通用技术2全套教案

一、教材分析

1、本节的内容是在结构的概念、结构的功能和分类之后设的一小节，学生只有学习了这节后才能够理解后边的第三小节强度与稳定性的概念。

2、本节的主要内容是：A单杠的结构和在使用中的受力分析B棚室屋架结构和受力分析。

3、教材从较简单的且学生较熟悉的单杠的结构和受力分折入手引领学进入较复杂的架和梁的结构及受力分折。

二、学生分析

经过第一节内容的学习后，同学们了解了结构的概念、结构的功能和分类等基础知识。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有了一定的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明杠体的受力、立柱及拉杆的受力情况、架的受力情况及杠的平衡等。

三、教学目标

1、通过模型演示使学生掌握杠杆受力和形变特点。

2、了解架、梁和拱的受力特点。

3、知道在实际的建筑物中采用架、梁、拱的原因。

4、展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。

四、教学重点、难点

单杠各构件的受力分析及架、梁的受力情况分析。拱的受力分析。

五、教学策略

在教学过程中，采用讲授教学法、学生阅读法、案例分析法（模型演示等）、提问法，并将课堂教学急待解决疑难问题，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。运用多媒体教学设备，将与教学相关的图片展示给学生，从而让学生尽快达成感性的共识。（用两个课时）

六、教学资源

多媒体现代化教学设备和单杠模型等。

七、教学过程（第一课时）

作者：海南二中 李吉涪

结构是怎样受力的

教学目标：

2.通过对简单的结构案例的学习，能尝试对生活中常见的结构作受力和变形分析。

题的意识，培养学生分析结构怎样受力问题的习惯和思维能力。

重难点：

2.通过受力和变形分析，体会结构是为了承受力和抵抗变形的本质。

教学思路：

由奥运会单杠比赛录像导入单杠的结构；用学生较为熟悉的实验-----物理学单摆实验作受力类比，引出杠体的受力和变形；进一步从力学角度理解结构。

新课导入：

[师] 同学们好，上课前老师想先请你们看一段录像。(播放课件：奥运会单杠比赛片段)。运动员在场上正激烈的角逐，那么，同学们，他们比赛的项目是什么？有没有人知道？

用的单杠和学校的单杠在结构上有些不同，区别在哪？或者，与你们所见过的单杠相比，有没有不同的地方？

[生] 比较高、比学校的好看、所用的材料不同、少了四根铁线-----。

[师] 对了，细心观察的同学发现了，比较明显的一个区别，就是有的单杠有四根铁线，有的却没有。

[师] 前面我们学习过什么叫做结构，还知道了结构可以承受力和抵抗变形，而组成结构的各个部分称为构件。那么 ，现在我们把单杠看成一个结构，那构件都有哪些？

[生] 立柱、杠体、拉杆----

[师] 奥运会比赛用的单杠没有拉杆，学校的单杠有拉杆，为什么呢？不同结构的单杠在功能上有什么不同呢？带着这个问题，我们来学习新的内容，第二节：典型结构案例分析---结构是怎样受力的。我们来分析一个结构比较简单的物体----单杠的受力和变形情况。

新课教学：

[师] 请同学们先花几分钟阅读课本12页的阅读材料，了解变形的种类。下面请一位同学给我们有声有色的朗诵一下，哪一位愿意？

[生] 朗诵。

[师] 好，通过阅读，我们了解变形的种类有3种，分别为拉伸、压缩、弯曲。还知道了梁的概念。

[师] 如果我们在杠体的中间吊一个重物，将可能发生怎样的变形？

[生] 弯曲、压断------。

[师] 再结合梁的定义，所以，我们认为，杠体是有两个支点的梁。

[师] 如图1-16：如果撤掉拉杆4和拉杆6，而抓着拉杆3和5用力拉，立柱将可能发生怎样的变形？

[生] 弯曲、断裂---，

[师] 所以，立柱是只有一个支点的垂直梁。

[师] 好，那我们先对杠体，这个有两个支点的梁进行受力分析。我们先来回忆初中作过的一个物理实验-----单摆。(演示单摆实验课件)。

[师] 在小球摆动的过程中，绳子对小球的作用力方向怎样变化？

[生] 始终从小球的球心指向固定点

[师] 那么，根据作用力和反作用力原理，固定点受到小球的作用力方向如何？

[生] 始终从固定点指向小球球心

[师] 因此，无论小球摆到哪个位置，固定点受到的作用力方向始终指向小球球心所处的瞬间位置。

[师] 我们再来看运动员做的大回环动作。如果从侧面来看，将会是怎样？

[生] 运动员绕杠体转动。

[师] 再把这个图像向后投影。得到图形如图(展示课件)。

[师] 类比单摆，杠体相当于固定点；人相当于小球。杠体受到人的作用力方向是怎样的？

[生] 指向人重心所在位置。

[师] 对了，无论人摆到哪个位置，杠体所受作用力的方向始终指向人的重心所处的瞬间位置。因为梁向哪个方向受力，就会向哪个方向变形。即变形方向和受力方向一致。所以杠体总是朝人的重心所在位置发生变形。于是有了第一个结论(课本13页)：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。

[师] 我们再看立柱。杠体和立柱的上端相连，人的作用力通过杠体作用于立柱，将可能发生怎样的变形?是弯曲。对吗？如果要向前发生弯曲，请问同学们有什么方法可以削弱或抵削这种弯曲呢？

[生] 立柱埋深一点、用一个力从后拉------，

[师] 对了，这时候拉杆起作用了，它可以帮助立柱抵抗变形。那么，由于人的运动，将可能让立柱发生弯曲，而深埋和加拉杆都可抵抗这种弯曲。所以有了第二个结论：任意时刻，对于立柱，由于人的运动所产生的弯矩M1，都有一个由立柱埋在地下部分和拉杆共同产生的反弯矩M2来削弱、平衡，以保持单杠整体的稳定。

知识拓展：(展示课件)

怎样理解"结实"和"稳定"?

下午一三节的课,自我感觉良好,很有激情,学生也被我点燃了,参与热情极高,课堂气氛很热烈,感觉好棒!

"怎样理解 结实和稳定?"的问题,一听题目就蛮有趣吧,呵呵.

其实,越是我们司空见惯熟视无睹的东西,要想说清楚"为什么"好象越不容易哦.

实验一:

模拟演示,女同学扎辫子用的"橡皮筋",一根容易断,两根或多根却不容易断,(相同外力)为什么呢? 类似实验:一根粉笔容易折断,两根或多根却不容易;或一根筷子容易折断,而两根或多根却不易断.(联系歌曲中的歌词)

引导学生思考外力施加过程中,结构或构件的受力\变形情况,引出内力\应力的概念.

内力：外力施加过程中,结构或构件内部各质点之间产生抵抗外力引起的变形或力图使变形复原的力称为内力.

应力：结构或构件单位面积上承受的内力称为应力.&=n/s

解释实验原因:在相同外力作用下,结构或构件内部产生的内力相同,受力面积越小,产生的应力越大. 实验二;

模拟演示,用外力拉小车,外力逐渐增大,小车先是静止不动,然后开始运动.

分析:外力逐渐增大,小车静止不动的过程中,小车处于平衡状态.谁和外力来平衡呢?小车和桌面之间产生的静摩擦力.它随外力的增大而增大.

小车什么时候开始运动?当外力增大到大于小车与桌面之间的最大静摩擦力时,小车开始运动.

同样的,结构或构件在受外力的过程中,内部各质点之间的应力也在逐渐增大,当外力增大到一定程度时,结构或构件就会被破坏.

外力增大到什么程度时,结构或构件被破坏呢?

引出容许应力的概念.我们把结构或构件能够承受的最大应力称为该结构或构件的容许应力.

如果某结构或构件的容许应力大，我们就说它强度大,就说它结实；反之，则说它的强度小，不结实。 了解了这些有什么用处呢？

举例：学校校门前马路西首刚刚落成一座大桥。那么，这座桥允许载重多少的车辆通过呢？我们能不能分别让载重10吨，20吨，30吨……的车辆来走走试试呢？

呵呵，当然不能哦。如果过去了还好，如果过不去，就难免车毁桥亡了。

那么，如果我们能知道这座桥的容许应力，是不是就可以在桥头立一个“载重超过***的车辆禁止通行”的牌子，来有效的避免人力物力的伤亡和损失了呢？！

当然可以哦。所以，我们学了这些是很实用的哦，不但能更清楚明白的说明“结实”“不结实”的问题，而且给我们搞设计或制作提供很好的指导意义哦。

应用：课本图示一木制花架，已知立柱最粗处直径为3厘米，最细处直径为最粗处直径的一半，如果知道立柱在外力作用下，内部产生的内力为30N，问立柱承受的最大应力为多少？

提示：根据应力公式，知道，在内力一定的情况下，受力面积越小，应力越大，所以，应该是最细处承受的应力最大。

那么知道了怎样判断结构或构件的强度以后，我们是不是要思考一下如何提高结构或构件的强度或者说分析以下影响结构或构件强度的因素有哪些呢？

1、形状。比如相同材料和相同表面积的一铁球比小铁盒强度大。

2、材料。比如铁的花架比木制花架要结实的多。因为铁的容许应力比木头的大哦。

3、连接方式。结构的各个构件之间的连接方式不同，导致结构的强度也不一样哦。

常用连接方式的分类及其特点介绍。

学生分别就各种连接方式举例。

一体式：桌椅板凳；

挤压式：轮胎和车圈，摁扣，瓶盖和瓶子等

接插式：插头和插座等

可相对运动式：车把和车架

不可相对运动式：辐条和车圈；

了解了各种连接方式的种类和特点后，就可以根据不同的应用场合和不同的应用需要，加以选择。（比如，我们的鞋带。小孩子不是普通鞋带，而是采用黏结式，就是基于不同的应用需求而加以不同的选择的。）

启发：折叠式自行车和普通自行车，折叠式板凳和普通板凳的区别就在于它们的连接方式不同。

当然，一个结构只具备一定的强度或者说“结实”还是不够的。还要考虑它“稳定”情况。

当然“稳定”这个词在生活当中用的比较多。

比如，我们可以说某个同学“情绪稳定”“成绩稳定”，玩具不倒翁，不管在外力作用下发生多大的倾斜或倾倒，但是外力一撤消，它就恢复原样，我们说不倒翁是稳定的。

不过，建筑物的稳定或者说结构的稳定性可不能这样来理解，比如，我们平时设计的楼房，只考虑其强度，承受楼体自身的压力是不够的。比如发生了地震，楼房的各种梁、檩，墙体等承受的就不仅仅是竖直方向的压力了。这时就要看其“稳定”性如何了。

