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第三单元《系统与设计》第三节---系统的设计。ppt
第三单元系统与设计
第三节系统的设计
一、教学内容分析：
系统设计是研究和认识系统的目的，本节教学内容应围绕系统设计展开。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。通过分析系统设计应考虑的主要问题，根据系统设计的一般步骤，应能进行简单的系统项目设计。可结合具体实例让学生分析系统设计应考虑哪些主要的问题，并组织讨论活动。
本节由“1.系统的设计”、“2.简单系统的设计的实现”等2小节组成。
本部分教材编写突出连个特点：首先，突出技术的思想方法。教学内容体现了科技发展的先进成果和先进文化，是当代技术思想和方法重要的基础组成部分，具有丰富的思想内涵和方法论意义，对所有学生的发展都具有教育价值，是技术的学习真正超越技能主义的局限，使技术成为“有思想的技术”，拓展学生对技术的认识，促使学生认识上的迁移和共通能力的发展。其次，强调运用理论和方法解决实际问题。这里更多的是注重学生从理论到实践的第二次认识飞跃，在编写安排上是从理论入手，最后回到设计的实践。
二、教学对象分析：
通过上节课的学习，学生对系统的优化已经有了初步的了解，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。
三、目标：
1.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）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。
2.过程与方法：
通过案例进行系统设计，在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去，考虑到系统各要素之间的作用和联系， 进行系统分析和优化。
通过手电筒进行系统设计，在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去，考虑到系统各要素之间的作用和联系， 进行系统分析和优化。
3.情感态度价值观：
（1）学会把系统思想和方法运用到自己的生活、工作和学习中去进行设计
（2）培养学生动手动脑实践能力。
四、教学重难点：
1.教学重点：
(1)系统设计中要考虑的主要问题；系统设计的一般过程及思想方法。
(2)系统设计中要考虑的主要问题分析。
2.教学难点：
简单系统的设计的实现。
五、教学概述：
在教学实践中让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案，让学生在技术实践中学会系统设计的方法，教师引导学生进行总结和提升。通过案例简单系统进行设计，把系统的思想贯穿于整个设计当中，初步学会简单的系统设计的基本方法，学习如何进行系统设计。
2课时。
六、教学器材：
玩具电动机、灯泡、齿轮、手摇柄、导线等
七、教学过程：
一）引入：我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。
例如：
家庭室内装修设计
假期旅游行程设计
个人形象设计
班级管理系统设计
学校田径运动会竞赛日程表设计等等
第三节系统的设计
二）新课教学：
阅读课文第76到90页，思考以下三个问题：
1、什么是系统设计？
2、系统设计应考虑的主要问题有哪些？
3、系统设计的一般步骤是什么？
（一）系统的设计
抽学生回答，检查阅读结果。加深其他学生印象。
1.系统的设计的涵义：
系统设计：在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。
2.系统设计应考虑的主要问题：
（1）系统设计的目的与要求。
理解：从系统的整体出发，以系统整体功能的最优为目的
（2）系统各部分之间的相互联系与相互作用。
理解：运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。依据系统的基本特性，既要考虑当前，也要考虑长远。
（3）系统设计方案的优化。
理解：从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善个部分的设计。
马上行动：
思考：从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
学生：路向选择——地质勘探——资金分配——人员调配——材料购置——施工进度
（1）要实现筑路工程的总体目标是：经济、快速、安全、方便地选择路向。
（2）进行地质勘探，哪些路段适合筑路，哪些路段不适合筑路，哪些地段适合架桥，哪些地段要避开耕地。
（3）选择筑路技术方案，不同的地段实施不同技术方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。
（4）进行资金合理的分配
（5）考虑工期、人员、材料安排方案，合理安排人员，各段工程同时进行，实行并行施工，在不增加总资金的情况下，降低材料成本，减少材料的浪费，就近取材，就地取材，选择合理路线购置材料。 在不增加过多人工的前提下，提高工程进度，提高劳动生产率。
3.系统设计的一般步骤：
（1）将系统分解为若干子系统；
（2）确定各子系统的目标、功能及其相互关系；
（3）对子系统进行技术设计和评价；
（4）对系统进行总体设计和评价。
可以概括为“总——分——总”。就是当我们要设计一个系统对象时，可以先将对象分解为一个子系统，分析和确定各个子系统的目标、功能以及它们之间的相互关系和结构组成，然后单独对每个子系统进行技术设计、评价及优化，然后对由完成的子系统作为构件的系统整体进行总体技术设计和评价。
4.系统设计的基本方法要点：
1.遵守设计的一般过程、方法和原则（见《技术与设计1》p35～p39）
2.遵守系统设计中特有的两条原则：
（1）设计好系统中的每一个元素或子系统。
（2）设计好各元素或子系统之间的协调关系。
（二）简单系统的设计的实现：
系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面（讲解课本上两个案例）。
案例分析：手电筒照明供电部分的设计
讲解：王丹遇到了照明问题，想解决这个问题就要用到系统设计
（一）王丹的目的：用所学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。
（二）设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。
（三）设计分析：
1.手电筒的结构：
（1）可把手电筒看成一个整体
（2）再把手电筒照明供电部分分为两个子系统，一个是照明子系统；另一个是供电子系统。
（3）照明子系统的要素是灯泡、导线。
（4）供电子系统的要素是电源、开关。
2.手电筒的功能
（1）手电筒的功能就是照明，取决于各个组成要素
（2）供电装置电源是通过导线的连接驱动灯泡的发光，这些是基本要素，缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。
3.手电筒的组装
（1）将手电筒的各个要素按照一定的要求进行匹配，组装才能达到目的功能
（2）合理选择元器件
（四）设计方案：方案c
1.设计目标：设计一个自动发电手电筒，用发电机代替干电池进行供电。
2.手电筒系统的各要素：
3.工作原理：
用手摇动手柄，使齿轮转动，带动由磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，输出电流，使小灯泡发光。
（五）方案制作：
试验：测试玩具电动机能否改装为发电机
试验器材：玩具电动机、小灯泡、粗棉线、导线。
试验过程：
（1）在电动机的接头上连接小灯泡。
（2）在电动机的转轴上绕十几圈的棉线。
（3）用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小灯泡发光情况。
