小课题研究模块三
看完这个故事,也许有些人会觉得福特的成功纯属偶然,要是没有那场车祸的话福特怎么可以发现以致发明钒钢?但是如果我们换一个角度来思考的话,车祸发生已经是客观不可改变的事实,为什么只有福特发现了其中的机遇?我想这种卓越的洞察力与发现问题的能力注定引导福特走向成功。
正如爱因斯坦所说的,提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,就需要创造性的想象力。正如我们都知道的,小课题研究强调的就是问题的发现,那么我们可以从福特的故事中得到什么启示呢?
1)坚持以人为本的教学宗旨。教育说到底是为了人的发展,只有把以人为本谨记心中才能在工作生活中多从学生的角度去想问题。正如福特改进汽车本质是出于为顾客提供安全可靠的汽车。
2)提高对身边问题的敏感性,敢于质疑。引用一句我们经常说的话:“这个世界不缺少美,只是缺少发现美的眼睛。”我们在平时的工作生活中要多留一个心眼,不要轻易放过一个问题,因为小问题往往会引发大问题。
3)勤于学习与思考,有充分的理论知识储备。机会是属于有准备的人的,我想也可以说发现问题的往往也是有准备的人。作为教师的我们,一样需要不断地学习、不断充实自己,这些都是有助于我们进行研究的。
随着互联网和广播电视网的发展与融合,用户对接入带宽、传输质量以及业务种类都提出了更高的要求。在这种情况下,新型的单纤三向光收发模块采用高度集成的3波长光器件,将数字信号与模拟信号的收发集成在一个模块中,为语音、数据和视频信号分别提供独立的物理信道,从而提供一种性价比更高的实现三重播放全业务运营的光模块解决方案。
本文将从以太网无源光网络(EPON)单纤三向光收发模块的工作原理入手,分析其硬件电路和软件控制的实现方式,研究数字突发发射部分的自动功率控制、消光比控制补偿和模拟光接收部分的自动增益控制、输出斜率补偿等技术。通过对光电性能的测试,验证该模块应用于三网融合的可行性。
1 工作原理
EPON单纤三向模块是集数字信号和模拟信号收发功能于一体的光收发模块。该模块由集成度极高的单纤三向光组件和相应的驱动、放大、控制电路,并辅以其他匹配电路组成。
模块中使用到的单纤三向光组件集成了1 310 nm法布理-珀罗半导体激光器(FP-LD)、1 490 nm光电二极管-跨阻抗放大器(PIN-TIA)探测器和1 550 nm PIN探测器,通过优良的光路设计和结构设计,确保各端口的光电指标均满足标准的要求。该光组件的光路图如图1所示。
在光模块中,发射部分由1 310 nm激光器、突发模式激光器驱动器及监控电路组成。由小型化封装(SFF)接口输入的1.25 Gbit/s电信号和突发控制信号,通过驱动器来驱动激光器发光并对其发光状态进行控制。数字接收部分由1 490 nm PIN-TIA 光电探测器、限幅放大器(LA)及监控电路组成。1.25 Gbit/s光信号经探测器转换成电信号后,再经LA放大输出,最后经SFF接口输出。模拟接收部分由1 550 nm PIN光电探测器、射频放大器等组成。光信号经PIN管转换成电信号后,经宽带匹配电路进入射频放大器,放大后由同轴射频接口输出。控制电路通过内部通信接口对激光器的发光功率和消光比、探测器的收光功率和射频输出电平等进行智能控制,通过外部通信接口将模块工作状态上报给光网络单元(ONU)系统。其基本原理框图如图2所示。
2 实现方案
根据模块中各组成部分的功能,实现方案可分为4部分:数字信号发射单元、数字信号接收单元、模拟射频信号接收单元和控制电路单元。
(1) 数字信号发射单元
数字信号发射单元主要由直接调制FP-LD和突发模式激光器驱动器组成。考虑激光器斜效率会随温度变化而发生变化,需通过自动功率控制(APC)电路和消光比控制电路来保证其光功率和消光比的稳定性。
APC电路采用闭环控制电路实现,如图3所示。通过光电流检测电路对光功率取样并将其与设定光功率值进行比较,根据比较结果调整驱动器的偏置电流大小来确保激光器光功率的稳定输出。通过该电路输出光功率变化可控制在±0.5 dB。
消光比的调整采取查表方式对调制电流进行控制。在实现APC的基础上,通过对不同温度点进行调制电流补偿值取样,然后再由软件进行拟合确定温度值表,最终的拟合值存储在相应的寄存器内。当模块工作温度变化引起消光比变化时,控制电路将自动调整调制电流以保证消光比处于规定范围之内。
(2) 数字信号接收单元
数字信号接收单元主要由集成PIN和TIA的光电探测器和LA组成。当输入光功率在LA的接收灵敏度之上时,1.25 Gbit/s光信号首先经过PIN-TIA转换为信号幅度可被限放检测到的电信号,再经过后级的LA放大成幅度为700~900 mVpp的电信号输出。当输入光功率低于LA的接收灵敏度时,LA将自动关断。
(3) 模拟射频信号接收单元
模拟信号接收单元主要由PIN光电探测器和宽带射频放大器等组成。其中PIN光电探测器应具有高线性、高响应度、低暗电流和低结电容等特点。由于射频输出电平会随着输入光功率、环境温度等的变化而发生变化,以及电路对宽带信号频率响应的不一致性,因此还需要设计自动增益控制(AGC)电路和输出斜率补偿电路来保证输出电平的稳定性。
AGC电路采用闭环控制电路实现,如图4所示。通过功率检测电路测出实际输出电平值,并将其与理想输出电平设定值进行比较,根据比较结果调节控制电压改变衰减值来确保电平的稳定输出。通过该电路输出电平变化可控制在±1 dB。
