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1數(shù)字特技創(chuàng)造電影視覺神話
(1)數(shù)字特技可以用來創(chuàng)造出人們聞所未聞、見所未見、想所未想的全新的電影鏡頭。那些敢于赴湯蹈火,不怕粉身碎骨,面對(duì)驚心動(dòng)魄的挑戰(zhàn)面不改色心不跳的英雄人物,過去只是存在于作家、藝術(shù)家及其忠實(shí)的讀者或觀眾的想象中,數(shù)字特技卻讓這些意念中的英雄須眉畢現(xiàn)地展現(xiàn)在觀眾眼前。還有堪稱經(jīng)典的《烈火狂風(fēng)》等影片中,那種讓熾熱的巖漿在人們的眼前怒火萬丈地奔突咆哮,并讓提心吊膽的觀眾目睹了肝膽俱裂的演員在龍卷風(fēng)中隨風(fēng)拋擲的逼真場(chǎng)景,如果沒有數(shù)字特技的支持,是根本不可能出現(xiàn)在銀幕或熒屏之上的。還有美國(guó)生產(chǎn)的《玩具總動(dòng)員》、《勇敢人的游戲》、《龍卷風(fēng)》等大片之所以有不俗的票房,其根本原因就在于奇妙的數(shù)字特技設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的逼真而神奇的畫面效果,使觀眾領(lǐng)略到現(xiàn)實(shí)生活中無法實(shí)現(xiàn)更無法體會(huì)到的全新感覺。
(2)數(shù)字特技還可以用來完成巨大的、困難的甚至危險(xiǎn)的攝制影像。比如影片《真實(shí)的謊言》中在飛機(jī)上打斗的場(chǎng)面和導(dǎo)彈拖著人飛行的鏡頭就是演員根本無法表演的,只能用計(jì)算機(jī)特技完成;在《泰坦尼克號(hào)》影片中,龐大的群眾場(chǎng)面如果由演員組成,不僅要耗費(fèi)大量的人力與財(cái)力,而且難以組織,同時(shí)海難的場(chǎng)面也不可能讓演員冒著生命危險(xiǎn)去完成,這就需要以計(jì)算機(jī)制作出數(shù)字人代替真人表演。
(3)數(shù)字特技使觀眾體驗(yàn)到身臨其境的感覺。在《角斗士》中當(dāng)羅馬競(jìng)技場(chǎng)生動(dòng)地出現(xiàn)在屏幕上,當(dāng)血腥暴力的逼真場(chǎng)面非常真實(shí)地出現(xiàn)在我們的視線中,一個(gè)早已被煙塵覆蓋的時(shí)代就出現(xiàn)在我們的面前。 《角斗士》中氣勢(shì)如虹的戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)景也讓人叫絕,漫山遍野的鎧甲,像叢林一樣的刀劍,使觀眾同時(shí)感受到了大戰(zhàn)將至,箭在弦上、 蓄勢(shì)待發(fā)的緊迫感;呼嘯而來的羅馬騎兵,黑壓壓的裝甲步兵,投射器發(fā)射的火球,弓箭射出的火箭,燃燒的森林,兵器擊打在盾牌和肉體上的悶響,如此逼真的畫面,加上聲響的震撼等聲光效果的配合,觀眾就像是跟在麥克希穆的身邊親歷刀光劍影,和麥克希穆一起沖鋒陷陣,一起揮刀搏殺,這一切都是電腦的杰作,那種足以以假亂真的三維特技,使得能容納三萬多人的斗獸場(chǎng)變成了瘋狂的海洋,人與獸的驚險(xiǎn)搏殺經(jīng)過特技制作以后,看上去是那么地驚心動(dòng)魄,帶給我們的視覺體驗(yàn)也是如此的真實(shí),我想此片因而獲得第73屆奧斯卡金像獎(jiǎng)最佳視覺效果獎(jiǎng)應(yīng)該是當(dāng)之無愧的。
2數(shù)字特技能讓真實(shí)事件完美再現(xiàn)
(1)電影中的數(shù)字技術(shù)是以現(xiàn)實(shí)主義的手法描畫現(xiàn)實(shí),真實(shí)再現(xiàn)某些自然景象和動(dòng)作奇觀。美國(guó)歷史巨片《珍珠港》中的轟炸場(chǎng)面中呼嘯的飛機(jī),沖天的濃煙,傾覆的戰(zhàn)艦,落水的士兵,大多是數(shù)字技術(shù)合成而非實(shí)拍。其精妙逼真的數(shù)字處理畫面和鏡頭的生動(dòng)描述,帶給觀眾強(qiáng)烈的視覺感受,引領(lǐng)觀眾進(jìn)入電影主題。試想如果以實(shí)拍的手法再現(xiàn)這一巨大的歷史性場(chǎng)面,將是一項(xiàng)非常困難而又無比巨大的工程。然而通過后期合成技術(shù),只需實(shí)拍不到十分之一的場(chǎng)景和人物,就可營(yíng)造出預(yù)想中無比宏大的歷史畫面,其中一些實(shí)拍無法實(shí)現(xiàn)的飛行,爆炸場(chǎng)景,甚至是完全用數(shù)字技術(shù)虛擬出來的,這證明運(yùn)用數(shù)字技術(shù)的途徑是非常成功的,因?yàn)榭床怀銎凭`的特技才是最有藝術(shù)魅力的。
(2)讓靜態(tài)的人物做出真實(shí)的動(dòng)作,可以再造歷史中根本不存在的人物形象。如《阿甘正傳》中虛構(gòu)的歷史鏡頭——阿甘與肯尼迪總統(tǒng)握手,這就是利用藍(lán)幕摳像將演員與肯尼迪總統(tǒng)的歷史鏡頭合成,經(jīng)過精心地修飾,達(dá)到以假亂真的效果。還有斯皮爾伯格給我們帶來的恐龍及大白鯊的奇觀,經(jīng)過計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫技術(shù)建模、利用動(dòng)作跟蹤軟件賦予生成物體的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡,再與實(shí)景拍攝的鏡頭合成,最終成為一個(gè)令人震憾的鏡頭。
3數(shù)字特技打造奇觀的敘事功能與象喻點(diǎn)題作用
(1)數(shù)字特技的奇觀敘事既與故事敘事血脈相通,又富有特殊的震撼力。影片《泰坦尼克號(hào)》沉船災(zāi)難的奇觀為敘事的重點(diǎn),當(dāng)船頭翹起、船尾開始傾斜到90度,上千人絕望地驚叫著從高為230英尺的船艙跳入大海逃命時(shí),其慘烈場(chǎng)景,撕心裂肺,數(shù)字特技真實(shí)地再現(xiàn)了海難的一幕,在驚心動(dòng)魄中把故事推向了災(zāi)難的!在突如其來的巨大災(zāi)難面前,生死瞬間,蕓蕓眾生何其渺小,然而,正是災(zāi)難的反襯高揚(yáng)了人性的尊嚴(yán)和高貴,畢竟有很多很多的人在生死抉擇時(shí),把生的希望留給了別人,把死的危險(xiǎn)留給了自己,因而,前面的不落俗套的愛情故事才釋放出眩目的光彩。也正因?yàn)榭梢宰匀绲剡\(yùn)用數(shù)字特技合成各種圖像,制造出各種超乎人們想象的災(zāi)難鏡頭,所以這無與倫比的奇異景觀使《泰坦尼克號(hào)》的敘事如此與眾不同,巨大的視覺沖擊形成強(qiáng)大的敘事張力,當(dāng)觀眾從愛情飛翔的美輪美奐跌到空前災(zāi)難的慘狀時(shí),真的不需要更多的語(yǔ)言,奇觀敘事有著使人降服的感召力,前所未有的奇觀影像和奇觀敘事震撼了世界影壇。
(2)數(shù)字特技打造的奇觀不僅可以敘事,而且能夠畫龍點(diǎn)睛,突出主題和有著象喻作用?!跋笥鳌笔侵袊?guó)古代詩(shī)學(xué)提出的一種詩(shī)性闡釋方式。它最根本的特點(diǎn)是借助一些生動(dòng)具體、含蓄雋永的自然美的意象或意境來喻示解釋對(duì)象的內(nèi)在風(fēng)神和整體韻味。如《阿甘正傳》片頭片尾那片隨風(fēng)飄動(dòng)的羽毛,是全片最長(zhǎng)的合成鏡頭。一組羽毛飄動(dòng)的鏡頭在演播室綠屏背景前,用風(fēng)扇吹動(dòng)系在細(xì)線上的羽毛,然后在電腦中把幾十個(gè)羽毛的鏡頭連接在一起;另一搖臂長(zhǎng)鏡頭含天空、城市建筑、大樹冠、街道、轎車和路邊長(zhǎng)椅上坐著的阿甘;最后將羽毛的鏡頭去除綠色背景后與城市長(zhǎng)鏡頭的背景合成。羽毛飛過汽車的擋風(fēng)玻璃和車頂時(shí),連羽毛的倒影都清晰可見,這種心細(xì)如發(fā)的數(shù)字特技堪稱完美無缺。片尾——阿甘將兒子送上校車上小學(xué),羽毛從筆記本里掉落在草地上,又被風(fēng)緩緩地吹起到空中飄舞,一代又一代……這片羽毛的制作費(fèi)據(jù)稱50萬美元!但是,值。不僅僅是吸引觀眾視線的奇觀,激起情感的流動(dòng),而且片頭片尾反復(fù)出現(xiàn)構(gòu)成了象征意義。飄浮無定的羽毛,使人想起美國(guó)人所言的:人生像一盒巧克力,我們永遠(yuǎn)不會(huì)知道自己的將來到底是什么樣子?我們必須勤奮努力地去爭(zhēng)取。《阿甘正傳》的羽毛絕非導(dǎo)演隨手拈來,可見無論是東方西方,對(duì)生命的哲理思考是殊途同歸的。這為影片增添了詩(shī)意,提升了哲學(xué)品格。
[關(guān)鍵詞] 獨(dú)立學(xué)院;電子閱覽室;服務(wù)對(duì)策
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 23. 063
