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系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
第九周 第3次課 班級(jí)：高二（5-6）班 執(zhí)教日期：2012/04/10 累計(jì)教案：15個(gè)
一、教學(xué)內(nèi)容分析：
本單元以“系統(tǒng)”為研究對(duì)象，集中了技術(shù)設(shè)計(jì)中眾多核心概念和重要思想方法。從系統(tǒng)概念的學(xué)習(xí)開始，到系統(tǒng)特征的理解，再運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法解決簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。
二、學(xué)生對(duì)象分析：
高中生有一定的生活經(jīng)歷，對(duì)事物有一定的評(píng)判能力，而在好奇和求知欲望的驅(qū)使下，一些復(fù)雜的系統(tǒng)問題往往會(huì)引起他們的注意，引發(fā)他們的探究。有時(shí)他們會(huì)對(duì)某個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行思考，但往往是零碎的、感性的、表面的，還不會(huì)有意識(shí)地用系統(tǒng)的方法去分析、解決問題。本節(jié)課結(jié)合豐富的案例，教會(huì)學(xué)生認(rèn)識(shí)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變看待問題的方式。
三、教學(xué)目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
通過技術(shù)試驗(yàn)、案例分析、分析討論問題等活動(dòng)，理解系統(tǒng)的基本特性。
2、過程與方法：
能對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的進(jìn)行應(yīng)用案例分析。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀：
學(xué)會(huì)用整體的、互相聯(lián)系的系統(tǒng)的觀點(diǎn)看待和解決問題。
四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)的整體性
教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用系統(tǒng)的基本特性分析問題
五、課時(shí)安排：
1課時(shí)
六、教學(xué)用具：
多媒體課件、相關(guān)視頻、機(jī)械鬧鐘
七、教學(xué)方法：
結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情，本節(jié)課主要采用小組學(xué)習(xí)、問題研討、案例分析、馬上行動(dòng)、走進(jìn)生活等方式來實(shí)現(xiàn)本課的教學(xué)目標(biāo)。
八、教學(xué)進(jìn)程
一、引入
放映盲人摸象的視頻。問:“盲人摸象”這個(gè)成語,從系統(tǒng)的角度通常用來形容什么現(xiàn)象
”答案：通常形容對(duì)事物觀察不全面,只了解一部分情況沒有從系統(tǒng)的整體性把握。
就是要從系統(tǒng)的整體性來看問題，整體性只是系統(tǒng)的眾多性質(zhì)中的一個(gè)，那么系統(tǒng)還有哪些性質(zhì)呢？我們今天就來學(xué)習(xí)系統(tǒng)的性質(zhì)。
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(jié)構(gòu)關(guān)系組合在一起就可以實(shí)現(xiàn)載車跨海的功能。
系統(tǒng)的整體性理解1：
在用系統(tǒng)論分析問題的情況下，系統(tǒng)的整體功能大于各部分功能之和。
據(jù)公安部交通管理局統(tǒng)計(jì)，最近幾年全國每年發(fā)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(zhì)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(guī)的流程中，剎車片廠會(huì)在生產(chǎn)過程中加入一些鋼渣。他們廠生產(chǎn)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(guī)廠家生產(chǎn)的至少在30元以上。2003年2月，“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)在返航時(shí)失事解體，7名機(jī)組宇航員全部遇難。美國宇航局隨后進(jìn)行了深入調(diào)查，當(dāng)時(shí)把事故原因作為調(diào)查重點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)射升空時(shí)航天飛機(jī)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(tǒng)的整體性理解2:
任何一個(gè)要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會(huì)影響其他要素或整體的功能發(fā)揮。
　　案例分析：
　　巴爾扎克的塑像
　　羅丹應(yīng)法國作家協(xié)會(huì)之邀，為著名作家巴爾扎克制作一尊雕像。巴爾扎克長(zhǎng)得其貌不揚(yáng)，又矮又胖，肚子很大。為此，羅丹苦苦構(gòu)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(xiàn)出作家的個(gè)性，雕塑出一位“本質(zhì)美的人”。于是他創(chuàng)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(jì)劃一年半完成，實(shí)際上卻花了七年時(shí)間。
塑像完成了，羅丹讓幾個(gè)學(xué)生來欣賞。一個(gè)學(xué)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(xué)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(dòng)搖。他相信，這尊塑像會(huì)成為傳世之作。他去世以后，巴爾扎克塑像終于被譽(yù)為藝術(shù)珍品，現(xiàn)藏于巴黎藝術(shù)館。
