鲁班锁工作室教学计划.docx

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1、解决问题工作室教学计划（八）鲁班锁工作室训I练目标：根据己有问题，设计并实施解决方案；提出新的问题，研究解决策略，攻克难点关键，寻求解决途径。训练载体：鲁班锁制作与拆装训练时间:36课时训练纲要（具体安排）：顺序训练主题主要内容材料时数第一课1绪论问题及解决问题32鲁班锁介绍历史；桦卯结构；类型实物第二课1木材基本知识树种、特性；选料；杉、松、棒、花梨、32木材手工加工训练划线、切割、公差配合、表面处理截面20*15,长度200实木第三课木垫实作每人制作半样的木垫子一个，4根木料两两相交材料：截面20*10,长度600实木3第三课菠萝锁实作三人合作制作九根菠萝锁一套，每人制作一长二短材料：截面

2、25*25,长度600实木3第四课柱型锁实作每人制作六根柱形锁一套,在A、B、C、D、E、F中任选一种材料：截面20*20,长度600实木6第五课板式锁实作六人合作制作六片板式锁一套，每人制作其中一片选择连接方法并六人相同材料：截面20*20,长度3000实木6第六课鲁班锁结构研究拆开与装配训练已有作品3第七课鲁班锁结构开发结构设计，画成图纸；有创意的学生业余时间制成实物6第八课鲁班锁拆装比赛3合计36（1）鲁班锁历史、梯卯结构基本原理、各种鲁班锁结构介绍。2课时。（2）木材品种认识、选料、划线、切割、公差配合、打磨。2课时。（3）六根柱型鲁班锁实作、装配、作品点评、问题讨论（寻求装配规律）。

3、8课时。（4）六片板式鲁班锁实作、装配及作品点评、问题讨论（探索结构）。12课时。（5）下列两项选其一：9课时。自选结构鲁班锁实作、装配及作品点评。自行设计桦卯结构并进行实作，作品点评。（6）能力考核（或用比赛方法代替考核）：鲁班锁拆装。3课时。5 .训练规模：每次20人6 .设备与工具：大型钳工台，20个工位；小型台钻或手枪钻2把，2、3、4、5、6毫米直柄麻花钻若干支；15厘米钢直尺、划线笔、钳工钢锯、直角尺、木刻刀每工位一套，游标卡尺5把。7 .材料与辅料：硬木线条（截面30*30毫米、20*20毫米）若干米；木胶若干；砂纸若干。8 .其他：（1）编写讲义，学生训练手册，制作模型；（2）

4、制订训练操作规程、安全规定；（3）作品评选，推荐优秀作品进入训练中心陈列室展示；（4）建立学生基本信息及考勤考绩档案，发结业证。第一课准备第一节绪论问题与解决问题一、问题释义什么是问题？这个话题提出来，猛然间让人觉得不知所云！确实，我们几乎没有考虑什么是问题。但我们平时无不谈问题、说问题、解决问题。正因此，我们成天被问题所困扰，甚至不知道从何下手解决问题。这样看来，了解问题或界定问题本身具有十分重要的意义和必要。什么是问题呢？问题是标准（预期）与实际结果之间的差异。我们联想平时所讲的问题、反映的问题、调查的问题、听到的问题等，几乎都是我们标准模糊所带来的结果。问题既然是标准与实际之间的差异，那

5、么，解决问题至少有几种出路：1 .如果问题是标准太高所带来的，那么，降低标准时解决问题的途径。比方说，有位老师傅抓药，一抓一个准，每次误差都在1克以内。如果用这个标准去要求其他师傅或学徒，要求他们以此称量准确，他们都做不到，这就是确定的这个标准不恰当。2 .如果是标准太低所带来的，那么，提高标准时解决问题的途径。许多精密仪器的加工，其精度要求非常高，误差小于1丝（O.01毫米）。如果，我们用亳米的误差去做精密仪器，那是不可能做出质量合格的产品的。3 .如果标准恰当，但还是存在问题，我们就要考虑是不是实际的环境和采取的方法不当导致问题的出现。比如说，今年很多地方连续暴雨，导致稻田用药无法正常进行

