小螺号教案例1

关键词　DNA结构　构建模型　教学案例

中图分类号　G633.91

文献标识码　B

1背景

为推进并深化高中生物的教学改革，北京区教研中心在平谷四中举办了“新课程背景下的引导探究式教学研究”现场会。教学内容为人教版必修模块二第三章的第二节。

2主题

探讨在新课程背景下的课堂教学如何加强教师在探究教学中的引导，促使学生进行有效的探究式学习活动。

3教学方式

任务驱动式、引导探究式。

4教与学过程

4.1教学环节一：创设问题情景，引入课题

师：通过上节课的学习，我们已经知道DNA是生物的遗传物质，而且它能够自我复制、控制生物性状。结构与功能是相适应的，那么DNA具有什么样的结构呢?从20世纪40年代到50年代初，几个美国和欧洲的研究小组既协作又竞争地对比进行了研究。今天我们将重温当年科学家建立DNA双螺旋结构模型这一段艰难与充满智慧的过程。(此环节意在激发学生探究的欲望)

4.2教学环节二：引导探究DNA模型建立过程，并尝试构建模型

此环节是引导学生模仿科学家探究建立DNA结构模型的过程，感悟DNA分子结构构建过程中的科学探索精神和思维方法，鼓励学生大胆想象，培养学生创新思维能力，同时通过合作探究，培养学生团结协作精神。

教师展示资料1：在沃森和克里克研究之前，科学界对DNA的认识：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。

教师引导学生回忆学过的DNA的相关知识：①组成DNA的基本元素?②DNA的基本组成单位名称及种类?③脱氧核苷酸由哪几部分构成?

生回答：①c、H、O、N、P；②脱氧核苷酸：4种，分别是腺嘌呤(鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶)脱氧核苷酸；③一分子碱基、一分子磷酸、一分子脱氧核糖。

教师简介信封中的用不干胶剪成的碱基、磷酸、脱氧核糖模型，并布置任务：构建四种脱氧核苷酸模型(此环节是构建多脱氧核苷酸链的基础)。

两名学生在黑板上粘贴构建。其余分组在学案上粘贴构建。

师巡视：发现有的学生磷酸或碱基连接部位不对：有的把碱基连到了脱氧核糖的2号位，有的把磷酸连到了3号位。教师在黑板上画出脱氧核糖的结构简式，引导学生评价，强调碱基应连在1号位，磷酸应连在5号位(利用生成资源为顺利构建模型做好铺垫，也为学习基因工程打下基础)。

师设疑：这些脱氧核苷酸怎样连接成多脱氧核苷酸长链?布置任务：构建多脱氧核苷酸长链模型。

两名学生在黑板上用不干胶尝试连接。其余学生分组在学案上用线段连接。有的小组连接正确，有的小组连接错误。

各小组展示自己的成果，并相互比较评价。

教师展示资料2：1952年，有机化学家证明：将DNA的脱氧核苷酸结合在一起的是3’―5’的磷酸二脂键。错误的小组动手纠正错误连接。

师设疑：平面的单链的脱氧核苷酸长链没有DNA的功能，那么脱氧核苷酸长链会形成怎样的空间结构?基于这种认识，有多名科学家开始研究DNA的空间结构。他们在不同的实验室研究着同一个问题。沃森和克里克就是其中一对合作者。如果你就是当年的科学家，根据DNA的功能，推测一下DNA具有怎样的空间结构?

生大胆推测：螺旋结构。

师：科学研究需要技术的支持，不只是创新想象。在沃森和克里克冥思苦想而不得其解时，沃森看到了富兰克林拍摄的DNA的x射线衍射图，顿时感觉柳暗花明。

教师展示资料3：富兰克林拍摄的DNA的x射线衍射图。简介威尔金斯、富兰克林及x衍射技术。沃森和克里克依据弗兰克林拍摄的DNA的x射线衍射图谱推测：DNA应该是规则的螺旋结构，而且应该是双链或三链螺旋结构。三链螺旋结构很快被否定。继续构建DNA双链螺旋结构模型。

教师设疑：如果是双链构成，双链如何排列呢?并布置任务：用不干胶摆放DNA双链的排布(DNA平面模型)。

两名学生在黑板上用不干胶尝试排布。其余学生分组在学案上用不干胶尝试排布。

各学习小组展示自己的成果，并相互比较评价。

师生评价归纳：DNA结构中两条链可能的排列情况有两种：一是碱基排列在外侧；一是碱基排列在内侧。碱基配对方式有：同配方案A与A、T与T、G与G、C与C，异配方案A与T、c、G分别配对、T与c、G分别配对、c与G配对。

师：用幻灯片展示碱基排列在外侧图片，并简介两位科学家按着这种方式构建的模型与DNA的x射线衍射图数据不符而失败，在失败面前毫不气馁，继续研究。

师设疑：碱基排列在内侧的情况，需要解决的最关键问题是什么?

生：碱基到底怎样配对?

师讲述：沃森和克里克的研究陷入了低谷，这时，化学家查哥夫访问了剑桥大学，带来了振奋人心的研究成果。

教师展示资料4：1952年春天，奥地利的著名生物化学家查哥夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得到了一个重要的信息：A的量等于T的量；G的量等于c的量。

师引导学生分析：依据这个事实，判断4种碱基如何配对?

学生讨论分析后得出结论：A与T配对；G与c配对。

师布置任务：修改你们构建的平面结构模型。

生：两名学生在黑板上修改，其余分组在学案上修改。师巡视。

师：两条链的方向如何?

生：反向。

师：为什么会反向?

生：因为要保证碱基在内侧进行配对。

师：展示合理的碱基连接方式。这说明在平面结构的基础上进行规则的旋转，就是沃森和克里克成功建构的DNA双螺旋结构模型。构建模型方法是科学研究中的一个重要方法。播放DNA双螺旋结构的动画，展示模型。并说明：经验证，沃森和克里克建立的DNA的双螺旋结构模型与衍射图相符，并能解释DNA的多种功能。因此此模型一提出，便得到了科学界的认可，并由此而引发了一场蔚为壮观的生命科学和生物技术领域的重大革命。沃森、克里克和威尔金斯也因此荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。

4.3教学环节三：导引学生概述DNA双螺旋结构的主要特点

课外活动小组的学生展示在课下用纸板、铁丝等材料制作的DNA双螺旋模型。

师演示DNA双螺旋结构实物模型，引导学生从整体、外侧、内侧逐步观察，要求学生用规范的生物学术语概述DNA分子结构的主要特点。

学生观察后概述DNA分子结构的3个主要特点。

针对学生回答过程中出现的问题，教师及时点拨、纠正。

4.4教学环节四：师生共同总结

师生总结得出：DNA分子的结构层次：5种元素、4种基本单位、3种化学成分组成、2条多脱氧核苷酸链、1个双螺旋。

小螺号教案例2

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170532009

目前，国内的均匀设计方法已日趋成熟，并且有一套结构完整的试验表 Un（qs），按照试验表安排所需试验，其中U 代表均匀设计代号，n 代表要做的试验次数，q 代表每个因素的水平，s 代表数据表中列的数目。虽然均匀设计没有正交设计的整齐性，但其灵活性较好，更重要的是，均匀试验可以大大降低试验次数，从实践的角度看可以大大降低成本。由此可以看出其优越性。本文通过实例简述DPS数据处理系统。

1 试验设计

本次试验选取的4个因素分别是螺旋升角、螺距、螺旋外径（螺纹高度）和马达转速，每个因素分别选择6个水平，因素水平表如下表1所示。

本次试验选用U6（64） 的均匀设计表，进行一次重复组合排列，本次试验的试验方案如下表2，将所需的数据带入试验方案中即每一组的试验条件，X1～X4分别代表螺纹外径、螺旋升角、螺距和螺旋轴转速。

2 试验结果分析

2.1 复合肥颗粒

二次多项式逐步回w分析结束后，DPS软件输出复合肥性能指标Y1 与各因素间的二次多项式回归方程如下式：

Y1=-0.892699893+0.026138692915X1-0.00017911423136X12

-0.00003809361791X22 （1）

二次多项式逐步回归分析的相关统计学结果如表3、表4所示：

相关系数R=1，调整后的相关系数为Ra=0.9998，总体显著性检验值F=3723.3983，显著水平P值为0.0123X12>X22>X42，即对排肥均匀度的影响程度大小为：螺纹外径>螺旋升角>转速。

