設計的一般過程_6

1、設計的一般過程1. 發(fā)現(xiàn)與明確問題2. 制定設計方案3. 制作模型或原型4. 測試、評估及優(yōu)化5. 產(chǎn)品的使用和維護學習目標：1. 掌握。2. 知道設計過程中有可能產(chǎn)生多個方案。3. 理解設計過程需要不斷優(yōu)化。設計是一個有計劃的創(chuàng)新活動，它有著科學合理的基本工作程序。本節(jié)將通過便攜式小凳的案例，說明。1. 發(fā)現(xiàn)與明確問題從本質(zhì)上說，設計是一個問題求解的過程。它從問題出發(fā)，并圍繞問題展開各項活動。因此，設計必須從調(diào)查需求、分析信息、發(fā)現(xiàn)與明確需要解決和值得解決的問題開始，并在此基礎上提出設計項目，明確設計要求。陳晨是某市第一中學高一班的學生。在平常的生活中，他發(fā)現(xiàn)兒童非常喜歡到戶外活動，但是當他

2、們玩累了，想休息一會兒時，卻常常不能馬上找到適合他們坐的小凳。陳晨想，能不能為小朋友們設計一種適合他們在戶外活動時使用并攜帶方便的小凳呢 ?經(jīng)過討論，陳晨與另外三位同學組成了一個小組。他們在老師的指導下，設計了訪談提綱和調(diào)查問卷，并利用課余時間到幼兒園、小學等處，就小凳的一般需求對兒童及成人進行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)束后，陳晨等同學對調(diào)查的資料進行了統(tǒng)計、分析，并將各統(tǒng)計結(jié)果繪制成了相應的圖表。在此基礎上，他們進行了一次熱烈的討論，最終確定將便攜式小凳作為設計項目，并列出了具體的設計要求。便攜式小凳的設計要求結(jié)構簡單、穩(wěn)固，易于制作；自重輕，體積小，攜帶方便；成本不高于 5 元。關于調(diào)查的詳細知識請參

3、閱本書第81 頁。關于統(tǒng)計結(jié)果呈現(xiàn)方式的知識請參閱本書第86 頁。馬上行動：你認為陳晨等同學在設計的發(fā)現(xiàn)與明確問題階段進行了哪些具體工作 ?2. 制定設計方案在發(fā)現(xiàn)問題和明確要求的基礎上，我們緊接著要做的就是通過各種渠道，盡可能廣泛地收集設計所需的信息，通過對各種信息的歸納與分析，挖掘影響設計的主要因素，大膽提出各種設計想法，并依據(jù)一定條件對各種想法進行篩選，確定最終的設計方案。這就是制定設計方案的過程。在這個過程中， 要大膽突破傳統(tǒng)觀念的束縛，始終明確：1. 運用不同的材料、結(jié)構可以產(chǎn)生不同的設計方案；2. 任何設計方案都有改進的可能性，好方案決不會僅有一個。收集資料：可以通過用戶調(diào)查、專家

4、咨詢、查閱圖書資料、收聽收看廣播電視、瀏覽互聯(lián)網(wǎng)等渠道收集有關的信息。?為了獲得設計所需的大量資料，陳晨等同學利用課余時間，分頭到商店、工廠、圖書館等處收集到了有關凳子的各種資料，并在互聯(lián)網(wǎng)上查到了相應的信息。收集有關各類凳子的資料。收集有關各類便攜、折疊、組合式凳子的資料。查閱人機工程學的有關資料。觀看有關坐具的手工生產(chǎn)和機械化生產(chǎn)的音像資料。訪問木工師傅，了解他們制作凳子的經(jīng)驗。在幼兒園和小學收集兒童所用凳子的尺寸資料。思考：你認為還需要收集哪些方面的信息?可以通過哪些途徑收集 ?設計分析：面對收集到的各種信息，要根據(jù)設計要求，找出設計需要解決的主要問題，并分析其可能的解決辦法。通過對設計

