設計與應用科技入門:設計程序與物料

基礎

設計循環是設計與應用科技科的思考主線:先確認需要,再研究並訂立規格,經意念發想、原型製作與測試,最後評估改進。掌握這條主線與各階段工具,便能理解設計師如何把生活需要轉化為可行產品。

適合:中四設計與應用科技 · 單元:核心概念 · 建議學習路徑第 1/2 課

學完呢課,你會識:
  • 設計循環六階段:確認需要、研究與規格、意念發想、原型製作、測試、評估改進,可循環往復。
  • 確認需要要先分辨「需要」與「想要」,並明確產品對象。
  • 設計規格是功能、尺寸、材料、安全等要求的清單,是評估的依據。
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——介紹設計循環六個階段的次序與要點,並說明腦震盪、腦圖、原型等思考工具的用法。

設計與應用科技Design & Applied Technology

§課文原文 Passage

1設計是把意念轉化為有用產品的過程,而設計循環是這個過程的思考地圖。循環由確認需要開始,經過研究與訂立規格、意念發想、原型製作、測試,最後評估改進。它是一個可以來回往復的環,而不是單向直線,設計師常在測試之後回到較早階段修正方向。

2一切設計由確認需要開始。設計師觀察生活,留意使用者的不便與期望,並分辨「想要」與「需要」。找到需要後,便進行研究,蒐集用家意見與現有產品資料,再把需要寫成清楚的設計規格,說明產品應有的功能、尺寸、材料與安全要求,作為後續工作的依據。

3意念發想常用腦震盪與腦圖兩種工具。腦震盪講求短時間內提出大量意念,規則是延遲批評、先求量多,歡迎在他人意念上自由發揮;腦圖則由中央主題向外伸出分支,把零散聯想組織成網絡。發想之後,設計師以手繪草圖快速記錄意念,從中挑選較佳方案發展。

4原型是把意念變成可觸摸、可操作的模型,常用卡紙、發泡膠等易於加工的材料製作,亦可借助立體打印等快速成型技術。測試原型能及早發現設計問題,評估階段則逐項對照規格檢查表現,找出改善方向。產品便是在循環往復之中,一步一步走向成熟。

1重點摘要 Summary

設計循環是設計與應用科技科的思考主線:先確認需要,再研究並訂立規格,經意念發想、原型製作與測試,最後評估改進。掌握這條主線與各階段工具,便能理解設計師如何把生活需要轉化為可行產品。

2生字卡 Vocabulary

d
design cycle設計循環

由確認需要到評估改進的設計思考流程,可循環往復。

n
need需要

使用者真正的不足與要求,是設計的起點。

d
design specification設計規格

說明產品功能、尺寸、材料、安全等要求的清單。

b
brainstorming腦震盪

短時間內大量提出意念、延遲批評的發想方法。

m
mind map腦圖

由中央主題向外分支、組織聯想的圖示工具。

s
sketch草圖

快速手繪、用以記錄和交流意念的圖樣。

p
prototype原型

按意念製成、用以驗證概念的模型。

t
testing測試

實際操作原型、檢查表現是否達標的階段。

e
evaluation評估

逐項對照規格,判斷設計優劣並找出改善方向。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:認識設計與設計循環設計是有目的的創造活動:先了解人的需要,再運用科技知識與材料,創造出解決問題的產品。設計循環把這過程分為確認需要、研究與規格、意念發想、原型製作、測試、評估改進六個階段,各階段可以來回往復。舉個例子:設計師發現長者難以扭開樽蓋,便由這個需要出發,走完整個循環,最後設計出省力樽蓋。
  2. 第二步:確認需要與分辨用家確認需要是循環的起點。設計師透過觀察、訪問與問卷,了解使用者的困難與期望,並分辨「需要」與「想要」:需要關係到必須解決的問題,想要只是錦上添花。同時要明確產品為誰而設。舉個例子:同樣設計水樽,運動員需要單手開合與防漏,幼兒則需要輕身與安全物料,對象不同,設計重點便完全不同。
  3. 第三步:研究與訂立設計規格研究包括蒐集用家意見、分析現有產品的優劣、查閱安全要求等,目的是讓規格有根有據。設計規格是清晰的目標清單,常見項目有功能、尺寸與重量、材料、安全、外觀與成本。以可摺疊風扇為例:規格可寫明「收起後能放入口袋、扇葉有護網、單手可開合」,之後每個意念都逐項對照規格檢查。
  4. 第四步:意念發想——腦震盪與腦圖意念發想講求先量後質。腦震盪的規則是延遲批評、自由聯想、歡迎在別人意念上繼續發揮,務求短時間內累積大量可能;腦圖由中央主題出發,向外分支整理聯想,適合把發想結果分類歸納。發想後以草圖記錄,再按規格篩選。舉個例子:圍繞「省力樽蓋」腦震盪,可得出加長手柄、橡膠防滑紋、槓桿式開蓋器等意念,先全部記下再挑選。
  5. 第五步:原型製作與快速成型原型把平面意念變成立體實物,重點在快速驗證,而非精緻美觀。入門常用卡紙、發泡膠、木條等易加工材料,以剪、切、黏等方法製作;立體打印等快速成型技術則可按電腦模型直接印出立體部件,適合形狀複雜的部分。舉個例子:製作省力樽蓋原型時,可先用卡紙拼出外形驗證握位,再用立體打印造出真正可裝上樽口的部件。
  6. 第六步:測試、評估與改進測試是實際操作原型,觀察是否達到規格要求;評估則逐項對照規格,記錄表現與差距,並分析原因。兩者的結果會帶動下一輪修改:或修改意念,或修訂規格,讓設計在循環中不斷完善。舉個例子:省力樽蓋原型經同學試用後,若發現手柄容易鬆脫,設計師便會分析接位問題,修改設計後再造原型再測試,直至達標。

