第三章 发现与明确问题课件-2025-2026学年苏教版高中通用技术必修一

发现问题与明确问题 1 1.发现问题 提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅仅是一个科学上的实验技能而已。而提出新的问题，新的可能性，以及从新的角度看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。 ——爱因斯坦 01 发现问题 地球生命在何处产生、如何产生? 如何证明哥德巴赫猜想? 如何有效解决看病难、看病贵的问题? 教室桌椅如何设计才能更舒适、更美观？ 科学问题 数学问题 社会问题 技术问题 技术问题以自然的开发利用和人工世界的改变为主要对象，以回答“做什么、怎么做”为主要内容。 林林总总的问题 01 发现问题 追溯问题的来源 显性需求驱动 需求 问题产生的情况通常有以下三种: 隐性需求驱动 人类生存必然会遇到的问题。 由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。 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。 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。 例如，钟南山和李兰娟等临危受命，先后带团队深入疫区研制新冠病毒疫苗的研究和发明。 例如，电话的发明。 发现青蒿对治疗疟疾有效果，但试验表现却不稳定；发现提取青蒿素的方法特殊，关键在于温度；发现在动物身上进行药物试验时，有些被治愈了，有些却导致了死亡。…… 01 发现问题 思考： 1、屠呦呦团队发现了什么技术问题？ 2、这个技术问题是怎么被发现的？ 青蒿素的发现与提取 案例分析 发现问题主要运用了文献法和试验法。 在日常生活中，还可以利用观察法来发现问题。 01 发现问题 发现问题的途径与方法 表象 问题 需求 需求 （同理心） 1、观察日常生活 用眼睛看 用耳朵听 用心感受 用脑思考 01 发现问题 发现问题的途径与方法 2、收集和分析信息 了解用户体验 发现需求问题 1）询问法 2）问卷法 3）文献法 01 发现问题 发现问题的途径与方法 3、技术研究和技术试验 青蒿素 红斑狼疮 双氢青蒿素 疟疾 抗药性 对已有技术问题的研究中发现与之相联系的新问题。 从已有的研究结论中发现新的问题。 01 发现问题 发现问题的途径与方法 3、技术研究和技术试验 目的：了解使用钢丝钳剪断铝丝时手掌受力情况 工具和材料：钢丝钳、电吹风、超轻黏土、Ф3mm铝丝 过程： 1、将厚度约10mm的长条形超轻黏土贴在钳柄外侧； 2、用电吹风吹干超轻黏土表面后，使用该钢丝钳剪断Ф3mm的铝丝； 3、观察钳柄上超轻黏土的变形情况。 正 反 握持状态下手掌压力分布状况 拇指部位展开图 手掌部位展开图 案例分析 思考：结合试验感受与结果以及上图，你发现了什么问题？ 不同的用户，手掌大小不同、用力习惯和位置不同，在钳柄上的受力点就不同，那么，钳柄的设计对于不同用户来说是否应该有所区分呢？ 手掌的大鱼际部位、手指的指跟部位受力相对更集中，拇指和中指相对于其他手指来说受力更集中，钳柄的设计要怎样尽量克服受力集中的问题呢？ 01 发现问题 发现问题的途径与方法 2.明确问题 02 明确问题 判断以下问题是否明确，并说明理由。 1.能否设计一款晚上使用的台灯？ 2.怎样把冬天下的雪都有效地利用起来？ 3.怎样用垃圾箱对垃圾进行分类？ 4.怎样在教室里午睡才舒服？ 采用一定的方法和手段可以发现很多技术问题，但这些问题可能是模糊不清的，需要我们进一步加以明确。 02 明确问题 具体做什么？ 值不值得做？ 能不能做？ 02 明确问题 明确问题的方法与途径 细化问题的内容 判断问题的价值 分析解决问题受到的限制 细化问题的内容 问题的目的是否明确——要抓住解决问题的目的和需求 问题表述本身是否明确——要抓住核心概念和主要逻辑 问题产生的原因是否明确——要抓住过程要素和形成要素 问题的应用环境是否明确——要抓住问题情境的变量和变化 02 明确问题 台灯功能单一且尺寸较大、学具无处收纳、看时间不方便 台灯可折叠且能收纳学具并能时间提醒 学生用书桌 一款可折叠式多功能学习用灯的设计 想一想：问题“能否设计一款多功能学习用灯？”是否明确 目的 问题表述 产生的原因 应用环境 外观 功能 成本 材料 技术 …… 02 明确问题 细化问题的内容 根据具体的设计对象进行要素细化 想一想：如何进一步细化问题的要素？ 学习用灯用什么材料更加合适？ 外观做成什么样子更受欢迎？ 开关用什么方式更加方便？ 能承受的成本价格是多少？ 02 明确问题 细化问题的内容 可折叠式多功能学习用灯 功能 材料 开关 灯罩 灯泡 成本 ……. ——信息收集、调查分析 调查问卷 统计图表 02 明确问题 细化问题的手段 带有风扇的碗使汤冷下来 02 明确问题 问题是否有价值 吸蚊机综合各种捕蚊技术，利用更先进的诱蚊灯及无声轴吸气方式，把蚊子诱到机前，利用风扇吸力，把蚊子吸入机内，再用电网加以捕杀。其灭蚊方式较主动，灭蚊效率高，可达90%以上。