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云计算的基本概念模板(10篇)

时间:2023-09-06 17:20:36

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇云计算的基本概念,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

云计算的基本概念

篇1

中图分类号:TN918 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0029-01

1 关于云计算基本概念

云计算是建立在互联网基础上拓展增加的服务模式。在一般情况下,云计算是依赖互联网实现扩展目的而成的一种虚拟化资源的目标。它是信息基础设施的使用模式。它通过网络来将这种虚拟化的资源得到扩展使用。有专家学者把计算所应有的功能看成是能在互联网上交易流通的商品,顾名思义的解释,云代表局域网络,也代表更为广阔的互联网,很多科学家对于云计算有着迥异的概念解读,使得云计算拥有了不同的定义。

有人说,所谓“云计算”是指以公开的标准和服务为基础,把互联网作为其中心,能够给用户提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务,能让互联网的这片“云”成为每个网民的数据中心可计算中心。我们可以在实际研究和应用中逐渐得到更多有关定义的正确认知。

2 关于云计算的5个显著特征

第一个特征――发掘和实践应用证明,云计算的计算功能非常强大。随着因互联网应用的不断拓展,许多应用领域对通信和计算方面的要求越来越高,单机的计算机无法满足需要,尤其是通信受到的限制很大。为了解决这些问题,云计算应运而生,它将很多计算机连接在一起实施调度策略和分工,使得云计算拥有了超级计算机的功能。它的超级计算能力就是在这样的情况下产生的。

第二个特征――相对于其他存储方式看,云计算的存储数据更为安全可靠。信息存储中心通过制定特有的严格的云计算限定管理权限,使很多不安全因素被拒之门外,用户可以在放心的前提下使用云计算提供的安全可靠的数据服务。

第三个特征――以虚拟化表现形式出现。云计算技术在运作过程中,服务器和存储设备等硬件都被虚拟,这就使可选择变化的信息资源来按需使用成为可能,IT技术的基础结构更利于信息资源的不同选择和使用。

第四个特征――将使用成本缩小到尽可能小的状态,而后是放大服务功能。有专家学者评价称之为“最小的代价,最优的服务”对此作了很好的诠释。常规情况下每一个用户都需要不一定相同或的资源,云计算可以满足这样的要求,也可以说正是这样的特征使得云计算成为拓展服务功能和需要的最佳选择,也是消除用户对电脑软件不支持带来的麻烦。原因是在“云端”,也就是云计算服务中心有大量的专业人员对软件和系统做维护升级服务,因此,用户只需要一台电脑,就能得到充分的服务。

第五个特征――减少无客户端资源。云计算对商业模式的影响应该说是非常巨大的,直接和间接关联的包括商业的推广部署、软件开发和后续的交付运行使用,云计算所拥有的虚拟化、数据存储和管理技术,完全可以实现用户网上支付少量费用二获取服务内容的重要载体,无需用户再建立客户端,这是网络资源简洁的一种节约方式。

3 云计算的三个主要技术内容概述

第一个技术内容是数据储存。它基于网络的超级计算功能,使它拥有了强大的数据量,在稻莘务器集群中分布储存数据信息,配合加密手段安全性和传输率更高。目前的云计算技术应用费用更低,但却能够实现稳定的数据服务。

第二个技术内容是数据管理。在云计算运行中,首要条件要求是同事同步完成不同的数据计算,信息量非常大,因此它具有的数据管理技术是非常高效的。它依托BIGTABLE以及GOOSE的数据管理技术、基于HADOOP团队的管理模块HBASE,其庞大的数据量轻松解决相关的服务问题。

第三个技术内容是虚拟化。虚拟化指的是在电脑的硬件以及操作系统、应用程序中构建一个虚拟化层来起到承上启下的作用,此外,虚拟化技术资源整合的作用发挥的非常出色,使资源得到最大优化。

4 云计算的主要服务形式

第一是分布服务平台。PAAS服务作为分布式平台由开发商提供硬件资源的服务,用户能够利用这个平台,开发新的应用程序并通过网络让其它用户共享。PAAS服务还能为个体或群体客户提供研发的中间平台,同时实现应用程序开发、托管等多项功能。

篇2

上了高中,开学的第一个月非常关键,对于化学学习,俨然就是一个分水岭。因为这里涉及学习方法及习惯的养成,还涉及一些化学的基本概念,特别是有关“物质的量”的概念及相关计算。

任何一门学科都离不开概念,化学作为一门基础学科当然也不例外。中学化学中有许许多多的基本概念,“物质的量”作为高中化学中的基本概念,是高中化学知识体系的重要组成部分,是学生化学学习的一个关口,是教学中公认的重点和难点。

我们先来了解一下“物质的量”的概念:“物质的量”这四个字是一个整体,不能拆开,用来表示含有一定数目微观粒子集合体,“物质的量”可以把肉眼无法看到和用现代化工具难以称量的微观粒子跟宏观上可称量的物质联系起来,它是国际单位制基本物理量之一,符号为n,单位为摩尔(符号为mol)。1mol某种微粒集合体含阿伏伽德罗常数个微粒。

由于“物质的量”用于表达微粒数目,因此在使用摩尔作单位时,应指明具体的微粒,且粒子的种类要用化学式表示。物质的量这个词对学生来说是比较陌生、抽象、难懂的,而且非常容易将物质的量和物质的质量混淆起来,以致错误地理解物质的量的含义。应该注意:摩尔只是物质的量的单位,切忌将摩尔当做物理量使用,例如说水的摩尔是1mol是错误说法。长期的错误认知将导致知识系统的混乱。所以,在教学活动中,“物质的量”及单位“摩尔”作为概念教学的重点内容,应该认真分析其内涵及外延,才有利于建立正确的概念,才有利于学生灵活运用。

新课标对“物质的量”做出了规定,它要求学生能“认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用”。因此,“物质的量”是中学化学教学基本内容的重要组成部分,有关物质的量的计算贯穿于高中化学的始终,处于化学计算的核心地位。如果物质的量知识有所缺失,则势必会影响整个高中阶段化学的学习。

“物质的量”是中学化学教学中的重、难点之一,是学生学习的分化点。这是由于“物质的量”不仅是一个远离人们日常生活经验的比较抽象的概念,而且“物质的量”外延比较广,通过其导出“摩尔质量”、“气体摩尔体积”、“物质的量浓度”与“质量”、“微粒数”、“溶液体积”、“溶液密度”、“质量分数”等之间众多的转换关系,从而导致学生不能正确理解和应用“物质的量”概念系统。而在初中化学知识中,“物质微观组成”等知识将影响学生正确掌握“物质的量”概念,从而影响“物质的量”系统应用于物质组成与结构问题的解决;“相对原子质量”、“质量分数”等对“物质的量”系统应用于化学式确定、混合物组成问题的解决将产生影响;有关溶液组成的知识将影响“物质的量”系统应用于溶液计算问题的解决;“化学反应方程式的含义及应用”方面的知识将影响“物质的量”系统应用于单步或多步化学反应计算问题的解决。

