資源簡介

第三單元第二節(jié) 系統(tǒng)的分析
一、教學(xué)對象分析
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對系統(tǒng)的內(nèi)涵已經(jīng)有了初步的了解，再加上以前所學(xué)內(nèi)容和生活經(jīng)驗，涉入本節(jié)課的難度不是很大，但教材的有的案例不符合學(xué)生的認知規(guī)律，專業(yè)知識要求較高，學(xué)生接受略有困難，時間的浪費也多，所以在此更改為生活中常見的案例，要想分析透，時間可能稍緊，所以對有些內(nèi)容可以利用多媒體進行展示，這樣可以減少寫和改的時間。
二、教學(xué)內(nèi)容分析
《系統(tǒng)的分析》是選自普通高中課程標準實驗教科書《通用技術(shù)——技術(shù)與設(shè)計2》
本書主要學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析的基本特征、基本方法，并對系統(tǒng)進行優(yōu)化，本節(jié)課是課標的重點要求，是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，以系統(tǒng)分析的基本方法指導(dǎo)簡單的系統(tǒng)設(shè)計，提高系統(tǒng)的有序性和整體運行效果，這樣才能使系統(tǒng)設(shè)計獲得整體的最佳效益，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生會了解技術(shù)設(shè)計的一些文化內(nèi)涵，能歸納技術(shù)設(shè)計中的一些思想和方法，并把它們遷移到日常的生活中解決問題，這樣有助于減少處理問題過程中的盲目性，并能學(xué)會對事件的理性分析和科學(xué)決策。
3、 教學(xué)目標
知識與技能目標：
通過簡單的系統(tǒng)案例分析，理解系統(tǒng)的基本特性，初步掌握系統(tǒng)分析的基本方法
理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。
過程與方法目標：
通過案例分析，聯(lián)系各個領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)分析進行交流和討論。
情感、態(tài)度與價值觀目標：
提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，增強面對技術(shù)世界的信心以及個人、社會、環(huán)境的責(zé)任心。
4、 教學(xué)重點和難點
重點：理解系統(tǒng)基本特性及系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合案例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。
難點：系統(tǒng)分析的基本方法和系統(tǒng)優(yōu)化，能遷移到日常生活中，并靈活的運用
五、教學(xué)策略
教法：為了充分的體現(xiàn)教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位，在教學(xué)中把知識點的學(xué)習(xí)置于具體的情景中，通過豐富的案例分析把平日的認識從日常生活中提升到理性分析的思維上。在教學(xué)中要根據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律，由淺到深，由易到難，以回想——分析——歸納——遷移為主線，組織教學(xué)。
學(xué)法：鼓勵學(xué)生進行自主探究式的學(xué)習(xí)方法，交流討論、歸納，要有團結(jié)合作的意識。明確技術(shù)離不開生活。要想真正的把技術(shù)這一學(xué)科掌握好，必須把學(xué)到的知識遷移到生活實際中去，要帶著問題走進課堂，再從課堂中走進社會、走進生活的環(huán)境中。
六、教學(xué)過程
教師活動 學(xué)生活動
