發(fā)現(xiàn)及明確問題

第四章發(fā)現(xiàn)與明確問題膠州二中設(shè)計(jì)的一般過程A發(fā)現(xiàn)與明確問題B制定設(shè)計(jì)方案C制作模型或原型E產(chǎn)品的使用和維護(hù)D測(cè)定、評(píng)估及優(yōu)化中子的發(fā)現(xiàn)英國(guó)物理學(xué)家查德威克（JamesChadwick，1891—1974）和法國(guó)物理學(xué)家約里奧·居里（J·Carie，1900—1958）夫婦發(fā)現(xiàn)了同樣事實(shí)，用放射性元素釙（Po）所產(chǎn)生的α射線轟擊鈹、鋰、硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未見的穿透性很強(qiáng)的輻射，約里奧·居里夫婦誤認(rèn)為這是一種能量極高的γ射線而與偉大發(fā)現(xiàn)失之交臂。相反查德威克對(duì)這一現(xiàn)象深入研究，從理論上和實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了這是一種新的粒子，即中子。方形漏斗用漏斗往瓶子里灌液體時(shí)，因瓶口和漏斗都是圓形的，瓶里的空氣不易排出，液體流得很慢，所以需要一邊灌，一邊提動(dòng)漏斗，否則灌得稍快一點(diǎn)兒液體就會(huì)溢出。河南的王巖同學(xué)則改變了傳統(tǒng)漏斗的形狀，把漏斗下口的圓形改成方形，使圓瓶口與方形漏斗之間留有較大的空隙。這樣，往瓶里灌液體時(shí)，瓶里的氣體會(huì)沿著瓶口的空隙流出來，既方便了使用，又節(jié)省了時(shí)間。雙色演示算盤珠算是我國(guó)傳統(tǒng)的計(jì)算工具，方便學(xué)習(xí)。許多學(xué)校都開設(shè)了珠算課，教師用毛算盤掛在黑板上演示，但坐在遠(yuǎn)處的同學(xué)看起來有困難，因?yàn)樗阒榈念伾粯樱瑩苌蠐芟氯菀谆煜?。遼寧的趙宇同學(xué)發(fā)明的"雙色演示算盤"，解決了這一難題。他將現(xiàn)在圓柱形算盤柱子的半腰改成了"扭曲180度"，再將黑算珠背面涂上紅色，這樣，靠上的黑算珠向上推時(shí)，在半腰上就旋轉(zhuǎn)了180°，黑珠變成了紅珠，坐在后排的同學(xué)看到色彩鮮艷的紅色，加減乘除，一目了然。此發(fā)明在第六屆全國(guó)青少年發(fā)明創(chuàng)造比賽中獲一等獎(jiǎng)?！鞍l(fā)現(xiàn)問題”的重要性：

美國(guó)福特汽車公司的一臺(tái)巨型發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，只得請(qǐng)來了德國(guó)的電機(jī)專家來修理。這位德國(guó)專家來了以后，用了兩天兩夜的時(shí)間呆在發(fā)電機(jī)旁，這看看那聽聽，最后，他在發(fā)電機(jī)的頂上劃了一條線。告訴修理工，將頂蓋打開，將劃線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。這位德國(guó)專家向福特公司索要1萬美元的酬金。很多人認(rèn)為不值，因?yàn)楣收虾芎?jiǎn)單，排除也很容易。但福特的老總認(rèn)為值。因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了問題，而不在于排除故障的復(fù)雜與簡(jiǎn)單。什么是問題？可以分為哪幾種？問題:生活中為我們所不知而需要解答的話題。問題的種類例子備注科學(xué)問題太陽(yáng)為何總是東升西落？是什么？為什么？社會(huì)問題大學(xué)生就業(yè)為什么這么難？社會(huì)現(xiàn)狀或真實(shí)情況技術(shù)問題怎樣使賽車速度更快？怎樣的椅子讓我們坐起來更舒服？怎么辦？我們重點(diǎn)關(guān)注與研究的問題是永遠(yuǎn)存在的從技術(shù)的角度看，人類進(jìn)步與發(fā)展的過程就是不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而解決問題的過程。問題從哪里來？問題的來源（一）人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問題思考：你在日常生活中遇到過哪些問題？追問：你想過如何來解決這些問題了嗎？你是如何解決的？切板栗問題的來源切菜護(hù)手器打針無針注射器（一）人類生存活動(dòng)中必然會(huì)遇到的問題有人說：“當(dāng)汽車的速度超過200Km/h時(shí)，空氣阻力的問題越來越明顯?！币灿腥苏f：“我燒菜時(shí)放鹽的量老是控制不好。”電子顯示型流線型（二）別人給出問題，設(shè)計(jì)者須針對(duì)問題尋求解決方案問題的來源隱形飛機(jī)的發(fā)明現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)往往需要速戰(zhàn)速?zèng)Q，美國(guó)防部要求使敵方的各種探測(cè)系統(tǒng)（如雷達(dá)等）發(fā)現(xiàn)不了己方的飛機(jī)，無法實(shí)施攔截和攻擊。（二）別人給出問題，設(shè)計(jì)者須針對(duì)問題尋求解決方案問題的來源

