導語：如何才能寫好一篇力學分析的方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：直升機；概念設計；飛行力學分析方法；配平；飛行性能；參數(shù)分析

中圖分類號：V212.4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2615（2015）02-0259-07

直升機概念設計的主要任務是根據(jù)直升機的設計要求，選擇總體參數(shù)以及氣動布局參數(shù)，確定滿足設計要求的初步方案，為初步設計提供初始方案，是從無到有的設計過程。因此在概念設計階段要慎重地進行參數(shù)選擇，直升機設計參數(shù)的依據(jù)是設計技術(shù)要求，為了正確選擇參數(shù)首先必須清楚直升機設計參數(shù)與飛行性能之間的關(guān)系、影響規(guī)律。

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    一、高中物理難學的主觀原因

    1.思想放松

    剛進入高中的學生思想易松懈,而高中物理的難度遠非初中物理能比,需要三年的艱苦努力,加上高考的內(nèi)容源于課本而高于課本,具有很強的選拔性,如果高一基礎(chǔ)太差,指望高三突擊,其缺漏的很多知識是非常難完成的,實踐表明多數(shù)同學會落空。

    2.忽視基礎(chǔ)

    一些天賦甚高的同學,常輕視基本知識、基本技能和基本方法的學習與訓練,經(jīng)常是知道怎么做而不去認真演算書寫,只對難題感興趣以顯示自己的“水平”,好高騖遠,重“量”輕“質(zhì)”,陷入題海,到正規(guī)作業(yè)或考試中不是演算出錯就是中途“卡殼”,解題只追求答案的正確性,書寫不規(guī)范,考試時丟分也很嚴重,久而久之就失去了對物理學習的興趣。

    3.被動學習

    一些同學進入高中后,還是有很強的依賴心理,習慣跟隨老師運轉(zhuǎn),沒有掌握學習主動權(quán)。比如坐等上課,課前沒有預習,對老師要上課的內(nèi)容不了解,上課忙于記筆記,沒聽到“門道”,沒有真正理解所學內(nèi)容。由于各科信息量都較大,如果不能主動有效地復習,前學后忘的現(xiàn)象比較嚴重。

    4.學不得法

    部分同學上課沒能專心聽課抓不住重點難點,不能體會物理思想方法,對要點沒聽到或聽不全,筆記記了一大本,問題也有一大堆,課后又不能及時鞏固、總結(jié)、尋找知識間的聯(lián)系,只是趕做作業(yè),亂套題型,對概念、法則、公式、定理一知半解,機械模仿,死記硬背。培養(yǎng)良好的學習習慣,體會 “死記硬背”與“活學活用”的區(qū)別,掌握好的學習方法。

    三、轉(zhuǎn)化學困生的方法

    1.培養(yǎng)自主學習的習慣

    教學是教師的教和學生的學共同的雙邊活動,教師的教只有通過學生積極、主動的學,才能發(fā)揮作用。教師必須認同學生有自主學習的愿望,并且初步具備自主學習的條件。教師的任務是創(chuàng)設一種有利于學生學習潛能發(fā)揮的情境,使學生的學習潛能得以充分發(fā)揮。因而在教學中不可面面俱到,應盡量縮短講課時間,教材中凡是學生能看懂的內(nèi)容一律不講,留給學生更多時間,讓他們充分思考,不懂的問題在課堂上大膽提出來,師生共同分析、相互交流,引導學生主動參與、樂于探究,使其真正成為學習的主人。

    2.培養(yǎng)思維能力

    (1)培養(yǎng)學生的抽象概括能力。物理教學中多舉實例、多使用教具,讓學困生大膽地把生活實際抽象概括為物理語言,要求學困生多讀教材、教師多輔導,使他們正確把握概念的內(nèi)涵、關(guān)鍵詞、句,以便在解題中能準確無誤,舉一反三的應用。

    (2)加強思維品質(zhì)強度、廣度的訓練。為了克服不足,提高抽象思維的強度和敏捷性,教學中可有意識地進行如下訓練:①進行限時達標訓練。對于作業(yè)或課外練習不能沒有時間約束,要求學生做作業(yè)時一定要給自己一個時間界限,譬如一節(jié)課中要完成、二十分鐘完成等等;對于稍難的、比較優(yōu)秀的試題要求集中力量進行練習。②重視發(fā)散思維的訓練。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的一種形式,它沿著不同的方向去思考,有利于克服學困生思維呆板、思路多年來狹窄的缺點。 “一題多問”、“一題多思”、 “一題多解”是訓練發(fā)散思維的好辦法。

    3.循序漸進

    很多學生反映高中物理一學就會,一用就錯,一放就忘,這說明學生對所學知識了解不深刻,掌握不全面。因此,在教學過程中不能操之過急,對所學的知識不能要求學生一次到位,而應根據(jù)學生實際情況,適當放慢速度,使學生對概念的理解和掌握隨著認識能力的提高螺旋式上升。

    如在《牛頓第二定律》一章的教學中,為使學生較好掌握定律中加速度和力的關(guān)系及各物理量的物理意義,應先將有關(guān)概念作為預備知識總結(jié)歸納,如力的概念、合力與分力的概念、加速度概念及牛頓第一定律等,以掃除定律學習中的外圍障礙,再進行定律的實驗和理論討論。在安排學生練習時要注意題型和難度的控制,先練習水平面上的問題,再逐漸深人到斜面問題;先分析物體受一個力的問題,再逐漸深入到物體受兩個、三個力的問題;先研究單個物體問題,再逐漸深人分析連接體問題。

    4.化解分化點

    高中物理知識易分化的地方多,這些地方一般都有方法新、難度大、靈活性強等特點。對易分化的知識,應當采取多次反復,加強輔導,開辟專題講座,指導閱讀參考書等方法,將出現(xiàn)的錯誤提出來讓學生議一議,充分展示他們的思維過程,通過變式練習,提高他們的鑒賞能力,以達到靈活掌握知識、運用知識的目的。

    總之,我們要充分認識高中學生在物理學習上的特點和現(xiàn)實困難,尊重學生的基本實際,多想辦法,研究規(guī)律和遵循規(guī)律,才能更好地幫助學生跨越物理難學的這道坎。

    參考文獻:

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【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學；舉例方法；抽象

引 言

數(shù)學課程是我們每一位從學習生涯走過來的人必須學習的一門基礎(chǔ)課程，數(shù)學作為一門基礎(chǔ)課程，又是一門工具課程，它的學習效果不僅關(guān)系著數(shù)學這門課程的學習成績，而且與其他課程的學習也息息相關(guān)，學好數(shù)學對于學生的整個學習生涯以及日后的工作和生活都至關(guān)重要.

一、高中數(shù)學的特點

小學數(shù)學、初中數(shù)學、高中數(shù)學、高等數(shù)學是我們大多數(shù)人都要學習的四個階段的數(shù)學課程.對于這四個階段課程的學習，每個階段都有其各自的特點，就整體而言，從小學數(shù)學到初中數(shù)學再到高中數(shù)學，它們的難度在一步步遞增，知識從直觀變得越來越抽象.下面著重介紹高中數(shù)學的特點.

1.高中數(shù)學具有明顯的抽象性

相對于小學數(shù)學和初中數(shù)學來講，高中數(shù)學具有明顯的抽象性.我們在學習小學數(shù)學或者初中數(shù)學的時候，老師所講的知識都是可以用圖示直觀地展現(xiàn)出來的.例如，我們在小學數(shù)學中學習數(shù)字的時候，我們可以直觀地看見每個阿拉伯數(shù)字的寫法，不需要我們進行想象，我們只需要努力將它們的樣子和次序記住，再掌握一定的數(shù)字技巧即可.在初中數(shù)學階段中，數(shù)學被分為代數(shù)和幾何兩門課程學習，在學習幾何課程的時候，我們會感覺非常的直觀.例如在學習平行線的時候，我們可以直觀地看見兩條直線的相互位置關(guān)系，而不需要我們?nèi)魏蔚南胂螅梢哉f抽象性幾乎為零.但是高中數(shù)學卻不是這樣的，相對于小初中數(shù)學來講，抽象性是高中數(shù)學最明顯的一個特征，在高中數(shù)學知識的學習過程中，很多知識我們是不能通過眼睛的觀察直接得出的，而是必須在腦海里進行一定的構(gòu)思和想象，利用自己的空間想象能力來學習高中數(shù)學.例如，在高中數(shù)學中，我們學習立體幾何部分的時候，以正方體為例，立體幾何的六個面不可能同時在二維的黑板上被展現(xiàn)出來，這時我們必須運用空間想象能力，將正方體的六個面在腦海中想象出來，作為輔助幫助學生進行高中數(shù)學知識的理解.

2.高中數(shù)學的難度較大

高中數(shù)學的學習最終要接受高考的檢閱，高考作為我國的一個重要的選拔性考試，考試試題在難度上比較大，所以相應的高中數(shù)學知識在日常的學習過程中理解起來難度也比較大.在我們的日常生活或者學習的過程中，我們經(jīng)常會遇到一種人，他們在小學和初中的學習過程中，數(shù)學成績一直全班名列前茅，但是到了高中數(shù)學成績卻一落千丈，甚至墜入無底深淵，從此跟不上數(shù)學的教學進度，從一定程度上講這種現(xiàn)象就是由高中數(shù)學的難度大而導致的.在小學和初中的數(shù)學過程中，知識相對來說難度較低，也不需要學生過多地進行想象理解，但是到了高中以后，任何一道題目的解答，都需要進行想象，難度也比較大，在高中數(shù)學的學習過程中，僅僅依靠努力學習是不夠的，還必須掌握一定的數(shù)學學習方法和解題技巧，才能將高中數(shù)學課程學好.

