第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計（精選6篇）

第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計 篇1

　　第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計.ppt

　　第三單元系統與設計

　　第三節系統的設計

　　一、教學內容分析：

　　系統設計是研究和認識系統的目的，本節教學內容應圍繞系統設計展開。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。通過分析系統設計應考慮的主要問題，根據系統設計的一般步驟，應能進行簡單的系統項目設計。可結合具體實例讓學生分析系統設計應考慮哪些主要的問題，并組織討論活動。

　　本節由“1.系統的設計”、“2.簡單系統的設計的實現”等2小節組成。

　　本部分教材編寫突出連個特點：首先，突出技術的思想方法。教學內容體現了科技發展的先進成果和先進文化，是當代技術思想和方法重要的基礎組成部分，具有豐富的思想內涵和方法論意義，對所有學生的發展都具有教育價值，是技術的學習真正超越技能主義的局限，使技術成為“有思想的技術”，拓展學生對技術的認識，促使學生認識上的遷移和共通能力的發展。其次，強調運用理論和方法解決實際問題。這里更多的是注重學生從理論到實踐的第二次認識飛躍，在編寫安排上是從理論入手，最后回到設計的實踐。

　　二、教學對象分析：

　　通過上節課的學習，學生對系統的優化已經有了初步的了解，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。

　　三、目標：

　　1.知識與技能：　

　　（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。

　　2.過程與方法：

　　通過案例進行系統設計,在設計中將系統的基本特性考慮到設計中去,考慮到系統各要素之間的作用和聯系, 進行系統分析和優化.

　　通過手電筒進行系統設計,在設計中將系統的基本特性考慮到設計中去,考慮到系統各要素之間的作用和聯系, 進行系統分析和優化.

　　3.情感態度價值觀：

　　（1）學會把系統思想和方法運用到自己的生活、工作和學習中去進行設計

　　（2）培養學生動手動腦實踐能力。

　　四、教學重難點：

　　1.教學重點：

　　(1)系統設計中要考慮的主要問題；系統設計的一般過程及思想方法。

　　(2)系統設計中要考慮的主要問題分析。

　　2.教學難點：

　　簡單系統的設計的實現。

　　五、教學概述：

　　在教學實踐中讓學生分成學習小組進行設計并給出設計方案，讓學生在技術實踐中學會系統設計的方法，教師引導學生進行總結和提升。通過案例簡單系統進行設計，把系統的思想貫穿于整個設計當中，初步學會簡單的系統設計的基本方法，學習如何進行系統設計。

　　2課時。

　　六、教學器材：

　　玩具電動機、燈泡、齒輪、手搖柄、導線等

　　七、教學過程：

　　一）引入：我們每個人都會在日常生活中遇到系統設計，系統設計運用的案例比比皆是。

　　例如：

　　家庭室內裝修設計

　　假期旅游行程設計

　　個人形象設計

　　班級管理系統設計

　　學校田徑運動會競賽日程表設計等等

　　第三節系統的設計

　　二）新課教學：

　　閱讀課文第76到90頁，思考以下三個問題：

　　1、什么是系統設計？

　　2、系統設計應考慮的主要問題有哪些？

　　3、系統設計的一般步驟是什么？

　　（一）系統的設計

　　抽學生回答，檢查閱讀結果。加深其他學生印象。

　　1.系統的設計的涵義：

　　系統設計：在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。

　　2.系統設計應考慮的主要問題：

　　（1）系統設計的目的與要求。

　　理解：從系統的整體出發，以系統整體功能的最優為目的

　　（2）系統各部分之間的相互聯系與相互作用。

　　理解：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。依據系統的基本特性，既要考慮當前，也要考慮長遠。

　　（3）系統設計方案的優化。

　　理解：從系統整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善個部分的設計。

　　馬上行動：

　　思考：從系統設計的思路出發，怎樣理順這些關系？

　　學生：路向選擇——地質勘探——資金分配——人員調配——材料購置——施工進度     

　　（1）要實現筑路工程的總體目標是：經濟、快速、安全、方便地選擇路向。

　　（2）進行地質勘探，哪些路段適合筑路，哪些路段不適合筑路，哪些地段適合架橋，哪些地段要避開耕地。

　　（3）選擇筑路技術方案，不同的地段實施不同技術方案，如公路要越過兩座山坡，是穿隧道還是繞道行。

　　（4）進行資金合理的分配

　　（5）考慮工期、人員、材料安排方案，合理安排人員，各段工程同時進行，實行并行施工，在不增加總資金的情況下，降低材料成本，減少材料的浪費，就近取材，就地取材，選擇合理路線購置材料。 在不增加過多人工的前提下，提高工程進度，提高勞動生產率。

　　3.系統設計的一般步驟：

　　（1）將系統分解為若干子系統；

　　（2）確定各子系統的目標、功能及其相互關系；

　　（3）對子系統進行技術設計和評價；

　　（4）對系統進行總體設計和評價。

　　可以概括為“總——分——總”。就是當我們要設計一個系統對象時，可以先將對象分解為一個子系統，分析和確定各個子系統的目標、功能以及它們之間的相互關系和結構組成，然后單獨對每個子系統進行技術設計、評價及優化，然后對由完成的子系統作為構件的系統整體進行總體技術設計和評價。

　　4. 系統設計的基本方法要點：

　　1.遵守設計的一般過程、方法和原則（見《技術與設計1》p35～p39）

　　2.遵守系統設計中特有的兩條原則：

　　（1）設計好系統中的每一個元素或子系統。

　　（2）設計好各元素或子系統之間的協調關系。

　　（二）簡單系統的設計的實現：

　　系統設計多用于比較復雜的社會系統工程、經濟系統工程、規劃系統工程、生態系統工程、能源系統工程、交通運輸系統工程、農業系統工程、工業及企業系統工程、軍事系統工程等方面（講解課本上兩個案例）。

　　案例分析：手電筒照明供電部分的設計

　　講解：王丹遇到了照明問題，想解決這個問題就要用到系統設計

　　（一）王丹的目的：用所學過的知識，設計并制作一只簡易的手電筒。

　　（二）設計要求：可照明的手電筒，攜帶方便，使用安全。

　　（三）設計分析：

　　1.手電筒的結構：

　　（1）可把手電筒看成一個整體

　　（2）再把手電筒照明供電部分分為兩個子系統，一個是照明子系統；另一個是供電子系統。

　　（3）照明子系統的要素是燈泡、導線。

　　（4）供電子系統的要素是電源、開關。

　　2.手電筒的功能

　　（1）手電筒的功能就是照明，取決于各個組成要素

　　（2）供電裝置電源是通過導線的連接驅動燈泡的發光，這些是基本要素，缺少任何一個，手電筒都不能正常工作。

　　3.手電筒的組裝

　　（1）將手電筒的各個要素按照一定的要求進行匹配，組裝才能達到目的功能

　　（2）合理選擇元器件

　　（四）設計方案：方案c

　　1.設計目標：設計一個自動發電手電筒，用發電機代替干電池進行供電。

　　2.手電筒系統的各要素：

　　3.工作原理：

　　用手搖動手柄，使齒輪轉動，帶動由磁鐵和線圈組成的發電機旋轉，線圈在磁場中轉動時切割磁感線產生感應電流，將機械能轉化為電能，輸出電流，使小燈泡發光。

　　（五）方案制作：

　　試驗：測試玩具電動機能否改裝為發電機

　　試驗器材：玩具電動機、小燈泡、粗棉線、導線。

　　試驗過程：

　　（1）在電動機的接頭上連接小燈泡。

　　（2）在電動機的轉軸上繞十幾圈的棉線。

　　（3）用力快速抽動棉線，使電動機的轉子迅速轉動，觀察小燈泡發光情況。

　　試驗總結：

　　當外力使電動機轉子迅速旋轉時，轉子線圈中產生感應電流，小燈泡發

　　光。玩具電動機經改裝可以發電。

　　講解：試驗獲得成功后，他們開始動手制作。

　　（1）       設計簡單電路，畫出電路圖。

　　（2）       根據電路圖，選擇元器件，2.5v的燈泡、導線、發電機、大齒輪、小齒輪、發電機座子、手柄等。

　　（3）       通過手搖柄控制燈泡發光。

　　工作原理：手柄的軸與大齒輪軸連接，利用輪軸原理，把手運動帶動大齒輪轉動，大齒輪與小齒輪嚙合提高小齒輪的轉速，帶動發電機的轉子高速旋轉，快速切割磁感線引起磁通量的變化，產生感應電動勢，有了感應電流，使小燈泡持續發光。

　　學生動手試驗制作：

　　問：你們在設計和制作時遇到哪些問題？

　　學生：小玩具電動機選擇，大小齒輪的匹配。

　　問：對手電筒的設計方案怎樣進行優化的？

　　案例分析：“室內住宅電氣系統設計”

　　現在人們最大消費就是購房，當房子買下后，面臨的就是裝修問題了。在裝修過程中，許多業主和裝修公司都十分重視“木工活”、“瓦工活”的施工質量和效果，人們容易忽視住宅的室內電氣設計，導致裝潢完成后才發現有設計不合理之處，或住戶對每條線路的走向一無所知，殊不知，對將來的使用影響最大的，既不是地上的磚鋪得平不平，也不是墻壁上的涂料刷得是否牢固，而是室內電線、電話線、有線電視光纜的鋪設是否安全合理，使用后出現了故障能不能檢修，所以進行住宅室內電氣線路設計很重要。

　　隨著住戶各類家用電器的逐漸增多，特別是空調、電熱水器等大功率電器的使用，住宅電氣設計由原來的純照明向多功能的方向發展。為避免住戶使用過程中的電氣線路過載等狀況的發生，運用系統的思想整體地進行電氣線路的設計是非常必要的。

　　下面我們就對楊輝購買的一套135.6m2的三室二廳的新房室內電氣線路進行系統的設計.

