第三单元--系统与设计优秀PPT.ppt

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1、一、【本单元与其他单元的联系】一、【本单元与其他单元的联系】1、本单元是前两个单元内容的延长和确定程度上、本单元是前两个单元内容的延长和确定程度上的综合，又是后一单元的基础。的综合，又是后一单元的基础。2、本单元本单元集中了众多核心概念和重要的思想和方集中了众多核心概念和重要的思想和方法，是本教科书的主要内容。法，是本教科书的主要内容。技术与设计技术与设计2结构与设计结构与设计流程与设计流程与设计系统与设计系统与设计控制与设计控制与设计二、【本单元课程目标】二、【本单元课程目标】1从应用的角度理解系统的涵义。从应用的角度理解系统的涵义。2通过简洁的系统的案例分析通过简洁的系统的案例分析,理解系

2、统的基本理解系统的基本特性特性,初步驾驭系统分析的基本方法。初步驾驭系统分析的基本方法。3理解系统优化的意义理解系统优化的意义,能结合实例分析影响系能结合实例分析影响系统优化的因素。统优化的因素。4通过简洁的系统设计案例的分析通过简洁的系统设计案例的分析,初步学会简初步学会简洁系统设计的基本方法。洁系统设计的基本方法。5确定一个生活或生产中的简洁对象确定一个生活或生产中的简洁对象,依据设计依据设计要求完成系统的方案设计。要求完成系统的方案设计。1、本单元共三节，建议每节支配、本单元共三节，建议每节支配3课时，共课时，共9课时。课时。2、对对系系统统概概念念、系系统统基基本本特特性性的的教教学学

3、可可从从典典型型案案例例的的分分析析入入手手。在在教教学学过过程程中中，老老师师要要适适当当强强化化系系统统中中整整体与部分的关系。体与部分的关系。3、要要避避开开纯纯粹粹的的讲讲解解，主主动动引引导导学学生生思思索索、分分析析、沟沟通通，实实现现师师生生互互动动，引引领领学学生生自自主主构构建建有有关关设设计计的的一一般般过过程程、原原则则、评评价价等等相相关关学学问问。要要支支配配较较多多的的设设计计练练习习机机会会，激激励励学学生生设设计计自自己己的的方方案案，评评价价自自己己及及同同学的方案。学的方案。三、三、【教学建议】【教学建议】导入方法导入方法1四、四、【教学设计】【教学设计】教

4、教学学设设计计导入方法导入方法2捕鱼网捕鱼网单个网个网眼能不能捕到眼能不能捕到鱼（鸟）？）？申申鉴 时事中的故事事中的故事P63教教学学设设计计导入方法导入方法3视频音乐视频音乐教教学学设设计计第一节第一节、系统的结构、系统的结构本节整体设计：本节整体设计：从自行车的组成部分、相互间的联系和它从自行车的组成部分、相互间的联系和它们的功能，起先相识系统和系统的一般分类，们的功能，起先相识系统和系统的一般分类，通过多个案例与小试验，引导学生理解系统的通过多个案例与小试验，引导学生理解系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等重要特性，强化对系统的理解

5、。性等重要特性，强化对系统的理解。学科教学指导看法中的教学要求：学科教学指导看法中的教学要求：1 1、从应用的角度来理解系统的含义。、从应用的角度来理解系统的含义。2 2、了解系统的分类。、了解系统的分类。3 3、通过简洁的系统案例分析，理解系统的基本、通过简洁的系统案例分析，理解系统的基本特性。特性。教教学学设设计计活动：拆解弹簧笔活动：拆解弹簧笔笔壳笔壳笔芯笔芯弹簧弹簧师生探讨分析师生探讨分析钢珠、墨水钢珠、墨水教教学学设设计计请问下图中的自行车好使吗？请问下图中的自行车好使吗？教教学学设设计计分析自行车各部件的作用分析自行车各部件的作用教教学学设设计计我们在日常工作和生活中我们在日常工作

