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]十篇優(yōu)化管理論文范例，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）

（一）研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)自求自得

古代教育家就特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的“自求”“自得”。

學(xué)習(xí)必得從師。孟子說：“孟子深造之以道，欲其自得之也。自得之則居之安，居之安則資之深，深之深則取之左右逢其源，故君子欲自得之也。”（《孟子·離婁下》）這段話深刻闡明了“自得”之效。宋代唯物主義思想家張載也說過類似的話：“須是自求，已能尋見義理，則自有旨趣。自得之，則居之安矣?！保ā督?jīng)學(xué)理屈·義理》）他從學(xué)生求知心理這一角度，闡明了自求自得必致意趣橫溢，成為永久不衰的學(xué)習(xí)動力。當(dāng)今的青年學(xué)生，其自尊心、自信心已逐步形成，對于自己的認(rèn)識能力亦漸趨自信。在掌握了一定的知識基礎(chǔ)的前提下，希冀憑借自身的力量來獲取知識，他們既有依賴性，又有獨立性。因此，老師有必要因勢利導(dǎo)，小心誘掖，培養(yǎng)其自求自得的能力。明確了學(xué)生的學(xué)重在自求自得的道理，我們在語文教學(xué)中，大可革除以教師自我為中心的陳規(guī)陋習(xí)，開創(chuàng)研究性學(xué)習(xí)的新天地。

（二）研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)功在自習(xí)

課堂講授，無疑是進(jìn)行語文教學(xué)的重要手段，但教師的講授畢竟只是從外部灌輸信息，學(xué)生接受的效果如何，取決于學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。再則，教師的講授只能起“領(lǐng)路”的作用，而萬里征途必須靠學(xué)生自己一步一步地去邁。因此，如果只講不習(xí)，知識便無以轉(zhuǎn)化為能力，正如曾子所言：“傳不習(xí)乎？”清代顏元在《總論諸儒講學(xué)》中也說：“講之功有限，習(xí)之功無已。”語文教學(xué)的根本任務(wù)，既在培養(yǎng)學(xué)生掌握語文工具的能力，而能力只能在實踐中形成。功在于習(xí)，至少有四大好處：一是鞏固已得知識；二是培養(yǎng)解決實際問題的能力；三是促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展；四是從看到的學(xué)習(xí)成果中倍添興趣，激發(fā)求知欲。

“拳不離手，曲不離口”，此類熟能生巧的例子比比皆是，每個教師都有切身體會。當(dāng)然，功在于習(xí)，也不能亂來一氣，亂練一通，應(yīng)有通盤的謀劃，要能體現(xiàn)出從易到難、由淺入深的序列來。正如《學(xué)記》所言：“良治之子，必學(xué)為裘；良弓之子，必學(xué)力箕；始駕馬者反之，車在馬前。君子察于此三者，可以有志于學(xué)矣?！?/p>

懂得了學(xué)生的學(xué)功在于習(xí)的道理，我們在教學(xué)中大可革除一講到底、越俎代庖的陳規(guī)陋習(xí)，開創(chuàng)講練結(jié)合，知識能力齊長進(jìn)的新天地。

（三）研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)寓知于趣

興趣是學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的一種極其活躍的催化劑。大凡做教師的常常過于強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的艱巨性和恒久性，喜歡用“鐵杵磨針”“聞雞起舞”等故事來啟發(fā)學(xué)生刻苦攻讀。而不大關(guān)心學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有時甚至還會有意無意的潑點冷水。誠然，學(xué)習(xí)本身的確是一件苦事?！叭齑螋~，兩天曬網(wǎng)”，終無所成；嬉笑取鬧，高枕以對，亦難進(jìn)益。然而，倘若學(xué)生真的愁眉苦臉，憂心忡忡，恐怕也難學(xué)出個名堂。因為心灰意懶，人處厭倦狀態(tài)，他的競技力是很差的，思維力受到阻遏，注意力也很難集中，記憶力也會退避三舍。因此，孔子認(rèn)為“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”（《論語·雍也》）！只有寓認(rèn)知于趣味之中，則學(xué)習(xí)的勁頭才會經(jīng)久不衰，學(xué)習(xí)的成果才會碩大事盛。明白了學(xué)生的學(xué)必寓趣味之中的道理，我們在教學(xué)中大可革除死氣沉沉、板板六十四的陳規(guī)陋習(xí)，開創(chuàng)生動活潑的新天地。

（四）研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)教學(xué)相長

孔子的教育思想中，早已富含這種主張。他說：“三人行，必有我?guī)熝?，擇其善者而從之，其不善者而改之?！保ā墩撜Z·述而》）“后生可畏，焉知者來之不如今也？”（《論語·子罕》）“當(dāng)仁，不讓于師?！保ā墩撜Z·衛(wèi)靈公》）教學(xué)相長是建立在師生平等觀的基礎(chǔ)之上的；教學(xué)相長要求摒棄師道尊嚴(yán)。研究性學(xué)習(xí)中，教師絕不可自以為是，固步自封?？鬃痈矣诋?dāng)學(xué)生的面承認(rèn)自己的無知，認(rèn)為自己與常人有所不同的只是好學(xué)與誨人的精神?！睹献印す珜O丑上》載有：“昔者子貢問于孔子曰：夫子圣矣乎？孔子曰：圣則吾不能，我學(xué)不厭而教不倦也。”事實上，“教不倦”實以“學(xué)不厭”為前提。因此，教學(xué)相長要求教師首先要“以教人者教己”（陶行知語），不斷地進(jìn)行自我教育。

研究性學(xué)習(xí)要求師生通過教學(xué)相互啟發(fā)，提高為學(xué)的興趣，以期在無涯的學(xué)海中并肩有所收獲，這也可視為教學(xué)的最高境界。

二、關(guān)于研究性學(xué)習(xí)的擬題的優(yōu)化

在研究性學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生要進(jìn)行一些課題、論文的研究和寫作。我們常說“題好一半文”，同樣，課題擬得好，則會有利于論文的選材和寫作。因此，擬題過程中，同學(xué)們一定要在量力性原則下敢于探索，不拘一格，要把題定得集中，縮小覆蓋面，切忌空泛，一般遵循以下幾個原則：

（一）綜合性原則

研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容不是某些學(xué)科特定的知識，而是著眼于研究解決學(xué)生關(guān)注的社會問題，這使得研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容極具開放性。為了研究問題、解決問題，學(xué)生必須綜合運用多學(xué)科的知識，這體現(xiàn)了研究性學(xué)習(xí)的綜合性，研究性學(xué)習(xí)應(yīng)具有濃郁的人文精神，尊重每個學(xué)生的選擇，重視學(xué)生整體的發(fā)展。不能把研究性學(xué)習(xí)等同于科學(xué)研究、科技活動，也不能把研究性學(xué)習(xí)引向狹隘的單科知識問題的探討，變成新的知識點的記憶。如《怎樣提高寫作水平》《怎樣提高閱讀能力》之類的單學(xué)科、淺層次、知識強(qiáng)化型的簡單延伸。研究性學(xué)習(xí)是全方面的綜合性學(xué)習(xí)，擬定課題應(yīng)該充分體現(xiàn)其學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合性，打破學(xué)科限制。如《中式與西式早餐的比較》《電動小船的原理及制作》等課題不僅僅涉及營養(yǎng)學(xué)、物理學(xué)等知識，還涉及人文、歷史學(xué)、社會學(xué)的知識、道理以及電工、木工等手工制作等。

（二）實踐性原則

研究性學(xué)習(xí)在重視書本學(xué)習(xí)的同時，更強(qiáng)調(diào)書本的學(xué)習(xí)必須服務(wù)于生活的學(xué)習(xí)，有著鮮明的實踐體驗、探索感悟的求知特點，因此擬定研究性學(xué)習(xí)課題必須注意實踐性。注重實踐性，不僅要求課題的研究能使學(xué)生主動參與，充分動手、動腦、動口，使學(xué)生真正行動起來，在親身體驗中產(chǎn)生積極的情感，激發(fā)探索欲望，更重要的是要能使學(xué)生走向生活。因此，我們擬定了如《街道廣告的調(diào)查研究》《南豐鎮(zhèn)街道文化設(shè)施探究》《南豐地區(qū)方言狀況研究》等，打破了“死讀書”的老傳統(tǒng)，使學(xué)生通過自己的實踐，去感受生活，學(xué)習(xí)生活，研究生活，發(fā)掘出生活的意蘊(yùn)。

（三）針對性原則

不同地區(qū)、不同類型的學(xué)校和學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)在內(nèi)容和方法上是有層次差異和類型區(qū)別的，因而擬定課題一定要切合實際，有針對性。首先，課題要切合中學(xué)生的知識水準(zhǔn)、能力水平和生活經(jīng)驗。中學(xué)生的知識尚未形成系統(tǒng)，分析、綜合、實踐的研究能力和思維水平有限，科學(xué)的進(jìn)取精神和克服困難的意志品質(zhì)還比較淡薄，這就要求課題應(yīng)重視親身體驗而非理論研究，重視由興趣出發(fā)的自覺性而非無興趣的強(qiáng)制性，比如《青少年近視狀況的調(diào)查與研究》《關(guān)于教師可愛度的研究》等。其次，課題要充分考慮學(xué)校條件和現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源，一方面要充分利用，另一方面也要充分考慮其有效負(fù)載能力。比如，對于普通農(nóng)村中學(xué)來說，《航天測量與數(shù)學(xué)》《現(xiàn)代兵器研究》等課題只能是“紙上談兵”；而在圖書資料匱乏、信息網(wǎng)絡(luò)不健全的學(xué)校進(jìn)行諸如《金庸研究》《中國古代小說研究》等課題更是無從下手。第三，還要注重學(xué)校以外的社區(qū)環(huán)境、社區(qū)資源，從而形成有地區(qū)特點的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如《南豐河道污染調(diào)查》《WTO與華夏第一鋼村——永聯(lián)的發(fā)展》《張家港市金陵體育器材面臨的挑戰(zhàn)》等課題，充分挖掘了農(nóng)村中學(xué)現(xiàn)有的資源，開展具有本地區(qū)特點的研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)與實踐真正結(jié)合起來。

（四）自主性原則

篇（2）

當(dāng)前，閱讀教學(xué)忽視學(xué)生主體性的現(xiàn)象屢見不鮮，“教師講──學(xué)生聽；教師問──學(xué)生答”的課堂教學(xué)模式尚未打破，教師依然主宰著課堂。要徹底改變這一狀況，首先要從教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念這個角度出發(fā)，樹立以學(xué)生為本的思想，改變居高臨下的角色意識，自覺地走近學(xué)生，走進(jìn)學(xué)生的心靈，尊重學(xué)生，努力營造民主、和諧的教學(xué)氛圍，以利于學(xué)生的自覺探究。有一位教師講《麻雀》一課時說：“這篇課文記敘了老麻雀奮不顧身搶救小麻雀的事，歌頌了偉大的母愛。”話音剛落，一位學(xué)生舉手發(fā)言：“我不同意說是母愛，因為課文沒有告訴我們麻雀是公的，還是母的。”老師立即肯定了這位學(xué)生善于思考，敢于發(fā)表自己意見的精神，然后趁熱打鐵，引導(dǎo)同學(xué)自讀課文，通過文中的詞句揣摩作者的寫作目的。孩子們暢所欲言，氣氛異?；钴S，經(jīng)過熱烈討論，師生達(dá)到共識：這篇課文贊頌的是親子之情。這一精彩的教學(xué)片斷，向我們展示了讓學(xué)生自主探究的必要與可能。

激發(fā)學(xué)生主動參與探究，還要從關(guān)注“差生”。這個角度入手?！安钌痹谡n堂上經(jīng)常坐冷板凳，充當(dāng)陪讀的角色。在應(yīng)試教育模式中，教育追求的是學(xué)業(yè)的整齊劃一，對學(xué)生的發(fā)展過分強(qiáng)調(diào)求同性，很大程度上泯滅了學(xué)生多彩的個性，把學(xué)生成績暫時落后的學(xué)生稱為“差生”。“差生”在課堂上往往遭到冷落，學(xué)習(xí)態(tài)度都較冷漠，缺少參與的熱情和機(jī)會，更談不上主動探究。于是，“差生”越來越差，正像布魯姆所說的：“三分之一學(xué)生由于缺乏與教師進(jìn)行課堂交往的機(jī)會而真正變成了差生?！睂Υ钌?，教師應(yīng)特別關(guān)愛。發(fā)展性教學(xué)認(rèn)為，“沒有差生，只有差異”，教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的差異，因人而異地為“差生”創(chuàng)造參與探究的機(jī)會，鼓勵他們揚(yáng)長避短，促進(jìn)他們滿腔熱忱地主動參與教學(xué)活動。

差異是客觀存在的。承認(rèn)差異，利用差異是引導(dǎo)學(xué)生自主探究的又一角度，也是當(dāng)前教學(xué)研究的一個視點。分類訓(xùn)練分層次推進(jìn)教學(xué)法、合作學(xué)習(xí)法、活動教學(xué)法等等，都是針對學(xué)生的差異而設(shè)計的。這些教學(xué)方法的共同特點均是以兒童為中心，加大教學(xué)過程中教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的交往、互動，減少課堂上靜坐和聽課的時間，真正讓課堂動起來，讓每個孩子都有機(jī)會在實踐中學(xué)習(xí)，都能在各自的基礎(chǔ)上有所發(fā)展。為了便于學(xué)生的活動和交流，有的學(xué)校還改變了“秧田式”桌椅排列法，換成“馬蹄形”、“半圓形”或“圍坐形”，把個人自學(xué)、同桌商量、小組討論、全班交流等方式有機(jī)地結(jié)合起來，初步形成了全員參與的探究型、交往型、開放型的課堂教學(xué)形式。