所谓“结构的稳定”就是指结构阻碍倾倒或移动的特性。

那么影响结构稳定的因素有哪些呢？

实验一：拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳定性不好。

同样的一本书，把它的低端各书页展开一定的角度，仍旧将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。

所以，结论一：结构或构件的形状影响其稳定性。

实验二：分析不倒翁为什么不倒？

分析不倒翁的结构，发现它的重心低。

结合生活现象：以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨容易倾覆，造成减产；现在的农作物普遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定的原理。

结论二：重心的高低影响结构的稳定性。

现象分析：

比萨斜塔为什么倾斜而不倒塌？（其重心向地面引垂线仍旧落在底座范围内）

补充：中国的斜塔：辽宁瑞安古塔。

知道了影响结构稳定性的因素，我们就可以采取相应措施，增强结构的稳定性了。

比如增强结构的细长比，降低其重心等。

学习了以上内容我们就可以很清楚的解释生活中各种“结实”与“稳定”的问题了，在自己设计或改进什么东西的时候，也可以有效的增加其“结实”和“稳定”程度了。

作业：

1、我心中的生活区空地设计方案

2、便携式板凳设计

3、壁挂式书架设计 结构的设计

一、教学内容分析

结构设计和技术设计一样，具有明确的目的性，方案的多元性和创新性。所以，在教学过程中，应当重视满足使用者的需要、多方案的形成和強调设计的创新。

教学重点：运用结构设计应考虑的主要因素，从而初步体验结构设计的方法。

教学目标：为了更好地突出本节课的重点，本节课增加了让学生亲自为设计相片架考虑的因素进行分析，为作简易相片架作好准备，加强学生对结构设计方法的体验。达到掌握设计考虑的主要因素 二、教学资源准备

多媒体课件、各式相片架、学生获奖相片若干张、相片架基本材料等 三、教学组织形式：

采取以小组为单位的形式进行分工合作, 进行讨论、设计，引导学生打开思路, 形成多种设计方案, 在多方案中进行选择。

四、教学策略：

教师在教学时,应引导学生用人文的眼光看待设计, 设计是为了满足人们的需要的, 设计是与实际生活情景相联系的。

五、教学过程：

（一） 引入新课

请学生欣赏不同样式的服装，并选择自己喜弞的服装。

设问：问为什么要选择自己喜欢的？同学们从中发现了什么与技术设计有关的内容？ 回答导入：设计考虑的因素。回到结构设计上来，

服装设计离得开设计吗？

结构设计应考虑哪些因素呢？

（二）学习结构设计的重要性。

结构设计对于我们的日常生活、对于各种各样的生产活动都非常重要。日常生活中, 没有丰富的结构设计, 产品将会造型单一、功能单调, 那些大型建筑物、交通运输工具等 更是无法产生; 生产活动中, 产品制造技术、结构安全性及耐久性评估、维修加固技术等, 都离不开结构的设计和研究。

（三）学习结构设计的目标及要求

结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标, 应满足设计规范, 满足使用者的基本需要。例如, 儿童自行车的结构设计, 首先应以代步、锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标, 同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求, 如自行车的链轮、链条、车把、车闸有一定的要求，否则设计应视为不合格。

（四）学习结构设计应考虑的主要因素

结构设计应考虑的主要因素有: 符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求, 安全因素, 公众和使用者的审美需求, 使用者的个性化需要, 对设计对象的成本控制要求和一定 的使用寿命等。

在工程的结构设计中, 应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度, 使结构在规定的条件下和规定的使用期限内, 能实现一定的功能的同时, 还要考虑经济因素, 如做到用料省、成本低等, 也就是说, 力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。

不同的结构设计, 应考虑的因素各有侧重, 但无论在哪一类用途的结构设计中, 安全都是至关重要的因素。

在结构设计中还有一些需要考虑的因素, 如材料、民俗文化、地域特点等, 还可以引导学生思考是否还有其他需要考虑的因素。

（五）简单结构的设计案例

1、讲解简易相片架的设计过程与方法

在实际生活中,人们选择相片架, 不仅考虑造型、材料、稳定性等因素, 还考虑相片架的颜色、造型与房间的整体是否协调,相片架的摆放方式与房间的空间关系等。例如,房间内的桌子比较小,而房间的墙上有大面积的空白,此时就可能会选择悬挂式的相片架,而不会选择用支架式的相片架。 从造型、材料、稳定性和强度等方面 , 比较上述案例中三个设计方案中相片架的结构的特点,并构思其他设计方案,列出方案要点。

2、让学生根据所学知识为设计简易相片架作好准备。

（1）小组讨论制作简易相片架应考虑那些方面的因素并落列出来。

（2）在相框和支架的设计上都要有创意，并画出草图

（3）目标激励：

a、有创意的设计方案要到学校存档，

b、你所做的模型或原型还可送给你最要好的同学，因是自己亲手所做，比买贵重物品相送更能表达纯洁的友谊。

c、作品要在网上发表，并在高三毕业对作品进行拍卖。

3、探究：在某些地震灾区, 居民采用“木板夹心”结构筑墙建房,这种由当地农民创造出的结构能经受地震的考验, 具有较好的抗震效果。

请简要说明这种结构的特点,并根据所学的有关结构与设计的知识,对这种结构设计进行分析。

欣赏和评价典型结构设计》说课稿

一、教材分析 （一）教材内容及地位分析

内容地位：通过前几节有关结构理论的学习，学生对结构有了基本的认识，这节运用有关结构的理论欣赏评价典型结构设计，是对前面知识点的内在提升，有利于深化对结构概念的认识，为动手进行复杂结构设计打下铺垫，也是学生从理论到实践的一个过程。

1、知识与技能

结合具体案例,知道欣赏和评价典型结构设计的角度，分析其结构的特点。

能从技术和文化角度欣赏和评价典型结构

2、过程与方法

通过对比实验探究赵州桥结构类型、受力特点。

自主探究赵州桥的连接方式。

经历技术探究过程，体会技术探究的方法：

3、情感态度与价值观

通过合作探究，培养学生技术探究精神和合作精神，形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望，领略技术世界的奥秘与神奇，关注技术的新发展，拓宽学生视野，提高学生欣赏和评价结构的能力并应用在实际生活中。

（三）教学重难点

重点：从技术和文化角度欣赏和评价赵州桥。

难点：从技术角度欣赏和评价赵州桥。

原因：1、依据《普通高中技术课程标准》的叙述和分析

2、根据学生的认知发展水平及知识水平

3、典型结构设计的欣赏和评价是前几节有关结构理论的应用。

二、学情分析

学生已经知道结构与设计的基本知识，会从表面层次欣赏和评价典型结构设计，但不能全面准确的欣赏和评价典型结构设计，尤其表现在分析结构的特点.。

三、说教法

在教学方法上，我坚持以“教师为主导，学生为主体”为总的指导原则，结合所教学生的具体情况，我主要采用了如下几种教法：

1、探究教学法

技术探究是培养学生创新精神和实践能力的有效途径，在教学中我从学生实际出发，创设情景激发学生的探究的兴趣，让他们掌握探究的要素和特征并发挥每个学生的积极性，挖掘每个学生的潜能，让他们积极主动地参与探究过程，获得直接经验

2、对比分析法

通过拱结构与梁结构承载能力的探究，圆弧拱和半圆拱对桥基作用力的探究，通过对比学生可以自然理解赵州桥结构设计的优点和技术要求。

四、说学法

1．自主探究

学生在教师设计的问题情境中进行自主探究，通过这种学习方式，大大促进了学生学习的自觉性，充分体现了学生的认知主体地位。

2．小组协作

学生以小组为单位，通过团队合作，学生就更容易完成探究任务，在组内讨论过程中学生对问题的认识将会更加深刻。既培养学生团结协作的精神又充分发挥了每个学生主动参与意识。

五、教学资源准备

1、制作多媒体课件

2、竹片、卡纸、螺母、粉笔盒、竹桥各8套

六、教学过程

根据本课教学内容特点，结合高二学生的实际认知水平和生活体验，设计教学流程如下：

（一）欣赏案例导入

展示太师椅图片让学生欣赏和评价

学生能从艺术、结构、材料等不同角度评价太师椅，教师点评，总结出欣赏和评价典型结构设计的角度，这样导入有利于调动学生的积极性。这节课我就以赵州桥为例指导学生如何从技术和文化角度欣赏和评价典型结构。

（二）新课教学

展示赵州桥图片，对赵州桥做简要介绍，设置悬念。让学生认识到经过1400多年，经历许多磨难，赵州桥仍然巍然屹立，这说明赵州桥的技术设计一定有独到之处，从而使学生能主动从技术角度来欣赏和评价赵州桥，技术角度主要从结构类型、结构的受力分析、结构的连接方式分析

1、技术角度：

我在赵州桥结构类型、拱形桥对桥基作用力、赵州桥的连接方式三个技术问题上创设情景，提供器材，让学生自主探究，理解赵州桥的设计。

问题1:从形状看赵州桥是什么结构？与梁结构有何区别？

对于结构类型这个技术问题，我先让学生观察赵州桥并给出梁结构的桥，让学生猜想拱结构与梁结构的承载能力的区别。然后让学生设计拱结构和梁结构的桥，探究两种桥的承载能力。我引导学生得出赵州桥为何采用拱结构。这一环节是通过现象让学生猜想，实验探究，学生得出结论，教师引导总结。培养学生技术探究能力，更重要的是学会了设计过程中思考问题的方法。

（1）学生观察

（2）技术猜想

（3）技术试验

（4）合作讨论

（5）探究结果展示，教师小结

问题2：在拱型桥对桥基的作用力这个技术问题上，我先让学生观察赵州桥圆弧拱型与半圆拱型让学生说出两种桥的区别。然后提出弧拱型与半圆拱型对桥基作用力有何区别。

学生运用模型自主探究赵州桥对桥基的作用力。通过这一环节的探究，使学生认识李春在设计赵州桥时为了行人方便采用圆弧拱型，但对桥基的要求更高了，我给学生介绍李春采用延伸桥台后座的办法解决了这一技术难题。

