1、高中通用技术课程资源网 http:/发现问题与构思方案【学习目标】： 1. 明确发现问题的重要性2. 初步掌握发现问题的一般途径和方法 3. 会判定一个问题是否明确，是否有价值4. 了解要解决一个问题有哪些方面的限制5. 牢记设计分析的三个要素 6. 正确理解和区分常用的几种构思方法 【学习方法】： 通过大量有针对性的练习发现知识的缺陷，然后 结合集中 讲解，在知 识要点中找答案，结合生活经验和案例，在和同学 们讨论中理解和区分概念。 【知识要点】： 爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识的源泉。严格地说，想象力是科学研究的实在
2、因素。 ” 一、发现问题 1、问题的来源 从技术的角度看，问题的产生不外乎下列三种情况：（1）人类生存活动中必然遇到的问题。如：为了解决如何进食的问题，中国人设计出了筷子，西方人设计出了刀叉。（2）由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。如：如何减少行驶汽车的阻力？（3）基于一定的目的，由设计者自己主动的发现问题，并试图解决它。如：蒸汽机的发明。2、发现问题的途径和方法（1）观察日常生活（2）收集和分析信息高中通用技术课程资源网 http:/收集和分析信息的方法很多，下列是课本中列出的几种收集信息的方法。 A、文献法：对已有文献信息进行收集、分析的方法。如通过图书（书面记录，如书籍、报
3、纸、期刊/ 日记/ 信件/会议记录） 、遗迹、遗址或遗骸，如陶器、钱币、战斧、界址以及工具、器皿的碎片或网页等进行信息收集和分析。 B、问卷调查法：用问卷的方法进行实际调查，获取信息发现问题的方法。 C、询问法：用询问的方式收集和获取信息处理问题的方法。 询问法可分为直接询问法和间接询问法；也可以分为集体询问法、家庭走访询问法和个别询问法等。（3）技术试验与技术研究二、明确问题1、判定问题是否明确A、问题表述本身是否明确 B、问题产生的原因是否明确 C、提出问题的目的是否明确 2、确定问题的价值 A、判定一个问题是不是有价值，一般从下列几个方面入手：（1）所提问题是不是遵循科学性原则？ （2）
4、迄今为止，能否确认这个问题尚未得到解决？（3）在你调查的范围内，这个问题是否具有普遍意义？在更广的范围内呢？ （4）在多个问题发生时，这个问题是不是主要问题？（5）现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？高中通用技术课程资源网 http:/（6）解决这个问题所需投入是多少？投入与产出比是不是理想？B、明确问题的内容与价值，除了需要进行一些主观分析外，还可以借助一些研究手段来进行。这样既可以深化对问题的认识，进一步明确问题与内容与价值，又可以分析问题解决的条件及实现的可行性、提出设计要求，奠定基础。 3、明确问题受到的限制4、明确具体的设计任务并制定相应的设计计划具体的设计任务应从以下几
5、个方面进行优化：（1）合理的人机关系 （2）详细的结构布局及系统分配 （3）具体的流程工艺 （4）相应的执行标准及目标要求 （5）制定真实可靠的设计计划及工作进度【考试热点】：一、发现问题的途径和方法 1. 观察日常生活 你知道这些问题引发了哪些设计和发明吗？在此基础上尝试提出两个日常生活中遇到的问题。 当人们生病需要躺着用直吸管吸取杯中的饮料时，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； 在使用折叠式剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。 2. 收集和分析信息 文献法、问卷法、询问法（直接询问法、间接询问法、家庭询问法、个别询问法等） 。思考：你在生活中是否接触
6、过问卷调查？有什么感受？问卷调查有哪些类型？问卷设计需要注意什么问题？案例：日本的本田公司就很推崇“抓住问题，追问到底”。比如，某台机器突然不动了，他们就采用追问到底来解决。“机器为什么不动了？” 保险丝断了。 高中通用技术课程资源网 http:/“为什么保险会断？” 超负荷，电流过大 “为什么超负荷？” 轴承润滑不好 “为什么轴承会润滑不好？”吸不上润滑油。 “为什么吸不上油？” 油泵严重磨损 “为什么会磨损？” 是因为没有装过滤器进入了铁屑。 问题到此，也就解决了。应该给油泵装过滤器。 可见采用询问法不仅可以发现问题，而且可以发现问题产生的原因。3. 技术研究与技术试验 案例：伽利略与体温
