第四章 发现和明确问题
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一、发 现 问 题
普通高中通用技术课程 技术与设计 1
第四章 发现和明确问题
唐志浩 江苏省通州市石港中学
发现问题比解决问题更重要！
1、问题的意义
从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程。
2、问题产生的三种情况
第一种，人类生存活动中必然会遇到的问题。
第二种，由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。
第三种，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。
案例分析-----电话的发明
思考：1、人类用过哪些联络（交流）方法？
能说出这些方法的时间先后和优缺点吗？
思考：2、电流的什么特点使人们想到用电来
传递声音？
案例分析-----电话的发明
电话的发明历程：
德国人赖特----美国人格雷----美国的贝尔(英国移居)
1、赖特是一位德国教师。1861年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。
赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。
案例分析-----电话的发明
2、1874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。
案例分析-----电话的发明
3、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。
１８７６年贝尔电话研制成功。
声音
薄膜振动
电流
(变化)
薄膜振动
声音
基本原理:
电磁
感应
电流的磁效应
贝尔电话的外形
和内部结构图
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。
喂，芝加哥
自从使用了增音器之后，连接美国和欧洲大陆的电话成为可能
美军在越南战争时
使用的移动电话
1969年，可视电话产生
3.发现问题的途径与方法
一、观察日常生活
日常生活是我们存在的背景和基础 , 它往往蕴藏着丰富的问题资源。
案例分析
新式纺纱机的诞生
珍妮纺纱机的发明
历史背景
在约翰·凯伊发明飞梭之后，织布速度大大加快。但当时的纺纱速度很慢，工效很低，不能满足纺织的需要。人们开始致力于新的纺纱机的研制。
1761年，英国皇家艺术学会专门悬赏鼓励人们发明新型纺纱机。获奖的条件是：新发明的机器要能“一次纺6根毛线、亚麻线、大麻线或棉线，而且只需要一个人开机器或看机器。”尽管如此，新的纺纱机的研制工作仍进展不大。
珍妮纺纱机的发明
1764年的一在，英国曼稳斯特有个兼做木工的织工哈格里夫斯在一次偶然的发现中受到启示。有一天，他的妻子珍妮的纺车突然翻倒在地，但竖起来的纱锭（纺锤）和车轮仍在转动。他猛然想到：几个纱锭并立在一起，不是可以用一个轮子来带动吗？经过反复研制，他终于在1765年设计并制造出了一架可同时纺8个纱锭的新纺机。这样，就把纺纱的工效一下提高了8倍。后来，他又对珍妮纺纱机不断改进，一直增加到80个纱绽。
现代化纺织厂：将棉条纺成粗纱
请老师们从《棉纺织厂纪行》中复制2-3个图片让学生看。
（为减小课件体积，未放图片）
现代化纺织厂：将粗纱纺成了细纱
请老师们从《棉纺织厂纪行》中复制2-3个图片让学生看。
（为减小课件体积，未放图片）
马上行动
曾经有人发现 :
1. 当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中的饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；
2. 人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子；
3. 在使用折叠式剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。
你知道这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗 请在此基础上尝试提出两个日常生活中遇到的问题。
二、收集和分析信息
在信息时代，种类繁多、纷至沓来、层出不穷的信息是丰富的问题之源。
3.发现问题的途径与方法
2、通过问卷调查、询问访谈等方式进行信息的收集，有时也会有惊人的发现。
1、通过对文献信息、网络信息、媒体信息的收集、检索和分析，往往可以发现一些有价值的问题；
3.发现问题的途径与方法
三、技术研究与技术试验
技术研究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。
通过技术研究、 技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。
案例分析
伽利略与体温表
在400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？” ……
案例分析
伽利略与体温表
空气
冰水
气体热胀冷缩
液体热胀冷缩
水
(酒精、水银、煤油)
真空
课 堂 小 结
1、问题的意义 问题－－解决－－新问题－－再解决－－… 由此推动技术发展和人类进步。
2、问题的产生
3、发现问题的途径与方法 一、观察日常生活 二、收集和分析信息 三、技术研究与技术试验
后面还有内容！
后面是详细背景材料。
对这些经典案例尽可能讲得详细一点，并作适当引申和拓宽，使学生在历史和现实的碰撞中有所感悟！
案例分析-----电话的发明
1、赖特是一位德国教师。1861年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。说话时，用猪肠衣制作的薄膜便不断振动，通过一个装置变成上下起伏的电流，并传到另一端的受话器中。受话器再把起伏变化的电流变成声音。赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。
案例分析-----电话的发明
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。
电话的原理
