2.3 流程的优化（教学设计）通用技术苏教版2019必修2

课题 2.3 流程的优化 课时 1课时 教材版本 苏教版通用技术必修技术与设计2 年级 高二 教学目标 技术意识： 1.理解流程优化的意义和内容。 2.面对熟悉复杂的技术情境，能够较为合理地进行风险评估。 工程思维： 1.通过案例分析，能分析流程设计和流程优化的基本要素。 2.能确定一个生活或生产中的简单对象，分析影响流程的因素，尝试通过改变条件对流程进行优化设计。 图样表达： 结合实际需求进行合理的流程设计，并用流程图表达出来。 教学重难点 重点： 1.流程优化的内容。 2.流程优化的条件。 难点： 1.流程优化的措施与技术手段。 2.对流程内在机理的研究 学情分析 经历前面的学习，学生已经掌握了流程的概念和流程图的绘制，理解了应当如何设计一个流程，但是在设计流程的过程中学生也发现了不是初次设计就能实现预期目的，需要后期不断进行修改来完善。本节课也可由此通过学习让学生进一步认识到科学合理的流程不是自然而成的，它是人们不断实践、不断探索、不断设计、不断改进的结果。科学合理的流程就是高效，就是高质量。对流程改进的过程称为流程优化，它是学生在对流程、环节和时序的含义正确理解的基础上，在掌握流程设计考虑的基本因素的基础上，自然衍生出的工程思维。 流程优化包括工期优化、工艺优化、成本优化等。它的目的是提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗等。流程优化是采取一定的优化措施与技术手段，达到提高工作效率、降低成本等目的 。这些优化措施与技术手段建立在设备和工艺水平提高和对流程内在机理进一步研究的基础上。 课前准备 教学硬件环境：多媒体教室 教学资源：教学课件 教学环节 教学过程 一、课堂导入 创设情境 说明本课时教学目标。 展示图片，说明在日常学校卫生打扫中，有的同学忙于清扫卫生、擦洗课桌，而有的同学则拿着打扫工具不知道干什么，无所事事…… 提问：为什么会有这种结果？ 结合“走进情境”，引出小组制作金属组合式笔筒时，如何让所有同学动起来，做合适的工作，形成协作？显然需要对原加工流程进行合理的优化。 二、新知探究 任务一 分析流程优化的基本要素 课件展示说明“流程优化的概念”。 流程的优化——在流程的设计和实施过程中，需要不断地对流程进行改进，以期取得最佳效果。对流程的改进过程，称为流程的优化。 教师：生产和生活中的技术改进和革新，多数是对已有流程的整体改进或是对其中某一环节的改进，使其得以优化。 提问：那么优化的目的是什么？ 学生思考并回答。 课件展示并说明流程优化的目的是为了提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、降低能耗、减少环境污染、保证安全生产等。（结合图片说明，例如提高效率、降低劳动程度，对比以前挖河和现在河道工程的对比，播放视频。减少污染，如污水处理厂等。） 教师：流程优化分哪些类别呢？ 课件展示说明流程优化包括工期优化（加工竹块，现代建筑建造）、工艺优化（加工法兰盘、宁德时代电池）、成本优化（食堂餐具处理）等。 教师：根据需要，有的流程优化是对单个指标的优化，有的流程优化是对多个指标的优化。对于一个特定的流程，往往是以某个指标的优化为主，综合考虑其他指标。如果片面地强调某一指标的优化，可能会带来其他指标的下降。因此，流程的优化应在综合考虑各项指标的基础上，抓住主要矛盾，突出重点指标的优化，综合权衡，以达到整体优化的目的。 教师：通过对流程采取一定的优化措施与技术手段，能够达到提高工作效率，减少作业时间的工期优化的目的。 案例分析——工期优化 展示说明课本64页“案例分析——工期优化”。 提问：以上案例说明，并行工序比串行工序的作业方式效率更高，工期更短。但事物总是相对的，在生活或工作上有没有这样的案例，并行工序比串行工序的作业方案效率低，工期长呢？ 学生思考并回答。 教师点评并总结。（当流程的时序中每一个环节都是最后一个环节的前提时，这样的流程就无法并行工作。如果采用并行工序，会让一部分人处于等待状态，浪费了时间。） 播放视频，说明从自动分拣到智能分拣流水线作业方式。 教师：采用先进的工艺技术，不仅能够大大缩短工期，而且能够提高产品的质量。因此，谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化，是进行流程优化的主要手段之一。 案例分析——工艺优化 展示说明课本66页“案例分析——工艺优化”。 结合课本内容对比说明切削法和少切削法，学生完成课本67页表格内容。 提问：两种加工方法分别在什么情况下使用？ 学生讨论并回答。 教师点评并总结。（少切削法相对于切削法来说效率高，质量优，但是需要加入新的设备和人员，增加了成本。采用哪种工艺需要依据增加的成本和总收益的比较进行权衡。） 播放视频“法兰盘加工”。 播放视频“宁德时代电池工艺提升”。学生感受工艺提升对流程优化的作用。 案例分析——成本优化 展示说明课本67页“案例分析——成本优化”。 提问：应如何进行流程优化以解决汤勺“消失”的问题？结合材料找出自己学校食堂餐具的归类放置存在的不足，并给出具体的优化措施。 学生思考后回答。 教师总结并点评。（可通过改变流程的时序来解决此问题，因为汤匙一般放在喝汤的碗里，很容易随着汤碗掉进第一个桶里。因此可将放置桶的顺序改为：收筷勺的大桶，收残渣的大桶，收汤碗的大桶，放餐盘的大桶。） 展示课本67页“马上行动”，学生思考完成表格填写。 提问：1. 工期优化与工艺优化各有什么特点？2. 