课堂辅助系统范文(精选11篇)
课堂辅助系统 第1篇
相对于传统和现代课堂而言, 未来课堂 (Future Classroom) 是以充分发挥参与者、现代教育技术、多媒体资源与环境、教学方法等课堂组成要素的作用来组织实施教学活动, 以促进人的认知、技能和情感的学习与发展的教学环境[1]。基于现有研究, 很多新技术被用于未来课堂的多媒体教室建设, 使得传统单一的教学环境成为数字化和个性化体验的学习乐园。多媒体教室的教学活动不再依赖于教师, 而主要是以自主学习、分组交流以及师生互动为基础, 这些功能的实现需要较好的学习系统支持。基于云计算的新型多媒体辅助学习系统为教学全过程提供大量教学资源, 包括必须的海量存储与高速运算速度, 为创建现代教育技术的新型模式提供一种有效途径。
2 云计算构架模式
云计算 (Cloud Computing) 是一种基于虚拟化技术, 以计算机网络为主要传输媒介, 提供给用户的软件服务基础平台, 这种超级计算服务模式结合了分布式计算 (Distribute Computing) 、并行计算 (Parallel Computing) 和网格计算 (Grid Computing) 的特点, 是一个包含大量可用虚拟资源的资源池[2]。从用户角度看, 云计算提供了一种用户计算机服务, 允许用户通过互联网访问所需服务, 即使没有相关技术基础、相关知识或设备管理能力, 也能够较为容易地使用服务应用。根据用户体验角度及服务类型, 云计算主要分为三种服务模式:软件即服务、平台即服务与和基础架构即服务[3]。软件即服务 (Software as a service, Saa S) 为一种软件分布模式, 在此模式下, 应用软件安装在服务供应商处, 用户可以通过某个网络来使用这些软件;平台即服务 (Platform as a Service, Paa S) 提供了基础构架, 软件开发者可以在这个基础构架上建设新的应用, 或者扩展已有应用, 而不必购买开发、质量控制或生产服务器, 主要用户为软件开发人员;基础构架即服务 (Infrastructure as a Service, Iaa S) 提供了数据中心、基础构架硬件和软件资源, 提供底层硬件或虚拟机资源、数据存储、网络通信或信息资源等, 主要用户是系统管理员。在云计算中有三个基本特征:一是基础设施是基于大规模低成本服务器集群;二是应用程序与底层服务协作、最大化的利用资源;三是使用软件的高可用性是通过冗余的多个廉价服务器冗余。
3 系统设计
基于云计算的多媒体课堂学习支持系统设计主要包括系统功能设计、系统架构设计和网络体系结构设计三个部分。
3.1 系统功能设计
设计该系统的目的是为适应未来课堂设计理念, 达到教学过程目标, 促进学生自主学习和协同学习。功能设计上主要体现云教育服务理念, 使用相对较低的终端配置, 只要学生能访问云辅助学习系统, 就可以参与学习活动。
系统设计分为学生端和教师端, 学生端包括学习文档、课程资源、学习计划、网络磁盘、常用工具、娱乐交流、终端设置、图书馆、FAQ等, 每个功能还有很多子功能。
教师端也是由个人终端设置、任务提醒、工具箱、娱乐交流、专辑、网络磁盘、课程资源、图书馆、FAQ等功能模块组成。两者的区差别在于教师端并没有设置文档和课程的功能模块, 而增加了教学模块。该功能模块主要包含了教学日志、教学计划、教学、考试、评估、反馈、录像、提问、结果分析、数据发布、灯光管理、音响控制等功能。
3.2 总体架构设计
未来教室的概念及特点充分体现了智能、自由、个性化、低碳以及互动的设计理念, 因此基于云计算的未来教室课堂学习系统应该包括智能控制、数字化学习环境、高容高效的数据存储、安全的管理以及不同设备和个性化学习环境的数据及应用支持。
如图1所示, 系统的总体架构包括接入终端、通信网络、由Iaa S/Saa S/Paas组成的班级云平台, 统计分析平台以及运维监控平台。
图1中, 云平台主要包括Iaa S, Paa S和Saa S, 这种体系结构能够整合多样的物理机和虚拟机计算环境, 创建一种共享基础硬件平台与运算体系结构, 为上层平台提供计算、数据存储以及网络通信等资源。物理机计算环境由如服务器、存储和网络设备等各种真实的物理硬件设备组成;虚拟机计算环境建立在物理硬件子层, 利用虚拟化技术管理下层硬件, 为上层平台提供资源服务。
资源调度平台的主要功能是调度和分配资源, 协调用户需求和资源使用的关系。该平台基于硬件平台创建, 根据用户需求、约定、资源使用规定, 提供若干分布式调度策略, 同时为上层平台提供公共API开发环境。
云平台为用户提供云服务接口。基于云计算的未来课堂是将应用软件, 远程软件管理, 网络数据管理融合在一起, 并通过各自的内部软件接口实现Saa S。例如, 基于角色的权限管理和页面访问控制的门户应用, 可以定制应用程序参数, 通过浏览器直接与图形交互的应用程序。这个层次提供与未来课堂相关的各类应用软件, 这意味着提供面向未来课堂教学的Saa S。该层包括用于学习进程和学生资源的电子文件系统, 录制教学过程和产生资源的智能记录系统, 交互式白板资源录制系统以及未来课堂智能控制系统。
3.3 网络体系结构设计
为了让学生更快的通过云计算技术访问网络、使用学习系统, 设计了如图2所示的网络体系结构。
从图2可知, 系统采用可以通过TCP/IP端口操作的HTTPS (HTTP+SSL) 协议。通过HTTP协议互联, 会话管理和应用服务分别采用1111和1112的非标准TCP端口, RDP (远程桌面协议) 使用微软默认的TCP3389端口。分布式网络主要集中于主服务器组。一个名为OVD的主服务器通过HTTP协议和TCP80端口连接到从服务器上。另外, 不同的操作系统会根据应用服务器上的操作系统写入不同的TCP端口。例如, Linux操作系统会连接TCP443端口, Windows操作系统连接TCP3389端口。主服务器OVD通过HTTPS连接到网关, 其他主服务器通过RDP+SSL连接到网关。Internet用户通过RDP+SSL和HTTPS连接到网关后访问云服务。
4 结语
由于云计算所具备的虚拟存储和计算能力, 使很多随用户需求动态调整的学习模式和传统硬件条件无法实现的学习沟通方式成为可能。基于云计算的多媒体课堂学习支持系统的实现能提供安全可靠的数据存储, 确保数据不会丢失或损坏, 实现较好的资源共享。教学资源云的使用也使教学设计与实践形式丰富多样, 有效调动学生学习的主动性。在教师的指导下, 学生可以选择自己合适的学习模式和学习媒体, 并通过利用独立的学习终端中心在“云”中灵活选择学习方式, 控制学习进度, 实现真正意义上的自主学习, 选择自己的学习方式和学习过程的自我控制, 有效提高学习效率。
摘要:为有效利用多媒体教学资源, 提出一种基于云计算的多媒体课堂辅助学习系统构想。首先介绍了云计算的架构模式, 然后对系统功能、总体架构、网络结构进行设计和分析。通过研究可以发现, 在云计算技术的支持下, 系统具有在不同设备中智能控制、高效存储、安全管理等特点, 该系统能实现高效自主学习的目的。
关键词:云计算,多媒体课堂,辅助学习系统,网络结构
参考文献
[1]陈卫东, 张际平.未来课堂的定位与特性研究[J].电化教育研究, 2010, 7:23-28.
