资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 通用技术 年级 高一 学期 秋季
课题 明确问题（第一课时）
教科书 书 名：通用技术 必修 技术与设计 1 教材 出版社：江苏凤凰教育出版社
课标内容要求
（1）经历发现与明确问题的技术设计环节的实践。 （2）进行简单的技术试验，撰写试验报告，并体验技术探究、技术革新活动的乐趣。 根据以上课程标准要求，教材安排了“发现问题 ”和“ 明确问题 ”两节内容，其中“ 明 确问题 ”一节主要是在活动中分析明确问题的内容，判断问题的价值，分析解决问题受到的 限制。
学业要求
能判断技术问题的内容表述是否明确，会判断发现的技术问题是否有价值，能分析解决 技术问题受到的限制。形成从技术角度分析问题的意识。
学科核心素养要求
（1）技术意识：能结合具体案例的辨析，形成对技术的理性态度和评价。 （2）创新设计：能借鉴技术设计案例和技术规范，尝试制定解决技术问题的方案；面对熟悉 的技术情境，能运用技术语言分析用户特定需求，明确需要解决的技术问题；形成基本的技 术设计能力；形成良好的人际观念和亲近技术的情感。
学情分析
高中学生有一定的生活经历， 且在学习本节课之前对发现问题已经有了一个清晰地认识， 由于高一年级的学生在上两节课当中已经知道通过观察日常生活中的笔的演变历史可以发现 问题，但缺乏对问题及问题价值的敏锐性，也对自己能否发现有价值的问题缺乏信心。此外 学生对于上节课的台灯的技术试验对于光照度这一点，通过收集和分析信息及进行技术研究 和技术试验来发现问题的方法也比较陌生， 对这两种方法在主动发现问题的重要性缺乏认识。 所以需要对学生进行增强自信心， 提高观察的敏锐性， 以及深入的分析问题的能力,并对这两 种方法进行深入学习。教学中，教师针对学生的这一情况，从实际案例出发，从小到大，从 个体到整体，引导学生逐步明确设计要解决的技术问题。
教材分析
第三章“发现与明确问题 ”是技术设计过程的首要阶段。 第三章第二节“ 明确问题 ”由“ 明确问题的内容与价值 ”“ 明确解决问题受到的限制及 具体的设计任务 ”和“设计计划 ”三部分内容组成， 明确问题是保障技术设计成功的重要环节。 本节教材内容是学生确立设计项目，进入独立设计活动的第一步，有助于提高学生的分 析能力和决策能力，有助于学生技术意识的形成。课程标准对这部分内容的要求是经历发现 与明确问题等技术设计环节。因此，在教材内容的基础上，如何设计一个能让学生实践、经 历明确问题环节的项目是本节教学的关键。
教学目标
（1）理解“ 明确问题 ”的重要性。 （2）结合日常生活中发现的问题， 体验明确问题、明确设计要求的过程， 形成创新设计能力。
教学内容
教学重点：（1）明确设计问题的内容及价值。 （2）理解解决问题受到的限制。 教学难点：引导学生逐步明确设计要解决的技术问题。
教学策略和思路
本节课延续上两节课案例——多功能笔，设计了一个问卷调查让学生掌握明 确问题要细化问题内容，判断问题的价值，通过两个探究活动把学生分成三个 组，各组均有一种多功能笔让学生了解解决问题受到哪些方面的限制。 （1）以多功能笔为基础，通过创设情境对案例稍作调整，呈现生活中的较 为普遍的问题，激发学生设计热情。 （2）以学生为主体，用“小组讨论一合作探究”的方法，以“设计一款多功 能笔”为例贯穿始终，以任务驱动方式，让学生在实践中建构知识。鼓励学生开 放思维，努力发现各种技术问题，并尝试着明确问题，为问题的解决奠定基础。
教学过程
学习 任务 教师活动 学生活动 设计意图
复习 创设 情境 1.【复习】 上节课我们学习了发现问题， 发现问题的途径和方法有 哪些呢？请同学们看书后回答。 同学们上节课我们发现生活中的笔已经不能满足我们 学生的基本需求了， 那么我们来看一下市面上有什么样的多 功能笔呢？ 【观看视频】： 我们今天还以多功能笔为例：现有的笔哪些方面不能满 足学生的需求，我们需要做哪些改进呢？ 请学生回答。 学生 1：笔的书写颜色单一，种类也单一。 学生 2：对于现在的中性笔，质量不太好，总是下水不 利，不小心笔头掉地上一般用不成了。 学生 3：使用寿命短。 …… 今天我们针对这一情境，来学习明确问题这节课。 