二 系统的分析多媒体教学设计及其点评

系统的分析教学设计

【教材分析】

在《技术与设计2》中，系统与设计可以说是一个承上启下的中枢环节，它既是在“结构”与“流程”的基础上加以展开，又为“控制与技术”的讲述做好了铺垫,是全书的重点之一。而“系统分析及其方法”更是将书本知识与实际应用相连接的一个重要途径，使学生能够运用系统的思想和方法处理和研究问题。

【学情分析】

通过上节课的学习，学生对系统的内涵已经有了初步的了解，再加上以前所学内容和生活经验，涉入本节课的难度不是很大，其实学生在生活中其实已经初步掌握了系统分析的方法，并能够加以运用。只不过他们缺少一定的理论依据，并不了解自己之所以有这样或那样的决定是因为什么，因此需要我们通过讲解把系统分析从他们的生活中提炼出来。使他们能够区别经验决策与科学决策的区别和优缺点，能够掌握系统分析的方法，用系统的观点分析事物。

【教学目标】

1. 知识与技能目标

初步掌握系统分析的基本方法，知道系统分析的主要原则。

2. 过程与方法目标

能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作中遇到的问题进行科学合理的分析。

3. 情感态度和价值观目标

树立系统分析问题的观念，培养系统分析的观点，理解系统优化的意义，结合实例分析影响系统优化的因素。

【教学重点、难点】

重点：初步掌握系统分析的基本方法及步骤。

难点：能进行简单的系统分析，并做出决策。

一、导入

师：上周末，我们进行了模拟选课，我想问一下为什么呢？7门课里，我们

班技术选的最少。所以我很好奇，你们如何选课的以及为什么选技术或者为什么不选技术。

师：可以看到不选技术主要有以下几个原因。信息或通用太难，成绩太差。对这门课兴趣。这门课好像没什么用。我们可以看到，同学们都是根据自己对技术这门课的认知或者周围师长的经验而做的决策，我们称之为经验决策法。在实际中大家我们会用到经验决策，比如挑西瓜“敲击拍声音”，还有耳熟能详的“草船借箭”，诸葛亮之所以能够做出“三天后来取箭的决策”就是他凭借自己的经验预测到了三天有大雾。经验决策有什么优点。

师：我们可以看到经验决策具有快捷、高效等优点，但是受到的个人能力的局限，容易导致失误。例如有人认为通用成绩不好而不选这门课但你们有没有分析过通用的投入与产出比。毕竟我们现在一个礼拜通用只有1.5节。比如你们买西瓜都喜欢敲一下，但你们真的会选吗？针对经验决策的局限，我们常采用“科学决策”最大限度地减少失误。今天我们就介绍一种科学决策方法——系统分析法。

二、什么是系统分析的方法

师：什么是系统分析法？

师：举个例子。这是海高周围的交通线路图。请大家思考设计时需要考虑哪些因素？

师：可以看到交通布线图的设计需要考虑多个因素，如果仅凭经验决策，容易故此失彼，出现失误。因此我们在决策时应将整个公共交通看做一个系统，要综合考察全市的道路状况，人口密度的分布以及不同区域居民对公共交通的要求，运用科学的方法进行综合分析和研究，就能找出城市公交线路规划设计的最佳方案。

我们将这种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的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案，这个过程就是系统分析。

三、系统分析的一般步骤

师：系统分析的一般步骤可以描述为（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。

师：大家看到p78案例分析。田忌赛马的故事大家应该耳熟能祥。请大家阅读材料。写出该系统分析的一般步骤。

师：为什么孙膑所出的主意，使田忌赢得了齐王？

师：我们可以看到，田忌每一等马都比不上齐王的马，所以导致他屡战屡败。“屡战屡败”可以看出田忌的想法是通过增强其对应马的实力去如何赢得每一场比赛。而孙膑将三场比赛看做一个整体，要赢并不需要3:0,2:1就够了，巧妙地运用了改变马出场顺序。

孙膑用的决策方法就是系统分析法。而系统分析法按照上面的步骤，还要遵循下面三个原则。

四、系统分析的原则

师：整体性原则、综合性原则、科学性原则。

看到整体性，同学们有没有觉得似曾相识。对！我们上节课讲过是系统最基本的特性。而今天要讲的整体性原则是系统分析的原则。

它是指：系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看过程，再看某个阶段；先看长远，再看当前。什么意思呢？就是指我们在分析问题应有先后，要有全局观，做的决策应服务于整体。

