应用与原理分析

应用与原理分析（精选12篇）

应用与原理分析 篇1

0 引言

HAZOP分析(危险与可操作性分析,即Hazard and Operability Study/Analysis)在欧美等国过程工业风险分析已是一种广泛应用的安全分析评价方法[1]。我国近年HAZOP分析工作开展迅速,2010年,国家安全监管总局和工业和信息化部联合下发“关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》实施意见中对企业开展HAZOP分析提出了建议和指导性要求[2]。中国石油天然气集团公司专门下发了《危险与可操作性分析工作管理规定》等管理文件对中石油企业HAZOP实施提出技术要求,并于2011年颁发了中石油企业标准《危险与可操作性分析技术指南》,其中定义的HAZOP概念为[3]:“在开展工艺危害分析工作中所运用到的,通过使用‘引导词’分析工艺过程中偏离正常工况的各种情形,从而发现危害源和操作问题的一种系统性方法”,这主要是由于我国处于HAZOP应用起步阶段[4],大部分HAZOP应用和研究主要以工艺过程风险分析为主[5,6]。实际上,结合引导词开展头脑风暴式的HAZOP分析形式,还可有效应用于各种操作规程、场地布置、管理程序应用、事故调查[7]等领域的风险分析,如IEC 61882中提出HAZOP可识别操作问题,并特指那些可能引起生产紊乱和事故的操作偏差[8]。

另外,笔者通过HAZOP分析和研究发现,国外工艺包如果在设计阶段已经完成过系统的HAZOP分析,风险控制措施考虑比较完善,其工艺过程的风险水平可能大都处于可接受状态,作为HAZOP研究成果的“建议”相对较少。相关研究结果显示[9],绝大部分伤害事故是由于不安全行为造成的,仅少量是由不安全的环境和生产条件造成的(如杜邦公司的不安全行为造成伤害的比例为96%)。而操作规程是企业进行各种工艺、维修、特殊作业时必须遵循的人工程序或步骤,其正确与否直接影响人员操作行为安全[10]。因此,企业开展针对操作规程的头脑风暴式风险分析十分必要,本文结合HAZOP分析和研究经验,期望能较系统说明和论述开展操作规程HAZOP分析的技术原理和注意问题,以期深化HAZOP分析技术的推广和应用。

1 结合实例进行HAZOP分析

为能清晰说明本文所述内容,结合某压气站发球操作规程HAZOP为例进行说明。该站由于综合采用本质安全技术、基本过程工艺控制系统和安全联锁系统,并在操作方面有较丰富的操作经验,绝大部分压气站过程风险水平处于基本可以接受状态,少部分处于需要整改状态,站场整体安全水平较高。在针对工艺过程HAZOP部分提出建议23项(约占总分析时间的80%),而在仅做的两个操作规程HAZOP分析中(过滤器GF201在线排污操作、发球筒发球操作)分析建议相对比较集中达到了18项(约占总分析时间的20%)。篇幅所限,表1仅列出了操作规程HAZOP分析中涉及到建议的一部分内容。

如图1所示,压气站发球筒工艺原理较简单,发球筒设于压气站压缩机组出口线和旁路线下游、天然气出站前。压气站发球筒F101发球操作规程为:

步骤1:如发球筒内有一定压力的天然气,控制打开1306阀,按一定的压降速度将发球筒降压至表压为零,关闭1306阀;

步骤2:确认1301、1303阀处于关闭状态,1302阀处于全开状态;

步骤3:打开发球快开盲板;

步骤4:将清管器送至发球筒偏心大小头处塞实;

步骤5:对发球筒快开盲板进行维护、保养后关闭快开盲板;

步骤6:打开发球筒平衡阀1307;

步骤7:打开1303阀(在20%左右时),手动控制打开1315阀,按一定的升压速度对发球筒充压;

步骤8:待阀1301上下游压力平衡后,解除1303、1301阀门锁定,全开1303、1301阀;

步骤9:缓慢关闭1302(此时,1303、1315处于全开位置);

步骤10:发球前派专人在出站管线弯头处人工监听清管器是否发出;

步骤11:关闭阀1302(如压缩机组运行,要适当调整压缩机转速,当以利于发球,防止清管器出站速度过快),将清管器发出;

步骤12:确认清管器发出10分钟后,打开阀1302,关闭阀1301、1303、1315;

步骤13:控制打开阀1306,按一定的压降速度对发球筒降压至表压为零,关闭阀1306;

步骤14:打开发球筒快开盲板,检查清管器是否发出,对发球筒快开盲板进行维护、保养;

步骤15:关闭快开盲板;

步骤16:如果清管器没有发出,重复以上操作将清管器发出。

开始分析之前,来自于现场的工程师认为操作规程由经验丰富的老操作工编写,即使进行严格的安全审计也应该没有大的问题。但是最后分析出结果却让他们十分吃惊,部分结果如表1所示。

3操作规程与工艺过程HAZOP分析节点、参数的关系

操作规程HAZOP分析引导词通常取三个:“未完成”、“部分完成”,“顺序错误(早,晚,先,后等)”,与操作规程组成的偏差含义分别为:“某操作步骤未完成”、“某操作步骤部分完成”、“某操作步骤顺序错误”。操作规程HAZOP分析的记录方式目前有两种方式比较适合:一是将操作步骤视为“节点”,将节点内的各个具体操作动作分解拆分为“动作要素”,如表2所示。当操作步骤比较单一时,可以等同于工艺过程HAZOP分析中的“参数”,“操作步骤+引导词”可以得到较容易理解的偏差,如“开阀1306”这样一个操作动作,可以与引导词组合成“未开该阀门”、“误开其他阀门”、“开阀门过快/开度过高”等偏差。但是,很多生产操作规程并不是单一的简单操作动作,表2分析的形式和内容与实际往往差别较大。实际工作中为完成某一目的的操作规程步骤(比如发球操作规程中需要对发球筒进行泄压,以安全装设发球器)由多个动作组合,各动作要素间往往有明确的影响和逻辑关系。此时,如本文的发球操作规程中规定的发球过程各步骤,其地位不能简单等同于工艺过程HAZOP分析中的“参数”,否则将面临“偏差”很难理解的问题。而且这种的拆分会导致工作量的额外增加,当操作较复杂、动作较多时,需要正式分析之前先拆分操作动作要素,从而忽略动作间的影响和逻辑关系,导致分析陷入混乱。

通过实践和应用,提出“综合引导词”概念。将“操作步奏+引导词”统一为一个“偏差”,即“某操作步骤偏差”,如表1所示,在偏差原因上结合引导词和工艺过程、操作条件等开展联想,是比较通顺的做法。这样,既能使分析小组从分析步骤,系统地对该步骤进行分析,也能够与工艺过程HAZOP分析记录形式一致,容易理解。如表1“发球步骤1(如发球筒内有一定压力的天然气,控制打开1306阀,按一定的压降速度将发球筒降压至表压为零,关闭1306阀)”与引导词组成的所谓偏差很难让人理解其具体含义。而分析工作的重点是对该步骤出现“偏离正常工艺条件/安全条件”的原因和后果进行头脑风暴式分析,结合引导词和操作与过程条件,分析可知,该步骤操作偏差由三个原因照成:1.未进行检查,发球筒带压;2.压力指示故障;3.阀1306未有效打开,这些原因都可能使该步骤无法有效完成,其分析是基于设备功能、现场操作习惯和可能的事故与故障形式,这种分析结果并不是通过简单的动作要素拆分就能得到的。

这种完整操作规程HAZOP分析要求分析小组对操作人员安全行为有充分的认知,能够猜想到人员在该操作过程中可能出现的省能心理导致的程序简化、疲劳心理导致的完成质量变差等情形。例如发球步骤8(待阀1301上下游压力平衡后,解除1303、1301阀门锁定,全开1303、1301阀)偏差中,操作者可能由于经验的原因、或疲劳等原因使该操作发生顺序错误:先全开阀1301,后全开阀1303,导致清管器被顶回,无法发球,严重时撞击盲板,因此建议建议在第8步中明确先开阀1303,再开阀1301,并辅以确认程序。

可见开展操作规程HAZOP分析对HAZOP组长和成员对操作过程偏差原因和后果的想象能力提出了更高的要求。

4 操作规程HAZOP分析参与成员

开展操作规程HAZOP分析的最大目的就是发挥HAZOP分析技术本质优势——各专业专家集体智慧的头脑风暴式审查,充分分析操作规程潜在的隐患。分析参与成员与工艺过程HAZOP分析在角色上存在着一些较明显的区别。

HAZOP组长(主席):与工艺过程HAZOP分析类似,组长必须具备一定的工作经验和工作能力,并需掌握操作规程的原理和基本安全要求。组长责任是组织和指导专家小组高质量的完成HAZOP分析研究工作。主要任务有:① 将操作规程进行有效“分解”,这种分解必须符合操作目的、便于成员理解,有助于对操作步骤中存在的人员失误、工艺问题进行分析;② 做好HAZOP分析会议的准备和组织工作,调动各专业人员积极提出意见;③ 做好会后工作,保证秘书整理出准确、恰当、全面的记录,签署最终的HAZOP报告并对其负责。

操作规程编写者:工艺过程HAZOP分析通常要求设计人员参与,以能帮助分析小组正确解释和理解工艺过程,在操作规程HAZOP中这一类似的位置则换成操作规程编写者,其责任为向成员介绍和解释操作规程规定的步骤实现的目的、要求等内容,操作规程编写者也可以作为HAZOP分析的工艺工程师、或现场操作工程师角色参与分析。

现场操作人员:回答现场是如何进行操作的,是否遵守按操作规程,提出操作规程中的出现的各种问题和疑问,并能介绍操作人员常见的违规行为。

设备工程师:能解释设备的原理,回答操作人员操作设备的正确方法、步骤。如发球步骤5(对发球筒快开盲板进行维护、保养后关闭快开盲板)偏差,其保护措施虽然仅为“现场确认盲板是否有效关闭”一条,但设备工程师提出盲板加装的卡位开关完全能保证:人员只要确认开关位置正确就能保证该措施充分有效。

