学科优化范文

2024-06-22

学科优化范文（精选12篇）

学科优化第1篇

如何引导学生转变学习方式,使尽可能多的学生主动地、积极地参与到数学学习过程中来呢? 这就需要教学的组织者精心设计课堂结构,使学习变为一种发自内在的精神解放运动,以下是本人在教学过程中的点滴体会,有不妥之处,敬请指正。

一、创设学习情境,激发学生的学习兴趣与学习动机

兴趣是最好的老师,学生有了学习兴趣,学习活动对他来说就不是一种负担,而是一种享受,一种愉快的体验,学生会越学越想学、越爱学,有兴趣的学习事半功倍。小学生好奇心强,对故事、童话非常感兴趣。因此在新课引入时,设置巧妙的学习情境,恰到好处的找着切入点,既能增加课堂教学的趣味性,又能够有效地调动学生的学习积极性,使学生全身心地投入数学活动中去。

比如,我在教学“算盘的初步认识”时,先问:“同学们喜不喜欢猜谜语?”学生兴趣盎然地回答:“喜欢。”然后出示谜面:“一家分两院,两院子孙多,多得倒比少得少,少得倒比多得多。”学生开动智慧的脑筋,骑着思想的野马,猎取谜底,短暂的思考后,有人举手发言,猜出了谜底:算盘。部分学生豁然开朗,但部分学生眼睛里布满了问号。我继续追问,你是如何理解的,该生又接着回答:“因为算盘分上栏和下栏,上珠少,下珠多,一个上球表示5,一个下珠表示1,说明多得倒比少得少,少得倒比多得多。”回答很精彩,既猜出了谜底,又道出了算盘的基本构造,使学生在问题情境中轻松自然地认识了算盘。

兴趣是无意注意的杠杆,激发学生兴趣是课堂教学成功的关键,在教学中我们应结合教材特点不断创设学习情境,使学生在轻松愉快的气氛中受到教育。

二、设计适当的活动方式,诱导学生主动探究

学生的学习过程不仅是一个接受知识的过程, 而且也是发现问题、分析问题、解决问题的过程。因此,我们在新知的学习中应设置恰当的活动方式,诱导学生主动探究,重视学生探索新知的经历和获得新知的体验。使课堂成为充满探索、充满激情、学生生动发展的场所。

比如,在教学“分数的基本性质”时,我事先给每组学生发了三张完全相同的圆片。然后编了一个个有趣的“猴王分饼”的故事:猴山上的小猴子最喜欢吃猴王做的饼,一天,猴王做了3块大小一样的饼分给小猴们吃, 它先把第一块饼平均切成4块, 分给猴甲1块,猴乙见到说:“太少了,我要2块。”猴王就把第二块饼平均切成8块,分给猴乙2块。猴丙更贪,它抢着说:“我要3块,我要3块。”于是,猴王把第3块饼平均切成12块,分给猴丙3块。然后提问:“同学们 ,你们知道哪只猴子分得的多吗 ? ”学生纷纷举手发表自己的看法。有的说猴甲分得的多,有的说猴丙分得的多,有的说3只猴子分得的一样多。“到底哪只猴子分得的多呢? 请同学们用你手中的圆片试分一下。”通过实际动手操作,得出猴甲分得这块饼的1/4,猴乙分得这块饼的2/8,猴丙分得这块饼的3/12,在圆片上已反映出1/4=2/8=3/12。“那它们究竟存在什么样的内在规律呢 ? ”经过自主探索,学生会很快找出分子、分母分别有什么样的关系。此时学生脸上都露出成功的喜悦,学生自己发现的规律,自己得出的结论,自然会留下深刻的印象。

三、重视实践性教学,发展学生的创新性

实践性教学是指在教学中充分发挥教具和学具的直观功能让学生在实践中获取知识、理解知识和掌握知识。学生创新意识和创造能力的培养不是一蹴而就的,应该坚持贯穿在教学的始终。要培养学生的创新精神,就要从培养观察能力着手,发展学生的形象思维, 鼓励学生动手操作。因为观察能有效地培养学生的求异思维,形象思维是探索活动的准备,动手操作可以提高学生对学习材料的兴趣。

比如,学完角的分类后,学生已有特殊角:直角、平角、周角的概念。我设计了这样一个活动,让学生拿出钟面,“在钟面上你们能发现什么? ”学生你争我抢地回答说:“3时整与9时整分针与时针成直角,6时整分针与时针成平角,12时整分针与时针成周角,而且时针每经过1小时都与分针形成2个直角、1个平角、1个周角。”从学生的回答中显示出我的准备有些不足。单一的钟面蕴含了如此多的数学知识,是否还有其他奥秘呢,让学生去想象、去探索吧!

数学与生活紧密联系,数学源于生活,又服务于生活。教学中应探索与构建生活数学的教学体系。引导学生把课堂所学的知识和方法运用到生活实践中, 鼓励学生把生活中碰到的实际问题带到课堂,尝试着用数学方法来解决,这既是数学学习的价值体现又有利于培养学生初步的创新能力。

双目标双学科数值优化计算第2篇

双目标双学科数值优化计算

提出了一种新的适用于双目标优化的`适应函数的构造方法.通过分析适应函数的等值线谱,分象限构造出相应的函数.算例选用翼型的气动/隐身双学科双目标优化,分别采用确定性及遗传两种优化算法,并与通常的线性加权法进行对比.结果表明本方法的良好的适用性和有效性.

作者：吁日新朱自强作者单位：北京航空航天大学,流体力学研究所,北京,100083刊名：航空学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA年，卷(期)：23(4)分类号：O221.6关键词：适应函数多目标和多学科优化确定性优化算法遗传算法

彰显学科理念，优化学习方式第3篇

【关键词】探究式学习;高中地理;3S技术;优化

【中图分类号】G633.5 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2015）42-0063-02

【作者简介】1.孙浩，江苏省连云港高级中学（江苏连云港，222042）教师;2.蔡珍树，江苏省连云港高级中学（江苏连云港，222042）教师。

现代社会正处于一个信息爆炸的时代，信息产业的发展日益迅猛，已成为当代经济发展的重要特点。日益严峻的人口、资源、环境以及发展问题，对学生基本的3S技术素养提出了更严格的要求，因此，3S技术在中学地理教学中的推广与普及迫在眉睫。教育部在2003年颁布的《普通高中地理课程标准》中，创造性地将3S技术纳入高中地理教学的范畴，为3S技术应用于高中地理教育教学提供了新思路。

基于3S技术的高中地理探究式学习注重学生的自学质疑、交流展示与探究协作等环节的融合，这将成为3S技术在高中地理学习活动设计中的切入点与创新之处。在高中地理探究式学习活动的开展中，很多活动由于各种因素的限制往往难以开展，而借助3S技术平台，只需教师精心设计活动流程就可付诸实践。也有一些探究式学习活动以3S技术平台为支撑，在教学目标的达成、学生探究能力的培养以及教学效果的提升等方面取得了良好的效果。但是并非所有的地理探究式学习活动都需要依托3S技术平台来实现，本文对基于3S技术的高中地理探究式学习活动设计的类型选择作如下探讨。

一、转换时空尺度，培养创新思维

在高中地理教学的研究对象中，很多知识点都具有时间和空间尺度跨度大的特点，也有很多教学情境是学生难以身临其境的。例如，在对洪涝、干旱、滑坡、泥石流等自然灾害知识点的探究中，由于此类自然灾害具有难以预测性及潜在危险性等特点，在针对这部分内容进行探究式学习活动的开展时，很难进入实地研究。这就需要借助全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）等3S技术平台进行分析和探究，还可以依托相关软件进行三维模拟再现，从而让学生更直观地感受和理解这一知识点。

又如，在对自然保护区、工业园区、海岸地貌等知识的探究调研中，如能实地考察，这将大大激发学生的学习兴趣以及探究能力。但是，在教学实际中，迫于时间、经费、安全等诸方面因素的制约，不可能进行实地参观考察。而教师借助3S技术平台设计探究式学习活动，让学生查阅资料、图片、视频等各类信息，并在地理探究实验室运用相关软件进行交互式操作来模拟实地考察。这样一来，学生在轻松理解对应知识点的同时，探究、合作等能力也将得到提升。

再例如，运用下垫面对气温日变化的影响演示界面，可以探究不同下垫面状况对气温日变化的影响。该演示界面由“沙地”“草地”“林地”“湖泊”以及辅助工具组成。点击各个模块可以了解对应的属性，通过不同颜色和测量工具显示的时间和温度数值来判断不同下垫面对气温日变化的影响。其中“自定义”模块是一个虚拟的界面，学生可以自行调节下垫面的组成状况，从而呈现出不同的变化结果。辅助工具包括放大缩小工具、测量工具、参数调节以及显示工具。这样一来，学生可以通过对这一组数据及生成的图像的对比，将对这一抽象知识点的认识提升至理解层面。

二、优化信息传递，激发学习兴趣

基于3S技术的高中地理探究式学习活动对于学生利用信息技术自主获取资料、独立操作软件以及分析图形图像等能力均有比较高的要求。采用图层结构可以将地理事物的空间数据和属性数据进行表达，空间分层叠加就是将两个或两个以上的图层在相同的空间位置进行叠加。比如将一个区域的耕地层、林地层、交通层等图层叠加在一起，进行组合或综合显示。还可以将图层设置为不同等级，将这些图层进行叠加，可以制作出反映某一方面的专题信息图。