[中圖分類號(hào)] G251 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194(2014)23- 0111- 02
獨(dú)立學(xué)院經(jīng)過十余年的發(fā)展,辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大,辦學(xué)模式趨于成熟。圖書館作為獨(dú)立學(xué)院知識(shí)和信息的集散地、學(xué)生的第二課堂,在學(xué)院發(fā)展中起到十分重要的輔助和推動(dòng)作用。獨(dú)立學(xué)院的飛速發(fā)展,要求學(xué)院圖書館也要向更深層次的特色服務(wù)方向發(fā)展。因此,如何加強(qiáng)電子閱覽室的建設(shè)和管理,發(fā)揮電子閱覽室在素質(zhì)教育中的作用,成為獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室建設(shè)中必須重視的問題。
1 獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室的特點(diǎn)
由于獨(dú)立學(xué)院與公辦院校性質(zhì)不同、經(jīng)費(fèi)來源不同,獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室的建設(shè)情況及服務(wù)對(duì)象也有其不同于公辦院校圖書館電子閱覽室的特點(diǎn)。
1.1 硬件條件
獨(dú)立學(xué)院建院時(shí)間較短,其電子閱覽室的硬件條件多數(shù)較好。電腦設(shè)備配置較高,上網(wǎng)速度較快,管理方法先進(jìn),環(huán)境舒適宜人。
1.2 服務(wù)對(duì)象
獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室主要服務(wù)于在校師生,學(xué)生占較大比例。獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的錄取分?jǐn)?shù)普遍低于普通院校的錄取分?jǐn)?shù),學(xué)生的基礎(chǔ)往往較差,缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,對(duì)閱讀學(xué)習(xí)的興趣不高。他們對(duì)電腦的基本操作水平較早期讀者的水平均有較大幅度提高,但對(duì)專業(yè)軟件或與學(xué)習(xí)相關(guān)的軟件使用方法不夠了解,也缺乏研究的耐心。按其上機(jī)需求,可將服務(wù)對(duì)象分為4種類型:學(xué)習(xí)型、研究型、應(yīng)用型、娛樂型,其中娛樂型讀者超過前三者的總數(shù)。
1.3 服務(wù)現(xiàn)狀
獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室的工作人員較為精簡(jiǎn),并且多數(shù)員工較為年輕,缺乏管理經(jīng)驗(yàn)。他們大都身兼數(shù)職,在完成正常開館的前提下,還要負(fù)責(zé)圖書館全館的電腦維護(hù)、系統(tǒng)維護(hù)、服務(wù)器維護(hù)、網(wǎng)頁(yè)維護(hù)等工作,因此在深入服務(wù)讀者方面存在不足。也常常因?yàn)楣ぷ黜?xiàng)目繁雜,導(dǎo)致個(gè)人缺乏鉆研如何開展讀者服務(wù)工作的熱情。
2 獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室的服務(wù)對(duì)策
我國(guó)的圖書館電子閱覽室最早建立于1995年擁有20臺(tái)電腦的北京圖書館,經(jīng)歷了20 世紀(jì)90年代末的探索階段、21世紀(jì)初的成熟階段。伴隨網(wǎng)絡(luò)的高度普及、電子產(chǎn)品的推陳出新,讀者已經(jīng)可以不受時(shí)間、空間的限制,更加方便、快捷地利用各類信息資源,電子閱覽室的功能隨之弱化,接待讀者量也有所減少,獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室尤其明顯。因此獨(dú)立學(xué)院圖書館的電子閱覽室要在重視讀者服務(wù)的前提下,開拓服務(wù)思路,創(chuàng)新服務(wù)方法,變被動(dòng)服務(wù)為主動(dòng)服務(wù),吸引讀者前來學(xué)習(xí)和利用信息資源。
2.1 加強(qiáng)環(huán)境建設(shè),重視人性管理
獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室的環(huán)境建設(shè)除做好室內(nèi)衛(wèi)生、設(shè)備除塵等工作外,還要重視創(chuàng)造方便讀者的人性化舒適環(huán)境??梢酝ㄟ^為讀者劃分功能區(qū)域,如休閑區(qū)、研討區(qū)、視聽區(qū)、培訓(xùn)區(qū)等,方便讀者學(xué)習(xí)、研討及交流。同時(shí),要變被動(dòng)服務(wù)為主動(dòng)服務(wù),積極為申報(bào)課題或創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的教師與學(xué)生開辟綠色通道,創(chuàng)造良好條件,吸引讀者充分利用電子閱覽室的各項(xiàng)資源。
2.2 加強(qiáng)讀者培訓(xùn),提高員工素質(zhì)
電子閱覽室除提供Internet資源外,還擁有豐富的電子資源(購(gòu)進(jìn)的電子數(shù)據(jù)庫(kù)、電子圖書等),是一個(gè)很好的獲取知識(shí)和信息的場(chǎng)所。獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室的工作人員應(yīng)加大對(duì)讀者的培訓(xùn)力度,使讀者通過各種渠道了解電子閱覽室的學(xué)術(shù)資源。從通過微信、微博、QQ等公眾網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)宣傳數(shù)據(jù)庫(kù)的功能和使用方法,讓讀者認(rèn)識(shí)、了解、掌握?qǐng)D書館的資源信息,邀請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)培訓(xùn)師為不同讀者群體開展有針對(duì)性的專題培訓(xùn)講座,讓讀者更加深入細(xì)致地了解資源信息的使用方法。
工作人員要不斷學(xué)習(xí)與探索,掌握本館讀者集中咨詢的問題,形成一套適用于本館的培訓(xùn)方案。同時(shí)培養(yǎng)本館的培訓(xùn)人員,在電子閱覽室定期開展讀者培訓(xùn)或現(xiàn)場(chǎng)答疑等活動(dòng),幫助學(xué)生熟練使用電子閱覽室中的電子資源。
2.3 打造互動(dòng)平臺(tái),拓展服務(wù)功能
獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室要與學(xué)院各系、部門及學(xué)生社團(tuán)建立溝通機(jī)制,積極組織、協(xié)調(diào)與師生讀者間的互動(dòng)活動(dòng),拓展服務(wù)的方向和功能。如得知學(xué)生選課、評(píng)優(yōu)、各種考試報(bào)名信息后,工作人員要事先了解填寫方法,并在電腦上設(shè)置好所需網(wǎng)址,方便讀者填報(bào)。當(dāng)?shù)弥虒W(xué)單位組織開展各類比賽時(shí),如外語(yǔ)系的英語(yǔ)口語(yǔ)大賽、中文系的征文比賽、建筑系的制圖比賽等活動(dòng),工作人員可提前將所需軟件下載安裝在電腦內(nèi),并在桌面創(chuàng)建快捷方式,為賽前培訓(xùn)及比賽現(xiàn)場(chǎng)提供方便。電子閱覽室還應(yīng)具備為選修圖書館信息檢索課的學(xué)生提供實(shí)操場(chǎng)地等其他功能。
獨(dú)立學(xué)院圖書館電子閱覽室因其建設(shè)背景、服務(wù)對(duì)象與公辦院校有所不同,發(fā)展趨勢(shì)也有其特有的方向。只有加強(qiáng)電子閱覽室各方面的建設(shè),拓展工作思路,提升員工素質(zhì),才能更好地為廣大師生提供科研、教學(xué)方面的服務(wù),使電子閱覽室在圖書館服務(wù)讀者,發(fā)揮育人作用的過程中起到更加重要的作用。
主要參考文獻(xiàn)
[1]白榕.論高校圖書館電子閱覽室的管理與創(chuàng)新服務(wù)對(duì)策[J].科技信息,2012(6).
