资源简介

第一节：设计的创造性思维和工程思维
一、学习目标
1.了解技术设计的一些创造性思维和工程思维。
2.能够打破思维的约束，运用创造性思维和工程思维思考、分享问题，运用工程思维分析蔬菜大棚太阳能自动浇水系统。
二、素养目标
技术意识：了解发散思维、逆向思维、联想思维等设计中常用的创造性思维方法，启迪创新设计意识。分析港珠澳大桥“桥—岛一隧”的结构和人工岛建设的构思方案，领悟其中的创新设计。通过穿插的思维训练，开拓创造性思维，进行创新设计。
工程思维：以港珠澳大桥和三峡工程的设计和建设为例，对其技术系统分析，体悟工程思维的特点，认识系统和工程的多样性和复杂性，能运用工程思维分析蔬菜大棚太阳能自动浇水系统。
三、教学重点、难点
重点：理解什么是创造性思维和工程思维。
难点：能够运用创造性思维和工程思维思考我们日常生活中的问题。
四、教材情况
本节先以港珠澳大桥建设为例，在技术设计中应用创造性思维和工程思维解决各种技术难题。其中创造性思维包括发散思维、逆向思维、联想思维等，创造性思维可以产生很多创新技法，从而帮助进行创新设计。定势思维是按照以往经验思考和处理问题的思维方式，在一些问题的解决中会造成障碍。最后以三峡工程的设计和建设为例体悟工程思维的特点。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，各种技术思维方法都是工程思维的基础，工程思维中的许多特点，是其他思维方式没有的。在技术设计中，需要关注以上这些思维方法。
五、学生情况
学生已经了解了技术和设计的关系，但是尚未开始技术设计的实践。通过具体的案例，学生先熟悉技术设计中的思维方式，为后期开展技术设计打好思维方法的基础。让学生能够开展独立思考，尽快具备进行设计的能力。
六、教学过程
1.新课引入
观看电影《厉害了我的国》中港珠澳大桥的建设部分。提出问题：港珠澳大桥的的海底部分建造，设计方案采用了哪些设计思维方式
从上空俯瞰，全长55km的港珠澳大桥宛若蛟龙，蜿蜒腾越于蔚蓝的海面上，在离岸20多km处倏忽隐没，再在6km外腾空而起，连接两端的小岛状似蚝贝，这优美的“桥—岛一隧”结构是创新思维和工程思维的结晶。常见的跨海大桥，都是建造桥墩，架设桥梁。但这种常见的建桥方法，在港珠澳大桥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。
2.创造性思维。
（1）发散思维
定义：即从多角度、多层次来探讨问题的解决方法。是从一点到多点的思维方式，呈“辐射状”。具有流畅性（灵敏、迅速）、变通性（不受约束）、独特性（新角度、新观点、新特点）等特性，是重要的创新思维方式。
（2）逆向思维
又叫反向思维。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。特点：反向性、异常性
法拉第在电与磁的相互转化的研究中运用了逆向思维。人类的思维具有方向性，解决问题时，人们习惯按照熟悉的常规的思维路径去思考，即采用正向思维。然而，有些问题从正向思考却不易找到正确答案；若运用逆向思维，则会取得意想不到的效果。逆向思维是摆脱常规思维羁绊的一种创造性思维方式。
（3）联想思维
工程师梅斯塔尔在对附在衣服上的牛蒡子籽实的观察、研究中，通过联想，发明了尼龙搭扣。联想思维是指人的表象记忆系统中由于某种诱因使不同表象发生联系的一-种思维活动。有人说联想就像风一样，扰动着人脑的活动空间，它的“由此及彼、触类旁通”的特性,常把人的思维引向更深、更广阔的境地。
（4）定式思维
又叫思维定势，是人思想被长期既定的惯例和习惯所束缚，引导或迫使自己按习以为常的思路和方法去思考和处理问题的思维方式。
2.工程思维
工程思维：以系统分析，比较权衡为核心的筹划性思维。
工程思维被广泛应用于处理设计问题、工程问题，也是通用技术核心素养。
案例分析：三峡工程中的工程思维
（1）需要考虑的因素：防洪减灾、蓄水抗旱、水道通航、水力发电、地质结构、泥沙石污物淤积、气候生态变化、鱼类通道、移民搬迁、地震预防、安全防范、溃坝风险等，这些因素相互联系、相互影响，有些是目标一致的，有些则是相互冲突、相互矛盾的。
（2）系统分析、评估：，三峡工程设计者对工程的科学性、经济价值、社会价值，以及对自然环境、生态和人文社会的影响等要素进行了系统的分析，对工程的可靠性、工程风险等进行了评估，并采取了可靠的保证预防措施。
（3）权衡利弊、综合处理：对一些相互影响、相互冲突的问题，在系统分析的基础上比较、权衡寻找出合适的平衡点，进行科学决策。
（4）三峡工程设计、建设体现了以系统分析，比较权衡为核心的筹划性思维一工程思维。工程思维被广泛应用于处理设计问题、工程问题，也是通用技术核心素养。
七、教学反思
本节课主要是学习技术活动中的思维方法，通过案例分析，由学生得到结论，体验思维的过程。另外教学中很难加入动手实践活动，所以可以提供一些实物或者模型，以便学生进行分析。在案例分析中，因为答案的不唯一性，所以在分析时，要充分发挥学生的创造性思维，鼓励开放性的回答。

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