6、，错过用药时机，因此，有些农药尽管已经为用户所购买，但因为没有机会使用，结果，农药大量超标。这主要是环境带来的影响。标准不能解决问题，只能判断问题原因所在。要解决问题，需要在执行上下功夫。案例：解决洗碗的问题，标准及其执行。一个日本人和一个中国人在美国留学，并同时在一个美国餐厅打工，做洗碗的工作。美国人是一个崇尚标准化的国家，洗碗液有标准：洗碗时用抹布洗八圈，才能保证每只碗都能被洗干净。日本人按照这个标准日复一日的洗，而中国人就琢磨着，能不能少洗一圈，看看可不可以洗干净。第一次尝试少洗一圈，碗洗的很干净。于是，中国人告诉日本人，洗碗可以少一圈，碗依然洗的很干净。日本人依然按照餐厅的规定洗碗。中

7、国人就少洗了一圈。不久，中国人又开始尝试，能不能擦6圈，看看碗是否洗的干净，结果，还是洗的很干净。就这样，中国人不断进行尝试。有一天，美国老板进行检查，发现碗个别出现饭粒的情形，于是，找来日本人问这批碗是不是他洗的，显然，这不是他洗的。于是找来中国人，最后结果可想而知一-中国人丢了饭碗。这个故事说明，解决问题必须解决标准与实际之间的差异，尤其要严格执行已经确定了的客观的标准。二、问题的构成1.给定。所谓“给定”，是指已经明确知道的，关于问题的条件的描述，即问题的初始状态。4 .目标。所谓问题的“目标”，是指关于构成问题结论的明确的描述，即问题要求的答案或目标状态。5 .障碍。所谓问题的“障碍”

8、，是指问题的解决不是直接的、显而易见的，必须间接地通过一定的思维活动才能找到答案，确定目标状态。例如，用一条线段把一个任意三角形分成面积相等的两部分。在这里，问题的描述非常清楚，“给定”非常明确；“目标”也非常明确；解决问题的关键就是排除“障碍二三、问题的分类问题是可以根据不同标准划分不同类型的，不同类型对创新素质培养。1.精确问题与模糊问题精确问题即界定清晰的问题，是指初始状态、目标状态以及由初始状态如何达到目标状态的一系列过程都很清楚的问题。目的非常明确的问题，至多只是解决问题的途径不同而已。例如，已知AB,BC,问A与C哪个大。模糊问题即界定含糊的问题，是指那些对问题的初始状态或目标状态

9、没有清楚的说明，或者对两者都没有明确的说明的问题。这些问题具有很大的不确定性。例如，已知AB,BC,问A与C哪个大。6 .常规问题与非常规问题常规问题是指那些用常规手段即可以使问题得到解决的问题。只要问题解决者按照人们惯用的手段和方法，按固定程序操作就能够使问题得到解决。解决常规问题主要依赖经验或从他人那里模仿得来的方法和手段完成。非常规问题是指那些用非常规手段才能解决的问题。非常规问题的特点是不能按照人们惯用的解决问题的方法和程序解决问题，而必须寻找新的方法和程序解决问题。非常规问题在我们的生活和科学研究中比比皆是。例如，我们学过平面几何，这是古希腊数学家欧几里得（约公元前300年）的几何体

10、系。这个体系是建立在“公设”和“公理”基础上的，公设第5条是“一条是若两条直线都与第三条直线相交，并且在同一边的内角之和小于两个直角，则这两条直线在这一边必定相交J（这一公设又称为“平行公理”一些数学家提出，能不能依靠前4个公设来证明第5公设？这就是几何发展史上最著名的，争论了长达两千多年的关于“平行线理论”的讨论.证明第5公设的问题始终得不到解决。19世纪20年代，俄国教授罗巴切夫斯基在证明第五公设的过程中，他走了另一条路子。他提出了一个和欧式平行公理相矛盾的命题,用它来代替第五公设，结果建立了“非欧几何”体系。1851年，德国数学家黎曼所作的一篇论文论几何学作为基础的假设中明确的提出另一种

11、几何学的存在，开创了几何学的一片新的广阔领域。黎曼几何中的一条基本规定是：在同一平面内任何两条直线都有公共点（交点），即黎曼几何学不承认平行线的存在。黎曼几何的模型是一个经过“改进”的球面。数学界的这种“非常规”问题的解决，为自然科学开辟了新的研究领域。爱因斯坦于1915年建立的广义相对论，就是彻底颠覆经典物理学观念的创世之作，它否定了牛顿的绝对时空观，认为空间不是平直的欧几里得空间，而是在引力场中弯曲的黎曼空间；时间也不是独立于空间的单独一维，它无时无刻不在空间之中，与空间构成一个统一的四维时空整体。7 .封闭性问题与开放性问题封闭性问题也叫闭锁性问题，是指解决的问题只有一个惟一固定的答案的