为优化电路对有线电视(CATV)宽带信号的频率响应,还应设计均衡补偿电路对幅频响应进行调整,使射频信号的输出斜率保持在3~8 dB之间。典型的补偿电路如图5所示。通过电路中热敏电阻R3、R5可对模块输出电平进行温度补偿。
(4) 控制电路单元
控制电路单元可分为通信接口部分、工作参数设置部分和工作状态检测部分。如图6所示。
通信接口部分采用I2C接口实现与ONU系统主板的通信。通过通信接口,模块能接收到系统发出的各项指令,也可将模块内部的工作状态检测量上报给系统,实现网络的智能化管理。参数设置部分与状态检测部分相配合,首先通过单片机上的各个I/O口及数/模、模/数转换器实现对模块工作状态的监控,并将此工作状态反馈到参数设置部分,参数设置部分将实际反馈值与初始化设定值进行比较,进而对各项参数进行调整,保证模块的稳定工作。通过两部分的配合,可实现光模块的智能化监控。
(5) 电磁兼容设计
EPON单纤三向光收发模块中既包含了高速数字收发电路,又包含了宽带模拟接收电路。1.25 Gbit/s数字信号中包含大量频率分量,有一部分会落在CATV工作频段内,这些干扰信号会导致模拟信号的载噪比(CNR)、二阶失真(C/CSO)和三阶失真(C/CTB)劣化。因此在电路板设计上,可以考虑将数字电路和模拟电路布置在不同的板层,增加两部分电路之间的空间距离,减少辐射干扰,还应在数字模拟信号的连接处增加高频滤波元件、合理设置并行信号传输线之间的间距和板层,降低传导干扰。在外壳结构设计上,可以考虑采取多屏蔽腔体对内部空间进行分割的方式加强屏蔽效果。通过以上措施,可将数字电路对模拟电路的干扰降到最低程度,确保指标满足标准要求。
3 试验结果
按照以上方案设计制作了模块,并按照相关标准IEEE Std 802.3ahTM和YD-T 1526.2-2007对模块进行了详细测试。
图7~图10所示分别为1.25 Gbit/s速率下-20、25和70 ℃时的光眼图和25 ℃时的电眼图。
在-20~70 ℃温度范围内,输出光功率、消光比和交叉点的变化均在允许范围内,眼图形状基本一致,这说明APC环路和消光比补偿电路保证了输出光功率和消光比的稳定。输出电眼图共模干扰小,抖动小,实测灵敏度优于-27 dBm。
表1列出了按以上标准对物理层的主要要求及光模块数字端口的实际测试结果。结果显示各项指标完全满足标准中对光收发模块的要求。
测试条件:伪随机二进制序列PRBS 27-1 test pattern @ 1.25 Gbit/s, 消光比ER=10 dB,误码率BER=1×10-12。
图11所示为模块的模拟信号频率响应曲线,按照标准中对输出斜率的定义,终止频率增益与起始频率增益的差值为4.8 dB,符合标准3~8 dB的要求。
表2给出了标准中对1 555 nm 模拟接收端口的指标要求及模块实测结果。当1 555 nm输入光功率在-8~+2 dBm之间变化时,其输出幅度保持在20 dBmV±2 dB,CNR为46 dB@-8 dBm,C/CSO和C/CTB均大于60 dB@+2 dBm,以上数据满足YD-T1526.2-2007中对模拟接收端光电性能的要求,且均优于传统有线电视接入网对到户电平和CNR、C/CSO、C/CTB的要求。
测试条件:47 Hz~862 MHz;模拟通道40个,调制度4.3%,数字通道63个,调制度2.15%。
4 结束语
综合以上测试结果可以发现,单纤三向光收发模块的各项光电指标均满足相关标准对现有数字通信网和有线电视广播网的要求。该方案通过增加1 555 nm波长传输广播电视信号,为语音、数据和视频的传输提供了独立的物理信道,实现了在物理层的融合,与传统的双向光收发模块相比,对现有电信网、数据网和广播电视网的改造要求最小。与其他采用分离的数字通信光模块和CATV光模块的三网融合实现方案相比,该方案将数字光模块、CATV光模块和波分复用器集成在一起,其体积更小、器件更少、集成度更高,因而其成本更低、可靠性更高,后期维护也更加简便。随着光纤到户和三网融合的推进,此类模块可作为实现三网合一的光模块重要解决方案。
摘要:文章介绍了一种集数据信号和视频信号收发功能于一体的光收发模块——以太网无源光网络(EPON)单纤三向光收发模块。该模块由单纤三向光组件和相应的驱动、放大和控制电路组成,实现了语音、数据和视频3种业务在物理层的融合。依照相关标准对该模块进行了测试,测试结果表明,该模块能满足三重播放条件下的应用要求。
关键词:EPON单纤三向光收发模块,光纤到户,三重播放
参考文献
[1]Glen Kramer.基于以太网的无源光网络[M].陈雪,孙曙和,刘冬,等(译).北京:北京邮电大学出版社,2007.
[2]Verhulst Dieter,Bauwelinck Johan,Martens Yves,etal.A Fast and Intelligent Automatic Power Control fora GPON Burst-Mode Optical Transmitter[J].IEEEPhotonics Technology Letters,2005,17(11):2439-2441.
[3]唐明光.有线电视网络双向化改造中HFC网络和EPON网络[J].中国有线电视,2009,(3):231-236.
[4]IEEE Std 802.3-2004,Part3:Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detection(CSMA/CD)AccessMethod and Physical Layer Specifications[S].
