资源简介

《简单系统设计的基本方法》学案
旧知复习：
1、系统的基本概念：
2、系统的基本特性：
3、系统优化的一般方法：
4、系统分析的一般方法：
新知预习：
要设计一间农村简易教室，如果能你是一位系统设计师，你将怎么做？你需要考虑哪些方面的问题？
如何进行教室平面设计，需要解决那些问题？
其中：教室的面积如何确定？如果检验？
3、保温设计需要解决哪些问题？
新课讲授：
通过课本案例简单总结一下简单系统设计的基本方法？
总结简单系统设计的基本原则？
四、课后讨论：
如何进一步优化你的平房设计方案？
课后作业：
技术试验
课本99页：某小区（或村镇）环境系统设计分析，主要考虑该系统的基本功能，以及该系统符合设计基本原则的情况。《简单系统设计的基本方法》教案
肥城二中 许军
一、教学目标：
（一）、知识与技能
1、进一步理解系统的层次结构和基本特性
2、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。
3、理解系统设计的基本原则
4、培养创新意识和探究意识
5、经历简单系统设计的分析过程，领悟富有时代气息的可持续发展的人性化的设计思想，渗透人性化设计理念
（二）、过程与方法
通过案例分析初步学会简单系统设计的基本方法，理解系统设计的基本原则，培养学生的创新意识和探究意识。
（三）、情感态度与价值观
培养学生简单系统设计“方法灵活多变，原则坚定不移”的情感，特别是能运用系统的思想和方法，去分析和处理生产、学习和生活等方面的问题。学习和掌握系统的思想，并运用系统的方法，有助于防止看问题的片面性，有利于减少处理和解决问题中的盲目性，有利于对事物的理性分析和科学决策。
二、教学重点与难点
教学重点：
系统设计的基本原则
教学难点：
通过系统设计的案例分析，归纳总结系统设计基本方法
三、教学过程：
（一）、引入新课：旧知引入
同学们，前面我们学习了系统的基本特性及系统优化的一般步骤，并掌握了系统分析的一般方法，已经初步具备了系统设计的能力，是一位准系统设计师了，本节课我们来实习一次，为一所农村的小学设计一间简易平房教室。
（二）、讲授新课
1、如果你是一位系统设计师，你将怎么样做？你需要考虑哪些方面的问题？
创设一个情景，激发学生探究欲望，发挥学生的想象力和创造力，引导学生主动探究。学生分组讨论，回答，互相探讨，互相补充：
可能出现的一些观点：
（1）、非常简单，划一块地，盖一间房子，完事
（2）、要考虑教室的大小问题
（3）、要考虑保温问题
（4）、要考虑采光问题
（5）、要考虑安全问题
（6）、要考虑通风问题
（7）、要考虑考虑绿化问题
（8）、要考虑将来发展问题
（9）、要考虑经费问题
（10）、要考虑怎样检验设计方案的问题。
简易教室作为一个简单系统，又有很多组成部分，即有很多子系统组成，解决了子系统的问题就解决了简易教室这个简单系统的问题。解决子系统的方法也就是解决简单系统设计的基本方法。
就以上问题提出另外一个问题：在以上的问题中，哪些是最重要和紧迫的，哪些是属于改善和优化的环节，并根据预算进行权衡。
我们选取教室的平面设计和保温设计两个方面进行分析讨论，看如何进行教室平面设计和保温设计。
学生分组讨论：
（１）、如何进行教室平面设计，需要解决那些问题？
（２）、如何进行教室保温设计，需要解决哪些问题？
关于教室平面设计的问题需要进行如下工作：
教室平面的形状、朝向问题、教室面积如何确定、教室门窗如何设计、桌椅、讲台的摆放等。
关于设计方案的检验问题：
通过设计纸模型来展示、通过实地测量现有教室来比较、通过访问教师、工程师来了解征求意见。
关于教室的保温设计问题需进行如下工作：
平房耗散热量的规律、保温隔热的方法、从保温的角度对室体的设计要求、从保温的角度对门窗的设计要求、根据经费情况决定采用暖气子系统还是火墙子系统。
通过具体问题的探究，培养学生的综合能力，在引导学生探究的过程中让学生体会系统论的观点，理解教室具有系统的基本特性，进一步体会系统设计的基本方法和基本原则。
