[通用技术必修 技术与设计2] 系统的优化的教学设计
地质出版社高中通用技术必修技术与设计2：系统的优化
5.系统优化的意义
修建隔音墙，以较小的投入，获得了好的治 理噪音污染的效益，使社会环境大系统的整体得 以优化。系统被改善了，就是系统优化了。获取 系统的最佳效益或最佳功能，就是系统优化的意 义。
二、假如你是村长：怎样为本村筑好一条 致富路——影像系统优化的因素
谢谢
对于我们来说，当前要重点考虑的是其中的（1）和（2）两点。
4.实施优化对于隔音墙的实施，须满足以下要求： （1）墙体结构与材料，这与上面的定量计算相关。 （2）美观，形成一道特殊的风景线。 （3）效果，可实测建隔音墙前后的噪音影响大小。
结合建造隔音墙，我们应该怎样考虑上述的技术要点 ？怎样实施系统的优化？
②可利用的条件
有限的时力与物力。
广大师生都拥有改善环境的良好愿望和行动积极性。
社会关注学校进步。
③改善环境的方法
植树、建园林；建隔音墙；强化校内文化氛围；分部 作息。
做法：分析学校系统，找出在学校周边环境方面存在 的若干问题，并从其中捧选出一个最主要的问题。
找出解决问越的可利用条件；提出改善的设想和其体 方法。
4.关于定量计算
前面的两个实例（改善噪音污染与本村系统优化）表 明：最优化少不了定量计算。同样，在龙舟赛艇系统中， 赛艇必经过最优化设计，包括艇体体形、材料、承重限额 等方面试验），必经过定里分析，经过校验（如仿真和试 验）。
问题思考
权衡与决策
权衡是理念。掌握和运用好权衡，是正确决策的重要 保证。 1.回顾前面，有多处提及权衡与决策，你注意到了没有？ 2.对于权衡与决策，你有什么体脸和感悟？举出实例，升 华一下认识。
2.选择合适的优化方法——建隔音墙消除或有效减小车流噪 音污染有多种方法，如降低车体本身的噪音，让车流在此路 段减速以降低噪音，让车道远离学校等，这些方法或不实际 或难以实施。因此，在车道靠学校或其他重要建筑的一侧修 建隔音墙，是一种有效又可行的合适方法。小区环境系统的 隔音墙，如图所示。
3.3 系统设计的优化与实现 说课教学设计-高中通用技术苏教版必修《技术与设计2》
通用技术必修二第三单元系统及其设计3.3系统设计的优化与实现说课稿一、单元设计说明设计缘起：本单元为解决以往“就课论课，缺乏对教学整体把握的”的教学模式，以解决学生现实生活中的真实问题为情景，设计有关系统的大单元项目式教学。
大单元问题情境：“疫情期间，为了尽量避免接触，家长不能进入校园，我们想到尝试去设计一款智能车，帮助学生运送校园内的物资。
项目主题：设计制作校园物资运送智能车模型二、教材及课标分析教材：苏教版通用技术必修二第三单元系统及其设计共包含三节内容：“3.1是系统的基础知识， 3.2 和3.3 是系统的设计、优化与实现”，教学中以”校园物资运送智能车”为载体，通过对智能小车的设计分析、模型搭建、模型优化等教学活动，完成教材的内容目标。
课标：课标中关于“系统及其设计”共包含2 个内容标准：1.从技术应用的角度理解系统的含义、基本构成及主要特性，结合实例学会系统分析的基本方法。
2.通过技术探究，分析影响系统优化的因素，并通过对简单系统的设计实践，初步学会简单系统设计的基本方法，增强系统思考和工程思维的能力。
三、教学目标基于新教材及课程标准的教学目标如下：1.通过技术实践活动，能从技术的应用角度阐明系统的含义及基本构成。
2.通过技术案例分析，能从应用的角度归纳系统的基本特性。
3.通过案例分析和讨论，说出系统分析的一般过程，归纳系统分析的基本方法。
4.经历简单系统的设计过程，概述系统设计应考虑的主要问题及一般步骤。
5.经历简单系统设计方案的优化过程，阐明系统优化的意义，探究影响系统优化的因素。
6.经历简单系统设计方案的实现，概述系统设计的基本方法，增强系统与工程思维的能力。
其中，目标1 和2 主要是让学生理解系统的基本知识；目标3 和4 主要是掌握系统分析的方法和一般步骤；目标5 和6 主要归纳系统优化的思想，培养学生运用系统的思想解决问题的能力。
四、学情分析教学目标能否达成与教学对象有直接的关系，所以接下来我们对学情进行分析：年龄特征：高中生好奇心强，乐于探索，具备一定的分析问题和解决问题的能力。
高中通用技术《系统的优化》说课稿
九《系统的优化》说课稿一、教材分析本节教学内容节选自苏教版《技术与设计2》第三单元第二节《系统的分析》的第二课时。
系统优化是系统分析的深入，也是系统的结构和系统分析的综合，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，在系统分析这一节中占有十分重要的地位。
本节教材中分为三个部分：1、系统优化的概念。
2、数学模型。
3、最优化方法。
二、教学目标分析知识与技能目标1、理解系统优化的意义。
2、能分析影响系统优化的因素。
3、初步掌握系统最优化的方法。
过程与方法目标通过讨论、案例分析，使学生懂得运用所学知识解决有关问题。
情感态度与价值观目标体验系统优化的意义，指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。
三、教学重难点重点：系统最优化方法和一般性步骤。
难点：系统优化的过程分析。
四、教法、教具〔教学方法〕本节内容较抽象，有许多概念，同时有部分教学内容牵涉到数学模型的理论。
如果单纯的采用讲授方式，学生很难理解和接受，也不能引起他们的兴趣，只能使课堂气氛更加沉闷。
因而本人在教学中利用多媒体，采用游戏导入、学生分组活动、案例分析、师生互动交流等形式，所设计的案例均来源于日常生活，与学生们的经验和经历接近，十分典型生动，充分调动了学生学习的积极性和主动性，降低了知识难度，加快节奏，增大课容量，达到了提高教学质量和效率的目的。
