边城教案
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇边城教案范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
边城教案范文第1篇
一、制订课堂教学目标的出发点由“大纲”向“学生”转变
传统教学方式下编写教案、制订教学目标的出发点是根据大纲要求,完成教材知识传授目标。教学目标是针对教师“教”制订的,是惟一而不能改变的。因此,在这种情况下,教师备课就是为了熟悉大纲,吃透教材,是为了更好地完成教材知识传授目标。一份优质课教案适用于多个班级的课堂。而实行课程改革后编写教案、制订教学目标的出发点是根据培养学生成长的要求,传授教材知识目标。课程标准是针对学生的学习而制订的。教学目标根据学生具体情况,提出不同层次要求,具有弹性。因此,教师备课是为了了解学生,熟悉课程标准,吃透教材,以便更好地适应学生发展需要。任何优秀的教案都不可能包打天下。
在备课中,教材、学生都很重要,但把什么放在第一位却体现不同的教育观念。把学生放在第—位,是以“人”为本;把教材放在第一位,是以“本”为本。
二、课堂教学目标的内容由“重知识”向“重能力”转变
传统教学方式下编写教案、教学目标只注重知识目标。尽管不少教案也强调能力目标,也提到思想教育,但是这种“能力”只是解决知识问题的解题能力,这种“思想教育”是从社会的角度进行僵化的、空洞的说教。而实行课程改革后编写教案、知识目标只是教学目标之—,解题能力只是知识目标的组成部分,让学生学会学习和提高学生的学习能力才是最重要的教学目标。情感态度价值观和人生观是取代以前“思想教育”的又—个教学目标。它是从学生个体的角度提出社会要求,尊重学生作为鲜活的人的情感体验,尊重学生个性,培养学生健全的人格,高尚的审美情趣,科学的人生观和价值观。课程改革把培养学生综合素质作为教学根本目标。
三、课堂教学目标的方法由“教为中心”向“学为中心”转变
传统教学方式下编写教案,教学过程以“教”为中心。是否有利于教师传授知识是编写教案的主线,学生按老师的规定听课、练习是“责无旁贷”的事。在课堂上,教师是“演员”,学生是“观众”,教师“演”得好就是课上得好。
实行课程改革后编写教案,教学过程以“学”为中心。是否有利于学生自主探究学习是编写教案的主线。教师是学生学习活动的组织者、引导者、启发者和示范者。在课堂上.教师是“导演”,学生是“学员”,学生“表演”是否到位是教学成功与否的关键。
四、对学生的认知层面要求由“简单描述”型向“多视角反思、挖掘”型转变
对于一些教学内容如地球的形状问题,传统教学主要停留在简单的描述这一认知层面上。学生不能得到更高一级的思维训练,这不仅是对课程资源的严重浪费,而且学生在这样的学习过程中丝毫得不到探索的乐趣。而新的课程理念要求我们重视知识的产生过程以及在这一过程中体现出来的情感、态度和价值观,因为情感、态度、价值观以及人的各种综合能力不是直接从结果中直接产生出来的,而是在过程中体验和积累起来的,要体现这种新的理念,必须对教材和教学内容进行不同视角的反思和挖掘。若体现这种理念,必须要求教师在备课中必须增加学生反思的机会,创设不同的情景,比如在地球形状的教学中,可以设计这样一些问题:如果你有孙悟空那样的本领,你会到达天边吗?假如你是一位3000年前的古人,你会如何思考和验证脚下大地的形状?等。
五、检测教学目标的评价标准由“重知识”型向“重方法、重情感”型转变
传统教学的目标的评价标准注重的是“教”的结果,即学生是否达到教材知识目标。实行课程改革后,教学的目标的评价标准注重的内容是学生学习的过程,即不仅考察学生是否掌握知识,更要了解学生是否掌握了学习方法,是否有积极的情感态度。
六、教育手段:由“单一型”向“多样型”转变
传统的教学在教案中只需写好如何讲解即可,教育手段非常单一;而未来是信息时代,教育手段应该是“多样”的:实物展示、投影运用、多媒体音像引进、网上浏览、适应学生认知和身心发展需要而增大信息量、科技量,有利于提高质量;用简单、新型、交互、愉悦的学习技巧将他们的才智与世界上最好的专家连接起来,实现网络教育,则可以满足其个体自我发展需要。
七、师生关系由“师道尊严”向“师生平等”转变
传统的师生关系是一种不平等的人格关系,教师不仅是教学过程的控制者、教学活动的组织者、教学内容的制定者和学生成绩的评判者,而且是真理的化身和绝对的权威。 在教学中,教师是主动者,是支配者,而学生是被动者,是服从者。而新课程下的师生关系强调的首先是师生在人格上的平等,是正常的人与人的交往关系。这就是说他们的思想(意见)、情感(体验)、意志(欲望)和行为方式应该得到同样的尊重;学生应该得到足够的表现自己、表达自己的思想和情感的机会。正是由于这种师生关系的转变,要求教师在备课过程中必须考虑到学生能够提出的问题,多方面思考课堂可能发生的情形,以便能够在课堂上应对课堂。
边城教案范文第2篇
【关键词】电子教鞭;无线射频;调制与解调;HID
引言
