《系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》教案

課題：3.1認(rèn)識(shí)系統(tǒng)

【教學(xué)目標(biāo)】：

一、知識(shí)與技能：

通過分析身邊的具體例子，了解系統(tǒng)的涵義。知道子系統(tǒng)、元素的涵義。

二、過程與方法：

通過經(jīng)歷分析系統(tǒng)的三個(gè)基本特征歸納出系統(tǒng)的涵義，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生歸納抽象的能力。

三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：

激發(fā)學(xué)生探索各種形態(tài)的系統(tǒng)的興趣。

【教學(xué)重點(diǎn)】：

系統(tǒng)的涵義；

【教學(xué)難點(diǎn)】：

系統(tǒng)的涵義；

【教學(xué)過程】：

引入：先用5分鐘，熟悉課本。提出：我們身邊存在各種各樣的系統(tǒng)

新課教學(xué)：

一、系統(tǒng)是普遍存在的。

1、提出：系統(tǒng)無處不在，萬物皆是。宇宙間的一切事物都處于一定的系統(tǒng)中，任何一種現(xiàn)實(shí)事物都

是一個(gè)系統(tǒng)。

2、讓學(xué)生觀看各種系統(tǒng)的圖片：

A自然界——生物鏈與食物鏈

B人類社會(huì)——汽車傳動(dòng)系統(tǒng)

補(bǔ)充：底盤接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛。底盤由

以下幾部分組成：

傳動(dòng)系統(tǒng)：將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪。它包括有離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等部件。

行駛系統(tǒng)：將汽車各總成及部件連成一個(gè)整體并對(duì)全車起支承作用，以保證汽車正常行駛。行駛系

包括車架、前軸、驅(qū)動(dòng)橋的殼體、車輪（包括轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動(dòng)輪）、懸架等部件。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：保證汽車能按照駕駛員選擇的方向行駛，由轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置組成。

制動(dòng)裝置系統(tǒng)：使汽車減速或停車，并保證駕駛員離開后汽車能可靠地停駐。每輛汽車地制動(dòng)裝備

都包括若干個(gè)相互獨(dú)立地制動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)都由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器組

成。

C微觀——基本粒子

D宏觀——太陽系

補(bǔ)充：太陽系：是否存在第十大行星？

古時(shí)人們?cè)谔炜罩袃H能看到火星、金星、火星、木星、土星這五顆行星。

我國古代稱金星為太白，木星為歲星，水星為辰星，火星為熒星，土星為填星或鎮(zhèn)星。在國外，古

羅馬神話中各種神的名字成為星的名字，如稱水星為商神麥邱立、火星為戰(zhàn)神瑪爾斯、木星為愛神

朱庇特、金星為太陽神阿波羅的先驅(qū)和使者。

1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼創(chuàng)立了“日心說”，讓太陽取代地球坐上了“宇宙中心”的寶座，人

們才知道自己居住的地球是太陽系的一顆行星。從此，天文學(xué)上有了“太陽系”這個(gè)名稱，太陽系

的行星也不斷被發(fā)現(xiàn)。

天王星、海王星、冥王星是在1781年－1930年間陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)的。

那么，是否有第十大行星？

科學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)在的九大行星軌道之間是找不到第十大行星的，只有在水星軌道以內(nèi)，或者到冥王

星軌道以外才能找到，前者稱為“水內(nèi)行星”，后者稱為“冥外行星”。經(jīng)過科學(xué)家的探測，水內(nèi)行

星的可能性十分渺茫。

2003年布朗和他的小組在距地球129億公里外，找到一顆紅色小行星2003-VB12，并以海洋女神的

名字，給它起名為“塞德娜”。“塞德娜”的主要成分是冰和巖石，當(dāng)被探知其體積大小約為冥王星

的四分之三，其加入太陽系行星家族的希望也破滅了，最終被正式歸類為“小行星”。

柯伊伯帶：起于海王星外、終結(jié)于冥王星外的冰石碎塊集中帶，被認(rèn)為是在太陽系誕生時(shí)遺留下來

的。從1992年至今，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約800個(gè)柯伊伯帶天體。其中存在比冥王星大的星體，如

