序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇物理模擬論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

考慮到針對物理專業(yè)的課程學(xué)時數(shù)少，但內(nèi)容多，重點(diǎn)和難點(diǎn)多，而學(xué)生動手能力較弱，過于注重理論公式的推導(dǎo)等情況，整合了“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，逐步減少理論學(xué)時，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時，使二者比例達(dá)到一個最合理值。刪減部分陳舊知識，融入新技術(shù)的應(yīng)用，以理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，將理論與實(shí)踐、技術(shù)與應(yīng)用較好的融合在一起。

2．教材與參考書目選用應(yīng)符合物理師范生專業(yè)特點(diǎn)

全國各大高校都陸續(xù)出版了許多優(yōu)秀的教材。但是每一本教材的側(cè)重點(diǎn)和難易程度也各不相同。選用較多的是高等教育出版社出版、由康華光主編的教材，由童詩白主編的教材以及楊拴科等主編的教材。根據(jù)物理師范生注重公式的邏輯推理的思維特點(diǎn)。所以選取更側(cè)重于基本概念的講解，邏輯性強(qiáng)，知識點(diǎn)豐富，學(xué)生需要掌握的內(nèi)容多，由童詩白主編的教材更加適合西部師范院校物理專業(yè)的學(xué)生。

3．核心突出內(nèi)容的取舍

模擬電路就是處理模擬電壓和電流的電路，而由于現(xiàn)實(shí)生活中大多信號較為微弱的模擬信號，所以要進(jìn)行信號的放大，這也是模擬電子技術(shù)課程的核心部分。所以本課程的核心內(nèi)容自然非放大電路莫屬。與此同時，現(xiàn)實(shí)生活中相關(guān)器件的供電電源很多為直流電源，所以必然需要一種將電廠的交流電轉(zhuǎn)為直流的電路，此電路就是直流穩(wěn)壓電源。由此可知，主講內(nèi)容就是放大電路和直流穩(wěn)壓電源，尤其是放大電路部分。

二、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

1．教學(xué)方法多元化

在選擇教學(xué)方法的時候，要特別注意培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識，以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性為目的。比如在講授“反饋”概念時，我們可以運(yùn)用類比教學(xué)法。教師可以以常見的冷暖空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)過程為例。另外在教學(xué)過程中，也需多運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法，教師只有善于提出問題，才能更好地啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行積極的思考，變被動接收為主動學(xué)習(xí)。

2．充分利用仿真軟件

因?yàn)閹煼渡钤谝饨虒W(xué)形式，如果僅僅在課堂平白地傳授復(fù)雜的模擬電路理論知識，枯燥的形式會讓師范生認(rèn)為理論與實(shí)際相差太遠(yuǎn)，進(jìn)而對電子類課程失去興趣。所以在講授理論課時，利用計算機(jī)仿真技術(shù)，將虛擬電子實(shí)驗(yàn)引入課堂教學(xué)中，可以隨時進(jìn)行電路連接、仿真和測量，增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、形象性和生動性，有助于加強(qiáng)課堂互動，激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

三、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

1．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

篇（2）

（一）運(yùn)用“階梯式”的培養(yǎng)模式，拓展不同年級學(xué)生的能力為了鼓勵學(xué)生參加物流沙盤模擬訓(xùn)練，成立物流沙盤協(xié)會，采取團(tuán)隊(duì)的方式參與。具體組隊(duì)的方法采用的是“階梯式”，即由不同年級的學(xué)生參與進(jìn)來。在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，通過“階梯式”的組隊(duì)方式，高年級的學(xué)生由于很早就接觸，有豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，幫助低年級的學(xué)生，其組織協(xié)調(diào)能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和表達(dá)能力都能得到鍛煉，而低年級的學(xué)生能夠很早就接觸到專業(yè)知識，大大提高了學(xué)習(xí)的興趣。

（二）通過沙盤模擬系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識并拓展學(xué)生的知識體系物流系統(tǒng)是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中理解起來比較抽象，怎樣能夠讓枯燥的專業(yè)知識更加生動地深入到每個學(xué)生的心里，是每一位專業(yè)教師在教學(xué)的過程中需要不斷摸索的。通過物流沙盤的模擬，教師在指導(dǎo)的過程中結(jié)合物流沙盤中的角色和各環(huán)節(jié)闡述相應(yīng)的理論知識，能夠讓物流系統(tǒng)的專業(yè)知識連貫的串通起來，深刻理解物流管理中的各個角色，涉及的各個環(huán)節(jié)。不僅如此，傳統(tǒng)教育將知識體系劃分成不同的專業(yè)方向，學(xué)生只能擇其一而修，產(chǎn)生的專業(yè)壁壘嚴(yán)重地禁錮了學(xué)生的思維方式和發(fā)展空間，而沙盤模擬是對企業(yè)經(jīng)營與運(yùn)作管理的全方位重現(xiàn)，通過模擬實(shí)戰(zhàn)，可以使學(xué)生在戰(zhàn)略管理、財務(wù)管理、營銷管理、生產(chǎn)與運(yùn)作管理、物流管理、人力資源管理以及信息管理等方面的管理知識體系得到一次全面的、系統(tǒng)的梳理與總結(jié)。

（三）通過小組間對抗，調(diào)動學(xué)生積極性，提高學(xué)習(xí)的趣味性物流沙盤模擬跟現(xiàn)實(shí)世界是一樣的，同樣存在企業(yè)間的激烈競爭。通常將學(xué)生分為6~12個組代表不同的企業(yè)，每個企業(yè)5~6個人擔(dān)任企業(yè)運(yùn)營過程中的各個角色。整個物流市場上的業(yè)務(wù)量是一定的，每個企業(yè)怎樣運(yùn)作來盡可能地爭取市場份額，使得本企業(yè)的利潤最大化是每個企業(yè)運(yùn)營的目標(biāo)。為了達(dá)成這一目標(biāo)，每個企業(yè)相互對抗和競爭，通過物流網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)施、運(yùn)輸路線的選擇進(jìn)行科學(xué)的決策，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，即使企業(yè)在運(yùn)營的過程中遇到瓶頸也不輕易放棄，而是積極尋求解決的辦法。

（四）培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神沙盤模擬涉及到企業(yè)運(yùn)營過程中的各個環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)間需要密切地配合。比如，對市場上業(yè)務(wù)需求量的預(yù)測，關(guān)系到怎樣規(guī)劃物流的設(shè)施設(shè)備以及提供服務(wù)的價格等。另外，由于物流系統(tǒng)在運(yùn)作的過程中存在效益背反現(xiàn)象，當(dāng)不同環(huán)節(jié)的利益發(fā)生沖突時，企業(yè)的管理者要站在戰(zhàn)略的角度統(tǒng)籌規(guī)劃，使物流系統(tǒng)的整體達(dá)到最優(yōu)。因此，在模擬實(shí)訓(xùn)的過程中能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，在團(tuán)隊(duì)中各司其職，相互溝通協(xié)調(diào)解決問題。

（五）提高了學(xué)生自我認(rèn)識和自我定位的能力絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)校期間缺乏對自己的正確認(rèn)識，不能進(jìn)行正確地職業(yè)生涯規(guī)劃?？此撇黄鹧鄣纳潮P模擬對抗賽，不僅展示出每個學(xué)生的專業(yè)技能，而且使每個學(xué)生的性格真實(shí)地呈現(xiàn)出來。從組建團(tuán)隊(duì)，到人員分工，是根據(jù)每個人能力的不同采取學(xué)生自愿自發(fā)競聘上崗的形式。在經(jīng)營的過程中，如果發(fā)現(xiàn)某個成員不稱職或者不適合某一崗位，團(tuán)隊(duì)可以民主地進(jìn)行重新調(diào)整和定位，使得每個人都能夠找到最合適自己的崗位。通過沙盤模擬對抗，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生們學(xué)會了如何自我定位，對自己的性格和能力都有了正確的認(rèn)識，可以少走彎路，制定出適合自己的職業(yè)生涯規(guī)劃。

二、沙盤模擬的實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)創(chuàng)新

（一）教學(xué)方法創(chuàng)新沙盤模擬實(shí)訓(xùn)課程真正體現(xiàn)了體驗(yàn)式創(chuàng)新教學(xué)法，即在老師的幫助和指導(dǎo)下，學(xué)生自主地進(jìn)行體驗(yàn)式和研究式的學(xué)習(xí)，進(jìn)而提高自身的創(chuàng)新能力，最終形成創(chuàng)新人才的教學(xué)方法。其特點(diǎn)包括：第一，相互支持的學(xué)習(xí)環(huán)境。實(shí)訓(xùn)課程所創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境能夠讓學(xué)生互相幫助，相互信任。學(xué)生不僅能在過程中正確地認(rèn)識自己，同時也同他人建立了彼此支持和幫助的良性互動關(guān)系；第二，以學(xué)生為中心，自主學(xué)習(xí)，并使之內(nèi)化成為一種習(xí)慣，帶到以后的生活和工作中去；第三，快速學(xué)習(xí)。在實(shí)訓(xùn)的過程中在快樂中學(xué)習(xí)，在錯誤中反思，不斷強(qiáng)化記憶并且記憶深刻；第四，自我認(rèn)識和肯定，在實(shí)訓(xùn)的過程中遇到困難的時候，學(xué)生們自己想辦法克服和解決，在自己的崗位上盡最大的努力去完成任務(wù)。學(xué)生們會體會到前所未有的成就感和自我肯定，同時也學(xué)會了如何自我定位，對自己的性格和能力都有了正確的認(rèn)識，迎接未來真正的挑戰(zhàn)。