關(guān)鍵詞MATLAB;信號(hào)處理;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
1MATLAB簡(jiǎn)介
MATLAB是MATrix和 LABoratory 兩詞的縮寫,是美國(guó)Mathworks公司推出的用于科學(xué)計(jì)算和圖形處理的可編程的軟件系統(tǒng),經(jīng)歷了基于DOS版和Windows版兩個(gè)發(fā)展階段。
二十世紀(jì)七十年代美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的Cleve Moler教授為了減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān),為學(xué)生設(shè)計(jì)了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫(kù)程序的接口,這就是用FORTRAN編寫的萌芽狀態(tài)的MATLAB。1984年Little,Moler和Steve Bangert合作成立了MathWorks公司,把基于DOS版的MATLAB 1.0版正式推向了市場(chǎng),并繼續(xù)MATLAB的開發(fā),經(jīng)歷了以下幾個(gè)重要的階段:
1.1.1988年推出基于DOS 3.x的MATLAB。
1.2. 1992年推出了具有劃時(shí)代意義的基于Windows 的MATLAB 4.0 版本,并于1993年推出了微機(jī)版, 可以配合Microsoft Windows一起使用,使之應(yīng)用范圍越來越廣。1994 年推出的4.2版本擴(kuò)充了4.0版本的功能,尤其在圖形界面設(shè)計(jì)方面提供了新的方法。
1.3.1997 年推出的MATLAB 5.0版允許了更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),1999年推出的 MATLAB 5.3 版在很多方面進(jìn)一步改進(jìn)了 MATLAB語(yǔ)言的功能,增加了試探性語(yǔ)句。
1.4.2000年10月推出的6.0版(Release 12),在核心數(shù)值算法、界面設(shè)計(jì)、外部接口、桌面等諸多方面有了極大的改進(jìn),包括矩陣運(yùn)算、數(shù)值計(jì)算、圖形生成和信號(hào)處理等功能,用戶可以集成地進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、圖形繪制、輸入輸出、文件管理等各項(xiàng)操作。2002年推出的6.5版采用了JIT加速器,從而大大提高了MATLAB程序的運(yùn)算速度。
1.5.2004年推出了全新的MATLAB 7.0版(Release 14)。加強(qiáng)了6.X版的功能,提供了使用更加靈活、功能更加強(qiáng)大的函數(shù)。新的版本仍包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展部分兩大部分,其中基本部分有28個(gè)函數(shù)庫(kù)(6.5版的基本部分有25個(gè)函數(shù)庫(kù)),常用的函數(shù)約1200多個(gè);專業(yè)擴(kuò)展部分也稱為工具箱,是用MATLAB的基本語(yǔ)句編成的各種子程序集,用于解決某一方面的專門問題或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。工具箱分為功能性工具箱和學(xué)科性工具箱兩大類,其中功能性工具箱主要用來擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能、可視建模仿真功能以及文字處理功能等;學(xué)科性工具箱專業(yè)性比較強(qiáng),如控制系統(tǒng)工具箱、信號(hào)處理工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、最優(yōu)化工具箱、金融工具箱等,用戶可以直接利用這些工具箱進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。
2MATLAB的主要特點(diǎn)
2.1 計(jì)算功能強(qiáng)
MATLAB的計(jì)算要素不是單個(gè)數(shù)據(jù),而是數(shù)組,因此提高了運(yùn)算效率。MATLAB的計(jì)算分為數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算兩類,數(shù)值計(jì)算包括數(shù)組的運(yùn)算和數(shù)組元素的運(yùn)算,可以實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算;符號(hào)計(jì)算是通過MATLAB的符號(hào)工具箱實(shí)現(xiàn)的精確計(jì)算,可以解決在數(shù)學(xué)和工程領(lǐng)域中常常遇到的符號(hào)計(jì)算問題。
2.2 人機(jī)界面好
MATLAB的桌面環(huán)境集成了命令窗口、歷史命令窗口、工作空間瀏覽器、當(dāng)前目錄窗口和快速啟動(dòng)平臺(tái),較以前更加友好。MATLAB的Notebook為用戶提供了強(qiáng)大的文字處理功能,允許用戶從Word訪問MATLAB的數(shù)值計(jì)算和可視化結(jié)果。
2.3 編程效率高
MATLAB的流程控制語(yǔ)句較C語(yǔ)言更加簡(jiǎn)單,運(yùn)算表達(dá)式較C語(yǔ)言更加靈活,與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式非常相近,使用戶不必把主要精力用于學(xué)習(xí)語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和編程技巧,增強(qiáng)了初學(xué)者的信心,提高了編程效率。MATLAB語(yǔ)句以解釋方式執(zhí)行無需編譯,執(zhí)行后在命令窗口立即得出結(jié)果,若有錯(cuò)誤也立即給出反饋信息,便于編程者立即改正。
2.4 繪圖功能強(qiáng)
MATLAB提供了高層和低層兩個(gè)層次的繪圖操作。利用MATLAB的高層繪圖函數(shù)可以繪制二維和三維圖形,真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化。低層繪圖操作是基于圖形句柄的操作,能夠?qū)崿F(xiàn)圖形用戶接口界面的設(shè)計(jì)。
2.5 可擴(kuò)展性強(qiáng)
MATLAB系統(tǒng)包括基本部分和各種可選的工具箱部分兩大部分,具有良好的可擴(kuò)展性,MATLAB的可擴(kuò)展性體現(xiàn)在基本函數(shù)庫(kù)的擴(kuò)充和工具箱的擴(kuò)展兩個(gè)方面,允許用戶編寫自己的函數(shù)擴(kuò)充到基本部分相應(yīng)的函數(shù)庫(kù)中,也允許用戶開發(fā)某一應(yīng)用領(lǐng)域的第三方工具箱。
3 MATLAB在信號(hào)處理方面的應(yīng)用
近年來,國(guó)內(nèi)高校由于校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不平衡,目前在信息系統(tǒng)方面同時(shí)并存三種模式。第一種模式是單機(jī)管理模式,在一些學(xué)校里,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還沒有建立起來,計(jì)算機(jī)之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息共享,這些學(xué)校仍然停留在面向部門的單項(xiàng)事務(wù)處理的水平上,這種狀況決定他們的系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致,容易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)感染病毒等問題;第二種模式是局域網(wǎng)管理模式,可以開展網(wǎng)絡(luò)上的工作。比如建立局域網(wǎng)上的管理信息系統(tǒng),數(shù)據(jù)集中在部門服務(wù)器上,為本部門的管理人員提供數(shù)據(jù)共享,這種方式對(duì)于部門內(nèi)部的管理工作起到了促進(jìn)作用,解決了部門內(nèi)部的數(shù)據(jù)冗余和不一致的問題,但是應(yīng)用軟件都在工作站上完成,工作站負(fù)擔(dān)過重,服務(wù)器只是實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印共享,網(wǎng)絡(luò)利用率較低。校內(nèi)很多單位都有自己的局域網(wǎng),各行其事,不能實(shí)現(xiàn)不同單位間的數(shù)據(jù)共享,更不能實(shí)現(xiàn)信息資源的合理流動(dòng); 第三種模式是校園網(wǎng)上的全校信息系統(tǒng),這個(gè)信息系統(tǒng)以各部門管理系統(tǒng)為基礎(chǔ),各部門管理的數(shù)據(jù)除了滿足部門內(nèi)部人員的使用之外,還可以為其他部門甚至全校教職員工提供信息服務(wù)。高校教育管理信息系統(tǒng)面臨著下列需求: 加強(qiáng)學(xué)校與國(guó)內(nèi)外科技信息的往來; 為學(xué)校主要信息部門建立部門的事務(wù)處理系統(tǒng),在疏通各部門之間的信息渠道的基礎(chǔ)上,建立全校共享數(shù)據(jù)庫(kù); 取代傳統(tǒng)的落后手工辦公方式,現(xiàn)代化辦公的支撐環(huán)境,提高辦公效率。建立基于Web的在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),利用校園網(wǎng)作為教學(xué)媒體,傳送教學(xué)內(nèi)容,在校園網(wǎng)上實(shí)施教學(xué)、管理教學(xué),并進(jìn)行網(wǎng)上測(cè)試和網(wǎng)上交流。隨著學(xué)校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大,各專業(yè)學(xué)生人數(shù)劇增,各種實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備也相應(yīng)地增加。固然,搭建硬件電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(或用各種實(shí)驗(yàn)箱)能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,但隨之帶來的是比較大的開資。在這種情況下,MATLAB通用的軟件系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。一方面用軟件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程變得簡(jiǎn)單快捷,縮短單個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間,可使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)或多組數(shù)據(jù)的測(cè)試。另一方面,用軟件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可節(jié)省大量開支,同時(shí)對(duì)一些硬件電路無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)效果不夠理想的實(shí)驗(yàn),軟件系統(tǒng)可讓實(shí)驗(yàn)的原理并可對(duì)其過程進(jìn)行仿真。
4 結(jié)語(yǔ)
鑒于MATLAB 在信號(hào)處理方面的強(qiáng)大功能,我們可以設(shè)想用MATLAB 語(yǔ)言來進(jìn)行用戶界面的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)程序的編寫,這樣便可為我們提供一個(gè)可視化的實(shí)驗(yàn)軟件。另外,只要在熟悉相關(guān)理論知識(shí)的條件下,便可進(jìn)行某一單獨(dú)實(shí)驗(yàn),而不必拘泥于電路的細(xì)節(jié)。在錄入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后便可通過友好的用戶界面看到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,達(dá)到理論和實(shí)驗(yàn)齊頭并進(jìn)。
信號(hào)處理是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的技術(shù)。有助于提高分析和解決實(shí)際問題的能力。過去用其他算法語(yǔ)言,實(shí)驗(yàn)程序復(fù)雜,在有限的時(shí)間內(nèi)所做的內(nèi)容太少。MATLAB強(qiáng)大的運(yùn)算和圖形顯示功能,可使信號(hào)處理上機(jī)實(shí)驗(yàn)效率大大提高。特別是它的頻譜分析和濾波器分析與設(shè)計(jì)功能很強(qiáng),使信號(hào)處理工作變得十分簡(jiǎn)單、直觀。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳懷琛,吳大正,高西全.MATLAB及在電子信息課程中的應(yīng)用(第二版).北京:電子工業(yè)出版社,2003:219~221
關(guān)鍵詞:等離子體激元波導(dǎo);對(duì)稱混合長(zhǎng)程表面;激光傳輸介質(zhì);介質(zhì)分析
計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫灿兄艽蟮囊?,隨著技術(shù)的改善,光纖損耗技術(shù)的降低也讓光纖通信有了良好的發(fā)展空間,隨著通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的處理要求不斷提高,新一代的光電系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用范圍也越來越廣,集成光學(xué)在生活和研究領(lǐng)域的重要性也在不斷增加,逐漸成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
1 表面等離子體的理論基礎(chǔ)
在很久以前,人們就已經(jīng)對(duì)金屬表面的等離子共振有著一定的了解和接觸,在這一現(xiàn)象尚未上升到理論高度的時(shí)候,人們?cè)跓o意之中采用金屬的這個(gè)特性進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單物品的制作,比如利用金屬納米結(jié)構(gòu)的選擇性散射和透射的效應(yīng),把不同種類的金屬顆粒摻雜進(jìn)彩色的玻璃當(dāng)中,從而生產(chǎn)出各種各樣顏色的玻璃,用作不同的裝飾品,如在制備玻璃杯的時(shí)候,在制作玻璃的時(shí)候摻入微量的金粉和銀粉,這樣就能讓玻璃杯呈現(xiàn)出不同的顏色,如不透明的綠色和半透明的紅色,這就是等離子體在人類尚不能理論化這個(gè)現(xiàn)象時(shí)候的初級(jí)應(yīng)用。
