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——改進(jìn)教研方式,促進(jìn)教師發(fā)展的思考與實(shí)踐
一、問(wèn)題的提出
隨著教育現(xiàn)代化工程的有力推進(jìn),尤其是基本均衡、優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展示范區(qū)等的建設(shè),學(xué)校硬件設(shè)施逐步改善,基本達(dá)到現(xiàn)代化水平。學(xué)校的競(jìng)爭(zhēng)力更多的應(yīng)該體現(xiàn)在教師的競(jìng)爭(zhēng),體現(xiàn)在教師的教育觀念、知識(shí)素養(yǎng)、教育教學(xué)能力等有關(guān)教師專業(yè)能力的競(jìng)爭(zhēng)。長(zhǎng)期以來(lái),各校都比較重視校本研修、校本教研,但方式還不夠靈活,尤其是大多采用自上而下的方式,缺乏創(chuàng)新的舉措,效果并不理想。
作為地處武進(jìn)西部的農(nóng)村小學(xué),我校教師的專業(yè)發(fā)展則更受到了地域、經(jīng)濟(jì)的制約,外出學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)較少,引進(jìn)優(yōu)秀人才也不大現(xiàn)實(shí),教師的專業(yè)發(fā)展與城區(qū)優(yōu)質(zhì)學(xué)校具有一定的差距,必須充分利用機(jī)遇,探索行之有效的方式,在新一輪的發(fā)展中迎頭趕上。
前幾輪三年主動(dòng)發(fā)展規(guī)劃中,學(xué)校充分利用自身優(yōu)質(zhì)資源,通過(guò)成立教師專業(yè)發(fā)展協(xié)進(jìn)會(huì),教師專業(yè)行動(dòng)計(jì)劃,青藍(lán)工程,校級(jí)名師工作室等,營(yíng)造了積極的校園氛圍,促進(jìn)了教師隊(duì)伍的整體提高。然而,我們也發(fā)現(xiàn),因?yàn)閰^(qū)域規(guī)劃調(diào)整等歷史問(wèn)題造成了師資超編的現(xiàn)象,使得學(xué)校近十年來(lái),直到去年才有新教師的引入,學(xué)科教師年齡大多集中在四十歲左右,利用自身優(yōu)勢(shì),閉門造車使得教師發(fā)展呈現(xiàn)原地踏步的現(xiàn)狀,如何改變與跟進(jìn)?如何面向全體教師的專業(yè)發(fā)展?如何用杠桿撬動(dòng)教師專業(yè)成長(zhǎng)?新一輪規(guī)劃中提出“要建設(shè)一支愛(ài)崗敬業(yè),業(yè)務(wù)精良的優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)?!寮?jí)梯隊(duì)’人數(shù)達(dá)30人,實(shí)施名師領(lǐng)雁共同發(fā)展工程,創(chuàng)新校本研修模式,引領(lǐng)全校教師專業(yè)發(fā)展。”這一目標(biāo)如何實(shí)現(xiàn)?
如何克服教師培訓(xùn)從上至下,如何調(diào)動(dòng)全體教師參與教研的積極性,如何調(diào)動(dòng)教師主動(dòng)發(fā)展的追求?3月,華師大教授、中學(xué)校長(zhǎng)培訓(xùn)中心主任吳志宏教授應(yīng)邀來(lái)校進(jìn)行了兩天的教育教學(xué)調(diào)研指導(dǎo),30日下午與全體數(shù)學(xué)老師進(jìn)行了一次教研工作坊培訓(xùn),整整一個(gè)下午,老師們從分組教案設(shè)計(jì),推薦代表交流,觀摩名師錄像,比較不同研討,專家點(diǎn)評(píng)講座,在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下,大家積極探討、互相啟發(fā)、大膽表達(dá),研討氛圍相當(dāng)熱烈。老師們說(shuō)這是一次頭腦風(fēng)暴,的確,第一次的嘗試就給了大家深切的感受。這種新的教研方式給我們帶來(lái)很多啟發(fā)與思考。以工作坊為教研形式,將研討貫穿整個(gè)活動(dòng),讓每個(gè)教師帶著思考來(lái),帶著思考走,每個(gè)人都成為教研活動(dòng)的主體,這樣一種教研方式不是能促進(jìn)每個(gè)老師的發(fā)展嗎?我們確立本項(xiàng)目,就是要探尋教研工作坊的實(shí)施基本形式與策略,以及考量對(duì)教師發(fā)展的促進(jìn)作用。
二、概念的解讀與創(chuàng)新
工作坊是一種可以提供各種不同立場(chǎng)、族群的人們思考、探討、相互交流的方式,也是目前越來(lái)越流行的一種提升自我的學(xué)習(xí)方式。
教研工作坊,顧名思義,教研活動(dòng)以工作坊的形式展開,與傳統(tǒng)的教研方式相比較,工作坊應(yīng)當(dāng)具備一些鮮明的特征:1、探討的話題往往更有針對(duì)性。很多相關(guān)領(lǐng)域的前沿話題,課題研究的內(nèi)容,學(xué)科教學(xué)中的一個(gè)問(wèn)題等都可以成為工作坊的主題。2、組織形式更為靈活。可以在某人的家里,也可以在正規(guī)的會(huì)議室里面,更可以在旅游景點(diǎn),工作坊的時(shí)間與地點(diǎn)都比較靈活。主持人可以是專家、領(lǐng)導(dǎo),也可以是普通教師,可以是一個(gè)人,也可以是幾個(gè)有共同話題的老師。3、參與性強(qiáng)。一般的民眾參與方式,大致上來(lái)說(shuō)都是先由臺(tái)上的主持人以及報(bào)告人先行報(bào)告,此時(shí)臺(tái)下的民眾只能做單方面的聆聽,或在會(huì)后發(fā)問(wèn)討論。工作坊可以讓每一個(gè)參與者互相發(fā)表意見,以游戲的方式帶動(dòng)參與者的參與感,用輕松的方式讓參與者了解其規(guī)劃的動(dòng)機(jī)、目的,以及規(guī)劃地點(diǎn)的現(xiàn)況,不僅可以獲得多方的意見與想法,更有利于議題的討論及整體活動(dòng)推行。
我們研究并采用的工作坊,設(shè)想有如下形式,1、專家面對(duì)面式教研工作坊。有針對(duì)性的邀請(qǐng)某一方面的專家、領(lǐng)導(dǎo)與教師開展對(duì)話;2、名師比較式教研工作坊。網(wǎng)絡(luò)提供的大量名師講座、錄像成為了工作坊比較教研的充足資源;3、教師參與式教研工作坊。
我們努力讓研討貫穿每次教研活動(dòng)的始終。在每個(gè)活動(dòng)之前增加了討論環(huán)節(jié),在活動(dòng)之前每人形成觀點(diǎn),打破以往無(wú)準(zhǔn)備的教研活動(dòng)方式;活動(dòng)過(guò)程強(qiáng)調(diào)教師的全程參與,將參與貫穿活動(dòng)始終。活動(dòng)結(jié)束,引申總結(jié)或是引發(fā)新的問(wèn)題。工作坊的主題來(lái)源多樣,教師可以自主參加感興趣的工作坊。工作坊將培訓(xùn)發(fā)展的需求真正交予教師。
三、實(shí)踐研究的過(guò)程
確定了教研工作坊來(lái)改進(jìn)我們的教研活動(dòng)方式之后,我們精心設(shè)計(jì)了項(xiàng)目研究方案,項(xiàng)目組根據(jù)既定的方案和計(jì)劃,開展了理論研究和實(shí)踐探索,將工作坊與學(xué)校的各項(xiàng)教研活動(dòng)相結(jié)合,嘗試不同的組織形式,逐步形成了學(xué)校自己的一套做法。大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:
第一階段:嘗試研究,形成項(xiàng)目
吳志宏教授的教育教學(xué)調(diào)研指導(dǎo),那場(chǎng)別開生面的工作坊研討活動(dòng),全體參與教師,尤其是許多中老年教師全程參與,并且全身心投入,思考、研討、評(píng)議、討論,既結(jié)合了平時(shí)自身的教育經(jīng)驗(yàn),又能針對(duì)現(xiàn)實(shí)教育中遇到的問(wèn)題,成為了教研活動(dòng)的主體,給了我們很多的觸動(dòng),原來(lái),教研方式的轉(zhuǎn)變的確可以讓中老年教師成為教研活動(dòng)的主體,并且實(shí)現(xiàn)自身的價(jià)值。
為保障項(xiàng)目的有序有效實(shí)施,學(xué)校成立了項(xiàng)目研究領(lǐng)導(dǎo)小組。校長(zhǎng)任項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng),全面主持項(xiàng)目實(shí)施工作。副校長(zhǎng)任副組長(zhǎng),全面負(fù)責(zé)項(xiàng)目的組織、管理和協(xié)調(diào)。另外,由教導(dǎo)處、教科室具體負(fù)責(zé)項(xiàng)目的實(shí)施與管理。同時(shí),確立了以骨干中層、教研組長(zhǎng)、骨干教師為主體的研究主要成員。并且特邀華東師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師吳志宏、原武進(jìn)區(qū)教育局副主任科員鄭國(guó)源擔(dān)任本項(xiàng)目的顧問(wèn),負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施操作指導(dǎo)。
項(xiàng)目方案初稿形成后,我們舉行了兩次項(xiàng)目設(shè)計(jì)論證會(huì)議,邀請(qǐng)了學(xué)校課題領(lǐng)導(dǎo)小組全體成員對(duì)項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)意義、可行性以及方案的可操作性進(jìn)行了論證;邀請(qǐng)教育局副主任科員鄭國(guó)源對(duì)方案進(jìn)行論證與修改,保證了項(xiàng)目設(shè)計(jì)盡可能完善。
同時(shí),項(xiàng)目申報(bào)前后,我們就從書籍、報(bào)刊、網(wǎng)絡(luò)等途徑收集、整理有關(guān)工作坊方面的文獻(xiàn)資料,編印了《教育文摘》等資料專輯,使得項(xiàng)目組教師了解和把握當(dāng)前有關(guān)研究的發(fā)展態(tài)勢(shì),使我們?cè)诟叩幕c(diǎn)上開展研究,在學(xué)習(xí)和借鑒優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成我校的研究思路。此外,我們積極組織教師自主收集相關(guān)的理論學(xué)習(xí)材料,開展自主學(xué)習(xí),并組織教師撰寫教學(xué)心得,開展專題研討交流,使得項(xiàng)目研究工作更具針對(duì)性,有效性。
第二階段:實(shí)證研究,全面推開
首先,制訂語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、藝體“教研工作坊”活動(dòng)計(jì)劃。
在學(xué)習(xí)相關(guān)理論以及充分研討的基礎(chǔ)上,確定了我校教研工作坊的具體實(shí)施形式。學(xué)校所有教研活動(dòng)采用教研工作坊的形式,將研討貫穿活動(dòng)的全過(guò)程,促進(jìn)教師的參與和思考,從而提高活動(dòng)的效率。1、專家面對(duì)面式教研工作坊;2、名師比較式教研工作坊; 3、教師參與式教研工作坊。并且形成了基本的操作流程:首先分組對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研討,初步形成小組意見,并且進(jìn)行大組匯總;然后,觀摩教師的課堂教學(xué),進(jìn)行比較探討;最后,指名教師進(jìn)行圍繞教學(xué)內(nèi)容,主題教學(xué)講座或是觀看名師錄像、專家講座。并且分學(xué)科根據(jù)學(xué)科教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題或是課程改革的需要,制定了各學(xué)科教研工作坊的實(shí)施計(jì)劃。
其次,圍繞設(shè)計(jì)目標(biāo),依據(jù)具體實(shí)施策略,開展研究。我們要求各教研組圍繞實(shí)施計(jì)劃,每學(xué)期至少開展兩次以上的工作坊。期初兩周內(nèi)要確定好工作坊的主題以及承擔(dān)人員,確定好工作坊的實(shí)施形式,納入學(xué)校教學(xué)工作計(jì)劃、教科研工作計(jì)劃。每次活動(dòng)前兩周,公布研討活動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容,各備課組進(jìn)行集體商議,確定教學(xué)設(shè)計(jì),并且確定中心發(fā)言人。工作坊活動(dòng)時(shí),各備課組首先交流各組的教材理解與教學(xué)設(shè)計(jì),而后集體觀看名師錄像或是觀看某一備課組的教學(xué)展示,最后進(jìn)行比較研討。各備課組嚴(yán)格按照計(jì)劃認(rèn)真組織,積極開展相關(guān)活動(dòng),提高了全體教師參與教研的積極性,年老教師既成為教學(xué)設(shè)計(jì)的策劃者,也成為比較教學(xué)與研討的主力軍;年輕教師既要承擔(dān)代表發(fā)言,還要承擔(dān)公開教學(xué),更能主動(dòng)詢問(wèn)年老教師的設(shè)計(jì)意圖,提升了對(duì)教材的理解能力,教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新而又不忽略基礎(chǔ)。
第三、在項(xiàng)目實(shí)施中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題,及時(shí)調(diào)整策略,穩(wěn)步推進(jìn)。
對(duì)于教研工作坊的實(shí)施,我們遵循原有的計(jì)劃與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié),然而,我們總感覺(jué)教研工作坊的組織形式,尤其是它的實(shí)施過(guò)程顯得過(guò)于單一。結(jié)合課例的研討雖然針對(duì)性強(qiáng)但總覺(jué)得面對(duì)有些教學(xué)中遇到的問(wèn)題卻無(wú)法實(shí)施。
4月27日一大早,卜弋小學(xué)又迎來(lái)了學(xué)校最尊貴的客人:吳志宏教授,這是吳教授第二次來(lái)到卜弋小學(xué),對(duì)學(xué)校教育教學(xué)進(jìn)行調(diào)研指導(dǎo)。
上午,吳教授首先走進(jìn)學(xué)校的語(yǔ)文課堂。下午,吳教授又對(duì)學(xué)校的項(xiàng)目設(shè)計(jì)《工作坊——教師發(fā)展快車道》研究工作進(jìn)行了指導(dǎo)。全體校級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、教研組長(zhǎng)、備課組長(zhǎng)以及項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)成員參加了研討活動(dòng)。首先,項(xiàng)目組介紹了“工作坊”項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)程以及在研究過(guò)程中遇到了困惑。吳教授肯定我們的研究與成效,同時(shí)結(jié)合我們提出的問(wèn)題,對(duì)于工作坊的實(shí)施指出了三個(gè)注意點(diǎn):一要選擇好一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹黝};二是主持人必須要做好充分的準(zhǔn)備工作;三要調(diào)動(dòng)所有教師的參與意識(shí)。尤其是我們的實(shí)施形式,只是工作坊實(shí)施的形式之一,過(guò)于單一。接著,吳教授詳細(xì)闡述了工作坊的系統(tǒng)理論,又結(jié)合了操作實(shí)例,讓項(xiàng)目組老師對(duì)于工作坊的形式與實(shí)施要點(diǎn)有了更加清晰的認(rèn)識(shí),對(duì)于運(yùn)用工作坊這種新的校本培訓(xùn)方式促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展,解決教學(xué)實(shí)際問(wèn)題有了更大的信心。
