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設計的基本原理

時間:2023-06-07 09:21:44

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇設計的基本原理,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

設計的基本原理

第1篇

[關鍵詞] 機械設計;節能;基本原理;措施

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 054

[中圖分類號] F273 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2017)01- 0091- 01

0 引 言

環境與經濟從來都是群眾重點關注的問題,特別是在社會經濟快速發展的今天,人們對環境和資源保護逐漸重視起來,人們逐步發現,正確處理經濟與資源環境的關系,對社會的穩定發展和進步有著重要作用。其中,節能減排是促進社會可持續發展的基本要求之一,機械設計應該遵循節能減排,促進社會發展。

1 機械設計節能基本理論

在機械設計中,機械設計人員對機械改革結構的組成形式進行優化,以降低能源損耗為目的,努力達到節能指標要求。在此過程中,機械設計人員努力將各個零件設施的配合優化為最理想模式,減輕機械使用間的磨損,延長機械設備使用手柄,進一步達到節能需求。此外,機械設計人員,在設計時,借助機械制圖軟件優化機械結構,同時利用一系列的公式計算,對機械使用后的節能指標進行計算分析,將大部分能源提供到機械設備運行階段,將個零件受力形式進行科學安排,進一步將科學節能落到實處。

2 導致機械設計產生能源浪費的主要原因

(1)節能理念欠缺。受到傳統機械設計觀念的影響,大部分機械設計人員還是以提高機械設備生產力為主要目的,因此,設計人員在進行機械設備設計的過程中,首先主要考慮如何提高機械設備的運轉速度和承載量,其次也是對機械設備的運行穩定性和可靠性進行考慮,對機械設備的節能設計考慮少之又少,有些設計人員甚至直接忽略了機械設備的節能性能。甚至,為了提高機械的生產力,有些設計人員枉顧設計的節能性能,反而將設計能耗提高,這對于社會的發展和進步有著消極作用。

(2)專業水平不高。由于大部分機械設計工作有專門設計人員進行操作,如果設計人員在只是理論方面故步自封,不愿與更隨時代的發展,與時俱進,與先進的設計方式和設計理念相脫節,甚至抵觸新的設計知識,導致機械設計滯后,無法實現節能。另外,還有很多設計人員忙于設計工作,沒有對設備的使用情況進行深入了解,導致設計理論與實踐相脫節,所設計出的機械設備無法與實際使用相符合,造成了大量的資源浪費。

(3)設計水平過低。由于受到現有技術水平的限制,有很多設計思想無法實現,及時進行勉強實現設計思想,也會造成機械設計成本增加,因此,受限于經濟效益,大部分機械制造商并不會完全按照設計要求進行節能技術的引用。這就導致節能技術和節能理念只停留于表面,并沒有真正的落到實處。

3 做好機械設計節能工作的措施

(1)采用環保材料,使用環保設備。為了明顯減輕機械設備的整體重量,并以節能設計的方法高校應用于設備使用環節中,設計人員應該再用環保材料。首先,在設計前期,設計人員要充分應用節能環保材料,即材料應該具有綠色無污染、可回收等性能,從本質上保證設備的節能性能。①對電子系統進行精確化的控制。在機械設備中進行電子控制芯片植入,利用程序編寫控制對設備各項數據進行控制,且通過電子技術,可以保證參數的情趣惡性,有助于幫助設備實現更理想的節能目的。同時,如果在芯片植入使用過程中,有設備需要進行控制功能的改變,通過電子系統可以優化解決該問題,使問題得到高效快速的解決。②注意對液壓系統進行維護保養。液壓系統在運行過程中,主要為設備提供運行所需壓力。由于傳統設計理念中,液壓系統結構之間優化型欠缺,導致使用期間的液壓系統容易產生泄漏問題,是設備所得到的壓力不夠,降低了使用效率。因此,設計人員應該重視這一問題,針對液壓系統進行加密處理,將防滲漏問題作為解決重點,是定合理的清潔維修周期,對液壓系統進行周期性周密檢查。另外,對于液壓系統中內存的雜質也要進行及時清潔。

第2篇

關鍵詞:聲線追蹤法; 虛聲源法;聲線束追蹤法;有限元法

準確地預測房間的音質效果一直是建筑聲學研究者追求的理想,誰不想在設計音樂廳圖紙時就能聽到她的聲音效果呢?一百多年來,人們逐漸發現了一些物理指標,并揭示了它們與房間主觀音質的關系,包括混響時間RT60、早期衰減時間EDT、脈沖聲響應、清晰度指數等等。音質參量預估是室內聲學設計的關鍵。目前,人們采用經典公式、縮尺比例模型、計算機模擬來預測這些參數。

室內聲學的復雜性源于聲音的波動性,任何一種模擬方法目前都不能獲得絕對真實的結果。本文在參考研究國外計算機音質模擬文獻的基礎上,對室內聲學的主要模擬方法進行匯編和總結,以便深入地了解計算機輔助建筑聲學設計的基本原理、適用性和局限性。

1、比例縮尺模型模擬和計算機聲場模擬

自塞賓時代起,比例縮尺模型就在室內聲學中獲得應用,但模型比較簡單,無法得到定量結果。20世紀60年代,模擬理論、測試技術等逐漸發展完善,進行大量研究和實踐后,比例模型在客觀指標的測量方面已經基本達到了實用化。現在,聲源、麥克風、模擬聲學材料已經可以和實物對應,儀器的頻帶也擴展了,在模擬混響時間、聲壓級分布、脈沖響應等常用指標已經達到實用的精度。

比例模型的原理是相似性原理,根據庫特魯夫的推導,對于1:10的模型來講,房間尺度縮小10倍后,如果波長同樣縮短10倍,即頻率提高10倍時,若模型界面上的吸聲系數與實際相同,那么對應位置的聲壓級參量不變,時間參量縮短10倍。如10倍頻率的混響時間為實際頻率混響時間的1/10。然而,很難依靠物理的手段完全滿足相似性的要求。空氣吸收、表面吸收相似性的處理是保證模擬測量精度的關鍵。比例模型是現階段所知唯一能夠較好模擬室內聲場波動特性的實用方法,可是由于模型制作成本較高、需要利用充氮氣或干燥空氣法降低高頻空氣吸收、模擬材料吸聲特性難于控制的因素,這種方法存在很大的局限性。

隨著軟件技術的發展,使用計算機進行聲場的模擬研究成為現實。從數學的觀點來看,聲音的傳播由波動方程,即由Helmholtz 方程所描述。理論上,從聲源到接收點的聲脈沖響應可以通過求解波動方程來獲得。但是,當室內幾何結構和界面聲學屬性非常復雜時,人們根本無法獲得精確的方程形式和邊界條件,也不能得到有價值的解析解。如果對方程進行簡化處理,所得到的結果極不精確,不能實用,完全利用波動方程通過計算機求解室內聲場是不可行的。實用角度講,使用幾何聲學的聲線追蹤法和鏡像虛聲源法,通過計算機程序可以獲得具有一定參考程度的房間聲學參數。但由于忽略了聲音的波動特性,處理高頻聲和近次反射聲效果較好,模擬聲場全部信息尚有很大不足。近年來,使用基于有限元理論的方法模擬聲音的高階波動特性,在低頻模擬上獲得了一些進展。

2、幾何聲學模擬方法

幾何聲學模擬方法借鑒幾何光學理論,假設聲音沿直線傳播,并忽略其波動特性,通過計算聲音傳播中能量的變化及反射到達的區域進行聲場模擬。由于模擬精度不高,而且高階反射和衍射的計算量巨大,因此,大多數情況是使用幾何方法計算早期反射,而使用統計模型來計算后期混響。

2.1 聲線追蹤方法

第3篇

《英語教師需要學習的英語教學基本原理》學習心得體會

近期我有幸聆聽了程曉堂教授關于英語教師需要學習的英語教學基本原理的講座。程教授先從“為什么談英語教學基本這個話題”出發,分析了英語教師學習英語教學基本原理的必要性,包括教學設計與實施存在很多問題,教師正在逐步改善課堂教學方法,但是由于缺乏理論指導,很多教學活動設計的不夠合理等等。

程教授強調,課堂活動設計要符合真實性。程教授舉了大量的教學案例,涵蓋了課前預習、課中學習、課堂練習以及課后作業。其中一個是復述故事,向憨豆先生介紹空城計這個故事。案例中教師設計的是:Mr Bean will come to our school next week. What will you introduce the story to him? 程教授的問題是,憨豆先生下周是不是真的會來,學生是否會相信,這樣的設計符合實際嗎?這個案例可以改成:向憨豆先生介紹空城計這個故事。另一個案例,教師給學生播放黃山的視頻,T: Where is Huangshan?S1: It’s raining.這個案例主要說明問題設置要跟視頻內容相關,否則就是在做無用功。這些案例都說明語言使用要有真實性,不能忽略什么時候適合用這樣的語言,怎樣運用這些語言,不能為了用語言而使用語言,應該讓語言發揮它交際的功能。

接下來程教授又列舉了教學理念與方法的誤區,主要原因在于教師未能遵守或體現外語教學的基本原理,要求教師做任何事情尤其是教學上都要遵守客觀規律,要勤思考,多鉆研,在理論的指導下進行創新。

最后,程教授用了大量的時間來講解英語教學的基本原理,其中包括了很多專業詞匯和專業著作。這些原理有:交際語言教學(CLT)、基于語篇的語言教學、內容與語言融合的語言學習(CLIL)、任務型語言教學(TBLT)、交際語言教學等。這些原理乍一聽晦澀難懂,但是經過程教授列舉案例以及細致講解,這些原理也會變得通俗易懂,而且具有實用性。

