第四章發現與明確問題膠州二中設計的一般過程A發現與明確問題B制定設計方案C制作模型或原型E產品的使用和維護D測定、評估及優化中子的發現英國物理學家查德威克（JamesChadwick，1891—1974）和法國物理學家約里奧·居里（J·Carie，1900—1958）夫婦發現了同樣事實，用放射性元素釙（Po）所產生的α射線轟擊鈹、鋰、硼等元素，發現了前所未見的穿透性很強的輻射，約里奧·居里夫婦誤認為這是一種能量極高的γ射線而與偉大發現失之交臂。相反查德威克對這一現象深入研究，從理論上和實驗上證實了這是一種新的粒子，即中子。方形漏斗用漏斗往瓶子里灌液體時，因瓶口和漏斗都是圓形的，瓶里的空氣不易排出，液體流得很慢，所以需要一邊灌，一邊提動漏斗，否則灌得稍快一點兒液體就會溢出。河南的王巖同學則改變了傳統漏斗的形狀，把漏斗下口的圓形改成方形，使圓瓶口與方形漏斗之間留有較大的空隙。這樣，往瓶里灌液體時，瓶里的氣體會沿著瓶口的空隙流出來，既方便了使用，又節省了時間。雙色演示算盤珠算是我國傳統的計算工具，方便學習。許多學校都開設了珠算課，教師用毛算盤掛在黑板上演示，但坐在遠處的同學看起來有困難，因為算珠的顏色一樣，撥上撥下容易混淆。遼寧的趙宇同學發明的"雙色演示算盤"，解決了這一難題。他將現在圓柱形算盤柱子的半腰改成了"扭曲180度"，再將黑算珠背面涂上紅色，這樣，靠上的黑算珠向上推時，在半腰上就旋轉了180°，黑珠變成了紅珠，坐在后排的同學看到色彩鮮艷的紅色，加減乘除，一目了然。此發明在第六屆全國青少年發明創造比賽中獲一等獎。“發現問題”的重要性：

美國福特汽車公司的一臺巨型發電機出現了故障，只得請來了德國的電機專家來修理。這位德國專家來了以后，用了兩天兩夜的時間呆在發電機旁，這看看那聽聽，最后，他在發電機的頂上劃了一條線。告訴修理工，將頂蓋打開，將劃線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。這位德國專家向福特公司索要1萬美元的酬金。很多人認為不值，因為故障很簡單，排除也很容易。但福特的老總認為值。因為他發現了問題，而不在于排除故障的復雜與簡單。什么是問題？可以分為哪幾種？問題:生活中為我們所不知而需要解答的話題。問題的種類例子備注科學問題太陽為何總是東升西落？是什么？為什么？社會問題大學生就業為什么這么難？社會現狀或真實情況技術問題怎樣使賽車速度更快？怎樣的椅子讓我們坐起來更舒服？怎么辦？我們重點關注與研究的問題是永遠存在的從技術的角度看，人類進步與發展的過程就是不斷發現問題，不斷進行設計，從而解決問題的過程。問題從哪里來？問題的來源（一）人類生存活動中必然會遇到的問題思考：你在日常生活中遇到過哪些問題？追問：你想過如何來解決這些問題了嗎？你是如何解決的？切板栗問題的來源切菜護手器打針無針注射器（一）人類生存活動中必然會遇到的問題有人說：“當汽車的速度超過200Km/h時，空氣阻力的問題越來越明顯?！币灿腥苏f：“我燒菜時放鹽的量老是控制不好。”電子顯示型流線型（二）別人給出問題，設計者須針對問題尋求解決方案問題的來源隱形飛機的發明現代戰爭往往需要速戰速決，美國防部要求使敵方的各種探測系統（如雷達等）發現不了己方的飛機，無法實施攔截和攻擊。（二）別人給出問題，設計者須針對問題尋求解決方案問題的來源

1876年3月10日，貝爾通過送話機喊道：“沃森先生，請過來！我有事找你！”在實驗室里的沃森助手聽到召喚，像發瘋一樣，躍出實驗室，奔向貝爾喊話的寢室去。他一路大叫著：“我聽到了貝爾在叫我！我聽到了貝爾在叫我！”……這樣，人類有了最初的電話，揭開了一頁嶄新的交往史。1877年，第一份用電話發出的新聞電訊稿被發送到波士頓《世界報》，標志著電話為公眾所采用。1878年，貝爾電話公司正式成立。