引入：“柯達破產(chǎn)案例”每個人都會面臨決策，人們往往會根據(jù)經(jīng)驗來決策，但是這有時可能導(dǎo)致失誤。科學(xué)決策可以最大限度的減少失誤，系統(tǒng)分析就是一種科學(xué)決策。什么是系統(tǒng)分析呢？課本76頁，得出系統(tǒng)分析定義。 思考
為什么要進行系統(tǒng)分析呢，以公交為例，如果是一個小城市，可能憑經(jīng)驗決策就可以了，因為一共就2，3條公交。這里是常州市區(qū)的一幅圖，較大的城市，由于道路復(fù)雜，人口分布不均，人們的需求多樣，此時就必須進行系統(tǒng)分析，把整個城市的交通看做是一個整體來分析研究，最終找出公交設(shè)計的最佳方案。從中可以看出，系統(tǒng)分析是多么重要。注意：“經(jīng)驗決策”和“科學(xué)決策”的對比，有時會讓學(xué)生產(chǎn)生一種誤解，凡是經(jīng)驗決策就是會導(dǎo)致失誤的，有時候經(jīng)驗決策也會是正確的，對比只是說，科學(xué)決策可以最大限度地減少失誤。今天我們就來學(xué)習(xí)第二節(jié).系統(tǒng)的分析請大家仔細閱讀課本P76第3段和第4段，了解系統(tǒng)分析的概念、特點和作用。然后在學(xué)案上填寫相應(yīng)的空格。1）系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析的含義：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學(xué)的方法對系統(tǒng)進行周詳?shù)目疾臁⒎治觥⒈容^、試驗，并在此基礎(chǔ)上擬定一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進方案的過程。系統(tǒng)分析特點：完整的處理問題，考慮各種變化因素及其相互影響，全面思考解決問題。系統(tǒng)分析的作用：通過系統(tǒng)分析，可以正確的提出整體目標，恰當?shù)倪x擇方案，科學(xué)的確定行動的方略。其實早在古代，人們就開始利用系統(tǒng)分析來解決實際問題了，田忌賽馬就是一個著名的例子，下面請大家自學(xué)課本P78的案例分析。并討論書上的2個問題：1田忌與齊王的三局賽馬可以有哪幾種方案2孫臏所出的主意，為什么能使田忌贏了齊王。大家可以在草稿紙上寫一寫，為了節(jié)約時間，大家只要畫線就可以了。田忌賽馬，并沒有計較每一場比賽的得失，而是從整體上加以考慮，從而取得了勝利。系統(tǒng)分析在很多行業(yè)都得到了應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的作用。通過系統(tǒng)分析，可以實現(xiàn)整體目標。學(xué)習(xí)是為了應(yīng)用：想想生活中哪些事需要用系統(tǒng)分析的方法去解決？比如你有5000元，要配個電腦，對于各個配件，你會怎樣選擇？ 齊王 田忌（ 1 ） ：（ 2 ）上等馬 上等馬中等馬 中等馬下等馬 下等馬最后得出系統(tǒng)分析后的結(jié)論,在六種方案中，只有這1種1 ：2可以達到目的，贏得比賽。
系統(tǒng)分析的步驟是怎樣的？2、系統(tǒng)分析的一般步驟。下面我們以田忌賽馬為例來進行分析。（理論上田忌可以2：1勝齊王，實際上不一定，假如齊王的上等馬比賽前一晚上沒睡好，沒準田忌就3：0勝了。所以最后要實施驗證。）大家在草稿紙上嘗試繪制系統(tǒng)分析一般步驟的流程圖。請大家閱讀課本P77最后一段和P78，熟悉系統(tǒng)分析的一般步驟。看看你剛才寫的是否正確。 繪制流程圖
那我們在運用系統(tǒng)分析的方法解決問題的時候，需要注意哪些原則呢？請大家閱讀課本P79案例分析：丁謂修復(fù)皇宮思考：丁謂采用的方案為什么一舉三得？這說明系統(tǒng)分析要注意整體性原則。請大家在學(xué)案上填寫，并閱讀P79整體性原則。如果脫離了整體性原則，會有什么后果呢？大家閱讀課本P79馬上行動。思考：公路施工為什么帶來不便？你認為怎樣處理比較合適？ 丁謂把燒磚、運輸材料和處理廢墟看作一個整體，進行了協(xié)調(diào)。三個部門的施工時間沒有統(tǒng)一協(xié)調(diào)，各自為政三家共同協(xié)商，一次性解決問題。