（二）教學(xué)手段創(chuàng)新沙盤模擬實(shí)訓(xùn)課程采用傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，形成一套融角色實(shí)訓(xùn)、情景式教學(xué)、自主學(xué)習(xí)和互動學(xué)習(xí)為一體的教學(xué)體系。例如，市場競單時，每個企業(yè)為了以盡可能少的廣告投入獲得大批量的市場訂單，搶占市場份額，市場營銷總監(jiān)必須準(zhǔn)確地預(yù)測市場發(fā)展趨勢，并利用商業(yè)間諜想辦法了解競爭對手的動向，制定本企業(yè)的市場開拓和產(chǎn)品研發(fā)計劃，確立并維護(hù)企業(yè)的市場地位，在必要時可能還會做退出某個市場的決策。

（三）教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新首先，教學(xué)活動從以“教”為主體轉(zhuǎn)變成以“學(xué)”為主體；其次，學(xué)生獲取知識的內(nèi)容從僅僅來自課堂和教師轉(zhuǎn)變成既來自課堂和教師，同時也來自于課外和其他學(xué)生；最后，沙盤模擬實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容在非常注重對學(xué)生理論知識的傳授同時還注重其與實(shí)踐能力的緊密結(jié)合。

篇（3）

考慮到針對物理專業(yè)的課程學(xué)時數(shù)少,但內(nèi)容多,重點(diǎn)和難點(diǎn)多,而學(xué)生動手能力較弱,過于注重理論公式的推導(dǎo)等情況,整合了“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容結(jié)構(gòu),逐步減少理論學(xué)時,增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時,使二者比例達(dá)到一個最合理值。刪減部分陳舊知識,融入新技術(shù)的應(yīng)用,以理論為基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,將理論與實(shí)踐、技術(shù)與應(yīng)用較好的融合在一起。

2.教材與參考書目選用應(yīng)符合物理師范生專業(yè)特點(diǎn)

全國各大高校都陸續(xù)出版了許多優(yōu)秀的教材。但是每一本教材的側(cè)重點(diǎn)和難易程度也各不相同。選用較多的是高等教育出版社出版、由康華光主編的教材,由童詩白主編的教材以及楊拴科等主編的教材。根據(jù)物理師范生注重公式的邏輯推理的思維特點(diǎn)。所以選取更側(cè)重于基本概念的講解,邏輯性強(qiáng),知識點(diǎn)豐富,學(xué)生需要掌握的內(nèi)容多,由童詩白主編的教材更加適合西部師范院校物理專業(yè)的學(xué)生。

3.核心突出內(nèi)容的取舍

模擬電路就是處理模擬電壓和電流的電路,而由于現(xiàn)實(shí)生活中大多信號較為微弱的模擬信號,所以要進(jìn)行信號的放大,這也是模擬電子技術(shù)課程的核心部分。所以本課程的核心內(nèi)容自然非放大電路莫屬。與此同時,現(xiàn)實(shí)生活中相關(guān)器件的供電電源很多為直流電源,所以必然需要一種將電廠的交流電轉(zhuǎn)為直流的電路,此電路就是直流穩(wěn)壓電源。由此可知,主講內(nèi)容就是放大電路和直流穩(wěn)壓電源,尤其是放大電路部分。

二、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

1.教學(xué)方法多元化

在選擇教學(xué)方法的時候,要特別注意培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識,以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性為目的。比如在講授“反饋”概念時,我們可以運(yùn)用類比教學(xué)法。教師可以以常見的冷暖空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)過程為例。另外在教學(xué)過程中,也需多運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法,教師只有善于提出問題,才能更好地啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行積極的思考,變被動接收為主動學(xué)習(xí)。

2.充分利用仿真軟件

因?yàn)閹煼渡钤谝饨虒W(xué)形式,如果僅僅在課堂平白地傳授復(fù)雜的模擬電路理論知識,枯燥的形式會讓師范生認(rèn)為理論與實(shí)際相差太遠(yuǎn),進(jìn)而對電子類課程失去興趣。所以在講授理論課時,利用計算機(jī)仿真技術(shù),將虛擬電子實(shí)驗(yàn)引入課堂教學(xué)中,可以隨時進(jìn)行電路連接、仿真和測量,增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、形象性和生動性,有助于加強(qiáng)課堂互動,激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

三、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

篇（4）

計算機(jī)軟件模擬物理實(shí)驗(yàn)可以改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)效果。尤其是它的演示效果及強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理功能，大大地提高了物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，利用它來輔助教學(xué)，為物理課及物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)提供了一種新的教學(xué)模式?！稁缀萎嫲濉纷龀龅恼n件很適合用于改進(jìn)物理難點(diǎn)的教學(xué)。它在由函數(shù)牽動動畫的功能上獨(dú)具一格，使做出來的物理課件既似模擬實(shí)驗(yàn)又可以量化地研究問題，源于實(shí)驗(yàn)而勝于實(shí)驗(yàn)。

由于《幾何畫板》課件在人機(jī)對話時只用鼠標(biāo)操作，而不需要掌握計算機(jī)專用術(shù)語和鍵盤操作，因此專心于物理知識而缺少計算機(jī)知識的師生也很容易操作。在使用《幾何畫板》輔助教學(xué)的課堂上，無論是學(xué)生還是來聽課的老師，都感覺不到是為顯示計算機(jī)而用計算機(jī)，而是在很容易理解的物理圖景面前，大家都沉浸在思考的氣氛之中。

計算機(jī)輔助教學(xué)的理論認(rèn)為，由于教學(xué)過程不能缺少教師對學(xué)生的思想教育和情感作用，也就是教師的主導(dǎo)作用應(yīng)與學(xué)生的主體作用并舉。所以探討多媒體教學(xué)并不是要用計算機(jī)完全取代教師，而是要利用計算機(jī)的優(yōu)越功能，改進(jìn)教學(xué)的模式，使教師和學(xué)生都能在課件平臺上發(fā)揮作用?！稁缀萎嫲濉纷龀鰜淼奈锢碚n件就是能起到這樣的平臺作用。

如何用計算機(jī)教學(xué)軟件《幾何畫板》制作物理模擬實(shí)驗(yàn)，本人在制作過程中用到了一些《幾何畫板》綜合技能，愿意與大家分享?，F(xiàn)舉例，展開電學(xué)實(shí)驗(yàn)中“一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)”的軟件制作過程。

（一）一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)實(shí)驗(yàn)簡介：

電路原理圖如圖一左上方：

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、研究一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的基本規(guī)律極其特點(diǎn)，了解電路參數(shù)對相應(yīng)的影響。

2、學(xué)習(xí)示波器測量脈沖信號的基本參數(shù)以及一階網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)的參數(shù)。

（2）儀器設(shè)備：

1、脈沖信號發(fā)生器一臺；

2、雙蹤示波器一臺；

3、動態(tài)電路板一塊。

（二）一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)實(shí)驗(yàn)軟件演示界面及功能介紹：

打開實(shí)驗(yàn)演示軟件，界面如圖一：

界面左上方實(shí)驗(yàn)原理圖，右方是是示波器及測量過程中自動繪出測量的伏安特性曲線。

雙擊電路原理圖的元件（如電壓U0或電阻電容C）可輸入新的參數(shù)。如：雙擊R出現(xiàn)對話框，輸入R為2000歐姆。如圖一中下方：

點(diǎn)擊掃描按鈕，在示波器屏幕中，新的伏安特性曲線實(shí)時畫出。如圖一右，在示波器上可對比R=1000歐姆及R=2000歐姆時，對應(yīng)的一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的曲線圖。同理，當(dāng)R=1000歐姆，可輸入電容的不同值，即：C=0.001微法，C=0.002微法時從示波器上看一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的輸出曲線比較。

通過對比可知：時間常數(shù)RC越小，衰減越快；時間常數(shù)RC越大，衰減越慢。由此我們可以看到，《幾何畫板》課件并不是簡單地模擬物理現(xiàn)象，而是可以通過連續(xù)改變某些參量，量化地探討問題的答案。

你還可以方便的改變電壓U0等參數(shù)的大小，繪出不同一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的輸出曲線。而在計算機(jī)軟件幾何畫板上，測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)非常方便、快捷。我們知道：一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)時間常數(shù)τ的幾何測量方法是：過起始點(diǎn)（0，U0）作一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的曲線的切線，與時間軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為時間常數(shù)τ。

用幾何畫板在示波器上作圖時非常方便的。我們知道，過曲線上一點(diǎn)的切線方程，用點(diǎn)斜式作，斜率為f‘(0)，過點(diǎn)（0，5）的直線方程就是我們所求的切線方程。做法如下：（1）對圖一界面中的f(x)函數(shù)表達(dá)式點(diǎn)擊右鍵，在快捷菜單中選擇導(dǎo)數(shù)，得f’(x)函數(shù)表達(dá)式；（2）點(diǎn)擊菜單：度量----計算---點(diǎn)擊f’(x)，取x=0,求得斜率：f’(0)=-2.5。再利用點(diǎn)斜式建立切線方程。即：點(diǎn)擊菜單：圖表----新建函數(shù)：輸入：-2.5*X+5。最后點(diǎn)擊菜單：圖表---繪制函數(shù),過點(diǎn)（0，5）的f(x)的切線方程繪制出來了。再選中切線與橫軸的交點(diǎn)（設(shè)A點(diǎn)），選擇菜單---度量---橫坐標(biāo)，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)值XA便計算出，即τ的值。

