第三单元系统及其设计教学设计-高中通用技术必修《技术与设计2》

技术与设计2第三单元系统与设计第一节系统的结构（2课时）一、教材分析[教材给出的学习目标]1、从应用的角度理解系统的含义。2、通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性。[教材分析]本节教材由1.什么是系统，2.系统的类型，3，系统的基本特性3小节组成。本节的重要概念是：系统，子系统，整体性。系统的结构是与系统的功能相对应的，用系统的结构主要基于以下两点：一是系统的结构可以从空间上构架系统的定义、类型和基本特性，涵盖本节的内容；二是系统本身的组成具有一定的结构，其结构是功能的基础，前者决定了后者，结构的变化必然引起功能的变化。本节以自行车的组成部分、各部分之间的相互联系和它们的功能为例，引导学生认识系统的定义和系统的一般分类，引导学生理解系统的整体性、相关性、动态性和环境适应性等重要特性，强化学生对系统的理解。二、学情分析学生虽然接触过系统，知道系统这个名词，但实际上并不知道什么是系统。高二年级的学生对生活中的一些事例已经有所理解，但在具体分析、处理事情时仅仅是凭借个人的有限经验或他人经验，因此，本节是系统教学的入门知识，学习系统的概念，含义及其功能与特性，了解学习系统知识的价值。三、教学目标1、知识与技能：理解系统的含义，系统的构成，理解系统的基本特性。2、过程与方法：通过分析自行车各个部件的功能，理解系统的含义，通过讨论，理解现实生活中各种系统所具有的系统的基本特性3、情感态度与价值观：形成正确的系统的观点，通过本节的学习，能够用系统的观点来分析生活中一些现象。四、教学重难点教学重点：系统的构成；系统的基本特性教学难点：系统的特性。五、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法、对比分析法。六、教学准备1、教具：台灯、自制投影片2、教学设备：电脑，投影仪七、教学过程：（一）第一课时1、导入【师：】从本学期开始，我们继续学习通用技术《技术与设计2》第三单元系统与设计，第四单元控制与设计的相关内容。在学习的过程中，同学们要注意将自己的生活实践与我们现在所学的理论知道相结合，这样才能更好地体会这门课程。【师：】系统这个词我们经常会说到，在生物中我们会说呼吸系统，我们说到计算机会说“计算机系统”；说到汽车，我们会说到动力系统，点火系统；……，那么什么是系统，我们如何从技术的角度去理解系统呢？今天我们就共同来学习第三单元系统与设计第一节系统的结构。（1）展示图片“盲人摸象”的图片，[生：]讲解这个故事。【师：】在我们的生活中，如果不用整体的、相互联系的系统的观点去看问题，就会犯类似的错误。整体具有的功能往往是任何一个部分所没有的。我们不能只看到某个部分而忽略了整体的功能。思考：你能列举生活中遇到的类似的例子吗？试举几例。1）（一叶障目，不见泰山）《鹖冠子·天则》：“一叶蔽目，不见泰山；两豆塞耳，不闻雷霆。有个楚国人，过着贫穷的日子，一次读《淮南子》这本书，看到书中写有“螳螂窥探蝉时用树叶遮蔽自己的身体，可以用这种方法隐蔽自己的形体”，于是就在树下仰起身子摘取树叶。这片树叶落到树底下，树下原先已经有许多落叶，不能再分辨哪片是螳螂隐身的那片树叶。楚人便扫集收取树下的好几筐树叶拿回家中，一片一片地用树叶遮蔽自己，问自己的妻子说：“你看不看得见我？”妻子开始总是回答说“看得见”，整整过了一天，就厌烦疲倦得无法忍受，只得欺骗他说“看不见了”。楚人内心暗自高兴，携带着树叶进入集市，当着面拿取人家的货物。于是差役把他捆绑起来，送到了县衙门里。县官审问他,听他说了事情的起因经过后大笑起来，笑他只是个书呆子罢了。于是县令把他放了,没有治罪。成语“一叶障目，不见泰山”原指一片树叶挡住了眼睛，连面前高大的泰山都看不见。比喻为局部的、暂时的现象所迷惑，看不到事情的全局、主流及本质。2）管窥蠡lí测：从竹管里看天。用瓢来量海水。比喻眼光狭窄，见识短浅。3）管中窥豹：通过竹管子的小孔来看豹，只看到豹身上的一块斑纹。比喻只见到事物的一小部分。4）坐井观天：比喻眼睛狭小，看到的有限。（系统是一个整体，单个因素无法表现其全部）2、新课讲授$3.1系统的结构【师：】我们在日常生活和工作中，经常使用“系统”这个名词。1、常见的系统：呼吸系统、传动系统、生态系统、计算机硬件系统。（展示图片）（1）展示自行车图片，问：结合生活经验和案例，分析当自行车出现下列情况时会导致什么情况？