资源简介

2-2.3流程的优化
一、教学内容分析：
本节内容是苏教版普通高中课程标准实验教科书《通用技术—技术与设计Ⅱ》第二单元第三节的内容。
《流程与设计》单元分为三节，其总的思路是：认识流程——设计流程——优化流程。
本节作为本单元最后一节是在学生初步认识了流程，并对流程设计的方法和步骤有了一定的了解，以及能对生活、生产中的简单对象进行流程设计的基础上提出的。流程优化是流程分析的深入和延伸，流程分析和流程优化是流程设计的基础，更是流程设计过程中的重要环节。
本节主要通过典型案例来了解流程优化的内容和条件，从而能对简单的流程进行改进。因此本节是对流程设计的技术思想的一种理解和应用。
教材指出流程优化一方面是已有流程的改进，另一方面也贯穿在流程设计的过程中。
本节分为“流程优化的内容”和“流程优化的条件”两小节组成，需1课时。
二、教学对象分析：
1.学生通过对前面几节课的学习，已经对流程的涵义及其作用有了一定的认识，理解了流程在生产和生活中的意义和作用，并且能对生产和生活中一些简单对象进行流程设计。
2.学生已经具有一定的发现问题、分析问题和归纳总结的能力，对一些简单的常见流程有比较明确的认识。
3.由于学生技术水平和知识的限制，对广泛应用的工农生产及企业管理中的流程优化不很熟悉，要引用这些例子比较困难。
三、教学目标：
1.知识与技能：　
1）理解流程优化的意义及主要内容。
2）理解流程优化与设备、材料等之间的关系。
3）能概括某种简单生产流程优化过程所应考虑的主要问题。
4）能对生活中的简单事项进行流程的改进设计，并用文字或图表说明流程设计方案的特点或流程改进方案的优越之处。
2.过程与方法：
通过讨论、案例分析，使学生学会分析流程的不足，并提出优化方案，培养解决问题的能力以及创新意识和团结协作能力。养成良好的合作精神和交流的态度。
3.情感态度价值观：
1）渗透技术的人文特性，培养流程优化的意识，增强学生解决和处理问题的能力。
2）增强与技术相联系的质量意识、环保意识。
四、教学重难点：
1.教学重点：
流程优化的内容及目的和一般性步骤
2.教学难点：
流程优化的方法
如何使学生明确流程优化的目的，把握流程优化的条件，创设条件对简单流程进行优化。
五、教学概述：
从实例分析入手，降低教学难度，运用系统的思想定性分析的方法，进行研究、优化，在分析过程中体验流程优化的意义。根据案例分析总结阐述流程优化方法和一般性步骤，分析影响流程优化的因素。要求学生运用流程的思想和定性、定量相结合的方法，确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。总结归纳出流程最优化方法的含义。通过试一试和技术试验的活动，让学生亲自完成一个流程优化的过程，体验流程是如何优化的。
六、教法与学法
教法:结合具体的教学内容采用“问题情境 → 内容展开 → 总结提升”的模式展开。通过“案例分析法”使学生亲历自主讨论和知识的内化的过程，易于学生的学习和理解。
采用“多媒体教学法”，在充分准备实物、图片和各种有关资料的情况下，利用多媒体来组织和引导学生分析、讨论、归纳和总结，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。
教师在教学中起启发和引导作用，结合“问题探究法”，有效地激发学生自主学习的主动性和积极性。
学法:学习方式的改变是新课程改革的目标之一。本节课的学习中倡导学生采用自主学习、合作学习、探究学习的方法。主要采取分组讨论与合作交流的方式进行。通过自主探究、讨论与交流的方式建构相关的知识体系，可以充分调动每个学生思考的积极性。通过流程实践，体验解决问题和学习的乐趣。
七、教学过程：
一）[引入新课] 教师讲述田忌赛马的故事，引出流程优化的问题。
田忌赛马
战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。
田忌的赛马共有6种方案：
方法 田忌 齐王 方法 田忌 齐王
1 上马 ： 上马 中马 ： 中马 下马 ： 下马 2 上马 ： 上马 中马 ： 下马 下马 ： 中马
3 上马 ： 中马 中马 ： 下马 下马 ： 上马 4 上马 ： 中马 中马 ： 上马 下马 ： 下马
5 上马 ： 下马 中马 ： 上马 下马 ： 中马 6 上马 ： 下马 中马 ： 中马 下马 ： 上马
