孔明锁制作

第三单元 系统与设计 在这一单元里，我们将学习和掌握以下内容： 一、系统的结构（什么是系统；系统的类型；系统的基本特性） 第三单元 系统与设计 在这一单元里，我们将学习和掌握以下内容： 一、系统的结构（什么是系统；系统的类型；系统的基本特性） 二、系统的分析（系统分析及其一般步骤；系统的优化） 三、系统的设计（系统设计；简单系统设计的实现）

§3－1　系统的结构 ①理解系统的含义 ②知道系统的分类 ③理解系统的基本特性 本节课我们将先学习①和②

6位盲人分别摸到了大象的一部分，分别宣称大象是一根又大又粗的萝卜、一个簸箕、一根绳子、一堵墙和一根柱子

直到今天，这样的故事还在重演。有的人看到了世界的一小部分，就夸大这部分，以偏概全,宣称他看到的就是唯一正确的.争论就是这么产生的。 在我们的生活中，如果不用整体的、相互联系的系统的观点解决问题，就会犯与盲人同样的错误。

我们将学会对以下类似事情或现象等进行系统分析 1、 “一个和尚挑水喝， 二个和尚抬水喝， 三个和尚没水喝” 2、 “三个臭皮匠顶个诸葛亮” 3、“丢卒保车” 4、 “一着不慎，全盘皆输” 5、“头痛医头脚痛医脚”

请问下图中的自行车好使吗？

例如 ，人体中的消化系统、神经系统；一个学校中的教学系统、德育系统、后勤系统；机器中的传动系统、润滑系统等等。 我们在日常工作和生活中,经常使用“系统”这个名词。 例如 ，人体中的消化系统、神经系统；一个学校中的教学系统、德育系统、后勤系统；机器中的传动系统、润滑系统等等。 那么，究竟什么是系统呢？ 系统存在于哪里呢?

P65分析自行车各部件的作用并填空

部件 功能 车把 脚蹬 链轮和链条 前后轮 车闸 控制自行车的方向 将人脚踩的力传递到链轮链条上 将动力传递到后轮,驱动自行车行进 车轮的滚动带动自行车整体行进 控制自行车的速度 故障 导致后果 车闸的橡皮松了 车把固定螺钉松了 链条断了 车轮的辐条断了 刹车不灵 方向把握不准 自行车无法前进 车圈受力不匀而变形

人体系统 与太阳系统

什么是系统？ 生活和生产中常见的事物都是由若干部分组成的，这些事物的部分与部分之间相互联系，并且服务于一个整体的目标。 例如上面的自行车，是由若干主要部件组成的，这些部件相互联系、相互作用，实现了自行车可以代步的功能。

1、系统的含义 什么是系统(system)? 系统是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素（element)或部分组成的具有特定功能的有机整体。

构成系统的事物必须具备的三个条件：构成系统的三要素 1、至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统。 2、要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体。 3、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。 因此，系统也是由一定的结构组成的，不同的结构，组成了不同的系统

我们刚刚制作过的鲁班锁是不是一个系统？为什么？

鲁班锁的单个构件A；B；C能不能构成一个系统？为什么？

问：我的手机是一个系统吗？为什么？ 因为它满足了构成系统的三个必要条件: 　　第一， 至少要有两个或两个以上的要素（部分）才能组成系统；(电能,接收,发射等部分或者机壳,键盘,液晶屏,处理器等要素) 　　 　　 第二， 要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体； 第三， 这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。

请检查以下系统是不是具备三个条件? 如：自行车，人体，教育，交通，汽车等等…… 与结构类似，系统普遍地存在于①自然界——生态系统 、②人类社会(单位，班级，家庭，企业等)、③技术领域中。请你再举出几例。（P67）马上行动

例:这些事物是系统吗？它们由什么要素组成？

请指出下列系统分别由哪些要素组成，并说出相互之间有怎样的联系？P65 台灯 学校的多媒体教室 手表 缝纫机 灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等 电脑、投影机、音响设备、 课桌椅、照明设备 表壳、表芯、表带等 机头、面板、脚踏、皮带轮等

课堂练习 1.不属于构成台灯作为系统的条件的是（ ） ①它由两个以上的要素构成②要素之间形成整体 ③它具有代步的功能 ④它是一个成熟的产品 1.不属于构成台灯作为系统的条件的是（ ） A.台灯有两个以上的要素 B.组成台灯的各要素相互联系 C.台灯具有照明功能 D.台灯具有合理的外形 2.我们认为自行车是一个系统，其依据是（ ） ①它由两个以上的要素构成②要素之间形成整体 ③它具有代步的功能 ④它是一个成熟的产品 A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①②③④ D A

一个大的系统或复杂的系统也可由几个子系统(subsystem)组成 系统有大有小,大到宇宙、小到原子；有复杂的，也有简单的。大的和复杂的系统又可以根据一定的标准划分为若干子系统。……任何一个系统又是某个大系统的子系统 . 请分析自行车可分为哪几个子系统，每个子系统包括哪些部件? (P66：马上行动) （1）传动子系统：脚蹬、链轮、链条等 （2）制动子系统：刹车柄、车闸、连接线等 （3）承重子系统：车架、鞍座、后鞍座等 （4）方向控制子系统：车把、前叉、前轮等

汽车系统 它又由以下: 点火子系统， 传动子系统， 方向子系统， 制动子系统， ……　组成

一个大的系统或复杂的系统也可由几个子系统组成 (一)地球生态系统可分为：海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统。 (二)交通系统可分为：航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统。 (三)管理系统可分为：生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统。

又如人体大系统 人体系统中可分为：消化系统、神经系统、呼吸系统、循环系统、运动系统、内分泌系统、泌尿系统和生殖系统，人体共有八大子系统。而神经子系统又可分为视觉；听觉；嗅觉，触觉神经子系统等.

