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基因工程制药------浅谈摘要： 主要介绍基因工程的概念、基因工程技术开发药物的一般过程及基因工程药物，同时探讨了今后利用基因工程技术进行药物开发、研究的发展方向。正文：1 基因工程概述所谓的基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。基因工程的第一个重要特征是跨越天然物种屏障的能力，即把来自任何一种生物的基因放置在与其毫无亲缘关系的新寄主生物细胞中去的能力。这表明人们有可能按照主观愿望创造出自然界中不存在的新物种。第二个特征是，它强调了一种确定的DNA小片段在新寄主细胞中进行扩增的事实．才能制备到大是纯化的DNA片断，从而拓宽了分子生物学的领域，使之在生物制药领域有巨大的应用。基因工程自从20世纪70年代初期问世以来，无论是在基础理论研究领域，还是在生产实际应用方面．都已经取得了惊人的成绩。基因组核苷酸全序列的测定与分析，是基因工程技术促进基础生物学研究的一个出色范例。2001年2月12 日，由6国的科学家共同参与的国际人类基因组公布了人类基因组图谱及初步分析结果，这结果为人们提供了约3000 多个基因可用来制药，将推进基因制药产业的快速发展。由于基因克隆技术的发展，已使得基因工程技术在工业生产尤其是制药生产中发挥了重要作用。以前人们利用微生物自身生产有用的产品，如利用青霉菌生产青霉素、利用链霉菌生产链霉素等。但是从这些生物体中分离纯化这些药物，不仅成本昂贵，而且技术上也相当困难。如今将编码这些药物的基因克隆并转移到合适的生物体内进行有效的表达，就可以方便地提取到大量的有用药物。2 基因工程技术开发药物的一般过程利用基因工程技术开发一个药物，一般要经过以下几个步骤：①目的基因片断的获得：可以通过化学合成的方法来合成已知核苷酸序列的DNA片段；也可以通过从生物组织细胞中提取分离得到，对于真核生物则需要建立cDNA文库。 ②将获得的目的基因片断扩增后与适当的载体连接后，再导入适当的表达系统。③在适宜的培养条件下，使目的基因在表达系统中大量表达目的药物。④将目的药物提取、分离、纯化，然后制成相应的制剂。以上方法大部分是以微生物或组织细胞作为表达系统．通过微生物发酵或组织细胞培养来进行药物生产。近年来，通过转基因动物来进行药物生产的"生物药厂"成为目前转基因动物研究的最活跃的领域，也是基因工程制药中最富有诱人前景的行业。转基因动物制药具有生产成本低、投资周期短、表达量高、与天然产物完全一致、容易分离纯化等优势，尤其是适合于一些用量大、结构复杂的血液因子，如人血红蛋白（Hb）、人血白蛋白（HSA）、蛋白C（Protein C）等。英国的爱丁堡制药公司通过转基因羊生产α1-抗胰蛋白酶（α1-AAT）用于治疗肺气肿，每升羊奶中产16g AAT，占奶蛋白含量的 30%，估计每只泌乳期母羊可产70g AAT。另外，转基因植物制药比转基因动物制药更为安全，因为后者有可能污染人类的病原体。目前，已经开发出许多转基因植物药物，例如脑啡肽、α-干扰素和人血清蛋白，以及两种最昂贵的药物即葡萄糖脑苷脂酶和粒细胞-巨噬细胞群集落因子等。3 基因工程药物基因工程药物自20世纪70年代末期以来，有了飞跃的发展。1978年首次通过大肠杆菌生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素，1980年美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以获得专利．1982年第一个由基因工程菌生产的药物--胰岛素．在美国和英国获准使用以来，各种基因工程药物犹如雨后春笋，得到了蓬勃发展。我国的医药技术的研发和产业化也取得了长足的进展。（1） 抗生素类 传统的抗生素生产，主要利用化学合成或微生物发酵来获得，其生产过程中菌种的表达水平比较低，生产成本比较高，而且在使用过程中容易产生耐药菌群。而利用基因工程技术可以对生产菌种进行基因改造，得到表达水平高、产品目的性强的菌株，如大肠杆菌生产青霉素酞胺酶。德国一个科研小组对生产半合成青霉素的材料6APA．用基因工程来增强大肠杆菌的青霉素酰胺酶活性。将大肠杆菌的基因 PBR322的质粒克隆化所形成的菌株，其酶活力比原株提高 50倍．从而提高6APA生产能力。我国王以光利用基因重组技术对螺旋霉素产生菌进行改造，增强了丙酰基转移酶的基因在螺旋霉素产生菌中的表达，并提高了丙酰螺旋霉素的产量。（2） 活性多肽类 在人体中存在一系列含量较低，但生理活性很高，而且在人体代谢过程中起着重要的调节作用的活性多肽类物质如激素等，这些物质在临床上可以作为药物来治疗相应的因此类物质失衡而造成的疾病。此类药物的制剂多来源于各种动物的脏器，生产方法复杂，成本高，个别产品还必须从动物的尸体中进行提取，无法进行大规模工业化生产，自基因工程技术问世以来，通过基因重组技术，可以由微生动进行生产，这是基因工程技术的最大成就之一，以下是这类药物中比较典型的两个。胰岛素： Genentech公司在1978年，由Goeddel等学者应用基因重组技术开发出使用大肠杆菌生产人胰岛素。随着基因工程技术的不断发展，生产胰岛素的工艺和技术也不断得到完善，在临床上已经完全取代了由动物脏器提取得到的产品。目前，我国新疆转基因羊已能够成功表达人胰岛素原，为胰岛素的生产开发了新途径。生长素： 人类生长素临床用于治疗侏儒症和肌肉萎缩症．传统制造方法是由人脑下垂体抽提精制而得，其原料来源困难，产量受到极大限制。全世界侏儒症患者中仅有1%可以得到治疗，原因是生长素价格极其昂贵，达每克5000美元。1979年Genentech公司由Goeddel等学者应用基因重组技术首先开发出使用大肠杆菌生产人生长素．近年来还开发了以酵母菌来生产生长素，其产量可达到1.4×106～4.7× 106分子/细胞。目前，我国基因工程人生长素已研制成功，并投入市场和用于临床使用。除上述药物外，运用基因工程技术生产的这类药物还有神经生长因子（PDGH）、人基底成纤维细胞生长因子、绒毛膜促性腺激素等。（3） 细胞免疫调节因子 基因工程技术用于细胞免疫调节因子的产品较多，临床广泛应用于抗肿瘤和免疫调节等。近年来，由于基因重组和细胞融合两大技术的进步，加上高压液相层析技术、氨基酸序列分拆装置以及蛋白质的精制和解析技术的改进，使一些调节细胞免疫活性物质的研究和开发得到快速发展，如干扰素（INF）、白介素（IL）、集落刺激因子（CSF）和肿瘤坏死因子（TNF）等。干扰素是其中研究较为广泛，技术比较成熟，产业化较早的一个产品。第一代干扰素是从血液中进行提取而得到。据芬兰的K Canted报道，处理23000L血液，所得纯度1%以下的干扰素不足100mg．所以产量很低。而且由于血源质量不能保证，可能造成血源性传染病的传播。第二代干扰素是采用基因工程技术进行生产的，其生产水平可达250000分子/细胞，每升可含2.5亿单位，成本显著下降，产品纯度很高，含量可达90%以上。目前，已经商品化的基因工程干扰素有α、 β、γ三种，而且生产技术也在不断完善。俄罗斯科学家构建了以假单胞菌为载体的表达系统来生产基因工程干扰素．与传统的大肠杆菌表达系统相比其培养周期短，细胞易于破碎便于提取。随着基因重组技术的不断发展，一些研究人员对干扰素基因进行改造，构建靶向干扰素基因及表达载体。夏小兵等利用限制性内切酶分别从含有抗乙型肝炎S抗原（HbSAg）人源单链抗体与人干扰素α质粒中切出目的基因，连接到 pET22b质粒中，构建成单链抗体靶向干扰素表达载体，在大肠杆菌中表达成功。（4） 疫苗传统的疫苗是病源微生物的减毒或灭活物质，但这些疫苗都不理想，有可能发生回复突变，恢复毒性；或者因为灭活不适当引起疾病流行。利用基因工程技术生产的新型疫苗，可以克服传统疫苗价格昂贵、安全性能差等缺点，能为目前尚无有效疫苗的某些特殊疾病如艾滋病，提供有效的治疗手段。