1、系统的设计精品学案

《2-3.1 系统的结构》教学设计 一、教学内容分析 本单元以系统为研究对象，既是前两个单元内容的延伸和一定程度上的综合，又是最后一单元的基础。本单元集中了很多核心概念和重要的思想和方法，学好本单元可以使学生运用系统的思想与方法，学好本单元可以使学生运用系统的思想与方法处理和研究问题，使学生掌握分析、设计系统的基本方法和步骤。本单元是本册教材的重要内容之一。这单元的内容分别是“一、系统的结构”、“二、系统的分析”、“系统的设计”。第一节“系统的结构”包括什么是系统、系统的类型和系统的基本特性三个部分；第二节“系统的分析”包括系统分析及其一般步骤和系统的优化两部分；第三节“系统的设计”主要是从系统设计应考虑的问题和一般步骤出发，对简单系统进行设计的内容。 本节课的内容主要是理解什么是系统，系统的类型以及系统的基本特性。这些概念抽象，学生理解起来有些困难，因此应从系统的应用角度来理解系统的含义。通过看得见，摸得着的简单案例来进行分析，理解系统的概念与基本特性。本节课时安排：2课时连上 二、教学对象分析 学生在学习了系统后，很想继续了解系统的特性。课本的理论知识学生可通过阅读、讨论等方法理解，而对于学生来说较难的是运用理论进行具体的案例分析。因此，如何用系统的基本特性解决有关问题是本节的难点。在教学过程中应多列举学生身边的事例，并加以说明。有条件时可让学生通过讨论（或辩论）的方法解决有关问题。让学生充分参与到教学中来，做学习的主人。 三、教学目标 知识目标：从应用的角度理解系统的含义； 技能目标：通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性。

情感目标：初步认识系统，感受系统科学的魅力。 四、教学重点和难点 重点：掌握构成系统必备的三个条件，理解系统基本特性。

难点：运用系统的基本特性，分析身边的系统案例。 五、教学策略 本节课的教学内容看起来特别的枯燥、抽象，理解起来也显得比较困难，教师应从系统

的应用角度来分析系统的概念和基本特性。选取学生身边典型和容易理解的案例来进行分析，把握系统的特性，这样学生很容易总结出系统的一些特性。 教法：本章的教学结合具体的教学内容采用“生活体验——问题提出――教学内容——案例分析――练习巩固――总结提升”的模式展开。 学法：鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。 六、教学准备 多媒体、一些图片 七、教学过程

教学过程

实施内容 学生活动

引入 情景导入：手机是一个系统吗？教室是一个系统吗？ 怎样才算是一个系统？ ——系统有什么特性？

新课教学 一、系统是普遍存在的 系统无处不在，万物皆是。

宇宙间的一切事物都处于一定的系统中，任何一种现实事物都是一个系统。一个班就是一个系统、一个人也是一个系统。 多媒体展示：自然界——生物链与食物链，社会生活——

汽车，微观——基本粒子，宏观—太阳系，人体也是系统， 有呼吸系统、循环系统、消化系统、分泌系统、神经系统等，自行车也是系统。 讨论分析自行车各部件的作用。

马上行动：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 刹车不灵 2.车把固定螺钉松了 方向把不准 3.链条断了 无法行进 4.车轮的辐条断了 受力不均容易引起车圈变形 二、系统的含义 自行车是由若干部件组成，这些部件相互联系，相互作用，形成了自行车代步功能。任何一主要部件出现问题，都有可能导致自行车无法正常工作。 那这样我们对系统的含义可以总结为： 1. 系统的含义:系统（system）是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素（element）或部分组成的具有特定功能的有机整体。 要素:构成系统的最主要的元素 部分:相对整体而言，要素和部分可以通用。

如企业就是一个系统，要素:人、财、物、事等

部分:管理部门、生产部门、营销部门、供应部门等 2.构成系统必备的三个条件： A.两个或两个以上的要素 B.要素之间相互联系、相互作用,按照一定方式形成一个整体； C. 整体的功能是局部所没有的。 3.系统根据一定的标准可划分为若干个子系统（subsystem）

地球生态系统可分为：海洋生态系统、陆地生态系统。 交通系统可分为：航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统等。

管理系统可分为：生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等。

教育系统可分为研究生院、大学、中学、小学、幼儿园等子系统。

马上行动（p65）指出系统分别由哪些要素组成。

马上行动（p66）分析自行车可分为哪几个子系统。 三、系统的类型 系统普遍存在，同时系统的类型多种多样。根据需要可以对系统进行不同的分类。系统可分为：自然系统和人造系统。 自然系统：是自然形成的系统。如生态系统 动物消化系统 人造系统：是由人工制造加工而成的系统。如机械传动系统

城市污水处理系统 系统可分为：实体系统和抽象系统。

实体系统：是实物形态的。如生物系统

抽象系统：是非实物形态的。如哲学系统

还可按系统的范围、规模、状态等划分 强调：我们要研究的系统主要是人造系统中的实体系统。 聆听 观看

讨论 聆听 回答 聆听

四、系统的特性 1.整体性 系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的（桥梁与建材）；系统内部协调配合状况直接影响系统整体功能的发挥（三个和尚）。 系统的整体功能大于组成系统的各部分功能之和。(1+1>2 人的一双眼睛)。 系统任何一个要素发生变化或出现故障时，都会影响其他要素或整体的功能的发挥（

