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中圖分類號(hào) S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2012)22-0062-03
貴州辣椒生產(chǎn)在全國(guó)占有重要的位置。20世紀(jì)60年代,綏陽(yáng)朝天椒就以其品質(zhì)優(yōu)良遠(yuǎn)銷國(guó)外。70年代后,蝦子朝天椒、大方線椒等多個(gè)地方優(yōu)良品種深受國(guó)內(nèi)外客商的青睞。近幾年,在省內(nèi)辣椒加工企業(yè)的帶動(dòng)下,貴州辣椒種植面積從2001年的6.67萬(wàn)hm2發(fā)展到2010年的22.67萬(wàn)hm2,增加了2.4倍。產(chǎn)值從2003年的13億元增加到目前的90億元,增長(zhǎng)了近6倍。辣椒生產(chǎn)已成為對(duì)農(nóng)民增收有重要貢獻(xiàn)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)[1-4]。2010年省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)正式將辣椒列為省內(nèi)五大農(nóng)作物品種。貴州辣椒生產(chǎn)雖然規(guī)模大、加工發(fā)達(dá),但種子產(chǎn)業(yè)化和栽培規(guī)范化程度較低,嚴(yán)重制約著貴州辣椒產(chǎn)業(yè)化水平的進(jìn)一步提升。因此,加快育種進(jìn)程,提高良種推廣利用率,提升種子產(chǎn)業(yè)化水平十分必要。隨著辣椒種子的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,對(duì)種子質(zhì)量的要求日益嚴(yán)格。辣椒異常種子如種皮霉變種子、黑斑種子和不飽滿種子等是影響辣椒種子質(zhì)量的重要因素之一。該試驗(yàn)通過(guò)對(duì)幾種異常種子的發(fā)芽率調(diào)查,為辣椒種子的篩選提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試品種為貴州省辣椒研究所選育的朝天椒品種黔辣4號(hào)。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 種子形態(tài)特征觀測(cè)。在5倍放大鏡下分別對(duì)正常種子、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子的外部形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)并描述。并用相同的方法觀察烘干后的種子形態(tài)。
1.2.2 種子物理指標(biāo)測(cè)定。①種子千粒重:采用百粒法,隨機(jī)選取種子100粒,用精度為0.01 g的電子天平稱其質(zhì)量,同時(shí)進(jìn)行5個(gè)重復(fù)稱量,取平均值。②種子含水量:采用烘干法進(jìn)行含水量測(cè)定,每處理隨機(jī)選取辣椒種子1 000粒,用精度為0.01 g的感應(yīng)天平稱取鮮重,再將種子置于40 ℃烘箱中烘12 h,稱其干重,以種子鮮重為基礎(chǔ)計(jì)算種子含水量[5]。
1.2.3 發(fā)芽試驗(yàn)。設(shè)置正常種子(CK)、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子4個(gè)處理,每處理設(shè)3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)試驗(yàn)種子數(shù)100粒,統(tǒng)一于2010年9月10日進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。發(fā)芽試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿紙床法進(jìn)行,下墊3~5層和上蓋1層濾紙作為保濕材料,然后置于(24±2) ℃的恒溫箱中,注意進(jìn)行補(bǔ)濕,待發(fā)芽后,調(diào)查逐日發(fā)芽和苗芽生長(zhǎng)情況。
1.3 試驗(yàn)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)
發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn):以種子胚部破裂為萌動(dòng),以胚根下胚軸長(zhǎng)度超過(guò)種子自身的長(zhǎng)度視為發(fā)芽。具體計(jì)算公式如下:
種子逐日發(fā)芽率(%)=■×100
種子發(fā)芽率(%)=■×100
種子發(fā)芽勢(shì)(%)=■×100
發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt
式中,Gt:在時(shí)間t日的發(fā)芽數(shù),Dt:相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)[6]。
2 結(jié)果與分析
2.1 常見(jiàn)異常辣椒種子的形態(tài)特征
正常種子的形態(tài)特征為扁平、腎圓形,種皮黃色,種子直徑4~5 mm,厚度0.60~0.70 mm。種皮霉變種子的形狀、大小與正常種子一致,種皮濕露,顏色灰暗,有霉味。黑斑種子的形態(tài)特征為扁平、腎圓形,種子表面帶有黑色斑點(diǎn),種子直徑和厚度與正常種子相當(dāng)。不飽滿種子的形態(tài)特征為扁平、腎圓形,種子表面淡黃色,種子直徑與正常種子相當(dāng),但厚度僅為正常種子的1/2左右。
2.2 常見(jiàn)異常辣椒種子的千粒重和含水率
由表1可以看出,正常種子與其他幾種異常種子的種子千粒重和含水量存在差異。正常種子(CK)、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子在新鮮時(shí)的千粒重分別為11.60、10.04、11.16、2.08 g,烘干種子的千粒重分別為7.65、7.47、7.51、1.88 g,種子含水率分別為34.05%、25.60%、32.71%、9.62%。
2.3 常見(jiàn)異常辣椒種子的發(fā)芽時(shí)間及根、芽生長(zhǎng)量
由表2可以看出,正常種子與幾種異常種子始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間和種子發(fā)芽第10天幼苗生長(zhǎng)量差異明顯。種子始發(fā)芽時(shí)間以正常種子和種皮霉變種子最早,在24 ℃的催芽條件下均為催芽后第3天開(kāi)始發(fā)芽;其次為黑斑種子,第6天開(kāi)始發(fā)芽;再次是不飽滿種子,從進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)到始出芽時(shí)間需要8 d。正常種子與種皮霉變種子發(fā)芽持續(xù)天數(shù)差異顯著,與黑斑種子和不飽滿種子間差異極顯著,黑斑種子與不飽滿種子間差異極顯著。發(fā)芽持續(xù)時(shí)間最短的為不飽滿種子,為0.33 d;其次是黑斑種子,為2.00 d;再次是種皮霉變種子,為4.00 d;持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是正常種子,為5.33 d。發(fā)芽第10天芽長(zhǎng),正常種子與種皮霉變種子間差異不顯著,與黑斑種子間差異達(dá)顯著水平,與不飽滿種子間差異達(dá)極顯著水平;種皮霉變種子與黑斑種子間差異不顯著,與不飽滿種子間達(dá)顯著水平;黑斑種子與不飽滿種子間差異不顯著。發(fā)芽第10天芽長(zhǎng)依次為正常種子,種皮霉變種子,黑斑種子,不飽滿種子,其芽長(zhǎng)分別為35.00、28.00、11.33、3.67 cm。發(fā)芽第10天根長(zhǎng)正常種子與種皮霉變種子間差異不明顯,但它們與黑斑種子和不飽滿種子間差異達(dá)極顯著水平,黑斑種子與不飽滿種子間差異不顯著。發(fā)芽第10天根長(zhǎng)依次為種皮霉變種子,正常種子,黑斑種子,不飽滿種子,其根長(zhǎng)分別為66.00、59.33、10.00、6.33 cm。試驗(yàn)結(jié)果表明,種皮霉變種子與正常種子在24 ℃恒溫條件下,其始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間與幼苗生長(zhǎng)量基本一致,說(shuō)明輕微的種皮霉變對(duì)種子的發(fā)芽質(zhì)量影響不大。黑斑種子和不飽滿種子與正常種子在始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間、幼苗生長(zhǎng)量指標(biāo)上差異明顯。其始發(fā)芽時(shí)間與正常種子比較明顯推遲。發(fā)芽持續(xù)時(shí)間較正常種子極顯著縮短,其主要原因是發(fā)芽種子粒數(shù)明顯少于正常種子。其幼苗生長(zhǎng)量顯著或極顯著低于正常種子。觀察結(jié)果說(shuō)明,黑斑種子大部分是由于種胚因病變或其它原因壞死,造成不能發(fā)芽,少部分為種皮病變形成的斑點(diǎn),它們能發(fā)芽,但幼苗生長(zhǎng)異常;不飽滿種子主要是由于種胚未發(fā)育或者發(fā)育不全,造成不能發(fā)芽或發(fā)芽后幼苗不能正常生長(zhǎng)。
2.4 常見(jiàn)異常辣椒種子的逐日發(fā)芽情況
由表3、圖1、圖2可以看出,正常種子與異常辣椒種子的逐日發(fā)芽率和逐日累計(jì)發(fā)芽率有明顯的差異。正常種子和種皮霉變種子的出芽整齊、始發(fā)率高。在試驗(yàn)處理后第4天處于發(fā)芽高峰,高峰日發(fā)芽率正常種子為66.67%,種皮霉變種子為61.00%。正常種子滿8 d后,發(fā)芽結(jié)束;種皮霉變種子滿7 d后,發(fā)芽結(jié)束。黑斑種子和不飽滿種子的出芽分散,始發(fā)芽率低,發(fā)芽高峰分別出現(xiàn)在發(fā)芽試驗(yàn)開(kāi)始后第7天和第8天,高峰日發(fā)芽率分別為3.67%和0.33%。說(shuō)明種皮出現(xiàn)輕微霉變,對(duì)種子的發(fā)芽整齊度和發(fā)芽率影響不大,種皮有黑色斑點(diǎn)和不飽滿的種子,其發(fā)芽分散,發(fā)芽率低于10%,甚至不會(huì)發(fā)芽。
2.5 常見(jiàn)異常辣椒種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)
由表4可以看出,正常種子與異常辣椒種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)差異顯著。種子發(fā)芽率,正常種子與種皮霉變種子間差異顯著,與黑斑種子和不飽滿種子間差異極顯著。正常種子發(fā)芽率為98.00%,種皮霉變種子為91.00%,黑斑種子和不飽滿種子分別為5.67%和0.33%。正常種子與種皮霉變種子發(fā)芽勢(shì)差異不顯著,與黑斑種子和不飽滿種子差異極顯著,發(fā)芽勢(shì)大小依次為正常種子(97.00%)、種皮霉變種子(91.00%)、黑斑種子(5.67%)、不飽滿種子(0)。正常種子與種皮霉變種子發(fā)芽指數(shù)差異不顯著,與黑斑種子和不飽滿種子差異達(dá)極顯著,發(fā)芽指數(shù)大小依次為種皮霉變種子(23.04)、正常種子(22.81)、黑斑種子(0.88)、不飽滿種子(0.04)。
