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系统分析的科学性原则范文1
关键词:热能系统分析;最优化;课程建设;教学改革
作者简介:张艾萍(1968-),男,内蒙古兴和人,东北电力大学能源与动力工程学院,教授;张炳文(1953-),男,天津人,东北电力大学能源与动力工程学院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金项目:本文系东北电力大学教学改革研究项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0083-02
教育部2003年发出了《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》,力图通过精品课程建设,推进高校课程建设,提高整体教学水平。[1]具有较高综合素质基础的应用型、复合型人才的培养,体现了东北电力大学(以下简称“我校”)办学的基本特色,这是我校课程建设工作的出发点。我校根据社会人才需求,依托学校原有优势着力在相关学科的交叉结合部开拓新专业方向,培养社会急需的复合型人才。[2]
当前我国火电厂每年烟尘排放量约360万吨,占全国工业烟尘排放量的35%,火力发电厂又是二氧化硫等有害气体的主要排放源,排放的有害气体进入大气,形成酸雨等有害物质,造成大气污染,使大气环境日益恶化。热能与动力工程专业作为火电厂生产的主要专业,深知自己的使命“在满足供电供热的前提下,尽量减少煤炭消耗、降低环境污染”,选择了自己的发展方向“应用基础研究不断深化,描述愈来愈定量化、精确化,节能减排成为电力规划建设和电站运行的努力目标”。基于此并为满足“一实两创”人才培养的需要,我校从2002年开始,为热能与动力工程专业本科生开设了“热能系统分析与优化”课程。该课程的设置主要为了使学生掌握火力发电厂节能减排的理论基础,同时也为具有综合素质的复合型技术人才的培养提供理论支撑。本文针对“热能系统分析与优化”课程的建设和教学改革进行了初步探索。
一、“热能系统分析与优化”课程建设和教学方法改革的必要性
“热能系统分析与优化”课程综合了热能与动力工程专业多门专业课程(工程流体力学、工程热力学、传热学、汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、热力发电厂)的知识点,以及现代运筹学理论和微机编程技巧,以火力发电厂节能减排、减少消耗的若干决策问题为训练科目,培养本科生解决本专业决策问题的实际动手能力。
“热能系统分析与优化”课程的内容和人才培养目标符合国家节能减排、减少消耗的总方针,符合热力发电厂“以安全发电供热为条件,以降低消耗减少污染为目标”的设计、运行基本原则。所以,将“热能系统分析与优化”课程建设成为精品课程,对该课程的教学方法和手段进行改革,使其更适合学生对知识的掌握,有利于学生深入认识本专业各门课程相互关联的实质内涵,有利于学生早日完成从理论学习到实际应用的跨越,有利于学生上岗后早日成为节能减排工程师,是培养“一实两创”人才的需要,是国家节能减排事业的需要。
人才培养目标主要是通过课程教学实现的。课程建设水平的高低及课程体系的合理性、科学性是实现人才培养目标的基本保证。[3]为了更好地实现人才培养目标,达到课程设置的目的,对“热能系统分析与优化”课程进行精品化建设和进行必要的教学方法、手段改革是非常必要的。
二、“热能系统分析与优化”课程建设
课程是由一个或几个学科的若干内容按一定的体系与结构组成的教学基本单位。课程建设包括形成和决定课程质量的各种条件和内涵建没:教学文件建设、教材建设、实验室建设及师资队伍建设等。精品课程是具有一流师资队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。[4,5]
1.切实加强教师队伍建设
教师在课程建设中起着关键的作用,学生获取知识的主要来源是教师。从长远来看,教学团队在未来的课程建设中将扮演极其重要的角色,随着远程网络技术、多媒体技术的发展以及教学联合体、学分互认的发展,学生选课时可选择各学校精品课程,通过网络学习最适合他的课程,因此各学校教学团队的激烈竞争将不可避免。
有了明确的教学目标和良好的教学条件,能否实现教学目标,教师起着决定性的作用,这是课程建设的关键。因此要建设一支结构合理、水平高、素质好,团结合作,并有学术带头人的师资队伍。这支队伍应该是由治学严谨、知识渊博、德高望重的老教师把关,由经验丰富、思想成熟、学有专长、教有成效的中年教师作中流砥柱,由年轻力壮具有教学科研良好素质的青年教师冲锋陷阵的合理匹配的有机整体。其职称和年龄结构,主讲教师的高、中职比和任课率,教学和科研工作量比,科研成果率等均能达到结构合理,既能满足教学的要求,又具有相当的科研能力和水平。
2.重视教学内容和课程体系改革
融合多门课程知识,提高综合应用能力,关联节能减排。在热力发电领域,无论是设备制造、工程设计还是电站运行,到处存在着“以安全发电供热为条件,以降低能耗为目标”的决策问题,直接关联着国家的节能减排目标。在多年的教学过程中,本课程组一直为将“热能系统分析与优化”课程建设成为培养节能减排工程师的培养平台而努力。结合火电厂在节能减排中的基本任务,精心编排了教学内容,融合了包括汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、集控运行、工程流体力学、工程热力学、传热学、高等数学、运筹学在内的多门课程的知识点,引导学生对热能系统或设备进行深入分析,指导学生针对火电工程实际决策问题建立数学优化模型,并编制微机程序求解,提高学生解决实际决策问题的能力。
