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建設創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略決策和智能電網、分布式能源、可再生能源等行業(yè)變革,對電氣工程學科人才培養(yǎng)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。清華大學電機系以學生為中心,深入思考了學生“學什么、怎么學、怎么(學以致)用”這3個根本性問題,建立了基礎與前沿并重、微觀和宏觀兼顧的新課程體系,創(chuàng)新了以挑戰(zhàn)性課程和多樣化因材施教相輔相成的人才培養(yǎng)模式,建設了以校內實驗平臺、課外科技平臺和校外實踐平臺為主體的“三足鼎立”的實踐教學環(huán)境,創(chuàng)建了特色鮮明、可推廣、可借鑒的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。
近年來,我國電力和電工兩大行業(yè)取得了迅猛發(fā)展,在2013年我國進入福布斯世界500強的95家企業(yè)中,電力電工企業(yè)占據(jù)8席,我國發(fā)電機裝機容量和年發(fā)電量已居世界第一??偫碓?014年的政府工作報告中指出:要“積極發(fā)展新能源和可再生能源,加強智能電網建設?!笨梢钥闯觯悄茈娋W、分布式能源、可再生能源等新技術,催生了電力和電工這兩大行業(yè)的重大變革。行業(yè)變革對高校人才培養(yǎng)提出了新需求,要求學生具備扎實的基礎以及跨學科知識、創(chuàng)新能力突出、有國際視野。
以上兩方面的變化,對既有的人才培養(yǎng)體系提出了諸多新的問題和挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)行業(yè)的迅猛發(fā)展導致新的技術手段層出不窮,知識更新速度明顯加快,既有的課程體系已不能滿足這些變化。(2)創(chuàng)新的本質屬性包括多樣化和實踐性,但原有的以理論課堂為主要場所來實施知識傳授的人才培養(yǎng)模式,不能滿足拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。(3)現(xiàn)在通行的以單門課程的實驗和以傳統(tǒng)發(fā)電形式為主體的實踐平臺,不能滿足知識更新和拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的雙重需求。上述挑戰(zhàn)是深層次、系統(tǒng)性的,既有電氣工程學科特色,也是高等教育發(fā)展所面臨的普遍問題,必須從人才培養(yǎng)的全方位進行深刻變革,才能有效應對,盡快培養(yǎng)出拔尖創(chuàng)新人才。
成果解決教學問題的方法
要想應對上述挑戰(zhàn),必須將人才培養(yǎng)體系轉換為以學生為中心,即應深入思考:要想使得清華大學電機系培養(yǎng)出來的畢業(yè)生能夠滿足國家和行業(yè)在知識、能力、創(chuàng)新和實踐等方面的更高需求,學生要學什么?怎么學?怎么(學以致)用?這3個問題需要從課程體系、人才培養(yǎng)模式和實踐環(huán)境3個不同角度來回答。
以先進的課程體系幫助學生站在學科發(fā)展的最前沿
(1)對電氣工程學科的核心知識點進行系統(tǒng)梳理,凝練出12門專業(yè)核心課程,充分體現(xiàn)本學科能量處理與信號處理兼顧的特色。(2)新開設“電氣工程導論”和“電氣工程技術發(fā)展講座”2門導論課,分別在學生大一秋季和大三春季開授,幫助學生綱舉目張,明晰電氣工程學科的知識架構。(3)與時俱進地陸續(xù)開設出“可再生能源與未來電力技術(英)”“太陽能光伏發(fā)電及其應用”“智能電網概論”“智能電網中的儲能技術”“低碳電力技術基礎”等反映學科發(fā)展前沿的新課程,幫助學生提升適應學科和行業(yè)迅速發(fā)展的能力。
