第一节 系统的概念

一、学习目标

（1）理解系统的含义。

（2）了解系统的分类。

（3）理解系统的基本特性。

二、教材分析

（一）教学内容分析

本课时使用的是豫科版教材《技术与设计2》第三章“系统及其设计”的第一节“系统的概念”，计划安排2个课时。

本节由大家经常接触到的自然生态、学习生活等系统入手，通俗地引出系统概念：系统是由若干要素以一定结构形式连接构成的具有某种功能的有机整体，即系统由互相依赖的若干部分组成，各部分之间存在着有机的联系，它们形成一个整体以实现一定的功能。

本节有两个基本内容。第一个基本内容是概念，即学习一些关于系统的基本知识，了解、明确有关系统的基本概念；第二个基本内容是系统的分类，讲解系统的分类是为了使学生从总体的高度了解系统。

系统的基本特性和系统的分类属于系统的基本知识，也是由系统理论（概念）向系统应用（系统分析）的过渡。系统的基本特性包含了整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性五项内容。“系统的功能”和“整体突现性”这两个内容包括在“目的性”和“整体性”这两个特性之中。在系统分类的知识中，“开放系统和封闭系统”的概念尤为重要，它是控制论的重要基础。

（二）教学重点难点

1．教学重点

系统的基本特性、系统的结构。

2．教学难点

系统的分类。

3．学习分析

本节是系统教学的入门知识。学生虽然接触过系统，已经有一定的生活经历，知道“系统”这个名词（如人体系统），对事物也有了一定的判断能力，但实际上并不知道什么是系统。还不会有意识地用系统的方法去分析问题、解决问题。

（1）本节重点是系统的基本特性、系统的结构。要用系统分析的方法来解决问题，就必须掌握系统的基本特性。通过理解基本特性构成系统的基本思想（即系统思路）。由于教材中对系统的基本特性已经介绍得比较详细，现在主要探讨系统的含义和系统的结构。

1）系统的含义。系统思想源远流长，但作为一门科学的系统论，人们公认是由美籍奥地利人、理论生物学家贝塔朗菲创立的。“系统”（system）一词，来源于古希腊语，是由部分构成的整体的意思。今天人们从各种角度对系统下的定义不下几十种。通常把系统定义为由若干要素以一定结构形式连接构成的具有某种功能的有机整体。即系统由互相依赖的若干部分组成，各部分之间存在着有机的联系，形成一个整体，以实现一定的功能。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统的关系。系统结构可以用系统构造示意图表示（图3.2）。图中大圆圈S表示系统，小圆圈S，S，…，S n表示元素或子系统，小圆圈间的连线表示元素间的关联。

图3.2 系统构造示意图

2）系统的三个基本特征。第一，系统是由要素组成的；第二，各要素间存在着相互联系、相互作用的关系；第三，由要素及要素间关系构成的整体具有特定的功能。

3）系统的结构。在本书第一章，我们曾以力学的观点介绍过结构；这里，我们以系统论的观点，在更抽象和一般的意义上来谈谈结构。任何系统都有一定的结构。宏观客体，如太阳系的八大行星都沿着一定的轨道围绕太阳运行，形成一个相对稳定的结构，如图3.3所示。

结构是无所不在的。所谓结构，就是系统内部各元素之间相对稳定的、有一定规则的联系方式。元素和结构是构成系统的两个缺一不可的方面，系统是元素与结构的统一。给定元素和结构两方面，才算给定一个系统。只有通过结构，各构成元素才能形成系统整体，实现系统的整体性能。一般地说，系统的性能主要取决于系统的结构。系统整体性能之所以不同于各部分的性能，不仅仅是部分性能的简单相加，其原因就在于系统的各个元素按一定的结构组成了系统整体。但是，作为系统整体及其结构的基础元素，特别是必要元素（即要素）的情况如何，对于系统整体性能也具有不可忽视的影响。要把握和控制系统的整体性能，主要是靠正确认识和调整系统的结构。

图3.3 太阳系的结构