分层式控制系统（精选10篇）
分层式控制系统 篇1
摘要：首先,简单介绍了分层崩落采矿法的基本思想;然后,根据进路式分层崩落采矿法的特点和工艺流程,给出进路式分层崩落采矿系统的设计思路和实现方法。
关键词：进路式分层崩落,设计思路,实现方法
0 引言
崩落采矿法是以崩落围岩来实现采场地压管理的方法，即随着矿石的采出，用崩落围岩充填采空区的方法来控制地压。崩落采矿法主要包括单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法和阶段崩落法4种[2]。
其中，分层崩落法是将矿块按照一定的高度(阶段高度)划分为分层，然后自上而下逐层回采矿石。每一分层随回采工作的进行，在底板铺设假底，并进行人工放顶(把上部假顶及覆盖层放下，使其充满采空区，并作为下一分层回采时的假顶)。按照工作面布置形式的不同，分层崩落采矿法又分为进路式和壁式两种基本方案。
在进路式分层崩落法中，从矿体下盘到上盘以进路方式分层回采矿石，对于每一分层，采用从矿块边界向中央放矿溜井推进的顺序进行回采。
1 进路式分层崩落采矿法
1.1 适用条件
要选用进路式分层崩落法开采矿石，被开采矿体首先要满足崩落采矿法的实施条件，即地表允许塌陷。此外，分层崩落法适用于开采矿石价值高、松散破碎;围岩稳固性差，容易自然崩落;厚度与倾角能使假顶随回采工作下移的矿体。
1.2 工作流程
采用每一种采矿方法回采矿石都包括采准、切割、回采三个步骤。
采准:主要有脉内采准、脉外采准、联合采准三种形式。当矿体厚度很小时，一般采用脉内采准布置:掘进阶段运输巷道、矿块天井、和溜井之后，沿矿层全厚掘进分层平巷;矿体厚度在3米～20米时，则采用脉外采准布置:在矿体下盘围岩中掘进脉外运输巷道、矿块中央天井以及阶段、分层水平的联络巷道。矿体厚度较大时就要采用脉内采准和脉外采准联合的方式布置，并逐层掘进分层联络巷道切割分层，自分层横巷开掘回采巷道，采出矿石。
切割:在分层中沿矿体下盘边界掘进分层沿脉巷道或穿脉巷道。
回采:回采工作主要包括落矿、运搬、顶板管理(工作面支护、假顶铺设、放顶)三道程序。一般情况下，大多采用凿岩爆破法落矿，然后用电耙通过电耙巷道将爆破散落下的矿石运搬至矿石溜井，在溜井下口装车运走。随回采工作面的推进，需要架设立柱或木棚来支护回采巷道，整条回采巷道的矿石被全部采出后在回采巷道底板铺设垫板作为下分层回采的假顶，最后随回采工作的推进，有计划地进行放顶。
1.3 主要技术参数
采用分层崩落法时，首先按照阶段高度(一般为50米～60米)将矿体沿倾斜方向划分为一个或多个阶段，然后在每个阶段上沿走向划分矿块，矿块长度一般取50米为宜，接着对于每一矿块，以2.5米～3米的高度作为分层高度划分分层。进行回采时，在每一个分层上划分进路，进路长度以20米～25米为限。最后，根据矿体的形状，围岩性质，炸药单耗等信息确定崩落间距，孔口距，孔底距，装药长度，剩余长度，阻塞长度等参数。
2 系统设计与实现
2.1 设计思路
根据进路式分层崩落法的特点，要想达到自动化地采用本方法开采矿石的目的，首先必须向系统提供必要的技术参数，激活系统内部运算逻辑，使系统根据输入的数据向用户提供响应结果。这个过程为:用户在相应的位置选择本地已存在的矿体数据文件导入到系统—系统提取矿体数据信息—用户根据矿体的形状、厚度等信息选择合适的相关参数输入到系统界面相应的位置—根据需要点击相关按钮向系统发送相应的请求—系统响应用户请求给予反馈，为用户生成使用本方法开采矿石所用到的方案图文件。
2.2 实现步骤
上述内容主要介绍了崩落采矿法的基本思想，以及本采矿法的适用条件、技术参数以及目标系统的设计思路，下文主要针对设计思路中囊括的内容，描述其实现步骤:
(1)为了保证系统的灵活性，首先要通过驱动器列表框、目录列表框和文件列表框三者结合的方式导入已存在的矿体数据文件，然后获取用来表示矿体的凸多面体在XOZ面的投影，得到一个不规则的二维图形，接下来要把该二维图形加以改造，使之成为一个相对规则的四边形:
(1)从多边形的一条边开始，将这条边设为X轴做平面直角坐标系，并在这个平面坐标系下取包围已得二维图形的最小四边形。
(2)顺序以多边形的所有边为X轴，重复上述操作，直到得到与多边形边数相同数量的包围多边形的最小四边形。
(3)取上述步骤中得到的所有四边形中面积最小的一个，为了方便操作，将该四边形的上下两条边拉伸至平行。
通过上面的步骤，将得到矿体在XOZ面投影的最小包围盒，以下将用此包围盒作为本文将要开采矿体的二维表示。
(2)得到了矿体的二维表示，就要对矿体进行划分，按照上一节中所叙述的思想和观点，需要利用阶段高度掘进阶段运输巷道来划分阶段，然后根据矿块长度掘进天井在阶段中划分矿块，最后以分层高度掘进分层联络巷道在矿块内划分分层，以上所需三个数据由用户根据矿石和围岩的各种性质自行给出。这里将得到一个矿块划分二维图，如图1所示。
(3)完成对矿体的划分，就要开始逐层开采矿石，具体方法如下:
(1)按照进路式分层崩落法的思想，首先要在矿体的一个分层上划分进路，这里需要用户根据实际情况给出进路间距，为了减少工作量，提高效率，要根据实际情况选择一种总进路长度最短的划分方法。
(2)上述步骤过后，将得到一个完整的进路划分方法，那么下面就是顺序开采进路中的矿石。进路式分层崩落法主要利用凿岩爆破的方式进行落矿，那么就需要在进路中布置炮孔，本文首先需要用户根据所用炸药以及矿体性质等信息给出崩落间距作为参数，以便系统可以根据崩落间距自动给出支机点的位置，然后，对于每一个崩落间距内的支机点，根据矿体的性质和存在特点以及所选炸药的单耗信息等布置炮孔并进行装药爆破，最后采出矿石。
3 主要生产设备
采用进路式分层崩落采矿法开采矿石时，在采准、切割和回采三个程序中，都需要使用各种生产设备来实现完成。因此，生产设备的选择也是十分重要的。在选择生产设备时，应结合经济投入、设备性能、矿体条件、生产安全等各种因素，选择最适宜的设备设施。常用的生产设备如表1所示。
4 结束语
在开采矿石时，应结合矿体、围岩的性质和各种采矿方法的特点，以减少工程量、提高生产效率、保证安全为原则，合理选用适当的采矿方法和设备设施将矿石采出。
分层式课堂教学模式之初探 篇2
在小学英语课堂上实行分层教学是在课堂上，通过揭示课堂学习分层目标，使学生明确学习方向;通过细化分层任务条，为学生指引学习路径;通过交流、讨论，使各层次学生相互促进共同发展;通过分析答疑，帮助各层次学生在自学的基础上加深认识及将知识融会贯通;通过精选习题，检测各层次学生的学习情况;通过评价、反思，调整进一步教和学的策略并促进学生学习能力的发展。
二、“小学英语分层教学”的课堂模式
（一）揭示课堂分层学习目标，明确学习方向
美国心理学家、教育学家布卢姆说“有效教学始于知道希望达到的目标是什么，这个目标不仅教师要知道，学生也要知道。就像作战一样，不仅指挥员要知道，战士也要知道，这样才能充分发挥每个战士的自觉性和积极性，才能最快歼灭敌人，取得战争的胜利。”从这段叙述中我们可以了解到在课堂伊始揭示分层学习目标的重要性，他可以帮助学生了解到我在本堂课上要学习和训练的重点是什么，难点在哪里。如一位教师在执教六年级下册Unit7 Summer holiday plans（Grammar time）时，在PPT上就呈现了以下分层目标，第一层目标：能正确理解并尝试使用这些句子进行问答。 第二层目标：能正确使用这些句子针对某一事件进行问答。 第三层目标：能正确使用这些句子对某一事件进行综合性的探究与反馈。 并带着学生理解内容，在学生了解后问：“How do you think of the study aims？”因为对目标与要求分了层次，学生可以根据自身的情况选定课堂学习目标，所以几乎所有学生都回答：“Its easy.”教师接着说：“Really？ Lets try.”…就这样，学生们在轻松的氛围中带着明确的学习方向进入了课堂。
（二）细化分层任务条，指引学习路径
