資源簡介

普 通 高 中 教 科 書
《通用技術(shù)》選擇性必修9：創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明
第二章 創(chuàng)造性思維與技法
第 二 節(jié) 創(chuàng)造技法及其應(yīng)用
教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)背景
清代文學(xué)家王國維在《人間詞話》寫道：“古今之成大事業(yè)、大學(xué)問者，必經(jīng)過三種之境界：‘昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨(dú)上高樓，望盡天涯路’，此第一境也。‘衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴’，此第二境也。‘眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處’，此第三境也。” 原本這三首詞寫的是兒女私情，王國維卻用創(chuàng)造性思維的方法，在古人的知名詞作品中巧妙地摘引出這幾段名句借用來講做學(xué)問的三種境界，不但一語中的，講得非常透徹，而且讓人印象十分深刻。
創(chuàng)造力開發(fā)過程是技術(shù)發(fā)明人的創(chuàng)造性思維過程，也是一種做學(xué)問的探索過程，其思維方法在很大程度上與王國維歸納總結(jié)出來的“成大事業(yè)、大學(xué)問者，必經(jīng)過三種之境界”有一致性，也給選修這門課的同學(xué)指出了學(xué)習(xí)方法。
通用技術(shù)是以設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)、操作學(xué)習(xí)為主要特征的基礎(chǔ)教育課程，技術(shù)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)貫穿于整個(gè)技術(shù)學(xué)習(xí)的過程。技術(shù)的本質(zhì)在于創(chuàng)造，在通用技術(shù)系統(tǒng)課程里專門設(shè)置是一門以創(chuàng)造為核心的課程，其目的就是有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與想象力，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維能力， 從而學(xué)好通用技術(shù)的各項(xiàng)課程。
教學(xué)目標(biāo)：
知識與技能目標(biāo):
1.熟悉常用的創(chuàng)造技法，如智力激勵(lì)法、設(shè)問法、聯(lián)想組合法、類比法、列舉法、形態(tài)分析法、系統(tǒng)提問法等。
教學(xué)內(nèi)容分析:
創(chuàng)造新產(chǎn)品需要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但更重要的是創(chuàng)新，而基本的創(chuàng)新能力則來源于設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維與意識。本書在第二章介紹常見的創(chuàng)造性思維和技法，在這一章的學(xué)習(xí)過程中，我們希望能夠讓學(xué)生理解創(chuàng)造性思維的基本特征，能夠通過比較、探究等方式理解各種類型創(chuàng)造力思維特有的方式和特點(diǎn)，學(xué)會(huì)運(yùn)用批判式思維對現(xiàn)有的技術(shù)成果和技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行分析。在認(rèn)識了創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)并熟悉一些重要的創(chuàng)造性技法，能夠分析理解創(chuàng)造性技法內(nèi)在的邏輯規(guī)律，能夠綜合應(yīng)用多種創(chuàng)造性技法進(jìn)行創(chuàng)新與技術(shù)設(shè)計(jì)。
