2.3 设计方案的构思课件-2025-2026学年粤科版高中通用技术必修一

《技术与设计1》第二章第三节 设计方案的构思 ——基于AI赋能的高中生课堂防困方案设计 目录 发现问题 收集和整理信息 设计方案展示 明确问题 问题解决方案构思 01 03 05 02 04 作业设计 06 2 一、发现问题 1.同学们，在日常课堂中，你们有过犯困的经历吗？ 2.你们觉得身边有多少同学经常会在课堂上犯困呢？是个别现象，还是较为普遍？ 图片AI生成 二、明确问题 1.回想一下，通常在一天中的什么时间段更容易犯困呢？ 2.在哪些学科的课堂上，你们感觉更容易犯困呢？ 3.你认为自己课堂犯困，是自身原因，还是课堂因素导致的呢？ 4.如果是自身原因，是睡眠不足？睡眠质量差？压力大？还是其他原因？ 5.要是觉得课堂因素影响大，那具体是教室环境不好？还是课程内容枯燥？或是老师教学方法的问题？ 三、收集和整理信息 问卷调查 实地考察 采访 三人为一小组进行合作，通过WPS软件的“统计表单”启用表单“AI生成问卷”，并借助生成式人工智能AI（如：豆包、DeepSeek、kimi等）进行完善。 AI实践活动一：设计高中生课堂犯困现状调查问卷 https://f.wps.cn/g/MWHkIbLS/ 【WPS表单】邀你填写「高中生课堂犯困现状调查问卷」 参考问卷样式 调查问卷数据 现在我们知道了课堂犯困背后的原因和现状，那大家先想想，有什么办法可以减少课堂犯困呢？ 四、问题解决方案构思 设计方案构思的常见四大方法 把一个不清楚内部结构的系统当作黑箱，通过观测外部输入和输出的变化关系，探索黑箱的内部构造和机理。 黑箱法 通过将某一领域已有的成熟理论、技术、方法或模式，迁移应用到另一全新领域的创新方法。 移植借鉴法 即“去粗取精”的过程：通过预设规则，从“多”中选“少”，从“杂”中选“优”。 筛选法 与设计对象作比较，列举其优点保留，列举其缺点避免，列举其不足进行补充。 列举法 10 黑箱法 黑箱法，就是把研究对象看作一个黑箱，我们不直接探究其内部复杂构造，而是通过分析输入和输出的关系，来认识其功能与特性。 黑箱法 问题1：若把“犯困的生理机制与过程”看作一个“黑箱”（不纠结大脑神经运作等内部原理），哪些外部因素会让你更容易犯困？ 黑箱 （犯困的生理机制） 问题2：我们希望这个“黑箱”的“输出”（结果）是什么？ 输出 课堂 保持清醒 专注听课 输入 睡眠不足 睡眠质量不好 内容太枯燥 上课不够吸引 个人压力大 教室环境不佳 减肥早餐没吃 早餐吃太饱 ...... 问题3：结合这些“输入”（影响因素）和“输出”（目标），你能想到哪些防困方案？ 黑箱法 小组合作,借助生成式人工智能AI(豆包、DeepSeek、kimi等),选择一项或多项“影响因素”和“目标”,撰写可行的防困方案。 由组员1阐述小组讨论成果。 01 02 AI实践活动二: 黑箱法 总结： 问题4：用黑箱法为“课堂犯困”构思方案，核心步骤是哪几步？ 确定“犯困”为黑箱 明确清醒的输出目标 找影响犯困的输入因素 设计从输入到输出的方案 使用方法提醒 1.多因素综合调控：在实际解决课堂困意问题时，往往需要综合调整多个输入因素。比如，在改善教室温度和光线环境的同时，同学们保持良好作息和饮食习惯，老师优化教学内容与方式。通过多方面协同调控输入，观察输出结果 —— 学生犯困情况是否得到改善。 2.效果评估与持续改进：定期对课堂困意改善效果进行评估，如统计一周内课堂犯困人数和次数。若效果不理想，进一步分析哪些输入因素调整不到位，或是否有新的影响因素出现，持续改进调控措施，逐步解决课堂困意问题。 列举法 与设计的参考对象作比较，列举其优点，在新方案中保留；列举其缺点，以便避免；列举其不足（或不同之处），以便做必要的补充。 列举法 问题1：课堂犯困会带来哪些不好的影响？ 