資源簡介

系統的結構
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：系統的結構
章　　節：第三單元 系統與設計 第一節 系統的結構
課 時：共2課時
一、教學目標：
　1.知識與技能：
1）從應用的角度理解系統的含義。
2）通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性。
　 2.過程與方法：
選取學生身邊典型和容易理解的案例, 通過討論，案例分析，使學生把握系統的特性和概念,掌握系統的基本特性，建構系統的基本思想，能對簡單系統進行應用案例分析。
　 3.情感、態度與價值觀:
初步認識系統，感受系統科學的魅力；激發學生對技術課的學習興趣；培養學生敢于表現、勇于創新的個性品質及良好的合作交流態度；樹立在設計中充分考慮系統的意識，提高學生的技術素養。
二、教學重點
1.系統的構成。
2.系統的基本特性。
三、教學難點
應用系統的基本特性分析身邊的系統問題。
四、教學方法
講授、演示、分組討論。
五、設計思想
1.教材分析
本單元以系統為研究對象，既是前兩個單元內容的延伸和一定程度上的綜合，又是最后一單元的基礎。本單元是本冊教材的重要內容之一，在內容設計上緊緊抓住整體性、相關性、動態性等系統的基本特性進行詳細闡述，這些特性體現了從整體出發看待和處理問題的系統的思想。系統的思想與方法高屋建瓴、綜觀全局、別開生面地為現代社會的人們提供了有效的思維方式。
這單元的內容分別是“一、系統的結構”、“二、系統的分析”、“系統的設計”。本節分成三個內容：什么是系統，系統的類型，系統的基本特性。這些概念抽象，學生理解起來有些困難，因此應從系統的應用角度來理解系統的含義。通過看得見，摸得著的簡單案例來進行分析，理解系統的概念與基本特性。從了解系統概念到知道系統的特性，是認識系統的一個重要的認識飛躍，也是給了學生分析問題的一個重要方法。
2.學情分析
學生雖然接觸過系統，知道系統這個名詞（如人體系統），但實際上并不知道什么是系統。因此，學習的過程中還是存在很大困難的。在教學中把概念含義的學習置于具體的問題情景之中，通過引導學生對案例的分析，再加上老師對貼近學生生活的案例的剖析，容易激發學生思考的熱情，理解系統的概念與基本特性，這也是本節課取得實效的關鍵之一。
六、教學準備
多媒體、掛圖、課件。
七、教學過程：
第1課時
導入：生活中經常會聽到有關系統的說法，比如：汽車傳動系統、太陽系、人體的呼吸系統等。從技術與設計的角度分析系統會有哪些收獲呢？
新課:
1.什么是系統：
（投影）
什么是系統？如何理解系統？下面我們以對自行車的結構分析，來更深理解系統和子系統的概念（屏幕上展示自行車）。
提問：自行車是同學們最常用的交通工具，自行車主要由哪些部件組成？
學生回答：車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、車閘等主要部件組成。
提問：這些部件是如何組合使其實現代步功能的？
學生回答：車把的作用：控制車的方向。
腳蹬的作用：將人腳踩的力傳遞到鏈輪鏈條上。
鏈輪和鏈條的作用：將動力機的運動和動力傳遞給執行系統的中間裝置。
前后車輪的作用：當腳踩腳蹬時,帶動中軸,使大鏈輪轉動起來經鏈條傳動傳給小鏈輪,再傳到后輪,使其轉動起來與地面產生摩擦,從而實現前進,而前輪在這時還起到導向作用, 還可以起到防振,及地面對輪子的直接影響,又提高了舒適度。
車閘的作用：利用摩擦力使得自行車減速或停止。
教師：這說明自行車的主要部件間是相互作用、相互聯系的。
提問：如果某些主要部件出現問題將會導致什么后果？
學生：
(1)車閘的橡皮松了剎車不靈（自行車將不能減速，更不容易停止，容易發生交通事故。）
(2)車把固定螺釘松了 方向把不準（車的行使方向不容易控制。）
(3)鏈條斷了 無法行進（動力將不能傳遞給執行系統，車子就不能行使。）
(4)車輪的輻條斷了 受力不均容易引起車圈變形（車輪容易變形。）
教師：這說明自行車的主要部件間是相互依賴、相互制約的。
提問：什么是系統？構成系統的條件有哪些？
教師：經過了上面的練習，我們知道，組成系統的某部分出現了問題會影響到系統的整體功能，同時也會引起其他部分的無法正常工作。那這樣我們對系統的含義可以總結為：
這種由相互聯系、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。
要 素：指構成系統的最主要的元素。
系統有大有小，有復雜有簡單。對于較大型的系統和比較復雜的系統，根據一定的標準可劃分為若干子系統。
子系統：子系統是相對于大系統而言的，它是大系統中相對獨立且具有一定功能的組成部分。
地球生態系統：海洋生態系統、森林生態系統、陸地生態系統等子系統。
交通系統：航空運輸系統、鐵路運輸系統、公路運輸系統等子系統。
管理系統：生產管理系統、營銷管理系統、財務管理系統等子系統。
任何系統又是更大系統的子系統。
教師：
我們要改進產品、提高產品的質量就必須正確分析系統的結構及其在整個系統中的作用。
構成系統，必須具備三個條件：
第一、至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）才能組成系統；
第二、要素（部分）之間相互聯系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；
第三、這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
提問：
請指出下列系統分別由哪些要素（部分）組成，并說出相互之間有怎樣的聯系。
系統的名稱
組成要素（部分）
臺燈
燈座、 燈泡、 燈罩、 電線、 開關等
學校多媒體教室
實物展示臺、投影機、電動屏幕、錄像機、攝像機、VCD機、展臺、音響設備等多種現代教學設備組成。
手表
表殼、表帶、表芯等。
縫紉機
機頭、機座、傳動和附件
2.系統的類型：
（1）按系統的規模分：小型系統、中型系統、大型系統和巨型系統
（2）按組成要素的性質（按人類干預的情況）分：自然系統、人造系統和復合系統。
自然系統——原始的系統都是自然系統，如天體、海洋、生態系統等。又如呼喚系統、消化系統、循環系統、免疫系統等。
人造系統——如人造衛星、海運船只、機械設備等。又如：交通系統、商業系統、金融系統、工業系統、農業系統、教育系統、經濟系統、文藝系統、軍事系統、社會系統等等。
復合系統——既包含人造系統又包含自然系統。
（3）按系統與環境的關系分：開放系統、封閉系統和孤立系統。
開放系統——是指在系統邊界上與環境有信息、物質和能量交互作用的系統。例如商業系統、生產系統或生態系統，這些都是開放系統。在環境發生變化時，開放系統通過系統中要 素與環境的交互作用以及系統本身的調節作用，使系統達到某一穩定狀態。因此，開放系統常是自調整或自適應的系統.。
封閉系統——是一個與外界無明顯聯系的系統，環境僅僅為系統提供了一個邊界，不管外部環境有什么變化，封閉系統仍表現為其內部穩定的均衡特性。封閉系統的一個實例就是密閉罐中的化學反應，在一定初始條件下，不同反應物在罐中經化學反應達到一個平衡態。注意物理上講，還有嚴格劃分，往往僅把沒有物質來往的系統稱封閉系統；而把沒有物質、能量和信息來往的稱為孤立系統。