我又展示赵州桥图片，让学生说出赵州桥在大拱上又设计了四个小拱的优点是什么？最后总结，介绍这种敞肩型设计是李春的独创。

（1）学生观察

（2）技术猜想

（3）技术试验

（4）合作讨论

（5）探究结果展示，教师小结

问题3：赵州桥的连接方式

连接方式是结构设计非常关键的因素，这也是教学难点。赵州桥的连接方式有两个内容：石块之间的连接，拱与拱的连接。我采用从提出设计课题开始到制定设计方案，继而将设计思想用草图表达出来，完成设计过程的模式。整个过程让学生分组完成。通过技术设计培养学生敢于创新、善于创造的精神和勇气，通过小组合作培养学生合作意识。

（1）确定设计课题

（2）制定设计方案(小组讨论)

（3）表达交流(在黑板画草图)

（4）评价学生方案,评价赵州桥连接方式，优化设计方案，教师小结。

以上从技术角度欣赏和评价，下面引导学生从文化角度欣赏和评价。

2、文化角度

学生分析，教师总结

展示赵州桥的雕刻让学生评价，让技术所蕴含的人文因素滋润学生的心田，提升学生的文化品位和人文素养。

三、关注技术的新发展，运用所学知识欣赏评价现代的桥

让学生分析现在的桥，教师总结，让学生理解最新的技术信息。通过这一环节，我让学生知道欣赏和评价结构设计时多角度的，特别是从技术角度欣赏和评价有利于提高学生结构设计水平。

（三）小结

学生总结如何欣赏评价典型结构设计

（四）布置作业

运用所学知识，欣赏和评价上海浦东飞机场，并写出评价报告。

七、教学反思

课上学生积极主动参与，教学目标基本落实。

在教学过程中，仍有少部分同学主动性差，基于此种情况，及时督促和鼓励并对他们做出的成果进行肯定，让他们在成就感驱使下主动参与，个别学生在教学过程中对赵州桥桥基的设计不理解，对于赵州桥连接方式的理解上不是很全面，在独立探究阶段中向教师提出了疑义，针对这些个别学生，我进行了个别的辅导。

第一节 了解流程

教学目标：

1、知道什么是流程。

2、理解流程的含义。

3、提高学生依据科学流程合理处理问题的意识。

4、使学生体会到学习流程对学习、生产、生活的重要意义。

重难点：

1、从整体把握流程的环节和时序的双重特性。

2、用流程表达生活中的某些任务。

新课引入：

[师] 同学们好，我们已经学习完第一章，知道了结构对设计的重要作用，这一章的学习，同学们表现都不错，那么，接下来我们就学习第二章：流程和设计，希望大家继续认真学习、刻苦钻研的精神，学好第二章。

教学过程:

[师] 上学期，我们讲过设计一个作品的一般过程包含几个步骤，都有哪些呢？

[生] 共五个：1、发现与明确问题；2、制定设计方案；3、制作原型或模型；4、优化方案；5、编写使用说明书。

[师] 我们知道，这只是设计的一般过程，而不是必然步骤。在具体的设计活动中，有的步骤可以省略，有的可以反复，------。也就是说，对于设计活动，可以分成几个步骤呢？这个并没有统一的标准，对于不同的具体设计，不同的人，分法可能不一样。这个，就是环节的分法不一性。而对于制作原型或模型这一环节，就可能包含买材料、加工材料、制作零部件、整体组装等等。即这一环节并不仅仅一件事。像这样，环节中又包含若干可以分解的、目标更具体的事项。理解为环节的可分解性。

[师] 板书（环节：分法不一性，可分解性。）

[师] 下面是02年男子足球世界杯淘汰赛阶段的结构图（演示课件），请同学们划分环节。

[生] ------

[师] 可划分为八分之一决赛、四分之一决赛、半决赛、决赛四个环节。其中八分之一决赛中包含了八场比赛，即环节的可分解性。大家注意观察，这四个环节是按顺序依次出现的，能不能先进行决赛再进行半决赛环节？

[生] 不能。

[师] 这四个环节是按照一定的先后顺序出现的，不能颠倒其出现顺序。像这样，各个环节按照一定的时间顺序先后出现、完成，这种时间顺序关系，称为时序。上面所讲的，就是一种不可颠倒的时序。请同学们想想，还有哪些时序是不可颠倒的？

[生甲] 上教室的过程。从一楼到二楼是一个环节；从二楼到三楼是一个环节；从三楼到四楼是一个环节；从四楼到五楼又是一个环节。这些环节的出现顺序是不可颠倒的，必须先有了从一楼到二楼这一环节，才能有从二楼到三楼这一环节。

[生乙] 我们今天上午的五节课。每一节课是一个环节，从时间顺序上讲，必须先上完第一节课才上第二节课，然后依次上第三、四、五节课，这种顺序是一种不可颠倒的时序。

[生] ------

[师] 很好，时序呢，除了这种不可颠倒的以外，还有一种是可颠倒的，也就是说，几个环节的出现，谁先谁后都可以，都没影响。例如：我们将完成作业看成一个过程，那么完成第一题是一个环节，完成第二题又是一个环节，------，当所有的环节完成，也就是完成了所有的题目。那么，这些环节的出现没有必须的先后顺序，也就是说，先完成哪一道题目都可以。像这样的时序就是可以颠倒的，请同学们举例，还那哪些时序是可颠倒的？

[生丙] 段考要考9科，每考一科看成一个环节，先考哪一科没有一定的先后顺序，由学校安排，这种时序是可颠倒的。

[生丁] 早上起床，先穿上衣还是先穿裤子都可以，这种时序是可颠倒的。

[生] ------

[师] 很好，看来同学们对时序这一概念都掌握得较好，我们再来看一个例子，（课件演示案例“洗衣、煮饭与烧菜的时序安排”）

[师] 安排几个环节同时进行，只需70分钟，大大节约了时间。这种时序，几个环节可同时进

行。我们可以归纳，时序有三种：可颠倒、不可颠倒、可同时进行。

[师] 板书（时序：可颠倒、不可颠倒、可同时进行。）

[师] 一个过程，如果具备环节和时序这两大特征（关键点），即若干环节随着时间的变化，依次完成，则可称为流程。其实，生活和生产中的许多活动与事件的过程，都可理解为流程。

[师] 那么，学习流程有什么用呢？学习流程的知识，就可设计出科学、合理的流程。有了科学、合理的流程可依，完成各种活动和工作任务，都将会进展得更快、更好。因此，如何使流程产生更大的效益、具有可持续发展性，是有待我们深究的课题。

[师] 下面，我们来学习流程的表达。这是某同学帖在课桌上的周日学习安排：

8：30 吃早餐完毕，到教室学习。

10：00 休息20分钟，到校园走走。

10：20 重新回到教室学习。

11：30 学习结束，吃饭。

12：30 午睡。

15：00 起床，到教室学习。

16：30 学习结束，到球场打球，煅练身体。

[师] 我们能不能把这看成一个流程？为什么？

[生] 能，因为它具备环节和时序两大特征。

[师] 像这种，就是用文字来表达流程。

[师] 我们再来看我们的课程表。把课程表看成一个整体，它由星期一的课程、星期二的课程、------、星期五的课程共五个环节构成。这些环节是按照时序依次出现的，星期一进行当天的课程，星期二也是进行当天的课程，------。所以，可以把课程表看成一个流程。像课程表这种流程表达方式称为表格表达。请问同学们，这个流程的时序属于哪一种？

[生1] 不可颠倒，因为学校每天都是按照课程表来上课的。

[生2] 可颠倒，因为有时老师调课；上次放假，周日就补周三的课。

[生] ------

[师] 我们可以这样理解，这个流程，在执行时是要严格按时序来的，是不可颠倒的，至少是不可随便颠倒的；但教务处在制定这个课程表时，如果把全校班级星期一的课程与星期二的课程对调，那肯定没有课时冲突，因此是可行的。那么流程在设计时，时序是可颠倒的。但也不是随意颠倒，要从教育学角度出发，考虑课程的合理安排。

[师] 依据流程的性质以及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、图示表达等方式，有些场合还可用模型表达、动画表达等。

[师] 有兴趣的同学，可利用课余时间查资料，了解流程都有哪些表达方式，它们又都是怎么样子的。好了，今天的课就到此。

教学反思：

1、学生所举例子都是来源于日常生活，对流程的理解范围较小，有必要扩大流程的范围，引导学生用流程观点看待一些不是很贴近生活的科学技术活动。

2、所举案例的环节，学生划分都较为统一，对环节的分法不一性理解不够。

3、内容较为简单，学生容易流于表面，浅尝则止，不肯深入分析、理解其内涵，上课感到乏味。

流程的设计

在第一节中，我们已经知道：

——具有各具目的的若干环节，且各环节按一定时序进行的过程，叫做流程。

——生产活动中的流程，是进行加工、组织管理的依据，是物质资料的增值活动过程。科学合理地组织流程（环节和时序），是提高效率、提高质量的保证。技术活动中的流程思想和方法，也可用来指导我们的生活和学习。使我们的生活和学习更加有序，提高我们的学习和办事效率。 ——流程可以用多种不同的方式来表达。

——流程不是自然成就的，而是人们经过设计，并经过实践检验而形成的。这其中不乏血和生命的代价。

现在我们就来学习流程设计的相关知识。

第二节 流程的设计

流程的设计，就是如何科学地确定过程的各个环节和时序。为此，我们先来分析一个我们熟悉的流程，看看它是怎样确定的。

一、全自动洗衣机流程的确定

洗衣机流程决定的基本依据是：如何能将衣服洗干净。为此，我们必须了解洗衣机的洗涤原理。洗衣机洗衣物主要是依靠水流的渗透、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用将污垢从衣物上分离到水中，而实现洗净衣物的目的的。具体来说有如下一些洗涤机理：①是洗涤剂水解后，形成的长链CH化合物，这种化合物的一端为“亲油端”，将衣物上的污垢分子包围，它的另一端为“亲水端”则和水很亲和，这样就产生了，污垢分子脱离衣物的趋势；②水在波轮的带动下，以很高的速度甩向桶壁，并形成以波轮轴线为中心的涡流，衣物在涡流作用下，作螺旋式回转，并与桶壁产生摩擦；③衣物不断和波轮产生摩擦；④ 衣物在水中由于惯性的作用，运动速度比水慢，衣物和水之间也会产生摩擦；⑤由于洗衣桶形状不是圆形，使水形成湍流，这种湍流带动衣物作不规则的运动，从而使衣物的纤维不断被弯曲、扭绞和拉长，衣物相互之间产生摩擦；⑥在以上各种摩擦的作用下，污垢分子就会从衣物上进入水中，再加上洗涤剂的乳化、分散作用，使洗涤后的水成为乳化液，污垢分子不能再回到衣物上；⑦脱水后，由于衣物的吸水性，在衣物中还保留了一定量的污水，因此，还得用清水漂洗，稀释污水及其中的残留洗涤剂的浓度，从而达到洗净的目的。到底需要漂洗几次，视要求而定。

