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
第三节 创造性思维与技法的综合应用
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.学会利用批判性思维对已有技术成果进行技术分析。
2.综合应用多种创造技法进行创新与技术设计。
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:
学会利用批判性思维对已有技术成果进行技术分析。
综合应用多种创造技法进行创新与技术设计。
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　第三节 创造性思维与技法的综合应用。
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。
一、创造性思维的综合应用
案例
血液透析患者多功能保护服
肾功能衰竭患者大多数要接受每周3次，每次4小时的血液透析治疗。透析需要在专业病房进行，透析时患者身上会插入很多导管且易引起皮肤瘙痒等并发症。传统病号服与家居服类似，治疗时要脱掉衣服，其不便之处在于：①容易着凉且暴露隐私。②容易磕绊到患者身上的其他装置，如留针头等。③如着衣手臂治疗需要将袖子上挽，衣服会对血管通路产生压迫，影响治疗。
针对传统病号服的问题，某中学高二学生研发出“血液透析患者多功能保护服”。其特点包括：①设计了粘扣式胸口开窗，医生与护士可在不脱掉患者衣服情况下进行治疗操作，同时不会对医疗装置产生影响。②在透析时，衣服内导管经过的对应部位设计了吸盘位置，治疗时通过吸盘固定导管，既能保护导管顺利畅通还可以防止脱落。③设计了粘扣式高领开窗，方便固定患者的头部，有利于治疗的顺利进行。这项耗时两年改进的成果获得了2016年东润丘成桐科学奖铜奖和国家实用新型专利。
“血液透析患者多功能保护服”是该同学利用批判性思维对原有病号服存在的问题进行分析，运用多种创造性思维改进的结果。
不脱衣治疗减少了患者感染并发症的可能性，从脱衣到不脱衣，粘扣式胸口开窗的设计既防止了患者着凉又不耽误治疗操作，这体现了形象思维与逆向思维的应用。吸盘的设计既固定了导管又能保护导管，这体现了抽象思维和联想思维的应用。粘扣式高领开窗的设计既考虑了防止患者着凉且方便固定患者的头部，这体现了分合思维与收敛思维的应用。
二、创造技法的综合应用
一个创意的实现可能需要多种创造技法。“血液透析患者多功能保护服”就是根据对血液透析过程的形象联想和需求列举，利用分解组合的方式，与医护人员一起进行智力激励，经过4次循环后开发出的作品。其研发过程具体还包括了以下几点。
（1）利用系统提问法选择服装材料，否定了普通纯棉布和化纤，选择了高弹纯棉布。
（2）利用形态分析法设计了带拉链的袖开缝，有利于在手臂上的治疗操作。
（3）利用联想组合法，在用创造性思维设计出的病号服中增加了体温计卡袋，便于安放体温计。
在进行创造活动的过程中要能够综合利用多种创造技法，一般的流程如下：
（1）通过系统提问法确定创造性思维方向，利用类比法对现有产品进行综合分析，利用形态分析法确定在总体方向上必须突破的核心节点。
（2）利用联想组合法的思路分解设计过程中的主要矛盾，探索解决矛盾的可能途径。
（3）借鉴别人的成功模式，利用智力激励法的灵感来设计出几个可能的方案。
（4）在做好规划的前提下，利用设问法对这几个方案做论证并制作样品进行试用。
（5）将样品使用的效果，用类比法进行分析，若满意则成为阶段性的创新成果。
（6）对现有的探索实践结果不满，则结合这些探索的实践和所获得的结果，整合到第1步的系统材料里，利用联想组合法重新进行前4步的探索过程，期望在几个循环过程中能够得到基本满意的阶段性成果（如在本案例中，发明者是在第4个循环中才得到满意结果的）。
三、创新实践活动
设计与实践
对手推车进行改进
1．设计问题的发现。
