蘇教版必修二“技術(shù)與設(shè)計2”教材分析

1、蘇教版必修二“技術(shù)與設(shè)計2”教材分析本模塊是普通高中通用技術(shù)課程兩個必修模塊中的第二個，包括“結(jié)構(gòu)與設(shè)計”、“流程與設(shè)計”、“系統(tǒng)與設(shè)計”和“控制與設(shè)計”四個主題。模塊內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下：模塊內(nèi)容所體現(xiàn)的整體、協(xié)調(diào)、關(guān)聯(lián)、控制、穩(wěn)定、權(quán)衡、改進(jìn)、優(yōu)化等思想和方法，具有廣泛的應(yīng)用價值和可遷移性，有利于學(xué)生形成對其個人的終身學(xué)習(xí)和發(fā)展有益的設(shè)計思想。模塊四個主題的內(nèi)容相對獨(dú)立，但又相互呼應(yīng)具有內(nèi)在的聯(lián)系：結(jié)構(gòu)總是和系統(tǒng)相聯(lián)的，結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，是系統(tǒng)的組成形式，也是系統(tǒng)功能的依據(jù)；流程可以說是對工程系統(tǒng)或工作系統(tǒng)按時間順序運(yùn)行的描述；控制本身是一個系統(tǒng)，同時也是對系統(tǒng)狀態(tài)所施加的干預(yù)。從總體上把握各單元

2、的內(nèi)在聯(lián)系，有助于理解本模塊所體現(xiàn)思想和方法的基礎(chǔ)性、典型性和通識性。教材側(cè)重于從以下幾點體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求： 從學(xué)生的認(rèn)知水平和生活經(jīng)驗出發(fā)。教材從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，圍繞提出問題、分析問題，在建構(gòu)和凝練技術(shù)設(shè)計的核心思想和方法的層面展開，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些方法進(jìn)行生活實際中的簡單技術(shù)設(shè)計，使學(xué)生體驗從具體到抽象再回到具體的技術(shù)思維過程，掌握典型的技術(shù)設(shè)計的基本方法。 與相關(guān)課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行綜合。教材體現(xiàn)了技術(shù)與文、理課程之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互融合、相互依存的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生將不同的知識整合成一個個有機(jī)體來綜合地分析和解決問題，既綜合了數(shù)學(xué)、科學(xué)和信息技術(shù)等理科課程的知識，也綜合了語文、美

3、術(shù)等文科課程知識。 以多層次的學(xué)習(xí)活動呈現(xiàn)內(nèi)容。教材精選了一定量的具有典型意義和繞有趣味的“案例”進(jìn)行分析，從多角度呈現(xiàn)了技術(shù)設(shè)計對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類文明進(jìn)程的推動作用，以此揭示具有普通意義的技術(shù)思想和方法；設(shè)置的“馬上行動”、“討論”、“探究”、“辯論”等諸多不同層次、不同程度的欄目，既為大多數(shù)學(xué)生達(dá)到基本要求提供了開放性的空間，也為水平較高的學(xué)生設(shè)計了具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)； “小試驗”欄目，使學(xué)生通過方便易行的動手試驗，體驗解決問題的過程，領(lǐng)略技術(shù)的魅力，激發(fā)技術(shù)設(shè)計的創(chuàng)造靈感，凸顯技術(shù)課程的特征；“練習(xí)”、“綜合實踐”等欄目，以經(jīng)過篩選的、以生活生產(chǎn)實際為情境的技術(shù)設(shè)計項目，提供給師生選

4、擇，使得學(xué)生在真實的任務(wù)環(huán)境下學(xué)習(xí)技術(shù)、體驗設(shè)計、經(jīng)歷過程；“閱讀”、“鏈接”等欄目，通過豐富的技術(shù)背景資料和拓展資料的呈現(xiàn)和提示，延伸了教材，以盡力彌補(bǔ)目前技術(shù)課程參考書籍少的缺憾。 引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式的變革。教材倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等多樣化學(xué)習(xí)方式，在內(nèi)容的組織上淡化技術(shù)與設(shè)計內(nèi)容本身的系統(tǒng)性和邏輯性，從學(xué)生感興趣的技術(shù)設(shè)計實例入手，強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的開放性和師生互動、生生互動，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識技術(shù)設(shè)計的復(fù)雜性、設(shè)計方案的多樣性，使學(xué)生在技術(shù)探究的過程中獲取快樂和成功的體驗。 傳播技術(shù)文化。教材結(jié)合具體內(nèi)容，選擇諸多事例和材料，傳播技術(shù)文化，使學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)設(shè)計的同時，感受技術(shù)與設(shè)計的文化價值，自覺從技術(shù)