程教授的講座讓我受益匪淺。聽完后我發現講座中提出的這些問題恰好是我在課堂中也會出現的錯誤,尤其是活動設計真實有效。有的時候課堂活動的設計真的只是為了新穎而新穎,忽略了是否符合學生的學習實際。在以后的教學中,我要在課堂上積極靈活地運用今天所學到的這些英語教學的基本原理,力爭讓語言成為一種交際的工具,讓學生真正做到學完后會運用語言,避免出現為了使用語言而使用語言。

第4篇

1新形勢下決定了“原理”課推進研究性教學的必要性

長期以來,對“原理”課的教學更多的是采用灌輸的教學模式。與其他三門公共政治理論課相比,它是對基本原理的闡發和系統傳授,因而理論性更強,因此,在多年的教學改革中,教師在教學中仍然是遵守傳統的“理論”必須通過灌輸才能幫助學生掌握的觀念,對推開實施教師講授與學生自主學習研討的研究性教學存有顧慮,唯恐教學中“出亂子”,學生對基本原理“生質疑”。在教學方法改革創新上一直裹足不前。實踐表明,在新的形勢下,固守這種傳統的灌輸式教學方法,不思改革創新,就難以提高教學的針對性和實效性,也難以實現課程教學的目標。而研究性教學具有自主性、開放性、協作性、實踐性[2]的特點,要求“原理”課在實施研究性教學中力求做到與學生的思想實際和社會現實為相結合,以問題導向為切入口,以教師教學設計方案為綱領,以教師講授和引導學生自主學習研討為基本教學方式,結合社會實際和思想實際,幫助學生掌握基本理論、原理及在當代的新發展,提高思考能力、學習能力、分析問題和解決問題的能力,從而充分體現課程的雙重屬性。通過研究性教學,調動學生自主學習研討的積極性,可提升學生學習的興趣,實現“要我學”向“我要學”的轉變,教學的效果才能真正得到體現,因此,在“原理”課大膽開展研究性教學,努力探索多種有效的教學方法,實現課堂高于教材、學生享受教學過程的目標,必將改變“原理”課原有的教學狀況,有助于增強思想政治理論課教育的整體實效性。

2“原理”課研究性教學方法舉要

“原理”課積極推進研究性教學,目的是要調動教與學兩個方面的積極性,實現教與學的雙向交流互動,使較為抽象的理論與鮮活的現實相結合,體現基本原理的生命力、重大的理論價值和現實指導意義。研究性教學的方法根據不同課程的特點可采用不同的方法,典型的教學方法一般包括“案例教學、基于問題解決的學習、基于問題的學習”等[3]。根據教學改革的方向和推進研究性教學的趨勢“,原理”課研究性教學可綜合采取以下方法。

2.1問題導入法

問題導入法是緊密結合學生思想實際、社會實際和社會熱點問題,一般以學生比較關注或感到困惑的問題作為切入口,提出問題,由學生進行思考、討論后進行回答,最后由教師給予正確答案的教學方法。運用此教學方法,教師應鼓勵學生大膽思考,并盡可能讓學生將思想充分表達出來,對于學生的模糊認識甚至是錯誤的認識不是急于批評,而是要緊密結合教學內容所闡發的基本原理,結合學生獨立思考得出的結論,進行理論與實踐相結合的科學分析,幫助學生解決思想上的困惑,得出正確的結論。問題導入法要取得成效,關鍵在于教師問題的設計要有普遍性、現實性和針對性,能引起學生的興趣和共鳴,能引發學生的思考,調動學生自覺自主參與教學過程的積極性,從而使教學活動變得生動有趣,使抽象的書本知識易于被學生理解,達到提高教學效果的目的。這一方法,對于“原理”課有著特殊的作用,因為該課程主要闡述基本原理,如就教師在講臺上灌輸,顯得空洞抽象,不易被學生接受。而通過問題導入法,可使抽象的理論與豐富的現實和學生思想實際緊密結合,理論聯系實際,讓學生真切感受到基本理論的魅力。

2.2視頻教學法

視頻教學法是教師根據教學內容選取相關的教學視頻,在播放前教師明確主題,在結束后組織學生結合相關原理進行討論的一種直觀教學方法。該教學方法一般在講授相關原理后采用,可以幫助學生較好地理解教學內容,鞏固所學基本原理和知識。“原理”課可選擇的教學視頻資源豐富,如導論部分可選取“的誕生”,哲學部分關于認識部分可論選取大學生辯論賽視頻“真理越辯越明”,經濟學部分結合勞動價值論可選取中央電視臺的財經節目“財富人生”,結合剩余價值理論可選取中央電視臺的“贏在中國”,資本積累、資本的循環與周轉可選取中央電視臺“對話”節目“跌倒的巨人能否站起———史玉柱”,帝國主義部分結合壟斷的產生、發展與本質,可選取中央電視臺的世界歷史節目“資本主義向壟斷過渡”等,教學實踐證明,視頻教學法能使學生能結合基本原理與視頻資料引起思考,從而使理論教學與歷史、社會現實緊密結合,引發學生的學習興趣和對社會實踐的關注,并有效解決教學內容多和課時不足的矛盾,提高教學效果。

2.3案例教學法

案例教學法,是最常用的教學方法,在一般的課程教學中都會采用。在“原理”課中運用此方法,教師應根據教學內容和需學生把握的基本原理,精心選擇相關案例,并通過提供相關的背景資料,進行討論方案設計,也可與視頻教學法結合應用,借助教學視頻案例,由學生進行討論,或以小論文的形式,通過運用相關原理進行分析研討。案例教學法的目的在于通過案例的討論與分析,從理論與實際相結合的視角,強化學生對基本原理的掌握和理解,提升教學的針對性和實效性。比如,為了幫助學生正確認識解放思想、實事求是、一切從實際出發,是的精髓,可選用江蘇省江陰市華西村在吳仁寶書記的帶領下全體村民努力奮斗實現共同富裕的典型案例,華西村幾十年如一日,始終堅持社會主義本質要求,把的基本原理和本地實際相結合,解放思想、實事求是,走出了一條具有自身發展特色的社會主義新農村建設之路,是認識論和黨的思想路線的統一、是認識和實踐相統一的生動體現。

2.4辯論法

辯論法在研究性教學中的運用并取得成效,辯題的選擇和設計是關鍵,掌控辯論過程,并加以指導和合理組織是保證。“原理”課研究性教學采用此方法,對于學生科學全面掌握教學內容中的相關基本原理和理論有著其他方法不可替代的作用。在具體方法上,可視教學班的組合方式而定,如果是合班上課,可以自然班為單位組成正方反方,如是自然班上班,則可以小組為單位組成正方反方,評委可由教師、助教、或學生代表擔當。通過辯論雙方的發言和總結,由評委打分。打分不是目的,關鍵是教師要根據教學內容和教學目的,結合學生在辯論中表達的認識和思想實際,給予正確的引導并得出科學的結論。這種方法,要求學生在課前查閱大量的資料和自學相關原著,并結合教材內容撰寫發言提綱,因而,有利于促進學生自主學習,提高思維和應變能力,深化對基本原理和基本理論的把握,從而達到預期的教學目標。

2.5學生講課、教師總結提高法

第5篇

【關鍵詞】 高考復習;化學實驗;應對策略

化學實驗題最能考查學生的思維、表達、探究等各方面的綜合能力。2009年高考課改卷更加注重對化學實驗的考查,突出了實驗在學科中的地位。新課改2009年高考化學大綱強調了對實驗能力和實踐能力的考查,這將更有利于推進中學素質教育的實施。

結合近幾年的高考實驗試題特點以及發展趨勢,本文就高考化學實驗專題復習提出一些建議。

一、準確掌握化學實驗基本技能

高考化學實驗題中既有常見儀器的規格和使用,又有正確操作的了解和錯誤操作的辨別,著重考查考生的實驗基本操作技能。

1.熟悉常用儀器

熟練掌握化學實驗中常用儀器的結構、用途是提高實驗答題能力的必備的基礎。在復習時,建議讓學生接觸感受這些常用儀器,掌握這些常有儀器的名稱,結構,規格,用法及用途。

2.掌握基本操作

基本的實驗操作有藥品的取用、儀器的洗滌、試紙的使用、試劑的存放、物質的分離和提純、物質的檢驗與鑒別等。對化學實驗基本操作的復習,最好讓學生親自動手做。設置不同的實驗情景,積極疏導,大膽動手,多向思考,仔細觀察,認真記錄,做好實驗基本操作。有助于全面提高學生的基礎實驗能力。

二、認真分析課本實驗基本原理

近幾年高考實驗試題傾向于回歸教材,體現了來源于教材又高于教材的特點。問題多圍繞教材實驗展開,如基本操作,變換原理,方法,角度等進行命題,增強教材實驗的開發、遷移、考查學生對實驗的掌握情況。這就要求學生在復習實驗時要多問是什么(即實驗目的)?(即實驗原理)為什么?怎么做(即實驗步驟)?不這樣會產生什么結果(即實驗拓展)?尤其要重視課本實驗,認真做好課本上的演示實驗和學生實驗,認真分析實驗原理,掌握典型的實驗裝置和原理,并進行相應的挖掘和提升。

三、注意培養創新意識和能力

應用性和開放性試題已成為高考試題的新熱點,其重點在于考查學生的創新精神。復習時要在實驗原理、實驗目的、實驗步驟、實驗方案以及實驗方案的評價上做文章。教師應引導學生改進、完善、拓展教材實驗,增強實驗的探索性、綜合性,使之更貼近對實際問題的解決,培養學生的創新能力。