　 在以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述方案3。
作为一个流程，通常就会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此流程需要改善，需要优化。
在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。
二）新课教学：
（一）流程优化的内容与目的：
1.流程优化的概念
在流程的设计和实施过程中，要对流程进行不断的改进以期取得最佳的效果。对流程的改进过程，称为流程的优化。
2.流程优化的目的：
提高工作效率、提高产品质量、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产。
3.流程的优化指标：
工期、工艺、成本、技术、质量。
4.整体权衡的原则：
流程的优化应在综合考虑各项指标的基础上，抓住主要矛盾，突出重点指标的优化，综合权衡，以达到整体优化的目的。
案例分析：1）工期优化—节约时间
案例①机械设备修理的工期优化
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 23天
① ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 18天
① ② ③ ⑤ ⑥ ⑦ 15天
学生分组讨论，回答下列问题
1、优化的目标？
提高效率、减少了时间
2、优化的方法？
在不改变工艺的条件下，将某些环节的串行改为并行使用并行工序；先进设备的使用
3、优化方法存在的问题和对策？
问题：需要增加人力、物力，
对策：对优化指标整体权衡，考虑增加的成本在可承受范围。
例:书44页的做饭工作流程。把串行工序改为并行工序时，要考虑到并行工作需要的人力和物力的增加，要把人力和物力增加的成本与缩短工期的成本进行比较，如果改进后的总成本是降低的，那么改进方案就是可行的。工期优化对于大型建筑施工、修路、水利工程等项目，可能会大大减少工程成本，提高经济效益。
马上行动：制作一只台灯的工期如何优化，改进之后可能带来什么问题？
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
将做灯罩与买电器元件、焊底座这三件工作并行，整个工期缩短了7小时。这样改进的前提是增加人力。
前面举的例子都是减少环节来达到优化目的的。有没有通过增加环节来达到优化目的的呢？
如给水稻种植流程前面增加一个“选种”环节会使水稻的产量、品质更好；在我们一般的学习流程中增加一个“再复习”的环节会达到更好的学习效率；……
2）工艺优化——节约材料
案例1.：工件制造的工艺优化-发兰的加工工艺
（1）切削法 就是将圆钢直接在车床上切削成型，然后再钻孔而成。
特点：
A.工艺简单。
B.切削过程浪费时间，生产效率低，材料利用率低。
(2）少切削法
特点：
A.工艺流程工序多。
B.节省材料，生产效率高。
大批量生产使用这种工艺流程。
(3）无切削法（阅读）采用铸造的方法，钢水在模具中冷却一次成型。
通常用无切削法加工的材料有塑料、铸铁等。例如，电视机、录音机机壳的加工，首先是用钢材做出机壳的模具，然后在注塑机上一次注塑成型，一套模具可以加工出成千上万个机壳。这种方法使加工流程变得非常简单，材料损失几乎没有。
特点：工艺流程非常简单。
学生分组讨论，回答下列问题
1、优化的目标？
提高效率、降低了成本
2、优化的方法？
切削改浇铸，标准件的使用，采用新工艺、新设备、新技术
3、优化方法存在的问题和对策？
问题：对新工艺、新设备的一次性投入，
对策：降低的成本会大于投入。
马上行动：比较不同加工工艺下浪费的钢材金额。假设钢才的价格为3800元／吨
加工方法 一个法兰用料质量 材料利用率 1万个法兰浪费钢材的质量 浪费总金额（元）
切削法 9.2kg 40% 55200Kg 209760
少切削法 90% 9200Kg 34960
3）成本优化—节省资金
案例：售后中心配送的成本优化
配送路线的方案与路程
方案 线路 路程(km)
1 ABCDA 51
2 ABDCA 46
3 ACBDA 59
4 ACDBA 47
5 ADCBA 51
6 ADBCA 58
成本优化的实例有很多：如邮递员投递线路的优化、由手工制作木桶到批量生产塑料水桶的优化等。
