通用技术示范课：第三单元系统与设计复习学案定稿

第三单元系统与设计复习学案
【学习目标】
１、理解系统的的涵义及基本特性。
２、初步掌握系统分析的基本方法。
3、了解系统优化的意义及影响系统优化的因素。
４、通过简单的系统设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法。
【重点难点】
重点：系统的基本特性及应用。
难点：系统分析的基本方法及设计方法。
【自主学习】
同学们根据学习目标，组内交流，完成本单元知识网络并进行展示。
知识网络
（一）认识系统
1.系统是普遍存在的。
系统无处不在，无时不有，任何事物都处在一定的系统中。
2．系统的含义：
系统是指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的元素所组成的，具有一定结构和功能的有机整体。
3.构成系统必须具备的三个条件：
（1）至少要有两个或两个以上的要素（部分）；
（2）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按照一定方式形成一个整体；
（3）整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。
思考１：请同学们举例说明系统存在的普遍性。 （各小组讨论， 一名同学代表发言）
4．系统的分类：系统的分类是根据研究对象的不同和研究的需要来划分的。
（1）自然系统和人造系统。 例：生态系统属于自然系统；飞船、房舍等属于人造系统。
（2）实体系统和抽象系统。 例：计算机硬件属于实体系统；软件属于抽象系统。
（3）静态系统和动态系统。 例：房屋属于静态系统；城市系统属于动态系统。
（4）开放系统和封闭系统。 例：人体系统属于开放系统；密闭容器中的化学反应达平衡态
（二）系统分析的基本方法
1．系统的基本特性：
(1)整体性（全局、集合）：——侧重于“部分影响整体”。是系统的最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。
系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。例：“木桶理论”、一招不慎全盘皆输
(2)相关性（匹配、关联）：——侧重于“部分与部分之间的关联”
构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系，是彼此相关的。例：古代建筑的“梁柱结构”、合金钢材料各种性能的相互影响、家庭装修工程等。
(3)目的性（功能）：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。
(4)动态性（更新）物质都是不断变化的，因此系统是一个动态的，处在运动变化和发展中。
(5)环境适应性（自适应）：系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化例：“春捂秋冻”、电冰箱不能紧贴墙放(6)层次性 系统无论大小，都可以分解为一定的子系统，并存在一定的层次结构。
思考2：以某一个系统为例，说明系统的基本特性。
2．系统分析的基本方法
（1）系统分析一般是从系统的整体功能出发，全面地思考与解决问题。
系统分析的目标：发挥系统的功能，实现系统的目标。
系统分析采用的方法：运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验。
系统分析产生的结果：拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原系统提出改进方案。
（2）系统分析的一般步骤：
3．系统分析的主要原则：
（1）整体性原则系统分析首先要着眼系统整体，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；例：丁谓修复皇宫、街道各部门施工等。
（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。
（3）综合性原则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。
思考3：同学们参观过2010年上海世博会吗？若在2天的时间内游览，你怎样进行系统分析呢？（世博会园区被黄浦江一分为二，分为浦东和浦西两部分，浦东主要为国家馆，浦西为产业园。有些热门场馆需排队5、6个小时。）
（三）系统的优化：
1. 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）。
影响因素：是指对系统的目标产生显著影响，并且可以人为调节的因素。
2.系统优化的基本原则：
（1）：系统的优化不仅要实现系统中每个元素和子系统的优化，还要达到系统整体的优化。
（2）：必须注意系统各组分之间、组分与整体之间的连接状况，加强协调，才能提高系统的有序性和整体的运行效果。
（3）：系统的优化是一个不断验证、完善的过程。例：农作物种植间作套种、利润问题
思考4：请一个同学就学习时间的优化问题谈一下体会。
（四）系统的设计：
1.系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。它包含对某个系统进行技术设计，同时需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。
2．系统设计应考虑的主要问题：（1）．要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。（2）．运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。
（3）．先从整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。
3.简单系统的设计：举例：手电筒照明供电部分的设计。
思考5：请同学们设计一下台灯、手电筒等简单的物体。
训练检测：
1．（2008模拟）当神舟七号飞船在太空飞行时，整体系统为：（ ）
①抽象系统 ②实体系统 ③动态系统 ④静态系统
⑤自然系统 ⑥人造系统 ⑦复合系统
A．①③⑤⑦　 B．②④⑥　　 C．②③⑥　　 D．①④⑦
2．大自然中鹿、兔奔跑速度很快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神志，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性中的（ ）
A．整体性 B．相关性 C．动态性 D．环境适应性
3．龙舟比赛时，每只龙船上都有一名固定的“拿手”、“板掉手”、“鼓手”和十名“划手“。大家群策群力，双桨舞动，轻舟如飞，充分体现了系统的（ ）
A．整体性 B．相关性 C．目的性 D．动态性
4．台式计算机的CPU上安装的小风扇有时转的快，有时转的慢，这个现象说明了系统的（ ）
A．整体性 B．相关性 C．环境适应性 D．动态性
5．人们往往希望自己的汽车跑得又快又省油，可是如果车速过快就会很耗油，这时有一个折中的适当速度，叫经济速度，跑得较快而且也省油。这个现象突出说明了系统的 （ ）
A．动态性 B．相关性 C．整体性 D．目的性
6．合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响着耐磨性，这反应了系统的（ ）
A. 相关性 B. 环境适应性 C. 动态性 D. 整体性
7．汽车这个系统又可以分为点火系统、传动系统、方向系统、制动系统等，还可以细分为更多的系统，这说明系统具有（ ）
A. 相关性 B. 层次性 C. 动态性 D. 整体性
8．某些情况下，综合若干方案的优点，会取得意外效果，现代医学采用中西医结合的方法攻克了许多疑难杂症，上述例子利用了系统分析中的 （ ）
A．整体性原则 B．科学性原则 C．综合性原则 D．定量分析方法
9．系统分析的一般步骤包括①分析计算，评价比较 ②明确问题，设计目标 ③收集资料，制定方案 ④检验核实，做出决策，下列顺序正确的是（ ）
A．①②③④ B．②③④① C．②③①④ D．①③②④
10．列车提速是对铁路运输系统的优化，以下说法正确的是 （ ）
A．只要有先进的机车，就能提速 B．只有重新铺设铁路，才能提速
C．只有使用“动车组”才能提速
D．不仅需要有先进的机车，还需要道路、桥梁、隧道等基础设施的配套改进。
【巩固提高】
11．(08高考题)节约用水应从身边做起。某同学设计了能使生活废水充分利用的冲厕方案。请据图回答以下问题：
(1)废水储水池的底部位置应该______(高于、低于、等于)冲厕水箱的设定水位。
(2)说明阀门1不能省略的原因。
(3)木制支架是否为稳定结构？
(4)制作木制支架需要哪些工具？
①锯子 ②刨子 ③台钳 ④凿子 ⑤螺丝刀
A．①②③ B．①③⑤ C．③④⑤ D．①②④
【课后练习】
12． 同学们经常看到我们的植物园路口每到上下班的时间，交通非常混乱，有时甚至出现堵车现象，随着城市的发展，相信这个问题会越来越严重。请同学们分析：
（1）造成这种现象的相关因素有哪些？
（2）如何设计改善这种交通状况的方案？
（3）评估方案实施的可能性，提出你的改进意见。
系统的普遍性
注意问题
系统的定义
系统与设计
认识系统
系统的涵义
系统的构成
系统的分类
系统的分析方法
基本特性
分析方法
定义
基本步骤
系统的优化
概念
基本原则
概念
系统的设计
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