随着教育电教化的普及，全国大多数学校都采用多媒体教学，其中PPT、Word、PDF文档和图片是最常使用多媒体讲稿。讲授进度通过鼠标或者键盘来控制，这带来的缺点就是教师被束缚在电脑跟前，空间相比于整个讲台小了很多，行动上受到限制，肢体语言施展不开，课堂气氛不活跃，教学质量大打折扣。
要把授课教师从电脑前面彻底解放出来！秉持这一初衷，本文提出一套低成本无线教鞭设计方案，让教师不再受空间限制，真正实现“自由移动讲课”，系统由无线发送设备和无线接收设备两大部分组成。工作频段为433MHz无线射频，因此发射和接收不存在角度问题且符合工信部的《微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定》。接收设备插上PC机USB接口，Windows98以上操作系统，为HID（人机接口设备）类设备提供了通用的驱动程序，符合即插即用的要求。
1.系统总体设计方案
系统中无线发送设备由编码电路和发送电路组成，完成遥控信号的编码以及ASK调制;接收设备由接收电路，解码电路完成射频信号解调解码，还原出相应的遥控信号指示HID类USB设备电路实现“上翻”和“下翻”动作。在器件选型中不仅考虑了性能参数，同时成本也是考虑的重点，使得设备商品化时成本较低。图1是系统的功能框图。
图1 系统级框图
2.无线教鞭硬件电路设计
2.1 发送端硬件电路
编解码电路的作用一是区分不同的遥控指示信号;二是为了防止多个收发设备同时工作时相互之间干扰。编码解码芯片选用Princeton的PT2260和PT2270。PT2260/2270最多可提供310地址码和4位数据端，设定的地址码和数据码以及同步码从15脚串行输出，每次发射时至少发射4组字码[1]。PT2270只有在连续两次检测到相同的地址码才置位相应的数据引脚和VT端。外接电阻阻值越大振荡频率越慢，码宽越大，发一组码的时间越长。常用振荡电阻选用PT2260/820KΩ和PT2270/1MΩ组合，适应的电压范围较宽[2]。由高频管和声表面波谐振器组成的433.92MHz高频发射电路，器件少，成本低，电路工作非常稳定，发射频率不会漂移[3]。图2是发送端电路图。
2.2 接收设备电路
接收电路将接收到的调制信号通过放大，混频，中放，以及ASK解调，还原成编码后的信号，输出给解码电路解码，最后由HID类USB设备电路根据遥控信号完成“上翻”和“下翻”键值的上传。PT4316是一款工作在甚高频低功耗超外差式无线接收IC，它内部集成低噪声放大器，混频器，基于声表面波的振荡器，片上等值低通滤波器，中频限幅放大器以及模拟基带数据恢复电路，接收灵敏度可达-103dBm[4]。它的应用需要注意外接的声表谐振器和天线设计。接收端电路图如图3所示。由于PT4316中频链路的-3dB带宽是从250KHz到3.1MHz，其中最适宜的值大约为1.2MHz，公式（1）是用来计算合适的振荡器频率的。例如发送端声表谐振器的频率为433.92MHz，则PT4316应用电路才用435.1MHz声表谐振器比较合适。
（1）
图2 发送端电路图
若采用印制天线，确保没有任何元器件在天线的背面，也不能有地线层。对于FR4材质PCB（=4.7），线宽为30mil，天线长度计算公式如（2）所示：
（2）
式中，L（cm）为天线长度，f（MHz）为工作频率，c为光速，3*1010cm/s。
图3 接收设备电路图
HID类设备电路由Silicon公司的带USB控制器的C8051F321单片机来完成，其集成的全速/低速USB功能控制器和收发器符合通用串行总线规范2.0版。相对于传统的由单片机和USB接口芯片组成HID类设备电路，节约了很多PCB空间（C8051F321是MLP28封装，只有5mm*5mm大小），成本也降低了一半。同时利用其集成内部可编程振荡器，省去外部晶振，减小了时钟频率的倍频对射频接收电路的干扰，提高接收灵敏度。
3.系统软件设计
3.1 HID类设备识别过程
HID类设备需要遵从USB启动流程：设备插入总线复位设备枚举数据接收/传送。流程中的设备枚举就是告知PC设备描述类型。当插入USB设备后，主机会向设备请求各种描述符来识别设备。为了把一个设备识别为HID类别，设备在定义描述符的时候必须遵守HID规范，因此除了USB标准定义的一些描述符外，HID设备还必须定义HID描述符。每个描述符都有固定的格式和含义，USB HID设备是通过报告来给传送数据的，报告是一个数据包，里面包含的是所要传送的数据，USB HOST可以分析出报告里面的数据所表示的意思，通过发送相应的描述符。主机通过识别描述符从而认识设备，认识设备数据通信格式，从而才能正常进行数据传送和接收[6]。图4是枚举设备描述符调试中2种状态截图的合并图。
图4 调试过程2种状态截图
图5 主程序流程图
3.2 单片机本地端主程序
从图3的硬件电路原理图上可以看出，C8051F321单片机的P1口以及P2.0、P2.1是与PT2270的地址端连接在一起的，可以通过软件来设置接收设备的地址码，一改传统硬件方式设置地址码。P2.2和P2.3引脚信号来自发送端的遥控信号，用于指示单片机上传相应的键值。单片机本地端主程序可参照图5流程编写代码。单片机初始化包括IO端口初始化和时钟振荡器初始化，注意设置内部振荡器的基频12MHz为系统时钟，USB工作在低速方式，时钟必须为6MHz，因此将内部振荡器二分频即可得到。USB控制器初始化包括工作方式选择（低速）和中断寄存器使能等功能配置和控制操作。
