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知識目標
1、能夠運用力的平行四邊形定則求解一個已知力的分力;
2、會用三角形法則求解力的分解;
能力目標
1、熟練掌握物體的受力分析;
2、能夠根據力的作用效果進行分解;
情感目標
培養分析觀察能力,物理思維能力和科學的研究態度.
教學建議
重點難點分析
力的分解是力的合成的逆預算,是根據力的作用效果,由力的平行四邊形定則將一個已知力進行分解,所以平行四邊行定則依然是本節的重點,而三角形法則是在平行四邊形定則的基礎上得到的,熟練應用矢量的運算方法并能解決實際問題是本節的難點.
教法建議
一、關于力的分解的教材分析和教法建議
力的分解是力的合成的逆預算,是求一個已知力的兩個分力.在對已知力進行分解時對兩個分力的方向的確定,是根據力的作用效果進行的.在前一節力的合成學習的基礎上,學生對于運算規律的掌握會比較迅速,而難在是對于如何根據力的效果去分解力,課本上列舉兩種情況進行分析,一個是水平面上物體受到斜向拉力的分解,一個是斜面上物體所收到的重力的分解,具有典型范例作用,教師在講解時注意從以下方面詳細分析:
1、對合力特征的描述,如例題1中的幾個關鍵性描述語句:水平面、斜向上方、拉力,與水平方向成角,關于重力以及地面對物體的彈力、摩擦力可以暫時不必討論,以免分散學生的注意力.
2、合力產生的分力效果,可以讓學生從日常現象入手(如下圖所示).由于物體的重力,產生了兩個力的效果,一是橡皮筋被拉伸,一是木桿壓靠在墻面上,教師可以讓學生利用鉛筆、橡皮筋,用手代替墻面體會一下鉛筆重力的兩個分效果.
3、分力大小計算書寫規范.在計算時可以提前向學生講述一些正弦和余弦的知識.
二、關于力的正交分解的教法建議:
力的正交分解是一種比較簡便的求解合力的方法,它實際上是利用了力的分解的原理把力都分解到兩個互相垂直的方向上,然后就變成了在同一直線上的力的合成的問題了.使計算變得簡單.由于學生在初中階段未接觸到有關映射的概念,所以教師在講解該部分內容時,首先從直角分解入手,尤其在分析斜面上靜止物體的受力平衡問題時,粗略介紹正交分解的概念就可以了.
力的分解的教學設計方案
一、引入:
1、問題1:什么是分力?什么是力的合成?力的合成遵循什么定則?
2、問題2:力產生的效果是什么?
教師總結:如果幾個力產生的效果跟原來的一個力產生的效果相同,這幾個力就叫做原來那個力的分力.求幾個力的合力叫做力的合成;力的合成遵循力的平行四邊形定則.反之,求一個已知力的分力叫做力的分解.
引出課程內容.
二、授課過程
1、力的分解是力的合成的逆運算,也遵循力的平行四邊形定則.
教師講解:力的分解是力的合成的逆過程,所以平行四邊形法則同樣適用于力的分解.如果沒有其它限制,對于同一條對角線,可以作出無數個不同的平行四邊形(如圖).這就是說一個已知的力可以分解成無數對不同的共點力,而不像力的合成那樣,一對已知力的合成只有一個確定的結果.一個力究竟該怎樣分解呢?(停頓)盡管力的分解沒有確定的結果,但在解決具體的物理問題時,一般都按力的作用效果來分解.下面我們便來分析兩個實例.
2、力的分解按照力的作用效果來分解.
例題1:放在水平面上的物體受到一個斜向上的拉力的作用,該力與水平方向夾角為,這個力產生兩個效果:水平向前拉物體,同時豎直向上提物體,,因此力可以分解為沿水平方向的分力、和沿著豎直方向的分力,力和力的大小為:
例題2:放在斜面上的物體,常把它所受的重力分解為平行于斜面的分量和垂直于斜面的分量(如圖),使物體下滑(故有時稱為“下滑力”),使物體壓緊斜面.
3、力的分解練習(學生實驗):
(1)學生實驗1:觀察圖示,分析F力的作用效果,學生可以利用手邊的工具(橡皮筋、鉛筆、細繩、橡皮、三角板)按圖組裝儀器、分組討論力產生的效果,并作出力(細繩對鉛筆的拉力)的分解示意圖.
實驗過程:將橡皮筋套在中指上,將鉛筆與橡皮筋連接,鉛筆尖端卡在手心處,體會一下鉛筆的重力產生的效果,在鉛筆上掛接上橡皮,思考拉力產生的效果?
教師總結并分析:圖中重物拉鉛筆的力常被分解成和,壓縮鉛筆,拉伸橡皮筋.
(2)學生實驗2,觀察圖示,分析力的作用效果,用橡皮筋和鉛筆重復實驗,對比結論是否正確.
教師總結并分析:圖中重物拉鉛筆的力分解成和,壓縮鉛筆,拉伸橡皮筋.
