資源簡介

系統的結構
第九周 第3次課 班級：高二（5-6）班 執教日期：2012/04/10 累計教案：15個
一、教學內容分析：
本單元以“系統”為研究對象，集中了技術設計中眾多核心概念和重要思想方法。從系統概念的學習開始，到系統特征的理解，再運用系統分析的方法解決簡單系統的設計問題。
二、學生對象分析：
高中生有一定的生活經歷，對事物有一定的評判能力，而在好奇和求知欲望的驅使下，一些復雜的系統問題往往會引起他們的注意，引發他們的探究。有時他們會對某個系統進行思考，但往往是零碎的、感性的、表面的，還不會有意識地用系統的方法去分析、解決問題。本節課結合豐富的案例，教會學生認識系統，轉變看待問題的方式。
三、教學目標：
1.知識與技能：
通過技術試驗、案例分析、分析討論問題等活動，理解系統的基本特性。
2、過程與方法：
能對簡單系統的進行應用案例分析。
3.情感態度價值觀：
學會用整體的、互相聯系的系統的觀點看待和解決問題。
四、教學重點、難點
教學重點：系統的整體性
教學難點：應用系統的基本特性分析問題
五、課時安排：
1課時
六、教學用具：
多媒體課件、相關視頻、機械鬧鐘
七、教學方法：
結合教學目標和學情，本節課主要采用小組學習、問題研討、案例分析、馬上行動、走進生活等方式來實現本課的教學目標。
八、教學進程
一、引入
放映盲人摸象的視頻。問:“盲人摸象”這個成語,從系統的角度通常用來形容什么現象
”答案：通常形容對事物觀察不全面,只了解一部分情況沒有從系統的整體性把握。
就是要從系統的整體性來看問題，整體性只是系統的眾多性質中的一個，那么系統還有哪些性質呢？我們今天就來學習系統的性質。
整體性
一堆沙子、鋼材、水泥和繩索散放在一起毫無意義然而他們按照一定的結構關系組合在一起就可以實現載車跨海的功能。
系統的整體性理解1：
在用系統論分析問題的情況下，系統的整體功能大于各部分功能之和。
據公安部交通管理局統計，最近幾年全國每年發生的交通事故都在30萬起以上，其中有三成是剎車失靈造成的。失靈的剎車片成了“馬路殺手”，而劣質剎車片又是造成剎車失靈的主要原因。剎車片由鋼板和摩擦材料兩部分組成：背面是鋼板，起固定作用；摩擦材料由樹脂、纖維和鐵粉等幾十種原料混合而成。一般在正規的流程中，剎車片廠會在生產過程中加入一些鋼渣。他們廠生產的剎車片每套最便宜的只賣5元，最貴的也只有15元左右，而正規廠家生產的至少在30元以上。2003年2月，“哥倫比亞”號航天飛機在返航時失事解體，7名機組宇航員全部遇難。美國宇航局隨后進行了深入調查，當時把事故原因作為調查重點，結果發現，發射升空時航天飛機外部燃料箱泡沫絕緣材料脫落擊中了左翼，給返航埋下隱患。
系統的整體性理解2:
任何一個要素發生變化或出現故障，都會影響其他要素或整體的功能發揮。
　　案例分析：
　　巴爾扎克的塑像
　　羅丹應法國作家協會之邀，為著名作家巴爾扎克制作一尊雕像。巴爾扎克長得其貌不揚，又矮又胖，肚子很大。為此，羅丹苦苦構思，傷透了腦筋。后來，他決定毫不修飾巴爾扎克的外貌，而著力刻畫這位著名作家的精神美，要表現出作家的個性，雕塑出一位“本質美的人”。于是他創作了這樣的塑像：披著睡衣，昂著一顆大腦袋，兩眼注視著人間，是思索，也是蔑視。這尊塑像，原來計劃一年半完成，實際上卻花了七年時間。
塑像完成了，羅丹讓幾個學生來欣賞。一個學生指著塑像那交叉在胸前的手說：“這手像極了，真是完美無缺！”
這贊美卻引起羅丹的深思。突然，他拿起一把斧子，朝塑像雙手砍去，一雙完美的手掉下來了。學生們驚呆了：老師這是怎么了？
這砍去雙手的巴爾扎克塑像，立即引起很多人的非議。但羅丹不因這些議論而動搖。他相信，這尊塑像會成為傳世之作。他去世以后，巴爾扎克塑像終于被譽為藝術珍品，現藏于巴黎藝術館。
