系统的分析
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：系统的分析
章 节：第三单元 系统与设计 第二节 系统的分析
课 时：第1课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1） 能够理解系统分析的含义，了解系统分析在生活中的作用。
（2） 在分析案例的过程中可以充分理解系统分析的步骤和其原则性。
（3） 能根据其原则性做出正确的决策。
2. 过程与方法目标
能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作中遇到的问题进行科学合理的分析，并提出优化的方案。
3. 情感态度和价值观目标
(1) 树立系统分析问题的观念，培养系统分析的观点。
(1) 增强学生面对技术世界的信心以及个人、社会、环境的责任心。
二、教学重点
1. 系统分析的概念，
2. 初步掌握系统分析的基本方法。
三、教学难点
能进行简单的系统分析，并做出决策。
四、教学方法
讲授法、案例分析教学法、探究式教学法、小组学习法。
五、设计思想
1. 教材分析
在《技术与设计2》中，系统与设计可以说是一个承上启下的中枢环节，它既是在“结构”与“流程”的基础上加以展开，又为“控制与技术”的讲述做好了铺垫,是全书的重点之一。而“系统分析及其方法”更是将书本知识与实际应用相连接的一个重要途径，使学生能够运用系统的思想和方法处理和研究问题。
2. 设计理念
本节课是要求学生通过“观察、分析、比较、核实”等方法做出正确的决策，从而理解系统分析的含义，学会系统分析的方法，体会系统分析在生活中的作用，形成初步的系统观。
3. 教学策略设计
（1）通过搭建模具引导学生自己进行研究探讨性学习。
（2）通过案例分析，使学生明白系统分析的一般步骤及其原则性。
（3）运用马上行动让学生做出决策，学以致用。
4. 学情分析
学生在生活中其实已经初步掌握了系统分析的方法，并能够加以运用。只不过他们缺少一定的理论依据，并不了解自己之所以有这样或那样的决定是因为什么，因此需要我们通过讲解把系统分析从他们的生活中提炼出来。使他们能够区别经验决策与科学决策的区别和优缺点，能够掌握系统分析的方法，用系统的观点分析事物。
六、教学准备
1．旋转木马的搭建模具。
2．准备田忌赛马、丁谓修皇宫、火烧赤壁、自行车式人力飞机的故事资料及下水道、煤气管道和电缆的相关知识以及图片。
七、教学过程
㈠引入新课
教师提问：系统的特性是什么？
学生：整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。
教师：系统的特性可以说就是系统的基本思想，而我们今天所讲的系统分析就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法进行分析。
㈡新课教学
1．技术试验（学生每3人一组进行旋转木马的组装）
可选择不同方案
安装方案
分析结果
? 按照安装图进行安装（书中有两种安装方法）
? 1 采用两个转轴带动大齿轮，从而带动木马转动机组。
2 采用小齿轮带动大齿轮再带动小
齿轮，从而带动木马转动机组。
? 第 2 种方法与第 1 种安装方法相比只是安装的系统更稳固，在速度上并没有太大差距，施加相同的力后速度是一样的。 ?
? 按照自己设计的更简单可行的方式安装
? 1 用橡皮筋使大转轴带动小转轴再带动齿轮进行转动。
? 2 用小齿轮带动大齿轮，从而带动木马转动机组。
3 …
? 与前两种比较，后两种运用“圆周运动”的原理，以大轮带动小轮，大轮转一周可令小轮转几周，这样施加同样的力，木马速度却更快也最稳，更接近我们的要求。 ?
教师:经过分析比较我们知道用大轮替代小轮是最好的方案，而我们进行分析的这个过程就叫做系统分析。
系统分析是对系统进行考察、并利用科学的方法对系统进行分析、比较、试验和改进方案的过程，其实这就是系统分析。
那么我们是怎样进行系统分析的呢？
首先，我们知道组装不同方案的木马的目的是要让木马转的更快更稳。
其次，要根据已有的模具，安装图，物理知识进行安装。
再次，几个安装方案进行比较，看哪个最接近目标。
最后，施加同样的力进行检验，确定最合适的系统。
也就是说系统分析的基本步骤是:
2．应用：
案例一：田忌赛马
战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。
教师指导学生分组讨论齐王与田忌的马以及比赛的规则等因素。
学生做出六种方案：
田忌 ：齐王
1. “上马——上马”、“中马——中马”、“下马——下马” 0 ：3
2. “上马——中马”、“中马——下马”、“下马——上马” 1 ：2
3. “上马——下马”、“中马——上马”、“下马——中马” 2 ：1
4. ……
最后得出系统分析后的结论,在六种方案中，只有第三种2 ：1可以达到目的，赢得比赛。
3．系统分析应该遵循的原则：
（1）整体性原则
系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。
案例一：丁谓修皇宫
北宋真宗年间，皇城失火，宫殿烧毁，大臣丁谓主持了皇宫修复工程。他采用了这样一套施工方案，先在需要重建的通衢大道上就近取土烧砖，在取土后的深沟中引入汴水，形成人工河，再由此水路运输建筑材料，从而加快了工程进度，在皇宫修复后，又将碎砖废土添入沟中，重修通衢大道。
案例二：公路施工
赵明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了三次施工，分别是电信部门铺设通讯线路、煤气公司欲埋煤气管道、市政部门维修下水管道，结果重复施工，造成人力和财力资源的浪费，同时也给市民带来不变。
学生分组讨论：两个案例采用的不同系统以及所带来的不同后果。
丁谓在修皇宫为什么能一举三得？公路施工为什么会带来不便？公路施工的问题怎样解决更为合理？
讨论结果：丁谓考虑到了建材,人力,工期等因素,结果达到了最优效果,体现了系统的整体性。而道路施工中三个部门的施工时间没有统一协调，造成了各自为政的局面，给市民带来了不便。要解决问题，则公路施工应该从全局着眼，三个部门协商统一进行施工。
教师总结：可见，系统分析时要考虑到整体性的原则。在运用系统方法考虑和处理问题时，要从全局出发，从整体入手，一开始就抓住要素、整体、外部环境之间的相互联系与相互作用。
（2）科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具有说服力。
案例：人力飞机
人类很早就想实现“上天”的梦想，人们于是模仿鸟的外型和飞行动作进行尝试，但不管装上翅膀还是以人力驱动扑翼飞机，结果都以失败告终。吸取经验后，海斯勒和维林吉尔在别人的基础上采用科学的方法进行设计，取得了成功。他们抓住了人力飞机是依靠人做动力的关键，进行了分析计算。他们知道，一个强键的运动员连续做功的功率只能达到250W左右，同时他们还知道：
由此，得出以下结论：飞机的速度应很低，机翼面积应该很大；而且由于飞行速度低，即使飞机的结构稍大，也不会增加太大的阻力。于是，他们参考了自行车车轮的构造原理，利用中央垂直管和牵引钢丝组成的机翼支撑结构，使面积很大的机翼并不太重。此外，他们还对飞机设计进行了许多细节的改进。1936年，他们的飞机飞到5米的高度，航行了45米，空中飞行时间达到20秒，终于实现了依靠人力“飞天”的梦想。
通过运用科学的方法海斯勒他们取得了成功。
可见系统分析还需要遵循科学性的原则，
（3）综合性原则
案例：孝囊高速公路
湖北省的孝襄高速公路总投资额达72亿元人民币，是“十五”计划期间该省投资最大，建设里程最长的高速公路，按照设计方案，孝襄公路要穿越占地面积19km的“洛阳银杏保护区”，2万多棵古银杏将面临毁灭的破坏。银杏的成长周期很长，成活率低，一旦破坏，势必破坏大地的生物多样性。如果更改最初的设计方案，绕避保护区1．4km,工程要增加4200万元。
学生讨论分析孝襄公路的综合因素，分析孝囊高速公路的设计应该综合考虑哪些目标？
学生讨论后，教师根据上网查询的有关“孝襄高速公路”的资料向学生作个简单的介绍。
教师讲解孝襄公路的设计我们应该对自然环境、资金、长远影响等因素进行综合分析，如果破坏银杏林的话，势必对生态造成影响，这是增加再多资金所也无法挽回。
工程指挥部最后决定增加资金绕路，孝襄公路以于2005年9月30日正式全线开通。
可见系统分析时还要注重综合性原则，要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
又如：三国“火烧赤壁”(教师讲述)
教师:为什么很好的一个策略最后会演变成致命的缺点?