盡管力的分解沒有確定的結果,但在解決具體的物理問題時,一般都按力的作用效果來分解.
4、課堂小結:
探究活動
題目關于“桿的受力分解”與“繩的受力分解”研究
由于日常生活中,我們勞動、學習的工具一般以桿和繩子為主,其他的工具也可以依照其進行分析,研究“桿的受力分解”與“繩的受力分解”具有實踐意義。有關內容可以參見備課資料中的“擴展資料”。讓同學觀察周圍的力學工具,對比桿與繩子,分析說明各個物體的受力特點,與其有關的題目可以參見如下:
一、“‘力的分解’的教學價值”的反思與改進
對于“力的分解”的教學,若采用傳統教學的方式進行,教師會利用大量的時間講解怎樣運用“力的分解”解決靜力學的相關問題,比如動態分析的問題.
眾所周知,可以用“力的分解”解決的靜力學問題,絕大多數都可以用“共點力平衡”來解決. 而且,相比之下,學生更加容易接受“共點力平衡”解題的思路. 所以,我們會發現,當后來學生掌握了“共點力平衡”的方法后,基本上沒有人愿意再用“力的分解” 解決靜力學問題了.
首先,“力的分解”的教學價值不應該是它在解題中的應用,而應該是向學生有效滲透等效替代的思想方法,即可以用兩個或者多個分力來代替某一個力. 實際解題過程中,“正交分解”用得更為普遍,而“正交分解”最大的優勢就在于不需要分析這個力在x和y方向各產生了怎樣的效果;其次,“力的分解”的教學價值還在于讓學生參與知識、規律發現的過程,體驗科學探究的方法,優化學生的思維品質,培植學生的科學素養.
關于“力的分解”應用的教學,應該以體驗“力的分解”的實際應用為重點. 比如,可以讓學生設計一個“用彈簧測力計測量細線所能承受的最大拉力”的實驗方案,已知細線所能承受的最大拉力是彈簧測力計的量程的兩倍左右. 教學實踐表明:通過這樣的教學活動,有效地激發了學生自主、合作、探究學習的意識,培養了學生的創新思維能力.
二、“引入新課的教學情境”的反思與改進
教材上引入新課的教學情境是“拖拉機拉耙(圖1所示)”,說明斜向上方的拉力F會產生水平向左的F1和豎直向上的F2兩個作用效果. 明顯地,大多數學生都不曾觀察或體驗過動態的拖拉機拉耙的情境. 因此,對學生而言,F能產生F1和F2兩個作用效果是難以理解的.
改進后的教學設計創設的教學情境是圖2所示的演示實驗(可以用實物投影將整個實驗過程展示到屏幕上,效果會更好). 當用力F朝斜向上方拉物塊時,我們可以清晰地觀察到:①臺秤的示數在變小;②刷子的刷毛向右彎. 臺秤的示數變小說明物塊對臺秤的壓力減小了,同時也就說明物塊受到了豎直向上拉的效果,即F1的效果;刷子的刷毛向右彎說明物塊受到了水平向右拉的效果,即F2的效果.
實踐表明,圖2所示的教學情境成功地引發了學生的認知沖突,激發學生學習的興趣,點燃了學生思考的熱情,為本節課的成功開展做足了鋪墊. 自然地,學生便提出問題:這個斜向上的拉力跟這兩個方向的效果之間究竟存在什么關系?而這就是本節課我們需要學習、探究的內容.
三、“獲取知識的教學過程”的反思與改進
物理學給人類最重要的貢獻就是物理學獨特的思維方法. 物理思維方法是物理學的核心,它體現了物理學的獨特的價值和無窮的魅力. 從培植學生科學素養的角度來看,優秀的思維品質是學生最重要的素養. [1]因此,教師在傳授物理學科知識的同時,應當讓學生進入物理思維的世界,體驗其中的科學思想和科學思維方法,不斷完善學生的思維品質.
例如:對于“力的分解具有不確定性”這一結論的教學,通常情況下,教師會播放一段Flas視頻,然后直接告訴學生結論. 這樣的教學,學生雖然也能接受教師所講授的知識,但是卻失去了分析歸納、鍛煉思維的過程. 所以,學生對知識的理解就只能是表面的、不牢靠的. 長此以往,學生就會養成“老師講什么,我就學什么”“人云亦云”等思維惰性.
改進后的教學過程是:讓每一個學生都經歷圖3所示的作圖過程,并要求學生陳述自己的發現,相互補充和完善. 實踐表明:改進后的教學過程給學生提供了更加直觀的感受、更加直接的體驗以及更加接近真實的發現規律的探究過程. 在此過程中,學生領悟了方法、發展了思維,對“力的分解的不確定性”有了深刻的理解.
四、“教學難點的突破手段”的反思與改進
分析某一個力(合力)的幾個作用效果、平行四邊形作圖以及應用三角函數定量計算分力是本節課的三個教學難點.