一、目标因意外惊喜而明确
一个闷热的下午,学生上课无精打采,我就给学生讲了个小故事,学生们听完还不过瘾,纷纷要求:“再讲一个,再讲一个!”没有准备,一时不知讲什么好,忽然,瞥见讲台边上一张旧报纸,上面有一个小故事:一人因贫偷窃,县官怒曰:“情有可原,罪无可恕!”犯人曰:“罪无可恕,情有可原!”师爷曰:“犯人服罪也。”县官曰:“非也。”于是我添油加醋把这个小故事一说,学生听得津津有味,下课时有几个同学还饶有趣味地学着县官和犯人说的话“情有可原,罪无可恕!”“罪无可恕,情有可原!”看来他们对这两句字完全一样,顺序不同,意思相差甚远的话感觉挺新鲜的。
隔了两天,上《城南旧事》班级读书交流会的时候,我让学生评价一下,为了供弟弟上学不得已去偷东西的“厚嘴唇”这个人物,一个学生站起来言简意赅地说了一句话:“罪无可恕,情有可原!”说完还得意地笑了笑。平时要求学生积累的语句,他们未必记得住,讲故事并没有刻意要求记忆,但他们却能牢记故事中的语言,还能恰如其分地运用,这让我非常意外。仔细一想,却在情理之中,故事因其形象性、生动性、趣味性与哲理性的特质为儿童所喜闻乐见,故事的内容自然很容易被他们接纳了,成为自己的积累。于是我就开始琢磨着怎样巧妙地利用小故事,让这些小故事带给学生期待、快乐,带来知识与能力。我也开始思考怎样使这一做法常态化,于是便有了这语文课前三分钟小故事的微型课程。之所以把讲故事的时间定在课前三分钟,一是因为故事能在最短的时间内,吸引学生的注意力,让他们很快地进入学习状态。二是时间可以固定下来,便于长期坚持。
二、课程在不断实践中明朗
在实验的初期,我并不急于让学生也参与讲故事,因为故事质量的把握尤其重要,教师自己讲,可以较好地把握故事的内容。经过一段时间的尝试后我发现一般情况下,小学低年级学生比较喜欢童话、寓言、成语故事等,高年级学生则喜欢幽默风趣、蕴含哲理、充满智慧、富有文采的小故事。因为我任教的是高年级,我根据自己教学对象进行具体分析,选择有针对性的故事开展教学,逐渐形成以下几个系列的故事课程。
1.帮助孩子明理的故事。我国古圣先贤常常寓处事哲理与故事之中,以普通人喜闻乐见的传播形式传递其真知灼见。不仅我们中国,外国人也喜欢用故事说理。运用这样的故事,可以潜移默化地影响学生。比如,我想教育学生讲诚信,我就给学生讲《曾子杀猪》《三次逃票》;学生急躁,我就给他们讲《急性判官的故事》。学生在倾听故事的同时,感悟智慧的哲理,体验善良与邪恶,辨别是与非,从而学会做人,学会处世。
2.课堂抛砖引玉的故事。语文学习和生活息息相关,生活故事自然就成了语文教学割不掉的脐带。我常常用一些生活中的小故事,为新课的学习抛砖引玉。这些小故事或许当时只在学生心中激起了一层小浪花,但日积月累,肯定能拓宽学生的知识面,提高语文素养。再者,一本语文教材的容量有限,在内容选择方面也存在着不足。因此,我觉得可以“以点带面”对教材做适当的充实和拓展。例如,教学李白的诗,我就给学生讲《李白醉酒戏权贵》。教学《鹿和狼的故事》我先给他们讲最近发生的美国河流里亚洲鲤鱼泛滥的新闻。教学《小桥流水人家》我就把马致远的《天净沙·秋思》编成一个故事。这些故事,有的补充资料,让学生了解背景;有的提出疑问,引导学生思考;有的适度拓展,丰富阅读材料;有的造成悬念,在最精彩处戛然而止,以激发学生的求知欲望,创造和谐宽松的学习氛围。
3.引领课外阅读的故事。新课标对课外阅读量做了明确的要求并“提倡少做题,多读书,好读书,读好书,读整本的书。”用小故事引导学生主动地去看优秀的课外读物,不失为一种好办法。教学了《刷子李》(人教版五年级下册)我推荐学生阅读《俗世奇人》,但我发现几乎没有同学去看,于是我就绘声绘色地给他们讲《泥人张》,告诉他们《俗世奇人》这本书里还有很多这么有趣的故事。第二天午读时教室里就多了几本崭新的《俗世奇人》,孩子们小脑袋挤在一起正津津有味地读着。于是我便常常把一些优秀图书的某一个片段拿出来“诱读”。例如,我讲《狼王梦》里紫岚临产,猎人带着猎狗后面紧紧追赶,当学生们听得正入迷时,我卖了一个关子——要知后事如何请自己看书。很快班里就开始传阅《狼王梦》,随后就掀起沈石溪动物小说热。
4.弘扬传统文化的故事。用一些小故事将传统文化教育物化为学生们需要和乐于接受的形式,以培养学生对民族文化的认同感。比如,唐诗宋词是中华文化的瑰宝,怎样让学生爱上这些诗词经典,我就给他们讲一些诗人的生平事迹、写诗趣事或古诗改编的故事。再如,丰富的传统节日文化是中国文化不可缺少的重要组成部分。每个节日都有它的历史渊源、美妙传说,反映了民族的传统习俗和道德风尚,寄托着整个民族的美好憧憬。传统节日来临之前,我就把这些传说故事讲给学生听,让学生了解我国的风俗习惯,促进对传统文化的热爱。
三、效益于长期坚持下显现
接手这个班一年多,课前三分钟讲故事也坚持了一年多,我发现我们班的语文学习氛围因故事在悄悄地改变。
故事生产快乐。“语文老师来了!讲故事喽!”故事魅力力就是这么大,连我的到来都变成一件让他们欢欣鼓舞的事。“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,有趣的故事激发了学生学习语文的热情,现在语文课不再让学生们生畏,他们会开心地喊:“哦!上语文课了!”
故事推动阅读。课前三分钟小故事打开一扇通往广阔课外阅读天地的窗户,学生们把课外阅读变成主动自觉的行为,阅读的结构也在悄悄改变,涉猎的范围更广了。
故事滋养美德。对于小学生来说,生搬硬套大道理效果显然不大,而把道理渗透到故事中却可以如春雨般滋润学生的心灵。
故事的能量远不止这些,这还需要我们去开发,去探索。我会继续用精美的故事装点学生童年的梦想,让故事伴随着学生快乐成长,努力使课前三分钟“小故事”微课程更趋完善。
答案:在教学中做过很多研究,也写过很多论文,真的是觉得费时费力。但是小课题这一研究方式却可以解决这些问题。可以说小课题虽然小,但作用却不小。是我们老师应该学习的一种教研方式。小课题之所以称之为小课题,是相对于综合研究而言。我们不能因此而忽视或相对不那么重视小课题。因为,虽然他的切入点小,它源自老师在学习遇到的一个细小的问题。但是这些细小的问题却可以影响整个教学质量。虽然小课题投入小,人员少。但是一样需要我们在每一个环节认真对待,不可马虎。虽然小课题研究方法简单,但是也不是随便可以研究成功的,一样需要研究人员付出努力。
模块二:
1、从《两个和尚挑水》这个故事中,您得到什么启示?