“在化學科學的研究中,科學、合理、周密、巧妙的實驗設計,往往能導致化學科學的重大發現。”化學實驗設計也成為對學生各項能力進行綜合測試最好的方法,近年高考實驗方案設計題受到命題專家的青睞,逐漸成為考查的重點。[2]實驗設計是指實驗者在實施實驗之前,依據一定的實驗目的和要求,運用有關的知識與技能,對實驗的儀器、裝置、步驟和方法等在頭腦中所進行的一種規劃。在復習過程中,教師要引導學生綜合運用所學知識,幫助其認識實驗設計的基本原理,了解實驗設計的一般思路和方法,再評價和優化,以提高學生的實驗設計水平,強化創新能力。

四、加強習題選編、訓練和講評

綜合實驗題屬于能力考查題,能有效地考查學生的觀察能力、思維能力、實驗能力。其命題思路是依據化學實驗本身具有很強的包容性和兼容性的特點,將化學實驗的考查與化學其他板塊的知識甚至是其他學科的知識、方法等有機地結合,實現學科知識的綜合考查,考查的內容可以是元素及其化合物的有關知識,也可以是化學基本原理的有關知識,同時包括實驗基本原理和基本技能。在復習過程中,教師要通過精心研究、分析、比較、篩選,把一些有針對性和代表性的典型習題進行整理,有計劃、分階段地進行訓練。讓學生了解這些試題的主要類型、功能和特點,掌握典型題目的解題思路、方法、技巧、步驟及注意事項,進行強化訓練,增強他們的題型意識。要學生明白高考實驗考什么、怎樣考、只有學生對實驗題的功能,考查范圍、考查特點弄清楚、才能理順解答實驗題的思路。引導學生在分析典型綜合實驗題的過程中積累經驗,達到知識與能力相結合,真正提高實戰能力。

第6篇

隨著社會經濟的快速發展,在目前的企業生產中,存在著大量的環境污染問題,這對城市環境的整體健康發展,有著極大的影響。因此需要研發人員在進行機械設計的時候,從環保節能的角度出發,設計出具有節能效果的機械產品,進而促進城市環境質量的不斷提高。基于此,本文對目前機械設計中的節能原理進行了研究,之后分析其節能機械的應用。

關鍵詞:

機械設計;節能;原理;應用

0引言

在目前社會發展的大環境下,在使用機械產品的時候,更加重視其節能效果,以此來有效的避免其在生產使用的過程中,對于環境造成的巨大破壞,以及對于能源造成的巨大消耗。對機械進行節能設計,需要相關的研究人員按照國家環保節能的各項標準,合理利用節能原理,進行機械設計,以此有效的實現降低生產成本,減少能源浪費,降低環境污染的目的,促進企業可以獲得最大化的經濟效益。

1機械設計節能基本原理

機械產品,在進生產的過程中,其進行的能源消耗功率,主要是通過工作中的有效功率,以及損失掉的功率,來具體表現的。通過兩種功率的和數,可以將其具體的消耗功率,使用公式來表示:NM=NSF+NCF+NR+dTdt。在這個公式中,其中的NM表示的是在運行過程中,其全部的功率情況;其中的NSF表示在其他的作用力之下,其設備出現做功,之后出現的功率情況;其中的NCF則表示的是設備運行中的有勢力,進行做功之后,出現的功率;NR可以用來表示設備生產中出現的無功功率;最后是dTdt,其動能出現變化的功率情況。使用該公式,其具體的節能設計,可以從以下三個方面進行。首先,根據機械設備的勢能,進行設備的節能。機械設備在實際的運行過程中,其勢能也會發生相應的變化,當其發生變化的時候,該部分的勢能,將不會發揮出生產的作用,因此在進行節能設計的時候,需要將該部分的勢能,進行有效的轉化,并將其發生變化的范圍,進行相應的縮小,繼而使得勢能消耗功能,可以最大化的實現降低,以此避免能源的浪費情況。其次,是針對其設備的動能,進行的節能設計。設備在生產的過程中,有著較多的因素,對其動能產生巨大的影響,進而使其消耗的功率數不斷升高,造成能源的浪費。因此在節能設計時候,需要注意機械生產的摩擦力,控制其制動力,進而促進其節能作業。最后,需要對設備的消耗功率,進行有效的降低。機械設備在進行生產的過程中,將會產生較多的無用的功率,可以在節能理念的指導下,對該部分的功率,進行合理的降低,進而實現節能的目的[1]。

2基于節能基本原理的機械設計應用研究

2.1在加工機械設備中的應用

加工企業在使用機械設備,進行生產的時候,其軸承出現的變化,會對產品的質量,產生一定的影響,因此需要使用節能原理,對其設備進行設計。可以在設備中,添加飛輪,以此借助輪巨大的轉動慣量,實現對其軸承變化情況的控制,進而使得機械設備可以減少其能源消耗的功率,進而促進其機械設備運轉過程中,各項功率變化的差值數的均衡化,最終實現設備的降耗節能[2]。

2.2在升降機械設備中的應用

升降機械設備運行的時候,通常會借助于大量的能源,來實現設備的有效運轉,因此其對于能源的需求量較大,其造成的能源浪費情況也較為嚴重,因此需要對其進行節能設計,以此來顯著的降低消耗的情況。升降機,在運轉的時候,其消耗的功率,主要體現在貨物的上下運輸上面。在此壓力的驅使下,使得升降機可以實現有效的運轉。因此針對升降機的節能設計,需要對其具體的結構,進行優化設計,進而實現節能。同時,其使用的材料也需要配合其運行結構的設計,并且需要使用電子控制系統,來對升降機,進行科學的控制,并對其運行的全過程,進行監督管理,以此實現節能的效果,并且可以保證使用人員的人身安全[3]。

2.3在大型壓路機機械設備中的應用

大型壓路機設備,其在運行的過程中,輪子表面會發生較大的變化,導致設備運行中,對于能源的消耗需求量較大。這主要是在進行輪子表面設計的時候,并未根據周期函數,進行科學的設計,因此導致其在實際運行中,會在大范圍內出現變化。因此,對其設備進行節能設計的時候,需要對其輪子的勢能,進行相應的縮小,并將其控制在一個較小的區間中,以此來實現節能的目的。

3結束語

企業在進行設計生產的過程中,對其使用的機械產品,進行節能設計,可以有效的改善以往機械產品生產中造成的巨大環境污染、資源浪費情況,同時也可以顯著降低其生產成本。因此需要企業在發展中,重視節能理念,利用節能原理來進行機械產品的設計生產,因此來促進企業的長遠健康發展。

參考文獻:

[1]高鈞,范興,何濤.機械設計節能基本原理的分析與應用探討[J].科技創新與應用,2017(06):154.

[2]徐偉.機械設計節能基本原理的分析與應用[J].南方農機,2016(07):85,87.

第7篇

關鍵詞:DWL-480搗固穩定車軟件模擬

中圖分類號:U23文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)09(c)-0025-02

目前正是中國鐵路建設的發展黃金期,鐵路基礎設施的快速發展必然帶來大型鐵路養護機械的蓬勃發展。DWL-480型連續走行搗固穩定車是當前國內最先進的大型鐵路搗固穩定機械,未來需要大量的學習人員熟練、快速掌握該車的操作與維護保養技術,但對于學習人員,存在兩個問題:一是,DWL-480型連續走行搗固穩定車價格昂貴,并且由專門的鐵路部門負責管理,學習人員想學習,但很少有機會能夠真實接觸;二是,DWL-480型連續走行搗固穩定車結構復雜,涉及機械、液壓氣壓、電氣與計算機等眾多知識領域,學習人員學習起來很吃力,加上在真實環境中擔心損壞機械等諸多問題,必然導致學習進度慢,不能到達快速、熟練掌握的目的。DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統針對以上問題提供DWL-480型連續走行搗固穩定車整車結構與各組成部分的基本原理,并利用計算機軟件提供一套真實的模擬環境,從而使學習人員能夠低成本、快速、熟練掌握DWL-480型連續走行搗固穩定車的操作與維修保養技術。

1DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統功能

DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統利用計算機軟件來模擬真實的機械,學習人員通過操作計算機來達到熟練掌握DWL-480型連續走行搗固穩定車操作與維護保養技術。DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統由基本原理子系統、整車結構與各部分結構子系統、操作模擬子系統和維護保養模擬子系統四部分組成[1]。

基本原理子系統根據內燃機、發電機、電動機、液壓氣壓控制、動力傳遞基本、起撥道與搗固穩定原理,利用軟件模擬技術,向學習人員清晰展示內燃機做功、發電機發電、電動機傳動、液壓氣壓控制、動力傳遞、起撥道與搗固穩定等過程。

整車結構與各部分結構子系統提供DWL-480型連續走行搗固穩定車整車結構圖,并把整車分解為各個小部分如發動機裝置、搗固裝置、起撥道裝置、抄平測量裝置、穩定裝置與制動裝置等。學習人員利用整車結構與各部分結構子系統不僅可以快速了解整車的總結構,而且可以準確的把握整車的各個組成部分。

操作模擬子系統模擬DWL-480型連續走行搗固穩定車前司機室、后司機室與作業司機室的司機從發動機啟動前的準備、發動機啟動、走行、由走行轉向作業、作業、由作業轉向走行到停止發動機期間的一系列操作。學習人員通過操作模擬子系統來達到熟練、快速掌握真實的DWL-480型連續走行搗固穩定車的操作技術。

維護保養模擬子系統模擬維護保養人員對DWL-480型連續走行搗固穩定車進行維護與保養,包括發動機維護保養、搗固裝置維護保養、起撥道裝置維護保養、抄平測量裝置維護保養、穩定裝置維護保養與制動裝置維護保養等。學習人員通過維護保養模擬子系統來快速掌握DWL-480型連續走行搗固穩定車維護保養技術。

2DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統總體設計

DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統由基本原理子系統模塊、整車結構與各部分結構子系統模塊、操作模擬子系統模塊和維護保養模擬子系統模塊四部分組成。

