第四章、发现与明确问题，第一节、发现问题

(共87张PPT)
找钱哲学
在一个五百多户的小区里有两家副食品店，生意都不错。不过，两家还有点差距。生意好的那家每月销售额要比另一家多出三四百元，多卖出的这部分大多是被小孩们买去的。生意稍差的这家注意到了这点，便悄悄地寻找原因。货是一样的货，价也是一样的价，怎么小孩都愿意上那家去买呢？百思不得其解，于是他们只好叫自己的孙子去孩子中打探。
小孙子回来告诉他们，那家的老奶奶每次都笑着对来买东西的小朋友说：“来，找你一张新票。”不管是一元钱还是五角、一角，都是找新钱。原来如此。他们是利用了人们喜新厌旧的心理。大人虽然不像小孩那样明显，但在找钱时也很讨厌找回破旧不堪的钱币。时间一长，就会把这种厌烦心理波及到对售货员、对店家的态度上，所以一些精明的商家总是会准备好充足的零钱，以取悦顾客。
爱因斯坦语录
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。”
美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障，很多人都修不好，只得请来了德国的电机专家来修理。这位德国专家来了以后，用了两天两夜的时间呆在发电机旁，这看看那听听，最后，他在发电机的顶上划了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将划线处的线圈减少16圈。故障果然被排除了。这位德国专家向福特公司索要1万美元的酬金。
案例:
很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为值。因为他发现了问题。而不在于排除故障的复杂与简单。为什么其他人没发现出来呢？设计的过程，实际上就是寻找解决某个问题的途径的过程。发现问题和提出问题是进行设计的前提，如果没有发现问题、不能提出问题，设计便无从谈起。
案例:
案例分析-----电话的发明
思考：1、人类用过哪些联络（交流）方法？能说出这些方法的时间先后和优缺点吗？
思考：2、电流的什么特点使人们想到用电来传递声音？
案例分析-----电话的发明
电话的发明历程：
德国人赖特----美国人格雷----美国的贝尔(英国移居)
1、赖特是一位德国教师。1861年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。
赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。
案例分析-----电话的发明
　2、1874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。
案例分析-----电话的发明
3、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。
１８７６年贝尔电话研制成功。
声音
薄膜振动
电流
(变化)
薄膜振动
声音
基本原理:
电磁
感应
电流的磁效应
贝尔电话的外形
和内部结构图
1892年纽约和芝加哥的电话线路开通。电话发明人贝尔第一个试音：“喂，芝加哥”，这一历史性声音被记录下来。
喂，芝加哥
自从使用了增音器之后，连接美国和欧洲大陆的电话成为可能
美军在越南战争时
使用的移动电话

1969年，可视电话产生

从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断发现问题，不断进行设计，从而解决问题的过程。
第四章 发现和明确问题
第一节、发 现 问 题
问 题 从 何 处 来？
如 何 去 发 现 问 题
来源1 人类生存活动中必然会遇到的问题
来源2 别人给出的问题
来源3 基于一定的目的由设计者自己主动发现问题，并试图解决的问题
一、问题的来源
黑板擦擦黑板掉灰问题。
钥匙怎样才能方便携带？
怎样解决进屋子脱鞋的问题？
米饭里有沙子的问题。
一、问题的来源：
（1）人类生存活动中必然会遇到的问题：
为了解决如何进食问题，中国人设计了筷子，西方人发明了刀叉。
当刀叉和筷子成为了随处可买的商品时，生产厂家为应对激烈的市场竞争要解决如何吸引消费者的问题。人们又设计了造型新颖的刀叉和礼品筷。
（1）人类生存活动中必然会遇到的问题。
2004年为WMF设计的一套餐具，名为“SONIC”。获得了“DESIGNPLUS”奖并在法兰克福的实用艺术博物馆进行了展览。
上海筷子厂生产的礼品筷套盒
算盘的发明
在古代，由于社会的发展，对计算的速度和准确性要求越来越高，于是人们发明了算盘。
