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電能的輸送是一個理論性和技術性都很復雜的系統工程,屬于電力工程學科的一個分支。在高中僅僅對它做一個初步的了解,教學中要圍繞輸送電能“可靠”“保質”“經濟”的基本要求展開。怎樣減少電能的損失,怎樣既“經濟”又“保質”地將電能送到用戶,輸電電壓不是越高越好這些問題是本課的教學重點。在本校的一次公開課上,我作了如下的處理:
二、案例描述:
師:從一段輸電視頻引入。板書:電能輸送。同學們通過視頻知道三峽電主要輸往那些地方?
生:;輸往華中、華東的上海、浙江、廣東等地。
師:三峽電輸往幾千公里外的這些地方,電能在輸送過程中我們要考慮那些問題?
生:能量損失,主要是導線上能量損失,電壓不穩等。
師:同學們有很多疑問,今天我們就進入電能輸送的學習,我們知道電能輸送過程中有一部分能量轉化為熱能,白白損失掉。距離越長損失越大,如何減小這些損失是非常重要得。因些我提出這樣一個問題,如何減小輸電電線上的功率損失?我們一起來解決。現在請同學小組討論。
生:討論1分鐘:板書:如何減小輸電電線上的功率損失?
師:同學們討論據焦耳定律Q=I2Rt,得輸電線上電功率損失ΔP=?
生:ΔP=I2R.
師:因此要減小輸電線上電功率損失可行辦法?
生:減小導線上的電阻或減小輸電電流。
師:我們在高一學習過電阻R哪些因素決定?
生:有電阻率ρ、長度L、截面積S。
師:在輸電的過程中這三個量是不是都可以改變?
生:導線的長度不能變的。
師:因此我們只能采用電阻率ρ小,截面積S大的材料。
師:哪些材料的電阻率比較小些?
生:銅、鋁、銀等
師:在生產生活中通常采用鋁導線,因為銅的價格高,密度大在其他條件相同情況下銅、較重不易架設。同學們我們能不能僅通過增大截面積來減小功率損失的要求。我們來看一段資料。把功率200 kW電能用鋁線(電阻率為2.9Χ10-8Ωm)送到10 km以外,要使功率損失為輸送功率的10%,用110 V電壓輸電,導線橫截面積多大?
師:大家知道這樣大面積有多大呢?猜一猜有多大?S=96000 mm2.
(演示)臉盆大小。這樣的橫截面積可行嗎?
生:太粗,不可能,既不經濟又架設困難.
師:現在我們知道用用常規的方法僅通過減小電阻不可行,你們想想還有沒別的辦法呢?
生A:用超導體,
生B:但平時情況做不到,但我們可減小輸電電流。
師:同學回答的很好,我們知道輸送功率P的大小是由輸電任務決定的,不能任意變動,要保證輸電功率不變,據P=UI得,必須增大輸電電壓,才能實現要減小I。
板書:P=UI得,增大輸電電壓。
同樣是上面情景題,如果電壓提高100倍,用11KV輸電導線的截面積大約只需要多少?
生B:9.6mm2就可以了。
師:9.6mm2是可行,因此我們用增大電壓達到減導線上的功率損失是可行。因此我們在生產生活中常用高壓輸電。剛才我們用理論證明遠距離輸電用高壓輸電是可行得,接下來我們用實驗來證明一下。
師:大家看到實驗板上有3個相同的小燈炮,第1個 燈炮離電源很近,它模擬的是近距離輸電。第2、3個燈炮離電源很遠它模擬是遠距離輸電。這3個燈炮的額定電壓都是4V,電源我們在使用時也都使用交流4V,我們來看第1個實驗的燈炮很亮,第2個實驗的燈炮是亮了但光線比較微弱。接下來我們看第3個實驗電源仍是交流4V,看第3個燈炮也很亮,與第2個對比一下。明顯比第2個亮多了。
我們來看看第三個與第二個輸電線路有何區別?
