資源簡介

第四章 發現與明確問題
高考定位及高考分析
本章共二節。
4.1 發現問題：發現問題是設計過程的第一個環節，是本章的重點，也是本教材的重點。發現問題的能力往往表現為一種意識和習慣，因此在卷面形式的高考試卷中多與具體的設計案例結合，在具體方案的設計和構思中體現這種能力。對于發現問題的三種主要途徑和方法，高考較少涉及，其中收集和分析信息、技術研究和技術試驗是比較重要的兩種方法，也包含許多值得考查的要點，在復習中值得我們重點關注，歷年高考的最后一題設計題，隱含了通過分析信息發現問題的考查。
4.2 明確問題：從本節內容開始，教材進入到具體的實踐階段，其有效的教學評價也需要在實踐中進行。本節中“明確問題的價值”不能僅憑主觀分析，需要借助一些研究手段如信息收集、調查分析等，它所包含的內容是很豐富的，也是學生進行創造發明必經的一道門檻，價值認定后的“明確具體的設計任務”，多與設計評價中評價標準的制定結合，也可以與設計分析的人、物、環境三個因素結合，所以高考試題中這節內容更多的反映在第三章和第五章中。
章節 考 點 細 化 考試說明中對應的內容和要求 高考考查次數
4.1 發現問題的途徑和方法 發現技術問題的一般方法（Ⅰ）
通過分析信息發現問題 發現技術問題的一般方法（Ⅰ）
4.2 明確問題的內容與價值 技術問題內容與價值的判斷（Ⅰ）
明確具體的設計任務 具體設計要求的列出（Ⅱ） 1
導練互動
考點一：發現問題的途徑和方法
基礎再現
發現問題的途徑和方法主要有：
1.觀察日常生活
日常生活蘊藏著豐富的問題資源，許多產品的設計目的都是為了解決日常生活中的一些小問題。
2.收集和分析信息
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。
3.技術研究與技術試驗
通過技術研究、技術試驗，我們有可能發現與之相聯系的問題，也有可能在研究、試驗過程中獲得靈感、體悟，從而發現新的問題。
典例1 國家規定從2008年6月1日起，在全國范圍內禁止生產、銷售、使用厚度小于0.025毫米的塑料購物，小王同學想研究目前商場提供的購物塑料袋是否符合國家規定，在使用中是否有更好的設計和想法，下列小王打算采取的措施中，不需要的是（ ）
A.到商場中去做觀察和記錄
B.通過問卷調查的方法收集和分析信息
C.使用商場中提供的塑料袋，做技術試驗
D.對生產購物塑料袋的工廠進行明查暗訪
解析：小王需要發現商場提供的購物塑料袋在使用過程中的具體情況，并不需要了解塑料袋在生產過程中存在哪些問題。
答案：D
即時訓練
1. “盲人防溢水杯”的發明者是在看到他的一個盲人朋友在倒水時，用手指插到水杯中探測水的高度，他認為這樣既不方便也不衛生，從而萌發了發明“盲人防溢水杯”的動機，這個發明者發現問題的途徑是（ A ）
A.觀察日常生活 B.收集和分析信息
C.技術研究 D. 技術試驗
2. 如圖所示是一個“盲人防溢水杯”，這個杯子的手柄上有三個指示線，對應了杯子里的三個水位感應器，盲人在接水的時候，只需按住其中一個指示線，當水位到達時就會發出提示聲。現在需要驗證該水杯的使用效果，下列措施合理的是（ A ）
A.進行技術試驗 B.做問卷調查
C.查詢相關文獻 D.研究水杯的工作原理
3.有一次，著名科學家伽利略在做實驗時，看到水溫升高后罐內水位就會上升，由此突然想到：“能不能利用熱脹冷縮原理制造出體溫計呢？”于是伽利略立刻奔回實驗室投入到試驗當中。經過多次試驗，終于成功研制成功可測量人體體溫的體溫表。體溫表的發明主要借助的方法是（ C ）
A.觀察日常生活 B.收集和分析信息
C.技術研究與技術試驗 D.理論猜想和數據計算
考點二、通過分析信息發現問題
