3.3 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

3.3系统优化 系统优化的意义 影响系统优化的因素 1 引入：利用系统分析挑战以下问题 人鬼过河 现有三人三鬼乘一船过河,客观条件: (1)人或鬼都会驾船; ( 2 )在任何地方(此岸、彼岸或船上),人数不少于鬼数,否则鬼会吃掉人; ( 3 )小船最多载两个生物(人或鬼)。 问:如何安排人鬼过河? 2 引入：利用系统分析挑战以下问题 方法1： （1）一鬼一人过，鬼上岸； （2）人回，人上岸，两鬼过去，一鬼上岸一鬼回； （3）两人上船，一人上岸，一鬼一人回，一鬼上岸两人上船； （4）两人上岸，鬼上船去接剩下的鬼。 方法2： （1）两鬼过，一鬼回； （2）再两鬼过，一鬼回，鬼下船； （3）两人过，一人一鬼回； （4）两人过，鬼回来，两鬼过。 3 引入：饮水问题的分析 野营活动中，5位同学同时拿着以下大小不同的容器去接水，但取水处同一时间只允许一个人接水。每人取水后要马上马上回营地。 有什么办法使5个人总的取水时间最少？要考虑什么因素？（等候时间少） 20L 0.3L 1.5L 5L 1L 系统分析： 第1个打水的时间，后面4个同学在等待 第2个打水的时间，后面3个同学在等待 …… 总的等待时间要少，容器小的先打水 未优化的系统： 同学按照随机的顺序打水 优化的系统： 容器小的在容器大的前面打水 20L 0.3L 1.5L 5L 1L 4 系统优化的意义 系统优化就是在给定的条件下，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。 基本含义： 系统优化是在一定的条件下进行的。 系统优化要达到最佳效果，使投入达到最小。 系统优化强调整体的优化。 5 案例：千烟洲立体生态农业 晴天一块铜，下雨一包脓。远望黄蒙蒙，近看水土空。 ——千烟洲流传的谚语 https://zhuanlan.zhihu.com/p/311122483 6 案例：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。 7 系统优化的一般步骤 案例：千烟洲立体生态农业 需要进行优化的问题： 生态环境恶化：长期不合理的开垦和过度樵采，造成严重水土流失，土地贫瘠，进而生产力流失。 选择合适的优化方法： 验证与实施： 构建立体农业生产体系和生态农业体系。 条件校验：校验人力、物力、财力是否具备。合理种植，开发资源，促使优化指标和约束条件得以满足。 实施与调整：及时调整，计划与实施，再进入优化进程 针对地形变化大，气候垂直变化明显的特点式；充分利用当地的“立体气候”，依据不同生物的生活习性和空间的多层次性，合理布局农、林、牧、渔、副业的农业模式。 千烟洲气候湿润，降水多。在丘陵山区耕种容易发生水土流失等问题，更适宜发展林业、人工草地； 在缓坡和平坦的谷地，土层深厚，不易水土流失，适宜发展耕种业； 地势低洼处，易积水，出现洪涝，适合养鱼。 在千烟洲形成了由山顶至山谷依次为“用材林——经济林或毛竹——果园或人工草地——农田——鱼塘”的模式。 8 案例：千烟洲立体生态农业 针对自然条件，首先要解决的就是水、田、坡、丘的问题，为此科学家提出构建立体农业生产体系。 治水 充分利用各小流域的丘间沟谷洼地，因地就势地新建或加高加固原有水塘。雨季有效地拦蓄山洪减少水土流失，旱季保证农田和果园的灌溉，同时还可在水塘中养鱼。 治田 由于水塘蓄水较丰，灌溉有保障，这样就将原来的一季稻改种为两季稻，同时改造低产田，进而达到增产增收的目的。 治坡 利用水塘周围比较平缓的坡地进行人工种草或开辟橘园，形成“草基鱼塘”和“果基鱼塘”，开辟丘陵地区“基塘”生产新模式。 治丘 在丘陵上种毛竹、湿地松、马尾松等用材林，幼树时林间人工种草，防止水土流失。这样，初步改善了千烟洲的农业生产环境，提高了农民的收入。 9 案例：千烟洲立体生态农业 针对社会条件农村生活用柴不足等问题，科学家提出构建生态农业体系。 千烟洲地处亚热带，沼气池每年有效利用时间达9个月，推广沼气化能最大限度上减