2.【设问】：他们发现的这个问题是否清晰明确？能不 能直接作为一个设计课题来做呢？为什么？给大家 3 分钟 的时间进行讨论。 教师：好，我看到大部分同学认为这个问题是不能作为 一个设计课题来做。 学生 1：我还不知道多功能笔做成什么样子呢？ 学生 2：都有什么功能？ 学生 3：我们做出来吗？ 学生 4：做出这些东西需要成本如何？ 3.【提出问题】：可见这些疑问都需要我们做出明确而 又清晰的回答， 才能将问题转化为设计课题。那么如何将问 翻 书 思 考，回答 思考讨论 并回答 学生思考 后回答 创设一个 情景 ， 让 学生按照 预设的情 景进行思 考 、 讨论 学习。 旨在培养 学生善于 思考和表 达自己内 心想法的 能力 以 案
题转化为一个设计课题呢？这就需要对于这些问题进行进 一步的明确。 (引出“明确问题”的内容及意义） 例设问的 方式引出 今天的内 容。
明确 问题 的方 法与 途径 教师：请同学们想一想能否设计一款学生用多功能笔， 我们需要明确哪些问题呢？ 学生：外观、功能、用途、材料、成本、技术要求…… 教师：学生们的回答都很全面，那我们能不能梳理出一 个明确问题的方法呢？ 1. 细化问题的内容--具体做什么？ 首先， 请同学们先围绕这个题目来回想一下，这个问题 是如何提出的？根据之前上节课图片所示、实物展示等， 笔 的功能单一，现在流行的学生用笔头珠芯容易掉， 笔摔地上 一般都无法正常书写容易断线等。—— 引出问题产生的原 因。 （要抓住过程要素和形成因素） 其次， 我们要针对以上原因提出具体的解决措施， 也就 是要设计一款功能多样， 笔摔到地上书写依然流畅， 笔的珠 芯不容易掉。 ——也就是要明确问题的目的。 （要抓住解决 问题的目的需求） 同时，也要明确问题的应用环境：学生在教室用。 （要 抓住问题情境的变量和变化） 最后，我们要抓住核心概念来明确问题的表述：一款学 生在教室用的多功能笔的设计。 （要抓住核心概念和主要逻 辑） 到这里呢， 我们已经把问题进行了细化。现在请大家思 考一下， 明确了问题产生的原因、目的、应用环境和问题表 述就够了吗？很明显仅对问题内容的初步细化还是不够的， 刚才同学们已经提出来了， 我们还需要根据具体的设计对象 进行要素的细化。比如笔的类型、功能、材料、外观、成 思考并回 答 利用 学生发现 的问题， 结 合 实 际，让学 生探索一 个在此场 景中试着 明确问题 的内容和 判断其价 值。 设问引出 今天的重 点学习内 容 ： 明确 问题的方 法 与 途 径 。 同时 培养学生 善于思考 的能力。
本……。 【提出问题】： 在这里可能同学们会有些疑惑， 有些同学提出了这样一 个问题： 多功能笔的材料用哪种合适呢？ 外观做成什么样子更受欢迎呢？ 哪种笔更受学生欢迎呢？ 怎么做笔珠芯不容易掉呢？ 成本方面性价比高吗？ …… 这些问题并不能通过一时的讨论或者自己思考来确定。 可见明确问题的内容除了需要进行一些主观的分析以外， 还 需要借助一些研究手段，比如信息收集、调查分析等。 【项目探究 1】： 下面这张图片就是某组同学设计的调查问卷， 请该小组 同学汇报自己的调查结果。 教师总结：大家可以看到他对多功能笔的功能、结构材 料、外观样式、笔的种类以及能承受的成本价格等都做了详 细的选项，这样就可以客观全面的收集到有关多功能笔的需 求信息。在资料收集结束后， 就进入到资料分析阶段。这组 同学认真的对所调查的资料进行统计、分析， 采用簇状柱形 图、饼图等形式呈现出来，比单纯的数字更加的直观形象， 更能反映各个要素所占的比重。通过这种形式我们可以深化 对问题的认识，进一步明确问题的内容。 在明确了问题的内容之后，我们还需要判断问题的价 值。 2. 判断问题的价值——值不值得做？ 【小组合作】 我们再回到多功能笔这个问题上， 同学们利用 2 分钟的 发散思考 学生课下 做问卷调 查，并多 调查的资 料进行统 计分析， 形成图形 和表格， 并汇报自 己的调查 成果。 培 养 学生创新 能力的同 时 ， 不断 创 设 情 境 ， 让学 生紧随教 师 的 节 奏 ， 从最 初模糊的 问题 ， 一 步一步走 向明确 ， 为接下来 的项目设 计打下基 础。 培 养 学生的动 手能力 、 信息处理 能力以及 语言表达 能力。
