第一篇：系統(tǒng)的優(yōu)化的教學設計

系統(tǒng)的優(yōu)化的教學設計

教材分析：

系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)分析的深入和延伸，系統(tǒng)分析和系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)設計的基礎，更是系統(tǒng)設計過程中的重要環(huán)節(jié)。

本節(jié)教材中分三個部分：

第一部分：案例分析

“建造隔音墻”案例，目的是為了闡述系統(tǒng)的意義。從實例分析入手，降低教學難度，運用系統(tǒng)的思想定性分析的方法，進行研究、優(yōu)化，在分析過程中體驗系統(tǒng)優(yōu)化的意義。

為了讓學生體會分析和優(yōu)化僅僅靠定性的分析是遠遠不夠的，還需要更多的定量計算才行，以“為江邊碼頭選址”為例，讓學生們建立數(shù)學模型并計算。

第二部分：根據(jù)案例分析總結(jié)闡述系統(tǒng)優(yōu)化方法和一般性步驟，分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。要求學生運用系統(tǒng)的思想和定性、定量相結(jié)合的方法，確定研究課題、進行分析研究、評價比較、優(yōu)化方案。總結(jié)歸納出系統(tǒng)最優(yōu)化方法的含義。

第三部分：通過試一試和技術試驗的活動，讓學生親自完成一個系統(tǒng)優(yōu)化的過程，體驗系統(tǒng)是如何優(yōu)化的。

學情分析：

學生在具體分析過程中往往會局限在具體問題的深入探究上，不能運用系統(tǒng)的思想和定性、定量相結(jié)合的方法，進行優(yōu)化系統(tǒng)。要及時對學生進行指導，幫助學生從宏觀上把握系統(tǒng)分析和系統(tǒng)優(yōu)化的全過程，注重學生的體驗和感悟。

教學目標：

知識與技能：

1、理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義

2、能分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素

3、初步掌握系統(tǒng)最優(yōu)化的方法

4、能夠?qū)σ粋€簡單系統(tǒng)運用最優(yōu)化的方法進行分析

5、運用系統(tǒng)最優(yōu)化方法的一般性步驟對簡單系統(tǒng)進行優(yōu)化

過程與方法：通過討論、案例分析，使學生懂得用所學的知識解決有關問題

情感態(tài)度與價值觀：體驗系統(tǒng)優(yōu)化的意義，指導學生把系統(tǒng)優(yōu)化的思想延伸到整個生活和學習當中。

教學重點與難點：

重點：系統(tǒng)最優(yōu)化方法和一般性步驟

難點：系統(tǒng)優(yōu)化的過程分析

教學準備：多媒體

教學流程：

教學內(nèi)容與過程：

★復習鞏固：：

教師提問：什么是系統(tǒng)？

學生1回答：由相互依存的若干要素組成的、具有特定功能的有機整體。

教師提問：系統(tǒng)的基本特性是什么？

學生2回答：系統(tǒng)的基本特性可歸納為：整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性。

教師總結(jié)：作為系統(tǒng)，它們就具有整體性、相關性、目的性、環(huán)境適應性，就構成系統(tǒng)的的基本思想。對系統(tǒng)分析的基本方法就是運用系統(tǒng)的思想和定性定量相結(jié)合的方法對系統(tǒng)及性分析。

★引入：

教師講述田忌賽馬的故事，引出系統(tǒng)優(yōu)化的問題。

田忌賽馬

戰(zhàn)國時代，齊王常與他的大將田忌賽馬，雙方約定每場各出一匹馬，分三場進行比賽。齊王的馬有上、中、下三等，田忌的馬也有上、中、下三等，但每一等都比不上齊王同等的馬，于是田忌屢賽屢輸。

一日，田忌的賓客、對軍事頗有研究的孫臏給田忌出了一個主意，結(jié)果以二比一贏了齊王。

田忌的賽馬共有6種方案——

田忌齊王

田忌齊王

（1）上馬：上馬中馬：中馬下馬：下馬

（2）上馬：上馬中馬：下馬下馬：中馬

（3）上馬：中馬中馬：下馬下馬：上馬

（4）上馬：中馬 中馬：上馬 下馬：下馬

（5）上馬：下馬 中馬：上馬 下馬：中馬

（6）上馬：下馬 中馬：中馬 下馬：上馬

在以上各方案中，齊王與田忌的賽馬結(jié)局有以3：0贏的，也有以2：1贏的，但只有一種情況是田忌以2：1取勝于齊王的，孫臏正是把這種方案推薦給了田忌，就是上述方案（3）。

教師：作為一個系統(tǒng)，通常就會有這樣或那樣的問題。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、財力不是最小；或是某種性能不理想等等。因此系統(tǒng)需要改善，需要優(yōu)化。

在現(xiàn)實生活中，由于受環(huán)境和條件的限制，不可能找出一切方案，也不可能對所有方案進行全面比較，漫無邊際地去研究所有方案，無論在時間上還是人力上都不允許，運用科學的方法就更為重要，缺乏資料，缺少對資料的科學計算和分析，只靠拍腦袋無法尋找到最優(yōu)方案。

★新課教學：

一、案例分析

案例1：通過“建造隔音墻改善車流噪音污染”的案例定性的分析，體驗系統(tǒng)優(yōu)化的意義

學生朗讀：

XX年的新春，南京市人大十三屆三次會議上，王湘等10位代表共同提交議案，呼吁為城西干道沿線的民居和學校解決車流噪音污染問題。

“城西干道從大橋南路到賽虹橋立交橋，是南京市貫穿城市交通的大動脈。城西干道全線貫通于XX年，因為有了城西干道，許多從大橋過來的車輛不必經(jīng)過市中心就可以便捷地通過包括城西干道在內(nèi)的繞城公路通行。

城西干道的出現(xiàn)，除了帶來交通便捷，也給沿線的數(shù)十萬市民帶來了噪音之苦。從大橋經(jīng)過城西干道的大多數(shù)是重型載貨車和大客車，而且城西干道的每天的車流量非常大。據(jù)調(diào)查，白天暢通時城西干道上的車輛平均時速為80邁，晚上可以達到100邁。重量大、速度快是城西干道上車輛的一大特點，車身和空氣的摩擦聲、發(fā)動機馬達聲是噪音的主要。

城西干道沿線分布著大量的居民區(qū)，按照國家相關環(huán)保劃分標準，這些居民區(qū)屬于商業(yè)、居民、文教混合區(qū)，白天最大噪音值是60分貝，晚上最大噪音值是50分貝。但是兩邊的居民區(qū)噪音全線超標，在離高架不到15米的重噪音區(qū)圣淘沙花城19樓的一戶人家，更是測出了開窗峰值81.6分貝、谷值65.8分貝，關窗峰值66.7分貝、谷值54.2分貝的超標噪音。長期生活在噪音中，人的健康會受到損害，可能導致心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

城西干道沿線不僅有民居還有學校，有的學生戴耳機睡覺；老師上課用喇叭講課;有的學生說：“在城西干道邊上住了4年，記得剛進校的時候整整一個星期就沒睡著覺。后來終于慢慢習慣了，如今到了夜里打雷都不醒，只是時常覺得精神疲勞、頭疼，還有點健忘。”噪音已經(jīng)傷害到這些學生的神經(jīng)系統(tǒng)。

