3.1 发现与明确问题（教案）-高中通用技术必修技术与设计1（豫科版2019）

3.1 发现与明确问题 年级 高一年级 授课时间 1课时 课题 3.1发现与明确问题 教学 目标 1.掌握发现与明确设计问题的方法。 2.明确问题的解决方向和解读价值。 3.理解设计要求的定义，熟悉设计要求的编写方法。 教学 重难点 重点： 1.掌握发现与明确设计问题的方法。 2.熟知问题的解决方向和解读价值。 难点： 1.掌握设计要求的定义，熟悉设计要求的编写方法。 教学 准备 多媒体课件、多媒体教室 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 一、课堂导入 1.以一个发散式思维问题导入：同学们遇到过这样的问题没有啊？去景区游玩的时候，中途又饿又累，便想在景区的公共座椅上坐下休息，顺便吃点东西。结果发现坐在公共座椅上吃东西时，食物袋没有合适的地方放置，水杯放在椅子上容易被碰倒；椅子没有配套的遮阳设施，坐在椅子上太晒，需要腾出一只手撑着遮阳伞。 遇到这样的问题，我们是否可以想一个办法来解决呢？ 询问同学们是否曾发现过生活中的一些问题？例如，向凹槽部位的螺纹孔里拧螺钉时，因为光线不足，会看不清螺纹孔，能不能设计一个可发光的螺丝刀？ 要完成精确的角度绘制，却没有一个简便的角度绘图仪来画出精确的角度。 将你们所发现的问题和同学们相互之间交流一下吧!让全班同学探究与交流。 以一个问题提问的方式，吸引学生参与课堂，让同学们身临其境的想象一下如果遇到这样的问题，我们是否可以想一个办法来解决呢？再次利用问题来导向，让同学们 思考发现过生活中的一些问题？让全班同学探究与交流。 新 知 讲 授 一、发现问题 以线性的方式层层递进的展示其知识点，源泉到意识再到转化，这样让同学们感悟知识点的推进。 有意识地发现社会需求并将其转化为设计问题是创新设计的源泉。对于设计者来说，无论从事哪一个领域的工作，只有善于发现设计问题才可能分析问题和解决问题，进而有所革新或创造。 发现设计问题需要我们学会观察和思考，要从不同渠道获取尽可能多的相关信息和资料，并对这些信息和资料进行严谨的分析和判断，最终捕捉到具有解决价值的问题，并通过设计来解决它。 对比的方式展示观察的两种方式，让学生在比较重感悟其知识的不同点，这样可以让学生更好的理解其知识点。 观察可能是无目的的，比如一次旅游结束后，各人的感悟和收获多有不同，原因是个体观察的敏锐度不同，兴趣点也不同。观察也可能是有目的的，比如拿到了一个花生剥壳机的开发提升任务，就要在了解一般破壳设备工作原理的同时，注意考察同类设备的实现方法，包括工作原理、动力、传动、机构组成、造型设计、技术指标等，进而找到提升开发的关键点。在有目的的观察过程中，因个体的观察敏锐度不同、事先准备程度不同，收获也会不一样。 再从书中的一个阅读知识点再次点睛本小结知识点，提取关键字，让同学们先关注其重点，再理解其知识点。 观察是人们对于某一事物认知的重要过程。常用的观察方法有综合观察、对比观察、顺序观察等。 综合观察是指对某一事物的所有方面都进行观察 , 既要把握住事物的整体 , 又要考察它的各个组成部分；既要观察事物发展的全过程 , 又要了解其发展过程中某一阶段的特点。要进行综合观察，就必须进行视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等诸多方 面的协同观察和分析，有时候还要借助仪器设备来进行。 对比观察是把观察的对象与同类事物加以对照比较 , 找出相同点和差异点 , 即认识事物的“同中之异”与“异中之同”, 从而把握事物的本质与规律，从中找到具有解决价值的问题。 顺序观察是按照事物发展的一定顺序进行观察，从而把握事物的本质。事物发展的顺序包括时间顺序 ( 如事物的发展过程 )、空间顺序 ( 如远近、内外、上下、左右、前后等 )、主次顺序等。通过观察和分析，提高找到有价值问题的敏锐度。 二、明确问题 通过三个问题的连续提问，让同学们感悟这节知识点的重要性。 我们对事物进行仔细的观察和思考后，初步发现了需要解决的问题。该如何解决这些问题？这些问题是否值得解决？在解决这些问题的过程中是否还会产生新的问题？ 通过箭头引导其关键字来理解这一知识点：我们需要采取一系列的行动来寻找问题的解决方向，分析问题的解决价值。 ( 一 ) 确定问题的解决方向 1. 同类产品销售情况调查 这一知识点以对比的方式进行展示，让同学们直观的感悟其两个知识点的区别。 