二、保證學(xué)生足夠的自主探究時間

蘇霍姆林斯基說：“教室里寂靜，學(xué)生集中思索，要珍惜這樣的時刻?！痹趯嶋H課堂中，我發(fā)現(xiàn)很多教師在提問后就馬上叫學(xué)生回答，不給學(xué)生時間去思考。如回答不出，教師或是不斷重復(fù)問題，或是忙著啟發(fā)（很多情況下是暗示），試想，在這極短的時間內(nèi)，學(xué)生的思考能有一定深度嗎？學(xué)生能獲得多少“頓悟”和思維的閃光呢？可學(xué)生為了迎合老師的心理，匆忙尋找片言只語作答，表面上氣氛活躍，實際上是走進(jìn)了繁瑣而膚淺的一問一答的圈子中去了。為了改變這種狀況，教師應(yīng)在提問后給學(xué)生一些獨立思考的時間，讓他們潛心讀書，深入思考，當(dāng)學(xué)生回答過程中遇到困難時，教師要以期待的目光鼓勵學(xué)生積極思考。這個等待的時間雖短，卻正是學(xué)生思維最為緊張活躍的時刻。

如教學(xué)《鳥的天堂》，我在總結(jié)課文時指出：“這里為什么會成為鳥的天堂？”話音剛落，就有兩三只小手舉了起來。我沒有立即讓他們起來回答，因為在這么倉促的時間內(nèi)作答，學(xué)生的回答十有八九是零碎的、不完整的，而且這時讓他們回答會影響其他同學(xué)思考。于是，我用手勢示意這幾位學(xué)生把手放下，親切地說：“你們反應(yīng)可真快，我想你們?nèi)绻推渌瑢W(xué)一樣能認(rèn)真讀讀課文，思考周到些，把語言組織得精練些，回答一定會更精彩?！边@樣，既保護(hù)了他們的自尊心，又調(diào)動了他們思考的積極性，同時穩(wěn)定了全班學(xué)生的情緒。學(xué)生在教師期待的目光中細(xì)致讀、認(rèn)真想，教室里鴉雀無聲。不一會兒，學(xué)生陸陸續(xù)續(xù)舉起小手，這時我請一名中等程度的學(xué)生起來回答，他回答道：“這里之所以能成為鳥的天堂，是因為大榕樹茂盛和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民不許人捉鳥。”另一名學(xué)生補(bǔ)充道：“我認(rèn)為這里成為鳥的天堂有三個原因：一是大榕樹茂盛，適合鳥兒做巢生活；二是農(nóng)民不許人捉鳥；三是四周環(huán)境寧靜優(yōu)美?！闭Z言是思維的外殼，從學(xué)生的回答中不難看出他們經(jīng)歷了一個分析、歸納、綜合的思維歷程，經(jīng)歷了一個主動探究的過程。

古人云：“學(xué)起于思，思源于疑。”現(xiàn)代心理學(xué)家也認(rèn)為，疑是思維的火花，是探究的動力。思維總是從發(fā)現(xiàn)問題開始，以解決問題告終的。在科學(xué)文化日益發(fā)展的當(dāng)今時代，我們的中小學(xué)教育要培養(yǎng)創(chuàng)造型人才，就必須高度重視培養(yǎng)學(xué)生的獨立質(zhì)疑能力。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生動腦筋提問題的積極性，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，做學(xué)習(xí)的主人，這是探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)語文的規(guī)律，教師應(yīng)在語文教學(xué)的各處環(huán)節(jié)創(chuàng)造質(zhì)疑問難的機(jī)會，指點發(fā)問的途徑，教給學(xué)生發(fā)問的方法，如，揭題質(zhì)疑、初讀質(zhì)疑、細(xì)讀質(zhì)疑、賞讀質(zhì)疑、總結(jié)質(zhì)疑等。

此外，為了在閱讀教學(xué)中有效地引導(dǎo)學(xué)生自主探究，教師還應(yīng)還給學(xué)生讀書的權(quán)利，保證學(xué)生讀書的時間，要把“書聲瑯瑯”作為評價一節(jié)語文優(yōu)質(zhì)課的重要標(biāo)準(zhǔn)。一位教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師說過，語文教學(xué)就是要變著法子讓學(xué)生讀書，通過教師的范讀、領(lǐng)讀、伴讀、引讀，學(xué)生的朗讀、默讀、齊讀、自由讀、分組輪讀、分角色表情朗讀等形式，根據(jù)教學(xué)的需要“因材施讀”，引導(dǎo)學(xué)生在“讀”中探究，讀熟、讀通、讀懂課文。

三、提供學(xué)生寬裕的自主探究空間

質(zhì)疑問難，是學(xué)生自主探究的起點和中心點。圍繞這個中心點，教師還必須提供寬裕的空間，進(jìn)一步引導(dǎo)他們深入探究。根據(jù)“合作互動”的原則，教學(xué)中要改變單純的師生交往形式，為學(xué)生提供暢所欲言、各抒己見的空間。為此，教師可在教學(xué)的關(guān)鍵之處、重點之處設(shè)計同桌交流、小組討論的環(huán)節(jié)。這樣，可以讓學(xué)生取長補(bǔ)短，相互啟發(fā)，增加課堂的信息量，促使學(xué)生全面深入地探究問題，理解課文內(nèi)容；可以給學(xué)生提供展示個性的機(jī)會和場所，培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)合作、互相競爭的精神。

如《再見了，親人》，教學(xué)重點之一是引導(dǎo)學(xué)生體會中朝人民之間有著用鮮血凝成的偉大友誼。課文以志愿軍的口吻追述了朝鮮人民為志愿軍獻(xiàn)出鮮血和生命的感人往事，學(xué)生比較容易體會到朝鮮人民對志愿軍有著比山還高比海還深的情誼。為了讓學(xué)生從課文內(nèi)容中也能體會到志愿軍對朝鮮人民也有著比山還高比海還深的情誼，我設(shè)計了這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)：

（1）獨立思考：請同學(xué)們聯(lián)系課文內(nèi)容和平時的積累，根據(jù)下面的開頭講述志愿軍可歌可泣的事例：

①那一回，__________________________。

②我們清楚地記得，__________________________。

③八年來，__________________________。

篇（3）

一、主客互動是認(rèn)知張力的條件

主體性、客體性是認(rèn)知的兩極，是互動的、對立統(tǒng)一的。在認(rèn)知活動中缺一不可。教學(xué)中的主體是學(xué)生和教師。我們平常說的“主體”“主導(dǎo)”是主體性的兩個方面。教學(xué)中的客體是學(xué)習(xí)材料，包括教材、實物、圖片、音像資料以及供操作使用的學(xué)具等等。

為什么說主客互動是認(rèn)知張力的條件呢？

教學(xué)中的認(rèn)知，是主體（學(xué)生）獲取關(guān)于客體（學(xué)習(xí)材料）的知識或原理的基本能力。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，是認(rèn)知活動中的主體因素，在教師有目的、有計劃的影響下獲得數(shù)學(xué)知識技能，形成相應(yīng)的能力，發(fā)展智力，這是主體認(rèn)知活動中的“合目的性”。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是很明確的。但是，我們應(yīng)該注意到，學(xué)生在認(rèn)知活動中并不是被動的，而是主動的、能動的。這種主動性、能動性使其在認(rèn)知活動中可以充分展開自己的想象、思維過程，并借助已有的知識經(jīng)驗，主動擴(kuò)展思維空間，積極深入到學(xué)習(xí)材料的意義、結(jié)構(gòu)及本質(zhì)特征的探索中去，不斷獲取認(rèn)知成果，進(jìn)而形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這種“展開”“探索”的過程，正是認(rèn)知“張力”的過程。因此，主體性是認(rèn)知張力的決定性因素。

剛?cè)雽W(xué)的一年級兒童對10以內(nèi)數(shù)的認(rèn)識過程，能很好地說明主體性是認(rèn)知張力的決定性條件。從認(rèn)識1開始，孩子們經(jīng)過認(rèn)、數(shù)、擺個數(shù)是1的物體，抽象出“1”這個數(shù)概念，然后進(jìn)行讀、寫、認(rèn)。這時，孩子們絕不會滿足于幼兒園里對“1”的具體操作，否則就會表現(xiàn)得冷淡和缺少耐心?！?”的認(rèn)知過程中所開展的六七種活動（數(shù)一數(shù)、擺一擺、讀一讀、寫一寫、記一記、用一用等），正是認(rèn)知的不斷“張力”（延伸、遞進(jìn)、擴(kuò)展）。接下來認(rèn)識2—10，他們?nèi)圆粫M足于上面的六七種方式，他們盼望有進(jìn)一步“張力”的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)和獲取更新奇的東西，由此而帶動出更具數(shù)學(xué)性的認(rèn)知張力：（1）數(shù)的大小比較；（2）數(shù)的分解、組成（含不同的形式）；（3）數(shù)的連續(xù)；（4）序數(shù)、基數(shù)的出現(xiàn)；（5）加減法的產(chǎn)生；（6）運算的進(jìn)行等?？芍^豐富多彩。學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)材料同步互動，相輔相成，相得益彰。

認(rèn)知客體——學(xué)習(xí)材料，則是認(rèn)知張力的必要條件，它以“合規(guī)律性”的原則呈現(xiàn)。改革開放以來，教育思想、教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了教材的改革與進(jìn)步。人教版的義務(wù)教材在實驗本的基礎(chǔ)上作了新的改進(jìn)，形成了一套比較科學(xué)的便教便學(xué)的知識體系、結(jié)構(gòu)體系。比如小學(xué)數(shù)學(xué)教材既遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和數(shù)學(xué)學(xué)科的特點，又考慮到知識的呈現(xiàn)過程與學(xué)生獲取知識過程的有機(jī)統(tǒng)一，改變了過去那種單純重結(jié)論輕過程，重知識傳遞輕學(xué)生參與的單一滯后的模式。尤為突出的是，教材中“想一想”多了，“擺一擺”多了，例題中要求學(xué)生“填空”的地方多了，“解法一、解法二”多了，“比較課”多了，“整理與復(fù)習(xí)課”多了，從而使學(xué)生進(jìn)入到認(rèn)知結(jié)構(gòu)的深層次中。何為認(rèn)知結(jié)構(gòu)的深層次呢？“經(jīng)驗—知識結(jié)構(gòu)”。它包括兩個方面的要素：（1）經(jīng)驗知識要素；（2）邏輯數(shù)理要素。前者不難理解，后者指主體認(rèn)知客體所獲得的經(jīng)驗知識并非處于混亂無序的狀態(tài)，而是以一定的方式構(gòu)成一個有序的整體。小學(xué)數(shù)學(xué)“比較課”、“整理也復(fù)習(xí)課”實質(zhì)上是一種深層次的認(rèn)知結(jié)構(gòu)課。比較相同點和不同點，正是為了把一組數(shù)量關(guān)系納入一個有序的高級結(jié)構(gòu)中去。學(xué)生一旦獲得這種高級結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，他們“同化”“順應(yīng)”的能力將大大提高，解決問題的速度也大大加快，“有結(jié)構(gòu)”的材料也就大大張開了認(rèn)知的空間。例如“分?jǐn)?shù)乘除法應(yīng)用題”，不管是一般的還是稍復(fù)雜的，都將納入到“一個數(shù)乘以分?jǐn)?shù)”的意義上來認(rèn)知，也就是說“一個數(shù)乘以分?jǐn)?shù)”的意義張開后，可以呈現(xiàn)出不同的方式，提供不同的刺激情境，讓學(xué)生強(qiáng)化意義的理解。而由分?jǐn)?shù)的意義張開的諸如“求甲數(shù)是乙數(shù)的幾倍或幾分之幾”、“求甲數(shù)比乙數(shù)多（少）幾分之幾”、“甲數(shù)與乙數(shù)的比”等等，都成為一組有結(jié)構(gòu)的材料，推動主體建立有序的整體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

主客互動是一種積極活動，既有學(xué)習(xí)者一系列的外顯的認(rèn)知活動，又有學(xué)生以“觀念形態(tài)”進(jìn)行著的內(nèi)在思維活動。作為客體的積極性，在于它的科學(xué)有序的整體構(gòu)造呈現(xiàn)出多姿多彩的形式，對主體具有吸納作用。同時它能帶動主體以積極的情感、意志，主動地探索，科學(xué)地認(rèn)知。認(rèn)知的張力是主客互動形成的。認(rèn)識這一點，對于我們糾正目前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)的過分強(qiáng)調(diào)主體而忽視客體的偏態(tài)，具有一定作用。

二、師生互動是認(rèn)知張力的動力

教學(xué)是教與學(xué)的雙邊活動。學(xué)生主體或教師主導(dǎo)的作用不可替代。維果茨基說過，“最近發(fā)展水平”表現(xiàn)為兒童還不能自行完成任務(wù)，需要教師的幫助。有了教師的幫助，學(xué)生就可能不斷地從“最近發(fā)展水平”向“現(xiàn)有發(fā)展水平”轉(zhuǎn)化，推動兒童向深層次發(fā)展。