3 結(jié)論與討論
(1)常見(jiàn)異常的辣椒種子在形態(tài)特征上與正常種子差異很明顯,可以直接區(qū)分。種子千粒重和種子含水量均以正常種子最大,其次為種皮霉變種子,再次為黑斑種子,最小為不飽滿種子。正常種子、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子的新鮮時(shí)的千粒重分別為11.60、10.04、11.16、2.08 g,烘干種子的千粒重分別為7.65、7.47、7.51、1.88 g,種子含水率分別為34.05%、25.60%、32.71%、9.62%。
(2)種皮出現(xiàn)輕微霉變,對(duì)種子的始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽整齊度和發(fā)芽率影響不太大,正常種子和種皮霉變種子的始發(fā)芽時(shí)間較短、出芽整齊集中。但種皮有黑色斑點(diǎn)和不飽滿的種子,其發(fā)芽較遲,分散,發(fā)芽率低于10%,甚至不會(huì)發(fā)芽。正常種子平均發(fā)芽率達(dá)98.00%,種皮霉變種子為91.00%,黑斑種子和不飽滿種子僅為5.67%和0.33%。正常種子和種皮霉變種子在24 ℃的恒溫條件下,在催芽后第3天開(kāi)始發(fā)芽,第4天處于發(fā)芽高峰,高峰日發(fā)芽率正常種子為66.67%,種皮霉變種子為61.00%。發(fā)芽持續(xù)天數(shù)正常種子為5.33 d,霉變種子為4 d。黑斑種子和不飽滿種子的始發(fā)芽時(shí)間在催芽后第6~8天,第7~8天為發(fā)芽高峰期,高鋒日發(fā)芽率分別僅為3.67%和0.33%。
(3)種皮輕微霉變對(duì)幼苗生長(zhǎng)沒(méi)有明顯影響,但黑斑種子和不飽滿種子對(duì)幼苗的生長(zhǎng)有明顯影響。發(fā)芽第10天芽長(zhǎng)依次為正常種子(35.00 cm)、種皮霉變種子(28.00 cm)、黑斑種子(11.33 cm)、不飽滿種子(3.67 cm)。根長(zhǎng)依次為種皮霉變種子(66.00 cm)、正常種子(59.33 cm)、黑斑種子(10.00 cm)、不飽滿種子(6.33 cm)。
(4)黑斑種子發(fā)芽率低的主要原因是由于黑斑種子大部種胚因病變或其他原因壞死,造成不能發(fā)芽,少部分為種皮病變形成的斑點(diǎn),它們能發(fā)芽,但幼苗生長(zhǎng)異常;不飽滿種子主要是由于種胚未發(fā)育或者發(fā)育不全,造成不能發(fā)芽或發(fā)芽后幼苗不能正常生長(zhǎng)。造成黑斑種子和不飽滿種子始發(fā)芽時(shí)間與正常種子比較明顯推遲的主要原因是種子質(zhì)量較差,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間顯著縮短的主要原因是發(fā)芽種子粒數(shù)明顯少于正常種子。黑斑種子和不飽滿種子的形成原因有待進(jìn)一步研究。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 詹永發(fā),姜虹,韓世玉,等.貴州辣椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢(shì)分析與展望[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(4):98-100.
[2] 郭國(guó)雄,張紹剛,龍明樹(shù).貴州省辣椒產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].長(zhǎng)江蔬菜,2008,(1):3-5.
[3] 王永平,張紹剛,張婧,等.做大做強(qiáng)貴州辣椒產(chǎn)業(yè)的對(duì)策思考[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(7):129-133.
[4] 王永平,張紹剛,張婧,等.提升貴州辣椒產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)策和思考[J].長(zhǎng)江蔬菜,2009(19):1-4.
一、孜然栽培技術(shù)要點(diǎn)
1、前茬以小麥、玉米、瓜類、棉花為宜。前茬作物收獲后及時(shí)冬灌,畝施有機(jī)肥2-3噸,三料25-30公斤,二銨20-25公斤,尿素10-15公斤,硫酸鉀25-30公斤,秋翻地耕深25-30厘米,將地整成待播狀態(tài)。
2、土壤封閉。播前一周,每畝用48%的氟樂(lè)靈乳油80-100克,兌水25-30公斤,均勻噴施地表,噴藥時(shí)間選擇傍晚,邊噴邊耙耱,使土藥均勻混合。封閉一周后及時(shí)開(kāi)溝鋪膜。
3、種子處理。用敵克松拌種,充分拌勻,堆悶24小時(shí),然后晾干待播。
4、播種時(shí)間及播種量。3月中旬為適宜播種期,每畝地播種量為1.2-1.5公斤。
5、田間管理。出苗前及時(shí)破除土壤板結(jié),助苗出土,爭(zhēng)取苗全、苗壯、苗齊。開(kāi)花前一周每畝噴磷酸二氫鉀100-200克,生育期內(nèi)連續(xù)噴1-2次。苗期地老虎于5月15日左右發(fā)生,適時(shí)用敵殺死或殺蟲(chóng)菊酯防治。
6、適時(shí)收獲:6月下旬,當(dāng)孜然60-70%的果實(shí)變?yōu)闇\黃綠色即為成熟收獲期,隨熟隨收,分批進(jìn)行,避免植株過(guò)干果實(shí)撒落在地。收獲時(shí)連根拔起孜然植株,放在曬場(chǎng)上陰干后打碾。
二、辣椒栽培技術(shù)要點(diǎn)
1、播種期。適期早播,辣椒于3月底到4月初播種或于4月下旬移栽。
2、密度。每畝保苗10000-12000株,每穴2株。
3、中耕除草。孜然收獲后及時(shí)進(jìn)行中耕除草2-3次,早中耕,深中耕,結(jié)合中耕對(duì)辣椒根莖部培土。
4、合理灌水。起壟栽培的辣椒待門椒座住后澆第一次水,結(jié)合澆水追施尿素10公斤。以后間隔10-15天澆一次水,水量要小,澆半溝水,嚴(yán)禁大水漫灌上壟背,若有積水現(xiàn)象,立即排水。8月中下旬開(kāi)始控水,不再澆灌,避免辣椒貪青,促進(jìn)椒果成熟,增加光亮色澤。
5、病蟲(chóng)害防治。辣椒疫霉病防治:適時(shí)藥劑防治,辣椒盛花初果期,當(dāng)5厘米地溫達(dá)到25度時(shí),每隔7-10天或每次灌水前1-2天,用25%瑞毒霉可濕性粉劑或58%的瑞毒錳鋅1000倍液灌根,每株50-80毫升。共防治3-4次。
地老虎:幼蟲(chóng)三齡前用菊酯類農(nóng)藥2000-3000倍液地表噴霧,幼蟲(chóng)三齡后用40%辛硫磷乳油800倍液灌根。
關(guān)鍵詞:辣椒;種質(zhì)資源;分子標(biāo)記
辣椒是我國(guó)主要蔬菜作物之一,栽培面積僅次于白菜。辣椒雜交優(yōu)勢(shì)的開(kāi)發(fā)和推廣,使品種遺傳資源日漸狹窄,加強(qiáng)對(duì)辣椒屬種質(zhì)資源的研究,拓寬辣椒遺傳渠道,對(duì)促進(jìn)辣椒遺傳改良有重要意義。在種質(zhì)資源研究領(lǐng)域,以分子標(biāo)記為基礎(chǔ)的研究逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。
1 分子標(biāo)記的優(yōu)越性及主要方法
DNA分子標(biāo)記技術(shù)主要是基于由單堿基突變和易位、插入、缺失、倒位或轉(zhuǎn)座等導(dǎo)致的DNA序列變異來(lái)研究多態(tài)性。其優(yōu)越性包括:不受環(huán)境及基因是否表達(dá)的限制;遍及整個(gè)基因組,數(shù)量極大;對(duì)生物體無(wú)不良影響;多數(shù)表現(xiàn)為共顯性,可分辨所有的基因型。
自1980年Botstein首次利用RFLP標(biāo)記作為遺傳標(biāo)記開(kāi)始,迄今已開(kāi)發(fā)出了一系列的分子標(biāo)記方法。用于遺傳多樣性研究的可分為四大類:(1)基于Sourthern雜交的DNA標(biāo)記,如RFLP等;(2)基于PCR的DNA標(biāo)記,如SSR等;(3)基于PCR與限制性酶切技術(shù)結(jié)合的DNA標(biāo)記,如AFLP等;(4)基于單核苷酸多態(tài)性的DNA標(biāo)記,如SNP等。
2 分子標(biāo)記在辣椒種質(zhì)資源研究上的應(yīng)用
2.1 RFLP標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
RFLP( restriction fragment length polymorphism) 是 Grodzicker等發(fā)明的分子標(biāo)記技術(shù),其檢測(cè)和顯示通過(guò)不同的探針與酶組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。用已克隆的DN段作探針與Southern印跡后酶切DNA樣品分子雜交,經(jīng)放射自顯影或非同位素顯色來(lái)揭示供試樣品間的多態(tài)性。
Tanksley(1988 )、Prince(1993)等構(gòu)建辣椒分子遺傳圖譜時(shí),RFLP 標(biāo)記技術(shù)在辣椒中得以應(yīng)用。在國(guó)內(nèi),中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所的張玉璽等曾采用RFLP技術(shù)對(duì)辣椒種質(zhì)資源分類展開(kāi)過(guò)研究。
RFLP 標(biāo)記具有數(shù)量大、穩(wěn)定遺傳、重復(fù)性好、共顯性等優(yōu)點(diǎn)。作為第一代分子標(biāo)記深受重視并廣泛應(yīng)用。但其操作過(guò)程較繁瑣,需要對(duì)探針進(jìn)行同位素標(biāo)記,即使應(yīng)用非放射性 Southern 雜交技術(shù)也較為耗時(shí)費(fèi)力。
2.2 RAPD標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
RAPD(random amplified polymorphic DNA)是建立在PCR 基礎(chǔ)上可對(duì)整個(gè)未知序列基因組進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)的分子技術(shù),由 Welsh 等和 Wil-liams 等發(fā)明。
