目标驱动（共9篇）
目标驱动 篇1
课堂“任务活动”是教师在课堂上通过组织贴近学生生活实际的有意义的活动任务, 使学生在“做中学”, 以活动为载体来获取知识。“四层次”目标即了解层次、操作层次、领会层次、探究层次, 是用任务型学习加以整合而提出的一种教学模式。具体来说, 是教师以“四个目标层次”为前提, 设计出符合学生认知规律的教学任务, 学生以“四层次目标任务”为动力, 确定适合自己的目标任务, 在充分预习的前提下完成学习任务, 任务完成是在低层次向高层次逐步挑战的过程中进行的。本教学模式的特色: (1) 学生学习具有目标性和任务性; (2) 教学设计具有层次性; (3) 学习方式具有驱动性; (4) 作业、练习具有针对性和层次性。
摘自《上海教育科研》
目标驱动 篇2
以管理为驱动以过程为纽带 以活动为载体以效果为目标 不断把“四无”队站创建活动引向深入
----“四无”队站创建活动汇报材料
二○一○年七月
“四无”队站汇报材料 以管理为驱动 以过程为纽带 以活动为载体 以效果为目标
不断把“四无”队站创建活动引向深入
----“四无”队站创建活动汇报材料
各位领导、同志们：
大家好！今天是xx油田上半年安全总结会议，我处作为“四无”队站示范单位进行交流发言，我们深感荣幸！现在就我处今年“四无”队站创建活动开展情况，向各位领导和同志们作简要汇报。
由于我处各单位较为分散、点多、面广，从事的安全环境俱与油气有关，以队站为主体的安全管理模式在我处显得尤为重要，队站的安全管理成为了我处抓好安全工作的关键，成为了抓好安全工作的基石。我处按照油田开展“我要安全”活动要求，进步贯彻创建“四无”队站活动，以活动为契机，全面推进HSE管理工作，提高HSE管理体系运行实效，落实全员HSE职责，提高全体员工的HSE技能，规范各级管理人员和岗位员工的工作行为，使每一名员工都能够识别风险、控制风险、削减风险，遵章操作、令行禁止，切实提高各项管理制度的执行力和有效性。树立HSE管理重点在基层、核心在班组、关键在岗位的管理理念。
自开展“四无”队站活动以来，我处坚持“抓机制、抓管理、抓过程、抓活动、抓效果”的工作方针，强化工作力度，全面推动创建“四无”队站活动向经常化、制度化、规范化和科学化轨道发展。
一、抓机制，保证创建活动规范运行。
活动开展之初，我处积极召开专项会议，各级党政领导、各级部门、各基层单位联动沟通，完善了创建“四无”队站活动的机制建设。一是
“四无”队站汇报材料 建立了领导机制，创建“四无”队站活动形成了系统化的工作格局。由处主管安全生产的副经理牵头，安全环保科联合党委办公室、培训考核站等部门，成立了创建“四无”队站活动组织领导小组，下发了《关于创建HSE示范单位和“四无”队站的通知》，制定了《“四无”队站管理办法和考核细则》。规定领导小组对活动定期进行检查，定期召开协调会，对“四无”队站活动统一部署、统一考核、统一表彰。各基层单位也成立了相应的活动领导小组，对活动进行不定期检查考核，切实加强了活动的领导。二是纳入了我处HSE管理体系范畴，创建活动逐步成为了HSE管理工作的一部分。将“四无”队站创建活动纳入到了HSE管理体系和安全、经济责任制中。各基层单位也将创建活动作为HSE全管理的一项重要内容。普遍做到了“三个纳入”，即将创建活动纳入到单位的总体工作中；将创建重点纳入到具体的阶段性工作安排；将“四无”队站验收考核纳入到单位的生产经营考核之中。三是建立联动机制，创建活动逐渐形成了“横向到边、纵向到底”和协调运作、整体推进的工作态势。
各基层单位根据下发的《关于创建HSE示范单位和“四无”队站的通知》和《“四无”队站管理办法和考核细则》制定了相应的本单位考核标准，并通过板报、橱窗、油气储运报等积极宣传创建活动，营造了良好的活动氛围。
二、抓管理，确保“四无”队站的先进性。
“四无”队站重在建设，关键在管理。我们将“四无”队站分为三个档次。根据级别不同，给予不同的待遇。为避免创建时表现优秀，创
“四无”队站汇报材料 建后滑坡现象，领导小组成立了处、基层单位两级“四无”队站管理档案，要求各创建单位必须有相应的申报材料、考核成绩等原始记录，进一步强化了“四无”队站的科学管理体系。同时，我们还要求基层单位每周进行考核，处领导小组每月定期检查，每季评比的验收考核机制，并在安全环保科设立监督举报电话。通过这种规范、动态的管理行为，加强了“四无”队站的监督管理，保证了全处“四无”队站的先进性、示范性和导向性，促进了创建“四无”队站活动在基层的健康发展。处领导小组按照创建标准，通过随机检查、抽查，对“四无”队站考核评比，发现好的典型和经验，及时宣传表扬，发现有不合格或不符实的，领导小组给予警告，限期整改，季度分数仍不达标的，取消其称号和待遇。并把考核成绩纳入到基层单位季度奖金兑现。这些激励政策的制定和落实在广大职工、岗位、班组、队站产生了很大影响，使各阶层更加重视，进一步深化了“四无”队站创建活动。
三、抓过程，提高创建活动的应用性。
一是进一步加强精细化、标准化、规范化管理。于4月份开展岗位危害识别与风险评估工作，应用各种安全分析方法，对岗位危害进行一次重新识别与评估，并根据评估结果制定相应的防范措施。使每一名员工都能够识别本岗位风险、控制风险、削减风险，并做到遵章操作、令行禁止。切实提高其HSE制度的执行力和有效性。例如，建立了《设备巡视检查标准化作业指导书》，内容包括：设备巡视周期、巡视前准备、巡视路线、缺陷及异常记录、巡视签名记录等5个栏目。按设备巡视路线检查就等于开好工作票一样，按流程设备标向检查一项，做好一次记
“四无”队站汇报材料 录，确保巡视检查的质量。
二是实行“责任担当”，将安全管理细化到班组的每一个成员。生产是整个班组成员协作完成的，所以每一个人都要参与安全管理。从而切实把安全工作的压力传递到每一个职工，提高员工的参与安全管理的积极性、主动性，逐步实现人因本质安全。各单位在员工中实行“责任担当”，将作业活动和安全设施每个细节承包到人，每次检查都要签字确实，建立起依靠群众搞好安全生产的多元化组织。
三是开展“安全在我心中”安全文化园活动。在创建单位通过征集家庭照片、亲人安全寄语等内容，制作安全主题活动专栏，放在工作场所醒目的位置，让亲情的嘱托与呼唤时刻伴随在职工身边，从思想根本上牵动职工的心灵，提升职工的安全意识，自觉转变安全观念，认真履行安全职责，形成人人讲安全、想安全、抓安全的好作风。同时，开展每日“安全宣誓”活动，通过对同事、对家人的安全寄语，呼唤“安全情感”的回归，在浓厚的人文关怀气息中，用爱心和亲情筑牢了安全生产又一道防线。
四是用“三铁”反“三违”，加强现场安全监督。在创建单位开展“当一天安全员”活动，提高全员参与安全、投身安全、保证安全的积极性。要求“安全员”用“铁的制度”制止单位领导违章指挥，用“铁的规程”制止违章操作，用“铁的纪律”制止违反劳动纪律。
五是打出“四套组合拳”，强化预案应急措施培训。各创建单位针对以往职工在预案演练过程中实际操作能力弱，配合陌生等状况，我们打出了“四套组合拳”：首先是“桌面演练拳”，即采取集中学习的形式，“四无”队站汇报材料 针对预案演练前期重视不够，对预案演练的重要性意识淡薄等现象，“重拳出击”，充分利用例会、学习的时机，加强理论学习，使职工对预案演练做到心中有数，在理论上有新的认识。次者是“现身说法拳”，即实际讲解、把理论与现场实际相结合，对职工再次进行培训，让每一位职工都明确演练中自己的位置和职责。再者是“强化训练拳”即高密度的现场强化训练，采取高标准、高密度、高强度的训练方式，使每个班，每个人都人人过关，个个掌握。真正做到了“人人会演练，个个是高手”。最后是“典型示范拳”，即采取培养优秀示范队员等措施，树立典型，针对“功底薄弱”，即演练不过关的职工，抽调优异职工现场示范，发挥了以点带面，举一反三的标杆作用。使职工对预案有了更加深入的理解，达到了熟练掌握、配合默契、进退有序。
六是查除隐患，严格执行安全监督检查。创建单位坚持进行“一周一查一改一通报”的自查自改活动。针对查出隐患，按照“即查即改，逐项反馈”的指导思想，全面查摆不足。做到“三查三改”强化现场安全管理。首先是做到“广泛查、深入改”，经过广泛自查，全方位查找安全方面的问题。再者是做到“交叉查、互助改”，各创建单位之间，采取经常交流的经验做法，以达到互帮互学、共同提高的目的。消除自身查找惯性思维的影响，扫除了安全检查的盲区。最后是做到“细节查、逐项改”，坚持细化、具体化查找问题。严格按照考核细则，逐一落实，特别是对日常检查不经常触及的问题进行梳理，查找在安全工作中存在薄弱环节。
