微型课题交流材料范文

时间:2022-02-01 06:12:49

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微型课题交流材料

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一、微型课题的设计应该与生活相结合,提升趣味性

在设计微课题时,应该与我们的生活进行密切的联系,在其中增加一些趣味性,这能够改变我们对数学学科的认识。除此之外,还能够让我们在自己创设的探究活动中去寻找解决问题的方法,这对于培养我们的动手能力与团队精神也是十分有利的。

例如,在余弦定理这一课的学习中,就可以设计一个关于“机器人踢球问题”的微型课题:如图1,矩形ABCD是机器人的足球场,其中,AB为170cm,AD为80cm,机器人在AD中点E中进入场地,到达F位置,EF为40cm,EFAD,在足球场内有一个小球在B点运动到A点,机器人需要从F点出发来“踢球”,设机器人与小球均是做直线运动,他们同事出发,机器人原地旋转时间忽略不计,那么:

1.若小球运动速度与机器人行走速度相同,那么机器人最快在哪里能够截住小球?

2.若小球运动速度是机器人行走速度的两倍,那么机器人最快在哪里能够截住小球?

3.若小球运动速度是机器人行为速度的t倍,那么在t取值为多少时,机器人不能截住小球,t取值应该为多少?

在问题1中,机器人在线段AB与FB中垂线交点中可以截住小球;在问题2中,若机器人最快能够在线段AB点G位置截住小球,那么就能够利用余弦定理求得答案;在问题3中,如果F到线段AB垂线段是FH,那么t只要比大即可。

在如,在函数性质这一课的学习中,就可以设计一个关于饼干桶表面积大小的课题:

1.假设一个圆柱性饼干桶体积一共是0.5m3,如果其底面边长为x,变面积是y,那么在x等于几时,y可以达到最小值?

2.分析函数y=x2+的性质;

3.分析函数y=x+的性质。

这一例题本来是对问题2、3中函数奇偶性与的单调性的分析,但是,在这一微型课题中,由于赋予了其真实的环境,就能够让我们体会到,自己学习的数学知识并不是没有用的,而是能够应用到自己的生活中,生活处处有数学。同时,采用该种方法来研究函数与能够帮助我们来提炼出函数的研究方法,这比生硬的课堂学习更受我们的欢迎。

二、微型课题的设计要具有思维价值,具备挑战性

在设计微型课题时,必须要充分的凸显出数学知识的思维价值,引发出我们的认知冲突,积极主动的投入思考过程中,但是,在设计微型探究课题时,我们也应该把握好一个“度”,控制好课题的难易程度,如果课题过难,就会让我们产生一种畏难心理,如果课题过于简单,又起不到应有的作用,因此,课题的设计必须要综合考核到我们的能力水平和知识水平。例如,在柱、椎、台、球表面积与体积的计算这一课,就可以设计出如下的微型课题:

1.有一个凸多面积,一共有九个面,每一个面的棱长都是1,其平面展开图如图2,那么这个凸多面积的体积V为多少?

2.某正六棱柱底边长是3m,侧棱长是cm,使用一个平面将其分成两个不同的棱柱,那么在什么情况下两棱柱表面积之和是最大的?最大值为多少?

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二、结合实际,组建课题

根据时代要求和学校教师队伍现状来确定子课题。同时要考虑教师队伍结构特点,组建课题组和研究小组,确定课题研究人员。以英语年级备课组为单位每年组建三个校级课题研究小组。再由备课组长动员并组织课题研究人员。这样,全组英语教师都加入到了微型课题研究小组。

