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一、制訂課堂教學(xué)目標的出發(fā)點由“大綱”向“學(xué)生”轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)教學(xué)方式下編寫教案、制訂教學(xué)目標的出發(fā)點是根據(jù)大綱要求,完成教材知識傳授目標。教學(xué)目標是針對教師“教”制訂的,是惟一而不能改變的。因此,在這種情況下,教師備課就是為了熟悉大綱,吃透教材,是為了更好地完成教材知識傳授目標。一份優(yōu)質(zhì)課教案適用于多個班級的課堂。而實行課程改革后編寫教案、制訂教學(xué)目標的出發(fā)點是根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生成長的要求,傳授教材知識目標。課程標準是針對學(xué)生的學(xué)習(xí)而制訂的。教學(xué)目標根據(jù)學(xué)生具體情況,提出不同層次要求,具有彈性。因此,教師備課是為了了解學(xué)生,熟悉課程標準,吃透教材,以便更好地適應(yīng)學(xué)生發(fā)展需要。任何優(yōu)秀的教案都不可能包打天下。
在備課中,教材、學(xué)生都很重要,但把什么放在第一位卻體現(xiàn)不同的教育觀念。把學(xué)生放在第—位,是以“人”為本;把教材放在第一位,是以“本”為本。
二、課堂教學(xué)目標的內(nèi)容由“重知識”向“重能力”轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)教學(xué)方式下編寫教案、教學(xué)目標只注重知識目標。盡管不少教案也強調(diào)能力目標,也提到思想教育,但是這種“能力”只是解決知識問題的解題能力,這種“思想教育”是從社會的角度進行僵化的、空洞的說教。而實行課程改革后編寫教案、知識目標只是教學(xué)目標之—,解題能力只是知識目標的組成部分,讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力才是最重要的教學(xué)目標。情感態(tài)度價值觀和人生觀是取代以前“思想教育”的又—個教學(xué)目標。它是從學(xué)生個體的角度提出社會要求,尊重學(xué)生作為鮮活的人的情感體驗,尊重學(xué)生個性,培養(yǎng)學(xué)生健全的人格,高尚的審美情趣,科學(xué)的人生觀和價值觀。課程改革把培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)作為教學(xué)根本目標。
三、課堂教學(xué)目標的方法由“教為中心”向“學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)教學(xué)方式下編寫教案,教學(xué)過程以“教”為中心。是否有利于教師傳授知識是編寫教案的主線,學(xué)生按老師的規(guī)定聽課、練習(xí)是“責(zé)無旁貸”的事。在課堂上,教師是“演員”,學(xué)生是“觀眾”,教師“演”得好就是課上得好。
實行課程改革后編寫教案,教學(xué)過程以“學(xué)”為中心。是否有利于學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)是編寫教案的主線。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)活動的組織者、引導(dǎo)者、啟發(fā)者和示范者。在課堂上.教師是“導(dǎo)演”,學(xué)生是“學(xué)員”,學(xué)生“表演”是否到位是教學(xué)成功與否的關(guān)鍵。
四、對學(xué)生的認知層面要求由“簡單描述”型向“多視角反思、挖掘”型轉(zhuǎn)變
對于一些教學(xué)內(nèi)容如地球的形狀問題,傳統(tǒng)教學(xué)主要停留在簡單的描述這一認知層面上。學(xué)生不能得到更高一級的思維訓(xùn)練,這不僅是對課程資源的嚴重浪費,而且學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)過程中絲毫得不到探索的樂趣。而新的課程理念要求我們重視知識的產(chǎn)生過程以及在這一過程中體現(xiàn)出來的情感、態(tài)度和價值觀,因為情感、態(tài)度、價值觀以及人的各種綜合能力不是直接從結(jié)果中直接產(chǎn)生出來的,而是在過程中體驗和積累起來的,要體現(xiàn)這種新的理念,必須對教材和教學(xué)內(nèi)容進行不同視角的反思和挖掘。若體現(xiàn)這種理念,必須要求教師在備課中必須增加學(xué)生反思的機會,創(chuàng)設(shè)不同的情景,比如在地球形狀的教學(xué)中,可以設(shè)計這樣一些問題:如果你有孫悟空那樣的本領(lǐng),你會到達天邊嗎?假如你是一位3000年前的古人,你會如何思考和驗證腳下大地的形狀?等。
五、檢測教學(xué)目標的評價標準由“重知識”型向“重方法、重情感”型轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)教學(xué)的目標的評價標準注重的是“教”的結(jié)果,即學(xué)生是否達到教材知識目標。實行課程改革后,教學(xué)的目標的評價標準注重的內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,即不僅考察學(xué)生是否掌握知識,更要了解學(xué)生是否掌握了學(xué)習(xí)方法,是否有積極的情感態(tài)度。
六、教育手段:由“單一型”向“多樣型”轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)的教學(xué)在教案中只需寫好如何講解即可,教育手段非常單一;而未來是信息時代,教育手段應(yīng)該是“多樣”的:實物展示、投影運用、多媒體音像引進、網(wǎng)上瀏覽、適應(yīng)學(xué)生認知和身心發(fā)展需要而增大信息量、科技量,有利于提高質(zhì)量;用簡單、新型、交互、愉悅的學(xué)習(xí)技巧將他們的才智與世界上最好的專家連接起來,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教育,則可以滿足其個體自我發(fā)展需要。
七、師生關(guān)系由“師道尊嚴”向“師生平等”轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)的師生關(guān)系是一種不平等的人格關(guān)系,教師不僅是教學(xué)過程的控制者、教學(xué)活動的組織者、教學(xué)內(nèi)容的制定者和學(xué)生成績的評判者,而且是真理的化身和絕對的權(quán)威。 在教學(xué)中,教師是主動者,是支配者,而學(xué)生是被動者,是服從者。而新課程下的師生關(guān)系強調(diào)的首先是師生在人格上的平等,是正常的人與人的交往關(guān)系。這就是說他們的思想(意見)、情感(體驗)、意志(欲望)和行為方式應(yīng)該得到同樣的尊重;學(xué)生應(yīng)該得到足夠的表現(xiàn)自己、表達自己的思想和情感的機會。正是由于這種師生關(guān)系的轉(zhuǎn)變,要求教師在備課過程中必須考慮到學(xué)生能夠提出的問題,多方面思考課堂可能發(fā)生的情形,以便能夠在課堂上應(yīng)對課堂。