（4）按學科領域就可分：自然系統、社會系統和思維系統；
（5）按范圍劃分：宏觀系統、微觀系統；
（6）按狀態劃分：有靜態系統和動態系統；穩態系統和非穩態系統；平衡系統、非平衡系統、近平衡系統、遠平衡系統等等。
提問：請分別列舉以下系統的2~3個實例。
工業生產方面的系統：工業控制網絡系統、工業電視監控系統、光纖工業電視系統、工業除塵系統、工業排風系統、影子系統、清除系統垃圾。
農業生產方面的系統：農業生態系統、農業銀行系統、生產管理系統、生產率系統。
軍事方面的系統： 導彈跟蹤系統、防衛系統。
教育方面的系統：遠程教育系統、教育評價指標系統、教育電聲系統、教育培訓系統、教育管理系統、教育信息系統、教育指標系統、教育資源管理系統。
小結：
（一）系統的含義
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。
（二）系統的類型
第2課時
導入：我們上節課學習了系統的含義，以及系統的分類，那么系統若干要素之間是否相對獨立？
3.系統的基本特性：
系統的基本特性有：整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性。
1)整體性：
系統是一個整體，他不是各個要素（部分）簡單相加，系統的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態下所沒有的。整體性是系統最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。例如：自行車條輻的調整，動一條整個車輪都發生改變。
（1）美國“阿波羅”計劃中的飛船和運載火箭是由700多萬個零件組成。這些零件都很普通，甚至沒有一個是新研制的，為什么能實現把人送上太空的功能？
系統的思想：各部分按照一定的結構組成了系統，從而實現了整體的功能。
（2）巴爾扎克的塑像：
傳說，法國著名雕塑家羅丹曾經給文學家巴爾扎克雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人們的稱贊，人們特別對雕像上巴爾扎克的一雙手贊不絕口，都說這雙手太逼真、太生動了。羅丹聽到人們的議論后，卻毫不猶豫地從塑像上砍去了這雙手。
提問：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？
學生回答：讓人們看到其它的美所在。不能離開整體去分析任何一個組分，一個系統組織的好不好，就看它的整體功能實現的怎樣。羅丹砍去雕塑雙手的目的在于使人們注意雕像的整體，而不僅僅是注意這雙手。
系統的思想：做任何事情都要重視整體效應，必要的時候要舍得拋棄部分而保留整體（中國有一句成語就表達了這個意思：“棄卒保車”）。
（3）三個和尚的故事說明了什么？“三個臭皮匠頂個諸葛亮”又說明了什么？
辯論：在一個系統中，各要素好，則整體性能是否好？
系統的思想：系統不是各個元素（組分）的簡單相加。如果將它們之間的相互聯系和相互作用協調好，就能得到“1+1>2”的效果。反之亦然。
提問：
請舉例說明“系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和”這一論點。
系統的名稱
系統的整體功能
各部分的功能
呼吸系統
完成呼吸，為人體提供氧氣
傳送空氣：向肺內運送空氣，不能執行氣體的交換
教育系統
能有序的完成整個教育教學工作。
學校：直接教育學生，向學生傳授知識，但不能形成公平公正的教育機制。
水利灌溉系統
由水庫蓄水、分水閘分配水量、引水渠輸水等配合工作，起到灌溉農田的作用。
分水閘；按需求分配水量，否則，分配不合理，造成水源的浪費。
2)相關性：
教師：相關性是指組成系統的各個要素之間或整體之間相互作用、相互聯系。系統的各組分或元素只要有一個變化都會影響其他元素和組分實現其功能。
提問：為了保護草原植被，當地政府頒布了禁止大量捕殺野狼的法令，這是什么道理？
狼捕殺羊、野兔等食草性動物，使其數量減少，從而起到保護植被的作用。
系統思想：系統的各個元素、組分的變化會對其他的元素、組分起影響（相同的道理，為了使野生動物園的羚羊更有活力、生命力更強，可以引進狼或豹子等肉食動物）。
提問：如何理解“一著不慎，滿盤皆輸”？
學生：不管什么棋類比賽，關鍵的一著下錯，都很有可能輸掉整盤棋。
系統思想：要重視關鍵因素。在一個系統中關鍵部分的變化，甚至會對全局產生決定性的影響。
案例分析：廚具的安裝
思考：
1.請分析吳瑾家的廚房裝修與廚具安裝出現問題的原因所在。
學生：略
教師：忽視系統的相關性，家庭裝修是一項系統性很強的工程，各項工作之間、各種設施之間存在著必然的聯系，它們互相影響互相制約，只有從它們的相關性出發，處理好各方面的關系，才能事半功倍。
2.如果讓你設計，你將如何處理，才不至于出現這類管線打架和有安全隱患現象的問題？
學生：略。
教師：在預埋廚房水管和電線時，就要考慮好哪里是烹飪區，哪里是儲藏區等，再決定水電的管道和線路實際；在購買廚具時，要依照廚房的個性化要求來選購，具體裁衣，協調安排好風、水、火、電的接口，還要考慮造型、色彩以及人機關系和工程材料等方面的因素。
3）目的性：
系統都是以實現某種功能為目的的，這是區別這一系統與那一個系統的標志。設計和分析一個系統時，必須先弄清其目的，否則就無法構成一個良好、有序的現實系統。系統的多個目標有時不完全一致，甚至矛盾，這就需要協調，尋求平衡或折衷的辦法，從而更好地實現其目的。
提問：（1）人們為什么要發明自行車？
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。
教師：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能。
提問：（2）自行車為什么要有剎車功能？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？
教師：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。
系統思想：系統的具體目標之間有矛盾時，要從系統的目的出發，進行協調。
填寫：
1.人們將發條、游絲、齒輪、表殼等零部件組裝成鐘表，其目的是：實現能準時的體現時間的功能。
2.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：實現企業利潤的最大化，成本和能源使用的最小化。
討論：作為一個系統，我國農業生產結構調整的目地是什么，是通過哪些途徑進行農業生產結構調整的？
教師：使產業結構更加合理，以增加農民的收入。調減糧田面積，增加經濟作物和飼料作物。種植業開始形成糧食作物，經濟作物和飼料作物協調發展的基本格局。
4）動態性：事物都是不斷變化，因此系統是一個動態的系統。在分析認識系統時，不僅要看到它的現在，還要看到它的未來，掌握系統的發展規律，從而預測系統的將來。
討論：
1. 某學校一位教師肩膀疼痛，一位醫生用各種藥物和方法治療肩膀，都收不到良好的治療效果。另一位資深的醫生認為：人體是一個復雜的系統，“頭痛醫頭，腳痛醫腳”是不能解決問題的，他對該病人進行了全面身體檢查，最后發現病人患肺癌，右肩膀疼是癌細胞擴散的結果。后經系統診斷和綜合治療，病人的病情得到控制。