5、的學(xué)習(xí)中汲取多重營養(yǎng)。1結(jié)構(gòu)與設(shè)計相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)：1、了解結(jié)構(gòu)的涵義，能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的概念和一般分類2、能結(jié)合12種簡單的結(jié)構(gòu)案例，分析結(jié)構(gòu)是如何承受應(yīng)力的3、能通過技術(shù)試驗分析影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的因素，并寫出試驗報告4、能確定一個簡單對象進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制設(shè)計圖紙，做出模型或原型5、能從技術(shù)和文化的角度欣賞并評價典型的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖二、內(nèi)容及其要求學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)果的行為指標(biāo)（當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時，他們能夠）表現(xiàn)水平結(jié)構(gòu)的概念知道結(jié)構(gòu)的一般概念從力學(xué)角度說出結(jié)構(gòu)的概念結(jié)構(gòu)的分類結(jié)合實例從力學(xué)角度說出結(jié)構(gòu)的一般類型結(jié)構(gòu)的應(yīng)力知道應(yīng)力的概念通過實例說出簡單結(jié)構(gòu)如單杠、堤壩等

6、所承受的力結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度知道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的概念說出影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的主要因素通過簡單的技術(shù)試驗，分析影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素，寫出試驗報告結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性知道穩(wěn)定性的概念說出影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的主要因素結(jié)合簡單的技術(shù)試驗，分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素，寫出試驗報告確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案確定簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計對象，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計的功能、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等要求說出結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該考慮的因素，如功能、安全、創(chuàng)新、成本和工藝等構(gòu)思出2至3種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并做出優(yōu)化選擇繪制簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖繪制出設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)草圖做出模型或原型選定一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，運(yùn)用身邊材料和工具，制作模型或者原型技術(shù)角度欣賞從結(jié)構(gòu)的功能、強(qiáng)度、穩(wěn)定性創(chuàng)新、成本和工

7、藝等角度，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)缺點進(jìn)行評析文化角度欣賞從歷史、民俗和審美等角度，欣賞典型的結(jié)構(gòu)設(shè)計三、重難點分析（一）重點分析1、力學(xué)角度的結(jié)構(gòu)涵義和結(jié)構(gòu)的分類。從力學(xué)角度認(rèn)識結(jié)構(gòu)的概念和結(jié)構(gòu)的分類是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。對不同類型結(jié)構(gòu)的受力特點分析，有助于從本質(zhì)上把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心。2、簡單結(jié)構(gòu)的受力。分析簡單結(jié)構(gòu)的受力情況，是分析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的重要基礎(chǔ)，是設(shè)計穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的重要前提。3、分析影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的主要因素。理解和分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有助于在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中正確選擇設(shè)計方案包括形狀造型、大小、材料。（二）難點分析1、簡單結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力分析。對生活中常見結(jié)構(gòu)所受的應(yīng)力作定性分析

8、，以說明結(jié)構(gòu)如何抵抗能引起形狀和大小改變的力。所提到的5種結(jié)構(gòu)的基本受力形式如拉力、壓力、剪切力、彎曲力和扭轉(zhuǎn)力在中學(xué)物理中并沒過多涉及，故不要求讓學(xué)生作定量分析，也不要求畫結(jié)構(gòu)的受力圖。2、通過技術(shù)試驗分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過簡單的技術(shù)試驗對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以直觀地描述影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的因素。測試結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的技術(shù)試驗需要師生共同設(shè)計。3、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計。選擇一個簡單的設(shè)計對象，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計并制作模型或原型。這是本主題學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的外化，體現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)設(shè)計的理解、創(chuàng)新。四、教學(xué)建議（一）結(jié)構(gòu)的涵義1.結(jié)構(gòu)是一個十分重要的概念，它在多種領(lǐng)域中都有體現(xiàn)。因此建議先

