資源簡介

普 通 高 中 教 科 書
《通用技術》選擇性必修9：創造力開發與技術發明
第二章 創造性思維與技法
第三節 創造性思維與技法的綜合應用
教學設計
教學背景
清代文學家王國維在《人間詞話》寫道：“古今之成大事業、大學問者，必經過三種之境界：‘昨夜西風凋碧樹，獨上高樓，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。
創造力開發過程是技術發明人的創造性思維過程，也是一種做學問的探索過程，其思維方法在很大程度上與王國維歸納總結出來的“成大事業、大學問者，必經過三種之境界”有一致性，也給選修這門課的同學指出了學習方法。
通用技術是以設計學習、操作學習為主要特征的基礎教育課程，技術設計的學習貫穿于整個技術學習的過程。技術的本質在于創造，在通用技術系統課程里專門設置是一門以創造為核心的課程，其目的就是有效地培養學生的創造力與想象力，培養其創造性思維能力， 從而學好通用技術的各項課程。
教學目標：
知識與技能目標:
1.學會利用批判性思維對已有技術成果進行技術分析。
2.綜合應用多種創造技法進行創新與技術設計。
教學內容分析:
創造新產品需要有系統的設計，但更重要的是創新，而基本的創新能力則來源于設計者的創造性思維與意識。本書在第二章介紹常見的創造性思維和技法，在這一章的學習過程中，我們希望能夠讓學生理解創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造力思維特有的方式和特點，學會運用批判式思維對現有的技術成果和技術產品進行分析。在認識了創造性思維的基礎上，學習并熟悉一些重要的創造性技法，能夠分析理解創造性技法內在的邏輯規律，能夠綜合應用多種創造性技法進行創新與技術設計。
本書第三章則介紹了創新工具和創客文化。通過常用工具的引入，理解創新工具的豐富性和發展性。通過本章的學習，學生將回顧在進行創新作品制作時經常會使用的常用工具，懂得如何利用三維打印機、激光切割機和數控機床等創新工具進行創造性設計的物化實現的基本途徑。創客與創客文化是新生事物，創客活動離不開創新和創造性制作。本章中還介紹了創客文化及其對社會進步的影響，從而讓學生知曉眾創空間的基本概念及其存在的多種形態，能夠對創客制作實際效果進行創造性效果和實現路徑的具體分析，懂得如何像一個真正的創客那樣進行創造。
本書第四章的主題是發明成果與專利。通過案例的引入，讓學生能夠對創造成果進行實事求是的評價，懂得優化的路徑。通過對本章的學習，學生將理解保護知識產權的重要性，在保護自己的創造性成果的同時也懂得尊重他人的勞動成果，并能夠通過網絡查詢有關專利技術的資料，學會專利的申請方法和基本流程。
學情分析:
學生對技術與創造力開發的了解認識有限，面對未來，他們需要學習有關技術與創造力開發的知識。
了解發明創造的必要條件，使學生能夠有意識地運用創造性思維體驗發明創造的過程，形成積極的創造意向和興趣，培養良好的批判性思維和創造性思維等思維品質。
教學重難點:
學會利用批判性思維對已有技術成果進行技術分析。
綜合應用多種創造技法進行創新與技術設計。
教學策略:
欄目“思考”“討論”“探究”“知識窗”“設計與實踐”等，要求學生開動腦筋，相互啟發，把自己代入情景之中，感受技術與創造的魅力。同時也讓學生養成良好的思維習慣，能夠對身邊的事物進行判斷和分析，設想有無改善和提高的可能性。技術的發展推動了社會的發展，在“大眾創業、萬眾創新”的今天，更需要提升和發揮我們的創造力，希望通過本書能夠讓學生理解技術，熱愛創造，擁有屬于自己的設計和作品。
教學準備:
展示用的圖片、其他技術產品、多媒體課件。
教學過程:
情景導入:
老師：本節課我們學習《通用技術》選擇性必修9：創造力開發與技術發明　第二章 創造性思維與技法　第三節 創造性思維與技法的綜合應用。
