資源簡介

黑箱方法
一、教材分析
黑箱方法是《技術與設計2》第四章第三節最后一塊內容，在教材中的篇幅并不大，但作為控制論中的一種重要方法，它廣泛應用于生產生活中，同時也是接下去學習電子控制技術的基礎。
二、學情分析
本節課授課對象是上虞中學高一學生，經過一年的通用技術學科的學習，學生對生產生活中碰到的技術問題掌握了一定認知手段，也產生了濃厚的認知沖動。因此，在此時學習黑箱方法，無論從主觀需求上還是客觀能力上都已經有一定的基礎。同時，該校學生已學習電路知識，為應用電路黑箱進行實驗探究提供了條件。
三、教學目標
1、知識與技能：
（1）認識黑箱方法，了解其在生產生活中的應用
（2）掌握黑箱方法的步驟，并進行簡單應用
2、過程與方法：
（1）通過活動探究，熟悉利用黑箱方法的技巧
（2）參與討論和分析，學會利用黑箱思想簡化復雜問題
3、情感、態度與價值觀：
（1）學生技術素養得到提高，探索未知世界的勇氣和信心有所增強
（2）體會團隊合作的價值和樂趣
四、教學重難點
重點：黑箱方法的認識與應用
難點：體會黑箱方法在探究中的作用與價值
五、教學資源準備
多媒體課件、西瓜、火柴盒電路黑箱、A4紙
六、教學過程 教學環節

教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
創設情境導入新課 創設情景，提出思考：如何判斷西瓜成熟與否？通過剖西瓜驗證學生的判斷，引出黑箱與黑箱方法的定義。 通過共同討論、動手參與的方式，得出西瓜成熟與否的判斷 從生活中最普通、最習以為常的事物出發，用最直接的手段，讓學生參與其中，更好的理解黑箱方法的概念和價值，活躍課堂氣氛，激發進一步學習的興趣。
新課教學（一） 提問：1、剛才的情境中誰是黑箱？2、如何利用黑箱方法進行研究？ 學生思考回答1、黑箱定義 2、具體的黑箱使用方法 從情景出發，引導學生共同得過黑箱及黑箱方法的概念
案例分 析 展示：生活中遇到的小的黑箱問題師生共同合作：講解三個案例（1、中醫望聞問切2、斯坦門茨的9999美元 3、盧瑟福散射實驗） 學生思考并共同完成三各案例的研究 通過生活的小黑箱，已經三個案例，體會黑箱方法在生產生活和科研中的作用與價值
新課教學（二） 過渡：三個案例說明黑箱方法在生產、生活和科學研究中有巨大的價值，因此我們不僅要認識黑箱更要學會應用黑箱 在教師引導下體會并認同學會應用黑箱方法的必要性 自然引入實驗探究
實驗探 究 PPT展示電學黑箱講解：黑箱制作的材料布置任務：利用手邊的儀器探究火柴盒電阻黑箱 學生探究黑板演示 通過探究簡單的火柴盒黑箱，體會黑箱方法在探究中的價值，并體會何為知易行難，激發
新課教學（三） 展示：555芯片內部電路提問：如果是這個黑箱你能不能研究？可不可以研究？結論：結成電路是一個黑箱化的過程，是一種簡化電路的方法提問：如果把這個電路簡化的過程適用到其他復雜問題是否可以？結論：黑箱不僅是一個待解決的問題，更是簡化復雜問題的思想 學生思考 通過復雜電路的集成簡化，引導學生將黑箱從一個問題轉到是一種思想和方法
例題思 考 例題：在一個封閉的房間里把冰箱門打開，房間的溫度怎么變？提問：為什么會有這個困惑？原因：不識廬山真面目只緣身在此山中。提問：如何才能看清廬山的真面目？答案：會當凌絕頂一覽眾山小結論：跳出房間，僅看到電路進去電路流出，留下了什么？ 回答：變冷或者變熱回答：跳出回答：能量 通過問題引導，思考黑箱作為一種思想和方法在簡化復雜問題時的應用
應用提 高 提問：如圖所示，電阻為R的矩形導線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質量為m，自某一高度自由落下，通過一勻強磁場B，磁場方向垂直紙面向里，磁場區域的寬度為h，若線框恰好以恒定的速度通過磁場，線框中產生的焦耳熱多少？提問：磁場學過沒？在知識層面上能否解答這個問題？提問：把復雜問題和我們不懂的問題裝進黑箱，情況又會如何？展示黑箱，引導思考 回答：不能回答：2mgh 通過經歷解答困難問題，體會黑箱的思想在解決困難問題的價值，掌握簡化復雜問題的方法
總 結 講解：1、我們認識了黑箱方法，知道黑箱是可以被認知的，面對困難我們要有用于探究的勇氣；2、我們也嘗試利用了黑箱方法解決電學黑箱，體驗并掌握了一種研究手段；3、在此基礎把黑箱作為一種簡化復雜問題的思想，告訴我們小到分子、原子，大到世界乃至整個宇宙，都可以通過裝進“火柴盒”進行認知的。 學生思考 通過總結，引導學生體會黑箱方法的價值，幫助學生形成敢于探究，善于探究的科研態度
作 業 提出：在未來的學習生活中，當我們碰到困難時，想想這節課，想想能不能把問題裝進“火柴盒”里進行簡化，想想能都用黑箱方法進行探究。 引導學生思考黑箱法都學習生活的指導作用
七、教學反思
本節課通過具體案例和實驗探究，讓學生認識黑箱方法、學會黑箱方法，并體會用黑箱簡化復雜問題的思想，課堂的案例和實驗能激發學生的探究欲和參與熱情，但在教學中發現部分學生由于受限于生活經驗和知識水平，對某些案例的認知上存在一定的困難，需要更好的引導。

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