电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。
a) 当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。
b) 声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。
c) 话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。
d) 而受话器作用与送话器刚好相反-----把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。
珍妮纺纱机的历史背景和重大意义
2、恩格斯说：“使英国工人的状况发生根本变化的第一个发明是珍妮纺纱机。”
1、“珍妮机”的发明是第一次工业革命开始的标志。
案例分析
伽利略与体温表
在400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？” 医生的真诚请求，使伽利略感到难以推辞。为了制作出这一医疗器具，咖利略不停地思索，但总是想不出什么好办法。 一天，伽利略给学生上试验课。他边操作边讲解，学生都听得入迷。他问学生：“当水的温度升高，特别是开的时候，为什么会在罐内上升？” “因为水温达到沸点时，体积增大，水就膨胀上升。水冷却，体积缩小，又会降下来。”学生作出了正确的回答。 这个常识性的回答经学生一说，顿时使伽利略来了制造体温表的灵感。伽利略兴奋地想：水的温度发生变化，体积也随着变化；那么反过来，从水的体积变化，不是也能测出温度的变化吗？ （续）
案例分析
伽利略与体温表
伽利略高兴得忘乎所以，竟不顾自己还在上课，马上回到办公室，根据热胀冷缩的原理着手，做起试验来。从根据这一原理，到试制体温表成功，中间还隔了一段很长的距离，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。咖利略又做了多次改进，把一个很细很细的试管装上水，排出里面的空气，又密封住，并在试管上刻上了刻度，然后送给医生用，医生让病人握住试管，果然，水上升的刻度反映出了病人的体温。世界上第一个体温表试制成功了。 可是，到了寒冷的冬天，一个个温度表都破裂了，原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。
体温表为什么采用水银？
常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油等，而体温表采用水银，这是为什么？ 体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高1摄氏度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计相比，有两个特殊要求：一是要能准确到0.1摄氏度，二是要能离开人体读数。 为此，体温表在构造上“有一段非常细的缩口”，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力大、不浸润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。
一、发 现 问 题
普通高中通用技术课程 技术与设计 1
第四章 发现和明确问题
唐志浩 江苏省通州市石港中学
发现问题比解决问题更重要！
1、问题的意义
从技术角度看，人类进步与发展的过程就是不断地发现问题，不断地进行设计，从而解决问题的过程。
2、问题产生的三种情况
第一种，人类生存活动中必然会遇到的问题。
第二种，由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案。
第三种，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。
案例分析-----电话的发明
思考：1、人类用过哪些联络（交流）方法？
能说出这些方法的时间先后和优缺点吗？
思考：2、电流的什么特点使人们想到用电来
传递声音？
案例分析-----电话的发明
电话的发明历程：
德国人赖特----美国人格雷----美国的贝尔(英国移居)
1、赖特是一位德国教师。1861年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。
赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。
案例分析-----电话的发明
2、1874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。
案例分析-----电话的发明
3、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。
１８７６年贝尔电话研制成功。
声音
薄膜振动
电流
(变化)
薄膜振动
声音
基本原理:
电磁
感应
电流的磁效应
贝尔电话的外形
和内部结构图
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。
喂，芝加哥
自从使用了增音器之后，连接美国和欧洲大陆的电话成为可能
美军在越南战争时
使用的移动电话
1969年，可视电话产生
3.发现问题的途径与方法
一、观察日常生活
日常生活是我们存在的背景和基础 , 它往往蕴藏着丰富的问题资源。
案例分析
新式纺纱机的诞生
珍妮纺纱机的发明
历史背景
在约翰·凯伊发明飞梭之后，织布速度大大加快。但当时的纺纱速度很慢，工效很低，不能满足纺织的需要。人们开始致力于新的纺纱机的研制。
1761年，英国皇家艺术学会专门悬赏鼓励人们发明新型纺纱机。获奖的条件是：新发明的机器要能“一次纺6根毛线、亚麻线、大麻线或棉线，而且只需要一个人开机器或看机器。”尽管如此，新的纺纱机的研制工作仍进展不大。
珍妮纺纱机的发明
1764年的一在，英国曼稳斯特有个兼做木工的织工哈格里夫斯在一次偶然的发现中受到启示。有一天，他的妻子珍妮的纺车突然翻倒在地，但竖起来的纱锭（纺锤）和车轮仍在转动。他猛然想到：几个纱锭并立在一起，不是可以用一个轮子来带动吗？经过反复研制，他终于在1765年设计并制造出了一架可同时纺8个纱锭的新纺机。这样，就把纺纱的工效一下提高了8倍。后来，他又对珍妮纺纱机不断改进，一直增加到80个纱绽。
