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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇统计学的分析方法范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
一、引言
方差分析是一种常用的统计分析方法,属于统计学教学中的重点和难点之一。从统计方法上课,方差分析是较为复杂的一种假设检验的方法,回归分析的结果中也涉及到方差分析的内容,所以对学习统计学课程的学生来说,正确理解和掌握方差分析的思想和原理显然非常重要。但从授课教师的角度,一些教师往往会发现方差分析的内容不好讲,也讲不好,无法让学生较好地理解方差分析的原理。本文基于笔者多年统计学课程教学的经验总结,围绕方差分析的概念、原理和前提条件等教学内容,与同行探讨教学方法。
二、方差分析的概念
方差分析(AnalysisofVariance,缩写为ANOVA),是由英国统计与遗传学家,现代统计科学的奠基人之一,R.A.Fisher发明的,用于检验多个总体均值是否全相等的一种统计推断方法。例如,一个国家不同地区的成年男性平均身高是否相等呢?对于该问题的分析就可以使用方差分析的方法。假设该国分为北部、中部和南部等三个区域,成年男性平均身高分别用来表示,则相应零假设和备择假设为:
H0:μ1=μ2=μ3H1:μj不相等,j=1,2,3
如果最后零假设无法被拒绝,可以得出三个地区成年男性的平均身高不存在显著差异,即地区因素对身高没有影响;反之,如果最后拒绝零假设,从而支持被择假设,则可以得出三个地区成年男生的平均身高存在显著差异,至少有一个地区的平均身高与另一个地区不一样,说明地区因素对身高有影响。因此,方差分析也可以用于研究一个自变量(通常为分类变量)对别一个变量(数值变量)是否有影响的问题。如果只涉及到一个自变量,该方差分析方法称为单因素方差分析,涉及两个自变量则称为双因素方差分析。本文主要围绕单因素方差分析的教学。方差分析的名称容易造成学生的误解,使一些学生误认为方差分析是比较多个总体方差。其实,方差分析是用来比较总体均值是否相同的,但由于使用计算“方差”的方法,故把该方法称作方差分析。
三、方差分析的原理
为了比较多个总体的均值是否相等,方差分析将通过计算样本数据的方差大小进行判断。假设在北部、中部和南部分别随机、独立地抽取一定样本容量的样本,这里为了便于分析,从三地分别抽取3名成年男性,样本容量为9,并记录身高的样本数据,如下图所示。
方差分析就是比较样本数据中北部、中部和南部这三组数据的组间方差和各组数据的组内方差的大小,并构造F检验统计量进行检验。组间方差度量样本数据中组与组之间的变异,从数据结构的角度看表现为数据的横向差异。造成组间数据变异有两个因素,一个是地区因素,另一个是随机因素。组内方差度量样本数据中各组内部的数据变异,是由于抽样的随机性导致,表现为数据的纵向差异。如果组间数据的方差明显地超过组内数据的方差,很可能表明地区因素会显著影响成年男性的身高,从而不同地区成年男性的平均身高存在差异。
为了计算组间方差(MSA),需要先求组间平方和(SSA)和相应的自由度(C-1),其中C为组数,这里为3。组间方差等于组间平方和与相应自由度的比值。
MSA=
组间平方和用每组的均值与所有数据的均值之差的平方再乘以该组观测值的个数来表示。组间平方和越大,说明各组之间的数据差异越大,当然如果组数越多组间平方和也会越大,因此这里不用直接用平方和直接进行比较。
为了计算组内方差(MSW),需要先求组内平方和(SSW)和相应的自由度(N-C),其中N为所有观测值的个数,这里为9。组内方差等于组内平方和与相应自由度的比值。
MSA=
组内平方和用每组的观测值与该组数据的均值之差的平方和来表示。组内平方和越大,说明各组内部的数据差异越大,当然如果各组的观测值越多,则组内平方和也会越大。
有了组间方差和组内方差,就可以造成出F检验统计量,再与临界值比较,可以就以做出统计决策。
FSTAT=
其中,服从分子自由度为C-1,分母自由度为N-C的F分布,其临界值可以在指定显著性水平下通过查表获得。
在样本量较大情况下,手工计算显然耗时耗力,方差分析的相关
算一般需要通过统计软件来完成。以下是用EXCEL进行方差分析的输出结果。
EXCEL共输出2个表格,第一个表格是对样本数据进行描述分析,从中可以发现各组观测值的个数、均值和方差。第二个表格为方差分析的结果。方差分析把数据的差异区分为组间差异和组间差异,SS为平方差,从表中可以SSA=0.020,SSW=0.018,df为自由度,组间平方和对应的自由度C-1=2,组内平均和对应的自由度为N-C=6。MS为均方,组间均方MSA=0.010,组内均方MSW=0.003。F为检验统计量,其值为MSA/MSW=3.307。在0.05显著性水平下,F的临界值约为5.14。如果使用P值法进行假设检验,EXCEL也给了相应的P值,约为0.108。根据EXCEL单因素方差分析的输出结果,不管使用临界值还是P值法,在0.05的显著性水下,我们都可以得出不拒绝零假设的结论,即三个地区成年男性的平均身高不存在显著差异,同时也表明地区因素没有显著地影响成年男生的身高。
四、方差分析的前提条件
在统计方法的教学过程中,都要强调使用某种统计方法的前提假设条件,如果条件满足,就不能使用相应的统计方法。在方差分析的教学过程中,同样需要强调方差分析的三个前提假设,即样本是随机、独立抽样的,每个总体是正态分布并且方差相等。其中抽样的随机性和独立性相對容易做到,总体是否为正态分布可以通过直方图等方法进行判断。最后总体方差相等是一个非常重要的条件,如果该条件不满足,就不能进行方差分析。如果各总组(各组)本身方差大小存在显著差异,就不能从数据中发现由于地区因素造成的数据变异到底有多大。关于总体同方差假设是否成立可能用莱文方差等同性检验来解决。
莱文方差等同性检验第一步是对各组样本数据排序,找中位数;第二步计算各组观测值与其中位数之差的绝对值;第三步对绝对值做单因素方差分析;第四步得出结论。
0 前言
膳食因素与心血管疾病发病风险存在密切相关性。迄今为止,针对一种或几种营养素,或某种食物的摄入量与心血管疾病主要危险因素的相关性,已经开展大量研究。然而,人们吃的不是独立的营养素,而是含有多种营养素的多种食物,营养素之间存在复杂的相互作用。因此,针对单一营养素或食物的分析可能存在概念及方法上的局限[1]。
膳食模式分析是将所有食物、营养素作为一个整体进行研究,更接近真实的摄入情况,因此也更有利于对营养相关性疾病的发病风险进行评价。
膳食模式统计学分析方法:
膳食模式不能直接测量,因此,研究人员必须使用相应的统计学方法对收集到的饮食数据进行分析,进而对人群膳食模式予以划分。膳食模式研究方法不断发展,目前,常用方法有三类:先验法、后验法,以及二者的综合运用。
1)先验法
先验法是以现有的膳食指南或其他科学饮食建议为基础,通过将个体的饮食与之比较进行评分,主要包括膳食指数法。常见有:美国农业部门提出的与食物指南金字塔和膳食指南相配套的健康饮食指数(Healthy Eating Index, HEI)[2],Patterson R.E.等以膳食推荐量为基础建立的膳食质量指数(Diet Quality Index, DQI)[3],之后逐步修订发展的修订膳食质量指数(Diet Quality Index Revised, DQI-R)[4]、国际膳食质量指数(Diet Quality Index-International, DQI-I)、中国膳食质量指数(INFH-UNC-CH DQI),何宇纳等以中国居民膳食指南及平衡膳食宝塔中各类食物推荐量为依据建立的中国膳食平衡指数(Diet Baiance Index, DBI)[5],亚太地区食物与营养网络专家委员会提出的理想膳食模式评分法(Desirable Dietary Pattern, DDP)[6]。
