功能模拟法

以外，引起被控量变化的各种因素称为 干扰因素。
有的干扰因素是环境造成的，如影响 自行车行驶速度的变化的自然风等；有 的干扰因素是人为原因所致，如影响飞 机导航信号的手机信号等。
高二通用技术 第四章 闭环控制系 统通用技术
（2）反馈的含义： 控制系统中，将输出量通过适当的检测 装置，返回到输入并与输入量进行比 较的过程，就是反馈。 例：投篮、自动电水壶
高二通用技术 第四章 闭环控制系 统通用技术
⒋ 通过案例分析，找出并分析影响简单控制系 统运行的主要干扰因素，了解功能模拟方法和 黑箱方法在控制系统中的应用。
⒌ 结合一定的案例，了解简单的被控对象的基 本特性，能确定被控量、控制量，划出控制系 统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。
⒍ 能根据开环控制系统的设计方法，制作一个 控制装置，或根据简单闭环控制系统的方案进 行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
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5.家用电冰箱的闭环电子控制系统
输入
预置 温度 调节 装置
控制(处理) 输出
(电子电路)
比较器 （微型电脑）
(继电 器)
反馈
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被控 对象
(冷藏 室)
检测
温度传 感器
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补充材料
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输入量
比较器
3.控制系统框图
控制器
控制量
执行器
被控 对象
输出量
反馈环节
高二通用技术 第四章 闭环控制系 统通用技术
4． 闭环控制系统的特征
• 在系统的输入量和输出量之间，还有 一条从输出量返回到输入端的反馈环 节，它们形成了一条闭合回路，反馈 环节使得输出量的改变对控制的过程 产生直接影响。

1、不属于近代机械的自然观科学背景的科学事件是：A.哥白尼论证日心说B.阿里斯塔克斯日心说C.塞尔维特发现血液小循环D.开普勒提出行星运动三定律2、关于科学事实基本特征正确的是：A.单称陈述、具有可重复性、受理论影响B.单称陈述、不具备可重复性、受理论影响C.单称陈述、具有可重复性、不受理论影响D.全称陈述、具有可重复性、受理论影响3、关于科学实验的功能说法不正确的是：DA.可以简化和纯化自然过程，排除各种偶然的、次要的因素，使现象以简化的纯粹的形式出现，从而容易看到事物的真正的面目。

B.可以强化研究对象，使研究对象处于某种极端的状态，从而呈现通常条件下没有出现的某种性质或规律。

C.可以重现或模拟自然现象，加速或延缓自然过程。

D.可以作为控制自然的一种直接手段4、对于中国古代朴素的自然观说法不正确的是：A.科学处于幼年时期，科学认识只达到事物的表面。

B.主要是对世界本原的探索和解释。

C.把整个自然界看作是运动变化的，具有朴素的辩证法思想。

D.以原子论方式解释世界。

5、关于常识下列理解不正确的是A.不系统性B.非批判性C.反思性D.历史性6、对于可持续发展理解不正确的是：A.要体现发展，就是说一个国家或地区要通过社会、经济整体实力的增强，不断提高本国人民的生活水平和生活质量；B.要强调发展的可持续性，即人类目前为发展所进行的种种努力，不应危及到未来一代人的生存与发展。

