技术与设计-无针注射器的原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 发现与明确问题,江苏省太湖高级中学 吕 洪,第一节 发现问题,在一个五百多户的小区里有两家副食品店，生意都不错。不过，两家还是有点差距。生意好的那家每月销售额要比另一家多出三四百元，多卖出的这部分大多是被小孩们买去的。生意稍差的这家注意到了这点，便悄悄地寻找原因。货是一样的货，价也是一样的价，怎么小孩都愿意上那家去买呢？百思不得其解，于是他们只好叫自己的孙子去孩子中打探。,故事-找钱哲学,小孙子回来告诉他们，那家的老奶奶每次都笑着对来买东西的小朋友说：“来，找你一张新票。”不管是一元钱还是五角、一角，都是找新钱。原来如此。他们是利用了人们喜新厌旧的心理。大人虽然不像小孩那样明显，但在找钱时也很讨厌找回破旧不堪的钱币。时间一长，就会把这种厌烦心理波及到对售货员、对店家的态度上，所以一些精明的商家总是会准备好充足的零钱，以取悦顾客。,故事-找钱哲学,生活中有很多方面问题，有科学问题，社会问题和技术问题等，今天我们主要学习的是发现技术问题，或者说学会从技术的角度去发现问题，因为有时一个问题也可能包含和混合了很多方面的知识。,启示：做生活中的有心人，要善于发现问题。,1、列举出几个你在日常生活中碰到的问题。,2、阅读分析案例1-4,从案例得到的启示：,上面的几个案例既不是说的牛顿、爱迪生、伽里略等外国的大科学家、大发明家的事例，也不是流传千古的中国古代发明家的故事。而是和我们同时代的普通高中生的真实事情。通过这些案例，给我们留下了什么样启示呢？同学们能谈谈吗？,我认为，这几个案例说明了问题存在于生活中，生活中也存在问题，问题处处在，时时有。只要同学们细心、认真观察也可以发现问题。人人都可以进行设计，人人都可以有所发明，每个人都有创造的潜能，而且从某种意义上看，创造又是十分简单的。我们要鼓励同学们积极动脑，勇敢地动手，尝试着去发明，去创造，并最终拿出成果来。,大家可以发现什么问题?,一、发现问题,一、发现问题,对于一些人来说，打针是件痛苦事，有些人还会晕针。最近，英国的科研人员就为他们发明了一种,新型无针注射器,。这种新注射器简单易操作，人们甚至无需前往医院，就可以为自己注射。另外，由于该注射器不需要进入人体，因此不会造成疾病传染。,原理是通过高压使,液体,药品通过一个极细的孔后，产生一个液体柱，穿透,皮肤,喷射,到皮下。它的优点是消除了被注射者对针头的恐惧，消除了疼痛。无针注射技术在欧美国家百年前就已诞生，但没有被大量应用，现在它的体积制造的很小，而且注射效果也大大提高。目前大量应用于,胰岛素,，,疫苗,等小量液体药品的注射。,爱因斯坦曾经说过：“,提出一个问题比解决一个问题更重要,”。这说明了发现问题在技术活动中的重要性。,1、发现问题的重要性,现在我给同学们举个例子，说明发现问题的价值。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，用了两天两夜的时间呆在发电机旁，这看看那听听，最后，他在发电机的顶上划了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将划线处的线圈减少16圈。故障果然被排除了。这位德国专家向福特公司索要1万美元的酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。同学们认为值不值？,福特公司的老总认为值。因为他发现了问题。而不在于排除故障的复杂与简单。为什么其他人没有发现问题呢？,而设计的过程，实际上就是寻找解决某个问题的途径的过程。发现问题和提出问题是进行设计的前提，如果没有发现问题、不能提出问题，设计便无从谈起。,1、发现问题的重要性,第一种，人类生存活动中必然会遇到的问题。这可以说是一切技术问题的总来源。,2、问题的来源,什么是问题？,在生活中，有很多为我们所不知而需要解答的话题。,问题是如何产生的呢？,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。,又如，为了解决如何清洁牙齿的问题，人们设计出了牙刷和牙膏。,2、问题的来源,第二种，由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。这是现在大多数设计人员设计问题的基本来源。,例如，当汽车的速度超过200km/h时，空气阻力问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。,2、问题的来源,第三种，基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题，并试图解决它。,第一种,人类生存活动中必然会遇到的问题,第二种,别人给出的问题,第三种,设计者自己主动发现并想去解决的问题,2、问题的来源,第一、第二种问题的提出往往比较明确，主要是针对一般的和已有的问题提出的，而第三种问题却是全新的，它需要我们独具慧眼的发现。这类问题的发现，它可以挑战和拓展我们的能力，也有可能更好地满足了人们的需要，推进了技术的发展和创新。