七是因地制宜，努力构造学习的平台。由于我处工作性质的限制，很
“四无”队站汇报材料 多岗位工作环境艰苦，一年四季长处偏远区域，而且空间狭小、条件简陋，精神文化生活较匮乏，职工常会感到空虚、无聊，进而产生思想隐患，而思想隐患是安全工作中的最大隐患。针对这种情况，我们组织开展“给基层送安全”活动，向岗位赠送安全书籍、影碟等，让职工在消磨时间的过程中学到了安全知识。
同时，为提高人员安全技能，大力倡导“工作学习化、学习工作化”的学习理念，坚持开展导师带徒、岗位练兵、一日一题等活动。坚持理论学习和实际操作、集中辅导和交叉培训、自学和定期考评相结合的培训方式，还制定了职工自我规划培训目标、自我决定培训方法、自我分析需求、自我评价效果的措施，从个人实际出发，以适应岗位需求为目的，进行自我学习和自我培训，不断提高岗位胜任能力。在学习过程中，强调 “五个到位” 即：计划到位、实施到位、分析到位、措施到位、效果到位，每月列出培训建议题目和内容，以班组为单位，自我选择实施。通过措施的实施，克服了轮休倒班、人员相对不集中的工作特点，构筑了方便职工学习的平台，使每人都真正成为找隐患、查违章、抓整改的行家里手，保证在生产正常情况下干得好，在生产非正常情况拿得下，依靠技能保安全。
四、抓活动，扩大创建活动的影响力。
在创建活动中，我们将“四无”队站作为安全生产工作中发挥作用的一项名牌工程，牢牢抓在手上，不断拓宽活动层面，扩大在处里的影响力。由于我处各岗位都涉及到油气危险物品，安全就是我们的生命。所以，我们把“四无”队站创建活动作为提高自身安全管理的有力时机。
“四无”队站汇报材料 在创建活动中，我们主要抓了以下几个方面内容：一是开展好安全教育活动。活动中，我们要求参加创建活动的基层组织每周至少利用“周一安全活动”时间举办一次安全教育活动，创建岗位要有不定期对岗位上的职工安全教育纪录和检查排除安全隐患纪录。并要求各创建岗位制定本岗位的安全理念和安全注意事项，有专门板报用于通报岗位安全情况。二是开展安全连锁承诺活动。在创建岗位上，我们采取安全连锁承诺制度，各岗位填写安全承诺卡，岗位下班人员为上班人员检查，上班人员为下班人员负责。领导小组和基层单位定期对岗位的连锁承诺制度执行情况进行检查。三是开展安全百分达标活动。活动中，我们针对安全考核内容，采取全员参与，每月打分、每季排名评比，并将名次在各单位张榜公布，奖惩分明，把岗位职工的安全风险与奖金挂钩，有效促进整体安全意识的提高。四是选树阶段性安全典型，树立安全工作的榜样。每月度，我们都将评选出安全明星和安全岗位，对其进行表彰奖励。并在油气储运报、网站中开辟风采专栏，对其事迹进行宣传，在职工中营造学先进、比先进的良好氛围。五是开展流动“四无”队站挂牌活动。为调动各岗位的积极性，促进“四无”队站的先进性，我处在“四无”队站的创建挂牌活动中，把“四无”队站作为安全工作的一面旗帜，采取了流动挂牌制度。各单位根据活动领导小组下发的《“四无”队站管理办法和考核细则》，制定了各岗位详细的《创建“四无”队站活动考核细则》。各基层活动领导小组按照各岗位考核细则每周检查，每月打分，并将成绩上报处活动领导小组。处活动领导小组按照每季度总分数将“四无”队站流动牌挂给前三名岗位。通过这种流动挂牌制度，极大
“四无”队站汇报材料 调动了职工参与活动比超先进的积极性，也促进了安全工作的进一步深入开展。
五、抓效果，从活动中总结提高。
通过“四无”队站创建活动的持续开展，我们在创建活动中不断总结经验教训，并逐步发展出一套行之有效的安全管理五字方针：
一是加强一个“管”字，加强管理是实现安全生产的关键，我们坚持从抓标准、抓基础入手，制定了各项岗位责任制和各项安全管理制度，建立了领导成员轮流安全生产值日制度，解决和处理生产中的安全问题和进行日巡安全监督检查，加强班组安全管理。
二是重视一个“教”字。对职工进行定期教育考核，将安全技术知识列为工人培训、考评内容之一；严格执行上级特种作业人员的有关规定，组织特种作业人员的培训；做好违章、违纪和事故安全教育，使广大职工安全意识和自身安全防护能力有进一步提高。
三是突出一个“防”字。安全检查是强化因素管理的重要手段，我们应经常检查所辖单位作业环境及各种设备、设施的安全状况，发现问题及各种设备设施的技术状况是否符合安全要求，发现设备、设施不正常情况及时采取措施，严格控制不合格标准要求的防护设备、设施投入使用。还要进行重点部位关键时期特殊季节的不定期检查，发现隐患存在的不安全因素提出整改意见和办法予以消除，使事故消灭在萌芽状态。
四是贯彻一个“严”字。执行制度严，无论是谁，都要依章办事，不违章指挥、不违章作业，违章必究。
五是求得一个“实”字。事故告诉我们，任何制度、标准、措施再
“四无”队站汇报材料 完善，如果不落实就等于一纸空文，因此我们把狠抓落实作为工作的着眼点。首先抓“责任制”的落实，其次是“奖罚制度”的落实，违章者均会收到一份“罚款通知单”。对日常工作中积极提合理化建议，举报违章、抢救事故、消除隐患者及时给予奖励。
下一步，我们将根据油田的统一部署，不断拓展活动内容，扩大活动规模，加强监督管理，更好地发挥“四无”队站在建设发展中的积极作用。
一、全面抓好安全技能培训。在开展经常性安全知识培训的基础上，将创建“四无”队站活动与“岗位练兵”、“师带徒”活动紧密结合。今年8月份是我处“技能提高月”，将大范围的开展技术培训和岗位大练兵活动。活动中，我们将把安全技能培训作为一项重要内容。同时，“师带徒”活动一直是我处开展较好的一项名牌工程，今年下半年，我们将把安全知识作为师徒教学的重要部分。
二、通过创建“四无”队站活动，树立安全工作的旗帜。下一步我们将由流动“四无”队站制度改为固定示范岗和流动示范岗并行。下半年，我们将召开““四无”队站授牌大会，将活动开展较好、在安全工作上有代表性、能够起到旗帜作用的基层单位，授予“四无”队站奖牌。但依旧坚持宁缺毋滥原则，对其他岗位依旧采取流动示范岗制度。提高“四无”队站在全处的可学性可比性。
我处在“四无”队站创建活动中，虽然取得了一些成绩，总结了一
目标驱动 篇3
【关 键 词】新课改；美术教育现状；课堂教学；贴近课标；巧设问题
一、高中美术鉴赏在学生回答问题或交流中，一定要做到“言物有所指，具体可操作”的层面
1. 了解高中美术教育现状，摈弃“假、大、空”，做到言之有物。我国目前的美术教育还处在一种较弱的环境或教育链中，尽管在高中新课改的前提下提升到了一定的高度，但仍然不容乐观。一是师资薄弱、紧缺，而且“替代”现象普遍。从小学到高中，能够配齐专业教师的学校不是太多，更不用说三线城市和偏远乡村的学校了。二是学校在美术教学设施设备的配置上不够重视或条件较差。大部分学校本来就不怎么考虑美术教学需要“专用教室”和一定的设施设备，但美术教学在这方面确实有一定的要求和限制，比如教室的朝向、灯光等，致使“配置”根本就提不到议事日程上来，更谈不上标准配置。当然，有相当数量的学校自身确实也有很大的困难。这就造成高中美术的部分模块不能正常开设，至少需要4～6间能让学生展开画架、铺开纸张、具有一定空间的教室，否则，很难开设绘画、书法等模块。三是学生对美术教育的作用在认识上有偏差。我们国家在恢复高考以来，开科取仕的科目从来与美术不沾边，尽管艺术考生近年来挤破头、升温过快，专家说“该降降温了”，但这些现象是社会功利驱使的结果，他们只是为了考取优等的美术专业院校并花费了巨额费用的少部分学生，与广大学生接受美育是不可同日而语的。因此，美术教育的大环境和现状对高中美术课堂教学不是很有利，直接影响着教学的效果。况且，目前我们高中学生的现状是对美术知识的了解甚少，鉴赏的困难多且难度大。因此，在诸多不利因素之下，还存在着学生对专业术语不甚了解却套用，来评价作品的“假、大、空”现象。
2. 在高中美术鉴赏教学课堂中欣赏美术作品时，要考虑美术教育的现状和高中学生的实际，切忌空洞无物，用套话评价作品。比如，在湖南美术出版社《美术鉴赏》中《从传统到现代》一课“思考与交流”要求“对比照片，凡高绘画中的景象与现实景象有很大的不同，具体表现在哪些方面，你能发现多少呢？”学生在回答中往往是“色彩鲜明”、“变形夸张”、“线条凌乱”等，看起来似乎是道出了评价美术作品的专业术语，也符合课标要求。但是，当你进一步地追问具体在画面中指哪些技法或内容时却不知所云。因此，一定要更进一步地让学生知道“色彩鲜明”是指“色彩相貌”之间区别差异大小的关系，给学生举例，黄色与绿色在一起、黄色与红色在一起，放远到一定的距离，更容易区别或显眼的是哪一组？学生立刻就会明白，显然是黄色与红色在一起的一组区别更显眼，这样学生就更容易理解美术专业术语的指向以及具体的绘画技法、语言，从而真正达到和贴近课标。