2003-UB313，但至今仍未列入“十大”。

E人體——呼吸系統(tǒng)

二、系統(tǒng)的涵義

提出：什么是系統(tǒng)？

1、系統(tǒng)有三大特征：

①兩個(gè)或兩個(gè)以上的元素組成；（以人體系統(tǒng)為例，分析子系統(tǒng)、元素的涵義）

②這些元素之間相互聯(lián)系、相互作用；

③具有一定的結(jié)構(gòu)和功能。

2、系統(tǒng)的涵義：系統(tǒng)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上相互聯(lián)系、相互作用的元素所組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)和

功能的有機(jī)整體。

三、系統(tǒng)的分類

根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，從不同的角度，系統(tǒng)可以劃分為不同的類型。

1、按照系統(tǒng)組成元素的性質(zhì)：

自然系統(tǒng)：生態(tài)系統(tǒng)、動(dòng)物消化系統(tǒng)。

人工系統(tǒng)：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、城市污水處理系統(tǒng)。

復(fù)合系統(tǒng)：三峽水利發(fā)電系統(tǒng)

2、按照系統(tǒng)組成元素存在的形態(tài)：

實(shí)體系統(tǒng)：生物系統(tǒng)。

概念系統(tǒng)：哲學(xué)系統(tǒng)。

3、其他

【小結(jié)與練習(xí)】：

1.系統(tǒng)是普遍存在的；

2.系統(tǒng)的涵義；

3.系統(tǒng)的分類

課題：3.2.1系統(tǒng)的基本特征

【教學(xué)目標(biāo)】：

一、知識(shí)與技能：

通過分析案例，理解系統(tǒng)的5個(gè)基本特性。

二、過程與方法：

通過案例，掌握系統(tǒng)的基本特性，構(gòu)成系統(tǒng)的基本思想。

三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：

學(xué)會(huì)用系統(tǒng)的眼光看待問題，分析問題。

【教學(xué)重點(diǎn)】：

系統(tǒng)的5個(gè)基本特性；

【教學(xué)難點(diǎn)】：

系統(tǒng)思路。

【教學(xué)過程】：

引入：

復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容：系統(tǒng)的涵義和系統(tǒng)的分類。

下面開始學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析的基本方法。

提出：要用系統(tǒng)分析的方法來解決問題，就必須掌握系統(tǒng)的基本特性。通過理解基本特性構(gòu)成系統(tǒng)

的基本思想（即系統(tǒng)思路）。

新課教學(xué)：

（一）系統(tǒng)具有目的性

1、人們?yōu)槭裁匆l(fā)明自行車？

補(bǔ)充：【自行車的由來】世界上第一輛自行車出現(xiàn)于1790年，由法國人希布拉克用木材制成，沒有

腳蹬，靠雙腳交替踏地前進(jìn)。1801年，俄國人阿爾塔莫諾夫發(fā)明了一輛輪子前后掛著的小車。這些

發(fā)明家把它作為禮物獻(xiàn)給了俄國沙皇。1831年，德國人德列斯發(fā)明了車把，可以方便地轉(zhuǎn)彎。1839

年，英國人麥克米倫發(fā)明了腳踏，裝于前輪上。1880年，法國人基爾梅發(fā)明了鏈條，用它帶動(dòng)后

輪旋轉(zhuǎn)。1888年，英國人鄧?yán)掌瞻l(fā)明了充氣車胎。

結(jié)合自行車演變，讓學(xué)生理解：任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能。

2、自行車為什么要有剎車功能？

提出：自行車的作用是提高速度，使人們可以更快地到達(dá)目的地，而剎車的作用卻是減速，兩者相

矛盾。為什么還要?jiǎng)x車呢？

在某些情況下（如下陡坡），行車速度和安全要求這兩個(gè)具體目標(biāo)產(chǎn)生了矛盾，就得通過剎車來減速，

進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而保證自行車更好地到達(dá)目的地。

【系統(tǒng)思路】系統(tǒng)的具體目標(biāo)之間有矛盾時(shí)，要從系統(tǒng)的目的出發(fā)，進(jìn)行協(xié)調(diào)。

