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現代科學技術的利與弊范文第1篇

Abstract： Plant drawing as a classical approaches to the study of the practice of pharmaceutical botany， it is important to plant structure and character. But at the same time， it is difficult to the beginner. Photography as a convenient means of image recording， represents the characteristics of modern technology， but its intrinsic characteristics determines that it can not be the main method of orthodox botanical research. This paper tries to analyzes its characteristics and functions in pharmaceutical botany practice teaching and the feasibility of complementary use.

關鍵詞： 藥用植物學；植物繪圖；攝影技術；實踐教學

Key words： pharmaceutical botany；plant drawing；photography；practice teaching

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）25-0249-02

1 傳統實踐方法的利與弊

中國古代各中藥和醫學著作中的植物插圖是中國植物繪圖的雛形，它們來自不同繪畫人士之手，而這些人有些是專業的研究者有些則只是出于影像記錄目的的普通人。它們的繪畫工具皆是毛筆，手法以白描為核心。由于不同作者間對其所描繪植物的認知和繪畫手法的不同，最終產生的植物繪圖差別也很大，在諸多本草著作中也就出現了很多風格各異的插圖。這些插圖伴隨著中國數千年歷史的本草學著作，總結了中國古代各本草學家所積累的豐富經驗。而到了近代時期（引進西方植物學時期），中國近代植物分類學研究和植物科學繪畫的歷史均較短，隨著西方植物學知識的傳入，在19世紀初才開始起步。西方植物學知識的傳入，對中國的植物學研究和植物科學繪畫的形成和發展影響較大。

藥用植物學和植物學有著近乎相同的研究方法開端，那就是——觀察，對不同植物和植物不同時期整體和根莖葉花果等不同部分的觀察。而對觀察結果最好的記錄方法在當時就是植物繪圖！

作為一門最古老的技能，雖然現在已經逐漸邊緣了，但植物繪圖即使是在如今發達的現代科技條件下也有其不可被回避的優點，比如：①植物繪圖可以精確的表達出植物本身各個部分的精細結構，而比如花的復雜細節構造是很難通過照片去表達的；②植物很難在一個時段呈現開花和結果以及其它一些結構特征，而繪畫可以把這些結合起來描述在一起；③照片因為拍攝角度和光照的問題，無法準確表達植物各部分之間的空間位置和實際質感，而繪畫則可以通過陰影等透視技法表現這些重要的細節甚至可以把植物的各部分解剖結構也描繪出來；④最后一點，也是最為重要的一點是，植物繪畫本身就是一種深刻觀察并通過自己的筆觸去理解和認識的過程，對于藥用植物學了解植物本身構造和特異性的目的來說，這是其他所有方法都無法替代的，這比起生物理化指標去鑒定更具有實踐意義。

實際的實踐教學中，植物繪圖會在顯微鏡，放大鏡和目視觀察的條件下進行，但其基本規則和手法是相同的，作為剛剛接觸的初學者來說，植物繪圖還是和普通的繪畫有本質上的不同，需要在一開始將植物繪圖的基本要求和規則清楚說明：

常用繪圖方法有徒手繪圖法和顯微描繪法兩種，若按繪圖工具則常分鉛筆繪圖法和墨線繪圖法兩種。繪制顯微組織簡圖，要用通用的代表符號來表示，要求比例正確，形態逼真，結構清楚，還要求富有立體感，不能隨意夸張和任意涂影。要正確繪出實物的立體結構圖，必須有一定的透視知識，如前大、后小，近明、遠暗，透視方向一致等基礎知識。

①繪圖的一般原則：1）一切結構均用線條來表示。線條要求粗細均勻，圓滑，明暗一致。2）所有結構線條不能用尺或其他圓規或曲線板等工具代畫，必須徒手作圖，以表示生物的自然形態。3）顯示立體結構可用透視線條來表示。對球形、圓柱體或圓錐體的立體結構可以用圓點襯托明暗光線的方式，而不可用任何涂影來表示。點要小而圓，由密到稀逐步過渡。4）各部位應先畫出引線再注文字。引線用直尺畫實線來表示，要求細直、均勻、不交叉，以免誤指。圖內的結構名稱，可直接用文字寫明，也可用數碼代注，再在圖下集中注明。注字書寫要求清楚、端正。圖下需注明標本的名稱、部位和放大倍數。

