2.3.2 系统基本特征分析

第三章 第二节 系统基本特征分析

一、教学背景分析

1、教材分析

系统的基本特征分析是对上节课建立起来的系统概念的深入探究，旨在让学生初步掌握系统分析的基本方法。本节内容是本章的重点，起着承上启下的重要作用，在教学过程中要引起充分的注意。

本节课的内容主要是：①对于两个简单系统基本特征的案例分析；②系统特性的基本分析方法——运用系统思想进行分析；③系统基本特征：整体性、相关性、目的性、环境适应性。对于这些内容，仅仅从概念来理解系统的基本特征是比较抽象的。在教学中引导学生从洗衣机和龙舟赛艇两个典型的系统案例入手，把握系统的特性。

系统的特性构成了系统的基本思想。系统分析的方法就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法分析和处理问题的基本思想，整个过程可以归纳为阐明问题、分析研究、评价比较三个阶段。这部分内容是本节课的重点。

2、教情分析

通过上节“揭开系统的面纱”——系统的组成内容的学习，学生给你大致了解了系统的组成、层次关系，但是并不能顺利进行系统的分析和总结，尤其是对于教材的实例，用以促进学生对系统分析的理解。如拿出具体的洗衣机或洗衣机模型进行分析，组织学生进行龙舟赛艇活动的考察研究等。

由于教科书内容再展开上采取逐层深入、分段（块）阐述方法。因此，在教学过程功能中要掌握节奏和力度。

3、学情分析

（1）学生在平时的学习生活中已经接触到很多实际系统，但没有对具体而实际的系统进行具体的分析和研究，只是从表面上或名词上看系统，多是人事系统的具体功能，通过本节课的分析，相信学生会对系统有更深的理解。

（2）学生通过本节课的系统实例的学习，对系统的各个系统及各元素之间的相互依存、相互作用等特性的理解有一定的困难，学生容易就事论事，容易抓住系统的某一个具体的部分详细追究而忽视整体。

（3）学生通过本节课的系统实例的学习，容易紧盯着系统本身，建立系统的观点比较困难。

二、设计思路

本节课开始以第二章中的洗衣机为例进行研究，虽然系统是相同的，但在研究的方向上属于更高一个层次的研究——系统特性的分析。“波轮式洗衣机结构示意图”作为系统特性研究的第一个铺垫，目的在于介绍系统各部分的基本功能。教材中仅对波轮的功能进行了初步的分析，作为其他各个部分分析的一个经典实例，为学生自主分析提供一个思路。但是，仅对波轮进行这样的分析还远远不够，因此在阅读材料中进一步将波轮的形状及安装中某一个元素的功能的分析过程。继阅读材料之后，“问题思考”则进一步对“功能分析”进行了总结性的提问。尤其是第三个问题“洗衣机的其他组成部分对总功能各起什么作用？”给学生以思考的空间，进一步探究洗衣机系统中其他各元素的重要功能，弥补了教材中篇幅有限带来的不足；同时学生对于洗衣机的功能有一个整体的认识，为分析内部各组成部分之间的关系打下基础。在介绍系统的分类的时候，每个分类都要举相应的例子，让同学们深深的体会。