2、请您谈谈如何看待当前中小学教育科研中出现的一些误区和问题?
3、中小学教师为什么更应该注重小课题研究?(回帖字数不少于500字)
答案:首先说明,我个人认为这确实只是一个“故事”,是不可能发生的。理由是既然他是住在“东山”上,西山的和尚都需要气喘吁吁“爬”上来,那么一个和尚在功课之余没有什么先进机器帮助的情况下怎么可能在一座高山挖出一口井呢?况且高山能不能挖出水,这也是一个值得研究的课题。我认为比较合理的设计是,东山的和尚在功课之余,研究出一套自来水设备,把山下的水引上山,从此不再需要挑水了!呵呵,以上一段可以忽略。为了培训过关,我左思右想,终于得出以下启示:其一:作为一个普通教师,我们也要积极向“东山”的和尚学习,坚决不能与“西山”和尚为伍,要在每天完成“挑水”(常规的教学工作)之余,积极创新,坚持不懈,终有一天我们会成功的。其二:我们一定要利用好自己的闲暇时间。平时看起来每个人每天都是按部就班地干着相同的内容,没有什么差别,突然有一天有些人出类拔萃了,就是因为这一小部分人把握好了自己的闲暇时间,默默的努力终于成为名师!其三:交流和分享很重要。在这个故事中,“东山”的和尚很聪明,善于创新,想出一个一劳永逸的办法。而“西山”的和尚五年来却一直被蒙在鼓里,最后还傻乎乎地担心别人没水喝出事了,此事有点可悲啊!在平时的教学工作中,我们也是故事中的两个和尚,每个人都有自己独特的教学方法、教学经验,如果我们能针对自己的教学情况畅所欲言,有好的想法和做法时能及时和同备课组的老师交流和分享,那么我们整体的教学水平就会有一个很好的提高!
当前中小学教育科研中出现的一些误区和问题:我认为当前中小学教育科研绝大部分都是流于形式,造假的太多,收获的太少!我个人认为原因主要有:一是老师的时间被大量占用。现在的教师教学事务外延类的事太多。比如说每个学期需要上交的计划、总结、反思、分析等各种材料,班主任早读、早操、卫生、课外活动等常规工作,教育局学校等大大小小各类会议,一年一度的专业课培训、公需课培训、校本课程培训等等......占据了老师们大量的时间与心灵空间。二是本身的科研项目投机取巧的多,研而致用的少。不少老师申报科研就是为了职称、荣誉,一旦学校或市里有什么项目申报,也不考虑这个课题有无试纸意义,先申报成功再说。中小学教师为什么更应该注重小课题研究? 小课题,容易切入,面窄,更容易去深入研究,也容易研究出成果。
模块三:福特的经验也许可以告诉人们,这个世界既不是有权人的世界,也不是有钱人的世界,而是有心人的世界。从这个故事中,我们看到:善于观察、勇于
发现问题是多么的重要。小课题研究主要是围绕在实际工作中发现小问题,并由小问题确定为研究的小课题。请您结合您的教学实践,谈谈在小课题研究过程中,如何更好地发现问题?或者,您也可以提供您某次“发现的问题”的过程,供大家交流分享!(回帖字数不少于500字)
答案:说到小课题研究,常常有专家学者说:“问题即课题,过程即研究,结果即成果。”怎么个样问题法,又怎么个过程法和成果法?操作过程中又需要怎么个“即”法,才能转化为课题、研究、成果?一句话,诸多老师都需要有一个具体的操作模式。我能否给大家一个模式?说实在话,我没有什么模式,只能谈谈自己的观点:日常教育教学过程中,谁能没有问题呢?我的观点是有问题都可以拿出来,当我们老师还不清楚这个问题该怎么解决的情况下去学习,和同伴研讨,实际上这个过程就是在研究,就应该说是课题研究。过去的情况是上级一级又一级下发文件,一直下发到基层学校,学校负责人就找一个自己比较适合的课题,让老师去研究。这样的课题是不是老师自己的问题?我个人认为,他不是属于自己的问题,也就缺乏了研究的积极性。我们小课题的基本含义是“自下而上”、“土生土长”,具有乡土气息,蕴涵着丰富的生活共识,充满生命活力的又急需解决的个人问题。
模块四:读完《还有什么不是研究》一文,不得不去思考中小学教育科研方法问题。请您结合您的实际情况,谈谈小课题研究是否需要使用教育科学研究方法?如何“适宜地”运用科学研究方法?(回帖字数不少于300字)
答案:教育科学研究方法是指研究教育现象及其规律所采用的方法。是以马克思主义为指导﹐采取多种方法﹐以探求教育内部各要素之间和其他事物之间的关系﹐以及教育的质与量之间的变化和规律。这是 教育科学研究方法的涵义,小课题研究作为一种教育研究,当然是需要使用教育科学研究方法的,教育科学研究的方法有多种,但对于某一课题来说,其特点、任务和研究对象决定了在实际研究时,常常是采用起主导作用的某一种方法为主,同时配合运用其它方法进行。我觉得要“适宜地”运用科学研究方法要遵循一定的科学步骤,例如:
1、确定研究问题,确定研究问题的关键之处在于关键术语的界定和使用。
2、收集和评价历史材料,史料是历史研究的出发点。
3、综合信息,在不同来源的史料的相关价值确立以后,研究者就应该将所得的史料加以综合整理。
4、形成结论,历史研究形成的结论是从文献中所得的逻辑分析。历史依赖于解释,解释是历史研究的核心。
模块五:为什么要重视小课题研究成果的表达?请选取小课题研究成果的一种表达形式(如教学反思、教育叙事、教育案例、精品课例、行动研究报告等)进行说明。(回帖字数不少于500字)