自行车条辐的调整，动一条整个车轮都发生改变）。系统是一个整体，他不是各个要素（部分）简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。 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。 案例：法国著名雕塑家罗丹在为文学家巴尔扎克做雕塑时大受人们的称赞，特别是对巴尔扎克的一双手更是赞不绝口，罗丹听到人们的议论后，毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。这个故事给我们怎样的启示？学生阅读后讨论：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。 木桶原理：盛水量取决于最短的那块木板长度

【系统思路】系统内部的协调和配合状况，直接影响系统整体功能的实现。

马上行动： 现象 原因

一个和尚挑水喝，两个和尚抬水

喝，三个和尚没水喝。 部分之间要协调 三个小皮匠顶个诸葛亮 1+1>2 一着不慎，全盘皆输 部分影响整体

丢卒保车 整体效应 2.相关性 相关性是指组成系统的各要素之间或整体与部分之间相互作用、相互联系。 如：建筑物的梁柱关系、钢材中的碳含量的高低与强度、硬度、韧性的关系。 骑自行车的时候，如果一个部件出了故障，会影响其他部件的工作

【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。注意整体性和相关性的侧重点

整体性：侧重要素发生变化（故障）影响整体（其他要素）的功能的发挥。相关性：体现了系统内部各要素之间或整体与部分之间的相互作用、相互联系。 3.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。设计和分析一个系统时，必须先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。系统的多个目标有时不完全一致，

甚至矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折衷的办法，从而更好地实现其目的。

回答 聆听

如自行车具有代步功能，钟表具有计时功能。 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。 乐高积木用相同的组件，可以组成不同的系统，以实现不同的功能。马上行动：

填写： 1.人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零部件组装成钟表，其目的是：

实现能准时的体现时间的功能。 2.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：实现企业利润的最大化，成本和能源使用的最小化。 4.动态性

任何系统都是一个动态的系统，处于运动变化和发展之中。 【师】我问同学们一个问题：自行车买来后，是否可以一直骑下去而不用维修？这说明系统具有怎样的特性？ 体现系统动态性例如：1、人们的生活每天都是新的。 2、雷达24小时转动，随时机动灵活地监测。 3、我们都有生病、看病，生病和看病的过程。4、我们的学习过程。5、电脑中CPU风扇有时转的快有时转的慢（小风扇给CPU散热用的，当计算机处于开机状态，主机的温度会升高，小风扇的转速时快时慢是因为在CPU下方有一个温度传感器装置，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）。等等。 5.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。 例:在夏天要对机器的局部设施进行风冷、水冷等措施，以保持其良好的工作状态。冰箱放置与墙保持距离，目的是有一个适当的散热空间，从而保持正常工作。一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常行走，因此在轮胎上加链条是起防滑作用。 【系统思路】要不断完善系统，使系统能适应新的环境。 马上行动（p73）1、2、3 1.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）

2. 家用电冰箱不能紧贴墙壁放置。 回答 聆听 回答

冰箱放置与墙保持距离，目的是有一个适当的散热空间，从而保持正常工作。即：系统只有在一定的环境条件下才能保持（或恢复）其原有的特性。 3.工程技术中，这类通过系统调节以适应外界环境变化的事例很多，请列举几例，填入下表： 事例 外界环境的变化 系统通过调节，适应环境的变化

汽车的雨刷

雨天，挡风玻璃模糊 利用雨刷及时的擦拭挡风玻璃 导弹跟踪系统

当被跟踪无方向改变时

跟踪系统及时的改变方向，继续跟踪 小结 一、系统是普遍存在的

二、系统的含义

三、系统的类型 四、系统的特性：

整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性 学生回忆上课所学内

容

练习 1. 下面关于系统的叙述，错误的是（ ） A．系统是一个整体，即具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体 B．系统的目的性是指每个系统都具有特殊的功能 C．系统必须适应外部环境的变化 D．在一个系统中，有时各子系统之间往往是互不相干的，甚至是相互对立的。 2.水是由氢和氧两种元素构成，但当你口喝需要喝水时，分别吸入氢气和氧气并不能为你解渴，这说明（ ） A、至少要有两个或两个以上的要素才能构成系统 B、各要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定的方式形成整体 C、系统整体所具有的功能是各个要素（部分）的功能中没有的 D、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统 3.在大自然中鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺,使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气．扰乱猛兽神志，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性中的( ) A.整体性 B.相关性 C.动态性 D.环境适应性 4.下面事例所体现的系统特性依次是（ ）

①人们往往希望汽车跑得又快又省油，但车速过快会格外耗油，有个折衷的最适当的速度叫经济速度，最省油 ②舍不得孩子套不住狼 ③人类的进化 ④病人从住院到出院这段时间内，医生常常会开不同的药方 ⑤俗话说：“一动百动”。 A．目的性、整体性、相关性、环境适应性、动态性 B．目的性、整体性、环境适应性、动态性、相关性 C．整体性、目的性、环境适应性、相关性、动态性 D．目的性、整体性、相关性、动态性、环境适应性 学生练习

板

书

设

计 系统的结构

一、系统是普遍存在的 二、系统的含义 三、系统的类型

四、系统的基本特性 1、系统具有整体性 2、系统具有相关性 3、系统具有目的性 4、系统具有动态性 5、系统具有环境适应性 板书

八、教学反思 在教学过程中，以基本特性作为教学主线，并进一步展开。以案例为载体完成教学任务，达到教学目的。