USB中断子程序包括公共中断，端点0的IN/OUT/SETUP中断以及端点1、2、3的IN/OUT中断。在数据被成功发送或接收后处理器产生USB中断，USB控制器中的串行接口引擎（SIE）执行所有低层USB协议。当接收数据时，SIE在接收完一个完整的数据包后中断处理器，相应的握手信号由SIE自动产生。当发送数据时，SIE在发送完一个完整的数据包并且收到相应的握手信号后中断处理器。当收到损坏/错误的数据包时，SIE不中断处理器[5]。 中断程序编写需要参考C8051F321数据手册和HID类设备用法列表。
HID类设备描述符枚举成功后，PC机识别为USB人体输入学设备。此时单片机根据图3中所示的遥控指示信号PU（P2.3脚）和PD（P2.2脚）电平高低，通过端点1发送USB键盘相应的键值给PC机，PageUp或者PageDown键值需要放在第三个字节上。AT-101键盘上PageUp和PageDown两个键的键值0x4B和0x4E[7]，例如：0x00，0x00，0x4B，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，这八个字节作为一组上传。当按下某个键，同时也要及时释放，即在中断程序端点1上传成功子程序里面上传八个0，PC端就知道释放该键。
4.结论
低成本无线电子教鞭方案从实际应用角度提出来的。经实验和现场应用，设备性能稳定可靠，灵敏度高，手持端功耗极低，室内40m教师任意角度和方位使用，均能发挥自如。接收端即插即用，Windows98以上操作系统，提供了通用的驱动程序，极大程度上方便了教师使用。
参考文献
[1]Princeton.PT2260/2270 Datasheet[EB/OL].2007，10：4-6.
[2]陌尘.编码解码芯片PT2262/PT2272工作原理[J].电子制作，2004（08）：44.
[3]余宏生.声表面波谐振器在高频无线电遥控电路中的应用[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2002（04）：62-65.
[4]Princeton.PT4316 Datasheet[EB/OL].2007，12：1-10.
[5]Silicon Laboratories Inc.C8051F320/1 Datasheet Rev.1.1[EB/OL]. 2003，12：143-170.
[6]涂晓强，周洪利.基于HID类的USB人机接口设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2007（06）：62-64.
边城教案范文第3篇
一、寻找合适教案
在寻找教案之前，必须对教师自身素质进行分析，扬长避短。如口语表达能力、表现能力强的可选择上语言课，绘画能力强的可上美术课，表现力较强、唱歌比较好的就选择上音乐课或舞蹈课，而针对表现能力不是很强，但语言简洁，逻辑思维强的就选择上科学课。根据自身特点选择优秀教案的领域范围，有目的地寻找，不至于漫无目的，浪费时间与精力。
活动领域确定后，必须明确此领域的要求，如科学领域，《幼儿园教育指导纲要》明确指出：科学教育应密切联系幼儿的实际生活，利用学生身边的事物与现象作为科学探索的对象。《3～6岁儿童发展指南》强调：幼儿科学学习的核心是激发探究兴趣，体验探究过程，发展初步的探究能力。带着这些新的教育理念去寻找相关优秀教案，我曾在《山东教育・幼教园地》上看到一则大班科学活动案例“巧顶纸板”，将幼儿生活中较常见的几种材料：纸板、易拉罐、铅笔、纸筒芯等作为教具，引导幼儿主动尝试用不同材料巧妙顶起正方形、正三角形、圆形纸板，教师与幼儿一道津津有味地探索稳稳顶住纸板的秘密。幼儿通过亲身体验和实际操作进行科学学习，亲历了探究的全过程，从而有助于培养积极探究的态度，养成积极探究的习惯。
二、调整优秀教案
虽然现成的优秀教案上已标明施教对象，但不同地区的孩子会存在一定程度的地域差异，且许多教育方式更是因人而异，此时必须根据本园孩子的实际情况对优秀教案进行适度的调整。当我选中大班科学活动案例“巧顶纸板”后，先进行预操作：准备一些材料和铅笔、易拉罐、纸筒芯、圆形纸板，不作任何提醒与练习，让大班孩子试着用这些材料顶起圆形纸板，结果发现大多数孩子都能成功顶起圆形纸板。很显然，在大班上这节课的活动设计没有挑战性。用同样的方法在中班做试验，40名幼儿中有14名幼儿轻易地把纸板顶起来了。于是根据预操作的结果，我决定将它由大班科学活动改成中班科学活动。在预操作的过程中发现，较薄的纸板容易变形，影响操作效果，在准备材料时要尽量选择硬实、不易变形的纸板，排除所有不利于操作的干扰因素。预操作可以帮助我们确定教育对象、活动材料、活动目标等，以便活动能够科学地顺利地进行。
