NLT Module: Technisch ontwerpen in de gezondheidszorg

Even voorstellen: Edgar de Wit Vaksteunpunt-coördinator ZH Afgestudeerd op effectiviteit van praktisch onderwijs in het VO Ontwikkeling van didactiek technisch ontwerpen

Inhoud van de workshop Deel 1: Kennismaken met de module Opbouw van de module Didactische theorie achter de ontwerpcyclus Deel 2: Zicht op de toevoegingen Uitwisselen van ideeën voor opdrachten en toetsen Deel 3: Didactische werkvorm: - ontworpen producten onderzoeken - reverse engineering - werkblad uit de module

Inhoud van de module Hoofdstuk 1: Kennismaken met ontwerpen Systematisch problemen oplossen Theorie achter de ontwerpcyclus Hoofdstuk 2: Oefenen met ontwerpen Inleven in de gebruiker wordt afgesloten met een toets! Hoofdstuk 3: Eindopdracht technisch ontwerp naar keuze! Wordt beoordeeld met een cijfer voor: - het doorlopen proces! - het product = werkzaam prototype! - de presentatie!

§1.1. Startopdracht Per groepje van drie Pillensorteerder Preparaattransporteur Reumaschaar Pillenkliever Medicijnvernevelaar Bloedprikker

Leerdoelen: Na afronding van de module kun je: De kennis van de monovakken natuurkunde, scheikunde, biologie, wiskunde en techniek toepassen in het ontwerpproces, Werken met de ontwerpcyclus met de onderdelen: Het probleem analyseren en beschrijven, Een programma van eisen opstellen, Een ideeëntabel opstellen met daarin taken en eigenschappen, Uitwerkingen bedenken, Een ontwerpvoorstel formuleren en de keuzes die daarbij zijn gemaakt motiveren. Het ontwerp testen en evalueren en de testgegevens toetsen op/ correleren aan de vooraf gestelde eisen.

Waarom ontwerpen? Alle aspecten van het ontwerp dienen een doel: - Commerciële eisen het moet mooi, goed verkoopbaar, zijn het mag niet te duur zijn - Technische eisen het moet goed en gemakkelijk werken - Specifieke gebruikers eisen het product moet op doven, blinden, gehandicapten, enz. . . . op iedere eindgebruiker afgestemd zijn Realiseer je dat alles is ontworpen! Het levert een adequate oplossing voor een specifiek menselijk probleem!!

Creativiteit aanspreken

Designing – conventional: the narrow-minded approach Solution Space IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Ontwerpen en onderzoeken

Designing – the creative, open-minded approach Oplossings- ruimte IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Oefening in brainstormen: Bedenk een op wielen rijdend wegvervoers-middel, dat: 1 snel, 2 stabiel en 3 eenvoudig is qua constructie IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Brainstormfase: Conventionele methode: twee bekende ideeën onderling vergelijken Snel: Stabiel: Simpel: ++ −− Snel: Stabiel: Simpel: − +− ++ Total: 20 punten Total: 10 punten IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Brainstorm Conventional way: two ideas, which one is best? Snel: Stabiel: Simpel: ++ −− Snel: Stabiel: Simpel: − +− ++ Total: 10 punten Totaal: 20 punten Toch deze kiezen?.. IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Er zijn betere oplossingen ! ! Snel: Stabiel: Simpel: ++ −− Totaal: 20 punten Toch deze kiezen?.. IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Abstract & Categorize Use logic to find fundamental differences 4 wheels 2 wheels Manual Motorized IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Abstract & Categorize Zoek naar “leegtes” in de eerste brainstormfase 4 wheels 2 wheels Manual Motorized ? ? IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

4 wheels 2 wheels Manual Motorized Reflect, Reformulate & Extend Ontdek de gehele oplossings-ruimte middels logica 4 wheels 2 wheels Manual Motorized IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

? ? ? ? 4 wheels 3 wheels 2 wheels 1 wheel Manual Motorized Reflect, Reformulate & Extend Ontdek de gehele oplossings-ruimte middels logica 4 wheels 3 wheels 2 wheels 1 wheel Manual Motorized ? ? trike unicycle ? ? motorized trike motorized unicycle IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Evalueer opnieuw: welke oplossing is de beste? 4 wheels 3 wheels 2 wheels 1 wheel Manual Motorized Snel: Stabiel: Simpel: ++ + IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design Totaal: 40 punten !