任务型教学（Task-Based Learning，简称TBL）是20世纪80年代由勃雷泊（Prabhu， 1987）从教学的角度提出来的，其目的是使学生通过用语言完成任务的方式学习语言。这一教学理念充分肯定了学生的中心地位，反映了人类外语学习的基本规律，因此在小学英语教学课堂中我们细化各层次的学习任务。如在一堂阅读课上，执教教师在出示一段故事视频后。出示了以下三层任务条：第一层：1.仔细听2.模仿朗读3.尝试了解故事大意。第二层：1.跟着音频大声朗读，2.理解故意内容3.分角色朗读。第三层：1.正确理解故事2.有感情地表演故事3.尝试模仿写一个新故事。学生可以根据自己的情况选择最佳发展区内的任务进行完成，让学生避免了“太简单——不想做”，太难——无法完成”的窘状。在课堂上我们会发现，不是由教师直接指定层次，而是让学生自己选择，他们反倒会更大胆尝试，选择难度较高一点的任务进行完成。另外要注意的是在学生完成任务的过程中，教师要予以巡回指导，启发学生主动质疑并且解决学生之间普遍存在的疑难问题。
（三）组织交流讨论，促共同发展
教师组织交流、讨论即学生间的小组合作学习，这与分层学习并不矛盾，而是根据科学、自愿、合理等原则将学生分成若干合作组，让学生在小组中进行交流、讨论，互相提问答疑，协作，学生间存在的差异性正是可以促进交往与合作学习的前提。教育社会学也认为，同辈团体是影响课堂教学效率的一种重要的现实因素，小组合作学习是一种动态的集体力量，要使学生小集体成为认识的主体来发挥作用。在小组的交流与讨论时，为学生学习提供了宽松和充分的学习环境，使学生惧怕说错的心理压力大大减轻，发言机会肯定多于全班交流，可促使他们互相解决各自在学习中遇到的困惑，也可使他们发现存在的疑难问题，同时也是对他们分析及解决问题的能力的培养。
（四）分析答疑，强化与深入
分析答疑是在上两个活动的基础上进行的，分析答疑的主要问题来源于：教师通过巡回指导时发现学生间普遍存在的问题和学生通过交流讨论发现无法理解或解决的问题，教师集中进行分析引导、点拨，使学生进一步加深对所学知识的理解。这一环节在比传统的填鸭式讲解更加有的放矢，不仅兼顾了学困生，对自己有进一步要求的尖子生也给予了他们提出自己想法与疑问的空间，可以让他们走得更远。
（五）精选习题，检测与巩固
《新课标》对学生语言技能中的听、说、读、写等技能方面给出了明确、详细的标准。《新课标》指出：听和读是理解的技能，说和写是表达的技能。他们在语言学习和交际中相辅相成，相互促进。学生应通过大量的专项和综合性语言实践活动，形成综合语言运用能力，为真实语言交际打基础。因此，在学习的过程中，教师根据自己班级学生的情况，精心挑选，编写分层的习题，不仅有利于科学合理地评价学生的学习成果，也有利于调动学生的学习积极性和促进学生综合运用能力的提高。在四年级教学字母Aa，Ee，Ii，Oo，Uu在单词中部分发音后，一位教师给出了以下习题：1.Happy train（PPT出示小火车图片，要求学生依此读出每节小火车上含有以上字母的单词）。2.Lets play （地鼠活动，每个孔中跳出的单词，在学生正确读出后就有锤子把它打下去）。3.Lets do it（教师说一个单词，学生尝试用磁铁板拼出来）。4.Lets make（学生尝试拼新单词，并尝试正确读出来）。5.Lets chant（将本堂课上所学内容进行儿歌编唱）。6.Try to judge （判断两个单词的读音是否相同）。这些练习有难有易，可以让全体学生都找到适合自己的练习，学生在完成的时候也可以选择独立完成、同桌合作或是小组合作。通过一系列习题的训练，学生将知识内化为解题能力，同时还及时反馈了本堂课的学习效果。
（六）评价反思，形成学习策略
分层式挖坑机的设计 篇3
枣树移栽过程中, 要事先用挖坑机挖好50 ~ 60cm见方的树坑, 挖坑时要将表土与心土分开放置, 然后把表层土填入坑底, 即要求移栽回填时表土在下、心土在上。这样在表土层营养成分的作用下, 可加快根系的生长, 保证和提高成活率。目前, 挖坑机工作时, 在螺旋翼片的作用下土壤散落至坑的周围, 移栽回填时心土将位于坑底, 而表土位于上层, 不利于枣树的生根及成长。所以, 为保证和提高成活率, 现在的树坑主要由人工挖成, 劳动强度大、工作效率低, 因此设计一种能实现上述特殊农艺要求的挖坑机是亟待解决的问题。针对这一问题, 设计了一种分层式挖坑机。该挖坑机工作时通过将表土暂时收集, 达到分离的目的, 心土在高速旋转的螺旋翼片的作用下散落在坑的较远范围; 挖土工艺结束后, 移栽时先将收集的表土回填, 再回填心土, 实现枣树移栽的特殊农艺要求。
试验结果表明, 该温室起垄机能稳定可靠地实现土壤分离, 回填后满足表土在下、心土在上的特殊农艺要求, 对于改进目前的枣树挖坑工艺具有重要意义。
1总体结构、原理及技术指标
1. 1分层式挖坑机的总体结构
分层式挖坑机分为外排分层式挖坑机和内排分层式挖坑机两种, 主要由转向杆、上拉杆、提升盘、变速箱、下拉杆、传动轴、螺旋翼片、外拉杆、内拉杆、外筒高度调节器、内筒、外筒及提升板等构成, 三维模型如图1所示。
1. 2工作原理
挖坑机通过悬挂系统悬挂于拖拉机后部, 上拉杆、下拉杆及转向杆可以调整挖坑机的相对位置。工作状态下, 拖拉机动力输出轴的动力经传动轴传递至变速箱, 经变速后将动力传递至钻头与螺旋翼片; 表层土壤在高速旋转的螺旋翼片的离心作用下抛出, 在外筒高度调节器的作用下散落至外筒与内筒间的空内, 表土开始收集; 随着挖坑的深度增加, 表土收集结束, 表土填满内筒与外筒间的空间, 心土不能进入该空间, 沿该空间内土壤的表层抛出, 散落至离坑的较远周围; 挖土工艺结束后, 在拖拉机后部的提升装置作用下, 通过上拉杆、下拉杆、转向杆及提升盘将挖坑机提起, 因为内拉杆与外拉杆长度不一致, 分别与内拉杆、外拉杆紧固的内筒、外筒被提起的时间不一致, 因此内筒与外筒间存在间隙, 收集的表土通过该间隙散落, 与心土所在的离坑的较远周围有明显的位置差, 完成表土与心土分离工艺; 因内拉杆的长度有限, 随着提升高度的增加, 与内拉杆通过提升板紧固的内筒也被提起, 拖拉机带动挖坑机转而进行下一个挖坑作业。
1. 3主要技术指标
根据枣树挖坑的农艺参数和分层式枣树挖坑机的功能特征要求, 确定分层式枣树挖坑机的主要技术指标如下:
外形尺寸/mm×mm×mm:938×938×1565
配套马力/k W: 47. 775
传动形式: 机械式
刀片入土角角/ ( °) : 30
螺旋头数: 2
挖坑直径/mm:600
挖坑深度/mm:770
钻尖形式:三角形
2关键部件的设计
枣树挖土结束回填表土时, 分为移栽时回填表土和移栽前回填表土两种农艺要求, 针对这两种农艺要求, 分别设计了外排分层式挖坑机和内排分层式挖坑机。
2. 1外排分层式挖坑机关键部件的设计
外排分层式挖坑机的关键部件主要由提升盘、内拉杆、外拉杆、提升板、外筒、内筒及外筒高度调节器等构成, 三维剖面模型如图2所示。
工作状态下, 挖土工艺结束后, 在拖拉机后部的提升装置作用下, 通过上拉杆、下拉杆、转向杆及提升盘将挖坑机提起; 因为内拉杆长于外拉杆, 与外拉杆通过提升板紧固的外筒首先被提起, 内筒底部有一定倾斜角度的斜坡, 土壤沿该斜坡散落至离坑的较近周围, 与心土所在的离坑的较远周围有明显的位置差, 完成表土与心土分离, 挖坑工艺完成。坑的截面示意图, 如图3所示。因内拉杆的长度有限, 随着提升高度的增加, 与内拉杆通过提升板紧固的内筒也被提起, 拖拉机带动挖坑机转而进行下一个挖坑作业。
移栽时, 将散落至坑较近周围的表土回填, 再将散落至离坑较远周围的心土回填, 满足枣树移栽时的表土在下、心土在上的特殊农艺要求。
2. 2内排分层式挖坑机关键部件的设计
内排分层式挖坑机的关键部件主要由提升盘、内拉杆、外拉杆、提升板、外筒、内筒、外筒高度调节器等构成, 三维剖面模型如图4所示。
工作状态下, 挖土工艺结束后, 在拖拉机后部的提升装置作用下, 通过上拉杆、下拉杆、转向杆及提升盘将挖坑机提起; 因为外拉杆长于内拉杆, 与内拉杆通过提升板紧固的内筒首先被提起, 外筒底部有一定倾斜角度的斜坡, 土壤沿该斜坡散落坑内, 完成表土与心土分离, 完成挖坑工艺。坑的截面示意图如图5所示。因内拉杆的长度有限, 随着提升高度的增加, 与内拉杆通过提升板紧固的内筒也被提起, 拖拉机带动挖坑机转而进行下一个挖坑作业。
