工艺：不同的产品有不同的工艺要求，流程也不同。 设备：生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平。
人员和资金：人员的技术水平和必要的资金会影响生产的过程、质量和周期，是流程设计必须考虑的主要因素。
环境：生产过程与环境的相互作用，是流程设计中应该关注的重要因素，等等。
要使学生通过具体的流程案例的分析，进一步理解流程改进的条件。从外部条件来讲，是建立在设备和工艺水平提高的基础上；从内部条件而言，是建立在对流程内在机理的进一步研究的基础上。
流程的改进过程就是优化的过程。 例1 银行储蓄所顾客存取款的流程
原先是人工填单、记账，保存的是纸质的帐单，自从引入计算机管理系统，改进了存取款的流程，减少了中间环节，提高了工作效率，降低了差错率。
例2 用于建筑结构承重的人造板的研发设计
目前我国生产的人造板本身的强度决定了其主要用途是室内装修、家具制作等，若要将人造板作为建筑结构承重的材料使用，就必须增加人造板的强度，就需要通过研究、改变现有人造板的材料组成结构，改变加工工艺的流程来实现。
5、能对生活、生产中的简单对象进行流程设计或流程的改进设计，并用文字或图表说明流程设计方案的特点，或者流程的改进方案的优越之处。
学生可以结合生活生产中已经存在的、尚有改进的可能的流程进行讨论，在指出问题所在的基础上，提出改进方案，并论证这一方案的可行性。改进的对象的选择很关键，学生理解和改进工业生产中复杂的流程有一定困难，可以结合研究性学习中提出的相关问题进行讨论和研究。
例1 家用燃气炉灶在使用过程中热能的高效利用问题。（分析略）
例2 化学课中的”氢气在氯气中燃烧”的实验改进。一般实验步骤是将氢气在空气中点燃，再直接伸入装有氯气的容器中，观察实验现象。这一实验的问题是，将点燃的氢气伸入氯气瓶中时，会有一定量的氯气外漏，而外泄的氯气对人体有强烈的刺激。如何从安全环保的角度改进这一实验流程？（分析略）
6、关于活动建议
建议1，通过对比较成熟的流程设计的事例的分析和评价，为进行下一步的流程设计和改进提供准备。
建议2，为学生的流程设计提供了若干参考项目，也可根据当地条件另作选择。
（三）系统与设计
系统的概念来源于人类长期的社会实践，运用系统的思想和定性定量相结合的系统方法分析和处理生产和生活中的问题，是大家都可能遇到的。
学习和掌握系统的思想并运用系统的方法解决问题，有助于减少处理问题过程中的盲目性，学会对事件的理性分析和科学决策。
本主题共有5条标准。
1、从应用的角度理解系统的含义
系统的概念，看似抽象，其实是很具体的。系统即由相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。系统中的各个部分都可被看为该系统的子系统。
学生对系统的理解，可以从系统的实例开始。如一台电冰箱可以看作是一个系统，学校的一间多媒体教室也可看作是一个系统，人体本身同样是一个复杂而精密的系统。
系统的分类：从不同的角度有不同的分类方法，通常有以下几类分法： 自然系统和人造系统 实体系统和抽象（概念）系统 静态系统和动态系统 开放系统和封闭系统。
可对每一类的分类思想及其应用范围进行一定程度的阐述。
2、通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法
系统的基本特性可从以下几点来归纳：整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性等。仅从概念来理解系统的特性，是比较抽象的。在教学中，可以引导学生从一、两个典型系统的案例入手，把握系统的特性，也可以让学生自己总结出这些特性。
系统的特性构成了系统的基本属性。系统分析的方法就是运用系统的思想和定性定量相结合的方法分析处理问题，整个过程可归纳为阐明问题、分析研究、评价比较三个阶段。本标准只要求学生掌握初浅的系统分析的基本方法。
需要注意的是，第一，在系统分析的过程中，每个环节不一定一次就顺利地完成任务，需要在反馈信息的基础上反复进行；第二，在系统分析的过程中，要学会与不同角色的人对话，如与实施者、决策者等的对话；第三，对系统分析中的建模问题，在此不作过多要求；第四，学写简单的系统分析报告，对系统的分析过程、依据、结论和行动建议进行说明。
3、理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素
为了使系统达到最优的目标所提出的各种解决方法，称为最优化方法。通常是指在一定人力、物力和财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）达到最大，并使投入的人力和物力达到最小的方法。
建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。但是，对于比较复杂的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用一定的数学的手段描述它，进而找到合适的解决方案，该过程成为系统建模。以往课程的学习中，我们就曾接触到数学模型的问题，比如自由落体运动的公式为：—1/2gt，这就是一个反映物体运动的路程随时间变化的数学模型。系统建模的目的是要将系统的原型抽象为数学模型，并运用已有的数学方法分析求解得出数学结论，再运用这一结论来解决实际系统中的问题。
最优化方法解决问题一般可分为以下几个步骤：
（1）提出需要进行最优化的问题，收集有关资料和数据；
（2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，列出有关约束条件，分析模型； （3）选择合适的最优化方法； （4）求解方程；
（5）最优解的验证和实施。
本条标准对第（2）、（4）步骤不作过高要求。
4、通过简单的系统设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法
系统设计建立在对系统进行有效分析的基础上，在学生的学习生活中，系统设计的运用事例比比皆是，例如学校运动会赛事的合理安排等。可以通过对类似系统设计案例的分析，总结和归纳简单的系统设计的基本方法。
大千世界，物质系统千变万化，虽有一定的规律可循，却难说有一成不变的模式可供套用。系统的分析和设计是建立在对该事件的内部规律、外部环境（条件）、实现功能等的充分研究的基础之上的，它是一个不断完善、不断改进、不断优化的过程。优化是系统设计所追求的永恒目标。
在对系统设计的案例进行分析的基础上，可以让学生总结系统设计的基本原则：基本功能的实现、子系统间关联与冲突问题的合理解决、效益的最大化、动态调整的实现、人性化设计、战略性思考（长期性、稳定性等）
5、确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计
要求学生在对前4条标准有所掌握的基础上，自行完成一项简单的系统方案设计的任务。在系统设计应考虑的主要问题：
（1）系统设计的目的与要求
（2）系统的各部分之间的相互联系与相互作用 （3）系统设计方案的优化
设计时的基本要求是，首先对所设计的系统进行比较详细的定性分析，画出分析简图并写出定性的
2
分析报告，其次，作出系统设计的技术框图和技术设计报告，再次，根据设计方案尝试实现这一系统的设计。
教学中应注意，对于学生的系统设计，两种设计方式都应认可，一种是对一个简单的系统进行设计，另一种是运用系统的思想和方法对某一对象进行设计。
6、关于活动建议
建议 分析典型的系统设计案例，由学生作出评价，为自己将要进行的系统设计奠定基础。 例 战国时期的秦国太守李冰父子主持修建了都江堰工程，这一伟大水利工程巧妙地将分洪、引水和排沙结合起来，使各部分组成一个整体，实现了防洪、灌溉、行舟、漂木等多种功能，至今该工程仍在发挥着重大的经济效益，是我国古代水利建设的一大杰出成就。
（四）控制与设计
通过对控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机理等的理解，有助于学生运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。
学习本主题的主要目的在于使学生从思想和方法的角度对控制和控制设计有基本的了解，本主题共有6条标准：
1、理解控制的含义及其在生产和生活中的应用
人们按照自己的意愿改变条件，使事物向着期望的目标发展，就形成了控制。
控制在生活和生产中的应用非常广泛，如公共场所的红外线自动出水龙头装置、红外自动烘手机、银行的自动取款机、农田节水灌溉的自动控制、楼宇防盗控制、十字路口红绿灯自动控制、炼钢炉的温度控制、合成氨合成塔的压力控制、精确制导武器等等。教学中，可以引导学生根据自己的生活经验，列举控制应用的例子，并说明自己对它们的理解。
2、分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程
控制是为了达到人们所期望的目标。一个控制过程的实现，往往要经过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，所以我们把它看作是一个控制系统。从不同的角度，对控制系统有不同的分类。本标准要求学生通过具体的实例，区分哪些是自动控制哪些是手动控制，哪些是开环控制哪些是闭环控制，说清楚简单的开环控制和闭环控制系统的基本组成，以及它们是如何实现控制的。
例1 给游泳池换干净水（使用普通的手动进水阀门）
游泳池清扫干净后，为了给游泳池注水，工作人员要打开进水的阀门，直到发现泳池的水注满了，工作人员就会关闭进水阀。这是一个需要人工干预的简单控制系统，也就是手动控制系统，工作过程也很简单。
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