在此基礎(chǔ)上,我們將教研工作坊的形式進(jìn)行了拓展和演變,通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷確定相關(guān)問(wèn)題提煉主題,活動(dòng)中參與者闡述自己或是備課組的具體做法,觀看相關(guān)視頻或是傾聽學(xué)校自己老師的研究成果,相關(guān)專家點(diǎn)評(píng)以及明確具體工作等形式應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí),將教研工作坊與課題研究的主題、教研室研究專題等結(jié)合,“情境化高效課堂的建構(gòu)策略”“課內(nèi)語(yǔ)言實(shí)踐活動(dòng)的組織與開展”“三、四年級(jí)英語(yǔ)教材的比較”等工作坊很好的解決了課程改革等的實(shí)際問(wèn)題。
研究過(guò)程中,全體項(xiàng)目組定期對(duì)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行了回顧與總結(jié),比較實(shí)施前后教師發(fā)展的心態(tài)與活動(dòng)狀態(tài),總結(jié)近年教師的發(fā)展成果。梳理項(xiàng)目實(shí)施的具體形式與策略,三種形式基本達(dá)成共識(shí),以工作坊形式開展教研活動(dòng)成為學(xué)校的常規(guī)。
第三階段:第三階段:總結(jié)提升,不斷創(chuàng)新
經(jīng)過(guò)幾年的探索,我們基本形成了工作坊基本形式與實(shí)施途徑:
1、專家面對(duì)面式教研工作坊
與一般專家的講座、培訓(xùn),或是聽課指導(dǎo)不同的是,我們將首先根據(jù)學(xué)校發(fā)展、教師發(fā)展需求,邀請(qǐng)有關(guān)專家,其次活動(dòng)過(guò)程,先分小組圍繞主題進(jìn)行探討交流,形成小組觀點(diǎn),接著進(jìn)行小組交流,然后由專家進(jìn)行點(diǎn)評(píng)與講座,再由教師提問(wèn),談區(qū)別、收獲和感受,談今后工作的設(shè)想。
2、名師比較式教研工作坊
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,包括配套的多媒體、視頻等更多地應(yīng)用于教育教研,使得無(wú)緣與名師面對(duì)面的教師眼界進(jìn)一步開闊。但往往我們的方式主要是觀摩名師錄像,接著進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。而名師比較工作坊我們可以采用這樣兩種方式。其一,確定教學(xué)內(nèi)容,將參與教師分組進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),形成觀點(diǎn);接著進(jìn)行大組交流;然后觀摩名師錄像,談不同與感受,最后由指定教師進(jìn)行總結(jié)性發(fā)言,尤其要總結(jié)某類課型或是名師風(fēng)格,確定某一類課型的教學(xué)要求。其二,確定教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行集體備課,進(jìn)行教學(xué)觀摩,然后觀摩名師課堂,最后進(jìn)行比較,總結(jié)不同與不足,進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)。
3、教師參與式教研工作坊
與以往教研活動(dòng)的方式不同的是,教師參與式工作坊更強(qiáng)調(diào)教師的參與,尤其是將研討活動(dòng)提前到觀課之前。以往教研活動(dòng),往往是一個(gè)或幾個(gè)人的備課,活動(dòng)時(shí)首先觀摩課堂教學(xué),而后進(jìn)行評(píng)課講座。而參與式工作坊,首先仍然要分組對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研討,初步形成小組意見,并且進(jìn)行大組匯總;然后,觀摩教師的課堂教學(xué),進(jìn)行比較探討;最后,指名教師進(jìn)行圍繞教學(xué)內(nèi)容,主題教學(xué)講座。另外,也可以是根據(jù)學(xué)校主題安排,教師個(gè)人或是幾個(gè)人集體申報(bào),然后整個(gè)教研工作坊由教師組織與安排?;顒?dòng)過(guò)程可以先拋出問(wèn)題或是課例,傾聽參與教師的意見,而后主持人將研究成果進(jìn)行展示,可以是相關(guān)的教學(xué)處理,可以是相關(guān)理論的介紹,也可以是自己的成功做法。最后再比較研討的基礎(chǔ)上,主持人提出自己的相關(guān)主張。
其次,教研工作坊的思想逐漸深入人心,它的形式我們覺(jué)得可以在基本形式的基礎(chǔ)上靈活變動(dòng)。基本的思路是,每個(gè)活動(dòng)之前增加了討論環(huán)節(jié),在活動(dòng)之前每人形成觀點(diǎn),打破以往無(wú)準(zhǔn)備的教研活動(dòng)方式,將參與貫穿活動(dòng)始終,從而真正提高研究實(shí)效,促進(jìn)教師專業(yè)快速發(fā)展。另外,工作坊的主題可以由學(xué)校根據(jù)發(fā)展需求制定規(guī)劃,老師們自主申報(bào),也可以是教師自己提出。工作坊可以是學(xué)科的,也可以是主題的??梢允情L(zhǎng)線的一至三年,也可以是短線的一到兩次。教師自主參加感興趣的工作坊。將培訓(xùn)發(fā)展的需求真正交予教師。具有推廣的價(jià)值。
四、效果與反思
1、形成教師主動(dòng)發(fā)展機(jī)制。
對(duì)于像我們這樣年齡結(jié)構(gòu)偏大的學(xué)校來(lái)說(shuō),教研工作坊更好的促進(jìn)了教師的發(fā)展。教師發(fā)展不再是船到橋頭車到站的感覺(jué),形成一種你追我趕的發(fā)展態(tài)勢(shì),尤其是中老年教師參與教研的積極性得到激發(fā),在教研活動(dòng)中扮演了重要的角色,教師參與研究的熱情高漲,自覺(jué)性增強(qiáng)了。近年來(lái),優(yōu)秀教師比例不斷擴(kuò)大,我們的五級(jí)梯隊(duì)教師,中小學(xué)高級(jí)教師比例在周邊學(xué)校都名列前茅。
2、教研工作坊制度與實(shí)施策略更加完善,形成了一套具有校本特色的實(shí)施形式與途徑。通過(guò)幾年的實(shí)施,我們已經(jīng)將參與活動(dòng)變成一種習(xí)慣,將反思成為一種常態(tài)。它的形式越發(fā)多元。
關(guān)鍵詞: 葉綠體色素提取實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)方法
引言
《葉綠素的提取》實(shí)驗(yàn)是高校生物及相關(guān)專業(yè)《植物生理學(xué)》系列實(shí)驗(yàn)的重要部分,是高中生物課程實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行葉綠素理化性質(zhì)和含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,用丙酮作為提取溶劑,實(shí)驗(yàn)材料為市場(chǎng)購(gòu)買菠菜和芹菜,但實(shí)驗(yàn)效果不佳。針對(duì)上述情況,筆者特對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)嘗試。實(shí)驗(yàn)選取洋槐、觀賞碧桃、菠菜和芹菜葉作為材料,用丙酮和乙醇作為提取溶劑。
1.材料和方法
1.1材料與試劑
1.1.1材料:銅仁學(xué)院校園內(nèi)新鮮洋槐葉、觀賞碧桃葉,菠菜、芹菜購(gòu)自市場(chǎng)。
1.1.2試劑:無(wú)水乙醇、丙酮,均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.1.3儀器設(shè)備:T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì),AL204型電子天平。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1方法:紫外分光光度計(jì)法[1]
1.2.2步驟:
葉綠素含量的測(cè)定:稱取新鮮葉片0.25g于研缽中,加入5mL提取溶劑、少許石英沙和無(wú)水CaCO,研磨成勻漿,3000r/min離心10min,上清液用80%提取溶劑定容至10mL。以空白溶液對(duì)照,分別在波長(zhǎng)645nm和663nm處測(cè)定吸光度。
2.結(jié)果與分析
2.1以丙酮作為提取溶劑時(shí)葉綠素的含量
以丙酮作為提取溶劑時(shí),葉綠素的含量差異比較大。從圖1可知,以丙酮作為提取溶劑時(shí),洋槐葉的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量最高。
2.2以乙醇作為提取溶劑時(shí)葉綠素的含量
以乙醇作為提取溶劑時(shí),葉綠素的含量差異比較大。從圖2可知,以乙醇作為提取溶劑時(shí),洋槐葉的葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素a+b含量都是最高。
2.3不同提取材料和溶劑時(shí)葉綠素的含量
以不同提取材料和溶劑提取葉綠素,其含量差異比較大。從圖3可知,以丙酮和乙醇作為提取溶劑時(shí),葉綠素a含量差異不大;以乙醇作為提取溶劑時(shí),葉綠素b含量是洋槐葉最高;以丙酮和乙醇作為提取溶劑時(shí),葉綠素a+b含量差異不大,且是洋槐葉含量最高。
3.結(jié)論
用丙酮作為提取溶劑時(shí),洋槐葉的葉綠素含量最高;用乙醇作為提取溶劑時(shí),也是洋槐葉的葉綠素含量最高;所以在選取的四種材料中,洋槐葉綠素含量最高,實(shí)驗(yàn)效果最好。用丙酮和乙醇提取葉綠素,其含量差異不大,所以用乙醇代替丙酮進(jìn)行葉綠素含量提取實(shí)驗(yàn),更加經(jīng)濟(jì)、無(wú)刺激性。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞 LOGS宗教科學(xué) 認(rèn)知模式 研究方法 定性定量
我們知道,無(wú)論是西方的古希臘文明還是東方文明,都是建立在形而上學(xué)的基礎(chǔ)之上。在古希臘,柏拉圖用一個(gè)叫做“LOGS”的詞匯來(lái)解釋人類思維發(fā)展的最高境界,亞里斯多德研究了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等一些具體學(xué)科,但是他認(rèn)為這些具體學(xué)科的研究成果并非真理,終極真理來(lái)至于思辨科學(xué)一古希臘哲學(xué)。古希臘之后的西方文明是宗教文明,他們認(rèn)為人類認(rèn)知的正確性在于一。近代西方康德用“星云假說(shuō)”、“彼岸世界”來(lái)說(shuō)明人們對(duì)外界事物把握的模糊性和不確定性;而黑格爾認(rèn)為人類認(rèn)知的終極是絕對(duì)精神,而認(rèn)知過(guò)程是他的“大邏輯”“和小邏輯”中貫穿的邏輯演進(jìn),包括“三段論”。文藝復(fù)興時(shí)期,由于認(rèn)知世界實(shí)踐的發(fā)展,人們對(duì)與科學(xué)的認(rèn)知方式的轉(zhuǎn)變,人們對(duì)于什么是“真理”、“真知”進(jìn)行了重新的反思。波普爾提出了提出了檢驗(yàn)科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)“證偽”,即認(rèn)為一種認(rèn)知如果是科學(xué),那么需要經(jīng)得起“證偽”,比如說(shuō)“所有的天鵝都是白的”這個(gè)認(rèn)知是科學(xué)的正確的,那么如果“發(fā)現(xiàn)了一只天鵝是黑色的”,則上述命題不正確,也不科學(xué),反之則是科學(xué)的。法國(guó)學(xué)者孔德提出了實(shí)證主義,他認(rèn)為對(duì)于事物的認(rèn)知一定要經(jīng)過(guò)事物的觀察、資料收集、整理、分類,提倡科學(xué)認(rèn)知建立在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之上,反對(duì)LOGS的思辨學(xué)說(shuō)、以及宗教假說(shuō)。
在東方,尤其是中國(guó),從先秦《易經(jīng)》開始,人們把握世界的結(jié)構(gòu)是現(xiàn)實(shí)可見、可聞的具體事物的概括化。人們把萬(wàn)物的構(gòu)成分為金、木、水、火、土五種常見的物質(zhì),并且它們之間相生相克,往復(fù)而生,運(yùn)動(dòng)不止,把地理、天象、禍福等歸結(jié)于其變化的結(jié)果,這也是一種可以叫做LOGS的思辨學(xué)說(shuō),因?yàn)檫@種概括高于現(xiàn)實(shí)事物,從現(xiàn)實(shí)中抽象出來(lái)的一種思維描述。當(dāng)華夏文明發(fā)展到隋唐、宋朝時(shí)期,隨著異域宗教的傳輸入,以及我國(guó)古代儒教、道教的發(fā)展,開始形成了三教鼎力的局面,當(dāng)時(shí)的宗教思想影響著人們的世界觀和方法論。無(wú)論是普通百姓、還是皇家貴族管理方法或制度模式,都深深地打上了宗教思想的烙印,如唐太宗李世民一生篤信佛教,尋常百姓也會(huì)朝貢寺廟。宗教成為了人們?nèi)粘I罟芾淼囊徊糠帧C髑鍟r(shí)期,隨著西方文明的發(fā)展,中西文化的交流,以及后來(lái)科舉制度的改革,將西學(xué)中的物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的知識(shí)納入國(guó)民教育體系之中,而不僅僅是“四書五經(jīng)”之范疇,我國(guó)的一些知識(shí)分子,如嚴(yán)復(fù)、梁?jiǎn)⒊涤袨榈热税盐鞣降膶?shí)證科學(xué)宣講和傳播,實(shí)證科學(xué)的認(rèn)知模式在社會(huì)管理、政治管理以及經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域范圍內(nèi)得到了廣泛的普及和融入。
通過(guò)上述人類認(rèn)知方式歷史演進(jìn)過(guò)程,我們可以看出人類知識(shí)的認(rèn)知。
管理學(xué)作為一門學(xué)科已經(jīng)有幾千年的歷史了,中國(guó)古代就有“帝王之術(shù)”、“治國(guó)之術(shù)”,西方也是很早就有民主、君主專制、城邦制度體制,但是管理作為一門科學(xué)的誕生還是短短一百年左右的歷史,那時(shí)候人們對(duì)于管理的理論與實(shí)踐很少做定量化研究。但是美國(guó)著名管理科學(xué)家泰勒1903年在《科學(xué)管理理論》中提了一整套科學(xué)管理思想,而他的科學(xué)管理理論思想正是建立在許多工廠的科學(xué)實(shí)驗(yàn)、問(wèn)卷調(diào)查、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上提出的,因而他也被稱為了“科學(xué)管理之父”。在泰勒之后,出現(xiàn)了許多管理學(xué)家,他們的研究方法與泰勒一脈相承,盡管他們的管理著作思想可能與泰勒的思想不一致、甚至相反,比如行為科學(xué)學(xué)派的思想,但他們的研究方法是實(shí)驗(yàn)方法——霍桑試驗(yàn)。我們從孔茨的“管理叢林”理論中可以看出,許多的學(xué)派的研究方法都是實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)主義方法比如正交試驗(yàn)方法、仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)地調(diào)查實(shí)驗(yàn)等方法以及數(shù)學(xué)邏輯演繹方法,把運(yùn)籌學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、對(duì)策論、概率論等基礎(chǔ)理論學(xué)科之上。管理學(xué)的研究方法也出現(xiàn)了“叢林效應(yīng)”。當(dāng)其他學(xué)科誕生一種新的研究范式,管理學(xué)都存在可能將其吸收過(guò)來(lái)成為一種新的研究方法。
