稳态的重要性教案(通用11篇)
1.稳态的重要性教案 篇一
在这一节教学中,比较不好处理的知识点是:空调病的概念和发病机理。在实际教学中,很多学生没有听说过空调病,甚至家里贫困的学生就没有用过空调。所以提到空调病很多学生不清楚病症表现,就更加没法推理空调病的稳态变化。所以在教学中得向学生现解释清楚疾病特征,再引导学生讨论。
不足:
1、本课应该准备学生体温调查结果表,通过观察使学生
总结
规律,年老和年轻人,男性和女性,同一人不同时间体温的动态变化规律
2、还需更简洁,主要知识点主要生物学观念更明晰。
3、演示实验呈现方式可以改成表格试,将ph试纸放到表格固定位置,这样观察现象更明显。时间允许可分组。
4、宏观与微观,系统与局部关系需要ppt演示,最后制定学生构建内化境稳态模型。
下次课可用经验:
1、P7材料分析,指导学生学习信息获取方法
2、稳态概念核心思想分三点提取(动态平衡观念渗透)
3、调节机制总结
4、演示实验结合教学
2.稳态的重要性教案 篇二
1 列表法分析
大规模电路分析方法多种, 如回路电流法、结点电压法、割集电压法[11]。这些方法对支路元件都有一定的限制, 如回路电流法不允许存在无伴电流源支路, 且规定的复合支路不允许存在受控电流源;结点电压法和割集电压法不允许存在无伴电压源支路, 且规定的复合支路不允许存在受控电压源。为了使方法适合任意线性元件, 程序具有通用性, 设计采用列表法来形成电路方程。列表法是依据KCL、KVL以及元件的VCR特性来形成电路方程。该方法由于规定一个元件作为一条支路, 因此对元件类型无过多限制, 适应性强。列表法方程[1]如下
其中, A为关联矩阵;1b为b阶的单位矩阵;F和H为b阶原件特性方阵, 故方程总数为 (2b+n-1) ;
1.1 关联矩阵
关联矩阵[11]用于描述电路有向图拓扑性质。设有向图的结点数为n;支路数为b, 且所有结点与支路均加以编号。于是, 该有向图的关联矩阵为一个n×b阶的矩阵, 用Aa表示。它的行对应结点, 列对应支路, 它的任一元素ajk定义如下:ajk=+1, 表示支路k与结点j关联并且它的方向背离结点;ajk=-1, 表示支路k与结点j关联并且它的方向指向结点;ajk=0, 表示支路k与结点j无关联。
Aa的每一列对应于一条支路。由于一条支路连接于两个结点, 若背离一个结点, 则必指向另一个结点, 因此每列中只有两个非零元素, 即+1和-1。当把所有行的元素按列相加就得一行全为零的元素, 所以Aa的行不是彼此独立的。或者说按Aa的每一列只有+1和-1两个非零元素这一特点, Aa中的任一行必能从其他 (n-1) 行导出。如果把Aa的任一行划去, 剩下的 (n-1) ×b矩阵用A表示, 并称为降阶关联矩阵。被划去的行对应的结点可以当作参考结点。
1.2 元件特性矩阵
元件特性矩阵[10]F和H由元件特性决定。
当电路中无受控源, 电感间无耦合时, F、H都是对角阵, 它们的元素为:若支路k为电导或电容支路, 有Fkk=Gk或jωCk, Hkk=-1;若支路k为电阻或电感支路, 有Fkk=-1, Hkk=Rk或jωLk。
当电路中有VCVS和VCCS;电感间无耦合时, F将是非对角阵, H仍为对角阵, 它们的元素为:若支路k为
当电路中有CCVS和CCCS, 电感间无耦合时, F为对角阵, H将是非对角阵, 它们的元素为:若支路k为
当电路中电感间有耦合时, 设支路k和支路j之间有耦合, 因为
当电路中含有理想变压器时, 设理想变压器互感比例为n∶1, 由
2 算法分析与实现
2.1 电路信息的表示方法
电路信息采用了矩阵的形式, 矩阵的表示如下:
对于电路中的耦合电感, 规定元件参数1为自感系数, 参数2为互感系数。其他元件参数2均为0。
2.2 算法设计依据
(1) 将电路图转化为有向图。
即将电路各个结点和各个支路进行标号, 同时把参考结点的标号设为0, 确定各个支路的参考方向。
(2) 对各个支路的元件类型及参数值进行提取。
由于Matlab语言进行的是纯数字的运算, 所以首先将其输入进行数字化, 作如下约定:
1—电压源;2—电流源;3—电阻;4—电导;5—电感;6—电容;7—理想变压器;8—电压控制电压源VCVS;9—电压控制电流源VCCS;10—电流控制电压源CCVS;11—电流控制电流源CCCS;12—耦合电感。
(3) 获得电路的矩阵信息。
对各个支路的信息汇总, 采用矩阵的形式获得电路的矩阵信息。
(4) 由电路的矩阵信息分别得到关联矩阵A、矩阵F和H。
这里矩阵F和H中元素多为零, 所以将其定义为稀疏矩阵。
(5) 输出各电压电流的波形图。
正弦稳态电路的分析涉及到复数的运算[1], 元件类型增多, 元件参数也增多, 即电路的矩阵也增加。算法实现时, 能够处理复数, 增加了算法的复杂性。
2.3 算法的实现
在算法实现中, 首先获取电路基本信息, 用X矩阵表示。由电路基本信息, 得到运算所需要的支路数, 结点数以及关联矩阵A。定义F、H矩阵为稀疏矩阵, 逐条读取电路信息得到F、H矩阵。最后建立方程, 求出结果。
3 平台的界面
通过主界面的菜单项可以分别进入直流电路分析平台、交流电路分析平台。直流稳态电路分析平台界面如图1所示, 交流稳态电路分析平台如图2所示。其中界面中“幅值”即为“有效值”。用户按照要求在界面中输入电路信息, 计算机可自动进行计算。可选择任意变量进行保存操作。交流稳态电路分析平台中, 还可选择任意变量显示其波形, 进行分析。
4 应用
电路如图3所示, 求各元件的电压、电流以及各结点的电压。
先画出电路的拓扑结构图, 如图4所示。
电路的输入矩阵为
可把矩阵信息写入Excel表格中, 通过“导入数据”按钮使其导入到可编辑框中, 或者直接输入可编辑框中。输入角频率, 点击“计算”按钮, 计算结果即可显示出来。用户可以利用“保存结果”菜单来选择需要保存的数据。保存过程同直流电路分析平台。输入要显示波形的变量, 点击“画波形图”, 即可显示波形图。如图6所示。
5 Protel仿真测试
为验证平台计算的正确性, 用Protel软件进行了仿真。结点电压的仿真值与平台计算值的比较, 如表1所示。