《山东教育・幼教园地》上一则大班科学活动案例“巧顶纸板”，教学过程是这样设计的：
1.欣赏：激发幼儿顶纸板的兴趣（播放获奖杂技表演、幼儿用身体部位顶住纸板的游戏现场）。
2.尝试：发现顶纸板的最佳位置（幼儿用纸筒芯自由尝试顶纸板、发现成功的秘密、幼儿合作找并画出中心点）。
3.探索：分析用不同材料顶起纸板的难易程度（猜想并记录、尝试并记录、集体验证操作结果）。
4.讨论：找出有利于顶纸板的因素。
5.表演：分享顶纸板的快乐。
以上活动设计是适合大班幼儿的，程序比较复杂，而我的施教对象为中班幼儿，就不能照搬硬套，让幼儿合作找中心点对大班幼儿来说并不难，而中班幼儿的合作能力、协调能力并不强。找、画中心点有一定的难度，我就进行修改，幼儿操作结束后请两个幼儿示范稳稳顶起圆形纸板，教师帮着画中心点，然后请幼儿观察教师做的记号，发现能稳稳顶住纸板的位置，通过观察得出结论：只有顶住圆形纸板的中心点，才能稳稳地顶起纸板。于是我对活动过程进行适度调整：
1.欣赏：激发幼儿顶纸板的兴趣
2.探索：用不同材料（铅笔、纸筒芯、易拉罐）顶圆形纸板并讨论：为什么有的材料容易顶起纸板（纸筒芯、易拉罐），而有的材料很难顶起纸板（铅笔）？
3.二次探索：探索用铅笔成功顶起纸板的秘密――顶住中心位置（幼儿尝试顶纸板、请成功幼儿表演、老师画出中心点、幼儿观察中心点发现成功的秘密）。
4.表演：分享顶纸板的快乐。
三、打磨出优质课
优秀教案只是上好课的前提，还有诸多因素影响着一节活动课最终的效果，如教师的组织能力、教育技巧、孩子预知的经验、教具的准备等。为了实现课堂教学的最优化，打磨出一堂优质课，还需在实际操作中不断结合教学实际进行调整、优化。经过以上环节，我在上课的过程中发现了如下问题，并在教学过程中不断进行调整、优化，取得了较好的教学效果，反响不错。
（1）问题设计具有局限性。活动的导入部分，请幼儿用身体的不同部位顶纸板，孩子站在原地，只能想出几种玩法：用头、肩、背顶纸板，仅局限在身体的几个部位，并不能充分调动幼儿参与活动的兴趣，封闭了孩子的思维。于是我就重新设计：请小朋友想出多种办法和纸板玩游戏。幼儿想出了许多种玩法：纸板变成了方向盘、飞镖、滑板车、陀螺、红绿灯，用一只手指、两只手指、三只手指、头、手臂、背等部位顶纸板。开放性的问题设计，使幼儿活动内容更丰富，激活了幼儿的思维，更激起幼儿活动的兴趣。
边城教案范文第4篇
关键词 轨道交通 交流传动 逆变器 调压调频分类号
1 交流传动系统与直流传动系统的比较
随着电力电子器件、控制理论和计算技术的发展，交流传动已经逐步在取代直流传动，并显示了其在性能价格比和运行性能上的优势. 自1970 年BBC 公司开发的第一台交流传动内燃机车DE2500 问世以来，到目前已有数千台交流传动机车和电动车组投入运营. 交流传动机车的粘着系数比直流传动机车高约10 % ， 且交流传动机车的电机型式一般采用结构简单、可靠性好、寿命长，几乎免维护的鼠笼式异步电机。交流传动机车与直流传动机车的性能比较如表1 所示[ 1 ].
交流传动机车较直流传动有相当大的优越性，目前，欧洲和日本等工业化国家铁路工业部门，已基本停止了直流传动电力机车的生产[2 ]. 与斩波器─ 直流电机斩波调压电气传动系统相比，调压调频(VVVF) 逆变器─ 交流电机的系统主电路变得十分简单. 主要由高速断路器、
表1 交流传动机车与直流传动机车的性能比较
少了电阻发热的危害. 现在，以斩波器为核心的直流传动电动车组也逐步让位于以VVVF 为核心的交流传动电动车组，如日本的东京、韩国的汉城、德国的汉堡和法兰克福、美国的波特兰[3 ] 等.
2 我国城市轨道交通传动系统的现状和发展趋势
国内城市轨道交通(除香港外) 发展比较缓慢，除了地铁以外，几乎没有城区和近郊的地面轨道交通. 而地铁交通，目前也只有北京、天津、上海和广州等城市开通运营.
2. 1 供电制式
以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750 V 供电电压制式，允许电压波动范围为DC 500 V～DC 900 V ， 第三轨受流;以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1 500 V 供电电压制式，允许电压波动范围为DC 1 000 V～DC 1 800 V ， 架空接触网受电弓受流.
上述两种供电电压制式都是国际电工委员会推荐的，都能满足城市轨道交通供电的要求. 但是，从减少城市轨道交通牵引供电系统的电能损失和电压降，延长供电距离以降低牵引变电站的数量及投资，以及从降低受流接触网的悬挂重量、降低结构复杂性及投资而言，采用DC 1 500 V 的牵引供电电压制式比采用DC 750 V 的牵引供电电压制式显然要经济得多. 高耐压电力电子变流器件的不断发展，如4 500 V 的GTO 、3 300 V 的IGBT 等，为采用DC 1 500 V 供电的城市轨道交通牵引传动系统提供了可靠的技术保障. 因此，今后我国的城市轨道交通牵引传动系统的供电电压制式的发展趋势应该是逐步采用统一的DC 1 500 V.