基礎再現
1. 文獻法：對已有的文獻信息進行收集、分析的方法稱為文獻法；
2. 問卷調查法：用問卷的方式獲取信息，發現問題的方法稱為問卷調查法；
3.詢問法：把以詢問的方式收集、獲取、分析信息、發現問題的方法稱為詢問法。
如果采用問卷調查法，問卷的設計是很重要的一步，在設計答案類型很多、答案比較復雜、事先無法確定各種可能答案的問卷時，可以設計成開放式問卷（對問題的回答由被調查者自由填寫）。反之則可以設計成封閉式問卷。開放式問卷有利于發揮被調查者的主動性和創造性，但有可能降低問卷的回復率和有效率，所以既有開放式欄目，又有封閉式欄目的混合式問卷具有更為廣泛的應用。
分析信息時首先要分辨信息的真偽，其次要根據具體需求分析信息，再次要對同類信息進行比較和取舍。
典例1 （2009浙江會考例卷）小王同學就人們對杯在材料、形狀、色彩、價格方面的喜愛情況進行了問卷調查，選取兒童、中學生、上班族、老人各20名作為調查對象，獲得的統計數據如下表所示。請對此進行分析，并提煉出你發現的問題。
問卷調查對象 材料 形狀 色彩 價格
紙質 塑料 陶瓷 金屬 橢圓 圓柱 方柱 明亮 淡雅 灰暗 低檔 中檔 高檔
兒童 3 7 7 3 8 7 5 12 5 3 10 6 4
中學生 3 5 6 6 4 7 9 9 8 3 6 12 2
上班族 8 2 5 5 6 5 9 6 8 6 3 8 9
老人 4 5 8 3 6 10 4 5 12 3 12 5 3
解析：關鍵是要理清表格中行與列之間的關系，數據與行、列的對應關系，通過數據的對比、計算和分析，發現存在的問題。
參考答案：1.在材料方面，陶瓷材料受到普遍歡迎；其它材料受歡迎程度與人群有關，兒童更喜歡塑料，上班族更喜歡紙質，老人則相對均衡。
2.在形狀方面，橢圓、圓柱和方柱受歡迎程度都比較高，其中橢圓受到40%兒童的喜歡，圓柱受到50%老人的喜歡。
3.在色彩方面，明亮、淡雅色彩受歡迎程度比較高，灰暗色彩不太受歡迎。60%兒童喜歡明亮的色彩，60%的老人喜歡淡雅色彩。
4.在價格方面，不同的價格受到不同人群的喜歡，兒童和老人更喜歡低價格，中學生更喜歡中檔價格，上班族相對喜歡高檔價格。
5.綜合來看，兒童喜歡塑料、陶瓷材料、橢圓形狀、色彩明亮、價格低；中學生喜歡金屬、陶瓷材料、方柱形狀、明亮色彩、價格適中；青年上班族喜歡陶瓷、紙質、方柱形狀、色彩淡、價格可以稍高；老人喜歡陶瓷、圓柱形、淡雅色彩、價格低些。
即時訓練
1.小王同學要做一個中學生課桌上擺放的多功能筆筒，為了確定制作的材料，小王上網進行了信息的收集和分析，結果如下：
材料 加工難度 成本 是否環保 實用性
陶瓷 較難 中等 是 較差
木材 容易 低 是 較好
金屬 一般 中等 是 一般
塑料 較難 較高 不能確定 很好
如果小王對筆筒的實用性和防腐性能要求較高，對價格不太在意，他應該選擇表格中的__________
2.小王在設計這個多功能筆筒時，想就材料、成本、功能三個方面面向班級同學設計一份調查問卷，以下問卷形式的設計比較合理的是
A.材料和成本設計成封閉式欄目，功能設計成開放式欄目
B.材料和成本設計成開放式欄目，功能設計成封閉式欄目
C.全部設計出封閉式欄目
D.全部設計出開放式欄目
答案：塑料 A
考點三、明確問題的內容和價值
基礎再現
明確了問題的內容之后，還需確定問題是否有價值。可以從以下幾個角度進行考慮：
1.所提出的問題是否遵循了基本的科學原理？
2.迄今為止能否確認該問題尚未得到充分解決？
3.在你調查的范圍內，該問題是否具有普遍意義？在更廣的范圍內，這個問題是否有意義？