若雙擊圖二中電路原理圖的元件（如電壓U0或電阻電容C）輸入新的參數(shù)則對應(yīng)的一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的函數(shù)方程、切線方程、曲線圖像及τ的值會做相應(yīng)的改變，分析起來非常方便。

《幾何畫板》課件可以按照物理公式來設(shè)定動畫，所以演示的結(jié)果比真實(shí)實(shí)驗(yàn)還要準(zhǔn)確，因此教師無需以“誤差影響”來修飾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（三）一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)實(shí)驗(yàn)演示軟件制作主要過程簡介：

首先在幾何畫板軟件窗口的左上方畫出實(shí)驗(yàn)原理圖，在幾何畫板窗口右方粘貼上述實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備示波器圖片。建立含有上述原理圖中參數(shù)R、C、U0等參數(shù)的一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的輸出曲線函數(shù)。建立過程如下：

新建參數(shù)R=1000、C=0.001、U0=5（如圖一右上方），在新建的參數(shù)表達(dá)式上點(diǎn)擊右鍵，選擇：屬性---值---無標(biāo)簽。將參數(shù)表達(dá)式分別拖動到原理圖對應(yīng)位置（如圖一）。然后選擇參數(shù)表達(dá)式建立一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的輸出曲線函數(shù)。如圖一（右）：

因繪出的曲線位置在示波器屏幕上，故：先將坐標(biāo)原點(diǎn)移至示波器屏幕上適當(dāng)位置。考慮U0、RC的變化范圍后，適當(dāng)調(diào)節(jié)坐標(biāo)軸比例，再將示波器屏幕上的調(diào)節(jié)好的坐標(biāo)軸的單位及刻度圖片抓?。ɡ缬肧NAGIT等軟件抓去圖片）。再在粘貼到原位置，然后隱藏坐標(biāo)軸。

函數(shù)中的f(x)代表一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)的輸出電壓，x代表時間，先繪出一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)函數(shù)圖像，因?yàn)楹瘮?shù)圖像是在時間x>0時開始繪制。所以，在一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)函數(shù)圖像上建立電壓的最低測量點(diǎn)A和最高測量點(diǎn)B（U0）兩個固定點(diǎn)，在其中間建一沿曲線運(yùn)動的動點(diǎn)u見圖二。

將U點(diǎn)移至B點(diǎn)，分別選中點(diǎn)U、A，點(diǎn)擊編輯菜單-----操作類按鈕-----移動，標(biāo)簽設(shè)為：“掃描”，建立移動點(diǎn)按鈕。再選中點(diǎn)u，點(diǎn)擊：顯示菜單---追蹤點(diǎn)，即可在示波器上繪出對應(yīng)一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)函數(shù)圖像。同樣分別選中點(diǎn)U、B點(diǎn)編輯菜單-----操作類按鈕-----移動，建立移動點(diǎn)按鈕，速度為“高速”。然后建立上述兩按鈕的系列按鈕標(biāo)簽為：“掃描”按鈕，這個系列按鈕執(zhí)行后，U點(diǎn)的軌跡不僅可跟蹤，執(zhí)行后U點(diǎn)可回到B點(diǎn)。在建立一系列按鈕，標(biāo)簽為：“清除掃描軌跡”。其屬性設(shè)置為：系列動作―同時執(zhí)行；此按鈕可清除示波器上的軌跡。最后將A、B、U點(diǎn)及函數(shù)圖像隱藏。一階網(wǎng)絡(luò)的零輸入響應(yīng)電路實(shí)驗(yàn)的模擬演示軟件就編寫完成。

通過此例，可以學(xué)會巧妙利用幾何畫板軟件的一些功能，實(shí)現(xiàn)制作物理電學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)軟件。實(shí)驗(yàn)中示波器上的顯示屏掃描圖像隨電路參數(shù)的改變而實(shí)時改變。并且，實(shí)驗(yàn)原理圖中的所有參數(shù)都可以方便地改變（如：C，R），實(shí)時得出對應(yīng)的電壓、電流顯示值、掃描曲線及數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

篇（5）

中圖分類號：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

0. 引言

近年來，構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)在油氣盆地構(gòu)造研究方面取得了顯著成效。構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)為油氣盆地構(gòu)造的形成過程和成因機(jī)制研究提供了基礎(chǔ)依據(jù)，在區(qū)域構(gòu)造和局部構(gòu)造分析基礎(chǔ)上，通過物理模擬方法再現(xiàn)構(gòu)造形成過程，建立合理的構(gòu)造解釋模型已經(jīng)成為一種有效的研究思路。前人對準(zhǔn)噶爾盆地南緣構(gòu)造變形特點(diǎn)及變形的主控因素開展了深入研究，但對于該地區(qū)的研究還處于定性解釋和物理模擬驗(yàn)證階段，在一定程度上對構(gòu)造解釋模型的建立缺乏準(zhǔn)確性。因子分析方法在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用主要集中在地球化學(xué)、沉積相研究和礦物巖石學(xué)等方面。筆者將其應(yīng)用到構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中，首先通過設(shè)計物理模擬實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了準(zhǔn)噶爾盆地南緣多排斷褶帶的發(fā)育情況，再試圖通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、定量的探討控制該區(qū)構(gòu)造帶發(fā)育的因素。

1. 準(zhǔn)噶爾盆地南緣構(gòu)造概況

準(zhǔn)噶爾盆地南緣東西長約500 km，南北寬約100 km，是地層發(fā)育齊全、構(gòu)造變形獨(dú)具特色的地區(qū)。由于邊界條件和各期構(gòu)造作用的方式、應(yīng)力方向不盡相同，在南緣地區(qū)的不同地段構(gòu)造變形特點(diǎn)具有顯著差異，大致以烏魯木齊為界分為東、西兩個構(gòu)造帶。其中，南緣西部構(gòu)造帶發(fā)育多排褶皺-斷裂帶組合，平面上呈斜向“瓦垅”狀構(gòu)造 （圖1） [1]。這種斜列的瓦垅構(gòu)造帶主干斷裂為天山北緣斷裂，分支構(gòu)造為壓扭性斷層和褶皺。剖面上為隔擋式褶皺，即背斜緊閉、向斜開闊。燕山期以來，特別是喜山期右行壓扭應(yīng)力作用下，中、新生代地層沿侏羅系煤層和古近系高塑性泥巖層發(fā)生滑脫并彎曲形成了5個斷裂背斜構(gòu)造帶。綜合前人研究成果，我們認(rèn)為準(zhǔn)噶爾盆地南緣西部構(gòu)造模式屬于后緣擠壓、前緣雙層滑脫模型（圖2）。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地南緣褶皺-沖斷帶綱要圖（據(jù)于福生等，2009）[2]

（1）-逆斷層； （2）-平移斷層； （3）-褶皺及編號； （4）-剖面位置及編號； （5）-分帶界線； （6）-分帶編號：Ⅰ—第一排背斜—沖斷帶； Ⅱ—第二排背斜—沖斷帶； Ⅲ—第三排背斜—沖斷帶； Ⅳ—第四排背斜—沖斷帶

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地南緣西部后緣擠壓、前緣雙層滑脫變形模式

2. 物理模擬實(shí)驗(yàn)

前人對準(zhǔn)噶爾盆地南緣的野外考察認(rèn)為，沉積蓋層中的兩個滑脫層分別為：侏羅系的煤層和白堊系-古近系的泥巖層。地層下部，侏羅系煤層影響著較深部位地層的構(gòu)造發(fā)育，而地層上部的泥巖層影響著較淺部位地層的構(gòu)造發(fā)育。本實(shí)驗(yàn)以后緣擠壓、前緣雙層滑脫模式為理論依據(jù)，設(shè)計了四組擠壓變形模擬實(shí)驗(yàn)。

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

模型設(shè)計：砂箱規(guī)格為78cm（長） 30cm（寬），模型砂層高度因不同組實(shí)驗(yàn)所設(shè)計的滑脫層厚度和蓋層厚度不同而異，模型的橫向比例尺約為1：8.4萬。實(shí)驗(yàn)底部為剛性基底，單側(cè)馬達(dá)驅(qū)動擠壓，設(shè)定擠壓速率為3mm/min（圖3），實(shí)驗(yàn)沒有設(shè)定固定的擠壓量，砂層收縮至產(chǎn)生6-7條前展式逆沖斷層時停止。

實(shí)驗(yàn)選用模擬地層的材料為干燥松散的黃色石英砂（粒徑0.2～0.5mm），從力學(xué)性質(zhì)上講，它是國內(nèi)外通用的模擬地殼淺層次脆性構(gòu)造變形的材料?；搶觿t選取玻璃粉、食鹽等物理形態(tài)上與石英砂差距不大的材料。設(shè)計了四組實(shí)驗(yàn)，其中第一組實(shí)驗(yàn)為砂層與玻璃粉互層，單砂層厚度為0.6cm，玻璃粉單層厚度為0.3cm，從下至上依次為石英砂（2層）—玻璃粉（1層）—石英砂（3層）—玻璃粉（1層）—石英砂（2層）；第二組實(shí)驗(yàn)為為砂層與玻璃粉互層，單砂層厚度為0.6cm，玻璃粉單層厚度為0.5cm，從下至上依次為玻璃粉（1層）—石英砂（2層）—玻璃粉（1層）—石英砂（3層）—玻璃粉（1層）—石英砂（2層）；第三組實(shí)驗(yàn)為食鹽與砂層互層，單砂層厚度為0.6cm，食鹽層單層厚度為0.5cm，從下至上依次為食鹽（1層）—石英砂（2層）—食鹽（1層）—石英砂（3層）—食鹽（1層）—石英砂（2層）；第四組實(shí)驗(yàn)為食鹽與砂層互層，單砂層厚度為0.6cm，食鹽層單層厚度為0.5cm，從下至上依次為石英砂（2層）—食鹽（1層）—石英砂（3層）—食鹽（1層）—石英砂（2層）。

