高二通用技术系统的优化教案
高中通用技术《控制系统的优化与调试》说课稿
高中通用技术《控制系统的优化与调试》说课稿一、课程背景控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，其优化与调试是确保系统正常运行和性能提升的关键步骤。
本课程旨在帮助高中生了解并掌握控制系统优化与调试的基本原理和方法。
二、教学目标通过本课程的研究，学生将能够：1. 理解控制系统的基本原理和工作原理；2. 掌握常见的控制系统调试方法和技巧；3. 熟悉控制系统的优化过程和常用的优化方法；4. 运用所学的知识和技能，实际解决控制系统中的问题。
三、教学内容和方法1. 控制系统基本原理介绍- 介绍控制系统的定义和功能；- 解释反馈控制原理和开环控制原理的区别和联系；- 讲解控制系统的基本组成和工作流程。
2. 控制系统调试方法与技巧- 介绍控制系统调试的基本流程和步骤；- 解释常见的控制系统故障现象和排除方法；- 引导学生通过实践，掌握控制系统调试的基本技巧。
3. 控制系统优化过程与方法- 讲解控制系统优化的基本概念和目标；- 介绍常用的控制系统优化方法，如PID参数调优等；- 实例演示控制系统优化的过程和效果。
4. 实际案例分析与解决- 提供实际控制系统案例，让学生进行分析和解决；- 强调实际应用中的注意事项和技巧；- 鼓励学生动手实践，加深对所学内容的理解和应用能力。
四、教学评估本课程的评估方式包括：1. 课堂参与和讨论；2. 实践操作的表现和结果；3. 学生基于案例进行的分析和解决方案。
五、教学资源- 多媒体教学课件；- 实验设备和器材；- 控制系统案例分析资料。
六、教学安排本课程总时长为X个学时，具体教学安排如下：- 第一学时：控制系统基本原理介绍；- 第二学时：控制系统调试方法与技巧；- 第三学时：控制系统优化过程与方法；- 第四学时：实际案例分析与解决。
七、教学反思在本课程的教学过程中，我将注重理论与实践的结合，通过案例分析和实践操作，使学生能够真正掌握控制系统优化与调试的基本原理和方法。
同时，我将充分发挥学生的主体性，鼓励他们积极参与讨论和实践，提高问题解决能力和创新思维能力。
《系统的优化导学案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《系统的优化》导学案第一部分：导入系统的优化是指对系统进行调整、改进，使其更加高效、稳定和可靠。
在摩登社会，各种系统无处不在，从计算机操作系统到生态系统，都需要不息地优化以适应不息变化的环境。
本次进修将盘绕系统的优化展开，帮助学生深入了解系统优化的观点、方法和意义。
第二部分：目标1. 了解系统的观点和特点2. 掌握系统优化的基本原则和方法3. 能够运用系统优化的思维方式解决实际问题第三部分：导入问题1. 什么是系统？系统有哪些特点？2. 为什么需要对系统进行优化？3. 你认为系统的优化对个人和社会有什么意义？第四部分：知识讲解1. 系统的观点和特点系统是由多个互相作用的组成部分组成的整体，具有明确定义的边界和明确的目标。
系统的特点包括整体性、开放性、动态性和目标性。
2. 系统优化的基本原则和方法系统优化的基本原则包括全局最优、局部最优和折中最优。
常用的系统优化方法包括模拟退火算法、遗传算法、蚁群算法等。
3. 系统优化的意义系统优化可以提高系统的效率、稳定性和可靠性，减少资源浪费，提高生产效率，提升竞争力，增进社会发展。
第五部分：案例分析以某个实际系统为例，分析其存在的问题和优化方案，让学生通过实际案例理解系统优化的重要性和方法。
第六部分：教室讨论1. 学生分组讨论系统优化的意义和方法，并结合实际案例展开讨论。
2. 每组选取一个代表汇报讨论结果，其他组进行提问和讨论。
第七部分：总结通过本次进修，学生应该对系统的观点、特点、优化原则和方法有更深入的理解，能够运用系统优化的思维方式解决实际问题，提高自己的综合素质和解决问题的能力。
第八部分：作业1. 思考一个你熟悉的系统，分析其存在的问题并提出优化方案。
2. 阅读相关文献，了解不同领域的系统优化方法，并写下你的收获和感想。
通过本次进修，希望学生能够深入理解系统的优化原则和方法，培养系统思维和问题解决能力，为未来的进修和工作打下坚实的基础。
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。
高中通用技术 3-2-2 系统的优化课件 苏教版必修2