3.高中數(shù)學知識與知識之間的聯(lián)系更加緊密

其實對于數(shù)學這門課程來講，無論是小學數(shù)學還是高中數(shù)學又或者是初中數(shù)學，知識與知識之間都具有一定的聯(lián)系，但是這種知識點之間的聯(lián)系在高中數(shù)學中體現(xiàn)得更加明顯.在小學數(shù)學或者初中數(shù)學中，這種知識與知識之間的聯(lián)系僅僅體現(xiàn)在日常的新課程學習過程中，而在考試試卷中出現(xiàn)得非常少，它們只是將上節(jié)課學習的舊知識作為這節(jié)課學習的新知識的基礎(chǔ)而已；在高中數(shù)學中，知識與知識之間的聯(lián)系不僅僅是體現(xiàn)在日常的數(shù)學知識學習過程中，而且在高中數(shù)學考試中體現(xiàn)得也非常多，在高中數(shù)學考試的解題過程中，我們必須由已知的知識信息通過轉(zhuǎn)化推理推算出未知的信息，而且很多的高中數(shù)學題目僅僅依靠一次推理是做不出來的，而必須經(jīng)過兩次或者三次，在推理的過程中，只要一個知識點存在漏洞，整道題目將會沒有答案.

4.高中數(shù)學相對于小初中數(shù)學來講具有嚴密性

數(shù)學這門課程本身就是一門比較嚴密的課程，邏輯思維和正確的推理是在數(shù)學課程的學習過程中經(jīng)常需要用到的工具.但是高中數(shù)學相對于小初中數(shù)學來講更加嚴密，在小學數(shù)學或者初中數(shù)學的學習過程中，由于我們的數(shù)學知識或者解題技巧相對比較欠缺，如果按照正常的數(shù)學思維去教學，學生很難理解，甚至還會使學生混淆不清，鑒于此，為了更好地對學生進行教學，在小學數(shù)學和初中數(shù)學的教學過程中，很多推理是不嚴密的，而這種不嚴密性會隨著我們數(shù)學學習階段的不斷轉(zhuǎn)變一一被化解.高中數(shù)學的學習相對來講就要嚴密得多，因為有了小學數(shù)學和初中數(shù)學的知識作為學習的基礎(chǔ)，再加上隨著學生的年齡增長而增長起來的理解能力，使得高中生能夠?qū)烂艿臄?shù)學推理進行深入細致的理解.

二、高中數(shù)學舉例教學方法的策略

1.重視對高中數(shù)學抽象知識的舉例講解

高中知識相對于小學數(shù)學和初中數(shù)學而言更加抽象，這一點大家都不否認.但是并不是所有的高中數(shù)學知識點都是抽象性比較強，也有的知識點是直觀地可以讓學生看見或者理解的，所以，在高中數(shù)學的教學過程中必須有側(cè)重點地進行教學.對于那些抽象性比較強的知識點要進行重點講解，而對那些非常直觀的知識點老師只需在課堂上一帶而過即可.而對于抽象性問題的教學，利用舉例的方法是最合適的，舉例的方法可以將本來抽象的方法具體化，通過舉例的方法讓學生對抽象的知識產(chǎn)生一目了然的感覺.例如在講解立體幾何知識點的時候，以長方體為例，在二維的黑板上我們不能把長方體的六個面全部直觀地展現(xiàn)出來，我們可以在現(xiàn)實生活中找一個長方體實物作為課堂道具來輔助老師進行長方體的教學，也可以就地取材，例如利用長方體的黑板擦作為道具等等.利用舉例的教學方法可以將抽象的問題具體化，讓學生更好地掌握高中數(shù)學中的抽象知識和內(nèi)容.

2.加強高中數(shù)學知識點與知識點之間聯(lián)系的舉例教學

高中數(shù)學中知識點與知識點之間的聯(lián)系比較緊密，而有的知識點與知識點之間的聯(lián)系具有非常微妙的關(guān)系，利用單純的數(shù)學邏輯進行推理很難讓大部分學生深刻理解，針對這種情況，我們可以將理論聯(lián)系實際，利用生活中的例子來比喻這兩個知識點之間的相互關(guān)系，高中生以生活中的事物為載體來正確理解這兩個知識點之間的關(guān)系，進而在以后的知識學習或者考題解答的過程中靈活地在兩個知識點之間進行轉(zhuǎn)換.

3.高中數(shù)學舉例教學要具有一定的嚴密性

數(shù)學本身就是一門嚴密性非常強的學科，高中數(shù)學相對于小學與初中數(shù)學來講嚴密性更強，在高中數(shù)學的日常教學過程中，無論是對知識點的教學還是為了讓學生最大限度地掌握知識而采取的教學方法都有具有一定的嚴密性.在高中數(shù)學教學過程中經(jīng)常用到的舉例教學方法也是如此，在應用舉例的辦法幫助高中生理解知識點的時候，所舉的例子必須做到恰到好處，首先不能是不健康的例子或者是不適合高中生了解的例子，而且所舉的例子還必須與所要表達的知識點的意思高度相似，避免學生在以老師所舉的例子為載體進行知識點的學習時，理解出現(xiàn)偏差，不能幫助學生正確地理解知識，反而把學生的思維向相反的方向帶.

4.高中數(shù)學舉例教學要堅持簡潔性原則

在高中數(shù)學的教學過程中，舉例子是經(jīng)常用到的教學方法，但是我們知道高中數(shù)學的知識點大都比較繁瑣復雜，特別是在兩個知識點之間進行相互聯(lián)系的時候.雖然高中數(shù)學的知識點相對來說比較復雜，知識點與知識點之間的聯(lián)系也比較繁瑣，但是，我們在利用舉例子的方法進行知識點的講解時，必須堅持簡潔性原則，盡量利用最簡單易懂的例子將問題解釋清楚，而且所舉的例子要盡量地貼合實際，便于高中生進行深入理解，這也是我們所說的深入淺出.

三、結(jié) 語

高中數(shù)學的抽象性比較強，而且相對而言難度較高，知識點與知識點之間的關(guān)系錯綜復雜，而且具有很好的嚴密性等等，這些特點就導致學生在學習數(shù)學課程的過程中難以對知識點進行徹底的理解和掌握.實踐證明，采用舉例教學的方法可以很好地解決高中數(shù)學所面臨的一系列難題，通過舉例教學讓抽象的問題具體化、復雜的問題簡單化，有效地提高了高中數(shù)學的學習效率，為以后學習更加抽象、復雜的問題奠定堅實的基礎(chǔ).

【參考文獻】

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一、通過地理災害教學滲透生命教育

教育就是對學生的每一次生命活動進行關(guān)懷,學習過程就是一種享受生命的過程。生命教育是在生命活動中進行教育,通過生命活動進行教育,是為了生命而進行教育。狹義上,生命教育即對生命本身的關(guān)注,包括個人與他人的生命,進而擴展到一切自然生命。廣義上,生命教育是一種全人的教育,它不僅包括對生命的關(guān)注,而且包括對生存能力的培養(yǎng)和生命價值的提升。沒有生命,一切無從談起,可以說生命教育既是一切教育的前提,同時也是教育的最高追求。

人類作為地球的主人,在漫長的歷史長河中不斷塑造、改變著世界,而且隨著科技的進步、社會的發(fā)展,改變的進程和力度還在不斷地加大、加深,但人類在大自然面前,尤其是在地震、海嘯、臺風等巨大的自然災害面前,仍然渺小而脆弱,這些可怕的災難甚至在瞬間吞噬人類的生命。因而,通過地理災害教學滲透生命教育,可以讓學生體會生命的價值,感悟生命珍貴,喚起對生命的重視、熱愛,同時促進學生地理思維能力的培養(yǎng),加深對人地共融共生關(guān)系的探求、理解以及地理學科的價值認同。

例如,針對湘教版七年級上冊第二章第四節(jié)海陸變遷中“火山與地震”這一部分教學,教師可事先將學生分為3~6個小組,提前一周左右時間讓學生收集關(guān)于火山噴發(fā)、地震、海嘯前的征兆和來臨時的應對措施、危害等資料。上課時先播放經(jīng)過剪輯的關(guān)于火山噴發(fā)和大地震的視頻,激發(fā)學生對災害短時間內(nèi)毀滅家園、造成大量人員傷亡的震撼感,體會生命的脆弱和可貴。接著啟發(fā)學生找出火山與地震的分布和成因,然后分小組介紹之前要求準備的內(nèi)容,最后教師可以用“2008年5月12日地處汶川大地震區(qū)的四川綿陽安縣桑棗中學創(chuàng)造零傷亡奇跡的案例——因為學校平時重視了劣質(zhì)教學樓的加固,堅持每學期至少組織一次全校性緊急疏散演習,因而在汶川大地震來臨時發(fā)揮了巨大效用”作小結(jié)并升華:雖然在大自然的力量面前人類是弱小的,但柔弱的生命也是偉大而充滿奇跡并值得珍惜的,我們可以用知識努力去守護生命。

二、利用地理災害教學強化生存教育

生存教育是通過開展一系列與生命保護和社會生存有關(guān)的教育活動與社會實踐活動,向受教育者系統(tǒng)傳授生存的知識和經(jīng)驗,有目的有計劃地培養(yǎng)學生的生存意識、生存能力和生存態(tài)度,樹立科學的生存價值觀,從而促進個性自由全面健康發(fā)展,實現(xiàn)人與自然和諧統(tǒng)一的過程。

《義務教育地理課程標準(2011版)》在第一部分前言第二條“課程基本理念”的第一點“學習對生活有用的地理”中闡述到:地理課程選擇與生活密切相關(guān)的地球與地圖、世界地理、中國地理和鄉(xiāng)土地理等基礎(chǔ)知識,引導學生在生活中發(fā)現(xiàn)地理問題,理解其形成的地理背景,提升學生的生活品味,增強學生的生存能力。中國是一個災害頻發(fā)的區(qū)域——涉及災害種類多,分布地域廣,發(fā)生頻率高,造成損失大。地理教師在教學中有意識地融入災害教育可以強化生存教育。