挖土工艺结束时表土已经回填, 因此移栽时, 只需将散落至离坑较远周围的心土回填, 满足枣树移栽时的表土在下、心土在上的特殊农艺要求。
3试验
3. 1试验条件
分层式挖坑机的田间作业试验在宁夏同心县旱作节水高效农业科技园试验基地进行, 实验条件如表1所示。
3. 2田间试验结果分析
对内排分层式挖坑机进行田间试验, 试验时间为2013年7月17日, 田间作业如图6所示。
试验结果表明, 配套动力合理, 整机通过性、纵向平面稳定性较好, 作业质量较稳定, 坑深具有很好的垂直性, 能够稳定可靠的实现表土分离收集功能; 表土自动回填, 移栽回填后的土壤实现了心土在上、表土在下的特殊农艺要求。
4结论
分层式挖坑机结构简单, 能够满足特殊农艺要求, 可实现枣树挖坑的机械化、提升作业质量及减轻劳动强度, 具有重要的推广价值和广阔的应用前景。
摘要：枣树移栽具有特殊农艺要求, 即挖坑时表土与心土应分开存放, 移栽回填时先埋表土, 后埋心土。但目前的挖坑机在工作时, 在螺旋翼片的作用下土壤散落至坑的周围, 心土完全覆盖了表土, 回填后不能满足枣树移栽的特殊农艺要求, 需要人工完成挖坑、表土心土分离及回填工艺, 工作效率低、劳动强度大。针对这一问题, 设计了分层式挖坑机。该分层式挖坑机分为内排式和外排式两种, 挖坑时表土暂时分离收集, 心土在高速旋转的螺旋翼片作用下散落至离坑较远的周围;挖土工艺结束后, 移栽时先将收集的表土回填, 再回填心土, 实现枣树移栽的特殊农艺要求。试验结果表明, 分层式挖坑机能够稳定、可靠地实现表土分离收集功能, 移栽回填后的土壤实现了心土在上、表土在下的特殊农艺要求, 对于实现枣树挖坑的机械化具有重要意义。
新课标下的激励式分层教育初探 篇4
还有的老师为了帮助每一位学生,激励每一位学生,让家长参与了教学工作,成立家长委员会。有许多家长一开始并不愿意到学校来,他们认为到学校来只会听到同一个声音:你的孩子很笨,课堂上不遵守纪律,学数学不开窍。或也有家长谈到数学好难,我小时候数学学不好,对孩子也没有信心。我们老师在这一方面做得很好,善于与家长沟通,以实际行动感化家长,积极大胆地请家长参与教学工作中来,一起观摩数学课,还要求家长誊批作业,为学生创建了一个稳定的家庭学习环境,家长的参与大大提高了各个层次学生学习数学的极大热情,也带动了其他学科的发展。有些家长甚至还请来了教育专家对孩子们进行了心理辅导呢。
在作业方面,我们老师通过集体备课,尽量设计少而精、多功能。趣味性强的作业,让每一个层次的学生都有所收获。如果老师像指挥官一样发布同样的作业指令,所有的学生日复一日、年复一年的写,长期如此只能不断地淡化学生对数学的学习兴趣。为避免如此,严格控制作业数量,尽量减少机械重复的练习、补充性的学习、取舍性的练习、条理性的练习、概括性的练习,以适应学生喜欢多变的特征。练习分层次的设计,高层次的同学解答难题,低层次的同学解答一般性的题目,鼓励低层次的同学解答难题等等。高与低、难与易都是相对的,关键是让每一个同学都主动参与学习,在班上逐步形成一种你追我赶的学风,即在两者不断转化过程中,每一个层次的学生都得以提高了。例如:在学习勾股定理时,可设计这样一个问题,三角形ABC的两边a=3 b=4,求c。有许多同学会答c=5。这就让低层次的学生通过这个问题把其思维过程中存在的“潜在假设”现象暴露出来了。学生利用勾股定理计算,层次高些的同学能够马上意识到题设的三角形并不是直角三角形。老师接下来还可以设计这样一个问题。在直角三角形的两边a=3 b=4,求c。此时还会有部分同学回答c=5。“潜在假设”再次出现。层次好的学生马上就会意识到要分清情况讨论1.如果C为直角,则c=5 2.如果B为直角,则c=■但是会有学生出现第3种情况,如果A为直角,可能吗?学生出现了“思维定势”,通过分析,A不可能为直角。学生能力得到提高。进一步,老师课继续设计这样一个问题,abc是锐角三角形ABC的三边,a=3 b=4,求c的取值范围。这个问题可作为程度好的学生的思考题,这个问题也会激发所有学生的热情,都会想去挑战。这样分层设问可以让不同层次的学生发展。
在处理教材上,老师也会考虑不同层次学生的接受情况,课堂上巧妙地采用心理战术,使每一个同学都能投入地学、主动地学。例如鼓励低层次的同学大胆发言,用相对容易的问题激发他们学习的信心,对每一次的回答都应予以分析和表扬,鼓励各层次的同学解决较难题,及时引导,树立解难题的信心。
要真正实施分层激励式数学教学还要改善我们的课堂教学。为此,我们老师要经常在一起研究教材、研究教法、写出教案进行评价,切实可行地实行分层教学,让每个学生都能“动”起来,“问”起来,让每个学生都能掌握各个层次的问题。激励式阶梯教学法教案的设计要以“问题”为中心,层层问题要调动各个层次的学生,激发学生学习数学的热情。但是说起来容易做起来有点难度,为什么呢?问题要怎样给出,是学生提出还是老师设问,问题有没有针对性,能不能达到效果,针对程度好的如何设问后进生,如何设问才能调动积极性。为此,我们教师不断地进行听课、评课、改正。最后总结出1.问题应该由学生提出。在我所教的班级里,我曾经尝试过,老师精心备好课,课堂纪律也很好,学生也真正听了课,但往往有这种感觉,学生模仿能力强,往往涉及到单个知识点的题目,学生做得很好。但一旦往后学,学生就苦不堪言。为什么?前面的知识忘了,公式怎么用也不会了。我想,在这种教学模式中,没有根据学生的实际水平出发,没有针对性,学生也处于被动的地位。程度好的学生吃不饱,程度差的学生没有真正弄懂,成绩不理想,越发失去了学数学的兴趣,根本谈不上“分层”教学及“激励”教学了。后来改进了教学方法,让学生提问,要学生提问,必须让学生自己学习。我出若干个问题,引导那些“差”生去学习。根据学生的问题,老师答题,最后整理。这样,学生学得轻松,能够理清自己的思路,把要学习的内容真正地化为自己的知识,慢慢的大多数学生都会进入学习状态,就会有更多的问题提出,从而让“每一个学生发展”;2.对于老师要制定一个长期计划,改变评价学生的方式,因为在这一过程中,学生未必能马上尝到考试的甜头。如果老师过于关注分数,必然使学生的自信心受挫。有很多学生认为自己笨,再也不敢向老师提出问题了。那么老师一定要经常给学生讲道理:分数高并不代表学得好,学习也不仅仅是为了分数,而学习的过程将会多么的有趣。从而让学生去体验学习过程中的苦与乐。让学生关注的是学习态度、学习的习惯。要求学生个人多进行纵向比较,自己是否进步,引导学生克服对学习的畏惧心理,体验学习过程中的困难及通过自身的努力解决问题后的兴奋感,逐步增强自信心。在这样的环境中,学生追求的是个体的心理体验及对个人能(下转第44页)(上接第43页)力的挑战,比较容易地激发学生的积极的心理动机。此外,这种方式,容易沟通师生之间的情感交流,从而让“每一个学生发展”;3.要让学生的问题有价值。这就要求老师研究好教材,把握重点、难点,学会引导学生解题,而不是直接告诉他答案,要他学会质疑,学会分析,明白数学题目是一个连续的推理式的行为过程。一定要让学生完整地体验分析过程,获得经验,增强信心,提升能力,有“价值”的问题才会慢慢出现,不同层次的学生才会发生质的飞越。在进行分层教学的过程中,也有不少的疑惑:1.班级学生容量太大,老师在实施过程中优势不能面面俱到,感觉非常辛苦。2.课堂时间缺乏,往往不能完成教学任务。3.有许多方案必须要得到学校的全面支持才能得到实现,而现实往往条件不成熟。尽管这样,激励式的分层教学的效果是好的,值得在广大教师中推广。
分层式控制系统 篇5
为了能够使得我国的教育水平得到提升,近年来,我国在对职业高中的资金投入方面加大了力度,从而使得职业高中的教学硬件水平得到提升.虽然说职业高中的校园环境得到了改善,但是教学工作存在着很多问题,尤其是数学教学方面,在实际教学中,老师所面对的学生的数学水平差异相对较大,但老师对他们使用的教学方法却是相同的,使得基础较差的同学的学习进度跟不上,进而对学习失去兴趣,比如:某些同学连数学的基本知识都不会,而某些同学在考试中却经常取得优异的成绩,类似这种情况是职业高中的教师应该关注的重要问题,所以,必须采用合适方法来处理这类问题,教师应该在教学过程中因材施教,采用不同层次的教学方法,该方法叫作分层式教学法.