以新穎的人才培養(yǎng)模式促進學生創(chuàng)新性思維的發(fā)展
(1)在核心課中推廣翻轉課堂、主動式學習等先進教學方法,提高課程的挑戰(zhàn)度,讓學生在課堂內能感受到創(chuàng)造知識和用知識進行創(chuàng)造的樂趣。(2)制定《電機系“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”實施方案》,設立專業(yè)知識型、優(yōu)秀SRT型、綜合能力型和奇思妙想型等不同因材施教培養(yǎng)類型,選配相關領域經驗豐富的指導教師,在實驗環(huán)境和實驗條件等方面創(chuàng)造條件,對具有不同特色和潛質的學生進行個性化分類培養(yǎng)。
以完備的實踐環(huán)境助力學生實現(xiàn)科研夢想
(1)建成包含風電、光伏發(fā)電、儲能等電氣工程學科新方向的“前向”培養(yǎng)實驗平臺;以相關知識點貫穿專業(yè)基礎課與專業(yè)課的“縱向”培養(yǎng)實驗平臺;以學生自主創(chuàng)新為導向的課外科技活動“橫向”培養(yǎng)實驗平臺。(2)建立了11個校外專業(yè)實踐基地,涵蓋火電、風電、水電和核電等發(fā)電企業(yè),變壓器、發(fā)電機、互感器等電工裝備制造企業(yè),以及多家電網企業(yè),實現(xiàn)了電力、電工行業(yè)的全覆蓋。以導論課、核心課、前沿課為代表的先進的課程體系,能夠滿足學生在知識獲取方面的基礎需求;高挑戰(zhàn)度課程與因材施教的師徒制人才培養(yǎng)模式相結合,有助于學生涌現(xiàn)出“勇于探索的創(chuàng)新精神”;前向、縱向、橫向實驗平臺和覆蓋面廣的校外專業(yè)實踐基地,有益于學生獲得“善于解決問題的實踐能力”。課程體系、人才培養(yǎng)模式和實踐平臺共同作用,形成了電氣工程學科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。
成果的創(chuàng)新點
建立了基礎與前沿并重,微觀和宏觀兼顧的電氣工程學科新課程體系,解決了新時期電氣工程人才“學什么”的問題
凝練出覆蓋能量處理和信號處理的12門專業(yè)核心課,圍繞行業(yè)內出現(xiàn)的新能源與智能電網等重大變革,新開設多門學科發(fā)展前沿課和逐級遞進的導論課。新課程體系既包括若干前沿進展講座,也提供扎實的學科基礎;既深入討論具體二級學科甚至領域方向的技術細節(jié),又對電氣工程學科和相關交叉學科進行完整系統(tǒng)的介紹。實踐證明,這樣的課程體系有效應對了行業(yè)中新技術手段層出不窮對人才培養(yǎng)知識體系方面的挑戰(zhàn)。
創(chuàng)新了以高挑戰(zhàn)度核心課程和多樣化因材施教為代表的電氣工程學科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,解決了新時期電氣工程人才“怎么學”的問題
通過深入實施多種形式的因材施教和研究型學習,將以考試成績?yōu)橹鲗У娜瞬旁u價和培養(yǎng)模式轉化為多樣化的人才培養(yǎng)模式,將以知識傳授為主的教學方式轉化為以學生“做中學”為主的研究型學習方式,建立了適應卓越工程計劃和電氣工程學科發(fā)展需求的人才培養(yǎng)模式,有效應對了創(chuàng)新的多樣化和實踐性本質對人才培養(yǎng)模式方面的挑戰(zhàn)。
建設了以校內實驗平臺、課外科技平臺和校外實踐平臺為主體的“三足鼎立”的實踐教學環(huán)境,設立了體系完整的專業(yè)實踐基地,解決了新時期電氣工程人才“怎么(學以致)用”的問題