圖3 擠壓變形砂箱剖面物理模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計示意圖

2.2 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果

各組實(shí)驗(yàn)在以上設(shè)計條件下都具有可重復(fù)性，能得到相同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在此，筆者僅對第四組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比闡述。

馬達(dá)啟動后砂層首先彎曲形成褶皺，當(dāng)收縮率（SR）為1.3%時，開始形成第一條逆沖斷層F1，由于離推覆體近、應(yīng)力集中而且大，斷層F1切穿整個模型（圖4A）。當(dāng)收縮率（SR）為5.1%時在F1前方形成逆沖斷層F2，同時在F1上盤形成與F1傾向相反的斷層F3，上盤構(gòu)成一楔狀體（圖4B）。當(dāng)收縮率（SR）為6.7%時，在F2前方形成逆沖斷層F4（圖4C），該斷層傾角比F1小并收斂于F1?？梢妰苫搶右褦嚅_，力從下部滑脫層往上傳遞，而下部滑脫層以下地層平直。繼續(xù)擠壓，當(dāng)收縮率（SR）為11.5%時，可見上下兩滑脫層均有滑脫形成逆沖斷層F5和F6的現(xiàn)象，而滑脫層之間的砂層僅出現(xiàn)彎曲而未錯斷（圖4D）。再進(jìn)一步，當(dāng)收縮率（SR）為20%時，之前形成的斷層F5和F6已經(jīng)合二為一，并在更遠(yuǎn)的前端形成滑脫斷層F7和F8（圖4E），F(xiàn)7 的斷距大于F8，F(xiàn)8之下砂層平直說明應(yīng)力在兩滑脫層傳播。持續(xù)的擠壓至收縮率（SR）為24.1%時，F(xiàn)7和F8逆沖于同一斷層面之上，在大斷層上盤形成了一個反向的沖斷層F9（圖4F）。

圖4 擠壓變形模擬實(shí)驗(yàn)過程

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析

不同的模型設(shè)計控制因素不同，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有所差異，但是在相似模型條件下產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定相關(guān)性[3]。將這些蘊(yùn)含信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能得到這些控制變量與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間定量或半定量的關(guān)系。

3.1 理論準(zhǔn)備

因子分析法是指從研究指標(biāo)相關(guān)矩陣內(nèi)部的依賴關(guān)系出發(fā)，把一些信息重疊、具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個不相關(guān)的綜合因子的一種多元統(tǒng)計分析方法[3]。筆者將其應(yīng)用到構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中，探討控制斷層發(fā)育的各種因素之間的關(guān)系，試圖將這些因素歸類，為構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計定量分析研究提供理論依據(jù)。

因子分析的理論依據(jù)讀者可以查閱相關(guān)文獻(xiàn)[3，4]，在此主要涉及以下幾個主要公式：

① 各變量之間的相關(guān)矩陣R= 及其特征值；

② 正交變換矩陣T，因子載荷矩陣；

③ 因子得分矩陣；

3.2 因子分析

由于四組實(shí)驗(yàn)設(shè)計的蓋層（滑脫層之上地層）厚度、滑脫層厚度、滑脫層性質(zhì)（兩種不同屬性的滑脫層材料）以及模型底部是否存在滑脫基底等控制因素不同，將蓋層厚度、滑脫層厚度、滑脫層性質(zhì)和先存基底作為變量。實(shí)驗(yàn)1—以滑脫層厚度與上覆蓋層厚度的比例與其他實(shí)驗(yàn)相區(qū)別，設(shè)上覆蓋層厚度為實(shí)驗(yàn)變量x1；實(shí)驗(yàn)2—其滑脫層厚度與實(shí)驗(yàn)1相區(qū)別，以滑脫層的厚度為實(shí)驗(yàn)變量x2；實(shí)驗(yàn)3—模型下部設(shè)計有基底與實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4相區(qū)別，以基底的存在作為實(shí)驗(yàn)變量x3；實(shí)驗(yàn)4—滑脫層所用的材料屬性與實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2相區(qū)別，并以材料屬性（或滑脫層的性質(zhì)）作為實(shí)驗(yàn)變量x4。實(shí)驗(yàn)中從推覆方向起，由近及遠(yuǎn)產(chǎn)生的前展式斷層（表1中的，相當(dāng)于圖4中朝擠壓方向逆沖的斷層）作為樣品斷層，以斷層發(fā)育時的實(shí)驗(yàn)收縮率和實(shí)驗(yàn)解釋剖面與地震解釋剖面相似度最高時的實(shí)驗(yàn)收縮率作為觀察數(shù)據(jù)點(diǎn)，將四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立一個數(shù)據(jù)表（表1）。從數(shù)據(jù)表趨勢線（表1右）不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)與變量之間存在著一些關(guān)系。筆者是希望通過因子分析根據(jù)相關(guān)性大小將變量分組，每組變量就共同代表了對相關(guān)數(shù)據(jù)的影響。

表1 擠壓變形模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表及數(shù)據(jù)趨勢線

x1

x2

x3

x4

f1

4.5

1.7

1.2

1.3

f2

7.8

5.2

4.6

5.1

f3

11.9

9.6

5.4

6.7

f4

20.9

16.3

9.4

11.5

f5

26.8

24.5

21.4

20.0

f6

39.7

30.7

27.5

24.1

將表1中的數(shù)據(jù)整理建立變量與樣品的原始矩陣X：；

矩陣X標(biāo)準(zhǔn)化得到矩陣X1：；

從而依據(jù)相關(guān)矩陣公式①得出矩陣X1的相關(guān)矩陣R，相關(guān)矩陣R的特征向量矩陣A及其特征值向量b。

，，

，；

令，，A*即為因子載荷矩陣。A*的列對應(yīng)于四個變量（x1，x2 ，x3 ，x4），行對應(yīng)于四個公因子（Y1 ，Y2 ，Y3 ，Y4）。矩陣A*中的每一列分別與b中的元素對應(yīng)。將A*按照特征值從大到小排列得到矩陣A**，矩陣A**中變量x在因子Y上的得分集中在x1處，因此需要對矩陣A**進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

將因子載荷矩陣A**正交變換后得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣B0（其中正交變換矩陣T是通過矩陣分析軟件得到）。又有，根據(jù)公式③得到因子得分矩陣F，將F歸一化得到新的因子得分矩陣E，這樣我們就可以結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)際地質(zhì)情況對矩陣ET進(jìn)行分析。

， ；

旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣B0中，變量x1和x2在因子Y1上的得分較高（），變量x3和x4在因子Y2上得分較高（），因此研究區(qū)控制斷層發(fā)育的因素分為兩大類（即Y1和Y2）。第一大類：斷層發(fā)育受蓋層厚度和滑脫層厚度的綜合控制；第二大類：斷層發(fā)育受軟弱基底的存在和滑脫層性質(zhì)的綜合控制。矩陣ET的列對應(yīng)于公因子Y1 、Y2 、Y3 、Y4，行對應(yīng)于表1中的f1、f2、f3、f4、f5、f6，矩陣中的數(shù)值即斷層f在公因子Y上的得分。因?yàn)檠芯繀^(qū)控制斷層發(fā)育的因素已經(jīng)分為Y1和Y2兩類，所以我們只需要對矩陣ET的前兩列進(jìn)行分析。

4 物理模擬與數(shù)值分析結(jié)果討論

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與構(gòu)造變形模式圖對比，斷層F1、F2（表1中的f1、f2）大至與第一排背斜帶（NO.1）對應(yīng)，斷層F4（表1中的f3）大至與第二排背斜帶（NO.2）對應(yīng)，斷層F5、F6（表1中的f4）大至與第三排背斜帶（NO. 3）對應(yīng)，斷層F7、F8（表1中的f5）大至與第四排背斜帶（NO.4）對應(yīng)（圖5）。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到的矩陣ET中，Y1和Y2列是控制斷層發(fā)育的公因子，在行方向斷層f1、f2、f3、f4在Y1上的得分較高（>0.5），斷層f4、f5、f6在Y2上的得分較高（>0.5）。由此可見，第一、二、三排背斜帶主要受第一類因素控制，即斷層發(fā)育樣式受蓋層厚度和滑脫層厚度控制；第四排背斜帶主要受第二類因素控制，即斷層發(fā)育主要受上部滑脫層控制。第三排背斜帶在兩個因素上的得分相當(dāng)，說明第三排背斜帶在兩種控制因素下處于過渡帶，在局部地區(qū)受到了上部滑脫層的控制。

以上分析結(jié)合主波長理論證明了滑脫層越厚越容易滑脫，即褶皺發(fā)育及斷層的產(chǎn)生所需要的收縮量就越??；滑脫層以上的地層越厚，滑脫層越顯塑性，越容易滑脫。侏羅系煤層的存在為上覆地層提供了滑脫基底。侏羅系以上地層內(nèi)部存在的滑脫層為離盆地邊界較遠(yuǎn)的第四、五排背斜帶的形成創(chuàng)造了條件。

