高二通用技术-高二通用技术-系统与设计名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

系统的优化,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,第三单元 系统与设计,第1页,系统的优化,系统分析,系统优化实践练习,系统优化分析,第2页,有一个农夫带一条狼、一只羊和一筐白菜过河。假如没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。不过船很小，只够农夫带一样东西过河。请你帮农夫处理难题？说说你们对该系统分析过程？,第3页,问题突破口在,狼与白菜能够共存！农夫、狼、羊、白菜和船组成了这个系统。系统中各要素是一个整体，都依赖农夫过河；最大问题是,“,船小，只够农夫带一样东西过河,”,和,“,没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜,”,冲突。联络已知条件，做了一系列分析试验，不过比较其它方案不能实现全部要素都安全过河。最终得出以上方案。生活中，有很多产品在不停更新，系统在不停地升级。做任何事情都追求更加好，希望投入尽可能少，回报越多越好。为了使系统到达最优目标所提出各种处理方法，称为最优方法。不过有很多复杂系统，实施方案五花八门、干扰原因四面八方，我们不可能逐一比较权衡，或者漫无目地瞎蒙。所以我们有必要进行定性定量科学分析，寻找系统最优值。,第4页,案例分析：,“,农作物种植系统优化,农作物间作套种,”,槟榔林套种香草兰收益高,第5页,香草兰,香料之王，是藤本植物，需要有支柱攀缘，并要求适度荫蔽。测定结果表明,50%,荫蔽度有利于香草兰生长发育。荫蔽有两种，一个是死荫蔽，经过修建人工荫棚方法,(,用遮光网,),到达控制荫蔽度目标。这种方式需要水泥柱或石柱作为香草兰棚架或攀缘支柱。另一个是活荫蔽：可选择天然树木或人工种植椰子、槟榔等作物为活支柱，以控制活支柱树冠来调整种植园荫蔽度。园地选择要选择近水源且排水良好、有机质含量高、比较肥沃疏松微酸性土壤；台风主风方向有良好屏障比较静风向阳缓坡地或平地。,年，符良接收了中国热带农业科学院香料饮料研究所教授提议，在槟榔林下套种了,20,亩香草兰种苗，经过对香草兰水肥管理，使槟榔产量较纯槟榔林提升,15-20%,。经过精心培育，现在棵棵香草兰上挂满了沉甸甸豆荚。预计,20,亩香草兰到,11,月份总收入可达,285000,元。现场一位管理人员给记者算了一笔帐，,40,亩槟榔园年收入,72,万元左右，间种可使槟榔增收,8,万，再加上香草兰收入，每亩土地较单纯种槟榔增收约,9000,元！经发酵生香商品香草兰豆荚含有,250,各种发挥性芳香族成份以及有机酸、糖、树脂、矿物质等丰富成份，香气独特，留香时间长达,2,3,年，被广泛用于高档食品和饮料配香原料，在发酵业化装及医药等领域都有应用，含有用途广、经济价值高特点。当前国内售价为,1000,1200,元人民币,/,千克。,第6页,符良为何选择活荫蔽种植，而不采纳传统死隐蔽种植？活荫蔽改良不但增产、增收，还提升了土地利用率，可见活荫蔽系统比死荫蔽系统，功效更强大，效果更优。,香草兰套种收益如此诱人，我们为何不把香草兰套种到稻田里、麦田里，甚至套种到沙漠中与杨树为友呢？,第7页,讨论交流小组汇报,第8页,系统优化效果是理想，不过不一样情况系统优化会碰到不一样约束条件，应该采取不一样伎俩和方法应对，使系统目标在一定条件中到达最大值。系统优化都是为了发掘有限资源无限潜能，使资源取得充分利用，表达更高价值，实现投入最小，效果最正确目标。又比如：云南一些山区农民甘蔗生长迟缓,减产已成定局,.,为了降低旱灾损失,乘雨水降临之际,在甘蔗田套种玉米。比如：建筑材料改进也是一项优化技术，以往建筑物墙体多采取实心砖，现在采取了空心砖，在确保强度、隔热隔音效果同时，节约了材料。案例中，目标与土地单位面积农作物收益和之间关系在技术中我们称为,目标函数；农作物生长特征、条件、气候等原因对作物套种起着限制作用，而且是不能人为处理，称为,约束条件；套种技术水平、田间管理、病虫防治等对产量产值有直接影响，即影响原因，可见影响原因是能够人为调整。最优方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）到达最大，并使投入人力、物力到达最小方法。,第9页,在生活中，我们经常会碰到一些复杂数字问题，纯定量分析是不够，我们经常是借助数学伎俩定量与定性结合分析比较，寻求最优方案。这种用数学公式、图表等描述客观事物特征模型思想就是建模思想，建立模型就叫数学模型。它是真实系统一个抽象。,第10页,案例分析：利润问题,某家俱厂要安排一周计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需,4,平方木板及,20,小时工时，制作一张椅子需,6,平方木板及,18,小时工时；每七天拥有木材板料,600,平方，可用工时,400,小时；每张桌子利润,50,元，每只椅子利润,60,元。按协议每七天最少要交付,8,张桌子和,5,张椅子。假定全部产品都能销售，那么该每七天生产桌子和椅子分别为多少时，利润最大？,第11页,问题思索：这里，系统需要进行最优化目标是什么？利润受到哪些人为可调整原因影响？在这个利润问题系统中，又存在哪些不能人为处理约束条件呢？,第12页,第13页,小结：以上计算表明，我们找到经过数学方法求出就是最优值！回想我们求解过程，最优化方法处理问题普通步骤：（,1,）提出系统需要进行最优化问题，搜集相关资料和数据；（,2,）建立求解最优化问题相关数学模型，确定变量，建立相关约束条件，分析模型；（,3,）选择适当最优化方法；（,4,）求解方程；（,5,）最优解验证和实施。这种用数学公式、图表等描述客观事物特征模型思想就是建模思想，建立模型就叫数学模型。数学模型是研究和掌握系统运动规律有力工具，它也是分析、设计、预报或预测、控制实际系统基础。是我们在处理问题时，惯用一个方法。,第14页,应用实践：,要求学生分组利用提供大、中、小三个大小不一样齿轮将上节课完成旋转木马进行系统优化，看谁木马转得又快又稳。,第15页,最优方法通常是在一定人力、物力、财力资源条件下，使经济效果（如产值、利润等）到达最大，并使投入人力、物力到达最小方法。最优化方法处理问题普通步骤：（,1,）提出系统需要进行最优化问题，搜集相关资料和数据；（,2,）建立求解最优化问题相关数学模型，确定变量，建立相关约束条件，分析模型；（,3,）选择适当最优化方法；（,4,）求解方程；（,5,）最优解验证和实施。,第16页,课后探究：我们学校有,2,个学生食堂，正常情况下每个食堂能容纳,500,人就餐，近两年，学校规模扩大，就餐人数增加，每个食堂就餐人数达,670,人，每到就餐高峰期，学生就排着长队等候就餐。怎样降低学生就餐排队时间？提出处理这一问题几个路径，并选择最经济、最有效可行、最轻易实现方案。利用系统分析方法，分步骤说明你思索过程。,第17页,第18页,