高二通用技術(shù)-3.1系統(tǒng)及其特性分解上課講義

高二通用技術(shù)-3.1系統(tǒng)及其特性分解1.什么是系統(tǒng)？汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)太陽系自行車的結(jié)構(gòu)分析：

自行車是同學(xué)們最常用的交通工具。提問：自行車由哪些構(gòu)件組成。車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、車閘等主要部件組成。車把的作用：腳蹬的作用：鏈輪和鏈條的作用：前后車輪的作用：車閘的作用：控制車的方向。將人腳踩的力傳遞到鏈輪鏈條上。將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置。

當(dāng)腳踩腳蹬時(shí),帶動(dòng)中軸,使大鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來經(jīng)鏈條傳動(dòng)傳給小鏈輪,再傳到后輪,使其轉(zhuǎn)動(dòng)起來與地面產(chǎn)生摩擦,從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn),而前輪在這時(shí)還起到導(dǎo)向作用,還可以起到防振,及地面對輪子的直接影響,又提高了舒適度。利用摩擦力使得自行車減速或停止。結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和案例，分析當(dāng)自行車出現(xiàn)下列情況時(shí)會(huì)導(dǎo)致什么情況？

1.車閘的橡皮松了

2.車把固定螺釘松了3.鏈條斷了4.車輪的輻條斷了剎車不靈方向把不準(zhǔn)無法行進(jìn)受力不均容易引起車圈變形

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。系統(tǒng)根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)

子系統(tǒng)：是相對于大系統(tǒng)而言的，它是大系統(tǒng)中相對獨(dú)立且具有一定功能的組成部分。要素：指構(gòu)成系統(tǒng)的最主要的元素。

地球生態(tài)系統(tǒng)：海洋生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。交通系統(tǒng)：航空運(yùn)輸系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)、公路運(yùn)輸系統(tǒng)等子系統(tǒng)。管理系統(tǒng)：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)。任何系統(tǒng)又是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

系統(tǒng)有大有小，有復(fù)雜有簡單。對于較大型的系統(tǒng)和比較復(fù)雜的系統(tǒng)，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干子系統(tǒng)：第一，至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；第二，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；第三，這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒有的。構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個(gè)條件：

請指出下列系統(tǒng)分別由哪些要素（部分）組成，并說出相互之間有怎樣的聯(lián)系。系統(tǒng)的名稱組成要素（部分）臺(tái)燈學(xué)校多媒體教室手表縫紉機(jī)燈座、燈泡、燈罩、電線、開關(guān)等實(shí)物展示臺(tái)、投影機(jī)、電動(dòng)屏幕、錄像機(jī)、攝像機(jī)、VCD機(jī)、展臺(tái)、音響設(shè)備等多種現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備組成。表殼、表帶、表芯等。機(jī)頭、機(jī)座、傳動(dòng)和附件2.系統(tǒng)的類型小型系統(tǒng)、中型系統(tǒng)、大型系統(tǒng)和巨型系統(tǒng)。1)按系統(tǒng)的規(guī)模分：2)按組成要素的性質(zhì)（按人類干預(yù)的情況）分：復(fù)合系統(tǒng)——既包含人造系統(tǒng)又包含自然系統(tǒng)。自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)。

自然系統(tǒng)——原始的系統(tǒng)都是自然系統(tǒng)，如天體、海洋、生態(tài)系統(tǒng)等。又如呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等。

人造系統(tǒng)——如人造衛(wèi)星、海運(yùn)船只、機(jī)械設(shè)備等。又如：交通系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、教育系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、文藝系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等等。

3)按系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系分：開放系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。

開放系統(tǒng)——是指在系統(tǒng)邊界上與環(huán)境有信息、物質(zhì)和能量交互作用的系統(tǒng)。例如商業(yè)系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)，這些都是開放系統(tǒng)。在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，開放系統(tǒng)通過系統(tǒng)中要素與環(huán)境的交互作用以及系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)作用，使系統(tǒng)達(dá)到某一穩(wěn)定狀態(tài)。因此，開放系統(tǒng)常是自調(diào)整或自適應(yīng)的系統(tǒng)。

封閉系統(tǒng)——是一個(gè)與外界無明顯聯(lián)系的系統(tǒng)，環(huán)境僅僅為系統(tǒng)提供了一個(gè)邊界，不管外部環(huán)境有什么變化，封閉系統(tǒng)仍表現(xiàn)為其內(nèi)部穩(wěn)定的均衡特性。