②徒手繪圖法的步驟：1）選擇最典型的標本或結構。2）仔細觀察各部位的形狀和結構及其間的比例關系和較明顯的立體結構。3）用較淡的鉛筆（2H或4H），按照實物或顯微圖像的比例關系和立體投影畫出輪廓草圖，經反復對照修改后，再用較濃的鉛筆（HB或2H）繪出修改圖。4）畫引線，注字。

在明確了以上的要求和要領了之后，剩下的就是在不斷的實踐中去積累經驗和提高技能，同時植物繪圖的過程中也是對植物性狀和結構深入觀察和了解，對于藥用植物學理論的學習也是極有裨益的。

那么作為古典的植物學研究方法，植物繪圖除了如上所描述的優點之外，是否毫無缺點呢？

學習植物繪圖的初衷是了解和認識并最終記住植物，但由于經歷了從實物到大腦識別并抽取特征描繪到紙上這個過程，其中經歷了兩次視覺信息的轉換，必然會導致信息的遺漏和改變，最終的結果就是和初衷背道而馳的繪圖脫離了植物本身，這可以說是植物繪圖這種古典實踐教學方法的最大缺陷了！

2 現代技術的便利與片面

幾乎絕大多數學生都更樂于接受和喜歡通過用圖片來展示植物，這其實很容易理解，畢竟照片的視角更接近人眼觀察實物所得，這種不經圖像和思維轉換的獲得信息方式肯定更容易得到接納！但與此同時，在詢問學生是否能通過照片去理解植物的結構特征和精細性狀的時候，圖片就顯得乏力和片面。雖然便于理解和遠遠超越繪圖的便利性，但攝影技術不適合精確研究的特性在攝影技術發明以來依舊沒有本質上的改變。

3 互補使用藥用植物學研究技術的可行性

植物繪圖具有精確詳實描述植物細節結構和精細性狀的特征，但缺點則是初學者很難通過觀察植物繪圖迅速和實物聯系起來；

攝影圖片則是能夠讓初學者迅速記錄并通過簡單查看就能聯系實物形象的便利手段，同時缺點則是無論何種詳實和高明的拍攝手法，都會因為光影記錄本身的特征無法體現植物的細節結構和精細性狀。

由此似乎可以得出一個簡單的結論——兩種研究方法本身的特質決定它們可以互補優缺點。筆者也以這個結論為出發點，在實踐中要求學生一方面始終貫徹對每一個研究植物對象都進行繪圖來深入了解其細節構造和精密性狀，同時在輔以大量照片補充植物的視覺信息和要求學生自己對植物標本做攝影記錄描述研究結構特征，并讓學生在實驗報告和研究記錄中用兩種方法交叉說明。

經過一些時間的積累，教學結果和學生的反饋佐證了研究植物的古典方法和現代技術互補使用的可行性和教學價值！

參考文獻：

[1]孫英寶等.中國植物科學畫小史[J].植物分類學報，2008，46（5）.

現代科學技術的利與弊范文第2篇

一、去除花哨，設立貼近學生生活的教學目標

接到區研究課的任務，內心還是十分忐忑的，雖然曾經有過類似的經歷，但由于六年級課程臨近尾聲，翻看了目錄發現大部分內容并不是自己所擅長的題材，學生的參與程度有限，害怕課堂的氛圍不出彩清冷。最終反復斟酌選定了《科學技術的喜與憂》這一課，因為自己對于這方面多有了解，可以給學生搭建足夠的延伸平臺，更重要的是科學技術是足夠引起孩子的共鳴的話題，現代的科技飛速進步，這個年齡段的學生是有著深刻的感受的，是貼近他們生活的，并足可激發他們能說、想說、多說。基于此，在初次試上預設本課目標時，我設定了如下幾個目標：1.以3D打印技術為起點引發學生共鳴，感受科學技術對生活（衣、食、住、行等）的影響，體會科學技術發展的重要性。2.舉例智能手機鏈接文本，啟迪思考，初步感受科學技術發展的負面效應。3.深度思考科學技術為人所用，人為造成了喜或憂。

