4、黑箱方法PPT及专用教学设计内容

黑箱方法

上虞中学

向勇

一、教材分析 黑箱方法是《技术与设计2》第四章第三节最后一块内容，在教材中的篇幅并不大，但作为控制论中的一种重要方法，它广泛应用于生产生活中，同时也是接下去学习电子控制技术的基础。

二、学情分析

本节课授课对象是上虞中学高一学生，经过一年的通用技术学科的学习，学生对生产生活中碰到的技术问题掌握了一定认知手段，也产生了浓厚的认知冲动。因此，在此时学习黑箱方法，无论从主观需求上还是客观能力上都已经有一定的基础。同时，该校学生已学习电路知识，为应用电路黑箱进行实验探究提供了条件。

三、教学目标 1、知识与技能： （1）认识黑箱方法，了解其在生产生活中的应用 （2）掌握黑箱方法的步骤，并进行简单应用

2、过程与方法： （1）通过活动探究，熟悉利用黑箱方法的技巧

（2）参与讨论和分析，学会利用黑箱思想简化复杂问题

3、情感、态度与价值观： （1）学生技术素养得到提高，探索未知世界的勇气和信心有所增强

（2）体会团队合作的价值和乐趣

四、教学重难点 重点：黑箱方法的认识与应用 难点：体会黑箱方法在探究中的作用与价值

五、教学资源准备

多媒体课件、西瓜、火柴盒电路黑箱、A4纸

六、教学过程 教学环节

教学环节

创设情境导入新课

教师活动

创设情景，提出思考：如何判断西瓜成熟与否？

通过剖西瓜验证学生的判断，引出黑箱与黑箱方法的定义。

学生活动

通过共同讨论、动手参与的方式，得出西瓜成熟与否的判断

设计意图

从生活中最普通、最习以为常的事物出发，用最直接的手段，让学生参与其中，更好的理解黑箱方法的概念和价值，活跃课堂气氛，激发进一步学习的兴趣。

新课提问：1、刚才的情境中谁教学是黑箱？

（一）

2、如何利用黑箱方法进行研究？

学生思考回答1、黑箱定从情景出发，引导学生共同义

2、具体的黑箱使用得过黑箱及黑箱方法的概方法

念

案例分

析

展示：生活中遇到的小的黑箱问题

师生共同合作：讲解三个案例（1、中医望闻问切2、斯坦门茨的9999美元

3、卢瑟福散射实验）

学生思考并共同完成三各案例的研究

通过生活的小黑箱，已经三个案例，体会黑箱方法在生产生活和科研中的作用与价值

新课过渡：三个案例说明黑箱方教学法在生产、生活和科学研究（二）

中有巨大的价值，因此我们不仅要认识黑箱更要学会应用黑箱

实验探

究

PPT展示电学黑箱

讲解：黑箱制作的材料

布置任务：利用手边的仪器探究火柴盒电阻黑箱

在教师引导下体会并认同学会应用黑箱方法的必要性

自然引入实验探究

学生探究

黑板演示

通过探究简单的火柴盒黑箱，体会黑箱方法在探究中的价值，并体会何为知易行难，激发

通过复杂电路的集成简化，引导学生将黑箱从一个问题转到是一种思想和方法

新课展示：555芯片内部电路

教学提问：如果是这个黑箱你能（三）

不能研究？可不可以研究？

结论：结成电路是一个黑箱化的过程，是一种简化电路的方法

提问：如果把这个电路简化的过程适用到其他复杂问题是否可以？

结论：黑箱不仅是一个待解决的问题，更是简化复杂问题的思想

例题思

考

例题：在一个封闭的房间里把冰箱门打开，房间的温度怎么变？

提问：为什么会有这个困惑？

原因：不识庐山真面目只缘身在此山中。

提问：如何才能看清庐山的真面目？

答案：会当凌绝顶一览众山小

结论：跳出房间，仅看到电路进去电路流出，留下了什么？

提问：如图所示，电阻为R的矩形导线框abcd，边长学生思考

回答：变冷或者变热

回答：跳出

回答：能量

通过问题引导，思考黑箱作为一种思想和方法在简化复杂问题时的应用

应用提

高

通过经历解答困难问题，体会黑箱的思想在解决困难

ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，若线框恰好以恒定的速度通过磁场，线框中产生的焦耳热多少？

提问：磁场学过没？在知识层面上能否解答这个问题？

提问：把复杂问题和我们不懂的问题装进黑箱，情况又会如何？

展示黑箱，引导思考

总

结

讲解：1、我们认识了黑箱方法，知道黑箱是可以被认知的，面对困难我们要有用于探究的勇气；2、我们也尝试利用了黑箱方法解决电学黑箱，体验并掌握了一种研究手段；3、在此基础把黑箱作为一种简化复杂问题的思想，告诉我们小到分子、原子，大到世界乃至整个宇宙，都可以通过装进“火柴盒”进行认知的。

提出：在未来的学习生活中，当我们碰到困难时，想想这节课，想想能不能把问题装进“火柴盒”里进行简化，想想能都用黑箱方法进行探究。

回答：不能

回答：2mgh 问题的价值，掌握简化复杂问题的方法

学生思考

通过总结，引导学生体会黑箱方法的价值，帮助学生形成敢于探究，善于探究的科研态度

作

业

引导学生思考黑箱法都学习生活的指导作用

七、教学反思

本节课通过具体案例和实验探究，让学生认识黑箱方法、学会黑箱方法，并体会用黑箱简化复杂问题的思想，课堂的案例和实验能激发学生的探究欲和参与热情，但在教学中发现部分学生由于受限于生活经验和知识水平，对某些案例的认知上存在一定的困难，需要更好的引导。