必修《技术与设计2》任务二 辨析系统的基本特征教学设计

这是一份必修《技术与设计2》任务二 辨析系统的基本特征教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学方法，教学过程，教学反思等内容，欢迎下载使用。

任务二辨析系统的基本特性


一、教学目标


通过技术试验,能从应用的角度归纳系统的基本特性。





二、教学重点、难点


系统的基本特性





三、教学方法


讲授法，演示法，任务引导法





四、教学过程


1、情境导入


2、新课学习


技术试验


按压式延时水龙头延时试验


试验目的:经历按压式延时水龙头延时试验过程，分析并从应用的角度归纳系统的基本特性。


情境展示:同学们将组装好的水龙头分别安装在学校的不同楼层进行试用体验，结果发现水龙头的延时时间并不完全相同，这是水龙头个体的差异还是同学们组装所造成的，或者是由其他外部因素所导致的呢?


问题分析:造成水龙头的延时时间长短不一一的原因有很多，我们这里只分析水龙头本身各部件的差异所造成的延时时间的不同。


试验准备:


材料:按压式延时水龙头测试套件。


工具:秒表、水压加压试验装置:


试验过程:


1.使用一种弹性系数的弹赞组装按压式延时水龙头，将其接到水压加压试验装置上。


2.设定水压值，对水进行加压，并在测试过程中保持术压为设定值不变。


3.按下水龙头压盖按钮，观察水龙头的工作情况。


4.记录此时水的压力值和在此压力值F水龙头的延时时间。


5.使用另外两种弹性系数不同的弹簧重新组装按压式延时水龙头，在保持水压相同的情


况下重复以上试验。


6.填写下表并分析测试结果。


分析:


1.通过试验你得到了哪些启示?


2.跟同学们交流并讨论，影响按压式延时水龙头延时时间长短的要素有哪些?它们之间的相互关系是什么?如果条件允许可以试一试。





系统的基本特性


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。


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，根据系统功能依存性和逻辑统性的要求，协调存在于系统整体之中。系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系和作用要服从于系统整体的目的和功能，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种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。如按压式延时水龙头，其阀体、压盖、阀座、圆柱形阀芯、阀腔、弹簀等要素在孤立状态下或简单地相加都不可能具有延时自动关闭水流的功能。


不能离开整体去分析系统中的任何-一个组成部分。-一个系统组织得好不好，就看它的整体功能即系统功能实现得好不好。例如，- -架C919飞机总共有几百万个零件，这些零件都不可能独立实现飞行的功能，但正是这些“不会独立飞行”的零件按照一定的结构进行组合后，就构成了能把人送上蓝天的庞大的飞机，从而实现了飞机的飞行功能。


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。


思维碰撞


如果按压式延时水龙头复位时间变短且在复位状态下还是会有水流出，你认为是什么原因造成的?





马上行动


如何理解“系统的整体不等于各孤立要素之和”这句话?


相关性


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。例如，古代建筑拾梁式结构又称叠梁式结构，如图3-4所示，是一种梁架结构体系。抬梁式结构的特点是在柱顶上沿房屋进深方向架数层叠架的


梁，梁逐层缩短，层间垫短柱或木块，最上层梁中间立小柱或三角撑，形成三角形屋架。房屋的屋面质量通过椽、檩、梁、柱传到基础。这种结构在我国应用很广，官式和民间建筑中都很流行，特别在北方更是如此。它的优点是室内少柱或无柱，可获得较大的空间。当柱与柱之间的梁的跨度增大时，则梁的厚度要相应地加大，否则就不足以承受设计所需的重力，梁的跨度与梁的厚度之间的关系就反映了这一系统内部要素与要素之间的相关性。





目的性


任何系统都服务于某种目的，都要实现一定的功能，这也正是区别不


同系统的标志。系统的目的一般通过更具体的目标来体现。例如，按压式延时水龙第三草元系统及其设计头通过弹簧使阀芯复位，实现了水龙头打开和“延时关闭”的目的。对于复杂的系统，目标可能有多个，往往需要使用一个指标体系来描述。例如，衡量一个企业的经营业绩，不仅要考虑产量，更要考虑其利润、成本和质量指标的完成情况等，这些指标构成了评价一个企业的指标体系。


