資源簡介

一系統及其特性
任務二辨析系統的基本特性
一、教學目標
通過技術試驗,能從應用的角度歸納系統的基本特性。
二、教學重點、難點
系統的基本特性
三、教學方法
講授法，演示法，任務引導法
四、教學過程
1、情境導入
2、新課學習
技術試驗
按壓式延時水龍頭延時試驗
試驗目的:經歷按壓式延時水龍頭延時試驗過程，分析并從應用的角度歸納系統的基本特性。
情境展示:同學們將組裝好的水龍頭分別安裝在學校的不同樓層進行試用體驗，結果發現水龍頭的延時時間并不完全相同，這是水龍頭個體的差異還是同學們組裝所造成的，或者是由其他外部因素所導致的呢?
問題分析:造成水龍頭的延時時間長短不一一的原因有很多，我們這里只分析水龍頭本身各部件的差異所造成的延時時間的不同。
試驗準備:
材料:按壓式延時水龍頭測試套件。
工具:秒表、水壓加壓試驗裝置:
試驗過程:
1.使用一種彈性系數的彈贊組裝按壓式延時水龍頭，將其接到水壓加壓試驗裝置上。
2.設定水壓值，對水進行加壓，并在測試過程中保持術壓為設定值不變。
3.按下水龍頭壓蓋按鈕，觀察水龍頭的工作情況。
4.記錄此時水的壓力值和在此壓力值F水龍頭的延時時間。
5.使用另外兩種彈性系數不同的彈簧重新組裝按壓式延時水龍頭，在保持水壓相同的情
況下重復以上試驗。
6.填寫下表并分析測試結果。
次數
彈簧(不同的彈性系數)
延時時間(如果不能正常工作，則須寫出原因)
1
彈簧1
2
彈簧2
3
彈簧3
分析:
1.通過試驗你得到了哪些啟示?
2.跟同學們交流并討論，影響按壓式延時水龍頭延時時間長短的要素有哪些?它們之間的相互關系是什么?如果條件允許可以試一試。
系統的基本特性
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。
具有相對獨立功能的系統要素以及各要素之間的相互關聯，根據系統功能依存性和邏輯統性的要求，協調存在于系統整體之中。系統的構成要素和要素的機能、要素的相互聯系和作用要服從于系統整體的目的和功能，在整體功能的基礎上展開各要素及相互之間的活動，這種活動的總和形成了系統整體的有機行為。任何-一個要素不能離開整體去研究，要素間的聯系和作用也不能脫離整體的協調去考慮。如按壓式延時水龍頭，其閥體、壓蓋、閥座、圓柱形閥芯、閥腔、彈簀等要素在孤立狀態下或簡單地相加都不可能具有延時自動關閉水流的功能。
不能離開整體去分析系統中的任何-一個組成部分。-一個系統組織得好不好，就看它的整體功能即系統功能實現得好不好。例如，- -架C919飛機總共有幾百萬個零件，這些零件都不可能獨立實現飛行的功能，但正是這些“不會獨立飛行”的零件按照一定的結構進行組合后，就構成了能把人送上藍天的龐大的飛機，從而實現了飛機的飛行功能。
系統的任何一個要素(部分)發生變化或出現故障時,都會影響其他要素(部分)
或整體功能的發揮。
思維碰撞
如果按壓式延時水龍頭復位時間變短且在復位狀態下還是會有水流出，你認為是什么原因造成的?
馬上行動
如何理解“系統的整體不等于各孤立要素之和”這句話?