同类产品销售情况调查包括实地调查和网络调查。实地调查指去超市、购物中心等场所调查产品的销售情况；网络调查指通过互联网调查产品的销售情况。销售情况主要以数据的形式进行统计。 2. 消费者需求调查 以关键字段为导向来展示本节知识点，待同学们理解其知识点后展示图片案例，加深同学们对这一知识点的理解。 消费者需求调查的对象应该是产品的主要消费群体。比如时尚手机的需求调查应选择18~25 岁的年轻人，而老年手机的需求调查则应选择 60 岁以上的老年人。调查的方式可通过口头交流，也可通过问卷调查。 ( 二 ) 分析问题的解决价值 提出一个学生遇到的实际案例来引导学生，并将其重点以关键字段在一个问号图形中展示，让同学们感悟其知识点。 黄涛是学校的一个科技创新团队的成员，在社团活动过程中曾经学习了一些通用技术的基础知识，能够设计简单的控制系统。他发现放学后如果没有人关灯，教室里的灯便一直亮着，造成浪费。于是他想开发一个智能控制系统，通过一种“电子监控仪”来监控教室里是否有人，系统据此自动选择打开或关闭照明灯，这样可节约用电。作为一名中学生，他的想法能不能实现呢？ 以线性的方式展示该学生是如何解决其问题，然后再展示照明智能控制系统设计思路图，让同学们更加直观的感悟其知识点。 总结明确问题的要点：在确定设计问题时，一方面要关注人们的需求，另一方面要看是否具备解决这个问题的技术能力与条件。 解决问题需要知识、技能、时间、经费、设备、材料、解决手段等具体条件，还需要具备顽强的毅力等。 三、设计要求的编写 以线性指向性的方式展示任何设计都是有一定目的的。 一旦决定了设计问题，设计者就要明确设计要求，即描述设计所要包含的内容和要达到的目标，这是进行详细设计前的一项重要工作。 将设计的内容对比展示，并展示其案例，让同学们更加直观的理解。 设计要求包括两部分内容： 标准与限制。标准就是根据产品或系统的关键元素、特征以及所要达到的目的而制订的一系列参数和方法，它是设计的重要依据；限制是设计所受到的约束，有些约束是绝对的，例如直到今天仍没有人能够制造出永动机，因为它不符合能量守恒定律，是无法实现的。一般来说，一个设计的限制条件大多是相对的，如知识结构、材料选择、资金、空间、时间、个人素养等。例如前面提到的教室照明智能控制系统的设计案例中，黄涛在设计之初就受到了红外人体探测器成本、信号处理与通信技术实现等现有条件的限制。 以一个案例来分析标准与限制是如何编写的。 以新型公共座椅的设计要求为例，来看看要求中的标准与限制是如何编写的。通过调查，消费者对公共座椅的需求是：坐着舒适；可以放置食物和随身携带的遮阳伞。公共座椅是一种户外公共设施，其设计也受到露天环境的限制；空间尺寸需满足成人体型的 要求；不能采用容易锈蚀的材料等。 同时展示新型公共座椅的设计要求的表格。 以思维发散图的方式展示产品的设计要求，让同学们更加直观的理解。 随着技术的发展，对产品的设计要求越来越严格，除了要考虑产品的功能、维修、安全、节能和符合人机工程学原理外，还需要进一步考虑环保与生态、回收与利用、整个产品的生命循环周期等。 再从书中的一个阅读知识点再次点睛本小结知识点。 四、课堂练习 1.在设计方案的构思中，应该包含下面哪些过程或步骤?( ) ①发现与明确问题，②梳理设计需求， ③方案细化，④设计分析 A.①③④ B.①②④ C.①②③ D.②③④ 2.常用的观察方法不包括下面哪个？( ) A.综合观察 B.对比观察 C.暗中观察 D.顺序观察 五、小结 1.发现问题 有意识地发现社会需求并将其转化为设计问题是创新设计的源泉。 （1） 有目的的 （2） 无目的的 （3） 观察的方法 2.明确问题 （1）确定问题的解决方向 ①同类产品销售情况调查 ②消费者需求调查 （2）分析问题的解决价值 ①关注人们的需求 ②是否具备解决这个问题的技术能力与条件 3.设计要求的编写 （1）任何设计都是有一定目的的 （2）设计要求包括两部分内容： 标准与限制 4.设计课题的来源和设计创新 从学生的感性认识出发，逐步把学生的思路引导到技术的思路上来。 通过线性的方式层层递进的展示其知识点，源泉到意识再到转化，这样让同学们感悟知识点的推进。进而再以对比的方式展示观察的两种方式，让学生在比较重感悟其知识的不同点，这样可以让学生更好的理解其知识点。 通过三个问题的连续提问，让同学们感悟这节知识点的重要性。随后以箭头引导其关键字来理解这一知识点。 