声光控延时开关在技校实习课堂中应用的探讨论文
摘要电子实习教学重点是熟读电路图,让学生在电路的制作和调试过程中,掌握电路分析的正确思路,引导启发学生运用所学到的理论知识排查电路故障。不断地提高学生的学习兴趣和实际动手能力。
关键词技校 专业实习教学 兴趣
当前技校教学中,专业课特别是专业实习课的教学占有很大比重,实习课的教学效果与学生能力和兴趣的培养有着直接的关系,所以教师要想方设法提高学生学习专业的积极性。如在《电子技术基础》课程学习时,课程中电路图的识别和工作原理理解,对技校学生来说是一大难关。针对现在教材和实习设备局限性,我在学生实习课堂中,增设了声光控延时开关电路制作的综合实验课题,对提高学生学习电子专业课的兴趣,取得了良好效果。
该课程不仅让学生了解一个电子产品的开发和制作过程,更主要的是提高了学生学习兴趣。培养锻炼学生运用理论知识,分析和解决实际问题的能力。现有实习教学设备的教学效果往往不能达到该课程所具有的预期目标,在一般的基本电路原理实验过程中,当出现故障和问题时,他们常常不知该从何下手,除了对着电路原理图反复查找电路连接和元件使用有无错误外,就只会等着指导教师来排除故障,其根本的原因在于学生们缺乏对实际问题分析的能力和兴趣,要改变这种状况,必须先提起学生的求知欲。下面以一种声光控延时开关制作实验为例,对实习课堂的教学进行一些探讨。
一、电路功能
对照电路原理图,此声光控延时开关电路适用于楼梯走廊和厕所等只需短时照明的地方。白天光线较亮时,光控部分将开关自动关断。声控部分不起作用,当光线较暗的夜晚时,光控部分将开关自动打开,负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通取决于声音信号强度,当声强达到一定程度时,电路自动接通。点亮白炽灯,并开始延时,延时时间到,开关自动关断,等待下一次声音信号的触发。这样,通过对环境的声光两种信号的检测与处理,完成电路通断的自动控制。
二、实习中常见的问题
声光控延时开关电路功能要求是在环境条件下的控制,虽然对于电路的安装焊接能很快完成,但在调试时会出现各种各样的问题。较为典型常见的问题有:1.接通电灯不亮。2.灯亮后不能熄灭。3.白天灯也亮了。4.夜晚有声灯不能点亮。
三、电路分析
怎样解决实习中出现的问题,学生非常希望教师能够给出一些查找和解决故障问题的手段和思考方法,教师开始引导学生应用理论知识对实验电路进行分析解剖,将实验电路逐个分解为单元电路。对单元电路进行理解,消化。这样学生在实习过程中遇到问题就会有对对性进行分析和检测,避免盲目性,起到举一反三、事半功倍效果。
1.主电路
由变压器、整流桥VD1~VD4、晶闸管VS等组成。变压器T提供36V安全电压;晶闸管是个无触点开关,晶闸管的导通和截止,控制白炽灯的点亮和熄灭。
2.电源电路
VD1~VD4整流,R3限流降压,C2滤波,VD5稳压,为声控和光控部分提供7.5V稳定的直流电源。
白天光敏电阻RG受光作用,阻值变小,V3基极达到饱和电压,使三极管集电极和发射之间饱和导通,即使有声音信号从R4送来,也会经V3集电极—发射极对地形成通路而消失。夜晚,光敏电阻呈现最大阻值,使V3基极电位降至死区电压,V3处于截止状态,让声音信号能作用于V2三极管。
由BM,三极管V4、V5,电容C3、C4、C5,电阻R4~R9等元件组成。驻极体BM为声检测元件,当夜晚有声音时,BM把声音信号转变为电流和电压的变化,通过C5耦合到V5基极进行放大,再经C4耦合到V4进行二次放大,C3、R4把放大后的电压加到V2基极,使V2处于饱和状态,让电容C1放电至零伏左右。
由R2、C1组成,灯点亮的同时,C1经R2慢慢充电,1分钟左右时间后C1充到一定电压值,使V1处于饱和状态,让Vs控制极失去触发电压。
四、电路的调试和故障分析
1.接通电源灯不亮,晶闸管Vs没有导通,说明问题主要在主电路上和晶闸管控制极的触发电路上。查二极管有无开路;晶管有无烧毁;V1集电极和发射极之间电压是否为0V,如为0V说明V1三极管有问题。
2.灯亮后不能熄灭,灯亮说明主电路正常,主要是延时电路有问题,查C1两端电压能否上升到0.6V左右,不能说明充电回路有问题。
3.白天灯也能点亮。主电路,声控电路均正常。问题主要在光控部分,查RG、V3的好坏,重点查光敏电阻RG的质量好坏。
4.夜晚有声灯不能点亮,
(1)声控部分有问题:可用示波器查C3、C4有无放的的声音信号。
(2)RG质量问题,用万用表测量V3电压是否接近零伏,如不能说明RG阻值夜晚不能变大,更换即可。
在电路调试过程中,电路可能出现各种不同问题,解决办法是先圈定故障范围,避免盲目性,小范围有针对性地排查,这样才能快捷准确解决问题。
综上所述,将一个完整的实验电路拆分为单元电路后,复杂的电路变为简单清晰,适合学生运用理论知识进行综合分析,培养学生良好的分析问题的习惯,这种教学方法不仅适用于本文所举例电路,同样也是用于其他较为复杂的电子线路的制作调试,每排除一个故障,解释清楚一个异常现象,对学生来说就是一个收获,信心也就越足,学生的技能掌握也就得到了不断提高。
拓展阅读
1、《关于分配时间在生活中的应用 》作文500字小学六年级作文
一节数学课上,我学习了合理分配时间,上完这节课后,我突发奇想:如果在生活中也可以合理分配时间的话,那么可以节省多少时间呢?