C.在人与人的关系上，发展既体现未来取向的代际平等，又体现整体观念的代内平等D.在具体操作上，可持续性发展就是要限制科学技术的发展。

7、影响观察的因素中属于主观性的是：A.客观事物的属性没有直接显露出来，人们往往只看到事物的假象，B.人的感官的局限性，使观察者在观察事物时容易产生错觉。

C.观察者的知识、经验和心理习惯等方面的影响，往往在观察时产生先入之见。

D.仪器设备所造成的误差。

8、在穆勒五法中“分析结果，因果对应。

果有剩余，必有隐因。

模拟教学法，是指在导师指导下，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。模拟教学能在很大 程度上弥补客观条件的不足，为学员提供近似真实的训练环境，提高学员职业技能。
《现代汉语》中对模拟一词的解释为“模仿”。国内外对模拟教学的称谓比较混乱，如：角色扮演、模拟游 戏、岗位宴席等，这些称呼均没有超出“模仿”范围。模拟教学结合岗位对员工的技能要求进行有针对性的训练 是职业教育中的重要内容，但是由于设备、场地、资金等条件的限制，学员很少能到实际工作岗位上实习，从而 削弱了学员实际技能训练这一重要的教学环节。
实践应用
应用
实践
模拟教学法颠覆了以往说教讲义式的培训模式，侧重于互动与实践，充分发挥学员的能力与想象力，让学员 亲身去体验实践，在不同的情境中扮演不同的角色，将知识再次进行提炼、升华，与杜威提出的“从做中学”教 育原则 一脉相承，李文革导师研发的《职场人生》模拟教学课程适用于初入职场，盲目的自主创业者，高度模 拟职业价值形成的全过程，主张从经验中积累知识。
原理
模拟教学法被越来越多地应用于教育领域，从教育思想和教育理念方面分析，模拟教学法是源于行为导向教 育思想的一种具体的教学方法，行为导向的教育思想，主要源于人们对现实及未来社会对职业人才新要求的思考 以及教育和学习概念的重新认识，更近一步延伸出行动学习、体验式学习等。
模拟教学课堂(4张)模拟教学法更多的应用于职场模拟，由李文革导师研发设计的《职场人生》沙盘模拟课 程基于人生整个阶段中从进入职场的前期准备到深入职场的人生规划等全面真实的模仿，结合实战经验并围绕人 脉、职业价值、销售流程及产品卖点等销售服务过程常见问题进行分析探讨，高度模拟职场人生。
模拟学法
情境教学法
01 原理
03 实践应用
目录

物质不灭 能量守恒 不守恒
热力学第二 定律 信息熵
系统工程的理论基础

一般系统论的产生
实验科学时代的还原论；
经典自然科学中还原论占统治地位，把研究对象进行一层层地不断分解 至基本单元，分解隔离为不同因果链，研究其基本单元因素，认为基本 单元弄清了，因果量与因素弄清了，对象也就研究清楚了。这样的方法 论和观点在古典自然科学中曾取得了很大成功，从而对其他科学研究产 生了巨大影响。
系统工程的理论基础

各层次都有其最佳规模 结构稳定性 结构开放性和动态性
系统工程的理论基础

控制论对系统工程方法论的启示

黑箱—灰箱—白箱法

黑箱永远有，白箱永不白

功能模拟法 形式化、数量化、最优化方法
系统工程的理论基础

控制论对系统工程方法论的启示

功能模拟法

功能模拟方法，就是以功能和行为的相似性为基 础，用模型模仿原型的功能和行为的一种方法。 电子计算机的创造就是功能模拟法应用成功的一 个例子，早期的计算机就是从模拟人的计算功能 开始的，但这种模型在外形和结构上与原型已很 不一样。
生物学中机械论与活力论之争；
机械论认为一种原因导致一种结果。用分析方法把生物问题化为物理、 化学问题来研究。通过对生物进行分解（生物→系统→器官→组织→细 胞）研究，最终导致分子生物学产生，破译了遗传密码，取得了显赫的 成就。但对更高层次的问题却仍然知之不多，如生命现象、生命组织。 分析方法侧重于分析事物的各个部分。分析方法的应用取决于两个前提： 部分之间的相互作用不存在，或其弱得可以在某些研究中忽略；描述部 分行为的关系式是线性的。因而这种方法在处理各部分间有紧密联系的 系统及非线性系统问题上有局限性。 ；

