苏教版《技术与设计 2》第三章《系统及其设计》《3.1 系统及其特性》

第三章ꢀ系统及其设计ꢀ3.1ꢀ系统及其特性授课教师：合肥市第一中学ꢀ汤磊走进情境ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ

疫情期间，为了尽量避免接触，家长不能进入校园，看着返校日校门口同学们手上的大包、小包。你是否想到尝试去设计一款能帮助他们完成从校门口到宿舍楼进行物资运送的智能车，以减轻他们的负担？任务一ꢀꢀ研究自动小车系统ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ孙宇同学萌发了设计物资运送智能车设想后，他查阅了一些常见的自动小车资料，分析小车特点，为了更好研究，购买了一款小车，希望从中找到解决问题的办法。问题1:ꢀ自动小车有哪些部分组成？这些部件的功能分别是什么？如何实现自动行走的功能的？问题2:ꢀ自动小车构成了一个系统，你是怎么理解系统的？ꢀꢀꢀ系统是由相互联系、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。问题3:ꢀ构成一个系统需要具备什么样的条件？1.至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；2.要素（部分）之间相互联系、相互作用、按照一定方式形成一个整体；3.这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ孙宇同学发现，某些智能小车功能和自己要设计的自动物资运送小车要实现的功能相似，于是就向校科技辅导员借了一辆智能小车进行研究。问题3:ꢀ该智能小车系统还可不可以继续细分了？问题4:ꢀ可以分成哪些子系统？相互关系如何？在不同路面均能正常行驶行驶子系统校园物资运送智能车传感子系统控制子系统控制行驶获取、感知周围信息相互作用、相互制约校园物资运送智能车的主要子系统相互关系任务二ꢀꢀ辨析系统的基本特性探究车轮对于行驶功能的影响整体性车轮的数量和款式对小车行驶性能有重要影响。轮子数量和结构造型发生变化会引起行驶功能发生变化。要素对系统的整体功能的实现有一定影响。7一、整体性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。小车的组成部分能否实现系统的整体功能？

任何一个要素不能离开整体去研究和分析，要素间的联系和作用也不能脱离整体的协调去考虑。

不能离开整体去分析系统中的任何一个组合部分。

系统的任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素或整体的功能发挥。8思考如果系统的某一要素或部分对系统的整体功能的实现没有任何作用，是否可以将该要素或部分去掉？9案例分析探究车轮款式与能耗的关系相关性车轮款式和重量对小车能耗有重要影响。麦轮小车爬坡能力强，可平移，能耗消耗快。四轮小车爬坡能力较差，转向灵活且节能。10

10二、相关性相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。能否举例说说小车运行过程中，如何体现系统的相关性？小车行走时，超声波传感器检测障碍物距离信息，将障碍物信息传给单片机，单片机将控制驱动车轮的电机转动，实现转弯、前进等动作。11

1111思考小车行驶中，希望满足以下要求：1.上坡动力足够，不打滑2.能穿越不同路面交界处缝隙3.能耗水平低，单次充电行驶路程长4.在不太平整的地砖路面上能平稳行驶，在较光滑的瓷砖地面上急转弯时不打滑要实现不同路段的行驶要求，使得小车具有良好的环境适应性，你认为应该选用哪一款小车？理由？A.三轮二驱

B.四轮二驱

C.四轮四驱

D.履带12三、环境适应性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功能和系统内各部分相互关系的变化。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。13思考系统的边界，既是区分系统与其环境之间的一定界线，又是系统与其环境相互作用的重要中介环节。系统的边界突出体现着系统的复杂性，以及系统与环境间关系的复杂性。边界宏观上相对确定，微观上是相对不确定的。不断调控和环境变化，导致具有复杂的相互作用机制（模糊性、不确定性）14四、目的性任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。设计和分析一个系统时，必须事先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。当系统存在多个目标时，要从整体协调的角度出发寻求平衡，以获得整体上的最佳效果。15思考该小车系统的目的是什么?行驶稳定、续航时间长、经久耐用，性能稳定等小车运行时间长了，电池的蓄电量逐渐衰减，并伴有发热现象，体现了系统的什么特性？16五、动态性任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。系统在时间上是有序的，在状态上也随着时间的变化而变化，系统在运行中既要从其环境中输入信息和物质，又要不断向其环境输出新的信息和物质。运用系统的动态观点，有助于使我们不仅看到系统的现状，而且看到系统的变化和发展，从而预测系统的将来，掌握系统的发展规律。17思考有没有不具有动态性的系统？为什么？动态性和环境适应性有何区别？18课堂小结系统的含义系统的基本组成系统的基本特性整体性ꢀ动态性相关性目的性