2. 根據產熱的多少進行散熱。
3. 沒有。任何事物都是不斷變化的。任何系統都是一個動態的系統，處于運動和發展之中。
5）環境的適應性：
一個系統與其所處的環境之間通常都有物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會引起系統特性的改變，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，系統要適應環境的變化而變化。系統只有具有對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性。
提問：(1)家用電冰箱不能緊貼墻壁放置，汽車在雪地行走輪胎要加鏈條，這是都為什么？
學生：冰箱放置與墻保持距離，目的是有一個適當的散熱空間，從而保持正常工作。一般汽車在雪地上會因為打滑而無法正常行走，因此在輪胎上加鏈條是起防滑作用。
教師：系統只有在一定的環境條件下才能保持（或恢復）其原有的特性。
提問：（2）自行車為什么要不斷地進行更新換代？
學生：當外部環境條件變化時（路況改變－跋山涉水，市場需求變化－舒適休閑），自行車就必須更新換代（如增加新的功能，提高性能、舒適度），才能繼續存在和發展下去。
要不斷完善系統，使系統能適應新的環境。
教師：
“春捂秋凍”，是環境適應性的體現，由于人自身就是一個系統，春天多穿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的銜接和向冬天過渡的一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應外界氣溫的變化而不至于生病。（隨著外界氣候的變化，人們必須能適應周圍的環境，借助物質資料，才能保持和恢復人的活動。）
工程技術中，這類通過系統調節以適應外界環境變化的事例很多，請列舉幾例，填入下表：
事 例
外界環境的變化
系統通過調節，適應環境的變化
汽車的雨刷
雨天，擋風玻璃模糊
利用雨刷及時的擦拭擋風玻璃
導彈跟蹤系統
當被跟蹤無方向改變時
跟蹤系統及時的改變方向，繼續跟蹤
系統必須適應外部環境的變化。只有能夠適應外部環境的變化并保持最優適應狀態的系統，才能發揮自身作用，實現可持續的發展，否則是沒有生命力的。
討論：
下列的事例體現了系統的什么特性？
（1）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，有個折中的最適當的速度叫經濟速度，最省油。（相關性）
（2）過度發展畜牧業，導致綠洲變成荒漠。（相關性）
（3）一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃。（整體性）
（4）三個臭皮匠頂個諸葛亮。（整體性）
（5）要經常給機械手表上鏈，即擰發條。（目的性）
（6）春捂秋凍（環境適應性）
補充：
木桶理論：
一只沿口不齊的木桶，其存水量的多少？不取決于最長的那塊木板，而取決于最短的那塊木板。
管理學中的“木桶理論”是指：
人的能力大小是由他身上最劣質的素養決定的，一個企業成功的概率大小也是由這個企業的最薄弱的環節決定的，就像木桶的容水多少是由木桶最短的一塊木板決定的一樣。
木桶理論的外延還可以擴大到：
1）木桶容水的多少還要由木桶的直徑決定。對于個人，如果你的能力只有那么大，你必須學習，不斷地增加自己的知識直徑。企業亦然，要不斷的進行改造、革新，以便更好的發展。
2）木桶容水的多少還要由木桶之間的木板是否箍的緊密有關，否則，你無論多大的木桶，都把水會漏光的，“木桶打水一場空”。對于個人，也就是說：你要把自己的知識進行融會貫通，才能成就一番事業。對于企業，一定要進行多種文化的融解包容，同時要建造一個齊心協力的團隊，只有這樣，才能在萬眾一心的基礎上，將企業搞好。
練習：
1.木桶由若干塊木板組合而成，若把木桶看成一個整體，每塊木板就是部分，“木桶理論”實際上反映了系統的部分與整體的關系，部分影響整體。
2.用系統的觀點分析，如果把和面看做一個系統，則干面粉和水是其組成要素，這兩個要素間關系十分重要，只有兩要素之間的比例適當時，和好的面團才軟硬適中。
3.提示：
方案（1）：內存不變，更換一個大容量的硬盤，對提高系統的整體性能作用不大。
方案（2）：分別升級CPU、主板和內存，這一方案相對合理。
方案（3）：與方案（1）一
樣，內存不變，只換一個大的顯示器，同樣不能提高系統的整體性能。
4.提示：
系統論是建立在現代科學技術基礎上的綜合性的理論和方法，它的哲學意義在于有力的證明了馬克思主義哲學關于物質世界普遍聯系的原理。貝塔朗菲承認馬克思的辯證法對系統論的形成起到了巨大作用，并且認為系統論和辯證唯物主義是雷同的。系統論是一門跨學科的橫斷科學，它提供的綜合性的理論和方法，并不是一般的世界觀和方法論，因此，它不是哲學。但是，系統論為馬克思主義哲學提供了新的思想材料。
小結：
（一）系統的含義
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。
（二）系統的類型
（三）系統的特性
整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性
八、教學反思
本章的教學結合具體的教學內容采用“生活體驗—問題提出―教學內容—案例分析―練習鞏固―總結提升”的模式展開。
本節課的教學內容看起來特別的枯燥、抽象，理解起來也顯得比較困難。在教學中把概念含義的學習置于具體的問題情景當中，通過豐富的案例使學生從生活體驗到理性分析的思維升華過程。通過案例學習，了解系統的涵義和在生活生產中的作用及意義，體會系統在社會生產生活中的作用和意義，讓學生本著“回想—聯想—猜想”的思維過程，對教學內容進行步步展開，使學生親歷自主探索和思維升華的過程。同時關注學生能否用不同的語言表達、交流自己的體驗和想法。
鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發展。
系統的結構
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：系統的結構
章　　節：第三單元 　系統與設計 　第一節 系統的結構
課 時：共2課時
一、教學目標
知識與技能
1．從應用的角度理解系統的含義，了解系統的分類。
2．理解子系統的概念與劃分，知道系統的幾個重要特性。
過程與方法
1、通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性，初步掌握系統分析的方法。
2、通過討論和實踐，理解系統的整體性、相關性等在實際中的應用。
情感態度與價值觀
1．初步認識系統，感受系統科學的魅力。
2．提高學生應用系統思想與方法分析問題的能力。
二、教學重點
1．系統的構成。
2．系統的基本特性。
三、教學難點
系統的特性以及系統特性在實際中的應用。
四、教學方法
講授、討論、小組合作。
五、設計思想
1. 教材分析
