时间：2023-06-07 09:21:44
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇设计的基本原理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 054
[中图分类号] F273 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）01- 0091- 01
0 引 言
环境与经济从来都是群众重点关注的问题，特别是在社会经济快速发展的今天，人们对环境和资源保护逐渐重视起来，人们逐步发现，正确处理经济与资源环境的关系，对社会的稳定发展和进步有着重要作用。其中，节能减排是促进社会可持续发展的基本要求之一，机械设计应该遵循节能减排，促进社会发展。
1 机械设计节能基本理论
在机械设计中，机械设计人员对机械改革结构的组成形式进行优化，以降低能源损耗为目的，努力达到节能指标要求。在此过程中，机械设计人员努力将各个零件设施的配合优化为最理想模式，减轻机械使用间的磨损，延长机械设备使用手柄，进一步达到节能需求。此外，机械设计人员，在设计时，借助机械制图软件优化机械结构，同时利用一系列的公式计算，对机械使用后的节能指标进行计算分析，将大部分能源提供到机械设备运行阶段，将个零件受力形式进行科学安排，进一步将科学节能落到实处。
2 导致机械设计产生能源浪费的主要原因
（1）节能理念欠缺。受到传统机械设计观念的影响，大部分机械设计人员还是以提高机械设备生产力为主要目的，因此，设计人员在进行机械设备设计的过程中，首先主要考虑如何提高机械设备的运转速度和承载量，其次也是对机械设备的运行稳定性和可靠性进行考虑，对机械设备的节能设计考虑少之又少，有些设计人员甚至直接忽略了机械设备的节能性能。甚至，为了提高机械的生产力，有些设计人员枉顾设计的节能性能，反而将设计能耗提高，这对于社会的发展和进步有着消极作用。
（2）专业水平不高。由于大部分机械设计工作有专门设计人员进行操作，如果设计人员在只是理论方面故步自封，不愿与更随时代的发展，与时俱进，与先进的设计方式和设计理念相脱节，甚至抵触新的设计知识，导致机械设计滞后，无法实现节能。另外，还有很多设计人员忙于设计工作，没有对设备的使用情况进行深入了解，导致设计理论与实践相脱节，所设计出的机械设备无法与实际使用相符合，造成了大量的资源浪费。
（3）设计水平过低。由于受到现有技术水平的限制，有很多设计思想无法实现，及时进行勉强实现设计思想，也会造成机械设计成本增加，因此，受限于经济效益，大部分机械制造商并不会完全按照设计要求进行节能技术的引用。这就导致节能技术和节能理念只停留于表面，并没有真正的落到实处。
3 做好机械设计节能工作的措施
（1）采用环保材料，使用环保设备。为了明显减轻机械设备的整体重量，并以节能设计的方法高校应用于设备使用环节中，设计人员应该再用环保材料。首先，在设计前期，设计人员要充分应用节能环保材料，即材料应该具有绿色无污染、可回收等性能，从本质上保证设备的节能性能。①对电子系统进行精确化的控制。在机械设备中进行电子控制芯片植入，利用程序编写控制对设备各项数据进行控制，且通过电子技术，可以保证参数的情趣恶性，有助于帮助设备实现更理想的节能目的。同时，如果在芯片植入使用过程中，有设备需要进行控制功能的改变，通过电子系统可以优化解决该问题，使问题得到高效快速的解决。②注意对液压系统进行维护保养。液压系统在运行过程中，主要为设备提供运行所需压力。由于传统设计理念中，液压系统结构之间优化型欠缺，导致使用期间的液压系统容易产生泄漏问题，是设备所得到的压力不够，降低了使用效率。因此，设计人员应该重视这一问题，针对液压系统进行加密处理，将防渗漏问题作为解决重点，是定合理的清洁维修周期，对液压系统进行周期性周密检查。另外，对于液压系统中内存的杂质也要进行及时清洁。
关键词：声线追踪法； 虚声源法；声线束追踪法；有限元法
准确地预测房间的音质效果一直是建筑声学研究者追求的理想，谁不想在设计音乐厅图纸时就能听到她的声音效果呢？一百多年来，人们逐渐发现了一些物理指标，并揭示了它们与房间主观音质的关系，包括混响时间RT60、早期衰减时间EDT、脉冲声响应、清晰度指数等等。音质参量预估是室内声学设计的关键。目前，人们采用经典公式、缩尺比例模型、计算机模拟来预测这些参数。
室内声学的复杂性源于声音的波动性，任何一种模拟方法目前都不能获得绝对真实的结果。本文在参考研究国外计算机音质模拟文献的基础上，对室内声学的主要模拟方法进行汇编和总结，以便深入地了解计算机辅助建筑声学设计的基本原理、适用性和局限性。
1、比例缩尺模型模拟和计算机声场模拟
自塞宾时代起，比例缩尺模型就在室内声学中获得应用，但模型比较简单，无法得到定量结果。20世纪60年代，模拟理论、测试技术等逐渐发展完善，进行大量研究和实践后，比例模型在客观指标的测量方面已经基本达到了实用化。现在，声源、麦克风、模拟声学材料已经可以和实物对应，仪器的频带也扩展了，在模拟混响时间、声压级分布、脉冲响应等常用指标已经达到实用的精度。
比例模型的原理是相似性原理，根据库特鲁夫的推导，对于1:10的模型来讲，房间尺度缩小10倍后，如果波长同样缩短10倍，即频率提高10倍时，若模型界面上的吸声系数与实际相同，那么对应位置的声压级参量不变，时间参量缩短10倍。如10倍频率的混响时间为实际频率混响时间的1/10。然而，很难依靠物理的手段完全满足相似性的要求。空气吸收、表面吸收相似性的处理是保证模拟测量精度的关键。比例模型是现阶段所知唯一能够较好模拟室内声场波动特性的实用方法，可是由于模型制作成本较高、需要利用充氮气或干燥空气法降低高频空气吸收、模拟材料吸声特性难于控制的因素，这种方法存在很大的局限性。
随着软件技术的发展，使用计算机进行声场的模拟研究成为现实。从数学的观点来看，声音的传播由波动方程，即由Helmholtz 方程所描述。理论上，从声源到接收点的声脉冲响应可以通过求解波动方程来获得。但是，当室内几何结构和界面声学属性非常复杂时，人们根本无法获得精确的方程形式和边界条件，也不能得到有价值的解析解。如果对方程进行简化处理，所得到的结果极不精确，不能实用，完全利用波动方程通过计算机求解室内声场是不可行的。实用角度讲，使用几何声学的声线追踪法和镜像虚声源法，通过计算机程序可以获得具有一定参考程度的房间声学参数。但由于忽略了声音的波动特性，处理高频声和近次反射声效果较好，模拟声场全部信息尚有很大不足。近年来，使用基于有限元理论的方法模拟声音的高阶波动特性，在低频模拟上获得了一些进展。
2、几何声学模拟方法
几何声学模拟方法借鉴几何光学理论，假设声音沿直线传播，并忽略其波动特性，通过计算声音传播中能量的变化及反射到达的区域进行声场模拟。由于模拟精度不高，而且高阶反射和衍射的计算量巨大，因此，大多数情况是使用几何方法计算早期反射，而使用统计模型来计算后期混响。
2.1 声线追踪方法
《英语教师需要学习的英语教学基本原理》学习心得体会
近期我有幸聆听了程晓堂教授关于英语教师需要学习的英语教学基本原理的讲座。程教授先从“为什么谈英语教学基本这个话题”出发，分析了英语教师学习英语教学基本原理的必要性，包括教学设计与实施存在很多问题，教师正在逐步改善课堂教学方法，但是由于缺乏理论指导，很多教学活动设计的不够合理等等。