一個(gè)實(shí)例就是密閉罐中的化學(xué)反應(yīng)，在一定初始條件下，不同反應(yīng)物在罐中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到一個(gè)平衡態(tài)。注意物理上講，還有嚴(yán)格劃分，往往僅把沒有物質(zhì)來往的系統(tǒng)稱封閉系統(tǒng)；而把沒有物質(zhì)、能量和信息來往的稱為孤立系統(tǒng)。4）按學(xué)科領(lǐng)域就可分成：自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)和思維系統(tǒng)；5)按范圍劃分則有宏觀系統(tǒng)、微觀系統(tǒng)；6）按狀態(tài)劃分：

有靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)和非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)；平衡系統(tǒng)、非平衡系統(tǒng)、近平衡系統(tǒng)、遠(yuǎn)平衡系統(tǒng)等等。請分別列舉以下系統(tǒng)的2～3個(gè)實(shí)例。工業(yè)生產(chǎn)方面的系統(tǒng)：

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、光纖工業(yè)電視系統(tǒng)、工業(yè)除塵系統(tǒng)、工業(yè)排風(fēng)系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)率系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的系統(tǒng)：軍事方面的系統(tǒng)：

導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)、防衛(wèi)系統(tǒng)。教育方面的系統(tǒng)：

遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、教育管理系統(tǒng)、教育信息系統(tǒng)、教育指標(biāo)系統(tǒng)、教育資源管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本特性有：3.系統(tǒng)的特性整體性相關(guān)性目標(biāo)性動(dòng)態(tài)性環(huán)境適應(yīng)性

1）整體性

系統(tǒng)是一個(gè)整體，他不是各個(gè)要素（部分）簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態(tài)下所沒有的。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。例如：自行車條輻的調(diào)整，動(dòng)一條整個(gè)車輪都發(fā)生改變。

（1）美國“阿波羅”計(jì)劃中的飛船和運(yùn)載火箭是由700多萬個(gè)零件組成。這些零件都很普通，甚至沒有一個(gè)是新研制的，為什么能實(shí)現(xiàn)把人送上太空的功能？

各部分按照一定的結(jié)構(gòu)組成了系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了整體的功能。羅丹的作品（2）巴爾扎克的塑像：提問：巴爾扎克雕像的故事說明了什么？做任何事情都要重視整體效應(yīng)，必要的時(shí)候要舍得拋棄部分而保留整體。

1.請舉例說明“系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和”這一論點(diǎn)。系統(tǒng)的名稱系統(tǒng)的整體功能各部分的功能呼吸系統(tǒng)教育系統(tǒng)水利灌溉系統(tǒng)完成呼吸，為人體提供氧氣傳送空氣：向肺內(nèi)運(yùn)送空氣，不能執(zhí)行氣體的交換能有序的完成整個(gè)教育教學(xué)工作。學(xué)校：直接教育學(xué)生，向?qū)W生傳授知識，但不能形成公平公正的教育機(jī)制。由水庫蓄水、分水閘分配水量、引水渠輸水等配合工作，起到灌溉農(nóng)田的作用。分水閘；按需求分配水量，否則，分配不合理，造成水源的浪費(fèi)。

相關(guān)性是指組成系統(tǒng)的各個(gè)要素之間或整體之間相互作用、相互聯(lián)系。2)相關(guān)性

系統(tǒng)的各組分或元素只要有一個(gè)變化都會(huì)影響其他元素和組分實(shí)現(xiàn)其功能。案例分析：廚具的安裝

忽視系統(tǒng)的相關(guān)性，家庭裝修是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工程，各項(xiàng)工作之間、各種設(shè)施之間存在著必然的聯(lián)系，它們互相影響互相制約，只有從它們的相關(guān)性出發(fā)，處理好各方面的關(guān)系，才能事半功倍。思考：請分析吳瑾家的廚房裝修與廚具安裝出現(xiàn)問題的原因所在。

在預(yù)埋廚房水管和電線時(shí)，就要考慮好哪里是烹飪區(qū)，哪里是儲(chǔ)藏區(qū)等，再?zèng)Q定水電的管道和線路實(shí)際；在購買廚具時(shí)，要依照廚房的個(gè)性化要求來選購，具體裁衣，協(xié)調(diào)安排好風(fēng)、水、火、電的接口，還要考慮造型、色彩以及人機(jī)關(guān)系和工程材料等方面的方面的因素。

