1、系统的设计第二课时教案

第三节 系统的设计

一、教学内容分析：

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，并组织讨论活动。

二、教学对象分析：

通过上节课的学习，学生对系统的优化已经有了初步的了解，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。

三、目标：

1.知识与技能：

（1）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。

（2）确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计。

2.过程与方法：

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

通过手电筒进行系统设计,在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去,考虑到系统各要素之间的作用和联系, 进行系统分析和优化.

3.情感态度价值观：

（１）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

（２）培养学生动手动脑实践能力。

四、教学重难点：

1.教学重点：

(1)系统设计中要考虑的主要问题；系统设计的一般过程及思想方法。

(2)系统设计中要考虑的主要问题分析。

2.教学难点：

简单系统的设计的实现。

五、教学概述：

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、教学器材：

玩具电动机、灯泡、齿轮、手摇柄、导线等

七、教学过程：

一）引入：我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。

例如：

家庭室内装修设计

假期旅游行程设计

个人形象设计

班级管理系统设计

学校田径运动会竞赛日程表设计等等

二）新课教学：

阅读课文第76到90页，思考以下三个问题：

1、什么是系统设计？

2、系统设计应考虑的主要问题有哪些？

3、系统设计的一般步骤是什么？

（一）系统的设计

抽学生回答，检查阅读结果。加深其他学生印象。

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。

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

（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，再在此基础上完善个部分的设计。

马上行动：

思考：从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？

学生：路向选择——地质勘探——资金分配——人员调配——材料购置——施工进度

（1）要实现筑路工程的总体目标是：经济、快速、安全、方便地选择路向。

（2）进行地质勘探，哪些路段适合筑路，哪些路段不适合筑路，哪些地段适合架桥，哪些地段要避开耕地。

（3）选择筑路技术方案，不同的地段实施不同技术方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。

（4）进行资金合理的分配

（5）考虑工期、人员、材料安排方案，合理安排人员，各段工程同时进行，实行并行施工，在不增加总资金的情况下，降低材料成本，减少材料的浪费，就近取材，就地取材，选择合理路线购置材料。

在不增加过多人工的前提下，提高工程进度，提高劳动生产率。

3．系统设计的一般步骤：

（1）将系统分解为若干子系统；

（2）确定各子系统的目标、功能及其相互关系；

（3）对子系统进行技术设计和评价；

（4）对系统进行总体设计和评价。

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。

4. 系统设计的基本方法要点：

1.遵守设计的一般过程、方法和原则（见《技术与设计1》P35～P39）

2.遵守系统设计中特有的两条原则：

（1）设计好系统中的每一个元素或子系统。

（2）设计好各元素或子系统之间的协调关系。

（二）简单系统的设计的实现：

系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面（讲解课本上两个案例）。

案例分析：手电筒照明供电部分的设计

讲解：王丹遇到了照明问题，想解决这个问题就要用到系统设计

（一）王丹的目的：用所学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。

（二）设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。

（三）设计分析：

1．手电筒的结构：

（1）可把手电筒看成一个整体

（2）再把手电筒照明供电部分分为两个子系统，一个是照明子系统；另一个是供电子系统。

（3）照明子系统的要素是灯泡、导线。

（4）供电子系统的要素是电源、开关。

2．手电筒的功能

（1）手电筒的功能就是照明，取决于各个组成要素

（2）供电装置电源是通过导线的连接驱动灯泡的发光，这些是基本要素，缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。

3．手电筒的组装

（1）将手电筒的各个要素按照一定的要求进行匹配，组装才能达到目的功能

（2）合理选择元器件

（四）设计方案：方案C

1．设计目标：设计一个自动发电手电筒，用发电机代替干电池进行供电。

2．手电筒系统的各要素：

3．工作原理：

用手摇动手柄，使齿轮转动，带动由磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，输出电流，使小灯泡发光。

（五）方案制作：

试验：测试玩具电动机能否改装为发电机

试验器材：玩具电动机、小灯泡、粗棉线、导线。

试验过程：

（1）在电动机的接头上连接小灯泡。

（2）在电动机的转轴上绕十几圈的棉线。

（3）用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小灯泡发光情况。

试验总结：

当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感应电流，小灯泡发

光。玩具电动机经改装可以发电。

讲解：试验获得成功后，他们开始动手制作。

（1） 设计简单电路，画出电路图。

（2） 根据电路图，选择元器件，2．5V的灯泡、导线、发电机、大齿轮、小齿轮、发电机座子、手柄等。

（3） 通过手摇柄控制灯泡发光。

工作原理：手柄的轴与大齿轮轴连接，利用轮轴原理，把手运动带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合提高小齿轮的转速，带动发电机的转子高速旋转，快速切割磁感线引起磁通量的变化，产生感应电动势，有了感应电流，使小灯泡持续发光。

学生动手试验制作：

问：你们在设计和制作时遇到哪些问题？

学生：小玩具电动机选择，大小齿轮的匹配。

问：对手电筒的设计方案怎样进行优化的？

小结与练习：

1、课堂小结

（一）系统的设计

1．系统的设计的涵义：

2．系统设计应考虑的主要问题：

3．系统设计的一般步骤

（二）简单系统的设计的实现

（三）系统设计的主要过程

③当集水设备装满时，通过下水道排水。