程教授强调，课堂活动设计要符合真实性。程教授举了大量的教学案例，涵盖了课前预习、课中学习、课堂练习以及课后作业。其中一个是复述故事，向憨豆先生介绍空城计这个故事。案例中教师设计的是：Mr Bean will come to our school next week. What will you introduce the story to him? 程教授的问题是，憨豆先生下周是不是真的会来，学生是否会相信，这样的设计符合实际吗？这个案例可以改成：向憨豆先生介绍空城计这个故事。另一个案例，教师给学生播放黄山的视频，T: Where is Huangshan?S1: It’s raining.这个案例主要说明问题设置要跟视频内容相关，否则就是在做无用功。这些案例都说明语言使用要有真实性，不能忽略什么时候适合用这样的语言，怎样运用这些语言，不能为了用语言而使用语言，应该让语言发挥它交际的功能。
接下来程教授又列举了教学理念与方法的误区，主要原因在于教师未能遵守或体现外语教学的基本原理，要求教师做任何事情尤其是教学上都要遵守客观规律，要勤思考，多钻研，在理论的指导下进行创新。
最后，程教授用了大量的时间来讲解英语教学的基本原理，其中包括了很多专业词汇和专业著作。这些原理有：交际语言教学(CLT)、基于语篇的语言教学、内容与语言融合的语言学习（CLIL）、任务型语言教学（TBLT）、交际语言教学等。这些原理乍一听晦涩难懂，但是经过程教授列举案例以及细致讲解，这些原理也会变得通俗易懂，而且具有实用性。
程教授的讲座让我受益匪浅。听完后我发现讲座中提出的这些问题恰好是我在课堂中也会出现的错误，尤其是活动设计真实有效。有的时候课堂活动的设计真的只是为了新颖而新颖，忽略了是否符合学生的学习实际。在以后的教学中，我要在课堂上积极灵活地运用今天所学到的这些英语教学的基本原理，力争让语言成为一种交际的工具，让学生真正做到学完后会运用语言，避免出现为了使用语言而使用语言。
1新形势下决定了“原理”课推进研究性教学的必要性
长期以来，对“原理”课的教学更多的是采用灌输的教学模式。与其他三门公共政治理论课相比，它是对基本原理的阐发和系统传授，因而理论性更强，因此，在多年的教学改革中，教师在教学中仍然是遵守传统的“理论”必须通过灌输才能帮助学生掌握的观念，对推开实施教师讲授与学生自主学习研讨的研究性教学存有顾虑，唯恐教学中“出乱子”，学生对基本原理“生质疑”。在教学方法改革创新上一直裹足不前。实践表明，在新的形势下，固守这种传统的灌输式教学方法，不思改革创新，就难以提高教学的针对性和实效性，也难以实现课程教学的目标。而研究性教学具有自主性、开放性、协作性、实践性[2]的特点，要求“原理”课在实施研究性教学中力求做到与学生的思想实际和社会现实为相结合，以问题导向为切入口，以教师教学设计方案为纲领，以教师讲授和引导学生自主学习研讨为基本教学方式，结合社会实际和思想实际，帮助学生掌握基本理论、原理及在当代的新发展，提高思考能力、学习能力、分析问题和解决问题的能力，从而充分体现课程的双重属性。通过研究性教学，调动学生自主学习研讨的积极性，可提升学生学习的兴趣，实现“要我学”向“我要学”的转变，教学的效果才能真正得到体现，因此，在“原理”课大胆开展研究性教学，努力探索多种有效的教学方法，实现课堂高于教材、学生享受教学过程的目标，必将改变“原理”课原有的教学状况，有助于增强思想政治理论课教育的整体实效性。
2“原理”课研究性教学方法举要
“原理”课积极推进研究性教学，目的是要调动教与学两个方面的积极性，实现教与学的双向交流互动，使较为抽象的理论与鲜活的现实相结合，体现基本原理的生命力、重大的理论价值和现实指导意义。研究性教学的方法根据不同课程的特点可采用不同的方法，典型的教学方法一般包括“案例教学、基于问题解决的学习、基于问题的学习”等[3]。根据教学改革的方向和推进研究性教学的趋势“，原理”课研究性教学可综合采取以下方法。
2.1问题导入法
问题导入法是紧密结合学生思想实际、社会实际和社会热点问题，一般以学生比较关注或感到困惑的问题作为切入口，提出问题，由学生进行思考、讨论后进行回答，最后由教师给予正确答案的教学方法。运用此教学方法，教师应鼓励学生大胆思考，并尽可能让学生将思想充分表达出来，对于学生的模糊认识甚至是错误的认识不是急于批评，而是要紧密结合教学内容所阐发的基本原理，结合学生独立思考得出的结论，进行理论与实践相结合的科学分析，帮助学生解决思想上的困惑，得出正确的结论。问题导入法要取得成效，关键在于教师问题的设计要有普遍性、现实性和针对性，能引起学生的兴趣和共鸣，能引发学生的思考，调动学生自觉自主参与教学过程的积极性，从而使教学活动变得生动有趣，使抽象的书本知识易于被学生理解，达到提高教学效果的目的。这一方法，对于“原理”课有着特殊的作用，因为该课程主要阐述基本原理，如就教师在讲台上灌输，显得空洞抽象，不易被学生接受。而通过问题导入法，可使抽象的理论与丰富的现实和学生思想实际紧密结合，理论联系实际，让学生真切感受到基本理论的魅力。
2.2视频教学法
视频教学法是教师根据教学内容选取相关的教学视频，在播放前教师明确主题，在结束后组织学生结合相关原理进行讨论的一种直观教学方法。该教学方法一般在讲授相关原理后采用，可以帮助学生较好地理解教学内容，巩固所学基本原理和知识。“原理”课可选择的教学视频资源丰富，如导论部分可选取“的诞生”，哲学部分关于认识部分可论选取大学生辩论赛视频“真理越辩越明”，经济学部分结合劳动价值论可选取中央电视台的财经节目“财富人生”，结合剩余价值理论可选取中央电视台的“赢在中国”，资本积累、资本的循环与周转可选取中央电视台“对话”节目“跌倒的巨人能否站起———史玉柱”，帝国主义部分结合垄断的产生、发展与本质，可选取中央电视台的世界历史节目“资本主义向垄断过渡”等，教学实践证明，视频教学法能使学生能结合基本原理与视频资料引起思考，从而使理论教学与历史、社会现实紧密结合，引发学生的学习兴趣和对社会实践的关注，并有效解决教学内容多和课时不足的矛盾，提高教学效果。
2.3案例教学法
案例教学法，是最常用的教学方法，在一般的课程教学中都会采用。在“原理”课中运用此方法，教师应根据教学内容和需学生把握的基本原理，精心选择相关案例，并通过提供相关的背景资料，进行讨论方案设计，也可与视频教学法结合应用，借助教学视频案例，由学生进行讨论，或以小论文的形式，通过运用相关原理进行分析研讨。案例教学法的目的在于通过案例的讨论与分析，从理论与实际相结合的视角，强化学生对基本原理的掌握和理解，提升教学的针对性和实效性。比如，为了帮助学生正确认识解放思想、实事求是、一切从实际出发，是的精髓，可选用江苏省江阴市华西村在吴仁宝书记的带领下全体村民努力奋斗实现共同富裕的典型案例，华西村几十年如一日，始终坚持社会主义本质要求，把的基本原理和本地实际相结合，解放思想、实事求是，走出了一条具有自身发展特色的社会主义新农村建设之路，是认识论和党的思想路线的统一、是认识和实践相统一的生动体现。
2.4辩论法
辩论法在研究性教学中的运用并取得成效，辩题的选择和设计是关键，掌控辩论过程，并加以指导和合理组织是保证。“原理”课研究性教学采用此方法，对于学生科学全面掌握教学内容中的相关基本原理和理论有着其他方法不可替代的作用。在具体方法上，可视教学班的组合方式而定，如果是合班上课，可以自然班为单位组成正方反方，如是自然班上班，则可以小组为单位组成正方反方，评委可由教师、助教、或学生代表担当。通过辩论双方的发言和总结，由评委打分。打分不是目的，关键是教师要根据教学内容和教学目的，结合学生在辩论中表达的认识和思想实际，给予正确的引导并得出科学的结论。这种方法，要求学生在课前查阅大量的资料和自学相关原著，并结合教材内容撰写发言提纲，因而，有利于促进学生自主学习，提高思维和应变能力，深化对基本原理和基本理论的把握，从而达到预期的教学目标。
2.5学生讲课、教师总结提高法
【关键词】 高考复习；化学实验；应对策略
化学实验题最能考查学生的思维、表达、探究等各方面的综合能力。2009年高考课改卷更加注重对化学实验的考查，突出了实验在学科中的地位。新课改2009年高考化学大纲强调了对实验能力和实践能力的考查，这将更有利于推进中学素质教育的实施。
结合近几年的高考实验试题特点以及发展趋势，本文就高考化学实验专题复习提出一些建议。