设计和分析-一个系统时，必须事先弄清其目的，否则就无法构成- -个良好、有


序的现实系统。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。





马上行动


人们将鞋和滑轮组等组合起来发明了轮滑鞋，如图3-5甲所示，其日的是（


）轮滑鞋的鞋子部分和滑轮部分所要实现的日标分别是（ ）。


2.如图3-5乙所示，有的轮滑鞋在鞋跟处增加了一个图3-5轮滑鞋圈中的装置，其日的是（ ）设计这个装置的注意事项是（ ）。





动态性


“太阳每天都是新的"，这说明任何事物都是不断变化的。系统都是动


态的，处在运动变化和发展之中。例如，一般情况下，任何机械传动系统的零件之间都会有磨损，为了保持系统的性能，必须定期给零件添加润滑剂或更换零件。又如，电力系统运行中，发电、输电、用电这一过程是同时完成的。由于目前电能不能大规模储存，因此，电力系统在任何时刻均需维持电力平衡，即任何时刻系统中发电厂发电的功率必须等于或相当于该时刻用电设备消耗的和输配电过程中损耗的功率之和。但是，由于用电负荷时刻都在发生着变化，所以，发电厂的发电功率也需要不断地进行调整来适应这种变化。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。





马上行动


1.我们都有过生病和治病的经历，治病的过程体现了系统的动态性。医生根据病人的症状确诊病症，对症下药，进行治疗。当病人的病症一时难以确定时，医生就要动态地跟踪病人病情的发展，预测并及时判断病因，进行治疗。请列举生活中类似的事例，说明运用系统的动态性观点掌握事物的发展规律并取得成效


的经验。


2.台式计算机的CPU上安装的小风扇为什么有时转得快，有时转得慢?


3.你认为有没有不具有动态性的系统?为什么?





思维碰撞


按压式延时水龙头使用时间长了，弹竇就会老化，弹性变弱，使得延时时间发生变化。可以采用哪些方法来应对这种变化?





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特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内名部分相互关系的变化。系统只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。


月球探测机器人的设计就要考虑到月球表面复杂的地面或地形、不同的气压变


化、巨大的温度变化、不同的辐射强度、不同的重力条件等情况，要求机器人的机构设计和控制方法必须具有针对性、环境适应性的设计。





马上行动


飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸。当飞机的检测装置按收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。技术领域中，这类通过系统的调节以适应外界环境变化的事例很多，请举几例，填入下表。


系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适


应状态的系统，才能发挥自身作用，实现可持续的发展，否则系统是没有生命力的。





拓展阅读


钱学森与系统论


关于系统科学，钱学森先生曾明确指出，系统科学是从事物的整体与部分、全局与局部以及层次关系的角度来研究客观世界的。在钱学森建立的系统科学体系中，处在工程技术或应用技术层次上的是系统工程，和其他工程技术不同，它是组织管理技术处在技术科学层次上直接为系统工程提供理论方法的有运筹学、


控制论、信息论等:处在基础科学层次上属于基础理论的便是第三单元系统及其设计系统学。


关于系统论，钱学森曾明确指出，我们所提倡的系统论，既不是整体论，也非还原论，而是整体论与还原论的辩证统一。钱学森关于系统论的这个思想后来发展成为他的综合集成思想。根据这个恩想，钱学森又提出了将还原论方法与整体论方法辩证统一起来的系统论方法。





学习反思


“任何系统都是有边界的，这种边界的确定又是相对的”，怎样理解这句话?





3、课堂小结


系统的基本特性








五、教学反思





次数
弹簧(不同的弹性系数)
延时时间(如果不能正常工作，则须写出原因)
1
弹簧1
2
弹簧2
3
弹簧3
事例
外界环境的变化
系统通过调节，适应环境的变化