設計基礎:由問題到設計考慮

基礎

設計是為滿足需要而創作方案的過程。拆解產品可以了解零部件、材料和工作原理;設計時要考慮材料、顏色、形狀、大小、重量、功能、美感和人體工學。

適合:中一設計與科技 · 單元:製造過程 · 建議學習路徑第 4/6 課

學完呢課,你會識:
  • 設計是為滿足需要和解決問題而創作方案的過程
  • 拆解產品三步:零部件、材料、工作原理
  • 設計考慮:材料、顏色形狀、大小重量、功能、美感
文體:科技知識說明文有聲朗讀

文體小知識:科技知識說明文解釋產品設計的概念和考慮因素,引導讀者有系統地分析和評鑑日常用品。

設計與科技Design & Technology
讀呢課前,你應該識: 工場安全與基本手工具

§課文原文 Passage

1設計是把構思變成可行方案的過程,目的是滿足人的需要和解決生活問題。水樽、書包、八達通卡、手機應用程式,全部都是設計的成果。設計並非藝術家的專利:藝術著重表達自我,設計卻必須切合使用者的實際需要。舉個例子:一個好用的水樽除了美觀,還要不漏水、易握、易清洗,這些都是設計出來的。

2拆解產品是學習設計的好方法:把產品分解為零部件、材料和外形,再分析它的工作原理。零部件是組成產品的各個部分;材料是每個零部件所用的物料;工作原理是產品怎樣達成功能。舉個例子:把訂書機拆開,有底座、訂書槽、推針器、上蓋和彈簧等零部件;底座用金屬承受敲擊力,彈簧令上蓋自動彈開,各部分互相配合才能把釘打進紙張。

3設計的基本考慮因素包括:使用的材料、顏色和形狀、大小和重量、功能及美感。功能和實用排第一,美感則透過顏色、線條和比例傳達,視覺語言是設計師的溝通工具。設計師會用鉛筆、直尺等繪圖工具,以草圖和基本繪圖慣例記錄意念,方便與人討論和改進。舉個例子:為長者設計水杯,手柄要粗大易握,顏色鮮明易辨認,容量適中不要太重。

4設計中的人類因素包括易於使用、安全性和人體工學,即按照人體尺寸和動作習慣設計產品,令用者舒適省力。同時要明白科技的正反兩面:手機方便通訊卻令人沉迷;包裝吸引顧客卻製造大量廢物。設計、生產和銷售產品都會影響環境,選用可回收物料、減少過度包裝,是設計師對社會的責任。

