3.1系统及其特性教学设计

凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计系统及其特性教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：系统及其特性章节：第三单元系统与设计第一节系统及其特性课时：共2课时作者：根据陕西长安一中蒋建波教学设计改编一、教学目标：1.知识与技能：1）从应用的角度理解系统的含义。2）通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性。2.过程与方法：选取学生身边典型和容易理解的案例,通过讨论，案例分析，使学生把握系统的特性和概念,掌握系统的基本特性，建构系统的基本思想，能对简单系统进行应用案例分析。3.情感、态度与价值观:初步认识系统，感受系统科学的魅力；激发学生对技术课的学习兴趣；培养学生敢于表现、勇于创新的个性品质及良好的合作交流态度；树立在设计中充分考虑系统的意识，提高学生的技术素养。二、教学重点1.系统的构成。2.系统的基本特性。三、教学难点应用系统的基本特性分析身边的系统问题。四、教学方法讲授、演示、分组讨论。五、设计思想1.教材分析本单元以系统为研究对象，既是前两个单元内容的延伸和一定程度上的综合，又是最后一单元的基础。本单元是本册教材的重要内容之一，在内容设计上紧紧抓住整体性、相关性、动态性等系统的基本特性进行详细阐述，这些特性体现了从整体出发看待和处理问题的系统的思想。系统的思想与方法高屋建瓴、综观全局、别开生面地为现代社会的人们提供了有效的思维方式。这单元的内容分别是“一、系统及其特性”、“二、系统的分析”、“系统的设计”。本节分成三个内容：什么是系统，系统的类型，系统的基本特性。这些概念抽象，学生理解起来有些困难，因此应从系统的应用角度来理解系统的含义。通过看得见，摸得着的简单案例来进行分析，理解系统的概念与基本特性。从了解系统概念到知道系统的特性，是认识系统的一个重要的认识飞跃，也是给了学生分析问题的一个重要方法。2.学情分析学生虽然接触过系统，知道系统这个名词（如人体系统），但实际上并不知道什么是系统。因此，学习的过程中还是存在很大困难的。在教学中把概念含义的学习置于具体的问题情景之中，通过引导学生对案例的分析，再加上老师对贴近学生生活的案例的剖析，容易激发学生思考的热情，理解系统的概念与基本特性，这也是本节课取得实效的关键之一。六、教学准备凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计多媒体、挂图、课件。七、教学过程：第1课时导入：生活中经常会听到有关系统的说法，比如：汽车传动系统、太阳系、人体的呼吸系统等。从技术与设计的角度分析系统会有哪些收获呢？新课:1.什么是系统：（投影）什么是系统？如何理解系统？下面我们以对自行车的结构分析，来更深理解系统和子系统的概念（屏幕上展示自行车）。提问：自行车是同学们最常用的交通工具，自行车主要由哪些部件组成？学生回答：车架、车把、鞍座、前叉、脚蹬、链轮、车闸等主要部件组成。提问：这些部件是如何组合使其实现代步功能的？学生回答：车把的作用：控制车的方向。脚蹬的作用：将人脚踩的力传递到链轮链条上。链轮和链条的作用：将动力机的运动和动力传递给执行系统的中间装置。前后车轮的作用：当脚踩脚蹬时,带动中轴,使大链轮转动起来经链条传动传给小链轮,再传到后轮,使其转动起来与地面产生摩擦,从而实现前进,而前轮在这时还起到导向作用,还可以起到防振,及地面对轮子的直接影响,又提高了舒适度。车闸的作用：利用摩擦力使得自行车减速或停止。教师：这说明自行车的主要部件间是相互作用、相互联系的。提问：如果某些主要部件出现问题将会导致什么后果？学生：(1)车闸的橡皮松了刹车不灵（自行车将不能减速，更不容易停止，容易发生交通事故。）(2)车把固定螺钉松了方向把不准（车的行使方向不容易控制。）(3)链条断了无法行进（动力将不能传递给执行系统，车子就不能行使。）(4)车轮的辐条断了受力不均容易引起车圈变形（车轮容易变形。）教师：这说明自行车的主要部件间是相互依赖、相互制约的。提问：什么是系统？构成系统的条件有哪些？教师：经过了上面的练习，我们知道，组成系统的某部分出现了问题会影响到系统的整体功能，同时也会引起其他部分的无法正常工作。那这样我们对系统的含义可以总结为：这种由相互联系、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，称为系统。要素：指构成系统的最主要的元素。系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统。子系统：子系统是相对于大系统而言的，它是大系统中相对独立且具有一定功能的组成部分。地球生态系统：海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统。交通系统：航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统等子系统。管理系统：生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。任何系统又是更大系统的子系统。教师：我们要改进产品、提高产品的质量就必须正确分析系统的结构及其在整个系统中的作用。构成系统，必须具备三个条件：第一、至少要有两个或两个以上的要素（部分）才能组成系统；凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计第二、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；第三、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。提问：请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成，并说出相互之间有怎样的联系。系统的名称组成要素（部分）台灯灯座、灯泡、灯罩、电线、开关等学校多媒体教室实物展示台、投影机、电动屏幕、录像机、摄像机、VCD机、展台、音响设备等多种现代教学设备组成。手表表壳、表带、表芯等。缝纫机机头、机座、传动和附件2.系统的类型：（1）按系统的规模分：小型系统、中型系统、大型系统和巨型系统（2）按组成要素的性质（按人类干预的情况）分：自然系统、人造系统和复合系统。自然系统——原始的系统都是自然系统，如天体、海洋、生态系统等。又如呼唤系统、消化系统、循环系统、免疫系统等。人造系统——如人造卫星、海运船只、机械设备等。又如：交通系统、商业系统、金融系统、工业系统、农业系统、教育系统、经济系统、文艺系统、军事系统、社会系统等等。复合系统——既包含人造系统又包含自然系统。