1、系统的设计教学设计

系统的设计

教

材：江苏凤凰教育出版社 技术与设计2 章

节：第三单元

系统与设计 第三节

系统的设计

作 者：诏安一中

沈溢男老师

一、教学目标

素养类别

学习目标

技术意识

确定一个生活或生产中的简单对象，学会用系统的思想分析现实问题，并确定系统设计要求。

工程思维

通过案例进行系统设计，在设计中将系统的基本特性考虑进去，考虑系统各要素之间的作用和联系，进行系统分析和优化。

创新设计

能根据设计要求和系统分析结果进行简单的系统设计。

图样表达

在小组讨论与合作中，能借助图样表达自己的思路；也能借助图样将小组设计思路与其他小组的同学分享、交流、讨论。

物化能力

学会把系统思想和方法运用到自己的生活、工作和学习中去进行设计，从而改造自己的生活。

培养学生动手动脑实践能力。

二、教学重点

系统设计中要考虑的主要问题分析，系统设计的一般过程及其思想方法。

三、教学难点

简单系统的设计的实现

四、教学方法

讲授法、任务驱动、小组合作

五、设计思想

1. 教材分析

系统设计是研究和认识系统的目的，本节教学内容应围绕系统设计展开。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，并组织设计和讨论活动。

本节由“1.系统的设计”、“2.简单系统的设计的实现”两部分组成。

本部分教材编写突出两个特点：首先，突出技术的思想方法。其次，强调运用理论和方法解决实际问题。这里更多的是注重学生从理论到实践的第二次认识飞跃，在编写安排上是从理论入手，最后回到设计的实践。

2. 学情分析

通过上两节课的学习，学生初步了解系统的基本特性、系统的分析和优化，通过简单系统的设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法。

3. 教学策略设计

在教学实践中让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案，让学生在技术实践中学会系统设计的方法，教师引导学生进行总结和提升。通过案例简单系统进行设计，把系统的思想贯穿于整个设计当中，初步学会简单的系统设计的基本方法，学习如何进行系统设计。

六、教学准备

职工宿舍图纸、等比例的激光切割家具模块、三角板

七、教学过程

一）引入：

我们的起居生活存在很多特定功能的系统：入门换鞋卸包的玄关、整理个人卫生和仪表的卫生间、休息和阅读学习的个人卧室、烹饪的厨房。每个人在日常生活中都会遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是：上述各系统的设计、学校社团组织的设计等等。

二）新课教学

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不管系统的规模如何，要组成一个能协调工作的实际系统，都要对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善。以上过程就是系统设计。

（一）系统的设计

1．系统的设计的涵义：

系统设计：在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。 因此设计系统前需要明确目标，目标可以是源于生活、生产中遇到的需求，也可以是设计者自主的构思。系统分析是一种运用科学方法和数学工具做出决策的方法。系统分析需要遵循哪些原则呢？ 学生思考并回答：整体性原则、科学性原则、综合性原则

以设计的过程和原则，以及系统的特性为基础，系统设计考虑这些问题

2．系统设计应考虑的主要问题：

（1）系统设计的目的与要求。

理解：从系统的整体出发，以系统整体功能的最优为目的。不同类型的系统有着不同的技术要求。例如，家庭电路中每个大功率用电器需要配独立的空气开关。

（2）系统各部分之间的相互联系与相互作用。

理解：运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。依据系统的基本特性，既要考虑当前，也要考虑长远。

（3）系统设计方案的优化。

理解：从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。

（二）简单系统的设计的实现：

创设情景：王芳在单位分到一间职工宿舍，长5.5米，宽3.7米，另有一个1米宽门。与门相对的3.7米宽的墙上居中有一个2米宽的窗户。为了尽快入住，早日全身心投入工作，她另外添置了家具：单人床（2000mm×1200mm×500mm）、床头柜（500mm×500mm×175mm）、书桌（1200mm×600mm×900mm）、书柜（1000mm×400mm×1500mm）、衣柜（1000mm×600mm×1500mm）。家具店的搬运工人把家具送进宿舍后，王芳犯愁了：这5个家具怎么安放好呢？开始的两三天，王芳一闲下来就琢磨这个问题。

