新教材高二上苏教版通用技术 技术与设计学案课时 发现与明确问题

课时　发现与明确问题[课时目标]1.结合案例说明发现问题的重要性。2.通过案例讨论、辨析、体验等活动，掌握发现问题的一般方法，形成良好的问题意识。3.依据一定的研究手段，明确问题的内容与价值，分析解决问题受到的限制。4.通过调查研究和分析，明确设计要求并编写设计计划表。1.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。问题是如何产生的？这不外乎下列三种情况：第一种，人类生存活动中必然会遇到的问题。第二种，由别人给出的问题，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发现，并试图解决它。2.发现问题的途径与方法主要有三种，分别是：观察日常生活、收集和分析信息、技术研究与技术试验。(1)观察日常生活：我们要做一个有心人，养成观察的习惯，制定好观察提纲，有计划地实行观察。(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，通过问卷调查、询问访谈等方式进行信息的收集，往往可以发现有价值的问题；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；问卷调查法：以问卷的方式进行实际调查，获取信息、发现问题的方法；询问法：以询问的方式收集和获取信息、发现问题的方法。其中，询问法包括直接询问法、间接询问法、集体询问法、家庭走访询问法、个别询问法等。(3)技术研究与技术试验：技术研究与技术试验是最有意义、也是最难、最具有创造力的一种发现问题的途径与方法，是一种主动发现问题的方法。通过试验可以检验设计成果是否符合设计要求，从而及时发现设计中存在的问题，改进设计方案。3.收集信息的方法归纳起来一般有三种方法，分别是：文献法、问卷调查法、询问法。调查问卷可以分三种，分别是：开放式问卷、封闭式问卷、混合式问卷。4.明确问题需从问题表述本身是否明确、问题产生的原因是否明确、提出问题的目的是否明确、问题的应用环境是否明确等四方面考虑。5.判断一个问题是否有价值，必须从以下问题着手：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？(创新性、专利性相关)③在调查的范围内，该问题是否有普遍意义？在更广的范围内，该问题是否有意义？④在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？(技术与设计的关系)⑥解决该问题所需要的投入是多少？投入产出比是否理想？(经济原则相关)6.无论是一个问题的解决，还是一项设计的进行，它的限制的主要因素是由两个方面决定的，一是设计对象的特点和问题解决的标准，二是设计者的技术能力与条件。7.为了保证设计的顺利实现，保证设计有目的、有计划地进行，需要制定设计计划，设计计划可以更好地保证设计有目的、有计划地进行，它可以通过工作程序的排列来表示。 小军看到妈妈用调羹搅拌杯中的咖啡时，咖啡溅出很多，造成了一定的浪费。于是，他设计了一种自动搅拌马克杯(如图所示)。小军发现问题的途径是(　　)A.观察日常生活 B.收集信息C.技术试验 D.科学实验答案　A解析　“看到”说明是观察日常生活。故选A。【变式训练1】 如图所示是一种梯子安全固定器。小米经过多次测试，发现其防滑性能还不够好，需要考虑更换摩擦系数更大的材料。小米发现问题的途径是(　　)A.观察日常生活 　　 B.收集和分析信息C.技术研究和技术试验 　　 D.灵感答案　C解析　“测试”说明是技术研究和技术试验。故选C。观察日常生活：在日常生活中发现问题，与日常的生活与工作相关。收集和分析信息：有关键词“查阅相关资料”或其他相关描述，例如问卷调查等。技术研究与技术试验：在技术试验和技术活动中主动发现问题。 如图所示是某同学设计的铅笔套，可以延长铅笔长度或拼接两支短铅笔。在设计时，该同学收集了以下信息：①铅笔的横截面形状、大小；②能正常书写的笔杆长度；③笔芯的粗细；④新铅笔的长度。