3.樂高積木用相同的組件，可以組成不同的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。什么是區(qū)別這些系統(tǒng)的標(biāo)志？

系統(tǒng)的目的性是用來區(qū)別系統(tǒng)的標(biāo)志。

（二）系統(tǒng)具有整體性

1.美國“阿波羅”計(jì)劃中的飛船和運(yùn)載火箭是由700多萬個(gè)零件組成。這些零件都很普通，甚至沒

有一個(gè)是新研制的，為什么能實(shí)現(xiàn)把人送上太空的功能？

各部分按照一定的結(jié)構(gòu)組成了系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了整體的功能。

2.三個(gè)和尚的故事說明了什么？“三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮”又說明了什么？

【系統(tǒng)思路】系統(tǒng)不是各個(gè)元素（組分）的簡單相加。如果將它們之間的相互聯(lián)系和相互作用協(xié)調(diào)

好，就能得到“1+1>2”的效果。反之亦然。

3.巴爾扎克雕像的故事

講述：傳說，法國著名雕塑家羅丹曾經(jīng)給文學(xué)家巴爾扎克雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人們

的稱贊，人們特別對(duì)雕像上巴爾扎克的一雙手贊不絕口，都說這雙手太逼真、太生動(dòng)了。羅丹聽到

人們的議論后，卻毫不猶豫地從塑像上砍去了這雙手。

提問：巴爾扎克雕像的故事說明了什么？

【系統(tǒng)思路】做任何事情都要重視整體效應(yīng)，必要的時(shí)候要舍得拋棄部分而保留整體。

中國有一句成語就表達(dá)了這個(gè)意思：“棄卒保車”。

（三）系統(tǒng)具有層次性

1、提出：所有系統(tǒng)都可以分解為一系列子系統(tǒng)，并存在一定的層次性。

試說說我們國家都由那些子系統(tǒng)組成？

不同角度有不同的答案，看實(shí)際情況作出簡要評(píng)價(jià)。

2.若各級(jí)行政部門沒有層次性、沒有獨(dú)立的功能會(huì)怎樣？

答案也很多，具體看情況作出評(píng)價(jià)，引出下面的觀點(diǎn)。（拿針筒救火）

【系統(tǒng)思路】系統(tǒng)的層次性有助于系統(tǒng)功能的更好實(shí)現(xiàn)。

（四）系統(tǒng)具有相關(guān)性

1.為了保護(hù)草原植被，當(dāng)?shù)卣C布了禁止大量捕殺野狼的法令，這是什么道理？

狼捕殺羊、野兔等食草性動(dòng)物，使其數(shù)量減少，從而起到保護(hù)植被的作用。

【系統(tǒng)思路】系統(tǒng)的各個(gè)元素、組分的變化會(huì)對(duì)其他的元素、組分起影響。

相同的道理，為了使野生動(dòng)物園的羚羊更有活力、生命力更強(qiáng)，可以引進(jìn)狼或豹子等肉食動(dòng)物。

2.如何理解“一著不慎，滿盤皆輸”？

不管什么棋類比賽，關(guān)鍵的一著下錯(cuò)，都很有可能輸?shù)粽P棋。

【系統(tǒng)思路】要重視關(guān)鍵因素。在一個(gè)系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的變化，甚至?xí)?duì)全局產(chǎn)生決定性的影響。