[2]丁鲜花, 赵卫栋, 俱莹, 等.云计算的按需防护安全框架[J].计算机科学, 2014, 11A (41) :284-287.
机械设计课程设计辅助系统 第2篇
《机械设计课程设计辅助系统》使用说明
《机械设计课程设计辅助系统》是一组在autocad环境下运行的应用程序,主要功能包括:
1.典型零部件的设计计算及校核计算;
2.典型零部件及典型结构的设计与绘图;
3.典型零部件的标准数据查询。
使用这组程序需要按一下步骤操作:
1.将文件复制到一个专门的文件夹;
2.启动autocad;
3.通过下拉菜单——工具——选项——打开选项对话框如下图
4.点击“支持文件搜索路径“
5.点击“添加”按钮
6.将辅助设计软件所在的文件夹输入新添加的搜索路径
7.点击“应用”,“确定”关闭对话框
8.在命令行输入“menu”命令,打开选择菜单文件对话框如下图,“文件类型”选择菜单源代码文件(*.mns),根据所使用的autocad版本选择相应的菜单文件并打开。使用auto2006版本的用户应选择acad2006.cui。
利用信息技术辅助数学课堂 第3篇
根据数学教育建构观,结合数学软件几何画板,本人设计了余弦定理(第一课时)教学方案。以下是主要教学过程:
一、创设问题情境
1、现实问题
因为某种实际需要,需测量图(1)(我校教学楼)中A、B二点间的距离。如何测量?S:在图中取点C,使三角形ABC成直角三角形,则可以用勾股定理求AB的长度。
T:由于墙角处突出,构造不出直角三角形,现在测得AC=5米,BC=3米,∠ACB=80度,问如何算AB的长度?
2、现实问题数学化和一般化
数学化:在△ABC中,已知边AC=5米,BC=3米,
∠C=80度 ,求AB。
一般化:若△ABC为任意三角形,已知BC=a,AC=b及∠C,求AB边长c。
(说明:建构主义认为,学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的,学生在接近实际的情境下进行学习,利用生动、直观的形象有效地激发学生的兴趣,使之主动发现、探索。)
二、实验观察、猜想、验证
1、实验观察
如图(2),在几何画板中用度量功能测出a、b、c及∠C的大小,拖动图中A、B二点,观察c与a、b及∠C的关系。
观察结果:c的大小随着a、b的变化而变化;当∠C 变大时,c也变大;变小时c也变小。
(说明:用几何画板可以把实验引入数学,使学生由“听数学”转为“做数学”,从被动学习变为主动发现探索。)
T:在图(2)中,若∠C为特殊角 、 、 、 、 时,能不能把c求出来?
分四组进行讨论结果如下:
第一組:
= , ;在 =
,即 。
类似地,第二组:
第三组:
第四组:
当∠C= 时,则 =
2、猜想验证
(1)猜想
T:通过上述∠C是特殊角时的讨论,请同学们猜测当∠C为一般角时,c与a、b及∠C有怎样的关系。
S:
(说明:此处运用数学建构观进行教学的初步成果。建构活动更深远的意义在于:学生理解研究问题的一种方法:从特殊到一般。)
(2)验证
如图(2),在几何画板中,用度量功能算出 和 的大小。拉动点A及B改变a、b及∠C的大小,观察 和 是否相等。观察结果:二者恒相等。
(说明:数学要实验,但不能没有“数学化”,在数学中只有通过逻辑证明得出的命题才是数学真理。)
三、证明
1、向量法
T:能否用向量法证明等式 ?
启发:式子 中的a、b、c与向量中的什么量相对应?
证明:
即:
2、解析法
T:证明 ,实际上就是求A、B二点间的距离,我们可以通过什么方法来求二点间的距离?
S:二点间的距离公式
T:二点间的距离公式涉及到点的坐标,所以需要建立直角坐标系,如何建立坐标系使运算最简单?
S:如图(3)以CB所在的直线为x轴,过C点垂直于CB的直线为y轴,建立如图所示的坐标系,则A、B、C三点的坐标分别为:
即:
(说明:教师的提问启发是作为“编剧”和“导演”的教师,给认识主体创设优化认识环境。目的是帮助学生借助向量模的坐标表示二点间距离公式的认知,去“同化”AB的长度。)
四、课堂小结:1、证明定理;2、余弦定理;3、余弦定理的作用。
五、布置作业:课本P134:6、7
这是一堂数学教学改革的探索课,在建构主义理论的指导下,使用计算机优化教学环境、合理使用教材、改进教法、提高课堂效率等方面做了新的尝试。
用几何画板辅导中学数学教学可以创造一种新的教学模式。这种教学模式,不再有老师滔滔不绝地讲,代之以师生一起“做数学”,打破了传统的“教师讲授—模仿练习—强化记忆测试讲评”的“讲、练、记”教学模式,改变为“问题—实验—观察—分析数据—会话、协商—得出结论—证明—练习—回顾小结”的新模式;教师由传统的知识的“讲述者”,信息的“传播者”,教学活动的“领导者”转化为学生学习活动的“引导者”、“设计者”和“合作者”,学生从传统的“文字学习”发展为“电子学习”,从接受灌输的被动地位转变为有机会参与教学、参与操作、发现知识、掌握知识的学习主人。
【参考文献】
[1].王芝平.图形技术支持下的数学探索.北京:数学通报,2004年第2期,P33
课堂辅助系统 第4篇
自60年代以来, 研究者们对计算机自动评估技术进行了不懈的探索, 文章和著述颇多, 其中绝大多数着眼于自动评估系统评分信度和效度的研究。大量文献证实了机器阅卷和人工阅卷已经达到了相当高的一致性, 如ETS从1999年就开始使用e-rater协助评阅GMAT作文, 其准确性据称已达到了97%。不过, 自动评估系统应用于写作课堂教学方面的研究却是屈指可数, 而且基本上研究者就是软件开发者, 其主要目地在于产品推销, 因而其结果往往难以使人信服。
该文主要回顾了计算机自动评估系统辅助写作课堂教学方面的研究, 旨在给予中国的自动评估系统研究以启示, 希望更多的独立研究者能深入挖掘计算机自动评分系统的评估和反馈功能, 以填补这方面的空白。
1 计算机自动评估系统简介
作为一个新兴的领域, 计算机自动评估系统差不多只有四十年的历史。最初研究者的目光着眼于计算机评分, 后来慢慢转向写作课堂辅助教学。
My Access!是Vantage Learning公司开发的一个基于网络的自动评估系统。Intellimetric是同一公司开发的另一自动评分系统, 主要利用人工智能技术, 能够分析作文中语义、句法、篇章3个层次的300多项特征。借助于Intellimetric的评分技术, My Access!不仅能迅速给出作文的整体分, 还能分别对文章的主题大意、结构、内容发展、语言使用和文体等判分并给出相应的诊断性反馈。应该指出的是, My Access!提供的反馈是体裁性的反馈 (generic feedback) , 与学生的年级、文章体裁和得分有关。也就是说, 如果同一年级的两个学生写同一文体的文章且得分相同, 他们获取的反馈将是一样的 (Warschauer&Ware, 2006) 。
ETS开发的Criterion同样是一个基于网络的自动评估系统。跟MY access!类似, Criterion也能实时判分, 且对文章的语法、语言使用, 文体和措辞, 结构和内容展开等做出反馈 (Dikli, 2006) , 不同的是Criterion的反馈更具有针对性, 它能对不同文章的主题、内容、结论等给出不同的意见 (Warschauer&Ware, 2008) , 因而更显人性化。教师除了可以从Criterion的题库中直接选题外, 也可以自己命题, Criterion同样能对其提供反馈, 只是不能判分 (Dikli, 2006) 。
2 计算机自动评估系统辅助课堂写作教学的研究
目前绝大多数研究旨在证实计算机评分与人工评分高度相关, 自动评分系统辅助课堂写作教学方面的研究相当少。Warschauer和Ware (2006) 则认为, 计算机自动评分系统的信度和效度等方面的研究是其辅助课堂写作教学的前提。
总得说来, 目前计算机自动评估系统辅助课堂写作教学的研究主要是为了解决三个问题:1) 计算机自动评估系统能否提高学生的写作水平?2) 计算机自动评估系统的使用情况如何?3) 计算机自动评估系统生成的反馈与教师提供的反馈有何异同?
