發(fā)現(xiàn)和明確問題PPT課件

.,1,第三章怎樣進(jìn)行設(shè)計(jì),第一節(jié)發(fā)現(xiàn)與明確問題,.,2,美國福特汽車公司的一臺(tái)巨型發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障,很多人都修不好，后來請(qǐng)來了德國的電機(jī)專家斯坦梅茨來修理.德國專家來了以后，用了兩天的時(shí)間呆在發(fā)電機(jī)旁,這看看那聽聽，最后,他在發(fā)電機(jī)的頂上畫了一條線。告訴修理工，將頂蓋打開，將畫線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。這位德國專家向福特公司要1萬元美元的酬金。很多人認(rèn)為不值，因?yàn)楣收虾芎唵?，排除也很容易。但福特的老總認(rèn)為非常值。,案例,請(qǐng)問同學(xué)們：為什么老總會(huì)覺得非常值得呢？,.,3,當(dāng)時(shí)福特公司最著名的薪酬口號(hào)就是“月薪5美元”，這在當(dāng)時(shí)是很高的工資待遇，以至于全美國許許多多經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)工人和優(yōu)秀的工程師為了這5美元月薪從各地紛紛涌來。1條線，1萬美元，一個(gè)普通職員100多年的收入總和！斯坦門茨看大家迷惑不解，轉(zhuǎn)身開了個(gè)清單：畫一條線，1美元；知道在哪兒畫線，9999美元。福特公司經(jīng)理看了之后，不僅照價(jià)付酬，還重金聘用了斯坦門茨。斯坦梅茨（CharlesProteusSteinmetz，1865-1923），德國出生的美籍電機(jī)工程師、發(fā)明家，對(duì)交流電系統(tǒng)的發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。他一生的研究領(lǐng)域涉及發(fā)電、輸電、配電、電照明、電機(jī)、電化學(xué)等方面，他還進(jìn)行過用汞燈照射以加速植物生長的實(shí)驗(yàn)。他一生獲得近200項(xiàng)專利。斯坦梅茨還熱心于教育事業(yè)，在他擔(dān)任通用電氣公司總工程師期間還兼任斯克內(nèi)克塔迪聯(lián)合大學(xué)電氣工程專業(yè)教授，并對(duì)當(dāng)時(shí)的大學(xué)教育提出了改革性意見，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的重要性。斯坦梅茨曾獲斯克內(nèi)克塔迪聯(lián)合學(xué)院博士學(xué)位、哈佛大學(xué)名譽(yù)博士。19011902年任美國電機(jī)工程師學(xué)會(huì)主席。他是美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士，曾獲富蘭克林學(xué)會(huì)的克雷松金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?.,4,愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要”。,.,5,（一）設(shè)計(jì)問題的來源,在生活中有很多為我們所不知而需要解答的話題，這就是問題。問題形形色色，有科學(xué)方面、有社會(huì)生活方面、有技術(shù)方面等。問題是永遠(yuǎn)存在的。,.,6,生活中處處存在著問題,.,7,生活中的一些問題,石油是不可再生資源，有沒有替代油？教室里的桌椅設(shè)計(jì)是否合理？三輪車、摩托車、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)易摔倒，怎么辦？雨衣有沒有缺點(diǎn)？在使用黑板擦擦黑板時(shí)有沒有發(fā)現(xiàn)問題？人掉進(jìn)深井，有沒有更好的施救辦法？,.,8,問題是如何產(chǎn)生的呢？人們的需求和愿望，可以說是一切技術(shù)問題的總來源。例如：為了解決進(jìn)食，人們設(shè)計(jì)了勺子、筷子，西方人發(fā)明了刀叉。,.,9,變色防燙碗,“一種自帶吸管的易拉罐”（獲得實(shí)用新型專利證書）-該實(shí)用新型解決實(shí)際問題所采用的技術(shù)方案是：一種自帶吸管的易拉罐，包括易拉罐體和易拉罐頂蓋及吸管組成，其特征在于吸管為一可彎折吸管，插入易拉罐體內(nèi)部，易拉罐頂蓋中的拉蓋連接著吸管扣件，吸管插入吸管扣件內(nèi)。