粤科版（2019）必修 技术与设计1本课综合与测试评优课课件ppt

这是一份粤科版（2019）必修 技术与设计1本课综合与测试评优课课件ppt，文件包含第一节设计的创造性思维和工程思维第一课时PPT课件pptx、第一节设计的创造性思维和工程思维第一课时教案doc等2份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。

港珠澳大桥伶仃洋航道段按传统方法在海面上建设行不通，能不能建到海底里？港珠澳大桥设计团队从逆向思维中形成了这一创造性的构思。
在此基础上，设计团队对大桥建设的造价、安全、环保、施工的难易程度，以及对珠江口国家一级保护动物中华白海豚保护区的影响等各种因素进行了系统的分析、比较和权衡，终于形成了港珠澳大桥建设的“桥—岛—隧”结构设计方案。
据统计，港珠澳大桥的创新项目超过1000个、创造600多项专利，还突破了10余项世1界级技术难题。建议你进一步了解有关创造性思维和工程思维方面的案例。
创新思维包括发散思维、系统思维、迁移思维类比思维、逆向思维等多种思维方式。
发散思维又称为辐射思维，它以思维的问题为中心向外扩展各种想法，即多角度、多层次(深度)探讨问题的解决方法，并由此引起思路的转移和思想的跃进，在众多的想法中，找出一种或多种解决问题的方法，或解决问题的一个系统(整套)方法。思维的发散可从材料、结构、功能、形态、方法、关系和因果等多方面进行。
流畅性就是观念的自由发挥。指在尽可能短的时间内生成并表达出尽可能多的思维观念以及较快地适应、消化新的思想概念。机智与流畅性密切相关。 流畅性反映的是发散思维的速度和数量特征。
变通性就是克服人们头脑中某种自己设置的僵化的思维框架，按照某一新的方向来思索问题的过程。 变通性需要借助横向类比、跨域转化、触类旁通，使发散思维沿着不同的方面和方向扩散，表现出极其丰富的多样性和多面性。
独特性指人们在发散思维中做出不同寻常的异于他人的新奇反应的能力。独特性是发散思维的最高目标。
发散性思维不仅运用视觉思维和听觉思维，而且也充分利用其他感官接收信息并进行加工。发散思维还与情感有密切关系。如果思维者能够想办法激发兴趣，产生激情，把信息感性化，赋予信息以感情色彩，会提高发散思维的速度与效果。
以自行车作为创新对象进行认真的观察和思考
逆向思维又叫反向思维它的特点是采用与正向思维完全不同(甚至相反)的方法来思考问题，提出解决问题的方法。
例如，《三国演义》中的“空城计”。诸葛亮因错用马谡而失去战略要地--街亭，司马懿乘势引大军向诸葛亮所在的西城蜂拥而来。此时，诸葛亮身边无大将，只有一帮文官，无法守城，也来不及撤离。于是，诸葛亮令人将城门大开，头戴纶巾，到城楼焚香，弹琴。司马懿见状，十分疑惑，即下令退兵。其子司马昭问父亲何故退兵？司马懿说:诸葛亮一生都很谨慎，不会冒险，今大开城门，必有埋伏，故下令退兵。
逆向性思维在各种领域、各种活动中都有适用性，由于对立统一规律是普遍适用的，而对立统一的形式又是多种多样的，有一种对立统一的形式，相应地就有一种逆向思维的角度，所以，逆向思维也有无限多种形式。如性质上对立两极的转换:软与硬、高与低等;结构、位置上的互换、颠倒:上与下、左与右等;过程上的逆转:气态变液态或液态变气态、电转为磁或磁转为电等。不论那种方式，只要从一个方面想到与之对立的另一方面，都是逆向思维。
逆向是与正向比较而言的，正向是指常规的、常识的、公认的或习惯的想法与做法。逆向思维则恰恰相反，是对传统、惯例、常识的反叛，是对常规的挑战。它能够克服思维定势，破除由经验和习惯造成的僵化的认识模式。
循规蹈矩的思维和按传统方式解决问题虽然简单，但容易使思路僵化、刻板，摆脱不掉习惯的束缚，得到的往往是一些司空见惯的答案。其实，任何事物都具有多方面属性。由于受过去经验的影响，人们容易看到熟悉的一面，而对另一面却视而不见。逆向思维能克服这一障碍，往往是出人意料，给人以耳目一新的感觉。