变异系数可以用来衡量排肥的均匀度，变异系数越小，均匀度越高。对二次多项式回归分析结果取最小值，得到各因素取值和变异系数最小值如下表5所示。

2.2 尿素颗粒

二次多项式逐步回归分析结束后，DPS软件输出尿素性能指标Y2与各因素间的二次多项式回归方程如下式 ：

（2）

二次多项式逐步回归分析结果如表6、表7所示。

相关系数R=0.9995，调整后的相关系数为Ra=0.9976，总体显著性检验值F=260.9784，显著水平P值为0.0464X4>X22>X3×X4，即对排肥均匀度的影响程度大小为：转速>螺旋升角>螺距。

变异系数可以用来衡量排肥的均匀度，变异系数越小，均匀度越高。对二次多项式回归分析结果取最小值，得到各因素取值和变异系数最小值如下表8所示。

3 小结

本例中，由于本试验的因素水平数较多，因此采用了均匀设计的方法，以减少试验次数，并利用DPS软件进行了试验方案的设计。依据实验方案在实验室进行试验并记录试验结果，然后整理数据并应用DPS数据处理软件对试验数据进行二次多项式逐步回归分析，获得回归方程以及当试验指标最小时各因素的数值大小。

参考文献

[1] 林锦贤. 用均匀设计优化分散聚合法制备P（St/nBA）微球体.计算机与应用化学，2011，28（6）：721-724.

[2]徐伟.季索菲.DPS数据处理系统在生物统计分析中的应用[J].榆林学院学报，2014（24）：24-27.

小螺号教案例3

关键词：

汽车发电机； 螺栓； 疲劳强度； 模态分析； 模态叠加法； 谐响应分析

中图分类号： U463.6

文献标志码： B

Abstract：

In order to solve the stress concentration problem on the connecting bolts of automotive alternator， the modal analysis and harmonics response analysis is performed by ANSYS under actual working load. The fatigue strength of connecting bolts is set based on the analysis of a mass produced alternator with the same fixation. By rotating the distribution of connecting bolts， the newly designed alternator bolts meet the fatigue strength requirement without increasing cost and with less change of alternator design. The scheme is verified by actual application.

Key words：

automotive alternator； bolt； fatigue strength； modal analysis； modal superposition method； harmonic response analysis

0引言

车用发电机是汽车供电的主要功能零件，位于发动机前端轮系中，在汽车怠速和运行时保证整车的供电需求并及时给汽车电池充电，在发电机工作过程中主要承受来自发动机的振动激励.如果发电机设计不合理，前、后盖的连接螺栓会出现断裂事故，导致发动机前端轮系失效.若采用直径更大的螺栓，将增加发电机设计空间，同时增加发电机成本，在生产线装配过程中也容易出现混料.因此，对发电机前、后盖连接螺栓实际工况中的应力分布情况进行分析研究，在发电机设计前期优化设计降低螺栓应力很有必要.本文对120 A发电机与150 A发电机的设计进行对比，预测150 A发电机连接螺栓存在的设计风险，进而给出优化方案.

1谐响应分析

谐响应分析是用于确定线性结构在承受已知按正弦规律变化载荷时稳态响应的一种技术.由经典力学理论[1]可知，物体的动力学通用方程为

Mx¨+Cx・+Kx=F（t） （1）

式中：M为质量矩阵；C为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；x为位移矢量；F（t）为力矢量；x・为速度矢量；x¨为加速度矢量.

谐响应分析中，式（1）右侧为

F=F0cos ωt （2）

基于模态叠加法的谐响应分析，其基础是结构的各阶特征模态，而且载荷的主要频率应该在所提取的频率范围内，确保对载荷精确描述.

2分析参数及方法

2.1材料参数

发电机前后端盖和发动机缸体材料设定为铝合金，爪极、轴、螺栓设定为结构钢，定子铁芯和绕线采用等效方法自定义材料，其他零部件以集中质量的形式添加到相应位置.定子铁芯和绕线的等效方法有很多，有时需要考虑定子叠片和绕线的各向异性所带来的影响[24].本文采用法雷奥公司内部的等效参数.铝合金和结构钢的材料参数见表1.

2.2分析方法

由于发电机通过挂角安装在发动机机体上，发动机运转时会对发电机产生激振，所以通过谐响应分析评估发电机应力分布情况.固定发动机缸体边界，发电机各零部件之间进行相应的约束连接，计算发电机约束模态，提取2 000 Hz以内的模态.基于模态叠加法进行谐响应分析，对发电机活塞方向、曲轴方向和第三方向这3个方向施加10g的加速度载荷，阻尼比为0.03，评估螺栓所受应力情况.[5]

3分析结果

汽车发电机前后盖连接螺栓一般采用8.8级的M5螺栓.按照等级规格该螺栓的抗拉强度为800 MPa，屈服强度为640 MPa.按照文献[5]，承受拉压载荷的金属疲劳极限Sf和屈服极限Su之间的转换关系[6]为

Sf=0.35Su

该螺栓的疲劳强度为224 MPa.由于连接螺栓存在预应力，比无预应力状态平均应力增加，应力幅降低，其实际的疲劳强度大于224 MPa.[710]由于预应力的存在以及对实际疲劳工况难以准确描述，无法直接计算发电机螺栓实际所受应力，故本文采用同平台不同外径的电机在相同边界条件、相同工况下对比的方法评估螺栓断裂风险，进而对该型号电机提出改进方案.

3.1疲劳强度极限标准的获得

选择同平台其他型号发电机.该发电机已经应用多年，没有发生螺栓断裂情况，故选择该款发电机装配在1/2发动机缸体上，基于模态叠加法进行谐响应分析，获得螺栓上承受的最大应力，以此应力值作为应用在该平台上相同工况下的发电机螺栓的疲劳强度极限.将该发电机命名为I型发电机，其结构见图1.由图1可以看出，该模型中1号螺栓的安装位置处于挂角上.

首先进行模态计算，1阶模态频率为178.56 Hz，模态振型为发电机沿曲轴方向的前后摆动.2阶模态频率为275.85 Hz，模态振型为电机沿活塞方向的上下摆动.3阶模态频率是348.17 Hz，模态振型为发电机沿曲轴方向摆动（第三方向），见图2.

基于模态叠加法进行谐响应计算.在3个方向（曲轴方向、活塞方向和第三方向）分别施加10g加速度激励.结合模态参与因子分析，最大应力发生在活塞方向激励302 Hz即发电机的3阶模态时，其应力计算结果见图3.结合模态振型可知：1号螺栓的应力集中由发电机尾部的上下摆动所引起的剪切造成；1号螺栓的螺栓孔部位与发电机前盖挂脚的加强筋相连，使得螺栓螺纹部位可位移量极小，螺栓中部所承受的剪切力相比螺栓2大很多.此时1号和2号螺栓的应力分别为239.9和189.04 MPa，所以确定以240 MPa作为强度校核标准.

3.2II型发电机原设计分析

同平台下的II型发电机原设计见图4，螺栓布置位置与I型发电机相同，挂角结构也基本相同，但是由于II型发电机输出性能提高，输出从120 A提高到150 A，发电机定、转子直径以及前、后盖直径比I型发电机更大，质量增加0.7 kg.II型发电机连接螺栓有可能存在断裂风险.

3.3改进方案分析

结合第3.1和3.2节的分析结果可以判断：由于1号螺栓孔与前盖挂脚的加强筋直接相连，刚度过大，所以导致螺栓中部在承受上下摆动时严重应力集中.由于发动机缸体平台已处于应用状态，不可能改变缸体结构，而采用直径更大的螺栓，会增加设计空间、零件成本和装配线管理成本，所以提出将4个小螺栓的布置位置沿逆时针方向旋转10°的改进方案，使得4个小螺栓均尽可能远离挂角加强筋部位，减小应力集中，且对产品改动较小，改进方案设计模型见图6.

采用相同方法和标准对改进方案进行谐响应分析，螺栓应力分布见图7.1号螺栓应力降低到233.89 MPa，低于强度极限标准240 MPa，2号螺栓所受应力为230.46 MPa，虽然所受应力增大，但仍在强度极限标准范围内.1号和2号螺栓均处于安全范围内，理论上解决原设计1号螺栓存在断裂风险的问题.

3.4改进方案校核

在设计先期通过改进设计，该型发电机可通过理论计算；在后期，该改进发电机也能通过振动台振动耐久试验和整车试验，证明该理论方法的合理性和正确性.