21世紀的城市人居環(huán)境不僅要講究安逸更要講究健康，現(xiàn)在正在建的城東干道高架已經(jīng)做了隔音墻的規(guī)劃，希望有關部門能考慮到城西干道沿線眾多居民區(qū)和學校的存在，也在這一區(qū)域安裝隔音墻，免去市民的噪音之苦。”

教師：問題提出來了，怎樣能夠改善城西干道周圍附近噪音的污染，優(yōu)化居民樓、學校等大環(huán)境系統(tǒng)。

學生3：降低車體本身的噪音；

學生4：讓車流在此路段減速通過；

學生5：讓車道遠離學校……

學生6：修建隔音墻√

教師：隔音墻作用的本質(zhì)是改變噪音的傳播途徑，以達到改善污染的目的。

交流討論

分小組討論，派代表發(fā)言

?隔音墻的高度、長度如何考慮？

學生：具體測量噪音嚴重的程度。

通過實地調(diào)查城西干道車流附近學校、居民樓或其他建筑的規(guī)模數(shù)據(jù)來確定；

?隔音墻的墻體結(jié)構及外形怎樣考慮？

學生：隔音墻的墻體結(jié)構外形因該市墻體垂直或略向車流一側(cè)傾斜；

墻的頭部形狀略向內(nèi)側(cè)適度彎曲；

如果道路兩側(cè)的建筑比較高時；修建的隔音墻的高度就要很高，應該建成封閉式的；

墻體內(nèi)側(cè)表面應該做吸收聲音處理。

?隔音墻體的主材料怎樣選用為好？

學生：利用隔音墻可以將噪音反射到上空，但僅將噪音反射到上空也是不夠的，還要使用很好的隔音材料。拿出幾套采用不同材料的方案，列表比較說明，在堅固、美觀、經(jīng)濟（造價、維修）等因素間權衡、比較、決策。

?建造隔音墻的投入與改善車流噪音污染的總效果應如何評價？

學生：從做到投入最小和效果最好；

做必要的驗證試驗。

教師：系統(tǒng)被改善了系統(tǒng)優(yōu)化

北京市崇文區(qū)的夕照寺和幸福北里緊鄰京山鐵路，京山鐵路進出北京站必經(jīng)這個居民區(qū)，每天有140多列火車通過，在鐵路兩側(cè)修建了隔音墻。共有1100m長，高度分別是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。這一段是距鐵路最近，人口最稠密的地段，做建設隔音屏障前后對比監(jiān)測表明，噪音平均降至61-62分貝，比過去降低8.6-11.4分貝，低于國家規(guī)定的70分貝。

但對于類似于香港城市高樓林立的情況，再高速公路兩側(cè)如果修建隔音墻必須修得很高才可以，如果墻修得太高，那么抗風暴的能力就會大大減弱，為增加抗風暴能力，選材時就會大大提高成本，這樣修建隔音墻就不是合適的優(yōu)化方法。

教師：系統(tǒng)優(yōu)化的意義就是以最小的投入，獲取系統(tǒng)的最佳效益或最佳功能。

再舉例：

如：在蔬菜、西瓜的種植中，要使蔬菜防病和提高產(chǎn)量，要使西瓜抗御低溫的能力，就應采用嫁接技術，這是一項增產(chǎn)增收的栽培技術，嫁接的西瓜比自根西瓜增產(chǎn)1倍以上。

如：建筑材料的改進也是一項優(yōu)化技術，以往建筑物的墻體多采用實心磚，現(xiàn)在采用了空心磚，在保證強度、隔熱隔音效果的同時，節(jié)省了材料。

教師：對于比較復雜的系統(tǒng)，人們對其特征了解不夠，所以需要運用一定的數(shù)學的手段描述它，進而找到合適的解決方案。

在前一節(jié)的學習中，我們就曾接觸到數(shù)學模型的問題，比如龍舟賽艇案例分析中，可以根據(jù)牛頓第二定律進行定量描述a=F/m，這就是一個描述運動特性的數(shù)學模型。

系統(tǒng)建模的目的是要將系統(tǒng)的原型抽象為數(shù)學模型，并運用已有的數(shù)學方法分析求解得出數(shù)學結(jié)論，再運用這一結(jié)論來解決實際系統(tǒng)中的問題。

案例2：

在江邊一側(cè)有A、B兩個廠，它們到江邊的距離分別是2km和3km，設兩廠沿江方向的距離是3.5km，現(xiàn)在要在江邊修建一個碼頭，使得兩廠的產(chǎn)品能夠順利過江，問碼頭應建在什么位置，才能使運輸路線最短？

本問題屬于系統(tǒng)的優(yōu)化問題。

學生分析：

根據(jù)要求可畫出上圖，在江邊DE上求一點c，使c到A、B兩廠的距離之和為最短。

數(shù)學模型為：Smin=Ac+Bc

過A點作關于直線DE的對稱點A1，連接A1B與DE相交于c，這一點既為所求的碼頭的地點。

根據(jù)相似三角形原理，求得Dc=1.4km，碼頭建在與A廠到江邊垂直距離位置相距1.4km處，運輸路線最短。

教師：從“為江邊碼頭選址”這個例子，可以看出優(yōu)化僅僅靠定性的分析是遠遠不夠的，還需要更多的定量計算才行。

二、總結(jié)：

1、系統(tǒng)優(yōu)化的一般性步驟

①提出需要優(yōu)化的問題；

如：城西干道噪音污染問題就是需要進行優(yōu)化的問題；碼頭的選址也是一個系統(tǒng)優(yōu)化問題。

②需要收集有關資料和數(shù)據(jù)，確定變量、建立定量計算方程（數(shù)學模型）和約束條件，選擇合適的最優(yōu)化方法

如:具體測量噪音的嚴重程度；為保持方案可行，必須勘測、預算；建立隔音墻防噪音的數(shù)學模型及墻體參數(shù)條件，求解數(shù)學解；墻體結(jié)構與材料與定量計算有關；經(jīng)費預算包括：購買器材、設備費用；外請工程設計與施工技術人員費用民工費用、機動調(diào)動費用……

③驗證和實施。

條件校驗：逐項校驗修路工程所需的人力、物力、財力是否具備。

實施與調(diào)整：實施計劃的過程

2、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素

①優(yōu)化追求的目標要適度。

②希望投入最小，而取得的效益最大

效/耗比性/耗比性/價比（比值越大，就越接近或達到最優(yōu)化）

③系統(tǒng)優(yōu)化使離不開條件，條件是否具備直接影響優(yōu)化。

④某些不確定的或不可預見的因素也會影響系統(tǒng)的優(yōu)化。

3、最優(yōu)化方法

最優(yōu)化方法是系統(tǒng)學中的一個重要方法，它通常是指在一定的人力、物力和財力資源的條件下，使取得的效果（如生產(chǎn)產(chǎn)值、利潤、效益等）達到最大，而投入（如能源、資金、人力、時間等）達到最小的一種方法。

①要用定性和定量分析相結(jié)合的方法是系統(tǒng)最優(yōu)化

②堅持系統(tǒng)整體的最優(yōu)化。運用好權衡理念，舍卒保車，棄車保帥，這是為了保證對弈的最終勝利。

③不間斷地尋求最優(yōu)化，系統(tǒng)的發(fā)展具有階段性，系統(tǒng)的優(yōu)化是具有相對性的，要遵循系統(tǒng)的動態(tài)觀點，推動系統(tǒng)不斷進步。