4.多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題？
5.現有的技術條件能否解決這個問題？技術發展以后呢？
6.解決該問題所需的投入是多少？投入與產出比是否理想？
典例1 下列哪一個問題具有價值（ ）
A.能否制造沒有任何電磁輻射的手機
B.能否把水變成油
C.能否制造一種不用能源的手表
D.能否制造利用太陽能的汽車
解析：要正確解答此類題目，需要用到一些基本的科學原理和科學知識進行判斷，在高中物理、化學等學科中有相應的知識點，技術與科學關系緊密，所以通用技術的試題有時會與這些學科結合。
答案：D
即時訓練
1. 小王同學提出了一個問題：是否能設計一種金屬做的牙簽？下列對這個問題價值的判斷不合理的是（ C ）
A.不具有較高的價值，因為已經發明。
B.不具有較高的價值，重復使用不衛生，一次性使用成本較高，投入產出比不理想。
C.不具有較高價值，木質資源豐富，可通過砍伐森林大量生產木質牙簽，成本低。
D.不具有較高的價值，金屬牙簽容易破壞牙齒表面，實用性不強。
2.判斷一個問題是否有價值可以從以下哪幾個方面著手（ D ）
①是否符合基本的科學原理 ②能否確認該問題尚未得到充分解決 ③是否是多個問題中的主要問題 ④現有的技術條件能否解決這個問題
A. ①②④ B. ①②③
C. ②③④ D. ①②③④
考點四、明確具體的設計任務
基礎再現
明確問題的內容和價值后，還應明確問題解決所受到的主、客觀條件的限制，進而提出設計任務。
限制主要來自兩個方面：
1.設計對象的特點和問題解決標準的限制。不同的設計對象具有不同的特點和設計標準，應該具體情況具體分析。
2.設計者技術能力與條件的限制。主觀方面要看設計者是否具備解決問題的知識和技能，客觀方面，要看是否具備問題解決的條件，如物力、財力、時間、空間等資源。
通過對限制條件的全面梳理和分析，就可以提出具體的設計要求了，也既明確了我們的設計任務。
典例1 （2009年3月浙江高考）如圖所示為殘障（坐輪椅）人專用衛生間設計示意圖。
參考答題示例，在“ ▲ ”處填寫圖(a)、(c)的主要設計內容。
答題示例：圖(b)的主要設計內容是安全設施(拉手和扶手)安裝的高度。
①圖(a)的主要設計內容是 ▲ ②圖(c)的主要設計內容是 ▲
解析：圖(a)在使用洗漱盆和水龍頭，并在左側標注了三個高度，從人機關系的角度考慮，該設計內容應該是洗漱盆和水龍頭的安裝高度。圖(c)是俯視圖，標注了該衛生間的尺寸、門的寬度、抽水馬桶的位置，乘坐輪椅的用戶如果要高效無障礙的進入衛生間并使用抽水馬桶，必須考慮設計衛生間的大小和布局，僅回答衛生間的大小是不全面的。
答案：①洗漱盆和水龍頭的安裝高度 ②衛生間的大小和布局
即時訓練
1.在中學生設計簡易手電筒的過程中，不屬于設計中主要應解決的問題的是（ A ）
A.如何使手電筒筒身更加美觀 B.使用何種型號的電池
C.如何確定開關的結構 D.如何選擇合適的小燈泡
2.在發現問題的活動中，同學們提出了下列問題，根據普通高中學生的知識水平和實際能力，你認為學生有能力解決的問題是（ C ）
A.提高減肥茶的功效
B.學校教學樓離馬路太近影響學習
C.普通保溫瓶碰翻時瓶膽易碎
D.制藥廠廢水嚴重污染環境
3.成都市個體醫生易珍全，試飛自己制造的“超輕型飛機”，雖然飛機只跑動了幾米，淡為此卻耗費了近一年的精力，甚至不惜關掉了自己的個人診所。易珍全稱：決不放棄，直到上天為之！對設計和制造飛機，所受到的主要限制有（ B ）
①飛機制作工藝 ②設計者專業知識技能 ③物力財力資源 ④設計者的駕駛技術
A. ②③ B. ①②③ C. ②③④ D. ①④
備考模擬訓練
一、選擇題（在每小題所給出的四個選項中，選出一個最佳選項）