银河巨型计算机
镜子的发明
在漫长的远古时代，人类没有镜子，但人类还是用“土”办法看到了自己的身形，那就是在平静而清澈的水面上观看自己的倒影。
水中倒影
青铜镜
玻璃镜子
“线龟”缠线器
制造厂商：Cleverline,Rotterdam, The Netherlands 设计日期：1996年（瑞士日内瓦国际发明展览会上获得金奖）
　 　
我们为什么对身边的这些问题视而不见呢？
无针钉书机
无针注射器
（2）由别人给出的问题：
加油站缺少柴油。
电脑突然死机问题。
电视图象不清晰问题。
(2)别人给出的问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。
如：当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。
流线型设计的交通工具:
磁悬浮列车 普通火车
坦克的发明
　1914年10月，第一次世界大战中的欧洲战场陷入了僵局。正在英国远征部队服役的斯温顿中校提出，需要制造一种能够在遍布铁丝网的战场上开辟道路、翻越壕沟并能摧毁和压制机枪火力的装甲车来打破西部前线的这种沉闷僵局。
世界上第一辆坦克
现今主战坦克
隐形飞机的发明
现代战争往往需要速战速决，美国防部要求使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了己方的飞机，无法实施拦截和攻击。
(3)基于一定的目的由设计者自己主动发现问题，并试图解决它。
电话的发明
思考：贝尔的设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？
电话的发展史
有时更需要我们积极主动的思考、发现，推进技术的发展和创新。
嫦娥一号
"长征五号"火箭模型
我国发射嫦娥一号绕月卫星，现在我国的火箭推力不足，制约了我国的深空探测，所以必须研制大推力火箭。
发射嫦娥一号的是长征三号火箭
（1）观察日常生活
（2）收集和分析信息
（3）技术研究与技术试验
二、 发现问题的途径与方法
二、发现问题的途径与方法
（1）观察日常生活
对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现。
阅读案例：新式纺纱机的诞生
在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？
案例分析
新式纺纱机的诞生
在约翰·凯伊发明飞梭之后，织布速度大大加快。但当时的纺纱速度很慢，工效很低，不能满足纺织的需要。人们开始致力于新的纺纱机的研制。
1761年，英国皇家艺术学会专门悬赏鼓励人们发明新型纺纱机。获奖的条件是：新发明的机器要能“一次纺6根毛线、亚麻线、大麻线或棉线，而且只需要一个人开机器或看机器。”尽管如此，新的纺纱机的研制工作仍进展不大。
历史背景
　 1764年的一在，英国曼稳斯特有个兼做木工的织工哈格里夫斯在一次偶然的发现中受到启示。有一天，他的妻子珍妮的纺车突然翻倒在地，但竖起来的纱锭（纺锤）和车轮仍在转动。他猛然想到：几个纱锭并立在一起，不是可以用一个轮子来带动吗？经过反复研制，他终于在1765年设计并制造出了一架可同时纺8个纱锭的新纺机。这样，就把纺纱的工效一下提高了8倍。后来，他又对珍妮纺纱机不断改进，一直增加到80个纱绽。
对于日常生活的问题还可以有目的、有计划地实行观察。
观察的一般要求:
1.养成观察习惯，边观察边思考.
2.制定好观察计划(提纲).
3.按计划(提纲)实行观察，作好纪录，最后整理、分析、概括观察结果，作出结论。
马上行动
你知道下面这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？
当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；
人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子；
在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤；
变色防烫碗
“一种自带吸管的易拉罐”获得实用新型专利证书该实用新型解决实际问题所采用的技术方案是：一种自带吸管的易拉罐，包括易拉罐体和易拉罐顶盖及吸管组成，其特征在于吸管为一可弯折吸管，插入易拉罐体内部，易拉罐顶盖中的拉盖连接着习惯扣件，吸管插入吸管扣件内。
飞利浦HQ46剃须刀（双层刀片设计剃须更舒适）
看到老人钓鱼我们能发现什么问题？