了解了洗衣机的洗涤原理之后，我们就知道了为什么洗衣机的标准洗涤程序（流程）是：选择洗涤模式（洗涤要求）——进水和加洗涤剂——洗涤——脱水（先放水，后甩干）——进水——漂洗——脱水（同前）——进水——漂洗——脱水。还有其它的洗涤方式，就不作一一介绍了，同学们可以回去看看您家的洗衣机，并仔细观察洗涤过程。

二、流程设计的基本要求

设计一个技术活动的流程，最主要的要求是要根据该项活动的内部工作原理及变化规律，科学地安排活动的环节及时序又达到预期的目的。其具体要求有如下几点：

1．提高效率。经常是通过节省时间来完成的。

2．提高质量。主要是合理地安排环节。

3．保证安全。在每个环节上都要对可能出现的安全隐患作详尽的考虑，并要有保证安全的可靠措施。

4．节省资源。

5．提高管理水平。

6．提高经济效益。

7．其它还有如注意环保等。

三、流程设计应考虑的基本因素

在作流程设计时，必须要对在过程进行时能够提供的条件加以考虑。比如：

（1）能提供什么样的材料？

（2）有什么样的工艺条件？

（3）有什么样的加工设备？

（4）有什么样水平的技术人员？

（5）有什么的样的资金实力？

（6）过程是否对环保有影响，如果有影响，就得安排相应的解决办法。

（7）还得考虑一些特殊活动的特殊要求。

流程设计应考虑哪些基本因素

一、 教学目标

1.通过对小铁锤加工流程的设计，能分析流程设计中应考虑的基本因素，并画出流程设计的框图。

2.能对生活、生产中的简单事项进行流程设计。

二、教学的重点和难点

重点：让学生学会分析流程设计应考虑的基本因素及设计的表达。

难点：画出流程设计的框图。

教学时间：两课时

三、教学过程

（一） 引入新课

教师以讲故事的形式设计情境：小黄在修理被扎破的自行车后轮胎时，由于工具不全，就没有研磨周围的胎皮，用胶直接就把补丁贴上去。这样做可以吗？

学生思考后，提出改进意见，并尝试画出流程图。

教师总结：自行车补胎的流程中，用锉子将洞口四周的胎皮锉毛，是必不可少的一个环节，目的是为了增大摩擦力，使补丁与胎皮的附着力更强。

完整的补胎流程框图是：

问：这个流程是不是自然就存在的呢？不是的，是人们在生活中研究和设计出来的，人们发现，在自行车补胎过程中，按照这个流程做事，不但节省时间，而且补出的轮胎质量更好。不但补胎需要流程，我们的生活和生产都离不开流程。因此，为了提高工作效率，提高生活和生产的质量，我们有必要进行流程设计。（板演课题）

那么流程设计应该考虑什么因素呢？

（二）新课教学

1.流程设计应考虑的基本因素

（1）流程设计的目标

①工作和生活中流程设计的目标：节省时间、提高工作效率、提高工作质量等。

②生产活动中流程设计要实现的具体目标。

思考：在生产流程的设计中，除了上述所列设计目标外，还应考虑哪些目标？

（2）流程设计中的基本因素 生产活动的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境。

“马上行动”：

1.处于城乡结合地带的某乡，现要在乡里新建一个小化肥厂，在流程设计上应考虑哪些因素？

2.要把北方的大豆移栽到南方，在流程设计上需要考虑哪些相关因素？

学生回答1：流程设计上需要考虑提高效率，提高产品的质量，降低能源和原材料消耗、减少污染排放、在资金允许的情况下选用精良设备和技术人员以提高生产效率以及安全生产等。（大力表扬学生的环保意识）

回答2：将北方大豆移栽到南方，从种植流程上需要考虑适合种植的季节、气温、湿度、土壤、病虫害等因素，还有，要注意是否会引起生态不平衡。

教师补充由于动植物引进而引起的生态不平衡的例子。（见后面小资料部分）

生活和生产中流程的设计有两种情况：一是流程的若干环节是显性的，也就是事物发展的规律较容易描述，如上一节课的案例“洗衣、煮饭与烧菜的流程安排”中的流程，洗衣机洗衣服的流程，邮寄包裹的流程，邮局邮件的分捡流程设计等。

（学生描述邮寄包裹的流程设计，教师板演框图。）

然而，另一种流程的设计是隐性的，要通过进行大量的试验和漫长的探究才能得出的，例如，上一节课的案例“轴承的连续式淬火的工艺流程”、合成氨的工艺流程案例等。

“案例分析：合成氨的生产工艺流程”

首先用适当的方法生产出合成氨的原料-------氮气和氢气。氮气和氢气的混合气体在合成塔内500℃和300atm条件下，通过催化剂的作用产生氨气，再通过氨分离气不断地把生成的氨分离出来，同时未转化的反应气体再进入合成塔循环加工，这就是合成氨的工艺流程。

合成氨的工艺流程的产生是一个对其内在属性和规律探索的过程。19世纪初，经过化学家上万次的试验，最终才得出在500℃高温下和300atm的条件下能合成出氨，但转化率仅有2%~8%的试验结论，后来又经过不断的试验才形成现在工业生产上使用的较为成熟的合成氨生产工艺流程。 要求学生仔细阅读案例，并思考：

问题1.这个案例包括了哪些环节，它们的时序如何？

问题2.如何将氨合成的流程图画出来，可以用什么方式来表达这个流程？

问题3.画流程图关键要注意什么？

问题4.合成氨的流程设计与前面提到的洗衣机洗衣服的流程，邮寄包裹的流程设计相比，有什么特点？

师生共同分析得出：

问题1解答：合成氨生产流程包括了以下的环节和时序——

（1）先进行原料气（N2、H2）的制取-----制取环节；

（2）气（N2、H2 ）的净化，除杂质-----净化环节；

（3）用压缩机压缩（至高压状态）------压缩环节

（4）氨合成----合成环节；

（5）最后进行氨的分离，得到浓氨并将未完全反应的N2、H2送回合成塔，再循环加工利用----分离环节。

问题2解答：如果用框图表达流程，合成氨的流程设计可以如下图：

问题3解答：画流程图关键是要把环节以及各个环节的时序找出来。

问题1解答：合成氨的流程设计是化学家通过进行大量的试验和漫长的探究才能得出的，它的规律是不容易描述的。

2.流程设计的步骤

第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。

第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。

第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。

第四步：分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。

第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。 注意：流程设计的基本要素是环节和时序。

流程图中最常用的形式是框图，因为这种形式既简单又明确。

绘制框图的常用符号：

3.流程设计举例

（1）工作和生活中的流程设计

学生练习一：请设计出一个去海南省人民医院看病的流程图，为第一次去看病的同学提供方便。

学生练习二：有某一化妆品公司要生产一种面膜，给某一年龄层的女性使用，现在请你为该公

司设计一个以这一产品为中心的企业业务流程图：

（2）生产活动中的流程设计

案例分析：“小铁锤的加工流程设计”（见苏教版第52页）

学生阅读案例，教师提醒学生注意小铁锤加工的流程设计的步骤，并比较手工制作和批量生产的流程各用什么方式表达。

手工制作小铁锤的加工流程用框图表达，而批量生产的流程则用表格法表达。

教师说明：表格法是说明零件加工或机器装配步骤的常用形式，它的主要特点是过程严谨明确。 思考：

问题1.案例中设计的两种加工流程各有什么特点？

问题2.在设计批量加工流程时，你认为批量加工流程可以划分为哪些环节？

回答：批量加工流程的特点：一是机械化程度提高了，大多工序由机床完成；二是有的工序可以在同一时间内，提高了工作效率。

在批量加工流程中，可分为锤头加工、锤柄加工两大环节，各环节还可分为若干道工序。

（三）小结

（四）布置课后作业：

近期，班里要组织一次全班同学去假日海滩烧烤，请你将这个活动的工作流程设计出来。

附：小资料：

1. 某些由于动植物引进而引起生态不平衡的例子。

①“昔日农家宝今朝成公害”——水葫芦

水葫芦原产于南美洲巴西，是一种多年生水生杂草，根系像羽毛，十分发达。它本是六十年代前后作为家畜饲料引进我国的，但随着替代饲料的出现，这种含水量高达95％的青饲料再也引不起家畜的“食欲”，加之发现其普遍含有寄生虫，于是水葫芦作为青饲料退出了历史舞台，并逐渐成为野生。虽然水葫芦能吸附潜藏在水中的磷等有毒有害化学物质，少量分布还可能具有一定的观赏价值，而一旦过量生长，成片的水葫芦就像条被子覆盖在水面，遮挡住阳光对水体的照射，影响水生物质的正常生态环境；在生长区内形成优势物种，排除异己，从而剥夺其他水生物种的“生存权”；此外，大量的水葫芦漂浮在水面上，不但影响城市河道景观，而且还会阻塞航道，影响船舶的正常航行与停靠。

水花生又叫空心莲子草，原产于南美洲巴西，是一种多年生宿根性杂草，耐盐力强，适应性广，水陆均可生长，遍布于水稻田及田埂、河道、蔬菜田、果园、林地及草坪地。一些地方的农户和养殖场，从外地引进水花生野生种苗，放养在水面上作为家禽饲料。不料，落户后的水花生疯狂生长，并导致农作物减产；更为严重的是堵塞沟渠水道，影响农业灌溉和防汛排涝。

