第三課時(shí)《系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)》教案

1、第三課時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）教案第三課時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)教案一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能目標(biāo)通過簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例的分析，初步學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。確定一個(gè)生活或生產(chǎn)中的簡(jiǎn)單對(duì)象，根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。過程與方法目標(biāo)通過案例進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中將系統(tǒng)的基本特性考慮到設(shè)計(jì)中去，考慮到系統(tǒng)各要素之間的作用和聯(lián)系，進(jìn)行系統(tǒng)分析和優(yōu)化.通過手電筒進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中將系統(tǒng)的基本特性考慮到設(shè)計(jì)中去，考慮到系統(tǒng)各要素之間的作用和聯(lián)系，進(jìn)行系統(tǒng)分析和優(yōu)化.情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)學(xué)會(huì)把系統(tǒng)思想和方法運(yùn)用到自己的生活、工作和學(xué)習(xí)中去進(jìn)行設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦實(shí)踐能力。二、教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮的主要問題；系

2、統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過程及思想方法系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮的主要問題分析。三、教學(xué)難點(diǎn)：簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。四、教學(xué)方法：講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、小組合作。五、設(shè)計(jì)思想教材分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)是研究和認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的目的，本節(jié)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)圍繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開。根據(jù)系統(tǒng)的目的和要求、各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和優(yōu)化，就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟，應(yīng)能進(jìn)行簡(jiǎn)單的系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)?？山Y(jié)合具體實(shí)例讓學(xué)生分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些主要的問題，并組織討論活動(dòng)。本節(jié)由“1.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”、“2.簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)”等2小節(jié)組成。本部分教材編寫突出連個(gè)特點(diǎn)：首先，突出技術(shù)的思想方法。教學(xué)內(nèi)容體

3、現(xiàn)了科技發(fā)展的先進(jìn)成果和先進(jìn)文化，是當(dāng)代技術(shù)思想和方法重要的基礎(chǔ)組成部分，具有豐富的思想內(nèi)涵和方法論意義，對(duì)所有學(xué)生的發(fā)展都具有教育價(jià)值，是技術(shù)的學(xué)習(xí)真正超越技能主義的局限，使技術(shù)成為“有思想的技術(shù)”，拓展學(xué)生對(duì)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，促使學(xué)生認(rèn)識(shí)上的遷移和共通能力的發(fā)展。其次，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用理論和方法解決實(shí)際問題。這里更多的是注重學(xué)生從理論到實(shí)踐的第二次認(rèn)識(shí)飛躍，在編寫安排上是從理論入手，最后回到設(shè)計(jì)的實(shí)踐。2.學(xué)情分析通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化已經(jīng)有了初步的了解，通過簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例的分析，初步學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。教學(xué)策略設(shè)計(jì)在教學(xué)實(shí)踐中讓學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組進(jìn)行設(shè)計(jì)并給出設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生在技

4、術(shù)實(shí)踐中學(xué)會(huì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和提升。通過案例簡(jiǎn)單系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，把系統(tǒng)的思想貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，初步學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，學(xué)習(xí)如何進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)六、教學(xué)準(zhǔn)備：玩具電動(dòng)機(jī)、燈泡、齒輪、手搖柄、導(dǎo)線等七、教學(xué)過程：一）引入：我們每個(gè)人都會(huì)在日常生活中遇到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用的案例比比皆是：家庭室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)假期旅游行程設(shè)計(jì)個(gè)人形象設(shè)計(jì)班級(jí)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)競(jìng)賽日程表設(shè)計(jì)等等二）新課教學(xué)：閱讀課文第76到90頁(yè)，思考以下三個(gè)問題：什么是系統(tǒng)設(shè)計(jì)？2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題有哪些？3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟是什么？抽學(xué)生回答，檢查閱讀結(jié)果。加深其他學(xué)生印象。系統(tǒng)的設(shè)計(jì).系

5、統(tǒng)的設(shè)計(jì)的涵義：系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出滿足預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)的過程。.系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求。理解：從系統(tǒng)的整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用。理解：運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯(lián)系。依據(jù)系統(tǒng)的基本特性，既要考慮當(dāng)前，也要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。理解：從系統(tǒng)整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧，再在此基礎(chǔ)上完善個(gè)部分的設(shè)計(jì)。馬上行動(dòng)：思考：從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路出發(fā)，怎樣理順這些關(guān)系？學(xué)生：路向選擇一一地質(zhì)勘探一一資金分配一一人員調(diào)配一一材料購(gòu)置一一施工進(jìn)度要實(shí)現(xiàn)筑路工程的總體目標(biāo)是：經(jīng)濟(jì)、快速

