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電能的輸送是一個(gè)理論性和技術(shù)性都很復(fù)雜的系統(tǒng)工程,屬于電力工程學(xué)科的一個(gè)分支。在高中僅僅對(duì)它做一個(gè)初步的了解,教學(xué)中要圍繞輸送電能“可靠”“保質(zhì)”“經(jīng)濟(jì)”的基本要求展開。怎樣減少電能的損失,怎樣既“經(jīng)濟(jì)”又“保質(zhì)”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(xué)重點(diǎn)。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(xué)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(dǎo)線上能量損失,電壓不穩(wěn)等。
師:同學(xué)們有很多疑問,今天我們就進(jìn)入電能輸送的學(xué)習(xí),我們知道電能輸送過程中有一部分能量轉(zhuǎn)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(gè)問題,如何減小輸電電線上的功率損失?我們一起來解決?,F(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)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(xué)們討論據(jù)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(dǎo)線上的電阻或減小輸電電流。
師:我們?cè)诟咭粚W(xué)習(xí)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(gè)量是不是都可以改變?
生:導(dǎo)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(chǎn)生活中通常采用鋁導(dǎo)線,因?yàn)殂~的價(jià)格高,密度大在其他條件相同情況下銅、較重不易架設(shè)。同學(xué)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(dǎo)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(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難.
師:現(xiàn)在我們知道用用常規(guī)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(dǎo)體,
生B:但平時(shí)情況做不到,但我們可減小輸電電流。
師:同學(xué)回答的很好,我們知道輸送功率P的大小是由輸電任務(wù)決定的,不能任意變動(dòng),要保證輸電功率不變,據(jù)P=UI得,必須增大輸電電壓,才能實(shí)現(xiàn)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(dǎo)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(dá)到減導(dǎo)線上的功率損失是可行。因此我們?cè)谏a(chǎn)生活中常用高壓輸電。剛才我們用理論證明遠(yuǎn)距離輸電用高壓輸電是可行得,接下來我們用實(shí)驗(yàn)來證明一下。
師:大家看到實(shí)驗(yàn)板上有3個(gè)相同的小燈炮,第1個(gè) 燈炮離電源很近,它模擬的是近距離輸電。第2、3個(gè)燈炮離電源很遠(yuǎn)它模擬是遠(yuǎn)距離輸電。這3個(gè)燈炮的額定電壓都是4V,電源我們?cè)谑褂脮r(shí)也都使用交流4V,我們來看第1個(gè)實(shí)驗(yàn)的燈炮很亮,第2個(gè)實(shí)驗(yàn)的燈炮是亮了但光線比較微弱。接下來我們看第3個(gè)實(shí)驗(yàn)電源仍是交流4V,看第3個(gè)燈炮也很亮,與第2個(gè)對(duì)比一下。明顯比第2個(gè)亮多了。
我們來看看第三個(gè)與第二個(gè)輸電線路有何區(qū)別?