答案:任何一个教师,不论其教学能力如何,都有必要通过多种途径对自己的教学进行反思。所谓教学反思,是指教师对教育教学实践的再认识、再思考,并以此来总结经验教训,进一步提高教育教学水平的一个过程。在教学反思中,反思不是一般的教学情况回顾,而是探究教学过程中不合理的行为和思维方式,并针对问题重新设计教学方案,通过解决问题,进一步提高教学质量。反思的目的在于提高教师自我教学意识,增强自我指导、自我批评的能力。并能冲破经验的束缚,不断对教学诊断、纠错、创新。一个教师是否具有反思意识、反思能力,决定于这个教师的自身素养的高低。一个经常并自觉地对自己教学进行反思的教
师,就有可能发现许多教学中的问题,越是发现问题,就越是有强烈的愿望想去解决这些问题。其中很重要的一点就是,数学教师必须通过实践的过程,从经验中不断地学习,不断的积累,才能不断增长知识,从而成长为善于思考的、富于创造性的数学教师。教师教学反思应该反思什呢?我认为主要有以下几点:
1、反思自己的成功做法。每节课都有不同的成功之处,例如充满吸引力的课堂导入、有趣的对话、典型的案例、巧妙的设问、幽默的讲解、有益的启示、精彩的教学设计、恰如其分的多媒体应用等等。教师以自己创造性的教学思维,从不同的角度和深度把握教材内容,并以恰当的方法和表现力设计教学环节,将教学过程中自己感受深刻、达到预期效果和引起学生共鸣的做法记录下来,日积月累,就成了一笔宝贵的教学经验。
2、反思自己的不足之处。任何人的教学总会有不足之处,即便教师再熟悉教材、再精心设计教学过程,也会在课堂上出现许多课前估计不到的情况,如表达不清、处理欠当、方法陈旧、演示失败等。如果教师把课堂中出现的不足或一时不知如何处理的问题及时记录在教学反思中,然后进行认真分析、思考,这样做一定能促进今后的教学,为以后的科学研究积累资料。
模块六:您认为学校应该如何组织教师开展小课题研究?(可从组织管理、过程指导、成果推广等角度展开讨论,回帖字数不少于500字)
《还有什么不是研究》引起的思考
读了《还有什么不是研究》一文,惊觉自己一直在研究。小课题研究中“小“的特性,决定了研究方法的质朴和简便,原来围绕着课题展开的一切调查了解、查阅资料、课例反思、课堂调整、经验交流等都是研究。然而正像人与动物的区别,一样是进食,动物只追求数量,只为填饱饥肠;而人类更注重质量,还讲究蛋白质和碳水化和物比例,只为了摄入最佳的营养。所以,没有目的的作法,只是机械的劳作,但是一切为小课题研究展开的活动,经过了梳理小结,都可以堂而皇之地归为研究方法,并且无处不在。
小课题研究常用的有调查研究法、文献研究法、叙事研究法、案例研究法、课堂观察法和行动研究法等。不同的研究方法有不同的收获,在小课题研究过程中是阶段性的手段,为解决阶段问题量身定做。我从事三年级语文教学时,在大量的书面作业中发现了错别字,经过统计,这些错别字往往是相同的,细问之下,发现大部分同学对这个字的字义是不理解的,这个发现问题的过程可以称为“调查研究法“。发现问题后,我从自己的学习经历中直觉,对比《说文解字》,采用甲骨文的原始形态推演至今文,学生对字义或许有更直观的理解。但是这种方法可行吗?经过上网查询,原来早在广西省和北京市,已有专家学者对此进行了研究,并命名为“字理教学”,还创办了相关“字理教学网”。这个了解过程可以归纳为“文献资料研究法”。正是这两步,让我透过汉字的演变,感受到了汉字的独特的魅力,并激发了浓厚的兴趣,从而开始一次《小学低年级字理教学研究》,科学研究方法从中发挥的作用可见一斑。
在这一学期,我们做了这样的一个小课题研究,培养学生掌握正确的字母书写,英文书写应符合规范,英文字母要写清楚、写整齐、写美观,字母的大小和字母间距要匀称。26个英文字母在三年级下学期是要要求学生会写的,所以,这个小课题研究是很有意义的。
在英语书写中,我搜集并总结了以下一些英语字母、单词、句子书写格式应掌握的要点:
1.写英文字母要掌握正确笔顺,字迹要清楚。如字母f,应先写竖笔再写横杠,但是很多人却常常笔画连接起来写,结果导致字母扭成了一个麻花。另外,学生由于一味羡慕别人书写流畅,常常会在还没有练好正确笔画时就开始练习书写潦草的英文,就会出现把r写成v,把q写成把g,把k写成h 等笑话。
2.书写时要注意字母上下差距。此外,26个英文字母在书写时应该有高有低,好像一串音符在五线谱上跳跃。有的人书写的英文上端下端全部都保持在同一水平线上,甚至连g和f的长度都不明显,这一点建议大家能够注意一下。
3.注意字符间距。书写时要注意词与词之间要保持一定的距离,不能紧靠在一起。不该空格的地方不应出现空白,以免引起理解错误。
模块式小型反应堆是一种基于最新的第三代反应堆技术开发的多功能小型反应堆。模块化小型堆最大的特点是一体化、模块化、安全性能高及多用途,实现了全堆系统一体化集成、反应堆模块厂内加工、现场快速安装[1]。该反应堆配备了高安全性的非能动安全系统,简化的系统方案带来更好的可靠性和安全性,全堆模块化设计和施工,提供更高效的运行、安装及检修维护方式。
鉴于模块式小堆体积小、占地少,相对于传统大堆应用更加灵活,能够满足区域性的供热、供电,舰船反应堆加装等多样性的需求,正日益受到全球核电大国的青睐。目前美日俄韩等国都在持续进行各自的小型堆开发,如美国西屋公司牵头开发的IRIS、俄罗斯OKMB开发的ABV小型堆、韩国的SMART、日本的MRX等。
由我国自主研发的ACP100模块式小堆具有一体化设计特点,采用非能动安全设施,总体技术达到三代核电水平。反应堆结构设计采用一体化堆顶、内置式直流蒸发器,以及分段式安装的堆内构件,具有与传统压水堆型反应堆不同的结构形式。
1 概述