一、准确掌握化学实验基本技能
高考化学实验题中既有常见仪器的规格和使用，又有正确操作的了解和错误操作的辨别，着重考查考生的实验基本操作技能。
1.熟悉常用仪器
熟练掌握化学实验中常用仪器的结构、用途是提高实验答题能力的必备的基础。在复习时，建议让学生接触感受这些常用仪器，掌握这些常有仪器的名称，结构，规格，用法及用途。
2.掌握基本操作
基本的实验操作有药品的取用、仪器的洗涤、试纸的使用、试剂的存放、物质的分离和提纯、物质的检验与鉴别等。对化学实验基本操作的复习，最好让学生亲自动手做。设置不同的实验情景，积极疏导，大胆动手，多向思考，仔细观察，认真记录，做好实验基本操作。有助于全面提高学生的基础实验能力。
二、认真分析课本实验基本原理
近几年高考实验试题倾向于回归教材，体现了来源于教材又高于教材的特点。问题多围绕教材实验展开，如基本操作，变换原理，方法，角度等进行命题，增强教材实验的开发、迁移、考查学生对实验的掌握情况。这就要求学生在复习实验时要多问是什么（即实验目的）？（即实验原理）为什么？怎么做（即实验步骤）？不这样会产生什么结果（即实验拓展）？尤其要重视课本实验，认真做好课本上的演示实验和学生实验，认真分析实验原理，掌握典型的实验装置和原理，并进行相应的挖掘和提升。
三、注意培养创新意识和能力
应用性和开放性试题已成为高考试题的新热点，其重点在于考查学生的创新精神。复习时要在实验原理、实验目的、实验步骤、实验方案以及实验方案的评价上做文章。教师应引导学生改进、完善、拓展教材实验，增强实验的探索性、综合性，使之更贴近对实际问题的解决，培养学生的创新能力。
“在化学科学的研究中，科学、合理、周密、巧妙的实验设计，往往能导致化学科学的重大发现。”化学实验设计也成为对学生各项能力进行综合测试最好的方法，近年高考实验方案设计题受到命题专家的青睐，逐渐成为考查的重点。[2]实验设计是指实验者在实施实验之前，依据一定的实验目的和要求，运用有关的知识与技能，对实验的仪器、装置、步骤和方法等在头脑中所进行的一种规划。在复习过程中，教师要引导学生综合运用所学知识，帮助其认识实验设计的基本原理，了解实验设计的一般思路和方法，再评价和优化，以提高学生的实验设计水平，强化创新能力。
四、加强习题选编、训练和讲评
综合实验题属于能力考查题，能有效地考查学生的观察能力、思维能力、实验能力。其命题思路是依据化学实验本身具有很强的包容性和兼容性的特点，将化学实验的考查与化学其他板块的知识甚至是其他学科的知识、方法等有机地结合，实现学科知识的综合考查，考查的内容可以是元素及其化合物的有关知识，也可以是化学基本原理的有关知识，同时包括实验基本原理和基本技能。在复习过程中，教师要通过精心研究、分析、比较、筛选，把一些有针对性和代表性的典型习题进行整理，有计划、分阶段地进行训练。让学生了解这些试题的主要类型、功能和特点，掌握典型题目的解题思路、方法、技巧、步骤及注意事项，进行强化训练，增强他们的题型意识。要学生明白高考实验考什么、怎样考、只有学生对实验题的功能，考查范围、考查特点弄清楚、才能理顺解答实验题的思路。引导学生在分析典型综合实验题的过程中积累经验，达到知识与能力相结合，真正提高实战能力。
随着社会经济的快速发展，在目前的企业生产中，存在着大量的环境污染问题，这对城市环境的整体健康发展，有着极大的影响。因此需要研发人员在进行机械设计的时候，从环保节能的角度出发，设计出具有节能效果的机械产品，进而促进城市环境质量的不断提高。基于此，本文对目前机械设计中的节能原理进行了研究，之后分析其节能机械的应用。
关键词：
机械设计；节能；原理；应用
0引言
在目前社会发展的大环境下，在使用机械产品的时候，更加重视其节能效果，以此来有效的避免其在生产使用的过程中，对于环境造成的巨大破坏，以及对于能源造成的巨大消耗。对机械进行节能设计，需要相关的研究人员按照国家环保节能的各项标准，合理利用节能原理，进行机械设计，以此有效的实现降低生产成本，减少能源浪费，降低环境污染的目的，促进企业可以获得最大化的经济效益。
1机械设计节能基本原理
机械产品，在进生产的过程中，其进行的能源消耗功率，主要是通过工作中的有效功率，以及损失掉的功率，来具体表现的。通过两种功率的和数，可以将其具体的消耗功率，使用公式来表示：NM=NSF+NCF+NR+dTdt。在这个公式中，其中的NM表示的是在运行过程中，其全部的功率情况；其中的NSF表示在其他的作用力之下，其设备出现做功，之后出现的功率情况；其中的NCF则表示的是设备运行中的有势力，进行做功之后，出现的功率；NR可以用来表示设备生产中出现的无功功率；最后是dTdt，其动能出现变化的功率情况。使用该公式，其具体的节能设计，可以从以下三个方面进行。首先，根据机械设备的势能，进行设备的节能。机械设备在实际的运行过程中，其势能也会发生相应的变化，当其发生变化的时候，该部分的势能，将不会发挥出生产的作用，因此在进行节能设计的时候，需要将该部分的势能，进行有效的转化，并将其发生变化的范围，进行相应的缩小，继而使得势能消耗功能，可以最大化的实现降低，以此避免能源的浪费情况。其次，是针对其设备的动能，进行的节能设计。设备在生产的过程中，有着较多的因素，对其动能产生巨大的影响，进而使其消耗的功率数不断升高，造成能源的浪费。因此在节能设计时候，需要注意机械生产的摩擦力，控制其制动力，进而促进其节能作业。最后，需要对设备的消耗功率，进行有效的降低。机械设备在进行生产的过程中，将会产生较多的无用的功率，可以在节能理念的指导下，对该部分的功率，进行合理的降低，进而实现节能的目的[1]。
2基于节能基本原理的机械设计应用研究
2.1在加工机械设备中的应用
加工企业在使用机械设备，进行生产的时候，其轴承出现的变化，会对产品的质量，产生一定的影响，因此需要使用节能原理，对其设备进行设计。可以在设备中，添加飞轮，以此借助轮巨大的转动惯量，实现对其轴承变化情况的控制，进而使得机械设备可以减少其能源消耗的功率，进而促进其机械设备运转过程中，各项功率变化的差值数的均衡化，最终实现设备的降耗节能[2]。
2.2在升降机械设备中的应用
升降机械设备运行的时候，通常会借助于大量的能源，来实现设备的有效运转，因此其对于能源的需求量较大，其造成的能源浪费情况也较为严重，因此需要对其进行节能设计，以此来显著的降低消耗的情况。升降机，在运转的时候，其消耗的功率，主要体现在货物的上下运输上面。在此压力的驱使下，使得升降机可以实现有效的运转。因此针对升降机的节能设计，需要对其具体的结构，进行优化设计，进而实现节能。同时，其使用的材料也需要配合其运行结构的设计，并且需要使用电子控制系统，来对升降机，进行科学的控制，并对其运行的全过程，进行监督管理，以此实现节能的效果，并且可以保证使用人员的人身安全[3]。
2.3在大型压路机机械设备中的应用
大型压路机设备，其在运行的过程中，轮子表面会发生较大的变化，导致设备运行中，对于能源的消耗需求量较大。这主要是在进行轮子表面设计的时候，并未根据周期函数，进行科学的设计，因此导致其在实际运行中，会在大范围内出现变化。因此，对其设备进行节能设计的时候，需要对其轮子的势能，进行相应的缩小，并将其控制在一个较小的区间中，以此来实现节能的目的。
3结束语
企业在进行设计生产的过程中，对其使用的机械产品，进行节能设计，可以有效的改善以往机械产品生产中造成的巨大环境污染、资源浪费情况，同时也可以显著降低其生产成本。因此需要企业在发展中，重视节能理念，利用节能原理来进行机械产品的设计生产，因此来促进企业的长远健康发展。
参考文献：
[1]高钧，范兴，何涛.机械设计节能基本原理的分析与应用探讨[J].科技创新与应用，2017（06）：154.
[2]徐伟.机械设计节能基本原理的分析与应用[J].南方农机，2016（07）：85，87.