不容置疑,管理學(xué)發(fā)展的歷史告訴我們:它的研究方法可分為定性研究和定量研究,研究者在前人研究的基礎(chǔ)之上,借鑒前人的定義或者分類新事物,一般屬于定性研究。而研究者如果掌握了一定的新的數(shù)據(jù)資料,借助定量研究工具——如各類數(shù)學(xué)模型,則一般屬于定量研究,而在科學(xué)實(shí)證主義盛行的今天,定量研究無(wú)疑是一種貴族中的寵兒,受到了各方面的追捧,這也就是幾乎所有的經(jīng)濟(jì)學(xué)管理學(xué)權(quán)威期刊、核心期刊傾向于錄用做定量研究的文章。當(dāng)然,這種極端化的導(dǎo)向是具有一定的危害,因?yàn)槲覀冎垃F(xiàn)實(shí)的管理實(shí)踐中結(jié)合定量化的研究是較少,管理實(shí)踐更帶有定性化的色彩。
如何進(jìn)行管理學(xué)研究工作?管理學(xué)研究就是要求我們研究者去研究管理的事物之間的內(nèi)在規(guī)律性,去歸納、預(yù)測(cè)或者決策管理現(xiàn)象和事物的發(fā)生和管理者應(yīng)該采取的方法措施。(1)歸納和預(yù)測(cè):Y=F(X1X2…XN)),一種管理現(xiàn)象或者事物的出現(xiàn),他總是與其他事物相聯(lián)系,這時(shí)候我們就需要對(duì)X1,X2,....,XN等因素作相關(guān)性假設(shè),作層次分析圖,收集數(shù)據(jù)、假設(shè)檢驗(yàn),分析數(shù)據(jù)分析其相關(guān)性的大小,由于數(shù)據(jù)的來(lái)源和可靠性的差異,這種分析可做確定性分析~求解相關(guān)系數(shù),以及進(jìn)一步做出變化趨勢(shì)(線性相關(guān)或非線性相關(guān)),這里就會(huì)運(yùn)用到回歸分析,時(shí)間序列分析,參數(shù)檢驗(yàn)(均值、方差檢驗(yàn))、非參數(shù)檢驗(yàn)等等數(shù)學(xué)工具,也可作模糊性分析——層次分析法、模糊分析法,找出事物發(fā)生關(guān)系重要將分析的結(jié)果應(yīng)用于對(duì)過(guò)去管理現(xiàn)象的總結(jié)和對(duì)將來(lái)管理現(xiàn)象和事物的預(yù)測(cè)。(2)決策:諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者,著名管理學(xué)家西蒙提出“管理即決策”,可見決策在管理實(shí)踐和研究中的重要性。運(yùn)籌學(xué)的出現(xiàn)為決策科學(xué)的發(fā)展起了鋪墊作用,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為也進(jìn)一步推動(dòng)了運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,人們可以在運(yùn)用計(jì)算機(jī)求解出復(fù)雜系統(tǒng)多約束條件下的多目標(biāo)非線性規(guī)劃問(wèn)題,使得以前人工操作的不可能變成了可能,博弈論的出現(xiàn)為人們提供了一種在競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)下的非合作博弈的均衡解,使得非合作博弈求解的可能,即理性條件下的“雙贏”或者“多贏”。
總之,隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,人們的認(rèn)知領(lǐng)域和認(rèn)知范圍發(fā)生著改變,人們所使用的認(rèn)知工具也不斷地更新,這就導(dǎo)致了人們認(rèn)知的范式的轉(zhuǎn)變。在中國(guó)的古代,人們很少利用西醫(yī)的技術(shù)和理念來(lái)解決生病的問(wèn)題,西醫(yī)是腳痛醫(yī)腳,而中醫(yī)是全身調(diào)理。當(dāng)科技發(fā)展以后,人們認(rèn)識(shí)到了西醫(yī)治病的好處,許多人趨之若鶩。而進(jìn)一步發(fā)展以后人們開始追求中西醫(yī)綜合治療調(diào)理。管理研究方法的演進(jìn)也是如此,在人們認(rèn)知范式的轉(zhuǎn)變情況下,管理研究方法總是會(huì)作出相應(yīng)的改變,而這也是一門學(xué)科保持長(zhǎng)盛不衰的最好良方。
[參考文獻(xiàn)]
1.羅素,西方哲學(xué)史(英文版)[M],Routledge,2009
英語(yǔ)浸入式教學(xué)師資力量全面普及經(jīng)濟(jì)全球化日趨發(fā)展,國(guó)際交往日益頻繁,偌大的世界日益成為地球村。國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)在于科技的競(jìng)爭(zhēng),科技的競(jìng)爭(zhēng)在于人才的競(jìng)爭(zhēng),人才的競(jìng)爭(zhēng)在于教育的競(jìng)爭(zhēng)。而世界要交流就需要語(yǔ)言的相同,毋庸置疑,英語(yǔ)成為必不可少的交流工具。而英語(yǔ)到底應(yīng)該從多大開始學(xué)習(xí),受到了很多教育者和家長(zhǎng)的重視。那么,孩子們到底應(yīng)不應(yīng)該早早學(xué)習(xí)英語(yǔ)的,專家稱只要找到一種適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法,將事半功倍。
幼兒英語(yǔ)的浸入式教學(xué),是指在幼兒園里開展的英語(yǔ)浸入式教學(xué),也就是說(shuō),幼兒園每天選擇半天或者一個(gè)周的幾個(gè)全天時(shí)間里,幼兒被“浸泡”在全英語(yǔ)環(huán)境中,教師用全英組織各項(xiàng)幼兒的活動(dòng),進(jìn)行各領(lǐng)域的活動(dòng),當(dāng)然,環(huán)境的創(chuàng)設(shè)是非常重要的,由教師完成的,可以和小朋友一起。
一、學(xué)齡前兒童學(xué)習(xí)英語(yǔ)的理論依據(jù)
維果茨基的社會(huì)文化歷史觀對(duì)于學(xué)前兒童學(xué)習(xí)第二語(yǔ)言最有影響和說(shuō)服力,對(duì)于幼兒發(fā)展領(lǐng)域的影響越來(lái)越大。這種幼兒發(fā)展觀正好對(duì)幼兒英語(yǔ)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。他認(rèn)為,“語(yǔ)言在幼兒認(rèn)知發(fā)展的過(guò)程中起著非常重要的作用,幼兒在社會(huì)交流中習(xí)得語(yǔ)言符號(hào),幼兒具有意圖解讀和文化學(xué)習(xí)這些人類所特有的社會(huì)認(rèn)知技能”。而且最主要的是這個(gè)時(shí)期的幼兒正處在語(yǔ)言發(fā)展的關(guān)鍵期,根據(jù)維果斯基的理論,關(guān)鍵期培養(yǎng)語(yǔ)言可以收到事半功倍的效果。
二、幼兒英語(yǔ)浸入式教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)
(一)利于有效地學(xué)習(xí)母語(yǔ)和英語(yǔ)
第一,幼兒期是兒童潛能發(fā)掘的關(guān)鍵期,所以幼兒早期學(xué)習(xí)語(yǔ)言的潛力大,這個(gè)時(shí)候?qū)W習(xí)多種語(yǔ)言也是不成問(wèn)題,但是鑒于幼兒童年的壓力不能太大,讓幼兒擁有一個(gè)幸福的童年,母語(yǔ)的課程和活動(dòng)還應(yīng)該是主要的。幼兒園英語(yǔ)浸入式的開展可以安排每天的一個(gè)上午或者下午,時(shí)刻保持一種用英語(yǔ)進(jìn)行交流的狀態(tài),有利于兒童在豐富的英語(yǔ)浸入式的活動(dòng)和環(huán)境情境中學(xué)好英語(yǔ)和母語(yǔ)。
第二,幼兒英語(yǔ)浸入式這種全新的教學(xué)方法能極大地促進(jìn)幼兒學(xué)習(xí)英語(yǔ)。幼兒英語(yǔ)浸入式教學(xué)是“浸泡”的方式,將英語(yǔ)作為教學(xué)語(yǔ)言教學(xué)工具始終貫穿于各類學(xué)科和各種活動(dòng)之中,盡可能地使幼兒接觸英語(yǔ)的機(jī)會(huì)大大增多。
(二)培養(yǎng)幼兒運(yùn)用英語(yǔ)進(jìn)行思考的能力
鑒于英語(yǔ)浸入式教學(xué)方法的特殊性,是一種完全“浸泡”在英語(yǔ)的語(yǔ)言環(huán)境中進(jìn)行交流和活動(dòng),而且英語(yǔ)作為一種教學(xué)工具用來(lái)設(shè)計(jì)其他各個(gè)領(lǐng)域的活動(dòng),這種情況下幼兒可以不斷的在教師的引導(dǎo)下習(xí)得英語(yǔ),自然而然地養(yǎng)成了用英語(yǔ)進(jìn)行思維的能力。這種思維方法一旦養(yǎng)成,就會(huì)成為一種習(xí)慣。
(三)有利于促進(jìn)幼兒學(xué)習(xí)英語(yǔ)的積極性
筆者有幸跟隨導(dǎo)師進(jìn)行幼兒英語(yǔ)浸入式課題組研討活動(dòng)時(shí),驚奇地發(fā)現(xiàn),這些實(shí)驗(yàn)園的幼兒對(duì)于幼兒英語(yǔ)浸入式有著極大的熱情和主動(dòng),不管是上觀摩示范課,還是日常的浸入式活動(dòng),幼兒都活躍的、迫不及待的表現(xiàn)自己,主動(dòng)發(fā)言,勇于表現(xiàn)自己,表達(dá)自己的情感和感受,展示自己的英語(yǔ)能力,這都是很值得我們幼教工作者欣慰的。究其原因,最主要的是因?yàn)橛變河⒄Z(yǔ)浸入式較其他教學(xué)方法有著豐富有趣的教學(xué)形式和內(nèi)容,幼兒天生的不安分和好奇被吸引了起來(lái),而且,全英的學(xué)習(xí)環(huán)境使孩子們沒(méi)有了壓迫感,都很流暢的勇敢的表達(dá)自己的想法,興趣是最好的老師,有了興趣,他們?cè)趯W(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中就敢于充分的展現(xiàn)自己。
三、傳統(tǒng)的英語(yǔ)教學(xué)方法的弊端
幼兒學(xué)習(xí)英語(yǔ)不是為了學(xué)習(xí)語(yǔ)法、單詞、句子,最主要的是會(huì)說(shuō),能用英語(yǔ)表達(dá)自己的感受,所以傳統(tǒng)的英語(yǔ)教學(xué)模式是無(wú)法幫助幼兒流暢的說(shuō)出英語(yǔ)的教學(xué)方法。傳統(tǒng)英語(yǔ)教學(xué)模式只是過(guò)于死板、生硬,是為了學(xué)習(xí)英語(yǔ)而學(xué)習(xí)英語(yǔ),忽略了英語(yǔ)作為交際語(yǔ)言作為一種工具的作用。它遵循的是“物體―中文―英語(yǔ)”的三段式教學(xué),這是一種在腦海里進(jìn)行翻譯式的學(xué)習(xí)方法,如果用這種方式教育幼兒,就不利于幼兒形成用英語(yǔ)進(jìn)行思考的能力,流利地用英語(yǔ)表達(dá)自己的愿望,也會(huì)在模仿死記的循環(huán)往復(fù)中破滅。
總之,自這種全新的教學(xué)方法問(wèn)世,經(jīng)過(guò)專家和學(xué)者不斷研究和論證,和其他的英語(yǔ)教學(xué)方法相比,英語(yǔ)浸入式以其獨(dú)特的教學(xué)特點(diǎn)和顯著的教學(xué)效果更加具有科學(xué)性,值得大家去繼續(xù)完全和研究,應(yīng)該盡量普及,讓更多的孩子在好的方法引導(dǎo)下學(xué)習(xí)。盡管我國(guó)在幼兒英語(yǔ)浸入式這一方面存在著一些問(wèn)題,如我們確實(shí)缺少的幼兒英語(yǔ)的學(xué)習(xí)環(huán)境,我國(guó)的幼兒英語(yǔ)師資力量相對(duì)薄弱,承擔(dān)全面普及幼兒英語(yǔ)浸入式這種教學(xué)模式還是具有一定的困難。但是,事實(shí)證明,英語(yǔ)浸入式教學(xué)是一種目前最符合兒童學(xué)習(xí)機(jī)制的教學(xué)方法,值得在我國(guó)有條件的幼兒園推廣幼兒英語(yǔ)浸入式教學(xué)。
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關(guān)鍵詞:220kV變壓器;預(yù)防性試驗(yàn);繞組泄漏電流
中圖分類號(hào):TM4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、現(xiàn)狀分析:
1 我們變電檢修班分析解決問(wèn)題時(shí)人員比較多,但在正常的檢修工作中分為檢修和試驗(yàn)兩部分,試驗(yàn)人員比較少。
2 由于與變壓器直接相連的設(shè)備較多,計(jì)劃停電的時(shí)間有限,各種設(shè)備都要在相同的短時(shí)間內(nèi)完成預(yù)防性試驗(yàn),因此各種設(shè)備的試驗(yàn)不可避免的分相交叉進(jìn)行,如果動(dòng)用吊車等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境會(huì)比較混亂,班與班之間造成干擾,而且吊車操作繁瑣,靠近帶電部分易造成危險(xiǎn),車輛的調(diào)派也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
3 變壓器220kV套管引線頭比較高,人員攀爬比較危險(xiǎn)。大大增加了預(yù)防性試驗(yàn)的時(shí)間。
4 按常規(guī)拆220kV套管引線頭不但危險(xiǎn)和花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),而且給恢復(fù)安裝帶來(lái)困難,易造成安裝不牢靠,引起接頭發(fā)熱,給變壓器的運(yùn)行帶來(lái)隱患。
二、原因分析:
我們從人員、方法、設(shè)備、環(huán)境四個(gè)方面進(jìn)行分析,作出因果圖:
三、確定主要原因:
結(jié)合實(shí)際情況,分析得出,雖然環(huán)境、設(shè)備、人員、方法都是導(dǎo)致最終結(jié)果的原因,但環(huán)境、設(shè)備、人員三方面的因素是客觀存在的,并非容易解決,而好的試驗(yàn)方法可以減小或避免這三方面因素的影響,是實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確測(cè)試數(shù)據(jù)的主要途徑。
四、制定與實(shí)施對(duì)策:
采用不拆高壓引線的非常規(guī)試驗(yàn)方法代替以前拆高壓引線的常規(guī)試驗(yàn)方法。
利用檢修、定檢的機(jī)會(huì)積極開展這項(xiàng)實(shí)踐,由于與變壓器直接相連的設(shè)備較多,各種設(shè)備都要在相同的短時(shí)間內(nèi)完成預(yù)防性試驗(yàn),因此各種設(shè)備的試驗(yàn)不可避免的分相交叉進(jìn)行。為了安全并減少相互間的干擾和影響,進(jìn)行變壓器試驗(yàn)時(shí),應(yīng)拆開中性點(diǎn)和低壓側(cè)套管引出線,并用絕緣帶固定好。具體如下:
1 繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)