五、教学过程1、flash游戏导入系统优化的概念很抽像，很难理解，如果平铺直叙、平门见山，那么教学过程很一般，不容易引起学生的兴趣。
加之本节课是系统分析的后续内容，因而采用什么形式来引入新课，如何温故知新、承上启下，值得教师琢磨。
本人采用一个网上下载的flash游戏《人、狼、羊、白菜》引入，一下子就容易引起学生的兴趣。
在一位学生牛刀小试之后，教师提出问题：请说说你们对该系统分析的过程。
学生很自然地能够运用上节课有关系统分析的知识对游戏中的系统进行分析，巧妙地复习旧课，同时又十分自然地过渡到新课-系统的优化。
通用技术与设计2教案(全册)
通用技术技术与设计2全册教案目录第一单元结构与设计第一节常见结构的认识第二节稳固结构的探析第三节简单结构的设计第四节经典结构的欣赏第二单元流程与设计第一节生活和生产中的流程第二节流程的设计第三节流程的优化第三单元系统与结构第一节系统的结构第二节系统的分析第三节系统的设计第四单元控制与设计第一节控制的手段及应用第二节控制系统的工作过程与方式第三节闭环控制系统的干扰与反馈第四节控制系统的设计与实施第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。
【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。
引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。
指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。
【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”的第一课时。
世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。
本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。
人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。
本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。
应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
课时安排：2课时。
【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。
系统的优化 课件-2023-2024学年高中通用技术粤科版(2019)必修 技术与设计2
组成元素
3个传道士 3个食人者 一艘船
限制条件
船的最大负荷能力为2人 传道士数量≥食人者数量
冲突矛盾
传道士数量与食 人者数量
一、系统优化的意义
一、系统优化的意义 第一步的选择有五种： ① 2个食人者 ② 2个传教士 （左岸3个食人1个传教士）❌ ③ 1个食人者1个传教士 ④ 1个食人者❌ ⑤ 1个传教士❌
1、2个食人者
2食→1食（返）→2食→1食（返）→2传→1食1传（返）→2传→1食（返）→2食→1食（返）→2食
2、1个食人者1个传教士
1食1传→1传（返）→2食→1食（返）→2传→1食1传（返）→2传→1食（返）→2食→1食（返）→2食
02 影响系统优化的因素
二、影响系统优化的因素
既然系统优化对实际生产能提高效益，我们怎么样来分析影响系统优化的因素呢？ 阅读千烟洲立体生态农业案例（教材103页）,思考案例中系统优化的目的、约
三、实践活动
现在有一个贫困村，国家拨款给村里面修一条公路，假设本项目由你 来负责，你将怎样进行。
三、实践活动
按照系统优化的步骤进行优化
I.提出需要优化的问题和目标 交通闭塞 、修建公路 II.分析影响系统优化的因素 路线、资源、人力、资金等 III.选择合适的优化方法 勘测（路线）、预算（资源）、选择合适的筑路方法和 计划（根据本村的人力、物力、财力） IV.解决问题，优化系统 V.进行验证和完善 条件校验：校验人力、物力、财力是否具备。合理分配，节约资源，促使优化指 标和约束条件得以满足 实施与调整：及时调整，计划与施工，再进入优化进程
1）山地立体农业是利用山地的垂直 地带性而发展不同的农业生产，主导 因素是地形。 （2）山上林草，利于保持水土，山 下农田，主要从山下的地形、水源、 土壤条件分析发展种植业的优势。
《系统的优化》教学案例
《系统的优化》教学案例山东泰安泰山中学周光祥一、教材分析《系统的优化》是地质版《通用技术》必修2第三章《系统与设计》第三节的内容，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，系统优化是系统理论在生活中具体实践，更是系统设计过程中的重要环节。
本节内容从生活实例入手，结合“建造隔音墙”案例，阐述系统优化的意义，引用“泰山中学无线网络发射器安装”为例，让学生建立数学模型并运算，体验系统量的优化具体过程。
根据案例分析总结系统优化一般性步骤，明确系统优化是在一定的约束条件下进行，影响系统优化的因素及最优化方法。
二、学情分析学生掌握了系统分析的基本方法，但是在具体的实践中，如何利用系统的思想分析问题，往往眼高手低，过分的重视定性的分析，缺少或者很少有定量的分析，同时缺乏从宏观的角度把握系统分析和优化的全过程，缺少过程中的体验和感悟。
三、教学目标1、知识与技能：理解系统优化的意义，明确优化的前提条件，能分析影响系统优化的因素，运用系统最优化的方法的对简单系统进行分析和优化。