本節課是“系統與設計”單元的第一節課，主要包括三部分內容：系統含義，系統類型，系統的特性。系統的結構是基礎知識，是后面兩節內容系統分析、系統設計的知識鋪墊，如果沒有透徹理解系統本質含義與特性，將無法進行系統分析和設計。本節以自行車的組成部分之間的相互聯系和它們的功能為例，引導學生認識系統的含義和系統的一般分類，引導學生理解系統的整體性、相關性、目的性、動態性和環境適應性等重要特性，強化學生對系統的理解。
第一部分 什么是系統
教材首先以自行車這個系統為載體，通過圖片的方式展示了它的主要組成部件，目的是讓學生通過觀察和討論自行車各個主要組成部件的作用，從而理解系統的含義。教材給出了構成系統的三個條件后給出子系統的概念，教材安排了“自行車的子系統”這樣的馬上行動旨在提高學生對子系統的理解。
第二部分 系統的類型
這一部分教材主要講了兩個問題：系統無處不在與系統的分類。這兩個內容都是對系統的概念、功能的認識。教材列舉了許多系統，即為說明系統的無處不在，也為系統的分類作了充分的準備，可以把這里列舉的許多系統讓學生進行分類，同時也是對系統的含義的復習鞏固。例如森林中的小動物是一個系統，但在研究森林這個系統時，并不需要研究這個小動物的系統，它知識森林系統中的一個元素，而不是子系統。在這里要明確告訴學生，系統不是可以無限分下去的，這為后面學習系統的特性做好準備。學習系統分類的目的主要是讓學生知道我們研究的是技術系統，系統的思想方法同樣可以應用到其他領域的系統，使學生進一步理解系統知識和方法。
第三部分 系統的基本特性
這一部分主要講了系統的整體性、相關性、目的性、動態性和環境適應性等系統的基本特性，同時也是系統思想的重要組成部分。整體性是系統最基本的特性。其中的主要觀點是：系統是個整體，它不是各要素的簡單相加，而是形成了各元素原來沒有的功能。接著教材講述了系統中的任何元素（部分）發生變化或出現故障，都會影響其他元素（部分）或整體功能的發揮，然后又講述了整體的功能大大超過了各元素之和。最后教材總結一個系統組織得好不好，就要看它的整體功能實現得怎么樣。分析一個系統的優劣，整體性是最重要的指標。不能離開整體去分析任何一個組成部分，離開整體分析部分是毫無意義的。相關性是要素之間或整體與部分之間的關系。處理好這些關系才能事半功倍。在進行系統的設計與優化時，處理好這些關系是至關重要的，它關系到系統實現功能的優劣。目的性是區別不同系統的標志，每個系統都具有某種目的，這是在進行系統設計時要時刻關注的。動態性是說任何系統都在運動變化和發展之中，這就是說，在分析認識系統時，不僅要看到它的現在，還要看它的未來，掌握系統的發展規律。這一點對于學生的理解和應用是有一定的難度的。環境適應性是系統在外部環境發生變化時保持與恢復原有功能的特性，要使學生注意，一個系統不是孤立存在的，它必然要受到外部因素的影響。在進行系統設計、分析系統的優劣時是一個重要的指標。系統的特性是系統分析與系統設計的基礎，表面上看來好理解，但要真正理解并不容易。
2. 教學策略設計
（1）展示汽車、太陽系和人體呼吸系統等常見系統的圖片引出課題。
（2）分析自行車各個組成部件以及各部件作用的簡單分析和討論，形成對系統的初步認識。
（3）通過“結合生活經驗和案例，分析當自行車出現下列情況時會導致什么情況？”這樣的討論和分析使學生理解系統的各組成部分之間的相互關系。
（4）由學生總結出系統的含義，并強調部分、要素之間的區別與聯系，以加深學生對系統概念的理解。并強調構成系統的三個條件。
（5）給出子系統的概念，并通過對“自行車的子系統”的分析與討論加深對子系統的理解。
（6）通過“制作小風車”的實踐活動加深學生對系統的相關概念的理解和應用，并培養學生的技術實踐能力和積極的科學態度。
（7）過渡：展示一些高科技系統的案例，拓展學生對系統知識和系統應用的認知，從而提高對系統知識的學習熱情。
（8）請學生舉出生活中常見的系統實例（在黑板上寫出），以強調系統的無處不在。
（9）請同學對舉出的諸多系統實例中進行基本的區分，引出系統的類型。
（10）系統的分類總結。
（11）閱讀教材“系統的基本特性”，知道系統的幾個基本特性。
（12）系統的“整體性”的講解，請學生舉出生活中重點體現系統的“整體性”實例并進行簡單的分析，通過案例分析和“自行車輻條的調整”的試驗加深學生理解。
（13）系統的“相關性”的講解，請學生舉出生活中重點體現系統的“相關性”實例并進行簡單的分析，加深學生理解。
（14）結合生活實例進行系統的“目的性”的講解。
（15）結合生活實例進行系統的“動態性”的講解。
（16）結合生活實例進行系統的“環境適應性”的講解。
（17）系統的基本特性的總結和提升，是學生對系統的幾個基本特性有更加全面的理解。
（18）課堂小結。
（19）布置作業。
3. 學情分析
學生的日常生活中，每天接觸到許多系統，因此有生活基礎。但是學生對系統的知識沒有整體的認識和理解，對系統的幾個基本特性只是簡單的知道，并不能夠應用在具體的技術系統分析中來。對于系統的概念和類型的理解也都只是建立在生活經驗的基礎上。通過《結構與設計》和《流程與設計》兩個單元的學習，學生對于《技術與設計2》的專題性已經有了較為清楚的認識，在對本單元知識的學習時，學生會更有熱情和探究技術設計的興趣。
六、教學準備
1. 教學資源的準備
多媒體教學設備、通用技術專用教室、各類相關圖片、小風車制作的材料和工具、自行車輻條的調整材料和工具等。
2. 教學課件的準備
教學課件比較簡潔，多以直觀的圖片來說明，抓住關鍵知識點，突出中心。
七、教學過程
第1課時
引入
展示展示汽車、太陽系和人體呼吸系統等常見系統的圖片，圖片上的物體都是由許多部分組成的，而且能夠實現具體的功能，這就是我沒今天要學習的——系統的結構。
新課
第一部分 什么是系統
生活和生產中常見的事物都是由若干部分組成的，這些事物的部分與部分之間相互聯系，并且服務與一個整體的目標。
1. 分析自行車各個組成部件。
自行車是大家熟悉的交通工具，它由車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、鏈條、車輪（輪胎、輻條、車圈、氣門）、車閘等主要部件組成。
討論：各部件作用。
車把的作用： 。
腳蹬的作用： 。
鏈輪和鏈條的作用： 。
前后車輪的作用： 。
車閘的作用： 。
2.老師提問：“結合生活經驗和案例，分析當自行車出現下列情況時會導致什么情況？”
車閘的橡皮松了： 。
車把的固定螺釘松了： 。
鏈條斷了： 。
車輪的輻條斷了： 。
由此可見，自行車中的各個組成部件之間是相互關聯、相互作用、相互制約的。任何一個部件出現問題，自行車就不能實現代步的功能。
3.系統的含義：（學生總結）
（板書）系統是由相互聯系、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。
要素是指構成系統的最主要的元素。一般地，部分相對于系統的整體而言，要素相對于系統的元素結構而言。很多情況下，要素和部分又可以通用。
構成系統，必須具備三個條件：第一，至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）才能組成系統；第二，要素之間相互聯系、相互作用,按照一定方式形成一個整體；第三，這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。
