ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА ПО ТЕХНОЛОГИИ

Класс: 11

Тема урока: Основные закономерности развития искусственных систем.

Цели урока:

Обучающая:

Ознакомить учащихся с основными закономерностями развития искусственных систем.

Воспитательная:

Воспитание уважительного отношения к технологии как части общечеловеческой культуры, ответственного отношения к труду и результатам труда;

Развивающая:

Развитие технического и творческого мышления.

Ход урока:

I. Организационный момент.

- Проверка явки учащихся.

- Объявление темы и цели урока.

II. Актуализация знаний учащихся:

1. Дайте определение понятия «искусственная система»?

2. Приведите примеры искусственных систем?

III. Изложение материала урока:

План:

1. Развитие системы и его основные этапы.

2. Жизненный цикл системы.

3. Критерии развития технических систем.

4. Система законов развития технических систем.

1. В системе как элементе системы более высокого уровня могут накапливаться противоречия (проблемы), для разрешения которых система должна иметь новые функциональные свойства – возникает необходимость преобразования системы (создание новой или модернизация существующей) для обеспечения новых функциональных свойств (создание новой структуры). Это может привести как к гибели, так и к возникновению качественно иной системы.

Возможны различные причины возникновения в системе противоречий (проблем): изменение целей, изменения условий внешней среды, проникновение в систему чуждых элементов, воздействующих на структуру системы (внешние причины); ограниченность пространства развития и обострение противоречий между элементами системы; накопление ошибок; прекращение воспроизводства элементов, составляющих систему (внутренние причины).

В зависимости от проблемы и возникших условий возможны как эволюционные (модернизация существующей системы) так и скачкообразные, революционные (формирование новой системы) преобразования, развитие системы.

Развитие возникает в результате необходимости снятия противоречий как внутри системы (структурные – между потоками ресурсов между компонентами системы, функциональные – разнонаправленные причинно-следственные связи), так и вне ее (влияние внешних связей).

Приобретаемые системой новые функциональные качества включают в себя специфические свойства, соответствующие новым внешним условиям и целям.

Основные этапы развития в обобщенном виде:

- подготовительный этап (накопление противоречий в старой системе, создание предпосылок развития новой системы),

- этап развития (формирование ресурсов системы, выделение системы из внешней среды, формирование интегративных свойств системы, ее структуры и функций),

- этап стабилизации (доводка и наладка системы),

- этап устойчивого функционирования (эксплуатации), этап деградации системы (снятие системы с эксплуатации).

Не следует понимать, что система всегда существует либо в стадии функционирования, либо в стадии развития. Пример: при реконструкции одного цеха завод в целом функционирует.

Частичная модернизация существующей системы – изменение ее параметров (а иногда и структуры) с целью незначительного улучшения одного или нескольких свойств системы.

Существенная модернизация – изменение параметров и структуры системы для значительного изменения свойств системы при решении прежних или новых целевых задач.

Создание новой системы – для решения новых целевых задач или для получения принципиально новых свойств системы при решении прежних задач.

2. Жизненный цикл системы

Понятие «жизненный цикл» позволяет выделить систему во времени от начала работ по созданию системы до прекращения ее существования.

Жизненный цикл системы - это непрерывный процесс развития и существования системы с момента принятия решения о необходимости ее создания до момента ее полного изъятия из эксплуатации.

В процессе жизнедеятельности система проходит ряд взаимосвязанных этапов развития, отличающихся друг от друга формами взаимодействия со средой. Различают два генеральных периода жизненного цикла системы - развитие системы и целевое функционирование системы, каждый из которых характеризуется специфическим комплексом процессов – этапами жизненного цикла.

Французский биолог XVIII в. Бонне писал: «Все части, составляющие тело, настолько непосредственно, многоразлично и многообразно связаны друг с другом в области своих функций, что они неотделимы друг от друга, что родство их предельно тесно и что они должны были появиться одновременно. Артерии предполагают наличие вен; функции как тех, так и других предполагают наличие нервов; эти предполагают в свою очередь наличие мозга, а последний – наличие сердца; каждое отдельное условие – целый ряд условий…».

