資源簡介

(共26張PPT)
3.1 發現與明確問題
學習目標:
1.明確發現技術方面問題的重要性，知道發現問題的基本來源。
2.初步掌握發現問題的一般途徑與方法。
3.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。
一、設計問題的來源
設計是一個“問題的求解”的過程
發現問題→進行設計→解決問題
問題從哪里來？
必然碰到的
別人給出的
主動發現的
>>>要主動發現問題
發現問題比解決問題更重要！
設計問題來源于人類的需求和愿望
1、問題的來源
（1）人類生存活動中必然會遇到的問題.
為了解決進食，人們設計了筷子、勺子，西方人發明了刀叉。
為了解決出行時的交通問題，人們設計了自行車、汽車等交通工具。
例如：
人類想和鳥一樣飛翔，人們設計了飛機。
人類需要更多的糧食，袁隆平培育了超級水稻。
我們需要攜帶書本和文具，因而設計了書包。
1、問題的來源
(2)別人給出的問題，設計者必須針對問題尋求解決方案。
如：當汽車的速度超過200Km/h時，空氣阻力的問題越來越明顯。為了解決這個問題，人們設計了外觀呈流線型的汽車。
流線型設計的交通工具:
“喂，芝加哥”
這一歷史性聲音被記錄下來……
1、問題的來源
(3)基于一定的目的由設計者自己主動地發現問題.
電話的發明
思考：
１、貝爾的設計針對的是什么問題？這個問題從何而來？
2、電流的什么特點使人們想到用電來傳遞聲音？
又如我國準備發射繞月衛星，現在我國的火箭推力不足，必須研制大推力火箭。
需要我們積極主動的思考、發現，推進技術的發展和創新。
電話的發明歷程：
德國人賴特----美國人格雷----美國的貝爾(英國移居)
1、賴特是一位德國教師。1861年，他造出了一臺簡易電話機，由發話器和受話器兩部分組成。
賴特高興地把這一發明拿到法蘭克福物理學會上表演，但是到會的權威們卻毫無興趣，認為這是小孩子的玩藝。這使賴特受到很大打擊，不久就病逝了。
2、1874年，美國人格雷制造了一臺比賴特電話還要靈敏些的電話機，在華盛頓當眾表演。表演是成功的，但是權威們依然認為用電傳送人的聲音沒有實用價值。格雷在眾口非議中也動搖不干了。
3、貝爾是治療耳聾的醫生。他的工作使他對聲音如何用電來傳遞產生了興趣。
１８７６年貝爾電話研制成功。
積極主動的心態
對問題價值的敏感性
積極敏銳　抓住問題
（主動發現問題的心理基礎）
２、發現問題的途徑和方法
⑴“用心”觀察日常生活
“線龜”纏線器
對生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引發一個問題的發現。
“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。
在日常生活中，你有過無意中發現問題的經歷嗎？
你知道下面這些問題的發現引發了哪些設計和發明嗎？
　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；
　人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會燙著孩子；
　在使用折疊剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚。
　　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。
該設計針對的是什么問題？
這個問題從何而來？
　一名叫章曉軍的高中生，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。
該設計針對的是什么問題？
這個問題從何而來？
在使用筆中發現的問題
１ 發現的問題：
有可能引出的設計或你的設想：
２ 發現的問題：
有可能引出的設計或你的設想：
現場調查：筆除了寫字之外，還可以有什么樣附加功能呢
①筆摔下來之后，就寫不出來，會漏墨。 　　②筆的形狀，適合不同人群的需要。 　　③筆帽的問題，自動蓋上筆帽。
問題的交流
筆的一些附加功能
Mp3、計算器、自動涂改、掃描儀、記憶筆(有存儲功能)、手表……
⑵主動出擊　尋找問題
——收集和分析信息