水花生的生长速度和对环境的适应性均超过一般作物，有水花生危害的地段，其地下茎常可深达50-60cm，危害严重时，地下茎纵横密布，以致作物无法生长；长有水花生的沟河渠道，其植物能铺满水面，影响灌排，严重影响水上交通和水产养殖。同时还能传播多种寄生虫病（涤虫、水蛭、肝片吸虫、姜片吸虫、日本血吸虫），因此饲用价值也不高。水花生根系发达，地上部分繁茂，在农田中生长会与作物争夺阳光、水分、肥料以及生长空间，造成严重减产。在田埂和田间水花生成片生长还会影响农事操作。水花生在鱼塘等水生环境中生长繁殖迅速，其覆盖在水面会影响沉水植物的光合作用，导致水中溶解氧含量降低；水花生腐败后污染水质，水体中生物耗氧量和化学耗氧量升高，鱼虾等水产生物会因溶解氧的消耗而窒息；腐败后水中有机质含量的增加会促进微生物的滋生，从而导致鱼病的发生或产生有毒物质毒害水产生物；水花生在鱼塘中的层积还会影响水产捕捞。水花生在河道和沟渠中的生长会堵塞水道，限制水流，增加沉积，对水运输和农田灌溉造成极为不利的影响。水花生在路边、公用绿地、居民区等生长蔓延，严重影响环境的美观和卫生。因此，分布广泛、危害严重的水花生已成为当前亟待研究和解决的草害。

食人鱼又名食人鲳，原产亚马逊河，共有20余个不同品种。其中具有代表性也是目前在国内各市场俏销的品种被称为红腹食人鱼，它们体型小巧，一般为25公分左右，色彩美丽，拥有墨绿色的鱼背，浅绿色的鱼体，火红色的腹部，性格却极为残暴。食人鱼长着锐利的牙齿，一旦被咬的猎物溢出血腥，它就会疯狂无比，用其锋利的尖齿，像外科医生的手术刀一般疯狂地撕咬切割，直到剩下一堆骸骨为止

食人鱼一旦流入自然环境，其“嗜杀成性”的本性会对本地的生态平衡造成严重破坏。亚马逊河流域的气候与我国南方许多地方的气候相似，加之食人鱼对环境的要求比较粗放、而且繁殖速度快。一旦在某一流域达到一定的规模时，它们就会大量地“屠杀”水中其他的鱼类，造成不可估量的损失。

④“清道夫”鱼

“清道夫”鱼原产拉丁美洲，属鲇鱼科，又名吸盘鱼、垃圾鱼、琵琶鱼、琵琶鼠鱼。这种鱼常以别的鱼的粪便和藻类为食，由此得名。最初人们是在养热带鱼时，将这种外来鱼作为“水中清洁工”一同引进的，由于不值钱，常被一些养鱼人随意丢弃。近来这种鱼在我国一些流域泛滥成灾，繁殖能力极强的清道夫，在成长过程中吃掉其他鱼类的卵，威胁着其他鱼类的繁殖生长，已开始影响河流的生态平衡。目前尚无有效手段控制清道夫继续蔓延。

⑤澳洲的兔子

澳大利亚原本没有兔子，140多年前英国人托马斯•奥斯汀引进了24只兔子，为打猎而放养了13只。结果在那个几乎没有天敌的土地上，兔子们至今已繁衍6亿多只后代，成群的野兔常常把数万平方公里的植物啃个精光，导致其他种类野生动物面临饥饿的危机，许多野生植物也濒临绝种。生物入侵的危害性可见一斑。

⑥福寿螺

（略）

2.何谓“邮件自动分捡” 设备？

邮件分捡指的是根据投送地、邮件种类（平信、挂号信、特快专递）等信息对邮件进行分类，以满足存储、捆扎、分转、运输、投递等方面的要求。邮件自动分捡设备就是运用机械、光电、计算机软件等技术，实现这一过程的自动化、智能化。主要原理是光学符号阅读机能，能识别信函上的邮政编码，并按邮区对信函进行自动化分捡。

机械、电子、光学以及计算机（自动识别）相关技术为邮件自动分捡系统提供了技术支持，它们将取代传统的人工分捡和机械分捡。

历史变革记录

波兰邮政的技术改革走在了东欧国家的前列，其现在的邮政技术水平基本已经达到了欧洲发达国家的水平，成为世界各国学习的典范。

波兰邮政的技术改造是从分捡中心的自动化开始的，分三个阶段进行：

第一阶段（1992～1993年）建成了３个邮件分捡中心；

第二阶段（1995～1996年）建成了２个分捡中心；

第三阶段（1999～2001年）建成了全国最大的邮件分捡中心―华沙邮件分捡中心。

在我国，1998年，国家对邮电体制进行了重大改革，实施了邮、电分营，成立了国家邮政局，中国邮政开始独立运营。之后的几年间，各地邮局开始了邮政分捡的机械化自动化和综合计算机管理系统。

2001年，由国家邮政局科学研究规划院负责研制的我国首台扁平邮件自动分捡系统通过了技术鉴定。扁平邮件高速自动分捡机填补了我国扁平邮件分捡设备的空白，我国物流分捡设备的研制工作又登上了一个新台阶。2003年，各邮政营业厅禁止销售旧信封，以降低分捡难度。

四、教学反思

教学中，我发现，学生对于工作和生活中的流程的口头描述，一般没有问题，但若要求学生用框图来表达，学生就感觉困难重重。因此，为了突破这个难点，我举了自行车的补胎流程设计、邮寄包裹的流程设计、去医院看病的流程设计以及以某一面膜产品为产品的企业业务流程的设计，通过这几个例子，学生基本掌握了框图的画法，以及画流程图的注意事项。在设计以上流程框图中，有些框图如“以某一面膜产品为产品的企业业务流程的设计”，学生加进了判断，这比我手中的参考答案多了一个质检环节，说明学生对流程的设计已经有了自己的思考。在生产流程的设计中，学生感觉困难比较大的是一些专业术语难以理解，如工艺、攻丝、套丝、电镀、淬火、铣床等等，教师花了一部分时间来作解释，因此，造成本节内容课时较紧。

课题：2.3流程的优化

教学目标：

知识与技能：

流程改进的内容与目的

流程优化的步骤

过程与方法：

学会分析流程的不足，并提出优化方案

情感、态度和价值观：

不断完善的生活中的流程

教学重点：

流程优化的步内容

教学难点：

流程改进的目的

教学过程：

引入：

复习上节课内容：流程的设计过程

新课教学：

一、流程改进的内容与目的

1、工期优化——节约时间

案例①机械设备修理的工期优化

案例②结合前面44页的流程说出最省时间的做饭工作流程

阅读课本56页案例，画出最省时间的做饭工作流程

2、工艺优化——节约材料

案例：工件制造的工艺优化

1）切削法

2）少切削法

3）无切削法

3、成本优化——节省资金

案例：售后中心配送的成本优化

4、提高效率

案例：餐厅结帐的流程优化

原流程：

1）确认结账要求

2）取得账单给客户过目

3）得到客户付款并询问客户是

否需要发票

4）回到收款台取得零钱和发票

5）将发票和零钱交给顾客

改进流程：

1）确认结账要求

2）取得账单、零钱和发票

3）得到客户付款并将发票和零钱

交给顾客

5、用户安全

案例：银行卡挂失流程的改进

6、其他目的

二、流程改进的步骤：

1、分析流程的现状

2、确定改进的目标和要求

3、确定改进方案

案例1：银行卡挂失流程的改进

分析流程的现状：只能在银行上班时才能去挂失，失主不能及时报失；

确定改进的目标和要求：使失主能及时报失，尽可能把钱财的损失减少到最低程度

；

确定改进方案：利用先进的计算机电话集成技术和现代化通讯手段，为客户提供全

天24小时不间断的电话挂失服务

案例2：【视频】汉字输入的流程改进

（根据流程改进的步骤进行分析）

分析流程的现状：汉字的快速输入是普通计算机使用者最为棘手的问题，人机交流

困难限制了计算机的广泛应用。

确定改进的目标和要求：提高文字输入速度，符合使用者用笔的传统习惯，舒适方

便。

确定改进方案：利用数字笔、数字纸进行书写输入，代替原来的键盘、鼠标输入。

三、小结与练习：

1）流程改进的内容与目的

2）流程的优化步骤

3）流程优化的常用方法

工期优化（工序并行，先进设备的使用）

工艺优化（切削改浇铸，标准件的使用）

成本优化（自动化生产，废水循环使用）

质量优化（计算机管理和监控）

等等

4）课后练习

教学反思

在教学过程中，往往会依托于课本进行讲解，自己生活中的例子不是很充足。但是

有一个好处就是学生能有及时回顾课堂的内容，而讲到课外的流程，需要讲到具有

代表性的，否则讲了学生还是没有多大印象。

我们也来做流程设计

教学目标：

知识与技能：知道流程设计的基本因素，掌握流程设计的一般过程；学会分析流程设计应考虑的基本因素

过程与方法：经历案例分析，学会从身边例子把握一般规律；

情感、态度和价值观：培养学生对自己生活中的流程进行设计的需要

§本课的重点： 学会分析流程设计应考虑的基本因素及设计的表达。

§本课的难点： 流程设计的灵活运用。

教学过程：

引入：复习上节课内容

§１、什么是流程？

§流程就是为了一定的目的去做事情的顺序。

§２、常见流程的表达方式有那些？

有：文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示，还有乒乓球单打比赛层式的结构图等，流程图的表达方式具有多样性。

§３、如何选定适合自己流程的表达方式？

各种流程图各有特色，按实际需要进行选择。

§４、科学合理的流程图对生活、生产活动各有什么作用？

在生活中：

可以提高工作和学习的效率。

在生产中：

可以提高生产效率、保证产品的质量。

下面有个案例，请同学们思考:

黄师傅的徒弟补轮胎，在没有磨周围胎皮的情况下，直接把补丁贴上去，行吗，为什么？ 现黄师傅请我们帮他设计一个合理的流程图，请位同学出来，画出流程图。

送给黄师傅的补胎流程：

扒胎 → 查漏 → 磨洞边胎皮 → 贴补丁→ 装胎

新课教学：

带着问题阅读课文

（1） 、什么叫流程设计？

（2）、流程设计要考虑的基本因素有那些？

（3）、流程设计分几个步骤进行？

（4）、结合小铁锤制作的案例，说说流程设计的具体方法？

一、流程设计的基本因素

设问：我们为什么要进行流程设计？

1、流程设计的目标与要求

1）工作、生活：节约时间、提高工作效率、提高工作质量等等。

2）生产活动：提高效率、节省资源、安全生产等等。

设问：我们要考虑那些因素？

2、分析基本因素

以生产活动的流程设计为例：

1）材料、工艺、设备

2）人员和资金：人员的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期，是进行流程设计必须考虑的主要因素。