生:第三個(gè)線路有兩個(gè)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(xiàn)在提個(gè)問題,有同學(xué)會(huì)想第3個(gè)電路為什么用兩個(gè)變壓器,我只要用一個(gè)變壓器節(jié)省些。你們說行不行啊。
生:一起回答,會(huì)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(fā)電站發(fā)出的電通過一個(gè)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(gè)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(gè)問題。
例題:發(fā)電機(jī)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(shù)比為1:10的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線后,再用原、副線圈匝數(shù)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(guī)律:
輸電電路中的基本關(guān)系
電壓關(guān)系;=, =,
功率關(guān)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(xué)們這節(jié)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(xiàn)出來。
生;小組討論(3分鐘)
師:對(duì)同學(xué)們提出的問題進(jìn)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(dǎo)線最粗有多粗?整個(gè)輸電過程是怎樣的?……
分4個(gè)小組去解決這些問題,可以到微機(jī)室上網(wǎng)查找,到圖書館查找資料,到發(fā)電站和變電所等輸電現(xiàn)場參觀。……我們開交流會(huì),對(duì)以上問題進(jìn)行回答。
三、教學(xué)反思:
本節(jié)討論分析在遠(yuǎn)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(jī)APP加云服務(wù)平臺(tái)是智慧校園的主流架構(gòu),在這套系統(tǒng)中又可以包含許多子系統(tǒng),比如教務(wù)管理系統(tǒng),教學(xué)管理系統(tǒng),圖書館管理系統(tǒng),后勤管理系統(tǒng)等。本文探討的功能屬于教務(wù)管理系統(tǒng)中的一個(gè)子功能,目的是讓教務(wù)管理人員能夠第一時(shí)間將一些重要的教務(wù)信息通過推送服務(wù)發(fā)送出去,學(xué)生或者教師在Android系統(tǒng)上能夠第一時(shí)間通過推送服務(wù)收到相關(guān)的教務(wù)信息。這其中涉及三個(gè)方面的問題,首先是推送的教務(wù)信息包含的內(nèi)容及形式,其次是Android平臺(tái)上有哪些主流推送方案,最后是選擇一種筆者認(rèn)為適用于高校的推送方案來實(shí)現(xiàn)此功能原型。
1 高校教務(wù)信息推送功能設(shè)計(jì)
根據(jù)高校教務(wù)管理的一般特點(diǎn),可用于推送服務(wù)的高校教務(wù)信息內(nèi)容多以通知為主,以與學(xué)生相關(guān)的教務(wù)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?jǐn)?shù)查看通知,補(bǔ)考通知,調(diào)課、停課通知等,如圖1所示。
2 基于Android平臺(tái)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(gè)用來幫助開發(fā)者從服務(wù)器向Android應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)的服務(wù)。該服務(wù)提供了一個(gè)簡單的、輕量級(jí)的機(jī)制,允許服務(wù)器可以通知移動(dòng)應(yīng)用程序直接與服務(wù)器進(jìn)行通信,以便于從服務(wù)器獲取應(yīng)用程序更新和用戶數(shù)據(jù)。它有兩個(gè)主要問題導(dǎo)致無法正常的在國內(nèi)使用,首先是C2DM需要依賴于Google官方提供的C2DM服務(wù)器,由于國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,這個(gè)服務(wù)經(jīng)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(gè)恐怕不是每個(gè)開發(fā)者都能夠?qū)崿F(xiàn)的;其次是C2DM依賴于Google服務(wù),但國內(nèi)很多硬件廠商平臺(tái),比如摩托羅拉、華為、中興做一部手機(jī),他們可能會(huì)把Google的這種原生服務(wù)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(gè)基于XMPP協(xié)議的Java開源Android push notification實(shí)現(xiàn)。它包含了完整的客戶端和服務(wù)器端。