【關(guān)鍵詞】電子教鞭;無線射頻;調(diào)制與解調(diào);HID
引言
隨著教育電教化的普及,全國大多數(shù)學(xué)校都采用多媒體教學(xué),其中PPT、Word、PDF文檔和圖片是最常使用多媒體講稿。講授進度通過鼠標或者鍵盤來控制,這帶來的缺點就是教師被束縛在電腦跟前,空間相比于整個講臺小了很多,行動上受到限制,肢體語言施展不開,課堂氣氛不活躍,教學(xué)質(zhì)量大打折扣。
要把授課教師從電腦前面徹底解放出來!秉持這一初衷,本文提出一套低成本無線教鞭設(shè)計方案,讓教師不再受空間限制,真正實現(xiàn)“自由移動講課”,系統(tǒng)由無線發(fā)送設(shè)備和無線接收設(shè)備兩大部分組成。工作頻段為433MHz無線射頻,因此發(fā)射和接收不存在角度問題且符合工信部的《微功率(短距離)無線電設(shè)備管理暫行規(guī)定》。接收設(shè)備插上PC機USB接口,Windows98以上操作系統(tǒng),為HID(人機接口設(shè)備)類設(shè)備提供了通用的驅(qū)動程序,符合即插即用的要求。
1.系統(tǒng)總體設(shè)計方案
系統(tǒng)中無線發(fā)送設(shè)備由編碼電路和發(fā)送電路組成,完成遙控信號的編碼以及ASK調(diào)制;接收設(shè)備由接收電路,解碼電路完成射頻信號解調(diào)解碼,還原出相應(yīng)的遙控信號指示HID類USB設(shè)備電路實現(xiàn)“上翻”和“下翻”動作。在器件選型中不僅考慮了性能參數(shù),同時成本也是考慮的重點,使得設(shè)備商品化時成本較低。圖1是系統(tǒng)的功能框圖。
圖1 系統(tǒng)級框圖
2.無線教鞭硬件電路設(shè)計
2.1 發(fā)送端硬件電路
編解碼電路的作用一是區(qū)分不同的遙控指示信號;二是為了防止多個收發(fā)設(shè)備同時工作時相互之間干擾。編碼解碼芯片選用Princeton的PT2260和PT2270。PT2260/2270最多可提供310地址碼和4位數(shù)據(jù)端,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼以及同步碼從15腳串行輸出,每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼[1]。PT2270只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼才置位相應(yīng)的數(shù)據(jù)引腳和VT端。外接電阻阻值越大振蕩頻率越慢,碼寬越大,發(fā)一組碼的時間越長。常用振蕩電阻選用PT2260/820KΩ和PT2270/1MΩ組合,適應(yīng)的電壓范圍較寬[2]。由高頻管和聲表面波諧振器組成的433.92MHz高頻發(fā)射電路,器件少,成本低,電路工作非常穩(wěn)定,發(fā)射頻率不會漂移[3]。圖2是發(fā)送端電路圖。
2.2 接收設(shè)備電路
接收電路將接收到的調(diào)制信號通過放大,混頻,中放,以及ASK解調(diào),還原成編碼后的信號,輸出給解碼電路解碼,最后由HID類USB設(shè)備電路根據(jù)遙控信號完成“上翻”和“下翻”鍵值的上傳。PT4316是一款工作在甚高頻低功耗超外差式無線接收IC,它內(nèi)部集成低噪聲放大器,混頻器,基于聲表面波的振蕩器,片上等值低通濾波器,中頻限幅放大器以及模擬基帶數(shù)據(jù)恢復(fù)電路,接收靈敏度可達-103dBm[4]。它的應(yīng)用需要注意外接的聲表諧振器和天線設(shè)計。接收端電路圖如圖3所示。由于PT4316中頻鏈路的-3dB帶寬是從250KHz到3.1MHz,其中最適宜的值大約為1.2MHz,公式(1)是用來計算合適的振蕩器頻率的。例如發(fā)送端聲表諧振器的頻率為433.92MHz,則PT4316應(yīng)用電路才用435.1MHz聲表諧振器比較合適。
(1)
圖2 發(fā)送端電路圖
若采用印制天線,確保沒有任何元器件在天線的背面,也不能有地線層。對于FR4材質(zhì)PCB(=4.7),線寬為30mil,天線長度計算公式如(2)所示:
(2)
式中,L(cm)為天線長度,f(MHz)為工作頻率,c為光速,3*1010cm/s。
圖3 接收設(shè)備電路圖
HID類設(shè)備電路由Silicon公司的帶USB控制器的C8051F321單片機來完成,其集成的全速/低速USB功能控制器和收發(fā)器符合通用串行總線規(guī)范2.0版。相對于傳統(tǒng)的由單片機和USB接口芯片組成HID類設(shè)備電路,節(jié)約了很多PCB空間(C8051F321是MLP28封裝,只有5mm*5mm大?。?,成本也降低了一半。同時利用其集成內(nèi)部可編程振蕩器,省去外部晶振,減小了時鐘頻率的倍頻對射頻接收電路的干擾,提高接收靈敏度。
3.系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1 HID類設(shè)備識別過程
HID類設(shè)備需要遵從USB啟動流程:設(shè)備插入總線復(fù)位設(shè)備枚舉數(shù)據(jù)接收/傳送。流程中的設(shè)備枚舉就是告知PC設(shè)備描述類型。當(dāng)插入USB設(shè)備后,主機會向設(shè)備請求各種描述符來識別設(shè)備。為了把一個設(shè)備識別為HID類別,設(shè)備在定義描述符的時候必須遵守HID規(guī)范,因此除了USB標準定義的一些描述符外,HID設(shè)備還必須定義HID描述符。每個描述符都有固定的格式和含義,USB HID設(shè)備是通過報告來給傳送數(shù)據(jù)的,報告是一個數(shù)據(jù)包,里面包含的是所要傳送的數(shù)據(jù),USB HOST可以分析出報告里面的數(shù)據(jù)所表示的意思,通過發(fā)送相應(yīng)的描述符。主機通過識別描述符從而認識設(shè)備,認識設(shè)備數(shù)據(jù)通信格式,從而才能正常進行數(shù)據(jù)傳送和接收[6]。圖4是枚舉設(shè)備描述符調(diào)試中2種狀態(tài)截圖的合并圖。
圖4 調(diào)試過程2種狀態(tài)截圖
圖5 主程序流程圖
3.2 單片機本地端主程序