2. 2 牵引传动系统
北京的地铁列车采用国产电动车组，牵引控制装置为凸轮调阻和斩波调阻方式，牵引电机为直流电机. 正在新建的复八线(复兴门─ 八王坟) 线长16. 7 km ， 预计1999 年10 月1 日通车，牵引控制装置采用GTO 元件的VVVF 逆变器，牵引电机为鼠笼式交流电机，主机由日本东洋电机公司制造.
天津的地铁列车采用国产电动车组，牵引控制装置为凸轮调阻器方式，牵引电机为直流电机. 上海的地铁列车采用德国进口的电动车组，牵引控制装置为调压斩波器，牵引电机为直流电机. 正在新建的新线，也将采用VVVF 逆变器的交流传动装置. 广州地铁列车于1997 年6 月投入试运行，全部采用进口电动车组，牵引控制装置为GTO 元件的直交VVVF 逆变器，牵引电机为鼠笼式交流电机.
由上可见，我国今后城市轨道交通的牵引传动系统的发展会普遍采用VVVF 逆变器和鼠笼式异步电机的交流传动系统.
3 基于北京地铁的交流传动系统逆变器国产化方案
国产化交流传动系统采用由电压源VVVF 逆变器控制三相交流牵引电机的方式. 该系统主要包括如下设备:主控制器、VVVF 逆变器系统(包括逆变器主电路和控制器) 、高速断路器箱、L2C 滤波器、鼠笼式异步牵引电机、主隔离开关和主熔断器、母线隔离开关和高速熔断器、接地开关箱和接地装置[4 ] 等. 以上这些设备除了VVVF 逆变器外，其它设备国产化比较容易实现，而且不少设备已经在北京地铁列车上使用. 这里着重讨论VVVF 逆变器的国产化方案.
3. 1 VVVF 逆变器结构型式
笔者建议交流传动系统VVVF 逆变器的开关器件选用已商品化的大功率快速开关器件IGBT 模块(若市场有供货，也可选用集成了驱动和保护电路的IGBT 模块，即IPM 模块). 已商品化的大功率IGBT 器件目前有:800 A/1 700 V 、1 200 A/1 700 V 、800 A/2 500 V 、1 200 A/2 500 V 、800 A/3 300 V 、1 200 A/ 3 300V 等. 本方案之所以选用IGBT ， 而不选用GTO ， 是因为IGBT 与GTO 相比有如下优点[5 ] : ① 开关频率较高，提高逆变器输出波形质量，使得噪声水平和电机损耗较低，IGBT 的开关频率为1 kHz 时，电磁噪声能下降3～4 dB ; ② 门控简单，触发能耗较低，只有GTO 的1/ 20 ; ③ 吸收电路非常简单，其能耗只有GTO 吸收电路的1/ 60 ; ④ 保护系统简化，且短路时可自关断保护; ⑤ 可靠性较高，备品可减少到原GTO 备品的1/ 10 ; ⑥ 相同容量装置的重量和尺寸大大减少.
当然，无论选用IGBT ， 还是选用GTO ， 这种大容量的开关元器件国内厂家都不能生产，均需要从国外公司进口. 采用IGBT 后，由于元器件成本下降，逆变器系统要简化得多，故国产化更易实现.
我国城市轨道交通的供电电压是直流750 V(允许500～900 V 变化) 和直流1 500 V(允许1 000 V～1 800 V 变化)，故VVVF 逆变器主电路结构选用电压型二电平三相逆变器结构即可. 对于直流750 V 供电的交流传动VVVF 逆变器，IGBT 器件耐压可选1 700 V 或2 500 V ; 对于直流1 500 V 供电的交流传动VVVF 逆变器，IGBT 器件耐压可选3 300 V.
3. 2 控制方案
城市轨道交通牵引列车中，交流传动系统常见的逆变器─ 电机控制方案有两种:第一种是1 台逆变器控制4 台电机;第二种是1 台逆变器控制2 台电机. 针对北京复八线地铁列车来说，1 台电机的额定容量为180 kW ， 故第一种方案逆变器容量需要1 000 kVA 左右，第二种方案逆变器容量需要500 kVA 左右即可. 笔者建议采用第二种控制方案，即1 台逆变器控制2 台电机的方案. 理由如下: ① 城市轨道交通车辆一般都是四轴车，第二种方案是1 台逆变器控制一个转向架的2 台电机，与第一种方案1 台逆变器控制两个转向架上4 台电机相比，第二种方案能更充分利用轮轨之间的粘着系数，更有利于列车牵引力的发挥; ② 采用第二种方案，每台逆变器需要从散热器上移走的热量减少一半，这使得散热的处理更加容易; ③ 对于现行的三动三拖六辆编组的列车来说，如果列车上1 台逆变器发生故障，被切除运行，那么对于第一种方案列车的牵引动力将损失1/ 3 ， 而对于第二种方案列车的牵引动力只损失1/ 6. 由此可见， 采用第二种方案列车故障时的运行能力优于第一种方案; ④ 现有的IGBT 器件电流水平是1 200 A ， 采用第一种方案至少需要4 只IGBT 并联，采用第二种方案只需两只IGBT 并联. IG2 B T 两只并联均流比4 只并联均流更容易些.