補(bǔ)充：木桶理論：

一只沿口不齊的木桶，其存水量的多少？不取決于最長的那塊木板，而取決于最短的那塊木板。

管理學(xué)中的“木桶理論”是指：人的能力大小是由他身上最劣質(zhì)的素養(yǎng)決定的，一個(gè)企業(yè)成功的概

率大小也是由這個(gè)企業(yè)的最薄弱的環(huán)節(jié)決定的，就像木桶的容水多少是由木桶最短的一塊木板決定

的一樣。

木桶理論的外延還可以擴(kuò)大到：

1）木桶容水的多少還要由木桶的直徑?jīng)Q定。對(duì)于個(gè)人，如果你的能力只有那么大，你必須學(xué)習(xí)，不

斷地增加自己的知識(shí)直徑。企業(yè)亦然，要不斷的進(jìn)行改造、革新，以便更好的發(fā)展。

2）木桶容水的多少還要由木桶之間的木板是否箍的緊密有關(guān)，否則，你無論多大的木桶，都把水會(huì)

漏光的，“木桶打水一場空”。對(duì)于個(gè)人，也就是說：你要把自己的知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通，才能成就一

番事業(yè)。對(duì)于企業(yè)，一定要進(jìn)行多種文化的融解包容，同時(shí)要建造一個(gè)齊心協(xié)力的團(tuán)隊(duì)，只有這樣，

才能在萬眾一心的基礎(chǔ)上，將企業(yè)搞好。

3）鐵桶理論、塑料桶理論。

（五）系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)性

1.家用電冰箱不能緊貼墻壁放置，汽車在雪地行走輪胎要加鏈條，這是都為什么？

冰箱放置與墻保持距離，目的是有一個(gè)適當(dāng)?shù)纳峥臻g，從而保持正常工作。

一般汽車在雪地上會(huì)因?yàn)榇蚧鵁o法正常行走，因此在輪胎上加鏈條是起防滑作用。

結(jié)論：系統(tǒng)只有在一定的環(huán)境條件下才能保持（或恢復(fù)）其原有的特性。

2.自行車為什么要不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代？

當(dāng)外部環(huán)境條件變化時(shí)（路況改變－跋山涉水，市場需求變化－舒適休閑），自行車就必須更新?lián)Q代

（如增加新的功能，提高性能、舒適度），才能繼續(xù)存在和發(fā)展下去。

【系統(tǒng)思路】要不斷完善系統(tǒng)，使系統(tǒng)能適應(yīng)新的環(huán)境。

3.你知道“春捂秋凍”的含義嗎？

這是環(huán)境適應(yīng)性的體現(xiàn):由于人自身就是一個(gè)系統(tǒng)，春天多穿一些是對(duì)冬天的一種適應(yīng)和銜接，秋天

穿少一些是對(duì)夏天氣候的銜接和向冬天過渡的一種準(zhǔn)備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應(yīng)外界氣

溫的變化而不至于生病。

小結(jié)與練習(xí)：

系統(tǒng)的基本特性：目的性、整體性、層次性、相關(guān)性、環(huán)境適應(yīng)性。

課題：3.2.2系統(tǒng)分析的基本方法

【教學(xué)目標(biāo)】：

一、知識(shí)與技能：

通過設(shè)計(jì)制造人力飛機(jī)的故事，引導(dǎo)學(xué)生理解系統(tǒng)分析的基本方法及步驟。

二、過程與方法：

能運(yùn)用系統(tǒng)分析的基本方法對(duì)生活、學(xué)習(xí)、工作中遇到的問題進(jìn)行科學(xué)合理的分析。

三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：

學(xué)生能運(yùn)用系統(tǒng)分析的基本方法，對(duì)自己準(zhǔn)確定位，協(xié)調(diào)好自己與同學(xué)、老師、長輩等之間的關(guān)系。

【教學(xué)重點(diǎn)】：

初步掌握系統(tǒng)分析的基本方法及步驟。

【教學(xué)難點(diǎn)】：

運(yùn)用系統(tǒng)分析的基本方法分析處理身邊的問題。

【教學(xué)過程】：

引入：

復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容：系統(tǒng)的基本特性及所表達(dá)的系統(tǒng)思想。