我一直認為，導入部分是一堂課中最重要的環節之一，這幾分鐘的成功與否直接決定了整堂課的走向。在這堂課的預設中，由于3D打印技術是自己最近的興趣點所在，所以在選擇導入時自然地想到了用它，并且自認為學生對此也是應當有所了解的。事實證明這次錯誤的選擇沒有考慮學生的實際學情，人為地拔高了學生討論的難度，這也直接導致了第一次試上的冷場亂場。第一次試上最直觀的感受是預設與現實的脫節，課前我搜集了關于3D打印的大量資料，做課件，找來了3D打印的實物，但是當高端大氣上檔次的3D打印穿起了課堂整條線索，引起了學生足夠的興趣后，卻將學生對科學技術的感受引入了一個歧途――只有像3D打印這樣的才能稱之為科學技術，生活中的點點滴滴，細微之處的科學技術的應用反而忽略不計，完全被帶離了預想中科學技術與生活的對接，課上我也是越來越急躁，甚至漏掉了本該出現的一些環節。

3D打印這一部分的課件花費了我大量的精力與時間，圖片、視頻、資料一個不少，看似一環扣一環緊湊，但在實際使用過程中反而被動地跟著課件走，成為了課堂的一種干擾，不僅僅是這樣，過多的課件給學生，阻礙了學生自我檢索、自我思考的過程，滅失了本可以在學生間、師生間隨意聊聊啟發的機會。所以課件只是完成教學的手段之一，教師要回歸、利用好書本。

二、敢于舍棄，充分考慮學生實際學情，激發童言

鑒于3D打印遠離學生生活實際，不能很好地讓學生自然地將科學技術這一話題延伸到學生生活中去，在第二次的試上中，3D打印技術這一話題必須被換掉。想到之前為了準備這一話題做的種種努力，心中還是有許多遺憾的，用黑白彩色照片嗎？好像也太久遠，用互聯網技術嗎？會不會還是太高端？這些問題在我腦海中縈繞了數日，初夏的南京，街邊的水果攤已經陸陸續續開始擺上了西瓜，看到無籽西瓜我是靈機一動，這不是生活中的科學技術最好的寫照嘛。第二次的試上，總的來說完全按照預設井井有條地鋪開了，我沒有想到的是，學生們卻仍然無從下手的樣子，也許是六年級學生特有的羞怯，課堂相對安靜，發言同學比較少，這樣的學情狀況著實讓人著急，怎么辦？只有繼續調整教學子目標，將討論的難度一降再降。我的思維一直在設想著如果我是孩子，我感興趣的點是什么，我在生活中接觸的是什么……

三、以點帶面，使學生有話可說，回歸童真、感受童趣

正式上課使用的是六一班，這個班的孩子思維比較活躍，肯動腦，課外知識有一定積累，與他們在一起討論，我還是有把握的。課堂上，首先通過創設情境，在活躍課堂氣氛的同時，調動學生原有的生活體驗，利用西瓜從有籽到無籽的變化，開門見山地點出了教學的目標――感受科學技術給我們生活帶來的便利。接著利用學生的生活經驗，讓學生通過觀察生活，從學生的衣食住行中尋找有哪些科技產品，充分發揮學生的自主能動性。課前調查，小組交流學習匯報，學生從生活實例中了解科學技術是一把“雙刃劍”，引導學生初步認識科學技術的利與弊，并對科學技術所帶來的負面影響能持有正確的態度。

在課堂的第二板塊，是學生思想放飛自由討論的時刻，就是讓學生說說在生活中的發現。考慮到前兩次試上的種種弊病，結合我校學生的實際學情，我縮小了話題討論中的點。

說食物，讓學生從方便面開始，因為這種食物是孩子們常見的；袁隆平，在他們的語文課文中出現過，他們應該了解；南京的鴨子，蜚聲國內，這些都與孩子們的生活密切相關，生活就有話題，同時舍去了之前試上中出現的基因過程，各種添加劑的專業名稱等遠離學生生活的東西。說交通，講交通工具，講如何出行，舍去了公共設施等令學生概念模糊不清的部分，利用實物感受牛奶利樂包，引導學生擴展到生活中去，更多地考量科學技術影響生活的幾個重要因素：初步了解生產、消費活動與人們生活的關系，知道科學技術對生產或生活的重要影響。