　請解釋，羅丹這樣做的目的何在，雕塑家的這一行為給你以怎樣的啟示？
羅丹解釋說：“這雙手太突出了！它已有了自己的生命，不屬于這個整體了。一件真正的藝術品，沒有哪一部分比整體更重要?！边@給我們一個啟示：做任何事情，都要注意整體效應，必要的時候，要舍得拋棄部分而保存整體。
依據系統的整體性特征，解釋下列現象。P69
現象 原因
1 三個人共同構成了一個系統，每個人都是其組成要素之一，要素之間如果協調不好是達不到整體的最佳效果。
2 三個皮匠構成一個整體，整體的功能大于單獨的個體功能之和。
3 在一個系統中局部對整體的制約，部分的變化會影響整體的變化，甚至還會對全局產生決定性影響。
4 系統中的要素之間也同樣存在著主次之分，必要時要懂得拋棄次要的而保留主要的。
（2）相關性
　　學生繼續觀機械鬧鐘，各種齒輪的大小不同，有一定的齒數比。齒輪與齒輪之間也有不同的齒數比，使得齒輪的轉速有快有慢，最終形成時、分、秒針的有不同的轉速。如果我現在改變其中任意一個齒輪的齒數將會發生什么情況？那是為什么？這又說明了什么？
　　學生回答：如果有一個齒輪數發生改變那將直接影響時、分、秒針轉動的速度，導致鬧鐘不再正常工作。即各部分之間的聯系就被破壞了。各部件作為一個整體時所具有的功能也就無法實現了。所以，說明了系統各部分之間是相互作用，相互聯系的。
師：這就是系統的相關性。相關性也是系統的基本特性之一。
　案例分析：食物鏈
植物長出來的葉和果實為昆蟲和老鼠提供了事物；昆蟲為鳥提供了食物；有了鳥鷹和蛇才不至于餓死；而有了鷹和蛇，老鼠才不會泛濫成災。如果這個系統中的任意一種物種的數量發生了變化，都會導致其他物種的變化。所以系統具有相關性。
（3）目的性
1、人們為什么要發明自行車？（可以使人們更加快速達到目的地）
【自行車的由來】世界上第一輛自行車出現于1790年，由法國人希布拉克用木材制成，沒有腳蹬，靠雙腳交替踏地前進。1801年，俄國人阿爾塔莫諾夫發明了一輛輪子前后掛著的小車。這些發明家把它作為禮物獻給了俄國沙皇。1831年，德國人德列斯發明了車把，可以方便地轉彎。 1839年，英國人麥克米倫發明了腳踏，裝于前輪上。 1880年，法國人基爾梅發明了鏈條，用它帶動后輪旋轉。 1888年，英國人鄧勒普發明了充氣車胎。
任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能。
2、自行車為什么要有剎車功能？
提出：自行車的作用是提高速度，使人們可以更快地到達目的地，而剎車的作用卻是減速，兩者相矛盾。為什么還要剎車呢？
在某些情況下（如下陡坡），行車速度和安全要求這兩個具體目標產生了矛盾，就得通過剎車來減速，進行協調，從而保證自行車更好地到達目的地。
問：人們將發條、齒輪、游絲、表殼等零部件組裝成鬧鐘目的是為了什么？
答：滿足人們計時的需要
問：經營管理系統通過優化和配置企業的人力資源和物力資源而形成，其目的是為了什么？
答：實現企業利潤的最大化，成本和能源使用的最小化。
[教師總結]任何系統都具有目的性，都要實現一定的功能，這也是區別不同系統的標志。
（4）動態性
現在我手里的鬧鐘是新的，但是過幾年之后呢？（鬧鐘變舊了，走時不準了，報廢了）
問：為什么舊汽車檢查時更容易發現質量問題，更需要維護呢？
答：汽車用了一段時間，零件開始磨損、老化，整個系統的狀況發生了變化，安全性能大大降低，更容易出事故。
問：一塊靜止的石頭放在那里是不是永遠不變？
答：時間長了石頭也會被風化掉。
[教師總結]任何事物總是變化的，是動態發展的。那么系統也是一樣，它們也具有動態性：任何系統都是一個動態的系統，處于運動變化和發展之中。運用系統的動態觀點，有助于使我們不僅看到系統的現狀，而且看到系統的變化發展，從而預測系統的將來，掌握系統的發展規律。
