发现及明确问题

第四章发现与明确问题胶州二中设计的一般过程A发现与明确问题B制定设计方案C制作模型或原型E产品的使用和维护D测定、评估及优化中子的发现英国物理学家查德威克（JamesChadwick，1891—1974）和法国物理学家约里奥·居里（J·Carie，1900—1958）夫妇发现了同样事实，用放射性元素钋（Po）所产生的α射线轰击铍、锂、硼等元素，发现了前所未见的穿透性很强的辐射，约里奥·居里夫妇误认为这是一种能量极高的γ射线而与伟大发现失之交臂。相反查德威克对这一现象深入研究，从理论上和实验上证实了这是一种新的粒子，即中子。方形漏斗用漏斗往瓶子里灌液体时，因瓶口和漏斗都是圆形的，瓶里的空气不易排出，液体流得很慢，所以需要一边灌，一边提动漏斗，否则灌得稍快一点儿液体就会溢出。河南的王岩同学则改变了传统漏斗的形状，把漏斗下口的圆形改成方形，使圆瓶口与方形漏斗之间留有较大的空隙。这样，往瓶里灌液体时，瓶里的气体会沿着瓶口的空隙流出来，既方便了使用，又节省了时间。双色演示算盘珠算是我国传统的计算工具，方便学习。许多学校都开设了珠算课，教师用毛算盘挂在黑板上演示，但坐在远处的同学看起来有困难，因为算珠的颜色一样，拨上拨下容易混淆。辽宁的赵宇同学发明的"双色演示算盘"，解决了这一难题。他将现在圆柱形算盘柱子的半腰改成了"扭曲180度"，再将黑算珠背面涂上红色，这样，靠上的黑算珠向上推时，在半腰上就旋转了180°，黑珠变成了红珠，坐在后排的同学看到色彩鲜艳的红色，加减乘除，一目了然。此发明在第六届全国青少年发明创造比赛中获一等奖。“发现问题”的重要性：

美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障，只得请来了德国的电机专家来修理。这位德国专家来了以后，用了两天两夜的时间呆在发电机旁，这看看那听听，最后，他在发电机的顶上划了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将划线处的线圈减少16圈。故障果然被排除了。这位德国专家向福特公司索要1万美元的酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为值。因为他发现了问题，而不在于排除故障的复杂与简单。什么是问题？可以分为哪几种？问题:生活中为我们所不知而需要解答的话题。问题的种类例子备注科学问题太阳为何总是东升西落？是什么？为什么？社会问题大学生就业为什么这么难？社会现状或真实情况技术问题怎样使赛车速度更快？怎样的椅子让我们坐起来更舒服？怎么办？我们重点关注与研究的问题是永远存在的从技术的角度看，人类进步与发展的过程就是不断发现问题，不断进行设计，从而解决问题的过程。问题从哪里来？问题的来源（一）人类生存活动中必然会遇到的问题思考：你在日常生活中遇到过哪些问题？追问：你想过如何来解决这些问题了吗？你是如何解决的？切板栗问题的来源切菜护手器打针无针注射器（一）人类生存活动中必然会遇到的问题有人说：“当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来越明显。”也有人说：“我烧菜时放盐的量老是控制不好。”电子显示型流线型（二）别人给出问题，设计者须针对问题寻求解决方案问题的来源隐形飞机的发明现代战争往往需要速战速决，美国防部要求使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了己方的飞机，无法实施拦截和攻击。（二）别人给出问题，设计者须针对问题寻求解决方案问题的来源

1876年3月10日，贝尔通过送话机喊道：“沃森先生，请过来！我有事找你！”在实验室里的沃森助手听到召唤，像发疯一样，跃出实验室，奔向贝尔喊话的寝室去。他一路大叫着：“我听到了贝尔在叫我！我听到了贝尔在叫我！”……这样，人类有了最初的电话，揭开了一页崭新的交往史。1877年，第一份用电话发出的新闻电讯稿被发送到波士顿《世界报》，标志着电话为公众所采用。1878年，贝尔电话公司正式成立。

