蘇教版《技術(shù)與設(shè)計(jì) 2》第三章《系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)》《3.1 系統(tǒng)及其特性》

第三章?系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)?3.1?系統(tǒng)及其特性授課教師：合肥市第一中學(xué)?湯磊走進(jìn)情境??????

疫情期間，為了盡量避免接觸，家長(zhǎng)不能進(jìn)入校園，看著返校日校門口同學(xué)們手上的大包、小包。你是否想到嘗試去設(shè)計(jì)一款能幫助他們完成從校門口到宿舍樓進(jìn)行物資運(yùn)送的智能車，以減輕他們的負(fù)擔(dān)？任務(wù)一??研究自動(dòng)小車系統(tǒng)???????孫宇同學(xué)萌發(fā)了設(shè)計(jì)物資運(yùn)送智能車設(shè)想后，他查閱了一些常見(jiàn)的自動(dòng)小車資料，分析小車特點(diǎn)，為了更好研究，購(gòu)買了一款小車，希望從中找到解決問(wèn)題的辦法。問(wèn)題1:?自動(dòng)小車有哪些部分組成？這些部件的功能分別是什么？如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走的功能的？問(wèn)題2:?自動(dòng)小車構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，你是怎么理解系統(tǒng)的？???系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。問(wèn)題3:?構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)需要具備什么樣的條件？1.至少要有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；2.要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用、按照一定方式形成一個(gè)整體；3.這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒(méi)有的。??????????孫宇同學(xué)發(fā)現(xiàn)，某些智能小車功能和自己要設(shè)計(jì)的自動(dòng)物資運(yùn)送小車要實(shí)現(xiàn)的功能相似，于是就向?？萍驾o導(dǎo)員借了一輛智能小車進(jìn)行研究。問(wèn)題3:?該智能小車系統(tǒng)還可不可以繼續(xù)細(xì)分了？問(wèn)題4:?可以分成哪些子系統(tǒng)？相互關(guān)系如何？在不同路面均能正常行駛行駛子系統(tǒng)校園物資運(yùn)送智能車傳感子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)控制行駛獲取、感知周圍信息相互作用、相互制約校園物資運(yùn)送智能車的主要子系統(tǒng)相互關(guān)系任務(wù)二??辨析系統(tǒng)的基本特性探究車輪對(duì)于行駛功能的影響整體性車輪的數(shù)量和款式對(duì)小車行駛性能有重要影響。輪子數(shù)量和結(jié)構(gòu)造型發(fā)生變化會(huì)引起行駛功能發(fā)生變化。要素對(duì)系統(tǒng)的整體功能的實(shí)現(xiàn)有一定影響。7一、整體性整體性是系統(tǒng)最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。小車的組成部分能否實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能？

任何一個(gè)要素不能離開(kāi)整體去研究和分析，要素間的聯(lián)系和作用也不能脫離整體的協(xié)調(diào)去考慮。

不能離開(kāi)整體去分析系統(tǒng)中的任何一個(gè)組合部分。

系統(tǒng)的任何一個(gè)要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會(huì)影響其他要素或整體的功能發(fā)揮。8思考如果系統(tǒng)的某一要素或部分對(duì)系統(tǒng)的整體功能的實(shí)現(xiàn)沒(méi)有任何作用，是否可以將該要素或部分去掉？9案例分析探究車輪款式與能耗的關(guān)系相關(guān)性車輪款式和重量對(duì)小車能耗有重要影響。麥輪小車爬坡能力強(qiáng)，可平移，能耗消耗快。四輪小車爬坡能力較差，轉(zhuǎn)向靈活且節(jié)能。10

10二、相關(guān)性相關(guān)性是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。能否舉例說(shuō)說(shuō)小車運(yùn)行過(guò)程中，如何體現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)性？小車行走時(shí)，超聲波傳感器檢測(cè)障礙物距離信息，將障礙物信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)將控制驅(qū)動(dòng)車輪的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、前進(jìn)等動(dòng)作。11

1111思考小車行駛中，希望滿足以下要求：1.上坡動(dòng)力足夠，不打滑2.能穿越不同路面交界處縫隙3.能耗水平低，單次充電行駛路程長(zhǎng)4.在不太平整的地磚路面上能平穩(wěn)行駛，在較光滑的瓷磚地面上急轉(zhuǎn)彎時(shí)不打滑要實(shí)現(xiàn)不同路段的行駛要求，使得小車具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，你認(rèn)為應(yīng)該選用哪一款小車？理由？A.三輪二驅(qū)

B.四輪二驅(qū)

C.四輪四驅(qū)

D.履帶12三、環(huán)境適應(yīng)性一個(gè)系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會(huì)引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關(guān)系的變化。系統(tǒng)只有具有對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。13思考系統(tǒng)的邊界，既是區(qū)分系統(tǒng)與其環(huán)境之間的一定界線，又是系統(tǒng)與其環(huán)境相互作用的重要中介環(huán)節(jié)。系統(tǒng)的邊界突出體現(xiàn)著系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及系統(tǒng)與環(huán)境間關(guān)系的復(fù)雜性。邊界宏觀上相對(duì)確定，微觀上是相對(duì)不確定的。不斷調(diào)控和環(huán)境變化，導(dǎo)致具有復(fù)雜的相互作用機(jī)制（模糊性、不確定性）14四、目的性任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能。設(shè)計(jì)和分析一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，必須事先弄清其目的，否則就無(wú)法構(gòu)成一個(gè)良好、有序的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)存在多個(gè)目標(biāo)時(shí)，要從整體協(xié)調(diào)的角度出發(fā)尋求平衡，以獲得整體上的最佳效果。15思考該小車系統(tǒng)的目的是什么?行駛穩(wěn)定、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、經(jīng)久耐用，性能穩(wěn)定等小車運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)了，電池的蓄電量逐漸衰減，并伴有發(fā)熱現(xiàn)象，體現(xiàn)了系統(tǒng)的什么特性？16五、動(dòng)態(tài)性任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。系統(tǒng)在時(shí)間上是有序的，在狀態(tài)上也隨著時(shí)間的變化而變化，系統(tǒng)在運(yùn)行中既要從其環(huán)境中輸入信息和物質(zhì)，又要不斷向其環(huán)境輸出新的信息和物質(zhì)。運(yùn)用系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)，有助于使我們不僅看到系統(tǒng)的現(xiàn)狀，而且看到系統(tǒng)的變化和發(fā)展，從而預(yù)測(cè)系統(tǒng)的將來(lái)，掌握系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。17思考有沒(méi)有不具有動(dòng)態(tài)性的系統(tǒng)？為什么？動(dòng)態(tài)性和環(huán)境適應(yīng)性有何區(qū)別？18課堂小結(jié)系統(tǒng)的含義系統(tǒng)的基本組成系統(tǒng)的基本特性整體性?動(dòng)態(tài)性相關(guān)性目的性