[學生練習]
1、病人從住院到出院這段時間，醫生常常開不同的藥方，請分析其中的原因。
答：病情是動態變化的，開藥方要依據病情。
2、臺式計算機的CPU上安裝的小風扇為什么有時轉得快，有時轉得慢？
答：在CPU下方有一個溫度傳感裝置，當溫度高時控制小風扇的轉速加快；當溫度低時控制小風扇的轉速變慢，從而達到動態控制CPU溫度的目的。
[教師總結]系統的變化有快有慢，快的今非昔比；慢的幾年如一日。其實萬物都是變化的。
（5）環境適應性
機械鬧鐘系統具有動態性，天氣冷熱變化會影響走時的快慢。設計者已經考慮到了，在鬧鐘背后設計了一個調節器，只要撥動調節器，就可以改變鬧鐘走時的快慢。這個設計使機械鬧鐘能夠適應環境的變化，提高了走時的精度。使機械鬧鐘流行了很長的一段時間。這就說明了系統的又一重要特性——環境的適應性
一個系統與所處的環境之間都有物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會引起系統特征的變化，并相應地引起系統功能和系統內部各部分相互關系的變化。系統只有具備對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性。
[學生練習]
談談“春捂秋凍”的道理
人自身就是一個系統，春天穿多一些是對冬天的一種適應和銜接，秋天穿少一些是對夏天氣候和向冬天過度的一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應外界氣溫的變換而不至于生病。
家用電冰箱為什么不能緊貼著墻放置，而應該與墻保持一定的距離？
電冰箱的放置位置要與墻保持一定的距離，其目的是為了有一個適當的散熱空間，以保持它能正常工作
（三）反饋
　　思考：下列的事例體現了系統的什么特性？
（1）三個臭皮匠頂個諸葛亮。（整體性）
　?。?）過度發展畜牧業，導致綠洲變成荒漠。（動態性）
（3）人們往往希望汽車跑得又快又省油，但車速過快會格外耗油。（相關性）
（4）人們發明數控機床來提高加工的精確度。（目的性）
　?。?）春捂秋凍。（環境適應性）
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系統的概念：由相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統。
構成系統，必須具備三個條件：
（1）至少要有兩個或兩個以上的要素（或部分）；
　?。?）各要素之間互相聯系互相作用，有一定的結構；
　?。?）系統整體的功能是組成要素所不具備的。
系統的分類
系統根據需要來分類：
　　（1）自然系統和人造系統
（2）實體系統和抽象系統
作為系統，它們都具有整體性（最基本的特性）、相關性、目的性（區別不同系統的標志）、動態性和環境適應性等特性?！　?br/>（五）布置課后練習
　　教材第74頁 “練習1--3”。
　　　四、教學反思
　　本節課教師以江蘇南京寶高公司的通用技術器材“轉向小車”為載體，讓學生了解了系統的整體性、相關性和目的性。在這節課中，學生技術試驗的時間大約有20分鐘，教師的講授只有20分鐘，至于系統的其它特性，只能安排學生自行閱讀，教師沒有逐一講解。而且時間的關系，對于教材上的一些“馬上行動、案例分析和討論”等內容，課堂教學中沒有時間應用，只用了其中的一個案例。這一節課我的感覺是，雖然學生能了解系統的幾個基本特性，能應用它們來分析一些簡單的事例，但對它們構成系統的基本思想和方法的體會是很膚淺的。我想原因主要在于這一堂課的內容設計單薄了一些。那么如何將這一節課拔高到一個比較高的層次上呢？

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