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篇1

随着网络规模增大，网络结构及网络应用日渐复杂，传统的物理安全技术和措施已经不足以保证信息系统的安全，因此网络管理系统作为网络安全运行的保证，其重要性越来越突出。为了提高计算机网络信息安全，许多相关的网络安全产品被开发，但大多是基于网络硬件设备，如路由器、集线器、交换机等，而对网络应用软件的研究和开发相对较少[1~4]。为了保证网络环境中的应用程序正常高效地运行，笔者设计了基于SNMP的ASNMS（ApplicationSoftwareNetMonitoringSystem，网络应用软件监控系统）。该系统选择运行于网络环境中的应用程序为研究对象[5,6]。

1网络应用软件监控系统（ASNMS）简介

ASNMS的主要监控目标是网络中的应用软件，通过及时获取软件中重要变量值（如系统配置、状态指示等），从而及时了解整个网络中应用程序的状态，并且还可以通过管理站点对各受控站点中的应用程序进行控制操作，提高整个网络和应用系统的安全性。该网络应用软件监控系统主要有三个模块[5,6]：

(1)管理站点主程序。该程序在管理站点上运行。通过该程序，管理站点可以使用UDP/IP协议与管理范围内的所有受控站点进行通信，收集网络应用程序的监控信息，并下发各种控制命令。

(2)管理。每一个受控站点上运行一个管理程序（有且仅有一个）。管理是系统的通信中心。一方面通过内存映射文件与受控站点上的各应用程序实例进行通信，收集各应用程序实例的监控信息；另一方面通过UDP协议与管理站点通信，发送受控站点的管理信息以及转发管理站点的控制信息。

（3）监控模块。该模块是供软件开发人员使用的一个通用接口模块。它负责从受控应用程序中获取监控信息，发送到管理站点，并且也能接收从管理转发的管理站点命令，对受控应用程序执行一定的控制操作。从结构上来看，监控模块附属于受控应用程序，但它以单独的线程形式存在。



2管理信息存储的设计

为了监控模块工作的需要，同时为了能更方便地将监控信息传送给管理，监控模块需要将监控信息以一定的形式存储起来。监控模块监控的目标是应用程序中的变量。由于现在软件开发大多使用的是面向对象的方法，在其程序中各种变量是有层次结构关系的，这一点必须在监控信息中体现出来[7]。监控信息从逻辑上看应该是以树的形式存在，并且存储的是各种变量的信息，而变量的长度是不相同的，在这棵树中各个节点的空间大小有可能不相同。由此看来，无论是从存储内容上还是从逻辑结构上看，监控信息的存储结构均是相对较为复杂的。下面三种设计方案可以满足这样的要求：

(1)在监控模块内存空间内生成一棵二叉树。这是最常规的存储方法。在此情况下，只需要设计一个较为合理的树结构，二叉树就能直接存储在监控模块的内存空间中，访问方便。同时因为在许多语言中均有任意类型的数据类型，由此可以将不同数据类型的数据方便地存储在一种数据结构中。但是由于这棵树存在于监控模块的内存空间中，不方便管理程序对其读取，监控模块还需要通过一定的方法将该树传送给管理[4,7]。

优点：实现简单，监控模块可以很方便地对其进行读写操作。

缺点：不方便管理程序对监控信息读取，需要使用其他方法将信息传送给管理。

(2)将监控信息存储在磁盘文件中。为了解决管理和监控模块共享监控信息的问题，监控模块可以将监控信息存储为磁盘文件形式。在此情况下，需要设计一套完整合理的文件空间使用策略，保证能够完整地存储监控信息。由于在Windows程序中采用了虚拟内存策略，不同应用程序内存空间是不同的，即使某应用程序获取了另一个程序中的某个指针，也不能正确地访问到其数据。在对变量值进行存储时，一定要注意不能存储有关变量的指针信息，而应该想办法存储其中变量的实际数据[8]。同时因为是将监控信息存储于磁盘上，需要采取一定的措施尽量避免出现垃圾文件的情况，同时还要防止在工作状态下用户有意或无意地修改、删除该文件。

优点：多个程序可以方便地共享数据。

缺点：实现较复杂，容易产生垃圾文件，容易泄漏和丢失监控信息。

(3)将监控信息存储在内存文件映射中。这是对方案（2）的改进。方案（2）将监控信息存储于磁盘文件中，由此使得容易产生垃圾文件、容易泄漏和丢失监控信息。那么如果将监控信息直接存储在内存当中呢？采用内存映射文件是一个很好的解决办法。应用程序在需要时在内存中开辟一定的空间存储数据，当应用程序关闭后，由于操作系统的内存管理机制，内存文件将自动被回收，安全性高。但是在生成内存映射文件时，必须要指定文件的大小，此时如果处理不当将可能出现存储空间不够用的情况[4,8]。

优点：多个程序可以方便地共享数据，数据不易泄漏，安全性高。

缺点：实现较复杂，必须指定文件大小，处理不当可能出现空间不够用的情况。

综合三种方案，方案（3）是最合适的。只要指定足够的文件大小，它不仅满足监控模块存储管理信息的需要，信息安全性高，同时可方便地实现监控模块与管理之间实时信息交换功能，从而解决它们之间的通信问题。3管理与监控模块通信的设计