2、归纳总结系统设计的基本方法
在日常生活和生产实践中，我们经常需要对各种各样的系统进行一定的设计。纵然，不同的系统其组成、结构和功能都不相同，但只要是设计一个“系统”，那么就总是要有一些基本的问题（如系统设计的目标是什么，系统各部分的关系应如何，如何对系统进行优化等）要考虑，而且要遵循那些最一般的设计步骤（将系统分解成若干子系统——确定各子系统的目标、功能及相互关系——对各子系统进行设计和评价——对整个系统进行总体设计和评价），这就是系统设计的基本方法。
有了以上案例分析和总结我们来看系统设计的原则是什么？
3、归纳总结系统设计的基本原则：
（1）、实现系统功能——系统设计的首要原则
（2）、合理解决各子系统的冲突——综合处理的原则
（3）、追求效益的最大化及优化——系统设计追求的永恒目标的原则
（4）、可实现动态调整原则
（5）、人性化设计原则
（6）、稳定和可持续性原则
总结：不同的系统具有不同的特点，设计的具体方法可能包含的内容不同，但都要遵循系统设计的基本原则，也就是“方法灵活多变，原则坚定不移”。
4、如果时间允许的话，课上展示系统设计实习：手电筒的设计。
四、课后讨论：
如何进一步优化你的平房设计方案？
五、课后作业：技术试验
课本99页：某小区（或村镇）环境系统设计分析，主要考虑该系统的基本功能，以及该系统符合设计基本原则的情况。(共35张PPT)
教学目标：
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、理解系统设计的基本原则
过程与方法
通过案例分析初步学会简单系统设计的基本方法，理解系统设计的基本原则，培养自己的创新意识和探究意识。
如果你是一位系统设计师，你将怎么做？你需要考虑那些方面的问题？
图中是一所希望小学的教室，他们想增建一间简易平房教室。主要功能是提供教与学的场所。
应该解决的问题：
（1）、非常简单，划一块地，盖一间房子
（2）、要考虑教室的平面设计问题
（3）、要考虑保温问题
（4）、要考虑采光问题
（5）、要考虑安全问题
（6）、要考虑通风问题
（7）、要考虑考虑绿化问题
（8）、要考虑将来发展问题
（9）、要考虑经费问题
（10）、要考虑怎样检验设计方案的问题。
简易教室系统的子系统
我们就下列两个方面来进行设计：
以下几条留到课下进行改善和优化，并根据预算进行权衡。
（2）、教室的平面设计问题
（3）、教室的保温问题
（4）、要考虑采光问题
（5）、要考虑安全问题
（6）、要考虑通风问题
（7）、要考虑考虑绿化问题
（8）、要考虑将来发展问题
（9）、要考虑经费问题
基本方法
（１）、如何进行教室平面设计，需要解决那些问题？
教室平面的形状、朝向问题、教室面积如何确定、教室门窗如何设计、桌椅、讲台的摆放等。
关于教室平面设计方案的检验问题：
通过设计纸模型来展示、通过实地测量现有教室来比较、通过访问教师、工程师来了解征求意见。
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（２）、如何进行教室保温设计，需要解决哪些问题？
平房耗散热量的规律、
保温隔热的方法、
从保温的角度对室体的设计要求、
从保温的角度对门窗的设计要求、
根据经费情况决定采用暖气子系统还是火墙子系统。
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系统设计的基本方法 ：
在日常生活和生产实践中，我们经常需要对各种各样的系统进行一定的设计。纵然，不同的系统其组成、结构和功能都不相同，但只要是设计一个“系统”，那么就总是要有一些基本的问题（如系统设计的目标是什么，系统各部分的关系应如何，如何对系统进行优化等）要考虑，而且要遵循那些最一般的设计步骤（将系统分解成若干子系统——确定各子系统的目标、功能及相互关系——对各子系统进行设计和评价——对整个系统进行总体设计和评价），这就是系统设计的基本方法。
教室作为一个简单系统，它的主要功能是什么？作为系统设计，首要设计的内容是什么？怎样通过这方面的设计保证系统基本功能的实现？