1重點摘要 Summary

設計是為滿足需要而創作方案的過程。拆解產品可以了解零部件、材料和工作原理;設計時要考慮材料、顏色、形狀、大小、重量、功能、美感和人體工學。

2生字卡 Vocabulary

D
Design設計

為滿足需要而創作方案的過程。

C
Component零部件

組成產品的各個部分。

W
Working principle工作原理

產品達成功能的方式和道理。

D
Design consideration設計考慮

設計時權衡的因素,如材料、功能、美感。

F
Function功能

產品能為使用者做到的事情。

A
Aesthetics美感

產品外觀帶來的美感和吸引力。

V
Visual language視覺語言

以線條、顏色、形狀傳達意念的設計語言。

E
Ergonomics人體工學

按人體尺寸與動作習慣設計產品的學問。

S
Sketch草圖

快速記錄設計意念的徒手圖。

P
Product analysis產品拆解

把產品分解研究以了解其設計的方法。

3逐步講解 Steps

  1. 設計的性質與概念設計是為滿足人的需要、解決生活問題而創作方案的過程,範圍由產品外觀到使用方法都包括在內。設計與純藝術不同:藝術表達感受,設計必須切合使用者的實際需要,並受材料和成本等條件約束。舉個例子:雨傘的設計要兼顧擋雨、擋風、收納體積和重量,單是美觀而一遇風便反起的傘,就是失敗的設計。好的設計由問題出發,以解難為本。
  2. 由問題到設計意念設計的第一步是清楚界定問題:誰在使用?在什麼場合?遇到什麼不便?然後構思多個意念,比較之後才選定方案。意念要快速記錄,徒手草圖配簡單文字說明已經足夠,鉛筆、直尺和三角尺是最基本的繪圖工具,並要遵守基本的繪圖慣例,讓別人看得明白。舉個例子:發現同學的間尺總是斷在筆袋裏,問題是缺乏保護;設計意念可以是一個帶扣蓋的間尺套,草圖畫出外形和扣位即可表達。
  3. 拆解產品三步法拆解產品要有系統地進行:先列出零部件,再記下每個零部件的材料,最後分析工作原理。拆解時要小心步驟,記錄安裝次序,方便重組。舉個例子:拆解一個訂書機,可以列出底座、訂書槽、推針器、上蓋、彈簧等零部件;底座和推針器用金屬,上蓋用塑料;工作原理是按下上蓋時推針器把釘推前擊出。完成後便能批評它的優劣,例如換針是否方便。
  4. 設計的基本考慮因素設計產品時要權衡基本考慮:使用的材料、顏色和形狀、大小和重量、功能及美感。功能排第一,因為產品首先要能用;材料和成本互相影響;顏色形狀傳達風格;大小重量關乎攜帶和存放。舉個例子:設計學生書包,功能上要有足夠間隔,材料要耐磨防水,肩帶要闊而軟,顏色可以鮮明,但重量必須輕,否則再美觀也不適合每天背著上學。
  5. 美感與視覺語言美感不是主觀隨意,而是有原則的視覺語言:線條、顏色、形狀、比例和對比都會傳達訊息和情緒。同一產品用不同顏色,感覺可以完全不同;圓角令人覺得安全和親切,銳角則帶來速度感和警示。舉個例子:兒童藥水樽用圓潤外形和鮮明顏色,減低小孩的抗拒;安全警示標誌用黃黑對比,因為對比強烈最為搶眼。設計師運用視覺語言,令產品傳達正確的訊息。
  6. 人體工學入門人體工學研究人與產品之間的配合,按照人體尺寸、力量和動作習慣設計,令產品易於使用、安全和舒適。考慮要點包括手握部分是否合乎手掌大小、操作力度是否適中、介面是否清楚易明。舉個例子:廚房剪刀的手柄加大並加上軟膠,長者用力時不會手痛;電腦滑鼠貼合掌心的弧度,長時間使用也不易疲勞。以人為本的設計,往往在細節處見到功夫。
  7. 科技正反面與環境科技對人類有正反兩面影響,設計師必須思考道德和環境問題。包裝令產品衞生美觀,卻製造廢物;電子產品更新快,舊產品變成電子廢料。設計、生產和銷售的每個環節都影響環境,可行的保護途徑包括選用可回收物料、減少過度包裝、設計耐用易維修的產品。舉個例子:部分品牌把水樽改用單一塑料方便回收,並推出補充裝減少包裝廢物,兼顧商業與環境。此外,製造過程應用於不同領域,鐳射切割機和3D打印機等設備已廣泛用於產品製作,操作時必須配合安全和正確的態度。

4圖解 Diagrams

拆解產品:一個水樽的設計考慮 Product teardown樽蓋 Cap樽嘴環樽身 BodyPET 膠料易握、防漏螺紋透明?刻度?手掌握感是否合適可回收標誌、厚度慳料設計基本考慮因素· 材料:成本、強度、可回收· 顏色與形狀:美感和識別· 大小與重量:方便攜帶· 功能:防漏、易開、易唧· 美感:線條與比例· 人體工學:配合手掌與嘴形拆解日常用品(零件、材料、工作原理)是設計師的基本功:好的設計是每個考慮都取得平衡。
圖 1:拆解產品:水樽的設計考慮

5例題示範 Example

例題:試拆解一個膠水樽的設計,列出它的零部件、材料和工作原理,並提出一項設計優點和一項可改進之處。

  1. 列出零部件 → 樽身、樽蓋、樽嘴、海綿頭(或尖嘴)
  2. 指出材料 → 樽身多用聚乙烯軟塑料,樽蓋用較硬聚丙烯,海綿頭為多孔海綿
  3. 分析工作原理 → 擠壓樽身,膠水經樽嘴受壓流出,海綿頭把膠水平均塗開
  4. 批評優劣 → 優點:軟塑料易擠壓、海綿頭控制用量;可改進:樽嘴易積膠堵塞、難清洗
  5. 答案:膠水樽由樽身、樽蓋、樽嘴和海綿頭組成;樽身選用軟身聚乙烯,因為要反覆擠壓且輕身安全,樽蓋用較硬的聚丙烯承受擰開的力度。工作原理是擠壓樽身令膠水受壓,經樽嘴流出並由海綿頭平均塗布。設計優點包括軟塑料方便控制力度和用量;可改進之處是樽嘴容易積膠變硬,若改為可拆洗樽嘴或加防乾蓋,產品會更好用。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 「設計就是美化外觀,好看就是好設計。」
✓ 功能和實用排第一,美感只是設計考慮之一。
✗ 「拆解產品只需要知道它由什麼材料造成。」
✓ 還要列出零部件和分析工作原理,才能全面批評產品優劣。
✗ 「人體工學只是令產品舒適,與安全無關。」
✓ 人體工學同時照顧易用、舒適和安全,例如防滑手柄可減低意外。
✗ 「科技一定令生活更好,不用考慮壞影響。」
✓ 科技有正反兩面,設計師要考慮道德和環境影響,並尋求保護途徑。

75 題快測 Quick check

Q1拆解產品時要分析哪三方面?

Q2設計的基本考慮因素包括哪些?試列出至少四項。

Q3為什麼為長者設計水杯時,手柄要粗大?

Q4包裝設計帶來什麼環境問題?可以怎樣改善?

Q5設計與純藝術有什麼主要分別?

8重點回顧 Recap

  • 設計是為滿足需要和解決問題而創作方案的過程
  • 拆解產品三步:零部件、材料、工作原理
  • 設計考慮:材料、顏色形狀、大小重量、功能、美感
  • 人體工學按人體尺寸和習慣設計,令產品易用、安全、舒適
  • 科技有正反兩面,設計要顧及道德與環境

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