3．1管理与监控模块间通信

通信包括系统初始化连接建立、命令转发和自定义消息。

(1)系统初始化连接建立。管理随受控站点启动后，必须接收各个应用程序实例的监控模块的注册信息，与监控模块建立初始连接。

(2)命令转发。管理接收到管理站点发送的UDP报文后，先识别该报文是发送给哪个监控模块的，然后通过Windows消息形式发送给指定的监控模块。

(3)管理与监控模块之间约定一系列自定义消息，并向Windows注册，保证双方能够正确地通过自定义消息进行通信。

3．2监控信息的收集与组织

在受控站点上，管理与多个应用程序实例的监控模块之间是通过内存映射文件进行通信的。监控信息存储在内存映射文件中。

(1)监控信息收集就是对监控模块对应的内存映射文件进行遍历。通过遍历获得最新的被监控应用程序的状态、监控变量的值等。

(2)监控信息收集时，需提供有效的同步机制，防止管理与监控模块同时访问同一个监控信息文件时出错。

(3)监控信息组织就是提供安全高效的数据存储结构，能够完整地记录所有监控信息。

3．3内存映射文件存储数据结构设计

为了能存储完整的变量结构信息，可将监控信息的逻辑存储结构设计为如图1所示。在监控信息的逻辑结构中存在两种结构指针，即横向指针表示父子关系和纵向指针表示兄弟关系，由此而构成了一棵二叉树。

本文原文

在图1所示结构中，由于不同变量类型存储大小不同，从而导致二叉树中各个节点的大小不统一。为了方便地进行存储空间管理，同时又能准确完整地记录如上变量结构信息，笔者设计了一套内存映射文件的存储数据结构。其基本思想为：将数据本身与数据间的逻辑关系分开进行处理，每次根据实际使用的需要在文件空闲空间中分配相应大小的空间，并在该空间的起始位置生成一个空间信息记录。其中包括存放的变量类型、变量大小、变量指针、结构指针等数据信息。此外还包括了该空间的地址、前后相邻区域地址、本空间大小等空间管理信息。真正的记录数据实体存放在该空间信息记录之后的剩余空间中（剩余空间的大小可以是不同的）。文件的存储结构如图2所示。

由图2可以看出，在监控信息存储文件中所有的存储空间均是前后紧连着的。通过空间信息记录可以得知某区域的大小以及是否正在被使用。这样就能够方便地进行空间分配和回收工作。又因为在空间信息记录中存在变量结构指针，因而通过空间信息记录也能方便地访问到数据之间的逻辑结构关系。由此看出，空间信息记录在整个存储设计中占有很重要的位置，正是利用它才实现了对存储空间的灵活使用。空间信息记录的数据结构设计如下：

typedefstructTItemInfo

{//以下为数据（变量）信息

charNodeName[MAX_NODENAME];//节点名

charNodeInfo[MAX_NODEINFO];//节点信息

intNodeType;//1：程序节点；2：类节点；3：变量节点；其他未定义

intVarType;

//存储数据的变量类型，特别：程序节点存储了句柄信息，long型

intVarSize;//数据大小

boolWritable;//变量是否可写

void*VarAddr;//数据在程序中的地址

void*PBrother;//前一个同级（兄弟）节点

void*NBrother;//下一个同级（兄弟）节点

void*Father;//父亲节点void*Child;//下一级（孩子）节点

//以下为空间管理信息

void*Addr;//本区域在文件中的相对地址

longItemSize;//本区域大小

void*PAddr;//前一个区域在文件中的相对地址

void*NAddr;//后一个区域在文件中的相对地址

boolInUse;//本区域是否正在使用

}TItemInfo;

4关键技术及其具体实现

4．1命令转发

管理接收到的命令有查询被监控应用程序状态、刷新监控变量、锁定监控变量、锁定应用程序窗口等。管理根据UDP报文内容，将命令发送给指定的监控模块。命令的转发均是通过自定义消息实现的。本文使用Windows消息机制自定义了一系列消息并实现其消息的处理，结合到本监控系统的需要，管理中主要定义了如下消息及其处理：

(1)WM_READAPPHANDLE：读应用程序实例中监控模块的相关句柄；

(2)WM_READAPPSTRUCT：读应用程序实例中的MIB子树结构；

(3)WM_READAPPDATA：读应用程序实例中的MIB节点的值；

(4)WM_SETAPPDATA：设置应用程序中的MIB节点的值；

(5)WM_READAPPTRAP：读应用程序发送来的Trap信息；

(6)WM_READPROXYSET：为应用程序实例的MIB子树中某个MIB节点设置阈值；

(7)WM_MIBERROR：与应用程序之间的通信发生错误。

由于在一个标准的Windows应用程序中，消息是由窗口处理的，而在管理中没有窗口，也不是从窗口继承的一个类，管理不能直接进行消息操作。在程序中使用Allocate－HWnd函数为监控模块虚拟生成一个消息窗口，专用来进行消息捕获、发送与处理。

4．2内存文件映射与同步机制

4．2．1内存文件映射实现管理与监控模块之间通信

管理与应用程序实例的监控模块之间的数据交换采用内存文件映射这种进程间的通信方式。管理的文件映射和文件映射视图的创建代码如下：

HANDLEh_filemap;//内存文件映射句柄

HANDLEh_LocalMapView;//内存文件映射视图句柄

//创建内存文件映射对象，有读写权限，对象名为ProxyFileMap

h_filemap=CreateFileMapping（（HANDLE）0xFFFFFFFF,NULL,PAGE_READWRITE,0,VIEWSIZE,"ProxyFileMap"）;

if（h_filemap==NULL）

{AfxMessageBox（"CreateLocalFileMapError!"）;

returnfalse;}//创建内存文件映射视图

if（（h_LocalMapView=MapViewOfFile（h_filemap,FILE_MAP_ALL_ACCESS,0,0,0））==NULL）

{AfxMessageBox（"CreateLocalMapViewError!"）;

returnfalse;}

管理启动后，在其内存文件映射视图中写入自己的窗口句柄，供各个应用程序实例读取。监控模块初始化时，从管理的内存文件映射视图中得到管理的窗口句柄，向管理的内存文件映射视图中写入自己的内存文件映射对象名，并发送请求注册消息给管理。管理收到消息后，从自己的内存文件映射视图中读出应用程序实例的内存映射文件对象名，创建应用程序实例内存文件映射视图[9]。和监控模块的通信通过读写内存文件映射视图和互相发送消息实现。

