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。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 　　教学过程: 　　情景导入: 老师：本节课我们学习通用技术 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。 某班组织学生集体去郊外野营，在野营地用一条竹筒从远处山泉引水做饭。五名同学同时拿着大小不同的容器去取水，但取水处只能容一个人站立，为了使同学们及时吃到香喷喷的饭菜，每人取水后就马上回营地工作。 导学思考 有什么办法使五个人总的取水时间最少?要考虑什么因素? 一、系统优化的意义 案例 陶瓷窑炉的优化 陶瓷生产素有“原料是基础，窑炉是关键”之说。隧道窑（图3-30）是现代陶瓷工业广泛使用的窑炉。顾名思义，隧道窑的窑体像一条隧道，里面铺有轨道。全窑分预热带、烧成带和冷却带三段。陶瓷制品坯体干燥后，装上窑车，由推车机把窑车推进窑内，经过上述三个带完成烧制过程。对比旧式窑炉，隧道窑有连续作业，产量高，劳动条件好，易于实现机械化、自动化等优点。但由于窑车等输送设备影响了窑炉的气密性，窑内上下温度不均匀，因北焙烧时网长。另外，窑车及衬砖在升温、冷却的过程中，也浪费了大量热能。 辊通窑《图3-31)则是用连续平行排列的辊子造成辊道，把坯件直推放在辊道上，或者放在垫板上，通过传动系统使辊子转动，坯件依次通过预热带、烧成带和冷却带出窑。由于辊子上下可直接加热，窑内温度均匀，大大缩短了制品烧成时间，在保证质量的同时，提高了产量。辊道窑还因为减少了窑车等热耗设备，有效提高了热利用率，与隧道窑比较，单位产品能耗节省了一半以上。 分析 1.陶瓷窑炉通过什么关键技术设备的改进，实现了窑炉的优化? 2.上述技术设备的改进有什么意义? 系统的优化就是在给定条件下，通过一定的手段和方法，使系统获得更佳功能或更佳效益的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。 二、影响系统优化的因素 案例 千烟洲立体生态农业 千烟洲地处江西省泰和县亚热带红壤丘陵地区。过去的千烟洲是一个贫穷落后的小山村，土地贫脊，生产结构单一，只开垦了沟谷、河滩上的土地，重点生产粮食。20世纪80年代初，这一地区因地制宜，进行综合开发和治理，改变土地利用结构，调整农业生产布局。从以粮食生产为主转变为以林果为主的土地利用结构模式，形成“丘上林草丘间塘，缓坡沟谷果鱼粮”的立体农业布局。从丘上到丘下，大体布局为:用材林(阔叶林或针阔混交林）一经济林和毛竹一果园或人工草地一农田一鱼塘（图3－32）。这种山区生态农业模式，既有中、远期才有收益的林果生产，又有短期可收益的农、牧、渔业的发展。10年后，千烟洲呈现出一派生机勃勃的景象。森林覆盖率由0.43%提高到70%以上，水土流失基本得到控制；土地利用率由