第一个商品化的基因工程疫苗是抗人乙型肝炎病毒（HBV）的疫苗。我国大约有10% 的人口受到HBV的侵害， HBV的感染通常还与特殊的肝癌（HCC）有着密切的关系，每年全世界死于HCC的病人有30万左右。HBV具有高度的寄主专一性，只能感染人类和黑猩猩，这意味着只能从肝炎患者身上才能获得有限数量的病毒，供做疫苗使用，而且从患者血液中提取制备的疫苗，还有传染艾滋病的可能。利用基因工程技术生产的抗HBV疫苗克服了传统疫苗的缺点，质量和安全性高，用量极少，一般剂量为10mg以下，接种3次，为普通药品用量的千分之一。1982年P Valenzuela等人将S基因（HBV表面抗原基因）的一个片段克隆在一种载体上，结果在酵母中合成出来HBV表面抗原（HbsAg）颗粒，其产量达25 μg/L，酵母表达系统现在已经能够大规模生产供给人类使用的重组肝炎疫苗。大约20年前，人们发现"裸露"DNA注入体内能够诱发免疫反应，科学家们进行了大量研究，开发出了新型的核酸疫苗。所谓核酸疫苗，是指将编码某种抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA）直接转移到动物体内，通过宿主表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主对该抗原蛋白产生免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。现已开发出多种核酸疫苗，例如：流感核酸疫苗、艾滋病疫苗、狂犬病疫苗、结核病疫苗和乙型肝炎疫苗和戊肝疫苗等。（5） 基因治疗制品 基因治疗在1990年开始进行实验， 1993年美国FDA给人类基因治疗下的定义为："基于对活性细胞遗传物质的改变而进行的医学治疗，这种改变可以在活体外进行，然后应用于人体，或者直接在人体内进行"。因此，基因治疗存在两种方式，即间接体内法和体内法。间接体内法主要是通过在体外进行基因转移，筛选可表达外源基因的细胞，然后再转移到体内；体内法则是直接在体内改变与修复遗传物质。随着分子生物学、基因重组技术的发展，有关目的基因的获得方法已趋成熟，但是，目的基因的转移传递系统、目的基因的表达调控以及疗效和安全性还需进一步研究证实。目前，基因转移系统主要是两类：一类是由病毒介导的基因转移系统，主要包括逆转录病毒（Rt）、腺病毒（Ad）、疱疹病毒（HSV）和腺病毒相关病毒（AAV）载体等。Nnldini等开发出一种基于HIV的重组Rt载体，不需要辅助细胞，能广泛感染各种非分裂细胞，同时保留了能整合在宿主染色体上的特点。世界上第一例基因治疗所采用的载体即是Rt载体，治疗腺苷酸脱羧酶缺乏所致的严重联合免疫缺乏症（ADA-SCID）。另外一类是非病毒介导的基因转移系统，包括脂质体、分子偶联载体、基因枪和裸DNA等。另外，反义核苷酸技术也应用于基因治疗，尤其在抗乙肝病毒的基因治疗方面，包括反义DNA、反义RNA和核酶 RNA等。2001年，Robaczewska等首次通过静脉给予反义 DNA，选择性抑制北京鸭HBV在鸭肝脏中的复制和表达，证明了反义DNA在动物实验中的有效性。美国Viagene公司研究出一种被称为"艾滋病毒免疫制剂"，该药为一种鼠逆病毒与核心蛋白编码的基因序列和HIV表面抗原RNA结合产物，在小鼠和灵长类动物试验中确定该药能诱导出强的 HIV-特异性杀伤细胞。4 结束语基因工程技术使药品开发发生了根本性的转变。传统的药品开发方式是在大量的化学合成物质和微生物代谢产物中进行随机筛选，得到其中的有效成分作为新的药物。采用基因工程技术开发新药，是通过对致病机理的研究，找到那些可用于治疗目的的有效成分以及其编码基因，经过基因重组将其转入适当的载体，大量表达其有效成分作为治疗药物。同时，基因工程技术给药品生产技术带来了革命性变化。过去一些生产困难的产品，如激素、酶、抗体等一些生物活性物质，通过基因工程手段可以高质量、高收率地付诸生产，同时生产成本也大幅度降低，提高了患者的用药水平和生活质量。基因工程技术在传统医药不能有效治疗的一些疾病，如癌症、艾滋病、遗传病等的诊断、治疗和预防等方面提供了有效的新手段，并取得了一些重大的突破。如发现了致癌基因，可使癌症的早期诊断和治疗药物的开发成为可能。随着分子生物学和基因重组技术的发展，我们相信这些严重危害人类生命的疾病，在不久的将来会得到有效的预防和治疗。
答案是：B。B项是错误的，田鼠的摄食量减去粪便量即为同化量。D项是正确的，田鼠的同化量是7乘以10的9次方，下一营养级最多得到它20%的能量，也就是1.40乘以10的9次方。
生物制药的研究与发展(生物技术论文)摘 要：生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域，在科技高速发展的现代社会里，中药要想存在就必须实行现代化，因此生物制药在制药行业就显得尤为重要，而发展生物制药将会形成一个大的趋势关键词：生物制药；研究；发展Abstract：Biotechnology has been widely used in the research and development of chinese medicine on all side.In the high development of sciences,especially modern society,only by being modern,can the chinese medcine exits.So the biology pharmacy becomes more importment in the pharmsncy industry and developing biology phsrmsry will be a big trend.Key words：biology phsrmsry; rearch; development
我 们， 这，给的，好的， 吧，
大学是干嘛的地方？无论多高的学历和职称，不会设计、制造教具，不会设计、制造教学仪器，不会维修仪器和设备；用你父母的钱进口教学仪器模仿了委托工厂仿制就是佼佼者；用你父母的钱请校外的人来维修设备、从校外采购配件；用你父母的钱请教学仪器生产企业提供教学实验讲义，将作者填上他们的名字就有教学突出成就奖；教你背诵的公式和外语，永远也比不上美国麻省理工学院在网上公开的教材内容。学生也不要埋怨学费贵，除了上面教师的原因，你们自己的基础实验、专业课就上的迷迷糊糊的，高额投资下的创新实验项目、挑战杯、科技竞赛、毕业论文、商业开发，都见不得阳光，将真金白银变成了一堆堆的垃圾！！！！
电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面。电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。下面学术堂整理了十五个电子信息工程毕业论文题目，供大家进行参考。1、计算机电子信息技术与工程管理分析2、自动化技术在电子信息工程设计中的应用探究3、电子信息工程中计算机网络技术分析4、电子信息工程现代化技术中的弊端及改善对策5、电子信息工程发展现状与保障策略研究6、浅析电子信息工程中的现代化技术7、电子信息工程的现代化技术探讨8、试论电子信息工程的现代化技术9、关于电子信息工程发展现状及保障措施的研究10、浅析计算机网络技术在电子信息工程中的实践11、计算机网络技术在电子信息工程中的应用方法探讨12、电子工程的现代化技术探究13、刍议电子信息工程发展14、电子信息工程中计算机技术运用与分析15、关于电子信息工程中的计算机网络技术