4．2．2同步机制

管理和监控模块通过对内存映射文件进行读操作和写操作来完成数据交换。由于存在多个独立的应用程序实例进程，它们可能同时对管理进行写操作。可能存在这样的情况：当一个应用程序的实例向管理的内存文件中写入数据，并通知管理读取时，另外一个应用程序的实例也在做同样的写操作，它写入的数据将前一次写入的数据覆盖了。当管理响应消息从内存文件中读入时，得到的是第二个应用程序实例的数据，第一个应用程序实例写入的数据已丢失了。在应用程序实例的内存文件上也存在类似的情况：当一个应用程序实例连续向内存文件中写入时，管理可能还来不及对第一次写入的数据进行读取，第二次的写入已经将第一次写入的内容覆盖了。在对内存文件的读写过程中引入同步机制是必要的。程序中采用的同步机制是信号灯机制[9]。

在管理上为内存文件创建信号灯：

/*创建信号灯，信号灯名为ProxyMapViewSemaphore，初始计数为1，最大计数也是1，h_SemAccessMapView为该信号灯的句柄*/

h_SemAccessMapView=CreateSemaphore（NULL,1,1,"ProxyMapViewSemaphore"）;

在监控模块中，打开这个信号灯：

/*打开名为ProxyMapViewSemaphore的信号灯，h_SemAccessMapView为信号灯句柄*/

h_SemAccessMapView=OpenSemaphore（SEMAPHORE_ALL_ACCESS,false,"ProxyMapViewSemaphore"）;

监控模块每次对管理内存文件写操作前，均要等待信号灯的信号：

/*等待信号灯h_SemAccessMapView的信号，知道信号灯为有信号时才返回*/

::WaitForSingleObject（h_SemAccessMapView,INFINITE）;

//对管理内存文件映射的写操作管理在每次对内存文件进行读操作后，都要增加信号灯的计数：

//对内存文件的读操作

//增加信号灯h_SemAccessMapView的计数，每次增加1

ReleaseSemaphore（h_SemAccessMapView,1,NULL）;

5结束语

在对SNMP中MIB信息和协议数据单元扩充的基础上，设计并实现了面向应用软件的网络监控系统。该系统提供了对应用程序类中成员变量和成员函数的监控功能。

参考文献：

［1］唐亚哲,张鹏,李增智,等.DIINMS分布智能网络管理系统的设计与实现[J].小型微型计算机系统,2002,23(8):926－929.

[2]田力威,尹朝万.基于CORBA的智能网络管理系统的结构及实现[J].小型微型计算机系统,2002,23(7):810－813.[3]HUNTER,PHILIP.Integratedsecurityandnetworkmanagementremainelusive[J].NetworkSecurity,2004,10(6):15－16.

[4]BHUTANI,KIRANR,KHAN,etal.Optimaldistributionofahierarchyofnetworkmanagementagents[J].InformationSciences,2003,149(4):235－248.

[5]费洪晓,康松林,施荣华.基于SNMP的网络应用软件监控系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,2004,40(15):122－125.

[6]康松林,费洪晓,施荣华.网络应用软件监控系统监控模块的设计与实现[J].中南大学学报：自然科学版,2004,35(6):993－997.

篇2

2医院管理年活动中，护理工作存在的问题

2.1临床一线护理人员缺乏：在开展医院管理年活动中，就护理工作而言，工作量不断增大，人员不足,重医轻护是各医疗机构普遍存在的现象。随着医疗体制改革和医院规模的发展，在县级医院护理人员在不断地向医院的一些岗位分流，如电脑记账、病案管理、防保、新农村合作医疗账目核算管理等，造成临床一线护理人员严重缺编。

2.2护理工员整体素质偏低：随着现代医疗服务市场的快速发展，医院规范扩大，使临床一线护理人员紧缺，为了医院工作的正常运动，大量地聘用护校毕业的护士以缓解护理人员的不足。由于教育和卫生体制的改革，医院用人机制受限，护理人员储蓄长期不足，人员结构出现了青黄不接的现象，护理人员结构没有形成梯队，加之护理学校招生“门坎”低而数量盲目增长，使护理教学和临床实践不相匹配。诸多因素的影响，造成了护理人员综合素质不高的现实。

2.3护理管理人员管理水平有限：

在临床护理工作中，科护士长要受院长、护理部、科主任的多重领导，部分护士长对职责认知缺失，工作繁忙，杂事较多，与科主任的沟通受限，有时不能很好地履行护士长的职责，使自己的管理水平受限。

3医院管理年活动中护理管理的思考

3.1建立有效的质量控制管理体系，督促各项制度的落实：护理质量控制与管理是护理管理工作永恒的主题。护理质量的改善与提高是医院评审、社会评价护理工作的主要指标。建立有效的质量控制管理体系不仅能提升护士的工作能力和综合素质，同时促使了医院对工作人员的规范管理，使人力资源得到合理的运用和管理。