1.车闸的橡皮松了2.车把固定螺钉松了3.链条断了4.车轮的辐条断了**学生讨论后写出结果。并完成以下内容：车把的作用是：脚蹬的作用是：链轮和链条的作用是：前后轮的作用是：车闸的作用是：[师：]通过自行车的分析，你认为什么是系统？***（2）系统的含义：由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。学生活动：完成P65马上行动。台灯灯座灯泡灯罩电线开关等学校的多媒体教室电脑投影仪音响设备课桌椅照明设备投影屏幕等手表表壳、表带、表芯等计算机显示器，主机，键盘，鼠标，音响，[师：]构成系统，需要具备哪些条件呢？***（3）构成系统的三要素：至少要有两个或两个以上的要素（或部分）；各要素之间互相联系互相作用，有一定的结构；系统的功能是组成的要素所不具备的。（展示生活中常见的系统，如汽车，人体系统……）子系统：在某一整体结构中具有相对独立，且具有特定功能的组成部分我们称为子系统。***（4）系统与子系统系统有大有小，有复杂有简单。对于较大的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统（subsystem）。任何系统又都包含更小系统的子系统。（展示城市公交系统）[师：]大千世界，系统无处不在、无时不有。自然界中，一片森林，一棵树，一片树叶都是一个系统，甚至我们生物中学习到的细胞也是一个系统：细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核等要素，按一定的结构形式组成的、表现出生命现象的系统。在技术领域中，宇宙飞船，远洋货轮，车床，电风扇等都是系统，如电风扇由电机、叶片、定时器、开关等组成的。社会生活方面一座城市、一个家庭、一所学校、一个班级等都可以看成是系统。（展示相关的图片）(5)系统的类型[师：]系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。自然系统与人造系统实体系统与抽象系统静态系统与动态系统封闭系统与开放系统简单系统与复杂系统学生活动：完成P66马上行动：自行车能够分成哪几个子系统？3小结：本节课主要内容：系统的含义，构成系统的三要素。构成系统的三个要素与系统的含义的关系。4、课后反思：本节课在讲授的过程中，由于学生是高中生，不太愿意当众讲“盲人摸象”的故事，因此在教学过程中要注意对学生的鼓励。在讲解系统的含义的时候，如果直接将系统的定义念出，会显得繁长，难以理解。因此我在讲解系统的含义时，说：系统是一个有机整体。它具有特定的功能。它的各个要素之间有一定的联系：相互联系，相互制约，相互影响。这样就会给学生一个整体性的印象，而且从这三个方面也可以让学生与构成系统的三要素相联系，也为后面系统的基本特性做一个铺垫。而在系统与子系统的相关内容讲解时，学生可以说出有多少子系统，但是对子系统的要素的界限分的不是很清，因此在后面讲解此项内容时要通过更具体的实例对学生进行讲解。（二）第二课时1、导入[师：]上一节课主要讲了系统的定义，系统由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。构成系统的三要素：至少要有两个或两个以上的要素（或部分）；各要素之间互相联系互相作用，按照一定方式形成一个整体；系统的功能是组成的要素所不具备的。[师：]现在我们再来看一下系统的含义：系统：由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。系统是一个有机整体――》整体性系统具有特定功能――〉目的性系统的要素相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约――》相关性2、新授系统的基本特性A、系统的整体性：是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。[师：]我们可以从以下方面理解系统的整体性：A．1系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各个要素（部分）在孤立状态下所没有的。（×展示图片）A．2系统的任何一个要素（部分）发生变化或出现故障时，都会影响其他要素（部分）或整体的功能的发挥。A．3系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和A．