4结束语

该案例运用ANSYS对发电机进行谐响应仿真计算，对连接螺栓的应力分布进行分析，从已经应用的发电机中获得强度极限标准，并运用该标准对新发电机上存在潜在风险的螺栓提出改进方案.该方案通过调整连接螺栓相对于发电机本身和发动机的布置位置来降低螺栓应力集中，使得螺栓应力处于安全范围内.新方案可以很好地应用于发动机平台，且可通过振动台试验和整车试验.

在设计先期，通过运用计算机辅助工程分析及ANSYS软件，在疲劳强度难以确定的情况下，仍然可以指导产品设计，使得螺栓既符合螺栓疲劳断裂极限，同时优化产品开发流程，节省成本，为发电机连接螺栓的设置提供方法，指导发电机设计.

参考文献：

[1]浦广益. ANSYS Workbench基础教程与实例详解[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2013： 239244.

[2]LONG S A， ZHU Z Q， HOWE D. Vibration behaviour of stators of switched reluctance motors[J]. IEEE ProceedingsElectric Power Applications， 2001， 148（3）： 257264. DOI： 10.1049/ipepa：20010255.

[3]TANG Z， PILLAY P， OMEKANDA A M， et al. Young’s modulus for laminated machine structures with particular reference to switched reluctance motor vibrations[J]. IEEE Transactions on Industry Applications， 2004， 40（3）： 748754. DOI：10.1109/tia.2004.827460.

[4]SUN J， FENG H， ZHU C. Identification of laminated core and winding’s physical parameters[EB/OL].（ 20150119）[20161001]. http：///document/7013726/. DOI： 10.1109/ICEMS.2014.7013726.

[5]高耀东， 张玉宝， 任学平， 等. 有限元理论及ANSYS应用[M]. 北京： 电子工业出版社， 2016： 341345.

[6]陈传尧. 疲劳与断裂[M]. 武汉： 华中科技大学出版社， 2002： 1921.

[7]SCHIJVE J. Fatigue of structures and materials[M]. Berlin： Springer Science & Business Media， 2008： 511518.

[8]HUDGINS A， JAMES B. Fatigue of threaded fasteners[EB/OL]. （20140831）[20160701]. https：///document/297167557/AstmFatigueofThreadedFasteners.

小螺号教案例4

陀螺，一个不停旋转的古老玩具，经过现代技术的改良，孩子们越发地喜欢这项运动，这种玩具。整整一个学期，孩子们几乎对这个旋转的着迷了，什么“调羹陀螺”“雪花陀螺”“彩钉陀螺”……不要奇怪，这些都是他们自制的陀螺。可同时我也发现了不少的负面影响，你看：无论何时，陀螺的“滴答”声都时时在响；无论是何地，陀螺的“残体”是处处都有；无论是什么只要是能转的都被卸了，就连娃娃家的锅盖也不可幸免！因此如何培养幼儿的创新能力已成幼儿教育面临的重要课题。

幼儿期也是人的创新能力初步确立时期。在正常的情况下，幼儿创新欲望已经萌芽，他们好奇心强，思维活跃，想象丰富，对各种事物的探索有着深厚的兴趣与欲望。掌握这一特征，正确对待，积极引导，便能实现创新精神的早期培养。

一、提供可供幼儿探索、创造的材料

对幼儿来说，材料既是引发他们探索的刺激物，又是他们主动构建对周围世界认识的中介，更是诱发他们创新意识的因素。因此，我们要为幼儿提供大量的操作材料，使幼儿在自己选择、自己决定、自己动手、自己进行观察发现中激发创造的动机。由幼儿发明的创造的“陀螺大战”游戏就在探索区中诞生的，同时它也成了幼儿最热衷开展的一项游戏活动。可见提供充足的材料，可启发幼儿探索的材料，能引发幼儿丰富的思维活动，从创造学的角度讲，它给幼儿带来了更多的灵感和顿悟，它能支持幼儿的创新，使幼儿敢想、敢探索、敢创造。

二、正视孩子的“破坏行为”

1.理解和支持孩子的想法

创新源于一颗好奇心。成人要理解孩子“破坏”的出发点是好奇心和探索欲。就如孩子在玩陀螺中会发生很多问题，孩子们在玩陀螺的时候不小心碰到幼儿，这里的安全方面就出现了问题，接着便是更多的问题出现，只顾玩，而不收拾，地板上一片狼藉。一到集体教学活动时间，他们又舍不得拆掉自己的杰作，到处寻找角落东掖，影响了正常的教学活动。这些都是孩子积极思考的表现，而这个我们不能予以训斥、责骂和讽刺。否则，就会扼杀孩子的好奇心和求知欲。

2.鼓励孩子的行为，提供必要的条件

如果发现孩子喜欢玩陀螺，我们可以开展这些方面的活动。让孩子在玩陀螺的同时增长知识，认识陀螺，培养兴趣，甚至还可以让幼儿自己动手学着制作陀螺。

三、保护幼儿的好奇心，激发幼儿的求知欲

丰富的想象力、发达的创造性思维、亲自动手的实践能力以及良好的人格因素等等。面对幼儿的年龄特点，教师要从培养“问题意识”出发，启发幼儿大胆设想，勇于创新。反之，则会扼杀幼儿的创新精神和创新意识，而不可能发挥幼儿的创造潜能。

例如，在活动“陀螺工作室”中，在引导幼儿制作陀螺前期我准备了几个圆形的陀螺，在介绍完了之后，有一名幼儿的陀螺马上就制作好了，并向我展示他的非圆形陀螺。在这个“善意”的告状之后，我给予了“试试看和老师不一样的能不能转起来”的提议。小朋友通过自己的实践和尝试，发现原来各种形状都可以旋转起来。通过动手制作陀螺展示了他们创新的才能，培养了他们的创新意识。

四、发展孩子的想象力是培养创新能力的动力

想象力是创新的翅膀，幼儿期是培养和发展想象力的最佳时期。成人要注意开发孩子的想象力，例如孩子会经常提出类似的问题：“陀螺为什么会转起来？”孩子可能会说：“陀螺睡醒了，它想起来做运动了。”“它想让小朋友看看它转起来有多漂亮呢！”“它也想和我们一样快乐地跳舞！”对于这些答案我们要给予肯定，给予赞扬。而不是用成人的衡量标准去要求和评价幼儿的创作。陀螺是孩子很感兴趣的，因此，老师和孩子打成一片，更有助于培养孩子的创造力与想象力。

21世纪是一个创新的世纪，需要大量创新的人才，需要我们教师创新的教。巴特尔说过：“现实中，一点创造力都没有的儿童是根本不存在的。”那么，让我们设身处地地真心地倾听每个孩子的声音，去分享孩子的发现，让他们的脑子里充满问号，从而鼓励幼儿积极思考，大胆创造，在一页又一页的人生卷画上一个又一个圆满的句号。

参考文献：

[1]阎立钦.实施创新教育，培养创新人才[J].教育研究，1999（7）.

小螺号教案例5

1、工程概况

广州地铁一号线的科隆蛋减振扣件适用范围振动超标3－10dB。这种扣件在运营初期具有较好减振性能，但由于橡胶圈的剪切变形较大，横向刚度较低，因而运营后期减振性能有所下降，使用寿命也较短。地铁一号线广州东站至体育中心站区间、体育西路站至杨箕站区间内的原铺科隆蛋减振扣件地段(线路共计长度为1.536km，运营使用年限已经达到十一年，科隆蛋扣件橡胶件严重老化失效，减振性能基本失效，且结合该段线路日常维护困难等原因。根据广州地铁公司相关部门的前期论证，将采用GJ－Ⅲ型双层非线性减振扣件更换原有科隆蛋扣件。

一号线上述地段均采用钢筋混凝土短轨枕整体道床。短轨枕在一般地段为1680对/km，在曲线半径R_

2、扣件技术参数说明

此次采用的双层非线性减振降噪扣件(以下简称GJ－Ⅲ扣件)是中国船舶重工集团公司第七二五研究所的专利产品，该扣件是一种新型高效的地铁轨道减振扣件，造价较低，性价比较高。GJ－Ⅲ扣件为压缩型减振扣件，落锤试验减振指标为10dB，实际减振指标折减20％计算，减振指标为8dB，可满足本线拟更换地段的减振需求。