2、过程与方法：通过对案例的分析，让学生体会系统优化的重要意义，使用定性、定量相结合的分析方法，体验系统优化的全过程，初步掌握对系统优化的一般方法和步骤。
3、情感态度与价值观：通过亲自分析案例和亲身参与定量分析过程，让学生体会进行系统优化的必要性和重要意义，体验对系统深入分析，从而培养学生形成运用系统思想解决问题的习惯。
四、教学重点、难点教学重点：系统最优化方法和一般化步骤，影响系统优化的因素和前提条件。
教学难点：系统优化质和量的分析。
五、教学方法案例分析法、任务驱动法、讨论探究法通过试一试和技术试验活动，让学生亲自完成一个系统优化的过程，体验系统是如何优化的。
六、教学准备多媒体教室、多媒体课件七、教学内容与过程（一）情景导入课件展示（案例一）：泰山中学学生食堂学生就餐的视频。
（录制学生自己的生活视频，学生会在其中寻找自己熟悉的身影和一些拥挤与无序行为，从而活跃课堂气氛，调动学习兴趣，便于学生发现与寻找问题。
高二通用技术 系统的优化教案
3.2.2 系统的优化一、教材内容分析1．教材的地位和作用系统优化是系统分析的深入，也是系统的结构和系统分析的综合，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，它是是本书的重要内容之一。
二、学情分析进入系统的内容，学生的兴趣明显比前期活跃，显然系统分析的深入符合高二学生的智力发展需求。
但是，学生在对某个系统的分析容易陷入原有的逻辑思维，而不能很好地应用系统的思想和方法分析和解决问题，不能很好理解系统优化的约束条件和影响系统优化的因素，并能运用系统的方法分析问题，能对当前的系统提出优化的方案。
三、教学目标知识与技能：1．理解系统优化的意义2．能分析影响系统优化的因素3．初步掌握系统最优化的方法4．能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析过程与方法：1．模仿非常6+1节目，采用小组竞赛的方法，课前制作了计分牌，用来累分。
2．通过讨论、案例分析，完成学生知识的自主构建。
情感态度与价值观：1．体验系统优化的意义，指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。
2．培养学生解决问题的方法，以用合作精神3．培养节约能源的意识教学重点与难点：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能结合生产生活中的实例，理解系统优化的意义，并能结合实例分析影响系统优化的因素。
四、教学资源准备多媒体课件教学课时：1课时本节教材中分三个部分：第一部分：案例分析通过“小闹钟”案例、“鸟巢”和刘翔训练方案的优化调整案例，目的是让学生感受系统优化的意义。
从实例分析入手，在分析过程中体验系统优化的意义。
第二部分：第一个案例“风力发电”采用定性的分析方法，根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤。
第二案例“利润问题”采用定性的分析方法，第三案例“货物派送”采用定性和定量相结合的方法，要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。
总结归纳出系统最优化方法的含义。
3.3 系统的优化 教案-2023-2024学年高中通用技术粤科版(2019)必修 技术与设计2
通用技术必修技术与设计2第三章系统及其设计第三节系统的优化教学背景党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。
回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。
我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。
认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：了解系统优化的意义，了解影响系统优化的因素。
体会领悟系统优化的必要性和重要性,通过系统优化探究活动,培养学生的探究精神以及团队合作意识。
能分析、总结和归纳出系统优化的方法，并能运用系统原理和系统分析方法，进行简单的系统优化设计活动，尝试解决技术问题，体验参与技术设计的愉悦情感。
经历将基础知识应用于技术实践和创新的过程，同学们会养成实事求是、精益求精的习惯，能运用规范的技术语言和设计制作方法去解决一些实际的技术问题。
教材分析这节课内容主要本节主要介绍系统优化的过程、价值和意义，以及如何在系统分析的基础上，进行系统优化。
系统优化既是系统分析的深入，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，起到承上启下的作用，是本章的重要内容之一。
学情分析:经过前面认识系统、系统分析的学习，学生对系统的含义、特征及系统的思想和方法已经有了一定的认识。
但分析过程中，不能灵活运用系统的思想和方法进行优化。
教学重难点:重点:理解系统优化的意义及影响系统优化的因素。
难点:探究系统优化的方法，并能够简单应用。
教学策略:本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。
3-3-1优化系统设计的方案课件-高中通用技术苏教版 必修《技术与设计2》
约束条件：对系统优化产生限制作用，并且不可人为调节的因素
如：农作物的生长特性、天气、气候等因素
影响因素：对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。