这是我一天的作息表:
7:10——7:15 起床穿衣
7:15——7:16 刷牙洗脸
7:16——7:18 等妈妈做饭
7:19——7:20 整理书包
7:20——7:24 吃饭
11:06——11:26 等妈妈做饭
11:26——11:40 吃饭
11:44——12:00 做作业
12:00——12:38 休息
3: 46——5:00 等妈妈做饭
4:50——5:10 吃饭
5:12——6:10 写作业
6:15——6:30 看书
6:30——6:43 洗澡
6:44——7:00 晾衣服
7:00——7:10 扫地
7:11——7:09 睡觉
乍一看,似乎井井有条,无法合理分配时间呀!可是仔细一看,却可以发现,每一次等妈妈做饭都有很大的时间空余,如果把早上的等妈妈做饭里做刷牙洗脸和整理书包这两件事的话,就可以节约2分钟的时间;把中午的等妈妈做饭里做做作业这件事,可以节约4分钟;晚上的等妈妈做饭里做写作业和看书两件事的话,可以节约1分钟。另外,晾衣服的时间也可以**扫地这件事,可以节约6分钟哦!
时间就是金钱。如果一天节约那么13分钟,两天就可以节约26分钟,三天就可以……那么长期积累起来,可是一笔不小的财富!同学们,只要我们每天节约一点点,那么日积月累,我们就会有巨大的收益,努力吧!
2、MATLAB在实际生活中的应用小论文
自20世纪80年代以来,出现了多种科学计算语言,亦称数学软件,比较流行的有MATLAB、Mathematical、Maple等。因为他们具有功能强、效率高、简单易学等特点,在在许多领域等到广泛应用。MATLAB便是一种影响大、流行广的科学计算语言。MATLAB的语法规则简单,更加贴近人的思维方式。
MATLAB是英文Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写。自1984年由美国Math Works公司推向市场以来,得到了广泛的应用和发展。在欧美各高等院校MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具,成为大学生、硕士生以及博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门,MATLAB已被广泛的应用于研究和解决各种具体的工程问题。近年来,MATLAB在我国也开始流行,应用MATLAB的单位和个人急剧增加。可以预见,MATLAB将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。
Mat lab 是当前数值计算方面应用地非常广泛的一种计算机软件,特别是在工程应用求解中发挥了重要作用。其所具有的浅显易懂的编程语言、强大的绘图功能、大量的内部函数等都深深地吸引了我认真地去学习它。同时在上《过程装备力学基础》时,其中涉及有很多的问题是超越方程、微积分的问题,难以用普通的线性方法求解,而Mat lab 在此方面有强大的功能,特别是超越方程的精确求解以及图形的绘制方面。数学当中的绘制函数图象、绘制立体图形的交线(如绘制两个等直径圆柱体的交线)、求多项式的根等问题,这些问题如果依靠我们人工进行操作,则需要很多的时间和精力,当我们掌握了基本原理后,借助于MATLAB进行解决则会大大提高效率和精确度。
仅举一些运用MATLAB的例子。 常用控制命令:
click:%清屏; clear:%清变量; save:%保存变量; load:%导入变量 一、利用公式直接进行赋值计算
本金P以每年n次,每次i%的增值率(n与i的乘积为每年增值额的百分比)增加,当增加到r×P 时所花费的时间T为:(利用复利计息公式可得到下式)
r?P?P(1?0.01i)nT?T?MATLAB 的表达形式及结果如下: >> r=2;i=0.5;n=12; %变量赋值 >> T=log(r)/(n*log(1+0.01*i)) 计算结果显示为:
T = 11.5813
即所花费的时间为T=11.5813 年。
lnr(r?2,i?0.5,n?12)
nln(1?0.01i)分析:上面的问题是一个利用公式直接进行赋值计算问题,实际中若变量在某个范围变化取很多值时,使用MATLAB,将倍感方便,轻松得到结果,其绘图功能还能将结果轻松的显示出来,变量之间的变化规律将一目了然。
若r在[1,9]变化,i在[0.5,3.5]变化;我们将MATLAB的表达式作如下改动,结果如图1。 r=1:0.5:9; i=0.5:0.5:3.5; n=12;
p=1./(n*log(1+0.01*i)); T=log(r")*p; Plot (r, T)
Label("r") %给x轴加标题
1
label("T") %给y轴加标题
q=ones (1,length (i);
text(7*q-0.2,[T(14,1:5)+0.5,T(14,6)-0.1,T(14,7)-0.9],num2str(i"))
4035302520 1151.51050 22.5 33.512345r67890.5T
图1
从图1中既可以看到T随r的变化规律,而且还能看到i的不同取值对T—r曲线的影响(图中的六条曲线分别代表i的不同取值)。 二、已知多项式求根
已知多项式为h?x?10x?31x?10x?116x?200x?96,求其根。 分析:对多项式求根问题,我们常用roots()函数。MATLAB 的表达形式及结果如下: >> h=roots([1 -10 31 -10 -116 200 -96]) %中括号内为多项式系数由高阶到常数。 计算结果显示为(其中i为虚数单位): h =