根据表1可得, 误差均值为0.015 75。误差值相对很小。由此可以说明平台的计算有效性。
6 结束语
设计的平台界面友好、操作简单、计算功能强, 结果正确可靠。用户使用此平台进行电路的分析和计算时, 只需输入电路拓扑信息、元件类型、元件参数等信息, 就可计算出各支路电压、支路电流、结点电压、支路功率, 对于正弦稳态电路平台来说, 可以显示各处或个支路电压电流的波形。平台能生成独立运行的可执行文件, 为通用稳态电路的计算提供了良好的辅助工具。
摘要:电路计算中通常需要进行大量的矩阵计算。现已广泛使用计算机对电路进行辅助分析和设计。平台采用具有通用性的列表法, 利用Matlab的强大的计算功能和它的GUI界面开发的功能, 实现了对稳态电路的自动求解。用户不需要编程, 只需输入电路的相关信息, 便可直接计算出电路中的各个结点电压、支路电压、支路电流, 并且画出各种所需波形图。平台为稳态电路的分析提供了有效的辅助工具, 特别是能应用在模拟电路的教学中。
3.稳态的重要性教案 篇三
一、教学目标
1.说明内环境稳态及其生理意义;简述稳态的调节机制。2.关注内环境稳态与健康的关系。3.尝试解释生物体维持pH稳定的机制。
二、教学重点和难点
内环境稳态及其生理意义。
三、本节内容的地位:
它是第一节内容的进一步延伸和拓展,也是学习后面生命活动调节等内容的基础,具有承上启下的作用。本节中仅做一个简要的概述,做好后继课的铺垫。通过有关内环境稳态内容的学习,可以帮助学生结合生活实际理解生命活动的本质,树立健康生活的理念。四 教学方法:启发教学、多媒体教学、小组讨论、探究教学等。
五、课时安排:1
六、教学过程
复习提问:内环境包括哪三种液体?
内环境的成分?
维持内环境稳态的缓冲离子有哪些?
创造问题情境,引入新课:小组阅读、思考、讨论“问题探讨”
老师提示:血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量,其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时,势必影响其代谢产物的含量,因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况,并可以作为诊断疾病的依据。例如,正常情况下,转氨酶主要分布在各种组织的细胞内,以心脏和肝脏的活性最高,在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时,或因组织坏死细胞破裂后,可有大量转氨酶进入血浆,引起血浆中转氨酶活性升高。
学生讨论后回答:
(1)内环境中各种化学成分的含量
(是、不是)恒定不变的,内环境的稳定是一种
稳定;
(2)不同个体
(存在、不存在)一定差异。
(3)肌酐含量超标,肌酐是有毒的代谢废物,积累过多会影响健康。这表明
的排泄功能有障碍。
(4)
含量超标,血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。
(5)
超标,可引起高脂血症,易并发冠心病、动脉粥样硬化等。
问题:
1、随着外界环境因素的变化和体细胞代谢活动的进行,内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化。内环境会因此而剧烈变动吗?
2、在感冒时期,我们每天都要测好几次体温,早上、中午、晚上的体温是否相同?你周围的同学的体温是否相同?大致相差多少?何为稳态?
学生讨论后回答:
健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于平衡
中。这种动态平衡是通过__________来实现的。生理学家把正常机体通过_
作用_,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的 状态叫做稳态。
老师:下面以内环境中的营养物质、代谢废物,O2、CO2和水等化学成分为例来分析。我们先来看一段动画演示,看完以后分别请3位同学说一说内环境中营养物质和代谢废物、O2和CO2、水的来源与去路。
学生:营养物质通过消化系统进入内环境,后为组织细胞所用;代谢废物由细胞排放到内环境中,最后经过泌尿系统、排泄系统、皮肤等排出内环境。
学生:O2通过呼吸系统进入内环境,后为组织细胞用来进行呼吸作用产生CO2;CO2由细胞排放到内环境中,最后经过呼吸系统排出内环境。
学生:水主要通过消化系统进入内环境,除了为组织细胞所用,也通过泌尿系统、呼吸系统、皮肤等排出内环境。
老师总结,多媒体显示:
老师:机体内各个机体内各个器官、系统,为什么能保持协调一致?请同学们阅读科学史话。我们来了解人类对机体维持稳态机制的认识是怎样逐步完善的。
老师:科学家贝尔纳和坎农对这一机制分别是怎样解释的?
学生:贝尔纳推测:内环境的稳定主要依赖于神经系统的调节。坎农解释:内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下,通过机体的各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。
老师精讲:坎农的解释对贝尔纳的推测做出了补充,但是他的解释还不够全面。随着分子生物学的发展,人们发现,免疫系统也起着重要的调节作用:它能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的原因。因此目前普遍认为,神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
稳态的概念源于对内环境的研究,后来逐渐发展成为适用于整个生物科学的基本概念。这从一个侧面反映出生物科学从分析走向综合、由分支走向统一的发展趋势。
知识拓展:内环境稳态遭到破坏会不会出现失调的情形呢?多媒体显示问题:
1、谈谈高烧最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施?
