1.3.1 发现与明确问题 教学设计(附研学案)


粤科版 必修 1 第三章 怎样进行设计 第一节

发现与明确问题 教学设计
一、学习者分析 学习对象是高中一年级学生,前面已经学习了技术的基本性质,知道设计是技术的 关键,并学习了设计的基础,这些知识为本节内容的学习做了必要的准备。学生在成长 过程中已经有一定的生活经历和文化基础,对认识问题有自己的观点,初步具备了发现 问题的能力,但学生对分散的、零乱的问题,缺少合理性、科学性的分析,难于从多角 度提出问题、分析问题,进而也就难于进行有价值的设计。 二、教材内容分析 1、本节的主要内容及在本章中的地位 本节内容是进行设计的第一步,也是非常关键的一步,主要有两个知识点:设计问 题的来源和明确设计要解决的技术问题。 技术与设计 1 模块是高中通用技术课程的核心,是提高学生技术素养、培养学生创 新精神和实践能力的基础。而《怎样进行设计》一章是整本书的核心所在,对于学生认 识技术的本质、形成创新意识和增强解决实际问题的能力,并提高自身的技术素养,都 起着至关重要的作用。从内容上来看,本章内容承上启下,既是前面技术设计基本内容 的升华,又是后面进一步进行设计制作和评价的基础。从学生的认知发展来看,学生已 经了解了技术的性质,并学习了设计的一些基本原则和方法,很期待能体验设计的基本 过程,进而能在现实生活中自己进行设计创作。 设计是一种有目标的活动,必须遵从相关的原则和规范,按照一定的程序进行。遵 循科学、 合理的设计程序, 才能有效地解决设计过程中出现在各个阶段和步骤中的问题, 以保证设计有序地进行。 设计程序应该是动态的, 是循序渐进的, 也可以是循环交错的。 设计通常从调查人们的需求开始,历经确定设计问题、制订设计方案、制作模型或者原 型、优化设计,直到新作品或者新产品的诞生才结束。设计过程可分为两大阶段:方案 设计阶段和产品(或作品)制作阶段。 方案设计阶段的结果就是我们平时常说的设计说明 书,以图样(图表、照片、表现图等)和文字说明书等综合形式呈现出来。在本章里,我 们所说的设计主要是方案设计,包括确定设计问题和制订设计方案。确定设计问题由发 现与明确设计问题,明确设计的能力、条件与要求等步骤所组成。制订设计方案则由信 息的收集与整理、挑选材料、技术试验技术试验和设计方案的制订等步骤所组成。 课程标准:通过对人们的需求和愿望的调查,发现与明确值得解决的技术问题,并 能判断是否具备解决这个问题的技术能力与条件。 这条标准主要是要培养学生对自己所 要解决的技术问题的选择和决策的能力,这种能力需要建立在能充分认识、正确评价自 己的能力与所具备的条件的基础上。一方面,这个问题必须是“值得解决的”,即具有