XMPP(可擴(kuò)展通訊和表示協(xié)議)是基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)的協(xié)議,它用于即時(shí)消息(IM)以及在線探測(cè)。此方案的最大優(yōu)勢(shì)就是簡單,我們不需要像C2DM那樣依賴操作系統(tǒng)版本,也不會(huì)擔(dān)心某一天Google服務(wù)器不可用。利用XMPP協(xié)議我們還可以進(jìn)一步的對(duì)協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)更為完善的功能。采用這個(gè)方案,我們目前只能發(fā)送文字消息,不過對(duì)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(xié)議實(shí)現(xiàn)Android推送功能。MQTT是一個(gè)輕量級(jí)的消息/訂閱協(xié)議,它是實(shí)現(xiàn)基于手機(jī)客戶端的消息推送服務(wù)器的理想解決方案。但是它目前也存在兩個(gè)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(shí)際測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)RSMB的客戶端不是很穩(wěn)定,有時(shí)候會(huì)連接不上服務(wù)器,這些一定程度上影響了它的使用效果。
2.3.2 國內(nèi)公司
目前國內(nèi)做推送比較出名的公司有個(gè)推、極光推送、百度云推送、友盟消息推送等,它們的共同點(diǎn)都是提供客戶端及服務(wù)器端的SDK供開發(fā)者接入時(shí)使用,推送內(nèi)容都經(jīng)過第三方的服務(wù)器中轉(zhuǎn),代碼都不開源但技術(shù)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(yè)內(nèi)的代表且長期致力于專業(yè)推送服務(wù),所以它們?cè)谕扑偷姆€(wěn)定性和到達(dá)率、手機(jī)電量和流量、安全性、消息推送內(nèi)容等方面差別不大。這些公司提供的SDK文檔都很詳細(xì),接口簡單,有專門的技術(shù)支持人員進(jìn)行答疑指導(dǎo),但是如果要使用推送的高級(jí)功能,是需要額外付費(fèi)的。
2.4 方案選擇
綜合以上各方案介紹,我們不難發(fā)現(xiàn)androidpn作為開源項(xiàng)目比較適合二次開發(fā),但是從開源項(xiàng)目到實(shí)際商用,是需要很多人力物力的投入,對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用開發(fā)者,甚至一些中小企業(yè),會(huì)轉(zhuǎn)而考慮使用第三方的專業(yè)推送服務(wù),這樣省時(shí)省力。由于要推送的高校教務(wù)信息從內(nèi)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(xì)信息是通過高校自己的專用系統(tǒng)獲取,所以可以放心選擇第三方方案。考慮到國內(nèi)公司更了解中國國情,所以我們可以優(yōu)先考慮。由于這些公司提供的服務(wù)差別不大,我們就選擇國內(nèi)做消息推送最早的極光推送方案來實(shí)現(xiàn)高校教務(wù)信息推送功能的基本原型。
3 高校教務(wù)信息推送功能實(shí)現(xiàn)
此功能所在的系統(tǒng)架構(gòu)為專用的智能手機(jī)APP加云服務(wù)平臺(tái),具體如圖3所示:
要在此架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)信息推送功能,有6個(gè)重要步驟,如圖3中的數(shù)字所示。
1) 管理員通過Web登錄教務(wù)管理系統(tǒng)云服務(wù)平臺(tái),輸入要推送的內(nèi)容。
2) 云服務(wù)平臺(tái)的Web服務(wù)模塊將推送內(nèi)容發(fā)送給推送服務(wù)模塊。
3) 推送服務(wù)模塊將推送內(nèi)容發(fā)送給極光推送服務(wù)器。
4) 極光推送服務(wù)器收到推送請(qǐng)求后將內(nèi)容推送給所需對(duì)象,學(xué)生在Android手機(jī)上收到推送消息后進(jìn)行查看并決定是否繼續(xù)查看詳細(xì)內(nèi)容。
5) 如果選擇查看詳細(xì)內(nèi)容則打開專業(yè)APP向云服務(wù)平臺(tái)請(qǐng)求數(shù)據(jù)。
6) 云服務(wù)平臺(tái)將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給專業(yè)APP。
開發(fā)前需先在極光推送官網(wǎng)進(jìn)行APP注冊(cè),包括APP的名稱、圖標(biāo)、包名,如圖4所示。
一、確定的目標(biāo)過于寬泛模糊
也就是目標(biāo)定位不當(dāng),丟失了語文的學(xué)科特性和基本任務(wù)。具體表現(xiàn)為:
1.課外資源的泛濫。為了達(dá)到情感、價(jià)值觀目標(biāo),教師大量引進(jìn)課外資源來引導(dǎo)學(xué)生體悟人文意蘊(yùn),而把文本僅擱置在“藥引”的地位。
2.目標(biāo)定位模糊、教學(xué)隨意。過分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性和學(xué)習(xí)過程的生成性,卻忽視了教師的引導(dǎo)性和目標(biāo)的預(yù)設(shè)性。