3. 3 VVVF 逆变器控制模式
北京地铁列车的最高运行速度是80 km/ h ， 平均速度为35～40 km/ h. 其速度控制由逆变器来实现. 牵引电机的转速、直流侧电压、逆变器三相输出电压等检测信号送入逆变器的控制电路中，由逆变器控制器按照运行指令和电机牵引特性的要求计算出电压和频率指令，并转化为PWM 开关信号来控制逆变器的开关器件，从而实现电机(电动车组) 的速度控制. 对于轨道交通牵引来说，逆变器─ 电机系统应该满足下列要求[ 6～8 ] :平稳典型起动、抑制滑行和空转、再生制动、调速范围宽. 为此，电动车组从起动到停车的调速控制模式如下:
(1) 恒转矩牵引控制阶段. 该阶段转差频率(f s) 一定、电压/ 频率( V/ f) 一定， 逆变器输出频率按速度要求逐渐增大， 对逆变器输出电压实行PWM 控制， 可以保持牵引力恒定， 电机电流基本不变. 该阶段对电机零速到基速之间调速适用.
(2) 恒功率牵引控制阶段. 逆变器输出电压达到最大值后保持不变， 使电机的转差频率随逆变器频率增加， 维持电机电流不变， 从而得到恒功率控制. 该阶段电机牵引力随逆变器输出频率的上升成反比减少， 相当于直流电机的弱磁控制. 该阶段从电机基速一直持续到转差频率达到所给定的最大值.
(3) 自然特性牵引控制阶段. 这一阶段逆变器输出电压保持最大值不变， 转差频率也保持最大值不变， 逆变器输出频率随速度要求逐渐增大， 电机电流与频率成反比逐渐减少， 直到最高运行速度. 该阶段电机牵引力与逆变器频率的平方成反比减少， 相当于串激直流电机在最弱磁场下的自然特性.
(4) 再生制动自然特性控制阶段. 这一阶段与控制模式( 3) 的阶段相同， 只是速度变化由高到低. 电机电流随逆变器输出频率的减少成反比增大， 本应持续到下一个阶段， 但由于逆变器容量的限制， 决定了电机电流的上限， 当电机电流达到最大值后将实行恒流控制. 这时制动力矩随逆变器频率的降低成反比例增加， 相当于直流复励电机的电流限制区.
(5) 再生制动恒转矩控制阶段一. 逆变器电压仍保持最大值， 控制时使转差频率的绝对值与逆变器频率的平方成正比， 逆变器频率随着电机的速度逐渐下降. 该阶段电机电流基本上与逆变器频率成反比减少， 使得制动力矩保持恒定.
(6) 再生制动恒转矩控制阶段二. 这一阶段与控制模式( 1) 的阶段相同， 只是速度变化由高到低. 再生制动恒转矩控制可以持续到速度降到5 km/ h ， 然后切除电制动， 转换到空气制动， 直到停车. 3. 4 VVVF 逆变器系统主要技术指标
(1) 供电输入电压 额定电压为DC 750 V ; 变化范围为DC 500 V～DC 900 V ; 再生制动时为直流侧电压不高于1 000 V.
(2) 额定容量 2 ×500 kVA ; 最大输出容量为2 ×600 kVA (牵引时).
(3) 元器件规格 开关器件IGB T ─1 700 V/1 200 A ， 内含续流二极管.
(4) 控制组合 1 台逆变器控制2 台180 kW 的鼠笼式电机.
(5) 逆变器控制器 采用16 位单片机与数字信号处理器(DSP) 相结合，DSP 实现高速运算，16 位单片机完成PWM 脉冲，达到对逆变器的高速高精度的控制.
(6) 输出电压 幅值为0～550 V 三相交流，频率为1～150 Hz ， 三相不平衡度为基波电压不超过5 %. (7) 效率 额定工况不低于95 %.
(8) 冷却方式 热管交换热能，走行风自然冷却.
3. 5 牵引电机主要电参数与性能
型式为三相4 极鼠笼式异步电机， 输出功率为180 kW(小时制)， 额定电压为550 V ， 额定电流为240 A ， 额定频率为77 Hz ， 额定效率> 92 % ， 额定功率因数> 0. 85 ， 耐压强度:在高温条件下加压AC 3 700 V(50 Hz)1 min ， 无闪络.
3. 6 VVVF 逆变器系统保护功能
VVVF 逆变器内设监控装置用于故障分析和维修. 逆变器系统具有各项保护功能，其中轻微故障引起的保护动作在系统恢复正常后或主控制器操作回零后自动复位.
(1) 控制电路欠电压保护 控制电路的110 V 电源电压低于72 V 时封锁IGB T 脉冲，并切断主电路电压;电压高于77 V 时恢复正常.
(2) 主电路欠电压保护 电压低于450 V ， 持续0. 2 s ， 切断主电路，封锁IGB T 脉冲;电压低于325 V ， 切断主电路，封锁IGB T 脉冲;电压高于500 V 时恢复正常.
(3) 主电路过电压保护 电压高于1 050 V ， 持续1 s ， 切断主电路，封锁IGB T 脉冲，开放放电电阻;电压高于1 100 V ， 切断主电路;电压高于900 V 时恢复正常.