12、问题。目前教科书中的问题，高考试卷中外语水平考试中的客观题部分都属于闭锁性问题。开放性问题是可以有多种答案的问题。目前教科书中有一些思考题、学生的作文等一些主观性问题均属于开放性问题。8 .复杂问题与复合问题复杂问题和复合问题的区别在于，复杂问题主要涉及到关系复杂性，涉及到多重关系和递归，复合问题则涉及到不同性质或不同任务的组合。复杂问题主要通过简化和递归方法来解决，复合问题则需要通过任务和问题的分解来解决。复杂问题是指包含多关系、多因素的问题。复杂问题的解决通常经过简化和递归两个过程。例如：汉诺塔（河内塔）问题。这是心理学中的经典智力游戏，传说来自印度。问题由3根柱子和3个圆盘组成，规则是每

13、次只能移动一个圆盘，而且大的圆盘不能在小的圆盘上面，任务是把3个圆盘从第一根柱子移到第三根柱子上。如果把圆盘数增加为4个、5个、6个甚至更多，请试着计算最少移动次数。这是一个复杂问题。河内塔的每一步移动都会产生圆盘的不同状态，通常河内塔有3n种状态（n指圆盘数），解决河内塔问题所必需的最少移动次数为才-1。河内塔问题的解决是对复杂问题和简单问题关系的认识，涉及到复杂问题的简化和递归。通过5圆盘问题向4圆盘的递归可以实现5圆盘问题的解决，通过4圆盘问题向3圆盘问题的递归就实现了4圆盘问题的解决。因此，对于复杂问题可以先简化问题，把握简单问题的解决过程，然后通过复杂问题向简单问题的递归实现复杂问题

14、的有效快速解决。复合问题是涉及到多性质、多任务的一类问题，分解是复合问题解决的基本方式和方法。例如：9点问题。四条直线连九点。有9个点，整齐地排成三行三列，要求用连续的四条直线，只许3折，把九个点全部穿过。就是一个复合问题，它涉及到画出一条直线和一个三角形两种不同的任务。如果不能实现任务的分解，就不能顺利解决9点问题，九点问题示意图见图3。9 .系统问题系统问题实际上是复杂问题和复合问题的组合，系统问题往往是一个庞大的需要要采用多目标决策方法来解决。例如：阿斯旺大坝及其教训。埃及尼罗河上所筑的阿斯旺高坝，1960年动工，1967年完工，1970年12部水电发电机组全部投入运转，耗资约10亿美元

15、，是当时世界上最大的高坝工程，它高112米、长5公里，将尼罗河拦腰切断，形成了一个长650公里、宽25公里的巨大水库一一纳赛尔湖，具有灌溉、发电、防洪等综合效益的大型水利工程。阿斯旺大坝建成后，给埃及人民带来了廉价的电力，控制了水灾和旱灾，灌溉了农田，产生了巨大的经济效益。但出乎人们意料的是，修建水坝的同时却破坏了尼罗河流域的生态平衡，人们遭到了自然界的一系列报复：由于尼罗河的泥沙和有机质沉积到水库底部，尼罗河两岸的绿洲失去了肥源，土壤日益盐渍化并变得贫瘠；由于尼罗河河口供沙不足，河口三角洲平原开始从向海伸展变为朝内陆退缩，使这一地区的工厂、港口、国防工程有跌入地中海的危险；由于尼罗河的盐分和有机物经过了大坝的沉淀，变清后的河水流入地中海，使盛产沙丁鱼的渔场毁于一旦；由于大坝的阻隔，尼罗河下游奔流不息的活水变成了相对静止的死水，为血吸虫和疟蚊的繁衍提供了理想的生存条件，使水库一带居民的血吸虫病发病率高达80%以上。大坝建成后，人们在享受大坝益处的同时，随之发生的一系列生态环境问题也使埃及人民为此付出了沉重的代价。阿斯旺大坝的修建就是一个典型的系统问题，对于系统问题