資源簡介

(共59張PPT)
1、系統(tǒng)的基本概念：
2、系統(tǒng)的分類及基本特性：
3、系統(tǒng)分析的基本方法：
4、系統(tǒng)優(yōu)化及一般方法：
本章已有知識
系統(tǒng)的含義
系統(tǒng)（system）是由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素（element）或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。
系統(tǒng)根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干個子系統(tǒng)（subsystem）
系統(tǒng)的分類
1、自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)
2、實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)
3、靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)
4、開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)
5、簡單系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)
6、黑色系統(tǒng)和白色系統(tǒng)
系統(tǒng)的基本特性
1、整體性
2、相關(guān)性
3、目的性
4、動態(tài)性
5、 環(huán)境適應(yīng)性
系統(tǒng)分析的基本方法
運(yùn)用系統(tǒng)的思想和定性定量相結(jié)合的方法 , 對系統(tǒng)進(jìn)行分析就是系統(tǒng)分析的基本方法。該方法含以下三個階段：
闡明問題、分析研究、評價比較
以較小的投入，使系統(tǒng)獲得好的效益，使系統(tǒng)的功能得以充分發(fā)揮。系統(tǒng)被改善了就是系統(tǒng)優(yōu)化了。
獲取系統(tǒng)的最佳效益或最佳功能，就是系統(tǒng)優(yōu)化的意義。
系統(tǒng)優(yōu)化的意義
影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素（P92）
1、目標(biāo)要適度。
2、投入低，收效好。
　效/耗比 性/耗比 性/價比 （比值越大，就越接近或達(dá)到最優(yōu)化）
3、系統(tǒng)的優(yōu)化離不開條件。
4、某些不確定的或不可預(yù)見的因素也會影響系統(tǒng)優(yōu)化。在優(yōu)化實(shí)施過程中，應(yīng)及時調(diào)整計劃和方法。
最優(yōu)化及最優(yōu)化方法
系統(tǒng)的最優(yōu)化：指在一定的人力.物力和財力資源的條件下，使取得的效果（如生產(chǎn)產(chǎn)值.利潤.效益等）達(dá)到最大，而投入（如能源.資金.人力.時間等）達(dá)到最小的優(yōu)化。
最優(yōu)化的方法 ： 為了使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化的目標(biāo)所提出的各種解決方法。
最優(yōu)化方法解決問題的一般步驟：
（1）提出系統(tǒng)需要進(jìn)行最優(yōu)化的問題，收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)；
（2）建立求解最優(yōu)化問題的有關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定變量，建立有關(guān)約束條件，分析模型；
（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；
（4）求解方程，校驗(yàn)解的最優(yōu)性。
（5）實(shí)施。
肥城一中通用技術(shù)組
2011年5月
教學(xué)目標(biāo)：
知識與技能
1、通過簡單系統(tǒng)的設(shè)計案例的分析，初步學(xué)會簡單系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。
2、理解系統(tǒng)設(shè)計的基本原則
過程與方法
通過案例分析初步學(xué)會簡單系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，理解系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識和探究意識。
寬敞明亮標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué)大樓
命運(yùn)交響曲.mp3
知識豐富人生，技能改變命運(yùn)
貧困地區(qū)農(nóng)村小學(xué)校舍
展望未來，奮發(fā)圖強(qiáng)
如果你是一位系統(tǒng)設(shè)計師，你將怎么做？你需要考慮那些方面的問題？
圖中是一所希望小學(xué)的教室，他們想增建一間簡易平房教室。主要功能是提供教與學(xué)的場所。
應(yīng)該解決的問題：
（1）、非常簡單，劃一塊地，蓋一間房子
（2）、要考慮教室的平面設(shè)計問題
（3）、要考慮保溫問題
（4）、要考慮采光問題
（5）、要考慮安全問題
（6）、要考慮通風(fēng)問題
（7）、要考慮考慮綠化問題
（8）、要考慮將來發(fā)展問題
（9）、要考慮經(jīng)費(fèi)問題
（10）、要考慮怎樣檢驗(yàn)設(shè)計方案的問題。