在這節課上，學生通過自己的發現、討論知道了，科學技術無時無刻不在影響著自己生活的方方面面。如學生說的穿著，前段時間陰雨綿綿，學生自然就會想到防雨的鞋。馬上就是夏天了，有一個女孩回答防曬衣，這很正常呀，女孩子愛美，怕曬黑，曬傷，你看，這就引發了女生們的關注熱點。住的部分，恒溫，路燈的聲控，電梯解決了爬樓梯的問題，買了重東西如何運回家的問題等等，這都是人們生活中需要面對的。通過拓展延伸，學生的視野被老師、被自己、被同學們延伸到更遠的空間。另一方面，學生們最有話可談的是眼前的改變，是我們校園的改變。抗震加固的改造是我本身一直參與的，學生們也有所體驗，這讓學生們更感受到現代科學技術發展迅速，已經涉及到社會的各個領域，影響到生活的方方面面，是現代社會前進的動力。在課程的最后，從身邊日常生活中的手機談起，逐漸擴大學生的視野。在無拘無束的交流、爭辯中，引發學生的憂患意識，思考科學技術的弊端。這樣，比較完整地達成了教學目標。

現代科學技術的利與弊范文第3篇

【關鍵詞】文書檔案；計算機管理；優點；問題；策略

文書檔案計算機管理的實現，是信息時展下的必然趨勢，滿足檔案管理工作的實際需求。為全面提高文書檔案計算機管理水平和管理效率，為社會群體提供更加優質的檔案服務，應當準確把握文書計算機管理的優勢與不足，并采取科學化措施實施文書檔案計算機管理，推進我國檔案事業的穩定持續發展。

一、文書檔案計算機管理的優點

（一）文書檔案計算機管理的快捷性

文書檔案計算機管理具有諸多優勢，其中最明顯的一點就是快捷性，在實際檔案管理工作中，能夠有效彌補傳統文書檔案管理手工操作中的不足，運用計算機軟件完成文書檔案相關資料的收集、儲存、分類以及查閱等操作，文書檔案計算機管理的效率更高。尤其是計算機檢索主題詞的利用，為檔案人員查找文件提供了極大的便利，在實際應用中，檔案人員只需要將相關主題詞進行組配后輸入計算機系統中，能夠很快得出結果，使得檔案管理的有效性明顯提升。文書檔案計算機管理的實現，一定程度上避免了漏寫、漏抄等管理失誤情況的發生幾率，文書檔案管理更具清晰性和準確性，實現了人力物力資源的優化配置和合理利用。

（二）文件和文字信息得到充分交流與共享

文書檔案計算機管理方式下，檔案管理工作效率明顯提升，文件與文字信息實現了有序交流與共享，有效的解決了手工管理方式下信息閑置問題，提高了文書檔案資源的利用率，從而提高檔案管理工作中資金使用的有效性，信息與文件的實際應用價值得到最大程度的發揮。在文書檔案計算機管理方式下，文書檔案管理的方式以及深度也不斷發生變化，由以往的案卷級管理逐漸深入到文件級管理，由傳統模式下的單途經管理逐漸發展為體系化管理，由檔案外部特征管理逐漸發展為內外部特征合并管理，此種情況下，文書檔案管理效率明顯提升。現代社會科學技術不斷進步，網絡技術在檔案管理工作中逐漸得到廣泛應用，檔案信息能夠與其載體實現分離化利用，并能夠與其他信息系統建立共聯，最大程度上提高文書檔案利用的質量，便于信息資源的適時響應和脫機處理，提高查準率，降低所屬空間的限制，基于網絡服務平臺，進一步了解其它檔案工作部門的工作情況，準確把握最新的文書檔案管理信息，實現文件與文字信息實現交流共享，切實提高檔案管理工作的科學性和可靠性。

（三）文書檔案計算機保存的穩定性

文書檔案計算機管理的順利實現，一定程度上提高了文件信息保存的穩定性與管理的可靠性。傳統文書檔案管理方式下，紙張耐久性不穩定，其中的纖維素在高溫、高濕或氧化劑條件下極易疏導破壞，甚至發生水解和氧化反應，嚴重影響文書檔案信息資源的安全。而文書檔案計算機管理有效的彌補了傳統檔案管理方式的不足，通過對現代電子技術的有效利用，能夠依據文書檔案不同的管理需求，選取適宜的電子載體，包括VCD、DVD以及小容量閃存U盤等。此類載體在文書檔案計算機管理中具有便于讀取、易于傳遞等優勢，所受環境影響較小，不易損壞，在文書檔案保存與管理上具有良好的穩定性。