我們來看“十幾減8”的教學(xué)。在師生互動作用下，學(xué)生掌握算理，順利完成11－8、13－8、15－8、12－8、16－8后，例4發(fā)展為“想一想：14－8＝（）”。按照學(xué)生已有的認(rèn)知，教師一般這樣引導(dǎo)：想8加（）得14，因為8加6后得14，所以14減8得6。但高明的教師并不到此為止，他想帶動學(xué)生調(diào)動自10以內(nèi)數(shù)的認(rèn)識以來所積累的知識經(jīng)驗，產(chǎn)生認(rèn)知張力；而聰明的學(xué)生也并不滿足于用那個算理去想。師生的默契使這種互動關(guān)系協(xié)調(diào)運動。教師一個“誰還有不同的想法嗎”，學(xué)生就活躍起來了，各種不同的想法隨之呈現(xiàn)出來：（1）想14拿去8，還剩6（低級思維，但也屬一種不同的想法，因為認(rèn)知的張力并不限定學(xué)生的認(rèn)知“搜索”）；（2）想10－8＝2，2＋4＝6；（3）想把8分成4和4，14－4＝10，10－4＝6；（4）想14－7＝7，7－1＝6；（5）想14分成8和6，8－8＝0，還有6……從這里可以看出，師生互動能保持認(rèn)知的積極狀態(tài)，有助于張開認(rèn)知的空間，而且它驅(qū)動學(xué)生打開認(rèn)知的各種通道，獲得豐富的認(rèn)知成果。

奧蘇貝爾解決問題的“四階段”（第一階段，呈現(xiàn)問題情境命題；第二階段，明確問題目標(biāo)與已知條件；第三階段，填補(bǔ)空隙；第四階段，解答后的檢驗）中，第三階段“填補(bǔ)空隙”的說法很形象、準(zhǔn)確。填補(bǔ)“空隙”正是因為認(rèn)知張開后有了空間空隙。學(xué)生看清了“已知條件”（他當(dāng)時的狀況）和目標(biāo)之間的空隙和差距，就必須占領(lǐng)這個空間，填補(bǔ)這個“空隙”，實現(xiàn)師生互動。

三、探索與表達(dá)是認(rèn)知張力的存在方式

有了探索活動，才有認(rèn)知的存在：探索的進(jìn)行，使認(rèn)知張力的方式變得直觀。探索本身，需要在一定的時空范圍內(nèi)展開。它既張開這種時空范圍又占領(lǐng)這種時空范圍，學(xué)生的認(rèn)知活動一旦進(jìn)入探索階段，主體的認(rèn)知（當(dāng)然也離不開情感、意志的積極參與）逐步深入、拓展，不斷進(jìn)步。這樣，認(rèn)知張力成為容納探索活動的載體，探索則是認(rèn)知張力的存在方式。

小學(xué)數(shù)學(xué)教師越來越勤于作用“你是怎么想的”“你有什么發(fā)現(xiàn)”這樣的語言，其目的正是為了培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。數(shù)學(xué)的概念、法則、公式給學(xué)生提供了豐富的探索材料。隨著探索活動的展開，使得認(rèn)知得以張力。反過來，認(rèn)知的張力之所以存在，是因為探索所致。沒有學(xué)生的探索，就很難取得好的效果。

表達(dá)（這里重在口頭表達(dá)）也是認(rèn)知張力的存在方式之一，亦稱表現(xiàn)形式。為什么把表達(dá)作為認(rèn)知張力的表現(xiàn)形式來說呢？道理很簡單。主客互動，師生互動，已使學(xué)生產(chǎn)生大量的思維語言。只有充分地讓學(xué)生發(fā)表自己的思維語言，說出所想所思所得，才能真正展現(xiàn)認(rèn)知張力的全貌，使“認(rèn)知張力”成為可視可聽的東西，而不至于產(chǎn)生“認(rèn)知張力”是一種玄談的誤解。而學(xué)生的口頭表達(dá)，也是使認(rèn)知活動成為一個完整過程的終極環(huán)節(jié)?？陬^表達(dá)，能使教師掌握學(xué)生在張開的認(rèn)知中的全部活動情況。這些活動情況便于我們分析認(rèn)知的質(zhì)量和水平。義務(wù)教材五年制第九冊（實驗本）第8頁例3有一組分?jǐn)?shù)乘除法的對比題：

（1）池塘里有12只鴨和4只鵝，鵝的只數(shù)是鴨的幾分之幾？

（2）池塘里有12只鴨，鵝的只數(shù)是鴨的1／3，池塘里有多少只鵝？

（3）池塘里有4只鵝，正好是鴨的只數(shù)的1／3。池塘里有多少只鴨？

篇（4）

水庫優(yōu)化調(diào)度是一典型的多維非線性函數(shù)優(yōu)化問題，目前常用的方法有模擬法、動態(tài)規(guī)劃及其系列算法、非線性規(guī)劃等等。這些方法各具特色，但應(yīng)用中也常有一些問題，模擬法不能對問題直接尋優(yōu)，動態(tài)規(guī)劃（DP）隨著狀態(tài)數(shù)目的增加會出現(xiàn)所謂“維數(shù)災(zāi)”問題，增量動態(tài)規(guī)劃（IDP）可能收斂到非最優(yōu)解，逐步優(yōu)化算法（POA）需要一個好的初始軌跡才能收斂到最優(yōu)解[1]。因此，這些方法還有待進(jìn)一步的完善。

遺傳算法（GA）作為一種借鑒生物界自然選擇思想和自然基因機(jī)制的全局隨機(jī)搜索算法，可模擬自然界中生物從低級向高級的進(jìn)化過程，GA在優(yōu)化計算時從多個初始點開始尋優(yōu)，對所求問題沒有太多的數(shù)學(xué)約束，而且優(yōu)化求解過程與梯度信息無關(guān)[2]，因此在多個不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而GA在水庫優(yōu)化調(diào)度方面GA應(yīng)用相對較少[3]，馬光文等[4]使用基于二進(jìn)制編碼的遺傳算法對水庫優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究。由于二進(jìn)制編碼存在的編碼過長、效率低及需要反復(fù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等問題，暢建霞、王大剛分別提出了基于整數(shù)編碼的遺傳算法[5-6]，并將GA與動態(tài)規(guī)劃的計算結(jié)果進(jìn)行了比較。

自適應(yīng)遺傳算法（AdaptiveGA，AGA）使得交叉概率Pc和變異概率Pm能夠隨個體適應(yīng)度的大小以及群體適應(yīng)度的分散程度進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整，因而AGA能夠在保持群體多樣性的同時，保證遺傳算法的收斂性。本文根據(jù)黑河金盆水庫的具體情況，建立了水庫長期優(yōu)化調(diào)度的自適應(yīng)遺傳算法模型，并將其與動態(tài)規(guī)劃的計算結(jié)果進(jìn)行了比較。

2.水庫優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的建立

金盆水庫為多功能水庫，其優(yōu)化調(diào)度應(yīng)使其達(dá)到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年發(fā)電量最大和棄水量最小等目標(biāo)要求。但此多目標(biāo)優(yōu)化模型如果直接采用多維多目標(biāo)動態(tài)規(guī)劃或其它方法求解，則可能因為目標(biāo)、狀態(tài)、和決策變量較多的占用計算機(jī)內(nèi)存和時間，因而有必要先做適當(dāng)處理，將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，再進(jìn)行求解?？紤]到城市供水和灌溉用水要求保證率高，因此將水庫優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)定為年發(fā)電量最大，而將城市與灌溉供水當(dāng)作約束條件進(jìn)行處理。

這樣，金盆水庫優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)就可以描述為：在滿足水庫城市供水、灌溉用水和蓄水要求條件下，使水庫年發(fā)電量最大。

目標(biāo)函數(shù)：F=max（1）

上式中，N（k）為各時段的發(fā)電量。

約束條件：

①水量平衡約束：（2）

②水庫蓄水量約束：（3）

③電站水頭約束：（4）

④水輪機(jī)最大過流量約束：（5）

⑤電站出力約束；（6）

⑥城市供水約束：（7）

⑦灌溉供水約束：（8）

⑧非負(fù)約束。

其中，Nmin與Nmax分別為電站允許的最小及最大機(jī)組出力，Hmin與Hmax分別為電站最小及最大工作水頭，qmax為機(jī)組過水能力，WCt、WIt分別為第t時段城市和灌溉供水量。DIt為第t時段灌溉需水量，DCt,max與DCt,min分別為第t時段城市需水上下限。

3.自適應(yīng)遺傳算法的實現(xiàn)

在水庫優(yōu)化調(diào)度中，水庫的運行策列一般用發(fā)電引用流量序列來表示，而該序列又可以轉(zhuǎn)換為水庫水位或庫容變化序列。對于水庫優(yōu)化調(diào)度的遺傳算法可以理解為：在水位的可行變化范圍內(nèi)，隨機(jī)生成m組水位變化序列,,…,，其中，m為群體規(guī)模，n為時段數(shù)，再通過一定的編碼形式分別將其表示為稱作染色體（個體）的數(shù)字串，在滿足一定的約束條件下，按預(yù)定的目標(biāo)函數(shù)評價其優(yōu)劣，通過一定的遺傳操作（選擇、交叉和變異），適應(yīng)度低的個體將被淘汰，只有適應(yīng)度高的個體才有機(jī)會被遺傳至下一代，如此反復(fù)，直至滿足一定的收斂準(zhǔn)則。

3.1個體編碼

為簡化計算，本文采用實數(shù)編碼。個體的每一向量（基因）即為水庫水位的真值。表示

為：（9）

式中，分別為時段t水庫水位的最大值和最小值。m為控制精度的整數(shù)，Nrand為小于m的隨機(jī)數(shù)。

3.2適應(yīng)度函數(shù)

在遺傳算法中，用適應(yīng)度函數(shù)來標(biāo)識個體的優(yōu)劣。通過實踐，采用如下適應(yīng)度函數(shù)，效果更好。

（10）

式中為目標(biāo)函數(shù)值，c為目標(biāo)函數(shù)界值的保守估計，并且≥0,≥0。水庫優(yōu)化調(diào)度為約束優(yōu)化問題，關(guān)于約束條件的處理，本文采用罰函數(shù)法,

（11）

式中，為原優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)值，M為罰因子，Wi為與第i個約束有關(guān)的違約值，p為違約數(shù)目。

3.3遺傳操作

交叉運算交叉的目的是尋找父代雙親已有的但未能合理利用的基因信息。設(shè)x和y是兩父代個體，則交叉產(chǎn)生的后代為=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x，這里，a為[0,1]內(nèi)均勻分布的一個隨機(jī)數(shù)。

變異運算通過變異可引入新的基因以保持種群的多樣性，它在一定程度上可以防成熟前收斂的發(fā)生。具體方法為：個體Z的每一個分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被選擇進(jìn)行變異。設(shè)對分量ZK進(jìn)行變異，其定義區(qū)間為（ZK,min,ZK,max）,則

=（12）

式中，Rand為0到1之間的隨機(jī)數(shù)，rand（u）函數(shù)產(chǎn)生最大值為u的正整數(shù)。

3.3參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整

遺傳算法的參數(shù)中交叉概率Pc和變異概率Pm的選擇是影響遺傳算法行為和性能的關(guān)鍵所在，直接影響算法的收斂性，Pc越大，新個體產(chǎn)生的速度就越快。然而，Pc過大，遺傳模式被破壞的可能性越大。對于變異概率Pm，如果Pm過小，不易形成新的個體；如果Pm過大，則遺傳算法就成了純粹的隨機(jī)搜索算法。自適應(yīng)遺傳算法（AGA）使得Pc和Pm能夠隨適應(yīng)度按如下公式自動調(diào)整：

Pc=（13）

Pm=（14）

式中，為群體中最大的適應(yīng)度值；為每代群體的平均適應(yīng)度值；為要交叉的兩個個體中較大的適應(yīng)度值；為要變異的的個體的適應(yīng)度值。,,,為自適應(yīng)控制參數(shù)，其變化區(qū)間為（0,1）。

綜上所述，算法的運算步驟為：

(1)初始化，設(shè)置控制參數(shù)，產(chǎn)生初始群體；

(2)計算各個體的目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用(5)式進(jìn)行適應(yīng)度變換；

(3)按隨機(jī)余數(shù)選擇法對母體進(jìn)行選擇；

(4)對群體進(jìn)行交叉和變異操作pc和pm分別按式(2)與(3)計算，得到新一代群體；

(5)檢驗新一代群體是否滿足收斂準(zhǔn)則，若滿足，輸出最優(yōu)解，否則轉(zhuǎn)向步驟2。

4.模型求解及成果分析

金盆水庫壩高130米，總庫容2億方。該水庫是以給西安供水為主（按照設(shè)計年均向西安供水3.05億方），兼顧周至、戶縣共37萬畝農(nóng)田灌溉（年均灌溉供水1.23億方），還有發(fā)電、防洪等多功能的大型綜合利用水利工程。水庫的特征參數(shù)為：正常蓄水位594m，死水位520m，電站出力系數(shù)8.0，裝機(jī)容量2萬KW，保證出力4611KW，水輪機(jī)過流能力32.6m3/s，汛限水位591米，汛期7-9月，以某中水年為例，入庫徑流已知，用上述算法按年發(fā)電量最大求解水庫優(yōu)化調(diào)度，結(jié)果見表一。

