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有关物理知识的小论文

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有关物理知识的小论文

【现代物理、生物物理学、物理化学进展】等等这些,你都能参考呀,不过你得自己先理解了才能用到你自己的论文里面去

(1)天空为什么是蓝色的;(2)镜子为什么能成像;(3)水里的鱼为什么比实际的深度要浅;(4)为什么白炽灯会发光;(5)为什么骑自行车拐弯的时候人要倾斜。

1、放大镜聚光2、水中的筷子为何会折断3、拿刀切菜(压强)4、船为何能在水上漂(树叶也行)5、小鸟为何能站在电线上而不被电到(零线火线)6、指南针为何指南而不指东7、夏天安电线时为何要让它松一点(热胀冷缩)

“谚”趣寻“理”——第一站

请闭上你的眼睛,想想我们在日常生活中会碰到的一些民谚俗语吧。想到没,我可想到咯!不知你是否听过“摘不到的是镜中月,捞不着的是水中花。”?这句话里蕴含着丰富的物理知识哦,找出来了没?对了,它就是我们熟悉的平面镜成像原理。如果你没听过,那我就说几个耳熟能详的吧。像“人心齐,泰山移”,想必大家都听过吧?你能找出物理的“藏处“吗?它可是力学家族的一员哦!聪明的你找到了没?它的意思是如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力大小之和。很简单吧?这种”捉迷藏“式的学习很有趣吧?我要派个难找的出来和你“对战”咯,你准备好了吗?我的题是“破镜不能重圆”有人找到没?“是说当分子之间的距离较大时(大于几百埃),分子之间的引力很小,几乎为零。所以破镜不能重圆吗?”唉:“藏得这么隐秘还是给你找到了,好吧,我认输了。下次我一定会赢你的!”

或许,不是物理乏味,只是我们学习的方法存在误区。有时换种方式,像把物理融入谚语中来学物理效果会更好些,趣味也将会多到无穷无尽。这一站我们就先寻访到这了。要记得“捉迷藏”这个有趣的游戏哦。最后,我再给你们留一道题,题目是“猪八戒照镜子里外不是人”等你们找到它之后要记得告诉我哦!我期待着那天的到来!

特殊的感觉——第二站

这一站我们要拜访的是一名电家族的成员——电梯,不知当你们乘坐电梯时会不会有一种特殊的感觉呢?想要知道为什么会出现这种现象吗?如果想,就跟随我一起去探寻答案吧!

经过多天的努力我终于找到答案了,原来这和“超重”“失重”有关。那“超重”“失重”又是什么意思呢?其实这是两种物理现象。地球上任何的事物都受重力的作用,如果有力使物理克服重力向上加速运动。那么就会呈现超重现象。如果物体沿着重力向下加速运动,那就会呈现失重现象。这是不是很神奇啊?电梯还只是电家族中的一员,这也就意味着还有更多的奥秘等待细心的你去探索!

当你在生活中遇到问题时,不妨多问些为什么哦,希望你们都能够有满脑子的问号,并亲自去解开这个迷哦!这站的路途马上就要结束了,我们还是按照惯例吧。快快跟上我的脚步哦,我要出题咯:“微波炉为什么会加热均匀,而且热效率高呢?”让我们开动脑筋一起去生活中寻找答案吧!期待得到你满意的回答!现在请带上你们的心和我一起探索即将到达的第三站!

蛋的世界——第三站

第三站到了!同学们,是不是很不解呢?蛋!它和物理有什么联系呢?要不先想想应该如何把蛋煮得好看呢?介绍两种煮蛋的方法及其中物理知识给你们。一,温泉蛋:蛋清的凝固温度大约是70℃左右,而蛋黄的凝固温度却只有60℃左右,所以我们在煮鸡蛋时只要将水温控制在60℃——70℃之间,便可煮出一种奇特的蛋——温泉蛋:蛋黄已凝固,而蛋清却还是晶莹剔透的液体!很漂亮哦!淌心蛋:用急火煮鸡蛋,当水沸腾后,由于蛋清在外层,首先被煮熟凝固,而由于蛋清是热的不良导体,所以此时的蛋黄由于受热不充分,基本上还处于液态,如果此时就将鸡蛋取出,便就煮成了我们所说的淌心蛋了。挺有趣的吧?不凡在家试试看看效果吧。煮鸡蛋有花招,那玩鸡蛋是不是也有方式呢?也和物理有关呢?对了,有。一:转鸡蛋:将一枚生鸡蛋和一枚熟鸡蛋以同样的速度在桌面上转动,将会发现生鸡蛋很快就会停下来,而熟鸡蛋转的时间会较长一点。原因就是生鸡蛋在转动时,蛋清蛋黄由于惯性就会阻碍蛋壳的转动。二:想必不倒翁大家都很熟悉吧?知道如何制作吗?首先将生鸡蛋的一端敲一个小孔,将蛋清蛋黄慢慢甩出,凉干再在其中装入适量的沙子,滴入一些胶水以固定住沙子,在蛋壳外画上脸谱,便制成了一个不倒翁。希望我们每个人都能做个不倒翁,在探索物理和人生的道路上永远不被打倒!

这次的路程就快结束了,那三个站点还记得吗?我们一起回忆一下。第一个是在谚语的王国里,第二个是在电器家园,再后来我们就去了鸡蛋的世界。很有趣吧?是否还想继续探索呢?那就加油!“处处留心皆学问。”要努力学习,善于观察,勤于思考。我希望下个站点的导游是你哦。期待这天的到来哦!

从来没有想到离别会提前一年。根本就没有来及准备。很多时候都是这样。事情总是很突然。根本不会有时间让你准备。

我从来没有想到物理老师会走的这么快我以为是毕业后在走,如果是毕业后再走的话,我想我会平静的接受,因为那时候没有理由留下。因为毕业。而且早都准备好离别了。而现在提前了一年。

当数学老师和我们说这一件事情的时候,我当时就情不自禁的流下了眼泪。我不是一个忧伤的人。但是我喜欢哭泣。数学老师说,物理老师是因为身体不好,还有初三的压力。

压力太大?我不相信,因为当初她还对我们说初三也没有什么可怕的,只不过是时间紧了些.我只好把数学老师说的当做一个玩笑,一个不大不小的玩笑,可是我知道数学老师什么时候不到最后她是不会通知我们的。

而,当物理课再次到来时,站在讲台上的再也不是曾经的那个李老师的时候,心里真是说不出的感觉.所有的幻想都破灭了.只有接受事实了。我不得不承认。新来的物理老师很好,但我想,我不会特别喜欢她的,我更喜欢的是以前的物理老师,没有什么理由。

记得,有一次,他当了几天的裁判,回来后都变成了大熊猫,我们班同学都在笑,他风趣的说:我都变成卡西莫多了随后我们班同学又大笑,只见他又冒出一句:虽然容貌丑陋,但是心地善良啊!!嘿嘿!

记得,我去办公室送作业的时候,走路总是很轻,经常把物理考试吓一跳,每次物理老师都不得不感叹.还有一次,由于作业很多.我和另外一个同学去办公室送作业,走的还是很轻,物理老师对着历史老师发感叹:她们走路都轻飘飘的,嗯,还有门口的她也是嘿嘿,然后我和同学笑的走了,没有想到,那竟然是最后一次,那样的感叹了。

记得,物理老师对鲁迅等人的书籍,思想是很都研究,经常从物理题目上联想开去,侃起来了。我们都听得如痴如醉,而且都敬佩不已,从其中我们收获了除物理之外的知识.我们都经常感叹。物理老师不去当哲学家简直就是浪费人才.

