苏教版通用技术《技术与设计苏教版通用技术《技术与设计 2 2 》》

第三单元 系统与设计第三单元 系统与设计

台州市第一中学 杨永建台州市第一中学 杨永建

台州市路桥中学 张恩建台州市路桥中学 张恩建

临海市回浦中学 蒋伟亮临海市回浦中学 蒋伟亮

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伸和一定程度上的综合，又是后一单元的基础。2 、本单元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。

技术与设计2

结构与设计 流程与设计 系统与设计 控制与设计

二、【本单元课程目标】

1 ．从应用的角度理解系统的涵义。2 ．通过简单的系统的案例分析 , 理解系统的基

本特性 , 初步掌握系统分析的基本方法。3 ．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。4 ．通过简单的系统设计案例的分析 , 初步学会

简单系统设计的基本方法。5 ．确定一个生活或生产中的简单对象 , 根据设

计要求完成系统的方案设计。

1 、本单元共三节，建议每节安排 3 课时，共 9 课时。2 、对系统概念、系统基本特性的教学可从典型案例的

分析入手。在教学过程中，教师要适当强化系统中整体与部分的关系。

3 、要避免纯粹的讲解，积极引导学生思考、分析、交流，实现师生互动，引领学生自主构建有关设计的一般过程、原则、评价等相关知识。要安排较多的设计练习机会，鼓励学生设计自己的方案，评价自己及同学的方案。

三、 【教学建议】

导入方法 1

四、 【教学设计】教学设

计

导入方法 2

捕鱼网

单个网眼能不能捕到鱼（鸟）？ 《申鉴 · 时事》中的故事 P63

教学设

计

导入方法 3

视频音乐

教学设

计

第一节、系统的结构

本节整体设计： 从自行车的组成部分、相互间的联系和它们的

功能，开始认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。

《学科教学指导意见》中的教学要求：1 、从应用的角度来理解系统的含义。2 、了解系统的分类。3 、通过简单的系统案例分析，理解系统的基本特性。

教学设

计

活动：拆解弹簧笔

笔壳

笔芯

弹簧

…… 师生讨论分析钢珠、墨水…

教学设

计

请问下图中的自行车好使吗？教学设

计

分析自行车各部件的作用教学设

计

我们在日常工作和生活中 , 经常使用“系统“这个名词。

例如 ，人体中的消化系统、神经系统；一个学校中的教学系统、德育系统、后勤系统；机器中的传动系统、润滑系统等等。

那么，究竟什么是系统呢？

教学设

计

1 、系统的含义

系统：是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。

教学设

计

构成系统必须具备的三个条件：

1 、至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统。2、要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体。3、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。

教学设

计

P65 马上行动：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？

台灯

学校的多媒体教室

手表

缝纫机

灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等

电脑、投影机、音响设备、课桌椅、照明设备

表壳、表芯、表带等

机头、面板、脚踏、皮带轮等

教学设

计

系统有大有小，有复杂有简单。根据一定的标准可划分为若干子系统。……

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。（ 1 ）传动子系统：（ 2 ）制动子系统：（ 3 ）承重子系统：

教学设

计

2 、系统的类型

可分为：自然系统和人造系统。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。

可分为：实体系统和抽象系统。实体系统：是实物形态的。抽象系统：是非实物形态的。

教学设

计

书本案例：自行车辐条松紧的调整试验

“阿波罗”登月计划

巴尔扎克的塑像

“厨具安装”

人们发明了数控机床

医生根据病人的症状确诊治疗过程

台式计算机的 CPU 上安装的小风扇的转动过程

要充分利用书本的案例，得出系统的基本特性。

教学设

计

整体性：最基本特性，是个体的有机结合相关性：各要素之间相互作用相互联系目的性：实现一定的功能动态性：系统处于运动变化之中环境适应性：对环境变化的适应能力

3 、系统的基本特性教学设

计

第二节、系统的分析

本节整体设计： 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的过程。

《学科教学指导意见》中的教学要求：1 、初步掌握系统分析的基本方法和一般步骤。2 、了解系统分析的主要原则。3 、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。

教学设

计

【案例 1】：汉字激光照排系统 .

思考：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？你认为王选进行决策的依据主要有哪些？

教学设

计 一、系统分析及其一般步骤

1. 涵义： 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和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程．

2. 基本方法 : 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，运用逻辑推理和分析计算，研究分析这个任务以及任务的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使系统整体达到理想的目的。

教学设

计 一、系统分析及其一般步骤

【案例 2】：田忌赛马1 、田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案 2 、孙膑所出的主意，为什么能使田忌赢了齐王？3 、按系统分析的一般步骤对田纪赛马进行分析 .