圖5 擠壓變形模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

（1）準(zhǔn)噶爾盆地南緣西部多排斷褶帶發(fā)育主要受兩類因素控制：第一類：蓋層厚度和滑脫層厚度，第二類：軟弱基底的存在和滑脫層性質(zhì)；（2）滑脫層以上的地層越厚，滑脫層越顯塑性越容易滑脫，滑脫層越厚越容易滑脫；（3）第一、二排背斜帶發(fā)育受第一類因素控制，第三排背斜帶處于兩類因素控制的過渡帶，第四排背斜帶發(fā)育受第二類因素控制；（4）侏羅系煤層的存在為第四、第五排背斜的形成創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王偉鋒，，陸詩闊， 等. 準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造分區(qū)和變形樣式[J]. 地震地質(zhì)， 1999， 21（4）：

篇（6）

調(diào)查法是科學(xué)研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計劃、有系統(tǒng)地搜集有關(guān)研究對象現(xiàn)實(shí)狀況或歷史狀況的材料的方法。調(diào)查方法是科學(xué)研究中常用的基本研究方法，它綜合運(yùn)用歷史法、觀察法等方法以及談話、問卷、個案研究、測驗(yàn)等科學(xué)方式，對教育現(xiàn)象進(jìn)行有計劃的、周密的和系統(tǒng)的了解，并對調(diào)查搜集到的大量資料進(jìn)行分析、綜合、比較、歸納，從而為人們提供規(guī)律性的知識。

調(diào)查法中最常用的是問卷調(diào)查法，它是以書面提出問題的方式搜集資料的一種研究方法，即調(diào)查者就調(diào)查項(xiàng)目編制成表式，分發(fā)或郵寄給有關(guān)人員，請示填寫答案，然后回收整理、統(tǒng)計和研究。

觀察法

觀察法是指研究者根據(jù)一定的研究目的、研究提綱或觀察表，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象，從而獲得資料的一種方法?？茖W(xué)的觀察具有目的性和計劃性、系統(tǒng)性和可重復(fù)性。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和調(diào)查研究中，觀察法具有如下幾個方面的作用：①擴(kuò)大人們的感性認(rèn)識。②啟發(fā)人們的思維。③導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)法

實(shí)驗(yàn)法是通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果聯(lián)系的一種科研方法。其主要特點(diǎn)是：第一、主動變革性。觀察與調(diào)查都是在不干預(yù)研究對象的前提下去認(rèn)識研究對象，發(fā)現(xiàn)其中的問題。而實(shí)驗(yàn)卻要求主動操縱實(shí)驗(yàn)條件，人為地改變對象的存在方式、變化過程，使它服從于科學(xué)認(rèn)識的需要。第二、控制性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)研究的需要，借助各種方法技術(shù)，減少或消除各種可能影響科學(xué)的無關(guān)因素的干擾，在簡化、純化的狀態(tài)下認(rèn)識研究對象。第三，因果性。實(shí)驗(yàn)以發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)事物之間的因果聯(lián)系的有效工具和必要途徑。

文獻(xiàn)研究法

文獻(xiàn)研究法是根據(jù)一定的研究目的或課題，通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握所要研究問題的一種方法。文獻(xiàn)研究法被子廣泛用于各種學(xué)科研究中。其作用有：①能了解有關(guān)問題的歷史和現(xiàn)狀，幫助確定研究課題。②能形成關(guān)于研究對象的一般印象，有助于觀察和訪問。③能得到現(xiàn)實(shí)資料的比較資料。④有助于了解事物的全貌。

實(shí)證研究法

實(shí)證研究法是科學(xué)實(shí)踐研究的一種特殊形式。其依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要，提出設(shè)計，利用科學(xué)儀器和設(shè)備，在自然條件下，通過有目的有步驟地操縱，根據(jù)觀察、記錄、測定與此相伴隨的現(xiàn)象的變化來確定條件與現(xiàn)象之間的因果關(guān)系的活動。主要目的在于說明各種自變量與某一個因變量的關(guān)系。

定量分析法

在科學(xué)研究中，通過定量分析法可以使人們對研究對象的認(rèn)識進(jìn)一步精確化，以便更加科學(xué)地揭示規(guī)律，把握本質(zhì)，理清關(guān)系，預(yù)測事物的發(fā)展趨勢。

定性分析法

定性分析法就是對研究對象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的分析。具體地說是運(yùn)用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法，對獲得的各種材料進(jìn)行思維加工，從而能去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里，達(dá)到認(rèn)識事物本質(zhì)、揭示內(nèi)在規(guī)律。

跨學(xué)科研究法

運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進(jìn)行綜合研究的方法，也稱“交叉研究法”?？茖W(xué)發(fā)展運(yùn)動的規(guī)律表明，科學(xué)在高度分化中又高度綜合，形成一個統(tǒng)一的整體。據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計，現(xiàn)在世界上有2000多種學(xué)科，而學(xué)科分化的趨勢還在加劇，但同時各學(xué)科間的聯(lián)系愈來愈緊密，在語言、方法和某些概念方面，有日益統(tǒng)一化的趨勢。

個案研究法

個案研究法是認(rèn)定研究對象中的某一特定對象，加以調(diào)查分析，弄清其特點(diǎn)及其形成過程的一種研究方法。個案研究有三種基本類型：(1)個人調(diào)查，即對組織中的某一個人進(jìn)行調(diào)查研究；(2)團(tuán)體調(diào)查，即對某個組織或團(tuán)體進(jìn)行調(diào)查研究；(3)問題調(diào)查，即對某個現(xiàn)象或問題進(jìn)行調(diào)查研究。

功能分析法

功能分析法是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，是社會調(diào)查常用的分析方法之一。它通過說明社會現(xiàn)象怎樣滿足一個社會系統(tǒng)的需要（即具有怎樣的功能）來解釋社會現(xiàn)象。

數(shù)量研究法

數(shù)量研究法也稱“統(tǒng)計分析法”和“定量分析法”，指通過對研究對象的規(guī)模、速度、范圍、程度等數(shù)量關(guān)系的分析研究，認(rèn)識和揭示事物間的相互關(guān)系、變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，借以達(dá)到對事物的正確解釋和預(yù)測的一種研究方法。

模擬法（模型方法）

篇（7）

 

煤礦開采在綜放技術(shù)不成熟之前,厚煤層普遍采用分層開采方式。如某煤礦3#煤層分為上、下兩個分層開采。受生產(chǎn)技術(shù)裝備、特殊地質(zhì)條件的制約,以及生產(chǎn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)對巷道的影響,導(dǎo)致回采上分層煤體時,工作面布置長度較小(根據(jù)目前工作面布置長度來看),而工作面兩側(cè)留設(shè)煤柱較大,一些邊緣煤體不能進(jìn)行回采?，F(xiàn)將進(jìn)行下分層開采,由于工作面裝備水平的提高,以及開采技術(shù)與管理水平的進(jìn)步,若將下分層工作面布置成與上分層工作面長度相同,技術(shù)經(jīng)濟(jì)均不合理,同時還將損失大量的優(yōu)質(zhì)煤炭資源。為了降低工作面成本,提高資源回收率,取得工作面最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,必須加大工作面長度,在已采上分層煤體段內(nèi)采用下分層綜采工藝,在上分層未采邊緣煤柱或煤體段采用綜放工藝,也就是同一工作面采用綜放綜采混合式開采。

1.技術(shù)可行性分析

綜放綜采混合式開采在國內(nèi)為數(shù)不多,需研究解決兩種方式組合在一起時的支架選型、后部輸送機(jī)的配備、回采工藝、放煤方式、頂板管理等技術(shù)難點(diǎn)。特別是研究假頂與實(shí)煤體交接處在放頂煤開采技術(shù)條件下上覆巖層礦壓變化的規(guī)律,對頂板管理的指標(biāo)十分重要,也是研究礦壓規(guī)律顯現(xiàn)的一種新技術(shù)、新問題、新內(nèi)容。論文參考。論文參考。對此范圍的技術(shù)研究國內(nèi)外尚未進(jìn)行。單個綜采下分層回采、綜采放頂煤回采兩種方式的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律已基本掌握,綜采技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大發(fā)展。單獨(dú)進(jìn)行綜采分層回采、綜采放頂煤回采技術(shù)經(jīng)過十余年的生產(chǎn)實(shí)踐,已經(jīng)積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),具備了進(jìn)行綜采綜放混合式開采工業(yè)試驗(yàn)的實(shí)力。

2.方法技術(shù)研究

混合開采技術(shù)采用理論分析、數(shù)值模擬、物理模擬、現(xiàn)場實(shí)測和現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法。其研究內(nèi)容是:在布置下分層工作面時,如何利用綜采放頂煤技術(shù)對上分層回采完后留下的邊緣煤體進(jìn)行回采。回采方法是:工作面分階段分別采用分層綜采方式和綜放方式對下分層工作面和邊緣煤體進(jìn)行回采。技術(shù)路線:通過實(shí)驗(yàn)室相似模擬試驗(yàn)及計算機(jī)數(shù)值模擬,分析頂板活動規(guī)律,為混合開采頂板管理提供理論依據(jù),通過數(shù)值模擬回采工藝過程,優(yōu)化回采工藝參數(shù),達(dá)到安全高效生產(chǎn)的目的。