例如,對湘教版八年級上冊第二章第三節(jié)中國的氣候中“多特殊天氣和多旱澇災害”進行教學時,可以把全班分成6個小組,分別針對寒潮、梅雨、臺風、沙塵暴、洪澇、干旱災害進行自學歸納——六種氣候災害發(fā)生的時間、表現(xiàn)、分布、造成的危害、應對措施、安全常識,然后分小組介紹學習成果,這樣既對我國的氣候災害進行了普及教育,同時通過對這些災害的了解,提高學生應對這類災害的基本生存能力。當然,結(jié)合2013年初發(fā)生在我國中東部地區(qū)因霧霾天氣造成重度空氣污染現(xiàn)象,教師還可以進一步拓展教材內(nèi)容,引導學生思考了解:什么是PM2.5?什么是PM10?持續(xù)而嚴重的空氣污染原因是什么?造成哪些危害?治理空氣污染應該怎么辦?可以做什么?我國還有哪些氣候災害?如果課堂時間有限,教師可讓學生分小組課后收集、整理相關(guān)資料,后面每節(jié)課留五分鐘時間,在全班分享各小組成果,直到分享完畢。當然,如果是地理教師為班主任,可以利用班會課,以此為主題,喚起學生對生存環(huán)境的關(guān)注和保護,達到在地理災害學習中生存能力逐步提高之目的。

三、結(jié)合地理災害教學倡導生活教育

“生活教育”是中國現(xiàn)代杰出教育家陶行知先生教育思想的核心。陶行知先生指出:“生活教育是生活所原有,生活所自營,生活所必需的教育。教育的根本意義是生活之變化。生活無時不變,即生活無時不含有教育的意義。”理解其內(nèi)涵,從定義上說——生活教育是給生活以教育,用生活來教育,為生活向前向上的需要而教育;從生活與教育的關(guān)系上說——是生活決定教育,教育不能脫離生活;從效力上說——教育要通過生活才能發(fā)生力量而成為真正的教育,在改造生活的實踐中發(fā)揮積極作用。“生活教育”強調(diào)教育要以生活為中心。

在《義務教育地理課程標準(2011版)》開篇第一部分前言第一條“課程性質(zhì)”中寫到:“義務教育階段地理課程是一門兼有自然學科和社會學科性質(zhì)的基礎(chǔ)課程”,明確了“生活性”是地理課程的五大基本特征之一 ——地理課程內(nèi)容緊密聯(lián)系生活實際,突出反映學生生活中經(jīng)常遇到的地理現(xiàn)象和可能遇到的地理問題,有助于提升學生的生活質(zhì)量和地理技能。地理災害影響著人們的生活,生活也為人們認識地理災害提供了素材,地理災害教 學用活生生的實例,警示人類居安思危、趨利避害、提高生活質(zhì)量,同時也豐富生活教育的領(lǐng)域。

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關(guān)鍵詞：數(shù)學分析； 人文地理； 應用

中圖分類號：G633．55 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）02-045-001

在高中地理學習中，學習有用的地理，善于觀察、發(fā)現(xiàn)、探究是新課標提出的教育目標。從近幾年高考試題分析中，特別是文綜卷地理的11個選擇題中，我發(fā)現(xiàn)用數(shù)學知識解決地理問題的考題頻繁出現(xiàn)。說明其越來越被命題組專家們看好。此方法在自然地理中應用很廣，在人文地理特別是在區(qū)位、交通、人口、環(huán)境等重要專題也有很多應用。在高三總復習將“知識考點化，考點題型化，題型模式化”的教學實踐中，我把用數(shù)學分析的方法在人文地理中的應用作了總結(jié)，大體上歸納了以下類型：

一、極值法

數(shù)學中有求最大值、最小值的方法叫極值法，這種方法也可在人文地理中應用。人類活動（農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、商貿(mào)等）總是以最小的投入獲得最大的產(chǎn)出即效益(經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益)最大化為原則。

例1 2005年全國高考文綜卷一第8-9題

假定工廠選址時只考慮運費,且運費與所運貨物的重量和運具有關(guān)。某原料的原料供應指數(shù)等于該原料重量與產(chǎn)品重量之比。下圖中，O點到原料M1 M2產(chǎn)地和市場N的距離相等。據(jù)此回答1-2題：1.如果工廠選址O點最合適，那么

A.M1的原料指數(shù)大于M2的原料指數(shù)

B.M1、M2的原料指數(shù)都大于1

C.生產(chǎn)1個單位重量的產(chǎn)品分別約需要0.5個單位重量的M1、M2

D.生產(chǎn)1個單位重量的產(chǎn)品分別約需要1個單位重量的M1、M2

2.若生產(chǎn)2個單位重量的產(chǎn)品，需要3個單位重量的原料M1，2個單位重量的M2，

那么，工廠區(qū)位最好接近以下四點中的（ ）

A.N B.P C.Q D.R

【分析】：總運費（s）＝運距＊運量＊運費／噸公里

＝OM1（a）＋OM2（b）＋ON（c）三段路程運費之和。

要使總運費最少，就得使三段路程運費之和最小 。

因此，要使總運費最少，就得使三段路程運費都相等。

根據(jù)題意：工廠選址O點最合適，說明總運費最少。運距OM1＝OM2＝ON，而且運費／噸公里都相同，所以，三段的運量必須相同。即運量OM1＝OM2＝ON，也就是原料的運輸量和產(chǎn)品的運輸量相等。因此，原料供應指數(shù)＝1。第一題選D。

這樣，利用不等式最小值的方法巧妙地解決了第一題。

分析第二題：同樣根據(jù)總運費（s）＝運距＊運量＊運費／噸公里，使總運費最少就得使三段路程運費都相等，噸公里運費相同，因此，運量與運距成反比。得出運量大、運距短的結(jié)論。最好區(qū)位應接近P點。第二題選B。

二、圖像分析法

利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立起數(shù)學圖像或模型（Ecxel的相關(guān)功能很強大）,然后通過圖像或模型分析，找出地理特征或規(guī)律的方法，叫圖像分析法。如三角坐標圖、人口金字塔圖、各類統(tǒng)計圖（線狀、柱狀、扇形、雷達圖、直角坐標象限圖）及其復合圖。

學習高中地理湘教必修2《1.3人口遷移》一節(jié)時，我常選用這道題做例題。

例2.人口遷移率指人口遷移數(shù)與總?cè)丝诘谋壤禐檫w入。讀圖回答：

圖中四個地區(qū)人口增長速度最快和最慢的分別是（ ）

A.A,C B.B,D C.C,D D.A,D

【分析】：人口增長的速度應該與人口自然增長率＋人口遷移差額率的和成正相關(guān)。

分析圖中數(shù)據(jù)得到下表，

那么，人口增長最快的是A，最慢的是D，故此題選D選項。

三、數(shù)據(jù)處理法

利用統(tǒng)計圖、表提供的數(shù)據(jù)，通過對其二次處理得到新的圖像或有用的數(shù)據(jù)，解決實際問題的方法。

例3.（2004年文綜，湘版全國卷7－9題）下表顯示了我國陸路交通的部分數(shù)據(jù)，據(jù)此回答：

（1）2002年我國鐵路客運與公路客運相比較

A.鐵路客運的平均運距與公路相同 B.公路在短途客運方面有優(yōu)勢

C.鐵路短途客運量周轉(zhuǎn)量與公路相同 D.鐵路客運的平均運距相當于公路的3倍

（2）1980-2002年間，我國鐵路交通

A.在客運中的比重穩(wěn)步提高 B.單位營運里程的客運量呈下降趨勢 C.與公路交通相比，客運的平均運距增長較慢

D.與公路交通相比，旅客周轉(zhuǎn)量增長較快

根據(jù)公式和表中的六項數(shù)據(jù)指標進行數(shù)據(jù)分析：

第(1)題2002年我國鐵路的平均運距為:4969/10.56≈470.55千米,公路客運的平均運距為：7806/111.63≈69.93顯然,二者相差較大A,D錯。同時，說明公路在短途運輸方面有優(yōu)勢,B正確。而C沒有相應的數(shù)據(jù)指標。

第(2)題同樣經(jīng)過對數(shù)據(jù)的分析處理得出B正確。

篇6

關(guān)鍵詞：智能手機；媒介環(huán)境；中職學校

德育智能手機作為當前信息時展中一種新型的媒體，具有便攜性強和智能化的特點，其超強的兼容性是很多人保存照片和文件常用的一種媒體，所服務的功能較多，減少了人與人之間溝通的阻礙，是我國網(wǎng)民上網(wǎng)終端的首選，漸漸的成為了人們生活中的一種必需品，但也對中職學校傳統(tǒng)的德育管理工作產(chǎn)生巨大的沖突。如何在智能手機媒介環(huán)境中，提高中職學校德育管理方法的時效性和實用性，是當前中職學校德育管理者最迫切解決的任務之一。