2、大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会出现什么变化?这会带来怎样的后果?
3、平原地区的人到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状,为什么?这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系?
学生:有过发高烧的经历。发烧会头疼发晕,全身无力……体温过高时要采取物理降温或药物降温的措施是因为体温高过一定范围或体温过高持续时间过长都会给机体造成不可逆转的损伤。
老师:正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下,由于内环境发生一系列变化,导致体内的各种反应出现紊乱,于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统,病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等,同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态,持续高热必定引起器官的功能负荷加重,有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍,是一个重要的致畸因子。对于6个月至4岁的幼儿来说,持续高热容易发生惊厥,相当数量的患儿由此造成脑损伤,如智力落后,甚至癫痫,因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。
学生:大量出汗或严重腹泻后,如果只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会变小。当内环境渗透压变小时,内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内,造成细胞吸水肿胀,进一步导致细胞代谢和功能紊乱。
学生:有人到青藏高原后会出现不适症状是因为高原空气稀薄,大气压和氧分压低,易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈,并且机体代偿机制良好,内环境的波动较小,仍能维持稳态;若外界环境变化剧烈,机体代偿机制不好,内环境稳态将受到破坏,就会影响身体健康。
老师总结:机体对稳态进行调节的能力是有限的,当外界环境变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍,内环境稳态就会遭到破坏。内环境稳态被破坏后机体就会出现相应的病症。
大家再来列举几个稳态失调的病例,说明症状和危害。学生:尿毒症、糖尿病、严重腹泻造成的脱水等等。
老师:也就是说,机体的内环境必须处于稳态,当稳态不再相对稳定,就会对机体造成危害。
老师:同学们试着从细胞代谢需要的物质和条件角度入手,分析分析为什么内环境稳态失调后,会对机体造成危害。
学生:细胞的代谢过程是由细胞内众多复杂的化学反应组成的,完成这些反应需要各种物质和条件,只有各种所需物质和条件保持在正常范围内,才能为反应提供充足的反应物。从另一个角度讲,细胞代谢的进行离不开酶,酶的活性又受温度、pH等因素的影响,只有它们都在适宜的范围内,酶才能正常地发挥催化作用。
老师总结:由此可见,内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。每一个人的健康都与内环境的稳态有关。学习有关内环境稳态的知识,有助于养成自我保健的意识和习惯,还可以运用这方面的知识关爱家人和亲友。
4.稳态的重要性教案 篇四
一、教学目标
1.识别群落,说出群落水平上研究的问题。2.描述群落的结构特征。
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
二、教学重点和难点 1.教学重点
群落的结构特征。2.教学难点
从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。
三、课时安排 1
四、教学过程
〖引入〗以“问题探讨”引入,学生思考回答老师提示。
〖提示〗1.本讨论题关注池塘中的生物组成及其有序性,讨论池塘中的种群组成(群落结构),具体有多少个种群并不重要。可以从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。
2.本讨论题关注池塘中生物之间的相互关系。池塘中的肉食性鱼大量减少,一些小鱼等小型水生动物因天敌减少,数量会大量增加,池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随时间推移,植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。
〖板书〗第三节群落的的结构
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,叫做群落。〖问题〗以“本节聚焦”再次引起学生的思考。〖板书〗
一、种群水平上研究的问题 〖学生活动〗阅读P71。
〖板书〗
二、群落的物种组成
丰富度:群落中物种数目的多少称为丰富度。
三、种间关系
〖学生活动〗阅读P72倒数第一段到P73,完成资料分析的“讨论”。
〖提示〗1.在合适的条件下,大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性(尤其是能以同一种杆菌为食),当它们被放在同一个容器中培养时,起初两种草履虫的数量较少,而食物(杆菌)数量较多,因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是,随着两种草履虫数量的增加,相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质,进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源,这就是竞争。
2.90多年的调查研究表明,猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如,从1845年到1855年间,猞猁数量的增加导致雪兔减少;而雪兔的减少,又会造成猞猁减少,之后雪兔又大量增加。从多年的调查看,雪兔和猞猁相互制约,使它们的种群数量保持在一定范围内波动。
5.稳态的重要性教案 篇五
二维稳态对流-扩散方程参数反演的迭代算法
利用有限元法求解了二维稳态对流-扩散方程,并利用迭代法对二维稳态对流-扩散方程参数反演进行了研究,得出了此类反问题的数值解法.数值模拟结果表明,此方法在求解二维稳态对流-扩散方程参数反演问题时是可行的也是有效的.
