資源簡介

第四章 發現與明確問題
第一節 發現問題
一、內容分析：
“發現問題”是江教版《技術與設計1》第四章第一節的內容，它是技術設計過程首要階段，對學生理解設計的一般過程，建立發現問題，認識問題的意識，形成對問題的敏感性，對“問題來源”、“發現問題的途徑和方法”進行系統闡述并進一步拓展，有助于提高學生認識能力和分析能力，敏睿地發現問題。
二、學情分析
1、受傳統的教育影響下的學生很少注意到自己身邊的問題和生活中的問題，普遍學生認為生活中的問題對他們來說并不重要，書本知識才是最重要的。但對于高一學生來說他們有一定的知識儲備，完全有發現問題和解決問題的能力。學生有一定的生活經歷和文化基礎，認識問題有自己的觀點，具備了發現問題的初步知識，但判斷能力較差，難以發現有設計價值的問題。
2、在傳統教育底下的學生多數是被動的接受問題，沒有主動去發現問題的意識。遇到問題總是退縮和回避。
3．學生對問題的認識總是停留在現象而沒有積極主動的通過對問題現象認識提升到問題的本質，對問題進行系統的分析。
三、知識目標：
1.明確發現技術方面問題的重要性。
2.初步掌握發現問題的一般方法。
3.了解發現問題的途徑與方法，懂得發現問題也是有章可循的。
四、能力目標：
使學生樂于觀察生活中遇到的問題，對發現和分析生活中的問題產生濃厚的興趣。在發現問題過程中進行分析問題，提出有技術設計的問題，培養學生敏銳的觀察能力和分析能力。
五、情感目標：
增強主動發現問題的意識，獨具慧眼的發現，養成觀察的習慣。
六、過程與方法:
能通過各種渠道收集與所發現問題相關的各種信息,并進行處理。
七、重點、難點
重點：掌握發現問題的途徑與一般方法。
難點：積極主動發現問題的方法。
八、教學策略:
本節書的教學主要是通過教師提出的問題和案例，學生討論分析，在分析問題的過程中讓學生體會到觀察問題的現象到掌握問題本質的提升過程中，是學生對問題的發現產生濃厚的興趣和對發現問題。
九、教學器材:直吸管`可彎曲吸管`折疊式剃須刀`電動剃須刀。
十、教學過程 教學時間:1課時
引入新課：
“在第三章的學習中，我們已經對設計的一般過程有了深刻的認識，知道了發現和確定設計項目，是設計的一般過程中的首要階段，是進行獨立設計活動的第一步，是非常重要的一個設計環節。”, “為了使同學們更深入地了解和掌握設計過程，從本章開始，我們將詳細地介紹幾個主要設計環節的有關知識。”,“首先我們來學習發現問題這一節課的內容。”
第一節 發現問題
在我們生活中，我們會碰到各種各樣的，形形色色的問題。有的是科學方面的問題，有的是社會方面的問題，也有的是技術方面的問題。
舉例：
有的同學在學英語時，單詞老是記不住。（文曲星）
世界上第一個發明體溫計的人是誰？——科學問題
怎樣測量出人的體溫——技術問題
毒品問題，大學生就業問題，工人下崗，失業問題——社會問題
……….