基本原理子系統模塊由各個基本原理Flas文件與基本原理子系統操作界面組成。學習人員點擊基本原理子系統操作界面提供的菜單按鈕,基本原理子系統模塊加載與菜單按鈕相對應的基本原理,并以Flas的方式展示給學習人員。如學習人員想學習內燃機原理,只需要點擊基本原理子系統操作界面提供的“內燃機原理”按鈕,基本原理子系統模塊就會加載內燃機原理Flas文件,學習人員就可以在計算機顯示器上清晰查看內燃機的各個工作過程。

整車結構與各部分結構子系統模塊由整車結構高清晰圖片、各部分結構高清晰圖片與整車結構與各部分結構子系統操作界面組成。整車結構圖片會作為背景顯示在整車結構與各部分結構子系統操作界面上,當學習人員把鼠標放置在背景圖片中某一位置時,計算機顯示器上會自動顯示與那個位置相對應的結構圖片,并配以詳細的文字說明,如圖1。如學習人員把鼠標放置在搗固裝置上時,顯示器就會自動顯示圖文并茂的DWL-480型連續走行搗固穩定車搗固裝置部分結構。

模擬操作子系統模塊由模擬操作客戶端與后臺服務器組成,各個模擬操作客戶端與后臺服務器通過網絡連接起來,利用ICP/IP協議來達到互相通信的目的。如圖2。模擬操作客戶端操作界面提供三個按鈕,分別為“前司機室”按鈕,“作業司機室”按鈕與“后司機室”按鈕。三個學習人員組成一個學習小組,第一個學習人員按下“前司機室”按鈕,就會扮演了DWL-480型連續走行搗固穩定車前司機室司機的角色;第二個學習人員按下“作業司機室”按鈕,就會扮演了DWL-480型連續走行搗固穩定車作業司機室司機的角色;第三個學習人員按下“后死機室”按鈕,就會扮演了DWL-480型連續走行搗固穩定車后司機室司機的角色。三個按鈕全部按下后,在后臺服務器的通訊幫助下,相對應的三個司機可以互相協作來完成從發動機啟動前的準備、發動機啟動、走行、由走行轉向作業、作業、由作業轉向走行到停止發動機期間的標準操作流程。

維護保養模擬子系統模塊由發動機維護保養子模塊、搗固裝置維護保養子模塊、起撥道裝置維護保養子模塊、抄平測量裝置維護保養子模塊、穩定裝置維護保養子模塊與制動裝置維護保養子模塊組成。每種子模塊都會依據現實情況設置多種合理的可供維護保養的障礙,供學習人員一一排除,每種子模塊會針對各個學習人員給出文字提示,并給學習人員的維護保養工作打分,最終使學習人員完成DWL-480型連續走行搗固穩定車各個部分裝置的維護保養工作,最終達到維護保養整車的目的。

3DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統技術要求與系統特點

DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統涉及以下關鍵技術要求。

(1)制作Flas時,力求生動形象、直觀、準確無誤地表達內燃機、發電機、電動機、液壓氣壓控制裝置、制動控制裝置、行走控制裝置等工作過程。

(2)采集整車結構與各部分結構時,力求圖片清晰、文字注釋詳細、層次分明。

(3)模擬司機操作時,前司機室司機、作業司機室司機與后司機室司機互相協作,各自按照標準流程操作。制作司機標準流程時,需要向熟練的DWL-480型連續走行搗固穩定車司機請教,抽象概括出一套或者幾套標準的司機操作流程。

(4)模擬維護人員維護保養時,需要對維護人員的維護保養工作給出評估,打出分數,促進維護保養人員改正,繼續學習[2]。

(5)在整個軟件系統的制作中,需要專業人員到現場采集高質量的素材,并需要利用Photoshop、Flash、3dmax等軟件對采集的素材做響應的處理。

DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統具有以下主要特點。

(1)采用Flas、高清晰圖片來展示系統原理、整車與各部分裝置結構,直觀生動、容易學習。

(2)可簡單修改配置文件來支持基本原理、裝置結構、司機模擬操作流程與維護保養流程的動態擴展。

(3)系統完全模擬真實的DWL-480型連續走行搗固穩定車工作環境,操作簡單、用戶界面友好。

(4)覆蓋的內容全面,可以針對不同層次的學員提供不同層次的教學。

4結語

DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統利用計算機軟件技術模擬一套真實的環境,供學習人員熟練掌握DWL-480型連續走行搗固穩定車整車結構、各部分原理、行走作業操作與維護保養技術。DWL-480型連續走行搗固穩定車模擬系統軟件直觀生動、易學易用、操作簡單,易于動態擴展,適合不同層次學員的學習。DWL-480型連續走行搗固穩定車軟件模擬系統是學習人員低成本、快速熟練掌握DWL-480型連續走行搗固穩定車操作與維修保養技術的有用工具。

參考文獻

第8篇

關鍵詞:《基本原理概論》課堂教學 實效性 創新路徑

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914(2015)06-237-02

根據2005年3月、教育部《關于進一步加強和改進高等學校思想政治理論課的意見》的規定,將原來在高校開設的《哲學原理》和《政治經濟學原理》兩門課程整合為《基本原理概論》(以下簡稱《原理》),并增加了科學社會主義的內容,從而對學生進行全面的理論教育,是在高校中面向本科生開設的一門公共必修課。《原理》課的開設能夠幫助大學生準確地、系統地把握理論的基本理論和基本觀點,樹立辯證唯物主義和歷史唯物主義的世界觀、人生觀和價值觀,提高分析問題和解決問題的能力。然而,該課程作為思想政治理論課的主干課程,在實際教學過程中顯現的教學效果與我們所要達到的教學目標存在著較大的差距,嚴重地影響著《原理》課教學的實效性。切實提高《原理》課教學的實效性是每一位授課教師不得不面臨和思考的問題。

一、《原理》課的教學現狀

2010年開始筆者所在的濰坊醫學院進行了思想政治理論課教學改革,相應地對《原理》課的教學也進行了一系列的改革,在教學內容、教學方法、教學手段和課程考核等方面都有了新變化,取得了一定的成效。但是我校和大多數高校一樣,《原理》課的教學是以大班授課的形式,以教師為中心的灌輸式教學方法,以教師講和學生聽為主的教學模式,師生之間缺少主動積極的交流。所以在《原理》課的課堂上時常看到這樣的現象:有的學生看其他書籍,有的玩手機,有的干脆趴在座位上睡覺,個別的學生甚至基本不來上課……課堂上能自始至終認真聽課的只是一部分學生,學生也缺乏主動思考問題的積極性,很少能積極主動地發表自己的觀點和看法。老師在課堂上得不到學生的積極回應,課堂氣氛不活躍,授課情緒自然受到影響,教師的教學水平不能充分發揮出來,自然難以達到理想的教學效果,從而影響了《原理》的教學實效性。

二、《原理》教學實效性的影響因素

針對《原理》課教學存在的種種現象,我們需要進一步分析影響其教學實效性的因素,以使我們能夠認清問題的實質所在。

(一)學生對《原理》課的認識存在著誤區

我們每年在上課期間都要召開學生座談會,以了解和掌握學生的學習狀況,及時反映學生對教師的授課方式、教學內容和教學態度等的要求,以利于教師有針對性地提高教學水平。我們的具體做法是從每個上課班級抽取一定的學生以自由發言的形式進行,也可以是師生對話交流。從學生的發言中我們聽到了對《原理》課肯定的聲音,當然也有學生認為,《原理》課內容枯燥難懂,且與自己的專業學習和就業前途沒有多大關系,只要在考試前突擊復習就能過關,自然也就認為《原理》課不那么重要;有的同學還認為由于《原理》課是研究生政治理論課考試非常重要的課程,希望老師講課的過程中與研究生考試結合起來等等。可以看出學生對《原理》課的理解存在著一些誤區,這直接影響著《原理》課教學實效性的提升。

(二)教師的專業素質存在差異

《原理》是整合了哲學原理、政治經濟學原理和科學社會主義的內容,而授課教師基本是由原來的從事哲學原理和政治經濟學原理的教師調整過來的,教師的知識儲備和專業背景參差不齊。比如我們教研室的教師有哲學背景的,有思想政治教育背景的,有倫理學背景的,這樣教師在實際教學過程中會注重自己的研究領域,將授課重點放在與自己的專業背景相關的內容上,不利于體現原理的整體性和系統性。有時由于授課教師較少,而教學任務又比較重,我們不得不聘請其他教研室的教師講授《原理》課,這也在某種程度上影響著學生對原理全面深入地理解和學習。

(三)教學方法與手段的靈活性不夠

我們對《原理》課進行了教學改革,教師也都采取多媒體教學,但是教學方法和手段還是相對落后,不少教師仍舊采用傳統的灌輸式授課方式,在課堂上主要還是老師講,學生聽,這種教學形式不僅不能培養學生對學習的興趣,而且挫傷了學生主動探索的積極性;有些年輕教師拘泥于書本的理論,理論聯系實際相對較少,理論分析也不夠深入,不能及時解決學生的思想困惑,從而也就難以激發學生的學習興趣。

(四)課程的考核方式單調

目前,我們通過改革雖然改變了原來一張期末試卷“一錘定音”的課程考核方式,但也主要是采用平時成績與期末考試成績相結合的方式,這種考核方式有了一定的改進,對學生平時出勤、課堂紀律與參與教學情況等都有所反映,但是由于大班授課的模式影響,教師并不能夠真正全面地了解學生的真實情況,當然也不能保證完全公正地給予學生平時成績。