学生：对外部环境欠缺考虑，没有进行综合因素的分析。
（三）小结
⑴系统分析
⑵系统分析的基本方法及一般步骤
⑶系统分析的原则
系统分析不只是对系统观点的应用，它也是处理问题的科学方法，是一种科学决策。
八、教学反思
系统分析是一个比较重要的内容！在全书中有着不可替代的地位。我采用模具“旋转木马”为载体进行辅助教学，引导学生自己进行探讨性学习，同时运用贴近生活的事例引导他们做实践。一节课下来学生兴趣昂然，丝毫没有乏味的感觉，并且还能自己将系统分析的方法引入到学习时间的安排上，做到了学以致用。有部分学生还提出现今科学理论未必正确，从而导致系统分析也未必正确等问题，可见学生还是深入地理解了系统分析这一理论的。
系统的分析
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：系统的分析
章 节：第三单元 系统与设计 第二节 系统的分析
课 时：第1课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
初步掌握系统分析的基本方法，知道系统分析的主要原则。
2. 过程与方法目标
能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作中遇到的问题进行科学合理的分析。
3. 情感态度和价值观目标
树立系统分析问题的观念，培养系统分析的观点，理解系统优化的意义，结合实例分析影响系统优化的因素。
二、教学重点
初步掌握系统分析的基本方法及步骤。
三、教学难点
运用系统分析的基本方法分析处理身边的问题。
四、教学方法
讲授法、案例分析教学法、探究式教学法、小组学习法。
五、设计思想
1. 教材分析
在《技术与设计2》中，系统与设计可以说是一个承上启下的中枢环节，它既是在“结构”与“流程”的基础上加以展开，又为“控制与技术”的讲述做好了铺垫,是全书的重点之一。而“系统分析及其方法”更是将书本知识与实际应用相连接的一个重要途径，使学生能够运用系统的思想和方法处理和研究问题。
2. 设计理念
本课是要求学生通过“观察、分析、比较、核实”等方法做出正确的决策，从而理解系统分析的含义，学会系统分析的方法，体会系统分析在生活中的作用，形成初步的系统观。
3. 教学策略设计
（1）通过搭建模具引导学生自己进行研究探讨性学习。
（2）通过案例分析，使学生明白系统分析的一般步骤及其原则性。
（3）运用马上行动让学生做出决策，学以致用。
4. 学情分析
学生在生活中其实已经初步掌握了系统分析的方法，并能够加以运用。只不过他们缺少一定的理论依据，并不了解自己之所以有这样或那样的决定是因为什么，因此需要我们通过讲解把系统分析从他们的生活中提炼出来。使他们能够区别经验决策与科学决策的区别和优缺点，能够掌握系统分析的方法，用系统的观点分析事物。
六、教学准备
多媒体课件
七、教学过程
导入：讲述故事《老鼠开会》，
师：众老鼠们根据他们平常生活中的经验，在众多方案中选择了“给猫挂铃铛”这样一个决策，但是由谁去给猫挂铃铛？怎样才能挂得上呢？这些细节问题却无从解决。任何一个决策，都要想到细节，重视细节。任何对细节的忽视，都可能导致决策失误。
为了可以最大限度地减少失误，我们要运用科学的方法进行系统分析，那么，什么是系统分析？系统分析的目的和出发点是什么呢？这是这节课我们要讲授的内容。
新课讲解
（一）系统分析的一般步骤
案例1：《路线的选择》
明确问题，设立目标：假设从家到单位有两条路线可以选择，该走哪条路？
调查统计，收集资料：
走第一种路线时，60%的情况下30分钟左右可以抵达单位，40%的情况下60分钟可以抵达单位；
走第二种路线时，50%的情况下30分钟左右可以抵达单位，30%的情况下20分钟可以抵达单位，20%的情况下由于堵车80分钟才可以到达单位。
计算分析：
做出决策：路线2
总结案例：刚才我们在对《路线的选择》这一案例进行分析时，首先明确问题，设立目标，然后通过调查统计，收集资料，再进行计算分析，最后作出决策。象这样的一般步骤就是我们今天所要学习的系统分析一般步骤。（出示系统分析一般步骤流程图）
案例2：田忌赛马
活动：阅读课本案例分析〈田忌赛马〉，小组派一代表分别扮演故事中三个主人翁即：田忌、齐王、孙膑，播放动画〈田忌赛马〉，模拟赛马的整个过程，运用系统分析的一般步骤分析这个案例
总结：策略是很重要，策略运用不当，以致失败。采用的策略适当，就有可能在似乎一定会失败的情况下取得胜利的结果。
（二）系统分析的主要原则
师：在日常生活中，在进行系统分析时会遇到许多问题，运用系统分析的方法处理具体问题时，应该遵循哪些原则呢：（出示系统分析的原则）
案例分析：丁渭修宫殿
问：这个故事告诉了我们什么道理？
总结：要着眼于系统整体，树立全局观念，立足整体，统筹全局，实现整体的最优目标，这就是我们说的——整体性原则
寓言故事：《庸人治驮》
问：这个故事告诉了我们什么道理，违反了什么原则呢？
师：系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力，这就是科学性原则，刚才我们讲述的四个案例中，哪个是体现科学性原则的呢？
生：《路线的选择》
师：下面的我们在一起看看这个案例：《要致富，先砍树》
这个案例告诉我们，毁林虽然能致富，但造成水土流失，危害很大，如果要提高群众的经济水平，又要保护生态环境，该怎么办呢？
师：当系统存在若干个目标的时候，应该将目标排出优先次序，在尽可能不损害第一个目标的前提下，完成下一个目标。那么，从长远来看，以上哪个目标应该放在第一位呢？
生：保护生态环境
师：系统化的方法要求我们用综合的思维方式来认识事物。既……又……，这就是综合性原则
总结:这节课我们给大家介绍的是系统分析的一般步骤及原则,通过本课的学习,在往后的生活中，我们要学会运用系统分析的方法去认识事物，在日常生活中，系统通常会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。系统优化的方法是多样的，有的运用数学模型求解，有的通过科学的估算、试验等方法实现。但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。
八、教学反思
以《老鼠开会》这一故事导入，比较容易激发学生的兴趣，引起学生的注意，在整个新课讲解过程中，对教材中的案例进行了一定程度的取舍，选择和追加了一些学生容易接受且较为感兴趣的案例，这样学生在接受这方面内容时就显的非常容易，在《田忌赛马现代版》这一模拟活动中，学生表现出极大的兴趣，他们将系统分析的方法这一思想渗透到赛马过程中时，特别是在田忌与齐王对决，选择分析方案，并作出决策时，大家都积极的参与，选择上上策以打败对方，就在大家积极的思考后，都发现了一个这样的问题：哪个小组的代表先出马，哪个小组就会输。从这里可以看到，大家都思考了，只有思考才能发现问题，这也是这一活动设计的目的。
系统的分析
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：系统的分析
章 节：第三单元 系统与设计 第二节 系统的分析
课 时：第1课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
通过简单的系统案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法。
2. 过程与方法目标
能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作中遇到的问题进行科学合理的分析，并提出优化的方案。