系统优化应考虑的三个要素
目标与目标函数：目标与收益总和之间的关 系。 约束条件：对目标函数起限制作用，不能 人为 调节。 影响因素：产生影响，可人为调节。 数学模型：用数学公式或图表等描述客观 事物 的特征模型。
案例分析（教材第81页）
三个要 素 目标——家具销售获取最大利润。
约束条件——材料、劳动力、合同。 影响因素——椅子数量×1、桌子数量 ×2 。 利润问 题
通用技术课程（苏教版）教学课件
第三章 系统及其设计
第二节 系统的分析
系统的优化
知识回顾
• 系统的含义
相互联系、相互作用、相互依赖和相 互制约的若干要素或部分组成的具有特定
功能的有机整体。
• 系统的基本特性
整体性、相关性、目的性、动态性
和环境适应性。
系统优化
是指在给定的条件（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）。 不同的目标，对应着不同的优化 结
案例分析（教材第81页）
农作物种植系统的优化——农业间作套 种 目标：实现增产、增收、提高土地的利用 率。 条件：农作物的生长特性、天气、气候。 手段：利用农作物生长的季节差、时间差。 约束条件：农作物的生长特征、天气、气 候等 因素对农作物套种起着限制作用， 套种技术的水平田间管理病虫害防治 是不能人为调节的。 对产 量有直接影响，并可以人为调节。所以，
建立关 系 目标函数——Smax=50×1+60×2
约束条件——4×1+6×2≤600（材料） 20×1+18×2≤400（工时）
最优化方法
为使系统达到最优的目标而提 出的 求解方法。
系统优化的意义
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。
《系统优化》教案
《系统优化》教案一、教学目标1. 让学生了解系统优化的概念及其重要性。
2. 培养学生运用系统优化方法分析和解决问题的能力。
3. 帮助学生掌握系统优化的基本方法和技巧。
二、教学内容1. 系统优化的定义与意义2. 系统优化的基本方法3. 系统优化的实际应用三、教学重点与难点1. 重点：系统优化的概念、意义和基本方法。
2. 难点：如何运用系统优化方法分析和解决问题。
四、教学方法1. 讲授法：讲解系统优化的概念、意义和基本方法。
2. 案例分析法：分析实际应用中的系统优化案例。
3. 讨论法：引导学生探讨如何运用系统优化方法解决问题。
五、教学过程1. 引入：通过一个实例引出系统优化的概念，激发学生的兴趣。
2. 讲解：详细讲解系统优化的定义、意义和基本方法。
3. 案例分析：分析几个实际应用中的系统优化案例，让学生了解系统优化的具体操作。
4. 讨论：分组讨论如何运用系统优化方法解决实际问题。
6. 作业：布置一道实践性作业，让学生运用所学知识进行系统优化。
六、教学评价1. 学生能准确理解系统优化的概念及其重要性。
2. 学生能够掌握系统优化的基本方法并能运用到实际问题中。
3. 学生通过案例分析和讨论，展示了解决问题的能力。
七、教学资源1. 教案、PPT课件。
2. 系统优化相关案例资料。
3. 讨论问题指南。
八、教学准备1. 准备PPT课件，涵盖教学内容的重点和难点。
2. 收集相关的系统优化案例，用于教学分析和讨论。
3. 准备讨论问题指南，引导学生进行深入讨论。
九、教学延伸1. 邀请企业或行业专家进行讲座，分享实际工作中的系统优化经验。
2. 组织学生进行小组项目，运用系统优化方法解决实际问题。
3. 安排课后作业，要求学生结合所学知识，选择一个实际问题进行系统优化分析。
十、教学反馈1. 课后收集学生的作业，评估学生对系统优化知识的掌握程度。
2. 课堂讨论记录，观察学生的参与度和问题解决能力。
3. 学生反馈，了解教学效果和学生的学习需求，不断调整和改进教学方法。
《系统的优化导学案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《系统的优化》导学案第一课时导学目标：1. 理解系统的定义和特点；2. 掌握系统的优化方法和技巧；3. 能够运用系统优化理论解决实际问题。
导学内容：1. 系统的定义和特点系统是由一组相互关联的部分组成的整体，这些部分相互作用，共同实现一定的功能。
系统具有以下几个特点：- 目标性：系统是为了实现某种目标或功能而组成的；- 整体性：系统是由各个部分组成的整体，部分之间相互关联、相互作用；- 开放性：系统与外部环境存在相互作用，能够接收外部信息和能量；- 动态性：系统随着时间的推移而不断发展变化。