5、要求和所收集到的各種信息的分析，大家發(fā)現(xiàn)，要設計好一個便攜式小凳，必須解決好小凳的材料選擇、結(jié)構設計、攜帶方式等主要問題。在明確了所要解決的主要問題后，陳晨等同學積極思考，提出了一些可能的解決辦法。在設計分析中我們可以看到，凳子的自重減輕了，卻帶來了材料、結(jié)構方面的問題；凳子結(jié)構的穩(wěn)固程度增強了，卻又造成凳子的自重、攜帶方面的問題；凳子攜帶方便了，結(jié)構和制作方面卻又出現(xiàn)了問題面對設計要求和約束條件之間的相互矛盾，為了找到最好的解決辦法， 應該提出盡可能多的設想， 以便于權衡利弊，作出選擇。馬上行動：根據(jù)設計要求，你認為設計便攜式小凳還需解決哪些問題?有哪些解決辦法 ? 方案構思：方案構思是設計

6、過程中最富有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，它要求我們根據(jù)設計要求，大膽構思，努力挖掘自己的創(chuàng)造潛力，提出解決問題的多個設想。為解決設計分析階段提出的三個關鍵問題，陳晨等同學所在的班級開展了一次別開生面的“頭腦風暴”活動，大家積極思考，提出了符合設計要求的多種材料、結(jié)構及連接方式。思考：你還能提出符合設計要求的其他材料、結(jié)構和連接方式嗎?方案呈現(xiàn)：構思過程中產(chǎn)生的設計想法常常是模糊的，為了使其具體化，我們通常會用草圖把它們轉(zhuǎn)化為視覺形象。同時，這些想法又是零散的，從中我們并不能看到一個完整的設計方案，所以我們還要對這些想法進行綜合。在大家提出了多種設想后，陳晨等同學對這些設想進行了綜合，并用草圖的形式將它們呈現(xiàn)

7、出來。馬上行動：將全班同學分成四組，每組同學選擇上述設計方案草圖中的一組，先在小組內(nèi)對所選組中的各個方案的利弊進行討論，然后再在全班進行交流。方案篩選：當多個設計方案產(chǎn)生以后，我們就要依據(jù)一定的原則，對這些方案進行篩選?？紤]到制作出來的小凳要適合批量生產(chǎn)，陳晨等同學選擇了以五夾板為制作材料的五個方案。接著，他們又根據(jù)設計要求對這五個方案進行了再次篩選，最后選中了三個方案。3. 制作模型或原型完成方案篩選以后，就要開始制作模型或原型了。一般地，模型制作包括兩個階段，即繪制圖樣和制作模型或原型。對于圖樣，我們既可以手工繪制，也可以用計算機輔助繪制。陳晨等同學手工繪制出了三個設計方案的三視圖。左圖是

8、方案 c3 的三視圖。關于如何繪制三視圖, 請參閱本書第120 頁。對于小型、簡單的產(chǎn)品可以直接制作產(chǎn)品原型，而對于大型、復雜的產(chǎn)品先制作縮小、簡化的模型。陳晨等同學根據(jù)繪制的加工圖樣進行了產(chǎn)品原型的制作。在經(jīng)過鋸、削、刨、磨和裝配等幾道工序之后，他們制作出三個方案的產(chǎn)品原型。4. 測試、評估及優(yōu)化要明確設計方案是否可行，我們還必須進行各種測試、評估，以優(yōu)化設計方案、完善產(chǎn)品原型。測試：在模型或原型制作完成后，一般需要對其進行測試。測試的目的是檢驗產(chǎn)品在操作、使用過程中，在結(jié)構和技術性能等方面能否達到預定的設計要求。陳晨等同學為了比較三個方案的優(yōu)劣，對所制作的原型進行了承重力測試和穩(wěn)定性測試，