其中你认为有必要的是(　　)A.①③ B.①②④C.①② D.①②③④答案　C解析　铅笔的横截面形状、大小直接关系到铅笔套的横截面积的形状和大小。设计的铅笔套需要考虑能正常书写的笔杆长度，不用考虑新铅笔的长度。笔芯的粗细跟铅笔套设计无关。故选C。【变式训练2】 小王同学发现挂在腰上的钥匙很容易丢失，于是他设计了如图所示的防丢钥匙链。小王在设计的过程中，需要收集的信息有(　　)①钥匙丢失的原因　②已有防丢钥匙链的结构特点　③制作防丢钥匙链的材料 ④钥匙的品牌A.①②③ B.①②④C.②③④ D.①③④答案　A解析　钥匙的品牌与钥匙链的设计无关。故选A。 “能否设计一款没有电磁辐射的手机，以确保人们的健康？”这个问题没有价值，判断的依据是(　　)A.违背科学原理 B.投入产出比太大C.不够实用 D.没有创意答案　A解析　没价值，违背科学原理。故选A。【变式训练3】 “老鼠是很善于奔跑的，而运动能产生能量，我们能否利用穿着安装了昂贵纳米发电机马甲的老鼠来为我们发电呢？”这个问题没有价值，判断的依据是(　　)A.违背科学原理 B.投入产出比太大C.技术不可行性 D.没有创意答案　B解析　养老鼠要成本，纳米发电机马甲太昂贵，发的电量太少。因此，投入产出比太大。故选B。明确问题的价值一般从以下几个方面来考虑：科学性、创新性、实用性、技术可行性、投入产出比等。 小黄同学计划设计一个如图所示的自动换气装置，受到了各种主客观条件的限制，以下不属于限制条件的是(　　)A.设计与制作该装置的资金B.小黄设计装置的能力C.换气装置的技术要求D.门窗的数量答案　D解析　门窗的数量，对自动换气装置的设计没什么影响。故选D。【变式训练4】 (2021年11月9＋1高二期中)如图所示为小明设计的浴室脸盆挂钩，简约设计，取挂方便。设计该挂钩时，下列不属于设计限制因素的是(　　)A.小明的相关知识技能水平B.设计的生产成本C.脸盆的深度D.加工设备答案　C解析　选项A是设计者的主观条件；选项B和D是设计者的客观条件，故选C。1.解决问题所受到的限制主要因素由两个方面决定：(1)设计对象的特点和问题解决的标准，一方面，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。另一方面，设计对象还将可能会受到诸如成本、环境等的限制。(2)设计者的技术能力与条件：从主观条件看，是否有解决问题所需的知识和技能；从客观条件看，问题的解决过程要消耗一定的人力、物力、财力以及时间，需要一定的材料、资料、仪器、设备以及空间等作支撑。2.明确设计的一般要求可以从以下几个方面来考虑：功能要求、技术要求、结构要求、成本要求、安全要求、美观要求等。 为了保证设计的顺利进行，小玲在严格按照设计一般过程来设计课桌上使用的书架时，制定了如下工作计划书，该工作计划书存在的问题有(　　)①时间分配不合理　②项目不完整 ③工作顺序不合理　④内容及要求中存在不合理的地方A.①③ B.②③ C.①④ D.③④答案　C解析　制定设计方案、制作模型的时间过短，设计、评估及优化和产品说明书的编写用的时间过长；模型制作好后，不仅要对书架进行功能测试，还要进行稳定性等测试；故选C。1.有人发现家长在喂食婴儿时不知食物冷热，会烫着孩子，于是设计了防烫勺，当食物太烫时勺子就呈现扁平状，不能盛食物。此人发现问题的途径是(　　)A.收集和分析信息 B.技术试验C.技术研究 D.观察日常生活答案　D解析　在喂食时发现，属于日常生活，选项D正确。一天中午，小华的妈妈把刚洗好的衣服挂在衣架上，突然一阵大风刮来，刚晒好的衣服随衣架一起被风吹到楼下。为了解决这个问题，小华设计了如图所示的防风衣架(挂大人的衣服)。请回答2～3题。2.小华发现问题的方法是(　　)A.观察日常生活 　　B.技术试验C.收集信息和分析信息 　　D.技术研究答案　A解析　 在晾晒衣物时发现问题，属于观察日常生活。3.在设计时，收集了以下信息，其中需要的信息有(　　)①衣架脱落的原因　②已有的防风衣架的结构特点　③衣服的面料　④挂杆的直径 ⑤衣服的肩宽A.②③④⑤ B.①②④⑤C.①②③⑤ D.