如果讓你設(shè)計(jì)，你將如何處理，才不至于出現(xiàn)這類管線打架和有安全隱患現(xiàn)象的問題？

系統(tǒng)都是以實(shí)現(xiàn)某種功能為目的的，這是區(qū)別這一系統(tǒng)與那一個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)志。設(shè)計(jì)和分析一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，必須先弄清其目的，否則就無法構(gòu)成一個(gè)良好、有序的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。系統(tǒng)的多個(gè)目標(biāo)有時(shí)不完全一致，甚至矛盾，這就需要協(xié)調(diào)，尋求平衡或折衷的辦法，從而更好地實(shí)現(xiàn)其目的。3）目的性（1）人們?yōu)槭裁匆l(fā)明自行車？

自行車的由來：世界上第一輛自行車出現(xiàn)于1790年，由法國人希布拉克用木材制成，沒有腳蹬，靠雙腳交替踏地前進(jìn)。1801年，俄國人阿爾塔莫諾夫發(fā)明了一輛輪子前后掛著的小車。這些發(fā)明家把它作為禮物獻(xiàn)給了俄國沙皇。1831年，德國人德列斯發(fā)明了車把，可以方便地轉(zhuǎn)彎。1839年，英國人麥克米倫發(fā)明了腳踏，裝于前輪上。1880年，法國人基爾梅發(fā)明了鏈條，用它帶動(dòng)后輪旋轉(zhuǎn)。1888年，英國人鄧?yán)掌瞻l(fā)明了充氣車胎。任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能。（2）自行車為什么要有剎車功能？自行車的作用是提高速度，使人們可以更快地到達(dá)目的地，而剎車的作用卻是減速，兩者相矛盾。為什么還要?jiǎng)x車呢？

在某些情況下（如下陡坡），行車速度和安全要求這兩個(gè)具體目標(biāo)產(chǎn)生了矛盾，就得通過剎車來減速，進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而保證自行車更好地到達(dá)目的地。

【系統(tǒng)思路】系統(tǒng)的具體目標(biāo)之間有矛盾時(shí)，要從系統(tǒng)的目的出發(fā)，進(jìn)行協(xié)調(diào)。任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處于運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。

在分析認(rèn)識系統(tǒng)時(shí)，不僅要看到它的現(xiàn)在，還要看到它的未來，掌握系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律，從而預(yù)測系統(tǒng)的將來。

4.動(dòng)態(tài)性討論：

某學(xué)校一位教師肩膀疼痛，一位醫(yī)生用各種藥物和方法治療肩膀，都收不到良好的治療效果。令一位資深的醫(yī)生認(rèn)為：人體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”是不能解決問題的，他對該病人進(jìn)行了全面身體檢查，最后發(fā)現(xiàn)病人患肺癌，右肩膀疼是癌細(xì)胞擴(kuò)散的結(jié)果。后經(jīng)系統(tǒng)診斷和綜合治療，病人的病情得到控制。

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)特性的改變，并相應(yīng)地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)部各部分相互關(guān)系的變化，系統(tǒng)要適應(yīng)環(huán)境的變化而變化。

5）環(huán)境適應(yīng)性

系統(tǒng)只有具有對環(huán)境的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。

(1)家用電冰箱不能緊貼墻壁放置，汽車在雪地行走輪胎要加鏈條，這是都為什么？

冰箱放置與墻保持距離，目的是有一個(gè)適當(dāng)?shù)纳峥臻g，從而保持正常工作。一般汽車在雪地上會(huì)因?yàn)榇蚧鵁o法正常行走，因此在輪胎上加鏈條是起防滑作用。

【系統(tǒng)思路】系統(tǒng)只有在一定的環(huán)境條件下才能保持（或恢復(fù)）其原有的特性。木桶理論一個(gè)由若干木板構(gòu)成的木桶，其容量取決于最短的那塊木板；對一個(gè)組織而言，構(gòu)成組織的各個(gè)要素類似于一個(gè)木桶的若干木板，而組織的能力又如木桶的容量，取決于組織中最弱的要素。劣勢決定優(yōu)勢，劣勢決定生死。木桶的盛水量取決于桶壁上最短的那塊木板鐵鏈的強(qiáng)度取決于最弱的一環(huán)

工程技術(shù)中，這類通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)外界環(huán)境變化的事例很多，請列舉幾例，填入下表：事例外界環(huán)境的變化系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)，適應(yīng)環(huán)境的變化汽車的雨刷雨天，擋風(fēng)玻璃