试验总结：
当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感应电流，小灯泡发
光。玩具电动机经改装可以发电。
讲解：试验获得成功后，他们开始动手制作。
（1） 设计简单电路，画出电路图。
（2） 根据电路图，选择元器件，2.5v的灯泡、导线、发电机、大齿轮、小齿轮、发电机座子、手柄等。
（3） 通过手摇柄控制灯泡发光。
工作原理：手柄的轴与大齿轮轴连接，利用轮轴原理，把手运动带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合提高小齿轮的转速，带动发电机的转子高速旋转，快速切割磁感线引起磁通量的变化，产生感应电动势，有了感应电流，使小灯泡持续发光。
学生动手试验制作：
问：你们在设计和制作时遇到哪些问题？
学生：小玩具电动机选择，大小齿轮的匹配。
问：对手电筒的设计方案怎样进行优化的？
案例分析：“室内住宅电气系统设计”
现在人们最大消费就是购房，当房子买下后，面临的就是装修问题了。在装修过程中，许多业主和装修公司都十分重视“木工活”、“瓦工活”的施工质量和效果，人们容易忽视住宅的室内电气设计，导致装潢完成后才发现有设计不合理之处，或住户对每条线路的走向一无所知，殊不知，对将来的使用影响最大的，既不是地上的砖铺得平不平，也不是墙壁上的涂料刷得是否牢固，而是室内电线、电话线、有线电视光缆的铺设是否安全合理，使用后出现了故障能不能检修，所以进行住宅室内电气线路设计很重要。
随着住户各类家用电器的逐渐增多，特别是空调、电热水器等大功率电器的使用，住宅电气设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。为避免住户使用过程中的电气线路过载等状况的发生，运用系统的思想整体地进行电气线路的设计是非常必要的。
下面我们就对杨辉购买的一套135.6m2的三室二厅的新房室内电气线路进行系统的设计。
组织学生讨论并分析教材第89页案例： “室内住宅电气系统设计”明确室内住宅电气系统的设计从以下方面考虑。
（一）系统设计的目的与要求：
1.分析室内照明的功能需求，书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和凉台的照明要求是如何的？
2.系统组成部分之间的相互联系和作用：针对不同的照明需求来选择怎样的灯具？
3.如何计算家居总用电量？
4.室内照明的电线敷设的安全标准？
5.系统设计方案及其优化：
（二）设计要求：
1.用电负荷：照明用电负荷800w，娱乐用电负荷1500w，厨房用电负荷1300w，空调用电负荷3000w。最大功率p=800w+1500w+1300w+3000w=11100w
2.照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。
（三）设计分析；
1.设计的目的方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于维修，安装规范，确保室内电气线路的安全。
2.室内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电器线路系统的子系统。
3.当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作。
（四）设计方案：
1.电源配电箱
电源通过住宅的专用配电箱再进入室内房间，配电箱中应有短路、过载和漏电保护，具有过负载、
过电压和漏电保护功能。每户应设置强弱电箱，配电箱内应设动作电流30ma的漏电保护器，分路经过控开后，分别控制照明，空调，插座等。控开的工作电流应与终端电器的最大工作电流相匹配，一般情况下，照明10a，插座16a，柜式空调20a，进户40-60a。
2.电路的设计
杨挥家用电负荷最大值约为11.1kw，通过安全电流11.1kw/220v=21a,电流过大各线路必须采用单独的电路回路。室内配电系统采用多回路形式，本例设计有照明回路、插座回路、空调回路，对于厨房、浴室设立单独回路。
3.导线与电器设备选择
（1）导线：为了防火、维修及安全，最好选用有长城标志的“国标” 塑料或橡胶绝缘保护层的单股铜芯电线，线材槽载面积一般是：照明用线选用1.5平方毫米，插座用线选用2.5平方毫米，空调用线不得小于4平方毫米，接线选用绿黄双色线，接开关线(火线)用红、白、黑、紫等任一种。但在同一家装工程中用线的颜色用途应一致。
（2）电器设备：电源配电箱、电表、控制开关漏电保护开关、电源插座、开关面板、插座的选材面板的尺寸应与预埋的接线盒的尺寸一致；表面光洁、品牌标志明显，有防伪标志和国家电工安全认证的长城标志；开关开启时手感灵活，插座稳固，铜片要有一定的厚度；面板的材料应有阻燃性和坚固性。
（五）线路布置
1.智能系统：在住宅电气线路设计中应预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线，在客厅和三间睡房预埋电话线、有线电视信号线、视频线、选择其中一间睡房作为书房，预埋网络线。
2.照明回路：在睡房、客厅、饭厅、厨房、浴室、凉台室安装一个主光源吊灯，在睡房和客厅的墙壁上安装辅助光源壁灯。
3.功能电路：厨房放置冰箱、电饭堡、电热水器，排气扇电源插座，浴室安装淋浴器、洗衣机的电源插座，睡房和客厅安装空调的电源插座，书房安装娱乐电视机、音响、电脑等的电源插座都是独立的电源回路。
4.线路布置图：在形成了住宅的电气线路设计方案后，绘制出线路走向位置尺寸图和线路布线图，编写《电气线路设计说明书》草拟布线图。
（1）划线。确定线路终端插座，开关，面板的位置，在墙面标画出准确的位置和尺寸。
（2） 开槽。
（3）电源线配线
（4） 埋设暗盒及敷设pvc电线管。
（5） 穿线。
（6） 安装开关，面板，各种插座，强弱电箱和灯具。
（7） 检查。
（8） 完成电路布线图，并向住户反馈设计方案，根据住户的意见进行修正。提交设计单位备案。
5.布线要求原则：
（1） 设计布线时，执行强电走上，弱电在下，横平竖直，避免交叉，美观实用的原则。
（2） 开槽深度应一致，一般是pvc管直径+10mm。
（3） 电源线配线时，所用导线截面积应满足用电设备的最大输出功率。一般情况，照明1.5平方空调挂机及插座2.5平方，柜机4.0平方，进户线10.0平方。
（4） 暗线敷设必须配阻燃pvc管。插座用sg20管，照明用sg16管。当管线长度超过15m或有两个直角弯时，应增设拉线盒。天棚上的灯具设拉线盒固定。
（5） pvc管应用管卡固定。pvc管接头均用配套接头，用pvc胶水粘牢，弯头均用弹簧弯曲。
（6） pvc管安装好后，统一穿电线，同一回路电线应穿入同一根管内，但管内总根数不应超过8根，电线总截面积（包括绝缘外皮）不应超过管内截面积的40％。
（7） 电源线与通讯线不得穿入同一根管内。
（8） 电源线及插座与电视线及插座的水平间距不应小于500mm。
（9） 电线与暖气、热水、煤气管之间的平行距离不应小于300mm，交叉距离不应小于100mm。
（10） 穿入配管导线的接头应设在接线盒内，线头要留有余量150mm，接头搭接应牢固，绝缘带包缠应均匀紧密。
（11） 安装电源插座时，面向插座的左侧应接零线（n），右侧应接相线（l），中间上方应接保护地线（pe）。保护地线为2.5平方的双色软线。
（12） 当吊灯自重在3kg及以上时，应先在顶板上安装后置埋件，然后将灯具固定在后置埋件上。严禁安装在木楔、木砖上。
（13） 连接开关、螺口灯具导线时，相线应先接开关，开关引出的相线应接在灯中心的端子上，零线应接在螺纹的端于上。
（14）导线间和导线对地间电阻必须大于0.5mω。
（15）电源插座底边距地宜为300mm，平开关板底边距地宜为1300mm。挂壁空调插座的高度1900mm。脱排插座高2100mm，厨房插座高950mm，挂式消毒柜1900mm，洗衣机1000mm。电视机650mm。
（16）同一室内的电源、电话、电视等插座面板应在同一水平标高上，高差应小于5mm.