三、教学目标

（1）理解系统的基本特性。

（2）掌握系统分析的基本方法。

（3）初步掌握系统特征的分析方法。

（4）能够运用系统特征的分析方法对简单系统进行分析。

（5）能够写出简单的系统分析报告。

（6）通过案例的分析和总结过程，达到总结收获、提高认识。

（7）通过书写报告，培养学生科学的思维与表达能力。

四、重点、难点

重点：通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性。

难点：给出一个系统，从基本特性的角度进行系统分析。

五、教学器材

多媒体计算机、投影仪。

六、教学过程

导入：通过上节课的学习，我们对系统有了简单的了解，知道了系统的含义，明确其主要的三个要素是什么，从不同的角度出发对系统进行分类。

这节课我们就来进一步的分析系统，分析系统的基本特性。

一、 波轮式全自动洗衣机系统分析

1、组成与功能

（1）组成：波轮式洗衣机由洗涤与脱水桶、波轮、传动机构、操作与控制面板、机箱体、进水机构、排水机构和供电线路等部分组成。

（2）功能：洗衣机的总体功能是洗净衣物。为达到目的，它的各组成部分各具分功能和作用，以支撑现实总共能。

2、洗衣机内部各组成部分之间的关系

各个组成部分按照功能分别称为给水子系统、驱动运动子系统、操作控制子系统、支撑子系统等。

先从各个局部看：

供电、驱动→ 波轮旋转→水流形成；

进水（注水）→洗涤、漂洗→排水；

面板上各开关、按钮→各个洗涤程序；

将各部分装于机箱体内→洗衣机整体；

3、洗衣机与环境之间的关系

进水：环境给洗衣机诸如工作的介质。

供电：环境给洗衣机提供工作能量。

操作者：环境（人）向洗衣机发出工作程序的信息。

噪声：洗衣机工作过程中向外界环境加强的一种影响。

排水：洗衣机工作过程中向外界环境排放物质（污水）。

支撑基：有两层关系：一是左边的指向洗衣机的箭头，表示环境给洗衣机提供支撑；二是右边的指向支撑基的箭头，表示洗衣机工作过程中向外界环境增加的有一种影响，如振动。

4、对洗衣机进行评价与小结（从性价比、安全性等角度进行评价，从功能等方面进行总结）

问题思考：书上P79阅读思考（请同学们来回答）

二、龙舟赛艇系统分析

1、龙舟赛艇系统的功能与构成

（1）系统的功能：用于团队比赛。

（2）系统的构成：

艇体子系统：支撑荷载，合理的艇身造型可以减少水的阻力。

运动子系统：主要由若干副浆组成，用于划水；艇后设舵或由一桨代替。 动力子系统：由若干名运动员组成，按艇上指挥号令划桨。

2、对赛艇进行定量描述分析

（1）赛艇速度的获得

奋力划桨，水给桨以反作用，赛艇得到动力，记做F1，空气和水给赛艇的阻力，记做F2。艇与人的质量m ，由F=ma和F=F1-F2。可得加速度a ，有了a 就获得了速度v 。

（2）作用于艇上力的平衡

ma-F=0（ma 本质上是一种力，表示运动体要克服的惯性；F 表示施加于运动体上的外力，包括动力、阻力或其他的力。）

这种描述运动特性的数学表达式，一般称为数学模型。

寻求某一运动的数学模型的过程，称之为建模过程。

二、龙舟赛艇系统的评价与小结（让学生给你来评价总结）

（1）评价

影响赛艇速度的因素：划的力量大、前进的方向性好、总体质量尽可能小。

（2）小结

赛艇系统作为一个整体，它的功能和目的是比赛与取胜。作为系统它具有整体性、目的性、各个子系统的相关性和工作环境的适应性等特性。

问题思考：书上P83讨论交流，同学们分组讨论交流，然后请同学回答。

三、系统的基本特性

整体性：最基本特性，是个体的有机结合。（阿波罗号登月计划、三个和尚、三个臭皮匠顶个诸葛亮、丢不保车等实例都说明了系统整体性的重要性。）

相关性：各要素、整体之间相互作用、联系。（厨房用品购置好了以后发现的一些问题，请同学们进行回答。）

目的性：实现一定的功能。（回答两个问题①人们将发条、齿轮、表壳、游丝等零部件组成钟表，目的是？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？请同学分别进行回答）

环境适应性：对环境变化的适应能力。（动物的环境适应性：刺猬、长颈鹿等）

四、分析系统的基本方法

1、系统思想

作为系统，它们都具有整体性、相关性、目的性和环境适应性。系统的这些基本特性，就构成了系统的基本思想。

2、系统分析的基本方法

运用系统的思想和定性定量相结合的方法，对系统进行分析，就是系统分析的基本方法。主要分三个阶段：阐明问题、分析研究、评价比较。

案例：汉字激光照排系统的案例分析，突出系统的目标。

田忌赛马案例分析：

1、田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案

2、孙膑所出的主意，为什么能使田忌赢了齐王？

3、按系统分析的一般步骤对田忌赛马进行分析.

3、学写简单的系统分析报告

在做过系统分析之后，就要通过写报告来达到总结收获、提高认识、以利今后发展的目的。也可以培养和训练科学的思维和表达能力。

七、对课堂效果的分析：

开始对系统进行分析的时候，用的是课本上的两个分析实例，尤其是洗衣机的这个实例没有很好的调动学生的积极性，如果能够找到一个与学生那个形成共鸣的案例机型分析的话，相信可以更好的调动课堂的气氛。