表一自適應(yīng)遺傳算法計算結(jié)果

Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm

月份

入庫水量(108m3)

月末水位(m)

城市需水(108m3)

城市供水(108m3)

灌溉需水(108m3)

灌溉供水(108m3)

棄水(m3/s)

發(fā)電流量(m3/s)

水頭(m)

出力

(KW)

7

1.5160

572.63

0.3050

0.3050

0.2301

0.2301

20.10

40.04

6437.88

8

1.3178

591.00

0.2898

0.2898

0.2196

0.2196

24.75

68.87

13637.35

9

0.6973

591.00

0.2593

0.2593

0.1342

0.1342

26.90

77.50

16679.24

10

0.8464

594.00

0.2410

0.2410

0.0000

0.0000

30.05

78.69

18918.95

11

0.2063

589.33

0.2349

0.2349

0.0879

0.0879

12.47

76.88

7667.76

12

0.1963

587.96

0.2257

0.2257

0.0440

0.0440

10.08

75.26

6069.95

1

0.1513

585.61

0.2257

0.2257

0.0000

0.0000

8.43

73.38

4947.77

2

0.1260

582.23

0.2349

0.2349

0.0000

0.0000

9.72

70.31

5467.50

3

0.3000

581.54

0.2410

0.2410

0.0810

0.0810

12.20

68.38

6673.10

4

0.3732

581.75

0.2440

0.2440

0.1206

0.1206

14.07

68.14

7671.54

5

0.2373

561.68

0.2593

0.2593

0.0226

0.0226

31.83

59.00

15023.79

6

0.1776

520.00

0.2898

0.2898

0.2900

0.2900

32.56

32.06

8350.21

注：年發(fā)電量E=8608.3萬KW·h；POP=100；Gen=200；==0.85；==0.01。

作為比較，本文又使用了基本遺傳算法（SGA）、動態(tài)規(guī)劃法（DP）進(jìn)行計算，其目標(biāo)函數(shù)、約束條件完全相同。對應(yīng)的計算結(jié)果見表二，其中，DP的離散點為300。

表二動態(tài)規(guī)劃及基本遺傳算法計算結(jié)果比較

parisonofResultsofDPandSGA

月份

動態(tài)規(guī)劃（DP)計算結(jié)果

基本遺傳算法（SGA）計算結(jié)果

月末水位(m)

棄水(m3/s)

發(fā)電流量(m3/s)

水頭(m)

出力

(KW)

月末水位(m)

棄水(m3/s)

發(fā)電流量(m3/s)

水頭

(m)

出力

(KW)

7

572.5

20.23

39.95

6466.38

572.65

20.08

40.05

6433.56

8

591

24.62

68.82

13553.20

591.00

24.77

68.88

13650.11

9

591

26.90

77.50

16679.20

591.00

26.90

77.50

16679.24

10

593.5

30.02

78.72

18905.40

594.00

30.05

78.69

18918.97

11

588.5

13.10

76.68

8037.72

589.33

12.46

76.88

7663.79

12

586.5

10.53

74.83

6303.83

587.96

10.09

75.26

6075.39

1

584.5

8.79

72.28

5084.92

585.21

8.85

73.20

5180.34

2

581.5

9.82

69.17

5434.83

581.83

9.88

69.90

5524.98

3

580.5

12.46

67.30

6706.82

581.04

12.39

67.93

6733.84

4

580.5

14.40

66.90

7705.63

580.87

14.66

67.46

7911.34

5

562

29.42

58.24

13706.00

561.62

30.56

58.38

14273.88

6

520

0.32

32.60

32.31

8426.54

520.00

32.50

32.02

8323.96

注：DP年發(fā)電量8568.9萬KW·h；SGA年發(fā)電量8581.3萬KW·h，POP=100,Gen=200。

比較表一和表二可見，動態(tài)規(guī)劃在控制精度為0.5m時，優(yōu)化結(jié)果為8568.9萬KW·h，低于SGA的8581.3萬KW·h和改進(jìn)本文算法的8608.3萬KW·h，主要是因為DP的離散點數(shù)較后兩類算法少。為了說明本文算法的優(yōu)越性，將其與SGA在不同的進(jìn)化代數(shù)時分別進(jìn)行10次計算，結(jié)果列于表三。

表三不同進(jìn)化代數(shù)的兩類算法年發(fā)電量比較比較

parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration

編號

本文算法（AGA）

基本遺傳算法（SGA）

Gen=200

Gen=500

Gen=200

Gen=500

1

8607.1

8596.8

8374.1

8594.2

2

8597.5

8607.2

8581.6

8571.9

3

8604.7

8612.7

7957.2

8433.1

4

8601.2

8603.5

8593.4

8475.3

5

8596.6

8595.4

8599.1

8596.2

6

8606.8

8607.2

7837.2

8608.4

7

8608.3

8608.4

8365.9

7892.1

8

8525.4

8611.3

8521.5

8592.6

9

8605.9

8551.6

8575.3

8610.3

10

8603.4

8603.7

8121.6

8441.2

注：表中年發(fā)電量單位為萬KW·h。

從上表可以看出，隨著進(jìn)化代數(shù)的增加，兩算法計算結(jié)果都越接近最優(yōu)解；無論是自適應(yīng)遺傳算法還是基本遺傳算法，其計算結(jié)果明顯優(yōu)于動態(tài)規(guī)劃；在進(jìn)化代數(shù)相同時，AGA的計算結(jié)果優(yōu)于SGA，并且未收斂次數(shù)也有明顯減少，表明AGA能夠有效加快收斂速度。

5.結(jié)論

本文建立了水庫優(yōu)化調(diào)度的自適應(yīng)遺傳算法模型，并將其用于黑河金盆水庫優(yōu)化調(diào)度。與動態(tài)規(guī)劃相比，遺傳算法能夠從多個初始點開始尋優(yōu)，能有效的探測整個解空間，通過個體間的優(yōu)勝劣汰，因而能更有把握達(dá)到全局最優(yōu)或準(zhǔn)全局最優(yōu)；自適應(yīng)遺傳算法通過參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，能更有效的反映群體的分散程度以及個體的優(yōu)劣性，從而能夠在保持群體多樣性的同時，加快算法的收斂速度。

ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir

FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1

(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,

2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)

AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.

Keywords:optimaloperation；geneticalgorithms；dynamicprogram

參考文獻(xiàn)

[1]方紅遠(yuǎn),王浩,程吉林.初始軌跡對逐步優(yōu)化算法收斂性的影響[J].水利學(xué)報,2002,11:27-30.

[2]潘正君,康立山,陳毓屏.演化計算[M].北京:清華大學(xué)出版社,1998.

[3]RobinWardlawandmohdSharif.Evaluationofgeneticalgorithmsforoptimalreservoirsystemoperation[J].WaterResour.Plng.andMgmt.,1999,125(1):25-33.

篇（5）

電子設(shè)計自動化（EDA）是以電子系統(tǒng)設(shè)計軟件為工具，借助于計算機(jī)來完成數(shù)據(jù)處理、模擬評價、設(shè)計驗證等工序，以實現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品的整個或大部分設(shè)計過程的技術(shù)。它具有設(shè)計周期短、設(shè)計費用低、設(shè)計質(zhì)量高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，設(shè)計資源可以共享等特點。電路通用分析軟件OrCAD/PSpice9以其良好的人機(jī)交互性能，完善的電路模擬、仿真、設(shè)計等功能，已成為微機(jī)級EDA的標(biāo)準(zhǔn)系列軟件之一。本文基于OrCAD/PSpice9的電路優(yōu)化設(shè)計方法，通過實例分析了有源濾波器的優(yōu)化設(shè)計過程。

2．OrCAD/PSpice9軟件的特點

OrCAD/PSpice9是美國OrCADINC.公司研制的一種電路模擬及仿真的自動化設(shè)計軟件，它不僅可以對模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)/模混合電路等進(jìn)行直流、交流、瞬態(tài)等基本電路特性的分析，而且可以進(jìn)行蒙托卡諾（MonteCarlo）統(tǒng)計分析，最壞情況（WorstCase）分析、優(yōu)化設(shè)計等復(fù)雜的電路特性分析。相比PSpice8.0及以前版本，具有如下新的特點：

·改變了批處理運行模式?？梢栽赪INDOWS環(huán)境下，以人機(jī)交互方式運行。繪制好電路圖，即可直接進(jìn)行電路模擬，無需用戶編制繁雜的輸入文件。在模擬過程中，可以隨時分析模擬結(jié)果，從電路圖上修改設(shè)計。

·以O(shè)rCAD/Capture作為前端模塊。除可以利用Capture的電路圖輸入這一基本功能外，還可實現(xiàn)OrCAD中設(shè)計項目統(tǒng)一管理，具有新的元器件屬性編輯工具和其他多種高效省時的功能。

·將電路模擬結(jié)果和波形顯示分析兩大模塊集成在一起。Probe只是作為其中的一個窗口，這樣可以啟動多個電路模擬過程，隨時修改電路特性分析的參數(shù)設(shè)置，并可在重新進(jìn)行模擬后繼續(xù)顯示、分析新的模擬結(jié)果。

·引入了模擬類型分組的概念。每個模擬類型分組均有各自的名稱，分析結(jié)果數(shù)據(jù)單獨存放在一個文件中，同一個電路可建立多個模擬類型分組，不同分組也可以針對同一種特性分析類型，只是分析參數(shù)不同。

·擴(kuò)展了模型參數(shù)生成軟件的功能。模型參數(shù)生成軟件ModelED可以統(tǒng)一處理以文本和修改規(guī)范兩種形式提取模型參數(shù)；新增了達(dá)林頓器件的模型參數(shù)提?。煌瓿赡Ｐ蛥?shù)提取后，自動在圖形符號庫中增添該器件符號。

·增加了亞微米MOS器件模型EKV2-6。EKV2-6是一種基于器件物理特性的模型，適用于采用亞微米工藝技術(shù)的低壓、小電流模擬電路和數(shù)/模混合電路的模擬分析。

3．電路優(yōu)化設(shè)計

所謂電路優(yōu)化設(shè)計，是指在電路的性能已經(jīng)基本滿足設(shè)計功能和指標(biāo)的基礎(chǔ)上，為了使得電路的某些性能更為理想，在一定的約束條件下，對電路的某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到電路的性能達(dá)到要求為止。OrCAD/PSpice9軟件中采用PSpiceOptimizer模塊對電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可以同時調(diào)整電路中8個元器件的參數(shù)，以滿足最多8個目標(biāo)參數(shù)和約束條件的要求?？梢愿鶕?jù)給定的模型和一組晶體管特性數(shù)據(jù)，優(yōu)化提取晶體管模型參數(shù)。

3.1電路優(yōu)化基本條件

調(diào)用PSpiceOptimizer模塊對電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的基本條件如下：

·電路已經(jīng)通過了PSpice的模擬，相當(dāng)于電路除了某些性能不夠理想外，已經(jīng)具備了所要求的基本功能，沒有其他大的問題。

·電路中至少有一個元器件為可變的值，并且其值的變化與優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)性能有關(guān)。在優(yōu)化時，一定要將約束條件（如功耗）和目標(biāo)參數(shù)（如延遲時間）用節(jié)點電壓和支路電流信號表示。

·存在一定的算法，使得優(yōu)化設(shè)計的性能能夠成為以電路中的某些參數(shù)為變量的函數(shù)，這樣PSpice才能夠通過對參數(shù)變化進(jìn)行分析來達(dá)到衡量性能好壞的目的。

3.2電路優(yōu)化設(shè)計步驟

調(diào)用PSpiceOptimizer進(jìn)行電路優(yōu)化設(shè)計，一般按以下4個步驟：

(1)新建設(shè)計項目，完成電路原理圖設(shè)計。這一歩的關(guān)鍵是在電路中放置OPTPARAM符號，用于設(shè)置電路優(yōu)化設(shè)計過程中需要調(diào)整的元器件名稱及有關(guān)參數(shù)值；

(2)根據(jù)待優(yōu)化的特性參數(shù)類別調(diào)用PSpiceA/D進(jìn)行電路模擬檢驗，確保電路設(shè)計能正常工作，基本滿足功能和特性要求；

(3)調(diào)用PSpiceOptimizer模塊，設(shè)置可調(diào)整的電路元器件參數(shù)、待優(yōu)化的目標(biāo)參數(shù)和約束條件等與優(yōu)化有關(guān)的參數(shù)。這一歩是優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵。優(yōu)化參數(shù)設(shè)置是否合適將決定能否取得滿意的優(yōu)化結(jié)果；

(4)啟動優(yōu)化迭代過程，輸出優(yōu)化結(jié)果。

電路優(yōu)化設(shè)計的過程框圖如圖1所示。

3.3電路優(yōu)化設(shè)計實例

濾波器電路如圖2所示。優(yōu)化目標(biāo)要求中心頻率（Fc）為10Hz；3dB帶寬(BW)為1Hz，容差為10%；增益（G）為10，容差為10%。

在圖2中，濾波器電路共有三個可調(diào)電位器R

gain、Rfc和Rbw，用來調(diào)整中心頻率、帶寬以及增益，且這種調(diào)整是相互影響的。三個可變電阻的阻值是由滑動觸點的位置SET確定的，顯然SET值的范圍為0～1，所以將三個電位器的位置參數(shù)分別設(shè)置為aG、aBW和aFc。