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 4.1 全面理解设计要求 4.1.1 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 4.1.2 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 4.1.3 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 4.2 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它：步近式力矩马达 4.3 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。 4.3.1 供油压力的选择 选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 4.3.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 （1）动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化 图中 FL——负载力，FL=pLA； pL——伺服阀工作压力； A——液压缸有效面积； υ——液压缸活塞速度， ； qL——伺服阀的流量； q0——伺服阀的空载流量； ps——供油压力。 由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。 （2）负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。 （3）负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 （4）近似计算法在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定 FLmax≤pLA= ，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算： （37） 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。 （5）按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （38） 二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （39） 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。 4.3.3 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素： 1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。 2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。 4.3.4 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 4.4 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 4.5 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。 4.6 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。 4.6.1 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 4.6.2由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a）0型系统；b）I型系统 4.6.3 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 4.7 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。 4.8 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。
浅议中小学信息技术教师能力要求 ○郑珠1,侯友2(1.内蒙古师范大学传媒学院,内蒙古呼和浩特010022;2.内蒙古师范大学教育科学学院,内蒙古呼和浩特010022) 内容摘要:信息技术在教学中的广泛应用给信息技术教师带来了角色变化,使其成为学生学习的组织者、引导者、参与者、促进者和评价者,成为课程的开发者、设计者。这种角色的变化向教师的能力提出了挑战,我们应认真分析当前中小学信息技术教育对教师的能力要求,以不断的创新精神推动素质教育,以适应新课程改革的需要。关键词:中小学信息技术;教师;角色;能力 基础教育课程改革已经成为世纪之交的全球性浪潮,我国新课程改革在这次浪潮中异常活跃,新的课程标准已相继出台。新课程改革成功的关键就在于教师素养的进一步提升。中小学信息技术课程以其独特的身份让人耳目一新,对信息技术教师来说,新课程实施过程中新的教育理念、课程观、教学观、教师观、学生观等,与教师长久形成的、原有思想观念和思维行为习惯之间的冲突不可避免,提升信息技术教师的素养也就显得日益紧迫,培养一批具有优秀教学艺术风格的信息技术教师也是当务之急[1]。 在新课程改革的教学实践中,信息技术教师的角色发生很大的变化,教师成为学生学习的组织者、引导者、参与者、促进者和评价者,成为课程的开发者、设计者。这种角色的变化向教师的能力提出了挑战。因此,当前信息技术教师应该具有以下几方面的能力,才能适应新课程改革的需要。 一、中小学信息技术教师要具有开发、整合、设计课程的能力 中小学信息技术课程的任务是为其他学科打下应用信息技术进行学习的基础,学校教育中学生的大部分学习时间是在各门学科教学中度过的,而信息技术课程在学校课程计划中不可能占据主要地位,只可能是一小部分,但信息素养对于现代社会的人来说,又十分必要,因此只能通过其他课程的教学活动作为培养信息素养的主要渠道。因此,当前我国课程改革的重要环节是在各个学科教育中积极应用信息技术,努力实现信息技术与其他课程、教学的有效整合,这就要求教师要具备一定的课程开发能力、课程整合能力和课程设计能力。为此,信息技术教师需要做到以下几点: 1.信息技术教师要形成强烈的课程参与意识,改变以往学科本位的观念和被动执行的做法。提高信息技术能力的途径主要是信息技术学科教学和在课程中使用信息技术,这就需要信息技术教师积极推动信息技术与学科课程的整合,使学习良性互动起来,使学生学到的各学科知识有机的整合起来,并且借助研究性学习、主题学习等模式在实践中综合应用,加深对知识的理解,最终内化,使知识结构更加有序,减轻学习负担,提高学习效率。2.信息技术教师要有敏锐的观察力。敏锐的观察能力是指于细微枝节中看出事物的本质的一般特性和规律的感知能力。赞可夫说:“对一个有观察力的教师来说,学生的欢乐、惊奇、疑惑、恐惧、受窘和内心活动最细致的表现都逃不过他的眼睛。一个教师如果对这些现象熟视无睹,也很难成为良师益友。”信息技术与学科教学整合实践中更需要教师具有这种能力。这是因为,在利用媒体引导学生进入情境、会话、交流和有意义建构时,教师有更多的时间观察学生的细微变化,揣摩学生的心理感受,捕捉每一点教学信息,从而帮助学科教师发现问题,及时引导和调整教学活动。3.信息技术教师要有创意思考能力。台湾辅仁大学的赖丽珍教授认为:教师创意思考能力是指教师将创造力运用于教学专业的过程,改变过去关于教学的想法、方法及策略,进而发展出新的想法、方法及策略,使得教学的构思和行动更富创意,教学成效亦有增进的能力。教学创意思考能力是教师创造能力的一种具体表现。教师的创造力运用是教学创新的关键因素,也是激活学生创造能力的关键因素。信息技术与课程整合无论是从内容的选择、过程的设计,还是对学生学习结果的评价都非常强调教师的创新教学设计能力。4.信息技术教师要具有综合运用知识的能力。信息技术与课程整合的特点决定着教师应该是综合型教师,具备综合运用知识的能力。但是,目前中小学教师的现状并不能完全适应信息技术与课程整合课的需要。究其原因有两方面:一是我国师范教育体制还不够完善。我国的师范教育长期以来偏重培养学科专家型教师,课程体系呈现单一学科纵深发展的特点,专业课、学科课占的比例大,公共课、文化课比例小,使得师范学校毕业生的综合素养相对较弱。二是学校分科教学的结果。教师的学科角色一旦确定,不少教师便画地为牢,把自己禁锢在学科壁垒之中,不再涉猎其他学科的知识。于是出现了这样的现象:教数学的不研究数学在物理、化学、生物以及在社会生活中的应用,教语文的也不光顾历史、地理、政治书籍。