9、并對測試結(jié)果進行了匯總。思考：你認為應如何具體實施承重力測試和穩(wěn)定性測試?還可以通過哪些測試來檢驗設計方案的可行性?評估：在測試的基礎上，我們還要對設計方案和產(chǎn)品進行較為全面的評估。這種評估，在設計過程中需要反復進行。陳晨等同學綜合考慮了各方面的因素，對三個方案進行了評估。根據(jù)測試和評估結(jié)果， 對照設計要求， 陳晨等同學認為，五夾板方案 c3 是較理想的設計方案。優(yōu)化：為了優(yōu)化設計方案，我們既要分析測試和評估的具體記錄，也要重視對公眾意見的調(diào)查，以明確改進的方向。一般說來，我們可以對三種典型人群，即專家、潛在客戶和用戶進行調(diào)查，征集優(yōu)化的具體意見。陳晨等同學在廣泛聽取意見的基礎上，對凳腳板和小

10、凳外觀作了改進和優(yōu)化。增加結(jié)構強度五夾板方案c3 的凳面是中空的盒式結(jié)構，為了使凳面受壓后不發(fā)生大的形變，他們在凳腳板上部 “造”出一個“肩”，這樣在凳面受到壓力的時候，它的上板和下板都能得到“肩”形結(jié)構的支撐。美化外觀1. 在凳腳板的左右兩側(cè)及下方，各挖去一個弧形板。這樣，既美化了外觀，減輕了凳子的自重，又不影響它的結(jié)構強度。2. 將小凳的凳面用紙進行包裝，紙面可根據(jù)自己的愛好而設計。經(jīng)美化的小凳拆卸后，將凳腳板放回中空的盒式凳面內(nèi)，再將它放在書架上，真使人難以分辨書和小凳哩。5. 產(chǎn)品的使用和維護在產(chǎn)品使用過程中，正確的使用和維護既可以使產(chǎn)品更好地滿足人們的需求，又能延長其使用壽命。因此，

11、掌握正確的使用和維護方法對于產(chǎn)品使用者來說尤為重要。為此，我們通常要設計一份產(chǎn)品使用說明書。為了使小凳使用者學會正確使用和維護小凳的方法，陳晨等同學又就五夾板方案c3 編寫了一份產(chǎn)品使用說明書。便攜式小板凳使用說明書：產(chǎn)品簡介 ?本產(chǎn)品是一款專門為小朋友外出活動設計的便攜式小凳。它自重輕，體積小，攜帶方便，拆卸、組裝的方法簡單。產(chǎn)品構成中空式凳面，凳腳板。技術指標 ?凳子高度： 16.5cm 。凳子質(zhì)量： 350g。凳面面積： 432cm2。使用方法 ?先將兩塊凳腳板從凳面中取出，然后對準插縫 , 將它們插接起來，再將插接好的凳腳板插入凳面的槽縫中，并用手或其他物體使凳腳板與凳面完全貼緊。注意

12、事項使用完畢后 , 要及時拆卸，將凳腳板放回中空的盒式凳面內(nèi)。勿將過重的物體放置在小凳上，以免凳面彎曲變形。避免小凳長時間日曬雨淋, 以防材料爆裂或受潮。?適用范圍： 59 歲的兒童。為了反思設計過程、總結(jié)設計經(jīng)驗，陳晨等同學在王老師的指導下組織了一次形式活潑、內(nèi)容豐富的“便攜式小凳設計過程展” ，向全班同學展示了他們的“成果”調(diào)查問卷、訪談記錄、資料分析圖、設計草圖、模型、測試和評估結(jié)果以及優(yōu)化方案，并作了口頭匯報。通過這次活動，陳晨等同學對設計過程有了切身的體會，全班同學在分享他們的成功和喜悅的同時，也加深了對設計過程的認識。馬上行動：根據(jù)課文中的案例，請采用圖示方式展示陳晨等同學設計便攜式小凳的過程。設計實際上是一個動態(tài)發(fā)展的過程。在一項具體設計中，有些階段或步驟可能會發(fā)生變化，有些步驟之間則可能出現(xiàn)一定的循環(huán)。 因此，我們不能將設計的過程簡單化、模式化，而應根據(jù)設計的需要進行靈活安排。討論：下圖是一幅描述產(chǎn)品設計過程的示意圖，請就此圖談談你的看法，并與同學交流。練習：1. 選擇課文中的一個或幾個方案，或者改進課文中的某個方案，或者自己設計一個便攜式小凳的設計方案，然后用厚卡紙制作它的模型。材料： 250g16 開