GJ－Ⅲ扣件扣压件采用一号线单趾弹簧，扣压件及绝缘轨距块与单趾弹簧扣件相同，轨距调整也相同。部件通用性、互换性大大提高，方便了养护维修。

GJ－Ⅲ扣件具有整体尺寸紧凑、重量轻的特点，该扣件通过设计双层非线性弹性垫板系统以降低系统刚度和提高结构阻尼来控制二次噪声与振动。该扣件可在制造厂家进行预组装，也可在现场维修时局部更换零部件。

GJ－Ⅲ扣件减振失效时可直接更换垫层，维修方便。独特的“白锁结构”设计通过在铸件结构中镶嵌尼龙结构件，巧妙的解决了上、下铁垫板之间的连接问题，不用螺栓锚固，也不用硫化粘接，便能传递纵、横向力和翻转力矩；能方便地更换失效的中间橡胶垫，而铁垫板可继续使用，大大降低了维护费用。

3、改造方案

由于既有扣件与GJ－Ⅲ扣件在组装高度等方面存在差异，经过仔细研究，我们推荐采用利用既有科隆蛋扣件的螺栓孔及螺纹套管，增设调高垫板换铺GJ－Ⅲ扣件的改造方案。该方案可实施性好，施工精度易保证。

3.1　扣件钉孔距

既有扣件的螺栓孔中心横向间距为198mm，螺栓孔中心纵向间距为350mm(图1)。重新钻孔埋设螺纹套管将会对道床结构造成一定的破坏.同时可能会影响既有行车运营，改造地段仍然保留原轨枕扣件间距，利用原有的扣件螺栓孔(图2)，以确保GJ－Ⅲ扣件与短轨枕，短轨枕与道床连接的可靠性。

3.2　扣件组装高度

GJ－Ⅲ扣件组装高度为60mm，而既有科隆蛋扣件组装高度为90mm，相差30mm。故考虑在铁垫板下增设调高垫板(图3)的方式，厚度为30mm，调高垫板表面应进行磨砂处理或设计花纹，以增大摩擦力，增强扣件的整体性。调高垫板材质为聚乙烯，静刚度大于1000kN/mm，调高不影响系统刚度。

3.3　扣件螺纹套管及锚固螺栓

改造地段利用原有的螺纹套管(图4)，套管的绝缘电阻常态下不小于108Ω，预埋套管拉拔力小于60kN。

螺纹道钉将扣件固定在混凝土枕上，对其施加横向约束，并防止扣件上拔。既有减振扣件在直线及半径>600m的曲线地段采用两颗螺栓连接，在半径

4、工程实施步骤

本方案施工期间基本不影响地铁正常运营，可分步实施，利用晚上停运后进行。工程施工步骤可分为以下5个部分。

4.1　拆除既有科隆蛋扣件扣轨弹簧和螺旋道钉

先将周围的垃圾清除，防止掉进螺纹套管内影响以后的安装；双螺旋道钉用电动扳手进行拧出。拆除扣件按照以下顺序：螺母一扣轨弹簧T型螺栓轨距垫锚固螺栓。一次拆除扣件的线路长度不得超过10m(对称更换扣件)，且两个相邻作业段的距离不得低于10m。待一个作业段拆除的扣件全部安装好，几何尺寸调整后。方可进行下一作业面的施工。

4.2　抬道并更换垫板

每个作业面2人使用液压起道机抬道，3人使用夹具沿钢轨纵向取出科隆蛋扣件垫板，更换GJ－Ⅲ型双层非线性减振扣件垫板。抬道高度不得超过10mm，以防止长轨条应力放散后出现胀轨和跑道。不得直接使用手更换垫板，防止钢轨意外滑落造成砸伤，换下的科隆蛋扣件放在水沟边道床上，以免超限危及行车安全。

4.3　换铺GJ－Ⅲ扣件

垫板更换完成后，轻落钢轨人槽。安装GJ－Ⅲ扣件。拧人螺纹道钉时用电动扳手，并且按规定力矩拧紧。锚固螺栓套管的内部螺纹应保持完好，如有内部螺纹损规坏应更换且应保证套管更换前后位置(水平及高度方向)的一致性。

4.4　牵引供电专业和信号专业恢复

将线路检查后的变化情况书面通知在场的牵引供电专业和信号专业配合人员，并配合进行接触网和轨道信号的调整。

4.5　扣件螺栓涂油、复紧

线路检查完毕后，立即对安装好的扣件涂油(黄油)，要求涂油均匀，无漏涂。在施工完成后的列车运营后四天，使用扳手将拆除过的螺栓复紧一遍。

5、安全施工注意事项

本工程为既有线改造施工，施工时间紧、施工难度大，必须确保有线运营安全，要求注意以下几点：

1、施工前做好充分的施工准备，技术人员首先对要换铺扣件地段的基标设置状况和线路几何尺寸(包括轨道水平、曲线超高、线路方向、轨距)等进行调查，然后填写《线路状况调查表》。根据调查结果计算该段所需材料规格和数量，详细研讨部分地段在更换扣件后可能出现轨道状况变化及处理办法，同时在轨道上标示出更换扣件的起止点，以便于施工人员现场确认。

小螺号教案例6

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）08B-0118-02

螺纹加工是中职学校学生在数控车床实操中的必学内容，大多数学生对螺纹加工觉得难以掌握，特别对加工多头螺纹，感到难度很大。为了帮助学生掌握多头螺纹的加工方法，下面以数控车床加工多头螺纹的方法，分析螺纹零件特性，讲解多头螺纹的加工方法和步骤。

一、螺纹的基本特性

螺纹连接在各行各业应用很普遍。其作用一是作为物体之间的固定连接，例如汽车上轮毂的紧固螺钉；二是用于传递动力，同时改变运动的形式（如旋转运动改变为直线运动），例如数控车床的水平调整使用的垫脚千斤顶。按照螺纹剖面形状的不同，主要分为三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹四种。在实际中，根据用途不同选用四种中的一种，例如固定连接固定时选用三角螺纹；传递动力及改变运动形式时选用梯形或矩形螺纹；锯齿螺纹一般用在特定的场合，如用在单向传力的场合。

二、普通车床加工多头螺纹的难点

若采用普通车床对下面零件进行多头螺纹加工（如图1所示），会存在以下的加工难点。

图1 多头螺纹加工图

1.当第一条螺纹车成之后，需要手动进给小刀架前移一个螺距，并使用百分表或量块进行精确测量，使刀尖沿轴向精确移动一个螺距，然后再进行下一条螺纹的加工，这样一个螺纹一个螺纹地加工。

2.有些年代比较久远的车床，由于车床运转误差使得齿轮啮合相位容易产生偏移，这样在加工中还需要不断地打开挂轮箱，来调整齿轮啮合相位。

3.由于受普通车床从卡盘到刀架之间传动链误差的影响，多头螺纹的导程和螺距难以达到很高的精度。

4.加工过程中，当刀具磨损甚至出现打刀时，需要进行换刀。刀具重新定位时必须准确，否则螺纹会发生乱牙。

这4个难点决定了在普通车床上进行多头螺纹加工的难度，它要求操作者具备高技能水平，这就局限了操作者的人群数量。数控车床没有以上难点，一般的技术工人可以学会和掌握数控车床加工多头螺纹零件的方法。另外，数控车床在螺纹加工的生产中不但能极大地提高生产效率，减轻劳动强度，而且加工精度较高。

三、数控车床加工多头螺纹的常用方法

使用数控车床加工多头螺纹，加工的质量和效率均能较好地得到保证。数控车床加工螺纹一般有两种加工方法。

（一）G92直进切削方法

格式：G92 X Z F 。

用于加工单行程螺纹，程序复杂，每次切削深度一般由编程人员给出。

（二）G76斜进切削方法

格式：G76 P（m）（a） Q（dmin）

R（d） ；

G76 X（U） Z（W） R（i） P（k）

Q（d） F（I）。

它克服了指令G92的缺点，可以将工件从坯料到成品螺纹一次性加工完成，切削深度由控制系统来计算给出，程序简单，可节省编程时间。

G76 与G92相比，前者较优，所以通常学生在加工编程中，用G76比较多。

四、多头螺纹加工的工艺实例分析

现以广州数控系统的GSK 980 TA车床，加工以上图1的螺纹M 28×3/2-5 g 6 g为例，讲解多头螺纹的数控车床加工过程。

工件要求：螺纹长度为28 mm，倒角为2×45°，螺牙表面粗糙度为Ra 3.2。采用的材料为45#圆钢坯料。

（一）计算多头螺纹的各项尺寸

通过对以上图1分析，螺纹M 28× 3/2的已知参数：螺纹的公称直径d=28 mm，导程为L=3 mm，螺距P=1.5 mm，头数n=2 mm。

根据公式可计算，螺纹小径 d1=d-1.0825 p=28-1.0825×1.5=26.376 mm，螺纹中径d2=d-0.649 p=28-0.649×1.5=27.026 mm。根据公差带，由《机械手册》查表得尺寸上偏差为-0.032，下偏差为-0.268，公差为0.236。