由于對濾波器的優(yōu)化設(shè)計是交流小信號分析，因此應(yīng)將分析類型“Analysistype”設(shè)置為“ACSweep/Noise”；掃描類型“ACSweepType”設(shè)置為“Logarithmic”;“Points/Decade”設(shè)置為100；起始頻率“Start”和終止頻率“End”分別設(shè)置為1Hz和100Hz。

為了進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在電路圖繪制好后，應(yīng)放置OPTPARAM符號并設(shè)置待優(yōu)化的元器件參數(shù)。本例中參數(shù)屬性設(shè)置值如表1所示。

設(shè)置好待調(diào)整的元器件參數(shù)以后，調(diào)用PSpiceOptimizer模塊并在優(yōu)化窗口中設(shè)置增益（G）、中心頻率（Fc）和帶寬(BW)三個優(yōu)化指標(biāo)。并利用PSpice中提供的特征值函數(shù)定義這三個優(yōu)化指標(biāo)，具體設(shè)置見表2。

調(diào)用PSpiceA/D進(jìn)行模擬計算，在相應(yīng)窗口中顯示中心頻率的值為8.3222，帶寬為0.712187，增益為14.8106。顯然這與要求的設(shè)計指標(biāo)有差距，需要通過優(yōu)化設(shè)計達(dá)到目標(biāo)。

在優(yōu)化窗口中選擇執(zhí)行Tune/Auto/Start子命令，即可開始優(yōu)化過程。優(yōu)化結(jié)束后，優(yōu)化窗口中給出最終優(yōu)化結(jié)果，如圖3所示。

由圖3可見，系統(tǒng)共進(jìn)行了三次迭代，自動調(diào)用了9次電路模擬程序。當(dāng)3個待調(diào)整的元器件參數(shù)分別取aG=0.476062；aFc=0.457928；aBW=0.702911時，可以使3個設(shè)計指標(biāo)達(dá)到G=10.3499，F(xiàn)c=9.98953，BW=1.00777。

可見，對電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后，電路指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求。另外，完成優(yōu)化設(shè)計后，還可以從不同角度顯示和分析優(yōu)化結(jié)果。

篇（6）

農(nóng)村學(xué)校先天不足、后天不強(qiáng),要實現(xiàn)比城市學(xué)校還要更好更快的發(fā)展,除了國家在人力、財力、物力上的傾斜支持之外,更主要的是要靠管理出質(zhì)量、出效益,靠管理走捷徑、求突破。

農(nóng)村學(xué)校生源整體上不及城市學(xué)校,缺乏良好的家庭教育基礎(chǔ)和社會促進(jìn)條件;農(nóng)村學(xué)校的教師整體上也不及城市學(xué)校,沒有較高的學(xué)歷,沒有優(yōu)厚的條件,但是農(nóng)村學(xué)生肯學(xué)習(xí)能吃苦,農(nóng)村教師更樸實好激勵,所以農(nóng)村學(xué)校只要優(yōu)化管理,把這種后天優(yōu)勢發(fā)揮出來,形成良好的教學(xué)秩序和校園文化,把學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、教師育人的積極性調(diào)動起來,就一定能用后天的努力彌補(bǔ)先天的不足。

農(nóng)村學(xué)校的校舍、場地、教學(xué)設(shè)施、辦公條件等硬件設(shè)施與城市學(xué)校相比有不小的差距。但硬件并不是決定教學(xué)質(zhì)量和效果的根本條件,尤其對于基礎(chǔ)教育而言,決定勝負(fù)的主要還是軟件,是學(xué)生的學(xué)習(xí)精神、教師的敬業(yè)精神、學(xué)校的管理和辦學(xué)水平。寒門出貴子,窮校也可以出狀元、出名師,所以我們要優(yōu)化學(xué)校管理,創(chuàng)造良好的氛圍,使學(xué)校風(fēng)正業(yè)精秩序井然,師生員工齊心協(xié)力謀求發(fā)展。

這幾年,國家和社會對農(nóng)村學(xué)校的發(fā)展傾注了大量財力,顯著改善了農(nóng)村學(xué)校的辦學(xué)條件;隨著中央支農(nóng)精神的貫徹落實,農(nóng)村學(xué)校還會迎來更多的資助與支持。國家的初衷是要給農(nóng)村學(xué)校打“強(qiáng)心針、催長劑”,希望農(nóng)村學(xué)校補(bǔ)足元氣抓緊發(fā)展。條件好了、鈔票多了,更要優(yōu)化管理,將優(yōu)厚的物力支持與優(yōu)質(zhì)的學(xué)校管理結(jié)合起來,實現(xiàn)學(xué)校的強(qiáng)勢崛起。

二、農(nóng)村學(xué)校教師不穩(wěn)定,必須解決

農(nóng)村的發(fā)展靠教育,教育的發(fā)展靠學(xué)校,學(xué)校的發(fā)展靠教師。一個學(xué)校的水平,決定于這個學(xué)校教師的水平。只有教師的素質(zhì)提高了,學(xué)校的教育水平才會提高,才可能培育出更多社會需要的人才。然而,當(dāng)前我們農(nóng)村的教師狀況卻令人擔(dān)憂。農(nóng)村教師隊伍很不穩(wěn)定,教師流失嚴(yán)重,給農(nóng)村基礎(chǔ)教育的正常發(fā)展帶來了極大的沖擊。

在市場經(jīng)濟(jì)條件下人才的流動本屬正常,但存在于農(nóng)村教育中的只有上流沒有下流、高素質(zhì)教師上流一般者不流的現(xiàn)象則屬畸形。農(nóng)村學(xué)校中業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的中青年教師、優(yōu)秀教師,或被縣城學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)相中,或是通過一定的人情關(guān)系,調(diào)入縣城。拿我在的學(xué)校為例,每個學(xué)年結(jié)束時,都會有教師調(diào)入縣城,這些走掉的教師,大多是經(jīng)過了幾年實踐鍛煉的具有較強(qiáng)教學(xué)能力的高素質(zhì)教師,他們年齡都在35歲以下,又以緊缺的科目如語文、英語、數(shù)學(xué)教師為主體。他們的流失,無論從業(yè)務(wù)上還是從學(xué)校的社會影響上,都是對我們的打擊。對這些要流失的教師,我們想留都留不下,留不住。原因如下:1、縣城學(xué)校優(yōu)厚的待遇是我們不敢留。2、追求生活上的方便和家庭的結(jié)合我們無法留。3、政策導(dǎo)向的偏差使我們留不住,農(nóng)村教師的流失,造成教學(xué)質(zhì)量下降。教師不足導(dǎo)致學(xué)校并班,因而各校大班頻頻。班組學(xué)生人數(shù)過多,勢必給教師的教學(xué)和管理帶來困難,一方面加重教師的工作量,同時又影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,因而教學(xué)質(zhì)量出現(xiàn)滑波,雙差生不斷出現(xiàn),輟學(xué)人數(shù)有增無減,給九年義務(wù)教育的普及達(dá)標(biāo)劃上了一個大大的問號。同時,因為流失教師大部分是年富力強(qiáng)學(xué)歷較高的中青年骨干教師,而留下來的教師一般年齡較高的本地教師,一方面教師兼種田,學(xué)校家庭兩頭顧。另一方面知識陳舊,思想僵化,信息不暢,跟不上時代的發(fā)展,嚴(yán)重影響教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的提高。所以,農(nóng)村教師的穩(wěn)定問題必須解決。

三、“留守生”問題需社會動員綜合解決

隨著農(nóng)村流動人員的逐年增多,留守兒童的在校生中的比例也在年年增加,留守學(xué)生的問題也日益突出,這些問題的存在,嚴(yán)重束縛了學(xué)校的健康發(fā)展,因此,留守生問題亟待解決?！傲羰厣贝篌w存在如下問題:

3.1生活中缺乏親情,心理健康令人擔(dān)心。

隨著大批農(nóng)民工外出務(wù)工,外出務(wù)工者在城市受到歧視和不公正待遇,嘗盡了沒有文化的苦頭,于是他們把全部希望寄托在子女身上,一心想讓子女將來在城市體面的生活。然而背著父母希望的孩子比背著孩子的父母更辛苦更沉重。這種過高的期望使留守學(xué)生產(chǎn)生了沉重心理壓力和心理負(fù)擔(dān),成績上小小的下滑,在他們內(nèi)心也會掀起驚濤駭浪,產(chǎn)生很強(qiáng)的愧疚感和負(fù)罪感。加之由于經(jīng)濟(jì)原因,民工回家次數(shù)很少,一次次許諾回家,一次次讓學(xué)生傷心,一次次扼殺親情。有的家長對孩子心理健康重視不夠,也不懂得親情撫愛,由于教育能力和通訊資費原因,在與學(xué)生通話中,無非是問一下考試情況,叮囑學(xué)生幾句,許諾帶些什么物資,很少聽聽學(xué)生心理期盼。長期分離和缺乏聯(lián)系使孩子身心成長無法得到父母引導(dǎo)和關(guān)心,與家長溝通障礙加深。

3.2學(xué)習(xí)中缺乏家教,學(xué)科成績令人擔(dān)憂。

俗話說“父母是孩子最好的老師”,父母外出了,孩子也就失去了最好的老師。沒有父母督促,精力投入少,學(xué)習(xí)態(tài)度差,學(xué)習(xí)時間難以保證,全靠教師分給百分之幾的責(zé)任心,少數(shù)學(xué)生厭學(xué)、遲到、逃學(xué)特別令人頭疼,也有多子女家庭,父母外出,年齡大的留守兒童還得照管弟弟妹妹。

3.3寄人籬下從屬別人,身體成長令人憂患。

疼愛子女莫于父母。寄居的“留守學(xué)生”,其生活習(xí)性,飲食冷熱、營養(yǎng)調(diào)配、味口矯正、膳食多少等都得從屬于別人,天氣冷暖變化帶來衣物增減,晝夜長短變化帶來作息把握,年齡增長帶來青春發(fā)育變化等等,很難有父母一樣體貼入微,還會慢慢積攢一些疾病,甚至產(chǎn)生終身遺憾。同時,作為祖輩或叔輩,大多要監(jiān)護(hù)多個“留守學(xué)生”,就更是“眾口難調(diào)”了,不能滿足每個兒童的生長需要了。

3.4監(jiān)護(hù)中缺乏責(zé)任,其效果令人恐懼。

父母雙雙外出的留守學(xué)生有近一半由祖輩監(jiān)護(hù)。由于精力、體力、知識能力等原因,監(jiān)護(hù)人大多局限于吃飽穿暖之類淺層關(guān)懷,滿足于“孩子喜歡”、“不出意外”;也有的監(jiān)護(hù)人出于情面接受留守學(xué)生家長委托,抱著“別人的孩子深不得淺不得”的思想,遷就放縱;孩子帶著“看別人眼色”和貪玩心理,采取回避躲讓,難以溝通,甚至對監(jiān)護(hù)人態(tài)度冷漠。監(jiān)護(hù)職責(zé)淺層化,不能提供親情交流環(huán)境,和家教的溫暖氛圍,孩子的許多方面都不能得到滿足,出現(xiàn)身體、心理、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)品質(zhì)等方方面面的“發(fā)育不良”,甚至“畸型”。:

篇（7）

二、優(yōu)化初中校園管理的有效措施

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的教育理念也逐漸進(jìn)步，越來越多先進(jìn)、成熟的教育管理觀念對學(xué)校的管理隊伍產(chǎn)生了深刻影響。我國的現(xiàn)代教育起步相對比較晚，但是近年來隨著新課改以及其他學(xué)校的教育改革和新型管理方針的實施，初中學(xué)校管理逐步呈現(xiàn)出新的景象。目前，我國初中學(xué)校的管理日臻成熟，但是依舊存在某些問題，制約著管理效率的提高以及教學(xué)質(zhì)量的增強(qiáng)。下面筆者將從初中學(xué)校常見的管理問題入手，提出相應(yīng)的解決措施。

1.增強(qiáng)師資力量，整體提升教學(xué)質(zhì)量初中時期是九年制義務(wù)教育的關(guān)鍵時期，也是很多中學(xué)生未來人生的分水嶺，因此，學(xué)校是否能夠擁有強(qiáng)大的師資力量，從整體上提升學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)系到很多學(xué)生的未來求學(xué)或者就業(yè)方向的選擇。筆者認(rèn)為，很多學(xué)校尤其是農(nóng)村地區(qū)的初中學(xué)校，對于教學(xué)質(zhì)量的重視程度比較低，它們的師資力量比較有限，而且很多教師多年來采取相對傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教學(xué)視野比較狹隘，再加上師資力量不足，導(dǎo)致教師力量往往集中在某些重點班，對大多數(shù)學(xué)生的重視教育程度不夠。這就限制了師資的分配以及整體教學(xué)質(zhì)量的提升。因此，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)必須想方設(shè)法增強(qiáng)學(xué)校的師資力量，學(xué)?？梢詮闹苓叺膶W(xué)校吸收教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師，或者是定期向師范學(xué)校引進(jìn)優(yōu)秀的應(yīng)屆畢業(yè)生，壯大學(xué)校的師資力量。另外，學(xué)校還可以加強(qiáng)每個學(xué)期的教學(xué)質(zhì)量考核，包括定期抽查教師的課堂教學(xué)情況，召開教師先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗分享會或者加強(qiáng)教師隊伍內(nèi)部的人才競爭，制訂更加完善的教師管理機(jī)制等，激發(fā)教師的積極性，自覺引進(jìn)新型的教學(xué)方式，努力加強(qiáng)課堂教學(xué)效果，提高教學(xué)效率。

