資源簡介

(共48張PPT)
蘇教版通用技術《技術與設計2 》
第三單元 系統與設計
臺州市第一中學 楊永建
臺州市路橋中學 張恩建
臨海市回浦中學 蔣偉亮
一、【本單元與其他單元的聯系】
1、本單元是前兩個單元內容的延伸和一定程度上的綜合，又是后一單元的基礎。
2、本單元集中了眾多核心概念和重要的思想和方法，是本教科書的主要內容。
技術與設計2
結構與設計
流程與設計
系統與設計
控制與設計
二、【本單元課程目標】
1．從應用的角度理解系統的涵義。
2．通過簡單的系統的案例分析,理解系統的基本特性,初步掌握系統分析的基本方法。
3．理解系統優化的意義,能結合實例分析影響系統優化的因素。
4．通過簡單的系統設計案例的分析,初步學會簡單系統設計的基本方法。
5．確定一個生活或生產中的簡單對象,根據設計要求完成系統的方案設計。
1、本單元共三節，建議每節安排3課時，共9課時。
2、對系統概念、系統基本特性的教學可從典型案例的分析入手。在教學過程中，教師要適當強化系統中整體與部分的關系。
3、要避免純粹的講解，積極引導學生思考、分析、交流，實現師生互動，引領學生自主構建有關設計的一般過程、原則、評價等相關知識。要安排較多的設計練習機會，鼓勵學生設計自己的方案，評價自己及同學的方案。
三、 【教學建議】
導入方法1
四、 【教學設計】
教學設計
導入方法2
捕魚網
單個網眼能不能捕到魚（鳥）？
《申鑒· 時事》中的故事P63
教學設計
導入方法3
視頻音樂
教學設計
第一節、系統的結構
本節整體設計：
從自行車的組成部分、相互間的聯系和它們的功能，開始認識系統和系統的一般分類，通過多個案例與小試驗，引導學生理解系統的整體性、相關性、目的性、動態性和環境適應性等重要特性，強化對系統的理解。
《學科教學指導意見》中的教學要求：
1、從應用的角度來理解系統的含義。
2、了解系統的分類。
3、通過簡單的系統案例分析，理解系統的基本特性。
教學設計
活動：拆解彈簧筆
筆殼
筆芯
彈簧
……師生討論分析
鋼珠、墨水…
教學設計
請問下圖中的自行車好使嗎？
教學設計
分析自行車各部件的作用
教學設計
我們在日常工作和生活中,經常使用“系統“這個名詞。
例如 ，人體中的消化系統、神經系統；一個學校中的教學系統、德育系統、后勤系統；機器中的傳動系統、潤滑系統等等。
那么，究竟什么是系統呢？
教學設計
1、系統的含義
系統：是由相互聯系、相互作
用、相互依賴和相互制約的若干
要素或部分組成的具有特定功能
的有機整體。
教學設計
構成系統必須具備的三個條件：
1、至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統。
2、要素（部分）之間相互聯系、相互作用，按照一定方式形成一個整體。
3、這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
教學設計
P65馬上行動：請指出下列系統分別由哪些要素組成，并說出相互之間有怎樣的聯系？
臺燈
學校的多媒體教室
手表
縫紉機
燈座、燈泡、燈罩、電線和開關等
電腦、投影機、音響設備、
課桌椅、照明設備
表殼、表芯、表帶等
機頭、面板、腳踏、皮帶輪等
教學設計
系統有大有小，有復雜有簡單。根據一定的標準可劃分為若干子系統。……
請分析自行車可分為哪幾個子系統，每個子系統包括哪些部件。
（1）傳動子系統：
（2）制動子系統：
（3）承重子系統：
教學設計
2、系統的類型
可分為：自然系統和人造系統。
自然系統：是自然形成的系統。
人造系統：是由人工制造加工而成的系統。
可分為：實體系統和抽象系統。
實體系統：是實物形態的。
抽象系統：是非實物形態的。
教學設計
書本案例：
自行車輻條松緊的調整試驗
“阿波羅”登月計劃
巴爾扎克的塑像
“廚具安裝”
人們發明了數控機床
醫生根據病人的癥狀確診治療過程
臺式計算機的CPU上安裝的小風扇的轉動過程
要充分利用書本的案例，得出系統的基本特性。
教學設計
整體性：最基本特性，是個體的有機結合
相關性：各要素之間相互作用相互聯系
目的性：實現一定的功能
動態性：系統處于運動變化之中
環境適應性：對環境變化的適應能力
3、系統的基本特性
教學設計
第二節、系統的分析
本節整體設計：
通過漢字激光照排系統、田忌賽馬、農作物套種等案例的分析，理解系統分析是明晰系統的功能和目標，運用科學的方法對系統加以分析、比較，從而擬定一套經濟有效的處理步驟和程序的過程。
《學科教學指導意見》中的教學要求：
1、初步掌握系統分析的基本方法和一般步驟。
2、了解系統分析的主要原則。
3、理解系統優化的意義，能結合實例分析影響系統優化的因素。
教學設計
【案例1】：漢字激光照排系統.
