第四章发现与明确问题（高考定位及高考分析）

第四章 发现与明确问题
高考定位及高考分析
本章共二节。
4.1 发现问题：发现问题是设计过程的第一个环节，是本章的重点，也是本教材的重点。发现问题的能力往往表现为一种意识和习惯，因此在卷面形式的高考试卷中多与具体的设计案例结合，在具体方案的设计和构思中体现这种能力。对于发现问题的三种主要途径和方法，高考较少涉及，其中收集和分析信息、技术研究和技术试验是比较重要的两种方法，也包含许多值得考查的要点，在复习中值得我们重点关注，历年高考的最后一题设计题，隐含了通过分析信息发现问题的考查。
4.2 明确问题：从本节内容开始，教材进入到具体的实践阶段，其有效的教学评价也需要在实践中进行。本节中“明确问题的价值”不能仅凭主观分析，需要借助一些研究手段如信息收集、调查分析等，它所包含的内容是很丰富的，也是学生进行创造发明必经的一道门槛，价值认定后的“明确具体的设计任务”，多与设计评价中评价标准的制定结合，也可以与设计分析的人、物、环境三个因素结合，所以高考试题中这节内容更多的反映在第三章和第五章中。
章节 考 点 细 化 考试说明中对应的内容和要求 高考考查次数
4.1 发现问题的途径和方法 发现技术问题的一般方法（Ⅰ）
通过分析信息发现问题 发现技术问题的一般方法（Ⅰ）
4.2 明确问题的内容与价值 技术问题内容与价值的判断（Ⅰ）
明确具体的设计任务 具体设计要求的列出（Ⅱ） 1
导练互动
考点一：发现问题的途径和方法
基础再现
发现问题的途径和方法主要有：
1.观察日常生活
日常生活蕴藏着丰富的问题资源，许多产品的设计目的都是为了解决日常生活中的一些小问题。
2.收集和分析信息
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.技术研究与技术试验
通过技术研究、技术试验，我们有可能发现与之相联系的问题，也有可能在研究、试验过程中获得灵感、体悟，从而发现新的问题。
典例1 国家规定从2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物，小王同学想研究目前商场提供的购物塑料袋是否符合国家规定，在使用中是否有更好的设计和想法，下列小王打算采取的措施中，不需要的是（ ）
A.到商场中去做观察和记录
B.通过问卷调查的方法收集和分析信息
C.使用商场中提供的塑料袋，做技术试验
D.对生产购物塑料袋的工厂进行明查暗访
解析：小王需要发现商场提供的购物塑料袋在使用过程中的具体情况，并不需要了解塑料袋在生产过程中存在哪些问题。
答案：D
即时训练
1. “盲人防溢水杯”的发明者是在看到他的一个盲人朋友在倒水时，用手指插到水杯中探测水的高度，他认为这样既不方便也不卫生，从而萌发了发明“盲人防溢水杯”的动机，这个发明者发现问题的途径是（ A ）
A.观察日常生活 B.收集和分析信息
C.技术研究 D. 技术试验
2. 如图所示是一个“盲人防溢水杯”，这个杯子的手柄上有三个指示线，对应了杯子里的三个水位感应器，盲人在接水的时候，只需按住其中一个指示线，当水位到达时就会发出提示声。现在需要验证该水杯的使用效果，下列措施合理的是（ A ）
A.进行技术试验 B.做问卷调查
C.查询相关文献 D.研究水杯的工作原理
3.有一次，著名科学家伽利略在做实验时，看到水温升高后罐内水位就会上升，由此突然想到：“能不能利用热胀冷缩原理制造出体温计呢？”于是伽利略立刻奔回实验室投入到试验当中。经过多次试验，终于成功研制成功可测量人体体温的体温表。体温表的发明主要借助的方法是（ C ）
A.观察日常生活 B.收集和分析信息
C.技术研究与技术试验 D.理论猜想和数据计算