关键词:DWL-480捣固稳定车软件模拟
中图分类号:U23文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)09(c)-0025-02
目前正是中国铁路建设的发展黄金期,铁路基础设施的快速发展必然带来大型铁路养护机械的蓬勃发展。DWL-480型连续走行捣固稳定车是当前国内最先进的大型铁路捣固稳定机械,未来需要大量的学习人员熟练、快速掌握该车的操作与维护保养技术,但对于学习人员,存在两个问题:一是,DWL-480型连续走行捣固稳定车价格昂贵,并且由专门的铁路部门负责管理,学习人员想学习,但很少有机会能够真实接触;二是,DWL-480型连续走行捣固稳定车结构复杂,涉及机械、液压气压、电气与计算机等众多知识领域,学习人员学习起来很吃力,加上在真实环境中担心损坏机械等诸多问题,必然导致学习进度慢,不能到达快速、熟练掌握的目的。DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统针对以上问题提供DWL-480型连续走行捣固稳定车整车结构与各组成部分的基本原理,并利用计算机软件提供一套真实的模拟环境,从而使学习人员能够低成本、快速、熟练掌握DWL-480型连续走行捣固稳定车的操作与维修保养技术。
1DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统功能
DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统利用计算机软件来模拟真实的机械,学习人员通过操作计算机来达到熟练掌握DWL-480型连续走行捣固稳定车操作与维护保养技术。DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统由基本原理子系统、整车结构与各部分结构子系统、操作模拟子系统和维护保养模拟子系统四部分组成[1]。
基本原理子系统根据内燃机、发电机、电动机、液压气压控制、动力传递基本、起拨道与捣固稳定原理,利用软件模拟技术,向学习人员清晰展示内燃机做功、发电机发电、电动机传动、液压气压控制、动力传递、起拨道与捣固稳定等过程。
整车结构与各部分结构子系统提供DWL-480型连续走行捣固稳定车整车结构图,并把整车分解为各个小部分如发动机装置、捣固装置、起拨道装置、抄平测量装置、稳定装置与制动装置等。学习人员利用整车结构与各部分结构子系统不仅可以快速了解整车的总结构,而且可以准确的把握整车的各个组成部分。
操作模拟子系统模拟DWL-480型连续走行捣固稳定车前司机室、后司机室与作业司机室的司机从发动机启动前的准备、发动机启动、走行、由走行转向作业、作业、由作业转向走行到停止发动机期间的一系列操作。学习人员通过操作模拟子系统来达到熟练、快速掌握真实的DWL-480型连续走行捣固稳定车的操作技术。
维护保养模拟子系统模拟维护保养人员对DWL-480型连续走行捣固稳定车进行维护与保养,包括发动机维护保养、捣固装置维护保养、起拨道装置维护保养、抄平测量装置维护保养、稳定装置维护保养与制动装置维护保养等。学习人员通过维护保养模拟子系统来快速掌握DWL-480型连续走行捣固稳定车维护保养技术。
2DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统总体设计
DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统由基本原理子系统模块、整车结构与各部分结构子系统模块、操作模拟子系统模块和维护保养模拟子系统模块四部分组成。
基本原理子系统模块由各个基本原理Flas文件与基本原理子系统操作界面组成。学习人员点击基本原理子系统操作界面提供的菜单按钮,基本原理子系统模块加载与菜单按钮相对应的基本原理,并以Flas的方式展示给学习人员。如学习人员想学习内燃机原理,只需要点击基本原理子系统操作界面提供的“内燃机原理”按钮,基本原理子系统模块就会加载内燃机原理Flas文件,学习人员就可以在计算机显示器上清晰查看内燃机的各个工作过程。
整车结构与各部分结构子系统模块由整车结构高清晰图片、各部分结构高清晰图片与整车结构与各部分结构子系统操作界面组成。整车结构图片会作为背景显示在整车结构与各部分结构子系统操作界面上,当学习人员把鼠标放置在背景图片中某一位置时,计算机显示器上会自动显示与那个位置相对应的结构图片,并配以详细的文字说明,如图1。如学习人员把鼠标放置在捣固装置上时,显示器就会自动显示图文并茂的DWL-480型连续走行捣固稳定车捣固装置部分结构。
模拟操作子系统模块由模拟操作客户端与后台服务器组成,各个模拟操作客户端与后台服务器通过网络连接起来,利用ICP/IP协议来达到互相通信的目的。如图2。模拟操作客户端操作界面提供三个按钮,分别为“前司机室”按钮,“作业司机室”按钮与“后司机室”按钮。三个学习人员组成一个学习小组,第一个学习人员按下“前司机室”按钮,就会扮演了DWL-480型连续走行捣固稳定车前司机室司机的角色;第二个学习人员按下“作业司机室”按钮,就会扮演了DWL-480型连续走行捣固稳定车作业司机室司机的角色;第三个学习人员按下“后死机室”按钮,就会扮演了DWL-480型连续走行捣固稳定车后司机室司机的角色。三个按钮全部按下后,在后台服务器的通讯帮助下,相对应的三个司机可以互相协作来完成从发动机启动前的准备、发动机启动、走行、由走行转向作业、作业、由作业转向走行到停止发动机期间的标准操作流程。
维护保养模拟子系统模块由发动机维护保养子模块、捣固装置维护保养子模块、起拨道装置维护保养子模块、抄平测量装置维护保养子模块、稳定装置维护保养子模块与制动装置维护保养子模块组成。每种子模块都会依据现实情况设置多种合理的可供维护保养的障碍,供学习人员一一排除,每种子模块会针对各个学习人员给出文字提示,并给学习人员的维护保养工作打分,最终使学习人员完成DWL-480型连续走行捣固稳定车各个部分装置的维护保养工作,最终达到维护保养整车的目的。
3DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统技术要求与系统特点
DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统涉及以下关键技术要求。
(1)制作Flas时,力求生动形象、直观、准确无误地表达内燃机、发电机、电动机、液压气压控制装置、制动控制装置、行走控制装置等工作过程。
(2)采集整车结构与各部分结构时,力求图片清晰、文字注释详细、层次分明。
(3)模拟司机操作时,前司机室司机、作业司机室司机与后司机室司机互相协作,各自按照标准流程操作。制作司机标准流程时,需要向熟练的DWL-480型连续走行捣固稳定车司机请教,抽象概括出一套或者几套标准的司机操作流程。
(4)模拟维护人员维护保养时,需要对维护人员的维护保养工作给出评估,打出分数,促进维护保养人员改正,继续学习[2]。
(5)在整个软件系统的制作中,需要专业人员到现场采集高质量的素材,并需要利用Photoshop、Flash、3dmax等软件对采集的素材做响应的处理。
DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统具有以下主要特点。
(1)采用Flas、高清晰图片来展示系统原理、整车与各部分装置结构,直观生动、容易学习。
(2)可简单修改配置文件来支持基本原理、装置结构、司机模拟操作流程与维护保养流程的动态扩展。
(3)系统完全模拟真实的DWL-480型连续走行捣固稳定车工作环境,操作简单、用户界面友好。
(4)覆盖的内容全面,可以针对不同层次的学员提供不同层次的教学。
4结语
DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统利用计算机软件技术模拟一套真实的环境,供学习人员熟练掌握DWL-480型连续走行捣固稳定车整车结构、各部分原理、行走作业操作与维护保养技术。DWL-480型连续走行捣固稳定车模拟系统软件直观生动、易学易用、操作简单,易于动态扩展,适合不同层次学员的学习。DWL-480型连续走行捣固稳定车软件模拟系统是学习人员低成本、快速熟练掌握DWL-480型连续走行捣固稳定车操作与维修保养技术的有用工具。
参考文献
关键词：《基本原理概论》课堂教学 实效性 创新路径
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2015）06-237-02
根据2005年3月、教育部《关于进一步加强和改进高等学校思想政治理论课的意见》的规定，将原来在高校开设的《哲学原理》和《政治经济学原理》两门课程整合为《基本原理概论》（以下简称《原理》），并增加了科学社会主义的内容，从而对学生进行全面的理论教育，是在高校中面向本科生开设的一门公共必修课。《原理》课的开设能够帮助大学生准确地、系统地把握理论的基本理论和基本观点，树立辩证唯物主义和历史唯物主义的世界观、人生观和价值观，提高分析问题和解决问题的能力。然而，该课程作为思想政治理论课的主干课程，在实际教学过程中显现的教学效果与我们所要达到的教学目标存在着较大的差距，严重地影响着《原理》课教学的实效性。切实提高《原理》课教学的实效性是每一位授课教师不得不面临和思考的问题。
