二 系统的分析课程导入

“系统的分析

”教案

2015/12/06

第

周

开课学校

福清德旺中学

开课高二各班

班级

开课科目

通用技术

教学课题

流程的设计

所用教材

教材名称：

技术与设计2

第

1

册，第

3 章

2 节，第

1、2

课时

自用

参考书

课时安排

《高中通用技术教学参考书

技术与设计2》

1课时

教学用具

多媒体课件

教学目标

1、知识与技能：

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。

2、过程与方法：

了解系统分析方法在日常生活和工农业生产中的广泛应用。

3、情感态度价值观：

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。

教学方法

1.讲授法：教师对理论知识进行讲解

（策略意图）

2.案例分析、任务驱动：让学生想出“斗地主”的卡牌游戏策略，实现农民赢得地主，引入策略分析方法。

教学内

容

教师活动

学生活动

设计意图

学生思考，找出安全过河的方法。

学生按照图示的方式，进行策略选定，让农民赢得地主。

用简单的“斗地主”

游戏过程和“农夫过河”决策过程，让学生体验策略的选定过程，让学生体会不同决策对结果的影响，进而引入系统的分析，吸引学生学习本节课内容的兴趣。

讲解上节课遗留问题，什么是黑色系统和白色系统？

所谓黑色系统，是指研究者只知道该系统输入--输出关系，

但不知道实现输入--输出关系的结构与过程。若用箱子类比系统，1.情境则该系统可称为"黑箱"，根据黑色系统理论，对不能打开的黑箱，创设

可以而且只能从行为的功能上加以类比和模拟，即通过给黑箱一10min 定的输入值，然后分析它的输出信息，从而推导出它的内部结构

及运动状态以达到对它本身认识的目的。

白色系统理论是指研究者不仅知道该系统的输入--输出关

系，而且知道实现输入--输出关系的结构与过程。

一、情境创设，任务驱动

情景一：

有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农

夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只够农夫带一

样东西过河。请你帮农夫解决难题？说说你们对该系统分析的过

程？

（问题的突破口在——狼与白菜能够共存！农夫、狼、羊、

白菜和船组成了这个系统。系统中各要素是一个整体，都依赖农

夫过河；最大的问题是“船小，只够农夫带一样东西过河”和“没

有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜”的冲突。联系已知条件，

做了一系列的分析实验，但是比较其他方案不能实现所有要素都

安全过河。最后得出以上方案。）

2、什么事系统分

析5min

展示如上图的“斗地主”场景，地主

先出牌，如何让农民赢地主？

（提示：把三只2拆开出，就能赢得地主）

不同的决策造成完全不同的结果，对最后的输赢起着至关重要的作用，所以决策的过程显得尤其重要。决策的过程称为系统分析。

二、新课内容

1.什么是系统分析

3、系统分析的一般步骤（5min）

系统分析：为了发挥系统的功能，运用科学的方法对系统加以周祥的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟定一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。

2.系统分析的一般步骤：

案例一：该选哪条路上班？

假设从家到单位有两条路线可以选择，该走哪条路？

如何进行选择：

（1）调差统计：

走第一种路线时，60%的情况下30分钟左右可以抵达单位，40%的情况下60分钟可以抵达单位；

走第二种路线时，50%的情况下30分钟左右可以抵达单位，30%的情况下20分钟可以抵达单位，20%的情况下由于堵车80分钟才可以到达单位。

（2）计算决策分析：

学生思考如何进行路线选择。

用多个案例分析，引导学生进行思考总结。

所以，系统分析的一般步骤为：

4、案例分析

5、系统分析的主要原则

案例二：田忌赛马

、

1. 田上马——王上马 田中马——王中马 田下马——王

下马 0 ：3 2. 田上马——王下马 田中马——王上马 田下马——王中马 1 ：2 3. 田上马-——王中马 田中马——王下马 田下马——王上马 2 ：1 4.……

结论：策略是很重要，策略运用不当，以致失败。采用的策略适当，就有可能在似乎一定会失败的情况下取得胜利的结果。

3.系统分析的主要原则：

（1）整体性原则

传说宋真宗在位时，皇宫曾起火。一夜之间，大片的宫室楼台殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿，宋真宗派当时的晋国公丁谓主持修缮工程。当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题：第一，需要把大量的废墟垃圾清理掉；第二，要运来大批木材和石料；第三，要运来大量新土。不论是运走垃圾还是运来建筑材料和新土，都涉及到大量的运输问题。如果安排不当，施工现场会杂乱无章，正常的交通和生活秩序都会受到严重影响。

丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案：首先，从施工现场向外挖了若干条大深沟，把挖出来的土作为施工需要的新

土备用，于是就解决了新土问题。第二步，从城外把汴水引入所挖的大沟中，于是就可以利用木排及船只运送木材石料，解决了木材石料的运输问题。最后，等到材料运输任务完成之后，再把沟中的水排掉，把工地上的垃圾填入沟内，使沟重新变为平地。

简单归纳起来，就是这样一个过程：挖沟（取土）→引水入沟（水道运输）→填沟（处理垃圾）。

按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经费，而且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩序不受施工太大的影响，因而确实是很科学的施工方案。

丁谓在建设施工的过程中，运用了整体的解决方案，使三项工程任务协调起来在总体上得到了最佳效果。

要着眼于系统整体，树立全局观念，立足整体，统筹全局，实现整体的最优目标。

（2）科学性原则

“三三进九不如二五一十”

用数据说话。

P79“优选法”—0.618法。

（3）综合性原则

过去，有些地区的群众都有“靠山吃山”的思想观念，且群众收入的60%是靠砍伐树木。 毁林虽然能致富，但造成水土流失，危害很大，通过这个案例我们发现既要提高群众的经济水平，又要保护生态环境如果片面强调一方面就会产生偏差，只有进行综合分析，才能实现双丰收。

系统化的方法要求我们用综合的思维方式来认识事物。既要······又要······

注意：

系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干目标时，就需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。

小结：

系统分析的目的是：寻求解决问题的最佳决策。

运用系统分析的方法处理具体问题时，应该遵循哪些原则呢？

整体性原则：在着眼于系统整体，在看某一阶段。

科学性原则：运用科学方法和数学工具进行定量分析。

“定性分析”是指用“语言”来描述一件事物的特性。 “定量分析”是指用“数字”来描述一件事物的特性。

综合性原则：为实现系统目标服务。当存在

若干目标时，应排出优先次序，在尽可能不

损害第一个目标的前提下完成下一个目标。

4.系统优化：

在江边一侧有A、B两个厂，它们到江边的距离分别是2km和

3km，设两厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？

分析：

根据要求可画出上图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。

数学模型为： Smin=AC+BC 最佳方案：

码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。

（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）。不同的目标，对应着不同的优化结果。

案例分析：农作物种植系统的优化——农业间作套种。

目的：实现增产、增收、提高土地的利用率。

条件：农作物的生长特性、天气、气候。

手段：利用农作物生长的季节差、时间差。

约束条件：农作物的生长特征、天气、气候等因素对农作物套种起着限制作用，是不能人为调节的。

套种的技术水平田间管理病虫害防治对产量有直接影响，并可以人为调节。可优化。 目标函数是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。

约束条件是对系统的功能起着限制作用、并且是不能人为调节的因素。

影响系统优化的因素对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。

进行系统优化应考虑的三个要素：目标与目标函数：

约束条件：

影响因素：

2）数学建模

用数学公式或图表等描述客观事物的特征模型，称为数学模型。

案例分析：利润问题P81

板书设计

课后总结与反思