通用技术优质教学课件—发现问题

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1、一一 发现问题发现问题 学习目标学习目标1.明确发现问题的重要性。明确发现问题的重要性。2.初步掌握发现问题的一般方法。初步掌握发现问题的一般方法。3.能通过各种渠道收集与所发现问题能通过各种渠道收集与所发现问题相关的各种信息，并进行处理。相关的各种信息，并进行处理。浙江省兰溪市第三中学 陈永新美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障，很多人都修美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障，很多人都修不好，只得请来了德国的电机专家来修理。这位德国专家来了以后，不好，只得请来了德国的电机专家来修理。这位德国专家来了以后，用了两天两夜的时间呆在发电机旁，这看看，那听听，最后他在发用了两天两夜的时间

2、呆在发电机旁，这看看，那听听，最后他在发电机的顶上划了一条线并告诉修理工，将顶盖打开，将划线处的线电机的顶上划了一条线并告诉修理工，将顶盖打开，将划线处的线圈减少圈减少1616圈。故障果然被排除了。圈。故障果然被排除了。专家修理发电机需要多少钱？专家修理发电机需要多少钱？你愿意付多少酬金？你愿意付多少酬金？这位德国专家向福特公司索要这位德国专家向福特公司索要1 1万美元的万美元的酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。你认为值吗你认为值吗?为什么为什么?但福特的老总认为值。因为他发现了问题，但福特的老总认为值。因为他发现了问题，而

3、不在于排除故障的复杂与简单。而不在于排除故障的复杂与简单。爱因斯坦曾经说过，爱因斯坦曾经说过，“提出一个问题比解决一个问题更重提出一个问题比解决一个问题更重要要”。设计的过程，实际上就是设计的过程，实际上就是“发现问题发现问题进行设计进行设计解决问解决问题题”的过程。的过程。发现问题和提出问题是进行设计的前提发现问题和提出问题是进行设计的前提，如果，如果没有发现问题、不能提出问题，设计便无从谈起。没有发现问题、不能提出问题，设计便无从谈起。问题从哪里来？问题从哪里来？浙江省兰溪市第三中学 陈永新1 问题的来源问题的来源 例如：为了解决进食，中国人设计了筷子，而西方人则设计例如：为了解决进食，中

4、国人设计了筷子，而西方人则设计了刀叉；了刀叉；为了解决如何清洁牙齿的问题，人们设计出了牙刷和牙膏。为了解决如何清洁牙齿的问题，人们设计出了牙刷和牙膏。来源于需要来源于需要别人给出的问题。别人给出的问题。这是现在大多数设计人员这是现在大多数设计人员设计问题的基本来源。设计问题的基本来源。(1)(1)问题的种类：什么问题是我们要讨论的问题？问题的种类：什么问题是我们要讨论的问题？冥王星为什么不是太阳系行星？冥王星为什么不是太阳系行星？矿难为什么屡屡发生？矿难为什么屡屡发生？怎样使电热水器更安全？怎样使电热水器更安全？-（科学问题）（科学问题）（社会问题）（社会问题）技术问题：我们讨论的问题技术问题

5、：我们讨论的问题（2 2）问题的来源）问题的来源来源于生活来源于生活人类生存人类生存(衣、食、住、行等衣、食、住、行等)必然会遇到的必然会遇到的问题。问题。神舟七号坐便器神舟七号坐便器流线型设计的交通工具流线型设计的交通工具来源于积极主动的思考来源于积极主动的思考基于一定的目的由设计者自己主基于一定的目的由设计者自己主动发现问题。动发现问题。浙江省兰溪市第三中学 陈永新电话的发明电话的发明电话的发明历程：德国人赖特电话的发明历程：德国人赖特-美国人格美国人格雷雷-美国的贝尔美国的贝尔(英国移居英国移居)1.1.赖特是一位德国教师。赖特是一位德国教师。18611861年，他造年，他造出了一台简易

6、电话机，由发话器和受话器两出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。部分组成。赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。大打击，不久就病逝了。2.18742.1874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声