-2.0000 4.0000 3.0000 2.0000 + 0.0000i 2.0000 - 0.0000i 1.0000
如果已知多项式的根,求多项式,用poly()函数。对上面得到的h的值求多项式,其MATLAB的表达形式及结果如下:
>>h=[-2.0000 4.0000 3.0000 2.0000+0.0000i 2.0000-0.0000i 1.0000]; >>c=poly (h) 计算结果显示为:
c =
1 -10 31 -10 -116 200 -96 三、方程组的求解
65432?8x1?x2?6x3?7.5求解下面的方程组:??3x1?5x2?7x3?4
?4x?9x?2x?1223?1分析:对于线性方程组求解,常用线性代数的方法,把方程组转化为矩阵进行计算。 ax?b?x?ab?x?a\\b MATLAB 的表达形式及结果如下:
2
?1>> a=[8 1 6;3 5 7;4 9 2]; %建立系数矩阵 >> b=[7.5;4;12]; %建立常数项矩阵 >> x=a\\b %求方程组的解 计算结果显示为: x =
1.2931 0.8972 -0.6236
四、数据拟合与二维绘图
在数学建模竞赛中,我们常会遇到这种数据表格问题,如果我们仅凭眼睛观察,很难看到其中的规律,也就更难写出有效的数学表达式从而建立数学模型。因此可以利用MATLAB的拟合函数, 即prolific() 函数,并结合MATLAB的绘图功能(利用plot()函数),得到直观的表示。
例:在化学反应中,为研究某化合物的浓度随时间的变化规律,测得一组数据如下表: 分析:
MATLAB 的表达形式如下:
t=[1:16]; %数据输入
y=[4 6.4 8 8.4 9.28 9.5 9.7 9.86 10 10.2 10.32 10.42 10.5 10.55 10.58 10.6]; plot(t,y,"o") %画散点图 p=politic(t,y,2) %二次多项式拟合 Hold on
xi=lenspiece(0,16,160); %在[0,16]等间距取160 个点
y I =polygala(p, xi); %由拟合得到的多项式及xi,确定y i plot(xi, y I ) %画拟合曲线图 执行程序得到图2;
1110T(分) y T(分) y 1 4 9 10 2 6.4 10 10.2 3 8.0 11 10.32 4 8.4 12 10.42 5 9.28 13 10.5 6 9.5 14 10.55 7 9.7 15 10.58 8 9.86 16 10.6 98765
图2 显示的结果为 p=
-0.0445 1.0711 4.3252
40246810121416
p的值表示二阶拟合得到的多项式为:y= -0.0445t+1.0711t+ 4.3252
3
2
下面是用lsqcurvefit()函数,即最小二乘拟合方法的Mat lab表达: t= [1:16];
y= [4 6.4 8 8.4 9.28 9.5 9.7 9.86 10 10.2 10.32 10.42 10.5 10.55 10.58 10.6]; x 0=[0.1,0.1,0.1];
min=inline ("x(1)*t.^2+x(2)*tax(3)","x","t");
x=lsqcurvefit(zuixiao,x0,t,y) %利用最小二乘拟合 其显示的结果为: x =
-0.0445 1.0711 4.3252
可以看出其得到的结果与politic函数的结果相同。这说明在多项式拟合问题上这两个函数的效果是相同的。
下面的一个例子将体现lsqcurvefit()函数的优势。
例2: 在物理学中,为研究某种材料应力与应变的关系,测得一组数据如下表:
应力σ 应变ε 925 0.11 1125 0.16 1625 0.35 2125 0.48 2625 0.61 3125 0.71 3625 0.85 如果假定应力与应变有如下关系(σ为应力值,ε为应变值): 试计算a 、b 的值。 MATLAB 的表达形式如下:
x= [925, 1125, 1625, 2125, 2625, 3125, 3625]; y= [0.11, 0.16, 0.35, 0.48, 0.61, 0.71,0.85 ]; Plot (t,y,’o")
[p,resid1]=politic(x, y, 2) Hold on
Xi=lenspiece (700, 3700, 3000); Yi =polygala (pox); Plot ( xi, y I ) X0= [0.1, 0.1];
Fife =inline ("a (1)+a(2)*log(x)","a" ," x"); [a,resid2]=lsqcurvefit (ff f , x0,x,y) plot( xi, ff f a, xi),"r")
执行程序得到图3,图中蓝色曲线为利用prolific()函数得到的曲线,红色曲线为利用lsqcurvefit()函数得到的曲线;
4
0.90.80.70.60.50.40.30.20.10-0.15001000150020002500300035004000
其显示的结果为: p =
-0.0000 0.0004 -0.2266 resid1 =
R: [3x3 double] D f: 4 norms: 0.0331 a =