Vantage Learning公司的Elliot和Mikulas (2004, 引自Warschauer和Ware, 2006) 曾做过四个相关的研究, 宣称My Access!能提高学生的写作水平, 但是Warschauer和Ware (2006) 指出这几个研究在实验操作上存在问题, 比如实验组和对照组的被试并没有随机分配等。Shermis et al. (2004, 引自Warschauer和Ware, 2008) 则弥补了这方面的不足, 他们把1072名高中生随机地分配到实验组和对照组。两组的学生上同样的课, 实验组的学生使用Criterion的题目写作, 而对照组的学生则训练其它题目。所有学生共同参加大型标准化测试, 最后发现两组学生之间并不存在显著的区别。研究者称其中一个原因是学生并没有完全按照要求写满七篇作文, 也就是说, 自动评分系统的功能没有得到充分地利用。
由此可见, 计算机自动评分系统辅助课堂写作能否取得良好效果目前还没有定论, 首先这跟其使用情况就有密切关系。如果自动评分系统并没有被充分合理使用, 那么其辅助教学的效果将会大打折扣。而一些研究者如Attali, Grime和Warshauer正是从这方面着手, 力图从操作的层面给出解释。
Attali (2004) 曾在2002-2003年, 对美国6-12年级的学生使用Criterion的情况做过详细的研究。该研究获取了大量数据, 包括学生的作文原稿和在Criterion指导下的修改稿的文章、得分以及反馈。学生们可以对文章反复修改并多次提交。结果显示71%的学生仅仅提交了一次作文, 13%的学生提交了两次;8%的学生提交了三次, 而剩下的8%则提交了四次或四次以上。显然, Criterion并没有在写作课堂上得到充分的利用。通过分析学生的作文原稿和终稿, Attali发现学生能够理解并比较有效地利用Criterion的反馈。比如, 在Criterion的帮助下, 修改后的文章的总体分以及语法、文体、文章发展等各部分得分都有了显著提高;绝大多数系统所能识别的错误有了显著减少;而篇章方面的背景介绍、结尾、论据等要素则有了显著增加等等。由于该研究并未获得足够关于学生的信息, 所以并未对不同年级、学校以及语言背景的学生做出区分, 因而我们无法推断不同类型的学生是否都能有效利用自动评分系统给出的反馈。
Grime和Warshauer (2006) 则结合定性和定量的方法, 通过采访、课堂观察、文本分析和问卷调查, 对南加利福尼亚的四所初中和一所高中使用My Access!和Criterion的情况作了研究。结果发现自动评估系统受到了教师和学生的普遍肯定, 但是其利用率却相当低, 即使是人人配有电脑的两所初中的学生人均才写了2.38篇文章, 72%的学生根本没有对文章做出修改, 证实了Attali的发现。许多教师都表示乐意使用自动评估系统, 认为其既能激发学生的学习动机, 又能减少阅卷时间, 帮助批改更多的作文, 但是由于课堂时间的限制, 他们不可能让学生在课堂上反复利用系统进行修改。尽管如此, 许多学生还是认为他们比不用自动评分系统时要修改得多。只不过这些修改基本上浮于表层, 很显然学生们把修改作文跟改正文章中的错误简单地等同了起来。
3 启示
虽然计算机自动评估技术在国外已经成了热点问题, 但在中国还处于起步阶段, 我们尤其需要从国外的研究中吸取经验教训。
首先, 要充分利用自动评估系统, 教师和学生的态度都相当重要, 同时需要校方提供设备上的支持。为了取得良好的效果, 教师和学生都需事先接受培训。教师应该努力培养学生利用自动评估系统写作的兴趣。
只有自动评分系统得到了合理地使用, 这时候研究其辅导课堂写作教学才更有意义。结合定性和定量的方法将有助于我们深入理解问题。在研究自动评分系统是否真能提高学生写作水平的过程中, 必须严格控制好各变量, 随机分配被试。在被试接受一定时间的训练后, 目前大多数实验都采用标准化测试的方法, 比较实验组和对照组的区别。然而学生在标准化测试中的表现并不能完全代表学生的写作水平。所以不妨拿被试在这阶段中总的表现来衡量。除了比较实验结果外, 我们还应密切关注实验过程。研究学生利用反馈修改文章的次数与学生写作水平提高的关系能帮助我们深入问题的本质。课堂观察和案例分析也非常重要, 可以帮助我们认识到教师学生等对自动评分系统的要求和支持度, 还可以发现自动评估系统对哪一类学生最适合, 自动评分系统对学生最大的帮助体现在哪一些地方, 哪一种教学模式最适合使用自动评分系统等等。
因而, 为了使自动评估系统在课堂教学上发挥最大的作用, 开发研究者应该和使用者及语言学家密切合作, 及时得到各类信息, 不断改善自动评估系统, 使其反馈更加人性化和个性化。
参考文献
[1]Attali Y.Exploring the feedback and revision features of Criterion[C]//The Meeting of the National Council on Measurement in Ed ucation.San Diego, CA, 2004.
[2]Dikli S.An Overview of Automated Scoring of Essays[J].Journalof Technology, Learning, and Assessment, 2006, 5 (1) .
[3]Dikli S.Automated Essay Scoring in an English as a Second Lan guage Setting[M].The Florida State University, Doctorial disserta tion, 2007.
[4]Grimes D, Warshauer M.Automated Essay Scoring in the Class room[C]//The Aemrican Educational Research Association.SanFrancisco, California, 2006.
[5]Page E B.Project Essay Grade:PEG[C]//Shermis M D, Burstein J.Automated essay scoring:A cross-disciplinary perspective, Mah wah, NJ:Lawrence Erlbaum Associates, 2003.
[6]Warschauer M, Ware P.Automated writing evaluation:Definingthe classroom research agenda[J].Language Teaching Research, 2006 (6) .