3）环境：生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用，是流程设计时应关注的重要因素。

二、流程的设计

（一）按照流程设计的步骤分析稻谷加工工艺流程设计的例子。

1、确定目标，明确任务

设计稻谷加工工艺流程

2、分析基本因素

（1）稻谷由什么组成？

稻谷由米、糙皮层、稻壳组成

（2）稻谷怎样变成米？

清除杂质、脱去稻壳和糙皮层。

（3）工艺要求及设备

3、确定时序，划分环节

（1）环节

清理：清除稻谷中各种杂质，以达到砻谷前净谷质量的要求。

砻谷：脱去稻谷的颖壳，获得纯净的糙米。

碾米：碾去糙米表面的部分或全部皮层，制成符合规定质量标准的成品米。

（2）时序

4、画出流程图

5、检验

（二）用流程图给出流程设计的步骤

请同学从上面的例子总结出设计的步骤

（三）结合材料对流程设计的过程进行分析

材料1合成氨的生产工艺流程

步骤：1）从空气中进行原料气制取

2）气体产净化、除去杂质

3）用压缩机压缩（至高压状态）

4）氨的合成

5、最后进行氨的分离，得到浓氨并将未完全反应的N2 ,H2送回合成塔，再循环加工利用 五个环节完成后，得至的是合成的液态氨。

请学生课堂上画出流程图。

材料2：豆浆、豆腐花、豆腐制作工艺流程设计。

1、选料

选用新鲜黄豆，用干选法过筛或用水选法筛除杂物、劣质豆、草木和砂土等杂质。

2、浸豆

把黄豆浸泡于水中，除去浮于水面的杂质，水量以浸没黄豆为准。在浸泡的过程中，防止泡豆水质变酸变馊，而影响豆浆质量，根据具体情况及时换水1次，浸泡时间根据气温不同而异，一般是夏天泡豆4-6小时；冬天可延长至9一12小时。

3、磨浆

把泡好的豆分多次加入磨浆机中，边加黄豆边加水，磨成豆浆糊，一般是0.5千克泡豆加水0，5千克左右，磨浆时，加豆加水要均匀，与磨速协调一致，这样才能磨出细腻而嫩滑的豆浆。

4、过滤

豆浆过滤一般用过滤网布或面粉袋，把磨好的豆浆糊5千克(约相当于1千克干黄豆)加入约20℃的温水2 .5千克，拌和均匀后装入布袋，吊起布袋，用手摇动，待浆液流出，反复操作3—4次，直至浆液沥干为止。

5、煮浆

取过滤后的生豆浆放入锅内，猛火加热煮沸 (或用水蒸气加热)煮至锅面豆浆泡沫破裂，撤火便得熟豆浆。

6、点浆

点浆一般用石膏粉作凝固剂，10克干黄豆需配用石膏约1千克。

点浆的方法：把煮沸的豆浆舀出锅后稍冷，待温度降至 80℃时即可点浆。点浆时用小勺将豆浆向前不断搅动，慢慢加入石膏水，当豆浆粘勺后，搅动放慢，加石膏水的速度也相应放慢，直到豆浆出现玉米大小的豆腐粒时，停止搅动，盖上锅盖，保持约半小时就可以进行包浆工序。

7、包浆

包浆就是把豆腐脑倒在铺有棉布的木格内，包好，用重物挤压，把水挤出，一般不能压得太干，若制豆腐干，则可以压至无水滴出为止。

小结与练习：

§一、小结：

§ 1、认识流程设计的含义。

§2、了解流程设计要考虑的一些基本因素。

§3、结合案例进行了详细流程设计分析。

§二、点评：

§１、流程不是自然过程，是要根据目标和环境的要求进行设计的。

§２、不同的流程，产生的效益往往不同。

§３、流程的设计并不是唯一的，所以要对流程进行优化，提高产生的效益。

板书：

一、流程设计

为实现一定的目的，科学地安排顺序的过程。

二、考虑的因素：

1、目标和要求：

2、基本要素：材料、工艺、设备、人员、资金、环境六要素

三、设计步骤：

（1）、定目标，明任务

（2）、分析因素

（3）、明事项

（4）、定时序，分环节

（５）、画流程图

揭开系统面纱

教学目标：

1、 理解系统的含义。

2、 体会系统的组成和层次关系。

3、 了解系统的分类。

4、 理解系统的基本特性。

5、 掌握系统分析的基本方法。

重难点：

1、 学会用系统的观点看问题。

2、 理解系统的基本特性。

课时安排：

2课时

知识提纲：

1、 系统的定义。

2、 成为系统的三条件。

3、 系统的基本特性：整体性、相关性、功能性、环境适应性。

4、 系统的分类：自然和人造；实体和抽象；静态和动态；开放和封闭------。

5、 系统分析的基本方法：阐明问题；分析比较；评价比较。

教学思路：

由雕像、笑话故事、木桶理论、学科介绍引入新课，让学生自行阅读两案例后得出概念；讲解成为系统的三个条件；结合例子、练习讲解系统的基本特性，让学生阅读系统的分类后提问。在龙舟赛艇系统分析中体会、掌握系统分析的基本方法。

教学过程

新课导入：

[师] 请同学们欣赏一件艺术品(展示相片)，这是在巴黎市内有名的一个观光点――巴尔扎克雕像。请同学们仔细观察，这人体雕像有啥特别的地方？

[生] ------

[师] 对了，雕像没有双手。我们来看看没有双手的原因。(课件演示)

[师] 既然双手是整个雕像中最成功的部分，为何罗丹要将它砍掉？他这样做有怎么样的理论凭据？

[师] 我们再来看一个笑话（课件演示）。在生活中，我们如果不用整体的、相互联系的系统的观点解决问题，就会犯与此人同样的错误。

[师] 我们班昨天跟2班的足球比赛赢了，赢球是依赖优秀的队员还是差劲的队员？

[生] 优秀的、差劲的、全体、场外的啦啦队------。

[师] 认为靠优秀队员有同学多一些，就是说，大部分同学认为整体的功能取决于最强的部分。但有一种理论，叫做“木桶理论”，却认为整体的功能取决于最弱的部分，也就是说，昨天我们赢球靠的是表现差劲的队员。

[生] ------

[师] 以上的这些究竟是怎么回事呢？学完今天这二节课，我们就会有所了解了。下面，我们就学习新的内容，第三章：系统与设计的第一节：揭开系统面纱。

新课教学：

[师] 家在农场的同学请举手。

[生] 举手------。

[师] 那么，教师可以说，这些同学都是属于同一个系统的，什么系统呢？就是农垦系统。老师还可以说，我们学校和海南中学、农垦中学都是同一系统的。这个系统就是教育系统。这样看来，我们都身属各种各样的系统，如果我们还对系统的知识一无所知，就太不应该了。同时，“系统”也是人们讲得较多的一个词，网络上，利用各大搜索引擎对系统一词进行搜索，会得到大量的信息（演示课件）。

[师] 系统包含学问可大了。我们先来简单了解关于系统的一门学科――系统科学。这是上世纪40年代诞生的一门学科，它主要包括五个方面的内容------，（结合课件讲解）

[师] 我们一起来看这几张相片。农作物生长在这个大栅温室中，可以避免极端天气的危害。那么，下面请同学们先用十分钟时间阅读课本68页和73页的两个案例。然后说说你的理解。

[生] 阅读，回答，------

[师] 栅室环境系统由六个子系统组成，它们相互区别，相互配合，共同构成大栅温室环境。总之，栅室环境系统是由相互依存的若干部分（6个子系统）组成的，是具有特定功能（满足农作物生长需求）的有机整体。人体系统也是同样，由若干相互依存的部分构成，具有特定功能。

[师] 大系统由若干个小的子系统组成，子系统又由若干个更小的子子系统组成------，分到最后的层次，称为元素。显然，元素是完成系统功能的最小单位。

[师] 大栅温室是系统，人体也是系统，结合两个案例，我们这样理解：系统是由相互依存的若干部分组成的、具有特定功能的有机整体。或者说，系统是由相互作用的若干元素构成的并完成特定功能的统一体。

[师] 根据定义，我们来了解构成系统的条件。（结合课件讲解）

[师] 请问，挂在墙壁上的钟算一个系统吗？理由是什么？

[生] ------

[师] 我们再来看看系统的一些基本特性，（结合课件讲解、提问）

[师] 这些特性我们可以结合系统的概念来理解：概念里提到，系统是一个有机整体，所以有整体性；各组成部分相互依存，所以有相关性；完成一定功能，所以有目的性；最后记住一个环境适应性。

[师] 请同学们阅读课本74页内容――系统的分类。

[师] 如果把我们班的同学分为两类，一类是男同学，另一类是女同学，那么分类的标准是什么？

[生] 性别。

[师] 如果分为高个子和矮个子两类，那分类的标准又是什么？

[生] 身高。

[师] 可见，分类的标准不同，结果也不尽相同。下面请同学们回答，课本上的分类，其标准是什么？

[生] 系统的来源、表现形态、与外界关系------。

[师] 按我国的传统，端午节除了包粽子，还要赛龙舟。下面，我们结合80页的案例“龙船赛艇系统分析”，理解系统分析的基本方法。

[师] ------

[师] 分析可分三个阶段：

1、阐明问题（功能、构成）。

2、分析研究（内部之间关系、整体与外界关系）。

3、评价比较。

[师] 好了，今天的内容就这些。

教学反思：

1、 用“捕雀”故事引入时，由于学生对捕雀不了解，达不到效果，可否考虑删掉不要？

2、 “木桶理论”引入时，学生的回答不尽相同，注意加予引导和正确评价。

3、 课本案例较简单，让学生自行阅读即可，注意把握阅读时间。

4、 “系统的分类”这一部分内容，采用提问的方式，学生掌握得较好。

5、 系统的特性要结合系统的概念来理解，也容易记忆。

6、 时间紧，内容多；介绍课外内容时学生感兴趣，较认真，可一回到课本，学生就不感兴趣了。

系统的基本特征

教学目标：

知识与技能：

通过分析案例，理解系统的5个基本特性。

过程与方法：

通过案例，掌握系统的基本特性，构成系统的基本思想。

情感、态度和价值观：

学会用系统的眼光看待问题，分析问题。

教学重点：

系统的5个基本特性；

教学难点：

系统思路。

教学过程：

引入：

复习上节课内容：系统的涵义和系统的分类。

下面开始学习系统分析的基本方法。

提出：要用系统分析的方法来解决问题，就必须掌握系统的基本特性。通过理解基本特性构成系统的基本思想（即系统思路）。

新课教学：

（一）系统具有目的性

1、人们为什么要发明自行车？

补充：【自行车的由来】世界上第一辆自行车出现于1790年，由法国人希布拉克用木材制成，

没有脚蹬，靠双脚交替踏地前进。1801年，俄国人阿尔塔莫诺夫发明了一辆轮子前后挂着的小车。这些发明家把它作为礼物献给了俄国沙皇。1831年，德国人德列斯发明了车把，可以方便地转弯。 1839年，英国人麦克米伦发明了脚踏，装于前轮上。 1880年，法国人基尔梅发明了链条，用它带动后轮旋转。 1888年，英国人邓勒普发明了充气车胎。