-3.5810 0.5344 resid2 = 0.0064
其中a的值代表利用lsqcurvefit()函数得到的关系为:ε=-3.5810+0.5344σ
resid1、resid2 分别代表运用politic()函数、lsqcurvefit()函数得到的残差。可以看出利用lsqcurvefit()函数残差更小,即得到了更好的拟合效果。
在数学建模的实际问题中,如果问题的机理不明,我们只能采用politic()函数,即多项式拟合的方法,以获得近似的数据描述函数;但如果通过分析,可以得到一些机理,那么采用最小二乘的方法将得到更好的效果,而且得到的拟合函数也更有意义。 五、隐函数的图形绘制
plot()只能绘制显函数图形,对于形如
1?lny?ln(?1?y)?x?sin(x)?0的复杂隐函数,很难转化为y显函数并利用plot()函数绘制图形,这时就可以用employ()函数直接绘制其曲线。 MATLAB的表达形式如下:
>> e z plot ("1/y-log(y)+log(-1+y)+x-sin(x)") 执行程序得到图5
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3、线性代数论文《矩阵在实际中的应用》
######学院
课 程 题 目 : 线性代数 专 业 班 级 : 成 员 组 成 :
联 系 方 式 : 2012年 11月日
1
摘 要 :从数学的发展来看,它来源于生活实际,在科技日新月异的今天,数学越来越多地被应用于我们的生活,可以说数学与生活实际息息相关。我们在学习数学知识的同时,不能忘记把数学知识应用于生活。在学习线性代数的过程中,我们发现代数在生活实践中有着不可或缺的位置。在本文中,我们对代数中的矩阵在成本计算、人口流动、加密解密、计算机图形变换等方面的应用进行了探究。
Abstract: From the development of mathematics, we can see that it comes from our life. With the development of science and technology, the math is more and more being used in our lives, it can be said that mathematics and real life are closely related. While learning math knowledge we can not forget to apply mathematical knowledge to our life. In the process of learning linear algebra, we found that algebra has an indispensable position in life practice. In this article, we explore the application of the matrix in the costing, population mobility, encryption and decryption, computer graphics transform.
Keywords: linear algebra matrix practical application
正 文 : 1、 引言
数学作为一门相当重要的学科,在人类发展历史中一直扮演着必不可少的角色,它凝聚了每一代聪明智慧的人们的结晶。数学应用的领域遍及我们日常生活的每个部分,数学是我们的基本功,是每个人或多或少都应该懂的知识。数学是一门神奇的学科,它有着迷人的魅力,让一代又一代的数学爱好者为之痴迷,他们在这方面也做出不朽的贡献。如今,我们将带着好奇的心走进数学领域中的一门有趣的课——《线性代数》,其中我们将对矩阵的应用做简要的介绍。矩阵是一个大家听起来很陌生的次,但它简单易懂而且在生活中有重要的作用。下面我们将举例论述矩阵在实际生活中的应用。
2.1生产成本计算
在社会生产管理中经常要对生产过程中产生的很多数据进行统计、处理、分析,以此来对生产过程进行了解和监控,进而对生产进行管理和调控,保证正常平稳的生产以达到最好的经济收益。但是得到的原始数据往往纷繁杂乱,这就需要用一些方法对数据进行处理,生成直接明了的结果。在计算中引入矩阵可以对数据进行大量的处理,这种方法比较简单快捷。
例1.某工厂生产三种产品A、B、c。每种产品的原料费、支付员
工工资、管理费和其他费用等见表1,每季度生产每种产品的数量见表2。财务人员需要用表格形势直观地向部门经理展示以下数据:每一季度中每一类成本的数量、
每一季度三类成本的总数量、四个季度每类成本的总数量。 表1.生产单位产品的成本(元)
产品 成本 A 原料费用 支付工资 B c 10 20 15 30 40 20 A B c 表2.每种产品各季度产量(件)产品 季度 春季 夏季 秋季 2000 3000 2500 2800 4800 3700 2500 3500 4000 冬季 2000 3000 2000 管理及其他费用 10 15 10 解 我们用矩阵的方法考虑这个问题。两张表格的数据都可以表示成一个矩阵。如下所示:
?102015??? M?304020?? ?101510???
通过矩阵的乘法运算得到
?2000300025002000???n??2800480037003000??2500350040002000???