　　組織學生討論并分析教材第89頁案例: “室內住宅電氣系統設計”明確室內住宅電氣系統的設計從以下方面考慮。

　　（一）系統設計的目的與要求：

　　1.分析室內照明的功能需求，書房、臥室、客廳、廚房、衛生間和涼臺的照明要求是如何的？

　　2.系統組成部分之間的相互聯系和作用：針對不同的照明需求來選擇怎樣的燈具？

　　3.如何計算家居總用電量？

　　4.室內照明的電線敷設的安全標準？

　　5.系統設計方案及其優化：

　　（二）設計要求:

　　1.用電負荷:照明用電負荷800w，娛樂用電負荷1500w，廚房用電負荷1300w，空調用電負荷3000w。最大功率p=800w+1500w+1300w+3000w=11100w

　　2.照明和各種家用電器使用安全、方便，相互之間影響小，便于維修。

　　（三）設計分析；

　　1.設計的目的方便住戶使用，滿足住戶的舒適和審美要求，便于維修，安裝規范，確保室內電氣線路的安全。

　　2.室內配電系統由電源配電箱和若干個回路組成，它們構成了室內電器線路系統的子系統。

　　3.當某一回路發生故障時，不影響其他回路的正常工作。

　　（四）設計方案：

　　1.電源配電箱

　　電源通過住宅的專用配電箱再進入室內房間，配電箱中應有短路、過載和漏電保護，具有過負載、

　　過電壓和漏電保護功能。每戶應設置強弱電箱，配電箱內應設動作電流30ma的漏電保護器，分路經過控開后，分別控制照明，空調，插座等。控開的工作電流應與終端電器的最大工作電流相匹配，一般情況下，照明10a，插座16a，柜式空調20a，進戶40-60a。

　　2.電路的設計

　　楊揮家用電負荷最大值約為11.1kw，通過安全電流11.1kw/220v=21a,電流過大各線路必須采用單獨的電路回路。室內配電系統采用多回路形式，本例設計有照明回路、插座回路、空調回路，對于廚房、浴室設立單獨回路。

　　3.導線與電器設備選擇

　　（1）導線:為了防火、維修及安全，最好選用有長城標志的“國標” 塑料或橡膠絕緣保護層的單股銅芯電線，線材槽載面積一般是：照明用線選用1.5平方毫米，插座用線選用2.5平方毫米，空調用線不得小于4平方毫米，接線選用綠黃雙色線，接開關線(火線)用紅、白、黑、紫等任一種。但在同一家裝工程中用線的顏色用途應一致。

　　（2）電器設備：電源配電箱、電表、控制開關漏電保護開關、電源插座、開關面板、插座的選材面板的尺寸應與預埋的接線盒的尺寸一致；表面光潔、品牌標志明顯，有防偽標志和國家電工安全認證的長城標志；開關開啟時手感靈活，插座穩固，銅片要有一定的厚度；面板的材料應有阻燃性和堅固性。

　　（五）線路布置

　　1.智能系統：在住宅電氣線路設計中應預埋電話線、有線電視信號線、視頻線、網絡線，在客廳和三間睡房預埋電話線、有線電視信號線、視頻線、選擇其中一間睡房作為書房，預埋網絡線。

　　2.照明回路：在睡房、客廳、飯廳、廚房、浴室、涼臺室安裝一個主光源吊燈，在睡房和客廳的墻壁上安裝輔助光源壁燈。

　　3.功能電路：廚房放置冰箱、電飯堡、電熱水器，排氣扇電源插座，浴室安裝淋浴器、洗衣機的電源插座，睡房和客廳安裝空調的電源插座，書房安裝娛樂電視機、音響、電腦等的電源插座都是獨立的電源回路。

　　4.線路布置圖：在形成了住宅的電氣線路設計方案后，繪制出線路走向位置尺寸圖和線路布線圖，編寫《電氣線路設計說明書》草擬布線圖。

　　（1）劃線。確定線路終端插座，開關，面板的位置，在墻面標畫出準確的位置和尺寸。

　　（2） 開槽。

　　（3）電源線配線

　　（4） 埋設暗盒及敷設pvc電線管。

　　（5） 穿線。

　　（6） 安裝開關，面板，各種插座，強弱電箱和燈具。

　　（7） 檢查。

　　（8） 完成電路布線圖，并向住戶反饋設計方案，根據住戶的意見進行修正。提交設計單位備案。

　　5.布線要求原則：

　　（1） 設計布線時，執行強電走上，弱電在下，橫平豎直，避免交叉，美觀實用的原則。

　　（2） 開槽深度應一致，一般是pvc管直徑+10mm。

　　（3） 電源線配線時，所用導線截面積應滿足用電設備的最大輸出功率。一般情況，照明1.5平方空調掛機及插座2.5平方，柜機4.0平方，進戶線10.0平方。

　　（4） 暗線敷設必須配阻燃pvc管。插座用sg20管，照明用sg16管。當管線長度超過15m或有兩個直角彎時，應增設拉線盒。天棚上的燈具設拉線盒固定。

　　（5） pvc管應用管卡固定。pvc管接頭均用配套接頭，用pvc膠水粘牢，彎頭均用彈簧彎曲。

　　（6） pvc管安裝好后，統一穿電線，同一回路電線應穿入同一根管內，但管內總根數不應超過8根，電線總截面積（包括絕緣外皮）不應超過管內截面積的40％。

　　（7） 電源線與通訊線不得穿入同一根管內。

　　（8） 電源線及插座與電視線及插座的水平間距不應小于500mm。

　　（9） 電線與暖氣、熱水、煤氣管之間的平行距離不應小于300mm，交叉距離不應小于100mm。

　　（10） 穿入配管導線的接頭應設在接線盒內，線頭要留有余量150mm，接頭搭接應牢固，絕緣帶包纏應均勻緊密。

　　（11） 安裝電源插座時，面向插座的左側應接零線（n），右側應接相線（l），中間上方應接保護地線（pe）。保護地線為2.5平方的雙色軟線。

　　（12） 當吊燈自重在3kg及以上時，應先在頂板上安裝后置埋件，然后將燈具固定在后置埋件上。嚴禁安裝在木楔、木磚上。

　　（13） 連接開關、螺口燈具導線時，相線應先接開關，開關引出的相線應接在燈中心的端子上，零線應接在螺紋的端于上。

　　（14）導線間和導線對地間電阻必須大于0.5mω。

　　（15）電源插座底邊距地宜為300mm，平開關板底邊距地宜為1300mm。掛壁空調插座的高度1900mm。脫排插座高2100mm，廚房插座高950mm，掛式消毒柜1900mm，洗衣機1000mm。電視機650mm。

　　（16）同一室內的電源、電話、電視等插座面板應在同一水平標高上，高差應小于5mm.

　　（17）安裝開關，面板，插座及燈具時應注意清潔，宜安排在最后一涂乳膠漆之前。

　　6.各房間的布線：

　　（1）臥室：　

　　一般應為6支路線：包括電源線、照明線、空調線、電視饋線、電話線、電腦線。

　　臥室各線終端欲留：床頭柜的上方欲留電源線口，還應欲留電話線口。寫字臺或電腦臺上方應

　　裝電源線、電視饋線、電腦線、電話線接口。照明燈光采用單頭燈或吸頂燈，多頭燈應加裝分控器，重點是開關，采用雙控開關，單聯，空調線終端接口欲留。

　　（2）走廊、過廳：　

　　應為2支路線：包括電源線、照明線。電源終端接口欲留1—2個。燈光應根據走廊長度、面積而定、如果較寬可安裝頂燈、壁燈；如果狹窄，只能安裝頂燈或透光玻璃頂，在戶外內側安裝開關。

　　（3）廚房：

　　應為2支路線：包括電源線、照明線。電源線部分尤為重要，最好選用4mm2線，因為隨著廚房設備的更新，目前使用如微波爐、抽油煙機、洗碗機、消毒柜、食品加工機、電烤箱、電冰箱等設備增多，所以應根據客戶要求在不同部位欲留電源接口，并稍有富余，以備日后所增添的廚房設備使用，電源接口距地不得低于50cm，避免因潮濕造成短路。照明燈光的開關，最好安裝在廚房門的外側。

　　（4）餐廳：　

　　應為3支路線：包括電源線、照明線、空調線。電源線盡量欲留2至3個電源接線口。燈光照明最好選用暖色光源，開關選在門內側。空調也需按專業人員要求欲留接口。

　　（5）衛生間：　

　　應為3支線路：電源線、照明線、電話線。電源線以選用4mm2線為宜。考慮電熱水器、電加熱器等大電流設備，電源線接口最好安裝在不易受到水浸泡的部位，如在電熱水器上側，或在吊頂上側。電加熱器，目前看好的是浴霸，同時可解決照明、加熱、排風等問題，浴霸開關應放在室內。而照明燈光或鏡燈開關，應放在門外側。在相對干燥的地方欲留一個電話接口，最好選在坐便器左右為宜，電話接口應注意要選用防水型的。最好在坐便器旁再安個排風扇開關。

　　（6）客廳：　　

　　客廳布線一般應為8支路線：包括電源線（2.5mm2銅線）照明線（2.5mm2銅線）、空調線（4mm2

　　銅線）、電視線（饋線）、電話線（4芯護套線）、電腦線（5類雙腳線）、對講器或門鈴線（可選用4芯護套線，備用2芯）、報警線（指煙感，紅外報警線，選用8芯護套線）。

　　客廳各線終端欲留分布：在電視柜上方欲留電源（5孔面板）、電視、電腦線終端。空調線終端欲留孔應按照空調專業安裝人員測定的部位欲留空調線（16a面板）、照明線開關。單頭或吸頂燈，可采用單聯開關；多頭吊燈，可在吊燈上安裝燈光分控器，根據需要調節亮度。在沙發的邊沿處欲留電話線口。在戶門內側欲留對講器或門鈴線口。在頂部欲留報警線口。客廳如果需要擺放冰箱、飲水機、加濕器等設備，根據擺放位置欲留電源口，一般情況客廳至少應留5個電源線口。