1876年3月10日，貝爾通過送話機(jī)喊道：“沃森先生，請(qǐng)過來！我有事找你！”在實(shí)驗(yàn)室里的沃森助手聽到召喚，像發(fā)瘋一樣，躍出實(shí)驗(yàn)室，奔向貝爾喊話的寢室去。他一路大叫著：“我聽到了貝爾在叫我！我聽到了貝爾在叫我！”……這樣，人類有了最初的電話，揭開了一頁(yè)嶄新的交往史。1877年，第一份用電話發(fā)出的新聞電訊稿被發(fā)送到波士頓《世界報(bào)》，標(biāo)志著電話為公眾所采用。1878年，貝爾電話公司正式成立。

1892年紐約和芝加哥的電話線路開通。電話發(fā)明人貝爾第一個(gè)試音：“喂，芝加哥”，這一歷史性聲音被記錄下來。案例分析：電話的發(fā)明（三）基于一定的目的由設(shè)計(jì)者自己主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決它問題的來源1.“用心”觀察日常生活發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法案例分析：新式紡紗機(jī)的誕生在日常生活中，你有過無意中發(fā)現(xiàn)問題的經(jīng)歷嗎？生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)“用心”觀察日常生活發(fā)現(xiàn)的問題１發(fā)現(xiàn)的問題：有可能引出的設(shè)計(jì)或你的設(shè)想：２發(fā)現(xiàn)的問題：有可能引出的設(shè)計(jì)或你的設(shè)想：生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)這些問題的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了哪些設(shè)計(jì)和發(fā)明嗎？當(dāng)人生病需要躺著用直吸管吸取杯中飲料時(shí)，如果管子彎折了，就喝不到飲料。人們?cè)谖箣雰菏澄锏臅r(shí)候不知道冷熱，會(huì)燙著孩子。3.在使用折疊剃須刀時(shí)很不安全，常常刮破皮膚。生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)案例分析：天花病疫苗的發(fā)現(xiàn)思考：琴納是怎么發(fā)現(xiàn)天花疫苗的？他用了哪些方法？通過仔細(xì)的觀察，詳細(xì)的記錄和多次的試驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了天花疫苗?！幸庥^察生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)2.“主動(dòng)出擊、尋找問題”收集和分析信息發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)案例分析鋼盔的發(fā)明在第一次世界大戰(zhàn)后，各國(guó)都對(duì)他們陣亡的士兵進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)比重的士兵因頭部中彈而死。后來各國(guó)就研制了鋼盔來保護(hù)士兵的頭部。生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”。比如，某臺(tái)機(jī)器突然不動(dòng)了，他們就采用追問到底來解決?！皺C(jī)器為什么不動(dòng)了？”－保險(xiǎn)絲斷了?！獮槭裁幢ｋU(xiǎn)會(huì)斷？——超負(fù)荷，電流過大——為什么超負(fù)荷？——軸承潤(rùn)滑不好?！獮槭裁摧S承會(huì)潤(rùn)滑不好？——吸不上潤(rùn)滑油。——為什么吸不上油？——油泵嚴(yán)重磨損——為什么會(huì)磨損？——是因?yàn)闆]有裝過濾器進(jìn)入了鐵屑。問題到此，也就解決了。應(yīng)該給油泵裝過濾器。生活中不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)詢問法——刨根究底

抓住問題，探究原因3、“科學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)問題”

技術(shù)研究與技術(shù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法在已有的技術(shù)研究中聯(lián)系和發(fā)現(xiàn)新問題在技術(shù)試驗(yàn)的過程中感悟和發(fā)現(xiàn)新問題案例分析—伽利略與體溫表閱讀P82案例，這個(gè)案例說明了什么？【思考】