3.重视教材建设
国内已经有一些关于火电厂热能系统综合分析与节能减排技术方面的教材,但是,都存在着某方面的不足:主要介绍其他行业的热能系统,火电厂的内容很少;主要针对小机组介绍,不能满足当前超临界600MW及1000MW机组的需要;原则多,应用少,只能作为一般的概念了解,不便于使用操作;由于峰谷差别日益加大,600MW机组也参加调峰调频,给定功率是多数机组的运行方式,例如有些教材中假设“余下的排挤抽汽(1-α1-2)将直达凝汽器”,在给定功率的运行方式下,必然引起发电功率的变化,调节汽门将关小,以改变蒸汽量,维持给定的功率。
本课程组编写的教材将克服上述同类教材的不足和缺点,达到教材建设目标。本教材的特色是“融合多门课程知识,提高学生综合应用能力”,创新点是“学生作业内容关联节能减排”。
本教材建成后,将成为:融合了汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、集控运行、热力发电厂、工程流体力学、工程热力学、传热学、高等数学、运筹学、微机编程等多门知识点的综合性教材用书;火电厂热能系统分析工具书和节能减排工作手册,其内容包括火电厂和热电厂的各种装机方案。
本教材将在人才培养中起到如下作用:各门课程知识点得到多次强化和应用训练;提高学生对复杂系统的综合分析能力和建立数学优化模型的能力;提高学生使用电脑编程求解的水平;提高学生参加热力发电节能减排工作的技能和意识。
4.理论教学与实践教学并重
采用的练习题都是每个火电工程实际存在的优化决策问题,以下举两个编程练习的例子:
编程练习一:以优化运行减少消耗为题材,与学生林志峰共同发表了论文《给定出力660MW机组最佳真空确定方法》(《汽轮机技术》2008年第5期)。该论文介绍了功率控制方式下单元机组最佳循环水量的寻找方法。传统的最佳循环水量寻找方法,也是目前教材中介绍的方法,是在汽轮机入口参数和调节门开度不变的前提下,寻找使供电功率达到最大的循环水量。这种方法不适合于功率控制方式下的单元机组。为此,本练习建立了全面的单元机组资源消耗数学模型,其C程序可以在1~2秒钟内求解得出给定发电功率下使资源消耗最低的最佳循环水量,能够为机组的在线优化运行提出合理建议。这里,资源消耗包括燃料费、水费和排污费。编程练习一的资源消耗数学模型符合汽轮机原理的有关定性结论,其微机程序给出的优化结果符合运行常识,学生得到了达到或接近实用水平的训练。
编程练:考虑更多因素的单元机组冷端优化设计参数。《火力发电厂水工设计技术规定》指出,新建火力发电机组,要根据当地气象条件变化规律和循环水管道系统布置方案,对于冷端设计参数(凝汽器换热面积、循环水量、冷却塔淋水面积、凝汽器管材规格、凝汽器管长度、循环水管道规格、循环水泵扬程、循环水温度)在一定的变化范围内进行多方案的优化计算。但是,目前火力发电设计单位没有包含上述多变化因素的优化计算方法和微机程序,手工进行优化计算又难以达到要求。为此,本练习建立了全面的单元机组冷端优化设计数学模型,考虑到有离散变量,采用枚举法求解,编制调试了Auto Lisp实用程序,计算结果符合正常规律,优化计算时间为1.5~2小时,为火力发电设计单位提出一个合理可行的优化设计工具。
三、“热能系统分析与优化”课程教学改革
教学方法和教学手段是实现教学目标,落实人才培养模式,提高教学质量的直接、具体实施环节,也是“热能系统分析与优化”课程教学改革的重头戏。
第一,开展研究性学习,提高工科学生素质。课程组在指导学生完成编程作业的教学过程中,鼓励学生探究解决实际问题的思维过程,鼓励学生进行研究性学习,提高学生独立深入思考的能力和习惯。
第二,建设课程教学网站。在“热能系统分析与优化”课程现有QQ群的窗口内扩建成课程教学网站,内容包括教学大纲、授课计划、教案、推荐教材、参考教材、参考文献、动态习题集、QQ在线答疑。教学网站内容与课程组教师授课内容一致,课程组教师也使用相同的授课计划和教案,于是,教学网站的投入使用,不但方便了学生,也扩大了课程组的教学容量。
第三,将培养学生思维能力和应用能力放在教学目标的第一位。对主要方法,要讲清思维本质、应用原则与其他方法的联系,要强调方法的科学性和灵活性等。教学中要特别注意引导学生抓住对所学知识的阅读、理解、分析和总结环节,勤于动脑和动手,提高计算的准确性,推理的逻辑性和表达的数学性。
第四,开发应用CAI课件,迈出教学手段现代化的步伐。
第五,通过教学改革,使学生受益。根据个体学生的不同类型,学生受益可以从以下两个方面分析:其一,综合性实用性的规划教材、随时可用的教学网站、老师实时在线的亲切感觉,为积极向上、勤奋好学的学生创建了良好的、温馨的自主学习环境;其二,对于死记硬背、不习惯于研究学习的学生,动态习题集是通过考试的捷径。
四、结论
通过对“热能系统分析与优化”课程设置的目的、师资队伍的建设、教学内容和教材的改革和建设以及教学方法和手段的改革等进行分析,得到如下结论:
“热能系统分析与优化”课程的设置主要为了使学生掌握火力发电厂节能减排的理论基础,同时也为具有综合素质的复合型技术人才的培养提供理论支撑,对该课程建设和教学改革是非常必要的。
“热能系统分析与优化”课程建设的内容包括师资队伍建设、教材建设、理论教学与实践训练并重,注重理论联系实际,培养学生的实践能力。
在教学方法改革方面采取了研究性教学、网络辅助教学等方法,并引进了多媒体、QQ群答疑等现代化教学手段,取得了良好的效果。
“热能系统分析与优化”课程的建设和改革为热能与动力工程专业的发展和其他类似课程的建设提供了思路。
参考文献:
[1]黄德群.高校精品课程建设研究特点、问题与趋势[J].中国电化教育,2010,(5):64-68.