對于“分析某一個力(合力)的幾個作用效果”的教學,一般地,教師會列舉大量的、類似的例題,反復地、枯燥地分析“某一個力會產生哪些效果?”試圖通過這種密集訓練的方法突破難點. 殊不知,這樣的教學往往會適得其反,會把初學高中物理的高一學生弄得糊里糊涂,滋生了學習物理的心理陰影.
改進后的教學設計采用實驗探究的手段突破“分析某一個力(合力)的幾個作用效果”這一難點,獲得了很好的教學效果. 實驗探究方案是:先由教師利用演示實驗(圖4所示)進行合作探究,再讓學生進行自主體驗探究(圖7、圖8所示). 課堂教學實錄如下:
教師:橡皮筋A、B各發生了怎樣的形變?形變說明了什么?
學生:橡皮筋A、B均發生了伸長形變,這說明了拉力F可以同時產生向左拉橫桿的效果(F1的效果)和斜向下壓斜桿的效果(F2的效果).
教師:如果撤去F,怎樣做可以讓橡皮筋A、B產生同樣的效果?
學生:同時使用拉力(F1)和壓力(F2)可以產生同樣的效果.
教師:拉力F跟F1的效果和F2的效果之間是什么關系?
學生:可以用F1和F2來等效替代F,即F1和F2是F的兩個分力.
教師:在黑板上畫出合力F以及兩個分力F1、F2的方向(圖5所示).
學生:每一位學生在自己的筆記本上畫出分解合力F的平行四邊形(圖6所示).
教師:根據學生作圖的實際情況,對同學們作圖的典型錯誤進行點評.
學生:根據老師給出的角度與合力F的大小,應用數學知識求出分力的大小和方向.
教師:安排學生參照圖7或者圖8所示的方法進行自主體驗探究,要求學生感受拉力F的作用效果,體會怎樣分析合力產生的效果,嘗試作出分解拉力F的平行四邊形.
改進后的教學設計為什么要先由教師利用演示實驗進行合作探究再讓學生進行自主體驗探究呢?其原因是:實驗探究也要重視方法的指導,要指導學生分析問題、思考問題、解決問題的方法. 那種把實驗直接推給學生去完成的做法是錯誤的,缺少合理指導的實驗探究,熱鬧的是氛圍,冷卻的是思維.
筆者在“力的分解”多次教學實踐過程中,不斷反思、完善教學. 改進后的教學,以培養探究能力、領悟思想方法為目標,以實驗活動為載體,將觀察、實驗、講授和應用和諧統一,使學生的興趣、思維都處于積極狀態,讓學生在樂學、會學中實現新課程的三維目標.
Abstract: Two strains of fungi decomposing cellulose were isolated from the soil of our campus taking the filter paper cellulose as carbon resource.For these strains,the experiments of decomposition of filter paper,determinations of CMC enzyme activity,FPA and natural cellulase activity were done.The results showed that:(1)It was the faster that the filter paper was decomposed by one black strain,and the filter paper was changed into paste during less than for 12 h.(2)CM C enzyme activity,FPA and natural cellulose activity of the strain were highest in five strains,reached 2.884(mg/mL)?30 min,0.36(mg/mL)?hand 2768(mg/mL)?d,respectively.
關鍵詞:纖維素酶;濾紙;酶活力;纖維素分解菌
Key words: cellulase;filter paper;enzyme activity;cellulose―decomposing fungus
中圖分類號:TQ352.2文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)16-0144-02
0引言