7、表。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，伽利略不停地思索，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，
8、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。 从水的上升与下降，已经看出温度的变化了，但这不可能供医生去使用，因为一盆水和一根试管无法去给病人量体温，同时也没有温度变化的具体刻度。 后来，伽利略又做了多次改进，把一个
9、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。伽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。 这个案例给我们什么启示？高中通用技术课程资源网 http:/二、方案构思的常见方法 草图法直观明了 用画草图的方法能大致表达设计者的意图，在一件具体产品的设计构思初级阶段常用，对画图技术要求不高，也可以随意修改，此法可以自由发挥，
10、不受约束。模仿法简单易行 通过对自然界或者已有产品的原理、结构、外形的模仿，设计出新的产品。此法有一定的创新性。 案例：仿生：蝙蝠雷达 海豚声纳通讯 鹰眼自动变焦的摄像机、照相机 仿形：袋鼠式母子雨衣 卡通外形的电话、闹钟、台灯等 直升飞机 结构模仿：08 年奥运会主体育场鸟巢联想法由此及彼 此法重在充分发挥想象力，通过联想，实现原理方法和设计思路的迁移或者移植，比模仿法在创新性上更进一步。 案例：万户飞天运载火箭 “XXX”型电动伸缩门伸缩性的 CD 架，可伸缩晾衣架 案例：拔棉器 江西省一位初中二年级的女学生，在家里帮助父母到棉田里拔棉杆，由于棉杆根系发达，拔起来很费劲，她就想到能不能设计
11、一种拔棉杆的工具。后来，她想到了用“羊角锤”拔钉的原理，经过移植，设计成了拔棉杆的工具，很受棉农的欢迎。奇特构思法与众不同 奇特，即“巧”夺天工，使人产生意想不到的效果，反映设计人在智力上的独到之处。 “奇特”表现方式：表现在原理、结构、材料、方法、用途等方面的创造。奇特性构思所形成的方案一般具有原创性。案例：美梦机（日本）:可以通过它 “唤醒”你喜欢的记忆，制造出接近你梦想的环境，从而让你天天做美梦 笔记本电脑(美国):通过变形操作，一部手机可以在几秒钟内拉开成为一台有着大屏幕的笔记本电脑。 可以清洗的手机(英国):这个手机并非普通手机，而是采用了一种名为 ElekTex 的设备柔软技术，从
12、里到外就像个布疙瘩，能够随意清洗。 高中通用技术课程资源网 http:/【典例探究】： 例 1、有一次，晓亮同学家来了几个客人，晓亮同学用一次性塑料杯给客人倒了热茶水，过了一会儿晓亮发现了两个问题：一是塑料杯受热变软不好拿，二是客人走动后杯了容易混淆。过后晓亮写信给塑料杯厂家，提出了对杯子改进的方案。如果你是晓亮，你明确了什么问题？说说你能向厂方提出什么样的方案？ 【答案】 （1）明确问题的要点：杯子变软的原因：一是杯壁太薄，二是所用塑料材料不耐热，杯子易淆是因为杯子上没有识别标记；现有的材料和技术可以解决以上问题 （2）提出方案的要点：解决杯子变软的问题（在杯壁上设计加固网格；用耐热材料制造
13、：使用杯套） ；解决杯子容易混淆的问题（在杯子上印上醒目的数字；在杯子上印色环；在杯子上印上不同图案） 例 2、设计一个中学生随身携带的水壶，该如何进行设计分析？请写出影响设计的主要因素。 【答案】设计中学生随身携带的水壶，我们应该从三个方面入手，即人、物、环境。这里的人中学生；物水壶；环境随身携带。从水壶分析，水壶壁需要能隔热，避免烫伤，这就要求在选材时选用环保安全的材料而且隔热性能好，或者在水壶壁上增加隔热层；由于中学生好运动，壶盖和壶应连在一起，不容易丢失，而且水壶需要有背带，壶的容量不要太大，易于携带。 例 2、下面一段文字体现了什么构思方法？手机可以像衣服一样清洗，你相信吗？ 手机还
14、可以像变形金刚那样在需要时变成一个大屏幕的笔记本电脑，你相信吗？ 你能想像在现实生活中有一种让你天天做美梦的机器吗？【答案】构思方法之四奇特性构思法 【专项演练】 1、人类生活中，需要进食以补充能量，于是便有什么产生？ A、农耕技术 B、食品加工技术 C、纺织缝制技术 D、通信邮电技术 2、人们首先发现了什么问题而发明电冰箱（ ） A、冰箱可以制作冰淇淋 B、低温可以保鲜 高中通用技术课程资源网 http:/C、冰箱可以制作冰水 D、冰箱可以冰镇啤酒 3、下列不属于发现问题的方法的是（ ） A、问卷调查法 B、文献法 C、询问法 D、分析法 4、下列不属于问题来源的是（ ） A、由别人给出问题