造成学生对物质的量的学习困难,原因是多方面的。(1)由于学生从未接触过物质的量和摩尔这两个专有名词,且学习这个基本物理量,学生需要有相当多的知识储备,新、旧知识不能顺利地融会贯通。对后面的一系列学习活动产生了恐惧心理,影响了他们进一步接受下面的知识。所以有一大部分学生都觉得“物质的量”太难学了,从而大大降低了他们学习化学的兴趣。(2)高一年级学生还没有完全适应高中的学习节奏和方式,学习以直接兴趣为主,他们的观察往往只停留在一些表面现象上,认知能力处在较低水平。不同学生的智力因素是不同的,他们的学习态度也不尽相同,而有很大一部分学生延续初中的那种定势:老师会替我总结好;到时考前再背一背,等等,会出现不同的情感体验。面对物质的量的概念学生会有怎样的情感和态度对教学会产生很大影响。

学生在学习知识的过程中,通常是根据自己的实践或情感体验理解概念。学生在学习物质的量概念之前,学生已经熟知国际单位制中的七个基本物理量中长度、质量、时间等,掌握它们的基本单位,具有熟练运用能力。而且通过前两个单元的学习,学生已经具备了初步的高中化学学习方法和一定分析能力,初步建立实验观察能力,能借助简单的实验进行观察和分析,从而进一步认识事物。

如在“物质的量”教学中,为了更直观体现这集合体的关系,理解“物质的量”概念,我介绍了生活中常遇到的情况:去超市买一打毛巾就是12条,某品牌矿泉水一箱20瓶,10箱共200瓶。我再设计了以“称量1粒米”的问题情境:用托盘天平称量1粒小米,1粒大米的质量,再称量100粒小米,100粒大米的质量。而实验的事实说明托盘天平难以称量1粒大(小)米的质量,而称量100粒的质量是极易办得到的。这让学生在解决问题中掌握并建构物质的量的概念,建立微观与宏观的联系。

因此教师在设计这节课过程中应结合学生现有的认知水平,利用一些背景资料,联系生活实际和已有的知识,设计问题,通过问题揭示概念产生的矛盾冲突,充分展示概念的形成过程,让学生运用一定的探究方法发现知识的本质特征,从而形成概念,再探究该知识的实际应用,得到一个完整概念。在教学设计中,注重引导学生主动发现问题,并创造性地解决问题。这种学习过程的体验既克服了他们的思维障碍,又培养了他们发现问题和解决问题的能力,为学生的后续学习打下了坚实的基础。

总之,“物质的量”在教学中的困难既有客观原因又有主观原因:客观原因是概念本身的特殊性,主观原因是学生自身知识储备不足及学习方式的不适应性。由于上述诸多因素的客观存在,教师在教学中要根据学生的不同情况,选择不同的教学方法。

参考文献:

[1]普通高中课程标准实验教科书《化学1》.江苏教育出版社.

[2]吴菊英.高一学生“物质的量”相关问题解决的研究,2006.

[3]刘志刚.“物质的量”概念教学的理论研究,2007.

[4]刘瑞东,祁雪莉.中学化学概念教学新探.化学教学,2004,U,13-51.

[5]孙国娣.正确把握化学概念教学策略.中学化学教学参考,2000,5.

篇3

(①淮海工学院计算机工程学院,连云港 222005;②中国矿业大学管理学院,徐州 221116)

(①School of Computer Engineering,Huaihai Institute of Technology,Lianyungang 222005,China;

②School of Management,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China)

摘要: 电子商务融合了计算机技术、网络通信技术,涉及到了金融学、管理学、市场营销学等多门学科,文理渗透,理论与实践相结合的课程。本文旨在结合计算机专业要求和学生特点,探索出计算机专业的电子商务教学模式,合理取舍,激发学生的兴趣和热情。

Abstract: The e-commerce integrates computer technology, network communication technology, the finance, management, and marketing. This paper aims to find appropriate electronic business teaching mode of computer major to inspire students' interest and enthusiasm, combing with computer professional requirements and the characteristics of students.

关键词: 电子商务 计算机 教学 探索

Key words: electronic commerce;computer;teaching;explore

中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)27-0198-01

1电子商务的地位

电子商务是一门新兴的交叉性课程,它融合了计算机技术、网络通信技术,涉及到了金融学、管理学、市场营销学等多门学科,是一门学科综合、文理渗透、理论和实践应用相结合的课程。电子商务是当今世界商务活动的现实,也是商务活动发展的趋势,并将在本世纪的一定时期内独领。本课程的教学目标则是通过对电子商务的基本理论、基础知识、基本方法的学习,通过上机、上网等教学实践以及有关教学案例的讨论和思考,使学生树立起电子商务的一个基本框架,同时掌握电子商务的基本原理、基本技术、管理知识、营运实务,为培养更多的实用型人才、高层次的复合型专业人才奠定基础。

2计算机专业的开课目的

通过本课程的学习,使学生计算机专业本科系统地了解电子商务系统的基本概念、电子商务系统的特点、电子商务系统发展中的热点技术、电子商务系统的基本发展过程,熟悉电子商务系统的设计开发过程,能够对电子商务系统进行规划、系统分析,进行电子商务系统设计、企业信息门户设计,能够设计电子商务应用系统、设计电子支付系统,熟悉电子商务安全子系统规划设计,了解电子商务系统建设实施,能够对电子商务系统进行维护管理。总之,通过对电子商务的理论和实践的学习、研究和分析,掌握电子商务的基本知识和基本原理,提高学生结合自身特点从事商务实践的理论素养和电子商务的能力。

3针对计算机专业学生的特点设计电子商务的教学重点

本课程中涉及的概念繁多,学时较少(32-48学时),因此教学过程中针对计算机专业学生培养计划和电子商务的知识体系,必须做出取舍,查缺补漏。一个比较适合计算机专业学生的电子商务教学的重点、难点和要求设计如下:

(1)熟悉电子商务的各种基本概念,了解电子商务的基本框架。

(2)熟悉Internet商务的基本框架,掌握B2C、B2B电子商务交易方法与特点。

(3)了解EDI商务,了解EDI的基本概念、术语、标准等基本概念。

(4)掌握企业实施电子商务的策略。

(5)掌握流通业、生产业、信息服务业电子商务的特点。

(6)掌握电子货币基本类型、网络银行的基本业务、网上支付的模式。

(7)掌握安全交易的体系,掌握安全交易的方法。

(8)了解电子商务物流的基本概念。

(9)掌握网络营销的策略、网络广告策略。

(10)熟练掌握电子商务网站建立。

从以上的教学要求可以看出,在本课程中弱化了对计算机专业开发技术的要求,这是因为学生已经有了计算机程序设计、计算机网络、网站建设与网页制作等课程的基础,而网络信息安全技术、软件工程、软件新技术等课程是学生的后续课程,因此在本课程的教学中,可以对先修和后续课程中的知识不做重点讲授。而在课程教学中,讲授的重点应该是计算机专业其他课程中所不能涉及的与商务相关的概念、原理等知识。