三、提升《原理》教學實效性的創新路徑

(一)提高學生認識,注重素質教育

為了使學生更加深刻地理解,在第一次上課時,我們就給學生布置了“當代大學生為什么要學習?”的討論題,以引導學生思考學習的意義。通過討論使學生認識到學習目的不僅僅是掌握的基本原理和基本觀點,更重要的是要培養學生用的基本原理分析問題和解決問題的能力,提高學生自身的思想道德素質,為成為社會需要的合格人才奠定基礎。

(二)整合教學內容,注重實踐教學

《原理》包括了哲學原理、政治經濟學原理和科學社會主義的內容,這樣我們進行教學活動的一個重要使命就是要使當代大學生從整體上去理解和把握。為了較好地解決整體把握理論的問題,我們主要是采用了集體備課的方法,不僅自己教研室的教師參加集體備課,還邀請其他專業和其他高校相關專業的教師參與到集體備課中來。通過集體備課使不同知識背景的教師發揮自己的專業特長,給予授課教師以理論上的指導,取得了比較好的教學效果,也提升了《原理》課堂教學的實效性。

在講授《原理》課的過程中,我們面臨的很大挑戰是如何解決理論與實際的相結合問題。理論只有同現實相結合才能被大部分學生所理解和接受,這就要求教師能夠及時發現社會的新變化,科學、準確地把握社會上的熱點和焦點問題,為教學提供現實的素材,使教學更具感染力和說服力,提升《原理》課教學的實效性。為此我們積極開展實踐教學,主要是引導學生運用的基本原理分析現實問題,提高學生觀察問題、分析問題和解決問題能力,是理論聯系實際的重要環節。我們把《原理》總學時分割為課堂教學和實踐教學兩部分,課堂教學占2學分,實踐教學占1學分,即課堂教學學時為36學時,實踐教學學時為12學時。為了保證實踐教學的落實,教師從課程內容和現實問題的實際出發,設計出實踐教學的具體課題,充分發揮學生的主體作用。我們的具體做法有:撰寫課程小論文,如“運用矛盾同一性和斗爭性的原理闡述構建和諧社會的必要性和重要性”;組織課堂討論,我們根據教學內容,設計題目“宗教與迷信的異同”、“大學生在追求中國夢的過程中如何把握客觀規律性和主觀能動性的辯證關系”、“社會主義與資本主義能趨同嗎?談談你對‘趨同論’的看法”等;運用影視音像教學資料輔助教學,使課堂教學有聲有色,結合教學內容,我們選擇《大國崛起》、《復興之路》和《貨幣》等電視紀錄片的部分內容在課堂上播放。實踐教學的開展,大大提高了學生的學習興趣,增強了課程的吸引力,提高了《原理》課的實效性。

(三)創新教學方法,注重教學效果

《原理》課程涵蓋的內容多,知識范圍廣,加之學生所學專業不同,兼有文科和理科的學生。而當代大學生自我主體意識較強,獲取信息的渠道比較多,知識面比較廣,自主性和獨立思考能力較強,重視知識的實際應用等等,客觀上要求我們《原理》課教師在教學中必須創新教學方式,采取靈活多樣的教學方法和手段,才能把學生的注意力吸引到課堂上來,才能切實提高課堂教學效果。

1.經典案例教學法。生活中的典型事例引入課堂教學環節,引導學生綜合運用所學的原理去分析實際問題,培養學生的應用能力,是理論課教育教學理論聯系實際的主要途徑。比如我們在學習唯物辯證法的普遍聯系的原理時運用了“蝴蝶效應”和“六度分割理論”,使學生形象地理解了世界是普遍聯系的原理。在學習價值規律的原理時,運用現實中“菜賤傷農”的實際案例,有助于學生理解價值規律發揮作用是客觀的,違背規律就要受到規律的懲罰。在實際的教學中我們發現案例的選擇和編寫是關鍵,案例要有典型性、新穎性、時代性和啟發性等特點。經過幾年的積累,我們已經編寫適合《原理》課堂教學的案例50多個。

2.重點問題教學法。在教學過程中針對重點、難懂的原理性問題,通過提出問題,以問題為教學切入點,然后展開問題,解決問題并進一步延伸引出相關問題,使學生專注于教學過程,不斷地去思考,極大地調動了學生學習的主動性。比如在學習商品的價值量與勞動生產率的關系時設計辨析題“提高勞動生產率可以增加單位時間的商品數量和價值量”,以引起學生思考并進一步正確理解這一原理。在授課過程中我們在重點和難點問題的學習中設計一些選擇題、辨析題、材料分析題等,以有利于幫助和加深學生對問題的理解,使比較難懂的理論通過習題的形式也容易讓學生接受,以激發學生的學習興趣,并且使較為難懂的理論問題容易為學生所理解和掌握。

3.課堂互動教學法。在教學過程中,根據教學內容設計相應的問題,以課堂討論、學生走上講臺、主題發言、學生辯論等形式進行,方法可以靈活多變。例如,在講授商品的二因素原理時讓學生思考并討論問題“商品交換的實際比例取決于對異種勞動的估價和對商品的需求迫切程度等主觀因素嗎”。在講授歷史唯物主義的如何評價歷史人物時首先布置題目讓學生準備,制作課件,挑選幾名學生走上講臺主講,然后學生和教師進行共同點評。課堂互動式教學方法的運用極大地調動了學生學習《原理》的積極性,受到了學生的歡迎,自然也就提高了教學效果。

(四)改革考核方式,注重能力培養

《原理》的考試內容應該能夠反映學生對基本理論和基本技能的掌握情況以及分析與解決問題的綜合運用能力,鼓勵學生獨立思考,有意識地培養學生的創新意識和創新能力,使考試真正能夠對學生知識、能力、素質進行全面測試評價。在考試的題型上力求多樣化,注重學生運用所學原理分析實際問題的能力,特別是要有聯系實際的分析題和材料題,在論述題和分析題中給予學生以選擇的機會。比如論述題,可以出三個題目,讓學生選作其中一題或兩題。在考核機制上建立根據學生的平時表現、實踐能力、課堂發言等全面考核的綜合考核制度,從而全面提高《原理》的認同度和吸引力。平時成績占40%,由平時考查(考勤、小測試、回答問題等)、課堂討論、課程論文或讀書報告等成績組成。期末考試的卷面成績占60%,以閉卷的形式進行,我們也設想用口試的形式,把口試和筆試結合起來,但是《原理》大班授課的方式,使口試的形式很難推行。我們力求探索能夠全面反映學生對基本原理的掌握水平,又能培養學生分析和解決實際問題能力的課程考核方式。

綜上所述,《原理》教學實效性的提升,需要多方面的堅持不懈地探索和努力。面對國際國內形勢的變化,教學主體的轉換,教學環境的不斷完善等等,需要我們授課教師在不斷提高自身素質的前提下,及時更新教學理念,創新教學方法和手段,全面提升《原理》教學的實效性。

[基金來源:山東省社會科學規劃研究項目《改革發展思想的哲學基礎研究》(批準號:14CXJJ12)]

參考文獻:

[1] 江麗.《基本原理概論》教學實效性研究[J].牡丹江教育學院學報,2011(1):105

[2] 張曉燕.論《基本原理概論》課教學中的互動式教學法[J].經濟師,2011(6):123

[3] 楊松.“基本原理概論”課教學方法改革新探[J].遼寧教育行政學院學報,2010(5):58

(作者單位:濰坊醫學院 山東濰坊 261053)

第9篇

科學的設計是建設好資源共享課程的基本保證,而設計的思路和依據極為重要。我們根據教育教學改革的要求和“金融學”這門課程的教學特點,從以下幾個方面進行了立體化的綜合設計與建設:

(1)基于“以生為本、以學為主”教學理念的設計。為了充分利用網絡信息技術的優勢,強化課前、課中和課后的不同環節,滿足學生預習、學習、復習、自習等不同需要,我們對課程的每一模塊、每一單元凝練出包括教學大綱、教學要點、教學日歷、教學要求等教學設計的方案,除了為教師提供教學示例、教學視頻、教學課件等資源外,著力為學生自主學習提供更多資源,包括課程學習指南、學習要點提示和學習重點難點提示,便于學生把握學習的范圍和深度。

(2)基于自主學習與將知識傳承融入能力培養的設計。為了將教學理念的轉變落到實處,我們在課程建設的設計時緊緊圍繞學生自主學習的需要,力圖將知識傳承融入學生多種能力的培養之中。具體做法一是通過提供可閱讀的大容量擴充性資源提高自學能力;二是通過提供常見問題、熱點討論、課程論文培養質疑、探究、求解能力;三是通過提供數據庫、文獻目錄、媒體素材練習捕捉、甄別、處理信息的能力;四是通過提供難題釋疑、案例分析、例題解析訓練運用原理和使用方法的能力;五是通過師生討論、辯論和作業增強獨立思考和辨別真偽的能力;六是通過組織和實錄學習小組活動培養合作共事、協調、親和能力;七是通過實錄課堂發言和課堂討論、辯論訓練學生反映和語言表達能力。學生通過這些教學活動可以獲得作業分、討論分、參與分、提問分、質疑分、探索分、學風分等等學習過程的評價分,分值占期末考試的60%左右,盡量使考核面能夠覆蓋學習的全過程,有利于引導并鼓勵學生注重對知識的全面掌握和綜合能力的提升。

