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1、3.1 发现与明确问题,学习目标:1.明确发现技术方面问题的重要性，知道发现问题的基本来源。2.初步掌握发现问题的一般途径与方法。3.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。,一、设计问题的来源,设计是一个“问题的求解”的过程,发现问题进行设计解决问题,问题从哪里来？,必然碰到的别人给出的主动发现的,要主动发现问题,发现问题比解决问题更重要！,设计问题来源于人类的需求和愿望,1、问题的来源,（1）人类生存活动中必然会遇到的问题.,为了解决进食，人们设计了筷子、勺子，西方人发明了刀叉。,为了解决出行时的交通问题，人们设计了自行车、汽车等交通工具。,例如：,人类想和鸟一样飞翔，人
2、们设计了飞机。,人类需要更多的粮食，袁隆平培育了超级水稻。,我们需要携带书本和文具，因而设计了书包。,1、问题的来源,(2)别人给出的问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。,如：当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。,流线型设计的交通工具:,“喂，芝加哥”这一历史性声音被记录下来,1、问题的来源,(3)基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题.,案例分析：,电话的发明,思考：、贝尔的设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？2、电流的什么特点使人们想到用电来传递声音？,又如我国准备发射绕月卫星，现在我国的火箭推力不足，必须研制
3、大推力火箭。,需要我们积极主动的思考、发现，推进技术的发展和创新。,电话的发明历程：德国人赖特-美国人格雷-美国的贝尔(英国移居),积极主动的心态,对问题价值的敏感性,、发现问题的途径和方法,“用心”观察日常生活,“线龟”缠线器,对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现。,“线龟”缠线器，解决电视机后面电线长、电话线长、网线长的问题。,案例：,在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？,你知道下面这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？,马上行动,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；人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子；在使用折叠剃须刀时很
4、不安全，常常刮破皮肤。,浙江省有一位高中学生，设计了一个“多功能量角器”。获得了浙江省青少年科技发明奖。她是怎样发现了这个设计项目的呢？原来是因为做错了一道数学题。一次数学作业本发下来，在一道题上老师划了一个大红叉。仔细一看是因为三角函数值查错了。她想，可不可以不用查表就得到函数值呢？如果能将函数值刻在量角器上，不是很方便吗？因此，她决定设计一个“多功能量角器”。经过她的刻苦钻研和实验，终于获得了成功。,该设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？,一名叫章晓军的高中生，他的邻居大叔工作时扭伤了腿，柱着拐杖回家休养。每天看到大叔艰难地上楼、艰难地下蹲。使章晓军同学产生了要为大叔减轻痛苦的强烈愿望
5、。他经过分析，只要拐杖能随着人动作的需要变化长度，让拐杖什么时候都能起到作用，就能帮助用拐杖的人方便地完成上楼、下蹲等动作。经过多次的试验、改进，最后终于完成了这项产品的发明。并获得省科技发明二等奖。,该设计针对的是什么问题？这个问题从何而来？,在使用笔中发现的问题,现场调查：笔除了写字之外，还可以有什么样附加功能呢?,笔摔下来之后，就写不出来，会漏墨。笔的形状，适合不同人群的需要。笔帽的问题，自动盖上笔帽。,问题的交流,笔的一些附加功能,Mp3、计算器、自动涂改、扫描仪、记忆笔(有存储功能)、手表,主动出击寻找问题,收集和分析信息,（3）技术研究与技术试验,通过技术研究、技术试验的过程中获得
6、灵感、体悟，进而发现新的问题。,案例：,伽利略与体温计,请你谈谈技术试验对发现问题有什么重要作用？,你知道体温计是谁发明的吗?,体温表为什么采用水银？,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。他问学生：“当水的温度升高，特别是水开的时候，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
7、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时间，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。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
8、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。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。,伽利略与体温计（续）,体温表为什么采用水银？,常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油等，而体温表采用水银，这是为什么？体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高1摄氏度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计相比，有两个特殊要求：一是要能准确到0.1摄氏度，二是要能离开人体读数。为此，体温表在构造
9、上“有一段非常细的缩口”，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力大、不浸润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。,船模技术试验,小结：如何主动发现问题？,积极敏锐 抓住问题（用心观察日常生活）,主动出击，寻找问题（收集分析信息）,科学探索，创造问题（技术研究和技术试验）,心理基础,方法一,方法二,二、明确设计要解决的技术问题,1、判断问题是否能够解决,问题是否违反科学理论，是否违反客观规律？,某些学科的论断，某些实验的结论往往存在局限性，其科学性同样有局限性，所以，有些挑战某些学术权威
10、或者学科论断和实验结果的设计，我们应该善待之。,能否制造出一个不需要任何能源的机械装置带动车辆运行？能不能把水“变成”油？,凡是伪科学或者反科学的问题都应该立即终止设计,二、明确设计要解决的技术问题,、判断问题是否当前可以解决,解决这个问题是否超出了当前的能力与条件?,凡是当前科学技术水平无法解决的问题都不适宜进行设计;凡是当前物质条件和工作条件(人力、物力、资源等）限制的问题，也不适宜进行设计。,二、明确设计要解决的技术问题,、判断问题是否值得解决,解决这个问题是否有价值？投入产出比如何？社会效益如何？综合效益如何？,凡是不符合成本效益原则的设计一般都不适宜进行设计。,发现问题综合实践,、把自己发现的问题填入表格，小组内交流：、你在刷牙时发现的问题、你在使用剪刀时发现的问题、你在使用雨具时发现的问题、你在使用黑板擦擦黑板时发现的问题,、以小组合作的方式完成下面调查：、对书桌功能的需求。、老人出行对拐杖的需求。,
