智慧農(nóng)業(yè)工作原理精選(九篇)
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第1篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；實訓(xùn)教學(xué)；職業(yè)能力；專業(yè)建設(shè)
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.02.113
高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)建設(shè)自從2011年開始在全國迅速展開，經(jīng)過近幾年的快速建設(shè)初步形成了一定的規(guī)模，積累了一定的經(jīng)驗，但是由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項綜合性技術(shù)，涉及計算機(jī)、通信、電子和軟件等多方面技術(shù)之大成，要真正建設(shè)好高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)還有較大差距，特別是高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)建設(shè)還有待進(jìn)一步加強研究與深化。
高職教育是培養(yǎng)面向社會各行各業(yè)生產(chǎn)第一線的高素質(zhì)技術(shù)技能型專業(yè)人才的高等職業(yè)教育，它的根本任務(wù)是培育學(xué)生良好的職業(yè)能力與可持續(xù)發(fā)展能力。職業(yè)化能力的培育是高職學(xué)生的重中之重，也是區(qū)別于應(yīng)用型、研究型人才的顯著標(biāo)志，職業(yè)能力的培養(yǎng)要靠高職院校實訓(xùn)教學(xué)來保障和實現(xiàn)，只有建設(shè)規(guī)劃好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)體系才能完成高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的職業(yè)能力與可持續(xù)發(fā)展能力的修成。隨著國家“互聯(lián)網(wǎng)+”、“工業(yè)4.0”等理念的提出與深化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，如智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智慧城市、智能家居和智能物流等，根據(jù)國家“十二五”戰(zhàn)略規(guī)劃結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點，以智慧農(nóng)業(yè)和環(huán)境監(jiān)測作為高職物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實訓(xùn)切入點，基于“認(rèn)知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑來研究并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)，培養(yǎng)主要面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境行業(yè)的具有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝調(diào)試、工程規(guī)劃與實施、系統(tǒng)服務(wù)與技術(shù)支持為主的高素質(zhì)技術(shù)技能型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才。
1專業(yè)課程與實訓(xùn)教學(xué)
1.1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
高職院校是為國家培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的高等學(xué)校。其培養(yǎng)的人才除了要有一定的理論基礎(chǔ)知識，重點是要培養(yǎng)學(xué)生具有較強的專業(yè)實踐操作能力和崗位就業(yè)適應(yīng)能力，這就要求高職院校通過工學(xué)結(jié)合辦學(xué)模式，強化以職業(yè)能力為目標(biāo)的實訓(xùn)教學(xué)，最終實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是為培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展，面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，服務(wù)區(qū)域與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有較好的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識、較強的實踐能力、良好的團(tuán)隊協(xié)作能力，可持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新能力，掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，從事物聯(lián)網(wǎng)工程項目的規(guī)劃與施工管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝與調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)維護(hù)與管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備營銷與技術(shù)支持，成為具備良好文化素養(yǎng)、職業(yè)道德和綜合職業(yè)能力的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。
1.2專業(yè)課程體系
從職業(yè)崗位能力需要出發(fā)來分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課程體系。以“崗位―能力―課程”的思路來構(gòu)建課程體系和課程內(nèi)容，在滿足一定理論知識需要的前提下強化實訓(xùn)課程內(nèi)容建設(shè)，努力做到“教學(xué)做一體化”教學(xué)過程中理論與實踐的相互促進(jìn)和融合，最終使實踐教學(xué)來內(nèi)化學(xué)生的理論知識，為拓寬高職學(xué)生的成長空間打下基礎(chǔ)。為此，設(shè)置了一定數(shù)量的通識教學(xué)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、英語、高級語言程序設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論等。專業(yè)課程的設(shè)置更加體現(xiàn)職業(yè)崗位的特點要求，以智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測為系統(tǒng)實訓(xùn)平臺出發(fā)，圍繞這兩大領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用展開，開設(shè)了一些有特色的專業(yè)課與實訓(xùn)課。如RFID技術(shù)與應(yīng)用、無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)、農(nóng)業(yè)食品溯源應(yīng)用系統(tǒng)實訓(xùn)、城市環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)實訓(xùn)等課程。課程設(shè)置如下表所示。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程表
公共素養(yǎng)課程
思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、軍事理論教育、職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)、大學(xué)英語、大學(xué)語文、高等數(shù)學(xué)（理）、大學(xué)生心理健康教育、體育
專業(yè)支撐課程
計算機(jī)組裝與系統(tǒng)維護(hù)、計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置技術(shù)
專業(yè)核心課程
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用、傳感器原理與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計與實施
專業(yè)拓展課程
綜合布線技術(shù)、移動應(yīng)用開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用
1.3實訓(xùn)教學(xué)體系
高職教學(xué)的根本就是培養(yǎng)學(xué)生具備良好的職業(yè)崗位就業(yè)能力，它的特點是突出職業(yè)能力所要求的實訓(xùn)實踐教學(xué)，完備的實訓(xùn)教學(xué)體系主要由三部分組成，包括專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)、校內(nèi)實訓(xùn)室建設(shè)、校外實訓(xùn)基地建設(shè)。在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)時，以知識與技能漸進(jìn)式提高出發(fā)，按照“認(rèn)知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑展開，“認(rèn)知”主要是強調(diào)基礎(chǔ)性和啟蒙性實訓(xùn)，“技術(shù)技能”主要側(cè)重專業(yè)核心課程的配套實訓(xùn)，“系統(tǒng)體驗”主要是對前面實訓(xùn)成果的系統(tǒng)綜合和應(yīng)用，更加貼近物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)可以分為三個主要階段：技術(shù)基礎(chǔ)與專業(yè)認(rèn)知實訓(xùn)、專業(yè)技能實訓(xùn)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)。校內(nèi)校外實訓(xùn)的有效結(jié)合來強化物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的技術(shù)技能和崗位適應(yīng)能力。校外實訓(xùn)基地主要解決學(xué)生的崗位適用能力，校內(nèi)實訓(xùn)室主要完成學(xué)生的專業(yè)技能的實操和理論知識的內(nèi)化。
2基礎(chǔ)性實訓(xùn)
俗話說得好，基礎(chǔ)不牢地動山搖。這說明基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與掌握是何等的重要。高職實訓(xùn)也是同一個道理，也要從基礎(chǔ)性實訓(xùn)抓起。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)性實訓(xùn)可以分成兩個層面：專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)和專業(yè)認(rèn)知實訓(xùn)。
2.1專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)
專業(yè)基礎(chǔ)實訓(xùn)一般是指電子信息大類學(xué)生應(yīng)具備的一些面向職業(yè)崗位的通用型技能實訓(xùn)。如計算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用、高級語言程序設(shè)計、計算機(jī)組裝與維護(hù)等實訓(xùn)，采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式下，通過這幾門課的實訓(xùn)讓學(xué)生對計算機(jī)硬件和編程知識有一定深入的了解與掌握，為后面的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。計算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用和計算機(jī)組裝與維護(hù)這兩項實訓(xùn)主要讓學(xué)生了解和認(rèn)識計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理，熟悉應(yīng)用辦公軟件如Office，掌握對各型計算機(jī)的硬件拆裝和維修，訓(xùn)練高職學(xué)生使用計算機(jī)的基本技能。高級語言程序設(shè)計主要讓學(xué)生對計算機(jī)編程語言有一個基礎(chǔ)性的學(xué)習(xí)掌握，為下一步技術(shù)技能的實訓(xùn)打下基礎(chǔ)，如C語言學(xué)習(xí)。
2.2專業(yè)認(rèn)知實訓(xùn)
專業(yè)認(rèn)知實訓(xùn)是開啟對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用大門的起初環(huán)節(jié)，目的是讓物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識、相關(guān)設(shè)備、相關(guān)領(lǐng)域和相關(guān)應(yīng)用有一個認(rèn)識，拓寬學(xué)生的眼界，增強學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，為專業(yè)技能實訓(xùn)起到承上啟下的作用。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及學(xué)科門類較多，職業(yè)面向行業(yè)應(yīng)用面廣，因此不可能面面俱到，只能依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)定位來開設(shè)認(rèn)知實訓(xùn)。針對面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用的特點，專業(yè)認(rèn)知實訓(xùn)突出了電子技術(shù)基礎(chǔ)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)，通過系統(tǒng)仿真和實際電路的調(diào)試，讓學(xué)生對基本的模擬、數(shù)字電路、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有個較好認(rèn)知；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程相關(guān)的實訓(xùn)讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)涉及的多類技術(shù)要素，了解物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)的感知、傳輸和信息處理與控制技術(shù)，在認(rèn)知實訓(xùn)中強調(diào)以感觀了解為重點，知識普及為重心，宜采用多種教學(xué)形式開展，如網(wǎng)上查閱、實地參觀、現(xiàn)場交流與訪談等。
3職業(yè)技能實訓(xùn)
職業(yè)技能是高職學(xué)生面向社會就業(yè)之根本，也是體現(xiàn)現(xiàn)代高職教育之重心所在。高職教育的質(zhì)量與特色大多體現(xiàn)在學(xué)生技能素質(zhì)的培養(yǎng)上。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面來分析，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用主要包括三個層面：感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和信息智能處理與控制技術(shù)，因此，我們結(jié)合面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用從三層結(jié)構(gòu)來組織物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技能實訓(xùn)。
3.1感知技能實訓(xùn)