本書第三章則介紹了創(chuàng)新工具和創(chuàng)客文化。通過常用工具的引入，理解創(chuàng)新工具的豐富性和發(fā)展性。通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生將回顧在進(jìn)行創(chuàng)新作品制作時(shí)經(jīng)常會(huì)使用的常用工具，懂得如何利用三維打印機(jī)、激光切割機(jī)和數(shù)控機(jī)床等創(chuàng)新工具進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的物化實(shí)現(xiàn)的基本途徑。創(chuàng)客與創(chuàng)客文化是新生事物，創(chuàng)客活動(dòng)離不開創(chuàng)新和創(chuàng)造性制作。本章中還介紹了創(chuàng)客文化及其對社會(huì)進(jìn)步的影響，從而讓學(xué)生知曉眾創(chuàng)空間的基本概念及其存在的多種形態(tài)，能夠?qū)?chuàng)客制作實(shí)際效果進(jìn)行創(chuàng)造性效果和實(shí)現(xiàn)路徑的具體分析，懂得如何像一個(gè)真正的創(chuàng)客那樣進(jìn)行創(chuàng)造。
本書第四章的主題是發(fā)明成果與專利。通過案例的引入，讓學(xué)生能夠?qū)?chuàng)造成果進(jìn)行實(shí)事求是的評價(jià)，懂得優(yōu)化的路徑。通過對本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生將理解保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的重要性，在保護(hù)自己的創(chuàng)造性成果的同時(shí)也懂得尊重他人的勞動(dòng)成果，并能夠通過網(wǎng)絡(luò)查詢有關(guān)專利技術(shù)的資料，學(xué)會(huì)專利的申請方法和基本流程。
學(xué)情分析:
學(xué)生對技術(shù)與創(chuàng)造力開發(fā)的了解認(rèn)識有限，面對未來，他們需要學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)與創(chuàng)造力開發(fā)的知識。
了解發(fā)明創(chuàng)造的必要條件，使學(xué)生能夠有意識地運(yùn)用創(chuàng)造性思維體驗(yàn)發(fā)明創(chuàng)造的過程，形成積極的創(chuàng)造意向和興趣，培養(yǎng)良好的批判性思維和創(chuàng)造性思維等思維品質(zhì)。
教學(xué)重難點(diǎn):
熟悉常用的創(chuàng)造技法，如智力激勵(lì)法、設(shè)問法、聯(lián)想組合法、類比法、列舉法、形態(tài)分析法、系統(tǒng)提問法等。
教學(xué)策略:
欄目“思考”“討論”“探究”“知識窗”“設(shè)計(jì)與實(shí)踐”等，要求學(xué)生開動(dòng)腦筋，相互啟發(fā)，把自己代入情景之中，感受技術(shù)與創(chuàng)造的魅力。同時(shí)也讓學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能夠?qū)ι磉叺氖挛镞M(jìn)行判斷和分析，設(shè)想有無改善和提高的可能性。技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的今天，更需要提升和發(fā)揮我們的創(chuàng)造力，希望通過本書能夠讓學(xué)生理解技術(shù)，熱愛創(chuàng)造，擁有屬于自己的設(shè)計(jì)和作品。
教學(xué)準(zhǔn)備:
展示用的圖片、其他技術(shù)產(chǎn)品、多媒體課件。
教學(xué)過程:
情景導(dǎo)入:
老師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)《通用技術(shù)》選擇性必修9：創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明　第二章 創(chuàng)造性思維與技法　第 二 節(jié) 創(chuàng)造技法及其應(yīng)用。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，而技術(shù)的進(jìn)步離不開人們的創(chuàng)新和創(chuàng)造。隨著技術(shù)的發(fā)展，人類逐漸從重復(fù)性勞動(dòng)中解脫出來，同時(shí)，對人創(chuàng)造能力的要求也越來越高。
對遇到的問題多問幾個(gè)為什么，能幫助我們解決問題。在解決問題的過程中，能夠突破傳統(tǒng)思維模式的局限，就具有了創(chuàng)造性思維和相應(yīng)的方法。