4不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。一个系统组织得好不好，就看它的整体功能即系统功能实现得怎样。学生活动：案例分析：巴尔扎克的塑像：p069罗丹这样做的目的何在，雕塑家的这一行为给你以怎样的启示？（让人们看到其它的美所在。不能离开整体去分析任何一个组分，一个系统组织的好不好，就看它的整体功能实现的怎样。罗丹砍去雕塑双手的目的在于使人们注意雕像的整体，而不仅仅是注意这双手。【系统思路】做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。）学生活动：根据系统的整体性特征，解释右表中所列的现象：现象原因“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃。”不符合整体性的原则、各组分之间，组分与整体之间协调的不好，不能形成良好的功能。三个臭皮匠顶个诸葛亮各组分之间，组分与整体之间协调的好，形成良好的功能。系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和一着不慎、全盘皆输各组分之间相互联系、相互作用，任何一个元素或组分的变化都会影响其他元素和组分实现其功能。“弃卒保车”系统有很多的子系统，各子系统之间有一定的层次性，首先要保证主要组分，再考虑次要的。【师】：如何理解“一着不慎，满盘皆输”？（不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉整盘棋。【系统思路】要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的影响。）B相关性组成系统的各要素之间或系统与部分之间的相互作用、相互联系。讨论以下现象：1为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？（狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而起到保护植被的作用。【系统思路】系统的各个元素、组分的变化会对其他的元素、组分起影响。）2、自行车的功能：（展示图片，概念自行车）问：请问这三个系统分别能实现哪些功能？问：虽然都是自行车系统，可它们的主要目的分别是什么呢？C系统的目的性任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这也正是区别不同系统的标志。【问】：自行车为什么要有刹车功能？自行车的作用是提高速度，使人们可以更快地到达目的地，而刹车的作用却是减速，两者相矛盾。为什么还要刹车呢？（在某些情况下（如下陡坡），行车速度和安全要求这两个具体目标产生了矛盾，就得通过刹车来减速，进行协调，从而保证自行车更好地到达目的地。【系统思路】系统的具体目标之间有矛盾时，要从系统的目的出发，进行协调。）学生行动：完成P71马上行动：人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零件组装成钟表，其目的是：_________________________经营管理系统通过优化和配置企业的人力资源和物力资源而形成，其目的是____________C.3讨论p071：作为一个系统，我国农业生产结构调整的目地是什么，是通过哪些途径进行农业生产结构调整的？｛（1）使产业结构更加合理，以增加农民的收入。2）调减粮田面积，增加经济作物和饲料作物。种植业开始形成粮食作物，经济作物和饲料作物协调发展的基本格局。｝（教师结合时政，讲解最近几年国家在医疗，养老方面政策的变化）D系统的动态性侧重系统的更新【问：】台式计算机的CPU上安装的小风扇为什么有时转的快，有时转的慢？(台式计算机的CPU上安装的小风扇是给CPU散热用的。当处于开机状态时，主机的温度会升高，小风扇的转速时快时慢，是因为在CPU的下方有一个温度传感装置，当温度高时，控制小风扇的转速加快，当温度低时控制小风扇的转速变慢，从而达到动态控制CPU温度的目的。)[师：]事物都是不断变化，因此系统是一个动态的系统。在分析认识系统时，不仅要看到它的现在，还要看到它的未来，掌握系统的发展规律，从而预测系统的将来。如：我们使用的钟表，军事上使用的雷达（展示图片）都是动态的系统。