考点二、通过分析信息发现问题
基础再现
1. 文献法：对已有的文献信息进行收集、分析的方法称为文献法；
2. 问卷调查法：用问卷的方式获取信息，发现问题的方法称为问卷调查法；
3.询问法：把以询问的方式收集、获取、分析信息、发现问题的方法称为询问法。
如果采用问卷调查法，问卷的设计是很重要的一步，在设计答案类型很多、答案比较复杂、事先无法确定各种可能答案的问卷时，可以设计成开放式问卷（对问题的回答由被调查者自由填写）。反之则可以设计成封闭式问卷。开放式问卷有利于发挥被调查者的主动性和创造性，但有可能降低问卷的回复率和有效率，所以既有开放式栏目，又有封闭式栏目的混合式问卷具有更为广泛的应用。
分析信息时首先要分辨信息的真伪，其次要根据具体需求分析信息，再次要对同类信息进行比较和取舍。
典例1 （2009浙江会考例卷）小王同学就人们对杯在材料、形状、色彩、价格方面的喜爱情况进行了问卷调查，选取儿童、中学生、上班族、老人各20名作为调查对象，获得的统计数据如下表所示。请对此进行分析，并提炼出你发现的问题。
问卷调查对象 材料 形状 色彩 价格
纸质 塑料 陶瓷 金属 椭圆 圆柱 方柱 明亮 淡雅 灰暗 低档 中档 高档
儿童 3 7 7 3 8 7 5 12 5 3 10 6 4
中学生 3 5 6 6 4 7 9 9 8 3 6 12 2
上班族 8 2 5 5 6 5 9 6 8 6 3 8 9
老人 4 5 8 3 6 10 4 5 12 3 12 5 3
解析：关键是要理清表格中行与列之间的关系，数据与行、列的对应关系，通过数据的对比、计算和分析，发现存在的问题。
参考答案：1.在材料方面，陶瓷材料受到普遍欢迎；其它材料受欢迎程度与人群有关，儿童更喜欢塑料，上班族更喜欢纸质，老人则相对均衡。
2.在形状方面，椭圆、圆柱和方柱受欢迎程度都比较高，其中椭圆受到40%儿童的喜欢，圆柱受到50%老人的喜欢。
3.在色彩方面，明亮、淡雅色彩受欢迎程度比较高，灰暗色彩不太受欢迎。60%儿童喜欢明亮的色彩，60%的老人喜欢淡雅色彩。
4.在价格方面，不同的价格受到不同人群的喜欢，儿童和老人更喜欢低价格，中学生更喜欢中档价格，上班族相对喜欢高档价格。
5.综合来看，儿童喜欢塑料、陶瓷材料、椭圆形状、色彩明亮、价格低；中学生喜欢金属、陶瓷材料、方柱形状、明亮色彩、价格适中；青年上班族喜欢陶瓷、纸质、方柱形状、色彩淡、价格可以稍高；老人喜欢陶瓷、圆柱形、淡雅色彩、价格低些。
即时训练
1.小王同学要做一个中学生课桌上摆放的多功能笔筒，为了确定制作的材料，小王上网进行了信息的收集和分析，结果如下：
材料 加工难度 成本 是否环保 实用性
陶瓷 较难 中等 是 较差
木材 容易 低 是 较好
金属 一般 中等 是 一般
塑料 较难 较高 不能确定 很好
如果小王对笔筒的实用性和防腐性能要求较高，对价格不太在意，他应该选择表格中的__________
2.小王在设计这个多功能笔筒时，想就材料、成本、功能三个方面面向班级同学设计一份调查问卷，以下问卷形式的设计比较合理的是
A.材料和成本设计成封闭式栏目，功能设计成开放式栏目
B.材料和成本设计成开放式栏目，功能设计成封闭式栏目
C.全部设计出封闭式栏目
D.全部设计出开放式栏目
答案：塑料 A
考点三、明确问题的内容和价值
基础再现
明确了问题的内容之后，还需确定问题是否有价值。可以从以下几个角度进行考虑：
1.所提出的问题是否遵循了基本的科学原理？
2.迄今为止能否确认该问题尚未得到充分解决？
3.在你调查的范围内，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？