例如，在探究影响工业区位因素的学习活动中，可以将某一地区的工业分布图和交通分布图、河流分布图、人口分布图以及盛行风向等图层打开，通过这样的分层叠加可以让学生自己结合课本知识自行探究。在探究的过程中，该专题的难点将被一一突破，学生通过读图分析，很自然地就会理解影响工业分布的自然因素和社会经济因素。这样一来，教师只需稍加引导和点拨，学生就能较轻松地掌握相关地理知识。与此同时，学生的空间分析能力以及大局观也能得到培养。

再如，在探究住宅区的选址时，需要综合考虑住宅区对居民的消费水平、交通通达度、地租高低、环境污染以及基础设施是否完善等条件的相关要求，这就需要借助GIS的缓冲区功能分析来实现。此外，还可以依托GIS相关软件本身自带的地图属性数据，辅助设计专题地图以供进一步的探究。例如，利用江苏省行政区划图和江苏省四星高中分布信息来制作江苏省拥有的四星高中数量密度专题图，并探究四星高中的辖射范围与学校发展实力的关系等。

三、借助网络平台，体现数据支撑

很多高中地理探究式学习活动的开展需要借助大量的数据作支撑。因特网中浩如烟海的信息可供我们筛选利用，网络不仅能够给探究式学习活动提供大量的地理信息数据，而且能够提供时效性强的信息，便于我们掌握最新的数据资源。对于学习过程中需要大量地理信息数据作支撑的探究活动，就需要依托3S技术平台来开展。

例如，探究分析判断气候类型这一单元活动，学生在了解相应知识点的同时如果想更深入理解某地的实际气候特征，就需要从气象部门网站收集该地多年降水量和气温的相关统计数据。利用数据分析软件加以筛选、分析、整理，最终生成柱状图或折线图等专题图像，将降水量与气温变化情况加以展示，分析当地的气候特征。事实上，在国内外已经有一些国家和地区的政府机构通过网络为社会提供获取数据信息的平台。例如，我国香港天文台网站就向社会开放，学生可以根据自己的需求，自行浏览与下载相关数据，制作不同地区气候变化图以及探究气象灾害对人类活动的影响。此外，像美国宇航局就通过网络平台让中学生与宇航员对话，并收集关于宇宙空间的各种信息。位于伯克利的劳伦斯国家级实验室已经研制开发出一款网上虚拟实验室软件，学生可以远程联网获取从专业天文望远镜收集到的天文观测数据，并利用这些数据开展相关探究学习活动。

四、优化教学情境，培养探究意识

在鲁教版地理教材中，每个单元活动都设置了大量实验操作类探究学习活动。由于地理学科的特殊性，很多地理现象、地理规律的影响因素复杂多样，通过动手实验操作进行探究比较困难，大部分难以真切地反映地理原理，或者需要长时间的探究才能得出结论。这在目前的高中地理教学中是不现实的，如果将这些地理实验操作设计为基于3S技术的探究式学习活动形式，利用相关3S软件开发模拟出各种虚拟地理事物和实验操作平台，学生就可以运用软件依据实际需要对各种虚拟地物进行地理现象的探究操作模拟，从而更加直观地理解地理现象、地理规律的复杂性。

突出学科魅力优化化学教学第4篇

科学是社会发展的动力和结晶, 它本身就是美。化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学。化学可以让你感知绚丽多姿的物质世界的微观景象, 解释、利用物质的千变万化。化学可以让你从本质上认识自然界上所有的物质, 进而实现为你所用, 用得更方便有效, 甚至可以变废为宝, 创造出自然界本来就没有的新的东西, 真正成为物质的主人。如此的化学美, 只要教师展现得法, 学生自然追求。化学教师应满腔热情地带领学生进入化学世界, 运用教学规律, 想方设法让学生在化学的氛围下陶冶情操、激发兴趣、催其奋进、自主求真。

一、尽可能从身边的化学讲起

现实生活中, 化学现象、化学原理比比皆是, 其表象为学生所熟悉。教师讲到时, 学生自然产生联想, 且倍感亲切, 是自己身边的事物, 学习动力自发加强。例如, 《一氧化碳》一节, 现行课本叙述顺序是一氧化碳的性质、毒性、对空气的污染, 若教学设计把顺序颠倒过来, 课堂学习气氛将会较浓。一开始, 教师就讲:吸烟有害健康, 原因之一是烟气中含有一氧化碳……如此引出课题, 学生的注意力一下子就被吸引, 学习思维即被激活。同理, 某些化学概念原理的教学也可从身边的事物讲起。例如, 可由扑灭山火引出“燃烧条件”;由自来水的生产引出“混合物的分离”, 由安全用电引出“溶液的导电性”, 由“水土不服”引出“水的硬度”, 由自行车的保养引出“金属的腐蚀与防护”。总之, 从身边的化学讲起, 拉近了化学知识与学生原有的感性认识的距离, 较好地消除化学神秘感, 强化学习主动性, 顺应由表及里、由感性到理性的认知规律, 从而降低了学习难度, 提高学习质量。

二、尽可能加强实验教学

化学是一门以实验为基础的学科, 实验教学可激发兴趣, 有利于形成概念, 还能培养各种能力和科学精神。对《教学大纲》指出的学科特点和实验教学功能, 化学教师不应停留在口头上的认识, 而要以实际行动来体现, 想方设法加强实验教学, 给机会让学生多感受化学美, 在丰富多彩的实验中喜欢化学课, 认识和掌握化学。

(一) 演示实验要抓实效

演示实验是化学课堂教学中的重要一环, 除在教学设计中使之恰到好处外, 还要做好充分的准备, 尽量做到演示成功、操作规范、现象明显。“电镀”实验的成功与否, 与所用的电镀液浓度、电流强度、温度、镀层表面积均等有关系, 课前需经多次试验, 筛选出最佳条件。氢硫酸易被空气中的氧氧化, 展示硫化氢水溶液最好备两瓶, 既有混浊的 (部分被氧化) 又有澄清的, 以便展示得更明确。氯化亚铁溶液亦易被氧化变质, 一般应课前新制, 并加铁加酸抑制变质, 否则, 与碱反应得不到该得到的白色絮状沉淀物。演示实验切忌使用过于小型号的器具, 必要时可借助电教屏幕放大展示, 以确保全体学生看得清。为确保演示规范、顺利, 化学教师平时要练好实验基本功。

(二) 学生实验要组织好

当前造成重讲授、轻实验不良倾向的主要原因往往是怕实验室纪律管不好, 怕出安全事故。我们不应“斩脚趾, 避沙虫”。学生实验是充分体现学生为主体的教学活动, 但不应离开教师的主导作用, 关键是做好教学组织管理工作。实验前要预告, 学生对实验内容要有预习, 实验前对操作程序及可能的现象做到心中有数, 切忌边看书边做实验以致于手忙脚乱。要制定实验室守则, 规范学生行为, 抓好第一堂实验课, 逐步培养良好的上实验课的行为习惯。学生实验过程中, 教师要来回巡视, 做好督促检查工作, 善意纠正不良行为。教师自己对实验内容要相当熟悉, 能随时为学生答疑解难, 能预见可能发生的事, 防患于未然, 一旦出现事故, 能镇静自若, 妥善处理。

(三) 充分利用实验室的教学功能

实验教学渗透着创新精神和动手能力的培养, 实验教学怎样加强也不为过, 这是化学学科特点及当今人才培养视角所决定的。应尽可能多安排到实验室上有实验的课, 这样容易营造化学教学最佳情境。在保证安全的前提下, 某些教师演示实验可改为学生实验, 学生亲自动手, 近距离观察, 教学效果更好。例如, 不同条件下的铁钉生锈实验;悬浊液、乳浊液、溶液的对比实验;冷却热饱和溶液析出晶体的实验:多个酸、碱、盐的性质实验等均可改为学生实验。也可补充一些实验, 如一定体积的水和酒精混合后总体积小于原两体积之和实验。还可通过学生自己动手做实验来探究解答习题有关的问题。此外, 实验室应成为学生课外化学兴趣小组活动的一个基地, 可在一定限度下开放实验室, 让实验室成为培养化学拔尖人才的场所。

三、不断改善化学教学技艺

任何学科均有自身的魅力, 要把这一魅力化为学生学习动力, 还要靠教师针对学科特点采取适当的教学技艺, 以教师的教学魅力来体现学科的学习魅力。经实验探索, 如下几方面可作为当今中学化学教师改善教学技艺、提高教学水平的努力方向。

(一) 语言力求形象化

化学的研究对象是物质, 重点是物质的结构、性质及相互转化规律, 形象化的教学语言可使物质特征跃然显露, 学生获取的学习信息将会更生动。例如, 不妨把具有还原性的物质 (如氢气、一氧化碳等) 比喻为古代某风流才子, 喜欢夺人之妻 (某些氧化物中的氧) ;把金刚石与木炭不妨比作美女与丑汉, 它们均为碳单质, 性能差异极大的内在因素是构成微粒的空间排列不同;在溶液的除杂提纯教学中, 不妨使用“要防止前门驱虎, 后门进狼”词语表达除杂提纯操作中“要防止引入新的杂质离子”。

(二) 微粒设法直观化

物质的微粒结构是学化学的难点之一, 难在难以感知, 为了降低学习难度, 教师可帮助学生化抽象为直观。在物质的晶体结构、化学键、有机物分子结构的教学中, 球棍模型教具正是发挥着这样的作用, 应充分利用。在讲述“分子间有一定的间隔”时, 不妨设问, “一卡车石与一卡车沙混在一起, 再装车, 还有没有两卡车沙石”。在《质量守恒定律》的教学中, “白磷燃烧前后质量的测定”演示实验后, 再投影如下一幅图, 教师讲授用时不需多, 学生就很容易从微观角度认知质量守恒定律之所以然。