7、音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。思考：贝尔针对的是什么问题？这个问题从何而来？思考：贝尔针对的是什么问题？这个问题从何而来？贝尔针对的是如何让声音通过电传输的问题。是贝尔自主发现贝尔针对的是如何让声音通过电传输的问题。是贝尔自主发现并研究解决的问题。并研究解决的问题。3 3、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。年贝尔电话研制成功。递产生了兴趣。年贝尔电话研制成功。浙江省兰溪市第三中学 陈永新2 发现问题的途径与方法发现问题的途径与方法(1)

8、(1)观察日常生活观察日常生活有意观察：有意观察：有目的、带着问题、用挑剔的眼光去观察；观察问有目的、带着问题、用挑剔的眼光去观察；观察问题认真、深入、周密，要透过现象看本质。题认真、深入、周密，要透过现象看本质。无意观察：无意观察：人们被动地接受外界的刺激，通过感官去观察事物人们被动地接受外界的刺激，通过感官去观察事物的，好似漫无目地，走马观花，有时也能发现问题。的，好似漫无目地，走马观花，有时也能发现问题。新式纺纱机的诞生新式纺纱机的诞生（珍妮纺纱机的发明）（珍妮纺纱机的发明）历史背景：在约翰历史背景：在约翰凯伊发明飞梭之后，织布速度大大加快。但当时的纺纱凯伊发明飞梭之后，织布速度大大加快

9、。但当时的纺纱速度很慢，工效很低，不能满足纺织的需要。人们开始致力于新的纺纱机的研制。速度很慢，工效很低，不能满足纺织的需要。人们开始致力于新的纺纱机的研制。17611761年，英国皇家艺术学会专门悬赏鼓励人们发明新型纺纱机。获奖的条件是：年，英国皇家艺术学会专门悬赏鼓励人们发明新型纺纱机。获奖的条件是：新发明的机器要能新发明的机器要能“一次纺一次纺6 6根毛线、亚麻线、大麻线或棉线，而且只需要一个根毛线、亚麻线、大麻线或棉线，而且只需要一个人开机器或看机器。人开机器或看机器。”尽管如此，新的纺纱机的研制工作仍进展不大。尽管如此，新的纺纱机的研制工作仍进展不大。17641764年的一天，英国曼

10、稳斯特有个兼做木工的织工詹姆斯年的一天，英国曼稳斯特有个兼做木工的织工詹姆斯.哈格里沃斯在一哈格里沃斯在一次偶然的发现中受到启示。有一天，他的妻子珍妮的纺车突然翻倒在地，但竖起次偶然的发现中受到启示。有一天，他的妻子珍妮的纺车突然翻倒在地，但竖起来的纱锭（纺锤）和车轮仍在转动。他猛然想到：几个纱锭并立在一起，不是可来的纱锭（纺锤）和车轮仍在转动。他猛然想到：几个纱锭并立在一起，不是可以用一个轮子来带动吗？经过反复研制，他终于在以用一个轮子来带动吗？经过反复研制，他终于在17651765年设计并制造出了一架可年设计并制造出了一架可同时纺同时纺8 8个纱锭的新纺机。这样，就把纺纱的工效一下提高了个

11、纱锭的新纺机。这样，就把纺纱的工效一下提高了8 8倍。后来，他又对倍。后来，他又对珍妮纺纱机不断改进，一直增加到珍妮纺纱机不断改进，一直增加到8080个纱绽。个纱绽。浙江省兰溪市第三中学 陈永新剃须刀（双层剃须刀（双层刀片设计剃须刀片设计剃须更舒适）更舒适）变色防烫碗变色防烫碗屁股挨冻这么办？屁股挨冻这么办？1.1.当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；果管子弯折了，就喝不到饮料；2.2.人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子；子；3.3.在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮

12、破皮肤；在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤；你知道下面这些问题的发现引发了哪些设你知道下面这些问题的发现引发了哪些设你知道下面这些问题的发现引发了哪些设你知道下面这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？计和发明吗？计和发明吗？计和发明吗？浙江省兰溪市第三中学 陈永新“用心用心”观察日常生活！观察日常生活！我们也可以说，世界上我们也可以说，世界上到处都有发现的启示，不是缺到处都有发现的启示，不是缺少作出发现的机会，而是缺少少作出发现的机会，而是缺少善于发现的头脑。善于发现的头脑。法国大雕塑家罗丹说过：法国大雕塑家罗丹说过：“美美是到处都有的，对于我们的眼睛，是到处都有的，对于我们的眼睛，不是

13、缺少美，而是缺少发现。不是缺少美，而是缺少发现。”A.A.以积极主动的心态和对问题价值的敏感性以积极主动的心态和对问题价值的敏感性去去主动主动发现问题。发现问题。B.B.养成观察的习惯，多角度、多层次、多方向地进养成观察的习惯，多角度、多层次、多方向地进行观察和思考。行观察和思考。C.C.制定好观察提纲，作好观察记录。制定好观察提纲，作好观察记录。浙江省兰溪市第三中学 陈永新注水肉检测仪器注水肉检测仪器实践案例实践案例1818岁的南京第岁的南京第4242中高三学生周浩发现市场上有很多猪肉都有注中高三学生周浩发现市场上有很多猪肉都有注水现象，他想怎样才能辨别猪肉是否是注水肉呢？经过一年多的努水现

14、象，他想怎样才能辨别猪肉是否是注水肉呢？经过一年多的努力，他成功发明了一种测定仪器，只要往肉里一插，马上就让力，他成功发明了一种测定仪器，只要往肉里一插，马上就让“注注水肉水肉”现形。他的根据是肉和水都是导电体，但导电率不同，如果现形。他的根据是肉和水都是导电体，但导电率不同，如果肉里加注一定量的水，肉的导电率就会相应改变。他边实验边改进，肉里加注一定量的水，肉的导电率就会相应改变。他边实验边改进，最终制作出了这台测试仪。最终制作出了这台测试仪。该发明在第五届中国发明展览会该发明在第五届中国发明展览会上荣获银奖。上荣获银奖。色色盲盲症症思考：日常生活中你看思考：日常生活中你看到的红绿灯能发现什

15、么问题到的红绿灯能发现什么问题吗？吗？浙江省兰溪市第三中学 陈永新山东师范大学附属高中学生潘立群今年山东师范大学附属高中学生潘立群今年1818岁，在一次偶然的机岁，在一次偶然的机会中，他了解到全国有色障者近会中，他了解到全国有色障者近65006500万，当时脑海中就闪现出一个万，当时脑海中就闪现出一个想法：能否发明一种色障者也可识别的交通信号灯？得到老师认可想法：能否发明一种色障者也可识别的交通信号灯？得到老师认可后，潘立群从后，潘立群从20052005年年9 9月着手研究，研究各种信号灯的闪烁规律，月着手研究，研究各种信号灯的闪烁规律，了解到了解到色障者只是无法辨别颜色，但具有与常人同样的光

16、感和图形色障者只是无法辨别颜色，但具有与常人同样的光感和图形识别能力。潘立群经过分析认为，可利用光的闪烁和图形来方便色识别能力。潘立群经过分析认为，可利用光的闪烁和图形来方便色障者，并于今年障者，并于今年3 3月发明了这种交通道路信号灯。他通过改变电路月发明了这种交通道路信号灯。他通过改变电路在在红灯中加红灯中加“X X”图形，在黄灯中加图形，在黄灯中加“-”图形，绿灯保持图形，绿灯保持不变。红灯亮时不变。红灯亮时“X X”同时闪烁表示禁行，黄灯亮时同时闪烁表示禁行，黄灯亮时“-”同时闪烁表示等待，绿灯不变表示通行。同时闪烁表示等待，绿灯不变表示通行。这样色障者也能看这样色障者也能看到到“红绿