4.多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？
5.现有的技术条件能否解决这个问题？技术发展以后呢？
6.解决该问题所需的投入是多少？投入与产出比是否理想？
典例1 下列哪一个问题具有价值（ ）
A.能否制造没有任何电磁辐射的手机
B.能否把水变成油
C.能否制造一种不用能源的手表
D.能否制造利用太阳能的汽车
解析：要正确解答此类题目，需要用到一些基本的科学原理和科学知识进行判断，在高中物理、化学等学科中有相应的知识点，技术与科学关系紧密，所以通用技术的试题有时会与这些学科结合。
答案：D
即时训练
1. 小王同学提出了一个问题：是否能设计一种金属做的牙签？下列对这个问题价值的判断不合理的是（ C ）
A.不具有较高的价值，因为已经发明。
B.不具有较高的价值，重复使用不卫生，一次性使用成本较高，投入产出比不理想。
C.不具有较高价值，木质资源丰富，可通过砍伐森林大量生产木质牙签，成本低。
D.不具有较高的价值，金属牙签容易破坏牙齿表面，实用性不强。
2.判断一个问题是否有价值可以从以下哪几个方面着手（ D ）
①是否符合基本的科学原理 ②能否确认该问题尚未得到充分解决 ③是否是多个问题中的主要问题 ④现有的技术条件能否解决这个问题
A. ①②④ B. ①②③
C. ②③④ D. ①②③④
考点四、明确具体的设计任务
基础再现
明确问题的内容和价值后，还应明确问题解决所受到的主、客观条件的限制，进而提出设计任务。
限制主要来自两个方面：
1.设计对象的特点和问题解决标准的限制。不同的设计对象具有不同的特点和设计标准，应该具体情况具体分析。
2.设计者技术能力与条件的限制。主观方面要看设计者是否具备解决问题的知识和技能，客观方面，要看是否具备问题解决的条件，如物力、财力、时间、空间等资源。
通过对限制条件的全面梳理和分析，就可以提出具体的设计要求了，也既明确了我们的设计任务。
典例1 （2009年3月浙江高考）如图所示为残障（坐轮椅）人专用卫生间设计示意图。
参考答题示例，在“ ▲ ”处填写图(a)、(c)的主要设计内容。
答题示例：图(b)的主要设计内容是安全设施(拉手和扶手)安装的高度。
①图(a)的主要设计内容是 ▲ ②图(c)的主要设计内容是 ▲
解析：图(a)在使用洗漱盆和水龙头，并在左侧标注了三个高度，从人机关系的角度考虑，该设计内容应该是洗漱盆和水龙头的安装高度。图(c)是俯视图，标注了该卫生间的尺寸、门的宽度、抽水马桶的位置，乘坐轮椅的用户如果要高效无障碍的进入卫生间并使用抽水马桶，必须考虑设计卫生间的大小和布局，仅回答卫生间的大小是不全面的。
答案：①洗漱盆和水龙头的安装高度 ②卫生间的大小和布局
即时训练
1.在中学生设计简易手电筒的过程中，不属于设计中主要应解决的问题的是（ A ）
A.如何使手电筒筒身更加美观 B.使用何种型号的电池
C.如何确定开关的结构 D.如何选择合适的小灯泡
2.在发现问题的活动中，同学们提出了下列问题，根据普通高中学生的知识水平和实际能力，你认为学生有能力解决的问题是（ C ）
A.提高减肥茶的功效
B.学校教学楼离马路太近影响学习
C.普通保温瓶碰翻时瓶胆易碎
D.制药厂废水严重污染环境
3.成都市个体医生易珍全，试飞自己制造的“超轻型飞机”，虽然飞机只跑动了几米，淡为此却耗费了近一年的精力，甚至不惜关掉了自己的个人诊所。易珍全称：决不放弃，直到上天为之！对设计和制造飞机，所受到的主要限制有（ B ）
①飞机制作工艺 ②设计者专业知识技能 ③物力财力资源 ④设计者的驾驶技术
A. ②③ B. ①②③ C. ②③④ D. ①④