若按常規(guī)方法,測(cè)量變壓器繞組的絕緣電阻時(shí),非被試?yán)@組短路接地,但由于不拆高、中壓側(cè)引線,測(cè)量高、中壓繞組對(duì)其余繞組及地的絕緣電阻時(shí)勢(shì)必會(huì)將MOA、高壓和中壓側(cè)引線對(duì)地的絕緣電阻也測(cè)量進(jìn)去,使測(cè)量結(jié)果偏小。因此應(yīng)采用外殼屏蔽法測(cè)量繞組間和繞組與鐵芯、夾件間的絕緣電阻。用常規(guī)法和外殼屏蔽法的接線方式及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明,采用外殼屏蔽法時(shí),兆歐表的E端處于高電位(大多數(shù)兆歐表如此),為防止鐵芯和夾件承受過(guò)高電壓,不應(yīng)將鐵芯和夾件接于E端。平果變電站主變壓器鐵芯的夾件在內(nèi)部有一個(gè)固定接地點(diǎn),因此,其夾件不應(yīng)接入兆歐表測(cè)量。而對(duì)于存在多點(diǎn)接地缺陷的鐵芯也不應(yīng)接入測(cè)量。
表1 常規(guī)法和外殼屏蔽法測(cè)量絕緣電阻的對(duì)比
表2為平陽(yáng)變電站#1變壓器在不拆高、中、低壓套管引出線的情況下,用常規(guī)法和外殼屏蔽法進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量的試驗(yàn)結(jié)果(已換算到20℃)對(duì)比。從表2可見,由于接線方式不同,測(cè)試數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn),常規(guī)法測(cè)得的數(shù)值偏小,不能反映繞組間絕緣的真實(shí)狀況。
表2 用不同試驗(yàn)方法測(cè)得的絕緣電阻(MΩ)
2、繞組的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ
按常規(guī)方法采用介損電橋的反接線法進(jìn)行測(cè)量時(shí),與絕緣電阻的測(cè)量一樣,要求將非被試?yán)@組全部短路接地。這種常規(guī)反接線法測(cè)得的是被試?yán)@組連同套管對(duì)其它繞組及地的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ,但由于不拆變壓器高中壓套管引出線,勢(shì)必把套管引出線等對(duì)地的等值介質(zhì)損耗因數(shù)也測(cè)量進(jìn)去,使測(cè)量結(jié)果不能反映真實(shí)情況。因此,必須改變傳統(tǒng)的測(cè)試方式,采用正接線法來(lái)測(cè)量繞組間和繞組與鐵芯、夾件間的介質(zhì)損耗因數(shù)。試驗(yàn)時(shí),對(duì)于具有多點(diǎn)接地的夾件和鐵芯不應(yīng)接到測(cè)量信號(hào)上。為了避免因繞組電感和空載損耗的影響而造成各側(cè)繞組端部和尾部電位相差較大,影響測(cè)量的準(zhǔn)確度,應(yīng)將各繞組分別短路。
3、電容型套管的tanδ和電容量
測(cè)量電容型套管的tanδ和電容量可按常規(guī)采用正接線進(jìn)行。但必須注意,若按測(cè)量單套管tanδ的方法而不注意變壓器線圈連接的影響(如被測(cè)量套管的導(dǎo)電桿加壓,其余各相套管導(dǎo)電桿懸空,且其它線圈均開路),則會(huì)出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差。產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因,則是由于繞組的電感和空載損耗而引起的,即由于測(cè)量時(shí)繞組接線不正確產(chǎn)生的。誤差的大小與變壓器的容量、結(jié)構(gòu)和套管型式有關(guān)。為了消除和減少測(cè)量誤差,應(yīng)將與被試套管相連的所有繞組端子連在一起加壓,其余繞組端子均接地。
4 繞組泄漏電流
按常規(guī)方法進(jìn)行繞組泄漏電流試驗(yàn)時(shí)的加壓部位與測(cè)量絕緣電阻相同,微安表接在高壓端。但由于不拆除高中壓引線,勢(shì)必把高中壓引線對(duì)地、套管表面等的泄漏電流也測(cè)量進(jìn)去,不能反映真實(shí)情況。因此必須改變傳統(tǒng)的接線方式,采用與絕緣電阻外殼屏蔽法類似的接線方式,具體如表3所示。表3中序號(hào)1的接線圖如圖1所示。顯然,除了表3或圖1中所示的微安表外,還可利用直流高壓發(fā)生器輸出端的微安表或另外接微安表讀取總泄漏電流,對(duì)兩個(gè)微安表的讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,這樣更有利于對(duì)測(cè)試結(jié)果的正確分析和判斷。
表3 變壓器繞組泄漏電流試驗(yàn)接線方式
圖1 測(cè)量泄漏電流接線圖
五、應(yīng)用效果檢查
我們采用非常規(guī)方法進(jìn)行繞組絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)和泄漏電流測(cè)量等試驗(yàn)的技術(shù),并與常規(guī)方法進(jìn)行了對(duì)比分析。證明220kV主變壓器不拆高壓引線進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)是可行有效的,不僅能在人員少的情況下縮短了試驗(yàn)時(shí)間,簡(jiǎn)化了工作程序,而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效。
關(guān)鍵詞: 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn) 弊端 教學(xué)模式
1.引言
數(shù)字電路是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,很多專業(yè)都將其列為必修課,例如自動(dòng)化、通信工程、電氣自動(dòng)化、電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)作為該課程的一部分,起著對(duì)理論的補(bǔ)充作用。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作可以更好地掌握常用儀器的使用方法,同時(shí)還可以建立常用芯片的直觀印象。更重要的是,學(xué)生可以通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)掌握大規(guī)模電路的開發(fā)思路和設(shè)計(jì)方法,可以說(shuō)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)在整個(gè)數(shù)字電路課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中有著重要的作用。但是,傳統(tǒng)的教學(xué)理念中總是把這門課程的理論教學(xué)擺在高高在上的位置,而往往忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這種理念使許多學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)后覺(jué)得什么也沒(méi)學(xué)到,唯一的印象就是在實(shí)驗(yàn)箱上連了許多線。我們結(jié)合自身對(duì)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端,并提出一些新的教學(xué)方法。
2.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)的教學(xué)模式及其弊端
傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)一般是圍繞理論課來(lái)開設(shè)的,即根據(jù)各個(gè)重要的理論知識(shí)點(diǎn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目一般都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),而且大多只用一個(gè)芯片,很少出現(xiàn)芯片之間的組合。這樣的實(shí)驗(yàn)雖然可以使學(xué)生比較直觀地體會(huì)到某個(gè)理論,但是由于缺少各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間的相互連接與綜合,因此學(xué)生很難真正在腦海中建立深刻的印象。學(xué)生在做這些實(shí)驗(yàn)時(shí),常常反映當(dāng)時(shí)會(huì)覺(jué)得豁然開朗,好像一下子就掌握了相關(guān)知識(shí)點(diǎn),但是走出實(shí)驗(yàn)室不久,又會(huì)有一種實(shí)驗(yàn)毫無(wú)作用的感覺(jué)。這是因?yàn)閷W(xué)生在做這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時(shí),知識(shí)結(jié)論已先入為主地占據(jù)了頭腦,當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論相符合時(shí),學(xué)生就會(huì)覺(jué)得這個(gè)是理所當(dāng)然的,根本不根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程去體會(huì)結(jié)論。而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論不相符時(shí),學(xué)生往往不去追求原因,而會(huì)簡(jiǎn)單地認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)線路、工具甚至芯片的原因,不會(huì)去思考問(wèn)題到底出在哪,在這種情況下學(xué)生往往違背實(shí)驗(yàn)結(jié)果,僅僅簡(jiǎn)單地以理論為本,去修正實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主,很少有綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),這就使得學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)鍛煉自己的綜合電路設(shè)計(jì)的能力,而綜合電路設(shè)計(jì)能力是電子、通信類學(xué)生最重要的能力,也是他們?cè)诠ぷ髦凶钣玫蒙系哪芰?。傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)不但內(nèi)容老化,手段單一,而且已經(jīng)違背了開設(shè)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的初衷,根本無(wú)法使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得直接知識(shí)?;谶@個(gè)觀點(diǎn),我們應(yīng)該對(duì)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行必要的改革和探討,讓學(xué)生能夠從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)事物的客觀規(guī)律,并能用理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)不正確的癥結(jié)所在。
3.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)新教學(xué)模式的改進(jìn)
針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題,以及自己在教學(xué)中遇見的問(wèn)題,我們對(duì)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法改進(jìn)提出以下幾點(diǎn)觀點(diǎn)。
(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的改進(jìn)。
現(xiàn)今大多數(shù)高校的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)都是基于數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱開設(shè)的,這就制約了一些設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)。雖然現(xiàn)在的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱子功能比較強(qiáng)大,但是畢竟空間、體積有限,所以芯片插座、輸入開關(guān)量、結(jié)果顯示發(fā)光二極管等都是屈指可數(shù)的,只要實(shí)驗(yàn)規(guī)模稍大點(diǎn),實(shí)驗(yàn)箱就無(wú)法滿足。為了給學(xué)生提供一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展,將一些常用的芯片插座、可調(diào)電阻、信號(hào)開關(guān)等制作在同一面版上,必要的時(shí)候配合實(shí)驗(yàn)箱使用。
另外,教師還應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體情況編制實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)書,因?yàn)榻栌脛e個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書往往會(huì)出現(xiàn)與自己實(shí)際情況不適合的情況。
(2)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改變。
減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)。我校數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程必做的項(xiàng)目達(dá)9個(gè)之多,而且均是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生往往做到后面幾個(gè)項(xiàng)目就出現(xiàn)抵觸情緒,認(rèn)為這些實(shí)驗(yàn)毫無(wú)用處,僅僅是插線、拔線,有甚者直接填寫答案等待下課。我們結(jié)合自身上課過(guò)程,認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)必作項(xiàng)目不宜過(guò)多,取3―4個(gè)典型項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目以2個(gè)課時(shí)為佳。這樣不但可以使學(xué)生建立自信,而且可以節(jié)約課時(shí)留給設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
(3)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的改進(jìn)。
