高中通用技术地质版（2019）必修《技术与设计2》二 系统的基本特性教案及反思

教学

过程

教学活动

学生

反映

设计

意图

复习引入

系统的含义：系统是由相互依存的若干个部分组成的、具有特定功能的有机整体。

那么，作为系统，它具有什么样的特定功能呢？又如何去分析呢？

案例一

波轮式全自动洗衣机系统分析

1.组成与功能

五大系统组成，总体功能是洗净衣物。

为达到此目的，它的各组成部分各具相应的功能和作用，以支撑实现总功能。

2.各组成部分之间的关系

先从各个局部看：

供电、驱动—波轮旋转—水流形成；

进水—洗涤—排水；

面板上开关、按钮—各种洗涤程序；

各部分组装于机箱体内—洗衣机整体。

从横向看：

水流的洗涤与漂洗，是洗衣机的核心。

3.系统和外界环境之间的关系

支撑基：一是左边的指向洗衣机的箭头，表示环境给洗衣机提供支撑;二是右边的指向支撑基的箭头，表示洗衣机工作过程中向外界环境强加的又一种影响，如振动等。

4.系统分析的评价与小结

(1)评价：

主要考虑以下几点：可靠性、返修率；实用性，包括洗涤容量、外形大小；性价比；安全、节能、环保；外表美观。

（2）小结：

各小组成部分都是围绕着支撑实现核心功能来确定其结构、工作方式的；各个组成部分的设计要服从于整体功能、整体效益的需要。

实例二

赛龙舟系统分析

从那种令人兴奋、励人争先的赛龙舟场景中，你观察到了什么？想到了什么？对其中的胜者有何评价？

1.赛龙舟系统的功能与构成

（1）系统的功能：

赛龙舟系统用于团队间的比赛，以到达目的地的先后顺序记名次，作为比赛成绩。

（2）系统的构成：

舟体子系统：

2.比赛取胜的要素是什么？

3.定量描述分析

这种描述运动特性的数学表达式，一般称为数学模型。录求某一运动的数学模型的过程，称为建模的过程。建模的一般原则是利用规律、定律及法则等，用合适的数学方式表达。如利用牛顿第二定律来建立龙舟运动的动力学模型，就是一种较常见的建模方式。

4.评价与小结

（1）评价：

影响龙舟速度因素：力量大小 ；前进方向性；总体质量尽量小。

（2）小结：

赛龙舟系统，作为一个整体，它的功能和目的是比赛与取胜。作为系统，它具有整体性、目的性、各子系统的相关性和对工作环境的适应性等特征。

快，准

知识拓展

描述系统的方法

定量特性的描述可以利用数学处理，如数学模型。

用平衡方程式作为系统模型是一种常见形式，如力平衡方程、电压平衡方程、热平衡方程、流量平衡方程。

已知系统的工作机理，依据原理、定律来描述其运动规律，这样建立数学模型的方法称为机理建模。

通过测试系统的输入和对应的输出，可以利用所谓系统辨识技术，获取系统的数学模型称为非机理建模。

系统的基本特性

技术探究

分析对象：钟表。

分析内容：怎样体现其基本特性。

分析方法：

先了解构成、功能及其运行情况。

参照波轮洗衣机系统案例进行分析。

分小组做，全班交流；写出分析报告；

系统分析的基本方法

(一)系统的基本思想

系统的整体性、相关性、功能性和环境适应性构成了系统的基本思想。

（二）系统分析的基本方法

运用系统的思想和定性、定量相结合的方法对系统进行分析，就是系统分析的基本方法。

阐明问题—分析研究—评价比较

（三）学写简单的系统分析报告

内容包括:

分析过程、依据、结论、建议及相应说明

课堂小结

1.系统的基本特性：整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。

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。