　　（7）書房：　

　　應為7支線路；包括電源線、照明線、電視線、電話線、電腦線、空調線、報警線。

　　書房內的寫字臺或電腦臺，在臺面上方應裝電源線、電腦線、電話線、電視線終端接口，從安全角

　　度應在寫字臺或電腦下方裝電源插口1-2個，以備電腦配套設備電源用。照明燈光若為多頭燈應增加分控器，開關可安裝在書房門內側。空調欲留口，應按專業安裝人員要求欲留。報警線應在頂部欲留接線口。

　　（8）陽臺：

　　應為2支線路：包括電源線、照明線。電源線終端欲留1—2個接口。照明燈光應設在不影響晾衣物的墻壁上或暗裝在擋板下方，開關應裝在與陽臺門相聯的室內，不應安裝在陽臺內。

　　7.方案實施：

　　布線的時候的特別要求：

　　強電和弱電的管槽之間距離30厘米以上，因為并排走線強電和弱電之間會有干擾。

　　（1）插座多裝，寧濫勿缺。樓梯間一定要有插座。爐灶旁邊不要設插座，有安全隱患。

　　（2）開關不要放在門背后等距離狹小的地方。

　　（3）走道里最好設計一個雙控燈，這頭打開，那頭關閉。

　　（4）插頭最好買帶有面板的，一些長時間不用的插座不容易損壞。

　　（5）餐廳燈要考慮餐桌擺放的位置，否則燈不在餐桌正中。

　　（6）小的射燈一定要裝變壓器，沒有變壓器，燈就像隨時會爆炸的小炸彈，最后的結果是永遠不

　　（7）多買2眼的插座，3眼的電器少。

　　（8）有線插座要買寬頻的。

　　（9）原有的下水管、地漏的位置最好別改變。改不好的話，最容易泛水。

　　（10）電工管線鋪完沒封槽之前，畫出走線圖。

　　（11）為了省電，請精確規劃平時微弱耗電電器(如電視、dvd機、微波爐、空調，dvd機等)的插座。不拔插頭都處于待機狀態的dvd最好裝有開關的插座面板，因為待機所耗的電在普通電表里讀不出來，但分時電表會讀出來。

　　（12）穿好線管后要把線槽里的管道封閉起來，用水泥砂漿把線盒等封裝牢固，其合口要略低于墻面

　　0.     5cm左右，并保持端正。走暗線時通信線不僅不能和電源線的管路一起走，并且還要保持50厘米

　　以上的間距，否則會產生電磁干擾。

　　小結與練習：

　　1、課堂小結

　　（一）系統的設計

　　1.系統的設計的涵義：

　　2.系統設計應考慮的主要問題：

　　3.系統設計的一般步驟

　　（二）簡單系統的設計的實現

　　（三）系統設計的主要過程

　　2、練習

　　(1)

　　評價項目

　　方案1

　　方案2

　　方案3

　　成本投入狀況

　　少

　　少

　　多

　　實施的速度

　　快

　　快

　　慢

　　管理的可行性

　　可行

　　較可行

　　有經費可行

　　技術的先進性

　　一般

　　一般

　　先進

　　技術實現的可行性

　　可行

　　可行

　　可行

　　可能產生的負效應

　　職工人數增多

　　影響學生正常時間就餐

　　投入較慢

　　整體效果

　　可行

　　較可行

　　較可行

　　(2) 關鍵是運用系統的思想，設計分選設備中各個部分，使它們之間構成特定的關系，才能實現分選并達到的可調孔徑的目的。

　　(3) 運用系統的思想解決，方案如下：

　　①應增加管道和集水設備；

　　②實現定時排水澆灑；

　　③當集水設備裝滿時，通過下水道排水。

第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計 篇2

　　一、系統的結構：

　　1、系統的含義：

　　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，稱為系統。

　　案例分析：自行車：自行車由車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、鏈條、車輪（輪胎、輻條、車圈、氣門）、車閘、等主要部件組成。

　　2、構成系統，必須具備三個條件：

　　第一，至少要有兩個或者兩個以上的要素（部分）才能組成系統；

　　第二，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；

　　第三，這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。

　　3、系統的類型：

　　（1）自然系統和人造系統；（2）實體系統和抽象系統：

　　人造系統、生態系統是自然系統；城市系統、計算機硬件系統和機械傳動系統是人造系統

　　生物系統、機械系統是實體系統；哲學系統、計算機的操作系統是抽象系統

　　4、系統的基本特性

　　整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性。

　　（1）整體性：是系統最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。

　　系統是一個整體，它不是各個要素（部分）的簡單相加，系統的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態下所沒有的。系統的任何一個要素（部分）發生變化或出現故障時，都會影響其他要素（部分）或整體的功能的發揮。系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。

　　（請掌握巴爾扎克的塑像分析、木桶理論）

　　（2）相關性：是指組成系統的各要素之間或系統整體與部分之間的相互作用、相互聯系。

　　碳含量與合金鋼材料的整體性能的相關性    梁的跨度與梁的厚度之間的關系

　　（3）目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這正是區別不同系統的標志。

　　對于復雜的系統，目標有多個，往往用一個指標體系來描述系統的目標。

　　鐘表系統的目的性 1999年我國開始的農業生產結構調整

　　（4）動態性：任何系統都是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。

　　（5）環境適應性：系統只有具有對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性。

　　春捂秋凍     電冰箱放合適的位置      飛機在空中適應環境的飛行

　　二、系統的分析：

　　1、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詳的考察、分析、比較、實驗，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。

　　系統分析的顯著特點是完整而不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決問題。系統分析可以減少決策的失誤。目的：尋求解決問題的最佳決策。

　　2、系統分析的一般步驟：

　　①明確問題，設立目標；②收集資料，制定方案；③分析計算，評價比較；④檢驗核實，作出決策。（田忌賽馬案例）

　　3、系統分析的主要原則：

　　整體性原則（丁謂修復皇宮）、科學性原則（三三進九不如二五一十）、綜合性（孝襄高速公路）原則。

　　4.系統優化的目的：

　　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）。

　　最小的成本——最大的利潤；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的產品；單位面積土地——更高的農業產量。（案例：農業間作套種，家具利潤問題等）

　　5、影響系統優化的因素：指對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以認為調節的因素。

　　優化目標；目標函數；約束條件（不能人為調節）；影響因素（可以人為調節）。

　　6、系統最優化方法：使系統達到最優的目標而提出的求解方法。

　　數學模型——最優解；    科學估算、試驗——滿意解。 結合案例，分析系統優化的實現。

　　三、系統的設計：

　　1、系統設計的目的、方法與過程：

　　①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。不同行業的系統設計有著不同的技術要求。

　　②系統各部分之間的相互聯系與相互作用：

　　運用系統的思想綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題。注重各部分的縱向、橫向聯系；依據系統的動態性、環境適應性，考慮當前和長遠。

　　③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、功能及其相互關系

　　對子系統進行技術設計和評價

　　對系統進行總體技術設計和評價等

　　3、簡單系統的設計：

　　了解系統設計應解決的主要問題和基本的設計過程，寫出系統設計或系統優化設計的書面方案，包括必要的設計草圖以及量化數據。（案例：手電筒照明供電部分的設計）。

　　四、簡單系統的設計的實現

第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計 篇3

　　點擊下載教學課件.ppt

　　第三單元系統與設計

　　第二節系統的分析

　　一、教學內容分析：

　　《系統的分析》是選自普通高中課程標準實驗教科書《通用技術——技術與設計2》。本書主要學習系統分析的基本特征、基本方法，并對系統進行優化，本節課是課標的重點要求，是系統設計的基礎，以系統分析的基本方法指導簡單的系統設計，提高系統的有序性和整體運行效果，這樣才能使系統設計獲得整體的最佳效益，通過本節課的學習，學生會了解技術設計的一些文化內涵，能歸納技術設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，并能學會對事件的理性分析和科學決策。

　　二、教學對象分析：

　　通過上節課的學習，學生對系統的內涵已經有了初步的了解，再加上以前所學內容和生活經驗，涉入本節課的難度不是很大

　　三、目標：

　　1.知識與技能：　

　　1）通過簡單的系統案例分析，理解系統的基本特性，初步掌握系統分析的基本方法。

　　2）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。

　　2.過程與方法：

　　能運用系統分析的基本方法對生活、學習、工作中遇到的問題進行科學合理的分析，并提出優化的方案。

　　3.情感態度價值觀：

　　樹立系統分析問題的觀念，培養系統分析的觀點。提高學生的技術素養，增強面對技術世界的信心以及個人、社會、環境的責任心。

　　四、教學重難點：

　　1.教學重點：

　　理解系統基本特性及系統優化的意義，能結合案例分析影響系統優化的因素。

　　2.教學難點：

　　系統分析的基本方法和系統優化，能遷移到日常生活中，并靈活的運用。

　　五、教學概述：

　　為了充分的體現教師的主導地位和學生的主體地位，在教學中把知識點的學習置于具體的情景中，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。在教學中要根據學生的認知規律，由淺到深，由易到難，以回想——分析——歸納——遷移為主線，組織教學。

　　鼓勵學生進行自主探究式的學習方法，交流討論、歸納，要有團結合作的意識。明確技術離不開生活。要想真正的把技術這一學科掌握好，必須把學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、走進生活的環境中。

