第3章发现与明确问题教案-高中通用技术地质版必修《技术与设计1》

第三章发现与明确问题一、教学目标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；4.能结合案例明确问题的内容，比较和判断问题的价值；5.能熟练的结合案例说明明确问题的内容与价值，明确设计要求与限制因素，制定设计计划；6.通过明确问题的内容、价值的分析讨论，培养科学思维能力和探究能力；7.进行实际操作，培养制定计划中的实际考查与评估的能力；8.通过设计计划的制定，培养可行性实践能力；9.培养发散思维和创新意识，激发探究欲望和主动发现问题的热情；10.培养环保意识，节约意识；11.培养以客观事实为依据，分析解决问题的科学方法和态度；12.通过设计计划的过程，分配任务的过程，充分发扬团队精神，合作意识。二、教学重点1.明确发现问题的重要性；2.初步了解并掌握发现问题的方法与途径；3.能够明确问题的内容和价值及发展潜力；4.明确要解决这些问题所受到的限制，以及各类国家、国际标准；5.能详细的制定计划书，并能合理性的分析与实践，分工要合理，时间要分配恰当；6.能够对计划的过程作出一定的控制与调整。三、教学难点1.多渠道收集与问题相关的信息，并进行处理；2.对于问题的价值能够进行合理的比较和判断；3.能判断计划表与计划书中出现的问题并及时修正；4.能分析计划表与计划书的可行性；5.能制定合理、高效的计划表与计划书，并能根据情况及时修正意外情况。四、教学方法讲授法、任务驱动法、案例分析法、合作探究法、小组讨论法。五、教学过程（一）教师通过讲述技术的发展史让学生了解发现问题的重要意义,如能源问题1．从理论上我们来了解相关的概念，来了解前人对此的研究。（1）问题的概念：生活中为我们所不知而需要解答的话题，这就是问题。（2）问题的分类：科学问题、社会问题、技术问题。（3）问题的意义：问题——解决——新问题——再解决——由此推动技术发展和人类进步。2．问题的来源的讨论：大致可以分为三种，分别是：（1）人类生存活动中必然会遇到的问题；（2）别人给出的问题；（3）基于一定目的由设计者自己主动发现问题。3．发现问题的途径与方法：案例：纺纱机的发展过程，从一开始横的到竖的，从最原始手工的到先进的全自动纺纱机的发明，观察起到了一个重要的作用。为此我们认为观察日常生活：养成观察的习惯，形成观察的灵敏性；制定好观察提纲，有计划地实行观察是发现问题的一条重要途径。（让学生充分发挥想象力，自由发挥，找出在教室中的技术问题，提出多种解决方案。老师通过实物展示来强化效果）我们可以发挥别人的智慧，发挥群众的力量。同时，收集和分析信息也是一种发现问题的捷径。我们可以通过文献法、问卷法、访谈法等收集信息的途径来方便快捷的获取问题。最后一种，也是最难最具有创造力的一种发现问题的途径与方法是技术研究与技术试验，那是一种主动发现问题的方法。我们可以通过分析案例来了解一下“伽利略与体温表”，我们先画出伽利略的体温表，通过简单的试验来了解一下。（二）教师通过讲述博士的一条线，让学生了解发现问题的重要意义爱因斯坦讲过一句话：发现问题比解决一个问题更重要。请同学们回顾发现问题的来源与途径、方法。（从学生的回答引入本课，同时激发学生发现问题价值的讨论）①能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品？②怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来？来看看同学们对于一个问题的内容是否明确作一点了解。通过PPT展示图片，让学生分组交流发言，引入本节的内容“如何明确问题”。明确问题对于技术发展有着深远的意义，对我们生活的影响重大。从小培养在善于发现问题的基础上明确问题的能力，是一个人前瞻性眼光的基本要求。1.明确解决问题的内容与价值。明确问题的要点：（1）问题表述本身——核心的概念；（2）问题产生的原因——涉及的环境；（3）提出问题的目的——基础与条件。从这三方面，我们可以指向确定问题是否有价值。为此我们总结出判断一个问题是否有价值的基本要素，可以通过它来判断其它问题的价值。这些要素分别是：（1）所提出的问题是否遵循了基本的科学原理？（2）迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？（3）在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？在更广的范围内，这个问题是否有意义？（4）在多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？（5）现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？