①②③④⑤答案　B解析　衣服的面料在设计防风衣架时，可以不考虑。故选B。4.设计必须从调查需求、分析信息、发现与明确需要解决和值得解决的问题开始，并在此基础上提出设计项目，明确设计要求。下列问题中没有研究价值的是(　　)A.设计不用洗衣粉的洗衣机B.设计光电手机C.设计永动机D.设计可伸缩折叠的电视机答案　C解析　选项C不符合基本的科学原理，故选C。5.(2021年11月北斗高二期中)某儿童玩具厂要设计生产如图所示的电动玩具车，会受到诸多因素的限制。以下并不是设计所受到的限制的是(　　)A.该厂的销售网络B.该厂的技术力量C.该厂生产条件与设备D.国家对儿童玩具的技术规范答案　A解析　限制因素主要有设计对象的特点及问题解决标准的高低，设计者的技术能力与条件，选项A与设计无关。6.如图所示为竹躺椅，设计时要提出设计要求。以下列出的设计要求中，合理的是(　　)①人能安全、舒适地躺在竹躺椅上　②竹椅面的透气性要好　③竹躺椅张开后，靠背的角度要能调节　④人在竹躺椅上翻身时，竹躺椅能发出咯吱咯吱的响声，以示注意，谨防人掉下A.①③④ B.①②③C.②③④ D.①②③④答案　B解析　人在竹躺椅上翻身时，竹躺椅能发出咯吱咯吱的响声，一来会影响人的休息，二来说明竹躺椅的质量不好。因此④不合理。故选B。1.下列问题的发现，没有采用“观察日常生活”这种方法的是(　　)A.鲁班的手被一种野草划破，他折下野草细心观察，发现草的两边都长有许多小细齿B.詹姆斯·哈格里沃斯无意中将家中的纺车碰倒，他看到原来水平放置的纺车变成了垂直竖立，仍在不停地转动C.伽利略在实验过程中注意到试管中水位和温度有关，由此想到“能不能利用热胀冷缩原理制造出体温计呢？”D.人们喂婴儿食物时不知冷热，会烫伤孩子答案　C解析　C是通过技术研究与技术试验的方法发现问题的。故选C。2.(2021年11月湖州三贤高二期中)小明在切菜时发现，当厨房台面有水时，切菜器容易打滑。小明把此问题反馈给了切菜器生产公司，公司通过研发，设计出了一款带吸盘底座的切菜器。就技术问题的来源而言，这是属于(　　)A.生产生活中偶然发现的问题B.人类生存活动中必然会遇到的问题C.基于一定目的，由设计者自己主动发现的问题D.别人给出的问题，设计者针对问题寻求解决方案答案　D解析　小明把此问题反馈给了切菜器生产公司，故选D。小通在上美术课时发现美术画板没有固定，使用起来不方便，于是他想要设计一款可以根据使用者的需求调节高度和角度的画架，利用它来固定画板。请回答3～4题。3.(2021年11月温州新力量高二期中)小通发现问题的途径是(　　)A.观察日常生活 B.收集和分析信息C.技术研究 D.技术试验答案　A解析　美术课时发现美术画板没有固定，属于观察日常生活，故选A。4.(2021年11月温州新力量高二期中)小通初步设想出了如右图所示的方案，下列不属于这个设计方案所受到的限制条件是(　　)A.画板的尺寸B.使用者的身高C.小通的设计能力D.配套美术用品的质量答案　D解析　选项A属于设计对象的特点，选项B和选项C属于设计者的技术能力与条件，故选D。5.小明发现妈妈打开煲汤锅的锅盖时，锅盖上的钮非常热，很容易烫手。于是他设计了一个防烫手锅盖扳手。小明发现问题的途径是(　　)A.观察日常生活B.收集和分析信息C.技术研究和技术试验D.模仿法答案　A解析　本题考查发现问题的途径和方法。该问题来源于母亲在厨房煲汤的场景，属于观察日常生活，因此A项正确。6.1816年，法国巴黎的市郊，有一群孩子正围着一堆木头玩耍。一人用大铁锤在木头的一端敲打，其余人在另一端把耳朵贴在木头上听。这时，法国医生勒内·雷奈克为一位患心脏病的贵妇看病后回来恰好路过此处，敲击声启发了雷奈克，经历多次的试验探究，他做了一个木管子给病人听诊，后来又做出喇叭形的象牙管，上面安装了两根柔软的管子，这就是世界上第一个听诊器。法国医生勒内·雷奈克发现问题的途径是(　　)①问卷调查　②观察日常生活　③技术试验、技术研究　④询问A.①④ B.②③ C.①③ D.②③答案　B解析　根据题意，该问题首先来源于观察日常生活，又经过了发明人的研究与测试，因此B项正确。7.