教學反思：

在教學過程中，以優(yōu)化作為教學主線，以案例為載體，一步步分析展開，完成教學任務，達到教學目的。對隔音墻實例可以指導學生對確定的研究問題進行實地參觀、測量、調(diào)查和向?qū)＜易稍儯玫降谝皇植牧虾螅僮寣W生進行討論交流，在相互評價、自我評價過程中獲得學習的樂趣。

第二篇：系統(tǒng)優(yōu)化教學設計

系統(tǒng)優(yōu)化教學設計

組員：2014級4班 羅世淋201409140428 羅智 201409140429

一、教材內(nèi)容分析

1．教材的地位和作用

系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)分析的深入，也是系統(tǒng)的結(jié)構和系統(tǒng)分析的綜合，又是系統(tǒng)設計的基礎，更是系統(tǒng)設計過程中的重要環(huán)節(jié)，它是是本書的重要內(nèi)容之一。本內(nèi)容是讓學生“理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，能結(jié)合實例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素”。2．教學重點：系統(tǒng)優(yōu)化的方法和一般步驟。

二、學情分析

進入系統(tǒng)的內(nèi)容，學生的興趣明顯比前期活躍，顯然系統(tǒng)分析的深入符合高二學生的智力發(fā)展需求。但是，學生在對某個系統(tǒng)的分析容易陷入原有的邏輯思維，而不能很好地應用系統(tǒng)的思想和方法分析和解決問題，不能很好理解系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件和影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。因此，系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件和影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素成了本節(jié)教學內(nèi)容上的難點。

三、教學目標

能結(jié)合生產(chǎn)生活中的實例，理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義，并能結(jié)合實例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。

四、教學資源準備

“技術與設計2”配套教具旋轉(zhuǎn)木馬30套（江蘇南京寶高公司提供）、多媒體

五、教學流程

六、教學過程：

（一）引入新課（系統(tǒng)分析，承上啟下）

情景設置：有一個農(nóng)夫帶一條狼、一只羊和一筐白菜過河。如果沒有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣東西過河。請你幫農(nóng)夫解決難題？

學生 ：

1、農(nóng)夫帶著羊首先過河，農(nóng)夫回來；

2、農(nóng)夫與狼過河，農(nóng)夫與羊回來；

3、農(nóng)夫搬白菜過河，農(nóng)夫回來；

4、農(nóng)夫與羊一起過河。

教師提問：說說你們對該系統(tǒng)分析的過程？

學生：問題的突破口在——狼與白菜能夠共存！農(nóng)夫、狼、羊、白菜和船組成了這個系統(tǒng)。系統(tǒng)中各要素是一個整體，都依賴農(nóng)夫過河；最大的問題是“船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣東西過河”和“沒有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜”的沖突。我們聯(lián)系已知條件，做了一系列的分析實驗，但是比較其他方案不能實現(xiàn)所有要素都安全過河。最后得出以上方案。

教師：你們的思維過程很有價值，很清晰。而且在系統(tǒng)分析的過程中抓住了系統(tǒng)分析的三大原則——整體性、科學性、綜合性。

現(xiàn)實生活中，有很多產(chǎn)品在不斷更新，系統(tǒng)在不斷的升級。做任何事情我們都追求更好，希望投入盡可能少，回報越多越好。為了使系統(tǒng)達到最優(yōu)的目標所提出的各種解決方法，稱為最優(yōu)方法。但是有很多復雜系統(tǒng)，實施方案五花八門、干擾因素四面八方，我們不可能的逐個比較權衡，或者漫無目的瞎蒙。因此我們有必要進行定性定量的科學分析，尋找系統(tǒng)最優(yōu)值。

（二）新課教學

1．案例分析：

案例一 ：“農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農(nóng)作物間作套種”

檳榔林套種香草蘭收益高

香草蘭——香料之王，是藤本植物，需要有支柱攀緣，并要求適度的蔭蔽。測定結(jié)果表明50%的蔭蔽度有利于香草蘭的生長發(fā)育。蔭蔽有兩種，一種是死蔭蔽，通過修建人工蔭棚的辦法(用遮光網(wǎng)）達到控制蔭蔽度的目的。這種方式需要水泥柱或石柱作為香草蘭棚架或攀緣的支柱。另一種是活蔭蔽：可選擇天然樹木或人工種植的椰子、檳榔等作物為活支柱，以控制活支柱樹冠來調(diào)節(jié)種植園的蔭蔽度。園地的選擇要選擇近水源且排水良好、有機質(zhì)含量高、比較肥沃疏松的微酸性土壤；臺風主風方向有良好屏障比較靜風的向陽緩坡地或平地。

2002年，符良接受了中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所專家的建議，在檳榔林下套種了20畝香草蘭種苗，通過對香草蘭的水肥管理，使檳榔的產(chǎn)量較純檳榔林提高15-20%。經(jīng)過精心培育，現(xiàn)在棵棵香草蘭上掛滿了沉甸甸的豆莢。預計20畝香草蘭到11月份總收入可達285000元。現(xiàn)場一位管理人員給記者算了一筆帳，40畝檳榔園年收入72萬元左右，間種可使檳榔增收8萬，再加上香草蘭的收入，每畝土地較單純種檳榔增收約9000元！經(jīng)發(fā)酵生香的商品香草蘭豆莢含有250多種發(fā)揮性芳香族成分及有機酸、糖、樹脂、礦物質(zhì)等豐富成分，香氣獨特，留香時間長達2～3年，被廣泛用于高檔食品和飲料的配香原料，在發(fā)酵業(yè)、化妝及醫(yī)藥等領域均有應用，具有用途廣、經(jīng)濟價值高的特點。目前國內(nèi)售價為1000～1200元人民幣/千克。

教師提問：符良為什么選擇活蔭蔽種植，而不采納傳統(tǒng)的死隱蔽種植？

學生A：一塊地種檳榔又種香草蘭，提高了土地利用率；

學生B：對香草蘭的水肥管理，使檳榔的產(chǎn)量較純檳榔林提高；

學生C：檳榔可作為活支柱供香草蘭攀爬，節(jié)省了石柱的費用；

學生D：檳榔葉子還可以遮光，節(jié)省遮光網(wǎng)的費用；

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教師總結(jié)：活蔭蔽的改良不僅增產(chǎn)、增收還提高了土地利用率，可見活蔭蔽系統(tǒng)比死蔭蔽系統(tǒng)，功能更強大，效果更優(yōu)。

教師提問：香草蘭套種的收益如此誘人，我們?yōu)楹尾话严悴萏m套種到稻田里、麥田里，甚至套種到沙漠中與楊樹為友呢？

討論交流，小組匯報??

X組：香草蘭與水稻的生長土壤環(huán)境不同，不能套種；小麥的生長氣候要求又有差異也不能套種；沙漠風沙大且土壤也不適合香草蘭生長。香草蘭種植受生長特性、地理環(huán)境、氣候和天氣等條件的約束，并不適宜隨處種植，而且與矮個植物種植也沒有體現(xiàn)出遮陽的優(yōu)勢或者節(jié)約石柱費用等優(yōu)勢，另外由于營養(yǎng)需求的差異，即使能共存在一塊地如果沒有實現(xiàn)增產(chǎn)目的，套種的系統(tǒng)優(yōu)化沒也就沒有太大的意義??

