《发现与明确问题》PPT课件.ppt

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 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