纖維素是所有植物的主要組分,構成了植物干物質的1/3~2/3,世界上纖維素的年產量估計可達4×1010t(Pierre Beguine,1990),因而,纖維素是世界上最豐富而又不斷新生的資源。有取之不盡,用之不竭的特點。然而,這種資源的大部分現在是作為廢物而被拋棄掉。在自然界中,這些“廢物”是通過纖維素分解菌,即能產生纖維素酶的微生物將其自然分解的。在我國纖維素資源極為豐富,每年僅農作物秸稈產量就高達7.0×108t,約相當于我國北方草原年打草量的50多倍,絕大部分地分沒有得到充分利用。在農村,秸稈主要用作燃料、畜禽飲料與積肥,不僅利用率低,還對環境造成污染[1]。因此,合理開發和科學利用農作物秸稈這一豐富的可再生資源是各國政府及廣大科技工作者十分關注的問題。但是纖維素很難被分解利用,如何將纖維素轉化為能直接利用的資源和能源是擺在人們面前的一個難題。利用微生物產生的纖維素酶將其轉化為人類所需的能源、食品和化工原料具有重要的現實意義。近年來,對秸稈類纖維素物質的利用主要采用生物法,既利用微生物將纖維素、半纖維素降解并轉化為菌體蛋白的方法。因此,分離和篩選高酶活的菌種顯得尤為重要。本研究在廣泛搜集試材的基礎上,分離篩選到一株酶活力高的纖維素分解菌。
1材料和方法
1.1 樣品來源樣品分別為富含纖維素分解菌的玉米地土壤、牛糞和酒糟。
1.2 培養基①分離平板培養基;②液體培養基。
1.3 濾紙纖維素的制備將濾紙剪成1cm寬,6cm長的濾紙條。
1.4 菌株的分離、純化采用稀釋涂布平板法進行菌種的分離和純化。
1.5 菌落的觀察和菌的鑒定對細菌進行革蘭氏染色,顯微鏡觀察培養不同時間的細菌形態。將純化培養的細菌分別接種于葡萄糖、乳糖、麥芽糖、蔗糖、棉子糖、木糖、阿拉伯糖,并進行明膠液化、淀粉水解、V-P測定、吲哚試驗、H2O2酶試驗、硝酸鹽的微量發酵管,37℃培養24―48h后觀察結果。根據《伯杰氏系統細菌學鑒定手冊》進行鑒定。
1.6 酶活力測定
1.6.1 標準曲線的繪制本研究采用3,5-二硝基水楊酸比色定糖法(DNS)測定酶解液中還原糖含量,取9支比色管,分別按表1順序加入各種試劑,將各管溶液混勻后,在721分光光度計上(520 nm)進行比色測定,用空白管溶液調零后,測定各管光密度值.以葡萄糖濃度為橫坐標,光密度值為縱坐標,得標準曲線 (圖1)。
1.6.2 濾紙分解度的觀察在試管中加入酶液8 mL,再加入pH 4.4檸檬酸緩沖液2 mL,搖勻后加入濾紙條(1cm×6cm)和幾滴二甲苯,置于50℃恒溫水浴中靜置反應24 h后稍加震動,觀察其酶活力的分解強度:(+)濾紙邊緣膨脹;(++)濾紙整齊膨脹并下彎;(+++)濾紙不定形;(++++)濾紙全成糊狀.若濾紙不到24 h全部分解,則記下達到全部被分解的時間.
1.6.3 CMC酶活力測定移取酶液0.5 mL于試管中,加入含質量濃度為0.5g CMC―Na的檸檬酸緩沖液(pH 4.4、0.05 mol/L)1.5 mL,然后在50℃水浴鍋準確作用30 min后,立即按DNS法測定糖。
酶活力計算公式:=[(mg/mL)?30min]
式中:葡萄糖量―― 從標準曲線上查得的葡萄糖值(rag)
1.6.4 濾紙糖化力測定移取稀釋酶液4mL于試管中,加入檸檬酸(0.1 mol/L)一磷酸氫二鈉(0.2 mol/L)緩沖液(pH 4.8)1 mL,然后加入一張(1cm×3 cm)濾紙,放入50℃水浴鍋準確作用1h后,立即用DNS法測定糖。
酶活力計算公式:=(mg/mL)?h
式中:葡萄糖量―― 從標準曲線上查得的葡萄糖值(rag)’n―― 酶液稀釋倍數。
1.6.5 天然纖維素酶活力測定稱取1g秸稈纖維素置于50 mL帶塞的三角瓶中,加入稀釋酶液8mL,pH4.85、0.1mol/L檸檬酸緩沖液3mL,蒸餾水4mL,搖勻,50℃水浴鍋中酶解24h,過濾,按DNS法測定還原糖。
酶活力計算公式:=(mg/mL)?d
式中:葡萄糖量――從標準曲線上查得的葡萄糖值(mg),n―― 酶液稀釋倍數。
2實驗結果
