高二通用技术 3.1系统结构课件

一、什么是系统一、什么是系统二、系统的类型二、系统的类型三、系统的特性三、系统的特性第课时第课时 申鉴申鉴 时事时事 某人在林中看到别人布了一张捕雀的某人在林中看到别人布了一张捕雀的 大网，捕到的麻雀都是钻进一个个网大网，捕到的麻雀都是钻进一个个网眼的。于是，他回家用一截截短绳结眼的。于是，他回家用一截截短绳结成许多互不相连的小绳圈，也去捕雀，成许多互不相连的小绳圈，也去捕雀，有人问：有人问：“这绳圈做什么用？这绳圈做什么用？”他说：他说：“网雀用的。既然一只雀只钻一个网网雀用的。既然一只雀只钻一个网眼，我这种绳圈岂不比一张大网省眼，我这种绳圈岂不比一张大网省事？事？” 自然，此人是一只麻雀也不会捕到自然，此人是一只麻雀也不会捕到的。他的可笑之处在于没有意识到的。他的可笑之处在于没有意识到网中的每个网眼是互相联系而不是网中的每个网眼是互相联系而不是孤立存在的，因此，单个网眼就没孤立存在的，因此，单个网眼就没有整个网所有的捕雀功能有整个网所有的捕雀功能。1. 1. 什么是系统？什么是系统？汽车的传动系统汽车的传动系统太阳系太阳系基本粒基本粒子子自行车的结构分析：自行车的结构分析： 自行车是同学们最常用的交通工具。自行车是同学们最常用的交通工具。提问：自行车由哪些构件组成。提问：自行车由哪些构件组成。 车把的作用：车把的作用：脚蹬的作用：脚蹬的作用：链轮和链条的作用：链轮和链条的作用：前后车轮的作用：前后车轮的作用：车闸的作用：车闸的作用：控制车的方向。将人脚踩的力传递到链轮链条上。将动力传递到后轮，驱动自行车行走 车轮的滚动带动自行车整体行进利用摩擦力使得自行车减速或停止。P76 结合生活经验和案例，分析当自行结合生活经验和案例，分析当自行 车出现下列情况时会导致什么情况车出现下列情况时会导致什么情况？ 1. 1.车闸的橡皮松了车闸的橡皮松了 2. 2.车把固定螺钉松了车把固定螺钉松了 3. 3.链条断了链条断了 4. 4.车轮的辐条断了车轮的辐条断了刹车不灵方向把不准无法行进受力不均容易引起车圈变形P76 系统：系统：是由相互联系、相互作用、是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干相互依赖和相互制约的若干要素或部分要素或部分组组成的具有成的具有特定功能特定功能的的有机整体有机整体。系统根据。系统根据一定的标准可划分为若干个子系统一定的标准可划分为若干个子系统 要素：要素：指构成系统的最主要的元素。指构成系统的最主要的元素。地球生态系统：地球生态系统：海洋生态系统、森林生态系统、海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统。陆地生态系统等子系统。交通系统：交通系统：航空运输系统、铁路运输系统、公路航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统，水路运输系统等子系统。运输系统，水路运输系统等子系统。管理系统管理系统：生产管理系统、营销管理系统、财务生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。管理系统等子系统。任何系统又是更大系统的子系统。任何系统又是更大系统的子系统。 子系统：子系统：是相对于大系统而言的，它是大系是相对于大系统而言的，它是大系统中统中相对独立且具有一定功能相对独立且具有一定功能的组成部分。的组成部分。 第一，第一，至少要有两个或两个以上的要素（部至少要有两个或两个以上的要素（部分）才能组成系统；分）才能组成系统； 第二，第二，要素要素（部分）（部分）之间相互联系、相互作之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；用，按照一定方式形成一个整体； 第三，第三，这个整体具有的功能是各个要素这个整体具有的功能是各个要素（部（部分）分）的功能中所没有的。的功能中所没有的。构成系统，必须具备三个条件：构成系统，必须具备三个条件： 马上行动马上行动请指出下列系统分别由哪些要素请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成，并说出相互之间有怎样的联系。（部分）组成，并说出相互之间有怎样的联系。多媒体教学系统多媒体教学系统 电脑、电脑、投影机、投影机、音响设备、音响设备、课桌椅、课桌椅、照明设备照明设备计算机系统计算机系统 手表的组成要素（部分）缝纫机缝纫机机头、机头、面板、面板、脚踏、脚踏、皮带轮等皮带轮等2. 系统的类型系统的类型 可分为：自然系统和人造系统。可分为：自然系统和人造系统。自然系统自然系统原始的系统都是自然系统，如天体、原始的系统都是自然系统，如天体、海洋、生态系统等。