二、文書檔案計算機管理存在的問題

文書檔案進行計算機管理后，內容不僅易于變化，而且失去了固定的形式，使得文件保密性變弱。內容易于修改，而且改動后可以不留任何痕跡，雖然已有一些技術可防止偽造電子文件和在“原稿”上增刪改，但其內容發生變化的可能性總是比紙質文件要大得多，從而使人們感到把握其內容原貌的困難。隨著網絡化的發展，文書檔案信息的上網管理及其安全性、可靠性等問題會日益突出。網絡的不安全性已成為限制其發展的最大障礙。一般規律是當網絡用戶數量按算術級數增加時，網絡的效益和網絡的危險性均以幾何級數增加。文書檔案管理存在的網絡及信息安全問題，已成為制約文書檔案計算機管理發展的主要問題。

三、應對策略

（一）提高文書檔案工作的標準化程度

計算機在文書檔案管理應用中涉及的每個問題，如數據著錄、設備兼容、應用軟件推廣、信息聯網等都需要一系列的標準才能解決。所以，應進一步加緊制定有關的國家標準或行業標準。電子文件生成的數量已很驚人，而其與紙質文件的區別又很大，目前多數檔案工作者對其特性還很陌生，這不能不說是很大的隱患。針對這個問題必須在如下幾方面做出艱苦的努力：一是進一步研究各類電子文件的特性，對從生成機制到歸檔保存的一系列環節進行剖析，在此基礎上從檔案管理角度提出確保其真實性、原始性、安全性等方面的技術措施。二是提前為電子文件歸檔后形成的電子檔案的管理提出要求，解決邏輯歸檔的不安全性、物理歸檔的載體選擇、設備更新快與電子檔案載體長久保存之間的矛盾等問題。

（二）提高文書檔案計算機管理的網絡信息安全性

在內部計算機網絡和外網之間，設置物理隔離，以實現內外網的隔離是保護辦公自動化網絡安全的最主要同時也是最有效、最經濟的措施之一。第一層隔離防護措施是路由器。路由器濾掉被屏蔽的IP地址和服務。第二層隔離防護措施是防火墻。大多數防火墻都有認證機制，無論何種類型防火墻，從總體上看，都應具有以下五大基本功能：過濾進、出網絡的數據；管理進、出網絡的訪問行為；封堵某些禁止的業務；記錄通過防火墻的信息內容和活動；對網絡攻擊的檢測和告警。

四、結束語

為促進文書檔案計算機管理的實際應用價值得到最大發揮，應當堅持具體問題具體分析的原則，積極采取有效措施揚長避短，提高文書檔案計算機管理的規范化和標準化，并加強網絡信息安全管理，從而全面提高檔案管理水平，為社會群體提供更加優質的檔案服務。

參考文獻

現代科學技術的利與弊范文第4篇

一、轉變觀念,聯系實際,加強基礎

“學子苦,教師忙,家長累得臉發黃,拼死拼活為金榜”,這是“應試教育”的產物。實施素質教育就要轉變觀念,擺脫“應試教育”的束縛,不要片面追求升學率,不要以學生的成績作為評價教學質量的唯一標準。教育要面向全體學生,在提高學生的整體素質上下功夫,以全面培養學生高尚的思想道德情操,豐富的科學文化知識,良好的身體和心理素質,較強的實踐和動手能力,以及健康的個性為宗旨。教師應結合本學科知識的特點,培養學生良好的學習習慣和正確的學習方法。

化學是一門與社會生活、工農業生產密切聯系的學科,現代科學技術的發展與人類文明的提高都離不開化學。在教學中教師要時刻注意聯系實際,使學生體會到所學的課本知識在實際與實踐中的價值和作用。如:為什么“酒香不怕巷子深”?為什么“真金不怕火煉”?為什么書法家、繪畫家常用墨汁寫字、畫畫?常聽到的煤氣中毒是怎么回事?“白色污染”是什么,如何防止?鋼鐵為什么會生銹,如何防止?怎樣合理飲食才能保證身體健康?……讓學生感受到生活處處有化學、化學時刻與生活相聯系。

學生的化學素質重要的是能否運用化學知識去理解、解決生活中的化學問題,去學習新知識以適應社會發展的需要。因此,在化學教學中教師應緊密聯系生活、生產、科技等方面的知識,訓練學生應用化學知識解決實際問題的能力。進而可以加強對化學基礎知識的教學,使學生較準確地理解化學基本概念和基本原理,掌握常見元素與一些重要物質的基礎知識,運用相關化學知識去解釋一些常見的現象、解決一些實際問題。