將“前向”“縱向”和“橫向”平臺置于同等重要的地位,稱之為“三足鼎立”?!叭愣αⅰ钡膶嵺`教學環(huán)境,成為電氣工程學科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中不可或缺、相輔相成的實踐條件,實現(xiàn)了從大一新生研討課一直延伸到本科或研究生畢業(yè)的全學習時間軸的實踐教學不斷線。校內外實踐教學環(huán)境有效應對了行業(yè)迅猛發(fā)展和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)對實踐方面的挑戰(zhàn)。
成果的推廣應用效果
(1)對人才培養(yǎng)體系的認可和支持。2008年電氣工程及其自動化專業(yè)獲批特色專業(yè)點,2010年第一批參加卓越工程計劃,2012年獲批專業(yè)綜合改革試點。電氣工程實驗教學中心于2008年被評為國家級實驗教學示范中心。寧夏電力公司實習基地于2012年被評為國家級工程實踐教育中心。
(2)課程體系方面。12門專業(yè)核心課中,5門為國家級精品課,4門為國家級精品資源共享課?!半姎夤こ虒д摗闭n程由院士杰青,基金委創(chuàng)新團隊負責人等教授親自任教。雖然該課程為任選課,但自開設以來,每屆學生均100%選修。近年來新開設的“智能電網概論”“可再生能源與未來電力技術(英)”“太陽能光伏發(fā)電及其應用”等新課程受到學生普遍歡迎,選課人數(shù)明顯高于傳統(tǒng)選修課。
(3)人才培養(yǎng)模式方面。翻轉課堂和挑戰(zhàn)式學習模式在專業(yè)核心課中得到普遍使用,深受學生歡迎?!半娏﹄娮蛹夹g基礎”課程自2009年起實施基于項目的學習。2009-2013年自主實驗項目的學生報名數(shù)量分別為4名、10名、20名、40名、60名?!半娐吩怼闭n程在2013年嘗試翻轉課堂教學方法,期末同卷成績比平行班高8分。在《電機系“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”實施方案》支持下,學生完成了一大批專業(yè)特色鮮明、有創(chuàng)新性的項目。
(4)實踐教學環(huán)境方面。電氣工程實驗教學中心開設實驗課程27門,負責為電機系500多名本科生和600多名研究生提供實踐動手訓練環(huán)境。靈活利用現(xiàn)有條件,為學生準備了24小時開放的創(chuàng)新實驗室,提供微機和基本測控儀表,學生可隨時刷校園卡進入開展科技活動。設立了行業(yè)分布合理的711個學生生產實習基地、5個認識實習基地和6個研究生就業(yè)實踐基地。
關鍵詞:炮臺打靶 自動瞄準 電子靶 攝像頭
中圖分類號:TP273.1 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(a)-0005-04
隨著電子技術的發(fā)展,人們對生產和生活中各種設備的自動化程度要求越來越高,能否簡單迅速地對遠處目標進行定位并執(zhí)行相應的控制步驟,是衡量設備自動控制水平的一項重要指標[1]。
該文是2012年黑龍江省大學生電子設計競賽設置的題目之一,充分體現(xiàn)了定位控制技術的重要意義。賽題要求炮臺打靶模擬系統(tǒng)具有炮臺和電子靶兩部分。采用紅色激光筆代替火炮,通過電機控制激光筆沿水平和豎直方向轉動,實現(xiàn)瞄準功能。電子靶的中心環(huán)數(shù)是10環(huán),最外圈是6環(huán),共五個環(huán)數(shù)等級。中心10環(huán)的直徑為1 cm,其他環(huán)相鄰的兩環(huán)半徑差為1 cm,整個靶面為17 cm的正方形,不準利用靶環(huán)區(qū)引導炮塔。炮臺與電子靶水平相距2~3 m,豎直距離在1 m之內,且二者之間不能通信。能夠通過手動和自動兩種方式實現(xiàn)炮臺的瞄準射擊功能,電子靶在被擊中后能夠迅速地顯示并播報相應環(huán)數(shù)和總環(huán)數(shù)。該文所完成的裝置獲2012年黑龍江省大學生電子設計競賽一等獎。