又如呼吸系统、消化系统、海洋、生态系统等。又如呼吸系统、消化系统、循环系统、免疫系统等。循环系统、免疫系统等。人造系统人造系统如人造卫星、海运船只、机械设备如人造卫星、海运船只、机械设备等。又如：交通系统、商业系统、金融系统、等。又如：交通系统、商业系统、金融系统、工业系统、农业系统、教育系统、经济系统、工业系统、农业系统、教育系统、经济系统、文艺系统、军事系统、社会系统等等。文艺系统、军事系统、社会系统等等。 如：汽车系统：如：汽车系统：点火系统，传动系统，方向系统，点火系统，传动系统，方向系统，制动系统，制动系统，可分为：实体系统和抽象可分为：实体系统和抽象系统。系统。实体系统：是实物形态的。实体系统：是实物形态的。抽象系统：是非实物形态的。抽象系统：是非实物形态的。（哲学系统等）（哲学系统等）2. 系统的类型系统的类型请分别列举以下系统的请分别列举以下系统的2 23 3个实例。个实例。工业生产方面的系统：工业生产方面的系统： 工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影子系统、清除系统垃圾。子系统、清除系统垃圾。 农业生态系统、农业银行系统、生产管理系农业生态系统、农业银行系统、生产管理系统、生产率系统。统、生产率系统。农业生产方面的系统：农业生产方面的系统：军事方面的系统：军事方面的系统： 导弹跟踪系统、防卫系统。导弹跟踪系统、防卫系统。教育方面的系统：教育方面的系统： 远程教育系统、教育评价远程教育系统、教育评价指标系统、教育电声系统、教指标系统、教育电声系统、教育培训系统、教育管理系统、育培训系统、教育管理系统、教育信息系统、教育指标系统、教育信息系统、教育指标系统、教育资源管理系统。教育资源管理系统。若干要素之间是否相对独立？若干要素之间是否相对独立？ 系统的基本特性有：系统的基本特性有：3.系统的特性系统的特性整体性整体性相关性相关性目标性目标性动态性动态性环境适应性环境适应性1 1）整体性）整体性 系统是一个整体，他不是各个要系统是一个整体，他不是各个要素（部分）简单相加，系统的整体功素（部分）简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。没有的。 整体性是系统最基本的特性，也整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方是观察和分析系统最基本的思想和方法。法。例如：自行车辐条的调整，动一条整个车轮都例如：自行车辐条的调整，动一条整个车轮都发生改变。发生改变。 （1 1）美国）美国“阿波罗阿波罗”计划中的计划中的飞船和运载火箭是由飞船和运载火箭是由700700多万个零件多万个零件组成。这些零件都很普通，甚至没组成。这些零件都很普通，甚至没有一个是新研制的，为什么能实现有一个是新研制的，为什么能实现把人送上太空的功能？把人送上太空的功能？ 各部分按照一定的结构组各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整体成了系统，从而实现了整体的功能。的功能。罗丹的作品罗丹的作品（2 2）巴尔扎）巴尔扎克的塑像：克的塑像：罗丹这样做的目的何在，雕塑罗丹这样做的目的何在，雕塑家的这一行为给你以怎样的启示？家的这一行为给你以怎样的启示？ 【系统思路系统思路】做任何事情都要做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要重视整体效应，必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。舍得抛弃部分而保留整体。 辩论：在一个系统中，各要素辩论：在一个系统中，各要素好，则整体性能是否好？好，则整体性能是否好？某球队有的是球星，但他们各打各的，某球队有的是球星，但他们各打各的，最终这个球队打不赢一支普通的球队。最终这个球队打不赢一支普通的球队。说明了什么？说明了什么？某校毕业班学生学习很紧张，有一位某校毕业班学生学习很紧张，有一位教师为了提高自己所教学科的成绩，他教师为了提高自己所教学科的成绩，他充分利用自习、晚修等时间给学生补课。充分利用自习、晚修等时间给学生补课。请你谈谈他的做法是否正确？为什么？请你谈谈他的做法是否正确？为什么？1.请举例说明请举例说明“系统的整体功能大于系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和组成系统的各部分的功能之和”这一论点。这一论点。系统的名称系统的名称系统的整体功能系统的整体功能各部分的功能各部分的功能呼吸系统呼吸系统教育系统教育系统水利灌溉系统水利灌溉系统完成呼吸，为人体提供氧气完成呼吸，为人体提供氧气传送空气：向肺内运送空气，传送空气：向肺内运送空气，不能执行气体的交换不能执行气体的交换能有序的完成整个教能有序的完成整个教育教学工作。