通用技术《发现与明确问题》
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第三章 怎样进行设计
第一节 发现与明确问题
目标： 1、了解设计问题的来源 2、理解明确设计要解决的技术问题
爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决 一个问题更重要”。
一、设计问题的来源
1、什么是设计问题？
设计过程中尚待解决或弄不明白的事情
2、设计问题是如何产生的？
中国大地震
1556年中国陕西华县8级地震，死亡人数高达83万人。 1920年12月16日20时5分53秒，中国宁夏海原县发生震级为8.5级的 强烈地震。死亡24万人，毁城四座，数十座县城遭受破坏。 1927年5月23日6时32分47秒，中国甘肃古浪发生震级为8级的强烈 地震。死亡4万余人。地震发生时，土地开裂，冒出发绿的黑水，硫磺 毒气横溢，熏死饥民无数。 …… 1950年8月15日22时9分34秒，中国西藏察隅县发生震级为8.6级的 强烈地震。喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非：雅鲁藏布江 在山崩中被截成四段；整座村庄被抛到江对岸。 1975年2月4日19时36分6秒，中国辽宁省海城县发生震级为7.3级 的大地震。由于此次地震被成功预测预报预防，使更为巨大和惨重的损 失得以避免，它因此被称为20世纪地球科学史和世界科技史上的奇迹。 1976年7月28日3时42分54点2秒，中国河北省唐山市发生震级为 7.8级的大地震。死亡24.2万人，重伤16万人，一座重工业城市毁于一旦， 直接经济损失100亿元以上，为20世纪世界上人员伤亡最大的地震。 2008年5月12日14时28分，四川汶川县（31.0°N，103.4°E）， 发生震级为8.0级地震，直接严重受灾地区达10万平方公里。截至26日 12时，截至28日12时，已造成68109人遇难，364552人受伤，失踪 19851人，紧急转移安置1500.6341万人，累计受灾人数4561.2765万人。
候风地动仪， 东汉科学家张 衡于公元132 年发明
1906年俄国王子鲍里斯· 格里芩发明了 第一台电磁地震仪
20世纪时，核能测试检测系统的出现促进 了现代地震仪的发展
设计的步骤
发现问题 值得解决否？
不解决 不解决
有条件解决吗？
调查、收集设计所需要的信息、数据 制定设计方案、权衡优化、选定方案 修改设计
国际海委会认为必须建设印度洋海啸预警系统
国际海啸预警中心的监测网只分布在太平洋，印度洋地 区暂时没有准确的海啸预警系统，这为预防海啸增加了 难度。由于印度洋地区国家经济发展水平相对滞后，而 且海啸在印度洋发生的频率少于太平洋，因此长期以来 该地区部分国家对建立海啸预警系统的热情不高。此次 印度洋再次发生强烈地震后，国际海委会的专家认为， 加强防灾知识水平和建立海啸预警系统两项工作，需要 迅速启动。 据报道，３月初在联合国教科文组织巴黎总部召开 的印度洋海啸预警系统建设国际协调会已通过决议，决 定启动印度洋海啸预警系统建设计划，并初步定于２０ ０６年建成并启用这一系统。
马上行动
你知道这些问题的发现引发了哪些设计和 发明吗？
1. 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； 2. 在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤；
观察日常生活
＊瓦特的故事
一天晚上，瓦特和一个小女孩在 家里喝茶，瓦特不停地摆弄茶壶 盖，一会打开，一会盖上，当它 把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了壶 盖。在旁的外祖母对瓦特的这种 “无聊动作”极为不满，加以训 斥，瓦特并不介意，他一心想着 蒸汽的力量。这段故事即使是真 的也不能说蒸汽机是瓦特发明的。 历史事实说明瓦特只是对蒸汽机 作了重大的改革 。
发现问题的途径与方法
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
从本质上讲，设计是一个问题求解的过程。 它从问题出发，并围绕问题展开各项活动。所 以明确问题是设计的第一步。
实际上就是确定设计什么。 那么如何确定设计什么呢？
二、明确问题
1、明确问题的内容及价值
⑴问题是否明确 问题表达、产生原因 明确吗？
收集和分析信息
伪科学
把没有科学根据的非科学理论或方法，是与 科学相伴而行的一种社会现象。比如占星学。
占星学是一大类的伪科学。历史上与天文学有密 切关系，后来走向分化。用想像的、简化的天体 运行与人世变化之间的所谓因果联系和某种神秘 主义，代替严格的理论和经验考察，声称能准确 预测未来。
练
判断以下两个问题是否明确。为什么？ 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
习
起来？
⑵问题是否有价值
可以从以下几个方面来判断问题的价值：