1892年纽约和芝加哥的电话线路开通。电话发明人贝尔第一个试音：“喂，芝加哥”，这一历史性声音被记录下来。案例分析：电话的发明（三）基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题，并试图解决它问题的来源1.“用心”观察日常生活发现问题的途径与方法案例分析：新式纺纱机的诞生在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识“用心”观察日常生活发现的问题１发现的问题：有可能引出的设计或你的设想：２发现的问题：有可能引出的设计或你的设想：生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料。人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子。3.在使用折叠剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识案例分析：天花病疫苗的发现思考：琴纳是怎么发现天花疫苗的？他用了哪些方法？通过仔细的观察，详细的记录和多次的试验才发现了天花疫苗。——有意观察生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识2.“主动出击、寻找问题”收集和分析信息发现问题的途径与方法生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识案例分析钢盔的发明在第一次世界大战后，各国都对他们阵亡的士兵进行了统计，发现有相当比重的士兵因头部中弹而死。后来各国就研制了钢盔来保护士兵的头部。生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识日本的本田公司就很推崇“抓住问题，追问到底”。比如，某台机器突然不动了，他们就采用追问到底来解决。“机器为什么不动了？”－保险丝断了。——为什么保险会断？——超负荷，电流过大——为什么超负荷？——轴承润滑不好。——为什么轴承会润滑不好？——吸不上润滑油。——为什么吸不上油？——油泵严重磨损——为什么会磨损？——是因为没有装过滤器进入了铁屑。问题到此，也就解决了。应该给油泵装过滤器。生活中不是缺少问题，而是缺少发现问题的意识询问法——刨根究底

抓住问题，探究原因3、“科学探索，发现问题”

技术研究与技术试验发现问题的途径与方法在已有的技术研究中联系和发现新问题在技术试验的过程中感悟和发现新问题案例分析—伽利略与体温表阅读P82案例，这个案例说明了什么？【思考】

你认为发现问题的途径与方法还有哪些？联想产生问题例1：鲁班由手被草的叶缘划破这一现象产生联想，进而发明了锯子。例2：既然凸透镜能聚集太阳光来点火，那么冰不是也能取火？做梦发现问题例：苯的分子式的发明——凯库勒元素周期表的发现——门捷列夫二、明确问题明确问题的内容与价值明确解决问题受到的限制及具体的设计任务设计计划1、明确问题的内容与价值问题是否明确

问题表述本身问题产生的原因提出问题的目的问题的价值

科学的原理问题目前有没有解决问题是否有普遍的意义……做法：主观分析、研究手段（信息收集、调查分析）2、明确解决问题受到的限制及具体的设计要求限制主要由两方面决定：设计对象的特点和问题解决的标准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、床、书架、笔筒等。

新奇的儿童床儿童专用坐便器3、设计计划P89-90思考和练习一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？

课堂小结一、发现问题(一)

问题的来源(二)

发现问题的途径与方法

二、明确问题综合实践一、你在使用钢笔时发现的问题二、你在刷牙时发现的问题三、你在使用剪刀时发现的问题四、你在使用雨伞时发现的问题五、你在教室扫地时发现的问题六、你在上体育课时发现的问题七、你在使用电脑时发现的问题八、你在用餐时发现的问题各小组把自己发现的问题填入自己设计的表格，小组内交流，各小组选出认为最有价值的2-3个问题在班内交流展示。