　　2課時。

　　六、教學器材：

　　多媒體

　　七、教學過程：

　　一）引入

　　復習：

　　系統的基本特性有那些？

　　整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性

　　過渡：在日常生活中，每個人都會面臨選擇、面臨決策，那么決策方法有那些呢？

　　決策方法有經驗決策和科學決策；系統分析是一種科學決策的方法。

　　第二節系統的分析

　　二）新課教學：

　　1.什么是系統分析：

　　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詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬定一套有效處理步驟和程序，或對原來的系統提出改進方案的過程，就是系統分析。

　　系統分析的顯著特點：

　　是完整地而不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決完問題。

　　案例分析：漢字激光照排系統系統

　　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？

　　（1）一是漢字字型信息量大，要解決字型信息量壓縮的問題；二是漢字的字型信息壓縮后存入計算機，需要將其快速還原和輸出。

　　（2）采取跨越式發展的技術路線，跨過第二代和第三代照排系統，直接研制第四代激光照排系統。

　　講解本案例主要是讓學生明白到漢字激光照排對我國印刷、出版、傳媒等眾多部門的重要性，同時也讓學生知道本項技術是我國的技術水平已經達到國際先進水平。

　　2.系統分析的一般步驟：

　　系統分析的出發點為了發揮系統的整體功能，目的是尋求解決問題的最佳決策，而生產和生活中的一些問題，往往存在著許多相互關聯和一些不確定的因素，所以最佳決策只是在若干方案中尋求的相對令人滿意的方案。

　　系統分析的一般步驟可以描述為：

　　明確問題，設立目標→收集資料，制定方案→分析計算，評價比較→檢驗核實，作出決策

　　明確問題，設立目標：明確要研究問題的性質和范圍，提出所要達到的目標，明確約束條件。

　　收集資料，制定方案：收集相關資料，制定解決問題的各種備選方案，預計可能產生的各種結果。

　　分析計算，評價比較：對資料和數據做必要的計算，進行各子系統的分析，再進行系統的整體分析，將各種方案進行評價對比，選擇最佳方案。

　　檢驗核實，作出決策：如果對制定的方案不滿意，還可按上述程序反復進行，直到獲的滿意為止。

　　案例分析：田忌賽馬

　　思考：

　　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？

　　田忌賽馬

　　戰國時代，齊王常與他的大將田忌賽馬，雙方約定每場各出一匹馬，分三場進行比賽。齊王的馬有上、中、下三等，田忌的馬也有上、中、下三等，但每一等都比不上齊王同等的馬，于是田忌屢賽屢輸。　　一日，田忌的賓客、對軍事頗有研究的孫臏給田忌出了一個主意，結果以二比一贏了齊王。

　　在以上各方案中，齊王與田忌的賽馬結局有以3：0贏的，也有以2：1贏的，但只有一種情況是田忌以2：1取勝于齊王的，孫臏正是把這種方案推薦給了田忌，就是上述方案（3）。

　　教師：作為一個系統，通常就會有這樣或那樣的問題。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、財力不是最小；或是某種性能不理想等等。因此系統需要改善，需要優化。

　　在現實生活中，由于受環境和條件的限制，不可能找出一切方案，也不可能對所有方案進行全面比較，漫無邊際地去研究所有方案，無論在時間上還是人力上都不允許，運用科學的方法就更為重要，缺乏資料，缺少對資料的科學計算和分析，只靠拍腦袋無法尋找到最優方案。

　　田忌賽馬能轉敗為勝的主要原因：

　　田忌賽馬能轉敗為勝與馬、孫臏、田忌、齊威王這四個因素有關，他們是缺一不可的。

　　但主要是由于孫臏的原因。

　　1：明確問題，設立目標

　　問題：跑馬比賽，

　　目標：取得比賽勝利，

　　約束條件：三匹馬參加比賽，每匹馬比賽一次。

　　2：收集資料，制定方案

　　田忌的賽馬共有6種方案:　　

　　田忌 齊王

　　田忌 齊王

　　（ 1）

　　上馬 ： 上馬

　　中馬 ： 中馬

　　下馬 ： 下馬

　　（ 2）

　　上馬 ： 上馬

　　中馬 ： 下馬

　　下馬 ： 中馬

　　（ 3）

　　上馬 ： 中馬

　　中馬 ： 下馬

　　下馬 ： 上馬

　　（ 4）

　　上馬 ： 中馬

　　中馬 ： 上馬

　　下馬 ： 下馬

　　（ 5）

　　上馬 ： 下馬

　　中馬 ： 上馬

　　下馬 ： 中馬

　　（ 6）

　　上馬 ： 下馬

　　中馬 ： 中馬

　　下馬 ： 上馬

　　3：檢驗核實，作出決策

　　各種方案的比賽結果：

　　4：分析計算，評價比較

　　選擇合適的馬的出場順序。

　　過渡：運用系統分析的方法處理具體問題時要遵循系統分析的主要原則。

　　3.系統分析的主要原則

　　整體性原則、科學性原則、綜合性原則三個主要原則。

　　1）整體性原則

　　系統分析首先著眼于系統整體，要先分析整體，在分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。

　　案例分析：丁謂修復皇宮

　　想一想丁謂修復皇宮的方案為什么會成為我國古代運用系統思想和方法的著名范例？

　　本案例是講解系統整體性的一個著名案例，丁謂運用了系統分析的基本方法。首先著眼于系統整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。把燒磚、運輸建筑材料和處理廢墟三項繁重的工程任務看成一個整體中的相關部分，加以協調處理，從而找到獲得最佳效果的方案，節省了大量勞力、費用和時間,一舉三得。

　　馬上行動：p079

　　請分析這一事件的問題所在，你認為怎樣處理更為合理？

　　2）科學性原則

　　系統分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面盡可能地運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具說服力。

　　閱讀：優選法

　　華羅庚院士

　　他是中國解析數論、典型群、矩陣幾何學、自守函數論與多復變函數論等很多方面研究的創始人與開拓者。

　　優選法是快速尋找最佳方案的科學方法。具體的優選法有很多，如黃金分割法、分數法、對分法等。黃金分割法也稱0.618法。

　　“黃金分割”具有很高的使用價值，其中最著名的例子就是優選學中的“0.618”法，該方法于70年代在我國得以推廣，并取得了很大的成就。在社會主義市場經濟中，科學嚴謹的方法往往能有事半功倍。在經濟、金融中已得到廣泛應用，形成“用科學的方法指導實踐，在實踐中驗證科學”的良性循環。我國著名數學家華羅庚在應用優選法應用做出杰出貢獻。

　　（1）“兩面針”牙膏：采用優選法科學生產大幅度降低鋁材消耗，每年節約鋁材幾噸；結果打了3年漂亮仗…….

　　（2）著名數學家華羅庚教授在他晚年時，在全國講學，介紹他的優選法。當時廣東有5個水泥廠，經過優選法的改良，生產出6個水泥廠的產量，少建1個水泥廠，這個貢獻就很大。這就是說知識、健康帶來的財富，可以估算的和不可估算的都是很巨大的。

　　（3）優選法使得新西蘭培育出世界上最好的肉牛和奶牛。為了發展羊毛和肉類生產，新西蘭采用先進的培育技術，改進當地羊只的品種，使其具有國外引進種群的特殊優點.

　　如在煉鋼時需加入某種元素來增加鋼材強度，若將試驗點取在這一元素用量區間的0.618處，獲得理想用量的試驗次數將大大減少。實驗證明，對一個因素的問題，用優選法做16次試驗，就可達到“對分法”做xx余次試驗的效果。

　　3）綜合性原則

　　注重研究系統各部分之間的相互聯系和相互作用，既注重研究各部分間的橫向聯系，也注重研究各部分間的縱向關系。

　　系統分析總是為實現系統目標服務的，應將目標排除優先次序，首先選取最優先的目標，然后盡可能在不損害第一目標的前提下完成下一個目標，這就需要綜合分析、統籌兼顧、不可顧此失彼。

　　系統分析還需要考慮設計方案出臺所帶來的后果。（例建廠后帶來的環境污染、生態平衡破壞、水土流失）

　　某些情況下，綜合若干方案的優點，會取得意外效果。（例中西醫結合治療了許多疑難雜癥）

　　案例分析：p080

　　根據以上內容，你認為孝襄高速公路的設計應該綜合考慮那些目標？

　　1）當地的生態多樣性。

　　2）減少投資。

　　過渡：我們做任何事情都希望達到最優化的效果。如希望以最小的成本獲得最大的利潤，以最短的工期完成更多的工程量，以最少的能耗生產更多的產品，在單位上面積上盡可能提高農業產量。那么如何進行系統的優化？

　　4.系統的優化

　　1）系統優化的涵義：

　　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。

　　案例分析：p081

　　你認為在你所在地區，可采取那些提高農作物產量的措施？

　　農作物種植系統的優化——農業間作套種。

　　l       目的：實現增產、增收、提高土地的利用率。

　　l       條件：農作物的生長特性、天氣、氣候。

　　l       手段：利用農作物生長的季節差、時間差。

　　l       約束條件：農作物的生長特征、天氣、氣候等因素對農作物套種起著限制作用，是不能人為調節的。

　　l       套種的技術水平田間管理病蟲害防治對產量有直接影響，并可以人為調節。可優化。    

　　建筑材料的改進也是一項優化技術，以往建筑物的墻體多采用實心磚，現在采用了空心磚，在保證強度、隔熱隔音效果的同時，節省了材料。

　　飛機制造中大量使用復合材料來減輕重量，提高了飛機的結構強度、飛行性能、節省燃油等。

　　上例中，優化的目標是增產增收和提高土地的利用率，這一目標與土地的單位面積農作物收益總和之間的關系就稱為目標函數。農作物的生長特性、天氣、氣候等因素對作物套種起到限制作用，并且是不能人為調節的，稱為約束條件。套種的技術水平、套種的田間管理、病蟲害防治等對套種的產量產值有直接影響，這些是增產增收的影響因素。