3.目標(biāo)不實(shí),脫離實(shí)際。教師任意拔高或降低教學(xué)目標(biāo),脫離了學(xué)生的實(shí)際,學(xué)生無法得到有效發(fā)展。有的目標(biāo)不準(zhǔn),過度綜合教學(xué)內(nèi)容,過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科整合,忽視了語文學(xué)科的個(gè)性。
二、確定的目標(biāo)不能體現(xiàn)階段性
全國小語會(huì)理事長崔巒先生在全國第六次閱讀教學(xué)研討會(huì)上(2008年7月)總結(jié)中指出:“當(dāng)前閱讀教學(xué)的一大問題,是階段性目標(biāo)不清,各年段都在分析內(nèi)容上用力。教學(xué)目標(biāo)越位和不到位的問題同時(shí)存在。閱讀教學(xué)低年級(jí)向中年級(jí)靠,中年級(jí)向高年級(jí)靠的傾向明顯。低年級(jí)忽視朗讀教學(xué)和詞句教學(xué);中年級(jí)忽視段的教學(xué);高年級(jí)只注重分析內(nèi)容,忽視學(xué)習(xí)語言、領(lǐng)悟?qū)懛?。各年段重得意、輕得言。整個(gè)小學(xué)階段,有忽視寫字教學(xué)、詞匯教學(xué)的傾向?!?/p>
三、三維目標(biāo)被嚴(yán)重分割
有的是過于淡化知識(shí)、技能。凡知識(shí)不敢講授,凡技能不敢訓(xùn)練,該講的不講,該練的不練。試想,一節(jié)課下來,如果作為最應(yīng)明確的知識(shí)、技能,作為形成過程、方法、情感、態(tài)度、價(jià)值觀的最重要的條件的知識(shí)、技能目標(biāo)缺失了或模糊了,即字、詞、句、篇的知識(shí)不明晰,聽、說、讀、寫的能力未提高,學(xué)生還能收獲些什么呢?有的是過于強(qiáng)化知識(shí)、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(xùn)練,走向了另一個(gè)可怕的極端。
四、目標(biāo)設(shè)計(jì)有形無實(shí)
查閱每位教師每課時(shí)的教案,我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)“教學(xué)目標(biāo)”都無漏寫而且放在首位,從表面上看,教師的“目標(biāo)意識(shí)很強(qiáng)”,課課都有目標(biāo),而且目標(biāo)的設(shè)立基本符合總體要求。但隨班聽課時(shí),發(fā)現(xiàn)教學(xué)與教案或大相徑庭,或有點(diǎn)聯(lián)系,教學(xué)過程很少體現(xiàn)目標(biāo),造成課時(shí)教學(xué)目標(biāo)“形有實(shí)無”。
五、課時(shí)目標(biāo)表述失當(dāng)
當(dāng)前,不少教師所制訂的課時(shí)教學(xué)目標(biāo),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(guī)范;表述內(nèi)容寬泛,語文本體特性不足,抽象概括有余,缺少準(zhǔn)確性。
下面謹(jǐn)以上述羅列的三種形式目標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)》提出了“三維目標(biāo)”,課堂教學(xué)要體現(xiàn)三維目標(biāo),至于三維目標(biāo)與具體課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)系,課時(shí)教學(xué)目標(biāo)中究竟什么是中心目標(biāo),怎樣把握,心中沒底。
2.表述內(nèi)容的失當(dāng)。課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的表述內(nèi)容,存在的問題則更為普遍。如《霧凇》第二課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的內(nèi)容就涵蓋了多個(gè)課時(shí),不是一個(gè)課時(shí)所能完成的目標(biāo),即以整篇課文的教學(xué)目標(biāo)取代了課時(shí)教學(xué)目標(biāo)。
3.表述內(nèi)容含糊、不具體。這也都集中反映出老師們?cè)谏险n時(shí)教學(xué)目標(biāo)的定位是十分模糊的,教學(xué)目標(biāo)都模糊不清,又何談目標(biāo)的達(dá)成和效率的提高呢?
當(dāng)然,在目前的小學(xué)語文教學(xué)中,在教學(xué)目標(biāo)方面存在的問題遠(yuǎn)不止這些,上述羅列的三種情況僅只是筆者依據(jù)觀察調(diào)查作的一個(gè)簡單歸類,雖不能涵蓋問題的全部,但卻也從一個(gè)側(cè)面反映了當(dāng)前小學(xué)語文教學(xué)在目標(biāo)方面存在的問題。由此,筆者特撰此文,以期能引起廣大小學(xué)語文老師對(duì)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)注,切實(shí)重視定準(zhǔn)小學(xué)語文課時(shí)教學(xué)目標(biāo),并充分發(fā)揮目標(biāo)對(duì)教學(xué)的導(dǎo)向、調(diào)控和評(píng)價(jià)作用,從而最終實(shí)現(xiàn)語文課堂教學(xué)的高效。