你認(rèn)為發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法還有哪些？聯(lián)想產(chǎn)生問題例1：魯班由手被草的葉緣劃破這一現(xiàn)象產(chǎn)生聯(lián)想，進(jìn)而發(fā)明了鋸子。例2：既然凸透鏡能聚集太陽(yáng)光來點(diǎn)火，那么冰不是也能取火？做夢(mèng)發(fā)現(xiàn)問題例：苯的分子式的發(fā)明——?jiǎng)P庫(kù)勒元素周期表的發(fā)現(xiàn)——門捷列夫二、明確問題明確問題的內(nèi)容與價(jià)值明確解決問題受到的限制及具體的設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)計(jì)劃1、明確問題的內(nèi)容與價(jià)值問題是否明確

問題表述本身問題產(chǎn)生的原因提出問題的目的問題的價(jià)值

科學(xué)的原理問題目前有沒有解決問題是否有普遍的意義……做法：主觀分析、研究手段（信息收集、調(diào)查分析）2、明確解決問題受到的限制及具體的設(shè)計(jì)要求限制主要由兩方面決定：設(shè)計(jì)對(duì)象的特點(diǎn)和問題解決的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)者的技術(shù)能力與條件不同的設(shè)計(jì)對(duì)象往往有不同的特點(diǎn)，其產(chǎn)品的功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。如：兒童玩具、床、書架、筆筒等。

新奇的兒童床兒童專用坐便器3、設(shè)計(jì)計(jì)劃P89-90思考和練習(xí)一你家新買了一套住房，如果讓你進(jìn)行設(shè)計(jì)裝修，你將從哪些方面考慮？設(shè)計(jì)、裝修新房時(shí)會(huì)受哪些主、客觀條件的限制？你如何解決？如何制定一份裝修計(jì)劃表或計(jì)劃書來確保你的工程得以順利的實(shí)施？

課堂小結(jié)一、發(fā)現(xiàn)問題(一)

問題的來源(二)

發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法

二、明確問題綜合實(shí)踐一、你在使用鋼筆時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題二、你在刷牙時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題三、你在使用剪刀時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題四、你在使用雨傘時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題五、你在教室掃地時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題六、你在上體育課時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題七、你在使用電腦時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題八、你在用餐時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題各小組把自己發(fā)現(xiàn)的問題填入自己設(shè)計(jì)的表格，小組內(nèi)交流，各小組選出認(rèn)為最有價(jià)值的2-3個(gè)問題在班內(nèi)交流展示。

