第三单元系统及其设计-系统设计的优化与实现-高一《通用技术》必修二(教案）（表格式）（苏教版）

《通用技术》必修二（苏教版）教案 课 题 系统及其设计-系统设计的优化 课 型 班课 课 时 1 学习目标 知识与技能目标 学生能够理解系统设计的优化概念，掌握系统设计优化的一般方法和步骤，能够在给定的约束条件下通过科学分析和优化技术寻求系统性能的最大化或最小化。 学生能够运用数学模型或科学估算、试验等方法进行系统的优化分析，并计算出最优解或满意解。 学生能够熟悉校园雨水收集与利用系统的设计方案，掌握将设计方案转化为实际操作的方法，包括设计方案的呈现、模型或原型的制作与测试等。 学生能够运用系统设计的相关知识和技术，完成校园雨水收集与利用系统的初步设计，包括确定系统的目标、功能、组成部分及其相互关系等。 能力目标 学生能够通过案例分析、小组讨论等方式，探究系统优化的一般过程和基本方法，提高分析问题和解决问题的能力。 学生能够运用系统分析的方法，对校园雨水收集与利用系统进行全面的考察和分析，识别系统中的问题和改进空间。 学生能够运用所学的优化方法和技术，对校园雨水收集与利用系统的设计方案进行优化，提高系统的性能和效率。 学生能够通过模型或原型的制作与测试，验证和优化设计方案，提高实践能力和创新能力。 情感目标 培养学生系统思考的习惯，增强他们分析和解决问题的能力，形成科学决策和优化设计的意识。 激发学生对环保和可持续发展的兴趣，培养他们保护环境的责任感和使命感。 增强学生的团队协作意识和实践能力，提高他们在实际项目中的沟通和协作能力。 引导学生树立正确的价值观，鼓励他们不断探索和追求真理，为社会做出贡献。 学习重难点 学习重点： 理解系统优化概念：学生能够明确系统优化的目标，理解系统优化是在给定条件下，通过调整变量使系统性能达到最优化的过程。 掌握系统优化方法：学生能够掌握并运用多种系统优化方法，包括数学建模、科学估算、试验等方法，以求解最优解或满意解。 识别系统优化中的影响因素：学生需要学会识别并分析影响系统优化的因素，了解这些因素如何影响系统的性能和目标函数。 实现校园雨水收集与利用系统的设计方案：学生能够根据给定的设计要求，完成校园雨水收集与利用系统的初步设计，并能够呈现设计方案。 模型或原型的制作与测试：学生应掌握模型或原型制作的基本步骤，包括设计、选材、加工制作等，并能对模型或原型进行测试和评价。 学习难点： 建立与优化目标相关的数学模型：对于一些复杂的问题，学生可能难以建立与优化目标直接相关的数学模型，这需要较强的逻辑思维和数学能力。 处理不确定性和约束条件：系统优化过程中可能会面临许多不确定性和约束条件，学生需要学会如何在这些限制下找到最优解或满意解。 设计方案的创新性和实用性：在实现校园雨水收集与利用系统的设计方案时，学生需要兼顾设计的创新性和实用性，确保设计方案既符合技术要求，又能满足实际需求。 模型或原型的精确制作与有效测试：在制作和测试模型或原型时，学生需要确保模型或原型的精确度和可靠性，以便准确评价系统设计的性能。 系统设计的综合应用能力：学生需要将所学的系统优化理论和方法综合应用于校园雨水收集与利用系统的设计中，这对学生综合运用所学知识的能力提出了较高的要求。 教学方法 一、讲授法 系统设计的优化理论：通过讲授，详细解释系统优化的概念、目标、约束条件和影响因素，使学生明白优化的基本原理。 最优化方法：介绍常用的系统优化方法，如数学模型求解、科学估算、试验等，并举例说明每种方法的应用场景。 二、案例分析法 系统优化案例分析：选取具有代表性的系统优化案例，如农业生产中的套种优化，通过案例分析，引导学生理解系统优化的实际操作过程。 校园雨水收集与利用案例：分析校园雨水收集与 ... ...