這里的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和指導(dǎo)老師的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。首先,指導(dǎo)老師應(yīng)該要求學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),最好能在上課前提供預(yù)習(xí)報(bào)告。有些學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)時(shí)一頭霧水,由于沒(méi)有課前預(yù)習(xí),加上理論不牢,在實(shí)驗(yàn)課上手足無(wú)措,根本不知道該干什么。所以引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的習(xí)慣對(duì)實(shí)驗(yàn)是有很大的幫助的。其次,指導(dǎo)老師的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣也是很重要的。如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師和理論課老師不是同一人,那么兩人之間就應(yīng)該進(jìn)行溝通,保證實(shí)驗(yàn)遲于理論。另外,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師應(yīng)該在上課前將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、難點(diǎn)板書在黑板上或提前做好PPT,絕不能在上課的時(shí)候出現(xiàn)臨時(shí)版書的情況,否則會(huì)嚴(yán)重打擊學(xué)生的積極性,同時(shí)指導(dǎo)老師還應(yīng)親自反復(fù)做開設(shè)了的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,總結(jié)出所有可能出現(xiàn)的結(jié)果和錯(cuò)誤,并總結(jié)出原因,以應(yīng)對(duì)學(xué)生的提問(wèn)。
(4)增加趣味性的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
在開設(shè)綜合性、設(shè)置性實(shí)驗(yàn)時(shí),教師應(yīng)該結(jié)合實(shí)際,切不可盲目設(shè)置。首先教師要選擇學(xué)生有興趣的項(xiàng)目,例如生活中已經(jīng)開發(fā)出的小東西,或者能夠?qū)崿F(xiàn)小功能的項(xiàng)目。這樣可以讓學(xué)生看到題目就有種不做出來(lái)不罷休的沖動(dòng)。其次要注意難度,如果學(xué)生有興趣,弄了半天卻找不到突破口,那將會(huì)適得其反。項(xiàng)目難度以9―12個(gè)課時(shí)完成最好。
(5)開放實(shí)驗(yàn)室。
由于綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往需要學(xué)生在課外進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì),這就需要實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放性管理,讓學(xué)生在有一定的結(jié)果時(shí)就能夠立即進(jìn)行連線驗(yàn)證,找出不足,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方案修正,如此反復(fù)。當(dāng)然,我們?cè)陂_放實(shí)驗(yàn)室時(shí)要做到管理嚴(yán)格,學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備必須提前預(yù)約,在與實(shí)驗(yàn)室其他實(shí)驗(yàn)課程不相抵觸的情況下才允許使用設(shè)備,并要求登記備案。
4.結(jié)語(yǔ)
我們進(jìn)行數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,其目的就是為了培養(yǎng)學(xué)生熟練使用各種實(shí)驗(yàn)儀器,增強(qiáng)學(xué)生的自主綜合電路設(shè)計(jì)能力,這種教學(xué)改革的效果,需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,甚至在學(xué)生走上工作崗位后才能顯示出來(lái)。這種教學(xué)改革也是一種連續(xù)過(guò)程,只有在教學(xué)實(shí)踐中不停地探索,不停地改進(jìn),才能使實(shí)驗(yàn)的效果越來(lái)越好。
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雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,我認(rèn)為是調(diào)共軸。通常我們調(diào)共軸基本是二次成像法,即:先把透鏡移近單縫,直到在單縫面上見到縮小的像,若此像不在單縫中心,則上下移動(dòng)或左右旋轉(zhuǎn)透鏡。然后把透鏡移近燈泡,直到在單縫面上形成一放大的像,若此像不在中心,則上下調(diào)節(jié)燈泡。反復(fù)調(diào)節(jié)幾次,使放大的像及縮小的像均成在單縫中心。最后把透鏡放在離燈絲5cm的地方。我認(rèn)為這種方法不可取。一、繁瑣,反復(fù)調(diào)節(jié)透鏡使像成在縫中心,這是很難調(diào)的,大學(xué)生用這種方法做這個(gè)實(shí)驗(yàn),兩個(gè)小時(shí)很多學(xué)生做不出來(lái),何況中學(xué)生45分鐘做這實(shí)驗(yàn)。二、不科學(xué),只調(diào)節(jié)透鏡,使光源、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒共軸不太嚴(yán)謹(jǐn)。三、沒(méi)適應(yīng)性,理論來(lái)說(shuō)燈泡到透鏡距離應(yīng)該是一個(gè)焦距。但是,一條生產(chǎn)線生產(chǎn)出來(lái)的透鏡不一定都是5cm,而我們透鏡都放在5cm位置上不太牽強(qiáng)了嗎?要是一個(gè)透鏡壞了整套儀器都用不成了呢?況且根據(jù)我的觀察,透鏡并不是在一個(gè)焦距上效果最好,而是大于一個(gè)焦距,無(wú)限靠近一個(gè)焦距時(shí)候最好。四、不確定性,我們說(shuō)這個(gè)放大的和縮小的像具體是燈泡的像還是燈絲的像呢?如果是燈泡的像的話,這個(gè)很難調(diào),至少我還沒(méi)有觀察到,如果是燈絲的像,那么燈絲縮小的像比單縫前面的縫還小,我們這么觀察它在單縫上面呢?
這個(gè)實(shí)驗(yàn)我認(rèn)為要做到“心知肚明”?!靶摹笔莾x器的中心,也就是我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)的軸,“心直”就是軸在一條直線上,“肚明”就是光源、透鏡、遮光筒共軸的時(shí)候,整個(gè)遮光筒是亮堂的。怎么做呢?
1. 把兩個(gè)支架放到光具座最后面的兩個(gè)滑塊上,調(diào)到相同高度。放上遮光筒,使遮光筒與光具座平行。連接小燈泡到學(xué)生電源,電源電壓調(diào)到2V,打開電源開關(guān),小燈泡發(fā)出微弱的光。
2. 通過(guò)遮光筒觀察小燈泡的燈絲,上下移動(dòng)和左右旋轉(zhuǎn)使燈絲出現(xiàn)在遮光筒中央位置,固定小燈泡高度。
3. 放上照明透鏡,上下移動(dòng)照明透鏡,直到燈絲再次出現(xiàn)在遮光筒中央位置。前后移動(dòng)照明透鏡的滑塊,如果燈絲偏離中央位置,那么繼續(xù)調(diào)節(jié)照明透鏡高度,直到燈絲不偏離中央位置,只在中央放大或縮小,固定照明透鏡高度。
4. 照明透鏡滑塊向光源方向移動(dòng),直到觀察到最大最清晰的燈絲,固定照明透鏡滑塊位置。
5. 裝上雙縫、單縫,單雙縫平行,單縫距離光源約25cm。
6. 電源電壓調(diào)到12V,裝上測(cè)量頭,觀察白光干涉條紋。
7. 裝上濾色片,測(cè)量單色光的波長(zhǎng)。
8. 電源電壓調(diào)到最小,關(guān)閉電源,整理儀器,處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
摘要:結(jié)合Bandelet變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各自特點(diǎn),提出了一種基于脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Pulse Coupled Neural Networks,PCNN)的新的識(shí)別方法。該方法將金屬斷口圖像輸入到PCNN中,像素激發(fā)引起神經(jīng)元激發(fā),發(fā)生點(diǎn)火,產(chǎn)生脈動(dòng)序列輸出,得到輸出圖像的神經(jīng)元點(diǎn)火序列及熵序列作為斷口識(shí)別分類的特征。該方法將PCNN引入到金屬斷口的識(shí)別研究中,開拓了金屬斷口模式識(shí)別的新領(lǐng)域,同時(shí)對(duì)于PCNN的理論研究和實(shí)際應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞:脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)斷口識(shí)別神經(jīng)元點(diǎn)火序列熵序列
關(guān)鍵詞:脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)斷口識(shí)別神經(jīng)元點(diǎn)火序列熵序列
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金屬斷口圖像的模式識(shí)別與分類是進(jìn)行斷裂故障智能化分析的關(guān)鍵性問(wèn)題。金屬斷口圖像的識(shí)別研究已經(jīng)取得一定成果,但識(shí)別的種類有限,識(shí)別率也有待于提高[1-3]。文獻(xiàn)[4]提出利用小波變換等方法提取出的能量、L1范數(shù)和熵等特征,然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類器設(shè)計(jì)的方法,取得了較好的識(shí)別效果,能夠解決典型斷口圖像的識(shí)別問(wèn)題。但在識(shí)別的過(guò)程中都需要學(xué)習(xí),訓(xùn)練,而這些要求有大量的斷口來(lái)保證學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的質(zhì)量,基于此,提出了一種新的斷口圖像的識(shí)別方法:將脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到斷口識(shí)別當(dāng)中去。曬侗鸕鬧擲嚶邢蓿侗鷴室燦寫諤岣1-3]。文獻(xiàn)[4]提出利用小波變換等方法提取出的能量、L1范數(shù)和熵等特征,然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類器設(shè)計(jì)的方法,取得了較好的識(shí)別效果,能夠解決典型斷口圖像的識(shí)別問(wèn)題。但在識(shí)別的過(guò)程中都需要學(xué)習(xí),訓(xùn)練,而這些要求有大量的斷口來(lái)保證學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的質(zhì)量,基于此,提出了一種新的斷口圖像的識(shí)別方法:將脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到斷口識(shí)別當(dāng)中去。
20世紀(jì)90年代,Eckhorn提出了脈沖藕合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義。它是借助貓的視覺(jué)原理構(gòu)建的簡(jiǎn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,與BP網(wǎng)絡(luò)和Kohonen神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比,PCNN無(wú)需訓(xùn)練、學(xué)習(xí),就能在復(fù)雜的背景下提取所需信息,具有同步脈沖發(fā)放和全局耦合的特點(diǎn),在信號(hào)形式及處理機(jī)制更符合人類的視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)生理學(xué)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代,Eckhorn提出了脈沖藕合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義。它是借助貓的視覺(jué)原理構(gòu)建的簡(jiǎn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,與BP網(wǎng)絡(luò)和Kohonen神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比,PCNN無(wú)需訓(xùn)練、學(xué)習(xí),就能在復(fù)雜的背景下提取所需信息,具有同步脈沖發(fā)放和全局耦合的特點(diǎn),在信號(hào)形式及處理機(jī)制更符合人類的視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)生理學(xué)基礎(chǔ)。
因此在斷口數(shù)量較少的情況下,將斷口圖片輸入到PCNN中進(jìn)行迭代處理,得到由PCNN輸出描述圖像信息的熵值序列、點(diǎn)火時(shí)間序列、特征時(shí)間序列;再根據(jù)點(diǎn)火時(shí)間序列的距離閾值判斷斷口差別;最后通過(guò)歐式距離的大小直接進(jìn)行斷口的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法在斷口識(shí)別方面能取得良好的效果。
因此在斷口數(shù)量較少的情況下,將斷口圖片輸入到PCNN中進(jìn)行迭代處理,得到由PCNN輸出描述圖像信息的熵值序列、點(diǎn)火時(shí)間序列、特征時(shí)間序列;再根據(jù)點(diǎn)火時(shí)間序列的距離閾值判斷斷口差別;最后通過(guò)歐式距離的大小直接進(jìn)行斷口的識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法在斷口識(shí)別方面能取得良好的效果。
1 基于PCNN的斷口識(shí)別模型
1 基于PCNN的斷口識(shí)別模型
1.1 PCNN基本原理
1.1 PCNN基本原理
PCNN的基礎(chǔ)是Eckhorn的連接域模型[5]。PCNN神經(jīng)元模型主要由接受域、調(diào)制和脈沖產(chǎn)生三個(gè)部分構(gòu)成。
PCNN的基礎(chǔ)是Eckhorn的連接域模型[5]。PCNN神經(jīng)元模型主要由接受域、調(diào)制和脈沖產(chǎn)生三個(gè)部分構(gòu)成。
接收部分接收到來(lái)自其他神經(jīng)元與外部的刺激輸入后,利用鏈接輸入通道L或饋送輸入通道F來(lái)完成傳輸。這兩條通道,前者主要是對(duì)相鄰神經(jīng)元輸出脈沖進(jìn)行局部抽樣,一般情況下鏈接接收域的半徑極小。而相比之下,F(xiàn)通道會(huì)隨著時(shí)間的延續(xù)對(duì)脈沖響應(yīng)函數(shù)的變化比較緩慢,對(duì)應(yīng)著外界的輸入。鏈接輸入L加上一個(gè)正的偏移量,再與饋送輸入相乘構(gòu)成內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng)U。一個(gè)衰減的內(nèi)部閾值H與一個(gè)階躍函數(shù)共同構(gòu)成了脈沖發(fā)生器。