需解决的 问题 缺点、希望点 解决方案 课堂犯困 缺点 希望点 错过知识点、笔记记不全、被老师误解不认真...... 问题2：除了避免这些问题，你希望有哪些“防困神器”或“防困方式”？ 能快速清醒、不打扰同学、方便在课堂用...... 问题3：针对这些“缺点”和“希望点”，能设计什么方案？ 列举法 AI实践活动三: 借助生成式人工智能AI,选择一项或多项“缺点”和“希望点”,设计“防困”方案,由组员2阐述小组的解决方案。 列举法 总结： 问题4：用列举法构思方案，核心步骤是哪几步？ 设计的参照物（需解决的问题） 选择一点或多点 找优缺点和希望点 构思解决的办法（方案） 使用方法提醒： 采用列举法，一般列举缺点与不足，然后进行改进设计。也可以是对其原因进行列举，比如列举导致课堂犯困的因素，①身体因素（睡眠质量、饮食情况、个人情绪）②课堂环境因素（温度与通风、光线、噪音）③课程相关因素（教学内容、教学方式、课程难度）。最后针对这些因素提出了相应的解决对策（比如：保证睡眠、合理饮食、调节情绪、通风效果、调节温度、调整光线、控制噪音、教学内容改进、教学方式创新、课程难度分层）。 移植借鉴法 移植借鉴法是一种通过将某一领域、学科或场景中已有的成熟理论、技术、方法、模式或经验，迁移应用到另一全新领域或问题场景的创新方法。 “站在巨人的肩膀上”——将A领域的成功经验，经过调整后应用于B领域，实现跨领域的知识复用与创新。 移植借鉴法 问题1：生活中除了课堂，还有哪些场景需要“防困”？ 问题2：司机开车防困会用什么方法？ 问题3：能不能把司机的防困方法移植到课堂？ 具体怎么用？ 问题4：运动员比赛前为保持清醒会做“简单拉伸”， 怎么把这个方法移植到课堂？ 问题5：如果移植“医疗领域的穴位按压”防困， 该选哪个穴位？怎么在课堂安全操作？ 问题6：可以移植哪些方法、事物到课堂防困？ AI实践活动四: 任务：借助生成式人工智能，至少选一项进行探讨具体方案，由组员3发言。 选题： 1.移植自然现象，改善课堂环境 2.借鉴运动激励机制，提升课堂活力 3.引入游戏互动模式，增添课堂趣味性 4.借鉴生物钟规律，优化课堂时间管理 筛选法 筛选法是一种通过设定特定标准或条件，对大量信息、数据、对象或方案进行系统性过滤、评估和选择，以剔除无效或次要元素，保留关键、优质或符合目标的内容的方法。 “去粗取精”的过程——通过预设规则，从“多”中选“少”，从“杂”中选“优”。 筛选法 问题2：要选最适合课堂的方案，需要考虑哪些标准？ 是否干扰他人、是否方便携带、效果能持续多久、是否符合校规...... 问题1：通过前面三种方法，我们有了多个“课堂防困”初案：① 嚼无糖口香糖；② 课间听动感音乐；③ 按虎口穴位；④ 戴防困提醒眼镜。大家觉得这些方案各有什么特点？ 筛选法 问题3：这些标准中，哪个最重要？我们给每个标准设权重：不干扰他人（40%）、方便携带（30%）、效果持续（30%），合理吗？ 方案一 方案二 方案三 方案四 方案 嚼口香糖 听音乐 按穴位 戴眼镜 标准 不干扰他人 方便携带 效果持续 不干扰他人 方便携带 效果持续 不干扰他人 方便携带 效果持续 不干扰他人 方便携带 效果持续 得分 80 90 60 60 80 70 100 100 50 90 70 80 总分 77 67 85 83 问题4：如果下表是按标准打分的结果，可以得出那个方案更优？ 筛选法 AI实践活动五: 查找小组成员犯困真想，明确需解决的问题，利用AI全面分析前期方案，从可行性、持久性、安全性、成本效益四个方面，找到最适合本小组的“防困方案”。 各小组即梦AI数字人，汇报小组最终方案。 五、设计方案展示 28 课后请大家试用今天设计的“防困方案”，记录效果。下节课分享：方案是否有效？需要怎么改进？ 六、作业设计 谢谢 $