范围内，这个问题
是否有意义？
（4）在多个问题发生时，该问题是否是主要问题
（5）现有的技术条件是否能解决这个问题？技术发展
以后呢？
（6）解决该问题所需要的投入和产出比是多少？
科学性
新颖性
普遍性、实用性
重要性
技术可行性
投入产出比
以下问题是否有价值？
马上行动
试判断“怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来”这一问题的价值
第一，利用所有的雪是不可能的；第二，即使可能，收集雪的目的又是什么？有价值吗？
科学性、技术可行性
探究2：明确问题的价值
以下是同学们从生活中发现的一些问题：
① 放在课桌边的东西很容易掉下去；
② 看不清楚黑板上的字；
③ 下雨天，雨伞无处存放；
④ 如何使牙套更好地保护牙齿；
⑤ 洗澡时背部很难洗干净；
⑥ 戴眼镜的人再带3D眼镜很不方便；
⑦ 闹钟响一次就不响了，容易迟到；
⑧ 能否把水变成油？
⑨ 能否设计一款没有电磁辐射的手机，以确保人们的健康。
限制主要由两方面决定：
2.设计者的技术能力与条件
1.设计对象的特点和问题解决的标准
“大家来找茬——不可思议的设计”
同学们来找一找图片中所示的设计主要问题是什么？
“大家来找茬——不可思议的设计”
同学们来找一找图片
中所示的设计主要问题是
什么？
对于一个具体的设计项目，首先应该了解设
计作品的用途与服务对象，上面这些设计作品就
是违背了设计对象最基本的特点，而成为无效或
多余的设计。
就每一个具体设计对象而言，产品的功能、
大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准的
不同也时刻影响着我们的设计。
因此，我们发现，设计对象的特点和问题解
决的标准也是我们在明确解决问题所受到的限制
时的重要条件。
1. 设计对象的特点和解决问题的标准
（1）不同的设计对象往往具有不同的特点，其产
品的功能、大小、外观、安全、耐用性等方面的设
计标准也有所不同。
对象不同，标准也不同。标准分企业标准、行
业标准、国家标准和一些发达国家的特定标准。
（2）设计对象还将受到诸如成本、环境等的限制。
军用笔记本电脑
儿童电脑
假如你供职于一家大型电脑公司，现在接到两张订单，一张为军队设计最新型的野外侦察兵使用的电脑；另一张是为大型早教中心设计儿童电脑。作为设计师，我们应如何区分这两个设计对象的特点和问题解决的标准呢？
请针对这两者的不同限制条件，写出具有一定可行性的设计要求，完成下表：
产品 设计要求
军用电脑 功能要求：功能多、性能强
技术要求：超长待机时间、优越的安全性能
外观要求：迷彩色、隐蔽性好
质量要求：适用各种极端、恶劣天气，防高温、防低温、
防水、防撞击性能都要非常好
成本要求：较高
儿童电脑 功能要求：功能简单、操作方便
技术要求：安全性好
外观要求：色彩鲜艳、造型可爱
质量要求：防水性好、耐摔打
成本要求：较低
（1）主观条件：
是否具有解决问题所需要的知识技能。
（2）客观条件：
问题的解决过程要消耗一定的人力、物力、财力以
及时间，需要一定的材料、资料、仪器、设备以及空间
等作支撑，而这些资源也都是有限的。
2. 设计者的技术能力和条件
印度——阿琼坦克
由于本身技术储备不足，虽然大量选用了国外先进的坦克部件，但在整合过程中却是困难重重。其所谓自主研制成为笑话，“阿琼”实际上沦为了国外产品的“组装货”。 　　然而“阿琼”坦克的苦难并没有结束，在随后的试验中，它的装甲、动力、火控系统先后再度发现严重缺陷。