1 系統(tǒng)方案設計
炮臺打靶模擬系統(tǒng)分為電子靶和炮臺兩部分,彼此間沒有電氣連接,下文將對這兩部分設計方案分別介紹。
1.1 電子靶方案設計
對于電子靶而言,需要完成檢測、處理、顯示、播報等環(huán)節(jié),為了保證系統(tǒng)的可靠性和靈活性,采用多模塊結構完成這些功能,將檢測處理功能和顯示播報功能分別用一個單片機控制實現(xiàn)。當特定的靶環(huán)上有激光照射時,一個單片機檢測到傳感器輸出信號的變化并判斷出被擊中的環(huán)數(shù)后,將該環(huán)數(shù)傳給另一片單片機,由其控制完成環(huán)數(shù)的語音播報和數(shù)碼顯示。電子靶的結構框圖如圖1所示。
在設計出電子靶的整體系統(tǒng)后,優(yōu)化電子靶面?zhèn)鞲衅髋挪嫉膯栴}成為了關鍵。光敏電阻具有光照下阻值顯著減小的特性[2]。在靶環(huán)區(qū)放置光敏電阻并分別按環(huán)并聯(lián),將并聯(lián)后的各組電壓值送到比較器的一端,通過給比較器另一端設置合適的閾值電壓,就可以檢測出哪一環(huán)有激光照射。圖2所示為電子靶示意圖及靶面?zhèn)鞲衅髋挪荚O計圖。
在圖2(b)中,由于紅色激光炮的光源是點光源,直接打在電阻環(huán)上的著落面積很小,因此若要實現(xiàn)靶面上傳感器排布無盲區(qū),就需要數(shù)量很多的光敏電阻。如圖2(c)所示,用白紙將靶罩住,使點光源發(fā)生散射從而增大激光在靶面上的照射面積,能有效地減少光敏電阻數(shù)量。由于光敏電阻對日光也同樣敏感,在日光較強時容易造成誤判,為此在白紙下放置多層紅色濾光紙遮擋電子靶以減少照射到光敏電阻的日光強度而不影響激光炮所發(fā)出紅色光束的透射,可提高系統(tǒng)抗環(huán)境干擾能力。對于環(huán)與環(huán)之間的干擾問題,使用黑色卡紙按照電子靶各環(huán)的邊界大小制成2 cm高的隔柵將每一環(huán)的光敏電阻隔開,如圖2(d)所示。此外,為了防止并聯(lián)在一起的電阻過多阻值變小而縮短了光敏電阻兩端電壓變化范圍,導致激光照射時電壓變化不明顯,我們將最外圈兩環(huán)各分成兩組,其余電阻數(shù)量較少的環(huán)可以每環(huán)并聯(lián)成一組。圖3為整個靶面的傳感器分布情況,其中靶環(huán)區(qū)的每個小圓形代表一個光敏電阻,相同圖案的光敏電阻并聯(lián)成一組,兩個紅外發(fā)光管的作用是炮臺定位引導。
1.2 炮臺方案設計
炮臺瞄準要求有手動和自動兩種方式,其總體結構框圖如圖4所示。
手動瞄準使用搖桿控制。搖桿具有兩個滑動變阻器,當其在橫、豎兩個方向轉動不同角度時,相應方向上的滑動變阻器的輸電壓值也會隨之改變。通過輔助單片機對這兩組電壓值進行AD采集,并轉化成的數(shù)字信號送入核心單片機進行分析,從而控制兩個減速電機的轉向和轉速以改變炮臺位置;同時,使用輔助單片機檢測發(fā)射按鍵是否按下,從而實現(xiàn)炮臺發(fā)炮的控制。
自動控制部分選用攝像頭作為圖像傳感器,固定攝像頭使之與激光炮的方向相同。正常情況下,攝像頭視野內各種顏色的景物和光線會大大增加圖像分析的難度,因此,我們使用紅外光透鏡遮住攝像頭,使其只對紅外光線敏感。如圖3所示在電子靶上布置有兩個紅外發(fā)光管,則在普通光照條件下整個攝像頭采集的圖像中僅有發(fā)光管處為兩個亮點,其余部分均為較深的暗色。如圖5所示為攝像頭采集到的圖像示意圖,當兩個紅外管圖像所定位的靶心O’偏離攝像頭中心O時,通過單片機控制電機轉動來調整攝像頭角度,最終使圖中O點和O’點重合,則視為瞄準成功,進而完成后續(xù)的控制激光器發(fā)射“炮彈”操作。