生:第三個線路有兩個變壓器。
師:因此我們可看到通過升壓變壓器升電壓輸電,可以減少功率損失,也可以減少電壓的損失。我現在提個問題,有同學會想第3個電路為什么用兩個變壓器,我只要用一個變壓器節省些。你們說行不行啊。
生:一起回答,會把電燈給燒掉,
師:我們通常電壓升得很高輸電,到了用戶就要把電壓降下來,用戶才可以使用。
發電站發出的電通過一個升壓變壓器通過電線再通過降壓變壓器使用戶得到,這便是一個最簡單輸電電線路。剛才是老師提出的問題:如何減少輸電線上功率電能的損失,我們一起解決了這個問題。
例題:發電機的輸出端電壓為220V,輸出功率為44KW,輸電線總電阻為2Ω,如果用原、副線圈匝數比為1:10的升壓變壓器升壓,經輸電線后,再用原、副線圈匝數比為10:1的降壓變壓器降壓后給用戶供電。
(1)、畫輸電示意圖
(2)、求用戶得到的電壓和功率?
師生共同討論分析尋找規律:
輸電電路中的基本關系
電壓關系;=, =,
功率關系:P1=P2, P2-P3=P損. P3=P4。
輸電電線的電流:I=, I=, =,=.
電壓損失:U損=IR線=U2-U3=.
功率損失:P損=U損·I=I2R線=.
輸電效率:η=×100%=×100%
解:=
I線=I2=I3= =
U線= I2R=20×2V=40V
U3=U2-U線=2200-40V=2160V
=,
P損=I22R=202×2W=800W
P4=P3=P-P損=44000-800W=4320W
師:同學們這節課中你們還想知道些什么,你們能不能提出其他問題來呢?小組討論一下將最想知道的問題呈現出來。
生;小組討論(3分鐘)
師:對同學們提出的問題進行整理,
1、輸送電壓是不是越高越好,是否還有別的輸電方式。
2、電是從哪里來的,輸電安全嗎?是否還有別的輸電方式。
3、我們輸電電壓最高是多少?導線最粗有多粗?整個輸電過程是怎樣的?……
分4個小組去解決這些問題,可以到微機室上網查找,到圖書館查找資料,到發電站和變電所等輸電現場參觀。……我們開交流會,對以上問題進行回答。
三、教學反思:
本節討論分析在遠距離輸電過程中減少電能的損失的可行辦法。得出通過升高輸電電壓,可以減少功率損失,也可以減少輸電線上電壓的損失。通過例題了解輸電全過程,并畫輸電示意圖。高壓輸電用戶得到的電壓和功率的求解。
專用的智能手機APP加云服務平臺是智慧校園的主流架構,在這套系統中又可以包含許多子系統,比如教務管理系統,教學管理系統,圖書館管理系統,后勤管理系統等。本文探討的功能屬于教務管理系統中的一個子功能,目的是讓教務管理人員能夠第一時間將一些重要的教務信息通過推送服務發送出去,學生或者教師在Android系統上能夠第一時間通過推送服務收到相關的教務信息。這其中涉及三個方面的問題,首先是推送的教務信息包含的內容及形式,其次是Android平臺上有哪些主流推送方案,最后是選擇一種筆者認為適用于高校的推送方案來實現此功能原型。
1 高校教務信息推送功能設計
根據高校教務管理的一般特點,可用于推送服務的高校教務信息內容多以通知為主,以與學生相關的教務信息為例,可以包含選課通知,校歷查看通知,課表查看通知,考試通知,分數查看通知,補考通知,調課、停課通知等,如圖1所示。
2 基于Android平臺的主流推送方案比較及選擇
2.1 官方方案