6、、安全、方便地選擇路向。進(jìn)行地質(zhì)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。選擇筑路技術(shù)方案，不同的地段實(shí)施不同技術(shù)方案，如公路要越過兩座山坡，是穿隧道還是繞道行。進(jìn)行資金合理的分配考慮工期、人員、材料安排方案，合理安排人員，各段工程同時(shí)進(jìn)行，實(shí)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(fèi)，就近取材，就地取材，選擇合理路線購(gòu)置材料。在不增加過多人工的前提下，提高工程進(jìn)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟：將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)；確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其相互關(guān)系；對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。可以概括為“總

7、一一分一一總”。就是當(dāng)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)對(duì)象時(shí)，可以先將對(duì)象分解為一個(gè)子系統(tǒng)，分析和確定各個(gè)子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能以及它們之間的相互關(guān)系和結(jié)構(gòu)組成，然后單獨(dú)對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)及優(yōu)化，然后對(duì)由完成的子系統(tǒng)作為構(gòu)件的系統(tǒng)整體進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法要點(diǎn)：）遵守設(shè)計(jì)的一般過程、方法和原則）遵守系統(tǒng)設(shè)計(jì)中特有的兩條原則：設(shè)計(jì)好系統(tǒng)中的每一個(gè)元素或子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)好各元素或子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)多用于比較復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)工程、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程、規(guī)劃系統(tǒng)工程、生態(tài)系統(tǒng)工程、能源系統(tǒng)工程、交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程、工業(yè)及企業(yè)系統(tǒng)工程、軍事系統(tǒng)工程等方面。案例

8、分析：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì)講解：王丹遇到了照明問題，想解決這個(gè)問題就要用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)王丹的目的：用所學(xué)過的知識(shí)，設(shè)計(jì)并制作一只簡(jiǎn)易的手電筒。設(shè)計(jì)要求：可照明的手電筒，攜帶方便，使用安全。設(shè)計(jì)分析：.手電筒的結(jié)構(gòu)：可把手電筒看成一個(gè)整體再把手電筒照明供電部分分為兩個(gè)子系統(tǒng)，一個(gè)是照明子系統(tǒng)；另一個(gè)是供電子系統(tǒng)。照明子系統(tǒng)的要素是燈泡、導(dǎo)線。供電子系統(tǒng)的要素是電源、開關(guān)。.手電筒的功能手電筒的功能就是照明，取決于各個(gè)組成要素供電裝置電源是通過導(dǎo)線的連接驅(qū)動(dòng)燈泡的發(fā)光，這些是基本要素，缺少任何一個(gè)，手電筒都不能正常工作。.手電筒的組裝將手電筒的各個(gè)要素按照一定的要求進(jìn)行匹配，組裝才能達(dá)到目的功能合

9、理選擇元器設(shè)計(jì)方案：方案c.設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)發(fā)電手電筒，用發(fā)電機(jī)代替干電池進(jìn)行供電。.手電筒系統(tǒng)的各要素：.工作原理：用手搖動(dòng)手柄，使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)由磁鐵和線圈組成的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出電流，使小燈泡發(fā)光。方案制作：試驗(yàn)：測(cè)試玩具電動(dòng)機(jī)能否改裝為發(fā)電機(jī)試驗(yàn)器材：玩具電動(dòng)機(jī)、小燈泡、粗棉線、導(dǎo)線。試驗(yàn)過程：在電動(dòng)機(jī)的接頭上連接小燈泡。在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上繞十幾圈的棉線。用力快速抽動(dòng)棉線，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察小燈泡發(fā)光情況。試驗(yàn)總結(jié)：當(dāng)外力使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子迅速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小燈泡發(fā)光。玩具電動(dòng)機(jī)經(jīng)改裝可以發(fā)電。講解：