反应堆堆内设备是支撑燃料组件、控制棒驱动机构、为冷却剂提供流道的主要设备,在吊装时应结合现场实际情况进行方案制定,并对起吊设备进行仔细的受力核算[2]。ACP100模块式小堆的堆内构件包括压紧弹簧、上部压紧筒体、下部压紧组件、吊篮组件,以及堆芯测量组件等。其中堆芯测量组件包含了中子测量装置、温度测量热电偶等,采用分散布置,集束安装的设计方案,从堆顶贯穿进入反应堆堆芯内部,对反应堆的运行状况进行监测。
从堆内设备的布置形式来考虑,上部压紧筒体与下部堆内构件具有完全不同的功能结构和装卸接口,因此上部压紧筒体与下部压紧组件、吊篮组件采用不同的吊装专用设备进行装卸。堆内设备的装卸总体上包括以下工艺过程:(1)反应堆开盖前对一回路压力边界的卸除,包含堆芯测量组件密封结构的解除和压力容器密封紧固力的去除;(2)反应堆开盖后控制棒驱动杆的脱扣及检查、吊取;(3)堆芯测量组件的收取、压紧弹簧组件和上部压紧筒体的卸除,同时考虑整体贮存、水层屏蔽下的例行检修工艺需求;(4)下部压紧组件的卸除,以及导向管组件的单独检修工艺;(5)乏燃料组件的卸除、转运及贮存;(6)吊篮组件的卸除,水池内临时贮存、检修以及复装工艺。其中堆芯测量组件、上部压紧筒体的装卸与传统压水反应堆完全不同。
2 堆芯测量组件同步装卸方法
2.1 实现同步装卸的工艺方案
近年来国产化的堆芯测量传感器得到了普遍应用,包括测量燃料中心温度的套管式高温热电偶组件,测量燃料包壳伸长的差动变压器型位移传感器以及测量辐照然料元件中子通量和通量分布的自给能探测器和测量燃料包壳温度和考验元件出入口冷却剂温度的铠装热电偶等[3]。模块式小堆堆芯测量组件通过8个集束装置分别插入各自导管内,再深入堆芯。集束装置安装在上部压紧筒体上,反应堆卸料前需要卸除上部压紧筒体,这样就不得不先将堆芯测量组件提出堆芯,并且必须将其提升至一个较高的高度,使得堆芯测量组件最下端的核心段进入压紧筒体上的导管内部,避免在复装时由于脱离导向而无法再次装入堆芯。因此堆芯测量组件在换料时就存在一个实现与上部压紧筒体同步装卸的问题。
目前AP1000的堆芯测量组件在检修时采用整体更换的方案,即将其支撑架整体拆除进入专用存放架上后再逐组处理探测器组件。由于模块式小堆支承堆芯测量组件的集束装置与上部压紧筒体采用了一体化设计,没有单可供独吊装的支撑架,因此探测器组件必须先行进行提升卸除操作。为实现与上部压紧筒体的同步卸除,我们在其专用吊具上加装了堆芯测量组件的装拆装置,在吊取筒体的同时将堆芯测量组件提出堆芯,一起运至存放水池内,并实现探测器的临时固定功能。其拆卸和复装的方法如图1所示。拆卸时,先进行解除密封操作;然后使用专用吊具进行上部压紧筒体的吊取以及同时实现堆芯测量组件操作段的装夹;之后将堆芯测量组件提升约3.7米,直至其下端完全脱离堆芯进入上部压紧筒体导管内;就位后在上位对其进行临时固定操作;逐组进行提升、固定操作,直至全部组件脱离堆芯;最后使用专用吊具将上部压紧筒体和堆芯测量组件同时吊运至存放水池进行存放;复装时则先将两者同时吊运至堆内,再分别将堆芯测量组件逐组插入堆芯内部,最后进行密封操作。
2.2 工艺参数制定考虑的主要因素
工艺参数的制定和专用设备主要设计参数的确定需要考虑反应堆厂房内与装卸工艺路径相关的环境条件、操作对象的状态及其与反应堆结构之间的关系、同时从辐射防护的角度还应将人员安全、辐射屏蔽等因素考虑在内。通过分析,综合各方面的因素来确定堆芯测量组件的上位标高、装夹位置标高、专用工具尺寸等详细参数。
堆芯测量组件解除密封后,提升前顶端接头位于标高-5.7米处(水池盖板位置为0米标高),组件总长约8米,在下位时底端置于堆芯内部。专用吊具就位于上部压紧筒体法兰上,为保证吊具上部不入水,吊具操作位置应高于堆水池实际水深,其尺寸约8.5米。堆芯测量组件与上部压紧筒体共同起吊后为保证辐射屏蔽效果,筒体法兰距离水面至少约2米。考虑组件长度,实际提升进入筒体内的位置应保证起吊后平移操作开始时,下端头位于实际标高-6.5米处;而组件抽出和插入操作的装夹位置则应考虑吊具上的堆芯测量组件辅助操作装置所能到达的最低位置,使其位于堆芯测量组件顶端向下约0.8米处,起吊前实际标高位置为-6.5米。
3 专用设备研制
3.1 功能及组成
堆芯测量组件操作装置是上部压紧筒体吊具的一部分,安装在吊具的中下部,但该装置却是单独控制的一套完整的自动化操作设备。它完成的主要功能包括:(1)堆芯测量组件在上下两个位置的装夹;(2)堆芯测量组件的提升操作、插入操作;(3)堆芯测量组件在上端位置的定位。
该操作装置共分为三层结构,最上层包含一圈定位夹头,在堆芯测量组件上位实施临时固定;中层为提升装置,拆卸阶段在实施夹持后提升堆芯测量组件至上位;下层为复装机构,在复装阶段通过夹持、插入动作,将组件逐组插入压紧筒体,使其恢复至下位安装位置。上层定位夹头与提升及插入装置分开布置,操作装置试验样机主体结构如图2所示。
提升装置由驱动电机、丝杠、导向杆、提升板、锁紧装置组成。电机和丝杠、导向杆等部件组成线性运动机构,锁紧装置安装于提升板上随其进行直线运动。锁紧装置内置凸轮压紧机构,当操作把手在手动或气动驱使下进行旋转时,内置的凸轮压紧机构将驱动中心的卡套实现伸缩动作,卡套伸出时,堆芯测量装置端头将被锁死,缩回时则释放。端头锁死后再进行提升,反之到达下位后则进行释放操作。