2)后验法
后验法是以膳食调查数据为基础,运用统计方法确定膳食模式种类,包括因子分析、聚类分析和潜类别分析等。
因子分析是一种多变量统计分析方法,该方法利用食物频率问卷、膳食日记等调查资料提炼出潜在的维度,即因子/膳食模式。然后计算每一因子/膳食模式的得分,进而利用相关分析或回归分析研究膳食模式与营养相关性疾病的关系。
聚类分析也是一种多变量统计分析方法。与因子分析不同,聚类分析从食物使用频率、供能比、食物摄入量等角度将被调查者分为不同的亚组(类),之后再对不同亚组的特征进行分析。
潜在类别分析是以模型为基础的聚类方法,其目的在于利用潜在类别解释食物摄入变量之间的复杂关联。
3)先验法和后验法的综合运用
综合运用先验法和后验法,主要包括降秩回归法和偏最小二乘回归法,既利用了先验信息,又基于当前的研究,综合了先验法和后验法的优点。
降秩回归是分析膳食模式的一种新方法,类似于因子分析。这种方法是通过建立食物摄入变量的线性函数解释反应变量(如营养素、生物标志物等)的变异,用降秩回归分析法得到的膳食模式可以更好地阐述疾病病因中膳食的重要性[7]。
偏最小二乘回归法是介于主成分分析和降秩回归之间的一个折中方法,通过建立有预测能力的回归模型解释营养素或生物标志物的变异。
1 膳食模式与心血管疾病危险因素相关性研究
早在20世纪80年代初,发达国家就已经开始膳食模式分析。Jean M Kerver等人对美国全国健康与营养调查(NHANES)的数据进行分析,得到西方膳食、美国健康膳食、加州型等膳食模式,发现以红肉及肉制品、高脂奶制品、鸡蛋等为主的西方膳食模式与血清C反应蛋白、血清胰岛素、糖化血红蛋白等心血管疾病生物标志物浓度成正相关,而与叶酸浓度成负相关,说明西方膳食模式是心血管疾病的危险因素。
哈佛大学的Frank B.Hu等人[8]对44875名男性进行了为期8年的队列研究“医务人员随访研究”,得到两种主要膳食模式:精明膳食模式(以大量的蔬菜水果、豆类、全谷类、鱼类、家禽类为主)和西方膳食模式(以大量的红肉及肉制品、精细谷物、糖果和糕点、油炸薯片、高脂奶类为主)。精明膳食模式得分与冠心病发病率的五分位相对危险度由高到低分别为1.0、0.87、0.79、0.75、0.70;而西方膳食模式得分与冠心病发病率的五分位相对危险度由低到高分别为:1.0、1.21、1.36、1.40、1.64。
美国国立肺血液研究所主持的大型多中心试验DASH试验是近年来领域内非常著名的研究[9]。受试者分别使用典型美国饮食、典型美国饮食但增加水果和蔬菜份量、DASH饮食。在每日总热量相同的情况下,典型美国饮食富含脂肪(特别是饱和脂肪)和胆固醇,缺少水果和蔬菜。DASH饮食组则强调增加水果、蔬菜和低脂奶制品的比例,而减少肉类、饱和脂肪和含糖饮料摄入。试验发现,与对照组相比,第二组和DASH饮食组都成功地降低了受试者的血压,且DASH饮食在功效上更胜一筹。
中国人群膳食模式与心血管疾病危险因素相关性研究并不多。现有的膳食模式研究中,研究者更多地对中国人群膳食结构进行分析,评价总体膳食质量,或对不同时期、不同种族、不同社会经济状况人群的膳食质量进行比较。如何宇纳等[10]应用DBI综合评价中国18~59岁成年人的膳食质量。结果表明:中国居民的膳食状况以摄入不足为主,同时也存在摄入过量的问题。城乡间人群的膳食质量存在一定的差异,农村居民摄入不足和摄入过量的程度都大于城市。Stookey J.D.等[11]应用中国DQI对1991年中国健康营养调查中的7450名成年人进行膳食质量评价。结果表明,样本人群膳食质量存在的最大问题是钠的摄入量高,钙、蔬菜和水果摄入量低,食物多样性差;且中国DQI总分与食物及营养素摄入、城乡、收入及体重状况均具有相关性。另外,有研究者应用因子分析得出3种膳食模式,并与4种慢性病(肿瘤、糖尿病、高血压、心血管疾病)的患病风险进行相关性分析,结论是慢性病患者更有可能食用蔬菜类为主的膳食,而不是水果类或肉类为主的膳食[12]。也有研究者采用主成分分析法提炼出肥胖与高血压患者的主要食物种类[13],但并没有对膳食与肥胖或高血压患病风险的相关性作进一步的研究。
2 结语
膳食是一种复杂的暴露变量,需要从不同角度考察膳食与心血管疾病危险因素的关系。膳食评价方法从最初的营养素、食物组单一指标,到营养素和食物组的简单组合,再到综合考虑膳食摄入的充足、适量、多样性以及平衡,已从不同角度反映了人群和个体的膳食质量及存在的问题,进而与心血管疾病危险因素相联系。
目前,中国在膳食模式方面的研究数量有限,心血管疾病危险因素与膳食模式相关性方面的探索也为数不多。因此,研究者应广泛借鉴国外经验,创建并发展适合中国人群的膳食模式研究方法,并在心血管疾病危险因素与膳食模式相关性方面深入探究。
【参考文献】
[1]Hu FB. Dietary pattern analysis: a new direction in nutritional epidemiology [J]. Current Opinion in Lipidology,2002;13(1):3-9.
[2]Kennedy ET, Ohls J, Carlson S, Fleming K. The Healthy Eating Index - Design and Applications[J]. Journal of the American Dietetic Association,1995;95(10):1103-1108.
[3]Patterson RE, Haines PS, Popkin BM. Diet Quality Index-Capturing a Multidimensional Behavior[J]. Journal of the American Dietetic Association,1994;94(1):57-64.
[4]Haines PS, Siega-Riz AM, Popkin BM. The Diet Quality Index Revised: A Measurement Instrument for Populations[J].Journal of the American Dietetic Association,1999;99(6):697-704.
[5]何宇纳, 翟凤英, 葛可佑. 建立中国膳食平衡指数[J].卫生研究,2005;34(2):208-211.
[6]李丹. 理想膳食模式(Ddp):介绍一种评价膳食[J].国外医学:卫生学分册,1992;19(5):282-285.
[7]Tucker KL, Dietary patterns, approaches, and multicultural perspective [J]. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism,2010,35(2):211-218.
[8]Hu FB, Rimm EB, Stampfer MJ, Ascherio A, Spiegelman D, Willett WC. Prospective study of major dietary patterns and risk of coronary heart disease in men [J]. American Journal of Clinical Nutrition,2000;72(4):912-921.
[9]Appel LJ, Moore TJ, Obarzanek E, et al. A Clinical Trial of the Effects of Dietary Patterns on Blood Pressure [J]. New England Journal of Medicine,1997;336(16):1117-1124.
[10]何宇纳, 翟凤英, 葛可佑.应用中国膳食平衡指数评价中国18~59岁人群的膳食质量[J].卫生研究, 2005;34(4):442-444.