9、從廣義上介紹什么是結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)的地位和價值 。這對于學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)力學(xué)結(jié)構(gòu)是有幫助的，而且也有助于的知識遷移。2.在介紹力學(xué)（ 工程）結(jié)構(gòu)的涵義時，一定要強(qiáng)調(diào)，一個力學(xué)結(jié)構(gòu)其主要特征是能承受和傳遞載荷。這里特別要強(qiáng)調(diào)，在工程上受力的物體（結(jié)構(gòu)）在承受外力時，和高中階段物理上講的受力物體有別，它本身是要產(chǎn)生變形的，變形到一定程度，結(jié)構(gòu)就會破壞。這是結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計要考慮的核心問題。3. 在講結(jié)構(gòu)的分類時，建議先簡單介紹一下載荷的類型，因為結(jié)構(gòu)的分類是按其承載特點來分的。對拉、壓、剪、扭、彎這幾種主要載荷不要面面俱到，重點要用實例講清拉和壓，對剪、扭、彎宜作簡單介紹。（二）結(jié)構(gòu)分析1.簡

10、單結(jié)構(gòu)的受力分析：案例的選擇要審慎，有些看似簡單的案例涉及的問題其實很復(fù)雜，不宜選用。要結(jié)合學(xué)生比較熟悉的事物來講解。例如：秋千的吊索，主要承受拉力；橋梁的橋墩，主要承受壓力；連接剪刀的銷釘，主要承受剪切力；汽車方向盤的軸，主要是受扭轉(zhuǎn)力；單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎曲力。殼體的受力比較復(fù)雜，可以先介紹拱的受力，然后借用拱的受力特點來說明殼體的受力特點。如果課時允許，最好在這個內(nèi)容上安排一節(jié)“練習(xí)課”。可以安排三個層次的內(nèi)容：第一個層次是比較簡單的結(jié)構(gòu)，由學(xué)生通過討論自己完成。比如可以讓學(xué)生分析“上拉式”壁掛書架、“下?lián)问健北趻鞎芎蛦胃艿氖芰?。第二個層次是較難的結(jié)構(gòu)受力分析。比如自行車

11、框架的受力分析。這里還包括了受力模型的簡化問題。這個層次的題目由教師講解，主要是教給學(xué)生如何對一個結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析。第三個層次的題目是介于一、二層次之間的問題。留給學(xué)生課堂完成。可以讓學(xué)生分析“斜拉橋”的拉桿和立柱的受力。2.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度：如何講強(qiáng)度？可以有兩種思路：其一是避開“內(nèi)力”“應(yīng)力”概念，直接講“結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就是在外載荷作用下，結(jié)構(gòu)不被破壞的最大承載能力?！边@種講法比較簡單，概念也是準(zhǔn)確的。其二是基于教材上已經(jīng)提到了應(yīng)力的概念，并且還給出了表達(dá)式。那么，就從內(nèi)力到應(yīng)力、工作應(yīng)力再到許用應(yīng)力，給學(xué)生一個較為完整的強(qiáng)度概念。3.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：鑒于在眾多工程類教材所介紹的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性主要是

12、指壓桿穩(wěn)定、薄壁圓筒穩(wěn)定、薄梁穩(wěn)定等，因此，在講翻倒問題之前，可以把這些穩(wěn)定性問題簡單介紹一下。這樣會讓學(xué)生對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有一個比較全面的了解。（三）結(jié)構(gòu)的設(shè)計簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計，是技術(shù)與設(shè)計1關(guān)于設(shè)計的知識和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性的綜合運(yùn)用。教學(xué)中一定要與模塊1相銜接，特別是在設(shè)計方案的制定和設(shè)計草圖的繪制和設(shè)計方案的評價和優(yōu)化上，必須與模塊1的知識相呼應(yīng)。結(jié)構(gòu)的設(shè)計的教學(xué)應(yīng)盡可能用實際項目的制作來帶動。在項目的選擇上既要簡單，又要能體現(xiàn)教學(xué)要求。在制作時間上，既要安排必要的課內(nèi)學(xué)時，這樣便于教師的掌握和指導(dǎo)，也有一定的督促作用。也可以安排一定的課外時間，但不宜過多?？偟闹谱鲿r間最好控制在4課時，課內(nèi)課