6
任务一 优化系统设计的方案
【案例分析】P92——利润问题
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任务一 优化系统设计的方案
最优解与满意解:通常，我们通过优化的目标与决策变量之间的 关系(数学模型)，计算出目标值。所得到的就是最优解，对有些 问题，如果我们不能确切地描述目标函数，则可以通过定性的估 计或推断，得到较为满意的解(也称满意解)。
15
8
任务一 优化系统设计的方案
为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法，系 统优化的方法是多样的，有的运用数学模型求解，有的通过科学的估 算、试验等方法实现。但无论运用怎样的优化方法。都需要经过若干 次完善和验证，才能得出最优解或满意解。
9
任务一 优化系统设计的方案 马上行动：校园雨水收集与利用系统方案的优化
1、什么叫系统优化？
在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段 和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。
2、优化的目标
最小成本获得最大利润 最少能耗生产更多产品
单位面积上收获更多的作物 最短时间掌握更多的知识
5
任务一 优化系统设计的方案
目标函数：目标值与决策变量之间的关系
第三单元 系统及其设计
第三节 系统设计的优化与实现
1
任务一 优化系统设计的方案
【案例分析】——农作物种植系统的优化（农业间作套种）
葡萄套种蔬菜
2
任务一 优化系统设计的方案
P91【案例分析】——农作物种植系统的优化（农业间作套种）
系统的优化课件-高中通用技术粤科版(2019)必修 技术与设计2
系统的优化不仅要注重系统中 组成部分（要素）的优化，还 要注重组成部分（要素）之间、 组成部分（要素）与整体之间 的协调和连接的有序性。
粤版高中通用技术《技术与设计2》
二、影响系统优化的因素
案例分析：养殖区优化
系统的优化在未能建立优化目标与影响 因素的数学关系的情况下，无法得出量 化的目标值，只能通过定性的分析或估 计寻求较为满意的结果。
粤版高中通用技术《技术与设计2》
二、影响系统优化的因素
案例分析：
千烟洲立体生态农业
系统优化的目标：
改善生态环境，提高农业生产经济效益， 帮助农民脱贫致富。
系统优化的约束条件：
亚热带红壤丘陵地区的地形、气候、生物 生长习性等。
影响系统优化的因素：
直接影响生态环境和农业生产效益的因素。
思考：影响千烟洲生态农业系统优化有哪些因素。
粤版高中通用技术《技术与设计2》
习题
1．造纸工厂会产生大量废水，为减少对 环境的影响，该如何对造纸生产系统进
行优化？ （ C ）
2．列车提速是对铁路运输系统的优化。
下列说法正确的是？（ B ）
A. 将废水深埋地下。 B. 禁止造纸工厂生产，通过进口满
足市场需求。
C. 改进生产工艺，通过污水处理系 统处理废水。
（ B）
A. 纸上谈兵 B. 守株待兔 C. 一字千金 D. 田忌赛马
A. 优化的目标 B. 约束条件 C. 决策变量 D. 目标函数
粤版高中通用技术《技术与设计2》
总结
第三节 系统的优化
一、系统优化的意义 二、影响系统优化的因素
更佳功能或更佳效益 投入的人力、物力、财力达到最小
优化的目标 优化的约束条件
系统分析：
高中通用技术苏教版(2019)必修2教学案 系统设计的优化与实现
第三章系统及其设计第3节系统设计的优化与实现【学习目标】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.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。
3.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。
【复习回顾】1.简单系统设计的方法：(1)设计步骤：根据目标，将系统分解为，确定各子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行，对系统进行总体技术设计和评价等。
(2)系统设计应考虑的主要问题：系统设计的目的与要求：要从出发，以系统整体功能的最优为目的。
系统各部分之间的相互联系与相互作用：运用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。
(3)系统设计方案的优化：先从考虑优化，，再在此基础上完善各部分的设计。
2、系统的设计：手电筒照明供电部分的设计过程：；；；。
【课堂导学】【任务一】——优化系统设计的方案【案例分析1】农作物种植系统的优化—农业间作套种系统的优化是指在给定的条件(或约束条件)下，根据系统的优化的目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标标值达到最大化(或最小化)。
【案例分析2】阅读课本P92“利润问题”。
思考:如果其他条件不变，人工减少一半，请分析每周生产多少桌、椅获得的利润最大?【教师总结】：通常，我们通过优化的目标与决策变量之间的关系(数学模型)，计算出目标值。
所得到的就是最优解。
【案例分析3】美国阿拉斯加原油运输问题方案一:由海路用运油船运输；方案二:用带加温设施的油管运送原油；方案三:把海水浓缩到含盐量为10%—20%后加入原油中，从而降低原油低温下的黏性，这样就可以用普通的输油设备完成运输工作；方案四:将天然气转换为甲醇后再加到原油中。