关键词 医学统计学 考试方法 比较
《医学统计学》是本科临床医学专业的必修专业基础课。在教学过程中,学生普遍反映《医学统计学》抽象、难学。为了进一步了解在教学改革过程中存在的问题,本研究收集了97、98和993级的临床医学专业(五年制)的《医学统计学》试卷进行具体的分析和比较研究,可以找出在此课程教学改革工作中存在的问题,了解《医学统计学》考试方法改革的利弊。为教师调整教学内容,改革教学方法,提高教学质量和以后的教学改革提供理论依据。
1 资料来源和方法
1.1 情况简介 临床医学专业医学统计学课程属于必修专业基础课。在以前医学统计学是《预防医学》中的一部分(卫生学和统计学各占50%),教学一般是分前后9周2个阶段进行,考试“单科独进”。历年来教研室一直严格把关,认真施教,采用统一命题,闭卷考试方法,学生学习成绩一直很好。在医学教育改革的影响下,从99级临床医学开始,把《预防医学》分成《医学统计学》和《卫生学》两门课。临床医学本科生《医学统计学》的考试,自从98级开始,采用了以“医学实践问题为中心”的方式来出题,结果99级325人参加考试,有75人不及格;98级12人参加补考,有10人不及格,引起了教研室广大教师的高度重视和警惕。
1.2 资料来源 97、98、99连续3级五年制临床医学专业的医学统计学试卷。试卷命题均由作者亲自完成,阅卷均是采取流水作业的方式,统一评分。3届学生在年龄、性别比例和招生来源等方面基本相同。大课任课老师和实习指导相同,判卷按统一标准答案,由任课教师每人1题,公正评分。97、98级学生是以书本课后的练习为作业,而99级一系学生的作业是:从中华系列或中国系列的专业杂志中找一些相关的文献,要求根据所学医学统计学知识对文中所涉及的统计设计、统计指标和统计方法的选择使用加以 ˇ 基金项目:本项目受浙江大学第六期SRTP项目的资助正确理解、识别其正误并且加以评析,99级二系的学生是以书本课后的练习为作业,99级一系学生老师没有布置任何作业。
1.3 方法
1.3.1 统计方法 用SPSS for Windows12.0建立数据库和有关的数据处理。多组间比较根据资料的性质不同分别选用one-way ANOVA和Kruskal-Wallis Test的比较方法,多重比较使用LSD法,两组间比较选用Mann-Whitney Test法。
1.3.2 试卷信度采用分半信度方法 其计算公式:r S-B =2r 半 /(1+r 半 ),r 半 为分半相关系数,即按试卷奇偶题得分计算其相关程度。分半信度系数0.9以上,可靠性好:0.8~0.9,可靠性较好;0.6~0.8,可靠性一般;0.6以下,可靠性较差 [1] 。计算得97级卫生统计学试卷分半信度系数为0.96。对98级试卷采用克伦巴赫系数法,其计算公式:C=n(1-∑ n i=1 S i2 /S 2 )/(n-1),其中n为试卷总题数,S 2 为考试总分数的方差,S i 为第i题的方差。C在0.5~0.9范围内较好 [2] 。98级试卷信度系数为0.56。对99级试卷采用分半法(按难度相等两半两分)计算其信度:ρ=2r/(1+r),先将n个试题按难度从小到大排列,取顺序号单号为一组,双号为一组,其次求各题的平均分数,然后求这两组的相关系数即为r,计算ρ=0.69,即99级试卷信度为0.69。试题难度是考生对某一试题作出正确回答的百分率,用难度系数P表示。小样本时:客观性试题P=答对该题人数/考生总人数:主观性试题P=考生该题平均得分/该题满分。大样本时:P=(P H +P L )/2,其中P H 为高分组该题的难度,P L 为低分组该题的难度。按难度四级分类法(P>0.8,易;0.65~0.8中等难度;0.5~0.65较难,P
1.3.3 区分度是衡量试题、鉴别考生水平差异能力的重要指标,用D表示。公式P=P H -P L 。本文采用得分率求差法(Johnson法)求全卷区分度:D=X H -X L
N(H-L) ,其中X H 、X L 分别为27%高分组,27%低分组的总分,H、L分别为最高分和最低分,N为各组人数。
2 结果
2.1 考试及总体得分情况,见表1、表2,图1~3。表1 3届学生《医学统计学》考试总体得分情况从表1可见,3年试卷的学生成绩总分的总体分布是呈偏态分布的。97、98级的平均成绩差不多,以99级为最低,学生间总得分的差异以99级为最大。不及格率也是以99级为最高。表2 三届临床医学学生《医学统计学》考试成绩的分布情况对表2中资料分析表明,三届临床医学学生《医学统计学》考试成绩分布是不同的(X 2 =65.469,P=0.000),其中97级和98级间没有差异(U=1.715,P=0.086),99级临床医学学生《医学统计学》考试成绩比前两级的差(U=5.702,P=0.000)。
2.2 试卷组成及得分情况 97、98、99连续三级五年制临床医学专业的《医学统计学》试卷的题型、题量、分值以及学生的得分情况见表3。
2.3 99级三系之间的比较情况 99级临床医学《医学统计学》考试的平均成绩二个系之间有统计学意义(F=3.63,P=0.028);一系与二系之间没有差异(P=0.656),一系平均成绩比三系高(P=0.011),二系平均成绩比三系高(P=0.033),见表4和图4。
2.4 试卷质量评价情况
2.4.1 试卷信度 97、98、99连续三级五年制临床医学专业的《医学统计学》试卷的信度分别为0.96,0.56和0.69。97级的试卷可靠性好,99级的可靠性较好,98级的试可靠性一般。
2.4.2 难度和区分度 试题的难度和区分度是衡量试题质量的量化指标。三年临床医学《医学统计学》试卷的难度分布见表5。三年临床医学专业《医学统计学》试题的难度无统计学意义(F=1.885,P=0.163)。表3 三届学生《医学统计学》试卷组成及学生得分情况年级 表4 99级临床医学《医学统计学》考试成绩情况 三年临床医学专业《医学统计学》试卷的全卷区分度有差异(F=6.029,P=0.005),区分度以97级试卷为最差(97级与98级比较P=0.004),97级与99级比较P=0.007,98级与99级间无差异P=0.435),见表6。表6 3份《医学统计学》试卷的区分度分布情况年级
2.4.3 3份试题的难度和区分度综合评价结果,以99级的为最优(X 2 =7.580,P=0.065),见表7所示。表7 3份《医学统计学》试卷中的各小题质量综合评价情况
3 讨论
3.1 3届学生考试成绩均呈负偏态分布,即分布曲线高峰右偏,高分人数较多。《医学统计学》考试的目的是检查学生对基本概念、基础知识和基本统计分析方法的掌握程度,即检查学生是否达到教学大纲的要求,所以其3届学生考试成绩分布类型是与实际要求吻合的。
3.2 信度表示考试的可靠性,即考试结果是否真实反映考试的实际水平,影响信度的主要因素是测量误差。一个考生的实得分数由两部分组成,一部分是凭他所掌握的知识确能得到的真实分数;另一部分是因试题不合理,包括试题难度、代表性、覆盖面、教师编制试题的主观偏见和随意性等因素而影响了成绩。3份试卷中,97级、99级试卷信度较好,98级试卷信度不理想,应改进。可以通过增加同质试题数的方法提高其信度 [2] 。
3.3 3次考试的平均难度分别为0.76、0.74、0.68,与国内关于考试试卷P值在0.60~0.80之间为宜的观点相符 [3] ,可以认为3份试卷难度适中。
3.4 试卷区分度是说明试卷能否反映学生水平差异的指标,区分度好能反映学生的真实水平,区分度差则说明成绩是随机的,不能反映学生的真实能力。98级、99级全卷区分度均优于97级试卷区分度,但是3届试卷的区分度水平一般。
3.5 衡量试题质量的两个指标是难度和区分度。根据难度四分法,97级试卷易题占47.4%,难题占5.3%,易题所占比重过大,使整张试卷显得过于简单,高分人数偏多,成绩呈负偏态分布;98级难题所占比重相对易题大;99级难题所占比重与易题相当。一般来说,整张试卷易题和难题各占1/4,中等难度的试题占1/2,因此应减少97级试卷的易题,增加难题,而98级试卷则相反,99级的难易题分配尚合理。若简单的试题为学生应该掌握的基础知识,作为课程考试题仍可使用。1965年,美国检验专家L・Ebel根据长期经验提出用鉴别指数评价题目性能的标准:区分度D>0.40试题很好;0.30~0.39之间的试题良好,修改更佳;0.20~0.29试题尚可,仍需修改;D