(4) 输出过电流保护 当逆变器输出电流超过设定值后封锁IGB T 脉冲;过流消失0. 5 s 后，恢复正常. 若释放脉冲后仍过流，则再次封锁IGB T 脉冲，并切断主电路.
(5) 输出缺相保护 三相检测电流整流后，电流波动大于设定值，则封锁IGB T 脉冲，切断主电路.
(6) 轮对空转或滑行保护 减少电机输出电流，依照预定曲线实行再粘着控制.
(7) 散热器过热保护 散热器温度超过80 ℃ 时，封锁IGB T 脉冲，切断主电路.
(8) IGB T 短路保护 一旦IGB T 短路，依照短路保护程序，封锁IGB T 脉冲，不可恢复.
(9) 电流传感器故障保护 三相电流之和的绝对值大于设定值时，封锁IGB T 脉冲，切断主电路.
4 辅助电源系统
辅助电源是给客室照明、客室通风机、司机室空调机、蓄电池组浮充电电源及系统控制设备供电的电源，其容量为40 kW.
该辅助电源由IGB T 升降压DC/ DC 变换器(即斩波器) 把直流500～900 V 的电网电压变为直流750 V 的稳定电压，再由IGB T 静止逆变器把直流750 V 的电压逆变为380 V 、50 Hz 的交流电压，再由工频变压器变压并整流以得到所需的电压. 由于采用IGB T 作为开关器件， 故在DC/ DC 变换器结构上毋需二重化，交流输出端也不需交流滤波器.
(1) 输出电压及容量 三相交流负载为电压380 ×(1 ±0105) ，频率(50 ±1) Hz ，24 kW ; 直流负载一为电压110 ×(1 ±0101) ，15 kW ; 直流负载二为电压24 ×(1 ±0101) 1
(2) 逆变器效率 > 90 %1
(3) 逆变器过载能力 150 % 过载，10 s 后自动停机; 200 % 过载，立即停机1
(4) 使用温度 -20 ℃～ + 40 ℃1
(5) 保护功能 静止逆变器与VVVF 逆变器相同. DC/ DC 变换器输出电压大于800 V 时，停机保护.
5 交流传动系统逆变器国产化的可能性
对于城市轨道交通列车所需的交流传动VVVF 逆变器、辅助电源的DC/ DC 变换器(即斩波器) 和静止逆变器的研制与产品化，从目前的技术水平看，我国完全能够自力更生来实现. 我国铁路系统于1996 年研制成功了AC 4000 型交流传动电力机车原型车. 目前正在开展200 km/ h 交流传动高速动车组研制.
笔者提出了基于北京地铁的轨道交通交流传动逆变器系统的国产化方案，认为采用1 700 V 电压等级的IGB T 构成二电平VVVF 逆变器用于直流750 V 供电的交流传动系统是合适的，也是可行的. 对于辅助电源，我国已有在8 K 电力机车上成功应用的经验，可供轨道交通列车辅助电源设计的参考.
参考文献
1 柏华. 基于双微机结构的异步牵引电机直接力矩控制系统的研制: [ 学位论文] . 北京:铁道科学研究院机车车辆研究所， 1998.
2 铁道科学研究院机车车辆研究所. 城市轨道交通列车国产化论证报告. 北京:铁道科学研究院机车车辆研究所，1998.
3 西门子交通技术部. 牵引变流器发展战略. 1997.
4 奥地利政府交通部. 铁路机车和动车用的牵引变流器. 中—奥铁路技术研讨会上的报告，1996.
5 三菱电机株式会社. 交流电机传动控制技术交流会资料. 1996.
6 郑树选主编. 8 K 型电力机车. 北京:中国铁道出版社，1994.
边城教案范文第5篇
关键词 高职教育 C语言 结构化编程 互联网
如何提高高职计算机类专业学生非图形模式下的结构化编程能力，是高职计算机教育中的一个普遍问题。作者通过三年的努力，对“C语言程序设计”课程在教学内容、教材建设、实训设计、网站建设和考核方式等诸多方面，进行了大胆的改革和探索，将电子教材、电子教案、学习论坛、编程工具、学习资料等，整合成为学习网站，在教学过程中通过论坛程序不同版本，实施案例驱动，课后通过QQ群进行辅导答疑，通过论坛、电子邮件进行作业提交批改，建立了基于案例驱动的结构化编程教学模式。本文具体论述了基于案例驱动的高职C语言结构化编程教学的过程和方法。
1 教学内容
在课程设计上，针对高职计算机专业学制短，技能要求高的特点，提出了“一条线两阶段，三结构四循环”的教学模式。
“一条线”是指在一年级的编程教学课中，贯彻C语言一条线。曾经有一种观点，认为高职计算机专业的编程语言教学，直接从面向对象语言开始学习，可以节约时间。但是，70％的企业依然要求学生具备面向过程的结构化编程能力。考虑到企业的需求，结合后续的课程安排，我们决定在一年级的课程安排上，贯彻C语言“一条线”，即在第一学期，开设“程序设计基础”，第二学期，开设面向过程的“C语言程序设计”。