教師總結(jié)：系統(tǒng)優(yōu)化的效果是理想的，但是不同情況的系統(tǒng)優(yōu)化會遇到不同的約束條件，應該采取不同的手段和方法應對，使系統(tǒng)的目標在一定的條件中達到最大值。系統(tǒng)的優(yōu)化都是為了發(fā)掘有限資源的無限潛能，使資源獲得充分的利用，體現(xiàn)更高的價值，實現(xiàn)投入最小，效果最佳的目的。

又例如：云南一些山區(qū)農(nóng)民的甘蔗生長緩慢,減產(chǎn)已成定局.為了減少旱災損失,乘雨水來臨之際,在甘蔗田套種玉米。

例如：建筑材料的改進也是一項優(yōu)化技術，以往建筑物的墻體多采用實心磚，現(xiàn)在采用了空心磚，在保證強度、隔熱隔音效果的同時，節(jié)省了材料。

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教師：案例中，目標與土地的單位面積農(nóng)作物收益和之間的關系在技術中我們稱為——目標函數(shù)；農(nóng)作物的生長特性、條件、氣候等因素對作物套種起著限制作用，并且是不能人為解決的，稱為——約束條件；套種的技術水平、田間管理、病蟲防治等對產(chǎn)量產(chǎn)值有直接影響，即影響因素，可見影響因素是可以人為調(diào)節(jié)的。最優(yōu)方法通常是在一定人力、物力、財力資源條件下，使經(jīng)濟效果（如產(chǎn)值、利潤等）達到最大，并使投入的人力、物力達到最小的方法。

教師：在生活中，我們經(jīng)常會遇到一些復雜的數(shù)字問題，純定量分析是不夠的，我們常常是借助數(shù)學手段定量與定性結(jié)合的分析比較，尋求最優(yōu)方案。這種用數(shù)學公式、圖表等描述客觀事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫數(shù)學模型。它是真實系統(tǒng)的一種抽象。

案例二：利潤問題

某家具廠要安排一周的計劃，產(chǎn)品是桌子和椅子。制作一張桌子需4平方木板及20小時工時，制作一張椅子需6平方木板及18小時工時；每周擁有木材板料600平方，可用工時400小時；每張桌子利潤50元，每只椅子利潤60元。按合同每周至少要交付8張桌子和5張椅子。假定所有產(chǎn)品都能銷售，那么該每周生產(chǎn)桌子和椅子分別為多少時，利潤最大？

教師提問：這里，系統(tǒng)需要進行最優(yōu)化的目標是什么？

學生：獲得利潤最大值。

教師提問：利潤受到哪些人為可調(diào)節(jié)的因素影響？

學生：每周生產(chǎn)桌子和椅子的數(shù)目。

教師提問：在這個利潤問題的系統(tǒng)中，又存在哪些不能人為解決的約束條件呢？

學生：制作一張桌子需4平方木板及20小時工時，制作一張椅子需6平方木板及18小時工時；每張桌子利潤50元，每只椅子利潤60元。

教師：若把利潤最大值用 表示，變量每周生產(chǎn)桌子數(shù)用 表示,每周生產(chǎn)椅子數(shù)用 表示，請你根據(jù)已知條件，列出求解最優(yōu)化問題的有關數(shù)學式子。

其中(1)式體現(xiàn)了目標與產(chǎn)量、利潤總和之間的關系,也就是目標函數(shù)。（2）（3）（4）（5）式則體現(xiàn)了約束條件。

教師：數(shù)學思維很清晰！下面就請大家算一算 的解，找出最大利潤值。

??

學生：算不出來！

教師引導：仔細觀察這四個約束條件的式子，找出數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出受限最大的約束條件是哪個？

學生：工時！

教師：好，請你將最主要的約束條件（3）與目標函數(shù)式（1）聯(lián)系起來，看看你能不能發(fā)現(xiàn)影響因素 與最優(yōu)值 的關系。

學生：生產(chǎn)椅子所需工時少利潤大，生產(chǎn)桌子所需工時多利潤反而小！生產(chǎn)的椅子越多利潤越大。

教師：那我們干脆不生產(chǎn)桌子了，專門生產(chǎn)椅子，可不可以？

學生：不行，至少要生產(chǎn)8張桌子！

教師：哦，原來還有約束條件（3）的限制。那好我們就生產(chǎn)8張桌子，算一算意義子最多可以生產(chǎn)多少張？

學生：13張！

教師：8張桌子，13張椅子。把你們經(jīng)過一番分析計算選擇的這兩個變量的解代入約束條件看看是否超出了約束條件的限制范圍。

學生：都在約束條件范圍內(nèi)。

教師：再利用這兩個變量的解，算一算利潤最大值是多少？

學生：1180元。

教師：我們再隨意找?guī)讓M足約束條件的 的解帶入目標函數(shù)檢驗一下，1180是不是利潤最大值。如：（每個小組分別用一對計算）

學生交流：

教師總結(jié)：以上計算表明，我們找到經(jīng)過數(shù)學方法求出的就是最優(yōu)值！回憶我們求解的過程，最優(yōu)化方法解決問題的一般步驟：

（1）提出系統(tǒng)需要進行最優(yōu)化的問題，收集有關資料和數(shù)據(jù)；

（2）建立求解最優(yōu)化問題的有關數(shù)學模型，確定變量，建立有關約束條件，分析模型；

（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；

（4）求解方程；

（5）最優(yōu)解的驗證和實施。

這種用數(shù)學公式、圖表等描述客觀事物的特征模型的思想就是建模思想，建立的模型就叫數(shù)學模型。數(shù)學模型是研究和掌握系統(tǒng)運動規(guī)律的有力工具，它是分析、設計、預報或預測、控制實際系統(tǒng)的基礎。是我們在解決問題時，常用的一種方法。

2．應用：學生探究（2人一個小組）

要求學生分組利用提供的大、中、小三個大小不同的齒輪將上節(jié)課完成的旋轉(zhuǎn)木馬進行系統(tǒng)優(yōu)化，看誰的木馬轉(zhuǎn)的又快又穩(wěn)。

學生進行探究??

A組：將傳送帶傳送改為大齒輪帶動，三個齒輪傳送；

B組：將傳送帶傳送改為中齒輪帶動，三個齒輪傳送；

C組：將傳送帶傳送改為小齒輪傳送，三個齒輪傳送；

D組：齒輪與傳送帶一起贊成傳送系統(tǒng)??

小組比賽交流。

學生體會：皮帶傳送系統(tǒng)在木馬旋轉(zhuǎn)時，皮帶容易出軌，同時因為速度太大使系統(tǒng)容易散架。針對這個問題，利用有限的資源，將皮帶傳送換成齒輪傳送后，發(fā)現(xiàn)齒輪傳送比皮帶傳送速度更快更牢固；再更換三種齒輪的帶動比較，又發(fā)現(xiàn)大齒輪帶動時，動力更足速度加大了穩(wěn)固性能也增強了。

（三）小結(jié)

最優(yōu)方法通常是在一定人力、物力、財力資源條件下，使經(jīng)濟效果（如產(chǎn)值、利潤等）達到最大，并使投入的人力、物力達到最小的方法。

最優(yōu)化方法解決問題的一般步驟：

（1）提出系統(tǒng)需要進行最優(yōu)化的問題，收集有關資料和數(shù)據(jù)；

（2）建立求解最優(yōu)化問題的有關數(shù)學模型，確定變量，建立有關約束條件，分析模型；

（3）選擇合適的最優(yōu)化方法；

（4）求解方程；

（5）最優(yōu)解的驗證和實施。

（四）課后探究

假如學校有2個學生食堂，正常情況下每個食堂能容納500人就餐，近兩年，學校規(guī)模擴大，就餐人數(shù)增加，每個食堂就餐人數(shù)達670人，每到就餐高峰期，學生就排著長隊等待就餐。