[2]范宝忠.加强课程建设,深化教学改革[J].辽宁高等教育研究,1998,(2):89-90.
[3]雷炜.高校课程建设现状分析与对策研究[J].高等工程教育研究,2008,(1):103-106.
[4]夏晓烨,段相林.课程建设的内涵、目标及相互关联[J].中国大学教学,2007,(9):59-60.
系统分析的科学性原则范文2
Abstract: The essay analyse all the factors influencing sub-contractor selecting from the general-contractor's point of view. First, a hierarchical structure is built referencing to factors which determine sub-contractor's contracting ability. Then, a linguistic multi-attribute evaluation method for group decision making is presented with the methods of unascertained LWM operator and HLWA operator. Finally, the model is applied in an engineering case which proves its operability and correctness.
关键词:分包商;综合评价;LWM算子;HLWA算子
Key words: sub-contractor;comprehensive evaluation;LWM operator;HLWA operator
中图分类号:F272 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)28-0079-02
0 引言
由于具有有利于减少资源占用与管理成本、有利于控制工程造价、有利于提升全面履约能力等优点,工程总承包模式已经成为国内外建设活动中多有使用的承发包方式。在总承包模式下,分包商在很大程度上影响项目的实施进度、成本、质量,进而影响到总承包商企业的经营效率。这就要求总承包企业在选择分包商时全面分析评价分包商的实施能力。
目前国内常用AHP、模糊综合评价等方法来评价与选择分包商,亦有采用改进的并行混沌优化算法来进行决策。这些方法或者需要将定性指标定量化,或者要求决策者具有相应较高的决策理论基础,不利于在工程实践中推广。语言评度集结评价方法可以在评价者对各指标语言评价的基础上,予以直接的综合集结,评价方法计算简单,评价结果明确。因此,语言评度集结评价方法应是适合于对分包商评价与选择的一种综合评价方法。
1 分包商系统分析
分包是相对于总承包而言的,是指总包商将工程中的一项或者若干项具体工作的实施交给其他公司,通过一个分包合同约束对方在自己的管理下有其他公司来实施。实施分包工作的承包商称为“分包商”。系统论的结构功能原则表明,系统的结构是受环境的影响而改变的,这就要求在系统结构分析的同时兼顾系统环境的具体分析。
按照上述分包商系统分析思想,分包商系统是由管理、财务、组织、资源、技术等组成部分构成,不断进行着信息、物质、能量相互交流的有机整体。社会环境系统 (包括政治环境、经济环境、科技环境、法律环境、社会文化环境等)、市场环境系统(包括市场容量、市场结构、市场规则、竞争对手、供应商、购买者等)自然环境系统(包括资源环境、生态环境等)[2]等与分包商相关联的因素共同构成分包商系统的外部环境[1]。分包商系统结构如图1[1][2]所示。
2 构建综合评价指标体系
2.1 筛选评价指标的原则 构建一套完整全面反映分包企业承包实力的指标体系是合理选择分包商的基础。在对分包商系统的目标、功能、环境以及各管理要素进行系统分析的前提下,建立有机统一的评价指标系统体系。评价指标体系的建立应遵循的以下三个原则:
2.1.1 科学性原则 评价指标体系的设计应严格从分包企业分包能力的定义出发,首先要能够真实反映分包商的分包能力,其次要能够客观阐明决定分包商分包能力的内部因素和影响其分包综合能力的外部环境因素。
2.1.2 系统性的原则 全面整体的分析问题是系统分析的基本思想,在全面整体评价的要求下应兼顾考虑局部评价的重要性。因此在指标体系构建和具体评价指标选取上,应以构建科学完整的评价系统为出发点,考虑各评价指标在评价指标体系中的合理构成,以及各具体评价指标间的逻辑关联关系,以此保持评价指标的相对均衡统一,实现评价指标系统的最优化。