2.制訂完善的管理制度，加強(qiáng)學(xué)校的內(nèi)部管理很多初中學(xué)校并沒有制訂比較完善的校園管理規(guī)章制度，導(dǎo)致學(xué)校管理方面經(jīng)常出現(xiàn)無據(jù)可依的情況，給學(xué)校和教學(xué)管理的獎懲處理等增加了很多難度。因此。若要優(yōu)化初中學(xué)校管理，必須要制訂完善的學(xué)校管理制度，使得校園管理中能夠遵循一個具體的章程，每一項教學(xué)管理工作都能夠有所依據(jù)，減少學(xué)校管理的隨意性和主觀性，讓全校師生形成良好的習(xí)慣，自覺遵守學(xué)校的管理規(guī)章。另外，學(xué)校還要加強(qiáng)相關(guān)的規(guī)章制度監(jiān)管力度，保證全校師生能夠嚴(yán)格遵守，維護(hù)學(xué)校的管理秩序，提高管理效率。

篇（8）

符號說明

B----煤耗量噸/小時Z----目標(biāo)函數(shù)值

C----電能價值當(dāng)量元/kw.ha、b、g、q、w、j、a、b---公式系數(shù)

C；----定壓熱容KJ/°C下標(biāo)

G----熱網(wǎng)水流量噸/小時g---供水

I----階數(shù)或采暖期一天的時段數(shù)h----回水

J----階數(shù)或目標(biāo)函數(shù)選取的天數(shù)n----室內(nèi)

t----溫度°Cw----室外

p----發(fā)電功率千瓦t----當(dāng)前時段

q----供熱流量吉焦/小時max----最大

DT----時段長度小時min----最小

q----供熱流量吉焦/小時其它

V----燃料的價格元/噸(k)---第k時段

一．前言

熱電廠在電力系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。到1997年底，我國單機(jī)6000千瓦以上的供熱機(jī)組總?cè)萘恳堰_(dá)2197.1萬千瓦，占同容量火電裝機(jī)容量的12.12%[1],而北方熱電聯(lián)產(chǎn)的熱負(fù)荷大部分用于冬季采暖。這種熱電廠的運行方式主要是以熱定電，其發(fā)電在電網(wǎng)中主要承擔(dān)基荷，其不同時間發(fā)電量的多少受供熱量的影響。在傳統(tǒng)的熱網(wǎng)供熱運行中，供熱量在一天內(nèi)一般不做大的調(diào)整，因而造成供熱機(jī)組不能實現(xiàn)最優(yōu)的電力調(diào)峰運行。

如果在不影響供熱采暖效果的同時，改變一天之中不同時段的熱網(wǎng)供熱量，會使熱電廠參與電力調(diào)峰的優(yōu)化運行成為可能，從而會減少電網(wǎng)中其他調(diào)峰電站的高額投資，提高電力負(fù)荷低谷期電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電效率，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

文獻(xiàn)[3]針對熱網(wǎng)和采暖建筑物熱慣性大的特點，對供熱系統(tǒng)的熱力工況進(jìn)行了定量分析，并對以抽凝機(jī)組為例，研究了承擔(dān)采暖負(fù)荷的熱電廠參與電力調(diào)峰優(yōu)化運行方式。本文將研究背壓機(jī)組的電力調(diào)峰優(yōu)化運行問題。

二．供熱系統(tǒng)熱力工況分析

目前集中供熱系統(tǒng)熱力工況調(diào)節(jié)大都是從穩(wěn)態(tài)出發(fā)，根據(jù)當(dāng)天的室外溫度，給出當(dāng)天的日平均供、回水溫度來指導(dǎo)運行。這種靜態(tài)調(diào)節(jié)方法無法反映熱網(wǎng)和建筑物的動態(tài)特性，一天中熱網(wǎng)的供熱負(fù)荷很少變化，使得熱電廠背壓機(jī)組的發(fā)電功率在一天之中變化幅度很小。這是承擔(dān)采暖負(fù)荷的背壓供熱機(jī)組無法參與電力調(diào)峰的主要原因。

事實上，一天中某一時段供熱量的改變對室溫的影響并不顯著。熱網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)表明，隨著室外溫度的下降，熱網(wǎng)供熱量并不立刻隨之升高，外溫升高時供熱量也不立刻隨之下降。如果利用這種特性，通過動態(tài)方法獲得小時級而不是以天為單位的采暖建筑物室溫與熱網(wǎng)供熱量、外溫之間的關(guān)系，則在室溫被控制在允許的范圍內(nèi)前提下，可以改變一天之中不同時段的熱網(wǎng)供熱量，從而使熱電廠參與電力調(diào)峰成為可能。

對于一個以質(zhì)調(diào)節(jié)方式運行的熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)，從系統(tǒng)辯識的角度看，其輸入?yún)?shù)為熱網(wǎng)供水溫度tg和室外溫度tw，輸出參數(shù)為熱網(wǎng)回水溫度th和建筑物室溫tn，現(xiàn)以AMRA時間序列模型表示輸出參數(shù)與輸入?yún)?shù)之間的關(guān)系：

以上兩式中各項系數(shù)及階次I、J取決于供熱系統(tǒng)的特性，可由實際熱網(wǎng)運行數(shù)據(jù)確定?，F(xiàn)以沈陽某熱網(wǎng)一采暖期逐時運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)利用公式（1a）、公式（1b）確定該熱網(wǎng)輸入輸出參數(shù)之間的定量關(guān)系。選取時間長度4小時為一個時段，對進(jìn)行預(yù)處理，并采用最小二乘法由實際運行數(shù)據(jù)獲得公式（2a）、公式（2b）的各項系數(shù)[3]，見表1。

公式（1b）中系數(shù)j1、w1遠(yuǎn)小于系數(shù)q1，說明瞬時熱網(wǎng)供水溫度對室溫的作用并不十分顯著，采暖建筑物室溫主要取決于前一時段的室溫。這反映出，某時段采暖建筑物室溫是過去多個時段熱網(wǎng)供熱量共同作用的結(jié)果。因此，可以改變過去各時段供熱負(fù)荷的比例，而不影響當(dāng)前時段建筑物的采暖效果。這就為在不影響采暖效果的前提下調(diào)整熱電廠不同時段的熱負(fù)荷，進(jìn)而優(yōu)化供熱機(jī)組的運行方式、參與電力系統(tǒng)的調(diào)峰創(chuàng)造了條件。

三．熱電廠的調(diào)峰優(yōu)化運行

熱電廠的運行，首先要保證用戶對熱負(fù)荷的需要。對于承擔(dān)采暖熱負(fù)荷的熱電廠，應(yīng)保證采暖建筑物室溫在允許的范圍內(nèi)。由本文第二部分對熱網(wǎng)系統(tǒng)供熱工況的分析可知，在不影響采暖效果的前提下，熱電廠的供熱負(fù)荷分配在一天中是可以改變的。熱電廠在不同時段該如何發(fā)電和供熱才是最優(yōu)運行方式？當(dāng)然，目前許多熱電廠發(fā)電量的多少受電力部門統(tǒng)一調(diào)度，不能任意多發(fā)。但是，如果將電力系統(tǒng)、熱電廠和供熱系統(tǒng)作為一整體研究，必然有一個最優(yōu)的熱電廠運行方式。

1．分時電價

如果僅研究某個熱電廠的運行，那么將該熱電廠與電力系統(tǒng)的其他電站統(tǒng)一進(jìn)行運行規(guī)劃的研究方法是不合適的，因為某一熱電廠發(fā)電量在電網(wǎng)中的比例是很微小的。因此，需要有一聯(lián)系熱電廠和電網(wǎng)的紐帶，作為衡量熱電廠不同時間發(fā)電量對包括熱電廠在內(nèi)的整個電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)大小的尺度。本文采用文獻(xiàn)[4]所提出的基于電能價值當(dāng)量理論的分時電價作為這一尺度。

電能價值當(dāng)量理論給出了小時級的單位電能生產(chǎn)和消費的價值，即小時級的分時電價。電力負(fù)荷高峰期和低谷期電能的分時電價不同，因而可衡量熱電廠不同時段發(fā)電量的價值，指導(dǎo)熱電廠的調(diào)峰運行。將小時級分時電價平均折算至各時段(4小時)中，某電網(wǎng)典型日各時段分時電價分布見表2，作為本文計算的依據(jù)。

2．建立數(shù)學(xué)模型

本文對由背壓機(jī)組組成的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)加以研究。汽輪機(jī)背壓排汽通過汽-水換熱器與熱網(wǎng)水換熱，并由熱網(wǎng)向采暖建筑物供熱。熱網(wǎng)采取質(zhì)調(diào)節(jié)方式運行。熱電廠發(fā)電直接輸送至電網(wǎng)。

熱電廠運行目標(biāo)應(yīng)是在保證熱用戶采暖要求和電廠安全運行的前提下，盡量增大總發(fā)電量的價值，即電能價值當(dāng)量與發(fā)電量之積，同時盡量減小燃料消耗量。將一天分為I個時段，每個時段為DT小時，考慮J天的熱電廠運行，于是目標(biāo)函數(shù)選為：

k時段機(jī)組燃料消耗量B(k)是該時段供熱流量q(k)的函數(shù)，采用下式表達(dá)：

背壓機(jī)組的供熱流量q和發(fā)電功率p的關(guān)系可簡單地認(rèn)為是成正比關(guān)系:

熱電廠抽汽供熱流量與熱網(wǎng)供回水之間的關(guān)系用下式表示：

對于供熱系統(tǒng)，熱力工況參數(shù)之間的關(guān)系除了要滿足式（2a）、式（2b）外，同時要滿足以下條件：

在第四部分的實例中，最大允許供水溫度取為120°C，最大室溫取為19°C，最小室溫取為17°C。

系統(tǒng)的決策變量為：

由式（2）、式（1a）、式（1b）及式（3a）~（3e）共同組成熱電廠優(yōu)化運行的數(shù)學(xué)模型。該數(shù)學(xué)模型屬于給定初始條件的最優(yōu)控制問題。其中控制變量為第k時段的供熱機(jī)組供熱量q(k)。由目標(biāo)函數(shù)式（2）可以看出，為了盡量增大總發(fā)電量的價值，電能價值當(dāng)量高的時段盡可能多發(fā)電，這時就會減小熱電廠的供熱流量，而電能價值當(dāng)量低的時段盡可能少發(fā)電，并增加供熱量，以彌補(bǔ)高電能價值當(dāng)量時段供熱量的不足。由于電能價值當(dāng)量的高低反映出電力負(fù)荷的變化，因此由本數(shù)學(xué)模型所確定的熱電廠優(yōu)化運行方式又同時起到了電力調(diào)峰的作用。

3．模型的求解算法

熱電廠電力調(diào)峰優(yōu)化運行數(shù)學(xué)模型是給定初始條件的最優(yōu)控制問題。該模型包含離散時間差分方程（式（1a）、（1b）），每一時段供熱系統(tǒng)輸出參數(shù)不僅取決于該時段系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，而且是前若干時段輸入輸出參數(shù)的函數(shù)。當(dāng)采暖期內(nèi)所研究的天數(shù)I較大時，決策變量數(shù)目較多，本文采用動態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行求解。

將時間序列方程，即式（1a）、式（1b）用狀態(tài)空間方程表達(dá)，決策變量為而室外溫度為非控量，可由已有的預(yù)測模型給出。

動態(tài)規(guī)劃法將N個時段的總體最優(yōu)控制轉(zhuǎn)化為以單個時段為單位的多階段決策過程。目標(biāo)函數(shù)式（2）的每一時段分量是該時段狀態(tài)量和決策量的函數(shù)，對于第k時段，根據(jù)約束條件確定的范圍將狀態(tài)變量X（K）離散成L個確定量。對于每一離散的狀態(tài)量，將決策變量離散成M個確定量。根據(jù)最優(yōu)性原理，從N時段起逐時段向前進(jìn)行優(yōu)化計算。完成逐時段向前直至零時段的遞推計算后，再根據(jù)初始條件，向后遞推確定各時段的最優(yōu)決策序列：k=0,1,...N。本文數(shù)學(xué)模型算法的流程如圖1所示。

四．應(yīng)用舉例

在本例中,選取的熱電廠由三臺型號為B6-50/5的背壓機(jī)組組成，各機(jī)組以單元制方式運行。并做以下設(shè)定:

1熱電廠單元制機(jī)組鍋爐出力范圍在50~100%之間。單臺汽輪機(jī)最大排汽供熱量為56噸/小時。當(dāng)采暖負(fù)荷超過三臺汽輪機(jī)最大供汽量，由尖峰鍋爐參與供熱。