二、激發興趣,重視實驗,培養能力

興趣是學習的一種動力。教師要積極利用一切可以利用的因素,激發學生學習化學的興趣,如溝通師生情感、關心學生日常生活、建立良好的師生關系等。化學有其顯著特點――實驗多,教師要重視實驗教學,充分利用實驗激發學習興趣,以培養學生的多種能力。但多年來由于受“應試教育”的影響,化學教學中一直存在著重視理論而輕視實際操作的傾向,使實驗課只停留在理論的基礎上,致使學生考試分數雖不低,但具體到實驗操作時就手忙腳亂、錯誤百出,即所謂的“高分低能”。這樣的學生只能應付考試,他們的觀念、文化修養和心理素質遠不能適應科技發展的要求。

中學化學教學時時與實驗緊密相聯系,教師應充分利用現有的設備,切實作好課堂演示實驗。教師要在科學態度、規范操作上給學生以示范作用,引導和鼓勵學生善于觀察實驗現象,從現象得出結論,由生動直觀的實驗現象上升到抽象理論的科學的學習方法。必要時可以讓個別學生上臺演示,以滿足學生的求知欲。如第一節化學課,由于學生初次接觸化學,如果教師照本宣科地向學生講述為什么學習化學、怎樣學好化學等,學生就會覺得枯燥無味。我們不妨這樣做:事先在白紙上用酚酞試液寫上“歡迎大家走進豐富多彩的化學世界”幾個大字,上課時用小型噴霧器向紙上噴灑氫氧化鈉的稀溶液,紅色的大字會映入同學們的眼簾,這會引起大家的興趣,教師趁機舉一些日常生活和工農業生產中常見的與化學知識有聯系的實例,說明學習化學的重要性,繼而將問題轉入怎樣才能學好這門有趣的學科等,使學生對化學這門學科深感興趣,為以后的學習奠定良好的基礎。

教師還要積極創造條件,組織學生做好分組實驗,盡可能讓每個學生都能親手操作。因為只有在游泳的過程中才能真正學會游泳的本領,才能鍛煉出搏擊風波的頑強精神。教師要親臨現場不斷巡視,及時糾正學生出現的錯誤,對操作規范合理的學生提出表揚,讓他們體驗成功的喜悅。這樣學生可以在輕松愉快的氛圍中獲取知識,增強學生對理論的理解,培養學生多方面的素質。

總之,化學是一門以實驗為基礎的科學,我們通過實驗可以幫助學生形成概念,理解和鞏固知識。在教學中,我們應使學生養成良好的思維習慣,學會科學的思維方法,培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力、分析與解決問題的能力,培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學的學習方法。

三、挖掘教材,結合史實,增強情感

化學這門學科本身蘊含著豐富的辯證唯物主義思想素材,因此在教學中進行辯證唯物主義教育的內容是豐富的和多方面的。如在分子、原子的客觀存在和質量守恒定律的教學中可以培養學生樹立起世界是物質的這一觀點;在物質的分類及其聯系的教學中可以培養學生樹立起自然界的各種現象、物質都是相互聯系、相互制約的;在化合與分解、氧化與還原、物質的結構決定性質、性質決定用途、用途體現性質的教學中可以培養學生用辯證的觀點分析問題的能力。

現代科學技術的利與弊范文第5篇

The Classroom Teaching Reform and Exploration

of the Linear System Theory

LIU Xinyu， ZHANG Hongtao

（North China University of Water Resources and Electric Power， Zhengzhou， He'nan 450045）

Abstract In this paper， based on years of practical experience in teaching， the universal existence questions are through researched of the linear system  theory in classroom teaching and put forward preliminary teaching concept of the theory and practice and cooperative teaching. The teaching content， teaching methods and teaching means of the course are explored helpfully， it has an important reference on improve the teaching quality of this course as a whole.

Key words cooperative teaching; the linear system？ theory; the quality of teaching

0 引言

線性系統理論是控制科學與工程學科的一門研究生標志性課程，它主要研究線性系統的分析和設計方法，并用于指導工程實踐的科學。長期以來，由于本門課教師習慣于理學思維，在教學中缺失工程上的形象思維，弱化了實踐教學，講授方法主要圍繞建模、分析、綜合這條主線講解相關的概念、定理和證明，學生只會對老師講授的這些概念進行理解及定理記憶，造成教學效果不佳。加之本門課程涉及的知識范圍廣、內容繁多、概念抽象、理論性較強，容易使學生陷入無從下手、機械接受的窘境，從而產生消極、厭煩情緒。因此，對線性系統理論教學進行重新定位和思考，形成了理論與實踐并重、協同教學的教學理念，并結合學生理論基礎的具體情況，從學科內部的相關性和科學的整體性出發，在教學內容、教學方法和教學手段等方面對“線性系統理論”的傳統教學模式進行改革，不斷完善教學方法和教學手段，構建起和諧高效的生命課堂，提高課程整體教學質量。

