自动控制原理教学课件-控制系统的数学模型

自动控制原理课件-控制系统的数学模型46、法律有权打破平静。——马·格林47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。——英国48、法律一多，公正就少。——托·富勒49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。——达雷尔50、弱者比强者更能得到法律的保护。——威·厄尔自动控制原理课件-控制系统的数学模型自动控制原理课件-控制系统的数学模型46、法律有权打破平静。——马·格林47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。——英国48、法律一多，公正就少。——托·富勒49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。——达雷尔50、弱者比强者更能得到法律的保护。——威·厄尔第二章控制系统的数学模型2-1时城数学模型2-2复城数学模型2-3结构图与信号流图2、2、1传递函教的定义和性质·传递函数传递函数是糸统(或元件)一个输入量与一个输出量之间关糸的数学描述,宅不涉及糸统内部状态变化情况,为输入—输出模型探究性教学是指组织学生进行有效的探究性学习活动，培养学生提出问题和解决问题的能力，激发学生的求知欲，达到培养学生创新意识和实践能力的目的一种教学模式。化学实验因其生动的魅力和丰富的内涵对培养学生的创新精神具有独特的功能和作用。实验探究式教学是以实验选题为中小主题，进行一定层面的分析和思考，探索未知和解决问题的一种教学模式，具体是指学生在教师的引导下，应用已学过的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者，这种教学方法要求教师在教学时不要把结论直接告诉学生，而应根据教学的目的、要求和学生的认识规律，设计探索方案，积极引导学生按一定的思路，采用观察、分析、比较、抽象、概括、归纳等科学方法开展有效学习活动。这就要求教师对某些化学反应实质、现象及化学实验装置从多角度、多层面作深入的研究探索，进行探究其规律的学习，从而有效地强化学生的创新意识，发展学生的创新思维，提高学生的动手能力和实践创新能力。如何在初中化学实验教学中开展创新教育，提高学生的创造力呢？这是化学教育面向现代化的重要课题。下面笔者结合自己的教学实践谈谈认识。一、创设问题情境，激发学生的学习兴趣化学源于生活，服务于社会，我们身边处处有蕴含化学问题的素材，但并不是所有的素材都能激发学生强烈的探究欲望。非常熟悉的素材，学生熟视无睹更无法引起他们的思考，完全陌生的素材，百探无一得，容易挫伤学生探究的积极性，只有那些难易适度、学生似曾相识却又百思不得其解的素材，才有助于学生形成“心求通而不得”的认知冲突，激发学生主动探究的学习兴趣。运用探究性实验进行教学，师生始终处于积极、活跃的状态，交流与互动明显增多且趋于自然化。交流互动有师生间的，生生间的，随着计算机与学科教学的整合，还出现了人机间的。教师应从师道尊严的神坛上走下来，学会以朋友的身份与学生交流，把自己看做是学习活动的组织者，学生学习的帮助者，主动与学生交换思想，引起学生间的讨论。因相互间的地位自然平等，师生心理宽松，容易畅所欲言。可见交流互动的自然化营造了和谐民主的课堂氛围，促进了学生思维的发展与师生角色的转变。探究性实验的科学性非常强，实验原理、实验操作程序和方法与化学理论知识、科学的实验研究方法必须一致。在整个探究过程中，要着重培养学生科学的思维方法，观察和记录实验的方法，以提高学生的科学素质，这是增设探究性实验的宗旨。