（1）、实现系统功能——系统设计的首要原则
3、归纳总结系统设计的基本原则：
教室里的桌、凳和教室留下的空地，（如过道、黑板前空地等）有什么关系？
当课桌、凳的占地面积和预留的空地面积有矛盾时，怎样解决为好？
教室的窗户的多少、大小，既关系到采光、通风，又影响到保温，怎样设计为好？
（2）、合理解决各子系统的冲突——综合处理的原则
（3）、追求效益的最大化及优化——系统设计追求的永恒目标的原则
在确保必需教室面积的前提下，注重做好保温设计，这基于什么考虑？例如，为什么不压缩保温设计所需的资金，而把有限的资金投入到教室设计的更大上？
在那些环节上，可以充分考虑充分利用当地的人力和物力资源？
（4）、可实现动态调整原则
怎样考虑在夏季和冬季时，教室适应环境变化的设计？
（5）、人性化设计原则
在教室的周围种上一些什么树？或是否设计一块绿地？
（6）、具备战略性的思考，即设计应有相对稳定性和适应可持续发展性原则
几年后学校规模要扩大，教室在选址问题上，要做哪些设计考虑？
3、归纳总结系统设计的基本原则：
（1）实现系统功能——系统设计的首要原则
（2）合理解决各子系统的冲突——综合处理的原则
（3）追求效益的最大化及优化——系统设计追求的永恒目标的原则
（4）可实现动态调整原则
（5）人性化设计原则
（6）稳定和可持续性原则
总结：
2、 不同的系统具有不同的特点，设计的具体方法可能包含的内容不同，但都要遵循系统设计的基本原则，也就是“方法灵活多变，原则坚定不移”。
1、本节我们主要学习，简单系统设计的基本方法和遵循的基本原则。
到课后讨论
到课上实习
设计要求： 可照明的手电筒，携带方便，使用安全。
设计分析：
２、手电筒的功能取决于它的各个组成要素，电源通过导线的连接驱动灯泡发光，这些要素缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。
1、可把手电筒照明供电部分分为照明和供电两个子系统。照明子系统的要素是灯泡、导线，供电子系统的要素是电源和开关。
３、选择合适的元器件，使它们互相匹配，并能达到设计要求。
设计方案：　　　方案A
２、根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，并搭接电路。
1、设计一个简单的电路，画出电路图。
３、通过控制开关，使灯泡发光。
设计方案：　　　方案Ｂ
选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其他步骤参照方案A。
设计方案：　　　方案Ｃ
２、方案C不需要使用干电池，所以对环境不产生污染。
1、设计一个自发电手电筒。
采用发电机代替干电池进行供电。手电筒系统由以下几个部分组成：
用手摇动手柄，使齿轮的转速加快，带动一个由电磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时将机械能转化为电能，输出电流，使小电珠发光。
试验过程 （1）在电动机相应的接口上连接一个小电珠。 （2）在电动机的转轴上绕十几圈棉线。 （3）用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小电珠是否发光，如图所示。
　　王丹利用发电机与发动机工作过程相反的原理，大胆地提出设想：当给玩具电动机输入动力使它旋转时，电动机中的线圈在磁场中切割磁感线，能不能输出电流呢？为此，她设计并动手做了一个简单的小试验。 试验目的 测试玩具电动机能否改装为发电机。 试验准备 玩具电动机，小电珠，粗棉线。
四、课后讨论：
如何进一步优化你简易平房设计方案？
五、课后作业：技术试验：
课本99页：某小区（或村镇）环境系统设计分析，主要考虑该系统的基本功能，以及该系统符合设计基本原则的情况。
谢谢大家！再见！

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