?113500178500159000110000???Mn??222000352000303000220000??8700011000012050085000???Mn的第一行元素表示了四个季度中每个季度的原料总成本;
Mn的第二行元素表示了四个季度中每个季度的支付工资总成本; Mn的第三行元素表示了四个季度中每个季度的管理及其他总成本。 Mn的第一列表示了春季生产三种产品的总成本; Mn的第二列表示了夏季生产三种产品的总成本; Mn的第三列表示了秋季生产三种产品的总成本; Mn的第四列表示了冬季生产三种产品的总成本。
对总成本进行汇总,每一类成本的年度总成本由矩阵的每一行元素相加得到,每一季度的总成本可由每一列相加得到。如下表:
表3. 总成本汇总表
季度 春季 原料费 支付工资 管理费及 87000 其他 合计 422500 640500 582500 415000 2060500 110000 120500 85000 402500 夏季 秋季 冬季 全年 561000 1097000 113500 178500 159000 110000 222000 352000 303000 220000 这样,我们就利用矩阵的乘法把多个数据表汇总成一个数据表。从而比较直观地反映了该工厂生产的成本。
2.2人口流动问题
例2.假设某个中小城市及郊区乡镇共有40万人从事农、工、商工作,假定这个总人数在若干年内保持不变,而社会调查表明:
(1) 在这40万就业人员中,目前约有25万人从事农业,10万
人从事工业,5万人经商;
(2) 在务农人员中,每年约有10%改为务工,10%改为经商; (3) 在务工人员中,每年约有10%改为务农,20%改为经商; (4) 在经商人员中,每年约有10%改为务农,20%改为务工。 现欲预测一、二年后从事各业人员的人数,以及经过多年之后,从事各业人员总数之发展趋势。
解 若用三维向量(xi,yi,zi)T表示第i年后从事这三种职业的人员总数,则已知(x0,y0,z0)T=(25,10,5)T。而欲求(x1,y1,z1)T,(x2,y2,z2)T 并考察在n→∞时(xn,yn,zn)T的发展趋势。
依题意,一年后,从事农、工、商的人员总数应为
即:
?X1?0.8x0?0.1y0?0.1z0??Y1?0.1x0?0.7y0?0.2z0?Z?0.1x?0.2y?0.7z000?1
?X1??0.80.10.1??x0????????Y1???0.10.70.2??y0???Z??0.10.20.7??z??1????0??x0???A?y0??z??0? 以(x0,y0,z0)T=(25,10,5)T代入上式,即得:
?X1??21.5??????Y1???10.5??Z??8??1???即一年业人员的人数分别为21.5万10.5万、8万人。
以及
?X2????Y2???Z??2??x1??x0??19.05???????2A?y1??A?y0???11.1??z??z??9.85?1???0???即两年后从事各业人员的人数分别为19.05万、11.1万、9.85万人。进而推得:
?Xn????Yn???Z??n??xn?1??x0?????nA?yn?1??A?y0??z??z??n?1??0?nA决定。 即n年之后从事各业人员的人数完全由
在这个问题的求解过程中,我们应用到矩阵的乘法、转置等,将一个实际问题数学化,进而解决了实际生活中的人口流动问题。这个问题看似复杂,但通过对矩阵的正确应用,我们成功的将其解决。不得不说,矩阵是我们解决实际问题的重要工具。
密码学在经济和军事方面都起着极其重要的作用。在密码学中将信息代码称为密码,没有转换成密码的文字信息称为明文,把密码表示的信息称为密文。从明文转换为密文的过程叫加密,反之则为解密。现在密码学涉及很多高深的数学知识。
1929年,希尔(Hill)通过矩阵理论对传输信息进行加密处理,提出了在密码学史上有重要地位的希尔加密算法。下面我们介绍一下这种算法的基本思想。
假设我们要发出“attack”这个消息。首先把每个字母a,b,c,
d??x,y,z映射到数1,2,3,4??24,25,26。例如1表示a,3表示c,20表示t,11表示k,另外用0表示空格,用27表示句号等。于是可以用以下数集来表示消息“attack”:
1??1??把这个消息按列写成矩阵的形式: M ? ? 20 3 ?
?2011??
第一步:“加密”工作。现在任选一个三阶的可逆矩阵,例如:
?1,?20,20,1,3,11?123???A??112??012???于是可以把将要发出的消息或者矩阵经过乘以A变成“密码”(B)
后发出。
?123??11??10140???????AM??112??203???6126??B?012??2011??6025???????第二步:“解密”。解密是加密的逆过程,这里要用到矩阵A的逆矩 阵A-1 这个可逆矩阵称为解密的钥匙,或称为“密匙” 。当然矩阵A 是通信双方都知道的。即用
从密码中解出明码:
1?1??0???1A??2?2?1???11?1??1?1??10140??11??0???????1AB??2?2?1??6126???203??M??11??6025??2011?1??????
通过反查字母与数字的映射,即可得到消息“attack”。
在实际应用中,可以选择不同的可逆矩阵,不同的映射关系,也可以把字母对应的数字进行不同的排列得到不同的矩阵,这样就有多种加密和解密的方式,从而保证了传递信息的秘密性。上述例子是矩阵乘法与逆矩阵的应用,将高等代数与密码学紧密结合起来。运用数学知识破译密码,进而运用到军事等方面。可见矩阵的作用是何其强大。
2.4计算机图形变换
本学期我们学习了计算机图形学这门基础专业课程,其中接触到很多与矩阵变换有关的知识,这激发了我们的学习兴趣。下面将简单列举矩阵在这门课中的重要作用。
在计算机中点的坐标用齐次向量坐标来表示,即用n+1维向量来表示n维向量。如点A(x,y,z)用齐次向量坐标表示为A(x,y,z,1)。
例3:在二维直角坐标系中有三角形ABc,坐标分别为(2,3),(3,1),(1,1),现将其向x轴正方向平移2个单位,向y轴正方向平移2个单位,求平移后各点对应的齐次坐标及相应的变换矩阵?
解:先写出ABc三点所对应的齐次坐标,A(2,3,1),B(3,1,1),c(1,1,1)
平移的矩阵变换式为
?xy1???x?1?y1??0?T?x01Ty0??0???x?Tx1??y?Ty1?