我们出行或购物时，经常感到携带一些重的物品很不方便，到市场、车站及购买手推车的商场调查各种样式的手推车，找出它们在使用中的优缺点（表2-4）。
表2-4 调查结果
手推车样式 优点 缺点
2．设计的构思。
请你根据发现的问题和调研的情况，综合运用多种创造性思维与技法，构思一种创新性的手推车，画出你的构思草图，并说明你的创意（表2-5）。
表2-5 创意展示
构思草图 我的创意说明 收到的反馈
3．设计方案的制订及选择。
根据同学的反馈，对你设计的构思方案进行分析、比较和权衡，选择你认为最优的方案，并加以修改和完善，画出设计图（表2-6）。
表2-6 方案制订
选择该方案的理由 我的设计图
4．产品制作与展示。
根据你的设计方案选择合适的材料、工具及加工工艺，把你设计的手推车制作出来，并对你的作品进行拍照展示（表2-7）。
表2-7 作品展示
作品名称 作品照片 作品功能和特点介绍
5．产品测试和评价。
对你创作的手推车进行实物拖运的功能测试，并进行评价（表2-8）。
表2-8 产品测试和评价
测试项 测试结果 自评 他评
优秀作品介绍
可调节型双模式手推车
某同学也进行了手推车的创新设计，图2-7（参见教材P33）是她所绘制的草图。
图2-7（a）（参见教材P33）所示手推车的整体外形和普通手推车比较类似，图2-7（b）（参见教材P33）是该手推车的第二种模式。她所设计的手推车既可以通过平板的拆分和组合承载货物，还具备折叠和伸缩的功能。
根据草图，设计者选择了如下一些材料和工具进行制作：1条绳子、2个伸缩杆、2个支撑架、4个带孔支撑板、4个轮子、2个钩子、1个铰链、螺丝和螺丝帽若干、黑色橡皮小圈若干、螺丝刀、打孔器。
图2-8（a）（参见教材P34）是设计者制作完成的手推车，她对作品进行了测试、改进和优化，最终的作品体现了较好的功能，如图2-8（b）至图2-8（e）（参见教材P34）。
本作品获得了2010年第109届法国巴黎国际发明展比赛国际银奖。
学习评价
　　　　　　　　　评价内容 评价方式
自评 互评 师评
从创新的角度理解思维方法，理解创造性思维方法的多样性
理解创造性思维方法对解决实际问题与技术的发展具有的决定性意义和独特价值
能够发现创造性思维与日常生活和其他学科的联系
能够对于一个实际问题，利用创造性思维提出解决问题的方法
学会针对实际问题，利用创造性思维和创造技法进行分析，发现可能用于解决问题的不同方法
能够综合使用创造性思维与技法，提高解决实际问题的能力
说明：A—优秀，B—良好，C—合格，D—待改进
通过本章的学习，你的核心素养得到了哪些发展？
课后作业
习 题
1. 某小学生的发明专利是从果树高处摘取荔枝的水果摘取器，它先夹住有荔枝的小树枝，然后剪断。请分析该同学在创造新工具过程中可能使用的创造技法。
苹果和梨的果实比较大且更重，若要采摘，还能用这个摘果器吗？你能否使用创造技法帮他进行完善？
2. 有同学利用室内健身自行车带动了一个发电机，再用发电机的电力去驱动洗衣机，而且还申请了国家发明专利。请你分析一下，他这个发明使用了哪些创造性思维方法，又利用了哪些创造技法呢？
3．传统的手推婴儿车不能离开父母的双手，而且上下楼梯不方便，在舒适性和安全性方面存在一些问题。
某同学针对这些问题正在进行改进，倘若你作为一个合作者加入他的创新团队，你能利用哪些创造性思维和技法来解决手推婴儿车存在的问题？另外，你能否为手推婴儿车增加一些功能，从而解放父母的双手，并给婴儿提供更多的舒适和安全保护。
请画出一个你设计婴儿车的草图，并说明你的创造性思维与技法的应用过程与效果。
板书设计
第二章 创造性思维与技法
第三节 创造性思维与技法的综合应用
一、创造性思维的综合应用
二、创造技法的综合应用
三、创新实践活动
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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