(三) 练习题注重社会化

化学与社会本来就互相联系, 互为促进, 在化学教学过程中, 若设法让学生的情感与思维并行于关心社会、学习化学之间, 那么化学学科的魅力将更显然。讲授要理论联系实际, 编题训练也应注重联系现实社会的事例。现今考题正反映这一趋势, 本文不必赘述题例。

学科优化第5篇

优化物理课堂结构提升学科核心素养

芜湖县陶辛中学

杨文敬

为期一周的北师大物理骨干教师高级研修已经结束。期间数场的头脑风暴让我们记忆犹新、获益匪浅：不仅聆听到当下最流行的物理核心素养之理念，更深刻领悟到实验教学在物理教学中的地位之精髓；不仅体味到现代信息技术在物理教学中的有效运用之魅力，更认同物理教师开展教学研究对自身素质提升之理论。虽是不能对所有言论和理念概况承受，但研修的两个主题却是雁过留声、根植于胸、萦绕于怀，这便是以彭梦华老师为首席的实验教学演示（包括鲍建中老师）和郭玉英教授的理念讲解（包括梁学军老师），而这两者所呈内容恰恰交相辉映，相辅相成，正所谓“落霞与孤鹜齐飞，秋水共山天一色。”

从教于北师大二附中的彭梦华老师在三十多年教学中不断改革创新，不断总结经验，在物理课堂教学、计算机辅助教学、物理实验教学、学生课外活动、尖子学生培养、物理高考和培养青年教师等方面成绩斐然。细研他的教学轨迹和成就，这一切源自于他对物理教学的真诚热爱和苦心钻研，源自于他对教学设计精心布局，也源自于他对业务的娴熟与干练。思忖他的成功，我觉得实验教学便是他育人的真谛和成功的基石了。他把物理教学演绎到至高的境地，也给我们带来了诸多的思考和启迪。

启迪一：物理教学要一以贯之的渗透实验教学

彭梦华老师开篇的诫语便是“我们有的物理老师课堂教学方式着力于听、讲、背、做（题），教师不敢做、不愿做、不能做实验，哪怕是简单的演示实验。”他的话绝非妄言，我们也感同身受。正如鲍建中老师所言“走捷径有可能登顶，但失去的是孩子成长最重要和关键的东西！这些关键包含以观察、猜想、质疑、推理、创造等等要素在内的科学素养；包括交流与合作、责任与义务等等在内的情感素养；以及自我管理、道德与品质、法律与规则等等在内的道德素养。”简言之，缺少实验的物理教学是苍白的、贫瘠的、有标无根的。

彭老师的讲座和演示无疑给了我们当头棒喝，无疑是醍醐灌顶。作为物理老师，我们首先要认清物理教学最起码的立足点是什么？理解实验教学对高效课堂建构的意义是什么？懂得真正能启动学生思维的核心措施在哪儿？这里首先谈的是意识，也就是物理老师要有起码的实验意识，这样才能开启学生想象的空间，才能开启成功的大门。彭梦华老师的言谈中很少有华丽的辞藻，炫丽的理念，他拥有的是堆积成山的实验器材以及用其搭建和铺设起来的成功之路。

子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。这种对学习“知之”、“好之”、“乐之”的三种境界的高度概括，在彭梦华老师的教育思想中体现地淋漓尽致。由此可鉴，我们普通的物理教师要想越过高原期，建立高效课堂，必须从“知之”的地步演化成“好之”再进化成“乐之”的境界，演绎实验、创造实验、享受实验，应--------北师大物理骨干教师高级研修心得

是我们教学生涯的主轴，唯此方能摆脱陈旧教学方式的桎梏，使课堂有效高效、生机盎然。实践证明，物理教学的名家们都是得益于此，中国是这样，国外也是这样；基础教育是这样，高等教育应该也是这样。

启迪二：实验能力的提升不是天生的、而是逐步累积的

让彭梦华老师津津乐道的是他的物理实验室摆满了自制的实验器材，多达几百种，这里印证了他成长的足迹。我想彭梦华老师不是天生就热衷于自制教具的，这些精美教具也不会是一蹴而就的，应该是他在教学中不断感悟、不断提炼、不断探究逐步完成的，是在体味到成功的快乐后享受制作过程逐步积累的。这种积累本身就是业务的逐步练达而成，它考验了教师的耐心和韧性，它是作者对事业执着与挚爱的写照。我更想说明的是，老师的不断积累也必然造就学生科学探究能力的不断提高。试想，当彭老师完成一件得意之作向学生展示或者和学生一起探究时，那种共享之乐怎能不打开学生的思维想象之门？怎能不会让学生科学探究之兴趣有极大的提升？

彭老师在演示变压器原理时随手抓起一把日光灯置于其间，顿时满屋光彩、绚丽多姿，这种转换法所产生的视觉冲击无疑是对疑难最优的诠释。但我想，这应该是彭老师数次类似实验积累，水到渠成的结果。积累是个好习惯，它使我们知识不断完善、技能不断娴熟、情感不断升华。

我们在教学实际中往往应付了事，懒得动手，即便是动手了也是浅尝辄止，谈不上创造性的制作教具了，更遑论系列化、系统化地与学生共享实验教学的乐趣了。我们可能做不到彭老师那样的巧夺天工和韧性持久，但是，倘若我们能和学生一起从基本的实验做起，不折不扣甚至超值超量的完成各种已有的实验，让实验成为学生物理学习的重要部分，让学生对基本的实验操作技能了然于胸，也就不会在理化实验操作考试时蜻蜓点水、手忙脚乱了；也就不会遇到题目稍难时就手足无措、茫然无知了。

启迪三：难以阐述的物理概念突破捷径还是实验

针对一些抽象概念的讲解，我们往往大费周章、磨破嘴皮，直落得“你不说我还算明白，你越讲我越糊涂”的尴尬境遇。彭梦华老师的实践告诉我们：必要时惜字如金！当然，这里要有相当的自信和担当。这个自信源于对问题的深度剖析；源于对知识的广泛链接，源于实验辅助手段的绝妙破解。彭梦华老师举了一例：利用伽利略理想斜面实验来破解加速度和力的关系，不仅让牛顿第一定律的实验演示水到渠成，更生动直观的演绎了难以理解的加速度问题，不仅起到一石二鸟之效，更是通过实验达到举重若轻，四两拨千金之奇。他的“小孔成像”“弯曲的光线”“自制电路板”“神奇的乐器”等等宝贝不胜枚举，各种妙趣无不匠心独运，堪称神来之笔。

当我们口沫横飞、天花乱坠的大讲特讲时，我们能否思考思考用什么方法来为自己的低效忙碌而解套？答案不言而喻。当我们疲于应对阿基米德原理或者比热容概念时，能否像鲍建中老师指导的那样：首先从趣味实验开始来激发学生学习兴趣、启发学生思维；进而设计探究实验来完善实验功能以期延伸学生的思维；进一步用科学方--------北师大物理骨干教师高级研修心得

法多方案设计创新实验来拓展学生思维。这种螺旋式上升的教学方式不仅富赡了教师的功力和素养，也必然带来学生思维的突飞猛进和成绩的真正提升。

当我们解释声光电磁力各种现象时，只要我们稍微留意，就能发现自己周围充满了器材和道具，信手拈来，稍加思考，稍加改进便能画龙点睛，问题便能迎刃而解，何乐而不为？

启迪四：实验教学加强了学生对老师的认同感

周光召说过：“科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而是应当慎重选择一些重要的科学观念，用恰当、生动的方法，帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解。是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。”

什么是恰当、生动的方法？很显然，不是口若悬河的讲、机械重复的做（题）、枯燥无味的背，而是尽可能设置趣味甚至魔幻的情景，尽可能创设探究性实验，尽可能让学生自主模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新。这样序列化的经久磨练将帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解，将让其终身受益。

物理实验和魔术到底有多大区别？其实魔术大部分基于的是物理原理，和我们常规实验的区别只是它更隐蔽、更虚幻。绝大部分的中学生对魔术有天然的好奇和兴趣，他们会不自觉的要求参与解释未知现象和谜团，这种参与和共享赋予他们极大的快乐和思维拓展。这样的教学才有生命力，这样的老师才被学生真正认同，因为你把他们的兴趣转化成动能，教给了他们真正的核心素养。

毋庸置疑，把物理当作纯记忆型课教的老师很难受到学生欢迎，很难得到学生认同，因为这样的教学缺乏生命力，脱离生活实践。物理的核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，这些无不建立在质疑、猜想、观察、验证、探究等科学实验基础之上的，没有实验支撑的教学无疑是空中楼阁，镜花水月。那种纯粹靠记忆、靠题海而突出的学生终究无法体会到科学探究的真谛和乐趣，即便成绩优秀也不会对你真心佩服、感恩戴德。我们可以说，老师的实验意识、实验能力越强，越能获得学生的认同，这是正相关的命题。

综上所述，优化物理课堂结构的突破口是优化实验教学，把握了实验教学就是把握了物理教学的命脉，彭梦华老师就是最佳的印证。彭老师给我们的启迪远非上述四点，比如他的教学方法更能让学生对知识和方法形成内化，更能让学生去质疑创新，更能培养学生的批判性思维能力、交流和合作能力等综合能力，更能兑现物理核心素养···不一而足。

彭老师之所以蜚声中外，深得同行敬仰，深受学生喜爱，绝非能说会道之功，而是实实在在的科学探究之法。由此我不免感慨：“为师当似彭公矣！”

优化课堂教学培养学科情感第6篇

一、课前准备充分

备课是教学工作的基础,备好课是上好课的先决条件。课前准备首先就是备课环节,应提前一周准备,在结合教材内容的同时,还可以阅读与教学内容有关的参考资料,同时根据当今社会园林经济管理发展趋势,搜集有价值的信息、资料不断修改、补充,努力完善自己的教案。

