《一、设计问题的来源.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一、设计问题的来源.pptx（37页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三章第三章 怎样进行设计怎样进行设计第一节第一节 发现与明确问题发现与明确问题发明家发明家爱迪生爱迪生一生共有一生共有约两千约两千项项创造发明，为人类的文明和进步创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。作出了巨大的贡献。你想发明创造吗？如果你如果你发现了问题发现了问题，并解决了它。那么，并解决了它。那么，你的你的发明创造发明创造自然就有了自然就有了!提出一个问题往往比解提出一个问题往往比解决一个问题更重要，决一个问题更重要，所有的所有的发明和创造源于对发明和创造源于对问题问题的的发发现现。爱因斯坦爱因斯坦 设计的过程，实际上就是寻找解决设计的过程，实际上就是寻找解决某个问题的途径的过程
2、。某个问题的途径的过程。发现问题和提发现问题和提出问题出问题是进行设计的前提，如果没有发是进行设计的前提，如果没有发现问题、不能提出问题，设计便无从谈现问题、不能提出问题，设计便无从谈起。起。一、问题的来源一、问题的来源1 1 定义定义：在生活中，有很多为我们所在生活中，有很多为我们所不知而需要解答不知而需要解答的话题，这的话题，这就是问题。就是问题。（1）科学方面的问题：如科学方面的问题：如:天上为什么会下雨？飞机为什么能天上为什么会下雨？飞机为什么能飞上天空飞上天空?.（2）社会方面的问题：如社会方面的问题：如:人口问题，劳动就业问题人口问题，劳动就业问题 （3）技术方面的问题技术方面的问
3、题 ：如：如 :程序设计程序设计问题问题、用品的设计、用品的设计问问题题 从技术角度看，人类进步与发展的从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断发现问题，不断进行设计，过程就是不断发现问题，不断进行设计，从而解决问题的过程。从而解决问题的过程。这就是这就是发现问题发现问题的重要性。的重要性。防溅雨伞防溅雨伞人们发现：人们发现：普通的雨伞不能防止人体侧面被打湿。普通的雨伞不能防止人体侧面被打湿。武汉市最大的立交桥 新武黄立交桥新武黄立交桥 使用不到一年，桥面出现3厘米裂缝而且桥体上下错位。眼看事故就要发生。却因为人们提前发现了这个问题。发现了这个问题。这些例子告诉我们，如果我们能够提前发现问题
4、，就可以减少一些烦这些例子告诉我们，如果我们能够提前发现问题，就可以减少一些烦恼，甚至避免一些安全事故的发生。恼，甚至避免一些安全事故的发生。重庆綦江彩虹大桥跨塌重庆綦江彩虹大桥跨塌(死亡死亡40多人多人)发现问题发现问题：发现问题：粉笔灰对老师有危害！粉笔灰对老师有危害！注意注意：（1 1）发现的内容是问题。发现的内容是问题。（2 2）尽量发现有价值的问题。尽量发现有价值的问题。你！发现了什么问题？你！发现了什么问题？发现问题发现问题:小孩打针怕痛小孩打针怕痛 设计问题的来源想看清楚的需求和愿望想看清楚的需求和愿望出行护脚保暖的需求和愿望出行护脚保暖的需求和愿望人人们的的 需求和愿需求和愿望
5、！望！发现问题，可以挑战和拓展我们的发现问题，可以挑战和拓展我们的能力，同时也有可能更好地满足人们的能力，同时也有可能更好地满足人们的需要，推进技术的发展和创新。需要，推进技术的发展和创新。人们的需求和愿望是设计问题的来源。人们的需求和愿望是设计问题的来源。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人类生存活动中必然会遇到的问题.例如：例如：为了解决人们如何进食的问题，中国人设为了解决人们如何进食的问题，中国人设为了解决人们如何进食的问题，中国人设为了解决人们如何进食的问题，中国人设计出了筷子，而西方人则设计出了刀叉。计出了筷子，而西方人则设计出了刀叉。计出了筷