2將采暖期中的每天等分為6時段，對整個采暖期（當(dāng)年11月16日至第二年3月31日）的熱電廠運行進(jìn)行優(yōu)化計算，于是目標(biāo)函數(shù)式（2）中J=136,I=6。在初寒期的開始5天和末寒期的最后20天一臺汽輪機(jī)停運。

3熱網(wǎng)及采暖用戶的選取沈陽某熱網(wǎng)為例，熱網(wǎng)流量為1800t/h。于是，反映供熱系統(tǒng)輸入輸出參數(shù)關(guān)系的式（1a）、式（1b）各項系數(shù)仍為表1的值。

由于一天內(nèi)不同時間發(fā)電的單位電量價值有很大差別，熱電廠發(fā)電量在一天中也要改變。圖2為本例整個采暖期發(fā)電功率的優(yōu)化計算結(jié)果,圖3為相應(yīng)的供熱流量的分布。分時電價高的時段發(fā)電多，這時背壓機(jī)組的供熱流量也相應(yīng)增加，而分時電價低的時段發(fā)電少，其供熱量也相應(yīng)減少。在尖峰供熱期，供熱機(jī)組在最大排汽供熱工況點附近運行，此時機(jī)組供熱量已達(dá)到最大(170t/h)，以滿足這一時段在整個采暖負(fù)荷的需要，而機(jī)組的發(fā)電功率也達(dá)到最大，即維持在18.8MW附近。由于全天在一個工況下運行，熱電廠沒有電力調(diào)峰能力。在尖峰期附近的采暖時段，機(jī)組具備一定的調(diào)峰能力，但調(diào)峰幅度不大，在這一期間，隨著外溫的增長，開始是分時電價最低的時段發(fā)電量和供熱量減小，直至達(dá)到最低。隨著外溫進(jìn)一步升高，即采暖負(fù)荷進(jìn)一步降低，一天中分時電價處于中間值的時段發(fā)電功率和供熱量開始降低，直至到達(dá)最小。在初寒期的5天和末寒期20天，雖然此時采暖熱負(fù)荷明顯減小了，但由于僅有兩臺機(jī)組運行，熱電廠仍有調(diào)峰能力，只是發(fā)電量在一天內(nèi)的變化幅度減小了。

由此看來，由于熱網(wǎng)在一天中采取了脈沖式的供熱方式，使得機(jī)組的發(fā)電功率可以根據(jù)不同時段電能價值當(dāng)量的不同而改變，從整個電力系統(tǒng)上看，熱電廠起到了調(diào)峰作用。

由圖4可以看出，一天內(nèi)采暖建筑物的室溫變化幅度在0.5oC以內(nèi)，并在整個采暖期內(nèi)維持在17oC~19oC的范圍內(nèi)，可見這種熱電廠的運行方式并沒有影響供熱采暖效果。采暖期熱網(wǎng)供回水溫度最高為108.2°C，最低為46.4°C，而回水溫度變化幅度較小，在51.9°C至30.6°C之間。

本文還將本運行方案與一參考運行方案進(jìn)行了比較(見表2)。在參考運行方案中，一天中供熱總量與優(yōu)化運行方案相同，而熱網(wǎng)供水溫度保持不變。表2給出兩種運行方式一個采暖季發(fā)電量和供熱量在一天中的六個時段的累加分布?？梢钥闯觯瑢τ趦?yōu)化運行方式，隨著電能價值當(dāng)量不同,各時段發(fā)電量與參考運行方式相比有明顯差別，這使得優(yōu)化運行方式發(fā)電的平均電能價值當(dāng)量高于參考運行方式。表中的總電能價值是六個時段的發(fā)電量與相應(yīng)分時電價乘積之和，而平均電能價值是指總電能價值與總發(fā)電量之比。它反映單位發(fā)電量的經(jīng)濟(jì)學(xué)價值?？梢钥闯?，優(yōu)化運行方式的平均電能價值比參考運行方式高出約9.7%，定義式

（2）的目標(biāo)函數(shù)值Z為系統(tǒng)的總電量效益，并定義該值與總發(fā)電量之比為系統(tǒng)單位電量效益，它可以表示在滿足采暖負(fù)荷的前提下熱電廠單位發(fā)電量的經(jīng)濟(jì)學(xué)效益。由表2看出，優(yōu)化運行方式的單位電量效益比參考運行方式提高了約16.5%。

表2熱電廠優(yōu)化運行方式和參考運行方式比較

Table2Comparisonoftheoptimaloperationandareferenceoperation

最優(yōu)運行方式參考運行方式

時段分時電價（元/kWh）供熱量(GJ)發(fā)電量(MW.h)供熱量(GJ)發(fā)電量(MW.h)

0:00~4:000.20131507.275859.26186685.608372.40

4:00~8:000.20141099.806296.13187429.258406.27

8:00~12.001.00213474.489592.53184339.738265.56

12:00~16:000.50205896.999247.45180938.258110.63

16:00~20:000.50202894.349110.75183831.708242.42

20:00~24:001.00213344.769586.59184994.918295.40

合計1108217.649692.71108217.649692.7

總電能價值當(dāng)量（萬元）3078．92809．3

平均電能當(dāng)量價值（元/kw.h）0.6200.565

總電量效益（萬元）1900．01630.3

單位電量效益（元/kw.h）0.3820.328

五．結(jié)語

背壓機(jī)組的發(fā)電量取決于供熱量的大小，對于以采暖為主的熱電廠，可以充分利用采暖建筑物和熱網(wǎng)的巨大蓄能能力而進(jìn)行調(diào)峰運行。如果這一運行方式得以實現(xiàn)并加以推廣，對于緩解電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)的峰谷差具有非常積極的作用。計算數(shù)據(jù)表明，采用本模型優(yōu)化的熱電廠運行方式在滿足采暖效果的同時，單位發(fā)電量的經(jīng)濟(jì)學(xué)效益明顯高于一般運行方式。

實施并推廣這種運行方式需要一定的有效措施做保證，如電力系統(tǒng)對熱電廠的合理調(diào)度及對熱電廠發(fā)電采取分時電價上網(wǎng)等，使得在采用電力調(diào)峰的優(yōu)化運行方式的同時，熱電廠自身獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

由于背壓機(jī)組在改變發(fā)電量的同時，主蒸汽量也改變?？紤]到鍋爐的安全運行，主蒸汽的改變量不宜過大。本文給出鍋爐出力的變化范圍為100%～50%，而從燃煤鍋爐實際運行情況看，一般要比這一范圍小。

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5．江億空調(diào)負(fù)荷計算用隨機(jī)氣象模型制冷學(xué)報1981.3

篇（9）

近年來，現(xiàn)代教育技術(shù)雖然在教育教學(xué)的各個領(lǐng)域中得到較好的應(yīng)用和發(fā)展，但是，多媒體計算機(jī)深入到課堂教學(xué)還只是停留在某個研究活動的點綴階段，它對教育改革產(chǎn)生整體作用離我們還較遙遠(yuǎn)。主要原因在于實現(xiàn)多媒體教學(xué)的條件不夠和多媒體教學(xué)的模式還沒真正形成，致使多媒體教學(xué)研究不能全面深入下去。本文結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展趨勢和我校十八年電教實踐經(jīng)驗，談?wù)劧嗝襟w優(yōu)化小學(xué)語文教學(xué)的實現(xiàn)和模式。

二、實現(xiàn)多媒體教學(xué)的各種因素

（一）物的因素

物指的是運用多媒體教學(xué)的硬件設(shè)施和軟件配置。俗話說：“兵馬未動，糧草先行。”同樣，實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，必須有現(xiàn)代教育設(shè)備和配套軟件做堅實的基礎(chǔ)。一般要求“六室四系統(tǒng)”?！傲摇保海?）普通教室：每班“五機(jī)一幕”（即投影儀、錄音機(jī)、錄放機(jī)、彩色電視機(jī)、多媒體主機(jī)、投影銀幕）。（2）計算機(jī)室：多媒體配置，按最大班額計算需兩人一機(jī)。（3）多功能電教室：面積在100平方米以上，配有多媒體計算機(jī)、錄像機(jī)、VCD、視頻放大器、音頻系統(tǒng)、綜合傳統(tǒng)媒體與現(xiàn)代媒體功能的多功能教室。（4）語音實驗室：要求64座。（5）聲像資料室（兼視聽閱覽室）：面積56平方米以上，配有多媒體計算機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)、投影儀各一臺。（6）設(shè)備貯存室：面積56平方米，要求具有防潮、防火、防盜等功能?！八南到y(tǒng)”：（1）閉路電視系統(tǒng)。（2）演播系統(tǒng)。（3）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（4）現(xiàn)代教材系統(tǒng)：各種電教教材成套化、系列化、多媒化，形成教學(xué)素材包。

（二）人的因素

人的因素是指教學(xué)全過程中直接影響教育教學(xué)效果的參與者。教師是教育的實踐者和實施者，建立一支高素質(zhì)的教師隊伍是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化、把素質(zhì)教育落到實處的決定因素。這就要求：（1）更新教育觀念、增強(qiáng)現(xiàn)代教育意識，強(qiáng)化現(xiàn)代教育技術(shù)在教育教學(xué)中的地位和作用。這就需要加強(qiáng)對教師進(jìn)行現(xiàn)代教育技術(shù)理論的培訓(xùn)。（2）加強(qiáng)電教技能的培訓(xùn)。電教技能包括媒體操作、教材制作、媒體選用、媒體設(shè)計與組合、課堂電化教學(xué)設(shè)計、實驗經(jīng)驗總結(jié)等基本技能。培訓(xùn)的方式有自學(xué)、講座和進(jìn)修。

三、實現(xiàn)多媒體教學(xué)的模式

（一）模擬教學(xué)模式

現(xiàn)代教育技術(shù)的模擬功能，是較早開發(fā)和利用的一種輔助教學(xué)功能，特別是傳統(tǒng)的電教媒體所特有的，目前學(xué)校電化教育輔助教學(xué)也基本上屬于這種教學(xué)模式。

模擬教學(xué)模式，主要是利用現(xiàn)代教育媒體的模擬功能把抽象的概念，難以觀察清楚的現(xiàn)象，跨越時空的事物，不易實現(xiàn)的實驗，通過動畫、錄像、投影的形式，進(jìn)行信息處理和圖像輸出，在顯示屏幕上，進(jìn)行微觀放大，宏觀縮小，動靜結(jié)合，圖文并茂，在短時間內(nèi)調(diào)動學(xué)生多種感官參與活動，使學(xué)生獲取動態(tài)信息，從而形成鮮明的感性認(rèn)識，為進(jìn)一步形成概念、上升為理性認(rèn)識奠定基礎(chǔ)，同時降低了學(xué)生對知識理解的難度，有利于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，也有利于抽象思維能力的提高。

多媒體在小學(xué)語文教學(xué)中模擬教學(xué)，主要適用于跨越時空的事物再現(xiàn)。如《美麗的小興安嶺》一文中所描繪的東北小興安嶺一年四季景物變化及其豐富的物產(chǎn)。教學(xué)時，可根據(jù)各個教學(xué)重點環(huán)節(jié)，利用錄像分別再現(xiàn)春、夏、秋、冬等季節(jié)的景物特征及其重點詞語的定格畫面。像這樣運用錄像資料來展現(xiàn)其真實畫面，學(xué)生才有身臨其境之感，教學(xué)重難點的解決才有破竹之勢，學(xué)生的能力才能有更進(jìn)一步的提高。

多媒體模擬教學(xué)將從根本上改變我們的教學(xué)觀念，極大地改變了傳統(tǒng)的粉筆加黑板的單一教學(xué)手段，為學(xué)生獲取知識開辟了更寬的道路。

（二）個別輔導(dǎo)教學(xué)模式

個別輔導(dǎo)教學(xué)模式源于斯金納的機(jī)器程序教學(xué)法，基于多媒體計算機(jī)的誕生和系列配套教學(xué)軟件、工具軟件的形成以及有鑒于目前班級授課制的弊端，實現(xiàn)個別化教學(xué)，也是語文教學(xué)由“應(yīng)試教育”向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)軌的重要途徑。多媒體課件具有較強(qiáng)的交互功能，這是它的一大特點，學(xué)生可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)的實際情況，提出需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，計算機(jī)便及時出示學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且可以向?qū)W生提問，對問題進(jìn)行分析，作出判斷，給出反饋。若學(xué)生學(xué)習(xí)遇到困難，它還可以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)方面的內(nèi)容再渡難關(guān)。這樣循序漸進(jìn)，學(xué)生所學(xué)知識就會得到不斷的鞏固，學(xué)習(xí)能力也不斷提高。

識字教學(xué)在小學(xué)低年級階段是一個重點，也是一個難點。教學(xué)內(nèi)容單調(diào)、枯燥，學(xué)生難以讀準(zhǔn)字音、記住字形、寫會筆順、理解字義并用其說話。加上學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)水平參差不齊，教師進(jìn)行個別輔導(dǎo)難以實現(xiàn)，對此，我們可以利用多媒體計算機(jī)實現(xiàn)個別輔導(dǎo)教學(xué)。如：《我是中國人》一課的識字教學(xué)，本文共有五個生字（我、是、愛、國、星），我們利用多媒體課件教學(xué)采用如下步驟：（1）教師引導(dǎo)學(xué)生初步掌握字的音、形、詞、義、寫、句；（2）學(xué)生利用課件進(jìn)行交互學(xué)習(xí)，要求學(xué)生找準(zhǔn)學(xué)習(xí)的疑難點，請求計算機(jī)幫助解決其疑難點；（3）學(xué)習(xí)有余力的學(xué)生可以更進(jìn)一步學(xué)習(xí)新的知識。

