資源簡介

第一節：設計的創造性思維和工程思維
一、學習目標
1.了解技術設計的一些創造性思維和工程思維。
2.能夠打破思維的約束，運用創造性思維和工程思維思考、分享問題，運用工程思維分析蔬菜大棚太陽能自動澆水系統。
二、素養目標
技術意識：了解發散思維、逆向思維、聯想思維等設計中常用的創造性思維方法，啟迪創新設計意識。分析港珠澳大橋“橋—島一隧”的結構和人工島建設的構思方案，領悟其中的創新設計。通過穿插的思維訓練，開拓創造性思維，進行創新設計。
工程思維：以港珠澳大橋和三峽工程的設計和建設為例，對其技術系統分析，體悟工程思維的特點，認識系統和工程的多樣性和復雜性，能運用工程思維分析蔬菜大棚太陽能自動澆水系統。
三、教學重點、難點
重點：理解什么是創造性思維和工程思維。
難點：能夠運用創造性思維和工程思維思考我們日常生活中的問題。
四、教材情況
本節先以港珠澳大橋建設為例，在技術設計中應用創造性思維和工程思維解決各種技術難題。其中創造性思維包括發散思維、逆向思維、聯想思維等，創造性思維可以產生很多創新技法，從而幫助進行創新設計。定勢思維是按照以往經驗思考和處理問題的思維方式，在一些問題的解決中會造成障礙。最后以三峽工程的設計和建設為例體悟工程思維的特點。工程思維是以系統分析和比較權衡為核心的一種籌劃性思維，各種技術思維方法都是工程思維的基礎，工程思維中的許多特點，是其他思維方式沒有的。在技術設計中，需要關注以上這些思維方法。
五、學生情況
學生已經了解了技術和設計的關系，但是尚未開始技術設計的實踐。通過具體的案例，學生先熟悉技術設計中的思維方式，為后期開展技術設計打好思維方法的基礎。讓學生能夠開展獨立思考，盡快具備進行設計的能力。
六、教學過程
1.新課引入
觀看電影《厲害了我的國》中港珠澳大橋的建設部分。提出問題：港珠澳大橋的的海底部分建造，設計方案采用了哪些設計思維方式
從上空俯瞰，全長55km的港珠澳大橋宛若蛟龍，蜿蜒騰越于蔚藍的海面上，在離岸20多km處倏忽隱沒，再在6km外騰空而起，連接兩端的小島狀似蠔貝，這優美的“橋—島一隧”結構是創新思維和工程思維的結晶。常見的跨海大橋，都是建造橋墩，架設橋梁。但這種常見的建橋方法，在港珠澳大橋港珠澳大橋伶仃洋航道段按傳統方法在海面上建設行不通，能不能建到海底里 港珠澳大橋設計團隊從逆向思維中形成了這一創造性的構思。在此基礎上，設計團隊對大橋建設的造價、安全、環保、施工的難易程度，以及對珠江口國家一級保護動物中華白海豚保護區的影響等各種因素進行了系統的分析、比較和權衡，終于形成了港珠澳大橋建設的“橋—島—隧”結構設計方案。
2.創造性思維。
（1）發散思維
定義：即從多角度、多層次來探討問題的解決方法。是從一點到多點的思維方式，呈“輻射狀”。具有流暢性（靈敏、迅速）、變通性（不受約束）、獨特性（新角度、新觀點、新特點）等特性，是重要的創新思維方式。
（2）逆向思維
又叫反向思維。是采用與正向思維完全不同（甚至相反）的方法，來思考問題，提出解決問題的方法。特點：反向性、異常性
法拉第在電與磁的相互轉化的研究中運用了逆向思維。人類的思維具有方向性，解決問題時，人們習慣按照熟悉的常規的思維路徑去思考，即采用正向思維。然而，有些問題從正向思考卻不易找到正確答案；若運用逆向思維，則會取得意想不到的效果。逆向思維是擺脫常規思維羈絆的一種創造性思維方式。
（3）聯想思維
工程師梅斯塔爾在對附在衣服上的牛蒡子籽實的觀察、研究中，通過聯想，發明了尼龍搭扣。聯想思維是指人的表象記憶系統中由于某種誘因使不同表象發生聯系的一-種思維活動。有人說聯想就像風一樣，擾動著人腦的活動空間，它的“由此及彼、觸類旁通”的特性,常把人的思維引向更深、更廣闊的境地。
（4）定式思維
又叫思維定勢，是人思想被長期既定的慣例和習慣所束縛，引導或迫使自己按習以為常的思路和方法去思考和處理問題的思維方式。
2.工程思維
工程思維：以系統分析，比較權衡為核心的籌劃性思維。
工程思維被廣泛應用于處理設計問題、工程問題，也是通用技術核心素養。
案例分析：三峽工程中的工程思維
（1）需要考慮的因素：防洪減災、蓄水抗旱、水道通航、水力發電、地質結構、泥沙石污物淤積、氣候生態變化、魚類通道、移民搬遷、地震預防、安全防范、潰壩風險等，這些因素相互聯系、相互影響，有些是目標一致的，有些則是相互沖突、相互矛盾的。
（2）系統分析、評估：，三峽工程設計者對工程的科學性、經濟價值、社會價值，以及對自然環境、生態和人文社會的影響等要素進行了系統的分析，對工程的可靠性、工程風險等進行了評估，并采取了可靠的保證預防措施。
（3）權衡利弊、綜合處理：對一些相互影響、相互沖突的問題，在系統分析的基礎上比較、權衡尋找出合適的平衡點，進行科學決策。
（4）三峽工程設計、建設體現了以系統分析，比較權衡為核心的籌劃性思維一工程思維。工程思維被廣泛應用于處理設計問題、工程問題，也是通用技術核心素養。
七、教學反思
本節課主要是學習技術活動中的思維方法，通過案例分析，由學生得到結論，體驗思維的過程。另外教學中很難加入動手實踐活動，所以可以提供一些實物或者模型，以便學生進行分析。在案例分析中，因為答案的不唯一性，所以在分析時，要充分發揮學生的創造性思維，鼓勵開放性的回答。

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