一、《原理》课的教学现状
2010年开始笔者所在的潍坊医学院进行了思想政治理论课教学改革，相应地对《原理》课的教学也进行了一系列的改革，在教学内容、教学方法、教学手段和课程考核等方面都有了新变化，取得了一定的成效。但是我校和大多数高校一样，《原理》课的教学是以大班授课的形式，以教师为中心的灌输式教学方法，以教师讲和学生听为主的教学模式，师生之间缺少主动积极的交流。所以在《原理》课的课堂上时常看到这样的现象：有的学生看其他书籍，有的玩手机，有的干脆趴在座位上睡觉，个别的学生甚至基本不来上课……课堂上能自始至终认真听课的只是一部分学生，学生也缺乏主动思考问题的积极性，很少能积极主动地发表自己的观点和看法。老师在课堂上得不到学生的积极回应，课堂气氛不活跃，授课情绪自然受到影响，教师的教学水平不能充分发挥出来，自然难以达到理想的教学效果，从而影响了《原理》的教学实效性。
二、《原理》教学实效性的影响因素
针对《原理》课教学存在的种种现象，我们需要进一步分析影响其教学实效性的因素，以使我们能够认清问题的实质所在。
（一）学生对《原理》课的认识存在着误区
我们每年在上课期间都要召开学生座谈会，以了解和掌握学生的学习状况，及时反映学生对教师的授课方式、教学内容和教学态度等的要求，以利于教师有针对性地提高教学水平。我们的具体做法是从每个上课班级抽取一定的学生以自由发言的形式进行，也可以是师生对话交流。从学生的发言中我们听到了对《原理》课肯定的声音，当然也有学生认为，《原理》课内容枯燥难懂，且与自己的专业学习和就业前途没有多大关系，只要在考试前突击复习就能过关，自然也就认为《原理》课不那么重要；有的同学还认为由于《原理》课是研究生政治理论课考试非常重要的课程，希望老师讲课的过程中与研究生考试结合起来等等。可以看出学生对《原理》课的理解存在着一些误区，这直接影响着《原理》课教学实效性的提升。
（二）教师的专业素质存在差异
《原理》是整合了哲学原理、政治经济学原理和科学社会主义的内容，而授课教师基本是由原来的从事哲学原理和政治经济学原理的教师调整过来的，教师的知识储备和专业背景参差不齐。比如我们教研室的教师有哲学背景的，有思想政治教育背景的，有伦理学背景的，这样教师在实际教学过程中会注重自己的研究领域，将授课重点放在与自己的专业背景相关的内容上，不利于体现原理的整体性和系统性。有时由于授课教师较少，而教学任务又比较重，我们不得不聘请其他教研室的教师讲授《原理》课，这也在某种程度上影响着学生对原理全面深入地理解和学习。
（三）教学方法与手段的灵活性不够
我们对《原理》课进行了教学改革，教师也都采取多媒体教学，但是教学方法和手段还是相对落后，不少教师仍旧采用传统的灌输式授课方式，在课堂上主要还是老师讲，学生听，这种教学形式不仅不能培养学生对学习的兴趣，而且挫伤了学生主动探索的积极性；有些年轻教师拘泥于书本的理论，理论联系实际相对较少，理论分析也不够深入，不能及时解决学生的思想困惑，从而也就难以激发学生的学习兴趣。
（四）课程的考核方式单调
目前，我们通过改革虽然改变了原来一张期末试卷“一锤定音”的课程考核方式，但也主要是采用平时成绩与期末考试成绩相结合的方式，这种考核方式有了一定的改进，对学生平时出勤、课堂纪律与参与教学情况等都有所反映，但是由于大班授课的模式影响，教师并不能够真正全面地了解学生的真实情况，当然也不能保证完全公正地给予学生平时成绩。
三、提升《原理》教学实效性的创新路径
（一）提高学生认识，注重素质教育
为了使学生更加深刻地理解，在第一次上课时，我们就给学生布置了“当代大学生为什么要学习？”的讨论题，以引导学生思考学习的意义。通过讨论使学生认识到学习目的不仅仅是掌握的基本原理和基本观点，更重要的是要培养学生用的基本原理分析问题和解决问题的能力，提高学生自身的思想道德素质，为成为社会需要的合格人才奠定基础。
（二）整合教学内容，注重实践教学
《原理》包括了哲学原理、政治经济学原理和科学社会主义的内容，这样我们进行教学活动的一个重要使命就是要使当代大学生从整体上去理解和把握。为了较好地解决整体把握理论的问题，我们主要是采用了集体备课的方法，不仅自己教研室的教师参加集体备课，还邀请其他专业和其他高校相关专业的教师参与到集体备课中来。通过集体备课使不同知识背景的教师发挥自己的专业特长，给予授课教师以理论上的指导，取得了比较好的教学效果，也提升了《原理》课堂教学的实效性。
在讲授《原理》课的过程中，我们面临的很大挑战是如何解决理论与实际的相结合问题。理论只有同现实相结合才能被大部分学生所理解和接受，这就要求教师能够及时发现社会的新变化，科学、准确地把握社会上的热点和焦点问题，为教学提供现实的素材，使教学更具感染力和说服力，提升《原理》课教学的实效性。为此我们积极开展实践教学，主要是引导学生运用的基本原理分析现实问题，提高学生观察问题、分析问题和解决问题能力，是理论联系实际的重要环节。我们把《原理》总学时分割为课堂教学和实践教学两部分，课堂教学占2学分，实践教学占1学分，即课堂教学学时为36学时，实践教学学时为12学时。为了保证实践教学的落实，教师从课程内容和现实问题的实际出发，设计出实践教学的具体课题，充分发挥学生的主体作用。我们的具体做法有：撰写课程小论文，如“运用矛盾同一性和斗争性的原理阐述构建和谐社会的必要性和重要性”；组织课堂讨论，我们根据教学内容，设计题目“宗教与迷信的异同”、“大学生在追求中国梦的过程中如何把握客观规律性和主观能动性的辩证关系”、“社会主义与资本主义能趋同吗？谈谈你对‘趋同论’的看法”等；运用影视音像教学资料辅助教学，使课堂教学有声有色，结合教学内容，我们选择《大国崛起》、《复兴之路》和《货币》等电视纪录片的部分内容在课堂上播放。实践教学的开展，大大提高了学生的学习兴趣，增强了课程的吸引力，提高了《原理》课的实效性。
（三）创新教学方法，注重教学效果
《原理》课程涵盖的内容多，知识范围广，加之学生所学专业不同，兼有文科和理科的学生。而当代大学生自我主体意识较强，获取信息的渠道比较多，知识面比较广，自主性和独立思考能力较强，重视知识的实际应用等等，客观上要求我们《原理》课教师在教学中必须创新教学方式，采取灵活多样的教学方法和手段，才能把学生的注意力吸引到课堂上来，才能切实提高课堂教学效果。
1.经典案例教学法。生活中的典型事例引入课堂教学环节，引导学生综合运用所学的原理去分析实际问题，培养学生的应用能力，是理论课教育教学理论联系实际的主要途径。比如我们在学习唯物辩证法的普遍联系的原理时运用了“蝴蝶效应”和“六度分割理论”，使学生形象地理解了世界是普遍联系的原理。在学习价值规律的原理时，运用现实中“菜贱伤农”的实际案例，有助于学生理解价值规律发挥作用是客观的，违背规律就要受到规律的惩罚。在实际的教学中我们发现案例的选择和编写是关键，案例要有典型性、新颖性、时代性和启发性等特点。经过几年的积累，我们已经编写适合《原理》课堂教学的案例50多个。
2.重点问题教学法。在教学过程中针对重点、难懂的原理性问题，通过提出问题，以问题为教学切入点，然后展开问题，解决问题并进一步延伸引出相关问题，使学生专注于教学过程，不断地去思考，极大地调动了学生学习的主动性。比如在学习商品的价值量与劳动生产率的关系时设计辨析题“提高劳动生产率可以增加单位时间的商品数量和价值量”，以引起学生思考并进一步正确理解这一原理。在授课过程中我们在重点和难点问题的学习中设计一些选择题、辨析题、材料分析题等，以有利于帮助和加深学生对问题的理解，使比较难懂的理论通过习题的形式也容易让学生接受，以激发学生的学习兴趣，并且使较为难懂的理论问题容易为学生所理解和掌握。
3.课堂互动教学法。在教学过程中，根据教学内容设计相应的问题，以课堂讨论、学生走上讲台、主题发言、学生辩论等形式进行，方法可以灵活多变。例如，在讲授商品的二因素原理时让学生思考并讨论问题“商品交换的实际比例取决于对异种劳动的估价和对商品的需求迫切程度等主观因素吗”。在讲授历史唯物主义的如何评价历史人物时首先布置题目让学生准备，制作课件，挑选几名学生走上讲台主讲，然后学生和教师进行共同点评。课堂互动式教学方法的运用极大地调动了学生学习《原理》的积极性，受到了学生的欢迎，自然也就提高了教学效果。
（四）改革考核方式，注重能力培养
《原理》的考试内容应该能够反映学生对基本理论和基本技能的掌握情况以及分析与解决问题的综合运用能力，鼓励学生独立思考，有意识地培养学生的创新意识和创新能力，使考试真正能够对学生知识、能力、素质进行全面测试评价。在考试的题型上力求多样化，注重学生运用所学原理分析实际问题的能力，特别是要有联系实际的分析题和材料题，在论述题和分析题中给予学生以选择的机会。比如论述题，可以出三个题目，让学生选作其中一题或两题。在考核机制上建立根据学生的平时表现、实践能力、课堂发言等全面考核的综合考核制度，从而全面提高《原理》的认同度和吸引力。平时成绩占40%，由平时考查（考勤、小测试、回答问题等）、课堂讨论、课程论文或读书报告等成绩组成。期末考试的卷面成绩占60%，以闭卷的形式进行，我们也设想用口试的形式，把口试和笔试结合起来，但是《原理》大班授课的方式，使口试的形式很难推行。我们力求探索能够全面反映学生对基本原理的掌握水平，又能培养学生分析和解决实际问题能力的课程考核方式。