感知技術(shù)主要是解決信息的獲取，為最終的行業(yè)應(yīng)用提供信息與數(shù)據(jù)。它包括多方面的信息獲取技術(shù)，如各型傳感器、RFID系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、條碼等十分廣泛。以農(nóng)業(yè)與環(huán)境行業(yè)的應(yīng)用為例，主要采用的也是前面所說的四大類設(shè)備，為此要建立感知技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)室，結(jié)合專業(yè)核心課程進(jìn)行傳感器、RFID等方面應(yīng)用技能實訓(xùn)，讓學(xué)生了解各類型傳感器和RFID系統(tǒng)應(yīng)用技能。傳感器方面：如溫濕度傳感器、pH值傳感器、CO傳感器的實物及其如何使用，通過實際操作演示掌握其基本原理、性能和使用方式。RFID設(shè)備方面：如各型電子標(biāo)簽、天線、閱讀器等。通過RFID原理實訓(xùn)臺，讓學(xué)生掌握各型電子標(biāo)簽的使用情況和基本工作原理，理解各頻段RFID系統(tǒng)的適用范圍，以電子標(biāo)簽信息識別讀寫實訓(xùn)讓學(xué)生對各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有一提高認(rèn)識與消化。另外，也要適當(dāng)增加控制方面的實訓(xùn)，如智能農(nóng)業(yè)方面的調(diào)節(jié)光照和控制水源和通風(fēng)等。
3.2信息傳輸技能實訓(xùn)
網(wǎng)絡(luò)傳輸是信息高速公路，負(fù)責(zé)把由前端感知設(shè)備獲得的信息實時準(zhǔn)確上傳到云端。這部分主要分為兩個方面：一是近距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，二是遠(yuǎn)程高速網(wǎng)絡(luò)傳輸。近距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸一般采用Zigbee、WiFi和藍(lán)牙技術(shù)，主要用來解決如各類傳感器的信息匯集和集中轉(zhuǎn)發(fā)上傳到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上。重點是實訓(xùn)無線傳感網(wǎng)（Zigbee網(wǎng)絡(luò)）的組網(wǎng)與使用，讓學(xué)生了解與掌握無線傳感網(wǎng)的基本組成、相關(guān)設(shè)備與工作原理，通過如節(jié)點之間點對點的通信、無線SOC端口控制與傳輸來強化對無線傳感網(wǎng)的使用。另外，結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實訓(xùn)來強化學(xué)生對局域網(wǎng)、寬帶廣域網(wǎng)的應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理。
3.3信息處理技能實訓(xùn)
在物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)中，最后一層是信息管理與應(yīng)用（簡稱應(yīng)用層）。應(yīng)用層主要是完成經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層上傳到云端數(shù)據(jù)的接收、過濾與存儲，然后結(jié)合行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行控制與管理。主要涉及專業(yè)課程有數(shù)據(jù)庫應(yīng)用基礎(chǔ)、高級語言程序設(shè)計、移動應(yīng)用開發(fā)等一些相關(guān)軟件應(yīng)用方面?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)離不開數(shù)據(jù)庫管理和前后臺應(yīng)用軟件的開發(fā)，針對高職學(xué)生的特點，適當(dāng)強化數(shù)據(jù)庫（如MSSQL）應(yīng)用知識的掌握和實際應(yīng)用，對數(shù)據(jù)庫的基本操作與使用管理有一定程度的了解。隨著移動互聯(lián)技術(shù)的迅速發(fā)展，移動終端在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用中已十分普及，目前移動開發(fā)平臺主要基于IOS和Android兩大系統(tǒng)，基于Android移動應(yīng)用開發(fā)已占據(jù)主流，為此結(jié)合移動應(yīng)用開發(fā)課程建設(shè)移動應(yīng)用開發(fā)實訓(xùn)室，在學(xué)習(xí)了Java語言后，通過“教學(xué)做”來培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)小型App的能力。
4系統(tǒng)性實訓(xùn)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的顯著特點是集多專業(yè)之大成，涉及專業(yè)知識面廣，容易給學(xué)生產(chǎn)生知識混雜和難學(xué)的印象，那么如何補救這一情況是專業(yè)教學(xué)研究的一大課題，為此，基于“認(rèn)知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑的理念，特別強化與設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合實訓(xùn)環(huán)節(jié)。
4.1智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用實訓(xùn)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用如火如荼，“民以食為天，食以安為先”，食品安全至關(guān)重要，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量管理特別是食品溯源系統(tǒng)已日益成熟。將農(nóng)產(chǎn)品種（養(yǎng)）植、運輸、加工和流通的信息相關(guān)聯(lián)，形成完整的信息追溯鏈來確保農(nóng)產(chǎn)品的安全性。整個系統(tǒng)涉及溯源標(biāo)識技術(shù)、監(jiān)裝技術(shù)、物流監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)采集與查詢技術(shù)。溯源系統(tǒng)以RFID、條碼技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，是一典型的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)。這一實訓(xùn)系統(tǒng)基本涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)所學(xué)的大部分專業(yè)知識，通過溯源系統(tǒng)的實訓(xùn)體驗把原本分散的技術(shù)串聯(lián)起來，強化了學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識的理解和興趣，特別是強化了學(xué)生對RFID技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識。實訓(xùn)的主要內(nèi)容有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建、服務(wù)器安裝與調(diào)試、電子標(biāo)簽制作與識讀、數(shù)據(jù)庫管理與應(yīng)用、PDA安裝與調(diào)試和APP應(yīng)用開發(fā)等。
4.2環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)
基于無線傳感網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)是以傳感器與無線傳感網(wǎng)組建與應(yīng)用開發(fā)為重點的專業(yè)實訓(xùn)，通過此實訓(xùn)讓學(xué)生達(dá)到對無線傳感網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)備選型，傳感網(wǎng)組網(wǎng)及Zigbee協(xié)議的應(yīng)用開發(fā)有一定程度深化，實訓(xùn)重點要讓學(xué)生樹立起系統(tǒng)性的理念。下圖是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)室功能總體框圖。
環(huán)境監(jiān)測實訓(xùn)系統(tǒng)
實訓(xùn)系統(tǒng)包含三種數(shù)傳模式（WiFi、Zigbee、有線）環(huán)境監(jiān)測傳感器，形成一套覆蓋三個層次的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺。同時，其他內(nèi)置WiFi模塊的各種手持設(shè)備（筆記本電腦、手機(jī)等）也能無線接入該實驗平臺，成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分；師生教學(xué)、科研實踐開發(fā)的其他感知模塊，通過與標(biāo)準(zhǔn)的WiFi設(shè)備服務(wù)器連接，也能輕易接入該實驗平臺，完成測試、驗證。這些設(shè)備的靈活配置為學(xué)生提供了從數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚磔^完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用模型。包含的實訓(xùn)：網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)與無線信號測試、Zigbee協(xié)議棧應(yīng)用、Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、開發(fā)環(huán)境的搭建；IEEE 802.11協(xié)議介紹、接口程序代碼開發(fā)、串口WiFi設(shè)備服務(wù)器設(shè)計、傳感器數(shù)據(jù)采集與查詢顯示等，重點是把從信息采集、傳輸和信息處理聯(lián)動起來，讓學(xué)生充分體會到一個真實的無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的體驗，更加貼近了以后的工作崗位，增強學(xué)生就業(yè)信心。
5結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)高職學(xué)生技術(shù)技能型人才的核心所在。實訓(xùn)教學(xué)必須以良好理念為先導(dǎo)，緊密結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建起符合學(xué)生就業(yè)崗位需要的實訓(xùn)教學(xué)體系。本文以農(nóng)業(yè)與環(huán)境應(yīng)用為背景，從分析人才培養(yǎng)目出發(fā)，基于“認(rèn)知―技術(shù)技能―系統(tǒng)體驗” 路徑來研究并實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)，以知識與技能漸進(jìn)式提高構(gòu)建實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境，通過近兩年的探索與實踐，取得了較好的效果。
參考文獻(xiàn)：
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第2篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理
1系統(tǒng)硬件組成
本文設(shè)計的基于STR-30組成的實時監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示.其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點電路以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心，由多個節(jié)點組成分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò).網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)樞紐是本系統(tǒng)的匯聚節(jié)點(sink).無線傳感器節(jié)點硬件電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，其核心是微處理器.數(shù)據(jù)采集端配有溫度、濕度、光照、CO2、土壤水分以及pH值測量等傳感器組，還配有無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、通信接口以及外部存儲器等.另外，系統(tǒng)還預(yù)留了重金屬檢測等傳感器接口（圖2中未標(biāo)出）.每個節(jié)點的微處理器根據(jù)自帶傳感器模塊提供的數(shù)據(jù)時序，實時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析處理、傳輸和接收遠(yuǎn)程控制信息.當(dāng)某一節(jié)點所帶傳感器檢測到的某參數(shù)指標(biāo)超標(biāo)時，該節(jié)點將自動發(fā)出告警信號.
匯聚節(jié)點與PC機(jī)連接，可接收來自各節(jié)點的信息，能及時發(fā)現(xiàn)并確定發(fā)出信息的節(jié)點所在的位置，將各傳感器的數(shù)據(jù)按照預(yù)定的協(xié)議發(fā)送到PC，由PC將數(shù)據(jù)實時存儲和顯示，并根據(jù)接收到的實時數(shù)據(jù)與預(yù)置參數(shù)進(jìn)行比較以判斷被檢測區(qū)域作物的生長環(huán)境是否達(dá)標(biāo)，也可根據(jù)需要對某節(jié)點的工作狀態(tài)或參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整.此外，系統(tǒng)還可根據(jù)實際情況，自動或人工對全部(或部分)節(jié)點進(jìn)行參數(shù)指標(biāo)的修改，如夏天和冬天溫度不同.本系統(tǒng)還可加入自動控制模塊，如自動灌溉、控溫或排風(fēng)等模塊.
2無線數(shù)據(jù)通信模塊
本系統(tǒng)STR-30型微功耗無線數(shù)據(jù)傳輸模塊工作于ISM頻段，無需申請頻點，具有多信道、多速率、傳輸距離遠(yuǎn)、高抗干擾能力和低誤碼率等優(yōu)點.STR-30的引腳功能說明如表1所示.
3傳感器模塊接口電路
各節(jié)點硬件電路如圖3所示.其中微處理器（STC1）是數(shù)據(jù)處理與I/O口的控制核心，主要接口與各傳感器通過串行通信接口（RS232）與無線通信模塊相連接，該接口也可用于調(diào)試及程序下載.本系統(tǒng)還預(yù)留了一定的I/O接口，以便擴(kuò)展其他傳感器或自動控制模塊.系統(tǒng)中，空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、光照強度傳感器、CO2濃度傳感器等模塊的輸出量均為數(shù)字量，pH值數(shù)據(jù)為模擬量.
系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件由傳感器節(jié)點驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)路由驅(qū)動程序以及PC通信、數(shù)據(jù)處理等程序組成.各節(jié)點傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線模塊STR-30與PC控制終端進(jìn)行通信，終端能及時準(zhǔn)確地處理并顯示各節(jié)點的數(shù)據(jù)，同時也能對各節(jié)點進(jìn)行相關(guān)控制操作.
本文僅以傳感器節(jié)點驅(qū)動程序的軟件設(shè)計為例，其主程序流程如圖4所示.傳感器節(jié)點驅(qū)動程序主要完成數(shù)據(jù)的采集處理以及與PC終端進(jìn)行通信、工作狀態(tài)的調(diào)整等功能.系統(tǒng)接收終端（PC）數(shù)據(jù)處理及顯示界面的軟件設(shè)計是基于MFC開發(fā)的.主要功能是通過驅(qū)動匯聚節(jié)點，實現(xiàn)與各傳感器節(jié)點之間的全雙工無線電通信，接收、存儲、查詢、實時顯示數(shù)據(jù)，查看各節(jié)點傳感器的工作狀態(tài)，設(shè)定各節(jié)點傳感器參數(shù)指標(biāo)以及當(dāng)某一節(jié)點數(shù)據(jù)超標(biāo)時觸發(fā)告警等.
系統(tǒng)測試
系統(tǒng)測試主要包括下位機(jī)節(jié)點的測試和上位機(jī)控制終端的測試，其中下位機(jī)各節(jié)點的測試可以通過觀察上位機(jī)的數(shù)據(jù)直接知道.系統(tǒng)的調(diào)試主要是各傳感器模塊的調(diào)試以及上位機(jī)軟件的調(diào)試，上位機(jī)的測試主要是各功能模塊的測試.經(jīng)實地測試，節(jié)點間的通信距離在開闊的視野范圍內(nèi)可達(dá)到600m左右，且能穩(wěn)定地收發(fā)數(shù)據(jù).系統(tǒng)上位機(jī)的界面效果圖如圖5所示. 設(shè)定各節(jié)點傳感器參數(shù)指標(biāo)、查看歷史記錄以及某一節(jié)點數(shù)據(jù)超標(biāo)時的告警信息等實際測試結(jié)果圖拼接如圖6所示.各類數(shù)據(jù)都可以實時記錄在SQL數(shù)據(jù)庫中以便備查.