一般情況下,貴金屬才是表面離子體產(chǎn)生的重要介質(zhì),因?yàn)橘F金屬當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)電子躍遷,可以使能量衰減少,這樣在金屬尺寸縮小到幾十納米量級(jí)的時(shí)候,要使用麥克斯韋的電磁方程來進(jìn)行理論上的建模與分析。
在日常的生活當(dāng)中,金屬頻率的可見光波段會(huì)因?yàn)榉瓷涔獗容^多而阻礙同屬性的其他電磁波進(jìn)入和穿過。在微波和遠(yuǎn)紅外的波段中,波導(dǎo)的包層可以使用某些金屬作為代替,而且隨著頻率的不斷增大,電磁波對(duì)于金屬的穿透能力也在不斷增強(qiáng),也會(huì)帶來更大的損耗,在這個(gè)狀態(tài)下,我們可以使用德魯特模型進(jìn)行性質(zhì)的描述。
表面等離子體的激元波導(dǎo)傳輸是外界在電磁場(chǎng)的作用下對(duì)電子自由振動(dòng)的傳播以及入射光子的相互作用而產(chǎn)生的電磁波,電磁波沿著金屬和介質(zhì)的分界面進(jìn)行傳播。它的振幅在垂直于傳播方向上有著和傳播深度呈反比方向的關(guān)系。在兩個(gè)相異的均勻媒質(zhì)分界面處,介電常數(shù)是正實(shí)數(shù)的媒質(zhì)就是介質(zhì),而介電常數(shù)呈現(xiàn)復(fù)數(shù)狀態(tài)的就是金屬,在金屬和介質(zhì)的分界面處,一定頻率的光波照射會(huì)引起金屬中自由電子的震蕩從而引起共振。
2 混合長(zhǎng)程表面等離子體激元波導(dǎo)傳輸?shù)姆治?/p>
(一)混合長(zhǎng)程表面等離子體波的特點(diǎn)
最近引用較多的混合長(zhǎng)程表面結(jié)構(gòu)就是三層結(jié)構(gòu),分別是IMI結(jié)構(gòu)與MIM結(jié)構(gòu),這兩種結(jié)構(gòu)當(dāng)中間層比較厚的時(shí)候,兩個(gè)分界面的表面等離子體波互不干擾,而隨著中間層厚度的減少,兩個(gè)分界面上的表面等離子體波開始進(jìn)行交疊,從而產(chǎn)生耦合的現(xiàn)象。我們對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)場(chǎng)限制能力較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)會(huì)有較大的傳輸損耗,而傳播長(zhǎng)度和場(chǎng)限制能力是互相制約的,在IMI結(jié)構(gòu)中,電磁能量向兩邊集中,所以傳播長(zhǎng)度交纏,傳播距離也會(huì)大大增大,所以這就是長(zhǎng)程表面等離子體波。
混合長(zhǎng)程表面等離子體波具有傳輸距離較長(zhǎng)、平面集成較為便利的特點(diǎn),所以隨著金屬厚度的減少,表面等離子體的傳輸常數(shù)的虛數(shù)部分會(huì)趨向于0.從而可以進(jìn)行較長(zhǎng)的傳輸。這種易于被光纖介質(zhì)波導(dǎo)激發(fā)的方式以及得到了廣泛的應(yīng)用,而且有著可以實(shí)現(xiàn)模場(chǎng)放大的可能性。
(二)混合長(zhǎng)程表面等離子體激元波導(dǎo)的簡(jiǎn)介
混合長(zhǎng)程表面等離子體激元波導(dǎo)是長(zhǎng)程表面等離子體波和高折射率下的對(duì)比效應(yīng)的混合狀態(tài),這種狀態(tài)下等離子體波到有額外的場(chǎng)限制能力,傳播長(zhǎng)度也有著提升,對(duì)三維的集成光學(xué)電路的發(fā)展鋪平了道路,通過詳盡的計(jì)算,有著新型結(jié)構(gòu)的初步實(shí)行方案。新型的結(jié)構(gòu)注重傳播長(zhǎng)度、模式寬度的統(tǒng)一。
在具體的制造過程中,對(duì)稱混合長(zhǎng)程表面的等離子體波到是所有層和介質(zhì)材料以及過程中化學(xué)蒸汽的疊加,所以有著一定的制造誤差,要注重理想尺寸的精確程度。而側(cè)向模場(chǎng)限制也是需要很多關(guān)注的,而且傳播的損耗會(huì)由于模場(chǎng)限制而有所降低,在這個(gè)過程中,橫向模場(chǎng)限制在沒有彎曲損耗計(jì)算的情況下可以基本確定最低彎曲半徑的實(shí)現(xiàn),從而使模式寬度成為一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)。在耦合長(zhǎng)度方面,水平放置的平行波導(dǎo)要大于垂直放置狀態(tài),而包層波導(dǎo)的耦合長(zhǎng)度要比非包層波導(dǎo)的耦合長(zhǎng)度長(zhǎng),兩個(gè)相鄰波導(dǎo)的串?dāng)_減小也會(huì)導(dǎo)致耦合長(zhǎng)度的增加。
3 結(jié)語(yǔ)
新型的對(duì)稱混合長(zhǎng)程表面等離子體激元波導(dǎo)有著優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),要注重分析介質(zhì)加載的表面等離子體,和長(zhǎng)程表面等離子體的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),對(duì)對(duì)稱混合長(zhǎng)程表面等離子體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的優(yōu)化。
參考文獻(xiàn):
[1]孫海麗. 對(duì)稱混合長(zhǎng)程表面等離子體激元波導(dǎo)傳輸特性研究[D].蘭州大學(xué),2014.
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,各行各業(yè)都得以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足的發(fā)展。而在電力電子技術(shù)方面,也因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步而提高了技術(shù)水平,尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展越來越廣泛。比如說電機(jī)的變頻調(diào)速、工業(yè)的供電電源、配電和綠色照明等方面都憑借電力電子技術(shù)的應(yīng)用而有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。在近幾年的發(fā)展中,電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)又有了新階段的發(fā)展,基于此,本文將深入分析電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展方向,以便于能讓這項(xiàng)技術(shù)得到更多的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng) 發(fā)展熱點(diǎn)
就當(dāng)前的形勢(shì)分析,電力電子技術(shù)已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)之一,它的發(fā)展也能夠帶動(dòng)電力系統(tǒng)的質(zhì)量提高。在最近幾年中,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,為眾多行業(yè)的開拓提供了充足的物質(zhì)保障,尤其是電子電力技術(shù)的應(yīng)用上也呈現(xiàn)出了快速發(fā)展的大好勢(shì)頭。面對(duì)目前全球的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,電力電子技術(shù)也憑借著自身的特點(diǎn),在電氣工程的領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。
1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史
電力電子技術(shù)的前身是半導(dǎo)體技術(shù),經(jīng)過了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和進(jìn)步,電力電子技術(shù)在半導(dǎo)體技術(shù)中逐漸發(fā)展和分離,越來越廣泛地應(yīng)用在了人類社會(huì)的日常生活中,為連接強(qiáng)弱電建起了一座穩(wěn)定的橋梁。綜合說來,電力電子技術(shù)的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。
第一階段:20世紀(jì)50年代,可控硅整流裝置,應(yīng)用于電力系統(tǒng)中大功率電子技術(shù);
第二階段:20世紀(jì)80年代,柔流輸電技術(shù)
第三階段:當(dāng)前時(shí)間段,實(shí)現(xiàn)了用電設(shè)備的高效節(jié)能、設(shè)備的智能化、小型化和輕量化
從中我們可以看到我國(guó)的電力電子技術(shù)起步比較晚,但是隨著時(shí)間的發(fā)展也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
2 電力電子技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)的重要意義
電力電子技術(shù)的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)水平的提高,電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠最大化提高電力系統(tǒng)的用電效率,增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的自我控制能力,同時(shí)也提高了整個(gè)電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的意義,主要體現(xiàn)在了:提高了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化智能程度,特別是電力電子技術(shù)中的模糊控制和智能化控制對(duì)電力系統(tǒng)起到一個(gè)推動(dòng)性作用;二是提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,電力電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用,能夠提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率,降低了成本的開支,縮短了運(yùn)行周期,為整個(gè)電力系統(tǒng)贏得了良好的社會(huì)效益;最后一點(diǎn)就是完善了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和管理的形式,電力電子技術(shù)的提高,也讓電力產(chǎn)業(yè)成為了新型的企業(yè),有助于提高產(chǎn)業(yè)整體的完整性。
3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用
3.1 電氣節(jié)能
電氣的節(jié)能主要包括了變頻調(diào)速、電能質(zhì)量、有源濾波等內(nèi)容,在這其中,變頻調(diào)速是主要的工作內(nèi)容。早在2006年,國(guó)家就啟動(dòng)了電氣節(jié)能這項(xiàng)工程,工程中也包含了電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能。在這樣的政策扶植之下,國(guó)家每年都會(huì)資助約為100多個(gè)節(jié)能項(xiàng)目,并且取得了巨大的成效。這個(gè)項(xiàng)目一個(gè)最典型的例子就是電機(jī)系統(tǒng)的“十一五”節(jié)能規(guī)劃,總體節(jié)電為200億千瓦時(shí),龐大的數(shù)據(jù)表明了節(jié)能量取得了良好的效果。
3.2 新能源發(fā)電
全球的人口基數(shù)大,并且呈現(xiàn)著增多的趨勢(shì),加上工業(yè)水平的發(fā)展,對(duì)于能源的需求量不斷增大,這個(gè)給全球的能源環(huán)境帶來巨大的挑戰(zhàn)。石油和煤炭的儲(chǔ)量在不斷減少買環(huán)境污染問題嚴(yán)重,生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞,如果不馬上解決這些問題,能源的資源總會(huì)有枯竭的一天。在這樣的環(huán)境下,新能源的開發(fā)和應(yīng)用受到了全世界的廣泛關(guān)注。利用新能源來發(fā)電主要包含了太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電,世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計(jì)劃,一時(shí)間,新能源的發(fā)電技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
新能源發(fā)電在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一次能源供給的隨機(jī)性大,由于太陽(yáng)能、風(fēng)能都會(huì)受自然環(huán)境的影響,并且對(duì)輸入的電能波動(dòng)小。
3.3 電力牽引
電力牽引目前已經(jīng)成為世界各國(guó)的交通發(fā)展的新特點(diǎn),電力牽引中主要包含了高鐵、地鐵、輕軌和電動(dòng)汽車等,我國(guó)也投入了大量的資金來發(fā)展電力牽引技術(shù)。
電力牽引的主要特點(diǎn)是:蓄電池供電、四象限運(yùn)行、恒力矩控制以及高溫和強(qiáng)振動(dòng)的工作環(huán)境。也正是由于這些特點(diǎn),導(dǎo)致了對(duì)于電力電子設(shè)備的高要求,根據(jù)我國(guó)的事情來看,仍然以進(jìn)口的牽引設(shè)備為主,而國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)能力差、動(dòng)態(tài)性能不夠,未來國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。
電力牽引在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用的發(fā)展方向?yàn)椋禾岣唠娏﹄娮拥淖儞Q器裝置效率和功率密度,發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù);實(shí)施精確控制尤其是針對(duì)低速和高速下的平衡控制一直是重點(diǎn)研究的課題;最重要的還要保證電力牽引的可靠性運(yùn)行,采用綜合管理的手段。
