现代科学技术的利与弊

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现代科学技术的利与弊范文第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.

关键词： 药用植物学；植物绘图；摄影技术；实践教学

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

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0249-02

1 传统实践方法的利与弊

中国古代各中药和医学著作中的植物插图是中国植物绘图的雏形，它们来自不同绘画人士之手，而这些人有些是专业的研究者有些则只是出于影像记录目的的普通人。它们的绘画工具皆是毛笔，手法以白描为核心。由于不同作者间对其所描绘植物的认知和绘画手法的不同，最终产生的植物绘图差别也很大，在诸多本草著作中也就出现了很多风格各异的插图。这些插图伴随着中国数千年历史的本草学著作，总结了中国古代各本草学家所积累的丰富经验。而到了近代时期（引进西方植物学时期），中国近代植物分类学研究和植物科学绘画的历史均较短，随着西方植物学知识的传入，在19世纪初才开始起步。西方植物学知识的传入，对中国的植物学研究和植物科学绘画的形成和发展影响较大。

药用植物学和植物学有着近乎相同的研究方法开端，那就是——观察，对不同植物和植物不同时期整体和根茎叶花果等不同部分的观察。而对观察结果最好的记录方法在当时就是植物绘图！

作为一门最古老的技能，虽然现在已经逐渐边缘了，但植物绘图即使是在如今发达的现代科技条件下也有其不可被回避的优点，比如：①植物绘图可以精确的表达出植物本身各个部分的精细结构，而比如花的复杂细节构造是很难通过照片去表达的；②植物很难在一个时段呈现开花和结果以及其它一些结构特征，而绘画可以把这些结合起来描述在一起；③照片因为拍摄角度和光照的问题，无法准确表达植物各部分之间的空间位置和实际质感，而绘画则可以通过阴影等透视技法表现这些重要的细节甚至可以把植物的各部分解剖结构也描绘出来；④最后一点，也是最为重要的一点是，植物绘画本身就是一种深刻观察并通过自己的笔触去理解和认识的过程，对于药用植物学了解植物本身构造和特异性的目的来说，这是其他所有方法都无法替代的，这比起生物理化指标去鉴定更具有实践意义。

实际的实践教学中，植物绘图会在显微镜，放大镜和目视观察的条件下进行，但其基本规则和手法是相同的，作为刚刚接触的初学者来说，植物绘图还是和普通的绘画有本质上的不同，需要在一开始将植物绘图的基本要求和规则清楚说明：

常用绘图方法有徒手绘图法和显微描绘法两种，若按绘图工具则常分铅笔绘图法和墨线绘图法两种。绘制显微组织简图，要用通用的代表符号来表示，要求比例正确，形态逼真，结构清楚，还要求富有立体感，不能随意夸张和任意涂影。要正确绘出实物的立体结构图，必须有一定的透视知识，如前大、后小，近明、远暗，透视方向一致等基础知识。

①绘图的一般原则：1）一切结构均用线条来表示。线条要求粗细均匀，圆滑，明暗一致。2）所有结构线条不能用尺或其他圆规或曲线板等工具代画，必须徒手作图，以表示生物的自然形态。3）显示立体结构可用透视线条来表示。对球形、圆柱体或圆锥体的立体结构可以用圆点衬托明暗光线的方式，而不可用任何涂影来表示。点要小而圆，由密到稀逐步过渡。4）各部位应先画出引线再注文字。引线用直尺画实线来表示，要求细直、均匀、不交叉，以免误指。图内的结构名称，可直接用文字写明，也可用数码代注，再在图下集中注明。注字书写要求清楚、端正。图下需注明标本的名称、部位和放大倍数。

②徒手绘图法的步骤：1）选择最典型的标本或结构。2）仔细观察各部位的形状和结构及其间的比例关系和较明显的立体结构。3）用较淡的铅笔（2H或4H），按照实物或显微图像的比例关系和立体投影画出轮廓草图，经反复对照修改后，再用较浓的铅笔（HB或2H）绘出修改图。4）画引线，注字。