二、高中美术鉴赏课堂教学中，要准确定位教学目标，做到线条分明，重点突出
对课堂教学目标的准确定位是课堂教学预设的关键。一是定位教学内容。正确认识和把握教材内容是定位教学内容的第一环节。学生用书是专家编写给学生看和学习的，教师要在熟知教科书的基础上理出课本内容的线条，做出内容的增减和调整。二是根据课标和学生的兴趣和实际定位教学的重点。定位教学重点要把授课线条理清晰，重点就象一根针的针鼻，它的作用就是把所有的线条都牵住，从而使整课的教学都由此发散开来，有序地推进。三是定位课堂教学中的问题设置。问题是推动课堂教学有效性的重点措施之一，问题预设的好与坏，直接影响课堂教学的组织掌控和教学内容的落实，在问题定位上要把握好问题的难易程度，过浅则学生兴趣不浓或失去兴趣，过深则使学生难以达到而同样提不起精神，同时要考虑紧密结合学生现实生活，增强他们思考问题的动力。
三、课堂教学中，要灵活把握问题的递进追问
巧设问题，贯穿课堂和教学内容。如，我在教学《不同的歌声》（湘版高中美术鉴赏）一课时，一边播放杨洪基翻唱的《伏尔加纤夫曲》，一边要求学生静静而细致观察体味列宾的《伏尔加纤夫》一画，提了三方面的要求，“思考这幅画的主题，认真、细致地看11位纤夫的形象，你对这幅画的感觉。”学生在回答这幅画的主题时说，“这幅画的主题是展现了俄罗斯劳动人民生活的艰难困苦，表达了列宾对祖国的热爱和对劳动人民的同情”。我进一步追问，列宾对祖国的热爱从什么地方看得到？学生回答他的画反映了劳动人民的现实生活和对劳动人民深深的同情，我又问当时俄罗斯人民的生活现实是怎样的，与当时世界大国、大的民族相比而言，他们为什么更值得同情？于是学生就去联系历史知识，知道19世纪中叶，俄国在沙皇统治下还处在农奴制社会（尽管农奴制已废除，但仍在这种制度的现实中），但当时的美国、法国都已经完成了工业大革命，可想而知，俄国劳动人民生活在难以想象的痛苦中而受到艺术家的深切同情。反过来，再体会列宾所刻画的11位纤夫形象时，学生的兴趣就更加浓厚了。
目标驱动 篇4
一、“目标导航问题驱动”教学模式的内涵
现代学习理论认为, 知识不是通过教师传授得到的, 而是学习者在一定的情境即社会背景下, 借助他人 (教师和学习伙伴) 的帮助, 利用必要的学习资料, 通过意义建构的方式获得的。“目标导航问题驱动”是建立在建构主义和现代学习理论的基础上的一种教学方式。学习者能够批判性地学习新的思想和知识, 并将它们融入原有的认知结构中, 能够在众多的思想间进行联系并能够将已有的知识迁移到新的情境中, 依据教学目标, 提出问题、分析问题和解决问题。
目标导航遵循《课程标准》提出的“立足于适应现代生活和未来发展的需要, 着眼于提高21世纪公民的科学素养, 构建三维课程目标体系”的理念, 在这一理念的指导下, 课堂教学围绕着“认知性学习目标、技能性学习目标、体验性学习目标”开展一系列教学活动。目标决定着行动的方向, 准确把握教学目标是实现有效教和有效学的前提和关键, 教学目标是教与学的灵魂, 它支配着教学的全过程, 统领着教与学的方向, 并指导着对学习结果的评价, 因此, 教学目标起到了“导教、导学、导评”的作用。问题驱动是在新课程理念下, 开展系列的教学实践活动, 提倡以问题解决为驱动的方式实施课堂教学。问题驱动的目的是让学生参与到课堂教学中来, 由各种“问题”引导学生逐步地学习化学知识, 深刻理解所学内容的本质。特别是要抓住化学知识体系中具有核心观念的化学问题, 通过引导学生思考并提出问题, 促使学生进行有效学习。问题驱动是站在教师和学生共同发展的角度, 通过“问题解决”的思维模式组织教学, 搭建一个师生互动的平台, 以引导学生学会学习, 逐渐形成围绕教学目标, 提出问题、解决问题的能力。促进教师增强课程意识、树立新的教材观, 重构对化学学科体系的认识和理解, 从而促进教师的专业发展。问题驱动是将所要学习的核心知识转化为一个或几个具体的问题, 让学生在特定的情境中围绕问题展开分析和讨论, 寻求解决问题的方法和途径。通过具体的问题引导学生自主探究与合作学习, 运用这种学习方式来实现对所学知识的意义构建。
二、“目标导航问题驱动”教学模式的构建
“目标导航问题驱动”教学模式打破了以讲授灌输为主的封闭式教学体系, 取而代之的是以教学目标为引领, 师生共同创设学习问题, 并在教师点拨启发下, 进行相互研讨、交流、争论, 从而解决问题的一种教学方式。
“目标导航问题驱动”教学模式的基本程序如图1。
以苏教版教材《化学1》中“含硫化合物及其应用”为例, 说明“目标导航问题驱动”教学模式的主要程序。
1. 教学目标设计
教学目标是教学的出发点和归宿, 它指导着教学内容的设计和教学策略的选择。教学目标设计要将教学内容、课程标准与学生的已有认知能力和生活体验进行有机的整合, 使其成为具体、可操作、可测量的“过程与方法”维度的教学目标。
本节课设计了如下教学目标:
(1) 能说出二氧化硫的物理性质, 初步学会通过实验探究分析二氧化硫的化学性质 (酸性氧化物的性质、氧化还原性等) 。
(2) 列举实例说明二氧化硫在生产生活中的应用, 知道二氧化硫与氯水等氧化剂的漂白原理。
(3) 从氧化还原的角度认识硫酸型酸雨的形成, 知道采取哪些措施可减少酸雨对环境造成的危害。
(4) 初步认识化学物质在造福人类推进社会文明进程中所起的作用, 知道对物质的不合理应用也会引起危害生命健康、环境污染等社会问题, 逐步树立应用化学物质的科学观。
2. 自学尝试交流
课前, 教师要精心编制导学案, 明确学习目标, 围绕教学目标设计3~5个尝试练习。学生通过自学探究, 达到培养自学能力、知识迁移能力、独立思考与解决问题能力的目的。并通过尝试练习, 自检自测, 分析目标达成情况, 在此基础上提出需要解决的疑难问题。
本节课的尝试练习设计如下:
(1) 在一定浓度的Ba Cl2溶液中通入SO2气体, 未见沉淀生成, 若再通入另一种气体, 有沉淀生成, 则该气体是 ( )
(2) “酸雨”的形成主要是由于 ( )
A.森林遭乱砍滥伐, 破坏了生态平衡
B.工业上大量燃烧含硫燃料
C.大气中二氧化碳的含量增多
D.汽车排出大量尾气
(3) 试分析说明SO2、Cl2、Na2O2、HCl O、活性炭漂白脱色原理有何区别?
(4) SO2与CO2的组成相似但结构不同, 它们的化学性质有许多共同之处, 也有很多差异。请根据所学知识分析它们具有那些共性, 又有那些不同的性质。写出你熟悉的SO2发生氧化反应和还原反应的化学方程式。
3. 优化重组“问题”
在自学尝试过程中, 学生初步掌握了基础化学知识, 同时也会遇到许多疑难问题。不同层次的学生存在的问题大相径庭。如何帮助引导学生解决这些问题, 这就体现了教师的智慧。在教学过程中必须围绕教学目标和教学重点, 将学生提出的问题进行归纳重组, 使“问题”得到优化。
本节课着重探究如下四个问题。
问题1:二氧化硫的漂白原理与氯水的漂白原理相同吗?如何设计实验验证?
问题2:日常生活中我们经常见到削了皮的土豆、荸荠等露置于空气中很快变色, 但把去了皮的土豆、荸荠浸泡水中就不易变色, 这是为什么?菜场里的小贩常将去了皮的土豆等菜用SO2的水溶液浸泡后露置在空气中半天甚至一整天都不变色, 这又是为什么?说明SO2具有什么性质?请选择适当的试剂验证你的猜想。
问题3:酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出SO2所造成的。
(1) 现有雨水样品1份, 每隔一段时间测定该雨水样品的p H, 所得数据如下:
分析数据完成下列问题:
雨水样品pH变化的原因 (用化学方程式表示) _______, 如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合pH将_______ (填“变大”或“变小”) , 原因是 (用化学方程式表示) _______。
(2) 依据硫酸型酸雨的形成原理, 你认为采取哪些措施可减少酸雨的形成?
