3-2系统的优化教案

§3-2系统的优化(1课时)内容分析课程标准相关目标与内容：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。指导意见要求和说明：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。说明：系统分析与优化的实例不要过于复杂，霍尔三维结构体系及数学模型不作要求。教材分析：地位前后联系本节内容是系统与设计的第二节，是在系统的结构基础上，进一步加深对系统理论认识，并把系统方法和思想应用到科学决策和系统优化中去，同时也为系统的设计作好铺垫。本节教材由两个小节：1.系统分析及其一般步骤；2.系统的优化。从汉字激光照排系统决策、田忌赛马等案例分析，引导学生理解系统分析的含义和一般步骤，并上升为系统方法。系统优化则从农作物间作套种、最大利润问题、装修施工的组织和优化等案例，分析其方法，并总结出数学最做优解和实践满意解得到合理解。这里涉及运用系统观点分析事物的方法和实践。学情分析：在日常生活中，每个人都会面临选择、面临决策。学生每天都在做出各种各样的决策。但他们一般都凭经验决策，哪怕是自己相关的重大决定，如升学决策、文理选择决策等。对于这些经常用到的，需要学习使用科学决策。本节课的内容正好为学生使用科学决策提供方法指导。另外对于系统的优化，学生在数学上已经学过线性规划，可以为优化提供数学上的最优解。学生在具体分析过程中往往会局限在具体问题的深入探究上，不能运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，进行优化系统。要及时对学生进行指导，帮助学生从宏观上把握系统分析和系统优化的全过程，注重学生的体验和感悟。教学目标：知识与技能1.说出系统分析的基本方法2.了解系统分析的一般原则3.理解系统优化的意义4.模仿案例尝试进行系统分析和优化过程与方法1．通过对经验决策和科学决策的对比，领略系统分析作为科学决策的优越性2．结合对实例的系统优化，迁移对其他事物进行系统优化情感、态度与价值观1．对典型案例分析入手，认同系统分析的价值，引领学生自主构建有关系统整体性的应用。2．积极引导学生思考、分析、交流，培养对事物进行系统优化的敏感3．体验系统优化的意义，指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。实验及教具：CAI课件、投影仪、实验仪器和药品、挂图、模型、标本、音像教学方法：分类对比法、启发引导法、讨论法课堂类型：新授课教学重点：系统分析的思想方法；系统优化的方法教学难点：系统分析的思想方法教学流程：定向→自学→讨论→答疑→活动→自测→自结.教学过程：1.定向：（1分钟，本节须掌握系统分析的定义、步骤和原则，理解系统优化意义并分析）2.自学：（花5分钟阅读课本P76~84内容，并花7分钟试着独立完成下列各个问题）导学求思材料、设备、人员、时间、资金等都是有限的，因此每个人每天都会面临选择、面临决策。某个决策可能会影响到一个人的命运、一个企业的生死或一个国家的存亡。应该如何进行科学的决策呢？书中淘金A．系统分析是指为实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详地考察、分析、比较、______，并在此基础上拟订一套行之有效的处理______(程序)或改进原有方案的过程。B．系统分析的特点：______而不是零星地处理问题，全面地思考和解决问题。其出发点是为了发挥系统的____体功能，目的是寻求解决问题的最____决策。C．系统分析的步骤：①明确______，设立目标→②收集资料，制定______→③分析______，评价比较→④检验核实，作出______。D．系统分析的主要原则：a.整体性原则：要分析___体、___局、___程、______，再分析部分、局部、阶段、当前。b.科学性原则：运用科学方法和数学工具进行定___分析c._________原则：综合多个目标考虑，服从主要目标，统筹兼顾E．系统优化指在给定条件（或约束条件）下，根据优化目标，采取一定的手段与方法使系统的________达到最大化（或最小化）a.____函数：是系统的目标（某一变量）与相关的因素（某些变量）的函数b.____________：对系统的目标函数产生影响且不能进行人为调节的因素c.____________：对系统的目标函数产生影响且可以进行人为调节的因素d.