有人说“工艺优化是工期优化、质量优化与成本优化的手段”，你是如何理解的？？ 学生小组讨论后回答。 教师点评并总结。 参考答案： 1.工期优化是压缩计算工期，以达到要求工期目标，或在一定约束条件下使工期最短的过程。 工艺是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工或处理，最终使之成为制成品的方法与过程。简单来说，工艺优化就是对原有的工艺流程进行重组或改进，以达到提高运行效率、降低生产成本、严格控制工艺纪律的目的，即优于现行工艺的一种操作方法。 2.如果以工艺优化为目的，工艺优化了，相应的工期、质量和成本都会得到不同程度的优化。但是如果只以工期、质量、成本其中的一项为主要优化目的，就不一定涉及工艺的改变。 二、新知探究 任务二 进行简单的流程优化 教师：流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备、工艺水平提高和对流程内在机理进一步研究的基础上。 例如，零件加工中材料的改变，会导致设备的改变和工艺方法的改变，从而导致加工流程改变；若材料不变，加工工艺改变了，设备也要改变，流程也随之改变。因此，流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑这些条件。 案例分析——生产线焊接设备的流程优化 结合课本内容说明原有流程的问题，以及3种优化方案。 提问：请说明这三个优化方案分别解决了什么问题，三个优化方案之间有什么关系。 学生分小组讨论后回答。 教师点评并总结。 参考答案：优化方案一解决了手脚同时操作误伤手指的安全问题；优化方案二解决的是方案一中双手需要移动较远距离，导致工作效率降低的问题，以及他人误操作的问题；优化方案三解决的是双手同时触动开关，工人重复劳动时间长的问题。三个优化方案是在不断地分析问题中实现的，它们之间是逐级完善的关系。 案例分析——组合式笔筒的工艺流程及优化 结合课本内容说明2种工艺流程。 三维打印技术流程 激光切割机制作的流程 提问：以上两款笔筒，其工艺流程与手工制作木制笔筒和金属笔筒相比，哪些方面得到了优化？你有什么样的优化方案？ 学生思考后回答。 教师点评并总结。（利用三维打印技术和激光切割机制作笔筒与手工制作木制笔筒或金属笔筒相比，可以提高质量，降低成本，熟练操作后还会大大缩短工期。） 三、课堂小结 设计意图：以思维导图的形式总结本节课的内容，能帮助学生理顺本节课的知识点。 四、拓展延伸 结合图片说明（合成氨的生产工艺流程）。 流程再造与信息化基础 20世纪90年代，美国麻省理工学院教授迈克·哈默与詹姆斯·钱皮提出企业再造理论和方法。企业再造是指“为了飞跃性地改善成本、质量、服务、速度等重大的现代企业经营基准，而对工作流程进行根本性的思考并彻底改革”。在一个企业中，业务流程决定组织的运行效率，是企业的生命线。为了能够适应新的世界竞争环境，企业必须摈弃已成惯例的运营模式和工作方法，以工作流程为中心，重新设计企业的生产、经营和管理方式。 哈默教授认为，企业的流程再造就是企业的一场革命。信息网络技术可以作为企业再造的手段。流程管理要处理大量的信息，必须以快速而灵敏的信息网络为依托。通过信息处理系统，几乎所有的相关工序都可以同时进行。通过流程管理信息系统，决策者可以及时掌握必需的决策信息。信息系统的建设，一方面构造企业内部的信息网络，另一方面要与企业外部的信息网络连接，充分利用外部的信息资源。 五、练习提升 1.某快递公司分拣中心存在包裹积压问题，现计划优化分拣流程。下列选项中，最符合流程优化根本目标的是（ ） A．购买更多分拣机器，将每小时处理包裹量从800件提升至1200件 B．增加质检人员，将包裹错分率从5%降低至1% C．改用廉价包装材料，使单件包裹分拣成本减少0.3元 D．重组分拣动线，在不增加设备和人力前提下，将平均滞留时间从3小时缩至1.5小时，同时库存周转率提升40% 答案：D 2.学校劳动种植园的马铃薯播种流程图如下。同学们为种植园安装自动滴灌装置代替人工浇水。这样的流程优化主要属于（ ） A.技术优化 B．工期优化 C．工艺优化 D．成本优化 答案：A 3.城市中的湖底往往会积聚大量的污泥，如果不及时清理，就会滋生大量的水生植物而污染水质。某公司原先清理城市污泥的流程如图甲所示；后来，该公司对清理城市污泥的流程进行优化，优化后的流程如图乙所示。比较这两个流程图，第二个流程哪些方面得到了优化？该优化属于流程中的何种优化？ 答案：第二个流程减少环境污染，提高废物回收利用率，属于工艺优化。 4.张伟同学家附近有一个停车场，停车场的通道只允许一辆汽车通过，因此经常堵车。后来在通道两端各安排一个人值班，对车辆进行正确的进出安排，可是这样又增加了人工费用。请你提出一个方案，较好地实现车辆进出流程的优化。 答案：利用视频监控、车辆识别等控制设备来代替人工控制闸门。 设计意图：检测学生对本节知识的掌握情况。 板书设计 2.3流程的优化 一、分析流程优化基本因素 流程优化的概念 流程优化的类别 流程优化的基本要素 二、进行简单流程的优化 进行流程优化的基础（设备、工艺水平提高和对流程内在机理进一步研究） 教学反思 本节课案例分析较多，专业化较强，讲解较困难，该知识点还是讲解得不透彻。所以学生也只能停留在一知半解的程度，不利于学生创新设计思维的培养。 在实际教学活动中，学生对于案例分析内容感兴趣，但在组织学生活动时，学生之间的小组合作不理想，实际参与度不足，需要教学着重注意这一点。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$