發(fā)現(xiàn)和明確問(wèn)題課件

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(wèn)題 美國(guó)福特汽車(chē)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(lái)請(qǐng)來(lái)了德國(guó)的電機(jī)專(zhuān)家斯坦梅茨來(lái)修理.德國(guó)專(zhuān)家來(lái)了以后，用了兩天的時(shí)間呆在發(fā)電機(jī)旁,這看看那聽(tīng)聽(tīng)，最后,他在發(fā)電機(jī)的頂上畫(huà)了一條線。告訴修理工，將頂蓋打開(kāi)，將畫(huà)線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。這位德國(guó)專(zhuān)家向福特公司要1萬(wàn)元美元的酬金。很多人認(rèn)為不值，因?yàn)楣收虾芎?jiǎn)單，排除也很容易。但福特的老總認(rèn)為非常值。 案例請(qǐng)問(wèn)同學(xué)們：為什么老總會(huì)覺(jué)得非常值得呢？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(guó)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

2、元月薪從各地紛紛涌來(lái)。1條線，1萬(wàn)美元，一個(gè)普通職員100多年的收入總和！斯坦門(mén)茨看大家迷惑不解，轉(zhuǎn)身開(kāi)了個(gè)清單：畫(huà)一條線，1美元；知道在哪兒畫(huà)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(mén)茨。 斯坦梅茨（Charles Proteus Steinmetz，1865-1923），德國(guó)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(guò)用汞燈照射以加速植物生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)。他一生獲得近200項(xiàng)專(zhuān)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(zhuān)

3、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(jiàn)，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(guó)電機(jī)工程師學(xué)會(huì)主席。他是美國(guó)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?愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要”。 （一）設(shè)計(jì)問(wèn)題的來(lái)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(wèn)題。問(wèn)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(wèn)題是永遠(yuǎn)存在的。生活中處處存在著問(wèn)題生活中的一些問(wèn)題石油是不可再生資源，有沒(méi)有替代油？教室里的桌椅設(shè)計(jì)是否合理？三輪車(chē)、摩托車(chē)、汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)易摔倒，怎么辦？雨衣有沒(méi)有缺點(diǎn)？在

4、使用黑板擦擦黑板時(shí)有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題？人掉進(jìn)深井，有沒(méi)有更好的施救辦法？問(wèn)題是如何產(chǎn)生的呢？ 人們的需求和愿望，可以說(shuō)是一切技術(shù)問(wèn)題的總來(lái)源。 例如：為了解決進(jìn)食，人們?cè)O(shè)計(jì)了勺子、筷子，西方人發(fā)明了刀叉。變色防燙碗“一種自帶吸管的易拉罐”（獲得實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū)）-該實(shí)用新型解決實(shí)際問(wèn)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)。 問(wèn)題從哪里來(lái)？必然碰到的生活（衣、食、住、行等）需要(為別人解決問(wèn)題)主動(dòng)思考（開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品）主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的別人給出的 人類(lèi)的需求與愿望不斷推

5、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。 1、人類(lèi)的需求2、人類(lèi)的愿望(想飛)1、從對(duì)日常觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題（二）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的途徑與方法書(shū)包的變化側(cè)背書(shū)包 橫式側(cè)背書(shū)包 雙肩運(yùn)動(dòng)書(shū)包 健康書(shū)包 拉桿書(shū)包 智能書(shū)包 ？ 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(wú)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(shū)包的變化給我們什么啟示呢？ 從發(fā)展的眼光來(lái)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。2、從收集和分析信息發(fā)現(xiàn)問(wèn)題產(chǎn)品設(shè)計(jì)的市場(chǎng)調(diào)查和分析 北京小家電市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告

6、3、在技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)中“尋求靈感、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題” 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(wèn)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

7、在試管上刻了刻度，這樣，最早的體溫表就研制成功了。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(guò)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(wèn)題：澆灌過(guò)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(zhǎng)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)

8、試驗(yàn)獨(dú)具創(chuàng)意 中國(guó)工程院院士袁隆平，中國(guó)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(shì)的第一人。他于1964年開(kāi)始從事雜交水稻研究。 2004年10月，中國(guó)超級(jí)雜交稻研究第二期目標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)在深圳市龍崗區(qū)進(jìn)行。有關(guān)專(zhuān)家對(duì)48畝實(shí)驗(yàn)田的超級(jí)雜交水稻晚稻的實(shí)測(cè)結(jié)果表明：每畝高達(dá)847公斤，標(biāo)志著中國(guó)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(shū)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(shì)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(lái)4

9、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(guó)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(guó)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(guó)家主席江澤民親自頒授獎(jiǎng)勵(lì)證書(shū)和獎(jiǎng)金（500萬(wàn)元）。2000年國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咴∑?、設(shè)計(jì)問(wèn)題的來(lái)源（）人類(lèi)的需求與愿望是設(shè)計(jì)問(wèn)題的來(lái)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)：2、發(fā)現(xiàn)問(wèn)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

10、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(guò)調(diào)查、訪問(wèn)、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)。二、明確設(shè)計(jì)要解決的技術(shù)問(wèn)題 明確設(shè)計(jì)要解決的技術(shù)問(wèn)題就是要弄清楚要設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題的所在，進(jìn)而判斷問(wèn)題是否能夠解決，是否當(dāng)前可以解決，是否值得解決1、判斷問(wèn)題是否能夠解決就是判斷要解決的問(wèn)題有沒(méi)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(wèn)題都不應(yīng)徒勞地設(shè)計(jì)。永動(dòng)機(jī)長(zhǎng)生不老藥2、判斷問(wèn)題是否當(dāng)前可以解決，解決這個(gè)問(wèn)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(wú)法解決的問(wèn)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(wèn)題，也不適宜進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、判斷問(wèn)題是否值得解決，是解決這個(gè)問(wèn)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。判斷下列問(wèn)題的價(jià)值：1、能否制造出永動(dòng)機(jī)？2、能否用電來(lái)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(shù)？5、怎樣才能把冬天下的雪都有效利用起來(lái)？6、能不能把水“變成”油？案例分析： 水變油事件曾有人聲稱(chēng)做了大量實(shí)驗(yàn)發(fā)明了水變油的技術(shù)，即水通過(guò)機(jī)器后變成了油。水變油一度被宣傳為中國(guó)繼古代的“四大發(fā)明”之后的第五大發(fā)明，這場(chǎng)鬧劇已經(jīng)使國(guó)家損失了四億元。