完成教材65頁的“馬上行動”。
4. 子系統
在自然界和社會中，經常會碰到較大、較復雜的系統，為了研究的方便，我們應該怎么辦呢？
較大的、復雜的系統在表現出某些整體功能時，是由系統內各要素（部分）協同作用的結果，按照系統內各要素（部分）所起的作用的不同，又可劃分出若干相對小的系統，這就是子系統。
比如，教育系統可劃分為小學教育系統、中學教育系統、大學教育系統、職業教育系統等。
學生完成教材P66“馬上行動”。
（學生是否會劃分出子系統，對后面第二、第三節內容的學習還是相當重要的。這里就是讓學生通過這個欄目進一步領會劃分子系統的方法。）
子系統的劃分要根據一定的標準進行劃分，如：自行車的子系統就可以從功能的角度來進行劃分。
5. 實踐活動
活動名稱：制作風車。
活動目的：理解系統的含義。
材料：一張紙、一根鐵絲和兩張小的貼片
制作過程：（教師要知道學生完成風車的制作）
活動總結：同學都是心靈手巧的，在短短的幾分鐘間，就制作一個屬于自己的風車。一張紙片，一根鐵絲，兩張貼片，零零散散的放著，似乎看起來一點作用都沒有。突然之間能夠變成一個會轉動、又漂亮、又生動活潑的風車，這就是因為它們組成了系統。大家剛才設計制作的就是一個小小的風車系統。
第二部分 系統的類型
6.生活生產中的高科技系統舉例。
實際上生活生產中的系統就很復雜。當人類社會進步發展，社會生產力提高，科學技術進步，所面對的新事物越來越多，事物變得越來越復雜，一輛汽車上有3萬個零件，一架航天飛機上有250萬個零件，阿波羅號宇宙飛船上700萬個零件，美國尼米茲號核動力航空母艦上的零件竟然超過了1億個。同學們，這1億個零件哪怕是不吃不喝不睡數一數也要很多時間，更不用說還要把它們一個一個生產出來，再一個一個組裝成一個整體，能夠出海航行、攜帶彈藥、搭載飛機。這時如果還是用傳統的方法早已經不能適用處理這些復雜的事物。這時需要一個新的科學方法對我們的生活生產進行科學指導、統籌安排。1948年，科學家貝塔朗菲提出了系統論的思想，考察部分的屬性、功能，在變動中調節整體和部分的關系，選取各個部分最佳結合方式，以到達最佳效果，這也是我們學習系統的目的所在。
7.請同學們舉出生活中常見的系統實例，并寫在黑板上。
從同學們列舉的諸多實例中不難看出，系統是無處不在的。
討論：這些系統分別屬于哪些方面的？
工業生產方面的系統： 。
農業生產方面的系統： 。
軍事方面的系統： 。
教育方面的系統： 。
總結：系統的分類總是根據研究對象的不同和研究的需要來劃分的。例如，可把系統分為自然系統和人造系統，也可把系統分為實體系統和抽象系統，靜態系統和動態系統，開放系統和封閉系統等等。
8.課堂小結：
系統含義：
構成系統的條件：
A.兩個或兩個以上的要素
B.要素之間相互聯系、相互作用,按照一定方式形成一個整體；
C. 具有的各要素沒有的特定功能
系統的類型：
人造系統和自然系統
實體系統和抽象系統
第2課時
第三部分 系統的特性
前面已經比較深入地討論了系統的概念及構成，也了解了各種系統的廣泛存在。那么，系統本身具有怎樣的特性呢？本節課我們就來研究系統的基本特性。
1. 閱讀教材“系統的基本特性”，整理出系統的幾個基本特性。
系統的基本特性有：整體性、相關性、目的性、動態性和環境適應性等。
2．系統的整體性
整體性是系統最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。
系統是一個整體，他不是各個要素（部分）簡單相加，系統的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態下所沒有的。
例如：一堆沙子，鋼材，水泥和繩索散放在一起沒有什么意義，但如果將它們按照一定的結構形成一個整體，如遷成一座懸索橋，就具有了交通的功能，而若蒜根繩索出現故障，就可能影響整座橋正常使用
系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和，這就是我們常說的1+1﹥2。
例如：一個企業是由管理部門、生產部門、營銷部門、供誚部門各部門組成的整體，任何一個部門都不可能單獨實現企業的目標。
人的雙眼視覺功能大大超過兩只眼視覺功能簡單的相加之和。
3．“自行車輻條的調整”的試驗活動
活動項目：車輪輻條調整
活動目的：理解系統的整體性。
活動步驟：
(1) 先轉動車輪模型，你發現有什么問題？
(2) 分析問題產生的原因。
(3) 試著去調整車輪，看誰在最短時間內把問題解決。
記錄分析：
(1)車輪轉動中為什么左右搖擺？
(2)解決過程中發現的問題和解決的方法？
(3)在解決問題的過程中發現了什么問題？
（在這個小組介紹時，教師可及時進行一些補充或提問，介紹完畢，教師歸納總結。）
4. 系統的相關性
相關性是指組成系統的各要素之間或系統整體與部分之間的相互作用、相互聯系。
例如：建筑物通過結構來承受重力，古代建筑多采用“梁柱結構”，當柱與柱之間的梁的跨度增大時，則梁的厚度要相應地加大，否則就不足以承受設計所需的重力，梁的跨度與梁的厚度之間的關系就反映了這一系統內部要素之間的相關性。
舉例：廚具安裝，各個廚具之間的關系，與整體之間的關系。
5.系統的目的性
任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這也正是區別不同系統的標志。
設計和分析一個系統時，必須先弄清其目的，否則就無法構成一個良好、有序的現實系統。
系統的目的一般是通過更具體的目標來實現。比如，自行車系統，不僅要代步行走，可變速、自重輕、可折疊也可成為這個系統的目標。
明確系統的目的性。當系統具有多目標時，各個目標之間往往相互聯系和影響。比如，生產汽車，一般要求發動機系統耗油省，功率大，耐磨損、噪音小，功率大一般耗油量就大，同時也容易使零部件磨損、產生較大的噪音。
設計和分析一個系統時，必須事先弄清其目的，否則就無法構成一個良好、有序的現實系統。當系統有多個目標時，要從整體協調的角度出發尋找平衡，以獲取整體上的最佳效果。
6. 系統的動態性
下面我問同學們一個問題：自行車騎久了總要進行維修，這說明系統又具有怎樣的特性？
系統的動態性：任何系統都處在不斷運動和變化之中，這就是系統的動態性。
了解系統的動態性對我們有什么用途呢？同學們能否舉一些實例？
如（1）天氣預報；（2）孕婦預產期；（3）人口預測，人口老齡化預測；（4）無人駕駛汽車；（5）電腦中CPU風扇。
討論分析有關例子之后，
利用系統動態性，一是可以把握系統發展趨勢，為決策提供參考和依據；二是合理改善系統結構，有效發揮系統功能。
7. 系統的環境適應性
一個系統與其所處的環境之間通常都有物質，能量和信息的交換，外界環境的變化會引起系統特性的變化，并引起系統功能和系統內各部分相互關系的變化。系統只有有對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性
例如：人這個系統為了適應這個環境會自動的進行調節，使我們的各個器官都能正常工作。
工廠里的機器運行時散發出大量的熱量，為了使適應炎熱的夏天要對系統局部設施采用風冷，水冷，油冷等措施