常见的双口与三口一体插座通常只能利用其中一个，另一个则因为插座的大小尺寸而不能使用，如图甲所示。有位工程师注意到这个问题，他设计的插座插孔有一个160°角的斜面，插头可成角度使用，在不增加方形尺寸的基础上提升使用率，如图乙所示。这位工程师发现问题的途径是(　　)A.观察日常生活 　　B.收集信息C.技术研究与技术试验 　　 D.分析信息答案　A解析　工程师是在生活中关注这个问题的，故选A。某设计师查阅相关数据后，发现户外迷路的大多数原因是方位偏离。于是他设计了如图所示的新型导游设备，由外表面信息屏幕和内部卷轴地图组成，并具备GPS定位功能、紧急呼叫功能。据此回答8～9题。8.该设计师发现问题的途径是(　　)A.观察日常生活 B.科学实验C.技术试验 D.收集和分析信息答案　D9.在设计过程中需明确解决问题受到的限制，下列不属于该设计限制因素的是(　　)A.GPS定位的技术规范B.迷路者迷路的原因C.设计成本D.设计者的设计能力答案　B10.判断一个问题是否有价值，可以从以下哪些方面着手：①所提出的问题是否遵循了基本的科学原理；②该问题是否尚未得到充分解决；③该问题是否具有一定意义；④现有的技术条件能否解决这个问题；⑤解决该问题投入与产出比是否合理。(　　)A.①②③⑤ B.①②④⑤C.①③④⑤ D.①②③④⑤答案　D11.某设计团队设计如图所示的智能手机时，会受到主客观条件的限制，以下不属于设计限制条件的是(　　)A.智能手机设计的标准及要求B.设计所需要的资金C.设计者的设计能力D.智能手机使用者的职业答案　D12.(2021年11月衢温5＋1高二期中)据统计，我国的交通死亡事故中，有半数以上是二、三轮车驾乘人员。而驾乘人员当中，又有60%～70%的人是因为没有佩戴安全头盔，导致头部受伤而死亡。本事例中发现问题的途径是(　　)A.对日常生活的观察B.收集和分析信息C.技术试验和技术研究D.科学实验和科学研究答案　B解析　据统计，属于收集和分析信息，故选B。13.(2021年11月衢温5＋1高二期中)为实现垃圾有效分类，小明想发明一款新型的厨余垃圾处理器，以下不属于限制条件的是(　　)A.垃圾处理器应达到的标准B.市场上垃圾处理器的售价C.小明的知识储备D.小明拥有的可利用资金答案　B解析　选项A属于设计对象的特点及问题解决标准高低，选项C和D属于设计者的技术能力与条件，故选B。14.(2021年11月宁波三锋高二期中)如图甲所示木质方凳的连接横档A与凳脚间的榫头因故断裂，去掉榫头后的横档A截面如图乙所示，凳脚截面积为40 mm×40 mm。小明找到两块长宽为80 mm×120 mm、厚度为3 mm的钢板，想用它们制作两个连接件来重新连接横档A。他设计了如图丙的连接件，你觉得他设计时，没有明确问题的(　　)A.设计要求 B.限制条件C.内容表述 D.价值答案　B解析　该设计草图中把结构设计成了绕档，没有考虑到所给材料尺寸和左右两边均要安装这两个限制因素，选项B正确。如图所示是中药材自动切片机的局部结构示意图，其切片的原理是：电机通过皮带带动凸轮转动，凸轮顶着摇臂，摇臂通过槽沿着支轴滑动，同时绕着支轴做一定角度的往复运动，从而使连接在滑套上的切刀重复地作上下运动，达到自动切片的目的。请回答15～16题。15.以下因素中，影响切片效率的是(　　)A.滑轴的长短 B.皮带的宽度C.槽的长短 D.电机皮带轮的直径答案　D解析　电机皮带轮的直径越大，凸轮转得越快，切片效率越高。故选D。16.在切片机工作时，如果突然出现电机转动但切刀不动的现象。以下不可能的原因是(　　)A.凸轮磨损 B.摇臂与支轴脱离C.滑套卡住 D.皮带打滑答案　A解析　凸轮磨损，只会影响切片的效率，不会导致切刀不动。故选A。小明想要设计一个床上使用的电脑桌，他通过网络发出了1000份问卷调查，希望通过这种方式征询大多数人对该电脑桌的使用需求和设计要求。回答17～18题。17.(2021年10月精诚高二月考)小明发现问题的途径是(　　)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.交流和讨论答案　B解析　网络发出了1000份问卷调查，途径是收集和分析信息，选项B正确。