2. 系统的优化方法和技巧系统的优化是通过改变系统内部的结构和参数，以达到提高系统整体性能的目的。
优化的方法和技巧包括：- 设定优化目标：明确优化的目标，确定优化的指标和约束条件；- 分析系统结构：分析系统的组成部分和相互关系，找出系统存在的问题和瓶颈；- 设计优化方案：根据系统的实际情况，设计出合适的优化方案；- 实施优化措施：采取有效的措施，调整系统的结构和参数；- 持续改进：不断优化系统，追求更好的整体性能。
3. 运用系统优化理论解决实际问题系统的优化理论可以应用于各个领域，解决各种实际问题。
例如，在生产制造中，可以通过优化生产工艺和流程，提高生产效率；在物流管理中，可以优化配送路径和运输方式，降低成本；在金融领域，可以优化投资组合，降低风险。
导学案例：某公司生产线上存在一个瓶颈，导致生产效率低下。
为了解决这一问题，他们决定对系统进行优化。
经过分析，他们发现瓶颈主要集中在生产设备和工人之间的协调不畅。
为了优化系统，他们制定了以下优化方案：- 设定优化目标：提高生产效率，降低生产成本；- 分析系统结构：分析生产线上各个环节之间的关系，确定瓶颈所在；- 设计优化方案：重新规划生产流程，优化设备布局和工人配备；- 实施优化措施：安装新设备，提供员工培训，优化生产计划；- 持续改进：定期评估系统的性能，不断优化系统。
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。
《系统的优化导学案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《系统的优化》导学案第一课时一、导学目标：1. 了解系统的观点和特点；2. 精通系统优化的基本原理和方法；3. 能够运用系统优化的思维方式解决实际问题。
二、导学内容：1. 系统的观点和特点：系统是由一组互相作用的部件组成的整体，具有明确的边界和特定的功能。
系统具有开放性、动态性、目标性、多层次性等特点。
2. 系统优化的基本原理和方法：系统优化是通过调整系统内部各个部件之间的干系和参数，使系统达到最优状态的过程。
常用的系统优化方法包括模型建立、参数调整、约束条件优化等。
3. 实际问题的系统优化：通过案例分析，进修如何运用系统优化的思维方式解决实际问题，如生产调度、资源分配、运输路径规划等。
三、导学步骤：1. 导入：通过提出一个实际问题引入系统优化的观点，激发同砚的进修爱好。
2. 理论进修：讲解系统的观点和特点，介绍系统优化的基本原理和方法。
3. 案例分析：结合详尽案例，引导同砚运用系统优化的思维方式解决问题，并谈论优化过程中的挑战和解决方法。
4. 练习与谈论：安置相关练习题，引导同砚稳固所学知识，并组织谈论，分享解题思路和阅历。
5. 总结反思：总结本节课的进修内容，引导同砚反思进修过程中的收获和不足，为下节课的进修做筹办。
四、拓展延伸：1. 鼓舞同砚参与实际项目，练习系统优化的实践能力；2. 推举相关书籍和进修资料，援助同砚深度了解系统优化领域；3. 鼓舞同砚在课外探究系统优化的应用，拓展视野和思维方式。
五、课后作业：1. 阅读相关资料，总结系统的特点和优化方法；2. 完成相关练习题，稳固系统优化的基本原理；3. 提出一个实际问题，并尝试运用系统优化的思维方式解决。
六、评判方式：1. 同砚的教室表现和参与度；2. 课后作业的完成状况和质量；3. 同砚对系统优化的理解和应用能力。
七、导学案评判标准：1. 知识精通状况：同砚是否理解系统的观点和特点，精通系统优化的基本原理和方法；2. 解决问题能力：同砚是否能够运用系统优化的思维方式解决实际问题；3. 进修态度和表现：同砚在教室上的表现和参与度，课后作业的勤勉水平和质量。
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。
《系统优化》教案
《系统优化》教案一、教学目标1. 让学生理解系统优化的概念和重要性。
2. 培养学生运用系统优化方法解决问题的能力。
3. 帮助学生掌握系统优化的基本原则和常用技巧。
二、教学内容1. 系统优化的定义和意义2. 系统优化的基本原则3. 系统优化的常用技巧4. 系统优化在实际应用中的案例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解系统优化的基本概念、原则和技巧。
2. 案例分析法：分析实际应用中的系统优化案例。