核心素养下小学信息技术教学浅析论文
在日常学习和工作生活中，大家总免不了要接触或使用论文吧，论文对于所有教育工作者，对于人类整体认识的提高有着重要的意义。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题，以下是我为大家收集的核心素养下小学信息技术教学浅析论文，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
摘要：
当前，核心素养教育正成为各个学科教育深化发展的主要目标和主要任务。教师除了传授学生课本上的知识之外，还要着重培养学生的核心素养，以便学生更好地把握学科知识。本文对核心素养背景下小学信息技术学科教学进行了分析，并提出了新的观点和创意，希望对提升课堂教学效率有所帮助。
关键词：
核心素养；小学信息技术；教学策略；
引言:
信息技术的广泛普及对各个行业领域的发展具有推动作用，但也给教师带来了新的挑战。教师必须进一步增强学生的信息技术学科素养，才能让学生在生活学习和未来成长发展中适应环境，用好信息技术。
一、核心素养导向的任务驱动教学
核心素养在小学信息技术教学中的渗透，教师要先明白信息技术的内涵和意义，并针对性地组织教学活动。小学信息技术学科的核心素养包含信息意识、计算思维、数字化学习、信息责任这四个方面。笔者认为，信息技术核心素养是指学生要充分了解信息技术特征、原理等，并能在学习和生活的.方方面面留意信息、使用信息。在核心素养背景下进行任务驱动，教师就是要以核心素养的教育为目标设置学习任务，让学生围绕任务目标展开探究，有所收获。例如，在关于信息意识的核心素养教育中，教师可以设置任务：“请大家找出日常生活中体现信息技术重要作用、重要价值的地方。”这个任务很简单，但是对学生信息意识的有效培养具有重要作用。
二、小组合作下的信息技术教学
在核心素养教育中，小组合作是非常重要的教学措施。小学生的信息技术水平普遍不高，实操能力不强，对信息技术相关知识的认知难免遇到障碍。如网上公约的重要性，或者对电子邮箱的申请途径和方法，这是大多数小学生没有接触过的事情，教师介绍这些知识的时候也会有些力不从心。在小学信息技术教学中组织开展小组合作，学生之间能够形成互助合作的关系，帮助学生较快补足认知短板，形成良好的学习氛围。如在教学关于网上邮箱的知识点时，教师可以给学生布置小组活动任务：“请小组成员自行申请注册邮箱，并进行一次邮件收发实操训练。”根据这个任务，小组成员可以相互协助完成各项操作，从申请邮箱账号的信息填写，到邮箱账号的昵称和各项设置，再到邮件的收发、内容的编辑、联系人的添加等，都可以通过小组的合作互助完成。在小组合作中，学生对信息技术的了解更深刻、操作更熟练。由上可知，根据教材内容，教师需要合理设置合作学习任务，充分激发学生的学习热情，让核心素养的渗透更加深入。
三、线上线下相结合的信息技术教学
如今，信息技术已广泛普及，在家庭生活中，学生有很多便利条件来接触信息技术，应用信息技术。因此，教师应该鼓励学生利用好课下时间，在家里运用所学的信息技术知识，从而循序渐进地提高信息技术水平。一方面，教师要跟学生家长做好沟通，让家长了解孩子的学习进度；另一方面，教师要让家长给孩子创造条件，允许他们适当使用电脑或者手机，通过家里的信息技术设备等完成家庭作业，熟悉电脑搜索引擎和网上的操作。在小学信息技术教学中，教师既要把握核心素养的具体要求，又要把握学生的认知能力和行为习惯，充分利用信息技术的有利条件。随着任务导学、小组合作教学等创新教育举措的实施，学生群体的核心素养一定能得到提高。
参考文献：
[1]林永和.“UMU与项目学习”助力高中信息技术学科核心素养的培育——以“人工智能在生活中的应用”教学为例[J].福建教育学院学报,2020(6).
[2]徐建芳.例谈学科核心素养视域下的小学信息技术课堂教学的提问策略[J].教育教学论坛,2020(38).
[3]马开颜.中等职业学校培养学生学科核心素养的教学策略——以信息技术课程为例[J].中国职业技术教育,2020(20).
在小学计算机教学中,让学生自主学习,掌握计算机知识,是小学计算机教学的重要任务。下面是我为大家整理的小学计算机论文，供大家参考。
小学计算机论文 范文 一：提高小学计算机教学质量的对策和 措施
一、小学计算机教学存在的主要问题
(一)学校对计算机教学不重视
现阶段我国大部分小学对计算机教学都不够重视。这主要是因为计算机教学作为一门开展时间不长的学科，在实际的教学中并没有统一的考核标准和科学的指导体系。大部分学校的领导认为计算机可以让学生在平时的生活中去学习，在学生不断的成长过程中，他们对计算机也会自然而然的更加了解，所以对计算机教学并不重视。部分学校甚至在计算机教学课时根本就达不到相关的规定要求。
(二)专业的计算机教师缺失
在小学的计算机教学中，由于缺乏学校重视，也就并没有重视引进专业的计算机教师来进行教学工作。大部分学校的计算机教学都是抽调其他学科老师来进行教学工作。大量的计算机教室确实无疑对小学计算机教学质量产生了负面影响。
(三)教学内容和教学方式有待改进
由于学校和教师的不重视，让计算机教学成为了小学 教育 中的可有可无的学科，部分学校在对计算机教学的教材进行选择时比较随意，导致小学计算机教学的内容存在很大的差异。教师在实际的教学中使用的 教学 方法 也比较单一和机械，让学生死记硬背，让学生的学习兴趣受到很大影响，部分学生还可能会产生厌学的情绪，这样就会对小学计算教学质量产生重要影响。
二、提高小学计算机教学质量的对策和措施
(一)明确小学计算机教学的地位
小学计算机教学可以让学生从小就开始感受和适应信息社会发展的变化情况，对学生将来更好去适应信息化的社会生活非常有帮助，所以在信息时代下，计算机教学在小学教育中具有非常重要的作用。小学的管理层和教师更应该正确认识到计算机教学的作用和意义，让小学计算机教学的地位得到明确，重视和加强小学计算机教学。尤其是某些学校应当逐渐在校园内营造出良好的计算机教学氛围，有效去提高小学计算机教学质量。
(二)提高计算机教师的专业技术水平和综合素质
针对现阶段我国大部分小学计算机教室队伍良莠不齐的情况，广大小学一定要重视起小学计算机教室的专业技术水平和综合素质的提高，具体来说，提高计算机教室的专业技术水平和综合素质可以从以下几点进行:
1.积极吸纳学历较高的计算机专业大学 毕业 生，扩充小学计算机教室队伍的后备军。
2.针对现阶段的小学计算机教室队伍进行长期性和经常性的培训。
3.有条件的学习可以对外聘请一些计算机教室进行教学。
4.经常性和长期性地组织计算机教师之间的教学交流研讨会。
5.积极应用远程教学技术，实现计算机教学的远程化、信息化和现代化。
(三)加强教学方法和教学内容的改革