非線性連接調(diào)制部分:也即神經(jīng)元內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng),反饋輸入和加有偏置權(quán)值的線性連接部分相乘能獲得此項(xiàng)。
非線性連接調(diào)制部分:也即神經(jīng)元內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng),反饋輸入和加有偏置權(quán)值的線性連接部分相乘能獲得此項(xiàng)。
脈沖產(chǎn)生部分: 內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng)的大小能是否能大于動(dòng)態(tài)激發(fā)門限,往往決定著脈沖是否產(chǎn)生,如果神經(jīng)元輸出狀態(tài)發(fā)生變化,這個(gè)門限也會(huì)隨之變化。
脈沖產(chǎn)生部分: 內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng)的大小能是否能大于動(dòng)態(tài)激發(fā)門限,往往決定著脈沖是否產(chǎn)生,如果神經(jīng)元輸出狀態(tài)發(fā)生變化,這個(gè)門限也會(huì)隨之變化。
從神經(jīng)元本身的構(gòu)成來(lái)看,脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比起來(lái),前者的特色化性能就顯而易見,這就使PCNN具備變閾值、強(qiáng)自適應(yīng)、同步脈沖發(fā)放等特性,在處理圖像時(shí),這些性能都能發(fā)揮很好作用。脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元模型如圖1所示。
從神經(jīng)元本身的構(gòu)成來(lái)看,脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比起來(lái),前者的特色化性能就顯而易見,這就使PCNN具備變閾值、強(qiáng)自適應(yīng)、同步脈沖發(fā)放等特性,在處理圖像時(shí),這些性能都能發(fā)揮很好作用。脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元模型如圖1所示。
1.2 識(shí)別模型的建立
1.2 識(shí)別模型的建立
通過(guò)PCNN處理圖像的過(guò)程中,其基本單元脈沖耦合神經(jīng)元的個(gè)數(shù)與圖像中像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)相當(dāng),也就是每一個(gè)像素點(diǎn)都有與之對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元相連,而且神經(jīng)元和神經(jīng)元之間也是相連的。我們可以將PCNN模型簡(jiǎn)化為F通道,注意在強(qiáng)度上,F(xiàn)通道的輸入值也要和像素點(diǎn)相同,周圍神經(jīng)元著火次數(shù)的總和就是L通道的輸入值。
通過(guò)PCNN處理圖像的過(guò)程中,其基本單元脈沖耦合神經(jīng)元的個(gè)數(shù)與圖像中像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)相當(dāng),也就是每一個(gè)像素點(diǎn)都有與之對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元相連,而且神經(jīng)元和神經(jīng)元之間也是相連的。我們可以將PCNN模型簡(jiǎn)化為F通道,注意在強(qiáng)度上,F(xiàn)通道的輸入值也要和像素點(diǎn)相同,周圍神經(jīng)元著火次數(shù)的總和就是L通道的輸入值。
根據(jù)金屬斷口圖像的灰度值確定PCNN 模型的點(diǎn)火時(shí)間,灰度值會(huì)隨著點(diǎn)火時(shí)間的提前而增大,反之則越小。這樣一來(lái),各類斷口裂紋的特點(diǎn)很容易通過(guò)脈動(dòng)輸出序列構(gòu)成的二值圖像體現(xiàn)出來(lái),這就是所謂的通過(guò)PCNN 建立識(shí)別模型的原理。下面的公式就是PCNN離散形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
根據(jù)金屬斷口圖像的灰度值確定PCNN 模型的點(diǎn)火時(shí)間,灰度值會(huì)隨著點(diǎn)火時(shí)間的提前而增大,反之則越小。這樣一來(lái),各類斷口裂紋的特點(diǎn)很容易通過(guò)脈動(dòng)輸出序列構(gòu)成的二值圖像體現(xiàn)出來(lái),這就是所謂的通過(guò)PCNN 建立識(shí)別模型的原理。下面的公式就是PCNN離散形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
Fij(n)=Iij(1)
Fij(n)=Iij(1)
Lij(n)=exp(-αL)Lij(n-1)+VL■Wij,mnYmn(n-1) (2)
Lij(n)=exp(-αL)Lij(n-1)+VL■Wij,mnYmn(n-1) (2)
Uij(n)=Fij(n)*(1+βlij(n))(3)
Uij(n)=Fij(n)*(1+βlij(n))(3)
θij(n)=exp(-αθ)θij(n-1)+VθYij(n-1) (4)
θij(n)=exp(-αθ)θij(n-1)+VθYij(n-1) (4)
Yij(n)=1,Uij(n)>θij(n)0,其它 (5)
Yij(n)=1,Uij(n)>θij(n)0,其它 (5)
上式中的神經(jīng)元與周圍連接的范圍可取3×3或5×5的數(shù)值,用m,n來(lái)代替,而外部輸入刺激信號(hào)則用Iij表示;Lij(n)表示連接輸入,F(xiàn)ij(n)表示反饋輸入。PCNN神經(jīng)元接受Lij(n)及Fij(n),再在其內(nèi)部神經(jīng)元活動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成Uij(n),即內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng)(模型中偏移量規(guī)整為1,β為鏈接強(qiáng)度系數(shù))。如果動(dòng)態(tài)門限θij(n-1)達(dá)不到Uij(n)的數(shù)值,PCNN就會(huì)產(chǎn)生輸出時(shí)序脈沖序列Yij(n)。
上式中的神經(jīng)元與周圍連接的范圍可取3×3或5×5的數(shù)值,用m,n來(lái)代替,而外部輸入刺激信號(hào)則用Iij表示;Lij(n)表示連接輸入,F(xiàn)ij(n)表示反饋輸入。PCNN神經(jīng)元接受Lij(n)及Fij(n),再在其內(nèi)部神經(jīng)元活動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成Uij(n),即內(nèi)部活動(dòng)項(xiàng)(模型中偏移量規(guī)整為1,β為鏈接強(qiáng)度系數(shù))。如果動(dòng)態(tài)門限θij(n-1)達(dá)不到Uij(n)的數(shù)值,PCNN就會(huì)產(chǎn)生輸出時(shí)序脈沖序列Yij(n)。
2 基于PCNN的斷口識(shí)別方法研究
2 基于PCNN的斷口識(shí)別方法研究
2.1 特征提取
2.1 特征提取
斷口圖像點(diǎn)火的神經(jīng)元總數(shù)為g(n)[6],則:
斷口圖像點(diǎn)火的神經(jīng)元總數(shù)為g(n)[6],則:
g(n)=■Yij(n) (6)
g(n)=■Yij(n) (6)
式中,Yij(n)是在n時(shí)刻點(diǎn)火神經(jīng)元Nij的輸出,點(diǎn)火時(shí)刻信號(hào)g(n)統(tǒng)計(jì)了n時(shí)刻PCNN發(fā)出脈沖的神經(jīng)元總數(shù),也就是每次迭代時(shí)整個(gè)圖像中點(diǎn)火的神經(jīng)元的總數(shù)。
式中,Yij(n)是在n時(shí)刻點(diǎn)火神經(jīng)元Nij的輸出,點(diǎn)火時(shí)刻信號(hào)g(n)統(tǒng)計(jì)了n時(shí)刻PCNN發(fā)出脈沖的神經(jīng)元總數(shù),也就是每次迭代時(shí)整個(gè)圖像中點(diǎn)火的神經(jīng)元的總數(shù)。
Yij(n)涵蓋了圖像中相鄰像素之間的相對(duì)位置和圖像灰度分布的相關(guān)信息,充分體現(xiàn)出紋理圖像的特點(diǎn)。如果圖像的斷口不相同,就會(huì)出現(xiàn)不同的紋理,每幅斷口圖的時(shí)間序列都各具特色,其具有某種不變性,整個(gè)斷口圖的內(nèi)在特征也就能通過(guò)這一個(gè)特點(diǎn)反映出來(lái),這個(gè)特點(diǎn)完全能作為一個(gè)特征向量用于分類和識(shí)別,可將其輸入模式識(shí)別單元來(lái)識(shí)別。
Yij(n)涵蓋了圖像中相鄰像素之間的相對(duì)位置和圖像灰度分布的相關(guān)信息,充分體現(xiàn)出紋理圖像的特點(diǎn)。如果圖像的斷口不相同,就會(huì)出現(xiàn)不同的紋理,每幅斷口圖的時(shí)間序列都各具特色,其具有某種不變性,整個(gè)斷口圖的內(nèi)在特征也就能通過(guò)這一個(gè)特點(diǎn)反映出來(lái),這個(gè)特點(diǎn)完全能作為一個(gè)特征向量用于分類和識(shí)別,可將其輸入模式識(shí)別單元來(lái)識(shí)別。
2.2 PCNN模型的參數(shù)設(shè)置
2.2 PCNN模型的參數(shù)設(shè)置
操作人員一定要在同一參數(shù)模型下處理金屬斷口圖像,以確保最終獲得為宜的PCNN 輸出時(shí)間序列。假設(shè)Fn(PCNN模型的點(diǎn)火次數(shù))是45,Y、L、U初值都是0,歸一化以后的灰度值用S來(lái)代替,屬于[0,1],r(連接域半徑)取1.5,W(內(nèi)部連接矩陣)與M相同,為3*3的方陣:其中每一個(gè)元素?cái)?shù)值都是中心像素到四周像素的歐幾里德距離的平方的倒數(shù),則:
操作人員一定要在同一參數(shù)模型下處理金屬斷口圖像,以確保最終獲得為宜的PCNN 輸出時(shí)間序列。假設(shè)Fn(PCNN模型的點(diǎn)火次數(shù))是45,Y、L、U初值都是0,歸一化以后的灰度值用S來(lái)代替,屬于[0,1],r(連接域半徑)取1.5,W(內(nèi)部連接矩陣)與M相同,為3*3的方陣:其中每一個(gè)元素?cái)?shù)值都是中心像素到四周像素的歐幾里德距離的平方的倒數(shù),則:
Mxy=[E(pij-pxy)2]-1 (7)
Mxy=[E(pij-pxy)2]-1 (7)
式中,中心像素點(diǎn)的坐標(biāo)、周圍像素點(diǎn)坐標(biāo)和所求數(shù)值分別用Pxy、Pij、Mxy表示。表1給出了其他的參數(shù)。
式中,中心像素點(diǎn)的坐標(biāo)、周圍像素點(diǎn)坐標(biāo)和所求數(shù)值分別用Pxy、Pij、Mxy表示。表1給出了其他的參數(shù)。
2.3 識(shí)別原理及方法
2.3 識(shí)別原理及方法
PCNN第n次點(diǎn)火時(shí)輸出二值圖Yij(n)的熵是Hn(p)。Hn(p)數(shù)值可以作為圖像統(tǒng)計(jì)特性的表現(xiàn)形式之一,將圖像包含信息量的大小體現(xiàn)出來(lái)。具體地也就是PCNN 在每次循環(huán)迭代運(yùn)算時(shí),計(jì)算分割輸出的二值圖像Y(n)的熵值Hn(p)。
PCNN第n次點(diǎn)火時(shí)輸出二值圖Yij(n)的熵是Hn(p)。Hn(p)數(shù)值可以作為圖像統(tǒng)計(jì)特性的表現(xiàn)形式之一,將圖像包含信息量的大小體現(xiàn)出來(lái)。具體地也就是PCNN 在每次循環(huán)迭代運(yùn)算時(shí),計(jì)算分割輸出的二值圖像Y(n)的熵值Hn(p)。
H(p)=-p1*log■■log■■(8)
H(p)=-p1*log■■log■■(8)
P1、P0分別表示Y(n)中像素為1、為0的概率。
P1、P0分別表示Y(n)中像素為1、為0的概率。
對(duì)斷口圖像的識(shí)別,首先把斷口圖像送入PCNN模型,借助PCNN的圖像分割能力和輸出圖像Y(n)熵序列的性質(zhì),進(jìn)行特征提取,將輸出熵序列作為特征向量,將輸出熵序列與存儲(chǔ)的模板標(biāo)準(zhǔn)熵序列進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算二者的歐氏距離,然后就可以根據(jù)距離的大小直接進(jìn)行斷口的識(shí)別(當(dāng)然也可以用其它分類器進(jìn)行分類),這里歐式距離定義為:
對(duì)斷口圖像的識(shí)別,首先把斷口圖像送入PCNN模型,借助PCNN的圖像分割能力和輸出圖像Y(n)熵序列的性質(zhì),進(jìn)行特征提取,將輸出熵序列作為特征向量,將輸出熵序列與存儲(chǔ)的模板標(biāo)準(zhǔn)熵序列進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算二者的歐氏距離,然后就可以根據(jù)距離的大小直接進(jìn)行斷口的識(shí)別(當(dāng)然也可以用其它分類器進(jìn)行分類),這里歐式距離定義為:
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MSE=[∑(g0(n)-g1(n))2]■(9)
MSE=[∑(g0(n)-g1(n))2]■(9)
其中g(shù)0(n)、g1(n)分別表示標(biāo)準(zhǔn)熵序列和實(shí)際輸出的熵序列的值。
其中g(shù)0(n)、g1(n)分別表示標(biāo)準(zhǔn)熵序列和實(shí)際輸出的熵序列的值。
3 實(shí)驗(yàn)研究
3 實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)樣本采用的是典型斷口圖像,如圖2~圖4典型斷口圖像樣本所示,依次為解理斷口、疲勞斷口和塑坑斷口。從這三種斷口圖像中分別提取10幅128×128的灰度圖像,作為訓(xùn)練樣本,任意取出三種斷口圖像中的各兩幅,得到Bandelet熵,任意取出三種斷口圖像中的兩幅的Bandelet熵,進(jìn)行兩步判斷:
實(shí)驗(yàn)樣本采用的是典型斷口圖像,如圖2~圖4典型斷口圖像樣本所示,依次為解理斷口、疲勞斷口和塑坑斷口。從這三種斷口圖像中分別提取10幅128×128的灰度圖像,作為訓(xùn)練樣本,任意取出三種斷口圖像中的各兩幅,得到Bandelet熵,任意取出三種斷口圖像中的兩幅的Bandelet熵,進(jìn)行兩步判斷:
第一步判斷,通過(guò)PCNN輸出斷口圖像的點(diǎn)火神經(jīng)元序列。設(shè)定閾值T為0.45。計(jì)算任意兩種斷口圖像Bandelet熵的歐式距離。如果得到的歐式距離大于閾值,就判定神經(jīng)元序列所屬的斷口圖像屬于兩種不同的斷口類型,可以進(jìn)行第二步判斷,確定其斷口種類;如果得到的歐式距離不大于閾值,就說(shuō)明這兩種斷口類型一樣,就停止判斷。通過(guò)這種判斷,這三種斷口圖像就可以被分成三類。第二步判斷,將被分成三類的斷口圖像的熵序列與存儲(chǔ)的模板標(biāo)準(zhǔn)熵序列進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算二者的歐氏幾何距離,若是歐式距離很大,則說(shuō)明是不同類斷口;若歐式距離很小,則說(shuō)明是同類斷口,以此,就可以清楚的分辨出三種不同類型的斷口。粲諏街植煌畝峽誒嘈停梢越械詼腳卸希范ㄆ潿峽謚擲啵蝗綣玫降吶肥驕嗬氬淮笥阢兄擔(dān)退得髡飭街侄峽誒嘈鴕謊屯V古卸稀Mü庵峙卸希餿侄峽諭枷窬涂梢員環(huán)殖扇唷5詼腳卸希環(huán)殖扇嗟畝峽諭枷竦攆匭蛄杏氪媧⒌哪0灞曜檢匭蛄薪卸員齲撲愣叩吶肥霞負(fù)尉嗬耄羰橋肥驕嗬牒艽螅蛩得魘遣煌嘍峽冢蝗襞肥驕嗬牒芐。蛩得魘峭嘍峽冢源耍涂梢鄖宄姆直娉鋈植煌嘈偷畝峽凇