在明确了以上的要求和要领了之后，剩下的就是在不断的实践中去积累经验和提高技能，同时植物绘图的过程中也是对植物性状和结构深入观察和了解，对于药用植物学理论的学习也是极有裨益的。

那么作为古典的植物学研究方法，植物绘图除了如上所描述的优点之外，是否毫无缺点呢？

学习植物绘图的初衷是了解和认识并最终记住植物，但由于经历了从实物到大脑识别并抽取特征描绘到纸上这个过程，其中经历了两次视觉信息的转换，必然会导致信息的遗漏和改变，最终的结果就是和初衷背道而驰的绘图脱离了植物本身，这可以说是植物绘图这种古典实践教学方法的最大缺陷了！

2 现代技术的便利与片面

几乎绝大多数学生都更乐于接受和喜欢通过用图片来展示植物，这其实很容易理解，毕竟照片的视角更接近人眼观察实物所得，这种不经图像和思维转换的获得信息方式肯定更容易得到接纳！但与此同时，在询问学生是否能通过照片去理解植物的结构特征和精细性状的时候，图片就显得乏力和片面。虽然便于理解和远远超越绘图的便利性，但摄影技术不适合精确研究的特性在摄影技术发明以来依旧没有本质上的改变。

3 互补使用药用植物学研究技术的可行性

植物绘图具有精确详实描述植物细节结构和精细性状的特征，但缺点则是初学者很难通过观察植物绘图迅速和实物联系起来；

摄影图片则是能够让初学者迅速记录并通过简单查看就能联系实物形象的便利手段，同时缺点则是无论何种详实和高明的拍摄手法，都会因为光影记录本身的特征无法体现植物的细节结构和精细性状。

由此似乎可以得出一个简单的结论——两种研究方法本身的特质决定它们可以互补优缺点。笔者也以这个结论为出发点，在实践中要求学生一方面始终贯彻对每一个研究植物对象都进行绘图来深入了解其细节构造和精密性状，同时在辅以大量照片补充植物的视觉信息和要求学生自己对植物标本做摄影记录描述研究结构特征，并让学生在实验报告和研究记录中用两种方法交叉说明。

经过一些时间的积累，教学结果和学生的反馈佐证了研究植物的古典方法和现代技术互补使用的可行性和教学价值！

参考文献：

[1]孙英宝等.中国植物科学画小史[J].植物分类学报，2008，46（5）.

现代科学技术的利与弊范文第2篇

一、去除花哨，设立贴近学生生活的教学目标

接到区研究课的任务，内心还是十分忐忑的，虽然曾经有过类似的经历，但由于六年级课程临近尾声，翻看了目录发现大部分内容并不是自己所擅长的题材，学生的参与程度有限，害怕课堂的氛围不出彩清冷。最终反复斟酌选定了《科学技术的喜与忧》这一课，因为自己对于这方面多有了解，可以给学生搭建足够的延伸平台，更重要的是科学技术是足够引起孩子的共鸣的话题，现代的科技飞速进步，这个年龄段的学生是有着深刻的感受的，是贴近他们生活的，并足可激发他们能说、想说、多说。基于此，在初次试上预设本课目标时，我设定了如下几个目标：1.以3D打印技术为起点引发学生共鸣，感受科学技术对生活（衣、食、住、行等）的影响，体会科学技术发展的重要性。2.举例智能手机链接文本，启迪思考，初步感受科学技术发展的负面效应。3.深度思考科学技术为人所用，人为造成了喜或忧。

我一直认为，导入部分是一堂课中最重要的环节之一，这几分钟的成功与否直接决定了整堂课的走向。在这堂课的预设中，由于3D打印技术是自己最近的兴趣点所在，所以在选择导入时自然地想到了用它，并且自认为学生对此也是应当有所了解的。事实证明这次错误的选择没有考虑学生的实际学情，人为地拔高了学生讨论的难度，这也直接导致了第一次试上的冷场乱场。第一次试上最直观的感受是预设与现实的脱节，课前我搜集了关于3D打印的大量资料，做课件，找来了3D打印的实物，但是当高端大气上档次的3D打印穿起了课堂整条线索，引起了学生足够的兴趣后，却将学生对科学技术的感受引入了一个歧途――只有像3D打印这样的才能称之为科学技术，生活中的点点滴滴，细微之处的科学技术的应用反而忽略不计，完全被带离了预想中科学技术与生活的对接，课上我也是越来越急躁，甚至漏掉了本该出现的一些环节。