第3篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實驗室建設(shè)；傳感器；射頻識別
中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）11-0110-02
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是集傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多種學(xué)科的綜合應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)解決的是信息世界與物理世界的互聯(lián)互通。目前我國物聯(lián)網(wǎng)運用領(lǐng)域包括智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能交通、智能工業(yè)、智能環(huán)保、智能醫(yī)療等。到目前為止國內(nèi)眾多高校申請和開展了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的招生和教學(xué)工作。高校要想擔(dān)當(dāng)起新形勢下物聯(lián)網(wǎng)人才的培養(yǎng)，建設(shè)一個設(shè)施齊全、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的物聯(lián)網(wǎng)實驗室迫在眉睫。中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院也于2015年招收了第一屆物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的本科學(xué)生。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相對其它專業(yè)來說更側(cè)重實踐性和應(yīng)用性，因此我們的實驗室建設(shè)是我們整個學(xué)科建設(shè)中的重點工作。
1 物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的原則
1.1 與本校的培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)原則
任何實驗室的建設(shè)都要與本校的培養(yǎng)目標(biāo)相一致，物聯(lián)網(wǎng)實驗室也不例外。作為應(yīng)用型本科院校，主要培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，而非研究性人才，主要鍛煉學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的組網(wǎng)、調(diào)試、安裝、售后服務(wù)、技術(shù)支持，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計、施工與運維人才。因此學(xué)院實驗室的建設(shè)應(yīng)該以滿足基礎(chǔ)實驗、實訓(xùn)為主，旨在滿足培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。
1.2 先進(jìn)性原則
物聯(lián)網(wǎng)是被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，是一個前沿的技術(shù)，因此實驗室的建設(shè)也應(yīng)遵循先進(jìn)性的原則，購置新設(shè)備、采用新技術(shù)以滿足需求。
1.3 模塊化可擴(kuò)展原則
物聯(lián)網(wǎng)涉及到感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個層次，每個層次都有各自的技術(shù)，這些技術(shù)可以用模塊化的思想實現(xiàn)，各模塊之間要遵循統(tǒng)一的電氣和數(shù)據(jù)接口，可以自由組合重構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。
2 物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)需求分析
2.1 物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)需求
從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等感知系統(tǒng)，它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的手段，其主要功能是識別物體、采集信息、數(shù)據(jù)匯聚等。感知層由各種傳感器、執(zhí)行器、短距離無線通信、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)等構(gòu)成，包括：傳感器、二維碼掃描儀、RFID 標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS 等感知終端；步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、繼電器、電磁閥等各種執(zhí)行器；ZigBee、Wi-Fi、IPv6、藍(lán)牙等短距離無線通信節(jié)點及網(wǎng)關(guān)。
網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器和云計算平臺等組成，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。
應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求相結(jié)合，實現(xiàn)各種物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，例如智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居等。
物聯(lián)網(wǎng)實驗室的相關(guān)設(shè)備需要滿足以上物聯(lián)網(wǎng)的三個層次結(jié)構(gòu)中各個組部分的相關(guān)實驗。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)實驗室建設(shè)的應(yīng)用需求
1）滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)基礎(chǔ)實驗要求
實驗室建成后需要滿足培養(yǎng)方案上開設(shè)課程的相關(guān)實驗，這是實驗室建設(shè)的基本要求。通過這些基礎(chǔ)實驗使學(xué)生能夠更好地理解和掌握專業(yè)知識。
2）要滿足學(xué)生實訓(xùn)和參加大賽的要求
在學(xué)生完成多門專業(yè)技術(shù)課程學(xué)習(xí)后，可以開展綜合實訓(xùn)課程，讓學(xué)生通過項目對前導(dǎo)課程的知識綜合應(yīng)用、融會貫通，完成知識到技能的轉(zhuǎn)化，知識點到知識體系的轉(zhuǎn)化。通過實訓(xùn)可以鍛煉學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的工程實踐能力，以便培養(yǎng)出更高水平的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生。
參加物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計大賽是鍛煉學(xué)生實踐能力的重要方法和手段，通過比賽提高學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)的興趣和競技能力，豐富教學(xué)內(nèi)容，活躍教學(xué)氣氛。
3）滿足學(xué)校教師物聯(lián)網(wǎng)科研
科研能力也是衡量一個專業(yè)建設(shè)的重要指標(biāo)。實驗室建成以后，教師可以利用實驗室開展更多地實驗項目，從而提升教師的科研能力。
3 建設(shè)的內(nèi)容
作為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的學(xué)院，學(xué)院的應(yīng)該從培養(yǎng)目標(biāo)需求實際出發(fā)，建立一個先進(jìn)的滿足教學(xué)、實訓(xùn)和科研的要求的綜合性的實驗室。本實驗室應(yīng)該包括基礎(chǔ)實驗平臺、云服務(wù)平臺和智能化實驗室，物聯(lián)網(wǎng)工程實驗室組成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
3.1 基礎(chǔ)實驗平臺
1）RFID綜合實驗箱是針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的RFID教學(xué)實驗而開發(fā)的實驗開發(fā)平臺。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，因此有必要單獨設(shè)置購買實驗箱。實驗箱可以包括各種頻段的RFID讀寫器開發(fā)板、多種常見RFID標(biāo)簽、RFID應(yīng)用模塊、嵌入式系統(tǒng)、PC軟件系統(tǒng)。這五部分構(gòu)成完整的RFID體系，為學(xué)習(xí)RFID技術(shù)、了解RFID應(yīng)用、開發(fā)RFID智能化設(shè)備提供了完整、優(yōu)質(zhì)的軟硬件平臺。RFID綜合實驗箱能夠有效地幫助師生全面的了解無線射頻RFID，掌握RFID的組成結(jié)構(gòu)、運行環(huán)境以及工作模式，熟悉天線工作原理，掌握RFID射頻信號解碼技術(shù)等。
2）物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱
物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱應(yīng)該能夠提供完整的、層次化的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)體系，提供從處理器技術(shù)、無線組網(wǎng)技術(shù)、嵌入式開發(fā)、應(yīng)用層開發(fā)與服務(wù)、到典型的系統(tǒng)開發(fā)實戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱需要滿足以下三層的具體實驗要求。
（1）傳感層：
微控制器應(yīng)用技術(shù)：單片機(jī)原理及應(yīng)用-C51系列、STM32的開發(fā)和應(yīng)用、M4系列。
傳感器技術(shù)：常見傳感器原理、數(shù)據(jù)采集與處理、圖像采集。
RFID技術(shù)應(yīng)用：RFID原理、RFID頻段分析、RFID標(biāo)簽、二維碼、條形碼技術(shù)。
無線傳感網(wǎng)技術(shù)：Zigbee、IPv6、藍(lán)牙、433M、WiFi、NFC移動支付、RFID移動支付。
物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)：基于Cortex-A9，Linux開發(fā)、Android開發(fā)。
（2）網(wǎng)絡(luò)層：
網(wǎng)絡(luò)通信：局域網(wǎng)技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、服務(wù)器。
移動通信：GPRS通信、3G通信、4G通信、GPS、手機(jī)安卓編程。
數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫編程、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)。
中間件：SDK、WebService開發(fā)。
（3）應(yīng)用層：
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：智能家居應(yīng)用開發(fā)、智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用開發(fā)、智能交通應(yīng)用開發(fā)、食品溯源應(yīng)用開發(fā)、智能倉儲應(yīng)用開發(fā)等。
物聯(lián)網(wǎng)安全：無線傳感層通信加密、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通信加密、應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)通信加密等。
此外綜合實驗箱要能夠支持多種協(xié)議，具有豐富的接口以便連接各種設(shè)備。支持網(wǎng)關(guān)、手機(jī)、云服務(wù)等多種管理服務(wù)平臺，網(wǎng)關(guān)支持Android/linux操作系統(tǒng)，運行數(shù)據(jù)采集控制管理軟件。手機(jī)端采用Android系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程控制的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。云服務(wù)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，可遠(yuǎn)程登錄獲取傳感器數(shù)據(jù)，并且提供開放的API接口，基于這些API接口，用戶可以輕松的進(jìn)行二次開發(fā)。
3.2 物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺
物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)是一套針對物聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用快速開發(fā)而設(shè)計的系統(tǒng)，旨在提供一個開放的物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺，使傳感器數(shù)據(jù)的接入、存儲和展現(xiàn)變得輕松簡單，通過幾步簡單操作就可以完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速開發(fā)。
真正的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)必然是海量的，必須通過大數(shù)據(jù)技術(shù)存儲、分析。系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)展示也是必須基于云端的，可全球范圍內(nèi)隨時訪問和操作。
物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺可以為老師的實驗教學(xué)提供統(tǒng)一的在線化管理平臺，提供靈活的用戶管理和權(quán)限控制機(jī)制，同時支持大規(guī)模并發(fā)訪問。因此，整個學(xué)院的所有學(xué)生，可同時接入平臺開展實驗。老師可隨時上線檢查學(xué)生實驗作業(yè)、項目設(shè)計成果，為學(xué)生的實驗和設(shè)計提供指導(dǎo)。
物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺為學(xué)生提供在線、支持團(tuán)體合作的實驗及項目設(shè)計平臺?？蔀槊课粚W(xué)生分配一個登陸賬號，實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)、項目工程相互獨立，學(xué)生可在課堂之外延續(xù)實驗。同時，支持項目協(xié)作，多個學(xué)生可團(tuán)隊合作，共同完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計