本章就是向同學(xué)們介紹在日常生活實(shí)踐和工業(yè)生產(chǎn)中常見的一些創(chuàng)造性思維與技法。
根據(jù)自己過去創(chuàng)造的實(shí)踐過程總結(jié)出來，在創(chuàng)造發(fā)明工作中使用的某些原理、技巧和方法，就是創(chuàng)造技法。創(chuàng)造發(fā)明需要有創(chuàng)造意識與能力，有能夠發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、抓住機(jī)遇、擁有技術(shù)、分析與決策等多方面的能力，去解決實(shí)際的問題，創(chuàng)造新財(cái)富。在創(chuàng)造發(fā)明實(shí)踐中總結(jié)出的創(chuàng)造技法還可以在其他的創(chuàng)造過程中加以借鑒，以提高人們的創(chuàng)造能力，促進(jìn)產(chǎn)生更多更好的創(chuàng)造成果。
一、設(shè)問法
案例
愛迪生的電燈發(fā)明
為了尋找合適的燈絲來改進(jìn)電燈，愛迪生花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間，對數(shù)千種材料進(jìn)行比較試驗(yàn)。從金屬到碳化植物纖維，愛迪生對材料一一列表、分門別類，再進(jìn)行試驗(yàn)論證。最后利用碳化的竹絲纖維研制出了實(shí)用的竹絲電燈。這種竹絲電燈，一直用了27年才被鎢絲電燈所取代。
討論
你認(rèn)為這種不斷嘗試的方法有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？
類似于這種自問自答的創(chuàng)造技法，就是設(shè)問法，也有人稱其為“檢核表法”。該方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，在試探性創(chuàng)新過程中，可以防止由于試探次數(shù)較多時(shí)發(fā)生重復(fù)勞動(dòng)的情況。
最簡單的創(chuàng)造技法就是試探，嘗試改變就是創(chuàng)新的開始。將現(xiàn)有產(chǎn)品的一部分進(jìn)行改變，也是創(chuàng)新。改變某個(gè)部分之后，只要產(chǎn)生的新產(chǎn)品在某一方面的效果比原來的產(chǎn)品好，就是創(chuàng)造。
設(shè)問法引導(dǎo)人們在創(chuàng)造過程中對照9個(gè)方面的問題進(jìn)行系統(tǒng)思考，以便啟迪思路、開拓思維空間、促進(jìn)新設(shè)想的產(chǎn)生（圖2-4）（參見教材P25）。這9個(gè)方面的問題是：有無其他用途？能否借用？能否改變？能否擴(kuò)大？能否縮小？能否代用？能否重新調(diào)整？能否顛倒？能否組合？其核心是改進(jìn)，即選定一個(gè)要改進(jìn)的產(chǎn)品或方案，從不同角度提出一系列的問題，由此產(chǎn)生大量的思路，再進(jìn)一步進(jìn)行篩選、思考和完善。
知識窗
將創(chuàng)造過程的步驟和流程羅列出來進(jìn)行自問自答的是設(shè)問法，而將需要解決的問題按照原因（Why）、對象（What）、地點(diǎn)（Where）、時(shí)間（When）、人員（Who）、方法（How）6個(gè)方面進(jìn)行相互間影響的系統(tǒng)提問，從而達(dá)到在邏輯關(guān)系上發(fā)現(xiàn)和分析問題效果的創(chuàng)造性方法就是系統(tǒng)提問法。
二、聯(lián)想組合法
案例
聯(lián)想組合產(chǎn)品
將貨運(yùn)過程進(jìn)行聯(lián)想，并將運(yùn)輸物體與運(yùn)輸包裝部分分解出來，就形成集裝箱、運(yùn)輸車輛和動(dòng)力系統(tǒng)3個(gè)單獨(dú)功能的部分，相比陸地貨運(yùn)服務(wù)功能，其大大提高了每一部分的使用效率，也促進(jìn)了集裝箱運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。
類似于這種對功能進(jìn)行聯(lián)想和分解組合的創(chuàng)造技法，就是聯(lián)想組合法。分解組合可以在空間上，如音響和集成電路板等；也可以在時(shí)間上，例如進(jìn)行流程優(yōu)化等；還有在功能上，例如把刀、剪、銼、錐等功能集中起來的“瑞士軍刀”等。
討論
如何來保證玻璃的韌性，即使受到石頭的沖擊，也不讓汽車擋風(fēng)玻璃破碎飛濺。