下层复装机构由夹持装置、推送机构、就位滑槽等几个部分组成。其中就位滑槽是一组可供复装机构在工作位置和非工作位置之间移动的滑轨机构,需要进行插入操作时则在手动或气动作用下移动至工作位置。在试验样机中,由于只进行了单根堆芯测量组件的插入试验,因此滑槽设计为直线式,在实际产品中将进行4根堆芯测量组件的操作,因此滑槽形式将根据实际情况更改为均布的环形滑轨。推送装置由内置气缸、固定板和推动板组成,气缸安装在固定板上,推动板将在气动作用下作上下运动。夹持装置则安装在推动板的最底端,夹持装置内置双层楔形夹紧块,外形为开放的C形结构,便于堆芯测量组件夹持段进入夹紧机构内,在组件进入夹紧机构后,通过推动装置的上下运动,即可实现组件的自动夹紧、推送、插入、松弛的动作循环。
3.2 设计参数及控制逻辑
3.2.1 提升及夹持力
为了明确夹紧机构的实际最大夹持力以及提升组件所需的提升力,我们开展了大量的试验,通过试验数据的收集,得出了提升和推送力的最大值,从而得出了所需的夹持力。试验时考虑了全部集束管的形态,取其中具有最大弯曲量的2种集束管状态,进行了单根堆芯测量组件提升及推送力测试。在堆芯测量组件夹持块上加装测力计,人工手动对组件全程进行提升和推送,并记录每一步操作力的最大测量值,实际试验数据如表1所示,在具有最大弯曲量的集束状态下,全程推送力最大值为550N,提升力最大值为584N。
3.2.2 运行逻辑及控制方案
从提高工作效率方面考虑,堆芯测量组件操作装置分别设置提升组件和推送组件,两者分别执行不同的操作任务,通过同一套控制器进行控制。
用于操作装置动作控制的参数来源于装置上安装的多个数据采集及行程传感设备。动作控制点的设置主要包括:(1)上行程最顶端的上到位行程开关对上到位信号进行判断;(2)上部气动开关进行上端锁定装置状态判断;(3)丝杆驱动电机编码器对堆芯测量组件的提升位置进行监测;(4)操作装置下端下到位行程开关对下到位信号进行判断;(5)推送装置位置行程开关进行就位状态判断;(6)推送动作丢步判断;(7)推送力及提升力监测。
堆芯测量组件操作装置控制逻辑如图3所示。运动动作分为提升和推送两部分,推送力监测及提升力监测全程同步进行,一旦检测量与设定值偏差超过50%,则紧急停机。提升过程中位置信号监测全程同步,并在操作界面上进行实时显示。推送过程中丢步检测在每一推送步中均要进行,任何时候出现丢步都应停机并重新进行位置数据校准。
4 结论
通过对模块化小堆堆内构件的结构及布置、装拆方案分析,形成了堆芯测量组件装卸的具体工艺方法。通过开展试验的方式确定了力学参数和设计输入,最终设计完成的堆芯测量组件操作装置能够完全适应组件的安装和拆卸要求,通过合理的逻辑动作控制达到最优的工作效率和良好的可靠性。
参考文献
[1]熊厚华,杜继富.模块式小型反应堆研发现状及前景分析[J].价值工程,2015(02).
[2]陈玉祥.核岛大型设备及堆内构件的吊装[J].起重运输机械,1992(06).
关键词:汽车构造三模块教学改革
汽车产业作为国民经济的支柱产业,近年来市场空前繁荣,行业对专业人才的需求快速增加。为了培养出符合我国汽车行业自主创新需求的具有创新能力的工程应用型人才,必须通过改革不断提升人才培养质量。“汽车构造”课程是车辆工程、汽车服务工程等专业的必修主干课程,是学生学习后续专业课以及从事汽车行业各项工作所需的专业基础知识,课程掌握程度直接影响到学生的专业兴趣和后续课程的学习,关系到汽车专业人才培养质量,其地位在汽车类专业中极其重要[1]。
1“汽车构造”课程教学面临的问题
一是课时减少与内容增加的矛盾。随着通识教育的实施,基础理论课时在增加,“汽车构造”等专业课时在减少,而汽车新结构、新技术不断出现,汽车构造课程内容在不断更新和增加。如何应对这一新问题,是推动我们进行课程改革的动因之一[2-3]。
二是传统教学惯性与新的教学理念的矛盾。传统的课程教学过分依赖课堂和教材,教学被理解为理论知识的传授或搬运过程,学生处于被动接受的地位,缺乏主动性。
三是理論课和实践课分开教学造成理论和实践的脱节,学生不能在理论知识学习后及时接触实物,使教学的成效大大降低,更谈不上对学生工程素质和创新能力的培养[4]。
可见,原有的课程体系明显不能满足汽车行业对工程应用型人才和创新能力培养的需求,改革现有的教学体系和课程内容势在必行。
2“三模块”课程体系的建立
为应对上述问题和挑战,我们以学生工程素质和创新能力提高为目标,通过实施“多媒体课件开发”、“大学生实验创新”、“大学生科技创新”等项目,逐步建立起“理论教学、实践教学、自主学习”三模块有机联系,相辅相成的“汽车构造”课程教学体系。该体系强调理论与实践、学习与研究、模仿与创新的结合,在关注学生基础知识掌握的同时,更重视学生工程素质和创新能力的培养。
21理论教学模块建设内容
在理论教学模块中,增加前沿技术内容以及呈现方式的生动性。在“多媒体课件”项目的支持下,制作了新课件。课件制作中融入:一、拍摄汽车零部件和总成的分解录像和装配录像,并配以文字和讲解内容;二、根据解构的零部件,拍摄相应的图片;三、利用FLASH软件自制一些三维动画,将汽车主要零部件及其工作原理形象生动地表现出来。理论教学模块强调学生对理论知识的理解和掌握,以及对汽车前沿技术的了解。
22实践教学模块建设内容
实践教学是培养学生感性认识和动手能力的主要环节。在实践教学模块中,开设了认识实习、拆装实习、综合性实习和设计性实习四个实践性环节,并开放实验室,满足学生进行实践活动的需要。
