浅谈通用技术课程“系统的分析”教学重难点的突破

张文静

摘 要：自2006年9月安徽省开设通用技术课程以来，通用技术教师从事教学已有7个年头，由于绝大部分教师都是从其他学科转来的，所以有太多的问题需要一线通用技术教师去思考和探索。在《技术与设计2》中“系统的分析”教学内容属于难点，如：系统分析的含义、系统分析的一般步骤、系统分析应遵循的主要原则及系统的优化都需要在教学中重点突破。

关键词：系统分析；一般步骤；主要原则；优化

在第三单元《系统与设计2》中，“系统的分析”可以说是一个承上启下的中枢环节，它既是在“系统的结构”基础上加以展开，又为“系统的设计”的讲述做好了铺垫。而“系统的分析”是将书本知识与实际应用相连接的一个重要途径，它提供了一种分析、解

决问题的思路。

通过上节课的学习，学生对系统的内涵已经有了初步的了

解，学生在生活中其实已经初步掌握了系统分析的方法，但往往局限在问题的表面，不能很好地运用系统的思想和方法去分析和解决问题，不能很好地理解系统优化的约束条件和影响因素，不

知道运用定性、定量相结合的方法优化系统。所以要及时对学生

进行指导，帮助学生从宏观上把握系统分析和系统优化的全过

程，注重学生的体验和感悟。

一、系统分析的含义及其一般步骤的理解

在教学中我以智力游戏——分析过桥问题进行导入：3456组合在17分钟内得赶到演唱会场，途中必须跨过一座桥，四个人从桥的同一端出发，天色很暗，而他们只有一只手电筒。一次同时最多可以有两人一起过桥，而过桥的时候必须持有手电筒，所以就得有人把手电筒带来带去，来回桥两端。四个人的步行速度各不同，若两人同行则以较慢者的速度为准。张三需花1分钟过桥，李四需花两分钟过桥，王五需花5分钟过桥，赵六需花10分钟过

桥，他们要如何在17分钟内过桥呢？

问题一抛出，立刻引起学生注意，激发了学生的学习兴趣，然后引导学生思考分析过程中体现出来什么思想，再给出系统分析的定义，让学生从理性上理解什么是系统分析，为什么要进行系统分析，系统分析的特点。通过讨论游戏过程的步骤，师生总结出系统分析的一般步骤。系统分析的一般步骤：

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因为学生在做智力游戏时亲身经历，所以很容易理解。

二、系统分析主要原则的识别

分别列举三个案例丁渭修复皇宫、配送线路的选择、太原市采取四项措施整治雾霾，再列举其他案例让学生分析讨论。如：两会提出的组建国家食品、药品监督管理总局，由原来四个机构变为一个，体现了整体性原则。在教学中，我采取先列举案例——再分析案例体现出来的系统分析原则——再运用系统的原则分析身边的系统问题这种模式学习，让学生亲历从具体到抽象再到具体的学习过程，学会能运用系统分析的基本方法去分析具体的问题，突破了教学重点。

三、学会系统优化的方法

1.系统优化含义的理解

“针对合肥市交通上下班高峰期拥堵状况合肥交警部门采用了交通智能化的管理手段，如：建立热点警情快速反應系统——这种措施就是对合肥交通系统的优化”这个案例引入系统的优化。在生活中，有很多产品在不断更新，系统在不断地升级。做任何事情都追求更好，希望投入尽可能少，回报越多越好。但是有很多复杂系统，实施方案五花八门、干扰因素四面八方，我们不可能逐个比较权衡，或者漫无目的地瞎蒙。因此，我们有必要进行定性定量的科学分析，寻找系统最优值的这种做法就是系统的优化，

从生活实例入手，十分自然地在分析过程中让学生理解系统优化的含义。

2.分析系统优化应考虑的四个要素

学生分组讨论：“影响合肥市交通拥堵的因素有哪些？这些影响因素中哪些是可人为调节的因素？哪些又是人为不可调节的因素？”教师再分析总结阐述进行系统优化应考虑的四个要素：优化目标、目标函数、约束条件、影响因素的含义。然后让学生试着分析“对合肥市城市交通系统进行优化应考虑的四个要素是什么？”

优化目标：解决合肥城市交通拥堵状况。

目标函数：这一目标与合肥市道路建设状况、人员的素质、交警部门的管理等关系。

约束条件：老城区的道路路面狭窄；道路建设增长速度不适应于车辆拥有量的增长速度；大中城市人口过多密集、平面道路交叉（即十字路口）处过多等。

影响因素：司机随意变道，任意抢行，行人乱过马路，随意跨越护栏，还有一些车主遇到小摩擦互相扯皮等。

再通过第二个案例“稻田养鱼”采用定性的分析方法，分析该系统的优化目标、目标函数、约束条件和影响因素分别是什么？加深对系统优化的理解。

3.学会对系统优化的过程进行分析

明确了系统优化的含义之后，教学转入到本节课的难点：系

统优化的过程分析，借助数学手段定量与定性结合的分析比较，

寻求最优方案。教材中所举案例浅显易懂，但求解过程需使用线性规划的知识，教材中没有给出求解过程和答案，学生也不会求解。因而，选择了第三个案例“最大毛利问题”：

某商场购进一批单价为16元的日用品。若按每件20元的价格销售，每月能卖出360件，若按每件25元的价格销售，每月能卖出210件。假定每月销售件数y（件）与价格x（元/件）之间满足一次函数。

（1）试求y与x之间的函数关系式。

（2）在商品不积压且不考虑其他因素的条件下，销售价格定为多少时，才能使每月的毛利润W最大？每月的最大毛利润是多少？

解：（1）y=-30x+960

（2）设每月的毛利润为W元，则

W=（x-16）（-30x+960）

=-30x2+1440x-960×16

=-30（x-24）2+1920

∴当x=24时，W有最大值，W最大值=1920

答：将售价定为24元时，每月的最大毛利润为1920元。

采用定性和定量相结合的分析方法，拓宽了学生的思维，培

养了学生分析问题、解决问题的能力，同时也实现了与数学学科的课程整合。在完成此案例之后，讲解数学模型的概念。引导学生建立数学模型，通过优化建立数学模型得到的解就是最优解，总

结归纳出系统最优化方法的含义，了解系统优化的意义。

四、布置课后作业，学会实际运用

课后布置学生针对合肥市停车现状进行调查分析，指出存在的停车问题，并结合实际情况提出相应的改善措施。让学生亲自完成一个系统优化的过程，用系统分析的方法分析解决问题，学生学到的知识得到进一步实践和提高。学生的兴趣被充分地调动起来，参与十分积极，所学知识也在活动中得到巩固、提高、加深和升华。

我在教学中以智力游戏导入，采取案例分析、讨论、探究思考、师生互动交流等多种教学形式，所设计的案例均来源于日常生活，与学生的经验和经历接近，十分典型生动，充分调动了学生学习的积极性和主动性，降低了知识难度。学生在自主、合作、探究的学习过程中很好地理解掌握了系统优化的基本方法。增强了社会参与意识，突破了教学重点，实现了三维目标。对于合肥城市交通拥堵状况实例，如果可以指导学生对确定的研究问题进行实地参观、调查和向专家咨询，得到第一手材料后，再让学生进行讨论交流，学生在相互评价、自我评价过程中会获得更多学习的

乐趣。

（作者单位 安徽省合肥市第六中学）