工艺工程师:能回答操作人员操作过程中工艺系统的变化特征,定义操作的工艺安全条件等,能回答需要诸如不同操作下控制室如何观察和响应配合等问题。

安全工程师:能回答操作条件下(包括起停车、维修等)和操作失效后的风险发生形式和后果,有一定的安全行为学分析经验,对人员可能的不安全操作行为进行预测和分析。

其他的如仪表工程师、分析秘书等也是操作规程HAZOP分析中的重要成员,对分析都有重要的支持。

5 其他重要问题

5.1 偏差风险等级频率等级确定

通常情况下,很多HAZOP分析小组会结合保护层分析(LOPA)等技术,提供各偏差相对应的事故频率等级、后果等级和风险等级。对于设备失效概率可借鉴相关经验或实验数据,而人员操作失误/错误频率等级数据则直接依赖员工安全行为观察数据,相关经验数据只能作为参考,偏差较大。例如,发球步骤13(控制打开阀1306,按一定的压降速度对发球筒降压至表压为零,关闭阀1306)有的压气站能严格遵守,并有详细的指标。有的压气站则可能完全没有此概念,凭感觉进行降压,也就是说对于有的组织某操作原因的发生率可能仅有0.1%,而对于某些组织却是100%。为此,笔者建议组织应在完成有效的行为观察程序后,再根据观察数据确定人员操作失误/错误频率,否则得出风险等级偏差较大。

5.2 分析的重心

操作规程HAZOP分析的重心是对各操作步骤进行安全审核,识别操作偏差发生的原因、后果、保护措施,并提出小组认为可行的建议,当想不出好的建议时,也应该将其进行标注,以后再进行专门研究。例如发球步骤14(打开发球筒快开盲板,检查清管器是否发出,对发球筒快开盲板进行维护、保养)偏差,通过分析可知之前步骤可保证清管器有效发出,该打开盲板反而会增加作业的风险,研究仅建议删除或修改该步骤,并没有就如何重新设计提出建议,因为这将花费大量时间,并使HAZOP分析任务无法按计划完成。操作规程HAZOP分析的任务并不是进行操作规程的设计,而是对已有规程进行安全审查,若试图利用该方法进行完整的操作规程设计,应对其时间和人力成本有所估计。

6 结论

(1) 操作规程HAZOP分析技术可对操作过程开展系统的头脑风暴式风险识别,是目前针对过程工业操作规程开展高水平安全审查的最好形式之一,对于切实提升安全操作水平,开展员工安全操作过程培训等都有重要意义;

(2)与工艺过程HAZOP分析技术相比,操作规程HAZOP分析在分析过程、引导词使用与分析成员角色等方面存在着显著的技术差别,在成员角色、操作步骤分解,偏差联想等方面需要对分析小组进行专门培训,以能取得良好效果;

(3)尽管我国目前处于HAZOP技术的应用起步阶段,但建议未来在制定HAZOP分析指南和技术标准时,详细规定操作规程HAZOP分析技术要求,并使其具备良好可行性。

摘要：目前国内外危险与可操作(HAZOP)分析方法主要用于工艺过程风险分析,而很多伤害事故是由于人员操作过程出现偏差引起的,采用头脑风暴式的HAZOP分析可对操作规程安全性进行系统全面的系统化的审查。结合实例对比分析了操作规程HAZOP分析与工艺过程HAZOP分析的差异,对操作步骤与引导词的关系、分析成员差别、操作规程HAZOP分析风险等级确定和分析重心等问题等进行了研究分析。

关键词：危险与可操作性研究,HAZOP,操作规程,操作步骤

参考文献

[1]Trevor A Kletz.Hazop-past and future[J].ReliabilityEngineering and System Safety,1997,(55):263-266

[2]国家安全监管总局,工业和信息化部.关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见[EB].安监总管三(2010)186号,2010

[3]Q/SY1364-2011.危险与可操作性分析技术指南[S].2011

[4]张斌,赵东风,周乐平,等.HAZOP分析技术改进研究[J].中国安全科学学报,2007,17(10):160-164ZHANG Bin,ZHAO Dong-feng,ZHOU Le-ping,et al.Research on Improvement of HAZOP Analysis[J].ChinaSafety Science Journal,2007,17(10):160-164

[5]赵庆贤,邵辉,葛秀坤,等.基于HAZOP方法的加氢工艺自动化安全控制[J].中国安全生产科学技术,2010,6(6):169-172ZHAO Qing-xian,SHAO Hui,GE Xiu-kun,et al.Auto-matic safety control of hydrogenation process based onHAZOP[J].Journal of Safety Science and Technology,2010,6(6):169-172

[6]李畅氯乙烯生产装置危险性分析[J].中国安全生产科学技术,2007,3(5):116-118LI Chang.Risk analysis of chloroethylene reaction de-vices[J].Journal of Safety Science and Technology,2007,3(5):116-118

[7]魏吴晋,林柏泉,翟成.使用HAZOP分析法对重大事故进行调查分析[J].中国安全科学学报,2006,16(3):119-123WEI Wu-jin,LIN Bai-quan,ZHAI Cheng.Investigationof Severe Accidents by Hazard and Operability Study[J].China Safety Science Journal,2006,16(3):119-123

[8]BS IEC 61882:2001.Hazard and operability studies(HAZOP studies)-application guide[S].2001

[9]Terry E.McSween.Values-based safety process:impro-ving your safety culture with behavior-based safety[M].New Jersey:John Wiley&Sons,Inc.2003:6-8

[10]Trevor Kletz.What Went Wrong?:Case histories ofprocess plant disasters—4th ed[M].Houston:GulfPublishing Company,1998:327-342

应用与原理分析 篇2

步进电机(步进电机的基本原理)

步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。现阶段,反应式步进电机获得最多的应用。

常用单相交流感应电动机种类

在家用电器设备中,常配有小型单相交流感应电动机。交流感应电动机因应用类别的差异,一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。

一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后,电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子,从而使转子产生电动势,并相互作用而形成转矩,使转子转动。但单相交流感应电动机,只能产生极性和强度交替变化的磁场,不能产生旋转磁场,因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场,转子才能转动, 所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。

1、分相启动式电动机

分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。两个绕组相差一个很大的相位角,使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些,因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。这个旋转磁通切割转子上的导体,使转子导体感应一个较大的电流,电流所产生的磁通与定子磁通相互作用,转子便产生启动转矩。当电机一旦启动,转速上升至额定转速70%时,离心开关脱开副绕组即断电,电机即可正常运转。

2、罩极式电动机

罩极式单相交流电动机,它的结构简单,其电气性能略差于其他单相电机,但由于制作成本低,运行噪声较小,对电器设备干扰小,所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。罩极式电动机只有主绕组,没有副绕级(启动绕组),它在电机定子的两极处各设有一副短路环,也称为电极罩极圈。当电动机通电后,主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流,从而使磁极上被罩部分的磁场, 比未罩住部分的磁场滞后些,因而磁极构成旋转磁场,电动机转子便旋转启动工作。罩极式单相电动机还有一个特点,即可以很方便地转换成二极或四极转速,以适应不同转速电器配套使用，

3、电容式启动电动机

该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。这种电机结构简单,启动快速,转速稳定,被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组(启动绕组),并在启动绕组中串联大容量启动电容器,使通电后主、副绕组的电相角成90°,从而能产生较大的启动转矩,使转子启动运转。

对于永久分相电容电动机来说,均与启动绕组串接。由于永久分相电机其启动的转矩较小,因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。电容式启动电动机,由于其运行绕组分正、反相绕制设定,所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接方向,即可方便实现电机逆、顺方向运转。

4、交、直流两用电动机

一般常用单相交流电动机,在交流50Hz电源中运行时,电动机转速较高的也只能达每分钟3000转。而交直流两用电动机在交流或直流供电下,其电机转速可高达0转,同时其电机的输出启动力矩也大,所以尽管电机体积小,但由于转速高输出功率大,因此交直流两用电动机在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中得以应用。

交、直流两用电动机的内在结构与单纯直流电机无大差异,均由电机电刷经换向器将电流输入电枢绕组,其磁场绕组与电枢绕组构成串联形式。为了充分减少转子高速运行时电刷与换向器间产生的电火花干扰,而将电机的磁场线圈制成左右两只,分别串联在电枢两侧。两用电机的转向切换很方便,只要切换开关将磁场线圈反接,即能实现电机转子的逆转或顺转。

在家用电器电机类中还有一种直流微型电动机。该电机在录音机、随身听、录像机、打印机、传真机等家用电器中广泛应用。直流微型电机由于定子绕组和转子绕组之间的串接形式不同,又可分为并激、串激、复激等几种类别。

应用在家用电器中的电机,其定子绕组的转子,绕组之间的串接一般采用并激形式,即电机的定子磁场线圈与电枢绕组线圈并联后接到电源上。当通电后电机可保持磁场恒定,并利用电枢电路控制电机转速。这种直流电机的最大特点是当负载产生波动变化时,电机的转速保持定速状态。

此外,在直流电动机中还有一种结构更为简单、用在玩具上的电机,这种电机是用永久磁铁作固定磁场的电动机,在电子玩具、电动剃须刀、微型按摩器等日用小电器中得以广泛应用。

步进电机和交流伺服电机性能比较

步进电机和交流伺服电机性能比较

应用与原理分析 篇3

关键词：参与式教学；管理学原理

一、《管理学原理》课程教学中引入参与式方法的必要性

《管理学原理》是管理类专业的核心基础课程，开设目的在于让学生系统了解管理的普遍规律、基本原理和一般方法，为后续的课程学习夯实认识论与方法论基础。从内容上讲，这些原理性的知识来源对以往管理实践的高度概括，理论性较强。作为授课对象的本科低年级学生，缺乏管理实践，很难对理论有深入的体会。传统的填鸭式教学往往使课程讲授陷入困境，课堂气氛沉闷，学生积极性不高，容易使学生回到高中死记硬背的应试教育中去，难以培养其独立分析问题、解决问题的能力，与我们的人才培养目标严重背离。