时间，小组讨论一下：可以从哪些方面判断多功能笔的价 值？ 教师：好，我看到同学们讨论的很热烈。 学生 1：提出设计这个笔有意义在教室里适用不适用 吗？ 学生 2：调查一下这个笔在市场上是不是有卖的了？ 学生 3：我不太确定我能不能做出来？ 学生 4：制作的成本是不是太高了，投入产出比理想 吗？ 可见大家的思考都很深入， 但还不够全面。下面一起梳 理一下判断一个问题是否有价值通常从哪几个方面入手： 一是所提出的问题是否遵循了基本的科学原理； 二是到目前为止该问题是否已得到充分解决； 三是在你调查的范围里该问题是否具有普遍意义； 四是在多个问题同时发生时该问题是否是主要问题； 五是在现有的技术条件下能否解决这个问题； 六是解决该问题所需的投入是多少， 投入产出比是否理 想。 通过这六个方面进行问题价值的判断， 基本上就比较全 面了。 现在请各组同学针对自己设计的多功能笔进行价值判 断。 教师总结：我发现有些同学在价值判断的过程中有些拿 不准了，如这个问题是否已经得到了充分解决？我们仍然可 以通过收集信息来进行对比分析， 来确定问题的价值， 比如 为了判断他们设计的多功能笔是否已被充分解决， 某组同学 到市场和网络商场了解现有多功能笔的款式、功能及销售情 况，他们发现市场上已经有很多类似的笔在销售了， 有的笔 书写起来可以切换不同颜色， 有的笔适用于户外生存， 有些 学生回答 小组合作 探究，参 与到活动 当中 培养学生 的协调合 作能力 教 师 总结 ， 能 让零散的 知识贯通 起来。
笔造型精美趣味性比较强等等， 这些信息都有助于他们准确 判断问题的价值， 同学们在市场调研后发现， 他们自己设计 的这款书写颜色可以多样、笔的珠芯不容易掉、耐摔等多功 能笔在市场上还没有出现， 因此， 就确定了这一问题还未充 分解决，同学们也可以参考这种形式来判断自己问题的价 值。 在明确问题的内容和价值之后呢， 我们还应该明确解决 这一问题所受到的主客观条件的限制， 明确设计所受到的限 制及应达到的标准，也就是明确课题能不能做。 3.分析解决问题受到的限制——能不能做？ 无论是一个问题的解决还是一项设计的进行， 它的限制 主要是什么呢？我们来看一个例子： 【实物展示】——不倒翁 【设问】：这个不倒翁有什么特点，收到哪些方面的限 制呢？如果让你做你能不能做出来呢？ 学生 1：外观上要色彩鲜艳，造型可爱。 学生 2：材料上要安全可靠，无毒无害。 学生 3：要在大小上和结构上考虑儿童的生理特点。 …… 教师总结：一个是设计对象，另一个是设计者。从设计 对象来说，要考虑设计对象的特点和问题解决的标准；从设 计者方面来看呢，主要是要考虑设计者的技术能力与条件。 （1）设计对象 我们先来看设计对象。就不倒翁而言， 它作为一个 儿童玩具自身的特点。其产品的功能、大小、安全、外观、 耐用性等方面的设计标准也有一定要求。 （2）设计者 除了受设计对象所涉及的标准和因素的限制外， 问题的 解决还受到设计者的主客观条件的限制。从主观条件看， 主 学生思考 并回答 以 案 例进行分 析 ， 学生 更容易接 受解决问 题所受到
要是其是否具有解决问题所需要的知识和能力， 比如， 一个 中学生由于知识和经验的局限性， 对不倒翁这个产品在设计 上很好设计， 但从客观条件看， 问题解决或设计的过程往往 要消耗一定的人力、物力、财力以及时间等，需要一定的材料、 资料、仪器、设备以及空间作为支撑， 而这些资源都是目前 为止学生是没有的， 所以最后要让我们高中生来做个不倒翁 还不能成形。 1）下面我们来看各组手中的多功能笔：如果三组同学 想设计这三款多功能笔， 你们觉得它会受到哪些方面的限制 呢？给大家 5 分钟的时间进行讨论交流。 （学生讨论） 其实外观确实很重要，但是首先你要满足的是实用性， 也就是要满足我们的设计目的。我们的设计目的刚才已经很 明确了就是要设计一款学习用的多功能笔， 但是大家设想一 下如果你设计的笔符合不符合现有的学生的真实需求。 通过这些案例， 同学们就要注意在你进行产品设计的过 程中也要考虑这些限制性的因素。 （总结） 【项目探究 2】 现在，就请同学们根据你们自己的设计来分析一下各种 限制因素填入表格中。给学生 5 分钟时间完成。 （学生填写表格） 学生在填写的过程中发现有些因素单靠主观判断是无 法确定的， 这就需要我们不断地去收集整理信息， 查阅资料 进行分析，才能一步步的明确各因素的限制条件和应达到的 标准。 思考 并回答 学生 思考并填 写表格 的设计对 象和设计 者两方面 的限制。 培 养 学生动手 动脑和总 结归纳的 能力。