4圖解 Diagrams

設計循環 The design cycle設計循環1. 識別問題identify the problem2. 研究資料research3. 提出意念generate ideas4. 製作模型make a model5. 進行測試test6. 評鑑改進evaluate and improve解難方法:因素分析、橫向思維、心智圖、腦力激盪;評鑑後不合目標就再轉一圈。
圖 1:設計循環六步

5例題示範 Example

例題:學校小食部午膳時人流擠迫,同學一手端飲品一手取食物,容易碰翻。試運用設計循環,說明如何設計一件協助同學安全攜帶飲品的產品。

  1. 確認需要與對象:問題是單手攜帶飲品易翻倒,用家是全校同學,產品須輕便、穩定、易清潔。
  2. 研究與規格:觀察小食部環境,訂立規格,例如能平穩承載常見紙杯、可掛在書包側、材料防水。
  3. 意念發想:腦震盪得出帶掛鈎的杯托、磁吸杯墊、伸縮托盤等意念,以草圖記錄並按規格篩選。
  4. 原型與測試:以卡紙製作杯托原型,實地試載紙杯行走,記錄傾側與鬆脫情況。
  5. 評估改進:對照規格逐項檢查,發現掛鈎不夠穩便加闊承托位,再測試至達標。
  6. 答案:答題時宜按循環次序作答:先講確認的需要與用家,再列規格、述發想與篩選,最後以原型測試與評估改進收結。評分重點在於各階段緊扣規格,並展現「循環往復」的改進意識,而非只描述一件成品。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 設計循環是單向流程,走完評估便算完成。
✓ 循環可以來回往復,測試與評估發現問題後,往往要返回意念甚至規格階段修改。
✗ 設計規格可以在設計過程中隨意更改。
✓ 規格是評估的依據,宜先訂立後設計;若確要修改,必須說明理由並重新對照。
✗ 腦震盪時應該立即批評不合用的意念,以免浪費時間。
✓ 腦震盪講求延遲批評、先求量多;即時批評會壓抑聯想,篩選留待發想之後。
✗ 原型必須用正式材料精工製作,否則沒有意義。
✓ 原型的價值在快速驗證概念,卡紙、發泡膠等廉價易加工材料往往更合適。
✗ 原型測試成功,設計便大功告成。
✓ 測試之後仍要逐項對照規格作評估,並思考可改進之處,設計循環才算完整。

75 題快測 Quick check

Q1設計循環的第一個階段是什麼?

Q2腦震盪的兩條重要規則是什麼?

Q3設計規格通常包括哪些項目?

Q4原型的主要作用是什麼?

Q5評估階段應對照什麼來檢查設計?

8重點回顧 Recap

  • 設計循環六階段:確認需要、研究與規格、意念發想、原型製作、測試、評估改進,可循環往復。
  • 確認需要要先分辨「需要」與「想要」,並明確產品對象。
  • 設計規格是功能、尺寸、材料、安全等要求的清單,是評估的依據。
  • 腦震盪延遲批評、先求量多;腦圖把聯想組織成網絡;草圖記錄意念。
  • 原型重快速驗證,可用卡紙或立體打印;測試與評估逐項對照規格,帶動改進。

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