2.1.3 可评价性和可操作性相结合的原则 指标体系的应用性决定整个评价体系的可操作性,评价指标应具有普遍可统计性,定义要明确,界限要分明,易于测得和比较。
2.2 综合评价指标体系 在管理系统工程中,系统综合评价就是全面评定系统的价值。而价值通常被理解为评价主体根据其效用观点对于评价对象满足某种需求的认识。对于由图1建立起的待选择分包商系统,在各待选分包商满足法律规定的诸如资质水平、注册资金等强制性指标的前提下,根据上述指标筛选原则可以构建出目的明确、层次清晰的评价指标系统,如图2。
评价指标系统主要由以下指标则构成:
①报价水平,分包商的对分包工程的报价高低。
②技术装备水平,分包商项目团队的技术人员以及大型器械的配备水平。
③财务能力,分包商的完成的分包工程的经济财务实力。
④项目管理能力,分包商对于工程项目实施的管理能力,包括工程项目实施过程中的工期、成本、质量、安全管理等。
⑤沟通协调能力,在项目实施的工作中分包商与总包方、其他分包商、业主方、设计方、监理方的协调沟通能力。
⑥类似工程的经验,近年来分包商承揽类似工程的经验。
⑦信誉水平,分包商企业的业内诚信水平和业主对其提供承包服务的满意程度。
3 语言信息集结算子评价决策方法[3]
鉴于专家对于分包商的评价都是语言值,如“好”、“很好”等;而且每个评价指标的权重也是语言值,如“稍重要”、“重要”等;因此语言加权取大算子(LWM算子)和混合语言加权平均算子(HLWA算子)便是评价和选择分包商的最佳选择。
利用LWM和HLWA算子评价决策的过程如下:
参考文献:
[1]赵锡斌.企业环境研究的几个基本理论问题[J].武汉大学学报(哲学社会科学版),200401,57(1).12-17.
系统分析的科学性原则范文3
关键词:公路路线设计;安全性;可靠性
引 言:公路线形设计是公路设计的核心,其设计应保证车辆行驶的安全舒适,驾驶员的视觉和心理反应,引导驾驶员的视线,保持线形的连续性,使驾驶员有足够的舒适感和安全感。公路线形质量的好坏,直接影响公路运营的安全、经济、舒适、快捷以及正常功能的发挥。
公路的路线定线是公路设计中最为关键的一步,因为路线线形是一条公路的骨架,线形是否合理,将直接影响到公路的桥隧、人工构造物、路基、路面等的设计,也是控制工程造价的主要因素,同时在公路建成后,如果再要改变线形,一般也是非常困难的。尤其是高等级公路的路线,一经建成将长期制约着公路的经济和社会效益的发挥。所以,有的国家提出公路路线是公路的生命,它对汽车行驶的舒适、安全、经济和道路的通行能力,都起着决定性的作用和影响。
1 公路路线设计现状及存在的问题
国外发达国家关于公路路线设计的理论已经从单纯考虑汽车的动力学要求,逐渐注重考虑驾驶员的生理心理特征,提倡以人为本的设计理念,注重线形设计后使用上的舒适性,并在开展设计的安全性、连续性、一致性、经济性等方面进行了研究。我国的路线方案基本上是采取传统的经济评价、财务评价以及工程技术方面比较方案优劣,存在的主要问题是忽视了环境、社会等方面的影响,不能全面反映线路的科学性和合理性,经济上最优的方案未必是最优方案。
2 公路路线分析方法
公路路线优化问题具有设计目标不可公度性和目标间的矛盾性两大特点,设计目标的不可公度性是指各个目标没有统一的度量标准,很难加以比较。线性设计目标间的矛盾性是指如果采用某种方案去改进或改变某一目标值,可能会使另一目标的最优值变好或变坏。
2.1 可靠性研究分析
可靠度理论在公路线形设计中的应用很早就已经开始研究,而我国将可靠度理论应用在公路路线设计方面研究还未全面开展。可靠度理论在一些领域特别是结构工程和岩土工程学中应用较广泛,同时在运输工程学领域也有研究,如公路排水管道设计、交通信号灯间隔时间可靠性分析,信号配时设计等。可靠度理论是以概率论为基础的极限状态设计,用概率来描述工程结构可靠性的问题。
公路路线设计可靠性分析中,主要目的是根据路线设计极限状态下功能函数计算可靠指标β、失效概率Pf等。路线设计功能函数是用公路供给值和驾驶期望值来表示。假定公路供给设计参数随机变量为S,驾驶期望设计参数随机变量为D,其相应的概率密度函数为f S(s)和fD(d),且S与D相互独立,则功能函数Z表示为:
Z=g(S,D)=S-D
对于路线设计的各个极限状态方程:当 Z=0时,该路线设计参数处于极限状态;当Z>0时,该路线设计参数满足功能要求;当Z
假定随机变量S和D均服从正态分布,其平均值和标准差分别为US,UD和O-S,O-D,则功能函数Z=S―D也服从正态分布:其平均值和标准差分别为UZ=US-UD及和 ,失效概率:
对其进行标准正态变换 ,令,可得 :
式中,为标准正态分布函数,现引入符号β,并令,则得:,式中:β为一量纲的系数,称为可靠指标,可靠指标β的表达式为:
2.2 系统分析法
将路线设计成果进行系统分析,可以对设计成果及环境约束情况作出定量或定性的评价,指出存在的问题和改进的方案,从而达到最优化设计。系统分析法包括五个要素:目标、评价标准、现状数据、分析评价、优化决策。
《公路路线设计规范》中明确规定:公路路线设计应对公路的平、纵、横三个面进行综合设计,做到平面顺适、纵面均衡、横面合理;公路路线设计规范是公路设计的依据,也是评价公路路线设计可靠性质量的标准,其表现为一系列规范条文,这些规范条文既有原则性的。也有针对各个细部的,所有规范条文构成一个系统现状数据,包括路线设计成果及公路环境约束的数据。公路设计成果数据为主要技术经济指标采用值,环境约束状况则包括地形、地质、水文情况等。将公路设计现状与评价标准进行比对,将公路环境约束与设计现状比对,分析路线设计的合理性,论证需要加以改进的,基本合理但仍有改进余地的,基本达到技术要求而不满足经济要求的,满足经济要求而实际技术指标不太理想的;对公路分析评价中发现的问题进行合并、归类,找出重点.提出科学合理的优化方法,并付诸实施,同时对公路优化后的成果数据进行再分析与优化。
系统分析法的要点包括:系统与定量,系统分析法的形式可以多种多样,按系统与定量的原则来要求,系统要求全面、清晰,定量要求书面化的数据成果。系统分析法评价公路线形设计质量,工作量相对较小,且定量分析的结果清晰明了。利用计算机辅助设计情况下,在路线设计中推广系统分析法。有效地提高路线设计质量,合理地减少工程量,具有良好的推广应用前景。
2.3 路线智能优化法
智能优化法是基于空间数据挖掘技术和多目标遗传算法求解路线方案Pareto最优解集的公路路线智能优化模型,获得协调各设计目标的路线方案,作为交互式公路路线CAD系统初始设计方案,从而提高公路路线计算机辅助设计能力水平和设计层次,提高公路路线设计智能辅助决策能力。
公路路线设计优化过程必须从公路原始空间数据库中真实及时地提取、分析与公路路线相关的空间数据,为公路路线目标函数计算提供数据资料依据;按所需空间数据的属性和查询方法,路线设计空间数据挖掘方法可分为点数据挖掘、线数据挖掘、面数据挖掘。公路是敷设于自然界的人工构造物。所经区域的地面高程决定了路线的位置、工程量等因素,是公路路线设计的关键信息。通过GIS的空间分析模块,利用数字高程模型(digital elevation model,DEM)可获得路线地区任一点的地面高程,由于公路路线设计需要纵断面地面线和横断面地面线,所以必须将公路路线设计领域知识与GIS空间分析相结合,以获得所需地理地质和公路区域的有效信息。公路路线在布设时,不可避免地要与其他公路、铁路、河流等相交,通过GIS的拓扑关系查询,获取公路与线状构造物的拓扑关系,合理地确定立体交叉或平面交叉的类型。而通过分析路线所交河流的宽度、流量等信息,则可以合理确定拟建桥涵的跨径,从而为公路路线方案优化提供充分的信息。面数据挖掘方式,为公路路线挖掘面域信息,为路线设计提供依据。
建立公路路线智能优化系统模型,有利于解决路线优化过程中模糊性、不确定性问题,为公路路线的设计提供科学和有效的依据。
3 结束语
从公路路线设计工作中存在的问题出发,提出了一些解决方法。这样做才能省工、省时还能有效节约资源,降低建设费用,希望本文提出的方法能对以后的公路路线设计起到一定的作用。
参考文献:
系统分析的科学性原则范文4
依据美国科勒教授ARCS动机模型理论,教师在课堂教学中要注意捕捉学生心理,关注学生学习能力差异,在差异中不断寻求共性,而这个共性就是激发和维持学生的学习兴趣。ARCS动机模型是针对这个共性而探索出的一种框架模型,在该模型中,注意力、相关性、自信心和满意感是一个整体,没有主次之分,缺少或忽视其中任何一个要素,都可能使学生失去学习兴趣,从而导致教学实施的低效化。
本文结合当前农村学生的学习现状,将ARCS动机模型融入通用技术教学中,从注意力、相关性、自信心、满意感四个维度提出了一些具体策略。
一、吸引学生的注意力
提升注意力是学生进行学习活动的前提条件。结合多年的教学实践,笔者发现对于偏重技术理论知识的教学,如果单纯讲授技术原理,学生既难以理解,又提不起学习兴趣。对课堂中的提问,大部分学生从不思考,等着教师灌输答案,对相关知识也不做任何笔记。
相反,教师如果侧重技术制作、技术问题解决教学或结合生活中亲身体验的例子等,学生则兴趣浓厚。
比如讲授内容抽象的《系统分析的基本方法》时,若采用传统的讲授模式,课堂势必会出现形式化和低效化的现象。经过认真思考,笔者先以网络资源《过河》游戏为引子,设置不同的难度,并提出问题:“如何让每个人都能顺利过河?有几种解决方案?能否与大家分享你的经验?”
