第四章 发现与明确问题
[考试标准]
考试内容 发现问题 ①发现问题的重要性 ②发现问题的一般方法 ③相关信息的收集与处理 明确问题 ①明确问题的重要性 ②判断问题价值的方法 ③设计要求、标准和限制 ④制订一般的设计计划表 考试要求 a c c 必考 未考 考试属性 已考点 a c c c 必考 未考
一、发现问题 1.问题的来源
从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程。 问题产生的三种情况：
(1)人类生存活动中必然会遇到的问题。如为解决进食问题，中国人设计出筷子而西方人设计了刀叉。
(2)由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。如为了解决汽车速度和空气阻力的问题，人们设计了流线型汽车。
(3)基于一定的目的由设计者自己主动发现，并试图解决。来源于你的主动积极发现，并试图解决它。 2.发现问题的途径和方法 (1)观察日常生活
日常生活是我们存在的背景和基础，它离人们最近，问题可能是人们偶然无意中注意到的，也可能是通过我们有目的、有计划的观察来加以发现。
(2)收集和分析信息
①文献法：对已有文献信息进行收集、分析的方法。
②问卷调查法：用问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现问题的方法。 ③询问法：以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法。询问法包括直接询问法、间接询问法；集体询问法、家庭走访询问法、个别询问法等。 (3)技术研究与技术试验。
通过技术研究、技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新问题。 二、明确问题
1.明确问题的内容与价值 ①问题是否明确
明确问题需从问题表述本身是否明确、问题产生的原因是否明确、提出问题的目的是否明确等方面考虑。 ②问题的价值
判断一个问题是否有价值，必须从以下问题着手： A.所提出的问题是否遵循了基本的科学原理。 B.迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决。
C.在调查的范围内，该问题是否具有普遍意义，在更广的范围内，该问题是否具有意义？
D.在多个问题同时发生时，该问题是否属于主要问题？ E.现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？ F.解决该问题所需要的投入是多少？投入与产出的比是否理想？ 判断一个问题是否有价值的方法：
一是对问题进行主观分析；二是借助一些研究手段。如信息收集、调查分析等。 2.明确解决问题受到的限制及具体的设计任务
明确解决问题受到的限制主要是由两个方面决定的，一是设计对象的特点和问题解决的标准。不同的设计对象具有不同的特点，设计标准也有所不同，二是设计者的的技术能力与条件。主观条件是否具有解决问题需要的知识和技能。客观条
件要消耗一定的人力、物力、财力以及时间等。
制定周密的设计计划对确保设计有目的、有计划地进行也有着重要的意义。
【例1】 如图所示是某同学设计的铅笔套，可以延长铅笔长度或拼接两支短铅笔。在设计时，该同学搜集了以下信息：①铅笔的横截面形状、大小；②能正常书写的笔杆长度；③笔芯的粗细；④新铅笔的长度。其中你认为有必要的是( )
A.①③ C.①②
B.①②④ D.①②③④
解析 铅笔的横截面形状和大小直接关系到铅笔套的横截面形状和大小；设计的铅笔套需要多长应考虑正常书写的笔杆长度，而不用考虑新铅笔的长度；笔芯的粗细也和铅笔套的设计无关。 答案 C
[变式1] 在一次课上，伽利略与学生一起在做试验，看到水温升高后罐内水位就会上升，由此突然想到：“能不能利用热胀冷缩原理制造出体温计呢？”于是伽利略立刻奔向实验室投入到试验中。经过多次试验，终于成功研制可测量人体体温的体温表。伽利略在这一事件中发现问题的方法是 ( ) A.观察日常生活 C.科学研究和实验 答案 C
【例2】 同学们看到了陈晓丽同学的儿童自行车设计方案，指出方案中链轮、链条裸露在外的设计违反了相关的技术规范。陈晓丽出现这样的设计失误，是因为( )
A.没有进行问卷调查 B.没有进行模型制作 C.没有进行技术试验 D.没有明确童车的设计要求
B.收集和分析信息 D.理论猜想和科学数据
解析 本题考查产品设计分析的三个要素。本例中“人”是儿童，儿童的安全防范意识差，链轮、链条裸露在外，容易对儿童造成伤害。因此，设计者陈晓丽同学没有明确童车的设计要求。 答案 D
[变式2] 王强同学平时对小发明、小创造特别感兴趣，在不断的努力探索中，终于有了一件自己的小发明。可是在他申请发明专利时，才猛然发现相同的产品在市场上已经早有销售了。产生这样的问题的原因，可能是忽略了设计过程中的( )
A.发现和明确问题环节 B.制定设计方案环节 C.制作模型和原型环节 D.测试、评估和优化环节 答案 A
【例3】 李琳准备设计一盏适合高中生使用的台灯，在对台灯进行设计分析时，下列不需要考虑的是( ) A.灯泡的生产过程 C.灯罩的材料
B.底座的大小 D.支撑架的强度
解析 灯泡属于标准件，不需要考虑其生产过程。 答案 A
[变式3] 设计师在超市购物时，发现顾客不仅想知道商品的价格，还希望了解商品的生产日期、营养成分(是不是转基因产品)、是否是本地生产的等信息。但是查阅这些信息要花费很多时间，有时候还影响其他顾客购物。于是设计了这款特制的购物车，把手内置扫码器和LED多彩灯，对商品进行扫描后，通过显示颜色和亮灯数量，帮助消费者提高购物速度。该设计师发现问题的途径是( ) A.观察日常生活 C.技术研究 答案 A
【例4】 在寒冷的冬天，人们往往紧闭门窗来保持室内的温度，小黄同学发现
B.技术试验 D.收集和分析信息
这种方式会使室内二氧化碳增多，空气质量下降，不利于人的健康。小黄同学为了解决这个问题，计划设计一个自动换气装置，受到了各种主客观条件的限制，以下不属于限制条件的是( ) A.设计与制作该装置的资金 B.小黄设计装置的能力 C.换气装置的技术要求 D.门窗的数量
解析 设计与制作装置的资金和小黄设计装置的能力属于设计者的技术能力和条件；换气装置的技术要求属于设计对象的特点和问题的解决的标准；门窗的数量和换气装置没有必然的联系。 答案 D
[变式4] 如图所示是充电器专用插座，其外形是个立方体，五个面可充电，在设计过程中，下列不属于该插座设计限制因素的是( )
A.插座的设计标准 C.充电器的外壳色彩 答案 C 【易混易错】
解决问题受到的限制及具体内容 限制方面 设计对象 具体内容 不同设计对象往往具有不同的特点，各方面设计标准也有所不同 成本、环境等的限制 解决问题所需要的知识和技能 解决问题所消耗的人力、物力、财力以及时间，需要的材料、资料、仪器、设备以及空间等资源
B.充电器的体积大小 D.插座的制造工艺
设计者的主 客观条件
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