辅助机械系统T-0001号等 第5篇
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好好发挥一下你的想象力,假设你是Lloyd Grossman,正在从《战争机器》中声音粗哑的主角Marcus Fenix家的车库锁眼往里面窥视。你看见在车库大门的另一边有一辆Akrapovic(意为“天蝎”,像不像一只大蝎子?)Morsus摩托车——这是由斯洛文尼亚Dreamachine Motorcycles公司定制生产的一款摩托车,跟它一比,其他所有的双轮摩托都变得像载满猫咪的尼桑Figaro一样温情脉脉,毫无凶悍可言了。它主要采用钛金属、不锈钢和碳纤维制成,而它配备的1852cc引擎完全不会影响其144马力功率的发挥。很遗憾,它不上市销售——也许你运气好,可以说服手拿电锯的Fenix先生把它卖给你。提醒一句,他对不礼貌的要求可一点也不客气。你猜他会怎么回应你?
酷热印象:仿佛用火山熔岩漱口一样
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结实不结实,首先看印象。你很可能是个内心正在啜泣的傻小子,但只要你有《角斗士》中沃尔夫那样的外表,你完全可以迷惑全天下的人把你看成一条硬汉。如果你把所有东西都往这款雅马哈PDX-11 iPod底座上面扔,它恐怕经受不住(瞧它的钢格子像筛子一样),但至少它看上去是个正经的结实家伙。4英寸的低音炮确保它能发出相当丰满厚重的声音,而专用的高音喇叭对付那些尖利的高音符绰绰有余。往它里面塞进6节5号电池,你甚至还能提着它到处走随意听。为什么不邀请《角斗士》里的沃尔夫一起出去逛逛?那家伙看上去需要放松放松。
酷热感觉:犹如《古墓丽影》中的火爆安吉莉娜·茱莉
徕卡V-Lux 3
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在汽车业中,人们把这种做法称作“badge engineering”(牌子工程):你弄来一辆车,给它配备与众不同的座椅,再装上新款立体声汽车音响,就可以换一个名称来兜售它了(通常是在其他国家)。当你被堵在路上的时候,汽车里最重要的部分就是座椅和音响。与此类似,徕卡的12MP V-Lux 3分享了松下Lumix DMCFZ150的24倍光学变焦、12fps高速连拍和1080p @60fps视频功能,同时又拥有类似高级皮椅和B&O立体声音响的新内容。如果“红点”设计奖、可选的相机皮套和高质量的编辑软件(Adobe Elements)结合在一起能够增添你的摄影自信,那它就物有所值。
酷热感觉:犹如当年演唱《Like a Virgin》的辣妹麦当娜
Traxxas XO-1
真正100MPH的无线遥控车
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有些玩具制造商会在包装盒上标出他们生产的遥控车的“scale speed”(比例速度),表示玩具车的速度将根据车体大小按比例降低——也就是说,如果比例为1/5的玩具车的实际速度为20mph,那它的比例速度就是100mph。在我们看来,这简直就是在蒙人,无线遥控模型生产商Traxxas显然会赞同我们的看法。它的Traxxas XO-1不仅能够达到真正的、完全的100mph速度(甚至更高),而且能够非常快速地达到如此高速。事实上,它从0加速到60mph的时间仅需2.3秒,比豪车布加迪威龙还要快。拿它的1/7缩微遥控车XO-1来说,它的比例速度达到了……这么说吧,仅仅比音速低一点点。你可以将它的基座控制器接上苹果i系列设备,利用App调节RC车的性能,并获取遥控车在路上飞驰时发回的遥测数据。记住千万不要把眼光移开XO-1太长时间,否则你很有可能创造一项另类世界纪录:用最短的时间把价值万元的精确设计杰作变成一堆撞变形的废塑料。
酷热印象:就像它的电动马达,运转速度达到23,000RPM
立井新型辅助提升系统 第6篇
口孜东煤矿位于安徽省淮南煤田西部, 设计年产量为500万吨, 属特大型煤矿。矿井工业场地内设有主井、副井、中央回风井三个井筒。井口标高+27.7m, 一水平标高-967m, 二水平标高-1200m。
副井井筒净直径D8.0m, 装备一套1.5t双层四车双罐笼 (一宽一窄) 和一套9t双箕斗, 双罐笼担负全矿井的升降人员及物料等辅助提升作业任务, 双箕斗专用于提矸。双罐笼提升设备选用φ5×4型落地式摩擦轮提升机, 由1台2300k W直流电动机拖动, 转速43.93r/min, 提升速度11.5m/s;双箕斗提升设备选用φ3×4型落地式摩擦轮提升机, 由1台1600k W直流电动机拖动, 转速85.95r/min, 提升速度13.5m/s。两台提升机布置在一个机房内, 面积24.5×26.8m2, 为安装检修方便, 机房内设置1台55 t电动吊钩桥式起重机。采用钢结构两用井架, 井架高度66m。
二、设计思路
1. 采用箕斗提矸
矿井开采深度近千米, 井下条件复杂、地压大、永久巷道以岩巷为主, 且由于瓦斯治理的需要, 岩巷掘进工程量大。矿井产矸率按煤矿生产能力的12%考虑, 则年掘进矸石量为60万吨, 如此巨大的矸石量成为井下辅助运输及辅助提升的主要任务。从国内外生产矿井的实际情况来看, 对于产矸率高的矿井, 采用矿车运矸、副井罐笼提矸日益成为制约其生产能力提高的瓶颈。
对于特大型煤矿的副立井设计, 国内通常的做法是在副井井筒内装备一套1.5t双层四车双 (窄) 罐笼和1套1.5t双层四车单 (宽) 罐笼带平衡锤, 井筒净直径D8.6m, 主要担负全矿井的升降人员、下物料及提升矸石等辅助提升作业任务。本矿井矸石量大、辅助提升任务重, 两套罐笼提升系统能力紧张, 且存在如下问题:
(1) 井下矸石采用矿车运输, 装载效率低, 矿车的容积有限, 运量较小, 且不能实现连续运输;
(2) 罐笼提升普遍存在能力较小, 矿车进出罐笼自动化程度低, 占用人员多的问题。虽然操车设备一直在发展, 销齿推车机、集中液压站等普遍使用, 使这些问题得到很大改善, 但提升效率依然不高, 进一步加大提升量较困难。
设计通过论证, 大胆创新, 采用在副井井筒内装备一套1.5t双层四车双罐笼 (一宽一窄) 和一套9t双箕斗的混合布置方式, 井筒净直径D8.0m, 双罐笼担负全矿井的升降人员及物料等辅助提升作业任务, 双箕斗专用于提矸。采用箕斗提矸, 充分释放了双罐笼系统提升人员及物料等辅助提升的能力, 箕斗提矸能力大, 解决了制约副提能力不足的瓶颈。井下矸石采用胶带机运输, 与箕斗提升配合, 整个排矸系统简单、运输连续顺畅、能力大、自动化程度高、占用人员少、效率高, 有效地减轻了副井提升的压力, 且排矸系统实现了从掘进工作面到地面矸石堆场的连续化运输。
2. 机房布置
副井井筒内一套1.5t双层四车双罐笼 (一宽一窄) 和一套9t双箕斗混合布置, 由于两种提升容器的装卸载方式不同, 因此箕斗与罐笼在井筒中采用垂直布置, 中间采用封闭板隔断。此种布置形式, 常规设计有两种方案:一是采用塔式提升机;二是采用落地式, 将两套提升设备分设在两个机房。
