第三章第3节《系统设计的优化与实现》教学案 —2021-2022学年苏教版（2019）高中通用技术必修《技术与设计2》

第3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