二、参与式方法在《管理学原理》课程教学中的主要应用类型

1.案例讨论法

案例是《管理学原理》课程必不可少的内容，不同于传统的案例分析，参与式教学中的案例讨论法更注重师生之间的相互交流，一般要结合小组讨论，激发学生的主动性和创新性思维。在案例素材的选取上更加严格，一是要有时效性，一定是近期发生的真实事例，学生有所了解；二是要有趣味性和启发性，结合图片、视频，寻找学生感兴趣的话题，给学生提供足够丰富的背景材料，启发学生积极思考、讨论，运用所涉及的管理学原理知识举一反三，深化其对原理的掌握和理解。

2.情景参与与角色扮演法

《管理学原理》实践性极强，结合教学内容，可以通过实景练习、游戏等方式，让学生参与到模拟的情景中去，体验不同的角色，现场处理问题、模拟决策，然后师生共同分析决策或处理是否得当。例如，笔者在讲授管理道德时，采用小游戏：新诺亚方舟，假设人类面临世界末日，在10个人物中选择6个作为人类得以延续的种子，学生要详述自己做出选择的原因，之后引导学生讨论并思考自己的伦理道德观，课堂效果很好。

3.管理模拟法

在教学中引入企业化思维，将抽象的管理理论与组织管理实践相结合，模拟企业的实际运作，让学生感受管理的实用性，为将来学生接触企业管理实务奠定基础。例如，在讲授企业战略时，要求学生运用SWOT分析自身的优势、劣势、机遇和威胁，审视自身特点和环境条件，像制定企业战略规划书一样，制定出自身的职业规划书，这样不仅深化了SWOT战略分析法的理论知识，更明确了学生今后的努力方向，增强了学习动力。还可以将班级学生分为几组，每组成立相应的模拟公司，组内成员根据自己的兴趣、性格特点进行岗位分工，设总经理、部门经理以及相关的部门人员，构建完整的组织架构，给每个小组（即模拟公司）下发任务书，让学生进行小组决策、合作创新、完成项目任务。

三、提升参与式教学法有效性的措施

1.树立以学生为主体、教师为主导的教学理念

传统的课堂教学模式是“教师满堂灌、学生被动听”，难以调动学生积极性，学习效果有限。参与式方法中教师和学生是“编剧、导演”与“主演”的关系，教师仍是主导，通过设置问题、情景、讨论、游戏等环节统领课堂节奏。与此同时，学生成为课堂主体，教师所设置的每一个环节都有尽可能多的学生参与，学生自由发挥的程度较高，通过调动学生的积极性活跃课堂气氛，培养其发散性、创造性思维，进而提高其实践能力，师生共同完成教學任务。另外，联系教材上的知识点，鼓励学生提前预习并广泛阅读背景企业资料，准备相应的案例和材料，了解与本章节知识有关的情景、可能的角色等，只有做足准备才能在课堂上有充分的表现。

2.将课程考核与参与式教学中的表现相挂钩

在参与式教学过程中，教师也要变革考核体系，将传统的终结性考核变为过程性考核。在成绩评定上，增大平时学生参与课堂的权重，授课时多提问，多组织讨论和角色扮演等，对于回答问题、参与讨论和游戏的学生多加鼓励，计入平时成绩。习题、研讨题目都选用无标准答案的，考试形式采用分析类的小论文，教师不进行对错判断，只进行适当点评和解释，以观点是否原创新颖、逻辑是否严密、思维是否灵活、原理知识运用是否得当为评分依据。结合综合测试和平时成绩算出期末最终成绩，这不仅能综合地体现学生的素质和学习能力，更极大地激励了学生参与课堂教学的动力。

3.提高任课教师的业务素质

参与式教学效果显著，但部分教师心有疑虑，怕学生不积极配合而出现“冷场”的尴尬。教师首先要认识到自己在课堂上的角色，教师不是唯一的权威，要经常性地对学生进行表扬、鼓励，营造和谐、民主、宽松的课堂氛围，让学生自由自在地表现自己。另外参与式方法互动性较强，师生双向沟通较多，如果教师对教学节奏没有很好的把握、对过程没有良好的预判，或表述不清楚，就无法准确引导学生进行有针对性的讨论，会严重影响参与式方法的实施效果。教师既要提高沟通表达能力，准确阐述观点，易于被学生理解和接受，又要学会耐心倾听、观察，在倾听和观察中发现学生的思路、问题，快速思考，及时调整教学节奏。教师自身还要不断充电，丰富教学资料和案例库、游戏库、习题库，每节课前做好专题准备，灵活设计教学方案，在教中学、在参与中学会教。

参考文献：

高压直流系统的原理与应用分析 篇4

关键词：高压直流系统,工作原理,应用实例

1. 概述

高压直流系统广泛应用在发电厂、水电站以及各类变电站、开闭所中。

我国IT设备一直采用UPS电源系统供电或低压直流系统(48V)供电方式。但近年来,随着计算机网络的迅速普及和数据业务的快速发展,特别是IDC业务的快速发展,传统的UPS供电模式的安全性、经济性方面突显的问题越来越多。采用高压直流供电系统向IT设备供电,以低投资、高可靠性、低运营成本的优势向传统的UPS交流供电模式提出了新的挑战。

2. 高压直流系统的工作原理

2.1 工作原理

IT设备目前虽然采用交流供电,但是内部电源是一个可靠性很高的独立模块。核心部分是DC/DC变换电路,我们输入一个范围合适的直流电压给DC/DC变换电路,就能使IT设备安全工作。只要输入端没有工频变压器,输入直流不会产生短路阻抗,就没有必要非得交流输入,不用交流也就没有必要用UPS,由此因UPS交流供电引起的一切不利因素也就自然而然地消失。如果我们输入的直流合理配上蓄电池,辅以远程监控,构成一个可靠的直流供电系统,就可取代UPS交流供电系统。

2.2 系统配置

(1)系统电压

系统标称电压为240V,浮充电压为265V,均充电压不高于280V,系统放电电压不低于190V。设备运行时,浮充电压由蓄电池技术参数确定,可作上下调整。

(2)蓄电池配置

A、蓄电池型号选择:应选用阀控式铅酸蓄电池或胶体铅酸蓄电池。

B、蓄电池单体电压和组数确定:根据系统容量大小,蓄电池单体电压可选2V、6V、12V,每个系统蓄电池组数不得少于2组,不宜超过6组。

C、蓄电池组容量配置:对于AA类机房,应按3~5小时放电率考虑;对于A、B、C类机房应按1~3小时放电率考虑。

(3)高频开关电源配置

A、高频开关电源整流模块选择:单体模块功率应根据系统设计容量大小合理选择,一般选择2~6k VA,保证模块总数不少于5只,不多于20只。

B、系统供电按分散供电方式考虑,一般每个系统最大容量按40~50k VA考虑,最大不宜超过100k VA。

C、按负载电流加上0.5~1.0C10的充电电流计算配置整流模块数量,采用N+1配置。

D、高频开关电源系统应具备模块休眠功能。

E、系统容量大于10k VA的,应选择3相电源输入的(无零线)整流模块,系统容量不大于10k VA的可选择单相电源输入的整流模块。

F、高频开关电源的杂音指标、监控要求等指标应满足《YD/T 1058-2007通信用高频开关电源系统》标准。

2.3 配电系统配置

(1)系统设备组成

若系统容量不大于20k VA,可采用组合电源方式配置,交流分配模块、防雷模块、直流分配模块、蓄电池接入模块、高频开关电源等可以安装在同一机架内,蓄电池分架安装;若系统容量大于20k VA,交流分配模块、防雷模块和开关电源安装在同一机架内,直流分配、蓄电池接入可安装在独立的直流屏内。

(2)系统接地方式

直流系统正、负级均不接地,采用悬浮方式供电,设备外壳、机架、走线架实施保护接地,保护接地要求按照《YD/T1051-2000通信局站电源系统总技术要求》标准执行。

(3)系统过流保护方式

交流部分用空气开关保护,直流屏内用熔断器保护,蓄电池总输入用熔断器单级保护,高频开关电源总输出用双极保护,直流屏分路输出用双极保护。二次(及以下)直流分配头柜参照开关电源直流屏的配置,综合集装架内采用空气开关保护(如图1)。

(4)配电空气开关选择

直流空气开关按设备额定电流2倍选取;用于交流部分控制的交流空气开关按设备额定电流2倍选取;用于直流部分控制的交流空气开关按设备额定电流3~4倍选取。设备额定电流是指该设备满配置启动时实际测量电流,并非通信设备内部电源模块的最大输入电流。

(5)通信设备电源接线标准

单级空气开关控制通信设备输入电源“正”极,对应于设备输入电源线的“L”端,电源“负”端为公共端,对应于设备输入电源线的“N”端,通信设备输入电源线的“地”端与系统保护地可靠连接。

3. 高压直流系统的特点

3.1 可靠性高

(1)采用直流供电,蓄电池可以作为电源直接并联在负载端,当停电时,蓄电池的电能可以直接供给负载,确保供电的不间断。

(2)不存在相位、相序、频率需同步的问题,系统结构简单很多,可靠性大大提高。

(3)交流UPS系统虽然可以用提高冗余度来提高安全系数,但是由于涉及到同步问题,每个模块之间必须相互通信来保持同步,所以还是存在并机板的单点故障问题。而直流模块没有这些问题,即使脱离控制模块,只要保持输出电压稳定,也能并联输出电能。

3.2 提高工作效率

直流电源模块的效率一般都在92%以上,即使模块使用率在40%,效率也可以达到91%。

3.3 扩容维护方便

采用模块化结构,支持热插拔,只要预留好机架位置,维护扩容是非常方便的,而不必像UPS故障只能等待厂家人员到达。

3.4 不存在“零地”电压等不明问题的干扰

因为是直流输入没有零线,因此,也就不存在“零地”电压,避免了一些不明的故障,维护部门也无需再费时费力去解决“零地”电压的问题。

4. 高压直流系统的应用实例及分析

4.1 应用实例

某电信分公司于2007年11月开始,从办公PC机逐步到服务器、网络设备(二层交换机、三层交换机、光纤交换机、防火墙等)磁盘阵列、小型机、营业厅票据打印机、EPON、号百中心、10000号中心、综调中心、营业中心、各类呼叫中心等600多台,30多个型号,基本复盖了分公司全部机型。从2008年6月份起,凡新装IT设备,全部使用高压直流供电,替换了五套UPS系统,现场装表耗电对比,均节能25%以上。