2004年,某煤礦在7510工作面進(jìn)行綜放綜采混合式回采技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)。工作面運(yùn)輸巷一側(cè)的煤體中由于布置有放水巷(在用),并伴有斷層,因此在回采上分層時留下了110 m的保安煤柱。在布置下分層工作面時,原排水系統(tǒng)已被新的排水系統(tǒng)所替代,可將下分層運(yùn)巷外錯布置于實(shí)煤體中,利用綜放綜采混合式開采技術(shù)將邊緣煤體回收,從技術(shù)上是可行的。(7510工作面切眼長度220 m,其中,下分層142 m,放頂煤78 m,運(yùn)巷735 m外錯78 m布置在實(shí)煤體中,采用全錨支護(hù),回風(fēng)巷長度760 m內(nèi)錯8 m布置在上分層假頂下,采用工字鋼支護(hù),可采長度665 m,儲量75萬:t其中分層37萬,t放頂煤38萬t)。論文參考。具體的技術(shù)方案如下:

（1）支架的配備　將運(yùn)輸巷道布置于邊緣煤體中,靠近端頭側(cè)78 m為綜放回采方式開采,靠近端尾側(cè)142 m為分層綜采方式開采,分別采用ZZP4800-17/33、ZY-35型兩種規(guī)格支架。

（2）后部輸送機(jī)的配備　工作面放煤區(qū)域處于運(yùn)輸巷道側(cè),后部刮板輸送機(jī)尾部分只能設(shè)置于工作面中間區(qū)域。由于兩種架型結(jié)構(gòu)尺寸不同,布置后部輸送機(jī)機(jī)尾電機(jī)空間較小,因此必須取消后部刮板輸送機(jī)機(jī)尾部分的電機(jī)減速機(jī),僅布置機(jī)頭單電機(jī)運(yùn)輸,根據(jù)工作面所放頂煤范圍確定電機(jī)功率大小。經(jīng)驗(yàn)算功率采用250 kW的單電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),其運(yùn)輸能力即可滿足運(yùn)煤需求,后部機(jī)尾段只需安設(shè)2~3架配套分層中間架,即可縮小與相鄰分層支架長度的差距。

（3）放煤方法　后部輸送機(jī)機(jī)頭處、機(jī)尾處根據(jù)礦壓變化規(guī)律,在機(jī)頭位置留5架、機(jī)尾位置留3架支架不放煤,放煤采用單輪間隔順序方式,與割煤平行同向進(jìn)行,放煤步距為0.6 m。

（4）交接處支架的配備　將分層支架伸入茬邊放頂煤區(qū)域3 m,放煤區(qū)域共布置47架放頂煤支架(不包括端頭3架過渡架),后部刮板輸送機(jī)機(jī)尾處于第49架下方。有2架分層支架處于茬邊放頂煤區(qū)域,茬邊兩側(cè)多為體積小操作靈活的ZY-35型支架,有利于茬邊的頂板管理。流入后部刮板輸送機(jī)的煤,可人工將煤裝入后部刮板輸送機(jī)運(yùn)出,利于后部刮板輸送機(jī)機(jī)尾維護(hù)和煤質(zhì)管理。

（5）頂板管理　端頭處的頂板管理采用大板梁配單體柱支護(hù),假頂與實(shí)煤體交接處,采用玻璃鋼樹脂全錨和預(yù)注馬麗散錨固劑聯(lián)合支護(hù)形成對破碎煤柱的主動支護(hù)。

（6）通風(fēng)瓦斯管理　在后部輸送機(jī)尾部設(shè)置瓦斯傳感器,在回風(fēng)巷上隅角安置抽出式局扇進(jìn)行瓦斯抽排,同時及時清理后部輸送機(jī)機(jī)尾部及架間浮煤。

3.在某煤礦7510工作面應(yīng)用情況

7510工作面于2004年4月1日開始進(jìn)行安裝工作, 5月20日正式生產(chǎn)。工作面共布置3架ZP-6500/195/34型端頭過渡架, 47架ZZP-4800/17/33型中間架(放頂煤架), 97架ZY-35型(分層架),改造后的后部輸送機(jī)尾部分置于第49架尾梁下方。實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于49#~54#架處于假頂與實(shí)體煤交接區(qū)域,且該區(qū)域坡度較大, 49#架上部相鄰架移架時經(jīng)常有大快矸石竄入,不利于機(jī)尾的管理。因此去掉一節(jié)后部運(yùn)輸中部槽,將后部輸送機(jī)尾部分置于第48架尾梁下方。實(shí)際生產(chǎn)過程中,假頂與實(shí)煤體交接處兩側(cè)10~15 m范圍煤墻片幫量大,特別是周期來壓期間易發(fā)生漏頂情況,通過采取加快推進(jìn)速度和帶壓移架的方法,使上述情況得到了有效控制。

從生產(chǎn)情況看日平均割煤4刀,月產(chǎn)8~9萬,t后部輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,放煤效果好,放煤回收率達(dá)87%,表明7510工作面應(yīng)用綜采綜放技術(shù)進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)取得了很大成功。

4.綜合分析比較

綜采綜放混合式開采,屬于綜采工作面回采領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),煤頂與假頂交接區(qū)域、工作面異常隆起區(qū)域的煤體,受采動影響后煤體的片幫量非常嚴(yán)重,這種特殊的開采方式再加上困難的地質(zhì)條件在目前國內(nèi)外還未遇到,因此對此種情況下的煤墻片幫防治技術(shù)還是一項(xiàng)空白領(lǐng)域。需研究解決兩種方式組合在一起時的支架選型、后部輸送機(jī)的配備、回采工藝、放煤方式、頂板管理等技術(shù)難點(diǎn)。特別是研究假頂與實(shí)煤體交接處在放頂煤開采技術(shù)條件下上覆巖層礦壓變化的規(guī)律,就顯得尤為重要,也是研究礦壓規(guī)律顯現(xiàn)的一項(xiàng)新的探索。

與國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)論述內(nèi)容相比,此項(xiàng)目的突出特點(diǎn)在于:①針對某煤礦特定的工作面地質(zhì)條件,通過合理的巷道布置、設(shè)備選型和配置以及相關(guān)工藝協(xié)調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)的研究分析和優(yōu)化組合,對綜放綜采開采技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和大膽嘗試;②對綜采綜放交接區(qū)域礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,為混采面片幫冒頂?shù)倪M(jìn)一步防治技術(shù)提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

5.經(jīng)濟(jì)、社會效益分析

經(jīng)濟(jì)效益:某煤礦7510工作面布置混采面比布置兩個面可多采煤59萬,t按噸煤售價230元,利潤92元計,則增加產(chǎn)值1 357萬元,凈贏利543萬元。

社會效益:①工作面邊緣煤體實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化回采,減少巷道掘進(jìn)工程量;②提高了礦井資源采出率,緩解了礦井采掘銜接局面,延長了礦井服務(wù)年限,具有很大的社會效益;③創(chuàng)新了回采工藝,完善了采煤方法,為礦井高效生產(chǎn)創(chuàng)出一條新路子。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 陳玉寬.綜放工作面頂煤冒放性分析及開采工藝研究[J].河北煤炭,2005,(02).

[2] 朱文松,張建新.對采用偽傾斜巷道布置放頂煤工作面的探討[J].煤,2006,(02).

篇（8）

【關(guān)鍵詞】窯爐設(shè)計計算機(jī)制圖模型制作流體模擬創(chuàng)新平臺卓越能力

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》和《國家中長期人才發(fā)展綱要（2010-2020）》的重點(diǎn)改革項(xiàng)目，是建設(shè)創(chuàng)新型國家、促進(jìn)工程教育的重大舉措。目的在于培養(yǎng)造就一大批具有理論緊密結(jié)合實(shí)際、創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。本科生的工程能力培養(yǎng)是工科類大學(xué)高等教育的重要教改內(nèi)容，也是難點(diǎn)之一。窯爐設(shè)計是無機(jī)非金屬材料與工程專業(yè)本科生核心工程能力之一，與畢業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計密切相關(guān)，有助于培養(yǎng)學(xué)生樹立工程觀點(diǎn)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力?！按髮W(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目是我校培養(yǎng)本科生卓越能力的重要實(shí)踐平臺。做該類項(xiàng)目的學(xué)生可以來自不同專業(yè)，如材料科學(xué)與工程專業(yè)同計算機(jī)科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生等，他們可以發(fā)揮各自的特長，組成一個高效的研究團(tuán)隊(duì)。另外還有一年半的研究時間、經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備以改進(jìn)和完成工程項(xiàng)目的全過程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時師生間、團(tuán)隊(duì)組員間也有了更多的討論交流時間。圍繞提升學(xué)生卓越能力，借助大學(xué)生創(chuàng)新平臺，我們開展了窯爐設(shè)計、模型制作與流體模擬的全工程過程探索性實(shí)驗(yàn)。

1.窯爐模型的三維設(shè)計與動畫制作

由于高溫窯爐結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，僅靠課堂PPT講解和公式計算，加之學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，即使有限時間內(nèi)去企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場參觀，實(shí)際的高溫生產(chǎn)線導(dǎo)致學(xué)生僅能從窯爐外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，不能深入理解窯爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)和窯內(nèi)流體流動的全過程，難以提高教學(xué)效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性也就激發(fā)不起來，更難培養(yǎng)創(chuàng)造性和工程能力。