3D打印这一部分的课件花费了我大量的精力与时间，图片、视频、资料一个不少，看似一环扣一环紧凑，但在实际使用过程中反而被动地跟着课件走，成为了课堂的一种干扰，不仅仅是这样，过多的课件给学生，阻碍了学生自我检索、自我思考的过程，灭失了本可以在学生间、师生间随意聊聊启发的机会。所以课件只是完成教学的手段之一，教师要回归、利用好书本。

二、敢于舍弃，充分考虑学生实际学情，激发童言

鉴于3D打印远离学生生活实际，不能很好地让学生自然地将科学技术这一话题延伸到学生生活中去，在第二次的试上中，3D打印技术这一话题必须被换掉。想到之前为了准备这一话题做的种种努力，心中还是有许多遗憾的，用黑白彩色照片吗？好像也太久远，用互联网技术吗？会不会还是太高端？这些问题在我脑海中萦绕了数日，初夏的南京，街边的水果摊已经陆陆续续开始摆上了西瓜，看到无籽西瓜我是灵机一动，这不是生活中的科学技术最好的写照嘛。第二次的试上，总的来说完全按照预设井井有条地铺开了，我没有想到的是，学生们却仍然无从下手的样子，也许是六年级学生特有的羞怯，课堂相对安静，发言同学比较少，这样的学情状况着实让人着急，怎么办？只有继续调整教学子目标，将讨论的难度一降再降。我的思维一直在设想着如果我是孩子，我感兴趣的点是什么，我在生活中接触的是什么……

三、以点带面，使学生有话可说，回归童真、感受童趣

正式上课使用的是六一班，这个班的孩子思维比较活跃，肯动脑，课外知识有一定积累，与他们在一起讨论，我还是有把握的。课堂上，首先通过创设情境，在活跃课堂气氛的同时，调动学生原有的生活体验，利用西瓜从有籽到无籽的变化，开门见山地点出了教学的目标――感受科学技术给我们生活带来的便利。接着利用学生的生活经验，让学生通过观察生活，从学生的衣食住行中寻找有哪些科技产品，充分发挥学生的自主能动性。课前调查，小组交流学习汇报，学生从生活实例中了解科学技术是一把“双刃剑”，引导学生初步认识科学技术的利与弊，并对科学技术所带来的负面影响能持有正确的态度。

在课堂的第二板块，是学生思想放飞自由讨论的时刻，就是让学生说说在生活中的发现。考虑到前两次试上的种种弊病，结合我校学生的实际学情，我缩小了话题讨论中的点。

说食物，让学生从方便面开始，因为这种食物是孩子们常见的；袁隆平，在他们的语文课文中出现过，他们应该了解；南京的鸭子，蜚声国内，这些都与孩子们的生活密切相关，生活就有话题，同时舍去了之前试上中出现的基因过程，各种添加剂的专业名称等远离学生生活的东西。说交通，讲交通工具，讲如何出行，舍去了公共设施等令学生概念模糊不清的部分，利用实物感受牛奶利乐包，引导学生扩展到生活中去，更多地考量科学技术影响生活的几个重要因素：初步了解生产、消费活动与人们生活的关系，知道科学技术对生产或生活的重要影响。

在这节课上，学生通过自己的发现、讨论知道了，科学技术无时无刻不在影响着自己生活的方方面面。如学生说的穿着，前段时间阴雨绵绵，学生自然就会想到防雨的鞋。马上就是夏天了，有一个女孩回答防晒衣，这很正常呀，女孩子爱美，怕晒黑，晒伤，你看，这就引发了女生们的关注热点。住的部分，恒温，路灯的声控，电梯解决了爬楼梯的问题，买了重东西如何运回家的问题等等，这都是人们生活中需要面对的。通过拓展延伸，学生的视野被老师、被自己、被同学们延伸到更远的空间。另一方面，学生们最有话可谈的是眼前的改变，是我们校园的改变。抗震加固的改造是我本身一直参与的，学生们也有所体验，这让学生们更感受到现代科学技术发展迅速，已经涉及到社会的各个领域，影响到生活的方方面面，是现代社会前进的动力。在课程的最后，从身边日常生活中的手机谈起，逐渐扩大学生的视野。在无拘无束的交流、争辩中，引发学生的忧患意识，思考科学技术的弊端。这样，比较完整地达成了教学目标。