提出：系統(tǒng)分析就是系統(tǒng)思想與分析方法的結(jié)合。

新課教學(xué)：

（一）系統(tǒng)分析的基本方法的涵義

涵義：系統(tǒng)分析的基本方法就是把一個(gè)任務(wù)放在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中加以考察，運(yùn)用邏輯推理和分析

計(jì)算，研究分析這個(gè)任務(wù)以及任務(wù)的各個(gè)因素，找出規(guī)律性，提出可行性方案，使系統(tǒng)整體達(dá)到理

想的目的。

如何理解這個(gè)涵義？通過兩個(gè)例子來了解。

1、閱讀課本，想一想在設(shè)計(jì)制造人力飛機(jī)時(shí)，設(shè)想1和設(shè)想2為什么會(huì)失??？而設(shè)想3又為什么會(huì)

成功？

解答：設(shè)想1和設(shè)想2都沒有綜合考慮設(shè)計(jì)制造人力飛機(jī)這個(gè)系統(tǒng)里的各個(gè)因素，只是著重考慮其

中的一兩個(gè)因素，所以失?。?/p>

設(shè)想3通過定性與定量結(jié)合，正是運(yùn)用了系統(tǒng)分析的基本方法，分析研究了影響人力飛機(jī)飛行的各

個(gè)因素，找出規(guī)律性，提出可行性方案，使人力飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了“飛天”的理想目的。

2、閱讀小資料，想一想丁謂修復(fù)皇宮的方案為什么會(huì)成為我國古代運(yùn)用系統(tǒng)思想和方法的著名范

例？

解答：丁謂運(yùn)用了系統(tǒng)分析的基本方法。把燒磚、運(yùn)輸建筑材料和處理廢墟三項(xiàng)繁重的工程任務(wù)看

成一個(gè)整體中的相關(guān)部分，加以協(xié)調(diào)處理，從而找到獲得最佳效果的方案，節(jié)省了大量勞力、費(fèi)用

和時(shí)間,一舉三得。

過渡：這里我們知道，丁謂運(yùn)用系統(tǒng)分析的基本方法獲得最佳的效果。但他是如何做、如何得到這

樣的一個(gè)方案的呢？下面我們來學(xué)習(xí)運(yùn)用系統(tǒng)分析方法的一般步驟。

（二）系統(tǒng)分析方法的步驟

步驟：闡明問題、分析研究、評(píng)價(jià)比較。

我們通過案例來進(jìn)行分析：

【案例1】：阿拉斯加原油輸送方案

1、闡明問題

任務(wù)：由阿拉斯加?xùn)|北部的普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸油田。

2、分析研究

環(huán)境：油田處于北極圈內(nèi)，海灣常年處于冰封狀態(tài)，陸地最低氣溫達(dá)-50C。

當(dāng)前采用的一般方案：

方案1由海路用油船運(yùn)輸

方案2用帶加溫系統(tǒng)的油管輸送

處理策略：考慮到安全和供油的穩(wěn)定性，暫時(shí)把方案2作為參考方案作進(jìn)一步的細(xì)致研究。同時(shí)繼

續(xù)考慮新的方案。

提出方案3：把含10％－20％氯化鈉的海水加到原油中去，使在低溫下的原油成乳狀液，仍能暢流，

這樣就可以用普通的輸油管道運(yùn)送了。

提出方案4：將地下石油蘊(yùn)涵的天然氣轉(zhuǎn)化為甲醇加到原油中，降低原油的熔點(diǎn)，增加流動(dòng)性，從

而用普通的管道就可以同時(shí)輸送原油和天然氣，僅管道鋪設(shè)費(fèi)就可以節(jié)省近60億美金。

3、評(píng)價(jià)比較

綜合各方案優(yōu)、缺點(diǎn)，以及成本、安全性等，確定第4種方案為最終方案。

反思：如果僅僅在前面3個(gè)方案上優(yōu)化，無論如何都得不到方案4的巨大效益。分析人員運(yùn)用其專

業(yè)知識(shí)，將石油中的原油和天然氣的運(yùn)輸作為一個(gè)整體進(jìn)行系統(tǒng)分析，獲得了成功，體現(xiàn)了系統(tǒng)分