课后 练习 全班同学分成若干组， 每组从台灯的使用中发现一个问 题，分析解决这个问题的有效途径及方法。每两组组成一对， 一组为正方， 一组为反方，分别就所发现的问题展开辩论， 重点论证以下问题： 做练习 学 生 对这节课 所学内容 进行解决
（1）明确各问题，确定其能否成为一个设计项目； （2）讨论实现各设计所受到的限制。 问题。
教学总结
明确问题的过程是一个螺旋上升的过程，具有一定的复杂性，需要不断地猜想和假设， 在实践中不断调整方向。 今天我们学习了明确问题的方法与途径主要包括： 1.细化问题的内容； 2.判断问题的价值； 3.分析问题受到的限制。
板书设计
教学反思
通过这堂课的学习，学生对明确问题的方法和途径有了一个清晰的认识，知道了 应该细化问题的内容，对问题价值进行判断分析，同时掌握解决问题受到的设计 对象和设计者两方面的限制。在教学过程中教学过程流畅，学生探索的积极性和 热情很高，教学环节紧凑，重难点突出，问题抛出后也能很好地收回来。但也存 在着一定的问题： （1）在教学具体环节的时间把握上分配的有些紧凑有些宽松，在让学生讨 论自己设计的理想中的多功能笔这个环节，给学生讨论的时间相对有点多，而在 讨论各组手中的现有的多功能笔上的时间有点紧，可以适当的把时间匀一下。 （2）在大部分同学积极参与讨论的过程中， 有极个别同学没怎么参与， 应当 多加关注并鼓励他们参与进去。 （3）在回答问题的过程中，发现爱回答问题的总是那么几个同学，在老师 让小组派代表回答的过程中，应该多鼓励其他同学表现。
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可
自行补充增加。
调查问卷表
同学：
你好！
我们是高一（1）班的学生。我们正计划设计一种针对高中学生使用的多功 能笔， 希望能就您对多功能笔的一般要求进行调查。以下列出的各题， 请您将认 可的答案填入括号内。
谢谢您的配合！
高一（1）班学生多功能笔设计项目组 9 月 28 日
1. 您对笔的购买欲更倾向于（ ）（单选）
A.外观
B.性能
C.实用性
D.舒适度
E.有创意
F.其他
2. 请问您觉得笔的价格在哪个区间合适？（ ）（单选）
A.0-10 B.10-20 C.20-30 D.30-50 E.50-70 F.70-100 G.100
以上
3. 您更倾向于笔的哪种风格？（ ）（单选）
A.卡哇伊可爱型 B.简洁大方型 C.商务型 D.稀奇古怪型 E.多功能
实用型 F.其他
4. 您想让多功能笔的具有哪些功能（ ）（多选题，最多选三个选项）
A.单色书写 B.多色书写 C.照明可双闪 D.标尺 E.水平仪 F.螺 丝刀（可修眼镜框） G.指甲锉 H.可触摸屏 I.钨钢攻击头（可破
窗） J.小刀亦可摩擦擦出火花 K.哨子 L.开瓶器 M.剪刀 N.磁铁
O.太阳能 P.USB 接口可充电 Q.电池 R.手机支架
5.多功能笔整体的结构材料（ ）（单选）
A.金属 B.塑料 C.金属+塑料 D.木材 E.木材+金属
6.如果现在有一只多功能笔可以实现一支笔上有多种功能您会选择购买 吗？( )
A.果断选择购买
B.考虑后会选择购买
C.犹豫一下，不确定是否会购买
D.考虑后并不打算购买
E.果断拒绝购买
7.写字时喜欢什么类型的笔？( )
A.铅笔 B.圆珠笔 C.钢笔 D.中性笔 E.其他
任 务 卡
请三个兴趣小组根据现有的多功能笔， 需考虑各种限制因素， 请
将相关内容填入在下表中。
设 计 相 关因素 受到哪些限制
设计对象的特点和解决问题的标准 设计者的技术 能力和条件
材料
制 作 工 艺
结 构 造 型
标准件
质量
成本
时间
安全
功能
备注：如某项不受限制可不填，如还有其他项目可自行添加。

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