10、試驗(yàn)獲得成功后，他們開始動(dòng)手制作。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電路，畫出電路圖。根據(jù)電路圖，選擇元器件，2.5V的燈泡、導(dǎo)線、發(fā)電機(jī)、大齒輪、小齒輪、發(fā)電機(jī)座子、手柄等。通過手搖柄控制燈泡發(fā)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(yùn)動(dòng)帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪與小齒輪嚙合提高小齒輪的轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，快速切割磁感線引起磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有了感應(yīng)電流，使小燈泡持續(xù)發(fā)光。學(xué)生動(dòng)手試驗(yàn)制作：?jiǎn)枺耗銈冊(cè)谠O(shè)計(jì)和制作時(shí)遇到哪些問題？學(xué)生：小玩具電動(dòng)機(jī)選擇，大小齒輪的匹配。問：對(duì)手電筒的設(shè)計(jì)方案怎樣進(jìn)行優(yōu)化的？案例分析：“室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)”現(xiàn)在人們最大消費(fèi)就是購(gòu)房，當(dāng)房子買下后，面臨的

11、就是裝修問題了。在裝修過程中，許多業(yè)主和裝修公司都十分重視“木工活”、“瓦工活”的施工質(zhì)量和效果，人們?nèi)菀缀鲆曌≌氖覂?nèi)電氣設(shè)計(jì)，導(dǎo)致裝潢完成后才發(fā)現(xiàn)有設(shè)計(jì)不合理之處，或住戶對(duì)每條線路的走向一無所知，殊不知，對(duì)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(nèi)電線、電話線、有線電視光纜的鋪設(shè)是否安全合理，使用后出現(xiàn)了故障能不能檢修，所以進(jìn)行住宅室內(nèi)電氣線路設(shè)計(jì)很重要。隨著住戶各類家用電器的逐漸增多，特別是空調(diào)、電熱水器等大功率電器的使用，住宅電氣設(shè)計(jì)由原來的純照明向多功能的方向發(fā)展。為避免住戶使用過程中的電氣線路過載等狀況的發(fā)生，運(yùn)用系統(tǒng)的思想整體地進(jìn)行電

12、氣線路的設(shè)計(jì)是非常必要的。下面我們就對(duì)楊輝購(gòu)買的一套135.62的三室二廳的新房室內(nèi)電氣線路進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組織學(xué)生討論并分析教材第89頁(yè)案例：“室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)”明確室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從以下方面考慮。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求：.分析室內(nèi)照明的功能需求，書房、臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間和涼臺(tái)的照明要求是如何的？.系統(tǒng)組成部分之間的相互聯(lián)系和作用：針對(duì)不同的照明需求來選擇怎樣的燈具？.如何計(jì)算家居總用電量？4.室內(nèi)照明的電線敷設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)？5.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及其優(yōu)化：設(shè)計(jì)要求：用電負(fù)荷：照明用電負(fù)荷800,娛樂用電負(fù)荷1500,廚房用電負(fù)荷1300,空調(diào)用電負(fù)荷3000。最大功率P=800+150

13、0+1300+3000=11100.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。設(shè)計(jì)分析；.設(shè)計(jì)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(guī)范，確保室內(nèi)電氣線路的安全。.室內(nèi)配電系統(tǒng)由電源配電箱和若干個(gè)回路組成，它們構(gòu)成了室內(nèi)電器線路系統(tǒng)的子系統(tǒng)。.當(dāng)某一回路發(fā)生故障時(shí)，不影響其他回路的正常工作。設(shè)計(jì)方案：.電源配電箱電源通過住宅的專用配電箱再進(jìn)入室內(nèi)房間，配電箱中應(yīng)有短路、過載和漏電保護(hù)，具有過負(fù)載、過電壓和漏電保護(hù)功能。每戶應(yīng)設(shè)置強(qiáng)弱電箱，配電箱內(nèi)應(yīng)設(shè)動(dòng)作電流30A的漏電保護(hù)器，分路經(jīng)過控開后，分別控制照明，空調(diào)，插座等。控開的工作電流應(yīng)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(diào)20A,進(jìn)戶40-60A。.電路的設(shè)計(jì)楊揮家用電負(fù)荷最大值約為11.1，通過安全電流11.1/220v=21A,電流過大各線路必須采用單獨(dú)的電路回路。室內(nèi)配電系統(tǒng)采用多回路形式，本例設(shè)計(jì)有照明回路、插座回路、空調(diào)回路，對(duì)于廚房、浴室設(shè)立單獨(dú)回路。.導(dǎo)線與電器設(shè)備選擇導(dǎo)線：為了防火、維修及安全，最好選用有長(zhǎng)城標(biāo)志的“國(guó)標(biāo)”塑料或橡膠絕緣保護(hù)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