13、外大約1比1。（四）結(jié)構(gòu)的賞析宜由教師事先搜集多種資料，在課堂上以老師講解為主，師生共同欣賞的方式進(jìn)行。也可以先讓學(xué)生課前自選內(nèi)容做好準(zhǔn)備，上課時讓學(xué)生來介紹，這樣賞析的內(nèi)容就更加豐富，老師可以準(zhǔn)備一個總結(jié)性發(fā)言，使教學(xué)目標(biāo)達(dá)成更完整。2流程與設(shè)計相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)：1、了解流程的涵義及其對生產(chǎn)、生活的意義2、通過對典型的工作流程和生產(chǎn)工藝流程案例的分析，理解流程中的時序和環(huán)節(jié)的意義，學(xué)會閱讀簡單的流程圖3、能分析流程設(shè)計中應(yīng)考慮的基本因素，并畫出流程設(shè)計的框圖4、能解釋流程的改進(jìn)與設(shè)備、材料等之間的關(guān)系，能概括某種簡單生產(chǎn)流程優(yōu)化過程中所應(yīng)考慮的主要問題5、能對生活、生產(chǎn)中的簡單對象進(jìn)行流程設(shè)計或

14、流程的改進(jìn)設(shè)計，并用文字或圖表說明流程設(shè)計方案的特點，或者流程的改進(jìn)方案的優(yōu)越之處一、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖二、內(nèi)容及其要求學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)果的行為指標(biāo)（當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時，他們能夠：）表現(xiàn)水平流程的涵義知道流程的涵義流程對生產(chǎn)生活的意義列舉生活、工作中的流程應(yīng)用的事例知道流程在生產(chǎn)、生活中的意義時序、環(huán)節(jié)說出流程中環(huán)節(jié)、時序的概念分析生活和工作中流程的環(huán)節(jié)和時序閱讀簡單流程圖知道流程可以用方塊圖、文字?jǐn)⑹?、表格、圖形和程序流程圖等多種形式表達(dá)識讀簡單的流程圖繪制流程圖正確運(yùn)用流程圖表達(dá)流程分析流程設(shè)計應(yīng)考慮的因素分析流程設(shè)計中應(yīng)該考慮的因素，如工藝、設(shè)備、材料、人員技術(shù)和資金等設(shè)計或改進(jìn)簡單生活或生

15、產(chǎn)中的流程知道流程設(shè)計的一般步驟，如確定目標(biāo)和任務(wù)對過程進(jìn)行分析初步確定環(huán)節(jié)劃分時序繪制流程圖評價和改進(jìn)完成設(shè)計說明根據(jù)已知條件設(shè)計簡單流程說明流程設(shè)計的特點指出所設(shè)計的流程方案的特點流程的優(yōu)化應(yīng)考慮的因素根據(jù)已有流程，指出可改進(jìn)之處，提出優(yōu)化方案知道流程的改進(jìn)與工藝水平的提高，以及設(shè)備、材料、管理等密切相關(guān)針對確定的流程，分析流程優(yōu)化應(yīng)考慮的因素對簡單生活或生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化針對確定的流程，進(jìn)行流程優(yōu)化設(shè)計三、重難點分析（一）重點分析1、流程的時序和環(huán)節(jié)：時序和環(huán)節(jié)是深入理解流程的兩個核心概念。一個是從時間序上對流程的理解，一個是從事物發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律上對流程的理解。2、繪制流程圖：為了幫助學(xué)生

16、閱讀和理解生活生產(chǎn)中的流程，用圖表或文字表達(dá)流程設(shè)計。3、流程的改進(jìn)與設(shè)備、材料等之間的關(guān)系：為提高工作效益、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能耗、保護(hù)環(huán)境等，生活生產(chǎn)中不斷出現(xiàn)對流程的改進(jìn)需求，流程改進(jìn)依賴于設(shè)備、材料、工藝等新技術(shù)的發(fā)展。（二）難點分析1、分析流程設(shè)計應(yīng)考慮的因素。分析流程設(shè)計中應(yīng)考慮的主要因素，是進(jìn)行流程設(shè)計的重要前提，不同的流程設(shè)計需考慮的因素各有側(cè)重，各因素之間相互關(guān)聯(lián)相互制約，需慎重分析。2、流程的設(shè)計與優(yōu)化。流程的設(shè)計一是要深入理解該流程應(yīng)遵循的內(nèi)在規(guī)律，明確影響流程的主要因素，二是要對過程的環(huán)節(jié)和時序進(jìn)行科學(xué)合理的安排。流程的優(yōu)化一要正確分析優(yōu)化的目標(biāo)，二要分析可優(yōu)化的參數(shù)，