现代科学技术的利与弊范文第3篇

【关键词】文书档案；计算机管理；优点；问题；策略

文书档案计算机管理的实现，是信息时展下的必然趋势，满足档案管理工作的实际需求。为全面提高文书档案计算机管理水平和管理效率，为社会群体提供更加优质的档案服务，应当准确把握文书计算机管理的优势与不足，并采取科学化措施实施文书档案计算机管理，推进我国档案事业的稳定持续发展。

一、文书档案计算机管理的优点

（一）文书档案计算机管理的快捷性

文书档案计算机管理具有诸多优势，其中最明显的一点就是快捷性，在实际档案管理工作中，能够有效弥补传统文书档案管理手工操作中的不足，运用计算机软件完成文书档案相关资料的收集、储存、分类以及查阅等操作，文书档案计算机管理的效率更高。尤其是计算机检索主题词的利用，为档案人员查找文件提供了极大的便利，在实际应用中，档案人员只需要将相关主题词进行组配后输入计算机系统中，能够很快得出结果，使得档案管理的有效性明显提升。文书档案计算机管理的实现，一定程度上避免了漏写、漏抄等管理失误情况的发生几率，文书档案管理更具清晰性和准确性，实现了人力物力资源的优化配置和合理利用。

（二）文件和文字信息得到充分交流与共享

文书档案计算机管理方式下，档案管理工作效率明显提升，文件与文字信息实现了有序交流与共享，有效的解决了手工管理方式下信息闲置问题，提高了文书档案资源的利用率，从而提高档案管理工作中资金使用的有效性，信息与文件的实际应用价值得到最大程度的发挥。在文书档案计算机管理方式下，文书档案管理的方式以及深度也不断发生变化，由以往的案卷级管理逐渐深入到文件级管理，由传统模式下的单途经管理逐渐发展为体系化管理，由档案外部特征管理逐渐发展为内外部特征合并管理，此种情况下，文书档案管理效率明显提升。现代社会科学技术不断进步，网络技术在档案管理工作中逐渐得到广泛应用，档案信息能够与其载体实现分离化利用，并能够与其他信息系统建立共联，最大程度上提高文书档案利用的质量，便于信息资源的适时响应和脱机处理，提高查准率，降低所属空间的限制，基于网络服务平台，进一步了解其它档案工作部门的工作情况，准确把握最新的文书档案管理信息，实现文件与文字信息实现交流共享，切实提高档案管理工作的科学性和可靠性。

（三）文书档案计算机保存的稳定性

文书档案计算机管理的顺利实现，一定程度上提高了文件信息保存的稳定性与管理的可靠性。传统文书档案管理方式下，纸张耐久性不稳定，其中的纤维素在高温、高湿或氧化剂条件下极易疏导破坏，甚至发生水解和氧化反应，严重影响文书档案信息资源的安全。而文书档案计算机管理有效的弥补了传统档案管理方式的不足，通过对现代电子技术的有效利用，能够依据文书档案不同的管理需求，选取适宜的电子载体，包括VCD、DVD以及小容量闪存U盘等。此类载体在文书档案计算机管理中具有便于读取、易于传递等优势，所受环境影响较小，不易损坏，在文书档案保存与管理上具有良好的稳定性。

二、文书档案计算机管理存在的问题

文书档案进行计算机管理后，内容不仅易于变化，而且失去了固定的形式，使得文件保密性变弱。内容易于修改，而且改动后可以不留任何痕迹，虽然已有一些技术可防止伪造电子文件和在“原稿”上增删改，但其内容发生变化的可能性总是比纸质文件要大得多，从而使人们感到把握其内容原貌的困难。随着网络化的发展，文书档案信息的上网管理及其安全性、可靠性等问题会日益突出。网络的不安全性已成为限制其发展的最大障碍。一般规律是当网络用户数量按算术级数增加时，网络的效益和网络的危险性均以几何级数增加。文书档案管理存在的网络及信息安全问题，已成为制约文书档案计算机管理发展的主要问题。