(3)基于課程性質與教學定位的設計。我們教學團隊開設的“金融學”是教育部確定的21世紀高等學校經濟學、管理學各專業的核心課程,是金融學最重要的統帥性專業基礎理論課。由于后續的專業課程都會涉及本課程中的若干原理,而本課程的主要部分在后續的教學方案中都設置了更加細化和專業性、技術性更強的專業課,因此,作為專業統帥性課程,其教學定位既不能越俎代庖,又不能支離破碎,需要為學生把握整個金融學科體系提供一個相對系統的理論框架。為此,本課程建設的設計有三個突出:一是突出基礎性,以系統闡釋金融基本知識、基本理論和基本關系為基調,采用寬口徑金融的研究范疇,涵蓋了貨幣與匯率、信用與利率、金融資產與價格、金融市場與交易、金融機構與業務運作、金融總量與均衡、調控與監管、金融發展等所有金融活動的集合,為全面學習和了解金融專業奠定理論基礎。二是突出原理性,運用現代經濟學的分析方法,凝練古今中外金融理論的合理內核與金融運行發展的客觀規律,兼容并蓄,將國內外學者在金融學方面已經取得的基本共識在抽象成便于學生把握的若干基本原理,注重培養學生對金融學基本原理、內在聯系和客觀規律的認知能力、思辨能力以及文理交融的思維方式。三是突出引領性,注意增強各模塊和個單元之間的內在關聯性。在講解基本原理和基本知識時,注意說明各部分的相對地位、彼此之間的內在聯系和關聯路徑。在每一部分的討論中,都注意將相關部分的內容有機聯系起來,為學生自主學習和金融學專業后續課程的教學搭建一個有機的整體性框架,為學生提供一份了解金融學各有機部分間主要聯系線索的“導游圖”。

(4)基于課程邏輯框架和內在聯系的設計。為了有利于學生自主學習,本課程的編排設計是以縱向的模塊單元與橫向的資源庫排列為組合。縱向的模塊切分與單元內容的安排完全遵循課程的邏輯來展開。“金融學”的內在邏輯是:以開放經濟為環境,以實體經濟運作為基礎,從各經濟主體的財務活動中引出金融的供求;以貨幣、信用及其價格等基本要素為基礎,闡明各要素之間的關聯性;以金融機構和金融市場為載體,闡釋金融運作的基本原理;以利率為聯結微觀金融與宏觀金融的紐帶,說明其作用機理;以金融總量與結構均衡為目標,討論宏觀金融的理論與實踐問題;以宏觀調控和金融監管為保證,研究金融發展的穩健與效率問題。按照這個邏輯,全課程分為6個模塊,共20個單元。第一模塊是導論,強調金融必須以實體經濟運作為基礎,從各經濟主體的財務活動中引出金融的供求,闡釋金融與實體經濟關系的基本原理。第二模塊是基本范疇,分別以貨幣、匯率、信用、利率、金融資產及其價格等5個單元來討論金融學理論體系的基礎要素,闡明各要素之間的關聯性。第三、第四模塊是以金融市場和金融機構為載體,分別用8個單元來闡釋各類金融市場和金融機構產生、發展和運作的基本原理。第五模塊是以金融總量與結構均衡為目標,用3個單元來闡明貨幣需求、貨幣供給、供求均衡與失衡糾正等宏觀金融原理。第六模塊是以貨幣政策調控和金融監管為保證,分3個單元研究貨幣政策的調控、金融監管的實施和金融發展中的主要問題。在上述縱向的六大模塊20個單元中,每個單元都為學生自主學習相應地匹配了橫向的10個資源庫。

(5)基于“歷史與邏輯線索相結合”學習方法的設計。為了幫助學生掌握社會科學的研究式學習方法,本課程教學內容的設計以歷史和邏輯的線索闡述金融學的基本原理、知識和運行規律,立足中國現實,探討中國金融的實踐進展和研究成果,為學習者展現一幅波瀾壯闊的金融學全景畫面。課程教學的每一模塊、每一單元都注意采用視頻資料、圖片、經典文獻數據等展示中外金融發展歷史演變的素材,在授課視頻、教材、課件等課內基本資源中,著力為學生講解歷史演變的內在邏輯,從中揭示金融的基本原理,為學生自主學習提供邏輯思路,體悟金融發展的規律,理解現實生活中金融活動的淵源與軌跡。

(6)基于現代知識傳播模式和個性化學習方式要求的設計。為有利于學生導學和助學,我們開發和集成了10個供學生自主學習的資源庫:教學視頻庫、教學課件庫、名詞術語庫、公式例題庫、難題釋疑庫、媒體素材庫、文獻資料庫、相關數據庫、學生作品庫、自測習題庫等,為學生自主學習、開拓視野、培養能力和提升素質提供優質便利的教學資源。

(7)基于“多維—立體—交互”式教學平臺的設計。為了突破時空限制,擴充教學容量,我們利用現代信息技術進行課程資源的開發、集成和梳理,實現了有形課堂與課堂視頻、網絡視頻、課程網站等無形課堂相結合;課內教學與課外輔導相結合,即:課堂教學基本資源與課外學習輔導活動紀實(選題、演講、討論、論文)相結合;教師主講視頻與學生演講視頻、課堂討論視頻等師生研討相結合;精讀指定主教材與泛讀擴充性的經典文獻、擴充性讀物、參考文獻目錄庫相結合;理論教學與現實媒體素材、數據庫、例題庫、教學案例庫等實踐教學相結合。突破了課內學時和課堂教學的局限,構建了突破時空限制的“多維—立體—交互”式教學平臺,開創了社會科學基礎理論課全新的教學模式。

二、資源共享課程的使用與完善資源共享

課程的建設是一種全新的教學模式,我們的工作才剛剛開始。“金融學”課程目前還存在一些不完善之處,還有許多問題尚需研究解決。例如,如何將課堂教學和課下自主學習能夠互動銜接?如何建立起切實可行的教學資源共享平臺的動態更新機制?能否探索多校協同建設國家精品資源共享課程的路徑?怎樣處理好全國優質教學資源共享與各校特色辦學的關系?怎樣將網絡資源共享課程的內容與文字教材相配合?等等,都需要在教學實踐中探討解決。比如目前,我們正在探討如何將文字教材的修改與網絡資源共享課程建設有機聯系起來,具體設想是把原來的導讀與資源課的單元教學要求、學習目標、學習指南相聯結,把延伸閱讀與資源課的文獻資料庫、文獻目錄庫相聯結,把專欄看板與媒體素材庫、文獻資料庫相聯結,把圖表與相關數據庫對應鏈接起來,把重要術語與名詞術語庫鏈接起來,把復習思考題與問題釋疑庫、自測習題庫鏈接起來,同時將重要問題或需用資源課的節點用注釋的方式插入二維碼進行檢索。力圖實現傳統教學與現代教學的平穩轉換,使教師和學生能夠在有形的教材與課堂和無形的網絡與資源之間自由漫游。我們深切感受到,資源共享課建設是一項長期艱苦的工作,需要投入大量的人力和精力。有兩方面是不可或缺的:

(1)有關管理部門要研究如何改變目前普遍存在的輕教研、重科研的現象,在考核和評審中加大對教學改革及其成果的認可與評價度,使教師愿意而且能夠投入時間精力進行教育教學的研究與實踐,從制度和管理上有效促進教育教學質量的提升。

第10篇

通過問卷調查的方式,了解混凝土結構基本原理常規課程教學模式存在的主要問題;通過采用微課堂、翻轉課堂等教學模式和微信公眾號信息平臺進行探索性教改實踐,取得很好的效果。教改實踐證明:微課堂對課本中重難點的解決具有快捷高效的作用;翻轉課堂提高了學生的主動性;微信公眾號為學生解決疑難問題提供了便捷途徑。新模式與新平臺在混凝土結構基本原理課程教學中的應用有利于教改的實施和推進。

關鍵詞:微課堂;微信公眾號;翻轉課堂;問卷分析

中圖分類號:G434文獻標志碼:A文章編號:

10052909(2017)01009903

為掌握混凝土結構基本原理課程教學的基本情況,進一步了解學生對該課程的難易性、趣味性和重要性的評價和認識,筆者對同濟大學土木工程學院筆者教學班級的45名學生進行問卷調查[1-4],調查內容涉及課程評價、教學方式、學習方法、課程考核等多個方面。該班級共發放調查問卷30份,回收24份。其他平行班級發放調查問卷60份,回收53份。

調查結果表明:有96.5%的學生認為這門課很重要,其重要原因如圖1。有87.8%的學生認為該課程難或者非常難,難的原因如圖2。有80.7%的學生對這門課感興趣,主要原因是與工程實際聯系緊密,如圖3原因。有19.3%的學生對這門課沒有興趣,原因是課程繁瑣復雜。

調查問卷客觀地反映了當前學生對混凝土結構基本原理課程的態度和認識。土木工程專業學生畢業后主要從事土木設計、施工、開發、監理等工作,需要扎實的專業基礎,混凝土結構基本原理課程與工程實際聯系緊密,有助于就業后的工程運用,因此96.5%的學生認為該課程很重要,80.7%的學生對此感興趣;但是,由于課程容量大,作業壓力大,沒有時間總結和消化所學知識等原因,有87.8%的學生認為課程難掌握,19.3%的學生表示沒有興趣。教材容量大是客觀事實,教學內容必須按照教學大綱要求完成。如何在有限的課時內讓學生不僅聽得懂、記得住,而且掌握好,是當前混凝土結構基本原理課程教學所要解決的首要問題。

微課堂及翻轉課堂是近幾年出現的教學新模式,微信公眾號是網絡時代下新興的信息平臺。針對調查反映出的問題,筆者在結合ppt和板書授n的同時,利用這些新的平臺,大膽采用新的教學模式對課程教學進行改革,取得了較好的效果。

一、微課堂

現代社會,人們對知識信息獲取的高效性和便捷性需求日趨強烈,面對由微博,微信,微電影等“微”產物構筑的“微時代”,課堂教學模式也在發生著改變,“微課堂”應運而生[5]。與傳統課堂45分鐘的教學不同,“微課堂”的教學時間一般僅有5~8分鐘,教學內容圍繞某個知識點(重點、難點、疑點)或技能等單一教學任務展開,具有目標明確、針對性強和教學時間短等特點[6]。