已经接入的IT设备机型包括普通PC机、工控机、防火墙、各种笔记本电脑;戴尔、惠普、SUN、IBM中兴、富士通等品牌服务器、磁盘阵列;惠普小型机16架;华为、实达、中兴等各类网络交换机;各种型号的光纤收发器(光猫)、光交换机,华为、中兴路由器、思科几个品牌的路由器。

多种接入方式运行:部分设备双模块输入直流,部分设备单模块输入直流,部分设备双模块不同电源输入,一台直流输入,另一台交流输入(UPS)。

4.2 综合分析

(1)节能效果分析

由于UPS系统是整体设备,在负荷很小时,它仍然保持消耗一部分恒定的功率(空载损耗)。而高频开关电源是模块化结构,可以随着负荷的大小改变模块运行数量。所以对于负荷变化较大的系统,节能效果尤其显著。

(2)投资效果分析

经过对同功率两种供电系统比较,高压直流供电系统建设成本远比UPS系统建设成本低。对于功率更大的系统,高压直流供电系统建设优点更为突出。因为UPS是一个整体设备,必须一次性投资,而高压直流供电系统可以整体设计,根据负荷发展情况,分期投资。若是发展过程中,规划改变,涉及搬迁、改造、割接等情况,尤其方便。

(3)对于部分服务器机架需进行改造

部分设备半波整流,如部分华为2403、华为3900、某些戴尔笔记本、某些PC机等,割接时做一些倒换连通线;部分设备设置的保护电路电压范围窄,直流210V保护,服务器无法启动。采用降压启动的方法启动,正常工作后,逐步提升电压到正常值,如惠普580G4(电源模块E版本)等。

(4)接地方式和过流保护方式

高压直流系统正、负级均不接地,采用悬浮方式供电,设备外壳、机架、走线架实施保护接地。交流部分用空气开关保护,直流屏内用熔断器保护,蓄电池总输入用熔断器单级保护,高频开关电源总输出用双极保护,直流屏分路输出用双极保护。二次(及以下)直流分配头柜参照开关电源直流屏的配置,综合集装架内采用空气开关保护。

5. 结论

高压直流系统供电与UPS交流供电相比,它克服了UPS逆变器故障、并机控制设备故障等中断供电的隐患,系统简单可靠,操作、维护、扩容、改造方便。

高频开关电源效率比UPS效率高,直流供电系统配置冗余比UPS配置冗余低,所以高压直流供电系统能耗低,比UPS供电系统节电25%以上。

高压直流供电在工程建设、维护上优于UPS系统,建设成本可降低35%以上。

通信设备高压直流供电系统建设应遵循下列原则:

(1)系统安全原则。各类IT设备和数据设备供电系统建设、改造要保障机房安全、通信安全和设备安全。

(2)采用分散供电方式。对于大型IDC机房在制订电源总体技术方案、设备选型时应遵循近期建设规模与远期发展规划协调一致的原则,以确保提供与未来新型业务需求相匹配的供电保障能力。

(3)差异化原则。新建、改建和扩建过程中,要根据网络和客户重要程度确定建设双系统供电或单系统供电。

(4)安全和节约兼顾原则。应做到切合实际、技术先进、经济合理、安全适用、多方案经济技术比较,在保障系统安全的前提下,尽可能避免过大的冗余配置、过大的冗余运行。

参考文献

[1]YD/T5040-2005,通信电源设备安装工程设计规范[S].

应用与原理分析 篇5

微弱发光分析技术原理及应用实例(一)

微弱发光分析技术近年得到迅速发展,在自由基、活性氧分析、化学发光分析、生物的超微弱发光分析、发光免疫分析、生物发光分析等领域得到广泛应用.简要介绍了微弱发光分析技术的测量原理,并以一些研究成果为实例讲解如何应用微弱发光分析技术进行研究和实践.

作 者：张仲伦 ZHANG Zhong-Lun 作者单位：中国科学院生物物理研究所,北京,100101刊 名：生物化学与生物物理进展 ISTIC SCI PKU英文刊名：PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS年，卷(期)：26(4)分类号：Q6-33关键词：发光分析 微弱发光测量

日常机械中物理学原理的应用分析 篇6

关键词：日常机械；物理学；应用；原理；分析

机械产品是科学技术发展下出现的产物，机械的出现在一定程度上解放了人类的劳动，而在日用机械市场中，机械产品的功能及种类越来越多，作为一种为人们生活带来便利的产品，机械在发展的过程中需要利用物理原理进行改进，其发展内容对于社会、经济、生活都有着重要的影响及作用。

一、日常机械中物理学原理运用的现状

我们学习的物理是探求自然规律的科学理论，也是我们在学习中需要掌握的一门学科，其在人们日常生活中有着非常重要的作用。根据目前社会发展的需要，人们对机械产品的依赖程度越来越高，在我们的生活中随处可以见到日常应用的机械，例如汽车、电饭煲、暖气等。在我们的生活中，小到一把剪刀，大到飞机火车，这些机械在使用的过程中都有物理知识的影子。

二、日用机械中物理学原理的实际运用

以下根据物理学中声光电力热的内容对我们日用机械中的物理学原理进行解释。

1、力学的实际应用

（1）摩擦力。摩擦力是我们日常生活中最常见的力学原理，根据日常机械使用的特点，摩擦力是其使用中需要考虑的部分。在我们的日常出行所借助的出行工具的使用过程中会产生一定的摩擦力。例如自行车、摩托车、汽车，这些出行工具在使用中并不是只存在与地面产生的摩擦力，其部分机械零件在使用的过程中相互之间也会产生一定的摩擦，这些都是摩擦力对日常机械产生的影响。例如，在冬天，车辆在冰面行驶的过程中会出现打滑的现象，其主要是由于车轮与地面之间摩擦力减小的缘故，因此常选用防滑轮胎来增加摩擦力；其次是车辆的零件在相互摩擦作用力的影响下出现一定的损耗，因此可以选择使用润滑油减少机械零件之间产生的摩擦力。

（2）重力。在我们的日常生活中最根本的力学现象就是重力，重力是以地心作为施力者对我们施加的一个作用力，其引力为垂直于地心方向，我们日常生活中可以见到的输液装置就属于一种利用重力原理进行输液工作的简单机械，其利用重力对药液的作用使其向下流淌，从而达到液体下流的目的。根据物理学的内容，重力势能在一定条件下可以转换为动能，而这也被广泛的应用于日常机械中，例如水利水电工程，水力发电利用水位差异使水在下降的过程中产生一定的重力势能，并将这部分作用力施加在水轮机上，从而转换为动能，通过与发电机的连接带动其运转，这种机械的使用主要是利用重力原理进行的。

（3）弹力。弹力在物理中的涵盖方向较为广阔，压力、支持力、拉力等都可以归于弹力的范畴内，根据弹力弹性形变的原理，人们在日常生活中最常想到的物品就是弹簧，在日常机械中，弹力原理常被应用于玩具当中。例如儿童玩具枪，这些玩具枪内部结构较为简单，其中的装置主要是利用弹簧在受到压力后产生的作用将塑料弹丸弹出去，塑料弹丸所承受的作用力是弹簧在弹性形变恢复原本状态时所产生的弹力。

2、热学的实际应用。热力学是物理研究的重要组成部分，并以第一、第二定律作为理论基础和依据，对人们的生活有极大影响。其通过吸收热能，或者将其他能量转化为热能，以此达到一定的目的。比如通常使用的太阳能热水器，就是利用黑色吸热层吸收太阳光的热能，加热玻璃管内的水，达到热水的目的。而暖气片也是利用热学原理，使金属片发散出热量，让屋内冬暖如春。

3、光学的实际应用。光的存在，让我们看到了五彩缤纷的世界。光是人眼可以接收的一种电磁波，这种电磁波谱是帮助人们感受外界物体的重要因素，根据光学特点，其在日常机械使用中的主要目的就是为了使人们接收外界光源。例如我们生活中使用的电灯、电视、手电筒等，人们在夜间外出时，使用手电筒就能为自己照明，其主要就是形成一道光束沿着均匀的介质进行光的直线传播。而许多城市夜间都会成为不夜城，即便到了夜晚，也是一片灯光，让人们在夜间也能正常工作或生活，利用的就是灯能发光这一原理。

4、声学的实际应用。声音主要是借助介质（液体、固体、空气）传播的一种声波振动，具有听觉器官的生物可以接收声源所产生的震荡波，其在传播的过程中遇到阻碍或多種介质的情况时会使声波出现反射或折射的现象，日常机械中就是借助声音的这种特质进行使用。比如回声探测仪，就是利用声音具有的反射功能，以此可以探测出江河湖海某个位置的深度。而在医学治疗领域，B超检查就是利用超声波的反射强度和频率在屏幕上形成图像，并以此判断病情。

5、电学的实际应用。在社会的发展与人们的日常生活中都已经离不开电能的应用，若是人们的生活中缺少了电，现今社会中许多产业将会停摆。电主要是在电场的作用下，电荷产生定向及具有规律的移动所产生的电流，日常生活中使用的机械产品有许多都需要将电能转换才能进行工作，例如电磁炉，其就是将电能转换为热能进行使用，常见的脱粒机，则是将电能转化为动能进行脱粒工作。一般在日常机械中使用的电主要为交流电，交流电的特点就是随发随用，其无法进行储存，而我们常见的蓄电池其储存的为直流电，目前直流电与交流电是电能主要的两种表现形式。

综上所述，物理学是利用科学规律去验证物质的本质，其主要内容是为了服务于人们的求真目的与生活目的。目前在我们生活中大多数的机械都可以应用物理学原理进行解释，在学习物理的同时利用物理知识对生活中的机械原理进行研究，可以使我们对物理学中内容了解的更加透彻，并且物理学知识的运用可以更好的指导我们的生活实践活动。根据物理学发展的形势，生活中尚有许多难点需要应用物理学知识去攻克，我们还应继续探索，为人类文明作贡献。

参考文献

[1]李晌.生活中的物理知识[J].试题与研究：新课程论坛，2013（10）：36-36.

[2] 吉尔.沃克.生活中的物理学[M].科学普及出版社，2014.

[3] 魏婧.物理学与社会科学关联性探析[D].山西大学，2014.