三、应对策略

（一）提高文书档案工作的标准化程度

计算机在文书档案管理应用中涉及的每个问题，如数据著录、设备兼容、应用软件推广、信息联网等都需要一系列的标准才能解决。所以，应进一步加紧制定有关的国家标准或行业标准。电子文件生成的数量已很惊人，而其与纸质文件的区别又很大，目前多数档案工作者对其特性还很陌生，这不能不说是很大的隐患。针对这个问题必须在如下几方面做出艰苦的努力：一是进一步研究各类电子文件的特性，对从生成机制到归档保存的一系列环节进行剖析，在此基础上从档案管理角度提出确保其真实性、原始性、安全性等方面的技术措施。二是提前为电子文件归档后形成的电子档案的管理提出要求，解决逻辑归档的不安全性、物理归档的载体选择、设备更新快与电子档案载体长久保存之间的矛盾等问题。

（二）提高文书档案计算机管理的网络信息安全性

在内部计算机网络和外网之间，设置物理隔离，以实现内外网的隔离是保护办公自动化网络安全的最主要同时也是最有效、最经济的措施之一。第一层隔离防护措施是路由器。路由器滤掉被屏蔽的IP地址和服务。第二层隔离防护措施是防火墙。大多数防火墙都有认证机制，无论何种类型防火墙，从总体上看，都应具有以下五大基本功能：过滤进、出网络的数据；管理进、出网络的访问行为；封堵某些禁止的业务；记录通过防火墙的信息内容和活动；对网络攻击的检测和告警。

四、结束语

为促进文书档案计算机管理的实际应用价值得到最大发挥，应当坚持具体问题具体分析的原则，积极采取有效措施扬长避短，提高文书档案计算机管理的规范化和标准化，并加强网络信息安全管理，从而全面提高档案管理水平，为社会群体提供更加优质的档案服务。

参考文献

现代科学技术的利与弊范文第4篇

一、转变观念,联系实际,加强基础

“学子苦,教师忙,家长累得脸发黄,拼死拼活为金榜”,这是“应试教育”的产物。实施素质教育就要转变观念,摆脱“应试教育”的束缚,不要片面追求升学率,不要以学生的成绩作为评价教学质量的唯一标准。教育要面向全体学生,在提高学生的整体素质上下功夫,以全面培养学生高尚的思想道德情操,丰富的科学文化知识,良好的身体和心理素质,较强的实践和动手能力,以及健康的个性为宗旨。教师应结合本学科知识的特点,培养学生良好的学习习惯和正确的学习方法。

化学是一门与社会生活、工农业生产密切联系的学科,现代科学技术的发展与人类文明的提高都离不开化学。在教学中教师要时刻注意联系实际,使学生体会到所学的课本知识在实际与实践中的价值和作用。如:为什么“酒香不怕巷子深”?为什么“真金不怕火炼”?为什么书法家、绘画家常用墨汁写字、画画?常听到的煤气中毒是怎么回事?“白色污染”是什么,如何防止?钢铁为什么会生锈,如何防止?怎样合理饮食才能保证身体健康?……让学生感受到生活处处有化学、化学时刻与生活相联系。

学生的化学素质重要的是能否运用化学知识去理解、解决生活中的化学问题,去学习新知识以适应社会发展的需要。因此,在化学教学中教师应紧密联系生活、生产、科技等方面的知识,训练学生应用化学知识解决实际问题的能力。进而可以加强对化学基础知识的教学,使学生较准确地理解化学基本概念和基本原理,掌握常见元素与一些重要物质的基础知识,运用相关化学知识去解释一些常见的现象、解决一些实际问题。