3.4 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)是我國(guó)新提出的一個(gè)概念,一般定義為電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、傳感技術(shù)等的電網(wǎng)控制技術(shù)。智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)最大的特點(diǎn)就是容量大、電壓高、組合結(jié)構(gòu)、分布廣等內(nèi)容。目前智能電網(wǎng)的發(fā)展正處于初級(jí)階段,還存在著一定的問題,比如功率半導(dǎo)體的器件能力需要提高,需要向更大容量來直接變換,并保證電力質(zhì)量的可靠性。
4 結(jié)論
電力電子技術(shù)的應(yīng)用,在目前的電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用,并取得了非常顯著的進(jìn)展,為電力企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟(jì)效益。在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,電力電子技術(shù)必須要發(fā)展成為現(xiàn)如今高新技術(shù)系統(tǒng)中一個(gè)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)然,一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展必然存在著很多問題,但是只要通過國(guó)家的政策扶持和電力企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,就一定能夠想出具體的措施來解決問題。只要我國(guó)在電力電子技術(shù)的發(fā)展中抓住機(jī)遇,應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),就一定能讓電力系統(tǒng)取得更健康的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);實(shí)踐教學(xué);教案
作者簡(jiǎn)介:屈克慶(1970-),男,河南洛陽(yáng)人,上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院,副教授。(上海 200090)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)09-0077-02
“電力電子分析與設(shè)計(jì)”課程是上海電力學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)本科生教育中為電力電子與風(fēng)力發(fā)電專業(yè)方向開設(shè)的一門專業(yè)選修課,也是必選課程。這門課程著重教授現(xiàn)代電力電子技術(shù)內(nèi)容,要求理論課程與實(shí)踐緊密結(jié)合,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐能力為目的,能為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后工作奠定良好的基礎(chǔ),以期滿足當(dāng)今社會(huì)急劇增長(zhǎng)的對(duì)電力電子技術(shù)的知識(shí)和人才需求。
一、教學(xué)現(xiàn)狀和分析
電力電子技術(shù)是一門關(guān)于電能變換與利用的學(xué)科,涉及到發(fā)電、輸電、配用電、傳動(dòng)等各個(gè)環(huán)節(jié)。隨著當(dāng)今社會(huì)迅速發(fā)展,廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)、交通運(yùn)輸、生活醫(yī)療、新能源發(fā)電等各個(gè)方面,這些都與實(shí)踐內(nèi)容密切相關(guān)。
電力電子技術(shù)是在時(shí)展要求下產(chǎn)生的節(jié)能與發(fā)電技術(shù),是高校電氣專業(yè)的一門重要課程,其理論性和工程實(shí)踐性都很強(qiáng),是學(xué)生既感興趣,又普遍感覺較難的一門課程。結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐總結(jié),探討了這其中的主要原因,大概可分為以下三個(gè)方面:
1.電力電子技術(shù)內(nèi)容繁多,并且知識(shí)點(diǎn)分布廣泛
根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)合和要求不同,電力電子電路形式和內(nèi)容紛繁多樣。
從應(yīng)用場(chǎng)合上劃分主要有基本四種變換形式:直流-直流、直流-交流、交流-直流、交流-交流;每種變換形式從電源種類上看包括有單相、三相、多重化、多電平電路,從負(fù)載方面上看包括有電阻負(fù)載、阻感負(fù)載、阻容負(fù)載;從電力電子元件上看主要包括有二極管、晶體管、晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管GTO、場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET、絕緣柵型場(chǎng)晶體管IGBT;采用不同的元件、電路和負(fù)載都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。
從應(yīng)用目的上包括有幅值的變化(如電壓的升高與降低)、頻率的改變(如變頻調(diào)速)、相位的移動(dòng)(如無功補(bǔ)償)、相數(shù)的改變(如三相到多相)、功率或轉(zhuǎn)矩的變化(如電機(jī)傳動(dòng))、諧波的治理(如電力濾波)。
從不同形式的電力電子電路和不同的負(fù)載特性上,都可以得到不同的工作波形,對(duì)于波形的把握與理解,也是電力電子技術(shù)區(qū)別于其他學(xué)科的顯著特點(diǎn)之一。這需要在理解電力電子器件的特性上掌握電路的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立電路的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行多種電路的對(duì)比總結(jié),才能具備分析主電路功能的基本能力。
2.電力電子技術(shù)涵蓋涉及學(xué)科眾多,并且理論內(nèi)容廣泛
既涵蓋到電氣基礎(chǔ)的課程有:電路、電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、電磁場(chǎng),又涉及到電氣專業(yè)的課程有:控制理論、微機(jī)原理、電力系統(tǒng)分析、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等。
電力電子技術(shù)是一門弱電控制強(qiáng)電的技術(shù),也是所謂將“粗電”變換為“精電”過程,學(xué)科跨度和綜合性非常廣。實(shí)際的電力電子裝置既包括由電力電子器件等構(gòu)成的主電路,又包括由DSP等微處理器構(gòu)成的控制電路。
首先在主電路設(shè)計(jì)中,根據(jù)以電路、電機(jī)和電力系統(tǒng)為主的應(yīng)用對(duì)象,進(jìn)行原理分析和推證,實(shí)施具體的功能要求和性能指標(biāo)。
其次在控制電路設(shè)計(jì)中,要根據(jù)裝置要求和特點(diǎn),不僅要實(shí)現(xiàn)各種功能要求,而且考慮諧波及電磁干擾問題,很多裝置也需要DSP等微處理器來進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)。最后還要進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和測(cè)試EMI影響。
大學(xué)三年級(jí)本科生已具備了電路、電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),講授電力電子技術(shù)課程是以主電路作為內(nèi)容。由于在初步學(xué)習(xí)各專業(yè)課階段,尚未形成多學(xué)科知識(shí)交叉匯總的全面思維模式。雖然能掌握主電路基本原理,對(duì)于涉及控制電路和應(yīng)用對(duì)象,常感到困惑并難以理解。如何培養(yǎng)學(xué)生形成對(duì)電學(xué)各學(xué)科的整體意識(shí),而不能“只見樹木,不見森林”,是這項(xiàng)教學(xué)課程所要探討的主要內(nèi)容和目的之一。
3.電力電子技術(shù)的理論內(nèi)容發(fā)展迅速,并且實(shí)踐應(yīng)用范圍廣泛多樣
電力電子技術(shù)自身的理論體系處于迅速發(fā)展階段。其中:電力電子器件的發(fā)展起決定性作用,從二極管、三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT、IGCT等的發(fā)展,推動(dòng)了主電路結(jié)構(gòu)的本質(zhì)變化;根據(jù)本質(zhì)不同的器件形成紛繁多樣的主電路拓?fù)湫问?,又因不同的?shí)際要求而形成眾多獨(dú)立不同的控制方式,其中形成了具有突破性的控制理論,比如PWM技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、空間矢量等。
如何將電力電子器件、主電路結(jié)構(gòu)、控制方法和理論相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生從電力電子技術(shù)的發(fā)展來全面理解和掌握知識(shí),懂得從發(fā)展歷史上進(jìn)行思考和總結(jié),也是需要探討的內(nèi)容之一。
電力電子技術(shù)的實(shí)踐性非常強(qiáng),這種實(shí)踐性體現(xiàn)在對(duì)電力電子裝置的設(shè)計(jì)、調(diào)試和操作等諸多方面。在實(shí)踐中,需要對(duì)電路功能和各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合驗(yàn)證,不僅要求懂得硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試,涉及到主電路、元器件、印刷電路板、布線和布局;也要求懂得軟件設(shè)計(jì)和配合,包括有匯編、C語(yǔ)言、DSP、FPGA等。電力電子器件對(duì)環(huán)境和用法要求較高,在使用之前需要對(duì)電路非常熟悉,即便是工作經(jīng)驗(yàn)豐富的人員,也還有預(yù)料不到的情況發(fā)生,導(dǎo)致器件和電路損壞。
對(duì)于大三學(xué)生而言,僅僅具備了有限的初步認(rèn)識(shí),實(shí)踐能力欠缺,體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中,電力電子器件的損壞現(xiàn)象最為普遍。這當(dāng)中自然有主觀的因素,但是如何降低損耗,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識(shí),提高學(xué)生動(dòng)手能力,也是教學(xué)改革面臨的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一。
二、教學(xué)目的和特點(diǎn)
從本科教學(xué)計(jì)劃上看,大學(xué)本科生在第三學(xué)年學(xué)習(xí)了“電力電子技術(shù)”,這門課程內(nèi)容豐富,但因2~3學(xué)分課時(shí)有限,主要是講授以晶閘管為主的整流和逆變電路,讓學(xué)生掌握傳統(tǒng)的相控式電路及應(yīng)用。此外,也著重講授直流變換電路中的升壓及降壓基本工作原理,初步介紹MOSFET和IGBT為主的斬控式逆變和整流電路。通過對(duì)這門課程的教授,使學(xué)生掌握四種基本變換的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和特點(diǎn),對(duì)電力電子技術(shù)有了基本認(rèn)識(shí),奠定了學(xué)生的基本電力電子知識(shí)體系。
結(jié)合前述情況的分析可知,現(xiàn)有的課程內(nèi)容不完全適應(yīng)我院新開辟的“電力電子與風(fēng)力發(fā)電”專業(yè)方向的教學(xué)需要,除此之外,近十多年間電力電子技術(shù)在節(jié)能、傳動(dòng)、新能源、電力系統(tǒng)等行業(yè)迅猛發(fā)展,因此有必要在課程內(nèi)容中增加這方面知識(shí)的比重,以及通過增設(shè)“電力電子分析與設(shè)計(jì)”專業(yè)選修課的方式拓展學(xué)生的知識(shí)面。
這門課程介紹由IGBT和MOSFET為主要電力電子器件所構(gòu)成的現(xiàn)代電力電子電路,重點(diǎn)要求掌握直流-直流斬波器、直流-交流逆變器這兩種應(yīng)用最普遍系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法。內(nèi)容包括主電路的選擇、功率器件的選擇、控制電路的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的技術(shù)、仿真實(shí)踐等。該課程注重將理論分析和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,使學(xué)生掌握新型電力電子電路的分析方法,具備初步的設(shè)計(jì)能力。
三、課程內(nèi)容
現(xiàn)代電力電子技術(shù)主要是圍繞PWM技術(shù)展開的,其中DC/DC和DC/AC變換是基本的兩種電源變換方式,也是實(shí)踐生產(chǎn)中最為普遍的應(yīng)用方式,不僅涉及到基本的變換電路及參數(shù),而且涵蓋了基本的變換理論和技術(shù)。
課程內(nèi)容結(jié)合了多年的實(shí)踐和教學(xué)總結(jié),是從電力電子裝置的角度來傳授相關(guān)理論、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電力電子的系統(tǒng)知識(shí),樹立整體觀念。教學(xué)形式以理論教學(xué)和仿真實(shí)踐相結(jié)合,各占一半課時(shí)。這兩部分內(nèi)容交叉進(jìn)行,如單周進(jìn)行理論教學(xué),雙周進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。其中:第一部分理論教學(xué)內(nèi)容安排如下表1所示。在理論教學(xué)的同時(shí),配合進(jìn)行以MATLAB的實(shí)踐教學(xué),仿真實(shí)踐內(nèi)容安排如下列表2所示。
