技術(shù)與設計第三單元：教材分析

技術(shù)與設計第三單元：教材分析

　　【內容標準】

　　1．從應用的角度理解系統的涵義。

　　2．通過(guò)簡(jiǎn)單的系統的案例分析,理解系統的基本特性,初步掌握系統分析的基本方法。

　　3．理解系統優(yōu)化的意義,能結合實(shí)例分析影響系統優(yōu)化的因素。

　　4．通過(guò)簡(jiǎn)單的系統設計案例的分析,初步學(xué)會(huì )簡(jiǎn)單系統設計的基本方法。

　　5．確定一個(gè)生活或生產(chǎn)中的簡(jiǎn)單對象,根據設計要求完成系統的方案設計。

　　【本章教材分析】

　　一、總述

　　《技術(shù)與設計2》模塊的四個(gè)主題是技術(shù)領(lǐng)域中具有典型意義的教學(xué)內容。其典型意義在于，首先，它們既有專(zhuān)業(yè)技術(shù)的內涵，又有通用技術(shù)的特性。其次是他們所體現的技術(shù)設計的思想和方法，不僅是解決技術(shù)問(wèn)題是鑰匙，還可以向其它領(lǐng)域遷移，對人的一生都會(huì )產(chǎn)生積極的影響�！敖Y構與設計”雖指向力學(xué)結構的理解、分析和設計，結構與功能的關(guān)系的討論卻是各類(lèi)技術(shù)設計不可少的，“流程與設計” 討論流程和流程的改進(jìn)設計，改進(jìn)的思想和方法同樣是技術(shù)設計的共性，“系統與設計”則重于對系統的理解，以及運用系統思想解決實(shí)際生活中的設計，“控制與設計”重在理解和運用控制，解決生活生產(chǎn)中的問(wèn)題。這些內容構成了技術(shù)素養的重要組成部分。

　　模塊四個(gè)主題的內容相對獨立，教學(xué)中可以調換順序，但它們又相互呼應具有內在的聯(lián)系。結構總是和系統相聯(lián)的，結構是系統的結構，是系統的組成形式，也是系統功能的依據；流程可以說(shuō)是工程系統或工作系統按時(shí)間順序的描述；控制本身是一個(gè)系統，它也是對系統狀態(tài)所施加的干預。從總體上把握各單元的內在聯(lián)系，有助于理解本模塊所體現的思想和方法所具有的普適性。

　　二、本單元的內容設計：

　　1、系統的結構

　　從自行車(chē)的組成部分、相互間的聯(lián)系和它們的功能，開(kāi)始認識系統和系統的一般分類(lèi)，通過(guò)多個(gè)案例與小試驗，引導學(xué)生理解系統的整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應性等重要特性，強化對系統的理解。

　　2、系統的分析

　　通過(guò)漢字激光照排系統、田忌賽馬、農作物套種等案例的分析，理解系統分析是明晰系統的功能和目標，運用科學(xué)的方法對系統加以分析、比較，從而擬定一套經(jīng)濟有效的處理步驟和程序的過(guò)程。

　　3、系統的設計

　　系統設計是研究和認識系統的目的。根據系統的目的和要求、各子系統之間的相互關(guān)系，對系統進(jìn)行整體設計、評價(jià)和優(yōu)化，就是系統設計。通過(guò)室內住宅電氣系統設計、環(huán)保手電筒設計的分析，使學(xué)生加深對系統設計的理解，學(xué)會(huì )簡(jiǎn)單系統的設計。

　　三、內容分析

　　本單元以“系統”為研究對象，即是前兩個(gè)單元內容的延伸，又是后一單元的基礎，集中了眾多核心概念和重要的思想和方法，是本教科書(shū)的主要內容。

　　系統是由若干要素以一定結構形式聯(lián)結構成的具有某種功能的有機整體，整體性、相關(guān)性，動(dòng)態(tài)性等既是系統的基本特征，又是系統所具有的基本思想觀(guān)點(diǎn)。