作 者:闵涛 刘相国 张海燕 艾克锋 MIN Tao LIU Xiang-guo ZHANG Hai-yan AI Ke-feng 作者单位:西安理工大学,陕西西安,710054 刊 名:水动力学研究与进展A辑 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF HYDRODYNAMICS, SER.A 年,卷(期):2007 22(6) 分类号:O175.22 关键词:对流-扩散 有限元 参数 反问题 迭代法6.稳态的重要性教案 篇六
1.“稳态与环境”模块的知识结构
稳态的概念最初来自生理学。生理学把维持内环境理化性质相对恒定的状态叫做稳态。稳态是一种复杂的、由体内各种调节机制所维持的动态平衡,一方面是代谢过程使内环境理化性质的相对恒定遭到破坏,另一方面是通过调节使平衡恢复。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又同时得到恢复的过程中得以维持和进行。
稳态调节的概念来自个体水平的生理学。例如,哺乳动物体内的温度、渗透压、p H,以及各种电解质和营养物的浓度都保持在一个稳定的范围内,这是在其自身神经体液系统调节下,随时进行反馈调节而实现的。生态系统虽然没有与此类似的调节机制,但也具有一定的抵御环境压力、保持平衡状态的能力。
2.“稳态与环境”模块的构建方法
2.1 系统整合法:探寻生物现象的整体性。
《标准》在“稳态与环境”模块的前言中指出:“本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识,有助于学生理解生命运动的本质,了解系统分析的思想和方法,提高对生命系统与环境关系的认识。”这就明确提出了“系统分析的思想和方法”。现代生物学为了揭示生命运动的奥秘,还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中,从它们和外界环境的相互联系和相互作用中来了解整体,这就需要进行系统分析。例如,植树造林是中央的号召,但西北一些地区年降水量很小,蒸发量很大,其地下水主要靠地表下的渗透作用(如融化的雪水)。在这些地区植树,地下水会因树木的蒸腾作用而过量散失,导致水位下降甚至枯竭。于是近年来中央指示这样的地区要多种草。然而,在我国的中、东部地区却出现了砍树种草的热潮。殊不知在高温多雨地区,树的生态效益要远远超过草。结果,一些城市又不得不规定绿化至少要有多少比例的乔木和灌木。导致这些失误的原因就在于缺乏系统分析的思想。
教学中运用系统的概念和系统分析的思想,一方面对生命系统的要素、结构、边界、环境、性能等系统的基本特征作分析,另一方面对系统的状态及其调控作分析。以生态系统为例,其要素指组成成分,即生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量;结构包括时空结构和营养结构(食物链和食物网);边界指系统的范围,生态系统是模糊集合,其边界是一个模糊概念,根据研究的需要划定。至于系统的状态,生态系统都是开放系统,系统的稳态就是生态平衡状态。每个生态系统都具有一定的自动调节能力,在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持其稳态,实现物质循环和能量流动的相对稳定。
2.2 模型方法:培养学生科学的生物思维。
《标准》依据国际科学教育的发展,将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”,是指模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征。模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。模型一般可分为物理模型和数学模型两大类,通常说的模型即指物理模型。物理模型可以模拟客观事物的某些功能和性质。在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型(如生物体结构的模式标本)、模拟模型(如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型)等。
在现代生物科学研究中,模型方法被广泛运用,DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。在生物科学学习中,模型提供观念和印象。认知心理学认为,人的知识经验既包括概念系统,又包括表象。前者包含概念、原理、规律、理论,后者包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看作一种符号要素,与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能,因而能构成思维的操作。所以模型提供的观念和印象,不仅是学生进一步获取系统知识的条件,而且是学生认知结构的重要组成部分。
2.3 数学方法:培养学生的生物严谨理念。
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前,数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用,甚至医生做大手术之前都先进行数学模拟以预知各种方案可能出现的后果,再依据个人的经验来选择手术方案。数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻。
《标准》对数学方法的使用主要体现在:(1)对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。(2)统计方法的运用。统计是研究随机现象的统计规律性的方法。统计规律性在生物界广泛存在,主要包括两类:一类是随机过程的规律性,即大量随机事件所组成的系统的规律性,如遗传性状传递过程中的规律。这类问题可用描述统计方法解决;另一类是某些生命系统行为的规律性,这类问题可用选取统计方法解决。(3)用数学模型来表现生物学现象、特征和状况。生物数学模型有两类:一类为确定性模型,它用数学方法描述和研究必然性现象,例如,某生物个体的生长曲线、细胞分裂过程中DNA数量变化曲线等;另一类为随机模型,它用概率论和统计方法描述和研究随机现象。
3.“稳态与环境”模块构建的注意点
3.1 注意彼此内容的相连性。教学中应以整体的思维把握教学内容,做到互通有无。
3.2 注意构建的层次性。该模块构建尽管是建立在整体模式基础之上,但还应分清主次。
3.3 注意构建内容的拓展延伸性。该模块的内容是限定的,但构建的模式可灵活多样。
总之,在生物课堂教学中,教师从知识的内在联系出发,探寻彼此间的规律,建立符合学生认知规律的构建模式,定能激活学生学习的主动性和积极性,提高他们的生物素养。
摘要:《普通高中生物课程标准(实验)》中的“稳态与环境”模块的知识结构体系是由系统生物学的思想构建而成。该体系以“系统”为核心概念,以“稳态”、“环境”和“调节”三个科学通用概念把生物个体和系统水平的要素、行为、稳定和发展等问题统一起来,以系统分析、模型和数学方法等作为主要方法,使之具有科学性和合理性。探讨内容的构建,有利于提高生物课堂教学的有效性,提高学生的学科素养。
7.稳态作业4及答案 篇七
1、电力系统潮流计算中为什么采用节点电压方程,而不采用回路电流方程?
2、高斯-塞德尔潮流计算法和牛顿-拉夫逊潮流计算法各有什么特点?
3、电力系统节点可以分为那几类?无无功补偿设备的降压变电所的低压母线属于什么节点?当发电机装有自动调节励磁装置时,可以认为运行中机端电压大小恒定,当发电机按最优分配原则确定的有功出力发电时,发电机的电压母线属于什么类型节点?系统中只有一个,并且必须有一个的节点属于什么节点?
4、在什么情况下PV节点将转化为PQ节点?
