3.1 系统及其特征 课件(共46张PPT)-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

(共46张PPT)
3.1 系统及其特性
任务一 认识系统及其构成
任务二 辨析系统的基本特性
任务一 认识系统及其构成
请你举出你知道的系统实例
？
任务一 认识系统及其构成
自然界中的系统
任务一 认识系统及其构成
社会领域的系统
任务一 认识系统及其构成
技术领域的系统
请总结以上的案例中的系统具有的共性是什么？
？
任务一 认识系统及其构成
请总结以上的案例中的系统具有的共性是什么？
？
（1）由若干部分组成；
（2）部分与部分之间相互联系，形成一个整体；
（3）他们共同服务于同一个整体的目标。
任务一 认识系统及其构成
自行车由哪些部分组成？这些部分起到什么作用？
？
任务一 认识系统及其构成
自行车由哪些部分组成？这些部分起到什么作用？
？
任务一 认识系统及其构成
？
结合生活经验和案例，分析当自行车出现下列情况时会导致什么情况？
1.车闸的橡皮松了
2.车把固定螺钉松了
3.链条断了
4.车轮的辐条断了
刹车不灵
方向把不准
无法行进
受力不均容易引起车圈变形
由相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约的若干要素或部分组成的，具有特定功能的有机整体称为系统。
需要注意：
（1）要素:构成系统的最主要的元素。
（2）要素相对于系统的元素结构而言，部分相对系统的整体而言，很多情况下要素和部分可以通用。
任务一 认识系统及其构成
1、系统定义:
（1）要素、部分
一个系统构成需要具备个条件：
（1）至少有两个或者两个以上的要素(部分)才能组成系统；
（2）要素(部分)之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；
（3）这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。
任务一 认识系统及其构成
（1）要素、部分
（2）构成系统的条件
请思考如何才能构成一个完整的系统？
？
1、系统定义:
任务一 认识系统及其构成
（1）要素、部分
（2）构成系统的条件
系统有大有小，有复杂有简单。对于大的、较复杂的系统，根据一定的标准，可划分为若干子系统。
（3）子系统
1、系统定义:
任务一 认识系统及其构成
你知道的庞大而又复杂的航天系统的子系统有哪些呢？
？
任务一 认识系统及其构成
天宫空间站
中国空间站（天宫空间站）
1992年，我国政府就制定了载人航天工程发展战略。到2022年，中国空间站将完成在轨建造任务。
（1）中华人民共和国计划中的一个空间站系统。
（2）空间站轨道高度为400~450公里，长期驻留3人，总重量可达180吨 ，用以进行较大规模的空间应用
天宫空间站
天宫空间站，它是航天系统其中的一个子系统，它自身又是一个大型系统。
任务一 认识系统及其构成
空间站内部又可以有按标准划分为：环境控制分系统、大气再生分系统、水的供应和处理分系统、废物处理分系统、热控分系统、居住分系统、舱外活动分系统、航天员舱外作业所携带的个人保障系统
你们知道有哪些功能用途吗？
？
任务一 认识系统及其构成
空间站用途
1、进行科学实验。利用站上各种实验室和舱外平台等设施，可进行各种科学实验活动。
2、开发空间资源。
3、发展空间产业，利用站上所获得的空间资源，进行特种材料加工和医药生产以及种种新产品生产。
4、进行高新技术试验，利用站上的特殊环境条件，进行通信、太阳能、空间推进、对地遥感等多种技术领域的实验工作。
5、在轨服务，可在站上对本体维修，还可对其他航天器进行维修，建造大型空间设备等服务活动。
6、太空驿站，可作为飞往月球、火星等各大行星的过渡站、加油站、换乘站、供应站等。
7、军事作战，可从事各种军事活动，包括侦察、照相、太空兵器发射和试验、指挥控制、协调联络等
中国空间站有五个模块组成：
核心舱（命名为 天和）
实验舱Ⅰ（命名为 问天）
实验舱Ⅱ（命名为 梦天）
货运飞船（命名为 天舟 ）
载人飞船（命名为 神舟）
任务二 辨析系统的基本特性
中国空间站有五个子系统的舱，每一个舱都有相应的功能，来实现相应的目标。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——目的性
请你来说说各舱具有什么功能，实现什么目标呢？
？
（1）起居：为航天员提供居住环境，支持航天员的长期在轨驻留
（2）停靠：核心舱有五个对接口，可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱，另有一个供航天员出舱活动的出舱口。支持飞船和扩展模块对接停靠，是空间站的管理和控制中心。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——目的性
核心舱：
实验舱I有应用实验任务和组合体控制任务两个功能。
实验舱II以应用实验任务为主，可开展长期在轨驻留的空间应用和新技术试验，并对核心舱平台功能予以备份和增强。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——目的性
实验舱Ⅰ、实验舱Ⅱ：
（1）补给空间站的推进剂消耗，空气泄漏，运送空间站维修和更换设备，延长空间站的在轨飞行寿命；
（2）运送航天员工作和生活用品，保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作；
（3）运送空间科学实验设备和用品，支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——目的性
货运飞船：
保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——目的性
载人飞船：
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——目的性
任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。
系统的目的一般通过更具体的目标来实现。
五个功能相互协调与整个天宫系统中，实现了天宫太空站的正常运行和用途。
目的性是区别不同系统的标志。
当系统存在多个目标时，要从整体协调的角度出发寻求平衡，以获得整体上的最佳效果。
处在太空中一段时间内，太空站内部的燃料、电力因需要维持航天器的动力而在不断的损耗，这就需要及时的进行补充，航天员开展航天任务，工作用品、生活用品也在不断的进行补充，航天器需要进行维修才能保持良好的状态，需要不断的更换零件。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——动态性