（1）观察日常生活
这样安装摄像头，太有才了！
值得思考啊！
法国大雕塑家罗丹说过：“美是到处都有的，对于我们的眼睛，不是缺少美，而是缺少发现。”
我们也可以说，世界上到处都有发现的启示，不是缺少作出发现的机会，而是缺少善于
发现的头脑。
你能发现问题吗？发现了什么问题？
在寝室…… 在教室……
在商场…… 在街上……
马上行动:
在食堂里呢？
微波炉的诞生
微波的产生是源于二战期间一位雷达工程师对雷达装置上磁控管具有加热功能的偶然发现，也正因为这次偶然的发现，使人们产生了将微波所具有的加热功能应用在生活当中的奇思妙想，使微波炉的诞生与发展在这种大胆的想法中变成了必然。在这种偶然与必然的不断碰撞中，微波炉成为与我们生活息息相关的生活必需品。
防暴床头柜
防暴床头柜 用木棍和盾牌来组合成一个床头柜，不仅可以放东西，关键时刻还可以作为武器来使用 。
“舔干”咖啡杯
喝过咖啡后，杯口上
难免会留下一些渍迹。
在普通人看来这种渍
迹是非常难看的，但
是经过艺术家的简单
修饰，画一个张着嘴
的小人上去，就会变
得非常有趣 。
多用线条架子 PK书柜
设计新颖的杯子
这款设计通过在比
较规则的杯子上加
入较深的凹槽从而
让你在没有托盘的
情况下也能够同时
端起许多个杯子。
高跟鞋展示挂钩
家里有几双Gucci、Prada这样的名牌高跟鞋，穿出去的时候大概都希望别人都能多看几眼。不过回到家里，这种虚荣心似乎就得不到满足了，毕竟基本上不会有人在家里也穿着高跟鞋。那就把你的名牌高跟鞋挂在墙上做展示品吧。
圆盘式西瓜刀
把圆盘的辐条用刀片代替，就变成了这样一款圆盘西瓜刀。只需轻轻一压，西瓜就被切成均匀的几块，比起一刀一刀的切要方便得多，而且更加卫生。
落叶清理器
充满童趣的落叶清理器 (小时候都住平房的时候如果有这东西挺好,现在都是钢筋水泥的 唉~~~)
五指托盘
在托盘上加上五个手指的凹槽，这样即使没有经过专业训练的人，也能够把托盘托得很稳 。
"半个花盆” PK传统花盆
利于植物采光的“半个花盆”,又节约空间
“多功能量角器”
案例一：
　　浙江省有一位高中学生，设计了一个“多功能量角器”。获得了浙江省青少年科技发明奖。她是怎样发现了这个设计项目的呢？
　　原来是因为做错了一道数学题。一次数学作业本发下来，在一道题上老师划了一个大红叉。仔细一看是因为三角函数值查错了。她想，可不可以不用查表就得到函数值呢？如果能将函数值刻在量角器上，不是很方便吗？因此，她决定设计一个“多功能量角器”。经过她的刻苦钻研和实验，终于获得了成功。
问：该设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？
问：该设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？
案例二：
一名高中生，他的邻居大叔工作时扭伤了腿，柱着拐杖回家休养。每天看到大叔艰难地上楼、艰难地下蹲。使章晓军同学产生了要为大叔减轻痛苦的强烈愿望。他经过分析，只要拐杖能随着人动作的需要变化长度，让拐杖什么时候都能起到作用，就能帮助用拐杖的人方便地完成上楼、下蹲等动作。经过多次的试验、改进，最后终于完成了这项产品的发明。并获得省科技发明二等奖。
主动出击　寻找问题
(2)收集和分析信息
（主动发现问题的方法之一）
收集信息的途径：
文献法
问卷法（开放式、封闭式、混合式）
询问法
马上行动
有关杯子的调查表（时间： 地点： ）
调查
对象
（同学） 材料 形状 色彩 价格
纸
质 塑料 陶瓷 金属 椭
圆柱 圆柱 方柱 明亮 淡雅 灰暗 低档 中档 高档
1
2
3
4
合计
采用询问法不仅可以发现问题，而且可以了解问题产生的原因。
案例 日本的本田公司就很推崇“抓住问题，追问到底”。比如，某台机器突然不动了，他们就采用追问到底来解决。“机器为什么不动了？”－保险丝断了。――为什么保险会断？――超负荷，电流过大――为什么超负荷？――轴承润滑不好――为什么轴承会润滑不好？――吸不上润滑油。――为什么吸不上油？――油泵严重磨损――为什么会磨损？――是因为没有装过滤器进入了铁屑。问题到此，也就解决了。应该给油泵装过滤器。
请就钢笔的使用情况设计一份询问提纲，通过对同学的询问，发现问题并了解问题产生的原因。
马上行动
发现问题 问题产生的原因 如何解决
笔摔过之后，就不好写了，会漏墨。 笔尖容易开裂，装墨水的橡胶软管容易破。 对笔尖和吸墨管的构造和材料做改进设计
携带不方便，需要和纸配套使用。 快节奏的生活方式和科技的发明使数码设备、U盘、笔记本等成为人们记录的首选。 增加钢笔的附加功能，如收录音、计算、记忆等功能。