（17）安装开关，面板，插座及灯具时应注意清洁，宜安排在最后一涂乳胶漆之前。
6.各房间的布线：
（1）卧室：
一般应为6支路线：包括电源线、照明线、空调线、电视馈线、电话线、电脑线。
卧室各线终端欲留：床头柜的上方欲留电源线口，还应欲留电话线口。写字台或电脑台上方应
装电源线、电视馈线、电脑线、电话线接口。照明灯光采用单头灯或吸顶灯，多头灯应加装分控器，重点是开关，采用双控开关，单联，空调线终端接口欲留。
（2）走廊、过厅：
应为2支路线：包括电源线、照明线。电源终端接口欲留1—2个。灯光应根据走廊长度、面积而定、如果较宽可安装顶灯、壁灯；如果狭窄，只能安装顶灯或透光玻璃顶，在户外内侧安装开关。
（3）厨房：
应为2支路线：包括电源线、照明线。电源线部分尤为重要，最好选用4mm2线，因为随着厨房设备的更新，目前使用如微波炉、抽油烟机、洗碗机、消毒柜、食品加工机、电烤箱、电冰箱等设备增多，所以应根据客户要求在不同部位欲留电源接口，并稍有富余，以备日后所增添的厨房设备使用，电源接口距地不得低于50cm，避免因潮湿造成短路。照明灯光的开关，最好安装在厨房门的外侧。
（4）餐厅：
应为3支路线：包括电源线、照明线、空调线。电源线尽量欲留2至3个电源接线口。灯光照明最好选用暖色光源，开关选在门内侧。空调也需按专业人员要求欲留接口。
（5）卫生间：
应为3支线路：电源线、照明线、电话线。电源线以选用4mm2线为宜。考虑电热水器、电加热器等大电流设备，电源线接口最好安装在不易受到水浸泡的部位，如在电热水器上侧，或在吊顶上侧。电加热器，目前看好的是浴霸，同时可解决照明、加热、排风等问题，浴霸开关应放在室内。而照明灯光或镜灯开关，应放在门外侧。在相对干燥的地方欲留一个电话接口，最好选在坐便器左右为宜，电话接口应注意要选用防水型的。最好在坐便器旁再安个排风扇开关。
（6）客厅：
客厅布线一般应为8支路线：包括电源线（2.5mm2铜线）照明线（2.5mm2铜线）、空调线（4mm2
铜线）、电视线（馈线）、电话线（4芯护套线）、电脑线（5类双脚线）、对讲器或门铃线（可选用4芯护套线，备用2芯）、报警线（指烟感，红外报警线，选用8芯护套线）。
客厅各线终端欲留分布：在电视柜上方欲留电源（5孔面板）、电视、电脑线终端。空调线终端欲留孔应按照空调专业安装人员测定的部位欲留空调线（16a面板）、照明线开关。单头或吸顶灯，可采用单联开关；多头吊灯，可在吊灯上安装灯光分控器，根据需要调节亮度。在沙发的边沿处欲留电话线口。在户门内侧欲留对讲器或门铃线口。在顶部欲留报警线口。客厅如果需要摆放冰箱、饮水机、加湿器等设备，根据摆放位置欲留电源口，一般情况客厅至少应留5个电源线口。
（7）书房：
应为7支线路；包括电源线、照明线、电视线、电话线、电脑线、空调线、报警线。
书房内的写字台或电脑台，在台面上方应装电源线、电脑线、电话线、电视线终端接口，从安全角
度应在写字台或电脑下方装电源插口1-2个，以备电脑配套设备电源用。照明灯光若为多头灯应增加分控器，开关可安装在书房门内侧。空调欲留口，应按专业安装人员要求欲留。报警线应在顶部欲留接线口。
（8）阳台：
应为2支线路：包括电源线、照明线。电源线终端欲留1—2个接口。照明灯光应设在不影响晾衣物的墙壁上或暗装在挡板下方，开关应装在与阳台门相联的室内，不应安装在阳台内。
7.方案实施：
布线的时候的特别要求：
强电和弱电的管槽之间距离30厘米以上，因为并排走线强电和弱电之间会有干扰。
（1）插座多装，宁滥勿缺。楼梯间一定要有插座。炉灶旁边不要设插座，有安全隐患。
（2）开关不要放在门背后等距离狭小的地方。
（3）走道里最好设计一个双控灯，这头打开，那头关闭。
（4）插头最好买带有面板的，一些长时间不用的插座不容易损坏。
（5）餐厅灯要考虑餐桌摆放的位置，否则灯不在餐桌正中。
（6）小的射灯一定要装变压器，没有变压器，灯就像随时会爆炸的小***，最后的结果是永远不
（7）多买2眼的插座，3眼的电器少。
（8）有线插座要买宽频的。
（9）原有的下水管、地漏的位置最好别改变。改不好的话，最容易泛水。
（10）电工管线铺完没封槽之前，画出走线图。
（11）为了省电，请精确规划平时微弱耗电电器(如电视、dvd机、微波炉、空调，dvd机等)的插座。不拔插头都处于待机状态的dvd最好装有开关的插座面板，因为待机所耗的电在普通电表里读不出来，但分时电表会读出来。
（12）穿好线管后要把线槽里的管道封闭起来，用水泥砂浆把线盒等封装牢固，其合口要略低于墙面
0. 5cm左右，并保持端正。走暗线时通信线不仅不能和电源线的管路一起走，并且还要保持50厘米
以上的间距，否则会产生电磁干扰。
小结与练习：
1、课堂小结
（一）系统的设计
1.系统的设计的涵义：
2.系统设计应考虑的主要问题：
3.系统设计的一般步骤
（二）简单系统的设计的实现
（三）系统设计的主要过程
2、练习
(1)
评价项目
方案1
方案2
方案3
成本投入状况
少
少
多
实施的速度
快
快
慢
管理的可行性
可行
较可行
有经费可行
技术的先进性
一般
一般
先进
技术实现的可行性
可行
可行
可行
可能产生的负效应
职工人数增多
影响学生正常时间就餐
投入较慢
整体效果
可行
较可行
较可行
(2) 关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目的。
(3) 运用系统的思想解决，方案如下：
①应增加管道和集水设备；
②实现定时排水浇洒；
③当集水设备装满时，通过下水道排水。
一、教学内容分析：
本节课内容为本节的最后一节，是本节、本章、本书的最后一个课时。在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
结构是设计的基础，流程是设计的方法，系统是设计的保障，控制是设计的关键。
本节可以说是这单元的“收口”部分，让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键，只有这部分内容理解了，才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。在控制系统的设计与实施案例中，重点要让学生会分析和选择案例，并最终会设计。
本节课可使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，以电加热器的设计为例，实现发热、包层、控制、定时、过热保护等，这电加热器，大部分的学生都有一定的使用各损坏加热器的经验，作起来有一定的实践性。
二、教学对象分析：
学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验的生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。
三、目标：
1.知识与技能：
1）了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2）能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行提出改进方案。
2.过程与方法：
通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。学习权衡的思想。
3.情感态度价值观：
（1）通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
（2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
（3) 通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。
四、教学重难点：
1.教学重点：
（1）控制系统设计的一般思路，了解简单的被控对象的基本特性，确定相关的量，会画方框图。
（2）能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置并学会调试运行，提出改进方案。
2.教学难点：
闭环系统的设计。被控量和控制量的确定。
3.关键：
案例分析与方框图的绘制。
五、教学策略：
本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：
（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。
（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。
（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。抽水马桶水箱不适合农村的学生，自动升旗控制的设计，难度相对高些，但比较实用，但要结合学生玩电动车的经验。