如何減少學生就餐排隊時間？提出解決這一問題的幾種途徑，并選擇最經(jīng)濟、最有效可行、最容易實現(xiàn)的方案。運用系統(tǒng)分析方法，分步驟說明你的思考過程。

七、教學反思

蘇教版教材的案例選擇切題，但是有部分案例離我們所處的實際甚遠。在教學的過程中我選用了教材中技術類的案例，拓展了我們對技術的視野；但是生活案例我傾向于改用我們身邊的例子，大家熟悉，分析起來有親切感、簡單易懂又激發(fā)了學生自主參與的樂趣，剛好我校種有香草蘭。故在本案例中將“麥、棉、瓜、玉米套種”案例換成“檳榔與香草蘭套種”，實踐證明效果很好，學生很感興趣。本節(jié)課內(nèi)容較多，學生探究活動時間就比較緊

第三篇：《優(yōu)化》教學設計

《優(yōu)化》教學設計

【學習內(nèi)容】

義務教育課程標準實驗教科書（北師大版）四年級下冊第81-82頁。

【學習目標的設置】

（一）設置學習目標的依據(jù)

1、基于標準的思考，是通過應用和反思，進一步理解所用的知識和方法，了解所學知識之間的聯(lián)系，獲得數(shù)學活動經(jīng)驗，掌握數(shù)學思想、方法。

2、教材分析

《優(yōu)化》這節(jié)課是義務教育課程標準實驗教科書（北師大版）四年級下冊“數(shù)學好玩”中的第三節(jié)課。本節(jié)課以“沏茶”和“烙餅”的生活素材為背景，鼓勵學生嘗試在解決問題的多種方案中尋找最優(yōu)方案。關于“沏茶”，教科書提出了三個問題：問題1是讓學生嘗試解決沏茶如何省時的問題；問題2是通過對可以同時來做的事情的探討，引導學生優(yōu)化

程序節(jié)省時間；問題3是通過計算不同程序所需的時間，進一步體會優(yōu)化的思想。“烙餅”，教科書也提出了3個問題：問題1是讓學生嘗試解決如何盡快吃上餅的問題；問題2是通過解讀媽媽的做法，理解學習難度較大的方法；問題3是運用方法繼續(xù)解決數(shù)量較多的烙餅問題。

3、學情分析

這部分知識對學生來說是比較抽象、不易理解的，雖然學生在生活中接觸過沏茶、烙餅，但對于烙餅問題而言，缺乏實際經(jīng)驗。但是四年級的孩子已經(jīng)有了一定的解決問題的能力和基礎，所以，在本節(jié)課中，我設計了演繹、觀察、獨立思考、合作交流、對比等方法，有直觀到抽象，幫助學生理解問題，找到解決問題的不同策略，并從中選出最優(yōu)方案，提高優(yōu)化意識。

（二）學習目標：

1、經(jīng)歷解決沏茶、烙餅問題的過程中，初步體會運籌思想在解決問題中 的應用。

2、嘗試從優(yōu)化的角度在解決問題的多種方案中尋找最合理的方案，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。

3、使學生在自主探索、合作交流中積累數(shù)學活動的經(jīng)驗，感受數(shù)學在日常生活中的廣泛應用，培養(yǎng)學生的應用意識和合理安排時間的好習慣。

【學習重、難點】

重點：嘗試合理安排時間的過程，體會合理安排時間的重要性。

難點：掌握合理安排時間的方法。

【學習過程】

（一）創(chuàng)設情境，引入新知。

老師這兒有一個好玩兒的腦筋急轉(zhuǎn)彎，比一比，看誰最善于思考：一個人吃一個蘋果用5分鐘，那十個人吃十個蘋果要用幾分鐘呢？（設計意圖：從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，設計了“吃蘋果”這樣一個學生常見的問題情境，讓學生感受到生活中蘊涵著數(shù)學知識，拉近數(shù)學與生活的距離，從而激發(fā)學生學習的興趣，調(diào)動學生學習的積極性。）

（二）初步探究，感悟體會

同學們會沏茶嗎？誰來說說怎么沏茶？

1、問題一：

淘氣想為媽媽沏杯茶，請同學們認真看一看，淘氣沏茶要做的事情有哪些？

（設計意圖：通過看圖，培養(yǎng)學生讀取信息的能力。讓學生更好地了解沏茶的各項工作，以利于學生最優(yōu)方案的探索。）

2、問題二：

（1）做事情要按一定的順序，沏茶的這些工作，哪些要先做？哪些要后做？

（2）按照這樣的順序，一項一項的來做，需要多長時間？怎么計算？

（設計意圖：通過這個問題，使學生進一步明確沏茶的流程，一項一項的完成。沒有節(jié)省時間，進而，促使學生發(fā)現(xiàn)有些事能同時做，就省時了。）

3、問題三：

要燒水為媽媽沏茶，怎樣安排可以節(jié)省時間呢？

1、請同學們先自己想一想，也可以動手寫一寫、畫一畫，2、然后和同桌交流各自的想法。

3、匯報：

從沏茶這個問題中，你得到什么啟示？

（設計意圖：旨在引發(fā)學生對沏茶這件事的回顧與反思，在此過程中，明確如何用優(yōu)化來解決生活中的實際問題。）

小結(jié)：

看來，要完成沏茶這件事，不僅要考慮做事的先后順序，還要考慮哪些事是可以同時來做的，通過合理安排，就能節(jié)省時間了！像這樣，在眾多的方案中尋找最佳方案，也就是我們這節(jié)課要研究的內(nèi)容——優(yōu)化。（板書：優(yōu)化）

第四篇：優(yōu)化教學設計

優(yōu)化教學設計

《文化與經(jīng)濟、政治》教學設計

一、教材分析

本課內(nèi)容從文化“萬花筒”入手，從具體到抽象，由淺入深，逐層深入，先剖析文化的內(nèi)涵，再探究文化的作用，進而引導同學們增強文化意識，激發(fā)同學們?yōu)榘l(fā)展文化生產(chǎn)力、增強國家綜合國力做貢獻。

“文化與經(jīng)濟、政治”，這是本課的核心內(nèi)容，重點講文化對社會發(fā)展的作用。突破這一核心內(nèi)容，課本又分了五個層次：第一，明確文化與經(jīng)濟、政治的關系；第二，講文化與經(jīng)濟相互交融；第三，講文化與政治相互交融；第四，強調(diào)文化是綜合國力競爭的重要內(nèi)容；第五，得出結(jié)論并滲透思想教育內(nèi)容：發(fā)展先進文化，弘揚民族精神，增強綜合國力。

二、學情分析

文化，一個我們十分熟悉的詞匯。然而“熟知并非真知”。對于90后的學生而言更是如此。有人說，文化是知識；有人說，文化是藝術。究竟什么是“文化”？只要在社會生活中細細體味，我們就能真切地感悟“文化”的內(nèi)涵與文化的力量。

三、教學目標

知識目標:

1．經(jīng)濟和政治決定文化，文化是經(jīng)濟和政治的反映

2．文化對經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用，文化是生產(chǎn)力

3．文化對政治文明建設的推動作用及對公民政治素質(zhì)和權利意識的作用

能力目標: 通過分析文化與經(jīng)濟、政治的關系，培養(yǎng)辯證分析能力，能說明現(xiàn)代社會中文化與經(jīng)濟、政治相互交融的意義。

情感、態(tài)度、價值觀: 懂得文化在綜合國力競爭中的地位和作用，努力學習將來為增強綜合國力貢獻力量

四、教學重點與難點：

文化與經(jīng)濟、政治的關系。五：教學過程：

課堂引入：

探究：采集-狩獵文化→游牧文化→農(nóng)耕文化→工業(yè)文化的發(fā)展過程說明了什么道理？ 教師提示：一定類型和階段的文化形式，都是建立在一定的生產(chǎn)方式的基礎之上，不同的生產(chǎn)方式下，形成各自相應的文化活動。可見，文化與經(jīng)濟的關系密不可分。

材料展示：張藝謀、梁曉聲與施瓦辛格。結(jié)論：文化與政治密切相關。新課講授：

（一）相互影響：在經(jīng)濟的基礎上

1．社會生活的三個基本領域：經(jīng)濟、政治、文化

2．經(jīng)濟、政治、文化之間的關系

1）經(jīng)濟是基礎，政治是經(jīng)濟的集中表現(xiàn)，文化是經(jīng)濟和政治的反映，一定的文化由一定的經(jīng)濟、政治決定。

2）文化反作用于政治、經(jīng)濟，給予政治、經(jīng)濟以重大影響。進一步用圖示說明文化與經(jīng)濟、政治的關系。探究：①文化的發(fā)展與經(jīng)濟亦步亦趨嗎？

文化具有相對獨立性、傳承性。

②不同形態(tài)的文化、不同性質(zhì)的文化對社會發(fā)展的作用相同嗎？

以孫中山的“驅(qū)除韃虜，恢復中華，建立民國，平均地權”的政治綱領和文藝復興時期資產(chǎn)階級啟蒙思想的事例說明。不同民族的文化，影響著不同民族和國家各具特色的發(fā)展道路，也體現(xiàn)了先進的文化促進社會的發(fā)展。鴉片戰(zhàn)爭后中國農(nóng)業(yè)文明的落后說明，落后的文化阻礙社會的發(fā)展。

不同民族的文化，影響不同民族和國家各具特色的發(fā)展道路。不同性質(zhì)的文化對社會發(fā)展的作用不同。探究活動：大片中的文化與經(jīng)濟、政治

以電影《變形金剛》、《2012》等美國大片為例說明：文化與政治相互交融。

美國人這樣說文化：

美國前總統(tǒng)理查德·尼克松在《1999：不戰(zhàn)而勝》、美國前總統(tǒng)國家安全事務顧問布熱津斯基在《失去控制》和美國學者約翰·耶馬在《世界的美國化》中的觀點說明：文化與經(jīng)濟相互交融。

教師進一步分析：

（二）相互交融：在時代發(fā)展的進程中 1．文化與經(jīng)濟交融的表現(xiàn)

A．科學技術和教育事業(yè)的日益重要。

B．文化產(chǎn)業(yè)、文化消費和文化生產(chǎn)力的作用越來越突出。2．文化與政治交融的表現(xiàn)

A．人們?yōu)榱藚⑴c政治生活，需要更高的文化素養(yǎng)。

B．世界范圍內(nèi)的反對文化霸權主義的斗爭，成為當代國際政治斗爭的重要內(nèi)容。探究：在熱鬧背后是否藏有憂慮？

展示材料：美國電影在中國的票房收入

展示材料：我國文化“走出去”的現(xiàn)狀。（以《功夫熊貓》為例）中國非常豐富的文化資源被美國所利用，并賺中國人的錢，足以說明中國文化競爭力之現(xiàn)狀。

追問：我們?nèi)鄙俚膬H僅是自主品牌嗎？

結(jié)論：我們?nèi)鄙俚氖俏幕偁幜Γ∮懻摚?/p>

“10多年前，美國學者就樂觀地預言：“假如將來有一天，美國的原材料枯竭了，美國的工人也不愿工作了，但只要全世界還向往美國文化，我們在市場上就仍是不可戰(zhàn)勝的。”

思考：你覺得他的樂觀有道理嗎? 給我們什么啟示？ 課堂練習：（略，見PPT課件）

1．思想文化同政治、經(jīng)濟是緊密聯(lián)系在一起的，它雖然受一定社會的政治、經(jīng)濟所制約，但又對政治、經(jīng)濟起反作用。一個國家和民族，沒有思想文化上的獨立，就不會有政治上、經(jīng)濟上的獨立。這主要說明（D）

A．一定的經(jīng)濟決定一定的政治

B．一定的政治決定一定的文化 C．政治是經(jīng)濟的集中體現(xiàn)

D．一定的文化對經(jīng)濟和政治產(chǎn)生重大的影響

2．民族精神是一個民族賴以生存和發(fā)展的精神支柱，全面建設小康社會，要堅持弘揚和培育民族精神。這是因為（A）

A．思想文化對社會發(fā)展具有反作用 B．精神能夠決定著社會經(jīng)濟、政治的發(fā)展 C．只有先進的思想文化才能反作用于事物 D．錯誤的思想文化不以一定的經(jīng)濟、政治為基礎

3．“超女選秀”節(jié)目產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益，由此推出了“大眾選秀”節(jié)目的流行。這反映 “選秀”作為一種文化活動（B）

①與經(jīng)濟相互交融

②代表先進文化的發(fā)展方向

③對經(jīng)濟具有反作用

④是選拔人才的主要途徑

A．①④

B．①③

C．①②

D．②④

4．原生態(tài)文化資源的開發(fā)和利用，在豐富人們文化消費的同時，也促進了當?shù)芈糜谓?jīng)濟的發(fā)展。由此可見（D）

A．文化對經(jīng)濟發(fā)展具有推進作用

B．文化與經(jīng)濟同步發(fā)展

C．文化是經(jīng)濟繁榮發(fā)展的基礎

D．文化對經(jīng)濟發(fā)展具有重要影響

5．閱讀材料回答問題。

寧夏回族自治區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展相對落后.在全面建設小康社會進程中，自治區(qū)常委根據(jù)本地特點，提出了“小省區(qū)要辦大文化”的思路。寧夏根據(jù)其“巖畫文化、絲路文化、本來面目文化神秘而璀璨，邊塞文化、大漠文化、黃河文化悠遠而豪放”的優(yōu)勢和特點，發(fā)展帶有民間文化特色和塞上文化特色的旅游文化產(chǎn)業(yè)，實施“百縣千文化工程”和“千里文明長廊工程”，積極開展社區(qū)文化、校園文化、企業(yè)文化、農(nóng)村文化等群眾文化活動，帶動了自治區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展。

運用所學文化生活知識，說明在經(jīng)濟相對落后的條件下“辦大文化”的重要意義。答：文化發(fā)展具有相對獨立性，經(jīng)濟落后的小省區(qū)可以“辦大文化”，用先進的、健康的文化促進人的全面發(fā)展，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的精神文化需求，為物質(zhì)文明建設精神動力、智力支持和思想保證。文化產(chǎn)業(yè)本身也是重要的經(jīng)濟部門，發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)，可以直接促進經(jīng)濟發(fā)展。