2.1 菌落觀察在配制好分離培養基后,把所需培養基和其他物品進行滅菌。滅菌后,把培養基倒平。再在平皿上接種以準備好的菌種(泥土稀釋液)。在37度下恒溫培養,培養兩天后,在培養基上長有兩種優勢菌。其它的都不長或只長一點。這兩種優勢菌一種為黑色,一種為青色。且都長在濾紙上或濾紙旁。所以可初步斷定為纖維素分解菌。把上述兩種菌在高倍鏡下觀察,清晰可見許多孢子,還可見許多掃帚狀孢子絲,形狀與青霉菌相似。故亦可斷定為霉菌。培養基上的菌再經過兩天的培養,在濾紙上或旁長有另一些菌,且一種白色絮狀菌為主。這種菌覆蓋在上述兩種優勢菌上。分析原因:上述兩種纖維素分解菌在生長時可以利用濾紙做為碳源,所以可以生長。而其它的功敗垂成不能分解濾紙做為碳源故不能生長。經過幾天的培養,上述兩種纖維素分解菌把多糖形式的纖維素分解成單糖。其它的菌在這種環境下就可以利用纖維素分解菌分解成的單糖而生長,所以出現上述情況。為得到上述兩種纖維素分解菌的純種。須對其進行分離純化。仍配制和分離培養基成分一樣的培養基。對上述兩種纖維素分解菌進行二次培養。配制好后培養基進行滅菌,單獨對每種菌分別接種三個平皿,37度恒溫下培養2-3天。分別對每種根據真菌鑒定手冊進行鑒定。根據手冊鑒定,上述兩種菌黑色的是黑曲霉,青色的是青霉。
2.2 濾紙分解度觀察結果見表2。
2.3 酶活力測定結果將分離到的兩株菌分別接種一環到裝有50mL液體培養基的三角瓶中,30℃振蕩(轉速為125 r/min)培養6 d,將培養液于4℃、4000 r/rain離心15 min,取上清液作為粗酶液,測其對濾紙分解度,CMC酶活力(CMC case),濾紙糖化力(FPA)和天然纖維素酶活力,結果見表3。
3討論
自20世紀60年代以來,人們對纖維素酶活力測定方法進行了大量的研究,提出了許多不同的測定方法.1984年,國際理論和應用化學協會的發酵委員會確認濾紙酶活力測定法為標準方法,濾紙酶活力法測定總酶活力雖然是一種通用的、公認的、經典的方法,但 由于其底物為濾紙是不溶性的,結構比較復雜,不同廠家生產的濾紙也不同,對實驗結果有一定的影響,因此,對濾紙品種的要求也十分嚴格.在近來的總酶活力測定過程中發現,國產濾紙的質量有所變化,其本底值過高,給測定帶來較大的誤差,而且作為底物的濾紙需要裁成一定重量的小條,比較麻煩.對于活力較低的樣品來說,其靈敏度較差,更為主要的是這種方法的反應時間比較長,不利于快速測定,這在生產中是很不方便的。在通常情況下,影響酶活力的因素較多,如酶的濃度、底物的結構和性質、pH值、反應溫度等.另外纖維素酶活力的測定方法也很多,至今沒有統一,這就造成了相互之間無法比較活力的情況,本實驗采用了測定各菌株在作物秸稈纖維素中表現出的纖維素酶活力,更具有生產上的意義。
關鍵詞:硬幣;分離盤;硬幣清分機;計數
中圖分類號:F830.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2007)09-0280-02
目前在世界范圍內,硬幣以其成本低,流通次數多、耐磨損、易回收等無可替代的優勢將占領小面額貨幣市場是大勢所趨。我國第五版人民幣的發行,輔幣(10元以下)硬幣化已經成為一種趨勢,硬幣的投放量還將大幅度增加。由于硬幣手工清分成本大,利潤小,一般不復點且誤差多,因此硬幣流通自動化成為迫切的社會需求,市場需要一種成熟可靠的硬幣自動處理機具。鑒于此需要,我們研制用于處理上述問題的機具。
1 硬幣清分機概述
銀行等一些特殊部門要對大量的硬幣進行高效的處理,如計數、分類、包裝等以使其再流通,無人售票車、投幣電話等需要對硬幣進行實時識別,自動售貨機除了識別之外,還要提供找零功能等,所有的這些問題促使硬幣清分機應運而生。
硬幣清分機是對高速通過的硬幣進行識別、計數,同時對偽幣、殘幣進行剔除的系統。它是分類機、計數機、包裝機、銷毀機等眾多硬幣處理器具的基礎。由于國情和貨幣體系不同,研制各國統一的硬幣清分系統不現實,因此,需要針對不同的貨幣體系研制相應的清分系統。
在這個領域里,國外較早的開展了研究,并且做了大量的工作。開發的產品大致也分為三個檔次,低檔、中檔和高檔。低檔清分速度在1000枚/min以下,中檔為1000~1500枚/min左右,高檔則在1500枚/min以上。所使用的清分方法上主要有兩大類,一類是根據物理技術進行清分,另一類是根據性能指標進行清分。高速清分基本上都是采用性能指標來進行清分。在此領域比較有代表性的是著名的瑞典 SCANCOIN AB 公司,它是一家專業生產各種銀行器具的公司,成系列地研制了針對不同貨幣體制下的清分系統,SCAN COIN AB 公司有專業的產品在國內使用,誤判率≤0.5%。但其價格昂貴且進行技術壟斷,同時針對材質相近甚至一致的偽幣,其檢測顯得無能為力。