6、和生活中,常常运用常常运用“系统系统“这个名词。这个名词。例如例如，人体中的消化系统、人体中的消化系统、神经系统；一个学校中的神经系统；一个学校中的教学系统、德育系统、后教学系统、德育系统、后勤系统；机器中的传动系勤系统；机器中的传动系统、润滑系统等等。统、润滑系统等等。那么，原委什么是系统呢？那么，原委什么是系统呢？教教学学设设计计1 1、系统的含义、系统的含义l系统：是由相互联系、相互作系统：是由相互联系、相互作l用、相互依靠和相互制约的若用、相互依靠和相互制约的若干干l要素或部分组成的具有特定功要素或部分组成的具有特定功能能l的有机整体。的有机整体。教教学学设设计计构成系统必需具备的三个

7、条件：构成系统必需具备的三个条件：1 1、至少要有两个或者两个以上的要、至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统。素（部分）才能组成系统。2 2、要素（部分）之间相互联系、相、要素（部分）之间相互联系、相互作用，依据确定方式形成一个整互作用，依据确定方式形成一个整体。体。3 3、这个整体具有的功能是各个要素、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。（部分）的功能中所没有的。教教学学设设计计P65立刻行动：请指出下列系统分别由哪些要立刻行动：请指出下列系统分别由哪些要素组成，并说出相互之间有怎样的联系？素组成，并说出相互之间有怎样的联系？台灯台灯学校的多媒体学校的多媒体教

8、室教室手表手表缝纫机缝纫机灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等电脑、投影机、音响设备、电脑、投影机、音响设备、课桌椅、照明设备课桌椅、照明设备表壳、表芯、表带等表壳、表芯、表带等机头、面板、脚踏、皮带轮等机头、面板、脚踏、皮带轮等教教学学设设计计l系统有大有小，有困难有简洁。依据确系统有大有小，有困难有简洁。依据确定的标准可划分为若干子系统。定的标准可划分为若干子系统。l请分析自行车可分为哪几个子系统，每请分析自行车可分为哪几个子系统，每个子系统包括哪些部件。个子系统包括哪些部件。（1）传动子系统：）传动子系统：（2）制动子系统：）制动子系统：（3）承重子系统：）承重子

9、系统：教教学学设设计计2、系统的类型、系统的类型l可分为：自然系统和人造系统。可分为：自然系统和人造系统。自然系统：是自然形成的系统。自然系统：是自然形成的系统。人造系统：是由人工制造加工而成的系统。人造系统：是由人工制造加工而成的系统。l可分为：实体系统和抽象系统。可分为：实体系统和抽象系统。实体系统：是实物形态的。实体系统：是实物形态的。抽象系统：是非实物形态的。抽象系统：是非实物形态的。教教学学设设计计书本案例：书本案例：自行车辐条松紧的调整试验自行车辐条松紧的调整试验“阿波罗阿波罗”登月支配登月支配巴尔扎克的塑像巴尔扎克的塑像“厨具安装厨具安装”人们独创了数控机床人们独创了数控机床医生

10、依据病人的症状确诊治疗过程医生依据病人的症状确诊治疗过程台式计算机的台式计算机的CPU上安装的小风扇的上安装的小风扇的转动过程转动过程要充分利用书要充分利用书本的案例，得本的案例，得出系统的基本出系统的基本特性。特性。教教学学设设计计l整体性：最基本特性，是个体的有机结合整体性：最基本特性，是个体的有机结合l相关性：各要素之间相互作用相互联系相关性：各要素之间相互作用相互联系l目的性：实现确定的功能目的性：实现确定的功能l动态性：系统处于运动变更之中动态性：系统处于运动变更之中l环境适应性：对环境变更的适应实力环境适应性：对环境变更的适应实力3、系统的基本特性、系统的基本特性教教学学设设计计其

11、次节、系统的分析其次节、系统的分析本节整体设计：本节整体设计：通过汉字激光照排系统、田忌赛马、农作物通过汉字激光照排系统、田忌赛马、农作物套种等案例的分析，理解系统分析是明晰系统的套种等案例的分析，理解系统分析是明晰系统的功能和目标，运用科学的方法对系统加以分析、功能和目标，运用科学的方法对系统加以分析、比较，从而拟定一套经济有效的处理步骤和程序比较，从而拟定一套经济有效的处理步骤和程序的过程。的过程。学科教学指导看法中的教学要求：学科教学指导看法中的教学要求：1 1、初步驾驭系统分析的基本方法和一般步骤。、初步驾驭系统分析的基本方法和一般步骤。2 2、了解系统分析的主要原则。、了解系统分析的