雷進(jìn)生從100條隨機(jī)引物中篩選出19條用于RAPD標(biāo)記,通過(guò)聚類分析把67份辣椒種質(zhì)材料劃分為4類[1]。馬艷青等利用RAPD技術(shù),對(duì)來(lái)自不同生態(tài)類型的辣椒種質(zhì)資源親緣關(guān)系進(jìn)行研究,聚類結(jié)果表明,DNA分子水平上辣椒親緣關(guān)系與傳統(tǒng)方法研究結(jié)論基本一致[2]。陳學(xué)軍用23條RAPD引物共擴(kuò)增出209條帶,證實(shí):C.annuum與C.frutescens、C.chinense親緣關(guān)系較近,而與C.pubescens、C.baccatum親緣關(guān)系較遠(yuǎn)[3],與細(xì)胞學(xué)研究結(jié)果一致。蔣向輝等運(yùn)用形態(tài)標(biāo)記與RAPD標(biāo)記對(duì)7份朝天椒種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析,兩種方法聚類分析結(jié)果相似[4]。
RAPD標(biāo)記操作簡(jiǎn)便,避免了 RFLP 技術(shù)繁瑣的 Southern 雜交操作以及放射性同位素給人帶來(lái)的危害;可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)基因位點(diǎn),且可檢測(cè) RFLP 標(biāo)記不能檢測(cè)的重復(fù)序列區(qū)域。不足之處為:一般表現(xiàn)為顯性遺傳,所提供的信息量不完整且重復(fù)性較差。RAPD標(biāo)記在早期運(yùn)用較多,現(xiàn)已逐漸被取代。
2.3 SSR標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
SSR(Simple Sequence Repeat)最早由Litt 等人在1989年建立。羅玉娣等利用27對(duì)SSR引物對(duì)33個(gè)辣椒材料進(jìn)行遺傳多樣性分析,聚類結(jié)果顯示,辣椒果實(shí)類型一致的種質(zhì)資源基本都聚在一起,即它們之間的親緣關(guān)系較近[5],這與周晶的研究結(jié)果一致。白占兵等人從150對(duì)辣椒SSR引物中篩選出多態(tài)性較好的引物116對(duì),初步建立了基于SSR分子標(biāo)記技術(shù)的辣椒種子純度鑒定體系。中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所辣椒育種課題組Huang等利用生物信息學(xué)的方法新開(kāi)發(fā)出辣椒的SSR引物400多對(duì)[6]。
由于SSR技術(shù)可揭示完整遺傳信息,呈現(xiàn)共顯性遺傳、結(jié)果穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好、簡(jiǎn)便易行,且數(shù)量極為豐富,分布于整個(gè)基因組;多態(tài)性高,等位位點(diǎn)多,因此信息含量極為豐富;這些優(yōu)點(diǎn)使其成為理想的分子標(biāo)記并取代 RFLP 而成為被廣泛應(yīng)用的第二代DNA分子標(biāo)記。其不足在于引物開(kāi)發(fā)較復(fù)雜,引物的設(shè)計(jì)需要建立、篩選基因組文庫(kù)和克隆測(cè)序等一系列實(shí)驗(yàn),較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
2.4 SRAP標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism)2001年由加州大學(xué)蔬菜作物系Li與Quiros博士開(kāi)發(fā)。杜曉華用SRAP和SSR標(biāo)記技術(shù)分析10份尖椒自交系的遺傳差異,結(jié)果顯示SRAP技術(shù)有較高的位點(diǎn)和多態(tài)性檢測(cè)能力,分別是SSR的10倍和5倍[7]。張素勤等用表型和SRAP分析對(duì)貴州主栽辣椒品種進(jìn)行研究以探討其親緣關(guān)系和多樣性分布。聚類結(jié)果表明,地理分布相近的基本被聚在一起[8]。 許先松等人采用形態(tài)學(xué)標(biāo)記與SRAP技術(shù),分別對(duì)49和72份辣椒資源的遺傳多樣性及親緣關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明,形態(tài)學(xué)標(biāo)記與SRAP分子標(biāo)記結(jié)果有較大的出入,證實(shí)SRAP作為分子標(biāo)記的結(jié)果不受環(huán)境影響,所揭示的種質(zhì)資源遺傳多樣性更為豐富[9]。
SRAP標(biāo)記多態(tài)性高、簡(jiǎn)便、穩(wěn)定,在基因組中分布均勻、中等產(chǎn)率、引物通用,且其正向引物可以與反向引物兩兩配對(duì)組合,它對(duì)開(kāi)放閱讀框進(jìn)行擴(kuò)增,可應(yīng)用于不同作物的遺傳圖譜構(gòu)建、圖位克隆、基因組和基因定位等。該技術(shù)在分子標(biāo)記輔助育種中是最有可能被大規(guī)模進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的一種技術(shù),在遺傳育種有著廣泛的應(yīng)用前景。
2.5 AFLP技術(shù)的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
AFLP(Amplified frgmenilent length polymorphism)是一種通過(guò)對(duì)DNA限制性片段的選擇性擴(kuò)增來(lái)檢測(cè)多態(tài)性的一種DNA指紋技術(shù)。1993年由荷蘭Zabeau等人發(fā)展起來(lái),并獲歐洲專利局專利。
宋曉麗用AFLP分子標(biāo)記與表型性狀對(duì)辣椒12個(gè)品種聚類分析結(jié)果顯示,兩種分析結(jié)果達(dá)到顯著性正相關(guān)[10]。劉科偉等建立了經(jīng)優(yōu)化的適合于辣椒的AFLP分子標(biāo)記技術(shù)體系。賀潔等人對(duì)22份朝天椒材料利用AFLP技術(shù)進(jìn)行遺傳多樣性分析。結(jié)果顯示,9對(duì)AFLP引物擴(kuò)增出97條為多態(tài)性條帶,22份材料被聚成三大類[11]。
該技術(shù)可靠性高且靈敏,不需要Southern 雜交、不需要預(yù)知DNA的序列信息,多態(tài)性很少、待測(cè)樣品較少時(shí)能達(dá)到理想效果。但對(duì)酶切用的DNA模板質(zhì)量要求高,工作量大,操作難度較高,步驟復(fù)雜,費(fèi)用高,加上該技術(shù)已申請(qǐng)專利,使其廣泛應(yīng)用受到限制。
2.6 ISSR標(biāo)記的應(yīng)用評(píng)價(jià)
ISSR(inter simple sequence repe at) 是Zietkeiwitcz等于1994年在SSR基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種標(biāo)記。
陳學(xué)軍等用RAPD、ISSR分子標(biāo)記及28個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)對(duì)辣椒屬5個(gè)栽培種的13份材料進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,與RAPD相比ISSR標(biāo)記檢測(cè)到的遺傳離散度、有效等位基因數(shù)和遺傳分化系數(shù)等參數(shù)都較大,說(shuō)明ISSR有更高的多態(tài)性檢測(cè)效率,且適合親緣關(guān)系較近的種群間遺傳多樣性分析[12]。
ISSR 標(biāo)記在保留SSR檢測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),克服了其開(kāi)發(fā)困難的不足。在親緣關(guān)系分析、遺傳多樣性研究、基因定位等方面得到較多應(yīng)用。其引物種特異性不強(qiáng),可在不同的物種間通用;ISSR可獲得幾倍于RAPD的信息量,精確度可與RFLP相媲美,檢測(cè)也更方便,是較有發(fā)展前途的分子標(biāo)記。
2.6 其它方法
SCAR標(biāo)記(sequence-characterizedamplified region) ,SCAR 標(biāo)記由于所用引物較長(zhǎng)及引物序列與模板 DNA 完全互補(bǔ),因此,可在嚴(yán)謹(jǐn)條件下進(jìn)行擴(kuò)增,結(jié)果穩(wěn)定性好,可重復(fù)性強(qiáng)。它們?cè)诜肿訕?biāo)記輔助育種方面發(fā)揮重大作用
STS標(biāo)記( sequence-tagged site),是指長(zhǎng)度200~500bp的序列已知的單拷貝序列,可用STS位點(diǎn)兩端的一對(duì)長(zhǎng)約20bp的特異引物進(jìn)行專一性擴(kuò)增。由于STS在基因組中出現(xiàn)一次,在染色體上位置固定,所以可作為界定基因組中染色體片段位置的位標(biāo)。STS在人類基因組計(jì)劃、水稻基因組計(jì)劃的遺傳圖繪制中發(fā)揮較大作用。
3 討論
不同標(biāo)記方法尤其是分子標(biāo)記與表型標(biāo)記間相結(jié)合的研究方式逐漸成為研究者的共識(shí),其研究結(jié)果相互印證增強(qiáng)了說(shuō)服力,并為普通辣椒育種者提供直觀便捷且科學(xué)的依據(jù)。
在分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展中,由于 SNPs ( single nucleotide polymorphisms,單核苷酸多態(tài)性)檢測(cè)與分析技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是與DNA微陣列和芯片技術(shù)相結(jié)合,使其迅速成為最有前途的第三代分子標(biāo)記。基于SNP發(fā)展起來(lái)的分子標(biāo)記技術(shù),除SCAR外還包括CAPS標(biāo)記、dCAPS標(biāo)記等,這些技術(shù)已在辣椒的遺傳圖譜、遺傳定位和輔助育種得以應(yīng)用。利用該技術(shù)對(duì)辣椒種質(zhì)資源展開(kāi)更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯渴菄?guó)內(nèi)辣椒種質(zhì)資源的發(fā)展趨勢(shì)。
(收稿:2013-04-10)
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關(guān)鍵詞:喇叭形態(tài);角度判別法;股市風(fēng)險(xiǎn)
一、引言
俗話說(shuō):“股市有風(fēng)險(xiǎn),入市需謹(jǐn)慎?!痹谘晷蕊L(fēng)的股票市場(chǎng)里,如何將手中的資金做最妥善的運(yùn)用,便成為億萬(wàn)股民關(guān)注的問(wèn)題。股票投資人一般都將注意力集中在市場(chǎng)價(jià)格的漲跌之上,愿意花很多時(shí)間去打探各種利多利空消息,研究基本因素對(duì)價(jià)格的影響,研究技術(shù)指標(biāo)作技術(shù)分析,希望能做出最標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)格預(yù)測(cè)。本文就形態(tài)理論中的喇叭形股票均線提出了一點(diǎn)自己的見(jiàn)解,希望能夠?qū)V大股民朋友們提供自己的一點(diǎn)綿薄之力。