“两阶段’指课程安排分为“程序设计基础”和“C语言程序设计”两个阶段。“程序设计基础”解决程序的基本结构，重点在建立学生的结构化程序的基本框架和概念；以C语言为基本语言，使学生能有实际操作的平台，但准确把握“把C语言作为伪语言”的原则，不让学生陷入C语言多变的泥淖，而把注意力放在结构化程序的基本结构上。“C语言程序设计”放在解决C语言的使用上，把握“C语言”是编程工具而不是研究对象的原则，根据企业的编程规范，对“C语言”进行简化，重点是如何使用C语言解决一般复杂程度的结构化编程问题。
“三结构”是指在一年的学习中，学生要学习三个成绩管理软件的编程，分别是基于一维数组、二维数组和动态结构数组。从企业实际应用来看，动态空间的使用，可以用动态数组解决。因此我们去掉了链表，重点是让学生写出有工程实际意义的结构化程序。
“四循环”是指编写基于“三结构”的每一个成绩管理软件过程中，教师四个以上的程序版本，引导学生改写、增加函数，让学生直观地看到软件的功能是如何一步一步构建起来的。
结构化程序设计的教学中，如何让学生建立起结构化程序的框架是很困难的。一个简单的成绩管理软件，代码就超过300行。对初学者来说，看懂超过100行的程序就需要很长时间，学生又如何能在短短的课堂时间里通过增加／改写函数来增加功能呢?这也就是很多学生学完了C语言程序设计，依然不能编写一个简单的应用程序的主要原因。我们发现通过论坛程序版本，利用工具软件BeyondCompare，比较不同的程序版本之间的差异，可以让学生直观地看到软件的功能是如何一步一步构建起来的，如图1所示。程序的第一个版本，就是一个主函数，不超过10行，只显示程序的几项功能菜单，学生很容易理解，然后通过第二个、第三个版本，每一个版本实现或改进一个菜单的功能，直到最后版本。
通过图1，我们可以看到程序功能的增加是由哪些代码实现的，而通过不断反复的比较，学生就可以掌握结构化程序设计的过程和方法。
在教学过程中，通过比较版本，让学生直观地看到复杂的程序功能是如何由简单的函数一个一个构成的。学生经过“程序设计基础”的课程设计，基本掌握主函数与模块函数的作用和相互关系，可以看懂超过100行的C语言源程序，理解基于一维数组的成绩管理系统；在“C语言程序设计”的课程设计中，学生对主函数与模块函数的理解更加深入，可以看懂超过300行的C语言源程序，理解基于动态结构数组的成绩管理系统，掌握主函数的设计方法，并按照规范的格式写出自己的函数。回想三年前，因为没有采用这种方法，只要是超过20行的程序，学生就普遍反映看不懂。由此可见，采用新的方法后，学生编程能力的提高十分明显。
2 教材建设
2004年9月清华大学出版社出版了作者主编的21世纪高职高专规划教材《程序设计基础》，教材主要在三个方面进行了改革。
(1)强调把生活中的问题转化为程序的能力，使学生真正能够编写实用的程序
在教材编写思想上，重点放在培养学生把生活中的问题转变成为程序并进行处理的能力，强调转变讲授思路，推行引导学生首先想清楚“我要做什么?”，然后才教给学生“如何做”，最后上机进行验证的三步教学法。
在教材的编写风格上，对全书所有的例题进行了通盘的考虑，在循环、数组、函数和结构化设计等单元，所有的例子都有前后的联系，强调内容的前后衔接，特别注意工程规范的引入，在变量的命名、程序格式方面，均按工程要求进行。在案例选择上，全部采用工程实际和实际生活中的案例。
(2)提出了以“三大区域”为特色的c程序的基本框架
通过把一个基本的C程序从上到下分成预处理区、变量声明区、执行语句区“三大区域”为特色的C程序的基本框架，让学生树立正确的程序格式与规范。“三大区域”概念的提出，明确规定了程序的基本框架，让学生从一开始就按固定的格式进行编程，养成良好的编程习惯。
(3)提出了使用函数的“三大步九要素”的基本方法，建立使用函数的清晰框架
我们提出的使用函数的“三大步九要素”的基本方法，在教学中取得了很好的效果。
所谓“三大步”，是指我们在使用自定义的函数时，对函数进行声明、定义和调用。三大步按顺序进行。
所谓“九要素”，是分别指函数声明、定义、调用各有三要素共九点：函数声明的三要素：返回值的类型、函数的名字、形式参数。函数定义的三要素：形式参数、功能、返回值。函数调用的三要素：名字、实际参数、返回值。通过对“九要素”的理解掌握，学生能够建立起使用函数的清晰框架。
3 实训设计
对高职学小的技能培养，实训是很重要的环节。我们采用了项目驱动的思想来设计实训项目，每一单元的实训，都是构成最终程序的不同版本，在“程序设计基础”头程序版本8个，“C语言程序设计”共程序版本10个，构成了实用的软件框架，学生相当于参与了一个中等复杂程度的软件开发，积累了经验。在今后的实际工作中，完全可以以此为模板，进行结构化程序的开发。
4 网站建设
利用互联网技术，建立基于互联网的学习资源。2003年建立了“光华之窗”教学网站，在网站平台上，将电子教材、电子教案、学习论坛，编程工具、学习资料等，整合成为学习网站，设计了“程序设计基础”、“C语言程序设计”教学论坛，两年来积累了完整的教学过程资料。可以说，网站的建设和运行，为课程的质量提供了保证，避免了“课随老师走”的问题。
5 考核方式
