3.4-2系统设计的基本方法
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课 题 系统设计的基本方法 课 型 新 授
课时数 1 备课日期
教 学目 标 知识目标：通过具体的系统设计案例分析，使学生初步掌握系统设计的基本方法。能力目标：具备一定的系统设计和系统评价的能力。情感目标：培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔的意志和毅力。
教 学 重点 难 点 重点：1、系统设计的基本方法。 2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。难点：1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。 2、确定一个任务，根据设计要求完成系统设计的方案设计。
教学方法 探究式、任务驱动 教学媒体 多媒体电脑、视频演播器
教 学 过 程 设 计
教学过程 教学内容 学生活动 备注
一、复习旧课，导入新课二、系统设计的基本方法三、小结与练习 1、复习前面内容2、导入新课[2’]通过播放《东正路等路段塞车状况》的录像，激发学生学习举兴趣，引导学生思考怎样改善东正路等路段的交通状况。【录像内容】：随着东莞城市化进展的加快和汽车普及率的提高，城市交通拥挤日益加剧，交通环境逐渐恶化。相信每同学都遇到过塞车，在路上焦急等待的感觉，真是无故郁闷，特别是上下班、上学放学的高峰期，莞城道路必然处于极度的繁忙和拥塞中。其中东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等更已成为人人头疼的塞车黑点，塞车到底是谁的错？提出：要解决这个问题，需要用到系统设计的方法。下面我们来学习系统设计的基本方法。一、系统设计的原则 [4’] 系统设计除要遵守设计的原则外，因系统设计有着与设计不同的特点，所以系统设计还必须遵守以下的原则： 1、设计好系统中的每一个元素或子系统；案例1：封杀三菱帕杰罗汽车事件 ，说明了什么问题？相关材料：经组织专家分析和实验室鉴定，检验检疫部门认定：日本三菱帕杰罗越野车Ｖ３１、Ｖ３３型在设计上存在严重问题，车后部的"感载阀"在车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦到后轴制动油管，经长期反复磨擦，造成后轴制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液流出，造成刹车失灵。这是涉及行车安全的严重质量问题！为确保人身安全，根据《中华人民共和国进出口商品检验法》及其实施条例和《进口商品安全质量许可制度实施细则》的规定，特公告如下： 1）自公告之日起，吊销日本三菱帕杰罗V31、V33越野车的进口商品安全质量许可证书(证书号：97MV 2491和99MV7582)，禁止其进口。2）为确保安全，所有三菱帕杰罗V31、V33应尽快去三菱汽车特约维修站检修并更换后制动油管，凡未经检修并更换改进设计的制动油管的日本三菱帕杰罗V31、V33越野车暂停使用。3）日本三菱公司提供了44家为三菱帕杰罗V31、V33越野车用户免费检修并更换后制动油管的特约维修站地址。
这一事件说明：1）没有设计好汽车制动系统中的后轴制动油管；2）没有设计好汽车悬挂系统中的感载阀。 2、设计好各元素或子系统之间的协调关系。案例2：核电站为什么要建配套工程抽水蓄能电站？相关资料：大亚湾核电站与广州抽水蓄能电站系统工程（图片）。广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站安全、经济运行而配套建设的电站，因为，发电设备只有在较稳定的满负荷或接近满负荷下运行才是经济、安全，可靠的．但实际用户用电每日部出现高峰和低谷，这就需要发电、供电设备不断调整频率和工作状况．大型抽水蓄能电站就是一种配合主电站而建立的一种水蓄能发电站．它既是抽水站又是发电站，电网负荷低时，利用剩余电力把下水库的水抽到上水库，将电能变成水的势能蓄积起来，当用电高峰时，上水库水（本站最大水头为535米）推动蓄能电站水轮机发电机组发电，通过500千伏出线并入广东电网，电站综合效率为76%．核电站容量大，总成本低，自动化程度高，高科技含量高，最适合稳定负荷工作，因而抽水蓄能电站与核电站的配套运行既科学又经济。二、系统设计的主要过程 [8’]结合编制《学校田径运动会竞赛日程表》来分析阐述系统设计的主要过程。1、提出设计问题；学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好《学校田径运动会竞赛日程表》。2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件）；(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间；(2)了解参赛单位人数、组别设置；(3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量；(4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法；(5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。（6）查阅学校前几届运动的相关资料。3、确定设计目的；编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程表》。4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？）；具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。A、竞赛日程的编排原则（1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为45分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。（2）尽量不安排项目冲突。（3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。（4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。 （5）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。（6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。（7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。（8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。