E系统的环境适应性—系统的适应性谈谈“春捂秋冻”的含义：｛这是环境适应性的体现:由于人自身就是一个系统，春天多穿一些是对冬天的一种适应和衔接，秋天穿少一些是对夏天气候的衔接和向冬天过渡的一种准备。两者都是为了使人的身体逐渐适应外界气温的变化而不至于生病。（随着外界气候的变化，人们必须能适应周围的环境，借助物质资料，才能保持和恢复人的活动。）｝【师：】一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变化，系统要适应环境的变化而变化。系统只有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。讨论：运用系统的观点解释“木桶理论”｛管理学中的“木桶理论”是指：人的能力大小是由他身上最劣质的素养决定的，一个企业成功的概率大小也是由这个企业的最薄弱的环节决定的，就像木桶的容水多少是由木桶最短的一块木板决定的一样。木桶容水的多少还要由木桶的直径决定。对于个人，如果你的能力只有那么大，你必须学习，不断地增加自己的知识直径。企业亦然，要不断的进行改造、革新，以便更好的发展。木桶容水的多少还要由木桶之间的木板是否箍的紧密有关，否则，你无论多大的木桶，都把水会漏光的，“木桶打水一场空”。对于个人，也就是说：你要把自己的知识进行融会贯通，才能成就一番事业。对于企业，一定要进行多种文化的融解包容，同时要建造一个齐心协力的团队，只有这样，才能在万众一心的基础上，将企业搞好。｝本节课主要内容：系统的类型，重点理解并应用系统的基本特性，（本节主要讲解了整体性，相关性），要学会运用系统的思想去处理生活学习中的问题。4、课后反思：本节课整体思路较好，在讲解系统的基本特性时，根据系统的含义去总结，这样就很好地将前后知识进行了衔接。在讲系统的整体性时，学生做马上行动的题时，对系统的整体性理解不是很好，因此在解释现象时不能说到要点。在讲系统相关性时给出的案例分析则是让学生感觉在日常生活中，如何应用系统论的知识。在上课的过程中要注意语言表达的方式，尽可能简练语言，强化语言功底。要多看课外知识，给学生增加新知识。提高学生的学习兴趣。3小结：系统的结构一节主要是系统的含义，构成系统的三要素。根据需求不同，系统有不同的类型。系统的五个基本特性（整体性，相关性，目的性，动态性，环境适应性）。系统的思想在生活中应用非常广泛，应更多地将其应用于生活中。第二节系统的分析（2课时）一、教材分析[教材给出的学习目标]1、初步掌握系统分析的基本方法。2、理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。[教材分析]本节教材由1.系统分析及其一般步骤，2.系统的优化等2小节组成。本节通过对汉字激光照排系统、田忌赛马等案例的分析，引导学生理解系统分析的含义和一般步骤。将系统分析上升到哲学范畴，就是系统方法。系统方法是在考虑和处理问题时，从全局出发，从整体入手，一开始就抓住事物的要素与要素、要素与整体、整体与外部环境之间的相互联系和相互作用。这样就能从整体上把握事物，得出全面的认识。系统分析实际上是系统方法在决策中的运用，是系统方法的一种表现形态。教学时要注意从身边的事例出发，培养学生运用系统方法分析和处理问题的能力。通过农作物的间作套种、最大利润问题、装修施工的组织优化等案例，分析系统优化的方法。教学时并不要求学生对优化问题做出比较复杂的数学运算，关键是引导学生结合实例分析影响系统优化的基本因素，做出适当的优化方案即可。系统的分析和系统的优化共同构成系统设计的基础。二、教学目标1、知识与技能：初步掌握系统分析的基本方法；了解系统分析方法在日常生活和工农业生活中的广泛应用；理解系统优化的意义，分析影响系统优化的因素。2、过程与方法：能通过案例分析和实践活动，初步掌握系统分析的基本方法，能结合实例分析影响系统优化的因素；3、情感态度与价值观：形成整体的认识，更好地把握系统的思想和方法，并运用系统的观点分析事物。三、教学重难点教学重点：系统分析的思想方法，系统优化的方法。教学难点：系统分析的思想方法。四、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法、对比分析法，小组活动。五、教学准备1、教具：台灯、自制投影片2、教学设备：电脑，投影仪六、教学过程：（一）第一课时1、引入：[师：]：前面我们学习了系统的定义、系统的基本特性。从前面的学习中知道：生活中的万事万物都是系统，我们做的事情也可以看成一个系统，在系统中某些要素变化时，会影响系统整体。