采用塔式提升机, 井塔施工周期长, 占用井口时间多, 考虑到副井对矿井建设工期影响较大, 越早投入使用越好, 设计推荐采用落地式提升机并使用两用钢井架。
落地式摩擦轮提升系统, 常规设计是将两组天轮上下分层布置, 本矿井罐笼与箕斗在井筒内采用垂直布置, 则需要将两台提升机分别布置在不同方位的两个提升机房内。若按常规设计, 存在如下问题:
(1) 占用工广面积大;
(2) 天轮布置在四个不同的标高, 井架高度高;
(3) 两个机房投资高, 且不便于设备的管理及维护。
因工业场地受限, 副井东西侧进出车, 南侧布置生活福利联合建筑, 仅北侧有布置提升机房空间, 没有条件按常规设计成两个提升机房。设计打破惯例, 将两套提升设备布置的同一个机房, 其中双箕斗的首绳悬挂“一”字型布置, 相对应的两组天轮采用同层平行并列布置形式。通过创新, 解决了因工广位置受限带来的技术难题, 减少了占地面积。
三、主要技术创新点
1. 副井井筒内同时布置罐笼和矸石箕斗, 减少了井筒数目, 缩小了井筒直径, 节省了大量的投资和工期, 在国内煤炭行业为首例。
2. 将井筒内垂直布置的罐笼和箕斗的两台提升机布置在一个机房内, 布置紧凑, 节省了工业场地占地面积。其中箕斗的φ3×4提升机的两组多绳天轮做平行并列布置, 在国内无论是煤炭, 还是有色、冶金等矿山, 均属第一例。
3. 井下矸石采用胶带机运输, 与箕斗提升配合, 实现了矸石从井下掘进工作面到地面矸石堆场的连续运输, 整个排矸系统运输能力大, 自动化程度高, 占用人员少, 为矿井采场接替和瓦斯治理创造了良好条件, 有利于矿井安全和持续高产稳产。
设计通过创新, 缩小了井筒直径, 节约了工广用地, 减少了提升机房, 降低了井架高度, 共计节省投资约2600万元。
四、应用情况及社会效益
项目自投入使用以来, 系统运行正常, 深受用户好评。经现场实际测量, 箕斗每小时提升矸石237吨, 年提升矸石量125万吨, 双罐笼最大班作业时间2.3h, 完全满足设计生产能力要求。
该提升系统两项创新, 国内首创, 并为今后深部矿井开采矸石率大, 辅助作业量大的矿井设计提供了成功的范例。
参考文献
[1]董金存, 李玉瑾, 周建荣.屯留煤矿副立井提升系统[J].煤炭工程, 2004.
母语辅助教学提高课堂效率 第7篇
一、母语辅助英语教学的有利因素
第一,有利于缩小差距。学生个体间的差异较大,这就导致学生之间的英语水平存在一定的差距。虽然大部分学生是从三年级开始接触英语,但是语数成绩较好的学生英语也学得比较好。主要原因在于学生的学习态度和学习方法之差。一些不爱学习语数的学生,对英语学习也没有兴趣。第二,能较好地利用有限的课堂时间。每个班至少有35名学生,要想在40分钟的课堂上让每个学生都有机会说英语不大切合实际。在有限的课堂时间里,积极的学生更受教师的注意,这就在无形中给了优生开口的机会,学生的优差之分也越来越明显。第三,有利于掌握词汇。学生所掌握的词汇量有限,用全英文来授课学生未必都能听得懂,教师还要花费大量时间来解释,而且容易使部分学生产生畏难情绪,让他们对英语失去信心。第四,有利于教师教学。全英文的课堂教学要求教师自身的专业素养较强,但是大部分教师的英语专业水平还有待提高,如果学生接触不地道的英语,反而会给他们的英语学习带来不必要的负面影响。
二、母语在英语教学中的作用
1. 可以利用母语开展游戏活动。
课堂小游戏等活动内容是学生最喜欢的,在活动中学生性格、思想活跃,学生对游戏、竞赛类的活动很感兴趣,所以课堂上经常采用这些方式来活跃课堂气氛,帮助学生学习知识。用母语来讲解游戏规则,学生能够很快明白。如在进行找卡片的游戏时,教师告诉学生只要同学离卡片越近,声音就越大,反之就越小。学生就能懂得游戏该怎么玩。如果教师通过英文来描述游戏,那么很多学生就不能理解游戏规则反而失去兴致,而且占用了课堂时间,所以,使用母语来解释游戏规则可以节约课堂时间,让学生有更多的时间进行练习,而且在下次玩此类游戏时,只需说出游戏名称,学生就懂得怎么玩,更有效地提高课堂效率。
2. 可以利用母语高效学习语音。
由于学生对英语的语音规则不了解,他们常常会运用汉语拼音来对比衡量,甚至用汉字来注音。所以,教师应针对学习者倾向于用汉语拼音来学习英语语音这一特点,有意识地进行比较分析,找出它们之间的相似或不同之处,进行区别教学。很多学生在读单词或句子时,会用汉语拼音或汉字作为英语读音的注释,当然,这是学生在没有接触音标的前提之下,这在英语学习中是不可取的,但也不能否认汉语在英语语音方面的正面作用。在英语语音的学习中,会发现24个辅音中的6个爆破音/p/、/b/、/t/、/d/、/k/、/g/与汉语拼音中的p、b、t、k、g发音有相似之处。所以,在教学这6个爆破音时,可以让学生结合汉语拼音中的发音来掌握,比较英汉发音的异同,会更有利于学生准确、牢固地掌握英语发音。同样,在英语的元音中,/i/、/u/与汉语中的i、u发音也相似。但作为教师,要特别注意帮助学生区别其不同的地方,如,/e/不可以读成汉语拼音的e音;/ai/也不是汉语中的ai音等,让学生在区别两种语言不同发音的同时发现它们的相同之处,会更有利于学生掌握标准的英语发音。
3. 可以利用母语强调语法的运用。
如主语和be动词的搭配,学生对课堂上经常操练的句子已经熟练了,可是在作业中,就出现主语和be动词混搭的现象,如“I is Wang Tao.”,“They is my father and my mother.”等。这也表明学生在课堂操练过程中并未注意到be动词的使用是有规则的,不能乱用,要让学生对be动词的用法有整体的理解。若能对be动词的用法直接用汉语加以强调,学生在课堂操练中就会带有这种意识,效果会更好,而且在平时练习中会减少这类错误的出现。
4. 可以利用母语介绍西方文化。
新课标强调英语教学要培养学生的跨文化意识。如教完问年龄的句型“How old are you?”后,可以告诉学生西方人比较忌讳对方询问自己的年龄。教学表示颜色的单词,可以用母语解释一些颜色词汇的特殊含义,如blue可以表示一个人心情忧郁。此外,一些颜色词汇有不同的意思,如black tea指的是“红茶”而非“黑茶”,这些知识点用母语直接告诉学生,学生既觉得有意思,对此印象深刻,同时又了解了英语词汇的特殊用法。类似这些内容用母语向学生介绍更能激起他们的学习兴趣,还能增加对西方文化的了解。
第三代自动泊车辅助系统 第8篇
PLA 2.0功能主要包括泊车辅助功能 (泊车距离控制功能) 和自动泊车辅助功能 (即泊车过程的自动转向功能) 。要实现自动泊车这样一个复杂的功能, 需要车辆的八个子系统协同工作。下面是PLA2.0系统示意图 (如图1所示) 。
PLA2.0由以下器件组成:PLA系统控制单元 (J791) 、PLA按键 (E581) 、超声波传感器12个、系统警告蜂鸣器2个等。PLA2.0要完成自动泊车还需要其他关键的系统协助才能实现:电控机械式助力转向系统、制动系统、ABS、发动机和变速箱管理系统等。PLA2.0其中核心部件有以下几点。