三、有机结合,实践研究

以微型课题研究为龙头,以推进英语教师知识管理为目标,把微型课题研究和英语教师知识管理有机结合,认真开展微型课题实践研究活动。1.研究要求。扎实有效。要求英语教师切实从自己的教育教学实际出发选择研究课题,做到边教边研。按照教育科研的基本环节,一步步推进筛选课题、设计方案、分工研究、总结汇报,对解决什么问题、想获得什么结果、解决问题的方法、实施的步骤心中有数,对每个阶段做什么、谁去做、怎么做、什么时候做都要很清楚,使研究有内容、有目的、有方法、有步骤、有措施、有效果,切实提高研究的实效性。在研究之前,课题组逐一审核研究课题和研究方案,提出调整意见,保证研究沿着正确的路子前进。实事求是。加强研究过程的引导和督促,结题时上交原始材料,并附上工作列表,组长确认后签字。2.组织方式。我们组织英语教师开展研究,原则是解决英语教育教学中的存在问题,全校英语教师参与,以备课组为单位采取小组合作研究的方式。学期初,英语备课组讨论确定该组该学期要研究的微型课题研究题目,并拟定出研究计划,经学校审批后再立项实施研究,备课组成员明确分工,各施其责,有计划、有步骤地开展研究。各组一般是选取本年级英语教育、教学、学习中的具体问题进行研究。这样,每个备课组都有一个课题,每位英语教师都参与进来研究,研究周期为一学年。同时,进一步整合研究力量,建立核心成员为骨干、英语教师全员参与的研究队伍;并结合阶段检查的情况,合理调整研究步骤和内容,使之更适合学校的教育教学实际。3.选题指导。要求选题要有针对性,问题应来源于英语教师自身的教育实践困惑,着眼解决当前教学工作中存在的问题。选题的视角要有新意,要突出个性和特色,教材剖析、教法改进、学生教育等。要求课题具体、务实,问题切口要小,研究的内容要易操作,避免脱离教学实际。课题名称的表述要简明、准确。4.反思学习。反思,增添源头活水。英语教师努力对自身教育教学行为进行自我观察、反思。以反思为研究的起点,以思考促进研究,以研究带动思考。在开展微型课题研究的同时,同步开展教育教学即时反思。学习,提升研究素养。定期组织理论、实践知识的微型讲座,在讲座时由英语教师边听边记,边听边考,提高了学习效率。5.通过课题研究,英语教师可以认识到教育科研对提升教育教学质量、对提升自身专业素养、对提升学校品位都有推动作用。教师的研究、思考意识和教育教学实践意识也会有不同程度的提高。科研开始成为我们英语教师工作、生活的一部分,读书、写作、研究成为我们大家的共同话题,这对于学校管理、学科组建设、教研组工作开展都会起到了巨大的推动作用。同时由于英语教师专业水准的提升,学校的制度建设也会迈上了新的台阶,从而促进学校教育教学的专业化发展。

四、总结

我们将进一步发挥微型课题研究贴近英语教育教学实际的优势,坚持让英语教师着眼于自己的学科、课堂和学生,坚持让英语教师思考当前面临的问题,在运用中体验科研的力量,进一步提高英语教师对科研的认识,从而增进科研的原动力。我们还将进一步探索微型课题研究的实践意义,把握住研究的核心内容,灵活地处理研究步骤、周期等问题,更多地鼓励英语教师进行行动研究、案例研究、叙事研究等多样化的研究。坚持研究服务于自身教育教学,对微型课题准确定位,并注重引导英语教师研究细微的教学问题,更注重英语教师通过反思、探究而形成特定的“个人知识”。

作者:林建 单位:福建省长乐城关中学

参考文献:

[1]梅广稳.以微型课题研究推进教师知识管理[J].课外阅读旬刊,2010(12):83-85.

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教科室针对师支的实际情况,制定培训计划,一是专题培训。一方面是积极组织教师参加各级各类的专题培训,同时还邀请省市级专家及同行送培到园,让培训活动全覆盖。二是随机培训。学术带头人对课题申报立项材料进行指导;园长开题论证会安排专人进行具体细致的、针对性强的辅导;骨干教师平时调研督查时,对课题研究过程性操作及资料收集与整理进行讲解;领导专家结题验收时,对课题如何滚动式研究,提出建设性意见。使教师们进一步明确课题研究的意义,形成了一个园长亲自带班、骨干教师率行、青年教师参与的科研团队。

二、课堂研究常态化,提升科研能力

课程改革客观上要求教师以研究的态度、研究的方法和研究的行为从事日常教育教学工作,只有教育科研常态化才能使教师胜任教育教学工作。自“九五”期间以来,为了适应新课程改革的需要,提高课堂教学效率,我园申报了《提高幼儿园课堂教学效率策略的研究》苏州市级课题;适应教育现代化的需要,我园申报了《环境促进幼儿发展的研究》和《绘本在幼儿园一日活动中的运用与研究》苏州市级课题;为了适应学生学习方式的改变,我园申报了《幼儿学习兴趣培养的研究》苏州市级课题;为了促使教师适应新课程改革的需要,我园申报了《幼儿园课程内容综合化的研究》昆山市级课题,等等。由此,我园一贯以教育教学工作中发现的问题用科研来解决,而且教育科研工作的开展推动了教育教学工作的改进,教育教学与科研水融、良性循环、相得益彰。

三、课题结构常态化,助推专业成长

学校课题都是大课题,具有宏观性、导向性和前瞻性,需要有微型课题做支撑。我园的课题研究有三个层次,学校课题、教研组子课题、教师个人或几个人结合进行研究的微型课题。学校课题具有树状和网络状的分布,如《绘本在幼儿园一日活动中的运用与研究》为学校课题。分解到教研组,就有《绘本在幼儿园日常活动中运用与研究》《绘本在幼儿园课堂教学中的运用与研究》等两个课题组子课题。而《绘本在幼儿园课堂教学中的运用与研究》的子课题下,又有《绘本在语言活动中的运用与研究》《绘本在艺术活动中的运用与研究》等众多微型课题。学校通过大力推进微型课题研究,夯实了学校课题研究的基础,使课题研究深深扎根于全体教师之中,扎根于全校教师的日常教学工作之中,根深叶茂,推动了学校教科研工作有序、健康地发展。

四、成果交流常态化,收获丰硕成果

不断学习充电是助推教师成长的有效手段,每学年我们开展“好经验来分享”活动,老师们根据自己研究的微型课题撰写的论文与全园教师进行交流分享,展开思维的碰撞。研讨活动激发了教师进一步探索研究的内驱力,有效地点燃了全园教师自主研究的热情。

注重课题的过程管理及成果推广,是科研扎实开展的关键所在,为此,我园不仅注重课题的立项工作,更关注课题的实施过程和成果推广。围绕我园的“十二五”课题《绘本在幼儿园一日活动中的运用与研究》,开展了新一轮的以绘本阅读为主题的特色教学研讨活动,并根据课堂实录与执教老师进行了面对面的交流、反思。使课题成果得以共享和推广,从而也使教师们体验到成功感,增强投身教科研的信心。

品味好孩子的教科研,每一个课题都扎扎实实地迈出了坚定的步伐,艰辛与欣喜相随。在常态化的教科研工作实践中,我们还常常困惑于:教学、教研、科研这三个内容如何区分及协调,由此我们尝试着做了以下工作:

1.明确教科研工作要求,分层并进

我园对参加工作三年内的新教师的要求是:按照教学常规要求搞好教育教学工作,胜任教师职业;在师傅的引领下积极参加教研活动,积累教学经验;同时,参与微型课题的研究工作,在骨干教师的带领下学习科研的方法,体验从事科研的乐趣,培养从事科研的兴趣,培养素质全面的合格教师。学校对有几年工作经验的教师的要求是:改进教育教学方法,提高教育教学水平,脱颖而出;积极参加教研活动,认真反思,丰富教学经验;主持微型课题的研究,参与大课题的研究,提高研究的能力,培养学骨干教师。对骨干教师提出的要求是:更新教育观念,转变教育角色,改变教育教学方式,总结教育教学经验,形成教育特色,辅导徒弟,搞好传帮带工作;充分发挥骨干教师的带头作用,主动组织教研活动,在新课程改革中起引领示范作用;主持课题的研究工作,撰写高质量的论文,进而著书立说,造就学者型教师。

2.消除教科研工作恐惧感,循序渐进

在平时的教科研工作中,我们注重消除教师对搞科研工作的恐惧感,让我们教师不再把科研看成是高不可攀的事情而不敢问津。教师从事教科研工作是社会发展的需要,是新课程改革的需要,也是教师自身发展的需要,不能为科研而科研,那样只会徒劳无益;不能急躁冒进,那样欲速则不达;不能急功近利,那样就失去了从事教育科研的本旨,偏离了从事教育科研的方向。只能是本着量力而行的原则,循序渐进,这样才能水到渠成。

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0 引言

随着电子技术,特别是微电子技术、计算机技术、新材料技术、自动控制技术以及生物工程技术等在微特电动机上的不断应用,现代微型电动机已发展到以电子计算机等微电子软、硬件产品为中枢神经;传感器为耳目;电动机为手足;机械本体为驱干;电力电子器件等,为生命源的新一代伺服驱动系统,这就是常说的机电一体化微型电动机。

本文介绍机电一体化微电机的开发现状和发展前景,并举例阐述机电一体化微电机在工业领域的应用。

1 机电一体化微型电动机的开发现状

作为机电一体化系统的重要组成部分之一的驱动和执行部分,微型电动机是最常用的驱动元件和执行元件。20世纪70年代以后,随着大规模和超大规模集成电路与微型计算机的迅猛发展以及电力电子器件在微型电动机上的广泛应用,电动机与机械部件在空间上的结合愈来愈紧密,使得电动机与电源、驱动系统、控制系统组合在一起,大大改善了系统的整体性能和效率,传统的感应电动机扩展了其应用领域,交流调速系统正在很多方面取代直流调速系统。

20世纪70年代末,国外研制成功永磁交流伺服电动机,以其高效、体积小、重量轻以及运行性能好的特点在数控机床和工业机器人中得到迅速推广和应用。美国国家电力电子应用中心(PEAC)B.K.Bose教授把这种采用永磁材料制造的无刷电动机称之为高级电动机(Advanced Motor),其系统的调速比可精确控制到1:100000的水平。在这些精密调速系统中,采用了IGB和MCT等新型电力电子器件,同时采用了数字信号处理器(DSP),软件方面则采用了专家系统。目前,国外在一些高精度数控机床和加工中心上已基本淘汰直流伺服电动机驱动系统。

开关磁阻电动机近年也有了迅速的发展,它是电子控制器供电的无级调速系统,具有优良的调速性能,可与直流电动机调速系统相媲美,是一种典型的机电一体化产品,已经推广到许多工业领域和家用电器领域。开关磁阻电动机结构比直流电动机简单,甚至比笼型电动机还简单,无换向器和电刷,转子铁心上无绕组,有可能在中小功率范围内与笼型电动机争雄,会占有一部分市场,这个动向已引起欧美等国的重视。

将控制和保护电路直接装在电动机内,使控制电路和电动机融为一体,这已不是鲜为人知的事。20世纪80年代初期发展起来的片状微型电动机,就是一个典型的范例。这种电动机没有换向器和电刷,在线圈的空隙中放有用来检测转子位置的霍尔元件和检测转子速度的频率发生器(FG),省去了电动机附加测速发电机的特殊结构,并配有控制电枢电流和接受处理信号的电子电路。它基本上由两部分组成,一是频率发生器(FG)得到的速度信号,即电枢电流产生力矩反馈电路的速度控制回路。二是处理从霍尔元件得到的转子位置信号,适当地分配电枢电流的相位控制电路。片状微型电动机目前在OA、FA、HA以及FDD市场上应用广泛。机电一体化技术使微型电动机大大扩展了其应用领域和更新换代的速度。

2 机电一体化微电动机的发展前景

(1)超微电动机

超微电动机是指那些形状非常小(1mm以下),重量很轻,并且在同一声基板上(硅或其他材料),采用微电子技术和微加工制造出的机电一体化传动装置。

超微电动机属于机电系统(MEMS)的研究范畴,它的发展得益于1983年加利福尼亚大学库勒依学院RogerHowe研制成功的所谓牺牲层(Sacrificial Layer)技术。采用该技术不仅能在硅片上较容易地制造超微型构件,而且也能把它们整体直接装配在基片上构成一个整体。1988年7月,美国加利福尼亚大学的研究人员制成了厚度只有1~1.5μm、直径100μm的超微电动机,整个电动机设计在一块集成电路芯片上,用静电力驱动,制造电动机的材料是磷酸硅。我国目前已有数家机构正在进行研究,最早开始研究的是东南大学,但真正转起来的是清华大学孙曦庆等报道的静电同步电动机,转子直径120μm,转速1200r/min,用芯片上的光电器件在线检测。中科院上海冶金所开发的超静电电动机,转子直径100μm,转速在0.001~20r/min之内连续可调,且采用径向力驱动,最小驱动电压为20V,比早期报道的切向力驱动的静电电动机具有更大的输出转矩,这些都充分表明了我国在超微电动机的研究开发方面具有一定的国际先进水平。

表面微加工技术是制造超微电动机的关键技术,它是在制造过程中,以特定的器件和结构部件作为牺牲层,然后通过光刻牺牲层得到可移动、可旋转的微小机械结构。在超微电动机制造过程中,通常以多晶硅为结构材料,氮化硅薄膜作为电气绝缘材料,SiO2作为牺牲材料。图1给出了采用多晶硅作为结构基片、经光刻加工技术而制造出的超微静电电动机的结构示意图。

1―绝缘层;2一转子支撑套;3―轴泵;4―转子;5―定子; 6―基片

超微电动机的应用前景十分广阔,特别是在人们尚未充分认识的微环境下,有待不断开创发展。采用微加工技术制成的微型机器,可进入人体内部探查病状、实施手术,超微电动机可用来冷却计算机芯片上的表面温度、校正激光束和光导纤维;微型机器人可到行星上去考察,进入潜艇内人无法进入的区域排除故障等。

(2)鞭毛电动机

鞭毛电动机(Bacterial Flagellar Motor)是细菌在水中游动而使用的分子机械(由蛋白质分子而形成的机械)。鞭毛电动机在生物中是唯一的旋转电动机,也是世界上现存最小(直径50nm)的电动机。

据国外研究资料表明,鞭毛是由以数微米大小的菌体中产生(根据细菌的种类,可产生数个鞭毛),鞭毛是呈螺旋形的细长纤维,鞭毛的长度大体上从数微米到10μm之间,直径仅20nm左右。图2为鞭毛电动机的模型图,它是由10种左右的蛋白质组成,鞭毛电动机掩含在膜内,由各个部件的蛋白质承担,使电动机旋转。例如,可推断出L环和P环的复合体起到轴承的作用,莫特(Mott)复合体起到定子的作用。鞭毛电动机的能量是由细胞外面到内部的离子流供给的。

3 机电一体化微型电动机应用举例

(1)工业缝纫机驱动系统

从20世纪80年代开始。国外开始研究工业缝纫机用交流伺服电动机驱动系统。日本的重机公司、兄弟公司、三菱公司以及松下公司等先后把交流伺服电动机运用到各类工业缝纫机中,实现了工业缝纫机的电子化。

通常,工业缝纫机驱动用的电动机和控制装置为一体化装置。图3给出了三菱公司生产的一种交流伺服驱动系统。操作者通过杠杆部分的踏板操作发出速度指令,通过改变电动机的频率和电压就得到所需要的电动机转速,从而驱动缝纫机运转。控制回路中的编码器、电流检出器不断地反馈电动机的速度、电流,并以此进行矢量控制。动作停止必须使电动机减速,根据接收到的位置检出器信号和编码器上的信号来控制位置环,从而使缝纫机针停止在正常位置。

图4给出了松下公司生产的另一种交流伺服驱动系统。该系统的特点就是功率控制回路的简单化和小型化,以及控制电源的小型轻量化、单片机化。控制用的微型计算机采用内藏两个CPU的高速双重微机MNl8982(松下电子工业生产,8hit,8KB ROM)。两种驱动系统的不同在于前一种采用IM(感应电动机)伺服方式,后一种则采用SM(同步电动机)伺服方式。

近年,在国外出现了一种新型控制系统,即采用磁力轴泵(直线悬浮电动机)控制主轴位置精度的电主轴(磁力轴承高速主轴部件),它是通过现代电子调节技术信号比较,以检测偏离平衡位置的变位置,控制系统就按这个变位为零的方式进行工作。

4 结束语

交流伺服驱动系统是一种性能优异、极具发展潜力的机电一体化产品。从目前机床业的发展方面来看,主流仍然是数控机床(CNC),伺服系统是数控系统的执行部分,它的性能好坏,将直接影响数控机床的加工精度和生产率,因此开发高质量的交流伺服驱动电动机乃是今后需要努力的目标。

未来机电一体化微型电动机的发展将会在集成和优化上下功夫,构成所谓智能化电动机。微机械技术的兴起是一个值得重视的发展方向,人们期望能用这项新技术不断地研制出复杂的执行器,甚至微型机器人。

鞭毛电动机的研究虽仍在进行中,但它表明机电一使转子(主轴)保持较高的回转精度,具有较高的静动态刚度和电衰减特性,克服了滚动轴承在转速超过某一极限时(20000r/rain)产生烧结、损坏等,转速达25000~120000r/min。目前,国外已有一定数量的高速切削机床装有这样的电主轴控制系统。

图5给出日本七亻工一精机开发的应用于内圆磨床上的磁力轴泵控制系统方框图。转子无论从哪一方向靠近定子,空隙较大一侧的电磁铁的电流就增大,从而产生对转子的牵拉动作。变位传感信号可不间断地与基准体化微型电动机在今后的发展中,将把人们带进一个新的应用领域――微观世界,同时也标志了机电一体化微电机将从此走入分子时代。

5 参考文献

[1] 毛侃.关于机电一体化.[J]机电一体化,1994(3).

[2] 万遇良.电工技术与机电一体化.见:当代电工科技发展

论文集.[C]北京:中国电工技术学会,1995.

[3] 唐苏亚.片状微电机的发展概况.[J]微电机,1998(4).

[4] 唐苏亚.微细机械的研究动态及其应用前景展望.[J]

微电机,1995(4).

[5] M.Nehregary.厶亻久口乇―夕技术一至四现状上课题

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