析的實(shí)際價(jià)值。

小結(jié)與練習(xí)：

1、系統(tǒng)分析的基本方法

2、系統(tǒng)分析方法的步驟

課題：3.3系統(tǒng)的優(yōu)化

【教學(xué)目標(biāo)】：

一、知識(shí)與技能：

了解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，知道如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化。

二、過程與方法：

運(yùn)用系統(tǒng)的方法分析問題，能對(duì)當(dāng)前的系統(tǒng)提出優(yōu)化的方案。

三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：

培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約和環(huán)保意識(shí)。

【教學(xué)重點(diǎn)】：

系統(tǒng)優(yōu)化的方法

【教學(xué)難點(diǎn)】：

分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素

【教學(xué)過程】：

引入：

復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容

提問：什么是系統(tǒng)的優(yōu)化？

就是在一定條件下，使系統(tǒng)達(dá)到更理想、更佳效果的過程。（舉選擇交通工具的例子）

新課教學(xué)：

一、系統(tǒng)優(yōu)化的意義

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果，而投入的人力、物力、財(cái)力

達(dá)到最小。

【案例】航標(biāo)系統(tǒng)的優(yōu)化（視頻）

分析航標(biāo)系統(tǒng)優(yōu)化的意義：提高了安全性、可靠性、方便管理和檢修、節(jié)約能源（耗電?。⑦m應(yīng)能

力強(qiáng)、容錯(cuò)性好、實(shí)現(xiàn)了航標(biāo)管理的智能化，發(fā)揮航道的運(yùn)能，提高船舶的利用率，保證船舶的安

全，使長江航道航標(biāo)的管理發(fā)生了質(zhì)的飛躍，開啟了數(shù)字航道的大門。

二、系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)

1、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：

1）系統(tǒng)優(yōu)化的過程中，受一定的條件影響和約束，會(huì)造成系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)組分之間、組分與整體

之間的矛盾沖突，這些矛盾沖突會(huì)影響系統(tǒng)的優(yōu)化。

2）系統(tǒng)各組分之間、組分與整體之間的連接和協(xié)調(diào)狀況，會(huì)影響系統(tǒng)的有序性和整體的運(yùn)行效果。

【案例】：閱讀P76—P77南方糧食生產(chǎn)季節(jié)變換系統(tǒng)的例子，分析影響本系統(tǒng)優(yōu)化的因素有哪些？

分析：影響本系統(tǒng)優(yōu)化的因素有種植品種（農(nóng)作物生長特性）、時(shí)序、土壤、氣候等。

2、系統(tǒng)優(yōu)化的方法

基礎(chǔ)：分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。

過程：一定的條件下，對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和控制。（復(fù)習(xí)前面系統(tǒng)的5個(gè)基本特征）

目標(biāo)：以實(shí)現(xiàn)更佳的整體目標(biāo)。

【案例1】：空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化

影響空調(diào)優(yōu)化的因素：人民的生活水平、人民的需求、舒適度、功能、能耗、環(huán)境、環(huán)保節(jié)能、能

源、可靠性、壽命、運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備利用率、新材料、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步等。

在對(duì)影響空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化因素分析的基礎(chǔ)上，研制出了各種空調(diào)：

1）變頻空調(diào)：變頻空調(diào)器是通過內(nèi)裝的變頻器改變頻率。有著高性能運(yùn)轉(zhuǎn)、舒適靜音、節(jié)能環(huán)保、

能耗低的顯著特點(diǎn)，改善了人們的生活質(zhì)量，提高了人們的生活水平。

2）燃?xì)饪照{(diào)：以燃?xì)鉃槟茉吹目照{(diào)設(shè)備簡稱燃?xì)饪照{(diào)。功能全、綜合投資?。辉O(shè)備能源利用率高、