1開放課堂—微信平臺，提高德育管理靈活性

微信是繼qq后產(chǎn)生的一種交流平臺，所使用的人數(shù)是所有社交軟件中除qq居第二。在智能手機媒介下，微信中的信息對于學生的成長和學習都會產(chǎn)生一定的影響。微信信息良莠不齊且溝通的環(huán)境多變，各種學術(shù)思潮、各類社會現(xiàn)象都會在微信平臺上首先反映出來［1］。再加上青少年學生普遍對新鮮事物有強烈好奇心這一特點，職業(yè)院校的教師在授課中可以抓住學生這些特點，并結(jié)合網(wǎng)絡教育的優(yōu)勢，將微信平臺打造成一個良性的信息平臺，幫助學生更好地鑒別微信上的不良信息，使德育教育管理手段更加靈活。首先，構(gòu)建語音交流平臺，利用微信語音對講和隨拍隨傳的功能，搭建信息共享，教育至上的德育平臺。微信語言溝通平臺可以彌補傳統(tǒng)課堂教學方式的缺陷。中職學校德育管理者可以利用微信與學生進行實時通話，改變傳統(tǒng)教學方式的枯燥乏味，化解師生間語言交流屏障，實現(xiàn)暢所欲言，有助于解決學生的思想問題。其次，建立功能完善的中職院校微信公眾號，讓在校學生可以及時關(guān)注到當今時事并進行評論與分享，從而起到很好的思想政治教育效果。另外，中職院校還可以利用微信德育平臺主題鮮明的愛國主義信息。最后，構(gòu)建微信班級，微信班級與qq群一樣，具有相當強的吸引力和感染力。中職德育工作者可以利用微信班級對學生進行德育教育，實現(xiàn)課間與課下的雙向互動，學生也可以在輕松、愉悅的氛圍中加入到討論之中。

2移動學習，提高中職德育管理效率

2．1利用智能手機豐富的多媒體功能，儲備德育多媒體課件資源：（1）中職德育學校要積極地開發(fā)智能手機上使用的德育課程和就業(yè)指導課程的多媒體課件，所采用的形式可以是微信公眾號、微信訂閱、手機網(wǎng)站、手機視頻、手機雜志等。（2）利用智能手機的移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)學生與德育教師之間的互動，讓教師與學生在通過智能手機溝通和交流下，逐漸形成良好、平等的友好關(guān)系，并且也可以讓教師走進學生的內(nèi)心，幫助學生樹立正確的價值觀和世界觀。（3）積極設計當今社會關(guān)注的德育熱點話題的”主題式“多媒體課件資源。2．2開發(fā)設計智能手機的微學習系統(tǒng)，加強碎片時間移動學習的管理：在全球信息化的時代下，衍生出了碎片時間的概念，所概括的范圍較廣，有可能是等人、等車、排隊等情況下的時間，雖然碎片時間一般較短，但集中起來就會產(chǎn)生出一個巨大的時間總量。中職學校德育工作可以充分利用小而分散、實則總量巨大的碎片時間，對中職學生實施德育管理，是對傳統(tǒng)德育管理方法的有效補充。中職學校德育管理人員可以將面前難點、熱點和備受爭議的焦點問題，制作成微課、微游戲、二維碼發(fā)給學生，學生在掃描完二維碼后就可以下載相關(guān)資料進行學習。營造一個輕松的學習環(huán)境，讓學生在學習的過程不會覺得有太多的負擔，進行移動式的學習，不僅有利于提高學生學習的積極性，還確保了中職德育管理的實效性。對于比較依賴智能手機的學生，德育管理人員要進行及時的引導，將他們對手機的依靠轉(zhuǎn)移到新的愛好上，與他們進行多次的交談，分析網(wǎng)絡成癮的弊端，讓他們感受到教師和父母的關(guān)心，在關(guān)心的基礎(chǔ)上提出的要求他們比較容易接受。將他們的求知欲引導到正常的軌道上來，通過微信家長群等方式，與他們的父母保持聯(lián)系，讓父母及時的了解孩子的學習、生活和精神狀態(tài)，一起糾正孩子不良的學習和生活習慣。

3利用旋轉(zhuǎn)課堂，提高學生學習主動性

在能手機媒介環(huán)境下，中職學校德育管理可以采用具有傳統(tǒng)課堂無法比擬的旋轉(zhuǎn)課堂。在以往傳統(tǒng)教學中，教師都是主導者的角色，而學生則處于被動學習的狀態(tài)下，所采用的教學模式較為單一化，讓學生感覺枯燥、乏味。因此，要提高學生學習的積極性，教師可以采用課前自主在線學習結(jié)合師生課堂交互協(xié)作探究的模式［2］。這種模式將知識傳授的過程放在課前，由德育教師為學生提供當前優(yōu)質(zhì)且符合中職學生特征的教學資源，從學生的實際情況出發(fā)，合理安排德育教育的內(nèi)容和方法［3］。德育教育課堂上，教師要突出學生在課堂中的主體地位，明確所設立的德育教育目標，定位好自己的角色，充分發(fā)揮自己引導者在教學中的作用，幫助學生自主形成正確的人生觀和價值觀，這種反客為主的教學方式，對于學生的德育教育管理具有積極作用。

4結(jié)語

總而言之，在智能手機媒介的環(huán)境下，要提高中職學校德育管理的實效性，降低學生對智能手機的依賴度，提高學生學習的積極性，幫助學生樹立正確的價值觀、世界觀和人生觀，首先，中職學校德源管理人員可以開發(fā)智能手機上使用的德育課程和就業(yè)指導課程的多媒體課件，實現(xiàn)學生與教師之間的互動，其次，教師突出學生在課堂中的主體地位，給學生表現(xiàn)的機會，營造一個輕松的學習環(huán)境，讓學生進行移動式的學習，唯有這樣，學生才能真正的感受到學習的快樂，從而對網(wǎng)絡的沉迷有所改善。

作者:楊丹 單位:遼寧省大連計算機中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學校

參考文獻

［1］吳靜宇．關(guān)于智能手機媒介環(huán)境下中職學校德育管理方法的探索［J］．課堂經(jīng)緯，2011，14（11）：18－20．

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關(guān)鍵詞案例分析互動教學多媒體知識反饋

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

Research on Interactive Teaching Method Based on Case Analysis

LI Chunyi[1], CHEN Jie[2]

（[1] School of Surveying and Landing Information Engineering,

He'nan Polytechnic University, Jiaozuo, He'nan 454000；

[2]Educational Administration Department, He'nan Polytechnic University, Jiaozuo, He'nan 454000）

AbstractResearching university teaching methods, improving teaching effectiveness and quality is a permanent topic for higher education. Connotation and essence of interactive teaching method were put forward based on case analysis. Moreover, existed problems of this teaching method were analyzed. At last, according to self teaching experience, whole frame of interactive teaching was constructed based on case analysis.

Key wordscase analysis; interactive teaching; multimedia; knowledge feedback

教學始終是高校的中心工作，選用科學的教學方法是實現(xiàn)教學目標、保證教學質(zhì)量的重要手段。互動教學是研究型教學的本質(zhì)所在，通過互動式教學模式，能在教學過程中取得事半功倍之效。而引導學生對案例進行分析，可縮短理論與實踐的距離，使學生獲得更多的感性知識，從而激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，加深學生對所學知識的理解，并使學生的創(chuàng)造能力、分析問題和解決問題的能力得到有效培養(yǎng)和提高。

1 基于案例分析的互動教學法的內(nèi)涵與本質(zhì)

隨著高等教育的不斷發(fā)展，時代對教學方法提出了新的要求，為了培養(yǎng)大學生的研究能力和創(chuàng)新能力，研究性教學方法越來越受到重視，而案例分析方法作為幾種典型的研究型教學方法在大學教學實踐中得以快速發(fā)展。眾所周知，案例教學法初創(chuàng)于哈佛商學院，這種教學方法的特點在于，教學內(nèi)容的來源、性質(zhì)、內(nèi)容編排體系有其獨特性，不僅對教師提出更高的標準，還要求教師和學生都要有相當大的行為變化。因此，案例教學的著眼點在于在教師的指導下，通過精選的案例，使得學生的創(chuàng)造力以及實際解決問題能力的得以充分擴展。而互動教學方法即以教師為主導， 啟發(fā)學生主體意識，指導學生參與課程某些環(huán)節(jié)， 提供平臺讓部分學生展示其個人創(chuàng)作成果， 從而建立暢通的師生溝通和信息反饋渠道， 達到共同促進， 提高教育實效的目的。此時應把教學過程看作是一個動態(tài)發(fā)展著的教與學統(tǒng)一的交互影響和交互活動的過程，在此過程中，通過優(yōu)化“教學互動”的方式，即通過調(diào)節(jié)師生關(guān)系及其相互作用，形成和諧的師生互動、生生互動、學生與學習內(nèi)容的互動，強化人與環(huán)境的交融，以產(chǎn)生教學共鳴，達到提高教學效果的一種教學模式。

基于案例分析的互動教學法有狹義和廣義之分，狹義的基于案例分析的互動教學法是建立在傳統(tǒng)的教學方法之上，僅以“黑板+粉筆”為媒介，單純采用紙質(zhì)的教學素材，通過講授、灌輸為主的教學模式來講授知識的過程，而學生只能被動的接受，更忽略了師生互動、生生互動、學生與教學案例互動的多元互動因素。而廣義的基于案例分析的互動教學是建立在現(xiàn)代教學基礎(chǔ)設施之上，即根據(jù)教學目標和教學對象的特點，通過教學設計，合理選擇和運用現(xiàn)代教學媒體，并與傳統(tǒng)教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種媒體信息作用于學生，形成合理的教學結(jié)構(gòu)，達到最優(yōu)化的教學效果。

2 以往的基于案例分析的互動教學法存在的問題

2.1 過分強調(diào)案例分析的教學效果，漠視傳統(tǒng)的教學手段

案例分析法是目前高等學校比較流行的教學方法之一，其優(yōu)勢是顯而易見。但案例教學法能否完全取代傳統(tǒng)的教學方法呢？二者的關(guān)系如何，這都是要考慮的問題。在教學過程中，有些老師過分夸大案例教學法所取得的效果，而完全忽視傳統(tǒng)的以講授為主的教學手段，作者認為，這是不科學的。首先，以講授式為主的教學法貫穿了學生的全部學習過程，從小學到中學，在以應試教育為背景的教育模式下，這種教學方法學生適應，教師也比較適應。在某種程度上講，這種方法符合并體現(xiàn)了我們民族特有的思維習慣和方式；其二，傳統(tǒng)教學方法適用范圍比較寬，無論是理論問題，還是實踐問題都可以運用這種方式。而從另一方面考慮，傳統(tǒng)的以灌輸式為主的教學方式的弊端是顯然的，它不利于發(fā)揮學生的主觀能動性，不利于學生創(chuàng)新思維的形成，更不利于學生獨立思考，鍛煉解決實際問題的能力，掌握事物的發(fā)展運動規(guī)律。