四、教學(xué)效果總結(jié)
經(jīng)過2學(xué)期的教學(xué)工作,筆者總結(jié)了一下教學(xué)效果。同學(xué)們普遍認(rèn)為在學(xué)習(xí)這門課程以后,能夠全面理解和掌握以DC/DC斬波變換,以及DC/AC逆變的基本原理和基本控制方法,學(xué)會(huì)了應(yīng)用Matlab仿真軟件對(duì)電力電子電路進(jìn)行分析方法,設(shè)計(jì)控制電路參數(shù)和調(diào)試控制參數(shù)。在后期的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中,學(xué)生能夠輕松上手,對(duì)復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)如新能源發(fā)電,領(lǐng)悟和掌握較快,較多同學(xué)的畢業(yè)論文被評(píng)為優(yōu)秀本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。不足之處在于,由于受制于課時(shí)和實(shí)踐條件有限,只是通過仿真實(shí)踐來掌握學(xué)習(xí)。如果能進(jìn)一步聯(lián)系實(shí)驗(yàn)教學(xué),更能提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),提高動(dòng)手實(shí)踐能力。
在今后的教學(xué)實(shí)踐中,仍然面臨提高本科學(xué)習(xí)興趣、全面提高學(xué)生理論知識(shí)水平和動(dòng)手實(shí)踐能力等問題,這些都是值得深入分析和探討,不斷改進(jìn)完善的重要課題。
參考文獻(xiàn):
[1]鐘炎平.電力電子電路設(shè)計(jì)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,
2010.
[關(guān)鍵詞]電力電子技術(shù);教W模式;工程化教學(xué)
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2017)04-0037-03
為了更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和科技飛速發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才的迫切需求,國(guó)家教育部于2015年下半年提出了部分高?;蚋咝5囊恍I(yè)要向服務(wù)于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的生產(chǎn)和實(shí)踐應(yīng)用轉(zhuǎn)型。在這種高等教育轉(zhuǎn)型的形勢(shì)下,電力電子技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,必須進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用教學(xué)的改革。這些年來,在高等學(xué)校的課程教學(xué)過程中,許多教師往往偏重理論的講解,而輕實(shí)踐和工程應(yīng)用的教學(xué),這就導(dǎo)致不少畢業(yè)生動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力不能滿足用人單位的要求。為此,大學(xué)的課程教學(xué)要向工程應(yīng)用的教學(xué)方向轉(zhuǎn)變和改革。
電力電子技術(shù)課程是高等學(xué)校電類自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化等專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。我校的自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院,在自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化兩個(gè)專業(yè)開設(shè)了電力電子技術(shù)課程。2014年,在教學(xué)團(tuán)隊(duì)的共同努力下,電力電子技術(shù)課程被選為遼寧省教育廳的本科教育的精品資源共享課。以電力電子技術(shù)的資源共享課為契機(jī),依托本學(xué)院中央與地方共建高校特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)平臺(tái),為適應(yīng)工程應(yīng)用教學(xué)的趨勢(shì),本教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了工程化教學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式,即“能力軸+教學(xué)圓”模式。通過教學(xué)模式創(chuàng)新,并按照創(chuàng)新模式實(shí)施教學(xué),以提高學(xué)生的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。
一、教學(xué)模式創(chuàng)新
電力電子技術(shù)是一門綜合性學(xué)科,該課程具有理論性強(qiáng)、內(nèi)容多、與工程實(shí)際緊密聯(lián)系等特點(diǎn),涉及的基礎(chǔ)知識(shí)比較廣泛,同時(shí)該課是后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)在直流輸電、風(fēng)電領(lǐng)域、新能源轉(zhuǎn)換技術(shù)等方面都起到了非常重要的作用。針對(duì)目前電力電子技術(shù)偏重理論而輕工程實(shí)踐的教學(xué)方法,“學(xué)”與“用”脫離的教學(xué)過程,教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索電力電子技術(shù)的教學(xué)模式,希望通過好的教學(xué)模式及模式的實(shí)施,把電力電子技術(shù)課程的“學(xué)”與“用”有機(jī)地結(jié)合起來。為此教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出電力電子技術(shù)教學(xué)的工程化教學(xué)創(chuàng)新模式,該模式為“能力軸+教學(xué)圓”,該模式通過觀測(cè)點(diǎn)信息反饋,組成閉環(huán)結(jié)構(gòu)。見下圖1。
圖中的“能力軸”是指學(xué)生具備電力電子技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工程應(yīng)用能力,例如,整流電路的理論對(duì)應(yīng)實(shí)際的電力電子整流裝置的設(shè)計(jì)能力或者電力電子裝置的應(yīng)用能力。“教學(xué)圓”是不同的工程化教學(xué)手段及教學(xué)方法,例如,利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行工程化教學(xué)是“教學(xué)圓”的其中一個(gè)環(huán)節(jié)。通過觀測(cè)點(diǎn)反饋信息后,改進(jìn)方法也是“教學(xué)圓”的其中一個(gè)環(huán)節(jié)。各種工程化教學(xué)手段包括課堂實(shí)例講解、實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用、課外實(shí)踐和調(diào)查、課后作業(yè)、動(dòng)畫演示、在線網(wǎng)絡(luò)資源、產(chǎn)品實(shí)物講解、電力電子設(shè)備說明書等等。教學(xué)團(tuán)隊(duì)希望通過實(shí)施“能力軸+教學(xué)圓”的創(chuàng)新教學(xué)模式,提高學(xué)生的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。
二、創(chuàng)新教學(xué)模式的實(shí)施
目前,我校電力電子技術(shù)課程教材是最新的國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,即由機(jī)械工業(yè)出版社出版,王兆安、劉進(jìn)軍主編的《電力電子技術(shù)》第5版,該教材是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,也是普通高等教育電氣工程和自動(dòng)化類“十一五”規(guī)劃教材。雖然電力電子技術(shù)的教材內(nèi)容分為十個(gè)章節(jié),但是電力電子技術(shù)的核心是四大類電力變換,也就是整流(AC/DC)、逆變(DC/AC)、直流-直流變換(DC/DC)、交流-交流變換(AC/AC)。依據(jù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的“能力軸+教學(xué)圓”創(chuàng)新教學(xué)模式,其中“教學(xué)圓”是不同的工程化教學(xué)手段及教學(xué)方法,例如,課堂實(shí)例講解、實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用、課外實(shí)踐和調(diào)查、課后作業(yè)、動(dòng)畫演示、在線網(wǎng)絡(luò)資源等。由于篇幅有限,本文只是以“教學(xué)圓”的一個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施為例說明創(chuàng)新教學(xué)模式的實(shí)施過程,即采用典型四大類電力電子裝置,通過講解典型的電力電子裝置應(yīng)用,讓學(xué)生掌握典型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 、設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)等。為學(xué)生電力電子技術(shù)的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ) 。
關(guān)于整流電路的理論知識(shí),按照自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo),要求學(xué)生掌握單相、三相整流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和定量計(jì)算、整流電路的有源逆變等。整流電路的典型應(yīng)用是晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),對(duì)學(xué)生而言,晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)也是難點(diǎn)。為了做好整流電路的工程應(yīng)用教學(xué),結(jié)合目前主流的整流電路的電力電子產(chǎn)品,選用西門子公司直流調(diào)速裝置作為工程應(yīng)用實(shí)例講解。西門子的直流調(diào)速裝置應(yīng)用非常廣泛,尤其是冶金工業(yè)的軋機(jī)驅(qū)動(dòng)控制,一般均采用西門子的直流調(diào)速裝置。西門子6RA70系列直流調(diào)速裝置是全數(shù)字直流調(diào)速裝置,其驅(qū)動(dòng)功率可以從6kW至2500kW。西門子6RA70直流調(diào)速裝置功能全面,不僅具備整流電路的功能,而且針對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速具備強(qiáng)大的控制功能。另外,多臺(tái)6RA70直流調(diào)速裝置可以并聯(lián)使用,驅(qū)動(dòng)一臺(tái)直流電機(jī),以驅(qū)動(dòng)功率較大的直流電機(jī)。再者,西門子6RA70還有工業(yè)通信聯(lián)網(wǎng)功能。在課堂上主要講解6RA70直流調(diào)速裝置的整流電路的應(yīng)用,至于6RA70直流調(diào)速裝置的強(qiáng)大調(diào)速功能,應(yīng)該結(jié)合自動(dòng)化專業(yè)的直流調(diào)速系統(tǒng)的課程來講解。
按照創(chuàng)新教學(xué)模式,關(guān)于整流電路的理論知識(shí)對(duì)應(yīng)的工程應(yīng)用教學(xué),前面做了詳細(xì)介紹。至于逆變(DC/AC)、直流-直流變換(DC/DC)、交流-交流變換(AC/AC)的工程應(yīng)用教學(xué),由于篇幅有限,只能說明理論知識(shí)的工程應(yīng)用采用何種電力電子裝置作為工程應(yīng)用講解實(shí)例,創(chuàng)新教學(xué)模式的實(shí)施過程和整流電路的一樣。對(duì)逆變電路(DC/AC)的理論知識(shí),要求學(xué)生掌握逆變電路換流方式、電壓型(單相、三相)逆變電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)及工作原理、了解多重逆變電路和多電平逆變電路。針對(duì)逆變電路的理論知識(shí),結(jié)合目前主流的逆變電路的電力電子產(chǎn)品,選用西門子公司交流調(diào)速裝置作為工程應(yīng)用實(shí)例講解。關(guān)于交流-交流變換(AC/AC)電路的理論知識(shí),要求學(xué)生掌握交流調(diào)壓、交流調(diào)功、交流電子開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)和工作原理。交流電力變換電路對(duì)應(yīng)的應(yīng)用電力電子設(shè)備選用目前主流的應(yīng)用產(chǎn)品,即ABB公司的低壓軟起動(dòng)器。關(guān)于直流-直流變換(DC/DC)電路的理論知識(shí),要求學(xué)生掌握基本降壓或升壓斬波電路的結(jié)構(gòu)、定量分析;掌握典型帶隔離的直流-直流變流電路;了解復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐贰V绷鲾夭娐返膽?yīng)用電力電子設(shè)備選用目前主流的應(yīng)用產(chǎn)品,即GE公司的直流斬波控制器。
圖2為6RA70直流調(diào)速裝置的可逆系統(tǒng)主回路圖。
三、結(jié)語(yǔ)