印度国防部30年的努力付诸流水，最终只好无奈地取消本土自行研发和制造的“阿琼”主战坦克的成军计划。“阿琼”坦克计划前后共耗资约35亿美元，最后却只得到了包括原型在内35辆成品车。均价高达1亿美元的训练坦克——“阿琼”留给印度的，只有苦涩的回忆。
如果你自己动手制作一盏台灯，请考虑各种限制因素，填写下表。（教材P71）
马上行动
设计相关因素 受何种限制 可能的解决途径
材料
制造工艺
加工工具
结构造型
尺寸
成本
自己可承受范围内
木工、钳工技术不熟练
没有合适的切削、锉
削、钻孔工具
加强技能训练，使用易加工材料
去五金市场购买，请技术老师帮忙
寻找身边可利用材料
问题不大
造型简单、无法测试实际寿命
价格、废物利用
设计强度、稳定性极限测试试验
文献法、从教室中获取信息后修改
“设计要求”包括的内容有：
⑴ 功能（基本、拓展、附加）
⑵ 外形、材料、结构、技术指标等要求
⑶ 完成时间、成本
⑷ 反映的文化内涵等
对解决问题所受到的限制作了全面的分析后，就可以进一步提出具体的具有一定可行性的设计要求了。
台灯的设计要求
1）功能要求：具有基本的照明功能，同时有适当的辅助功能。
2）技术指标：亮度大于等于300Lx，不反光，不眩目，绝缘度大于1兆欧。
3）外观要求：美观，有一定的装饰效果。
4）耐用性：结构稳固，经久耐用。
5）成本要求：20元人民币以内。
你认为这个设计要求是否合理，你还有什么补充和修改的吗？
1. 作用：保证设计有目的、有计划地顺利进行。
2. 如何制定设计计划？
1）对设计的工作程序进行排列并制定设计计划
2）制定设计的时间进度计划表或设计计划书
为了统筹安排设计进度，合理利用设计资源，并根据时间要求以及设计各个阶段的工作量和设计的难易程度，科学、合理地分配时间，在完成设计计划的基础上，还需要制定一份时间进度计划表。设计各阶段工作的展开有的可以同时进行，有的需要依次推进。
思考：你认为孙宇的台灯设计计划和时间进度计划表安
排得合理吗 如果不合理，如何改进 （P89）
明确问题
问题是否明确
问题表述本身
问题产生的原因
提出问题的目的
问题的价值
遵循科学原理
现有技术
是否已解决
普遍意义
投入与产出比
限制因素
设计者的技术能力与条件
设计对象的特点和
问题解决的标准
主要问题
设计计划
1.有一次，兰兰同学家来了几个客人，兰兰同学用一次性塑料杯给客人倒了热茶水，过了一会儿兰兰发现了两个问题一是塑料杯受热变软不好拿，二是客人走动后杯子容易混淆，过后兰兰写信给了塑料杯厂家，提出了对杯子改进的方案。如果你是兰兰你明确了什么问题？说说你能向厂方提出怎么样的方案？
练 习
答题要点:
1.明确问题的要点:①杯子变软的原因:一是杯壁太薄，二是所用塑料材料不耐热；
② 杯子易混淆是因为杯子上没有识别标记；
③现有的材料和技术可以解决以上问题。
2.提出方案的要点:
①解决杯子变软的问题(在杯壁上设计加固网格
用耐热材料制造：使用杯套……);
②解决杯子容易混淆的问题(在杯子上印上醒目的数字；在杯子上印色环；在杯子上印上不同图案、杯子上印上空白标签……);
技术领域中存在着各种各样的问题。通过本章的学习，知道问题的来源，树立发现问题的意识，积极主动地发现问题可以挑战和拓展人们的能力。掌握一些发现问题的途径和方法，学会观察日常生活、收集和分析信息、进行技术研究和技术试验，可以帮助人们更好地发现问题，发现有价值的问题。
明确问题的内容，确认问题的价值，可以为分析问题解决的条件及实现的可行性、提出设计要求奠定基础。分析解决问题所受到的主客观条件的限制，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。
本章小结