笔盖容易掉 笔盖和笔身是分离的，需要人工开合 。 设计一个自动盖头
产品设计的市场调查和分析
北京小家电市场调查报告
《现代快报》2007年3月20日星期二B12版新闻节选
苏宁电器《中国厨卫电器2007年消费趋势报告》显示
———买厨卫 技术和外观更受青睐
昨天，苏宁电器发布了《中国厨卫电器2007年消费趋势报告》，《报告》中称，消费者对产品的消费趋势偏向于环保、品质、安全和家居艺术，价格因素正在逐年下降。在发布此《报告》的同时，苏宁计划于3月24日起正式启动为期三周的2007春季家装节，引领春季家装电器消费热潮。
　　《报告》认为，出于消费者对厨卫电器产品个性化、高品质的要求，单纯的规模化生产价格化竞争将越来越少。“穷看厅堂，富看厨房”的消费观念已经深入人心，从苏宁电器２月－３月份的一份顾客调研数据来看，节能环保、外观设计、安全性三大要素分别位列前三，而价格因素已经下跌到第四。
　　从今年具体的产品技术趋势来看：油烟机方面，中式油烟机因价格稍便宜，在市场上占有一定的市场份额，而越来越多的消费者更加推崇欧式的油烟机，因为相对于中式的来说，更加绿色、环保和节能；灶具方面，嵌入式灶具因款式新颖时尚，玻璃面板，受到越来越多新装修家庭的偏爱，易清洁、不生锈、不氧化，是消费者最关心的方面，在价位上，1500-2000元占较大比例；消毒柜现在已成为家庭不可缺少的厨卫家电，新型的紫外线消毒和臭氧消毒能够消毒一些不耐高温的餐具；热水器整体上看，电热水器仍是主流，50~80升容量的电热水器销售占整个市场的四成左右，防电墙标准将越来越受消费者关注。
(3)技术研究与技术试验
技术研究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。
　　通过技术研究、 技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。
案例分析—伽利略与体温表
阅读P82案例，这个案例说明了什么？
案例分析
伽利略与体温表
在400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？” ……
案例分析
伽利略与体温表
空气
冰水
气体热胀冷缩
液体热胀冷缩
水
(酒精、水银、煤油)
真空
在400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？”医生的真诚请求，使伽利略感到难以推辞。为了制作出这一医疗器具，咖利略不停地思索，但总是想不出什么好办法。一天，伽利略给学生上试验课。他边操作边讲解，学生都听得入迷。他问学生：“当水的温度升高，特别是开的时候，为什么会在罐内上升？” “因为水温达到沸点时，体积增大，水就膨胀上升。水冷却，体积缩小，又会降下来。”学生作出了正确的回答。这个常识性的回答经学生一说，顿时使伽利略来了制造体温表的灵感。伽利略兴奋地想：水的温度发生变化，体积也随着变化；那么反过来，从水的体积变化，不是也能测出温度的变化吗？ （续）
伽利略高兴得忘乎所以，竟不顾自己还在上课，马上回到办公室，根据热胀冷缩的原理着手，做起试验来。从根据这一原理，到试制体温表成功，中间还隔了一段很长的距离，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。咖利略又做了多次改进，把一个很细很细的试管装上水，排出里面的空气，又密封住，并在试管上刻上了刻度，然后送给医生用，医生让病人握住试管，果然，水上升的刻度反映出了病人的体温。世界上第一个体温表试制成功了。可是，到了寒冷的冬天，一个个温度表都破裂了，原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。
1877年，有一次，爱迪生在调试送话器时，因为听力不好，就用一根短针来检验传话膜的震动，不料出现了一个新奇的现象：他手里的针一接触到话膜后，随着声音的强弱变化，就发生一种有规律的颤动。这种奇异的现象触动了爱迪生的发明灵感。他想，如果反过来使针颤动，不是就可以复原出声音来吗？这样也就可以把人的声音贮存起来。为此，他开始了试验。当时正是盛夏酷暑，天气闷热，蚊子猖狂。爱迪生顾不了这些，经过四天四夜的苦战，终于设计出了留声机的图纸。 p82
爱迪生与留声机
小结:如何主动发现问题
(1)用心观察日常生活—— 积极敏锐 抓住问题
(2)收集分析信息—— 主动出击，寻找问题
(3)技术研究和技术试验—— 科学探索，创造问题
【思考】
你认为发现问题的途径与方法还有哪些？