应用与原理分析 篇7

《数据库原理与应用》是现在高等院校中计算机类的一门重要的课程, 让学生学习和理解数据的基本原理, 掌握数据库的设计方法。不过现在的高校在这门课程的教学过程中都只是强调理论知识, 对于应用和针对性方面都忽略了, 导致了理论教学与应用实践相脱节, 使学生不能很好的掌握这门技能。本文笔者就根据现在高校在《数据库原理与应用》方面的教学现状, 提出了解决现在高校在这方面的教学改革的方法。

1 传统教学的不足

1.1 理论与实践脱节

《数据库原理与应用》这门课程其主要就有两部分, 一部分是理论, 一部分是实践。而现在的教学, 虽然也有理论教学和实践教学, 但是理论教学和实践教学之间缺少联系, 很多时候理论教学是理论教学, 实践教学是实践教学, 甚至有些高校在这方面都是毫无关系的, 彼此之间没有任何的联系, 盲目的进行理论教学和实践教学, 导致学生学习以后不能将所学的知识应用到实践中。

1.2 教学方法单一

现在随着科技的发展, 各大高校现在的主要教学方式都是采用多媒体教学, 这样一种教学方式虽然向学生传达的信息量大了, 也让老师的教学变得更加的简单, 不过却减少了师生之间的互动, 这样一种教学方式只是机械的将知识都复述出来了, 对于学生的掌握情况教师根本就不了解。而且单一的通过多媒体教学, 时间长了也会让学生感觉到无聊, 学生的听课效果不好, 自然教学的效果也就不好。

1.3 只重视知识点的讲解

现在的教学过程中, 老师主要重视知识点的讲解, 对于在讲解知识点的过程中应该引用的例子什么的都没有做到。单纯的将知识点讲出来, 这样学生理解不好, 而且由于对前后的知识都没有联系的话, 学生很难接受这新的理论知识, 而且记忆起来也会十分的困难。而且由于只重视知识点的讲解, 在引用例子的时候, 经常是会根据知识点来使用例子, 这样就会导致前后章节使用的例子不一致, 给学生的理解带来困难。

1.4 忽略实践环节的教学

《数据库原理与应用》其是一门实践性十分强的课程, 不过现在在教学的过程中, 对于实践环节都忽略了, 学生对于实践的重视程度不高, 学校在考核的时候对于实践没有明确的规定, 这样一来学生对其重视也就更差了。而且学校在开展实践课程所占的课程也要远远的比理论课程占的少, 因此学生的实践能力都非常的差。

1.5 教材选择不合理

有很多高校在选择教材上选择的都不是适合该专业的, 虽然《数据库原理与应用》是一门课程, 但是由于其所针对的方向不同还是有很多的不同的, 因此在教材的选择上也要注意。

2 《数据库原理与应用》教学改革的具体方法

由于现在高校在《数据库原理与应用》上存在上述的这些问题, 笔者根据现在高校的情况提出了以下几点可以实践的教学改革的方法。

2.1 注重理论与实践教学的联系

将理论教学与实践教学二者相结合, 在进行理论教学的时候, 要考虑到实践教学, 在进行实践教学的时候, 不能盲目的进行, 要结合理论知识来进行。

在课程的安排上可以一节理论一节实践, 这样就可以将所学的理论知识及时的进行实践应用。或者是在理论知识比较多的时候, 集中进行理论教学, 当实践的内容比较多的时候, 集中的进行实践教学, 但是要注意理论教学与实践教学的内容要相对应, 不能理论所讲的与实践的教学内容都毫不相干, 这样的教学就失去意义了。

2.2 多种教学方法综合使用, 提高教学的效果

教师要注重教学方法的改进, 打破以前的单一的多媒体教学。可以采用让学生预习, 上课让学生准备讲解, 注重与学生之间的互动。也可以采用每一节课对上一节的内容进行回顾, 在回顾的时候采取学生讲解的方式来进行, 这样可以了解到学生哪一方面掌握的好, 哪一方面掌握的不好。在使用多媒体的同时不要忽略传统的黑板等的教学, 采用多种教学方法与多媒体教学相结合的教学方式, 这样可以增加学生的学习积极性, 也可以让学生更好的掌握教师的教学内容。

2.3 在教学的过程中注重用例的连贯性

在教学的过程中使用例子是我们所有的高校和老师在教学的过程中都惯用的一种教学方法, 使用例子可以让学生更好的掌握所要学的内容。不过在使用例子上, 教师要注意将每一章节的例子都进行连贯, 不要这一节的例子与前面和后面的都毫不相干, 这样对学生的掌握来说也没有帮助。由于前后的例子都不相同, 学生很难从前面的例子将注意力转移出来, 这样就会影响到学生的理解。教师在教学中最好可以采用前后连贯的例子, 或者是尽可能的减少新例子的使用, 以便学生对新的知识的掌握和理解。最好是在使用例子上都可以前后的考虑, 不要在讲一个知识点的时候想到一个例子就使用这个例子, 而在讲下一个知识点的时候想到另一个例子就随意的使用。

2.4 注重实践教学, 在上课以及实践的考核上多下功夫

打破以往学生和老师对实践教学不重视的态度, 多设置实践教学的课程, 在这基础上, 对于实践的考核要重视, 对平时实践课程的表现就要有评分, 对于考试也要将实践的成绩综合的考核到其中。制定严格的实践考核, 从老师和学生对实践课的重视程度都要提高, 让学生知道实践的重要性。同时注重在实践的过程中培养学生的软件工程思想, 这是学生在进行实践方面的关键一点, 只有学生这方面的思想提高了, 在进行实践的时候也就会有更好的表现了。

2.5 教材选择上要结合该校的学生和教学的特点来进行

选择教材上不能盲目的来进行, 也不能人云亦云的选择, 要根据该校的教学特点, 以及生源的水平来选择适合该校学生使用的教材, 避免出现教材选择的太难, 对于我校的生源来说不适用, 也要避免出现教材选择太简单, 对生源来说使用这样的教材是一种时间的浪费。选择难度适宜的教材, 满足学生对这方面知识的需求要求。

3结论

以上是笔者根据现在高校的在《数据库原理与应用》教学上的现状的分析, 总结出的改革方法, 仅是笔者的个人看法和意见, 还有很多的不足之处, 希望大家可以多提意见, 共同完善我国高校的《数据库原理与应用》的教学。使高校的《数据库原理与应用》教学可以做到更好, 让学生对这方面的知识掌握的更好。

参考文献

[1]任建军.《数据库原理及应用》教学改革探讨[J].西华师范大学学报 (自然科学版) , 2003年01期.

[2]兰彬, 张燕.数据库系统原理课程教学改革及思考[A].都市型高等农业教育教学改革论文专辑[C].2007年.

[3]胡宏银.朱绍文.从数据库中获取信息的几种方法的比较[A].1999年中国智能自动化学术会议论文集 (下册) [C].1999年.

应用与原理分析 篇8

可记忆电阻器是近年来研发成功的一种新型电阻器,该种电阻器不仅能够应用在阻抗中,在容抗与感抗上也有着广泛的使用,兼具了忆容器与忆感器的优势。可记忆电阻器的研发是电子学史上的重大变革,标志着数字时代的开启,有效推动了低功耗计算机等神经形态器件的推广与应用。

1可记忆电阻器的概念与技术原理

可记忆电阻器,顾名思义,具有记忆的电阻器。电脑也有记忆功能。比如说在自己的电脑上进行设置时,即使我们关闭电脑,下一次开机时设置还是不会变,电脑能够记忆自己的使用历史。如果在网吧等公共电脑上设置,下一次开机重启时上一次设置的东西就都不见了。可记忆电阻器也应用在笔记本上,一般来说,假设笔记本突然断电关机,接入电源重启的时候它会提醒上次有异常关闭的会话,是否恢复。这一特点一定程度上减少了使用电脑者的工作量,因为在做图表、写论文的过程中一旦没来得及保存又突然关机,这就意味着之前做的都是无用功。可记忆电阻器的特性与其相似,惠普公司早在08年的时候就开展了可记忆电阻器应用在计算机等产品上的研究,假如可记忆电阻器真的应用在计算机等产品上,将极大地给人们带来便利。现在一般电脑的启动所花费的时间大概在二十秒左右,但是如果可记忆电阻器应用在电脑上,那就不需要启动,直接像打开开关一样迅速。

在几十年以前,美国一个科学家就提出了可记忆电阻器的设想,认为这种电阻器是可以发明的,但是因为技术水平有限,不能证实猜想,所以一度被搁置。到后来,有人又重新提出这一观点,并且得到证实。至如今,可记忆电阻器真的被研制出来。所以说,电路自己是有记忆功能的,就算断电很长一段时间也能够记录上一次的信息。一般电阻器的电阻值是固定的,不会随电流值变化而变化。可记忆电阻器的电阻值是可以变化的,电荷越多,阻力越小,当电流突然中断,电荷处在类似“冷冻”的状态,等到电路重新恢复工作,工作的起点就在上次停止的地方。可记忆电阻器在一定程度上提高了工作效率,而且具有低损耗的特点。

2可记忆电阻器的利用

最初时可记忆电阻器主要用来存储信息,因为它的存储量大,而且记忆不会中断。可记忆电阻器的效率要高于其他记忆材料,而且耗能比较小。在计算机刚被研制出来的时候,晶体管为主要的芯片材料,主要是在二进制的基础上进行研制的。随着科技的不断发展,计算机的更新换代速度也在不断的加快。美国某品牌计算机的一位高管提出了用可记忆电阻器取代晶体管。可记忆电阻器前期研制成本很高,但是一旦研制出来,对计算机行业乃至整个世界科技领域都会产生革命性的影响。因为可记忆电阻器可以无视二进制,提高了计算机的处理能力。晶体管的主要构成元素是硅,它是不具备记忆能力的,每一次电脑开机,都需要重新导入数据。

3可记忆电阻器的应用展望

从2008年惠普宣布研制可记忆电阻器计算机以来,已经过了八年,预计再过四年可记忆电阻器计算机就可以和用户见面,一旦成功,存储器可以根据用户的实际使用情况进行调节,不再是固定值。惠普计算机在计算机领域中处于领先地位,截止到目前为止,虽然也有一些品牌开始介入可记忆电阻器的研究,但是尚未取得革命性的成果。