3. 小组讨论法：分组讨论，分享各自对系统优化的理解和经验。
四、教学准备1. 教材或教学资源：《系统优化》相关教材或资料。
2. 投影仪或白板：展示案例分析和教学内容。
3. 电脑和投影仪：展示相关案例和图片。
五、教学过程1. 导入：简要介绍系统优化的概念，引发学生兴趣。
2. 讲解：详细讲解系统优化的定义、意义、基本原则和常用技巧。
3. 案例分析：展示几个实际应用中的系统优化案例，让学生了解如何运用系统优化方法解决问题。
4. 小组讨论：学生分组讨论，分享自己对系统优化的理解和经验，讨论如何在实际生活中应用系统优化方法。
5. 总结：总结本节课的重点内容，强调系统优化在实际应用中的重要性。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学内容。
7. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学评估1. 课堂参与度：观察学生在讨论和提问中的积极性。
2. 作业完成情况：评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现和思考深度。
七、教学拓展1. 邀请企业专家进行讲座：分享实际工作中的系统优化案例。
2. 组织实地考察：参观企业或机构，了解系统优化在实际生产中的应用。
3. 开展课后项目：鼓励学生运用系统优化方法解决实际问题。
八、教学反馈1. 学生反馈：收集学生对教学内容、教学方法的意见和建议。
2. 同行评价：邀请其他教师对教学过程进行评价和建议。
3. 教学改进：根据反馈意见，调整教学计划和方法。
3.3 系统的优化 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版(2019)必修技术与设计2
《第三节系统的优化》教学设计【教材内容分析】粤教版通用技术必修《技术与设计2》“第三章系统及其设计”共有4 节内容，而本节“系统的优化”是第三节的内容，是在学习了第一节“认识系统”、第二节“系统分析”的基础上对系统优化的意义和影响因素的探究，在内容上承接了认识系统、分析系统的知识点，是对知识点的理解应用，同时也为学习第四节“系统的设计”初步学会简单系统设计的基本方法奠定了基础。
本节课共有 2 部分内容：系统优化的意义、影像系统优化的因素，考虑到章首页的学习目标“理解系统优化的意义，通过技术探究，分析影响系统优化的因素”，因此，本节课重点从系统探究实践出发，分析影响系统优化的因素，总结系统优化的一般步骤，理解系统优化的价值与意义。
【学情分析】学习本节课前，学生已经学习了认识系统和系统分析的基本方法，能够分辨什么是系统，能够简单分析系统的基本构成和主要特性，同时学生能够分辨积极和消极的影响，做出简单的归纳总结，而这节课的主要活动又是探究生活中的系统，如娃娃机，是青少年比较喜欢的活动项目，因此，学生在学习过程中，具备探究所需的基本知识和技能，应该可以主动参与，享受体验系统的乐趣，能够搜集和思考分析信息，归纳总结知识，融会贯通，举一反三。
【教学目标】（1）提高技术意识，善于观察技术现象，乐于探究技术特点，能够主动搜集、分析技术的相关信息，能够从技术应用的角度分析某一项技术设计对系统的积极或消极影响，并判断其在系统应用中的发展趋势。
（2）提升创新设计的能力，面对某一具体系统对象，能够探究分析系统存在的问题，明确要解决的问题，根据系统的优化目标和约束条件，选择合适的优化方案，完成系统的优化设计。
（3）增强系统思考和工程思维的能力，学会从生活或学习中确定一个简单的系统对象，分析系统优化的目标和约束条件，并运用比较权衡的分析方法，选择当前约束条件下最优的方案对系统进行优化，理解优化系统的意义。
【教学重、难点】教学重点：影响系统优化的因素；系统优化的意义。
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。
《系统的优化导学案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《系统的优化》导学案一、导学目标1. 了解系统的定义和特点2. 掌握系统的优化方法和原则3. 能够运用系统的优化理念解决实际问题二、导学内容1. 系统的定义和特点系统是由若干个具有互相联系和互相作用的部件组成的整体。
系统具有开放性、动态性、目标性和层次性等特点。