傳統(tǒng)的授課模式, 往往偏重于理論的證明和公式的推導(dǎo),而沒有與實(shí)際應(yīng)用相銜接,體現(xiàn)不了將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、抽象問題具體化的啟發(fā)式教學(xué)特點(diǎn),不能反映“學(xué)以致用”的教育及學(xué)習(xí)目標(biāo)。這導(dǎo)致了教師在課上的知識(shí)傳授較為抽象、生澀,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,且對(duì)該課程缺乏整體把握和深入理解。由于電力電子技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中具有多樣性和復(fù)雜性,所以做好電力電子技術(shù)的工程化教學(xué)并不容易。教學(xué)團(tuán)隊(duì)按照電力電子技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)后,通過對(duì)學(xué)生的教學(xué)效果調(diào)查,從學(xué)生的反饋信息可以看到,通過實(shí)施創(chuàng)新模式的教學(xué)方法,工程化教學(xué)效果比較明顯,真正提高了學(xué)生的電力電子技術(shù)的工程應(yīng)用能力。通過不斷地探索新的教學(xué)模式,電力電子技術(shù)的教學(xué)得到了改進(jìn),更適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。
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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 開關(guān)電源 不間斷電源
一、電力電子技術(shù)的發(fā)展
1957年美國(guó)通用電氣公司研制出了第一個(gè)晶閘管,標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。而1958年以集成電路的誕生為標(biāo)志的微電子技術(shù)帶動(dòng)了一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,標(biāo)志著第一次電子技術(shù)革命的開始。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子器件按照能被控制電路信號(hào)所控制的程度分為不可控器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指電力二極管、該二極管雖不可控,可因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便成本低,仍被廣泛應(yīng)用。半控型器件主要指晶閘管,由它所組成的電路靈活成熟、開關(guān)損耗小、開關(guān)時(shí)間短,在電源、通用逆變器、電機(jī)控制等電路中應(yīng)用廣泛。但驅(qū)動(dòng)電流大、耐浪涌電流能力差、容易受二次擊穿。以電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展為背景,全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來了,主要有電力晶體管(GTR)、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(電力MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。其特點(diǎn)是集高頻、高壓和大電流于一身,是大型的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,全控型器件的誕生表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
二、現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
(一)電力系統(tǒng)及節(jié)能方面
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用著非常廣泛和重要,在發(fā)電通過改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的;而電子技術(shù)在高壓輸電領(lǐng)域的應(yīng)用,極大的提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,被稱為“硅片引起的第”;在配電領(lǐng)域,則通過電力電子裝置來防止電網(wǎng)瞬間停電、瞬間電壓跌落、閃變等,以進(jìn)行電能質(zhì)量控制,加強(qiáng)供電可靠性,改善供電質(zhì)量。同時(shí)還通過減少無功損耗,提高功率指數(shù),來達(dá)到節(jié)能的目的。在發(fā)達(dá)國(guó)家有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上的電力電子變流裝置進(jìn)行處理。通過這種處理可以節(jié)約能源和提高用電設(shè)備的性能。直流輸電在長(zhǎng)距離、大容量輸電中有很大的優(yōu)勢(shì),其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都使用晶閘管變流裝置。
(二)交通運(yùn)輸
電子技術(shù)在鐵路運(yùn)輸、船舶、航天、電動(dòng)汽車等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,稱為新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要技術(shù)。新型環(huán)保綠色電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車都正在積極的發(fā)展中。汽車是靠汽油引擎的運(yùn)行發(fā)展起來的一種機(jī)械,它排出大量的二氧化碳與其他廢氣,嚴(yán)重污染了環(huán)境。而綠色電動(dòng)汽車的電機(jī)用蓄電池為能源,靠電力電子裝置來進(jìn)行電力變換與驅(qū)動(dòng)控制,其蓄電池的充電也是離不開電力電子技術(shù)的。顯然,未來電動(dòng)汽車大有可能取代燃油汽車。。而在電氣機(jī)車中的直流機(jī)車就是采用整流裝置來供電的,而交流機(jī)車則采用變頻裝置來供電,都離不開電子技術(shù)的應(yīng)用,直流折波器和鐵道車輛、磁懸浮列車中的電力電子技術(shù)更是關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。船舶、飛機(jī)也需要各種不同要求的電源,所以航海、航空都離不開電力電子技術(shù)。
(三)開關(guān)電源
首先高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)在帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì)的同時(shí),也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng),但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上,反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng),這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化,關(guān)鍵技術(shù)是高頻化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的特點(diǎn),其應(yīng)用日益廣泛。現(xiàn)在開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,LED燈具,通訊設(shè)備,視聽產(chǎn)品,安防監(jiān)控,LED燈袋,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。
(四)不間斷電源(UPS)
電子技術(shù)帶給計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的還有不間斷電源技術(shù)。所謂不間斷電源(UPS)是指計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
三、總結(jié)
90年代以后,電子技術(shù)朝著大功率化、模塊化、變頻化和智能化發(fā)展。電化學(xué)專業(yè)、鐵道電氣車、鋼鐵工業(yè)、電力工業(yè)的迅速發(fā)展給電力電子器件提供了用武之地。通過電子技術(shù)和微電子技術(shù)的結(jié)合,促成了功率集成電路的誕生,最終促使了大量新結(jié)構(gòu)、新材料器件等電子器件的誕生和發(fā)展,給工業(yè)、航天等帶來了極大的幫助和便利,對(duì)節(jié)約能源、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)??偠灾?,電力電子因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。
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>> 應(yīng)用型自動(dòng)化專業(yè)綜合改革的研究與實(shí)踐 應(yīng)用型本科《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐 應(yīng)用型本科高校電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程改革與實(shí)踐 應(yīng)用型電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)與實(shí)踐 應(yīng)用型本科院校電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)多元協(xié)同實(shí)踐教學(xué)體系的探析 應(yīng)用型高校自動(dòng)化專業(yè)課程建設(shè)的研究與實(shí)踐 自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐 自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐 應(yīng)用型本科“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革的研究 電力電子技術(shù)課程的應(yīng)用型教學(xué)改革探索 面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“電力電子技術(shù)”課程改革探討 應(yīng)用型本科模擬電子技術(shù)課程改革與實(shí)踐 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才課程體系改革與實(shí)踐 應(yīng)用型院校自動(dòng)化專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)課程實(shí)踐改革研究 電力電子技術(shù)在配電系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用探索 應(yīng)用型電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系改革與探索 應(yīng)用型本科院校數(shù)字電子技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)改革 應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下“電力電子技術(shù)”實(shí)踐教學(xué)改革研究 技術(shù)應(yīng)用型自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電力電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)心得 常見問題解答 當(dāng)前所在位置:中國(guó) > 教育 > 工程應(yīng)用型自動(dòng)化專業(yè)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐 工程應(yīng)用型自動(dòng)化專業(yè)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐 雜志之家、寫作服務(wù)和雜志訂閱支持對(duì)公帳戶付款!安全又可靠! document.write("作者: 陳明文")
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力電子技術(shù)是一門現(xiàn)代化的、新型的電子技術(shù),主要應(yīng)用于電力領(lǐng)域。電力電子技術(shù)主要是指使用晶閘管、GTO、IGBT等電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變化和控制的技術(shù),基于電力電子技術(shù)變化的“電力”功率處于1W至1GW之間。這與信息電子技術(shù)有所區(qū)別,已經(jīng)成為自動(dòng)化專業(yè)中至關(guān)重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。因此,電力電子技術(shù)教學(xué)受到眾多學(xué)校的重視。但是,隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)控技術(shù)的融合,自動(dòng)化技術(shù)獲得了更快的發(fā)展,其專業(yè)知識(shí)也在不斷更新,這使得傳統(tǒng)電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,也不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于人才的需要。為了能夠提高教師電力電子技術(shù)課程的教學(xué)效率,培養(yǎng)出工程應(yīng)用型的電力電子技術(shù)人才已經(jīng)迫在眉睫。
要想培養(yǎng)出工程應(yīng)用型的電力電子技術(shù)人才,就必須不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力以及工程實(shí)踐能力,這就需要教師從電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)入手,改變以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,創(chuàng)造出一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,使學(xué)生能夠?qū)㈦娏﹄娮蛹夹g(shù)的理論知識(shí)有效的應(yīng)用于實(shí)踐以及日后的生活中,以此達(dá)到學(xué)以致用的目的。
一 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)改革的必要性
當(dāng)下,我國(guó)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在一些弊端,尚有一些不足之處,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