3. 情感态度和价值观目标
学生能运用系统分析的基本方法，对自己准确定位，协调好自己与同学、老师、长辈等之间的关系。
二、教学重点
初步掌握系统分析的基本方法及步骤。
三、教学难点
运用系统分析的基本方法分析处理身边的问题。
四、教学方法
讲授法、案例分析教学法、探究式教学法、小组学习法。
五、设计思想
1. 教材分析
“系统的分析”是选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术——技术与设计2》。本书主要学习系统分析的基本特征、基本方法，并对系统进行优化，本节课是课标的重点要求，是系统设计的基础，以系统分析的基本方法指导简单的系统设计，提高系统的有序性和整体运行效果，这样才能使系统设计获得整体的最佳效益，通过本节课的学习，学生会了解技术设计的一些文化内涵，能归纳技术设计中的一些思想和方法，并把它们迁移到日常的生活中解决问题，这样有助于减少处理问题过程中的盲目性，并能学会对事件的理性分析和科学决策。
2. 设计理念
本课是要求学生通过“观察、分析、比较、核实”等方法做出正确的决策，从而理解系统分析的含义，学会系统分析的方法，体会系统分析在生活中的作用，形成初步的系统观。
3. 教学策略设计
为了充分的体现教师的主导地位和学生的主体地位，在教学中把知识点的学习置于具体的情景中，通过丰富的案例分析把平日的认识从日常生活中提升到理性分析的思维上。在教学中要根据学生的认知规律，由浅到深，由易到难，以回想——分析——归纳——迁移为主线，组织教学。
鼓励学生进行自主探究式的学习方法，交流讨论、归纳，要有团结合作的意识。明确技术离不开生活。要想真正的把技术这一学科掌握好，必须把学到的知识迁移到生活实际中去，要带着问题走进课堂，再从课堂中走进社会、走进生活的环境中。
4. 学情分析
通过上节课的学习，学生对系统的内涵已经有了初步的了解，再加上以前所学内容和生活经验，涉入本节课的难度不是很大，其实学生在生活中其实已经初步掌握了系统分析的方法，并能够加以运用。只不过他们缺少一定的理论依据，并不了解自己之所以有这样或那样的决定是因为什么，因此需要我们通过讲解把系统分析从他们的生活中提炼出来。使他们能够区别经验决策与科学决策的区别和优缺点，能够掌握系统分析的方法，用系统的观点分析事物。
六、教学准备
多媒体
七、教学过程
一）引入
复习：
系统的基本特性有那些？
整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性
过渡：在日常生活中，每个人都会面临选择、面临决策，那么决策方法有那些呢？
决策方法有经验决策和科学决策；系统分析是一种科学决策的方法。
第二节 系统的分析
二）新课教学：
1.什么是系统分析：
为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。
系统分析的显著特点：
是完整地而不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思考和解决完问题。
案例分析：汉字激光照排系统
思考：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？你认为王选进行决策的依据主要有哪些？
（1）一是汉字字型信息量大，要解决字型信息量压缩的问题；二是汉字的字型信息压缩后存入计算机，需要将其快速还原和输出。
（2）采取跨越式发展的技术路线，跨过第二代和第三代照排系统，直接研制第四代激光照排系统。
讲解本案例主要是让学生明白到汉字激光照排对我国印刷、出版、传媒等众多部门的重要性，同时也让学生知道本项技术是我国的技术水平已经达到国际先进水平。
2.系统分析的一般步骤：
系统分析的出发点为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策，而生产和生活中的一些问题，往往存在着许多相互关联和一些不确定的因素，所以最佳决策只是在若干方案中寻求的相对令人满意的方案。
系统分析的一般步骤可以描述为：
明确问题，设立目标→收集资料，制定方案→分析计算，评价比较→检验核实，作出决策
明确问题，设立目标：明确要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件。
收集资料，制定方案：收集相关资料，制定解决问题的各种备选方案，预计可能产生的各种结果。
分析计算，评价比较：对资料和数据做必要的计算，进行各子系统的分析，再进行系统的整体分析，将各种方案进行评价对比，选择最佳方案。
检验核实，做出决策：如果对制定的方案不满意，还可按上述程序反复进行，直到获得满意为止。
案例分析：田忌赛马
思考：
1）田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案？
2）孙膑所出的主意，为什么能使田忌赢了齐王？
田忌赛马
战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。 一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。
在以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述方案（3）。
教师：作为一个系统，通常就会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。
在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。
田忌赛马能转败为胜的主要原因：
田忌赛马能转败为胜与马、孙膑、田忌、齐威王这四个因素有关，他们是缺一不可的。
但主要是由于孙膑的原因。
1)明确问题，设立目标
问题：跑马比赛，
目标：取得比赛胜利，
约束条件：三匹马参加比赛，每匹马比赛一次。
2)收集资料，制定方案
田忌的赛马共有6种方案:
田忌 齐王
田忌 齐王
1
上马 ： 上马
中马 ： 中马
下马 ： 下马
2
上马 ： 上马
中马 ： 下马
下马 ： 中马
3
上马 ： 中马
中马 ： 下马
下马 ： 上马
4
上马 ： 中马
中马 ： 上马
下马 ： 下马
5
上马 ： 下马
中马 ： 上马
下马 ： 中马
6
上马 ： 下马
中马 ： 中马
下马 ： 上马
3)检验核实，做出决策
各种方案的比赛结果：
4)分析计算，评价比较
选择合适的马的出场顺序。
过渡：运用系统分析的方法处理具体问题时要遵循系统分析的主要原则。
3.系统分析的主要原则：
整体性原则、科学性原则、综合性原则三个主要原则。
1）整体性原则
系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，在分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。
案例分析：丁谓修复皇宫
想一想丁谓修复皇宫的方案为什么会成为我国古代运用系统思想和方法的著名范例？
本案例是讲解系统整体性的一个著名案例，丁谓运用了系统分析的基本方法。首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务看成一个整体中的相关部分，加以协调处理，从而找到获得最佳效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间,一举三得。
马上行动：p079
请分析这一事件的问题所在，你认为怎样处理更为合理？