指導(dǎo)教師首先向?qū)W生介紹相關(guān)項(xiàng)目的國內(nèi)外研究背景、目前本行業(yè)的需求和設(shè)計的主要專業(yè)知識等，啟發(fā)學(xué)生從環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量等方面考慮課題內(nèi)容的出發(fā)點(diǎn)。學(xué)生們利用已學(xué)的文獻(xiàn)檢索知識和專業(yè)知識，查閱了多篇國內(nèi)外專業(yè)文獻(xiàn)并去企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研，了解到許多高性能光學(xué)玻璃和水晶玻璃會用到鉛玻璃和硼硅酸鹽玻璃。由于這類玻璃所用原料有高揮發(fā)的缺點(diǎn)，現(xiàn)有的傳統(tǒng)火焰窯爐用于生產(chǎn)這種玻璃會產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染，產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。全電熔窯是解決這種污染主要窯型的窯爐，但無論在理論研究和生產(chǎn)實(shí)際使用上同國外相比，國內(nèi)目前還有不小的差距。以此為課題進(jìn)行研究，學(xué)生們先以玻璃生產(chǎn)實(shí)際窯爐為參考，找出體積熔化率、電極材料和布置方式、電源功率等關(guān)鍵參數(shù)，簡化后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算?？紤]到窯爐結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，利用計算結(jié)果先運(yùn)用AutoCAD和3dxsMAX等軟件，繪成二維平面圖。然后根據(jù)平面圖再繪制了其結(jié)構(gòu)的三維彩色立體結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。最后以實(shí)際生產(chǎn)流體流動的過程為依據(jù)，設(shè)計了流體流動的動畫，如圖2所示（黑點(diǎn)表示粉料固體，白點(diǎn)表示粉料分解出的氣體上升成氣泡，白色細(xì)短線表示粉料熔融為液體）。學(xué)生們在設(shè)計和制作窯爐三維立體結(jié)構(gòu)圖過程中，對工程課程學(xué)習(xí)的主動性、積極性和興趣明顯提高，對窯爐整體結(jié)構(gòu)有了很深的印象，在工程設(shè)計中必須的運(yùn)用計算機(jī)設(shè)計和制圖能力也有了很大提升，有效地培養(yǎng)了學(xué)生工程學(xué)習(xí)的綜合能力，拓展和活躍了工程過程思維。

圖1窯爐彩色立體結(jié)構(gòu)圖

圖2窯爐內(nèi)粉體到熔融體流動過程圖

2.物理模型制作

物理模型模擬研究是高溫窯爐研究的重要方法之一。 在窯爐立體結(jié)構(gòu)和動畫顯示的基礎(chǔ)上選出重點(diǎn)結(jié)構(gòu)，學(xué)生們再對設(shè)計的模型進(jìn)行物理實(shí)物模型制作，其過程中并不能全部照搬 計算機(jī)設(shè)計的結(jié)果，如模型材料需考慮力學(xué)強(qiáng)度和熱學(xué)性能等；設(shè)計尺寸與加工尺寸的公差及實(shí)際加工精度、難度；配套的控制設(shè)備功率以及測量儀器精量與量程的選擇等。在制作過程中學(xué)生們主動發(fā)現(xiàn)問題，動手動腦解決問題。如模型出現(xiàn)了液體滲漏的問題，經(jīng)過師生多次研討，對窯爐結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和密封材料進(jìn)行反復(fù)改進(jìn)，最后完成了仿真物理實(shí)物模型的制作，如圖3所示。

圖3具有固液轉(zhuǎn)變模擬液的全電熔窯模擬物理模型

在此過程中學(xué)生們對窯爐的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)間連接關(guān)系有了深刻的印象和理解，也體會到結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)決定工程過程成敗的含義。每一個結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)來不得半點(diǎn)馬虎，都要學(xué)生全身心投入，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是在不足與完善的多次改進(jìn)過程取得的。對培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、歸納分析能力、理論聯(lián)系實(shí)際的工程能力都起著不可替代的作用?？吹阶约和瓿傻膶?shí)驗(yàn)成果，學(xué)生的成功快樂感油然而生，也提高了學(xué)生對工程研究的實(shí)踐能力。

3.流體動態(tài)模擬

在靜態(tài)的物理模型構(gòu)成后，需模擬實(shí)際高溫流體在窯爐中的液流過程，其中合適模擬液的選擇是重要的前提。傳統(tǒng)的窯爐流體全過程模擬液只用甘油與淀粉糖漿混合物這一種液態(tài)，與實(shí)際玻璃熔制過程不同：即從固態(tài)粉體熔融為液態(tài)，再由液態(tài)凝固成型為固態(tài)。指導(dǎo)教師啟發(fā)學(xué)生去尋找熔點(diǎn)在40℃～80℃的不揮發(fā)的有機(jī)物，且在室溫固態(tài)的無毒混合物。學(xué)生們分工協(xié)作，查找了十余種相關(guān)有機(jī)物的理化性能，經(jīng)過多次熔融和凝固實(shí)驗(yàn)，比較了它們?nèi)埸c(diǎn)、凝固點(diǎn)和凝固速度快慢，終于從中挑選出較理想混合物。然后采用正交設(shè)計法，研究混合物各物質(zhì)含量因子對其熔融溫度、電導(dǎo)率和粘度這些指標(biāo)的影響以尋找最佳配方。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)測試，得到了符合相似條件、具有液固轉(zhuǎn)換的新型物理仿真用模擬液。另外為了加快這種新型模擬液的凝固速度，縮短實(shí)驗(yàn)時間提高效率，學(xué)生們還自創(chuàng)了成型用冰塊冷凍快速降溫新方法。在尋找合適模擬液的過程中，不少想法超出原有課堂講授的專業(yè)知識范圍，學(xué)生們的創(chuàng)造力被大大激發(fā)起來，也增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時他們可以直觀地看到窯爐物理模型內(nèi)液體的流動全過程，從而更易理解高溫熔體的流動規(guī)律。

借助大學(xué)生創(chuàng)新平臺，學(xué)生們通過對窯爐工程實(shí)驗(yàn)全過程的研究，對抽象復(fù)雜的窯爐結(jié)構(gòu)和設(shè)計的理解有了顯著地加深，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作攻關(guān)的精神，培養(yǎng)了實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和工程能力。將學(xué)生們的研究成果反哺教學(xué)，活躍了課堂學(xué)習(xí)氣氛，教學(xué)效果受到學(xué)生的好評。學(xué)生在實(shí)習(xí)現(xiàn)場也能更快理解企業(yè)指導(dǎo)人員講解的內(nèi)容和熟悉生產(chǎn)流程，為畢業(yè)設(shè)計和在相關(guān)企業(yè)從事生產(chǎn)和設(shè)計研究工作打下了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃婕，齊鳴齋，劉田.強(qiáng)化工程觀點(diǎn) 培育卓越能力.化工高等教育， 2012， 2： 1-3， 33

[2]萬勝男，盛欣，萬鋒. 運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù) 提高學(xué)生工程能力培養(yǎng)質(zhì)量.化工高等教育， 2004， 4， 69-71

篇（9）

中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B?搖 文章編號：1674-9324（2012）09-0124-02

教師要培養(yǎng)更優(yōu)秀的學(xué)生，首先要明確為什么要轉(zhuǎn)變教學(xué)方法。不可否認(rèn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式在一定意義上有可取之處.但隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在知識與日俱增的今天，“一只粉筆加一本教材”的傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)接觸面廣、信息量大的當(dāng)代中學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，教師必須采用新的教學(xué)模式和現(xiàn)代化的教學(xué)手段與之相適應(yīng)。在新一輪的課程改革中，學(xué)科教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等方面得到全面的教育。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是單一的，教師把傳授知識作為整個教育活動的唯一的內(nèi)容，因此，老師往往采用“填鴨式”的教學(xué)方法，教師根據(jù)既定的內(nèi)容，全程監(jiān)控，學(xué)生死記硬背，被動學(xué)習(xí)。這就導(dǎo)致許多學(xué)生對學(xué)習(xí)沒有興趣，他們把學(xué)習(xí)當(dāng)成是一種負(fù)擔(dān)，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。這與新課程要求以人為本，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的宗旨是相違背的，因此，教師必須改變教學(xué)觀念，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式。那么應(yīng)該怎樣轉(zhuǎn)變教學(xué)方法呢？

一、利用多媒體技術(shù)模擬物理現(xiàn)象

理論聯(lián)系實(shí)際是物理教學(xué)的突出特點(diǎn)，教學(xué)參觀往往是課堂教學(xué)的延續(xù)和深化，目的是使學(xué)生能夠更好地理解和掌握已學(xué)的知識。對看不見、摸不著的微觀世界的認(rèn)識，歷來是物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這時，多媒體教學(xué)就顯示出了它的優(yōu)點(diǎn)。但要組織一次好的多媒體物理模擬課堂并非一件易事，這需要教師和學(xué)生很好的互動和配合以及內(nèi)容組織的生動、形象。組織不好的話，就達(dá)不到預(yù)期的效果，甚至?xí)a(chǎn)生學(xué)生只看熱鬧，不動腦筋的現(xiàn)象。教師在模擬物理現(xiàn)象的時候要配以聲音、動態(tài)的畫面，使整個過程盡量生動形象。通過觀察，學(xué)生對現(xiàn)象的本質(zhì)就會一目了然。同時老師要在適當(dāng)?shù)臅r候提出一些問題，鼓勵學(xué)生大膽想象，勇于表達(dá)，在不知不覺中，學(xué)生的潛力就會被挖掘出來?？傊?，在課堂教學(xué)中，運(yùn)用多媒體計算機(jī)技術(shù)具有很大優(yōu)越性，是其他的教學(xué)手段所無法比擬的。它可以充分利用多媒體計算機(jī)的強(qiáng)大模擬技術(shù)，鮮明的色彩變化，廣泛地激發(fā)學(xué)生的求知欲，極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，最大限度地提高教育教學(xué)的質(zhì)量。

