第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)

第三單元系統(tǒng)與設(shè)計(jì)第一頁，共四十七頁，2022年，8月28日一、【本單元與其他單元的聯(lián)系】1、本單元是前兩個(gè)單元內(nèi)容的延伸和一定程度上的綜合，又是后一單元的基礎(chǔ)。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(nèi)容。技術(shù)與設(shè)計(jì)2結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)系統(tǒng)與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)第二頁，共四十七頁，2022年，8月28日二、【本單元課程目標(biāo)】1．從應(yīng)用的角度理解系統(tǒng)的涵義。2．通過簡單的系統(tǒng)的案例分析,理解系統(tǒng)的基本特性,初步掌握系統(tǒng)分析的基本方法。3．理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義,能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。4．通過簡單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例的分析,初步學(xué)會簡單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。5．確定一個(gè)生活或生產(chǎn)中的簡單對象,根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。第三頁，共四十七頁，2022年，8月28日1、本單元共三節(jié)，建議每節(jié)安排3課時(shí)，共9課時(shí)。2、對系統(tǒng)概念、系統(tǒng)基本特性的教學(xué)可從典型案例的分析入手。在教學(xué)過程中，教師要適當(dāng)強(qiáng)化系統(tǒng)中整體與部分的關(guān)系。3、要避免純粹的講解，積極引導(dǎo)學(xué)生思考、分析、交流，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建有關(guān)設(shè)計(jì)的一般過程、原則、評價(jià)等相關(guān)知識。要安排較多的設(shè)計(jì)練習(xí)機(jī)會，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)自己的方案，評價(jià)自己及同學(xué)的方案。

三、【教學(xué)建議】第四頁，共四十七頁，2022年，8月28日導(dǎo)入方法1四、【教學(xué)設(shè)計(jì)】教學(xué)設(shè)計(jì)第五頁，共四十七頁，2022年，8月28日導(dǎo)入方法2捕魚網(wǎng)單個(gè)網(wǎng)眼能不能捕到魚（鳥）？《申鑒·時(shí)事》中的故事P63教學(xué)設(shè)計(jì)第六頁，共四十七頁，2022年，8月28日導(dǎo)入方法3視頻音樂教學(xué)設(shè)計(jì)第七頁，共四十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)本節(jié)整體設(shè)計(jì)：從自行車的組成部分、相互間的聯(lián)系和它們的功能，開始認(rèn)識系統(tǒng)和系統(tǒng)的一般分類，通過多個(gè)案例與小試驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生理解系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應(yīng)性等重要特性，強(qiáng)化對系統(tǒng)的理解?！秾W(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》中的教學(xué)要求：1、從應(yīng)用的角度來理解系統(tǒng)的含義。2、了解系統(tǒng)的分類。3、通過簡單的系統(tǒng)案例分析，理解系統(tǒng)的基本特性。教學(xué)設(shè)計(jì)第八頁，共四十七頁，2022年，8月28日活動(dòng)：拆解彈簧筆筆殼筆芯彈簧……師生討論分析鋼珠、墨水…教學(xué)設(shè)計(jì)第九頁，共四十七頁，2022年，8月28日請問下圖中的自行車好使嗎？教學(xué)設(shè)計(jì)第十頁，共四十七頁，2022年，8月28日分析自行車各部件的作用教學(xué)設(shè)計(jì)第十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日我們在日常工作和生活中,經(jīng)常使用“系統(tǒng)“這個(gè)名詞。

例如，人體中的消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)；一個(gè)學(xué)校中的教學(xué)系統(tǒng)、德育系統(tǒng)、后勤系統(tǒng)；機(jī)器中的傳動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等等。

那么，究竟什么是系統(tǒng)呢？教學(xué)設(shè)計(jì)第十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日1、系統(tǒng)的含義系統(tǒng)：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或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。教學(xué)設(shè)計(jì)第十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日構(gòu)成系統(tǒng)必須具備的三個(gè)條件：1、至少要有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)。2、要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個(gè)整體。3、這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒有的。教學(xué)設(shè)計(jì)第十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日P65馬上行動(dòng)：請指出下列系統(tǒng)分別由哪些要素組成，并說出相互之間有怎樣的聯(lián)系？臺燈學(xué)校的多媒體教室手表縫紉機(jī)燈座、燈泡、燈罩、電線和開關(guān)等電腦、投影機(jī)、音響設(shè)備、課桌椅、照明設(shè)備表殼、表芯、表帶等機(jī)頭、面板、腳踏、皮帶輪等教學(xué)設(shè)計(jì)第十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日系統(tǒng)有大有小，有復(fù)雜有簡單。根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干子系統(tǒng)?！埛治鲎孕熊嚳煞譃槟膸讉€(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)包括哪些部件。（1）傳動(dòng)子系統(tǒng)：（2）制動(dòng)子系統(tǒng)：（3）承重子系統(tǒng)：教學(xué)設(shè)計(jì)第十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、系統(tǒng)的類型可分為：自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。自然系統(tǒng)：是自然形成的系統(tǒng)。人造系統(tǒng)：是由人工制造加工而成的系統(tǒng)。可分為：實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)。實(shí)體系統(tǒng)：是實(shí)物形態(tài)的。抽象系統(tǒng)：是非實(shí)物形態(tài)的。教學(xué)設(shè)計(jì)第十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日書本案例：

自行車輻條松緊的調(diào)整試驗(yàn)