二、激发兴趣,重视实验,培养能力

兴趣是学习的一种动力。教师要积极利用一切可以利用的因素,激发学生学习化学的兴趣,如沟通师生情感、关心学生日常生活、建立良好的师生关系等。化学有其显著特点――实验多,教师要重视实验教学,充分利用实验激发学习兴趣,以培养学生的多种能力。但多年来由于受“应试教育”的影响,化学教学中一直存在着重视理论而轻视实际操作的倾向,使实验课只停留在理论的基础上,致使学生考试分数虽不低,但具体到实验操作时就手忙脚乱、错误百出,即所谓的“高分低能”。这样的学生只能应付考试,他们的观念、文化修养和心理素质远不能适应科技发展的要求。

中学化学教学时时与实验紧密相联系,教师应充分利用现有的设备,切实作好课堂演示实验。教师要在科学态度、规范操作上给学生以示范作用,引导和鼓励学生善于观察实验现象,从现象得出结论,由生动直观的实验现象上升到抽象理论的科学的学习方法。必要时可以让个别学生上台演示,以满足学生的求知欲。如第一节化学课,由于学生初次接触化学,如果教师照本宣科地向学生讲述为什么学习化学、怎样学好化学等,学生就会觉得枯燥无味。我们不妨这样做:事先在白纸上用酚酞试液写上“欢迎大家走进丰富多彩的化学世界”几个大字,上课时用小型喷雾器向纸上喷洒氢氧化钠的稀溶液,红色的大字会映入同学们的眼帘,这会引起大家的兴趣,教师趁机举一些日常生活和工农业生产中常见的与化学知识有联系的实例,说明学习化学的重要性,继而将问题转入怎样才能学好这门有趣的学科等,使学生对化学这门学科深感兴趣,为以后的学习奠定良好的基础。

教师还要积极创造条件,组织学生做好分组实验,尽可能让每个学生都能亲手操作。因为只有在游泳的过程中才能真正学会游泳的本领,才能锻炼出搏击风波的顽强精神。教师要亲临现场不断巡视,及时纠正学生出现的错误,对操作规范合理的学生提出表扬,让他们体验成功的喜悦。这样学生可以在轻松愉快的氛围中获取知识,增强学生对理论的理解,培养学生多方面的素质。

总之,化学是一门以实验为基础的科学,我们通过实验可以帮助学生形成概念,理解和巩固知识。在教学中,我们应使学生养成良好的思维习惯,学会科学的思维方法,培养学生的观察能力、思维能力、自学能力、分析与解决问题的能力,培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。

三、挖掘教材,结合史实,增强情感

化学这门学科本身蕴含着丰富的辩证唯物主义思想素材,因此在教学中进行辩证唯物主义教育的内容是丰富的和多方面的。如在分子、原子的客观存在和质量守恒定律的教学中可以培养学生树立起世界是物质的这一观点;在物质的分类及其联系的教学中可以培养学生树立起自然界的各种现象、物质都是相互联系、相互制约的;在化合与分解、氧化与还原、物质的结构决定性质、性质决定用途、用途体现性质的教学中可以培养学生用辩证的观点分析问题的能力。

现代科学技术的利与弊范文第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

线性系统理论是控制科学与工程学科的一门研究生标志性课程，它主要研究线性系统的分析和设计方法，并用于指导工程实践的科学。长期以来，由于本门课教师习惯于理学思维，在教学中缺失工程上的形象思维，弱化了实践教学，讲授方法主要围绕建模、分析、综合这条主线讲解相关的概念、定理和证明，学生只会对老师讲授的这些概念进行理解及定理记忆，造成教学效果不佳。加之本门课程涉及的知识范围广、内容繁多、概念抽象、理论性较强，容易使学生陷入无从下手、机械接受的窘境，从而产生消极、厌烦情绪。因此，对线性系统理论教学进行重新定位和思考，形成了理论与实践并重、协同教学的教学理念，并结合学生理论基础的具体情况，从学科内部的相关性和科学的整体性出发，在教学内容、教学方法和教学手段等方面对“线性系统理论”的传统教学模式进行改革，不断完善教学方法和教学手段，构建起和谐高效的生命课堂，提高课程整体教学质量。