2. 系统的优化方法和原则系统的优化是通过调整系统内部各部分之间的干系和作用，使系统整体性能达到最佳状态。
优化的方法包括参数优化、结构优化、运行优化等。
优化的原则包括整体优化、协同优化、多目标优化等。
3. 运用系统的优化理念解决实际问题通过实际案例分析，学生将学会如何运用系统的优化理念解决实际问题，提高系统的效率和性能。
三、导学步骤1. 观点引入通过引入系统的定义和特点，引导学生了解系统的基本观点。
2. 方法探究介绍系统的优化方法和原则，让学生了解如何对系统进行优化。
3. 案例分析结合实际案例，让学生运用系统的优化理念解决问题，加深对系统优化的理解。
4. 思考总结引导学生思考系统的优化对于提高效率和性能的重要性，总结本节课的进修内容。
四、课后作业1. 回顾本节课进修的内容，总结系统的优化方法和原则。
2. 搜索并分享一个实际案例，分析其中系统的优化过程和效果。
3. 思考一个自己遇到的问题，尝试运用系统的优化理念解决。
五、拓展延伸1. 鼓励学生自主进修相关领域的知识，拓展对系统优化的理解。
2. 组织学生开展实践活动，体验系统优化带来的效果。
3. 鼓励学生参与系统优化相关比赛或项目，提升实践能力。
六、小结通过本节课的进修，学生将了解系统的优化方法和原则，掌握系统优化的基本技能，提高解决问题的能力和效率。
希望学生能够在实践中不息提升自己，成为优秀的系统优化专家。
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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。
第三部分：提供学生一个探究任务，优化一所小学门前的交通问题，让学生亲自完成一个系统优化的过程，用系统分析的方法分析问题进一步得到实践和提高。
五、教学流程(一)情景创设引入新知师：作为一个系统，通常会有这样或那样的问题，比如随着私家车的数量迅速增多，出现了越来越多的城市道路交通拥挤，车位不够停放等问题，那么就需要我们要对交通系统进行改善、优化，我们进行优化的意义是什么？我们来看几个实例是，然后再来回答这个问题。
案例：小闹钟师：大家猜猜看，悬挂上面的这个白色的物体是什么？学：灯、闹钟……师：是闹钟，当到了我们设定的时间响了以后，我们第一反应是什么？学：关掉闹钟，再睡一会师：等你醒来的时候，时间往往超了很多，这种情况影响我们正常的学习和工作。
师：大家遇到个问题时，我们班同学有没有想到去改进闹钟的设计？生：发表自己的看法师：这个闹钟就解决这个问题，它叫拼图闹钟，当闹铃响后，你要把它底部的图拼好，它的铃声才能停止。
师：这个闹钟和普通的闹钟相比较，在哪方面进行了改进？生：性能师：这个闹钟和普通的闹钟价格上会不会有提高很多？生：不会，因为拼图的材料成本很低。
案例：鸟巢的优化调整师：我们再来看2008奥运会的主会场“鸟巢”，“鸟巢”采用是什么结构？生：框架结构师：使用的主要材料是？生：钢师：它采用是大跨度重型钢结构体系，它在设计过程中也在不断的优化调整，其中有一项调整是取消了可开启屋盖、扩大了屋顶开孔，优化后方案，减少用钢量1.2万吨，造价减少了约4亿元。
师：鸟巢去盖后，在哪方面得到改善？生:成本降低师：虽然去掉了盖子，但鸟巢的外观、设计理念都不会改设计意图：精选生活中系统优化的案例来导入新课，激发学生学习欲望，同时通过案例，让学生感觉到系统优化的意义。
案例：飞人刘翔师：提到奥运会的主会馆，就想到飞人刘翔在08年奥运会因为脚腱受伤遗憾退出赛场的情景，今年的全运会刘翔再次天证明了自己，刘翔在这次全运会中以多少秒夺冠？生：13秒34师：刘翔创造了亚洲田径的的奇迹，除了和他本身的身体条件和天赋外，还和孙海平教练的训练方法是分不开的，孙海平对刘翔的训练方法在不断的优化调整，孙海平教练说“思索出刘翔训练的新思路，这比什么都有意义”，你认为孙海平教练思索出训练的新思路的意义是什么？生：发挥刘翔的最大潜能师：那么我们优化的意义是什么？生:低成本、高效益……师：以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。
师：对于城市道路拥挤的问题，大家会想到什么解决方案？生：扩建道路？师：但这种方法不仅造价昂贵、破坏城市环境，失去了我们优化的意义，我们可以通过优化交通信号的控制。
(二)系统优化的基本方法1.案例：风力发电师：风力发电正逐渐成为大规模“绿色发电”的先锋，2003年美国就安装了约16亿美元的风力发电场，并还在逐渐加大投入，来了解一下风力发电系统。