如何理解系统: 1.构成系统的事物必须具备的三个条件：构成系统的三要素 2.一个大的系统或复杂的系统也可由几个子系统(subsystem)组成

2、系统的类型（Ｐ66-67） 我们在第一单元的“结构与设计”中，对结构进行分类，有实体，壳体，框架及组合结构。 现在对系统又怎样分类呢？

2、系统的类型（Ｐ66-67） 大千世界，系统无处不在，无时不有。在自然界，一片森林、一只小动物、一个细胞等都是系统，如细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核等要素，按一定的结构形式组成的、表现出生命现象的系统。在技术领域，从宇宙飞船、万吨远洋货轮，到一台车床、一台电风扇等，都可以看做系统，如电风扇是由电机、叶片、定时器、开关等组成的，能使人消暑的机电系统。在社会生活方面，一座城市、一个家庭、一所学校、一个班级等，同样都可视为系统，如学校是由教学人员、行政人员和学生等要素组成的，具有一定教育功能的系统。 宇宙间的一切事物都处于一定的系统中 。

2、系统的类型（Ｐ66-67） 系统可按不同的标准和需要来分类 分法1、按照系统组成元素的性质可分为： 自然系统和人造系统。 （1）自然系统：是自然形成的系统(如生态系统，太阳系，宇宙系统，人体系统)。 （2）人造系统：是由人工制造加工而成的系统(如汽车系统,计算机系统，自行车系统等)。 分法2、按照系统组成元素存在的形态可分为： 实体系统和抽象系统。 (1)实体系统：是实物形态的(如生物系统,机械系统及汽车系统等)。 (2)抽象系统：是非实物形态的(如哲学系统,文学系统及计算机操作系统Windows系列等)。

2、系统的类型 汽车系统是人造系统或实体系统 生态系统是自然系统或实体系统.

问题? 1.计算机的硬件系统属于( )系统，软件系统属于( )系统. 2.鲁班锁是( )系统. 3.人的世界观是( )系统. 1.计算机的硬件系统属于( )系统，软件系统属于( )系统. 2.鲁班锁是( )系统. 3.人的世界观是( )系统. 4.常娥一号是( )系统. 一个系统既可以是抽象系统,同时也可以是人造系统; 既可以是实体系统,同时也可以是自然系统.

2、系统的类型（补充） 还有其它分法： （3）静态系统和动态系统 （4）开放系统和封闭系统 （5）简单系统和复杂系统 （6）黑色系统和白色系统 当然也有复合系统：如三峡水利发电系统

课时小结： 1、系统的概念 2、构成系统必须具备三个条件： 3、系统的类型：自然系统、人造系统、实体系统、抽象系统…… ⑴ 至少要有两个或两个以上的要素（部分） ⑵ 各要素（部分）之间互相联系互相作用，是有机结合的整体； ⑶ 整体具有的功能是各个要素部分功能所没有的 3、系统的类型：自然系统、人造系统、实体系统、抽象系统……

作业： 1.P67马上行动，举出各行业的系统事例 2.阅读并完成： 什么是系统论？ 是由谁在哪一年创立的？ 它研究的对象是什么？ 采用什么方法研究？

系 统 论 以往研究问题，一般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。这是笛卡尔奠定理论基础的分析方法。 系统分析方法能高屋建瓴，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。 所以系统论，连同控制论、信息论等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法，为人类的思维开拓新路，它们作为现代科学的新潮流，促进着各门科学的发展。

整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性 三、系统的基本特性 整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性

3、系统的基本特性 （1）整体性：系统最基本的特性。 ①系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。 　如一堆沙子、钢材、水泥和绳索散放在一起成就没有意义。如造成一座悬索桥就具有了交通的功能。“１＋１＞２”

悬索桥

系统的基本特性 整体性：并非各个要素的简单相加 例：一支球队或任何一支运动队

请根据系统的整体性特征，分别解释之。 日常生活中，常听人说： 1、 “一个和尚挑水喝，二个和尚抬水喝，三个和尚没水喝” 2、 “三个臭皮匠顶个诸葛亮” 3、“丢卒保车” 4、 “一着不慎，全盘皆输” 5、“头痛医头脚痛医脚” 请根据系统的整体性特征，分别解释之。

根据系统的整体性特征,解释表中所列的现象. 现象 原因 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 一着不慎,全盘皆输 丢卒保车 三个人共同构成一个系统,每个人都是其组成要素之一,如果三人之间的协作关系处理得不好,反而办不好事情. 三个臭皮匠构成一个整体,整体的功能大于单独个体功能之和. 在一个系统中,局部对整体的制约,部分的变化会影响整体的变化,甚至还会对全局产生决定性的影响. 为了整体的利益,要敢于舍弃局部利益.