可记忆电阻器具有快速记忆的功能,但是频繁的使用会缩短它的寿命,这也就是为什么可记忆电阻器被发现但是至今还没有广泛应用在实践中的主要原因。所以要将其应用在计算机上需要考虑采用科学的措施延长可记忆电阻器的使用寿命。

很多东西都是在不断研究的过程中发现的,元素周期表最初也是不完善的,目前的元素周期表除了创始人整理发现的之外,之后的元素是后来的科学家不断研究发现的,物理中电流、电阻、电荷等因素它们之间都有某种联系,在最初对可记忆电阻器进行研究的科学家认为,可记忆电阻器的研究还有很长的道路,后来科学家完善了关于可记忆电阻的研究内容,理清楚物理中各个点的关系,从总体上来看,可记忆电阻可以被看做链接各个物理因素的细小元件。经过业界的研究证实,可记忆电阻这种物质是存在的,在实践中有着良好的应用前景。

4结语

目前科学家关于可记忆电容的研究还处于初级阶段,因为电容没有电阻,但是电容的研究是建立在可记忆电阻器之上的,所以可记忆电阻器的研究还有很长的道路要走。相信在广大专家学者的努力下,在未来几年,可记忆电阻器的研究定可取得革命性的突破。

摘要：可记忆电阻器是一种新型概念,从诞生伊始就受到了学界的广泛关注,这项发现将有可能为制造非易失性存储设备、即开型PC、更高能效的计算机和类似人类大脑方式处理与联系信息的模拟式计算机等铺平了道路,针对可记忆电阻器的技术原理与发展展望进行分析。

关键词：可记忆电阻器,技术原理,应用

参考文献

[1]Ralph Raiola.忆阻器的应用——电子学最新电路元件的前景评析[J].今日电子,2008(11).

[2]胡小方,段书凯,王丽丹,等.忆阻器交叉阵列及在图像处理中的应用[J].中国科学:信息科学,2011(4).

应用与原理分析 篇9

单片机以其集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点, 作为典型的嵌入式系统, 成功应用于工业自动化、智能仪器仪表、家电产品、通信、航空航天、军事等领域。

《单片机原理与应用》是一门理论性和实践性都很强的课程, 是计算机类、电子类、机械类、电气类、通信类等专业的一门专业基础课, 在学生专业技能的培养中越来越显示其重要的作用。

1 传统单片机教学存在的问题

1.1 教学主线不合理

传统的教学中都是以单片机的原理与结构为主线。在这种教学过程中, 各知识点的学习相对独立, 学生在学习过程中无法形成整体的概念, 教材与教学过程的安排也没有充分考虑学生的接受能力, 学生在学习的过程中不断的承受挫折, 使得学生觉得单片机很难学, 从而无法深入学习。当学生在学习结束后, 不仅没有掌握单片机的原理及其基本内容, 更不了解单片机的开发过程是什么, 无法达到既定的教学目的和教学要求, 整个教学过程是失败的。

1.2 实践环节存在弊端

目前多数高校都采用集成度较高的实验箱, 但其并不适合于学生的实践环节。主要存在以下三方面问题:一是实验箱功能强大, 集成度高, 学生在进行实验验证时, 只需要简单的按说明书连线就可进行操作, 学生对内部结构及电路没有足够的认识, 不利于将来学生单独进行系统开发;二是由于对内部结构的不了解, 因此无法编写出完整的程序, 仅仅输入示例程序进行验证, 即使是出现了编译错误也找不到程序的错误所在, 学生的编程能力没有得到提高;三是目前实验内容主要是验证性实验, 缺少综合性设计环节, 学生的实际动手能力和创新能力没有得到锻炼。由于以上三点原因, 当实验结束时, 学生没有收获, 不但不能巩固其课堂所学的理论知识, 而且不能达到实验效果, 也就不能激发学生的学习兴趣, 更谈不上培养其设计与创新能力了。因此达不到开设实验课的目的。

1.3 考核方式不科学

对本课程的考核, 主要采用平时成绩+期末成绩的方式, 而期末考试一般是采用闭卷考试, 强调的仍然是理论的考核, 忽视了对应用能力的考查, 不符合本课程的特点。

2 案例教学在单片机教学中的应用

2.1 案例教学方法

案例教学是指从案例出发, 以案例为主线, 围绕案例中提出许多任务进行分析, 组织引导学生找出完成任务的办法, 在完成任务的过程中, 学习相关课程的概念及知识点, 并进行归纳, 由感性认识上升到理性认识。案例教学的本质是通过案例来诱发、加强和维持学习者的成就动机。在整个教学过程中, 以完成具体的任务为线索, 把教学内容包含在每个任务之中, 学生通过完成任务逐步掌握所学的知识与技能。案例教学法实现了以教师为中心转变为以学生为中心, 以课本为中心转变为以案例为中心, 以课堂为中心转变为以实践为中心, 因此它也成为单片机教学改革中的首选。我们将案例教学法与传统教学法进行对比 (如表1 所示) , 结果发现案例教学法不仅使学生学到了理论知识, 更提高了学生的动手能力与创新能力。

2.2 案例设计

案例教学是要创建真实的教学环境, 让学生带着真实的任务学习, 学生必须拥有学习的主动权, 教师不断激励学生前进。由于案例教学并不是以传统的教材为中心组织教学, 因此要编写合适的案例并配备专门的课件讲稿, 重点进行案例的分析与任务要求的讲解。案例的设计应围绕单片机的基础知识来设置, 尽可能包含本课程的知识点, 同时要求案例简单实用, 这样学生一旦投入精力, 容易上手, 很快就能掌握单片机相关实用技术。这里以单片机控制的交通灯系统为实施案例, 案例要求如下:1、正常状态:实现正常状态下交通路口的交通灯控制, 能实现东西、南北方向的切换;2、夜间状态:夜间状态下实现东西、南北方向黄灯闪烁;3、紧急状态:东西、南北方向设置为红灯, 以便执行紧急公务。

2.3 案例实现

案例分析过程是案例实现的前提, 是激发学生学习兴趣的过程, 是学生学习能力培养的过程, 是培养学生创新思维的过程。案例分析的过程是一个发散的、互动的教学过程, 应该本着“学生为主, 教师指导”的思想, 充分调动学生的积极性, 从而达到培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力, 启迪学生思维, 提高学生综合分析能力和创新能力的目的。本案例分析如表2 所示。

在完成案例分析表的基础上, 学生逐步实现案例分析表中的任务目标, 案例的实现过程应以学生为主, 教师期间起到指导作用。

在案例实现过程中, 教师只需安排任务, 讲解一下任务的要求, 所涉及的知识点, 大概的解题思路, 以及典型的程序演示例子, 其它交由学生自己摸索, 自主完成任务。学生如果遇到难以解决的问题, 教师现场一对一的提供有针对性的帮助。教师还可以将普遍遇到的问题集中起来, 重点讲解。

学生在案例实现过程中应分组进行, 每组4-5 人, 既避免了互相抄袭的情况, 又可以培养学生团队合作的能力。

2.4 考核评价

在课程结束后, 应当抛弃传统的笔试方式, 采用以任务和案例的完成情况为主, 理论知识为辅, 结合答辩等手段对学生完成情况进行评分。

2.5 案例总结

在总结中帮助学生明确案例所涉及的知识点及最佳思考方法, 找出不足, 确定努力方向, 并指导学生对案例进行扩展和延伸, 实现知识和技能的迁移。

3 案例分析教学注意事项

3.1 合理设计案例

案例设计是案例教学的关键, 因此案例设计十分重要。案例设计应尽可能的贴近生产生活实际, 符合学生的认知范围, 案例难度不能太大, 应该易于实现。同时案例应具有可扩展性, 应给学生留一定的思考空间、探索空间、扩展空间。案例还应尽可能包含本课程的所有知识点, 如果一个案例无法完全包含, 还应设计辅助案例与之配合教学。

3.2 精彩演示案例

教师在完成案例设计后, 应首先完成案例并在课堂上给予演示。通过案例的直观呈现, 激发学生的好奇心, 提高学生的学习兴趣。在案例演示过程中, 要求学生不要只看热闹, 要注意观察。

3.3 创建教学环境

案例分析教学是以案例分析为基础, 案例实现为目标的。因此案例分析教学需要足够的硬件支撑, 这是普通教室教学无法提供的。所以在进行案例分析教学时, 必须借助实验室或实训室。

3.4 改变教学角色

案例分析教学具有“以案例为主线、教师为主导、学生为主体”的特点。由于整个教学过程是以学生为主体的, 需要学生的积极参与和配合, 能否调动学生的积极性和参与热情对整个教学过程至关重要, 因此教师必须转换角色。角色转换主要有两方面:一是要将讲授为主转换为组织、引导为主;二是要从讲台上讲解转换为走到学生中间进行指导、与学生沟通、讨论和共同学习。教师要明确自己所承担的角色, 要认识到学生的知识和能力不是靠教师的灌输被动接受的, 而是通过案例实现主动构建的。在整个教学过程中, 教师充分了解学生, 教师要根据学生的不同特点分别进行指导。

3.5 总结学习成果

在案例教学中, 学习总结也是必不可少的一部分。一方面对已掌握的知识按照自己的思维方式进行重新整合, 构建出自己的知识体系;另一方面是要对实例完成过程中出现的问题、累积的经验进行总结, 提高自己的各项能力。总结是对知识的重新整理过程, 通过总结才能将完成实例的实践过程提高到理论水平并加以理解与深化, 并最终建立理论知识与实践应用相关联的知识体系。

4 总结

案例分析教学解决了传统单片机教学的种种弊端, 在整个教学过程中, 充分体现了学生的主动性和教师的指导性, 充分的激发学生的学习兴趣, 使学生能够主动学习, 提高了学生的分析、动手、学习、创新等能力, 是一种值得推广的教学方法。

摘要：传统的单片机教学存在种种弊端, 不符合现代人才培养要求。我们提出了基于案例分析的单片机教学方法。案例教学方法是以学生为主体, 案例为主线, 教师为主导的教学方法。与传统教学方法相比, 案例教学法不仅激发了学生学习的兴趣, 培养了学生的单片机综合应用能力。本文详细介绍了案例教学在单片机教学改革中的应用及注意事项, 并给出了一个具体案例。

关键词：单片机,教学改革,案例教学

参考文献

[1]迟耀丹, 王蓉晖, 王超, 王琮泽, 王亚娟, 杨小天.《单片机原理及应用》课程教学改革探讨[J].吉林师范大学学报 (自然科学版) , 2007, 3:128.