高一、1加熱的飯菜容易串味（楊海霞）盲人走路不方便(黃彬)人行路用柏油鋪就，影響土地透氣性，破壞植物生長(zhǎng)（李超）紅綠燈時(shí)間不能靈活自動(dòng)調(diào)節(jié)（紀(jì)泓宇）輸電線路和電話網(wǎng)絡(luò)線全部架設(shè)在空中和大樹爭(zhēng)奪空間（王尚念）水管應(yīng)接入教室使用方便、Mp3的耳機(jī)和主機(jī)要用線連接（劉鈺）擦黑板粉末漫天飛（王晨、徐晶晶、武凡）眼保健操要用手做，能不能發(fā)明一種儀器來替代手，還衛(wèi)生（鄭澤邦）擦地時(shí)，干的拖把擦不干凈，濕的容易踩藏（高天一、徐赟君）不銹鋼飯盒加熱后太燙手、課桌邊的掛鉤承重不夠大（陳曉）Believeyourself高一、1教室窗簾設(shè)計(jì)不合理（楊慧）冬天從室外到屋內(nèi)時(shí)，眼鏡上會(huì)產(chǎn)生霧氣（秦雯）室內(nèi)點(diǎn)燈不能根據(jù)光線自動(dòng)開關(guān)、窗簾拉上教室內(nèi)暗，拉開光線太刺眼（劉洋子）黑板總是要手動(dòng)擦，桌子上的鉛筆容易掉（張翔）窗簾容易藏，清洗麻煩（劉璞玉）塑鋼窗戶的鎖不安全（薛程元）晚上教室黑板處沒有燈，看不清楚（陳玉龍）圖書館書籍過多，不容易查找（蘭孝潔）帶眼鏡運(yùn)動(dòng)不方便（黃海峰）運(yùn)動(dòng)出汗時(shí)，眼鏡容易下滑（武凡）冬天公交車扶手太晾（鄧馨、武凡）Believeyourself高一、2暖氣的溫度不能自己調(diào)節(jié)（李煜焱）衣服曬在外面下雨時(shí)不能自動(dòng)收回（李思思）衣服洗滌時(shí)容易褪色（丁遠(yuǎn)鵬）教室的玻璃隔音不好（顧寧、李?。w育器材借還比較麻煩，能否用電子管理系統(tǒng)（陳晨）帶眼鏡走夜路看不清路（徐頌睿）市區(qū)植物容易被踐踏（郝泉）鋼筆中的墨水不能從外面看到，不能在快沒有墨水的情況下及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)去。尺子的刻度時(shí)間久了容易磨損看不清（紀(jì)祥）Believeyourself高一、2擦地時(shí)太費(fèi)勁，簸箕放雜物少（劉佳）擦黑板時(shí)用力大、粉筆沫漫天飛（王融）電視遙控器老是找不到（楊光）塑鋼窗戶拉槽中的臟物不容易去掉（童文亮）冬天從室外到屋內(nèi)時(shí)，眼鏡上會(huì)產(chǎn)生霧氣（高詩(shī)靜、楊欣）鐘表的滴答聲太響、太陽(yáng)能陰天加熱功能差（伯穎）粉筆容易把手弄臟（張弘）公交車上沒有專門放雨傘的地方，容易弄濕車座（蘇銀嬌）課本紙張?zhí)^精致，所以重量大（王曉萌、楊欣）Believeyourself高一、2Mp3缺少功放功能、利用太陽(yáng)能的節(jié)能燈、人體各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)儀器（李?。┛照{(diào)的過濾網(wǎng)太容易損壞，使用壽命短（李龍）霧天開車容易發(fā)生事故，電池容易對(duì)環(huán)境造成污染（徐夢(mèng)茹）白天忘了關(guān)燈，電燈不會(huì)自動(dòng)關(guān)閉（徐談磊）長(zhǎng)指甲清理難（姚雅婕）看英文書時(shí)遇到生單詞要查詞典很麻煩（宮祥誠(chéng)）熱水器溫度調(diào)節(jié)難（岳媛、董美娜）秋天清掃落葉太麻煩（蘇喆、王曉萌、吳嬌、張弘）共上交52份課堂作業(yè)Believeyourself高一、3Believeyourself騎摩托車時(shí)無法打傘（姜楠）眼鏡度數(shù)不能自動(dòng)調(diào)節(jié)（張笑妍）鉛筆、鋼筆、圓珠筆不能融為一體（趙明皓）黑光燈，筷子筆（高昆）能在家方便的學(xué)習(xí)（牟鑫）汽車不能上天下海，籃球鞋不能提供助推高跳功能（張智杰）自動(dòng)干洗衣服的家用機(jī)器（錢珣）擦黑板粉沫漫天飛（黃彥蓉、馬賽大、曲欣、姜峰）絕對(duì)保溫的水杯沒有（黃彥蓉）人行橫道上沒有盲道（高琦）冬天自來水太冷（王若翰）學(xué)校廁所位置不夠（姜義婷）高一、3BelieveyourselfIC卡掉了不能掛失（王文佳）教室門不能雙向開關(guān)（白頭山）打印機(jī)耗材多（盧子泰）昆蟲泛濫與利用問題（王琳）噪音污染問題（王洋）馬桶每次出水一樣多，能不能設(shè)計(jì)從水量控制按鈕（董超）拉鎖容易夾注衣服（于秋貝）狗隨地大小便（姜峰）作業(yè)上交50份高一、4Believeyourself馬桶水壓不夠沖不干凈（于炳乾）眼鏡布擦拭眼鏡擦不干凈（張潤(rùn)宇）軟質(zhì)彈性鏡架（楊磊）手套，鞋不能加溫暖手腳（修月）手機(jī)充電太麻煩，不能利用太陽(yáng)能（滿立）按摩鞋墊（）電子引路儀器（張騁遠(yuǎn)）利用太陽(yáng)能保溫的水壺（王雅楣）H2開發(fā)技術(shù)繁瑣，成本高，圓珠筆芯不能重復(fù)使用（許俊杰）防盜門壞了，沒有鑰匙打不開（張超）有油污的家電和器具不好清洗（王雨辰）下雨下雪天汽車打滑（何曉?。└咭?、4Believeyourself馬桶水壓不夠沖不干凈（于炳乾）眼鏡布擦拭眼鏡擦不干凈（張潤(rùn)宇）軟質(zhì)彈性鏡架（楊磊）手套，鞋不能加溫暖手腳（修月）手機(jī)充電太麻煩，不能利用太陽(yáng)能（滿立）按摩鞋墊（）電子引路儀器（張騁遠(yuǎn)）利用太陽(yáng)能保溫的水壺（王雅楣）H2開發(fā)技術(shù)繁瑣，成本高（許俊杰）圓珠筆芯不能重復(fù)使用（許俊杰、遲彬）