2.2 案例的選擇不精細，達不到學生反饋新知識的目的

通過與教授相同或相近專業(yè)課的老師交流發(fā)現(xiàn)，他們在教學過程中雖然也穿插了不少案例，也能進行師生之間的互動，但教學的效果仍然不佳，學生在面對具體問題時仍然不知所措，考試的結(jié)果很不理想，達不到預期的效果。通過分析發(fā)現(xiàn)，是案例選擇上出現(xiàn)了問題，導致事倍功半，達不到學生利用案例，反饋新知識的目的。

基于案例分析的互動教學法實施過程中，對案例的要求有如下幾點值得考慮：

（1）案例應具有典型性和代表性，學生能夠從該案例得到啟發(fā)，進行拓展性思考。這是利用案例教學中首先值得考慮的問題，沒有深度的案例會讓案例教學純粹流于形式，在課堂上只不過是師生之間簡單的一問一答，沒有給學生留下足夠的思維空間，達不到舉一反三、觸類旁通的教學效果。那末，當學生遇到新問題時，由于教師所選案例沒有深度，學生沒有從案例教學中獲得創(chuàng)新性思維方式，導致其不知所措，無從下手。

（2）對于同一問題，前后案例應具有關(guān)聯(lián)性和時效性。眾所周知，任何事物之間都是相互聯(lián)系、發(fā)展運動的。在利用案例教學過程中，要掌握這一規(guī)律并為我所用。對于同一問題，為了讓學生更了解所講理論，若所選的案例互不相干或聯(lián)系不緊密，那么案例教學則起不到所能期望的效果。另一方面，學科的發(fā)展日新月異，知識信息的快速、海量增長，新舊知識的更替更是今非昔比。英國技術(shù)預測專家詹姆斯.馬丁的測算結(jié)果表明：人類的知識在19 世紀是每50 年增加一倍；20 世紀初是每10 年增加一倍; 70 年代是每5 年增加一倍; 而近10 年為每3 年增加一倍。知識的更新在加速， 教學意識和教學方式方法的更新也勢在必行。因此，在教學過程中案例的選擇應具備時效性，與時俱進，案例應盡量結(jié)合學科發(fā)展的前沿問題，讓學生獲取更開闊的視野。

（3）案例應具有實踐性，不能憑空想象。案例教學法的真正價值在于能夠提供典型而真實的素材，供學生分析研究，總結(jié)認知規(guī)律，從而提高學生的認知能力和實踐能力。教師只有選擇與教學內(nèi)容、課程特點、教材體系緊密相關(guān)的生動有趣、豐富多彩的案例，才能讓學生在接受理論的同時，潛移默化地受到熏陶，增強學生學習的興趣和自覺性；

（4）案例難度要適中，符合學生認知規(guī)律。難度過大的案例，會讓學生望而卻步，失去學習、研究的興趣，更不利于對所學知識的鞏固、提高與反饋；相反，過于簡單的案例，不利于學生對所學知識的延伸與深刻思維，達不到學生掌握事物本質(zhì)的目的。

2.3 互動教學流于形式，其本質(zhì)被淡化

目前，互動教學法在高校研究生和本科生中被廣泛采用，其優(yōu)勢是毋庸諱言的。但互動教學的效果如何卻是值得商榷的事。如前所述，互動教學的本質(zhì)是在教師的指導下，借助于先進的信息技術(shù)，通過相應的平臺，啟發(fā)學生的主體參與意識，提高學生認知和實踐能力、提升學生情感和覺悟，將理論轉(zhuǎn)化為學生個人的精神財富和理性力量。但互動教學的問題在于：

（1）缺乏對互動教學本質(zhì)的認識。有些教師把互動教學的理解簡單的停留在上課時師生之間或生生之間的交流與簡單對白，并沒有把握互動教學的本質(zhì)所在。事實上，教師在講課前針對教學任務和教學目標，需要做大量的工作，精心準備課堂內(nèi)容和所需講義，必要時還要把講義打印出來，分發(fā)給學生，讓學生有充足的時間來了解上課要講什么，案例的內(nèi)容如何，怎樣從深層次把握問題的關(guān)鍵所在，哪些問題是需要重點考慮的對象等等。

（2）教學“六要素”不能充分發(fā)揮其潛能。利于現(xiàn)代信息技術(shù)上課，有“六要素”，即互動的主體參與者，教師和學生，四種道具，黑板、投影片、粉筆和激光筆。教師不能做“機器的操作者”。即在教學過程中教師演變成了課件的播放者，課件演示卻成了“教”的主角，教學在很大程度上依賴于計算機。這種“機器本位化” 的課堂，只不過是一種新形式的注入式教學而已，即由原來的“人灌”變成了“機灌”、單純的“口灌”變成了“口灌”加“電灌”。六種要素要相互配合，共同參與課堂才會精彩，學生的主體意識才能被喚醒。

（3）互動教學模式過于單一。 目前，互動教學還存在互動模式單一、互動深度不夠的問題。即在教學過程中，教師與學生之間通過提問的方式提出問題，學生與教師之間僅僅是簡單的一問一答，導致課堂上的互動大多在淺層次上進行著，這種低層次的互動教學流于形式，多元互動“元素”之間沒有矛盾與交鋒的存在，更沒有情感與心靈的交融，整個課堂氣氛沉悶，師生互動空間的創(chuàng)設只是“有形無神”。

3 基于案例分析互動教學方法的實踐

基于案例分析互動教學中，互動教學是本質(zhì)，即通過這種方式，達到師生之間、生生之間、學生與學習內(nèi)容之間多元互動，從而取得良好的教學效果；案例分析是關(guān)鍵，它是通過問題引導的方式，使互動教學方法取得最佳效果的手段。因此，能否處理好二者的關(guān)系，是教學效果取得成敗的關(guān)鍵。但其根本目的是讓教師由“授人以魚”轉(zhuǎn)到“授人以漁”，從以知識傳遞、灌輸為主的傳統(tǒng)的教學方法轉(zhuǎn)變?yōu)樵趥魇谥R的同時注意發(fā)展學生的能力，以提高學生獨立獲取知識的能力、實踐能力與創(chuàng)新能力。

3.1 要充分重視學生的反饋信息，做到有的放矢

如前所述，互動教學是本質(zhì)，良性互動的前提是教師對師生關(guān)系有平等互尊、相吸互助的意識。教師充分尊重學生人格成長的需要，在充分備課的基礎(chǔ)上，爭取學生意見， 哪些是學生最重視、最需要理解的內(nèi)容，哪些是他們需要提前預習的內(nèi)容，這樣在講課之前會有針對性。例如，筆者所講述的是測繪工程專業(yè)的專業(yè)課《開采沉陷學》，由于該課程是一門學科交叉性很強的學科，涉及到測量、采礦、地質(zhì)、水文和環(huán)境等方面的知識，尤其是煤礦開采方面的專業(yè)課更需要提前告知學生，把先前所學的主體專業(yè)課《采煤概論》進行復習，這樣在案例講授中，遇到與采礦有關(guān)的概念和相關(guān)問題時學生就不會不知所言了，在此基礎(chǔ)上，應重視案例的精挑細選。

3.2 注重教師的引導性和學生的主體性

基于案例分析的互動教學，是采用多媒體手段與案例教學相結(jié)合的方法，寓教于樂，互動性是其根本特性和核心要求。教師在教學過程中鼓勵學生大膽質(zhì)疑，將學生真正擺到學習主體的位置上，有利于學生創(chuàng)新意識的形成，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。但學生主體不能取代教師主導作用。教師是教育教學的主導，決定著教學進程、教學內(nèi)容和教學方式，其主導作用毋庸置疑。而且教師在知識結(jié)構(gòu)、社會經(jīng)驗、能力鍛煉和職業(yè)道德等方面都比學生有更全面深入的體驗， 對學生成長成才具有示范意義，是學生學習的楷模。教師主導表現(xiàn)在：調(diào)動學生自主參與到課堂教學和自我教育中，把向?qū)W生傳授知識的“滿堂灌”方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑W生積極參與、提供與課程學習有關(guān)的講義和研究課題，并指導學生的研究、提供平臺使作業(yè)優(yōu)秀者能展示其研究結(jié)果，同時鍛煉和展示他們的表達能力。教師的主導作用固然重要，但教育的效果歸根結(jié)底體現(xiàn)在學生的思想認識、道德情感、行為習慣和價值選擇的學習提高上，所以教師要重視調(diào)動學生的主體作用。學習是一個感悟的過程，學生吸收和掌握知識的能力因人而異，對于相同的學習內(nèi)容，學生的收獲成效各有千秋，其效果取決于其主觀能動性的發(fā)揮程度。

圖1基于案例分析互動教學的整體框架

3.3 注重對案例分析互動教學框架的整體把握

不管基于案例分析的互動教學方法如何重要，案例分析僅僅是教學過程中的一個環(huán)節(jié)，但其選擇的優(yōu)劣，精選程度如何直接關(guān)系到學生對所學知識的反饋程度。結(jié)合專業(yè)課的教學，筆者談一下如何從全局上把握教學的整體性，并寓案例分析于其中，如圖1。首先在學生預習相關(guān)交叉學科的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學目標與任務，通過多媒體手段，對章節(jié)中基本概念進行必要的詮釋與分析，對基本理論進行必要的推導與探求，講解時要充分發(fā)揮教室“六要素”的功能，不能僅限于多媒體的應用，還要借助于傳統(tǒng)的元素“黑板+粉筆”。然后，為了加強對基本概念和基本理論深入理解，真正打開學生的思路，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，運用優(yōu)選的案例進行指導教學。當然，相關(guān)講義可提前發(fā)給學生，讓其對案例有個初步理解，以便提出疑問，節(jié)約課堂時間。