（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。设计个改进身边的一些控制系统，从而使得学生完成本课堂的内容。
六、教学资源准备：
以学生动手做与设计方框图为主，制作电吹风控制系统的视频，课件容纳一些视频和例子说明及方框图的展示。
七、教法设计
（1）通过教师的引导和实例，探究控制系统设计与实施的含义。
（2）通过体验活动，结合学生生活经验，归纳总结控制系统设计与实施的方法。
（3）讲解设计的一般思路，要有所侧重，从众多的因素中选出重点的，不必面面俱到。
（4）通过实践改造活动，让学生感受和领悟，创新的设计思想，并引导学生思考实现合理的设计与控制还要考虑的因素。
八、学法设计
引导学生进行“问题式学习”，通过尝试——发现，探索——研究的过程来掌握本节课的知识，在老师的帮助下，把生活中的经验逐步与控制系统联系起来，通过动手实践、改造，亲身体会这种控制实施方法，体验成就感！
九、教学过程：
....
杨蕊
一、教材分析
本节课的内容是《技术与设计2》（苏教版）第三章第三节之内容，依据“课程标准”，本节内容主要是让学生亲历对简单系统案例的分析，学会系统设计的基本方法；继而能够以一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成其系统设计。
本节内容紧紧围绕“系统的设计”展开，依次介绍了“系统设计应考虑的主要问题”、“系统设计的一般步骤”、“简单系统设计的实现”等内容。本节内容将为学生后续学习第四单元“控制与设计”奠定基础。
二、学情分析
高二学生通过对本单元前面知识的学习，对“系统的结构”、“系统的基本特性”、“系统的分析”已经有了一定的理解和认知，但对于“系统的设计”还只局限于模糊的认识，对设计一个完整的系统仍缺乏信心、知识和实践经验。
在本节课的课堂教学中，教师应精选系统案例进行设计分析，引导学生逐步掌握系统设计的基本方法和一般步骤；并合理设置实践活动，指导学生合作完成简单系统的设计。
三、教学目标
（一）知识与能力：学会系统设计应考虑的主要问题和一般步骤；
（二）过程与方法：能小组合作，亲历系统的设计分析，共同完成光纤灯系统的设计；
（三）情感、态度与价值观：养成团队合作、积极创新、严谨的技术行为习惯和态度。
四、教学重点、难点
（一）教学重点：系统设计应考虑的主要问题和一般步骤。
（二）教学难点：根据设计要求，对简单系统进行设计。
五、教学策略
（一）本课的教学综合采用“教师讲授”、“课堂提问”、“实物演示”、“视频导做”、“任务驱动”、“学生实践”、“师生交流”等多种常用教学方法。
（二）本节课的主要教学流程是：“情景导入→重点讲解→难点突破→课堂小结”。
六、教学流程及其原理
环节一：情景导入
教学内容：社会热点图片；多功能拐杖展示。
教学时间：约2分钟。
设计意图：引入社会热点话题，为设计教具“多功能拐杖”和教师演示作铺垫。
教学流程：
1.图片展示：“老人摔倒”图片、“cctv13频道公益宣传片”图片。
2.教师提问：如何通过技术设计来帮助老人，尽量避免不慎摔倒情况的发生呢？
3.教师演示：演示多功能拐杖的使用，并对其结构、功能进行简要介绍。
环节二：重点讲解
教学内容：系统设计的含义、系统设计应考虑的主要问题、系统设计的一般步骤。
教学时间：约10分钟。
设计意图：以自制教具“多功能拐杖”为例进行系统的设计分析，引导学生独立思考，通过师生交流讨论，促使学生理解和掌握系统设计的基本方法、一般步骤。
教学流程：
1.实物展示：自制教具“多功能拐杖”。
2.教师阐述：教师阐述“系统设计”的含义，并用ppt展示。
3.教师提问：这个系统由哪些子系统构成？
4.教师提问：这个“多功能拐杖系统”在设计时要考虑哪些主要问题呢？
5.师生交流：学生分组讨论“多功能拐杖系统”在设计时要考虑的问题，之后就讨论结果与教师、同学进行交流。
6.教师归纳：
（1）系统设计要考虑的问题。
环节三：难点突破
教学内容：“光纤灯系统的设计”课堂实践活动。
教学时间：约26分钟（播放视频约3分钟、课堂实践约15分钟）。
设计意图：教师设置一个简单系统设计的课堂实践活动，让学生把系统设计的基本方法应用到设计实践中；实践活动后，学生将作品和设计方案在班内投影展示，教师依据其实践结果进行评价；增强学生团结合作意识，提高实践动手和自评能力。
教学流程：
1.实物展示：教师展示并简要介绍“光纤灯”的功能。
2.分发材料：分发实践材料；分发“课堂实践导做卡”。
3.播放视频：播放“光纤灯系统的设计”导做视频。
4.教师提问：观看了视频后，请同学们再看看器材，还有什么疑问吗？
5.学生实践：学生根据实践活动要求，选择元器件，设计方案，画出草图，连通电路，使光纤灯能正常工作，并填写导做卡。
6.展示、交流与评价：教师利用展台展示学生的填写的导做卡，让学生展示其小组设计的光纤灯并进行自评。教师根据学生的任务完成情况，从系统设计的知识角度给予适当的评价。
环节四：课堂小结
教学内容：课堂教学内容总结。
教学时间：约2分钟。
设计意图：通过总结，教师引导学生将系统设计的基本方法应用到日常生活和实践中，激发其学习、创新动机。
教学流程：
1.教师阐述：系统设计多用于比较复杂的社会、经济、规划、生态、能源、交通、农业、工业、军事等系统工程；其实在日常生活和实践中，我们也经常需要进行简单的系统设计。无论是简单的系统设计还是复杂的系统设计，都要对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统。
2.教师阐述：希望今后同学们能学以致用，积极创新，在系统的设计和优化实践中提升技术素养。
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、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。
过程与方法：
培养学生对简单系统的分析能力并把它转化成实在技术产品的能力
3、情感、态度与价值观：
激发学生对技术的不断探究与对新技术的热爱
教学重点：简单系统的设计的实现
教学难点：理论知识在系统设计过程中灵活运用
课时：2课时
导入
复习：
系统分析的概念、原则、步骤
从系统分析导入系统的设计
一、系统的设计：
系统设计的含义：在系统分析的基础上，设计出满足预定标的系统的过程。
它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计进行分析、设计。
1.系统设计应考虑的主要问题：
1）、系统设计的目的与要求
系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的
2）、系统各部分之间的相互联系与相互作用
系统设计要运用系统的思想综合考虑和部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。
分析：（ppt）近日，记者从有关部门获悉，北京园林部门选中了江西的杜鹃花，准备在今年奥运会举行之际，将200多万盆杜鹃花点缀在各大场馆。杜鹃花目前是否已经在栽培？ 如何栽培？
根据棚室环境系统回答下列问题：
（1）、棚室环境系统实现什么功能？
（2）、棚室环境系统由几个部分组成？
（3）、各个部分之间有什么关系？
3）、系统设计方案的优化
首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。
马上行动：为座落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
1.要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。
2.要选择好筑路技术设计方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。
3.要考虑工期、人员、材料的具体安排方案，降低材料成本，减 少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。
2.系统设计的一般步骤：
1）将系统分解为若干个小系统
2）确定各子系统的目标、功能及相互关系
3）对子系统进行技术设计和评价
4）对系统进行总体技术设计和评价
二、简单的系统实现
王丹家的楼梯灯坏了，她每晚从学校回来，走在黑洞洞的楼梯里，什么都看不见，为此，她利用学过的知识，设计并制作了一只简易的手电筒，
1.提出设计要求：
可照明的手电筒，携带方便，使用安全。
2.设计分析（包括环境及约束条件）：
(1) 可把手电筒照明供电部分分为照明和供电系统两个子系统。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。
(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，这些要素缺少任务一个，手电筒都不能正常的工作。