防盜門壞了，沒有鑰匙打不開（張超）反鎖了出不去（楊伊婕）有油污的家電和器具不好清洗（王雨辰）下雨下雪天汽車打滑（何曉俊）高一、4Believeyourself冬天從室外到屋內(nèi)時(shí)，眼鏡上會(huì)產(chǎn)生霧氣（何曉?。╄€匙太多時(shí)，不容易迅速找到需要的鑰匙（王文濤）地下空間利用率不高（葉菀）回家一腳泥，弄得家里很藏，有沒有迅速清洗鞋底的機(jī)器（詹榮洪）蘋果削皮后很快變黃，口感不好（吳程程）保溫杯的重量過重，有沒有午睡用的感覺好的抱枕（姜林杉）手機(jī)缺少電子詞典功能（王朦）可擦寫的鋼筆水（徐萌琳）手機(jī)防水功能差，筷子勺子合為一體，鞋和襪子合為一體（楊璐）冬天太陽(yáng)能熱水器不熱（于筱瀟）書翻開容易自己合上（劉萬錄）自己能擦干凈的黑板，掃地要一手拿簸箕一手拿笤帚（劉佳）空調(diào)不等自己調(diào)節(jié)溫度（李頌）作業(yè)上交51份高一、4Believeyourself帶望遠(yuǎn)鏡功能的眼鏡，手機(jī)功能的耳墜，帶手電筒的手表（石明玥、柳金彥）電腦增加加熱咖啡功能的usb口設(shè)備（戴超）樓梯扶手沒有夜光功能，帶mp3功能的馬桶（黃釗）老師的表述電腦能夠自動(dòng)記錄，顯示于黑板，學(xué)生可以直接拷貝下來（張雅涵）修正液不能根據(jù)本子的顏色自動(dòng)變化（韓冰）貓眼視野不夠廣（辛賢嘉）洗刷水杯時(shí)不容易洗道杯底（王萌）夏天開窗戶拉上的窗簾老是亂飄，粉筆沫滿天飛（張楊）晚上開門時(shí)看不清鎖眼（金輝）可以迅速去掉衣服上的污垢的物品（曹悅）高一、5Believeyourself防止丟三落四的設(shè)備（溫馨）桌椅老是不穩(wěn)定怎么辦（部凡）水龍頭不能自動(dòng)開關(guān)（祁飛）粉筆沫滿天飛（張蓉、邵璐璐、楊文靖、徐峰、邵一村）暖氣溫度不能自己調(diào)節(jié)，水杯不能給水自動(dòng)加熱（殷曉航、周涵）拖把沾水后太沉，不方便（楊文靖）勺子筷子合為一體（司琪、逄雪）大風(fēng)天打傘容易杯吹翻（車俊毅）窗簾不能自動(dòng)開合，修正液味道太大（徐峰）垃圾不能隨處亂仍，可是又不能隨時(shí)找到扔的地方；冬天身上容易帶靜電，有沒有能去掉靜電的儀器（于璇）高一、5Believeyourself大型客機(jī)不能直接降落，眼鏡不能自動(dòng)調(diào)節(jié)光線的進(jìn)入（呂耀坤）暖氣片上改造后可以熱飯（孫萬鑫）普通塑鋼門窗在夏天智能打開一半；雨傘不能迅速變干（王麒）水杯不能根據(jù)需要調(diào)節(jié)杯內(nèi)的水溫（肖龍）

眼鏡度數(shù)不能調(diào)節(jié)（肖龍、姜俊姿、）電腦機(jī)箱合顯示器合而為一（仲昭楠）可以迅速畫坐標(biāo)系的T形尺（王曉鷗）人胳膊形的枕頭，帶手電功能的鞋，可以吸垃圾的簸箕（王夢(mèng)）課本質(zhì)量太好，太重（陳雅軒）夏天開窗戶拉上的窗簾老是亂飄（張慧）高一、5Believeyoursel