請問這些問題來源于何方？
一、問題的來源：
1.人類生存活動中必然會遇到的問題（必然碰到的）
例：我們要解決如何進食，所以設計出刀叉。叉子、筷子；為了解決清洗衣服，人們設計出了洗衣粉、肥皂等。
2. 別人給出的問題（別人給出的）
在企業進行設計工作時，問題的來源大都屬于這種。當汽車的速度超過200km/h時，空氣阻力問題越來越明顯。為了解決這個問題，人們設計了外觀呈流線型的汽車。
3.基于一定的目的有設計者自己主動發現問題（主動發現的）
需要我們積極主動的思考，獨具慧眼的發現。
馬上行動
你知道這些問題的發現引發了哪些設計和發明嗎？
1)當人生病需要躺著用直吸管吸取杯中飲料時，如果管子彎折了，就喝不到飲料；
2)人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會燙著孩子；
3)在使用折疊剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚；
第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們積極主動地思考，需要我們細致入微地工作需要我們獨具慧眼的發現。這類問題的發現，一方面可以挑戰和拓展我們的能力，另一方面也有可能更好地滿足人們的需要，推進技術的發展和創新。
問題來源于日常生活
問題無處不在，對于我們的眼睛來說，并不缺少問題，而是缺少發現（羅丹句改造）。發現問題是技術設計的前提，發現一個有價值的問題，有時比發明一種產品更重要。
【案例分析】
閱讀P78《電話的發明》，貝爾針對的是什么問題？這個問題從何而來？
答案：貝爾針對的是如何讓聲音通過電傳輸的問題。是貝爾自主發現并研究解決的問題。
【論述】面對技術世界，有的人善于發現有價值的問題，有的人卻“視而不見”，這不僅是問題意識的強弱所致，也牽涉到是否掌握發現問題的方法。那么，發現問題有什么途徑與方法呢？
二、發現問題的途徑與方法
閱讀P79案例：新式紡紗機的誕生
說明：生活的點滴均可引發問題的發現。
“用心”觀察日常生活(心理基礎 ——積極敏銳，抓住問題)
思考在日常生活中，你有過無意中發現問題的經歷嗎？
【案例分析】1——屁股挨凍這么辦？
【案例分析】2——鉛筆盒的進步？
【案例分析】3——蒸鍋中的碟子拿不出來怎么辦？
【案例分析】4—剩余食物的軟包裝代口敞開怎么辦？
【案例分析】5—以下方案解決了什么問題？
圖1解決的問題:馬桶刷通常用痰盂盛，既占地方又不利于地面衛生清潔。
圖2解決了不宜釘鉤的光滑墻面安裝掛鉤的問題。
圖3解決了拖把的放置問題。
【案例分析】6、再考考你：以下你發現了什么問題？如何解決？
左圖問題：防盜網裝于內，玻璃壞了難于修補。
解決方案：防盜網裝于外，或防盜網設計成縱向條狀。
右圖問題：桶蓋抓手下大上小，容易打滑。
解決方案：桶蓋抓手設計成上下一樣的，或大小變化不大、下小上大。
【馬上行動】（P79 ）
①病人躺著用直吸管吸取杯中飲料，如果管子彎折，就喝不到飲料；
②人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會燙著孩子；
③在使用折疊剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚；
你知道這些問題的發現引發了哪些設計和發明嗎？
圖例答案：①一種自帶吸管的易拉罐②變色防燙碗③飛利浦HQ46剃須刀（雙層刀片設計剃須更舒適）
提出兩個日常生活中遇到的問題。
“線龜”纏線器，解決電視機后面電線長、電話線長、網線長的問題。
提問：在使用筆的過程中有什么問題？
發現的問題，有可能引出的設計或你的設想。
問題的交流
筆摔下來之后，就寫不上，會漏墨
筆的形狀，適合不同人群的需要
筆蓋的問題，自動蓋頭
繼續提問：筆除了寫字之外，還有哪些附加功能（現場調查）Mp3、計算器、自動涂改、掃描儀、記憶筆(有存儲功能)、手表……展示筆的相關成品
【問題探討】善于在觀察生活中發現問題者具備哪方面素質？
①關注生活，有較強的問題意識。
②具有對問題價值判斷的敏感性。
③勤于思考，善于聯想，具有解決問題的愿望。
（例證：林恒韜發明充氣雨衣）