3.6 加强学生能力的培养。97级试卷题型符合教学大纲,分析其各型的得失分,满分10分的词解释平均得分8.1分,满分20分的选择题平均得分15.3分,满分70分的问答题平均得分52.3分,学生对基本概念掌握良好,对基本知识的简单应用尚可以,综合应用能力相对稍薄弱,可看出学生的综合分析能力欠佳,对所学知识不能灵活应用、融会贯通。98、99级试卷题型全部为问答题,学生成绩均较97级差,也说明了学生在综合应用方面存在缺陷。故在教学工作中应注重培养学生对知识的理解掌握、综合分析能力。对此,可以采用在教学中结合实际问题的方法,鼓励学生积极思考,主动学习,自主分析问题。同时,可根据课程特征,运用多样化的教学方法,如采用讨论法、实习作业法等提高 教学效果。并且,在教学工作中,强调平时的作业,使学生把所学内容加深理解和进一步地得到巩固。
3.7 科学化命题。考试是评价教与学效果的重要指标,对教学工作和学生的学习起着调控和指导作用。而命题的科学性、合理性则决定了这一指标的准确度。一套好的试题应该符合教学大纲的内容,具有合适的难度和较好的区分度,较好的信度和覆盖度,能够客观、准确地反映学生的真实水平。故教师应掌握命题技巧,制定命题计划,建立统一的试题评价体系,综合评价学生的能力。
参考文献
1 洪汝渝.试卷分析.渝州大学学报,1997,14(3):103-106.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)03-0080-02
电子信息工程专业培养从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等方面工作的高级专门人才,“电子系统设计”是电子信息工程的核心专业课程,一般包括理论教学和实践教学两部分,是衔接原理性知识与工程设计之间的桥梁。“电子系统设计”不仅要求对前修的电子技术、计算机、信号处理等系列课程融会贯通、综合运用,而且还需要适应现代信息技术的发展和需求,因此教学难度较大,需要进一步改进教学方法,提高教学效果,增强学生的实践创新能力。本文首先详细分析了教学内容、课堂教学、实践教学等环节中存在的主要问题和不足,然后探讨了有针对性的改进方法和措施。
一、主要问题分析
1.教学内容。总的来说,教学内容没有很好体现现代电子系统设计的全局性、新技术与新方法、硬软件结合的特点,与当前技术发展与应用需求存在一定程度的脱节。(1)单元电路设计内容偏多,缺乏“系统级设计”概念。在不少教材及授课中,仍以讲授各种电路的设计方法为主要内容,过于强调“技术级设计”,与前修课程重复性较大。本课程的讲授重点应该是现代电子系统设计的基本方法、基本流程以及怎样用各种单元电路和硬软模块构建高性价比的电子信息系统。(2)传统技术内容偏多,而新器件、新技术和新方法的介绍不足。当前各种新型集成电路和微处理器、PLD和嵌入式技术、EDA方法等已经非常成熟,在现代电子系统和产品中广泛应用。但是在不少教材及授课中,仍以8位单片机为核心、以分立元件或中小规模集成电路为基础讲授电子系统的设计,学生将难以适应信息技术的发展和需求。(3)偏重硬件设计内容,忽略软件在电子系统中的作用。电子系统是由硬件、软件组成的有机整体,缺一不可,但在不少教材及授课中,主要介绍硬件电路和硬件系统,致使学生的(系统)软件设计能力严重不足。
2.课堂教学。教学效果虽然取决于学生和教师两个方面,但归根到底还是看教学方法是否得当。“电子系统设计”课程一般安排在第7学期,此时大部分学生专注于考研和找工作,学习积极性和时间投入不足;本课程涉及面较广,不仅需要灵活运用前修课程的相关知识,而且须加强对实际电子系统(产品)的分析和综合能力,有一定的难度。这些特点对课堂教学方法提出了较高要求。虽然很多教师对多媒体课件制作、双主体课堂教学模式等方面进行了有益的改进和运用,但是在授课的深入浅出、知识的融会贯通、理论联系实际等方面普遍存在不足,难以调动学生的积极性和主动性。
3.实践教学。“电子系统设计”课程的实践性极强,一般配备综合课程设计等实践环节。实践科目的设计是其中的重点和难点,常常存在以下问题,达不到预期训练效果:难度及工作量偏大或便小;覆盖面经常偏小,等同于一个课程实验;趣味性或实用性不够,难以引起学生兴趣;设计及制作成本考虑不足,给学校或学生造成负担;较大的课题以团队形式完成,但任务分工及考核量化不明确,等等。另外,实践教学手段较单一,没有很好体现教学与行业应用、与教师科研的合理结合。
二、改进方法探讨
针对上述教学环节中存在的主要问题,结合笔者多年“电子系统设计”课程的教学实践,提出如下改进方法。
1.合理编排教学内容,既体现课程内涵,又联系当前的技术发展和现实需求。以系统级设计为主线,重点讲解现代电子系统设计的基本方法和基本流程,以及如何利用典型电路和软硬件模块构造高性价比的电子信息系统,而局部环节的“技术级设计”应由前修课程完成[1,2]。例如,电子系统设计的流程包括需求性论证、系统方案设计(含成本、功耗、可靠性分析等)、硬件/软件设计、抗干扰设计、系统仿真、制作/调试、产品化设计等;模拟系统/数字系统/混合系统(智能系统)的重点、难点内容;自顶向下设计方法;CDA和EDA工具的运用;各级仿真在设计中的应用等。充实新器件、新技术及新方法的有关内容。重点以新型集成元器件、PLD器件为基础,以新型单片机、嵌入式或DSP芯片为核心构建现代电子系统,例如程控放大器、程控滤波器在信号调理中的应用、单片机+FPGA的系统设计、多种串行总线及外设接口方法等;无线传感器网络、RFID、物联网等新兴技术在电子系统设计中应用等。加强电子系统软件设计方面的内容和训练。重点讲解接口、通信和上位机应用程序的设计方法。
2.以学生引导为目标、以案例教学方法为手段,提高教学效果。学生是教学的主体,激发他们的学习积极性和主动性是取得良好教学效果的根本保证。但是学生引导不是靠说大道理、做思想工作,而是蕴含在科学合理的教学手段之中。根据该课程的特点,案例教学是最佳的手段[3]。对典型电子系统、电子产品的资料进行搜集、整理,形成5~8个经典案例,在课堂上重点剖析。通过案例这个载体,一方面将相关知识点有机联系起来,容易达到深入浅出和融会贯通,另一方面使学生对实际电子产品和最新发展动态充分了解,增强学习兴趣和热情。例如,在安徽农业大学电子信息工程专业的教学中,以自主研发的农业环境远程监测系统(图1)为案例,详细讲解需求分析、总体设计、各模块设计及实物展示,加深了学生对传感器、数据采集、太阳能供电、远程无线传输、数据中心、应用服务等环节的理解以及对数字农业、精准农业的认识,收到了良好的教学效果。
3.设计科学合理的实践科目,开展形式多样的实践模式,提高实践创新能力。实践科目设计是保证实践教学效果的重点[4,5]。通过对多种实训教材、电子设计竞赛题目的搜集、筛选、整理,并结合学校、学生的特点,设计一套(20个左右)科学、合理的“电子系统设计”实践科目,兼顾难度、工作量、覆盖面、成本、趣味性及实用性等诸多因素。学生在教师的指导下选择合适的题目,通过文献查阅、方案论证、器件选择、电路设计、软件编程、装配调试、系统测试、文档整理等环节,较系统地掌握电子系统设计的全过程,达到实践训练目的。对于能力较突出且有兴趣的学生,可以进一步拓展实践教学形式,鼓励他们参加各种类型的科技创新活动、参与教师科研活动,提高竞争意识、协作精神和创新能力。
电子信息技术的发展日新月异,传统的教学体系和方法面临着严重的挑战。笔者根据多年电子系统设计的教学和科研经验,分析了教学内容、教学方法、实践环节中存在的主要问题,提出了有针对性的改进措施,应用在教学实践中效果较好。再配合考核方法、支撑条件等其他环节的改进,将全面提升“电子系统设计”的教学质量,增强学生的实践及创新能力,更好地满足现代信息产业对高质量人才的需求。
参考文献:
[1]马建国,等.电子系统设计[M].高等教育出版社,2004.
[2]贾立新,等.电子系统设计与实践[M].第2版.清华大学出版社,2011.
[3]赵燕,江国栋.《电子产品的测试与维修技术》项目式教学实例分析[J].教育教学论坛,2012,(5):161-162.
[4]肖忠.《电子系统设计》课程教学方法的探讨[J].科技信息,2011,(26):135-137.
农业经济的基本概念可以简单地进行如下定义:研究农业生产关系和生产力的运动科学规律,称为劳动经济学,主要指的是经济发展依赖于劳动力资源的占有以及配置。从概念上理解可以看出农业的经济主要指的是农业生产和生产力的科学,其农业经济活动的关系是围绕着优化生产关系和生产力来开展农业经济发展。所以,我们必须要紧紧抓住农业经济的核心内容,明确其目的和使命,对农业经济概念进行详细的理解可从以下三个方面进行分析:
(一)农业经济的发展和生产关系要适应生产力的发展