问题4:如何设计实验探究某气体是二氧化硫和二氧化碳的混合物?
4. 探究解决“问题”
上述探究的四个问题, 涉及二氧化硫的漂白性、氧化还原性、酸雨及其他综合性问题, 这些都是教材的核心内容, 教学的重点。创设这些有思维容量的问题情境, 引发学生全面、深刻的思维活动, 使学生进入主动的学习状态, 学生的认知得到最大化的发展。在这一过程中经过生生、师生的双边或多边讨论研究, 最终得出正确的结论。如问题4, 是一个综合性问题, 涉及二氧化硫的漂白性、酸酐的通性、氧化还原性等。这一问题对学生的知识迁移能力、分析比较能力、灵活运用所学知识解决问题的能力要求较高。解决这一问题的关键是启发引导学生, 从二氧化硫与二氧化碳的差异性入手。二氧化硫具有漂白性, 二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色, 而二氧化碳则没有这些性质, 通过分析探究, 逐步将思维引向深入, 最终设计出合理的方案:首先用品红溶液检验二氧化硫的存在;然后通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫;再次通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽;最后通入澄清石灰水检验二氧化碳的存在。
5. 归纳总结提升
通过上述问题探究, 学生掌握了二氧化硫的主要物理性质和化学性质, 初步了解了硫酸型酸雨的形成原因, 但这些知识是琐碎零散的。因此, 教师要引导学生进行归纳总结, 在理解的基础上逐步建立起以二氧化硫为中心的知识网络, 使所学知识进一步得到提升。
三、“目标导航问题驱动”教学模式的实施要点
1. 目标设计要科学
教学目标是课堂教学的灵魂, 科学设计教学目标需注意以下几点。
一是要富有弹性。设计教学目标要注意因材施教, 既要注意班集体以及学习困难学生的特点, 面向全体学生制定基本的教学目标, 还要针对学有余力的学生提出适当的高要求, 使教学目标体系具有一定的弹性, 使全体学生都能得到充分的发展。二是要突出重点。一节课有多重教学目标, 如知识目标、技能目标、情感目标等, 而这些维度目标还有若干个子目标, 每个目标相对应有一个学习结果。在设计教学目标时要权衡各目标, 确定主要教学目标, 并围绕主要目标设计, 以突出重点。三是要相互协调。在制定教学目标时, 要注意各目标之间的相互联系、相互促进、相互制约, 使它们组成协调、和谐、自然的教学目标体系。既要有知识与知识间的协调统一, 也要有知识与精神、知识与能力的协调, 还要有精神与精神、能力与能力之间的协调。四是要符合实际。教学目标设计要符合学生的认知规律和认知水平。学生的认知规律是指学生学习知识、技能, 获得方法的认知规律, 符合从特殊到一般, 从具体到抽象的认知规律。要分析学生现有的知识储备和能力, 对新知识的学习应在理解的基础上学会应用, 在技能提高上也应该从模仿到创新, 做到由易到难、由简单到复杂的循序渐进。
2. 问题设计有效果
课堂教学中问题设计是关键, 恰到好处的问题设计可以收到意想不到的效果。问题设计不是越深奥越好, 也不是越容易越好, 而是根据教学目标和教学内容来进行有效的教学设计。问题设计的有效性表现为科学性、针对性、开放性、探究性、真实性等方面。
3. 问题解决有策略
问题解决是根本, 要使问题顺利圆满地得到解决, 必须有一定的方法策略。创设问题情境、合作交流、点拨释疑都是问题解决的有效途径。
子曰:“知之者不如好之者, 好之者不如乐之者。”现代教学理论认为, 要实施有效教学, 必须充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用, 要发挥学生的主观能动性, 尤其要让学生乐学、善学、优学。教师要运用各种教学手段, 创设情境, 调动学生学习的积极性和创造性。
当下在人们对于新课程教学理论的关注与教学实践中, 合作交流受到了特别的关注。这是一种通过学生分工合作、讨论交流以共同达成学习目标的一种高效学习方式, 它更符合新课程所倡导的“主动、合作、探究”的理念。因此, 教学过程中教师要创造各种条件, 引导学生主动探究、合作交流, 通过交谈、书写、解决问题等方式共同分享学习成果, 构建自己的知识和经验体系。
课堂教学中教师对于学生的讨论、质疑必须进行适当、明确的点拨和讲解, 因势利导, 引导学生建立一个正确的思想方法和学习方法, 鼓励学生积极参与, 把学生引向知识学习的既定目标, 从而启迪学生思维, 深入地掌握和理解知识。
目标驱动 篇5
关键词：目标管理,项目驱动,案例教学
（一）目标管理、项目驱动、案例教学教学模式实现背景与简介
1. 目标管理、项目驱动、案例教学教学模式的实现背景。
私立华联学院是属于高职高专院校，生源主要来自于两个方向，一类是普通高中毕业生，另一类是中等职业学校的学生。这两类的学生都有相同的特点，对理论知识的掌握相对薄弱，而高职高专的定位恰恰是职业技能型人才，强调的是适应生产、建设、管理、服务第一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用型专门人才。学生应在必备的理论基础知识和专门知识的基础上，重点掌握从事专业领域实际工作的基本素质和职业技能，所以不可能采用本科院校学科系统的教学模式，必须研究适合高职高专教学内容需要的教学方法。传统的教学常常是理论课+实验课模式，重理论、轻实践，不符合高职高专院校培养人才的目标，无法培养出高技能的应用人才，其原因和课程体系的设置、实践教学的目标要求及培养模式等因素有关，学生无法把课程知识融会贯通、学以致用，所以在高职教育不能简单地套用传统的教学方法。私立华联学院软件工程系各教研室在教研室活动中，针对学生的具体情况，开展目标管理、项目驱动、案例教学教学模式的研究，以全面提高学生的综合技术能力为目标，采用新教学模式培养专业的职业技能人才。
2. 目标管理、项目驱动、案例教学教学模式简介。
目标管理，是指明确每门课程的理论和实践教学目标、学习目标，确定课程中的知识点所要达到的层次深度，要达到的高职高专的人才课程教学目标。项目驱动是指在整个教学过程中，以完成具体的项目为线索，由教师把教学内容巧妙、隐含地设计在单个项目中，让学生分组完成具体的项目，以此提高学生的职业技能、积累项目开发经验。在这一过程中，教师充当学生的导师，而不是传统的知识灌输者，通过引导学生自主学习，学会发现、思考、提出和寻找解决问题的方法，让学生主动学习，而不是被动接受的一种教学手段。案例教学是在教师的精心策划和指导下，根据教学目标和教学内容的要求，运用典型案例，让学生身临其境地分析、研究案例，激发创新思维，以培养沟通能力和提升实践能力为目的的一种教学方式和手段。
（二）目标管理、项目驱动、案例教学教学模式的实施的特点
传统教学模式以知识传授作为教学的重点，而对学生的实际动手能力的培养较为薄弱。目标管理、项目驱动、案例教学教学模式，是采用目标管理、项目驱动的企业化培养方法，教师再采用具体的案例进行教学的一种崭新的教学培养模式，将学习内容寓于不同阶段的具体项目内，师生的教与学都围绕这些项目的实施展开，并且在场景上引入企业化的背景，整个教学活动最终被模拟成在企业中完成特定工作项目，在项目实施、管理方面有着浓厚的企业色彩，但在经济、投资方面又淡出企业的限制，更注重对于企业软环境的模拟和工作环境营造。目标管理、项目驱动、案例教学教学模式的特点主要有两大特点：首先是学生的学习目标明确，能调动学生学习的主动性。在以往的教学中，均有统一的教学大纲，对每门课程的教学目标、教学内容都有完整的描述和要求，这些要求在具体的实施中，往往是强调理论层次的达标，考核也是采用理论的方式来实现，例如像网页设计这类操作性强的课程，如果采用传统的教学方式，按部就班的教学，无法调动学生学习的积极性。但采用新的教学模式后，教师在教学中，采用具体的网站案例，并根据现时的社会变化，带动学生从实例中学习，学生不仅喜欢学，而且往往为了达到与社会接轨的要求，主动的去学习相关的知识，学习的目标明确，并通过项目驱动，摸拟实际的网站项目，组成小组，分工合作，最后完成具有现实意义又有创建性的网站，这对于一门课程最终需要达到的教学效果是非常的明显的。第二个特点是改变考试方式，以项目为代替考试。在目标管理、项目驱动、在案例教学教学模式中，强调的是实际动手能力，把所学的知识用到实处。所以学生在整个学习的过程中，围绕项目展开，从小及大，逐步深化，有目标的学习，以及最后能做出含有较强技能的项目并且完成相关文档为结束。相应的，应用这种教学模式的科目也将这些课程的考核方式改为以制作作品、开发项目来替代传统的考试的考核机制。学生将所学到的知识用到自己的设计和制作的作品、项目中，知识很容易就被学生融会贯通，转化为实际的运用能力，而学生能真正实现学以致用才这才是教学的最终目的。
（三）目标管理、项目驱动、案例教学教学模式的效应与推广
采用目标管理、项目驱动、案例教学教学模式，以项目为学习的动力，以案例为教学的核心，并对教学目标均有明确的定位与管理，这区别于传统的教学法，传统的教学法是以知识为驱动，是以知识为核心，由于很多知识是抽象的，所以有的时候学生很难理解各个知识点，从而影响学习的积极性。而“目标管理、项目驱动、案例教学”教学模式由于强调了项目的真实性，一开始就能够引起了学生的极大兴趣，引发学生的学习积极性，学生考试的通过率、对知识的应用能力、理解能力均大大提高。这种教学方法在部份课程中使用后，学生的学习情绪明显提高，实际动手能力明显加强，有部份学生的作品用来参加比赛后，获得省内甚至国内比赛的名次，这都是以往传统教学中所以没有的。以项目作驱动将会促使学生对知识的学到即用、活学活用，知识很容易被学生融会贯通，转化为实际的运用能力，而能力的提升才是学生掌握知识的根本目的。现在目标管理、项目驱动、案例教学教学模式在私立华联学院计算机类课程的实际应用中，已经得到初步的成效，大部份学生不仅能通过考试，并通过项目的开发与设计，走出校门，参加各类型相关比赛。在新教学模式的培养下，学生能学得更贴近社会的实际需要，更有利于将来毕业后走向社会。
参考文献
[1]覃文忠, 万金友.关于软件学院实施“项目驱动”教学模式的探索[J].教学与研究, 2004 (4) .
