資源簡介

第二節(jié)：系統(tǒng)的分析
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，了解影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。
2.體會領(lǐng)悟系統(tǒng)優(yōu)化的必要性和重要性，通過系統(tǒng)優(yōu)化探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神以及團(tuán)隊(duì)合作意識。
3.能分析、總結(jié)和歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的方法，并能運(yùn)用系統(tǒng)原理和系統(tǒng)分析方法，進(jìn)行簡單的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)活動，嘗試解決技術(shù)問題，體驗(yàn)參與技術(shù)設(shè)計(jì)的愉悅情感。
二、素養(yǎng)目標(biāo)
1.技術(shù)意識：能夠自主搜集、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，評價一項(xiàng)技術(shù)的價值及發(fā)展趨勢。面對某一具體系統(tǒng)情境，能明確要解決的問題，根據(jù)要優(yōu)化的系統(tǒng)和限制條件，制訂優(yōu)化系統(tǒng)的方案。
2.工程思維：能確定一個生活或生產(chǎn)中的簡單對象，分析影響系統(tǒng)的因素，并嘗試通過改變輸入、過程、反饋和干擾等對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
三、重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義及影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。
難點(diǎn)：探究系統(tǒng)優(yōu)化的方法，并能夠簡單應(yīng)用。
四、教材情況
本節(jié)主要介紹系統(tǒng)優(yōu)化的過程、價值和意義，以及如何在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。系統(tǒng)優(yōu)化既是系統(tǒng)分析的深入，又是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，更是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的重要環(huán)節(jié)，起到承上啟下的作用，是本章的重要內(nèi)容之一。
五、學(xué)生情況
通過認(rèn)識系統(tǒng)、系統(tǒng)分析的學(xué)習(xí)，學(xué)生對系統(tǒng)的含義、特征及系統(tǒng)的思想和方法已經(jīng)有了一定的認(rèn)識。但分析過程中，不能靈活運(yùn)用系統(tǒng)的思想和方法進(jìn)行優(yōu)化。所以，這節(jié)課主要是通過具體的案例對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生從宏觀上把握系統(tǒng)優(yōu)化的全過程，帶領(lǐng)學(xué)生探究和領(lǐng)略系統(tǒng)優(yōu)化的意義與方法。
六、教學(xué)過程
1.新課引入
視頻播放近幾年BYD汽車新能源車的發(fā)展歷程。
我們可以看到，汽車由控制、電池、電氣、液壓、 應(yīng)急、安全等子系統(tǒng)組成。BYd使用刀片電池替換了鋰電池，使汽車的安全性得到進(jìn)一步的提升，汽車自然的風(fēng)險大大降低。
展示相關(guān)案例的圖片與文字資料：無獨(dú)有偶的設(shè)計(jì) 還有很多，如“咬人的童車”“大氣殺手氟利昂” 這些“血淋淋”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都告訴了我們什么
系統(tǒng)優(yōu)化就是在給定的條件下，通過一定的手段和方法，使系統(tǒng)活動更佳的功能或更佳效益的過程。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、財力達(dá)到最小。
2.系統(tǒng)優(yōu)化的含義
（1）系統(tǒng)優(yōu)化是在一定的條件下進(jìn)行的。
（2）系統(tǒng)優(yōu)化要達(dá)到最佳效果，使投入達(dá)到最小。
（3）系統(tǒng)優(yōu)化強(qiáng)調(diào)整體的優(yōu)化。
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，可以在一定資源條件下，獲得最佳效果，使投入的人力、物力、財力為最低。
案例分析：有3個傳教士和3個食人者來到河邊，打算乘一艘船 從右岸到左岸。該船的最大負(fù)荷能力為2個人。當(dāng)傳教士數(shù)量大于或等于食人者數(shù)量時，傳教士安全，否則會被食人者吃掉。請學(xué)生分析系統(tǒng)的組成元素、限制條件和矛盾沖突，并尋找最優(yōu)的解決方法。
通過前面的實(shí)踐探究活動，我們可以總結(jié)出系統(tǒng)優(yōu)化的要素。
（1）優(yōu)化目標(biāo)：系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)要適度。
（2）約束條件：對系統(tǒng)優(yōu)化起限制作用，不能人為調(diào)節(jié)。
（3）影響因素：對系統(tǒng)優(yōu)化產(chǎn)生影響，可人為調(diào)節(jié)。
3.系統(tǒng)優(yōu)化的步驟
（1）提出需要優(yōu)化的問題和目標(biāo)。
（2）分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。
（3）選擇合適的優(yōu)化方法。
（4）解決問題，優(yōu)化系統(tǒng)。
（5）進(jìn)行驗(yàn)證和完善。
Dm-dmp
4.案例分析
現(xiàn)在有一個貧困村，國家撥款給村里面修一條公路，假設(shè)本項(xiàng)目由你來負(fù)責(zé)，你將怎樣進(jìn)行。
（1）需要進(jìn)行優(yōu)化的問題——交通閉塞
（2）選擇合適的優(yōu)化方法——優(yōu)化方略與籌謀修路
勘測（路線）、預(yù)算（資源）、選擇合適的筑路方法和計(jì)劃（根據(jù)本村的人力、物力、財力）
（3）驗(yàn)證與實(shí)施
條件校驗(yàn)：校驗(yàn)人力、物力、財力是否具備。合理分配，節(jié)約資源，促使優(yōu)化指標(biāo)和約束條件得以滿足。
（4）實(shí)施與調(diào)整：及時調(diào)整，計(jì)劃與施工，再進(jìn)入優(yōu)化進(jìn)程
七、教學(xué)反思
在本節(jié)課的教學(xué)活動中，教學(xué)目標(biāo)得到了落實(shí)，學(xué)生都能很好地理解系統(tǒng)優(yōu)化的重要性，以及系統(tǒng)優(yōu)化的含義和意義，能在教師的引導(dǎo)下探究系統(tǒng)優(yōu)化，并歸納出系統(tǒng)優(yōu)化的影響因素和一般步驟。
教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中可以刪除了部分案例，使其數(shù)量合適，恰到好處。同時，考慮到課堂的時間問題，只保留優(yōu)化“某校園的布局設(shè)計(jì)圖”的實(shí)踐活動，讓學(xué)生們有充分的時間去思考和設(shè)計(jì)。

展開更多......

收起↑