Google官方的C2DM,它是一個用來幫助開發者從服務器向Android應用程序發送數據的服務。該服務提供了一個簡單的、輕量級的機制,允許服務器可以通知移動應用程序直接與服務器進行通信,以便于從服務器獲取應用程序更新和用戶數據。它有兩個主要問題導致無法正常的在國內使用,首先是C2DM需要依賴于Google官方提供的C2DM服務器,由于國內的網絡環境,這個服務經常不可用,如果想要很好的使用,我們的APP Server必須也在國外,這個恐怕不是每個開發者都能夠實現的;其次是C2DM依賴于Google服務,但國內很多硬件廠商平臺,比如摩托羅拉、華為、中興做一部手機,他們可能會把Google的這種原生服務去掉,這樣也就無法使用C2DM。
2.2 開源方案
androidpn推送方案,它是一個基于XMPP協議的Java開源Android push notification實現。它包含了完整的客戶端和服務器端。XMPP(可擴展通訊和表示協議)是基于可擴展標記語言(XML)的協議,它用于即時消息(IM)以及在線探測。此方案的最大優勢就是簡單,我們不需要像C2DM那樣依賴操作系統版本,也不會擔心某一天Google服務器不可用。利用XMPP協議我們還可以進一步的對協議進行擴展,實現更為完善的功能。采用這個方案,我們目前只能發送文字消息,不過對于推送來說一般足夠了。
2.3 第三方方案
2.3.1 國外公司
IBM的RSMB,它采用MQTT協議實現Android推送功能。MQTT是一個輕量級的消息/訂閱協議,它是實現基于手機客戶端的消息推送服務器的理想解決方案。但是它目前也存在兩個主要問題,首先是它不開源,所以定制的功能也不多;其次是實際測試時發現RSMB的客戶端不是很穩定,有時候會連接不上服務器,這些一定程度上影響了它的使用效果。
2.3.2 國內公司
目前國內做推送比較出名的公司有個推、極光推送、百度云推送、友盟消息推送等,它們的共同點都是提供客戶端及服務器端的SDK供開發者接入時使用,推送內容都經過第三方的服務器中轉,代碼都不開源但技術成熟可靠并有著很多大牌合作伙伴和成功案例。由于這些公司目前都是行業內的代表且長期致力于專業推送服務,所以它們在推送的穩定性和到達率、手機電量和流量、安全性、消息推送內容等方面差別不大。這些公司提供的SDK文檔都很詳細,接口簡單,有專門的技術支持人員進行答疑指導,但是如果要使用推送的高級功能,是需要額外付費的。
2.4 方案選擇
綜合以上各方案介紹,我們不難發現androidpn作為開源項目比較適合二次開發,但是從開源項目到實際商用,是需要很多人力物力的投入,對于大多數應用開發者,甚至一些中小企業,會轉而考慮使用第三方的專業推送服務,這樣省時省力。由于要推送的高校教務信息從內容上并沒有保密性的需求,且基本上都是概要信息,具體的詳細信息是通過高校自己的專用系統獲取,所以可以放心選擇第三方方案。考慮到國內公司更了解中國國情,所以我們可以優先考慮。由于這些公司提供的服務差別不大,我們就選擇國內做消息推送最早的極光推送方案來實現高校教務信息推送功能的基本原型。
3 高校教務信息推送功能實現
此功能所在的系統架構為專用的智能手機APP加云服務平臺,具體如圖3所示:
要在此架構中實現信息推送功能,有6個重要步驟,如圖3中的數字所示。
1) 管理員通過Web登錄教務管理系統云服務平臺,輸入要推送的內容。
2) 云服務平臺的Web服務模塊將推送內容發送給推送服務模塊。
3) 推送服務模塊將推送內容發送給極光推送服務器。
4) 極光推送服務器收到推送請求后將內容推送給所需對象,學生在Android手機上收到推送消息后進行查看并決定是否繼續查看詳細內容。