這種教學(xué)模式要求首先要做好課件的設(shè)計與制作。設(shè)計的程序分支越多，預(yù)想的情況就豐富，就越能全面為學(xué)生服務(wù)，并取得理想的效果。其次，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，但不能忽視教師的主導(dǎo)地位，教師要幫助學(xué)生總結(jié)自己的個性特性、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而培養(yǎng)一批有個性、有特色、具有良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)和學(xué)習(xí)方法的學(xué)生這一目的就會實現(xiàn)了。

（三）新授課教學(xué)模式

新授課教學(xué)模式的多媒體CAI課件是以教學(xué)課題為主要線索，以強(qiáng)化教育重點、突破教學(xué)難點而設(shè)計，為充分利用計算機(jī)硬件資源，盡量發(fā)揮軟件的表現(xiàn)手法而編寫的。新授課教學(xué)模式是以CAI課件為主要信息傳輸源。它以多種方式、不同表現(xiàn)手法對新授課的內(nèi)容進(jìn)行加工處理，生動有趣地展現(xiàn)于學(xué)生面前，起到了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、集中注意力、化抽象為直觀的作用，同時也體現(xiàn)了媒體在教學(xué)中的優(yōu)勢。

如《鵝》這首詩包含了豐富的信息：有鵝的叫聲、鵝的形象以及鵝的動作等。傳統(tǒng)的教學(xué)方法、手段難以將這豐富的信息表達(dá)清楚，而多媒體教學(xué)卻正好適合表現(xiàn)這些豐富的信息。教學(xué)的具體步驟：（1）“曲項”利用動畫展現(xiàn)一只白鵝浮在水面上不斷伸曲脖子。（2）“曲項向天歌”在前一個動畫的基礎(chǔ)上，合成鵝叫的聲音效果。（3）“白毛”利用一幅靜止的大白鵝浮在水面上的圖片，突出其白色的羽毛。（4）“白毛浮綠水”展現(xiàn)一只大白鵝浮在碧波蕩漾的水面上，突出其“浮”的悠閑的神態(tài)。教師在此引導(dǎo)學(xué)生觀察水、鵝毛的顏色對比以及鵝的悠然動作。（5）“紅掌”出示白鵝揮動紅色的腳掌向前劃水的動作和劃水的“嘩嘩”聲。（6）整體講解這首詩時，出示一幅動畫：亭臺樓榭，楊柳依依，一個小孩在不斷向湖里那群歡叫著的鵝拋撒谷粒。整個教學(xué)過程文圖并舉，聲情并茂，視聽結(jié)合，渲染了氣氛，創(chuàng)造出了原詩的意境，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生在一種輕松、愉快的氛圍中學(xué)習(xí)了知識，理解了詩意，同時強(qiáng)化了記憶。

教師在教學(xué)新課之前首先要透徹地領(lǐng)悟CAI教材設(shè)計的意圖。其次，教師在備課的同時要認(rèn)真地備好媒體（即媒體展示的時機(jī)、語言的組織等）。再次，教師在運用CAI課件時，不能以課件為中心，應(yīng)以文字教材為中心，并根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)水平，充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，從而達(dá)到優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。

（四）培訓(xùn)與練習(xí)模式

快反饋、強(qiáng)矯正是提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要途徑。利用多媒體計算機(jī)存貯量大、運算速度快、CAI交互性能好的特點對學(xué)生進(jìn)行有針對性的訓(xùn)練和練習(xí)，這樣，可以引導(dǎo)學(xué)生對問題的思維過程、方式、結(jié)果的正確與否進(jìn)行立即判斷，以矯正思維過程。在問題出示的同時可以充分挖掘多媒體計算機(jī)的軟硬件資源，增強(qiáng)趣味性，增加問題判定的形式，展現(xiàn)語文之美于其中。這樣，學(xué)生會感到心曠神怡，在一種美的情境中學(xué)習(xí)，真正做到寓教于樂。

如學(xué)生剛剛學(xué)習(xí)拼音字母的大寫后，很難做到大小寫一一對應(yīng)辨別，當(dāng)出示大寫字母時，先要想一想字母歌中的前后順序，然后去對應(yīng)小寫字母，再想其發(fā)音和寫法。我們在此可設(shè)計一個多媒體CAI課件進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練分為三個步驟：（1）出示小寫字母時，學(xué)生點按小寫字母后，出示大寫字母，并發(fā)其音，示范其寫法；（2）將屏幕一分為二，上面出示大寫字母，下面出示小寫字母，學(xué)生判斷后，用鼠標(biāo)點按對應(yīng)的小寫字母，若點按正確，發(fā)出“棒！”的鼓勵之聲，并獎賞10分和一個笑臉；若點按錯誤，發(fā)出“要努力！”，罰一個哭臉，同時展示正確的答案。（3）在屏幕上只出現(xiàn)大寫字母或小寫字母，要求學(xué)生從鍵盤上輸入與之對應(yīng)的字母。輸入還設(shè)計了控時程序，要求學(xué)生必須在規(guī)定時間內(nèi)輸入完畢，否則要在成績欄扣出一定的分?jǐn)?shù)。這樣循序漸進(jìn)、趣味性較濃且?guī)в幸欢◤?qiáng)度的訓(xùn)練充分地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)了知識的內(nèi)化。

四、應(yīng)注意的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容和形式問題。

多媒體教學(xué)要以研究運用多媒體優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)為宗旨，不是研究用更多的媒體將知識灌輸給學(xué)生。在媒體的選用過程中不能認(rèn)為媒體越先進(jìn)，教學(xué)就能取得很好的效果，要求做到內(nèi)容與形式的統(tǒng)一。

（二）為“電教”而電教問題。

多媒體教學(xué)要從教學(xué)的實際需要出發(fā)，不能以運用了電教媒體就說明是電化教學(xué)或者運用電教媒體的種類越多、檔次越高教學(xué)效果就越好，多媒體教學(xué)要注重?fù)駜?yōu)性原則，不能認(rèn)為每次課都得用上多媒體進(jìn)行教學(xué)。多媒體教學(xué)并沒有排他性，傳統(tǒng)教學(xué)的精華我們不摒棄，而要發(fā)揚(yáng)光大。

（三）電教技能滯后問題。

多媒體教學(xué)媒體操作技能非常重要，具有良好的媒體操作技能是教師上好一節(jié)電教課的前提。教師不但要掌握硬件操作能力，而且還要具有軟件設(shè)計、制作的一般技能和綜合運用各種電教媒體的技能。

篇（10）

操作方法雖然沒有統(tǒng)一的模式、統(tǒng)一的要求，但隨心所欲、信手拈來、草率從事的做法是不可取的。經(jīng)過精心設(shè)計，合乎邏輯聯(lián)系的操作方法，不僅能使學(xué)生獲得知識更容易，而且有利干提高學(xué)生的邏輯思維能力。

例如：教學(xué)長方體的面積一節(jié)時，在演示長方體表面積的操作過程中，有的教師是把表面積整體展開，得到一個組合的平面圖形，然后分析推導(dǎo)求長方體表面積的方法；有的教師把三組相對的面逐次撕下來，貼在黑板上，然后分析推導(dǎo)求長方體表面積的方法。我認(rèn)為以上這些操作方法不夠妥當(dāng)，因為無論是認(rèn)識長方體表面積的概念，還是探索長方體表面積的計算方法，都必須憑借三維空間才能實現(xiàn)。在分析探索長方體前后兩個面的面積和左右兩個面的面積的方法時，必須憑借“體”的形象或“體”的表象進(jìn)行，讓學(xué)生直觀地看出，求這4個面的面積是用“長x寬X2”和“寬X高X2”。但如果離開“體”的形象，把兩組對面放在一個平面上考察、研究，學(xué)生往往會產(chǎn)生心理眩感－－求這兩組對面的面積似乎是“長X寬X2”。由此可見，用展開法的操作方法探求長方體表面積的方法是不恰當(dāng)?shù)?，也是不可取的。在演示長方體表面積的操作活動前，應(yīng)制作活動教具（可逐次展開相對的兩個面，且可馬上復(fù)原），操作時，憑借“體”的形象，用功態(tài)演示，突出感知對象，把一組對面先展開，展開時這組對面仍不離開“體”，學(xué)生看清楚后，馬上把這組對面復(fù)合“體”上。

這樣通過操作，不僅可以讓學(xué)生從部分到整體綜合歸納出求長方體表面積的一般方法，還可以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，發(fā)展學(xué)生思維。

二、操作過程要有序

心理學(xué)研究表明：小學(xué)生的思維，處于無序思維向有序思維的過渡階段，因此，教師要積極引導(dǎo)和幫助學(xué)生度過這個階段，訓(xùn)練思維的條理性。在操作活動中，學(xué)生的思維是隨著操作的順序進(jìn)行的，操作程序反映了學(xué)生接受的思維過程，反映了一定的邏輯順序。如果操作的程序混亂，學(xué)生的大腦中就無法形成一條清晰的思路。有序的操作有利于學(xué)生形成清晰流暢的思路，發(fā)展學(xué)生的思維。學(xué)生在操作活動中，經(jīng)過分析、綜合、抽象、概括的思維活動，思維的條理性可得到提高，如20以內(nèi)的進(jìn)位加法，主要是運用“湊十法”來計算的。教學(xué)中教師要進(jìn)行有序?qū)嵨镅菔?，再讓學(xué)生模仿老師操作進(jìn)行“湊十”，然后讓學(xué)生想操作過程。

案例：9加2的進(jìn)位加法，教學(xué)程序分三步。

第一步操作：先拿出9個皮球，放在盒子里，再拿出2個皮球放在盒子外面，問：現(xiàn)在把9個皮球和2個皮球合起來，怎樣計算呢？

第二步問：盒子里面已有9個，再添上幾個就剛好成一盒10個？（再添1個）操作：把盒子外面的2個分成1個和1個。

第三步操作：拿起盒子外面1個放在盒內(nèi)（學(xué)生說：9十1=10），老師再用手勢表示盒內(nèi)10個與盒外1個合并（學(xué)生說10＋1＝11）這樣教學(xué)，體現(xiàn)了簡單的直觀綜合能力的培養(yǎng)，邊操作、邊思考，用操作促進(jìn)思維，用思維指揮操作，所以操作活動要精心設(shè)計操作程序，要做到有條有理。

三、感知對象要突出

心理學(xué)研究表明，加大感知對象與背景材料的差異，突出感知對象，對提高知覺的效果具有重要作用。操作活動中要適當(dāng)突出感知對象，一般可通過顏色、形狀、動態(tài)、聲音和強(qiáng)度等方面來實現(xiàn)。

例如：等底等高的圓柱與圓錐體比較的操作活動。①制作等底等高的無色透明圓柱、圓錐教具備一個。然后用紅色圈把圓柱等分成三截；②在圓柱中盛滿藍(lán)顏色水；③將水分三次倒進(jìn)圓柱，第一次使圓柱中的水面剛好到第一道紅色圈；第二次，使圓柱中的水面剛好倒?jié)M。這樣操作，由于紅、藍(lán)的對比明顯、感知對象突出，學(xué)生就能直觀、清楚地看出：圓錐體積是等底等高的圓柱體積的三分之一。

四、注意發(fā)揮語言功能

語言是思維的外殼，思維是客觀事物在人腦中概括和間接的反映，是借助于語言來實現(xiàn)的。在實踐操作中，動作和動作之間，直觀材料和直觀材料之間，動作與直觀材料之間往往都存在著一定的邏輯聯(lián)系，而這些聯(lián)系，用動作或直觀材料都是無法表示的，這就需要善于運用恰當(dāng)?shù)恼Z言，揭示這些聯(lián)系，幫助學(xué)生建立前后連貫的合乎一定邏輯聯(lián)系的思路。

案例：講分?jǐn)?shù)乘以分?jǐn)?shù)的計算法則時，分三步進(jìn)行：①操作：讓學(xué)生每人拿出一張正方形紙，對折后將其中一半畫上斜線?？谑觯宏幱安糠质钦叫蔚?/2問：陰影部分的1/3相當(dāng)于正方形的幾分之幾？學(xué)生操作后口述折的過程及結(jié)果，把1/2張紙平均分成3份，其中1份是原正方形的1/6，②操作：拿出一張長方形紙，折出這張紙的2/3，涂上顏色，再折出涂色部分的1/5，口述：把2/3張紙平均分成5份，每份是原長方形的2/15，推出4份是原長方形的8/15，③觀察“折”的結(jié)果，1/6=1×1/2×3，2/15=2×1/3×5，8/15=2×4/3×15，師生共同歸納分?jǐn)?shù)乘以分?jǐn)?shù)的計算法則。

由此可見，動手操作后，通過學(xué)生的外部語言，完整地復(fù)述操作過程，然后通過分析歸納內(nèi)化為學(xué)生的能力，讓學(xué)生通過語言的表達(dá)，促進(jìn)外部活動的內(nèi)化。

五、充分調(diào)動多種感觀