综上所述，《原理》教学实效性的提升，需要多方面的坚持不懈地探索和努力。面对国际国内形势的变化，教学主体的转换，教学环境的不断完善等等，需要我们授课教师在不断提高自身素质的前提下，及时更新教学理念，创新教学方法和手段，全面提升《原理》教学的实效性。
[基金来源：山东省社会科学规划研究项目《改革发展思想的哲学基础研究》（批准号：14CXJJ12）]
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（作者单位：潍坊医学院 山东潍坊 261053）
科学的设计是建设好资源共享课程的基本保证，而设计的思路和依据极为重要。我们根据教育教学改革的要求和“金融学”这门课程的教学特点，从以下几个方面进行了立体化的综合设计与建设：
（1）基于“以生为本、以学为主”教学理念的设计。为了充分利用网络信息技术的优势，强化课前、课中和课后的不同环节，满足学生预习、学习、复习、自习等不同需要，我们对课程的每一模块、每一单元凝练出包括教学大纲、教学要点、教学日历、教学要求等教学设计的方案，除了为教师提供教学示例、教学视频、教学课件等资源外，着力为学生自主学习提供更多资源，包括课程学习指南、学习要点提示和学习重点难点提示，便于学生把握学习的范围和深度。
（2）基于自主学习与将知识传承融入能力培养的设计。为了将教学理念的转变落到实处，我们在课程建设的设计时紧紧围绕学生自主学习的需要，力图将知识传承融入学生多种能力的培养之中。具体做法一是通过提供可阅读的大容量扩充性资源提高自学能力；二是通过提供常见问题、热点讨论、课程论文培养质疑、探究、求解能力；三是通过提供数据库、文献目录、媒体素材练习捕捉、甄别、处理信息的能力；四是通过提供难题释疑、案例分析、例题解析训练运用原理和使用方法的能力；五是通过师生讨论、辩论和作业增强独立思考和辨别真伪的能力；六是通过组织和实录学习小组活动培养合作共事、协调、亲和能力；七是通过实录课堂发言和课堂讨论、辩论训练学生反映和语言表达能力。学生通过这些教学活动可以获得作业分、讨论分、参与分、提问分、质疑分、探索分、学风分等等学习过程的评价分，分值占期末考试的60%左右，尽量使考核面能够覆盖学习的全过程，有利于引导并鼓励学生注重对知识的全面掌握和综合能力的提升。
（3）基于课程性质与教学定位的设计。我们教学团队开设的“金融学”是教育部确定的21世纪高等学校经济学、管理学各专业的核心课程，是金融学最重要的统帅性专业基础理论课。由于后续的专业课程都会涉及本课程中的若干原理，而本课程的主要部分在后续的教学方案中都设置了更加细化和专业性、技术性更强的专业课，因此，作为专业统帅性课程，其教学定位既不能越俎代庖，又不能支离破碎，需要为学生把握整个金融学科体系提供一个相对系统的理论框架。为此，本课程建设的设计有三个突出：一是突出基础性，以系统阐释金融基本知识、基本理论和基本关系为基调，采用宽口径金融的研究范畴，涵盖了货币与汇率、信用与利率、金融资产与价格、金融市场与交易、金融机构与业务运作、金融总量与均衡、调控与监管、金融发展等所有金融活动的集合，为全面学习和了解金融专业奠定理论基础。二是突出原理性，运用现代经济学的分析方法，凝练古今中外金融理论的合理内核与金融运行发展的客观规律，兼容并蓄，将国内外学者在金融学方面已经取得的基本共识在抽象成便于学生把握的若干基本原理，注重培养学生对金融学基本原理、内在联系和客观规律的认知能力、思辨能力以及文理交融的思维方式。三是突出引领性，注意增强各模块和个单元之间的内在关联性。在讲解基本原理和基本知识时，注意说明各部分的相对地位、彼此之间的内在联系和关联路径。在每一部分的讨论中，都注意将相关部分的内容有机联系起来，为学生自主学习和金融学专业后续课程的教学搭建一个有机的整体性框架，为学生提供一份了解金融学各有机部分间主要联系线索的“导游图”。
（4）基于课程逻辑框架和内在联系的设计。为了有利于学生自主学习，本课程的编排设计是以纵向的模块单元与横向的资源库排列为组合。纵向的模块切分与单元内容的安排完全遵循课程的逻辑来展开。“金融学”的内在逻辑是：以开放经济为环境，以实体经济运作为基础，从各经济主体的财务活动中引出金融的供求；以货币、信用及其价格等基本要素为基础，阐明各要素之间的关联性；以金融机构和金融市场为载体，阐释金融运作的基本原理；以利率为联结微观金融与宏观金融的纽带，说明其作用机理；以金融总量与结构均衡为目标，讨论宏观金融的理论与实践问题；以宏观调控和金融监管为保证，研究金融发展的稳健与效率问题。按照这个逻辑，全课程分为6个模块，共20个单元。第一模块是导论，强调金融必须以实体经济运作为基础，从各经济主体的财务活动中引出金融的供求，阐释金融与实体经济关系的基本原理。第二模块是基本范畴，分别以货币、汇率、信用、利率、金融资产及其价格等5个单元来讨论金融学理论体系的基础要素，阐明各要素之间的关联性。第三、第四模块是以金融市场和金融机构为载体，分别用8个单元来阐释各类金融市场和金融机构产生、发展和运作的基本原理。第五模块是以金融总量与结构均衡为目标，用3个单元来阐明货币需求、货币供给、供求均衡与失衡纠正等宏观金融原理。第六模块是以货币政策调控和金融监管为保证，分3个单元研究货币政策的调控、金融监管的实施和金融发展中的主要问题。在上述纵向的六大模块20个单元中，每个单元都为学生自主学习相应地匹配了横向的10个资源库。
（5）基于“历史与逻辑线索相结合”学习方法的设计。为了帮助学生掌握社会科学的研究式学习方法，本课程教学内容的设计以历史和逻辑的线索阐述金融学的基本原理、知识和运行规律，立足中国现实，探讨中国金融的实践进展和研究成果，为学习者展现一幅波澜壮阔的金融学全景画面。课程教学的每一模块、每一单元都注意采用视频资料、图片、经典文献数据等展示中外金融发展历史演变的素材，在授课视频、教材、课件等课内基本资源中，着力为学生讲解历史演变的内在逻辑，从中揭示金融的基本原理，为学生自主学习提供逻辑思路，体悟金融发展的规律，理解现实生活中金融活动的渊源与轨迹。
（6）基于现代知识传播模式和个性化学习方式要求的设计。为有利于学生导学和助学，我们开发和集成了10个供学生自主学习的资源库：教学视频库、教学课件库、名词术语库、公式例题库、难题释疑库、媒体素材库、文献资料库、相关数据库、学生作品库、自测习题库等，为学生自主学习、开拓视野、培养能力和提升素质提供优质便利的教学资源。
（7）基于“多维—立体—交互”式教学平台的设计。为了突破时空限制，扩充教学容量，我们利用现代信息技术进行课程资源的开发、集成和梳理，实现了有形课堂与课堂视频、网络视频、课程网站等无形课堂相结合；课内教学与课外辅导相结合，即:课堂教学基本资源与课外学习辅导活动纪实（选题、演讲、讨论、论文）相结合；教师主讲视频与学生演讲视频、课堂讨论视频等师生研讨相结合；精读指定主教材与泛读扩充性的经典文献、扩充性读物、参考文献目录库相结合；理论教学与现实媒体素材、数据库、例题库、教学案例库等实践教学相结合。突破了课内学时和课堂教学的局限，构建了突破时空限制的“多维—立体—交互”式教学平台，开创了社会科学基础理论课全新的教学模式。
二、资源共享课程的使用与完善资源共享
课程的建设是一种全新的教学模式，我们的工作才刚刚开始。“金融学”课程目前还存在一些不完善之处，还有许多问题尚需研究解决。例如，如何将课堂教学和课下自主学习能够互动衔接？如何建立起切实可行的教学资源共享平台的动态更新机制？能否探索多校协同建设国家精品资源共享课程的路径？怎样处理好全国优质教学资源共享与各校特色办学的关系？怎样将网络资源共享课程的内容与文字教材相配合？等等，都需要在教学实践中探讨解决。比如目前，我们正在探讨如何将文字教材的修改与网络资源共享课程建设有机联系起来，具体设想是把原来的导读与资源课的单元教学要求、学习目标、学习指南相联结，把延伸阅读与资源课的文献资料库、文献目录库相联结，把专栏看板与媒体素材库、文献资料库相联结，把图表与相关数据库对应链接起来，把重要术语与名词术语库链接起来，把复习思考题与问题释疑库、自测习题库链接起来，同时将重要问题或需用资源课的节点用注释的方式插入二维码进行检索。力图实现传统教学与现代教学的平稳转换，使教师和学生能够在有形的教材与课堂和无形的网络与资源之间自由漫游。我们深切感受到，资源共享课建设是一项长期艰苦的工作，需要投入大量的人力和精力。有两方面是不可或缺的：
（1）有关管理部门要研究如何改变目前普遍存在的轻教研、重科研的现象，在考核和评审中加大对教学改革及其成果的认可与评价度，使教师愿意而且能够投入时间精力进行教育教学的研究与实践，从制度和管理上有效促进教育教学质量的提升。