5、求下图所示等值电路的节点导纳矩阵。(图中数据为标幺电抗)
6、在上图所示电力系统的等值电路中,如果变压器的变比调整为1:1.05,求电路的节点电压方程。
第四次作业参考答案
1、电力系统潮流计算中为什么采用节点电压方程,而不采用回路电流方程? 答:电力系统潮流计算中之所以采用节点电压方程而不采用回路电流方程,主要由于以下原因:①电力系统等值网络中独立节点数远远少于独立回路数(电力系统等值网络中有很多的接地支路,所以导致独立回路数远远多余独立节点数);②对具有交叉跨接的非平面网络,建立独立节点电压方程式较建立独立回路电流方程式方便;③建立独立节点电压方程式前,不必将并联支路合并,而建立独立回路电流方程式前,需要将并联支路合并,以减少独立方程式数;④网络结构或变压器变比改变时,节点导纳矩阵的修改比较方便。
2、高斯-塞德尔潮流计算法和牛顿-拉夫逊潮流计算法各有什么特点?
答:高斯-塞德尔潮流计算法对初值的要求比较宽松,但收敛速度慢;牛顿-拉夫逊潮流计算法收敛速度快,但对初值要求较严,如初值选择不当,则会出现迭代不收敛的情况。
3、电力系统节点可以分为那几类?无无功补偿设备的降压变电所的低压母线属于什么节点?当发电机装有自动调节励磁装置时,可以认为运行中机端电压大小恒定,当发电机按最优分配原则确定的有功出力发电时,发电机的电压母线属于什么类型节点?系统中只有一个,并且必须有一个的节点属于什么节点? 答:
根据已知变量和待求变量的不同,电力系统的节点可以分为PQ节点(已知节点的发电机有功功率PG、无功功率QG和负荷的有功功率PL、无功功率QL,待求量为节点电压大小U和电压相角δ)、PV节点(已知节点的发电机有功功率PG、节点电压大小U和负荷的有功功率PL、无功功率QL,待求量为和电压相角δ和无功功率QG)、平衡节点(已知负荷的有功功率PL、无功功率QL,和节点电压大小U、电压相角δ=0,待求量为发电机有功功率PG、无功功率QG);
无无功补偿设备的降压变电所的低压母线属于PQ节点。(节点发电机有功功率PG=0、无功功率QG=0、负荷的有功功率PL、无功功率QL已知,待求量为节点电压大小U和电压相角δ);
当发电机装有自动调节励磁装置并按最优分配原则确定的有功出力发电时,发电机的电压母线属于PV节点。(即节点发电机有功功率PG=定值、节点电压大小U一定、负荷的有功功率PL、无功功率QL已知,待求量为电压相角δ和发电机输出的无功功率QG)
系统中只有一个,并且必须有一个的节点是平衡节点。
4、在什么情况下PV节点将转化为PQ节点?
答:潮流计算过程中,如果某一PV节点电源输出的无功功率越限,则超过上限时电源按上限输出无功功率、低于下限时电源按下限输出无功功率,此时电源的无功出力已成为定值,由于电源不能提供保持电压恒定所需要的无功功率,所以电压不再保持恒定,显然节点已由PV节点转变为PQ节点。
5、求下图所示等值电路的节点导纳矩阵。(图中数据为标幺电抗)
解:将等值电路中的电抗标幺值改写为电纳标幺值,将变压器等值电路用π型等值电路表示,得等值电路如下图所示: 图中各支路电纳标幺值为:
y10y201(11.1)1j0.033、y30j0.034j0.275j0.241 j30j29j0.31.12y401.111j0.303、y120.481j2.404、j0.31.10.08j0.4110.454j1.891、y230.588j2.353、0.12j0.50.1j0.41j3.03
1.1j0.3y13y34
根据上图即可写出网络的节点导纳矩阵如下:
说明:本题答案数据仅供参考。
6、在上图所示电力系统的等值电路中,如果变压器的变比调整为1:1.05,求电路的节点电压方程。
解:当变压器变比改变时,节点导纳矩阵得阶数不变,只有节点
3、节点4的自导纳和节点3、4之间的互导纳发生改变。据此可求得:
111Y33()j0.268、Y440 22j0.31.051.1111Y34Y43()j0.144
8.稳态的重要性教案 篇八
自燃推进剂火箭发动机稳态燃烧过程的数值模拟
研究了自燃推进剂火箭发动机的稳态燃烧过程.用一甲基肼作燃料,四氧化二氮为氧化剂,考虑了液滴的`雾化机理和高压分解燃烧.将PISO算法应用于任意曲线坐标下,在计算中采用非交错网格技术抑制了压力振荡.成功地获得了发动机燃烧过程的流场参数.