现代化纺织厂：将棉条纺成粗纱
请老师们从《棉纺织厂纪行》中复制2-3个图片让学生看。
（为减小课件体积，未放图片）
现代化纺织厂：将粗纱纺成了细纱
请老师们从《棉纺织厂纪行》中复制2-3个图片让学生看。
（为减小课件体积，未放图片）
马上行动
曾经有人发现 :
1. 当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中的饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；
2. 人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热，会烫着孩子；
3. 在使用折叠式剃须刀时很不安全，常常刮破皮肤。
你知道这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗 请在此基础上尝试提出两个日常生活中遇到的问题。
二、收集和分析信息
在信息时代，种类繁多、纷至沓来、层出不穷的信息是丰富的问题之源。
3.发现问题的途径与方法
2、通过问卷调查、询问访谈等方式进行信息的收集，有时也会有惊人的发现。
1、通过对文献信息、网络信息、媒体信息的收集、检索和分析，往往可以发现一些有价值的问题；
3.发现问题的途径与方法
三、技术研究与技术试验
技术研究、技术试验是重要的技术活动，也是发现问题的途径与方法。
通过技术研究、 技术试验，我们有可能从对已有技术问题的研究中发现与之相联系的问题，从已有的研究结论中发现新的问题，也有可能在技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。
案例分析
伽利略与体温表
在400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？” ……
案例分析
伽利略与体温表
空气
冰水
气体热胀冷缩
液体热胀冷缩
水
(酒精、水银、煤油)
真空
课 堂 小 结
1、问题的意义 问题－－解决－－新问题－－再解决－－… 由此推动技术发展和人类进步。
2、问题的产生
3、发现问题的途径与方法 一、观察日常生活 二、收集和分析信息 三、技术研究与技术试验
后面还有内容！
后面是详细背景材料。
对这些经典案例尽可能讲得详细一点，并作适当引申和拓宽，使学生在历史和现实的碰撞中有所感悟！
案例分析-----电话的发明
1、赖特是一位德国教师。1861年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。说话时，用猪肠衣制作的薄膜便不断振动，通过一个装置变成上下起伏的电流，并传到另一端的受话器中。受话器再把起伏变化的电流变成声音。赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。
案例分析-----电话的发明
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。
电话的原理
电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。
a) 当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。
b) 声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。
c) 话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。
d) 而受话器作用与送话器刚好相反-----把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。
珍妮纺纱机的历史背景和重大意义
2、恩格斯说：“使英国工人的状况发生根本变化的第一个发明是珍妮纺纱机。”
1、“珍妮机”的发明是第一次工业革命开始的标志。
案例分析
伽利略与体温表
在400年前，科学家伽利略在威尼斯一所大学里教书。有些医生找到他，恳求说：“先生，人生病时，体温一般会升高，能不能想个办法，准确地测出体温，帮助诊断病情呢？” 医生的真诚请求，使伽利略感到难以推辞。为了制作出这一医疗器具，咖利略不停地思索，但总是想不出什么好办法。 一天，伽利略给学生上试验课。他边操作边讲解，学生都听得入迷。他问学生：“当水的温度升高，特别是开的时候，为什么会在罐内上升？” “因为水温达到沸点时，体积增大，水就膨胀上升。水冷却，体积缩小，又会降下来。”学生作出了正确的回答。 这个常识性的回答经学生一说，顿时使伽利略来了制造体温表的灵感。伽利略兴奋地想：水的温度发生变化，体积也随着变化；那么反过来，从水的体积变化，不是也能测出温度的变化吗？ （续）
案例分析
伽利略与体温表
伽利略高兴得忘乎所以，竟不顾自己还在上课，马上回到办公室，根据热胀冷缩的原理着手，做起试验来。从根据这一原理，到试制体温表成功，中间还隔了一段很长的距离，伽利略不知试验了多少次，但都失败了。咖利略又做了多次改进，把一个很细很细的试管装上水，排出里面的空气，又密封住，并在试管上刻上了刻度，然后送给医生用，医生让病人握住试管，果然，水上升的刻度反映出了病人的体温。世界上第一个体温表试制成功了。 可是，到了寒冷的冬天，一个个温度表都破裂了，原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。
体温表为什么采用水银？
常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油等，而体温表采用水银，这是为什么？ 体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高1摄氏度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计相比，有两个特殊要求：一是要能准确到0.1摄氏度，二是要能离开人体读数。 为此，体温表在构造上“有一段非常细的缩口”，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力大、不浸润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。