3.3 實驗室智能化建設(shè)
為了讓學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有更加深刻的認(rèn)識，在建設(shè)的時候需要對實驗室進(jìn)行智慧化改造，讓學(xué)生上課的同時不僅可以體會到智能家居帶來的舒適感還能學(xué)習(xí)智能家居的構(gòu)造與設(shè)計。集傳感器技術(shù)、嵌入式開發(fā)、綜合布線、網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制等技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備、設(shè)施集成，從而構(gòu)建的一個智能、節(jié)能的智能家居實訓(xùn)環(huán)境。
智能家居應(yīng)用系統(tǒng)可實現(xiàn)燈光、窗簾、家電、環(huán)境監(jiān)測、安防、攝像頭等的檢測控制，可個性化定制居家、外出、看書、休閑、娛樂等情景模式，一鍵實現(xiàn)。并支持連接互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)手機(jī)、電腦上網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制。
物聯(lián)網(wǎng)實驗室的建立能夠讓學(xué)生深層次的接觸物聯(lián)網(wǎng)，學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)，研究物聯(lián)網(wǎng)，讓學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新能力。可以培養(yǎng)學(xué)生合理的知識結(jié)構(gòu)、具備扎實的電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)高頻和微波技術(shù)，有線和無線網(wǎng)絡(luò)通信理論、信息處理、計算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論，掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層，傳輸層與應(yīng)用層關(guān)鍵設(shè)計等專門知識和技能，并且具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力以及較強的創(chuàng)新實踐能力。
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第4篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；社會消防；安全管理
為了提高消防工作的效率，我國正在積極引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對社會消防安全管理系統(tǒng)進(jìn)行完善，構(gòu)建智慧消防體系。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中的應(yīng)用，還可以實現(xiàn)火災(zāi)防控預(yù)警自動化，消防管理的信息化?；诖耍疚膶ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中的實施措施和要點進(jìn)行分析。
一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對消防安全管理的影響
新時期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會中得到了快速發(fā)展，其特有的優(yōu)勢讓它在各個領(lǐng)域都得到了一定的應(yīng)用。尤其是在社會消防安全管理過程中的有效應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)工作的信息化管理，還可以幫助工作人員建立消防管理和火災(zāi)防控系統(tǒng)，讓管理人員可以對消防安全管理工作進(jìn)行組織、指揮、控制以及監(jiān)督，保障此項工作開展的有效性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在此過程中的應(yīng)用，還可以加強各個消防系統(tǒng)之間的聯(lián)系，作出統(tǒng)一分配和部署，不斷優(yōu)化各項信息傳遞，對消防安全中的內(nèi)容進(jìn)行整合[1]。在社會消防安全管理的過程中，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)本身的要求就比較嚴(yán)格，要想在此基礎(chǔ)上，對整個工作進(jìn)行全面監(jiān)控，就要對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，完成監(jiān)督和管理的系統(tǒng)建設(shè)，改變傳統(tǒng)的管理模式，按照相關(guān)的要求，建議火災(zāi)防控系統(tǒng)，優(yōu)化監(jiān)控體系，進(jìn)而保障社會消防安全管理工作的穩(wěn)定實施。
二、物聯(lián)網(wǎng)的定義
為了在新時代背景下，完善社會消防安全管理體系，對其中的系統(tǒng)進(jìn)行及時更新，對物聯(lián)網(wǎng)的特點和概念進(jìn)行分析和研究。物聯(lián)網(wǎng)是由美國麻省理工學(xué)院提出的，它是一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的一種信息承載系統(tǒng)。這種系統(tǒng)自動化和信息化特點是非常強的，它可以令具有獨立功能的模塊之間相互通信，實現(xiàn)信息的傳遞。尤其是在社會消防安全管理中，管理人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)和計算機(jī)等綜合技術(shù)，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)信息之間的有效傳遞，然后應(yīng)用各個裝置上的發(fā)出信號，主要目的是形成比較龐大的網(wǎng)絡(luò)，在這張網(wǎng)絡(luò)中，各個模塊之間不僅能夠滿足相互通信的功能需求，還可以大大提高信息傳遞的有效性。如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在多個行業(yè)和領(lǐng)域都得到了有效應(yīng)用。從總體來說，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景非常廣闊。由于這種技術(shù)的核心是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，還能對其功能進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)展和延伸，加強人與人之間，或者是人與物之間的信息傳遞。在此過程中不需要人為干預(yù)，就能實現(xiàn)其中任務(wù)的自動化，管理人員可以監(jiān)控在系統(tǒng)運行期間的數(shù)據(jù)指標(biāo)，控制其中的指標(biāo)在合理的范圍內(nèi)，從而進(jìn)一步提高社會中各個行業(yè)系統(tǒng)的運行效率，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)在社會的持續(xù)發(fā)展。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中的工作原理
在對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行分析的過程中，發(fā)現(xiàn)它在社會單位消防安全管理中的工作原理具有非常強的自動化特點，管理人員要建立“一物（人）一碼”RFID標(biāo)簽，然后還要在云端系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計“一數(shù)一源”，也就是在建立一個消防設(shè)備的時候，要對應(yīng)一個數(shù)據(jù)源[2]。在此過程中，物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)可以通過傳感器組等設(shè)備對消防設(shè)施的實際運行狀態(tài)以及報警信息等內(nèi)容進(jìn)行全方位的采集。巡檢人員還要通過其中的系統(tǒng)取消防設(shè)施中的RFID數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上完成每日巡查，合理應(yīng)用視頻攝像頭等對管理中的問題進(jìn)行監(jiān)控。同時，物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)具有3G/4G，其中的無線傳輸模塊能夠?qū)?shù)據(jù)快速發(fā)送到“消防安全戶籍化管理系統(tǒng)”中，管理人員在此過程中要對數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容進(jìn)行整合和統(tǒng)計，主要目的是各項系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)，保持消防設(shè)施處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)。此外，消防監(jiān)管部門還要通過客戶端電腦，或者是移動APP等對監(jiān)督各社會消防安全管理的動態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行實時查詢，保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中應(yīng)用的有效性。
四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)提供的服務(wù)
在社會消防安全管理中，工作人員會發(fā)現(xiàn)其中的消防設(shè)施經(jīng)常出現(xiàn)故障隱患，為了及時發(fā)現(xiàn)其中的安全隱患，避免對系統(tǒng)的安全運動帶來影響，要建立提醒服務(wù)消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，主要對社會單位消防設(shè)施的實際運行情況進(jìn)行全方位監(jiān)測。如果在實際的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)消防設(shè)施出現(xiàn)了運行異常等情況，這個時候物聯(lián)網(wǎng)的提醒服務(wù)系統(tǒng)會將其中的異常和故障有效發(fā)送到“戶籍化管理系統(tǒng)”中，然后此系統(tǒng)會向消防責(zé)任人發(fā)送消防設(shè)施的故障提醒短信，讓他們加強防火巡查的力度，及時發(fā)現(xiàn)安全管理過程中的隱患。在此過程中，管理人員還可以通過在線監(jiān)管系統(tǒng)，對消防巡檢人員的實際工作情況進(jìn)行監(jiān)督，利用智能終端讓他們按規(guī)定的路線進(jìn)行防火巡檢，主要將防火巡檢的信息有效發(fā)送到“戶籍化管理系統(tǒng)”中，對其中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以優(yōu)化紅外人體探測器的功能，實現(xiàn)各種功能的自動化，讓管理人員能夠?qū)崟r采集消防人員的在崗信息，保證社會消防管理工作的有效性[3]?！叭A(yù)警”動態(tài)監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)也是社會消防安全管理中的主要內(nèi)容，它不僅對以前的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了完善，還可以通過智能終端等設(shè)備對社會消防設(shè)施運行狀態(tài)中的情況進(jìn)行分析。然后按社會消防管理單位對數(shù)據(jù)的判斷，對社會單位的消防安全工作進(jìn)行管理，最后實現(xiàn)“綠色、黃色、紅色”的三色預(yù)警服務(wù)，從而提高社會消防安全管理的質(zhì)量。
五、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中應(yīng)用的問題
雖然在大數(shù)據(jù)時代背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中得到了一定的應(yīng)用，但是由于一些客觀因素的影響，其中還存在信息安全問題。眾所周知，計算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)具有開放性強的特點，所以在對其進(jìn)行應(yīng)用的過程中可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)病毒和黑客攻擊等風(fēng)險，這些問題都還沒有得到有效控制，這會導(dǎo)致社會消防安全系統(tǒng)在運行的過程中出現(xiàn)安全問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實踐水平不斷下降，其中的安全隱患也越來越多，消防安全管理內(nèi)部系統(tǒng)信息和資料的泄露性也會越來越大，嚴(yán)重影響了消防安全管理工作的有效性。因此，相關(guān)的技術(shù)人員還要對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點進(jìn)行分析，進(jìn)而有效解決其中的信息安全等問題。六、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會消防安全管理中的應(yīng)用
（一）優(yōu)化消防安全管理結(jié)構(gòu)，合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
目前，社會單位開始加強了消防安全管理工作的重視，但是有的單位為了提高消防管理的質(zhì)量，并沒有在安全管理的過程中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其中就包括物業(yè)系統(tǒng)。因此，在此背景下，要對消防安全管理的模式進(jìn)行創(chuàng)新，優(yōu)化安全管理的結(jié)構(gòu)。對其中的故障設(shè)備進(jìn)行全面檢測，及時監(jiān)測和報告火災(zāi)信息。通過對物聯(lián)網(wǎng)消防技術(shù)的有效應(yīng)用，要對火災(zāi)的發(fā)生地點和火情等受災(zāi)信息進(jìn)行快速傳遞，及時將其中的信息傳遞給當(dāng)?shù)氐南谰然鹬行?，為消防救援工作順利進(jìn)行提供基礎(chǔ)，避免火災(zāi)的蔓延[4]。在此過程中，還要注意消防安全檢測服務(wù)部門不能離開第三方服務(wù)平臺，只有這樣才能發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的中間機(jī)構(gòu)作用，將系統(tǒng)中的火災(zāi)信息進(jìn)行及時和有效的傳遞，進(jìn)而不斷強化工作人員消防安全意識。
（二）建立可視化管理系統(tǒng)