課堂板書：

二、文化與經(jīng)濟、政治

（一）相互影響：在經(jīng)濟的基礎上 1．經(jīng)濟、政治和文化是社會生活的三個基本領域 2．經(jīng)濟、政治、文化之間的關系

3．文化反作用于政治、經(jīng)濟，給予政治、經(jīng)濟以重大影響

（二）相互交融：在時代發(fā)展的進程中 1．文化與經(jīng)濟相互交融 2．文化與政治相互交融 其它拓展材料：

1．美國、英國、法國、日本等多個國家都通過政府的計劃以大力推動文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以文化產(chǎn)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)的美國，在文化產(chǎn)業(yè)的各個領域都具有全球領先地位。電影、圖書、音樂、動畫、游戲、體育、主題公園和其它衍生產(chǎn)品開發(fā)與銷售，成為美國力量的象征，其影響力無遠弗屆，不僅帶來巨大的經(jīng)濟效益，更展示了滲透力極強的軟實力。英國從1997年起把發(fā)展創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略。法國和奧地利等都舉國之力做好重大文化產(chǎn)業(yè)品牌項目的扶持和經(jīng)營。日本在20世紀90年代的十年持續(xù)經(jīng)濟低迷時，唯獨文化產(chǎn)業(yè)取得了巨大的增長。特別是在以青少年和家庭為主要消費對象的動漫和游戲領域，取得了全球市場的領先地位。日本政府的要員甚至提出了“動漫外交”的口號。親和力強的文化產(chǎn)品的海外銷售，極大地改善了日本國家的形象。

2．美國軟實力的代表性載體電影、電視、流行音樂、快餐等，在向世界推廣過程中傳遞了美國式自由、民主、人權等信念和價值觀，從而使世界人民向往美國式的社會。面對強勢美國文化的影響，很多國家都采取了積極的應對措施。在1993年關貿(mào)總協(xié)定烏拉圭回合談判中，法國就提出了“文化例外”的新概念，反對美國將自由貿(mào)易范圍擴大到文化領域；加拿大則直接頒布法令限制電影發(fā)行領域的外國投資；韓國也采取增加國產(chǎn)電影放映時間比例的辦法限制美國電影的過分侵入。

第五篇：優(yōu)化教學設計

優(yōu)化教學設計，打造高效化學課堂

作為特級教師，筆者每年都觀摩、評價了大量的研討課、匯報課、示范課和評優(yōu)課等，也因此拜讀了做課教師精心預設的教學設計。筆者發(fā)現(xiàn)，凡是有效課堂，其教學設計都具有獨創(chuàng)性、實用性、發(fā)展性、開放性和生成性等基本特征。因此，注重教學設計是構建有效課堂的重要前提。

下面，筆者結(jié)合自身做課經(jīng)歷(已開設各級示范課近30節(jié)、曾獲評優(yōu)課省一等獎),以及我市幾位做課教師的教學案例，從6個方面來闡述如何優(yōu)化教學設計，從而打造出高效、精彩的化學課堂。

一、新課的導入，必須先聲奪人

一個與眾不同、標新立異的新課導入，一定是教師對一堂課通盤考慮的匠心設計，并閃爍著教師的智慧火花。成功的導入能夠引起學生的注意，調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生的求知欲望，從而為整個教學過程創(chuàng)造良好的開端。

西苑中學許波梅老師在執(zhí)教《石灰石的利用》時，她是這樣設計導入的：

一天，我來到海底世界，遇到正在一起玩耍的珊瑚、貝殼，還有珍珠。他們看到我就圍了過來，珊瑚說：“瞧，它好丑啊。”珍珠問到：“喂，你是誰？”貝殼也大聲地說：“你從哪里來的？”看到美麗的珊瑚、晶瑩的珍珠、五顏六色的貝殼，我感到不好意思了。正在這時海龜爺爺笑著說：“傻孩子們，他是石灰石，是你們的親戚啊，他和你們一樣身體里都含有相同的成分。”聽了海龜爺爺?shù)脑挘汉鳌⒄渲椤⒇悮ず臀叶挤浅ｓ@訝。同學們，怎樣才能知道海龜爺爺說得是真話呢？

多么引人入勝的童話！它使學生“口欲言而未能之貌，心求通而不得之意”，從而很快進入悱憤狀態(tài)。

棠張中學朱志愿老師在《奇妙的二氧化碳》教學中，設計的導入也很有特色：

他采用復習導入法，在復習環(huán)節(jié)他通過獎勵汽水縮短了師生之間的距離（屬于借班上課），激發(fā)了學生的參與熱情；而作為獎品的汽水，實質(zhì)是下一步的實驗用品。瞧，朱老師的導入和實驗用品的發(fā)放多么與眾不同！

筆者在《物質(zhì)的分類》教學中[1]，設計了如下的排比句作為導語：

學生多了要分班，知識多了要分科，生物多了要分種，物質(zhì)多了要分類。今天我們就來學習“物質(zhì)的分類”。

雖然寥寥數(shù)語，卻形象生動、點明主題，難怪一開場就抓住了學生的心！筆者執(zhí)教《物質(zhì)的鑒別》實驗課時，通過投影“特征反應的應用”（視頻配文字）導入新課： 交通警察如何檢查司機酒后駕車呢？專家們想到了橙色的重鉻酸鉀遇到酒精會變綠的特征反應，于是制出了吹氣式酒精檢測儀；超市的理貨員如何及時發(fā)現(xiàn)食品包裝破損呢?人們想到了黑色的FeO在空氣中極易氧化變紅的特征反應，于是在食品密封包裝盒的透明蓋內(nèi)放有少量的FeO[2]。

這2個新穎、有趣、真實的教學情境，一定能激發(fā)學生的探究欲望、點燃學生的智慧火花、啟發(fā)學生的求異靈性。

二、實驗的安排，應圍繞重難點

實驗是化學的靈魂；實驗是化學的最高法庭。化學實驗在突出重點、突破難點方面，具有其它教學手段無可替代的作用。

在教學設計中，我們按照教科書上設計的化學實驗開展教學毋庸置疑。但在實際教學中，由于多種因素的影響，有時教師期盼的“標準實驗現(xiàn)象”并不能順利地呈現(xiàn)出來，實驗結(jié)果也不盡如人意。這就需要教師在多方查找原因、科學驗證的基礎上提出理性的質(zhì)疑，并設計出新的實驗方案。這樣，實驗教學才能有所創(chuàng)新。

筆者在演示“測量空氣中氧氣體積分數(shù)”的實驗時，為了說明該實驗的物理原理（同溫同壓下，密閉容器里的氣體減少多少體積，與密閉容器相連通的液體就會有多少體積被吸入），設計了下圖所示的實驗裝置[3]：

只要舉手之勞（拉動注射器活塞吸入VmL空氣，就會有VmL水流入集氣瓶中），就把實驗的物理原理簡易、直觀地呈現(xiàn)出來了，這樣學生就極易明白“為什么倒流的水的體積等于集氣瓶里氧氣的體積”,從而突破學習難點。

市教研室趙永勝老師在《用微粒的觀點看物質(zhì)》的教學中[4]，補充了一個簡單實驗：

在10s鐘內(nèi)把桌上的紙張盡可能地分成最小塊；在選出最小紙張進行展示后，再做課本上的“高錳酸鉀研碎、溶于水”的實驗。

趙老師增補的這個實驗，為學生認識物質(zhì)的可分性這一難點，做了很好的鋪墊！十三中的毛靖、宗金媛老師，在做“影響物質(zhì)溶解性因素”的實驗中，把課本實驗1中的“食鹽、蔗糖、消石灰”3種物質(zhì)，換成“硝酸鉀、消石灰”2種物質(zhì)（見下圖）：

