資源簡(jiǎn)介

第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題
第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題
【教材版本】
通用技術(shù)必修1《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》（江蘇教育出版社）
【設(shè)計(jì)理念】
以生活中經(jīng)常遇到的話題為切入點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)情景促進(jìn)學(xué)生思考，用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生在師生互動(dòng)、自我體驗(yàn)中完成本堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，拓展學(xué)生的思路，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。
【教材分析】
1.知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
本節(jié)內(nèi)容由問題的來源、發(fā)現(xiàn)問題的途徑及方法、技術(shù)研究與技術(shù)實(shí)驗(yàn)三部分組成，在知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在邏輯上這三個(gè)知識(shí)點(diǎn)是一種逐層遞進(jìn)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)問題是技術(shù)設(shè)計(jì)過程首要階段，對(duì)學(xué)生理解設(shè)計(jì)的一般過程，建立發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)識(shí)問題的意識(shí)，形成對(duì)問題的敏感性。
教學(xué)時(shí)間：1課時(shí)。
2.知識(shí)發(fā)生發(fā)展過程分析
發(fā)現(xiàn)問題的重要性及問題的來源這兩部分內(nèi)容是學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題的方法的鋪墊和準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在于使得學(xué)生理解和掌握發(fā)現(xiàn)問題的方法，而由于問題的種類不同，故此可針對(duì)不同種類的問題提煉出發(fā)現(xiàn)的方式。這也是本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。
3.知識(shí)學(xué)習(xí)意義分析
發(fā)現(xiàn)問題是從事任何活動(dòng)的起點(diǎn)和發(fā)端。科學(xué)合理的問題是促進(jìn)事物不斷向前發(fā)展的動(dòng)力。人類社會(huì)就在這樣一個(gè)不斷的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中不斷發(fā)展進(jìn)步。因此，發(fā)現(xiàn)問題對(duì)技術(shù)發(fā)展、科學(xué)研究、生產(chǎn)生活都具有十分重要的意義。本節(jié)的學(xué)習(xí)在于掌握發(fā)現(xiàn)問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生探索、思考、求新的精神。
【學(xué)情分析】
1.原有認(rèn)知發(fā)展分析
在高階段學(xué)生已經(jīng)初步具備了分析問題解決問題的基本能力，能夠從現(xiàn)象中分析隱藏與其后的本質(zhì)，具有歸納總結(jié)、演繹和邏輯推理的能力。
2.原有知識(shí)結(jié)構(gòu)分析
發(fā)現(xiàn)問題對(duì)于每位同學(xué)來講似乎并不陌生，問題在我們生活當(dāng)中無處不在，問題的提出是人類發(fā)展社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)。但我們的學(xué)生對(duì)問題卻往往視而不見，問題如空氣，習(xí)以為常、不能一起足夠的重視與關(guān)注。即便能提出問題，可是從未考慮過問題的價(jià)值和意義。對(duì)問題的提出也不系統(tǒng)，在思維和習(xí)慣上沒有明確的方式方法。這節(jié)課的意義在于從理論上對(duì)問題的提出進(jìn)行一個(gè)歸納、總結(jié)，告知學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的視角，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)。