1892年紐約和芝加哥的電話線路開通。電話發明人貝爾第一個試音：“喂，芝加哥”，這一歷史性聲音被記錄下來。案例分析：電話的發明（三）基于一定的目的由設計者自己主動地發現問題，并試圖解決它問題的來源1.“用心”觀察日常生活發現問題的途徑與方法案例分析：新式紡紗機的誕生在日常生活中，你有過無意中發現問題的經歷嗎？生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識“用心”觀察日常生活發現的問題１發現的問題：有可能引出的設計或你的設想：２發現的問題：有可能引出的設計或你的設想：生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識這些問題的發現引發了哪些設計和發明嗎？當人生病需要躺著用直吸管吸取杯中飲料時，如果管子彎折了，就喝不到飲料。人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會燙著孩子。3.在使用折疊剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚。生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識案例分析：天花病疫苗的發現思考：琴納是怎么發現天花疫苗的？他用了哪些方法？通過仔細的觀察，詳細的記錄和多次的試驗才發現了天花疫苗?！幸庥^察生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識2.“主動出擊、尋找問題”收集和分析信息發現問題的途徑與方法生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識案例分析鋼盔的發明在第一次世界大戰后，各國都對他們陣亡的士兵進行了統計，發現有相當比重的士兵因頭部中彈而死。后來各國就研制了鋼盔來保護士兵的頭部。生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”。比如，某臺機器突然不動了，他們就采用追問到底來解決。“機器為什么不動了？”－保險絲斷了?！獮槭裁幢ｋU會斷？——超負荷，電流過大——為什么超負荷？——軸承潤滑不好。——為什么軸承會潤滑不好？——吸不上潤滑油?！獮槭裁次簧嫌?？——油泵嚴重磨損——為什么會磨損？——是因為沒有裝過濾器進入了鐵屑。問題到此，也就解決了。應該給油泵裝過濾器。生活中不是缺少問題，而是缺少發現問題的意識詢問法——刨根究底

抓住問題，探究原因3、“科學探索，發現問題”

技術研究與技術試驗發現問題的途徑與方法在已有的技術研究中聯系和發現新問題在技術試驗的過程中感悟和發現新問題案例分析—伽利略與體溫表閱讀P82案例，這個案例說明了什么？【思考】

你認為發現問題的途徑與方法還有哪些？聯想產生問題例1：魯班由手被草的葉緣劃破這一現象產生聯想，進而發明了鋸子。例2：既然凸透鏡能聚集太陽光來點火，那么冰不是也能取火？做夢發現問題例：苯的分子式的發明——凱庫勒元素周期表的發現——門捷列夫二、明確問題明確問題的內容與價值明確解決問題受到的限制及具體的設計任務設計計劃1、明確問題的內容與價值問題是否明確

問題表述本身問題產生的原因提出問題的目的問題的價值

科學的原理問題目前有沒有解決問題是否有普遍的意義……做法：主觀分析、研究手段（信息收集、調查分析）2、明確解決問題受到的限制及具體的設計要求限制主要由兩方面決定：設計對象的特點和問題解決的標準設計者的技術能力與條件不同的設計對象往往有不同的特點，其產品的功能、大小、安全、外觀、耐用性等方面的設計標準也有所不同。如：兒童玩具、床、書架、筆筒等。

新奇的兒童床兒童專用坐便器3、設計計劃P89-90思考和練習一你家新買了一套住房，如果讓你進行設計裝修，你將從哪些方面考慮？設計、裝修新房時會受哪些主、客觀條件的限制？你如何解決？如何制定一份裝修計劃表或計劃書來確保你的工程得以順利的實施？

課堂小結一、發現問題(一)

問題的來源(二)

發現問題的途徑與方法

二、明確問題綜合實踐一、你在使用鋼筆時發現的問題二、你在刷牙時發現的問題三、你在使用剪刀時發現的問題四、你在使用雨傘時發現的問題五、你在教室掃地時發現的問題六、你在上體育課時發現的問題七、你在使用電腦時發現的問題八、你在用餐時發現的問題各小組把自己發現的問題填入自己設計的表格，小組內交流，各小組選出認為最有價值的2-3個問題在班內交流展示。