4课堂教学重在激发学生灵感和探索热情

计算机专业学生在先修课程中已经建立了较为扎实的专业基础和素养,培养了对计算机专业的兴趣。开设电子商务课程,可以使学生在专业基础之上,了解电子商务,开拓视野,为将来的就业拓宽途径和渠道。因此,在课堂教学中,教师应适时引入一些商务和IT经典案例和故事,吸引学生,激发学生的学习兴趣和探索热情。对于学生感兴趣的热点和想法,鼓励学生大胆尝试,敢于实践。教师可给以积极的引导和培育,可建议学生申请学校的大学生创新项目的支持,在教师的指导下进一步开展研究和探索;还可以在毕业设计时中进一步的完善和提高,有的方案就可能成为将来的就业或创业的方向。在几年的电子商务教学中,通过引导和培育,使学生对电子商务产生了浓厚的兴趣,并有多人成功地创业。另外,鼓励有兴趣的同学报考国家助理电子商务师、电子商务师等职业认证,将来可成为融IT与商务于一身的高素质复合型人才。

5适时推行双语教学

在经济全球化、教育国际化的发展趋势下,双语教学越来越呈现出其优越性和迫切性。同时双语教学也是我国现今教育改革的一个热点话题,是电子商务专业教学改革的需要。商务在全球的飞速发展,带来了电子商务人才大量的需求。作为一门由欧美国家创造的新的学科,其中有大量的专业词汇及专业英文文章的出现,电子商务的双语教学作为一个辅助的教学手段就很有发展的必要。开展双语教学,要求教师和学生都能运用这两种语言进行科目知识的教学与交流,最终达到用这两种语言的思维方式进行学科学习、思考和研究。

6搭建电子商务实践平台

电子商务实验,是对已经学习过的电子商务专业知识进行重复、加深和运用,用实践的形式来巩固知识、理解知识和综合运用知识,把在专业理论课中学习过的知识点,转变为可以操作的活动和过程,联结成一个具有明显实践特征的经验型知识体系,并运用于实践之中,引导学生完成对知识的认知,体验,应用和创新的活动。

7结论

在教学过程中结合学生实际情况充分运用了上述方法,激发了学生的学习兴趣和积极性,培养了学生扎实的理论基础和较强的实践能力,同时鼓励同学报考国家职业资格考试,这为后续专业课程的学习打下了良好的基础,已有多名学生在电子商务课程的启发下毕业后走上了成功的创业之路。

参考文献:

篇4

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)012-0060-02

结构力学是土木工程专业力学系列课程中一门非常重要的专业基础课,与混凝土结构原理一起被誉为该专业的“基本功”、“看家本领”,因此,结构力学课程的教学质量对于培养基础扎实、高素质、实践能力强的土木工程师起着举足轻重的作用。

一、厚基础、宽口径,谈土木工程专业力学类课程的设置比重

土木工程专业的力学类课程包括理论力学、材料力学、结构力学和弹性力学。它们在专业培养方案中所占的学分比例体现了该类课程的重要性,也是制订专业教学计划、进行教学改革的依据之一。调研结果显示,国内土木工程专业力学类课程学分占总学分的比例较小,不计“两课”与英语课等所占学时数,力学课程的学分比例会有所提高,但总的教学时数与国外相比仍然偏低。因此,应注重学生基础知识的培养,使学生毕业后能够具有主动获取专业知识的能力。这就要求教学计划应体现“教学以教师为主导”、“学习以学生为中心”的指导思想,以体现“基础扎实”的要求;结合“大类”招生基础教学平台,体现“宽口径、高素质”的要求;设置实践环节比重大于25%,体现实践能力强的培养要求。另外,在课程体系上也要对力学课程的内容进行整合优化,突出重点,避免重复,建议力学类学分应占学生毕业总学分的10%~15%。

二、满足基础扎实、实践能力强的条件,谈地方高校结构力学课程体系的构建

根据教育部高等学校非力学专业力学基础课程教学指导委员会对A类(土木工程、水利水电工程等)结构力学教学内容的基本要求,该课程主要是培养学生的分析能力、计算能力、判断能力与自学能力,课程分为基础部分与专题部分。基础部分为60~80个学时,内容包括杆件结构几何组成分析、静定结构的受力分析、虚功原理和结构位移计算、影响线、力法、位移法及弯矩分配法;专题部分内容包括结构矩阵分析、结构动力计算、结构稳定性计算及结构极限荷载。为此,从厚基础土木工程专业的视角,结合地方高校培养目标要求,应考虑其他并行课程的进度与要求,我们整合和重组了课程内容,分成3个模块教学:第一、第二模块为专业必修模块,第三模块为专业选修模块。第一模块内容包括杆件结构几何组成分析、静定结构的受力分析、虚功原理和结构位移计算、力法、位移法,弯矩分配法与剪力分配法,为结构力学基本原理部分,共72学时,侧重于结构力学的基本概念、基本理论和基本方法;第二模块内容包括影响线、矩阵位移法、结构动力计算基础;第三模块内容包括结构动力计算、结构稳定性计算及结构极限荷载,为结构力学应用与专题部分,共56学时,注重实用计算与应用。上述内容体系是经过多年的实践及不断适应与调整而成的,历年学生考研成绩、参加结构设计竞赛成绩等证明,教学效果明显。

三、锐意改革,浅谈结构力学课程教学内容的调整与优化

重点是进行课程教学内容的调整与优化,修订结构力学课程教学大纲。根据教学大纲的要求,对课程知识点的掌握程度分三个层次:熟练掌握、掌握及了解。主要调整如下:拓宽绪论章节的内容,注重工程实例,加强学生对该课程的整体认识及课程的重要性认识;删去第二章中计算自由度的讲解,着重讲3个判别法则;增加3、4、5章节的课时,重点放在刚架的内力计算方法及技巧上;力法、位移法的课时,强调基本概念、基本原理、基本方法、基本技巧对后续章节的作用;删掉变截面杆件的结构计算、复杂斜杆的计算;增加动力计算章节的课时,减少影响线章节的课时;淡化迭代法,加强D值法的讲解;减少稳定性和极限荷载内容的课时,把主要时间用在提高学生对基本概念、基本原理、基本方法、基本技巧的掌握上;加强矩阵位移法讲解,合理安排上机实践课时,提高学生电算能力。

四、保证教学质量,浅议结构力学教学方法与教学手段的改革

(一)课堂教学做到“互动+三个结合”