“喇叭形態(tài)”的正確名稱應(yīng)該是“擴(kuò)大形”或“增大形”,因?yàn)檫@種形態(tài)酷似一支喇叭,故而得名。其形態(tài)特征也可以看成是一個(gè)對(duì)稱三角形倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的結(jié)果,是三角形的變形體,大多出現(xiàn)在頂部,為看跌形態(tài)。喇叭形是頭肩頂?shù)淖冃危蓛r(jià)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的上升后下跌,然后再上升再下跌,上升的高點(diǎn)較上次為高,下跌的低點(diǎn)亦較上次的低點(diǎn)為低,也就是說(shuō)在完成左肩與頭部之后,在右肩反彈時(shí)超越頭部的高點(diǎn)創(chuàng)出新高。整個(gè)形態(tài)以狹窄的波動(dòng)開(kāi)始,然后在上下兩方擴(kuò)大,把上下的高點(diǎn)和低點(diǎn)分別連接起來(lái),就可以畫(huà)出一個(gè)鏡中反照的三角形狀,也就是右肩創(chuàng)新高的頭肩頂,這就是笑里藏刀的“喇叭形”(如圖一所示),圖中三個(gè)高點(diǎn)和兩個(gè)低點(diǎn)是喇叭形已經(jīng)完成的標(biāo)志。
面對(duì)這種形態(tài)時(shí),通常的處理方法是:①股價(jià)向上突破喇叭形上軌時(shí),如果成交量迅速異常持續(xù)放大,一旦滯漲,則應(yīng)放在第一時(shí)間果斷賣出。②股價(jià)在喇叭形下軌受到支撐后,一般均會(huì)展開(kāi)反彈拉升,臨盤應(yīng)在反彈時(shí)果斷狙擊。③股價(jià)在喇叭形整理過(guò)程中時(shí),可以在下軌支撐中買入,上軌阻力賣出,也就是采取高拋低吸的策略。股票投資者在第三峰(圖中的5)調(diào)頭向下時(shí)就拋出手中的股票,這在大多數(shù)情況下是正確的,因?yàn)檫@時(shí)投資者若是在喇叭形態(tài)起先或是低于靠下方斜線的均線任何一處買入股票時(shí),都會(huì)獲得相應(yīng)的股利。如果股價(jià)進(jìn)一步跌破了第二個(gè)谷(圖中的4),則喇叭形完成得到確認(rèn),拋出股票更成為必然,因?yàn)槲覀儾恢拦善睍?huì)在高過(guò)圖中點(diǎn)3的什么程度時(shí)出現(xiàn)第三峰值點(diǎn)5,以致于遭受更大的資金損失。
由于,通常人們?cè)谟龅嚼刃螒B(tài)時(shí),股價(jià)波動(dòng)的幅度越來(lái)越大,形成了越來(lái)越高的三個(gè)高點(diǎn),以及越來(lái)越低的兩個(gè)低點(diǎn),這說(shuō)明當(dāng)時(shí)的交易量異常地活躍,成交量日益放大,市場(chǎng)已失去控制,股民們?cè)谶M(jìn)行分析股票投資時(shí)經(jīng)常會(huì)慌亂不知去向,從而完全由參與交易的公眾的情緒決定。在這種混亂的時(shí)候進(jìn)入股市是很危險(xiǎn)的,進(jìn)行交易也十分困難。在經(jīng)過(guò)了劇烈的動(dòng)蕩之后,人們的熱情會(huì)漸漸平靜,遠(yuǎn)離這個(gè)市場(chǎng),股價(jià)將逐步地往下運(yùn)行。
因此,對(duì)如何能夠?qū)善笔袌?chǎng)有一定的超前判斷,筆者認(rèn)為可以角度判別法可以在股市中個(gè)股出現(xiàn)喇叭形態(tài)時(shí),運(yùn)用其原理進(jìn)行股市分析。
二、角度判別法基本原理
我們知道,在一條平行線上的任何一點(diǎn)像任意方向劃一射線則平行線和射線的交點(diǎn)處可形成一個(gè)角,而角的大小則決定射線的走向。若是將其看成是受力方向,則可以看出受力方向的大小。所以,我們借角度的這個(gè)特性來(lái)分析喇叭形態(tài)均線走勢(shì),是值得考慮的。
下面我們將圖一稍加改動(dòng),得到了圖形二。
在本圖中,之前已經(jīng)敘述過(guò)1、3、5點(diǎn)是喇叭形態(tài)中多方力量的集合點(diǎn)的代表,2、4則是喇叭形態(tài)中空方力量集合點(diǎn)的代表。過(guò)點(diǎn)1,點(diǎn)2分別做兩條平行于水平線的直線m、n,可以與兩條藍(lán)色的直線形成兩個(gè)夾角。我們將仰角看作是∠a(a在0°到90°變化,作出它后用反正切函數(shù)確定其大?。?,a越大則斜線的上升趨勢(shì)越快,坡度越陡,即多方力量越來(lái)越強(qiáng)大;俯角看作是∠b(b在0°到90°變化,作出后用反正切函數(shù)確定其大?。藭r(shí),b越大坡度越陡,則斜線的下降趨勢(shì)越快,即空方力量越來(lái)越強(qiáng)大。
通常我們?cè)谟^察喇叭形態(tài)的均線圖時(shí),可以看到它一定有一個(gè)向上傾斜角度,而這個(gè)角度在45度左右反映出來(lái)的坡度陡緩是最為強(qiáng)烈的。將本文兩個(gè)圖形連貫起來(lái)看,可以得出圖中在1、3、5點(diǎn)時(shí),我們看的是股票均線圖看漲的形勢(shì),這些時(shí)候是多方力量較為強(qiáng)大之時(shí),持股人應(yīng)當(dāng)持有股票;在2、4趨勢(shì)時(shí),為下跌的走勢(shì),此時(shí)空方力量較為強(qiáng)大,持股人應(yīng)當(dāng)選擇是否應(yīng)該賣票。
一般的理論是這樣認(rèn)為的,形態(tài)的均線角度在45°左右時(shí)應(yīng)當(dāng)是最強(qiáng)的,20°~30°度也有,這是屬于戰(zhàn)略性建倉(cāng)的。25度以下的屬于不強(qiáng)的資金介入的,一般不會(huì)形成大的行情。斜度在20度以內(nèi)的可以不做,因?yàn)榭梢杂懈玫倪x擇。筆者認(rèn)為,上述理論有一定的道理。但是,在喇叭形態(tài)中我們卻不知道上升的趨勢(shì)會(huì)持續(xù)多久。所以,筆者認(rèn)為單從角度大小去看處于喇叭形均線態(tài)勢(shì)的情況下分析是否買賣股票時(shí),存在一些理論上的缺陷。進(jìn)而,根據(jù)角度判別法的特性,來(lái)判別分析股票的買賣,以供散戶在投資股票時(shí)進(jìn)行參考。
當(dāng)∠a>∠b時(shí),表明多方力量壓倒空方力量,股票持有人應(yīng)當(dāng)持有股票,股價(jià)將會(huì)繼續(xù)走高;當(dāng)∠a俯角時(shí),我們選擇買進(jìn)股票或者持有股票,反之亦然。
如此循環(huán)往復(fù),再過(guò)3、4兩點(diǎn)做平行線,得出例外的一對(duì)仰角∠a1和俯角∠b1,再進(jìn)行同樣的判別即可得知是否買進(jìn)賣出。我們將圖中的仰角∠a與∠a1統(tǒng)稱為仰角∠α系列,∠b與∠b1統(tǒng)稱為∠β系列。這樣,我們就得到一組結(jié)論,是否持有手中的股票,或者是否買進(jìn)一直股票的角度判別原理如下:
當(dāng)仰角∠α>俯角∠β時(shí),股票投資者可以選擇買進(jìn)股票或者持有手中的股票;當(dāng)仰角∠α
五、結(jié)論及建議
股市中的風(fēng)險(xiǎn)是在競(jìng)爭(zhēng)中,由于未來(lái)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不確定性,持股人如何選擇進(jìn)行股票交易,本文從喇叭形態(tài)股票均線走勢(shì)的內(nèi)涵以及其自身特點(diǎn)出發(fā),運(yùn)用簡(jiǎn)單的角度判別法原理分析了如何使股民進(jìn)行買賣股票,與傳統(tǒng)的投資操作技術(shù)分析方法相比,這種投資操作的角度判別法更加簡(jiǎn)潔易懂。本文除了提出新的理論之外,也存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步解決,如當(dāng)仰角=俯角時(shí),怎樣確定是否持有或買賣股票,則需要關(guān)注其他的一些與股市相關(guān)的因素(如政治因素、經(jīng)濟(jì)因素、法律因素、心理因素……等)具體分析,由于筆者自身能力有限所以不再這里進(jìn)行贅述,希望今后能夠在此方面進(jìn)行深入的研究。最后希望本文可以為廣大股民以及未來(lái)想要進(jìn)入股票市場(chǎng)的朋友們提供一些綿薄之力。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制原理;MATLAB語(yǔ)言
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)21-0266-02
一、引言
《自動(dòng)控制理論》課程是支撐我校導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科的主干課程,自1959年起為測(cè)控工程專業(yè)學(xué)員開(kāi)設(shè),目前已面向全院本科學(xué)員,是全院性的專業(yè)基礎(chǔ)課,在整個(gè)專業(yè)知識(shí)體系中占據(jù)非常重要的地位,具有承上啟下的作用。該課程涉及數(shù)學(xué)、物理、電子、機(jī)械等多學(xué)科領(lǐng)域,同時(shí)還與實(shí)際工程系統(tǒng)的控制密切相關(guān),具有內(nèi)容豐富、理論性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣、更新發(fā)展快等特點(diǎn),有一定的深度和學(xué)習(xí)難度。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易感到枯燥乏味,產(chǎn)生厭學(xué)情緒。在歷年的學(xué)習(xí)過(guò)程中,都需要進(jìn)行大量、復(fù)雜的計(jì)算以及繪制復(fù)雜的圖形,如果運(yùn)用MATLAB在仿真環(huán)境下可極其方便地對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析,觀察系統(tǒng)的各種曲線和性能指標(biāo)非常直觀,可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)有更深刻的理解和把握,有效地提高教學(xué)質(zhì)量。時(shí)域分析、頻域分析和根軌跡分析是經(jīng)典控制理論的三個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,下面將通過(guò)三個(gè)實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明MATLAB在教學(xué)中的應(yīng)用。
二、二階系統(tǒng)的時(shí)域分析
運(yùn)行結(jié)果如圖1所示。