?100???此处Tx=2 Ty=2,则变换矩阵为 010???221? ??经上述变换后,A点齐次坐标为(4,5,1)B点齐次坐标为(5,3,1) c点齐次坐标为(3,3,1)。
可以看出图形的一种变换对应着一个矩阵运算,也就是说二维图形变换可以表示为图形点集的齐次坐标矩阵与某一变换矩阵相乘的形式。我们可以定义以下二维变换矩阵:
?a?T2D??c?l?bdmp??q?s??这样,二维空间中的某点的二维变换可以表示成点的规范化齐次坐标
T2D相乘的形式,即 矩阵与三维齐次坐标变换矩阵
?x"
y"z"1???xyz1?T2D??xy?a?z1??c?l?bdmp??q?s??T2D在变换中的具体作用,进一步可以将 T2D分成4个子矩阵。 根据
?ab?T1??矩阵 ?cd??的作用是对点进行比例、对称、旋转和错切变换。
??矩阵 T2??lm?的作用是对点进行平移变换。
?p?T3??矩阵 ?q??的作用是进行透视投影变换。
??T4??s?的作用是产生整体比例变换。 矩阵
3、 结束语
通过这次论文的举例,加深了我们对矩阵的认识,深刻理解了矩阵在实际生活中的应用,矩阵在实际生活中的应用还有很多,在次就不一一列举,以后在日常生活中会经常接触。这次通过对矩阵的学习不仅加深了对矩阵的认识,而且在计算机图形学中也加强了对矩阵变换的应用,使我们对其矩阵变换过程有了更好的理解。相信在以后的学习过程中,我们能更有兴趣,热爱数学,情迷数学。
参考文献
[1] 上海交通大学数学系. 线性代数(第二版)[M]. 北京:科学出
版社,2007.
[2] 陆枫,何云峰.计算机图形学基础[M]. 北京:电子工业出版社,
2008.
[3] 郭龙先,张毅敏,何建琼.高等代数[M].北京:科学出版社,2011
分工情况
2.1,2.2部分由***完成; 2.3,2.4部分由***完成。
4、浅析机械制图教学中多媒体技术的应用论文
机械制图是中等职业学校机电专业学生必修的一门基础专业课程。由于该课程的学习能够训练学生的逻辑思维能力和空间想象能力,培养学生严谨的工作态度,帮助学生全面提升自身能力,因此机械制图这一课程的教学在中职学校机电专业的专业课程中有着举足轻重的位置,一直得到学校教学部门的高度重视。而如何教好这门课更是每位执教者需要不断探索研究的课题。
机械制图课程教学的最终目标是培养学生的识图绘图能力,因此本课程的教学主要在立体图形和平面图形相互关联的基础上,重点培养学生的空间思维能力,将立体图像和平面图形有机结合,让学生学会识图和绘图。在传授知识的过程中,不仅要向学生教授专业的课程知识和技能,还要将思想教育和职业道德规范教育融入其中,引导学生端正学习态度,培养其学习的主观能动性,帮助其养成良好的学习习惯,培养良好的思想品质和工作能力,使学生能在将来的工作中做到爱岗敬业、无私奉献。
1.激趣入门。机械制图是机电专业课程里的一门基础科目,对于每位刚从初中升入中等职业学校的学生来说,他们的学习起点都是一样的,不存在因为基础知识缺乏而出现学习困难的情况。因此,对于初学者,就如孩子的大脑像一张白纸,随便的一涂一抹都会给他们留下深刻印记,这就对课程的.安排指明了方向,应在课程的最初,向学生解释说明该课程的学习目的和内容,消除学生的畏难情绪,使学生清楚了解机械制图这门课程的基础性和重要性,了解学好这门课程对于今后工作开展的重要指导意义,从而激发学生的学习兴趣,使其积极主动地进行课程学习。
2.从严要求。机械制图是一门非常严谨、科学的课程,由于其内容极具专业性、科学性,在教学的时候就要教育学生本着科学、严谨的态度,认真学习相关知识。例如尺寸、符号等方面,在教学过程中要严格要求学生认真仔细,培养严谨的工作作风和认真的工作态度。要让学生明白,在将来的工作中,可能由于工作一时的粗心大意,就会影响整个产品的质量或规格,就会给企业或国家造成不可挽回的损失。
目前, 中等职业学校机电专业的学生中男生的数量居多,而男生的普遍特点便是活泼好动、自由散漫、学习基础薄弱、不爱学习。同时中职校学生由于年龄较小,思想不够成熟,因此缺少对人生的规划,学习目标不明确,态度不认真。
同时,由于机械制图课程的教学内容主要以识图绘图为主,需要学生在学习过程中先将平面图形想象成空间立体图形,再将空间图形以平面图纸的方式呈现。机械制图课程被学生普遍认为既抽象又难学,虽然大部分学生已经认识到这门学科的重要性,并且投入了大量的时间和精力,但是最终的学习效果却不是十分理想, 不少学生因而出现畏难情绪,进而对课程学习失去兴趣。
鉴于中职校学生的学习现状和机械制图这门课程的特殊性,如何搞好机械制图课程的课堂教学,提高教学效率,是教者们一直探讨的课题。作为一线教师,笔者也作了多年的探索,认为运用多媒体技术教学应该是一个很好的途径。