混凝土結構基本原理課程課堂容量大,所涉及相關學科知識點多,若面面俱到,課時無法安排;若僅選擇講解課程內容,學生較難形成完整的知識體系,而微課堂的引入,恰好彌補了課堂教學的遺憾。如在講解“受彎構件正截面的性能與計算”時,利用微課堂,帶領學生回顧材料力學彎曲應力相關知識,使學生更清晰地掌握平截面假定、平衡方程求解概念。

針對微課堂,筆者班級有79.2%的學生認為“微課堂”的開設很有必要,而在平行班級,60.6%的學生持有相同觀點。筆者班級91.3%的學生體會到微課堂對他們學習的幫助,并且認為若將“微課堂”內容制成圖文或ppt形式,更有利于提高學習效率。

二、翻轉課堂

傳統課堂是以教師為主體,通過教師講授,學生接受的方式獲取知識,而在翻轉課堂下,教師僅是學習的促進者和指導者,學生主要通過自主規劃安排,在課后完成課程學習,在課堂進行學習反饋交流與討論的形式獲得知識。這種新型的教學模式在國內外正越來越多地被嘗試[7-8]。

混凝土結構基本原理課程教學由于知識體系龐大,學生自主學習并不能很好地把握重難點,因此完全采用翻轉課堂教學并不科學,然而對于某些教學知識點,將翻轉課堂融入到日常教學中,能夠達到事半功倍的效果。

筆者嘗試采用翻轉課堂的方式,對全書的重點難點作了回顧梳理,課堂安排如表1。通過這樣的課堂,讓學生自主尋找疑難問題,并討論解決,然后在課堂上分享,既訓練了學生的研究性思維與團體協作能力,又在考前幫助學生梳理了知識要點,教學效果良好,學生反映較好。

三、微信公眾號

微信公眾號是現代移動通訊技術催生的一種新興交互平臺,目前在商業營銷或者組織信息宣傳方面應用廣泛。學生是社會新技術、新思想的前沿群體,將微信公眾號引入輔助教學,學生樂于嘗試,樂于接受 [9]。

微信公眾號主要由助教負責維護,所開發的基本功能包括課程信息查詢、消息通知、課程點名、資料推送,等等[10]。其中,推送的資料包括教師上課使用的ppt、推薦閱讀的參考文獻,以及助教作業批改信息反饋。這種方式既節約課堂時間,又提高了教學質量。此外,微信公眾號也可以作為學生和教師之間互動答疑的平臺。自開設微信公眾號以來,關注人數已經是課堂上課人數的5倍,并得到了學生的一致好評。

針對微信公眾平臺,筆者班級91.3%學生認為“微信公眾平臺”的開設很有必要,并且87.5%的學生感受到了“微信公眾平臺”帶給自己學習上的幫助,其他班級81.8%的學生認為需要開設“微信公眾平臺”。

四、考核與試卷

同濟大學土木工程學院混凝土結構基本原理課程考核采用10%平時成績、10%實驗成績與80%期終卷面成績加權求和的方式進行,其中,期末考試采用閉卷方式,試卷中題型以大量的思考題為主,難度適中。對于這樣的試卷題型設計,如圖4、圖5所示,46.4%的學生認為是合理的,24.6%的學生認為開卷考,稍微提高卷面難度更有利于檢查學習效果。

課時分配上,根據同濟大學土木工程學院2015/2016學年第一學期混凝土課程試卷分析可知:預應力部分得分率最低,為36.2%;其他章節,如彎剪扭構件、偏壓構件等,得分率僅為65%,因此,在混凝土課程教學安排上,預應力章節可用微課堂與翻轉課堂讓學生課后梳理問題,加強討論,以便在有限的課時內提高學習效率。

五、結語

(1)微課堂能夠在較短時間內解決學生的疑難問題,受到學生歡迎;翻轉課堂增加了學生更多的課堂獨立思考時間;微信公眾號能方便快捷建立起老師和學生之間的聯系與交流。

(2)問卷調查是幫助老師及時掌握教學情況的有效手段。通過調查,教師對學生的學習情況及需求有了及時深入的了解,有利于教改措施的進一步落實。

(3)新教學模式和新信息平臺的應用有利于混凝土結構基本原理課程教改實踐的實施和推進。參考文獻:

[1]董禮,祝詣博. 高等院校課程評估問卷設計原則――三三制[J]. 高等理科教育, 2010(1): 30-33.

[2]汪振雙,趙寧. 高校工程管理專業“土木工程施工”課程問卷調查及教學改革[J]. 牡丹江大學學報, 2015(9): 168-170.

[3]鐘柏昌,黃峰. 問卷設計的基本原則與問題分析――以某校2011年教育學碩士學位論文為例[J]. 學位與研究生教育, 2012(3): 67-72.

[4]劉彩姣. 問卷設計中的常見錯誤與指導策略[J]. 綜合實踐活動研究, 2012(12): 41-44.

[5]王靜. 微課堂:微時代語文課堂改革的必由之路[J]. 現代語文:學術綜版, 2014(11): 102-104.

[6]n延輝. 微課堂的建設研究與思考[J]. 教育信息技術, 2014 (7): 14-17.

[7]張金磊,王穎,張寶輝. 翻轉課堂教學模式研究[J]. 遠程教育雜志, 2012(4): 46-51.

[8]范文翔,馬燕,李凱等. 移動學習環境下微信支持的翻轉課堂實踐探究[J]. 開放教育研究, 2015(3): 90-97.

[9]朱婷婷,邵陽,趙強. 微信公眾平臺輔助教學研究[J]. 中國醫學教育技術, 2014(6): 620-623.

[10]鄧小霞. 微信公眾平臺輔助課堂教學實證研究[J]. 現代計算機:普及版, 2014(2): 41-45.

Abstract:

第11篇

【關鍵詞】環境研究法;實用性;實踐環節

環境研究法是農業高校環境類專業的一門重要必修課程,在專業人才培養方面具有重要地位[1]。該課程以試驗設計和數據統計分析為基礎,結合農業領域環境科學或環境工程方面的研究,從科研課題的選題、數據資料的收集、數據資料的整理及數據資料的統計分析等方面系統介紹環境科學領域開展科學研究的基本方法,這對于培養農業高校環境類專業人才的基本科研素質和能力具有重要意義。然而,該課程包含很多統計學的數學原理,教師授課普遍感覺難度較大,很多學生也覺得枯燥難學。為了激起學生的學習興趣,提高教學效果,我們認為可以從一下幾個方面進行教學改革:

1 闡明學好環境研究法課程的重要性

講環境研究法緒論時,對學生強調學好這門課程的重要意義對于提高學生對課程的重視程度,激發學生的興趣具有重要意義。要向學生強調環境研究法講述的是環境科學或工程領域最常用、最有效的試驗設計及數據統計分析的基本原理和基本方法,是一門實用性很強的工具課,是一項必不可少的專業技能,以引起學生對這門課的足夠重視。此外,結合學生學習的心理特點,強調學好這門課的現實意義。學生畢業后的去向一般是考研和就業兩條途徑,對于準備畢業后從事科研工作的學生,強調學好這門課程在科學研究、發表科研論文等方面的重要性;而對于就業的學生,學好這門課對于他們在工作中進行數據分析、工作報告撰寫等方面也是十分必要的。在緒論的講述過程中,結合實際案例,重點強調這門課的實際應用價值,從而調動學生的學習熱情,讓學生明白,學習這門課是有用的。

2 優化課程教學體系,重點講述課程的實用性內容

試驗設計基本原理和方法和統計分析基本原理是環境研究法課程的主要組成部分,這些內容大部分是比較抽象和枯燥的,如果教師不注意課程內容的邏輯性和針對性,很容易導致學生興趣下降,達不到理想的教學效果[2]。為了避免此情況的發生,在課堂講授過程中應當注意以下幾點:

(1)應突出重點和難點。在講試驗設計基本原理部分時,應該強調試驗設計過程中出現的基本概念,如處理、水平、試驗因素等,應結合實際案例,進一步讓學生理解這些概念的含義,最終的目標是讓學生能夠正確使用和表達這些概念。生物試驗設計部分內容繁多而零碎,這更要求教師要明確劃分出重點難點,讓學生做到有的放矢,而不是胡子眉毛一把抓。講統計分析部分時,教材或講義中往往包含過多內容,這其中的很多內容平時是不常用到的,如統計假設檢驗中的百分數的假設檢驗、卡方檢驗、適應性檢驗,統計分析部分的拉丁方試驗數據統計等,因此,對于這些內容,應該做適當刪減,從而能夠使學生能夠更加容易的理解常用試驗統計的基本原理。過分強調這些內容,一方面會使學生云里霧里,將各種數學原理交纏在一起,理不清思路,反而起到不好的教學效果;另一方面,即使學生能夠在課堂上把這些數學原理都能夠搞清楚,但如果以后很少用到這些數學模型,便會很快忘掉,教學效果也及其有限。而讓學生牢牢記住幾個常用的數學模型,就能夠在以后的科研實踐中拿來即用,達到事半功倍的效果。

(2)公式推導過程少講,多講統計分析的實際應用方法。讓學生理解環境研究法中的數據原理是基礎,而學習這門課的最終目的是實際應用。這門課中包含大量的復雜數學公式的推導,例如三因素方法分析各變異因素的劃分、平方和的計算、方差的計算、自由度的計算、以及多重比較過程的復雜計算,裂區試驗數據分析中的復雜計算等等,有些老師過分注重這些復雜公式的推導計算,不但學生覺得枯燥、難以理解,而且教師也常常一時思路混亂,出現講述錯誤,教學效果可想而知。然而,及時把這些公式的推導過程講好,意義又在哪里?目前各種試驗統計都是通過統計分析軟件進行,巨大的計算量交于電腦解決,人們只需要會分析統計結果就可以了,沒有哪個人會把那些復雜的公式記住。因此,這些公式推導過程讓學生大體知道來龍去脈即可,要把重點放在最后統計分析結果的解讀上,讓學生知道如何去看統計分析的結果,寫論文的時候如何表述這些結果,這才是最貼合實際的內容。