3. Критерии развития технических систем

Развитие любой технической системы определяется соответствую- щими критериями развития, которые можно разделить на четыре группы:

· функциональные;

· технологические;

· экономические;

· антропогенные.

Под функциональными критериями понимаются те критерии, которые непосредственно отвечают назначению системы. Другими словами, это эксплуатационные характеристики технической системы, например: скорость, высота полета, дальность стрельбы, точность позиционирования робота, количество позиций смены инструмента и т. д.

Технологические критерии позволяют оценить возможности изготовления данной технической системы (материалоемкость, энергоемкость, степень автоматизации и т. д.).

Технологические критерии тесно связаны с экономическими критериями, определяющими затраты на изготовление, проектирование, эксплуатацию, ремонт.

По антропогенным критериям можно оценить удобство и безопасность создаваемой системы для человека – это дизайн, эргономичность, экологичность.

Основным законом развития техники является закон улучшения одних критериев и не ухудшения при этом других. Технические системы (независимо от своего назначения) последовательно проходят в своем развитии три этапа: медленное нарастание, быстрый лавинообразный рост и стабилизация одной из главных эксплуатационных характеристик системы.

Кривая, построенная в осях координат, где по вертикали откладывается численное значение одной из эксплуатационных характеристик, а по горизонтали – «возраст» технической системы или затраты на ее развитие, получила название S-образной линии жизни технической системы. S-кривая является иллюстрацией качественного развития технической системы.

Рис. 1. Линия жизни технической системы.

4. Система законов развития технических систем

· закон полноты частей системы. Необходимость наличия и минимальной работоспособности основных частей системы;

· закон энергетической проводимости. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы. Следствие из закона: чтобы часть системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органом управления;

· закон согласования ритмики частей системы. Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование (или сознательное рассогласование) частоты колебаний (периодичности работы) всех частей системы;

· закон динамизации технических систем. Жесткие системы должны становиться динамичными для повышения их эффективности, то есть переходить к более гибкой, быстро меняющейся структуре и к режиму работы, подстраивающемуся под изменения внешней среды;

· закон неравномерности развития частей системы. Развитие частей системы идет неравномерно. Чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей;

· закон перехода в надсистему. Развитие системы, достигшей своего предела, может быть продолжено на уровне надсистемы. Исчерпав ресурсы своего развития, система объединяется с другой системой, образуя новую, более сложную систему;

· закон перехода с макроуровня на микроуровень. Развитие рабочих органов идет сначала на макро-, а затем на микро-уровне;

· закон увеличения степени идеальности. Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности. Идеальная ТС - это система, масса, габариты и энергоемкость которой стремятся к нулю, а ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. В пределе: идеальная система та, которой нет, а функция ее сохраняется и выполняется.

IV. Практическая работа.

На примере мобильных телефонов, компьютеров или телевизоров (или других технических объектов) опишите путь развития данных технических систем.

V. Подведение итогов урока.

Проверка практических работ.

Выставление оценок.

Основные исторические этапы развития техники

Яндекс.Директ

Яндекс.Директ

Техника как один из существенных аспектов культуры, а, следовательно, и как одна из важнейших разновидностей в творческой человеческой деятельности прошла в своем развитии долгий исторический путь, включающий в себя ряд этапов, среди которых можно выделить четыре основных этапа: зарождение техники, ремесленную технику, машинную технику и современную (информационную технику).

На первом из указанных исторических этапов техника носила еще сугубо случайный характер, т.е. словами Х. Ортеги-и-Гассета, "техникой случая". И в самом деле, исторически первые средства или орудия, как подчеркивали Л. Гейгер и Л. Нуаре, случайно находились, а не изобретались преднамеренно. Следовательно, на самом раннем этапе своего существовании первобытный человек еще не знал изготовления орудий в собственном смысле слова. Он тогда ограничивался лишь тем, что использовал случайные, естественные предметы в качестве средств для достижения своих целей.

Все это говорит о том, что на исходном этапе существовании техники человек еще не осознавал себя в качестве субъекта своей собственной деятельности, а, следовательно, и в качестве творца техники.