系統必須適應外部環境的變化。只有能夠適應外部環境的變化并保持最優適應狀態的系統，才能發揮自身作用，實現可持續的發展，否則是沒有生命力的。
8．總結：系統的幾個基本特性構成了系統的基本思想，系統的分析方法就是運用系統的思想和方法來分析處理問題的。
9.課堂小結：
系統的特性：
整體性
相關性
目的性
動態性
環境適應性
10.作業：
教材P74頁練習1、2、3
系統的結構
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：系統的結構
章　　節：第三單元 　系統與設計 　第一節 系統的結構
課 時：共2課時
一、教學目標
　　1. 知識與技能
　　理解系統的含義和基本類型。
　　理解系統的基本特征。
　　2. 過程與方法
　　能對簡單系統的進行應用案例分析。
　　3.情感態度和價值觀
　　學會用整體的、互相聯系的系統的觀點看待和解決問題。
二、教學重點
系統的含義，系統的構成
三、教學難點
系統的基本特性。
四、教學方法
講授、討論、辯論。
回憶所學過系統的知識→指導學生閱讀→教師總結→案例分析→復習鞏固
五、設計思想
1. 教材分析
本單元以“系統”為研究對象，集中了“系統、子系統、優化、系統分析、系統思維”等許多核心概念和“結構決定功能、系統優化”等重要的思想和方法。本單元分三節來組織教材內容，它們分別是系統的結構、系統的分析、系統的設計。本節系統的結構包括什么是系統、系統的類型和系統的基本特性三個部分；同學們學完本節后，從應用的角度理解系統的含義。通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性。建立系統意識，學會運用系統的思想和方法處理問題。
第一節系統的結構包括什么是系統、系統的類型和系統的基本特性三個部分。本節的重要概念是：系統、子系統、整體性。
系統的結構是與系統的功能相對應的，用系統的結構主要基于以下兩點：一是系統的結構可以從空間上架構系統的定義、類型和基本特性，涵蓋本節的內容；二是系統本身的組成具有一定的結構，其結構是功能的基礎，前者決定了后者，結構的變化必然引起功能的變化。
2. 學情分析
學生雖然接觸過系統，知道系統這個名詞（如人體系統），但實際上并不知道什么是系統。因此，本節是系統教學的入門知識，學習系統的概念、含義及其特性，了解學習系統知識的價值。而對于學生來說較難的是運用理論進行具體的案例分析。因此，如何用系統的基本特性解決有關問題是本節的難點。在教學過程中應多列舉學生身邊的事例，并加以說明。有條件時可讓學生通過討論（或辯論）的方法解決有關問題。
有人認為，“系統”對于中學生太深奧、枯燥，其實這是誤解，本單元盡可能地回避生澀概念，從學生的生活經驗出發，通俗地引出系統概念，通過對 “一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”“三個臭皮匠頂個諸葛亮”等諺語的理解，以及很多有趣的案例分析，循序漸進地探討系統的基本特性、系統的分析、優化和設計，進而培養學生運用系統的思想分析和解決問題的思維方式和能力。
本節從同學們最熟悉的自行車著手，通過認識自行車的組成部分、相互間的聯系和它們的功能，學習一些關于系統的基本知識，了解有關系統的基本概念。同時通過多個案例與小試驗，幫助同學們理解系統的整體性、相關性、目的性、動態性和環境適應性等基本特性。
六、教學準備
相關的掛圖、自行車等實物或模型、課件。
七、教學過程
　　第1課時
（一）引入
　　“系統”一詞是一個經常使用的詞匯。課前可請同學們從各大搜索引擎對“系統”一詞進行搜索統計，查閱概念、定義。
　　我們發現，系統似乎看不清，摸不透，有些神秘。那么，什么是系統？它有什么特性？
　　（從學生日常生活中常見的事情入手，引導學生回想自己的生活體驗，讓學生談談自己的生活經歷，他們是如何理解的，要注意引導學生更多的思考和回憶，要滲透“利用情景學習”的教學設計思想。問題的提出是為了激發學生進一步學習的欲望和興趣。）
　　在理解系統的含義前，先給學生們講個故事：我國古代《申鑒時事》中記載的有關用網眼捕鳥的故事。
課堂討論：
（1）上述故事說明了什么？分別造成了什么后果？
　?。ㄒ龑W生從多方面去思考和舉例來說明故事體現出來的什么思想。）
　　（2）展示汽車圖片，讓學生大致了解汽車四大組成部分，教師得出答案，汽車四大組成部分：
　　?、侔l動機系統
　　　②底盤系統
　　?、圮嚿硐到y
　　?、茈姎庀到y
教師分析汽車組成部分相關系統，缺少其中任何一部分都無法正常行駛。提問：
　　a.有人說汽車行駛時是車輪在路上滾動，才能行駛，所以人就可以坐在車輪走。
　　b.有人說汽車行駛時是發動機動力驅駛汽車行駛，所以人可以坐發動機走。
通過對汽車結構的簡單分析，得出：汽車行駛不是單一組成部分能完成，各組成部分間要相互作用和依賴，才能使汽車能正常行駛，這就是我們技術中所要學的：用整體的系統的、觀點去處理問題。
　?。ǘ┬抡n
　　第一節 系統的結構
　　1. 系統
教師：系統是什么？如何更深入理解系統？根據學生的知識水平，下面以對“自行車”的結構分析，來更深理解系統和子系統的概念。
展示自行車實物。
　　教師：自行車是同學們最常用的交通工具，提問學生，自行車由哪些構件組成。
　　學生：（略）
　　總結學生回答問題的基礎上，由教師照實物再詳細講解。 并在講解過程中重點分析各組成構件間的關系（相互作用、相互聯系、相互制約）然后得出“課件”中系統的定義。由此提出相互概念：
　　系統：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。
　　子系統：子系統是相對于大系統而言的，它是大系統中相對獨立且具有一定功能的組成部分。
　　要素：指構成系統的最主要的元素。
　　教師介紹了相關概念后，讓學生回過頭來進一步對自行車進行分析，并能區分出自行車整車系統中的各子系統（最好讓學生按照實物進行子系統分析）。
　　學生分析：（略）
教師根據部分同學的分析進行總結，強調對系統正確分析的重要性，要改進產品、提高產品的質量就必須正確分析系統的結構及其在整個系統中的作用。
形成系統必備的三個條件：
（1）至少要有兩個或兩個以上的要素（部分），這些要素（部分）可以是組件、零件、個體，也可能是子系統。
（2）各要素之間相互聯系、相互作用，有一定的結構。
（3）任何系統都有特定的功能，系統的功能是組成要素所不具備的。
課堂練習：
　　自行車的子系統：傳動系統；制動系統；承重系統；方向控制系統等等。
　　（對系統的含義進一步拓展，關鍵在于讓學生能舉一反三，能舉出更多的實例和案例，讓學生的生活體驗進一步提升，由感性的認識向理性分析轉化。）
展示“電動自行車”，使學生加深對子系統的理解。
2. 系統的分類
　　系統可按不同的標準和需要來分類：
　?。?）自然系統和人造系統
　　如：人體系統是自然系統；城市系統是人造系統
　　（2）實體系統和抽象系統
　　如：自行車的傳動系統是實體系統；計算機的操作系統是抽象系統
　?。?）靜態系統和動態系統
　　如：靜態和動態是相對的。
　?。?）開放系統和封閉系統
　　如：氨氣的合成系統是封閉的，生態系統是開發的系統。
　?。?）簡單系統和復雜系統（拓展）
　?。?）黑色系統和白色系統（拓展）