(3) 选择合适的元器件，使它们相互匹配。
3.系统的设计方案
重点考虑：系统由哪些子系统组成？系统各组分具有什么功能？各部分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？
方案a
1、设计一个简单的电路，画出电路图
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，
3、通过控制开关，使灯泡发光。
方案b
1、设计一个简单的电路，画出电路图
2、根据电路图，选择元器件，如：二极管，干电池，金属筒等，并搭接电路，
3、通过控制开关，使灯泡发光。
方案c
手柄
齿轮组
发电机
小电珠
设计一个自发电手电筒。
4.系统的评价及优化
编排出多个方案，从中筛选最佳方案。进行反复研究、征集意见、调整修改。
1.教材分析及教学设计介绍
本节课内容为本节的第四课时，是本节、本章、本书的最后一个课时。在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
结构是设计的基础，流程是设计的方法，系统是设计的保障，控制是设计的关键。
本节课可使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，以电加热器的设计为例，实现发热、包层、控制、定时、过热保护等，这电加热器，大部分的学生都有一定的使用各损坏加热器的经验，作起来有一定的实践性。
【学情分析】
学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验的生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。
【教学目标】
知识与技能：
（1） 了解简单被控制对象的基本特征。画出系统方框图，形成初步设计方案
（2） 能设计制作一个控制方法，能进行模拟控制并调试。
过程与方法：通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。学习权衡的思想。
情感、态度和价值观：
（1） 通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
（2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
（3) 通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。
【重点与难点】
重点：控制系统设计的一般思路。
难点：闭环系统的设计。
关键：案例分析与方框图的绘制。
【教法设计】
（1）通过教师的引导和实例，探究控制系统设计与实施的含义。
（2）通过体验活动，结合学生生活经验，归纳总结控制系统设计与实施的方法。
（3）讲解设计的一般思路，要有所侧重，从众多的因素中选出重点的，不必面面俱到。
（4）通过实践改造活动，让学生感受和领悟，创新的设计思想，并引导学生思考实现合理的设计与控制还要考虑的因素。
【学法设计】
引导学生进行“问题式学习”，通过尝试——发现，探索——研究的过程来掌握本节课的知识，在老师的帮助下，把生活中的经验逐步与控制系统联系起来，通过动手实践、改造，亲身体会这种控制实施方法，体验成就感！
【教学资源准备】
以学生动手做与设计方框图为主，制作电吹风控制系统的视频，课件容纳一些视频和例子说明及方框图的展示。
【教学策略】
本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：
（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。
（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。
（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。抽水马桶水箱不适合农村的学生，自动升旗控制的设计，难度相对高些，但比较实用，但要结合学生玩电动车的经验。
（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。设计个改进身边的一些控制系统，从而使得学生完成本课堂的内容。
2.教案
【新课教学】
1、控制系统设计的一般思路
选择开环还是闭环：依据控制精度与条件。
被控对象特性的获取方法：往往难以直接得到，从输入与输出之间的关系，
若干个干扰因素的分析：找了影响最大的。
简单系统的控制：
执行器与检测器的选择：
设计图样等：
开环控制系统的设计
电风扇，电吹风的设计：
电风扇控制系统的设计：被控对象是电风扇，被控制量是电风扇输出的风速，控制量是电机的转速。设计的目的有：一是有定时关闭电风扇。二是有不同的风速。三是又定时，又有不同的风速。
案例分析：电吹风控制系统的设计（要先介绍一下电吹风的工作原理）
与学生一起分析，这个系统要达到的目的是什么？控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？被控量的控制量分别是什么？外界的干扰因素是什么？经济实用？安全教育与设计。
可以选择熨斗，电加热棒，电褥子等进行分析，这些设备，学生有一些使用的经验，拿出来加以分析，还可以增加学生的安全意识。
2、 闭环控制系统的设计
对于简单的闭环控制系统有如下的要求：
① 必须是稳定的。一是工作时要稳定，二是干扰出现时要稳定，这个稳定是通过调节而出现的稳定。
② 控制精度要符合要求系统的输出值与给定值要变化，而且在变化的范围内。
③有较好的抗干扰性能。
④ 几项要求有时产生矛盾，要平衡有侧重点的解决。
案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计。
设计目的与节水：
设计项目：
设计要求：
设计分析：
被控量，控制量，干扰量。分析设计思路。
绘制方框图：
知识与技能：
让学生了解在设计的一般思路，应注意目的，控制量与被控量干扰因素。选择输入与输出的关系检测，执行器，检测器的选择。
让学生自行画出与设计方框图。
综合实践：近几年的冬天，总一些报道说，太阳能热水器出现冻坏的住户，请利用控制系统的知识，分析一下原因，并提出修改设计方案。
【课外拓展】
为了加深学生对知识的记忆、理解，鼓励学生全面的、辨证的分析问题。对生活中的一些个系统进行分析，思考，并能收集一些设备的工作原理，只有在掌握了大量的系统的工作原理，占有大量的资料的前提下，对系统进行分析，画出方框图，才能对其设计有一定的了解。
来源：控制系统的设计与实施
课题：
教学目标：
知识与技能：
通过具体的系统设计案例分析，使学生初步掌握系统设计的基本方法。
过程与方法：
具备一定的系统设计和系统评价的能力。
情感、态度和价值观：
培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔的意志和毅力。
教学重点：
1、系统设计的基本方法。
2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。
教学难点：
1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。
2、确定一个任务，根据设计要求完成系统设计的方案设计。
教学过程：
新课教学：
一、系统的设计
1.什么是系统设计？
2.系统设计应考虑的主要问题。
系统设计的目的与要求
系统各部分之间的相互联系与相互作用
系统设计方案的优化
p86 马上行动：
1.要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。
2.要选择好筑路技术设计方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。
3.要考虑工期、人员、材料的具体安排方案，降低材料成本，减少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。
3.系统设计的一般步骤。
①将系统分解为若干个小系统
②确定各子系统的目标、功能及相互关系
③对子系统进行技术设计和评价
④对系统进行总体技术设计和评价
二、简单系统设计的实现
系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面
（讲解课本上两个案例）
三、系统设计的主要过程
结合编制《学校田径运动会竞赛日程表》来分析阐述系统设计的主要过程。
1、提出设计问题；
学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好《学校田径运动会竞赛日程表》。
2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件）；