记得.他说的“移植再生”“阿原定律”“老大,老2,老3……的公式。”“大自然最公平的礼尚往来”“平分秋色”……他总是把所学的知识赋予生动的名称。

记得,有一次,我们班同学都十分沉默,物理老师说:“不在沉默中爆发,就在沉默总死亡,鲁迅不是说吗?你们呢?”结果我们一部分同学很大声的回答:死亡老师扶了扶眼镜说:“哎!!真搞不懂你们?!”

记得……

物理老师,你既是我们的老师又是我们的朋友,一年的时间,让我们相互了解,相互学习……

真的不想你离开,舍不得……讲台上再也听不见你的话语。以后的日子,真是不敢想象……

而又有什么办法呢?

一切都成为回忆了。

有一种鲜花,我最惊羡,惊羡于它的粲然开放;有一种清茶,我最渴望,渴望在他的醉人浓香;有一种老师,我最喜爱,喜爱有他的课堂。

不知不觉中,我已经上初二了,我心中的好老师数不胜数,在我看来,老师都是好老师,只不过,有的老师严厉一些罢了,但他们都是希望每一个孩子成为栋梁之才的,难道不是吗?

一头乌黑的短发,一双又大又明亮的眼睛,笑的时候特别帅气,有时候又像一位慈祥的老爷爷一样呵护我们,关爱我们。这就是我心中的好老师——李老师。李老师是一位物理老师,他工作认证负责,上课生动幽默,特别是他的声音很好听,这可是他自己也认同的哦!

李老师给我印象最深的一节课,是初二刚开学的那一节课,他拿了一大堆东西进教室,让我们很是好奇,他先是自我介绍了一番:“啊!这学期呢!我负责教你们物理,我跟你们贾老师呢!以前合作过的,我姓李,以后你们叫我李老师,不要叫我物理老师啊!”全班七嘴八舌讨论开了,因为最后一句话许多老师都说过N遍了。接下来李老师拿起一块铁皮说:“你们看看这是什么?”“铁块”“对,这是一块铁皮,以后在物理课上呢,我们就会用到它,这可是我特意从我的自行车上拆下来的哦,拆的我累死了!”全班哄堂大笑。从那以后,我都特别希望能上物理课,我对物理产生了浓厚的兴趣。又一次。李老师为了做一次实验,还牺牲了他的手机呢!还开玩笑的对我们说:“让你们贾老是重新赔给我一只。”

这就是我心目中的好老师,也是我最喜爱,最敬爱的老师,她在黑板这片浩瀚的大海上,不停地滑动着船桨,用他的所有知识把我们喂饱。

物理知识有关的现象的小论文

1、放大镜聚光2、水中的筷子为何会折断3、拿刀切菜(压强)4、船为何能在水上漂(树叶也行)5、小鸟为何能站在电线上而不被电到(零线火线)6、指南针为何指南而不指东7、夏天安电线时为何要让它松一点(热胀冷缩)

1、写一写你对一个物理现象的观察,或过程、或提问、猜想、假设,可以没有结论,也可以有结论,要依据你的生活经验或已有的知识写。要用心观察,用脑思考。力的、光的、声的等等都可以。2、描述你对一个问题的思考。3、写一写你上过的一节物理课。4、写一写你听说过的与物理有关的事物,可以以对话形式写。

(1)天空为什么是蓝色的;(2)镜子为什么能成像;(3)水里的鱼为什么比实际的深度要浅;(4)为什么白炽灯会发光;(5)为什么骑自行车拐弯的时候人要倾斜。

地震中的物理地震在古代被人们称做“地牛翻身”,“地牛者,上古凶兽也,秉天地五行之力而生,动则山河倒转,乾坤逆位”。当时的人们认为这种叫做“地牛”的怪兽翻翻身子就造成了地震。现在,人们已经知道了,地震的成因是地壳内部板块运动。有许许多多的物理现象会伴随地震产生,你一定有兴趣想要了解一些。一、横波和纵波地震来临时,人们会先感觉到前后左右摇晃,过上一会儿又改成上下颠簸。这是因为地震会同时产生横波和纵波两种波,但是,纵波传播的速度更快些。横波是指振动方向与传播方向垂直的波;纵波是指振动方向与传播方向在一条直线上的波。如果横波和纵波都沿地表传播,纵波是前后振动,横波上下振动。利用这个特点,人们可以很快确定地震发生的位置。例如:在一次地震中,某地居民先感觉到左右摇,过了10秒钟又开始上下摇,已知纵波传播速度是5公里/秒,横波是3公里/秒,则震源距该地多远?设:该地距震源S公里解得S=公里二、共振地震来临时,同一地方的建筑物有的振动幅度较大,有的却比较小,这是物理里面的一种现象叫共振。每种物体都有自己的频率,这个频率由它的长度、形状、材料等决定。建筑物也有它的固有频率,当地震袭来,如果某幢建筑物的固有频率碰巧接近这次地震波的频率,那么它的振动就最剧烈。例:设钢混结构的建筑物的固有频率与其高度的平方成正比,比例系数为0.5,某次地震波的频率为50赫兹,在本次地震中,何种高度的钢混建筑物振动最厉害?设建筑物高度为h,其固有频率为f二者关系式为:f = = 解得: h =10米三、地震前自然现象异常的物理学解释每次地震的产生,都需要漫长时间的孕育,只有当地下断层扭曲、摩擦,蓄势待发到一定程度,才会有地动山摇,怒吼式的总爆发。在地震以前,地壳内部已经发生了微妙的变化,这种断层之间的摩擦产生的热量释放到地表,会使局部地区在震前出现反常气候。据史料记载:1925年云南大理地震,震前“久旱不雨,晚不生寒,朝不生露”;1503年江苏松江地震,震前“热风如火”。地热释放到空气中,造成大气温度变化,有时还会在空中形成一些独特的云彩,这种云彩是地震发生前的特有现象,所以人们给它起的名字叫地震云。5月27日,14点30分左右汉阴中学地理教师黄开云在汉中方向天空发现3条手指状云彩,并向周围同事多人(当时我们也在场)介绍,同时预言必有地震发生,果然仅仅过了两个小时,宁强县在下午16点37分发生级余震。四、地震前后动物异常反应的物理学解释地震发生前和发生后,一些生物如家禽、蟾蜍、蚂蚁、蛇等,会出现异常反应,乱串乱跑,大规模迁徙等。发生在地震以前叫震前效应,发生在地震以后的叫震后效应。我国人民在长期劳动生活中总结出下面一些经验:牛马骡羊不进圈,猪不吃食狗乱咬 鸭不下水岸上闹,鸡飞上树高声叫 冰天雪地蛇出洞,大量蟾蜍搬家逃 兔子竖耳蹦又撞,鱼儿惊慌水面跳 蜜蜂群迁闹轰轰,鸽子惊飞不回巢地震前出现动物习性的异常现象,原因是很多的,还有待研究,其中有一种解释是动物感知到地震产生的次声波。地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸等破坏性活动中都会产生次声波,所以次声波又叫死亡之波。它的频率小于20赫兹,这种频率超出了人耳的听觉范围,人听不到,但是某些动物可以感知到。例如,1975年2月4日,辽宁海城发生级地震之前,虽然是严冬天气,却发现有昆虫和蝴蝶。采纳吧,谢谢