1.1 PLA控制单元J791
它通过动力CAN总线与其他控制单元通讯以获得相关数据, 包括:ESP控制单元提供车速、行驶方向, 方向盘的转向角度, 坡路保持控制防止在泊车时溜车以及仪表控制单元负责信息显示, 提供自诊断功能等。
1.2 传感器
PLA2.0的传感器分为PLA传感器和泊车辅助系统传感器两类, 它们均是超声波传感器。
PL A传感器用于探测泊车位, 共有四个, 前后保险杠两侧各装一个。其中前保险杠两侧的传感器, 除了用于测量可用的泊车位, 还用于在泊车过程中监测与旁边停泊车辆或障碍物的侧边距离, 信号还会影响到驶过角的计算。而后保险杠两侧的传感器输出的信号一方面用于测量在垂直泊车时泊车位的实际宽度和位置, 同时还用来评价车辆是否停入泊车位的正中间, 以及用于监测在泊车过程中与侧边障碍物的距离。
泊车辅助系统传感器共有8个, 前后各4个, 均安装在前、后保险杠的塑料外板上。它们的位置布局使信号的覆盖范围产生少许重叠, 所以不存在任何障碍物探测死角。这类传感器的信号被用来控制泊车距离, 也用于实现自动转向功能。两种功能都需要通过测量车辆之间的距离以及车辆与其他物体之间的距离来实现, 只要有一个传感器损坏, 即会导致整个系统失灵。
2 功能与操作
2.1 测量泊车位长度和激活PLA2.0系统
PLA 2.0在向驾驶员提供转向帮助之前, 必须先对泊车位进行测量, 并识别车辆相对于泊车位的位置。即使系统未开启, 车前后超声波传感器仍保持工作状态。在车辆前行过程中, 当车速低于40km/h (平行泊车位) 或低于20km/h (垂直泊车位) 时, 两个位于车前端的传感器便会测量车两侧所有可停入的泊车位。
每次进行泊车过程前都需要通过按键E581 (如图1所示) 来启动PLA 2.0。亮起的PLA2.0指示灯K241表示系统已开启。组合仪表显示器上可能会显示已存在存储器里的泊车位, 也可能还未确认和保存任何泊车位。然后就会要求驾驶员继续行驶。当启动后, 在组合仪表显示屏上会出现提示:“请打开转向灯, 挂入倒车档”。当车速在40~50km/h之间 (针对平行泊车位) 或20~50km之间 (针对垂直泊车位) 时, PLA切换至被动模式 (待机模式) 则系统不会被激活, 同时仪表上会提示“车速过高”。
2.2 入位操作
在测量到合适的泊车位且确定车辆位置恰当后, 便可以开始进行泊车。在驾驶员开始进行自动泊车之前, 必须先挂入倒车档, 并在静止约0.5s后开动车辆。静止时间是指从挂入倒车档后到车辆真正开动的时间。在这段时间里, 所有相关系统都会启动, 并开始计算行驶路线。在自动泊车过程中无需驾驶员操控方向盘。由PLA来控制对方向的操作, 并按照计算好的行驶路线驶入泊车位。在多次移车入位的过程中, 驾驶员可以在组合仪表显示屏上看到前行或后退的操作提示。位于后部的两个轮速传感器G44和G46可以识别车辆是在前行还是后退。此外, 在倒车过程中还将额外用到8个泊车辅助系统传感器和4个侧面PLA传感器来监控距离。当泊车过程结束后, 组合仪表显示屏会提示自动转向辅助已完成。如果在自动泊车过程中识别到车辆所处位置有危险情况, 或驾驶员介入了方向盘控制, 自动泊车就会中止。
摘要:第三代PLA是一种通过探测车辆周围环境信息来找到合适的泊车位, 从而控制车辆的转向、速度, 使得车辆能够自主驶入泊车位的系统。自动泊车系统提高了车辆的智能化水平和安全性, 进一步降低了新手司机驾驶车辆的难度, 也为将来实现车辆的自动驾驶打下基础。
井下辅助运输系统应用研究 第9篇
井下辅助运输是指煤炭生产过程中除煤炭运输外的其它所有运输活动, 包含人员、设备、废弃矸石、施工材料等的运输, 是井下运输系统的重要构成部分[1,2]。目前, 国内各大矿区随着采矿技术不断发展, 井下辅助运输系统也先后经历了小绞车、无极绳、卡轨车、连续牵引车和无轨胶轮车的演变。但受限于不同矿区煤炭赋存条件的差异和运输方式的局限, 井下辅助运输的高效快速开展始终无法有效解决[3]。鉴于此, 结合矿井实际, 通过对不同辅助运输方案的比较优化, 选择最适宜的辅助运输方案, 希望成为矿井高效生产开展的保障。
1 工程概述
A矿井田面积190 km2, 地处华北地区山西地层, 矿井整体为单斜构造, 倾角5°。矿井范围内共有含煤地层5层, 总厚15.2 m, 可采煤层共两层, 分别为3#煤和9#煤, 其中3#煤层为矿井首采煤层, 煤层厚度3.5 m~6.9m, 均厚5.2 m, 倾角8°~15°, 整体厚度变化均匀, 结构简单, 局部含有少量夹矸, 上部直接顶为厚5 m的粉砂岩, 下部直接底为厚3.4 m的泥岩。回采作业时, 井下正常涌水量为320 m3/h, 最大涌水量450 m3/h。
2 井下辅助运输系统选择原则
井下辅助运输系统应当在充分满足井下地质状况及巷道限制的同时实现井下作业人员、设备、原材料快速高效运输, 这就使得单一化的井下辅助运输方式无法满足实际需求。因此, A矿在井下辅助运输系统的设置上充分结合井下地势平缓、高瓦斯、需风量大等特点, 考虑矿井能够实现分区开拓与分区提升, 兼顾后期井下开拓生产需求 (向斜两翼采区倾角大, 煤层开采不具备无轨运输条件) , 整个矿井辅助运输选择以轨道作为基础的方法[4,5]。
3 辅助运输方案比选
依据矿井最大运输载重、煤层倾角、巷道布置等因素, 兼顾初期建设投资需求和后期生产建设需求及当前辅助运输技术发展趋势, 在保证运输便捷、系统简化等原则下, 提出下述三种辅助运输方案:
a) 方案一, 连续牵引车运输为主。这一方案在井下水平大巷和井底车场间选用电机车进行牵引, 倾斜大巷同采区巷道选用连续牵引车牵引, 采区巷道与回采面间采用调度绞车进行调运。同时还需在进风大巷与采面巷道间布设架空乘人器进行人员运输。该方案整体成本低, 消耗少, 但在后期生产作业时人员与材料运输耗时长, 效率低下, 且所需人员较多[6];
b) 方案二, 单轨吊运输为主。这一方案除井下水平大巷和井底车场间选用电机车进行牵引, 增设单轨吊运输装置及人车存放硐室, 同时在轨道大巷与辅助运输巷到采区间布设四套单轨吊。日常作业时, 每个采区使用一套单轨吊进行设备与材料运输;搬家倒面作业时则将两套单轨吊集中于一个采区使用。该方案不仅可以达成井下设备、施工材料的持续运输, 同时单轨吊系统能够伸入待布设的工作面内, 从而缩减回采面搬家倒面及设备安装耗时。不过, 由于通过单轨吊进行人员运输, 耗时过长, 因此该方案也需在进风大巷与采面巷道间布设架空乘人器进行人员运输。整体而言, 这一方案涉及装备种类少, 系统衔接便捷, 但投资成本较大, 运输速度低, 且运输量小, 对不同地质状况适应性差;
c) 方案三, 连续牵引车+单轨吊混合运输。综合考量单轨吊分岔巷道运行便利, 连续牵引车分段运输能力强, 结合二者优势, 在井下大巷内布设双轨并分段安装连续牵引车, 同时在采区巷道内布设吊轨, 并安装四套单轨吊进行巷道内设备物料运输。人员运输则通过布设架空乘人器进行。该方案虽然涉及设备类型多, 初期投资大, 但系统衔接方便, 且运输能力强, 适应能力高[7,8]。
