第三單元系統(tǒng)與設計第三節(jié)系統(tǒng)設計的優(yōu)化與實現(xiàn)任務一優(yōu)化設計系統(tǒng)的方案一、教學目標：1.技術意識——通過簡單系統(tǒng)的案例分析，引導學生理解系統(tǒng)的含義，幫助學生形成系統(tǒng)的概念，有意識的應用系統(tǒng)的思想去思考問題。2.創(chuàng)新設計——通過教師的引導，從新的角度去思考問題，能對教師提出的系統(tǒng)問題應用創(chuàng)新的方案進行解決。能夠通過不斷的測試和評價對自己的作品進行優(yōu)化和改進。3.工程思維——對于多因素的系統(tǒng)問題，能夠分析系統(tǒng)的主要目標和次要目標，并為了實現(xiàn)主要目標而進行統(tǒng)籌兼顧，綜合考慮各方面因素，提出解決方案。4.圖樣表達——能夠應用技術圖樣表達自己的設計方案。5.物化能力——能夠使用簡答的材料將自己的設計想法變成現(xiàn)實中的作品或產品。二、教學重難點:重點：通過投石車的制作，體驗系統(tǒng)設計的過程及方法。難點：針對所學知識以及實操過程出現(xiàn)的問題對投石車提出優(yōu)化方案三、教學方法:講授、演示、小組討論。四、設計思想:1.教材分析本書主要是讓學生通過上一節(jié)課提出的問題以及對制作的投石車進行自評和互評，得出投石車系統(tǒng)存在的缺陷，然后利用所學的系統(tǒng)分析知識，對投石車系統(tǒng)進行深入地分析，引導學生深入理解系統(tǒng)分析的過程和方法，然后提出優(yōu)化的方案，學生在討論和評價的過程中體驗系統(tǒng)的優(yōu)化。本節(jié)課建立在前面學生制作和體驗的基礎上，主要是評價和自評。2.學情分析通過上節(jié)課的學習，學生對系統(tǒng)的設計已經有了初步的了解，但學生的創(chuàng)新意識較弱，不能通過及時的評價和測試對系統(tǒng)進行優(yōu)化，同時對于系統(tǒng)優(yōu)化的方法也不是很了解，因此在這節(jié)課需要教師耐心地引導學生對自己和他人的方案進行評價，并提出切實可行的優(yōu)化方案。五、教學過程：導入：在前面的學習中，老師帶大家制作了一個投石車，但是很多同學都因為這樣那樣的問題沒有完成，有些同學制作完成了，待會我們讓這些小組上臺來進行簡單的介紹，然后大家對這些投石車進行評價，再對自身的作品進行自評，我們一起來對自己的投石車進行優(yōu)化。新課:教師對上節(jié)課出現(xiàn)的問題進行點評：沒有對投石車進行系統(tǒng)的分析大家都學習了系統(tǒng)分析，但是針對投石車系統(tǒng)的制作，大家都沒有科學全面地進行分析，只是停留在淺薄的制作層面，大家只是為了做而做。所以大家要建立數(shù)學模型，從數(shù)學、物理的角度對投石車進行科學地分析；同時還需要大家明確主要目標和次要目標之間的關系，統(tǒng)籌兼顧，保證整體的功能。沒有繪制設計圖的習慣有些小組有了設計的方案，但是沒有形成良好的習慣將其繪制成圖紙，這樣在進行小組討論和分析的過程中不夠具體，所以也是導致制作效果低的原因。沒有技術試驗的意識和習慣投石車的制作不是一蹴而就的，需要同學們不斷通過技術試驗對其進行測試和評價，然后不斷改進方案，大家一直都在為了最終目標而制作，但是卻忽略了過程中的測試。了解系統(tǒng)設計的過程：明確系統(tǒng)設計的問題A．系統(tǒng)設計的目的與要求；B．系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用C．系統(tǒng)設計方案的優(yōu)化了解系統(tǒng)設計的方法A.將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)B.確定各子系統(tǒng)的目標、功能及其相互關系C.對子系統(tǒng)進行技術設計和評價D.對系統(tǒng)進行總體技術設計和評價了解系統(tǒng)優(yōu)化的過程及方法：什么是系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)的優(yōu)化－－－是指在給定的條件(或約束條件)下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化(或最小化)。系統(tǒng)優(yōu)化的過程及方法課堂小結：系統(tǒng)設計的過程系統(tǒng)設計的優(yōu)化第三單元系統(tǒng)與設計第三節(jié)系統(tǒng)設計的優(yōu)化與實現(xiàn)（第二課時）任務二投石車系統(tǒng)的實現(xiàn)一、教學目標：1.技術意識——通過簡單系統(tǒng)的案例分析，引導學生理解系統(tǒng)的含義，幫助學生形成系統(tǒng)的概念，有意識的應用系統(tǒng)的思想去思考問題。2.創(chuàng)新設計——通過教師的引導，從新的角度去思考問題，能對教師提出的系統(tǒng)問題應用創(chuàng)新的方案進行解決。能夠通過不斷的測試和評價對自己的作品進行優(yōu)化和改進。3.工程思維——對于多因素的系統(tǒng)問題，能夠分析系統(tǒng)的主要目標和次要目標，并為了實現(xiàn)主要目標而進行統(tǒng)籌兼顧，綜合考慮各方面因素，提出解決方案。4.圖樣表達——能夠應用技術圖樣表達自己的設計方案。5.物化能力——能夠使用簡答的材料將自己的設計想法變成現(xiàn)實中的作品或產品。二、教學重難點:根據(jù)優(yōu)化方案重新制作投石車。三、教學方法:講授、演示、小組討論。四、設計思想:1.教材分析本書主要是讓學生通過上一節(jié)課提出的優(yōu)化方案，對投石車進行重新的制作，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計，然后在課后對學生的作品進行測試，或者可以結合科技節(jié)對學生的作品進行測試和評價。2.學情分析通過上節(jié)課的學習，學生已經具備一定的優(yōu)化意識和技術試驗意識，但學生的專業(yè)知識較弱，不能建立嚴謹?shù)臄?shù)學模型，這就需要教師在課后對有基礎的學生進行輔導，通過不斷的測試和評價建立數(shù)學模型。五、教學過程：導入：在前面的學習中，老師讓大家提出了優(yōu)化的方案，那么這節(jié)課我們就來將優(yōu)化的方案進行實踐，看看優(yōu)化后的方案能不能實現(xiàn)投石車的功能。新課:教師對投石車的制作提出三個問題：如何實現(xiàn)最大的投射距離引導學生建立投石車的數(shù)學模型，利用數(shù)學和物理知識分析投石車，并在課后的測試中逐漸建立關于投石車的數(shù)學模型。如何保證投射距離的同時，保證結構的穩(wěn)定性和強度投石車的支架和底座，需要保證結構的穩(wěn)度和強度，這與投石車的杠桿，在一定程度上是相互制約的，如何平衡三者之間的關系，需要引導學生去思考和測試。如何設計觸發(fā)機構投石車的觸發(fā)機構是一個加分點也是考驗學生創(chuàng)新設計的關鍵點，學生需要從案例中和生活中得到啟發(fā)，思考如何高