組合法就是把現(xiàn)有的技術(shù)或產(chǎn)品通過功能、原理、機(jī)構(gòu)等的組合變化，形成新的技術(shù)思想或產(chǎn)品。分解法就是將整體事物進(jìn)行分解，經(jīng)過改善，能使分解出來的部分成為單獨(dú)的整體，形成一個(gè)新產(chǎn)品。
輪子與喇叭是兩個(gè)不同器件，加上發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸等就形成了汽車，輪子可行走，喇叭則發(fā)出聲音表示“警告”；同樣是燈，可吊、可掛、可隨身攜帶，也可做成無影燈；本來盒、碗、勺與獨(dú)輪自行車沒有必然聯(lián)系，但雜技演員將它們聯(lián)合在一起，構(gòu)成了雜技節(jié)目；而X線機(jī)與診床的聯(lián)合就組成了CT機(jī)。
不局限于現(xiàn)有產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)，而關(guān)注不同功能和用途的信息，通過信息的分解組合，可以在更大的范圍和程度上進(jìn)行分解組合，從而引發(fā)更高層次的創(chuàng)造性思維與設(shè)想。有了“相互作用”的中介，再把物體的總體信息分解成若干個(gè)要素，然后把這種物體與人類各種實(shí)踐活動(dòng)相關(guān)的用途進(jìn)行要素分解，把兩種信息要素用坐標(biāo)法連成信息標(biāo)X軸與Y軸，兩軸垂直相交，構(gòu)成“聯(lián)想信息”，每個(gè)軸上各點(diǎn)的信息可以依次與另一軸上的信息交合，從而產(chǎn)生新的信息（圖2-5）（參見教材P26）。
探究
仔細(xì)觀察三維打印機(jī)的打印過程，分析為什么一條塑料絲能夠通過三維打印機(jī)變化成我們設(shè)計(jì)的形狀？在這個(gè)過程中三維打印機(jī)使用了什么方法？
知識窗
與聯(lián)想組合法類似，若將已有問題看成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，將其分解成若干個(gè)結(jié)構(gòu)或功能上具有專門形態(tài)卻彼此獨(dú)立的要素，然后用網(wǎng)絡(luò)圖解的方式，對希望解決的問題和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)行排列組合，借以產(chǎn)生新的創(chuàng)意、解決問題的系統(tǒng)方案或設(shè)想的方法就是形態(tài)分析法。
以運(yùn)輸工具的獨(dú)立要素來分析運(yùn)輸系統(tǒng)（表2-2）：
表2-2 按獨(dú)立要素對運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行分類
獨(dú)立要素 分類
裝載形式 車輛式、輸送帶式、容器式、吊包式等
輸送方式 水、油、空氣、軌道、滾軸、滑面、管道等
動(dòng)力來源 壓縮空氣、水流、蒸汽、電動(dòng)機(jī)（電磁）、電池、內(nèi)燃機(jī)、原子能等
與聯(lián)想組合法側(cè)重現(xiàn)實(shí)中的事物不同，形態(tài)分析法則更看中的是其邏輯和功能。
三、智力激勵(lì)法
案例
線路除雪
大雪壓斷了電話線，影響了通信。為解決難題，電話公司聘請多位專業(yè)技術(shù)人員召開了頭腦風(fēng)暴會(huì)，大家提出建議：設(shè)計(jì)專用的電話線清雪機(jī)；用電熱來化解冰雪；用振蕩來清除積雪；乘直升機(jī)用大掃帚去掃雪。而有人得到飛機(jī)掃雪的啟發(fā)后，提出用直升機(jī)螺旋槳的風(fēng)來扇落電線上積雪的創(chuàng)新想法。會(huì)后，經(jīng)專家論證和現(xiàn)場試驗(yàn)，用直升機(jī)扇雪真能奏效，解決了問題。
類似這種針對某個(gè)需要解決的問題，實(shí)行“群起而攻之”的戰(zhàn)術(shù)，就是智力激勵(lì)法（也稱頭腦風(fēng)暴，圖2-6）（參見教材P27）。智力激勵(lì)法能讓參與者敞開思想，在各種設(shè)想的相互碰撞中激發(fā)出創(chuàng)造性的潛能。一群人圍繞一個(gè)特定的興趣領(lǐng)域沒有拘束進(jìn)行討論的時(shí)候，能夠更自由地思考，進(jìn)入思想的新區(qū)域，從而產(chǎn)生很多的新觀點(diǎn)和問題解決方法，而且還可以在他人觀點(diǎn)之上建立更新的觀點(diǎn)。
在使用智力激勵(lì)法時(shí)，必須遵守以下原則：