教师所设计的探究性实验要有一定的新颖性、先进性和实验性，坚持创造性原则，运用创造性思维独立地认识新知识，符合学生的认知结构，由易到难，循序渐进。课题内容是书本知识的升华，应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合，但不能超越学生的年龄特征和知识范围，即设计实验必须切实可行，使学生顺利地完成探究任务，既不低估又不高估学生的水平。探究性实验一般难度较大，如果学生经验不足，就应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。实验内容除课本外，还应该选用有关日常生活、环境、军事、能源、生产等实际问题，通过探究解决与人类自身紧密联系的问题，以此培养学生的兴趣，发展学生的特长，激发学生的学习动机，强化他们对新知识的探求欲和探索未知领域的创造欲。二、注重验证性实验的探究实验探究不仅让学生获得知识，学得技能，更重要的是让学生掌握科学方法，受到科学思维的训练，树立科学精神，形成科学品德，产生学习兴趣。这就要求教师通过实验探究得出某个结论。这样在实验教学中，尽量发挥实验的探究本性，让学生体验到实验的乐趣，从而提高学生的学习兴趣，并让学生体验、理解科学探究的方法和过程，丰富学生探究活动的亲身经历，提高学生的科学素养。三、用探究性习题提高学生的探究思维能力选择好的探究性习题，对于培养学生的探究思维能力具有十分重要的作用，因为实验方面的探究性学习会占据大量的时间，而且会受到一些客观条件的限制，而习题只需要利用大脑的思维，避开实验条件，调用已有的知识，在大脑里形成探究步骤，在大脑里比较分析各种可能情况的利与弊，从而得到正确的结论。所以它不仅能很好地锻炼探究思维能力，而且有利于形成良好的探究思维品质，有利于把握探究过程的脉络，有利于提高在实际探究中更快地找到解决问题最佳方法的能力。“实验探究式教学”是初中化学教学的基础，要求教师精心指导，让学生应用已学过的基本知识和技能通过亲手实验探究化学概念或规律，从而获得知识。它是学生创新的基础，是不可替代的学习方法，要求教师在教学时不要把结论直接生硬地告诉学生，而是要根据教学的目的、要求和学生的认识规律，设计特殊的探究方案，积极引导学生按一定的思路，采用观察、实验、阅读、讨论、练习等科学方法探究化学知识，发展各种能力，以此完成教学任务。这种教学的特点是从认识规律和化学学科的特点出发，使学生为主体与教师为主导，思维训练与获取知识有机结合，通过引导、探究、训练三者结合的形式，使学生生动活泼、积极主动地进行学习。教师不仅要激发学生的学习热情，而且要大大发展学生的创造性思维，提高学生的创造能力，提高化学教学质量，达到化学教学的目的。《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：基础教育课程改革的目标之一是培养学生具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识。这些能力和素质的培养，与实验教学有着密切的联系。随着九年义务教育的普及和均衡教育的逐步实现，各个学校的办学条件逐步改善，硬件设施得到进一步强化。实验教学水平也得到进一步改善和提高，但仍存在实验教学发展不平衡的现象。特别是农村中小学，由于师资力量、实验室建设、教师理念、管理措施等不配套，导致中小学实验教学长期在低水平徘徊，直接影响了教实验学的普及和学生创新精神、实践能力的提高。农村中小学实验教学的现状根据调查，笔者发现，随着新课改的推进，教学设备的现代化，特别是信息技术、互联网的广泛应用，常规的实验教学方式受到严峻挑战。很多演示实验被课件代替，学生分组实验存在大量的讲实验等现象。