技術(shù)和設(shè)計——無針注射器的原理

1、第四章 發(fā)現(xiàn)與明確問題,江蘇省太湖高級中學 呂 洪,第一節(jié) 發(fā)現(xiàn)問題,在一個五百多戶的小區(qū)里有兩家副食品店，生意都不錯。不過，兩家還是有點差距。生意好的那家每月銷售額要比另一家多出三四百元，多賣出的這部分大多是被小孩們買去的。生意稍差的這家注意到了這點，便悄悄地尋找原因。貨是一樣的貨，價也是一樣的價，怎么小孩都愿意上那家去買呢？百思不得其解，于是他們只好叫自己的孫子去孩子中打探。,故事---找錢哲學,小孫子回來告訴

2、他們，那家的老奶奶每次都笑著對來買東西的小朋友說：“來，找你一張新票?！辈还苁且辉X還是五角、一角，都是找新錢。原來如此。他們是利用了人們喜新厭舊的心理。大人雖然不像小孩那樣明顯，但在找錢時也很討厭找回破舊不堪的錢幣。時間一長，就會把這種厭煩心理波及到對售貨員、對店家的態(tài)度上，所以一些精明的商家總是會準備好充足的零錢，以取悅顧客。,故事---找錢哲學,生活中有很多方面問題，有科學問題，社會問題和技術(shù)問題等，今天我們主要學習的是發(fā)現(xiàn)技術(shù)問

3、題，或者說學會從技術(shù)的角度去發(fā)現(xiàn)問題，因為有時一個問題也可能包含和混合了很多方面的知識。,啟示：做生活中的有心人，要善于發(fā)現(xiàn)問題。,1、列舉出幾個你在日常生活中碰到的問題。,2、閱讀分析案例1-4,從案例得到的啟示：,上面的幾個案例既不是說的牛頓、愛迪生、伽里略等外國的大科學家、大發(fā)明家的事例，也不是流傳千古的中國古代發(fā)明家的故事。而是和我們同時代的普通高中生的真實事情。通過這些案例，給我們留下了什么樣啟示呢？同學們能談?wù)剢幔?我認為，

4、這幾個案例說明了問題存在于生活中，生活中也存在問題，問題處處在，時時有。只要同學們細心、認真觀察也可以發(fā)現(xiàn)問題。人人都可以進行設(shè)計，人人都可以有所發(fā)明，每個人都有創(chuàng)造的潛能，而且從某種意義上看，創(chuàng)造又是十分簡單的。我們要鼓勵同學們積極動腦，勇敢地動手，嘗試著去發(fā)明，去創(chuàng)造，并最終拿出成果來。,大家可以發(fā)現(xiàn)什么問題?,一、發(fā)現(xiàn)問題,一、發(fā)現(xiàn)問題,對于一些人來說，打針是件痛苦事，有些人還會暈針。最近，英國的科研人員就為他們發(fā)明了一種新型無針

5、注射器。這種新注射器簡單易操作，人們甚至無需前往醫(yī)院，就可以為自己注射。另外，由于該注射器不需要進入人體，因此不會造成疾病傳染。原理是通過高壓使液體藥品通過一個極細的孔后，產(chǎn)生一個液體柱，穿透皮膚噴射到皮下。它的優(yōu)點是消除了被注射者對針頭的恐懼，消除了疼痛。無針注射技術(shù)在歐美國家百年前就已誕生，但沒有被大量應(yīng)用，現(xiàn)在它的體積制造的很小，而且注射效果也大大提高。目前大量應(yīng)用于胰島素，疫苗等小量液體藥品的注射。,愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個

6、問題比解決一個問題更重要”。這說明了發(fā)現(xiàn)問題在技術(shù)活動中的重要性。,1、發(fā)現(xiàn)問題的重要性,現(xiàn)在我給同學們舉個例子，說明發(fā)現(xiàn)問題的價值。美國福特汽車公司的一臺巨型發(fā)電機出現(xiàn)了故障，很多人都修不好，只得請來了德國的電機專家來修理。這位德國專家來了以后，用了兩天兩夜的時間呆在發(fā)電機旁，這看看那聽聽，最后，他在發(fā)電機的頂上劃了一條線。告訴修理工，將頂蓋打開，將劃線處的線圈減少16圈。故障果然被排除了。這位德國專家向福特公司索要1萬美元的酬金。很