事实上,在复杂图形比较多的机械制图教学中,教师不可能将每个图形在黑板上一一画出, 如果单靠教师照本宣科,学生可能无法跟上所讲的节奏,很难理解或想象出具体图形,传统的教学模式往往很难达到预期的效果,这时候就需要通过直观清楚的表达方式来进行教学。随着科学技术的进步,多媒体技术越来越多地被应用到机械制图教学中。通过多媒体技术可以给学生提供直观的图像,避免以往的教学缺点,同时锻炼了学生的动手能力,调动了学生的学习积极性。
1.多媒体技术与传统教学方式相结合
多媒体教学方式是对传统教学模式的继承和补充,作为一种教学方式,可帮助教师更好地展示教学内容。举例来说,教学中可以通过计算机绘图软件, 将课程中的物体进行绘制,绘制出三维立体图形,这些图形能在空间中无限地扩大和旋转,这样就便于学生从各个角度观察物体,加深理解,使学生在脑海里构建出相应图形,进而进行自主绘图。这样既能提高机械制图课程的教学效率,也提升了学生的计算机操作能力,可谓是一举多得。当然采用多媒体技术的同时,还不能忽略传统教学,不能单纯依靠多媒体技术,在一些简单的课程内容上仍可以使用传统教学,比如点、线、面的三面投影,我们仍然可以在黑板上演示作图步骤,这样能加深学生的印象。所以在机械制图的课堂上应根据具体的教学内容将多媒体技术与传统教学方式完美结合,以达到最佳教学效果。
技术的应用可极大提高学生动手能力
随着现代科技的发展和迅速传播,不少企业已经告别了手工绘图,取而代之的是计算机绘图,中职学校机械制图的教学要跟上时代的步伐,为社会培养出适应型人才就要引入计算机辅助教学, 将CAD 教学应用到机械制图上。常用的CAD 软件有AUTO CAD、PRO/E、UG 等, 它们在图形功能和造型建模等方面各有千秋,都能够快速高效地绘图且修改方便,大大节省了工作时间,提高了工作效率。我们要求学生在使用CAD 软件时,可根据自己的需求构建自己所要的模型,这给学生创造了良好的机会,学生需通过探索新知,想方设法来制作各类模型。教师可通过各种作图比赛、造型比赛来激励学生,以提高他们的机械制图水平和CAD 水平。
3.注重多媒体课件的编写质量
多媒体课件是多媒体教学的精髓所在,质量高的课件可以将教学内容充分地展示给学生。将课程内容利用图像、音频等方式制成多媒体课件,使教学内容更加丰富充实,比如在学习组合体视图这个章节时, 教师可将制作组合体的过程,如叠加、切割等,录成视频,配上语言旁白或文字,图文并茂,这样能很大程度地调动学生的积极性,提高学生的学习热情,加深学生的感官认识。当然这对教师信息化水平就提出了很高的要求。学校应大力鼓励教师以多种方式编写多媒体课件,可以适当组织多媒体课件的评比比赛,调动教师的积极性。学校应定期组织多媒体技术培训,通过培训提高教师的计算机水平及编写课件的能力。学校还要对教师编写的多媒体课件加大监督力度,保证课件的质量,对于不合格的课件要及时通知教师加以修正,保障学生在多媒体课堂上的学习效率。
4.建立共享资源的信息平台
建立共享资源的信息平台也是多媒体技术的应用部分之一,随着科技的进步,现代网络技术使共享资源已经变成了现实。学生可以将自己所做的机械产品图样通过平台上传到校内的共享空间,达到与其他同学和老师交流的目的。在交流的过程中,可以了解到自身的不足,然后加以改正,从而提高自己的制图能力。教师也可以将一些优秀的机械设计作品上传到共享资源信息平台,展示给学生,给学生提供范样,帮助学生进步。
总之,机械制图是一门含有丰富系统理论和较强实践操作能力的基础专业课程,对于将来从事机械行业的学生来说具有非常重要的意义。因此,应重视这门学科的教学,结合现有的多媒体技术,进行必要的教学*,提升教学质量和效率,提高学生的学习热情,培养学生严谨的工作作风,为国家的机械行业培养出优秀的人才。
5、信息技术应用论文
摘要:作为我国城镇建设和发展的重要组成部分,交通运输在推动区域经济同步发展方面发挥着关键作用。信息技术凭借较高的渗透性和集成能力在各行各业有着广泛的应用,其在交通运输管理中的应用可为交通运输信息系统的建立提供充分的技术依据,进而有利于资源优化配置的实现及交通压力的减轻。
关键字:交通运输;管理;信息技术;应用
近些年,不断发展进步的社会经济与科学技术使得我国信息技术与网络技术在各个领域所发挥的作用越来越广泛,其中包括交通运输管理。信息技术在交通运输管理工作中的应用实现看交通运输的信息化发展,进一步提高了我国交通运输管理水平。然而我国交通运输管理在应用信息技术过程中仍存在不少问题,笔者在参阅大量参考文献的基础上尝试就这些问题提出相关建议,以期为相关人士提供理论参考。
1交通运输管理中信息技术的应用
交通运输管理工作涉及内容众多,因而我们在应用信息技术的过程中需针对不同环节实施有效的管理。
车辆调度在交通运输管理工作中十分重要,且在实际展开中具有一定难度。社会经济的发展使得人们的生活水平逐渐提高,交通运输工具的数量也在逐步增加中,这使得车辆调度工作更加困难。信息技术的应用可为车辆调度管理的信息传递提供重要的技术支持,以往交通运输之间的通讯仅能提供听觉信息的语音传输,现今已可提供视觉信息的信息传输,这为统计和分析交通运输的车辆信息及不同交通运输部分之间车辆调度信息的传递提供了便利。