（二）正确选择多头螺纹刀具

加工多头螺纹车刀的种类、材质较多，根据被加工材料合理选用。以加工案例（如图1所示）零件材料为45号钢牌号为例，对于45号圆钢材质，宜选用现代加工用的涂层硬质合金成形刀，或者一般的YT 15硬质合金车刀。涂层硬质合金刀具材料具有高温硬度，摩擦系数较小，消耗功率小，节约能源，被加工工件表面的粗糙度值较小，工作效率较高。Y T15硬质合金没有像涂层硬质合金这么好，从硬度来讲没有这么硬，工件表面的粗糙度值较大，工作效率较低。因此有条件的话最好选择涂层硬质合金。

五、多头螺纹加工方法及程序设计

多头螺纹的编程方法和单头螺纹编程方法相似，现以加工案例（如图1所示）为例讲解。用GSK 980 TA系统程序编辑如下：

（工件原点设在右端面中心）

程序内容程序说明

O 1234

G 00 X 100 Z 100 定位至起刀点

S 280 M 03 启动主轴，转速280转/分

T 0303 螺纹车刀

G 00 X 32 Z 4.5 定位至（32，4.5）

G 76 P 020060 Q 100 R 0.05 G 76 X 26.375 Z-28 P 975 Q 500 F 1.5 G 76 螺纹车削循环加工第一头螺纹

G 00 X 32 Z 3 定位至（32，3）加工第二头螺纹

G 76 P 020060 Q 100 R 0.05 G 76 X 26.376 Z-28 P 975 Q 500 F 1.5 G 76 螺纹车削循环加工第一头螺纹

G 00 X 100 Z 100 返回刀具起始点

T 0300 M 05 取消刀补、停主轴

M 30 程序结束

六、多头螺纹加工的控制因素

在运用程序加工多头螺纹中，要特别注意对以下问题的控制：（1）主轴转速的确定。确定好主轴转速，中途就不能变换，否则会产生乱牙。（2）表面粗糙度的要求。一般情况下，螺纹的两侧牙面最低要求Ra 3.2，最高要求Ra 1.6。（3）中径尺寸精度的要求。一般采用三角螺纹公法线测量，或者螺纹环规。

小螺号教案例7

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0223-03

一、引言

光电技术是战场态势精准感知与全维显示、远程精确打击与对抗等领域的核心关键技术，近年来发生的多次高技术局部战争反复证明，光电装备在军事上的广泛应用，已经对作战方式和作战效能产生了重大影响，成为现代战场上军事高技术对抗的制高点之一。信息化战争中，光电装备的发展水平，在一定程度上决定着武器系统的先进程度，是衡量武器系统作战能力的重要标志，是赢得高技术局部战争胜利的重要保证。随着军队现代化、信息化建设步伐的加快，光电装备的种类将越来越多，应用将越来越广泛，对高层次应用型人才的需求日益迫切[1]。

军校研究生是我军的高层次人才，是我军现代化建设的生力军，其能力素质直接影响高科技武器装备的作战效能的发挥。但是近年来部队反馈意见表明，部分研究生难以适应部队生活，难以胜任岗位工作，引起了军队院校研究生教育、教学的反思[2，3]。专业课程是研究生培养方案中的重要环节，是研究生培养的重要载体。如何通过专业课程教学，既培养学员的扎实的专业素养，又提高学员的任职能力是军校研究生光电类专业课程教学方案改革的目标[1，4]。本文从分析军校研究生光电类专业课程的特点入手，围绕新形势下的强军目标，提出了光电类专业课程教学方案改革的几点建议。

二、新形势下强军目标对军校研究生能力素质的要求

党的十以来，对军队院校教育作出了一系列重要指示，强调人才培养要坚持面向战场、面向部队，围绕实战搞教学，着眼打赢育人才。党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确提出，“要深化军队院校改革，健全军队院校教育、部队训练实践、军事职业教育三位一体的新型军事人才培养体系”。能打胜仗是党在新形势下强军目标的核心，因此在新形势下，向实战聚焦、向部队靠拢已成为军队院校教育、教学改革的主题。2012年，中央军委颁发的《2020年前军队院校教育改革和发展规划纲要》指出：要建立以能力培养为导向的现代教学体系。这就为军校研究生教学方案改革指明了方向。

作为研究生培养过程的指导性文件，我校研究生培养方案明确指出了光学工程专业研究生的培养目标是培养适合军队、国防和国民经济建设需要，军政素质好，掌握光学工程学科坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事教学、科学研究或独立担负专门技术工作的能力，能够解决科学技术难题的高级专业人才，并具备适应军队建设和信息化条件下联合作战的需要，锻炼成长为高层次参谋、指挥和管理人才的基本能力和素质[5，6]。具体来说，光电类研究生需要具备的能力和素质主要包括专业知识、业务能力和全面素质等三个方面。专业知识主要包括物理学、光学、光电子学等方面的基础理论，电子技术、计算机技术、信息处理技术等相关学科领域的基础知识，光电器件、光电系统研究和工程应用所需的专门知识。业务能力主要包括专业实验技能，综合运用光学工程基础理论及相关学科知识解决工程实际问题的能力，组织管理能力和协作能力。全面素质主要包括身体素质、思想道德、政治素质和军事素质等。

业务能力是军校研究生能力素质的核心。未来战争将是高技术条件下多兵种合成、多要素聚集的全维信息化战争，而主宰战争胜负的焦点在于是否有一支能够驾驭高技术武器装备、适应未来战争节奏的新型军事人才队伍。作为高层次应用人才，光电类研究生的业务能力除了一定的科研能力、创新能力和独立工作能力，更重要的是任职能力，能够将专业知识和能力与光电装备联系起来，熟悉所学专业知识在部队光电装备中的地位、现状、存在问题及解决方法，具备到基层部队岗位任职的能力[7]。

三、军校研究生光电类专业课程的特点分析

（一）课程内容实践性强，多与我军光电装备密切相关

随着我军现代化、信息化建设进程的加快，光纤陀螺、红外制导系统、光电跟踪系统、激光陀螺惯导系统等越来越多的光电装备将列装部队。这些光电装备往往是高新武器装系统的“眼睛”或“心脏”，能够确保战场上看得更清、反应更快、打得更准、隐蔽性更好，在战略预警、防空反导、远海防卫、信息攻防等新型作战力量建设中发挥重要作用。我校开设的光电类专业课程如《光纤传感系统》、《激光陀螺技术前沿》、《光学检测》、《光电惯导技术》、《光电技术前沿》等主要讲授这些光电器件及系统的基础理论、基本结构和基本原理，针对性和实践性均很强[5，8]。

（二）不同课程横向联系密切，多门课程共同支撑一套光电系统

高新武器装备中的光电系统往往是由多个功能模块组成，每个功能模块可能涉及某一门或多门课程。如激光陀螺惯导系统主要由激光陀螺、加速度计和信号处理系统等部分组成。《光学检测》中部分内容讲授激光陀螺的基本原理、激光陀螺中光学元件的精密检测技术；《激光陀螺技术前沿》主要讲授激光陀螺的发展历程、前沿动态和发展趋势；《微弱光电信号处理技术》中部分内容讲授激光陀螺信号的转换、降噪放大和滤波等技术；《光电惯导技术》讲授激光陀螺惯导系统的基本结构、工作原理等。这些课程的内容各有侧重，互相交叉，联系密切，它们共同构成激光陀螺惯导系统的理论基础[5]。