因此，學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、對(duì)問題的思考就成為了學(xué)生進(jìn)行本節(jié)學(xué)習(xí)的知識(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，他們的認(rèn)知水平能夠?qū)ΜF(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)。
3.非認(rèn)知因素分析
高中學(xué)生具有強(qiáng)烈的好奇心和探索欲望，是他們學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能
知識(shí)目標(biāo)：明確發(fā)現(xiàn)問題的重要性，初步掌握發(fā)現(xiàn)問題的一般途徑和方法。
能力目標(biāo)：能通過各種渠道收集與所發(fā)現(xiàn)問題相關(guān)的各種信息，并進(jìn)行處理。
2.過程與方法
通過案例分析，使學(xué)生能夠結(jié)合自己的親身經(jīng)歷和日常生活，嘗試著去發(fā)現(xiàn)問題，初步掌握發(fā)現(xiàn)問題的一般途徑和方法，在相關(guān)文獻(xiàn)材料的搜集和整理中能掌握信息搜集的方法和渠道，學(xué)會(huì)分析相關(guān)信息，并對(duì)其進(jìn)行處理。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
深切感受發(fā)現(xiàn)問題對(duì)社會(huì)進(jìn)步及個(gè)人發(fā)展的重要作用。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.教學(xué)重點(diǎn)：掌握發(fā)現(xiàn)問題的一般方法。
2.教學(xué)難點(diǎn)：調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，提高學(xué)生分析問題的能力。
【教學(xué)資源】
本節(jié)課的教學(xué)在多媒體教室完成。通過幻燈片呈現(xiàn)諸多的圖片、視頻案例，借以加深學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解。
教學(xué)器材：直吸管、可彎曲吸管、折疊式剃須刀、電動(dòng)剃須刀。
【教學(xué)方法】
情景教學(xué)法、小組討論、比較法
【教學(xué)過程】
引入新課：
“在第三章的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)對(duì)設(shè)計(jì)的一般過程有了深刻的認(rèn)識(shí)，知道了發(fā)現(xiàn)和確定設(shè)計(jì)項(xiàng)目，是設(shè)計(jì)的一般過程中的首要階段，是進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)活動(dòng)的第一步，是非常重要的一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。”, “為了使同學(xué)們更深入地了解和掌握設(shè)計(jì)過程，從本章開始，我們將詳細(xì)地介紹幾個(gè)主要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的有關(guān)知識(shí)。”,“首先我們來學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題這一節(jié)課的內(nèi)容。”
第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題
第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題
一、發(fā)現(xiàn)問題的重要性：
【案例分析】美國(guó)福特公司案例
美國(guó)福特汽車公司的一臺(tái)巨型發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，很多人都修不好，只得請(qǐng)來了德國(guó)的電機(jī)專家來修理。這位德國(guó)專家來了以后，用了兩天兩夜的時(shí)間呆在發(fā)電機(jī)旁，這看看，那聽聽，最后他在發(fā)電機(jī)的頂上劃了一條線并告訴修理工，將頂蓋打開，將劃線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。（酬金多少？）這位德國(guó)專家向福特公司索要1萬美元的酬金。很多人認(rèn)為不值，因?yàn)楣收虾芎?jiǎn)單，排除也很容易。