17、三要分析通過何種途徑實現(xiàn)優(yōu)化等等。這些過程性分析需要學(xué)生綜合運(yùn)用本主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容來完成。四、教學(xué)建議本單元研究的是生活和生產(chǎn)中的流程，內(nèi)容相對來說比較容易理解。不僅要教給學(xué)生有關(guān)流程的知識，還要與學(xué)生一起探究有關(guān)流程所蘊(yùn)涵的思想和方法，以及這些思想和方法在我們的生活和生產(chǎn)中的運(yùn)用。1了解流程的涵義及其對生產(chǎn)、生活的意義。學(xué)生也許對流程的概念并不了解，但流程的意義并不難懂，可以通過與學(xué)生一起分析身邊的案例來理解流程的涵義和意義。但是，在學(xué)生明確了流程的涵義之后，一定要讓學(xué)生知道，為什么要研究流程，要從質(zhì)量、效率和管理等多方面去說明流程的作用。2要結(jié)合具體的典型的案例來分析和理解時序和環(huán)節(jié)的意義，

18、分析和理解常見的工作流程和有代表性的生產(chǎn)流程。要著重引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的世界，引入與學(xué)生生活密切相關(guān)的案例，并把自己的認(rèn)識與日常的生活實踐結(jié)合起來。引導(dǎo)學(xué)生注意觀察生活中需要讀懂流程圖的場合，知道流程圖有多種表達(dá)形式。3能分析流程設(shè)計中應(yīng)考慮的基本因素，并畫出流程設(shè)計的框圖。流程設(shè)計中，時序和環(huán)節(jié)的設(shè)定和表達(dá)要簡要、明確、操作性強(qiáng)，并且前后連續(xù)，銜接緊密，同時環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間必須是可以切分的。4能解釋流程的改進(jìn)與設(shè)備、材料等之間的關(guān)系，能概括某種簡單生產(chǎn)流程優(yōu)化過程中所應(yīng)考慮的主要問題。要讓學(xué)生能夠基于案例分析得出，流程的改進(jìn)和優(yōu)化，首先是以分析現(xiàn)有工作流程中存在的問題進(jìn)行診斷為基礎(chǔ)，再根據(jù)分析診

19、斷的結(jié)果對流程進(jìn)行簡化和重組。而流程的改進(jìn)與優(yōu)化同新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的產(chǎn)生與應(yīng)用是密不可分的，每項新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的產(chǎn)生與應(yīng)用都會推動流程的改進(jìn)與優(yōu)化。5能對生活、生產(chǎn)中的簡單對象進(jìn)行流程設(shè)計或流程改進(jìn)設(shè)計，并用文字或圖表說明流程設(shè)計方案的特點，或者流程的改進(jìn)方案的優(yōu)越之處。要讓學(xué)生將流程的基本知識應(yīng)用于技術(shù)實踐，選擇與學(xué)生生活密切聯(lián)系的實踐對象，嘗試將流程設(shè)計的思想和方法運(yùn)用到實踐中去，服務(wù)自己的生活與學(xué)習(xí)。學(xué)生理解和改進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)中復(fù)雜的流傳有困難，可以讓學(xué)生結(jié)合研究性學(xué)習(xí)和社會實踐中提出有關(guān)問題進(jìn)行討論和研究。3系統(tǒng)與設(shè)計相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)：1、從應(yīng)用的角度理解系統(tǒng)的含義2、通過簡單的

20、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)計案例的分析，初步學(xué)會簡單系統(tǒng)設(shè)計的基本方法5、確定一個生活或生產(chǎn)中的簡單對象，根據(jù)設(shè)計要求完成系統(tǒng)的方案設(shè)計一、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖二、內(nèi)容及其要求學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)果的行為指標(biāo)（當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時，他們能夠：）表現(xiàn)水平系統(tǒng)的概念說出系統(tǒng)的概念分析構(gòu)成系統(tǒng)的三個要素系統(tǒng)的應(yīng)用分析系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用系統(tǒng)的基本特性結(jié)合實例說明系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性、動態(tài)性和目的性等基本特性運(yùn)用系統(tǒng)的基本特性，分析身邊的系統(tǒng)系統(tǒng)分析的基本方法知道系統(tǒng)分析的基本方法運(yùn)用系統(tǒng)分析的基