從圖3的硬件電路原理圖上可以看出,C8051F321單片機的P1口以及P2.0、P2.1是與PT2270的地址端連接在一起的,可以通過軟件來設(shè)置接收設(shè)備的地址碼,一改傳統(tǒng)硬件方式設(shè)置地址碼。P2.2和P2.3引腳信號來自發(fā)送端的遙控信號,用于指示單片機上傳相應(yīng)的鍵值。單片機本地端主程序可參照圖5流程編寫代碼。單片機初始化包括IO端口初始化和時鐘振蕩器初始化,注意設(shè)置內(nèi)部振蕩器的基頻12MHz為系統(tǒng)時鐘,USB工作在低速方式,時鐘必須為6MHz,因此將內(nèi)部振蕩器二分頻即可得到。USB控制器初始化包括工作方式選擇(低速)和中斷寄存器使能等功能配置和控制操作。
USB中斷子程序包括公共中斷,端點0的IN/OUT/SETUP中斷以及端點1、2、3的IN/OUT中斷。在數(shù)據(jù)被成功發(fā)送或接收后處理器產(chǎn)生USB中斷,USB控制器中的串行接口引擎(SIE)執(zhí)行所有低層USB協(xié)議。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時,SIE在接收完一個完整的數(shù)據(jù)包后中斷處理器,相應(yīng)的握手信號由SIE自動產(chǎn)生。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時,SIE在發(fā)送完一個完整的數(shù)據(jù)包并且收到相應(yīng)的握手信號后中斷處理器。當(dāng)收到損壞/錯誤的數(shù)據(jù)包時,SIE不中斷處理器[5]。 中斷程序編寫需要參考C8051F321數(shù)據(jù)手冊和HID類設(shè)備用法列表。
HID類設(shè)備描述符枚舉成功后,PC機識別為USB人體輸入學(xué)設(shè)備。此時單片機根據(jù)圖3中所示的遙控指示信號PU(P2.3腳)和PD(P2.2腳)電平高低,通過端點1發(fā)送USB鍵盤相應(yīng)的鍵值給PC機,PageUp或者PageDown鍵值需要放在第三個字節(jié)上。AT-101鍵盤上PageUp和PageDown兩個鍵的鍵值0x4B和0x4E[7],例如:0x00,0x00,0x4B,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,這八個字節(jié)作為一組上傳。當(dāng)按下某個鍵,同時也要及時釋放,即在中斷程序端點1上傳成功子程序里面上傳八個0,PC端就知道釋放該鍵。
4.結(jié)論
低成本無線電子教鞭方案從實際應(yīng)用角度提出來的。經(jīng)實驗和現(xiàn)場應(yīng)用,設(shè)備性能穩(wěn)定可靠,靈敏度高,手持端功耗極低,室內(nèi)40m教師任意角度和方位使用,均能發(fā)揮自如。接收端即插即用,Windows98以上操作系統(tǒng),提供了通用的驅(qū)動程序,極大程度上方便了教師使用。
參考文獻
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一、尋找合適教案
在尋找教案之前,必須對教師自身素質(zhì)進行分析,揚長避短。如口語表達能力、表現(xiàn)能力強的可選擇上語言課,繪畫能力強的可上美術(shù)課,表現(xiàn)力較強、唱歌比較好的就選擇上音樂課或舞蹈課,而針對表現(xiàn)能力不是很強,但語言簡潔,邏輯思維強的就選擇上科學(xué)課。根據(jù)自身特點選擇優(yōu)秀教案的領(lǐng)域范圍,有目的地尋找,不至于漫無目的,浪費時間與精力。
活動領(lǐng)域確定后,必須明確此領(lǐng)域的要求,如科學(xué)領(lǐng)域,《幼兒園教育指導(dǎo)綱要》明確指出:科學(xué)教育應(yīng)密切聯(lián)系幼兒的實際生活,利用學(xué)生身邊的事物與現(xiàn)象作為科學(xué)探索的對象。《3~6歲兒童發(fā)展指南》強調(diào):幼兒科學(xué)學(xué)習(xí)的核心是激發(fā)探究興趣,體驗探究過程,發(fā)展初步的探究能力。帶著這些新的教育理念去尋找相關(guān)優(yōu)秀教案,我曾在《山東教育?幼教園地》上看到一則大班科學(xué)活動案例“巧頂紙板”,將幼兒生活中較常見的幾種材料:紙板、易拉罐、鉛筆、紙筒芯等作為教具,引導(dǎo)幼兒主動嘗試用不同材料巧妙頂起正方形、正三角形、圓形紙板,教師與幼兒一道津津有味地探索穩(wěn)穩(wěn)頂住紙板的秘密。幼兒通過親身體驗和實際操作進行科學(xué)學(xué)習(xí),親歷了探究的全過程,從而有助于培養(yǎng)積極探究的態(tài)度,養(yǎng)成積極探究的習(xí)慣。
二、調(diào)整優(yōu)秀教案
雖然現(xiàn)成的優(yōu)秀教案上已標明施教對象,但不同地區(qū)的孩子會存在一定程度的地域差異,且許多教育方式更是因人而異,此時必須根據(jù)本園孩子的實際情況對優(yōu)秀教案進行適度的調(diào)整。當(dāng)我選中大班科學(xué)活動案例“巧頂紙板”后,先進行預(yù)操作:準備一些材料和鉛筆、易拉罐、紙筒芯、圓形紙板,不作任何提醒與練習(xí),讓大班孩子試著用這些材料頂起圓形紙板,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)孩子都能成功頂起圓形紙板。很顯然,在大班上這節(jié)課的活動設(shè)計沒有挑戰(zhàn)性。用同樣的方法在中班做試驗,40名幼兒中有14名幼兒輕易地把紙板頂起來了。于是根據(jù)預(yù)操作的結(jié)果,我決定將它由大班科學(xué)活動改成中班科學(xué)活動。在預(yù)操作的過程中發(fā)現(xiàn),較薄的紙板容易變形,影響操作效果,在準備材料時要盡量選擇硬實、不易變形的紙板,排除所有不利于操作的干擾因素。預(yù)操作可以幫助我們確定教育對象、活動材料、活動目標等,以便活動能夠科學(xué)地順利地進行。
《山東教育?幼教園地》上一則大班科學(xué)活動案例“巧頂紙板”,教學(xué)過程是這樣設(shè)計的:
1.欣賞:激發(fā)幼兒頂紙板的興趣(播放獲獎雜技表演、幼兒用身體部位頂住紙板的游戲現(xiàn)場)。
2.嘗試:發(fā)現(xiàn)頂紙板的最佳位置(幼兒用紙筒芯自由嘗試頂紙板、發(fā)現(xiàn)成功的秘密、幼兒合作找并畫出中心點)。
3.探索:分析用不同材料頂起紙板的難易程度(猜想并記錄、嘗試并記錄、集體驗證操作結(jié)果)。
4.討論:找出有利于頂紙板的因素。
5.表演:分享頂紙板的快樂。
以上活動設(shè)計是適合大班幼兒的,程序比較復(fù)雜,而我的施教對象為中班幼兒,就不能照搬硬套,讓幼兒合作找中心點對大班幼兒來說并不難,而中班幼兒的合作能力、協(xié)調(diào)能力并不強。找、畫中心點有一定的難度,我就進行修改,幼兒操作結(jié)束后請兩個幼兒示范穩(wěn)穩(wěn)頂起圓形紙板,教師幫著畫中心點,然后請幼兒觀察教師做的記號,發(fā)現(xiàn)能穩(wěn)穩(wěn)頂住紙板的位置,通過觀察得出結(jié)論:只有頂住圓形紙板的中心點,才能穩(wěn)穩(wěn)地頂起紙板。于是我對活動過程進行適度調(diào)整:
1.欣賞:激發(fā)幼兒頂紙板的興趣
2.探索:用不同材料(鉛筆、紙筒芯、易拉罐)頂圓形紙板并討論:為什么有的材料容易頂起紙板(紙筒芯、易拉罐),而有的材料很難頂起紙板(鉛筆)?