在進行系統(tǒng)分析時，由于條件限制，我們不可能研究和比較所有方案，必需運用科學(xué)的方法。可見系統(tǒng)分析還需要遵循科學(xué)性的原則，2科學(xué)性原則閱讀課本P79科學(xué)性原則和優(yōu)選法 閱讀華羅庚與優(yōu)選法
由于影響系統(tǒng)的因素很多，在系統(tǒng)分析時還要注意什么原則呢？請大家閱讀P80案例分析：孝襄高速公路思考孝襄高速公路的設(shè)計需要綜合考慮哪些目標？最后這個公路設(shè)計選擇了繞行。因此系統(tǒng)分析還要遵循綜合性原則3、綜合性原則系統(tǒng)分析綜合性原則的例子還有很多，比如水電站涉及防洪、發(fā)電、航運、移民安置、生態(tài)環(huán)境、國防安全、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展等方面 環(huán)境、資金、長遠影響。
系統(tǒng)的優(yōu)化1. 系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件(或約束條件)下,采取一定的手段和方法,使系統(tǒng)的目標值達到最大化(或最小化)不同的目標對應(yīng)著不同的優(yōu)化結(jié)果.2.影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素學(xué)生活動 閱讀p081利潤問題學(xué)生思考 該案例影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素 4.最優(yōu)化方法 為使系統(tǒng)達到最優(yōu)的目標而提出的求解方法稱為最優(yōu)化方法。5．小結(jié)技術(shù)思想滲透技術(shù)思想決定優(yōu)化結(jié)果對系統(tǒng)進行優(yōu)化,必須嚴格遵守系統(tǒng)分析的三個主要原則希望同學(xué)們在進行系統(tǒng)分析的時候,能做到：對系統(tǒng)的多個目標要--------綜合分析,統(tǒng)籌兼顧,不可顧此失彼,因小失大 師生交流互動引導(dǎo)完成(共28張PPT)
引入：
柯達破產(chǎn)案例
百年沉浮
公司成立之初，伊士曼就意識到全球民用攝影市場的巨大潛力，因此積極向海外擴展業(yè)務(wù)。公司2002年的全球營業(yè)額達128億美元，其中一半以上來自美國以外的市場。
。。。。。。
。。。。。。
。。。。。。
2013年5月3日，柯達申請退出破產(chǎn)保護，進行公司重組。
主要原因
管理層作風(fēng)偏于保守
滿足于傳統(tǒng)膠片產(chǎn)品的市場份額和壟斷地位
缺乏對市場的前瞻性分析
沒有及時調(diào)整公司經(jīng)營戰(zhàn)略重心和部門結(jié)構(gòu)，決策猶豫不決，錯失良機。
一、經(jīng)驗決策和科學(xué)決策
放棄了課本中公交線路的案例，選用更貼近學(xué)生日常生活的“出門要不要帶雨傘”的問題，通過諺語“不刮東風(fēng)不雨，不刮西風(fēng)不晴。 ”等來讓學(xué)生理解經(jīng)驗決策。
因為“經(jīng)驗決策”和“科學(xué)決策”的對比，有時會讓學(xué)生產(chǎn)生一種誤解，凡是經(jīng)驗決策就是會導(dǎo)致失誤的，用諺語可以說明，有時候經(jīng)驗決策也會是正確的，對比只是說，科學(xué)決策可以最大限度地減少失誤。
最后指出，系統(tǒng)分析是科學(xué)決策的一種方法，從而引出課題和系統(tǒng)分析的概念。
二、系統(tǒng)分析
直接提出系統(tǒng)分析的概念，學(xué)生接受下來肯定很抽象，難懂。所以用一個案例“田忌賽馬”來加強學(xué)生對系統(tǒng)分析概念的理解，同時通過這個案例，讓學(xué)生理解系統(tǒng)分析的重要性和一般步驟。
明確問題
設(shè)立目標
收集資料
制定方案
分析計算
評價比較
檢驗核實
作出決策
贏得賽馬
6種比賽方案
1田上馬------王上馬 田中馬------王中馬 田下馬------王下馬 0 ：3