今天我们就来具体学习“系统的分析”2、新授：系统的分析[师：]在生活中，每个人都会面临选择，面临决策。（展示图片）比如大家小学时都学过小马过河的课文，小马也面临着选择。1）决策的方法决策方法有经验决策和科学决策；系统分析是一种科学决策的方法。【师：】我们要学习的系统分析就是一种科学决策的方法。什么是系统分析呢？2）系统分析A．含义为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程学生活动：完成P77案例分析“汉字激光照排系统”思考：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？你认为王选进行决策的依据主要有哪些？（1）一是汉字字型信息量大，要解决字型信息量压缩的问题；二是汉字的字型信息压缩后存入计算机，需要将其快速还原和输出。（2）采取跨越式发展的技术路线，跨过第二代和第三代照排系统，直接研制第四代激光照排系统。[师：]系统分析出发点为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策B．系统分析的一般步骤：[师：]从系统分析的定义可以知识，进行系统分析时要经过考察，分析，比较，试验四个阶段，这就形成了系统分析的一般步骤：检验核实作出决策检验核实作出决策明确问题设立目标收集资料制定方案分析计算评价比较明确问题，设立目标→收集资料，制定方案→分析计算，评价比较→检验核实，作出决策明确问题，设立目标：明确要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件。收集资料，制定方案：收集相关资料，制定解决问题的各种备选方案，预计可能产生的各种结果。分析计算，评价比较：对资料和数据做必要的计算，进行各子系统的分析，再进行系统的整体分析，将各种方案进行评价对比，选择最佳方案。检验核实，作出决策：如果对制定的方案不满意，还可按上述程序反复进行，直到获的满意为止。学生活动：案例分析:田忌赛马1）．目标是什么，有那些约束条件。2）．收集那些方面的资料，有几种方案。3）．分析出的结果有几种，那种最好。4）.最终的决策取得了满意的结果吗？【教师：】作为一个系统，通常就会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。田忌赛马能转败为胜的主要原因：田忌赛马能转败为胜与马、孙膑、田忌、齐威王这四个因素有关，他们是缺一不可的。3）系统分析的主要原则：A整体性原则：系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，在分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。学生活动：丁谓修复皇宫马上行动：p079请分析这一事件的问题所在，你认为怎样处理更为合理？B科学性原则：系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。[学生阅读：]优选法华罗庚院士他是中国解析数论、典型群、矩阵几何学、自守函数论与多复变函数论等很多方面研究的创始人与开拓者。优选法是快速寻找最佳方案的科学方法。具体的优选法有很多，如黄金分割法、分数法、对分法等。黄金分割法也称0.618法。“黄金分割”具有很高的使用价值，其中最著名的例子就是优选学中的“0.618”法，该方法于70年代在我国得以推广，并取得了很大的成就。在社会主义市场经济中，科学严谨的方法往往能有事半功倍。在经济、金融中已得到广泛应用，形成“用科学的方法指导实践，在实践中验证科学”的良性循环。我国著名数学家华罗庚在应用优选法应用做出杰出贡献。（1）“两面针”牙膏：采用优选法科学生产大幅度降低铝材消耗，每年节约铝材几吨；结果打了3年漂亮仗…….（2）著名数学家华罗庚教授在他晚年时，在全国讲学，介绍他的优选法。当时广东有5个水泥厂，经过优选法的改良，生产出6个水泥厂的产量，少建1个水泥厂，这个贡献就很大。这就是说知识、健康带来的财富，可以估算的和不可估算的都是很巨大的。如在炼钢时需加入某种元素来增加钢材强度，若将试验点取在这一元素用量区间的0.618处，获得理想用量的试验次数将大大减少。实验证明，对一个因素的问题，用优选法做16次试验，就可达到“对分法”做2000余次试验的效果。