二、对分层式教学的解释
所谓分层式教学法就是根据不同学生的学习兴趣、学习基础、学习态度以及学习能力把学生进行分组,并且对不同组的学生采取不同的教学方法,开设不同的教学内容,使用不同的教学方法,运用这种教学方法能够大大提高学习效率和质量,因此,在职业高中数学课堂上分层式教学法最为适用.分层式教学也可称之为分类式教学,是根据学生本身的学习情况以及学习成绩的好坏,将学生按照学习成绩高低分成不同的学习小组,进而适应每一名学生的学习特点,使得每名同学都能学到适合自己的相应教育水平的教学内容,做到取长补短,在该种分层式教学中总有能够适合每个层次的学生的学习方法.
三、分层式教学要遵循的原则
在对学生进行分层式教学时,应该遵循一定的分层原则,其中包括:感官性原则、激励原则、目标原则、客观性原则等;对学生进行分层时必须要做到公平、公正,保证学生的每一阶段的学习目标都要根据学生的学习情况随时改变,比如:对学生对于圆锥曲线部分的学习情况进行分层.所谓圆锥曲线,在数学中是一个很抽象的内容,很难让学生理解,一旦学生失去了感性的认识,就会导致学生失去对数学的兴趣,所以必须提高学生学习圆锥曲线的兴趣.因此,在教学过程中,要积极地运用数形结合的方式进行圆锥曲线部分的教学,提高学生解题的直观性,使学生的“探究”能力得到提升,能够主动地参与学习.如果对于圆锥曲线部分的学习都能够学好,那么在数学中其他部分的学习也不会出现困难,数学学习效率也会有所提高,通过学生对圆锥曲线部分知识的学习,能够更好地筛选出数学成绩差异大的学生,有利于分层式数学教学模式.
四、分层式教学的具体内容
1. 对学生进行分层
由于职业高中的学生的数学水平高低不同、差异很大,所以,老师应当在开学之初对学生进行数学水平测试,进一步了解学生对数学知识掌握的多少,并把全班同学分为三组:第一组是数学成绩较好的;第二组是数学成绩一般的;最后一组是数学成绩较差的.在进行分组的过程中,老师也要尊重学生的意见,保证学生的自尊心不受到伤害;此外,在进行教学的过程中,老师也可以对学生进行不定期的水平测试,对学习成绩进步的同学可以进行调组;同理,对成绩下降的同学也要相应地调换分组,只有这样才能激发学生对数学的学习兴趣.然而在教学过程中,老师还要注意每名学生的情绪变化情况,让他们知道分组是为了让他们更好地学习,进而提高学生的学习成绩.
2. 对教学的目标进行分组
除了要根据学生成绩的好坏进行分组,还要为学生设定不同的学习目标.其中,对第三组的学生要求不能太高,只要学生能够掌握基本的学习方法即可;对于第二组的学生来说,除了要掌握基本的学习方法之外,对数学公式的运用也要熟练掌握;而对于第一组学生来说,要求他们能解决难度系数较大的问题,比如:在解决等差数列的问题时,成绩较好的同学不但要会用公式解答问题,还要会用其他方法解答该问题,而第三组的学生只需要会利用基本公式并记住该问题即可.
3. 对教学的组织进行分层
在教学过程中,老师要根据学生的实际水平来为学生制定相应的学习目标,例如:就圆锥曲线来说,要让学生深刻地理解圆锥曲线的定义,并且能够灵活地运用圆锥曲线定义做题;对焦点坐标、顶点坐标等也能准确地记忆,并能结合几何平面知识做题;同时,学生们也可以通过习题练习提高做圆锥曲线的能力,思维能力也会提升.通过对知识点的不断引申,使学生独立思考、自主做题的能力得到提升,让学生掌握圆锥曲线学习方法,并且养成能够独立解决圆锥曲线问题的习惯,这对数学教学的分组有很大的帮助.在数学学习中,最有数学抽象代表性的课题就是圆锥曲线,只有通过对圆锥曲线的学习,才能降低学生在学习过程中遇到的困难.
4. 对课后的作业进行分层
除了课堂教学之外,课后作业的安排对学生的学习成绩也有很大的影响,老师应该根据学生成绩的不同来给学生安排难度系数不同的课后作业,对基础知识比较薄弱的学生应该布置一些基础性的课后作业;对于学习成绩较好的学生来说,应该布置一些难度系数较大、有创新性的课后作业,这样才能保证学生在做课后作业时都能够得到适合自己的锻炼;此外,老师在进行课后作业批改的过程中,应该将目光集中在学习成绩较差的学生的课后作业上,做到对学习进步的要适当地表扬,对错误的地方应及时指出,这样才能保证学生的学习有所进步.
5. 对测评进行分层
在对学生成绩进行测评时,应该采用的方式是分层测评,对于成绩不好的学生必须对其进行鼓励,在课堂上多表扬,让其自信心有所增加;对于成绩一般的学生的作业进行批改时,正确的题目应该用对号表示,但错误的题目不能打错号,因为错号会打消学生的自信心,对学生今后的学习很不利.因此,合理地运用测评分层,对学生的学习会有很大的帮助.
五、结束语
分层式学生信息数据管理的探讨 篇6
学生信息管理系统可以对学生成绩信息进行集中、有序、有效的管理, 更新方便快捷、单元数据重组灵活, 降低劳动强度。因为历史原因, 当前所使用的历史数据分别存在于不同的独立子应用中, 数据结构互不兼容, 需要接口将其对接, 开发有效的学生信息管理系统迫在眉睫。
1 学生信息管理系统基本功能分析
开放大学学生信息管理系统是为完成大量成人学生相关信息处理而开发的管理软件, 主要用于学校学生信息管理, 总体任务是实现学生信息关系的系统化、科学化、规范化和自动化。学生信息管理系统是远程学习平台中的重要组成部分, 是远程教学的辅助平台。
学生信息管理系统主要任务是用计算机对学生各种信息, 包括基本信息、学习进度、选课情况、学习成绩、班级信息等进行日常管理, 如查询、修改、增加、删除等基本操作。从数据流动角度看, 学生信息管理系统大体上分为后台的数据处理和前台的应用显示两个部分。本系统的数据信息极为复杂, 主要原因如下:首先学生人数多, 近年来每年的注册学生近十万, 每个学生的学籍比普通高校更长, 班级变化频繁, 数据维护复杂;其次历史信息数据分别存在于不同的系统中, 这些小系统往往互不兼容, 数据无法直接交接, 需要强的数据兼容能力和开发有效的转换接口;最后, 学生信息系统的数据保存期要求时间长, 要求常规数据处理功能外, 还要求具有深层次数据挖掘能力。这要求建立多层数据仓库, 才能满足资信业务对数据的处理要求。经开发小组前期调查后, 本系统基于SQLServer数据库开发工具进行设计。
2 四层式学生信息大数据库
SQLServer数据库开发工具提供数据仓库开发工具。数据仓库子系统 (DWS) 由数据集市 (数据仓库DW) 、仓库管理 (DBMS) 和分析工具三部分组成。数据仓库是存储数据的一种组织形式, 它从传统中获得原始数据, 先按辅助决策的主题要求形成当前基本数据层, 再按综合决策的要求形成综合数据层。临时数据以及中间数据都暂存在数据缓存区当中, 对数据源进行抽取、过滤、转换、映射经过处理后放入数据仓库。数据仓库的模型以元数据的形式存储于该仓库中, 它定义了数据仓库的结构和内容。用于OLAP服务器能加强和规范决策支持的服务工作, 集中和简化原客户端和DW服务器的部分工作, 降低系统数据传输量, 因此工作效率更高。
教学信息数据仓库采用四层结构:基础数据层、初级汇总层、高级汇总层、查询层。基础数据层用来存放学生信息最低粒度的数据表集合, 例如“学生个人基本信息”这样的基本数据, 具体包括了ODS (Operational Data Store) 模型、逻辑数据模型、外来数据、业务元数据等。它是其它三层的数据来源。
初级汇总层是将基础数据层中的数据按照某些业务规则进行初步汇总, 以供给查询层、高级汇总层使用。它按照主题和业务目标进行初步的数据组织, 可以给查询层的简单查询、简单报表输出等提供服务, 也为高级汇总层提供数据基础。本层具体包括数学方法模型库、专家知识库、基础模型库和数量工具库。基础模型库根据判断评级质量、从历史评级数据积累得出的量化分析资源, 包括合格率、失学率、专业风险系数等, 它是应用模型的基础。数量工具库存放于模型有关的基础算法和统计方法, 包括相关分析和回归分析、时间序列分析、聚类分析法等基本方法模型。
高级汇总层也是以主题和业务目标进行数据组织的, 在初级汇总层的基础上, 对数据进行深层次的挖掘, 包括数据挖掘规则库和应用模型库。应用模型库针对基本业务的基本规则, 包括学生注册、个人学习计划制定等基本的数据组织规则模型。