实验教学地位弱化，以动画课件代替演示实验随着多媒体和互联网的普及，越来越多的教师不愿意花费很长时间去准备实验，而是通过课件演示来代替教师演示实验和学生分组实验，他们片面地认为实验的最终目的是促进学生对知识的理解，多媒体动画演示也能起到促进知识理解的目的，是否做实验无关紧要。事实上，实验教学绝非动画演示可以替代，首先，实验对促进学生动手能力的提高是动画演示所不能替代的。实验过程中，学生通过眼看、脑思、动手等多感官参与，通过师生互动、相互交流，印象体验更深刻，这绝不是纸上谈兵所能解决和比拟的。其次动手做实验可以培养学生动手能力和创新精神，通过操作实验，学生亲身体验到成功和失败，是成长中必须的人生经历。在实验过程中，学生会产生很多不同的想法，这些想法在教师的引导下，可以通过实验进行验证，在实验过程中，学生会发现他们意想不到的现象和结果。这会对培养学生科学探究精神，特别是发散思维和创新思维起到很好的促进作用。教师的实验技能弱化，实验效果不明显由于教师培训中忽视了实验技能的培养，部分青年教师实验水平不高。在郑州市的一次中青年物理教师技能比赛中，比赛要求参赛者从初中阶段事先确定的10个物理实验中随机抽签2个现场做实验。从实验的情况看，成功且效果较好的教师不到一半。参加比赛的优秀选手尚且如此，可见对中青年教师来说，实验技能和动手能力的不足已是普遍现象，教师以这样的水平进行实验教学，如何保证课堂上实验的效果和学生动手能力的提高？其原因除了缺乏培训外，中青年教师自身对实验教学重视不足，对实验不钻研、平时不愿意做实验，造成长期缺乏锻炼也是重要原因。因此，加强理科教师的实验技能培训和考核刻不容缓。实验员的配备不到位，实验准备耗时费力现阶段，大多数农村中小学由于编制紧张，没有配备专职的实验教师和仪器管理员，多数是由后勤人员代管仪器，仅仅能起到保管员的作用。由于教学工作任务重，大部分教师没有时间去认真准备实验，也得不到仪器管理人员的帮助。我们知道，准备一个实验要花费很长时间，需要很多仪器、药品，要花费时间掌握实验技巧等。这些工作原本应该计算在老师工作量内的，但由于学校编制不足，造成教师超负荷工作，影响了教师精心准备实验的积极性。笔者在一个学校听课时发现，一位教师上午有4个班4节化学课，内容讲“氧气的性质”，由于学校没配备实验员，而且一次又不能制取太多氧气，所以一上午在实验室与教室之间往返多次，基本没有休息时间，工作量非常之大。相反，用课件演示实验省时省力，又能保证成功率100%，这也是教师选择用课件代替实验的主要因素之一。学校经费不足，制约实验的开展目前，农村中小学教育经费中没有专项经费用于实验消耗的补充和损坏仪器的维修，造成实验课无法正常进行。在实际的教学中，教师即使有心做实验，受条件约束也无法实现，造成教师只能在课堂上讲实验，学生纸笔做实验题的现象。学校对实验教学管理松散，存在较大随意性由于学校领导对实验教学的重要性认识不足，认为实验教学是教师自己的事，做不做实验、什么时间做实验，实验的效果如何，领导很少过问，也没有专门的制度去约束规范。制度化的缺失，造成教师实验教学的随意性，有兴趣做一些，没兴趣就算了，领导要求就做一些，没有就过去了。甚至有些教师整个学期不安排实验，教学仪器闲置，得不到有效利用。现在的教学仪器质量差，使用中损坏率较高目前，我国教学仪器生产质量还不能令人满意，各种质量问题依然很多，不利于提高实验教学质量。用不合格的教学仪器做实验，会出现实验误差大、演示效果不明显等问题，给学生造成认识混乱，影响教学质量。目前，我市各学校的教学仪器都由政府采购，但由于组织部门的差异，造成采购的仪器质量参差不齐，部分采购过分追求低价，造成质次价廉的产品进入学校，实验误差大、仪器损坏率高，使实验教师叫苦不迭。笔者在一所区管学校调研时，看到一位教师（该校没有配备实验员）在上实验课，实验开始后，就不停地有学生报告仪器有问题。