12、主要原则。3 3、理解系统优化的意义，能结合实例分析影响、理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。系统优化的因素。教教学学设设计计l【案例【案例1 1】：汉字激光照排系统】：汉字激光照排系统.l思索：在汉字照排方案的决策中，思索：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？你认为王选系统的整体目标是什么？你认为王选进行决策的依据主要有哪些？进行决策的依据主要有哪些？教教学学设设计计一、系统分析及其一般步骤一、系统分析及其一般步骤l1.1.涵义：涵义：系统分析：为了发挥系统的功能，系统分析：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系实现系统的目标，运用科学的方法对系统

13、加以周祥的考察、分析、比较、试验，统加以周祥的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程的过程 l2.2.基本方法基本方法:l 系统分析的基本方法就是把一个任系统分析的基本方法就是把一个任务放在系统的运行过程中加以考察，运务放在系统的运行过程中加以考察，运用逻辑推理和分析计算，探讨分析这个用逻辑推理和分析计算，探讨分析这个任务以及任务的各个因素，找出规律性，任务以及任务的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使系统整体达到志向提出可行性方案，使系统整体达到志向的目的。的目

14、的。教教学学设设计计一、系统分析及其一般步骤一、系统分析及其一般步骤l【案例【案例2 2】：田忌赛马】：田忌赛马l1 1、田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方、田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案案 l2 2、孙膑所出的办法，为什么能使田忌赢了、孙膑所出的办法，为什么能使田忌赢了齐王？齐王？l3 3、按系统分析的一般步骤对田纪赛马进行、按系统分析的一般步骤对田纪赛马进行分析分析.教教学学设设计计一、系统分析及其一般步骤一、系统分析及其一般步骤如何进行系统分析？如何进行系统分析？l明确问题，设立目标明确问题，设立目标l收集资料，指定方案收集资料，指定方案l分析计算，评价比较分析计算，评价比较l检验

15、核实，作出决策检验核实，作出决策系统分析的一般步骤：系统分析的一般步骤：教教学学设设计计一、系统分析及其一般步骤一、系统分析及其一般步骤教教学学设设计计系统分析的主要原则系统分析的主要原则运用系统分析的方法处理具体问题时，主要运用系统分析的方法处理具体问题时，主要要遵循三大原则：要遵循三大原则：整体性原则整体性原则科学性原则科学性原则综合性原则综合性原则案例：丁谓修复皇宫案例：丁谓修复皇宫案例：人行道施工问题案例：人行道施工问题案例：孝襄高速马路案例：孝襄高速马路一、系统分析及其一般步骤一、系统分析及其一般步骤【案例分析【案例分析1】：浙江天台县高速噪音】：浙江天台县高速噪音 超标超标80%6

16、6户村民告上法庭户村民告上法庭【学生活动】探讨：怎样改善噪音的【学生活动】探讨：怎样改善噪音的 污染，优化村民所处污染，优化村民所处 环境（系统）？环境（系统）？教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化1 1、什么是系统的优化、什么是系统的优化 系统的优化是指在给定的条件系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，依据系统的优化目（或约束条件）下，依据系统的优化目标，实行确定的手段和方法，使系统的标，实行确定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。不同目标值达到最大化（或最小化）。不同的目标对应着不同的优化结果。的目标对应着不同的优化结果。教教学学设设计计二、系统的优化二、系统

17、的优化【案例分析【案例分析2 2】书】书P81P81农作物种植农作物种植系统的优化系统的优化农业间作套种农业间作套种 约束条件是对系统的功能起着限制作用、并且是不约束条件是对系统的功能起着限制作用、并且是不 能人为调整的因素。能人为调整的因素。目标函数目标函数是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。【学生活动】探讨：影响增产增收有哪些因素？【学生活动】探讨：影响增产增收有哪些因素？农作物的生长周期、气候等因素。农作物的生长周期、气候等因素。提高土地利用率和土地单位面积农作物收益总和提高土地利用率和土地单位面积农作物收益总和之间的关系。之间的关系。套种的模

18、式、套种的技术水平、套种的套种的模式、套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等等。田间管理、病虫害防治等等。教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化2、影响系统优化的因素、影响系统优化的因素 对系统的目标函数产生显著影响，对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调整的因素。并且可以人为调整的因素。教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化3 3、最优化方法、最优化方法 为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，有的运为最优化方法。系统优化的方法是多样的，有的运用数学模型求解，有的通过科学的估算、试验等方用数