“阿波羅”登月計(jì)劃

巴爾扎克的塑像

“廚具安裝”

人們發(fā)明了數(shù)控機(jī)床

醫(yī)生根據(jù)病人的癥狀確診治療過程

臺式計(jì)算機(jī)的CPU上安裝的小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)過程要充分利用書本的案例，得出系統(tǒng)的基本特性。教學(xué)設(shè)計(jì)第十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日整體性：最基本特性，是個(gè)體的有機(jī)結(jié)合相關(guān)性：各要素之間相互作用相互聯(lián)系目的性：實(shí)現(xiàn)一定的功能動(dòng)態(tài)性：系統(tǒng)處于運(yùn)動(dòng)變化之中環(huán)境適應(yīng)性：對環(huán)境變化的適應(yīng)能力3、系統(tǒng)的基本特性教學(xué)設(shè)計(jì)第十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)、系統(tǒng)的分析本節(jié)整體設(shè)計(jì)：通過漢字激光照排系統(tǒng)、田忌賽馬、農(nóng)作物套種等案例的分析，理解系統(tǒng)分析是明晰系統(tǒng)的功能和目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對系統(tǒng)加以分析、比較，從而擬定一套經(jīng)濟(jì)有效的處理步驟和程序的過程。《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》中的教學(xué)要求：1、初步掌握系統(tǒng)分析的基本方法和一般步驟。2、了解系統(tǒng)分析的主要原則。3、理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。教學(xué)設(shè)計(jì)第二十頁，共四十七頁，2022年，8月28日【案例1】：漢字激光照排系統(tǒng).思考：在漢字照排方案的決策中，系統(tǒng)的整體目標(biāo)是什么？你認(rèn)為王選進(jìn)行決策的依據(jù)主要有哪些？教學(xué)設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)分析及其一般步驟第二十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日1.涵義：

系統(tǒng)分析：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對系統(tǒng)加以周祥的考察、分析、比較、試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進(jìn)方案的過程．

2.基本方法:系統(tǒng)分析的基本方法就是把一個(gè)任務(wù)放在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中加以考察，運(yùn)用邏輯推理和分析計(jì)算，研究分析這個(gè)任務(wù)以及任務(wù)的各個(gè)因素，找出規(guī)律性，提出可行性方案，使系統(tǒng)整體達(dá)到理想的目的。教學(xué)設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)分析及其一般步驟第二十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日【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(tǒng)分析的一般步驟對田紀(jì)賽馬進(jìn)行分析.教學(xué)設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)分析及其一般步驟第二十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日如何進(jìn)行系統(tǒng)分析？明確問題，設(shè)立目標(biāo)收集資料，指定方案分析計(jì)算，評價(jià)比較檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策系統(tǒng)分析的一般步驟：教學(xué)設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)分析及其一般步驟第二十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析的主要原則運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法處理具體問題時(shí)，主要要遵循三大原則：整體性原則科學(xué)性原則綜合性原則案例：丁謂修復(fù)皇宮案例：人行道施工問題案例：孝襄高速公路一、系統(tǒng)分析及其一般步驟第二十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日【案例分析1】：浙江天臺縣高速噪音超標(biāo)80%66戶村民告上法庭【學(xué)生活動(dòng)】討論：怎樣改善噪音的污染，優(yōu)化村民所處環(huán)境（系統(tǒng)）？教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第二十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日1、什么是系統(tǒng)的優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化）。不同的目標(biāo)對應(yīng)著不同的優(yōu)化結(jié)果。教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第二十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日【案例分析2】書P81農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農(nóng)業(yè)間作套種

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。目標(biāo)函數(shù)是系統(tǒng)目標(biāo)與系統(tǒng)中的某些元素之間的關(guān)系?！緦W(xué)生活動(dòng)】討論：影響增產(chǎn)增收有哪些因素？農(nóng)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(nóng)作物收益總和之間的關(guān)系。套種的模式、套種的技術(shù)水平、套種的田間管理、病蟲害防治等等。教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第二十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素對系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第二十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日3、最優(yōu)化方法為使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)而提出的求解方法稱為最優(yōu)化方法。系統(tǒng)優(yōu)化的方法是多樣的，有的運(yùn)用數(shù)學(xué)模型求解，有的通過科學(xué)的估算、試驗(yàn)等方法實(shí)現(xiàn)。但無論運(yùn)用怎樣的優(yōu)化方法，都需要經(jīng)過若干次完善和驗(yàn)證，才能得出最優(yōu)解或滿意解。求解過程：數(shù)學(xué)模型估算、試驗(yàn)最優(yōu)解滿意解完善、驗(yàn)證教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第三十頁，共四十七頁，2022年，8月28日【案例分析4】書P83裝修施工的組織優(yōu)化

【學(xué)生活動(dòng)】分析：根據(jù)裝修的施工流程、資源利用、空間等要求進(jìn)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(diǎn)。

教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第三十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日（1）、明確問題，設(shè)立目標(biāo)施工項(xiàng)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(gè)施工過程，每個(gè)施工過程需要3周時(shí)間目標(biāo)：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(jìn)行施工。方案二：按照施工要求，A、B、C棟同時(shí)進(jìn)行施工。方案三：按照施工要求，A、B、C棟進(jìn)行流水施工。教學(xué)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)的優(yōu)化第三十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日樓裝修過程工期裝修施工進(jìn)度（周）369121518212427A水電3木工3油漆3B水電3木工3油漆3C水電3木工3油漆3

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