下面根據(jù)單位階躍響應(yīng)曲線確定動(dòng)態(tài)性能指標(biāo):用鼠標(biāo)右鍵單擊圖形窗口中任一處,在彈出的菜單中選擇“characteristic”選擇“Peak Response”,“Settling Time”,“Rise Time”,此時(shí)MATLAB自動(dòng)在曲線上用“”標(biāo)注相應(yīng)的點(diǎn),用鼠標(biāo)左鍵單擊該點(diǎn),可以得到該點(diǎn)的指標(biāo)值,如圖2所示。
三、控制系統(tǒng)的頻域分析
頻域分析法是指應(yīng)用頻率特性研究線性系統(tǒng)的方法,它是經(jīng)典控制理論中經(jīng)常使用的分析方法之一,最常用的頻率特性曲線有Nyquist曲線和Bode曲線。繪制這兩種曲線以及計(jì)算穩(wěn)定裕度是頻域分析法的基本內(nèi)容。穩(wěn)定裕度包括相角裕度和幅值裕度。
所用程序:
wn=1;kosi=0.1,0.3,0.5,0.7,1.0,2.0]; hold on; for kos=kosi num=wn.^2;
den=[1,2*kos*wn,wn.^2]; bode(tf(num,den)); nyquist(tf(num,den)); end
wn=1;kosi=[0.4,0.6,0.8]; hold on; for kos=kosi num=wn.^2;
den=[1,2*kos*wn,wn.^2]; nyquist(tf(num,den)); end
函數(shù)S=allmargin(sys),返量S包括穿越頻率GMFFrequency,幅值裕度GainMargin,截至頻率PMFFrequency,相角裕度PhaseMargin。
四、控制系統(tǒng)的根軌跡分析
根軌跡法是分析和設(shè)計(jì)線性定??刂葡到y(tǒng)的圖解方法,使用十分方便,但是繪制步驟繁多,尤其是起始角和終止角以及根軌跡與虛軸的交點(diǎn)計(jì)算起來(lái)復(fù)雜,這給根軌跡的繪制帶來(lái)了一定的困難。在課堂教學(xué)中,可采取讓學(xué)生先根據(jù)規(guī)則先畫(huà),再用MATLAB校驗(yàn)的方式。在MATLAB仿真環(huán)境下,可以使用rlocus命令直接方便地繪制根軌跡。
運(yùn)行結(jié)果如圖3所示:
五、傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)
對(duì)一個(gè)周期為T的函數(shù)f(t),只要該函數(shù)滿足狄利克雷條件,便可以展開(kāi)成一個(gè)收斂的傅立葉級(jí)數(shù),即
在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn),盡管傅立葉級(jí)數(shù)分析的公式形式簡(jiǎn)單、含義明確,但對(duì)于一些常見(jiàn)周期波形,應(yīng)用上述公式求傅立葉級(jí)數(shù)時(shí),常常面臨較大的計(jì)算量。在教學(xué)備課中為了驗(yàn)證一些周期函數(shù)的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式,也感覺(jué)耗時(shí)太多。傅立葉級(jí)數(shù)分析中主要的運(yùn)算是積分運(yùn)算,MATLAB提供了專門的符號(hào)積分函數(shù)int(),借助函數(shù)int()利用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)公式編寫傅立葉級(jí)數(shù)的函數(shù)fouriers()如下:
function[A,B,F(xiàn)]=fouriers(f,t,T,a,b,k)
w=2*pi/T; A=1/T*int(f,t,a,b); B=[ ]; F=A;
if k==0
syms k integer;
ak=2/T*int(f*cos(k*w*t),t,a,b); bk=2/T*int(f*sin(k*w*t),t,a,b); A=[A,ak];B=[B,bk];F=[ ];
else
for i=1:k
ak=2/T*int(f*cos(i*w*t),t,a,b); bk=2/T*int(f*sin(i*w*t),t,a,b);A=[A,ak];B=[B,bk];
F=F+ak* cos(i*w*t)+bk* sin(i*w*t);
end
end
運(yùn)用所編函數(shù)可以非常方便地對(duì)矩形波周期函數(shù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)的展開(kāi),直流分量和偶次諧波分量為零,基波、三次諧波和五次諧波如圖4所示:
關(guān)鍵詞:起重機(jī);吊重二自由度擺角;MATLAB仿真
1 概 述
隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,自動(dòng)化程度不斷提高,作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣,起重機(jī)械往大型化、高速化方向發(fā)展的趨勢(shì)顯著增加。
起重機(jī)作業(yè)過(guò)程中,由于存在不同的工作速度,并且吊索長(zhǎng)度也隨著工作需要不斷變化,導(dǎo)致吊重相對(duì)于指定的放落位置有很大的擺動(dòng),不利于安全和高效作業(yè)。針對(duì)起重機(jī)吊重?cái)[角,國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了一系列的研究,如模糊控制、滑膜變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等非線性控制理論方法,這些控制系統(tǒng)多是針對(duì)某一特定結(jié)構(gòu)從理論控制方面展開(kāi)的分析,具有很好的參考價(jià)值。針對(duì)起重機(jī)吊重建立普遍適用的非線性動(dòng)力學(xué)二自由度擺角模型,并應(yīng)用拉格朗日方程進(jìn)行分析,得出擺角隨吊索長(zhǎng)度及起吊速度的非線性關(guān)系,對(duì)起重機(jī)安全高效作業(yè)有一定的借鑒作用。
2 二自由度擺角模型與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
吊重隨起重機(jī)頂部滑輪的運(yùn)動(dòng),可以忽略滑輪半徑,將滑輪簡(jiǎn)化為一個(gè)點(diǎn)O1,在進(jìn)行模型簡(jiǎn)化時(shí)忽略摩擦阻力及空氣阻尼的影響,得到如下模型(圖1):
3 模型簡(jiǎn)化
4 基于MATLAB仿真分析
從(2-6)、(2-7)中可以看出,無(wú)論是載重滑輪沿x方向抑或是y方向的擺動(dòng),對(duì) a、β 的作用是相同的,因此可以先研究吊重滑輪沿x方向的運(yùn)動(dòng),則有θ ≈ a?,F(xiàn)在假設(shè)起重機(jī)以梯形速度模型做遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,仿真參數(shù):t加=t減=2 s,最大速度為0.8 m/s,運(yùn)行時(shí)間10s,起吊運(yùn)送距離6.4 m。取吊索長(zhǎng)度分別為1m、3m、5 m,采用MATLAB 7.11仿真,可得到吊重?cái)[角的仿真結(jié)果如圖2、圖3所示。
從圖2、圖3中可以看出:當(dāng)起吊點(diǎn)O1加速或減速運(yùn)動(dòng)(即運(yùn)動(dòng)起始階段),吊重做受迫擺動(dòng),當(dāng)其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),吊重的擺動(dòng)變?yōu)楹?jiǎn)單的單擺運(yùn)動(dòng),且吊重?cái)[動(dòng)的頻率隨著吊索長(zhǎng)度的增加而減少。啟動(dòng)階段,擺角 θ 的方向不發(fā)生改變,受吊索 l 影響小,但擺角 θ 隨著 l 增加而減少;制動(dòng)階段,吊索 l 對(duì)吊重?cái)[角θ的影響相對(duì)于啟動(dòng)階段大。
再通過(guò)改變加速度來(lái)進(jìn)行仿真,仿真參數(shù):t加=t減=2 s,最大速度分別為0.4 m/s 、0.6 m/s 、0.8 m/s,各運(yùn)行時(shí)間為10 s,吊索長(zhǎng)度取4 m,仿真結(jié)果如圖4、圖5所示。
從圖4、圖5中可以看出,擺角幅度受起重機(jī)運(yùn)輸加速度影響較大,且隨著加速度的增大,擺角幅度增加較明顯,而擺動(dòng)的頻率受加速度的影響較小。
5 結(jié) 論
工程中的起重機(jī)種類多樣,工作過(guò)程也有所不同,但吊重?cái)[角偏擺的原理相似,因此本文通過(guò)對(duì)起重機(jī)建立的吊重二自由度擺角模型,具有普遍的通用性。通過(guò)廣義坐標(biāo)下的拉格朗日方程進(jìn)行簡(jiǎn)化分析,得到關(guān)于擺角 的二階常系數(shù)微分方程,再通過(guò)MATLAB的仿真,通過(guò)改變單一變量,得到定加速度時(shí)不同吊索長(zhǎng)度、定吊索長(zhǎng)度不同加速度下吊重?cái)[角及角速度的變化規(guī)律。
通過(guò)仿真分析,可以看出在工程操作當(dāng)中,吊重?cái)[角的控制重點(diǎn)在運(yùn)輸?shù)膯?dòng)階段,可以通過(guò)增大吊索長(zhǎng)度、減小起升高度來(lái)減小擺動(dòng)趨勢(shì);在起重機(jī)制動(dòng)階段,則可以通過(guò)減小吊索長(zhǎng)度,增加吊重的起升高度來(lái)減小擺動(dòng)幅度,增加起重機(jī)工作中的效率與安全性,對(duì)起重機(jī)工程實(shí)踐操作具有一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:MATLAB Proteus 自動(dòng)控制原理教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.037
《自動(dòng)控制原理》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。[1][2]該課程理論性強(qiáng)、控制模型抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)理解難度較大,其中,“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”這部分內(nèi)容表現(xiàn)尤為突出。為了激發(fā)學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣,采用MATLAB和Proteus軟件進(jìn)行實(shí)際電路建模和輸出結(jié)果仿真,可以極大地幫助學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。本文將針對(duì)MATLAB和Proteus軟件在《自動(dòng)控制原理》教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行一些探索,并給出實(shí)際的應(yīng)用例子。
1 MATLAB和Proteus軟件簡(jiǎn)介