但福特的老總認(rèn)為值。因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了問題，而不在于排除故障的復(fù)雜與簡(jiǎn)單。
發(fā)現(xiàn)的問題是否具有比較高的價(jià)值？
提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要，因?yàn)榻鉀Q問題也許僅僅是一個(gè)教學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創(chuàng)造性的想像力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。
——愛因斯坦【美】
生活并非盡善盡美，而問題所在之處恰恰是其不能滿足人類需求的地方。為了滿足需求，人們需要發(fā)現(xiàn)問題。從技術(shù)角度看，人類進(jìn)步與發(fā)展的過程就是不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而解決問題的過程。
人的需求→問題→促使技術(shù)發(fā)展

二、問題的來源
1.什么是問題？
在生活中，在很多為我們所不知而需要解答的話題，這就是問題。
要求要解答的題目。
需要研究解決的疑難和矛盾。
2.你都遇到過哪些問題？
在我們生活中，我們會(huì)碰到各種各樣的，形形色色的問題。有的是科學(xué)方面的問題，有的是社會(huì)方面的問題，也有的是技術(shù)方面的問題。
世界上第一個(gè)發(fā)明體溫計(jì)的人是誰？——科學(xué)問題
怎樣測(cè)量出人的體溫——技術(shù)問題
毒品問題，大學(xué)生就業(yè)問題，工人下崗，失業(yè)問題——社會(huì)問題
3.問題從何處來？
通過舉例，讓學(xué)生將列舉的問題進(jìn)行分類——總結(jié)出學(xué)問題的三個(gè)來源。
（1）人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問題（必然碰到的）
例：我們要解決如何進(jìn)食，所以設(shè)計(jì)出刀叉。叉子、筷子；為了解決清洗衣服，人們?cè)O(shè)計(jì)出了洗衣粉、肥皂等。
（2）別人給出的問題（別人給出的）
在企業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，問題的來源大都屬于這種。當(dāng)汽車的速度超過200km/h時(shí)，空氣阻力問題越來越明顯。為了解決這個(gè)問題，人們?cè)O(shè)計(jì)了外觀呈流線型的汽車。
（3）基于一定的目的有設(shè)計(jì)者自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題（主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的）
【案例分析】
閱讀P78《電話的發(fā)明》，貝爾針對(duì)的是什么問題？這個(gè)問題從何而來？
答案：貝爾針對(duì)的是如何讓聲音通過電傳輸?shù)膯栴}。是貝爾自主發(fā)現(xiàn)并研究解決的問題。
第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對(duì)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(dòng)地思考，需要我們細(xì)致入微地工作需要我們獨(dú)具慧眼的發(fā)現(xiàn)。這類問題的發(fā)現(xiàn)，一方面可以挑戰(zhàn)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(jìn)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。
面對(duì)技術(shù)世界，有的人善于發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問題，有的人卻“視而不見”，這不僅是問題意識(shí)的強(qiáng)弱所致，也牽涉到是否掌握發(fā)現(xiàn)問題的方法。那么，發(fā)現(xiàn)問題有什么途徑與方法呢？
三、發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法
同學(xué)們，生活是蘊(yùn)藏問題的大寶庫，在生活中，偶然遇到的一個(gè)事件、一個(gè)器物、一個(gè)現(xiàn)象，甚至對(duì)偶然遇見的人或事的偶然一瞥、偶然一思，都可能引發(fā)一個(gè)問題的發(fā)現(xiàn)。生活中從來都不缺少問題，缺少的是發(fā)現(xiàn)問題的眼睛！
P79案例：新式紡紗機(jī)的誕生
說明：生活的點(diǎn)滴均可引發(fā)問題的發(fā)現(xiàn)。
1. 敏銳觀察，發(fā)現(xiàn)問題——觀察日常生活