思考：在漢字照排方案的決策中，系統的整體目標是什么？你認為王選進行決策的依據主要有哪些？
教學設計
一、系統分析及其一般步驟
1.涵義： 系統分析：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周祥的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程．
2.基本方法:
系統分析的基本方法就是把一個任務放在系統的運行過程中加以考察，運用邏輯推理和分析計算，研究分析這個任務以及任務的各個因素，找出規律性，提出可行性方案，使系統整體達到理想的目的。
教學設計
一、系統分析及其一般步驟
【案例2】：田忌賽馬
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？
3、按系統分析的一般步驟對田紀賽馬進行分析.
教學設計
一、系統分析及其一般步驟
如何進行系統分析？
明確問題，設立目標
收集資料，指定方案
分析計算，評價比較
檢驗核實，作出決策
系統分析的一般步驟：
教學設計
一、系統分析及其一般步驟
教學設計
系統分析的主要原則
運用系統分析的方法處理具體問題時，主要要遵循三大原則：
整體性原則
科學性原則
綜合性原則
案例：丁謂修復皇宮
案例：人行道施工問題
案例：孝襄高速公路
一、系統分析及其一般步驟
【案例分析1】：浙江天臺縣高速噪音
超標80%
66戶村民告上法庭
【學生活動】討論：怎樣改善噪音的
污染，優化村民所處
環境（系統）？
教學設計
二、系統的優化
1、什么是系統的優化
系統的優化是指在給定的條件
（或約束條件）下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。不同的目標對應著不同的優化結果。　
教學設計
二、系統的優化
【案例分析2】書P81農作物種植系統的優化——農業間作套種
約束條件是對系統的功能起著限制作用、并且是不
能人為調節的因素。
目標函數是系統目標與系統中的某些元素之間的關系。
【學生活動】討論：影響增產增收有哪些因素？
農作物的生長周期、氣候等因素。
提高土地利用率和土地單位面積農作物收益總和之間的關系。
套種的模式、套種的技術水平、套種的田間管理、病蟲害防治等等。
教學設計
二、系統的優化
2、影響系統優化的因素
對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。
教學設計
二、系統的優化
3、最優化方法
為使系統達到最優的目標而提出的求解方法稱為最優化方法。系統優化的方法是多樣的，有的運用數學模型求解，有的通過科學的估算、試驗等方法實現。但無論運用怎樣的優化方法，都需要經過若干次完善和驗證，才能得出最優解或滿意解。
求解過程：
數學模型
估算、試驗
最優解
滿意解
完善、驗證
教學設計
二、系統的優化
【案例分析4】
書P83裝修施工的組織優化
【學生活動】分析：根據裝修的施工流程、資源利用、空間等要求進行分析，可以得到依次施工和平行施工兩種方案，思考各自的特點。
教學設計
二、系統的優化
（1）、明確問題，設立目標
施工項目：教學樓裝修
施工內容：教學樓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。
（2） 、收集資料，制定方案
方案一：按照施工要求，從A到B到C，依次進行施工。
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。
教學設計
二、系統的優化
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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教學設計
二、系統的優化
（3） 、檢驗核實，確定方案
根據分析，確定按照方案三進行施工。
（4） 、分析計算，評價比較
選擇出最佳方案：方案三
施工特點
方案三
方案二
方案一
現場管理
設備、材料
施工隊
工期
依此施工
27周
1
投入少
簡單
平行施工
9周
3
投入多