接下來，在教師的引導下，結(jié)合學生提出的問題，進行互動教學。在具體操作時，可以讓學生先分組進行討論，應用所講的基本理論，提出解決問題的方法，由于解決問題的方法不止一種，組與組之間再進行交流，鍛煉其創(chuàng)新思維能力。這樣，班級中的每個人都能發(fā)揮自己的聰明才智，真正參與到教學活動中來，做到寓學于樂。在此基礎(chǔ)上，教師結(jié)合每組的討論成果，針對具體問題共同分析和討論，取得共識。潛移默化之間，學生達到了對所學基本概念和基本理論的反饋。由于《開采沉陷學》這門課是學校特色很鮮明的一門專業(yè)課，其與工程實際結(jié)合緊密，因此，可以利用學校的實習基地進入煤礦生產(chǎn)第一線進行調(diào)查研究，理論與實踐相結(jié)合，讓學生真正理解

了“實踐是檢驗真理的唯一標準”，實踐本身又反作用于理論，達到理論與實踐的真正融合。

4 結(jié)語

現(xiàn)代信息技術(shù)在教學中的應用，極大地便利了專業(yè)課的教學，使許多教育理念在教學中得以應用，也使得基于案例分析的互動教學方法成為可能。這種教學模式，有利于開闊學生的知識面和視野，既能發(fā)揮教師的主導作用，又能充分體現(xiàn)學生的主體作用，有利于教師素質(zhì)的提高，更有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在教學過程中，要注重師生互動空間的創(chuàng)設，既要充分利用信息技術(shù)這一現(xiàn)代化教學手段，又要注意案例的精選與優(yōu)化、充分調(diào)動教與學兩個方面的積極性，只有這樣才能取得良好的教學效果。

參考文獻

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篇8

常用處理方法是刪除含資料缺失的記錄，后將剩余視為完全數(shù)據(jù)。這樣可能產(chǎn)生偏倚，甚至誤導性的結(jié)論。另有兩大類方法，借補法在先用一個借補值替代缺失值，得到“完全數(shù)據(jù)”后運用標準完全數(shù)據(jù)分析方法，其經(jīng)歷兩個發(fā)展階段：單一借補、多重借補。前者包括極大似然估計的方法，后者由前者發(fā)展而來。第二類是不處理，直接分析數(shù)據(jù)。

一、數(shù)據(jù)缺失的程度與機制

數(shù)據(jù)缺失的程度、機制均影響處理方法的選擇。方法不適當也會帶來有偏的參數(shù)估計M1、方差估計與統(tǒng)計檢驗，甚至影響數(shù)據(jù)分析效用。

(一）數(shù)據(jù)缺失的程度

借助某一變量上數(shù)據(jù)缺失的比率X描述數(shù)據(jù)缺失的程度。缺失比率X如何應用方面，當X<10%時應當保留這些賊并對其哳搬的艦曾建議，當X>15%時可以考慮刪除采用刪除法；MRaymond與Roberts則認為X>40%時才考慮刪除這些數(shù)據(jù)。

(二）缺失機制

缺失數(shù)據(jù)與諸多變量等相關(guān),處理方法的性質(zhì)依賴這些相依關(guān)系的特征。為論述方便，記全部變量Y觀測值中那些完整的變量為Yobs、不完整的為Ymis。如果缺失值與Y相互獨立無關(guān)，則缺失數(shù)據(jù)為完全隨機缺失(MACR,missingcompletelyatrandom)的，是特殊情形。此時缺失值是總體的一個簡單隨機抽樣。如果缺失值僅與Yobs相關(guān)聯(lián)、與Ymis相互獨立，則是隨機缺失（MAR,missingatrandom)。如果Yobs與Ymis之間存在著依賴關(guān)系，則稱非隨機缺失（NMAR,notmissingatrandom)，是不可忽略的。

二、單一借補

單一借補用一個借補值替代全部缺失值,后用完全數(shù)據(jù)方法分析數(shù)據(jù)。單一借補是缺失數(shù)據(jù)處理中最通用方法之一，有多種方法。

(一)推理借補與最近鄰借補

根據(jù)已有信息推斷缺失數(shù)值，該方法簡單易行，可提供準確借補值，或者近似準確借補值，同等情況下可優(yōu)先進行推理借補。例，信息收集時已提供有姐弟信息的某被試“獨生子女”一項空著，可推斷為“否”。最近鄰借補選用與缺失數(shù)據(jù)提供者相類似的被試數(shù)據(jù)替代該缺失值。按照匹配變量找到一個以缺失數(shù)據(jù)提供者類似的被試時，可還用例如歐式距離等來度量類似程度。

(二）均值借法

均值借補用已得數(shù)據(jù)的均值替代全部缺失值。借補值易均值形成尖峰，嚴重扭曲數(shù)據(jù)分布。當數(shù) 據(jù)缺失非MACR時，將低估統(tǒng)計量方差，導致參數(shù)估計偏差，且不適用需方差的復雜分析。

(三）回歸借補

回歸借補可分為線性回歸借補，非參數(shù)回歸借補等。本文主要關(guān)注線性回歸借補，用Yk關(guān)于數(shù)據(jù)完全的變量回歸模型，回歸值替代缺失值。建立回歸方程時有一次或多次迭代之分。多次迭代中，預測變量以逐步進人模型，獲得預測力最佳、最精簡的變量組合；回歸值替代缺失值，后建立新模型；如此，至回歸系數(shù)變化不顯著。是類別變量時，則考慮進行變換，進行線性回歸。同時，我們還應注意到利用嚴格的回歸方程進行預測，易人為增大變量之間的關(guān)系。多數(shù)情況下，教育學、心理學討論的變量大多都不是相互獨立的。選擇該方法時，須考慮當預測變量與變量Y是否存在高度的相關(guān)關(guān)系。其構(gòu)造借補值的邏輯清晰，相對客觀。該方法能得到合乎邏輯的結(jié)果，尤其滿足正態(tài)分布時。數(shù)據(jù)模擬實驗表明,方法加精確。

三、多重借補

多重借補(multipleimputation,MI)基于缺失值的預測分布或統(tǒng)計模型的方法：提供多個借補值依次替代各個缺失值、構(gòu)造個“完全數(shù)據(jù)”，121,191211后運用完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法分別分析多個數(shù)據(jù)集；分別得到數(shù)個分析結(jié)果，擬合這多個結(jié)果，獲得對缺失值的估計等，甚至是置信區(qū)間、P值。MI具備例如連續(xù)性的優(yōu)良統(tǒng)計性質(zhì)。

(一)回歸預測法與傾向得分法

回歸借補基于已有數(shù)據(jù)建立回歸模型、嵌入借補值。先確定觀察協(xié)變量，傾向得分法賦予一個條件概率。即對各Y產(chǎn)生一個觀測值缺失概率，并以傾向得分表示。依據(jù)傾向得分對數(shù)據(jù)分組，組內(nèi)進行近似貝葉斯Bootstrap(ABB)借補。

(二）似然的方法

1.極大似然估計

從理論上來看，極大似然法（MaximumLikelihood,ML)至今仍是參數(shù)點估計中的重要方法。既定模型下缺失值的諸多估計均可基于似然函數(shù)進行。ML利用總體數(shù)量特征的分布函數(shù)等，建立未知參數(shù)的估計量。將Y作為未知變量0，構(gòu)造關(guān)于e的似然函數(shù)，后求的參數(shù)的極大似然估計量，甚至在參數(shù)空間內(nèi)的置信區(qū)間，或者置信區(qū)域。

參數(shù)極大似然估計量(MLE)具有不變性，推廣至多元變量時該優(yōu)良性質(zhì)亦成立。這恰能滿足實際研究需要。基于其漸進最優(yōu)性質(zhì)等，ML成為參數(shù)估計的常用方法，諸如SPSS10.0、LISREL8.7等軟件包均收人該方法。

2.期望極大化算法

期望極大化算法（Expectation-Maximizationalgorithm,EM)是ML有效方法，主要用來計算基于不完全數(shù)據(jù)的MLE15。當由于觀測過程局限帶來數(shù)據(jù)部分缺失時，或似然估計因似然函數(shù)不是解析函數(shù)而無效時可選用該方法。EM是一種迭代算法，每次迭代似然函數(shù)值都將有所增加，進而保證參數(shù)估計值收斂到一個局部極大值。此外，EM可自動實現(xiàn)參數(shù)約束。基于軟件數(shù)據(jù)模擬表明X<30%時EM算法可得到比較好的結(jié)果。

3.MCMC方法

當缺失值分散在多個變量時，回歸法基于對回歸系數(shù)的估計獲得借補值。復雜缺失模型中，回歸系數(shù)的估算又依賴于借補值。這里似乎存在某種循環(huán)論證痕跡。此時，可考慮迭代法中馬爾科夫蒙特卡洛方法（MarkovChainMonteCarloAlgorithm,MCMC)。MCMC利用馬爾可夫鏈進行蒙特卡洛積分，可基于無后效性隨機過程探討數(shù)量關(guān)系、預測變量，還可有包括0出1?抽樣等多種具體算法。基于多元抽樣MCMC有諸多優(yōu)點，足夠長的時間使得雅過程驗時，MCMC可得卿常麵的結(jié)果。171MCMC是與具體的模型結(jié)合的，自身有不少擴展方法，且不同MCMC方法對缺失數(shù)據(jù)的參數(shù)估計之間存在差異。不過，X<30%時MCMC方法得到結(jié)果與完全數(shù)據(jù)時擬和較好。這些研究支持MCMC是處理缺失數(shù)據(jù)的有效方法，軟件包SPSS17.0等均收人該方法。