　　（教師舉例，讓學生舉相似的案例來補充。）
　?。ㄈ┬〗Y
　　系統：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。
　　系統有大有小，有簡單有復雜。大的和復雜的系統又可以劃分為若干子系統。
八、教學反思:
本節課通過應用的角度去理解系統的含義，通過簡單的系統的案例分析，理解組成系統的各個部分的關系。對系統的含義進一步拓展，關鍵在于讓學生能舉一反三，能舉出更多的實例和案例，讓學生的生活體驗進一步提升，由感性的認識向理性分析轉化。
　　第2課時
3. 系統的基本特性
（1）整體性：系統的整體功能大于組成系統的各部分功能之和
分組辯論：在一個系統中，各要素好，則整體性能是否好？
案例分析：
某球隊有的是球星，但他們各打各的，最終這個球隊打不贏一支普通的球隊。說明了什么？
討論：非各個要素的簡單相加。例:1＋1>2的現象；三個臭皮匠頂一個諸葛亮。
討論并從系統的角度理解：
◇“一個和尚挑水吃，二個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”
◇“三個臭皮匠等于一個諸葛亮”
◇“丟卒保車”
◇“一著不慎，全盤皆輸”
◇“頭痛醫頭腳痛醫腳”
◇“巴爾扎克的雕塑”的故事
（2）相關性：
相關性：組成系統的要素是相關的并不是獨立的，它們相互作用相互聯系。
案例分析：廚具的安裝
學生分組闡述“廚房裝修”案例所體現的系統相關性。
（3）目的性：任何系統都具有某種目的。
實現一定的功能
案例：分析企業管理系統 P71
（4）動態性：系統處于運動變化之中
例：生病、看病 P72
（5）環境適應性：對環境變化的適應能力
視頻案例：觀看“挑戰者航天飛機發射爆炸”
事物都是不斷變化，系統是一個動態的系統。系統要適應環境的變化而變化。
復習鞏固：
用系統的基本特性解決相關問題，解釋“木桶理論”
小結：
1. 整體性
2. 相關性
3. 目的性
4. 動態性
5. 環境適應性
作業：
P74 第1題 第2題
資源庫：
系統科學 http://www.systemscience.org
北京科普之窗 http://www.bjkp.gov.cn
錢學森圖書館 http://www.lib.xjtu.edu.cn
1. 《系統科學入門》，邵光遠，知識出版社
2. 《系統論、信息論、控制論通俗講話》，馬麗揚，河北人民出版社
3. 《系統科學》，許國志，上?？萍冀逃霭嫔?br/>八、教學反思
在內容設計上選用了大量案例，依照學生從具體到抽象的學習進程來組織學習內容，有利于學生把系統方面的知識與技能整合到已有認知結構中。在教學過程中，以基本特性作為教學主線，并進一步展開。以案例為載體完成教學任務，達到教學目的。教學資源不等于教學設備，它包含學生身邊所有的事物，因此，充分利用教學資源，可以使教學效果更加完美。
附：參考資料：
1.“魚網”的科學原理
——系統的結構決定功能
大家知道, 一張網是由許許多多的網孔（單洞）編織而成的。試想, 如果將一張大漁網分解成與網孔數量同樣多的“單洞”, 并用這一個個的“單洞”去網魚，還能捕撈到魚嗎? 毫無疑問, 單洞網魚, 將一無所獲。只有將這些許許多多的“單洞”編織、連接成一張大網，魚兒即使有腿也難逃了。這張網也是一個系統, 它的元素就是那許許多多的“單洞”, 只有當許許多多的“單洞”有機地連接成一張網時, 由單洞構成的系統才有了捕魚的能力．如果將這些單洞連接成一條鏈狀的網或其它不成片狀的網, 都是無法網上魚的。在單洞有機連接之前, 盡管有同樣數量的“單洞”, 但無論如何也不具備捕魚的功能．用系統科學的話來說, 是“系統的結構決定了系統的功能”。
系統的結構與功能是系統科學的基本概念。不管什么系統, 自然系統、社會系統或人造系統, 無不具有一定的結構．系統的結構就是系統保持整體效應及具有一定功能的內在聯系, 即系統內部各組成要素之間在空間和時間方面的相互聯系與相互作用的方式或順序。
現在, 讓我們來看看人口系統的結構是什么。
人口系統, 最簡單的結構是其性別與年齡．如果說一個國家, 或者一個城市的人口中, 男的占51％, 女的占49％, 那么這兩個百分數就是這個人口系統的“性別結構”；如果再從年齡方面來考慮, 將總人口劃分為未成年人、成年人和老年人三部分, 未成年人與成年人和老年人分別占總人口的比重為 30％、60％、10％的話, 這三個百分數就是這個人口系統的“年齡結構”。是否所有系統的結構都能用百分數來表示呢? 不是的．例如, 一張網的結構就在于“單洞”的連接方式, 晶體的結構在于晶體內部原子或分子的排列方向與順序, 化合后的結構則在于其化學鍵的結合方式。對于具體的物質來說, 它們所具有的特定的存在方式, 就是物質的結構方式。從宏觀天體到微觀粒子的一切層次的物質系統, 由于其內部分子、原子結構的差異, 無一例外地存在著一定的系統結構特性, 如固態、液態、氣態等多種物質結構形式。研究任何物質系統的這種組成關系, 就是結構問題．
那么, 什么又是系統的功能呢?
我們把系統與外部環境之間相互聯系和作用過程的秩序和能力稱為系統的功能．系統的功能體現了一個系統與外部環境之間的物質、能量和信息的輸入與輸出的變換關系。說明這一作用與原理的例子很多, 就拿電視機來說, 它由顯像管以及許多的電子組件依據一定的秩序構成其內部結構。一般人并不清楚電視機的內部結構, 只有專門修理人員、專家才知道它的工作原理與每一個零部件的具體功能與作用。但我們都知道怎么使用一臺電視機, 只要在電視臺播放電視節目的時間里, 給電視機通上電源, 選擇適當的電視頻道, 就可以收看經電視機將無線電波轉換成由“光”與“聲”組合而成的電視節目了。這里, 給電視機的“輸入”是電臺發射的無線電信號（電波）、能源“電”, 它的“輸出”則是我們喜聞樂見的電視節目。那么, 一臺電視機的“功能”就是將輸入的電視信號變換成豐富多彩的電視節目。
總之, 系統的結構是系統由內部各要素相互作用的秩序, 而功能則是系統對外界作用過程的秩序。歸根到底, 結構與功能所說明的是系統的內部作用與外部作用。系統功能揭示了系統外部作用的能力, 是系統內部固有能力的外部體現。換句話說, 系統的功能是由系統的內部結構所決定的, 即“系統的結構決定系統的功能”。
2.系統工程就在我們身邊
我們細細觀察就不難發現, 宇宙系統是自然形成的, 在人類誕生以前就早已存在?；蛘哒f, 宇宙系統的產生和發展與人的活動無關! 而機器就不一樣了, 這是由人動手造出來的, 不是先天就有的．對于那些自然形成的固有系統, 如宇宙、地球、太陽系、銀河系等, 我們把它們叫做“自然系統”；由人造出來的系統——與人類勞動和活動有關而產生的系統, 叫做“人造系統”, 諸如房屋、機器、火車、人造衛星、電子計算機乃至人類社會本身．系統工程重點研究的是人造系統, 其主要目的是如何使人造系統更完善、更協調。改進機器是為了使機器的性能更優越, 讓它生產更多更好的產品；發射地球資源衛星, 是為了探尋大地的奧秘, 進一步認識、了解我們的生存環境, 進而為人類的發展服務；研究人類社會自身, 正是為了讓天更藍、地更綠、水更清、人更美, 讓子子孫孫過上更美好的幸福生活。
地球作為一個系統, 天天都接受來自太陽的光和熱, 試想, 假若沒有太陽的溫暖, 地球會變得怎樣?