（6）解决该问题所需的投入是多少？投入与产出的比是否理想？结合我们以上总结来判断以下问题的价值，请同学们好好思考，体会问题价值应该考虑到的要素，避免做无用功。（1）能否制造一个不需要任何能源的机械装置带动车辆运行？（2）能否去火星上种果树？（3）能不能把水变成油？（4）怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来？（5）能不能让成人再出新的牙齿？（6）能不能让父母随时知道自己的孩子在哪儿，在做什么？通过以上问题的练习，同学们对于明确问题的价值有了一定的了解，接下去请同学们自己提出你认为有价值的问题，其他同学对于提出的问题来做价值判断，并说明你的看法。（学生讨论时间，教师主要是引导的作用。）结合同学们讨论的结果，经过同学们的分析、点评。我们可以得出，有的问题很明确，但没有实际研究价值，是不可能实现的任务，也有几个有研究潜力现实与价值。2.明确解决问题受到的限制及具体的设计任务。（通过自学与分组讨论我们可以归纳出限制的主要因素。）我们可以得出，限制的主要因素由两个方面决定的：①设计对象的特点和问题解决的标准；②设计者的技术能力与条件：不同的设计对象往往有不同的特点，其产品的功能、大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准也有所不同。如：儿童玩具、门锁等。（三）制定设计工作计划1．设计计划为了保证设计的顺利实现，我们需要制定设计计划，设计计划是为了更好地保证设计有目的、有计划地进行，它可以通过工作程序的排列来表示。从课本中有设计计划我们可以看出，为了统筹安排设计进度，合理利用设计资源，根据时间要求以及设计各个阶段的工作量和设计的难易程度，科学、合理地分配时间，是非常有意义与必要的事情，它能够让我们更好的完成目标。当然在完成设计计划的基础上，需要制定一份时间进度计划表。大家能看懂这份时间进度计划表吗？那些设计在各阶段工作的展开是可以同时进行，而有的需要依次推进。从中同学们觉得还有什么可以改进的与完善的呢？（通过教师引导，思考方向，鼓励学生踊跃发言，并把有代表性的意见加以评析。）同学的发言让我们对这个问题有了进一步的深化认识，除了计划表，我们根据需要，可以制定更详细的进度计划书来明确每个环节的内容，在设计计划书的时候，既要根据设计的一般过程，又要结合设计的实际，又涉及到人员的安排，比如技术试验的安排，就得根据具体需要来确定。2．综合练习20世纪初，食品商瓦尔特·杜伯纳观察来到他店里的消费者。他注意到，人们能够用手提起来多少商品，或者用胳膊夹起来多少商品，这直接影响到商品的销售，于是他有了一个创意：他准备了一个大纸袋，用一根绳索作为加固筋兜起来，这种申请了专利的杜伯纳购物袋可以承重75磅，那根绳子还兼做提手用。杜伯纳每年销售100万个这样的购物袋。1.上述材料中杜伯纳发现问题的途径和方法是（）A．调查问卷B．观察日常生活C．技术试验D．技术研究2.发现问题之后，杜伯纳明确了什么问题？（）A．怎样发明一个购物袋？B．如何增加商品的销售量？C．怎样使人们可以方便、轻松地购买商品？D．怎样用绳索设计一个购物袋？（四）设计实践庆涛是一位高一学生，想要对自己使用的自行车进行改造，在现有功能的基础上增加照明功能，以方便夜间行路。他准备利用废旧蓄电池给车灯供电。试分析庆涛完成改造的限制因素。（通过同学们的讨论，教师总结，得出相关的合理化建议。）接下去，我们选择以下最有价值的问题，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，如何解决她接听的问题。（3）我们学校现在使用的黑板擦，对于擦黑板和教师的健康问题，依然没有很好的解决。（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？请同学们写出你认为最有价值的问题（只写字母序号），并列举解决其中某一个问题时你具有的3个有利条件和3个不利条件。（自主发言，将课堂知识融合在里面。）思考1，你家新买了一套住房，如果让你进行设计装修，你将从哪些方面考虑？设计、装修新房时会受哪些主、客观条件的限制？你如何解决？如何制定一份装修计划表或计划书来确保你的工程得以顺利的实施？思考2，明确设计便携式小凳子的设计能力、设计条件和设计限制，根据情况该如何解决？请制订一份制作计划书。（通过学生的发言讨论，我们总结出相关原因与解决途径。）（五）本章综合我们通过学习本章节，知道了技术领域中存在着各种各样的问题。知道了问题的主要来源，树立了发现问题的意识，培养了积极主动地发现问题，挑战问题，拓展有价值问题的能力。掌握了一些发现问题的途径和方法，学会观察日常生活，做一个有心人，知道收集和分析信息的途径与方法，与人的交流中增进才智，也知道进行技术研究和