MATLAB軟件是目前使用最為廣泛且功能最為強(qiáng)大的仿真軟件之一,其內(nèi)部的工具箱Simulink和SimPowerSystems可以方便地實(shí)現(xiàn)一般電子電路的設(shè)計(jì)與仿真。[3]然而,在教學(xué)中,由于MATLAB軟件中沒(méi)有集成運(yùn)算放大器、單片機(jī)等模塊,就給建立相關(guān)電路模型帶來(lái)極大的不便。為了彌補(bǔ)這一缺陷,可以采用Labcenter公司開(kāi)發(fā)的Proteus軟件實(shí)現(xiàn)這一功能,以實(shí)現(xiàn)兩種軟件之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),從而使教學(xué)效果達(dá)到最好。Proteus可以實(shí)現(xiàn)模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)電路及電力電子電路的設(shè)計(jì)與仿真,功能非常強(qiáng)大。[4][5]采用Proteus軟件對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真時(shí),只需按照實(shí)際電路連接相應(yīng)的元器件即可,而且可以通過(guò)示波器直接觀察輸出響應(yīng)波形,操作非常方便。 另一方面,由于MATLAB軟件兼容Proteus軟件的輸出仿真數(shù)據(jù),這樣就有利于兩種軟件的數(shù)據(jù)交換,以達(dá)到互補(bǔ)使用的功效。
2 MATLAB和Proteus用于“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”教學(xué)實(shí)例
“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”章節(jié)是《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)中的一個(gè)重要內(nèi)容,也是一個(gè)學(xué)生難以理解和掌握的知識(shí)點(diǎn)。采用MATLAB和Proteus軟件可以使這部分教學(xué)內(nèi)容更具體、更形象,從而幫助學(xué)生對(duì)這一教學(xué)難點(diǎn)的理解。下面就以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,具體分析MATLAB和Proteus軟件分別在該章節(jié)教學(xué)中的應(yīng)用情況。
首先設(shè)校正前和校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2所示,其中傳遞函數(shù)為串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)。
圖1校正前控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖2校正后控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
為了研究串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的改善情況,同時(shí)分析MATLAB軟件和Proteus軟件在仿真研究中各自的優(yōu)缺點(diǎn),下面將分別采用兩種軟件對(duì)圖1和圖2所示系統(tǒng)進(jìn)行研究。
2.1 采用MATLAB軟件進(jìn)行建模和仿真分析
在MATLAB的Simulink環(huán)境下建立系統(tǒng)的仿真模型,如圖3所示。為了便于觀察校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的改善情況,分別將校正前系統(tǒng)(圖3上半部分)和校正后系統(tǒng)(圖3下半部分)的階躍響應(yīng)送入同一個(gè)示波器中進(jìn)行觀察。
圖3 MATLAB環(huán)境下系統(tǒng)的仿真模型
仿真模型建立后,就可以進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以清楚的看出:采用串聯(lián)超前校正后的系統(tǒng),其參數(shù)上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量均比校正前系統(tǒng)大為減小,即串聯(lián)超前校正很大程度上改善了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。
圖4 MATLAB環(huán)境下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)對(duì)比圖
從上述的建模過(guò)程可以看出,通過(guò)MATALB的Simulink環(huán)境,可以讓學(xué)生清楚觀察到控制系統(tǒng)校正前和校正后模型上的差別,從而加深對(duì)串聯(lián)超前校正結(jié)構(gòu)和傳遞函數(shù)的理解。同時(shí),仿真結(jié)果也可以讓學(xué)生直觀地觀察并得出結(jié)論:串聯(lián)超前校正的作用是改善控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,即對(duì)控制系統(tǒng)上升時(shí)間、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間等性能指標(biāo)的改善。
另一方面,從圖3中系統(tǒng)的MATLAB模型可以看出,MATLAB軟件雖然能夠方便地建立整個(gè)系統(tǒng)的控制模型,然而并不能讓學(xué)生形象地了解這些模型所對(duì)應(yīng)的具體電路,造成學(xué)生對(duì)內(nèi)容似懂非懂的情況,這是造成學(xué)生學(xué)習(xí)該節(jié)時(shí)理解困難的重要原因。下面將采用Proteus軟件對(duì)同樣內(nèi)容進(jìn)行仿真分析。
2.2 采用Proteus軟件進(jìn)行建模和仿真分析
基于MATLAB軟件的建模和仿真分析可以較好地幫助學(xué)生理解具有校正環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。然而,學(xué)生仍然對(duì)校正網(wǎng)絡(luò)的具體電路知之甚少,為了使校正網(wǎng)絡(luò)具體化,激發(fā)學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣,可以采用Proteus軟件建立實(shí)際電路模型,使學(xué)生從抽象的校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)中解脫出來(lái)。在Proteus環(huán)境下建立圖3所示模型的具體電路如圖5所示。
圖5 Proteus環(huán)境下與圖3對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的仿真模型
從圖5中可以清楚地觀察由R18、R19、R20和C5構(gòu)成的超前校正網(wǎng)絡(luò)電路結(jié)構(gòu),從而揭開(kāi)學(xué)生對(duì)串聯(lián)超前網(wǎng)絡(luò)的神秘面紗。同時(shí),通過(guò)圖5的電路模型,也可以讓學(xué)生了解到比較器、積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)的具體電路構(gòu)成,降低學(xué)生的理解難度。
同理,在Proteus環(huán)境下建立控制系統(tǒng)模型后,就可以通過(guò)階躍響應(yīng)來(lái)觀察校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能改善情況。為了與MATLAB環(huán)境下的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,把輸入電壓設(shè)置為1伏,輸入電壓的時(shí)間設(shè)置為在0.1秒時(shí)。仿真后的階躍響應(yīng)曲線對(duì)比圖如圖6所示。從圖6中可以清楚地看出,校正后控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能比校正前大為改善,而且與圖4的輸出仿真結(jié)果相差不大。在考慮實(shí)際系統(tǒng)的慣性、時(shí)滯后和非線性的情況下,可以認(rèn)為圖4和圖6的仿真結(jié)果基本相同。
較正前后所缺響應(yīng)曲線對(duì)比圖
圖6 Proteus環(huán)境下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)對(duì)比圖
從MATLAB和Proteus兩種軟件對(duì)同一個(gè)控制系統(tǒng)的建模仿真過(guò)程,可以看出這兩個(gè)軟件各自的使用特點(diǎn),為我們今后對(duì)它們的合理應(yīng)用提供了指導(dǎo)思想。另外,從圖4和圖6的仿真結(jié)果可以看出,采用MATLAB軟件的理想模型和采用Proteus軟件的實(shí)際模型所得出的仿真結(jié)果有一定的出入,但是考慮實(shí)際電路的非線性、慣性和時(shí)滯等因素后,可以認(rèn)為它們所得出的結(jié)論相同。這種結(jié)果既反映了理論模型與實(shí)際電路的區(qū)別,又為學(xué)生理解理論模型與實(shí)際應(yīng)用模型之間的關(guān)系提供了較好的案例。
3 結(jié)論
本文以《自動(dòng)控制原理》課程中“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”章節(jié)的教學(xué)為研究對(duì)象,將MATALB和Proteus軟件應(yīng)用于輔助教學(xué),不僅可以將抽象的傳遞函數(shù)模型和串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)具體化,從而加深學(xué)生對(duì)該章節(jié)理論知識(shí)的理解,而且通過(guò)軟件的仿真結(jié)果可以使學(xué)生充分理解串聯(lián)超前校正對(duì)改善控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的作用,從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:探究性教學(xué);Matlab;自動(dòng)控制;課程整合;創(chuàng)新教育
中圖分類號(hào):TP313文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2010)01-0184-02
近年來(lái),為了全面提高教學(xué)質(zhì)量、更新觀念、深化教學(xué)改革,我院對(duì)“自動(dòng)控制原理”課程進(jìn)行了一系列改革與創(chuàng)新,提出了基于Matlab仿真技術(shù)的探究式教學(xué)法改革方案,培養(yǎng)學(xué)生的“探究知疑,合作創(chuàng)新”能力,體現(xiàn)了高職高專院校應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo),適應(yīng)了新形勢(shì)下的課程改革需要。