物理知识的科技小论文

楼主写的~~真好

骨笛遐想——浅析小提琴发声、调音的物理原理一.选题意义据我国最早的物理史学家吴南薰先生考证,世界上第一个人工制作的物理仪器就是在兽骨或竹管上挖孔并能吹出声音来的笛子。这既是一种乐器,也是一种声学仪器;我国古代对共鸣、弦的振动、管的音调的研究等都是通过乐器来进行的;希腊哲学家毕达哥拉斯发现了琴弦的长短与音高有一定的关系;从近代物理学发展来看,声学依旧占据着相当重要的部分,且与我们的生活息息相关;……许多同学都会演奏一些乐器,但对于弦乐器的调试却无从下手。我们结合已经学过的振动学知识,浅析西洋擦弦乐器——小提琴的发声原理,并为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。二.相关物理知识实际的乐音由基频、谐波(泛音)、分音三部分组成。每一个乐音即周期性的振动都可以分解为许多不同频率、不同相位、不同振幅的简谐振动的叠加。简单的简谐振动即正弦振动或余弦振动的传播产生的声波叫做纯音,实际的乐音如歌唱声、乐器声等都不是简单的纯音,而是许多的纯音的叠加。在这些简谐振动中,频率最低的叫做基频,基频的能量往往是最大的。频率是基频整数倍的叫做谐波,其余的高频振动叫做分音。现代的分析中表明,还有低于基频的次声。因此,从物理上讲,音乐声应由三部分组成:乐音、在音乐中使用的噪声(如锣、鼓、沙锤、梆子等没有固定音调的打击乐器和海涛、流水、风声等效果声音)以及对音色有影响的在谐波中存在的一部分超声。一般来说,发生体振动的频率越高,人们听起来音调也越高;发生体的振动频率越低,人们听起来音调就越低。但音调与频率之间并不是严格按比例对应的。一般认为,频率每增高一倍,音调听起来就高一个八度,这仅仅限于中频段。在高音部分,听感偏低,即频率增加一倍,听起来不到高八度,而是偏低,于是要把频率调高些,以适应人的听觉。低音段则听感偏高,于是需要把频率调低些。乐音听起来有一定的强弱,即音的响度,这是乐音的第二个主观量。声音的能量越大,声强越大,听起来响度就越大。但是,这二者也不是按比例一一对应的。至于音色,更是一种主观感觉了。从传统来讲,决定音色的主要因素是频谱,所以常常根据频谱模仿各种音色。但据资料显示,实践表明:音的起始与结尾的瞬间状况,即“音头”和“音尾”,也同音色大有关系。音色不仅与频谱的组成(即基频、谐波和分音的数目、长短、相对强度、分音的不谐和程度及瞬态)有关,还与基频和谐波在听音区的位置有关,这是由于人耳对于多种频率的响度反映不同。音色也与听者距声源的距离有关,这是因为一个音中的各种成分的衰减不同。三.相关音乐知识音程,就是两个音音高之间的距离。在音乐上,音程用“度”表示。几度就是把起始音算在内,沿着音阶数有几个音名。钢琴上相邻两个键(包括黑键)之间差半音,两个半音等于一个全音。这也是一种表示音程的方法。音程与频率基本上是一一对应的关系。把两个相差八度音程之间的音顺次排列,就成为音阶。规定音阶中各个音的由来及其精确音高的数学方法叫做律制。最常用的三种律制是十二平均律、五度相生律和纯律。音阶中的各个音都有音名,由于生律的方法不同,不同律制生成音律中的同名音(例如都是 )其频率是不一样的。十二平均律是我国明代科学家朱载堉最先发明的,比西欧早了几十年。他将一个八度音程(频率比为2)按等比数列均分为十二份,得十二律。当前的钢琴和所有键盘乐器以及带“品”的弦乐器等,用的都是这种律制。数学表示:相邻两音之间的频率比均为: 即从任何一个音开始,比该音高半音的音,其频率是该音的频率乘 ;比该音低半音的音,其频率是该音的频率乘 ;以此类推,可得出所有音的频率。十二平均律有许多优点,比如它易于转调,简化了不同调的升、降半音之间的关系。在小提琴中,假如以 音的弦长为基准,那么小字一组(其中的 比 高两个八度) 、 、 、 、 、 、 对应的弦长之间按照十二平均律可由频率关系确定一组固定比值。四.研究与实验小提琴的弦是一根两端固定的细钢丝。在拨、擦弦线时产生的波列经两固定端反射,叠加后形成驻波,但其中包含有许多频率的波。在这里,我们只对决定音调高低的基频振动做出分析研究。驻波的基频振动所对应的为波长最长的振动,即弦长 。提琴弦线与指板之间的距离很小,用手指在指板上压紧琴弦不同位置而使得弦产生的形变量很小,可以忽略不计。则可认为弦上张力 ,及弦的质量线密度 保持不变,可得弦线中波速 近似恒定。因此,可认为有如下比例关系成立: 实验过程:一把小提琴,经专业乐师调音后,定下 音,再由一位有多年演奏经验的同学拨奏单音,多位乐感敏锐、受过专业训练的同学一起听辨,配合其他乐器校对各音高。记录及计算数据如下表。表中的k值定义如下:相差一个半音的两个音高对应 相差一个全音的两个音高对应 序号n 音高音名 比下音程差 弦长/mm 总长: 上述k值 第一次 第二次 第三次 平均值 计算值 理论值 误差率1 全音 全音 半音 全音 全音 全音 半音 其中弦长一栏为小提琴 弦(四根弦由粗到细依次叫作 、 、 、 弦,指的是该弦的空弦音)上对应各音高压指与琴码两固定点之间的距离,即参加振动的部分弦长。如上数据显示,平均误差率为,基本符合前文理论分析。五.结论我们总结出对于一把小提琴(邻弦相差五度)的自我调试方法:以一根弦,例如 弦,的空弦音 为标准,按音高关系计算出同一根弦上 所对应的弦的长度。取 音高即与 弦空弦音等高(这是小提琴的制作要求)。依次调整 弦的松紧、长度后,再算出 弦上 的音高,作为 弦的空弦音。……同理进行下去。此种方法适用于各类提琴及吉他等擦、拨弦乐器,但须注意:①对于比空弦音高出许多的音,计算方法误差较大。实验中在一根弦上进行多组数据测量只是为了便于计算、对比,得出结论;实际操作中应对各相邻琴弦依次校对。②大提琴与吉他相邻的弦空弦音相差四度,计算时应注意数据与小提琴不同。希望我们的研究能够对广大演奏弦乐器的音乐爱好者提供帮助。