篇3

我们十多年来的课堂教学经验可以总结成三句话：追根寻源真一点，实验研究多一点，能力要求高一点，简称“三点”教学法，因此我们称自己的教材为“三点”法教材．

我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的．因为我们面对的是全班学生，不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导，我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力，为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础．

一、追根寻源真一点

一个学生学习物理，首先接触到的就是物理定律．因此，怎样搞好物理定律教学，必然是每个物理教师首先要考虑的问题．

在进行某一物理定律教学时，我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容，这就是所谓的“溯源”教学．任何一个重要物理定律的建立，都有一个艰辛而漫长的过程．探索定律的工作只所以能成功，这个定律最后只所以能够确立起来，其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式，这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西，是人类一笔宝贵的知识财富，也是我们物理教学的宝贵财富．

在讲授牛顿万有引力定律时，我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起，然后是开普勒在拥有这些数据的基础上，通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律（开普勒三定律），最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释，终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律．在学习牛顿万有引力定律的过程中，我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法．

在学习库仑定律的过程中，我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念，使他们明白：1．库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验，而未做两个异种电荷互相吸引的实验，因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的．库仑是用电摆来完成后一实验的；2．无论是扭秤还是电摆，精确度都是很有限的，根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比，更不是和距离的1．98次方或2．02次方成反比．当年的库仑（实际上还有更早的卡文迪许），以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高，直至今天的2±3×10－16，终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一．结合库仑定律的建立过程，我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法．

在学习欧姆定律的过程中，学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可．可是我告诉他们，在欧姆那个年代，非但没有电流表、电压表等仪器，连电压、电流和电阻的定义和单位都没有，欧姆所面临的困难之大是可想而知的．他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢？学生顿时产生了浓厚的兴趣．在学习欧姆定律诞生过程的同时，我们还结合欧姆的实践，介绍了用图线探究新规律的方法．

此外，我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法，结合气体定律介绍了“分析法”，结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”．使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法．有的同学深有体会地说：物理定律是宝贵的，但研究物理定律的科学方法更宝贵．谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘．

在物理定律的教学中，我们在课堂上经常采用设问的方法，不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的，而是不断地提出问题让学生去思考，摆出困难让学生去克服，提出任务让学生去完成，制定目标让学生去实现．这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力．

我们要求学生在课外进行大量自学．早在公元前4世纪，古希腊苏格拉底明确强调过：“好的、正确的教学不是传递，而是对学生的自学辅导”．我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究．我教的优秀学生，学得的物理知识，最多只有一半是在课堂上听我讲的，其它一概由他们自学．到一定阶段，我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课．每次课分两部分，前半部分由主讲同学讲，后半部分由全体同学提问、讨论．像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座，杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外．

我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后．获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后，有机会还回来给小同学谈自己的体会．例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月，来学校给95、96届学生讲了10次课．他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题，使听课的学生大受裨益．1996年暑假，谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课．他们既讲物理知识，又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹，使小同学们大开眼界．

这样的训练方法也得到了权威人士的肯定．1992年10月，在上海召开的全国物理特级教师会议上，原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说：“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况，我认为这个经验倒很值得推广．他们说他们的老师不是采取灌输的办法，而是启发引导，要求他们给同学讲课，这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助．我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一．”

那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢？从心理学角度来看，自学与听课可能有以下两点不同：

（1）人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程．一个学生在自学某一个新的物理内容时，少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作，这里面充满了分析、综合、比较等过程．因此相对听课而言，自学对学生的思维活动提出了更高的要求，从而使他们得到更大的锻炼．

（2）人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种．事先没有预定的目标，也不需要作意志努力的注意叫做无意注意；有预定的目标，在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意．一个学生在自学的时候，他的目的一定是十分明确的，而且需要一定的意志努力（否则难以坚持），因此学生在自学时，可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态，这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的．有的学生在自学中往往会十分投入，进入一种旁若无人的境地，而相对来说，这种情况在听课时就比较少．一个学生坚持自学一段时间之后，便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意，即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上．有意后注意是一种高级类型的注意，它既有明确的目的，又不需要用意志努力来维持，是人类从事创造性活动的必需条件．学生一旦进入这种状态，他们的物理学习效率就会大大提高，学习成绩就会有明显进步．

二、实验研究多一点

物理学是一门实验科学，物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验．因此，在高中物理教学中加强学生实验方面的训练，无疑是提高物理教学质量的一条必由之路．

目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验，不难发现，这些实验存在着某些不足，主要表现在下面几个方面：

第一，教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的，目的是帮助学生加深对所学内容的理解，因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法．

第二，课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚，学生只需按部就班地完成实验操作即可．这样的实验只能增加学生的感性认识，锻炼学生的动手操作能力，而对学生创造性思维的训练是不够的，也无法培养学生解决问题的能力．

第三，目前课本中的实验大多是验证性实验，学生只要学懂了书上的定律，一般都能轻而易举地完成实验．这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则，对培养学生的能力是不利的．

针对以上不足，我们对实验教学内容和教学方法进行了改革，使实验教学为发展学生的智力，提高学生的素质服务．在实验内容的改革方面，我们主要采取了以下三条措施：

（1）增加实验数量．

不论是在课堂演示实验，还是在学生实验或小实验方面，平均增加了60％的实验．其中有一部分新实验，学校没有现成的仪器，安排学生自己制作，对学生有较高的要求．

（2）重视实验误差讨论．

物理实验离不开测量，测量是实验科学最本质的东西．从某种意义上讲，结果准确的实验就是成功的实验，反之就是不成功的实验．因此在培养优秀学生的过程中，应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识．在设计实验方案时，要求学生们尽量消除实验的系统误差；在选择实验器材时要考虑它的精确程度；在处理实验数据时，要采用尽量科学的方法．

