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
第二章 创造性思维与技法
第 二 节 创造技法及其应用
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.熟悉常用的创造技法，如智力激励法、设问法、联想组合法、类比法、列举法、形态分析法、系统提问法等。
教学内容分析:
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:
熟悉常用的创造技法，如智力激励法、设问法、联想组合法、类比法、列举法、形态分析法、系统提问法等。
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　第二章 创造性思维与技法　第 二 节 创造技法及其应用。
科学技术的发展带动了经济的发展，推动了社会的进步，而技术的进步离不开人们的创新和创造。随着技术的发展，人类逐渐从重复性劳动中解脱出来，同时，对人创造能力的要求也越来越高。
对遇到的问题多问几个为什么，能帮助我们解决问题。在解决问题的过程中，能够突破传统思维模式的局限，就具有了创造性思维和相应的方法。
本章就是向同学们介绍在日常生活实践和工业生产中常见的一些创造性思维与技法。
根据自己过去创造的实践过程总结出来，在创造发明工作中使用的某些原理、技巧和方法，就是创造技法。创造发明需要有创造意识与能力，有能够发现问题、分析问题、抓住机遇、拥有技术、分析与决策等多方面的能力，去解决实际的问题，创造新财富。在创造发明实践中总结出的创造技法还可以在其他的创造过程中加以借鉴，以提高人们的创造能力，促进产生更多更好的创造成果。
一、设问法
案例
爱迪生的电灯发明
为了寻找合适的灯丝来改进电灯，爱迪生花费了数年时间，对数千种材料进行比较试验。从金属到碳化植物纤维，爱迪生对材料一一列表、分门别类，再进行试验论证。最后利用碳化的竹丝纤维研制出了实用的竹丝电灯。这种竹丝电灯，一直用了27年才被钨丝电灯所取代。
讨论
你认为这种不断尝试的方法有什么优点和缺点？
类似于这种自问自答的创造技法，就是设问法，也有人称其为“检核表法”。该方法的特点是结构紧凑，在试探性创新过程中，可以防止由于试探次数较多时发生重复劳动的情况。
最简单的创造技法就是试探，尝试改变就是创新的开始。将现有产品的一部分进行改变，也是创新。改变某个部分之后，只要产生的新产品在某一方面的效果比原来的产品好，就是创造。
设问法引导人们在创造过程中对照9个方面的问题进行系统思考，以便启迪思路、开拓思维空间、促进新设想的产生（图2-4）（参见教材P25）。这9个方面的问题是：有无其他用途？能否借用？能否改变？能否扩大？能否缩小？能否代用？能否重新调整？能否颠倒？能否组合？其核心是改进，即选定一个要改进的产品或方案，从不同角度提出一系列的问题，由此产生大量的思路，再进一步进行筛选、思考和完善。
知识窗
将创造过程的步骤和流程罗列出来进行自问自答的是设问法，而将需要解决的问题按照原因（Why）、对象（What）、地点（Where）、时间（When）、人员（Who）、方法（How）6个方面进行相互间影响的系统提问，从而达到在逻辑关系上发现和分析问题效果的创造性方法就是系统提问法。
二、联想组合法
案例
联想组合产品
将货运过程进行联想，并将运输物体与运输包装部分分解出来，就形成集装箱、运输车辆和动力系统3个单独功能的部分，相比陆地货运服务功能，其大大提高了每一部分的使用效率，也促进了集装箱运输业的发展。
类似于这种对功能进行联想和分解组合的创造技法，就是联想组合法。分解组合可以在空间上，如音响和集成电路板等；也可以在时间上，例如进行流程优化等；还有在功能上，例如把刀、剪、锉、锥等功能集中起来的“瑞士军刀”等。
讨论
如何来保证玻璃的韧性，即使受到石头的冲击，也不让汽车挡风玻璃破碎飞溅。
组合法就是把现有的技术或产品通过功能、原理、机构等的组合变化，形成新的技术思想或产品。分解法就是将整体事物进行分解，经过改善，能使分解出来的部分成为单独的整体，形成一个新产品。
轮子与喇叭是两个不同器件，加上发动机、传动轴等就形成了汽车，轮子可行走，喇叭则发出声音表示“警告”；同样是灯，可吊、可挂、可随身携带，也可做成无影灯；本来盒、碗、勺与独轮自行车没有必然联系，但杂技演员将它们联合在一起，构成了杂技节目；而X线机与诊床的联合就组成了CT机。
不局限于现有产品的功能和结构，而关注不同功能和用途的信息，通过信息的分解组合，可以在更大的范围和程度上进行分解组合，从而引发更高层次的创造性思维与设想。有了“相互作用”的中介，再把物体的总体信息分解成若干个要素，然后把这种物体与人类各种实践活动相关的用途进行要素分解，把两种信息要素用坐标法连成信息标X轴与Y轴，两轴垂直相交，构成“联想信息”，每个轴上各点的信息可以依次与另一轴上的信息交合，从而产生新的信息（图2-5）（参见教材P26）。