1 理論與實踐并重，協同教學

線性系統理論課程內容相對較多，其中的一些概念和理論推導比較抽象和難以理解。學生的主要任務就是完成教師布置的課后作業，對于相關理論的實際應用一無所知。因此教師在教學過程中要有意識地把線性系統理論和實際工程中的應用緊密結合起來，以實例為切入點，兼顧理論分析和推導，培養學生學會運用這種研究方法去處理實際工作中各種問題的能力。比如對于系統穩定性分析方法很多。然而，對于非線性系統和線性時變系統，這些穩定性分析方法實現起來可能非常困難，甚至是不可能的。李雅普諾夫（A.M. Lyapunov）穩定性分析是解決非線性系統穩定性問題的一般方法。但學習這部分內容時，學生普遍感到難以理解，不知道它究竟能應用的在實際工程的哪一方面。針對此種情況，在講課過程中以雙饋風力發電機的勵磁控制為例，把理論和實際應用結合起來，授課過程如下：

根據相關參考文獻，網側變流器控制電壓與輸入電流之間的關系結構如圖1所示。

圖1 網側變流器電壓與電流關系圖

由結構圖（圖1）可得系統狀態方程為：

（1）

這里采用滑模變結構控制，我們可以將公式（1）寫成如下的狀態空間方程：

=  +  +                                                             （2）

公式（2）中，代表由電網電壓引起的擾動，為狀態變量，為控制輸入，、分別代表網側變換器的有功電流和無功電流。、分別代表有功電流和無功電流的控制量、。

（3）

根據公式（3）可知，雙饋式感應風力發電系統滿足滑動模態不受外界干擾的充要條件。因此，可以通過選擇合適的滑模面函數，使得網側變流器對電網電壓等引起的擾動具有完全魯棒性。

定義系統軸的誤差狀態變量為 = ，根據公式（2），可得到網側變流器軸輸入電流的誤差狀態方程為：

=  +  +                                          （4）

在公式（4）中 =  + 為電網電壓及軸電流的交叉耦合項引起的擾動。

本文采用如下的積分滑模面

=  +                                                      （5）

式中為模面系數且大于零的常數，為電流跟蹤誤差的初始值。

若雙饋風力發電并網控制系統滿足?O?O時，采用如下的雙饋式感應發電機網側變流器輸入電流d軸分量的控制律：

= （）（）                          （6）

可使系統魯棒穩定，其中為大于零的常數。

證明如下：

選取李亞普諾夫函數為 = ，則有

=   = （ +  ）

= [（） +  +  + ]

= （ （））≤?O?O+?O?O?O?O

= ?O?O（?O?O）≤ ?O?O（）

因此，所設計的控制系統穩定。

2 整合教學內容，優化教學實施方案

（1）在教學內容方面：課堂教學內容整合為四個專題，即線性系統建模、系統穩定性分析、系統的能控性和能觀性、系統設計。以這四個專題為課程建設的重點，進行專題教學。基礎知識的相關內容全部在課程網站上，供學生課后自主學習。

（2）在教學模式與教學手段方面：努力實現“兩個結合”。應用現代教育技術和信息技術，努力促進“課堂教學與實際教學相結合，教師授課與學生討論相結合”，以兩個結合為重點，開發和應用立體化教學資源（包括書本、課件、網站、網課、題庫、音像）。

（3）在教學方法方面：努力構建“對話式和知識聯想”教學方法。發揮科技前沿知識和科學研究方法訓練的魅力，抓住青年學生強烈的求知欲和好奇心理，營造“能夠充分展開自主性、協作式學習，變一言堂機制為對話式機制”的學習氛圍，努力實現“師生對話、人機交互、學生討論、專題演播（課件、科教片）”這一生動活潑的教學形式。

（4）在教學資源建設方面：激活學生“自主、協作、探究”的積極性，組織師生聯手共建教學資源。積極開發、建設多媒體課件和教學網站系統，調動一切力量，收集整理大量的文本、資料、圖片、試題庫等教學資源，充分體現以學生為本的課程教學改革理念。