基础模型库、应用模型库以及应用模型库组成学生信息管理系统的模型库, 针对各种教学及辅助业务来完成相应模型的建立、维护和运算等处理。它们是数据仓库的核心, 为终端展示提供可靠高效的数据服务。
3 结束语
现有的学生信息管理系统是原电视大学学生信息中直接引用过来的, 数据兼容性小、功能单一、实时性较差。涉及的独立数据庞大, 除了需要分析处理大量的历史数据, 还要对原有独立小系统的数据进行清洗、整合、分析等操作。为解决这一问题, 本文提出一种分层式学生信息管理系统, 提出一种分层式数据仓库的模式, 这种开放式的数据管理模式为后续分布式计算, 挖据、云服务等提供了开放的接口和支撑。
参考文献
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解析三辊式分层分行分段给煤装置 篇7
分层燃烧技术自1993年开始应用于正转链条锅炉, 其构造由“单辊式”逐渐演变到“双辊式”, 再到更趋完美的“三辊式”;在炉排上的布煤形式也由当初最简单的“分层燃烧”, 进步到现在的“分层分行分段燃烧”。目前的三辊式分层分行分段给煤装置, 已是第七代技术。本文以沈阳市建功能源技术研究所的产品发展过程为例, 介绍该技术的发展及应用情况。
1 解析“三辊式”
对采用皮带机联合上煤的用户而言 (封闭式供煤系统) , 早期的单辊式给煤机在所用燃煤干燥且煤粉较多时, 经常出现燃煤自流, 炉排上的煤层厚度此厚彼薄;当所用燃煤潮湿严重或有冻块时, 又经常发生煤仓棚煤现象, 给运行操作及锅炉安全增添许多麻烦。
后期发展而来的双辊式给煤机, 将干煤粉自流现象有效消除, 但仍然没有解决湿煤、冻煤粘棚煤仓的问题。
三辊式给煤装置 (见图1) 在双辊的基础上, 又增设了第3根转辊, 即湿煤搅动辊 (Ⅲ辊) , 它布置在煤斗内最易粘结的前倾斜箱体内侧, 其结构类似于马丁除渣机的破碎辊, 它上面设置的破碎齿牙可以对湿煤实施强制搅动, 使燃煤不再是单单靠自重, 还借助不断施予的机械外力强迫下落而不允许其滞留, 有效避免湿煤的粘结。另外, 北方冬季的燃煤因为雪后湿滑及室内外较大的温差, 冻煤块会浮在拨煤辊上打滑, 也造成棚煤现象。而湿煤搅动辊, 还可将这些冻煤块予以有效破碎。三辊式给煤装置, 使湿煤、冻煤粘棚煤仓的麻烦迎刃而解, 无论煤质状况多么恶劣, 下煤均连续流畅。
1-下煤仓;2-湿煤搅动辊 (Ⅲ辊) ;3-防漏煤板;4-移煤转辊 (Ⅱ辊) ;5-炉排;6-倾斜式煤闸板;7-拨煤转辊 (Ⅰ辊) ;8-可变形组合式筛分器。
2 解析“分层燃烧”
原始单一状态下的分层燃烧, 仅适用使用颗粒度差异明显原煤 (大至80mm以上、小至5mm以下) 的用户, 布煤特征是大煤块在下、中煤块在中、煤层上表面被最细小的煤颗粒覆盖成为一个平面 (见图2) 。其节能机理是通风条件改善、风煤混合均匀。
对于使用洗粒、洗末及煤粉较多 (≤5mm的颗粒占60%以上) 燃煤的用户, 由于颗粒度相近, 无法将其有效分层, 分层燃烧模式明显与其要求不相适应, 节能效果不明显, 这也是使用过分层燃烧技术的许多单位反映分层燃烧效果不理想的原因。还有许多用户, 刚应用分层燃烧技术时所用的煤种为原煤, 收到过不错的节能效益, 后期所用煤种、粒度发生改变, 使原本有效的分层燃烧失去了作用, 特别是2004年以后, 全国煤炭资源紧张, 煤价飞涨, 过去已弃之不用的煤矸石粉碎后又被掺回原煤之中, 使得更换煤种后节能效果不明显现象层出不穷。
3 解析“分层分行燃烧”
随着用户所用煤质及粒度的改变, 分层燃烧技术也在不断演变, 针对使用粉煤用户日益增多的局面, “分层分行燃烧”技术应运而生。
“分层”就是将燃煤中为数不多稍大些的颗粒, 仍排布在煤层的最底部, 用以防止细煤在炉排片缝隙间的泄漏;“分行”是将燃煤中大部分的粉煤布置成一个形似垄状的“行式”结构 (见图3) 。
从炉前向炉内望去, 煤层外表峰谷相间, 其上表面的展开长度较炉排的实际宽度增加30%～40%。这样的布煤结构, 一方面可以在单位时间内使更多的燃煤接受炉拱的辐射热 (符合链条锅炉自上而下层状燃烧的特点) , 相当于炉排工作面积加大, 燃煤燃烧时间加长;二方面由于波谷处的通风阻力小, 率先引燃起火, 并将高温的火焰和热流直接传导及对流给波峰处的粉煤, 随着波谷处燃烧的逐步加剧, 波峰处的粉煤随之开始燃烧, 波峰底部较大颗粒燃煤的挥发分也逐渐析出、引燃, 又随之气流的累计膨胀及炉排的不断运动, 波峰顶部的粉煤逐渐坍塌, 形成一个全炉排上都有人工在拨火的自扰动氛围, 激烈燃烧之后, 火床又趋于平整 (一般到炉排中部即可变成平面) 。
4 解析“可变形组合式筛分器”
如上两种燃烧方式, 可以满足使用各种煤质及粒度的用户, 但要实现该两种状态布煤, 却要依靠完全不同形式的筛分器来完成。如果煤种改变, 就需要停炉, 对筛分器拆旧更新, 费时费力。而沈阳市建功能源技术研究所的国家专利产品——“可变形组合式筛分器” (专利号2006200904651) , 可将两种筛分器的结构和功能合二为一。
所谓“组合”, 是将实现分层布煤的“梳齿式筛分器”及实现分层分行布煤的“波峰波谷式筛分器”的结构与功能集合于一体 (相当于两套筛分器) 。所谓“可变”, 有两种含义, 其一指的是当用户煤种特别是粒度发生变化时, 在不停炉的前提下, 将其在分层布煤 (见图2) 与分层分行布煤 (见图3) 间迅捷方便地互相切换;其二指的是当按波峰波谷式运行时, 通过改变筛分器挂板的左右位置, 改变煤层峰峰 (谷谷) 之间的距离 (改变周波) , 块多处增大峰峰之间距离 (见图4) , 增加燃煤的自然堆积密度;粉煤多处增大峰谷间高差 (见图5) , 减小通风阻力。
此调整可在筛分器的相邻、局部或全部之间任意进行, 对炉排宽度方向块面不均、风阻不一具有良好的修正作用, 为细化调整燃烧提供了手段。
5 解析“分段燃烧”
无论采用分层方式布煤还是分层分行方式布煤, 其表面的平整度或均匀度都是影响分层燃烧效果的重要因素。随着链条锅炉吨位的不断增大, 炉排宽度日益加大, 要使煤层表面像小吨位设备一样的平整或有序, 如不采取特殊手段很难实现。分段燃烧技术, 就是针对该难题而专门研发的。
所谓“分段”, 是指将控制煤层厚度的闸板, 根据炉排的宽度分1～8段布置, 当某一区段的煤层出现厚薄不均或燃烧不充分时, 将该区段对应的煤闸板做针对性的升降。
“分段燃烧”技术与“可变形组合式筛分器”配合使用, 在锅炉其他设备正常好用的前提下, 可以使各种煤质情况下的燃烧调整至最佳状态, 这也代表着链条锅炉目前阶段分层燃烧技术的最高水平。
6 解析单炉排大吨位分层燃烧设备的结构
目前60～130t/h大吨位链条锅炉的炉排结构分单炉排、双炉排两种。对双炉排结构而言, 每个单一炉排相当于1台独立的35～45t/h炉排, 对制作分层装置而言, 难度不是很大;而对单炉排结构 (多为横梁式炉排) 而言, 其超宽的跨度, 如何布置给煤装置的转辊, 却事关整台锅炉的安全运行。
从预防转辊因自重及承重后发生挠度变形角度考虑, 转辊设计成中部带支撑的三轴承结构为好, 但必须考虑到煤仓内充满燃煤的工作环境, 中部轴承系统埋置在煤炭中工作, 非常容易受到水分和细煤粉的侵害, 一旦损坏后果不堪想象。
沈阳市建功能源技术研究所研制的该类产品, 依然采用两点支撑的通轴整体式结构, 三根转辊的轴承及润滑系统, 像小吨位分层煤斗一样, 全部布置在两侧墙板之外, 不与燃煤相接触。该产品采用独家掌握的特殊技术, 有效防止和控制转辊的挠度变形, 既便于保养和维修, 又确保使用安全, 消除后顾之忧。
7 “三辊式分层分行分段给煤装置”的使用效果
当用户使用了适宜各种工况的“三辊式分层分行分段给煤装置”以后, 能收到如下的使用效果:
(1) 消除运行人员因燃烧状况不佳而去钩火、拨火的劳动。
(2) 消除因湿煤、冻煤而产生的煤斗棚煤、断煤现象, 同时也减去操作者捅煤、敲砸煤斗的繁重劳动。
(3) 由于煤层疏松、通风条件改善, 使用该装置以后, 鼓、引风量明显减少, 排烟量及排烟温度大幅度降低, 使得锅炉全部热损失当中最大的一项热损失——排烟热损失下降, 这也是使用分层燃烧技术可以节煤的主要机理, 机械未完全燃烧热损失降低 (即炉渣含碳量降低) 的节能份额也远在其下。
电控存储式注聚井分层粘度仪 篇8