最优解：通过优化的目标与决策变量之间的关系计算出的目标值e.满意解：通过定性的估计或推断而确定的系统目标探究新知，深化认识经常看到新建不久的马路被施工队挖开。有人戏称这样的施工队为“扒路军”。请你结合系统分析的原则说说这样做有什么问题？你试着提出合理化建议。案例：某工厂有A、B两种配件生产甲、乙两种产品，每生产一件甲产品使用4个A配件耗时1h，每生产一件乙产品使用4个B配件耗时2h，该厂每天最多可从配件厂获得16个A配件和12个B配件，按每天工作8h计算，生产一件甲产品获利2万元，一件乙产品获利3万元，该厂日生产如何安排利润最大？分析：某人通过建立数学模型如下：设利润为L，甲、乙日生产数分别为x、yL=2万元×x+3万元×=y。式①。得答：式④式③式②1240164082yxyx请回答：其中目标函数为式____，约束条件是式____，式⑤是________解。请阅读P83案例分析“装修施工的组织优化”，请你比较依次施工和平行施工的优缺点。请提出一个折中方案，使施工时间不太长，人力、物资又不太多。1424Lyx式⑤马上行动，自我提高：请根据系统分析的四个步骤，制定出一个方案。“智猪博弈”（Pigs’payoffs）：笼子里面有两只非常聪明的猪，一只大，一只小。笼子很长，一头有一个踏板，另一头是饲料的出口和食槽。按一下踏板，将有相当于10个单位的猪食流进食槽，但是按踏板以后跑到食槽所需要付出的“劳动”，加起来要消耗相当于2个单位的猪食，耗时20s。每10s大猪吃食3个单位，小猪吃食1个单位。现在请你告诉这两只聪明的猪该怎么办？3.讨论：（5分钟，请按下面两点提示在小组内进行讨论交流）①．与同小组的同学核对、比较上一环节“自学”里的解答情况，试着从多个角度看问题。②．讨论与本节内容相关的、有价值的疑问，把它清晰明确的表达出来，倾听同小组成员的意见，他们又有什么疑问和学习体会。4.答疑：（10分钟）5.活动：规划试验。（6分钟）宁波市企事业单位的试用期（第一年）月工资一般都在2000元左右。现在假设你已经开始领到了月工资2000元，请你制订一个支配每月收入的方案。6.自测：（6分钟）(1)、系统分析的最终目的是()A.找出系统内在的规律和联系B.寻求解决问题的最佳决策或方案C.确定系统的整体功能和特点D.找出所研究的系统与其他系统的区别和不同(2)、系统分析中要遵循科学性原则是指（）A.在系统分析中要有科学的步骤及科学的分析方法B.在系统分析中，要注意系统内在的科学规律C.在系统分析中，注意系统往往是多学科、多领域知识的综合D.在系统分析中，注意系统是科学与技术的广泛结合(3)、以下事例没有很好地体现或运用系统理论的是().都江堰水利工程阿斯旺水坝田忌赛马丁谓修复皇宫(4)、分析原则的是以下事例不一定为系统优化的是().A.农作物套种增产B.从依次施工改为平行施工C.电脑操作系统的升级D.普通台灯改为调光台灯(5)、高架给城市的交通带来了方便，但是随之而来的噪音却严重影响了沿路的居民的工作与休息。那么，修建隔音墙使其达到最佳效果的技术性要点是()A.噪音的严重程度B.招收工人，及早建成C.建筑的材料成本和人工D.建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数关系条件(6)、城市里建筑现在都大量使用玻璃幕墙，取代传统的钢筋混凝土墙，这种系统优化的意义是（）A,获取系统的最佳效益或最佳功能B,改善系统的环境C,降低系统的成本D,改变系统的特征(7)、上题的系统优化的实现需要()A,减少约束条件B,降低目标函数C,降低影响因素D,综合各种因素(8)、沪杭高铁的建成方便了两地居民的往返，高铁建设中采取了许多优化措施，下列优化措施中以安全为目标的是()A,采用宽敞、明亮、绿色环保的车厢B,全路段封闭，全程监控C,缩短发车时间间隔，增大载客流量D车厢内实时显示列车运行速度(9)、如图所示，台虎钳由固定钳身，活动钳身及底座等零部件组成，活动钳身和固定钳身通过丝杠与螺母的配合达到夹持工件的目的。请完成下列题，在有“”处填上相应的内容。（A）厂家在设计台虎钳时，对各部件的受力进行分析计算后选用合适的材料并确定相应的尺寸，这体现了系统分析的___原则（B）台虎钳的功能体现了系统的目的性（C）夹持工件时，如果用锤子敲击手柄或套上管子转动手柄，以下四种情况：①丝杠螺纹受损②与丝杠配合的螺母受损③夹紧手柄受损④底座破裂，你认为最可能会发生的是（请在下列选项中选择一项）A．①②④B．①③④C．①③D．①②7.自结（2分钟）教学反思