思考在日常生活中，你有過無意中發(fā)現(xiàn)問題的經(jīng)歷嗎？
【案例分析1】
（1）屁股挨凍這么辦？
（2）鉛筆盒的進(jìn)步？
（3）蒸鍋中的碟子拿不出來怎么辦？
（4）剩余食物的軟包裝口敞開怎么辦？
【案例分析2】
以下方案解決了什么問題？
（1）圖1
馬桶刷通常用痰盂盛，既占地方又不利于地面衛(wèi)生清潔。
（2）圖2
解決了不宜釘鉤的光滑墻面安裝掛鉤的問題。
（3）圖3
解決了拖把的放置問題。
【案例分析3】再考考你：以下你發(fā)現(xiàn)了什么問題？如何解決？
左圖問題：防盜網(wǎng)裝于內(nèi)，玻璃壞了難于修補(bǔ)。
解決方案：防盜網(wǎng)裝于外，或防盜網(wǎng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成上下一樣的，或大小變化不大、下小上大。
【馬上行動(dòng)4】
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?cè)谖箣雰菏澄锏臅r(shí)候不知道冷熱，會(huì)燙著孩子；
③在使用折疊剃須刀時(shí)很不安全，常常刮破皮膚；
④怕打針怎么辦？
你知道這些問題的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了哪些設(shè)計(jì)和發(fā)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(shè)計(jì)剃須更舒適）
④ 無針注射器
問題探討：善于在觀察生活中發(fā)現(xiàn)問題者具備哪方面素質(zhì)？
①關(guān)注生活，有較強(qiáng)的問題意識(shí)。
②具有對(duì)問題價(jià)值判斷的敏感性。
③勤于思考，善于聯(lián)想，具有解決問題的愿望。
2.主動(dòng)出擊，尋找問題——收集和分析信息
組織學(xué)生閱讀教材上收集信息的多種方法（見課本圖）。
案例：鋼盔的發(fā)明。
在第一次世界大戰(zhàn)后，各國(guó)都對(duì)他們陣亡的士兵進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)比重的士兵因頭部中彈而死。后來各國(guó)就研制了鋼盔來保護(hù)士兵的頭部。
收集信息的途徑：文獻(xiàn)法、問卷法（開放式、封閉式、混合式）、詢問法
【交流活動(dòng)】
P81以高一（1）孫宇同學(xué)設(shè)計(jì)臺(tái)燈為例，就“使用臺(tái)燈產(chǎn)生的苦惱”如何展開詢問？
【馬上行動(dòng)】請(qǐng)就鋼筆的使用情況設(shè)計(jì)一份詢問提綱，通過對(duì)同學(xué)的詢問，發(fā)現(xiàn)問題并了解問題產(chǎn)生的原因。在使用筆的過程中有什么問題？發(fā)現(xiàn)這些問題，你有何設(shè)計(jì)設(shè)想？
發(fā)現(xiàn)問題 問題產(chǎn)生的原因 如何解決
筆摔過之后，就不好寫了，會(huì)漏墨。 筆尖容易開裂，裝墨水的橡膠軟管容易破。 對(duì)筆尖和吸墨管的構(gòu)造和材料做改進(jìn)設(shè)計(jì)
攜帶不方便，需要和紙配套使用。 快節(jié)奏的生活方式和科技的發(fā)明使數(shù)碼設(shè)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(jì)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(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)蓋頭
問題存在于生活中，生活中也存在問題，問題處處在，時(shí)時(shí)有。只要同學(xué)們細(xì)心、認(rèn)真觀察也可以發(fā)現(xiàn)問題。
3. 研究試驗(yàn)，產(chǎn)生問題——技術(shù)研究和技術(shù)試驗(yàn)
【案例分析】1閱讀P82案例，這個(gè)案例說明了什么？
這個(gè)案例說明了技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)往往會(huì)觸發(fā)靈感，發(fā)現(xiàn)新問題，進(jìn)而產(chǎn)生新發(fā)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(yàn)中垮塌，好在橋離河床低，又置枯水期，僅有三人負(fù)傷。該橋設(shè)計(jì)承重量100噸，試驗(yàn)時(shí)由10輛裝載沙子的車駛往橋上，總載重約60噸，可見其實(shí)際可承載重量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。如不經(jīng)試驗(yàn)而使用，后果不堪設(shè)想。
【思考】技術(shù)試驗(yàn)對(duì)發(fā)現(xiàn)問題有什么重要作用？
