第四章-发现与明确问题资料

同享益众沈云丰[e-mail]2008.4第四章发现与明确问题一、发现问题二、明确问题桐乡一中执教：沈云丰同享益众沈云丰[e-mail]2008.4一、发现问题学习目标•明确发现问题的重要性;•初步掌握发现问题的一般方法;•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。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4不断发现问题→不断进行设计→从而不断解决问题从技术角度看，人类进步与发展的过程：在技术课程中，我们讨论的主要是技术方面的问题。问题：在生活中，我们所不知而需要解答的话题。同享益众沈云丰[e-mail]2008.41、问题的来源①自己遇到的②别人给出的③主动发现的人类生存活动中必然会遇到的问题。例如，为了解决人们如何进食的问题，中国人设计出了筷子，而西方人则设计出了刀叉。在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。例如，为了减少空气阻力，人们设计了外观呈流线型的汽车。需要我们积极主动的思考，独具慧眼的发现。例如，1876年，贝尔发明了第一部电话。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4流线型设计的交通工具同享益众沈云丰[e-mail]2008.4同享益众沈云丰[e-mail]2008.4同享益众沈云丰[e-mail]2008.42、发现问题的途径与方法①观察日常生活②收集和分析信息③技术研究与技术试验你认为发现问题的途径与方法还有哪些？世界的每个角落→问题←生活的方方面面发现问题的意识→发现问题的方法发现问题→发现有价值的问题同享益众沈云丰[e-mail]2008.4日常生活是我们存在的背景和基础,它往往蕴藏着丰富的问题资源。观察不仅仅是眼睛的事情，要与耳、鼻、舌、手等五官并用。①观察日常生活詹姆斯·哈格里沃斯有一次无意中将家中的纺车碰翻了，他看到原来水平放置的纺车锤变成了垂直竖立，仍在不停地转动。从这一偶然事件中，他得到启示：既然纺车锤竖立时仍能转动，要是并排使用几个竖立的纺锤，不就可以同时纺出好几根纱吗?他说干就干，经过试验终于发明了装有8个纺锤的新式纺纱机。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4马上行动1.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；2.人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子；3.在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤；你知道这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？同享益众沈云丰[e-mail]2008.4对于日常生活中的问题我们还可以通过有目的、有计划的观察来加以发现。这样的观察，往往需要根据一定的目的，先制定一个观察提纲或观察表，然后用自己的感官和辅助工具观察日常生活的某一方面，最后在一定的总结与分析的基础上提出问题。观察的一般要求1.养成观察习惯，形成观察的灵敏性；集中精力，勤奋、全面和多角度地进行观察；观察与思考相结合。2.制定好观察提纲。观察提纲因只供观察者使用，应力求简便，只需列出观察内容、起止时间、观察地点和观察对象即可。为使用方便，还可以制成观察表或卡片。3.按计划(提纲)实行观察，作好详细记录，最后整理、分析、概括观察结果，作出结论阅读同享益众沈云丰[e-mail]2008.4②收集和分析信息在信息时代，种类繁多、纷至沓来、层出不穷的信息是丰富的问题之源。我们通过对文献信息、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；通过问卷调查、询问访谈等方式进行信息的收集，有时也会有惊人的发现。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4收集和分析信息的多种方法同享益众沈云丰[e-mail]2008.41.问卷分类A.开放式问卷。被调查者在表格中根据自己的意愿填写相关内容。B.封闭式问卷。被调查者在已设计好的答案中选择自己最认可的一项。C.混合式问卷。在一份问卷中，既有开放式要求的栏目，又有封闭式要求的栏目。2.调查问卷设计的原则把被调查者作为问卷设计的出发点，忌问卷设计得太长，问题太多，需要填答的量太大；忌问卷中要求被调查者进行难度较大的回忆和计算；对阻碍问卷调查的因素有明确的认识；从多个不同的角度来考虑问卷的设计工作。小资料同享益众沈云丰[e-mail]2008.4升入高中后，孙宇感到学习内容不但增多了，而且有了一定的难度，他晚上看书学习的时间也随之延长。家里的台灯让孙字伤透了脑筋。写作业时，凌乱的书有时会将台灯碰倒；楼下的汽车鸣笛声会使由声控开关控制的台灯突然熄灭；灯光太弱，孙宇想看清书上的内容，就得费劲地靠近课本，时间长了，腰酸背疼，而且视力也下降了许多。孙字就使用台灯产生的苦恼询问班上同学，他发现多数同学竟然存在同样的问题。“什么样的台灯才适合学生使用呢?”孙宇提出了这样一个问题。从现在开始，我们将以高一(1)班孙宇等同学设计台灯为例，具体讲述从发现与明确问题到制作模型或原型的整个设计过程。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4讨论设想孙宇是怎样就使用台灯产生的苦恼展开询问的，并与同桌进行情景模拟。思考假设你询问的内容涉及到对方的隐私，应怎么办?采用询问法不仅可以发现问题，而且可以了解问题产生的原因。马上行动请就钢笔的使用情况设计一个询问提纲，通过对同学的询问，发现问题并了解问题产生的原因发现的问题问题产生的原因同享益众沈云丰[e-mail]2008.4③技术研究与技术试验技术研究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。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题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例分析—伽利略与体温计在400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：“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？”