　　系統論的出現，使人類(lèi)的思維方式發(fā)生了深刻地變化。以往研究問(wèn)題，是把事物分解成若干部分，抽象出最簡(jiǎn)單的因素來(lái)，然后再以部分的性質(zhì)去說(shuō)明復雜事物。這種方法的著(zhù)眼點(diǎn)在局部或要素，雖然這是幾百年來(lái)在特定范圍內行之有效、人們最熟悉的思維方法，但它不能如實(shí)地說(shuō)明事的的整體性，不能反映事物之間的聯(lián)系和相互作用，它只適應認識較為簡(jiǎn)單的事物，而不勝任于對復雜問(wèn)題的研究。在現代科學(xué)的整體化和綜合化發(fā)展的趨勢下，面臨許多規模巨大、關(guān)系復雜、參數眾多的復雜問(wèn)題面前，就顯得無(wú)能為力子。系統分析方法能站在時(shí)代前列，高屋建瓴，綜觀(guān)全局，別開(kāi)生面地為現代復雜問(wèn)題提供了有效的思維方式。

　　有人認為，“系統”對于中學(xué)生太深奧、枯燥，其實(shí)這是誤解，本單元盡可能地回避生澀概念，從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，通俗地引出系統概念，通過(guò)對 “一個(gè)和尚挑水吃，兩個(gè)和尚抬水吃，三個(gè)和尚沒(méi)水吃”“三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮”等諺語(yǔ)的理解，以及很多有趣的案例分析，循序漸進(jìn)地探討系統的基本特性、系統的分析、優(yōu)化和設計，進(jìn)而培養學(xué)生運用系統的思想分析和解決問(wèn)題的思維方式和能力。

　　基于本單元的特點(diǎn)，在內容設計上選用了大量案例，依照學(xué)生從具體到抽象的學(xué)習進(jìn)程來(lái)組織學(xué)習內容，有利于學(xué)生把系統方面的知識與技能整合到已有認知結構中。

　　【課時(shí)建議】

　　本單元建議使用10學(xué)時(shí)。

　　節次 內容 建議學(xué)時(shí)數

　　第一節 系統的結構 3

　　第二節 系統的分析 3

　　第三節 系統的設計 4

　　合計 10

　　【各節教材分析】

　　第一節 系統的結構

　　1、內容分析

　　這單元的內容是有關(guān)“系統與設計”中的“系統的結構”的學(xué)習，主要內容有“什么是系統”“系統的類(lèi)型”“系統的基本特性”，其中系統的基本特性在《系統與設計》這一章中具有較主要的地位和作用，要求我們的學(xué)生能從應用的角度來(lái)理解系統的含義,通過(guò)案例的分析，理解和掌握系統的基本特性，學(xué)會(huì )用整體的、互相聯(lián)系的系統的觀(guān)點(diǎn)解決問(wèn)題。學(xué)生學(xué)習了第一、二部分后，了解到什么是系統。對系統有了初步的認識，而系統的基本特性不但使學(xué)生對系統有一個(gè)深刻的了解，同時(shí)也為系統的分析，系統的設計教學(xué)做好準備。本節的重點(diǎn)是系統的整體性，學(xué)生理解系統的整體性后，對系統的相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、適應性等就較易理解。同時(shí)這節課的內容不但使學(xué)生學(xué)到相關(guān)知識，對系統有更深一步的了解，還可以起到承上啟下的作用。

　　2、重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：系統的基本特性

　　難點(diǎn)：利用系統的基本特性解決有關(guān)問(wèn)題，聯(lián)系實(shí)際，開(kāi)發(fā)課程資源，拓展知識

　　第二節 系統的分析

　　1、內容分析

　　這單元的內容是有關(guān)“系統與設計”中的“系統的分析”的學(xué)習，主要內容有“系統分析的一般步驟”、“系統的優(yōu)化”，系統優(yōu)化是系統分析的深入和延伸，系統分析和系統優(yōu)化是系統設計的基礎，更是系統設計過(guò)程中的重要環(huán)節

　　其中系統的基本特性在《系統與設計》這一章中具有較主要的地位和作用，要求我們的學(xué)生能從應用的角度來(lái)理解系統的含義通過(guò)案例的分析，理解和掌握系統的基本特性，學(xué)會(huì )用整體的、互相聯(lián)系的系統的觀(guān)點(diǎn)解決問(wèn)題。學(xué)生學(xué)習了第一、二部分后，了解到什么是系統。對系統有了初步的認識，而系統的基本特性不但使學(xué)生對系統有一個(gè)深刻的了解，同時(shí)也為系統的分析，系統的設計教學(xué)做好準備。本節的重點(diǎn)是系統的整體性，學(xué)生理解系統的整體性后，對系統的相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、適應性等就較易理解。同時(shí)這節課的內容不但使學(xué)生學(xué)到相關(guān)知識，對系統有更深一步的了解，還可以起到承上啟下的作用。