（3）加强重要实验方法教学．

在实验领域中有一些重要的方法，比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等，这些方法不是在个别实验中，而是在许多实验中都有应用，因此具有一定的普遍意义，这些方法一定要让学生很好地掌握．在必要时，我们甚至根据实验方法来安排实验内容，集中安排几个某种方法体现比较典型的实验，这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法．

在实验教学方法改革方面，我们做了以下尝试：

（1）在课堂上创设一些实验问题让学生研究．

在高中阶段，每周至少有4节物理课，充分利用物理课中碰到的各种各样问题，可设计一些供学生讨论的实验题目，并引导他们一步一步地探索、解决．

我在讲功率一节时，设计了这样一个实验题目：要求测定一个人骑自行车的功率．在自行车由静止启动的过程中，人做的功除了增加人和车的动能之外，还要克服空气阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？学生根据自己骑自行车的经验，认为空气阻力是很明显的，不能忽略，而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小，可以忽略．接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功？学生都有这样的体会：顶风骑车时，骑得越快风的阻力越大，因此可以设风的阻力和车的速度成正比．车的速度怎样测？风的阻力和车速成正比的比例因数是多少？问题一个接着一个地出现，被大家一个又一个地解决，终于找到了一个大家都比较满意的实验方案．接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验，最后再回到教室里，师生一起处理实验数据，作出图象，得出实验结果．在整个实验过程中，除了实验题目是由老师提出的外，实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的，因此他们都觉得很有意思，收获很大．

（2）对课本中一些重要实验进行深入研究．

物理课本中有大量现成的实验，有时可以对这些实验进行一些讨论和改进．

在做直流电路的实验时，我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究．用简单的伏安法电路，不论是采用电流表内接还是电流表外接，都有系统误差．结合这个问题，我给学生介绍了补偿的思想，然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路．补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差，但这个矛盾解决了，电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾．怎么办？经过进一步研究改进，大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表，再辅以灵敏度很高的电流表，便可以明显提高实验结果的准确度，这就是常用的惠斯通电桥．接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻，比较测量结果，可以证实先前的想法．在历史上，从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的，而在我们这堂实验课中，学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程．这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的．

（1）和（2）实际上都是不断地给学生提出新的目标，诱导他们提高实验水平，我们有时称之为“目的诱导法”．

（3）给特优学生安排一些特殊实验．

我校有一批进口物理仪器，性能比较好，涉及的实验内容面也比较广．这批仪器的说明书是英文或日文的，我指定一名学生准备某一个实验，要求他先翻译好说明书，准备好器材，然后带领其他同学做实验．这个主讲的学生还要准备好一些讨论题，在实验后供同学们讨论．学生对这样的实验非常感兴趣．此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系，但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处．

三、能力要求高一点

物理习题教学是物理教学的重要组成部分．不论是教师还是学生，都在解习题上花费了大量的时间，因此，习题教学的改革是一个很重要的问题．

就本质来说，物理习题是人们编制的一些假想物理场景．毫无疑问，物理学家是不会去做物理习题的，而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律．同样，发明家也是不会去做物理习题的，他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题，那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题？目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力．所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行．

我们常用以下两种方法来进行习题教学：

（1）按照解题方法组织习题教学

篇4

本电站的设计方为贵州省水利水电勘测设计研究院设计，我局承担了水电站引水道工程建设任务。该工程的引水隧洞长323.968米，断面为圆形，其净尺寸为直径5米，开挖直径为6米。压力钢管长169.047米，其末端分岔为两个支管。其中的主管直径为4.5米，长157.757米，重286.4t；支管直径2.5米，长21.615米，重21.46t；加劲环120个，重85.23t；岔管1个，重25.16t。总安装吨位418t。压力钢管的材质为16MnR，主管管壁厚度为16-20mm；支管管壁厚度为18mm；岔管的壁厚为24mm。本工程项目计划于2005年2月20日开工，于2005年6月20日全部完工。

二、主要实物工程量

项目名称单位工程量备注

压力钢管的制造和安装

主管δ=16-20mmt286.4016MnR

岔管δ=24mmt25.1616MnR

支管δ=18mmt21.4616MnR

加劲环t85.2316MnR

三、主要技术规程、规范及标准

1、《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-93；

2、务川沙坝水电站工程《压力钢管制造和安装技术要求》；编号：洪沙-S-水工-B-05

3、《水利水电工程施工手册》〈金属结构制作与机电安装工程〉第4卷

4、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB985-88

5、《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB986-88

6、《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》GB3323-87；

7、《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-95；

8、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88；

9、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；

四、主要施工技术措施

根据工程实际情况需要，压力钢管主要施工过程分解为

1、材料进货物资检验

所有构成实物工程的钢材、焊条、焊剂、焊丝以及油漆等送到现场后，项目部立即组织相关技术负责人，材料员对来料依据设计图纸，设计更改，材料计划等进行验收，主要检查材料的规格及型号是否与材料质量证明书相符，几何尺寸是否超标。本工程所用的16MnR,必须满足《压力容器用钢》GB6654-1996的规定。对可疑钢板采用超声波检查或采用样送检，检查合格后方能使用。

2、钢管制作

钢管的制作采用以下的工艺流程

2.1样本制作

为方便检查，保证钢管及各种管道零部的制作安装精度，采用δ=0.5mm镀锌钢板制作样板。根据设计要求，钢管内径弧度检查、支撑环、加劲环等都须制作样板，样板的弧长必须符合规范要求（根据管径不同，样板的弧长在1.5～2m）。样板制作完毕后，必须经过专业施工员检查，同时作上标记，以防止在使用过程中混用。弯头、锥管及叉管采用地规、钢直尺等直接在拼接好的钢板上放样，由专业施工员，质量员或技术负责人检查无误后，方可下料。

2.2钢板拼接及下料

根据设计要求，结合现场实际情况，制作钢管的钢板全部采用定尺钢板，长、宽边均留有少许余量；为保证将钢管周长误差控制在最小范围内，采用将两张定尺板拼接好后下料的方法；拼接采用二氧化碳保护焊工艺焊接，拼接前应检查边长是否为直线、宽边与长边是否垂直，同时，用氧气-乙炔焰割刀对钢板进行修整，保证钢板宽度与设计相符，切割和刨边面的熔渣、毛刺和缺口，应用砂轮磨去，所有板材加工后的边缘不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷；焊前将焊口两侧10～20厘米范围的铁锈、熔渣、油垢、水渍等清除干净，检查合格后方可施焊；当单侧焊完后，将钢板用龙门吊缓慢翻面，用电弧刨清根、打磨干净后再继续施焊。

拼接好的钢板根据板厚的不同，确定展开尺寸，同时在钢板上画出展开图，认真检查平行线和对角线，检查无误后方可下料；下料采用氧气-乙炔焰割刀切割。

叉管、弯管、渐缩管等管件与钢管的下料方法相同。

异径叉管的管壳，实际上是由锥管割去开口部分而成；首先用电脑绘制出叉管管壳的平面展开图，找到各点在X轴和Y轴上的坐标后，将得到各基准点的弦长；在实际放样时，将两张钢板对接，长度大于最大口的弦长，宽度为小口展开弦高加钢管的实际高度，同时，在钢板上画出各坐标点，圆滑连接各坐标点，认真检查支管与主管连接处的弧长是否相同，核对无误后方可下料。

下料后，焊缝处的坡口用氧气-乙炔焰切割，然后用角向砂轮机打磨成型。叉管、弯管、渐缩管等管件与钢管的下料方法相同。板材放样及下料时应考虑板材的切割余量和焊接收缩余量，一般情况下留3-4mm。

3、钢管卷制

3.1钢管卷制时利用加工场已安装好的壹台龙门吊配合卷制。

首先，利用10T龙门吊将钢板缓慢送入卷板机，调整好小车与卷板机的位置，在卷制过程中，大车与卷筒保持同一速度，用准备好的样板对钢管的弧度进行监控，随时调整卷板机上下轴的间距；当钢板卷至一定长度时，用龙门吊将卷制好的部分吊住，使钢板自重不致将卷制中的钢板压变形。卷制成形后，用夹具将接口对平，点焊牢固，同时，用与管道内径等长的临时支撑在管口两边加以固定，使其不致在吊装过程中发生变形。

3.2叉管、弯管制作

叉管制作时，将卷板机的上滚筒调到一定倾斜角度，按照大、小边弧度的等分线卷制，在卷制的同时，用两块不同半径的样板，在管口平面位置检查，当一段钢板已卷制成型时，继续转动钢板到下一等分线继续卷制；当叉管卷制成型后，局部地方的弧度可能会出现偏大或偏小的现象，需采用火焰对叉管进行校弧，校弧完毕后，采用临设支撑加固两端管口。当叉管各段均加工完毕后，应在加工现场进行预组装，经检查合格后再分段运至现场安装。弯管、渐缩管的制作方法与叉管的制作方法相同。

3.3钢管卷制成型后，为防止自然变形，直接采用龙门吊吊至焊接平台上施焊。

4、钢管焊接

4.1压力管道工程的管道材质为16MnR,管道壁厚为。

主管16～20mm，岔管24mm，支管18mm；根据设计文件及施工现场的具体情况，焊接采用手工电弧焊，二氧化碳保护焊和埋弧焊相结合的焊接方式，一般情况下，钢板接料和管道的纵缝焊接采用埋弧焊，二氧化碳保护焊和手工电弧焊，管道环缝及加劲环采用二氧化碳保护焊和手工电弧焊，其余部分采用二氧化碳保护焊或手工电弧焊焊接。

4.2坡口加工预制

（1）管道坡口加工时，由于壁厚均小于25mm，故均采用V型坡口（25°～30°）。

（2）管道坡口采用氧气-乙炔半自动割刀加工，半自动割刀无法加工的特殊部位可采用手工切割加工。

（3）坡口加工后必须除去坡口表面的氧化皮、溶渣及影响接头质量的表面后，并应将凹凸不平处打磨平整。

4.3焊接工艺

（1）工程管道焊缝按其重要性分为三类。其中：

一类焊缝：

A、岔管的所有焊缝。

B、主管管壁纵缝。

C、主厂房内明管环缝。

D、凑合节合拢环缝。

E、闷头与管壁的连接焊缝。

此类焊缝若用超声波探伤抽查率为50%，射线探伤复查率为5%，质量要求为B1级合格。

二类焊缝：

A、钢管管壁环缝；

B、止水环、加劲环的对接焊缝及其与管壁之间的组合焊缝。

此类焊缝若用超声波探伤抽查率为50%，质量要求为B2级合格。

三类焊缝：

受力很小，且修复时不致停止发电或供水的附属构件焊缝。

（1）焊缝组对前应将坡口及其内侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。

（2）管子或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm；

（3）焊条使用前应按规定进行烘干，并应在使用过程中保持干燥。焊丝使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。

压力管道焊接各类焊缝所选用的焊条、焊丝、焊剂可参照下表选用。

钢种牌号手工焊二氧化碳气体保护焊

焊条牌号符合国标型号相当于AWS型号焊丝牌号焊剂

牌号符合国标型号相当于AWS型号

低合金钢16MnRJ506J507J507HE5016E5015E5015E7016E7015E7015H08MnSiH10MnSiH08Mn2SiA

（5）焊接材料应按下列要求进行烘焙和保管：

焊条、焊剂应放置于通风、干燥和室温不低于5℃的专设库房内，设专人保管，烘焙和发放，并应及时作好实测温度和焊条发放记录。烘焙温度和时间应严格按厂家说明书的规定进行。烘焙后的焊条应保存在100-150℃的恒温箱内，药皮应无脱落和明显的裂纹。现场使用的焊条应装入保温筒，焊条在保温筒内的时间不宜超过4h，超过后，应重新烘焙，重复烘焙次数不宜超过2次。

焊丝使用前应清除铁锈和油污。

（6）遇有穿堂风或风速超过8m/s的大风和雨天、雪天以及环境温度在-5℃以下、相对湿度在90%以上时，焊接处应有可靠的防护措施，保证焊接处有所需的足够温度，焊工技能不受影响，方可施焊。

（7）施焊前，应将坡口及其两侧50-100mm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水迹等清除干净。

（8）焊缝（包括定位焊）焊接时，应在坡口上引弧、熄弧，严禁在母材上引弧，熄弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。

（9）定位焊焊接应符合下列规定：

一、二类焊缝的定位焊焊接工艺和对焊工要求与主缝（即一、二类焊缝，下同）相同；

对需要预热焊接的钢板，焊定位焊时应以焊接处为中心，至少应在150mm范围内进行预热，预热温度较主缝预热温度高出20-30℃；定位焊位置应距焊缝端部30mm以上，其长度应在50mm以上，间距为100-400mm，厚度不宜超过正式焊缝高度的二分之一，最厚不宜超过8mm；施焊前应检查定位焊质量，如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷均应清除。

（10）工卡具等构件焊接时，严禁在母材上引弧和熄弧。

（11）双面焊接时，单侧焊接后应用碳弧气刨或角向砂轮机进行背面清根，将焊在清根侧的定位焊缝金属清除。采用碳弧气刨清根时，清根后应用砂轮修整刨槽。

（12）焊缝组装局部间隙超过5mm，但长度不大于该焊缝长的15%时，允许在坡口两侧或一侧作堆焊处理，但应符合下列规定：

a、严禁在间隙内填入金属材料；

b、堆焊后应用砂轮修整；

c、根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位的焊缝应酌情进行无损探伤检查。

（13）纵缝埋弧焊在焊缝两端设置引弧板和熄弧板，引弧板和熄灭弧板不得用锤击落，应用氧-乙火焰或碳弧气刨切除，并用砂轮修磨成原坡口型式。

（14）焊接完毕，焊工应进行自检。一、二类焊缝自检合格后，应在焊缝附近用钢印打上代号，作好记录。

5、钢管的校正和加固

5.1加劲环焊接

钢管校正加固后就地进行加劲环组装焊接，加劲环在组装前，先在钢管壁上划出组焊的位置，焊好托板，将加劲环放在托板上，加劲环要垂直、紧贴管壁，局部间隙不得大于3mm，在拼接加劲环时，其接头间隙应小于4mm，组对时，应错开拼接时的焊缝。加劲环焊缝采用平角焊，一面焊完后管道进行180度翻身，并进行气刨、清根、打磨后继续施焊。

5.2因钢管在制作、焊接、吊装、运输、安装过程中可能会出现局部变形，必须重新对钢管的弧度进行校正，校正主要采用千斤顶调整钢管的圆度，局部地方可采用火焰校正。

5.3为确保钢管在运输及安装过程中不会发生大的变型，校正后的管段需重新进行加固处理，加固采用临时支撑点焊在管口内壁上，支撑点的多少根据现场实际情况进行调整，以满足强度需要为原则，尽量减少在管道内壁的焊接量。

5.4钢管探伤所有在加工完成的焊缝，必须经过检验合格后，才能进入安装工序，具体见管道焊接工艺施工技术。

5.5管道油漆防腐管道油漆防腐必须在焊接检验合格后进行。

5.6表面预处理钢材表面涂装前，必须进行表面预处理。在预处理前，钢材表面的焊渣、毛刺、油脂等污物应清除干净。

表面预处理质量，应符合施工图纸的规定。钢管内壁采用喷涂材料、除锈等级应达到GB8923-88规定的Sa21/2级。埋管外壁采用喷涂水泥浆时，应达到Sa1级。表面预处理应使用洁净、干燥、有棱角的石英砂喷射处理钢板表面。喷射用的压缩空气应经过过滤，除去油水。当钢材表面温度低于露点以上3℃、相对湿度高于85%时，不得进行表面预处理。

喷刷后的表面不应再与人手等物体接触，防止再度污染。施喷涂料前，应使用钢刷清除残留砂粒等杂物。作业人员应带纤维手套。若不慎用手触及已清理好的表面，应立即用溶剂清洗钢管表面。

5.7涂装施工

施涂前，专业技术人员应根据施工图纸要求和涂料生产厂的规定进行工艺试验。试验过程中应有生产制造厂的人员负责指导，试验结果应报送监理人员。组焊后的管节、岔管及附件（除安装焊缝外），现场安装焊缝及表面涂装损坏部位应在现场进行涂装。

清理后的钢材表面在潮湿气候条件下，涂料应在4h内涂装完成，金属喷涂应在2h内完成；在晴天和正常大气条件下，涂料涂装时间最长不超过12h，金属喷涂时间不超过8h。涂装材料的使用应按施工图纸及制造厂的说明书进行。涂装材料品种以及层数、厚度、间隔时间、调配方法等均应严格执行。当空气中相对湿度超过85%、钢板表面温度低于大气露点以上3℃，以及产品说明书规定的不利环境，均不得进行涂装。本工程的钢管内壁应涂刷超厚浆型环氧沥青漆,漆膜厚度:底漆250μm，面漆250μm。安装环缝两侧各100mm范围内，在表面预处理后，应预留不刷漆，其它采用小型高压喷涂机械施喷涂料。埋管外壁应均匀涂刷一层水泥浆，涂后注意养护。施涂过程中，要特别注意防火、通风、保护工人健康。施涂后的钢管应小心存放，保护涂层免受损伤，并防止高温、灼热及不利气候条件的有害影响。各喷涂层间的喷枪走向应相互垂直，交叉覆盖。上一层涂层表面湿度降到70%后，再进行下一层喷涂。

5.8涂层质量检验

在不适于施涂和养护的环境条件下所作的涂装，监理人员有权指示施工单位清除后重新涂刷。涂层漏涂者应予修补。若检查发现流挂、皱纹、针孔、裂纹、鼓泡等现象时，应进行处理，直至监理人员认为合格为止。涂层内部质量检验应符合施工图纸要求。涂层厚度及结合性能检验按施工图纸要求进行质量检验。涂装结束后，专业技术负责人应会同监理人员对钢管的全部涂装面进行质量检查和验收。钢管涂装的质量检验成果应报送监理人员。

6钢管安装

6、压力管道安装

6.1压力管道安装程序

6.2压力管道安装工艺：

（1）基础复核

为确保管道的平面坐标位置及高程，在管道安装前，应重新复核管道的中心线及临时支墩的标高，核对无误后方可施工，同时作好检测记录。

（2）管道运输及安装顺序

待安装的管段加工好以后，需用5T汽车转运到安装地。桩号引0+320.000位置洞顶中心线上部设置φ30*800的预埋钢筋作为吊点见附图，采用5T手动葫芦将管段下车，放在C24轻轨或［10#上面的运输小车上。管段通过5T卷扬机牵引，托运至安装点。本工程拟将发电机前的第一节支管作为首装节，逆水流方向施工。如果现场情况不允许按上述顺序施工，则按实际情况调整。

（3）安装方法

a.首装节安装

按本工程的施工顺序，拟将发电机前的第一节支管管段作为安装起始节。利用汽车或者其他方式将该管节运至安装位置，根据已复核后的基准台进行中心、高程的调整，经过检查合格后，即可用型钢将钢管临时固定于预埋的锚筋上，经检查固定牢固后，将第二节管段运至安装位置，以第一节钢管为基准调整第二节钢管的中心和高程，同时用千斤顶和拉紧器调整相邻两管口的间隙，管口压缝采用压马和楔子板压缝，压缝一般从上中心向下分两个工作面进行，同时，要注意钢板错边和环缝间隙。

将两节钢管组成大节后，应重新复核中心线偏差和倾斜度，将首装节的上、下游管口的几何中心误差调整至5mm以内（运用中垂线原理，采用水平仪、吊线球、钢卷尺，便可将临时活动支腿焊死，用型钢将钢管固定于预埋的锚筋上。

为防止加固焊接时，因焊接收缩造成钢管位移，加固型钢有一端焊缝，应为搭接焊，且应在最后焊接。加固完，再复测中心线、高程、里程和倾斜，作好记录。首装节安装好后，为保证管道不发生位移，可先浇筑二期混凝土，浇注前应对该段的焊接进行检测，合格后方可浇筑。

b.弯管、倾斜管的安装

弯管安装要注意各节弯管下中心的吻合和管口倾斜，当下弯管安装时，即将其下中心对准首装节钢管的下中心。如有偏移可在相邻管口上，各焊一块挡板，在挡板间用千斤顶顶转钢管，使其中心一致。弯管的上、下中心和水平段钢管一样，可挂垂球或用经纬仪测定；弯管安装2至3节后，必须检查调整，以免误差积累，造成以后处理困难。斜管安装方法和弯管相同。

c.叉管的安装

叉管采用在加工场组装检查合格后，再分段用汽车运至施工点安装的方法；安装过程与直管段基本相同，先将叉管分成两部分运到安装地点组合好，之后再与两支管同时进行对接。当叉管全部组装完毕后，必须对两个支管的中心、高程、里程和倾斜进行复核，无误后将临时支撑焊牢，方可进行施焊工作。

（4）内支撑切除及管内补漆

管道内支撑的切除应在二期混凝土浇注后进行，拆除钢管上的卡具、吊耳、内支撑和其他临时构件时，严禁使用锤击法，应用碳弧刨或氧气—乙炔焰在其离管壁3mm以上处切除，严禁损伤母材。切除后，钢管内壁上残留的痕迹和焊疤，再用砂轮机磨平，并认真检查有无微裂纹。检查合格后采用手工涂刷对切除部位进行补漆。

（5）竣工验收

压力管道工程全部完工后，由施工单位提交钢管工程验收申请报告，并提交完整的完工验收资料。经监理报送发包人批准后，进行钢管工程的完工验收。

验收时应提交的资料如下：

a.钢管竣工图；

b.各项材料和连接件的出厂质量证明书、使用说明书或试验报告；

c.钢管制造、焊接、安装的质量检查报告；

d.钢管一、二类焊缝焊接工作档案卡（包括焊工名册和代号）；

e.重大缺陷处理报告；