7、多人認為不值，因為故障很簡單，排除也很容易。同學們認為值不值？,福特公司的老總認為值。因為他發(fā)現(xiàn)了問題。而不在于排除故障的復(fù)雜與簡單。為什么其他人沒有發(fā)現(xiàn)問題呢？　　　而設(shè)計的過程，實際上就是尋找解決某個問題的途徑的過程。發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是進行設(shè)計的前提，如果沒有發(fā)現(xiàn)問題、不能提出問題，設(shè)計便無從談起。,1、發(fā)現(xiàn)問題的重要性,第一種，人類生存活動中必然會遇到的問題。這可以說是一切技術(shù)問題的總來源。,2、問題的來源,,什么是問題？,在

8、生活中，有很多為我們所不知而需要解答的話題。,問題是如何產(chǎn)生的呢？,例如，為了解決人們?nèi)绾芜M食的問題，中國人設(shè)計出了筷子，而西方人則設(shè)計出了刀叉。又如，為了解決如何清潔牙齒的問題，人們設(shè)計出了牙刷和牙膏。,2、問題的來源,第二種，由別人給出問題，設(shè)計者必須針對問題尋求解決方案。這是現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)計人員設(shè)計問題的基本來源。,例如，當汽車的速度超過200km/h時，空氣阻力問題越來越明顯。為了解決這個問題，人們設(shè)計了外觀呈流線型的汽車。,2

9、、問題的來源,第三種，基于一定的目的由設(shè)計者自己主動地發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決它。,第一種 人類生存活動中必然會遇到的問題第二種 別人給出的問題第三種 設(shè)計者自己主動發(fā)現(xiàn)并想去解決的問題,2、問題的來源,第一、第二種問題的提出往往比較明確，主要是針對一般的和已有的問題提出的，而第三種問題卻是全新的，它需要我們獨具慧眼的發(fā)現(xiàn)。這類問題的發(fā)現(xiàn)，它可以挑戰(zhàn)和拓展我們的能力，也有可能更好地滿足了人們的需要，推進了技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。,3、發(fā)

10、現(xiàn)問題的途徑與方法,（一）觀察日常生活 無意觀察：人們被動地接受外界的刺激，通過感官去觀察事物的，好似漫無目地，走馬觀花。但也能發(fā)現(xiàn)問題。,問題存在于世界的每個角落，存在于生活的方方面面。我們不僅應(yīng)有主動發(fā)現(xiàn)問題的意識，而且應(yīng)掌握一些發(fā)現(xiàn)問題的方法。,無意觀察,馬上行動,你知道這些問題的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了哪些設(shè)計和發(fā)明嗎？當人生病需要躺著用直吸管吸取杯中飲料時，如果管子彎折了，就喝不到飲料；人們在喂嬰兒食物的時候不知道冷熱，會

11、燙著孩子；在使用折疊剃須刀時很不安全，常常刮破皮膚。,變色防燙碗,一種自帶吸管的易拉罐，其特征在于吸管為一可彎折吸管，插入易拉罐體內(nèi)部，易拉罐頂蓋中的拉蓋連接著吸管扣件，吸管插入吸管扣件內(nèi)。此易拉罐獲得實用新型專利。,,,飛利浦HQ46剃須刀（雙層刀片設(shè)計剃須更舒適）,有意觀察：有目的、帶著問題、用挑剔的眼光去觀察；觀察問題認真、深入、周密，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)。,觀察日常生活,因天花的蔓延所造成的人類的不幸是令人慘不忍睹的。在不到30

12、年的時間內(nèi)，歐洲先后就曾有五位國王或皇后因天花而喪生，人們因天花難以遏制的傳染而惶恐。作為醫(yī)生的琴納，懷著一種強烈的責任感和濃厚的興趣迫切希望能夠?qū)μ旎ㄟ@種疾病的防治做出點努力。有一天，一位少女來到琴納的診所看病，琴納根據(jù)少女的癥狀診斷她患的是天花。但是少女稍停片刻之后解釋說：“我這不是天花。我在奶牛場擠牛奶時，手指上的皮膚不慎被裝牛奶的鐵桶碰破了，當時沒在意。后來，碰破的手指又接觸到奶牛常患的痘瘡上，第三天，我手上就生出了幾顆小痘瘡。

13、這不是天花，幾十年來，在我們奶牛場所有擠奶的姑娘中，沒有一個患天花的，只是差不多都患過這種小痘瘡?！?有意觀察——天花病疫苗的發(fā)現(xiàn),聽了少女的話，琴納仿佛意識到了什么，然而又有點半信半疑。在此后近20年的時間中，琴納一邊行醫(yī)一邊經(jīng)常到奶牛場，仔細觀察奶牛生痘瘡，牛痘怎樣感染到人的身上，人感染了牛痘后又有哪些癥狀。在經(jīng)過細心的觀察之后，他做了詳細的記載，接著就開始了在動物身上接種牛痘，然后再接種天花的試驗。1796年5月17日，被稱為&q