增加其流动性，从而可以用普通管道同时输送原油和天然气，运输成本大大降低。
【学生活动】请用系统的框图模型分别表达这四种不同的方案，并通过系统分析，说一说哪种方案更加合适，谈谈你的观点。
高二通用技术第二学期《技术与设计2》教学计划
高二通用技术第二学期《技术与设计2》教学计划高二通用技术第二学期《技术与设计2》教学计划一、教材分析本学期开设的课程是通用技术课程的必修模块“技术与设计2”，使用的是江苏教育出版社的教材。
“技术与设计2”模块是在“技术与设计1”的基础上设置的具有典型意义的专题性技术与设计的教学内容，是“技术与设计1”所学知识的应用和深化。
本模块由结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计四个主题组成，侧重于技术设计的思想和方法的领悟以及生活中具体技术问题的解决。
这些对于高中生的生活、学习具有重要意义。
二、教学目标通过本模块的学习，学生应该：1、理解系统和控制的基本概念，掌握系统设计的基本思想和方法，初步掌握简单控制设计的基本思想和方法；2、能使用常用的规范的技术语言表达设计方案；3、能结合生产和生活的实际形成设计方案并初步实施；4、学会从技术、环境、经济、文化等角度综合评价技术设计方案和实施的结果，增强革新意识。
三、实施措施1、紧扣通用技术课程的基本目标“提高学生的技术素养，促进学生全面而富有个性的发展”设计、组织和实施教学活动，避免教学过于专业化，防止陷入某项技能、技艺的教学。
2、教学中要体现新理念，不仅要注重学生对基础知识与基本技能的学习，还要注重学生对技术思想和方法的领悟与应用，注重学生对技术的人文因素的感悟与理解，注重学生在技术学习中的探究、试验和创造，注重学生情感态度价值观以及共通能力的发展。
3、教学中要紧密结合学生的生活实际，使学生通过技术试验，领悟技术设计的思想和方法，并能将它们迁移到日常生活中进行灵活运用，发展解决问题的能力。
4、教学中应选择与学生生活实际联系紧密的、能否反映时代的发展的教学案例，以激发学生兴趣，增强对技术及其文化的理解。
5、课程教学全部结束后全面进行复习。
四、课时计划本学期是第二学期，每学期每周1课时。
五、《技术与设计2》教学内容安排表章节课时学习目标第三单元系统与设计· 系统的分析（1）1初步掌握系统分析的基本方法。
系统的优化的教学设计
系统的优化的教学设计第一篇：系统的优化的教学设计系统的优化的教学设计教材分析：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。
本节教材中分三个部分：第一部分：案例分析“建造隔音墙”案例，目的是为了阐述系统的意义。
从实例分析入手，降低教学难度，运用系统的思想定性分析的方法，进行研究、优化，在分析过程中体验系统优化的意义。
为了让学生体会分析和优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行，以“为江边码头选址”为例，让学生们建立数学模型并计算。
第二部分：根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤，分析影响系统优化的因素。
要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。
总结归纳出系统最优化方法的含义。
第三部分：通过试一试和技术试验的活动，让学生亲自完成一个系统优化的过程，体验系统是如何优化的。
学情分析：学生在具体分析过程中往往会局限在具体问题的深入探究上，不能运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，进行优化系统。
要及时对学生进行指导，帮助学生从宏观上把握系统分析和系统优化的全过程，注重学生的体验和感悟。
教学目标：知识与技能：1、理解系统优化的意义2、能分析影响系统优化的因素3、初步掌握系统最优化的方法4、能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析5、运用系统最优化方法的一般性步骤对简单系统进行优化过程与方法：通过讨论、案例分析，使学生懂得用所学的知识解决有关问题情感态度与价值观：体验系统优化的意义，指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。
教学重点与难点：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教学准备：多媒体教学流程：教学内容与过程：★复习巩固：：教师提问：什么是系统？学生1回答：由相互依存的若干要素组成的、具有特定功能的有机整体。
教师提问：系统的基本特性是什么？学生2回答：系统的基本特性可归纳为：整体性、相关性、目的性、环境适应性。
通用技术必修第二章第三节流程的优化教案
流程的优化教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：流程的优化章节：第二单元流程与设计第三节流程的优化课时：第2课时作者：徐道安（海南华侨中学）一、教学目标1. 知识与技能目标(1)通过“人们到银行或储蓄所存取款”等案例，让学生得出流程优化需要的条件，理解流程优化与设备、材料等之间的关系。
2. 过程与方法目标(1) 经历流程设计和优化的一般过程。
(2) 学会流程设计和优化的一般方法，能对生产生活中的简单事项进行流程的改进设计。
3. 情感态度和价值观目标(1) 积极参与小组活动，感受交流的快乐。
(2)积极参与小组活动，感受交流的快乐，培养不满足现状、富于想象、敢于表现、勇于创新的个性品质及良好的合作交流态度。