探索先进有效的教学方法与教学手段,研究教与学的相互关系,贯彻“教学以教师为主导”、“学习以学生为中心”的指导思想对提高教学质量有至关重要的作用。

在围绕培养学生的分析能力、计算能力、判断能力、继续学习能力方面,我们有重点地在绪论章节中培养学生的“分析能力”。例如,如何选择计算模型;在力法、位移法、弯矩分配法等章节中培养学生的基本计算能力,掌握结构力学的经典内容,也是核心、基本功内容;在矩阵位移法章节中培养学生的基本电算能力,给学生计算软件,学生自己选题,计算多跨多层框架结构,并要求分析计算结果以验证基本概念;通过趣味题目、典型问题提高学生的判断能力、定性分析能力。

课堂教学上做到精讲多练,启发式、讨论式教学,注重概念、理论、能力的协调讲授。(1)课堂教学中师生互动。针对所讲的内容引导、启发学生进入新内容的学习,讲清问题的来源背景、解决的方法、过程及工程应用等,提高课堂教学效率。(2)课堂教学与相关课程的教学相结合。例如,讲影响线章节时与混凝土结构课程相结合、讲动力学章节时与建筑结构抗震相结合,让学生了解专业基础课与专业课之间的关联,增强学生专业知识的系统性与趣味性以及对专业的热爱。(3)课内与课外相结合。通过作业、小测验,对结构力学课程的基本概念、基本原理、基本方法及基本技巧进行深入掌握,从趣味性例题,对结构的受力机理进行仿真模拟,增强判断力。在培养学生动手能力上,参加各层次的设计大赛,强化概念,锻炼实践能力,激发学生的学习热情。(4)基本原理与实际应用相结合,在毕业设计中培养学生综合应用和解决实际问题的能力。

(二)多媒体辅助教学与网上教学资源建设

多媒体教学有它的优势,但是不能替代传统模式。其最大缺点是速度快、与学生的理解速度不协调、不能记录,但其优点也非常明显:信息量大,动画、视频、声音等生动形象,可使人产生深刻印象。例如,对于比较抽象的瞬铰、瞬变体系、塑性铰、振型等概念以直观的动画形式制作课件;在矩阵位移法中,矩阵计算多,采用多媒体后大大减少了教师板书的时间,教师把精力投入到讲透基本原理和实际应用上,收到了事半功倍的效果,有其独特的作用。

除了课堂教学形式之外,网络课堂建设也具有重要的作用与地位。网络课堂内容一般包括教学大纲、网上答疑、典型习题与例题等方便学生课后学习的资料与内容。以上三方面相互关联,既体现教师“教”的主导地位,也体现学生“学”的中心地位,取得了良好的教学效果。

五、培养实践能力与创新精神,广泛开展第二课堂活动

学生实践活动是检验课堂教学效果的方法之一,也是培养学生动手能力和创新精神的有效途径。举办结构设计大赛是济南大学每年坚持的活动之一,同时也参加省级以上的结构设计大赛,取得了良好成绩。从学生制作的结构模型,可以了解学生对结构构件受力的准确把握程度;通过模型制作,学生能对结构受力作出定性判断,极大提高了学生对受力概念的理解,制作出结构新颖、受力合理的结构形式,培养了学生的创新精神。课堂中,笔者以学生的参赛作品为例题,先从概念上判断其作品的结构合理性,分析结构中哪些部位容易出现问题,再对比比赛录像验证判断的结果。这种方法非常有效,学生的热情高涨,对概念的理解更深刻,为今后出色地工作奠定了坚实的基础。

六、结束语

培养基础扎实、高素质、实践能力强的专业工程技术人才,需要高水平的教师、先进的教学内容、恰当的教学方法与良好的教学手段。笔者在“强化概念、掌握原理、重视实践、注重应用”的教学理念指导下,致力于结构力学课程建设,取得了良好的教学效果。需要指出的是,教师的科研成果必须融入课程建设中,没有创新的课程就是没有灵魂的课程。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘鸣,王新华,贾红英,等.从土木工程专业培养目标看结构力学课程建设[J].高等建筑教育,2006,(3).

[2] 郭光林,卢红琴,等.土木工程专业力学系列课程体系的改革思路[J].高等建筑教育,2007,(1).

[3] 吕恒林,宋明志,周淑春,等.结构力学课程教学的几点建议[J].理工高教研究,2007,(1).

篇5

一、牢固掌握基本概念和基本规律

好多同学有这样一个困惑:书上的基本概念、基本规律我都知道,可做题为什么还总是出错?其实,基本概念、规律仅仅停留在背诵上是没有任何意义的,要知道任何概念和规律都不是孤立的,要知道它提出的背景、要了解它与其它问题的联系。对于一个基本概念,要问一下自己:为什么要引入这概念?是如何引入的?如何定义?公式、单位与相关量的关系怎样?……对于一个基本规律,也应该清楚:为什么要引进这个规律?规律成立的条件是什么?规律内容怎样(包括文字、公式、图像)?能解决怎样的问题,如何来验证它?……只有对物理概念、规律从宏观的、立体的角度来把握,才可以做到真正地学懂、会用。例如,对电场强度这个基本概念,可做如下把握:它是为了描述电场的力的性质而引入的物理量。其定义式是E=F/q,但E是描述电场本身性质的物理量,其大小与F、q均无关(只是可以借助q在电场中的受力情况来探知),点电荷电场的量度式E=KQ/r2恰好证明了这一点。场强E可以表示电场的强弱和方向,用电场线可以形象地表示出来。与E相关的量是电势U,然而电场强度为零的地方电势不一定为零,电势为零的地方场强也不一定为零。把公式变形为F=qE之后,可以用来计算电荷在电场中的受力大小和方向,从而分析电场中的力学问题。

二、注重知识形成过程,不要死记硬背

由于“惯性”许多同学学习物理依然习惯于小学初中的学习方法和习惯,只洼重知识的记忆,重结果轻过程。在这种思想的支配下,他们花大量时间背概念、规律、公式。显然,这样的同学对学习物理缺乏全面认识,是一种“可怜”的舍本逐末的学习方法。实际上,每一学科都有各自的特点。物理即知物明理,理从物来。“理”如何从物中来的,这才是同学们最应关注的。也就是要注重知识的形成过程。如,要掌握一个概念,必须弄清,为什么要引入这个概念,引入这个概念老师提供了哪些丰富、生动的典型材料?又怎样从这些材料中抽象出事物本质属性、归纳概括出客观规律,进行定义的?其物理意义是什么?又与哪些概念有区别和联系?容易出现哪些错误?实际中哪些地方用到这一概念?这一切要在老师的引导下,通过观察、分析、思考、讨论、形成概念,总结出规律。从中获取知识,了解结论的来龙去脉,了解结论成立的条件和特点。