在已有的技術(shù)研究中聯(lián)系和發(fā)現(xiàn)新問題；在技術(shù)試驗(yàn)的過程中感悟和發(fā)現(xiàn)新問題 。
【思考】你認(rèn)為發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法還有哪些？
刨根究底 抓住問題
日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”。比如，某臺(tái)機(jī)器突然不動(dòng)了，他們就采用追問到底來解決。“
――機(jī)器為什么不動(dòng)了？”
――保險(xiǎn)絲斷了。
――為什么保險(xiǎn)會(huì)斷？
――超負(fù)荷，電流過大
――為什么超負(fù)荷？
――軸承潤(rùn)滑不好
――為什么軸承會(huì)潤(rùn)滑不好？
――吸不上潤(rùn)滑油。
――為什么吸不上油？
――油泵嚴(yán)重磨損
――為什么會(huì)磨損？
――是因?yàn)闆]有裝過濾器進(jìn)入了鐵屑。
問題到此，也就解決了。應(yīng)該給油泵裝過濾器。
聯(lián)想產(chǎn)生問題
例1：魯班由手被草的葉緣劃破這一現(xiàn)象產(chǎn)生聯(lián)想，進(jìn)而發(fā)明了鋸子。
例2：既然凸透鏡能聚集太陽光來點(diǎn)火，那么冰不是也能取火？
做夢(mèng)發(fā)現(xiàn)問題
例：苯的分子式的發(fā)明
元素周期表的發(fā)現(xiàn)
四．小結(jié)
1.發(fā)現(xiàn)問題的重要性：
2.問題的來源：
（1）人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問題（必然碰到的）
（2）別人給出的問題（別人給出的）
（3）基于一定的目的有設(shè)計(jì)者自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題（主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的）
3．發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法
（1）敏銳觀察，發(fā)現(xiàn)問題——觀察日常生活
（2）主動(dòng)出擊，尋找問題——收集分析信息
（3）研究試驗(yàn)，產(chǎn)生問題——技術(shù)研究和技術(shù)試驗(yàn)
五、課后反思：
本節(jié)課因在課前對(duì)課件做了充分的準(zhǔn)備，使運(yùn)用課件教學(xué)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(xué)生一目了然，提高了教學(xué)效率。課件中增加了許多生活中典型案例的分析，擴(kuò)充了教學(xué)容量，增強(qiáng)了論述的說服力，使學(xué)生切實(shí)認(rèn)識(shí)到“問題無處不在”和發(fā)現(xiàn)問題的意義。補(bǔ)充“聯(lián)想產(chǎn)生問題”利于啟發(fā)學(xué)生開拓“發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法”（這里將魯班發(fā)明鋸作為“聯(lián)想產(chǎn)生問題”案例）

補(bǔ)充：
案例一：浙江省有一位高中學(xué)生，設(shè)計(jì)了一個(gè)“多功能量角器”。獲得了浙江省青少年科技發(fā)明獎(jiǎng)。她是怎樣發(fā)現(xiàn)了這個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的呢？原來是因?yàn)樽鲥e(cuò)了一道數(shù)學(xué)題。一次數(shù)學(xué)作業(yè)本發(fā)下來，在一道題上老師劃了一個(gè)大紅叉。仔細(xì)一看是因?yàn)槿呛瘮?shù)值查錯(cuò)了。她想，可不可以不用查表就得到函數(shù)值呢？如果能將函數(shù)值刻在量角器上，不是很方便嗎？因此，她決定設(shè)計(jì)一個(gè)“多功能量角器”。經(jīng)過她的刻苦鉆研和實(shí)驗(yàn)，終于獲得了成功。