2 硬件設計
系統(tǒng)的整體硬件由兩部分組成,其中電子靶部分包括用于采集信號和控制顯示播報的STC12C5604AD單片機最小系統(tǒng)電路、電子靶面的光敏電阻和炮臺的自動定位引導裝置、比較器電路、數(shù)碼顯示模塊、SD語音模塊、音頻功放電路;炮臺部分由MCF52255單片機系統(tǒng)電路、電機驅動、搖桿及其AD轉換電路以及OV7620攝像頭及其控制電路等幾個模塊組成[3-5]。為方便系統(tǒng)制作,語音模塊和攝像頭模塊采用購買的已集成好的電路。
如前面圖4的炮臺系統(tǒng)總體結構所示,其中STC12C5604AD芯片為輔助單片機,使用其片內集成的8位AD采集搖桿電位信號,并判斷手動發(fā)炮按鍵是否按下。Coldfire系列的MCF52255單片機為核心單片機,它作為整個炮臺部分的總處理器,用來處理圖像、驅動減速電機以實現(xiàn)激光炮瞄準和執(zhí)行射擊操作。
2.1 電子靶整體硬件電路設計
如圖1所示,當某一靶環(huán)上有激光照射時,該環(huán)上光敏電阻傳感器兩端的電壓信號會發(fā)生變化,與之相接的LM393比較器電路的輸出電平也隨之改變,使用一片STC12C5604AD的I/O端口檢測比較器的輸出信號并判斷出擊中的環(huán)數(shù)后,將所得環(huán)數(shù)信息傳給另一片STC12C5604AD,由其通過串行通信控制SD語音模塊進行相應的環(huán)數(shù)播報,并使用一組8位I/O端口控制74LS47譯碼器電路從而通過共陽極數(shù)碼管顯示環(huán)數(shù)及總環(huán)數(shù),根據(jù)題目要求最多顯示兩位數(shù)即可。兩片單片機之間通過芯片自帶的串行通信端口實現(xiàn)通信。
2.2 電機控制部分電路
減速電機的驅動電路如圖6所示。BTS7960B為半橋驅動芯片,電機接在其OUT1和OUT2兩端;74ALS244芯片為單片機和驅動芯片之間提供緩沖。EN為驅動使能信號;ERO1和ERO2用于對兩個芯片進行電流檢測;輸入控制信號IN1、IN2中一個是占空比可調的PWM波,另一個保持低電平,可以靈活改變電機轉動方向和電機轉速。
2.3 音頻功放電路
由于語音模塊本身的輸出非常微弱,本文采用音頻功放電路作為SD語音模塊的后級電路,可以將聲音信號進行有效地放大。本系統(tǒng)使用TI公司生產的OPA2134芯片作為前級運放,用于將語音模塊音頻輸出的電壓進行放大。再將放大后的信號傳給由音頻功放芯片LM4890構成的次級電路,其輸出送入揚聲器,完成語音播報。電路原理圖如圖7所示。
通過調節(jié)圖7中的滑動變阻器R6,可以改變運放的放大倍數(shù)。此外,由于本系統(tǒng)中OPA2134芯片為單電源供電,故使用電阻R2~R5為兩個輸入端提供2.5 V的虛擬地以防止信號失真。為了濾除由于虛擬地的存在而產生的直流成分,在LM4890功放電路輸入端加上電容C1以起到隔直通交的作用。
3 軟件設計
3.1 電子靶軟件設計
電子靶的軟件設計分為靶面被擊中環(huán)數(shù)的識別程序和播報顯示環(huán)數(shù)功能的控制程序兩部分,分別由一片STC單片機控制實現(xiàn)。靶環(huán)區(qū)七組光敏電阻連接的比較器電路構成一組七位的返回值,使用前級單片機STC12C5604AD(1)的七個I/O管腳讀取該值并與無激光照射下的返回值進行逐位比較,從而判斷哪一環(huán)被擊中。若有兩環(huán)同時被激光照射,則選取數(shù)值較大的一環(huán)。前級單片機還計算出擊中的總環(huán)數(shù),并將環(huán)數(shù)信號通過串行通信傳給后級單片機STC12C5604AD(2)。其軟件流程圖如圖8(a)所示。