21、本方法對簡單系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析簡單系統(tǒng)設(shè)計的基本方法知道系統(tǒng)設(shè)計的基本方法運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計的基本方法對簡單系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計簡單系統(tǒng)的方案設(shè)計根據(jù)所確定的設(shè)計任務(wù)，做出簡單的系統(tǒng)設(shè)計的書面方案，包括必要的設(shè)計草圖和設(shè)計報告對該設(shè)計方案進(jìn)行評價系統(tǒng)優(yōu)化的意義總結(jié)系統(tǒng)優(yōu)化的意義對所設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計方案進(jìn)行評價，指出可以改進(jìn)之處影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素結(jié)合案例，分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素知道系統(tǒng)優(yōu)化的一般過程，針對某個具體案例，提出系統(tǒng)優(yōu)化的方案總結(jié)系統(tǒng)優(yōu)化的幾種類型，如工期優(yōu)化、成本優(yōu)化、工藝優(yōu)化、管理優(yōu)化、組織優(yōu)化等三、重難點分析（一）重點分析1、系統(tǒng)的概念。對系統(tǒng)的概念的正確理解是學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計的起點。重在從

22、構(gòu)成系統(tǒng)的三個條件即系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)各組成部分之間的關(guān)系、各部分形成整體的功能等角度來理解。2、系統(tǒng)的基本特性。系統(tǒng)的基本思想反映了系統(tǒng)的特性，宜著重從系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性、目的性、動態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性等角度理解。3、系統(tǒng)分析。對于具體問題，進(jìn)行系統(tǒng)分析，是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)和前提。在此應(yīng)著重要把握系統(tǒng)分析的一般步驟。（二）難點分析1、系統(tǒng)分析。系統(tǒng)分析雖有原則和步驟可循，但在方法上卻具有較大的靈活性和綜合性。對于不同的系統(tǒng)，需要根據(jù)其內(nèi)在的規(guī)律，進(jìn)行分析、比較和試驗，為系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)。2、系統(tǒng)優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化難在首先要找準(zhǔn)系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)，其次要酌情選擇一定的方法和手段實現(xiàn)優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化的方法和

23、手段，又依賴于對系統(tǒng)的分析以及系統(tǒng)中重要數(shù)據(jù)的處理上。系統(tǒng)優(yōu)化往往涉及到，數(shù)學(xué)方法，如數(shù)學(xué)模型的建立等。3、系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計是學(xué)習(xí)結(jié)果的綜合呈現(xiàn)，既有學(xué)科知識的綜合又有系統(tǒng)的技術(shù)思想和方法的綜合，簡單的系統(tǒng)的設(shè)計方案的制定和實現(xiàn)對學(xué)生具有一定的挑戰(zhàn)性。四、教學(xué)建議系統(tǒng)論的思想和方法極其豐富，在社會、政治、經(jīng)濟(jì)、科教等各個方面得到了廣泛的應(yīng)用。技術(shù)課程中的“系統(tǒng)”所包含的內(nèi)容雖然很簡單，但其中滲透的思想和方法具有很強(qiáng)的普遍意義，是學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)學(xué)習(xí)的精華所在。通過本單元的教學(xué)，應(yīng)讓學(xué)生初步領(lǐng)悟系統(tǒng)的一般思想和方法。如從整體出發(fā)分析和處理問題的思想和方法；從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)特性的思想和方法等。1從

24、應(yīng)用的角度理解系統(tǒng)的涵義。要通過學(xué)生能看得見的具有系統(tǒng)特性的實例案例，讓學(xué)生從應(yīng)用的角度來理解系統(tǒng)的含義，因為系統(tǒng)的概念看似抽象，其實是很具體的。如果讓學(xué)生僅從概念來理解系統(tǒng)的特性，是比較抽象和枯燥的，這時，我們選取一、兩個具有典型意義的系統(tǒng)的案例分析入手，來把握系統(tǒng)的特性，就顯得直觀和形象些，如果能讓學(xué)生自己總結(jié)出這些特性，那就更好了，這里關(guān)鍵是案例的選取和教師的引導(dǎo)。2通過簡單的系統(tǒng)的案例分析，理解系統(tǒng)的基本特性，初步理解系統(tǒng)分析的思想方法。教學(xué)設(shè)計中要精選案例，要善于引導(dǎo)學(xué)生從案例分析中總結(jié)規(guī)律和方法。一般來說，學(xué)生對系統(tǒng)分析的概念并不熟悉，教師最好要多找一些事例來講解，讓學(xué)生建立起系統(tǒng)