结合自行车演变，让学生理解：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。

2、自行车为什么要有刹车功能？

提出：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。

3.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。什么是区别这些系统的标志？ 系统的目的性是用来区别系统的标志。

（二）系统具有整体性

1.美国“阿波罗”计划中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很普通，甚至没有一个是新研制的，为什么能实现把人送上太空的功能？

各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整体的功能。

2. 三个和尚的故事说明了什么？ “三个臭皮匠顶个诸葛亮”又说明了什么？

【系统思路】系统不是各个元素（组分）的简单相加。如果将它们之间的相互联系和相互作用协调好，就能得到“1+1>2” 的效果。反之亦然。

3. 巴尔扎克雕像的故事

讲述：传说，法国著名雕塑家罗丹曾经给文学家巴尔扎克雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人们的称赞，人们特别对雕像上巴尔扎克的一双手赞不绝口，都说这双手太逼真、太生动了。罗丹听到人们的议论后，却毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。

提问：巴尔扎克雕像的故事说明了什么？

【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。

中国有一句成语就表达了这个意思：“弃卒保车”。

（三）系统具有层次性

1、提出：所有系统都可以分解为一系列子系统，并存在一定的层次性。

试说说我们国家都由那些子系统组成？

不同角度有不同的答案，看实际情况作出简要评价。

2.若各级行政部门没有层次性、没有独立的功能会怎样？

答案也很多，具体看情况作出评价，引出下面的观点。（拿针筒救火）

【系统思路】系统的层次性有助于系统功能的更好实现。

（四）系统具有相关性

1.为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？

狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而起到保护植被的作用。

【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。

相同的道理，为了使野生动物园的羚羊更有活力、生命力更强，可以引进狼或豹子等肉食动物。

2.如何理解“一着不慎，满盘皆输”？

不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉整盘棋。

【系统思路】要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的影响。

补充：木桶理论：

一只沿口不齐的木桶，其存水量的多少？不取决于最长的那块木板，而取决于最短的那块木板。 管理学中的“木桶理论”是指：人的能力大小是由他身上最劣质的素养决定的，一个企业成功的概率大小也是由这个企业的最薄弱的环节决定的，就像木桶的容水多少是由木桶最短的一块木板决定的一样。

木桶理论的外延还可以扩大到：

1）木桶容水的多少还要由木桶的直径决定。对于个人，如果你的能力只有那么大，你必须学习，不断地增加自己的知识直径。企业亦然，要不断的进行改造、革新，以便更好的发展。

2）木桶容水的多少还要由木桶之间的木板是否箍的紧密有关，否则，你无论多大的木桶，都把水会漏光的，“木桶打水一场空”。对于个人，也就是说：你要把自己的知识进行融会贯通，才能成就一番事业。对于企业，一定要进行多种文化的融解包容，同时要建造一个齐心协力的团队，只有这样，才能在万众一心的基础上，将企业搞好。

3）铁桶理论、塑料桶理论。

（五）系统具有环境适应性

1.家用电冰箱不能紧贴墙壁放置，汽车在雪地行走轮胎要加链条，这是都为什么？

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。 结论：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。

2.自行车为什么要不断地进行更新换代？

当外部环境条件变化时（路况改变－跋山涉水，市场需求变化－舒适休闲），自行车就必须更新换代（如增加新的功能，提高性能、舒适度），才能继续存在和发展下去。

【系统思路】要不断完善系统，使系统能适应新的环境。

3.你知道“春捂秋冻”的含义吗？

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。

小结与练习：

系统的基本特性

目的性、整体性、层次性、相关性、环境适应性。

分析的基本方法

教学目标：

知识与技能：

通过设计制造人力飞机的故事，引导学生理解系统分析的基本方法及步骤。

过程与方法：

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。 情感、态度和价值观：

学生能运用系统分析的基本方法，对自己准确定位，协调好自己与同学、老师、长辈等之间的关系。

教学重点：

初步掌握系统分析的基本方法及步骤。

教学难点：

运用系统分析的基本方法分析处理身边的问题。

教学过程：

引入：

复习上节课内容：系统的基本特性及所表达的系统思想。

提出：系统分析就是系统思想与分析方法的结合。

新课教学：

（一）系统分析的基本方法的涵义

涵义：系统分析的基本方法就是把一个任务放在系统的运行过程中加以考察，运用逻辑推理和分析计算，研究分析这个任务以及任务的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使系统整体达到理想的目的。

如何理解这个涵义？通过两个例子来了解。

1、阅读课本P72－P74，想一想在设计制造人力飞机时，设想1和设想2为什么会失败？而设想3又为什么会成功？

解答：设想1和设想2都没有综合考虑设计制造人力飞机这个系统里的各个因素，只是着重考虑其中的一两个因素，所以失败；

设想3通过定性与定量结合，正是运用了系统分析的基本方法，分析研究了影响人力飞机飞行的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使人力飞机实现了“飞天”的理想目的。

2、阅读P74－P75小资料，想一想丁谓修复皇宫的方案为什么会成为我国古代运用系统思想和方法的著名范例？

解答：丁谓运用了系统分析的基本方法。把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务看成一个整体中的相关部分，加以协调处理，从而找到获得最佳效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间,一举三得。

过渡：这里我们知道，丁谓运用系统分析的基本方法获得最佳的效果。但他是如何做、如何得到这样的一个方案的呢？下面我们来学习运用系统分析方法的一般步骤。

（二）系统分析方法的步骤

步骤：阐明问题、分析研究、评价比较。

我们通过案例来进行分析：

【案例1】：阿拉斯加原油输送方案

1、阐明问题

任务：由阿拉斯加东北部的普拉德霍湾油田向美国本土运输油田。

2、分析研究

环境：油田处于北极圈内，海湾常年处于冰封状态，陆地最低气温达-50 C。

当前采用的一般方案：

方案1由海路用油船运输

方案2用带加温系统的油管输送

处理策略：考虑到安全和供油的稳定性，暂时把方案2作为参考方案作进一步的细致研究。同时继续考虑新的方案。

提出方案3：把含10％－20％氯化钠的海水加到原油中去，使在低温下的原油成乳状液，仍能畅流，这样就可以用普通的输油管道运送了。

提出方案4：将地下石油蕴涵的天然气转化为甲醇加到原油中，降低原油的熔点，增加流动性，从而用普通的管道就可以同时输送原油和天然气，仅管道铺设费就可以节省近60亿美金。

3、评价比较

综合各方案优、缺点，以及成本、安全性等，确定第4种方案为最终方案。

反思：如果仅仅在前面3个方案上优化，无论如何都得不到方案4的巨大效益。分析人员运用其专业知识，将石油中的原油和天然气的运输作为一个整体进行系统分析，获得了成功，体现了系统分析的实际价值。

【案例2】SWOT分析法

SWOT法：运用SWOT法进行选择分析，就是将与你密切相关的各种主要内部优势因素

(Strengths)、弱点因素(Weaknesses)、机会因素(Opportunities)和威胁因素(Threats)，通过调查罗列出来，并依照一定的次序按矩阵形式排列起来，然后运用系统分析的思想，把各种因素相互匹配起来加以分析，从中得出一系列相应的结论(如对策等)。

通过一个实际例子来讲解运用SWOT分析法的过程：

1、阐明问题

运用SWOT对自己进行系统的分析，为自己准确地定位和进行正确地选择奠定坚实的基础。

2、分析研究

列出自己所有的S-优势、W-劣势、O-机遇、T-挑战及提出对策。

3、评价比较

通过对对策的评价比较，付诸行动，以发挥优势因素，克服劣势因素，利用机会因素，化解威胁（挑战）因素。

最后提出实用价值：运用SWOT对自己进行一次系统的分析，可以为自己准确定位和高考报考院校及专业奠定坚实的基础 。

小结与练习：

1、系统分析的基本方法

2、系统分析方法的步骤

系统的优化

教学目标：

知识与技能：

了解系统优化的意义，知道如何实现系统的优化。

过程与方法：

运用系统的方法分析问题，能对当前的系统提出优化的方案。

情感、态度和价值观：

培养学生节约和环保意识。

教学重点：

系统优化的方法

教学难点：

分析影响系统优化的因素

教学过程：

引入：

复习上节课内容

提问：什么是系统的优化？

就是在一定条件下，使系统达到更理想、更佳效果的过程。（举选择交通工具的例子）

新课教学：

一、系统优化的意义

实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的经济效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。

【案例】航标系统的优化（视频）

分析航标系统优化的意义：提高了安全性、可靠性、方便管理和检修、节约能源（耗电小）、适应能力强、容错性好、实现了航标管理的智能化，发挥航道的运能，提高船舶的利用率，保证船舶的安全，使长江航道航标的管理发生了质的飞跃，开启了数字航道的大门。

二、系统优化的实现

1、影响系统优化的因素：

1）系统优化的过程中，受一定的条件影响和约束，会造成系统与环境、系统组分之间、组分与整体之间的矛盾冲突，这些矛盾冲突会影响系统的优化。

2）系统各组分之间、组分与整体之间的连接和协调状况，会影响系统的有序性和整体的运行效果。

【案例】：阅读P76—P77南方粮食生产季节变换系统的例子，分析影响本系统优化的因素有哪些？ 分析：影响本系统优化的因素有种植品种（农作物生长特性）、时序、土壤、气候等。