案例1分析：“天花病疫苗的發現” 因天花的蔓延所造成的人類的不幸是令人慘不忍睹的。在不到30年的時間內，歐洲先后就曾有五位國王或皇后因天花而喪生，人們因天花難以遏制的傳染而惶恐。作為醫生的琴納，懷著一種強烈的責任感和濃厚的興趣迫切希望能夠對天花這種疾病的防治作出點努力。有一天，一位少女來到琴納的診所看病，琴納根據少女的癥狀診斷她患的是天花。但是少女稍停片刻之后解釋說："我這不是天花。我在奶牛場擠牛奶時，手指上的皮膚不慎被裝牛奶的鐵桶碰破了，當時沒在意。后來，碰破的手指又接觸到奶牛常患的痘瘡上，第三天，我手上就生出了幾顆小痘瘡。這不是天花，幾十年來，在我們奶牛場所有擠奶的姑娘中，沒有一個患天花的，只是差不多都患過這種小痘瘡。"聽了少女的話，琴納仿佛意識到了什么，然而又有點半信半疑。在此后近20年的時間中，琴納一邊行醫一邊經常到奶牛場，仔細觀察奶牛生痘瘡，牛痘怎樣感染到人的身上，人感染了牛痘后又有哪些癥狀。在經過細心的觀察之后，他做了詳細的記載，接著就開始了在動物身上接種牛痘，然后再接種天花的試驗。1796年5月17日，被稱為"死神的幫兇"的天花從此被人類征服了。
分析：琴納是怎么發現天花疫苗的？他用了哪些方法？
答案：出于解救天花病患的目的，主動從少女的話中發現了問題“幾十年來，在我們奶牛場所有擠奶的姑娘中，沒有一個患天花的，只是差不多都患過這種小痘瘡。” 他通過仔細的觀察，詳細的記錄和多次的試驗才發現了天花疫苗。
案例2分析：“關鍵期理論的發現” 性學家勞倫茨在偶然中發現他的一只小鴨子沒有跟著母鴨子走，帶著這樣的疑問，他做了個實驗，把剛出生的小鴨子跟母鴨子分離，他就在小鴨子的身邊走來走去，結果發現這只小鴨子永遠也學不會跟隨母鴨子，反而跟隨他。 別小看這小鴨子，它們使勞倫茨獲得了諾貝爾獎－據此提出了關鍵期理論，即小鴨子的這種先天學習（他稱之為“印刻”現象）只在其出生后一個短暫的關鍵期內發生，一旦形成就不會改變，并形成永久性依戀。如果錯過這一時期，就不再出現這么好的學習時機。
閱讀觀察的一般要求
案例3.南京的很多紅旗出租車后座空調出風口經常會壞，因為經常被客人用腳踩。到了下雨天就會把泥留在上面不易清理，而且他們也沒時間清理，時間一長就壞了。一位紅旗轎車出租車司機針對問題發明了車后座空調出風口蓋子，正對出風口處的小窗口上的蓋子處挖出一塊可開合。到了夏天天熱蓋子就開著，平時不用就合上，有效地解決了問題。
閱讀：觀察的一般要求。
2. 收集和分析信息(主動出擊，尋找問題)
組織學生閱讀教材上收集信息的多種方法（見課本圖）。
舉例1：鋼盔的發明。
在第一次世界大戰后，各國都對他們陣亡的士兵進行了統計，發現有相當比重的士兵因頭部中彈而死。后來各國就研制了鋼盔來保護士兵的頭部。
收集信息的途徑：文獻法、問卷法（開放式、封閉式、混合式）、詢問法
舉例2：在2004年9月，IBM公司員工狀告公司的案件。
　　IBM公司是全球有名的大公司，被人們稱之為“藍色的巨人”，該公司對待自已的員工就像對待自已的親屬一樣，但就是在這樣的一個公司，為什么會出現這樣的情況呢？原來在IBM公司無塵車間工作過的員工，他們通過調查發出他們患癌癥而死亡的比率是常人的4倍，他們新生兒畸形率是常人的8倍，為什么出現這樣的情況，原來在無塵車間工作時他們就要經常接觸到一種化學物質，該化學物質對人體有毒，而該公司對員工隱瞞這種情況。
文獻法
詢問法：集體詢問、家庭詢問、電話詢問、個別詢問。
【案例分析】老師就“購買數碼相機應考慮哪些要素？”這一問題通過百度“知道”詢問，獲得詳細資料。
采用詢問法不僅可以發現問題，而且可以了解問題產生的原因。
【案例分析】日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”。比如，某臺機器突然不動了，他們就采用追問到底來解決。“機器為什么不動了？”－保險絲斷了。――為什么保險會斷？――超負荷，電流過大――為什么超負荷？――軸承潤滑不好――為什么軸承會潤滑不好？――吸不上潤滑油。――為什么吸不上油？――油泵嚴重磨損――為什么會磨損？――是因為沒有裝過濾器進入了鐵屑。問題到此，也就解決了。應該給油泵裝過濾器。
以日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”為案例說明：
采用詢問法不僅可以發現問題，而且可以了解問題產生的原因。