如何理解“一着不慎，满盘皆输”？ 原意是说：不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉整盘棋。 【系统思路】要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的影响。

自行车辐条松紧的调整试验P68 点评： 1、做记号便于再次观察调整得是否合适。 2、如不调整车圈，骑车时，车圈左右偏转，容易出现辐条断开，车圈变形等 3、车轮可看作是自行车的一个子系统，车圈、辐条都是该系统的组成要素，每一部分出现问题，都会影响整体的使用。

Ｐ６９两个案例分析： ②系统的整体功能大于各部分的功能之和。 分析（1）“阿波罗”登月计划 分析（2）巴尔扎克的塑像 要素与系统之间的关系以整体为主进行协调，局部服从整体，使整体效果为最佳。 做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。

（2）相关性 相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。 分析P70　“厨具安装”

相关性：各要素之间相互作用相互联系 例：厨具安装P70

（3）目的性 任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。 系统的目的一般通过更具体的目标来实现。 如：人们发明了数控机床。 分析P71　“马上行动” 设计和分析一个系统时，必须事先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。 当系统存在多个目标时，要从整体协调的角度出发寻求平衡，以获得整体上的最佳效果。

马上行动（课本第071页） 1. 人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零部件组装成钟表，其目的是___________________________。 2. 经营管理系统通过优化和配置企业的人力资源和物力资源而形成，其目的是__________________________ ____________________________。 为了满足人们对计时功能的需要 实现企业利润的最大化、成本和能源使用的最小化等。

再如： Windows 原意是“窗户，视窗”的意思，Windows系统出来之前，电脑上看到的只是枯燥的字幕数字(DOS,光学命令,我就花了近半年时间)，比尔盖茨开发的“视窗”系统，使我们对电脑的应用相对于早期的DOS操作系统更直接，更亲密，更易用。为普及电脑打下了良好的基础. Windows操作系统

（4）动态性（太阳每天都是新的） 任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。 如医生根据病人的症状确诊治疗过程。 台式计算机的CPU上安装的小风扇的转动过程。　 运用系统的动态观点，有助于使我们不仅看到系统的现状，而且看到系统的变化和发展，从而预测系统的将来，掌握系统的发展规律。

讨 论 1、任何企业都需要经常了解同类企业的经营动向、行业发展状态以及市场需求等环境的变化，并在此基础上研究本企业的经营策略，进行新技术开发，以适应环境的变化，从而实现自下而上的发展。 2、请举例根据市场需要进行新技术开发，使企业发挥更大效益的实例，并加以说明。

（5）环境适应性 一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。

环境适应性：系统要适应环境的变化而变化。 １．一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常行走，因此在轮胎上加链条是起防滑作用。 结论：系统只有在一定的环境条件下才能保持（或恢复）其原有的特性。 2.自行车为什么要不断地进行更新换代？ 当外部环境条件变化时（路况改变－跋山涉水，市场需求变化－舒适休闲），自行车就必须更新换代（如增加新的功能，提高性能、舒适度），才能继续存在和发展下去。 【系统思路】要不断完善系统，使系统能适应新的环境。

案例分析: 例题分析: 你作为这个班级系统中的一个重要组成部分,你应该如何做?你们班又该如何运行? 提示:从系统的整体性,相关性,目的性,动态性及环境适应性去作分析.

马上行动Ｐ７３ 1、谈谈“春捂秋冻”的道理。 人自身是一个系统，春天穿多一些是对冬天的一种适应，秋天穿少一些是对夏天气候向冬天过渡的一种准备。两者都是为了使人的身体逐渐适应气温的变化而不致于生病。 （系统的环境适应性） 2、家用电冰箱为什么不能紧贴墙壁放置，而应该与墙保持一定的间距？ 目的是为了有一个适当的散热空间，以保持它能正常工作。（系统的环境适应性）

马上行动P73 3、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响 而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。 4、系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适应状态的系统，才能发挥自身作用，实现可持续发展，否则是没有生命力的。

小结： 1、系统的含义： 2、构成系统的三个条件： 3、系统的类型 4、系统的基本特性： 　　重点掌握整体性与相关性。

小结 1、什么是系统 2、系统的类型 (1)整体性 (2)相关性 3、系统的基本特性 (3)目的性 (4)动态性 (5)环境适应性 由相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。 2、系统的类型 系统的分类是根据研究对象的不同和研究的需要来划分。 (5)环境适应性 (4)动态性 (3)目的性 (2)相关性 (1)整体性 3、系统的基本特性

布置作业: 作业：P74练习1、练习2、练习3 上网学习系统论知识: 1.系统科学:http://www.systemscience.org 2.北京科普之窗:http://www.bjkp.gov.cn 3.钱学森图书馆:http://www.lib.xjtu.edu.cn