（9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。（10）撑竿跳高尽可能安排在上午。 （11）接力赛尽量安排在单元的最后。（12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。（13）田赛项目注意场地的合理运用。（14）最后一个单元尽量少安排项目。（15）尽可能使田赛和径赛同时结束。 B、竞赛日程的编排方法按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。C、编排比赛秩序：（1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。（2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。（3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。（4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。 编排出多个方案，从中筛选最佳方案。5、系统的评价及优化对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。三、设计与实践 [23’]1、设计活动请同学们运用系统设计的方法，设计如何改善东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段交通状况的方案。2、目的及要求目的：设计与实践活动目的是通过具体的设计活动，进一步理解和运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。要求：（1）编写设计说明书。设计说明书主要内容有：①设计目的。②对东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段相关因素进行简要的定性分析。③阐明重点考虑的因素及它们之间的关系。④提出具体的可行的整改方案。⑤简要描述设计方案实施的可行性及效果。⑥、附上设计示意图。（2）每4-5位同学为一小组，小组成员分工合作，相互讨论， 15分钟内完成。 3、检查各小组设计方案的完成情况，并给予适当的指导。 4、随机选取3-4个小组上台展示所设计的方案，师生给予评价。改善东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段交通状况设计方案评价标准：评价标准分值得分方案设计的创意20方案对因素的分析是否全面20方案实施的整体效果20方案实施的可行性15方案实施的成本15方案实施后可能产生的负效应101、课堂小结 [2’] 本节课主要内容有： 1、系统设计的原则。 2、系统设计的主要过程 3、运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。 2、课外实践 [1’]课后请同学们阅读教材86页的“设计与实践”，并按要求进行设计。 激发学生学习兴趣，引导学生思考怎样解决问题 通过案例1、案例2，让学生能举一反三，理解好系统设计必须遵守这二个的原则意义。提出问题，让学生思考阅读教材81－83的材料，考系统设计主要过程的问题，发挥个人的创新思维，思提出自己的想法。小组成员分工合作，共同完成设计方案，培养团队精神。通过学生互评，有助于学生进一步加深对系统设计知识的理解，提高学生的设计能力通过回顾主要内容，帮助学生疏理知识学生独立思考完成，进一步巩固教学内容。 注意控制学生完成的时间。
教学反思
课时数 1 备课日期
教 学目 标 知识目标：通过具体的系统设计案例分析，使学生初步掌握系统设计的基本方法。能力目标：具备一定的系统设计和系统评价的能力。情感目标：培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔的意志和毅力。
教 学 重点 难 点 重点：1、系统设计的基本方法。 2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。难点：1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。 2、确定一个任务，根据设计要求完成系统设计的方案设计。
教学方法 探究式、任务驱动 教学媒体 多媒体电脑、视频演播器
教 学 过 程 设 计
教学过程 教学内容 学生活动 备注
一、复习旧课，导入新课二、系统设计的基本方法三、小结与练习 1、复习前面内容2、导入新课[2’]通过播放《东正路等路段塞车状况》的录像，激发学生学习举兴趣，引导学生思考怎样改善东正路等路段的交通状况。【录像内容】：随着东莞城市化进展的加快和汽车普及率的提高，城市交通拥挤日益加剧，交通环境逐渐恶化。相信每同学都遇到过塞车，在路上焦急等待的感觉，真是无故郁闷，特别是上下班、上学放学的高峰期，莞城道路必然处于极度的繁忙和拥塞中。其中东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等更已成为人人头疼的塞车黑点，塞车到底是谁的错？提出：要解决这个问题，需要用到系统设计的方法。下面我们来学习系统设计的基本方法。一、系统设计的原则 [4’] 系统设计除要遵守设计的原则外，因系统设计有着与设计不同的特点，所以系统设计还必须遵守以下的原则： 1、设计好系统中的每一个元素或子系统；案例1：封杀三菱帕杰罗汽车事件 ，说明了什么问题？相关材料：经组织专家分析和实验室鉴定，检验检疫部门认定：日本三菱帕杰罗越野车Ｖ３１、Ｖ３３型在设计上存在严重问题，车后部的"感载阀"在车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦到后轴制动油管，经长期反复磨擦，造成后轴制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液流出，造成刹车失灵。这是涉及行车安全的严重质量问题！为确保人身安全，根据《中华人民共和国进出口商品检验法》及其实施条例和《进口商品安全质量许可制度实施细则》的规定，特公告如下： 1）自公告之日起，吊销日本三菱帕杰罗V31、V33越野车的进口商品安全质量许可证书(证书号：97MV 2491和99MV7582)，禁止其进口。2）为确保安全，所有三菱帕杰罗V31、V33应尽快去三菱汽车特约维修站检修并更换后制动油管，凡未经检修并更换改进设计的制动油管的日本三菱帕杰罗V31、V33越野车暂停使用。3）日本三菱公司提供了44家为三菱帕杰罗V31、V33越野车用户免费检修并更换后制动油管的特约维修站地址。