6、子，而西方人则设计出了刀叉。计出了筷子，而西方人则设计出了刀叉。又如又如:为了解决如何清洁牙齿的问为了解决如何清洁牙齿的问题，人们设计出了牙刷和牙膏。题，人们设计出了牙刷和牙膏。（2）由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。）由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。例如，当汽车的速度超过200km/h时，空气阻力问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。流线型设计的交通工具流线型设计的交通工具:(3)基于一定的目的有设计者自己主动发现问题基于一定的目的有设计者自己主动发现问题.例如：电话的发明例如：电话的发明贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使贝尔是治疗耳聋的
7、医生。他的工作使贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。他对声音如何用电来传递产生了兴趣。他对声音如何用电来传递产生了兴趣。他对声音如何用电来传递产生了兴趣。1876187618761876年贝尔电话研制成功。年贝尔电话研制成功。年贝尔电话研制成功。年贝尔电话研制成功。声声音音膜膜片片振振动动电电流流变变化化声声音音膜膜片片振振动动电电流流变变化化电电磁磁感感应应电电磁磁感感应应降落伞、反推火箭、缓冲座椅降落伞、反推火箭、缓冲座椅保护航天员安全着陆的三大法宝保护航天员安全着陆的三大法宝问问题题来来源源必然碰到的必然碰到的必然碰到的必然碰
8、到的别人给出的别人给出的别人给出的别人给出的主动发现的主动发现的主动发现的主动发现的生活（衣、食、住、行等）生活（衣、食、住、行等）生活（衣、食、住、行等）生活（衣、食、住、行等）需要（别人发现不足）需要（别人发现不足）需要（别人发现不足）需要（别人发现不足）主动思考（开发新产品）主动思考（开发新产品）主动思考（开发新产品）主动思考（开发新产品）第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对一一一一般的般的般的般的和和和和已有的已有的已有的已有的问题提出的。
9、问题提出的。问题提出的。问题提出的。第三种问题是第三种问题是第三种问题是第三种问题是全新的全新的全新的全新的，需要我们，需要我们，需要我们，需要我们积极主动的思考积极主动的思考积极主动的思考积极主动的思考、细细细细致入微的工作致入微的工作致入微的工作致入微的工作、独具慧眼的发现独具慧眼的发现独具慧眼的发现独具慧眼的发现。它既可以。它既可以。它既可以。它既可以挑战和拓挑战和拓挑战和拓挑战和拓展展展展我们的我们的我们的我们的能力能力能力能力，又有可能更好地，又有可能更好地，又有可能更好地，又有可能更好地满足满足满足满足人们的人们的人们的人们的需要需要需要需要，推推推推进进进进技术的技术的技术的技术
10、的发展和创新发展和创新发展和创新发展和创新。满足人足人们的需求和的需求和愿望！愿望！问题发现了，是不是就可以解决问题了呢？问题发现了，是不是就可以解决问题了呢？不是，这时候发现的问题往往是模糊的，有些甚不是，这时候发现的问题往往是模糊的，有些甚至是无法解决的。所以，发现问题后，还需要明至是无法解决的。所以，发现问题后，还需要明确问题，看这个问题是否可以通过设计来解决。确问题，看这个问题是否可以通过设计来解决。二、明确设计要解决的技术问题二、明确设计要解决的技术问题如何判断一个问题的提出是否明确呢？1、判断问题是否能够解决判断问题是否能够解决判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律。
11、判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律。不符合科学原理能否设计一款没有电磁辐射的手机，以确保人们的健康？第一类永动机第一类永动机第一类永动机第一类永动机 不消耗不消耗不消耗不消耗能量能量能量能量而能永远对外而能永远对外而能永远对外而能永远对外做功做功做功做功的机器，的机器，的机器，的机器，它违反了能量守恒它违反了能量守恒它违反了能量守恒它违反了能量守恒定律定律，故称为，故称为，故称为，故称为“第第第第一类永动机一类永动机一类永动机一类永动机”。第一类永动机是不能。第一类永动机是不能。第一类永动机是不能。第一类永动机是不能实现的。实现的。实现的。实现的。17751775年法国巴黎科