Следует особо подчеркнуть и тот факт, что на первом историческом этапе существования техники, где и в процессе изобретения нового орудия безраздельно господствовал случай, темпы ее развития были крайне низкими. Именно поэтому этап зарождения становления техники был самым длительным и продолжался, по-видимому, сотнями тысячелетий. Он охватывал собой весь доисторический период существования человечества и завершился только с появления древних цивилизаций в Месопотамии, Египте, Индии и Китае, где впервые начинает складываться новый этап в историческом развитии техники - этап, так называемый ремесленной техники.

На втором историческом этапе развитии техники технические изделии становятся в сравнительно многочисленными и намного разнообразными, а технология их изготовления - достаточно сложной. Именно поэтому уже не всякий человек может, как это было раньше, сам изготавливать необходимые для своей работы орудия. Более того, само использование некоторых особенно сложных орудий требует теперь соответствующей, более или менее серьезной подготовки. Еще более серьезной подготовки длительной выучки требует теперь занятия собственно ремеслом, т.е. изготовлением самих орудий и производством утвари и услуг.

В связи с этим состоит одна из важнейших особенностей ремесла, отличающая его от других, более развитых форм технической деятельности, и заключающаяся в том, что при нем орудие труда еще выступает простым дополнением или придатком к человеку, который поэтому продолжает оставаться главным действующим лицом или "движущей силой" (К. Маркс) всего технического процесса. Данное отношение "человек - орудие" коренным образом изменится только впоследствии, при так называемой машинной техники.

Другое существенное отличие ремесла как особой формы технической деятельности состоит в том, что оно основывается не на науке, не на теоретическом расчете, а на традиционных знаниях, на передаваемых от поколения к поколению практических навыках и умениях. Это значит, что ремеслом можно было овладевать только эмпирическим путем, и именно поэтому оно оставалось во власти традиции. Данное обстоятельство наложило сильные ограничения на всю изобретательскую деятельность. И, в самом деле, изобретение или техническое открытие на протяжении всего второго исторического этапа существования и развития техники оставалось редким событием и носило, как правило, то же случайный непреднамеренный характер, что и раньше. Эти темпы существенно ускорились по сравнению с темпами развития "техники случая", но, тем не менее, они оставались настолько медленными, что второй исторический этап в развитии техники продолжался тысячелетиями в историческом плане завершился лишь с наступлением эпохи Возрождения, а еще точнее - с началом эпохи Нового времени в Европе. Следовательно, только с наступлением Нового времени ремесленная техника исторически исчерпывает свои возможности и уступает место новому этапу в развитии техники - машинной техники.

В основе машинной техники лежит уже инженерная деятельность, которая, как более развитая форма технической деятельности, ориентируется на науку, на теоретическое и прикладное естествознание. Вот, собственно, почему она как историческая альтернатива ремесленной техники, в принципе, не могла сложиться раньше, чем начало формироваться и свободно развиваться естествознания. Тем более, что инженерная деятельность, как в прочем и само естествознание, были вызваны к жизни, в конечном итоге именно потребностями в развитии производительных сил, которые общество стало особо остро испытывать в Новое время вместе с завершением эпохи первоначального накопления капитала и началом эпохи буржуазных революций в странах Западной Европе.

Инженерная деятельность не могла появиться из "вакуума" и что она, как любое другое явление, должна была иметь свою предысторию. Поэтому "ростки" этой деятельности, ее исторические образы или, точнее, прообразы, можно найти не только в эпохе Возрождения, но и в античности. Правда, эти прообразы оставались чем-то эпизодическим, нетипичным, случайно существующим на фоне безраздельного господства ремесленной деятельности. Именно так следует, как нам представляется, оценивать, например, техническую мысль и вообще техническую деятельность Архимеда.

Первую серьезную попытку преодоления традиции, резко противопоставляющей теоретическую деятельность деятельности практической в эпохе Возрождения, мы находим в творчестве одного из самых выдающихся умов данной эпохи - Леонардо да Винчи, который полностью реабилитировал опытное познание, практику вообще. "Мои предметы, - говорил он, - родились из простого и чистого опыта, который есть истинный учитель …"

Однако много результатов своих научно-технических исследований и расчетов Леонардо да Винчи не решился опубликовать, оставляя их не просто в рукописном виде, но и написанными к тому же в обратном порядке, т.е. в зеркальном отображении. Он преднамеренно пошел на такую меру, по-видимому, опасаясь, как бы, злой человеческий гений не воспользовался его различными изобретениями и практически применял их во вред человеку и роду людскому, тем более что люди, по его мнению, изначально обладают злой природой.