学生不由自主地相互交流、寻求解决办法。其中,个别同学按捺不住,跑到讲台上尝试游戏,有些学生还运用了数学课上函数坐标描点的方法,让人不禁感叹学生的创造力。
诸如此类的情景导入,都是根据学生特点,从学生喜欢的活动出发,激发学生强烈的好奇心与探索欲望,将学生的注意力吸引到课堂中来,从而为打开学生的创新思维奠定基础。
二、建立学习活动与学生的相关性
教学中如果能让学生知道所进行的学习活动与他们自身紧密相关,能够通过结合已有的知识经验来获取新知识,将有利于学生迅速掌握课堂内容。
在《系统分析的基本方法》一节中,教学目标是让学生理解系统分析中应遵循的科学性原则,如果单纯讲授教材中的“人力飞机”案例,由于理论性强,脱离生活实际,容易造成乏味。笔者由此联想到网上关于举行“宁夏首届龙舟赛”的消息,为何不让他们分析这个“庞大”的系统?学生一听兴趣高涨,争相约定要去看比赛,并结合物理中所学加速度的知识,推导出相应的数学模型,得出相应结论。
学生在学习过程中主动获取的知识不但便于保存,而且容易迁移到新的问题情境,学生的创新意识也在潜移默化中得到不断提升。
三、引导和培养学生的自信心
自信的学生才会主动运用所获得的知识探索未知世界,并记得牢、用得活。教师提供给学生的任务要适中,让学生不时产生成就感。在一些老师的课堂中,由于受自身原有学科背景的影响,课堂内容过深,学生既理解不了,更掌握不了,造成课堂效果不佳。
教师应结合学生实际,严格控制课堂内容的深度和广度,让学生既能掌握浅显的知识,又有发散思维的空间,进而培养学习兴趣。
四、创造正向的满足感
通用技术教学中,教师要让学生产生有效的学习成果,明确只要努力就会有收获。可以向学生提供真实的问题解决情境,让他们应用已学的知识解决实际问题,通过努力获得满足感,进而形成良性循环,促进课程学习。
比如《简单结构的设计》一文中,主题活动为吸管书架的结构设计。有些学生碰到困难无法解决,中途放弃,并无所事事地看着他人操作。此时,笔者启发、鼓励学生:“牙签除了用来连接,还有没有其他作用呢,比如加固或增强结构的稳定性等”,结果出人意料,有些学生把牙签塞进吸管中,用于增强结构强度,并且考虑到人机关系的因素,剪掉了牙签尖锐的部分,作品展评时,获得了全班同学的认可。
系统分析的科学性原则范文5
关键词:教师教学质量;模糊数学;综合评价
近年来,国家发展高等职业教育的政策发生了重大转变,高等职业教育得到了迅速发展。各高职院校为了打造核心竞争力,在质量、特色上下工夫,建立一个完整而科学的教师教学质量评价体系,已成为提高高职院校内涵式建设的重要保障。
一、教师教学质量评价指标体系的制定
1.基本思想
教育是一个系统工程,是过程的艺术。在教学过程中,教育对象的改变,使各教师在教学内容、教学方法等方面需不断进行改革。因此,各高职院校在进行教师教学质量评价中势必会遇到许多模糊信息的处理问题。
模糊综合评价方法的基本思想是在确定评价因素、因子的评价等级标准和权值的基础上,运用模糊集合变换原理,以隶属度描述各因素及因子的模糊界线,构造模糊评判矩阵,通过多层复合运算,最终确定评价对象所属等级。
本文运用模糊数学中的综合评价理论,在综合考虑教学过程各因素的基础上,结合教学管理经验,建立教师教学质量评价的数学模型。
2.指标体系组成
针对高职院校的实际教学情况,请有关专家对能反映高职院校教师教学质量的主要因素进行系统分析,制定了评价的指标体系与评分标准,并依据评分标准确定各评价指标的权重系数,形成客观、公正的评价体系。其次,根据评价人员对指标体系各级指标的模糊信息,运用模糊数学的方法,依次对各级指标进行评判。最后,根据最大隶属原则,综合各评价人员的评价结果即可得到专业课的定量评价结果。
二、建立综合评判模型
1.建立评判对象指标集U={U1,U2,…,Um}
根据表1所示,教师教学质量评价设立“专家评教”“学生评教”“同事评教”“教师评教”4项指标,分别用U1,U2,U3,U4表示,组成教师教学质量评价标准因素集合U={U1,U2,U3,U4}。
2.建立评价集为V={V1,V2,V3,Vn}
本文将教师教学质量评价分为五个等级:优秀(90~100分)、良好(80~89分)、中等(70~79分)、合格(60~70分)和不合格(60分以下)。评价集V={优秀,良好,中等,及格,不及格}。
针对高职院校的实际教学情况,请有关专家对能反映高职院校教师教学质量的主要因素进行系统分析,制定了评价的指标体系与评分标准,并依据评分标准确定各评价指标的权重系数(见表1),形成客观、公正的评价体系。其次,根据评价人员对指标体系各级指标的模糊信息,运用模糊数学的方法,依次对各级指标进行评判。最后,根据最大隶属原则,综合各评价人员的评价结果即可得到专业课的定量评价结果。