2、系统优化的方法

基础：分析影响系统优化的因素。

过程：一定的条件下，对系统特性进行分析和控制。（复习前面系统的5个基本特征）

目标：以实现更佳的整体目标。

【案例1】：空调系统的优化

影响空调优化的因素：人民的生活水平、人民的需求、舒适度、功能、能耗、环境、环保节能、能源、可靠性、寿命、运行费用、设备利用率、新材料、网络与数字技术及相关技术的进步等。 在对影响空调系统优化因素分析的基础上，研制出了各种空调：

1）变频空调：变频空调器是通过内装的变频器改变频率。有着高性能运转、舒适静音、节能环保、能耗低的显著特点，改善了人们的生活质量，提高了人们的生活水平。

2）燃气空调：以燃气为能源的空调设备简称燃气空调。功能全、综合投资省；设备能源利用率高、运行费用省；大量使用燃气空调有利于改善供电紧张状况，改善电力峰谷平衡率有十分可观的效果。

3）太阳能空调 ：利用太阳的热能驱动进行制冷。技术要求高，但成本低、无噪音、无污染、寿命长 。越是太阳能辐射强烈的时候，环境气温越高，太阳能空调的制冷能力就越强，这是人和自然和谐的理想境界。在节能和环保方面有很大的发展潜力。

此外，还有智能空调，双面出风空调，一拖多空调、隐形空调等。

【案例2】：数学模型的最优化

现实原型（经过抽象）－数学模型（进行求解）－数学结论（回到原型分析）

阅读课本P80的拓展与应用，了解有关数学模型最优化的应用。

小结与练习：

1、系统优化的意义

2、系统优化的实现

系统的设计

教学目标：

知识与技能：

通过具体的系统设计案例分析，使学生初步掌握系统设计的基本方法。

过程与方法：

具备一定的系统设计和系统评价的能力。

情感、态度和价值观：

培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔的意志和毅力。

教学重点：

1、系统设计的基本方法。

2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。

教学难点：

1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。

2、确定一个任务，根据设计要求完成系统设计的方案设计。

教学过程：

新课教学：

一、系统的设计

1.什么是系统设计？

2.系统设计应考虑的主要问题。

系统设计的目的与要求

系统各部分之间的相互联系与相互作用

系统设计方案的优化

P86 马上行动：

1.要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。

2.要选择好筑路技术设计方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。

3.要考虑工期、人员、材料的具体安排方案，降低材料成本，减少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。

3.系统设计的一般步骤。

①将系统分解为若干个小系统

②确定各子系统的目标、功能及相互关系

③对子系统进行技术设计和评价

④对系统进行总体技术设计和评价

二、简单系统设计的实现

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）

三、系统设计的主要过程

结合编制《学校田径运动会竞赛日程表》来分析阐述系统设计的主要过程。

1、提出设计问题；

学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好《学校田径运动会竞赛日程表》。

2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件）；

(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间；

(2)了解参赛单位人数、组别设置；

(3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量；

(4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法；

(5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。

(6)查阅学校前几届运动的相关资料。

3、确定设计目的；

编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程表》。

4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？）；

具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。

A、竞赛日程的编排原则

（1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为45分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。

（2）尽量不安排项目冲突。

（3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。

（4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。

（5）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。

（6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。

（7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。

（8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。

（9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。

（10）撑竿跳高尽可能安排在上午。

（11）接力赛尽量安排在单元的最后。

（12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。

（13）田赛项目注意场地的合理运用。

（14）最后一个单元尽量少安排项目。

（15）尽可能使田赛和径赛同时结束。

B、竞赛日程的编排方法

按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。

C、编排比赛秩序：

（1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。

（2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。

（3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。

（4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。

编排出多个方案，从中筛选最佳方案。

5、系统的评价及优化

对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。

小结与练习：

1、课堂小结

本节课主要内容有：

1)系统设计的原则。

2)系统设计的主要过程

3)运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。

2、练习

(1)

评价项目 方案1 方案2 方案3

成本投入状况

实施的速度

管理的可行性

技术的先进性

技术实现的可行

性

可能产生的负效

应

整体效果 少 快 可行 一般 可行 职工人数增多 可行 少 快 较可行 一般 可行 影响学生正常时间就餐 较可行 多 慢 有经费可行 先进 可行 投入较慢 较可行

(2) 关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目的。

(3) 运用系统的思想解决：

①应增加管道和集水设备；

②实现定时排水浇洒；

③当集水设备装满是，通过下水道排水。

控制系统的基本组成和工作过程

一、教学目标：

1、分析典型控制案例，熟悉开环控制系统的基本组成和简单的工作过程；

2、分析典型控制案例，熟悉闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；

3、能绘制简单的开环控制系统和闭环控制系统的系统框图；

4、知道开环控制系统和闭环控制系统的区别；

5、理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用。

二、教学重点：

1、开环控制系统的基本组成和工作过程；

2、闭环控制系统的基本组成和工作过程；

3、开环控制系统和闭环控制系统的比较和区别。

三、教学难点：

1、闭环控制系统的基本组成和工作过程；

2、开环控制系统和闭环控制系统的比较和区别。

四、教学内容：

本节课教学内容是地质版《技术与设计2》第四单元第二节“控制系统的基本组成和工作过程”。 这节课包含“控制系统基本组成”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的基本组成、工作过程以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。

本节课的教学除了继续加深对技术与设计的知识深度和技能程度外，更是培养技术思想和方法的很好的平台和载体。因此，应多贴近学生生活经验出发，从实例分析入手，让学生通过对相关典型控制应用案例的深入分析，引导学生对控制系统的生活生产应用分析，进而熟悉控制系统的基本组成和工作过程，通过对开环和闭环控制基本组成和其工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用，并能绘制简单开环控制系统和闭环控制系统的方框图。

五、学习对象：

学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制系统的基本组成和工作过程还缺乏了解，对控制系统的简单分类还一知半解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。结合具体生活中的控制系统

的应用案例分析，进一步分析控制系统案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。

六、教学策略：

本节课的教学采用“案例情景—过程分析—总结归纳－认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中，通过让学生完成简单而贴近生活的技术试验案例，使学生的思维从生活体验升华到理性分析。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生观察和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。通过具体的技术试验案例，使教学内容进行步步展开，使学生亲历自主探索和思维升华的过程。

七、教学过程：

（一） 复习回顾

复习回顾上一节课我们学过的控制的含义以及控制在生产生活中的应用，如：农业生产中的控制技术：大棚温室中的温度、湿度和光照控制等。

（二） 提出教学目标

多媒体投影展示2007年山东省基本能力高考真题第二卷第19题：

某办公楼大厅采用自然光照明，控制系统如图，大阳光经过反光镜反射到反光球面镜上，反光球面镜再将光线反射到大厅，从而达到采集自然光的目的。当大阳移动后，光线到达反光球面镜的位置也随之发生偏移，相应的传感器就会受到光照产生电信号，控制器根据不同传感器送进来的信号控制反光镜作相应的调整。

问题：（1）该系统是开环控制系统还是闭环控制系统？

（2）该系统中的被控对象是 ；

（3）控制器类似于人体的哪个器官？

通过问题的提出，引入本节课的教学目标：

（1）了解控制系统的简单分类，并能够比较两类控制系统的异同；

（2）分析典型控制案例，熟悉开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；

（3）能绘制简单的开环控制系统和闭环控制系统的系统框图。

（三） 导入新课

师生共同做试验： 技术试验1——初步体验控制系统

（1）试验条件：一名同学、老师、一本课本；

（2）试验做法：

老师发出指令（如请将课桌上的课本举过头顶），学生接受指令并按照指令的要求去执行动作；其他同学认真观察、思考，分析整个试验过程中信号的流向，并以小组为单位完成《技术学习活动卡1》

（3）填写《技术活动卡1》

（四） 进行新课

试验2： 技术试验2——观察自动门的工作过程

自动门的工作过程：

1、当有人到达门前某一距离时，传感器感知，并发出“有人”的信号；

2、控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给电动机；

（这里的电动机叫做执行器，也称为驱动器）

3、电动机根据传来的开门信号转动,门被打开；(这里的门叫做被控对象，也称为被控对象)

4、控制器保持开门信号延时（如10S）后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。

无人时：处于常关状态 有人时：门自动打开

试验3：技术试验3——观察水箱水位自动控制系统的工作过程

问题提出：

（1）该控制系统由哪几部分组成？

（2）作为该系统的一部分，浮子起怎样的作用？

（3）该系统与自动门系统的对比，有什么不同之处？

比较自动门控制系统和水箱水位自动控制系统的系统框图：

（图略）

结论：

开环控制系统：

信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，没有反馈环节，也不存在闭合回路，这类系统称之为开环控制系统。

闭环控制系统：

信息在自输入端传至输出端的同时，还将输出信息通过反馈环节传给输入端，即信息流向形 成闭合回路，这类系统称之为闭环控制系统。

试验4：技术试验4——开环控制系统和闭环控制系统的简单体验

试验条件： 多本课本

试验步骤：

1、一位同学发出指令（如将课本翻至第70页） ，另有两位同学接收指令；

2、接收指令的两位同学中，一位同学睁着眼睛执行指令所要求的动作，另一位同学闭着眼睛执行动作；

3、小组内其余同学仔细观察，并认真做好记录，填写《技术学习活动卡》；

4、小组内同学之间角色互换，重复以上步骤。

睁着眼睛翻书的系统框图：

（图略）

闭着眼睛眼睛翻书的系统框图：

（图略）

（五） 课堂练习

判断以下控制系统是属于开环控制系统还是闭环控制系统，并绘制出相应系统框图。

（1）红绿灯定时控制系统； （2）声控灯控制系统；

（3）智能电冰箱温度控制系统； （4）自动水位控制系统。

八、教学反思

控制系统在生产、生活中具有重要意义，本节课通过四个技术试验对开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和工作过程进行了分析，帮助学生理解开环控制系统和闭环控制系统，使学生的逻辑思维品质得到了发展。

本节课不是从概念入手，讲什么是开环控制系统，什么是闭环控制系统，工作过程如何、框图如何画等，而是从实例入手，通过让学生们分组做技术试验，让学生自己去体会，与学生共同分析、归纳，从而得出开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和工作过程。

课堂上从让学生分组去动手试验再到控制系统组成和框图的归纳环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能引导学生思维步步深入，从提出问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律。