在國內,清華大學、北京科技大學、上海交通大學、杭州電子科技大學、蘇州大學、福州大學等多家單位均對如何進行正確的硬幣識別做過深入研究,在機理上普遍采用電渦流法。這些單位的研究在可能涉及的硬幣范圍內取得了較好的效果,但對硬幣的鑒別都局限于項目本身,存在不系統、不完整,對偽幣效果識別不好等問題。
綜觀來看,當今國內外硬幣清分裝置,或者設計原理簡單,抗振動、抗電磁干擾能力差,識別偽幣能力差;要么制造復雜、價格昂貴、缺少實用價值。
2 硬幣清分機設計
2.1 工作流程
對于混幣分類功能的實現,目前有很多種方法,有根據形狀尺寸分類的,有根據材料性質不同分類的,有根據體積密度不同進行分類的,還有根據顏色不同進行分類的,當然最新的有根據圖象圖案不同進行分類的,以后肯定還會有其他的更先進的方式來對硬幣進行分類。這里介紹一種比較簡便的方法來實現混幣的分類。對七種不同幣值的硬幣進行了的比較發現:1元硬幣重量最大,直徑最大,厚度也比其它幣值的硬幣大一點。1分硬幣的直徑最小,其它的硬幣在直徑尺寸上也各有差異。因此我們就以硬幣的直徑尺寸作為分離七種硬幣幣值的準則,對七種幣值的硬幣進行分離。
首先把混合的硬幣按幣值分成七類,拿1元硬幣來說,1元硬幣被歸成一類后,然后對其進行計數。其他六種硬幣的具體操作與一元的硬幣一樣,這里不作重復介紹。其的工作流程如圖1所示。
2.2 方案的設計
具體的分離步驟是這樣的,首先混幣通過傳輸裝置,定時定量的(定時定量的目的在于防止一次送進過多的硬幣而導致分離盤負擔過大,引起堵塞和分離不流暢)傳輸一部分混幣到圖中所示的分離盤,起先我們分離的是幣值為1分的硬幣,所以分離孔設計的要比1分的硬幣略大,比其它幣值的硬幣直徑都要小,以此為標準再經過實驗產生的分離效果,我們確定一個合適的直徑,這樣一來,1分的硬幣和其它幣值的硬幣就區分了出來。
其工作原理如下:啟動電動機,電動機帶動分離盤,使得分離盤轉動,則分離盤中的硬幣作離心運動,硬幣被甩進引導管(內含7個分離孔,孔的大小循序從右到左依次變大),然后根據硬幣的尺寸由小到大的循序對硬幣進行分離。其裝置簡圖如圖2所示。
2.3 硬幣的計數
本系統采取的是利用光敏傳感器作為基本傳感器進行硬幣的計數。計數裝置是用光電三極管作為檢測元件。其檢測原理如圖3所示。
圖中黑色為待計數的硬幣,Vi為24V電源電壓,Vo為輸出電壓,R1和R2為限流電阻器,A和B分別是發光二極管的發射端和接收端。
當硬幣陸續通過圖示位置時,接收端會收到光信號,通過一個就會收到一個光信號,通過N個就會收到N個光信號,同時在其輸出端輸出N個電脈沖信號。采用一單片機對輸出的電脈沖信號的下降沿進行計數,并且通過LED數碼顯示管將計數結果顯示出來。
3 電路設計
為了滿足上述系統的正常工作,我們可以采用可編程控制器進行設計,也可以采用單片機自行開發印制電路板。前者開發周期短,抗干擾能力強,但作為批量生產,其價格昂貴,保密性不好,他人易于模仿。后者開發時須投入一些人力物力,對于只有開關量輸入、輸出的控制系統,干擾比較容易解決,只要電路板布線合理一些、整線布線注意一下就可以了。
4 控制程序簡介
硬幣清分機流程圖簡介:首先啟動電源,對系統進行初始化,然后系統是否設置參數,電機轉動,系統開始計數,如果中途想暫停,按下暫停按鈕,則電動機停止轉動。如果中途沒暫停,則系統繼續運行,直到硬幣的數目大于或等于錢箱的總容量,電機才停止轉動,從而系統運行結束。
5 結論
本機采用根據硬幣直徑的大小對幣值進行清分的方法,雖然不具備辯偽功能,但可以對中國現行硬幣快速準確按幣值進行清分。主要特色是設計簡便、清分準確、使用可靠、維護簡便、價格低廉等。而且系統具備擴展的潛能,可以滿足將來硬幣清分機發展的需求。筆者與河北匯金科技有限公司共同開發,應用此技術生產的硬幣清分計數機。已成功地在銀行、公交公司等部門使用,大大提高了他們的工作效率,降低了成本費用。因此此產品具備較高的推廣應用價值,其發展前景相當廣闊!
參考文獻
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[2]V. V. Panasyuk、B. M. Zaidel.Eddy-current sensor for measuring the length of a throughcrack propagating in a metal plate[J]. Materials Science (Historical Archive), Volume 10. Number 5:577 - 579.