作 者:聂万胜 庄逢辰 Nie Wansheng Zhuang Fengchen 作者单位:国防科技大学航天技术系,长沙,410073刊 名:推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年,卷(期):“”(5)分类号:V439.7关键词:自燃火箭推进剂 稳定燃烧 燃烧试验 数值仿真
9.腐蚀电化学稳态测量方法的比较 篇九
线性极化法根据Stern-Geary方程式, 活化极化控制腐蚀体系, 线性极化电阻Rp与腐蚀速度成反比, 即Rp越大, 腐蚀速度越小。
采用电位扫描法测量金属在腐蚀介质中的稳态阴、阳极极化曲线, 作φ~lgi图确定强极化区内阳极和阴极Tafel直线的电位范围, 分别对阳极和阴极Tafel直线进行线性拟合, 确定拟合直线的斜率。
动电位扫描法在弱极化区测量稳态极化曲线, 运用Corr View数据拟合中的Tafel法对所测极化曲线进行非线性曲线拟合, 并对所测极化曲线腐蚀电位附近的线性区进行线性拟合来近似计算极化电阻Rp。
用上述方法研究A3钢在0.5mol/L稀硫酸中的腐蚀动力学参数, 为A3钢在酸性介质中的应用提供了理论参考。
2 结果与讨论
2.1 三种测量的数据及处理
在|Δф|≤10m V的范围内, 控制腐蚀金属电极的极化值Δф恒定, 并测量稳定的极化电流密度i, 即可近似地测出Rp, 根据法拉第定律计算出金属的腐蚀速率。即
采用动电位扫描测量极化曲线, 分析得出Tafel直线法测量动力学参数见表2。
数据分析得出电流扫描法的所测得的动力学参数见表3。
通过动电位扫描法利用所测极化曲线进行非线性曲线, 如图1所示, 数据分析得出弱极化法测量的动力学参数见表4。
几种测量方法中的腐蚀电位相差不多。说明, 不同的方法对腐蚀电位的测量不会造成严重的影响。
2.2 对三种稳态测量方法的讨论分析
线性极化法对腐蚀体系的干扰小、测量时间短、重现性好。且对腐蚀的变化响应快, 能够获得瞬间腐蚀速率。但线性极化电阻法本身不能判别缓蚀剂对阴、阳极过程的抑制程度。此外, 该法只适用于均匀腐蚀, 不能提供局部腐蚀的信息。
测量金属的极化曲线可以采用控制电位法或控制电流法, 在测量金属的阳极钝化曲线时必须采用控制电位法, 对于活化极化控制的腐蚀体系的强极化测量时采用控制电流法时控制信号的微小偏差对响应信号的影响较小。主要缺点是对腐蚀体系极化强、电极电势偏离自腐蚀电势较远, 对腐蚀体系的干扰太大;由于极化到Tafel直线所需的电流较大, 易引起电极表面的状态、真实表面积和周围介质的显著变化;在大电流作用下, 可能使Tafel直线变短, 也可能使本来弯曲的极化曲线部分变直, 用外推法作图时对测得的icorr带来误差。
弱极化区的测试, 对金属腐蚀的动力学方程式未作任何近似处理, 利用此方法测得的腐蚀速度的准确度较高极化电位范围也较为适中, 因此理论上此法的腐蚀速度应更接近腐蚀金属电极的实际腐蚀情况。
3 结论
(1) 线性极化法快速灵敏, 适用于均匀腐蚀。
(2) Tafel直线法简单方便, 但对拟合要求较高。
(3) 弱极化法接近腐蚀的实际情况。
(4) 对于不同的腐蚀体系和腐蚀情况, 应该参考资料和经验确定合适的研究实验方法。掌握电化学原理发展起来的电化学测试技术的原理及应用领域的进步, 将有助于对腐性与防护技术的深入研究和开发。
参考文献
[1]聂立军, 谭澄宇.A3钢在硫酸溶液中的电化学腐蚀行为特征[J].腐蚀与防护, 2005 (10) .
[2]蔡荣秋, 林整.用线性极化法研究碳钢在几种酸性介质中的腐蚀行为[J].化学工程与装备, 2007:4-7.
[3]Chauhan L R, Gunasekaran G.Corrosion inhibition of mild steel by plant extract in dilute HCl medium[J].Corrosion Science, 2007, 49 (03) .
10.稳态的重要性教案 篇十
1.教材分析
本章是人教版高中生物“环境与稳态”的第1章,包括“细胞生活的环境”和“内环境稳态的重要性”两节内容。此节是复习课,学生已经学过了一遍教材,又复习了必修一和必修二,比较深刻地理解了细胞的元素和化合物、细胞结构、细胞种类,以及物质进出细胞等,在此基础上引入“内环境”,对学好后面的“动物和人体生命活动的调节”、“植物的激素调节”有很大的意义。所以这一章的内容起承上启下的作用,只有做好了引导,才会对后续学习有所帮助。
“体内细胞生活在细胞外液中”包含体液和内环境两个概念。内环境是核心概念,既包括内环境的定义,又包括组成内环境的各种细胞外液,通过动态的有机联系形成统一整体,还包括本章后续学习内容:内环境的组成、为什么要维持内环境稳态等。教材第2章还要继续阐释内环境为什么能维持稳态。在这部分内容的最后,教材以“在内环境中体内细胞能正常地生活,内环境与外界环境有哪些差别?”这样的问题,引出细胞外液的组成和理化特性的内容。
“细胞外液的成分”是学习细胞外液的渗透压和酸碱度等内容的基础。这部分内容以血浆的化学成分为例进行探讨。资料分析所提供的材料,比学生在初中学过的相关内容更详细。资料内容不要求学生记忆,而是供学生分析细胞外液有哪些主要成分时参考。教材在这部分内容最后总结了“细胞外液是一种盐溶液,类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋”。这样,就在“内环境”和“生物进化”两个核心概念之间建立了联系。
细胞外液的渗透压、酸碱度和温度是内环境理化性质的三个主要方面。渗透压的概念比较难理解,教材用的篇幅稍多,并且用旁栏思考题的形式,引导学生与日常生活经验相联系,pH的概念,教材用“学科交叉”栏目引导学生联系相关化学知识;内环境的温度特点比较好理解,教材仅用一句话作介绍。