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信息概念的特点
信息源于运动，事物都具有信息表征。
信息可以被感知、处理和利用。
信息能消除人们对事物运动状态认识上的不确定性。 信息共享不同于实物的交流。 信息可以脱离产生者而被传递。 信息的使用价值具有相对性。
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图2—2系统科学的体系
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系统学（系统理论）主要研究系统的普遍属性和运动 规律。即研究系统演化、转化、协同和控制的一般规 律；研究系统间复杂关系的形成规律，结构和功能的 关系，有序、无序状态的形成规律等。 系统工程把自然科学和社会科学的某些思想、理论、 方法、策略和手段等，根据总体协调的需要，有机地 联系起来；应用定性和定量分析相结合的方法和计算 机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息 交换和反馈控制等功能进行分析和设计，以实现系统 的综合最优化。
黑箱方法：就是采用不打开系统“活体”，通 过系统的输入和输出关系的研究，去认识和把 握系统的功能特性，探索其结构和机理的研究 方法。任何时候，人们总得采用不打开黑箱的 方法研究事物，解决问题。
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灰箱方法则指对系统有部分的认识，但不够完全。利 用灰箱方法可以比黑箱方法更容易解决问题，这方面 的知识可以参考灰色系统理论的有关书籍。
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信息论的基本念
信息的定义 申农将信息定义为“两次不定性之差”，即“不定性减少 的量”。 信息(量)=通信前的不确定性—通信后尚存的不确定性 （2-1） 从通信角度看，信息是数据、信号等构成的消息所载有的 内容。消息是信息的“外壳”，信息是消息的“内核”。 从实用角度看，信息是指能为人们所认识和利用的，但事 先又不知道的消息、情况等。 维纳则认为：信息不是物质也不是能量，在信息与物质、 能量之间划了一条界限；信息是系统的组织性的量度。

1、不属于近代机械的自然观科学背景的科学事件是：A.哥白尼论证日心说B.阿里斯塔克斯日心说C.塞尔维特发现血液小循环D.开普勒提出行星运动三定律2、关于科学事实基本特征正确的是：A.单称陈述、具有可重复性、受理论影响B.单称陈述、不具备可重复性、受理论影响C.单称陈述、具有可重复性、不受理论影响D.全称陈述、具有可重复性、受理论影响3、关于科学实验的功能说法不正确的是：A.可以简化和纯化自然过程，排除各种偶然的、次要的因素，使现象以简化的纯粹的形式出现，从而容易看到事物的真正的面目。

B.可以强化研究对象，使研究对象处于某种极端的状态，从而呈现通常条件下没有出现的某种性质或规律。

C.可以重现或模拟自然现象，加速或延缓自然过程。

D.可以作为控制自然的一种直接手段4、对于中国古代朴素的自然观说法不正确的是：A.科学处于幼年时期，科学认识只达到事物的表面。

B.主要是对世界本原的探索和解释。

C.把整个自然界看作是运动变化的，具有朴素的辩证法思想。

D.以原子论方式解释世界。

5、关于常识下列理解不正确的是A.不系统性B.非批判性C.反思性D.历史性6、对于可持续发展理解不正确的是：A.要体现发展，就是说一个国家或地区要通过社会、经济整体实力的增强，不断提高本国人民的生活水平和生活质量；B.要强调发展的可持续性，即人类目前为发展所进行的种种努力，不应危及到未来一代人的生存与发展。