高一、1加热的饭菜容易串味（杨海霞）盲人走路不方便(黄彬)人行路用柏油铺就，影响土地透气性，破坏植物生长（李超）红绿灯时间不能灵活自动调节（纪泓宇）输电线路和电话网络线全部架设在空中和大树争夺空间（王尚念）水管应接入教室使用方便、Mp3的耳机和主机要用线连接（刘钰）擦黑板粉末漫天飞（王晨、徐晶晶、武凡）眼保健操要用手做，能不能发明一种仪器来替代手，还卫生（郑泽邦）擦地时，干的拖把擦不干净，湿的容易踩藏（高天一、徐赟君）不锈钢饭盒加热后太烫手、课桌边的挂钩承重不够大（陈晓）Believeyourself高一、1教室窗帘设计不合理（杨慧）冬天从室外到屋内时，眼镜上会产生雾气（秦雯）室内点灯不能根据光线自动开关、窗帘拉上教室内暗，拉开光线太刺眼（刘洋子）黑板总是要手动擦，桌子上的铅笔容易掉（张翔）窗帘容易藏，清洗麻烦（刘璞玉）塑钢窗户的锁不安全（薛程元）晚上教室黑板处没有灯，看不清楚（陈玉龙）图书馆书籍过多，不容易查找（兰孝洁）带眼镜运动不方便（黄海峰）运动出汗时，眼镜容易下滑（武凡）冬天公交车扶手太晾（邓馨、武凡）Believeyourself高一、2暖气的温度不能自己调节（李煜焱）衣服晒在外面下雨时不能自动收回（李思思）衣服洗涤时容易褪色（丁远鹏）教室的玻璃隔音不好（顾宁、李琛）体育器材借还比较麻烦，能否用电子管理系统（陈晨）带眼镜走夜路看不清路（徐颂睿）市区植物容易被践踏（郝泉）钢笔中的墨水不能从外面看到，不能在快没有墨水的情况下及时补充进去。尺子的刻度时间久了容易磨损看不清（纪祥）Believeyourself高一、2擦地时太费劲，簸箕放杂物少（刘佳）擦黑板时用力大、粉笔沫漫天飞（王融）电视遥控器老是找不到（杨光）塑钢窗户拉槽中的脏物不容易去掉（童文亮）冬天从室外到屋内时，眼镜上会产生雾气（高诗静、杨欣）钟表的滴答声太响、太阳能阴天加热功能差（伯颖）粉笔容易把手弄脏（张弘）公交车上没有专门放雨伞的地方，容易弄湿车座（苏银娇）课本纸张太过精致，所以重量大（王晓萌、杨欣）Believeyourself高一、2Mp3缺少功放功能、利用太阳能的节能灯、人体各项指标检测仪器（李琛）空调的过滤网太容易损坏，使用寿命短（李龙）雾天开车容易发生事故，电池容易对环境造成污染（徐梦茹）白天忘了关灯，电灯不会自动关闭（徐谈磊）长指甲清理难（姚雅婕）看英文书时遇到生单词要查词典很麻烦（宫祥诚）热水器温度调节难（岳媛、董美娜）秋天清扫落叶太麻烦（苏喆、王晓萌、吴娇、张弘）共上交52份课堂作业Believeyourself高一、3Believeyourself骑摩托车时无法打伞（姜楠）眼镜度数不能自动调节（张笑妍）铅笔、钢笔、圆珠笔不能融为一体（赵明皓）黑光灯，筷子笔（高昆）能在家方便的学习（牟鑫）汽车不能上天下海，篮球鞋不能提供助推高跳功能（张智杰）自动干洗衣服的家用机器（钱珣）擦黑板粉沫漫天飞（黄彦蓉、马赛大、曲欣、姜峰）绝对保温的水杯没有（黄彦蓉）人行横道上没有盲道（高琦）冬天自来水太冷（王若翰）学校厕所位置不够（姜义婷）高一、3BelieveyourselfIC卡掉了不能挂失（王文佳）教室门不能双向开关（白头山）打印机耗材多（卢子泰）昆虫泛滥与利用问题（王琳）噪音污染问题（王洋）马桶每次出水一样多，能不能设计从水量控制按钮（董超）拉锁容易夹注衣服（于秋贝）狗随地大小便（姜峰）作业上交50份高一、4Believeyourself马桶水压不够冲不干净（于炳乾）眼镜布擦拭眼镜擦不干净（张润宇）软质弹性镜架（杨磊）手套，鞋不能加温暖手脚（修月）手机充电太麻烦，不能利用太阳能（满立）按摩鞋垫（）电子引路仪器（张骋远）利用太阳能保温的水壶（王雅楣）H2开发技术繁琐，成本高，圆珠笔芯不能重复使用（许俊杰）防盗门坏了，没有钥匙打不开（张超）有油污的家电和器具不好清洗（王雨辰）下雨下雪天汽车打滑（何晓俊）高一、4Believeyourself马桶水压不够冲不干净（于炳乾）眼镜布擦拭眼镜擦不干净（张润宇）软质弹性镜架（杨磊）手套，鞋不能加温暖手脚（修月）手机充电太麻烦，不能利用太阳能（满立）按摩鞋垫（）电子引路仪器（张骋远）利用太阳能保温的水壶（王雅楣）H2开发技术繁琐，成本高（许俊杰）圆珠笔芯不能重复使用（许俊杰、迟彬）