按照经济学的原理,我们可以得出如下结论:任何形式的经济发展必须要适应生产力和生产关系的发展才可以取得积极的成果。在经济发展的过程当中,生产关系促进生产力的作用非常明显,对农业经济的也是同样的道理。所以,对于农业经济的发展我们必须要让生产关系适应生产力的发展。
(二)概念理解要通过对农业经济劳动力资源的理解
劳动力资源在农业经济中是一个重要方面,无论它是传统的农业经济或是现代的农业经济,要实现劳动力资源的快速发展就必须要正确理解和了解劳动力资源优势,理解农业经济的概念并学会利用于劳动力资源。所以,我们需要从劳动力资源的理解方面着手,对农业经济的整体概念进行细化。
(三)农业经济的发展一定要实现劳动力以及自然资源的配置优化
从农业经济的概念出发,在发展农业经济的发展过程中我们可以看到实际上是劳动力和自然资源的配置优化。所以,我们必须充分理解其中的含义,理解农业经济的概念,在实际开发的过程中注重劳动力在农业经济和自然资源优化配置的作用,使农业经济实现快速健康的发展,提高效率。
二、经济学原理在农业经济发展中的开发和利用
我国对于农业经济的关注程度是在日益加强的,农业经济在实际发展的过程中同时也不断提高了自己的发展水平,寻找可靠的理论依据。从当前的农业经济发展形势分析,已逐步学习并使用经济学对农业经济实践进行指导,实现了农业经济又好又快的发展态势,切实提高了农业经济的发展。站在实践的角度出发,经济学原理对一些经济行为具有很强的指导性作用,农业经济的发展也不例外。由此可见,我们必须根据经济原理指导发展农业经济。经济学原理在农业经济的利用及发展主要体现在如下方面:
(一)经济学原理指导了农业对经济的发展,为农业经济发展提供了理论性的指导
传统农业经济的发展步伐缓慢,经济总量和增长速度较慢的原因主要是因为没有学习如何使用农业经济发展过程中的经济原理。指导农业经济发展的实践运用经济学的原理已逐渐被人们所认识,并成为农业经济发展的主流,经济学的作用也是越来越具有明显的指导意义。
(二)经济学原理的发展方式优化了农业结构,促进了农业经济的高效发展
经济学原理的意义是对现有的农业经济发展结构进行了优化,对农业经济发展具有指导的作用,经济学原理可以及时调整农业经济结构的变量结构,并且确保了发展结构的优化,大大提高了农业经济发展的效率。所以,这一点被视为经济学的原理对于农业经济的发展有大力地推动作用。
(三)经济学原理为农业经济发展中所遇到的问题提供了解决方案
在中国,由于地区之间的经济发展是不是平衡的,农业经济的发展环境与地区的不同导致了在发展的过程中会出现一些问题。而这些问题在农业经济中如果不及时解决,将制约农业经济的快速发展,不能达到提高农业经济效益的作用。所以,对于农业经济的发展,许多地方都学会了用经济学的原理来解决所遇到的问题,并且取得了良好的效果。
三、经济学原理对于农业经济的直接作用
使用经济学原理对发展农业经济进行指导实践具有十分重要的作用。因为使用的经济原理指导农业经济发展,可以让农业经济取得了良好的发展成果、发展规模和发展成效。
(一)经济学原理直接促成了农业经济发展的健康、快速
经济学原理在农业经济中的作用是非常明显的,从当前农业经济发展形势分析,经济学原理有效地指导了农业经济的发展,对于农业经济最直接的作用就是促进了农业经济的健康、快速的发展方向。所以,我们一定要充分发挥此积极的作用。
(二)经济学原理直接促成了农业经济的发展,实现了其高效发展
中图分类号:J732.8 文献标识码:A
1研究对象
河北省承德市青少年宫、青少年活动中心和承德国际体育舞蹈舞蹈培训班4个年龄段(儿童、青少年、中年及老年)各30名业余拉丁舞学习者。
2结果与分析
2.1 不同年龄业余拉丁舞学习者的学习现状
2.1.1学习动机的差异
儿童学习者学习拉丁舞的动机主要是玩耍或娱乐;青少年学习者则是以学习舞蹈技术为主,对于中年拉丁舞学习者,锻炼身体排在第一,人际交往的比例略微落后;老年拉丁舞学习者最大的特点是他们学舞的动机中,因打发时间而学习拉丁舞占第一位,紧随其后是锻炼身体,再其次排遣寂寞。
四个不同年龄段中人际交往这一原因都存在,由此可见不论哪一个年龄的拉丁舞学习者,都希望通过舞蹈,特别是拉丁舞这一媒介与其他学习者交流。
2.1.2 学习兴趣的差异
儿童喜欢拉丁舞偏重直观感受,偏爱拉丁中恰恰和牛仔,正与他们学习拉丁舞的动机相吻合,青少年拉丁舞学习者,学习拉丁舞的目的也以学习舞蹈技能为主;中年学习者学习拉丁舞以锻炼身体为主,因此以欣赏拉丁舞的音乐与动作美为主,在选择的舞种上也偏爱稍微慢节奏的伦巴。老年学习者选择伦巴舞的道理与中年学习者相同。
2.1.3学习主动性和积极性的差异
主动性和积极性最高的是青少年,积极性仅次于青少年的是儿童。从“积极性高”和表示“积极性低”的调查数据可知,中年学习者是几个年龄段学习者中积极性最低的。中年学习者一般仅仅上课,老年学习者上课次数相对少,参加的活动也相对少,但是由于时间的充裕,绝大多数都是自愿参加的。
2.1.4 学习能力的差异
儿童在学习拉丁舞的过程中理解语言能力、动作表象的形成能力较差,模仿能力最强,且善于表现。青年身体素质是四中年龄段学习者最好的一个,因此学习拉丁舞对于他们不存在太大的困难。中年拉丁舞者时间精力成为他们的最大困难之一,中年学习者的模仿能力相对减弱了很多,但是理解能力却很强;老年学习者的记忆力衰退是他们最明显的一个特征,虽然理解能力很强,但是因为模仿能力是四个年龄段中最弱的一个。
2.2 对不同年龄业余拉丁舞学习者的教学方法分析
2.2.1 儿童的教学方法
这个阶段的学生是拉丁舞启蒙的黄金时期,模仿能力强,情绪波动大,理解能力和接受能力相对比较薄弱,但是这个时期的孩子缺乏自信心、耐心及恒心。因此,正确的启蒙显的尤为重要。
2.2.2 青少年的教学方法
青少年是学习拉丁舞的关键时期,针对这一群体采取的教学方法是充分发挥学生自我调节能力强的特点,在教学中要求语言简明扼要,示范正确清晰,采用正误示范及雷同错误范例对比纠正法,分解法与完整法相结合等多种教学方法综合运用。
2.2.3 中年人的教学方法
对于这一学习群体所采取的教学方法基本与青年阶段的相同,通过示范,让他们对舞蹈的效果和艺术表现力形成感官认识,可以不拘泥于要求动作百分之百准确,只要达到表现的效果就行。
2.2.4 老年人的教学方法
对于这一学习群体所采取的教学方法基本与青年阶段的教法相同,但由于老年学员的身体素质有限,因此对于老年学员要遵循循序渐进原则,不能急于求成。
3 结论与建议
3.1 结论
(1)儿童以“诱导法”和“练习法”为主。教学内容浅显易懂,训练强度不宜过大,注意培养儿童的自信,注重基本功练习。(2)青少年以模式印象引导法,动作分解法,延伸教学法进行教学,让学生明白舞蹈原理。加强督促,严格要求。(3)中年多层次教学。注重动作效果,不拘于准确度;注意知识结构的教学;(4)老年采取改变或降低练习条件和要求的方法,循序渐进地增加难度,让其保持对拉丁舞学习的热情。
3.2 建议
中图分类号:TP311 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)03-0088-04
一、问题提出
中小学信息技术课程教学注重学生实践能力的培养,作品制作,如电脑绘画、电子板报等也就成为教学中不可或缺的环节。作品制作水平的变化形成了学生信息技术能力的发展轨迹。教师应该对这些作品妥善保管、准确评价,以便发挥评价的引领功能,促进学生学习兴趣和学业水平的发展。
但学生作品管理一向是机房管理中的老大难问题,特别是义务教育阶段由于学生多,能力差异大,课程间隔时间长,学习习惯不佳,作品类型杂而导致教师难以拿出切实、有效的机房作品管理方案,一方面不利于对学生作品做出客观、及时的评改,另一方面也无法避免学生作品被恶意删改。
二、现状分析
面对这一难题,信息技术教师主要运用表1中列出的方式来解决,这些方法的特点分析如下:
传统机房作品管理方法各有优点,但是也有难以克服的缺点。经调查,一线教师对机房作品管理的需求是:
1.安装简单
不必进行繁复的安装设置,特别是信息技术的兼职教师不一定具有较强的技术能力,如果安装过于复杂,会导致他们无法使用。
2.使用方便
操作界面应该统一、直观,容易理解,符合使用习惯,无论是学生操作,还是教师管理、评价都要方便。作品能分类存放和显示,各项统计可自动进行。
3.兼容性强
适应广大学校不同机型,甚至面对同一机房中的不同机型都能正常使用。
三、机房作品管理系统的开发思路
1.基于B/S模式设计,便于系统升级