3.建立教师教学质量综合评判模型
现对教师X教学质量进行综合评价,在其授课班级随机抽取学生50名,发放评估表。表2为50名学生对X教师的各项指标评价人数统计表。
根据表2统计数据,可构成学生对教师X教学质量综合考核的模糊评价矩阵R1。
采用学生评教同样的数据处理方法,可得到专家评教、同事评教和教师自评的评价矩阵。将各评价因素综合就构成了该教师的教学质量的二级模糊评价矩阵R。与二级模糊评价因素权重进行模糊矩阵变换得
进行规一化处理可得结果为B=(0.3800.3290.2180.2170.0810)。若规定“优秀”、“良好”、“中等”、“合格”和“不合格”各等级对应的代分数为:95、85、75、65、55,则由它们构成一个等级分矩阵:[9585756555]。因此教师X的教学质量综合评价可通过下式计算:
经过模糊数学处理后,可知教师X的教学质量综合评价分值为85.68分,综合评定为良好。
三、结束语
通过利用模糊数学模型对教师教学质量进行评价,实现了从定性到定量,最终又回到定性的转化,有助于科学合理地对教师教学质量进行评价。同时在应用该方法时,利用Office办公系统,打开嵌入VBA的Excel,输入指标权重和评价结果,执行相关计算,很快可得到计算结果,从而大幅度地提高了评价效率,为各高职院校内涵式发展提供了一个切实可行的好办法。但怎样能更好地确定评价指标体系,更好地确定各指标的权重,还需进一步探讨和研究。
参考文献:
[1] 邢天才.试论高等职业教育质量评价体系和标准的构建[J].评价与管理,2006,12(41).
系统分析的科学性原则范文6
【关键词】教学策略 问题情境 设计 课堂
21世纪科学技术突飞猛进,人们的生活方式正悄然改变着。传统的教育模式逐步被挑战,有效的教育活动不再是单纯地依赖模仿和记忆。动手实践、自主探究与合作交流学习是学生学习的重要方式。因而构建基于问题学习的教学策略是新世纪教育改革的必然趋势,在教学中教师应设计创设问题情境,激发学生学习的积极性。向他们提供充分从事课堂活动的机会,帮助他们在发现问题、探索问题、解决问题的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能。而基于问题学习的教学策略在课堂教学中就显得尤为重要了。
宋代教育家朱熹说过:“读书无疑须教有疑,有疑者都要无疑,到这里方是长进。”这话是很有道理的。“须教有疑”,提问就是通过巧妙的激疑设问,使学生心中产生疑问,引起积极的思考;而思考,是学习深入的源头,启迪知识的钥匙,沟通智慧之路的桥梁。可见,提问在课堂教学中有着举足轻重的地位。问题是学习的起点。基于问题的学习策略有一个共同的特点,这就是“先问问题后学习”,基于问题学习要求学生针对一定问题情境,并在问题的发现和解决的过程中扮演积极的角色。在发现问题、明确问题、解决问题的过程中,获得新知识和新技能。在教学中精心设计有意义的问题情境,引导发现并提出问题,指导解决问题策略,鼓励、引导,师生共同评价反思,归纳解决问题,这样的课堂教学使学生主动参与的积极性大大提高了,学生成了新知识的探索者、发现者,并不断享受成功的体验。在通用技术课堂教学中教师应根据课本的教学内容,创设一定的学习情境,营造一种学习的氛围,以此来激发学生的求知欲。
一 问题的设计
基于问题的教学策略,即通过一系列实际问题来应用知识和技能,从而帮助学习者建构经验。在这种教学模式中,教师可以给学生提供相应的真实情境,而这种情境又需要把学生所学知识有意识地进行应用,教师帮助学生进行小组协作活动,教师提出的问题与课程相关并且有意义,不能仅仅停留在回答“是”或“不是”的浅层次阶段,教师给出的问题应让学习者学为所用,体验到解决问题的成就感。同时,问题要具有一定的开放性和延伸性,不能只有一个固定答案,特别是要提出一些结构不明的问题,这样才能促使学生运用创造性思维,通过问题解决培养学生的协作意识。在这种基于问题的教学策略中,教师还需要为学习者提供相应的学习支架,如解决方案的样本、专家和有经验者的网站、多种容易获取的媒体资源以及其他支持服务。学习者需要组成小组,以问题为中心,以技术为手段,通过合作分工、中途小结、交流评价最后共同解决问题。这种基于问题的以学生为主体、教师为主导的混合式学习模式,从理论上来说,有利于拓展学生的知识面,培养他们的批判性思维和创新思维,提高他们的协作交流能力和自学能力。
二 创设恰当的问题情境
1.创设问题情境是现代教学理论强调的一种优化课堂教学的措施