案例二：還是這所中學(xué)的一位高中學(xué)生。一個(gè)暑假，她到居住在鄉(xiāng)下的奶媽家去看望奶媽，看見獸醫(yī)正在給小雞做閹割手術(shù)，并得知，公雞去勢(shì)可以促進(jìn)生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。“去勢(shì)可以提高產(chǎn)量”的結(jié)論在她的腦子中產(chǎn)生了強(qiáng)烈的反應(yīng)。她馬上想到，“公兔去勢(shì)是不是也可以提高產(chǎn)量呢？如果可以，那奶媽家的100只長(zhǎng)毛兔，不是就可以提高兔毛的產(chǎn)量了嗎？”帶著這樣的疑問，她決定“試一試”，首先學(xué)習(xí)如何識(shí)別雄兔和雌兔，然后學(xué)習(xí)怎樣選擇試驗(yàn)兔，再學(xué)習(xí)給雄兔做去勢(shì)手術(shù)，并在獸醫(yī)的指導(dǎo)下，給三只雄兔作了去勢(shì)手術(shù)，接下來就是等待試驗(yàn)的結(jié)果。74天過去了，結(jié)果也出來了，與未做手術(shù)的兔比較，產(chǎn)量增加7％，為了進(jìn)一步驗(yàn)證這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，她又和幾個(gè)同學(xué)一起，又給10只雄兔做了手術(shù)，產(chǎn)量又增加了6.8％。據(jù)專家估算，這項(xiàng)試驗(yàn)的推廣，將使新昌縣全年增加收入74萬元。這項(xiàng)成果被評(píng)為浙江省科技成果二等獎(jiǎng)。
這雖然只是一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)過程，但它和設(shè)計(jì)項(xiàng)目的發(fā)現(xiàn)是完全相同的。值得我們來學(xué)習(xí)和借鑒。
案例三：也是一名高中生，他的鄰居大叔在外打工時(shí)扭傷了腿，柱著拐杖回家休養(yǎng)。每天看到大叔艱難地上樓、艱難地下蹲。使章曉軍同學(xué)產(chǎn)生了要為大叔減輕痛苦的強(qiáng)烈愿望。他經(jīng)過分析，只要拐杖能隨著人動(dòng)作的需要變化長(zhǎng)度，讓拐杖什么時(shí)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(dòng)作。經(jīng)過多次的試驗(yàn)、改進(jìn)，最后終于完成了這項(xiàng)產(chǎn)品的發(fā)明。并獲得省科技發(fā)明二等獎(jiǎng)。
在這位高中生的發(fā)明的道路上，也不是一帆風(fēng)順的。他前面的兩次嘗試都失敗了。一次是“摔不破的眼鏡”，（他喜歡運(yùn)動(dòng)，又戴著眼鏡，經(jīng)常摔破眼鏡）另一次是“可變焦的透鏡”。但是，失敗并沒有使章曉軍同學(xué)止步。他仍然用挑剔的眼光仔細(xì)地觀察日常生活中習(xí)以為常的事物，發(fā)掘它們不完善之處，尋找改進(jìn)的最佳方法。就是在這種精神支持下，他終于獲得了成功。
案例四：一位中學(xué)生，在看電影的時(shí)候，看到農(nóng)民用手讓玉米脫粒的時(shí)候，就想起家鄉(xiāng)的人用手脫粒的艱難情境，他決心要發(fā)明一個(gè)讓家鄉(xiāng)人民擺脫脫粒艱難的“家用玉米脫粒機(jī)”。在構(gòu)思方案時(shí)，他受到農(nóng)民在手工脫粒時(shí)，先用一個(gè)錐子，從玉米行縫中插入，左右晃動(dòng)，把玉米粒擠下來的啟發(fā)，想出了將玉米棒放入不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒中使之脫粒的基本方法，經(jīng)過多次的試驗(yàn)和改進(jìn)，終于制成了高效、省力的“家用玉米脫拉機(jī)”。并由學(xué)校制作成成品，送給了家鄉(xiāng)的鄉(xiāng)親們。這項(xiàng)設(shè)計(jì)同樣獲得了省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。
案例五.南京的很多紅旗出租車后座空調(diào)出風(fēng)口經(jīng)常會(huì)壞，因?yàn)榻?jīng)常被客人用腳踩。到了下雨天就會(huì)把泥留在上面不易清理，而且他們也沒時(shí)間清理，時(shí)間一長(zhǎng)就壞了。一位紅旗轎車出租車司機(jī)針對(duì)問題發(fā)明了車后座空調(diào)出風(fēng)口蓋子，正對(duì)出風(fēng)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(shí)不用就合上，有效地解決了問題。
這幾個(gè)案例還說明：人人都可以進(jìn)行設(shè)計(jì)，人人都可以有所發(fā)明，每個(gè)人都有創(chuàng)造的潛能。這個(gè)結(jié)論，不僅是實(shí)踐的總結(jié)，它還得到了基因理論理論的支持。我們?nèi)祟惖淖嫦龋陂_始從動(dòng)物界分離出來的時(shí)候，其實(shí)也不比其它高等動(dòng)物聰明多少。但是，隨著人類不斷地發(fā)明和創(chuàng)造。人的大腦就更加發(fā)達(dá)。這種發(fā)達(dá)的大腦，必然通過基因和遺傳，在每個(gè)人的身上積淀起深厚的創(chuàng)造潛能。人在青少年時(shí)期，正是這種創(chuàng)造潛能最活躍的涌動(dòng)期。好奇心、敏感性、躍躍欲試的勇氣就是這種涌動(dòng)最明顯的體現(xiàn)。