首先,由于教師受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響,往往對(duì)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視,他們認(rèn)為電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是電力電子教學(xué)中的附屬環(huán)節(jié),學(xué)生日后會(huì)通過大量的工作經(jīng)驗(yàn)逐漸提升電力電子的實(shí)踐能力,為此他們并沒有精心的設(shè)計(jì)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié),所涉及的教學(xué)內(nèi)容也與教材完全相符,這使學(xué)生學(xué)到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受到局限。其次,隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,時(shí)代的不斷進(jìn)步,電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,同時(shí)受到科技的影響,該技術(shù)在不斷地變換和更新,與電力電子相關(guān)的新技術(shù)也被不斷開發(fā)出來,而電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容卻沒有隨著更新,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)陳舊,難免會(huì)造成學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)與實(shí)際生活脫節(jié)的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也變得更加流于形式,缺少其應(yīng)有的價(jià)值與作用。再次,電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)過于標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化,這不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng),也在一定程度上限制了學(xué)生的動(dòng)手能力。與此同時(shí),學(xué)生對(duì)新型電路結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)的了解也會(huì)受到影響,學(xué)生的專業(yè)知識(shí)無法獲得有效的延伸和拓展。最后,在傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師往往會(huì)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)較為缺少,這樣一來,學(xué)生僅僅通過所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證,處于一個(gè)“被動(dòng)實(shí)驗(yàn)、被動(dòng)學(xué)習(xí)”的局面,不能充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性。
以上幾個(gè)問題使學(xué)生無法符合社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要,為此,必須不斷加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該專業(yè)理論知識(shí)掌握能力以及專業(yè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用能力,不斷地提高學(xué)生的工程意識(shí),這樣才能使學(xué)生獲得更好的發(fā)展,并在日后的生活與工作中體現(xiàn)出自身的價(jià)值,為社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
二 工程應(yīng)用型自動(dòng)化專業(yè)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐
1.電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革計(jì)劃
電力電子技術(shù)課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是提高學(xué)生對(duì)該專業(yè)理論知識(shí)的掌握程度,并培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能以及分析和設(shè)計(jì)電能變化電路的能力。該專業(yè)課程有如下特點(diǎn):第一,不但要對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)方面的教學(xué),更要提供給學(xué)生大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)會(huì)。第二,電力電子器件及其控制手段變化較快,新技術(shù)的出現(xiàn)使教學(xué)內(nèi)容變得更加豐富,與此同時(shí),受到課堂時(shí)間的限制,理論教學(xué)無法做到面面俱到。第三,電能變化電路和相應(yīng)的控制技術(shù)類型繁多,如果想讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中都能接觸到,就要為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,提供足夠多的實(shí)驗(yàn)器材。第四,在制作電力電子裝置的時(shí)候,電力電子裝置的參數(shù)變化對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否成功有很大的影響,必須明確這些參數(shù)變化的規(guī)律對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)學(xué)合理的設(shè)定。
課題組根據(jù)以上特點(diǎn),以工程應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),將提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力作為重點(diǎn)培養(yǎng)目標(biāo),積極構(gòu)建出新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。與此同時(shí),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課外,積極鼓勵(lì)學(xué)生參與課外科技實(shí)踐、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng),進(jìn)而不斷提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。這樣不僅可以讓學(xué)生更好地掌握最基本的實(shí)驗(yàn)技巧,而且能夠?qū)﹄娏﹄娮悠骷c相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與了解,為后期工程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目標(biāo)。
2.電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方法策略
第一,以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及研究性實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,單純地以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,雖然能在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ情L(zhǎng)期的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生一些負(fù)面情緒,會(huì)對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生厭煩心理,為此,必須構(gòu)建一套新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。教師可以將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ),增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及研究性實(shí)驗(yàn),這樣就能有效地活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的熱情,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,讓學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及研究實(shí)驗(yàn)不斷提高自身的綜合能力,使學(xué)生獲得更好的發(fā)展。
第二,以工程應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。電力電子技術(shù)教學(xué)的主要目的是為了培養(yǎng)該專業(yè)的實(shí)踐型技術(shù)人才,為此,教師應(yīng)該做到以工程應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,改變以往學(xué)生的思維方式,使學(xué)生能夠在日后更好地將電力電子技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),可以利用多媒體課件向?qū)W生展示最新的電力電子技術(shù)成果,使實(shí)物演示、工程分析能夠通過圖表和視頻方式更加直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生,例如,調(diào)光電路、開關(guān)電源電路、小型直流電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)等,這樣就能提高學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的熱情。
第三,引入仿真技術(shù),進(jìn)行“仿真+實(shí)物”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。受到多種因素的影響,如實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)較少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備不健全等,電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率往往不盡如人意,為了使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來,應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入仿真技術(shù),實(shí)現(xiàn)“仿真+實(shí)物”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。例如,在典型的升壓斬波電路制作中,讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)或其他方式找到實(shí)驗(yàn)原理,隨后用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解到工程參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的影響。
第四,建立多樣化的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制。建立多樣化的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制,進(jìn)而科學(xué)地判定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視。教師可以從基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及工程研究性實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面入手,對(duì)學(xué)生開展不同實(shí)驗(yàn)層次的多樣化考核模式。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)方面,檢驗(yàn)學(xué)生是否能夠?qū)镜膶?shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行規(guī)范的操作和使用,并培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑT谧灾髟O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方面,可以組織學(xué)生以小組合作探究的學(xué)習(xí)方式,共同交流探討,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。與此同時(shí),教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全程監(jiān)督,對(duì)試驗(yàn)期間出現(xiàn)的問題給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),最后再讓學(xué)生對(duì)自身的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在工程研究性實(shí)驗(yàn)方面,由于工程研究性實(shí)驗(yàn)知識(shí)面廣,實(shí)驗(yàn)操作較為復(fù)雜,教師可以將其作為學(xué)生的課后任務(wù),并提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料。最后通過三種實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)定,并盡量使用一些鼓勵(lì)和贊美的語(yǔ)言,使學(xué)生能夠樹立良好的自信心。
三 結(jié)束語(yǔ)