后級單片機在接收到環(huán)數(shù)和總環(huán)數(shù)后,計算出環(huán)數(shù)的個位、十位,將其轉換成相應的十六進制數(shù)字通過I/O管腳輸出,控制數(shù)碼顯示,同時使用串行通信端口控制語音模塊播報。圖8(b)為后級單片機的軟件流程圖。需要注意的是,在前級單片機發(fā)出環(huán)數(shù)信號供后級選中一段音頻后,要經過足夠的延時待其播放完畢,前級才能繼續(xù)發(fā)送下一環(huán)數(shù)信號。
使用SD語音模塊時,將音頻文件按照特定的編號形式命名并以MP3格式存儲在SD卡中,通過輸入文件名即可播放相應的語音。本系統(tǒng)根據(jù)設計需要,將數(shù)字“0”~“10”、“總”、“環(huán)”、“數(shù)”和擊中提示音的MP3文件存入SD卡,播報時只需以此選擇與十位、個位數(shù)字對應的音頻文件,再根據(jù)情況判斷是否需要播報擊中提示音和“總環(huán)數(shù)”即可。
3.2 炮臺軟件設計
手動瞄準時,通過輔助單片機的AD中斷功能完成對搖桿電壓信號進行模數(shù)轉換。將轉換得到的反映橫豎兩方向運動狀態(tài)的兩組數(shù)字信號按照一定算法組合成一個8位的二進制數(shù)據(jù),并送入MCF52255單片機進行分析,進而控制電機的驅動。發(fā)射按鍵則是通過一個輸入的I/O管腳對其進行循環(huán)查詢。搖桿做前后、左右轉動時,炮臺分別做豎直、水平運動。
在自動瞄準情況下,由于紅外透鏡的濾光作用,外界環(huán)境的彩色圖像被攝像頭采回后變?yōu)榫哂胁煌叶鹊膱D像,這就大大簡化了圖像返回值的復雜程度。由于其中有用的信息僅為紅外發(fā)光管對應的像素點,通過SCCB總線協(xié)議對攝像頭的控制寄存器進行設置,改變其曝光時間,可以使采集圖像中除紅外發(fā)光管區(qū)域外其它全為黑色。將各個像素點與預先設定好的閾值比較,使得黑色區(qū)域的返回值為0xFF,白色區(qū)域(紅外發(fā)光管區(qū)域)的返回值為0x00。設定相應的算法,便可以根據(jù)兩個0x00區(qū)域的位置確定靶心位置,進而控制電機帶動攝像頭瞄準靶心。炮臺程序的流程圖如圖9所示。
4 實驗測試
對本系統(tǒng)進行測試,可以得到如下結果。
(1)在距離2~3 m位置時,手動打靶受人為瞄準因素影響較大,10次打靶中1次擊中10環(huán),4次擊中9環(huán),5次擊中八環(huán)。同樣距離范圍內,10次自動打靶,其中2次擊中10環(huán),8次擊中9環(huán)。可見,本文設計的模擬打靶系統(tǒng)具有很高的打靶精度。
(2)炮臺可在水平方向上與靶面中垂線成-90~90 °夾角的范圍內自動搜索電子靶并瞄準,且能執(zhí)行相應的發(fā)出提示音、射擊以及示意完成等操作。電子靶可正確地顯示打靶環(huán)數(shù)及總環(huán)數(shù)。系統(tǒng)完成搜索、瞄準、延遲、射擊、顯示、播報等功能所需的時間均不超過60 s。
(3)移動固定電子靶的三腳架,可以在0~1 m范圍內任意設置靶心與炮臺的豎直距離。實際結果表明,本系統(tǒng)可以成功搜索到不同相對高度的靶心。
5 結語
本文通過結合光傳感器和攝像頭設計了炮臺打靶模擬系統(tǒng),能夠快速瞄準電子靶并實現(xiàn)打靶功能,自動打靶精度在9環(huán)以上,具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)采用模塊化的結構,具有制作、調試方便的特點。
參考文獻
[1] 王萬金,蔣剛.基于MSP430的坦克打靶模擬系統(tǒng)研究[J].伺服控制,2011(2).
[2] 朱吉江,牛軼霞.光敏電阻的特性及應用[J].家用電器,2000(7).
[3] Freescale,Inc.MCF52255 datasheet[EB/OL].http://.2012.