在空间站系统内，电力、燃料、物品、零件等都处于变化和发展之中。从而可以知道太空站的现状。
运用系统的动态观点，不仅有助于我们了解系统的现状，而且能跟踪系统的变化和发展，从而掌握系统的发展规律，预测系统的未来。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——动态性
任何系统都是一个动态的系统，处于运动变化和发展之中。
系统的特性——整体性
任务二 辨析系统的基本特性
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——整体性
从太空站的组成部分可知，具有相对独立功能的系统要素以及各要素之间的相互关联，这些组成部分根据系统功能依存性和逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中。
整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——整体性
系统的构成部分（要素）、部分（要素）的机能、部分（要素）的相互联系和作用，这三者要服从于系统整体的目的和功能，各要素及相互之间的活动的总和形成了系统整体的有机行为。
任何一个要素不能离开整体去研究，要素间的联系和作用也不能脱离整体的协调去考虑。
各个组成部分（要素）在孤立状态下或简单地组合相加都不可能具系统特定功能。
系统的任何一个要素(部分)发生变化或出现故障时，都会影响其他要素(部分)或整体功能的发挥。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——整体性
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——相关性
案例：天和核心舱中的节点舱
节点舱是天地往返运输系统的重要枢纽，同时也是天宫空间站组成T字形构型的唯一节点。
空间站系统中，节点舱和其他舱都是空间站的组成部分，在空间站系统内，这些部分相互关联、相互联系。
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——相关性
案例：天和核心舱中的节点舱
长从几米到十几米不等，针对不同任务的需求起到的作用也是不同的
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——相关性
案例：天和核心舱中的机械手臂
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——相关性
案例：天和核心舱中的机械手臂
舱体爬行功能
捕获来访悬停飞行器
监视外来的各个航天器
进行舱表状态检查
辅助航天员出舱活动
任务二 辨析系统的基本特性
系统的特性——相关性
案例：天和核心舱中的机械手臂
任务二 辨析系统的基本特性
相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。
系统的特性——相关性
节点舱与各舱之间、机械臂与各舱之间的关系就反应了天宫系统内部要素与要素之间的相关性。
任务二 辨析系统的基本特性
5、系统的特性——环境适应性
案例一：宇航员出舱和入舱的准备
案例一：宇航员出舱和入舱的准备
人体内的气压一般等于自己生活环境的气压，当人到了宇宙的接近真空环境中时，由于体内气压远大于周围气压，血液中溶解的空气就会瞬间析出人的身体就会炸开。
所以宇航员在气压舱里，出舱前要解压，使身体适应舱外环境气压和气体，入舱前要增压，使身体适应舱空间站舱内的环境气压和气体。
任务二 辨析系统的基本特性
5、系统的特性——环境适应性
太空站以固定的姿态飞行时，在有光线的区域内，它的太阳能板不能保持大面积的接收光照，因而电力系统供应有所下降，所以在飞行过程中，就要求太空站太阳能板直对准太阳，因此要在有光线的区域内的不同位置上，不断的调整空间站的姿态。
任务二 辨析系统的基本特性
5、系统的特性——环境适应性
案例二：航天器的太阳能电池板的调节
任务二 辨析系统的基本特性
5、系统的特性——环境适应性
一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。
系统要有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性
1、系统
由相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。
2、子系统
大型的系统和比较复杂的系统,根据一定的标准可划分为若干子系统。
3、系统的基本特性
（1）整体性：整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
（2）相关性：组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。
（3）目的性：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。
（4）动态性：任何系统都是一个动态的系统，处于运动变化和发展之中。
（5）环境适应性：系统的环境适应性，一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。
【课堂小结】
1.把手摇发电机、蓄电池、灯泡等材料散放在一起没什么意义, 但如果将他们有机的组装在一起, 就变成一台手摇发电手电筒, 这体现了系统的（ ）
A. 目的性 B. 适应性 C. 动态性 D. 整体性
D
【课堂练习】
2、石墨铅笔的铅笔芯以石墨与黏土按一定比例配制。石墨比例越大则笔芯越黑，而硬度越小；黏土的比例较大则颜色浅而硬度大。该事例主要体现了系统的（ ）
A. 相关性 B. 环境适应性 C. 动态性 D. 目的性
A
【课堂练习】
3、如图所示是农田智能灌溉系统示意图。系统根据监测的气象、土壤、农作物等相关信息，控制灌溉设备工作，使土壤保持合适的湿度和肥力，达到降低人力成本、提高生产效率、节水节肥的目的。下列关于该系统的说法正确的是（ ）
A. 实现了农田的智能化管理，体现了系统的目的性
B. 灌溉设备需要定期维护，体现了系统的相关性
C. 数据库、信息采集等出现异常，会影响农田灌溉，体现了系统的整体性
A
【课堂练习】
4、如图所示是一款常见的手机充电宝，它能为手机补充电量，延长手机使用时间。随着充放电次数的增加，会出现充电宝存储电量减少的现象，这体现了系统的（ ）
A. 整体性 B. 目的性 C. 动态性 D. 环境适应性
C
【课堂练习】
5、“蛟龙”号是我国自主研制的高性能深海探测器，通过内部设备的调整，可以在海面下0～7000米的范围内开展科研活动，这主要体现了系统的（ ）
A. 整体性 B. 目的性 C. 动态性 D. 环境适应性
D
【课堂练习】