,.,10,問題從哪里來？,必然碰到的,生活（衣、食、住、行等）,需要(為別人解決問題),主動(dòng)思考（開發(fā)新產(chǎn)品）,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的,別人給出的,.,11,.,12,人類的需求與愿望不斷推動(dòng)著物質(zhì)產(chǎn)品和精神產(chǎn)品的生產(chǎn)和創(chuàng)新，這些是產(chǎn)生設(shè)計(jì)課題的源泉。,.,13,1、人類的需求,.,14,2、人類的愿望(想飛),.,15,1、從對(duì)日常觀察發(fā)現(xiàn)問題,（二）發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,.,16,書包的變化,側(cè)背書包,橫式側(cè)背書包,.,17,雙肩運(yùn)動(dòng)書包,健康書包,.,18,拉桿書包,智能書包,？,.,19,人的需求是會(huì)隨著技術(shù)發(fā)展和時(shí)代的變化而變化的。其實(shí)我們除了可以從無到有的創(chuàng)造新產(chǎn)品外，對(duì)熟悉的工具或用品都可以提出新的要求，并重新設(shè)計(jì)。,書包的變化給我們什么啟示呢？,.,20,從發(fā)展的眼光來看，世界上的一切事物都不可能盡善盡美，一旦找到這些事物的“缺點(diǎn)”并加以改進(jìn)，事物就會(huì)在原有基礎(chǔ)上得到新的提高。,.,21,2、從收集和分析信息發(fā)現(xiàn)問題,.,22,產(chǎn)品設(shè)計(jì)的市場調(diào)查和分析,北京小家電市場調(diào)查報(bào)告,.,23,3、在技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)中“尋求靈感、發(fā)現(xiàn)問題”,.,24,案例分析：伽利略與體溫表在一次課上，伽利略與學(xué)生一起做實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到水溫升高后罐內(nèi)水位就會(huì)上升，由此突然想到一個(gè)技術(shù)問題:“能不能利用熱脹冷縮的原理制造出體溫計(jì)呢？”想到這伽利略顧不得上課，就立刻奔回自己的工作室，投入到技術(shù)試驗(yàn)中。試驗(yàn)了很多次，每次都以失敗告終，但他仍不氣餒。有一次，伽利略用手握住試管底部，讓管內(nèi)空氣漸漸變熱，然后把試管的上端插入冰水中，松手后發(fā)現(xiàn)，水慢慢地從試管里上升了一截，再握住試管，水又漸漸從試管里被壓了下去。從水的上升與下降已經(jīng)看出了溫度的變化。于是，他就把一個(gè)很細(xì)的試管裝上水，排出里面的空氣，密封并在試管上刻了刻度，這樣，最早的體溫表就研制成功了。,.,25,模仿DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的立體栽培系統(tǒng)，節(jié)約土地又節(jié)水,通過實(shí)踐，黃建洪發(fā)現(xiàn)普通立體栽培系統(tǒng)存在兩個(gè)問題：澆灌過程中水浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重；采光不均勻，導(dǎo)致不同平臺(tái)的植物生長狀況不均衡。,黃建洪聯(lián)想到利用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)優(yōu)越性改造立體栽培系統(tǒng)，經(jīng)歷半年多的設(shè)計(jì)修改，他終于成功實(shí)施了設(shè)計(jì)方案，與普通立體栽培系統(tǒng)比，該系統(tǒng)的植物種植密度更高。并且它可以根據(jù)植物的需要定時(shí)噴水，比普通立體栽培更節(jié)水。同時(shí)，它還能根據(jù)不同平臺(tái)植物的采光需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，讓所有的植物能獲得均勻的采光。這個(gè)設(shè)計(jì)可以廣泛應(yīng)用于大棚蔬菜的種植、各種花卉的培育以及育種等多個(gè)領(lǐng)域。