探究
仔细观察三维打印机的打印过程，分析为什么一条塑料丝能够通过三维打印机变化成我们设计的形状？在这个过程中三维打印机使用了什么方法？
知识窗
与联想组合法类似，若将已有问题看成一个独立的系统，将其分解成若干个结构或功能上具有专门形态却彼此独立的要素，然后用网络图解的方式，对希望解决的问题和实现目标进行排列组合，借以产生新的创意、解决问题的系统方案或设想的方法就是形态分析法。
以运输工具的独立要素来分析运输系统（表2-2）：
表2-2 按独立要素对运输系统进行分类
独立要素 分类
装载形式 车辆式、输送带式、容器式、吊包式等
输送方式 水、油、空气、轨道、滚轴、滑面、管道等
动力来源 压缩空气、水流、蒸汽、电动机（电磁）、电池、内燃机、原子能等
与联想组合法侧重现实中的事物不同，形态分析法则更看中的是其逻辑和功能。
三、智力激励法
案例
线路除雪
大雪压断了电话线，影响了通信。为解决难题，电话公司聘请多位专业技术人员召开了头脑风暴会，大家提出建议：设计专用的电话线清雪机；用电热来化解冰雪；用振荡来清除积雪；乘直升机用大扫帚去扫雪。而有人得到飞机扫雪的启发后，提出用直升机螺旋桨的风来扇落电线上积雪的创新想法。会后，经专家论证和现场试验，用直升机扇雪真能奏效，解决了问题。
类似这种针对某个需要解决的问题，实行“群起而攻之”的战术，就是智力激励法（也称头脑风暴，图2-6）（参见教材P27）。智力激励法能让参与者敞开思想，在各种设想的相互碰撞中激发出创造性的潜能。一群人围绕一个特定的兴趣领域没有拘束进行讨论的时候，能够更自由地思考，进入思想的新区域，从而产生很多的新观点和问题解决方法，而且还可以在他人观点之上建立更新的观点。
在使用智力激励法时，必须遵守以下原则：
第一，自由思考。解放思想，无拘无束畅所欲言。
第二，延迟评判。要求参与者不对他人的设想评头论足，会后再组织专人对设想进行评判。
第三，以量求质。鼓励参与者尽可能多地提出设想，以设想的量来保证高质量设想的存在。
第四，结合改善。鼓励参与者积极进行智力互补，在增加自己提出设想的同时，注意思考如何把两个或更多的设想结合成另一个更完善的设想。
讨论
组织一场以“废旧饮料瓶的再利用”为主题的智力激励活动，看看同学们能够提出多少个新的创意。
知识窗
与智力激励法相似，针对需要解决的问题，人们将需要克服的缺点、希望达到的效果列举出来，将复杂事物进行分解和研究，寻求科学方案的技法，就是列举法。与智力激励法必须一次性解决核心问题不同，利用列举法所需要克服的缺点和希望达到的效果有很多条，可以分批分次，逐步达到整体的目标。
四、类比法
案例
水下无人机
无人机是在空中飞行时拍摄各种大场景照片和录像的好工具。将无人机的各种功能用于另外的场合——水下，就成为水下无人机或水下机器人。
类似于这样利用严谨逻辑思维方式，对问题的概念和判断进行演绎和类推，对已经证明有效的方法进行变换，从而类比成为有效的创造新事物的方法，就是类比法。甚至有些创造技法专家，归纳各种发明当中的创新技法，类比提出了一套解决复杂技术问题的系统方法——TRIZ。目前TRIZ已成为国外技术创新和质量工程领域的研究热点，中文名称有人译作“萃智”。
讨论
迷彩服是根据周边的环境进行了模仿和类比，使之融入环境不易被观察到。在这个类比过程中，你认为类比的方式是什么？
知识窗
有关创造技法的类别，可参见表2-3。
表2-3 常用的创造技法
名称 特点
设问法 根据先制成一览表对每个项目逐一提问，确保系统与全面
系统提问法 针对问题各个方面的逻辑关系进行系统的提问分析
联想组合法 把不同事物组合到一起，形成新物品，使之具有多种功能
形态分析法 根据事物形态来分析事物进行创新的方法
智力激励法 专题会议上互相交流、启迪、激励、补充、集思广益
列举法 对创新对象期望的特征进行举例，分析并提出新方案
类比法 与具有某种属性类似的事物，推测应具有相应的属性
课后作业
习 题
从身边常见的事物开始我们的创新练习。如果我们更换文具的某个参数和尺寸，看看改变了一两个参数之后，新的东西是否会更好用？
报纸和我们常用的70克复印纸的厚度大约均是0.088毫米。用一打圆珠笔，除了一支外，其他都用10的倍数层的报纸卷起来，再用胶带固定，做成不同直径的笔，并编上号码。然后分别用这些笔来写字，记录下你的使用感受。
板书设计
第二章 创造性思维与技法
第 二 节 创造技法及其应用
一、设问法
二、联想组合法
三、智力激励法
四、类比法
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

展开更多......

收起↑