3.2系统分析与设计教学设计

第三单元　系统及其设计 3.2系统分析与设计 教案 一、教材分析： “系统分析与设计”是本单元的第二节内容，是“系统设计的优化与实现”的基础。本节内容涉及工程思维、创新设计、图样表达等核心素养，其中，系统观念、工程建模等基本思想和方法是结构、流程、系统、控制设计的基本思想和方法。本节由“探究系统分析的一般过程和基本方法”和“体验简单系统设计的过程”两个任务构成。“探究系统分析的一般过程和基本方法”侧重通过案例分析学习系统分析的一般过程、基本方法和原则，“体验简单系统设计的过程”侧重经历简单系统设计的过程，在实践中了解系统设计应考虑的主要问题，掌握系统设计的一般步骤。 二、教学目标： 1. 通过学习简易工程中的系统分析案例，初步掌握系统分析的基本方法，能结合实例进行系统分析。 2. 通过简单系统的设计实践，初步学会简单系统设计的基本方法，能针对真实世界中的简易工程项目进行系统设计。 三、教学重难点 教学重点：初步学会简单系统设计的基本方法。 教学难点：学会系统分析的方法。 四、教学过程 走入情境 在现实生活中，我们每个人都会面临各种各样的选择和决策。如选什么科目高考，上什么大学，做什么工种等等！ 观看视频“老鼠开会”，视频中小老鼠系统的分析了如何对付猫的内容。 提问：小老鼠们最终决策是什么？可行吗？ 众老鼠们根据他们平常生活中的经验，在众方案中选择了“给猫挂铃铛”这样一个决策。但是由谁去给猫挂铃铛？怎样才能挂得上呢？这些细节问题却无从解决。 决策分类 决策可分为经验决策和科学决策。系统分析就是科学决策的基础。 系统分析的一般过程 明确问题设立目标 明确所分析的系统及其结构，确定所要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件。 收集资料制订方案 收集相关资料，制订解决问题的各种备选方案，进行多目标的权衡与分析，并明确技术实践路线。 分析计算评价比较 对系统进行整体分析，对各子系统进行分析，对系统进行建模与推演，将各种方案进行评价对比。 检验核实做出决策 通过实证对方案的实施效果做出评判。如果对方案不够满意，还可按上述程序进行反复，直到获得满意的方案为止。 系统分析方法--建模 系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统，对各要素及其之间的关系综合分析，找出解决问题的答案。 系统科学的基本方法分别为数字模型和框图模型 数字模型 数字模型：用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型 案例分析：简易雨水收集与利用系统中储水装置的设计 框图模型 框图模型：用一个个封闭的小框图代表系统的各个要素或子系统，在框图内或框图边注明要素或子系统的名称，按照系统的结构模式把它们排列安置于适当位置，用无向线段或有向线段把这些小框图连接起来，以表示系统的基本结构框架，再用无向线段或有向线段表示系统与环境的联系，这样形成的图形就叫系统的框图模型。 案例分析： （1)该火力发电站系统按功能可以划分为：燃烧系统、汽水系统、电力系统。燃烧系统将煤炭中蕴含的化学能通过燃烧释放出来，转化成热能；汽水系统利用煤炭燃烧所产生的热能将水加热，产生蒸汽，然后将蒸汽的热能转化成机械能；汽轮机带动发电机发电，将机械能转化成电能。 （2)该火力发电站系统中节能的环节是“加热器”给回水加热部分。从汽轮机的某些中间级引出部分做过功的蒸汽，用来加热锅炉的给水，减少了排汽在冷凝机中的热损失，使蒸汽的热量得到了充分的利用，提高了整个循环的热效率。 模型特征 （1)它是现实系统的抽象或模仿； （2)它是由那些与所分新问题有关的要素构成的； （3)它表明了有关要素间的相互关系。 系统分析的主要原则 系统分析的主要原则分别是整体性原则、科学性原则和综合性原则。 整体性原 ... ...