（3）技術研究與技術試驗
通過技術研究、技術試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發現新的問題。
伽利略與體溫計
請你談談技術試驗對發現問題有什么重要作用？
你知道體溫計是誰發明的嗎
體溫表為什么采用水銀？
伽利略與體溫計
　在400年前，科學家伽利略在威尼斯一所大學里教書。有些醫生找到他，懇求說：“先生，人生病時，體溫一般會升高，能不能想個辦法，準確地測出體溫，幫助診斷病情呢？” 　醫生的真誠請求，使伽利略感到難以推辭。為了制作出這一醫療器具，咖利略不停地思索，但總是想不出什么好辦法。 　一天，伽利略給學生上試驗課。他邊操作邊講解，學生都聽得入迷。他問學生：“當水的溫度升高，特別是水開的時候，為什么會在罐內上升？” 　　“因為水溫達到沸點時，體積增大，水就膨脹上升。水冷卻，體積縮小，又會降下來。”學生作出了正確的回答。 　這個常識性的回答經學生一說，頓時使伽利略來了制造體溫表的靈感。伽利略興奮地想：水的溫度發生變化，體積也隨著變化；那么反過來，從水的體積變化，不是也能測出溫度的變化嗎？
伽利略高興得忘乎所以，竟不顧自己還在上課，馬上回到辦公室，根據熱脹冷縮的原理著手，做起試驗來。從根據這一原理，到試制體溫表成功，中間還隔了一段很長的時間，伽利略不知試驗了多少次，但都失敗了。伽利略又做了多次改進，把一個很細很細的試管裝上水，排出里面的空氣，又密封住，并在試管上刻上了刻度，然后送給醫生用，醫生讓病人握住試管，果然，水上升的刻度反映出了病人的體溫。世界上第一個體溫表試制成功了。 　　可是，到了寒冷的冬天，一個個溫度表都破裂了，原來是水結冰撐裂的。咖利略又經過幾十次試驗，終于發現，可以用不畏嚴寒的酒精代替水。再往后，人們又發現水銀比酒精更適宜。所以現在的體溫計都是水銀芯的。
伽利略與體溫計（續）
體溫表為什么采用水銀？
　　常用溫度計采用的液體是水銀、酒精、煤油等，而體溫表采用水銀，這是為什么？ 　　體溫表采用水銀不是為了減少體溫表吸熱：水銀的比熱容比較小，但體積相同時，水銀的質量較大，計算表明，同體積的水銀、酒精、煤油，升高1攝氏度時，吸收的熱量，接近相等。體溫表和一般溫度計相比，有兩個特殊要求：一是要能準確到0.1攝氏度，二是要能離開人體讀數。 　　為此，體溫表在構造上“有一段非常細的縮口”，但同時還必須使用水銀。這是由于水銀的內聚力大、不浸潤玻璃，能在收縮時在縮口處斷開，從而實現離開人體讀數。同時，水銀密度大、比同體積的酒精或煤油的慣性大，又保證它能在使用前被甩回到玻璃泡內重新使用。
船模技術試驗
小結：如何主動發現問題？
積極敏銳 抓住問題
（用心觀察日常生活）
主動出擊，尋找問題
（收集分析信息）
科學探索，創造問題
（技術研究和技術試驗）
心理基礎
方法一
方法二
二、明確設計要解決的技術問題
1、判斷問題是否能夠解決
問題是否違反科學理論，是否違反客觀規律？
　某些學科的論斷，某些實驗的結論往往存在局限性，其科學性同樣有局限性，所以，有些挑戰某些學術權威或者學科論斷和實驗結果的設計，我們應該善待之。
①能否制造出一個不需要任何能源的機械裝置帶動車輛運行？
②能不能把水“變成”油？
凡是偽科學或者反科學的問題都應該立即終止設計
二、明確設計要解決的技術問題
２、判斷問題是否當前可以解決
解決這個問題是否超出了當前的能力與條件
　　凡是當前科學技術水平無法解決的問題都不適宜進行設計;凡是當前物質條件和工作條件(人力、物力、資源等）限制的問題，也不適宜進行設計。
二、明確設計要解決的技術問題
３、判斷問題是否值得解決
解決這個問題是否有價值？
投入產出比如何？
社會效益如何？
綜合效益如何？
凡是不符合成本效益原則的設計一般都不適宜進行設計。
發現問題綜合實踐
１、把自己發現的問題填入表格，小組內交流：
⑴、你在刷牙時發現的問題
⑵、你在使用剪刀時發現的問題
⑶、你在使用雨具時發現的問題
⑷、你在使用黑板擦擦黑板時發現的問題
２、以小組合作的方式完成下面調查：
⑴、對書桌功能的需求。
⑵、老人出行對拐杖的需求。

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