2）科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。
阅读：优选法
华罗庚院士
他是中国解析数论、典型群、矩阵几何学、自守函数论与多复变函数论等很多方面研究的创始人与开拓者。
优选法是快速寻找最佳方案的科学方法。具体的优选法有很多，如黄金分割法、分数法、对分法等。黄金分割法也称0.618法。
“黄金分割”具有很高的使用价值，其中最著名的例子就是优选学中的“0.618”法，该方法于70年代在我国得以推广，并取得了很大的成就。在社会主义市场经济中，科学严谨的方法往往能有事半功倍。在经济、金融中已得到广泛应用，形成“用科学的方法指导实践，在实践中验证科学”的良性循环。我国著名数学家华罗庚在应用优选法应用做出杰出贡献。
（1）“两面针”牙膏：采用优选法科学生产大幅度降低铝材消耗，每年节约铝材几吨；结果打了3年漂亮仗……
（2）著名数学家华罗庚教授在他晚年时，在全国讲学，介绍他的优选法。当时广东有5个水泥厂，经过优选法的改良，生产出6个水泥厂的产量，少建1个水泥厂，这个贡献就很大。这就是说知识、健康带来的财富，可以估算的和不可估算的都是很巨大的。
（3）优选法使得新西兰培育出世界上最好的肉牛和奶牛。为了发展羊毛和肉类生产，新西兰采用先进的培育技术，改进当地羊只的品种，使其具有国外引进种群的特殊优点.
如在炼钢时需加入某种元素来增加钢材强度，若将试验点取在这一元素用量区间的0.618处，获得理想用量的试验次数将大大减少。实验证明，对一个因素的问题，用优选法做16次试验，就可达到“对分法”做2000余次试验的效果。
3）综合性原则
注重研究系统各部分之间的相互联系和相互作用，既注重研究各部分间的横向联系，也注重研究各部分间的纵向关系。
系统分析总是为实现系统目标服务的，应将目标排除优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一目标的前提下完成下一个目标，这就需要综合分析、统筹兼顾、不可顾此失彼。
系统分析还需要考虑设计方案出台所带来的后果。（例建厂后带来的环境污染、生态平衡破坏、水土流失）
某些情况下，综合若干方案的优点，会取得意外效果。（例中西医结合治疗了许多疑难杂症）
案例分析：p080
根据以上内容，你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑那些目标？
1）当地的生态多样性。
2）减少投资。
八、教学反思
课后我感到困感的是怎样恰当处理教材内容的问题。按常规，公开课要紧扣教材内容，但在备课过程中发现教材中的内容深奥，难以理解，对系统设计主要过程阐述不明确，不利于学生掌握教学重点内容。于是，紧紧依靠贴近学生的《田忌赛马》的设计与实践活动，把系统设计主要过程穿插在设计活动过程中来阐述，让学生在活动实践中参照教材中的内容，进行探究学习，构建知识，从而更好地掌握教学重点内容系统设计的主要过程。当然，仔细分析，这节课也有不足的地方，学生探究合作学习和方案评价交流的时间不足，造成小组方案设计不够完善，方案评价交流不充分，缺少方案改进优化的环节。这是今后教学中必须注意克服的。
系统的分析
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：系统的分析
章 节：第三单元 系统与设计 第二节 系统的分析
课 时：第2课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
能结合生产生活中的实例，理解系统优化的意义，并能结合实例分析影响系统优化的因素。
2. 过程与方法目标
能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作中遇到的问题进行科学合理的分析，并提出优化的方案。
3. 情感态度和价值观目标
(1) 树立系统分析问题的观念，培养系统分析的观点。
(1) 增强学生面对技术世界的信心以及个人、社会、环境的责任心。
二、教学重点
系统优化的方法和一般步骤。
三、教学难点
系统优化的方法和一般步骤。
四、教学方法
讲授法、案例分析教学法、探究式教学法、小组学习法。
五、设计思想
1. 教材分析
系统优化是系统分析的深入，也是系统的结构和系统分析的综合，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，它是是本书的重要内容之一。本内容是让学生“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”。
2. 设计理念
本内容是要求学生通过“观察、分析、比较、核实”等方法做出正确的决策，从而理解系统分析的含义，学会系统分析的方法，体会系统分析在生活中的作用，形成初步的系统观。
3. 教学策略设计
（1）通过搭建模具引导学生自己进行研究探讨性学习。
（2）通过案例分析，使学生明白系统分析的一般步骤及其原则性。
（3）运用马上行动让学生做出决策，学以致用。
4. 学情分析
进入系统的内容，学生的兴趣明显比前期活跃，显然系统分析的深入符合高二学生的智力发展需求。但是，学生在对某个系统的分析容易陷入原有的逻辑思维，而不能很好地应用系统的思想和方法分析和解决问题，不能很好理解系统优化的约束条件和影响系统优化的因素。因此，系统优化的约束条件和影响系统优化的因素成了本节教学内容上的难点。
六、教学准备
旋转木马的搭建模具、多媒体
七、教学过程
（一）引入新课（系统分析，承上启下）
情景设置：有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只够农夫带一样东西过河。请你帮农夫解决难题？
学生 ：1.农夫带着羊首先过河，农夫回来；
2.农夫与狼过河，农夫与羊回来；
3.农夫搬白菜过河，农夫回来；
4.农夫与羊一起过河。
教师提问：说说你们对该系统分析的过程？
学生：问题的突破口在——狼与白菜能够共存！农夫、狼、羊、白菜和船组成了这个系统。系统中各要素是一个整体，都依赖农夫过河；最大的问题是“船很小，只够农夫带一样东西过河”和“没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜”的冲突。我们联系已知条件，做了一系列的分析实验，但是比较其他方案不能实现所有要素都安全过河。最后得出以上方案。
教师：你们的思维过程很有价值，很清晰。而且在系统分析的过程中抓住了系统分析的三大原则——整体性、科学性、综合性。
现实生活中，有很多产品在不断更新，系统在不断的升级。做任何事情我们都追求更好，希望投入尽可能少，回报越多越好。为了使系统达到最优的目标所提出的各种解决方法，称为最优方法。但是有很多复杂系统，实施方案五花八门、干扰因素四面八方，我们不可能的逐个比较权衡，或者漫无目的瞎蒙。因此我们有必要进行定性定量的科学分析，寻找系统最优值。
（二）新课教学
1．案例分析：
案例一 ：“农作物种植系统的优化——农作物间作套种”
槟榔林套种香草兰收益高
香草兰——香料之王，是藤本植物，需要有支柱攀缘，并要求适度的荫蔽。测定结果表明50%的荫蔽度有利于香草兰的生长发育。荫蔽有两种，一种是死荫蔽，通过修建人工荫棚的办法(用遮光网)达到控制荫蔽度的目的。这种方式需要水泥柱或石柱作为香草兰棚架或攀缘的支柱。另一种是活荫蔽：可选择天然树木或人工种植的椰子、槟榔等作物为活支柱，以控制活支柱树冠来调节种植园的荫蔽度。园地的选择要选择近水源且排水良好、有机质含量高、比较肥沃疏松的微酸性土壤；台风主风方向有良好屏障比较静风的向阳缓坡地或平地。