科學技術的發展帶動了經濟的發展，推動了社會的進步，而技術的進步離不開人們的創新和創造。隨著技術的發展，人類逐漸從重復性勞動中解脫出來，同時，對人創造能力的要求也越來越高。
對遇到的問題多問幾個為什么，能幫助我們解決問題。在解決問題的過程中，能夠突破傳統思維模式的局限，就具有了創造性思維和相應的方法。
本章就是向同學們介紹在日常生活實踐和工業生產中常見的一些創造性思維與技法。
一、創造性思維的綜合應用
案例
血液透析患者多功能保護服
腎功能衰竭患者大多數要接受每周3次，每次4小時的血液透析治療。透析需要在專業病房進行，透析時患者身上會插入很多導管且易引起皮膚瘙癢等并發癥。傳統病號服與家居服類似，治療時要脫掉衣服，其不便之處在于：①容易著涼且暴露隱私。②容易磕絆到患者身上的其他裝置，如留針頭等。③如著衣手臂治療需要將袖子上挽，衣服會對血管通路產生壓迫，影響治療。
針對傳統病號服的問題，某中學高二學生研發出“血液透析患者多功能保護服”。其特點包括：①設計了粘扣式胸口開窗，醫生與護士可在不脫掉患者衣服情況下進行治療操作，同時不會對醫療裝置產生影響。②在透析時，衣服內導管經過的對應部位設計了吸盤位置，治療時通過吸盤固定導管，既能保護導管順利暢通還可以防止脫落。③設計了粘扣式高領開窗，方便固定患者的頭部，有利于治療的順利進行。這項耗時兩年改進的成果獲得了2016年東潤丘成桐科學獎銅獎和國家實用新型專利。
“血液透析患者多功能保護服”是該同學利用批判性思維對原有病號服存在的問題進行分析，運用多種創造性思維改進的結果。
不脫衣治療減少了患者感染并發癥的可能性，從脫衣到不脫衣，粘扣式胸口開窗的設計既防止了患者著涼又不耽誤治療操作，這體現了形象思維與逆向思維的應用。吸盤的設計既固定了導管又能保護導管，這體現了抽象思維和聯想思維的應用。粘扣式高領開窗的設計既考慮了防止患者著涼且方便固定患者的頭部，這體現了分合思維與收斂思維的應用。
二、創造技法的綜合應用
一個創意的實現可能需要多種創造技法。“血液透析患者多功能保護服”就是根據對血液透析過程的形象聯想和需求列舉，利用分解組合的方式，與醫護人員一起進行智力激勵，經過4次循環后開發出的作品。其研發過程具體還包括了以下幾點。
（1）利用系統提問法選擇服裝材料，否定了普通純棉布和化纖，選擇了高彈純棉布。
（2）利用形態分析法設計了帶拉鏈的袖開縫，有利于在手臂上的治療操作。
（3）利用聯想組合法，在用創造性思維設計出的病號服中增加了體溫計卡袋，便于安放體溫計。
在進行創造活動的過程中要能夠綜合利用多種創造技法，一般的流程如下：
（1）通過系統提問法確定創造性思維方向，利用類比法對現有產品進行綜合分析，利用形態分析法確定在總體方向上必須突破的核心節點。
（2）利用聯想組合法的思路分解設計過程中的主要矛盾，探索解決矛盾的可能途徑。
（3）借鑒別人的成功模式，利用智力激勵法的靈感來設計出幾個可能的方案。
（4）在做好規劃的前提下，利用設問法對這幾個方案做論證并制作樣品進行試用。
（5）將樣品使用的效果，用類比法進行分析，若滿意則成為階段性的創新成果。
（6）對現有的探索實踐結果不滿，則結合這些探索的實踐和所獲得的結果，整合到第1步的系統材料里，利用聯想組合法重新進行前4步的探索過程，期望在幾個循環過程中能夠得到基本滿意的階段性成果（如在本案例中，發明者是在第4個循環中才得到滿意結果的）。
三、創新實踐活動
設計與實踐
對手推車進行改進
1．設計問題的發現。
我們出行或購物時，經常感到攜帶一些重的物品很不方便，到市場、車站及購買手推車的商場調查各種樣式的手推車，找出它們在使用中的優缺點（表2-4）。
表2-4 調查結果
手推車樣式 優點 缺點
2．設計的構思。
請你根據發現的問題和調研的情況，綜合運用多種創造性思維與技法，構思一種創新性的手推車，畫出你的構思草圖，并說明你的創意（表2-5）。