改革小学计算机教学方法和内容是提高小学计算机教学质量个重要途径。各小学在选择计算机教材过程中，应当根据小学生的实际情况和特点以及教育主管部门的相关文件要求来进行，选择统一和规范的计算机教材。这样才能够更加方便的去考核计算机的教学质量，进而帮助实现小学计算机教学的目标，让小学生的计算机应用水平和能力能得到真正提高。计算机教学的实际特点决定了教师在实际的教学中应该以上机实践为主，小学生比较活泼好动，如果教师还是采用常规授课的方式，则不能取得理想的教学效果。例如在计算机教学中让小学生一边玩耍教学类游戏，一边进行实践教学，则可以让小学生在玩的过程中去学习知识。换句话说，也就是实现计算机教学的“寓教于乐”便能提高教学质量，实现小学计算机教学的目标。
三、结语
在小学教育中，计算机教学的作用和意义表现得越来越明显，针对当前存在的问题，学校首先要加强对计算机教学的重视，加强对计算机教师的培养和引进工作，解决当前专业计算机教师缺乏的问题，最后选择合理的教学内容和利用科学的教学方式来有效提高小学计算机教学质量，实现小学计算机的教学目标。
小学计算机论文范文二：小学计算机创造教育思考
江泽民同志在全国科技大会上的讲话中指出“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”;“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进的民族之林”。当今世界正日益受到新的科学技术的冲击，信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋开发技术构成了前所未有的新科技群。科学技术迅猛发展造成信息量剧增—“知识爆炸”。这就要求21世纪需要的人才不仅要具备渊博的学识，更要具备独立接受新信息、处理新信息的能力。但是，时代的需要与现行的教学相差甚远。著名的物理学家杨振宁教授，曾多次在 文章 中指出:“中国学生与美国学生相比的最大差异是:中国学生虽能在考试中获得较高的分数，但比美国学生缺乏创造力、动手能力。”这种情况的出现，反映了我们现行教学中存在的弊端。因此，改革现行教学中的这种弊病，培养学生的创新精神和动手能力，具有深远的意义。伟大的无产阶级革命家和教育家徐特立同志是我国近代创造教育的倡导者，他的创造教育思想有着丰富的内容，也最具有民族特色。到陕北不久，他提出:“我们的教育应该强调创造性、革命性。”①新中国成立前夕，他写道:“我觉得应当培养敢于发挥其个性，有脑筋辨别是非，有主张、有试验、有创造、有行动的青年。”②进人社会主义建设阶段，提出“培养有社会主义觉悟，有 文化 的劳动者”的教育方针之后，他进一步指出:“我们要培养具有创造性的劳动者。”③继承徐老创造教育思想，是中小学生创造教育的一项重要任务。计算机课程既具有很强的理论性，又具有很强的实践性。它要求学生不仅要很好地掌握理论知识，而且还要把所学的知识应用到操作实践当中去，并在操作实践中不断地发现问题、分析问题，解决问题，因此在培养学生创造能力上具有良好的作用。那么如何在计算机教学中培养学生的创造能力呢?
激发兴趣，增强创造的动力
鲁迅先生说过，没有兴趣的学习，无异于一种苦役;没有兴趣的地方，就没有智慧和灵感。兴趣是带有感情色彩的一种积极的认识倾向，既是影响学习进程与学习效果的强大动力，又是激发创造思维，开发智力的催化剂。一个人只有当他对某种事物发生兴趣时，才会孜孜不倦地为之去求索。著名的Mic~ft公司总裁比尔•盖茨便是很好的例证。现在计算机教学软件、游戏软件许多都是多媒体的，声音和图像吸引学生的兴趣。那么，计算机教学就可以利用学生动机最强烈、感觉最需要、兴趣最浓厚来安排学习内容，有利于提高学习效果。但是，对于计算机中一些理论知识的学习，学生就不怎么感兴趣了，那么，怎样才能激发学生学习的兴趣，增强其求知欲呢?徐老指出，教师应具有教育科学的研究能力，力求达到专家那样的水平。他鼓励教师:“专心致志、钻研业务”。教师 爱岗敬业 ，努力挖掘教材内容，选择良好的教学方法，使自己的教学达到较高的艺术境界，以此唤起学生的认识情趣。其次，教师应该把学习的主动权交给学生。徐老认为:“教师是领导者”，应该发挥主导作用，但要注重学生的主体作用，让学生在教师的指导下，通过自己的智力活动，去发现认识对象的奥秘。比如，在计算机“英文指法”的教学中，让学生在电脑上进行大量的练习，固然重要，但长时间单纯枯燥的练习，会使学生对计算机产生厌烦，失去兴趣。我是这样教学的:首先让学生课外观察“打字社”的阿姨打字的特点。学生都能发现打字社的阿姨打字时，眼睛不看键盘。然后，问学生;“你们想不想象打字社的阿姨那样成为键盘高手呀?”激发学生的学习兴趣。在全体学生答完“想!”之后，我并没有立即告诉学生“指法”，而是先让学生在键盘上尝试，并启发学生说:“我们每个人的十个手指，就象十个亲兄弟一样，我们怎样让这十个兄弟协同工作好呢?”引导学生去发现“指法”。在学生发现的过程中，我充分的让学生说出自己大胆的想法，并让学生们评议。这样的教学，不仅会增强学生浓厚的认识兴趣，而且还会丰富其精神生活，形成敏捷的思维品质，为创造能力的形成创造了条件。
拓宽知识，夯实创造的基础
创造能力的培养，是以广博的知识为基础的。学生只有具备了丰富的知识，才能发现各种知识之间的内在联系，触发联想，产生迁移和连结，形成新的观念和新的认识，达到质的飞跃。徐老特别强调知识广采博撷在创造性教育中的重要意义。他说:“凡是伟大的人物，他之所以能够创造出新的事物，都是由于他吸收了过去人类历史的知识遗产而来的。”④因此，在教学中，我们既抓好“双基”的教学与训练，让学生扎实学好课内知识，具有良好的学习技能，又注重帮助学生理清知识间的纵横脉络，形成系统知识体系。此外，我们还丰富学生的课余生活，组织学生读一些科幻 故事 、计算机发明史之类的课外书籍，开力、“电脑与美术”、“电脑与 作文 ”、“电脑与数学”一系列计算机课外兴趣班等。让他们在知识性、科学性、趣味性的活动中，领略课内无法涉猎的无限风光，弄清一些计算机知识的历史渊源，领会知识的内核，以开启智慧之门，促进创新意识的形成。
引导探索，铺设创造的道路
在《学记》中有这样的文字记载:“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达。”这是我国的教育家推崇的教学过程。实践证明“开而弗达”，让学生参与探索的教学策略，可以充分发挥学生的学习潜能，培养其创新意识。比如，我在教学Wo记软件时，首先把学生带到计算机房，让学生熟悉Wo记界面，再指导学生学会“帮助”工具，然后让学生观看老师编写文档的过程，最后让学生自己设计一个图文并茂的文档。学生在刚开始操作时，感到困难重重，每进行一步操作都会遇到新问题，此时我细心引导，鼓励学生去发现新知识。大胆地去尝试，使学生在不断的探索中， 总结 出有规律性的方法。软件的许多功能都让学生通过实验进行自由探索，培养学生自己探索软件功能和摸索软件规律的能力，从而达到举一反三的效果。这样，学生虽然学习的是Won】，但是所掌握的探索软件功能的能力将成为今后学习更高层次软件的良好基础。徐老认为，有创造性的劳动者应该能够发现新知识。这就只有从改造事物的劳动中去发现，即“从手脑并用的劳动中，分析事物、综合事物、改造事物，从而得来关于事物的一些新知识、新道理、新方法”。⑤在美国大中小学醒目的地方，常可以看到这样的 标语 :“Ihear，朋dIfo卿t，1see，and1reme浏比r，ldo，朋d1understand.”意思就是:“听而易忘、见而易记、做而易懂。”这段话是我国古代哲人老子说的，它反映出美国教育思想的一个方面，比较注重能力，强调动手，强调创造性。在教学中“是给学生一头猎物，还是给学生一杆枪?”每位有远见的教师都会选择后一种答案。因为猎物总有被吃完的时候，而学生一旦有了“一杆枪”，他就可以自己不断地去捕猎，而继续生存下去。现代信息技术如此发达，软件层出不穷，我们不可能将每一个软件都放在课堂上进行教学。一个没有独立探索软件功能的人在现代信息社会中是难以生存的。
鼓励求异，架设创造的桥梁
