4.2明确问题（45张幻灯片）
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(共45张PPT)
眼镜度数不能自动调节
铅笔、钢笔、圆珠笔不能融为一体
篮球鞋不能提供助推高跳功能
眼保健操要用手做，能不能发明一种仪器来替代手，还卫生
拖地时，干的拖把擦不干净，湿的容易踩脏
室内点灯不能根据光线自动开关、窗帘拉上教室内暗，拉开光线太刺眼
晚上开门时看不清锁眼
红绿灯时间不能灵活自动调节
带望远镜功能的眼镜
老师的表述电脑能够自动记录，显示于黑板，学生可以直接拷贝下来
洗刷水杯时不容易洗道杯底
下雨天，带眼镜总是被水打湿看不清东西
教室门不能双向开关
白天忘了关灯，电灯不会自动关闭
冬天公交车扶手太晾
明 确 问 题
一、明确问题的内容与价值
1、问题的内容是否明确？
分析问题表述是否明确？
——要抓住核心概念；
分析问题产生的原因是否明确？
——要抓住问题所涉及的环境；
分析提出问题的目的是否明确？
——要抓住提出问题的情境和解决问题的基础与条件。
马上行动:
判断以下问题是否明确.
1.能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品
2.怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来
设计对象不明确
设计目的不明确
能不能发明永动机
2、问题是否有价值？
是否符合科学原理？——分析
擦黑板粉尘漫天飞
能不能设计一个能吸
尘的黑板擦
2、问题是否有价值？
确定问题是否尚未得到解决？——查阅资料
能否设计一种能根据本子的颜色自动变化颜色的修正带
2、问题是否有价值？
投入多少？投入与产出比是否合理？——市场调查，资料分析
能否设计一种能自动调节度数的眼镜
2、问题是否有价值？
现有技术能否解决这个问题？——收集专题材料并分析
2、问题是否有价值？
是否符合科学原理？——分析
确定问题是否尚未得到解决？——查阅资料
问题是否有普遍的意义？——查阅资料，资询专家
现有技术能否解决这个问题？——收集专题材料并分析
该问题是否是主要问题？——分析
投入多少？投入与产出比是否合理？——市场调查，资料分析
是否有价值？
思考？
马上行动
滴眼药水比较困难
是否有价值？
思考？
过马路不走斑马线不安全，能否设计一款便携式斑马线？
是否有价值？
思考？
坐车时没有扶手，能否设计一款便携式扶手
是否有价值？
思考？
吃东西怕烫，能否设计一款吹凉筷子？
是否有价值？
思考？
打伞时容易淋湿
普通台灯照明效果一般，不适合学习时使用；学习型台灯造型普通，且价格昂贵；
能否设计一款造型新颖且能满足学生心理需求的经济的学习型台灯
二、明确解决问题受到的限制及具体的设计要求
限制主要由两方面决定：
设计对象的特点和问题解决的标准
设计者的技术能力与条件
不同的设计对象往往有不同的特点，其产品的功能、大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准也有所不同。如：儿童玩具、床、书架、笔筒等。
新奇的儿童床
儿童专用坐便器
1、设计对象的特点和问题解决的标准
自行车的链轮、链条不能裸露在外，要完全包在链条盒里；最大鞍座高度小于 560 mm的儿童自行车，应至少装有一个制动系统；最大鞍座高度大于或等于560 mm的儿童自行车，都应装有两个独立的制动系统 ，一个制动前轮 ，一个制动后轮。
1、设计对象的特点和问题解决的标准
主观条件：是否有解决问题所需要的知识技能。
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、设计者的技术能力与条件
如果你自己动手制作一盏台灯，请考虑各种限制因素
设计相关因素 是否受限制
受什么限制 如何解决
材料
制造工艺
结构造型
标准件
质量
成本
时间
加工工具
完成后可以使用，但是无法试验实际寿命，很难试验实际使用中的各种情况。
通过技术试验验证
需掌握焊接技术
学习任务重，课余时间少
上课完成
废弃材料
统一购买
财力受限
焊接工具
专用教室
难以估算
灯罩底座材料
参考现成台灯
对自行车进行改造，在现有功能的基础上增加照明功能，以方便夜间行路，利用蓄电池给车灯供电，如果要你们完成改造，受到哪些限制？
台灯设计要求
（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≥300lx，不反光，不眩目，绝缘度≥1MΩ。
（3）外观要求：美观，具有一定的装饰效果。
（4）耐用性：结构稳固，经久耐用。
（5）成本要求：20元人民币以内。
三、设计计划
为了保证设计的顺利实现，我们需要制定设计计划，设计计划可以更好地保证设计的有目的、有计划地进行。
设计计划表达方式：
①流程图
②时间进度计划表
③设计计划书
a：发现与明确问题：
调查需求、调查统计，明确要求；
b：制定设计方案：
收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选；
c：制作模型：
绘制图样、产品制作；
d：测试、评估及优化；
e：产品的使用和维护：
设计一份产品说明书；
流程图
时间进度计划表
时间（周）
内容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
发现与明确问题 调查需求 --
调查统计 --
明确要求 -
制定设计方案 收集信息 ----
设计分析 ---- ---- ----
方案构思 ---- ---- -
方案呈现 ---
方案筛选 - ----
制作模型 绘制图样 ---- --
模型制作 --- ---- ---- ----
测试、评估及优化 测试 -- ---- --
评估 -- ----
优化 - ----
使用和维护 设计一份产品说明书 ---
设计计划书
周次 项目 内容及要求
第1周 资料收集与分析 通过问卷调查法、询问法等收集信息，明确设计要求
第2—5周 制定设计方案 从所得的资料中构想出一些初步方案，再发掘资料中的有用数据、制作方法和材料等，确定最可行的设计，并绘制该台灯的草图------
第5—9周 制作台灯模型 根据图样制作模型
第8—11周 测试、评估及优化 试验及检验台灯的性能，看看是否适用，必要时修改产品，以求更佳效果------
本章小结
1、人类生存活动
2、别人给出
3、自己主动发现
发现问题
明确问题
问题的来源
设计计划
1、明确问题的内容与价值
2、明确受到的限制
3、明确具体的设计要求
发现问题的途径与方法
1、制作工作程序计划表
2、制作时间进度计划表或设计计划书
1、观察日常生活
2、收集和分析信息
3、技术试验、研究
发现与明确问题
↗
→
↘
↗
↘
→
→
→
→
活动七 我们的课桌椅合适吗
发现问题 明确问题
课桌椅的不足
课椅座位板向后倾斜一定的度数，较多地照顾了人进行后靠听课与休息的功能，但是不符合学生进行伏案阅读或书写的状态。因为人在进行阅读和书写的时候，是采取身体前倾的坐姿，但因为屁股是坐落在后倾的座位板上，所以只好弯曲了腰椎来迁就前倾姿势了。当腰椎弯曲了，支撑头部的颈椎就被迫随之弯曲迁就低耸，再加上头颅有一定的重量下坠，使腰椎、颈椎也就弯曲得更厉害了。头部越来越低，眼睛与桌面的距离就越近，长此以往，不仅很累，还增加近视眼的几率。
课桌椅的不足
学生的教学用书越来越多，但是从高一到高三桌面大小不变，桌洞的大小也保持不变。所以只好把书放到桌上，书包放到椅子上，上课时很不舒服。