1.教学内容的分析

首先教师要合理分配课的容量,正确分析本节课的内容在全章,甚至全书里的地位,以及和其他相关知识的联系,这样在讲解的时候自然而然可以做到详略得当、前后融会贯通。也有利于培养学生的全局观念,在以后的综合练习中也可以有效地整合知识。

2.教学目标的确立

目标的确立要准确和恰当,立足于本节课内容,立足于学生的接受能力,立足于教学的环境和条件。按照区别化教学的原则,从低到高分为基本目标、提高目标、能力目标和情感目标等等,对不同层次的学生确定不同的目标,因材施教。

3.教学重点难点的划分

结合教学大纲的要求和学科的特性,在教学的过程中突出重点和难点,有利于教师对课堂时间的分配,有利于学生将有限的精力用在刀刃上,有利于提高整堂课的学习效率。

4.教学方法的采用

课程有预习、新授、复习、矫正之分,不同的课应有不同的侧重点,这就要求教师根据课程的性质采用适宜的教学方法。预习课可以采取小组交流的方式,提高预习效果;新授课精讲,用分析讲解法;复习课提纲挈领,用归纳总结法;矫正课,用测试小结法、课堂提问法等等,这样才能达到不同的教学目的。同时还要注意发挥教学工具的辅助作用,新颖的多媒体教学情境可以激发学生的学习兴趣,充分调动学生学习的自觉性和主动性,有利于学生注意力的集中。

5.教学过程的逐步推进

在复习了上节课的内容之后导入本节课,开始正式的教学活动,在备课时要注意不仅要将书本的知识囊括在内,还要注意知识的前后整合调理。课堂中要及时做好总结工作,用练习的形式巩固课堂内容,布置当堂作业和课后作业。

二、课堂组织精制

教师在课堂上按照自己备课的内容进行逐步的讲解,这是教学的中心环节和重点。

1.精心创设教学情境,激发学生思维的积极性

大教育家夸美纽斯说过:“兴趣是创造一个积极和光明的教学环境的主要途径之一”。优化课堂教学,必须改变过去那种灌输式的、呆板的、缺乏课堂生气的授课方式,激发学生质疑问难的兴趣,创设积极思维的课堂气氛。常言道:施教之功,贵在引导,重在点拔,妙在开窍。素质教育的核心是“学会学习”,而不是接受知识。因此,课堂教学中应实现“民主化”教学,发挥教师主导作用的前提下,充分发挥学生的自主性,改变传统的教学方法,变“教师中心、教材中心、课堂中心”为“学生中心”,引导学生自主学习,使学习成为学生的内在需要,促使学生去主动探索,实现“要我学”到“我要学”的转变。在学生自主学习的过程中,教师给学生创设协作化的学习环境,及时了解学生的学习情况、进度,以指导者的身份对个别学生的问题进行单独交流、指导;对大多数学生的共性问题,组织学生小组讨论,通过学生的集体讨论以及教师的从旁指导来共同解决问题。这样,学生不但从自己的独立思考中获得知识,还从其他学生的观点中获取知识,使学生在学习过程中处于积极主动的主体地位,从而充分发挥学生学习的主动性和创造性,使学生自主地获取知识。

基于此,笔者在“企业人力资源开发与管理”章节的讲解中,就让学生利用所学过的经营战略环境分析SWOT法,对自身的优势和劣势进行综合分析,然后在课堂上进行模拟企业招聘的角色扮演。这样学生在编排的过程中,自然就会根据自己所学过的知识,理论联系实际,分析园林企业的特点、设定企业所需的人员类型,灵活运用人员沟通和团队协作技巧等等,在具体的演示中加强了对学科内容的充分理解。不仅可以传授知识、培养情趣,启迪智慧,还可以锻炼学生分析解决问题的能力,促进个性发展。

2.引导学生自觉学习,营造独立自主的学习环境

在课堂教学中,教师不仅仅是知识的传播者和灌输者,还应是学生自主学习的帮助者、促进者。在教学过程中应利用各种教学方法和教具,为学习者提供内容丰富、信息量大、具有交互功能的学习资源。虽然提问是一种较好的引导法,但要避免出现“满堂问”的现象,如果无论什么问题都提问,这样学生会对师生间频繁简单的问答感到单调、厌倦,被提问的就会应付了事。教师要组织好课堂提问和课堂讨论,将全班学生的注意力引导向同学的回答,尽可能把师生之间的问答变成同学之间讨论。

笔者在案例分析教学中,就积极采用头脑风暴法,一个学生的回答错了,不直接说出答案,而是让别的同学来做出判断,引导学生思考问题,找出解决方法。笔者认为只有教师重视学生的一件,学生才能说出自己与众不同的看法。即便学生的想法与教师原来想的不一样,也要积极给予鼓励,这样才能把知识点越辩越明,才能培养学生自我学习的意识。这比简单的传授书本知识、更令他们更信服。

3.合理运用教学语言,培养学生的学科情感

在教学中如何运用教学语言更是一门艺术。语言是教育的媒介,是老师向学生传播知识最重要工具。教师语言表达的优劣,会直接影响课堂气氛,乃至影响学生的学习兴趣。所以,教师在教学过程中,不仅要使语言合乎规范,还要讲究艺术性。教学中,笔者努力追求语言鲜明、生动、优美。导入新课时,以自然流畅、凝练生动、引人入胜的语言激发学生的兴趣;在传授文化知识时,以科学准确、言简意赅的语言诱发学生的求知欲望。如:在讲解“效用”定义前,用通俗易懂、幽默诙谐的寓言开场,总结“供求定理”时,用生动形象的历史故事“白圭的逆潮流”结束,以此来帮助学生领会经济学基本原理。总之,教师在采用现代化的教学手段的同时,如果能较好把握好教学语言,就可以进一步激发学生的学习热情,在教学中就能收到事半功倍的效果。

4.实现区别化教学,培养学生合作互助的学习氛围

随着中考招生制度的改革,初三学生实行提前分流制度,我校学生大部分是提前招生进来的,这部分学生入校时起点相对较低,文化基础薄弱,两极分化严重,给教学带来一定的困难。作为教师必须明白,学生之间的差异是一种可开发利用的教育资源。在教学中要努力创设一种合作学习的氛围,建立师生之间、学生之间积极互动的关系,使不同层次的学生互相帮助,形成共同学习的气氛,从而实现开发学生资源和学生潜能,最终实现全面提高学生的整体素质的目的。

从《园林企业经营管理》学科内容来看教学内容涉及《经济学》《市场营销学》《管理学》等多门大学课程中的基础理论,是一门跨学科的综合课程。教师在教学中可采用新型的职业导向教学法,设计和制作适当的项目任务,让学生在计划实施过程中达到学习的目标。笔者曾尝试在“园林企业营销管理”这章教学中,以六至八人为一学习小组,优、中、弱学生都有,选最好的为组长,然后下达任务书为xxx花店拟定市场营销计划,要求学生分工合作完成对目标市场、目标顾客的调查分析,提供相应的商品、价格、促销手段,最后要求各组以电子文档的形式展示工作成果,在教师的引导下完成自我评价、同学评价。整个过程以学生动手为主,让不同层次的学生都能发挥自身的优势。

三、提高教师素养

教师是课堂教学的组织者,要发挥学生的自主性必须要教师正确的引导,因此,提高教师素养至关重要。

1.从细节入手,注意师容师表

在学生心目中,教师是他们崇拜的对象、学习的榜样,学生会不自觉的模仿教师言行举止。这样在潜移默化中,有些学生就从教师的品行中形成了自己的品德;从教师的威望中提高了自己的素质;从教师的言行中发展了个性潜能。因此,教师要在日常的细节中就注意自身的道德修养,完善自身形象,严于律己,言行一致,表里如一,只有这样才能影响和感染学生。

2.真诚对待学生,树立正确的职业理念

树立正确的师生观,是教育好学生的前提,它不仅能提高教育质量,还能影响学生的身心健康。我们在强调“顾客意识”的时候,必须体现出对每一个学生的尊重,允许学生在学习中犯错。教师应以爱育人、以情动人,对学生循循善诱,引导他们纠正错误。无私的爱可以让学生感到温暖,消除隔阂和释放压抑,才能为充分发挥其内在潜能创设良好的心理环境。

3.加强学习,不断完善自身

在科学技术发展日新月异的今天,教师必须与时俱进,注意自身的知识更新。要培养适应社会需要的复合型人才,教师必须具有创新意识和创新能力。社会的发展和教育的革新对当代教师提出了更高的要求,过去我们传统的教育科学知识(教育一般理念和教学法)已无法适应当今教育的潮流,因此,当代教师要不断加强各方面的学习,用教育教学活动的新趋势来改造传统的教育观念,树立新的教育理念,形成正确的教育观、学生观、人才观。

教师是教学过程的设计者、组织者。良好积极的课堂氛围的创设,不仅需要教师从多方面加以考虑,综合运用多种手段,而且更需要教师的悟性、创造性劳动的积累。相信只要为师者认真研究、大胆创新,有目的、有计划地培养和激发学生的学科兴趣,充分调动学生的积极性和创造性,就一定会获得令人满意的教学效果。

学科优化第7篇

为了更好地了解我们的研究对学生产生什么样的影响,课题组定期开展对各年级学生作业态度、兴趣、质量的调查研究。结果显示,学生在教学中欠缺主体性、独立性和创造性,对学习缺乏兴趣,部分学生在学习上还有严重的畏难情绪。呈现出作业质量不高,甚至不做作业的尴尬局面。通过调查归因,找准切入口:

优化作业内容和作业形式上,减轻学生过重的作业负担。提高学生的作业兴趣。主要做法:

一、改变作业形式,呈现多样性

“兴趣是最好的老师”,它能激发求知的欲望,促进思维的活跃,保持学习的持久,激活肢体的状态。而形式可以激发兴趣,形式又可以改变态度。根据教学内容的特点与要求,变换作业形式,听、说、读、写、做、玩、观等富有创造性的作业让学生总保持新鲜感,变被动为主动,改变以往单调乏味的抄抄写写、读读背背、做做练练等以书面作业为的现象,老师们根据学科特点及学生的心理特征,更多地引入口头作业、体验性作业,操作性作业,赋予作业丰富、积极的变化,以喜闻乐见的形式提高学生的作业兴趣,寓知识的掌握和技能的训练于多样的练习之中。

以语文作业为例 , 画 ( 文中美景)、演(课本剧)、制(学具)、赏(美文)、创(想象写话)。一年级:期初为让孩子们尽快记住同学名字,老师让学生自己制作名字卡片。课间孩子会拿卡片到处请同学读记。收集标签、购物袋、剪贴生活中的字,增加识字量。二年级:图文写话、听力作业等;中年级写观察记录,成立童话、故事小组,收集、汇报故事、童话。高年级的“每天新闻三分钟”等形式。竞赛性的,赛诗会、速读会、语文智力有奖游艺会、成语接龙、对对联等。数学则写(数学日记)用文学的方式解读数学,增强了学习的趣味性,提高了学习数学的兴趣。画(几何图形)、拼(学具)……学习年、月、日,布置制作各式年历。

在英语学科我们积极地开发新的学习资源,使作业设计形式多元化。我们的做法是:

1.找一找,记一记——多渠道储蓄英语知识

2.听一听,录一录——英语作业新视听

3.画一画、编一编-----创办英语手抄报

4.试一试,我能行———我的作业我做主

创设校园英语学习氛围——“小天地”校刊版块,在我们学校的《小天地》校刊有一块名为"英语小天地"的版块。“英语天地”共分为五个版块:1.经典阅读;2.英博士英语课堂;3.家长论坛;4.学生习作;5.课外延伸。

让学生动口动手,实践操作。多种感官综合参与,乐意自觉地完成生动活泼、精彩纷呈的作业,从而提高作业质量。同时,根据作业的难易程度和实际需要,有的学生自己独立完成,有的同学合作完成,有的还邀请家长、老师、能给予帮助的人来共同完成,培养团结协作意识。多元作业形式,促进学生的自主发展。

二、改革作业内容,体现开放性

在设计作业内容时,我们依据课标,立足课本,着眼课外,放眼社会。首先,与教学内容相联系,紧扣教材,挖掘文本。在三维目标的引领下,以教材中出现的知识点、能力点、训练点、德育点为出发点,以课堂教学为轴心,精心设计常规性作业、体验性作业、实践性作业、自主性作业、综合性作业;其次,积极拓展延伸,打破学科界限,消除课程壁垒,淡化知识分割,与学生生活、社会生活接轨。让学生听广播、看电视、上因特网,利用现代视听手段拓展学生学习的渠道。博闻广记,融入丰富多彩的生活之中,到广阔的社会大舞台去展示自己,锻炼自我。通过调查、观察、实践等,使作业由单一的知识巩固、技能训练向实践应用转变,保持一种新鲜感。增加作业的广度和深度,以此提高完成作业的效度。语文(中高年级:研究性作业、调查报告、信息收集处理)

三、改进作业要求,突出分层性

人生天地间,各自有禀赋。学生在智力水平、兴趣爱好、学习能力等方面的个体差异是客观存在的。在设计作业时,教师充分考虑到好、中、差三种不同程度的学生。让不同能力的学生做不同层次的作业。使每个学生通过努力都能达到要求,为每一个学生提供练习,提高,发展的平台,力求让每个学生在适合自己的作业中体会学习的乐趣,体验成功地快乐,更有效完成作业。我们也尝试按目标分层,各得其所,张扬个性;按特长分层,各尽所能,乐在其中;按需求分层,关注差异,培养信心。如设计多梯级的“超市型”分层作业,让学生根据自己的需要和能力自主选择作业的数量、内容,使作业既有统一要求,又能兼顾到不同类型的学生,摘到属于他们的“果实”,求同存异,促进学生差异发展。

以语文为例在分层作业的实践中,作业来源主要有三种:一是选择布置课后练习题。二是配套的练习册。三是自编练习题。题目的难易度、灵活性较大,有利于学生的举一反三和方法的综合运用,有助于培养思维的广阔性和深刻性。

基于多学科的活塞优化设计方法第8篇

关键词：活塞,多学科优化设计,耦合作用,正交试验设计

0 引言

活塞是汽车发动机的关键零部件之一,它在

很高的热负荷和机械负荷下高速运动,其工作情况直接关系到发动机的可靠性、耐久性和排放性能。目前普遍采用的是单独对热应力或机械应力进行分析的方法,分别掌握其应力和变形情况,进而完成优化和设计。这种方法没有考虑到各因素的耦合作用所产生的影响,无法精确模拟和计算活塞在工作状态下的应力及变形,只能对设计过程提供一定的参考作用。

多学科优化设计(multidisciplinary design optimization,MDO)是一种具有广义特点的设计方法学,该方法利用局部之间的相互作用,以尽可能高的效率求得尽可能优的设计方案或尽可能好的整体解,可以缩短设计周期,节约成本[1]。其设计思想与活塞的设计要求是吻合的。

本文运用多学科优化设计理论,依据静力学、热力学、弹塑性理论和有限元方法计算活塞在静止状态时受热负荷和机械负荷共同作用下的应力值;提出了基于正交试验设计的优化搜索策略,对活塞的质量进行优化,并分析了相关设计变量对活塞机械应力、耦合应力、温度场的影响程度。

1 活塞的应力场分析

1.1 活塞的静力场分析

本文采用Solidworks三维造型软件建模,然后将三维模型导入有限元分析软件PATRAN中。网格划分时,将活塞销座内侧与活塞销接触部位的网格划分较密,活塞其他非接触面采用软件自适应生成网格,共有节点数11 643,单元数49 067。活塞的主要参数及材料特性有:材料为ZL109;弹性模量为7100MPa;泊松比为0.3;密度为2700kg/m3;线膨胀系数为2.1×105K-1;最大拉压强度为250MPa。

机械载荷作用下的边界条件为力边界条件,本文只考虑活塞在静止时所受机械负荷与热负荷的影响,故忽略其所受的往复惯性力和侧压力,只考虑最大燃气压力(p=6.85MPa),沿用当前通用的方式[2,3,4]添加力边界条件。活塞在机械载荷下的应力云图如图1所示。

由图1可见,活塞的最大应力值为175MPa,满足强度要求,最大应力发生在活塞销座内侧上缘,与设计手册所述一致,也是实际中销座容易开裂的地方。活塞大部分的应力值在20MPa以下,连接活塞销座和活塞顶部的加强筋处的应力值在40~60MPa之间。

1.2 活塞的温度场分析[5]

活塞的温度场分布云图如图2所示。由图2可以看出,整个活塞温度分布很不均匀,沿轴向从上到下温度由高到低;最高温度值为286℃,其值出现在活塞顶部的中心处;最低温度值为107℃,其值出现在活塞裙部的底部;温差达到179℃;第一环槽最高温度为238℃,没有超过活塞用高温润滑油的结胶温度250℃,满足设计的温度要求,不会造成润滑油结胶和结碳。

1.3 活塞的机械、热应力耦合分析

在PATRAN软件中,Marc求解器可以直接求解耦合因素,本文采用Marc求解器,它的前处理步骤与单独进行热分析和机械分析的步骤类似,边界条件和约束的设置与单独的机械载荷作用时的约束一样。活塞在机械负荷和热负荷共同作用下的耦合应力分布如图3所示。

由图3可以看出,活塞在机械负荷和热负荷共同作用下的结果与活塞的机械应力分析结果基本一致,最大耦合应力值是179MPa,出现在活塞销座与销接触面上的销孔上方销座内侧。在该区域活塞主要还是机械负荷作用比较明显,燃气爆发压力是造成这一部分应力值大的主要因素。

2 活塞的多学科优化分析

2.1 正交表安排试验及试验结果

本次优化采用正交试验设计的优化搜索方法,选取火力岸高度h、顶部厚度δ和销座间距B作为设计变量进行优化。采用L9(34)正交表来安排试验,根据活塞几何尺寸设计的统计经验设定各因素的3个水平值,重复本文第二部分的计算步骤,获得9个仿真试验结果。试验的安排及试验结果见表1。

虽然活塞几何尺寸有改动,但9次试验中活塞有限元模型网格划分结果变化很小,节点的最大误差为1.6%,单元数的最大误差为2.8%,模型仿真的精度是可取的。

由表1看出,9次试验的计算结果都满足活塞设计的强度和温度要求;活塞在机械负荷和热负荷的耦合作用中以机械负荷(燃气爆发压力)为主;静止状态下活塞所处的温度场变化范围很小;第9号试验优化后的质量最小,为272g。

2.2 试验因素影响分析

根据活塞所受耦合应力的试验结果,算出各因素的极差值,并构造F统计量,生成方差分析表(表2),对因素效应的显著性作检验。

由表2看出,根据极差值和F比值看出火力岸高度对活塞所受耦合应力的影响程度最大,从趋势图可以得出顶部厚度δ越薄越好,销座间距B越小越好,火力岸高度h则应该适中。

根据同样的方法,我们得到三个因素对活塞所受机械应力的影响与活塞受耦合应力的影响趋势和影响程度是基本一致的。三个因素对活塞温度的影响都不大。

2.3 优化结果分析

第9号试验优化后质量减少了4.6%,即13g,优化效果明显。优化结果也符合三个因素对活塞耦合应力的影响趋势。但是,9号方案只是仿真试验的最优方案。可以通过缩小搜索范围进一步求取理论上的极值。

3 结论

(1)通过计算和分析结果表明,活塞所承受的机械负荷和热负荷的耦合作用中以机械负荷为主;最大耦合应力位于活塞销孔上方内侧,验证了实际中活塞容易在此部位开裂。

(2)火力岸高度对活塞所受机械应力的影响程度最大;火力岸高度、顶部厚度和销座间距三个因素对活塞所受耦合应力的影响与活塞单独承受机械应力的影响趋势和影响程度是基本一致的;三个因素对活塞温度的影响都不大。

(3)优化效果明显,且符合三个因素对活塞机械应力和耦合应力的影响趋势。

参考文献

[1]Vanderplaats G N.Structural Opti mization Statusand Direction[J].Journal of Aircraft,1999,36(1):11-20.