且不使用任何化学药品，无毒、无味、无辐射、无噪音，安全环保。 02 明确问题 问题是否有价值 所提出的问题是否遵循了基本的科学原理。（科学性） 迄今为止，该问题是否已得到充分解决。（新颖性） 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。（实用性） 在多个问题同时发生时，该问题是不是主要问题。（主要性） 现有的技术条件能否解决这个问题。技术发展以后呢?（技术可行性） 解决该问题所需的投入是多少，投入与产出之比是否理想。（投入产出比） 02 明确问题 问题是否有价值 1、设计对象的特点和问题解决的标准； 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、床、书架等。 02 明确问题 解决问题受到的限制 设计对象还将可能会受到诸如成本、环境等的限制。 如：一幢建筑物的设计、一项工程的设计往往都有一定的预算，对其设计对象生产的成本、经费等有一定的限制。 港珠澳大桥建成通车，极大缩短香港、珠海和澳门三地间的时空距离；作为中国从桥梁大国走向桥梁强国的里程碑之作，该桥被业界誉为桥梁界的“珠穆朗玛峰”，被英媒《卫报》称为“现代世界七大奇迹”之一；不仅代表了中国桥梁先进水平，更是中国国家综合国力的体现。 港珠澳大桥 02 明确问题 解决问题受到的限制 1、设计对象的特点和问题解决的标准； 印度国防部历时30年，耗资约35亿美元，本土自行研发和制造的“阿琼”主战坦克的成军计划，没有成功。 ——“阿琼”留给印度的，只有苦涩的回忆。 02 明确问题 解决问题受到的限制 2、设计者的技术能力与条件。 主观条件的限制：是否具有解决问题所需要的知识与技能。 例如，一位机械领域的技术人员对于涉及农业、生物工程等方面的技术问题的解决可能会无能为力。 02 明确问题 解决问题受到的限制 2、设计者的技术能力与条件。 客观条件的限制：问题解决或设计的过程往往要消耗一定的人力、物力、财力以及时间，需要一定的材料、物料、资料、仪器、设备以及空间作为支撑，而这些资源是有限的。 问题是否明确 解决问题受到的限制 设计对象：1.设计对象的不同特点 受到两个方面的限制： 设计者：1.主观条件：是否具备解决问题所需的知识与技能 2.客观条件：人力、物力、财力 2.设计标准不同 3.成本和环境的限制 问题是否有价值 科学性、新颖性、实用性、主要性、技术可行性、投入产出比 02 明确问题 小结 发现与明确问题 发现问题 问题的来源 发现问题的途径与方法 明确问题 问题是否明确 解决问题受到的限制 设计对象 设计者 明确设计要求 当堂检测 1.下列问题不属于人类生存活动中必然会遇到的问题的是（ ） A．为解决进食问题，中国人设计出了筷子 B．为了保护身体不会冻伤，人类设计出了衣服 C.为了遮风挡雨，人类建造了房子 D.为了探索太空，人类建立了空间站 D 当堂检测 2.传说，鲁班上山的时候，偶尔捋了一把野草，手一下子就被划破了。鲁班很奇怪。他把草折下来细心观察，发现草的两边都长有许多小细齿，他的手就是被这些小细齿划破的。由此，鲁班发明了锯。鲁班的发明来源于（ ） A．异想天开 B．由别人给出，设计者必须针对问题寻找解决方案 C．设计者自己主动地发现问题，并试图解决它 D. 技术试验 C 当堂检测 3.国际著名设计竞赛机构德国“红点”奖2010年工业设计概念奖获奖名单中、有中国学生设计的产品(如图)，该设计是通过按下按钮可自由调节长度的公车拉手．试分析该设计，你认为该设计问题发现的途径是（ ） A．观察日常生活 B．收集和分析信息 C．技术研究和技术试验 D．来自设计者的灵感 A 当堂检测 4.洋洋在进行工程课设计课题时，发明了可以直接测量人心率的手套。该案例中问题的发现途径是( ) A．对日常生活的观察 B．收集信息 C．技术试验与技术研究 D．灵感 C 当堂检测 5.小明发现用普通的台灯看书比较伤眼睛，于是他决定设计一款护眼台灯。在确定问题的价值时，他查阅了大量的资料，发现已有护眼台灯很多，相关技术也很成熟，因此确定该问题的研究价值不高。小明判断依据是( )。 A. 问题缺乏科学性 B．问题已得到解决 C．现有的技术条件不能解决该问题 D．问题无普遍意义 B 当堂检测 6.小明同学准备对如图所示的一款3D眼镜进行改进设计，他在解决这个问题的过程中可能受到的限制是( ) A．信息收集的来源 B．技术能力与条件 C．市场调查的方法 D．试验方法 B 当堂检测 某设计师查阅相关数据后，发现火灾中大多数人死亡的原因是吸入毒性气体。于是他设计了如图所示的消防装置，由灭火器和防毒面具组成，既能灭火又能保护使用者。请回答问题。 7.该设计师发现问题的途径是:( ) A．观察日常生活 B．科学实验 C．技术试验 D．收集和分析信息 8.在设计过程中需要明确解决问题受到的限制，下列不属于该装置设计限制因素的是( ) A．灭火器的技术规范 B．火灾发生的原因 C．制作成本 D．设计者的设计能力 D B Lavf57.83.100 Lavf58.45.100 Content Adaptive Encoding 3.0 $