1 理论与实践并重，协同教学

线性系统理论课程内容相对较多，其中的一些概念和理论推导比较抽象和难以理解。学生的主要任务就是完成教师布置的课后作业，对于相关理论的实际应用一无所知。因此教师在教学过程中要有意识地把线性系统理论和实际工程中的应用紧密结合起来，以实例为切入点，兼顾理论分析和推导，培养学生学会运用这种研究方法去处理实际工作中各种问题的能力。比如对于系统稳定性分析方法很多。然而，对于非线性系统和线性时变系统，这些稳定性分析方法实现起来可能非常困难，甚至是不可能的。李雅普诺夫（A.M. Lyapunov）稳定性分析是解决非线性系统稳定性问题的一般方法。但学习这部分内容时，学生普遍感到难以理解，不知道它究竟能应用的在实际工程的哪一方面。针对此种情况，在讲课过程中以双馈风力发电机的励磁控制为例，把理论和实际应用结合起来，授课过程如下：

根据相关参考文献，网侧变流器控制电压与输入电流之间的关系结构如图1所示。

图1 网侧变流器电压与电流关系图

由结构图（图1）可得系统状态方程为：

（1）

这里采用滑模变结构控制，我们可以将公式（1）写成如下的状态空间方程：

=  +  +                                                             （2）

公式（2）中，代表由电网电压引起的扰动，为状态变量，为控制输入，、分别代表网侧变换器的有功电流和无功电流。、分别代表有功电流和无功电流的控制量、。

（3）

根据公式（3）可知，双馈式感应风力发电系统满足滑动模态不受外界干扰的充要条件。因此，可以通过选择合适的滑模面函数，使得网侧变流器对电网电压等引起的扰动具有完全鲁棒性。

定义系统轴的误差状态变量为 = ，根据公式（2），可得到网侧变流器轴输入电流的误差状态方程为：

=  +  +                                          （4）

在公式（4）中 =  + 为电网电压及轴电流的交叉耦合项引起的扰动。

本文采用如下的积分滑模面

=  +                                                      （5）

式中为模面系数且大于零的常数，为电流跟踪误差的初始值。

若双馈风力发电并网控制系统满足?O?O时，采用如下的双馈式感应发电机网侧变流器输入电流d轴分量的控制律：

= （）（）                          （6）

可使系统鲁棒稳定，其中为大于零的常数。

证明如下：

选取李亚普诺夫函数为 = ，则有

=   = （ +  ）

= [（） +  +  + ]

= （ （））≤?O?O+?O?O?O?O

= ?O?O（?O?O）≤ ?O?O（）

因此，所设计的控制系统稳定。

2 整合教学内容，优化教学实施方案

（1）在教学内容方面：课堂教学内容整合为四个专题，即线性系统建模、系统稳定性分析、系统的能控性和能观性、系统设计。以这四个专题为课程建设的重点，进行专题教学。基础知识的相关内容全部在课程网站上，供学生课后自主学习。

（2）在教学模式与教学手段方面：努力实现“两个结合”。应用现代教育技术和信息技术，努力促进“课堂教学与实际教学相结合，教师授课与学生讨论相结合”，以两个结合为重点，开发和应用立体化教学资源（包括书本、课件、网站、网课、题库、音像）。

（3）在教学方法方面：努力构建“对话式和知识联想”教学方法。发挥科技前沿知识和科学研究方法训练的魅力，抓住青年学生强烈的求知欲和好奇心理，营造“能够充分展开自主性、协作式学习，变一言堂机制为对话式机制”的学习氛围，努力实现“师生对话、人机交互、学生讨论、专题演播（课件、科教片）”这一生动活泼的教学形式。

（4）在教学资源建设方面：激活学生“自主、协作、探究”的积极性，组织师生联手共建教学资源。积极开发、建设多媒体课件和教学网站系统，调动一切力量，收集整理大量的文本、资料、图片、试题库等教学资源，充分体现以学生为本的课程教学改革理念。

（5）在学习评价方面：研制网上考试系统，促进考试的改革。在线性理论课程建设中，研制具有“组卷、评分、统计、提示”等一系列功能的软件，为课程的考试改革和学生的自测训练提供可靠的软件平台，促进课程建设和考试的改革。