三、注重知识的联系,解好新题型

1、图像与知识的联系。物理中的运动学、振动和波以及热学是运用图像最多的地方,但在综合考试中图像所涉及的问题已经超出了这些部分,它不仅要求考生会解答已画好的图像问题,有时还需要考生利用图像解决物理问题(比如实验的数据处理),所以同学们要重视这个问题,尽快学会解决方法。其实图像问题并不神秘,先要看清横纵坐标各表示什么物理量,这些物理量在题目所涉及的物理过程中存在什么样的关系,写出关系式,然后再对比图像上所反映的关系,解决问题。在解答计算题时也可利用图像,比如涉及物体运动的题目,可画V-t图,因为V-t图线的斜率表示物体的加速度,图线与时间轴所围面积表示物体的位移,解决问题时,画出V-t图线既直观,又能反映全过程,有时还使解题过程变得简捷。

2、运用新、旧知识的联系,解好信息题。综合考试中有一类这样的题目,在题目中介绍给考生没有学过的概念或规律,要求考生当场学习并简单应用。这类题目一是考查学生的理解能力,二是考查考生将新旧知识结合在一起运用的能力,其实主要考查灵活运用课本知识的能力。因此,其难点在于对基本知识的理解和应用。

四、做好“题后反思”和“章后回顾”

做题的目的是为了巩固对物理知识的理解,提高对物理规律的运用能力,盲目的多做题是不会有太大的收获的,要处理好低头拉车与抬头看路的关系。当你吃力地做完一道题后,一定不要放过进一步提高自己能力的好机会,要重新体会物理场景、再次对过程进行快速的分析,看看是通过哪几个关键的环节解出了这道题,发现自己在哪些方面还有欠缺……,经过题后反思,要达到能够“线索清晰、思维流畅”地迅速求解,这样,下次再遇到同类题目,便可迅速地抓住要害,少走弯路。这一工作可能只需你几分钟的时间,但是却是相当的宝贵。

同样,当我们复习完了一个章节,在章末测试前,要对这一章做一系统的回顾,运用结构图,图表等形式,对这一章涉及到的知识、方法、物理模型进行梳理,把握知识结构,抓住主线,理清线索,掌握知识的纵横联系,把知识条理化、系统化.复习到一定阶段时,还要看一看各章节间有什么联系,构建好知识体系。比如:复习力学知识时,要了解受力分析和运动学是整个力学的基础,而运动定律则将原因(力)和效果(加速度)联系起来,为解决力学问题提供了完整的方法。曲线运动和振动部分属于运动定律的应用。动量和机械能则从时间、空间的角度开辟了解决力学问题的另外两条途径,提供了求解系统问题、守恒问题等的更为简便的方法。有了这样的分析,整个力学知识就不再是孤立和零碎的,而是为了研究运动和力之关系的有机整体。再如:磁场、电磁感应部分虽头绪繁多,但其核心可归结为如下三件事:电生磁、磁生电和电磁生力。

总之,物理学科本身具有无穷的魅力,只要学习时抓住物理学科的特征,具有良好的学习方法和习惯。我坚信同学们“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”。

参考文献:

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一、牢固掌握基本概念和基本规律

好多同学有这样一个困惑:书上的基本概念、基本规律我都知道,可做题为什么还总是出错?其实,基本概念、规律仅仅停留在背诵上是没有任何意义的,要知道任何概念和规律都不是孤立的,要知道它提出的背景、要了解它与其它问题的联系。对于一个基本概念,要问一下自己:为什么要引入这概念?是如何引入的?如何定义?公式、单位与相关量的关系怎样?……对于一个基本规律,也应该清楚:为什么要引进这个规律?规律成立的条件是什么?规律内容怎样(包括文字、公式、图像)?能解决怎样的问题,如何来验证它?……只有对物理概念、规律从宏观的、立体的角度来把握,才可以做到真正地学懂、会用。例如,对电场强度这个基本概念,可做如下把握:它是为了描述电场的力的性质而引入的物理量。其定义式是E=F/q,但E是描述电场本身性质的物理量,其大小与F、q均无关(只是可以借助q在电场中的受力情况来探知),点电荷电场的量度式E=KQ/r2恰好证明了这一点。场强E可以表示电场的强弱和方向,用电场线可以形象地表示出来。与E相关的量是电势U,然而电场强度为零的地方电势不一定为零,电势为零的地方场强也不一定为零。把公式变形为F=qE之后,可以用来计算电荷在电场中的受力大小和方向,从而分析电场中的力学问题。

二、注重知识形成过程,不要死记硬背

由于“惯性”许多同学学习物理依然习惯于小学初中的学习方法和习惯,只洼重知识的记忆,重结果轻过程。在这种思想的支配下,他们花大量时间背概念、规律、公式。显然,这样的同学对学习物理缺乏全面认识,是一种“可怜”的舍本逐末的学习方法。实际上,每一学科都有各自的特点。物理即知物明理,理从物来。“理”如何从物中来的,这才是同学们最应关注的。也就是要注重知识的形成过程。如,要掌握一个概念,必须弄清,为什么要引入这个概念,引入这个概念老师提供了哪些丰富、生动的典型材料?又怎样从这些材料中抽象出事物本质属性、归纳概括出客观规律,进行定义的?其物理意义是什么?又与哪些概念有区别和联系?容易出现哪些错误?实际中哪些地方用到这一概念?这一切要在老师的引导下,通过观察、分析、思考、讨论、形成概念,总结出规律。从中获取知识,了解结论的来龙去脉,了解结论成立的条件和特点。

三、注重知识的联系,解好新题型

1、图像与知识的联系。物理中的运动学、振动和波以及热学是运用图像最多的地方,但在综合考试中图像所涉及的问题已经超出了这些部分,它不仅要求考生会解答已画好的图像问题,有时还需要考生利用图像解决物理问题(比如实验的数据处理),所以同学们要重视这个问题,尽快学会解决方法。其实图像问题并不神秘,先要看清横纵坐标各表示什么物理量,这些物理量在题目所涉及的物理过程中存在什么样的关系,写出关系式,然后再对比图像上所反映的关系,解决问题。在解答计算题时也可利用图像,比如涉及物体运动的题目,可画V-t图,因为V-t图线的斜率表示物体的加速度,图线与时间轴所围面积表示物体的位移,解决问题时,画出V-t图线既直观,又能反映全过程,有时还使解题过程变得简捷。

2、运用新、旧知识的联系,解好信息题。综合考试中有一类这样的题目,在题目中介绍给考生没有学过的概念或规律,要求考生当场学习并简单应用。这类题目一是考查学生的理解能力,二是考查考生将新旧知识结合在一起运用的能力,其实主要考查灵活运用课本知识的能力。因此,其难点在于对基本知识的理解和应用。

四、做好“题后反思”和“章后回顾”

做题的目的是为了巩固对物理知识的理解,提高对物理规律的运用能力,盲目的多做题是不会有太大的收获的,要处理好低头拉车与抬头看路的关系。当你吃力地做完一道题后,一定不要放过进一步提高自己能力的好机会,要重新体会物理场景、再次对过程进行快速的分析,看看是通过哪几个关键的环节解出了这道题,发现自己在哪些方面还有欠缺……,经过题后反思,要达到能够“线索清晰、思维流畅”地迅速求解,这样,下次再遇到同类题目,便可迅速地抓住要害,少走弯路。这一工作可能只需你几分钟的时间,但是却是相当的宝贵。

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中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)22-372-01

线性代数是理工科甚至部分文科专业一门重要的基础理论课, 它对于培养学生的计算能力、抽象思维能力、逻辑推理能力、应用和工程实践能力起到不可忽视的作用。线性代数教学效果的好坏直接影响着学生在实践中对数学手段的应用能力。由于线性代数课程的内容比较抽象并且带有一定的逻辑性, 使得学生在这门课程的学习过程中具有一定的困难。为了使得学生能够更好的学习和掌握线性代数的相关知识,笔者根据课程的内容特点,从提高学生学习兴趣、概念讲解、教学内容编排、教学方法等五个方面,谈几点体会。

一、提高学习兴趣是首要问题

线性代数是一门逻辑性强、十分抽象的基础学科,常常让学生感觉枯燥无味,从而影响学生学习积极性和主动性。孔子曰:“知之者,不如好之者,好之者,不如乐之者。”只有有了浓厚的兴趣,学生才会保持旺盛的学习激情,因此,教师在教学过程中,一定要想尽办法激起学生的兴趣。引导学生从“要我学”改变为“我要学”,重建学习信心。树立线性代数的应用意识,让学生觉得学习这门课程在实际中有用。比如在学习线性规划这章的内容时,可以告诉学生作为一名商场的老板,线性规划可以帮助你合理的安排各种商品的进货以达到最大利润。从而激发他们的学习兴趣。

二、重视基本概念的讲解

线性代数有些内容本身很抽象,如果教师上课时不能透彻地讲解基本概念,会使学生搞不清楚学的什么东西,一节课上下来学生还在云里雾里,根本不知道讲的什么东西。而线性代数里面很多重要定理都是由基本概念得到的,所以能够通俗、形象生动的对于线性代数的一些基本概念进行讲解时很有必要的,对于学好线性代数起到很大的作用。为此,在讲解基本概念时可以给学生多举一些具体的例子,让学生从不同的角度理解和掌握所讲的基本概念。

三、注重教学方法的选取和教学内容的调整,提高教学效果

在日常课堂教学中,理想的教学方法是以学生为主体进行教学, 但是绝大多数情况是老师在讲台上讲的津津有味,学生在下面听得糊里糊涂,学生学起来有很大的难度。老师讲的很辛苦,但是却达不到应有的教学效果。为了能够达到更好的教学效果,老师在上课前有必要对教学内容进行筛选,选取少而精的内容,灵活运用启发式教学,以学生为主体让学生上课积极参与,尽量能够跟得上老师讲课的节奏,调动学生的积极性,从而达到提高课堂教学效果的目的。另一方面,由于本课程课时一般较短, 所以在课堂上要调整教学内容,让学生能够既学到必须掌握的理论知识又能够掌握一定的实际应用,对一般的运算,比如行列式只要掌握行列式的性质和基本运算,简单的做一到两题的行列式的计算,剩下的可以留给学生课后完成,这样可以调动学生学习的主动性,又可以避免老师大包大揽,减轻教师的工作负担。进而在课堂节省时间,把时间放在线性代数的重点内容矩阵的相关运算上。

四、选择合适的教学手段和方法

随着电脑技术的发展,多媒体辅助教学已逐步普及。采用多媒体组合优化教学的形式,可达到教学控制的优化。由于线性代数课程的特点,自始至终一直使用多媒体教学可能不一定能起到很好的效果。所以在日常教学过程中不能过多依赖多媒体,但是适当得使用多媒体辅助教学是有助于线性代数课堂教学的。通过对线性代数课程内容的分析,在教学过程中部分章节采用多媒体辅助教学,是可以克服传统教学过程中板书太多影响课程进度及课堂教学枯燥乏味的问题。例如,在矩阵和线性方程组这些章节中可以采取多媒体教学,而对于一些严格推理的章节比如“向量组的线性相关”等内容则不宜采用多媒体教学。

由于各个学生的基础不同,尤其是部分文科生源,数学基础比较薄弱。如果基础好的和基础差的在同一班级上课,直接影响教学效果和教学质量,因此线性代数课程分层教学的改革势在必行。另外,由于扩招影响,学生人数增加很快,而教师相对较少,某些专业只好大班上课,有的班额超过150人。我们知道,大班上课效果肯定不如小班效果好,对于有条件的院校应该尽量采取小班教学。

五、重视习题课在课堂教学中的作用

线性代数课程里面有一些章节的习题的运算具有一定的抽象性,所以必须通过一定量的练习来加深巩固学生在上课所学习的知识。在每章内容结束后,精心组织好一次习题课,是提高教学质量的一个重要手段。学生只有通过大量的练习, 才能掌握一定的运算方法和运算技巧,因此习题课是线性代数课程的一个重要的环节。这门课程学得如何,归根到底体现在解题上,因此学生适量习题训练是必不可少的。它既可以使所学知识得到巩固,同时也达到了运用的目的。

结束语

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Design of Clouds Computing Based Education

ZHANG Long 1,2, WANG Jian-hua1,2, ZHANG Jun1,2

(1. Computer Science and Information Engineering College, Harbin Normal University, Harbin 150025, China;

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中图分类号:G633.6 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)05-0155-02

1.及时掌握基本概念,灵活运用

高中数学有很多基本概念,是要求学生灵活运用的,课堂是学生接收知识的主要阵地,是学生消化知识的重要场合,所以,如何达到高效课堂,学生学好一堂课是每个教师应该重点思考的命题,每上一堂课,教师应该找出最简单有效的方式进行教学,力保每个学生都能及时吸收消化,高中数学有很多基本概念需要学生去理解掌握,在教学中,我会用学生容易接受的方式进行教学,例如:在讲解三角形一知识点时,我会用让学生理解它的变形公式,即===2R,其中R是三角外接圆径,我们通过这个基本公式,便可以推算出很多变形公式,① a:b:c=sinA:sinB:sinC,②a=2R sinA, b=2R sinB, c=2R sinC,③sinA=, sinB=,sinC=。我在每次讲解完基本概念之后,我便会及时举出例题,让学生进行灵活运用,这样才能将所学的基本知识点进行灵活运用的,同时也是可以加深印象的,对于知识点能及时消化,这样的教学才是有效率的。例题1:在ABC中,a=15,b=10,A=60°,则cosB=( )。对于这道题,我们首先要清楚正弦定理的基本公式及正弦定理的变形,即===2R,其中R是三角外接圆径,解析这一题目,可以得出0°

2.冷静分析重难点,逐一攻破

高中数学之所以不同于其他科目,在于它的重难点比较多,所以很多学生在学习的时候感觉到力不从心,但是,高中数学的题目的考察也会有规律可寻的,部分知识点虽然很困难,但是只要你冷静分析 ,你会发现它也是由很多基础知识点进行涵盖的,考察了学生的综合分析问题的能力,成绩中等偏下的学生,普遍现象是学生看到题干那样长就直接放弃,这是很不好的现象,这样从心里便是抗拒的,其实,这些学生是有基础的,能够很好地完成第一个小问题的,但是这种害怕的心理状态严重阻碍了学生敢于动脑的行为,使得这些综合大题是学生永远的绊脚石,为此,面对高考的现实情况,我需要重拾学生的信心,让学生看到这种类型的题目不再第一眼就否定自己所有的可能,而是愿意花时间进行冷静地进行思考,这便是教学的目的,高考例题中"直线、圆的位置关系"是必考题,它总是会以各种各样的方式出现,直线和圆的知识综合考察需要学生能有独立思考分析问题的能力,例如1:若圆x2+y2-2mx+m2-4=0与圆x2+y2+2x-4my+4m2-8=0相切,则实数m的取值集合是?解析:圆(x-m)2+y2=4的圆心为O1(m,0),半径r1=2,圆(x+1)2+(y-2m)2=9的圆心为O2(-1,2m),半径r2=3,且两圆相切,|O1O2|= r1+ r2或|O1O2|= r2- r1,(m+1)2+(2m)2=5或(m+1)2+(2m)2=1,解得m=-或m=2,或m=0或m=-, 实数m的取值集合是{-}。通过这道题目,我们可以看出,考察的也会基本知识点的综合理解能力,对于学生来说,只要保持良好的心态,冷静的头脑,逐一进行分析,问题便会迎刃而解。每个重难点都有突破点,在题干中都有相对应的提示,所以,克服自己的恐惧是很有必要的,将所学的知识灵活运用,我相信面对这些重难点也是有很多方法进行解决的。

3.易错题及时更正,找出易错点

高中数学的教学是个细致的教学过程,需要学生进行很多的练习的,在练习中肯定是会经常出现错误的,需要学生自己去发现自己的错误,对于每次大型的考试,我都会让学生花上一段时间总结下自己的错误题目,到底是什么原因出现错误的,普遍情况反映如下:①解题中出现了模糊的概念,解题容易弄混,在计算过程中出现错误。②不理解题干的意思,不知道题目的考察点是什么。③题目太难,不愿意去思考,瞎蒙的。对于学生反映的情况,我大致了解到了基本情况,针对学生的情况我这边及时作出相对应的科学方法改变这些情况,据分析,其中易错题占了90%的比重,也就是学生反映的模糊概念,所以,在教学中,我会着重分析知识点之间的区别,例如考题中出现函数的奇偶性时,出现了模糊概念,我们需要牢牢把握,函数的奇偶定义,当 f(-x)=f (x),那么函数f(x)就叫做偶函数,当f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数。所以,在解题中,根据这个结论进行审题,便不会出错的,函数是个经常考察的题目,是学生容易出现失分的地方,所以学生一定要注意易错点,及时总结更正,避免同一错误多次发生。我一般让学生准备一个易错题本,把平时容易出现错误的题目进行归总,让学生自己去及时总结发现,不理解的地方及时咨询学生或者老师,直到弄懂为止,做学问,不能弄虚作假,要踏踏实实的一步一个脚印。高中数学的教学,需要学生和老师一起鼓起勇气和信心,学好每一个章节。

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1、背景

随着自动控制理论的发展和计算机技术的兴起,在工程实践中采用计算机并行、分布式处理设备来控制各类系统正常工作的生产方式已经越来越普遍。根据物联网专业的课程设置和培养目标,控制理论与技术是其重要的专业基础课,通过学习该课程,学生应掌握控制理论与技术的基本概念、原理和方法,并具备一定的工程应用能力。

由于物联网专业的课程设置和培养目标与自动化等专业不同,因此不能开设大量控制类课程。如何在有限的学时内使学生掌握较全面、实用的控制理论与技术,是物联网专业控制理论与技术课程设置中亟待解决的问题。

自动控制原理是自动化等专业的重要基础课程,该课程理论性强,需要学生具有较好的数学基础,而物联网专业的培养目标偏重实践能力,若采用原有自动控制原理的教学内容,无法使学生真正领会该课程的实际应用价值。随着计算机技术的发展,自动化等专业普遍开设了计算机控制系统和分布式控制技术等应用性较强的课程,但如果对物联网专业的学生仅讲授计算机控制系统或者分布式控制技术的内容,则缺乏基本控制理论的支撑,基础知识单薄,难以达到好的人才培养效果。

针对这一问题,笔者提出把自动控制原理、计算机控制系统、分布式控制技术等内容结合起来作为教学内容,并把理论教学、实验、实训结合起来,使学生既具有一定的理论基础,也具备一定的工程实践能力。

2、课程结合形式和授课方式

物联网专业控制理论与技术课程所涵盖的基础内容包含物联网控制技术概述、自动控制原理、计算机控制系统和分布式控制技术4部分(见图1)。

物联网控制技术概述部分简要介绍控制理论与技术的主要内容、基本概念、发展简史、基本控制方式、控制系统的组成及分类、控制系统的性能要求、控制研究的课题与发展方向等,使学生初步了解课程内容,理解控制理论与技术和物联网专业之间的关系,掌握该课程的特点和学习方法。

2.1 自动控制原理内容

物联网专业控制理论与技术中的自动控制原理部分理论性强,对学生的数学要求较高,不易理解,需要学生具备工程数学、电工电子技术等课程基础,同时还要开设计算机控制系统、过程控制工程、运动控制系统等后继课程,使学生充分理解整个课程体系。

然而,对于物联网专业的学生来说,由于培养目标的不同,该专业多数没有开设工程数学作为先修课程,也没有开设相应的后继课程,这增加了自动控制原理部分的教学难度。结合物联网专业的实际情况,可以适当降低该课程的理论难度和深度,简化复杂的知识点讲解,增加实例,同时根据教学需要辅以相应数学知识的讲解。

自动控制原理部分可以分为5大模块:控制系统的数学模型、时域分析法、复域分析法、频域分析法和自动控制系统的设计与校正。

1)控制系统的数学模型。

该模块介绍自动控制原理的基础知识,主要讲解拉氏变换、传递函数、动态结构图及其等效变换、典型环节的传递函数和自动控制系统的传递函数等内容,使学生对自动控制原理的学习内容具有整体的把握,同时了解相应的课程重点、难点和学习方法。

2)时域分析法。

该模块主要讲解典型输入信号及性能指标、一阶系统分析、二阶系统分析、高阶系统分析、系统稳定性分析、系统稳态精度分析等知识点,同时,辅以相关例题,作为课堂和课后作业,加深学生的理解。

3)复域分析法。

该模块主要讲解根轨迹法,包括根轨迹的基本概念、绘制根轨迹图的基本法则、利用根轨迹分析系统的动态性能和广义根轨迹等。在讲解的同时,以课堂讲解例题和课后作业的形式,使学生切实掌握根轨迹法。

4)频域分析法。

该模块主要讲解频率法,包括频率特性、典型环节的频率特性、控制系统开环频率特性、稳定判据及稳定裕度、闭环频域性能指标及时域性能指标的估算和系统开环频率特性三频段概念等。在讲解的同时,通过大量的实例,培养学生对基础知识的应用能力。

5)自动控制系统的设计与校正。

该部分的知识点较多,主要讲解控制系统的设计步骤、性能指标与系统设计的基本思路、基本控制规律、常用串联校正网络、常用的串联校正方法、反馈校正、复合校正和控制系统设计实例等内容。在讲解的同时与实际系统相结合,加深学生的理解。

在这5个模块中,第1模块是学习的基础;第2、3、4模块是核心内容,是授课的重点内容,也是难点,需要详细讲解每个知识点,并辅以实例;第5模块起到承上启下的作用,既要对前面几个模块向应用的层面进行扩展,也要为后面计算机控制系统和分布式控制技术的内容做好铺垫。

2.2 计算机控制系统内容

随着计算机技术的普及,现代工、农业生产中的大多数控制是在计算机的辅助下实现的。在学生日后的实际生产应用中,要想充分发挥所学的控制理论与技术相关知识,计算机控制系统的学习是必不可少的。

物联网专业控制理论与技术中的计算机控制系统部分的学习,可以安排在自动控制原理部分之后。通过自动控制原理部分的学习,学生能掌握自动控制原理的基础知识和分析方法。计算机控制系统部分的内容更加贴近实际,具有较强的实践性和较高的实用价值。计算机控制系统部分主要包括以下内容:检测设备和执行机构、总线技术、过程通道与人机接口、数据处理与控制策略和抗干扰技术。

检测设备和执行机构部分主要讲解常用的传感器、变送器以及执行机构;计算机总线技术部分重点讲解总线的基本概念、内部和外部总线等知识点;过程通道与人机接口部分重点介绍数字量输入输出通道、模拟量输出输入通道以及人机接口的相关内容。这些内容是计算机控制系统的基础知识,教师一般以讲解为主,并辅以实例,使学生把常用的设备、元件和计算机控制系统联系起来。

数据处理与控制策略是授课的重点内容,通过这部分的学习,学生能掌握数字控制器的设计技术,包括数字滤波和数据处理的方法,以及数字PID控制算法、常规控制方案、先进控制方案等基本的控制策略。抗干扰技术是计算机控制系统设计中不可缺少的内容,通过讲解和举例可以使学生明白干扰的传播途径与作用方式,并掌握硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。

计算机控制系统的内容与实际联系较为紧密,如果与实验、实训相结合,则容易调动学生的学习积极性,进一步培养学生的动手能力,可以达到较好的教学效果。

2.3 分布式控制技术内容

分布式控制技术的应用日益广泛,在物联网专业控制理论与技术课程中增加对分布式控制技术的讲授,不仅可以使学生掌握较为先进的控制方法,也可以为后面云计算等与分布式计算相关的课程打下基础。基于物联网专业控制理论与技术课程的培养目标和课时,分布式控制技术的内容不易涉及过多,可以作为计算机控制系统部分--的有益补充。这部分的学习主要使学生了解分布式系统,掌握最常用的客户服务器端架构方式。

在对分布式系统定义的讲解过程中,可以对比介绍分布式与集中式的区别,以及分布式与计算机网络的关系,详细分析分布式系统层次结构、分类以及分布系统的主要特征(容错性、安全性等),并进一步介绍分布式系统中的软硬件设备。

客户一服务器端架构是最常用的分布式控制方式,在介绍客户一服务器模式的基本概念和优点后,可详细讲解两部分内容:一部分是客户一服务器端架构和体系结构,包括面向连接服务与无连接服务、应用程序的层次结构和客户一服务器模型体系结构等;另—部分是客户-服务器模型的进程通信,包括进程通信中客户—服务器模型的实现方法和客户_服务器模型的进程通信协议。

由于云计算等后继课程的开设,分布式控制技术讲授的内容不易过多,使学生能初步掌握分布式系统的概念、特点和典型应用即可。

3、课时安排

物联网专业控制理论与技术课程的学时安排要结合学生的具体情况。如果是本科生专业,可以适当增加自动控制原理的内容,这部分内容的理论性较强,能够使学生深入理解基本的控制理论。如果是专科专业,可以适当增加计算机控制系统和分布式控制技术的内容,这部分内容的理论相对简单,对学生的数学基础要求不高,以结合实践的具体应用为主,能充分调动学生的学习积极性,培养学生的工程实践能力。

以48~64学时的课程设置为例,物联网专业控制理论与技术课程内容安排见表1。在自动控制原理、计算机控制系统和分布式控制技术这3部分中,以自动控制原理为主,占31~3时,这部分包含最基本的控制理论,是学习的重点与难点。计算机控制系统和分布式控制技术占17~25学时,这部分与生产实践结合紧密,是基

同时,还应设置8~16个学时的实验,培养学生的动手能力,并辅以1~2次的专业实训课程,让学生进入生产第一线,进一步理解控制原理和技术在现代化工业生产中的应用。

4、实验与实训设置

实验有助于加深学生对基本概念、理论和算法的理解。由于控制理论与技术课程涉及较多的教学内容,针对每个教学内容都采购专门的实验仪器设备,会给新开设的物联网专业实验室建设带来较大的压力,因此,课程开设初期可以采用仿真试验的方式,既可以涵盖理论教学内容,也能够降低实验室建设成本,以后再逐步增加实验设备及相应的实验。

Matlab软件功能强大,可以直观地显示并分析复杂的结果。很多高校都采用Matlab软件完成自动控制原理和计算机控制系统等课程的实验教学。物联网专业的控制理论与技术课程也可采用Matlab仿真软件,并辅以C或者C++等学生较为熟悉的高级编程语言联合编程,以满足相应的控制需求。

控制理论与技术课程共设置8个实验,每个实验2学时,实验内容为控制系统的Matlab数学建模、控制系统的时域分析、控制系统的频域分析、控制系统稳定性和稳态性能分析、控制系统串联校正、采样系统设计与实现、PID调节器设计与实现和电机控制系统综合设计。其中,前5个实验类型为验证性实验,后3个为综合设计性实验,以学生操作为主,每人一机,辅以计算机多媒体演示。在实际教学中,可根据实际情况调整验证性实验和综合设计性实验的比例,使学生充分理解理论教学内容、灵活运用所学知识,培养学生的综合能力。