可怜的娃们、我弟今天也编这个这。还让我帮他办报纸,我就汗死

物理实验是研究物理学的重要方法和手段,加强实验教学,不仅可提高物理教学效果,还可提高学生的实验素质,有助于培养学生的创造性学习能力。初中物理实验包括演示实验、学生分组实验和课外小实验,它们都是很好的素材,只要教师做实施素质教育的有心人,对它们合理的加以应用,一定会在教学中收到良好的效果。为了搞好实验教学,应着重抓以下三点: 一、使学生形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度 初中物理教材中,许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的,具有很强的客观性,如光的反射定律、二力平衡条件、欧姆定律等。学生由于亲身经历和学识限制,对书本内容不可能一听就懂,并且会怀疑其客观性。而实验就起了帮助他们发现规律,掌握规律,理解获取知识的桥梁作用。所以,教师应尽最大努力做好一切演示实验和学生分组实验,切忌不做实验或少做实验而讲实验。因为单纯的讲实验,便贬低了定律、概念的客观真实性,学生也难于理解和接受。 教师在做演示实验时,必须把准确无误的物理现象清晰的展现在学生面前,让每个学生看清楚,使学生确信定律、概念的客观性。所以教师必须是一个坚定的唯物论者,要具有严谨的科学态度。在学生分组实验中,要以得出的数据来验证或推导出定律、公式,绝对不允许涂改实验数据,使之与物理定律、公式相符。而应协助学生找出错误原因,重做实验,直到得出正确的结论为止。只有这样,才可使学生逐渐形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度。 二、培养学生识别和应用实验仪器的能力 学生识别和应用实验仪器的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证,也是以后在工作和学习中必需的最基本的能力,如生活中各种测量工具的使用无不需要这方面的知识。 开始几次学生分组实验,实验仪器都是学生首次接触,如刻度尺、天平、电压表等,教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能,察看铭牌或说明书。弄清:(1)测量范围;(2)最小刻度;(3)零点及其调节方法;(4)使用方法。只有掌握以上四点,才能保证实验精确的完成和仪器、人身的安全。 三、培养学生的实验操作能力 学生的实验操作能力的高低对他们今后的工作和学习有着重要的影响。生活中小到照明电路的安装,各种物体质量的测量,大到交通运输和生产劳动都需要这方面的能力。所以教学大纲把培养学生的实验操作能力作为素质教育中很重要的一个方面。 物理实验本身就是一个操作过程。学生分组实验,每个人都有操作机会;在演示实验中,可让部分学生配合教师一起完成实验,条件许可时,将演示实验改为学生实验;课外小实验更是学生操作的天地,如在学习量筒、弹簧秤、天平等知识后,可布置小实验自制天平、量筒、橡皮测力计等,学生的积极性一定会很高,效果一定会更好。总之,应尽量多给学生亲自动手动脑的机会,这对提高学生的操作能力是很有帮助的。

有关小学体育理论知识的论文

浅谈体育游戏在小学体育教学中的运用论文

在学习、工作中,许多人都有过写论文的经历,对论文都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你知道论文怎样才能写的好吗?下面是我帮大家整理的浅谈体育游戏在小学体育教学中的运用论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

摘要:

体育这门课程一般主要属于户外运动形式,与其他课程相比,更能引起小学生们的喜爱,然而现在很多一般在参与之后就很快失去了兴趣,究其原因,主要是教学方式方法不符合学生的心理需要,导致参与性降低。小学生都是爱玩好动的,最喜欢做游戏,体育游戏就有多方面的重要优势特点,有助于调动学生的好奇心和参与热情,从而改善传统教学落后的面貌。在小学体育教学过程中,对于体育游戏的运用,教师应该结合实际教学任务进行合理规划设计,要科学组织教学纪律,还要不断创新体育游戏形式,从而确保良好的寓教于乐效果。

关键词:

体育游戏;小学体育;基本特点;运用

引言:

小学教学属于基础教育,将体育游戏积极引进体育课堂中,真正实现小学体育教学寓教于乐的特点,融理论、运动、娱乐、相互协作为一体,通过游戏激发学生的学习兴趣,在游戏中传授体育知识,并引导每个学生积极参与其中,加强小学生群体内部的向心力与凝聚力,培养其相互协作、团结友爱的美好品质。小学体育教师要注重将体育游戏合理有效的运用到实际教学过程中去,营造活跃和谐的教学氛围,从而促进体育教学的高效开展。

1、小学体育游戏的基本特点

娱乐趣味性

体育游戏区别于一般的课堂式教育,其主要活动于课外场地,且形式丰富多样,符合小学生热爱游戏的基本特性。常见的体育游戏有踢毽子、拔河、两人三足、跳绳和老鹰捉小鸡等,多人共同参与的游戏形式营造了更加浓厚的娱乐氛围,学生们在快乐中收获了知识与锻炼,亦收获了珍贵的友谊。

竞争性和协作性

体育游戏作为一种竞赛性活动,必然有游戏规则和胜负之分。如常见的“两人三足”,同学们在比赛过程中你追我赶,相互竞争不甘落后,而在小组内部则本着相互配合相互协作的原则,共同努力夺取胜利 [1] 。通过游戏的竞赛形式激发学生天然的胜负欲,而在这种信念引导下促使团队间出现激烈竞争的'局面,培养小学生的积极进取心和竞争意识。同时,为赢得胜利,团队内部则需要同学们互相帮助,互相配合,进一步增强了学生的集体荣誉感和责任意识,亦促进他们团结协作的能力。

体育游戏具有智能教育性

一个完整的体育游戏往往具备游戏规则和胜利条件,而参与游戏的首要前提便是充分了解这个游戏是什么以及这个游戏如何开展,因此在讲述游戏规则时即可贯穿有关游戏的体育知识和操作流程等,不仅让学生们了解到相关理论知识,并且通过规则约束学生的游戏行为,从而教化他们学会遵守纪律与维持秩序。此外,也间接性地传授了正确的体育竞赛理念和体育精神,有利于树立科学的体育价值观 [2] 。

2、体育游戏在小学体育教学中的运用

结合实际教学任务,合理规划设计

由于体育游戏具有较强的非正式性和随意性,因此教师在组织体育游戏中应着重关注对游戏的合理设计,切忌盲目组织规划,仅仅把体育游戏当做日常玩乐,而忽略其最基础的教育功能。在设计体育游戏时,应将教学内容、教学目标与教学实践三者有机结合,紧密契合教材基础理论知识,寓教于乐,将教学内容具体化、情境化、故事化,切实融入实际教学实践中,让学生们在游戏过程中学习教学知识,体味教学理念,并通过竞争或协作等游戏形式实现教学目标 [3] 。例如,教师可以引入“梅花斗艳”这个趣味体育游戏,现在操场上绘画出梅花图案,由一个中圈和五个花瓣区域构成,学生们以分组的方式参与游戏,先进入到梅花图案的中圈里,选出来一个人将小沙包放到五个花瓣区域中,之后跑回中圈,另一个队友要将这五个沙包一个个的拿回来,要求在规定时间内完成任务。对于场地的布置,可以师生共同完成,学生们也会很有兴趣摆放梅花区域,在这样折返跑的过程中,所有学生的参与积极性都很高,他们在游戏中进行折返跑的体育运动锻炼,同时也产生了体育学习的兴趣,有效地达到了寓教于乐的教学效果。

科学组织教学纪律,提高教学质量

在体育游戏中,要时刻注意教学的组织纪律和管理秩序,体育游戏的最终目的应致力于体育教学的教化性能,使学生们在游戏中掌握教学知识,锻炼身心素质。为保证体育游戏的实际目标成果,在游戏过程中教师应积极承担起组织管理者的身份,科学规范游戏的规章秩序,合理布局场地范围、队伍分配,正确示范游戏规则,指导游戏具体操作,使整个体育游戏在规范化、制度化、体系化的组织纪律下进行。同时,在游戏结束后及时进行总结和反思,有利于激励学生积极进取不断进步,在实践中获取新知,从而保证体育教学达到现实成果。