目标驱动 篇6
在自动导引车(AGV)运动控制研究中,较普
遍的系统建模方法是动力学分析法[1],有时也采用电机的一阶模型代替驱动系统的动态模型[2],然而前者面临难以测量惯性参数和难以对动静态摩擦项进行建模等问题,而后者采用的简单模型与实际误差较大。为在AGV路径跟踪[3]中提供足够的纠偏控制量,必须根据驱动系统的执行能力设计伺服控制器,因此,获取精确的驱动系统模型是一个首要问题。
以最小二乘法为代表的经典辨识方法已发展得相当成熟,但也存在着多方面的局限性。在将系统到模型的映射问题转化为辨识精度的优化问题时,可考虑以遗传算法(GA)为代表的智能优化方法[4,5]。传统遗传算法的适应度计算是针对单目标的,在解决复杂问题时容易出现种群早熟现象。Fonseca等[6]提出的Pareto最优概念奠定了多目标遗传算法(MOGA)的基础,Leung[7]采用多个适应度函数并行搜索解空间,Deb等[8]提出一种带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),这些研究主要通过提高种群多样性来避免早熟现象。同时,在进化过程中,为避免丢失已获得的优良个体,NSGA-Ⅱ还采用了精英保留策略。
本文为AGV驱动系统提出一种基于多目标优化的新型模型辨识方法,先采用最小二乘法选择具有多指标均衡优化性能的个体,再通过多目标遗传算法快速搜索Pareto最优解。该方法可获得幅值精度和相位精度俱佳的驱动系统模型。
1 AGV工业样机及试验系统
本文的研究对象为一台采用视觉导航的AGV工业样机,如图1所示。该样机的车体尺寸为1.9m×0.9m,有效载荷为5kN。驱动系统采用差速转向方式,两驱动轮对称安装于车体左右两侧,分别通过两套直流伺服装置独立控制驱动轮的转速和方向;自由轮安装于车体前后两方,仅起支承作用。
车载控制器采用自主设计开发的嵌入式控制系统,基于嵌入式微控制器ARM和实时操作系统μC/OS-Ⅱ设计了路径跟踪控制器和速度伺服控制器,前者针对路径偏差计算驱动轮的目标速度,后者根据目标速度和编码器反馈的实际速度,通过伺服控制消除速度误差。对工业样机的重载驱动系统,由于惯性参数和各类摩擦项难以确定,根据简化理论模型设计的PID控制器效果不佳,因此,本文希望通过研究驱动系统的模型辨识,为设计高性能的伺服控制器打下良好的基础。
试验系统包括AGV车载系统和主控计算机,两者通过无线通信装置相连。主控计算机在Windows操作系统下设计开发了一个包含数据库的AGV远程控制软件,将车载控制器检测的驱动轮实时速度通过无线方式传输到主控计算机并保存,从而获取驱动系统的阶跃响应曲线,以比较各种模型辨识方法的优劣。
2 传统模型辨识方法及缺陷
采用上述AGV试验系统进行阶跃响应试验,驱动系统的对象响应曲线如图2中的点线所示。根据该试验数据,利用最小二乘法(LSM)辨识驱动系统的二阶、四阶和六阶模型,相应的模型响应曲线如图2所示。其中,六阶模型的响应曲线与对象响应曲线的逼近程度最高,但高阶模型的控制器设计比较复杂,通常简化为二阶模型,而LSM辨识的二阶模型与对象响应曲线具有较大的幅值误差,因此,下面采用遗传算法辨识驱动系统的二阶模型。
假设驱动系统的理想二阶模型为
则遗传算法的优化对象为模型参数X,X=[a1a2b1b2]。
由LSM辨识的模型参数为XLSM= [-1.514 0.6704 0.005 0.1504],由此设置参数定义域为:-2≤a1≤-1,0≤a2≤1,0≤b1≤0.1,0≤b2≤0.3。
在遗传算法中,优化目标是使模型响应曲线尽量逼近对象响应曲线。考虑到驱动系统前期迅速变化的响应曲线,采用ISTE型目标函数,并确定适应度函数,如下所示:
式中,FA为目标函数;yi、y*i分别为采样时刻Ti的模型响应输出和对象响应输出;f为适应度函数;A为调节适应度大小的正常数;B为避免分母为零的微小正常数。
根据系统模型的阶次和试验数据的数目,设置遗传算法的种群规模N=60,进化代数G=100。先采用单目标传统型遗传算法(SCGA)进行辨识,设置交叉概率Pc=0.6,变异概率Pm=0.2,经过5次随机试验,辨识的模型参数如表1所示。其中,第1次辨识模型的适应度最大,第5次辨识模型的适应度最小,第3次辨识模型与最小二乘法的结果比较接近,5次辨识模型的适应度平均值为2.4899,均方差为0.3869。由图3可见,第1次辨识模型的幅值精度明显优于LSM辨识的模型,然而从第二个波峰位置开始还是出现较大的相位误差。
下面再采用单目标自适应遗传算法(SAGA)[9]对试验数据进行模型辨识,适应度函数、种群规模、进化代数保持不变,交叉和变异等遗传操作与文献[9]相同。经过5次随机试验,辨识的模型参数如表2所示。其中,第5次辨识模型的适应度最大,比SCGA的第1次有很大提高;第2次辨识模型的适应度最小,略优于SCGA的第5次辨识模型的适应度。5次辨识模型的适应度平均值为2.9417,比SCGA的平均值有较大提高,均方差为0.6797,也大于SCGA的均方差。可见,SAGA的探测能力优于SCGA的探测能力,最优辨识模型比SCGA具有更好的适应度,然而SAGA的收敛能力相对较差,每次辨识结果有较大差异。
在图4中,点划线表示第5次辨识模型的阶跃响应曲线,与图3相比,该曲线在第一个波峰位置的幅值误差以及第二个波峰位置的相位和幅值误差都略有改善,但改善程度远不及适应度提高的程度。图3和图4都具有一个共同特点,SAGA模型响应曲线从第二个波峰位置开始出现较大的相位误差,效果不如LSM辨识的系统模型。这些试验现象说明遗传算法的目标函数没能全面反映模型辨识的优化目标。
目标函数式(2)描述的是对象响应输出与模型响应输出之间的幅值误差。对于理想响应曲线,最小化幅值误差也可同时保证相位误差最小;然而对于实际响应曲线,由于各种失真因素的存在,模型响应输出的幅值误差和相位误差可能无法同时最小化,多个优化目标之间存在相互制约的关系,仅考虑幅值误差的目标函数式(2)必然导致单目标遗传算法的相位精度不足。
3 基于多目标优化的AGV模型辨识方法及其试验
针对传统模型辨识方法存在的缺陷,在目标函数中增加相位误差的定义:
式中,Oi、O*i分别为模型响应输出与对象响应输出中第i个极值的采样序号;wi为相应权重,出现越早的极值权重越大。
考虑到LSM辨识的系统模型具有较好的相位精度,而GA辨识的系统模型具有较好的幅值精度,本文提出一种基于多目标优化的新型模型辨识方法:以最小二乘法的辨识模型为进化导师,在多目标遗传算法的原始种群中选择Pareto优于进化导师的个体为精英,保证精英具有较均衡的幅值精度和相位精度,利用无损有限精度法保持精英种群的多样性,再通过多指标聚合函数计算精英的适应度,完成精英个体的邻域变异、单目标个体的全局变异以及两者的启发式交叉。算法实现流程如图5所示。
3.1 进化导师
Pareto优化定义 对多目标优化问题中的两个决策向量x和y(xj,yj∈[a,b],a、b分别为决策变量定义域的下上限),如果两者的多目标函数fi(y)≤fi(x)(i=1,2,…,M)中至少有一个严格不等式成立,则称x是Pareto优于y,记为x≻y。
可见,以LSM的辨识模型XLSM为进化导师,在原始种群中选择Pareto优于XLSM的个体为精英,则可保证多目标遗传算法的精英个体具有不劣于XLSM的相位精度,根据多指标聚合函数搜索的Pareto最优解必然具有较均衡的优化性能。
3.2 无损有限精度法
多样性保持机制是多目标优化方法的一个研究重点,MOGA[6]中的惩罚距离小于规定值的两个个体,NSGA-Ⅱ[8]采用个体的拥挤距离作为虚拟适应度,这些方法都需要较大的计算量。祁荣宾等[10]提出一种不增加算法计算量的有限精度法,人为地降低目标函数的求解精度,淘汰函数值相同的个体。该方法以损失求解精度为代价,且计算对象为目标函数,并不能从模型参数角度反映个体的差异性,因此,本文从模型参数角度,提出一种不损失求解精度的无损有限精度法,实现流程如下:
(1)假设遗传算法的原始种群为{Dr,r=1,2,…,n},个体Dr的m个参数为{f
(2)在第一组参数序列F1中,将比较序号k加1。若k>n,即遍历完F1中的所有个体,则终止算法;否则,对第k个参数值f
(3)如果两者的差异不小于最小步长,即f1k-f1k-1≥A1,则个体Dr的第一个参数值与相邻个体具有足够的差异性,将个体Dr保留,返回第(2)步。
(4)如果两者的差异小于最小步长,即f
(5)在第s组参数序列Fs中寻找个体Dr的位置f
(6)如果两者的差异不小于最小步长,即fsk-fsk-1≥As,则个体Dr的第s个参数值与相邻个体具有足够的差异性,将个体Dr保留,返回第(2)步。
(7)如果两者的差异小于最小步长,即f
3.3 多指标聚合函数
该函数继承了拥挤距离[8]和向量模的思想,但并非简单地将目标空间中的个体视为m维空间的向量,而是根据每个目标函数将所有个体升序排序,函数值经过归一化处理作为m维向量中的一个分量,再计算个体的向量模。在第k(1≤k≤m)组函数序列中,对排序等级为i的个体,其第k个目标函数值的归一增量距离为
式中,oki-1、oki分别为第k组函数序列中第i-1个体和第i个体的函数值。
在每组函数序列中,先根据式(5)计算个体的m个归一增量距离,再采用向量模的方法计算多指标聚合函数:
3.4 模型辨识试验
下面采用这种基于多目标优化的新型模型辨识方法进行试验,以误差准则式(2)和式(4)为优化目标,以LSM的辨识模型XLSM为进化导师,以无损有限精度法保持种群多样性,以多指标聚合函数进行Pareto寻优。经过5次随机试验,辨识的模型参数如表3所示。表3中直接列出两种误差准则的函数值,5次辨识结果非常接近,目标向量的平均值为[28.4794 47],均方差为[0.1931 0],可以看出,只有幅值误差存在细微差别,相位误差完全相同,各个参数也比较接近,算法的收敛能力有很大提高。
在表3中,第1次辨识模型的幅值误差最小,第5次辨识模型的幅值误差最大,绘制前者的阶跃响应曲线,如图6点划线所示。在前三个波峰位置,该模型响应曲线无论在幅值方面还是在相位方面都比较逼近对象响应曲线,明显优于SCGA和SAGA的辨识结果。新方法的辨识结果将为AGV伺服控制系统设计提供更为精确的系统模型。
4 结束语
针对最小二乘法和单目标遗传算法在模型辨识时遇到的问题,本文同时考虑了幅值精度和相位精度两个优化目标。以最小二乘法的辨识模型为进化导师,发挥其在相位精度优化方面的优势;以无损有限精度法为多样性保持机制,避免了种群容易发生的早熟现象;以多指标聚合函数为精英个体的适应度函数,提高了对Pareto最优解的搜索能力。在AGV驱动系统的模型辨识试验中,该方法辨识的系统模型与实际对象较为吻合,这将为设计高性能的AGV伺服控制器打下良好的基础。
参考文献
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目标驱动 篇7
1 2K-H型行星轮系优化设计模型
为了建立优化模型，首先讨论行星轮和太阳轮之间齿数的关系。由图1可看出，为了便于叙述，分别用zb、zs表示大齿轮和小齿轮的齿数，zt、zx分别表示太阳轮和行星轮的齿数。对于传动比i≥4时，太阳轮为小齿轮，行星轮为大齿轮，此时有zt=zs，zx=zb，zt=i-22zx;当传动比i<4时，太阳轮为大齿轮，行星轮为小齿轮，此时有zt=
1.太阳轮;2.行星轮;3.齿圈
1．1建立目标函数
以行星轮系的最大承载力和最小体积为目标进行优化。
最大承载力目标函数：
F1(x)max=T(1)
最小体积目标函数[4]：
式中：m为齿轮模数;b为齿轮宽度;z为太阳轮齿数;C为行星轮个数;i为齿圈太阳轮齿数比。
1．2确定设计变量
由式(1)(2)可知，F1()x和F2()x由m、b、z、C、T5个独立参数决定，故取设计变量为：x=T,m,z,b,[C]=x1,x2,x3,x4,x[5]。
1．3建立约束条件
弯曲强度要求：
接触强度要求：
式中：KA为载荷系数;KV为动载荷系数;YF为齿形系数;Ys为应力较正系数;α为齿轮啮合角;E为齿轮材料弹性模量;σ[F]为许用弯曲应力;σ[H]为许用接触应力。
保证各个行星齿轮齿顶不相互碰撞条件：
式中：Dx1为行星轮齿顶圆直径;A为太阳轮和行星轮直径的中心距。
限制齿宽系数的范围：
边界约束：小齿轮不发生根切zs≥17;
限制齿宽最小值b≥10;
限制模数最小值m≥2。
2 基于NSGA-2算法的优化设计
以往的设计方法由于缺少高效的算法，有时仅是根据经验和结构需要，在几种方案中选择较佳方案。单方面的提高某一目标而使另一目标下降，使设计在初期就有了不完备性，而多目标优化设计能够解决此类问题。多目标算法是多目标优化设计学科首要研究的问题。对于多目标优化问题，通常存在一个解集，其特点是：在改进任何一个目标函数的同时不削弱其它任何一个目标函数，这种解就称为非支配解或Pareto最优解[2]。NSGA-2算法是最近流行的多目标优化算法，它能够高效的找到各个目标函数的最优值，其计算过程见图2。
3 实例分析
设某2K-H型行星齿轮减速器的传动比为i=4.65，齿轮材料为38SiMnMo，相应的弯曲许用应力取值范围为：430≤σ[F]≤880MPa，1 300≤σ[H]≤1 650MPa，经查手册各个系数取值为：KA=1.1，KV=1.5，YF=2.65，Ys=2.65,E=206 000MPa。
根据分析，建立优化数学模型：
目标函数F1(x)max=-x1;;设计变量x=T,m,z,b,[C]=x1,x2,x3,x4,x[5];约束条件;;边界条件x3≥17,x4≥10,x2≥2。
将所建立的模型运用MATLAB编制成程序，在NSGA-2的主程序里调节交叉概率为0.85，变异概率为0.02，种群规模为50，进化代数为200。最终运算结果见图3和图4(图中横纵坐标分别表示目标函数1和目标函数2的值)。
从图3和图4中可以看出，理想点约为1 450.81和4.41×106。在计算到200代时，将计算过程中的一些参数值列出(见表1)。
根据设计规范和标准，一些参数值经过查手册圆整后，成为优化设计后的计算参数。为说明NSGA-2的优越性，现将常规设计、普通GA算法[5]和NSGA-2算法所得的设计结果进行比较。由表2可知，用NSGA-2算法得到的优化设计结果，体积有所减少，承载能力略有下降，而多目标优化设计本身就是一个权衡的过程，计算的最终结果是力求使总的优化效果达到最好，不是单独的注重某一方面。
4 结论
多目标优化设计更贴近工程设计，有广泛的应用价值，比传统的单目标优化设计有着更为接近全局最优解的优越性。该文应用NSGA-2优化算法，对2K-H型行星轮系进行了多目标优化设计，为2K-H型行星轮系的多目标优化设计提供了一个可行方案。从计算的结果来看，算法有很好的收敛性，能给出合理的优化解。优化结果表明，行星传动的体积和最大承载能力都介于常规设计和普通算法之间，表明对多目标的权衡作用更好。
参考文献
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[2]郑金华.多目标进化算法及其应用[M].北京:科学出版社,2007.
[3]韦乐余,王海洋,郭义文.一种单排2K-H型行星轮系的优化设计方法[J].华北水利水电学院学报,2008,29(1):78-80.
[4]周廷美,蓝悦明.机械零件与系统优化设计建模与应用[M].北京:化学工业出版社,2005:20-26.