2002年，符良接受了中国热带农业科学院香料饮料研究所专家的建议，在槟榔林下套种了20亩香草兰种苗，通过对香草兰的水肥管理，使槟榔的产量较纯槟榔林提高15-20%。经过精心培育，现在棵棵香草兰上挂满了沉甸甸的豆荚。预计20亩香草兰到11月份总收入可达285000元。现场一位管理人员给记者算了一笔帐，40亩槟榔园年收入72万元左右，间种可使槟榔增收8万，再加上香草兰的收入，每亩土地较单纯种槟榔增收约9000元！经发酵生香的商品香草兰豆荚含有250多种发挥性芳香族成分及有机酸、糖、树脂、矿物质等丰富成分，香气独特，留香时间长达2～3年，被广泛用于高档食品和饮料的配香原料，在发酵业、化妆及医药等领域均有应用，具有用途广、经济价值高的特点。目前国内售价为1000～1200元人民币/千克。
教师提问：符良为什么选择活荫蔽种植，而不采纳传统的死隐蔽种植？
学生A：一块地种槟榔又种香草兰，提高了土地利用率；
学生B：对香草兰的水肥管理，使槟榔的产量较纯槟榔林提高；
学生C：槟榔可作为活支柱供香草兰攀爬，节省了石柱的费用；
学生D：槟榔叶子还可以遮光，节省遮光网的费用；
……
教师总结：活荫蔽的改良不仅增产、增收还提高了土地利用率，可见活荫蔽系统比死荫蔽系统，功能更强大，效果更优。
教师提问：香草兰套种的收益如此诱人，我们为何不把香草兰套种到稻田里、麦田里，甚至套种到沙漠中与杨树为友呢？
讨论交流，小组汇报……
X组：香草兰与水稻的生长土壤环境不同，不能套种；小麦的生长气候要求又有差异也不能套种；沙漠风沙大且土壤也不适合香草兰生长。香草兰种植受生长特性、地理环境、气候和天气等条件的约束，并不适宜随处种植，而且与矮个植物种植也没有体现出遮阳的优势或者节约石柱费用等优势，另外由于营养需求的差异，即使能共存在一块地如果没有实现增产目的，套种的系统优化没也就没有太大的意义……
教师总结：系统优化的效果是理想的，但是不同情况的系统优化会遇到不同的约束条件，应该采取不同的手段和方法应对，使系统的目标在一定的条件中达到最大值。系统的优化都是为了发掘有限资源的无限潜能，使资源获得充分的利用，体现更高的价值，实现投入最小，效果最佳的目的。
又例如：云南一些山区农民的甘蔗生长缓慢,减产已成定局.为了减少旱灾损失,乘雨水来临之际,在甘蔗田套种玉米。
例如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。
……
教师：案例中，目标与土地的单位面积农作物收益和之间的关系在技术中我们称为——目标函数；农作物的生长特性、条件、气候等因素对作物套种起着限制作用，并且是不能人为解决的，称为——约束条件；套种的技术水平、田间管理、病虫防治等对产量产值有直接影响，即影响因素，可见影响因素是可以人为调节的。最优方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）达到最大，并使投入的人力、物力达到最小的方法。
教师：在生活中，我们经常会遇到一些复杂的数字问题，纯定量分析是不够的，我们常常是借助数学手段定量与定性结合的分析比较，寻求最优方案。这种用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫数学模型。它是真实系统的一种抽象。
案例二：利润问题
某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每周拥有木材板料600平方，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么该每周生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？
教师提问：这里，系统需要进行最优化的目标是什么？
学生：获得利润最大值。
教师提问：利润受到哪些人为可调节的因素影响？
学生：每周生产桌子和椅子的数目。
教师提问：在这个利润问题的系统中，又存在哪些不能人为解决的约束条件呢？
学生：制作一张桌子需4平方木板及20小时工时，制作一张椅子需6平方木板及18小时工时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。
教师：若把利润最大值用表示，变量每周生产桌子数用表示,每周生产椅子数用表示，请你根据已知条件，列出求解最优化问题的有关数学式子。
其中(1)式体现了目标与产量、利润总和之间的关系,也就是目标函数。（2）（3）（4）（5）式则体现了约束条件。
教师：数学思维很清晰！下面就请大家算一算的解，找出最大利润值。
……
学生：算不出来！
教师引导：仔细观察这四个约束条件的式子，找出数据中体现出受限最大的约束条件是哪个？
学生：工时！
教师：好，请你将最主要的约束条件（3）与目标函数式（1）联系起来，看看你能不能发现影响因素与最优值的关系。
学生：生产椅子所需工时少利润大，生产桌子所需工时多利润反而小！生产的椅子越多利润越大。
教师：那我们干脆不生产桌子了，专门生产椅子，可不可以？
学生：不行，至少要生产8张桌子！
教师：哦，原来还有约束条件（3）的限制。那好我们就生产8张桌子，算一算椅子最多可以生产多少张？
学生：13张！
教师：8张桌子，13张椅子。把你们经过一番分析计算选择的这两个变量的解代入约束条件看看是否超出了约束条件的限制范围。
学生：都在约束条件范围内。
教师：再利用这两个变量的解，算一算利润最大值是多少？
学生：1180元。
教师：我们再随意找几对满足约束条件的的解带入目标函数检验一下，1180是不是利润最大值。如：（每个小组分别用一对计算）
学生交流：
教师总结：以上计算表明，我们找到经过数学方法求出的就是最优值！回忆我们求解的过程，最优化方法解决问题的一般步骤：
（1）提出系统需要进行最优化的问题，收集有关资料和数据；
（2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，建立有关约束条件，分析模型；
（3）选择合适的最优化方法；
（4）求解方程；
（5）最优解的验证和实施。
这种用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫数学模型。数学模型是研究和掌握系统运动规律的有力工具，它是分析、设计、预报或预测、控制实际系统的基础。是我们在解决问题时，常用的一种方法。
2．应用：学生探究（2人一个小组）
要求学生分组利用提供的大、中、小三个大小不同的齿轮将上节课完成的旋转木马进行系统优化，看谁的木马转的又快又稳。
学生进行探究……
A组：将传送带传送改为大齿轮带动，三个齿轮传送；
B组：将传送带传送改为中齿轮带动，三个齿轮传送；
C组：将传送带传送改为小齿轮传送，三个齿轮传送；
D组：齿轮与传送带一起赞成传送系统……
小组比赛交流。
学生体会：皮带传送系统在木马旋转时，皮带容易出轨，同时因为速度太大使系统容易散架。针对这个问题，利用有限的资源，将皮带传送换成齿轮传送后，发现齿轮传送比皮带传送速度更快更牢固；再更换三种齿轮的带动比较，又发现大齿轮带动时，动力更足速度加大了稳固性能也增强了。
（三）小结
最优方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）达到最大，并使投入的人力、物力达到最小的方法。
最优化方法解决问题的一般步骤：
（1）提出系统需要进行最优化的问题，收集有关资料和数据；
（2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，建立有关约束条件，分析模型；