高一、1加熱的飯菜容易串味（楊海霞）盲人走路不方便(黃彬)人行路用柏油鋪就，影響土地透氣性，破壞植物生長（李超）紅綠燈時間不能靈活自動調節（紀泓宇）輸電線路和電話網絡線全部架設在空中和大樹爭奪空間（王尚念）水管應接入教室使用方便、Mp3的耳機和主機要用線連接（劉鈺）擦黑板粉末漫天飛（王晨、徐晶晶、武凡）眼保健操要用手做，能不能發明一種儀器來替代手，還衛生（鄭澤邦）擦地時，干的拖把擦不干凈，濕的容易踩藏（高天一、徐赟君）不銹鋼飯盒加熱后太燙手、課桌邊的掛鉤承重不夠大（陳曉）Believeyourself高一、1教室窗簾設計不合理（楊慧）冬天從室外到屋內時，眼鏡上會產生霧氣（秦雯）室內點燈不能根據光線自動開關、窗簾拉上教室內暗，拉開光線太刺眼（劉洋子）黑板總是要手動擦，桌子上的鉛筆容易掉（張翔）窗簾容易藏，清洗麻煩（劉璞玉）塑鋼窗戶的鎖不安全（薛程元）晚上教室黑板處沒有燈，看不清楚（陳玉龍）圖書館書籍過多，不容易查找（蘭孝潔）帶眼鏡運動不方便（黃海峰）運動出汗時，眼鏡容易下滑（武凡）冬天公交車扶手太晾（鄧馨、武凡）Believeyourself高一、2暖氣的溫度不能自己調節（李煜焱）衣服曬在外面下雨時不能自動收回（李思思）衣服洗滌時容易褪色（丁遠鵬）教室的玻璃隔音不好（顧寧、李琛）體育器材借還比較麻煩，能否用電子管理系統（陳晨）帶眼鏡走夜路看不清路（徐頌睿）市區植物容易被踐踏（郝泉）鋼筆中的墨水不能從外面看到，不能在快沒有墨水的情況下及時補充進去。尺子的刻度時間久了容易磨損看不清（紀祥）Believeyourself高一、2擦地時太費勁，簸箕放雜物少（劉佳）擦黑板時用力大、粉筆沫漫天飛（王融）電視遙控器老是找不到（楊光）塑鋼窗戶拉槽中的臟物不容易去掉（童文亮）冬天從室外到屋內時，眼鏡上會產生霧氣（高詩靜、楊欣）鐘表的滴答聲太響、太陽能陰天加熱功能差（伯穎）粉筆容易把手弄臟（張弘）公交車上沒有專門放雨傘的地方，容易弄濕車座（蘇銀嬌）課本紙張太過精致，所以重量大（王曉萌、楊欣）Believeyourself高一、2Mp3缺少功放功能、利用太陽能的節能燈、人體各項指標檢測儀器（李?。┛照{的過濾網太容易損壞，使用壽命短（李龍）霧天開車容易發生事故，電池容易對環境造成污染（徐夢茹）白天忘了關燈，電燈不會自動關閉（徐談磊）長指甲清理難（姚雅婕）看英文書時遇到生單詞要查詞典很麻煩（宮祥誠）熱水器溫度調節難（岳媛、董美娜）秋天清掃落葉太麻煩（蘇喆、王曉萌、吳嬌、張弘）共上交52份課堂作業Believeyourself高一、3Believeyourself騎摩托車時無法打傘（姜楠）眼鏡度數不能自動調節（張笑妍）鉛筆、鋼筆、圓珠筆不能融為一體（趙明皓）黑光燈，筷子筆（高昆）能在家方便的學習（牟鑫）汽車不能上天下海，籃球鞋不能提供助推高跳功能（張智杰）自動干洗衣服的家用機器（錢珣）擦黑板粉沫漫天飛（黃彥蓉、馬賽大、曲欣、姜峰）絕對保溫的水杯沒有（黃彥蓉）人行橫道上沒有盲道（高琦）冬天自來水太冷（王若翰）學校廁所位置不夠（姜義婷）高一、3BelieveyourselfIC卡掉了不能掛失（王文佳）教室門不能雙向開關（白頭山）打印機耗材多（盧子泰）昆蟲泛濫與利用問題（王琳）噪音污染問題（王洋）馬桶每次出水一樣多，能不能設計從水量控制按鈕（董超）拉鎖容易夾注衣服（于秋貝）狗隨地大小便（姜峰）作業上交50份高一、4Believeyourself馬桶水壓不夠沖不干凈（于炳乾）眼鏡布擦拭眼鏡擦不干凈（張潤宇）軟質彈性鏡架（楊磊）手套，鞋不能加溫暖手腳（修月）手機充電太麻煩，不能利用太陽能（滿立）按摩鞋墊（）電子引路儀器（張騁遠）利用太陽能保溫的水壺（王雅楣）H2開發技術繁瑣，成本高，圓珠筆芯不能重復使用（許俊杰）防盜門壞了，沒有鑰匙打不開（張超）有油污的家電和器具不好清洗（王雨辰）下雨下雪天汽車打滑（何曉俊）高一、4Believeyourself馬桶水壓不夠沖不干凈（于炳乾）眼鏡布擦拭眼鏡擦不干凈（張潤宇）軟質彈性鏡架（楊磊）手套，鞋不能加溫暖手腳（修月）手機充電太麻煩，不能利用太陽能（滿立）按摩鞋墊（）電子引路儀器（張騁遠）利用太陽能保溫的水壺（王雅楣）H2開發技術繁瑣，成本高（許俊杰）圓珠筆芯不能重復使用（許俊杰、遲彬）