为了保证创造的实现，徐老主张教师与学生之间，应该建立民主、平等的关系。他要求教师“上课时要启发学生的怀疑精神，不要抱着:我说的都对，你们只管接受的态度”。他认为:“一切读书都要加上创造批判的工作”。⑥“对于古人的学术遗产”，“都要把它当作历史看，而加以批判地重新审查”。计算机创造教育的核心是学生创造思维能力的培养，质疑求异是智慧的摇篮、创造性思维的前奏。学生积极思维往往是从疑开始的。因此，教学中应启发与鼓励学生质疑求异。比如，我在教学WindOWs“画图”第一课时，首先让学生用“画图”工具大胆尝试，学生用“铅笔”、“直线”、“曲线”、“刷子”、“颜料桶”等工具在“画纸”上画满了线条，如果再画就没有地方画了。这时我向学生提出问题:“同学们，现在你的画纸已经画满了，怎样清除你的画面呢?”有学生回答:用“橡皮擦”工具。大家在这一位同学的启发下，用“橡皮擦”工具清除自己的画面，不一会儿，就有位学生提出疑问:这样清除画面速度太慢了，有没有更好的工具呢?面对这样有意义的问题，我不仅加以鼓励，而且加以诱导，把快速清除画面的问题推给学生思考，让他们自己探索。很快就有学生发现在“图象”菜单下有一个“清除图象”工具。在学生使用“清除图象”工具清除画面以后，还有学生提出不同的方法来解决这一问题，如:用“选定”和“剪切”工具配合来清除图象。还有学生说:用文件菜单中“新建”工具也可以清除图象。这些方法都是学生在求异的过程中创造思维的表现。在教学中，学生提出的任何问题，即使是错误的或不得要领的，都是他们独立思考的结果，甚至是创造思维的萌芽。我们要发扬民主，创设条件训练学生的求异思维，鼓励学生敢于发表不同见解，让他们先学会提一般问题，再学会提理解性问题，最后学会提探索性问题，逐步培养其独立思考的、主动探索的品质。哈佛大学校长陆登庭说，“一个人是否具有创造力，是一流人才和三流人才的分水岭”。我们的教育能不能培养出大批具有创造力的“一流人才”是关系到我们能不能实现知识创新和科技创新、能不能“屹立于世界先进的民族之林”的大问题，是关系到我们能不能适应新世纪知识经济时代潮流的大问题。因此，我们必须大力弘扬中华民族的伟大的创新精神，学习徐老的教育思想，积极开展创造教育，开发和培养学生的创造能力，为迎接知识经济时代的到来培养大批创造型人才。
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题目定好的话我可以帮你写开题。。。在论文工作布置后，每个人都应遵循选题的基本原则，在较短的时间内把选题的方向确定下来。从论文题目的性质来看，基本上可以分为两大类：一类是社会主义现代化建设实践中提出的理论和实际问题；另一类是专业学科本身发展中存在的基本范畴和基本理论问题。
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文，供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要：计算流体力学是以多种计算方程为基础，在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算，分析出不同守恒定律中，这些变量的主控形式和变化规律，从而优化工程设计和工艺设备，提高化学反应中正向变化的进行，提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析，有利于工程成本的节约，提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析，并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词：计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程，并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效，不仅能够供给正常的生活需求，同时根据新材料的开发，能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中，较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的，具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析，能够优化工程设计和工艺改进，提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD，是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程，从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律，其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下，计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法，其也是一门多门学科交叉的科目，计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识，也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识，其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟，其主要目的是对流体流动进行预测，以获得流体流动的信息，从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展，市场上也出现了计算流体力学软件，其具有对流场进行分析、计算、预测的功能，计算流体力学软件操作简单，界面直观形象，有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
2.1在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中，反映介质之间的流动性比较复杂，依据传统的计算形式根本无法解决，并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点，在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律，其得出的结构往往存在较差时效性，实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用，能够对搅拌中流体的形式进行模拟，并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化，不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关，还与时间、容器的形状等有着之间的联系，需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高，在通过借助多普勒激光测速仪后，已经对三维计算形式有了较大的突破，这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用，但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷，需要在今后的研究中不断的完善。