目标驱动 篇8
关键词：目标驱动,管理方法,研究生培养,应用
在管理学中, 目标管理的概念为:组织的最高领导层与各级管理人员共同参与制订出一定时期内经营活动所要达到的各项工作目标, 然后层层落实, 要求下属各部门主管人员以至每个员工根据上级的目标制订出自己工作的目标和相应的保证措施, 形成一个目标体系, 并把目标完成情况作为各部门或个人考核依据的一套管理方法[1]。目标是努力的方向, 目标能集中人的精力, 激发人的潜能, 增加战胜困难的动力, 人为了达到目标, 可以无穷尽地努力, 极尽全力地去寻找达到目标的途径和方法。我国企业于20世纪80年代初开始引进目标管理, 现在, 目标管理已经成为一种卓有成效的企业管理制度。我国自2000年研究生扩大招生以来, 研究生的培养规模较扩招前增加了数倍, 研究生培养中教育管理工作日益繁重, 管理方法对研究生培养质量的影响也愈发显著。将目标驱动管理应用于研究生教育, 既能激发学生的潜能, 发挥学生的主观能动性, 增强研究生自我控制的能力, 又能将导师从繁琐的管理事务中解脱出来, 更为重要的是研究生培养质量得到很大提高。
一、研究生培养的特点分析
上海大学叶志明教授在《怎样当一名研究生》中强调, 研究生教育的基本定义是:本科后以研究为主要特征的高层次的专业教育。研究生阶段的学习主要是通过研究为手段来掌握知识、运用知识[2]。这一特征表明, 研究生的学习与本科生存在很大差异。本科生学习的是该专业最成熟、最常见的基础知识, 主要通过教师课堂讲授获得知识。本科教学以老师为主, 老师讲学生听, 学生被动地接受, 老师将问题提出来, 分析给学生听, 然后传授解决问题的方法。本科生的培养呈现群体性特征, 有确定的班集体, 有班主任、辅导员管理学生的学习和生活, 同一个班级的同学学习的课程基本相同, 在学习上, 同学之间可以相互帮助、相互督促。研究生教育是在专业知识传授的基础上强化科研能力的培养, 呈现个体培养特征。一般在导师的指导下, 对某个问题进行研究, 学习与研究课题相关的知识, 这些知识一般通过自学来掌握, 要从零散的论文、专著等文献中获取到系统的知识, 要学会自己分析问题, 并在纷繁复杂的环境里、在各种不同的条件下, 探索解决问题的方法。因此, 研究生的培养特点是, 在导师的指导下, 进行个性化学习。研究生学习要有很强的主动性, 要主动搜集资料、阅读文献, 寻找解决问题的办法。
二、目标驱动法是研究生进行自我管理的有效途径
研究生自我学习和研究的性质决定了他们应该积极主动地进行自我管理。研究生的自我管理是研究生根据学校培养目标和要求, 对自己的思想和行为进行自我调节和自我控制的过程[3]。自我管理的方法有多种, 目标驱动法是一种行之有效的方法。所谓目标驱动法, 就是要摆脱本科期间被动接受知识的习惯, 避免学习的盲目性, 要有明确而具体的目标, 有了目标就有了奋斗的方向和学习中战胜困难所需的动力。目标分近期目标和远期目标。研究生入学后首先要确定你要成为什么样的人, 毕业后是参加工作还是继续深造;要制定每学年的学习目标, 如第一学年主要是完成课程学习、参加学术活动, 完成培养方案要求的一些必需环节;确定研究课题, 跟高年级的同学学习实验方法与技术, 等等;第二学年主要是确定研究方案, 进行课题的研究实验;第三学年结束研究实验, 整理数据, 撰写论文, 完成论文答辩及学位申请, 办理毕业相关手续。近期目标可以分成学期目标、月度的目标、每周的目标任务, 具体的指标应根据学生个人的具体情况、结合已经制定的远期目标来确定。近期目标不可过高, 不要急于求成, 要步步为营, 螺旋上升。制定目标, 通过努力达到目标, 增强了自信, 给自己带来继续前进的巨大动力, 形成良性循环就会觉得学习很有意思, 能从中得到很大乐趣, 从而向更高的目标去努力。
三、目标驱动启发式教学是研究生课程教学的有效方式
目标驱动的教学方法, 就是以目标为基础和核心, 围绕目标的确定及其实现、评价而进行的一种课堂教学模式[4]。首先, 教师要结合研究生课程教学的规律、国内外相关学科的研究进展、研究生的培养层次和培养要求, 以及社会发展需要, 制定每门课程切实可行的教学目标。有了明确的目标, 课堂教学就能有的放矢。不再是单纯的教师讲授, 可以采用讨论式、启发式、实践参与式等互动教学模式, 教师在课堂上只需要讲一些重点、难点的知识, 主要是学生课下的学习、消化吸收和运用[5]。钱伟长教授曾在上海工业大学做过一个试验, 选择一个班, 40多名学生, 教师发一个指示性的大纲给学生, 告诉学生这个星期应该看哪几段, 然后提出几个问题让他们考虑。这个班学生自学了一年, 开始时乱极了, 学生意见很多, 后来掌握了自学的方法, 慢慢地意见少了, 到三年级、四年级毕业的时候, 这个班学生是全校最好[2]。广西大学也在《数据挖掘》这门课程的教学中做了目标驱动体验式授课的尝试。教师制定好《数据挖掘》课程教学目标, 概要性介绍这门课程的主要内容、与其他课程的关系以及该课程在生产实践中的应用, 根据教学目标布置给学生一个项目, 引导学生围绕项目查看资料, 运用所学知识完成项目。在项目完成过程中不仅能培养学生自主学习的能力、解决问题的能力, 而且能很好地将所学的理论知识应用于实践, 还能锻炼他们的沟通能力、组织协调能力和团队合作意识[4]。
目标驱动启发式教学, 改变了传统的“填鸭式”、“满堂灌”的教学方法, 学生有充分的自主学习、独立思考的空间, 既能激发学生的学习积极性、发挥主观能动性、调动学生的潜在能力, 还能培养学生发现问题、解决问题的能力, 沟通、组织、协调等能力都能得到提高, 从而提高研究生的综合素质。
四、目标驱动管理是导师指导研究生的高效模式
研究生在入学之初, 导师根据学生的实际情况, 与学生共同商议确定培养计划, 可以制定三年总体计划和各个学年的阶段计划。总体计划应包括需要完成的学分, 参加学术活动、实践活动及发表学术论文要求, 学位论文需要达到的水平等。第一学年的计划包括修读的课程、参加学术活动、对实验室情况的了解、掌握实验仪器设备的性能及使用方法等, 并初步选定研究方向, 指导其完成该方向国内外文献的检索、阅读和总结, 并在此基础上选题;第二学年的计划主要包括确定研究方案并撰写开题报告, 开展试验研究并分析研究结果, 学术论文撰写以及参与国内外学术交流活动等;第三学年的计划包括实验结果的进一步分析、整理和挖掘、学位论文和学术论文的撰写、职业规划等。根据培养计划, 确定考核指标。在导师的指导下, 研究生按照计划进行学习和开展科研工作, 定期完成阶段性总结汇报, 并进行自评和研究小组内的互评, 导师结合研究生汇报、学习成绩和平时的表现情况给予评价;综合学生的自评、同学互评和导师的评定结果确定考核等级。每个季度或每学期考评一次, 考核结果作为优秀奖学金、“三助”岗位助学金以及优秀毕业生评选的依据。导师还可以根据考核结果选拔优秀研究生提前攻读博士学位, 对于考核不合格的研究生, 进行批评教育, 予以重点指导, 多次考核不合格的, 可以停发助学金, 甚至劝其退学。博士生的基础知识学习和科研素质训练应在硕士阶段基本完成, 对他们的指导, 应以创新突破为目标, 引导其涉足新领域、新技术、新方法, 自主发现创新目标, 确定技术路线, 突破关键技术和撰写高质量论文。
导师采用目标驱动模式管理研究生, 一方面, 能尊重研究生的个性, 充分发挥学生的主观能动性, 给研究生成长留有足够的空间让其自由发展, 这样, 既锻炼研究生的能力, 提高综合素质, 导师也能提高工作效率。另一方面, 在研究生中能形成激烈竞争机制, 通过考核来确定优秀研究生奖学金的等级、“助研”岗位的资助与否, 以及“助教”、“助管”岗位的分配, 考核结果与研究生的切身利益挂钩, 可促使研究生不断进取, 充分调动其学习和科研的积极性。
目标驱动管理已成为现代企业管理的一种卓有成效方法, 现在正逐步被应用到研究生教育管理中。目标管理的主旨是用“自我控制管理”代替“压制性的管理”, 因此, 对研究生实施目标管理, 需要研究生要有较强的自我管理的能力, 另外, 制订具体的、切实可行的目标, 制备完善的评定考核办法, 建立有效的奖惩制度, 是目标驱动管理的重要环节。
参考文献
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目标驱动 篇9
