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技术与设计第三单元：教材分析
【内容标准】
1．从应用的角度理解系统的涵义。
2．通过简单的系统的案例分析,理解系统的基本特性,初步掌握系统分析的基本方法。
3．理解系统优化的意义,能结合实例分析影响系统优化的因素。
4．通过简单的系统设计案例的分析,初步学会简单系统设计的基本方法。
5．确定一个生活或生产中的简单对象,根据设计要求完成系统的方案设计。
【本章教材分析】
一、总述
《技术与设计2》模块的四个主题是技术领域中具有典型意义的教学内容。其典型意义在于，首先，它们既有专业技术的内涵，又有通用技术的特性。其次是他们所体现的技术设计的思想和方法，不仅是解决技术问题是钥匙，还可以向其它领域迁移，对人的一生都会产生积极的影响。“结构与设计”虽指向力学结构的理解、分析和设计，结构与功能的关系的讨论却是各类技术设计不可少的，“流程与设计” 讨论流程和流程的改进设计，改进的思想和方法同样是技术设计的共性，“系统与设计”则重于对系统的理解，以及运用系统思想解决实际生活中的设计，“控制与设计”重在理解和运用控制，解决生活生产中的问题。这些内容构成了技术素养的重要组成部分。
模块四个主题的内容相对独立，教学中可以调换顺序，但它们又相互呼应具有内在的联系。结构总是和系统相联的，结构是系统的结构，是系统的组成形式，也是系统功能的依据；流程可以说是工程系统或工作系统按时间顺序的描述；控制本身是一个系统，它也是对系统状态所施加的干预。从总体上把握各单元的内在联系，有助于理解本模块所体现的思想和方法所具有的普适性。
二、本单元的内容设计：
1、系统的结构
从自行车的组成部分、相互间的联系和它们的功能，开始认识系统和系统的一般分类，通过多个案例与小试验，引导学生理解系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等重要特性，强化对系统的理解。
2、系统的分析
通过汉字激光照排系统、田忌赛马、农作物套种等案例的分析，理解系统分析是明晰系统的功能和目标，运用科学的方法对系统加以分析、比较，从而拟定一套经济有效的处理步骤和程序的过程。
3、系统的设计
系统设计是研究和认识系统的目的。根据系统的目的和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化，就是系统设计。通过室内住宅电气系统设计、环保手电筒设计的分析，使学生加深对系统设计的理解，学会简单系统的设计。
三、内容分析
本单元以“系统”为研究对象，即是前两个单元内容的延伸，又是后一单元的基础，集中了众多核心概念和重要的思想和方法，是本教科书的主要内容。
系统是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体，整体性、相关性，动态性等既是系统的基本特征，又是系统所具有的基本思想观点。
系统论的出现，使人类的思维方式发生了深刻地变化。以往研究问题，是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。这种方法的着眼点在局部或要素，虽然这是几百年来在特定范围内行之有效、人们最熟悉的思维方法，但它不能如实地说明事的的整体性，不能反映事物之间的联系和相互作用，它只适应认识较为简单的事物，而不胜任于对复杂问题的研究。在现代科学的整体化和综合化发展的趋势下，面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题面前，就显得无能为力子。系统分析方法能站在时代前列，高屋建瓴，综观全局，别开生面地为现代复杂问题提供了有效的思维方式。
有人认为，“系统”对于中学生太深奥、枯燥，其实这是误解，本单元尽可能地回避生涩概念，从学生的生活经验出发，通俗地引出系统概念，通过对 “一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”“三个臭皮匠顶个诸葛亮”等谚语的理解，以及很多有趣的案例分析，循序渐进地探讨系统的基本特性、系统的分析、优化和设计，进而培养学生运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力。
基于本单元的特点，在内容设计上选用了大量案例，依照学生从具体到抽象的学习进程来组织学习内容，有利于学生把系统方面的知识与技能整合到已有认知结构中。
【课时建议】
本单元建议使用10学时。
节次 内容 建议学时数
第一节 系统的结构 3
第二节 系统的分析 3
第三节 系统的设计 4
合计 10
【各节教材分析】
第一节 系统的结构
1、内容分析