實現(xiàn)對社會消防安全的可視化管理，可以為管理人員提供更多的數(shù)據(jù)信息，讓他們在自動獲取條碼技術(shù)上，及時并有效地將消防管理中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，然后再通過GIS系統(tǒng)實現(xiàn)對消防安全隱患全過程跟蹤和監(jiān)督。因此，社會單位要合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立可視化管理系統(tǒng)，創(chuàng)新消防安全管理的方式，通過互聯(lián)網(wǎng)對消防信息進(jìn)行獲取，對巡查人員的實際工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，當(dāng)出現(xiàn)問題時，要第一時間做出決策，對消防安全管理進(jìn)行調(diào)整。在此系統(tǒng)中還應(yīng)用了GPS技術(shù)和傳感技術(shù)，管理人員可以通過這些技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建一個信息傳輸和交流平臺，然后形成智能化的管理系統(tǒng)，讓社會消防安全管理工作做到可視化，避免火災(zāi)的發(fā)生[5]。
（三）健全智能化消防系統(tǒng)
當(dāng)前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國各個領(lǐng)域中的有效應(yīng)用，社會單位為了完善消防安全管理系統(tǒng)，也加強了對此技術(shù)的應(yīng)用，健全智能化消防系統(tǒng)，主要目的是實現(xiàn)對消防安全信息的智能化和集成化管理。此系統(tǒng)還可以對消防隱患信息進(jìn)行智能化的分析[6]。例如，在經(jīng)常出現(xiàn)火災(zāi)隱患的地域，這種系統(tǒng)可以通過對區(qū)域信息的智能化管理，讓巡查人員在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)其中的安全隱患，采取措施及時對其進(jìn)行解決。在社會消防安全管理過程中，還會應(yīng)用到傳感器、EPC電子標(biāo)簽和電子讀寫器等設(shè)備，這些設(shè)備在其中的有效應(yīng)用，不僅可以提高管理工作的有效性，還能夠?qū)崿F(xiàn)整個智能化的消防處理過程，對其中的火災(zāi)問題和安全隱患信息進(jìn)行識別，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效整合，將信息錄入數(shù)據(jù)庫，然后上傳互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而實現(xiàn)全面監(jiān)督的目的。此外，健全智能化消防系統(tǒng)還可以提升社會單位安全自查和責(zé)任自負(fù)等消防安全管理意識，實現(xiàn)對消防安全的重點檢查，對消防設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，避免出現(xiàn)火災(zāi)等問題，從而進(jìn)一步完善社會消防安全管理的體系。
七、結(jié)語
綜上所述，社會單位要合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立智能化和信息化監(jiān)督系統(tǒng)，對消防安全管理中的工作流程進(jìn)行全方位監(jiān)督，檢查和消除火災(zāi)隱患，積極組織人員疏散逃生，強化管理人員的物聯(lián)網(wǎng)化管理意識，建立先進(jìn)的火災(zāi)防控系統(tǒng)，從而預(yù)防社會火災(zāi)事故的發(fā)生，為群眾的人身安全提供保障。
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第5篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
【關(guān)鍵詞】詢問信號；應(yīng)答信號；有效信息；監(jiān)測；校驗
經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是相輔相成的，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的保障，科學(xué)技術(shù)也能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。在當(dāng)前人民生活水平迅速提高的背景之下，在高水平的科學(xué)技術(shù)保障之下，人們對航空的需求明顯增大，空中交通管制也越來越重要。S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)由于本身的優(yōu)越性，必將普及于各國的交通管制之中。
一、S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)與ATCRBS的不同點對比
二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)是在戰(zhàn)爭的需求中產(chǎn)生的，當(dāng)時是主要用于判斷敵我的系統(tǒng)，為參戰(zhàn)國提供了有效的信息。隨著世界的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)則主要用于空中交通管制。S模式處理系統(tǒng)是ATCRBS的發(fā)展，我國正處于由ATCRBS向S模式過渡中，二者的不同之處主要包括詢問和應(yīng)答方法不同、傳遞交通信息方式不同及應(yīng)答頻率和有效性不同三個方面。
（一）詢問和應(yīng)答方法不同
傳統(tǒng)的ATCRBS系統(tǒng)所采用的是一種類似于廣播技術(shù)的技術(shù)，地面雷達(dá)以擴(kuò)散的方式向空中的飛機(jī)發(fā)送詢問信號，所以飛機(jī)必須無條件接受，同時，也需要全部作出應(yīng)答；而S模式處理系統(tǒng)利用了更為先進(jìn)的技術(shù)，由于每架飛機(jī)都會被分配一個不同于其它飛機(jī)的地址，類似于我們電腦網(wǎng)絡(luò)的IP地址，S模式處理系統(tǒng)將根據(jù)地址的不同在預(yù)訂時間發(fā)送詢問信號，這樣飛機(jī)可以只接收屬于自己的信號，并會在不同時間作出應(yīng)答。[1]
（二）傳遞交通信息的方式不同
與ATCRBS不同，S模式處理系統(tǒng)包含大量的有效信息數(shù)據(jù)，因此能完全滿足監(jiān)測所需。在傳遞交通信息時，利用監(jiān)視線路，可以傳遞較為完整、有效的信息。更重要的是，S模式處理器新增了對應(yīng)答信號的檢測和校正，當(dāng)應(yīng)答信號出現(xiàn)錯誤時，能及時發(fā)現(xiàn)并糾正。
（三）應(yīng)答頻率及有效性不同
由于ATCRBS系統(tǒng)是以無選擇擴(kuò)散方式向飛機(jī)發(fā)送信號，那么就無法確定信息的有效性，因此地面雷達(dá)必須隨時地發(fā)送詢問信號，以便確保飛機(jī)安全，同樣，所有飛機(jī)也在不停地作出應(yīng)答，其中不免有很多應(yīng)答重復(fù)，從而失去了作用。
S模式改進(jìn)了ATCRBS系統(tǒng)這一不足，因為傳遞的都是簡單、有效的信息，所以大大降低了應(yīng)答頻率，同時對安全也更有保障。
二、空中交通管制應(yīng)用S模式處理系統(tǒng)的必要性
（一）ATCRBS系統(tǒng)的弊端日益顯露
1.易受干擾，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。由于ATCRBS的技術(shù)限制，在向飛機(jī)發(fā)送詢問信號之后，飛機(jī)的應(yīng)答信號不免重復(fù)，加之大自然中其它聲音，如風(fēng)聲、動物叫聲的干擾，此時ATCRBS無法分辨正確的應(yīng)答，從而在這種影響之下，失去了信息的有效性，增加了航空安全隱患。
2.監(jiān)測范圍小，數(shù)據(jù)不完整?，F(xiàn)階段，眾所周知，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了旅游業(yè)的繁榮，從而間接帶動了航空的興起。另外，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，很多地區(qū)農(nóng)業(yè)的種植、灌溉也通過飛機(jī)來進(jìn)行。所以可以看出，民用飛機(jī)、農(nóng)用飛機(jī)及軍用飛機(jī)的數(shù)量之多，而在ATCRBS系統(tǒng)的模式下，代碼最大值為4096個，與當(dāng)前航空交通流量迅速增加相互矛盾，無法滿足這種需求，因此，在有限的監(jiān)視下，數(shù)據(jù)的不完整性成為了人們亟待解決的難題之一。[2]
3.高消耗，成本大。ATCRBS系統(tǒng)在詢問和應(yīng)答頻率加大的基礎(chǔ)上，還要承受發(fā)送過程中的消耗，因此，無形之中大大的增加了成本，造成了不必要的浪費。
（二）經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們需求增加
隨著我國及世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是旅游業(yè)的一路飆升，航空事業(yè)也逐步崛起。近年來，空中的交通流量明顯增加，S模式處理系統(tǒng)恰好能滿足當(dāng)前人們需求的空前增加，其應(yīng)用于空中交通管制成為了必然趨勢。
（三）空難頻發(fā)，提高空中交通管制的要求。
雖然科技的發(fā)展令人矚目，但是各國的空難數(shù)量卻令人擔(dān)憂，而空中交通管制不到位也是其中重要原因之一。S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的應(yīng)用，增加了監(jiān)測范圍，提高了數(shù)據(jù)的有效性，因此可以達(dá)到降低空中交通事故的危險。
三、S模式處理系統(tǒng)的優(yōu)越性
（一）降低成本。與ATCRBS相反，S模式處理系統(tǒng)能減少詢問應(yīng)答頻率和發(fā)送過程中的消耗，降低了飛行過程的成本。即使在校驗中，為了確保準(zhǔn)確性，需要簡單重復(fù)幾次發(fā)送過程，但是與傳統(tǒng)的模式相比，代價卻是微小的。
（二）靈活性更強。S模式處理器在先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)下，正在向著智能化逐步發(fā)展，更加簡單實用。更令人類自豪的是，S模式處理器能靈活處理詢問和應(yīng)答，并且根據(jù)頻率，完全可以正確區(qū)分各種聲音。
（三）數(shù)據(jù)更精確。S模式下的二次雷達(dá)處理系統(tǒng)包含大量數(shù)據(jù)信息，在有效監(jiān)測下，可以處理各種信息，而且，S模式所應(yīng)用的校驗系統(tǒng)更加提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了航空交通管制的工作效率。
四、S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的技術(shù)研究
（一）詢問信號（請求信號）的工作原理及技術(shù)研究
1.獲取地址碼
正如我們知道的那樣，S模式是通過不同飛機(jī)的地址來采用一種可以稱之為“點名詢問”的方式來進(jìn)行詢問工作的。也就是說在詢問前，地面雷達(dá)必須先獲取飛機(jī)的地址碼，根據(jù)各個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及要求，通過A/C/S模式全呼詢問來獲取地址的方法被大部分國家認(rèn)同和廣泛應(yīng)用。
2.A/C/S全呼詢問技術(shù)分析[3]
如圖1所示，A/C/S全呼詢問模式脈沖序列與A/C模式的差別甚小，唯一的不同在于P3后的P4，也就是說，A/C/S模式包含了A/C模式，即可以對A/C模式的請求應(yīng)答，但是當(dāng)S模式系統(tǒng)檢測到P4之后，會停止當(dāng)前工作，轉(zhuǎn)為以P4為依據(jù)進(jìn)行應(yīng)答。
（二）應(yīng)答信號的工作原理及技術(shù)研究
1.S模式應(yīng)答下的偵查應(yīng)答。由于偵查應(yīng)答具有較強的自主性和智能化，依據(jù)數(shù)據(jù)含量大的特點，因此被廣泛應(yīng)用。當(dāng)二次雷達(dá)通過A/C/S全呼叫詢問方式獲取飛機(jī)的地址碼后，偵查應(yīng)答能夠以此確認(rèn)飛機(jī)的地址，從而判斷是否需要對A/C/S全呼叫詢問作出相應(yīng)的回答。
2.S模式應(yīng)答下的全呼叫鎖定。類似于我們手機(jī)當(dāng)前的來電拒接功能，全呼叫鎖定就是對雷達(dá)詢問的拒絕。當(dāng)然，為了解決這一薄弱的地方，同樣與我們手機(jī)所設(shè)定的來電黑名單功能相像，也就是說，在全呼叫鎖定下，可以設(shè)定不必要的雷達(dá)詢問，只接收有效的詢問并作出回答就可以了。
（三）S模式的檢驗和校正
為了確保信息的準(zhǔn)確性，在上行鏈工作時，即發(fā)送詢問信號的過程中，為了確保信息的準(zhǔn)確性，S模式系統(tǒng)會通過一個公式來檢驗和校正。傳統(tǒng)的24位信息校驗法異常繁瑣，根本無法起到作用，為了改變這一現(xiàn)象，人們對其作了簡化。在計算法則中，加、減法都以模2方式進(jìn)行計算，而乘法是加法的移位，同理，除法是減法的移位。但是，在S模式中，詢問信號和應(yīng)答信號的檢驗和校正也不是完全相同的。通過簡化后的方法，提高了工作效率，降低了錯誤出現(xiàn)的概率。
五、空中交通管制應(yīng)用S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的意義
（一）對我國的意義
1.減少成本。S模式系統(tǒng)處理器以其獨特的優(yōu)勢減少了消耗，降低了成本，節(jié)省了我國的資金投入。
2.保障空中交通安全。S模式是高技術(shù)水平的結(jié)晶，也是高技術(shù)水平的見證。在S模式處理器工作下，飛機(jī)可得到有效監(jiān)測，為空中交通管制提供了方便，更重要的是，有效的信息使飛機(jī)飛行過程中有了一定的保障，可以減少交通事故。
3.促進(jìn)航空業(yè)的發(fā)展。正是由于S模式的先進(jìn)性，人們對航空安全有了新的概念，也有了更強的信心。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們無論旅游、辦公或其他事情，更容易青睞機(jī)，從而有利于促進(jìn)航空業(yè)的發(fā)展。
（二）對世界的意義
1.弱化矛盾，規(guī)范世界航空交通秩序。在S模式系統(tǒng)處理器有效的監(jiān)測下，有利于減少不必要的糾紛，弱化了各個的矛盾，從而也規(guī)范了世界航空交通秩序。
2.有利于維護(hù)世界和平穩(wěn)定。由于S模式技術(shù)的先進(jìn)性，能夠使個別別有用心的國家無法渾水摸魚，混淆視聽，在這種廣范圍的監(jiān)測下，任何一個國家都不會輕易主動挑起事端，從而維護(hù)了世界的和平，保障了最廣大人民的利益。
六、結(jié)束語
S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)可以被稱為空中交通管制中的一次重大飛躍，它規(guī)范了空中交通秩序，減少了空中交通事故，促進(jìn)了航空業(yè)的發(fā)展，是全人類智慧的結(jié)晶。當(dāng)然，S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)也并不是最完美的，在我們的共同努力下，它必將向著更完善、更智能、更高水平的道路前進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
[1]闞茜.空中交通管制S模式二次雷達(dá)信號處理系統(tǒng)研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2008（11）.
第6篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