笔者观察，大部分电学实验仪器导电铜片很薄，易变形，做工粗糙；电流表、电压表学生稍一用力拧接线柱，就会出现脱丝或滑丝，造成接线接触不良。该教师手拿螺丝刀和尖嘴钳，不停地修仪器，手忙脚乱，根本没时间去辅导学生做实验。学生处在好动阶段，仪器必须要结实耐用，而不能一味强调价格，造成恶性循环。影响农村中小学实验教学的因素和对策分析针对以上问题，笔者根据现行的国家教学仪器与实验制度，结合本地区的做法和经验，针对农村中小学实验教学做如下的分析和对策研究。政府部门加强督导检查，确保教学设备运行经费到位根据原国家教委《普及九年义务教育评估验收办法》等文件要求，政府部门要给各个学校配备完善的教学设施。在教育日益受到重视的今天，完善的教学设施应是政府督导评估的主要内容之一。但目前存在的问题主要是，部分县级政府拨付资金不到位，一次性配备后没有后续资金，造成教学设备无法正常运行。如何保证教学设备的运行经费，是摆在政府面前的一个课题。笔者认为，只有在保证各个学校教学设备运行经费充足的基础上，才能通过考核评估抓好教学设备的管理使用。有了经费保障，就能启动中小学学生实验技能考核，有条件的地方可以组织各年级的实验操作考核，考核结果纳入对学生的综合评价，促进实验教学的开展。目前，郑州市已把实验技能考核作为中考的必考内容，这对于促进学生实验技能提高和理科实验教学起到了积极的促进作用，改变了传统的纸笔考实验的观念，对学校和教师、家长触动很大，但高中、小学尚无有效措施。加强教师实验技能培训，转变教师观念教师的实验技能问题是教师素质问题，中青年教师存在着轻实验技能，重知识传授的倾向，不愿花时间提高自己的实验技能。针对此，各级教育行政业务部门，要制定本区域中青年理科教师实验技能的培训计划。如，每年举办中青年理科教师实验技能达标评优活动，多为中青年理科教师提供平台，供他们交流学习，营造实验技能大练兵的氛围，改变以多媒体等动画演示的方式代替演示实验的作法。争取在2～3年内，通过“实验技能达标工程”，农村中小学中青年理科教师实验技能全部达标。在学校层面上，要将青年教师的实验技能是否达标或优劣情况纳入绩效工资考核范畴，促使其将实验技能的提高变为自我提高的过程。相信，在上下两级的努力下，青年教师的实验技能一定会得到大幅度提高。完善学校管理制度，将理科实验教学真正纳入学校工作计划学校要切实把实验教学纳入正常的教学管理中。学校要明确一名校级领导主管实验教学工作，每学期有全校的实验计划。安排专职实验员，要考虑教师承担的实验员的工作量，在绩效工资上予以体现。学期初，要求教师分学科制定本学期的实验计划，确定时间、内容、所需仪器和特殊要求。学校领导和教研组长审定后由校长签字，备案待查。拨出主专项经费保证各科实验前所需仪器药品的充足有效。根据学科实验计划，学校要分阶段考核查验，把实验课的开出情况，作为教师的平时考核内容，使教师重视实验教学，使实验教学质量得到保证。严把教学实验仪器质量关，确保仪器质量安全达标据调查，当前，普教教学仪器设备品种约2000余种，有国家标准的不足半数，很多产品只能依靠企业标准。由此可见，统一制定教学仪器生产的国家标准迫在眉睫。目前，生产教学实验仪器的中小企业居多，各企业之间标准不统一，造成质量良莠不齐，价格差别很大，给政府采购带来很大混乱，加上学校代表很少参与采购工作，致使大量质次价廉的仪器中标。而且近几年由于教育改革的发展，课程改革工作的全面展开，各级政府加大了对教育的投入，学校对教学仪器的需求不断增加。不少企业看准了稳定的教学仪器市场蜂拥而上，造成大量的不合格教学仪器产品流入学校。为了解决这个问题，必须引导教学仪器企业向集团化、集约化方向转变。教学仪器生产集团化，优化资源配置，实行技术改造，使教学仪器工业向学校提供优良的仪器设备，提高实验教学质量。第二章控制系统的数学模型2-1时城数学模型2-2复城数学模型2-3结构图与信号流图2、2