資源簡介

2-2.3流程的優化
一、教學內容分析：
本節內容是蘇教版普通高中課程標準實驗教科書《通用技術—技術與設計Ⅱ》第二單元第三節的內容。
《流程與設計》單元分為三節，其總的思路是：認識流程——設計流程——優化流程。
本節作為本單元最后一節是在學生初步認識了流程，并對流程設計的方法和步驟有了一定的了解，以及能對生活、生產中的簡單對象進行流程設計的基礎上提出的。流程優化是流程分析的深入和延伸，流程分析和流程優化是流程設計的基礎，更是流程設計過程中的重要環節。
本節主要通過典型案例來了解流程優化的內容和條件，從而能對簡單的流程進行改進。因此本節是對流程設計的技術思想的一種理解和應用。
教材指出流程優化一方面是已有流程的改進，另一方面也貫穿在流程設計的過程中。
本節分為“流程優化的內容”和“流程優化的條件”兩小節組成，需1課時。
二、教學對象分析：
1.學生通過對前面幾節課的學習，已經對流程的涵義及其作用有了一定的認識，理解了流程在生產和生活中的意義和作用，并且能對生產和生活中一些簡單對象進行流程設計。
2.學生已經具有一定的發現問題、分析問題和歸納總結的能力，對一些簡單的常見流程有比較明確的認識。
3.由于學生技術水平和知識的限制，對廣泛應用的工農生產及企業管理中的流程優化不很熟悉，要引用這些例子比較困難。
三、教學目標：
1.知識與技能：　
1）理解流程優化的意義及主要內容。
2）理解流程優化與設備、材料等之間的關系。
3）能概括某種簡單生產流程優化過程所應考慮的主要問題。
4）能對生活中的簡單事項進行流程的改進設計，并用文字或圖表說明流程設計方案的特點或流程改進方案的優越之處。
2.過程與方法：
通過討論、案例分析，使學生學會分析流程的不足，并提出優化方案，培養解決問題的能力以及創新意識和團結協作能力。養成良好的合作精神和交流的態度。
3.情感態度價值觀：
1）滲透技術的人文特性，培養流程優化的意識，增強學生解決和處理問題的能力。
2）增強與技術相聯系的質量意識、環保意識。
四、教學重難點：
1.教學重點：
流程優化的內容及目的和一般性步驟
2.教學難點：
流程優化的方法
如何使學生明確流程優化的目的，把握流程優化的條件，創設條件對簡單流程進行優化。
五、教學概述：
從實例分析入手，降低教學難度，運用系統的思想定性分析的方法，進行研究、優化，在分析過程中體驗流程優化的意義。根據案例分析總結闡述流程優化方法和一般性步驟，分析影響流程優化的因素。要求學生運用流程的思想和定性、定量相結合的方法，確定研究課題、進行分析研究、評價比較、優化方案。總結歸納出流程最優化方法的含義。通過試一試和技術試驗的活動，讓學生親自完成一個流程優化的過程，體驗流程是如何優化的。
六、教法與學法
教法:結合具體的教學內容采用“問題情境 → 內容展開 → 總結提升”的模式展開。通過“案例分析法”使學生親歷自主討論和知識的內化的過程，易于學生的學習和理解。
采用“多媒體教學法”，在充分準備實物、圖片和各種有關資料的情況下，利用多媒體來組織和引導學生分析、討論、歸納和總結，形成合理的教學過程結構，達到最優化的教學效果。
教師在教學中起啟發和引導作用，結合“問題探究法”，有效地激發學生自主學習的主動性和積極性。
學法:學習方式的改變是新課程改革的目標之一。本節課的學習中倡導學生采用自主學習、合作學習、探究學習的方法。主要采取分組討論與合作交流的方式進行。通過自主探究、討論與交流的方式建構相關的知識體系，可以充分調動每個學生思考的積極性。通過流程實踐，體驗解決問題和學習的樂趣。
七、教學過程：
一）[引入新課] 教師講述田忌賽馬的故事，引出流程優化的問題。
田忌賽馬
戰國時代，齊王常與他的大將田忌賽馬，雙方約定每場各出一匹馬，分三場進行比賽。齊王的馬有上、中、下三等，田忌的馬也有上、中、下三等，但每一等都比不上齊王同等的馬，于是田忌屢賽屢輸。一日，田忌的賓客、對軍事頗有研究的孫臏給田忌出了一個主意，結果以二比一贏了齊王。
田忌的賽馬共有6種方案：
方法 田忌 齊王 方法 田忌 齊王
1 上馬 ： 上馬 中馬 ： 中馬 下馬 ： 下馬 2 上馬 ： 上馬 中馬 ： 下馬 下馬 ： 中馬
3 上馬 ： 中馬 中馬 ： 下馬 下馬 ： 上馬 4 上馬 ： 中馬 中馬 ： 上馬 下馬 ： 下馬
5 上馬 ： 下馬 中馬 ： 上馬 下馬 ： 中馬 6 上馬 ： 下馬 中馬 ： 中馬 下馬 ： 上馬
　 在以上各方案中，齊王與田忌的賽馬結局有以3：0贏的，也有以2：1贏的，但只有一種情況是田忌以2：1取勝于齊王的，孫臏正是把這種方案推薦給了田忌，就是上述方案3。