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，他不停地思索，但总是想不出什么好办法。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4一天，伽利略正给学生上课。他边操作边讲解，学生都听得入迷。他问学生：“当水的温度升高，特别是开的时候，为什么会在罐内上升？”“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。”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？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，中间还隔了一段很长的距离，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。有一天，他用手握住试管底部，让管内的空气渐渐变热，然后把试管的上端插入冷水中，松开握着的手，他发现，水在试管里慢慢吸上一截去；再握住试管，水又渐渐从试管里被压了下去。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4从水的升降，已能看出温度的变化，但还不能供医生去用，因为一盆水和一根没有刻度的试管无法给病人量体温。后来，伽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。可到了寒冷的冬天，一个个温度表都破裂了，原来是水结冰撑裂的。伽利略又经过几十次试验，终于发现，可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。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4BTM—0301（S/T）系列红外体温监测仪•采用已经授权的中国发明专利技术，经中国计量科学研究院生产的红外测温仪校准装置校准，通过专门设计的红外光学系统及高灵敏度的红外探测器，监测人体某一部位的表面热辐射——即红外辐射强度，从而能够非接触测量温度，了解人的体温状况。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4发现问题的途径与方法有很多，我们可以通过自身的实践和进一步的研究去探索和总结。讨论请你谈谈技术试验对发现问题有什么重要作用。思考你认为发现问题的途径与方法还有哪些？同享益众沈云丰[e-mail]2008.4练习1.鲁班上山的时候，偶尔捋了一把长在山上的一种野草，手一下子就被划破了。鲁班很奇怪，小小的一根草为什么这样锋利?他把草折下来细心观察，发现草的两边都长有许多小细齿，他的手就是被这些小细齿划破的。鲁班由被锯齿形的草划破手而发明了锯。在日常生活中，你是否也具有这种发现问题的意识?这种意识对发现问题有何作用?2.人有时借助于做梦也可以发现问题，你有过这样的经历吗?若有，那么你借助于做梦发现了什么问题?3.现在，笔的样式越来越多，有立方体形的，也有圆柱形的；有很细的，也有特别粗的……我们选择的范围也越来越大。请就笔的使用情况，采用观察法、询问法、问卷调查法中的任意一种，发现问题并查明原因。4.请以全班同学为调查对象，根据前文所提供的台灯使用情况进行调查，完成调查结果百分比图，并提出自己分析问卷所发现的问题。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4综合实践活动一：•以小组为单位搜集同学们在日常生活中遇到的问题，小组长进行记录，并进行总结发言。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4学业成绩与学分认定方法•过程性评价–考勤（10%）–小组活动–课堂表现–问题、方案袋（加分）•终结性评价–操作考核（20%）–书面测试（20%）–创作作品（20%）30%同享益众沈云丰[e-mail]2008.4二、明确问题•明确问题的内容与价值•明确解决问题受到的限制及具体的设计任务•设计计划学习目标桐乡一中执教：沈云丰同享益众沈云丰[e-mail]2008.4二．明确问题1.明确问题的内容与价值2.明确解决问题受到的限制及具体的设计任务3.设计计划同享益众沈云丰[e-mail]2008.41、明确问题的内容与价值①问题是否明确问题表述本身问题产生的原因提出问题的目的②问题的价值是否遵循科学的原理目前有没有解决是否有普遍的意义是否是主要问题现有条件能否解决所需投入及产出同享益众沈云丰[e-mail]2008.4做法：主观分析、研究手段（信息收集、调查分析）同享益众沈云丰[e-mail]2008.4同享益众沈云丰[e-mail]2008.4资料统计结果的图表有很多种，同学们可联想归纳、创造，自由发挥。同时，要注意统计中的分析与判断。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4孙宇等四组同学借助信息收集、调查分析等手段明确学生台灯问题的内容与价值的过程是否合理?谈谈你的认识。▲讨论：同享益众沈云丰[e-mail]2008.42、明确解决问题受到的限制及具体的设计要求在明确问题的内容与价值之后，还应明确解决这一问题所受到的主客观条件的限制，明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务。无论是一个问题的解决，还是一项设计的进行，它的限制主要是由两方面决定的，一是设计对象的特点和问题解决的标准，二是设计者的技术能力与条件。同享益众沈云丰[e-mail]2008.4就设计对象而言，一方面，不同的设计对象往往具有不同的特点，其产品的功能、大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准也有所不同。▲马上行动：假如要设计一个家庭书架，你认为从设计对象角度看应受到哪些方面的限制？讨论后填写在下面的空格内：限制的内容原因同享益众沈云丰[e-mail]2008.4•一个问题的解决或一项设计的完成，除了受设计对象所涉及的标准和因素的限制外，还受到问题解决者或设计者的主客观条件的限制。从主观条件看，主要是其是否具有解决问题所需要