一個工廠, 每天要從廠外“輸入”原材料、能源和經濟信息, 同時, 還必須向市場“輸出”所生產的產品, 企業才能維持正常生產, 獲得經濟效益, 得到發展。一旦停水停電、缺乏原材料的供應, 或企業產品銷不出去, 企業就會癱瘓。這就是說, 工廠企業作為一個系統與環境存在著大量的物質、能量、信息的交換, 假若沒有這種交換或停止這種交流, 企業將無法生存。人也是一樣, 必須無時無刻地與四周環境交換物質、能量與信息。吸上一口氣, 就納入了生命所必須的氧氣, 吐出一口氣, 就排出了人體不能利用的二氧化碳（CO２）；一日三餐, 吸收維持一天生命所需要的能量, 還得排泄剩余的廢物；讀書看報、與人交談, 大腦與感知器官在與外界進行著頻繁的信息交流．試想, 人若停止了上述物質、能量、信息的交換, 能行嗎? 一個系統如果與系統環境有物質、能量、信息的交換, 就叫做“開放系統”, 否則, 就是“封閉系統”。地球、工廠、人都是開放系統。一只上好發條或裝好電池的鐘表, 可以當“封閉系統”看待, 在封閉的容器內進行化學反應的化學系統, 也是一種＂封閉系統＂。
再來看看人類系統。人類系統可表示為: 個人——家庭——社會——行政單位（團體）——國家——全人類等幾個不同的層次。這就是說, 人類系統是一個多層次的系統。人按一定的社會準則和血緣關系組成家庭；而家庭是社會的細胞, 眾多家庭的組合就構成了一個小社會；各級行政機關, 包括鄉、鎮以及企業、機關等是國家的有機組成部分；全世界幾百個國家和地區的總和, 構成整個人類系統。在這個系統中, 每一等級下屬的“要素”本身也就是一個系統, 如“家庭”是“社會”的細胞, 但同時又是由個人所組成的系統。為區別起見, 有時就把“家庭”這個系統稱作上一層系統——社會系統的子系統。有時我們就把系統理解為是由兩個或兩個以上的子系統所組成, 就像社會是由兩個或兩個以上的家庭（子系統）所構成的一樣。另一方面, 我們所研究的系統又常?？梢耘c其它系統相結合而構成更大范圍的系統。如通常將某一地區的國家集合起來, 構成了一個更大的系統, 像“歐盟”、“聯合國”等等．
此外, 我們還常把一切活著的物質系統, 稱為生命系統, 如人、動物、植物以及人類社會系統等；除生命系統以外的一切物質系統, 則稱為非生命系統, 如原子、機器、天體等。
3.拿破侖的系統思想
法國著名的政治家、軍事家拿破侖（1769～1821）給人講述過這樣一段故事: 歷史上曾有A、B 兩國交戰, 相互動用了兇猛強悍的騎兵．其中A 國騎兵騎術高明, 劍法高超, 最善于單個格斗, 他們的缺點是紀律渙散, 配合不佳；B 國騎兵雖然騎術并不嫻熟, 劍法也不甚精湛, 然而他們紀律嚴明, 步調一致, 行動如一人。這樣, 盡管單個的B 國的騎兵根本不是A 國騎士的對手, 但如果1000個B 國騎兵聯合作戰, 則可以打敗1500個A 國騎士組成的聯隊。
這則故事生動地說明了系統科學的整體性原理, 即“整體不等于它的局部的總和”。這個意思可形象地表示為1+1≠2, 意即局部與局部功能相加, 不等于其整體的功能。
在上述故事中, 10個A 國騎兵的整體力量小于單個騎兵作戰力量之和（即1+1＜2）, 而10 個B 國騎兵的整體力量大于單個騎兵作戰力量之和（即1+1 ＞2）。換句話說, A 國騎兵的戰斗力由于人數漸增而削弱, B 國騎兵的戰斗力由于人數遞增而增強。最終1500個A 國騎兵被1000個B 國騎兵所戰敗。數量的變化, 導致了質量的不同變化。
整體不等于局部之和, 會出現二種情況。第一種情形是整體小于局部之和, 即1+1＜2。三個和尚沒水吃, 就是屬于這種情形。
第二種情況是整體大于局部之和, 即1+1＞2。三個臭皮匠, 勝過諸葛亮, 是屬于這種情形。
一個系統之所以會出現上述完全相反的兩種情形, 原因就在于系統要素存在于一定的結構之中, 結構的好壞, 決定其表現的系統整體功能有很大的差異。第一種情形, 要素之間步調不一致, 不能很好協調；后一種情形, 結構良好, 要素協同體現出更強的系統功能。
在現實生活中, 應注意遵循系統的整體性原理, 力求建立起1+1＞2的良性系統結構, 避免1+1＜2的劣性系統結構。就一個集體而言, 如果大家團結一心, 有很強的集體榮譽感, 并且互相幫助, 互相學習, 那么這個集體就會 “眾志成城”, 可以辦許多個人辦不到的事情；相反, 如果人人都自私自利, 不關心他人, 人與人之間相互拆臺, 互不信任, 那么這仿佛是一盤散沙, 最終只會一事無成, 白白耗費可貴的時間和精力。這, 難道不應該引起我們的深思嗎?
系統的整體性不光表現在上述的人造系統與杜會中, 也體現在自然界的客觀現象之中。例如在微觀客體中, 大量存在的各種物理現象, 就體現了系統的整體效應。如將氦原子對半分開, 變成兩個氘原子后, 每個氘原子的體積都比原來氦原子的體積大；用高能粒子將質子打碎, 每個碎片都可以恢復到原來質子的大小；用幾個夸克組合為強子, 它的質量竟比單個的夸克的質量還要小得多。
系統的整體不等于局部的總和, 就像一棟房屋并不等于他的磚瓦、木料等部分的總和；人體并不等于他的手、腳、頭等組織器官的總和一樣。由此看來, 有了組成系統整體的各部分, 并不一定就有了整體。系統整體是各個要素按一定的方式構成的有機體, 其要素作為整體的部分, 要素與整體、環境以及各要素之間相互聯系、相互作用, 使系統整體呈現出各個組成要素所沒有的新的質, 因而具有局部所不具有的功能。
例如, 一列客車是一個系統, 它是由其車頭、車廂、電路系統、供水系統以及通信系統、服務系統等要素組成, 各組成要素（子系統）具有各自不同的功能, 而作為系統的整體——客車, 除了具備各子系統特有功能外, 還具備各個子系統沒有的新功能——優質、安全地運送旅客。

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