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，古代建筑拾梁式結構又稱疊梁式結構，如圖3-4所示，是一種梁架結構體系。抬梁式結構的特點是在柱頂上沿房屋進深方向架數層疊架的
梁，梁逐層縮短，層間墊短柱或木塊，最上層梁中間立小柱或三角撐，形成三角形屋架。房屋的屋面質量通過椽、檁、梁、柱傳到基礎。這種結構在我國應用很廣，官式和民間建筑中都很流行，特別在北方更是如此。它的優點是室內少柱或無柱，可獲得較大的空間。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與要素之間的相關性。
目的性
任何系統都服務于某種目的，都要實現一定的功能，這也正是區別不
同系統的標志。系統的目的一般通過更具體的目標來體現。例如，按壓式延時水龍第三草元系統及其設計頭通過彈簧使閥芯復位，實現了水龍頭打開和“延時關閉”的目的。對于復雜的系統，目標可能有多個，往往需要使用一個指標體系來描述。例如，衡量一個企業的經營業績，不僅要考慮產量，更要考慮其利潤、成本和質量指標的完成情況等，這些指標構成了評價一個企業的指標體系。
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- -個良好、有
序的現實系統。當系統存在多個目標時，要從整體協調的角度出發尋求平衡，以獲得整體上的最佳效果。
馬上行動
人們將鞋和滑輪組等組合起來發明了輪滑鞋，如圖3-5甲所示，其日的是（
）輪滑鞋的鞋子部分和滑輪部分所要實現的日標分別是（ ）。
2.如圖3-5乙所示，有的輪滑鞋在鞋跟處增加了一個圖3-5輪滑鞋圈中的裝置，其日的是（ ）設計這個裝置的注意事項是（ ）。
動態性
“太陽每天都是新的"，這說明任何事物都是不斷變化的。系統都是動
態的，處在運動變化和發展之中。例如，一般情況下，任何機械傳動系統的零件之間都會有磨損，為了保持系統的性能，必須定期給零件添加潤滑劑或更換零件。又如，電力系統運行中，發電、輸電、用電這一過程是同時完成的。由于目前電能不能大規模儲存，因此，電力系統在任何時刻均需維持電力平衡，即任何時刻系統中發電廠發電的功率必須等于或相當于該時刻用電設備消耗的和輸配電過程中損耗的功率之和。但是，由于用電負荷時刻都在發生著變化，所以，發電廠的發電功率也需要不斷地進行調整來適應這種變化。運用系統的動態觀點，不僅有助于我們了解系統的現狀，而且能跟蹤系統的變化和發展，從而掌握系統的發展規律，預測系統的未來。
馬上行動
1.我們都有過生病和治病的經歷，治病的過程體現了系統的動態性。醫生根據病人的癥狀確診病癥，對癥下藥，進行治療。當病人的病癥一時難以確定時，醫生就要動態地跟蹤病人病情的發展，預測并及時判斷病因，進行治療。請列舉生活中類似的事例，說明運用系統的動態性觀點掌握事物的發展規律并取得成效
的經驗。
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?
3.你認為有沒有不具有動態性的系統?為什么?
思維碰撞
按壓式延時水龍頭使用時間長了，彈竇就會老化，彈性變弱，使得延時時間發生變化?？梢圆捎媚男┓椒▉響獙@種變化?
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改變，并相應地引起系統功能和系統內名部分相互關系的變化。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。
月球探測機器人的設計就要考慮到月球表面復雜的地面或地形、不同的氣壓變
化、巨大的溫度變化、不同的輻射強度、不同的重力條件等情況，要求機器人的機構設計和控制方法必須具有針對性、環境適應性的設計。
馬上行動
飛機在空中飛行時，時常受到大氣對流的影響而產生顛簸。當飛機的檢測裝置按收到這一信號后，經過控制器的調節，能在很短的時間內調整好飛行狀態，克服大氣對流對飛機飛行的影響，保持平穩飛行。技術領域中，這類通過系統的調節以適應外界環境變化的事例很多，請舉幾例，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
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，否則系統是沒有生命力的。
拓展閱讀
錢學森與系統論
關于系統科學，錢學森先生曾明確指出，系統科學是從事物的整體與部分、全局與局部以及層次關系的角度來研究客觀世界的。在錢學森建立的系統科學體系中，處在工程技術或應用技術層次上的是系統工程，和其他工程技術不同，它是組織管理技術處在技術科學層次上直接為系統工程提供理論方法的有運籌學、
控制論、信息論等:處在基礎科學層次上屬于基礎理論的便是第三單元系統及其設計系統學。
關于系統論，錢學森曾明確指出，我們所提倡的系統論，既不是整體論，也非還原論，而是整體論與還原論的辯證統一。錢學森關于系統論的這個思想后來發展成為他的綜合集成思想。根據這個恩想，錢學森又提出了將還原論方法與整體論方法辯證統一起來的系統論方法。
學習反思
“任何系統都是有邊界的，這種邊界的確定又是相對的”，怎樣理解這句話?
3、課堂小結
系統的基本特性
五、教學反思

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