Не исключено, что именно данное обстоятельство послужило одной из причин того, почему начало нового естествознания (и науки вообще) стало ассоциироваться только с именем Галилео Галилея, который по сути дела, продолжил путь, проложенный в научном познании Леонардом да Винчи.

Машинная техника, как более высокий этап в историческом развитии техники, не могла складываться иначе, чем на строго научной основе, на базе теоретической и прикладного естествознания. Другой существенный признак машинной техники, отличающий ее от техники ремесленной, состоит в том, что мускульная сила человека как движущее начало всего технического процесса заменяется какой-либо из сил природы.

Основной движущей силой технического процесса, машинной технике движущим началом этого последнего выступает уже преобразованная в машину сила природы. Это значит, что имевшая место в ремесленном производстве непосредственная связь человека с орудием разрывается, и отношение между ними при промышленном производстве становятся опосредованными природными силами. В результате собственно техническая функция и функция сугубо исполнительная, которые ранее соединял в себе и одновременно выполнял один и тот же человек (ремесленник), оказываются теперь раздельными.

Среди всех существующих признаков информационной техники как нового этапа в историческом развитии техники, который начал складываться примерно с середины 20 столетия, прежде всего, необходимо выделить следующие.

Во-первых, при информационной технике не только мускульная сила человека, но и его интеллектуальные способности заменяются природными силами, связями и процессами. Именно данное обстоятельство становится мощнейшим фактором дальнейшего ускоренного развития современной научно-технической революции. За последние 50 лет достигнутые феноменальные успехи в создании и практическом использовании искусственного интеллекта не только позволили поднять технику на небывалую раннее высоту, но и открыли практически безграничные возможности для дальнейшего ускоренного технического прогресса.

Во-вторых, на информационном этапе своего исторического развития техника еще в гораздо большей степени становится "органом человеческого мозга" и "овеществленной силой знания" (К. Маркс).

В-третьих, всевозрастающая вовлеченность техники и науки в экономический оборот, их, всеусиливающая коммерциализация. Данное обстоятельство, безусловно, создает дополнительные и по сути непреодолимые трудности на пути подчинения современного научно-технического процесса интересам всего общества, человечества в целом.

В-четвертых, информационная техника отличается, далее, более глубокой дифференциацией инженерной деятельности, в структуре которой достаточно отчетливо обозначаются границы между такими его элементами, как изобретения, проектирования и конструирования. Каждый из этих элементов превращается в относительно автономную сферу технической деятельности.

В-пятых, участие и роль человека в непосредственном технолого-производственном процессе крайне минимизируются, что повлечет за собой такие серьезные последствия, как:

- крайне узкую специализацию занятого в технике и в производстве человека, а, следовательно, и его одностороннее интеллектуально-духовное развитие;

- превращение непосредственного исполнителя в незначительную частицу машинного механизма, по отношению к которому он еще в большей степени чувствует себя простым придатком и, таким образом, сильнее ощущает свою рабскую зависимость от техники как важный аспект отчуждения вообще;

- существенное пополнение рядов безработных, что, несомненно, обостряет социальную ситуацию и заметно усиливает социальную напряженность и еще более усугубляет отчуждение человеческой личности в современном обществе.

В-шестых, информационная техника еще больше и острее влияет на негативные стороны научно-технического прогресса. Последствия этого развития чаще всего становятся непредсказуемыми. В связи с этим современный научно-технический прогресс приобретает в целом более угрожающий характер по отношению к человеку и вообще к существованию жизни на нашей планете. При капиталистической системе хозяйствования на самом деле действует так называемый технологический императив, согласно которому допускается производство всего того, что технически возможно производить. И, пожалуй, единственно действенное ограничение, налагаемое данной системой на этот императив - это интересы бизнеса и потребности капитала в развитии.