但是，好奇心容易在日復(fù)一日的司空見慣的氛圍中窒息；敏感性容易在“事不關(guān)己”的惰性中麻木；而躍躍欲試的勇氣則容易在對(duì)權(quán)威的過于迷信中消亡。許多人的創(chuàng)造潛能就是這樣被沉埋于心底，長(zhǎng)期塵封甚至霉?fàn)€掉了。因此，要將人的創(chuàng)造潛能化為現(xiàn)實(shí)創(chuàng)造，就要在青少年時(shí)期激發(fā)其好奇心，維護(hù)其敏感性，鼓勵(lì)其敢試的勇氣。我們開設(shè)通用技術(shù)課，就是要為同學(xué)們揭開蒙在創(chuàng)造上的神秘面紗，讓大家知道創(chuàng)造是每個(gè)人都可能的，而且從某種意義上看，創(chuàng)造又是十分簡(jiǎn)單的。我們要鼓勵(lì)同學(xué)們積極動(dòng)腦，勇敢地動(dòng)手，嘗試著去發(fā)明，去創(chuàng)造，并最終拿出成果來。我體會(huì)，這應(yīng)該是我們?cè)诟咧虚_設(shè)技術(shù)課程的最根本的目的，這也是技術(shù)素養(yǎng)的重要內(nèi)容。
舉例六：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(lán)色的巨人”，該公司對(duì)待自已的員工就像對(duì)待自已的親屬一樣，但就是在這樣的一個(gè)公司，為什么會(huì)出現(xiàn)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(diào)查發(fā)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(xiàn)這樣的情況，原來在無塵車間工作時(shí)他們就要經(jīng)常接觸到一種化學(xué)物質(zhì)，該化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體有毒，而該公司對(duì)員工隱瞞這種情況。
文獻(xiàn)法
詢問法：集體詢問、家庭詢問、電話詢問、個(gè)別詢問。
案例七：日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”。比如，某臺(tái)機(jī)器突然不動(dòng)了，他們就采用追問到底來解決。“機(jī)器為什么不動(dòng)了？”－保險(xiǎn)絲斷了。――為什么保險(xiǎn)會(huì)斷？――超負(fù)荷，電流過大――為什么超負(fù)荷？――軸承潤(rùn)滑不好――為什么軸承會(huì)潤(rùn)滑不好？――吸不上潤(rùn)滑油。――為什么吸不上油？――油泵嚴(yán)重磨損――為什么會(huì)磨損？――是因?yàn)闆]有裝過濾器進(jìn)入了鐵屑。問題到此，也就解決了。應(yīng)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(fā)現(xiàn)問題，而且可以了解問題產(chǎn)生的原因。
案例八：“天花病疫苗的發(fā)現(xiàn)” 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(shí)間內(nèi)，歐洲先后就曾有五位國(guó)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(yī)生的琴納，懷著一種強(qiáng)烈的責(zé)任感和濃厚的興趣迫切希望能夠?qū)μ旎ㄟ@種疾病的防治作出點(diǎn)努力。有一天，一位少女來到琴納的診所看病，琴納根據(jù)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(chǎng)擠牛奶時(shí)，手指上的皮膚不慎被裝牛奶的鐵桶碰破了，當(dāng)時(shí)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(chǎng)所有擠奶的姑娘中，沒有一個(gè)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(shí)到了什么，然而又有點(diǎn)半信半疑。在此后近20年的時(shí)間中，琴納一邊行醫(yī)一邊經(jīng)常到奶牛場(chǎng)，仔細(xì)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(jīng)過細(xì)心的觀察之后，他做了詳細(xì)的記載，接著就開始了在動(dòng)物身上接種牛痘，然后再接種天花的試驗(yàn)。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(fā)現(xiàn)天花疫苗的？他用了哪些方法？
出于解救天花病患的目的，主動(dòng)從少女的話中發(fā)現(xiàn)了問題“幾十年來，在我們奶牛場(chǎng)所有擠奶的姑娘中，沒有一個(gè)患天花的，只是差不多都患過這種小痘瘡。” 他通過仔細(xì)的觀察，詳細(xì)的記錄和多次的試驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了天花疫苗。