3田上馬------王中馬 田中馬------王下馬 田下馬------王上馬 2 ：1
2田上馬------王下馬 田中馬------王上馬 田下馬------王中馬 1 ：2
4…
第3方案
第3方案
田忌賽馬戰(zhàn)術(shù)分析
1、整體性原則
2、科學(xué)性原則
3、綜合性原則
三、 系統(tǒng)分析的基本原則
丁謂所采用的方案為什么能一舉三得？
案例分析:
系統(tǒng)分析首先要著眼于系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一個階段；先看長遠，再看當前。
1、整體性原則及應(yīng)用實例
簡單歸納起來，就是這樣一個過程：
挖溝（取土）→引水入溝（水道運輸）→填溝（處理垃圾）。
按照這個施工方案，不僅節(jié)約了許多時間和經(jīng)費，而且使工地秩序井然，使城內(nèi)的交通和生活秩序不受施工太大的影響，因而確實是很科學(xué)的施工方案。
丁謂在修復(fù)皇宮工程中，運用了整體的解決方案，使取土、運輸材料、處理垃圾三項繁重的任務(wù)協(xié)調(diào)起來，在總體上得到了最佳解決。
整體性原則
趙明同學(xué)家所在街道的人行道在一年內(nèi)進行了三次施工，分別是電信部門鋪設(shè)通訊線路、煤氣公司預(yù)埋煤氣管道、市政部門維修下水管道，結(jié)果重復(fù)施工，造成了人力和財力資源的浪費，同時也給市民帶來了不便。
請分析這一事件的問題所在，你認為怎樣處理更為合理？
生活案例：
P079馬上行動
這一事件的原因在于，電信部門、煤氣公司、市政部門三家沒有統(tǒng)一協(xié)調(diào)，造成了只根據(jù)各自封閉的局面。各部門只根據(jù)自己的時間進行施工，沒有從全局著眼，缺少整體統(tǒng)籌的概念，給市民帶來了不便。
好的解決處理辦法
是，三家共同協(xié)商，
一次性地解決問題。
系統(tǒng)分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應(yīng)盡可能地運用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進行定量分析，使決策的過程和結(jié)果更具說服力。
2、科學(xué)性原則及應(yīng)用實例
優(yōu)選法簡介及其應(yīng)用實例
尋找最佳加入量
試驗范圍：每噸加入量為1000~2000g
每隔5g試驗一次：需要做200次
每隔10g試驗一次：需要做100次
0.618法：只需做11次
關(guān)鍵詞：優(yōu)選法、黃金分割、0.618
1
0
1
0
0.618
0.618
查閱：華羅庚與優(yōu)選法
應(yīng)用舉例
3、綜合性原則及應(yīng)用實例
當系統(tǒng)存在若干個目標時，應(yīng)將目標排出優(yōu)先次序，首先選取最優(yōu)先的目標，然后盡可能在不損害第一個目標的前提下完成下一個目標。這就需要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。
楚天第一生態(tài)路
案例分析:
孝襄高速公路與古銀杏林
孝襄高速公路
1：保護珍稀的銀杏名貴樹木。
2：控制工程投資額度、堅持原設(shè)計不變。
孝襄高速公路繞著洛陽銀杏園繞了個圈，好處有哪些？
學(xué)生討論，歸納總結(jié)：
一、是有利于保護我國珍稀物種銀杏樹，實現(xiàn)生物多樣性。
二、是在當前國內(nèi)外心血管疾病呈增加趨勢，治療心血管疾病的中藥銀杏供不應(yīng)求的情況下，有利于保護和開發(fā)銀杏的藥物資源。
三、是保住了當?shù)匕傩盏闹赂毁Y源。
湖北省隨州市洛陽鎮(zhèn)
二、系統(tǒng)的優(yōu)化
系統(tǒng)優(yōu)化：
目標函數(shù)
約束條件
約束條件是對系統(tǒng)的功能起著限制作用、并且是不能人為調(diào)節(jié)的因素。
是在給定的條件下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大（或最小）。
目標函數(shù)是系統(tǒng)目標與系統(tǒng)中的某些元素之間的關(guān)系。