[2]Sobieski J,Jaroslaw T.MDO Can Help Resolve theDesigner’s Dilemma[J].Aerospace America,1991,29(9):32-35,63.

[3]王振国,陈小前,罗文彩.飞行器多学科设计优化理论与应用研究[M].北京:国防工业出版社,2006.

[4]佟景伟,李林安,李鸿琦,等.在温度和机械载荷作用下活塞应力与变形的三维有限元分析[J].内燃机学报,1995,13(2):123-131.

学科优化第9篇

关键词：高三冲刺,历史学科,复习策略

各校往往把从省质检结束到高考这一阶段称为高三迎考的最后冲刺阶段。省质检作为高三复习的一个重要分水岭, 历来备受高三师生、家长的关注, 它在一定程度上被人们誉为“高考前的一次总演习”, 具有检测、诊断、反思等功能, 能帮助师生发现复习中的得与失, 为最后冲刺阶段优化复习, 科学备考提供有力依据。冲刺阶段复习备考工作关系到高考成败全局, 如何科学安排, 优化复习策略至关重要。以下结合自己多年的高三教学实践谈一些认识

一、总结反思, 查缺找漏

每年省质检历史学科检测中, 学生一些题目没处理好, 甚至出现失误的原因很多, 归纳起来主要有:一是基础不实, 概念不清。在选择题中反映出史地空间概念薄弱和历史基本概念、重要史实的记忆理解不很到位, 导致失分。二是信息提炼, 顾此失彼。对信息的识读、分析、归纳、甄别能力较弱, 对深层次隐性信息无法拓展和深化。这在个别难度较大的选择题中反映突出, 如何准确地捕捉材料中的有效信息, 对提高解答非选择题质量十分关键, 说明考生提取有效信息方面能力较弱。三是能力欠缺, 审题不准。学生的辨别比较等能力水平依然低, 主要表现为不理解题意, 答非所问, 抓不到落分点, 答不全, 甚至将题目看错、看漏, 犯一些低级错误。四是应试经验, 不够成熟。

二、优化复习, 立足实效

1. 突出主干, 夯实基础

高考历史试题的基础性、主干性的特点, 决定了复习备考必须高度重视基础知识的掌握。省质检后复习中, 要把主要精力花在“读书”上。紧扣《考试说明》, 依托教材和笔记对重要的历史人物、历史事件、历史概念、历史现象和历史发展的基本脉络等进行认真的梳理、巩固;注意历史知识的主次, 大胆取舍, 把书由“厚”念“薄”, 准确、牢固地掌握历史主干知识, 以干带支, 重在融会贯通。适度注意模块之间的联系, 避免在复习教学中盲目扩展、深化, 更不要搞题海战术。要温故知新, 查缺补漏, 对高三各次大考试卷的错误点和新题型进行归类, 这些错误点正是每个同学历史学科的“软肋”, 务必做到“知其然, 知其所以然”, 避免重蹈覆辙。各类新题型要注意其命题特点, 解题基本思路, 找出解题的一些规律来。

2. 实战训练, 提升能力

突出重视省质检后组织的几次重要考试, 精选新题好题进行针对模拟训练, 安排近三年的高考试卷进行考前适应训练。通过训练力争在答题时间、节奏、顺序的把握上, 做到心里有数;在解题技巧、难怪题的处理上, 做到临危不乱;在答题过程的心理调适、关注细节等方面, 做到科学自然, 不留遗憾。如在审题中, 需要对试题中提供的信息进行概括和综合, 并结合已掌握的知识进行综合判断, 要特别训练对新材料、新情景时间、段落、空间、出处等的准确判别, 培养准确抓住“关键词语”及原因、特点、性质、影响等方面的“限定词”能力, 进行综合分析判断, 提高解题答题的技巧和综合能力。

3. 加强研究, 把准方向

要在老师指导下认真研读、分析2013年高考《历史考试说明》, 明确学科“考试范围”, 其中的“必考内容”就是我们需要牢牢掌握的历史主干知识, 也是高考命题的权威依据;对新增的“必考内容”应予以特别重视, 如选修1《历史上重大改革回眸》增“俄国农奴制改革”一课, 而把“明治维新”予以删减, 这反映出去年以来我国在处理国际关系时的新思路、新政策。“考核目标与要求”中提供的13道例题, 体现了历史学科“获取和解读信息”、“调动和运用知识”、“描述和阐释事物”、“论证和探讨问题”四个能力维度的准确要求。“题型示例”中提供的27道例题, 是我省对近年来全国各地高考优质试题的筛选整合, “参考例题”能权威体现今年试题的各种题型及难度, 具有很强的导向性。可以说, 《考试说明》是我们复习的唯一指针, 务必高度重视。

三、聚焦热点, 有效整合

近年来, 福建省高考历史试题以文明史观为主基调和着眼点, 考查不同文明之间的相互碰撞、交融;重视历史素养的培养与现代公民教育;关注现实问题的历史寻源、历史问题的现实思考;在体现历史时代感与应用价值的同时, 突显人文精神。总体来看, 我省高考历史试题相当“鲜活”, 无论是引用的新材料, 创设的“新情景”, 还是所设问题等不少都体现出历史学科思想性、时代性、地方性、生活性和交叉性的特色, 较好地坚持了试题的教育功能导向。因此, 适当联系当前的时政热点、民生难点、地方特色等问题显得十分重要。2013年应重点关注以下几个方面: (1) 历史问题的现实思考。即对现实与社会影响较大的历史事件、历史现象的思考研究。如对古代商业城镇化发展演变、近代化探索、中国共产党重要会议和重大决策、西方人文主义的发展的研究和西方工业革命的经验教训等。 (2) 现实问题的历史分析。用历史的视角分析社会现象, 看待现实问题, 明确自身的责任。如领土争端问题, 透过中国古代领土版图的变化, 对台湾、澎湖列岛、钓鱼岛等自古以来就是中国领土的分析来理解国家领土完整的神圣性, 中俄关系演变, 19世纪晚期以来日本对华侵略等。 (3) 学科交汇点研究。如环境问题、抗灾防灾问题、城镇化问题、土地问题的研究等。

高校内部学科资源配置优化策略研究第10篇

一、学科资源的内涵

教育资源按照要素的存在形式可以划分为软资源和硬资源。软资源又称无形资源, 主要包括技术资源和管理资源等。硬资源是可以直接使用或开发价值的资源, 又称有形资源[1]。本研究着重对可配置的硬学科资源进行讨论。通过阅读大量相关文献, 以及对国家教育主管部门学科评估以及考核等各类文件的分析, 对影响学科建设的资源因素进行统计, 将学科资源分为三类: (1) 人力资源:学科带头人、学术带头人、学科队伍等; (2) 物力资源:设备仪器、学科平台 (学位点、实验室、研究基地等) ; (3) 财力资源:学科从各级主管部门以及社会上获得的各类资金投入。这也是本研究拟采用的概念。

教育经济学认为, 教育资源配置是在资源数量一定的情况下, 如何将有限的人力、物力和财力在系统内部各组成部分之间或不同子系统之间进行分配, 以期投入的资源得到充分有效的利用, 促进教育持续、协调、健康发展[2]。高校的学科体系由基础学科、主干学科、支撑学科和新兴交叉学科等构成, 它们是互相联系、相互制约又相互促进、相辅相成的学科整体。高校的学科建设, 是以学科点与研究基地建设为依托, 以学术队伍建设为基础和保障, 以科学研究和人才培养, 尤其是研究生培养为重心的系统性工程。从系统科学的角度来看, 资源的齐全程度及其之间的匹配程度, 是决定一个高校有限的资源系统的质量水平及其运行效能的主要因素。因此, 不同学科间的资源配置必须体现系统性, 系统性在一定程度上决定配置后学科资源的运行效能。

二、高校内部学科资源配置存在的主要问题

(一) 人力资源管理配置效率不高, 投入产出比低

师资队伍是学科建设最重要的内容, 也是高校学科资源的难点和重点。尽管目前各高校都投入巨大工作, 但诸多原因造成投入与产出比仍比较低, 配置效率不高。

人事管理制度具有浓厚的计划经济色彩。每个高校均有编制总量调控, 一般由人事处将各学院承担的专业学科建设、本科生与研究生培养以及科研工作进行量化, 按统一标准核定编制, 分配到学院及学科。这种看似公平的做法抹杀了学科类别的差异性, 忽视了学科不同发展阶段的需求, 同时忽略了学科的长远发展需要。