2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备，通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用，能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同，计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变，增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积，提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中，热量交换的形式更为复杂，但是却群在重复性换热的特点，增加了换热的时间，提高了换热的效果。从总体上分析，计算流量力学中，需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用，能够计算出不同设备的热交换效果，并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
2.3在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
2.4CFD在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中，反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系，在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制，当反应中温度过大，就会造成分子的剧烈运动，其运动轨迹的变化规律就会异常，在利用计算流体力学的模型计算中，计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取，在计算流体力学的实际计算中，就要借助FLUENT进行三维建型，并利用测速反应器进行速度的测量，通过综合的比较分析，利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场，可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程，详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义，并在经济效益的提高上具有重要的价值，在近几年，化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究，以二维空间计算和模拟为基础，不断的完善三维空间的流量计算，并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用，在今后的化学工程发展中，应加强此类学科的教学与延伸，提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课，文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线，改变传统的单一的课堂教学，将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合，激发学生学习兴趣，培养学生自主学习能力和工程意识，以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一，主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用，包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐，学生感到非常难学又缺乏实际应用，在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理，达不到良好的教学效果，因此，我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试，希望激发学生学习的兴趣，进而更好地掌握这门课程，为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来，主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等)，培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前，本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求，2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性，培养学生的创新能力，夯实学生的专业基础，使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念，并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标，浅谈《化工热力学》的教学体会，着重对教学方式进行了探索和实践，为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点，我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4]，同时，也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》，冯新等编，2008;《化工热力学(第二版)》，陈钟秀等编，2000;《化工热力学导论(原著第七版)》，J.M.史密斯等编，刘洪来等译，2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长，已形成较完整的知识体系，如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用，因此在本课程教学中不再赘述，而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中，首先，详细分析《化工热力学》教材结构，围绕主线内容合理编排知识点;其次，建立好各知识点之间的逻辑关系，让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后，根据能源化学工程专业的需要，适当删减补充了教材内容，结合学科动态，增强化工热力学的应用能力，如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式，培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂，学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理，传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点，与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此，应改变传统单一课堂讲授模式，充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先，教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题)，促使学生思考，复习旧知识，预习新知识;其次，教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题)，并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解，同时，教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中，重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后，课堂教学结束后，教