这单元的内容是有关“系统与设计”中的“系统的结构”的学习，主要内容有“什么是系统”“系统的类型”“系统的基本特性”，其中系统的基本特性在《系统与设计》这一章中具有较主要的地位和作用，要求我们的学生能从应用的角度来理解系统的含义,通过案例的分析，理解和掌握系统的基本特性，学会用整体的、互相联系的系统的观点解决问题。学生学习了第一、二部分后，了解到什么是系统。对系统有了初步的认识，而系统的基本特性不但使学生对系统有一个深刻的了解，同时也为系统的分析，系统的设计教学做好准备。本节的重点是系统的整体性，学生理解系统的整体性后，对系统的相关性、目的性、动态性、适应性等就较易理解。同时这节课的内容不但使学生学到相关知识，对系统有更深一步的了解，还可以起到承上启下的作用。
2、重点和难点
重点：系统的基本特性
难点：利用系统的基本特性解决有关问题，联系实际，开发课程资源，拓展知识
第二节 系统的分析
1、内容分析
这单元的内容是有关“系统与设计”中的“系统的分析”的学习，主要内容有“系统分析的一般步骤”、“系统的优化”，系统优化是系统分析的深入和延伸，系统分析和系统优化是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节
其中系统的基本特性在《系统与设计》这一章中具有较主要的地位和作用，要求我们的学生能从应用的角度来理解系统的含义通过案例的分析，理解和掌握系统的基本特性，学会用整体的、互相联系的系统的观点解决问题。学生学习了第一、二部分后，了解到什么是系统。对系统有了初步的认识，而系统的基本特性不但使学生对系统有一个深刻的了解，同时也为系统的分析，系统的设计教学做好准备。本节的重点是系统的整体性，学生理解系统的整体性后，对系统的相关性、目的性、动态性、适应性等就较易理解。同时这节课的内容不但使学生学到相关知识，对系统有更深一步的了解，还可以起到承上启下的作用。
2、重点和难点
重点：系统最优化方法和一般性步骤
难点：系统优化的过程分析
第三节 系统的设计
1、内容分析
这单元的内容是有关“系统与设计”中的“系统的设计”的学习，它是本章的重中之重，系统与设计学习要求的最终目标就是系统的设计，所以本节内容教学建议用四课时，系统的设计是研究和认识系统的目的，根据系统的目的和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化，就是系统设计。
2、重点和难点
重点：系统设计
难点：能根据要求完成系统的方案设计
【教学建议】
1、本单元学习特点是在运用中学习知识，也就是运用知识与实践活动应贯穿于教和学的全过程中，不加运用的系统与设计的知识将会大打折扣。本单元通过丰富的案例分析，说明系统的特性、系统的分析和系统的设计，教师除引导学生对这些案例进行分析和讨论以外，还应指导学生运用系统的思想和方法审视身边的事件和人们处理事件的方法，分析利弊，提出观点。本单元的学习，需要激发和调动学生已有的学习经验和生活经验，在一定的知识背景下，强调对系统的理解性应用。
2、于本单元多数案例都基于一定的社会生产背景和相关的科学知识，如农作物套种的原理和条件、工程施工的工期安排、数学模型基础知识等，而限于教科书的篇幅，背景性资料未能呈现太多，需要师生共同作课前资源收集准备，以此加深对内容的理解。
3、倡导教师采用多样化教学方法，系统分析的一般步骤等陈述性知识可采用讲解、展示、演示教学法，对于系统的设计和优化这类程序性知识可采用任务解决、对话、讨论和自主型教学方法等多种形式。
4、本单元的案例大多基于一定的生产经验和科学知识，教学中应注意在应用中来掌握知识。将知识的应用与学生的实践活动贯穿于整个教学过程中。
5、教师在讲解系统时，可以从系统的实例分析入手。如一台电冰箱可以看作是一个系统，学校的一间多媒体教室也可以看作是一个系统。教学时教师可以通过师生的互动来明确系统的概念和了解系统不同的分类。对于系统的基本特性可以呈现出不同的实例让学生来分析出四个基本特性。尤其对于系统的整体性可以通过学生的辩论加以理解。
6、在系统的分析的教学中，首先可以结合实例研究得出系统分析的概念和系统分析的一般步骤，然后给出问题引导学生进行分析，在此过程中让学生理解系统分析的三大原则。这里只要求学生掌握粗浅的系统分析的基本方法。在这个基础上教师可以结合实例分析引导学生理解系统优化的深刻含义，亲历系统优化的一般过程，感悟系统优化的现实意义。
7、对于系统的设计的教学，教师在对系统的具体案例进行分析的基础上，引导学生总结出系统设计的基本原则。教师可以通过一个典型系统的设计让学生理解系统设计中应考虑的主要问题，如系统的整体功能、系统各部分之间的联系、系统的整体优化。在此基础上总结出系统设计的一般步骤。再引导学生结合实例进行简单系统的设计，以加深理解。
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