古希腊学者亚里士多德说:“思维自疑问和惊奇开始”。因此课堂教学应从问题的引入入手,教师应根据教材内容用一段简短精彩的引言创设问题情境,设置一定的困难和矛盾,激发学生对学习目标的认知要求,使学生处于探索新知的情境中。通用技术课程要求学生掌握技术以及设计的一般思想和方法。而技术涵盖于生活中的方方面面,只要善于让学生从中发现这些知识,并用来解决实际问题,学生将品味到技术的“妙趣横生,其乐无穷”。
熟悉的东西学生才能容易理解,容易引发他们的共鸣,所以在课堂教学中,教师要尽量使用生动易懂、贴近学生生活的例子。例如《系统分析的基本方法》一节,知识的理论性很强,如果遵循传统教学模式,学生对相关内容的认识只会停留在表面,课堂势必会出现形式化和低效化的现象。因此,如何处理教材就显得尤为重要,经过一段时间的思考,笔者借助网络资源《过河》游戏,设置不同的难度,通过问题“如何让每个人顺利过河,你有什么办法?有几种解决方案?能否与大家分享你的经验?”引入教学。问题给出后,所有学生不由自主地相互交流、寻求解决办法,有些学生还运用了数学课上函数坐标描点的方法,让我为之惊叹,惊叹中又为学生们感到骄傲,这不正是新课程背景下课程整合的具体表现吗?总之,在游戏体验中,学生亲历了系统分析的一般过程,为后续教学的展开做好了铺垫。
2.帮助学生明确问题
该环节主要是让学生对问题情境有一个清楚而彻底的理解,对于提出的问题,学生需要明确自己已有的知识、还缺少哪些知识以及对该问题的看法等,在理解的基础上思考、收集相关的信息。高中生有一定的生活经历和文化基础,对认识问题有自己独特的观点,初步具备了发现问题的能力,但学生对分散的、零乱的问题,缺少合理性、科学性、深入的分析。教师要帮助学生进一步搞清问题的性质、问题的价值等。
3.指导学生的问题解决过程
在提出问题以后,教师要科学的组织、引导学生去探究问题、解决问题,让学生形成个人感受和体验,从而消化知识、形成能力。问题策略最重要的是让学生在学习中接触和体验探究的过程,获得知识的方法,其次才是探究的结果。高中学生的知识与能力、独立自主意识日趋增强,而现代社会获取信息的渠道又极为广泛,这一切都为他们进行自主性学习与探究活动打下了基础,创造了条件,所以教师应大胆放手让学生自己去寻求解决问题的方法,得出个人的见解。例如《系统分析的基本方法》一节,教学目标是让学生理解系统分析中遵循的科学性原则,如果单纯地讲教材案例,人力飞机理论性强,而且脱离生活实际,比较乏味,因此笔者想到了宁夏首届龙舟赛近日在学校附近举行,何不让学生分析一下这个“庞大”的系统呢?学生一听兴趣高涨,争相约定要去看比赛,急切地想了解更多相关的知识,整堂课都围绕着“龙舟赛的作用是什么?获胜的秘诀是什么?我们应该做哪些准备?”展开教学。教师引导学生通过网络查找资料,根据收集到的资料定性的分析系统的组成以及各个子系统的作用,掌握定量的含义及分析问题的方法,结合物理中所学的加速度知识,推导出相应的教学模型,最终得出结论:要想确保龙舟赛的胜利,首先要加强运动员的训练;其次要改进赛艇造型减小阻力,选择适当的材料和设计以便减小艇自重,挑选小体重运动员等,经过学生们的分析和总结,使原来枯燥、抽象的知识变得生动形象、富有情趣。
4.合理、正确的评价学生的问题解决过程
问题教学的最后一个环节,学生在一起回顾、讨论他们问题解决的过程中学到了哪些知识,发展了什么能力,以及遗留下来哪些问题。这样的总结和反思能够让学生将理论内化到实践中,从实践中提升理论。在《结构设计》教学中,笔者安排学生开展了“吸管书架”的设计活动,设计完成后,首先进行学生作品展示,小组发言人汇报时,围绕“制作的过程中遇到了什么问题?解决问题的办法是什么?”进行了小结。为了增强学生的团队意识,教师尽量规范学生的用语,如“我们组认为……刚开始有的同学认为……经过讨论,我们小组一致认为……”,使学生明确自己代表的是集体的形象,展示的是集体的智慧、结晶。这样长期有效的指导,有助于培养学生良好的合作意识。
总之,基于问题的教学设计围绕特定问题将相关知识组织起来,直接引导学生形成问题解决的策略和能力。我们所设计的核心问题具有实际应用性,创设的问题情境具有真实性、开放性和操作性,并能激发学生主动与环境相互作用,这样的教学才是有效的、可操作的,才能使学生从情感上真正理解和接受这个课堂,教育是一门艺术,精心设计有效的课堂教学提问可以使课堂教学更加的具体形象化,同时降低了技能学习的难度,也有效地提高了课堂学习的效率。
参考文献
[1]云南教育委员会编.现代教育理论[M].昆明:云南教育出版社,2003