B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器模式)是Web兴起后的一种网络结构模式,Web浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端,将系统功能实现的核心部分集中到服务器上,简化了系统的开发、维护和使用。客户机上要安装一个浏览器(Browser),如Internet Explorer,服务器安装Oracle、 SQL Server或ACCESS等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。如今流行的Web2.0如Blog、wiki等就是在这种网络结构模式上发展起来的,人们使用网络习惯已经从单纯的“读”向“写”、“共同建设”发展。
笔者采用ASP动态语言+ACCESS数据库编写出Web2应用程序――机房作品管理系统(以下简称为管理系统),学生上网自主提交作品,成为可供查询的作品信息,让教师从管理作品的繁重任务中解放出来,专司指导与评价。
2.运用框架构建,界面简洁易用
作品的提交、显示和管理如果都在一个网页进行,将大大方便使用。HTML框架可以在同一个浏览器窗口中显示不止一个页面,在总起的 html文档中各框架既互相独立又可互相作用,重载页面时不需要重载整个页面,只需要重载页面中的一个框架页,减少了数据的传输,从而增加了网页下载速度。为此,笔者用frameset标签把管理系统首页default.asp定义为一个如图1所示的混合结构式框架集,分别是作品目录导航、作品提交和内容显示框架。
学生提交作品时在top框架进行,left和main框架内容的更新显示不影响top框架的操作,提交作品会触发left框架的目录页面和main框架的页面更新显示。这样,对于使用者来说,内容显示和处理操作始终在首页上,直观明了。
3.采用IP认证,避免使用账户的烦恼
常用的账户认证方法是账号+密码,但学生一周才上一节信息技术课,容易忘记,影响使用效率的同时,增加了教师的工作负担。笔者根据使用环境和对象特点,采用了IP认证方式,就是以学生机的IP地址来识别学生。该方式的工作原理是这样的:学生访问首页,系统利用asp内置对象Request.ServerVariables("REMOTE_ADDR")获得学生机的IP地址,立刻与数据库中该班的学生数据表(表有学号、姓名、IP地址等列)的IP地址进行比对,如相同即填充IP对应的学号和姓名到作品提交框架网页的输入框,如图2所示,没有则留空,如图3所示,并标记该学生信息到各框架网页进行识别控制,如显示下载作品按钮。
这样的认证设计学生并不需要记忆账号密码,只要第一次提交作品时输入学号和姓名,系统就保存了学生的信息。另外运行本系统软件的电脑上赋予管理权限,教师可直接进行管理操作。这样设计大大减轻了师生的负担。因为IP认证不是强认证方式,所以需要配合控制和识别等设计一起使用,如控制是否允许提交作品,换位只能由教师操作,学生作品都附带提交时电脑的IP地址,以便对作品文件进行识别跟踪。
4.使用JS验证,防止输入错误
如果教师、学生在提交数据时误输入数据或漏输入数据,会导致系统出错,无法使用,因此有必要对此进行验证。JS(JavaScript)是基于浏览器端执行的脚本开发,可在不增加服务器负担情况下和用户进行交互,非常适合用来做网站提交数据的表单验证工作。在学生提交作品表单中,学号输入框加入onkeyup和onafterpaste 两个事件的javascript正则表达式 来限制非数字的输入或粘贴,同样姓名输入框只需替换JS的正则表达式为(/[^\u4E00-\u9FA5]/g,””)就可以限制只能输入中文。文件判断是难点,需要文件选择框使用onchange事件来判断学生提交的文件扩展名是否正确、文件名是否符合要求等,如果与预设不一致即无法通过验证,并返回错误提示,要求重新选择。
这些数据在录入数据库前再次利用asp程序进行数值、字符、文件类型检验,通过这样严谨的数据验证,保证了系统可正常运行。
5.应用AJAX技术,实现自动更新
学生提交作品的时间是不确定的,如果教师和学生要不断刷新网页来看是否有学生提交了作品,无疑不大方便。
AJAX是一种交互性强的 Web 应用程序的技术,AJAX的最大优点是能在不更新整个页面的前提下维护数据。这使Web应用程序更为迅捷地响应用户动作,并避免了在网络上发送那些没有改变过的信息。本系统使用了一个AJAX连接池,分别在list.asp、up*.asp、show*.asp和default.asp等页面多处加入监测数据库中数据变化的XMLHttpRequest。当有学生提交了作品,程序把作品数据录入到数据库,list.asp上的XMLHttpRequest发现数据有变化,自动刷新目录框架网页和显示框架网页。同样当教师改变了系统的设置,系统会判断哪些框架页面需要更新而写入相应的数据,在各框架页面监控到即自动更新,达到各客户端“同步”的效果,实现了管理的可控性,如指定提交作品类型、暂时限制提交作品等。
6.编译成执行文件,保证易用性和安全性
NetBox提供了可编程的高性能 HTTP 服务器对象,直接编译到应用中无需独立部署。本系统代码使用netbox封装编译成一个可独立运行的执行程序文件,可在win98/WIN2000/XP/WIN2003/WIN7/WIN8等微软32位操作系统上运行。既省去了代码方式时需要安装IIS的麻烦,又避免因文件丢失或被修改而导致系统无法使用的情况。
四、管理系统的使用
1.软件的安装
本系统软件是一个绿色软件,以一个自解压文件提供,安装时只释放出软件目录和快捷方式,运行时也不向软件目录外进行“写入”操作。即使把软件目录拷贝到别的电脑,数据、作品文件依然可用。即装即用,教师没有安装的负担。
2.系统设置
运行软件,所在电脑即虚拟出管理系统的HTTP应用服务器,并在状态栏显示软件图标。(见图4)单击该图标即可打开软件菜单,可进行相应的操作,如关闭软件。
初次使用软件,软件会进行数据初始化,并自动打开浏览器访问系统,进入如图5所示的系统设置页。
设置共有13项内容,可根据帮助提示进行设置。再次设置只需单击功能导航中的“设置”按钮即可打开此页,此页的填、选项基本控制了整个系统界面的呈现和功能变化。
3.上交作品
学生打开系统快捷方式或在浏览器地址栏输入系统的网址,访问系统,在首页的作品提交框架页由学生自主上传作品文件完成,只能上传设定的作品类型,提交的作品文件与学生学号、姓名和日期相关联,需要输入或选择的内容会因当前设置和使用情况而有所不同,按提示进行即可。(见图6)
4.查看、评价作品
在系统首页显示框架页默认显示当前日期的作品,也可通过点击日期链接显示该日期的作品。(见图7)作品信息包括作品类型,学生学号、姓名,提交时的IP地址,还有教师评分、学生赞评、删除和下载等功能按钮,集中显示在一个方框里。绘画类显示缩小图,其他类型显示图标。点击图标或缩小图即可弹出窗口,如图8所示,教师可以进行点评和打分,学生也可投“赞”票。
5.管理操作
管理操作包括主题管理、作品管理、学生管理、统计管理和使用记录管理等,点击功能导航中的功能按钮即可打开相应的管理页面。其中作品管理主要指删除、下载、归集等操作,并没有独立的页面,分别在不同页面进行。总的来说管理操作都十分容易,根据页面提示进行即可,这里只简单介绍一下学生管理和统计管理。
学生的名册由学生提交作品时自动生成,点击 “管理”按钮可显示框架打开。教师可以在此处帮输入错误姓名的学生改名,修改学生IP完成学生调位工作,删除学生信息,查看学生所有作品;也可作限制处理,如教师示范作品不参与统计,可提供下载,或限制提交作品。
统计管理提供极其方便的统计选择,成绩统计页面中的日期管理栏会列出当前作品类型的所有作品的日期,主题、完成情况等信息,以便教师了解总体完成作品情况,通过勾选项可决定某一日期目录是否显示、计分或作为考试,这些改变会即时反映在下面的学生成绩栏的统计中,并生成excel表供下载,方便教师对学生做出学期量化评价。
五、效果分析
1.系统兼容性强、运行稳定、易用性强
笔者所在学校为2个校区,电脑配置差异较大,其中一个校区机房配置:赛扬III、内存32M、15寸CRT显示器,操作系统为Win98;另一个校区机房配置:酷睿双核E、内存1G、17寸液晶1024*768分辨率,操作系统为WinXp。一个班约40人上机,使用管理系统提交作品文件,近1年的使用表明,系统一直平稳运行,教师机、学生机状态正常。
本校使用学生为三至五年级。各班在教师示范一次后,就能初步使用,经过一两节课强化使用后,学生就掌握了使用方法。也有个别学生在输入自己姓名时存在中文打字困难,但在其他学生的帮助下他们也能顺利完成,说明管理系统容易使用,连小学生都没有困难。
2.作品保管安全,利于教师熟悉学生