⑴问题是否遵循了基本的科学原理？
⑵至今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？ ⑶在你调查范围里，该问题是否具有普遍意义？在更 广的范围内，这个问题是否有意义？ ⑷现有的技术能否解决这个问题？技术发展以后呢？ ⑸解决该问题所需的投入是多少？投入与产出的比是 否理想？
练
习
判断下列问题的价值： 1、能否制造出永动机？ 2、能否用电来照明？ 3、喝水的问题？ 4、设计椅子的时候，实用性？多功能性？
5、能否去火星上种果树？
7、能不能把水“变成”油？
6、怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来？
课堂活动
以小组，选择设计问题,发现问题的不足。 1、考虑我们现在所能感受到你身边的工具 或用品，你觉得那些还没有完全满足你的需 要,我们可以来重新设计。 2、设计中学生台灯并进行（可用直流电 源）。 3、设计多样式的相架。
具体详细的设计
实施设计
产品检测
评价改进
最优化吗？
设计完成
发生在2004的印度洋大海啸
海啸可由海底地震、 海床上的滑坡或崩塌、 海底 火山爆发或陨星撞击 大洋引起。其中海底 地震是 引发海啸的主要原因， 这些大地震多发生在 板块 俯冲边界。
如果你是该系统设计师，你会如何做…
印度洋海啸造成了如此巨大的人员财产损失，是什么原因？ 有什么解决办法？
拉杆书包 书包的变化给我们什么启示呢？
书包的变化给我们什么启示呢？
wk.baidu.com
人的需求是会随着技术发展和时代的变 化而变化的。其实我们除了可以从无到有的 创造新产品外，对熟悉的工具或用品都可以 提出新的要求，并重新设计。
案例分析：此设计问题的发现途径？
汽车设计
教学资源
需要我们积极主动的思 考，独具慧眼的发现。
人们需求→发现问题→进行 设计→解决问题
产生问题的三种情况：
产生问题的三种情况： 1.人类生存活动中必然会遇到的问题： 2.别人给出的问题：
在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。
3.基于一定的目的有设计者自己主动发现问题：
横式侧背书包
书 包 的 变 化
双肩运动书包 侧背书包 健康书包
2004年印度洋海啸在震后3分钟到达科科斯岛， 2.5小时到达印度。因此只要在海啸可能路径 上设立若干监测点或浮标,即可为防险救灾赢 得宝贵时间 。建立印度洋海啸预警系统。
太平洋海啸预警中心
由海底计浪器、浮 标、卫星、地面接 收站等组成的全天 候的海啸动态监视 和预警系统.并加强 国际合，建立信息 共享机制。
第一节 发现与明确问题
目标： 1、了解设计问题的来源 2、理解明确设计要解决的技术问题
爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决 一个问题更重要”。
一、设计问题的来源
1、什么是设计问题？
设计过程中尚待解决或弄不明白的事情
2、设计问题是如何产生的？
中国大地震
1556年中国陕西华县8级地震，死亡人数高达83万人。 1920年12月16日20时5分53秒，中国宁夏海原县发生震级为8.5级的 强烈地震。死亡24万人，毁城四座，数十座县城遭受破坏。 1927年5月23日6时32分47秒，中国甘肃古浪发生震级为8级的强烈 地震。死亡4万余人。地震发生时，土地开裂，冒出发绿的黑水，硫磺 毒气横溢，熏死饥民无数。 …… 1950年8月15日22时9分34秒，中国西藏察隅县发生震级为8.6级的 强烈地震。喜马拉雅山几十万平方公里大地瞬间面目全非：雅鲁藏布江 在山崩中被截成四段；整座村庄被抛到江对岸。 1975年2月4日19时36分6秒，中国辽宁省海城县发生震级为7.3级 的大地震。由于此次地震被成功预测预报预防，使更为巨大和惨重的损 失得以避免，它因此被称为20世纪地球科学史和世界科技史上的奇迹。 1976年7月28日3时42分54点2秒，中国河北省唐山市发生震级为 7.8级的大地震。死亡24.2万人，重伤16万人，一座重工业城市毁于一旦， 直接经济损失100亿元以上，为20世纪世界上人员伤亡最大的地震。 2008年5月12日14时28分，四川汶川县（31.0°N，103.4°E）， 发生震级为8.0级地震，直接严重受灾地区达10万平方公里。截至26日 12时，截至28日12时，已造成68109人遇难，364552人受伤，失踪 19851人，紧急转移安置1500.6341万人，累计受灾人数4561.2765万人。
候风地动仪， 东汉科学家张 衡于公元132 年发明
1906年俄国王子鲍里斯· 格里芩发明了 第一台电磁地震仪
20世纪时，核能测试检测系统的出现促进 了现代地震仪的发展
设计的步骤
发现问题 值得解决否？
不解决 不解决
有条件解决吗？
调查、收集设计所需要的信息、数据 制定设计方案、权衡优化、选定方案 修改设计
国际海委会认为必须建设印度洋海啸预警系统