3 实时更新教学方法，不断完善教学手段

3.1 教学方法

（1）用典型应用实例和科技热点问题引导学生的上课兴趣和思考问题的积极性。教学的主体，莫过于精炼的高水平演讲，这是教学的本，是任何课件和音像都无可替代的。教师备课时，要善于发现和利用典型应用实例和科学技术的热点问题，诱导、激发学生的学习积极性。

（2）组织对话式教学。教师作对话式教学中的主持人，学生作嘉宾，开发、穿插角色扮演，通过情感体验，深入理解教学的知识点和面。

（3）师生互动，开展专题讨论和辩论。这是教学的升华，它能够有效地激发、培养学生的探究能力和科学思维。例如，“克隆技术的利与弊”、“外星生命之我见”、“合理利用地球资源与保护生态环境”、“怎样理解科学技术是一把双刃剑”等等。

（4）训练学生自主归纳和学习思考能力，培养“自主、协作、探究”精神。以授课知识点为源头，进行纵、横向知识内容的层层联想和意识流辐射，思考、归纳和总结事件的规律性，恰当地注入科学的方法论和培育科学思维方式，培养学生的“自主、协作、探究”精神。

（5）组织学生积极参加演讲和创新实践活动。组织安排学生，参加教学网站、网络课程及其它教学软件的开发研制，既增强了学生的参课、建设意识，又促进了对课程内容的深入和对知识的系统理解，强化了学生学习现代科学技术概论的积极性。在课堂内外布置学生就授课内容及相关知识，在网上和图书馆收集整理一些专题演讲资料，让学生做成PPT，安排他们在课堂穿插一些简短的专题演讲和讨论。这一做法既活跃了课堂教学气氛、锻炼了学生，又使学生参与了课程资源建设。事实表明，学生收集来的丰富资料超出了教师的预期，有效地推动了课程的资源建设进程。

3.2 教学手段

以常规板书为主，对重要的定理、定义和重点习题进行必要推导和证明。合理运用多媒体课件、大屏幕投影、网络交互、视音频辅教等现代教育技术和信息手段，积极开发、建设多媒体课件，穿插相应的视频，演示难以表述的概念和形象。

另外，为了更好地配合理论教学内容，加深学生对所学知识的理解，在实践教学内容上要利用好两个手段：其一是仿真实验，充分利用Matlab这一进行虚拟实验的有效工具，对学过的理论知识进行验证或复杂系统建模;其二是实验课，在进行实践教学内容时，应该首先利用Matlab软件平台对所研究的控制系统进行建模和分析，然后在实验室的硬件平台上再用硬件搭建控制系统模型，并与Matlab软件平台所取得的控制效果进行对比分析，找出理想控制模型和实际（下转第123页）（上接第104页）硬件控制模型的联系及区别。

4 采取有效措施，提高学生学习兴趣

线性系统理论这门课程的内容涉及知识面广，信息量大，对所涉及的先修数学知识（微积分、复变函数、矩阵论等）的要求较高，如果在教学过程中只注重一般的理论讲述，缺乏工程和物理概念的实践，就容易使学生觉得晦涩难懂，从而产生厌学的情绪，影响学习兴趣和学习效果。因此，在整个理论教学内容结束后，还应及时安排一些综合性实践训练，巩固已学的理论教学内容，提高的学生的实际动手能力及学习的兴趣、效率。比如在高校或教学系统内部，每年都有许多诸如大学生实验创新项目、大学生数学建模大赛等，这些项目给学生提供了动手实践的平台。任课教师可以组织学生积极申报并给予认真指导。从这些具体的实践项目中体会理论联系实际的过程，加强对所学理论知识的理解和掌握。另外还可以充分利用现成的网络资源，针对教师自己承担的实际项目，组成自动控制理论学习兴趣小组Q群，每个小组单独对项目中的实际问题进行分析和建模， 然后在Q群中进行集体的讨论，最后选择出适合实际工程需要的物理模型及其控制方法。通过讨论和分析，培养了学生分析问题和解决问题的实际能力，提高了他们的学习热情和学习效率。

5 结论