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一定的技术含量,与高中学生应有的水平相当;另一方面,又要实事求是,能够实现, 或通过一定努力能够实现的。例如说,学生是否具备解决该问题所必需的知识,如不具 备,能否通过短时间的学习来达到要求?这一步是设计工作的开始,设计对象(载体) 的选择关系到标准能否全面、正确地落实。所以,教材编写者和教师对此需要进行精心 的策划,既要具有开放性,又要给以学生必要的指导。 2、教学重点及难点 重点:设计问题的来源分析;明确设计要解决的技术问题和问题判断。 难点:明确设计要解决的技术问题。 3、课时安排 1 课时 三、教学目标 根据通用技术课程指导纲要的这一要求,并结合教学实际和学生的特点,本节课的 教学目标要求如下: 1.知识与技能: (1)知道设计问题的来源; (2)明确设计要解决的技术问题; (3)学会判断问题的价值。 2.过程与方法 能结合案例分析,学会调查了解人们的需求和愿望,体验发现问题、分析问题、明 确设计要解决的技术问题的过程,培养多角度观察思考分析问题的能力。 3.情感、态度与价值观 通过引导学生亲历发现和明确问题的过程,培养学生多角度观察思考问题的能力, 进而形成对技术问题敏锐的观察力和发现欲望。 四、教学理念和方法 本节内容是这一章书和后续章节的基础和中心, 后面的所有章节应该都跟第三章第 一节有着直接的联系,这样才更符合教材和课标的要求。本设计强调学生理解、发现问 题对技术设计的重要作用, 经历发现和明确问题的各个环节,注重科学地引导学生结 合自身的知识、经验和实际提出自己的设计项目,并在后续的章节学习中能持续地进行 和完成。在此前的教学中,发现学生对教材中的案例“多用途广告宣传灯”并不大感兴 趣,觉得应该找一些能让学生更感兴趣的素材,特别是应该选择一些与学生的学习生活 密切相关的素材,才可以比较充分调动学生的学习兴趣并持续进行下去。 1、教法 案例分析法。课前要求学生对本节课进行预习,自行调查一些日常物品,了解其满 足了人们的哪些需求和愿望。教师在课堂上展示不同书桌椅图片,让学生选择并说出挑 选的理由,对学生的选择进行分析、整理,引出本节知识。 2、学法
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鼓励学生自主探究和合作交流,通过角色扮演,相互作为调查者和被调查者,了解 一下同学们对书桌椅有什么样的需求,引导学生自主思考分析,在与他人的交流中丰富 自己的思维方式,获得不同的体验和不同的发展。 五、教学过程设计 1.教学内容的组织与呈现方式 本节课采用的教学手段主要是案例分析法,采用“讲、演(图片)、议”相结合的 方式开展教学。通过对学生书桌椅的提问,激发学生思考,引导学生体味设计师是如何 选定一个调查项目的,让学生亲身体验一名设计师是如何了解人们的需求的,明确发现 问题的途径;通过明确适合小组合作学习的多功能书桌椅设计的技术问题,对难点进行 阐述,借助永动机、太空电梯和圆珠笔等例子帮助学生分别理解技术问题“是否能够解 决”、“当前是否可以解决”和“是否值得解决”,学会明确问题和判断设计要解决的 技术问题。最后通过作业——以小组为单位继续对多功能书桌椅进行调查,明确解决设 计技术问题的能力、条件与要求。 2.教学过程 环 教学 节 内容 引 入

