“系统与设计”教学建议

　　一、教学目标

　　1、从应用的角度理解系统的含义。

　　2、通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法。

　　3、理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。

　　4、通过简单的系统设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法。

　　5、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。

　　二、设计思路

　　本单元以“系统”为研究对象，即是前两个单元内容的延伸，又是后一单元的基础，集中了众多核心概念和重要的思想和方法，是本教科书的主要内容。

　　系统是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体，整体性、相关性，动态性等既是系统的基本特征，又是系统所具有的基本思想观点。

　　系统论的出现，使人类的思维方式发生了深刻地变化。以往研究问题，是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。这种方法的着眼点在局部或要素，虽然这是几百年来在特定范围内行之有效、人们最熟悉的思维方法，但它不能如实地说明事的的整体性，不能反映事物之间的联系和相互作用，它只适应认识较为简单的事物，而不胜任于对复杂问题的研究。在现代科学的整体化和综合化发展的趋势下，面临许多规模巨大、关系复杂、参数众多的复杂问题面前，就显得无能为力子。系统分析方法能站在时代前列，高屋建瓴，综观全局，别开生面地为现代复杂问题提供了有效的思维方式。

　　有人认为，“系统”对于中学生太深奥、枯燥，其实这是误解，本单元尽可能地回避生涩概念，从学生的生活经验出发，通俗地引出系统概念，通过对 “一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”“三个臭皮匠顶个诸葛亮”等谚语的理解，以及很多有趣的案例分析，循序渐进地探讨系统的基本特性、系统的分析、优化和设计，进而培养学生运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力。

　　基于本单元的特点，在内容设计上选用了大量案例，依照学生从具体到抽象的学习进程来组织学习内容，有利于学生把系统方面的知识与技能整合到已有认知结构中。

　　本单元的内容设计：

　　1、系统的结构

　　从自行车的组成部分、相互间的联系和它们的功能，开始认识系统和系统的一般分类，通过多个案例与小试验，引导学生理解系统的整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性等重要特性，强化对系统的理解。

　　2、系统的分析

　　通过汉字激光照排系统、田忌赛马、农作物套种等案例的分析，理解系统分析是明晰系统的功能和目标，运用科学的方法对系统加以分析、比较，从而拟定一套经济有效的处理步骤和程序的过程。

　　3、系统的设计

　　系统设计是研究和认识系统的目的。根据系统的目的和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化，就是系统设计。通过室内住宅电气系统设计、环保手电筒设计的分析，使学生加深对系统设计的理解，学会简单系统的设计。

　　三、教学准备

　　1、相关学科知识

　　本单元的学习，需要激发和调动学生已有的学习经验和生活经验，在一定的知识背景下，强调对系统的理解性应用。

　　2、教学器材和材料

　　本单元需要的教学设备和器材主要有，试验用旧自行车，环保手电设计用的玩具电动机、棉线、小灯泡等材料。教师们也可使用选择试验和案例载体，根据学校实际使用器材和材料等。

　　四、课时安排

　　本单元建议使用10学时。

　　节次　　内容　　　建议学时数

　　第一节系统的结构　　　3

　　第二节系统的分析　　3

　　第三节系统的设计　　　4

　　合计　　　　　　　　　10

　　五、教学建议

　　1、本单元学习特点是在运用中学习知识，也就是运用知识与实践活动应贯穿于教和学的全过程中，不加运用的系统与设计的知识将会大打折扣。本单元通过丰富的案例分析，说明系统的特性、系统的分析和系统的设计，教师除引导学生对这些案例进行分析和讨论以外，还应指导学生运用系统的思想和方法审视身边的事件和人们处理事件的方法，分析利弊，提出观点。

　　2、由于本单元多数案例都基于一定的社会生产背景和相关的科学知识，如农作物套种的原理和条件、工程施工的工期安排、数学模型基础知识等，而限于教科书的篇幅，背景性资料未能呈现太多，需要师生共同作课前资源收集准备，以此加深对内容的理解。

　　3、倡导教师采用多样化教学方法，系统分析的一般步骤等陈述性知识可采用讲解、展示、演示教学法，对于系统的设计和优化这类程序性知识可采用任务解决、对话、讨论和自主型教学方法等多种形式。

　　六、教学评价

　　1、通过学生对教科书中案例的分析讨论，了解学生对系统与设计知识和技能的掌握，从学生收集的资料的内容、典型性、所要说明的观点来分析学生对系统与设计的应用水平的掌握情况。

　　2、任何一个系统设计都是若干技术和应用的综合。一份系统设计的方案或一件系统设计的作品的评价，除了考查学生对系统与设计的理解与运用能力，同时也能考查学生应用其他技术设计的水平。教师应充分运用这一综合性，评价学生的学习结果。

　　3、要鼓励学生对设计方案和设计作品作自我评价和同学互评，教师可进行适当和点评，教师同时要把评价作为激励学生学习系统与设计的催化剂，作为教师反思教学成败的一面镜子。

　　七、参考资料

　　1、《系统科学入门》，邵光远，知识出版社

　　2、《系统论、信息论、控制论通俗讲话》，马丽扬，河北人民出版社

　　3、《系统科学》，许国志，上海科技教育出版社