育教学工作。学校：直接教育学生，向学学校：直接教育学生，向学生传授知识，但不能形成公生传授知识，但不能形成公平公正的教育机制。平公正的教育机制。由水库蓄水、分水闸分配水由水库蓄水、分水闸分配水量、引水渠输水等配合工作，量、引水渠输水等配合工作，起到灌溉农田的作用。起到灌溉农田的作用。分水闸；按需求分配水量，分水闸；按需求分配水量，否则，分配不合理，造成水否则，分配不合理，造成水源的浪费。源的浪费。 相关性是指组成系统的各个要素之相关性是指组成系统的各个要素之间或整体之间相互作用、相互联系。间或整体之间相互作用、相互联系。2)2)相关相关性性 系统的各组分或元素只要有一个变化系统的各组分或元素只要有一个变化都会影响其他元素和组分实现其功能。都会影响其他元素和组分实现其功能。 为了保护草原植被，当地政府颁布了为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？理？狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而起到保护植被的作用。其数量减少，从而起到保护植被的作用。【系统思路系统思路】系统的各个元素、系统的各个元素、组分的变化会对其他的元素、组分组分的变化会对其他的元素、组分起影响。起影响。案例分析：厨具的安装案例分析：厨具的安装 忽视系统的相关性，家庭装修是一项忽视系统的相关性，家庭装修是一项系统性很强的工程，各项工作之间、各种系统性很强的工程，各项工作之间、各种设施之间存在着必然的联系，它们互相影设施之间存在着必然的联系，它们互相影响互相制约，只有从它们的相关性出发，响互相制约，只有从它们的相关性出发，处理好各方面的关系，才能事半功倍。处理好各方面的关系，才能事半功倍。思考：请分析吴瑾家的厨房装修与思考：请分析吴瑾家的厨房装修与厨具安装出现问题的原因所在。厨具安装出现问题的原因所在。 在预埋厨房水管和电线时，就要考在预埋厨房水管和电线时，就要考虑好哪里是烹饪区，哪里是储藏区等，虑好哪里是烹饪区，哪里是储藏区等，再决定水电的管道和线路的实际情况；再决定水电的管道和线路的实际情况；在购买厨具时，要依照厨房的个性化要在购买厨具时，要依照厨房的个性化要求来选购，量体裁衣，协调安排好风、求来选购，量体裁衣，协调安排好风、水、火、电的接口，还要考虑造型、色水、火、电的接口，还要考虑造型、色彩以及人机关系和工程材料等方面的因彩以及人机关系和工程材料等方面的因素。素。 如果让你设计，你将如何处理，才不至于如果让你设计，你将如何处理，才不至于出现这类管线打架和有安全隐患现象的问题？出现这类管线打架和有安全隐患现象的问题？ 系统都是系统都是以实现某种功能为目的以实现某种功能为目的的，这是区别这一系统与那一个系统的，这是区别这一系统与那一个系统的标志。的标志。 设计和分析一个系统时，必须设计和分析一个系统时，必须先弄清其目的，否则就无法构成一个先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。系统的多个良好、有序的现实系统。系统的多个目标有时不完全一致，甚至矛盾，这目标有时不完全一致，甚至矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折衷的办法，就需要协调，寻求平衡或折衷的办法，从而更好地实现其目的。从而更好地实现其目的。3 3）目的性）目的性（1）人们为什么要发明自行车？）人们为什么要发明自行车？自行车的由来：世界上第一辆自行车出现于自行车的由来：世界上第一辆自行车出现于1790年，由法国人希布拉克用木材制成，没有脚蹬，年，由法国人希布拉克用木材制成，没有脚蹬，靠双脚交替踏地前进。靠双脚交替踏地前进。1801年，俄国人阿尔塔莫诺年，俄国人阿尔塔莫诺夫发明了一辆轮子前后挂着的小车。这些发明家把夫发明了一辆轮子前后挂着的小车。这些发明家把它作为礼物献给了俄国沙皇。它作为礼物献给了俄国沙皇。1831年，德国人德列年，德国人德列斯发明了车把，可以方便地转弯。斯发明了车把，可以方便地转弯。 1839年，英国人年，英国人麦克米伦发明了脚踏，装于前轮上。麦克米伦发明了脚踏，装于前轮上。 1880年，法国年，法国人基尔梅发明了链条，用它带动后轮旋转。人基尔梅发明了链条，用它带动后轮旋转。 1888年，年，英国人邓勒普发明了充气车胎。英国人邓勒普发明了充气车胎。 任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。（2）自行车为什么要有刹车功能？自行车）自行车为什么要有刹车功能？自行车的作用是提高速度，使人们可以更快地到达目的作用是提高速度，使人们可以更快地到达目的地，而刹车的作用却是减速，两者相矛盾。