運(yùn)行費(fèi)用??；大量使用燃?xì)饪照{(diào)有利于改善供電緊張狀況，改善電力峰谷平衡率有十分可觀的效果。

3）太陽能空調(diào)：利用太陽的熱能驅(qū)動(dòng)進(jìn)行制冷。技術(shù)要求高，但成本低、無噪音、無污染、壽命

長。越是太陽能輻射強(qiáng)烈的時(shí)候，環(huán)境氣溫越高，太陽能空調(diào)的制冷能力就越強(qiáng)，這是人和自然和

諧的理想境界。在節(jié)能和環(huán)保方面有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

此外，還有智能空調(diào)，雙面出風(fēng)空調(diào)，一拖多空調(diào)、隱形空調(diào)等。

【案例2】：數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)化

現(xiàn)實(shí)原型（經(jīng)過抽象）－數(shù)學(xué)模型（進(jìn)行求解）－數(shù)學(xué)結(jié)論（回到原型分析）

閱讀課本的拓展與應(yīng)用，了解有關(guān)數(shù)學(xué)模型最優(yōu)化的應(yīng)用。

小結(jié)與練習(xí)：

1、系統(tǒng)優(yōu)化的意義

2、系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)

課題：3.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法

【教學(xué)目標(biāo)】：

一、知識(shí)與技能：

通過具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分析，使學(xué)生初步掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。

二、過程與方法：

具備一定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)評(píng)價(jià)的能力。

三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：

培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神和認(rèn)真學(xué)習(xí)、刻苦鉆研、堅(jiān)忍不拔的意志和毅力。

【教學(xué)重點(diǎn)】：

1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。

2、讓學(xué)生會(huì)運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識(shí)進(jìn)行簡單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

【教學(xué)難點(diǎn)】：

1、掌握好系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方法中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2、確定一個(gè)任務(wù)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)。

【教學(xué)過程】：

引入：

1、復(fù)習(xí)前面內(nèi)容

2、導(dǎo)入新課

通過播放《東正路等路段塞車狀況》的錄像，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)舉興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣改善東正路

等路段的交通狀況。

【錄像內(nèi)容】：

隨著東莞城市化進(jìn)展的加快和汽車普及率的提高，城市交通擁擠日益加劇，交通環(huán)境逐漸惡化。相

信每同學(xué)都遇到過塞車，在路上焦急等待的感覺，真是無故郁悶，特別是上下班、上學(xué)放學(xué)的高峰

期，莞城道路必然處于極度的繁忙和擁塞中。其中東正路（含東門廣場）、萬壽路、市橋路、新芬路

等更已成為人人頭疼的塞車黑點(diǎn)，塞車到底是誰的錯(cuò)？

提出：要解決這個(gè)問題，需要用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。下面我們來學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。

新課教學(xué)：

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)除要遵守設(shè)計(jì)的原則外，因系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著與設(shè)計(jì)不同的特點(diǎn)，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)還必須遵

守以下的原則：

1、設(shè)計(jì)好系統(tǒng)中的每一個(gè)元素或子系統(tǒng)；

案例1：封殺三菱帕杰羅汽車事件，說明了什么問題？

相關(guān)材料：

經(jīng)組織專家分析和實(shí)驗(yàn)室鑒定，檢驗(yàn)檢疫部門認(rèn)定：日本三菱帕杰羅越野車Ｖ３１、Ｖ３３型

在設(shè)計(jì)上存在嚴(yán)重問題，車后部的"感載閥"在車內(nèi)坐上人并在顛簸的路上行駛時(shí)會(huì)壓低磨擦到后軸

制動(dòng)油管，經(jīng)長期反復(fù)磨擦，造成后軸制動(dòng)油管被嚴(yán)重磨損直至出現(xiàn)漏洞，使制動(dòng)液流出，造成剎