表1、表2、表3分别为辅助系统运输方案对比表和初期投资对比表。
4 辅助运输方案选择
对比分析可知, 以单吊轨为主进行运输, 虽便于作业面设备的安装与搬移, 但由于其运输量小, 不利于物料运输, 且投资成本较高;以连续牵引车为主进行运输, 具备系统设置简单, 运输能力强, 便于后期维护且投资小等诸多优点。此外, 矿井西翼具备进行分区开拓与提升的条件, 大巷中连续牵引车接台数最多3台, 其缺陷并不明显。鉴于此, A矿适宜采取方案一进行辅助运输, 即井下水平大巷和井底车场间选用电机车进行牵引, 倾斜大巷同采区巷道选用连续牵引车牵引, 采区巷道与回采面间采用调度绞车进行调运。同时还需在进风大巷与采面巷道间布设架空乘人器进行人员运输。
5 结语
井下辅助运输方案种类极多, 每个方案各有其适用性与局限性, 因此在具体使用中, 矿井管理者应当组织专业人员, 在充分考虑自身实际情况的基础上, 选取一种或多种辅助运输方式进行井下运输, 在实现井下辅助运行高效开展的同时提升矿井经济效益, 为自身持续发展提供保障。
摘要:以井下辅助运输系统为对象, 结合矿井工程实际, 针对井下辅助运输系统的应用展开探究。在分析井下辅助运输系统选择原则的基础上, 通过方案比选优化, 选择出最适宜矿井实际的辅助运输方案, 并为其它矿井的辅助运输系统的选择提供借鉴与参考。
关键词:煤矿,辅助运输,方案比选,方案选择
参考文献
[1]王龙生.煤矿高效辅助运输成套系统研究与应用[J].煤炭科学技术, 2014 (9) :77-82.
[2]晏伟光.煤矿辅助运输方式选择探讨[J].煤矿机械, 2013 (3) :234-236.
[3]李瑞锋, 侯世占.象山矿井辅助运输系统改造方案设计[J].煤炭工程, 2013 (7) :7-8.
[4]王斌.煤矿无轨辅助运输设备的应用与发展趋势[J].煤矿机械, 2013 (8) :1-3.
[5]卢如意, 郭帅.矿井辅助运输系统现代化改造[J].煤矿机械, 2013 (10) :174-176.
[6]张立忠, 写义明, 罗志诚.我国煤矿井下辅助运输现状和技术改造途径[J].采矿技术, 2010 (S1) :118-120.
[7]刘海平.无轨辅助运输技术在老矿井应用的尝试[J].煤炭工程, 2012 (10) :43-44.
信息技术辅助高中数学课堂实验探究 第10篇
关键词:数学课堂模式、实验、多媒体、几何画板、3D Max、Excel
中图分类号:G633.6
数学新课标明确指出:现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术,要充分考虑多媒体、计算机软件对数学学习内容和方式的影响,大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。
一、辅助情景创设
扬·阿姆斯·夸美纽斯说过:“一切知识都是从感官开始的。”情境教学从教学的需要出发,依据教学目标创设以形象为主体、富有情感色彩的场景或氛围,吸引和激发学生主动学习热情,达到最佳教学效果。多媒体技术为情境的创设提供了广阔的空间,使知识不再以单一的文本形式来呈现,而是融入了声音、图片、影像的多种媒介,立体而生动。如实验1:《向量的加法运算及其几何意义》,笔者在课堂上先播放“马航MH370失联事件”新闻报道,机上100多同胞是生命牵动着亿万国人的心弦。配上声音、图片、动画模拟等立体化震撼的效果。学生立刻就被镇住,随后,老师从飞机模拟航线的几个节点引出向量加法及其意义:从A点出发到B点,再从B点突然掉头飞往C点,又由C点飞往最终失联的D点。用向量表示为加法: 。在信息技术的辅助下,迅速吸引学生,把向量加法及其意义形象地展示给学生,效果显著。这样的情境创设一定能进入到学生的心灵,体现情感教育目标。
二、辅助探究函数图像
函数图分析像是高中数学的一个重要的能力要求,对图像分析、处理能力直接影响着函数题的得分。掌握图像的作法及其变换规律是其中关键。几何画板的辅助有助于揭示变化过程。如实验2:《函数 的图像》,用一条线段长度来刻画数值A,通过伸缩线段长度得出不同的A值,观察对应函数 图像的变化,总结出振幅变换规律。(如图表1)
图表 1
同样方法总结出 、 引发的周期变换、相位变换。实验中整个变换过程由学生分组操作、探究总结、形成结论。实验效果:借助几何画板直观、动态地展示图像变换过程,通过探究过程体验,加深学生对图像变换规律的理解。创设一种 “做数学”的实验,使学生体验研究数学的方法,效果显著。
三、辅助剖析立体几何
立体几何旨在培养空间想象能力和空间思维、分析能力,向来都是高中数学的重难点。如何更形象、更全面的还原出立体几何模型,辅助学生观察分析,培养空间感和空间想象能力呢?信息技术为学生创建了友好的认知互动条件。如实验3:《三视图》中对于三棱锥ABCD,利用3D Max软件,引导学生从不同角度去观察几何体在各个平面上的投影,立体又形象。很容易得出答案。实验效果:相较于传统课堂,实验三借助3D Max建立了形象的立体模型,多元、动态的观察角度,显然更有助于培养空间感、激发学习热情。
四、輔助算法和统计分析
在概率、统计中,需要大量重复实验,统计、分析大量数据,总结规律。传统教学是直接给出数据和结论,学生被动接受。忽略了“实验—观察—总结”的体验过程。新课程作了明确调整,强调运用计算机软件辅助模拟实验和统计,给学生完整的过程体验。如实验4:《随机事件的概率》,抛骰子实验,用RANDBETWEEN(1,6)函数模拟随机出现的1至6内的整数,再FREQUENCY函数统计出现一点的次数,后算出频率。通过实验次数由5次逐渐增至2000次,得到模拟数据。最后统计出不同试验次数得出的频率散点图(如图表2),由学生观察表格和散点图可发现规律:随着实验次数的增加,频率逐渐趋向于某个常数(0.1666),进而得出概率。
图表 2
实验效果:1.模拟“2000次实验”是传统课堂所无法实现的;2.实验是学生在老师的指导下操作,既培养了动手探究能力又提高学习热情;3.实验使学生体验了严谨、完整的科学研究方法和过程,对培养科学态度和探究精神意义重大。
五、小结
新课程的背景下,信息技术辅助下的高中数学课堂展示了其强大的生命力与广阔的发展空间。有助于激发学生的学习兴趣,诱发学习动机,打破时间、空间限制,揭示研究的全过程,化静为动、化虚为实,使枯燥的知识趣味化,抽象的语言形象化,有利于学生加深对数学知识的理解和应用,使学生积极主动地去“做”数学,分享在“做”数学的乐趣。因此,促进信息技术“走进”高中数学课堂,对全面提高学生的学习能力,培养学生的综合素质,有着不可替代的作用。
参考文献:
[1]张思明 、王尚志.走进高中数学新课程[M]. 华东师范大学出版社. 2008-8
[2]阳靖然,董磊.信息技术环境下数学教学的几点看法.人教网http://www.pep.com.cn.