　　影響系統優化的因素是指對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以認為調節的因素。

　　進行系統優化應考慮的三個要素：

　　目標與目標函數：目標與收益總和之間的關系

　　約束條件：對目標函數起限制作用，不能人為調節

　　影響因素：產生影響，可人為調節。

　　對于比較復雜的系統，人們對其特征了解不夠，所以需要運用一定的數學的手段描述它，進而找到合適的解決方案。 

　　2）數學建模

　　用數學公式或圖表等描述客觀事物的特征模型，稱為數學模型。

　　案例分析：p081

　　利潤問題

　　三個要素

　　l       目標：家具銷售獲取最大利潤

　　l       約束條件：材料、勞動力、合同

　　l       影響因素：椅子數量x1、桌子數量x2 。（決策變量）

　　建立關系：

　　l       目標函數：smax=50x1+60 x2

　　l       約束條件：4x1+6 x2≤600（材料）

　　20 x1+18 x2≤400（工時）

　　x1≥8  ，  x2≥5（合同）

　　l       最優方案：

　　課堂探究：碼頭位置的選擇

　　在江邊一側有a、b兩個廠，它們到江邊的距離分別是2km和3km，設兩廠沿江方向的距離是3.5km，現在要在江邊修建一個碼頭，使得兩廠的產品能夠順利過江，問碼頭應建在什么位置，才能使運輸路線最短？

　　分析：

　　　　根據要求可畫出上圖，在江邊de上求一點c，使c到a、b兩廠的距離之和為最短。　　

　　　　數學模型為： smin=ac+bc

　　碼頭建在與a廠到江邊垂直距離位置相距1.4km處，運輸路線最短。

　　3）最優化方法

　　（1）運用數學模型求解。

　　能夠通過優化建立數學模型的，得到的解就是最優解

　　（2）通過科學的估算、試驗實現不能夠確切描述目標函數的，通過推算或推斷得到滿意解

　　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，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。

　　4）系統優化的意義

　　實現系統的最優化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的經濟效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。

　　5）系統優化的實現：

　　案例分析：p083    裝修施工的組織優化

　　目標：對資源的利用是最為合理

　　約束條件：水電、木工、油漆依次序裝修

　　影響因素：施工時間、裝修隊數量、設備數量、管理能力

　　你還能想到什么方案？

　　綜合分析各種方案，你認為最合理的方案是哪一種？

　　【案例】：阿拉斯加原油輸送方案

　　（1）明確問題，設立目標

　　任務：由阿拉斯加東北部的普拉德霍灣油田向美國本土運輸油田。

　　（2）收集資料，制定方案

　　環境：油田處于北極圈內，海灣常年處于冰封狀態，陸地最低氣溫達-50 c。當前采用的一般方案：

　　方案1由海路用油船運輸

　　方案2用帶加溫系統的油管輸送

　　（3）分析計算，評價比較

　　處理策略：考慮到安全和供油的穩定性，暫時把方案2作為參考方案作進一步的細致研究。同時繼續考慮新的方案。

　　提出方案3：把含10％－20％氯化鈉的海水加到原油中去，使在低溫下的原油成乳狀液，仍能暢流，這樣就可以用普通的輸油管道運送了。

　　提出方案4：將地下石油蘊涵的天然氣轉化為甲醇加到原油中，降低原油的熔點，增加流動性，從而用普通的管道就可以同時輸送原油和天然氣，僅管道鋪設費就可以節省近60億美金。

　　綜合各方案優、缺點，以及成本、安全性等，確定第4種方案為最終方案。

　　（4）檢驗核實，作出決策

　　反思：如果僅僅在前面3個方案上優化，無論如何都得不到方案4的巨大效益。分析人員運用其專業知識，將石油中的原油和天然氣的運輸作為一個整體進行系統分析，獲得了成功，體現了系統分析的實際價值。

　　小結：

　　1.什么是系統分析?

　　2.系統分析的一般步驟：

　　明確問題，設立目標 → 收集資料，制定方案→分析計算，評價比較→檢驗核實，作出決策

　　3.系統分析的主要原則

　　整體性原則

　　科學性原則

　　綜合性原則。

　　4.系統的優化

　　1)系統優化的意義

　　2）數學建模

　　3）最優化方法

　　4）系統優化的意義

　　5）系統優化的實現：

第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計 篇4

　　點擊下載課件.ppt

　　第三單元系統與設計

　　第一節系統的結構

　　一、教學內容分析：

　　本單元以系統為研究對象，既是前兩個單元內容的延伸和一定程度上的綜合，又是最后一單元的基礎。本單元集中了很多核心概念和重要的思想和方法，學好本單元可以使學生運用系統的思想與方法，學好本單元可以使學生運用系統的思想與方法處理和研究問題，使學生掌握分析、設計系統的基本方法和步驟。本單元是本冊教材的重要內容之一。這單元的內容分別是“一、系統的結構”、“二、系統的分析”、“系統的設計”。第一節“系統的結構”包括什么是系統、系統的類型和系統的基本特性三個部分；第二節“系統的分析”包括系統分析及其一般步驟和系統的優化兩部分；第三節“系統的設計”主要是從系統設計應考慮的問題和一般步驟出發，對簡單系統進行設計的內容。

　　本節課的內容主要是理解什么是系統，系統的類型以及系統的基本特性。這些概念抽象，學生理解起來有些困難，因此應從系統的應用角度來理解系統的含義。通過看得見，摸得著的簡單案例來進行分析，理解系統的概念與基本特性。

　　二、教學對象分析：

　　學生在學習了系統后，很想繼續了解系統的特性。課本的理論知識學生可通過閱讀、討論等方法理解，而對于學生來說較難的是運用理論進行具體的案例分析。因此，如何用系統的基本特性解決有關問題是本節的難點。在教學過程中應多列舉學生身邊的事例，并加以說明。有條件時可讓學生通過討論（或辯論）的方法解決有關問題。讓學生充分參與到教學中來，做學習的主人。

　　三、目標：

　　1.知識與技能：　

　　1）從應用的角度理解系統的含義。

　　2）通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性。

　　2.過程與方法：

　　通過討論，案例分析，掌握系統的基本特性，構成系統的基本思想。

　　3.情感態度價值觀：

　　初步認識系統，感受系統科學的魅力。

　　四、教學重難點：

　　1.教學重點：

　　1）系統的構成。

　　2）系統的基本特性。

　　2.教學難點：

　　應用系統的基本特性分析問題。

　　五、教學概述：

　　本章的教學結合具體的教學內容采用“生活體驗—問題提出―教學內容—案例分析―練習鞏固―總結提升”的模式展開。

　　在教學中把概念含義的學習置于具體的問題情景當中，通過豐富的案例使學生從生活體驗到理性分析的思維升華過程。同時關注學生能否用不同的語言表達、交流自己的體驗和想法。

　　通過富有吸引力的現實生活中的問題，使學生回想和分析具體的生活案例，激發學生的好奇心和主動學習的欲望。讓學生本著“回想—聯想—猜想”的思維過程，對教學內容進行步步展開，使學生親歷自主探索和思維升華的過程。

　　鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發展。

　　2課時。

　　六、教學器材：

　　多媒體、掛圖

　　七、教學過程：

　　一）引入新課：

　　過渡：在日常的生活中，系統存在于我們的周圍，下面請同學們，觀察以下幾幅圖片，通過觀察，初步總結系統的含義。

　　多媒體展示：選取汽車、太陽系、人體的呼吸系統等多個案例，讓學生充分感受系統的表象，進而總結出系統的含義。

　　二）新課教學：

　　1.什么是系統？

　　教師：系統到底是什么？如何更深入理解系統？下面我樣以對“自行車”的結構分析，來更深理解系統和子系統的概念。

　　屏幕上展示自行車。

　　思考：

　　1)自行車是同學們最常用的交通工具，提問學生，自行車由哪些構件組成。

　　車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、車閘等主要部件組成。

　　2)它們的作用：

　　車把的作用：控制車的方向。

　　腳蹬的作用：將人腳踩的力傳遞到鏈輪鏈條上。

　　鏈輪和鏈條的作用：將動力機的運動和動力傳遞給執行系統的中間裝置。

　　前后車輪的作用：當腳踩腳蹬時,帶動中軸,使大鏈輪轉動起來經鏈條傳動傳給小鏈輪,再傳到后輪,使其轉動起來與地面產生摩擦,從而實現前進,而前輪在這時還起到導向作用, 還可以起到防振,及地面對輪子的直接影響,又提高了舒適度。

　　車閘的作用：利用摩擦力使得自行車減速或停止。

　　3)結合生活經驗和案例，分析當自行車出現下列情況時會導致什么情況？

　　(1)車閘的橡皮松了   剎車不靈 （自行車將不能減速，更不容易停止，容易發生交通事故。）             

　　(2)車把固定螺釘松了  方向把不準（車的行使方向不容易控制。）

　　(3)鏈條斷了            無法行進（動力將不能傳遞給執行系統，車子就不能行使。）

　　(4)車輪的輻條斷了    受力不均容易引起車圈變形（車輪容易變形。）

　　過渡：經過了上面的練習，我們知道，組成系統的某部分出現了問題會影響到系統的整體功能，同時也會引起其他部分的無法正常工作。那這樣我們對系統的含義可以總結為：

　　這種由相互聯系、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整體，稱為系統（system）。

　　系統根據一定的標準可劃分為若干個子系統（subsystem）。

　　子系統（subsystem）：子系統是相對于大系統而言的，它是大系統中相對獨立且具有一定功能的組成部分。

　　要素：指構成系統的最主要的元素。

　　馬上行動：自行車的子系統。

　　傳動（動力）子系統：由腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪等組成。

　　制動子系統：由剎車柄、車閘、連接線等部件組成。

　　承重子系統：由車架、鞍座、車輪等組成。

　　方向控制子系統：車把、前叉上下軸承、前叉等組成。

　　行駛子系統：由前后車輪組成。

　　附設子系統：由前后擋泥板、車后架、車筐、車鈴等。

　　系統有大有小，有復雜有簡單。對于較大型的系統和比較復雜的系統，根據一定的標準可劃分為若干子系統（subsystem）：

　　地球生態系統：海洋生態系統、森林生態系統、陸地生態系統等子系統。

　　交通系統：航空運輸系統、鐵路運輸系統、公路運輸系統等子系統。

　　管理系統：生產管理系統、營銷管理系統、財務管理系統等子系統。

　　任何系統又是更大系統的子系統。

　　教師：教師根據部分同學的分析進行總結同時強調，對系統正確分析的重要性，我們要改進產品、提高產品的質量就必須正確分析系統的結構及其在整個系統中的作用。然后，提出組成系統必備的三個條件：（見課件）