3.二次探索:探索用鉛筆成功頂起紙板的秘密――頂住中心位置(幼兒嘗試頂紙板、請成功幼兒表演、老師畫出中心點、幼兒觀察中心點發(fā)現(xiàn)成功的秘密)。
4.表演:分享頂紙板的快樂。
三、打磨出優(yōu)質(zhì)課
優(yōu)秀教案只是上好課的前提,還有諸多因素影響著一節(jié)活動課最終的效果,如教師的組織能力、教育技巧、孩子預(yù)知的經(jīng)驗、教具的準備等。為了實現(xiàn)課堂教學(xué)的最優(yōu)化,打磨出一堂優(yōu)質(zhì)課,還需在實際操作中不斷結(jié)合教學(xué)實際進行調(diào)整、優(yōu)化。經(jīng)過以上環(huán)節(jié),我在上課的過程中發(fā)現(xiàn)了如下問題,并在教學(xué)過程中不斷進行調(diào)整、優(yōu)化,取得了較好的教學(xué)效果,反響不錯。
(1)問題設(shè)計具有局限性。活動的導(dǎo)入部分,請幼兒用身體的不同部位頂紙板,孩子站在原地,只能想出幾種玩法:用頭、肩、背頂紙板,僅局限在身體的幾個部位,并不能充分調(diào)動幼兒參與活動的興趣,封閉了孩子的思維。于是我就重新設(shè)計:請小朋友想出多種辦法和紙板玩游戲。幼兒想出了許多種玩法:紙板變成了方向盤、飛鏢、滑板車、陀螺、紅綠燈,用一只手指、兩只手指、三只手指、頭、手臂、背等部位頂紙板。開放性的問題設(shè)計,使幼兒活動內(nèi)容更豐富,激活了幼兒的思維,更激起幼兒活動的興趣。
關(guān)鍵詞 軌道交通 交流傳動 逆變器 調(diào)壓調(diào)頻分類號
1 交流傳動系統(tǒng)與直流傳動系統(tǒng)的比較
隨著電力電子器件、控制理論和計算技術(shù)的發(fā)展,交流傳動已經(jīng)逐步在取代直流傳動,并顯示了其在性能價格比和運行性能上的優(yōu)勢. 自1970 年BBC 公司開發(fā)的第一臺交流傳動內(nèi)燃機車DE2500 問世以來,到目前已有數(shù)千臺交流傳動機車和電動車組投入運營. 交流傳動機車的粘著系數(shù)比直流傳動機車高約10 % , 且交流傳動機車的電機型式一般采用結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、壽命長,幾乎免維護的鼠籠式異步電機。交流傳動機車與直流傳動機車的性能比較如表1 所示[ 1 ].
交流傳動機車較直流傳動有相當(dāng)大的優(yōu)越性,目前,歐洲和日本等工業(yè)化國家鐵路工業(yè)部門,已基本停止了直流傳動電力機車的生產(chǎn)[2 ]. 與斬波器─ 直流電機斬波調(diào)壓電氣傳動系統(tǒng)相比,調(diào)壓調(diào)頻(VVVF) 逆變器─ 交流電機的系統(tǒng)主電路變得十分簡單. 主要由高速斷路器、
表1 交流傳動機車與直流傳動機車的性能比較
少了電阻發(fā)熱的危害. 現(xiàn)在,以斬波器為核心的直流傳動電動車組也逐步讓位于以VVVF 為核心的交流傳動電動車組,如日本的東京、韓國的漢城、德國的漢堡和法蘭克福、美國的波特蘭[3 ] 等.
2 我國城市軌道交通傳動系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
國內(nèi)城市軌道交通(除香港外) 發(fā)展比較緩慢,除了地鐵以外,幾乎沒有城區(qū)和近郊的地面軌道交通. 而地鐵交通,目前也只有北京、天津、上海和廣州等城市開通運營.
2. 1 供電制式
以北京和天津為代表的北方地區(qū)采用DC 750 V 供電電壓制式,允許電壓波動范圍為DC 500 V~DC 900 V , 第三軌受流;以上海和廣州為代表的南方地區(qū)采用DC 1 500 V 供電電壓制式,允許電壓波動范圍為DC 1 000 V~DC 1 800 V , 架空接觸網(wǎng)受電弓受流.
上述兩種供電電壓制式都是國際電工委員會推薦的,都能滿足城市軌道交通供電的要求. 但是,從減少城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的電能損失和電壓降,延長供電距離以降低牽引變電站的數(shù)量及投資,以及從降低受流接觸網(wǎng)的懸掛重量、降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及投資而言,采用DC 1 500 V 的牽引供電電壓制式比采用DC 750 V 的牽引供電電壓制式顯然要經(jīng)濟得多. 高耐壓電力電子變流器件的不斷發(fā)展,如4 500 V 的GTO 、3 300 V 的IGBT 等,為采用DC 1 500 V 供電的城市軌道交通牽引傳動系統(tǒng)提供了可靠的技術(shù)保障. 因此,今后我國的城市軌道交通牽引傳動系統(tǒng)的供電電壓制式的發(fā)展趨勢應(yīng)該是逐步采用統(tǒng)一的DC 1 500 V.