防盜門壞了，沒有鑰匙打不開（張超）反鎖了出不去（楊伊婕）有油污的家電和器具不好清洗（王雨辰）下雨下雪天汽車打滑（何曉?。└咭?、4Believeyourself冬天從室外到屋內時，眼鏡上會產生霧氣（何曉?。╄€匙太多時，不容易迅速找到需要的鑰匙（王文濤）地下空間利用率不高（葉菀）回家一腳泥，弄得家里很藏，有沒有迅速清洗鞋底的機器（詹榮洪）蘋果削皮后很快變黃，口感不好（吳程程）保溫杯的重量過重，有沒有午睡用的感覺好的抱枕（姜林杉）手機缺少電子詞典功能（王朦）可擦寫的鋼筆水（徐萌琳）手機防水功能差，筷子勺子合為一體，鞋和襪子合為一體（楊璐）冬天太陽能熱水器不熱（于筱瀟）書翻開容易自己合上（劉萬錄）自己能擦干凈的黑板，掃地要一手拿簸箕一手拿笤帚（劉佳）空調不等自己調節溫度（李頌）作業上交51份高一、4Believeyourself帶望遠鏡功能的眼鏡，手機功能的耳墜，帶手電筒的手表（石明玥、柳金彥）電腦增加加熱咖啡功能的usb口設備（戴超）樓梯扶手沒有夜光功能，帶mp3功能的馬桶（黃釗）老師的表述電腦能夠自動記錄，顯示于黑板，學生可以直接拷貝下來（張雅涵）修正液不能根據本子的顏色自動變化（韓冰）貓眼視野不夠廣（辛賢嘉）洗刷水杯時不容易洗道杯底（王萌）夏天開窗戶拉上的窗簾老是亂飄，粉筆沫滿天飛（張楊）晚上開門時看不清鎖眼（金輝）可以迅速去掉衣服上的污垢的物品（曹悅）高一、5Believeyourself防止丟三落四的設備（溫馨）桌椅老是不穩定怎么辦（部凡）水龍頭不能自動開關（祁飛）粉筆沫滿天飛（張蓉、邵璐璐、楊文靖、徐峰、邵一村）暖氣溫度不能自己調節，水杯不能給水自動加熱（殷曉航、周涵）拖把沾水后太沉，不方便（楊文靖）勺子筷子合為一體（司琪、逄雪）大風天打傘容易杯吹翻（車俊毅）窗簾不能自動開合，修正液味道太大（徐峰）垃圾不能隨處亂仍，可是又不能隨時找到扔的地方；冬天身上容易帶靜電，有沒有能去掉靜電的儀器（于璇）高一、5Believeyourself大型客機不能直接降落，眼鏡不能自動調節光線的進入（呂耀坤）暖氣片上改造后可以熱飯（孫萬鑫）普通塑鋼門窗在夏天智能打開一半；雨傘不能迅速變干（王麒）水杯不能根據需要調節杯內的水溫（肖龍）

眼鏡度數不能調節（肖龍、姜俊姿、）電腦機箱合顯示器合而為一（仲昭楠）可以迅速畫坐標系的T形尺（王曉鷗）人胳膊形的枕頭，帶手電功能的鞋，可以吸垃圾的簸箕（王夢）課本質量太好，太重（陳雅軒）夏天開窗戶拉上的窗簾老是亂飄（張慧）高一、5Believeyoursel