第一，自由思考。解放思想，無拘無束暢所欲言。
第二，延遲評判。要求參與者不對他人的設(shè)想評頭論足，會(huì)后再組織專人對設(shè)想進(jìn)行評判。
第三，以量求質(zhì)。鼓勵(lì)參與者盡可能多地提出設(shè)想，以設(shè)想的量來保證高質(zhì)量設(shè)想的存在。
第四，結(jié)合改善。鼓勵(lì)參與者積極進(jìn)行智力互補(bǔ)，在增加自己提出設(shè)想的同時(shí)，注意思考如何把兩個(gè)或更多的設(shè)想結(jié)合成另一個(gè)更完善的設(shè)想。
討論
組織一場以“廢舊飲料瓶的再利用”為主題的智力激勵(lì)活動(dòng)，看看同學(xué)們能夠提出多少個(gè)新的創(chuàng)意。
知識窗
與智力激勵(lì)法相似，針對需要解決的問題，人們將需要克服的缺點(diǎn)、希望達(dá)到的效果列舉出來，將復(fù)雜事物進(jìn)行分解和研究，尋求科學(xué)方案的技法，就是列舉法。與智力激勵(lì)法必須一次性解決核心問題不同，利用列舉法所需要克服的缺點(diǎn)和希望達(dá)到的效果有很多條，可以分批分次，逐步達(dá)到整體的目標(biāo)。
四、類比法
案例
水下無人機(jī)
無人機(jī)是在空中飛行時(shí)拍攝各種大場景照片和錄像的好工具。將無人機(jī)的各種功能用于另外的場合——水下，就成為水下無人機(jī)或水下機(jī)器人。
類似于這樣利用嚴(yán)謹(jǐn)邏輯思維方式，對問題的概念和判斷進(jìn)行演繹和類推，對已經(jīng)證明有效的方法進(jìn)行變換，從而類比成為有效的創(chuàng)造新事物的方法，就是類比法。甚至有些創(chuàng)造技法專家，歸納各種發(fā)明當(dāng)中的創(chuàng)新技法，類比提出了一套解決復(fù)雜技術(shù)問題的系統(tǒng)方法——TRIZ。目前TRIZ已成為國外技術(shù)創(chuàng)新和質(zhì)量工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，中文名稱有人譯作“萃智”。
討論
迷彩服是根據(jù)周邊的環(huán)境進(jìn)行了模仿和類比，使之融入環(huán)境不易被觀察到。在這個(gè)類比過程中，你認(rèn)為類比的方式是什么？
知識窗
有關(guān)創(chuàng)造技法的類別，可參見表2-3。
表2-3 常用的創(chuàng)造技法
名稱 特點(diǎn)
設(shè)問法 根據(jù)先制成一覽表對每個(gè)項(xiàng)目逐一提問，確保系統(tǒng)與全面
系統(tǒng)提問法 針對問題各個(gè)方面的邏輯關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的提問分析
聯(lián)想組合法 把不同事物組合到一起，形成新物品，使之具有多種功能
形態(tài)分析法 根據(jù)事物形態(tài)來分析事物進(jìn)行創(chuàng)新的方法
智力激勵(lì)法 專題會(huì)議上互相交流、啟迪、激勵(lì)、補(bǔ)充、集思廣益
列舉法 對創(chuàng)新對象期望的特征進(jìn)行舉例，分析并提出新方案
類比法 與具有某種屬性類似的事物，推測應(yīng)具有相應(yīng)的屬性
課后作業(yè)
習(xí) 題
從身邊常見的事物開始我們的創(chuàng)新練習(xí)。如果我們更換文具的某個(gè)參數(shù)和尺寸，看看改變了一兩個(gè)參數(shù)之后，新的東西是否會(huì)更好用？
報(bào)紙和我們常用的70克復(fù)印紙的厚度大約均是0.088毫米。用一打圓珠筆，除了一支外，其他都用10的倍數(shù)層的報(bào)紙卷起來，再用膠帶固定，做成不同直徑的筆，并編上號碼。然后分別用這些筆來寫字，記錄下你的使用感受。
板書設(shè)計(jì)
第二章 創(chuàng)造性思維與技法
第 二 節(jié) 創(chuàng)造技法及其應(yīng)用
一、設(shè)問法
二、聯(lián)想組合法
三、智力激勵(lì)法
四、類比法
教學(xué)反思
通用技術(shù)
選擇性必修9：創(chuàng)造力開發(fā)與技術(shù)發(fā)明
普 通 高 中 教 科 書
主 編 劉瓊發(fā)
副 主 編：李 榕 周衛(wèi)星 朱美健 席春玲
本 冊 主 編：肖 萍
編 寫 人 員：陳曉民 顧文揚(yáng) 陳 威 趙忠華
宋向明 梁劍文
廣東教育出版社
廣東科技出版社

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