【關(guān)鍵詞】 初中物理 新課標(biāo) 德育滲透 課堂探索與實踐
【中圖分類號】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1674-4772（2013）05-051-01
在初中物理教學(xué)中加強德育滲透，是物理教育改革和發(fā)展的需要，也是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的需要。物理教師在教學(xué)工作中要樹立“大德育觀念”觀念，注重捕捉物理教學(xué)中的德育因素，并將其融入物理教學(xué)中。如何在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)貪B透德育內(nèi)容？下面我談?wù)勗诮虒W(xué)中一些做法和思索。
一、利用物理學(xué)中故事之美，陶冶自己的高雅情操
打開教科版物理教材，令我們耳目一新，精美的圖片不絕于2目，特別是物理學(xué)的許多發(fā)現(xiàn)都有一些美麗的故事，如果我們教師能夠?qū)@些故事精心包裝，使之有趣、動聽，學(xué)生更會喜歡學(xué)習(xí)物理這門學(xué)科。如牛頓細(xì)心觀察、善于思考，發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的故事，我是這樣講給學(xué)生聽的：很久以前的一天下午，秋日的陽光暖暖地照著，牛頓正躺在莊園里的一顆蘋果樹下思索，枝頭上通紅的蘋果把樹枝都壓彎了。一陣風(fēng)吹來，一個蘋果從枝頭上落了下來，砸在牛頓面前的草地上，牛頓并沒有貪吃地?fù)炱鹚?，他好像忽然想起了什么：蘋果為什么總是落向地面，而沒有落向其它方向呢？他陷入了深思之中。后來愛思考的牛頓又經(jīng)過大量的實驗終于證實了萬有引力的存在。同學(xué)們聽得著了迷，我想這個故事經(jīng)過他們的內(nèi)化，一定會有所啟發(fā)吧。
二、介紹古今物理的偉大成就，激發(fā)我們的愛國情感
我國古代許多的物理學(xué)家，對物理發(fā)展有過很大的貢獻(xiàn)，不少研究成果長期居于世界領(lǐng)先地位。例如講到小孔成像時，我告訴大家：早在公元前4世紀(jì)，墨翟就在《墨經(jīng)》中用光的直線傳播原理對這一現(xiàn)象做出了正確的解釋，還對凸鏡、凹鏡的成像規(guī)律做了詳盡的描述；講磁學(xué)時，告訴大家：我國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中記載了指南針?biāo)傅姆较?，“常偏東，不全南”，最早發(fā)現(xiàn)了磁偏角現(xiàn)象。
三、透過實驗證實推導(dǎo)的定律，感受嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
作為一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理對培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、堅強的意志等心理品質(zhì)方面，有著無法取代的優(yōu)勢。在中學(xué)物理教材中，許多重要的定律、概念、公式都是通過實驗推理出來的，如光的反射定律、二力平衡條件、歐姆定律等。學(xué)生由于經(jīng)歷和學(xué)識的限制，對一些物理知識不可能一聽就懂，有時還會懷疑其客觀性，這時教師要鼓勵學(xué)生不迷信課本、權(quán)威，積極思考，大膽探索，認(rèn)真實驗，讓學(xué)生努力做好一切實驗，使學(xué)生積累物理現(xiàn)象并有正確的思考，能在掌握知識的同時，逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的品質(zhì)。
在講授某些物理定律或物理概念時，應(yīng)當(dāng)有意識的將科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、鍥而不舍的科學(xué)精神、堅定的科學(xué)信念滲透到教學(xué)當(dāng)中，使學(xué)生認(rèn)識到物理是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，它的建立并不是隨隨便便憑某些人的主觀意念想出來的，而是經(jīng)過一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞C實、推導(dǎo)而來的，物理學(xué)科的形成和發(fā)展凝聚了多少前人的血汗和智慧?！鞍駱拥牧α渴菬o窮的”，在學(xué)生看來，名人的成長歷程對學(xué)生是有一定的影響力，科學(xué)家的精神和態(tài)度容易對學(xué)生心靈產(chǎn)生震撼的作用，影響學(xué)生的價值觀、人生觀和人格的健全。從哥白尼、布魯諾到愛迪生、牛頓、法拉第等等，一系列閃光的名字下蘊含著多少的血淚艱辛，讓學(xué)生去體會去反思，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，堅定學(xué)生的學(xué)習(xí)信念。
四、樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念，培養(yǎng)我們的環(huán)保意識
生態(tài)環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。在教學(xué)中要充分利用有關(guān)知識聯(lián)系環(huán)境問題，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。在學(xué)習(xí)熱現(xiàn)象時，我給學(xué)生介紹了電冰箱的工作原理，并向?qū)W生進(jìn)行了環(huán)保教育：電冰箱能夠制冷的原因是利用了一種既容易液化又容易汽化的物質(zhì)：氟利昂，但是氟利昂如果從電冰箱中散逸，泄露出來，會上升到空氣的最上層，會破壞臭氧層。近年來，由于人類向空氣中排放了氟利昂等一些有害物質(zhì)，使臭氧層受到不同程度的破壞，出現(xiàn)了變薄的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)“空洞”，導(dǎo)致皮膚癌的發(fā)病率增高和農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，以及導(dǎo)致某種生物的滅絕。同學(xué)們聽了都很吃驚，產(chǎn)生要保護(hù)環(huán)境的意識，接著我又講到我國和其他國家正在研制和生產(chǎn)氟利昂的代用品，使學(xué)生樹立信心，立志努力學(xué)習(xí)，為保護(hù)人類美好家園做出貢獻(xiàn)。 在講內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù)中，首先肯定煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人類得以大量獲得內(nèi)能，給人類文明帶來了進(jìn)步，但同時也造成了環(huán)境污染。
總之，在物理教學(xué)中，有意識地進(jìn)行思想品德教育，使教育教學(xué)活動有機(jī)結(jié)合，這是促使學(xué)生全面發(fā)展，提高整體素質(zhì)的重要教育環(huán)節(jié)。當(dāng)然，在物理教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行思想品德教育時，也必須注意從學(xué)生的實際出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的年齡、個性特點和思想實際，確定德育對教學(xué)的要求。初中學(xué)生處于青少年時期，不僅是長身體的重要時期，更是心理日益成熟和對科學(xué)知識無比渴求的重要階段，同時思維能力日益增強，創(chuàng)新能力正逐步得到發(fā)展，所以要求我們的教學(xué)要有足夠的深度，能提出較高的要求。這也要求我們初中物理教師也應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)，積累更多的德育教育素材和廣闊的物理學(xué)知識，為培育好新世紀(jì)的社會主義建設(shè)者而不斷創(chuàng)造更廣博的知識空間。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
第7篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
關(guān)鍵詞：服飾；仿生；社會；人；自然
仿生學(xué)是一門新興的邊緣科學(xué)，從它誕生發(fā)展到目前，僅僅只有幾十年的時間，仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為工程技術(shù)提供新的設(shè)計思想及工作原理的科學(xué)。目前，仿生學(xué)的研究內(nèi)容十分廣泛，仿生設(shè)計學(xué)在藝術(shù)領(lǐng)域可分為工業(yè)造型仿生設(shè)計、服飾仿生設(shè)計、環(huán)境仿生設(shè)計、裝飾仿生設(shè)計等等。服飾仿生設(shè)計屬于仿生設(shè)計學(xué)范疇，是以自然界生物的發(fā)展規(guī)律和生態(tài)現(xiàn)象的本質(zhì)為依據(jù)，探索自然生物和生態(tài)形象的內(nèi)在審美特征和文化內(nèi)涵并以此為設(shè)計靈感來源的一種藝術(shù)實踐活動。
流行是在特定文化條件和一定空間范圍內(nèi)人們廣泛采用的一種行為特征、追求和趣味，是人類趨同心理的物化。通俗地講是指得到普遍的歡迎和推崇，成為一種廣為推崇的風(fēng)尚，服飾藝術(shù)的流行亦是如此。近年來服裝界的服飾仿生設(shè)計之風(fēng)日漸流行，成為眾人所推崇與喜愛的對象。動植物機(jī)理效果的面料、仿生服飾造型、用各種植物纖維生產(chǎn)的綠色生態(tài)服裝等等，都是人們時下所熱捧的對象，服飾仿生藝術(shù)在時尚界大行其道，一種服飾藝術(shù)之所以會流行必有其獨特的魅力。
(一)社會環(huán)境的需求
當(dāng)歷史的車輪駛進(jìn)21世紀(jì)，當(dāng)工業(yè)文明日益取代農(nóng)業(yè)文明，人與自然的和諧關(guān)系逐漸遭到破壞，人們漸漸改變了過去那種完全依賴自然的狀態(tài)，出現(xiàn)了人與自然的對立狀態(tài)，以犧牲自然生態(tài)環(huán)境來換取現(xiàn)代文明。出現(xiàn)了人為的對大自然的破壞性開發(fā)，使得人口、資源、環(huán)境問題突出，人與自然的矛盾日益尖銳，人們也遭受到了自然的反擊。人類生存空間惡化，自然生態(tài)平衡遭到破壞、全球氣候變暖、空氣質(zhì)量下降等等。人類越來越向往以前的美好大自然，追求返璞歸真、環(huán)保健康、回歸自然?，F(xiàn)今，建筑學(xué)、工程學(xué)、藝術(shù)設(shè)計等多領(lǐng)域都應(yīng)用了仿生設(shè)計學(xué)，服裝的仿生設(shè)計是模仿自然界各種生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩等的設(shè)計活動，仿生設(shè)計重在“師法自然”。在2l世紀(jì)綠色、環(huán)保、回歸自然、人與自然和諧這些人們的共同的訴求之下，服飾仿生藝術(shù)的流行成為必然。
(二)人類智慧的創(chuàng)造
人類由自然的奴隸到人與自然的統(tǒng)一的人化過程，是一個人類精神意識由自由發(fā)展到自覺再到自由的發(fā)展過程。人們選取大自然的形態(tài)，提煉大自然中的基本造型。這些自然形態(tài)再被注入人類的主觀聯(lián)想意識、融合了原始宗教、倫理等觀念、產(chǎn)生了節(jié)奏、對比等符合當(dāng)時人們審美感的形式。模仿自然形態(tài)是以逼真的自然生活為基本源泉的仿生藝術(shù)，是生活和藝術(shù)的結(jié)晶。服裝藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的仿生設(shè)計令人矚目，大自然的優(yōu)美環(huán)境、百花吐艷、蜂飛蝶舞、生物運動相映成輝，服裝設(shè)計亦是尋找這種和諧又妙不可言的大自然的搭配。仿照自然界生物造型的時裝式樣越來越受到服裝大師們的熱烈推崇和人們的歡迎。羽毛、花卉的五顏六色、千姿百態(tài)呈現(xiàn)的色彩美和形態(tài)美，仿裘皮的毛皮光澤，柔軟、舒適，呈現(xiàn)華麗美，仿生設(shè)計使人切身體會到大自然美的存在，更使人們感覺到人既是社會的人，更重要的是自然的人。在歷史進(jìn)程中，人類模仿自然界的各種形態(tài)及優(yōu)越功能性而設(shè)計制造出大量的社會生活領(lǐng)域的生產(chǎn)工具和藝術(shù)用品，人們甚至仿生物表層如何適應(yīng)光和熱的形式而制造具有保護(hù)性的材料制造出宇宙太空服裝、潛水服等等。正如法國設(shè)計大師科拉尼說過的話：“設(shè)計應(yīng)先盡量遵從于自然法則。”我們必須向自然界學(xué)習(xí)，使它和人類的才智融為一體。
(三)自然元素的內(nèi)涵
服飾仿生藝術(shù)有著悠久的歷史淵源，從古至今，它都深刻地影響著服飾的變化與發(fā)展，當(dāng)今時代人們對大自然的渴望和追求，也源自服飾仿生藝術(shù)所蘊含的巨大的自然魅力。
第8篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新熱情;創(chuàng)新意識;創(chuàng)新思維;創(chuàng)新能力;創(chuàng)新人才“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭的動力?！?1世紀(jì)是創(chuàng)新教育的世紀(jì)，我們站在時代的高度，審視當(dāng)今教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力應(yīng)是每位教師追求的教學(xué)目標(biāo)。哪么如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在物理教學(xué)實踐中，筆者對創(chuàng)新教育作了一些探索。
1創(chuàng)設(shè)物理情景、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情在物理課堂教學(xué)中，為了使學(xué)生學(xué)生能夠從旁觀者、被動的接受者變成能積極主動地參與教學(xué)過程的主體者，教師所提出的問題要能讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴，能激發(fā)他們的探索興趣。哪么如何把那些平淡的、抽象的問題通過教師的構(gòu)建變成一個個能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情、閃耀著智慧的火花呢？這就需要教師精心設(shè)計問題的情景。
世界上沒有十全十美的事物，我們可以向?qū)W生展示一些有缺點、短處的用品、用具或器材，引導(dǎo)學(xué)生觀察，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不足時，就會努力設(shè)法彌補這些短處，激發(fā)出創(chuàng)新的熱情。
例如情景一：用煤氣給水壺?zé)?，一不注意，水開后溢出的水會把火澆滅，釀成危險。請問同學(xué)有何改進(jìn)辦法？情景二：有人發(fā)明在壺蓋開個小孔，水沸騰后，會發(fā)出叫聲。這又是什么道理？
在教學(xué)過程中，我們還可以通過有趣的物理小實驗創(chuàng)設(shè)情景。
例如在講物質(zhì)的導(dǎo)熱性質(zhì)時，可以向?qū)W生展示這樣的一個實驗情景：把一條粗金屬絲繞成線圈，罩在一支蠟燭的火焰上（如圖），火焰很快就熄滅了，請同學(xué)們解釋這一現(xiàn)象。