1.從傳統的紡紗機到新式的紡紗機，是詹姆斯.哈格里沃斯從一次無意中將佳麗的紡紗機碰翻這一偶然時間中發現紡車錘豎立時仍能轉動得到啟發而誕生的。著個案例說明重要的問題的發現來源于（ A ）
A.對日常生活的觀察
B.靈感
C.收集信息
D.技術實驗、技術研究
2.二百多年前，英國人瓦特發現爐子上水壺里的水，被爐火加熱沸騰時水壺里的蒸汽將蓋頂起而發明了蒸汽機。這個案例所體現的發現問題的方法是（ A ）
A.對日常生活的觀察
B.收集信息
C.分析信息
D.技術實驗、技術研究
3.某同學在研究性學習中,經過自己的努力,終于有了一件小發明.可是在他申請發明專利時,才猛然發現相同的產品在市場上已經早有銷售了.產生這樣的問題的原因,可能是忽略了設計的( A )
A.發現和明確問題環節 B.制定設計方案環節
C.制作模型和原型環節 D.測試、評估和優化環節
4．某科學家發明了一種高性能自動釣魚機,可是未能被廣泛地應用,最有可能的原因是（ D ）
A.成本高 B.效率太高
C.使用不方便 D.釣魚活動的主體是人
5.人們把食品分為綠色食品、海洋食品、白色食品、藍色食品等。綠色植物通過光合作用轉化的食品叫綠色食品，海洋提供的食品叫藍色食品；通過微生物發酵的食品叫白色食品。下面屬于白色食品的是（ A ）
A.食醋 B．面粉 C．海帶 D．油菜
6. 小林看到盲人想喝水時倒水非常不便，于是他想發明有自動感應裝置的飲水機，只要人站在飲水機前自動會送出一杯水來。根據所學的設計過程，你認為小林最先要做的是（ C ）
A.繪制產品三視圖 B.收集設計所需的信息
C.提出設計項目，明確設計要求 D.制作模型
7.在技術設計中，一個問題的解決或一個設計項目的進行，所受到的限制有（ A ）
①設計對象的特點②設計標準的高低③設計者技術能力④設計團隊物力財力資源
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
8.某校因學校發展的需要，要在校園內安裝電子顯示屏。因沒有廣泛征求老師和同學們的意見，結果等到電子顯示屏安裝好之后才發現，校園內師生不方便看到顯示屏上的內容，校外來訪人員也不方便看到顯示屏上的有關事項。造成這樣結果的原因是發現與明確問題中的（ C ）沒有做到位。
A.發現問題的途徑 B.明確問題的內容
C.明確問題的價值 D.明確問題的限制條件
9.明確問題內容之后，還需確定問題是否有價值。判斷一個問題的價值可以從以下哪幾個方面著手？（ D ）
①是否符合基本的科學原理 ②能否確認該問題尚未得到充分解決
③是否是多個問題中的主要問題 ④現有的技術條件能否解決這個問題
A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④
二、非選擇題
10．某學校寢室的過道燈是由一個聲控開關控制：當過道內的聲音達到一定分貝的時候，聲控開關就能把電路閉合，使過道燈開啟。聲控開關閉合后延時30秒后自動斷開，白天黑夜都如此。
（1）從上面的案例中，你發現一個什么問題？
（2）如果對過道燈控制進行重新設計，你有怎樣的構思？
（3）你認為完成這個設計，主要所受到的限制有哪些？
解答：
（1）聲控燈在白天黑夜只要聲音達到一定分貝，都亮，這樣比較浪費電能；
（2）為了節能，增加光控開關，在白天光線充足的情況下就不必要點亮過道燈；
（3）主觀條件看：是否具有解決問題所需要的知識和技能，如電子技術方面知識，自己操作技能，經驗不足。客觀條件看：需要一定的材料、儀器、設備以及時間。

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