12、学院通年法国巴黎科学院通年法国巴黎科学院通年法国巴黎科学院通过决议，宣布永不接受永动机，现在过决议，宣布永不接受永动机，现在过决议，宣布永不接受永动机，现在过决议，宣布永不接受永动机，现在美国专利与商标局严禁将专利证书授美国专利与商标局严禁将专利证书授美国专利与商标局严禁将专利证书授美国专利与商标局严禁将专利证书授予永动机类申请。予永动机类申请。予永动机类申请。予永动机类申请。2、判断问题是否当前可以解决解决这个问题是否超出了当前的能力与条件。当前物质当前物质条件和工作条件和工作条件条件当前科学当前科学技术水平技术水平当前科学当前科学技术水平技术水平药品的问题：药品的问题：近近1010年来癌症
13、的死亡率年来癌症的死亡率一直居高不下，人们非常希望一直居高不下，人们非常希望发明一种药品，能够直接清除发明一种药品，能够直接清除癌细胞，解决癌症问题，让更癌细胞，解决癌症问题，让更多的人获得健康。多的人获得健康。水变油？2008年夏天，格兰姆斯在宾西法尼亚州立大学进行实验。首先，他向钢管内通入二氧化碳和水蒸气，用纳米管薄膜覆盖住仪器的后部，然后在容器顶部安装石英窗户使阳光进入。随后，把这个封闭的仪器在天气好的时候放置在室外的校园内。“当阳光照射在纳米管上时，纳米管释放出高能量的载荷子，使得水分子分解为氢氧自由基和氢离子。二氧化碳分解后的产物氧气、一氧化碳和氢气后，就反应生成了甲烷和水。”“每克
14、二氧化钛纳米管，大约每小时生成160毫升碳氢化学物。这个反应速率至少要快于先前在紫外线下得到的结果20倍。”格兰姆斯指出，在整个反应后期，铜和铂催化作用明显，但由于铂的价格昂贵，如何减少铂含量而使得催化效果不变，仍值得研究。3、判断问题是否值得解决是否有价值投入产出比如何，社会效益如何，综合效益如何，不符合成本效益原则的设计一般不宜考虑。利用核能发电的原理，发利用核能发电的原理，发明一种核动力手机电池，可明一种核动力手机电池，可以达到以达到10年不充电。年不充电。原创设计 你在使用中遇到过什你在使用中遇到过什么样的困难和问题？么样的困难和问题？改进设计判断问题的价值，可从以下方面着手判断问题的
15、价值，可从以下方面着手:1 所提出的问题是否遵循基本的科学原理？（科学性）2 迄今为止确认该问题能否得到充分解决？（先进性）3 在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？（普遍性）4 在多个问题同时发生时，该问题是否为主要问题?（主要性）5 现有技术条件能够解决该问题？技术发展后呢？（可能性）6 解决该问题所需投入？投入与产出的比是否理想？（效能性）到火星上去种树没有液态水，两极有冰川。火星昼夜温差悬殊，湿度极低，土壤贫瘠，植物难以成活。火星上的平均温度大约为-55，但却具有从冬天的-133到夏日白天的将近27的跨度。以下问题是否有价值？以下问题是否有价值？以下问题是否有价值？以下问题是否有价
16、值？登天梯登天梯登天梯登天梯生活中的问题，你发现了吗？发现与明确问题统计表发现与明确问题统计表 姓名：_发发 现现 问问 题题明明 确确 问问 题题设计问题设计问题是否是否能够解决能够解决是否是否当前可以解决当前可以解决是否是否值得解决值得解决粉笔灰对老师有危害粉笔灰对老师有危害小孩打针怕痛小孩打针怕痛作业：作业：从教材从教材8383页页【例例】中所给出的调查项目中，任意选择一个感兴趣中所给出的调查项目中，任意选择一个感兴趣的项目以小组为单位进行调查，并发现和明确需要解决的技术问题。的项目以小组为单位进行调查，并发现和明确需要解决的技术问题。（1 1）人们对广告宣传灯的需求）人们对广告宣传灯的
17、需求（2 2）人们对自动开关照明电路的需求）人们对自动开关照明电路的需求（3 3）农民对组合农具的需求）农民对组合农具的需求（4 4）幼儿园对教具的需求）幼儿园对教具的需求（5 5）农民对防治鼠害的需求）农民对防治鼠害的需求（6 6）学生对书架和笔筒的需求）学生对书架和笔筒的需求（7 7）野营时对帐篷的需求）野营时对帐篷的需求（8 8）学生对书包的需求）学生对书包的需求（9 9）老人出行对拐杖的需求）老人出行对拐杖的需求（1010）自选其他需求）自选其他需求学生对书包的需求购买书包时你更看重外观造型实用性价钱你更喜欢哪种书包时尚潮流复古传统你喜欢哪种类型的书包双肩包手提式斜背式你背书包的原因跟着潮流走装东西习惯动作你书包里装东西会不会乱成一团偶尔不会你觉得你包里乱的原因包里没分层自已乱扔喜欢乱乱的你希望书包可以分类放希望不希望无所谓你认为书包的外观设计简洁繁杂无所谓你觉得现在市场种类多多不多