作品以学生的学号、姓名和日期作为文件名,集中保存在系统软件目录下的班级目录里,并以日期文件夹分类。即使不使用管理系统,直接打开文件夹也可顺利找到某学生的作品。学生只可下载而不能删除自己的作品,更无法删改别人的作品。教师在网页上可即时看到学生提交作品的详细信息,根据这些教师容易将作品与学生对上号、姓名与座位对上号,有利于熟悉学生,改变了以往一个学期下来几百个学生也叫不上几个学生姓名的困窘。
3.减轻管理负担,教师可专注教学、辅导
教师设置好班别和提交类别等,作品的提交由学生自主完成,教师腾出时间可对个别学生进行针对性辅导。学生提交后的作品会立即显示在系统上,教师可即时对作品点评打分,学生也可根据教师的评分来修改作品,重新提交。
教师评分后,系统自动统计学生个人的学期平均分、缺交作业次数和每次作业的班平均分并能以EXCEL形式导出,教师由此可准确对学生进行学业评估,大大减轻了工作量。
4.分享交流方便,提高了学生积极性
作品提交到系统,所有同学都即时看到,改变以往自己作品无人欣赏,做不做、做得怎样都无所谓的现象,好的作品能得到大家的赞扬肯定。同时通过“我的作品”的按钮也可查看自己所有的作品,学生容易产生成就感,提高了学习的积极性。学生完成作品的量和质都有较大的进步。
六、注意事项
1.杀毒软件误报的处理
本系统代码使用Netbox封装,会被个别杀毒软件误报为病毒。如安装了360安全卫士和360杀毒软件的电脑使用本软件时,会提示发现木马病毒,这时需要把文件加入安全软件的白名单或信任名单才能正常使用,否则文件会被删除而无法使用。
2.在线查看板报类作品的说明
要实现在线查看报刊类作品的功能,需要客户端安装相对应的office软件,并下载本系统提供的客户机设置程序进行安装。
七、局限性
1.不适合在动态IP的机房使用
如果机房采用DHCP分配IP,并且IP没有与MAC(Media Access Control)地址进行捆绑的话,会因学生机的IP不固定,造成使用管理系统时的认证错误,使诸多预设功能失效。
2.非单一文件作品的提交和修改尚缺乏简洁的方案
管理系统现在非单一文件采用文件夹压缩成文件的方式,对于文件名等都有限定,容易造成学生误操作,影响效率。
软件的生命力在于不断完善升级,大家可在http:///eclassapp下载并了解本系统软件相关信息,期待得到同行的指正和交流。
参考文献:
随着我国科技发展,计算机技术已经普及到各行各业,计算机技术也不能像以前那样作为专业技术学习,我国中职学生必须具备良好的计算机技术。计算机等级考试已经实行了近几十年,主要目的为考察学生对计算机专业知识的掌握程度,通过成绩来进行划分计算机技术的等级,方便学生自身了解其计算机技术。
中职计算机教学在提高学生的计算机能力中发挥了重要作用,教师通过讲解相关技术和知识让学生具备计算机技术。目前,在我国的中职院校中均开设了相应的计算机课程,然而中职院校计算机等级考试通过率却不能符合学校教育的要求。我国的诸多教师研究和分析了中职院校计算机等级考试的现状,并提出了相应的措施。本文在此基础上,结合个人工作经验提出改进性的措施,努力帮助学生提高计算机技术和通过计算机等级考试。
一、中职计算机等级考试通过率的影响因素
1.学校计算机教学方法分析。学生的计算机知识往往都是在教室课堂讲解中提升。教师的教学方法直接决定了学生的计算机水平,主要存在的缺陷如下:①教师缺乏主动性,单纯的依靠教材来讲解。计算机是一门综合性强,强调应用的学科,一般院校的教师缺乏教学经验,不能主动的向学生讲解今后应用广泛的技术,导致了学生学习的知识死板,应用能力不强。②教师教学过程中只讲不练。计算机技术理论性强,对于中职学生理解困难,缺乏练习导致了学生不能深刻的理解知识的内涵,而是掌握基本层面的意思,在后期转换形式后就不能应用。
2.学生计算机学习方法分析。学生在进行学习计算机过程中,由于存在观点上的偏见,过低的评估计算机技术的作用,并且学习方法存在缺陷,导致学习效率低下,主要表现如下:①学生认识不足,计算机技术不能引起学生的足够重视。在计算机学习中,中职学生普遍认为该课程与今后直接从事的职业关系不大,不能投入足够的精力,导致学习时间得不到保证。②学生学习方法不合理。计算机技术强调应用,单纯的学习理论知识不能提高学生的计算机能力。在计算机等级考试中,学生由于不能熟练掌握计算机知识不能取得良好的考试成绩。
3.计算机等级考试特点分析。计算机等级考试的主要职能,一是检测学生的学习成绩,评价学生知识水平与能力状况;二是检测教与学的综合效果,并为改进教学提供必要的依据。等级考试存在以下缺点:考试的形式往往单纯采用笔试或机试;试题的质量不高;评分不客观。因而,导致一些取得高分的同学,未必能通过全国计算机等级一级考试,这与具体的考试形式和内容有着密切联系。
二、提高中职计算机等级考试通过率的教学方法分析
1.转变学生对计算机等级考试的认识。由于学生认为计算机等级考试的主要目的为取得通过证书,这种观点严重影响了学生学习计算机的兴趣,也不能提高学生的考试通过率。转变学生观念的主要做法包括:①提高学生计算机技术学习兴趣。兴趣是学生学习的最本质动力,教师应结合课堂教授内容,让学生亲自参与到计算机技术中,感受到计算机技术的魅力,不断地增加学习时间。②应用实际案例,帮助学生意识到计算机技术的重要性。计算机技术确实能够帮助学生在工作中提高效率,以符合社会发展的工作方法进行学习。在充分认识到计算机技术的重要性后,学生会积极投入到计算机技术学习中。
2.课堂计算机技术的教学方法分析。课堂是教师进行教学的主阵地,采取高效的教学方法才能切实提高学生的学习水平。教师必须结合自己的工作经验,不断地总结教学方法改进,主要包括:①丰富教学形式,避免硬性的板书。教师必须结合教材,采取多样化的教学方法,将课堂内容分解成几个部分,在进行穿插教学方法,帮助学生更好地理解理论知识,让学生能够听懂并记住课堂教授的方法。②强调应用式教学,帮助学生应用计算机技术。教师课堂上不能光进行理论教学,还应进行上机教学,让学生在操作过程中熟悉所学内容。此外,由于学校计算机资源较为欠缺,教师应结合所分配的上机时间,让上机和课堂理论教学相结合。③计算机等级考试辅导分析。学校组织教师对学生进行专门辅导能够快速提高学生的考试水平,这与计算机等级考试内容有紧密的联系。主要方法包括:专题复习,明确考试重点内容。教师应带领学生进行计算机考察范围的复习,让学生总体把握考试内容,掌握最基本的理论知识;分析历年考试习题。教师通过带领学生学习和联系历年考试试题,能够快速地提高学生的应试能力,让学生把握历年的考试规律。
计算机等级考试对于中职学生步入社会有重要作用。教师要发挥带领作用,在课堂上采取创新的教学方法,提高学生的学习效率,转变学习态度。并且,组织专门的考试复习辅导,帮助学生提高应试能力,提高中职计算机等级考试通过率。
参考文献:
2.微穿孔板结构模型
2.1 微穿孔板中微管的近似声阻抗率
根据声波在微管中的运动波动方程,若短管两端的声压差为,则:
(1)
式子中为空气密度约1.2Kg/m3,为空腔的粘滞系数在15℃时约等于1.8×10-5kg/sm,u为空气沿轴向的质点速度,t为管长。
求得短管的声阻抗率:
(2)
近似化简为:
(3)
其中,。
考虑管口辐射的影响,当声波波长远大于管径时,管口辐射对管口声阻抗的影响近似可以看成是在管口加长了一定的长度。此时穿孔的有效长度t可写成:
(4)
忽略微孔间的相互影响,微穿孔板两端管口裸露,根据声学原理,当管口无障碍板时,末端修正值应取为:
(5)
根据U.Ingard的研究,空气在板面摩擦使短管的声阻增加了,对微穿孔板的相对声阻抗率进行修正,则:
(6)
2.2 微穿孔板中空腔的声阻抗
把空腔看成一等截面刚性管道,其截面积为S,深度为D,则其体积为V=SD。如图1所示。在x=0处质点振动速度为零,声阻抗为无限大,在空腔开口处,x=-D,可求得声阻抗为:
(7)
经过双曲变换:
(8)
所以后腔的声阻抗可以简化为:
2.3 微穿孔板模型
根据马大猷的微穿孔板模型,微穿孔板及其阻抗类比电路如下图所示,穿孔板的声阻抗率为,后腔,根据戴维尼定律,等效声源是开路的声压2p,和内阻抗。
图1 单层微穿孔板结构声电类比图
吸声系数在电路中即为消耗的能量与最大能量之比,当正向入射时,吸声系数等于:
(9)
3.微穿孔板实例验证
根据马大猷院士的微穿孔板吸声理论,微穿孔板的主要结构参数就是空腔深度D,板厚t,穿孔直径d以及穿孔率p。建立以上的微穿孔板传统模型对主要参数进行分析。运用Matlab设置参数的遍历范围,根据金属微穿孔板定义,穿孔直径d<1mm,穿孔率p<3%,同时板厚t应远小于声波波长,以减小微管模型间的相互干扰,提高模型精度。考虑到微穿孔板要求的吸声频率范围,空腔深度应不大于声波波长范围0.34-3.4m。