影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素
對系統(tǒng)的目標函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。
案例分析:農(nóng)業(yè)間作套種（舍去）
選用：家具生產(chǎn)利潤問題
生產(chǎn)利潤問題（1）
產(chǎn)品 需木料 需工時 利潤 計劃產(chǎn)量
桌子 4 20 50
椅子 6 18 60
受約束因素 約束內(nèi)容
木料 最多600
工時 最多400個
桌子 至少6張
椅子 至少5把
生產(chǎn)利潤問題（2）
優(yōu)化的目標是：獲得最大的利潤
目標函數(shù)：
（設(shè) x1 為 每周生產(chǎn)桌子數(shù)， x2 為 每周生產(chǎn)椅子數(shù)）
Smax=50X1+60X2
約束條件
（1）4X1+6X2≤ 600
（2）20X1+18X2≤ 400
（3）X1≥ 8
（4）X2≥ 5
我們列出了一個目標函數(shù)和四個約束條件，實際上我們已經(jīng)建立了一個數(shù)學(xué)模型。
四、優(yōu)化方法
最優(yōu)化方法是為使系統(tǒng)達到最優(yōu)的目標而提出的求解方法。
系統(tǒng)優(yōu)化的方法是多種多樣的，但不論運用怎樣的優(yōu)化方法，都需要經(jīng)過若干次的完善和驗證，才能得到最優(yōu)解或滿意解。
求解過程：
數(shù)學(xué)模型
估算、試驗
最優(yōu)解
滿意解
完善、驗證
裝修施工的組織優(yōu)化（1）
一、明確問題，設(shè)立目標
施工項目：教學(xué)樓裝修
施工內(nèi)容：教學(xué)樓A、B、C棟，需要水電、木工、油漆三個施工過程，每個施工過程需要3周時間
目標：組織裝修，使裝修工期和資源利用最為合理。
二、收集資料，制定方案
方案一：按照施工要求，從A到B到C，依此進行施工
方案二：按照施工要求，A、B、C棟同時進行施工
方案三：按照施工要求，A、B、C棟進行流水施工
三、檢驗核實，確定方案
根據(jù)分析，確定按照方案三進行施工。
四、分析計算，評價比較
各種方案比較。
選擇出最佳方案：方案三
方案一
樓 裝修
過程 工期 裝修施工進度（周）
3 6 9 12 15 18 21 24 27
A 水電 3
木工 3
油漆 3
B 水電 3
木工 3
油漆 3
C 水電 3
木工 3
油漆 3
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方案二
樓 裝修
過程 工期 裝修施工進度（周）
3 6 9 12 15 18 21 24 27
A 水電 3
木工 3
油漆 3
B 水電 3
木工 3
油漆 3
C 水電 3
木工 3
油漆 3
■
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方案三
樓 裝修
過程 工期 裝修施工進度（周）
3 6 9 12 15 18 21 24 27
A 水電 3
木工 3
油漆 3
B 水電 3
木工 3
油漆 3
C 水電 3
木工 3
油漆 3
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方案比較
施工特點 工期 施工隊 設(shè)備、材料 現(xiàn)場管理
方案一
方案二
方案三
依此施工
27周
1
投入少
簡單
平行施工
9周
3
投入多
復(fù)雜
流水施工
15周
1
較多
較簡單
四、小結(jié)
五、作業(yè)
除了知識點小結(jié)之外，更要注重引導(dǎo)學(xué)生把系統(tǒng)分析的思想方法延伸到自己的生活、工作和學(xué)習(xí)中。
P85練習(xí)第1題“食堂就餐排隊問題”，是很多學(xué)校、學(xué)生都會碰到的非常實際的問題，所以在這個作業(yè)中，我突出了競爭和獎勵機制, 對于學(xué)生建設(shè)性的方案，給予獎勵，這在很大程度上地激發(fā)了學(xué)生的參與探究的熱情。

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