创新体育游戏形式,激发参与积极性

单一重复的游戏形式,会在时间累积下使学生感到枯燥乏味,渐渐缺失参与体育游戏的热情,因此体育教师应结合具体实际积极创新游戏类型,使学生始终保持对体育游戏的新鲜感。此外,立足教学目标和学生的人文需求,结合每个学生的性格特点和兴趣爱好,针对性地分配不同的游戏角色和游戏任务,在因材施教的原则下,挖掘学生的发展潜能,培养学生的综合素质。

结语

总之,体育游戏是一种行之有效的教学方法,能够在最大程度上实现寓教于乐,使学生在强身健体的同时,促进教学质量的稳步提升。为此,小学体育教师要更加灵活多样的选择体育游戏,有目标、有计划的进行开展,要根据学生的心理需求进行游戏上的设计和创新,确保学生能够始终充满兴趣的积极

参与其中,最大程度上体现体育游戏的价值,从而显著提高体育课堂教学质量。

参考文献

[1]周静.浅谈体育游戏在小学体育教学中的运用[J].科学大众(科学教育),2017(1):178.

[2]戴晨康.浅谈体育游戏在小学体育教学中的运用[J].考试周刊,2018(22):123.

[3]吴志刚.浅谈体育游戏在小学体育教学中的几点运用[J].课程教育研究:学法教法研究,2017(30):228.

《论小学体育教育》

【摘 要】体育教育是基础教育中不可缺少的一部分,起着不可替代的作用,小学体育教育对学生的身心发展、素质提高和全面发展有着重大的意义。学生在小学时期,身体发展正处于黄金阶段,他们的身体素质将会对今后的学习和生活有着直接且深远的影响,因此,体育课上的教学显得尤为重要。那么,就要求体育教师优化课堂环境,完善教学手段,以最优化的方式提高学生的身体素质,促进学生全面发展。

【关键词】小学体育;教育;优化

小学体育教育是新时期下小学基础教育的重要组成部分,无论是对学生身体素质的提高还是综合能力的提高都有着深远的影响。若作具体分析,小学体育教学优点可归纳如下:①小学体育教育能够提高学生的身体素质;②小学体育教育可以缓解身体疲劳;③小学体育教育可以促进体育开展;④小学体育教育可以提高学生的社会适应能力;⑤小学体育教育可以丰富教育教学体系。小学体育教育不仅对学生有着极大地影响作用,同时也直接或间接地影响着社会的发展,因此,我们要对小学体育教育予以充分的重视,全面优化体育教学模式,促进学生全面发展。

一、注重集体化

如今的小学生,大部分都是独生子女。所谓“独生子女不可独处”,独生子女本来与同龄人接触交流的机会就较少,加之小学生年龄尚小,心理尚未成熟,很容易就会产生孤独感与冷落感。他们在内心向往能够融入集体中,有着强烈的交际渴望。而体育教学恰好能为集体活动提供条件,因此,教师应适当的提高集体教学与集体训练的比重,并注意要以学生为主体,这样会提高学生参与体育学习活动的积极性,激发他们的热情。实践证明,采用小组练习的方式效果明显,小组练习的方式能以最大程度的使课堂活动集体化,并增进了同学们相互的交流。小组成员之间要共同进步,就一定要和睦相处,相互协作,小组之间为获得领先或优胜,就一定要相互比较,激烈竞争。同学们在相互协作与比较竞争的过程中,增强了自身的体质并培养了顽强进取、团结协作的精神。而教师在小组分配的时候,要注意小组实力分配均匀,也要注意控制课堂的气氛与节奏,保证竞争积极向上。人的本性是渴望被表扬的,因此,教师对表现好的同学要鼓励表扬,可以让他们为同学们做示范,而对于表现欠佳的同学,要进行鼓励与辅导,做到细心与耐心,提高他们的信心和斗志。体育课本身形式就很丰富,采用集体化的方式,使得课程更为生动有趣,同学的主体作用更为明显。对培养学生顽强进取,团结协作的精神有着不可小觑的作用。

二、注重游戏教学

体育教学中,应注重游戏教学的应用,小学生正处于贪玩好玩的阶段,采用游戏教学更符合他们的心理和生理特点。体育游戏的条件和环境经常变换,对学生的智力发展、身体发育会起到良好的促进作用;体育游戏规则的原则性,对培养学生的组织性、纪律性起到一定的积极作用;体育游戏的竞技性,可以培养学生的学习积极性和学习兴趣,符合小学生的年龄特点和心理特征。同时,体育游戏对提高学生的身体素质也有着积极地推动作用。因此,体育游戏对学生的全面发展和身体素质的提高有着重要的意义,教师要在体育课堂中注重游戏教学,合理的应用体育游戏达到教学目标。传统的体育教学中,仅仅以跑步、做广播体操等方式对学生进行教学使学生无法完全融入教学中,而游戏的趣味性与竞技性正符合学生的胃口。教师在体育游戏的设置时要注意避免过度的自由放纵,要做到逐步提高学生机体的运动技能与器官的功能,逐步提高运动强度,切忌过分激烈。如可以组织同学们进行小球场的球赛,由于小学生身体较小,运动能力也比较弱,不适合在成人的大场地进行比赛,所以尽量避免由于场地不适合而产生的过度疲劳。老师也可以组织一些简单的体育游戏,比如跳绳等。游戏教学要注意儿童化,要符合儿童们的兴趣爱好。另如在小学的武术教学中,教师可以充分利用同学们与生俱来的天真烂漫的想象力,教同学们的武术动作可以想象成各种武侠片中的“绝技”,如“凌波微步”、“如来神掌”等等。比起没有任何情境的单纯学习,这种仿佛置身于武侠小说中,自己担当着武林大侠的学习方式会令同学们乐在其中,更感兴趣,更有学习的动力。

三、注重德育教育

在小学体育教学中渗透德育教育是无可厚非的,社会的需求是德、智、体、美、劳全面发展的综合素质人才,“德”则是排在第一位。体育教学不同于其他的学科,其教育方式主要是通过身体的运动来实现的,因此,其德育教育也主要体现在各种身体活动表现上。比如在体育课程的教学中,难以避免的会有些同学故意使小性子,不和自己讨厌的同学接触,或表现出不礼貌的态度,这时候老师可以设计一些集体游戏教学的方法,比如丢手绢等,特地让这两个闹别扭的学生进行近距离的接触,而实际上,小学生的心灵纯净心思简单,通过游戏的方式,小学生便学习到了逐渐解决矛盾的方法。教师通过具体问题具体分析,解决了小学生的情感问题,教会他们形成正确的为人处事的态度。同时,教师的言行与仪表,热情与态度也潜移默化的影响着学生的观念,体育教师除了要有一般教师具有的端庄的态度之外,还应该具有其特有的特征——健康和阳光。体育教师通过自己端庄并富有朝气的仪表,感染到学生,让他们意识到体育活动对养成良好形象、提高身体素质的重要性,体育教师要有良好的精神状态,积极的处事态度,语言要不失幽默风趣,切忌低级庸俗,让同学们体会到体育运动对形成一个人良好素质的重要性。小学生天生具有模仿的天性,他们喜欢体育教师,自然就会学习模仿体育教师的言行举止,进而起到良好的德育效果。德育教育的渗透还可以体现在体育竞技项目中,教师可以为同学们讲述奥运健儿的故事,分享他们的奥林匹克精神,团结协作的精神,不屈不挠的精神,为国奉献的无私精神等等,让同学们体会到体育中的伟大精神力量。