以对比的方式进行展示，让同学们直观的感悟其两个知识点的区别。 以关键字段为导向来展示本节知识点，待同学们理解其知识点后展示图片案例，加深同学们对这一知识点的理解。 通过一个实际案例分析，让同学们思考，并将其重点以关键字段在一个问号图形中展示，让同学们感悟其知识点。再以线性的方式展示该学生是如何解决其问题，然后再展示照明智能控制系统设计思路图，让同学们更加直观的感悟其知识点。 以线性指向性的方式展示任何设计都是有一定目的的，让学生有针对性的感悟其知识点，最后一个案例来分析标准与限制是如何编写的。随后展示新型公共座椅的设计要求的表格，让学生直观的感悟。最终以思维发散图的方式展示产品的设计要求，让同学们更加直观的理解。 设置难度适当的实践练习，加深学生对发现与明确问题的理解，确定后续新知讲授的推进。 梳理本次课内容，形成知识体系；分析发现与明确问题的重要性，并对今后学习进行展望。 课 堂 练 习 （有题有答案有解析） 1.有意识地发现社会需求并将其转化为 是创新设计的源泉。 2.观察分为 和 。 3.观察是人们对于某一事物认知的重要过程。常用的观察方法 有 、 、 等。 4.市场调查包括 和 。 5.同类产品销售情况调查包括 和 。 6.消费者需求调查的对象应该是 。 7.调查的方式可通过 ，也可通过 。 8.对调查结果进行统计分析，常用的方法为 。图表主要包括 、 、 和 。 8.在确定设计问题时，一方面要关注 求，另一方面要看是 。 9.任何设计都是 。 10.设计要求包括两部分内容： 与 。 答案： 1.设计问题 2.无目的的、有目的的 3.综合观察、对比观察、顺序观察 4.同类产品的销售情况调查、消费者需求调查 5.实地调查、网络调查 6.产品的主要消费群体。 7.口头交流、问卷调查 8.图表法、条形图、饼图、折线图、表格 8.人们的需求、是否具备解决这个问题的技术能力与条件 9.有一定目的的 10.标准、限制 课 堂 小 结 课堂小结 1.发现问题 有意识地发现社会需求并将其转化为设计问题是创新设计的源泉。 （1）有目的的 （2）无目的的 （3）观察的方法 2.明确问题 （1）确定问题的解决方向 ①同类产品销售情况调查 ②消费者需求调查 （2）分析问题的解决价值 ①关注人们的需求 ②是否具备解决这个问题的技术能力与条件 3.设计要求的编写 （1）任何设计都是有一定目的的 （2）设计要求包括两部分内容： 标准与限制 4.设计课题的来源和设计创新 作 业 设 计 1.在设计方案的构思中，应该包含下面哪些过程或步骤? ①发现与明确问题，②梳理设计需求，③方案细化，④设计分析 A.①③④ B.①②④ C.①②③ D.②③④ 2.方案构思属于设计一般过程中的_____阶段。 A.发现与明确问题 B.优化设计方案 C.编写产品说明书 D.制订设计方案 3.阿什塔比拉河桥的垮埸这一事例说明()的重要性. A.发现与明确问题 B.人机关系 C.产品的使用和维护 D.技术试验 4.常用的观察方法不包括下面哪个？ A.综合观察 B.对比观察 C.暗中观察 D.顺序观察 答案： 1.答案：D [解析]此题考查的是设计方案的构思中，实际上是表达已经开始设计了，所以排除发现与明确问题选项。在设计方案的构思中，梳理设计需求、设计分析然后方案细化。故选:D。 2.答案：D [解析]设计的一般过程:发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试、评估及优化、产品的使用和维护.方案构思属于设计一般过程中的制订设计方案阶段，故答案为:D。 3.答案：D [解析]桥体的垮塌属于安全问题，在桥体投入使用之前应该进行性能的测试，以确保桥体的正常使用。在桥体投入使用之前应该进行性能的测试，避免出现安全事故，以确保桥体的正常使用，技术试验就能测试桥体的性能，故选D. 4.答案：C [解析]观察是人们对于某一事物认知的重要过程。常用的观察方法有综合观察、对比观察、顺序观察等。故答案为:C。 反 思 评 价 在教学过程中，可以尽可能创设学生参与的情景，调动他们的学习热情，例如最开始课题的引入，以情境创设的方式。在讲解每一个知识点的时候，以知识点的对比、线性展示、提取关键字段的方式进行讲解，并且在课堂中始终让同学们动手来实现，让同学们实现做中学和学中做的这一理念。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$