　　構成系統，必須具備三個條件：

　　第一、至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）才能組成系統；

　　第二、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；

　　第三、這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。

　　馬上行動：

　　請指出下列系統分別由哪些要素（部分）組成，并說出相互之間有怎樣的聯系。

　　系統的名稱

　　組成要素（部分）

　　臺燈

　　燈座、 燈泡、 燈罩、 電線、 開關等

　　學校多媒體教室

　　實物展示臺、投影機、電動屏幕、錄像機、攝像機、vcd機、展臺、音響設備等多種現代教學設備組成。

　　手表

　　表殼、表帶、表芯等。

　　縫紉機

　　機頭、機座、傳動和附件

　　2.系統的類型：

　　1)按系統的規模分：小型系統、中型系統、大型系統和巨型系統

　　2)按組成要素的性質（按人類干預的情況）分：自然系統、人造系統和復合系統。

　　自然系統——原始的系統都是自然系統，如天體、海洋、生態系統等。又如呼喚系統、消化系統、循環系統、免疫系統等。

　　人造系統——如人造衛星、海運船只、機械設備等。又如：交通系統、商業系統、金融系統、工業系統、農業系統、教育系統、經濟系統、文藝系統、軍事系統、社會系統等等。

　　復合系統——既包含人造系統又包含自然系統。

　　3)按系統與環境的關系分：開放系統、封閉系統和孤立系統。

　　開放系統——是指在系統邊界上與環境有信息、物質和能量交互作用的系統。例如商業系統、生產系統或生態系統，這些都是開放系統。在環境發生變化時，開放系統通過系統中要 素與環境的交互作用以及系統本身的調節作用，使系統達到某一穩定狀態。因此，開放系統常是自調整或自適應的系統.。

　　封閉系統——是一個與外界無明顯聯系的系統，環境僅僅為系統提供了一個邊界，不管外部環境有什么變化，封閉系統仍表現為其內部穩定的均衡特性。封閉系統——的一個實例就是密閉罐中的化學反應，在一定初始條件下，不同反應物在罐中經化學反應達到一個平衡態。注意物理上講，還有嚴格劃分，往往僅把沒有物質來往的系統稱封閉系統；而把沒有物質、能量和信息來往的稱為孤立系統。

　　4)按學科領域就可分成自然系統、社會系統和思維系統；

　　5)按范圍劃分則有宏觀系統、微觀系統；

　　6）按狀態劃分就有靜態系統和動態系統；穩態系統和非穩態系統；平衡系統、非平衡系統、近平衡系統、遠平衡系統等等。

　　馬上行動：

　　請分別列舉以下系統的2~3個實例。

　　工業生產方面的系統：工業控制網絡系統、工業電視監控系統、光纖工業電視系統、工業除塵系統、工業排風系統、影子系統、清除系統垃圾。

　　農業生產方面的系統：農業生態系統、農業銀行系統、生產管理系統、生產率系統。

　　軍事方面的系統; 導彈跟蹤系統、防衛系統。

　　教育方面的系統：遠程教育系統、教育評價指標系統、教育電聲系統、教育培訓系統、教育管理系統、教育信息系統、教育指標系統、教育資源管理系統。

　　閱讀：系統論

　　教師進一步提問：若干要素之間是否相對獨立？請同學們閱讀課文后回答。

　　3.系統的基本特性：

　　系統的基本特性有：整體性、相關性、目標性、動態性、環境適應性。

　　1)整體性：

　　系統是一個整體，他不是各個要素（部分）簡單相加，系統的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態下所沒有的。 整體性是系統最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。

　　例如：自行車條輻的調整，動一條整個車輪都發生改變。

　　（1）美國“阿波羅”計劃中的飛船和運載火箭是由700多萬個零件組成。這些零件都很普通，甚至沒有一個是新研制的，為什么能實現把人送上太空的功能？

　　各部分按照一定的結構組成了系統，從而實現了整體的功能。

　　（2）巴爾扎克的塑像：

　　傳說，法國著名雕塑家羅丹曾經給文學家巴爾扎克雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人們的稱贊，人們特別對雕像上巴爾扎克的一雙手贊不絕口，都說這雙手太逼真、太生動了。羅丹聽到人們的議論后，卻毫不猶豫地從塑像上砍去了這雙手。

　　請解釋，羅丹這樣做的目的何在，雕塑家的這一行為給你以怎樣的啟示？

　　學生閱讀后討論：讓人們看到其它的美所在。不能離開整體去分析任何一個組分，一個系統組織的好不好，就看它的整體功能實現的怎樣。羅丹砍去雕塑雙手的目的在于使人們注意雕像的整體，而不僅僅是注意這雙手。

　　【系統思路】做任何事情都要重視整體效應，必要的時候要舍得拋棄部分而保留整體。

　　中國有一句成語就表達了這個意思：“棄卒保車”。

　　（3）三個和尚的故事說明了什么？ “三個臭皮匠頂個諸葛亮”又說明了什么？

　　【系統思路】系統不是各個元素（組分）的簡單相加。如果將它們之間的相互聯系和相互作用協調好，就能得到“1+1>2” 的效果。反之亦然。

　　辯論：在一個系統中，各要素好，則整體性能是否好？

　　①某球隊有的是球星，但他們各打各的，最終這個球隊打不贏一支普通的球隊。說明了什么？

　　②某校畢業班學生學習很緊張，有一位教師為了提高自己所教學科的成績，他充分利用自習、晚修等時間給學生補課。請你談談他的做法是否正確？為什么？

　　馬上行動：

　　1.請舉例說明“系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和”這一論點。

　　系統的名稱

　　系統的整體功能

　　各部分的功能

　　呼吸系統

　　完成呼吸，為人體提供氧氣

　　傳送空氣：向肺內運送空氣，不能執行氣體的交換

　　教育系統

　　能有序的完成整個教育教學工作。

　　學校：直接教育學生，向學生傳授知識，但不能形成公平公正的教育機制。

　　水利灌溉系統

　　由水庫蓄水、分水閘分配水量、引水渠輸水等配合工作，起到灌溉農田的作用。

　　分水閘；按需求分配水量，否則，分配不合理，造成水源的浪費。

　　2.根據系統的整體性特征，解釋右表中所列的現象：

　　現象

　　原因

　　“一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃。 ”

　　不符合整體性的原則、各組分之間，組分與整體之間協調的不好，不能形成良好的功能。

　　三個臭皮匠頂個諸葛亮

　　各組分之間，組分與整體之間協調的好，形成良好的功能。

　　一著不慎、全盤皆輸

　　各組分之間相互聯系、相互作用，任何一個元素或組分的變化都會影響其他元素和組分實現其功能。

　　“棄卒保車”

　　系統有很多的子系統，各子系統之間有一定的層次性，首先要保證主要組分，再考慮次要的。

　　2)相關性：

　　相關性是指組成系統的各個要素之間或整體之間相互作用、相互聯系。系統的各組分或元素只要有一個變化都會影響其他元素和組分實現其功能。

　　(1)為了保護草原植被，當地政府頒布了禁止大量捕殺野狼的法令，這是什么道理？

　　狼捕殺羊、野兔等食草性動物，使其數量減少，從而起到保護植被的作用。

　　【系統思路】系統的各個元素、組分的變化會對其他的元素、組分起影響。]

　　相同的道理，為了使野生動物園的羚羊更有活力、生命力更強，可以引進狼或豹子等肉食動物。

　　(2)如何理解“一著不慎，滿盤皆輸”？

　　不管什么棋類比賽，關鍵的一著下錯，都很有可能輸掉整盤棋。

　　【系統思路】要重視關鍵因素。在一個系統中關鍵部分的變化，甚至會對全局產生決定性的影響。

　　案例分析：廚具的安裝

　　思考：

　　1.     請分析吳瑾家的廚房裝修與廚具安裝出現問題的原因所在：

　　忽視系統的相關性，家庭裝修是一項系統性很強的工程，各項工作之間、各種設施之間存在著必然的聯系，它們互相影響互相制約，只有從它們的相關性出發，處理好各方面的關系，才能事半功倍。

　　2.     如果讓你設計，你將如何處理，才不至于出現這類管線打架和有安全隱患現象的問題？

　　在預埋廚房水管和電線時，就要考慮好哪里是烹飪區，哪里是儲藏區等，再決定水電的管道和線路實際；在購買廚具時，要依照廚房的個性化要求來選購，具體裁衣，協調安排好風、水、火、電的接口，還要考慮造型、色彩以及人機關系和工程材料等方面的方面的因素。

　　3)目的性：

　　系統都是以實現某種功能為目的的，這是區別這一系統與那一個系統的標志。設計和分析一個系統時，必須先弄清其目的，否則就無法構成一個良好、有序的現實系統。系統的多個目標有時不完全一致，甚至矛盾，這就需要協調，尋求平衡或折衷的辦法，從而更好地實現其目的。