备考模拟训练
一、选择题（在每小题所给出的四个选项中，选出一个最佳选项）
1.从传统的纺纱机到新式的纺纱机，是詹姆斯.哈格里沃斯从一次无意中将佳丽的纺纱机碰翻这一偶然时间中发现纺车锤竖立时仍能转动得到启发而诞生的。着个案例说明重要的问题的发现来源于（ A ）
A.对日常生活的观察
B.灵感
C.收集信息
D.技术实验、技术研究
2.二百多年前，英国人瓦特发现炉子上水壶里的水，被炉火加热沸腾时水壶里的蒸汽将盖顶起而发明了蒸汽机。这个案例所体现的发现问题的方法是（ A ）
A.对日常生活的观察
B.收集信息
C.分析信息
D.技术实验、技术研究
3.某同学在研究性学习中,经过自己的努力,终于有了一件小发明.可是在他申请发明专利时,才猛然发现相同的产品在市场上已经早有销售了.产生这样的问题的原因,可能是忽略了设计的( A )
A.发现和明确问题环节 B.制定设计方案环节
C.制作模型和原型环节 D.测试、评估和优化环节
4．某科学家发明了一种高性能自动钓鱼机,可是未能被广泛地应用,最有可能的原因是（ D ）
A.成本高 B.效率太高
C.使用不方便 D.钓鱼活动的主体是人
5.人们把食品分为绿色食品、海洋食品、白色食品、蓝色食品等。绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品，海洋提供的食品叫蓝色食品；通过微生物发酵的食品叫白色食品。下面属于白色食品的是（ A ）
A.食醋 B．面粉 C．海带 D．油菜
6. 小林看到盲人想喝水时倒水非常不便，于是他想发明有自动感应装置的饮水机，只要人站在饮水机前自动会送出一杯水来。根据所学的设计过程，你认为小林最先要做的是（ C ）
A.绘制产品三视图 B.收集设计所需的信息
C.提出设计项目，明确设计要求 D.制作模型
7.在技术设计中，一个问题的解决或一个设计项目的进行，所受到的限制有（ A ）
①设计对象的特点②设计标准的高低③设计者技术能力④设计团队物力财力资源
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
8.某校因学校发展的需要，要在校园内安装电子显示屏。因没有广泛征求老师和同学们的意见，结果等到电子显示屏安装好之后才发现，校园内师生不方便看到显示屏上的内容，校外来访人员也不方便看到显示屏上的有关事项。造成这样结果的原因是发现与明确问题中的（ C ）没有做到位。
A.发现问题的途径 B.明确问题的内容
C.明确问题的价值 D.明确问题的限制条件
9.明确问题内容之后，还需确定问题是否有价值。判断一个问题的价值可以从以下哪几个方面着手？（ D ）
①是否符合基本的科学原理 ②能否确认该问题尚未得到充分解决
③是否是多个问题中的主要问题 ④现有的技术条件能否解决这个问题
A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④
二、非选择题
10．某学校寝室的过道灯是由一个声控开关控制：当过道内的声音达到一定分贝的时候，声控开关就能把电路闭合，使过道灯开启。声控开关闭合后延时30秒后自动断开，白天黑夜都如此。
（1）从上面的案例中，你发现一个什么问题？
（2）如果对过道灯控制进行重新设计，你有怎样的构思？
（3）你认为完成这个设计，主要所受到的限制有哪些？
解答：
（1）声控灯在白天黑夜只要声音达到一定分贝，都亮，这样比较浪费电能；
（2）为了节能，增加光控开关，在白天光线充足的情况下就不必要点亮过道灯；
（3）主观条件看：是否具有解决问题所需要的知识和技能，如电子技术方面知识，自己操作技能，经验不足。客观条件看：需要一定的材料、仪器、设备以及时间。