,3、发现问题的途径与方法,（一）观察日常生活,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的，好似漫无目地，走马观花。但也能发现问题。,问题存在于世界的每个角落，存在于生活的方方面面。我们不仅应有主动发现问题的意识，而且应掌握一些发现问题的方法。,无意观察,马上行动,你知道这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？,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不安全，常常刮破皮肤。,变色防烫碗,一种自带吸管的易拉罐，其特征在于吸管为一,可弯折吸管,，插入易拉罐体内部，易拉罐顶盖中的拉盖连接着吸管扣件，吸管插入吸管扣件内。此易拉罐获得实用新型专利,。,飞利浦HQ46剃须刀（双层刀片设计剃须更舒适）,有意观察：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。,观察日常生活,因天花的蔓延所造成的人类的不幸是令人惨不忍睹的。在不到30年的时间内，欧洲先后就曾有五位国王或皇后因天花而丧生，人们因天花难以遏制的传染而惶恐。作为医生的琴纳，怀着一种强烈的责任感和浓厚的兴趣迫切希望能够对天花这种疾病的防治做出点努力。有一天，一位少女来到琴纳的诊所看病，琴纳根据少女的症状诊断她患的是天花。但是少女稍停片刻之后解释说：“我这不是天花。我在奶牛场挤牛奶时，手指上的皮肤不慎被装牛奶的铁桶碰破了，当时没在意。后来，碰破的手指又接触到奶牛常患的痘疮上，第三天，我手上就生出了几颗小痘疮。这不是天花，几十年来，在我们奶牛场所有挤奶的姑娘中，没有一个患天花的，只是差不多都患过这种小痘疮。”,有意观察,天花病疫苗的发现,听了少女的话，琴纳仿佛意识到了什么，然而又有点半信半疑。在此后近20年的时间中，琴纳一边行医一边经常到奶牛场，仔细观察奶牛生痘疮，牛痘怎样感染到人的身上，人感染了牛痘后又有哪些症状。在经过细心的观察之后，他做了详细的记载，接着就开始了在动物身上接种牛痘，然后再接种天花的试验。1796年5月17日，被称为死神的帮凶的天花从此被人类征服了。,有意观察,天花病疫苗的发现,案例分析,钢盔的发明,在第一次世界大战后，各国都对他们阵亡的士兵进行了统计，发现有相当比重的士兵因头部中弹而死。后来各国就研制了钢盔来保护士兵的头部。,发现问题的途径与方法,收集信息的途径：,文献法,问卷调查法（,开放式、封闭式、混合式）,询问法,（二）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。,高佳佳同学有关杯子的调查表（时间：地点：）,问卷调查对象,材料,形状,色彩,价格,纸,质,塑料,陶瓷,金属,椭,圆柱,圆柱,方柱,明亮,淡雅,灰暗,低档,中档,高档,儿童,3,7,7,3,8,7,5,12,5,3,10,6,4,中学生,3,5,6,6,4,7,9,9,8,3,6,12,2,上班族,8,2,5,5,6,5,9,6,8,6,3,8,9,老人,4,5,8,3,6,10,4,5,12,3,12,5,3,看后请同学回答：你发现了什么问题？从中了解到什么信息？,马上行动：看书81页,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。,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。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。,（二）收集和分析信息询问法,发现问题的途径与方法,（三）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。,（三）技术研究与技术试验,案例分析：北京顺义新大桥垮塌,2006年12月，北京顺义新建的钢索斜拉桥在试验中垮塌，,好在桥离河床低,，又是枯水期，仅有三人负伤。该桥设计承重量100吨，试验时由10辆装载沙子的车驶往桥上，总载重约60吨，可见其实际可承载重量达不到设计要求。如不经试验而使用，后果不堪设想。,如书本P37 案例 阿什塔比拉河桥的垮塌事件,案例分析伽利略与体温表,体温表设计演示实验：,准备一小烧杯稀释的红墨水，一支细管玻璃棒，实验时先用手紧握玻璃棒，然后松开手把玻璃棒插入水中，发现玻璃棒中有红墨水进入，导致水位上升，再紧握玻璃棒，水位会下降，玻璃棒的水被压下去，揭示了体温表的设计问题，使学生明白伽利略是如何发明体温表的。,【,思考：,你认为发现问题的途径与方法还有哪些？,做梦、联想活动等,联想产生问题,例：鲁班由手被草的叶缘划破这一现象产生联想，进而发明了锯子。,做梦发现问题,例：苯的分子式的发明,凯库勒在公共马车上打盹时梦见了一条扭动着并自咬尾巴的蛇，脑子里突然灵光闪现，终于想明白了苯环结构。,学会主动发现问题,敏锐观察，发现问题,（,观察日常生活,）,主动出击，寻找问题,（,收集分析信息,）,研究试验，产生问题,（,技术研究和技术试验,）,小结,作 业,针对学生家中书架的使用情况，设计一张问卷调查表，在班级中进行调查，从中发现问题。,制订设计书架的计划书和时间进度表。,