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第三章 系统及其设计
第四节 系统的设计
教学内容
学习目标
从技术应用的角度理解系统的含义和基本构成。
通过对简单技术系统的分析，理解系统的主要特性。
通过系统案例分析，学习运用系统的思想方法。
结合实例进行系统分析，学会系统分析的基本方法。
理解系统优化的意义，通过技术探究，分析影响系统优化的因素。
初步学会简单系统设计的基本方法。
增强系统思考和工程思维的能力。
中国天眼“FAST”
被誉为“天眼”的500m口径球面射电望远镜（简称FAST）于2016年9月25日在贵州省平塘县大窝凼（dàng）中正式落成启用。
FAST这一大科学工程的落成使用，对我国在科学前沿实现重大原创突破，加快创新驱动发展具有重要意义。
研制FAST的目标是什么？科技工作者怎样实现这一目标？
引入
一、系统设计的基本方法
系统设计的基本思想：
系统设计除了遵循设计的一般过程、原则和标准外，还强调分析思维和综合思维相结合，注重在考虑整体的前提下具体研究解决局部问题。
①以实现系统整体功能最优为目的。
②设计好系统的每个要素和子系统。
③综合考虑系统各个部分（要素）之间的联系，合理解决它们之间的矛盾冲突；注重系统与环境、部分（要素）与整体之间的协调。
④设计方案的分析、比较和优化。
系统设计的要点：
一、系统设计的基本方法
实践活动：水火箭的设计
水火箭设计的总目标及性能指标
调查研究，对水火箭进行系统分析
水火箭飞行的外部环境调查分析
水火箭飞行的基本原理分析
动力来源
飞行轨迹
初步方案设计
确定系统设计的总体目标及性能指标
基本的设计分析
1．系统设计的约束条件。
2．了解系统设计的基本原理。
系统设计的基本方法
一、系统设计的基本方法
实践活动：水火箭的设计
制订设计方案
确定系统的结构组成。
子系统设计及功能确定。
系统总体技术设计
一、系统设计的基本方法
实践活动：水火箭的设计
实验序号 水量/mL 气压/Pa 水平射程/m
实验序号 发射仰角/（°） 水平射程/m
影响水火箭飞行的主要因素分析
1．动力舱内气压、水量与水火箭射程及飞行高度的
2．发射仰角对射程及飞行高度的影响
方案实施及改进
一、系统设计的基本方法
案例分析：雨水收集系统
简单的雨水收集系统方案设计
雨水收集
雨水净化
雨水存储
雨水利用
明确设计总体目的及要求
调查研究，进行基本的设计分析
系统的设计 系统整体组成
子系统的设计
系统总体技术设计
系统的优化
系统的评价
系统设计的基本方法：
二、简单系统的设计
实践活动：气垫船模型设计及制作
目的及要求
通过具体的设计活动，进一步理解和运用系统设计的基本方法，增强运用系统思考和工程思维解决实际问题的能力。
绘制简单的设计图纸。
以小组为单位，分工合作完成。每3～5人为一组，明确任务分工及设计时间进度。
设计过程
设计目标及要求
调查研究，收集相关资料
设计初步方案
收集意见，优化设计方案。
评价与小结
评价指标 小组自评 小组互评 教师评价
团队合作
功能实现
元素选择、比例和配置
安全、环保
经济、节能
美观
设计特色（创意）
设计图纸
其他
系统设计评价参考
1．房间家居布置
下图为一个房间的平面图，要在其中摆放床、写字台、书柜、衣柜等家具（尺寸附后），请合理安排摆放位置（在图中标明），并说明这样摆放的合理性。
各家具尺寸：
床200cm× 100cm；
写字台100cm×60cm；
书柜80cm×40cm；
衣柜120cm×60cm
习题
习题
以实现系统整体效果最优为目的
设计好系统的每个元素和子系统
综合考虑系统各个元素和子系统的联系，合理解决它们之间的矛盾冲突
不一定遵守技术设计的一般过程、原则和标准
系统设计要从整体出发，以实现系统整体功能的最优为目的
设计较为复杂的系统时，应该首先将系统分解为若干子系统进行设计
系统设计一般用于比较复杂的系统，简单系统不需要设计
系统设计应包括对设计方案的分析、比较和优化
3．下列关于系统设计，错误的说法是（　　）
2．下列关于系统设计，错误的说法是（　　）
D
C
总结
谢谢!

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