表2-5 創意展示
構思草圖 我的創意說明 收到的反饋
3．設計方案的制訂及選擇。
根據同學的反饋，對你設計的構思方案進行分析、比較和權衡，選擇你認為最優的方案，并加以修改和完善，畫出設計圖（表2-6）。
表2-6 方案制訂
選擇該方案的理由 我的設計圖
4．產品制作與展示。
根據你的設計方案選擇合適的材料、工具及加工工藝，把你設計的手推車制作出來，并對你的作品進行拍照展示（表2-7）。
表2-7 作品展示
作品名稱 作品照片 作品功能和特點介紹
5．產品測試和評價。
對你創作的手推車進行實物拖運的功能測試，并進行評價（表2-8）。
表2-8 產品測試和評價
測試項 測試結果 自評 他評
優秀作品介紹
可調節型雙模式手推車
某同學也進行了手推車的創新設計，圖2-7（參見教材P33）是她所繪制的草圖。
圖2-7（a）（參見教材P33）所示手推車的整體外形和普通手推車比較類似，圖2-7（b）（參見教材P33）是該手推車的第二種模式。她所設計的手推車既可以通過平板的拆分和組合承載貨物，還具備折疊和伸縮的功能。
根據草圖，設計者選擇了如下一些材料和工具進行制作：1條繩子、2個伸縮桿、2個支撐架、4個帶孔支撐板、4個輪子、2個鉤子、1個鉸鏈、螺絲和螺絲帽若干、黑色橡皮小圈若干、螺絲刀、打孔器。
圖2-8（a）（參見教材P34）是設計者制作完成的手推車，她對作品進行了測試、改進和優化，最終的作品體現了較好的功能，如圖2-8（b）至圖2-8（e）（參見教材P34）。
本作品獲得了2010年第109屆法國巴黎國際發明展比賽國際銀獎。
學習評價
　　　　　　　　　評價內容 評價方式
自評 互評 師評
從創新的角度理解思維方法，理解創造性思維方法的多樣性
理解創造性思維方法對解決實際問題與技術的發展具有的決定性意義和獨特價值
能夠發現創造性思維與日常生活和其他學科的聯系
能夠對于一個實際問題，利用創造性思維提出解決問題的方法
學會針對實際問題，利用創造性思維和創造技法進行分析，發現可能用于解決問題的不同方法
能夠綜合使用創造性思維與技法，提高解決實際問題的能力
說明：A—優秀，B—良好，C—合格，D—待改進
通過本章的學習，你的核心素養得到了哪些發展？
課后作業
習 題
1. 某小學生的發明專利是從果樹高處摘取荔枝的水果摘取器，它先夾住有荔枝的小樹枝，然后剪斷。請分析該同學在創造新工具過程中可能使用的創造技法。
蘋果和梨的果實比較大且更重，若要采摘，還能用這個摘果器嗎？你能否使用創造技法幫他進行完善？
2. 有同學利用室內健身自行車帶動了一個發電機，再用發電機的電力去驅動洗衣機，而且還申請了國家發明專利。請你分析一下，他這個發明使用了哪些創造性思維方法，又利用了哪些創造技法呢？
3．傳統的手推嬰兒車不能離開父母的雙手，而且上下樓梯不方便，在舒適性和安全性方面存在一些問題。
某同學針對這些問題正在進行改進，倘若你作為一個合作者加入他的創新團隊，你能利用哪些創造性思維和技法來解決手推嬰兒車存在的問題？另外，你能否為手推嬰兒車增加一些功能，從而解放父母的雙手，并給嬰兒提供更多的舒適和安全保護。
請畫出一個你設計嬰兒車的草圖，并說明你的創造性思維與技法的應用過程與效果。
板書設計
第二章 創造性思維與技法
第三節 創造性思維與技法的綜合應用
一、創造性思維的綜合應用
二、創造技法的綜合應用
三、創新實踐活動
教學反思
通用技術
選擇性必修9：創造力開發與技術發明
普 通 高 中 教 科 書
主 編 劉瓊發
副 主 編：李 榕 周衛星 朱美健 席春玲
本 冊 主 編：肖 萍
編 寫 人 員：陳曉民 顧文揚 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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