(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间；
(2)了解参赛单位人数、组别设置；
(3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量；
(4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法；
(5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。
(6)查阅学校前几届运动的相关资料。
3、确定设计目的；
编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程表》。
4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？）；
具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。
a、竞赛日程的编排原则
（1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为45分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。
（2）尽量不安排项目冲突。
（3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。
（4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。
（5）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。
（6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。
（7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。
（8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。
（9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。
（10）撑竿跳高尽可能安排在上午。
（11）接力赛尽量安排在单元的最后。
（12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。
（13）田赛项目注意场地的合理运用。
（14）最后一个单元尽量少安排项目。
（15）尽可能使田赛和径赛同时结束。
b、竞赛日程的编排方法
按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。
c、编排比赛秩序：
（1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。
（2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。
（3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。
（4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。
编排出多个方案，从中筛选最佳方案。
5、系统的评价及优化
对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。
小结与练习：
1、课堂小结
本节课主要内容有：
1)系统设计的原则。
2)系统设计的主要过程
3)运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。
2、练习
(1) 评价项目方案1 方案2方案3成本投入状况少少多实施的速度快快慢管理的可行性可行较可行有经费可行技术的先进性一般一般先进技术实现的可行性可行可行可行可能产生的负效应职工人数增多影响学生正常时间就餐投入较慢整体效果可行较可行较可行
(2) 关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目的。
(3) 运用系统的思想解决：
①应增加管道和集水设备；
②实现定时排水浇洒；
③当集水设备装满是，通过下水道排水。
点击下载：.doc
点击下载：第四单元《控制与设计》第四节《控制系统的设计与实施》.ppt
第四单元控制与设计
第四节 控制系统的设计与实施
一、教学内容分析：
本节课内容为本节的最后一节，是本节、本章、本书的最后一个课时。在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
结构是设计的基础，流程是设计的方法，系统是设计的保障，控制是设计的关键。
本节可以说是这单元的“收口”部分，让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键，只有这部分内容理解了，才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。在控制系统的设计与实施案例中，重点要让学生会分析和选择案例，并最终会设计。
本节课可使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，以电加热器的设计为例，实现发热、包层、控制、定时、过热保护等，这电加热器，大部分的学生都有一定的使用各损坏加热器的经验，作起来有一定的实践性。
二、教学对象分析：
学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验的生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。
三、目标：
1.知识与技能：
1）了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2）能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行提出改进方案。
2.过程与方法：
通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。学习权衡的思想。
3.情感态度价值观：
（1）通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
（2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
（3) 通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。
四、教学重难点：
1.教学重点：
（1）控制系统设计的一般思路，了解简单的被控对象的基本特性，确定相关的量，会画方框图。
（2）能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置并学会调试运行，提出改进方案。
2.教学难点：
闭环系统的设计。被控量和控制量的确定。
3.关键：
案例分析与方框图的绘制。
五、教学策略：
本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：
（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。
（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。
（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。抽水马桶水箱不适合农村的学生，自动升旗控制的设计，难度相对高些，但比较实用，但要结合学生玩电动车的经验。
（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。设计个改进身边的一些控制系统，从而使得学生完成本课堂的内容。
六、教学资源准备：
以学生动手做与设计方框图为主，制作电吹风控制系统的视频，课件容纳一些视频和例子说明及方框图的展示。
七、教法设计
（1）通过教师的引导和实例，探究控制系统设计与实施的含义。
（2）通过体验活动，结合学生生活经验，归纳总结控制系统设计与实施的方法。
（3）讲解设计的一般思路，要有所侧重，从众多的因素中选出重点的，不必面面俱到。
（4）通过实践改造活动，让学生感受和领悟，创新的设计思想，并引导学生思考实现合理的设计与控制还要考虑的因素。
八、学法设计
引导学生进行“问题式学习”，通过尝试——发现，探索——研究的过程来掌握本节课的知识，在老师的帮助下，把生活中的经验逐步与控制系统联系起来，通过动手实践、改造，亲身体会这种控制实施方法，体验成就感！
九、教学过程：
....