阅读材料：案例：人力飞机人类很早就想实现“上天”的梦想，人们于是模仿鸟的外型和飞行动作进行尝试，但不管装上翅膀还是以人力驱动扑翼飞机，结果都以失败告终。吸取经验后，海斯勒和维林吉尔在别人的基础上采用科学的方法进行设计，取得了成功。他们抓住了人力飞机是依靠人做动力的关键，进行了分析计算。他们知道，一个强键的运动员连续做功的功率只能达到250W左右，同时他们还知道：P=k1v3‘s=k2/v2得出以下结论：飞机的速度应很低，机翼面积应该很大；而且由于飞行速度低，即使飞机的结构稍大，也不会增加太大的阻力。于是，他们参考了自行车车轮的构造原理，利用中央垂直管和牵引钢丝组成的机翼支撑结构，使面积很大的机翼并不太重。此外，他们还对飞机设计进行了许多细节的改进。1936年，他们的飞机飞到5米的高度，航行了45米，空中飞行时间达到20秒，终于实现了依靠人力“飞天”的梦想。C综合性原则：系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。注重研究系统各部分之间的相互联系和相互作用，既注重研究各部分间的横向联系，也注重研究各部分间的纵向关系。系统分析总是为实现系统目标服务的，应将目标排除优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一目标的前提下完成下一个目标，这就需要综合分析、统筹兼顾、不可顾此失彼。系统分析还需要考虑设计方案出台所带来的后果。（例建厂后带来的环境污染、生态平衡破坏、水土流失）某些情况下，综合若干方案的优点，会取得意外效果。（例中西医结合治疗了许多疑难杂症）案例分析：p080根据以上内容，你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑那些目标？1）当地的生态多样性。2）减少投资。3、小结本节课主要讲解了系统分析的定义及其一般步骤，从系统分析的定义可以对应到其分析的一般步骤。对于系统分析的基本原则，要注意与系统的基本特性相区别。4、课后反思本节课较好的地方在于，讲系统分析的一般步骤时，将系统分析的定义溶入其中，让学生不会感觉到陌生。汉字激光照排系统这个案例学生反映说太陌生，这个系统的内部构造及理论知识老师和学生都没有接触过，所以此案例只能以让学生了解的方式去看。在科学性原则中加入了一个“人力飞机”的阅读材料，旨在拓宽学生的知识面，提高学生对问题的分析能力。但在学生回答问题时，教师对学生的评价不足，不能很好地对学生的回答做出回应。这在每一节课都有显示，因此在今后的教学中要注意，强化，改善这一弱点。（二）第二课时1、问题引入：学校餐厅一到午饭时间，大家就要排着长队等候。如何减少学生就餐排队时间？请你提出这一问题的几种解决方案并选择最可行的办法。[生：]学生听讲、思考[师：]作为一个系统，通常就会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。那么，什么是系统的优化？如何进行系统的优化？2、新授：系统的优化（1）系统优化的概念系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。系统优化的意义就是以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。[师：]提问：还有哪些系统优化的实例？[生：]思考、讨论并回答问题。[师：]如：在蔬菜、西瓜的种植中，要使蔬菜防病和提高产量，要使西瓜抗御低温的能力，就应采用嫁接技术，这是一项增产增收的栽培技术，嫁接的西瓜比自根西瓜增产1倍以上。如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。**（2）学生活动：ppt课件展示教材P081页案例分析。问题：1.何为间作套种？2.本案例中采取了哪些措施来提高农作物产量？3.你认为所在地区，可采取哪些提高农作物产量的措施？4.本例中系统优化的目标是什么？5.本例中约束条件有哪些？6.增产增收的因素有哪些？(教师归纳)进行系统优化应考虑的三个要素：目标函数：目标与收益总和之间的关系约束条件：对系统的目标函数起限制作用，不能人为调节。影响因素：产生影响，可人为调节。[师：]在生活中，我们经常会遇到一些复杂的数学问题，纯定量分析是不够的，我们常常是借助数学手段定量与定性结合的分析比较，寻求最优方案。（PPT课件展示案例:利润问题。）[师：]提问：这里，系统需要进行最优化的目标是什么？[师：]提问：利润受到哪些人为可调节的因素影响？