通过问卷调查的方式，了解混凝土结构基本原理常规课程教学模式存在的主要问题；通过采用微课堂、翻转课堂等教学模式和微信公众号信息平台进行探索性教改实践，取得很好的效果。教改实践证明：微课堂对课本中重难点的解决具有快捷高效的作用；翻转课堂提高了学生的主动性；微信公众号为学生解决疑难问题提供了便捷途径。新模式与新平台在混凝土结构基本原理课程教学中的应用有利于教改的实施和推进。
关键词：微课堂；微信公众号；翻转课堂；问卷分析
中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：
10052909（2017）01009903
为掌握混凝土结构基本原理课程教学的基本情况，进一步了解学生对该课程的难易性、趣味性和重要性的评价和认识，笔者对同济大学土木工程学院笔者教学班级的45名学生进行问卷调查[1-4]，调查内容涉及课程评价、教学方式、学习方法、课程考核等多个方面。该班级共发放调查问卷30份，回收24份。其他平行班级发放调查问卷60份，回收53份。
调查结果表明：有96.5%的学生认为这门课很重要，其重要原因如图1。有87.8%的学生认为该课程难或者非常难，难的原因如图2。有80.7%的学生对这门课感兴趣，主要原因是与工程实际联系紧密，如图3原因。有19.3%的学生对这门课没有兴趣，原因是课程繁琐复杂。
调查问卷客观地反映了当前学生对混凝土结构基本原理课程的态度和认识。土木工程专业学生毕业后主要从事土木设计、施工、开发、监理等工作，需要扎实的专业基础，混凝土结构基本原理课程与工程实际联系紧密，有助于就业后的工程运用，因此96.5%的学生认为该课程很重要，80.7%的学生对此感兴趣；但是，由于课程容量大，作业压力大，没有时间总结和消化所学知识等原因，有87.8%的学生认为课程难掌握，19.3%的学生表示没有兴趣。教材容量大是客观事实，教学内容必须按照教学大纲要求完成。如何在有限的课时内让学生不仅听得懂、记得住，而且掌握好，是当前混凝土结构基本原理课程教学所要解决的首要问题。
微课堂及翻转课堂是近几年出现的教学新模式，微信公众号是网络时代下新兴的信息平台。针对调查反映出的问题，笔者在结合ppt和板书授n的同时，利用这些新的平台，大胆采用新的教学模式对课程教学进行改革，取得了较好的效果。
一、微课堂
现代社会，人们对知识信息获取的高效性和便捷性需求日趋强烈，面对由微博，微信，微电影等“微”产物构筑的“微时代”，课堂教学模式也在发生着改变，“微课堂”应运而生[5]。与传统课堂45分钟的教学不同，“微课堂”的教学时间一般仅有5～8分钟，教学内容围绕某个知识点（重点、难点、疑点）或技能等单一教学任务展开，具有目标明确、针对性强和教学时间短等特点[6]。
混凝土结构基本原理课程课堂容量大，所涉及相关学科知识点多，若面面俱到，课时无法安排；若仅选择讲解课程内容，学生较难形成完整的知识体系，而微课堂的引入，恰好弥补了课堂教学的遗憾。如在讲解“受弯构件正截面的性能与计算”时，利用微课堂，带领学生回顾材料力学弯曲应力相关知识，使学生更清晰地掌握平截面假定、平衡方程求解概念。
针对微课堂，笔者班级有79.2%的学生认为“微课堂”的开设很有必要，而在平行班级，60.6%的学生持有相同观点。笔者班级91.3%的学生体会到微课堂对他们学习的帮助，并且认为若将“微课堂”内容制成图文或ppt形式，更有利于提高学习效率。
二、翻转课堂
传统课堂是以教师为主体，通过教师讲授，学生接受的方式获取知识，而在翻转课堂下，教师仅是学习的促进者和指导者，学生主要通过自主规划安排，在课后完成课程学习，在课堂进行学习反馈交流与讨论的形式获得知识。这种新型的教学模式在国内外正越来越多地被尝试[7-8]。
混凝土结构基本原理课程教学由于知识体系庞大，学生自主学习并不能很好地把握重难点，因此完全采用翻转课堂教学并不科学，然而对于某些教学知识点，将翻转课堂融入到日常教学中，能够达到事半功倍的效果。
笔者尝试采用翻转课堂的方式，对全书的重点难点作了回顾梳理，课堂安排如表1。通过这样的课堂，让学生自主寻找疑难问题，并讨论解决，然后在课堂上分享，既训练了学生的研究性思维与团体协作能力，又在考前帮助学生梳理了知识要点，教学效果良好，学生反映较好。
三、微信公众号
微信公众号是现代移动通讯技术催生的一种新兴交互平台，目前在商业营销或者组织信息宣传方面应用广泛。学生是社会新技术、新思想的前沿群体，将微信公众号引入辅助教学，学生乐于尝试，乐于接受 [9]。
微信公众号主要由助教负责维护，所开发的基本功能包括课程信息查询、消息通知、课程点名、资料推送，等等[10]。其中，推送的资料包括教师上课使用的ppt、推荐阅读的参考文献，以及助教作业批改信息反馈。这种方式既节约课堂时间，又提高了教学质量。此外，微信公众号也可以作为学生和教师之间互动答疑的平台。自开设微信公众号以来，关注人数已经是课堂上课人数的5倍，并得到了学生的一致好评。
针对微信公众平台，笔者班级91.3%学生认为“微信公众平台”的开设很有必要，并且87.5%的学生感受到了“微信公众平台”带给自己学习上的帮助，其他班级81.8%的学生认为需要开设“微信公众平台”。
四、考核与试卷
同济大学土木工程学院混凝土结构基本原理课程考核采用10%平时成绩、10%实验成绩与80%期终卷面成绩加权求和的方式进行，其中，期末考试采用闭卷方式，试卷中题型以大量的思考题为主，难度适中。对于这样的试卷题型设计，如图4、图5所示，46.4%的学生认为是合理的，24.6%的学生认为开卷考，稍微提高卷面难度更有利于检查学习效果。
课时分配上，根据同济大学土木工程学院2015/2016学年第一学期混凝土课程试卷分析可知：预应力部分得分率最低，为36.2%；其他章节，如弯剪扭构件、偏压构件等，得分率仅为65%，因此，在混凝土课程教学安排上，预应力章节可用微课堂与翻转课堂让学生课后梳理问题，加强讨论，以便在有限的课时内提高学习效率。
五、结语
（1）微课堂能够在较短时间内解决学生的疑难问题，受到学生欢迎；翻转课堂增加了学生更多的课堂独立思考时间；微信公众号能方便快捷建立起老师和学生之间的联系与交流。
（2）问卷调查是帮助老师及时掌握教学情况的有效手段。通过调查，教师对学生的学习情况及需求有了及时深入的了解，有利于教改措施的进一步落实。
（3）新教学模式和新信息平台的应用有利于混凝土结构基本原理课程教改实践的实施和推进。参考文献：
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Abstract：
【关键词】环境研究法；实用性；实践环节
环境研究法是农业高校环境类专业的一门重要必修课程，在专业人才培养方面具有重要地位[1]。该课程以试验设计和数据统计分析为基础，结合农业领域环境科学或环境工程方面的研究，从科研课题的选题、数据资料的收集、数据资料的整理及数据资料的统计分析等方面系统介绍环境科学领域开展科学研究的基本方法，这对于培养农业高校环境类专业人才的基本科研素质和能力具有重要意义。然而，该课程包含很多统计学的数学原理，教师授课普遍感觉难度较大，很多学生也觉得枯燥难学。为了激起学生的学习兴趣，提高教学效果，我们认为可以从一下几个方面进行教学改革：
1 阐明学好环境研究法课程的重要性
讲环境研究法绪论时，对学生强调学好这门课程的重要意义对于提高学生对课程的重视程度，激发学生的兴趣具有重要意义。要向学生强调环境研究法讲述的是环境科学或工程领域最常用、最有效的试验设计及数据统计分析的基本原理和基本方法，是一门实用性很强的工具课，是一项必不可少的专业技能，以引起学生对这门课的足够重视。此外，结合学生学习的心理特点，强调学好这门课的现实意义。学生毕业后的去向一般是考研和就业两条途径，对于准备毕业后从事科研工作的学生，强调学好这门课程在科学研究、发表科研论文等方面的重要性；而对于就业的学生，学好这门课对于他们在工作中进行数据分析、工作报告撰写等方面也是十分必要的。在绪论的讲述过程中，结合实际案例，重点强调这门课的实际应用价值，从而调动学生的学习热情，让学生明白，学习这门课是有用的。
2 优化课程教学体系，重点讲述课程的实用性内容
试验设计基本原理和方法和统计分析基本原理是环境研究法课程的主要组成部分，这些内容大部分是比较抽象和枯燥的，如果教师不注意课程内容的逻辑性和针对性，很容易导致学生兴趣下降，达不到理想的教学效果[2]。为了避免此情况的发生，在课堂讲授过程中应当注意以下几点：
（1）应突出重点和难点。在讲试验设计基本原理部分时，应该强调试验设计过程中出现的基本概念，如处理、水平、试验因素等，应结合实际案例，进一步让学生理解这些概念的含义，最终的目标是让学生能够正确使用和表达这些概念。生物试验设计部分内容繁多而零碎，这更要求教师要明确划分出重点难点，让学生做到有的放矢，而不是胡子眉毛一把抓。讲统计分析部分时，教材或讲义中往往包含过多内容，这其中的很多内容平时是不常用到的，如统计假设检验中的百分数的假设检验、卡方检验、适应性检验，统计分析部分的拉丁方试验数据统计等，因此，对于这些内容，应该做适当删减，从而能够使学生能够更加容易的理解常用试验统计的基本原理。过分强调这些内容，一方面会使学生云里雾里，将各种数学原理交缠在一起，理不清思路，反而起到不好的教学效果；另一方面，即使学生能够在课堂上把这些数学原理都能够搞清楚，但如果以后很少用到这些数学模型，便会很快忘掉，教学效果也及其有限。而让学生牢牢记住几个常用的数学模型，就能够在以后的科研实践中拿来即用，达到事半功倍的效果。