课题：系统的设计
一、教学目标：
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、能够对生活中的简单对象完成系统的设计方案。
3、培养学生以系统的观点分析问题的能力。
二、教学重点与难点
教学重点：1、初步掌握系统设计的基本方法及步骤。
2、能够对生活中的简单对象完成系统的设计方案。
教学难点：简单系统的设计的实现。
三、教学过程：
复习上节课内容
新课教学：
阅读课文第76到90页，思考以下三个问题：
1、什么是系统设计？
2、系统设计应考虑的主要问题有哪些？
3、系统设计的一般步骤是什么？
（一）什么是系统设计？
抽学生回答，检查阅读结果。加深其他学生印象。
1、涵义：
系统设计：在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。
（二）系统设计应考虑的主要问题。
1、系统设计的目的与要求。
2、系统各部分之间的相互联系与相互作用。
3、系统设计方案的优化。
马上行动
（三）系统设计的一般步骤
1、将系统分解为若干子系统；
2、确定各子系统的目标、功能及其相互关系
3、对子系统进行技术设计和评价；
4、对系统进行总体设计和评价。
（四）简单系统的设计
讲解案例分析，强调案例分析的几个一般步骤：
1、设计项目
2、设计要求
3、设计分析
4、设计方案
通过自己组装一台电脑，体会系统设计的过程。教师提供相关选择的数据，学生最后根据教师给出的要求，写出配置方案。
（五）小结
1、系统设计的含义
2、系统设计应考虑的主要问题。
3、系统设计的一般步骤。
4、简单系统设计的实现。
四、教学反思：
本节课的教学难点主要在于如何让学生将本章的知识点贯穿，自己学会对生活中的现象或事物进行系统分析，并完成方案。由于学生知识的限制，不可能让学生做一个太专业系统的分析，权衡之下，采用了电脑配置这个案例，电脑配置的过程能够让学生体会系统设计应考虑的主要问题，了解设计的一般步骤。也体会到用系统看待问题的重要性。
文章来源：
高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第四节 控制系统的设计与实施（第一课时）
教 学 案 例
天津市崇化中学 刘东环
一、教学设计：
（一）教学目标：
1.知识与技能：
了解简单的被控制对象的基本特征，画出系统方框图，形成初步设计方案
2.过程与方法：
通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神，学习权衡的思想。
3.情感、态度与价值观：
（1）通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
（2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
（3) 通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。
（二）教学重点、难点：
1.教学重点：
设计一个控制系统应明确的问题；对控制系统的基本要求；控制系统设计的思想方法。
2.教学难点：
设计一个控制系统应明确的问题的分析；控制系统设计的思想方法。
（三）教学策略：
提出一个生活中时常会遇到的问题，在学习和阅读了相关内容后针对这一问题的设计要求进行具体设计并制作成模型，在学生自己设计和制作的过程中达到突破难点，实现教学目标的目的。
本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：
（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。
（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。
（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。
（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。
（四）学情分析：
学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验和生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。
（五）课前准备：
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（六）教学过程：
教学环节
师生活动
设计意图
导入
在日常生活中，控制具有十分重要的实践意义，我们今天从实际应用出发，进行几个简单的控制系统设计。现在我们首先了解一下控制系统设计的一般思路。
引出新知，激发学生的学习兴趣。
新课讲授
一、控制系统设计的一般思路
系统要达到的目标？
控制的对象？
被控对象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干扰因素？
怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？
设备和元件？
1.选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而定
2.找出控制系统的干扰因素，并分清主次，找出最大的干扰因素
3.要确定控制量和被控量
4.执行器和检测装置的选择： 一是要根据控制量和被控量的需求，二是根据控制条件
总之，控制系统设计需满足的基本条件：
能达到控制的目的
采用易于实现的方式
降低控制成本
减少对环境的负面影响
二、开环控制系统的设计
与学生一起分析，这个系统要达到的目的是什么？控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？被控量的控制量分别是什么？外界的干扰因素是什么？经济实用？安全教育与设计。
设计要求：电吹风能根据不同档位输出不同种类的风。
设计分析：被控对象——电吹风；
被控量——风的速度和温度；
控制量——电机的电压；
干扰因素——房间温度、电源电压的波动……
工作过程：
学生讨论：普通电风扇控制系统的设计
直接引入题目，便于学生积极思考。
通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。
这些设备，学生有一些使用的经验，拿出来加以分析，还可以增加学生的安全意识。
小结
1. 控制系统设计的一般思路