25、分析的概念。3理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。要結(jié)合實例引導(dǎo)學(xué)生分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。在不同的系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素是有區(qū)別的，要注意分析組成系統(tǒng)的各部分對系統(tǒng)的重要程度，在動態(tài)中協(xié)調(diào)整體與部分之間的關(guān)系，使部分目標(biāo)服從整體的目標(biāo)，達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)化。4通過簡單的系統(tǒng)設(shè)計案例分析，初步學(xué)會簡單系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。可以通過簡單系統(tǒng)設(shè)計案例的分析，讓學(xué)生總結(jié)和歸納，初步學(xué)會簡單的系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。系統(tǒng)的設(shè)計是建立在對系統(tǒng)進(jìn)行有效的分析基礎(chǔ)上的，而在學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)中，系統(tǒng)設(shè)計運(yùn)用的的案例比比皆是，教師可以列舉一些，讓學(xué)生通過類似系統(tǒng)設(shè)計的分析，進(jìn)一步掌握系統(tǒng)設(shè)計的基本方

26、法。 5對于系統(tǒng)設(shè)計實踐的要求，可以只要求寫出設(shè)計報告和系統(tǒng)分析，不要求付諸實施。有條件的可以作為研究性學(xué)習(xí)的課題來進(jìn)行。教學(xué)中，對學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計實踐的要求可以是一個簡單的系統(tǒng)設(shè)計，也可以是運(yùn)用系統(tǒng)思想和方法對某一對象進(jìn)行設(shè)計方案。要注意，設(shè)計一個簡單的系統(tǒng)并不是最終目的，最重要的是要掌握系統(tǒng)設(shè)計的思想與方法，并將這種思想和方法運(yùn)用到自己的生活、工作和學(xué)習(xí)中去。4控制與設(shè)計相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)：1、理解控制的含義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用2、分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程3、能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)

27、行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用4、能結(jié)合案例找出影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析5、了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖并形成初步的控制設(shè)計的方案6、能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，制作一個控制裝置；或者能根據(jù)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行實施或模擬實施，學(xué)會調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案一、內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖二、內(nèi)容及其要求學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)果的行為指標(biāo)（當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時，他們能夠：）表現(xiàn)水平控制的概念知道什么是控制列舉生活和生產(chǎn)中的控制事例控制的應(yīng)用知道控制在生活和生產(chǎn)中的重要作用說說生活中控制的運(yùn)用所帶來的高效、方便的體驗控制方式舉例說出人工控制

28、和自動控制知道人工控制與自動控制的區(qū)別開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程說出開環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分結(jié)合具體案例，分析并簡述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程說出閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分知道被控制量、控制量、給定量、控制對象、執(zhí)行器、控制器和反饋裝置在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用結(jié)合具體案例，分析并簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程說出閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的特點并作比較控制系統(tǒng)的方框圖結(jié)合實例，用方框圖分別表達(dá)一個開環(huán)控制系統(tǒng)和簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程控制系統(tǒng)的干擾因素結(jié)合實例，分析控制系統(tǒng)中的干擾因素對控制系統(tǒng)影響的過程分析并說出一個簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)抗干擾因素的過程確定設(shè)計方案根據(jù)設(shè)

29、計要求，確定控制系統(tǒng)的被控對象、被控量和控制量選擇并確定一個實現(xiàn)控制要求的設(shè)計方案，畫出方框圖控制系統(tǒng)的實現(xiàn)與調(diào)試根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，體驗?zāi)M實現(xiàn)控制方案的過程，或者根據(jù)簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，體驗?zāi)M實現(xiàn)控制方案的過程正確調(diào)試系統(tǒng)三、重難點分析（一）重點分析1、控制的涵義。理解什么是控制，是學(xué)習(xí)控制與設(shè)計的前提。2、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。開環(huán)控制系統(tǒng)是生活和生產(chǎn)中應(yīng)用較多的控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)則多應(yīng)用于控制精度要求較高的場合，對兩種控制系統(tǒng)工作過程的分析是控制與設(shè)計的重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。3、控制系統(tǒng)中的被控對象、被控量和控制量。分析和設(shè)計控制系統(tǒng)，首先要分析并確定控