18.(2021年10月精诚高二月考)小明在通用技术木工实践室制作电脑桌原型的过程中发现框锯的绞绳总是容易损坏，小明发现问题的途径是(　　)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.交流和讨论答案　C解析　在技术活动中发现的问题，属于技术研究与技术试验，选项C正确。19.(2021年10月精诚高二月考)小明对该电脑桌的设计所受到的限制不包括(　　)A.桌面可以调整的角度B.小明的设计能力C.成本D.电脑的散热能力答案　D解析　限制因素主要有设计对象的特点及问题解决标准的高低，设计者的技术能力与条件，选项D与设计无关。20.如图所示为救生登山包。当运动员跌落时，防护罩会从登山包里弹出来，自动充气并裹住运动员全身，起到保护作用。下列对救生登山包提出的设计要求中，不合理的是(　　)A.弹出后的防护罩容易解开，便于后续救援B.背包材质应为鲜艳的色彩，便于救援人员识别C.气囊打开时不能爆炸，里面的气体不可燃D.灵敏度应高，一旦发生轻微磕碰，气囊立即弹出来答案　D解析　灵敏度不能太高，否则会影响救生登山包的正常使用。故选D。21.(2021年11月台州十校高二期中)孙宇家里的热水器，使用时必须把原先管内的冷水全部放完后，才能正常的洗漱，这样会造成水的很大浪费，于是他决定发明一个节水型的热水器。下列关于该问题的说法不正确的是(　　)A.孙宇发现问题的途径是收集与分析信息B.孙宇为明确该问题可以运用问卷调查、查阅资料等方法C.孙宇应该明确该问题受到的限制D.孙宇应充分考虑个人技术能力与条件答案　A解析　选项A：发现问题的途径是属于观察日常生活，选项错误。22.如图所示是一款学生寝室组合床。在设计过程中，下列不属于该组合床设计限制因素的是(　　)A.组合床的设计标准B.寝室空间的大小C.寝室墙壁的颜色D.组合床的制造工艺答案　C解析　寝室墙壁的颜色与寝室组合床的设计无关。故选C。23.通用技术课上，王老师要求同学们设计并制作一盏学生用的台灯。王凯同学设计了如图所示的方案，下列对该设计的分析恰当的是(　　)A.设计是一种创新，应该不受任何限制B.该设计充分考虑到市场需求C.设计时要强调多功能，功能越多越好D.该设计反映王凯同学没有明确设计台灯的某些限制条件答案　D解析　本题考查的是明确问题受到的限制。设计并不是随心所欲，要考虑设计的可行性。24.制定设计计划书要考虑许多问题，以下问题不需要考虑的(　　)A.要解决的问题是否有价值B.完整的各个项目C.明确的内容及要求D.时间上的合理安排答案　A解析　要解决的问题是否有价值是在发现与明确问题阶段需要考虑的，制定计划书是在问题已经明确后才实施的，故选A。25.如图所示的“电水壶”是一种简单的烧开水工具，通电后电热丝发热，很快就能把水烧开。如果不及时拔掉插头或断开电源，水烧干后会造成“电水壶”损坏或者安全隐患。针对以上缺陷，若要重新设计“电水壶”，请你提一条合理的设计要求(　　)A.在外表面印上精美图案B.把金属管做得小一点C.金属管材料用铝合金来替换原来的铜D.设置一个过热保护自动断电装置答案　D解析　由题干知，需要解决的问题是水烧开后能自动断电。所以设计要求是设置一个过热保护自动断电装置。26.陆波是一名高二学生，平时酷爱骑车旅行。为了更好地服务自己，他想对自己的山地自行车(如图所示)进行改进。请回答以下问题：(1)从功能方面考虑，你觉得他可以进行怎样的改进？(2)陆波亲自动手完成这些方面改进的限制因素有哪些？答案　(1)在车前面增加一个照明装置，晚上可照明；在车后面增加一个储物箱(或一个挡泥板)；在三脚架的斜杆上装一个水壶架；(2)技术规范，设计者的知识与技能、成本等等。时间项目内容及要求5天资料的收集及分析收集有关书架的结构、材料等信息，并进行分析1天制定设计方案提出初步方案，完善构思，确定最可行的方案，并绘制书架草图2天制作模型根据绘制的草图，选择材料和工具，制作书架模型7天测试、评估及优化仅对书架模型进行功能试验，看是否达到要求，必要时进行改进6天编写说明书为了正确使用书架，对书架进行维护和保养，编写书架使用说明书