對于已經臥薪嘗膽4年多的張娟娟來說,奧運冠軍曾經只有咫尺之遙,卻屢次擦肩而過,這一次在家門口,背水一戰(zhàn)而決不容失,張娟娟在大雨中以1環(huán)的優(yōu)勢驚險戰(zhàn)勝韓國選手樸成賢?;鸺t的比賽服和手中鮮艷的五星紅旗把張娟娟映襯得格外美麗。
4年前雅典奧運會上的小師妹已經成長為中國女子射箭隊的中流石氏柱。
不了解射箭運動的朋友們很難理解張娟娟的這塊金牌分量有多重。韓國射箭隊素有“夢之隊”之稱,射箭是韓國的傳統(tǒng)優(yōu)勢項目,從1984年射箭進入奧運會以來,韓國的奧運金牌從未旁落過。
奧運開戰(zhàn)前,美國射箭隊教練就表示,韓國女子射箭隊難以超越,與韓國隊一起射箭感覺是“成人和幼兒園學童比賽射擊”。確實,從歷屆大賽的成績上來看,這個比喻并不算夸張。這是一個從沒有品嘗過失敗滋味的團隊,更是一個無法接受失敗的團隊,更何況是敗給了“一環(huán)”。
有趣的是,今天的這位奧運冠軍當年卻是練田徑出身的。最初張娟娟在萊西體校是練習投擲項目,鉛球、標槍、鐵餅都曾練過,轉體、發(fā)力、急停,動作練得有模有樣。后來一個偶然的機會又轉去練射擊,成績依然不錯,甚至學校很快就把她當成了重點培養(yǎng)的對象。
1995年,張娟娟來到青島市體校接觸上了射箭運動,命運之神終于把她引領到了這條冠軍之路上來。
練習射箭之初,張娟娟連弓的影子都看不到,每天都是用一根緊繃繃的皮條在練力量。每天數(shù)百次地重復著單調的動作,時間長了誰都會煩,慢慢的,和張娟娟同去的一些小伙伴選擇了退縮,但是張娟娟卻堅持沒有放棄。后來皮條終于換成了漂亮的彎弓,懷著好奇的心情張娟娟試著拉弓,動作完全不靠譜,但張娟娟卻一下子迷上了射箭,也許,這就是緣分。
在學射箭一年后,張娟娟參加山東省“希望杯”射箭比賽就拿了冠軍。不可思議的是,那次比賽設了單項距離獎、全能獎等共10個獎項,張娟娟一個人就拿了8個冠軍,射箭天賦展露無遺。
但不久之后,進步神速的張娟娟就遇到自己運動生涯最大的一道門檻――“黃心病”。那是射箭運動員獨有的一種運動疾病,常年對靶心的瞄準使運動員產生視覺疲勞,在潛意識里拒絕它,進而使動作變形,導致射出的箭偏離靶心。很多優(yōu)秀的射箭運動員因為得了這種病而不得不放棄。
在近3年時間里,張娟娟沒能參加任何比賽,當隊友出去比賽的時候,娟娟只能孤零零的一個人在訓練場上重復著瞄準動作。每天都是單調的搭箭、拉弓、瞄準、發(fā)射等一系列連貫的機械動作,那種苦澀的感覺是非常讓人難以忍受的。在教練的耐心指導下,張娟娟頑強地堅持下來。
他也以此自夸。
那是一個北宋時期的晴空萬里的早晨。
陳堯咨曾經在自己的花園中射箭。只見他拿了一支箭,用右眼瞄準靶心,看了又看,才放箭。在他練箭時,旁邊路過一個賣油翁的人。他閑來無事,放下?lián)樱绷酥毖?。之后,他雙手叉腰間,雙眼斜視陳堯咨,一副不在意的樣子。當他看見陳堯咨射十支中九支時,只微微點了點頭,笑了一笑。
陳堯咨見他這模樣,十分生氣,心想:“你竟敢小瞧我的射技?!鞭D眼,他的臉漲得通紅,將弓一扔,氣沖沖地走向賣油翁。
陳堯咨:“閑雜人等,報上名來,竟敢小瞧我的射技,你也會射箭嗎?我的射技不夠精湛嗎?你為何小瞧!”