这一事件说明：1）没有设计好汽车制动系统中的后轴制动油管；2）没有设计好汽车悬挂系统中的感载阀。 2、设计好各元素或子系统之间的协调关系。案例2：核电站为什么要建配套工程抽水蓄能电站？相关资料：大亚湾核电站与广州抽水蓄能电站系统工程（图片）。广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站安全、经济运行而配套建设的电站，因为，发电设备只有在较稳定的满负荷或接近满负荷下运行才是经济、安全，可靠的．但实际用户用电每日部出现高峰和低谷，这就需要发电、供电设备不断调整频率和工作状况．大型抽水蓄能电站就是一种配合主电站而建立的一种水蓄能发电站．它既是抽水站又是发电站，电网负荷低时，利用剩余电力把下水库的水抽到上水库，将电能变成水的势能蓄积起来，当用电高峰时，上水库水（本站最大水头为535米）推动蓄能电站水轮机发电机组发电，通过500千伏出线并入广东电网，电站综合效率为76%．核电站容量大，总成本低，自动化程度高，高科技含量高，最适合稳定负荷工作，因而抽水蓄能电站与核电站的配套运行既科学又经济。二、系统设计的主要过程 [8’]结合编制《学校田径运动会竞赛日程表》来分析阐述系统设计的主要过程。1、提出设计问题；学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好《学校田径运动会竞赛日程表》。2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件）；(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间；(2)了解参赛单位人数、组别设置；(3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量；(4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法；(5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。（6）查阅学校前几届运动的相关资料。3、确定设计目的；编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程表》。4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？）；具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。A、竞赛日程的编排原则（1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为45分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。（2）尽量不安排项目冲突。（3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。（4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。 （5）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。（6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。（7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。（8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。（9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。（10）撑竿跳高尽可能安排在上午。 （11）接力赛尽量安排在单元的最后。（12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。（13）田赛项目注意场地的合理运用。（14）最后一个单元尽量少安排项目。（15）尽可能使田赛和径赛同时结束。 B、竞赛日程的编排方法按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。C、编排比赛秩序：（1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。（2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。（3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。（4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。 编排出多个方案，从中筛选最佳方案。5、系统的评价及优化对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。三、设计与实践 [23’]1、设计活动请同学们运用系统设计的方法，设计如何改善东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段交通状况的方案。2、目的及要求目的：设计与实践活动目的是通过具体的设计活动，进一步理解和运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。要求：（1）编写设计说明书。设计说明书主要内容有：①设计目的。②对东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段相关因素进行简要的定性分析。③阐明重点考虑的因素及它们之间的关系。④提出具体的可行的整改方案。⑤简要描述设计方案实施的可行性及效果。⑥、附上设计示意图。（2）每4-5位同学为一小组，小组成员分工合作，相互讨论， 15分钟内完成。 3、检查各小组设计方案的完成情况，并给予适当的指导。 4、随机选取3-4个小组上台展示所设计的方案，师生给予评价。改善东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段交通状况设计方案评价标准：评价标准分值得分方案设计的创意20方案对因素的分析是否全面20方案实施的整体效果20方案实施的可行性15方案实施的成本15方案实施后可能产生的负效应101、课堂小结 [2’] 本节课主要内容有： 1、系统设计的原则。 2、系统设计的主要过程 3、运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。 2、课外实践 [1’]课后请同学们阅读教材86页的“设计与实践”，并按要求进行设计。 激发学生学习兴趣，引导学生思考怎样解决问题 通过案例1、案例2，让学生能举一反三，理解好系统设计必须遵守这二个的原则意义。提出问题，让学生思考阅读教材81－83的材料，考系统设计主要过程的问题，发挥个人的创新思维，思提出自己的想法。小组成员分工合作，共同完成设计方案，培养团队精神。通过学生互评，有助于学生进一步加深对系统设计知识的理解，提高学生的设计能力通过回顾主要内容，帮助学生疏理知识学生独立思考完成，进一步巩固教学内容。 注意控制学生完成的时间。
教学反思