的地，而刹车的作用却是减速，两者相矛盾。为什么还要刹车呢？为什么还要刹车呢？在某些情况下（如下陡坡），行车速在某些情况下（如下陡坡），行车速度和安全要求这两个具体目标产生了矛盾，度和安全要求这两个具体目标产生了矛盾，就得通过刹车来减速，进行协调，从而保就得通过刹车来减速，进行协调，从而保证自行车更好地到达目的地。证自行车更好地到达目的地。【系统思路系统思路】系统的具体目标之间有系统的具体目标之间有矛盾时，要从系统的目的出发，进行协调。矛盾时，要从系统的目的出发，进行协调。 任何系统都是一个动态的系任何系统都是一个动态的系统，处于运动变化和发展之中。统，处于运动变化和发展之中。 在分析认识系统时，不仅要看在分析认识系统时，不仅要看到它的现在，还要看到它的未来，到它的现在，还要看到它的未来，掌握系统的发展规律，从而预测系掌握系统的发展规律，从而预测系统的将来。统的将来。 4.4.动态性动态性 讨论：作为一个系统，我国农业生讨论：作为一个系统，我国农业生产结构调整的目地是什么，是通过哪些产结构调整的目地是什么，是通过哪些途径进行农业生产结构调整的？途径进行农业生产结构调整的？1）使产业结构更加合理，以增加农民的收）使产业结构更加合理，以增加农民的收入。入。2）调减粮田面积，增加经济作物和饲料作）调减粮田面积，增加经济作物和饲料作物。种植业开始形成粮食作物，经济作物和饲料物。种植业开始形成粮食作物，经济作物和饲料作物协调发展的基本格局。作物协调发展的基本格局。4）动态性：）动态性： 事物都是不断变化，因此系统是一个事物都是不断变化，因此系统是一个动态的系统。动态的系统。讨论：讨论： 某学校一位教师肩膀疼痛，一位医生用各种某学校一位教师肩膀疼痛，一位医生用各种药物和方法治疗肩膀，都收不到良好的治疗效果。药物和方法治疗肩膀，都收不到良好的治疗效果。令一位资深的医生认为：人体是一个复杂的系统，令一位资深的医生认为：人体是一个复杂的系统，“头痛医头，脚痛医脚头痛医头，脚痛医脚”是不能解决问题的，他是不能解决问题的，他对该病人进行了全面身体检查，最后发现病人患对该病人进行了全面身体检查，最后发现病人患肺癌，右肩膀疼是癌细胞扩散的结果。后经系统肺癌，右肩膀疼是癌细胞扩散的结果。后经系统诊断和综合治疗，病人的病情得到控制。诊断和综合治疗，病人的病情得到控制。 一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变化，系统要适应环境内部各部分相互关系的变化，系统要适应环境的变化而变化。的变化而变化。 5）环境适应性）环境适应性 系统只有具有对环境的适应能力，系统只有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。才能保持和恢复系统原有的特性。(1)家用电冰箱不能紧贴墙壁放家用电冰箱不能紧贴墙壁放置，汽车在雪地行走轮胎要加链置，汽车在雪地行走轮胎要加链条，这是都为什么？条，这是都为什么？ 冰箱放置与墙保持距离，目的是有一个适冰箱放置与墙保持距离，目的是有一个适当的散热空间，从而保持正常工作。当的散热空间，从而保持正常工作。 一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常行走，因此在轮胎上加链条是起防滑作用。行走，因此在轮胎上加链条是起防滑作用。【系统思路系统思路】系统只有在一定的系统只有在一定的环境条件下才能保持（或恢复）其原环境条件下才能保持（或恢复）其原有的特性。有的特性。 工程技术中，这类通过系统工程技术中，这类通过系统调节以适应外界环境变化的事例调节以适应外界环境变化的事例很多，请列举几例，填入下表：很多，请列举几例，填入下表：事例事例外界环境的变化外界环境的变化系统通过调节，适应环境的系统通过调节，适应环境的变化变化汽车的雨刷汽车的雨刷雨天，挡风玻璃模雨天，挡风玻璃模糊糊利用雨刷及时的擦拭挡风玻利用雨刷及时的擦拭挡风玻璃璃导弹跟踪系导弹跟踪系统统当被跟踪无方向改当被跟踪无方向改变时变时跟踪系统及时的改变方向，跟踪系统及时的改变方向，继续跟踪继续跟踪 系统必须适应外部环境的变系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适应状态的系变化并保持最优适应状态的系统，才能发挥自身作用，实现统，才能发挥自身作用，实现可持续的发展，否则是没有生可持续的发展，否则是没有生命力的。命力的。整体性、相关性、目的性、动态性、整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性环境适应性 小结：小结：一、系统的含义一、系统的含义元素、相互、整体功能元素、相互、整体功能二、系统的类型二、系统的类型三、系统的特性三、系统的特性