改進后的實驗尊重原實驗的教學意圖，保留原實驗的教學功能，并且得到的硝酸鉀溶液又可用于下一步的實驗3。兩位老師這個小小的改進，真的是簡約、簡潔、流暢，而且前后照應。筆者和大廟中學的李為才老師在《化學與環(huán)境》的教學中，改進了“酸雨模擬實驗”（裝置見下圖）：

改進后的實驗，體現(xiàn)了創(chuàng)新性、綜合性、直觀性，有利于學生認識酸雨的形成與危害，也為高中化學的噴泉實驗埋下了伏筆。

三、課件的運用，需要恰到好處

教學中對多媒體的選擇要注重實用性、追求有效性、體現(xiàn)輔助性。對可用可不用的多媒體，堅決不用！對一定要用多媒體輔助的，要適時運用，不要“電灌”課堂。判斷一個多媒體課件是否優(yōu)秀，就是看它是否有利于學生的學，而不是僅僅有利于老師的教。下面這些課件都很樸實、簡潔、實用：

三十一中丁軍老師在《質(zhì)量守恒定律》的教學中，為了說明“反應前后原子的種類和個數(shù)不變”，他設計了如下所示的“水分子分解”動畫：

雖然丁老師的這個動畫簡單，但它形象、直觀地說明了質(zhì)量守恒的微觀原因。

筆者在執(zhí)教《復習物質(zhì)的化學變化》時，設計的PPT課件中有這樣一個片段(畫面如下圖所示)：

通過播放《愛拼才會贏》的視頻，實現(xiàn)環(huán)節(jié)過渡，同時教育學生要發(fā)揚勇于拼搏的精神；然后通過《愛拼才會贏》歌曲中的3句經(jīng)典歌詞（三分天注定、七分靠打拼、愛拼才會贏）分別鏈接一道模擬中考題，只要點擊這15個字中的任意一個字，就可以打開一道題目（供學生搶答、演練）。

這個PPT課件得到了所有聽課教師的一致贊賞，并廣為流傳。

四、板書的設計，追求畫龍點睛

筆者始終認為，不管教育裝備多么現(xiàn)代化，傳統(tǒng)的板書絕不能拋棄！獨具匠心的板書，方便學生學習，啟迪學生智慧，體現(xiàn)了化學之美，也折射了教師的教學素養(yǎng)。

好的板書應該是：文字準確有科學性，層次分明有條理性，重點突出有鮮明性，布局合理有計劃性，形式多樣有趣味性。

筆者在執(zhí)教《質(zhì)量守恒定律》時，調(diào)整了教科書上的教學流程,以“理論推測規(guī)律→實驗驗證規(guī)律→得出質(zhì)量守恒定律→定律運用及注意事項→回顧定律發(fā)現(xiàn)史”這5個環(huán)節(jié)為中心，順次開展新課教學。據(jù)此，板書設計如下[5]：

筆者的這個板書不僅體現(xiàn)了教學流程，反映了化學的簡約美，也將知識濃縮的恰倒好處。三十三中的張川老師在執(zhí)教《化石燃料的利用》時，板書設計如下：

張老師的這個板書使知識薄有綱、厚有目，簡化了知識，突出了重點，減輕了學生的學習負擔。

我原來的同事陳錦老師在《燃燒與滅火》的教學中，關于“燃燒條件”的板書，設計的妙不可言：他根據(jù)漢字“火”的結(jié)構，巧妙地把燃燒的3個條件天衣無縫的組合成了“火”字（見下圖）：

陳老師的“這把火”一定能點燃學生的求知激情，而且學生對老師的欽佩之情也一定溢于言表。

但是，奇而不優(yōu)的板書不是好板書！如下面“空氣”的板書，其知識點濃縮不科學，板書難度比較大，而且板書的是老師的教學過程。

當然，如果粉筆字寫得不好，實在不愿意在黑板上板書，也可以在大屏幕上設計電子板書。但是，不管是粉筆板書還是電子板書，都應該畫龍點睛、提綱挈領！

五、教學的語言，力爭生動形象

語言，是教師履行神圣職責、完成歷史使命的重要手段；是師生情感交流的主要媒體。不管是生動的比喻、還是嫻熟的分析，無論是自然的調(diào)侃、還是嚴密的推理，生動形象的語言總是能啟迪學生的靈智、開發(fā)學生的潛能。

許多教師在做課時，他們設計的語言都能“先聲奪人”，如：

三十一中的石磊老師，語言清晰流暢富有感染力，循循善誘充滿啟發(fā)性；

十三中吳國慶老師熱情奔放，語言充滿激情，很有煽動性，他因此激活了課堂；

十八中的劉相霞老師，說話抑揚頓挫、語言通俗易懂，她的一字一句無不撞擊學生的心靈； 三十六中的王永臻老師，講解生動形象、點撥恰到好處、分析鞭辟入里，他常把學生帶到體物融情的境界；

三十二中的姚元之老師風趣幽默，使得師生交流暢通無阻，也舒緩了學生的心理疲勞，并潛移默化地感染學生；

當然，要想提高語言修養(yǎng)、語出驚人，我們在平時的教學中就必須注意積累、自覺運用。

六、主體的地位，必須著力突顯 衡量一節(jié)課的成效，不是看老師講了多少，而是看學生動了多少、懂了多少。所以課堂教學必須圍繞學生這個主體！教師只是參與者、指導者，是平等中的首席。

要充分發(fā)揮學生的主體作用，關鍵在于調(diào)動學生的主動性和獨立性。滿堂灌、一言堂、居高臨下、表情嚴肅、唯我獨尊??這樣的課堂都難以突出學生的主體性。

英才中學的肖桂林老師主講《奇妙的二氧化碳》一節(jié)，他在吃透教材的基礎上，設計出“清水可以變牛奶”、“碳酸飲料我會做”、“降服火魔顯神通”、“呼風喚雨誰做主”這4大板塊。肖老師圍繞這4個版塊進行教學設計，不管哪一個版塊他都注重聯(lián)系實際、合理安排實驗、精心創(chuàng)設情境、著力營造和諧，使學生看得有門道、聽得有興趣、做得有條理，練得有成效，真正體現(xiàn)了教師為主導、學生為主體、訓練為主線、能力為核心。

科技中學的王延群老師在《探究金屬的化學性質(zhì)》復習課中，他別出心裁、與眾不同的一招一式，無不引起學生的共鳴；他自由自在、不拘一格的言談舉止，無不激發(fā)學生的探究激情。因此，課堂上學生主動學習、快樂探究，自然成為水到渠成的事情。八中王紹凱老師在《由多種物質(zhì)組成的空氣》教學中，她相信學生、敢于放手；她以人為本、面向全體。所以，學生自始至終全神貫注、獨立思考、適時交流，真正培養(yǎng)了學生的獨立性，發(fā)揮了學生的主體性。

七、結(jié)束語 總之，沒有預設的課是不負責任的課，沒有生成的課不是精彩的課。我們要精心去“磨課”——磨出細膩、磨出光芒，要反復去“洗課”——洗去沙石、洗出精華，從而使課堂教學上出精彩、露出新意、生出實效。