19、学模型求解，有的通过科学的估算、试验等方法实现。但无论运用怎样的优化方法，都须要经过法实现。但无论运用怎样的优化方法，都须要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满足解。若干次完善和验证，才能得出最优解或满足解。求解过程：求解过程：数学模型估算、试验最优解满意解完善、验证教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化【案例分析【案例分析4】书书P83装修施工的组织优化装修施工的组织优化【学生活动】分析：依据装修的施【学生活动】分析：依据装修的施工流程、资源利用、空间等要求进工流程、资源利用、空间等要求进行分析，可以得到依次施工和平行行分析，可以得到依次施工和平行施工两种方案，思索各自的特点。施工

20、两种方案，思索各自的特点。教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化（1）、明确问题，设立目标）、明确问题，设立目标施工项目：教学楼装修施工项目：教学楼装修 施工内容：教学楼施工内容：教学楼A、B、C栋，须要水电、木工、栋，须要水电、木工、油漆三个施工过程，每个施工过程须要油漆三个施工过程，每个施工过程须要3周时间周时间目标：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理。目标：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理。（2）、收集资料，制定方案、收集资料，制定方案方案一：依据施工要求，从方案一：依据施工要求，从A到到B到到C，依次进行施工。，依次进行施工。方案二：依据施工要求，方案二：依据施工要求，

21、A、B、C栋同时进行施工。栋同时进行施工。方案三：依据施工要求，方案三：依据施工要求，A、B、C栋进行流水施工。栋进行流水施工。教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化楼装修装修过程过程工期工期装修施工进度（周）装修施工进度（周）369121518212427A水电水电3木工木工3油漆油漆3B水电水电3木工木工3油漆油漆3C水电水电3木工木工3油漆油漆3 教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化（3）、检验核实，确定方案、检验核实，确定方案依据分析，确定依据方案三进行施工。依据分析，确定依据方案三进行施工。（4）、分析计算，评价比较、分析计算，评价比较选择出最佳方案：方案三选择出最佳方

22、案：方案三施工特点方案三方案二方案一现场管理设备、材料施工队工期依此施工依此施工27周周1投入少投入少简单简单平行施工平行施工 9周周3投入多投入多复杂复杂流水施工流水施工15周周1较多较多较简单较简单教教学学设设计计二、系统的优化二、系统的优化第三节第三节、系统的设计、系统的设计 本节整体设计：本节整体设计：系统设计是探讨和相识系统的目的。依据系统的系统设计是探讨和相识系统的目的。依据系统的目的和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行目的和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化，就是系统设计。通过室内住整体设计、评价和优化，就是系统设计。通过室内住宅电气系统设计、环保

23、手电筒设计的分析，使学生加宅电气系统设计、环保手电筒设计的分析，使学生加深对系统设计的理解，学会简洁系统的设计。深对系统设计的理解，学会简洁系统的设计。学科教学指导看法中的教学要求：学科教学指导看法中的教学要求：1 1、通过简洁系统的设计案例的分析，初步学会简、通过简洁系统的设计案例的分析，初步学会简洁系统设计的基本方法洁系统设计的基本方法2 2、确定一个生活或生产中的简洁对象，依据设计、确定一个生活或生产中的简洁对象，依据设计要求完成系统的方案设计要求完成系统的方案设计教教学学设设计计 系统的设计是在系统分析的基系统的设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统础上，设计出满足预定目标

24、的系统的过程。它既包含了对某个系统进的过程。它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又须行技术设计本身的内容，同时又须要运用系统的思想和方法对其设计要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。过程进行分析、设计。1 1、系统的设计的涵义、系统的设计的涵义教教学学设设计计l系统设计的目的与要求系统设计的目的与要求l 系统设计要从整体动身，以系统整体功能的最优为系统设计要从整体动身，以系统整体功能的最优为目的。目的。l系统各部分之间的相互联系与相互作用。系统各部分之间的相互联系与相互作用。l 系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联

25、、冲突问题，留意各部分的横向、纵向联系。关联、冲突问题，留意各部分的横向、纵向联系。l系统设计方案的优化系统设计方案的优化l 首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。上完善各部分的设计。2 2、系统设计应考虑的主要问题、系统设计应考虑的主要问题教教学学设设计计 为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，须要筹划：资金安排、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。从系统设计的思路动身，怎样理顺这些关系？【立刻行动】教教学学设设计计 用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案的总体目标、路途规划方案的选择、方案的优化作