此外,大庆油田等主力油田多为陆相沉积的砂体油田,属于非均质多油层砂岩油藏,此类油田需要采取聚合物分层注入的技术来缓解层间矛盾[2]。随着聚合物驱油的深入,油层纵向上层数多、层段长,非均质性强,层间干扰严重,使得井下注聚液粘度分层测试难度进一步加大。目前油田注聚井利用现有技术,只能重新从井下提取样本到地面测量[3]。由于取样过程操作程序繁杂且具有延迟性,使得测量准确性降低,效率降低,造成人力、物力的巨大浪费。为了进一步掌握注聚井的动静态资料,完善聚合物驱油技术,需要开展注聚井井下分层粘度测试技术的研究。为此笔者开发研制了一种电控存储式注聚井分层粘度仪。
1 测量原理1
把某刚性物体沉入到液体中,并使两者或者其中之一转动时,物体会受到粘滞阻力作用,迫使物体的转矩或转速改变。因此通过转矩或转速可以间接测得液体的粘度[4]。鉴于扭矩传感器的尺寸较大,很难从配注器测试孔进入且价格昂贵,笔者提出了一种新式旋转法测粘度的方案,即通过测量恒定电压下直流电机所消耗的电流间接反映转矩进而计算粘度。
旋转粘度计的基本结构如图1所示。外筒半径为Ra,将液体装于外筒并使外筒固定;把半径为Ri的可旋转空心圆筒(内筒)浸入液体并使它与外筒同轴,进入深度为h。假设待测液体为牛顿流体,圆筒表面光滑无摩擦[5]。
当以角速度ω旋转内筒时,待测液体在筒内的流动方式呈层流状态。此时,在距离圆筒中心r处液体的旋转角速度为ω,线速度为v,则在r+dr处液体的线速度为:
式(1)中drdω项非常小,可以忽略,且v=rω,因此线速度增量为:
则速度梯度为:
由于ω是刚性旋转体的角速度,它不产生任何剪切运动,剪切运动仅由引起,剪切速率γ可由此项表示。
在半径r和r+dr处形成的两液层之间的剪切应力为:
式中F———粘性力,N;
M———粘性力矩,N·m;
S———半径为r的液体圆筒表面积,m2。
由牛顿粘性定律τ=ηγ可知:
对式(5)积分可得到粘度η:
对于单圆筒结构式的旋转粘度计,由于外筒的半径比内筒的半径大许多,即可忽略式(6)中的1/Ra2项,得:
由式(7)可以看出,高度h、半径Ri和角速度ω均可以设定,因此只需测量出粘性力矩M。将式(7)进一步改写成:
其中,k为仪器系数。由于粘性力矩M与直流电机扭矩T大小相等,所以粘度η可以近似看成是直流电机扭矩的函数。
直流电机转矩公式为:
式中Ct———电机常数;
I———电流;
Ф———电机气隙磁通。
正常工作时气隙磁通基本不变,认为Φ是常数。所以电机的转矩与电流可以近似看成正比关系,进而将测量转矩转化为测量电机电流。通过标准粘度溶液对仪器进行标定,用实验数据拟合出粘度曲线,最后将粘度代入粘温转化关系式(阿列纽斯关系式):
式中A、B———流体常数;
t———绝对温度。
实际测量时,只需把采集的电流、电压和温度值导入数据回放软件即可得到修正后的粘度。
2 总体方案设计
首先由地面工作人员通过操作电缆投放车、地面控制箱、仪器定位投放打捞器及机械丢手等将粘度仪送达指定深度油层,通过电缆控制丢手定位支臂张开实现定位[6]。然后通过控制丢手内部电机旋转使丢手连接套与粘度仪分离,将粘度仪留在井中,并将电缆和连接套收回,仪器井下投放定位过程结束。定时模块开始工作,当到达预设时间时,粘度仪控制模块输出信号,控制留在井下的坐封电机正转,通过传动轴带动推拉杆沿轴向运动,促使滑动外套运动压缩皮碗,皮碗压缩后封住上下封隔器上的测试孔,实现仪器的坐封。完成坐封后,单片机内部定时器工作,每隔5min发出一次信号,控制测量电机带动旋转探头旋转5min,同时电流检测模块开始工作,并把电流值存储到存储模块中。测量结束时坐封电机反转解封粘度仪,下入打捞器捞出粘度仪,提取数据并进行数据处理,实现粘度回放。
2.1 各模块硬件设计
粘度仪以STC12LE5616AD为控制核心,主要由电源模块、定时模块、电机驱动模块、数据采集模块、温度采集模块和数据存储模块共同组成,结构框图如图2所示。
电源模块由两部分构成,分别为单片机系统和直流电机提供3.3V和12V电源。两部分电源都采用额定电压为3.3V的APR18650型磷酸铁锂动力电池组。该型号电池耐高温性能好,工作温度范围宽(-20~75℃);安全性高,对磷酸铁锂电池进行针刺或短路实验,只有小部分样品出现燃烧现象,但都没有发生爆炸事件;寿命长,可以循环使用两千次以上;容量大,价格低。用该电池组给粘度仪供电,可以支持仪器在井下连续工作数周。
定时模块。由于油田井下环境对设备功耗的约束,增加时钟控制电路可以使MCU在空闲时进入休眠模式。时钟控制电路的核心控制芯片是CD4060,其工作原理是输出高低电平信号来控制对MCU的供电与断电,当输出高电平时MCU得电工作,输出低电平时MCU断电进入休眠状态从而降低静态功耗,定时模块的电路如图3所示。
经过一定时间后,Q13引脚输出高电平,使Q1三极管导通,此时MCU获得3.3V直流电压,进入工作模式。MCU首先判断EEPROM地址0x00的内容与设定的坐封时间是否一致,如果一致则表示已经达到了坐封时间,此时MCU按照预定指令控制驱动电机正转完成坐封。如果没达到坐封时间,则向该地址数据加1。此后每隔同样的时间反复进行,直到达到坐封时间。当完成坐封要求后,CD4060的Q6引脚输出高电平,通过D6~D8逻辑关系使RST-4060输出高电平触发信号,将芯片CD4060进行复位操作,Q13恢复初始状态,Q1三极管关闭,切断MCU电源,使单片机进入掉电模式,此时MCU功耗小于0.1μA。此定时模块的设计既保证了仪器的正常工作需求又降低了功耗,延长了仪器的井下工作时间。
电机驱动与电流采集模块。电机的驱动是由单片机输出指令信号,通过复合晶体管ULN2003控制继电器的通断实现的,电路如图4所示。当MCU的P3.3引脚输出高电平时经ULN2003变成低电平,继电器的8引脚被拉低,继电器引脚3、4和引脚5、6分别导通,电机得电开始带动探头旋转。此时MCU通过高精度采样电阻对电机电流进行采样,并通过片内ADC对采样值进行处理以实现对电机电流的检测。
温度检测模块。温度检测模块选用单线式数字温度传感器芯片DS18B20,它能直接将温度转换为数字信号输出且不需要任何外围元件。该芯片具有独特的单线接口方式,只需要一条数据总线就能实现与单片机的相互通信。测温范围大(-55~125℃),在-10~85℃范围内时精确度为±0.5℃。DS18B20在抗干扰方面也很出色,能满足恶劣工况下的现场温度测量。该芯片应用CMOS工艺,功耗非常小,在待机时耗电量几乎为零。
数据存储与提取模块。存储模块采用Ateml公司生产的串行EEPROM存储芯片AT24C1024,容量为128KB,该芯片功耗低、体积小、允许工作电压范围宽,工作温度范围为-55~125℃,芯片内的资料可以在断电情况下保存40年,可完成十万次写操作。AT24C1024与单片机的通信电路如图5所示。根据采样要求,每隔一段时间存入一组数据,按照8位串行的方式写入EEPROM,数据按照“采样温度、采样电压、采样电流”的顺序写入,数据存储时根据数据采集的时间先后依次连续存放。读取数据时以8位字节为一个数据单元,从首地址开始依次对数据进行分割,分割出来的数据为“采样温度、采样电压、采样电流”,与存储时的数据相对应。数据提取时通过杜邦线与自制的数据提取模块相连,配合计算机上的数据回放软件完成。由数据提取模块读取AT24C1024里的数据,通过RS232接口发送给计算机,由计算机接收并通过数据回放软件对数据进行处理和解释分析。
通信模块。通信模块主要完成仪器与计算机之间的通信,实现仪器内部程序的更新和仪器调试。考虑到仪器在井下工作时受尺寸和功耗的限制,所以通信模块也选择外接的方式。选用以CP2102为核心元件的USB转TTL模块,该模块通过驱动程序将PC的USB口虚拟成COM口,PC与CP2102之间的数据通信通过USB口完成。单片机下载程序时,除电源外只需把模块的单片机RXD和TXD管脚交叉相连即可,由模块自动完成数据的收发。
2.2 软件设计
根据对注聚井不同层段驱油液的粘度、温度实时测量的要求,采用模块化程序设计,总体软件设计流程如图6所示。
系统初始化后进入软件设计的关键环节,即仪器坐封环节,该环节中要控制坐封电机转动,带动推拉杆运动压缩皮碗,实现待测层与上下两层的隔离。由图6可以看出,液体的粘度、温度的测量是同步进行的,把实际测得的温度、电压及电流等参数存储到存储器中。最后通过控制电机反转完成解封,测量结束。