国际海啸预警中心的监测网只分布在太平洋，印度洋地 区暂时没有准确的海啸预警系统，这为预防海啸增加了 难度。由于印度洋地区国家经济发展水平相对滞后，而 且海啸在印度洋发生的频率少于太平洋，因此长期以来 该地区部分国家对建立海啸预警系统的热情不高。此次 印度洋再次发生强烈地震后，国际海委会的专家认为， 加强防灾知识水平和建立海啸预警系统两项工作，需要 迅速启动。 据报道，３月初在联合国教科文组织巴黎总部召开 的印度洋海啸预警系统建设国际协调会已通过决议，决 定启动印度洋海啸预警系统建设计划，并初步定于２０ ０６年建成并启用这一系统。
马上行动
你知道这些问题的发现引发了哪些设计和 发明吗？
1. 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； 2. 在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤；
观察日常生活
＊瓦特的故事
一天晚上，瓦特和一个小女孩在 家里喝茶，瓦特不停地摆弄茶壶 盖，一会打开，一会盖上，当它 把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了壶 盖。在旁的外祖母对瓦特的这种 “无聊动作”极为不满，加以训 斥，瓦特并不介意，他一心想着 蒸汽的力量。这段故事即使是真 的也不能说蒸汽机是瓦特发明的。 历史事实说明瓦特只是对蒸汽机 作了重大的改革 。
发现问题的途径与方法
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
从本质上讲，设计是一个问题求解的过程。 它从问题出发，并围绕问题展开各项活动。所 以明确问题是设计的第一步。
实际上就是确定设计什么。 那么如何确定设计什么呢？
二、明确问题
1、明确问题的内容及价值
⑴问题是否明确 问题表达、产生原因 明确吗？
收集和分析信息
伪科学
把没有科学根据的非科学理论或方法，是与 科学相伴而行的一种社会现象。比如占星学。
占星学是一大类的伪科学。历史上与天文学有密 切关系，后来走向分化。用想像的、简化的天体 运行与人世变化之间的所谓因果联系和某种神秘 主义，代替严格的理论和经验考察，声称能准确 预测未来。
练
判断以下两个问题是否明确。为什么？ 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
习
起来？
⑵问题是否有价值
可以从以下几个方面来判断问题的价值：
⑴问题是否遵循了基本的科学原理？
⑵至今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？ ⑶在你调查范围里，该问题是否具有普遍意义？在更 广的范围内，这个问题是否有意义？ ⑷现有的技术能否解决这个问题？技术发展以后呢？ ⑸解决该问题所需的投入是多少？投入与产出的比是 否理想？
练
习
判断下列问题的价值： 1、能否制造出永动机？ 2、能否用电来照明？ 3、喝水的问题？ 4、设计椅子的时候，实用性？多功能性？
5、能否去火星上种果树？
7、能不能把水“变成”油？
6、怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来？
课堂活动
以小组，选择设计问题,发现问题的不足。 1、考虑我们现在所能感受到你身边的工具 或用品，你觉得那些还没有完全满足你的需 要,我们可以来重新设计。 2、设计中学生台灯并进行（可用直流电 源）。 3、设计多样式的相架。
具体详细的设计
实施设计
产品检测
评价改进
最优化吗？
设计完成
发生在2004的印度洋大海啸
海啸可由海底地震、 海床上的滑坡或崩塌、 海底 火山爆发或陨星撞击 大洋引起。其中海底 地震是 引发海啸的主要原因， 这些大地震多发生在 板块 俯冲边界。
如果你是该系统设计师，你会如何做…
印度洋海啸造成了如此巨大的人员财产损失，是什么原因？ 有什么解决办法？
拉杆书包 书包的变化给我们什么启示呢？
书包的变化给我们什么启示呢？
wk.baidu.com
人的需求是会随着技术发展和时代的变 化而变化的。其实我们除了可以从无到有的 创造新产品外，对熟悉的工具或用品都可以 提出新的要求，并重新设计。
案例分析：此设计问题的发现途径？
汽车设计
教学资源
需要我们积极主动的思 考，独具慧眼的发现。
人们需求→发现问题→进行 设计→解决问题
产生问题的三种情况：
产生问题的三种情况： 1.人类生存活动中必然会遇到的问题： 2.别人给出的问题：
在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。
3.基于一定的目的有设计者自己主动发现问题：
横式侧背书包
书 包 的 变 化
双肩运动书包 侧背书包 健康书包
2004年印度洋海啸在震后3分钟到达科科斯岛， 2.5小时到达印度。因此只要在海啸可能路径 上设立若干监测点或浮标,即可为防险救灾赢 得宝贵时间 。建立印度洋海啸预警系统。
太平洋海啸预警中心
由海底计浪器、浮 标、卫星、地面接 收站等组成的全天 候的海啸动态监视 和预警系统.并加强 国际合，建立信息 共享机制。