　　2、重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：系統最優(yōu)化方法和一般性步驟

　　難點(diǎn)：系統優(yōu)化的過(guò)程分析

　　第三節 系統的設計

　　1、內容分析

　　這單元的內容是有關(guān)“系統與設計”中的“系統的設計”的學(xué)習，它是本章的重中之重，系統與設計學(xué)習要求的最終目標就是系統的設計，所以本節內容教學(xué)建議用四課時(shí)，系統的設計是研究和認識系統的目的，根據系統的目的和要求、各子系統之間的相互關(guān)系，對系統進(jìn)行整體設計、評價(jià)和優(yōu)化，就是系統設計。

　　2、重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：系統設計

　　難點(diǎn)：能根據要求完成系統的方案設計

　　【教學(xué)建議】

　　1、本單元學(xué)習特點(diǎn)是在運用中學(xué)習知識，也就是運用知識與實(shí)踐活動(dòng)應貫穿于教和學(xué)的全過(guò)程中，不加運用的系統與設計的知識將會(huì )大打折扣。本單元通過(guò)豐富的案例分析，說(shuō)明系統的特性、系統的分析和系統的設計，教師除引導學(xué)生對這些案例進(jìn)行分析和討論以外，還應指導學(xué)生運用系統的思想和方法審視身邊的事件和人們處理事件的方法，分析利弊，提出觀(guān)點(diǎn)。本單元的學(xué)習，需要激發(fā)和調動(dòng)學(xué)生已有的學(xué)習經(jīng)驗和生活經(jīng)驗，在一定的知識背景下，強調對系統的理解性應用。

　　2、于本單元多數案例都基于一定的社會(huì )生產(chǎn)背景和相關(guān)的科學(xué)知識，如農作物套種的原理和條件、工程施工的工期安排、數學(xué)模型基礎知識等，而限于教科書(shū)的篇幅，背景性資料未能呈現太多，需要師生共同作課前資源收集準備，以此加深對內容的理解。

　　3、倡導教師采用多樣化教學(xué)方法，系統分析的一般步驟等陳述性知識可采用講解、展示、演示教學(xué)法，對于系統的設計和優(yōu)化這類(lèi)程序性知識可采用任務(wù)解決、對話(huà)、討論和自主型教學(xué)方法等多種形式。

　　4、本單元的案例大多基于一定的生產(chǎn)經(jīng)驗和科學(xué)知識，教學(xué)中應注意在應用中來(lái)掌握知識。將知識的應用與學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。

　　5、教師在講解系統時(shí)，可以從系統的實(shí)例分析入手。如一臺電冰箱可以看作是一個(gè)系統，學(xué)校的一間多媒體教室也可以看作是一個(gè)系統。教學(xué)時(shí)教師可以通過(guò)師生的互動(dòng)來(lái)明確系統的概念和了解系統不同的分類(lèi)。對于系統的基本特性可以呈現出不同的實(shí)例讓學(xué)生來(lái)分析出四個(gè)基本特性。尤其對于系統的整體性可以通過(guò)學(xué)生的辯論加以理解。

　　6、在系統的分析的教學(xué)中，首先可以結合實(shí)例研究得出系統分析的概念和系統分析的一般步驟，然后給出問(wèn)題引導學(xué)生進(jìn)行分析，在此過(guò)程中讓學(xué)生理解系統分析的三大原則。這里只要求學(xué)生掌握粗淺的系統分析的基本方法。在這個(gè)基礎上教師可以結合實(shí)例分析引導學(xué)生理解系統優(yōu)化的深刻含義，親歷系統優(yōu)化的一般過(guò)程，感悟系統優(yōu)化的現實(shí)意義。

　　7、對于系統的設計的教學(xué)，教師在對系統的具體案例進(jìn)行分析的基礎上，引導學(xué)生總結出系統設計的基本原則。教師可以通過(guò)一個(gè)典型系統的設計讓學(xué)生理解系統設計中應考慮的主要問(wèn)題，如系統的整體功能、系統各部分之間的聯(lián)系、系統的整體優(yōu)化。在此基礎上總結出系統設計的一般步驟。再引導學(xué)生結合實(shí)例進(jìn)行簡(jiǎn)單系統的設計，以加深理解。

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