5) 如果選擇查看詳細內容則打開專業APP向云服務平臺請求數據。
6) 云服務平臺將相關數據發送給專業APP。
開發前需先在極光推送官網進行APP注冊,包括APP的名稱、圖標、包名,如圖4所示。
一、確定的目標過于寬泛模糊
也就是目標定位不當,丟失了語文的學科特性和基本任務。具體表現為:
1.課外資源的泛濫。為了達到情感、價值觀目標,教師大量引進課外資源來引導學生體悟人文意蘊,而把文本僅擱置在“藥引”的地位。
2.目標定位模糊、教學隨意。過分強調學生的自主性和學習過程的生成性,卻忽視了教師的引導性和目標的預設性。
3.目標不實,脫離實際。教師任意拔高或降低教學目標,脫離了學生的實際,學生無法得到有效發展。有的目標不準,過度綜合教學內容,過于強調學科整合,忽視了語文學科的個性。
二、確定的目標不能體現階段性
全國小語會理事長崔巒先生在全國第六次閱讀教學研討會上(2008年7月)總結中指出:“當前閱讀教學的一大問題,是階段性目標不清,各年段都在分析內容上用力。教學目標越位和不到位的問題同時存在。閱讀教學低年級向中年級靠,中年級向高年級靠的傾向明顯。低年級忽視朗讀教學和詞句教學;中年級忽視段的教學;高年級只注重分析內容,忽視學習語言、領悟寫法。各年段重得意、輕得言。整個小學階段,有忽視寫字教學、詞匯教學的傾向。”
三、三維目標被嚴重分割
有的是過于淡化知識、技能。凡知識不敢講授,凡技能不敢訓練,該講的不講,該練的不練。試想,一節課下來,如果作為最應明確的知識、技能,作為形成過程、方法、情感、態度、價值觀的最重要的條件的知識、技能目標缺失了或模糊了,即字、詞、句、篇的知識不明晰,聽、說、讀、寫的能力未提高,學生還能收獲些什么呢?有的是過于強化知識、技能。滿堂講、滿堂問、滿堂灌,滿堂都是脫離情境、缺乏情趣的枯燥的語言文字訓練,走向了另一個可怕的極端。
四、目標設計有形無實
查閱每位教師每課時的教案,我們都會發現“教學目標”都無漏寫而且放在首位,從表面上看,教師的“目標意識很強”,課課都有目標,而且目標的設立基本符合總體要求。但隨班聽課時,發現教學與教案或大相徑庭,或有點聯系,教學過程很少體現目標,造成課時教學目標“形有實無”。
五、課時目標表述失當
當前,不少教師所制訂的課時教學目標,比較普遍的問題主要是:表述形式雜亂,盲目套用,隨意性大,缺少規范;表述內容寬泛,語文本體特性不足,抽象概括有余,缺少準確性。
下面謹以上述羅列的三種形式目標為例作一簡單分析。
1.表述形式的失范。目前,老師們雖然已普遍知道《語文課程標準》提出了“三維目標”,課堂教學要體現三維目標,至于三維目標與具體課時教學目標的關系,課時教學目標中究竟什么是中心目標,怎樣把握,心中沒底。
2.表述內容的失當。課時教學目標的表述內容,存在的問題則更為普遍。如《霧凇》第二課時教學目標的內容就涵蓋了多個課時,不是一個課時所能完成的目標,即以整篇課文的教學目標取代了課時教學目標。
3.表述內容含糊、不具體。這也都集中反映出老師們在上課時教學目標的定位是十分模糊的,教學目標都模糊不清,又何談目標的達成和效率的提高呢?
當然,在目前的小學語文教學中,在教學目標方面存在的問題遠不止這些,上述羅列的三種情況僅只是筆者依據觀察調查作的一個簡單歸類,雖不能涵蓋問題的全部,但卻也從一個側面反映了當前小學語文教學在目標方面存在的問題。由此,筆者特撰此文,以期能引起廣大小學語文老師對教學目標的關注,切實重視定準小學語文課時教學目標,并充分發揮目標對教學的導向、調控和評價作用,從而最終實現語文課堂教學的高效。