（5）在學習評價方面：研制網上考試系統，促進考試的改革。在線性理論課程建設中，研制具有“組卷、評分、統計、提示”等一系列功能的軟件，為課程的考試改革和學生的自測訓練提供可靠的軟件平臺，促進課程建設和考試的改革。

3 實時更新教學方法，不斷完善教學手段

3.1 教學方法

（1）用典型應用實例和科技熱點問題引導學生的上課興趣和思考問題的積極性。教學的主體，莫過于精煉的高水平演講，這是教學的本，是任何課件和音像都無可替代的。教師備課時，要善于發現和利用典型應用實例和科學技術的熱點問題，誘導、激發學生的學習積極性。

（2）組織對話式教學。教師作對話式教學中的主持人，學生作嘉賓，開發、穿插角色扮演，通過情感體驗，深入理解教學的知識點和面。

（3）師生互動，開展專題討論和辯論。這是教學的升華，它能夠有效地激發、培養學生的探究能力和科學思維。例如，“克隆技術的利與弊”、“外星生命之我見”、“合理利用地球資源與保護生態環境”、“怎樣理解科學技術是一把雙刃劍”等等。

（4）訓練學生自主歸納和學習思考能力，培養“自主、協作、探究”精神。以授課知識點為源頭，進行縱、橫向知識內容的層層聯想和意識流輻射，思考、歸納和總結事件的規律性，恰當地注入科學的方法論和培育科學思維方式，培養學生的“自主、協作、探究”精神。

（5）組織學生積極參加演講和創新實踐活動。組織安排學生，參加教學網站、網絡課程及其它教學軟件的開發研制，既增強了學生的參課、建設意識，又促進了對課程內容的深入和對知識的系統理解，強化了學生學習現代科學技術概論的積極性。在課堂內外布置學生就授課內容及相關知識，在網上和圖書館收集整理一些專題演講資料，讓學生做成PPT，安排他們在課堂穿插一些簡短的專題演講和討論。這一做法既活躍了課堂教學氣氛、鍛煉了學生，又使學生參與了課程資源建設。事實表明，學生收集來的豐富資料超出了教師的預期，有效地推動了課程的資源建設進程。

3.2 教學手段

以常規板書為主，對重要的定理、定義和重點習題進行必要推導和證明。合理運用多媒體課件、大屏幕投影、網絡交互、視音頻輔教等現代教育技術和信息手段，積極開發、建設多媒體課件，穿插相應的視頻，演示難以表述的概念和形象。

另外，為了更好地配合理論教學內容，加深學生對所學知識的理解，在實踐教學內容上要利用好兩個手段：其一是仿真實驗，充分利用Matlab這一進行虛擬實驗的有效工具，對學過的理論知識進行驗證或復雜系統建模;其二是實驗課，在進行實踐教學內容時，應該首先利用Matlab軟件平臺對所研究的控制系統進行建模和分析，然后在實驗室的硬件平臺上再用硬件搭建控制系統模型，并與Matlab軟件平臺所取得的控制效果進行對比分析，找出理想控制模型和實際（下轉第123頁）（上接第104頁）硬件控制模型的聯系及區別。

4 采取有效措施，提高學生學習興趣

線性系統理論這門課程的內容涉及知識面廣，信息量大，對所涉及的先修數學知識（微積分、復變函數、矩陣論等）的要求較高，如果在教學過程中只注重一般的理論講述，缺乏工程和物理概念的實踐，就容易使學生覺得晦澀難懂，從而產生厭學的情緒，影響學習興趣和學習效果。因此，在整個理論教學內容結束后，還應及時安排一些綜合性實踐訓練，鞏固已學的理論教學內容，提高的學生的實際動手能力及學習的興趣、效率。比如在高校或教學系統內部，每年都有許多諸如大學生實驗創新項目、大學生數學建模大賽等，這些項目給學生提供了動手實踐的平臺。任課教師可以組織學生積極申報并給予認真指導。從這些具體的實踐項目中體會理論聯系實際的過程，加強對所學理論知識的理解和掌握。另外還可以充分利用現成的網絡資源，針對教師自己承擔的實際項目，組成自動控制理論學習興趣小組Q群，每個小組單獨對項目中的實際問題進行分析和建模， 然后在Q群中進行集體的討論，最后選擇出適合實際工程需要的物理模型及其控制方法。通過討論和分析，培養了學生分析問題和解決問題的實際能力，提高了他們的學習熱情和學習效率。

5 結論