刚刚我们讲到的田忌赛马就是遵循了系统分析的整体性原则。先分析整体——如何能赢3:0或2：1。然后在分析部分——如何赢得两场比赛。

大家来分析下书本P79案例分析——丁谓修复皇宫。

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。

刚讲到整体性分析问题应有先后。请同学们写出丁谓修复皇宫的先后流程：

师：丁谓修复皇宫一共解决了几个问题？（3个，烧砖、运输建材、处理废墟）这三个部分分开处理可不可以？（可以）

师：可以。其实从现在来看这个设计其实劳民伤财，是不是多了一个部分——挖河

哪有施工前先挖河的。难道涓湖是建海高的时候挖的。但是从当时来看确是一个最佳决策。区别在哪？对！交通运输能力。古代没有现代的公路和汽车。再来看他的流程，丁谓他首先想到的不是多了一个部分多了工作量，而是先着眼于长远，想到将挖河与这三个部分协调起来，在总体上得到了最佳解决，节省了大量劳力、费用和时间。

现在请同学运用整体性原则来分析下面这个问题：

赵明同学家所在街道的人行道在一年内进行了三次施工，分别是电信部门铺设通讯线路、煤气公司预埋煤气管道、市政部门维修下水管道，结果重复施工，造成了人力和财力资源的浪费，同时也给市民带来了不便。

请分析这一事件的问题所在，你认为怎样处理更为合理？

整体性原则侧重分析问题要着眼于系统整体，分析问题要有先后。而下面要讲的这个原则——综合性原则，容易于整体性原则混淆。

它是指系统分析系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一个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，因小失大。

例如工业生产既要求产量大、又要求质量好、成本低，如果片面强调一方面就会产生偏差。

大家可以来分析下第80页的案例——孝襄高速公路。

综合以上内容你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑哪些目标？

目标1：保护珍稀名贵的银杏林。

目标2：控制工程投资额度、坚持原设计不变。

孝襄公路的设计应该对自然环境、资金、长远影响等因素进行综合分析，如果破坏银杏林的话，势必对生态造成影响，这是增加再多资金也无法挽回。

最终决定增加资金绕路，孝襄高速公路抱着洛阳银杏园绕了个圈。

刚才我们调查为什么你们不选技术，大家分析的时候有没有遵循综合性原则？（没有）我们在分析时要考虑那几个目标。

但是很多人很纠结，这门课成绩更好，另一门课专业更好选。应该选哪门呢？对于这个问题你们班主任给你们介绍了什么方法？——平衡单选课法。

我们可以通过计算来比较选哪门课更好。

其实这种方法遵循了我们今天要讲的第三个原则科学性原则。

系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结构更具说服力。

我们这边的水稻一般是一年一季熟。有些地方一年三季熟，但是亩产量较低，有些地方一年是两季熟，但是亩产量较高。能否进行定性分析？不能。有人通过测量，三季熟的平均亩产量约为300公斤，两季熟的平均亩产量为500公斤，得出三三进九不如二五一十。

其实数学可以解决很多问题。

大家看黑板，

这里有一道微软的面试题。一楼到十楼的每层电梯门口都放着一颗钻石，钻石大小不一。你乘坐电梯从一楼到十楼，每层楼电梯门都会打开一次，只能拿一次钻石，问怎样才能拿到最大的一颗？

此题当然无保证拿到最大一颗的方案，不过在最优策略的情况下，可以提高概率，求此题答案。

有人用数学中的一个模型——炮灰模型解决了这个问题，具体的推导过程有M兴趣可以去网上搜。N-1,N表示可选择的数量。在刚刚那个题目里N是10，e算出M最小的整数3。那这个模型里的M有什么用的？

他表示三颗钻石都不拿，并记录下最大的钻石，从第四颗钻石开始只要遇到比前三颗钻石都大的钻石就拿。这个模型一开始是用来算第几个向女神告白成功率最高。所以大家都知道为什么炮灰模型了吧。炮灰起源于古代战争里冲在最前面的士兵最容易被大炮轰成灰烬，而后面的人踩着炮灰获得胜利。所以以后你们

做选择或者被别人选择时，比如面试时，尽量排在哪里成功率最高知道了吧。

现在大家知道为什么“学好数理化，走遍天下都不怕”数学排在第一位的吧。

五、

小结

这些都是题外话，今天讲了科学决策中的系统分析法。主要掌握它的三个原则。整体性原则、综合性原则、相关性原则。

六、板书

系统的分析

一、科学决策——系统分析法

二、系统分析的一般步骤

三、系统分析的基本原则；（整体性原则、综合性原则、科学性原则）

七、练习

八、课后作业