The design process would continue.. http://en.wikipedia.org/wiki/Mark_I_tank IASDR 2011, Paul Breedveld, Teaching Creativity in Mechanical Design

Ontwerpen is leuk . . • ‘Nieuwe’ problemen: authentiek, uitdagend • Iets unieks maken om een probleem op te lossen • Denken, overleggen en doen gaan hand in hand • Van verschillende kanten bekijken http://www.youtube.com/innovation?gclid=CM-4rb6OybACFUIOfAod5kRdXw

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus!

= open staan voor nieuwe dingen Divergent denken = open staan voor nieuwe dingen • attitude: Interessant! Hoe kan ik dit gebruiken? Verzamel je ideeën Niet: ja, maar… • buiten gebaande paden treden ! http://www.youtube.com/innovation?gclid=CM-4rb6OybACFUIOfAod5kRdXw

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus! Fase 1

Ontwerpprobleem Fase 1. Het analyseren en beschrijven van het ontwerpprobleem. Stel jezelf vragen als: Wie hebben dit probleem? Zijn er andere betrokkenen? Waardoor wordt het veroorzaakt? Soortgelijke problemen en oplossingen?

Ontwerpprobleem Fase 1. Het analyseren en beschrijven van het ontwerpprobleem. Maak gebruik van verschillende bronnen (literatuur, personen, experts . . ) Het inleven in de probleemhebber Het beschrijven van de belanghebbenden Groepeer je gedachten/associaties zo herkenbaar mogelijk. Hiervoor gebruik je een mindmap.

Mindmappen http://www.mindmapart.com/smart-study-habits-mind-map-adam-sicinski/ Afbeelding 1: Een Engelse mindmap over Joe en zijn carriére.

§1.2. Betrokkenen verschillende belangen. . . . dus . . . . . . verschillende eisen!

Opdracht 5 Woordweb kindvriendelijke thermometer Klein Niet eng Leuk uiterlijk Geen pijn Snel, eenvoudig Reclamecampagne Keurmerk aanvragen Prijs / kwaliteit verhouding Octrooi aanvragen eventueel Mag geen hoge claims opleveren Hygiënisch Betrouwbaar Goed geijkt Snel, eenvoudig Veilig in gebruik Consultatiebureau Niet eng Geen pijn Snel, eenvoudig Moet getest zijn Moet tegen een stootje kunnen Lage prijs Opdrachtgever Kind Sluitmechanisme Opberghouder Aan / uit knop Degelijke vorm Juiste materiaal keuze Eenvoudig te assembleren Ouders Constructeur Ontwerper Fabrikant Naast alle technische eisen: Vormgeving / uiterlijk Veilig Vernieuwend Duidelijke handleiding Niet te kwetsbaar Vaste afname Lage productiekosten Juiste kennis van materiaal Niet te hoge investering nodig Gemakkelijk op te slaan, te transporteren

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus! Fase 2

Programma van eisen Fase 2. Het opstellen van een programma van eisen. Maak een lijst van alle voorwaarden waaraan het ontwerp moet voldoen. Voorwaarden die je als controle gebruikt om later te testen.

Programma van eisen Het goed ontwerp moet aan de juiste eisen voldoen. Voorwaarden die je als controle gebruikt om te testen! http://derekenkamer.kro.nl/seizoenen/seizoen_4_2013/afleveringen/04-07-2013 Als een ontwerpvoorstel de test niet overleeft, dan was dat dus geen goed ontwerp!

Programma van eisen Het ontwerp moet aan de volgende eisen voldoen: 1 2 3 4 5 Voorwaarden die je als controle gebruikt om te testen!

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus! Fase 3

Ideeëntabel maken Fase 3. Het bedenken van de taken en eigenschappen van het ontwerp. Je doet dit met behulp van een ideeëntabel. Vervolgens bedenk je mogelijke uitwerkingen voor deze taken en eigenschappen. Je doet dit door de HKJ-methode uit te voeren.