“沒什么大不了,只不過手熟罷了?!辟u油翁平靜得回答。
陳堯咨怒目圓睜,生氣地說:“你敢小瞧我的射技?”這句話響徹云霄。
“憑我倒油的經驗知道?!彼卮鸬剡€是很平靜。
于是他拿了一個葫蘆放在地上,用錢蓋在葫蘆口,接著他將一少油倒入。只見那油細如一條線,不偏不西穿過銅板落入葫蘆中。倒完后檢查一下,果真一點沒濕。
賣油翁說:“我也沒什么,只是手熟罷了,小伙子,人要懂的謙虛?!?/p>
素質教育強調“以學生為主體”使學生由被動接受知識變?yōu)橹鲃犹剿髦R,首先就要激發(fā)學習興趣。物理現(xiàn)象在生活中處處可見,其原理往往是學生探求的懸念,所以學生對物理具有好奇心。由好奇產生興趣,但由于應對學習物理的困難心理準備不足,這種興趣會被沖淡,這時教師就要運用心理學原理激發(fā)鞏固其學習興趣。心理學告訴我們,興趣按起因可分為直接興趣、間接興趣。直接興趣是由眼前的需要而產生的。在教學中,采用生動活潑的教學方法是激發(fā)直接興趣的有效途徑。如果要使興趣變?yōu)橹救ぃㄖ救な桥d趣的高級水平),就要激發(fā)其間接興趣。什么是間接興趣,間接興趣是由事物的結果引發(fā)的興趣。比如,一個學生對文學感興趣,對計算機并不感興趣,但想到將來無論做什么工作(即使當了作家),計算機將是提高工作效率的辦公用具,于是也對計算機產生了興趣。所以要激發(fā)間接興趣,就要講解物理在生活中以及科技領域的巨大作用,樹立起他們遠大的抱負與雄心壯志,這樣興趣就能變?yōu)橹救?。興趣便持久而不衰了。有了強大的學習動力,學習中的困難就不在話下了。
既然興趣普遍來源于對物理現(xiàn)象及原理的好奇心。則物理實驗就正好是揭開物理奧秘的重要手段。那么,就要發(fā)揮物理實驗的優(yōu)勢,培養(yǎng)學習興趣。學生對物理知識的理解和運用,是建立在物理知識感知基礎上的,物理實驗將奇妙無窮的物理現(xiàn)象及其原理展現(xiàn)在學生面前,讓學生通過感知與分析去認識世界。比如磁場中電子運動的圓形軌道,有趣的布朗運動等等,其實驗過程就是以打開學生的視野,激發(fā)學生的思維,將興趣引向深入。無論是做實驗還是講解知識,既然要“以學生為主體”,啟發(fā)式教學就是其手段之一。啟發(fā)啟發(fā),啟要得法,啟不得法,便啟而不發(fā)。會啟發(fā)是一種教學藝術。教師應創(chuàng)設生動活潑的教學氛圍,創(chuàng)設有啟發(fā)性的物理情景,能提出發(fā)人深思的問題。深入淺出的比喻,都可以啟發(fā)學生產生奇思妙想,甚至產生創(chuàng)新思維。葉圣陶先生說過:“教師之指導作用,蓋在善于引導啟迪,使學生自奮其力,自致其用”。這說明教師的啟迪引導是多么的重要,物理教師就要在探索教學的啟迪藝術上狠下功夫。
其次是培養(yǎng)科學的思維方法。上面談了用啟發(fā)式激發(fā)學生的學習興趣與積極性,在這一前提下,須進一步幫助學生找到好的思維方法,培養(yǎng)思維品質。培養(yǎng)怎樣的思維品質,首先要找到他們存在的問題再對癥下藥。通過長期了解,學生進入高中出現(xiàn)的問題之一是物理意識不強,什么是物理意識,物理意識是指學生在面對物理問題時能用物理的觀念,物理思考問題的特點來構思解決問題的辦法。我們發(fā)現(xiàn)有不少學生物理花的功夫不少,但成績并不理想。就是物理意識不強的原因,物理意識不強其表現(xiàn)有如下一些。如雖然學了新的物理知識,但面對一些未見過的題時,不能站在新的思維高度進行解決,只知死套公式,模仿做過的題目進行求解,或者根本無從下手。