一、“自動(dòng)控制原理”課程實(shí)際教學(xué)問(wèn)題分析
(一)課程理論性強(qiáng),教學(xué)組織不當(dāng)
本課程概念抽象,內(nèi)容豐富,分析方法繁多,理論性很強(qiáng),知識(shí)更新很快。它要求學(xué)生具有復(fù)變函數(shù)、微積分、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ),囊括電路理論、模擬電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、電機(jī)與拖動(dòng)等專業(yè)課程基礎(chǔ),其教學(xué)質(zhì)量的好壞,直接影響到自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。但是,相對(duì)于普通高校的學(xué)生,諸如我院的高職高專院校學(xué)生層次較低,基礎(chǔ)較差。同時(shí),各個(gè)院校精簡(jiǎn)課時(shí)導(dǎo)致教學(xué)難度大,教學(xué)過(guò)程中采用傳統(tǒng)的“教師-講授-學(xué)生”等教學(xué)形式,教學(xué)內(nèi)容的組織不當(dāng)或教學(xué)方法單一,影響該課程的教學(xué)質(zhì)量。因此,不少教師感到“難教”,學(xué)生感到“難學(xué)”,達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
(二)實(shí)踐性強(qiáng),理論與實(shí)踐結(jié)合難
本課程與工程實(shí)際聯(lián)系較為緊密,很多院校由于教材、師資、實(shí)訓(xùn)實(shí)踐場(chǎng)地、課時(shí)等方面的限制,重視理論教學(xué)而忽視了實(shí)踐環(huán)節(jié),這有悖于高職高專教育的創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)初衷。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)大部分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),理論與實(shí)踐常常不符,缺乏實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值,學(xué)生不了解課程的工程應(yīng)用意義。例如,在建立數(shù)學(xué)模型上應(yīng)用到一部分簡(jiǎn)單的系統(tǒng)或電路,從系統(tǒng)分析到綜合到校正,傳統(tǒng)教學(xué)都是從已知系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)開(kāi)始,見(jiàn)不到原系統(tǒng)的影子,學(xué)生看到的是抽象的理論,而沒(méi)有實(shí)際操作。本課程分析方法多采用圖解法,如系統(tǒng)響應(yīng)、根軌跡、頻率特性等,需要在黑板上畫(huà)大量的曲線,有時(shí)很難用有限的顏色區(qū)分開(kāi),難以確保曲線的準(zhǔn)確性,工作量大,繪圖精度低,影響教學(xué)效果與效率。
二、基于Matlab的探究式教學(xué)法在教學(xué)中的應(yīng)用
(一)基于Matlab的探究式教學(xué)法的理論教學(xué)中的應(yīng)用
在理論教學(xué)中,可以充分利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的手段,通過(guò)Matlab Notebook工具箱將Word文檔中創(chuàng)建的Matlab語(yǔ)言編制的m文件傳送到Matlab中運(yùn)行,再將運(yùn)算結(jié)果和圖形數(shù)據(jù)插入到Word文檔中,接著在PowerPoint中建立超級(jí)鏈接,形成了集自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)于一體的多媒體教學(xué)環(huán)境,教學(xué)效果非常好。
采用基于Matlab的探究式教學(xué)法,在仿真環(huán)境下可極其方便地對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析,比如對(duì)二階系統(tǒng)的時(shí)域分析,Matlab可方便的仿真出各種阻尼系數(shù)情況下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)隨參數(shù)的變化情況。利用SIMULINK功能模塊或調(diào)用Matlab函數(shù)及編寫S函數(shù)等建立控制系統(tǒng)仿真模型并確定仿真輸入和輸出,設(shè)置仿真參數(shù),如數(shù)值算法、仿真時(shí)間、步長(zhǎng)、相對(duì)誤差、絕對(duì)誤差等,進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真并輸出結(jié)果,分析仿真結(jié)果并修改模型再進(jìn)行仿真。
(二)基于Matlab的探究式教學(xué)法的實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
在實(shí)訓(xùn)實(shí)踐方面,應(yīng)用Matlab軟件可起到代替部分實(shí)驗(yàn)的作用,一些設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比如系統(tǒng)校正極點(diǎn)配置等可通過(guò)仿真觀察設(shè)計(jì)效果,利用多媒體可以將一些枯燥的講解變得輕松有趣,這樣來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及提高教學(xué)效果。
此方法還可用于自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中。用Matlab可簡(jiǎn)潔方便建立系統(tǒng)仿真模型和進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能直觀得到各種要求的測(cè)量值和波形圖反映各量的動(dòng)態(tài)過(guò)程;利用Matlab各工具箱及圖形用戶接口GUI能構(gòu)建所需系統(tǒng)仿真模型和開(kāi)發(fā)各種控制界面,激發(fā)學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的興趣,有利學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
三、基于Matlab的探究式教學(xué)法實(shí)施建議
(一)精選教學(xué)內(nèi)容,合理組織教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)中,對(duì)于本課程的基本概念、基本分析方法,力求講深講透,省去先修課程內(nèi)容,快速帶過(guò)一般了解性的知識(shí),把握以控制系統(tǒng)建模為前提、控制系統(tǒng)分析為基礎(chǔ)、系統(tǒng)綜合與設(shè)計(jì)為目的的主線,明確教學(xué)目的,精選教學(xué)內(nèi)容,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容、設(shè)置合理教學(xué)環(huán)節(jié)、解決相關(guān)課程之間存在的銜接不清、缺乏協(xié)調(diào)及內(nèi)容重復(fù)等問(wèn)題。
(二)理論聯(lián)系實(shí)際,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景
在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)工程背景、物理意義和實(shí)際應(yīng)用,引入諸如控制系統(tǒng)PID參數(shù)工程整定、系統(tǒng)建模的負(fù)載效應(yīng)等具有工程實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)價(jià)值的知識(shí)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng),采用項(xiàng)目教學(xué),以工作任務(wù)為驅(qū)動(dòng),創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,引導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)。
(三)創(chuàng)新教育,突出職業(yè)特色
在教學(xué)過(guò)程中,要重視本專業(yè)領(lǐng)域新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì),貼近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。為學(xué)生提供職業(yè)生涯發(fā)展的空間,努力培養(yǎng)學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐的創(chuàng)新精神和職業(yè)能力。要緊密結(jié)合職業(yè)技能證書(shū)的考證,加強(qiáng)考證的實(shí)操項(xiàng)目的訓(xùn)練,在實(shí)踐實(shí)操過(guò)程中,使學(xué)生掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)建模、分析、設(shè)計(jì)、校正等知識(shí),鍛煉控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試、仿真技能,提高學(xué)生的崗位適應(yīng)能力。同時(shí),應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生提升職業(yè)素養(yǎng),提高職業(yè)道德。
四、結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐證明,基于Matlab的探究式教學(xué)法在自動(dòng)控制原理課程教學(xué)中取得了顯著成效。通過(guò)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,應(yīng)用Matlab進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué),教師堅(jiān)持探究式教學(xué)理念,提高了教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性加強(qiáng),綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力得到了培養(yǎng),綜合素質(zhì)得到提高,達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:中學(xué)生物;教學(xué);自主學(xué)習(xí)