30、制系統(tǒng)中的被控對象、被控制量和控制量，抓住了這幾個重要參數(shù)，才有實施控制的可能。4、干擾與反饋。干擾因素與反饋是控制系統(tǒng)中的重要概念，兩者緊密相聯(lián)，反饋因克服干擾因素而存在。（二）難點分析1、閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框圖。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個反饋回路，由此導(dǎo)致與開環(huán)控制系統(tǒng)的差異，工作過程和方框圖要相對復(fù)雜一些。2、干擾因素分析。閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對干擾因素的判斷是前瞻性的判斷，有賴于對控制系統(tǒng)的控制過程的熟悉、對控制系統(tǒng)周邊環(huán)境的分析，需要綜合分析能力和判斷力為基礎(chǔ)。3、控制系統(tǒng)的設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計，屬于較專業(yè)化的范疇，本主題僅要求進(jìn)行簡單的開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計，有條

31、件的可以付之實施并調(diào)試運(yùn)行。四、教學(xué)建議（一）控制的涵義1.控制的基本概念：在這一節(jié)的教學(xué)中首先要從學(xué)生熟悉的事例著手，讓學(xué)生知道控制是處處存在的。接著再介紹什么是控制并能列舉身邊存在的控制事例。2.控制的應(yīng)用：要用生活、生產(chǎn)、軍事、社會、管理等多方面的事例，讓學(xué)生知道控制技術(shù)應(yīng)用的廣泛和深入。讓學(xué)生得到“離不開控制”、“喜歡控制”、“希望了解控制”的初步體驗。（二）簡單控制系統(tǒng)的分析1.手動控制與自動控制：首先要通過具體的手動控制事例講清“人”在該控制過程中的作用。在介紹自動控制的概念時，最好是在列舉的手動控制的基礎(chǔ)上如何用控制裝置來替代“人”的作用而形成自動控制系統(tǒng)的。這樣做，能清楚地說明

32、手動控制和自動控制的區(qū)別。2.開環(huán)控制與閉環(huán)控制：這是本節(jié)的核心內(nèi)容，需要下大的力氣讓學(xué)生比較好地理解與掌握其主要教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能陳述閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征；能具體陳述閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征；能對比開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，分析它們的特點。 3.控制系統(tǒng)的工作過程：要通過具體的控制案例，講清開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)是怎樣完成控制要求的。對開環(huán)系統(tǒng)來說就是要說明給定一個輸入量后，怎樣產(chǎn)生一個對應(yīng)的輸出量。對閉環(huán)來說就是要講清當(dāng)輸出量和輸入量有偏差時，系統(tǒng)是怎樣消除偏差的。在教學(xué)控制系統(tǒng)的工作過程時，如果教師能提供簡單明確的教學(xué)演示，對教學(xué)效果是有很大幫助的。建議老師們能準(zhǔn)備具體的演示教具。4.控制

33、系統(tǒng)的方塊圖和主要控制術(shù)語：要求學(xué)生能畫出簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解給定量、被控量、反饋等概念。理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。在本主題中，限于學(xué)時以及高中學(xué)生現(xiàn)有的知識水平，對控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器、傳感機(jī)構(gòu)和被控對象等環(huán)節(jié)只限定于一般性的理解，不作進(jìn)一步的要求，不去探討其內(nèi)部的工作過程，只需把它們看作黑箱，了解其輸入和輸出之間的關(guān)系。正反饋控制問題在此不作研究，對于簡單的開環(huán)控制、單回路負(fù)反饋控制以外的其他控制方式不作討論。5.控制中的干擾及克服：要結(jié)合具體的控制系統(tǒng)來說明外界是怎樣對控制產(chǎn)生影響的。需要指出的是，干擾對開環(huán)控制和閉環(huán)控制都有作用，只是開環(huán)控制抗干擾能力差