按照项目要求,设计非金属微穿孔板和铝制微穿孔板,保证微穿孔板吸声频率覆盖100HZ-1000HZ,同时吸声系数达到0.6以上。在实际测量中,只测量1/3倍频程的中心频率,及100HZ,125HZ,160HZ,200HZ,250HZ,315HZ,400HZ,500HZ,630HZ,800HZ,1000HZ,故取中心频率对应的吸声系数值对结构参数进行分析。设置参数范围0.1<d<1mm,1%<p<3%,0.1<t<1mm,0.01<d<0.3m。 <br=""> 对微穿孔板空腔深度D进行讨论,吸声系数求导得:
(10)
令得,
微穿孔板结构确定时,共振角频率也满足上式。那么,D取极值时对应的吸声系数,也是微穿孔板共振频率对应的吸声系数。微穿孔板吸声频率范围时100HZ-1000HZ,共振频率应在吸声频率范围。观测计算出的数据,假设对应的参数d=0.1mm,t=0.1mm,p=1%,故可计算出空腔深度的取值范围在0.06m-0.21m。根据如图1为固定穿孔直径与板厚,吸声系数随空腔深度变化的曲线图。
图2 非金属板的吸声系数图
图3 穿孔率对吸声系数的影响
图4 不同频率的吸声系数
图5 不同频率的吸声系数
如图2所示,非金属板比金属板的吸声效果要好,故采用非金属板,知空腔深度的极值点分别为0.14m,0.28m等。
当D取0.14m时,对应的参数d=0.1mm,t=0.1mm,p=1%,求此时的共振频率:
取近似值得对应共振频率f0=356HZ,在100HZ-1000HZ范围内。
当D取值为0.28m时,对应的参数d=0.1mm,t=0.1mm,p=1%,求出此时的共振频率为f0=36HZ,不在要求频率范围。
参数穿孔率、空腔深度同时变化时,空腔深度对吸声系数的影响规律是一定的,都是在空腔深度取值为0.14m是吸声系数达到第一个极大值。令空腔深度D=0.14,穿孔率对吸声系数影响较大,讨论穿孔率的吸声系数的影响。观测数据,只有穿孔直径d=0.1mm时,才能更好的满足吸声系数大于0.6,故令d=0.1mm。如图3所示。
4.结论
1引言
铜线杆是电线电缆行业的最重要的原料之一,主要有低氧铜杆和无氧铜杆两类,通常采用连铸连轧的方式制造。铜线杆的制造工艺通常也可以分为两类,一类是制造低氧铜线杆的方法,如SCR法,Properzi法和Contirrod法等,其主要特点是将熔化的金属从浇管进入到事先准备好的封闭金属模腔中,冷却后经过多次轧制后形成铜线杆,含氧量在200-400μg/g到400μg/g之间,另一类是铸造无氧铜杆的方法,如Upcast上引连铸法,即金属在感应电炉中熔化后在石墨模上进行上引连续铸造,加工处理的铜线杆含氧量在0.2μg/g以下。在实际生产中,各种制造工艺的不同对铜线材的组织结构和力学性能有着重要的影响,本文根据自身实践,对不同加工工艺的铜线杆在退火性能、拉伸性能以及表面质量的影响进行具体的论述,为铜线杆的生产工艺选择提供了有效的技术支撑,同时为铜线杆的质量改进提供了有效的技术借鉴。
2工艺方法对铜线杆的组织及力学性能的影响分析
2.1铜线杆的制造工艺方法简介
目前国内铜线杆铸造方法很多,常用的有美国南方线材公司的SCR法、意大利康梯纽斯公司的Properzi法、德国SMS MEER公司的Contirod法以及Upcst上引铸造法,其中前三种铸造方法的设备组成基本相同,但铸造机和连轧机的结构、装机水平、自动化水平差别很大,下面对这几种工艺方法进行具体的阐述。
SCR法是美国南方线材公司在上世纪60年明,主要特点是:铸造机为五轮式,铸轮上有铜制结晶环和环绕钢带形成铸模,由于铸任梯形断面,且正前方无钢带阻挡,所以铸鹊慕孛婵梢栽龃螅但是铸扔幸欢ǖ耐淝弧度,轧制钱需要校直,表面会出现微裂纹,而轧机是摩根二辊无扭转悬臂轧机,有平、立轧辊交替布置,轧辊互换性好,换辊方便。
Contirod法是德国克虏伯公司发明的,主要特点是:采用上下钢带与两侧青铜挡块链组成矩形模腔的双带式铸造机,产品质量好,可生产大断面铸龋产品规格范围较宽,晶粒细,含氧量低,但是设备较为复杂,维护费用较贵,而轧机采用了对称调节轧辊,寿命时间长。
Properzi法是意大利抗梯纽斯公司在20世纪70年明的,其主要特点是:采用二轮式铸造机和三辊Y型轧机,二轮式铸造机采用导向轮、铸造轮和环形钢带结构,结构简单、紧凑,更换钢带快捷方便,铸榷厦梯形,由于铸纫出后需要偏转5°到8°,所以铸缺砻嬉撞生裂纹,降低产品质量,而三辊Y型轧机采用二辊轧机和三辊轧机组合结构,有利于改善轧件组织结构,使轧件受力均匀、尺寸精度高,但轧辊维修和更换都比较困难
Upcast上引铸造法是使用铸造直接生产线杆,不适用轧机,其特点是:采用水冷的管状石墨模插入熔融的铜水中,使其凝固,并从上方凝固的铸杆引出,流程短、速度快、成本低,适合生产无氧铜杆。
2.2制造工艺对铜线杆组织结构和力学性能的影响分析
不同的铸造工艺对铜线杆在组织结构、氧含量、杂质分布以及力学性能上有着很大的差异, SCR法与Upcast法的制造工艺的主要区别为:(1)SCR法采用的熔化方式竖炉,Upcast法采用的感应电炉,前者可以通过燃烧去掉大部分杂质,保证成分稳定,后者容量小,不能烧去杂质,成分波动大;(2)SCR法通过保温炉、溜槽、中间包的方式转运,Upcast在感应炉内部流动,前者在转运过程中有耐火材料、表皮等剥落的二次污染,后者没有;(3)SCR法采用轮带式铸模,会有氧化粒子混入,Upcast法采用石墨模,密封性强,不会有氧化粒子混入,但内部气体难以排出,容易造成疏松、气孔的缺陷;(4)SCR法采用轧制和酒精酸洗,轧制过程中表面会有氧化物生产,酸洗过程中会有表面氧化层剥落,Upcast法不进行轧制和酸洗,不会产生此类缺陷。此外,原材料的不同、加工设备的区别都会造成铜线材的结构区别,但制造工艺不同对铜线杆质量的影响最终反应在铜线杆的性能和质量上,下面从拉制性能、退火性能和表面质量三个方面进行具体的论述。
首先,铜线杆的拉制性能与许多因素相关,如杂质、氧元素的含量及分布。为了更好的保证铜线杆的质量,在制造过程中应该严格控制电解铜的杂质含量,采用SCR法的竖炉加工,由于氧化和挥发可以减少一部分杂质进入,而Upcast法的感应炉是密闭的,不能去除,而且感应炉的容量较小,在连续加工过程中铜线杆的成分会有波动;在生产过程中,SCR法采用保温炉、溜槽、中间包的形式进行转移,由于耐火材料的脱落、轧辊表皮的脱落等会给铜线杆带来二次杂质混入,而UPcast法的转运在联合炉内完成,结晶也在石墨模中进行,完全与氧隔绝,生产过程中混入杂质的可能性较小;氧元素的含量对铜线杆的拉伸性能影响很大,SCR法制造工艺在竖炉内烧去了大量的杂质,同时去掉了部分氧元素,但在后续的加工中仍有氧元素混入,从而造成成型的铜线杆中含有一定量的氧元素,而Upcast法制造工艺的后期处理属于密封状态,不会混入氧元素,所以可以加工出无氧铜线杆,无氧铜线杆的延展性好,可以加工出较细的铜丝;在Upcast法制造工艺中,氧含量较低,氧的副作用减少了,氢的影响却大大增加了,氢在铜液中的溶解度较大,在加工过程中很容易与氧化铜反应生成水蒸气,水蒸气在密封加工中无法排出,最终导致铜线杆有气孔和铜质疏松,而SCR法制造工艺生产的水蒸气很容易上浮跑出,不会造成此类影响。
其次,铜线杆的退火性能主要受到铜线杆中的氧元素含量的影响。在SCR法制造工艺中,铜线杆要经过热轧工艺,组织结构属于热变形组织,原来的铸造组织结构已经破碎,是以再结晶的形式出现的,而Upcast法制造工艺属于铸造组织,晶粒较为粗大,晶粒边界较少,所以SCR法加工的低氧铜线杆的退火性能要优于Upcast法加工的无氧铜线杆,在进行无氧铜线杆的热处理时需要较高的退火功率。
另外,铜线杆的表面质量受到加工工艺的影响。在实际生产中,许多铜线(如电磁线)的生产对铜线杆的表面质量要求较高,SCR法加工工艺生产的铜坯在空气中,温度较高,表面具有较高的氧化层,需要在最后的工序进行酸洗,酸洗后部分氧化物脱落,在表面形成麻点,不脱落的氧化铜在进行拉丝时会形成毛刺,给铜丝的生产造成了极大的麻烦;Upcast法制造工艺加工过程中完全与氧气隔绝,表面无氧化层,质量较高,拉制效果好。
3结论
铜线杆的加工方法很多,不同的加工工艺生产处理的铜线杆在组织结构、杂质含量、存在方式及分布、氧含量及分布以及氢含量及分布都有着很大的不同。本文根据自身实践,对铜线材的几种制造工艺方法进行详细的论述,并以SCR法和Upcast法为例对工艺方法对铜线材的组织结构和性能的具体影响及内在原因进行了详细的分析,为铜线材的生产人员和使用人员提供了有效的技术支撑,同时为铜线材的制造工艺改进提供了借鉴。
参考文献: