发现问题与构思方案

发现问题与构思方案

【学习目标】：

1.明确发现问题的重要性

2.初步掌握发现问题的一般途径和方法

3.会判定一个问题是否明确，是否有价值

4.了解要解决一个问题有哪些方面的限制

5.牢记设计分析的三个要素

6.正确理解和区分常用的几种构思方法

【学习方法】：

通过大量有针对性的练习发现知识的缺陷，然后结合集中讲解，在知识要点中找答案，结合生活经验和案例，在和同学们讨论中理解和区分概念。

【知识要点】：

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。”

一、发现问题

1、问题的来源

从技术的角度看，问题的产生不外乎下列三种情况：

（1）人类生存活动中必然遇到的问题。如：为了解决如何进食的问题，

中国人设计出了筷子，西方人设计出了刀叉。

（2）由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。如：如何减

少行驶汽车的阻力？

（3）基于一定的目的，由设计者自己主动的发现问题，并试图解决它。

如：蒸汽机的发明。

2、发现问题的途径和方法

（1）观察日常生活

（2）收集和分析信息

收集和分析信息的方法很多，下列是课本中列出的几种收集信息的方法。

A、文献法：对已有文献信息进行收集、分析的方法。如通过图书（书面

记录，如书籍、报纸、期刊/日记/信件/会议记录）、遗迹、遗址或遗骸，如

陶器、钱币、战斧、界址以及工具、器皿的碎片或网页等进行信息收集和分

析。

B、问卷调查法：用问卷的方法进行实际调查，获取信息发现问题的方

法。

C、询问法：用询问的方式收集和获取信息处理问题的方法。

询问法可分为直接询问法和间接询问法；也可以分为集体询问法、家庭走访

询问法和个别询问法等。

（3）技术试验与技术研究

二、明确问题

1、判定问题是否明确

A、问题表述本身是否明确

B、问题产生的原因是否明确

C、提出问题

的目的是否明确

2、确定问题的价值

A、判定一个问题是不是有价值，一般从下列几个方面入手：

（1）所提问题是不是遵循科学性原则？

（2）迄今为止，能否确认这个问题尚未得到解决？

（3）在你调查的范围内，这个问题是否具有普遍意义？在更广的范围内呢？

（4）在多个问题发生时，这个问题是不是主要问题？

（5）现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？

（6）解决这个问题所需投入是多少？投入与产出比是不是理想？

B、明确问题的内容与价值，除了需要进行一些主观分析外，还可以借助

一些研究手段来进行。这样既可以深化对问题的认识，进一步明确问题与内容与价值，又可以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。

3、明确问题受到的限制

4、明确具体的设计任务并制定相应的设计计划

具体的设计任务应从以下几个方面进行优化：

（1）合理的人机关系（2）详细的结构布局及系统分配

（3）具体的流程工艺（4）相应的执行标准及目标要求

（5）制定真实可靠的设计计划及工作进度

【考试热点】：

一、发现问题的途径和方法

1.观察日常生活你知道这些问题引发了哪些设计和发明吗？在此基础上尝试提

出两个日常生活中遇到的问题。①当人们生病需要躺着用直吸管吸取杯中的饮料

时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；②人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，

会烫着孩子；③在使用折叠式剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。

2.收集和分析信息文献法、问卷法、询问法（直接询问法、间接询问法、家庭询

问法、个别询问法等）。

思考：你在生活中是否接触过问卷调查？有什么感受？问卷调查有哪些类型？问卷设计需要注意什么问题？

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。

可见采用询问法不仅可以发现问题，而且可以发现问题产生的原因。

3.技术研究与技术试验

案例：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？”

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，伽利略不停地思索，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？

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。有一天，他用手握住试管底部，让管内的空气渐渐变热，然后把试管的上端插入冷水中，松开握着的手，他发现，水在试管里慢慢吸上一截去；再握住试管，水又渐渐从试管里被压了下去。

从水的上升与下降，已经看出温度的变化了，但这不可能供医生去使用，因为一盆水和一根试管无法去给病人量体温，同时也没有温度变化的具体刻度。

后来，伽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。伽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。

这个案例给我们什么启示？

二、方案构思的常见方法