　請(qǐng)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(gè)整體了。一件真正的藝術(shù)品，沒有哪一部分比整體更重要。”這給我們一個(gè)啟示：做任何事情，都要注意整體效應(yīng)，必要的時(shí)候，要舍得拋棄部分而保存整體。
依據(jù)系統(tǒng)的整體性特征，解釋下列現(xiàn)象。P69
現(xiàn)象 原因
1 三個(gè)人共同構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)人都是其組成要素之一，要素之間如果協(xié)調(diào)不好是達(dá)不到整體的最佳效果。
2 三個(gè)皮匠構(gòu)成一個(gè)整體，整體的功能大于單獨(dú)的個(gè)體功能之和。
3 在一個(gè)系統(tǒng)中局部對(duì)整體的制約，部分的變化會(huì)影響整體的變化，甚至還會(huì)對(duì)全局產(chǎn)生決定性影響。
4 系統(tǒng)中的要素之間也同樣存在著主次之分，必要時(shí)要懂得拋棄次要的而保留主要的。
（2）相關(guān)性
　　學(xué)生繼續(xù)觀機(jī)械鬧鐘，各種齒輪的大小不同，有一定的齒數(shù)比。齒輪與齒輪之間也有不同的齒數(shù)比，使得齒輪的轉(zhuǎn)速有快有慢，最終形成時(shí)、分、秒針的有不同的轉(zhuǎn)速。如果我現(xiàn)在改變其中任意一個(gè)齒輪的齒數(shù)將會(huì)發(fā)生什么情況？那是為什么？這又說明了什么？
　　學(xué)生回答：如果有一個(gè)齒輪數(shù)發(fā)生改變那將直接影響時(shí)、分、秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，導(dǎo)致鬧鐘不再正常工作。即各部分之間的聯(lián)系就被破壞了。各部件作為一個(gè)整體時(shí)所具有的功能也就無法實(shí)現(xiàn)了。所以，說明了系統(tǒng)各部分之間是相互作用，相互聯(lián)系的。
師：這就是系統(tǒng)的相關(guān)性。相關(guān)性也是系統(tǒng)的基本特性之一。
　案例分析：食物鏈
植物長(zhǎng)出來的葉和果實(shí)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(huì)泛濫成災(zāi)。如果這個(gè)系統(tǒng)中的任意一種物種的數(shù)量發(fā)生了變化，都會(huì)導(dǎo)致其他物種的變化。所以系統(tǒng)具有相關(guān)性。
（3）目的性
1、人們?yōu)槭裁匆l(fā)明自行車？（可以使人們更加快速達(dá)到目的地）
【自行車的由來】世界上第一輛自行車出現(xiàn)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(jìn)。1801年，俄國人阿爾塔莫諾夫發(fā)明了一輛輪子前后掛著的小車。這些發(fā)明家把它作為禮物獻(xiàn)給了俄國沙皇。1831年，德國人德列斯發(fā)明了車把，可以方便地轉(zhuǎn)彎。 1839年，英國人麥克米倫發(fā)明了腳踏，裝于前輪上。 1880年，法國人基爾梅發(fā)明了鏈條，用它帶動(dòng)后輪旋轉(zhuǎn)。 1888年，英國人鄧?yán)掌瞻l(fā)明了充氣車胎。
任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)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(dá)目的地，而剎車的作用卻是減速，兩者相矛盾。為什么還要?jiǎng)x車呢？
在某些情況下（如下陡坡），行車速度和安全要求這兩個(gè)具體目標(biāo)產(chǎn)生了矛盾，就得通過剎車來減速，進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而保證自行車更好地到達(dá)目的地。
問：人們將發(fā)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(jì)時(shí)的需要
問：經(jīng)營管理系統(tǒng)通過優(yōu)化和配置企業(yè)的人力資源和物力資源而形成，其目的是為了什么？
答：實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化，成本和能源使用的最小化。
[教師總結(jié)]任何系統(tǒng)都具有目的性，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能，這也是區(qū)別不同系統(tǒng)的標(biāo)志。
（4）動(dòng)態(tài)性
現(xiàn)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(shí)不準(zhǔn)了，報(bào)廢了）
問：為什么舊汽車檢查時(shí)更容易發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，更需要維護(hù)呢？
答：汽車用了一段時(shí)間，零件開始磨損、老化，整個(gè)系統(tǒng)的狀況發(fā)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(yuǎn)不變？
答：時(shí)間長(zhǎng)了石頭也會(huì)被風(fēng)化掉。
[教師總結(jié)]任何事物總是變化的，是動(dòng)態(tài)發(fā)展的。那么系統(tǒng)也是一樣，它們也具有動(dòng)態(tài)性：任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處于運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。運(yùn)用系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)，有助于使我們不僅看到系統(tǒng)的現(xiàn)狀，而且看到系統(tǒng)的變化發(fā)展，從而預(yù)測(cè)系統(tǒng)的將來，掌握系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。