作為一個流程，通常就會有這樣或那樣的問題。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、財力不是最小；或是某種性能不理想等等。因此流程需要改善，需要優化。
在現實生活中，由于受環境和條件的限制，不可能找出一切方案，也不可能對所有方案進行全面比較，漫無邊際地去研究所有方案，無論在時間上還是人力上都不允許，運用科學的方法就更為重要，缺乏資料，缺少對資料的科學計算和分析，只靠拍腦袋無法尋找到最優方案。
二）新課教學：
（一）流程優化的內容與目的：
1.流程優化的概念
在流程的設計和實施過程中，要對流程進行不斷的改進以期取得最佳的效果。對流程的改進過程，稱為流程的優化。
2.流程優化的目的：
提高工作效率、提高產品質量、降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全生產。
3.流程的優化指標：
工期、工藝、成本、技術、質量。
4.整體權衡的原則：
流程的優化應在綜合考慮各項指標的基礎上，抓住主要矛盾，突出重點指標的優化，綜合權衡，以達到整體優化的目的。
案例分析：1）工期優化—節約時間
案例①機械設備修理的工期優化
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 23天
① ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 18天
① ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ 15天
學生分組討論，回答下列問題
1、優化的目標？
提高效率、減少了時間
2、優化的方法？
在不改變工藝的條件下，將某些環節的串行改為并行使用并行工序；先進設備的使用
3、優化方法存在的問題和對策？
問題：需要增加人力、物力，
對策：對優化指標整體權衡，考慮增加的成本在可承受范圍。
例:書44頁的做飯工作流程。把串行工序改為并行工序時，要考慮到并行工作需要的人力和物力的增加，要把人力和物力增加的成本與縮短工期的成本進行比較，如果改進后的總成本是降低的，那么改進方案就是可行的。工期優化對于大型建筑施工、修路、水利工程等項目，可能會大大減少工程成本，提高經濟效益。
馬上行動：制作一只臺燈的工期如何優化，改進之后可能帶來什么問題？
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
將做燈罩與買電器元件、焊底座這三件工作并行，整個工期縮短了7小時。這樣改進的前提是增加人力。
前面舉的例子都是減少環節來達到優化目的的。有沒有通過增加環節來達到優化目的的呢？
如給水稻種植流程前面增加一個“選種”環節會使水稻的產量、品質更好；在我們一般的學習流程中增加一個“再復習”的環節會達到更好的學習效率；……
2）工藝優化——節約材料
案例1.：工件制造的工藝優化-發蘭的加工工藝
（1）切削法 就是將圓鋼直接在車床上切削成型，然后再鉆孔而成。
特點：
A.工藝簡單。
B.切削過程浪費時間，生產效率低，材料利用率低。
(2）少切削法
特點：
A.工藝流程工序多。
B.節省材料，生產效率高。
大批量生產使用這種工藝流程。
(3）無切削法（閱讀）采用鑄造的方法，鋼水在模具中冷卻一次成型。
通常用無切削法加工的材料有塑料、鑄鐵等。例如，電視機、錄音機機殼的加工，首先是用鋼材做出機殼的模具，然后在注塑機上一次注塑成型，一套模具可以加工出成千上萬個機殼。這種方法使加工流程變得非常簡單，材料損失幾乎沒有。
特點：工藝流程非常簡單。
學生分組討論，回答下列問題
1、優化的目標？
提高效率、降低了成本
2、優化的方法？
切削改澆鑄，標準件的使用，采用新工藝、新設備、新技術
3、優化方法存在的問題和對策？
問題：對新工藝、新設備的一次性投入，
對策：降低的成本會大于投入。
馬上行動：比較不同加工工藝下浪費的鋼材金額。假設鋼才的價格為3800元／噸
加工方法 一個法蘭用料質量 材料利用率 1萬個法蘭浪費鋼材的質量 浪費總金額（元）
切削法 9.2kg 40% 55200Kg 209760
少切削法 90% 9200Kg 34960
3）成本優化—節省資金
案例：售后中心配送的成本優化
配送路線的方案與路程
方案 線路 路程(km)
1 ABCDA 51
2 ABDCA 46
3 ACBDA 59
4 ACDBA 47
5 ADCBA 51
6 ADBCA 58