2. 控制系统设计需满足的基本条件
巩固本节课内容
作业
书p124 第1题
七、板书设计：
二、教学反思：
学生要对生活中的一些系统进行分析，思考，并能收集一些设备的工作原理，只有在掌握了大量的系统的工作原理，占有大量的资料的前提下，才能对系统进行分析，画出方框图，才能对其设计有一定的了解。
三、专家点评：
通过一些具体的生活实例导入有关控制的设计方法，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，由易到难，在学生自己设计的过程中达到突破难点，实现教学目标的目的，符合新课程理念的要求。以贴近学生生活实际的典型案例为载体，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识，体现老师的引导作用。以学生为主体，让学生进行设计，改进身边的一些控制系统，理论与实践相结合，以问题为引领，在‘师生互动’的课程理念的设计上都有较好的亮点，还应注意及时反馈。
来源：天津教研
一、教材分析
本课是苏教版《技术与设计2》第三章第三节第二课时的内容。本节内容是前三节（系统的结构、系统的分析、系统的设计）内容的延伸和综合。系统设计是研究和认识系统的目的，本节教学内容紧紧围绕系统的设计展开，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、优化。本节内容也是后面第四单元《控制与设计》的基础。
二、学情分析：
通过前面三节知识的学习，学生对系统的结构、系统的分析、系统的设计有了初步的了解，对系统设计应考虑的问题和简单系统的设计步骤有了一定的了解，但是他们对设计一个完整的系统还缺乏信心，部分学生对系统的知识掌握还不够，一定程度上对系统的设计综合实践造成障碍。但是学生的整体基础相对教好，小组合作学习、探究学习、自主学习的学习方式比较习惯，合作学习的方式对缓解压力与畏难情趣有一定的帮助。
学生来自不同地区，因此在材料的选择上充分考虑到这个因素。
三、教学目标
知识与技能：掌握系统设计应考虑的主要因素及系统设计的一般过程，掌握系统设计的基本技能，提高实践能力。
过程与方法：亲历系统设计实践，初步掌握系统设计的基本方法。
情感态度价值观：通过系统设计的实践，学会运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力。
四、教学重点、难点：
重点：根据设计要求完成系统的方案设计，提高实践能力。
难点：系统设计的实践操作，运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力。
五、教学与学法
教法：根据学情和教学目标本节课主要采用：讨论法、任务驱动法等教学方法。
学法：考虑到部分学生对本课知识存在一定的畏难情趣和部分乡村学生对教师所给材料可能没有现实的生活经历等因素，本课主要采取：小组合作讨论学习、探究学习、观察学习等学习方法。
六、教学资源
剪刀、硬纸板、白纸、胶水、钢尺、小刀、铅笔、轮子等。
七、教学过程
教学环节
教学过程
设计意图
旧知回顾
新课导入
设问：
1、系统的设计主要考虑哪些问题？
2、系统设计的一般步骤？
生：短暂回顾，给出答案。
旧知回顾，扫清部分学生知识障碍，间接的帮助学生树立信心。
新
课
教
学
一、提供材料、系统实践内容分析
师：提供材料（海口市公交系统的相关文字资料、图片资料、视频资料）。并提出问题：
1、结合所给材料谈谈海口市公交系统中主要包含哪些要素？
学生思考回答，教师点评
2、根据所给材料你们发现海口市公交系统中存在哪些不足？
学生思考、自由发言
教师总结、点评
3、结合你们的生活实际你们认为海口市公交系统还存在哪些不足？
学生自由讨论、自由发言
教师归纳、总结，补充个人观点。
二、合理分组、分任务，系统设计实施
根据海口市公交系统中部分要素存在的问题和学情有针对性地进行分组，分配各组的任务。
第一组：公交车线路图设计
第二组：公交车车站设计
第三组：公交车报站内容设计
第四组：公交车座椅设计（模型制作）
第五组：公交车车厢设计（模型制作）
第六组：车厢文化设计
学生结合自己分到的任务、利用现有的材料进行设计实践。
教师引导、答疑
三、设计成果的评价、优化
分别对学生的设计成果进行三维评价即自评、互评、师评。
将作品中存在的不足做必要的修改。
四、成果融合、二次优化
将各小组设计的成果进行组合成为一个完整的公交车系统，达到系统设计的目的。然后进行优化评选出最优的公交车系统改进方案。
信息刺激、激发灵感
考虑不同学情需要
问题设计由浅入深，缓解学生对系统设计的畏难情绪，分散压力。同时根据不同学生的回答，进一步掌握学情，为后面有针对性的分组学习作铺垫。
联系生活实际自由发挥、激发灵感、活跃课堂气氛。
因材施教，同时将复杂的问题分开解决，划难为易。培养学生的不同技能。
亲历实践过程，体验创造的快乐。
及时解决实践中存在的问题，合理引导。
积极参与、学会评价与欣赏。
发现问题，并及时修改、完善。
体验合作学习的快乐与成功的喜悦。学会运用 系统的思想去分析和解决实际问题。
课堂小结
布置作业
结合学生的集体设计成果进行小结。
作业：针对我们的改进方案进行社会实践活动，调查改进方案在社会中的可行性。
知识巩固、升华。
将所学知识应用于实践，让学生走出课堂，体验生活。
八、教学反思
课堂教学的目标之一是教学的有效性，那么怎样的教学才算有效的教学呢？ 我想学生对知识的融会贯通也许是有效教学成功的一个外在表现形式，因此本课是在学生了解简单系统设计的基本原则和方法后进行有针对性的系统设计综合实践。
设计材料选择学生熟悉的公交车系统，这样更贴近学生生活实际，更容易激发学生的参与热情。可以将抽象的系统设计理论知识通过对问题的发现与求解过程进行有效的渗透，达到缓解压力、化难为易、启迪心智的目的。同时将学生有选择性的分组进行对系统的不同要素进行分析与改进，这样做的目的是合理分散、各个击破，同时力求做到任务与学生的合理搭配，不盲目的将问题强加于学生。学生的实践方式多种多样，有创意设计、有模型设计、有平面设计等。
然后再将学生的改进方案进行三维评价（自评、互评、师评），将看似零散的方案进行有机的整合，形成最终的公交车系统改进方案，最后产生集体智慧的成果——公交系统模型。这样做起到柳暗花明、豁然开朗的效果，让学生进一步领会系统的魅力，同时树立了自信心和成功的喜悦、体验合作学习的快乐。
最后将课堂上的思维创造成果进行社会实践环节的检验，这样做起到知识迁移的和培养学生的社会实践能力的目的，、使学生走出课堂、走进生活、体验生活。