二、教学重点理解流程优化与设备、材料等之间的关系，培养学生能对生活中和学习中的简单事项进行流程的设计和优化的能力。
三、教学难点能对生产生活中的简单事项进行流程的改进设计，让每一位学生都积极参与到活动中，并培养良好的合作交流态度。
四、教学方法教授、任务驱动、小组合作。
五、设计思想1. 教材分析本节内容是《技术与设计2》第二单元“流程与设计”的内容，是在学生初步认识了流程，并对流程设计和优化的方法和步骤有了一定的了解的基本上，让学生进行综合实践的部分，是学生把理论应用于实践的部分。
通过“人们到银行或储蓄所存取款”、“用数控机床进行机械加工、洗衣流程的优化和制作纸制提兜的流程试验等等案例，让学生思考流程优化需要什么条件。
引导学生得出“流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑到这些条件”。
2. 学情分析学生对工农生产及企管理中的流程不是很熟悉，要他们对这些流程进行设计和优化是非常困难，但学生对与他们学习和生活有关一些事项却比较了解，并感兴趣，所以这节课让学生进行设计和优化的选题都是与学生生活和学习密切相关的由学生自己在上一课时提出的一些问题。
六、教学准备为了吸引学生，激发学生的学习兴趣，培养学生对技术的情感，本课时收集不同类型的丰富的经典结构图片通过投影机播放让学生鉴赏，引导学生赏析具有典型人文意义的结构，拓展学生对结构设计的技术和文化特性的理解和评价。
粤科版高中通用技术必修：技术与设计2系统的优化
数学模型 估算、试验
最优解 满意解
完善、验证
北 实践探究：优化小学门前的交通
单行线
单行线
小学
海连路
通
海
人行过街
昌
斑马线
灌
路
路
明确问题 设定目标 系 统 约束条件 分 制定方案 析 推理 试验
最满意解
； 验证实施
学校门前的交通通畅
1.分时段放学 2.增加值勤的交警 3.多开校门
小结
最优化方法是系统学中的一个重要方法，它 通常是指在一定的人力、物力和财力资源的条件下， 使取得的效果（如生产产值、利润、效益等）达到 最大，而投入（如能源、资金、人力、时间等）达 到最小的一种方法。
系统的优化
探究一： 系统优化的意义？
系统优化的意义？
以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。
探究二： 优化系统的方法？
案例1：风力发电
明确问题 系 设定目标 统 约束条件 优 制定方案 化 过 推理 试验 程
最满意解
验证实施
不能人为调 节
系统的优化是指在 给定的条件(或约束) 下，根据系统的优化 目标，采取一定的手 段和方法，使系统的 目标值达到最大化(或 最小化)。
最优的配送
路Hale Waihona Puke ？１１ ＢＡ１０
１８
１５
１３
１４ １２
Ｃ
Ｄ
９
配送路线的方案与路程
方案 1 2 3 4 5 6
路线 ABCDA ABDCA ACBDA ACDBA ADCBA ADBCA
路程（Km）
51 46 59 47 51 58
优化系统的方法？
方法二： 运用数学模型求解
系统的优化
新课标高中通用技术(苏教版)技术与设计二第三章《系统的优化》精品教案
新课标高中通用技术（苏教版）技术与设计二第三章《系统的优化》精品教案一、教材内容分析1．教材的地位和作用系统优化是系统分析的深入，也是系统的结构和系统分析的综合，又是系统设计的基础，更是系统设计过程中的重要环节，它是是本书的重要内容之一。
本内容是让学生“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”。
2．教学重点：系统优化的方法和一般步骤。
二、学情分析进入系统的内容，学生的兴趣明显比前期活跃，显然系统分析的深入符合高二学生的智力发展需求。
但是，学生在对某个系统的分析容易陷入原有的逻辑思维，而不能很好地应用系统的思想和方法分析和解决问题，不能很好理解系统优化的约束条件和影响系统优化的因素。
因此，系统优化的约束条件和影响系统优化的因素成了本节教学内容上的难点。
三、教学目标能结合生产生活中的实例，理解系统优化的意义，并能结合实例分析影响系统优化的因素。
四、教学资源准备“技术与设计2”配套教具旋转木马30套（江苏南京宝高公司提供）、多媒体教学课时：1课时五、教学流程六、教学过程：（一）引入新课（系统分析，承上启下）情景设置：有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。
如果没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。
但是船很小，只够农夫带一样东西过河。
请你帮农夫解决难题？学生：1、农夫带着羊首先过河，农夫回来；2、农夫与狼过河，农夫与羊回来；3、农夫搬白菜过河，农夫回来；4、农夫与羊一起过河。
教师提问：说说你们对该系统分析的过程？学生：问题的突破口在——狼与白菜能够共存！农夫、狼、羊、白菜和船组成了这个系统。
系统中各要素是一个整体，都依赖农夫过河；最大的问题是“船很小，只够农夫带一样东西过河”和“没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜”的冲突。
我们联系已知条件，做了一系列的分析实验，但是比较其他方案不能实现所有要素都安全过河。
最后得出以上方案。
教师：你们的思维过程很有价值，很清晰。
而且在系统分析的过程中抓住了系统分析的三大原则——整体性、科学性、综合性。