二、培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力

自主探究學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過學(xué)生主動的、富有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主發(fā)展的教學(xué)實(shí)踐活動。學(xué)習(xí)過程是一個探究的過程，物理學(xué)習(xí)更是如此。新課程要求培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，使學(xué)生樂于學(xué)習(xí)，善于發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，自主參與到教學(xué)過程中，由被動接受變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)?！拔锢砦恼摗钡闹饕獌?nèi)容占據(jù)物理課程的核心地位，應(yīng)包括最基本的物理知識、學(xué)科方法、科學(xué)思想和科學(xué)精神，它們是學(xué)生智力開發(fā)、能力發(fā)展、個性形成及后續(xù)學(xué)習(xí)的基本條件。在課堂教學(xué)中，老師要善于把課堂變成與學(xué)生思想溝通的橋梁，不僅要把自己深厚的學(xué)科知識傳授給學(xué)生，還要能夠把自己的思想傳達(dá)給學(xué)生。教師可以適時的運(yùn)用設(shè)問的方式來激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，這種提問題的方法使學(xué)生不能照搬課本上的文字內(nèi)容，而只能理論聯(lián)系實(shí)際，客觀上就鍛煉了學(xué)生的思維能力。

三、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念更新教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)模式只是單一的知識之間的傳授，這種教學(xué)模式顯然已經(jīng)不能適應(yīng)新課程的要求了。那么，在教學(xué)中如何體現(xiàn)新的教學(xué)理念呢？一方面，教師在與學(xué)生的交流互動中要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及獨(dú)立思考的能力，提高他們的思維能力。另一方面，要豐富學(xué)生的學(xué)科知識，只有具備了扎實(shí)的理論知識才能不斷提高創(chuàng)新能力，達(dá)到舉一反三的目的。另外老師也要加強(qiáng)專業(yè)修養(yǎng)，豐富專業(yè)學(xué)識，時刻關(guān)注最新的學(xué)科成果以及相關(guān)聯(lián)的旁支學(xué)科的最新進(jìn)展情況，只有站在了時代的最前沿，才能教出更具創(chuàng)造力，更有競爭力的學(xué)生。教師應(yīng)建議學(xué)生多讀物理學(xué)學(xué)術(shù)論文、物理著作等。這些專業(yè)的文著能讓你扎實(shí)基礎(chǔ)，廣開思路，獲得更加靈活的研究方法。

四、培養(yǎng)學(xué)生興趣

篇（10）

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）11-0158-01

0 引言

機(jī)器人仿真是計算機(jī)對機(jī)器人在仿真平臺系統(tǒng)上進(jìn)行的模擬運(yùn)行。通過仿真平臺的搭建，在該平臺上導(dǎo)入決策代碼，從而實(shí)現(xiàn)對仿真機(jī)器人的操作。本設(shè)計中的仿真平臺是由微軟機(jī)器人仿真工具M(jìn)SRDS所搭建，通過交互式計算機(jī)圖形技術(shù)和機(jī)器人學(xué)理論等，在計算機(jī)中生成機(jī)器人及其周圍環(huán)境的幾何圖形，并進(jìn)行三維顯示，用來確定機(jī)器人及其運(yùn)動環(huán)境的動態(tài)變化過程。在該仿真平臺下，所加決策代碼是基于.NET框架的、面向?qū)ο蟮母呒壘幊陶Z言——C#語言。本論文是基于C#語言編寫的制勝率較高的編程設(shè)計思路。

1 計算機(jī)所需軟件

1.1 微軟武術(shù)擂臺仿真比賽平臺

該平臺是基于MSRS開發(fā)的。MSRS提供了面向服務(wù)的運(yùn)行庫，該運(yùn)行庫又提供了兩個基于CLR2.0的較低級別的運(yùn)行庫，用于在仿真機(jī)器人大量傳感器和傳動裝置上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。另外，MSRS工具包中還包括VPL（可視化編程語言）和VSE（虛擬服務(wù)器環(huán)境），前者用于在設(shè)計平面中構(gòu)建機(jī)器人應(yīng)用程序，后者可用于體驗(yàn)涉及多個機(jī)器人和障礙物的復(fù)雜模擬。

1.2 PhysX_7.11.13_SystemSoftware

PhysX是物理運(yùn)算引擎，主要用于將真實(shí)世界的物理定律加載到計算機(jī)的模擬界面當(dāng)中，從而使其仿真界面有一定的真實(shí)感。相較于一般模擬計算，PhysX可由CPU計算并可調(diào)用獨(dú)立的浮點(diǎn)處理器進(jìn)行大計算量物理模擬的計算。

1.3 directx_jun2008

Directx是微軟創(chuàng)建的一種多媒體編程接口，由C++編程實(shí)現(xiàn)，并遵循COM，主要用于加強(qiáng)3D圖形和聲音效果，并能提供同一硬件驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)。

2 C#語言簡介

C#語言是微軟于2000年的一種新的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，其專門為.NET應(yīng)用而開發(fā)，從根本上保證了C#與.NET框架的完美結(jié)合。C#繼承了C語言的語法風(fēng)格和C++面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)，并在.NET 框架類庫作為基礎(chǔ)下，擁有類似VB的快速開發(fā)能力。

在本文中，是用C#編程并生成.dll文件，將此文件導(dǎo)入仿真平臺即可。

3 決策代碼的設(shè)計

3.1 平臺信息獲取

1）機(jī)器人在場上的坐標(biāo)和傾角。由服務(wù)端以每40ms的速率傳送給客戶端，并最終傳遞給決策程序。

2）激光測距儀信息。該信息由機(jī)器人軀干前端的激光傳感器獲得，每120ms更新一次。激光測距儀可探測其正前方-40°～+40°的物體，每5°有一個激光發(fā)射源，共設(shè)17個激光發(fā)射源。

3.2 代碼編程思路

仿真機(jī)器人以“輪速+關(guān)節(jié)角度”控制，主要通過仿真機(jī)器人上的傳感器檢測其所處的不同環(huán)境（狀態(tài)），執(zhí)行或調(diào)用不同的子程序，從而達(dá)到在機(jī)器人在仿真平臺上具有自主對抗的性能。

3.2.1 程序編程整體思路

本設(shè)計代碼編程部分主要由五部分子程序組成，分別是初始程序、邊緣檢測程序，目標(biāo)檢測程序、對抗程序和變性程序。機(jī)器人的狀態(tài)位置是利用平臺提供的坐標(biāo)信息進(jìn)行環(huán)境檢測及精確定位。在整個編程中，設(shè)置邊緣檢測程序的優(yōu)先級最高，機(jī)器人每次動作會優(yōu)先執(zhí)行邊緣檢測程序，當(dāng)機(jī)器人到達(dá)邊緣時，機(jī)器人會減速并停止，并向遠(yuǎn)離邊緣方向移動；若機(jī)器人未檢測到邊緣狀態(tài)，則按順序執(zhí)行下一條子程序。在平臺對抗開始時，機(jī)器人執(zhí)行初始程序，即機(jī)器人旋轉(zhuǎn)一定角度（左輪速>右輪速，可向中心方向旋轉(zhuǎn)），同時機(jī)器人會檢測是否有目標(biāo)靠近，如果有，則立即執(zhí)行對抗子程序；如果沒有，則以最快速度到達(dá)擂臺中心（搶占先機(jī)），然后執(zhí)行變形程序。變形程序?yàn)闄C(jī)器人向兩邊展開手臂90°，并進(jìn)行自身旋轉(zhuǎn)，從而使對方機(jī)器人難以靠近，同時，停止目標(biāo)檢測程序，直到出現(xiàn)對方機(jī)器人接觸我方機(jī)器人時，由傳感器檢測是否為接觸狀態(tài)，若為接觸狀態(tài)，則返回執(zhí)行對抗程序。

3.2.2 程序設(shè)計框圖（如圖1）

4 結(jié)語

隨著各種高新技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也悄然崛起，而機(jī)器人仿真技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)一步促進(jìn)了我們對機(jī)器人的學(xué)習(xí)與研究。本設(shè)計是在本人參加過2013年全國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽之后，綜合了各高校的武術(shù)決策代碼優(yōu)勢，從而設(shè)計出制勝率較高的一種決策代碼。本文在以微軟（MS）機(jī)器人武術(shù)擂臺賽仿真賽為依據(jù)，簡要介紹了該仿真平臺的相關(guān)信息，論述了代碼編程設(shè)計的整體框架與構(gòu)思，為機(jī)器人編程帶來了另一種思路。

參考文獻(xiàn)

[1]楊杰.機(jī)器人視覺目標(biāo)跟蹤方法的研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2006.

[2]劉曉敏，崔月盟.基于圖像處理的移動機(jī)器人視覺定位方法[J].高等職業(yè)教育-天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，17（3）：75-78.

[3]秦丹.基于3D的多移動機(jī)器人仿真系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].華南理工，2010：1-2.