教材在此处安排了一个思考与讨论活动,引导学生联系初中学过的知识,通过“思考与讨论”得到答案。本节教材正文之后,还安排了与内环境如何和外界环境进行物质交换有关的技能训练,让学生通过这个活动,既练习、领悟构建模型的方法,又进一步理解有关知识内容。
因为体温便于测量,所以教材以体温日变化规律的调查活动着手,进入对内环境动态变化的探讨。本节安排的实验“生物体维持pH稳定的机制”,只与内环境的组成成分有关,并不涉及机体各器官系统的协调配合,其内在逻辑关系上应是紧接着内环境稳态概念出现,但教材编排时为便于阅读,将它放在正文最后,教师在教学过程中可以灵活掌握。
2.教学目标
2.1知识:描述内环境及其作用,并说明内环境稳态及其生理意义。
2.2能力:进行实验,了解生物体维持pH稳定的基质;尝试构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。
2.3情感态度与价值观:关注维持内环境稳态与健康的关系。
3.教学过程
提前一周进行集体备课,讨论得出一份教案,一份学案,一份PPT。
3.1读一读(自主,5min),学案文本。
课前发放学案,了解学习目标后,学生自主大声诵读课本或学案,诵读过程中在本子上罗列本章节共分为几大块知识,每部分知识下面涵盖了哪些内容,比如:概念、分类、性质、特点等。由于是复习课,学生有一定的知识储备,因此引导其把知识联系起来,形成成型的概念图或者体系是一轮复习的重点。
3.2想一想(自主,5min),重点难点。
教师用PPT展示一些问题,让学生自己思考,如:为什么说细胞外液是细胞直接生活的环境?回忆手、脚磨出水泡的情景,水泡中的液体来源于哪里?组织液、淋巴和血浆有什么异同与联系?血细胞的内环境是什么?淋巴细胞的内环境是什么?绝大多数组织细胞的内环境是什么?毛细血管壁细胞的内环境是什么?毛细淋巴管壁细胞的内环境是什么?汗液、尿液、消化液、泪液等是不是内环境?为什么蚊子咬了会起疱?过一段时间后,疱为什么又消失了?内环境与细胞外液是什么关系?稳态的概念?稳态是绝对的吗?举例说明。内环境稳态的基础是什么?有何意义?人们对稳态调节机制是如何认识的?等等。
让学生在思考之后个别举手回来,每个问题可以请多名同学回答,要求学生自己组织语言或者用图表的方式表述自己对此问题的认识。如果学生对某一题的整体认识实现教学目标,那么就当做简单知识对待;对某一题只有部分学生达到要求,当做中等知识对待;如果多数同学都无法讲清楚的问题,而且是教学目标要求要掌握的知识,则当做偏难知识。
3.3议一议(合作探究,10min),未解之惑。
对于中等和偏难的知识,需要小组合作探究讨论结果。期间教师可以走动,旁听小组成员的讨论,进行适时点拨、引导。此过程是最能体现学生主观能动性的过程,所以要求老师做好调控和引导。
3.4讲一讲(主导,15min),知识总结。
采用PPT中图、表和简单的文字总结,讲述重要常考知识点,带领同学们找到知识点的内在联系,形成清晰的知识框架;搭配动画,把各系统和体液之间的关系形象地展示出来,建立学生的形象思维,从而对本章内容有整体的、宏观的把握。
3.5练一练(应用,10min),知识运用,形成能力。
1.(2006年上海)哺乳动物肌肉细胞之间进行物质交换的环境是()
A.血液 B.体液 C.组织液 D.细胞内液
解析:肌肉细胞的液体环境是组织液,肌肉细胞之间的物质交换必须通过组织液,故选C。
2.(2006年广东)下列属于人体内环境的组成成分是()
①血浆、组织液和淋巴②血红蛋白、O■和葡萄糖③葡萄糖、CO■和胰岛素④激素、递质小泡和氨基酸
A.①③ B.③④ C.①② D.②④
解析:人体内环境由血浆、组织液、淋巴等组成,血红蛋白存在于红细胞内不属于内环境成分,递质小泡存于神经细胞内也不属于内环境成分,故选A。
4.教学反思
11.信息的重要特征 教案 篇十一
一、教材分析与设计
“信息的基本特征”是广东教育出版社的高一《信息技术基础》第一章第一节第二小节的内容。这部分内容理论性较强,如果只是由教师来讲,学生可能会觉得枯燥,也没有深刻印象。所以我准备在教师的引导下,通过一些案例,让学生进行思考探讨,然后归纳获得知识。不足之处由教师或学生来补充。这样能让学生积极参与,活跃课堂气氛,既让学生学到知识,又培养了学生将学习与生活联系的习惯和自主学习的习惯。
二、教学对象分析
知识的获取者是刚刚升入高中的学生,按照人的成长认知规律,学生对知识的获取开始由感性认识提升到理性认识。对于“信息”这一事物的认识,可以让他们从大量存在的现象中,发现并归纳出他们应该获得的知识。老师在此过程中起着引导的作用。
上节课已经学习了信息的概念和信息与载体的关系,学生已能分辨是不是信息,什么是信息,什么是载体。本节课在上节课的基础上探讨信息的特征,通过案例,结合生活进行分析,难度不大。
三、教学方法
本节概念性强,实践性弱。采用讲授法,讨论法。
四、教学目标
1.知识与技能
理解并掌握信息的六大重要特征,了解信息的其他特征,能根据案例分析信息的特征,能举例说明信息的特征;培养分析问题、解决问题的能力。
2.过程与方法
在分析案例的过程中得出信息的特征,培养从日常生活、学习中发现或归纳出新知识的能力。
3.情感态度与价值观
培养鉴别信息的意识,养成积极主动地学习和使用信息技术、参与信息活动的态度,增强团结合作的意识。
五、教学重难点
重点:信息的六大重要特征 难点:鉴别信息的意识和方法
六、教学过程
1.导入:
(ppt)上节课我们学习了什么是信息,以及信息和载体之间的关系。我们知道信息在我们的生活中无处不在,无时不有,它的存在形式多种多样。然而,作为万物中的一种,它同样有自己固有的特性。(切换ppt)这节课我们就通过一些案例来一起探究一下,它到底具有什么样的特征。(板书 信息的基本特征)
2.讲解信息的重要特征:
师:(切换ppt)2008年8月8日,这是一个值得全中国人难忘的骄傲的日子,第 29届奥运会开幕式在我们美丽的首都——北京顺利举行。同学们都看了吗? 生:看了
师:大家有没有到现场去呀? 生:没有
师:开幕式在北京“鸟巢”举行,而大家又没有到现场,那是怎样得知关于它的信息的呢? 生:看电视
师:原来大家跟老师一样,都是看电视得知的呀。当然不仅是我们,还有很多国外的华侨同胞、国际友人,都可以通过电视看到我们开幕式的盛况。开幕式的盛况被传递到了世界各地,使我们都获得了关于它的信息。这说明信息是可以传递的,也就是说,信息具有传递性。(板书 传递性)
我们都知道开幕式可以说是张艺谋导演的得意之作,但全凭他一个人的想法,能不能完成这么壮丽的视觉盛宴呢? 生:不能
师:确实,光靠一个人的想象很难完成这么宏大的场面。我们生活中的许多事也是如此。有句俗话说(切换ppt)“三个臭皮匠,顶个诸葛亮”,大家知道什么意思吗? 生:知道,就算才智不好的人一起想办法,也能得出很好的主意
师:同学们说的非常好。大家把自己的想法、自己的信息共同分享,集思广益,往往会有更多的收获;而自己本来的信息资源也不会减少,不会改变。这说明了我们的信息资源是可以共享的,而且信息共享不会丢失、改变。当然,并不一定我们的每个想法都是我们自己原创的,有可能是借鉴了前人的经验,而且这个经验可能同时被很多人借鉴。这说明,信息可以被多次、同时利用。由此,我们得出信息的另一重要特征,信息的共享性。(板书 共享性)
在平时的学习、生活中,同学们可以进行信息共享,共同进步。不过仅仅知道共享还是不够的,我们还要善于利用身边的信息。有个聪明的老板非常擅长思考,(切换ppt)他的超市将啤酒和尿布两件看上去毫无关系的商品摆在一起出售,这样使这两样商品销量大增。这是为什么呢?等下我们一起来看一下,请同学们带着几个问题思考: 首先他是怎样获得信息的,获得信息后他又是怎样做的? 生:通过计算机自动收款系统获得信息
师:同学们说的非常正确。根据我们上节课学的知识,我们知道,这个计算机自动收款系统就是信息的—— 生:载体
师:很好。那么老板能不能通过其他途径得到这个信息呢?比如通过询问其他店员„„ 生:可以
师:也就是说,(切换ppt)同一个信息可以依附于不同的载体。那么,信息能不能不依附任何载体而独立存在呢? 生:不能
师:非常好。接下来我们看,老板是不是得到这个信息就完事了?他又做了什么? 生:进行分析
师:他进行思考、分析后又得出了新的信息,男人会一边照看孩子一边观看足球一边喝啤酒。于是,他对此进行了调整,使得两样商品销量大增。这说明,信息是可以被我们加工处理,以便更好地利用的。综上所述,我们可以得出信息具有载体依附性和可处理性。(板书 载体依附性和可处理性)师:我们要向这位聪明的老板学习,善于发现和利用身边的信息。在朝鲜战争前,兰德公司要将一条情报卖给美国国防部,主题词只有7个字,要价150万美元,你们觉得值吗? 生:不值 师:(切换ppt)美国国防部也和大家一样觉得不值,他们认为这简直就是敲诈,没有理睬,结果,在错误的时间,错误的地点,与错误的敌人进行了一场错误的战争。战争结束后,美国国防部想起这个情报,要来一看,感到追悔莫及。你们猜,那7个字是什么? 生:猜不到„„
师:我们来一起看看这7个字(展示ppt)现在大家觉得值150万美元吗? 生:值了
师:抗美援朝是我国战史上一次伟大的胜利。这也充分体现了,信息具有价值性。但是,假如当初兰德公司将这条信息卖给中国,卖给我们,你们觉得,它还值150万美元吗?有价值吗? 生:不值了,没有价值
师:同样的信息,对不同人来说,价值大小是不一样的。也就是说,信息的价值并不是绝对的,而是—— 生:相对的
师:这就是信息的另一重要特征——价值相对性(切换ppt)(板书 价值相对性)要注意,信息只有被人利用,才有价值,而且价值大小是相对的。
(切换ppt)还是这个故事,如果现在兰德公司将那7个字卖给美国国防部,现在值多少钱呢? 生:0美元
师:非常聪明,答案就是0美元。为什么大家都认为当初值150万美元,而现在值0美元了呢?
生:因为现在没用了 师:同学们的意思是对的,老师来总结一下,就是信息在一定的时间内有效,有价值。也就是说,信息具有时效性。(切换ppt)(板书 时效性)
时效性会随着时间推移而变化,时效性必须与价值性联系在一起。(比如去年的天气预报)
说到时效性,老师前几天收到一条短信,请大家帮老师看看,现在过时了没有,还有没有价值?(切换ppt)生:没有 师:为什么
生:1月10号前,还没到时间
师:很好。但是老师从来没有参加过非常6+1的任何相关活动,怎么会成为幸运观众呢?
生:是假的吧
师:老师也觉得是假的。在这个信息化时代,身边有很多错综复杂的信息,大家要注意甄别,小心上当。因为信息还具有真伪性。(板书 真伪性)
3.小结:
师:以上这些就是信息的一些重要特征,我们来回顾一下,都有哪些(切换ppt)
4.动动脑(拓展延伸):(1)请同学们想一想,除了以上这些特征,信息还有什么特征?
(如:信息无时不在、无处不有,体现信息的普遍性;盲人摸象的例子,得出 信息不完全性)
同学们要注意具体问题具体分析,而不是局限于书本的条条框框。(2)信息的众多特征中,相对于物质能源,哪些是信息独有的?
(萧伯纳名言)共享性是信息独有的
5.作业布置:
请大家课后完成本节练习,最后附有答案。如果有问题,我们下节课再讨论
七、板书设计
信息的基本特征
传递性
共享性(信息独有)
载体依附性和可处理性
六大重要特征 价值相对性 时效性 真伪性
八、教学反思
本课内容为信息的基本特征,通过案例来分析得出信息的六大重要特征。通过“动动脑”对本课内容进行拓展延伸,补充知识的同时让学生认识到活学活用、学以致用的重要性。
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