设计的基本原则教学设计
二、 设计的一般过程——设计的流程
这节课我们继续学习第二章剩下的内容,首先,我们来了解一下设计活动的一般过程,即设计的流程。看一看从事一项设计活动我们需要先干什么,后干什么,设计活动是怎样一步一步开展的,规范化的设计活动都包含了哪些过程和步骤,这些都是本节课我们要了解的内容。
在日常生活中,我们大家都或多或少搞过一些简单的设计活动,比方说设计制作一个小手工、小制作,或者对家里的东西进行简单的改造等等,这里面都有设计活动。前一阵子网
络上流传着有名的帖子——“最牛男生宿舍大改造”就是一个很有趣的设计活动的例子。
说的是深圳大学法学系的一位男生充分发挥自己的想象力,利用三张木板和布帘子对自己的床铺空间进行了很有创意的设计和改造。它不仅设计了书架、可以收放的写字台、可以伸缩的电脑屏幕托架,还设计了照明系统、空气循环系统,以及生活用品储存柜等等内容,甚至还在床头悬挂了一幅书法画框,取名“读书屋”, 将狭小床铺空间的用途发挥到了极致,难怪有网友评价“除了吃喝拉撒,基本满足生活需求”。
另外一个是咱们高中生从事设计活动的例子。江西有一名高中生因为踢球把腿踢伤了,骨折,
打石膏静养了一段时间后开始练习用拐杖走路,由于住的楼层比较高,每次拄拐下楼却很方便,但上楼却十分困难,这个问题时常困扰着他。原因:拐杖太长,上楼时不能为身体重心提供支撑点,所以只能一条腿一蹦一蹦上楼梯,十分耗费体力。为了解决上楼难的问题,他想了很多办法,不断地探索和尝试,最后通过对原来的拐杖进行了革新设计,——将原来的单腿设计成一长一短两条腿,既很好的解决了上楼困难的问题又不影响正常的拄拐行走。后来经过不断的改进完善,一种倒U型结构的拐杖发明成功了。
从上面的例子我们可以初步了解到一个完整的设计活动是怎样展开的。
首先,进行一项设计活动需要一个有待解决的问题。例如拄拐上下楼梯困难的问题,床铺空间如何充分利用的问题等等。有了问题后,接下来就要思考解决问题的方案,刚才那位高中生经过思考探索发现了解决问题的关键 ——设计一长一短两条腿的拐杖,解决了上楼难的问题,又不影响平时的拄拐走路。这其中还包含有许多细节性的问题,例如:具体的结构是怎样的,原理可行不可行,材料怎样选用,安全性如何解决,外形美观怎样把握等等问题。确定好问题解决的方案后,还要将设计方案用文字、图表等方式表达出来,描述清楚。然后就可以根据设计图或者设计方案制作一个技术原型或产品模型,用来检验方案
的可行性,发现其中存在的问题;第四步,对技术原型或产品模型进行改进优化,使产品的性能更加完善、可靠。最后,剩下的工作就是整理、撰写产品技术使用说明书,申请专利保护等等后续工作。
总之,一个完整的设计活动是由以下几个步骤构成的:
1、 发现和明确问题
2、 制定设计方案
3、 模型或原型制作
4、 优化改进方案
5、 专利申请、编写产品技术使用、维护说明书
   
三、设计的基本原则
要完成一项设计活动,除了要有科学合理的设计流程之外,还需要遵循一些基本的原则,如科学性原则、实用性原则、经济性原则、安全性原则、技术规范性原则等等。这些原则体现在设计活动的各个环节中,成为指导设计活动的基本准则。
1、 科学性原则:
设计作为一项技术活动,必须要遵循自然界中的科学规律,例如:设计各种电子电气设备需要遵循电子学、电工学、电磁学等方面的科学原理,设计桥梁、房屋等建筑,要以材料力学、结构力学、工程力学等相关科学原理为依据,设计飞机、汽车、轮船等交通工具要遵循流体力学等科学原理。违背科学原理的设计,往往会导致设计的失败。
例如:加拿大魁北克大桥的设计(1907年)