復雜
流水施工
15周
1
較多
較簡單
教學設計
二、系統的優化
第三節、系統的設計
本節整體設計：
系統設計是研究和認識系統的目的。根據系統的目的和要求、各子系統之間的相互關系，對系統進行整體設計、評價和優化，就是系統設計。通過室內住宅電氣系統設計、環保手電筒設計的分析，使學生加深對系統設計的理解，學會簡單系統的設計。
《學科教學指導意見》中的教學要求：
1、通過簡單系統的設計案例的分析，初步學會簡單系統設計的基本方法
2、確定一個生活或生產中的簡單對象，根據設計要求完成系統的方案設計
教學設計
系統的設計是在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。它既包含了對某個系統進行技術設計本身的內容，同時又需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。
1、系統的設計的涵義
教學設計
系統設計的目的與要求
系統設計要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。
系統各部分之間的相互聯系與相互作用。
系統設計要運用系統的思想綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。
系統設計方案的優化
首先從系統整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。
2、系統設計應考慮的主要問題
教學設計
為坐落在山里的村莊策劃一個筑路工程設計方案，需要籌劃：資金分配、人員調配、地質勘探、路向選擇、材料購置、施工進度等。
從系統設計的思路出發，怎樣理順這些關系？
【馬上行動】
教學設計
用系統的觀點理順各種關系，分別從筑路方案的總體目標、路線規劃方案的選擇、方案的優化作出思考。
總體目標：安全、快捷、經濟地完成筑路工程。
選擇好的路線方案：如公路要過兩座山坡，是修隧道還是繞道。
要考慮材料、人員的安排，如何降低成本，減少浪費，考慮天氣等因素，提高工程進度。
【參考答案】
教學設計
3、系統設計的一般步驟
將系統分解為若干子系統
確定各子系統的目標、功能及相互關系
對子系統進行技術設計和評價
對系統進行技術總體設計和評價
教學設計
手電筒照明供電部分的設計
室內住宅電氣系統的設計
4、簡單系統的設計的實現
《系統與設計》
系統的結構
系統的分析
系統的設計
什么是系統
構成系統必備三個方面的條件
系統分類
系統基本特征
系統分析的含義
系統分析應遵循的原則
系統分析的一般步驟
系統優化的含義
影響系統優化的因素
系統設計的含義
系統設計應考慮的問題
簡單系統的設計的實現
五、【內容梳理】
六、【學生活動建議】
教學中可安排多種系統設計活動，例如理想居住（學習、生活、工作）環境的設計；家庭裝修設計；手電筒照明供電部分的設計等。
水火箭制作活動或風箏制作讓學生能夠真正動起來(動手和動腦）
學生活動手冊：
學生公寓的分析
發條動力玩具的分析
集雨灌溉系統的設計
七、【教學反思】
作為一名通用技術教師，我們應該做到：
1、平時應該注意對教學素材的收集（用手機抓拍生活中的素材，學生活動圖片，學生的作品等）
2、多給課堂教學增加一些亮點（在新聞中找亮點、在生活中找亮點、在學生的興趣愛好中找亮點、在網絡中找亮點、在笑話中找亮點）
3、動手操作時少一些要求，放開才是真正的通用技術課，如果要求太多就變成了傳統的勞技課
4、多給學生主動探究的機會（學生用撲克牌做出各種各樣的模型）
5、多一些評價（作品展示）
1、《系統科學入門》，邵光遠，知識出版社 2、《系統論、信息論、控制論通俗講話》，馬麗揚，河北人民出版社 3、《系統科學》，許國志，上海科技教育出版社
4、系統科學網站 http://www.systemscience.org
5、北京科普之窗網站 http://www.bjkp.
6、錢學森圖書館網站 http://www.lib.
八、【參考資料】
Thank You!
祝大家工作順利!

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