（3）按系统与环境的关系分：开放系统、封闭系统和孤立系统。开放系统——是指在系统边界上与环境有信息、物质和能量交互作用的系统。例如商业系统、生产系统或生态系统，这些都是开放系统。在环境发生变化时，开放系统通过系统中要素与环境的交互作用以及系统本身的调节作用，使系统达到某一稳定状态。因此，开放系统常是自调整或自适应的系统.。封闭系统——是一个与外界无明显联系的系统，环境仅仅为系统提供了一个边界，不管外部环境有什么变化，封闭系统仍表现为其内部稳定的均衡特性。封闭系统的一个实例就是密闭罐中的化学反应，在一定初始条件下，不同反应物在罐中经化学反应达到一个平衡态。注意物理上讲，还有严格划分，往往仅把没有物质来往的系统称封闭系统；而把没有物质、能量和信息来往的称为孤立系统。（4）按学科领域就可分：自然系统、社会系统和思维系统；（5）按范围划分：宏观系统、微观系统；（6）按状态划分：有静态系统和动态系统；稳态系统和非稳态系统；平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等。提问：请分别列举以下系统的2~3个实例。工业生产方面的系统：工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影子系统、清除系统垃圾。农业生产方面的系统：农业生态系统、农业银行系统、生产管理系统、生产率系统。军事方面的系统：导弹跟踪系统、防卫系统。教育方面的系统：远程教育系统、教育评价指标系统、教育电声系统、教育培训系统、教育管理系统、教育信息系统、教育指标系统、教育资源管理系统。小结：（一）系统的含义由相互联系、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。（二）系统的类型第2课时导入：我们上节课学习了系统的含义，以及系统的分类，那么系统若干要素之间是否相对独立？3.系统的基本特性：凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计系统的基本特性有：整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。1)整体性：系统是一个整体，他不是各个要素（部分）简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。例如：自行车条辐的调整，动一条整个车轮都发生改变。（1）美国“阿波罗”计划中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很普通，甚至没有一个是新研制的，为什么能实现把人送上太空的功能？系统的思想：各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整体的功能。（2）巴尔扎克的塑像：传说，法国著名雕塑家罗丹曾经给文学家巴尔扎克雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人们的称赞，人们特别对雕像上巴尔扎克的一双手赞不绝口，都说这双手太逼真、太生动了。罗丹听到人们的议论后，却毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。提问：请解释，罗丹这样做的目的何在，雕塑家的这一行为给你以怎样的启示？学生回答：让人们看到其它的美所在。不能离开整体去分析任何一个组分，一个系统组织的好不好，就看它的整体功能实现的怎样。罗丹砍去雕塑双手的目的在于使人们注意雕像的整体，而不仅仅是注意这双手。系统的思想：做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体（中国有一句成语就表达了这个意思：“弃卒保车”）。（3）三个和尚的故事说明了什么？“三个臭皮匠顶个诸葛亮”又说明了什么？辩论：在一个系统中，各要素好，则整体性能是否好？系统的思想：系统不是各个元素（组分）的简单相加。如果将它们之间的相互联系和相互作用协调好，就能得到“1+12”的效果。反之亦然。提问：请举例说明“系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和”这一论点。系统的名称系统的整体功能各部分的功能呼吸系统完成呼吸，为人体提供氧气传送空气：向肺内运送空气，不能执行气体的交换教育系统能有序的完成整个教育教学工作。学校：直接教育学生，向学生传授知识，但不能形成公平公正的教育机制。水利灌溉系统由水库蓄水、分水闸分配水量、引水渠输水等配合工作，起到灌溉农田的作用。分水闸；按需求分配水量，否则，分配不合理，造成水源的浪费。2)相关性：教师：相关性是指组成系统的各个要素之间或整体之间相互作用、相互联系。系统的各组分或元素只要有一个变化都会影响其他元素和组分实现其功能。提问：为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而起到保护植被的作用。系统思想：系统的各个元素、组分的变化会对其他的元素、组分起影响（相同的道理，为了使野生动物园的羚羊更有活力、生命力更强，可以引进狼或豹子等肉食动物）。提问：如何理解“一着不慎，满盘皆输”？学生：不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉整盘棋。系统思想：要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的影响。案例分析：厨具的安装思考：1.请分析吴瑾家的厨房装修与厨具安装出现问题的原因所在。凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计学生：略教师：忽视系统的相关性，家庭装修是一项系统性很强的工程，各项工作之间、各种设施之间存在着必然的联系，它们互相影响互相制约，只有从它们的相关性出发，处理好各方面的关系，才能事半功倍。2.如果让你设计，你将如何处理，才不至于出现这类管线打架和有安全隐患现象的问题？学生：略。教师：在预埋厨房水管和电线时，就要考虑好哪里是烹饪区，哪里是储藏区等，再决定水电的管道和线路实际；在购买厨具时，要依照厨房的个性化要求来选购，具体裁衣，协调安排好风、水、火、电的接口，还要考虑造型、色彩以及人机关系和工程材料等方面的因素。3）目的性：系统都是以实现某种功能为目的的，这是区别这一系统与那一个系统的标志。设计和分析一个系统时，必须先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。系统的多个目标有时不完全一致，甚至矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折衷的办法，从而更好地实现其目的。提问：（1）人