资源简介

普 通 高 中 教 科 书
《通用技术》选择性必修9：创造力开发与技术发明
第一章 技术与创造力开发
第二节 创新是技术发展的核心
教学设计
教学背景
清代文学家王国维在《人间词话》写道：“古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：‘昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路’，此第一境也。‘衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴’，此第二境也。‘众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处’，此第三境也。” 原本这三首词写的是儿女私情，王国维却用创造性思维的方法，在古人的知名词作品中巧妙地摘引出这几段名句借用来讲做学问的三种境界，不但一语中的，讲得非常透彻，而且让人印象十分深刻。
创造力开发过程是技术发明人的创造性思维过程，也是一种做学问的探索过程，其思维方法在很大程度上与王国维归纳总结出来的“成大事业、大学问者，必经过三种之境界”有一致性，也给选修这门课的同学指出了学习方法。
通用技术是以设计学习、操作学习为主要特征的基础教育课程，技术设计的学习贯穿于整个技术学习的过程。技术的本质在于创造，在通用技术系统课程里专门设置是一门以创造为核心的课程，其目的就是有效地培养学生的创造力与想象力，培养其创造性思维能力， 从而学好通用技术的各项课程。
教学目标：
知识与技能目标:
1.认识技术的创造性特征。
2.理解创新是技术发展的核心。
教学内容分析:
第一章主要向学生介绍技术的创造性特征和创造力开发的知识。通过对我们生活中常见的发明产品的分析，阐述了创新是技术发展的核心的观点，展示了技术进步有效促进社会经济的发展的现象。为了培养学生的创新创造能力，本章还专门介绍了创造力的要素构成，从而让学生理解并懂得创新意识、创新精神、创造性思维、创新方法等对创造力开发的价值。
创造新产品需要有系统的设计，但更重要的是创新，而基本的创新能力则来源于设计者的创造性思维与意识。本书在第二章介绍常见的创造性思维和技法，在这一章的学习过程中，我们希望能够让学生理解创造性思维的基本特征，能够通过比较、探究等方式理解各种类型创造力思维特有的方式和特点，学会运用批判式思维对现有的技术成果和技术产品进行分析。在认识了创造性思维的基础上，学习并熟悉一些重要的创造性技法，能够分析理解创造性技法内在的逻辑规律，能够综合应用多种创造性技法进行创新与技术设计。
本书第三章则介绍了创新工具和创客文化。通过常用工具的引入，理解创新工具的丰富性和发展性。通过本章的学习，学生将回顾在进行创新作品制作时经常会使用的常用工具，懂得如何利用三维打印机、激光切割机和数控机床等创新工具进行创造性设计的物化实现的基本途径。创客与创客文化是新生事物，创客活动离不开创新和创造性制作。本章中还介绍了创客文化及其对社会进步的影响，从而让学生知晓众创空间的基本概念及其存在的多种形态，能够对创客制作实际效果进行创造性效果和实现路径的具体分析，懂得如何像一个真正的创客那样进行创造。
本书第四章的主题是发明成果与专利。通过案例的引入，让学生能够对创造成果进行实事求是的评价，懂得优化的路径。通过对本章的学习，学生将理解保护知识产权的重要性，在保护自己的创造性成果的同时也懂得尊重他人的劳动成果，并能够通过网络查询有关专利技术的资料，学会专利的申请方法和基本流程。
学情分析:
学生对技术与创造力开发的了解认识有限，面对未来，他们需要学习有关技术与创造力开发的知识。
了解发明创造的必要条件，使学生能够有意识地运用创造性思维体验发明创造的过程，形成积极的创造意向和兴趣，培养良好的批判性思维和创造性思维等思维品质。
教学重难点:
认识技术的创造性特征。
理解创新是技术发展的核心。
教学策略:
栏目“思考”“讨论”“探究”“知识窗”“设计与实践”等，要求学生开动脑筋，相互启发，把自己代入情景之中，感受技术与创造的魅力。同时也让学生养成良好的思维习惯，能够对身边的事物进行判断和分析，设想有无改善和提高的可能性。技术的发展推动了社会的发展，在“大众创业、万众创新”的今天，更需要提升和发挥我们的创造力，希望通过本书能够让学生理解技术，热爱创造，拥有属于自己的设计和作品。
教学准备:
展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
教学过程:
情景导入:
老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修9：创造力开发与技术发明　第一章 技术与创造力开发　第二节 创新是技术发展的核心。
我们切身感受到身边的生活变得丰富多彩、方便快捷，生活水平也不断提高，所有这一切都是科学和技术带来的。科学建立了理论，而技术将科学变为现实，改变了我们的生活。技术的每一项变化都是人类创新的结果，创新是技术的核心，同时创新需要人类的创造力，创造力与技术密不可分。