車失靈。這是涉及行車安全的嚴(yán)重質(zhì)量問題！

為確保人身安全，根據(jù)《中華人民共和國進(jìn)出口商品檢驗(yàn)法》及其實(shí)施條例和《進(jìn)口商品安全

質(zhì)量許可制度實(shí)施細(xì)則》的規(guī)定，特公告如下：

1）自公告之日起，吊銷日本三菱帕杰羅V31、V33越野車的進(jìn)口商品安全質(zhì)量許可證書(證書

號(hào)：97MV2491和99MV7582)，禁止其進(jìn)口。

2）為確保安全，所有三菱帕杰羅V31、V33應(yīng)盡快去三菱汽車特約維修站檢修并更換后制動(dòng)油

管，凡未經(jīng)檢修并更換改進(jìn)設(shè)計(jì)的制動(dòng)油管的日本三菱帕杰羅V31、V33越野車暫停使用。

3）日本三菱公司提供了44家為三菱帕杰羅V31、V33越野車用戶免費(fèi)檢修并更換后制動(dòng)油管

的特約維修站地址。

這一事件說明：

1）沒有設(shè)計(jì)好汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的后軸制動(dòng)油管；

2）沒有設(shè)計(jì)好汽車懸掛系統(tǒng)中的感載閥。

2、設(shè)計(jì)好各元素或子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

案例2：核電站為什么要建配套工程抽水蓄能電站？

相關(guān)資料：

大亞灣核電站與廣州抽水蓄能電站系統(tǒng)工程。

廣州抽水蓄能電站是為大亞灣核電站安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而配套建設(shè)的電站，因?yàn)?，發(fā)電設(shè)備只有在較

穩(wěn)定的滿負(fù)荷或接近滿負(fù)荷下運(yùn)行才是經(jīng)濟(jì)、安全，可靠的．但實(shí)際用戶用電每日部出現(xiàn)高峰和低

谷，這就需要發(fā)電、供電設(shè)備不斷調(diào)整頻率和工作狀況．大型抽水蓄能電站就是一種配合主電站而

建立的一種水蓄能發(fā)電站．它既是抽水站又是發(fā)電站，電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)，利用剩余電力把下水庫的水

抽到上水庫，將電能變成水的勢能蓄積起來，當(dāng)用電高峰時(shí)，上水庫水（本站最大水頭為535米）

推動(dòng)蓄能電站水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，通過500千伏出線并入廣東電網(wǎng)，電站綜合效率為76%．

核電站容量大，總成本低，自動(dòng)化程度高，高科技含量高，最適合穩(wěn)定負(fù)荷工作，因而抽水蓄

能電站與核電站的配套運(yùn)行既科學(xué)又經(jīng)濟(jì)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要過程

結(jié)合編制《學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)競賽日程表》來分析闡述系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要過程。

1、提出設(shè)計(jì)問題；

學(xué)校每年都舉行田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)，如果你是學(xué)生會(huì)的體育部長，會(huì)如何組織編制好《學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)

會(huì)競賽日程表》。

2、收集與分析相關(guān)資料（包括外部環(huán)境及約束條件）；

(1)學(xué)習(xí)競賽規(guī)程和田徑規(guī)則，了解運(yùn)動(dòng)會(huì)的期限、天數(shù)，作息時(shí)間，開、閉幕式(表演內(nèi)容)的時(shí)間；

(2)了解參賽單位人數(shù)、組別設(shè)置；

(3)場地器材條件、跑道條數(shù)、跳躍和投擲場地及器材數(shù)量；

(4)熟悉賽次的安排、錄取辦法、錄取名次、計(jì)分辦法；

(5)掌握裁判員的人數(shù)和水平、等級(jí)情況。

(6)查閱學(xué)校前幾屆運(yùn)動(dòng)的相關(guān)資料。

3、確定設(shè)計(jì)目的；

編制好編排合理，符合競賽規(guī)程和學(xué)校實(shí)際的《學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)競賽日程表》。

4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（重點(diǎn)考慮：系統(tǒng)由哪些組分組成？系統(tǒng)各組分具有什么功能？各組分如何配合

工作？如何解決矛盾沖突？）；

具體講：競賽日程的編排視為一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)流程相輔相成的系統(tǒng)，要

求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行流程暢