教师引领

学生活动 设计意图

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今天,我们学习的主题是“发现与明确问题”。在 观 察 、 思 创设情 这,我先问大家一个问题。 考,议论 景,以旧书 导入 问:有下列的书桌椅,你会选择哪一种?展示两种 桌引入,勾 新课 书桌椅(见投影)说说挑选的理由。 起学生的学 习兴趣 从同学们的选择中可以看出,人们的需求和愿望是 思 考 , 理 让学生 多种多样的,随着时代的发展,需求和愿望也在不断变 解 人 们 需 体会到生活 问 题 化。而设计问题就来源于人们的需求和愿望,那么,设 求 的 多 样 中处处都有 的 来 计师要怎样才能知道人们的需求和愿望呢?那下面我们 性 设计问题, 源 就一块来体验一下一名设计师可以通过什么方法和途径 认识人们需 来了解人们的需求和愿望,并确定设计问题的。 求的多样 性。 问:同学们的书桌椅漂亮吗?它能很好地满足我们 思考 体验设 的小组合作等学习需求吗?还可以怎样改进设计? 讨论交流 计师如何了 为了更好地了解和解决上述问题,下面我们通过现 解人们的需 场访问调查活动来完成。 求,体味设 明确活动任务: 计师是如何 前后两个组的同学通过角色扮演,相互作为调查者 选定一个调 发现 和被调查者,了解一下同学们对书桌椅有什么样的需 查项目的, 问题 求?如颜色、高度、大小??。 培养团队合 要求: 作能力,锻 1.各组快速选定各种角色扮演者(采访、文字记录、 炼学生分析 角 色 扮 拍摄等)进行分工; 概括能力, 2.对需求进行分析整理,确定最终的设计问题,并 演 , 访 问 使学生明确 用三几个字简要写在问题条上(书写的字体要大且粗, 调 查 , 小 发现问题的
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以便其它小组看到) ; 组 讨 论 交 途径 3.请班长和科代表巡视,并把各组写好的问题迅速 流 了 解 同 贴到问题发布板上,如发现雷同的问题就不再张贴; 学 们 对 书 4.全部活动在 5 分钟内完成。 桌的需求 强调:只是调查同学们对书桌椅的需求有哪些,至 于什么改进措施之类的我们暂不用理它。 过渡:同学们的需求有这么多,我们还需要对需求 分类整理 小组合 进行分类整理一下。同学们对书桌椅的需求: 作,学会明 确问题和判 类别 需求 1 需求 2 需求 3 需求 4 . . . 断问题 思考 小组讨论 交流 通过刚才的分类整理,我们基本确定了设计问题, 主要有功能、空间、安全、舒适等方面的需求,下面我 们还需要明确设计要解决的技术问题。 现在大家以小组为单位,讨论明确设计适合小组合 作学习的新型书桌椅的技术问题,并对问题从“是否能 够解决?当前是否可以解决?是否值得解决?”用列表 形式进行评估判断。 思考 解释: 1. 设计问题是否能够解决, 即有没有违反科学理论 明确 对难点 设 计 和客观规律。比如要设计一个永动机,这很明显违反了 进行阐述, 要 解 能量守恒定律,是一个徒劳的设计。 帮助学生理 2. 是否当前可以解决, 即有没有超出当前的能力与 决的 解 条件(即当前的科学技术水平或物质条件和工作条件) 。 倾 听 , 理 技术 问题 比如设计一个太空电梯(展示一个太空电梯设计图,参 解 见课件),把地球上的人送到任何一个星球去,这样的 想法很好,但这样的问题至少说当前的技术水平没法解 决,所以也就不适宜进行设计。 3.是否值得解决,即我们的设计是否有价值,是不 是会给我们的日常生活带来方便,经济效益又如何,综 合效益如何,是否符合成本效益原则,还有是不是有人 已经解决了这个问题等等都是需要考虑的。 展示案例: 日本曾经生产的圆珠笔芯里装的干油墨, 足够可以书写 2 万个字。但是,书写的字数一多以后, 钢珠与钢圆管之间的空隙会渐渐变大,这样油墨就会从 缝隙中漏出来,常常会沾污衣物等等,使人感到十分不 愉快。于是有人提出用金刚石来代替钢珠,这可行吗? 大家知道可以通过怎样的设计来解决这个问题吗?日本 有一个小企业主想出了一个绝招:少装一些干油墨,让 笔芯里的油墨只能书写 1 万多个字就用完了,这样圆珠 笔芯漏油的问题就解决了。于是,他就申请了专利,专 评估判断
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门生产一种短支的圆珠笔芯和圆珠笔,受到了广大顾客 的欢迎。 明确设计要解决的技术问题:
问题 1 能够解决? 当前可以解决? 值得解决? 问题 2 问题 3 问题 4 问题 5

确立学 习的主题

经过大家的讨论和分析整理,我们终于得出了一个 比较统一的构思方案。 展示两幅多功能书桌椅图。 看,思。 理论联 检 运用 问:它们想解决什么问题?这些设计问题是否符合 系实际。 测 科学性、可行性和价值性等要求? 1. 发现问题和提出问题是进行设计的前提, 而设计 聆听思考 让学生 问题来源于人们的需求和愿望,调查访问是收集需求的 自己总结本 小 课堂 堂课学到的 一种重要途径和方法。 结 小结 总结归纳 内容,培养 2.一个构思的生成需要经历收集、整理、筛选、权 概括能力 衡等过程,最后才能得出一个比较完整的设计方案。 各学习小组继续对新型书桌椅的设计进行调查,明 分 析 , 思 培养实 作 确解决设计技术问题的能力、条件与要求。 考,讨论 践能力,准 业 备下节课。 3、教学资源 (1)有关永动机、太空电梯和圆珠笔事例的图片和文字资料。 (2)问题收集发布板 六、教学评价 ___________班“书桌设计问题收集”评价表 项目 组号 1 2 3 4 5 6 7 8
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基本分(75 分,组长评价) 问题是否 能够解决 问题当前 可否解决 问题值不值 得解决