15、，设计者必须针对问题寻找解决方案 B、自己想象出来的问题 C、基于一定目的，由设计者自己发现的问题，并试图解决它 D、人类生活中必然会遇到的问题 5、以下哪项技术满足了人们交往以保持与别人联系的需要？（ ） A、车船制造技术 B、摄像技术 C、通信邮电技术 D、印刷技术 6、小明要设计一个小朋友外出游玩随身携带的小凳，他对小凳进行了设计分析，你认为对产品进行设计分析应考虑的因素是（ ） A、 “物” 、 “人” 、 “环境” B、美观、实用、经济 C、结构、功能、安全性 D、高效、健康、舒适 7、微型照相机、摄像机自动调焦的针孔摄像头是用 进行方案的构思。 （ ） A、草图法 B、联想法 C、
16、奇特性构思法 D、模仿法 8、制定设计方案的过程是（ ） 方案筛选 方法构思 设计分析 方案呈现 收集信息 A、 B、 C、D、 9、仿生技术、微型照相机、人造卫星拍摄系统、摄像机自动调焦的针孔摄像头用（ ） A、草图法 B、联想法 C、奇特性构思法 D、模仿法 10、火箭发明是用什么方法进行方案的构思？（ ） A、草图法 B、联想法 C、奇特性构思法 D、模仿法 11、夜视镜是用什么方法进行方案的构思？（ ） A、草图法 B、联想法 C、奇特性构思法 D、模仿法 12、在古今许多战争中，侦察员是个重要的角色。许多侦察员想：要是有一双夜视眼高中通用技术课程资源网 http:/就好了。这个设想在
17、人的生理功能前提下很难实现。然而人们在对这个方案构思进行二次开发的时候，采用红外热敏材料造出了能在夜晚看清敌人的夜视镜。这种方案构思方法属于哪一种？（ ） A、草图法 B、联想法 C、奇特性构思法 D、模仿法 13、人类探索宇宙奥秘的梦想其实很早就有，而且有一些人还为此付出了沉重的代价。后人由“万户飞天”的壮举联想到制造能够飞上太空的火箭，这种方案构思的方法属于哪一种？ A、草图法 B、联想法 C、奇特性构思法 D、模仿法 14、科技走进生活，新产品层出不穷，我们在进行产品设计分析时，要考虑的三要素是（ ） A、物、人、环境 B、物、人、安全 C、物、环境、适应性 D、人、物、材料成本和结构1
18、5、阅读材料，分析回答下列问题。在人类历史上，总有人幻想设计“永动机” ，以提供“没有本线的能源” 。 “永动机”的想法一直持续了几百年。有人企图利用物理方法设计“永动机” ，结果遭到失败。后来又有人妄想从化学变化过程中实现“永动机” 。此后，仍然有人梦想到制造另一类“永动机” 。他们的想法是直接从海洋或大气中吸取热量，使之完全变为机械功。英国物理学家在大量实践经验的基础上，于 1851 年提出了一条新的普遍原理：从单一的热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响是不可能的。这样，第二类“永动机”的梦想也彻底破灭了。通过上面的材料回答问题：（1）上面的例子说明的是技术的 属性。 “永动
19、机”失败的原则是 。 （2）例子中提到的英国的物理学家是（ ） A、达尔文 B、开尔文 C、牛顿 D、惠更新（3） “永动机”的梦想虽然破灭了，但是人类技术的发展却没有止步。19 世纪 70 年代， 的出现，标志着第二次技术革命的开始。 （4）有一位雄心勃勃的年轻人想发明一种能够溶解一切物质的溶液。下面哪项劝告最能使这位年轻人改变初衷呢？ 高中通用技术课程资源网 http:/A、许多人都已经对此做过尝试，没有一个是成功的 B、理论研究证明这样一种溶液是不存在的 C、研究此溶液需要复杂的工艺和设备，你的条件不具备 D、这种溶液研制出来之后，你打算用什么容器来盛放它呢 （5） “永动机”的梦想有时
20、也会发生在现代人身上，比如有人想“不劳而获” ，有的同学想“不学习而成绩好” ，有人想“发明能溶解一切物质的溶剂”根据这些现象请你写出一篇 200 字左右的短文，或举一个违反自然规律的例子。 16、通过对人们的需求调查发现和明确了值得解决的技术问题如下，请选择最有价值的问题，并判断自己是否具有解决这个问题的条件和能力。 （1）人们在夜晚打开门锁时，如果附近没有灯光，从寻找钥匙到打开门的过程，是比较麻烦的。 （2）家中如果只有一位耳背的老奶奶，如何解决她接听电话的问题。 （3）我们学校现在使用的黑板擦，对于擦黑板和健康问题依然没有很好地解决。 （4）我们学校个别地方“长明灯”现象还存在，如何才能有效解决？ 你认为最有价值的问题是 只写字母序号，你解决问题具有的有利条件是： 高中通用技术课程资源网 http:/ 解决问题的不利条件是： 17、利用草图构思中小学生文具盒的设计方案，并用文字、图表进行说明。 （注：没有创新或者发明的设计不能得分）