(3)布置適當的課程作業,及時批改作業。要達到理想的教學效果,對于環境研究法課程來說,只進行課堂講授是遠遠不夠的,還必須讓學生通過作業來加深對試驗設計和統計分析原理的理解和認識,因此,適量布置課堂作業是一個必不可少的環節。建議在試驗設計、以及每一種統計分析的數學模型部分均布置課堂作業,讓學生親自動手去寫試驗設計的方案、應該基本的統計分析公式去計算、最后把數據分析結果用文字表達出來。教師應及時批改學生作業,并將學生在作業中出現的典型錯誤在課堂上重點進行講述,加深學生的理解。

3 讓學生積極參與課堂,重視實習環節

要讓學生積極參與課堂,充分理解課堂內容是前提條件,因此,學生參與課堂環境應該在課程主要內容講完后進行。可以讓學生自己或者由教師選擇一個微型試驗,要求學生從選題依據、試驗設計、試驗實施、數據分析到最終結論,完成一個完整的試驗過程。小組合作是讓學生參與課堂的重要形式。合作學習被人們譽為“最重要和最成功的教學改革”,發達國家普遍采用這樣的教學方式。在引導學生參與學習的過程找那個,要讓每個學生真正參與試驗,在小組合作過程中,學生可以充分體驗學習過程,使參與面達到最大化,能夠進一步加深學生對所學知識的理解。學生完成試驗選題和試驗設計后,讓每個研究小組派出代表以PPT的形式宣講自己的試驗設計,讓其他同學提建議,一方面鍛煉學生的科學表述能力,另一方面可根據大家的建議進一步完善試驗方案。環境研究法課堂授課結束后,就進入實習環節,實習就是讓學生將確定好的研究方案付諸實施,讓學生親身感受試驗完整過程,同時將課堂上所學的知識應用到實際中去,最后形成一份完整的實習報告,教師可對實習報告進行檢查,對出現的問題進行及時指導。通過這些環節,學生及掌握了理論知識,又能做到將其在實踐中合理運用,必然會取得良好的教學效果。

【參考文獻】

第12篇

【關鍵詞】高純頻率合成;鎖相環;晶體振蕩器;奇次倍頻原理

1.概述

隨著現代雷達和無線電通信技術等的發展,各種電子設備對其內部應用或系統測試使用的頻率合成器不斷提出更高的要求,其中重要的一點就是要有極低的邊帶相位噪聲[1]。對于復雜的高性能頻率合成器,其內部又常會包含多個頻率合成器,在多個頻率合成器的設計中經常會用到多路參考信號,而參考信號的相位噪聲一般就直接決定了最終頻率合成器輸出的近載波相位噪聲。因此低相位噪聲參考的產生是高性能頻率合成器實現極低相位噪聲的關鍵和前提。

2.頻率合成基本原理及低噪聲參考環的重要性

高純頻率合成技術是高純微波合成信號發生器最終能否實現的關鍵,從鎖相頻率合成的基本原理來看,決定整機單邊帶相位噪聲指標的直接因素是環路中各個壓控振蕩器噪聲的大小[2],鎖相環路的作用是針對不同的壓控振蕩器進行了邊帶噪聲的優化組合選擇,當采用的環路形式不同時,對噪聲的選擇特性會有所側重。

3.低噪聲參考環的具體實現電路

低噪聲參考環的工作原理是:來自內部高穩定度恒溫晶體振蕩器的10MHz信號經過開關選擇后與100MHz的高性能壓控晶體振蕩器分頻反饋后得到的10MHz進行鑒相,并通過鎖相環路使之鎖定。100MHz信號的輸出經功分后分成兩路:一路信號通過分頻網絡,分別實現2路50MHz、1路10MHz、1路2.5MHz、1路1MHz的頻率參考信號輸出;另外一路先經過5倍頻、放大、濾波,然后再經過2倍頻、放大、濾波后得到1GHz的高性能參考時鐘,1GHz信號再功分成兩路分別作為高純本振環路以及數字下變頻器中的混頻本振信號。

由原理可知,高性能低噪聲參考環設計電路中的難點電路包括:10MHz高穩時基與100MHz高性能VCXO的設計與選擇、環路中鎖相環電路以及1GHz倍頻電路等。

3.1 晶體振蕩器的設計與選擇

10MHz恒溫晶振的設計與選擇:該振蕩器不僅對整機的時基老化率起決定作用,而且對整機近端1kHz以內的相噪也影響很大,所以它的頻率溫度特性、相位噪聲等指標就成為選擇的重要參考指標,因此選擇MTI公司生產的220系列OCXO中的恒溫。

100MHz壓控晶振的設計與選擇:根據該低噪聲參考環的環路特點,該參考環路對整機近端100Hz~10kHz相噪影響比較大;由該參考環路的設計原理框圖也可以看出,提供給整機的各路參考頻率信號都是通過該環路中100MHz的晶體振蕩器經過分頻或倍頻來實現的,所以說100MHz晶體振蕩器性能的好壞至關重要,經過多次與廠家協商,最終選擇美國SES PIEZO公司的XO5080系列中的壓控晶振,經試驗測試表明,此壓控恒溫晶體振蕩器產生的信號不僅頻率準確度高,而且溫度穩定性好。

3.2 鎖相環電路的設計與實現

3.2.1 鎖相環基本原理

鎖相環是一種能實現相位自動鎖定的控制系統[3],它比較輸入信號和反饋網絡輸出信號之間的相位差,從而產生誤差控制電壓來調整壓控振蕩器的輸出頻率,以達到與輸入信號同頻。在環路開始工作時,如果輸入信號頻率與反饋網絡輸出頻率不同,則由于兩信號之間存在固有的頻率差,它們之間的相位差勢必一直在變化,結果鑒相器輸出的誤差電壓就在一定范圍內變化。在這種誤差電壓的控制下,壓控振蕩器的頻率也在變化。若壓控振蕩器的頻率能夠變化到使反饋網絡輸出頻率與輸入信號頻率相等,在滿足穩定性條件下就在這個頻率上穩定下來。達到穩定后,輸入信號和反饋網絡輸出信號之間的頻差為零,相差不再隨時間變化,誤差電壓為一固定值,這時環路就進入“鎖定”狀態。這就是鎖相環工作的大致過程。

3.2.2 鎖相環電路的設計與實現

根據以上鎖相環基本原理,結合該高性能低噪聲參考環的環路特性,設計的電路中鎖相環路的原理框圖如圖1所示。

圖1 參考環中鎖相環原理框圖

圖1中鎖相環路中的濾波器是一個有源比例積分濾波器,具有低通濾波器的特性。當環路選擇無參考狀態時,開關K1斷開,K2閉合,通過給100MHz晶體振蕩器加D/A預置電壓來調節控制晶體振蕩器的輸出。鎖相環路做為一種自動相位控制電路,它能使系統輸出信號的相位隨輸入給定信號的相位變化,鎖相環路可以實現被控振蕩器相位對輸入相位的跟蹤,其結構決定了它優良的應用性能----鎖定時無頻差,環路鎖定后,輸出與輸入之間只有某一固定的相位差,頻差則等于零,可以實現無誤差的頻率跟蹤[4]。

3.3 1GHz倍頻電路的設計與實現

100MHz晶體振蕩器振出的100MHz信號經過放大、濾波后,首先經過一個5倍頻及選頻網路電路,產生的500MHz信號經過兩級放大、濾波后,再通過一個集成的二倍頻器,產生1GHz信號,1GHz信號再進行放大、濾波、放大,然后功分成兩路,一路去數字下變頻做參考,另一路去給高純本振做參考。在以上電路中關鍵是5倍頻及選頻網絡電路的設計。

倍頻通常是以器件的非線性為基礎,當用一正弦信號激勵任何一個非線性器件時,便會在基波信號頻率的諧波上產生功率,再通過帶通濾波器選擇出所需倍數的諧波,從而實現倍頻效應。

倍頻有偶次倍頻和奇次倍頻之分。該參考環1GHz倍頻電路中,由100MHz信號實現500MHz信號的產生,其實也就是一個如何實現5次倍頻,即奇次倍頻的過程,設計的5倍頻及選頻網絡電路如圖2所示,其中X1為輸入的100MHz信號,X2為5倍頻及濾波后的500MHz信號。

圖2 5倍頻及選頻電路圖

用Serenade系統仿真軟件對該電路進行仿真分析,并用同樣三源比對的方法測得1GHz信號的相噪,可得到該組合分別在以下頻偏處線性相加的相位噪聲。同樣根據三源比對法公式可以算出其中一個信號的相噪,當兩個信號的相噪相當時,計算值應該比線性相加的相噪優化3dB左右。

4.結束語

將該低噪聲參考環應用于微波合成信號發生器中,用相噪測試系統在點頻20GHz的單邊帶相位噪聲測試曲線如圖3所示。

圖3 點頻20GHz的單邊帶相噪測試圖

由以上論述及數據對比分析可以得出,該低噪聲參考環產生的各路參考信號不僅頻率穩定,準確度高,更重要的是與國外同類產品相比,相噪指標基本相當,已應用于某高純微波信號源中并獲得了滿意的效果。

參考文獻

[1]張厥盛.鎖相技術[M].西安電子科技大學出版社,2001.

[2]楊紹城.高頻電子線路[M].電子科技大學出版社,1997.

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