奖励分(25 分,教师评价) 总评分 了解发现问题的方法

评分说明:每项 20 分,出现空白、不完整的和未能按时完成的各扣 10~20 分。 七、教学反思 1、在此前的教学中,发现学生对教材中的案例“多用途广告宣传灯”并不大感兴 趣,觉得应该找一些能让学生更感兴趣的素材,特别是应该选择一些与学生的学习生活 密切相关的素材,才可以比较充分调动学生的学习兴趣并持续进行下去。前两年,我选 择的素材是水闸,这两年,我选择了与学生更熟悉的素材——书桌椅。本节内容是这一 章书和后续章节的基础和中心,后面的所有章节应该都跟第三章第一节有着直接的联 系,这样才更符合教材和课标的要求。 2、在组织学生展开小组讨论前,应明确讨论问题的范围、方向、要求加以明确引 导,明确后再开展讨论,教学效果会更好。 3、“问题收集发布板”的使用极大地促进学生的发现热情。课程中要充分发挥学 生的设计激情,并对发言的学生予以鼓励和支持,让学生对自己的发现充满自信。 4、让学生积极参与实践活动,善于观察、思考,学会多角度思考问题,形成对技 术问题的敏锐性和发现欲望。 八、参考文献 1.普通高中通用技术课程标准.2005 2.普通高中通用技术课程标准解读(技术 1)[EB/OL].2010-06-05 3.袁达人.广东省科技出版社.普通高中通用技术(粤科版)教学设计 第二版 2010-05

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附:高中通用技术“研学后教”研学案 课题:发现与明确问题 编号:1-3-1 课型: 新授 课时: 1 课时 使用时间:2014 年 11 月 17 日 主备人:邹永明 审核人:梁晓行、黎雪菲 授课人:邹永明 一、学习目标: 1、知道设计问题的来源。 2、明确设计要解决的技术问题,学会判断问题的价值。

班别: 学号: 姓名:

3、能结合案例分析,学会调查了解人们的需求和愿望,体验发现问题、分析问题、 明确设计要解决的技术问题的过程,培养多角度观察思考分析问题的能力 4、形成对技术问题敏锐的观察力和发现欲望。 二、学习重点、难点: 重点:设计问题的来源分析;明确设计要解决的技术问题和问题评估。 难点:明确设计要解决的技术问题。 三、学习线路图 自主学习→调查收集资料→小组合作学习→分析→总结归纳→拓展及应用 四、学习过程: (一) 【课前预习】——自主学习 1.阅读课本必修 1 第 81—87 页的第一节内容 2.自行调查一些日常物品,了解其满足了人们的哪些需求和愿望。

(二) 【研学过程】——探究、展示 【研学问题一】 有下列的书桌椅,你会选择哪一种?说出挑选的理由。

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【研学问题二】项目调查 同学们的书桌椅漂亮吗?它能很好地满足我们的小组合作等学习需求吗?我们的 书桌椅还可以怎样改进设计? 各小组对书桌椅的改进设计进行讨论。前后两个组的同学通过角色扮演,相互作为 调查者和被调查者, 了解一下同学们对书桌椅有什么样的需求, 并对需求进行分析整理, 最终确定设计问题,并把它简要写在问题条上,最后收集张贴到问题发布板上。 温馨提示:可先拟定一份简单的调查问卷,调查了解同学们对书桌椅的需求有哪 些?如颜色、高度、大小??等。

【研学问题三】明确设计要解决的技术问题 分类整理弄清楚同学们的需求究竟有哪些?以小组为单位讨论明确适合小组合作 学习的新型书桌椅设计的技术问题,并对问题从“是否能够解决?当前是否可以解决? 是否值得解决?”(详细内容参看课本第 82、83 页)用列表形式进行评估判断。 问题 1 能够解决? 当前可以解决? 值得解决? (三)达标检测(运用新知,课后完成) 观察两幅多功能书桌椅图片,思考:它们想解决什么问题?对我们的书桌椅的设计 问题有什么启发? 问题 2 问题 3 问题 4 问题 5

三、拓展与应用(作业,为下节课准备)
各学习小组继续对多功能书桌椅的设计进行调查,明确解决设计技术问题的能力、条件与要求。

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