四、不處理

借補值是缺失數(shù)據(jù)的主觀估計值。引人的主觀值可能改變原信息系統(tǒng)，甚至帶進新噪音、導致分析錯誤。不處理確保了原有信息不變,并進行分析,其主要包含貝葉斯網(wǎng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡。不過，后者的具體應用仍有限、待進一步探索與實證。研究開始關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡在心理學中的具體應用。

(一）貝葉斯網(wǎng)

貝葉斯網(wǎng)絡(BayesianNetworks)是一個有向無圈圖，W能描述不確定性因果關(guān)聯(lián)的模型。該有向無圈圖帶有概率注解，能夠表示隨機變量的因果關(guān)系與概率關(guān)系，網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)能夠表明如何從局部的概率分布獲得完全的聯(lián)合概率分布。分析缺失數(shù)據(jù)時，貝葉斯網(wǎng)將結(jié)合先驗知識與樣本數(shù)據(jù)對數(shù)值計算進行推理，得到最佳值。其最大程度利用數(shù)據(jù)蘊含的信息，是具有魯棒性的方法。

缺失數(shù)據(jù)下學習貝葉斯網(wǎng)有各類算法，不少算法是通過對含缺失數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)完備化得到所需統(tǒng)計因子，最終將問題轉(zhuǎn)化為完全數(shù)據(jù)下學習貝葉斯的網(wǎng)的問題。例如，結(jié)構(gòu)EM(StructureEMAlgorithm)通過EM算法獲得期望統(tǒng)計因子。數(shù)據(jù)非隨機缺失可以通過引人隱藏變量轉(zhuǎn)化為隨機缺失問題，m似乎可以僅討論隨機缺失情況下算法。隨著研究的推進，新的、優(yōu)良的算法相繼涌現(xiàn)，并得到模擬實驗的支持。例如，數(shù)據(jù)缺失下貝葉斯網(wǎng)絡增量學習算法IBN-M。甚至穩(wěn)健的貝葉斯方法能夠適用于含缺失數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)方程分析中，此時的結(jié)構(gòu)方程模型選擇固定方差。

建構(gòu)貝葉斯網(wǎng)可由專家人工建構(gòu)。其中，因果關(guān)系、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是不可或缺的。這需對分析領(lǐng)域有相應了解，至少對變量間關(guān)系較清楚。在心理學等領(lǐng)域中應用尚待深入研究，該方法運用前景令人期待。

(二）貝葉斯網(wǎng)適用軟件能夠?qū)崿F(xiàn)貝葉斯網(wǎng)的軟件包不少。Netica是最重要軟件之一，可免費下載功能有限的版本。專門進行數(shù)值計算的語言Matlab,其編程量較少、調(diào)試程序方便、呈現(xiàn)學習所得結(jié)構(gòu)也不繁瑣，國內(nèi)文獻也更多地涉及Matlab。BNTtolkit是基于Matlab開發(fā)的，提供不少基礎(chǔ)函數(shù)庫，能夠進行參數(shù)學習與結(jié)構(gòu)學習，且完全免費。缺乏圖形用戶界面、無法將基本函數(shù)集成相應系統(tǒng)是其“硬傷”。

五、結(jié)論與討論

實際應用中，刪法“浪費”不少數(shù)據(jù)，統(tǒng)計力低下，盡量選用其它方法。當滿足MAR缺失機制且人在10%時，對刪法可運用對有多個項目的量表的數(shù)據(jù)處理。當滿足MAR、變量相關(guān)聯(lián)，可考慮均值借補。當變量之間高相關(guān)且X>20%Ht,可考慮回歸借補。

當變量多維正態(tài)分布時，可考慮穩(wěn)健性較好的ML或EM。X在一定范圍內(nèi)時，基于似然的方法可獲得良好的估計值。114121]變量間關(guān)系復雜時可考慮MCMC,入<30%時該方法所得結(jié)果與完全數(shù)據(jù)時的一樣好，其可有效處理缺失數(shù)據(jù)。貝葉斯網(wǎng)是不確定性表達與推理最有效模型之一，缺失數(shù)據(jù)下的貝葉斯網(wǎng)絡學習得到理論與實證支持。M71具備編程等條件時，可選用貝葉斯方法。

篇9

一、采用循序漸進的教學方法

由于面向高職學生，對于關(guān)系數(shù)據(jù)庫方面的理論教學以簡單、易接受的內(nèi)容為主，讓學生入門快，對SQL Server數(shù)據(jù)庫的具體使用是教學重點。既講解SQL Server 2005 Management Studio的操作方法，又針對Transact-SQL語句著重闡述使用方法。

Transact-SQL語句應用廣，靈活性強，是常用的數(shù)據(jù)庫操作語言。因此，要求學生掌握其基本語法并能舉一反三，在編程中靈活應用。我在實際教學中感覺，學生對于語法的理解比較困難，一旦明白語法結(jié)構(gòu)的含義，再去實現(xiàn)就容易了，所以如何講解基本語法，并使學生能掌握最為關(guān)鍵。因此，在講語法之前，我首先利用SQL Server2005 Management Studio（SSMS），演示數(shù)據(jù)庫的基本操作。通過直觀的認知操作，再讓學生對比生成的SQL腳本，對比Transact-SQL的語法進行講解，讓學生理解對應的Transact-SQL語句的用法和功能。然后再舉幾個典型例子，逐步引導學生掌握抽象的語法并應用到具體的例子中，強化知識點。最后再讓學生進行課堂練習，加強對Transact-SQL語句的應用能力。在上機實驗過程中要求學生利用SQL Server2005 SSMS進行實踐，獨立編寫SQL語句完成實訓要求。通過上述方法，演示、理解、掌握、應用這四個信息階段，符合高職學生的認知規(guī)律，學習起來就容易多了，教學效果也提高了。

二、通過案例教學提高學生的興趣

SQL Server數(shù)據(jù)庫是一門操作性很強的課程。因此，在教學過程中通過案例的講解，既能夠加深學生的理解，又能夠培養(yǎng)學生的實際操作能力和綜合技能。

我在理論教學和實驗教學環(huán)節(jié)中采用了學生熟悉的教學管理系統(tǒng)和圖書管理系統(tǒng)作為案例，都是學生日常熟悉的場景，學生在學習的過程中產(chǎn)生了濃厚的興趣，對于具體應用就容易理解和應用。

同時，在教學過程中，對每一個實例進行講解后，都在SQL Server 2005系統(tǒng)中進行驗證，加深學生的印象，有利于學生在實踐環(huán)節(jié)的應用。課堂練習是針對實例的擴展，做練習對于學生知識的掌握、技能的獲得、能力的形成等也是必不可少的，通過學生自己編寫命令，既有助于老師了解學生的掌握情況，又有助于提高學生的主動性。

通過每一個小案例和練習項目，學生逐步掌握知識點，并對新的知識點有一個鋪墊。

學生通過這樣的積累，能夠掌握SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫的基本操作，逐漸學好相關(guān)的知識和技能。

三、精心設計實驗講義

教師的講解代替不了學生的操作，學生的操作與教師的輔導又是緊密聯(lián)系在一起。每一次理論課后都有針對性地安排上機實驗，通過學生自己動手練習，能夠讓學生掌握數(shù)據(jù)庫操作的基本用法，并學會處理常見的錯誤。（如下表一）在學生的操作練習中，我發(fā)現(xiàn)了學生常見的問題，然后統(tǒng)一講解，使學生盡快掌握數(shù)據(jù)庫的基本操作和SQL語句的用法，后續(xù)的教學也能夠有針對性地根據(jù)學生的練習情況而展開。

四、與VB結(jié)合的數(shù)據(jù)庫課程設計

課程設計的目的是讓學生通過實際操作解決實際問題，是對VB語言和SQL Server數(shù)據(jù)庫知識的全面的綜合訓練。課程設計所選擇的題目具有一定的應用背景，以學生熟悉的教學管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫作為設計項目。通過課程設計，學生能夠綜合運用所學的知識，針對實際問題，了解計算機軟件開發(fā)的基本過程，鍛煉學生的基本設計能力，培養(yǎng)學生對數(shù)據(jù)庫的實際應用和分析的能力。

篇10

關(guān)鍵詞：倒立擺；現(xiàn)代控制理論；綜合實驗

作者簡介：張勇（1981-），男，山東臨清人，內(nèi)蒙古科技大學信息工程學院，講師；賀美琳（1991-），女，河北保定人，內(nèi)蒙古科技大學信息工程學院碩士研究生。（內(nèi)蒙古 包頭 014010）

基金項目：本文系國家教育部第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”支持項目、內(nèi)蒙古教育科學規(guī)劃課題（課題編號：NGJGH08115）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0177-02

“現(xiàn)代控制理論”是“自動控制原理”的后續(xù)課程，也是碩士研究生“線性系統(tǒng)理論”和“最優(yōu)控制理論”等課程的基礎(chǔ)課程，[1]作為內(nèi)蒙古科技大學自動化本科專業(yè)的基礎(chǔ)課和重點課程，“現(xiàn)代控制理論”的教學改革多年來一直受到教師和學生的關(guān)注。內(nèi)蒙古科技大學是一所普通本科院校，學生普遍理論基礎(chǔ)偏差，而現(xiàn)代控制理論對數(shù)學及相關(guān)理論的依賴較重，并且課程中抽象的概念偏多，[2]致使大部分學生在學習過程中較吃力。

倒立擺系統(tǒng)是一個絕對不穩(wěn)定系統(tǒng)，具有高階次、多變量、不穩(wěn)定、非線性和強耦合性的特點，它是進行控制理論研究的理想平臺，也是學習和研究現(xiàn)代控制理論最為合適的實驗裝置之一。[3-5]由于倒立擺系統(tǒng)的控制策略和雜技運動員頂桿平衡表演的技巧有異曲同工之處，極富趣味性，它能直觀地表現(xiàn)出許多抽象的控制概念，如系統(tǒng)穩(wěn)定性、可控性、系統(tǒng)收斂速度與抗干擾能力等。[4-6]同時，作為理想的自動控制領(lǐng)域教研與實驗設備，它又能讓學生在輕松的實驗中非常直觀、簡便的對所學課程加深理解。[4，5]目前，國內(nèi)外眾多高校針對教學、科研及工程實踐的需要，基本上都開設了“倒立擺控制系統(tǒng)”課程。[4]

內(nèi)蒙古科技大學地處西部偏遠地區(qū)，在綜合考慮區(qū)域性學科發(fā)展、人才培養(yǎng)、教育科研及自動化專業(yè)課程體系建設需要的前提下，[7]組建了智能控制實驗室，引進了深圳元創(chuàng)興公司直線二級倒立擺（5套）和平面三級倒立擺系統(tǒng)（1套）。

本文針對實際教學中存在的問題，就一般普通本科院校學生該如何學習現(xiàn)代控制理論，提出了一種面向現(xiàn)代控制理論教學的倒立擺綜合實驗教學方法。

一、倒立擺實驗系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及原理

倒立擺是指擺桿處于倒置不穩(wěn)定狀態(tài)，能夠人為控制使其處于動態(tài)平衡的一種機構(gòu)，由一個可以再水平軌道上自由移動的小車和倒置擺鉸鏈而成。[5]以擺桿及小車系統(tǒng)為對象，在盡量使倒立擺保持垂直的同時，也要使小車在水平方向上保持某一基準位置，這是一個研究向小車施加水平方向力的控制系統(tǒng)的設計問題。[8]元創(chuàng)興直線倒立擺實驗系統(tǒng)就是完成上述目的的一個典型實驗系統(tǒng)，由運動控制板卡、電控箱、機械本體和微型計算機幾個部分組成，其原理框圖如圖1所示。

圖1 倒立擺系統(tǒng)原理框圖

直線倒立擺系統(tǒng)工作原理：控制器為電機，被控對象為小車及相連接的擺桿（控制器和被控對象構(gòu)成倒立擺的機械本體，如圖1虛線框），電機通過改變電機的速度來影響小車的加速度從而改變擺桿的傾斜角度來調(diào)整倒立擺的姿態(tài)。運動控制卡（安裝于計算機機箱的PCI插槽上）采集旋轉(zhuǎn)編碼器數(shù)據(jù)和電機尾部編碼器數(shù)據(jù)，通過計算就可以得到擺桿的角位移以及小車位移/加速度，然后根據(jù)控制算法計算出相應的控制量。控制量由計算機通過運動控制卡下發(fā)給伺服驅(qū)動器，由驅(qū)動器實現(xiàn)對電機控制，電機尾部編碼器連接到驅(qū)動器形成閉環(huán)，從而可以實現(xiàn)閉環(huán)控制。

“自動控制理論”是內(nèi)蒙古科技大學自動化、測控儀器及儀表、電氣工程及其自動化等專業(yè)的理論基礎(chǔ)課，但受各方面的影響，大多數(shù)學生對控制的理解還僅僅局限于考試的考點，而對于一個控制系統(tǒng)的實現(xiàn)往往沒有具體的概念。通過對倒立擺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理的認識，可以讓學生具體的了解一個控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。從理論上的控制系統(tǒng)概念到具體的控制實現(xiàn)，改變了以往的教條模式，實現(xiàn)了理論與實踐的結(jié)合。

二、現(xiàn)代控制理論綜合實驗教學改革

內(nèi)蒙古科技大學現(xiàn)代控制理論教學大綱要求課堂教學32學時，實驗8學時。為了改善學生對抽象概念及理論知識的認識，為了提高學生解決實際問題的能力，針對內(nèi)蒙古科技大學大部分學生的基礎(chǔ)水平偏差的現(xiàn)狀及實驗室現(xiàn)有的設備，對現(xiàn)代控制理論的教學做出如下改革：

1.優(yōu)化教學內(nèi)容，突出知識點

考慮到學生理論基礎(chǔ)偏差，在教學過程中，在保證教學內(nèi)容的嚴謹性和系統(tǒng)性前提下，不刻意追求定理證明中數(shù)學上的嚴密性，突出問題的背景和提法，強調(diào)貫穿于各章論述中的知識點，理論闡述力求簡練和易懂。將所涉及的重要概念、理論和方法以結(jié)論的形式穿成各章內(nèi)容的“知識點”。[1]如“可控性”，重點講述概念產(chǎn)生的背景及提法、判據(jù)方法，而對其判據(jù)定理的證明則一帶而過。

2.以倒立擺為課程應用背景，教學實驗相結(jié)合

由于內(nèi)蒙古科技大學學生考取研究生的比例偏少，而大部分學生的去向是工礦企業(yè)，直接參與就業(yè)，因此教學中對學生的動手能力及解決實際問題的能力的培養(yǎng)需要加強。結(jié)合內(nèi)蒙古科技大學學生的實際，現(xiàn)代控制理論的教學以倒立擺系統(tǒng)為綜合實驗平臺，課堂教學中以倒立擺為應用背景，將抽象的概念具體化。如圍繞倒立擺“可控性”的概念，具體的講述其相關(guān)的控制要求及控制量。實驗教學中以被控對象為依托，加深對概念、理論及方法的理解。如在“倒立擺極點配置實驗”中，以“擺體不倒，小車在原點”為控制目標的控制問題，理解和掌握控制性能指標與極點位置的理論關(guān)系，然后到極點配置算法的具體實施，讓學生在實驗中印證相關(guān)的理論及方法。

三、倒立擺綜合實驗內(nèi)容及方法

針對內(nèi)蒙古科技大學現(xiàn)代控制理論的教學改革，智能控制實驗室根據(jù)現(xiàn)有的倒立擺實驗平臺開設了以下實驗，從不同的角度訓練學生解決實際問題的能力。

1.倒立擺認識實驗（運動控制基礎(chǔ)實驗）

圖2 直線一級倒立擺極點配置控制仿真模型

在講述倒立擺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、研究意義及必要性之余，提出了倒立擺系統(tǒng)的控制問題，讓學生自主思考該系統(tǒng)的控制實現(xiàn)，需要測量的參數(shù)。圍繞著控制信號、被控對象反饋信號的測量和現(xiàn)有的實驗設備，自主設計測量方法。實驗的目的是獲取倒立擺系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)和熟悉編碼器的基本原理。目標是使學生學會分析實際控制系統(tǒng)，掌握控制系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的獲取方法，提高學生的動手能力。

2.倒立擺實驗系統(tǒng)的建模

由于倒立擺系統(tǒng)的建模涉及較多的理論推導，如力學分析、數(shù)學推理及微分方程求解等，鑒于內(nèi)蒙古科技大學學生的基礎(chǔ)，直接給出了最后的相關(guān)的狀態(tài)空間方程。如直線一級倒立擺的狀態(tài)空間方程：

但在給出狀態(tài)空間方程之前，先留給學生的問題是：一級擺、二級擺分別為幾輸入、幾輸出系統(tǒng)，相關(guān)的控制量和被控量分別是什么？有利于學生加深對狀態(tài)空間方程的認識，同時也能更多的理解被控對象。

3.狀態(tài)空間控制器設計與仿真

眾所周知，倒立擺是一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)，容易通過對上述狀態(tài)空間方程分析得到驗證（系統(tǒng)開環(huán)極點為0， 0， 5.42217， -5.42217）。運用課程中所學的系統(tǒng)可控性分析方法，可知倒立擺系統(tǒng)是一個狀態(tài)完全可控和輸出完全可控的系統(tǒng)。在以往的考試中，極點配置問題的考題一般都是給定期望的極點，與考試不同的是倒立擺系統(tǒng)的期望極點沒人給定，因此應引導學生對系統(tǒng)特點進行分析，得出控制性能指標的需求（較短的調(diào)整時間和合適的阻尼），進而計算相應的期望極點。根據(jù)控制器設計要求，并留有一定的裕量（設調(diào)整時間為2秒），選取期望的閉環(huán)極點：。進而，通過MATLAB仿真計算可求出反饋增益矩陣：，并得到控制量：U=kx，最后通過Simulink測試仿真效果，如圖2所示。針對具體的問題訓練學生對極點配置方法的運用，并通過MATLAB做相關(guān)的仿真，這樣的教學方法有利于學生充分掌握課程中的知識點及相關(guān)概念。

4.軟件實驗平臺實現(xiàn)

針對倒立擺的實時控制，實驗室提供了Simulink實時控制平臺和VC實時控制平臺，學生只需將仿真時算出的K值寫入相關(guān)的實驗平臺下即可觀看實時控制效果，如圖3所示。將K值的四個參數(shù)寫到平臺左下角對應的框內(nèi)，即可觀察擺的實時控制效果。在具體的實驗中，只是簡要的介紹下平臺搭建的原理，而具體搭建只在畢業(yè)設計時做相關(guān)的要求。

圖3 直線一級倒立擺VC實時控制平臺

上述實驗形成了一個有機整體，不僅可以讓學生學到和理解現(xiàn)代控制理論的相關(guān)知識、概念及原理，同時也展示了一個具體的研究過程，對學生學習科研方法，進行課題研究和解決實際問題大有裨益。

）

四、結(jié)語

“現(xiàn)代控制理論”是一門理論性比較強的課程，抽象的概念和理論偏多。通過對倒立擺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理的認識，可以讓學生具體的了解現(xiàn)代控制理論中的相關(guān)概念、理論及方法，并在具體的研究過程中，學習科研方法，提高解決實際問題的能力。教學實踐表明，面向現(xiàn)代控制理論的倒立擺綜合實驗教學方法得到了多數(shù)學生的認可，并促使“現(xiàn)代控制理論”成為校級精品課。

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