在以前的教學中,我也想了很多的辦法,督促落實學生的背誦,小組檢查,單個檢查,一個接一個,但是往往事倍功半,效果非常差。學生往往是費盡心思背不會,千辛萬苦背會之后馬上就忘記了。好不容易背會了一段時間,考試之中又想不起來,得不了分。
帶著這些疑問,我與學生多次交流,了解他們出現這些問題的原因,經過對比分析,我了解到學生出現問題的主要原因是不了解文章結構,不知道前后句之間的關聯,只能是死記硬背,沒有形成一個整體的思路。客觀上來說,造成這種現象的原因是因為屈原作品表達比較含蓄,而大多的參考書、資料往往只是注重單個句子的解析或者是全文整體情感的把握,沒有對于句與句之間的聯系進行詳細的分析。
帶著這個疑問,我深入閱讀文本,查閱專家教授的分析,對于文本中句與句的內在聯系有了自己一些粗淺的看法。落實到教學中,取得了較好的效果。
下面我結合文本談一談我對于《離騷》(節選)結構的一些看法,以供大方之家批評斧正。同時,也是為了引起大家對學生學習問題的關注,希望教育者能夠多從學習者的角度來反思教育的方法。
節選部分分為兩段,首先我來分析第一段的結構層次和情感變化軌跡。
這一段分為三個層次。前四句話作為第一層次,概括寫自己人生的不幸;第5句至第10句為第二層次,具體分析自己人生不幸的原因;第11句至第14句為第三層,具體分析自己不幸人生的根源。三個層次分別用三個字來概括就是“哀”“怨”“直”,表達的情感都是逐漸低沉然后猛然提升。
第一層以“哀”來總領,但是詩人“哀而不悔”。第1句“長太息以掩涕兮,哀民生之多艱”,是在哀嘆自己人生的不幸和人民生活的苦難,詩人嘆息流淚是在為自己,也是在為人民。第2句“余雖好修以Z羈兮,謇朝誶而夕替”,是寫自己人生不幸的具體表現,以美好來約束自己結果卻被貶斥。第3句“既替余以蕙v兮,又申之以攬”,則是對自己不幸人生哀嘆的總體概況,“蕙v”“攬”,成了自己被貶斥的緣由。到這時,詩人的情感發展到了第一個低谷,人生的不幸大概也就如此吧。但是他馬上從這種對人生不幸的哀怨中掙脫,發出了“亦余心之所善兮,雖九死其猶未悔”的為理想而雖死不悔的最強聲音。
第二層以“怨”來總領,但是詩人“怨而不茍”,“茍”是茍且,隨波逐流。“信而見疑,忠而被謗,能無怨乎?”第5句“怨靈修之浩蕩兮,終不察夫民心”是作者對君主發出的壓抑的怨言,埋怨君王不體察自己的忠貞和誠信,君恩浩蕩,可是卻不能加之于自己身上。第6句轉移了埋怨的對象,“眾女嫉余之蛾眉兮,謠諑謂余以善”,以眾女喻朝中的大臣,埋怨他們因為嫉妒自己的美貌而進讒言,誹謗詆毀,離間自己與君王的關系。第7句和第8句,作者將自己埋怨的對象再次轉移,從更深層面思考,“固時俗之工巧兮,涼婢囟改錯”“背繩墨以追曲兮,競周容以為度”,原來,是這個世道如此,社會的根源才是造成自己人生不幸的根本,這是一個什么樣的社會,作者感受到的只能是這“濃黑的悲涼”。此時,他的情感也跌落到了第二個低谷之中,“饔粢賾髻奄猓吾獨窮困乎此時也”,這樣的社會中,憂愁煩悶深到了極致。清代朱驥在《〈離騷〉辨》中說:“此句無限神情,在‘獨’字、‘也’字內,蓋大夫遙想從前一片婆心,滿腔熱血,不意今日到此地位。”胸中郁積已久的愁悶,一吐為快,幽怨之情到了極致。但是,詩人并沒有因為黑暗力量的強大而要茍且,沒有因為自己的困厄而要隨波逐流,他沒有被這樣的情緒纏繞而傷懷,而是以更大的勇力和決心,表達了自己“寧溘死以流亡兮,余不忍為此態也”的寧愿死也不愿意向社會黑暗屈服的決絕。
第三層一共4句,以“直”來收束,詩人是“曲中求直”。第11句“鷙鳥之不群兮,自前世而固然”,以鷙鳥來比喻自己,以凡鳥來比喻社會眾人,如同鷙鳥一樣的人和社會不能相容不是今天才開始,多少年來,又有多少像自己一樣的正直之士卓爾不群。第12句轉換角度,表明自己與朝堂中的奸佞臣子們永遠也無法走到一起,“何方圜之能周兮,夫孰異道而相安?”如同方與圓無法貼合,不同追求的人,還有什么共同的道路?對于社會與朝堂的深深失望,讓作者的情感第三次跌入到谷底,“屈心而抑志兮,忍尤而攘詬”,和他們在一起,只能讓自己的心志受到壓抑,只能讓自己受到屈辱。最后,作者的情感再次昂揚,“伏清白以死直兮,固前圣之所厚”,前代的圣賢君主們所看重的不就是我的這種為正道而死的精神嗎?當然,作者暗中也在批評現在的君王背離了這樣的追求,委婉地表達了對于君王的不滿。同時,作者也借此找到了心靈的慰藉和依傍。