在教学中培养学生的学习和专业兴趣是培养创新人才的重要组成部分。为此,我们加强了汽车构造实验室建设,将各个零部件和总成的结构以及相互之间的关系,最大限度地展示在学生面前,组建多媒体教学实训室,实现理论讲授、实物教学和多媒体教学的有机结合。
拆装实习安排在理论教学结束阶段,将原课程体系中一周的拆装实习时间增加到二周,使学生有更多机会接触汽车结构,从实践中发现问题、解决问题,更深刻地理解构造和原理。
综合性实习安排在专业课程结束阶段,结合校内外的实习基地,让学生了解汽车各大总成零部件的制造过程和总装过程、整车制造和总装过程等。我们与行业内多家企业(南汽集团、一拖集团)建立了联合培养基地、教学实习基地和就业实习基地,使学校实习与企业需求接轨。
设计性实习贯穿理论教学全过程,以拓展学生自主学习的空间,结合全国大学生F1方程式赛车大赛、本田HONDA节能车设计大赛等竞赛和学校的创新项目,培养学生的创新意识和能力[5]。开放实验室是学生不同阶段实习和自主学习的重要场所,本着为教学和学生服务的宗旨,制定了开放实验室管理规程,最大限度地方便学生。
23自主学习模块建设内容
“汽车构造”课程内容涉及面广、结构繁杂、原理各异,教师逐一课堂讲解受到限制,本课程自主学习模块的建设主要一拖网络平台的建设来引导组织学生进行自我学习。以课程教学为中心,以资源共享为内容,以师生交互为手段,培养自主性、创新性人才。
所建设的网络平台能实现教学、作业、测试、评价等各个教与学的环节。教师可创建课程材料上传,课程网站以不同的形式呈现给学生。
同时我们也革新教学评价方式,在日常课堂教学中,多数仅仅以一张试卷、一个分数作为评价学生的唯一指标,具有一定的偶然性。本课程网络平台建成后,实行以形式性评价和总结性评价相结合的学生成绩综合评价方式。为了更公正地进行教学评价,将学生的课堂表现、平时作业、在网络平台中的学习表现、以及交流与协作的情况等也作为对学生的评价因素,尽可能全面公正地给学生以评价。
3“三模块”的相互关系和成效评价
汽车构造“理论教学、实践教学、自主学习”三模块的课程体系与原课程体系相比,增加了实践环节课时,拓展了学生课后自主学习模块,三个模块的内容互有交叉、相辅相成。课程体系注重学生学习兴趣和自主学习能力的培养,关注学生的团队协作精神。在自主学习模块中,网络平台,寓学习于娱乐中,培养学生学习汽车构造的兴趣,同时也是对实践教学模块中认识实习的有益补充。而“大学生F1方程式赛车”等各类竞赛,可激发学生的创作欲望,使学生对结构功能有更好地理解与掌握,培养学生的创新能力和团队协作精神。
汽车构造“三模块”课程体系已在我校本科教学中应用两年,通过“教学质量月”学生问卷调查反馈的信息表明,学生专业学习兴趣明显提高,课程检查成绩达到预期的目标,产生了较好的教学效果。
4结束语
“汽车构造”课程是各类院校汽车类专业学生的必修主干课程,只是各个专业在学时分配上有所不同,内容上有偏重。“三模块”的教学改革所产生的成效还只是初步的,一方面,本课程体系的内在价值还需要一定的时间才能够逐步显现出来,另一方面,本课程体系也还需要在运行的实践中逐步充实和完善。尤其是在“双师型”师资的建设和培养、校企合作的长效机制的建设、以敬业精神为核心的汽车行业职业道德的培养等方面还需要不断探索和研究。
参考文献:
[1]田玉冬车辆工程专业建设及其工程教育改革模式探索[C]余卓平中国车辆工程人才培养与教育改革论坛论文集上海:同济大学出版社,2010:104-143
[2]方进建设有特色的工程电磁场教学体系,促进学生创新能力培养[J]安徽师范大学学报:自然科学版,2010,34(1):42-45
[3]王伟,王殿君,申爱明基于CDIO人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与探索[J]安徽师范大学学报:自然科学版,2010,33(5):136-139
[4]罗高涌,张瑾基于CDIO模式的校企合作办学的工程应用型人才培养模式研究[J]高教探索,2011,(5):71-75
[5]杨海荣,宋建学“建筑结构选型”课程教学研究[J]高等工程教育研究,2011,(3):157-160
在这个作业中,你需要回答三个问题:
1、在这个模块中,你做了哪些事情? 答:我在第三个模块中做到:(1)通读了模块三的六项活动;
(2)对必选案例进行了案例分析,将必选案例的问题在班级讨论区发了一个新贴;
(3)完成可选案例(上)(下)分析作业;(4)运用文字编辑工具Word进行了教案设计;(5)对本模块的学习进行了小结反思。
2、学完本模块后,你有哪些收获?
答:通过模块三的学习我的收获颇深。主要有:
(1)初步了解了各种教学模式,了解了教学策略的基本特征、基本类型;
(2)学习到了许多创新教育的新知识,开拓了自己的视野;(3)通过对必选案例和可选案例的分析,我有针对性地把理论联系实际,并应用到课堂教学中。
3、学完了本模块的内容后,你对培训过程和培训内容有哪些意见和建议?
【小课题研究模块三】推荐阅读:
小课题研究更新10-14
小课题研究操作篇05-24
小课题研究的范文09-11
研究小课题解决大问题11-16
小课题研究伴教师成长07-27
美术小课题研究计划表05-27
小课题研究结题申请表11-16
小课题研究的心得与困惑11-19
小课题研究阶段性总结论文10-17
西安市基础教育小课题研究结题报告11-14