（3）选择合适的最优化方法；
（4）求解方程；
（5）最优解的验证和实施。
（四）课后探究
我们学校有2个学生食堂，正常情况下每个食堂能容纳500人就餐，近两年，学校规模扩大，就餐人数增加，每个食堂就餐人数达670人，每到就餐高峰期，学生就排着长队等待就餐。
如何减少学生就餐排队时间？提出解决这一问题的几种途径，并选择最经济、最有效可行、最容易实现的方案。运用系统分析方法，分步骤说明你的思考过程。
八、教学反思
苏教版教材的案例选择切题，但是有部分案例离我们海南的实际甚远。在教学的过程中我选用了教材中技术类的案例，拓展了我们对技术的视野；但是生活案例我倾向于改用我们身边的例子，大家熟悉，分析起来有亲切感、简单易懂又激发了学生自主参与的乐趣，刚好我校种有香草兰。故在本案例中将“麦、棉、瓜、玉米套种”案例换成“槟榔与香草兰套种”，实践证明效果很好，学生很感兴趣。本节课内容较多，学生探究活动时间就比较紧。
系统的分析
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：系统的分析
章 节：第三单元 系统与设计 第二节 系统的分析
课 时：第2课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）理解系统优化的意义
（2）能分析影响系统优化的因素
（3）初步掌握系统最优化的方法
（4）能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析
（5）运用系统最优化方法的一般性步骤对简单系统进行优化
2. 过程与方法目标
通过讨论、案例分析，使学生懂得用所学的知识解决有关问题
3. 情感态度和价值观目标
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。
二、教学重点
系统优化的方法和一般步骤。
三、教学难点
系统优化的过程分析。
四、教学方法
讲授法、案例分析教学法、探究式教学法、小组学习法。
五、设计思想
1. 教材分析
系统优化是系统分析的深入和延伸，系统分析和系统优化是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节。本节教材中分三个部分：
第一部分：案例分析
“建造隔音墙”案例，目的是为了阐述系统的意义。从实例分析入手，降低教学难度，运用系统的思想定性分析的方法，进行研究、优化，在分析过程中体验系统优化的意义。
为了让学生体会分析和优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行，以“为江边码头选址”为例，让学生们建立数学模型并计算。
第二部分：根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤，分析影响系统优化的因素。要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。总结归纳出系统最优化方法的含义。
第三部分：通过试一试和技术试验的活动，让学生亲自完成一个系统优化的过程，体验系统是如何优化的。
2. 设计理念
本内容是要求学生通过“观察、分析、比较、核实”等方法做出正确的决策，从而理解系统分析的含义，学会系统分析的方法，体会系统分析在生活中的作用，形成初步的系统观。
3. 教学策略设计
4. 学情分析
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。
六、教学准备
多媒体课件
七、教学过程
★ 复习巩固：
教师提问：什么是系统？
学生1回答：由相互依存的若干要素组成的、具有特定功能的有机整体。
教师提问：系统的基本特性是什么？
学生2回答：系统的基本特性可归纳为：整体性、相关性、目的性、环境适应性。
教师总结：作为系统，它们就具有整体性、相关性、目的性、环境适应性，就构成系统的基本思想。对系统分析的基本方法就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法对系统及性分析。
★ 引入：
教师讲述田忌赛马的故事，引出系统优化的问题。
田忌赛马
战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。
一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。
田忌的赛马共有6种方案——
田忌 齐王
田忌 齐王
（ 1）
上马 ： 上马
中马 ： 中马
下马 ： 下马
（ 2）
上马 ： 上马
中马 ： 下马
下马 ： 中马
（ 3）
上马 ： 中马
中马 ： 下马
下马 ： 上马
（ 4）
上马 ： 中马
中马 ： 上马
下马 ： 下马
（ 5）
上马 ： 下马
中马 ： 上马
下马 ： 中马
（ 6）
上马 ： 下马
中马 ： 中马
下马 ： 上马
在以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述方案（3）。
教师：作为一个系统，通常就会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。
在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。
★ 新课教学：
（一） 案例分析
案例1：通过“建造隔音墙改善车流噪音污染”的案例定性的分析，体验系统优化的意义
学生朗读：
2005年的新春，南京市人大十三届三次会议上，王湘等10位代表共同提交议案，呼吁为城西干道沿线的民居和学校解决车流噪音污染问题。
“城西干道从大桥南路到赛虹桥立交桥，是南京市贯穿城市交通的大动脉。城西干道全线贯通于2000年，因为有了城西干道，许多从大桥过来的车辆不必经过市中心就可以便捷地通过包括城西干道在内的绕城公路通行。
城西干道的出现，除了带来交通便捷，也给沿线的数十万市民带来了噪音之苦。从大桥经过城西干道的大多数是重型载货车和大客车，而且城西干道的每天的车流量非常大。据调查，白天畅通时城西干道上的车辆平均时速为80迈，晚上可以达到100迈。重量大、速度快是城西干道上车辆的一大特点，车身和空气的摩擦声、发动机马达声是噪音的主要来源。
城西干道沿线分布着大量的居民区，按照国家相关环保划分标准，这些居民区属于商业、居民、文教混合区，白天最大噪音值是60分贝，晚上最大噪音值是50分贝。但是两边的居民区噪音全线超标，在离高架不到15米的重噪音区圣淘沙花城19楼的一户人家，更是测出了开窗峰值81.6分贝、谷值65.8分贝，关窗峰值66.7分贝、谷值54.2分贝的超标噪音。长期生活在噪音中，人的健康会受到损害，可能导致心血管疾病和神经系统疾病。
城西干道沿线不仅有民居还有学校，有的学生戴耳机睡觉；老师上课用喇叭讲课;有的学生说：“在城西干道边上住了4年，记得刚进校的时候整整一个星期就没睡着觉。后来终于慢慢习惯了，如今到了夜里打雷都不醒，只是时常觉得精神疲劳、头疼，还有点健忘。”噪音已经伤害到这些学生的神经系统。
21世纪的城市人居环境不仅要讲究安逸更要讲究健康，现在正在建的城东干道高架已经做了隔音墙的规划，希望有关部门能考虑到城西干道沿线众多居民区和学校的存在，也在这一区域安装隔音墙，免去市民的噪音之苦。”
教师：问题提出来了，怎样能够改善城西干道周围附近噪音的污染，优化居民楼、学校等大环境系统。
学生3：降低车体本身的噪音；
学生4：让车流在此路段减速通过；
学生5：让车道远离学校……