一个班级的课桌椅高度、大小基本一致。同学们的身高从1.5米到1.8米都有，体重也从75斤到140斤不等，但是不管学生的身体条件有如何大的差异，都用着几乎相同的课桌椅。有些班级的课桌有调节螺母，可以调节课桌高度。但是多数地方不太重视这个问题，往往仅在购入时进行一次调节，以后就很少动它了。
课桌椅的不足
现有的课桌面板几乎都是呈水平状态的。为了看清楚书上的文字，学生看书时一般会把头部尽力前伸，以此达到视线与书本形成平行的目的。另外，由于桌面垂直受光而造成反光现象，学生也只好用眼睛尽量靠近书本来迁就眩光。
现在大多数的桌面是防火板制成的，防水、防火、不易磨损、容易清洁，但是在上面放书、笔、杯子等物品，非常容易掉到地上。
课桌椅的不足
有些课桌利用桌子下面的空间来放东西，这样学生的脚很难放入，而且经常会撞到小腿，容易受伤
……
任意选择一个课桌椅设计的不足之处加以改进，在图7-3中画出设计草图
椅子的靠背和椅面有弹性并且透气
椅子高度可调节
桌子高度可调节
桌面有一定的倾斜度且可调整角度
桌面的后半部有可以放置书本和其他物品的大空间，还有放文具的带凹槽的水平板；
桌面的下部有一条可以放前臂的水平面
桌子高度可调节
桌脚有一些挂书包等重物的挂钩
座椅前端设计了两个下垂的斜坡，可以对大腿形成更为舒适的支撑
仔细观察图7-2，分析这种课桌椅的设计主要克服了哪些不足之处
椅子的靠背和椅面有弹性并且透气；椅子的高度可以调节；桌子的高度可以调节；桌面有一定的倾斜度，而且可以调整角度；桌面的下部有一条可以放前臂的水平面；桌面的后半部有可以放置书本和其他物品的大空间，还有放文具的带凹槽的水平板；桌脚有一些挂书包等重物的挂钩；总之，该桌椅的设计基本解决了前面提到的所有不组之处，非常适合学生学习时使用。
如果你自己动手做一个符合要求的课桌椅模型，需要考虑哪些限制因素
相关因素 受什么样的限制 如何解决
材料 如何保证强度、硬度，活动部件用什么材料制作，如何保证活动部件的使用寿命…… 从生活中的其他家具中获取信息，参考比较后做决定。
加工工具 没有合适的切割、锉削、钻孔的工具。 操作室等。
制造工艺 木工、钳工技术不熟练，胶水等用量不清楚、工具不会合理使用。 从书中找答案，寻求工人师傅的帮助。
成本 成本的估算比较麻烦，人工、敷料无法估计，而且材料的损耗比较大。 计算班级平均值，并采取合适的换算比例。计算理论成本。
质量 完成后可以使用，但是无法试验实际寿命，很难试验实际使用中的各种情况。 利用强度、稳定性的极限试验。
尺寸 不了解国家的相关标准，不知道合适的尺寸是多少 从网络和书中得到信息，也可以从实际教室中直接获取数据后修改。
请为你的课桌椅设计制定计划
请为你的课桌椅设计制定计划
周次 项目 内容及要求
第1周 资料收集与分析
第2－5周 制定设计方案
第5－9周
制作台灯模型
第8－11周
测试、评估及优化
眼镜度数不能自动调节
铅笔、钢笔、圆珠笔不能融为一体
篮球鞋不能提供助推高跳功能
眼保健操要用手做，能不能发明一种仪器来替代手，还卫生
拖地时，干的拖把擦不干净，湿的容易踩脏
室内点灯不能根据光线自动开关、窗帘拉上教室内暗，拉开光线太刺眼
晚上开门时看不清锁眼
红绿灯时间不能灵活自动调节
带望远镜功能的眼镜
老师的表述电脑能够自动记录，显示于黑板，学生可以直接拷贝下来
洗刷水杯时不容易洗道杯底
下雨天，带眼镜总是被水打湿看不清东西
教室门不能双向开关
白天忘了关灯，电灯不会自动关闭
冬天公交车扶手太晾
明 确 问 题
一、明确问题的内容与价值
1、问题的内容是否明确？
分析问题表述是否明确？
——要抓住核心概念；
分析问题产生的原因是否明确？
——要抓住问题所涉及的环境；
分析提出问题的目的是否明确？
——要抓住提出问题的情境和解决问题的基础与条件。
马上行动:
判断以下问题是否明确.
1.能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品
2.怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来
设计对象不明确
设计目的不明确
能不能发明永动机
2、问题是否有价值？
是否符合科学原理？——分析
擦黑板粉尘漫天飞
能不能设计一个能吸
尘的黑板擦
2、问题是否有价值？
确定问题是否尚未得到解决？——查阅资料
能否设计一种能根据本子的颜色自动变化颜色的修正带
2、问题是否有价值？
投入多少？投入与产出比是否合理？——市场调查，资料分析
能否设计一种能自动调节度数的眼镜
2、问题是否有价值？
现有技术能否解决这个问题？——收集专题材料并分析
2、问题是否有价值？
是否符合科学原理？——分析
确定问题是否尚未得到解决？——查阅资料
问题是否有普遍的意义？——查阅资料，资询专家
现有技术能否解决这个问题？——收集专题材料并分析
该问题是否是主要问题？——分析
投入多少？投入与产出比是否合理？——市场调查，资料分析
是否有价值？
思考？
马上行动
滴眼药水比较困难
是否有价值？
思考？
过马路不走斑马线不安全，能否设计一款便携式斑马线？
是否有价值？
思考？
坐车时没有扶手，能否设计一款便携式扶手
是否有价值？
思考？
吃东西怕烫，能否设计一款吹凉筷子？
是否有价值？
思考？
打伞时容易淋湿
普通台灯照明效果一般，不适合学习时使用；学习型台灯造型普通，且价格昂贵；
能否设计一款造型新颖且能满足学生心理需求的经济的学习型台灯
二、明确解决问题受到的限制及具体的设计要求
限制主要由两方面决定：
设计对象的特点和问题解决的标准
设计者的技术能力与条件
不同的设计对象往往有不同的特点，其产品的功能、大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准也有所不同。如：儿童玩具、床、书架、笔筒等。
新奇的儿童床
儿童专用坐便器
1、设计对象的特点和问题解决的标准
自行车的链轮、链条不能裸露在外，要完全包在链条盒里；最大鞍座高度小于 560 mm的儿童自行车，应至少装有一个制动系统；最大鞍座高度大于或等于560 mm的儿童自行车，都应装有两个独立的制动系统 ，一个制动前轮 ，一个制动后轮。
1、设计对象的特点和问题解决的标准
主观条件：是否有解决问题所需要的知识技能。
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、设计者的技术能力与条件
如果你自己动手制作一盏台灯，请考虑各种限制因素
设计相关因素 是否受限制
受什么限制 如何解决
材料
制造工艺
结构造型
标准件
质量
成本
时间
加工工具
完成后可以使用，但是无法试验实际寿命，很难试验实际使用中的各种情况。
通过技术试验验证
需掌握焊接技术
学习任务重，课余时间少
上课完成
废弃材料
统一购买
财力受限
焊接工具
专用教室
难以估算
灯罩底座材料
参考现成台灯
对自行车进行改造，在现有功能的基础上增加照明功能，以方便夜间行路，利用蓄电池给车灯供电，如果要你们完成改造，受到哪些限制？
台灯设计要求
（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≥300lx，不反光，不眩目，绝缘度≥1MΩ。
（3）外观要求：美观，具有一定的装饰效果。
（4）耐用性：结构稳固，经久耐用。
（5）成本要求：20元人民币以内。
三、设计计划
为了保证设计的顺利实现，我们需要制定设计计划，设计计划可以更好地保证设计的有目的、有计划地进行。
设计计划表达方式：
①流程图
②时间进度计划表
③设计计划书
a：发现与明确问题：
调查需求、调查统计，明确要求；
b：制定设计方案：
收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选；
c：制作模型：
绘制图样、产品制作；
d：测试、评估及优化；
e：产品的使用和维护：
设计一份产品说明书；
流程图
时间进度计划表
时间（周）
内容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
发现与明确问题 调查需求 --
调查统计 --
明确要求 -
制定设计方案 收集信息 ----
设计分析 ---- ---- ----
方案构思 ---- ---- -
方案呈现 ---
方案筛选 - ----
制作模型 绘制图样 ---- --
模型制作 --- ---- ---- ----
测试、评估及优化 测试 -- ---- --
评估 -- ----
优化 - ----
使用和维护 设计一份产品说明书 ---
设计计划书
周次 项目 内容及要求
第1周 资料收集与分析 通过问卷调查法、询问法等收集信息，明确设计要求
第2—5周 制定设计方案 从所得的资料中构想出一些初步方案，再发掘资料中的有用数据、制作方法和材料等，确定最可行的设计，并绘制该台灯的草图------
第5—9周 制作台灯模型 根据图样制作模型
第8—11周 测试、评估及优化 试验及检验台灯的性能，看看是否适用，必要时修改产品，以求更佳效果------
本章小结
1、人类生存活动
2、别人给出
3、自己主动发现
发现问题
明确问题
问题的来源
设计计划
1、明确问题的内容与价值
2、明确受到的限制
3、明确具体的设计要求
发现问题的途径与方法
1、制作工作程序计划表
2、制作时间进度计划表或设计计划书
1、观察日常生活
2、收集和分析信息
3、技术试验、研究
发现与明确问题
↗
→
↘
↗
↘
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→
→
活动七 我们的课桌椅合适吗
发现问题 明确问题
课桌椅的不足
课椅座位板向后倾斜一定的度数，较多地照顾了人进行后靠听课与休息的功能，但是不符合学生进行伏案阅读或书写的状态。因为人在进行阅读和书写的时候，是采取身体前倾的坐姿，但因为屁股是坐落在后倾的座位板上，所以只好弯曲了腰椎来迁就前倾姿势了。当腰椎弯曲了，支撑头部的颈椎就被迫随之弯曲迁就低耸，再加上头颅有一定的重量下坠，使腰椎、颈椎也就弯曲得更厉害了。头部越来越低，眼睛与桌面的距离就越近，长此以往，不仅很累，还增加近视眼的几率。
课桌椅的不足
学生的教学用书越来越多，但是从高一到高三桌面大小不变，桌洞的大小也保持不变。所以只好把书放到桌上，书包放到椅子上，上课时很不舒服。
一个班级的课桌椅高度、大小基本一致。同学们的身高从1.5米到1.8米都有，体重也从75斤到140斤不等，但是不管学生的身体条件有如何大的差异，都用着几乎相同的课桌椅。有些班级的课桌有调节螺母，可以调节课桌高度。但是多数地方不太重视这个问题，往往仅在购入时进行一次调节，以后就很少动它了。
课桌椅的不足
现有的课桌面板几乎都是呈水平状态的。为了看清楚书上的文字，学生看书时一般会把头部尽力前伸，以此达到视线与书本形成平行的目的。另外，由于桌面垂直受光而造成反光现象，学生也只好用眼睛尽量靠近书本来迁就眩光。
现在大多数的桌面是防火板制成的，防水、防火、不易磨损、容易清洁，但是在上面放书、笔、杯子等物品，非常容易掉到地上。
课桌椅的不足
有些课桌利用桌子下面的空间来放东西，这样学生的脚很难放入，而且经常会撞到小腿，容易受伤
……
任意选择一个课桌椅设计的不足之处加以改进，在图7-3中画出设计草图
椅子的靠背和椅面有弹性并且透气
椅子高度可调节
桌子高度可调节
桌面有一定的倾斜度且可调整角度
桌面的后半部有可以放置书本和其他物品的大空间，还有放文具的带凹槽的水平板；
桌面的下部有一条可以放前臂的水平面
桌子高度可调节
桌脚有一些挂书包等重物的挂钩
座椅前端设计了两个下垂的斜坡，可以对大腿形成更为舒适的支撑
仔细观察图7-2，分析这种课桌椅的设计主要克服了哪些不足之处
椅子的靠背和椅面有弹性并且透气；椅子的高度可以调节；桌子的高度可以调节；桌面有一定的倾斜度，而且可以调整角度；桌面的下部有一条可以放前臂的水平面；桌面的后半部有可以放置书本和其他物品的大空间，还有放文具的带凹槽的水平板；桌脚有一些挂书包等重物的挂钩；总之，该桌椅的设计基本解决了前面提到的所有不组之处，非常适合学生学习时使用。
如果你自己动手做一个符合要求的课桌椅模型，需要考虑哪些限制因素
相关因素 受什么样的限制 如何解决
材料 如何保证强度、硬度，活动部件用什么材料制作，如何保证活动部件的使用寿命…… 从生活中的其他家具中获取信息，参考比较后做决定。
加工工具 没有合适的切割、锉削、钻孔的工具。 操作室等。
制造工艺 木工、钳工技术不熟练，胶水等用量不清楚、工具不会合理使用。 从书中找答案，寻求工人师傅的帮助。
成本 成本的估算比较麻烦，人工、敷料无法估计，而且材料的损耗比较大。 计算班级平均值，并采取合适的换算比例。计算理论成本。
质量 完成后可以使用，但是无法试验实际寿命，很难试验实际使用中的各种情况。 利用强度、稳定性的极限试验。
尺寸 不了解国家的相关标准，不知道合适的尺寸是多少 从网络和书中得到信息，也可以从实际教室中直接获取数据后修改。
请为你的课桌椅设计制定计划
请为你的课桌椅设计制定计划
周次 项目 内容及要求
第1周 资料收集与分析
第2－5周 制定设计方案
第5－9周
制作台灯模型
第8－11周
测试、评估及优化