17、灯红绿灯”，而且这一方案不需增加成本。，而且这一方案不需增加成本。该作品在该作品在20062006年年4 4月月1515日至日至2424日在丹麦首都哥本哈根举行的国际中学生创新日在丹麦首都哥本哈根举行的国际中学生创新成果展评中获得最高奖项成果展评中获得最高奖项“最佳国际优秀项目奖最佳国际优秀项目奖”。X-浙江省兰溪市第三中学 陈永新(2)(2)收集和分析信息收集和分析信息文献法：文献法：通过对文献信息、网络信息、媒体信息的收集、检通过对文献信息、网络信息、媒体信息的收集、检索和分析，往往可以发现一些有价值的问题；索和分析，往往可以发现一些有价值的问题；问卷调查法：问卷调查法：通过问卷方式进行信

18、息的收通过问卷方式进行信息的收集，有时也会有惊人的发现；集，有时也会有惊人的发现；询问法：询问法：以询问的方式收集和获取信息、以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法。发现问题的方法。查阅图书查阅图书浏览互联网浏览互联网浙江省兰溪市第三中学 陈永新发现问题问题产生的原因如何解决1.1.从有关杯子的调查表中了解到什从有关杯子的调查表中了解到什么信息？你发现了什么问题？么信息？你发现了什么问题？2.2.在使用钢笔中发现的问题在使用钢笔中发现的问题笔摔过之笔摔过之后，就不好写后，就不好写了，会漏墨。了，会漏墨。笔盖容易掉笔盖容易掉携带不方携带不方便，需要和纸便，需要和纸配套使用。配套使用。笔尖容易

19、开裂，笔尖容易开裂，装墨水的橡胶软管容装墨水的橡胶软管容易破。易破。笔盖和笔身是分离笔盖和笔身是分离的，需要人工开合。的，需要人工开合。快节奏的生活方式和快节奏的生活方式和科技的发明使数码设备、科技的发明使数码设备、U U盘、笔记本等成为人们盘、笔记本等成为人们记录的首选。记录的首选。对笔尖和吸墨管对笔尖和吸墨管的构造和材料做改进的构造和材料做改进设计。设计。设计一个自动盖头设计一个自动盖头增加钢笔的附加增加钢笔的附加功能，如收录音、计功能，如收录音、计算、记忆等功能。算、记忆等功能。浙江省兰溪市第三中学 陈永新(3)(3)技术研究与技术试验技术研究与技术试验伽利略与体温计伽利略与体温计技术研

20、究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径技术研究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。与方法。通过技术研究、通过技术研究、技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问从已有的研究结论中发现新的问题，题，也有可能也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。体悟，进而发现新的问题。说明了技术研究与技术试验往往会触发灵感，说明了技术研究与技术试验往往会触发灵感，发现新问题，进而产生新发明。发现新问题

21、，进而产生新发明。这个案例说明了什么？这个案例说明了什么？（背景材料）（背景材料）双螺旋结构的立体栽培系统双螺旋结构的立体栽培系统浙江省兰溪市第三中学 陈永新在在400400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？帮助诊断病情呢？”医生的真诚请求，使伽利略感到难以推辞。为了制作出这一医疗器具，咖医生的真诚请求，使伽利略感到难以推辞。为了制作出这一医疗器具，咖利

22、略不停地思索，但总是想不出什么好办法。利略不停地思索，但总是想不出什么好办法。一天，伽利略给学生上试验课。他边操作边讲解，学生都听得入迷。他问一天，伽利略给学生上试验课。他边操作边讲解，学生都听得入迷。他问学生：学生：“当水的温度升高，特别是开的时候，为什么会在罐内上升？当水的温度升高，特别是开的时候，为什么会在罐内上升？”“因为水温达到沸点时，体积增大，水就膨胀上升。水冷却，体积缩小，因为水温达到沸点时，体积增大，水就膨胀上升。水冷却，体积缩小，又会降下来。又会降下来。”学生作出了正确的回答。学生作出了正确的回答。这个常识性的回答经学生一说，顿时使伽利略来了制造体温表的灵感。伽这个常识性的回