在物理教學(xué)中可以通過多種方法創(chuàng)設(shè)情景，如物理實驗、多媒體演示、情境活動、講故事或案例等。通過生動有趣的情景展現(xiàn)，巧妙質(zhì)疑，不但可以極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是誘發(fā)學(xué)生進(jìn)入質(zhì)疑思維狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。
2借助想象與聯(lián)想、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維在物理課堂教學(xué)中，教師為了便于“駕馭”課堂，往往有意避開課堂教學(xué)的創(chuàng)造性和多樣性，把自己的思維方式與問題的結(jié)論直接的強加給學(xué)生，不敢讓學(xué)生自由討論與爭鳴，對學(xué)生的不同意見和觀點，以及學(xué)生的獨到見解有時不予理會。這樣就不能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，不利于學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展。相反，在教學(xué)過程中，教師要積極地創(chuàng)設(shè)條件，讓學(xué)生充分地動腦、動手、動口，相互討論，踴躍發(fā)言，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著潛移默化的作用。
在教學(xué)過程中，可以介紹一些物理學(xué)家（如：哥白尼、伽利略等）懷疑前人的事跡，以此來激勵學(xué)生要有質(zhì)疑的勇氣；對前人尚未揭示的事物和規(guī)律，要有勇于發(fā)展的精神。即使學(xué)生有的想法是可笑的，有些提法是錯誤的，某些探索是失敗的，教師也要從積極的方面加以鼓勵，幫助學(xué)生分析錯誤和失敗的原因，不能挫傷學(xué)生求異思維的積極性。總之，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的過程中，我們要記住愛因斯坦說過的話：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要?！?/p>
例如：用什么辦法把雞蛋從三樓扔下來不破碎；將來人會不會象魚一樣在水中生活；能不能直接將地球內(nèi)部的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能供人類使用等。從而促動學(xué)生進(jìn)行發(fā)明、創(chuàng)造，充分挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新素養(yǎng)，不斷提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力，還能發(fā)展學(xué)生的個性、特長和創(chuàng)新技能。
3通過物理實驗教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力實驗具有真實、直觀、形象和生動的特點，有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣和激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲。實驗為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了有效的獲取知識的學(xué)習(xí)環(huán)境，是對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造意識訓(xùn)練和科學(xué)方法訓(xùn)練的有效途徑。在物理實驗教學(xué)中，同時要重視實驗的創(chuàng)新。
轉(zhuǎn)貼于
首先在教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容適時安排一些有趣的物理小實驗，以激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
例如：取塑料飲料瓶一只，在瓶壁上鉆一個小孔，將一只小氣球塞入瓶內(nèi)，吹氣口套在瓶口上，第一次用手指堵住小孔，從瓶口向氣球內(nèi)吹氣，發(fā)現(xiàn)很難把氣球吹大。第二次將堵住小孔的手指松開，再次吹氣，氣球就脹大了許多；再用手指堵住小孔，接著把吹氣的嘴從瓶口移開，就會發(fā)現(xiàn)，瓶內(nèi)脹大的氣球的體積竟然幾乎沒有縮??！
其次青少年對實驗操作的興趣特別的強烈，他們要求通過自己的親手操作，進(jìn)行物理實驗，而物理學(xué)科的特點是大多數(shù)知識是可以通過動手實驗去理解、去掌握的。那么教師要充分利用實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，在學(xué)生探究物理知識形成的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
例如在學(xué)生電學(xué)分組實驗中，在掌握實驗原理的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生用不同的方法、不同的器材、不同的實驗步驟進(jìn)行操作實驗，這樣可以極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，發(fā)展學(xué)生的個性，活躍學(xué)生的創(chuàng)新思維。在實驗過程中，學(xué)生需要在各種因素中取舍，對所得的信息進(jìn)行篩選，這就要求學(xué)生在追求既定目標(biāo)的過程中進(jìn)行應(yīng)變、思考和探索，使學(xué)生的分析、想象、抽象、綜合、表達(dá)的能力都得到訓(xùn)練和發(fā)揮。
教師還可以指導(dǎo)學(xué)生做一些課外實驗（包括小制作），主要是以拓寬知識面，發(fā)展創(chuàng)造力為主要目的，讓學(xué)生從中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，發(fā)揮創(chuàng)造性，從而獲得成功。
4留心生活中的物理知識、指導(dǎo)學(xué)生開展相關(guān)研究、培養(yǎng)創(chuàng)新人才生活處處皆學(xué)問，日常生活中的許許多多現(xiàn)象都蘊涵著豐富的物理知識。在學(xué)生接觸到大量的實際問題的時候，教師要讓學(xué)生結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)開展研究性學(xué)習(xí)，自己嘗試去解決，學(xué)生在自主活動的過程中，就會提高應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。
首先要指導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)生活中的問題。例如：有些同學(xué)在做早餐時會發(fā)現(xiàn)，同樣的情況下，加熱一杯牛奶與同質(zhì)量的豆?jié){所用的時間不同，這是為什么呢？電磁爐和微波爐是日常生活中常用的兩種小家電，它們的工作原理相同嗎，對電能的利用效率哪個高呢？等等。
其次要指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計研究方案。教師指導(dǎo)的重點是：第一，背景知識的準(zhǔn)備，告訴學(xué)生對此問題進(jìn)行研究，需要準(zhǔn)備哪些知識，可從何處獲得這些知識等。第二，指導(dǎo)學(xué)生確立具體的研究方法（如控制變量法、等效替代法、實驗推理法等）。第三，指導(dǎo)人員的分工和具體實施的步驟。在整個研究活動中，教師應(yīng)及時對學(xué)生給予方法指導(dǎo)，特別是在學(xué)生研究工作受阻時，教師要“指導(dǎo)方法，解答疑難”，但不可越俎代庖。
象這樣的研究性學(xué)習(xí)不僅培養(yǎng)了學(xué)生收集、處理和加工信息資料的能力，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新能力的發(fā)展。研究性學(xué)習(xí)是個人興趣、個性特長最好的發(fā)展方式，完全是一種自主創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)活動，是將學(xué)生培養(yǎng)成創(chuàng)新型人才的重要途徑。
5帶領(lǐng)學(xué)生參加社會實踐活動、讓學(xué)生體驗科技創(chuàng)新改變生活的快樂物理是一門實驗科學(xué)，在教學(xué)過程中，教師要注意理論聯(lián)系實際，要讓學(xué)生真正做到“從生活走向物理，從物理走向社會”。除了正常的課堂教學(xué)，教師還要安排學(xué)生參加一定的社會實踐活動，讓學(xué)生體驗到科技創(chuàng)新對人們生活的影響。
例如帶領(lǐng)學(xué)生走出學(xué)校，參觀考察機(jī)場、工廠、農(nóng)村、電站、等，了解物理知識和科學(xué)技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，了解科技的進(jìn)步對社會發(fā)展的重要作用，提高學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際的能力，增強科技運用意識和社會責(zé)任感。
第9篇：智慧農(nóng)業(yè)工作原理范文
今天的化學(xué)教學(xué)是積極倡導(dǎo)“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，倡導(dǎo)自主合作，探究的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)。那么在這種教學(xué)主旋律的前提下，我們?nèi)绾蝺?yōu)化課堂問題的設(shè)計，如何改變課題問題的設(shè)計策略呢？
一、巧設(shè)疑，是培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)造性思維的前提
學(xué)起源于思，思源于疑?；瘜W(xué)教學(xué)中巧妙地設(shè)疑不僅有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強他們的求知欲，而且有助于培養(yǎng)他們的探索精神和思維能力。那么在化學(xué)教學(xué)中如何巧妙設(shè)疑才能達(dá)到最好的效果呢？
（一）把握設(shè)疑時機(jī)
課堂教學(xué)離不開設(shè)疑，而提問的時機(jī)選擇直接關(guān)系教學(xué)的效果，那么如何把握提問的時機(jī)呢？根據(jù)現(xiàn)代課改的要求，我認(rèn)為可以這樣設(shè)疑：
（1）于無疑處設(shè)疑。化學(xué)教學(xué)中有些地方貌似無疑，但卻蘊涵著智力因素，教師要從中深入挖掘在學(xué)生看來并不是問題的問題，激發(fā)疑問，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。比如在學(xué)習(xí)了氯氣用于自來水消毒后，問自來水是否都用氯氣消毒的呢？如果有的話，每種消毒方法各有哪些優(yōu)點和缺點呢？從而引導(dǎo)學(xué)生課后查閱資料。在掌握了知識的同時了解了化學(xué)在生活中的應(yīng)用，并培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和比較問題的能力。
（2）于枯燥無味中設(shè)疑。教師在此處設(shè)疑，似在平靜的湖面上投人一顆石子，激起層層漣漪，可收到意想不到的效果。比如在學(xué)習(xí)氮氣分子存在三個共價鍵時提出：假如N2分子沒有三個共價鍵，世界將會呈現(xiàn)怎樣的想象？組織學(xué)生討論，這樣不但使學(xué)生牢固掌握了知識，而且有效地訓(xùn)練了其思維能力，聯(lián)想和想象能力。
（3）于知識銜接處設(shè)疑。每冊教材都構(gòu)成了完整的知識體系，章與章之間往往體現(xiàn)了知識的內(nèi)在聯(lián)系，如果不揭示這種聯(lián)系，往往使學(xué)生只見樹木，不見森林，影響學(xué)生知識鏈的完善。比如在學(xué)習(xí)了水解之后，問加熱AlCl3溶液并蒸干，能否得到AlCl3固體呢？那么要想從溶液中得到AlCl3固體那該如何操作呢？除此外，還有哪些物質(zhì)需要這樣操作呢？通過疑問的設(shè)置不僅讓學(xué)生掌握了知識，同時對學(xué)生的分析，比較，綜合能力也進(jìn)行了培養(yǎng)，而且把知識進(jìn)行了聯(lián)系，形成了一個知識網(wǎng)絡(luò)。
（4）難其所難，以求化難。難點是學(xué)生學(xué)習(xí)道路上的“攔路虎”認(rèn)知過程中的“鴻溝”。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的知能結(jié)構(gòu)，在難點之處質(zhì)疑問題，或引起學(xué)生的重視，集中注意力聽講；或激發(fā)學(xué)生利用已有的知識技能對難點作探索思索。這樣在難點得到解決的過程中也使學(xué)生加深了理解,強化了記憶。比如在學(xué)習(xí)“鹽的水解”時，可以分析水的電離平衡作為出發(fā)點進(jìn)行引導(dǎo)：1）怎樣才能使平衡向水的電離方向移動？2）如果向水中加入一種只能減小H+濃度的微粒，平衡如何移動？如果向水中加入一種只能減小OH-濃度的微粒，平衡如何移動呢？3）什么樣的物質(zhì)可以結(jié)合水中的兩種離子？可以用實驗驗證嗎？
（二）優(yōu)化設(shè)疑的技巧
要取得良好的課堂探討研究的效果，除了要很好地掌握在何時設(shè)疑外，還要注意設(shè)疑的難度、層次等等問題。在進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計時，要不斷推敲，找出最優(yōu)方案。
①根據(jù)學(xué)生的知識能力水平，合理設(shè)疑。根據(jù)維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)理論”，教師設(shè)置的目標(biāo)要處在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，簡單來講就是“跳一跳，可以摘到桃子”。既不能太淺顯，過于簡單而使學(xué)生不愿去“思”；也不可過于艱澀難懂，深不可思而讓學(xué)生不知所“思”，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。教師要充分尊重學(xué)生的個性特點結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和能力，設(shè)計難度適合的問題，讓學(xué)生始終處于教學(xué)活動的中心地位，讓學(xué)生的個性充分發(fā)展同時能極大程度的挖掘?qū)W生的潛力，讓學(xué)生真正地從教學(xué)中形成自己的感受和經(jīng)驗。使人人都有一個保持持續(xù)學(xué)習(xí)的欲望。讓學(xué)生在“摘到桃子”的同時，獲得了跳一跳的能力和摘桃子的能力。
②巧設(shè)障礙，培育思維的深刻性。教學(xué)過程應(yīng)該具有引導(dǎo)性，也就是通過教師的引導(dǎo)進(jìn)行認(rèn)識，而獲得知識。發(fā)展能力。但由于長期習(xí)慣于講述式的課堂，學(xué)生容易產(chǎn)生思維惰性，對學(xué)習(xí)中的難點、疑點淺嘗輒止，導(dǎo)致其思維表現(xiàn)出較大的膚淺性。而只有當(dāng)學(xué)生面臨問題，困境，渴求新知識和尋找答案，并獲得突破時，他們才能產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)動力。為此，教師應(yīng)根據(jù)所創(chuàng)設(shè)的情境，盡可能設(shè)計一組有層次，有梯度的問題，考慮好問題的銜接和過渡，用問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的思考，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維，從而深刻理解有關(guān)知識，形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，就象在學(xué)生思考的道路上設(shè)置了一座座小山，讓學(xué)生一路想來，不斷深入探究，真是：“山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”，到最后豁然開朗，既深化了知識、升華了理論，又培養(yǎng)了他們深入思考問題的能力。