自主學(xué)習(xí)能力對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)說(shuō)是十分重要的,但是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的形成和發(fā)展卻有賴于教師能否為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),能夠?qū)W(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中表現(xiàn)出的主動(dòng)性和獨(dú)立性給予認(rèn)可和肯定,也就是任課教師能否對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的培養(yǎng)的問(wèn)題。
一、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的意義
自主學(xué)習(xí)與被動(dòng)學(xué)習(xí)是一種相對(duì)的狀態(tài),是一種高品質(zhì)的學(xué)習(xí)狀態(tài),學(xué)生能主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中,獨(dú)立地獲取知識(shí),自主調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃,完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
1.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,有利于提高課堂教學(xué)效率生物課程的內(nèi)容大多比較枯燥和無(wú)聊,學(xué)生很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。布魯納說(shuō):“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)莫過(guò)于學(xué)生對(duì)所學(xué)材料本身具有內(nèi)在的興趣?!边@就需要教師能夠營(yíng)造一種課堂氛圍,引發(fā)學(xué)生的好奇和興趣,使學(xué)生有意愿去探索和學(xué)習(xí),主動(dòng)地去學(xué)習(xí)知識(shí)。
2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,有利于促進(jìn)全體學(xué)生發(fā)展隨著教育改革的不斷推進(jìn),面向全體學(xué)生以及發(fā)展全體學(xué)生成為一個(gè)重要課題。學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),有助于學(xué)習(xí)者在主動(dòng)學(xué)習(xí)中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,從而讓他們?cè)敢庵鲃?dòng)去學(xué)習(xí)。
3.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,有利于發(fā)掘?qū)W生的自身潛能自主學(xué)習(xí)需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,在學(xué)習(xí)的過(guò)程中尊重個(gè)體特性,這樣學(xué)生的自身潛力才能得以發(fā)揮。
二、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的建議
1讓學(xué)生利用課本,自己制訂學(xué)習(xí)目標(biāo),成為生物課堂主人
在平日的教學(xué)中,教者除了教育學(xué)生們熱愛(ài)這些傳授間接經(jīng)驗(yàn)的課本外,更應(yīng)該教會(huì)學(xué)生們?nèi)绾问褂谜n本,從而成為學(xué)習(xí)的主人。課本每節(jié)內(nèi)容都安排了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”,每節(jié)內(nèi)容后面都設(shè)計(jì)“評(píng)價(jià)指南”,“學(xué)習(xí)目標(biāo)”可以使學(xué)生從整體上把握每節(jié)內(nèi)容以及知識(shí)重點(diǎn);每天老師批改預(yù)習(xí)本,一方面檢查學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的制訂以及完成情況,一方面整理學(xué)生的疑難問(wèn)題,并把疑難問(wèn)題作為本課的教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行講授,這樣就可以做到了“以學(xué)定教,有的放矢”。學(xué)生們?cè)谏镎n堂上成為了主動(dòng)者,而不是被動(dòng)接受者。
2轉(zhuǎn)變觀念,變教學(xué)為導(dǎo)學(xué)
要突出“學(xué)生是學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體?!本捅仨毚_定“學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人”的觀念。在教學(xué)過(guò)程中,教師首先要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,要把培養(yǎng)學(xué)生的生物自學(xué)能力當(dāng)作教學(xué)的一個(gè)專門的獨(dú)立的任務(wù)來(lái)完成,當(dāng)作教學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)來(lái)對(duì)待。因此,要破除急于求成,包辦代替的做法,充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生的差異性,樹(shù)立相信學(xué)生的意識(shí),要以發(fā)展的眼光看學(xué)生,讓學(xué)生自主決定學(xué)習(xí)的進(jìn)程軌跡。
3解放學(xué)生,還學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)
課堂教學(xué)中我們教師要深入到學(xué)生中間了解他們心理、生理、學(xué)習(xí)發(fā)展的需要,以取得教育的主動(dòng)權(quán)。還要解放學(xué)生,把學(xué)生的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生,使其從中解放出來(lái)。
4激發(fā)興趣,促學(xué)生主動(dòng)學(xué)
學(xué)習(xí)有了積極性,才能事倍功半。在日常教學(xué)中,筆者通過(guò)各種手段,激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣,采用語(yǔ)言激趣,設(shè)置懸念,創(chuàng)設(shè)情景等教學(xué)方法,做好導(dǎo)向作用,讓學(xué)生探究潛能與欲望有所指向。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣油然而生,就可以順即引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
5指導(dǎo)學(xué)法,讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)
在教學(xué)中要加強(qiáng)學(xué)法引導(dǎo),把打開(kāi)知識(shí)寶庫(kù)的“金鑰匙”交給學(xué)生,讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己學(xué),并養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣,在單位時(shí)間里學(xué)到更多的知識(shí)。教學(xué)中,要改變學(xué)習(xí)的被動(dòng)狀態(tài),有意識(shí)地使學(xué)生能掌握一定的學(xué)習(xí)方法。
6搭建自主學(xué)習(xí)的平臺(tái),創(chuàng)設(shè)施展才能的空間
生物教學(xué)中,教師除了讓學(xué)生根據(jù)明確的目標(biāo)導(dǎo)向,更要善于創(chuàng)設(shè)條件,為學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)的平臺(tái),應(yīng)該給學(xué)生提供更多互相交流、共同切磋的機(jī)會(huì),讓學(xué)生相互協(xié)作,共同參與學(xué)習(xí)活動(dòng),使學(xué)生更多體驗(yàn)互相幫助、共同分享的快樂(lè),讓學(xué)生在充滿合作機(jī)會(huì)的個(gè)體與群體中,自主地探索,獲得知識(shí)。在教學(xué)中,我采用小組合作式教學(xué)。在開(kāi)展小組合作時(shí),筆者認(rèn)真編設(shè)學(xué)習(xí)小組,將班級(jí)學(xué)生分成六大組,每組六個(gè)到八個(gè)人,按學(xué)習(xí)能力有機(jī)組合,指定組長(zhǎng)負(fù)責(zé)本組學(xué)習(xí)討論活動(dòng)的開(kāi)展,發(fā)揮“小能手”作用。
7感受成功喜悅,讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)習(xí)
心理學(xué)家蓋茲說(shuō)過(guò):“沒(méi)有什么東西比成功更能增強(qiáng)滿足的感覺(jué):也沒(méi)有什么東西讓每個(gè)學(xué)生都能體驗(yàn)到成功的喜悅,更能引發(fā)學(xué)生的求知欲望?!苯處煈?yīng)當(dāng)在教學(xué)中為每個(gè)學(xué)生都提供成功的機(jī)會(huì),力求使學(xué)生有所獲。
8培養(yǎng)生物自學(xué)能力需要注意的方面
學(xué)生自學(xué)能力貴在堅(jiān)持,要做到持之以恒,循序漸進(jìn)。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),決不能一步登天,切忌一暴十寒。要做到逐步引導(dǎo),長(zhǎng)期堅(jiān)持,根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況分層次進(jìn)行,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。