成本優化的實例有很多：如郵遞員投遞線路的優化、由手工制作木桶到批量生產塑料水桶的優化等。
學生分組討論，回答下列問題
1、優化的目標？
提高效率、節省資金，減少了時間和成本
2、優化的方法？
尋找最短路徑，或采用自動化生產，循環使用
3、優化方法存在的問題和對策？
問題：進行各線路成本的計算，有時比較復雜
對策：采用最佳的計算方法
4）技術優化
二）、流程優化的條件：
（1）設備和工藝水平的提高。比如，只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工；
（2）對流程內在機理的深入了解。比如對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗；
（3）人員技術水平的提高。
馬上行動：
提問：
銀行存取款流程的優化——從人工操作到自動取款機。
銀行引入計算機管理系統 改進了存取款的流程，大大提高了工作效率降低了差錯率。這種流程優化屬于哪種優化？需要什么條件？
技術優化、計算機管理系統的改善、操作人員的水平
2.數控機床進行機械加工，首先要根據圖紙要求，在電腦上編制加工程序，然后機床自動按程序進行加工，保證加工質量，提高生產效率。這一優化的條件是什么？
質量優化、１、設備的改進　２、程序的設計，自動控制思想的引入。
閱讀：
洗衣流程的優化
小實驗：制作紙制提兜試驗
試驗目的：
以提高效率為目的，優化制作紙制提兜的流程。
試驗準備：
牛皮紙或較厚一點的紙，糨糊，訂書機等。
試驗過程：
1、選擇A、B兩組同學，每組4人；
2、A組同學采用單人制作的方法，B組同學采 流水線分工合作的方法，編寫制作紙提兜的流程，畫出流程圖；
3、在規定的時間內看哪個組做得多。
試驗總結：
1.說明兩種流程中的時序和環節。
單人制作紙制提兜流程
分制作紙兜和提手兩個環節。
制作紙兜: 作圖、畫線、折紙、裁剪、粘貼等。
制作提手: 折紙、裁剪、粘貼等。
最后將紙兜與提手連接起來。
2、流水線制作流程與單人制作流程的比較？
流水線生產流程比單人生產流程更有效率
3、如何進一步優化流程？合理分配各環節人員等
閱讀：流程再造與信息化基礎
四）、小結：
1）流程改進的內容與目的：
(1)流程優化的目的往往以提高工作效率、降低成本、降低勞動強度、節約能源、減少環境污染、安全生產為目的。
(2)流程優化的指標
工期優化（工序并行，先進設備的使用）
工藝優化（切削改澆鑄，標準件的使用，采用新工藝、新設備、新技術）
成本優化（尋找最短路徑，或采用自動化生產，循環使用）
質量優化
技術優化
2）流程優化的條件（1）設備和工藝水平的提高（2）對流程內在機理的深入了解（3）人員技術水平的提高。
五）、練習
1．自行車車座、車把、塑料盆、鑄鐵鍋等屬于無切削加工；斧子等屬于少切削加工。
八、教學反思
通過典型案例的分析，情境的創設，激發了學生的學習興趣。通過學生的自主學習、合作學習，培養學生的自主探究與創新能力。最后通過問題探究，使學生掌握流程優化的方法。這節課是新授課，在教學的過程中學生對流程案例的熟悉程度不同，可能影響學生的學習積極性；如果展開詳細敘述，可能會完不成教學任務。另外，流程優化的教學活動中，要滲透流程設計的人文思想，不僅使學生在技術活動中受益，對我們的生活都是非常有意義的。
在教學過程中，往往會依托于課本進行講解，自己生活中的例子不是很充足。但是有一個好處就是學生能有及時回顧課堂的內容，而講到課外的流程，需要講到具有代表性的，否則講了學生還是沒有多大印象。
九、板書設計
2-2.3流程的優化
1）流程改進的內容：
(1)流程優化的目的提高工作效率、降低成本……
(2)流程優化的指標:
工期優化工藝優化成本優化質量優化技術優化
2）流程優化的條件:
（1）設備和工藝水平的提高
（2）對流程內在機理的深入了解
(3）人員技術水平的提高。
試車
組裝
電器修理
零件加工
零件修理
機件檢查
拆卸
1天
1天
3天
3天
8天
5天
2天
試車
組裝
電器修理
零件加工
機件檢查
拆卸
3天
2天
零件修理5天
1天
8天
1天
3天
④
電器修理3天
零件加工
試車
組裝
④
8天
機件檢查
拆卸
零件修理5天
1天
1天
3天
2天
調試
組裝
做燈座
焊底座
買電器元件
1小時
2小時
4小時
2小時
2小時
收割
水管理
除草施肥
插秧
翻耕
播種、育秧
收割
歸倉
曬干
檢查
鉆孔
切削
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