（三）课程内容更新快，多涉及光学工程学科发展前沿

一方面，随着我军武器装备信息化进程的加快，越来越多新的光电装备会列装到部队，有些老旧的光电装备也会更新换代。例如随着新型红外探测器的发展，红外热成像仪将从单波段探测向多波段探测发展，并且逐步实现小型化，特别是在单兵光电系统中，小型化轻量级光电装备的发展非常迅速。光电联合相关处理技术代替传统的电子相关处理技术用于目标的快速识别、跟踪探测和火力指挥与控制。因此光电类专业课程的内容就要及时更新课程内容，做到与光电装备无缝对接。另一方面，光电类课程中《光子晶体技术前沿》、《光纤技术前沿》、《高能激光技术前沿》等都处于光学工程学科发展前沿，属于当前热点研究方向。这些研究方向都处于快速发展的阶段，随着新现象、新原理和新技术不断涌现。因此，要保证课程内容时刻与学科发展接轨，就必须密切关注学科发展动态，及时更新课程内容。

四、军校研究生光电类专业课程教学方案探讨

专业课程是研究生培养方案中的重要环节，是研究生培养的重要载体。如何利用好这个载体，不仅用来让学员掌握相关专业知识，培养学员研究能力、组织管理能力和协作能力，更通过课程教学了解光电系统在武器装备中的应用，光电系统如何有效提高武器装备的作战效能，光电系统的使用如何改变作战模式，光电系统在体系作战中如何发挥作用。这些问题都在教学方案改革中体现。

（一）分类精选教学内容，突出军事特色

将课程内容分为基础理论和应用技术两个大类，梳理出专业课程中的核心知识点。基础理论精选核心知识点，按照体系化、模块化要求，重新构建专业理论体系，夯实学员的理论基础，提高学员的专业素养。应用技术方面，按照“围绕实战搞教学”要求，以部队需求为牵引，从新型光电装备中寻求和挖掘与基础理论的结合点。从大量新型光电装备中选取具有代表性的典型案例，丰富和重构课程教学内容，将特殊性与普遍性有机结合起来，引导学员应用基础理论知识理解光电装备，提高学员分析和认识问题的能力，培养学员能够快速适应基层岗位、驾驭新装备。

（二）广泛采用研讨式、案例式教学方法

传统的“教师讲授+学员练习”的单向传授教学方法常常导致理论与实践的脱节，容易造成研究生在军队任职中陷入“纸上谈兵”的境地。研究生学员已经掌握了一定的基础知识，具备了一定的学习自觉型和自主性。传统单向传授教学方法压制了学员学习自主性的发挥。光电类专业课程教学可以以特定的军事应用为背景，围绕某典型光电装备，开展多角度、多层次研讨，引导学员通过自主学习、自主研究、自主讨论以下问题：（1）光电系统的构成和原理是什么？（2）光电系统在武器装备中起什么作用，如何影响武器装备的性能？（3）武器装备如何影响战术战法？通过灵活运用案例式、启发式、研讨式、情景式等教学方法，努力实现教学从重教到重导的转变，同时通过具体军事应用案例积极引导研究生学员及早与部队对接，向实战靠拢[9，10]。

（三）充分利用MOOC优势，强化自主学习

近年来，各高校加快教育理念及教育管理理念更新，积极推进MOOC、MOORE等新型教学方法运用，建立了良好的MOOC平台。与地方大学研究相比，军校研究生在相同的总课时数内既要学习专业课程内容，又要学习军政知识，专业课程的课时经常显得不足。此外，如前所述，现代高新武器系统一般由多个模块组成，往往涉及多门课程内容。因此在以某一光电装备为案例实施教学时，学员会因其他专业的知识漏洞而无法完全理解光电装备在武器系统中的作用。MOOC、MOORE等新型教学方法的出现可有效解决这些问题[11]。以我校MOOC教育资源为例，我校MOOC平台上集中了《古沙传捷音――光纤技术漫谈》、《精确打击武器装备》、《导弹精度分析与评估》等与光学工程专业相联系的其他专业课程。在讲授某专题之前，教员提前通知学员在MOOC平台上学习该专题涉及的课程内容。利用我校MOOC平台优势，研究生学员在课外自主学习相关专业的知识，进一步完善知识谱系，提高课堂授课效率。

参考文献：

[1]吕克洪，刘冠军，秦国军，等.浅谈高技术武器背景实验条件对军校研究生创新能力培养的作用[J].高等教育研究学报，20lO，33（2）：42―43.

[2]刘溪源，张苹，刘焕章.任职教育转型形势下，对军事院校人才教育培养目标的思考[J].时代教育，2008，（4）：49-51.

[3]王子欣.军队任职教育的反思与诉求[M].北京：出版社，2011：41―61.

[4]沈洪斌，李刚，胡文刚，王元铂.针对军校专业特点的激光课程教学改革探索.现代教育技术[J].2010，20（2）：70-73.

[5]研究生院.国防科技大学研究生2009培养方案[z].国防科技大学，2009.

[6]王维平，王雪松，甘可行，钟海荣.以制订新一轮研究生培养方案为契机，科学谋划研究生培养的顶层设计[J].学位与研究生教育，2008，（S）.

[7]钟海荣，贾辉，甘可行.研究生培养质量大型问卷调查的组织与分析[J].南京航空航天大学学报（社会科学版），2006，（2）：87―90.

[8]沈洪斌，张雏，李刚，等.针对军校特殊技术专业培养目标的教学实施[J].高等教育与学术研究，2008，（3）：80-82.

小螺号教案例8

中图分类号：G85 文献标识码：A 文章编号：1004―5643（2013）10―0083―03

前言

陀螺运动是我国西南地区少数民族喜爱的民族传统体育运动，在新一轮课改的要求下，为了更好地发展少数民族传统体育，丰富学校体育的课程资源，陀螺运动被我国部分高校引入体育课堂。但是，包括广西、云南、贵州等陀螺运动开展较好的省份在内的各高校，无一例外地存在着陀螺运动课程体系处于初级阶段的尴尬境地，其教学内容、教学原则及教学方法处于不完善的状态。

因此，寻找合适的教学模式对于志在在高校进一步发展的陀螺运动来说显得尤为重要。巴班斯基提出的教育过程最优化理论已经被引入到包括体育教学在内的其他学科课程体系的建设当中，均取得不同程度的成效，陀螺运动也应该积极引入这种有效的教学模式进行教学尝试。这种积极的尝试，对于陀螺运动教学质量的提高、陀螺运动在高校的进一步发展乃至高校民族传统体育课程体系构建都将起到积极而显著的意义。

基于此，本文在对民族传统体育――陀螺运动在高校体育教学殊的教学特点、教学原则及教学方法作详尽的分析的基础上，初步提出陀螺运动课程体系最优化的教学模式，从而为陀螺运动教学质量的提高、陀螺运动在高校的进一步发展乃至高校民族传统体育课程体系的构建提供理论参考。

1 陀螺运动教学最优化模式的概念

前苏联著名教育家和教学论专家巴班斯基在其1977年出版的《教学过程最优化――一般教学论方面》提出最优化教学理论，“教学过程最优化”的概念是指在教学过程中根据教学目标和教学任务，以及学生与教师的具体条件，遵照教学规律和教学原则的要求，设计一个最好的教学方案，然后灵活机动地实施这个方案，以期使某一水平的学生在规定时间内，以较少的时间和精力，获得最大可能的智力和能力的发展。

由此可知，效果和经费是一般系统最优化的两个最基本的评价维度。在此基础上，李利民认为，在对体育教学系统作分析时，应确定最优化方案的主导思想是体育教学系统整体效果最佳，也就是在尽可能少费用的前提下，使学生掌握体育的基本知识、技术和技能，取得增强体质的最佳效果。陀螺运动的教学也应当遵从这一体育教学规律，其教学最优化应当充分考虑陀螺教学任务的有效性和用于教学任务经费消耗的合理性着手，科学选择和实施该前提下最优化的教学模式。

2 影响陀螺运动教学效果最优化的若干因素分析

2.1 陀螺运动教学系统内各部分应形成最优化组合

教学系统以下基本部分构成：一是教学的组织者与管理者；二是教育的对象与学习的主体；三是教材；四是教学过程中将教材内容传递至学生的各种传播媒介；陀螺运动教学系统组成也不例外。

陀螺运动教学是教师和学生双方相互作用的过程，其核心关系是教与学的关系，因此教师和学生分别代表了教与学的主体，并且教师需要通过一定的媒介方式、方法，掌握陀螺教学大纲所规定的教材内容。

因此，在陀螺运动教学中，需要这四大基本部分从整体上形成“最优化组合”，而不是其各部分在独立的状态下性能最佳，才能使陀螺教学系统的整体获得最优化。为此，要研究陀螺运动最优化教学模式，首先应当深入细致地研究教师、学生以及陀螺教材，教学场地、器材之间的关系，使之成为最优化组合。