案例
高铁技术给铁路运输带来质的飞跃
中国国家铁路局对高铁的定义是:新建设计开行速度250km/h(含预留)及以上动车组列车(图 1-5)（参见教材P6），初期运营速度不小于200km/h的客运专线铁路。虽然高速铁路仅仅将行驶速度提高了两到三倍，但对技术性能的要求却需要增加很多（表1-1）。
表1-1 高速铁路的运营要求和解决方案
运营要求 解决方案
高平顺性 钢轨需要无缝连接，而且需要采用无砟轨道，使用没有石子的整体式道床，大量采用高架桥梁和隧道来建设专用线路
保证行车安全 高速铁路的弯道少，弯道半径大，使用可动心道岔
电力供应稳定 电网技术和列车高速行驶中的受电弓等电力传输方式的创新，使电力供应技术能够到达在高速运营下稳定供应的高级标准
列车的运动状态测量更精确，系统控制的反应更迅速和准确 控制系统的创新，包括牵引控制系统，制动系统和网络控制系统等，它们如同高铁动车的神经和大脑，复杂程度与性能远超越了传统列车
高速铁路与普通铁路并非只有速度之别，高速铁路带来的是全新的技术挑战和全新的技术设计，是铁路交通运输技术上质的飞跃。高铁技术体现了我国工业制造领域的国际领先水平，其尖端精密机械仪器、工业控制、传感技术和交通技术领域的多项发明与革新，体现了我国的综合科技实力。
假如缺乏了高铁技术中的任何一项关键技术，高铁都不可能成为今天我们生活中习以为常的交通工具，这体现出创新是技术发展核心。
讨论
无砟轨道与传统有砟轨道有哪些不同，为什么高速铁路要使用无砟轨道？
探究
检验高铁运输平稳性的实验方法有哪些？你试验过吗？
（1）这种试验方法可行吗？为什么？
（2）为什么高铁需要特别强调运营过程中的平稳性？其原因是什么？
（3）你所知道的高铁技术中，有哪些技术主要是为了确保列车运营的平稳性？
案例
集成电路的巨大推动作用
第一台计算机是电子管构成的，其体积有一个房间那么大，但计算速度却较慢。随着晶体管、半导体集成电路以及大规模集成电路的发明和应用，计算机的体积越来越小，已经可以做到像书本那么大，但是其运算速度却大大提升。我们现在的手机体积小但功能齐全，丰富的智能应用让人们在工作和生活中已经越来越难离不开手机。
集成电路是电子产品的核心器件，它把我们带进信息技术时代。
思考
现在的手机不断更新换代，你知道过新一代的手机采用了什么新的技术吗？
技术发展的进程往往不是匀速的，而是呈跳跃性的。一个技术领域往往会很多年没有重大突破，直到某项重大的技术创新的出现会改变整个技术领域的发展速度。
案例
三维打印在面部骨骼修复再造方面的应用
意外事故伤害和面部肿瘤疾病都可能造成面部骨骼损坏，严重时可导致双侧上颌骨被全部切掉，患者术后不仅外貌吓人，说话、进食甚至呼吸都将受到影响，生活质量极低。传统的面部骨骼再造和修复手术方法的缺点较多，主要是受限于骨骼的精确性问题。
三维打印技术在面部骨骼修复再造医疗中的应用，实现了修复和再造的个体化和精确化，彻底改变了传统技术的落后局面。利用CT设备对全脸扫描，获得数据，计算机软件会对缺损部位进行影像图形修复，依托三维打印技术可以实现精准化治疗。三维打印技术不仅可以设计出修复缺损所需要的骨块和软组织大小形态，术中钛板、钛钉的置入位置、长度、角度及数目等，还能设计出模拟的修复手术过程，协助医生制订合适而相对安全的手术方案。三维打印技术能够制作出尺寸准确的脸部人工骨骼，提高颌等面部假体的精确性，显著减少手术的次数和时间，减少医疗费用和病人痛苦。
思考
为什么三维打印技术能解决面部骨骼修复再造中的问题，它还能运用在哪里？
通过三维打印技术与传统技术面部修复再造技术的对比，我们可以看出这项医疗技术发展的核心就是三维打印技术的应用，它解决了面部修复再造技术原有的诸多困难，使得这项医疗技术得到跳跃性的发展，这里起关键作用的就是创新。
课后作业
习 题
试分析讨论以下几个市场流通货币的技术阶段，其创新或创造的要点有哪些？它们给社会发展和人们生活带来哪些进步和方便？
（1）以货易货的纯货物交换。
（2）用贝壳、毛皮、珍珠和布匹当作钱币，进行市场销售和购物。
（3）人为制作，以贵金属为基础，发行金属钱币，实现了国际贸易的金本位制。
（4）以国家或私人信用为凭证，发行替代金本位的纸币现金，扩大了市场贸易的空间。
（5）以银行信用为基础，利用信用卡数据交流为支付凭证，延伸了市场贸易的时间范围。
（6）以扫码完成身份认证为依据，以绑定的银行卡为基础，在买卖双方之间实现快捷支付，从而使市场贸易的空间变得扁平。
板书设计
第一章 技术与创造力开发
第二节 创新是技术发展的核心
教学反思
通用技术
选择性必修9：创造力开发与技术发明
普 通 高 中 教 科 书
主 编 刘琼发
副 主 编：李 榕 周卫星 朱美健 席春玲
本 册 主 编：肖 萍
编 写 人 员：陈晓民 顾文扬 陈 威 赵忠华
宋向明 梁剑文
广东教育出版社
广东科技出版社

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