資源簡介

(共27張PPT)
第三章 發現與明確問題
課標導引
考點 課標要求 學業水平要求
發現問題 (1)追溯問題的來源 (2)探究發現問題的途徑與方法 了解問題的來源 理解發現問題的途徑和方法
水平一
水平三
明確問題 (1)明確問題的內容及解決問題受到的限制 (2)明確設計要求及編寫設計計劃 經歷發現與明確問題的技術設計環節的實踐
水平三
水平三
教材研析
知識點一　發現問題
生活中有很多為我們所不知而需要解答的話題,這就是問題。
1.問題的來源
(1)人類生存必然會遇到的問題——來源于生活;
(2)由別人給出問題,設計者必須針對問題尋求解決方案——來源于需要;
(3)基于一定的目的,由設計者自己主動地發現問題并試圖解決——來源于設計者的主動積極發現。
2.發現問題的途徑與方法
(1)觀察日常生活
對生活中所遇到的人、事、景、物的偶然一瞥,都可能發現一個新問題。
(2)收集和分析信息(文獻法,問卷調查法,詢問法)
“互聯網+”時代,信息層出不窮。通過對文獻信息、網絡信息、媒體信息的收集、檢索和分析,往往可以發現一些有價值的問題;通過問卷調查、詢問訪談等方式進行信息的收集,有時也會有驚人的發現。
(3)技術研究與技術試驗
在技術研究與技術試驗的過程中獲得靈感、體悟,進而發現新的問題。
知識點二　明確問題的內容及解決問題受到的限制
1.問題是否明確
明確問題需從提出問題的目的是否明確、問題表述本身是否明確、問題產生的原因是否明確、問題的應用環境是否明確等方面考慮。
2.問題的價值
判斷一個問題是否有價值,必須從以下問題著手:
(1)所提出的問題是否遵循了基本的科學原理——科學性;
(2)迄今為止,能否確認該問題尚未得到充分解決——先進性;
(3)在調查的范圍內,該問題是否具有普遍意義——普遍性;
(4)在多個問題同時發生時,該問題是不是主要問題——主要性;
(5)現有的技術條件能否解決這個問題 技術發展以后呢——可能性;
(6)解決該問題所需要的投入是多少 投入與產出之比是否理想——效能性。
3.明確解決問題受到的限制
無論是一個問題的解決,還是一項設計的進行,它的限制主要是由兩方面決定的:
(1)設計對象的特點和問題解決的標準
①設計對象不同,設計標準不同;
②設計對象受到成本、環境等限制(例:工程設計等都要有一定的預算)。
(2)設計者的技術能力與條件
①主觀條件:是否具有解決問題所需要的知識和技能;
②客觀條件:需要消耗一定的人力、物力、財力以及時間等。
知識點三　明確設計要求及編寫設計計劃
設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行,可以通過工作程序的排列來表示。例如臺燈設計的計劃:
為了統籌安排設計進度,合理利用設計資源,并根據時間要求以及設計各個階段的工作量和設計的難易程度,科學、合理地分配時間,在完成設計計劃的基礎上,還需要制訂一份時間進度計劃表。設計各階段工作的展開,有的可以同時進行,有的需要依次推進。
時間進度計劃表(以臺燈為例)
根據需要,時間進度計劃表也可以用設
計計劃書的形式來表達。
問題詳解
典例1 明確問題內容,即設計要求
典例2 設計要求的分類:人、物、環境
典例3 明確解決問題受到的限制
典例4 發現問題的方法和途徑
典 例 1
倒車雷達全稱是倒車防撞雷達,當探頭檢測到汽車靠近障礙物時,蜂鳴器會自動發出警報提醒駕駛員。下列對倒車雷達提出的設計要求,不恰當的是 (　　)
A.靈敏度高,一有物體被檢測到,蜂鳴器就發出聲音
B.蜂鳴器的提示音可以是自選的很舒緩的輕音樂
C.聲音要有持續性
D.倒車的時候自動開啟
B
變式訓練
汽車行駛過程中,如果發生劇烈撞擊,安全氣囊會自動打開,保護車內乘員。下列對安全氣囊提出的設計要求,不恰當的是(　　)
A.靈敏度高,一有震動就打開
B.氣囊內的氣體不可燃
C.打開時不能爆炸　
D.打開時不能傷害乘員
解析 因為靈敏度太高,非常容易一有震動就打開,造成不必要的浪費。
A
典 例 2
小明為了在家中鍛煉身體,準備在過道兩側墻壁之間安裝一個簡易單杠。小明首先上網收集相關資料,經過分析比較,準備選擇如圖所示的產品。該產品長度可調,免釘安裝,靠底座與墻面的摩擦力固定,但價格相對較高。小明根據該產品的安裝要求對過道的墻面進行了簡單測試,發現施加壓力后墻面容易破損,不適合使用該產品,于是決定自己設計一種用膨脹螺栓安裝的簡易單杠。小明對收集到的信息進行分析,提出了以下設計要求:
A.單杠的直徑適合握持;
B.單杠的握持部位要防滑;
C.適用于寬度為1 100~1 200 mm的過道;
D.有足夠的強度和剛度;
E.安裝牢固可靠;
F.成本盡可能低。
其中與人機關系要實現的目標相關的有________(多選)。
ABDE
解析 A選項是人握持的尺寸,與人的靜態尺寸有關,屬于人機關系的舒適目標;B選項的防滑要求,D選項和E選項對單杠強度和連接強度提出的要求,均與人機關系的安全目標有關;C選項與“環境”因素有關,F選項與人機關系要實現的目標沒有聯系。
變式訓練
(2023浙江杭州周邊重點中學聯考)小明學校的通用技術實踐室配備了如圖a所示的框鋸,通過絞片和絞繩調節鋸條的張緊力。小明在整理庫存的框鋸時,發現了以下問題:①時間久了,有許多絞繩出現了腐壞、斷裂;②有些框鋸的絞片從絞繩上脫落后,丟失了。于是,小明準備自己制作一種框鋸鋸條張緊結構,修補破損的框鋸。
圖a
圖b
(1)小明在明確了問題的內容與價值后,以下不屬于小明解決問題所受到的限制的是________(單選)。
A.原有框鋸的結構
B.原有鋸條的尺寸
C.通用技術實踐室現有的工具和設備
B
解析 (1)框鋸的尺寸已經決定了鋸條的尺寸,鋸條尺寸與需要設計的張緊結構無關,不屬于解決問題受到的限制。答案選B。
(2)A和C屬于設計的實用原則,設計需要實現的功能。B不會夾手實現了人機關系的安全目標,E無毛刺、美觀實現了人機關系的舒適和安全的目標。D考慮的是設計的經濟原則,方便制作。F可以看作是一種創新,以不同于傳統的方式制作框鋸的張緊結構。所以答案是B、E。
(2)小明上網收集相關資料并進行了設計分析,提出了以下設計要求:
A.能夠調節鋸條的張緊力;
B.在調節過程中不會磨手或夾手;
C.能夠防止鋸條的張緊力過大或過小;
D.使用現有的工具設備能夠制作,制作難度較低;
E.無毛刺,外觀美觀;
F.可以對框鋸進行打孔等操作。
其中與人機關系要實現的目標相關的有______ (多選)。
BE
典 例 3
某設計師查閱相關數據后,發現火災中大多數人死亡的原因是吸入毒性氣體。于是他設計了如圖所示的消防裝置,由滅火器和防毒面具組成,既能滅火又能保護使用者。在設計過程中需要明確解決問題受到的限制,下列不屬于該裝置設計限制因素的是(　　)
B
A.滅火器的技術規范
B.火災發生的原因
C.制作成本
D.設計者的設計能力
解析 火災發生的原因與設計該消防裝置沒有必然聯系,所以不屬于該裝置的設計限制因素。
變式訓練
在寒冷的冬天,人們往往緊閉門窗來保持室內的溫度,小黃同學發現這種方式會使室內二氧化碳濃度升高,空氣質量下降,不利于人的健康。小黃同學為了解決這個問題,計劃設計一個自動換氣裝置,受到了各種主客觀條件的限制,以下不屬于限制條件的是(　　)
A.設計與制作該裝置的資金
B.小黃同學設計裝置的能力
C.換氣裝置的技術要求
D.門窗的數量
解析 門窗的數量與設計自動換氣裝置沒有必然聯系,所以不屬于限制
條件。
D
典 例 4
新式紡紗機是詹姆斯·哈格里夫斯在一次無意中將家中的紡紗機碰翻這一偶然事件中發現紡車錘豎立時仍能轉動,得到啟示而發明的,這個案例中問題的發現來源于(　　)
A.技術研究
B.技術試驗
C.收集和分析信息
D.觀察日常生活
解析 無意中將家中的紡紗機碰翻而發現,所以是觀察日常生活。
D
變式訓練
20世紀初,食品商瓦爾特·杜伯納觀察來到他店里的消費者。他注意到,人們能夠用手提起來多少商品,或者用胳膊夾住多少商品,會直接影響到商品的銷售量。于是他有了一個創意,他準備了一個大紙袋,用一根繩索作為加固筋兜起來,這種申請了專利的杜伯納購物袋可以承重75磅,那根繩子還兼做提手用。杜伯納每年銷售100萬個這樣的購物袋。杜伯納發現該問題的途徑屬于(　　)
A.調查問卷 B.觀察日常生活
C.技術試驗 D.技術研究
解析 觀察來到他店里的消費者,所以是觀察日常生活。
B

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