[2]郝凤涛, 祝名钰.采用应用型题目提高单片机课程设计实验教学效果[J].实验室研究与探索, 2005, 24:224.

应用与原理分析 篇10

一、什么是课题讨论法

老师在课程教学之中, 以平等相处、平起平坐的角度与学生一起营造出一种和谐的师生教学环境, 并将学生分为人数相同的诸多学习小组, 在此基础上将教学相关的课题提出, 让学生们以小组为单位进行讨论, 然后在课堂上再由小组与小组之间开展交流与探讨, 老师在探讨与交流的过程中逐步引领学生们理解相关理论知识。学生在交流探讨过程中可以积极辩论、发表见解、打开思维、互换观点、受到启发、获得知识, 通过这样的学习氛围, 使学生自然而然的吸收和获得相关知识, 交流能力、学习能力等综合素质得到科学有效的提高, 并且在互相启发中得到课堂教育里无法的知识与感悟。这种教学手段就是课题讨论法。

二、怎样应用课题讨论法

1.改进教学方式

将之前的教学方式存在的问题和缺点剔除, 并针对教学过程中不相同的教学知识与内容, 制定不相同的教学方式。将多媒体技术科学合理的应用在之后的教学过程之中, 使教学过程中多媒体技术的作用最大化。通过多媒体技术将课堂上涉及的知识以JPEG图片、PPT演示文稿、相关视频等方式传播给学生, 现在的学生对于这种传播方式最易接受也最感兴趣, 以此提高学生的学习积极性、逐步带动学生的学习兴趣, 提高教学质量。在课堂上尽量多的将光纤系统的各类组件、设备、器物展示给学生, 以此加深学生对光纤系统的印象, 更好的理解光纤原理, 更容易的理解相关的知识与技术。将一部分科学合理的例子和习题融入到教学过程中, 加强学生和老师间的互动, 使学生在学习过程中能够及时的通过练习更快的掌握相关理论和知识, 加强学生的学习兴趣, 提升教学质量。

2.改进学习内容

在现在各个高等学校的学习内容中, 有一部分学习内容出现了知识点的重复。在高等学校中, 教学效果与质量很大程度上受到教学书籍的选择、使用的影响。因此, 学校必须采用与整体教学总纲相统一的教学书籍。但是, 目前的教学现状是优质的与整体教学总纲相统一的教学书籍非常少, 在各大高等学校的教学过程中不得不再加入必学却书上没有的知识以及剔除书上不必要或重复的知识, 这样久而久之是无法获得优质的教学质量的。综上所述, 如今的比较合理的解决办法是在各大高等学校教学过程中使用新出的教学书籍, 对新的技术以及新的理论进行着重的讲解。与此同时, 安排专业人员组成工作小组, 对教学书籍进行科学合理的改进和补充, 尽早推出更加优质的教学书籍。

3.将学生进行合理的分组

分学习小组, 是课题讨论法的重要组成部分。在课堂教学开始之前, 老师需要将上课学生进行科学合理的分组。其分组标准可以归纳为:学习好、学习普通、学习较差的学生平均的分配到每一个小组。在课堂教学过程中, 除去理论原理部分, 另外的部分将会给提供相应的课堂任务, 课堂任务会在课前传达到各个小组。同时, 每个小组都必须推选出各自的组长, 并在课堂中由各组组长带领组员开展学习资料的获取与整理, 将课堂任务合理分配给组员完成。在课堂教学中, 给各个小组对于相关课题的回报、探讨、交流安排专用时间, 再由老师和各个小组推选的代表对每个小组打分, 其分数将作用于每个学生的期末成绩。另外, 各个学习小组在共同准备和共同完成课题任务时, 加强了同学之间的交流和接触。通过这些机会, 每个小组中学习较差和普通的同学可以在学习好的同学帮助下攻克学习困难, 使学生们共同进步。

三、结语

作为光纤通信中一门十分重要的专业课“光纤通信原理与系统”, 课题讨论法在其教学过程中的使用能够使学生更完善的了解其发展的历史与过程;更好的掌握光纤通信的相关技术和原理;更深入的理解光纤通信的使用与作用, 使学生在以后步入社会能够有作为与良好的发展。

参考文献

[1]任一涛.深化改革实践积极推进“光纤通信原理与技术”双语课教学[J].云南大学学报 (自然科学版) , 2014, S2:150-153.

[2]夏林中.基于工作过程的《光纤通信技术》课程开发[J].科技视界, 2013, 19:130-131.

遥控系统应用原理与调试（下） 篇11

在该遥控系统中，主控微处理器IC001（LA863348）和TV信号处理集成电路IC201（LA76810）之间的数据传输是通过I2C总线进行的。由于LA863348和LA76810集成电路都具有I2C总线标准接口（译码器，D/A转换器等），因而不需要其它接口电路，而直接挂在数据线（SPA）和时钟线（SCL）上即可。

在该机里，所有选择音视频信号滤波器的中心频率和幅频特性均由I2C总线控制且在集成电路内部调整，保证了批量生产的一致性。AGC、AFT的设置，亮度信号的峰化，色度信号的肤色校正，色度副载波的频率、相位，基带延迟系统，矩阵系数，白平衡的调整，副亮度、副对比度、副饱和度、副色调及音量范围等参数的设置，都由PC机经I2C总线控制完成调节和设置。

在图1中，主控微处理器IC001的CLX端的28脚和DATA端的27脚与E2PROM存储器IC002（ST24C04）的6、5脚相连，IC001的I2C DATA端的29脚和I2C CLX端的30脚与TV信号处理集成电路IC201的12、11脚相接。其中ST24C04可以作为被控接收器，通过I2C总线写入来自LA863348微处理器的控制数据，也可以作为被控发送器通过总线发送数据而由微处理器来读取。LA76810的I2C总线数据传输格式分为写入模式和读出模式。所谓写入模式是通过I2C总线接收主控发送器LA863348发送的数据；而读出模式是通过I2C总线把数据传送到作为主控接收器的LA863348中。

在生产线上，采用I2C总线控制可简化大量的生产调试工序；在用户使用过程中，如果机器出现故障，维修技术人员可用遥控器置于维修模式下，检查电视机各参数设置和工作状态，迅速准确地判定故障的部位，排除故障。

下面介绍一下调试的方法和调试的菜单。进入维修调试方法：按“MENU”键进入图像菜单，再依次按“退出键（Q·VIEW）”和“静音键（MUTE）”即可进入；按“定时键（TIMER）”切换5种维修菜单；在维修菜单下，按“频道加、减（+/-）键”可选择调试项，按“音量（+/-）”键可改变参数值；调试结束后，按“MENU”键退出工厂菜单。

维修菜单见表1~5所列。

I2C总线调整在彩电维修中是非常重要的，由于各个厂家对微处理器的控制软件都是自行开发的，因而各机型的调试方法与调节项目也有所不同。为方便广大维修人员，向读者介绍一下康佳F2109A/A2型机和长虹CN-12机心彩电的I2C总线的调整方法和调整项目。

1.康佳F2109A/A2型机I2C总线的调整方法

该机的微处理器采用LC863316A单片集成电路，其调整软件由康佳公司开发。在整机的调试中，整机除B+108V电源电压需用电位器调校外，其余参数均用调试遥控器及计算机调整。该机采用了新颖独特的图形中文菜单，美观大方、操作性强。

由于该机需调整的参数存储在E2PROM内，所以在更换主芯片LA76810及CPU（LC863316A）时，无需对整机进行调整。更换显像管需对亮/暗白平衡进行调整。

维修时，若要更换存储器ST24C04，需对整机进行调整。调试时需采用专用的调试遥控器KK-Y211。若无专用遥控器时，可用F2109型机的遥控器KK-Y173。该遥控器最后1行的第3个键无导电胶，可将遥控器贴片掀起，露出一个洞，用导体(如铁片等)接通洞内印刷板的碳膜，就可以进入工厂调试菜单。

按压遥控器的“调试”键，可进入以下菜单（见表6~表10）。

若想调整其它参数，请先按“调试”键，再按“静音”键，然后用1、2、3……等选择调试菜单。

2.长虹CN-12机心彩电I2C总线调整方法

长虹CN-12机心彩电的微处理器LA863348的掩模编号为CHT0405。整机的许多功能、电气参数、电路的工作模式和工作流程及各种指标，都是通过软件调整来实现。下面是有关维修模式：

（1）进入方式

用用户遥控器将音量减到零，同时按下用户遥控器的“MUTE”键和和本机“AV/TV”键在2s以上。此外，在“S”模式下，按“POWER”键退出“S”模式。

（2）调节方式

用用户遥控器的“上/下”键选择项目，“左/右”键进行调节，其调节功能包括“M”模式的调节项目，见表11所示。

应用与原理分析 篇12

1 角色体验法溯源

角色体验法的含义。体验教学是近年来教育理论研究的一个崭新领域。“体验”是人类生存的基本方式, 一般可以看成亲身经历, 形成经验的过程。体验具有道德教育功能、思维创新和个性发展的功能。角色体验法 (Role-experiencing teaching) 就是在教学过程中创设一定的情景, 让学生参与其中的角色, 通过体验角色来领悟知识、发展能力和建构意义的教学策略和方法。

角色体验法的溯源。角色体验法的创立可追溯于两个理论, 一是杜威的经验教育, 二是心理学的角色扮演理论。美国著名教育理论家约翰·杜威 (John Dewey, 1859-1952年) 在其著作《民主主义与教育》 (1916年) 中提出了当时具有开拓创新的教学模式——经验教育。他反对只注重知识的传授, 轻视学生的兴趣、实际需要和社会现实的传统教育模式, 提出“让学习返回到生活, 在生活中学会感悟, 积累经验并将塑造的品行和能力应用于实际生活”的经验教育理念。即“教育即生活, 教育即成长, 教育就是经验的改组或改造”[1]。这一教育理念对以后西方建构主义学习理论的提出和创新具有较大的影响。杜威的经验教育模式实质是一种体验教育模式, 它注重生活的原味体验, 强调德育与智能的协调发展。他认为教育的目标不仅是传授知识, 更重要是塑造人的品格。可见, 杜威的经验教育理论具有强烈的体验教育色彩, 它从学习理论、心理学和哲学的角度为以后的学者探索角色体验法提供了重要理论价值和借鉴意义。