C.在人与人的关系上，发展既体现未来取向的代际平等，又体现整体观念的代内平等D.在具体操作上，可持续性发展就是要限制科学技术的发展。

7、影响观察的因素中属于主观性的是：A.客观事物的属性没有直接显露出来，人们往往只看到事物的假象，B.人的感官的局限性，使观察者在观察事物时容易产生错觉。

C.观察者的知识、经验和心理习惯等方面的影响，往往在观察时产生先入之见。

D.仪器设备所造成的误差。

8、在穆勒五法中“分析结果，因果对应。

果有剩余，必有隐因。

《科学思维方法论》资料：一、单项选择题1、比较法的本质特征：同一关系。

2、归纳是由个别走向一般。

3、事物的共同点和差异点是比较和分类的共同基础。

4、综合方法的思维本质是整体性5、常规性猜想的特征：对享有理论的补充和深化。

6、演绎法的特点：结论必然蕴含于前提之中，有极强的严密性。

7、系统论的哲学基础是整体观。

8、系统是系统思维方法的核心概念。

9、原始的思维方法的基本特征是充满着神秘感的拟人化的思维方式及方法。

10、古代科学思维方法主要是在直接观察基础上的直觉的猜想。

11、培根是归纳法的创始人。

12、笛卡尔是演绎法的创始人。

13、未知是科学问题微观结构体系的核心要素14、科学问题辨析的途径和方法是筛选法。

15、类比的前提是相似性。

16、转化的基础是差异性。

17、综合方法的思维是整体思维。

18、外推法是类比推理的一种特殊形式19、归纳法所得到的结论是或然性的，即前提中不必然地蕴含着结论。

20、概括的逻辑基础是归纳。

21、猜想的结论是或然性的。

22、概括的基础是科学理论。

23、溯因从科学解释的逻辑可以看出，科学解释的过程是演绎式的。

24、具体方法具有深刻性、间接性特征。

25、创造性思维是人类智慧的本质特征。

26、侼论在哲学省也叫二律背反。

27、亚里士多德的论点“整体大于它的各个部分的总和”是基本的系统问题的一种表述。

28、信息论的创始人是美国数学家申农。

29、信息是指信息思维方法的核心概念。

30、信息的本质是物质的属性。

31、1943年美国维纳出版的《控制论》，标准这控制论形成。

他也成为了控制论的奠基人。

32、反应是控制论思维的核心概念。

33、控制论把人们认识和改造的对象看做黑箱。

34、黑箱方法的发展是系统辨析方法。

35、系统思维方法最基本的精神就是在解决给定问题的若干可行的方案、途径中寻找最佳的方案和途径，以大袋对问题的最优解决。

二、多项选择题1、逻辑的演义方法的发展：①形式逻辑；②辩证逻辑；③数理逻辑2、构成科学的要素：①科学概念；②科学理论；③科学定理；④科学推论。

系统的层次性
第一层次 第二层次 第三层次 第四层次 第五层次 第六层次 第七层次 第八层次 第九层次
静态结构系统 简单动态系统 反馈控制系统 细胞系统 原生社会系统 动物系统 人类系统 人类社会系统 超越系统
系统的层次
系统的开放性与相对性
任何类型的生态系统都不会是绝对封闭和绝对静态的，
开放性
要与外界进行能量，物质，信息交换，系统的结构在
感谢观看
系统的功能：系统与外 部环境相互作用的能力
系统功能的特性：易变性 相关性
功能方法：从研究系统与环境的相互关系 中把握系统的能力和行为 功能分析法 功能模拟法 黑箱法
Part .03
结构是功能的内在根据 功能是要素与结构的外在表现
异构异功：结构不同表现的功能也不同 同构同功：相同的结构表现为相同的功能 同构异功：同一结构的系统可以发挥多种功能 同功异构：同一功能可由多种结构来实现
系统的结构与功能
目 录
COMPANY
01
系统的结构

02
系统的功能
03
系统结构与功能的关系
Part .01
系统的结构即系统内 部诸要素的组织形式
系统结构的特性：稳定性
层次性 开放性 相对性
系统的稳定性
点在稳 的定 一性 个是 基系 本统 特存
01
静态稳定
02
动态稳定
例如：管理系统中的销售系统，在一定时期 内，由于销售对象不断地交换，是销售活动 出现很大的随机性。
这种交换过程中由量变到质变，这就是系统结构的开 放性
相对性
在系统结构的无限层次中，高一级系统内部结构的要素，又包
含低一级系统的结构。故高一级的结构层次对低一级有较大的