　　（1）人們為什么要發明自行車？

　　自行車的由來：世界上第一輛自行車出現于1790年，由法國人希布拉克用木材制成，沒有腳蹬，靠雙腳交替踏地前進。18xx年，俄國人阿爾塔莫諾夫發明了一輛輪子前后掛著的小車。這些發明家把它作為禮物獻給了俄國沙皇。1831年，德國人德列斯發明了車把，可以方便地轉彎。 1839年，英國人麥克米倫發明了腳踏，裝于前輪上。 1880年，法國人基爾梅發明了鏈條，用它帶動后輪旋轉。 1888年，英國人鄧勒普發明了充氣車胎。

　　結合自行車演變，讓學生理解：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能。

　　（2）自行車為什么要有剎車功能？自行車的作用是提高速度，使人們可以更快地到達目的地，而剎車的作用卻是減速，兩者相矛盾。為什么還要剎車呢？

　　在某些情況下（如下陡坡），行車速度和安全要求這兩個具體目標產生了矛盾，就得通過剎車來減速，進行協調，從而保證自行車更好地到達目的地。

　　【系統思路】系統的具體目標之間有矛盾時，要從系統的目的出發，進行協調。

　　馬上行動：

　　填寫：

　　1.人們將發條、游絲、齒輪、表殼等零部件組裝成鐘表，其目的是：

　　實現能準時的體現時間的功能。

　　2.經營管理系統通過優化和配置企業的人力資源和物力資源而形成，其目的是：

　　實現企業利潤的最大化，成本和能源使用的最小化。

　　討論p071：作為一個系統，我國農業生產結構調整的目地是什么，是通過哪些途徑進行農業生產結構調整的？

　　使產業結構更加合理，以增加農民的收入。

　　調減糧田面積，增加經濟作物和飼料作物。種植業開始形成糧食作物，經濟作物和飼料作物協調發展的基本格局。

　　4）動態性：事物都是不斷變化，因此系統是一個動態的系統。在分析認識系統時，不僅要看到它的現在，還要看到它的未來，掌握系統的發展規律，從而預測系統的將來。

　　討論p72：

　　1. 某學校一位教師肩膀疼痛，一位醫生用各種藥物和方法治療肩膀，都收不到良好的治療效果。令一位資深的醫生認為：人體是一個復雜的系統，“頭痛醫頭，腳痛醫腳”是不能解決問題的，他對該病人進行了全面身體檢查，最后發現病人患肺癌，右肩膀疼是癌細胞擴散的結果。后經系統診斷和綜合治療，病人的病情得到控制。

　　2. 根據產熱的多少進行散熱。

　　3. 沒有。任何事物都是不斷變化的。任何系統都是一個動態的系統，處于運動和發展之中。

　　5）環境的適應性：

　　一個系統與其所處的環境之間通常都有物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會引起系統特性的改變，并相應地引起系統功能和系統內部各部分相互關系的變化，系統要適應環境的變化而變化。系統只有具有對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性。

　　(1)家用電冰箱不能緊貼墻壁放置，汽車在雪地行走輪胎要加鏈條，這是都為什么？

　　冰箱放置與墻保持距離，目的是有一個適當的散熱空間，從而保持正常工作。

　　一般汽車在雪地上會因為打滑而無法正常行走，因此在輪胎上加鏈條是起防滑作用。

　　結論：系統只有在一定的環境條件下才能保持（或恢復）其原有的特性。

　　（2）自行車為什么要不斷地進行更新換代？

　　當外部環境條件變化時（路況改變－跋山涉水，市場需求變化－舒適休閑），自行車就必須更新換代（如增加新的功能，提高性能、舒適度），才能繼續存在和發展下去。

　　【系統思路】要不斷完善系統，使系統能適應新的環境。

　　馬上行動

　　1.談談“春捂秋凍” 的含義：

　　這是環境適應性的體現:由于人自身就是一個系統，春天多穿一些是對冬天的一種適應和銜接，秋天穿少一些是對夏天氣候的銜接和向冬天過渡的一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應外界氣溫的變化而不至于生病。（隨著外界氣候的變化，人們必須能適應周圍的環境，借助物質資料，才能保持和恢復人的活動。）

　　2. 家用電冰箱不能緊貼墻壁放置。

　　冰箱放置與墻保持距離，目的是有一個適當的散熱空間，從而保持正常工作。即：系統只有在一定的環境條件下才能保持（或恢復）其原有的特性。

　　3.工程技術中，這類通過系統調節以適應外界環境變化的事例很多，請列舉幾例，填入下表：

　　事例

　　外界環境的變化

　　系統通過調節，適應環境的變化

　　汽車的雨刷

　　雨天，擋風玻璃模糊

　　利用雨刷及時的擦拭擋風玻璃

　　導彈跟蹤系統

　　當被跟蹤無方向改變時

　　跟蹤系統及時的改變方向，繼續跟蹤

　　系統必須適應外部環境的變化。只有能夠適應外部環境的變化并保持最優適應狀態的系統，才能發揮自身作用，實現可持續的發展，否則是沒有生命力的。

　　討論：p073

　　思考：下列的事例體現了系統的什么特性？

　　（1）人們往往希望汽車跑得又快又省油，但車速過快會格外耗油，有個折中的最適當的速度叫經濟速度，最省油。（相關性）

　　（2）過度發展畜牧業，導致綠洲變成荒漠。（相關性）

　　（3）一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃。（整體性）

　　（4）三個臭皮匠頂個諸葛亮。

　　（5）要經常給機械手表上鏈，即擰發條。

　　（6）春捂秋凍（參考解答：環境適應性。

　　由于人自身就是一個系統，春天多穿一些是對冬天的一種適應和銜接，秋天穿少一些是對夏天氣候的銜接和向冬天過渡的一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應外界氣溫的變化而不至于生病。）

　　補充：

　　木桶理論：

　　一只沿口不齊的木桶，其存水量的多少？不取決于最長的那塊木板，而取決于最短的那塊木板。

　　管理學中的“木桶理論”是指：

　　人的能力大小是由他身上最劣質的素養決定的，一個企業成功的概率大小也是由這個企業的最薄弱的環節決定的，就像木桶的容水多少是由木桶最短的一塊木板決定的一樣。

　　木桶理論的外延還可以擴大到：

　　1）木桶容水的多少還要由木桶的直徑決定。對于個人，如果你的能力只有那么大，你必須學習，不斷地增加自己的知識直徑。企業亦然，要不斷的進行改造、革新，以便更好的發展。

　　2）木桶容水的多少還要由木桶之間的木板是否箍的緊密有關，否則，你無論多大的木桶，都把水會漏光的，“木桶打水一場空”。對于個人，也就是說：你要把自己的知識進行融會貫通，才能成就一番事業。對于企業，一定要進行多種文化的融解包容，同時要建造一個齊心協力的團隊，只有這樣，才能在萬眾一心的基礎上，將企業搞好。

　　4.小結：

　　一、系統的含義

　　元素、相互、整體功能

　　二、系統的類型

　　三、系統的特性

　　整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性 

　　八、教學反思：

　　在教學過程中，以基本特性作為教學主線，并進一步展開。以案例為載體完成教學任務，達到教學目的。

第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計 篇5

　　“系統”一詞是一個經常使用的詞匯，各大搜索引擎對“系統”一詞的搜索統計，可是我們仔細想想，好多系統我們似乎看不清，摸不透，有些神秘感！那么，什么是系統？它有什么特性？

　　【學習目標】

　　1、從應用的角度理解系統的含義。

　　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。

　　【知識整理】　

　　一、從應用的角度理解系統的含義。

　　先思考兩個故事：

　　我國古代《申鑒 時事》中記載的有關用網眼捕鳥的故事。

　　法國雕塑家羅丹關于《巴爾扎克的雕像》的傳說。

　　【討論】這兩個故事說明了什么？                                                分別造成了什么后果？                                                              　再來看，下列實例那些是系統那些不是系統：

　　塑料大棚 、一支球隊、一個原子、一輛自行車、一片湖泊、一只小熊、手表、縫紉機、        一片森林、智能大樓  、  一架飛機、手機

　　總結：

　　那么現在大家根據以上的例子跟故事來總結系統的含義：

　　1、系統的含義：                                                       

　　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。

　　2、構成系統的三要素：

　　（1）                                                     

　　（2）                                                          

　　（3）                                                           

　　臺燈：由那些部分組成？                       它的功能是什么？                  它的組成部分是否具有臺燈整體的功能？        

　　自行車：由那些部分組成？                       它的功能是什么？                  它的組成部分是否具有臺燈整體的功能？        

　　3、自行車由傳動系統；制動系統；承重系統；方向控制系統等等組成，這說明一個系統內部可以有             組成，而傳動系統又有腳蹬、鏈輪、鏈條等組成

　　4、系統的分類　　系統可按不同的標準和需要來分類：

　　（1）人體系統      系統；城市系統      系統

　　（2）自行車的傳動系統      系統；計算機的操作系統         系統

　　（3）氨氣的合成系統是      ，生態系統是          系統。

　　（4）簡單系統                             

　　復雜系統                               

　　（5）黑色系統                               

　　白色系統                                      

　　二、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。

　　請同學們說出下列諺語或實例中所蘊涵的科學道理

　　（1）人們往往希望汽車跑得又快又省油，但車速過快會格外耗油，有個折中的最適當的速度叫經濟速度，最省油。

　　（2）過度發展畜牧業，導致綠洲變成荒漠。

　　（3）一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃。

　　（4）三個臭皮匠頂個諸葛亮。

　　（5）要經常給機械手表上鏈，即擰發條。

　　（6）春捂秋凍      、舍卒保車     、棄車保帥    、 三個臭皮匠頂個諸葛亮    、人心齊，泰山移       、唇亡齒寒      、皮之不存，毛將焉附       、水能載舟，亦能覆舟    、上行下效     、多米諾效應     、用進廢退         、蝴蝶效應        