总之,小学体育教育对学生的身心发展,素质提高,全面发展有着巨大的推动作用,身为小学体育教师,应对体育教育有着充分的重视,并努力事先教育方式的最优化。

参考文献:

[1]杨卫国.浅议小学体育教学的作用.中国校外教育,

[2]王嫦敏.浅谈体育游戏在小学体育教学中的作用.科技信息(科学教研),

1小学体育教育在青少年体质健康发展中的作用

小学体育教育先进理念促进青少年体质健康发展

转变传统体育教育观念,从培养学生身心全面发展的角度有效开展素质教育是目前教育改革提出的主要要求,也是未来相当长一段时间内小学体育教育所遵循的主要原则。在知识经济时代,过分重视智育,忽视身体和心理健康,反而会适得其反,两者应当是相辅相成,不能忽视任何一个。随着我国对教育重视程度的逐步加深,转变教育观念,提升青少年整体素质已经成为小学体育教育面临的主要任务,各个小学纷纷转变传统体育教育思想,接受适应我国教育体制的先进教育理念,为促进青少年体质健康奠定了基础。我国传统的应试教育思想尽管还深深影响着目前的小学体育教育,但是在改革思想的推动下,我国小学体育教育必将转变思路,不断发展和完善学生身心健康教育,为培养二十一世纪具有较高体质健康水平的人才奠定基础。健康的身心是知识和能力得以发挥的重要载体,而小学体育先进教育理念的引入恰好为学生提供了一个良好的教育环境,促进了青少年体质健康发展。

多样化小学体育教学方式促进青少年体质健康发展

小学体育教学模式的转变是目前小学体育教育的重点,在新课改要求下,小学体育教育可以在教师的指导下,让学生更多地发挥自身主观能动性,同时要求教师能够采用多样化的体育教育方式,促进青少年体质健康发展。小学体育教育应当强调对学生体育锻炼方式方法的指导,注重学生自主学习能力的提升,增强学生参加体育锻炼的积极主动性。多样化小学体育教育方式下要求师生之间和谐相处,为学生创造一个和谐快乐的运动氛围,保障学生能够在体育运动中享受体育运动,同时为学生体质健康发展形成有利影响。新一轮中小学体育课程改革保留了体育课中体育基本知识与技能的传授,增加了体育健康知识传授的内容,要求能够在体育教育中让青少年掌握更多的身体健康知识与科学健身方法,促进他们身体健康。此外,小学体育还应用了一些相关游戏来培养学生对某项体能的兴趣,这不仅能够吸引青少年积极主动地参与到体育教学当中,还有利于青少年养成体育健身习惯,为他们长久的体质健康奠定思想基础。

积极开展课余体育活动,促进青少年体质健康发展

若想真正提升青少年体质健康,单纯依靠每周两节的体育课是行不通的,体育课程更多的是向学生传授体育运动的相关技能技巧,能够一定程度上增加学生体育锻炼意识,但是不一定能让学生长久地坚持下来。然而青少年体质健康发展恰恰要求他们在长期坚持的基础上进行培养。因此,注重开展课余体育活动,并将其列为小学体育教育的重要组成部分,必将对青少年体质健康发展起到重要作用。针对近年来全国学生体质与健康监测中存在的不足,教育部已经着手在小学体育教学改革中增加课余体育活动内容,争取保障青少年每天都能坚持1小时的.体育活动。具体来讲,小学体育教育开展课余活动的方式主要包括以下几种:一是在学生的课间活动中增加一些游戏性体育运动,缓解青少年的学习压力,也让他们认识到体育运动在调节他们自身心情状态中的重要作用;二是定期举办校园运动会,将不同年级的学生按照不同标准设置比赛项目,比赛以培养学生体育运动兴趣、让学生领悟体育运动精神为主,从而让青少年在正确认识体育运动的基础上,增加体育锻炼次数与时间,进而促进他们体质健康发展。

创新小学体育教学评价标准,促进青少年体质健康发展

青少年体质健康评价标准是衡量体质健康状况的量化手段,评价指标是否合理将直接影响学校体育教育的未来发展情况,也必将对学生的体质健康形成影响。据相关调查显示,我国小学生体质健康标准还有很多不完善的地方,比如50m跑和立定跳远,大多数小学体育教育都只是从速度与距离上来衡量和考核学生体质达标情况,而缺少对其灵敏协调等身体能力的考核指标,但是青少年正处于灵敏协调素质培养的关键时期,若缺少了相应的评价指标,必然会在教育中忽视对青少年这方面素质的培养,这十分不利于学生以后运动技能发展,不利于学生体质健康发展。因此,小学体育教育也在逐步创新教学评价标准,提升小学体育教学指标的倾向性和操作性,以此来促进青少年体质健康发展。

合理规划小学体育教学内容,促进青少年体质健康发展

调查显示,青少年身体机能与身体素质较低的主要原因就是学校体育教育相对落后,不符合青少年体质健康发展要求,因此,学校体育教育应结合青少年体质健康状况,有针对性地选择体育教育内容,可以通过问卷调查或者直接观察询问等方式来了解学生感兴趣的体育项目,尽量在体育教学中能够更多地满足学生的学习欲望及体质健康发展要求。此外,小学体育教育还应重视对抗性运动项目,不能因为这些项目较强的对抗性特征而不开展这部分教学内容,比如户外拓展运动项目等。在课程设置方面要避免传统体育教学中的单一性,注意体育教育教学与学校校园文化的结合,科学合理地规划小学体育教育内容,给学生提供一定的自主选择性,让他们能够根据自己的兴趣爱好来选择自己喜欢的运动项目,教师则为学生提供运动中的运动技能指导,并记录好不同学生在体育课中经常会选择的体育运动项目,在多次的总结与分析中制定适合青少年体质健康发展的小学体育教学内容,从而有针对性地发现青少年身体健康存在的问题,促进青少年体质健康发展。

优化小学体育教学方式,促进青少年体质健康发展

首先,坚持以学生兴趣的形成为目标点,以课程的结构为逻辑起点,以课程评价为基本出发点开展小学体育教育。课程是保障青少年体质健康体质形成的重要因素,是小学体育教育开展的最基本条件,所以优化小学体育教学评价方式有利于促进青少年体质健康发展,同时也是推进青少年体质健康发展的重要方式之一。其次,以教学模式为实践创新点开展小学体育教育,有利于促进青少年体质健康发展。在体育教学理论研究逐渐深入的条件下,传统枯燥的教育方式亟待改变,各个学校也纷纷开展了体育教育教学改革,情感式、范例式等新的教学模式开始出现在不同的小学体育教学课程中,这为新时期的小学体育教学提供了新的思想与出路。应用科学合理的教学模式安排课程内容,针对不同学生的实际情况确立教学内容与课时,从而为教师教学提供依据,让青少年能够在体育运动中获得乐趣,并能够享受体育运动带来的乐趣,在这种乐趣的激励下逐渐形成规律性的体育锻炼习惯,促进青少年体质健康发展。最后,小学体育教育通过建立科学的分析框架来促进青少年体质健康发展。青少年健康体质的形成是一个过程,在这一过程中增强其实践体验才能达到体质健康的目标。但是,这一过程是相对较为复杂的,小学体育教育通过建立科学的分析框架来对这个过程进行监控与监督,并及时改进整个过程中的不足。在这种科学分析框架的基础上开展小学体育教育,使得小学体育教育的目标更加明确,更有利于促进青少年体质健康发展。

2结语

青少年体质健康发展与小学体育教育之间存在着密切的关系,小学体育教学模式、教育方式及教学内容、教学评价等多方面因素都影响着青少年体质健康的发展,对青少年体质健康发展起到不同程度的作用。在学生体质健康促进过程中,学校体育必须占主导地位,通过改进教学方式、教学内容等提高青少年体质健康水平。从促进青少年体质健康发展的角度,学校体育应树立生命教育,加强学生终身体育思想教育,让小学体育教育成为促进青少年体质健康发展的主要途径,鼓励青少年积极参加小学体育教育与课外体育锻炼,从而有效提升其体质健康。

物理教学论的理论知识小论文

物理小论文摘要:物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域; 物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于同学们身边;在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。关键词:物理 渗入 人类生活 各个领域 存在 物理学家 同学们 身边 科学意识 科学学习方法 科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜 利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。 2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜 它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。 3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。 4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。 5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。再如下面一个例子:五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“、”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。

您的当前位置是:首页>>物理频道>>物理教学方法&教学论文指导学生撰写物理小论文 河南沈丘县纸店镇一中(466315)阎国文 著名的科学有茅以升曾经说过:“小发明孕育着大发明,小论文是大论文的序言。”开展“两小”活动,使青少年从小受到爱科学、学科学、用科学的思想教育,为他们将来从事祖国的四化建设、进行科技攻关打下良好的基础,其意义深远而重大。 从1988年起,我们从提高物理教学质量出发,把“小论文”活动作为主要的第二课堂内容来抓,有力地促进了课堂教学目标的实施和教学改革的进展,成效初见,现谈几点体会。 1.激趣 兴趣是学好一门学科的关键,学生在乐中学、学中乐,到乐于学,直至参与学习。无疑会产生积极的学习动机,促进学习的成功,我们从初二开始,在鼓励学生勤思考、勤观察、多实验的同时,引导学生写观察日记、调查报告、学习总结、问题讨论之类的小品文,让学生把观察到的物理现象和物理过程记录下来,认真讨论,形成书面文字。尽管学生在开始时遇到的困难很多,大部分学生还是能够认真地围绕自己的观察、实验提出自己的观点,找出解决问题的依据,作出近于完善的说理、论证,形成的文字初具小论文的特点。 在学完“重力”一节后,我们曾布置了一道:“假如没有重力”的论题,让学生通过联想完成一篇小论文。大部分学生都能设想出物体在失重状态下的奇妙情景。一位学生在小论文中写道:“假如没有重力,地球周围的一切事物都要发生根本的变化,江河无流水,我们再也看不到蔚蓝的天空,地面上既无高楼大厦,又无铁路桥梁,也无工厂、学校;人在空中漂浮荡漾,飞机不能降落,卫星不能返回地面,……人和动物在地面上将失去生息繁衍的场所,……很难想象,我们周围的世界是何等的状况。重力给我们创造了富丽美好的生活环境,提供了学习、生活、劳动的方便……。”学生把自己的小论文交给老师审阅,与同学互相交流,丰富了想象力,增强了兴趣感,而且学好物理的信心倍增。 2.励志 许多学生在小论文活动中,通过观察、实验、分析、推理,不断地发现问题、提出论点,为解决问题努力寻找论证的依据和方法、途径。一位学生在观察平面镜成像时,偶而发现物体在玻璃平面镜中形成“叠影”(两个像)的现象,十分好奇,便提出了“物体在一个平面镜中不一定形成一个像”的看法,引起老师的关注。在老师的鼓励下,他进一步发现,这两个像,一个清晰,一个模糊;清晰的像离物体较远,模糊的像离物体较近;当物体离平面镜较远时,这两个像几乎是重合的。老师表扬了他的重大发现,再次鼓励他用学过的光学知识作出论证。他终于借助几何光路图,综合运用了光的反射和折射规律,圆满解决了这个问题,如图1所示,“叠影”现象跟镜面具有一定厚度有关。通常研究平面镜成像问题时,是不考虑平面镜玻璃厚度的。学生在小论文的完成过程中,态度严肃认真,真的像从事科学研究一样,无疑,这对于培养他们严谨、求实的科学态度和不怕困难的进取精神是大有帮助的。 3.增知 学生在小论文活动中,从提出论点,到找出论据,直至作出论证,需要认真地动脑、动手。从而养成了良好的学习习惯。遇事不会轻易放过一个:“为什么”,总要问个究竟,搞个明白。对学习的要求不再是一知半解地囫囵吞枣,而是自觉地使自己从被动学习变成参与和掌握学习。例如一名学生在学完“热学”内容后,以温度、热量、热能概念为主线,找出了类似于“物体吸热,温度不一定升高”等系列问题。还有一名学生在“重心”的问题上,敢于质疑,越出教材范围,以充分的“论据”提出了“重心不一定在物体上”的论点,进而指出在解决“重力图示”中,“重心不在物体上,不能完成“力图”的问题,从而拓宽了知识视野。 4.拓智 学习的兴趣、热情、动机、意志等非智力因素的发展,对于学生的智力水平的提高将会起到积极的影响作用。学生在小论文活动中,通过思、辨、论证的训练,头脑越来越清醒、灵活,对问题的反应越机敏,往往表现为打破常规思维解决问题。一名学生在研究测量空瓶容积问题时,根据“等量替代”的原理,想出了用“倒置法”测量液体上方的不规则空间容积的测量方法,如图2(a)、(b)。还有一名学生提出了用天平称量碎玻璃面积的方法。不同寻常的思维,反映出学生的智力水平的新发展。5.益能 学生在小论文活动中,不断发现新问题,找到解决问题的新方法,不断地总结出适合自己而又行之有效的学习方法,较好地发挥其主观能动性。 学生通过撰写小论文的训练,不仅学习能力大有提高,而且把学到的物理知识联系和应用到本地工农业生产实际。几年来,我校有十几名学生的数十篇物理小论文发表在中学生报刊杂志上,或取得全国小论文评比的名次。

举一小例写大气压强的,应超出初中物理的知识范围,从人类对大气压强的认识,历史上的大型演示实验,大气压强的本质,托里拆利和大气压力的发现,如何确定标准大气压,大气压和天气的关系,大气压强的利用,可一直写到飞机的升力是利用气压差进行飞行的等等,就是一篇很好的论文。 参考资料 还有好多其他资料,可按照你的兴趣和感受写 大气压强·格里克及其对真空研究的贡献 大气压强·关于大气压的问答(上) 大气压强·关于大气压的回答(下) 大气压强·大气压强的本质 大气压强·标准大气压 大气压强·大气压和天气的关系 大气压强·高山反应 大气压强·潜水病与减压病 大气压强·托里拆利(1608~1647) 大气压强·奥托·格里克(1602—1686) 大气压强·十七世纪对真空问题的研究 大气压强·托里拆利和大气压力的发现 大气压强·历史上显示大气压力的大型演示实验 大气压强·伽利略狱中会徒弟 格里克市外演马戏 大气压强·各种提水机械 大气压强·负压的利用 大气压强·马德堡半球实验 大气压强·大气压强的利用 大气压强·流体压强和流速的关系 大气压强·飞机机翼的升力 大气压强·空吸现象

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!

试谈物理学专业电动力学课程教学

动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学,电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。

一、课程教学根本理念

第一,在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性,片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二,“电动力学”课程属于专业根底课程,教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪,与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点,教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三,教学应突出探求式教学办法,改动传统的教学形式,把信息技术与电动力学课程最大限制地整合,运用多种古代 教育 手腕优化教学进程,推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式,培育先生的创新思想和创新理念。

二、在本课程教学中该当做到以下几点

1.讲授内容应实际联络实践

“电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理,使先生加深对所授知识的了解,更可深入看法电动力学的实践使用价值,到达学致使用的目的,同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。

2.注重先生学习的主体性和集体性培育

从课程的设计到评价各个环节,在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别留意表现先生的学习主体位置,以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩,以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩,使先生看法数学和物理的亲密关系,培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能,重要的不是教内容,而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别,因材施教,依据这种差别性来确定学习目的和评价办法,并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。

3.运用多种古代教育手腕优化教学环节

充沛应用古代化教学手腕,发扬信息化教学的劣势,加强先生的学习兴味,进一步强化需求掌握的知识点,拓宽知识面,加强先生的理论操作技艺,培育迷信的思想方式,这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法,无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。

4.具有良好的实验条件,充沛保证明验和理论训练质量

鼓舞先生展开科研理论训练,参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想,充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。

三、课程学习战略探求

第一,针对“电动力学”是实际根底课的特点,先生必需坚持 课前预习 ,预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题经过师生多种方式的互动,教员及时理解、处理先生的疑问成绩,以加强先生的学习兴味。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三,鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才,以培育使用型、复合型、技艺型人才,加强 毕业 生失业才能,完本钱课的预期目的。第四,电动力学也是一门理论性很强的课程,其研讨对象是区别于实物的物质形状,具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化,我们将充沛使用当代信息技术的劣势,比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次,实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质,充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。

四、课程教学办法探求

本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合,尊重先生学习的主体性,适当布置指点性自习,培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导,注重先生才能的培育,使先生经过对电动力学中根本实际的了解,看法和掌握电动力学原理的研讨规律,开辟思绪,初步培育先生的科研思想。

1.“双边反应式”教学法

这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成,其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说,使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。

2.以成绩为中心,展开课堂讨论

式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳,采用以先生为主体的小组讨论式的办法,从提出成绩动手,激起先生学习的兴味,让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题,以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩,学习并稳固电动力学知识,开辟思绪,培育科研思想。

3.倡导学导式的教学方式

在教员指点下,先生停止自学、自练,教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体,让先生自动地去获取知识,开展各自才能,从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上,渗入教员的正确引导,使教学单方各尽其能,各得其所。

4.多展开课外理论活动

课外理论训练中,要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练,参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培育使用型、复合型、技艺型人才,加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程,在课堂教学中,要突出先生的参与性,使他们自动获取而不是主动承受迷信结论,互动思想使先生觉得电动力学发人沉思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味,可以常常采用课堂讨论方式,由先生发问,在教员引导下大家讨论, 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想,所以课堂教学应充沛运用多媒体,尽量运用图像和颜色搭配,使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合,这关于全体优化教学进程,进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时,可将教学实际使用到创新理论才能训练中,使用到物理、电子等各类竞赛中。

参考文献:

[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智,2014,(19).

[2]郑伟,吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版),2013,31(4):531-534.

[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息,2013,(11):44.

[4]熊万杰,陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育,2003,(6):72-75.

[5]付长宝,徐国慧,王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报,2009,30

试谈电力信息物理融合系统

【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能,基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析,介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。

【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制

引言

受能源危机、环保压力的推动,以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高,当代电力系统不再符合社会的发展需求,智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面:

1)分布式电源(Distributed Generation,DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络,增加了系统的复杂度和脆弱度,因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。

2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失,近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此,亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。

论文主体结构如下:第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ,CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。

1 CPS与智能电网的相互关系

CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展,其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知,通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信,通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。

CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。

将CPS技术引入到智能电网中,可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系,首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多,并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义:首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。

从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出,CPS与智能电网在概念上有相通之处,它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此,在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合,最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。

2 CPPS的硬件平台架构

基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标,建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向,同时也是CPPS研究的主要内容。

传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪,保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现,并且响应速度快,但是由于利用的信息有限,控制性能不够完善,不能预测和解决系统未知故障,对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息,能够优化系统控制性能,但是计算数据庞大、通信环节多,系统响应速度慢,并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析,不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。

针对目前电力系统监测、控制手段的不足,要建立坚强自愈的未来智能电网,必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统,CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。

CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示,主要包括:物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。

其中,底层的物理层是指电力系统的一次设备,如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控,测量参数包括电流、电压、相角等,在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED,为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站,是CPPS的重要组成部分,通过收集多个测量节点的数据信息,建立系统层面的控制回路,并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站,主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络,注意信息层并不是单独的一层,而是重叠搭接CPPS的各个分层,为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。

上文给出了CPPS的硬件平台模型,但要在电力系统中具体实现CPPS,涉及诸多方面的技术难题,下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。

3 同步PMU测量技术

同步PMU是构建CPPS的基础,它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出,装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统,测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析,为电力系统的动态控制提供依据。

同步PMU的硬件结构框图如图2所示。

其中,GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元,作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后,送到CPU单元进行离散傅里叶计算,求出同步相量后再进行输出。注意,发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外,还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。

4 CPPS的开放式通信网络

建立CPPS的开放式通信网络,应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上,使系统具有高度的开放性,支持自动化设备与应用软件的即插即用,支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络,需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。

IEC 61850标准的应用

IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中,支持设备的即插即用和互操作,使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准,同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8],因此,使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。

IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。

通信网络配置与分析

对于CPPS开放式通信网络的网络配置,可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置,构建CPPS的3层式通信网络,如图3所示。

其中,底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED,分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC),每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连,以完成该分区系统层面的保护控制,并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据,处理以后将控制信息下发到各控制子站,以实现CPPS的广域保护控制功能。注意,各层设备均嵌入GPS实现精确对时,保证全系统的同步数据采样。

5 CPPS的分布式控制机理

要建立坚强自愈的智能电网,必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程,文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架,建立了电力系统的3道防线,为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。

电力系统的分布式控制(Distributed Control,DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的,指的是多机系统,即用多台计算机(指嵌入式系统,包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等),各自构成独立的子系统,各子系统之间通过通信网络互联,通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制,集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上,结合分布式控制技术,建立CPPS的3层控制架构,如图4所示。

其中,分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ,其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性,防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施,需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障,往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施,控制措施实施越晚,控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果,同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施,通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段,要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。

6 结语

将CPS 方法 引入到电力系统中,建立CPPS的模型平台,为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。

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