加拿大魁北克大桥最初由美国著名设计师奥多罗库帕负责设计,设计方案出来后,被评价为“结构最佳、用料最省”的设计,库帕深深陶醉其中,忘乎所以的将原来的设计方案做了改动,将大桥的长度由原来的500米增加到600米,一举成为当时世界上最长的钢结构单跨度桥梁。
竣工当天,人们欢聚在桥上住正准备庆祝时,大桥突然垮塌,86人落水,75人遇难。这是由于增加长度后,库帕过于自信,忽略了对桥梁承重能力的精确计算,最终导致了悲剧的发生,故事到此还没有结束。
1913年,魁北克大桥进行重修,在修建过程中大桥中间的一段桥身再次突然垮塌,结果10多名工人遇难,原因是一个支撑点使用的材料强度不够造成的。1922年,加拿大七大工程学院一起出资将到他的桥梁残骸全部买下,后来被制成一枚枚的戒指,分发给学院毕业的学生,一方面用来纪念在事故中被夺去的生命,另一方面用来警示将来从事工程实际的毕业生,这枚戒指的由来有着无法忘记的教训和耻辱,这就是有名的“工程师之戒”。
我们中国也有许多桥梁坍塌的例子,有工程设计的原因,有施工质量低劣的原因,也是中国设计师的耻辱。
2、 实用性原则、美观性原则:
以家人之名插曲现在遥控器的应用已经很普遍了,电视机遥控器、空调遥控器、影碟机遥控器、电扇遥控器等等,给人们操作使用各种产品提供了方便,增强了产品的实用性。人们设计产品的最
终目的是为了满足人类的各种需求,因此,进行产品设计时要考虑产品的实用性,即能够很好的解决实际问题,产品使用起来简洁、方便、耐用,能够满足人们对产品使用功能的要求,这是产品设计应遵循的实用性原则。
除此之外,产品设计还要考虑人们的审美心理需求,要求设计的产品美观、大方、造型优美;这是因为人类自古以来就有追求美的心理倾向,随着物质生活水平不断提高,人们对美的追求也在不断提高,在产品的使用性能和其他质量相当的情况下,人们更倾向于购买造型美观的商品,因此,在进行产品设计时,要遵循美观性原则。即运用美学知识,利用恰当的比例、优美的造型、适宜的彩、独具匠心的图案等,使产品外观呈现出迷人的魅力,满足人们的精神需求。
例如:通过手机产品功能、外观的变迁,就充分体现了产品设计过程中实用性原则和美观性原则的应用。
早期的手机———大哥大,功能单一,只能接打电话,外观笨重(想板砖一样)、呆板,颜单调,造型单一。
随着时代的变迁,手机的外观和功能发生了巨大的变化————外观变迁、功能改进、拓展,更实用,更美观。
1) 逐渐小型化,轻型化——超轻超薄。
2) 外形外观丰富多样,造型——直板机、折叠机、触屏机
3) 颜富于变化——满足不同人的需求。
4) 三月第一天怎么发朋友圈功能更加丰富——上网、拍照、MP3播放、办公、文档处理、多媒体功能
手机产品的两大系列介绍:
日韩手机:
特点:做工精良、体积小巧、外观轻薄。符合亚洲人审美和使用习惯。可以用“精致”两字来概括。不仅仅指外观精致,更体现在其人性化功能设计上,如:“语音拨号功能”、“屏幕旋转功能”、“照相功能”等等都是日韩手机率先采用的。
欧美手机:
特点:生产厂商代表当今手机设计制造的最高工业标准,技术上引领世界潮流,是手机技术创新的主要推动力量,主导手机技术的发展方向(掌控手机的核心技术,手机技术标准的制定者)。因此在功能上,欧美系列手机最求强劲的功能和最高的硬件配置,技术含量高,性能稳定。外观上,粗犷大气,和西方人高大身形相匹配,实用大方,功能上注重商务领域应用。
国产手机:无论是功能设计还是外观设计和国外品牌还有一定差距,有自己的特,在不断成长中完善。
3、经济性原则:
雪台风正在形成 今年寒潮大幅超标优秀的产品设计不仅注重功能的实用、造型的优美,而且还应当考虑成本因素,用较低的生产成本、较低的销售价格吸引人们来购买,这是产品设计需要考虑的经济性原则。因此,在产品设计时,应通过合理选择原材料、制定优化设计方案、优化加工工艺等措施来降低成本,提高经济效益。我们常说的“物美价廉”,这其中的“价廉”指的就是经济性原则。
4、创新性原则:
创新就是求新求异,在传统上有所突破,创新是设计的核心;在产品设计上追求创新,根本的目的是为了适应社会的发展以及因为生产、生活方式改变带来的人们对产品新功能和高品质的需求,这就要求在设计产品时要大胆开拓,勇于创新。
例如:电视机产品就是在不断的创新中逐步完善和进步的。
彩:早期的黑白电视机,经过创新后发展到彩电视机。
屏幕尺寸:过去的小尺寸9寸、12寸、18寸、21寸、32寸、到现在的37寸、46寸、53寸、61寸等等规格。
唐代阙楼最高等级
梦见收到假钱显像方式:早期的阴极射线显像技术,发展到现在的等离子显像技术、液晶显像技术LCD。
功能控制方式:早期的手动调节,发展到遥控调节,再到最新的物联网控制方式革新。
类似电视机产品的例子还有许多,如服装、工业产品、电脑产品等等,都是在不断的创新中得到发展的;通过产品的创新设计,满足了人们不断追求新生活、提高生活品质、品位的愿望和需求,同时也促进了社会的发展和进步。
5、安全性原则
进行产品设计时,在保证正常的使用功能前提下,还应当产品使用中的安全性设计,确保用户在使用产品过程中不受到伤害,这就是安全性原则。
在历史上,有许多因为不注重产品安全性设计而导致的悲剧。例如:
“彗星号”全球第一架喷气式客机在首次投入使用后不久,就发生了空中解体的重大空难事故;经过调查发现,“彗星号”的客舱窗户设计存在重大安全隐患,————方形的窗户设计,不利于分散在玻璃上能够形成的巨大压力(因为高空环境、飞机颠簸、机身结构形变会对窗户形成挤压,产生压力)压力容易集中到放行窗户的四个角,玻璃承受不了巨大的压力而破裂,造成机舱失压——飞机时速——空中解体——坠落空难。后来,借鉴“彗星号”的空难教训,全世界各种飞行器的舷窗一律采用圆弧边角设计方案,保证飞行过程中的安全。
另外,如果大家注意观察的话,在我们身边的许多产品身上都能发现有关安全方面的设计,例如各种家用电器,红外线电烤炉(取暖用)的底座上有碰到自动断电装置,加湿器
设计有缺水自动断电装置,燃气炉有意外熄火自动断器装置等等,这些安全设计为保护使用者免受意外伤害发挥了积极的作用,体现了产品设计中的安全性原则。
6、技术规范性原则
母亲节快乐的英文技术规范源于人们在长期的生产实践和生活实践中积累的许多实践经验和科学理论,总结起来后,形成了各行各业不同领域的统一的标准和约定,在从事设计活动时,必须要遵守相应的技术规范。
例如:电脑的各种接口规格、大小,各种电源插头、插座的形状、规范,各种螺丝、螺母的型号、尺寸等等,都有统一的规范要求,在设计活动中,需要遵守这些统一的规范和要求,这就是技术规范性原则。
7、可持续发展原则
进行产品设计时,不仅要考虑功能的完善,外观的优美,同时还要考虑对环境的影响,力求做到降低对资源的消耗和破坏,减少污染,注重原材料的回收利用,这就是可持续发展原则。
例如:许多产品的包装采用可回收、可降解的纸浆材料取代过去的一次性塑料泡沫包装材料,有效减少了白污染。
北京奥运体育场馆外围的路灯,大量采用了太阳能环保设计,白天利用太阳能给蓄电池充电,夜晚利用蓄电池的电能照明,环保清洁,减少了电力资源的消耗。
“彩棉制品”——减少了工业染剂的使用,减少污染物排放,保护环境。
节水马桶、太阳能热水器、燃料电池、电动汽车等产品设计都体现了可持续发展原则。

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