片面追求人才的高层次。目前各高校及学科的竞争十分激烈, 为尽快产出“效益”, 各学校、学科纷纷将有限的编制用于引进教授、有较强科研能力的副教授等高层次人才, 这种有效的“短平快”做法极易导致学术梯队人员结构失衡, 而一个结构合理的学术梯队是关系到学科持续发展的关键问题, 梯队成员的专业、年龄、职称以及学历结构必须根据学科方向发展需要保持合理比例。

(二) 资源开放共享程度不足, 使用率不高

资源配置中的资源产权明晰性, 要求资源必须有明确的产权, 确定资源的所有权、收益权和处分权等[3]。目前普遍存在以学科、实验室等为基本单位, 遵循“为谁购置、由谁管理、供谁使用”的规则, 缺乏校级层面上对资源的合理管制、科学使用和优化共享, 管理模式单一, 共享意识不足, 资源使用过程中“整体性”、“驻留性”和“静态性”特征明显。在实际建设过程中, 往往导致一个学科的设备闲置而另一学科却大量购买同类设备或者求资无门无法开展相应研究。

(三) 内部管理制度尚存缺陷, 影响资源配置的公平性

相对于随学科发展质量与内涵提高而带来的对资源的需求, 目前各高校均不同程度地存在财力资源的供需矛盾。高校在长期发展中由于历史原因、政策导向等, 已形成各学科之间发展的不平衡和拥有的资源的差距。这种不平衡和差距又对新的资源配置带来基础性的重要影响[4]。高校现行配置政策几乎均以各学科现状的综合量化数值为重要指标, 在“马太效应”的作用下, 导致已占有较多资源、获得重要投入的学科又得到重点投入, 而基础本就薄弱的学科得不到相应的公平配置, 差距进一步拉大。另外, 由于高校之间竞争十分激烈, 极易引发决策者偏重短期效益的决策价值观, 使得资源不可避免地向容易快速出成果的学科倾斜, 牺牲配置的公平性。

三、高校内部学科资源配置应坚持的基本原则

(一) 以人为本原则

一流的学科队伍是学科之本, 只有一流的师资, 才有可能有一流的培养质量、高质量的科研成果, 从而争取更多的资源。坚持以人为本的原则, 首先, 要重视人力资源的价值;其次, 要以“人”为核心, 进行学科资源配置。

(二) 效率为主原则

现阶段大多数高校均不同程度地面临资源的短缺性, 这决定了“效率为主”的原则, 即资源配置要有利于发挥资源的使用效益。

(三) 学科可持续发展原则

学科的建设和发展是长期的系统工程, 所以学校在各学科间配置资源时, 应具有长远规划、稳定的配置方向, 注重连续性的资源配置。

(四) 适度均衡原则

高校内部资源配置实际是不同学科利益集团的平衡[5], 但同一高校学科间的关联、交叉甚至渗透, 决定了学科间存在着不完全的竞争关系, 为保障高校学科可持续发展, 需要在强调效益的同时, 适度均衡, 以促进学科之间的和谐, 为学科发展营造良好氛围。

四、高校内部学科资源配置的优化途径

(一) 以规划引领配置, 确保按需投入

学科建设是高校发展的龙头, 学校总体学科发展目标实际上由各学科的子目标有机组成。所以高校需要在明确定位的基础上, 科学制定发展规划, 同时在总体发展目标的框架内, 分层次、分类别做好各学科发展规划。根据不同目标和层次的目标、内容及拥有的总体资源数量, 从阶段性及长期发展需要, 系统理顺学科对资源的不同需求。关键要处理好突出重点与保证学科全面发展的关系。当然, 由于每个高校的定位、学科性质和学科发展特点不一样, 具体的应对性和操作性不一致。一旦确定后, 根据规划严格落实, 确保按需投入到位。

(二) 深化管理体制改革, 提高资源使用效率

首先, 注重学科整合。一方面对现有学科进行全面分析, 确定优势和特色学科;另一方面围绕优势学科和特色学科, 对学科进行优化重组, 通过对学科的调整做到人力资源的充分利用, 注重人员的能岗配置、优化组合及平衡发展。其次, 实行开放式管理, 实现资源共享。对科研设备等配置, 从多个学科的共同需求考虑进行分类配置;对公共性的仪器设备, 全校按统一方向进行配置;单科性的专业设备, 向相近学科进行资源整合, 尽可能实现资源共享[6]。这样每个学科都可以突破自身学科资源的限制, 又可以通过资源开放, 提高自身资源的利用率。当然, 由于资源共享实际上是把资源使用权开放给所有可能的学科, 高校应制定与共享平台相适应的政策法规和管理制度, 明确责、权、利, 从制度上保障资源共享, 通过有效的资源产权利益管理机制去调节和引导, 保证优质资源共享体系可持续地发挥作用。

(三) 以学术为标准, 引入广泛市场竞争

以学术为取向, 是学科生存和发展的基础。让学术优劣在资源配置中发挥基础性作用, 会调动各学科科研的积极性。在这种资源配置方式下, 发展好的学科及学科成员会得到好的回报, 待遇、项目、实验室建设等, 同时利用得到的待遇、项目、实验室建设, 反过来促进学术发展, 形成良性循环。即以“学术产出”作为收益指标, 适当引入市场机制这一基础性工具, 将竞争性贯穿资源配置的全过程, 使得有限的资源通过广泛的竞争, 实现普遍的合理性和有奖惩性[7]。考虑到不同学科规范化、理论化水平的差异及“马太效应”, 在操作过程中不能一蹴而就, 应努力克服影响因素, 提高公平配置程度。例如, 将资源首先分为竞争性资源和非竞争性资源两大类, 在对非竞争性资源按照学科正常运行需要配置后, 在平等竞争的基础上进行竞争性资源的重点配置。同时, 对不同门类的学科, 按照学科所需资源的侧重点, 区别对待。

(四) 强化动态管理, 建立资源绩效评价机制

在公开、平等竞争基础上完成资源配置后, 对资源的使用及产出情况, 必须建立相应评价机制, 根据阶段性评价结果, 适度动态调整, 奖优惩劣。这种动态式管理, 一是有利于促进学科的积极性, 自觉提高资源效率;二是有利于实现资源配置在起点公平的基础上, 达成过程和结果的公平。由于学科建设是一个系统工程, 涉及因素众多, 绩效评价指标比较复杂, 如教育教学类、人才培养类、科学研究类及社会服务类等, 为减少学科不必要的工作量, 或对学科形成不恰当的政绩观或绩效观, 建议基于资源当初的配置需求, 有重点地进行专项考核。

摘要：从制度上统筹优化校内资源, 在学科间进行合理配置, 以充分发挥资源效能, 实现教育目标是高校管理的重要职责。本文从提升学科资源配置效率的角度, 对目前高校内部学科资源配置的现状与存在的问题进行分析, 提出优化学科资源配置模式的主要策略。

关键词：学科资源,配置,高校,策略

参考文献

[1]赵中利, 韩艳.高校学科资源整合与核心竞争力的提升[J].中国高教研究, 2008, (10) .

[2]王伟清.论基于需求的教育资源配置系统观[J].教育与经济, 2010, (1) .

[3][4]胡卓君.教育公平与大学内部物质资源配置的策略选择[J].高校后勤研究, 2009, (1) .

[5][6]刘爱东.理性把握高校内部资源配置的价值和效率取向[J].黑龙江高教研究, 2008, (5) .