[师：]提问：在这个利润问题的系统中，又存在哪些不能人为解决的约束条件呢？若把利润最大值用Smax表示，变量每周生产桌子数用X1表示,每周生产椅子数用X2表示，请你根据已知条件，列出求解最优化问题的有关数学式子。Smax=50X1+60X2①约束条件：其中①式体现了目标与产量、利润总和之间的关系,也就是目标函数。②③④式则体现了约束条件。提问：假定生产8张桌子，计算一下椅子最多可以生产几张？利润是多少？（课件展示该问题用计算机编程求得的答案。）（3）数学模型：以上计算表明，经过数学方法求出的就是最优值。这种用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫数学模型。数学模型是研究和掌握系统运动规律的有力工具，它是分析、设计、预报或预测、控制实际系统的基础，是我们在解决问题时，常用的一种方法。（4）最优化方法：以上我们通过两个案例的研究和分析，明确了用最优化方法求解问题的步骤。最优化方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效益（如产值、利润等）达到最大，并使投入的人力、物力达到最小的方法。最优化方法可以实现很多系统的优化，有些系统的优化可以用数学模型求解，但并不是所有的都可以用数学模型来求解，有的系统优化可以通过科学的估算、试验等方法来实现。(1)运用数学模型求解。能够通过优化建立数学模型的，得到的解就是最优解。(2)通过科学的估算、试验实现。不能够确切描述目标函数的，通过推算或推断得到满意解。3小组探究活动—课程表的优化提出小组活动任务:××学校高一年级×班课程表存在许多问题，请你运用系统优化的思想，提出该课程表存在的问题，并对该课程表进行优化(假定老师们只带这一个班的课)，完成小组探究活动表(基本要求及小组探究活动表见ppt课件)。4、小结：1）、系统优化的含义。2）、数学模型的概念。3）、最优化方法。5教学反思本节内容属于第三章《系统与设计》的教学内容，而高二学生目前才学到第二章《流程与设计》，因而对于什么是系统，系统分析的概念、步骤及原则几乎一无所知。因此，在教学时我采用了学生日常生活中比较熟悉的典型事例：就餐时排队时间长来引入新课，收到了较好的效果。在设计小组探究活动时，采用了一个需要进行优化的班级的课程表为例，引导大家进行讨论、分析、设计，基本上达到了教学目标。但感觉学生的活动还不够充分，特别是小组活动时排课这一环节，有些组由于时间紧不能够向大家展示自己的优化方案。小组探究活动—课程表的优化组长:____________组员:_________________________________1、语数英每周各五节课，理化每周各三节，政史地每周各两节课，信息、体育各两节课，音乐、美术每周一节课。2、每周安排两节自习课。未优化的课程表时间节次星期一星期二星期三星期四星期五上午1语文数学语文自习地理2数学英语英语英语语文3历史体育物理数学数学4地理政治化学信息政治下午5体育语文数学历史化学6英语信息化学物理英语7自习物理语文自习自习该课程表存在的问题优化后的课程表时间节次星期一星期二星期三星期四星期五上午1234下午567第三节系统的设计（2课时）一、教材分析[教材给出的学习目标]1、通过简单系统的设计安全的分析，初步学会简单系统设计的基本方法。2、确定一个生活或生活中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计。[教材分析]本节教材由1.系统的设计，2.简单系统的设计的实现等2小节组成。系统设计是研究和认识系统的目的，本节教学内容应团结系统设计展开。根据系统的目的和要求，各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化、就是系统设计。通过分析系统设计应考虑的主要问题，根据系统设计的一般步骤，应能进行简单的系统项目的设计。可结合具体实例让学生分析系统设计应考虑哪些主要的问题，并组织讨论活动。二、教学目标1、知识与技能：初步学会简单系统设计的基本方法；掌握系统设计应遵循的基本原则；领悟系统设计的基本方法。根据设计要求完成系统的方案设计。2、过程与方法：通过简单系统的设计安全的分析，初步学会简单系统设计的基本方法。确定一个生活或生活中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计。3、情