生：看风力发电的视频师：大家能想出解决妙方吗？小组讨论生：方案1：杀虫剂、方案2：种植杀虫的植物………师：我们首先要对这个系统进行分析，系统分析的第一个环节就是明确问题设定目标，风力发电系统现在遇到什么问题？生:叶片上的虫子，使涡轮发电机的发电量由750千瓦降低到450千瓦。
师：问题明确了，我们要设定优化目标，我们优化的目标是什么？生：消灭涡轮发电机上的虫子，师：我们明确目标后，开始制定方案，我们来看一下我们班同学制定的方案，我们这些方案有没有条件的约束呢？方案1：喷洒杀虫剂，人工喷洒吗？有没有考虑到涡轮发电机的高度师：我们还要充分考虑到这个系统的约束条件1．气候：全美风力最强的地方2．地势：发电场位于沙漠的边缘师：制定这些方案后，我们现在就开始实施这些方案吗？生：不行师：我们还不知道哪一种是最优方案呢？我们应该如何做？学生：试验，先用几台涡轮机进行试验师：试验后，我们可以得到最满意方案，我们就可以进行实施阶段，每台涡轮机实施最优方案。
这就是我们优化的基本过程是：师：我们来看一下，工程师们采用了哪种方案师：播放视频生：观看视频师：工程师发电机上添加了清洗设备设计意图：通过分析“风力发电”的案例，引导学生理解了系统优化的一般过程，同时也理解的系统优化的含义，掌握用定性的分析方法优化系统。
通过视频的方式，激发学生探知欲望(如何用风力发电？)，了解了风力发电的原理，同时也培养了他们节约能源的意识。
2.案例：利润问题师：刚才“风力发电”的案例我们是采用推理、实验的方法，是属于定性的分析方法。
在生活中，纯定性分析是不够的，我们来看第二个案例“利润问题”。
生：阅读书上的案例师：同学们看到这个问题，马上想到用什么方法来解决生：用数学上的函数(线性规化)师：我们还是用我们刚刚的优化的一般步骤 师：系统优化的因素是指对优化目标产生显著影响？可以人为调节的因素。
生：X 1、X 2教师：好，请你将最主要的约束条件与目标函数式联系起来，看看你能不能发现影响因素X 1、X 2与最优值S max 的关系。
学生：生产椅子所需工时少利润大，生产桌子所需工时多利润反而小！生产的椅子越多利润越大。
教师：那我们干脆不生产桌子了，专门生产椅子，可不可以？学生：不行，至少要生产8张桌子！教师：哦，原来还有约束条件的限制。
那好我们就生产8张桌子，算一算椅子最多可以生产多少张？学生：13张！教师：8张桌子，13张椅子。
把你们经过一番分析计算选择的这两个变量的解代入约束条件看看是否超出了约束条件的限制范围。
学生：都在约束条件范围内。
设计意图：“利润问题”是非常典型的用数学方法解决的案例，高二的学生在数学课上已学会用线性规划的方法来解决这个问题，所以在这个案例主要让学生要用系统的分析方法分析问题，能够分析影响系统优化的影响因素。
案例3：最优配送路线师：在生活中，我们经常是定性和定理分析相结合的方法，我们看这个案例某配送中心位于A 点，现在将一批电视机等家用电器配送到B 、C 、D 处的3家商场，运货车从A 点出发，送完货后返回，配送路线如图，图中带箭头的线分别表示两地往返的方向，无箭头的线表示可以往返的线路。
师：说说你的解决思路生：学生讨论方案路线 路程(km) 1ABCDA 51 2ABDCA 46 3ACBDA 59 4ACDBA 47 5ADCBA 51 6 ADBCA 58明确问题 设定目标 设定约束条件目标函数求解验证 实施获得最大利润师：这个案例，我们制定好方案后，再用数学的方法计算，就是定性和定量相结合的方法。
设计意图：这是流程优化中的一案例，这个案例是通过优化流程来优化案例，通过这个案例，让学生了解生活系统的优化通常是定性和定量相结合的方法。
(三)应用，学生探究问题：随着汽车普通率的提高，我们周围的交通逐级逐渐恶化，一所小学门前的交通经常出现塞车的现象师：展示这所小学的地图，说明这所小学的特殊位置，播放一段小学放学时的一段片段。
生：分组对系统进行分析，并且讨论可行的方案生：展示方案，教师精讲点拨师：对其他组的方案进行推理、判断，选出可行的方案生：对其他的组的方案进行推理师：展示现在正实施的方案，现在的方案偶尔还会出现堵车的现象，所以大家提供的方案也是非常有价值的，回到连云港后我一定将大家的方案推荐给有关部门。
(四)总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。
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。