反转思法，这种方法是指从已知事物的相反方向进行思考，是产生技术设计构思的途径，事物的相反方向常常从事物的方、顺序、分合、状态、多少、大小、功能、结构、国果关系等方面作反向思维。例如，在酒瓶软木塞从正向拔不出来的况下，向思维想到，可以采用反向的方式，将软木塞入酒瓶中，同样实现将酒出来的目的。
转换逆向思法。这是在研究问题时，由于原有解决该问题的手段或方法阻，而转换另一种手段或另一角度来思考，以使问题利解决的思维方法。如历史上被传为佳话的司马光砸缸救落水儿童的故事，就是运用转换逆向思维法的一个例子。
缺点逆向思维法。这是一种利用事物的缺点，化被动为主、化不利为有利的思维方法。例如金属腐蚀一般情况是坏事，但人们利用金属腐蚀原理进行电镀，把坏事变好事，就是缺点逆向思维法的一种应用。
联想思维简称联想，是人们经常用到的思维方法，是一种由一事物的表象、语词、动作或特征联想到它事物的表象、语词、动作或特征的思维活动。通俗地讲， 联想一般是由于某人或者某事而引起的相关思考，人们常说的 “由此及彼”、“由表及里”、“举一反三” 等就是联想思维的体现。
接近联想。是指时间上或空间上相互接近的事物之间形成的联想。例如“春江潮水连海平，海上明月共潮升。滟滟随波千万里，何处春江无月明。”春江、潮水、大海与明月被诗人联系在了一起。
相似联想。是指由某一事物或现象想到与它相似的其他事物或现象。相似联想有原理相似、现象相似、方法相似等。如技术设计中物体的连接方法，从钉子连接，可以联想到焊接、粘接、榫接等。
对比联想。是指具有相反特征的事物或相互对立的事物之间所形成的联想。如看到优点就想到缺点，看到大就想到小，看到复杂就想到简单等。
因果联想。由于两个事物存在因果关系而引起的联想。可以由因想到果，也可以由果想到因。例如在合成树脂中加入发泡剂，得到质轻和隔音性能良好的泡沫塑料。对这种因果关系进行联想，在水泥中加入一种发泡剂，结果发明了质轻、隔热、隔音的气泡混凝土。
类比联想。是通过对一种事物与另一种(类)事物对比而产生的联想。常见的有形式类比、功能类比等。例如根据与蜻蜓翅的减振结构的形式类比，设计飞机的减振装置;根据与某种生物的功能类比，设计具有近似功能的新装置，如各种机械手、鳄鱼夹等。
工程师梅斯塔尔从野外回家，发现衣服上挂着一些牛蒡子籽实，这些籽实紧紧地附着在衣服上。他觉得很好奇，于是拿到显微镜下观察，结果发现每一个籽实都长着许多小钩，正是这些小钩使牛蒡子籽实挂在衣服上掉不下去。受此启发他产生了联想：
有一个年轻人对刀具很感兴趣，但刀用过一段时间之后便会变钝，需要重新来磨，相当麻烦。他一直想找到一个使刀具永久保持锋利的办法。一天，他路过一个建筑工地时，看到几个工人正在用玻璃刮木板上的油漆。他发现，玻璃片刮过一会儿变钝后，工人便将玻璃片敲断一节，用新的玻璃片接着刮。
这个年轻人由此联想到刀刃，于是，他设计了一种长长的刀片，上面有许多刻痕，刀刃用钝之后便可以沿刻痕将用钝的一段去掉，使用新的刀刃。
肾结石是形成于肾里的一种异物，早期时，医生们对此并没有很好的办法来治疗。后来。个医生在回家的路上看到一些城建人员在对一栋楼进行定向爆破。他发现，爆破时的炸药设置得非常巧妙，正好将一栋坚固的建筑物炸得粉碎，而又不会伤害到周围的建筑物。这个医生思考，能不能也用这种办法来治疗肾结石呢？由此，便产生了治疗肾结石的微爆破疗法。
所谓思维定势，就是按照积累的思维活动经验教训和已有的思维规律，在反复使用中所形成的比较稳定的、定型化了的思维路线、方式、程序、模式。
思维者具有力求将各种各样问题情境归结为熟悉的问题情境的趋向，表现为思维空间的收缩。带有集中性思维的痕迹。如学习立体几何，应强调其解题的基本思路：即空间问题转化为平面问题。
如学因式分解，必须掌握提取公因式法、十字相乘法、公式法、分组分解法等常规的方法。
