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第三章 系统及其设计
第一节 认识系统
（第2课时）
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。
引入
对比2个图片的区别：
都由自行车零件组成。
右边的不具备自行车的功能。
二、系统的主要特征
主要特征：
二、系统的主要特征
自行车分为哪几个子系统？
各个子系统的功能是什么？
各个子系统由哪些部分组成？
（一）系统具有整体性
二、系统的主要特征
子系统 功能 组成要素
导向系统 通过车把改变方向和保持平衡。 车把、前叉、前轴、前轮等
传动系统 将脚的蹬力，传动的到后轮，驱动自行车前进。 脚蹬、中轴、链条、飞轮、后轴、后轮等
制动系统 控制速度，可以减速或者停止，保证安全。 车闸
车架系统 支撑驾驶人和连接各个部件。 车架、坐垫、坐杆
自行车的各个子系统，离开了自行车整体，就不能发挥其作用。
（一）系统具有整体性
二、系统的主要特征
系统的组成部分（要素）是构成系统整体的前提和基础，没有部分就没有整体。
系统的组成部分（要素）要在整体中才能发挥其各自的作用，但系统不是各个组成部分（要素）的简单相加。
系统整体功能不等于其组成部分功能之和。
系统由组成部分组成。
组成部分离不开整体，不是简单叠加。
系统功能不等于部分之和。
（一）系统具有整体性
二、系统的主要特征
用系统整体性的思想，对以下现象进行分析：
三个小皮匠（裨将），顶个诸葛亮。
一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝。
从系统整体性的角度，说说“剪刀、石头、布”游戏，构思有什么特点。
立即行动：
（一）系统具有整体性
二、系统的主要特征
世界上最早的自行车
1817年，发明了真正实用的自行车，2个木轮、1个鞍座、1个车把。
1842年，发明了脚踏。
1861年，发明了能转动的脚踏。
1885年，发明了链条，后轮驱动，前轮转向。
1888年，发明了自行车充气轮胎。
20世纪20年代，制动块的诞生使刹车更快更稳。
（二）系统具有功能性
二、系统的主要特征
部件 功能
脚蹬 驱动自行车前进
链条 后轮驱动
充气轮胎 安全舒适
刹车块 安全
自行车的每个部分的发明，都有目的，都为了实现特定功能。
（二）系统具有功能性
自行车是怎样发明的？
在不断改进的过程中，人们对自行车的性能指标要求有了怎样的变化？
人们在提高自行车的速度性能的同时，更要完善刹车装置，为什么？
二、系统的主要特征
系统都是以实现某种功能为目的的，这正是区别不同系统的标志。
系统的目的一般通过更具体的目标来体现，系统的多个目标有时不完全一致甚至互相矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折中的办法，从而达到整体最佳的效果。
闭上一只眼睛和两只眼睛睁着，把笔帽套在笔杆上，结果有何区别？
用手指模拟射击，用两只眼和一支眼的区别是什么？
小试验：
（二）系统具有功能性
不同的目的 ，不同的功能。
二、系统的主要特征
脚踏连接在前轮上，前轮直径愈大，每踩脚踏一圈车子所走的距离就愈远。
前轮的直径会受到人腿长度的限制。
稳定的生态系统，植物、食草动物、食肉动物的数量有什么关系？
电动汽车的电池容量与续航里程有什么关系？
思考：
（三）系统具有相关性
前轮直径与人腿相关。
（三）系统具有相关性
观察变速自行车的传动系统，计算它的传动比。
I =N2/N1
I —传动比
N1 —链轮齿数（主动轮）
N2 —飞轮齿数（从动轮）
序号 N1 N2 I =N2/N1
二、系统的主要特征
二、系统的主要特征
在用激光切割的木板齿轮上，为每个齿轮划横线标记一个齿。
在纸盒上用竹签做转动轴。
通过搭配15、19、23齿的主动轮，和23、27、29齿的从动轮，发现2个齿轮之间的关系。
如果是自行车，如何搭配速度最快，如何搭配速度最慢？
（三）系统具有相关性
二、系统的主要特征
系统内各部分（要素）之间、部分（要素）与系统整体之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，某一个部分（要素）的变化，会引起其他部分（要素）和系统整体的变化。
草原中的狼和兔子。
头痛医脚，脚痛医头。
自行车的车轮变形，影响制动。
思考：找找生活中，体现系统相关性的例子。
（三）系统具有相关性
二、系统的主要特征
请同学们思考以下问题：
自行车为什么要更新换代？变速自行车、山地自行车是怎样出现的？
有的自行车在脚踏、鞍垫或挡泥板上装上反光片，作用是什么？
在平坦路、上坡路、下坡路上骑自行车，你是如何控制车速的？为什么？
（四）系统具有环境适应性
任何系统都存在于一定的环境之中，必然要与外界进行物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会相应地引起系统功能和系统内部各部分（要素）的变化。
系统具有适应环境的变化、保持原有功能的特性。
二、系统的主要特征
手机屏幕亮度根据环境光线变化调节。
智能温室根据户外温度调节控制换气扇的转速。
思考：找找生活中，体现系统环境适应性的例子。
（四）系统具有环境适应性
变色龙根据环境改变皮肤颜色。
雷鸟在不同的季节有不同的羽毛颜色。
习题
至少要有两个或两个以上的要素才能构成系统
系统的组成部分（要素）之间按照一定的结构形成整体
系统的整体功能是各组成部分（要素）的功能所没有的
整体性
环境适应性
相关性
功能性
2．某企业为了追求高品质，用国外知名品牌汽车的发动机和变速箱组装生产了一款小轿车，但汽车生产出来后出现了许多问题，实现不了高品质。这主要反映了系统的（　　）
1．水由氢和氧两种要素构成，当你口渴时，分别吸入氢气和氧气，并不能为你解渴，这说明（　　）
Ｃ
Ａ
习题
整体性
相关性
功能性
环境适应性
环境适应性
相关性
功能性
整体性
4．“春捂秋冻”是北方天气变化时人们穿衣变化的一种写照，它体现了系统的（　　）
3．机械传动系统的零部件之间常常会有磨损，为了保持系统的性能，必须定期添加润滑剂或更换零件，这反映了系统的（　　）
Ｂ
Ａ
总结
谢谢!

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