14、uot;死神的幫兇"的天花從此被人類征服了。,有意觀察——天花病疫苗的發(fā)現(xiàn),案例分析 鋼盔的發(fā)明,在第一次世界大戰(zhàn)后，各國都對他們陣亡的士兵進行了統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)有相當比重的士兵因頭部中彈而死。后來各國就研制了鋼盔來保護士兵的頭部。,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,收集信息的途徑： 文獻法 問卷調(diào)查法（開放式、封閉式、混合式） 詢問法,（二）收集和分析信息,在信息時代，種類繁多、紛至沓來、層出不窮的信息是豐富的問題之源。我

15、們通過對文獻信息、網(wǎng)絡(luò)信息、媒體信息的收集、檢索和分析，往往可以發(fā)現(xiàn)一些有價值的問題。,高佳佳同學有關(guān)杯子的調(diào)查表（時間：   地點： ）,看后請同學回答：你發(fā)現(xiàn)了什么問題？從中了解到什么信息？,馬上行動：看書81頁,采用詢問法不僅可以發(fā)現(xiàn)問題，而且可以了解問題產(chǎn)生的原因。,案例 :日本的本田公司就很推崇“抓住問題，追問到底”。比如，某臺機器突然不動了，他們就采用追問到底來解決。“機器為什么不動了？”－保險絲斷了。―

16、―為什么保險會斷？――超負荷，電流過大――為什么超負荷？――軸承潤滑不好――為什么軸承會潤滑不好？――吸不上潤滑油。――為什么吸不上油？――油泵嚴重磨損――為什么會磨損？――是因為沒有裝過濾器進入了鐵屑。問題到此，也就解決了。應(yīng)該給油泵裝過濾器。,,（二）收集和分析信息——詢問法,發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法,（三）技術(shù)研究與技術(shù)試驗,技術(shù)研究、技術(shù)試驗是重要的技術(shù)活動，也是發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法。通過技術(shù)研究、技術(shù)試驗，我們有可能對已有技術(shù)問題

17、的研究中發(fā)現(xiàn)與之相聯(lián)系的問題，從已有的研究結(jié)論中發(fā)現(xiàn)新的問題，也有可能在技術(shù)研究、技術(shù)試驗的過程中獲得靈感、體悟，進而發(fā)現(xiàn)新的問題。,（三）技術(shù)研究與技術(shù)試驗,案例分析：北京順義新大橋垮塌 2006年12月，北京順義新建的鋼索斜拉橋在試驗中垮塌，好在橋離河床低，又是枯水期，僅有三人負傷。該橋設(shè)計承重量100噸，試驗時由10輛裝載沙子的車駛往橋上，總載重約60噸，可見其實際可承載重量達不到設(shè)計要求。如不經(jīng)試驗而使用，后果不堪設(shè)想。

18、,如書本P37 案例 阿什塔比拉河橋的垮塌事件,案例分析—伽利略與體溫表,體溫表設(shè)計演示實驗： 準備一小燒杯稀釋的紅墨水，一支細管玻璃棒，實驗時先用手緊握玻璃棒，然后松開手把玻璃棒插入水中，發(fā)現(xiàn)玻璃棒中有紅墨水進入，導(dǎo)致水位上升，再緊握玻璃棒，水位會下降，玻璃棒的水被壓下去，揭示了體溫表的設(shè)計問題，使學生明白伽利略是如何發(fā)明體溫表的。,【 思考： 你認為發(fā)現(xiàn)問題的途徑與方法還有哪些？,做夢、聯(lián)想活動

19、等,聯(lián)想產(chǎn)生問題例：魯班由手被草的葉緣劃破這一現(xiàn)象產(chǎn)生聯(lián)想，進而發(fā)明了鋸子。,做夢發(fā)現(xiàn)問題例：苯的分子式的發(fā)明 凱庫勒在公共馬車上打盹時夢見了一條扭動著并自咬尾巴的蛇，腦子里突然靈光閃現(xiàn)，終于想明白了苯環(huán)結(jié)構(gòu)。,學會主動發(fā)現(xiàn)問題,敏銳觀察，發(fā)現(xiàn)問題 （觀察日常生活） 主動出擊，尋找問題 （收集分析信息） 研究試驗，產(chǎn)生問題 （技術(shù)研究和技術(shù)試驗）,小結(jié),作 業(yè),⑴針對學生家中書架