2.2 突出教师的组织和指导作用

在陀螺运动教学系统中，重视教师的组织和指导作用，要承认教师在教学中的主体地位，进而在整体上实现教学调控最优化。这就要求教师具有相应的教学能力，在确定教学任务时充分考虑到教学过程中整个系统的特点，清楚地了解和掌握教学对象和教学内容的关系及其规律，根据现有的教学条件以及学生现有的知识水平、身体素质等因素，遵循学生各种能力的发展序列和体育基技术形成内在的顺序进行教学组织，在教学过程中能够准确地把握并处理陀螺运动教学中的反馈信息，合理地组织陀螺运动教学，使整个教学过程始终处于动态平衡的发展中。

2.3 重视学生的主体地位

陀螺运动教学过程是教师和学生双方相互作用的过程，其核心关系是教师的“教”与学生的“学”，教师是教的主体，学生是学的主体。教学过程中的这种“双主体性”决定了教师与学生作用都应该得到充分发挥，教学才能收到最佳效果。学生的“学”是在教师的指导下一种高效率的、有组织性、有目的性的活动。从控制论的理论出发，最优过程在任何时刻，系统都应当在它的极限工作状态。学生的学习、练习活动是具有主观能动性的，陀螺运动教学应最大可能地使学生的陀螺基本知识、技术和技能获得最大限度的发展。因此，学生应该对即将到来的学习任务、目的、内容具有良好的心理准备，明确学习目的，端正学习态度，充分发挥主观能动性，主动思考，积极练习。

2.4 确保教材的最优化

教材的选择代表了教学内容的确定，是教学任务的具体化目标，是学生学习的客体，是达到教学目标的主要手段。教材的优化选择其结果最终要反映到教学任务与目标上来，假定教学任务与目标不变，不同的教材就会产生不同的教学效果。基于这种考虑，在陀螺运动教材的选择上应突出其基础性、全面性、趣味性、应用性及灵活性的特点，以有利于教学效果的优化。在有针对性的向学生传授陀螺运动技能的同时，可以让学生了解陀螺运动的相关知识，比如陀螺旋转的原理、陀螺运动发展史、陀螺的健身价值等，以有利于学生终身体育价值观的建立。另外，在教材的应用上，要充分遵从学生学习的“最近发展区”这一规律，要考虑学生的实际可接受能力、与原有的认知结构的矛盾性；在评价阶段要注意评价内容之间的联系，考虑到动作与动作之间的动作技能形成的连贯性及其相互影响。

3 陀螺运动教学最优化的原则

以最优化原则来充实现有的体育教学原则体系是为了达到科学地组织体育教学的目的的一个重要环节，根据最优化理论的指导思想，实践陀螺运动教学最优化的原则可以归纳为：有意识地从若干可行的教学过程方案中选出一种在使教师和学生付出的时间和精力均为合理的前提下，能够确保在完善学生的知识技能和身心发展等各个方面，均可能取得最高效率的方案。在这个原则的指导下，进一步设计出符合陀螺运动教学的最优化模式。

4 陀螺运动教学最优化的手段与方法

4.1 设立合理的、可行的教学目标

陀螺运动教学目标是在一定的时间内让学生掌握重点的技能和运动知识，提高学生对陀螺运动的兴趣，培养学生自觉参与锻炼的习惯，为终身体育打基础。在实际的教学目标设定中要注意学生的体质水平、运动能力、兴趣爱好及学习掌握情况的差异，教学内容应由易到难，使学生保持稳定进步。对于初学者来说目标当然是最基本的旋放陀螺技术，应当将陀螺尽量旋放在规定区域，而对于有一定基础的学生就要求他们把注意力集中在自己已经掌握的各项技术存在的某些问题上，尽可能改正技术缺陷以提高打陀螺的稳定性、有效性，保持学生打陀螺有一定的成功率，以帮助他们树立信心。

4.2 教学内容尽可能地教学目标相一致

在教学过程中，应该突出教学内容中主要的、核心的、本质的东西。如果教师不能把注意力集中到核心的东西上，不管采用什么教学方法和形式，都可能导致学生掌握教材的时间延长，从而导致学生负担过重，使得教学效果达不到预期目标。

4.3 选择合理、有效的教学方法与手段

巴班斯基将教学方法分为三大类：一是组织学习认识活动的方法；二是激励学习和形成学习动机的方法；三是检查和自我检查教学效果的方法，各种方法必须配合使用。教学过程最优化的核心部分之一就是教学方法的优化，就目前而言，在体育教学领域，诸多学者主张运用直观教学法进行相关的技能教学，在实践当中也取得了不错的实效性，因此，在陀螺运动教学当中，也应当增大直观教学法的使用比例，将陀螺运动基本知识、技术和技能的信息转换为转换各种直观的教学形式，尽可能多地输出信息，便于学生利用眼、耳、本体等器官接收，为大脑皮质结合躯干动作技术、技能进一步加工创造最佳条件，以最大量的输送使学生尽快地进入动作的运用自动化阶段。

4.4 因材施教

对不同的学生个体、群体采取区别对待的办法，把全班的、小组的和个体的教学形式最优地结合起来，为每个学生获得该阶段可能获得的最好成绩创造条件。在具体的实践过程中，可以成立学习小组（学生自愿组合，人数根据教学场地多少划分），确定小组练习场地，在陀螺运动学习过程中如准备活动、教学内容的练习、基本技术的巩固与提高、教学比赛等可以按学习小组进行。在此基础上进一步进行小组合作学习。在网球陀螺基本技术教学阶段和教学比赛单元，可以采用小组之间合作学习、小组之间相互评价及教师指导的教法和组织形式相结合。

4.5 合理地、科学地利用教学比赛

教学比赛是一般体育项目教学当中经常使用的一种教学手段，其主要目的就是通过比赛培养学生能力，帮助学生掌握陀螺运动的基本技、战术、竞赛规则和裁判法。通过教学比赛可以有效地、直观地发现学生基本技术上存在的缺陷，对于战术及竞赛规则的把握不足等，从而能帮助教师有针对性地进行教学，并且能充分调动学生的主观能动性，发挥学生在学习中的主体作用，进一步提高教学质量。

4.6 建立良好的反馈机制

建立良好的反馈机制是教学过程最优化的一个重要工作，利用学生教学效果的反馈分析课堂教学效率，在使教师清楚地判明教学活动优化程度的同时，还可以清晰地判断教学效果，包括学生掌握陀螺运动相关的知识、技能、技巧等，以及在教育和发展方面的进步。在这里所采用的分析不是一种总结性的考核分析，而是一种相对动态的、程序化的教学监控。在实际的教学过程当中，通过观察学生课堂学习活动的情况，获得最直接的教学效果信息，进而对这些相关的信息进行科学合理的分析、归纳和处理，并根据其中有效信息表现出来的问题和情况的反馈来有针对性地修订教学计划，抓住教学的主要矛盾，突出教学内容的重点，适时地修订教学方法和手段，进一步达到优化教学效果的目的。

5 陀螺运动教学最优化模式的评价

评价是针对某种教学模式的特点，通过收集、分析、比较有关教学资料，科学地判断课程的价值或效益的过程，是教学模式的一个重要组成部分。最优化教学模式更倾向于质性评价。根据最优化理论，陀螺运动最优化教学模式的评价应包括以下内容：

（1）对课程目标、方案、内容、教材、教学效果等维度的评价；

（2）对教学过程的实际运行状况的评价；

（3）对教师业务能力和责任心的评价。

陀螺运动最优化教学模式的评价可以使用以下类型：

（1）过程评价：把教学过程的实际效果（教育、教养、发展）同原来制定的教学目的、任务进行全面比较，从中发现影响教学目的、任务的相关因素，并对这些影响因素进行分析，以确定这些方面的优化程度。

（2）影响评价：在教学结束后，对陀螺运动教学的实际效果进行评价，主要考查学生掌握陀螺运动的基本技、战术、竞赛规则和裁判法等相关知识，并且对于学生的学习态度、身体素质的发展、心理健康程度和社会适应能力以及良倾向等方面也要进行评价。