信息技术在优化学科教学的作用第11篇

【摘要】目前,教育现代化、信息化已成趋势,本文作者在多媒体课件的制作与教学过程中,进行了有效的整合探索,本文从教学结构、教学环境、教学模式三方面作以探讨。信息技术的飞速发展,我们进入了一个数字化的时代。信息技术的应用已经对传统的教学产生冲击,信息技术的引入,使课堂教学模式发生了很大的变化。教学中适时地利用多媒体传递教学信息,调动学生的多种感官参与课堂教学活动,为学生创造轻松、交互、动态、开放的教学环境,充分发挥学生的主体作用,改变传统教学中对学生主体地位不够重视的情况。一、信息技术的整合改变了传统的课堂教学结构傳统的教学结构是由教师、学生和教材这三个要素构成的,它的特点就是由教师通过讲授、板书及教学媒体的辅助,把教学内容传递给学生或者灌输给学生。老师是整个教学过程的主宰,学生则处于被动接受老师灌输知识的地位。在这样一种结构下,老师是主动的施教者,学生是被动的外部刺激接受者即灌输对象,媒体是辅助老师向学生灌输的工具,教材则是灌输的内容。而随着多媒体计算机和网络通信技术的迅速崛起和高速发展,现代化课堂教学结构主要由:教师、学生、教材、媒体四要素构成,它们彼此联系,相互作用形成一个有机的整体。同时,作为现代教育的先进思想——建构主义理论也随之产生。建构主义理论认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境,即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料和工具,通过意义建构的方式获得。因此,建构主义学习理论认为:“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。基于这种理论体系的教学模式可概括为:以学生为中心,利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。因此,在多媒体辅助教学中要充分体现出教师的主导作用和学生的主体作用,还要突出多媒体的辅助功能。特别是随着信息技术、网络技术、通讯技术对教育的影响越来越深入,多媒体计算机和多媒体网络教室、网络教学已开始作为一种认知工具、学习资源来使用,这要求我们对教学媒体要给以足够的重视,这就意味着教师应当在教学过程中应采用全新的教学模式、全新的教学方法和全新的教学设计思想。二、以计算机为核心的信息技术可为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境以计算机为核心的信息技术主要指多媒体计算机、网络教室、校园网和因特网(Internet)。作为新型的教学媒体,它们具有以下五种对于教育、教学过程来说,是极为宝贵的特性,可以为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境。 (1)多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥。人机交互是计算机的显著特点,是任何其他媒体所没有的。多媒体计算机产生出一种新的图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式,而且可以立即反馈。这样一种交互方式对于教学过程具有重要意义,它能有效地激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,从而形成良好的学习动机。此外,这种交互性还有利于发挥学生的认知主体作用。在传统的教学过程中一切都是由教师主宰:从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的,学生只能被动地参与这个过程。(2)多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持。多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持,都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉作过两个著名的心理实验,一个是关于人类获取信息的来源,即人类获取信息主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。多媒体技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多。信息和知识是密切相关的,获取大量的信息就可以掌握更多的知识。这说明多媒体计算机应用于教学过程非常有利于知识的获取。 (3)计算机的网络特性有利于培养协作学习的能力。传统CAI只是强调个别化教学,个别化教学策略对于发挥学生的主动性和进行因人而异的指导无疑是有好处的,但是随着认知学习理论研究的发展,人们发现只强调个别化是不够的,在学习高级认知能力的场合(例如对疑难问题求解或是要求对复杂问题进行分析、综合、评价的场合),采用协作(Collaboration)式教学策略往往能取得事半功倍的效果,因而更能奏效。所谓协作式教学策略,要求为多个学习者提供对同一问题用多种不同观点进行观察比较和分析综合的机会,以便集思广益。这不仅对问题的深化理解和知识的掌握运用大有裨益,而且对高级认知能力的发展、合作精神的培养和良好人际关系的形成也有明显的促进作用,因而,基于计算机网络的协作学习正日益受到国际上愈来愈多教育工作者的研究与关注。目前在基于Internet的教育网络中,常用的协作式教学策略有竞争、协同、伙伴和角色扮演等多种不同形式。可以说,协作式是最能体现网络特性,也最有利于21世纪新型人材培养的一种教学策略之一。三、多媒体课件的应用产生了新型的教学模式-双主模式多媒体课件的开发和应用已成为信息技术和中学课堂教学的结合点,多媒体课件提供的图象、动画、活动影像等图文音像并茂的情境代替课本上的静止画面,更容易引起学生的兴趣,因此有助于培养学生观察事物的能力,也更容易激发与培养学生的想象力。利用多媒体软件的友好交互界面和多媒体的超文本结构,教师可以针对学生的实际情况,按照由表及里、由浅入深、由个别到一般、由具体到抽象的认识规律,采用不同的观察方式,有效地指导学生进行观察,以提高学生观察事物、分析事物的能力。既发挥教师主导作用又充分体现学生主体作用的“双主模式”。这种模式与传统的以教师为中心的模式相比,不论是教学的质量还是效率都有显著的提高,这充分体现了新型教学模式的优越性。由于这种模式的实施离不开多媒体课件的开发。实践表明以计算机为基础的现代教育技术对于学科教学的深化改革确实具有决定性的意义。

学科优化第12篇

航空涡轮发动机涡轮部件的设计过程是一个极为复杂的系统工程,涉及热力、气动、结构、强度、振动、寿命、燃烧、传热、控制、工艺和可靠性等众多学科[1],设计人员面临着选择各种设计参数的匹配,以取得部件整体性能的优化。传统设计过程,将各学科分裂开来的设计方法无法充分考虑各学科之间的耦合作用,很难达到整体性能的最优化。多学科设计优化方法是目前解决涡轮总体优化设计的有效方法。

实施多学科优化设计的计算环境称之为MDO框架,在这个框架中能够集成各种设计、分析工具,实现各学科的通信,使优化过程设计从孤立的、串行的设计过程成为并行的、协同的过程,把结构设计的焦点从单独的部件级转移到产品系统级整体性能优化[2]。

目前国外有很多的研究机构、大学、工业部门和开发商都在致力于MDO框架开发,并形成了多种框架,其中应用较为广泛的MDO框架有ISIGHT,AML和Model Center等;国内有些高校和科研机构在 MDO框架方面也进行了研究,如西北工业大学开发的MDOF框架等。然而,针对涡轮盘片整体模型进行优化的框架研究还鲜有文献记载。因此,本课题组设计并构建了涡轮盘片多学科优化系统。

1 涡轮盘片多学科设计优化系统

a) 系统概述:涡轮盘片MDO系统为涡轮盘片结构多学科优化设计提供了应用环境和支撑平台。该系统不仅实现了对涡轮盘片参数化模型和热、强度、气动等学科分析模型,仿真软件以及算法的集成,而且可以方便灵活调用MDO算法库,并可以对优化过程进行有效的监视。其基本工作流程如图1所示。

首先优化设计人员在优化平台各模块中设置优化参数、选择优化算法等。系统有效地将这些参数信息进行存储,当开始优化任务时,系统读取参数信息生成优化配置文件。然后,系统调用API函数Create Process()函数后台启动ISIGHT优化器,读取优化配置文件,自动执行优化任务。任务进行时,系统还提供了变量监视模块,显示优化参数及结果的变化过程。

b) 系统软件集成:涡轮盘片的优化过程,需要进行参数化建模,对模型进行传热、强度、气动等方面的耦合分析,优化工具根据分析结果修改参数化模型特征参数,然后,进行下一个循环的分析,直到满足优化目标。整个优化过程需要自动完成。

UG提供的二次开发语言UG-open为程序控制参数化建模过程提供了有效方法;ANSYS与NUMECA提供的外部调用命令流为系统集成与优化过程的自动化提供了极大的便利[3]。根据上述分析,软件工具的集成如表1所示。

c) 系统功能模块设计:根据系统需求和优化过程的必要流程,初步形成该优化系统的6个主要功能模块,如图2所示。

任务定制模块提供的功能包括设定优化任务名称与工作目录,选择优化任务类型(叶型优化、叶冠优化、榫接优化和盘片优化共4种优化类型)。系统根据用户的选择和设定,创建工作目录,进行参数、计算文件及各模块的初始化。

在参数设置模块中,系统根据优化任务的类型将盘片模型特征参数以及仿真分析的状态变量显示在参数设置模块中供用户选择。在优化设计过程中,大部分会遇到多目标优化的情况。因此,在优化目标模块中,系统提供多目标优化构造函数,通过提供加权系数构造多目标优化函数。根据专家的意见以及分析经验,系统提供了默认的参数设置方案,使设计人员不用更改参数设置即可进行优化任务。

优化算法策略模块提供16种ISIGHT内建的优化算法。设计人员可根据需要从中选择一种或者多种优化方法。同时,系统提供了响应面模型与实验设计作为可选项目。适当的选择和设置响应面模型与实验设计(DOE)可以降低优化耗时,提高优化算法的性能,提高优化效率。

当优化任务进行时,用户需要了解优化参数在优化过程中的收敛情况。因此,系统设置了变量监视模块。当优化任务进行时,系统从记录文件中读取优化参数,并以曲线形式显示在监视模块中,系统根据参数的变化实时更新曲线。通过观察变化趋势图,设计人员可以清楚的了解设计变量及优化目标的收敛情况,对优化过程出现的问题及时做出修改。

最后,在实际优化过程中,必将产生大量数据及临时文件,建立数据管理机制将充分利用计算机辅助的优势,科学合理的管理设计中产生的数据。

2 算例分析与系统有效性验证

对某真实涡轮叶片在该系统中进行设计优化,验证系统的正确性及可行性。进入系统后,选择叶型优化类型后,则进入叶型优化任务设置。

叶片造型的特征参数包括:安装角,弦长,攻角,前缘和尾缘半径,前缘与尾缘楔角以及叶盆、叶背型线的控制点,还有总体参数叶片数目。因此,系统提供了上述参数作为备选设计变量。根据经验,选取其中的叶根、叶中和叶尖三个截面的安装角、弦长与叶片数共7个参数作为设计变量[4],其他特征参数则设定为常量。如图3所示。

叶片需要考察的状态变量包括:叶型的气动效率及流量、叶身最大应力、最高温度以及叶身质量。从上面的状态变量中,选择流量,最大等效应力,最大叶身温度作为约束条件;采用多目标加权法[5],设定气动效率与叶身质量的加权函数f作为优化目标函数,并设置加权系数为0.7,0.3(见式1)。

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优化前后优化参数及目标的比较如表2所示。同时给出了叶身质量及气动效率在寻优过程中的变化趋势图(如图4和图5)。由表中可以看出优化前后,优化目标函数f降低了0.186%;叶身质量降低了1.58%;气动效率提高了0.175%。

3 结论

在已有对涡轮部件分析经验的基础上,借助成熟的优化设计软件设计并搭建了涡轮盘片多学科优化设计系统。初步实现了任务定制、参数设置及算法策略设定等模块的功能设计,形成了一套比较完整的针对涡轮盘片结构的多学科优化设计体系。

在该系统中,对涡轮叶片进行优化设计,经过100多小时的优化,在系统各模块相互协同工作下,稳定、完整的完成了优化任务,从而验证了系统的正确性与可行性。

摘要：针对某型号发动机涡轮转子盘片结构,设计开发了涡轮盘片多学科设计优化系统;实现涡轮叶片、叶冠等部件的优化仿真集成以及优化模型的建立;设计并编写了各功能模块之间的数据存储结构与交换接口,保障了数据传递的准确性;并以涡轮叶片为例进行优化设计,验证了系统的可行性和可操作性。

关键词：多学科,涡轮盘片,优化系统,设计优化

参考文献

[1]虞跨海,李立州,王婧超,等.涡轮叶片三维气动优化设计[J].机械设计,2005,22(11):31-33.

[2]李金从,邓家褆.多学科优化集成设计框架[J].现代制造工程,2003(3):77-79.

[3]博弈创作室.APDL参数化有限元分析技术及其应用实例[M].北京:中国水利水电出版社,2004.