簡易教室系統(tǒng)的子系統(tǒng)
我們就下列兩個方面來進(jìn)行設(shè)計：
以下幾條留到課下進(jìn)行改善和優(yōu)化，并根據(jù)預(yù)算進(jìn)行權(quán)衡。
（3）、要考慮采光問題
（4）、要考慮安全問題
（5）、要考慮通風(fēng)問題
（6）、要考慮考慮綠化問題
（7）、要考慮將來發(fā)展問題
（8）、要考慮經(jīng)費(fèi)問題
基本方法
（1）教室平面設(shè)計的分析
（2）教室的保溫問題
（１）、如何進(jìn)行教室平面設(shè)計，需要解決那些問題？
教室平面的形狀、朝向問題、教室面積如何確定、教室門窗如何設(shè)計、桌椅、講臺的擺放等。
關(guān)于教室平面設(shè)計方案的檢驗(yàn)問題：
通過設(shè)計紙模型來展示、通過實(shí)地測量現(xiàn)有教室來比較、通過訪問教師、工程師來了解征求意見。
返回
（２）、如何進(jìn)行教室保溫設(shè)計，需要解決哪些問題？
平房耗散熱量的規(guī)律、
保溫隔熱的方法、
從保溫的角度對室體的設(shè)計要求、
從保溫的角度對門窗的設(shè)計要求、
根據(jù)經(jīng)費(fèi)情況決定采用暖氣子系統(tǒng)還是火墻子系統(tǒng)。
返回
系統(tǒng)設(shè)計的基本方法 ：
在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中，我們經(jīng)常需要對各種各樣的系統(tǒng)進(jìn)行一定的設(shè)計?？v然，不同的系統(tǒng)其組成、結(jié)構(gòu)和功能都不相同，但只要是設(shè)計一個“系統(tǒng)”，那么就總是要有一些基本的問題（如系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)是什么，系統(tǒng)各部分的關(guān)系應(yīng)如何，如何對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化等）要考慮，而且要遵循那些最一般的設(shè)計步驟（將系統(tǒng)分解成若干子系統(tǒng)——確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及相互關(guān)系——對各子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和評價——對整個系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計和評價），這就是系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。
教室作為一個簡單系統(tǒng)，它的主要功能是什么？作為系統(tǒng)設(shè)計，首要設(shè)計的內(nèi)容是什么？怎樣通過這方面的設(shè)計保證系統(tǒng)基本功能的實(shí)現(xiàn)？
（1）、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能——系統(tǒng)設(shè)計的首要原則
3、歸納總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：
教室里的桌、凳和教室留下的空地，（如過道、黑板前空地等）有什么關(guān)系？
當(dāng)課桌、凳的占地面積和預(yù)留的空地面積有矛盾時，怎樣解決為好？
教室的窗戶的多少、大小，既關(guān)系到采光、通風(fēng)，又影響到保溫，怎樣設(shè)計為好？
（2）、合理解決各子系統(tǒng)的沖突——綜合處理的原則
在發(fā)生多起交通事故后，
檢驗(yàn)檢疫部門組織專家進(jìn)行
分析和實(shí)驗(yàn)室鑒定，認(rèn)定：
日本三菱帕杰羅越野車
Ｖ３１、Ｖ３３型在設(shè)計上存
在嚴(yán)重問題，車后部的“感載閥”在車內(nèi)坐上人并在顛簸的路上行駛時會壓低磨擦到后軸制動油管，經(jīng)長期反復(fù)磨擦，造成后軸制動油管被嚴(yán)重磨損直至出現(xiàn)漏洞，使制動液流出，造成剎車失靈。這是涉及行車安全的嚴(yán)重質(zhì)量問題！
補(bǔ)充案例1：封殺三菱帕杰羅汽車事件
為確保人身安全，根據(jù)《中華人民共和國進(jìn)出口商品檢驗(yàn)法》及其實(shí)施條例的規(guī)定，特公告如下： 自公告之日起，
吊銷日本三菱帕杰
羅V31、V33越野車
的進(jìn)口商品安全質(zhì)
量許可證書，禁止
其進(jìn)口。
想一想：
三菱帕杰羅汽車被封殺的原因是什么？
1）沒有設(shè)計好汽車制動系統(tǒng)中的后軸制動油管；
2）沒有設(shè)計好汽車懸掛系統(tǒng)中的感載閥；
原因：
原則：
設(shè)計好系統(tǒng)中的每一個元素或子系統(tǒng)
大亞灣核電站
廣州抽水蓄能電站
補(bǔ)充案例2：
廣州抽水蓄能電站的建立
想一想：
建立核電站時，為什么要同時建立配套工程抽水蓄能電站？
1）抽水蓄能電站是為了核電站安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而配套建設(shè)的；
2）抽水蓄能電站擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)的調(diào)峰填谷和事故備用的任務(wù)，保障電網(wǎng)正常運(yùn)行。
原因：
原則：
設(shè)計好各元素或子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。