评价方法包括四方面：学生自评、教师评价、同学间的相互评价。

6 结语

陀螺运动教学系统是一个由诸多因素影响的复杂系统，是一个高度的辩证统一体。最优化是在一定的前提条件来界定的，在实际的应用过程中，不能一味强调某方面的“最优化”而忽视其它方面，必须要根据教学实际和已经具备的教学条件，科学合理地选择教学、评价的手段和方法，并在陀螺运动教学实践中能够有效地运用，才能总结出陀螺运动教学的最优化模式，为更好地完成陀螺运动教学的任务，达到学校体育教育的目的服务。

参考文献：

小螺号教案例9

【中图分类号】TG62 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）34-0172-01

目前，机械加工领域中，传统的车工技术受到了数控技术的挑战，但是由于我国的生产力相对比较落后，车工操作者的文化素质较低等原因，普通的车床加工仍然是机械加工领域的主流。正因为如此，解决传统车工中存在的一些问题显得尤为重要。在长期的实习教学车削螺纹时，由于种种原因，我们往往容易产生刀具与主轴之间的运动，甚至因某些环节产生问题，导致车削螺纹时出现故障，对正常生产造成影响，所以对此问题应要及时解决。下面，笔者对多年来实习教学中车削螺纹常出现的问题与解决方法做一些总结。希望学生和同行从中得到借鉴，少走弯路，对他们的生产实践有所帮助。

一 最常见的问题是“啃刀”

产生这一问题的主要原因是工件装夹不牢或车刀磨损严重，有时也与车刀高低有关。教师应根据产生故障的具体原因提出相应的解决方法。

第一，工件装夹不牢。由于工件自身的刚性不能承受车床的切削力，因此产生的挠度会非常大，从而改变了工件和车刀的中心高度，造成突增切削深度，出现“啃刀”，所以工件装夹必须牢固。

第二，车刀磨损严重。车刀磨损过大会增大切削力，造成工件被顶弯，出现“啃刀”，此时须修磨车刀。

第三，过高或过低地安装车刀。若低，不易排出切屑，工件中心是车刀径向力的方向，而且螺母与横进丝杆间隙过大，导致吃刀深度进一步加深，以致把工件抬起造成“啃刀”;若高，当吃刀到某一深度时，工件被车刀的刀后面顶住，摩擦力增大，把工件顶弯，出现“啃刀”现象。针对这些原因，须及时调整车刀高度，使工件的轴线与刀尖在同一高度。尤其在粗车和半精车时，工件的中心比刀尖位置低1%D左右（D表示被加工工件直径）。

二 较常见的是“乱扣”

之所以产生这种现象，是因为丝杆转一转时，工件没有转过整数转。所以相应的解决方法是：

第一，当工件螺距与车床丝杆螺距比值不成整数倍时，如果在退刀时，采用开合螺母被打开，摇床鞍至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，将可能发生车刀刀尖在前一刀所车出的螺旋槽内，从而导致乱扣。具体的解决方法是退刀采用正反车法，即第一次行程结束时，不要提起开合螺母，而是把刀沿径向退出，并且把主轴反转，使车刀沿纵向退回后进行第二次行程，经过几次反复，因刀架、丝杆和主轴之间的传动没有分离，车刀始终在原来的螺旋槽中，而不会出现“乱扣”。

第二，对于车削车床丝杆螺距与工件比值成整数倍的螺纹，丝杆和工件都在旋转，开合螺母提起后，至少等丝杆转过一转，才能再次合上开合螺母，这样就不会出现“乱扣”。同时可采用打开开合螺母，手动退刀。这样不仅退刀快，而且有利于保持丝杆精度和提高生产力。

三 中径不正确也是经常遇到的问题

与此故障相关的原因是：吃刀太大，刻度盘不精准，而又没有及时测量。针对这一问题，要认真检查精车时刻度盘松动了没有，精车的余量也要适当，还要选择锋利的车刀刃口，同时更要注意及时测量。

四 有时出现的问题是螺纹表面粗糙

原因是车刀刃口磨得不够光洁，使用了不适当的切削液，工件材料和切削速度不太合适，还有切削过程中产生的振动等原因造成的。详细的解决方案是，选用油石精磨刀具（前提是及时正确修整砂轮），选择适当的初削速度和合适的切削液，注意观察随时调整车床床鞍压板和中小滑板，燕尾导轨的镶条等，必须使各轨间隙的准确度能保证，目的是尽可能防止切削时产生振动。

五 螺距不准确也是车削螺纹较为头疼的问题

小螺号教案例10

中图分类号：G2 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2015）08-0129-01

一、研究缘起

We Media（自媒体）是普通大众经由数字科技强化、与全球知识体系相连后，一种开始理解普通大众如何提供与分享他们自身的事实、新闻的途径。[1]中国互联网络信息中心第34次统计报告表明，我国的手机网民数量已达5.27亿，首次超越了传统PC网民数量。这足以说明，我国的“自媒体”时代已经来临。

二、自媒体时代公共舆论的非理性表达

（一）法律意识淡薄，危害当事人及其家属的合法权益

经证实，李某某确实是未成年人，所以，根据《未成年人保护法》，“李某某案”不应处于公众视野之内，其个人隐私应受法律保护。但是大众舆论却不顾自己的行为是否违反法律法规，是否会损害当事人的合法权益，就把所能爆的料全盘托出。其父母的很多隐私也被“挖出来”。

（二）语言暴力：谣言

由于自媒体平台的低门槛、自由化和开放性，每个人都可随意发表并传播言论，所以谣言屡见不鲜。自李某某案被曝光之日起，自媒体平台上子虚乌有的谣言就持续不断。

（三）“舆论审判”不断出现

在法律没有判决之前，不顾事实根据，超越理性和法律，完全靠主观臆断、意气用事对案件进行“审判”，不仅有违法律，也会使当事人受伤。非理性的主观审判一旦形成公共舆论，会在一定程度上混淆视听，干扰到法律的判决。

三、“沉默的螺旋”的倒置

对该事件，传统媒体大都在辟谣，对舆论进行疏导，呼吁人们要理性。但是，公众舆论对此并不买账。此时，“沉默的螺旋”发生倒置，民众不再是趋于沉默的大多数，相反，传统媒体以及专业人士、理性的意见和观点，被排斥、被指责，变成少数人而趋于沉默。

传统媒体以及知识精英试图借助自己建构的舆论场来影响倒置的“沉默的螺旋”，让大众在他们制造的“沉默的螺旋”中保持沉默，或者走向理性。事实却相反，理性的声音被淹没，甚至遭到了攻击，自媒体公众所营造的舆论，势力强大到不得不让传统媒体和理性人士保持沉默。

四、新媒体时代“沉默的螺旋”倒置的原因

（一）自媒体环境下公共舆论的强大势力

在特定时间、特定场域、针对特定公共事件，网络上的人们会自发形成一个群体，对事件有一致的看法和态度，而且相信这一群体内，别人也会有和自己一样的看法，心理学家勒庞称之为“群体精神统一性的心理学规律”。所以，当人们看到大多数人对李某某案件持攻击、反对态度时，会自觉加入非理性表达的队伍，对少数理性的声音则“一概拒绝”。于是自媒体舆论场倒逼传统媒体舆论场趋于沉默。

（二）传统媒体的特点不适应自媒体时代的发展

自媒体环境下，民众不再迷信传媒机构和专业人士的权威，有了相对自由的表达环境，同时情绪化、非理性的一系列表现就涌现出来。再加上传统媒体公信力的下降，当“沉默的螺旋”倒置时，失去人们信任的传统媒体再想试图建立舆论来影响大众，是不可能的。

五、自媒体时代公共舆论如何引导

（一）处理好传统媒体与自媒体的关系

传统媒体应该努力提高自身的公信力，做好舆论引导工作，不能因为被质疑、被非理性的声音攻击、有“炒作之嫌”就失声退场。一方面要建立自己的引导型自媒体，比如官方微博、微信公众号等，另一方面也要注重与自媒体的舆论领袖建立合作、互动的关系。

（二）加强自媒体主体的媒介素养教育

李某某案中，大多数人在缺乏基本的法律或专业知识的前提下就发表言论。目前，我国的互联网持续向高龄和低龄群体渗透，所以，媒介素养教育应该是全民教育，通过各种渠道向每一个人灌输文明上网、理性上网的思想。

自媒体时代公众舆论的非理性表达以及“沉默的螺旋”倒置的情况说明，公众舆论已经不再由传统媒体来掌控，大众不再是“沉默的大多数”，而是舆论的主体。因此，传统媒体应该紧跟时代潮流，加快自身的转型和发展。

参考文献：

[1]Shayne Bowman，Chris Willis. We media[R]，2003.