（2）公式推导过程少讲，多讲统计分析的实际应用方法。让学生理解环境研究法中的数据原理是基础，而学习这门课的最终目的是实际应用。这门课中包含大量的复杂数学公式的推导，例如三因素方法分析各变异因素的划分、平方和的计算、方差的计算、自由度的计算、以及多重比较过程的复杂计算，裂区试验数据分析中的复杂计算等等，有些老师过分注重这些复杂公式的推导计算，不但学生觉得枯燥、难以理解，而且教师也常常一时思路混乱，出现讲述错误，教学效果可想而知。然而，及时把这些公式的推导过程讲好，意义又在哪里？目前各种试验统计都是通过统计分析软件进行，巨大的计算量交于电脑解决，人们只需要会分析统计结果就可以了，没有哪个人会把那些复杂的公式记住。因此，这些公式推导过程让学生大体知道来龙去脉即可，要把重点放在最后统计分析结果的解读上，让学生知道如何去看统计分析的结果，写论文的时候如何表述这些结果，这才是最贴合实际的内容。
（3）布置适当的课程作业，及时批改作业。要达到理想的教学效果，对于环境研究法课程来说，只进行课堂讲授是远远不够的，还必须让学生通过作业来加深对试验设计和统计分析原理的理解和认识，因此，适量布置课堂作业是一个必不可少的环节。建议在试验设计、以及每一种统计分析的数学模型部分均布置课堂作业，让学生亲自动手去写试验设计的方案、应该基本的统计分析公式去计算、最后把数据分析结果用文字表达出来。教师应及时批改学生作业，并将学生在作业中出现的典型错误在课堂上重点进行讲述，加深学生的理解。
3 让学生积极参与课堂，重视实习环节
要让学生积极参与课堂，充分理解课堂内容是前提条件，因此，学生参与课堂环境应该在课程主要内容讲完后进行。可以让学生自己或者由教师选择一个微型试验，要求学生从选题依据、试验设计、试验实施、数据分析到最终结论，完成一个完整的试验过程。小组合作是让学生参与课堂的重要形式。合作学习被人们誉为“最重要和最成功的教学改革”，发达国家普遍采用这样的教学方式。在引导学生参与学习的过程找那个，要让每个学生真正参与试验，在小组合作过程中，学生可以充分体验学习过程，使参与面达到最大化，能够进一步加深学生对所学知识的理解。学生完成试验选题和试验设计后，让每个研究小组派出代表以PPT的形式宣讲自己的试验设计，让其他同学提建议，一方面锻炼学生的科学表述能力，另一方面可根据大家的建议进一步完善试验方案。环境研究法课堂授课结束后，就进入实习环节，实习就是让学生将确定好的研究方案付诸实施，让学生亲身感受试验完整过程，同时将课堂上所学的知识应用到实际中去，最后形成一份完整的实习报告，教师可对实习报告进行检查，对出现的问题进行及时指导。通过这些环节，学生及掌握了理论知识，又能做到将其在实践中合理运用，必然会取得良好的教学效果。
【参考文献】
【关键词】高纯频率合成;锁相环;晶体振荡器;奇次倍频原理
1.概述
随着现代雷达和无线电通信技术等的发展，各种电子设备对其内部应用或系统测试使用的频率合成器不断提出更高的要求，其中重要的一点就是要有极低的边带相位噪声[1]。对于复杂的高性能频率合成器，其内部又常会包含多个频率合成器，在多个频率合成器的设计中经常会用到多路参考信号，而参考信号的相位噪声一般就直接决定了最终频率合成器输出的近载波相位噪声。因此低相位噪声参考的产生是高性能频率合成器实现极低相位噪声的关键和前提。
2.频率合成基本原理及低噪声参考环的重要性
高纯频率合成技术是高纯微波合成信号发生器最终能否实现的关键，从锁相频率合成的基本原理来看，决定整机单边带相位噪声指标的直接因素是环路中各个压控振荡器噪声的大小[2]，锁相环路的作用是针对不同的压控振荡器进行了边带噪声的优化组合选择，当采用的环路形式不同时，对噪声的选择特性会有所侧重。
3.低噪声参考环的具体实现电路
低噪声参考环的工作原理是：来自内部高稳定度恒温晶体振荡器的10MHz信号经过开关选择后与100MHz的高性能压控晶体振荡器分频反馈后得到的10MHz进行鉴相，并通过锁相环路使之锁定。100MHz信号的输出经功分后分成两路：一路信号通过分频网络，分别实现2路50MHz、1路10MHz、1路2.5MHz、1路1MHz的频率参考信号输出;另外一路先经过5倍频、放大、滤波，然后再经过2倍频、放大、滤波后得到1GHz的高性能参考时钟，1GHz信号再功分成两路分别作为高纯本振环路以及数字下变频器中的混频本振信号。
由原理可知，高性能低噪声参考环设计电路中的难点电路包括：10MHz高稳时基与100MHz高性能VCXO的设计与选择、环路中锁相环电路以及1GHz倍频电路等。
3.1 晶体振荡器的设计与选择
10MHz恒温晶振的设计与选择：该振荡器不仅对整机的时基老化率起决定作用，而且对整机近端1kHz以内的相噪也影响很大，所以它的频率温度特性、相位噪声等指标就成为选择的重要参考指标，因此选择MTI公司生产的220系列OCXO中的恒温。
100MHz压控晶振的设计与选择：根据该低噪声参考环的环路特点，该参考环路对整机近端100Hz～10kHz相噪影响比较大;由该参考环路的设计原理框图也可以看出，提供给整机的各路参考频率信号都是通过该环路中100MHz的晶体振荡器经过分频或倍频来实现的，所以说100MHz晶体振荡器性能的好坏至关重要，经过多次与厂家协商，最终选择美国SES PIEZO公司的XO5080系列中的压控晶振，经试验测试表明，此压控恒温晶体振荡器产生的信号不仅频率准确度高，而且温度稳定性好。
3.2 锁相环电路的设计与实现
3.2.1 锁相环基本原理
锁相环是一种能实现相位自动锁定的控制系统[3]，它比较输入信号和反馈网络输出信号之间的相位差，从而产生误差控制电压来调整压控振荡器的输出频率，以达到与输入信号同频。在环路开始工作时，如果输入信号频率与反馈网络输出频率不同，则由于两信号之间存在固有的频率差，它们之间的相位差势必一直在变化，结果鉴相器输出的误差电压就在一定范围内变化。在这种误差电压的控制下，压控振荡器的频率也在变化。若压控振荡器的频率能够变化到使反馈网络输出频率与输入信号频率相等，在满足稳定性条件下就在这个频率上稳定下来。达到稳定后，输入信号和反馈网络输出信号之间的频差为零，相差不再随时间变化，误差电压为一固定值，这时环路就进入“锁定”状态。这就是锁相环工作的大致过程。
3.2.2 锁相环电路的设计与实现
根据以上锁相环基本原理，结合该高性能低噪声参考环的环路特性，设计的电路中锁相环路的原理框图如图1所示。
图1 参考环中锁相环原理框图
图1中锁相环路中的滤波器是一个有源比例积分滤波器，具有低通滤波器的特性。当环路选择无参考状态时，开关K1断开，K2闭合，通过给100MHz晶体振荡器加D/A预置电压来调节控制晶体振荡器的输出。锁相环路做为一种自动相位控制电路，它能使系统输出信号的相位随输入给定信号的相位变化，锁相环路可以实现被控振荡器相位对输入相位的跟踪，其结构决定了它优良的应用性能----锁定时无频差，环路锁定后，输出与输入之间只有某一固定的相位差，频差则等于零，可以实现无误差的频率跟踪[4]。
3.3 1GHz倍频电路的设计与实现
100MHz晶体振荡器振出的100MHz信号经过放大、滤波后，首先经过一个5倍频及选频网路电路，产生的500MHz信号经过两级放大、滤波后，再通过一个集成的二倍频器，产生1GHz信号，1GHz信号再进行放大、滤波、放大，然后功分成两路，一路去数字下变频做参考，另一路去给高纯本振做参考。在以上电路中关键是5倍频及选频网络电路的设计。
倍频通常是以器件的非线性为基础，当用一正弦信号激励任何一个非线性器件时，便会在基波信号频率的谐波上产生功率，再通过带通滤波器选择出所需倍数的谐波，从而实现倍频效应。
倍频有偶次倍频和奇次倍频之分。该参考环1GHz倍频电路中，由100MHz信号实现500MHz信号的产生，其实也就是一个如何实现5次倍频，即奇次倍频的过程，设计的5倍频及选频网络电路如图2所示，其中X1为输入的100MHz信号，X2为5倍频及滤波后的500MHz信号。
图2 5倍频及选频电路图
用Serenade系统仿真软件对该电路进行仿真分析，并用同样三源比对的方法测得1GHz信号的相噪，可得到该组合分别在以下频偏处线性相加的相位噪声。同样根据三源比对法公式可以算出其中一个信号的相噪，当两个信号的相噪相当时，计算值应该比线性相加的相噪优化3dB左右。
4.结束语
将该低噪声参考环应用于微波合成信号发生器中，用相噪测试系统在点频20GHz的单边带相位噪声测试曲线如图3所示。
图3 点频20GHz的单边带相噪测试图
由以上论述及数据对比分析可以得出，该低噪声参考环产生的各路参考信号不仅频率稳定，准确度高，更重要的是与国外同类产品相比，相噪指标基本相当，已应用于某高纯微波信号源中并获得了满意的效果。
参考文献
[1]张厥盛.锁相技术[M].西安电子科技大学出版社，2001.
[2]杨绍城.高频电子线路[M].电子科技大学出版社，1997.