問卷法
【交流活動】
1)你在研究性學習中有否接觸過問卷調查？有何得失？問卷有哪些類型？問卷設計要注意什么？
2)P81馬上行動：分析表中高佳佳對杯子的調查數據，分析結果,得出問卷結論。體會問卷調查法的重要性。
3）P81以高一（1）孫宇同學設計臺燈為例，就“使用臺燈產生的苦惱”如何展開詢問？
思考:
假設你詢問的內容涉及到對方的隱私，應怎么辦？
【馬上行動】請就鋼筆的使用情況設計一份詢問提綱，通過對同學的詢問，發現問題并了解問題產生的原因。
發現問題 問題產生的原因 如何解決
筆摔過之后，就不好寫了，會漏墨。 筆尖容易開裂，裝墨水的橡膠軟管容易破。 對筆尖和吸墨管的構造和材料做改進設計
攜帶不方便，需要和紙配套使用。 快節奏的生活方式和科技的發明使數碼設備、U盤、筆記本等成為人們記錄的首選。 增加鋼筆的附加功能，如收錄音、計算、記憶等功能。
筆蓋容易掉 筆蓋和筆身是分離的，需要人工開合 。 設計一個自動蓋頭
3.技術研究和技術試驗(研究試驗，產生問題)
【案例分析】1閱讀P82案例，這個案例說明了什么？
答案：這個案例說明了技術研究與技術試驗往往會觸發靈感，發現新問題，進而產生新發明。
【案例分析】2——北京順義新大橋垮塌
2006年12月，北京順義新建的鋼索斜拉橋在試驗中垮塌，好在橋離河床低，又置枯水期，僅有三人負傷。該橋設計承重量100噸，試驗時由10輛裝載沙子的車駛往橋上，總載重約60噸，可見其實際可承載重量達不到設計要求。如不經試驗而使用，后果不堪設想。
【思考】技術試驗對發現問題有什么重要作用？
在已有的技術研究中聯系和發現新問題
在技術試驗的過程中感悟和發現新問題
【思考】你認為發現問題的途徑與方法還有哪些？
1)自然遇到問題
例1：蓋房子如何最大限度保證鄰居房子的地基不沉陷？
2)他人求助的問題
例：家庭蹲便廁怎樣改造成蹲坐兩便廁？
3)聯想產生問題
例1：魯班由手被草的葉緣劃破這一現象產生聯想，進而發明了鋸子。
例2：既然凸透鏡能聚集太陽光來點火，那么冰不是也能取火？
4）做夢發現問題
例：苯的分子式的發明
元素周期表的發現
（三）小結
如何主動發現問題
敏銳觀察，發現問題觀察日常生活（）
主動出擊，尋找問題（收集分析信息）
研究試驗，產生問題（技術研究和技術試驗）
（四）作業
1、P82馬上行動：請就鋼筆的使用情況設計一份詢問提綱，通過對同學的詢問，發現問題并了解問題產生的原因。
2、在使用筆的過程中有什么問題？發現這些問題，你有何設計設想？
問題存在于生活中，生活中也存在問題，問題處處在，時時有。只要同學們細心、認真觀察也可以發現問題。
3.P083 4.
七、課后反思
本節課因在課前對課件做了充分的準備，使運用課件教學取得較大的成功。“問題的種類”與“問題的來源”分別采用表格和圖示的方法來論述，學生一目了然，提高了教學效率。課件中增加了許多生活中典型案例的分析，擴充了教學容量，增強了論述的說服力，使學生切實認識到“問題無處不在”和發現問題的意義。補充“聯想產生問題”利于啟發學生開拓“發現問題的途徑與方法”（這里將魯班發明鋸作為“聯想產生問題”案例）
練習:
案例一：
　　浙江省有一位高中學生，設計了一個“多功能量角器”。獲得了浙江省青少年科技發明獎。她是怎樣發現了這個設計項目的呢？
　　原來是因為做錯了一道數學題。一次數學作業本發下來，在一道題上老師劃了一個大紅叉。仔細一看是因為三角函數值查錯了。她想，可不可以不用查表就得到函數值呢？如果能將函數值刻在量角器上，不是很方便嗎？因此，她決定設計一個“多功能量角器”。經過她的刻苦鉆研和實驗，終于獲得了成功。
問：該設計針對的是什么問題？這個問題從何而來？
案例二：
一名高中生，他的鄰居大叔工作時扭傷了腿，柱著拐杖回家休養。每天看到大叔艱難地上樓、艱難地下蹲。使章曉軍同學產生了要為大叔減輕痛苦的強烈愿望。他經過分析，只要拐杖能隨著人動作的需要變化長度，讓拐杖什么時候都能起到作用，就能幫助用拐杖的人方便地完成上樓、下蹲等動作。經過多次的試驗、改進，最后終于完成了這項產品的發明。并獲得省科技發明二等獎。
問：該設計針對的是什么問題？這個問題從何而來

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