1.2信息技术在交通事故处理中的应用
迅速发展的交通运输事业以及急遽增加的交通运输工具数量使得目前我国交通拥堵状况较为严重,一旦某一时间段在一条道路中行驶的交通运输车辆过多或交通信号灯发生故障,交通运输事故发生几率将大大增加,信息技术在交通事故处理管理中的应用可有效维持交通运输秩序。借助信息技术,我们可模拟交通事故的发生情况,同时还可结合在事故现场所勘查到的资料对交通事故进行科学合理地处理。
2信息技术在交通运输管理应用过程中存在的问题
信息技术在交通运输管理中的应用有利于我国交通运输管理信息化的实现,有利于交通运输管理水平的提高。然而,我国交通运输管理部门在应用信息技术的过程中仍存在一定的问题。
2.1信息技术考核制度不完善
将信息技术应用于交通运输管理工作中可为交通运输管理信息系统的建立及交通运输管理信息化发展的实现提供充分的依据。然而,现阶段不少交通运输管理部门的领导及管理人员并没有增强对信息化的认识,也没有在系统内部建立起较为完善的信息化考核机制,信息技术在交通运输管理工作中的应用效果并不佳。笔者了解到,本市一些交通运输管理部门已经实现了信息技术在交通运输管理工作中的应用,但并没有将对信息技术的应用纳入考核体系之中,这直接导致各岗位工作人员尤其是管理人员对信息技术应用的不重视,信息技术并没有充分发挥自身作用,交通运输管理工作较为混乱,管理水平较低。
2.2信息系统整体规划不足
现阶段,我国社会经济持续发展,科学技术也在不断进步之中,在此背景下,人们对交通运输管理也提出了越来越高的要求。信息化技术在交通运输管理中的应用可促进交通运输管理水平的提高,推动交通运输管理的信息化发展。但是目前不少交通运输管理部门并未投入充足的物力、人力、财力在信息技术应用环节,现在所使用的信息设备也较为落后,有些甚至已超出使用年限或老化。在基层工作中,由于网络接入量较差,信息设备的故障维护条件受到了一定的限制,交通运输信息化管理水平难以提高。
3解决交通运输管理中信息技术应用存在问题的有效措施
在分析信息技术在交通运输管理中的具体应用范围及目前存在问题的基础上,我们应积极探寻解决问题的对策,加快推动我国交通运输管理信息系统的建立。
3.1增强对信息化应用的认识
加大信息技术在交通运输管理中的应用力度、建立健全信息考核制度有利于交通运输管理水平的提高,有利于交通运输管理信息化的发展,有利于实现现代人们对交通运输管理的要求。对此,交通运输管理人员需增强自身对信息技术应用、实现交通运输管理信息化发展重要性的认识,并通过积极有效的措施对信息技术加以有效应用。本市某交通运输管理部门针对信息技术在实际应用中出现的问题建立了相关的信息技术应用管理机构和实施机构,确保信息技术在交通管理中的顺利应用,进而正确发挥了信息技术的重要作用,交通运输管理工作的有效性与信息化发展得以实现。
3.2实现多元化发展
推动交通运输管理信息化建设与发展,首先需充分发挥并提高交通行业和社会各界人士的积极性,相关部门还需尽快出台相应的政策和法规,以为交通运输管理工作提供法律保障,推动其形成多元化和多层次的发展模式。近些年,我国交通运输管理压力日益增加,对此,交通运输管理部门需结合不同方面的交通运输管理内容和要求,为信息技术的应用提供良好的条件。信息技术的进步和发展促使其在很多领域中的应用都实现了智能化发展,如可实现对交通智能管理的RFID技术以及可实现对运输智能管理的ITS技术。
3.3加强交通运输管理的基础工作
将信息技术应用于交通运输管理工作中无疑为推动我国交通运输管理系统智能化发展的有效途径。同时,信息技术的应用也是交通运输管理部门的技术革新以及内部管理机制的创新。交通运输管理信息化发展的实现不仅要求将信息技术应用于交通运输管理活动中,还要求交通运输管理人员及时转变管理思想和理念,从基础工作中实现对信息技术的应用,提高交通运输管理水平。
4结束语
总而言之,信息技术在交通运输管理中的有效应用可大大避免以往人工管理所造成的局限性,其在车辆调度、交通事故处理等方面均可发挥至关重要的作用。交通运输管理信息化建设与发展不仅可改善交通状况,降低交通事故发生概率,同时还可实现各项资源的优化配置,降低交通运输管理成本。由于我国交通运输管理部门仍存在较多问题,因而我们仍需加强对信息技术的研究与认识,将更先进的信息技术应用于交通运输管理中,同时还需建立完善的信息考核制度,为我国交通运输业的发展作出更大的贡献。
参考文献
[1]李林,刘威。信息化建设发展历程中交通运输管理创新[J]。科技创新与应用,2015,(17):300
[2]丁月芬。交通运输管理信息化建设[J]。中国科技信息,2014,(12):211-212
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