3 数据回放
数据回放软件为用户提供了一个直观的操作环境,用户可以方便地使用本软件实现与粘度仪的串行通信,同时可以通过端口设置选择与下位机的通信模式,可以在操作界面中设置粘度计算中的相关参数,可以显示测量数据。设置端口参数的界面如图7所示。
数据显示界面主要用来显示接收的数据(图8),包括电机电压、电机电流、环境温度和计算得到的聚合物溶液粘度。可以实现文本、Excel电子表格形式的数据输出,测试数据能以曲线形式显示和打印。
4 测量实验与结果分析
在实验室中,分别利用标准仪器和井下粘度仪对相同聚合物溶液粘度进行测量以检测所设计仪器的准确性。
实验条件为:用油田现场的污水配置聚合物溶液(由大庆油田提供),浓度分别为3.0‰、2.4‰、1.8‰,测量温度分别为30、40、50、60、70、80℃。图9为用两种仪器所测得的粘度曲线。其中实线部分为标准粘度计测量数据拟合的曲线,点划线为笔者设计的井下粘度仪依据实验数据点绘制的曲线。
通过实际测量数据与标准仪器所测得的数据的比较表明,粘度误差最大处相差3m Pa·s,笔者所设计的仪器测得的粘度值在合理范围内,达到了预先的设计要求。
5 结束语
针对我国目前注聚井井下聚合物溶液粘度无法直接测量的情况,提出了一种注聚井井下粘度仪的软硬件设计方案。该仪器所测得的粘度值在合理范围之内,满足现场使用要求。解决了现有技术无法直接测量井底聚合物溶液粘度的难题,进一步完善了我国聚合物驱油技术,提高了采收率,节省了采油成本,具有广阔的应用前景。
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分层式控制系统 篇9
关键词：工学结合；分层递进；工科实践教学体系；创新与实践
作者简介：陈卫增（1961-），男，浙江兰溪人，浙江师范大学工学院機械工程系，系主任，副教授；胡永举（1968-），男，黑龙江鹤岗人，浙江师范大学工学院，教学副院长，教授。（浙江 金华 321004）
基金项目：本文系浙江师范大学高等教育教学改革重点项目（项目编号：2012-24）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）36-0057-02
随着我国制造业转型升级的加快，先进制造模式成为发展主流，伴随而来的掌握现代先进技术并具有较强实践和创新技能的机械类人才成为制造业急需加入的生力军。近年来，开设机械类专业的许多应用型高校注意到了实践教学对学生技能培养的重要性，加大了实践教学的学时数，对实践设施进行了大量投入。[1，2]但是，目前许多高校的技能实践教学主要依附在课程的实验方面，即围绕课程知识的加深理解和验证方面，因此，处于附属地位，再加上技能标准及考核方面有所放松，从而造成学生掌握的技能支离破碎，其结果是学生掌握的技能缺乏系统性、渐进性，与社会岗位需求相差甚远。[3，4]如何真正实现学生技能训练的实践性、系统性、开放性和职业性，浙江师范大学工学院在校企合作细化方面和实践教学体系创新方面进行了大胆尝试。
一、“分层递进”式实践教学体系基本框架和教学方案构建
1.建立理论与实践相结合、实践与理论同步“分层递进”的实践教学体系基本框架
工科本科专业教学计划方案一般分四个层次构建，即公共基础课、专业基础课、专业课和毕业设计。这四个层次的学习内容是递进关系，后面层次的学习内容与前面层次的学习内容具有关联性。随着层次的递进，知识和技术的融合度和综合性也越来越高，因此，需要学生在大学四年循序渐进地学习理论知识和技能才能达到良好的效果。鉴于以上专业学习客观规律，我院构建了“分层递进”、实践技能项目训练与理论课程学习同步的实践教学体系基本框架，形成了实践与理论教学相互协调、相互渗透、自成系统的独立体系（见图1）。
2.建立“一线、两主体、四层次、四环境”的实践教学方案
“一线、两主体、四层次、四环境”的实践教学方案的具体内容是实践教学过程以工程技术应用能力培养为主线，学校和企业两个主体协调合作完成实践教学内容，形成基本技能训练、专业基础技能训练、专业综合技能训练、工程综合训练四个层面，并分为课内和课外、校内和校外四个环境实施展开。具体做法是：首先，以工程技术应用能力培养为主线，根据各个层次的理论学习和技能训练的要求，合理策划各个层次实践教学项目；然后，根据每个技能训练项目预期所能达到的效果，选择恰当时段、教学环境和优良的教育资源进行规划设计。如我院机械设计制造及其自动化专业根据上述方法规划设计出了实践教学方案（见表1）。
二、实践教学主要保障措施构建
一是建立紧密的校企合作制度，从纵深方面三个层次展开：领导层面，建立学校和企业在领导层面的合作指导委员会，并制订以章程、工作条例为形式的合作组织管理制度；技术管理层面，建立学校教师和企业技术人员协调合作的实践教学指导委员会，并制订制度规范，如建立实践教学内容定期审查制度、实践教学考核制度、实践教学质量定期评价制度等；现场实践层面，建立学校带队老师与企业现场师傅合作小组，并制订制度规范，如建立现场学生实习校企合作人员职责规范、实践教学方案实施细则、学生技能考核细则等。二是建立工学结合的双师型实践教学师资队伍。主要措施：选派没有企业实践经历的青年教师到合作企业进行为期一年的实践；组织教师团队，深入企业解决工程实际问题，在开展科研工作的同时积累工程实践经验；扩大外聘兼职教师在任课教师中的所占比例，积极聘请合作企业专家、技术能手来校上课或短期讲学。三是加强校企合作实训室和实习基地建设。实训室和实习基地是重要的教学资源，必须满足实践教学的需要。主要措施为：企业在校内建立真实产品实训室。如我院与浙江万里扬集团合作构建了校内万里扬变速器实训室，供学生拆装和测试技能训练；在校外建立多个不同企业的实习基地，使学生获得的技能具有通用性。如我院机械类专业分别在4个企业建立了长期稳定的校外实习基地，学生通过在生产不同产品环境的实习，使技能训练具有多样性，在多样性中获得通用性。
三、工学结合的“分层递进”式实践教学体系建设成效
1.校企优势教育资源得到系统性整合，实践教学设施和管理趋于完善
构建的工学结合的“分层递进”式实践教学体系经过两年多实践，主要成果如下：第一，通过校企双方的努力，使实践教学设施建设趋于完善。如在原有实验室基础上新建立6个实验室，其中校企共建实训室2个，基本满足了新建实践教学体系的教学需要；校外实习基地有6个，主要用于学生假期顶岗实习、专业实习和毕业设计实习。第二，通过校企合作制度的建立，使实践教学的内容趋于工程化。如学生在企业实习过程中必须由现场企业师傅亲自指导，学校带队老师给予配合。实习之后，每个学生必须写出实习报告，学生经过校企人员答辩合格后才能完成专业实习任务。
2.学生实践和创新技能显著提高
新建的实践教学体系在专业面、知识面和工程面上循序渐进，达到了递进式实践技能训练效果，使学生能够不断提高实践和创新技能水平。学生在学校和企业两个环境结合的培养下能够理论联系实际，学以致用，真题真作，回归工程，使学生从工程实际出发，提出问题、分析问题和解决问题的能力不断增强。2010年以来，我院有400多名学生从中受到实践技能的训练；共有24个“浙江省大学生新苗创新项目”被批准；在老师指导下，学生通过实验室进行实验研究而公开发表论文21篇；利用实验室和实习基地进行机械创新设计项目硕果累累，获得机械创新设计大赛国家二等奖2项、省级一等奖3项、二等奖8项；学生参与老师校企合作的横向课题15项，获得专利30项，使学生的科学思维和科学创造意识得以提升。
四、结束语
工学结合、实践与理论同步“分层递进”实践教学体系的构建突破了传统的实践教学与理论教学联系不紧密、不系统的局面，同时实践与理论同步“分层递进”符合学生循序渐进学习理论知识和技能的客观规律；工学结合共同参与实践教学，适应了本科专业培养高级工程技术人才的目标要求，避免了学生在校学习期间纸上谈兵较多的现象，拉近了学生理论学习与工程实际应用的距离，使学生毕业之后能够尽快适应工程岗位工作。
参考文献：
[1] 汪传生，韩兆林，史俊友.创新大机械学科实践教学体系与适应人才培养需求[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：9-11.