学生6：修建隔音墙√
教师：隔音墙作用的本质是改变噪音的传播途径，以达到改善污染的目的。
交流讨论
分小组讨论，派代表发言
隔音墙的高度、长度如何考虑？(
学生：具体测量噪音严重的程度。
通过实地调查城西干道车流附近学校、居民楼或其他建筑的规模数据来确定；
隔音墙的墙体结构及外形怎样考虑？(
学生：隔音墙的墙体结构外形因该市墙体垂直或略向车流一侧倾斜；
墙的头部形状略向内侧适度弯曲；
如果道路两侧的建筑比较高时；修建的隔音墙的高度就要很高，应该建成封闭式的；
墙体内侧表面应该做吸收声音处理。
隔音墙体的主材料怎样选用为好？(
学生：利用隔音墙可以将噪音反射到上空，但仅将噪音反射到上空也是不够的，还要使用很好的隔音材料。拿出几套采用不同材料的方案，列表比较说明，在坚固、美观、经济（造价、维修）等因素间权衡、比较、决策。
建造隔音墙的投入与改善车流噪音污染的总效果应如何评价？(
学生：从做到投入最小和效果最好；
做必要的验证试验。
教师：系统被改善了 系统优化
北京市崇文区的夕照寺和幸福北里紧邻京山铁路，京山铁路进出北京站必经这个居民区，每天有140多列火车通过，在铁路两侧修建了隔音墙。共有1100m长，高度分别是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。这一段是距铁路最近，人口最稠密的地段 ，做建设隔音屏障前后对比监测表明，噪音平均降至61-62分贝，比过去降低8.6-11.4分贝，低于国家规定的70分贝。
但对于类似于香港城市高楼林立的情况，再高速公路两侧如果修建隔音墙必须修得很高才可以，如果墙修得太高，那么抗风暴的能力就会大大减弱，为增加抗风暴能力，选材时就会大大提高成本，这样修建隔音墙就不是合适的优化方法。
教师：系统优化的意义就是以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。
再举例：
如：在蔬菜、西瓜的种植中，要使蔬菜防病和提高产量，要使西瓜抗御低温的能力，就应采用嫁接技术，这是一项增产增收的栽培技术，嫁接的西瓜比自根西瓜增产1倍以上。
如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。
教师：对于比较复杂的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用一定的数学的手段描述它，进而找到合适的解决方案。
在前一节的学习中，我们就曾接触到数学模型的问题，比如 龙舟赛艇案例分析中，可以根据牛顿第二定律进行定量描述a=F/m，这就是一个描述运动特性的数学模型 。
系统建模的目的是要将系统的原型抽象为数学模型，并运用已有的数学方法分析求解得出数学结论，再运用这一结论来解决实际系统中的问题。
案例2：
在江边一侧有A、B两个厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？
本问题属于系统的优化问题。
学生分析：
根据要求可画出上图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。
数学模型为： Smin=AC+BC
过A点作关于直线DE的对称点A1，连接A1B与DE相交于C，这一点既为所求的码头的地点。
根据相似三角形原理，求得 DC=1.4km，码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。
教师：从“为江边码头选址”这个例子，可以看出优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行。
（二）总结：
1. 系统优化的一般性步骤
①提出需要优化的问题；
如：城西干道噪音污染问题就是需要进行优化的问题；码头的选址也是一个系统优化问题。
②需要收集有关资料和数据，确定变量、建立定量计算方程（数学模型）和约束条件，选择合适的最优化方法
如:具体测量噪音的严重程度；为保持方案可行，必须勘测、预算；建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数条件，求解数学解；墙体结构与材料与定量计算有关；经费预算包括：购买器材、设备费用；外请工程设计与施工技术人员费用民工费用、机动调动费用……
③验证和实施。
条件校验：逐项校验修路工程所需的人力、物力、财力是否具备。
实施与调整：实施计划的过程
2.影响系统优化的因素
①优化追求的目标要适度。
②希望投入最小，而取得的效益最大
效/耗比 性/耗比 性/价比 （比值越大，就越接近或达到最优化）
③系统优化使离不开条件，条件是否具备直接影响优化。
④某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。
3.最优化方法
最优化方法是系统学中的一个重要方法，它通常是指在一定的人力、物力和财力资源的条件下，使取得的效果（如生产产值、利润、效益等）达到最大，而投入（如能源、资金、人力、时间等）达到最小的一种方法。
①要用定性和定量分析相结合的方法是系统最优化
②坚持系统整体的最优化。运用好权衡理念，舍卒保车，弃车保帅，这是为了保证对弈的最终胜利。
③不间断地寻求最优化，系统的发展具有阶段性，系统的优化是具有相对性的，要遵循系统的动态观点，推动系统不断进步。
八、教学反思
在教学过程中，以优化作为教学主线，以案例为载体，一步步分析展开，完成教学任务，达到教学目的。对隔音墙实例可以指导学生对确定的研究问题进行实地参观、测量、调查和向专家咨询，得到第一手材料后，再让学生进行讨论交流，在相互评价、自我评价过程中获得学习的乐趣。
系统的分析
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：系统的分析
章 节：第三单元 系统与设计 第二节 系统的分析
课 时：第2课时
一、教学目标
1. 知识与技能目标
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。
2. 过程与方法目标
能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作中遇到的问题进行科学合理的分析，并提出优化的方案。
3. 情感态度和价值观目标
学生能运用系统分析的基本方法，对自己准确定位，协调好自己与同学、老师、长辈等之间的关系。
二、教学重点
理解系统基本特性及系统优化的意义，能结合案例分析影响系统优化的因素。
三、教学难点
系统分析的基本方法和系统优化，能迁移到日常生活中，并灵活的运用。
四、教学方法
讲授法、案例分析教学法、探究式教学法、小组学习法。
五、设计思想
1. 教材分析
《系统的分析》是选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术——技术与设计2》。本书主要学习系统分析的基本特征、基本方法，并对系统进行优化，本节课是课标的重点要求，是系统设计的基础，以系统分析的基本方法指导简单的系统设计，提高系统的有序性和整体运行效果，这样才能使系统设计获得整体的最佳效益，通过本节课的学习，学生会了解技术设计的一些文化内涵，能归纳技术设计中的一些思想和方法，并把它们迁移到日常的生活中解决问题，这样有助于减少处理问题过程中的盲目性，并能学会对事件的理性分析和科学决策。
2. 设计理念
本课是要求学生通过“观察、分析、比较、核实”等方法做出正确的决策，从而理解系统分析的含义，学会系统分析的方法，体会系统分析在生活中的作用，形成初步的系统观。