案例九：“關(guān)鍵期理論的發(fā)現(xiàn)” 性學(xué)家勞倫茨在偶然中發(fā)現(xiàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)，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(jié)果發(fā)現(xiàn)這只小鴨子永遠(yuǎn)也學(xué)不會(huì)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(jiǎng)－據(jù)此提出了關(guān)鍵期理論，即小鴨子的這種先天學(xué)習(xí)（他稱之為“印刻”現(xiàn)象）只在其出生后一個(gè)短暫的關(guān)鍵期內(nèi)發(fā)生，一旦形成就不會(huì)改變，并形成永久性依戀。如果錯(cuò)過這一時(shí)期，就不再出現(xiàn)這么好的學(xué)習(xí)時(shí)機(jī)。
[案例]
郁悶的一天
小明今天上課遲到了。
昨天爸爸去外地出差，媽媽又在醫(yī)院值班。小明怕今早起不來，昨晚睡前，拿出新買的鬧鐘，設(shè)定好鬧鈴的時(shí)間。早上5點(diǎn)鐘鬧鈴就響了，小明醒來一看，時(shí)間還早，就又睡下。可是這一覺睡過了頭。要是鬧鐘能夠設(shè)定每隔一段時(shí)間就自動(dòng)提醒，那該多好啊！
從床上起來，匆匆忙忙從冰箱里取出速凍水餃放進(jìn)鍋里煮，卻發(fā)現(xiàn)水餃凍成一團(tuán)，怎么都分不開。背上書包，趕緊開門，卻怎么也旋不開防盜門上那個(gè)開鎖的旋扭。
匆匆忙忙騎上自行車，發(fā)現(xiàn)輪胎是癟的！這輪胎天天漏氣，哎，要是有不漏氣的輪胎該多好！
上了一輛公交車，發(fā)現(xiàn)IC卡刷不了，原來刷卡機(jī)“罷工”了，小明沒帶零錢，這下完了，只能走到學(xué)校去了。
……
回答發(fā)現(xiàn)的問題

苯在1825年由英國(guó)科學(xué)家法拉第(Michael Faraday,1791-1867)首先發(fā)現(xiàn)。此后幾十年間，人們一直不知道它的結(jié)構(gòu)。苯地結(jié)構(gòu)成了十九世紀(jì)的一個(gè)很大的化學(xué)之謎。當(dāng)時(shí)所有的證據(jù)都表明苯分子非常對(duì)稱，大家實(shí)在難以想像6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子怎么能完全對(duì)稱地排列、形成穩(wěn)定的分子。為了探究謎底，凱庫勒每天只睡三四個(gè)小時(shí)，工作起來就忘記了休息，黑板、地板、筆記本，甚至墻壁上，到處都是他寫下的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，但是一直沒有結(jié)果。直到有一天，凱庫勒苦思冥想，他長(zhǎng)期以來一直想把苯分子的結(jié)構(gòu)式表達(dá)出來。他想著想著，困倦了，幾乎要昏昏入睡。坐在壁爐前打了個(gè)瞌睡，原子和分子們開始在幻覺中跳舞，一條碳原子鏈像蛇一樣咬住自己的尾巴，在他眼前旋轉(zhuǎn)……他被這奇異的夢(mèng)驚醒了。這珍貴的一剎那夢(mèng)境，給他帶來了啟示：凱庫勒明白了苯分子是一個(gè)環(huán)，苯分子用一個(gè)六角形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)來表示不是很好嗎？ 在德國(guó)化學(xué)會(huì)成立25周年慶祝大會(huì)上，凱庫勒?qǐng)?bào)告了自己發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)的經(jīng)過，開玩笑地對(duì)人們說：“先生們，讓我們學(xué)會(huì)做夢(mèng)吧”凱庫勒抓住這夢(mèng)中的一閃念，迅即解決了這長(zhǎng)期困擾他的問題，從而對(duì)有機(jī)化學(xué)理論做出了卓著的貢獻(xiàn)，成為靈感促成發(fā)明的著名事例。
有人為了更形象的描述苯地環(huán)狀結(jié)構(gòu)，還用蛇環(huán)和猴環(huán)圖描述苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)
從此，苯分子C6H6有了一種固定的權(quán)威性的表述方法。就是現(xiàn)在充滿了我們的有機(jī)化學(xué)教科書的那個(gè)六角形的圈圈。凱庫勒認(rèn)為苯環(huán)結(jié)構(gòu)是6個(gè)碳原子構(gòu)成平面六邊形，每個(gè)碳原子均連接一個(gè)氫原子，環(huán)內(nèi)碳碳單鍵雙鍵交替如圖：
苯的凱庫勒式：

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