随着计算机技术和流体动力学数值计算理论的发展,CFD(computational fluid dynamic)已成为汽车空气动力学研究的重要手段[1,2]。大学生方程式赛事越来越成熟,比赛规则不断完善,赛车设计技术不断提高,赛车的最高车速也在逐渐提高,但车速的提高必然伴随着能源消耗量的增加以及赛车本身操纵稳定性的降低。各大高校赛车尾翼的正确设计及应用将会显著提高赛车在高速时的操纵稳定性,而尾翼的功能在很大程度上依赖尾翼翼片在不同工况下攻角的选择,因此,提出一种快速有效的选择尾翼翼片攻角选择的方法,以降低空气阻力并能根据工况输出下压力提高赛车操纵稳定性就显得越来越重要。
目前,方程式汽车大赛的参赛队伍主要为各高校,由于时间、成本等因素,没有精力进行样车试验及风洞试验。而尾翼对赛车性能具有很大影响[3]。随着计算机技术的快速发展,利用CFD技术,通过对赛车尾翼进行流体仿真分析,可以根据仿真结果提出翼片攻角最合理值。
1 建立模型
1.1 物理模型
以某高校所设计两片式尾翼为研究对象,由于尾翼关于赛车左右对称,因此在对结果没有影响的前提下,为了降低计算耗费资源,选取一半对称模型进行分析。研究利用solidworks进行建模,并导入到Designmodel中进行相关前期处理,其中上翼片原始攻角为35°,对其进行操作,文中所提到的参数旋转角度-10°则代表此时翼片为25°,10°代表此时翼片攻角为45°,以此类推。建立计算域,尾翼长、宽、高分别为L、W、H,根据汽车空气动力学外流场数值模拟仿真要求以及湍流模拟需要,建立尾翼前方4L,后方8L,上方、下方4H,一侧距离尾翼3W的计算域,如图1。
1.2 数学模型
由于赛车车速一般在100 km/h,空气密度变化不大,可以近似看成是常数,因此,尾翼周围空气可为不可压缩流体,根据雷诺理论,流动属于湍流。相关基本控制方程如下:
1)连续性方程:
2)动量方程:
3)能量方程:
4)湍动能方程:
5)湍动能耗散率方程:
为平均速度;vi为平均速度分量;xi为坐标分量;T为温度;k为流体的传热系数;Cp为比热容;ST为流体的内热源及由于粘性作用流体机械能转化为热能的部分;κ为湍流动能;ε为湍流动能耗散率;μeff为湍流有效粘性系数;ρ为空气密度;Γkeff为湍动能有效扩散系数;Γεeff为湍动能粘性耗散率有效扩散系数。
1.3 湍流模型
流体力学中模拟湍流的模型有很多种,但在工程上常用的比较成熟且能够模拟汽车外流场的模型中用的较多是k-ε湍流模型,它是最简单的完整湍流模型。k-ε是2个方程的模型,标准k-ε模型只适合完全湍流的流动过程模拟,而RNGk-ε模型来源于严格的统计技术。它和标准k-ε模型很相似,[4,5,6]但有以下改进:
1)RNG模型在k-ε方程中加了一个条件,有效地改善了精度;
2)考虑到了湍流漩涡,提高了在这方面的精度;
3)RNG理论为湍流Prandtl数提供了一个解析公式,然而标准k-ε模型使用的是用户提供的常数;
4)标准k-ε模型是一种高雷诺数的模型,RNG理论提供了一个考虑低雷诺数流动粘性的解析公式。这些公式的作用取决于正确地对待近壁区域。这些特点使得RNG k-ε模型比标准k-ε模型在更广泛的流动中有更高的可信度和精度。故研究湍流模拟选择RNGk-ε模型进行模拟[7,8]。
2 网格划分
网格质量的高低直接影响着CFD计算精度的大小,在CFD的工作周期中网格划分所需要的工作量,大约占据整个工作时间的70%,因此计算仿真前处理中生成高质量并且符合计算要求的网格对于整个CFD工作就变得很重要[9,10]。
ICEM CFD是一款专业的流体前处理软件,它能够划分出高质量的网格以进行流体计算仿真,并于Ansys14.5版本中首次集成到Workbench中,这为以后能够利用ICEM CFD进行参数化分析提供了帮助。
采用非结构化的网格划分方法在计算域以及尾翼表面生成四面体网格。为模拟边界效应,在尾翼各部分表面生成棱柱层以提高计算精度,同时在尾翼周围增加密度盒进行加密网格。
3 边界条件
根据赛车实际工作工况,以及模拟风洞实验相关要求及需要,相关边界条件设置以及设置具体值如表1所示。
4 仿真结果分析
根据传统方法,对于所设计尾翼,在确定主翼片位置攻角的前提下先对于可动翼片进行攻角的选择,主要是根据工况选择离散的角度进行逐个计算分析,研究考虑到本赛程的实际赛车工况,选择25 m/s和8.7 m/s 2种速度,分别对应于赛车在直线加速阶段以及8字绕环阶段的工况,在直线加速阶段在牵引力足够情况下要求尾翼有下阻力。在8字绕环阶段由于要降低赛车侧滑提高赛车稳定性和安全性,需要尾翼提供足够的下压力。具体模拟仿真结果如表2所示。
从分析结果可以看出根据不同工况下的评价标准,以及不同攻角尾翼的效果,在直线加速阶段选取可动翼片攻角为0°时,可以使尾翼的阻力最小,在8字绕环阶段攻角为40°时可以使尾翼提供最大下压力。
研究要提出的是一种在参数化建模的基础上,并利用目标驱动方法选出最优攻角的方法。
根据参数化的计算方法,可以得出在直线加速工况下,可动翼片的攻角变化与尾翼提供的升力以及阻力的关系如图2、图3所示。
在8字绕环阶段不同的尾翼攻角与尾翼所提供的升力与阻力的关系如图4、图5所示。
Workbench提供的优选方法有4种:
1)Screening optimization使用的是基于取样和分类的方法,它能够对于提供的所有输入参数进行多目标以及多个约束优选,这种优选方法一般是适用于刚开始的初步设计,以便于在以后可以利用其他的优选方法进一步地进行结果优选。
2)MOGA(multi-objective genetic algorithm),它是一种基于精英主义概念的非劣排序遗传算法的改进算法,它能够根据所设置的目标以及约束参数找出一种全局最优值。
3)NLPQL(nonlinear programming by quadratic lagrangian)是一种基于梯度算法的优选方法,它要求的是单目标多约束参数。
4)MISQP(mixed-integer sequential quadratic programming)解决的一般是整数规划的非线性问题。
研究选用的是MOGA优选方法来进行仿真计算结果的优选,并得出3组候选点(表3)。
由表3可以得出在8字绕环阶段为得到最大下压力,翼片最佳旋转角度应为3.53°,此时翼片实际攻角为38.53°,尾翼所提供的最大下压力为81.26 N,阻力值为17 N,由表4可以得出,为了得到直线加速阶段的最小阻力值,翼片旋转角度应为-34.92°,此时翼片的实际攻角为0.08°,尾翼所提供的最小阻力值为31.4 N,此时的下压力为218.2 N。
根据2种不同分析方法以及所得到的结果如表4所示。
由表4可以看出利用研究提出的方法可以更加精确地确定所需尾翼攻角,并且在计算量以及计算资源消耗上相比常规方法也有较大优势。
根据目标驱动参数优选结果,调整尾翼可动翼片攻角,此时尾翼压力分布图如图6,图7所示。
赛车尾翼的应用要与实际赛车动力性能相匹配,根据本次赛车动力性能的要求,以及实车实验,在直线加速阶段尾翼阻力较小时更可以提高赛车成绩;在8字绕环阶段为提高过弯车速,需尾翼提供较大下压力使赛车具有较好的操纵稳定性能,因此从图6和图7可以看出根据MOGA优选算法,利用目标驱动优化技术所选定的翼片旋转角度在8.7 m/s车速工况下,确实压力分布比较理想;另外,可以根据图8和图9看出所得优选角度下,在25 m/s车速时尾翼阻力压力分布比较合理。
5 结语
1)利用传统逐个角度进行尾翼攻角数值模拟并选择最佳攻角的方法,需要多次进行建模、网格划分、设置边界条件并进行数值模拟,这个过程需要消耗大量时间以及计算资源。
2)利用ICEM CFD在保留网格划分参数的基础上,对参数化模型进行网格划分以满足Fluent计算需求的方法是可行的。
3)从分析结果可以得到,在本次所设计的尾翼攻角选择上,在直线加速阶段,可动翼片最佳角度为0.08°,在8字绕环阶段翼片的最佳攻角为38.53°。
4)对尾翼进行参数化建模,并在Workbench平台上利用Fluent进行数值模拟,最后通过目标驱动的方式,根据MOGA的优选方法来确定尾翼最佳攻角的方法与传统方法相比可以更加快速准确地得到最佳结果。
摘要：为了找到一种快速获得赛车尾翼在不同工况下最佳攻角的方法,以中国大学生方程式赛车某高校两片式尾翼为研究对象,根据计算流体力学方法,首先利用传统方法选定不同攻角,并使用Fluent进行模拟获得最佳值,然后,在Workbench平台上,对攻角进行参数化,并利用目标驱动优化方法通过数值模拟获得最佳攻角。研究表明,利用参数化优化的方法更加快速有效。
关键词：方程式赛车,尾翼,攻角,参数化,目标驱动优化
参考文献
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