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)斷口圖像經(jīng)過(guò)PCNN之后,輸出熵序列和模式庫(kù)中的其他斷口圖像的輸出熵序列的歐氏距離很大,與自己所屬模式的輸出熵序列的歐氏距離最小。據(jù)此可以進(jìn)行不同斷口的模式識(shí)別工作。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文算法對(duì)不同斷口圖像均可達(dá)到90%以上的正確識(shí)別率。本文所用方法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相比,不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能夠節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí)還能減少對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本的需求,實(shí)驗(yàn)證明該方法切實(shí)有效。
通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)斷口圖像經(jīng)過(guò)PCNN之后,輸出熵序列和模式庫(kù)中的其他斷口圖像的輸出熵序列的歐氏距離很大,與自己所屬模式的輸出熵序列的歐氏距離最小。據(jù)此可以進(jìn)行不同斷口的模式識(shí)別工作。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文算法對(duì)不同斷口圖像均可達(dá)到90%以上的正確識(shí)別率。本文所用方法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相比,不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能夠節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí)還能減少對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本的需求,實(shí)驗(yàn)證明該方法切實(shí)有效。
4 結(jié)論
4 結(jié)論
基于PCNN不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能從復(fù)雜背景下提取有效信息,并且具有同步脈沖發(fā)放等特性,本文將PCNN引入到金屬斷口圖像的識(shí)別中,提出了一種基于PCNN的金屬斷口識(shí)別方法,通過(guò)以上仿真實(shí)驗(yàn),說(shuō)明該方法在斷口識(shí)別中取得了良好的效果,特別是在斷口樣本較少的情況下,解決了BP網(wǎng)絡(luò)等需要大量樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的問(wèn)題,顯示了該方法在斷口識(shí)別方面的獨(dú)到之處,。但是,關(guān)于PCNN在識(shí)別領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用還有待于研究和探討,尤其在實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)上也可以做更多的改進(jìn)和優(yōu)化,使該算法更適用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。
基于PCNN不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能從復(fù)雜背景下提取有效信息,并且具有同步脈沖發(fā)放等特性,本文將PCNN引入到金屬斷口圖像的識(shí)別中,提出了一種基于PCNN的金屬斷口識(shí)別方法,通過(guò)以上仿真實(shí)驗(yàn),說(shuō)明該方法在斷口識(shí)別中取得了良好的效果,特別是在斷口樣本較少的情況下,解決了BP網(wǎng)絡(luò)等需要大量樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的問(wèn)題,顯示了該方法在斷口識(shí)別方面的獨(dú)到之處,。但是,關(guān)于PCNN在識(shí)別領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用還有待于研究和探討,尤其在實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)上也可以做更多的改進(jìn)和優(yōu)化,使該算法更適用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn):
參考文獻(xiàn):
[1]K Minoshima,T Nagasaki,K Komai. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique,Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng,1990,56(525):1318-1328.
[1]K Minoshima,T Nagasaki,K Komai. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique,Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng,1990,56(525):1318-1328.
[2]K Komai,K Minoshima,S Ishii. Recognition of Different Frature Surface Morphologies Using Computer Image Processing Technique. JSME.Int.J,Ser.A.1993,36(2):220.
[2]K Komai,K Minoshima,S Ishii. Recognition of Different Frature Surface Morphologies Using Computer Image Processing Technique. JSME.Int.J,Ser.A.1993,36(2):220.
[3]K Minoshi,T Nagosaki. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique. Jpn. Soc. Mesh.Eng,1993,373.
[3]K Minoshi,T Nagosaki. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique. Jpn. Soc. Mesh.Eng,1993,373.
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目ZD200829003資助。
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作者簡(jiǎn)介:莊心生,男,1975年9月生,機(jī)械工程師。
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MSE=[∑(g0(n)-g1(n))2]■(9)
MSE=[∑(g0(n)-g1(n))2]■(9)
其中g(shù)0(n)、g1(n)分別表示標(biāo)準(zhǔn)熵序列和實(shí)際輸出的熵序列的值。
其中g(shù)0(n)、g1(n)分別表示標(biāo)準(zhǔn)熵序列和實(shí)際輸出的熵序列的值。
3 實(shí)驗(yàn)研究
3 實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)樣本采用的是典型斷口圖像,如圖2~圖4典型斷口圖像樣本所示,依次為解理斷口、疲勞斷口和塑坑斷口。從這三種斷口圖像中分別提取10幅128×128的灰度圖像,作為訓(xùn)練樣本,任意取出三種斷口圖像中的各兩幅,得到Bandelet熵,任意取出三種斷口圖像中的兩幅的Bandelet熵,進(jìn)行兩步判斷:
實(shí)驗(yàn)樣本采用的是典型斷口圖像,如圖2~圖4典型斷口圖像樣本所示,依次為解理斷口、疲勞斷口和塑坑斷口。從這三種斷口圖像中分別提取10幅128×128的灰度圖像,作為訓(xùn)練樣本,任意取出三種斷口圖像中的各兩幅,得到Bandelet熵,任意取出三種斷口圖像中的兩幅的Bandelet熵,進(jìn)行兩步判斷:
第一步判斷,通過(guò)PCNN輸出斷口圖像的點(diǎn)火神經(jīng)元序列。設(shè)定閾值T為0.45。計(jì)算任意兩種斷口圖像Bandelet熵的歐式距離。如果得到的歐式距離大于閾值,就判定神經(jīng)元序列所屬的斷口圖像屬于兩種不同的斷口類型,可以進(jìn)行第二步判斷,確定其斷口種類;如果得到的歐式距離不大于閾值,就說(shuō)明這兩種斷口類型一樣,就停止判斷。通過(guò)這種判斷,這三種斷口圖像就可以被分成三類。第二步判斷,將被分成三類的斷口圖像的熵序列與存儲(chǔ)的模板標(biāo)準(zhǔn)熵序列進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算二者的歐氏幾何距離,若是歐式距離很大,則說(shuō)明是不同類斷口;若歐式距離很小,則說(shuō)明是同類斷口,以此,就可以清楚的分辨出三種不同類型的斷口。
第一步判斷,通過(guò)PCNN輸出斷口圖像的點(diǎn)火神經(jīng)元序列。設(shè)定閾值T為0.45。計(jì)算任意兩種斷口圖像Bandelet熵的歐式距離。如果得到的歐式距離大于閾值,就判定神經(jīng)元序列所屬的斷口圖像屬于兩種不同的斷口類型,可以進(jìn)行第二步判斷,確定其斷口種類;如果得到的歐式距離不大于閾值,就說(shuō)明這兩種斷口類型一樣,就停止判斷。通過(guò)這種判斷,這三種斷口圖像就可以被分成三類。第二步判斷,將被分成三類的斷口圖像的熵序列與存儲(chǔ)的模板標(biāo)準(zhǔn)熵序列進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算二者的歐氏幾何距離,若是歐式距離很大,則說(shuō)明是不同類斷口;若歐式距離很小,則說(shuō)明是同類斷口,以此,就可以清楚的分辨出三種不同類型的斷口。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)斷口圖像經(jīng)過(guò)PCNN之后,輸出熵序列和模式庫(kù)中的其他斷口圖像的輸出熵序列的歐氏距離很大,與自己所屬模式的輸出熵序列的歐氏距離最小。據(jù)此可以進(jìn)行不同斷口的模式識(shí)別工作。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文算法對(duì)不同斷口圖像均可達(dá)到90%以上的正確識(shí)別率。本文所用方法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相比,不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能夠節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí)還能減少對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本的需求,實(shí)驗(yàn)證明該方法切實(shí)有效。
通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)斷口圖像經(jīng)過(guò)PCNN之后,輸出熵序列和模式庫(kù)中的其他斷口圖像的輸出熵序列的歐氏距離很大,與自己所屬模式的輸出熵序列的歐氏距離最小。據(jù)此可以進(jìn)行不同斷口的模式識(shí)別工作。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文算法對(duì)不同斷口圖像均可達(dá)到90%以上的正確識(shí)別率。本文所用方法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相比,不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能夠節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí)還能減少對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本的需求,實(shí)驗(yàn)證明該方法切實(shí)有效。
4 結(jié)論
4 結(jié)論
基于PCNN不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能從復(fù)雜背景下提取有效信息,并且具有同步脈沖發(fā)放等特性,本文將PCNN引入到金屬斷口圖像的識(shí)別中,提出了一種基于PCNN的金屬斷口識(shí)別方法,通過(guò)以上仿真實(shí)驗(yàn),說(shuō)明該方法在斷口識(shí)別中取得了良好的效果,特別是在斷口樣本較少的情況下,解決了BP網(wǎng)絡(luò)等需要大量樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的問(wèn)題,顯示了該方法在斷口識(shí)別方面的獨(dú)到之處,。但是,關(guān)于PCNN在識(shí)別領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用還有待于研究和探討,尤其在實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)上也可以做更多的改進(jìn)和優(yōu)化,使該算法更適用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。
基于PCNN不需要學(xué)習(xí)或者訓(xùn)練,能從復(fù)雜背景下提取有效信息,并且具有同步脈沖發(fā)放等特性,本文將PCNN引入到金屬斷口圖像的識(shí)別中,提出了一種基于PCNN的金屬斷口識(shí)別方法,通過(guò)以上仿真實(shí)驗(yàn),說(shuō)明該方法在斷口識(shí)別中取得了良好的效果,特別是在斷口樣本較少的情況下,解決了BP網(wǎng)絡(luò)等需要大量樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的問(wèn)題,顯示了該方法在斷口識(shí)別方面的獨(dú)到之處,。但是,關(guān)于PCNN在識(shí)別領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用還有待于研究和探討,尤其在實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)上也可以做更多的改進(jìn)和優(yōu)化,使該算法更適用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn):
參考文獻(xiàn):
[1]K Minoshima,T Nagasaki,K Komai. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique,Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng,1990,56(525):1318-1328.