[3]白永潇,张思明.信息技术与数学教学整合的几点思考[J].信息技术教育,2005-4
[4]何克抗.信息技术与课程深层次整合理论[M].北京师范大学出版社. 2008-8
汽车侧方辅助安全系统设计 第11篇
当今社会, 随着经济的发展, 汽车作为快捷便利的交通工具, 已成为人们日常生活工作中密不可分的一部分。同时, 对于汽车安全性问题也逐渐成为人们关注的焦点。有关汽车安全性能的研究和新技术的应用也一直受到厂商的重视, 从最初的保险杠减振系统、乘客安全带系统、安全气囊到汽车碰撞试验、车轮防抱制动系统 (ABS) 、驱动防滑系统 (ASR) , 车辆稳定控制系统 (VSC) , 到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究, 这些都是出于车的安全性而设计的[1]。
然而, 由于现代社会生活节奏越来越快, 车上人员下车时由于匆忙, 往往忘记查看车后疾驰而来的车辆, 而后方车辆驾驶员又来不及对前方车辆人员的突然下车做出反应, 这造成了巨大的交通事故隐患。前方车辆下车人员可能被后方车辆撞伤, 后方车辆又有可能因为撞到车门或者紧急避让给车内人员造成巨大伤害, 特别是后方车辆为非机动车时, 驾驶人员所受的伤害更大。在这个情况下, 传统的被动安全技术难以保证车辆乘员的安全, 我们应使汽车能够采取主动措施, 避免在开车门时因为乘员的一时疏忽而造成意外。
1 汽车侧方辅助安全系统设计
由于该作品是汽车安全相关系统, 如果发生故障, 可能造成严重交通事故甚至人员伤亡, 因此对其可靠性要求比较高。在实际应用中, 该作品可以集成到车身控制系统 (BCM) 中, 减少ECU间的通讯, 提高系统的可靠性。另外, 根据ISO 26262 道路车辆功能安全标准的要求, 实现本系统安全生命周期内的功能安全管理是必要的。在硬件开发阶段, 采用硬件失效模型, 通过硬件冗余设计实现硬件的安全目标;在软件设计阶段, 采用基于ISO 26262 标准的V型开发模型和经该标准认证的软件开发工具链, 实现软件的安全目标;在系统集成和测试阶段, 采用潜在失效模式及后果分析 (FMEA) 方法, 对系统的安全目标进行验证。
汽车侧方辅助安全系统整体设计由超声波测距模块, 车速传感器, 控制模块和执行器等组成, 控制模块的ECU的车速信号可以通过CAN总线获取, 而BCM的车门开闭信号则通过LIN总线获取。系统具体运作如下:
(1) 控制模块通过CAN总线获得ECU中的车速信号, 若汽车处于车速为零, 控制模块通过LIN总线获取中控锁钥匙是否关闭, 若已关闭, 说明驾驶员已锁上车门离开车辆, 若开启则超声波测距模块开始测量后方车辆距离, 控制模块通过一定时间间隔测出的两次车距计算出后方车辆速度。一般城市内车辆车速低于60Km/h, 根据车速与刹车距离的关系, 选传感器最小监测范围为35m。
(2) 是否锁死车门和给予提示的判断分为两步:第一步, 控制模块根据超声波传感器所测的车距并计算后方车辆车速;第二步, 进行安全/危险判定。首先通过对车速度及安全距离的分析建立数学模型, 当后方车辆车距小于安全距离时, 执行器将会锁死车门, 显示锁死功能开启的LED灯亮。
(3) 当汽车在行驶中转向打转向灯时, ECU通过转向灯信号获取汽车的转向, 然后开启对应侧的测距传感器, 类似于泊车时的情形, 当后方车辆车距小于安全距离时, 提示后方有车的蜂鸣器响。
2 汽车安全距离计算模型
车辆刹车制动距离受到包括车辆速度, 道路情况, 驾驶员反应时间等各种因素的影响, 不同情况下将有一个不同的刹车制动距离。因此本系统首先通过超声波测距模块测得后方车辆车速, ECU通过车速查表获得保守的安全刹车距离, 以提升防御系统适应性。本系统安全刹车距离通过理论计算和经验数据求得。
2.1 模型建立条件
(1) 同一位驾驶员在同样的天气条件下行驶同一路段道路, 汽车工作状况良好, 没有超载以及故障; (2) 汽车在平直的道路上行驶, 驾驶员紧急刹车, 并且在刹车途中未转方向; (3) 汽车在驾驶员做出反应前做匀速直线运动; (4) 汽车在制动过程做匀减速直线运动, 汽车加速度a为常数, 只与该车型号有关, 制动力所做的功只等于汽车动能的损失; (5) 刹车距离采用反应距离与制动距离之和。
2.2 模型建立过程
根据条件 (2) 、 (3) , 汽车在驾驶员反应阶段做匀速直线运动, 可得反应距离:
根据条件 (4) , 加速度a是常数, 采用牛顿第二定律可得汽车制动力F=ma;再根据功能原理, 汽车制动力所做的功等于汽车动能的损失:Fd制动=mv2/2;即d制动=v2/2a。
令k=1/ (2a) , 可得出汽车制动距离:
最后, 根据条件 (5) , (2.1) 和 (2.2) 式, 可得汽车刹车距离为:
该式即为汽车刹车距离的数学模型。
2.3 模型求解过程
不同年龄驾驶员的反应时间t反应的数据为青年组1.281s, 中年组1.221s, 老年组1.372s。
研究汽车的制动距离时, 我们结合最小二乘法进行拟合。利用公式S=Σ (kv2-d制动) 2进行求解。
求解过程先对S求导可得:
令S'=0, 可求得k值:
课题组统计了十种不同型号汽车的实际最大制动距离值进行计算, 来求得k值。
其中两个汽车最大制动距离距离d″ (m) 分别为17.8m和13.3m, 车速v分别为16.667m/s和13.889m/s, 将这些数据进行求和。
将上面两组数据代入 (2.5) 式可得k=0.059。
所以本侧向主动防御系统安全距离计算公式为:
3 结束语