学生分组讨论，回答下列问题
1、优化的目标？
提高效率、节省资金，减少了时间和成本
2、优化的方法？
寻找最短路径，或采用自动化生产，循环使用
3、优化方法存在的问题和对策？
问题：进行各线路成本的计算，有时比较复杂
对策：采用最佳的计算方法
4）技术优化
二）、流程优化的条件：
（1）设备和工艺水平的提高。比如，只有在具备锻压设备时，才可能将法兰盘的加工改为少量切削加工；
（2）对流程内在机理的深入了解。比如对洗涤原理的了解，就会在流程中安排两次漂洗；
（3）人员技术水平的提高。
马上行动：
提问：
银行存取款流程的优化——从人工操作到自动取款机。
银行引入计算机管理系统 改进了存取款的流程，大大提高了工作效率降低了差错率。这种流程优化属于哪种优化？需要什么条件？
技术优化、计算机管理系统的改善、操作人员的水平
2.数控机床进行机械加工，首先要根据图纸要求，在电脑上编制加工程序，然后机床自动按程序进行加工，保证加工质量，提高生产效率。这一优化的条件是什么？
质量优化、１、设备的改进　２、程序的设计，自动控制思想的引入。
阅读：
洗衣流程的优化
小实验：制作纸制提兜试验
试验目的：
以提高效率为目的，优化制作纸制提兜的流程。
试验准备：
牛皮纸或较厚一点的纸，糨糊，订书机等。
试验过程：
1、选择A、B两组同学，每组4人；
2、A组同学采用单人制作的方法，B组同学采 流水线分工合作的方法，编写制作纸提兜的流程，画出流程图；
3、在规定的时间内看哪个组做得多。
试验总结：
1.说明两种流程中的时序和环节。
单人制作纸制提兜流程
分制作纸兜和提手两个环节。
制作纸兜: 作图、画线、折纸、裁剪、粘贴等。
制作提手: 折纸、裁剪、粘贴等。
最后将纸兜与提手连接起来。
2、流水线制作流程与单人制作流程的比较？
流水线生产流程比单人生产流程更有效率
3、如何进一步优化流程？合理分配各环节人员等
阅读：流程再造与信息化基础
四）、小结：
1）流程改进的内容与目的：
(1)流程优化的目的往往以提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能源、减少环境污染、安全生产为目的。
(2)流程优化的指标
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，采用新工艺、新设备、新技术）
成本优化（寻找最短路径，或采用自动化生产，循环使用）
质量优化
技术优化
2）流程优化的条件（1）设备和工艺水平的提高（2）对流程内在机理的深入了解（3）人员技术水平的提高。
五）、练习
1．自行车车座、车把、塑料盆、铸铁锅等属于无切削加工；斧子等属于少切削加工。
八、教学反思
通过典型案例的分析，情境的创设，激发了学生的学习兴趣。通过学生的自主学习、合作学习，培养学生的自主探究与创新能力。最后通过问题探究，使学生掌握流程优化的方法。这节课是新授课，在教学的过程中学生对流程案例的熟悉程度不同，可能影响学生的学习积极性；如果展开详细叙述，可能会完不成教学任务。另外，流程优化的教学活动中，要渗透流程设计的人文思想，不仅使学生在技术活动中受益，对我们的生活都是非常有意义的。
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。
九、板书设计
2-2.3流程的优化
1）流程改进的内容：
(1)流程优化的目的提高工作效率、降低成本……
(2)流程优化的指标:
工期优化工艺优化成本优化质量优化技术优化
2）流程优化的条件:
（1）设备和工艺水平的提高
（2）对流程内在机理的深入了解
(3）人员技术水平的提高。
试车
组装
电器修理
零件加工
零件修理
机件检查
拆卸
1天
1天
3天
3天
8天
5天
2天
试车
组装
电器修理
零件加工
机件检查
拆卸
3天
2天
零件修理5天
1天
8天
1天
3天
④
电器修理3天
零件加工
试车
组装
④
8天
机件检查
拆卸
零件修理5天
1天
1天
3天
2天
调试
组装
做灯座
焊底座
买电器元件
1小时
2小时
4小时
2小时
2小时
收割
水管理
除草施肥
插秧
翻耕
播种、育秧
收割
归仓
晒干
检查
钻孔
切削
下料

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