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系统的优化的教学设计教材分析：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。
本节教材中分三个部分：第一部分：案例分析“建造隔音墙”案例，目的是为了阐述系统的意义。
从实例分析入手，降低教学难度，运用系统的思想定性分析的方法，进行研究、优化，在分析过程中体验系统优化的意义。
为了让学生体会分析和优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行，以“为江边码头选址”为例，让学生们建立数学模型并计算。
第二部分：根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤，分析影响系统优化的因素。
要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。
总结归纳出系统最优化方法的含义。
第三部分：通过试一试和技术试验的活动，让学生亲自完成一个系统优化的过程，体验系统是如何优化的。
学情分析：学生在具体分析过程中往往会局限在具体问题的深入探究上，不能运用系统的思想和定性、定量相结合的方法，进行优化系统。
要及时对学生进行指导，帮助学生从宏观上把握系统分析和系统优化的全过程，注重学生的体验和感悟。
教学目标：知识与技能：1、理解系统优化的意义2、能分析影响系统优化的因素3、初步掌握系统最优化的方法4、能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析5、运用系统最优化方法的一般性步骤对简单系统进行优化过程与方法：通过讨论、案例分析，使学生懂得用所学的知识解决有关问题情感态度与价值观：体验系统优化的意义，指导学生把系统优化的思想延伸到整个生活和学习当中。
教学重点与难点：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教学准备：多媒体课件教学流程：教学内容与过程：★复习巩固：：教师提问：什么是系统？学生1回答：由相互依存的若干要素组成的、具有特定功能的有机整体。
教师提问：系统的基本特性是什么？学生2回答：系统的基本特性可归纳为：整体性、相关性、目的性、环境适应性。
教师总结：作为系统，它们就具有整体性、相关性、目的性、环境适应性，就构成系统的的基本思想。
对系统分析的基本方法就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法对系统及性分析。
★引入：教师讲述田忌赛马的故事，引出系统优化的问题。
田忌赛马战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。
齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。
一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。
田忌的赛马共有6种方案——在以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述方案（3）。
教师：作为一个系统，通常就会有这样或那样的问题。
如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。
因此系统需要改善，需要优化。
在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。
★新课教学：一、案例分析案例1：通过“建造隔音墙改善车流噪音污染”的案例定性的分析，体验系统优化的意义学生朗读：2005年的新春，南京市人大十三届三次会议上，王湘等10位代表共同提交议案，呼吁为城西干道沿线的民居和学校解决车流噪音污染问题。
“城西干道从大桥南路到赛虹桥立交桥，是南京市贯穿城市交通的大动脉。
城西干道全线贯通于2000年，因为有了城西干道，许多从大桥过来的车辆不必经过市中心就可以便捷地通过包括城西干道在内的绕城公路通行。
城西干道的出现，除了带来交通便捷，也给沿线的数十万市民带来了噪音之苦。
从大桥经过城西干道的大多数是重型载货车和大客车，而且城西干道的每天的车流量非常大。
据调查，白天畅通时城西干道上的车辆平均时速为80迈，晚上可以达到100迈。
重量大、速度快是城西干道上车辆的一大特点，车身和空气的摩擦声、发动机马达声是噪音的主要来源。
城西干道沿线分布着大量的居民区，按照国家相关环保划分标准，这些居民区属于商业、居民、文教混合区，白天最大噪音值是60分贝，晚上最大噪音值是50分贝。
但是两边的居民区噪音全线超标，在离高架不到15米的重噪音区圣淘沙花城19楼的一户人家，更是测出了开窗峰值81.6分贝、谷值65.8分贝，关窗峰值66.7分贝、谷值54.2分贝的超标噪音。
长期生活在噪音中，人的健康会受到损害，可能导致心血管疾病和神经系统疾病。
城西干道沿线不仅有民居还有学校，有的学生戴耳机睡觉；老师上课用喇叭讲课;有的学生说：“在城西干道边上住了4年，记得刚进校的时候整整一个星期就没睡着觉。
后来终于慢慢习惯了，如今到了夜里打雷都不醒，只是时常觉得精神疲劳、头疼，还有点健忘。
”噪音已经伤害到这些学生的神经系统。
21世纪的城市人居环境不仅要讲究安逸更要讲究健康，现在正在建的城东干道高架已经做了隔音墙的规划，希望有关部门能考虑到城西干道沿线众多居民区和学校的存在，也在这一区域安装隔音墙，免去市民的噪音之苦。
”教师：问题提出来了，怎样能够改善城西干道周围附近噪音的污染，优化居民楼、学校等大环境系统。