　　總結：

　　系統的基本性質

　　新文章哦

　　（1）　            是系統的最基本特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。

　　（2）系統的任何一個要素或部分發生變化或出現故障時，都會影響到其他要素（部分）或整體的功能的發揮，這是系統的       特性。

　　（3）相關性指                                                     

　　（4）目的性指                                                       這是區別不同系統的標志。

　　（5）環境適應性指                                                     

　　（6）動態性指                                                            

　　（7）層次性                                                                 

　　系統的思想 ：                                                                  

　　系統分析的基本方法：                                                            

　　系統分析的步驟：                                                                       

　　思考：下列的事例體現了系統的什么特性？

　　（1）任何一個機械傳動系統的零件之間都會有磨損，為了保持系統的性能，必須定期給零件添加潤滑劑或更換零件

　　（2）竹子開花，大量熊貓死亡

　　（3）地球包含于太陽系，太陽系又包含于銀河系。

　　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。

　　三、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。

　　系統優化                                                                      

　　系統優化的意義                                                                      

　　系統優化的一般性步驟                                                           

　　系統優化的影響因素：

　　1、                                                 

　　2                                                           

　　3                                                

　　4                                                  

　　最優化方法：                                                

　　最優化的原則：1、                                               

　　2、                                        

　　3、                                         

　　最優化的一般步驟：                                                   

　　系統設計的基本原則：                                                    

　　知識練習檢測

　　一、選擇題：

　　1、一棵大樹是一個系統，它屬于（     ）

　　a、抽象系統         b、開放系統

　　c、靜態系統         d、人造系統

　　2、系統的基本特性包括（    ）

　　a、整體性、先進性、相關性、目的性、層次性、動態性              

　　b、整體性、可靠性、目的性、環境適應性、層次性、動態性           

　　c、整體性、相關性、目的性、環境適應性、層次性、動態性       

　　d、整體性、開放性、實用性、可靠性、層次性、動態性

　　3、飛機在空中飛行時，時常受到大氣對流的影響而產生顛簸，當飛機的檢測裝置接收到這一信號后，經過控制器的調節，能在很短的時間內調整好飛行狀態，克服大氣對流對飛機飛行的影響，保持平穩飛行。這個現象說明了系統的什么基本特性？（     ） 

　　a、整體性       b、相關性        

　　c、環境適應性   d、動態性

　　4、在下列關于系統相關性的理解中，你認為正確的是（    ）。

　　a.一個系統往往存在多個目標，這些目標還常常不一致，需要進行協調

　　b.系統通常都是由若干部分組成的

　　c.系統各組成元素之間、部分和整體之間不僅相互關聯，相互作用，而且任何一個組成部分發生變化，都會影響其它部分和整體任務的完成。

　　d.系統包含子系統，它又是更大系統的子系統。

　　5、臺式計算機的cpu上安裝的小風扇有時轉的快，有時轉的慢，這個現象說明了系統的什么基本特性：

　　a、整體性     b、相關性

　　c、環境適應性 d、動態性

　　6、一堆沙子、鋼筋、水泥等等材料散放在一起沒什么意義，但是如果將它們按照一定的結構形式造成一座橋梁，就具有了交通的功能，這個案例說明系統最基本的特性是：（   ）

　　a、目的性 b、動態性 c、整體性 d、適應性

　　7、下面那一種做法可能使學習系統優化（   ）

　　a、學習目標定的高出實際水平很多

　　b、以一種學習方法為主，且根據不同科目動態調整

　　c、課本是最接近大綱的，也包括了所有最典型的例題跟練習題，所以只用課本學習即可，不用任何的參考資料

　　d、學習成績一般基礎不牢，購買大量價格昂貴的學習資料用于提高自己的學習

　　8、系統優化的意義（    ）

　　a、獲取系統的最佳效益或最佳功能   

　　b、改善系統的環境

　　c、調整系統的結構                 

　　d、改變系統的特征

　　9、在比較水稻一年種兩季還是三季產量才會高時，有人說三三進九不如二五一十，這體現了系統的（    ）分析方法。

　　a 目標分析   b任務分析   c定性分析   d定量分析

　　10、原來，冬天的時候為了保暖，我們經常在窗子上貼一層薄膜，而在夏天時我們就換上紗窗，這體現了系統設計的原則

　　a整體性原則 b動態性原則  c綜合處理的原則 d人性化設計的原則

　　11、趙明同學家所在街道的人行道路在一年內進行了鋪設通訊線路、煤氣管道、下水管道修理三次施工，給市民帶來了生活的不便，這說明對于道路的改造不符合系統設計的原則

　　a整體性原則 b動態性原則  c綜合處理的原則 d人性化設計的原則

　　12、在我們的生活中，人們經常需要對很多技術產品不斷進行改進，以滿足不同人群的需要，那么空調器從普通的定頻空調發展到節能和制冷快的變頻空調，屬于下列優化原因的什么優化：（  ）

　　a專業化帶來的優化、

　　b聯合、 協作產生的優化、

　　c創新、革新產生的優化、

　　d新的投入產生優化

　　二、非選擇題：

　　1 、一個人一天不吃飯，也不喝水，在這段時間內，我們可以把人體系統看作一個封閉系統（  ）

　　2、制定的優化目標是否適度，是影響系統優化的一個重要因素（    ）

　　3、堅持系統的整體最優化，是系統優化的原則之一（   ）

　　4、對一個系統進行優化，往往只需要改進或完善系統中某一結構即可（  ）

　　5、系統是一個整體，他是各個要素簡單相加（   ）

　　6、“木桶理論”認為，木桶的盛水量取決于最短的那一塊木板的長度。請用系統的觀點解釋。

　　7、“泰坦尼克”號油輪，在當時該油輪各項技術性能是世界最先進的。但是為什么觸冰后會沉沒？這說明系統具有（   ）性，輪船撞上冰山，山給予輪船的是一種（   ）力，輪船之所以沉沒說明所用材料的（   ）性能不好，在制作輪船的過程當中我們可以通過（  ）來預測它的這種性能，在實驗過程中我們將用到（   ）系統分析方法，這種實驗屬于（   ）實驗，還屬于（   ）實驗 ，輪船屬于（   ）結構，輪船穩定性的主要原因（    ）。

　　錯題整理及反思：                                                                            

第三單元《系統與設計》第三節---系統的設計教學設計 篇6

　　一、系統的結構

　　1、系統的含義：b

　　概念：系統是由相互聯系、相互作用、相互以來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。

　　構成系統必須具備的三個條件：

　　（1）至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）；

　　（2）要素（部分）之間互相聯系、互相作用，按照一定方式形成一個整體；

　　（3）整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。

　　例：自行車的結構

　　2、系統的分類：a

　　（1）自然系統和人造系統。  例：生態系統屬于自然系統；飛船、房舍等屬于人造系統。

　　（2）實體系統和抽象系統。  例：計算機硬件屬于實體系統；軟件屬于抽象系統。

　　3、系統的基本特性：b

　　(1)整體性（全局、集合）：——側重于“部分影響整體”。是系統的最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。

　　1系統是一個整體，它不是各個要素（部分）的簡單相加，系統的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態下所沒有的。

　　2系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。

　　例：巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤皆輸、棄卒保車、“阿波羅”登月飛船上的零件

　　(2)相關性（匹配、關聯）：——側重于“部分與部分之間的關聯”

　　構成系統的各元素之間是相互聯系、相互作用、相互依賴、相互影響的關系，是彼此相關的。

　　例：古代建筑的“梁柱結構”、合金鋼材料各種性能的相互影響、家庭裝修工程

　　(3)目的性（功能）：

　　任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這是區別不同系統的主要標志。

　　(4)動態性（更新）：

　　物質都是不斷變化，因此系統是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。

　　(5)環境適應性（自適應）：

　　系統都存在于一定的環境之中，并不斷的與外界環境進行物質的能量的和信息的交換，系統必須適應外部環境的變化。

　　例：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置

　　二、系統的分析

　　1、系統分析及其一般步驟：c

　　（1）什么是系統分析？

　　系統分析一般是從系統的整體功能出發，全面地思考與解決問題。

　　1系統分析的目標：發揮系統的功能，實現系統的目標。

　　2系統分析采用的方法：運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗。

　　3系統分析產生的結果：擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原系統提出改進方案。

　　例：王選漢字激光照排系統

　　明確問題,

　　設立目標

　　收集資料,

　　制定方案

　　分析計算,

　　評價比較

　　檢驗核實,

　　作出決策

　　（2）系統分析的一般步驟？

　　2、系統分析的主要原則：a

　　（1）整體性原則

　　系統分析首先要著眼于子系統整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。

　　例：田忌賽馬、丁謂修復皇宮、街道各部門施工

　　（2）科學性原則

　　系統分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具用說服力。

　　例：種稻“三三進九不如二五一十”

　　（3）綜合性原則

　　系統分析時還要注重綜合性原則，要綜合分析，統籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。

　　例：孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水壩

　　3、系統的優化：c

　　——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）。

　　約束條件：對系統起限制作用的，并且是不可人為調節的。

　　影響因素：是指對系統的目標產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。

　　例：農作物種植系統的優化——農業間作套種、利潤問題

　　三、系統的設計

　　——系統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。它包含對某個系統進行技術設計，同時需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。

　　（一）系統設計應考慮的主要問題：c

　　1、系統設計的目的與要求

　　要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。

　　2、系統各部分之間的相互聯系與相互作用

　　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。

　　3、系統設計方案的優化

　　先從整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。

　　（二）簡單系統的設計：c

　　舉例：手電筒照明供電部分的設計。