（3）、追求效益的最大化及優(yōu)化——系統(tǒng)設(shè)計追求的永恒目標(biāo)的原則
在確保必需教室面積的前提下，注重做好保溫設(shè)計，這基于什么考慮？例如，為什么不壓縮保溫設(shè)計所需的資金，而把有限的資金投入到教室設(shè)計的更大上？
在那些環(huán)節(jié)上，可以充分考慮充分利用當(dāng)?shù)氐娜肆臀锪Y源？
（4）、可實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整原則
怎樣考慮在夏季和冬季時，教室適應(yīng)環(huán)境變化的設(shè)計？
（5）、人性化設(shè)計原則
在教室的周圍種上一些什么樹？或是否設(shè)計一塊綠地？
（6）、具備戰(zhàn)略性的思考，即設(shè)計應(yīng)有相對穩(wěn)定性和適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展性原則
幾年后學(xué)校規(guī)模要擴(kuò)大，教室在選址問題上，要做哪些設(shè)計考慮？
3、歸納總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：
（1）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能——系統(tǒng)設(shè)計的首要原則
（2）合理解決各子系統(tǒng)的沖突——綜合處理的原則
（3）追求效益的最大化及優(yōu)化——系統(tǒng)設(shè)計追求的永恒目標(biāo)的原則
（4）可實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整原則
（5）人性化設(shè)計原則
（6）穩(wěn)定和可持續(xù)性原則
總結(jié)：
2、 不同的系統(tǒng)具有不同的特點(diǎn)，設(shè)計的具體方法可能包含的內(nèi)容不同，但都要遵循系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，也就是“方法靈活多變，原則堅(jiān)定不移”。
1、本節(jié)我們主要學(xué)習(xí)，簡單系統(tǒng)設(shè)計的基本方法和遵循的基本原則。
到課后討論
到課上實(shí)習(xí)
設(shè)計要求： 可照明的手電筒，攜帶方便，使用安全。
設(shè)計分析：
２、手電筒的功能取決于它的各個組成要素，電源通過導(dǎo)線的連接驅(qū)動燈泡發(fā)光，這些要素缺少任何一個，手電筒都不能正常工作。
1、可把手電筒照明供電部分分為照明和供電兩個子系統(tǒng)。照明子系統(tǒng)的要素是燈泡、導(dǎo)線，供電子系統(tǒng)的要素是電源和開關(guān)。
３、選擇合適的元器件，使它們互相匹配，并能達(dá)到設(shè)計要求。
設(shè)計方案：　　　方案A
２、根據(jù)電路圖，選擇元器件，如燈泡、干電池、導(dǎo)線等，并搭接電路。
1、設(shè)計一個簡單的電路，畫出電路圖。
３、通過控制開關(guān)，使燈泡發(fā)光。
設(shè)計方案：　　　方案Ｂ
選擇元器件為發(fā)光二極管及干電池、金屬筒等，其他步驟參照方案A。
設(shè)計方案：　　　方案Ｃ
２、方案C不需要使用干電池，所以對環(huán)境不產(chǎn)生污染。
1、設(shè)計一個自發(fā)電手電筒。
采用發(fā)電機(jī)代替干電池進(jìn)行供電。手電筒系統(tǒng)由以下幾個部分組成：
用手搖動手柄，使齒輪的轉(zhuǎn)速加快，帶動一個由電磁鐵和線圈組成的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出電流，使小電珠發(fā)光。
試驗(yàn)過程 （1）在電動機(jī)相應(yīng)的接口上連接一個小電珠。 （2）在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上繞十幾圈棉線。 （3）用力快速抽動棉線，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)子迅速轉(zhuǎn)動，觀察小電珠是否發(fā)光，如圖所示。
　　王丹利用發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)工作過程相反的原理，大膽地提出設(shè)想：當(dāng)給玩具電動機(jī)輸入動力使它旋轉(zhuǎn)時，電動機(jī)中的線圈在磁場中切割磁感線，能不能輸出電流呢？為此，她設(shè)計并動手做了一個簡單的小試驗(yàn)。 試驗(yàn)?zāi)康? 測試玩具電動機(jī)能否改裝為發(fā)電機(jī)。 試驗(yàn)準(zhǔn)備 玩具電動機(jī)，小電珠，粗棉線。
四、課后討論：
如何進(jìn)一步優(yōu)化你簡易平房設(shè)計方案？
鞏固提高
用實(shí)例說明在系統(tǒng)設(shè)計中是如何遵循設(shè)計原則的
設(shè)計原則
具體實(shí)例
五、課后作業(yè)：技術(shù)試驗(yàn)：
課本99頁：某小區(qū)（或村鎮(zhèn)）環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計分析，主要考慮該系統(tǒng)的基本功能，以及該系統(tǒng)符合設(shè)計基本原則的情況。
梳妝臺.mpg
謝謝大家！再見！
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