模拟情境教学主要是模拟职业活动中的某些场景，在这些场景中 具有与实际职业活动相同的功能及工作过程，让学生在接近位有一个比较具体的、综合性的全面理解，有利于学生职业素 质的全面提高。这种教学法又被称作为“角色扮演法”。
一、方法概述
向梅梅、刘明贵提出:“模拟教学法是一种以教学手段和教学环境 为目标导向的行为引导型教学模拟”。
一、方法概述
1、模拟教学法的含义
同济大学中德技术教育职业学院院长陈祝林教授在其主编的《给水 与排水专业教学法》中,将模拟教学法阐述为:“模拟教学法指的是按照 时间发展顺序,在模型的辅助下,按照事情发展的逻辑顺序及其依存关系 和相互作用来复制事件、流程(过程),从而展示原型的基本特征与功能。 ”
一、方法概述
2、模拟教学法的起源
20世纪80年代以来,行动导向教学法在德国兴起, 模拟教学作为 行动导向教学体系中一种典型的教学方法自然而然地成为人们关注 的焦点。
随着世界经济竞争焦点从产品逐渐转向产业，许多大学、公司 纷纷按照产业人才需求有针对性地开展模拟教学软件的幵发，加之 互联网应用的普及,模拟教学可以在网络上便捷地进行,学生只要在 网络终端上输入模拟决策信息,经因特网上传至主服务器,再经服务 器处理后,模拟结果很快地传回各个终端,学生就能通过终端及时地 了解自己决策的效果。虚拟现实技术的出现为模拟教学法应用带来 新的革命。
一、方法概述
1、模拟教学法的含义
模拟教学法在人为的仿真情境或环境里学习某职业所需的知识、 技能和能力的教学方法。它又可分为模拟设备教学与模拟情境教学两 大类。
模拟设备教学主要是靠模拟设备作为教学的支撑，采用仿真模型 （模拟器）来取代真实的原型。学生在仿真模型（模拟器）上按照实 际工作程序和方式方法进行操作训练，培养职业技能。

一、概念题（4个，20’）1、能量守恒与转化定律：19世纪40年代，迈尔、焦耳等人通过各自的途径发现了能量守恒与转化定律。

这个定律在当量的关系上揭示了存在于自然界的热、光、电、磁、机械和化学的等等这些当时被称之为“物理力”，而实际上是能量的特殊物理量之间的联系和转化，一切物质都具有能量，能量不能自生自灭，它只能从一种形式转化成另一种形式，从一种物质传递到另一种物质，其总能量是不变的。

能量守恒与转化定律证明自然界中物质形态具有统一性。

它打破了形而上学关于无机物之间没有联系的旧观念。

因此，自然界的一切运动都可以归结为一种形式向另一种形式不断的转化的过程。

2、非加和性关系：整体和部分使存在于系统中的一对矛盾。

在这对矛盾中，部分和整体可以经由两种方式而相互过渡：加和性方式和非加和性方式。

系统之所以成为系统，乃是由于其中存在着非加和性关系。

这种非加和性表征着新属性的出现，表征着系统与其构成部分之间的质的差异。

非加和性的存在，使得系统完全约化为其构成部分简单叠加的方法失去了合理性。

系统具有整体性，相关性，有序性等诸特性。

系统的整体性即系统功能的非加和性。

系统科学方法的整体性原则，是基于要素对系统的非加和性关系.当要素之间存在相干性、协同性的条件下，会有新质的突现。

这种新质不是单个要素所具有的，而是系统整体才具有的。

至部分属性的丧失；协同和放大意味着耦合各方在一种新的模式下协调一致的活动，其原有属性可以被拓宽放大。

他们交错重叠在一起，共同导致属性不可分割的整体的形成。

4、吸引与排斥：在非生命世界中充满着以吸引和排斥为对立两级而不断展开的矛盾斗争。

恩格斯指出：“一切运动都存在于吸引和排斥的相互作用中。

”在这里，吸引和排斥主要是指非生命界事物相互作用中两种相反运动趋势的对立统一关系，是对接近和分离、收缩和膨胀、凝聚和扩散、吸收和辐射、化合和化分、聚变和裂变等特殊矛盾运动所作的高度概括。

恩格斯是把吸引和排斥作为非生命世界的基本矛盾来把握的。