2. 2 牽引傳動系統(tǒng)
北京的地鐵列車采用國產(chǎn)電動車組,牽引控制裝置為凸輪調(diào)阻和斬波調(diào)阻方式,牽引電機為直流電機. 正在新建的復(fù)八線(復(fù)興門─ 八王墳) 線長16. 7 km , 預(yù)計1999 年10 月1 日通車,牽引控制裝置采用GTO 元件的VVVF 逆變器,牽引電機為鼠籠式交流電機,主機由日本東洋電機公司制造.
天津的地鐵列車采用國產(chǎn)電動車組,牽引控制裝置為凸輪調(diào)阻器方式,牽引電機為直流電機. 上海的地鐵列車采用德國進口的電動車組,牽引控制裝置為調(diào)壓斬波器,牽引電機為直流電機. 正在新建的新線,也將采用VVVF 逆變器的交流傳動裝置. 廣州地鐵列車于1997 年6 月投入試運行,全部采用進口電動車組,牽引控制裝置為GTO 元件的直交VVVF 逆變器,牽引電機為鼠籠式交流電機.
由上可見,我國今后城市軌道交通的牽引傳動系統(tǒng)的發(fā)展會普遍采用VVVF 逆變器和鼠籠式異步電機的交流傳動系統(tǒng).
3 基于北京地鐵的交流傳動系統(tǒng)逆變器國產(chǎn)化方案
國產(chǎn)化交流傳動系統(tǒng)采用由電壓源VVVF 逆變器控制三相交流牽引電機的方式. 該系統(tǒng)主要包括如下設(shè)備:主控制器、VVVF 逆變器系統(tǒng)(包括逆變器主電路和控制器) 、高速斷路器箱、L2C 濾波器、鼠籠式異步牽引電機、主隔離開關(guān)和主熔斷器、母線隔離開關(guān)和高速熔斷器、接地開關(guān)箱和接地裝置[4 ] 等. 以上這些設(shè)備除了VVVF 逆變器外,其它設(shè)備國產(chǎn)化比較容易實現(xiàn),而且不少設(shè)備已經(jīng)在北京地鐵列車上使用. 這里著重討論VVVF 逆變器的國產(chǎn)化方案.
3. 1 VVVF 逆變器結(jié)構(gòu)型式
筆者建議交流傳動系統(tǒng)VVVF 逆變器的開關(guān)器件選用已商品化的大功率快速開關(guān)器件IGBT 模塊(若市場有供貨,也可選用集成了驅(qū)動和保護電路的IGBT 模塊,即IPM 模塊). 已商品化的大功率IGBT 器件目前有:800 A/1 700 V 、1 200 A/1 700 V 、800 A/2 500 V 、1 200 A/2 500 V 、800 A/3 300 V 、1 200 A/ 3 300V 等. 本方案之所以選用IGBT , 而不選用GTO , 是因為IGBT 與GTO 相比有如下優(yōu)點[5 ] : ① 開關(guān)頻率較高,提高逆變器輸出波形質(zhì)量,使得噪聲水平和電機損耗較低,IGBT 的開關(guān)頻率為1 kHz 時,電磁噪聲能下降3~4 dB ; ② 門控簡單,觸發(fā)能耗較低,只有GTO 的1/ 20 ; ③ 吸收電路非常簡單,其能耗只有GTO 吸收電路的1/ 60 ; ④ 保護系統(tǒng)簡化,且短路時可自關(guān)斷保護; ⑤ 可靠性較高,備品可減少到原GTO 備品的1/ 10 ; ⑥ 相同容量裝置的重量和尺寸大大減少.
當(dāng)然,無論選用IGBT , 還是選用GTO , 這種大容量的開關(guān)元器件國內(nèi)廠家都不能生產(chǎn),均需要從國外公司進口. 采用IGBT 后,由于元器件成本下降,逆變器系統(tǒng)要簡化得多,故國產(chǎn)化更易實現(xiàn).
我國城市軌道交通的供電電壓是直流750 V(允許500~900 V 變化) 和直流1 500 V(允許1 000 V~1 800 V 變化),故VVVF 逆變器主電路結(jié)構(gòu)選用電壓型二電平三相逆變器結(jié)構(gòu)即可. 對于直流750 V 供電的交流傳動VVVF 逆變器,IGBT 器件耐壓可選1 700 V 或2 500 V ; 對于直流1 500 V 供電的交流傳動VVVF 逆變器,IGBT 器件耐壓可選3 300 V.
3. 2 控制方案
城市軌道交通牽引列車中,交流傳動系統(tǒng)常見的逆變器─ 電機控制方案有兩種:第一種是1 臺逆變器控制4 臺電機;第二種是1 臺逆變器控制2 臺電機. 針對北京復(fù)八線地鐵列車來說,1 臺電機的額定容量為180 kW , 故第一種方案逆變器容量需要1 000 kVA 左右,第二種方案逆變器容量需要500 kVA 左右即可. 筆者建議采用第二種控制方案,即1 臺逆變器控制2 臺電機的方案. 理由如下: ① 城市軌道交通車輛一般都是四軸車,第二種方案是1 臺逆變器控制一個轉(zhuǎn)向架的2 臺電機,與第一種方案1 臺逆變器控制兩個轉(zhuǎn)向架上4 臺電機相比,第二種方案能更充分利用輪軌之間的粘著系數(shù),更有利于列車牽引力的發(fā)揮; ② 采用第二種方案,每臺逆變器需要從散熱器上移走的熱量減少一半,這使得散熱的處理更加容易; ③ 對于現(xiàn)行的三動三拖六輛編組的列車來說,如果列車上1 臺逆變器發(fā)生故障,被切除運行,那么對于第一種方案列車的牽引動力將損失1/ 3 , 而對于第二種方案列車的牽引動力只損失1/ 6. 由此可見, 采用第二種方案列車故障時的運行能力優(yōu)于第一種方案; ④ 現(xiàn)有的IGBT 器件電流水平是1 200 A , 采用第一種方案至少需要4 只IGBT 并聯(lián),采用第二種方案只需兩只IGBT 并聯(lián). IG2 B T 兩只并聯(lián)均流比4 只并聯(lián)均流更容易些.
3. 3 VVVF 逆變器控制模式
北京地鐵列車的最高運行速度是80 km/ h , 平均速度為35~40 km/ h. 其速度控制由逆變器來實現(xiàn). 牽引電機的轉(zhuǎn)速、直流側(cè)電壓、逆變器三相輸出電壓等檢測信號送入逆變器的控制電路中,由逆變器控制器按照運行指令和電機牽引特性的要求計算出電壓和頻率指令,并轉(zhuǎn)化為PWM 開關(guān)信號來控制逆變器的開關(guān)器件,從而實現(xiàn)電機(電動車組) 的速度控制. 對于軌道交通牽引來說,逆變器─ 電機系統(tǒng)應(yīng)該滿足下列要求[ 6~8 ] :平穩(wěn)典型起動、抑制滑行和空轉(zhuǎn)、再生制動、調(diào)速范圍寬. 為此,電動車組從起動到停車的調(diào)速控制模式如下:
(1) 恒轉(zhuǎn)矩牽引控制階段. 該階段轉(zhuǎn)差頻率(f s) 一定、電壓/ 頻率( V/ f) 一定, 逆變器輸出頻率按速度要求逐漸增大, 對逆變器輸出電壓實行PWM 控制, 可以保持牽引力恒定, 電機電流基本不變. 該階段對電機零速到基速之間調(diào)速適用.
(2) 恒功率牽引控制階段. 逆變器輸出電壓達到最大值后保持不變, 使電機的轉(zhuǎn)差頻率隨逆變器頻率增加, 維持電機電流不變, 從而得到恒功率控制. 該階段電機牽引力隨逆變器輸出頻率的上升成反比減少, 相當(dāng)于直流電機的弱磁控制. 該階段從電機基速一直持續(xù)到轉(zhuǎn)差頻率達到所給定的最大值.
(3) 自然特性牽引控制階段. 這一階段逆變器輸出電壓保持最大值不變, 轉(zhuǎn)差頻率也保持最大值不變, 逆變器輸出頻率隨速度要求逐漸增大, 電機電流與頻率成反比逐漸減少, 直到最高運行速度. 該階段電機牽引力與逆變器頻率的平方成反比減少, 相當(dāng)于串激直流電機在最弱磁場下的自然特性.
(4) 再生制動自然特性控制階段. 這一階段與控制模式( 3) 的階段相同, 只是速度變化由高到低. 電機電流隨逆變器輸出頻率的減少成反比增大, 本應(yīng)持續(xù)到下一個階段, 但由于逆變器容量的限制, 決定了電機電流的上限, 當(dāng)電機電流達到最大值后將實行恒流控制. 這時制動力矩隨逆變器頻率的降低成反比例增加, 相當(dāng)于直流復(fù)勵電機的電流限制區(qū).
(5) 再生制動恒轉(zhuǎn)矩控制階段一. 逆變器電壓仍保持最大值, 控制時使轉(zhuǎn)差頻率的絕對值與逆變器頻率的平方成正比, 逆變器頻率隨著電機的速度逐漸下降. 該階段電機電流基本上與逆變器頻率成反比減少, 使得制動力矩保持恒定.
(6) 再生制動恒轉(zhuǎn)矩控制階段二. 這一階段與控制模式( 1) 的階段相同, 只是速度變化由高到低. 再生制動恒轉(zhuǎn)矩控制可以持續(xù)到速度降到5 km/ h , 然后切除電制動, 轉(zhuǎn)換到空氣制動, 直到停車. 3. 4 VVVF 逆變器系統(tǒng)主要技術(shù)指標
(1) 供電輸入電壓 額定電壓為DC 750 V ; 變化范圍為DC 500 V~DC 900 V ; 再生制動時為直流側(cè)電壓不高于1 000 V.
(2) 額定容量 2 ×500 kVA ; 最大輸出容量為2 ×600 kVA (牽引時).
(3) 元器件規(guī)格 開關(guān)器件IGB T ─1 700 V/1 200 A , 內(nèi)含續(xù)流二極管.
(4) 控制組合 1 臺逆變器控制2 臺180 kW 的鼠籠式電機.
(5) 逆變器控制器 采用16 位單片機與數(shù)字信號處理器(DSP) 相結(jié)合,DSP 實現(xiàn)高速運算,16 位單片機完成PWM 脈沖,達到對逆變器的高速高精度的控制.
(6) 輸出電壓 幅值為0~550 V 三相交流,頻率為1~150 Hz , 三相不平衡度為基波電壓不超過5 %. (7) 效率 額定工況不低于95 %.
(8) 冷卻方式 熱管交換熱能,走行風(fēng)自然冷卻.
3. 5 牽引電機主要電參數(shù)與性能
型式為三相4 極鼠籠式異步電機, 輸出功率為180 kW(小時制), 額定電壓為550 V , 額定電流為240 A , 額定頻率為77 Hz , 額定效率> 92 % , 額定功率因數(shù)> 0. 85 , 耐壓強度:在高溫條件下加壓AC 3 700 V(50 Hz)1 min , 無閃絡(luò).
3. 6 VVVF 逆變器系統(tǒng)保護功能
VVVF 逆變器內(nèi)設(shè)監(jiān)控裝置用于故障分析和維修. 逆變器系統(tǒng)具有各項保護功能,其中輕微故障引起的保護動作在系統(tǒng)恢復(fù)正常后或主控制器操作回零后自動復(fù)位.
(1) 控制電路欠電壓保護 控制電路的110 V 電源電壓低于72 V 時封鎖IGB T 脈沖,并切斷主電路電壓;電壓高于77 V 時恢復(fù)正常.
(2) 主電路欠電壓保護 電壓低于450 V , 持續(xù)0. 2 s , 切斷主電路,封鎖IGB T 脈沖;電壓低于325 V , 切斷主電路,封鎖IGB T 脈沖;電壓高于500 V 時恢復(fù)正常.
(3) 主電路過電壓保護 電壓高于1 050 V , 持續(xù)1 s , 切斷主電路,封鎖IGB T 脈沖,開放放電電阻;電壓高于1 100 V , 切斷主電路;電壓高于900 V 時恢復(fù)正常.
(4) 輸出過電流保護 當(dāng)逆變器輸出電流超過設(shè)定值后封鎖IGB T 脈沖;過流消失0. 5 s 后,恢復(fù)正常. 若釋放脈沖后仍過流,則再次封鎖IGB T 脈沖,并切斷主電路.
(5) 輸出缺相保護 三相檢測電流整流后,電流波動大于設(shè)定值,則封鎖IGB T 脈沖,切斷主電路.
(6) 輪對空轉(zhuǎn)或滑行保護 減少電機輸出電流,依照預(yù)定曲線實行再粘著控制.
(7) 散熱器過熱保護 散熱器溫度超過80 ℃ 時,封鎖IGB T 脈沖,切斷主電路.
(8) IGB T 短路保護 一旦IGB T 短路,依照短路保護程序,封鎖IGB T 脈沖,不可恢復(fù).
(9) 電流傳感器故障保護 三相電流之和的絕對值大于設(shè)定值時,封鎖IGB T 脈沖,切斷主電路.
4 輔助電源系統(tǒng)
輔助電源是給客室照明、客室通風(fēng)機、司機室空調(diào)機、蓄電池組浮充電電源及系統(tǒng)控制設(shè)備供電的電源,其容量為40 kW.
該輔助電源由IGB T 升降壓DC/ DC 變換器(即斬波器) 把直流500~900 V 的電網(wǎng)電壓變?yōu)橹绷?50 V 的穩(wěn)定電壓,再由IGB T 靜止逆變器把直流750 V 的電壓逆變?yōu)?80 V 、50 Hz 的交流電壓,再由工頻變壓器變壓并整流以得到所需的電壓. 由于采用IGB T 作為開關(guān)器件, 故在DC/ DC 變換器結(jié)構(gòu)上毋需二重化,交流輸出端也不需交流濾波器.
(1) 輸出電壓及容量 三相交流負載為電壓380 ×(1 ±0105) ,頻率(50 ±1) Hz ,24 kW ; 直流負載一為電壓110 ×(1 ±0101) ,15 kW ; 直流負載二為電壓24 ×(1 ±0101) 1
(2) 逆變器效率 > 90 %1
(3) 逆變器過載能力 150 % 過載,10 s 后自動停機; 200 % 過載,立即停機1
(4) 使用溫度 -20 ℃~ + 40 ℃1
(5) 保護功能 靜止逆變器與VVVF 逆變器相同. DC/ DC 變換器輸出電壓大于800 V 時,停機保護.
5 交流傳動系統(tǒng)逆變器國產(chǎn)化的可能性
對于城市軌道交通列車所需的交流傳動VVVF 逆變器、輔助電源的DC/ DC 變換器(即斬波器) 和靜止逆變器的研制與產(chǎn)品化,從目前的技術(shù)水平看,我國完全能夠自力更生來實現(xiàn). 我國鐵路系統(tǒng)于1996 年研制成功了AC 4000 型交流傳動電力機車原型車. 目前正在開展200 km/ h 交流傳動高速動車組研制.
筆者提出了基于北京地鐵的軌道交通交流傳動逆變器系統(tǒng)的國產(chǎn)化方案,認為采用1 700 V 電壓等級的IGB T 構(gòu)成二電平VVVF 逆變器用于直流750 V 供電的交流傳動系統(tǒng)是合適的,也是可行的. 對于輔助電源,我國已有在8 K 電力機車上成功應(yīng)用的經(jīng)驗,可供軌道交通列車輔助電源設(shè)計的參考.
參考文獻
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關(guān)鍵詞 高職教育 C語言 結(jié)構(gòu)化編程 互聯(lián)網(wǎng)
如何提高高職計算機類專業(yè)學(xué)生非圖形模式下的結(jié)構(gòu)化編程能力,是高職計算機教育中的一個普遍問題。作者通過三年的努力,對“C語言程序設(shè)計”課程在教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)、實訓(xùn)設(shè)計、網(wǎng)站建設(shè)和考核方式等諸多方面,進行了大膽的改革和探索,將電子教材、電子教案、學(xué)習(xí)論壇、編程工具、學(xué)習(xí)資料等,整合成為學(xué)習(xí)網(wǎng)站,在教學(xué)過程中通過論壇程序不同版本,實施案例驅(qū)動,課后通過QQ群進行輔導(dǎo)答疑,通過論壇、電子郵件進行作業(yè)提交批改,建立了基于案例驅(qū)動的結(jié)構(gòu)化編程教學(xué)模式。本文具體論述了基于案例驅(qū)動的高職C語言結(jié)構(gòu)化編程教學(xué)的過程和方法。
1 教學(xué)內(nèi)容
在課程設(shè)計上,針對高職計算機專業(yè)學(xué)制短,技能要求高的特點,提出了“一條線兩階段,三結(jié)構(gòu)四循環(huán)”的教學(xué)模式。
“一條線”是指在一年級的編程教學(xué)課中,貫徹C語言一條線。曾經(jīng)有一種觀點,認為高職計算機專業(yè)的編程語言教學(xué),直接從面向?qū)ο笳Z言開始學(xué)習(xí),可以節(jié)約時間。但是,70%的企業(yè)依然要求學(xué)生具備面向過程的結(jié)構(gòu)化編程能力??紤]到企業(yè)的需求,結(jié)合后續(xù)的課程安排,我們決定在一年級的課程安排上,貫徹C語言“一條線”,即在第一學(xué)期,開設(shè)“程序設(shè)計基礎(chǔ)”,第二學(xué)期,開設(shè)面向過程的“C語言程序設(shè)計”。
“兩階段’指課程安排分為“程序設(shè)計基礎(chǔ)”和“C語言程序設(shè)計”兩個階段?!俺绦蛟O(shè)計基礎(chǔ)”解決程序的基本結(jié)構(gòu),重點在建立學(xué)生的結(jié)構(gòu)化程序的基本框架和概念;以C語言為基本語言,使學(xué)生能有實際操作的平臺,但準確把握“把C語言作為偽語言”的原則,不讓學(xué)生陷入C語言多變的泥淖,而把注意力放在結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)上?!癈語言程序設(shè)計”放在解決C語言的使用上,把握“C語言”是編程工具而不是研究對象的原則,根據(jù)企業(yè)的編程規(guī)范,對“C語言”進行簡化,重點是如何使用C語言解決一般復(fù)雜程度的結(jié)構(gòu)化編程問題。
“三結(jié)構(gòu)”是指在一年的學(xué)習(xí)中,學(xué)生要學(xué)習(xí)三個成績管理軟件的編程,分別是基于一維數(shù)組、二維數(shù)組和動態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)組。從企業(yè)實際應(yīng)用來看,動態(tài)空間的使用,可以用動態(tài)數(shù)組解決。因此我們?nèi)サ袅随湵?,重點是讓學(xué)生寫出有工程實際意義的結(jié)構(gòu)化程序。
“四循環(huán)”是指編寫基于“三結(jié)構(gòu)”的每一個成績管理軟件過程中,教師四個以上的程序版本,引導(dǎo)學(xué)生改寫、增加函數(shù),讓學(xué)生直觀地看到軟件的功能是如何一步一步構(gòu)建起來的。
結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的教學(xué)中,如何讓學(xué)生建立起結(jié)構(gòu)化程序的框架是很困難的。一個簡單的成績管理軟件,代碼就超過300行。對初學(xué)者來說,看懂超過100行的程序就需要很長時間,學(xué)生又如何能在短短的課堂時間里通過增加/改寫函數(shù)來增加功能呢?這也就是很多學(xué)生學(xué)完了C語言程序設(shè)計,依然不能編寫一個簡單的應(yīng)用程序的主要原因。我們發(fā)現(xiàn)通過論壇程序版本,利用工具軟件BeyondCompare,比較不同的程序版本之間的差異,可以讓學(xué)生直觀地看到軟件的功能是如何一步一步構(gòu)建起來的,如圖1所示。程序的第一個版本,就是一個主函數(shù),不超過10行,只顯示程序的幾項功能菜單,學(xué)生很容易理解,然后通過第二個、第三個版本,每一個版本實現(xiàn)或改進一個菜單的功能,直到最后版本。
通過圖1,我們可以看到程序功能的增加是由哪些代碼實現(xiàn)的,而通過不斷反復(fù)的比較,學(xué)生就可以掌握結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的過程和方法。
在教學(xué)過程中,通過比較版本,讓學(xué)生直觀地看到復(fù)雜的程序功能是如何由簡單的函數(shù)一個一個構(gòu)成的。學(xué)生經(jīng)過“程序設(shè)計基礎(chǔ)”的課程設(shè)計,基本掌握主函數(shù)與模塊函數(shù)的作用和相互關(guān)系,可以看懂超過100行的C語言源程序,理解基于一維數(shù)組的成績管理系統(tǒng);在“C語言程序設(shè)計”的課程設(shè)計中,學(xué)生對主函數(shù)與模塊函數(shù)的理解更加深入,可以看懂超過300行的C語言源程序,理解基于動態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)組的成績管理系統(tǒng),掌握主函數(shù)的設(shè)計方法,并按照規(guī)范的格式寫出自己的函數(shù)。回想三年前,因為沒有采用這種方法,只要是超過20行的程序,學(xué)生就普遍反映看不懂。由此可見,采用新的方法后,學(xué)生編程能力的提高十分明顯。
2 教材建設(shè)
2004年9月清華大學(xué)出版社出版了作者主編的21世紀高職高專規(guī)劃教材《程序設(shè)計基礎(chǔ)》,教材主要在三個方面進行了改革。
(1)強調(diào)把生活中的問題轉(zhuǎn)化為程序的能力,使學(xué)生真正能夠編寫實用的程序
在教材編寫思想上,重點放在培養(yǎng)學(xué)生把生活中的問題轉(zhuǎn)變成為程序并進行處理的能力,強調(diào)轉(zhuǎn)變講授思路,推行引導(dǎo)學(xué)生首先想清楚“我要做什么?”,然后才教給學(xué)生“如何做”,最后上機進行驗證的三步教學(xué)法。
在教材的編寫風(fēng)格上,對全書所有的例題進行了通盤的考慮,在循環(huán)、數(shù)組、函數(shù)和結(jié)構(gòu)化設(shè)計等單元,所有的例子都有前后的聯(lián)系,強調(diào)內(nèi)容的前后銜接,特別注意工程規(guī)范的引入,在變量的命名、程序格式方面,均按工程要求進行。在案例選擇上,全部采用工程實際和實際生活中的案例。
(2)提出了以“三大區(qū)域”為特色的c程序的基本框架
通過把一個基本的C程序從上到下分成預(yù)處理區(qū)、變量聲明區(qū)、執(zhí)行語句區(qū)“三大區(qū)域”為特色的C程序的基本框架,讓學(xué)生樹立正確的程序格式與規(guī)范。“三大區(qū)域”概念的提出,明確規(guī)定了程序的基本框架,讓學(xué)生從一開始就按固定的格式進行編程,養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。
(3)提出了使用函數(shù)的“三大步九要素”的基本方法,建立使用函數(shù)的清晰框架
我們提出的使用函數(shù)的“三大步九要素”的基本方法,在教學(xué)中取得了很好的效果。
所謂“三大步”,是指我們在使用自定義的函數(shù)時,對函數(shù)進行聲明、定義和調(diào)用。三大步按順序進行。
所謂“九要素”,是分別指函數(shù)聲明、定義、調(diào)用各有三要素共九點:函數(shù)聲明的三要素:返回值的類型、函數(shù)的名字、形式參數(shù)。函數(shù)定義的三要素:形式參數(shù)、功能、返回值。函數(shù)調(diào)用的三要素:名字、實際參數(shù)、返回值。通過對“九要素”的理解掌握,學(xué)生能夠建立起使用函數(shù)的清晰框架。
3 實訓(xùn)設(shè)計
對高職學(xué)小的技能培養(yǎng),實訓(xùn)是很重要的環(huán)節(jié)。我們采用了項目驅(qū)動的思想來設(shè)計實訓(xùn)項目,每一單元的實訓(xùn),都是構(gòu)成最終程序的不同版本,在“程序設(shè)計基礎(chǔ)”頭程序版本8個,“C語言程序設(shè)計”共程序版本10個,構(gòu)成了實用的軟件框架,學(xué)生相當(dāng)于參與了一個中等復(fù)雜程度的軟件開發(fā),積累了經(jīng)驗。在今后的實際工作中,完全可以以此為模板,進行結(jié)構(gòu)化程序的開發(fā)。
4 網(wǎng)站建設(shè)
利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建立基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)資源。2003年建立了“光華之窗”教學(xué)網(wǎng)站,在網(wǎng)站平臺上,將電子教材、電子教案、學(xué)習(xí)論壇,編程工具、學(xué)習(xí)資料等,整合成為學(xué)習(xí)網(wǎng)站,設(shè)計了“程序設(shè)計基礎(chǔ)”、“C語言程序設(shè)計”教學(xué)論壇,兩年來積累了完整的教學(xué)過程資料??梢哉f,網(wǎng)站的建設(shè)和運行,為課程的質(zhì)量提供了保證,避免了“課隨老師走”的問題。
5 考核方式