角色体验法的理论基础源于心理学的角色扮演理论。角色扮演法 (role-playing teaching, RPT) 是美国精神病学家莫瑞诺 (J. L. Moreno) 于1960年所创建的一种社会心理技术, 就是使人暂时置于他人的社会位置, 并按这一位置的要求方式和态度处事, 以增进对他人社会角色及自身角色的理解, 从而学会更有效地履行自己的角色。这一技术已广泛地应用到教育、管理、医疗行业等各个领域[2] 。莫瑞诺认为角色是动态的, 如果想要协助个体的心智成长和发展, 需要通过情境扮演的方式, 才能让个体真正地体验生活, 提高自我意识以及解决问题的能力。随后, 角色扮演法渐渐地被纳入教育领域并加以推广和创新。早期的社会交往理论也十分注重角色扮演模式的运用, F.谢夫特 (Fannier Shaftel) 和G.谢夫特 (George Shaftel) 主张在教学时采用角色扮演, 让学生通过角色体验来研究个人价值和社会价值[3]。

2 角色体验法在马克思主义基本原理教学中的应用

2.1 应用的可行性分析

“原理课”的教学目标在于用科学世界观和方法论引领大学生成长成才, 帮助大学生树立正确的人生观、道德观和价值观。它的特点是理论性强, 内容比较抽象, 学生一般难以理解。由于深奥的原理终究源自于生活, 有生活必有情景中的角色。因此, 在“原理课”中应用角色体验法, 一方面, 可以使课堂变得立体、生动和丰富起来。将抽象的原理融于生动的情景中, 并鼓励学生去体验情景中的角色, 从情景中发现问题, 获取新的知识和思想。另一方面, 可以使课堂更贴近学生的思想实际、生活实际和心理实际, 把授课内容讲到大学生的心坎中, 有助于把“原理”课程建设成为大学生喜爱, 终身受益的优秀课程。

2.2 角色体验的教学设计

角色体验法是在教学过程中创设一定的情景, 让学生参与其中的角色, 通过体验角色来领悟知识、发展能力和建构意义的教学策略与方法。在角色体验的教学设计方面, 有以下几种形式:

一是采取实践教学的形式, 如组织学生策划“哲理短剧”比赛活动, 由学生自己收集资料, 结合医学精神与人文素质的主题, 设计剧本和情景。也可以采取其他体验学习方式, 如指导学生开展课件制作、体验教学、教案编写等形式。这部分学习成绩计入学生的社会实践考核中, 占总评成绩的30%。

二是采取课堂表演的形式, 具体做法是根据“原理课”的内容创设情境, 提供需要扮演的角色。采取自愿原则由学生自由组合参与表演。例如“关于理解商品价值的社会属性”这一问题, 马克思说, “商品不是物, 而是一种人和人的关系。”学生一般会觉得难以理解。根据授课的相关原理, 设计一个主题为“花非花”的角色体验案例, 提供两个相应的情景, 由两名同学 (一男一女) 依照课件上的要求作即兴表演。随后根据表演情景设计两个问题进行课堂讨论:①情景中的两人分别属于什么关系?②结合商品的价值谈谈在这里为什么“花非花”?表演结束后, 其他同学以“观察者”的身份参与讨论。其实这里体现的是现象与本质的关系。马克思的这句话表明商品的本质属性是商品的价值, 而这种价值又通过人与人之间相互交换生产商品的劳动体现出来。结合原理主题设计情景表演, 实现与学生互动的教学管理。这部分学习成绩计入学生的平时考核成绩中, 占总评成绩的10%。

3 角色体验法在马克思主义基本原理教学中的应用效果分析

3.1 马克思主义基本原理教学中角色体验教学法的应用效果

本学期在2006级护理本科班和2006级生物技术本科班运用角色体验教学法进行教学, 教学效果明显, 学生的参与热情高涨, 对“原理课”的喜爱程度明显提升。教学管理具有明显变化, 生物技术班级由原来不愿参与课堂转化为积极主动参与, 课堂气氛非常活泼;护理班级则在原来个性活泼的基础上更增添了课堂的开放性。在由学校质量监控中心组织的学生评教中, 这两个班给出的平均分为94分, 排名人文社科部第一。从学生的评课信息反馈看, 体验教学受到学生普遍欢迎。一些学生提到, “‘原理课’是我在大学中最喜欢的一门课程, 教师的教学方法很新颖, 设计的情景非常切合实际, 能给我们具体的人生指导。”角色体验教学法在“原理课”教学中的应用效果具体表现在以下几方面:

有助于激发学生的主观能动性。在角色体验教学过程中, 学生要创造性地发挥表演情景, 不仅需要通过查阅相关资料、调查、访问等形式熟悉和理解自己所承担角色, 同时还需要把所学到的理论知识融入表演的情景中。这种教学方法增强了学生学习的主动性、自觉性和积极性。美国著名的学者维纳·艾莉指出, “我个人的知识体系中包含了大量的对自己来说独一无二的体验和回忆。这些体验过滤了我所知道的和理解的而形成独特的风格。”“我们可以把自己的个人知识看成一张认识的‘网’, 许多想法、感觉、概念、思想和信仰都在这里交织在一起”[4]。由此可以说, 角色体验实际上是主体根据自己的“理论框架”进行构建知识的一种主体性的学习方式。它的最佳效果在于:学生对知识的理解过程并不是“教师传授——学生聆听”的传递活动, 而是学生在亲自 “研究”、“思索”、“想象”的探究知识过程中, 形成了个性化的知识体系和结构。

有助于充分发挥学生的创造能力和表演天赋。创新能力、就业能力和实践能力的培养是素质教育的核心, 体验是创新能力、就业能力和实践能力得以增强的中介。角色体验是一种个体化的心智活动, 它与个体的自我意识、情感态度和价值观都密切相关。在情景体验的过程中, 学生通过想象、联想等思维方式, 充分发挥学生的创作能动性, 在一定程度上激发了学生的表演潜力和天赋, 学生分析问题和解决问题的能力都得到了较大的提高。

有助于提高学生的临床思维能力。我们的教学对象是医学生, 因此在教学过程中, 结合学生的医学专业实际, 设计医学方面的角色体验活动是我校“原理课”教学的重要特色。西方医学之父希波克拉底认为:“医学家必须同时是哲学家。”这一观点体现了辩证逻辑思维在临床实践中的重要性。临床思维是以辩证逻辑思维为基础, 运用已有的医学理论知识和经验, 对疾病进行调查、分析以及综合判断的系列认识活动过程。在“原理课”教学中如何提高学生的临床思维能力呢?“如果没有感受现象, 就不存在情感发展机制, 就不会有任何情感经验周围印记留存在记忆系统中”[5]。在马克思主义认识论的教学中, 设计相关的角色体验教学, 有利于学生理解辩证唯物主义反映论的相关原理, 牢固地掌握理论知识, 对所学的原理内容保持较长时间的印象记忆, 有利于学生在临床实验操作中自觉将基本原理转化为实践技能, 提高其临床思维能力。

有助于构建民主、平等的教学互动关系。在市场化的趋势下, 师生关系发生了明显的变化, 一个突出的表现是尊师的传统正日渐淡化, 师生关系越来越淡漠。随着高校的扩招, 每位教师面对的学生越来越多, 教师又有繁重的教学和科研任务, 大多数教师上完课后就离开课堂, 因而师生之间很少有情感和思想的交流。角色体验教学是一种动态的多边沟通和互动的过程, 特别强调师生互动和生生互动的重要性。一方面, 学生“在体验中发展”是角色体验教学的精髓和切入点。在这个过程中, “观察者”与“表演者”之间通过讨论和对话实现生生互动, 进而双方的认知和能力都在体验中获得发展;另一方面, 角色体验教学使课堂总是处于一种开放和流变的状态。教师把“学生的角色和情景”作为过程去经历、去体验, 并通过体验, 形成师生互动, 包括认知、情感和行为等方面的互动, 进而提高自己的专业技术和能力。

3.2 存在的问题及改进方法

角色体验法在应用过程中的存在问题主要表现在问题情境的创设、教学时间的筹划和情景表演的评价三方面。角色体验法毕竟是一种表演性质的学习方法, 表演不是目的, 而是手段。课堂表演作为“角色体验法”的核心部分, 目的是让学生在理解和应用知识的同时, 能够还原和再现 “生活的情景”, 从而使学生更加深刻地领会马克思主义基本原理的内容。因此, 在问题情境的创设方面要注意紧扣原理主题, 在内容安排和教学时间的筹划方面要合理分配和调控, 在情景表演的评价方面要准确得当。在表演过程中, 有时会出现课堂气氛一时难以控制的现象, 需要教师给予及时引导和调节。在表演结束之后, 教师要对学生的发挥、表演水平、沟通技巧以及专业知识的应用等方面进行点评, 这就对教师的知识结构、审美能力和综合素质提出了更高的要求。角色体验教学法不只是单纯的教学方法, 如何从整体上驾驭多种教学方法的协同运用, 还需要在教学过程中进一步探索和研究。

综上所述, 角色体验教学法有助于提高马克思主义基本原理教学的实效性和感染力, 通过优秀、精彩的情景表演作品, 既体现了学生对人生观和价值观的反思, 又巧妙地反映出现代医务工作者应具备的道德观, 进一步提高了学生的创新能力和实践能力。

参考文献

[1][美]杜威著, 王承绪译.民主主义与教育[M].北京:人民教育出版社, 1990:154.

[2]章志光, 金盛华.社会心理学[M].北京:人民教育出版社, 1996:67.

[3]刘克兰.现代教学论[M].重庆:西南师范大学出版社, 1993:195.

[4][美]维纳.艾莉.知识的进化[M].珠海:珠海出版社, 1998:86, 108.