学生3：降低车体本身的噪音；学生4：让车流在此路段减速通过；学生5：让车道远离学校……学生6：修建隔音墙√教师：隔音墙作用的本质是改变噪音的传播途径，以达到改善污染的目的。
交流讨论分小组讨论，派代表发言隔音墙的高度、长度如何考虑？学生：具体测量噪音严重的程度。
通过实地调查城西干道车流附近学校、居民楼或其他建筑的规模数据来确定；隔音墙的墙体结构及外形怎样考虑？学生：隔音墙的墙体结构外形因该市墙体垂直或略向车流一侧倾斜；墙的头部形状略向内侧适度弯曲；如果道路两侧的建筑比较高时；修建的隔音墙的高度就要很高，应该建成封闭式的；墙体内侧表面应该做吸收声音处理。
隔音墙体的主材料怎样选用为好？学生：利用隔音墙可以将噪音反射到上空，但仅将噪音反射到上空也是不够的，还要使用很好的隔音材料。
拿出几套采用不同材料的方案，列表比较说明，在坚固、美观、经济（造价、维修）等因素间权衡、比较、决策。
建造隔音墙的投入与改善车流噪音污染的总效果应如何评价？学生：从做到投入最小和效果最好；做必要的验证试验。
教师：系统被改善了系统优化北京市崇文区的夕照寺和幸福北里紧邻京山铁路，京山铁路进出北京站必经这个居民区，每天有140多列火车通过，在铁路两侧修建了隔音墙。
共有1100m长，高度分别是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。
这一段是距铁路最近，人口最稠密的地段，做建设隔音屏障前后对比监测表明，噪音平均降至61-62分贝，比过去降低8.6-11.4分贝，低于国家规定的70分贝。
但对于类似于香港城市高楼林立的情况，再高速公路两侧如果修建隔音墙必须修得很高才可以，如果墙修得太高，那么抗风暴的能力就会大大减弱，为增加抗风暴能力，选材时就会大大提高成本，这样修建隔音墙就不是合适的优化方法。
教师：系统优化的意义就是以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。
再举例：如：在蔬菜、西瓜的种植中，要使蔬菜防病和提高产量，要使西瓜抗御低温的能力，就应采用嫁接技术，这是一项增产增收的栽培技术，嫁接的西瓜比自根西瓜增产1倍以上。
如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。
教师：对于比较复杂的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用一定的数学的手段描述它，进而找到合适的解决方案。
在前一节的学习中，我们就曾接触到数学模型的问题，比如龙舟赛艇案例分析中，可以根据牛顿第二定律进行定量描述a=F/m，这就是一个描述运动特性的数学模型。
系统建模的目的是要将系统的原型抽象为数学模型，并运用已有的数学方法分析求解得出数学结论，再运用这一结论来解决实际系统中的问题。
案例2：在江边一侧有A、B两个厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？本问题属于系统的优化问题。
学生分析：根据要求可画出上图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。
数学模型为：Smin=AC+BC过A点作关于直线DE的对称点A1，连接A1B与DE相交于C，这一点既为所求的码头的地点。
根据相似三角形原理，求得DC=1.4km，码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。
教师：从“为江边码头选址”这个例子，可以看出优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行。
二、总结：1、系统优化的一般性步骤①提出需要优化的问题；如：城西干道噪音污染问题就是需要进行优化的问题；码头的选址也是一个系统优化问题。
②需要收集有关资料和数据，确定变量、建立定量计算方程（数学模型）和约束条件，选择合适的最优化方法如:具体测量噪音的严重程度；为保持方案可行，必须勘测、预算；建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数条件，求解数学解；墙体结构与材料与定量计算有关；经费预算包括：购买器材、设备费用；外请工程设计与施工技术人员费用民工费用、机动调动费用……③验证和实施。
条件校验：逐项校验修路工程所需的人力、物力、财力是否具备。
实施与调整：实施计划的过程2、影响系统优化的因素①优化追求的目标要适度。
②希望投入最小，而取得的效益最大效/耗比性/耗比性/价比（比值越大，就越接近或达到最优化）③系统优化使离不开条件，条件是否具备直接影响优化。
④某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。
3、最优化方法最优化方法是系统学中的一个重要方法，它通常是指在一定的人力、物力和财力资源的条件下，使取得的效果（如生产产值、利润、效益等）达到最大，而投入（如能源、资金、人力、时间等）达到最小的一种方法。
①要用定性和定量分析相结合的方法是系统最优化②坚持系统整体的最优化。
运用好权衡理念，舍卒保车，弃车保帅，这是为了保证对弈的最终胜利。
③不间断地寻求最优化，系统的发展具有阶段性，系统的优化是具有相对性的，要遵循系统的动态观点，推动系统不断进步。
教学反思：在教学过程中，以优化作为教学主线，以案例为载体，一步步分析展开，完成教学任务，达到教学目的。
对隔音墙实例可以指导学生对确定的研究问题进行实地参观、测量、调查和向专家咨询，得到第一手材料后，再让学生进行讨论交流，在相互评价、自我评价过程中获得学习的乐趣。