教学设

计 一、系统分析及其一般步骤

如何进行系统分析？

明确问题，设立目标收集资料，指定方案分析计算，评价比较检验核实，作出决策

系统分析的一般步骤：

教学设

计 一、系统分析及其一般步骤

教学设

计

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，主要要遵循三大原则：

整体性原则

科学性原则

综合性原则

案例：丁谓修复皇宫

案例：人行道施工问题

案例：孝襄高速公路

一、系统分析及其一般步骤

【案例分析 1 】：浙江天台县高速噪音 超标 80% 66户村民告上法庭

【学生活动】讨论：怎样改善噪音的 污染，优化村民所处 环境（系统）？

教学设

计 二、系统的优化

1 、什么是系统的优化

系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。不同的目标对应着不同的优化结果。　

教学设

计 二、系统的优化

【案例分析 2 】书 P81农作物种植系统的优化——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 能人为调节的因素。

目标函数是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。

【学生活动】讨论：影响增产增收有哪些因素？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之间的关系。

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。

教学设

计 二、系统的优化

2 、影响系统优化的因素

对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。

教学设

计 二、系统的优化

3 、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、试验等方法实现。但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。

求解过程：

数学模型

估算、试验

最优解

满意解完善、验证

教学设

计 二、系统的优化

【案例分析 4 】 书 P83装修施工的组织优化

【学生活动】分析：根据装修的施工流程、资源利用、空间等要求进行分析，可以得到依次施工和平行施工两种方案，思考各自的特点。

教学设

计 二、系统的优化

（ 1 ）、明确问题，设立目标施工项目：教学楼装修

施工内容：教学楼 A 、 B 、 C栋，需要水电、木工、油漆三个施工过程，每个施工过程需要 3周时间

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

方案一：按照施工要求，从 A 到 B 到 C ，依次进行施工。方案二：按照施工要求， A 、 B 、 C栋同时进行施工。方案三：按照施工要求， A 、 B 、 C栋进行流水施工。

教学设

计 二、系统的优化

楼

装修过程

工期 装修施工进度（周）3 6 9 12 15 18 21 24 27

A

水电 3

木工 3

油漆 3

B

水电 3

木工 3

油漆 3

C

水电 3

木工 3

油漆 3

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教学设

计 二、系统的优化

（ 3 ） 、检验核实，确定方案根据分析，确定按照方案三进行施工。

（ 4 ） 、分析计算，评价比较选择出最佳方案：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 27周 1 投入少 简单

平行施工 9周 3 投入多 复杂

流水施工 15周 1 较多 较简单

教学设

计 二、系统的优化

第三节、系统的设计

本节整体设计： 系统设计是研究和认识系统的目的。根据系统的目

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、环保手电筒设计的分析，使学生加深对系统设计的理解，学会简单系统的设计。

《学科教学指导意见》中的教学要求：1 、通过简单系统的设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法2 、确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计

教学设

计

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，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。

1 、系统的设计的涵义教学设

计

系统设计的目的与要求 系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为

目的。 系统各部分之间的相互联系与相互作用。 系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的

关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。 系统设计方案的优化 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。

2 、系统设计应考虑的主要问题

教学设

计

为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。

从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？

【马上行动】

教学设

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、路线规划方案的选择、方案的优化作出思考。

总体目标：安全、快捷、经济地完成筑路工程。

选择好的路线方案：如公路要过两座山坡，是修隧道还是绕道。

要考虑材料、人员的安排，如何降低成本，减少浪费，考虑天气等因素，提高工程进度。

【参考答案】

教学设

计

3 、系统设计的一般步骤

将系统分解为若干子系统确定各子系统的目标、功能及相互关系

对子系统进行技术设计和评价对系统进行技术总体设计和评价

教学设

计

手电筒照明供电部分的设计

室内住宅电气系统的设计

4、简单系统的设计的实现

《系统与设计》

系统的结构 系统的分析 系统的设计

什么是系统

构成系统必备三个方面的条件

系统分类

系统基本特征

系统分析的含义

系统分析应遵循的原则

系统分析的一般步骤

系统优化的含义

影响系统优化的因素

系统设计的含义

系统设计应考虑的问题

简单系统的设计的实现

五、【内容梳理】

六、【学生活动建议】教学中可安排多种系统设计活动，例如理想居住（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。

水火箭制作活动或风筝制作让学生能够真正动起来 (动手和动脑）

学生活动手册： 学生公寓的分析 发条动力玩具的分析 集雨灌溉系统的设计

七、【教学反思】作为一名通用技术教师，我们应该做到：

1 、平时应该注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）

2 、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、在学生的兴趣爱好中找亮点、在网络中找亮点、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技术课，如果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（学生用扑克牌做出各种各样的模型）

5 、多一些评价（作品展示）

1 、《系统科学入门》，邵光远，知识出版社2 、《系统论、信息论、控制论通俗讲话》，马丽扬，河北人民出版社3 、《系统科学》，许国志，上海科技教育出版社4 、系统科学网站 http://www.systemscience.org5 、北京科普之窗网站 http://www.bjkp.gov.cn6 、钱学森图书馆网站 http://www.lib.xjtu.cn

八、【参考资料】

Thank You!

祝大家工作顺利 !