26、出思索。总体目标：平安、快捷、经济地完成筑路工程。选择好的路途方案：如马路要过两座山坡，是修隧道还是绕道。要考虑材料、人员的支配，如何降低成本，削减奢侈，考虑天气等因素，提高工程进度。【参考答案】教教学学设设计计3 3、系统设计的一般步骤、系统设计的一般步骤l将系统分解为若干子系统将系统分解为若干子系统l确定各子系统的目标、功能及相互确定各子系统的目标、功能及相互关系关系l对子系统进行技术设计和评价对子系统进行技术设计和评价l对系统进行技术总体设计和评价对系统进行技术总体设计和评价教教学学设设计计手电筒照明供电部分的设计手电筒照明供电部分的设计室内住宅电气系统的设计室内住宅电气系统的设计4 4

27、、简洁系统的设计的实现、简洁系统的设计的实现系统与设计系统与设计系统的结构系统的结构系统的分析系统的分析系统的设计系统的设计什什么么是是系系统统构构成成系系统统必必备备三三个个方方面面的的条条件件系系统统分分类类系系统统基基本本特特征征系系统统分分析析的的含含义义系系统统分分析析应应遵遵循循的的原原则则系系统统分分析析的的一一般般步步骤骤系系统统优优化化的的含含义义影影响响系系统统优优化化的的因因素素系系统统设设计计的的含含义义系系统统设设计计应应考考虑虑的的问问题题简简单单系系统统的的设设计计的的实实现现 五、【内容梳理】五、【内容梳理】六、【学生活动建议】六、【学生活动建议】l教学中可支配

28、多种系统设计活动，例如志向居教学中可支配多种系统设计活动，例如志向居住（学习、生活、工作）环境的设计；家庭装住（学习、生活、工作）环境的设计；家庭装修设计；手电筒照明供电部分的设计等。修设计；手电筒照明供电部分的设计等。l水火箭制作活动或风筝制作让学生能够真正动水火箭制作活动或风筝制作让学生能够真正动起来起来(动手和动脑）动手和动脑）l学生活动手册：学生活动手册：l 学生公寓的分析学生公寓的分析l 发条动力玩具的分析发条动力玩具的分析l 集雨浇灌系统的设计集雨浇灌系统的设计七、【教学反思】七、【教学反思】作为一名通用技术老师，我们应当做到：作为一名通用技术老师，我们应当做到：1、平常应当留意对

29、教学素材的收集（用手机抓拍、平常应当留意对教学素材的收集（用手机抓拍生活中的素材，学生活动图片，学生的作品等）生活中的素材，学生活动图片，学生的作品等）2、多给课堂教学增加一些亮点（在新闻中找亮点、多给课堂教学增加一些亮点（在新闻中找亮点、在生活中找亮点、在学生的爱好爱好中找亮点、在在生活中找亮点、在学生的爱好爱好中找亮点、在网络中找亮点、在笑话中找亮点）网络中找亮点、在笑话中找亮点）3、动手操作时少一些要求，放开才是真正的通用、动手操作时少一些要求，放开才是真正的通用技术课，假如要求太多就变成了传统的劳技课技术课，假如要求太多就变成了传统的劳技课4、多给学生主动探究的机会（学生用扑克牌做出、

30、多给学生主动探究的机会（学生用扑克牌做出各种各样的模型）各种各样的模型）5、多一些评价（作品展示）、多一些评价（作品展示）1、系统科学入门，邵光远，学问出版社、系统科学入门，邵光远，学问出版社2、系统论、信息论、限制论通俗讲话，马丽、系统论、信息论、限制论通俗讲话，马丽扬，河北人民出版社扬，河北人民出版社3、系统科学，许国志，上海科技教化出版社、系统科学，许国志，上海科技教化出版社4、系统科学网站、系统科学网站 :/systemscience.org5、北京科普之窗网站、北京科普之窗网站 :/bjkp.gov 6、钱学森图书馆网站、钱学森图书馆网站 :/lib.xjtu 八、【参考资料】八、【参考资料】Thank You!祝大家工作顺当祝大家工作顺当!