23、答经学生一说，顿时使伽利略来了制造体温表的灵感。伽利略兴奋地想：水的温度发生变化，体积也随着变化；那么反过来，从水的体积利略兴奋地想：水的温度发生变化，体积也随着变化；那么反过来，从水的体积变化，不是也能测出温度的变化吗？变化，不是也能测出温度的变化吗？伽利略高兴得忘乎所以，竟不顾自己还在上课，马上回到办公室，根据热胀伽利略高兴得忘乎所以，竟不顾自己还在上课，马上回到办公室，根据热胀冷缩的原理着手，做起试验来。从根据这一原理，到试制体温表成功，中间还隔冷缩的原理着手，做起试验来。从根据这一原理，到试制体温表成功，中间还隔了一段很长的距离，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。咖利略又做了多次了一

24、段很长的距离，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。咖利略又做了多次改进，把一个很细很细的试管装上水，排出里面的空气，又密封住，并在试管上改进，把一个很细很细的试管装上水，排出里面的空气，又密封住，并在试管上刻上了刻度，然后送给医生用，医生让病人握住试管，果然，水上升的刻度反映刻上了刻度，然后送给医生用，医生让病人握住试管，果然，水上升的刻度反映出了病人的体温。世界上第一个体温表试制成功了。出了病人的体温。世界上第一个体温表试制成功了。可是，到了寒冷的冬天，一个个温度表都破裂了，原来是水结冰撑裂的。可是，到了寒冷的冬天，一个个温度表都破裂了，原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次试验，终于发现，

25、可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，咖利略又经过几十次试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。浙江省兰溪市第三中学 陈永新 模仿模仿DNA双螺旋结构的立双螺旋结构的立体栽培系统，节约土地又节水。体栽培系统，节约土地又节水。通过实践，黄建洪发现普通立体通过实践，黄建洪发现普通立体栽培系统存在两个问题：浇灌过程中栽培系统存在两个问题：浇灌过程中水浪费现象严重；采光不均匀，导致水浪费现象严重；采光不均匀，导致不同平台的植物生长状况不均衡。不同平台的植物生长状况不均衡。黄建洪

26、联想到利用黄建洪联想到利用DNADNA双螺旋结构优越双螺旋结构优越性改造立体栽培系统，经历半年多的设计修性改造立体栽培系统，经历半年多的设计修改，他终于成功实施了设计方案，与普通立改，他终于成功实施了设计方案，与普通立体栽培系统比，该系统的植物种植密度更高。体栽培系统比，该系统的植物种植密度更高。并且它可以根据植物的需要定时喷水，比普并且它可以根据植物的需要定时喷水，比普通立体栽培更节水。同时，它还能根据不同通立体栽培更节水。同时，它还能根据不同平台植物的采光需要进行旋转，让所有的植平台植物的采光需要进行旋转，让所有的植物能获得均匀的采光。这个设计可以广泛应物能获得均匀的采光。这个设计可以广泛

27、应用于大棚蔬菜的种植、各种花卉的培育以及用于大棚蔬菜的种植、各种花卉的培育以及育种等多个领域。育种等多个领域。浙江林业学院本科生一项试验独具创意浙江林业学院本科生一项试验独具创意 浙江省兰溪市第三中学 陈永新问题的来源问题的来源人类生存活动自然遇到的问题人类生存活动自然遇到的问题别人提出需要设计者解决的问题别人提出需要设计者解决的问题设计者自主发现并要解决的问题设计者自主发现并要解决的问题小结与作业小结与作业发现问题的途径与方法发现问题的途径与方法观察日常生活观察日常生活收集和分析信息收集和分析信息技术研究与技术试验技术研究与技术试验自然遇到问题自然遇到问题他人求助的问题他人求助的问题联想产生问题联想产生问题敏锐观察，抓住问题敏锐观察，抓住问题（用心观察日常生活）（用心观察日常生活）主动出击，寻找问题主动出击，寻找问题（收集和分析信息）（收集和分析信息）严谨试验严谨试验，创造问题，创造问题(技术研究和技术试验技术研究和技术试验)方法二方法三刨根究底，抓住问题刨根究底，抓住问题思维发散，引出问题思维发散，引出问题方法四方法五方法一P083练习讨论练习讨论1、2作业作业：P083第第3题题浙江省兰溪市第三中学 陈永新