,浙林本科生一項(xiàng)試驗(yàn)獨(dú)具創(chuàng)意,.,26,中國工程院院士袁隆平，中國研究雜交水稻的創(chuàng)始人，世界上成功利用水稻雜交優(yōu)勢的第一人。他于1964年開始從事雜交水稻研究。2004年10月，中國超級(jí)雜交稻研究第二期目標(biāo)現(xiàn)場實(shí)測在深圳市龍崗區(qū)進(jìn)行。有關(guān)專家對(duì)48畝實(shí)驗(yàn)田的超級(jí)雜交水稻晚稻的實(shí)測結(jié)果表明：每畝高達(dá)847公斤，標(biāo)志著中國超級(jí)雜交稻育種研究繼續(xù)領(lǐng)跑世界。2007年3月16日，袁隆平赴香港中文大學(xué)聯(lián)合書院參加“杰出學(xué)人到訪”活動(dòng)，并作學(xué)術(shù)報(bào)告。他表示：在第一、第二階段取得良好成果的基礎(chǔ)上，第三階段超級(jí)雜交水稻育種計(jì)劃已順勢推出，目標(biāo)是在2015年將每畝水稻產(chǎn)量提高到900公斤，并達(dá)到“種三產(chǎn)四”，即種植3畝田，產(chǎn)出原來4畝田的稻谷。2011年9月19日，指導(dǎo)的超級(jí)稻第三期目標(biāo)畝產(chǎn)900公斤高產(chǎn)攻關(guān)獲得成功，湖南隆回縣百畝試驗(yàn)田畝產(chǎn)達(dá)到926.6公斤。1981年6月6日，袁隆平和秈型雜交水稻獲國內(nèi)第一個(gè)特等發(fā)明獎(jiǎng)。2001年2月19日，袁隆平院士獲首屆“國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”。頒獎(jiǎng)儀式在人民大會(huì)堂舉行，由國家主席江澤民親自頒授獎(jiǎng)勵(lì)證書和獎(jiǎng)金（500萬元）。,2000年國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咴∑?.,27,1、設(shè)計(jì)問題的來源,（）人類的需求與愿望是設(shè)計(jì)問題的來源（）要知道人們的需求與愿望,要去了解、調(diào)查。（）設(shè)計(jì)可以是原創(chuàng)性設(shè)計(jì)，也可以是改進(jìn)性設(shè)計(jì)。,小結(jié)：,.,28,2、發(fā)現(xiàn)問題的途徑,（）觀察日常生活：養(yǎng)成觀察的習(xí)慣，形成觀察的靈敏性。制定好觀察提綱，有計(jì)劃地實(shí)行觀察。（）收集和分析信息：通過調(diào)查、訪問、媒體、互聯(lián)網(wǎng)、查閱資料等。（）參加技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)。,.,29,二、明確設(shè)計(jì)要解決的技術(shù)問題,.,30,明確設(shè)計(jì)要解決的技術(shù)問題就是要弄清楚要設(shè)計(jì)的技術(shù)問題的所在，進(jìn)而判斷問題是否能夠解決，是否當(dāng)前可以解決，是否值得解決,.,31,1、判斷問題是否能夠解決就是判斷要解決的問題有沒有違反科學(xué)理論和客觀規(guī)律。凡是偽科學(xué)的或者反科學(xué)的問題都不應(yīng)徒勞地設(shè)計(jì)。永動(dòng)機(jī)長生不老藥,.,32,2、判斷問題是否當(dāng)前可以解決，解決這個(gè)問題是否超出了當(dāng)前的能力與條件。如果是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平無法解決的問題，就不適宜進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)超出當(dāng)前物質(zhì)條件和工作條件（人力、物理、資源等）的問題，也不適宜進(jìn)行設(shè)計(jì)。,.,33,3、判斷問題是否值得解決，是解決這個(gè)問題是否有價(jià)值，投入產(chǎn)出比如何，社會(huì)效益如何，綜合效益如何，不符合成本效益原則的設(shè)計(jì)一般都不宜考慮。,.,34,.,35,.,36,判斷下列問題的價(jià)值：1、能否制造出永動(dòng)機(jī)？2、能否用電來照明？3、設(shè)計(jì)椅子的時(shí)候，實(shí)用性？多功能性？4、能否去火星上種果樹？5、怎樣才能把冬天下的雪都有效利用起來