防盗门坏了，没有钥匙打不开（张超）反锁了出不去（杨伊婕）有油污的家电和器具不好清洗（王雨辰）下雨下雪天汽车打滑（何晓俊）高一、4Believeyourself冬天从室外到屋内时，眼镜上会产生雾气（何晓俊）钥匙太多时，不容易迅速找到需要的钥匙（王文涛）地下空间利用率不高（叶菀）回家一脚泥，弄得家里很藏，有没有迅速清洗鞋底的机器（詹荣洪）苹果削皮后很快变黄，口感不好（吴程程）保温杯的重量过重，有没有午睡用的感觉好的抱枕（姜林杉）手机缺少电子词典功能（王朦）可擦写的钢笔水（徐萌琳）手机防水功能差，筷子勺子合为一体，鞋和袜子合为一体（杨璐）冬天太阳能热水器不热（于筱潇）书翻开容易自己合上（刘万录）自己能擦干净的黑板，扫地要一手拿簸箕一手拿笤帚（刘佳）空调不等自己调节温度（李颂）作业上交51份高一、4Believeyourself带望远镜功能的眼镜，手机功能的耳坠，带手电筒的手表（石明玥、柳金彦）电脑增加加热咖啡功能的usb口设备（戴超）楼梯扶手没有夜光功能，带mp3功能的马桶（黄钊）老师的表述电脑能够自动记录，显示于黑板，学生可以直接拷贝下来（张雅涵）修正液不能根据本子的颜色自动变化（韩冰）猫眼视野不够广（辛贤嘉）洗刷水杯时不容易洗道杯底（王萌）夏天开窗户拉上的窗帘老是乱飘，粉笔沫满天飞（张杨）晚上开门时看不清锁眼（金辉）可以迅速去掉衣服上的污垢的物品（曹悦）高一、5Believeyourself防止丢三落四的设备（温馨）桌椅老是不稳定怎么办（部凡）水龙头不能自动开关（祁飞）粉笔沫满天飞（张蓉、邵璐璐、杨文靖、徐峰、邵一村）暖气温度不能自己调节，水杯不能给水自动加热（殷晓航、周涵）拖把沾水后太沉，不方便（杨文靖）勺子筷子合为一体（司琪、逄雪）大风天打伞容易杯吹翻（车俊毅）窗帘不能自动开合，修正液味道太大（徐峰）垃圾不能随处乱仍，可是又不能随时找到扔的地方；冬天身上容易带静电，有没有能去掉静电的仪器（于璇）高一、5Believeyourself大型客机不能直接降落，眼镜不能自动调节光线的进入（吕耀坤）暖气片上改造后可以热饭（孙万鑫）普通塑钢门窗在夏天智能打开一半；雨伞不能迅速变干（王麒）水杯不能根据需要调节杯内的水温（肖龙）

眼镜度数不能调节（肖龙、姜俊姿、）电脑机箱合显示器合而为一（仲昭楠）可以迅速画坐标系的T形尺（王晓鸥）人胳膊形的枕头，带手电功能的鞋，可以吸垃圾的簸箕（王梦）课本质量太好，太重（陈雅轩）夏天开窗户拉上的窗帘老是乱飘（张慧）高一、5Believeyoursel