[1]K Minoshima,T Nagasaki,K Komai. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique,Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng,1990,56(525):1318-1328.
[2]K Komai,K Minoshima,S Ishii. Recognition of Different Frature Surface Morphologies Using Computer Image Processing Technique. JSME.Int.J,Ser.A.1993,36(2):220.
[2]K Komai,K Minoshima,S Ishii. Recognition of Different Frature Surface Morphologies Using Computer Image Processing Technique. JSME.Int.J,Ser.A.1993,36(2):220.
[3]K Minoshi,T Nagosaki. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique. Jpn. Soc. Mesh.Eng,1993,373.
[3]K Minoshi,T Nagosaki. Automatic Classification of Fracture Surface Morphology Using Computer Image Processing Technique. Jpn. Soc. Mesh.Eng,1993,373.
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目ZD200829003資助。
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作者簡(jiǎn)介:莊心生,男,1975年9月生,機(jī)械工程師。
關(guān)鍵詞:工程施工;進(jìn)度控制;措施
1、引言
建筑工程施工進(jìn)度計(jì)劃和控制直接關(guān)系到整個(gè)工程的工期以及工程的質(zhì)量和成本,是施工企業(yè)管理的重要方面。如何根據(jù)工期要求合理的編制項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃,如何在施工管理過(guò)程中及時(shí)的發(fā)現(xiàn)實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃的偏差,如何對(duì)施工計(jì)劃做合理的調(diào)整,都是擺在項(xiàng)目管理人員面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。因此,對(duì)建筑工程施工進(jìn)度影響因素進(jìn)行分析并針對(duì)性的提出合理而有效的進(jìn)度控制措施對(duì)建筑企業(yè)提高管理效率具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2、建筑工程施工進(jìn)度控制基本理論與影響因素
2.1 建筑工程使用進(jìn)度控制基本理論
施工進(jìn)度控制的實(shí)質(zhì)就是工期目標(biāo)控制,主要是指按照合同規(guī)定的工程建設(shè)工期,在施工前根據(jù)工程成本、質(zhì)量要求、工序分工等因素,綜合考慮,制定合理的工程進(jìn)度計(jì)劃,并以此為以及,對(duì)整個(gè)工程建設(shè)過(guò)程各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度和用時(shí)情況進(jìn)行監(jiān)督、檢查、指導(dǎo)和糾正的行為過(guò)程。因此,工程進(jìn)度控制必須實(shí)行全過(guò)程控制,在施工前對(duì)進(jìn)度進(jìn)行計(jì)劃、規(guī)劃和執(zhí)行進(jìn)行預(yù)測(cè);在施工過(guò)程中,嚴(yán)格按照計(jì)劃要求監(jiān)督工程建設(shè)進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)工期拖沓行為,采取措施糾正偏差;在一個(gè)工序的計(jì)劃完成后,在總結(jié)實(shí)際進(jìn)度的基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)工程的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。同時(shí),進(jìn)度控制還是一項(xiàng)綜合性的工作,需要業(yè)主方、承包方、監(jiān)理方以及主管部門共同努力,協(xié)調(diào)配合,才能保證進(jìn)度控制目標(biāo)的實(shí)施。
2.2 建筑工程施工進(jìn)度影響因素
建筑工程施工進(jìn)度的影響因素主要來(lái)自以下幾個(gè)方面:
首先是業(yè)主方,在預(yù)算成本等利益因素的驅(qū)使下,業(yè)主方一般對(duì)工程的工期要求較緊,而且這些工期都是通過(guò)招標(biāo)的方式最終采用合同確定下來(lái)的,一旦確定,不容更改,所以,從源頭上,相對(duì)較短的工期成為目前建筑工程施工進(jìn)度控制的最大障礙。同時(shí),由于監(jiān)理方在項(xiàng)目招標(biāo)完成后才最終確定,未參與招投標(biāo)工作,因此對(duì)業(yè)主方對(duì)工期、成本、和質(zhì)量三者的具體要求不甚清楚,造成監(jiān)理人員對(duì)工期控制的目標(biāo)不明確,影響進(jìn)度控制效果。
其次是監(jiān)理方,首先在觀念上,認(rèn)為進(jìn)度控制的核心是工程施工方的事情,延誤工期的結(jié)果是施工方違約,與自身關(guān)系不大,這種觀念影響了監(jiān)理方參與工程施工進(jìn)度控制的積極性,放松了對(duì)工程進(jìn)度的控制。同時(shí),這種觀念也造成目前的進(jìn)度監(jiān)理為實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理,監(jiān)理方不能充分的了解進(jìn)度的執(zhí)行情況,無(wú)法對(duì)工程進(jìn)度的實(shí)施情況作出正確判斷,也就不能及時(shí)地為建設(shè)工程在進(jìn)度下提供咨詢和服務(wù)。
其次是施工方,首先是缺乏專業(yè)的技術(shù)人員和管理人員,對(duì)工程的所有工序的基本情況的了解不透徹、不全面,無(wú)法根據(jù)實(shí)際的用時(shí)合理的編制進(jìn)度計(jì)劃,為了迎合業(yè)主對(duì)工期的需求,在計(jì)劃編制是隨意性太大,不尊重實(shí)際情況,造成進(jìn)度計(jì)劃無(wú)法反應(yīng)真實(shí)的工程耗時(shí)情況,也就無(wú)法指導(dǎo)和督促進(jìn)度控制的實(shí)施。同時(shí),由于考慮短期成本,在部分工序延誤工期是,施工方不愿意增加人力、設(shè)備等加快工程進(jìn)度,存在僥幸心理,最終導(dǎo)致整個(gè)工程工期和進(jìn)度的延誤。
2.3建筑工程施工進(jìn)度控制的原則
動(dòng)態(tài)控制原則:是進(jìn)度控制的根本性原則,只有堅(jiān)持動(dòng)態(tài)的進(jìn)度控制理論與方法,才能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)進(jìn)度滯后問(wèn)題,及時(shí)的調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃并采取有效措施,加快其它工序進(jìn)度,彌補(bǔ)延誤的工期。
系統(tǒng)性原則:項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃和執(zhí)行過(guò)程中,涉及到各方的利益的權(quán)衡、技術(shù)的調(diào)整、工序的安排以及協(xié)調(diào)與成本與質(zhì)量的關(guān)系,編制和執(zhí)行復(fù)雜、牽涉面廣、影響因素多,因此要堅(jiān)持系統(tǒng)性原則,全面的、科學(xué)的綜合各方面因素,提高進(jìn)度控制水平。
封閉循環(huán)原則:該原則就是要求進(jìn)度控制要按照編制計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、檢查、比較與分析、確定調(diào)整措施和修改計(jì)劃的閉環(huán)流程,在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中不斷重復(fù)執(zhí)行,以保證進(jìn)度計(jì)劃的執(zhí)行和進(jìn)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
信息原則和彈性原則:信息原則要求將進(jìn)度計(jì)劃信息自上而下的傳達(dá)到每一個(gè)工程施工人員,保證所有人理解進(jìn)度計(jì)劃的目標(biāo)和內(nèi)容,自覺(jué)遵照?qǐng)?zhí)行。彈性原則要求進(jìn)度計(jì)劃安排要留有余地,執(zhí)行過(guò)程中也不能生搬硬套,要靈活處置。
3、建筑工程施工進(jìn)度控制保證措施
施工進(jìn)度的保證措施主要包括組織保證、物資保證、設(shè)備保證、施工環(huán)境保證、施工技術(shù)保證和施工工序保證幾個(gè)方面:
組織保證是施工進(jìn)度保證的前提條件。必須在項(xiàng)目開工建設(shè)初期成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的進(jìn)度管理領(lǐng)導(dǎo)小組,協(xié)調(diào)和管理施工進(jìn)度。在合同簽署前,要保證本工程所需的人力、物資、設(shè)備的到位,合同簽署后要迅速組織現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,編制施工技術(shù)方案,并與地方政府與周邊群眾取得聯(lián)系,創(chuàng)造良好的外部環(huán)境,保證工程順利開工。編制施工進(jìn)度計(jì)劃,按照進(jìn)度計(jì)劃編制作業(yè)計(jì)劃,合理安排工序,實(shí)現(xiàn)平行流水作業(yè),通過(guò)合理的施工組織與科學(xué)的施工方法,強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理,提高施工進(jìn)度、均衡生產(chǎn)。同時(shí)建立進(jìn)度會(huì)議分析制度,按照“周、旬、月”的頻率對(duì)工程實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行分析,及時(shí)調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃,提高計(jì)劃的可操作性。
物資保證,為了保證工程進(jìn)度,需要根據(jù)施工技術(shù)方案和進(jìn)度計(jì)劃在工序開始前做好材料的采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)以及物資的質(zhì)量檢驗(yàn)、試驗(yàn)、見證取樣復(fù)試等工作,保證不會(huì)因材料供應(yīng)問(wèn)題而影響進(jìn)度。同時(shí),對(duì)敏感位置的材料的的規(guī)格、顏花紋等,要與業(yè)主方及時(shí)的溝通,征得業(yè)主方領(lǐng)導(dǎo)的同意認(rèn)可后方能使用,對(duì)于特種材料和設(shè)備,如消防阻燃材料、防火門等,要專門機(jī)構(gòu)的鑒定后方能使用,避免無(wú)法通過(guò)相關(guān)部門的驗(yàn)收,延誤工期。
設(shè)備保證是加快工程進(jìn)度的必要條件。施工機(jī)械對(duì)施工的效率有決定性作用,直接影響工程進(jìn)度。對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的要求是數(shù)量充足,穩(wěn)定性好,安全系數(shù)高,所有設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)主管部門的安檢認(rèn)證。同時(shí)施工設(shè)備需要專人定崗,或崗,保證操作人員持證上崗,在保證操作熟練,加快進(jìn)度的同時(shí)保證安全。
施工環(huán)境保證主要是應(yīng)對(duì)陰雨天氣、寒冷天氣的物資和處置措施要到位,要提前根據(jù)預(yù)報(bào)做好防范措施,防止陰雨天造成施工現(xiàn)場(chǎng)排水不暢、雨水倒灌、以及施工道路被毀等情況,延誤工期。同時(shí),針對(duì)不同的施工階段,需要準(zhǔn)備相應(yīng)的處置物質(zhì),如防雨塑料布、防雨棚等,保證天氣不會(huì)對(duì)已施工區(qū)域造成損失和破壞,同時(shí)不會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備等造成影響,影響后續(xù)施工。
施工技術(shù)和工序保證是進(jìn)度控制的核心內(nèi)容。在開工前,首先要組織技術(shù)人員仔細(xì)研究工程設(shè)計(jì)圖紙,把握好設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),保證施工中不會(huì)因圖紙理解失誤而導(dǎo)致返工。其次,要根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范與施工監(jiān)理細(xì)則,準(zhǔn)確掌握本工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝流程。編制好《實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)》,提前做好各分項(xiàng)工程準(zhǔn)備工作。在施工過(guò)程中,制定月、旬、周施工計(jì)劃,結(jié)合實(shí)際對(duì)照計(jì)劃找差距、找原因,完善管理、促進(jìn)施工。同時(shí),加強(qiáng)技術(shù)管理和工序管理,杜絕因工作失誤造成返工或影響正常施工進(jìn)度,確保關(guān)鍵工序施工工期。
4、結(jié)論
建筑工程施工進(jìn)度分析與控制工作是施工管理工作的重要內(nèi)容之一。施工進(jìn)度控制的好壞直接關(guān)系到工程的整個(gè)成本投入以及工程的整體施工質(zhì)量,因此,進(jìn)度控制的重要性不言而喻。本文在分析建筑工程施工進(jìn)度控制基本理論和影響因素的基礎(chǔ)上,有針對(duì)性的提出相應(yīng)的保證進(jìn)度控制的措施,其結(jié)果對(duì)指導(dǎo)建筑工程施工管理具有現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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