③擴(kuò)充延伸，拓展思維的廣闊性。思維的廣闊性是指思維發(fā)揮作用的廣闊程度?；瘜W(xué)學(xué)科具有明顯的綜合性特點，因此要求學(xué)生的思維也應(yīng)有一定的廣闊性。同時，化學(xué)學(xué)習(xí)能力的形成是分層遞進(jìn)的，在學(xué)生掌握了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，技能和策略之后，需積極思考和不斷整合，將新知識技能與原有的知識技能相互作用，才能內(nèi)化為結(jié)構(gòu)化，網(wǎng)絡(luò)化的知識技能結(jié)構(gòu)，因此，教學(xué)中需要教師以任務(wù)和問題為線索和中心，引導(dǎo)學(xué)生運用策略，方法將不同知識技能進(jìn)行組塊，故在教學(xué)中教師可以通過設(shè)疑，進(jìn)行前后對比、左右交叉聯(lián)系，變學(xué)生的狹隘性思維為廣闊性思維，以擴(kuò)大教學(xué)效果。教師應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分解、組合，設(shè)計一些綜合性、發(fā)散性、對比性較強的問題引導(dǎo)學(xué)生思考。如德國教育學(xué)家第斯多惠說：“一個壞的教師奉送真理，一個好教師則教人發(fā)現(xiàn)真理?！?/p>
二、貴質(zhì)疑，啟發(fā)學(xué)生點燃創(chuàng)造性思維的火花
Chaim Potok是20世紀(jì)著名美籍猶太作家，曾寫過這樣的一個故事：一位父親每天問放學(xué)回家的兒子“你今天問了什么好問題嗎？”而不是“你今天在學(xué)校學(xué)了什么？”這位父親確實是一位明智的父親，他懂得學(xué)貴生疑的重要性。作為一名教師，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，引發(fā)學(xué)生探究反思是十分必要的。在教學(xué)中，教師應(yīng)盡力打破學(xué)生頭腦中的‘平靜’，激發(fā)學(xué)生思維活動的‘瀾’，也就是激發(fā)學(xué)生的疑問，引導(dǎo)他們在生疑――置疑――釋疑的循環(huán)往復(fù)中探求新知，發(fā)展能力，使學(xué)生在尋疑中產(chǎn)生求知欲望，形成探索和發(fā)現(xiàn)知識的動力，使學(xué)生學(xué)習(xí)具有自覺探索性，積極性和創(chuàng)造性。同時教學(xué)中教師應(yīng)該做到：①營造平等氣氛，鼓勵學(xué)生勇于提問；②創(chuàng)造問題情境，激勵學(xué)生敢于提問；③點撥提問技巧，引導(dǎo)學(xué)習(xí)善于提問?；瘜W(xué)領(lǐng)域中有許多知識對學(xué)生來說是新奇的，因此教師要認(rèn)真對待每一位學(xué)生的問題，要能引導(dǎo)學(xué)生從多角度，多方面提出問題進(jìn)行質(zhì)疑。
(1)聯(lián)系實際引發(fā)質(zhì)疑
聯(lián)系實際引發(fā)質(zhì)疑就是通過分析、比較某種觀點看法和已知事實現(xiàn)象或新的實驗事實是否矛盾，從而提出質(zhì)疑。例如，如：在苯的結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，不拘泥于直接告訴學(xué)生苯的結(jié)構(gòu)，而是對苯的結(jié)構(gòu)提出質(zhì)疑，讓學(xué)生從苯的化學(xué)式及結(jié)合已學(xué)過的C2H6，C2H4，C2H2的不飽和程度，大膽推測苯分子結(jié)構(gòu)中可能含有的C－C，C=C，CC或C環(huán)的個數(shù)以及它們的連接方式，讓學(xué)生充分發(fā)揮他們的空間想象能力，大膽求索。
(2)邏輯推理產(chǎn)生質(zhì)疑
揭示觀點間的邏輯困難、矛盾是進(jìn)行質(zhì)疑的又一途徑。例如，在上《鹽類水解》課的時候，講到影響鹽類水解的因素之一是濃度，我給學(xué)生歸納為：濃度越低，水解程度越大，即稀釋促進(jìn)鹽類的水解?？稍捯魟偮渚陀幸晃粚W(xué)生舉手提出質(zhì)疑：“如果在某種鹽溶液中加入一定量的溶質(zhì)，那么水解平衡應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，水解掉的鹽的物質(zhì)的量增加了，而鹽溶液的濃度卻是增大的，請問如何理解濃度越低，水解程度越大這句話呢？”
(3)追因求果進(jìn)行質(zhì)疑
我們要教育學(xué)生保持旺盛的好奇心和求知欲，腦海中要經(jīng)常出現(xiàn)“為什么”三個字，要經(jīng)常追問化學(xué)概念為什么要這樣定義？化學(xué)規(guī)律是如何得來的？實驗為什么要這樣設(shè)計？做化學(xué)習(xí)題做錯時更要問一下為什么會做錯？原因是什么？發(fā)現(xiàn)某化學(xué)現(xiàn)象也要經(jīng)常問問產(chǎn)生的原因是什么？例如HClO、HClO3、HClO4為什么三種酸的酸性依次增強，而氧化性依次減弱了？為什么洗潔精能洗掉油污而水洗不掉，洗潔精到底是一種什么物質(zhì)呢？
(4)類比聯(lián)想進(jìn)行質(zhì)疑
例如學(xué)習(xí)乙烯性質(zhì)時，教材上用乙烯使溴水褪色的實驗來說明加成反應(yīng)。為此，有的學(xué)生提出問題：既然實驗是乙烯與溴水的反應(yīng)，為什么方程式中只寫乙烯與溴的加成？乙烯與溴水的反應(yīng)和乙烯與溴的加成反應(yīng)是否相同？是否具有相同的產(chǎn)物？溴水和溴的四氯化碳溶液到底有什么異同之處？
(5)逆向思考提出質(zhì)疑
這是與通常的思維程序相反的一種思考方式，它是通過從相反的方向展開思維，提出問題的一種質(zhì)疑方法。例如金屬元素和非金屬元素組成的化合物是否一定是離子化合物？AlCl3為什么是共價化合物，如何證明？除此以外有沒有了？比如：在演示NH4Cl受熱分解實驗時，學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象提出，從實驗中看不出分解和化合的過程啊，也可能是類似于碘的升華呢？用CCl4萃取碘之后怎樣把碘分離出來呢？
(6)變換條件進(jìn)行質(zhì)疑
化學(xué)規(guī)律都有一定的適應(yīng)范圍，我們在化學(xué)教學(xué)過程當(dāng)中可以引導(dǎo)學(xué)生變換一下條件，問一問規(guī)律在不同條件下的表達(dá)形式及其適應(yīng)范圍；另外同一個化學(xué)問題處理起來往往有多種方法，我們可以引導(dǎo)學(xué)生問問能否用別的方法來解決某一問題。例如：Cu和稀HNO3反應(yīng)后的溶液顏色是藍(lán)色，那為什么Cu和濃HNO3反應(yīng)的溶液卻是綠色呢？
三、善解疑，是引導(dǎo)學(xué)生步入創(chuàng)造性思維的殿堂
啟思解疑就是啟發(fā)學(xué)生思維，尋找解決問題的多種方法。經(jīng)過師生的共同努力，大家提出了許多有創(chuàng)意的問題，但是只有解決問題，才能真正培養(yǎng)創(chuàng)新能力。由于問題的難易程度及個體智力與非智力因素的影響，學(xué)生解決問題能力也是不同的，這就要求教師采用一定的方法與策略啟發(fā)學(xué)生思維。針對不同類型的問題我采用不同的策略：
（一）指導(dǎo)閱讀法
培養(yǎng)和提高學(xué)生的化學(xué)閱讀能力是化學(xué)教學(xué)中一項長期的工作，但在實際操作中，我們可以始終抓住課前、課堂、課后三個環(huán)節(jié)，結(jié)合疑問對學(xué)生進(jìn)行從慢速度到快速度、從低要求到高要求、從扶著走到放手走的訓(xùn)練，逐步使學(xué)生的化學(xué)閱讀能力得到穩(wěn)步提高。指導(dǎo)學(xué)生的閱讀要做到：閱讀前要明確提出目的；閱讀中，了解學(xué)生的閱讀情況，幫助學(xué)生掃除障礙；閱讀后，通過提問檢查閱讀效果。給學(xué)生一個“非看書不可，看書非鉆研不可”的學(xué)習(xí)方法。
（二）組織討論
就是將學(xué)生分成若干小組討論問題，利用群體智慧的力量發(fā)現(xiàn)和解決問題。在小組討論中，學(xué)生相互啟發(fā)，共同發(fā)展思維。為了避免小組討論流于形式，變成“閑聊”，可要求學(xué)生做好小組討論記錄，整理出小組意見并集體進(jìn)行評議。這樣，不僅營造出濃厚的研討氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣，還可以將個體的創(chuàng)造力凝聚為群體的創(chuàng)造結(jié)晶，提高創(chuàng)新能力。如《原電池原理及其應(yīng)用》的教學(xué)，在學(xué)生進(jìn)行探索性實驗后會提出：為什么有許多不同現(xiàn)象。這時教師可因勢利導(dǎo)，指導(dǎo)閱讀后，把電子為什么從活潑金屬流向不活潑金屬的關(guān)鍵性問題提到全班討論，相互補充，得出結(jié)論，提高思維的深刻性。
（三）榜樣示范法。
教師或?qū)W生展示自己探討疑難問題的方法、技藝，使學(xué)生看到榜樣的創(chuàng)造性思維和想象活動的實際過程，學(xué)到如何發(fā)揮自身創(chuàng)造力解決問題的技法。
（四）歸納總結(jié)
為了使學(xué)生所學(xué)知識更加系統(tǒng)化，就要教會學(xué)生總結(jié)技能，將知識“由點到線，由線到面”。如氮族元素的復(fù)習(xí)，可以氮元素的化合價為主線，將氮元素的單質(zhì)及其化合物串聯(lián)起來形成知識網(wǎng)絡(luò)。對溶解平衡、電離平衡等平衡狀態(tài)的分析比較，可得出平衡的一般原理。這樣既提高了學(xué)生的能力又使他們更好地掌握了知識。
（五）實驗分析法
創(chuàng)設(shè)情景（學(xué)生自學(xué)教材、教師演示實驗或介紹化學(xué)在生產(chǎn)、生活、科技以及其他方面的應(yīng)用實例等）――發(fā)現(xiàn)問題――分組討論――相互質(zhì)疑、問答――歸納應(yīng)用結(jié)論?；蛘邉?chuàng)設(shè)情景――質(zhì)疑――猜想假設(shè)――實驗探究――總結(jié)應(yīng)用結(jié)論。
（六）大膽猜想法
猜想可以很好地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，不論他們是否真正的理解，只要猜想的結(jié)果是正確的，他們就會異常興奮，覺得自己是最好的，在良好的心理支配下，學(xué)生會自覺地去搞清楚猜想正確的原因，如此形成良性循環(huán)，既減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高了教學(xué)質(zhì)量。
（七）空白探討法
在課堂上不把教學(xué)內(nèi)容全盤托出，有意識地留出一定的空白內(nèi)容，讓學(xué)生去探討可能的結(jié)論，促使學(xué)生積極參與教學(xué)過程，提高創(chuàng)造力。
（八）問題轉(zhuǎn)化法
當(dāng)學(xué)生解答了一個問題后，教師可要求學(xué)生把把原問題變化成另一個與原問題相關(guān)而又有所區(qū)別的問題，并利用解決原問題的方法解決新問題。教師不要告訴學(xué)生如何變化，而讓學(xué)生獨立思考，獨立解決。允許學(xué)生變化出不同的問題，找出不同的答案。大家再一起進(jìn)行討論與評價。學(xué)生在新、舊問題解決過程中，深化了解疑技巧，促使?jié)撛诘膭?chuàng)造力迸射出火花。
四、重存疑，是激勵學(xué)生開發(fā)創(chuàng)造性思維的源泉
“存疑”，是創(chuàng)造性思維品質(zhì)的一個重要特征?！皩W(xué)貴存疑”，也是我國的傳統(tǒng)教學(xué)思想的精華。學(xué)海無涯，要不斷進(jìn)入新的境地，就必須常?！按嬉伞?，通過疑問來保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣；通過疑問來增加學(xué)習(xí)的動力；通過疑問來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。這種保留的疑問，應(yīng)從整體上進(jìn)行綜合聯(lián)系，能把教學(xué)的階段性和連續(xù)性統(tǒng)一；能把章與節(jié)有機(jī)統(tǒng)一；能把各知識體系統(tǒng)一，相對獨立的問題應(yīng)當(dāng)及時解決。如果說一堂課的開始藝術(shù)在于“課伊始，趣亦生”的話，那么課的結(jié)尾藝術(shù)則在于“課已盡，趣不盡”。雖然課上完了，學(xué)生仍回味無窮，意猶未盡，猶如音樂中的休止符，嘎然而止，卻余音繞梁，又如書畫中的空白，雖一墨不著，卻意境深遠(yuǎn)，給學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)，課后思考注入無窮的推動力，這才是課的結(jié)尾應(yīng)有的效果。針對課與課的銜接，留下懸念、伏筆，于疑處生疑，激發(fā)他們?nèi)ニ伎?、去?chuàng)新，使課的結(jié)尾成為課后預(yù)習(xí)和下節(jié)課學(xué)習(xí)的觸發(fā)點。如：講完原電池的原理以后，讓學(xué)生回家收集廢干電池然后將它拆開，弄清它的原理和結(jié)構(gòu)，并讓他們?nèi)ニ伎紴槭裁措姵貢惺褂脡勖?？怎樣才能讓電池能重新使用？由此?lián)系對比，思考可充電電池的工作原理是什么？同時讓他們?nèi)ナ占嘘P(guān)金屬腐蝕的資料，以及金屬的防護(hù)，為下節(jié)課作好充分準(zhǔn)備。比如在學(xué)習(xí)完Cu和濃H2SO4實驗之后，引導(dǎo)學(xué)生課后分析教材實驗裝置存在的不足之處，如何修改？怎樣改進(jìn)使其能隨時發(fā)生，隨時停止，同時能進(jìn)行多個性質(zhì)實驗？怎樣改進(jìn)能持續(xù)產(chǎn)生氣體？實驗中如何實現(xiàn)SO2漂白是可逆的？通過存疑這一過程，能夠讓學(xué)生從封閉的狹小的課堂和單薄的教材中走出來，不斷對知識進(jìn)行反思和整合，不斷進(jìn)行思考和探究；能夠切實提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣，開發(fā)其學(xué)習(xí)潛能，促進(jìn)其學(xué)習(xí)的持續(xù)性；能夠讓學(xué)生貼近實際地觀察自然，了解工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中的化學(xué)，從生活中學(xué)到化學(xué)知識，使“化學(xué)生活化，生活科學(xué)化”，提高學(xué)生用化學(xué)知識解釋自然現(xiàn)象、自然規(guī)律及解決生產(chǎn)生活中實際問題的能力。如讓學(xué)生通過調(diào)查寫出環(huán)保小論文，自制電池，改進(jìn)實驗儀器等。不同的課結(jié)尾就有所不同，但是只要能選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎv究結(jié)課藝術(shù)，就一定能使他們對課堂內(nèi)容遐想連篇，深思求解，達(dá)到培養(yǎng)興趣，啟迪思維，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高參與學(xué)習(xí)的意識和能力的目的。
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