附表1:《離騷》第一段結構分析
第二段的結構層次和情感變化相對簡單,也可以分為兩個層次。
每一層可以用兩個字來概括,第一層包括前三句,可以概括為“悔道”,是對自己選擇道路的反思;第二層包括第4至第12句,共9句,可以概括為“退進”,是對自己進退選擇的反思。
第一層概括為“悔道”,指的是自己對于道路問題的反思,對自己過去選擇的反觀,這一層同時也引領了第二層反思的具體內容。同時,這一層中的道路也是由抽象到具體。第1句“悔相道之不察兮,延佇乎吾將反”總領全段,是對自己人生道路的追憶和反觀。儒家思想主張“窮則獨善其身,達則兼濟天下”,對屈原而言,現在這一條兼濟天下的道路似乎已經走到了盡頭,那么自己到底該怎么辦呢?猶豫彷徨,還是返回吧。第2句“回朕車以復路兮,及行迷之未遠”,是對于第1句思考的結果,迷途知返,回車復路,回到自己的從前,趁著現在還有返回的機會。第3句“步余馬于蘭皋兮,馳椒丘且焉止息”,作者已經由剛才的反思與結論而付諸行動,蘭皋椒丘都已經成為實實在在的眼前景致,但君王和社稷依然掛懷,詩人還是放不下心來,只能坐下繼續思考自己的人生了。
第二層概括為“退進”,寫出了詩人思考的具體過程。這一層中首句是總括,“忽反顧”句是照應第一層的猶豫彷徨的思考,其他的句子都是在表現自己進退思考的猶疑和痛苦。第4句“進不入以離尤兮,退將復修吾初服”,進而遭遇憂愁,退可保持自己高潔的品格。這最初的華美服飾,正是詩人高潔品質的象征。第5句先寫的是退,是修衣裳,“制芰荷以為衣兮,集芙蓉以為裳”,華服做成,退而保全自我,可卻無法忘懷自己的君王。然而,君王如何呢?第6句“不吾知其亦已兮,茍余情其信芳”,君王聽信小人之言,從不真正了解我啊,算了吧,只要我品質高潔算了。然后詩人再次寫退,第7句“高余冠之岌岌兮,長余佩之陸離”,高冠長佩,更顯得我卓爾不群,第8句又從進的角度來分析,“芳與澤其雜糅兮,唯昭質其猶未虧”,如果再入朝堂,芳草和污澤并存我真的難以忍受,好在我現在的美好品質沒有因為他們而改變。此處,中間加上第9句“忽反顧以游目兮,將往觀乎四荒”是對第一層的照應,更加表現出詩人的猶疑、彷徨,以及對前路的思考。第10句“佩繽紛其繁飾兮,芳菲菲其彌章”,詩人再次寫退,修其初服,佩戴上繽紛的繁飾,我高尚的品格更加光彩照人。第11句“民生各有所樂兮,余獨好修以為常”,又從進的角度來分析,社會黑暗腐朽,可它與我又有多大的關系呢?那些人都有自己的人生愛好,我與他們不同是因為我堅持了正直的道路啊!最后,節選部分的最后一句,用“不變”來概括,經過靈魂的掙扎,詩人最終做出了心靈的選擇,不改初心,“雖體解吾猶未變兮,豈余心之可懲”,為了國家和君王,我不改變,哪怕是死我也毫無畏懼。
附表2:《離騷》第二段結構分析
以上是我對《離騷》節選部分的結構分析。除此之外,還要注意三點。第一,詩歌第一段的第二、第三層和第二段的第二層是節選部分的主體,但是這幾層在結構安排上都有從君王、群小、社會、自身幾個方面的表達,或者由前向后,或是由后向前,這種比較明顯寫法在相關資料的分析中并沒有找到。掌握這種寫法,對于文本的深入理解和學生的背誦具有非常重要的作用。第二,對于詩歌結構的分層方法,從相關的資料中也沒有找到明確的分析。我在分析層次的時候注意詩人情感的變化層次,詩人往往是先表達一番自己的痛苦,在痛苦之中似乎壓抑到了極致,但是馬上就又表明一次自己寧死不屈的決絕之心。第三,詩歌中一共四次寫到自己的決心,“亦余心之所善兮,雖九死其猶未悔”“寧溘死以流亡兮,余不忍為此態也”“伏清白以死直兮,固前圣之所厚”“雖體解吾猶未變兮,豈余心之可懲”,這幾個句子表面上看起來好像都是表達自己的為正義而死、絕不后悔的信念,沒有太大的區別,但是放在一起來看,表達的含義卻有比較明顯的分別。第一句主要表達為理想粉身碎骨也絕不后悔;第二句主要強調寧愿死也不同黑暗的社會同流合污;第三句主要表達保持清白獻身正道這種品格為前代圣賢君王看重推崇,是自己精神的依托;最后一句主要表達雖然受挫,哪怕是死也不會改變自己的本心。單獨看這幾個句子的區別,不如將它們放回到各自的層次中,這樣的表達和該層次前面的內容密切相關。