[學(xué)生練習(xí)]
1、病人從住院到出院這段時(shí)間，醫(yī)生常常開不同的藥方，請(qǐng)分析其中的原因。
答：病情是動(dòng)態(tài)變化的，開藥方要依據(jù)病情。
2、臺(tái)式計(jì)算機(jī)的CPU上安裝的小風(fēng)扇為什么有時(shí)轉(zhuǎn)得快，有時(shí)轉(zhuǎn)得慢？
答：在CPU下方有一個(gè)溫度傳感裝置，當(dāng)溫度高時(shí)控制小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速加快；當(dāng)溫度低時(shí)控制小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速變慢，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)控制CPU溫度的目的。
[教師總結(jié)]系統(tǒng)的變化有快有慢，快的今非昔比；慢的幾年如一日。其實(shí)萬物都是變化的。
（5）環(huán)境適應(yīng)性
機(jī)械鬧鐘系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)性，天氣冷熱變化會(huì)影響走時(shí)的快慢。設(shè)計(jì)者已經(jīng)考慮到了，在鬧鐘背后設(shè)計(jì)了一個(gè)調(diào)節(jié)器，只要撥動(dòng)調(diào)節(jié)器，就可以改變鬧鐘走時(shí)的快慢。這個(gè)設(shè)計(jì)使機(jī)械鬧鐘能夠適應(yīng)環(huán)境的變化，提高了走時(shí)的精度。使機(jī)械鬧鐘流行了很長(zhǎng)的一段時(shí)間。這就說明了系統(tǒng)的又一重要特性——環(huán)境的適應(yīng)性
一個(gè)系統(tǒng)與所處的環(huán)境之間都有物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會(huì)引起系統(tǒng)特征的變化，并相應(yīng)地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)部各部分相互關(guān)系的變化。系統(tǒng)只有具備對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。
[學(xué)生練習(xí)]
談?wù)劇按何媲飪觥钡牡览?br/>人自身就是一個(gè)系統(tǒng)，春天穿多一些是對(duì)冬天的一種適應(yīng)和銜接，秋天穿少一些是對(duì)夏天氣候和向冬天過度的一種準(zhǔn)備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應(yīng)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(yīng)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(gè)適當(dāng)?shù)纳峥臻g，以保持它能正常工作
（三）反饋
　　思考：下列的事例體現(xiàn)了系統(tǒng)的什么特性？
（1）三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮。（整體性）
　　（2）過度發(fā)展畜牧業(yè)，導(dǎo)致綠洲變成荒漠。（動(dòng)態(tài)性）
（3）人們往往希望汽車跑得又快又省油，但車速過快會(huì)格外耗油。（相關(guān)性）
（4）人們發(fā)明數(shù)控機(jī)床來提高加工的精確度。（目的性）
　　（5）春捂秋凍。（環(huán)境適應(yīng)性）
　　（四）小結(jié)
系統(tǒng)的概念：由相互聯(lián)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(jī)整體，稱為系統(tǒng)。
構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個(gè)條件：
（1）至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素（或部分）；
　　（2）各要素之間互相聯(lián)系互相作用，有一定的結(jié)構(gòu)；
　　（3）系統(tǒng)整體的功能是組成要素所不具備的。
系統(tǒng)的分類
系統(tǒng)根據(jù)需要來分類：
　　（1）自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)
（2）實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)
作為系統(tǒng)，它們都具有整體性（最基本的特性）、相關(guān)性、目的性（區(qū)別不同系統(tǒng)的標(biāo)志）、動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應(yīng)性等特性。　　
（五）布置課后練習(xí)
　　教材第74頁 “練習(xí)1--3”。
　　　四、教學(xué)反思
　　本節(jié)課教師以江蘇南京寶高公司的通用技術(shù)器材“轉(zhuǎn)向小車”為載體，讓學(xué)生了解了系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性和目的性。在這節(jié)課中，學(xué)生技術(shù)試驗(yàn)的時(shí)間大約有20分鐘，教師的講授只有20分鐘，至于系統(tǒng)的其它特性，只能安排學(xué)生自行閱讀，教師沒有逐一講解。而且時(shí)間的關(guān)系，對(duì)于教材上的一些“馬上行動(dòng)、案例分析和討論”等內(nèi)容，課堂教學(xué)中沒有時(shí)間應(yīng)用，只用了其中的一個(gè)案例。這一節(jié)課我的感覺是，雖然學(xué)生能了解系統(tǒng)的幾個(gè)基本特性，能應(yīng)用它們來分析一些簡(jiǎn)單的事例，但對(duì)它們構(gòu)成系統(tǒng)的基本思想和方法的體會(huì)是很膚淺的。我想原因主要在于這一堂課的內(nèi)容設(shè)計(jì)單薄了一些。那么如何將這一節(jié)課拔高到一個(gè)比較高的層次上呢？

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