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[3] 李卫清，曹建树，焦向东.应用型机电类专业实践教学体系的构建与实践[J]. 实验室研究与探索，2007，26（10）：88-91.
[4] 吴济民.基于工学结合的煤炭深加工与利用专业实践教学体系[J]. 实验室研究与探索，2010，30（3）：195-197.
高中数学分层学导式教学法初探 篇10
一、理论依据
1. 建构主义理论。
建构主义认为:“数学学习并非是一个被动接受的过程, 而是一个主动建构的过程。”一切数学知识、技能和思想的获得, 都必须经过学习者主体感知、消化、改造, 使之适合自己的数学认知结构才能被理解和掌握。建构主义的核心观点是“给学生提供活动的时 (思维时间) 空 (思维空间) , 让学生主动构建自己的认知结构, 培养学生的创造力”。基于这样的观点, 建构主义提倡在教师的指导下, 以学生为中心的教学方式。教师应通过创设良好的学习环境, 充分发挥学生的主观能动性和创造性, 引导学生积极探索、主动发现, 从而达到对所学知识意义建构的目的。
2. 依据教学过程的基本规律。
教学是由教师的“教”与学生的“学”构成的双边互动活动, 教师在教学过程中起主导作用, 学生起主体作用, 学生掌握知识的发生、形成过程是感性认识——理性认识——综合运用的过程。
3. 素质教育的有关理论。
发展必须以尽力培养学生健全人格, 保护学生个性发展为前提, 促进学生积极主动的发展。尽可能发挥和全面发展的共性是对所有学生的共同要求, 素质的形成是一个持续不断的内化过程, 而内化的不可替代性决定了教育活动必须充分发挥学生的主体作用。
4. 分层教学理论。
分层教学综合最优化教育理论和最近发展区理论。它是结合学生实际对不同层次学生采取不同要求, 使他们在目标的导向下, 积极主动学习, 探求知识, 让学生在原有基础上逐渐提高, 从而大幅度提高教学质量。
二、“分层学导式教学法”课堂教学操作流程 (图1)
上述课堂教学操作过程归纳起来是五个环节:
引导自学——自学检测——知识迁移——综合运用——开拓创新。
三个层次:
一层:自学检测, 精讲知识发生发展过程, 小结重点和难点;
二层:知识迁移, 精讲数学方法, 小结数学方法;
三层:综合运用, 精讲思维方法, 小结数学思想。
一个创新:创设研究性问题, 培养学生的创新精神和实践能力。
三、操作说明
1. 引导自学。
在这个过程中, 让学生通过自学了解教材中将授的主要内容, 初步理解基本概念、公式、典型例题解法, 并能进行简单的模仿练习 (如教材上的练习题可让学生独立完成) 。这过程在上课讲授新知识前用5分钟左右的时间进行自学, 让学生对所学知识内容明了化。
2. 第一层, 主要是让学生形成对知识感性认识。
包括三个环节:自学检测——精讲——小结。
自学检测要求教师对学生自学知识进行检测, 如编拟三、四道小题或设计几个问题让学生能根据已自学的知识就能回答, 只能作基础性知识的了解和检查, 能反映新知识发生的过程。在自学检测之后, 教师重点针对自学检测中出现的问题, 结合主要概念、定理, 抓住重点进行新知识的传授, 强化学生对原有知识与新知识的联系, 初步融合。这部分要求教师在讲授过程中, 让学生弄清知识的发生、形成过程, 把握知识的脉搏, 引导学生进行知识归纳小结。这里要求教师讲解精要。
3. 第二层, 主要是让学生形成对知识的理解和运用。
包括三个环节:知识迁移——精讲——小结。
知识迁移重在巩固提高, 培养学生理解、分析、解决问题的能力。处理办法是教师精选二至三个解答题, 检查学生通过自学对知识的理解和运用的能力。在这里要尽量让学生调板, 通过学生的调板展示学生知识的掌握程度。在知识迁移之后, 教师重点针对学生在练习中反映的问题进行分析, 找到学生知识形成过程中存在的问题进行讲解, 重在新知识的巩固和提高, 这部分是教师进行教学的重点。在这过程中, 要求教师对新知识的讲解重在基本方法和技能的培养, 疏导释疑, 深化理解, 并进行适当延伸。
4. 第三层, 主要是让学生形成知识的综合运用和灵活运用的阶段。
包括三个环节:综合运用——精讲——小结。
综合运用是对所学知识的升华, 重在对知识的理解和应用, 通过内化知识的迁移, 达到知识应用和深化。在这一层主要是出示一至两个综合性的题目, 让学生经过深刻的理解并自己动手解决, 通过练习达到对知识的理解和内化。在综合运用之后, 教师重点对学生在练习过程中反映的对新知识的灵活运用程度进行综合概括。要求在讲解过程中, 着重在知识的灵活运用、实践过程中, 对知识进行提炼和升华, 从而形成学生的数学能力和数学实践能力。
5. 反馈与创新。
由前四个环节的引导来培养学生, 再通过反馈练习或创新性小课题的研究达到对知识的灵活掌握和实际应用。
这样设计成五个不同环节, 由浅入深、层层递进, 引导学生对知识由感性到理性、由感知到理解的过程, 形成大胆猜想, 凝炼规律, 充分发挥学生的主体性, 使不同层次的学生都得到发展, 以促进学生整体得到发展和主动获取知识, 大面积提高成效。
运用上述方法, 在具体的教学过程中, 根据教学内容和学生反馈的信息, 一节课的某些环节可进行灵活的变动。
四、“分层学导式教学法”的优势
1. 优化了数学课堂教学结构。在整个教学过程中, 要求教师站在解决问题的终极目标上, 以提出问题、发现问题为切入口。以认识问题为载体, 创设问题情境为媒介, 思维转化为主导, 能力培养为目标, 在教师的有效启发诱导下, 通过学生主体的积极思维, 轻松、熟练地掌握知识, 培养发现问题、解决问题的能力, 增强学生探索创新的意识和水平, 从而找到一条大面积提高教学质量的有效途径。它是依据学生学习的心理品质和学习能力、个体层次差异、数学教育发展的前瞻性, 构建的数学教育模式。我们在数学教学过程中, 充分考虑各个层次学生的情况, 调动各个层次学生的学习积极性和主动性, 探求提高全体学生的数学素质的方法, 将大面积提高教学质量的理想变为了现实。
2. 培养了学生的再学习能力。高中数学“分层学导式教学法”实施的关键是:强化师生互动, 培养学生可持续发展能力。培养学生的自学能力和运用数学知识解决问题的能力。而这些能力的形成主要是依靠教师运用科学的教学方法进行教学, 提高学生的知识掌握能力、知识运用能力, 从而提高学生的整体学习水平。