Een Ideeëntabel Hoe kan je . . . . . Deeltaken. Het ontwerp heeft als hoofdtaak: ________________________________   Hoe kan je . . . . . Deeltaken. 1 2 3 4 enz. Werkwoord 1 Werkwoord 2 Werkwoord 3 Enz. Deeltaken

HKJ-methode Hoe kan je . . . . een muis vangen?? Magnetisch Straling Optisch Elektrisch Thermisch Mechanisch Hydraulisch Pneumatisch Akoestisch Chemisch Magnetisch Straling Biologisch Etc…etc

Hoe kan je . . . . . Eigenschappen. Een Ideeëntabel Het ontwerp moet aan veel meer eisen voldoen . . . . . . . . .   Hoe kan je . . . . . Eigenschappen. 1 2 3 4 enz. Werkwoord 1 Werkwoord 2 Kleur/ Vormgeving. Grootte. Gewicht. Eigenschappen

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus! Fase 4

Ontwerpvoorstel Fase 4. Het formuleren van een ontwerpvoorstel op grond van de optimale combinatie van uitwerkingen. Met behulp van tekeningen en tekst weergeven hoe het product er precies uit komt te zien, waar het van gemaakt is etc. Om dit te bereiken heb je de optimale (= best haalbare) combinatie van oplossingen gekozen uit de ideeëntabel. Let op: dit betekent niet dat per taak/eigenschap de beste uitwerking is gekozen. Het gaat erom dat alle gekozen uitwerkingen het best bij elkaar passen.

Ontwerpvoorstel Op basis van beste combinatie van uitwerkingen: • Tekening en detailschets • Materialen • Maten en verhoudingen • Constructie (bevestigingen) .

Een methode gericht op het ontwikkelen van ruimtelijk inzicht Schetsen Een methode gericht op het ontwikkelen van ruimtelijk inzicht

Informatieoverdracht Ideeën maak je zichtbaar in een schets. Denk eens aan een huis! Denkt iedereen dan aan het zelfde huis?

Informatieoverdracht

Informatieoverdracht

Schets voorbeelden:

. . . niet altijd duidelijk

Hoe kan dat beter? Waarbij gebruikt men schetsen? Welke regels gelden er bij het schetsen?

Design van kleding:

Tuinarchitectuur:

Design van interieur:

Isometrische projectie: De isometrische tekening maken we onder hoeken van 30 graden.

Voorbeelden:

Verschillende aanzichten:

Verschillende aanzichten:

Oefenopdracht: Denk daarbij aan schaal-eenheden! Neem een aantal blokjes en zet ze voor je neer. Teken het – vooraanzicht. - bovenaanzicht. - zijaanzicht. Teken tot slot het isometische aanzicht. Denk daarbij aan schaal-eenheden! http://www.fi.uu.nl/toepassingen/00247/toepassing_rekenweb.xml?style=rekenweb&use=student

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus! Fase 5

Prototype Fase 5. Het realiseren van het ontwerp; het maken van een prototype. Een prototype is een met de hand gemaakte eerste versie van het product, een soort proefproduct. In deze fase wordt het ontwerp dus echt uitgevoerd (gerealiseerd).

Hoe ontwerpen we . . ? met de ontwerpcyclus! Fase 6

Testen en evalueren Fase 6. Het testen en evalueren van het ontwerp en zo nodig verbetervoorstellen doen. Als het prototype klaar is, kan het getest worden. Bij het evalueren van de testresultaten wordt bekeken in hoeverre het product voldoet aan de gestelde eisen. Wordt aan sommige eisen onvoldoende voldaan, dan wordt bekeken waar dat aan ligt. Je bent het probleem dan opnieuw aan het analyseren. Om voorstellen voor verbetering te doen moet de ontwerpcyclus (gedeeltelijk) opnieuw doorlopen worden.

Deel 2: zicht op aanpassingen Hoofdstuk 1: Vier nieuwe startopdrachten (nu in totaal 9): Reumaschaar Pillensorteerder Pillenkliever Automatische bloedprikker Hoofdstuk 3: ● Vier nieuwe verdiepingsontwerpen: Voorlichting Endoprothese stent Voorlichting steunhart Couveuse Chirurgische botzaag Toetsing: Variaten van toestvragen Opgave 1: Looprek (variant op krukken) Opgave 6: Grijphulp en Kracht tekort (varianten op koortsthermometer)

Deel 3: didactische werkvorm Reverse engineering

Reverse engineering U krijgt twee keer een onbekend voorwerp . . . Schrijf zoveel mogelijk eigenschappen op…. Vind voor zoveel mogelijk verschillende eigenschappen de bijbehorende functie…. Schrijf het hoofddoel op….

Bedankt voor uw aandacht! Edgar de Wit e.dewit@tudelft.nl