提出问题：如果她是同学们的好朋友，你要不要帮她分忧呢？

学生回答：帮她设计家具摆放的方案。

教师引导：在动手摆放之前，我们要有一个方案，这个方案要考虑哪些问题呢？

学生回答：王芳的生活习惯，家具尺寸，主要是家具的长和宽。

教师介绍：老师按相同的比例准备了王芳宿舍的图纸和代表五件家具的模块。现在请同学们在你们各自的小组里选一位王芳同学，大家和王芳同学一起来设计她的宿舍。

学生设计活动时间：预计用时约7分钟。

学生成果交流：预计用时约7分钟

教师点评：同学们在设计过程中考虑了王芳同学的喜好和要求，同时也考虑了宿舍和家具的尺寸。最后为王芳同学设计了一个既可以休息、又可以更衣、还可以安静阅读学习的舒适住处。

教师总结：在设计家具布置方案的过程中，同学们有意无意中把宿舍分为休息和学***区域。同学们分别设计这两个区域的布置方案，然后把两个区域整合协调妥当。这是考虑了系统的整体性、相关性、目的性。也特别关注了系统的动态性和环境适应性。在系统设计的过程中，我们要考虑系统的基本特性。

提出新问题：最近气温略有升高，万物生长，本地同事告诉王芳“我们这里的春天很短暂，夏天会来得很突然”。王芳很怕热，所以最近几天打算赶在空调购买高峰前在职工宿舍安装一台挂壁式空调。她还想买一个小冰箱，夏天可以喝点冰镇饮料。财务科小陈夸王芳热爱生活而且明智，技术开发部的小叶告诉她职工宿舍的电路最初设计比较简易，而且也用了很多年了，要注意用电安全。同学们帮王芳想一想，她的职工宿舍有没有用电安全隐患呢？

学生回答：负载过大，空调要另外设置一个空气开关。

教师推进：师傅请进门不容易，索性把原来的线路修整一番。现在就请我们的同学帮王芳设2

计安排多少开关、插座、空气开关以及安装位置。请在原来宿舍的图纸上作图，以便与师傅交流讨论。

学生设计活动时间：预计用时约5分钟。

学生成果交流：预计用时约5分钟

教师点评：同学们在设计开关和插座的时候基本都考虑我们先前设计的家具摆放位置。即有效利用也注意安全。

教师总结：通过这一番努力后，王芳的职工宿舍可以说有了家的温馨舒适和安全感了。

回顾这个过程：我们先根据目的和要求设计了家居摆放：基本满足了日常休息起居，是一个能够协调运作的系统。接着在气温升高的背景下，我们又重新设计了宿舍电路，使空调和热水壶能同时工作。在任何一个设计阶段，我们都要考虑到各子系统之间的关联和冲突问题、统筹兼顾。可以概括为“总——分——总”。就是当我们要设计一个系统对象时，可以先将对象分解为一个子系统，分析和确定各个子系统的目标、功能以及它们之间的相互关系和结构组成，然后单独对每个子系统进行技术设计、评价及优化，然后对由完成的子系统作为构件的系统整体进行总体技术设计和评价。

八、教学反思

本节课以实践课的形式开展教学活动，学生是活动的主体。课堂效果有如下特点：

1.全面参与：由于难度适中，且贴近生活，学生全面参与小组讨论和设计活动。 2.成果丰富：该设计主题包含数学、技术、工程、生活、艺术等元素，各类学生均有发挥才能的空间。学生作品丰富

，各有特色，不乏精彩作品。 3.知识生长：学生在设计实践活动中，深刻体会系统设计应考虑的主要问题，并领悟系统设计可以采用“总分总”的步骤。 4.技能拓展：学生在该活动中，提高了图样表达和交流的技能

，并且把系统思想和方法运用到生活中的设计，从而改造自己的生活。

本节课的设计摆件略显简易，虽然有体现家具长和宽的模块和同比例图纸，但是给学生的空间效果还有很大的改良空间。

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