3. 教学策略设计
为了充分的体现教师的主导地位和学生的主体地位，在教学中把知识点的学习置于具体的情景中，通过丰富的案例分析把平日的认识从日常生活中提升到理性分析的思维上。在教学中要根据学生的认知规律，由浅到深，由易到难，以回想——分析——归纳——迁移为主线，组织教学。
鼓励学生进行自主探究式的学习方法，交流讨论、归纳，要有团结合作的意识。明确技术离不开生活。要想真正的把技术这一学科掌握好，必须把学到的知识迁移到生活实际中去，要带着问题走进课堂，再从课堂中走进社会、走进生活的环境中。
4. 学情分析
通过上节课的学习，学生对系统的内涵已经有了初步的了解，再加上以前所学内容和生活经验，涉入本节课的难度不是很大，其实学生在生活中其实已经初步掌握了系统分析的方法，并能够加以运用。只不过他们缺少一定的理论依据，并不了解自己之所以有这样或那样的决定是因为什么，因此需要我们通过讲解把系统分析从他们的生活中提炼出来。使他们能够区别经验决策与科学决策的区别和优缺点，能够掌握系统分析的方法，用系统的观点分析事物。
六、教学准备
多媒体
七、教学过程
课堂过渡：我们做任何事情都希望达到最优化的效果。如希望以最小的成本获得最大的利润，以最短的工期完成更多的工程量，以最少的能耗生产更多的产品，在单位上面积上尽可能提高农业产量。那么如何进行系统的优化？
1.系统的优化
1）系统优化的涵义：
系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。不同的目标，对应着不同的优化结果。
案例分析：p081
你认为在你所在地区，可采取那些提高农作物产量的措施？
农作物种植系统的优化——农业间作套种。
目的：实现增产、增收、提高土地的利用率。
条件：农作物的生长特性、天气、气候。
手段：利用农作物生长的季节差、时间差。
约束条件：农作物的生长特征、天气、气候等因素对农作物套种起着限制作用，是不能人为调节的。
套种的技术水平田间管理病虫害防治对产量有直接影响，并可以人为调节。可优化。
建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。
飞机制造中大量使用复合材料来减轻重量，提高了飞机的结构强度、飞行性能、节省燃油等。
上例中，优化的目标是增产增收和提高土地的利用率，这一目标与土地的单位面积农作物收益总和之间的关系就称为目标函数。农作物的生长特性、天气、气候等因素对作物套种起到限制作用，并且是不能人为调节的，称为约束条件。套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等对套种的产量产值有直接影响，这些是增产增收的影响因素。
影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以认为调节的因素。
进行系统优化应考虑的三个要素：
目标与目标函数：目标与收益总和之间的关系
约束条件：对目标函数起限制作用，不能人为调节
影响因素：产生影响，可人为调节。
对于比较复杂的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用一定的数学的手段描述它，进而找到合适的解决方案。
2）数学建模
用数学公式或图表等描述客观事物的特征模型，称为数学模型。
案例分析：p081
利润问题
三个要素
目标：家具销售获取最大利润
约束条件：材料、劳动力、合同
影响因素：椅子数量x1、桌子数量x2 。（决策变量）
建立关系：
目标函数：Smax=50x1+60 x2
约束条件：4x1+6 x2≤600（材料）
20 x1+18 x2≤400（工时）
x1≥8 ， x2≥5（合同）
最优方案：
课堂探究：码头位置的选择
在江边一侧有A、B两个厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？
分析：
根据要求可画出上图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。
数学模型为： Smin=AC+BC
码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。
3）最优化方法
（1）运用数学模型求解。
能够通过优化建立数学模型的，得到的解就是最优解
（2）通过科学的估算、试验实现不能够确切描述目标函数的，通过推算或推断得到满意解
最佳方案：
为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。
4）系统优化的意义
实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的经济效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。
5）系统优化的实现：
案例分析：p083 装修施工的组织优化
目标：对资源的利用是最为合理
约束条件：水电、木工、油漆依次序装修
影响因素：施工时间、装修队数量、设备数量、管理能力
你还能想到什么方案？
综合分析各种方案，你认为最合理的方案是哪一种？
【案例】：阿拉斯加原油输送方案
（1）明确问题，设立目标
任务：由阿拉斯加东北部的普拉德霍湾油田向美国本土运输油田。
（2）收集资料，制定方案
环境：油田处于北极圈内，海湾常年处于冰封状态，陆地最低气温达-50 C。当前采用的一般方案：
方案1由海路用油船运输
方案2用带加温系统的油管输送
（3）分析计算，评价比较
处理策略：考虑到安全和供油的稳定性，暂时把方案2作为参考方案作进一步的细致研究。同时继续考虑新的方案。
提出方案3：把含10％－20％氯化钠的海水加到原油中去，使在低温下的原油成乳状液，仍能畅流，这样就可以用普通的输油管道运送了。
提出方案4：将地下石油蕴涵的天然气转化为甲醇加到原油中，降低原油的熔点，增加流动性，从而用普通的管道就可以同时输送原油和天然气，仅管道铺设费就可以节省近60亿美金。
综合各方案优、缺点，以及成本、安全性等，确定第4种方案为最终方案。
（4）检验核实，作出决策
反思：如果仅仅在前面3个方案上优化，无论如何都得不到方案4的巨大效益。分析人员运用其专业知识，将石油中的原油和天然气的运输作为一个整体进行系统分析，获得了成功，体现了系统分析的实际价值。
课堂小结：
1.什么是系统分析?
2.系统分析的一般步骤：
明确问题，设立目标 → 收集资料，制定方案→分析计算，评价比较→检验核实，作出决策
3.系统分析的主要原则
整体性原则
科学性原则
综合性原则。
4.系统的优化
1)系统优化的意义
2）数学建模
3）最优化方法
4）系统优化的意义
5）系统优化的实现：
八、教学反思
在这节课教学中，我得到不少有益的启示。 一是让学生“动手”，使课堂活跃起来。在这节课里，采用探究学习和任务驱动的教学方法，把学生分成若干学习小组，要求小组共同设计改善东正路等路段交通状况的方案，让学生感受什么是系统设计，认识到如何进行系统的设计，在探究学习中实现有个性的全面发展的教育理念，体现了通用技术课具有较强的综合性和实践性的特点，让学生“动手”，达到了教学目的。二是营造自由畅想的氛围，小组共同设计一个方案，小组成员合作学习，小组成员或师生间互相影响，强化信息刺激，引起思维扩散和展开想象，促使学生产生大量设想，从而为进一步构思方案打下基础，同时调动了每个学生的积极性,提高了参与程度,发挥了每个学生的特长,培养了人际沟通能力和团结合作精神，使学生享受到了创造的乐趣，课堂焕发出了生命的活力。