程序性是指解决问题的步骤要符合规范化要求。如证几何题，怎样画图、怎样叙述、如何讨论、格式摆布，甚至如何使用“因为、所以、那么、则、即、故”等符号，都要求清清楚楚、步步有据、格式合理，否则就乱套。
有这样一个问题：一位公安局长在路边同一位老人谈话，这时跑过来一位小孩，急促的对公安局长说：“你爸爸和我爸爸吵起来了！”老人问：“这孩子是你什么人？”公安局长说：“是我儿子。”请你回答：这两个吵架的人和公安局长是什么关系？
如图2-4所示，A和8二个金属部件，用螺栓紧固连接在一起，现在螺栓斯了，维修师傅没有带相同型号的螺栓，而工件又急需使用。请帮维修师傅想一下解决的办法并把你的办法填写到表2-4中。
工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维。
三峡工程中的工程思维 三峡工程是具有防洪、发电、航运等巨大综合效益的多目标开发工程是治理和开发长江的关键性骨干工程(图2-5)。三峡工程的设计和建设体现了工程思维的特点。
工程设计和施工必须严格遵循科学性。例如：大坝选址要调查地质结构，地质结构要有足够的稳固性，且历史上没发生过大地震等；大坝的结构和高度必须根据历史上最大洪水的流量来设计；大型轮船必须能顺利通航；安装功率合适的发电机组；设计排沙方案，避免造成库内河床淤积；通过设计保留鱼类通道。这些都需要经过系统地考虑以及科学设计和施工。
工程思维是指工程对象是特定的，工程的时间、地点是指定的。例如，工程对象是三峡工程；坝址位于长江三峡西陵峡河段，控制流域面积达100万km2根据1993年5月获国家批准的初步设计报告，三峡工程按计划分三个阶段进行施工，从1993年的准备工程算起，总工期17年。
工程的设计和施工可以有多种方案备选。例如，三峡工程设计和施工过程中都需要有多种方案和多个队伍，经评估投标确定采用哪个方案和哪个施工队。
工程思维有明确的价值目标，其中包括社会价值目标经济价值目标、生态价值目标等。例如三峡工程的生态价值目标是防止和减少工程对生态环境的影响，如搬迁文物、迁移库区居民、建鱼类通道、开展库区绿化等。三峡工程的社会效益和经济效益主要有以下几点：①峡水库总库容393亿m3,防洪库容221.5亿m,水库调洪可消减洪峰流量达2.7万~3.3万m3s,是世界上防洪效益最为显著的水利工程。②三峡水电站总装机1820万kW,年平均发电量8468亿kW·h,是世界上最大的电站。③三峡大坝的船闸是世界上级数最多、总水头最高的内河船闸。
工程活动是许多技术要素和非技术要素的集成，工程是一个系统的概念。三峡工程在设计和施工过程中，除技术要素外，还有许多非技术要素要综合考虑，如行政领导和管理，各单位和部门的配合，突发灾害的防范，等等。
在科学思维中，不允许在科学理论体系内部出现逻辑矛盾。但在工程中，却常常不得不面对“相互矛盾的要求”。例如三峡大坝建得越高，其蓄水调控能力就越大，防洪效果就越好，但上游被淹的土地就越多，生态破坏就越大，人口搬迁也越多。面对这些矛盾，决策者常常采取权衡协调的方式来解决。
三峡工程在设计和施工过程中，必须考虑施工质量和各部分的可靠性。认真挑选施工单位、监理单位和验收单位，定出各种构件的允许误差和施工误差的最大允许值等。
可靠性要求和“容许误差”的限度。
必需考虑工程带来的风险。例如：①三峡工程对环境和生态的影响非常广，尤其对库区的影响最直接和显著。②如设计、建设不可靠，或突发地震等灾害，可能带来的危害。3在国防安全方面，三峡大坝有可能成为受袭的目标。必须采取各种补救和防范措施，来减少工程风险。由上面的案例分析可知，工程思维中的许多特点，是其他思维方式没有的。
(1)主体因素，包括发明者、创新者本身的素质、能力、文化水平、生理因素、心理因素和美他条件。 (2)社会因素，指发明者、创新者所处的社会(含微观社会和宏观社会)、社会的群体状况社会的经济能力及社会制度对发明的促进或制约等。
技术的发明创断和设计能力的施展受诸多因素的影响，这些因素包括主体因素、社会因素、技文化因素等。