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题)，并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的，同时，吸引学生注意力，培养学生自主学习能力，提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合，培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象，而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少，将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来，建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式，紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题，把学科前沿领域的科研成果带入课堂，可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时，可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法，培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养，也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度，为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况，我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前，课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分，其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分，各占10%;期末考试采用开卷方式考试，考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐，教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理，因此，在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣，增强学生的主观能动性，在课堂教学中引入分组讨论，开展导向性的专题研究，将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合，培养学生查阅资料和分工协作的能力，为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中，首先要明确教学内容与主线，打破单一的学生被动听讲的模式，理论联系实际应用，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生对教学内容的兴趣，并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新，因材施教，为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华，冯新，吉远辉，等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ，2008，3：19-21.
[2]梁浩，刘惠茹，王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工，2010，37(1)：157-158.
[3]李兴扬，唐定兴，沈凤翠，等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育，2011，3：71-73.
[4]朱自强，吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京：化学工业出版社，2009.
[5]冯新，宣爱国，周彩荣，等.化工热力学[M].北京：化学工业出版社，2008.
[6]陈钟秀，顾飞燕，胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京：化学工业出版社，2000.
[7]史密斯JM，范内斯HC，阿博特MM，等编;刘洪来，陆小华，陈新志，等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics，SevenEdition).北京：化学工业出版社，2007.
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虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,是一门崭新的综合性信息技术,下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文1400字，希望能够对您有所帮助。
虚拟现实技术初探
【摘要】 本文通过定义、系统构成、特征、应用及发展前景等几个方面对虚拟现实技术做了一个的简要介绍。
【关键词】 虚拟现实 3I 应用
虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,这个名词始创于上个世纪八十年代,由美国发明家Jaron Lanier提出,是一门崭新的综合性信息技术,而且已经成为当今计算机科学界最振奋人心的研究课题之一。
一、什么是虚拟现实
VR是指利用多媒体计算机技术生成一个具有逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉等的模拟现实环境,利用人的自然技能对这一虚拟出来的现实环境进行交互体验,体验的结果(即该虚拟的现实反应)与在相应的真实现实中的体验结果相似或完全相同。
二、虚拟现实技术的系统构成
如图所示,VR的系统由以下模块构成:
1.检测模块:检测用户的操作指令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。
2. 反馈模块:接受来自传感器模块的信息,为用户提供动感、触觉、力觉等多方面感受的实时反馈。
3. 传感器模块:一方面接受来自用户的操作指令,并将其作用于虚拟环境;另一方面将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。
4. 控制模块:对传感器进行控制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。
5. 建模模块:运用知识库、模式识别、人工智能等技术,获取现实世界组成部分的三维表示,通过音响制作实现对现实世界的声音模拟,并由此构成对应的虚拟环境。
6. 三维模块:通过三维技术实现对虚拟环境的视觉模拟。
此外,在开放式的虚拟现实系统中,还可以通过传感装置与现实世界构成反馈闭环,在用户控制下,利用虚拟环境对现实世界进行直接操作或遥控操作。
三、虚拟现实技术的特征
虚拟现实技术具有如下四个特征,即:多感知性、沉浸感、交互性、想象性。
1. 多感知性(Multi-Sensory)――所谓多感知性,是指通过多种媒体,产生视觉、听觉、触觉、力觉、和运动等的感知。理想的虚拟现实技术应该实现人所具有的一切感知功能。由于科技发展的局限性和不成熟,目前的虚拟现实技术所开发的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
2. 沉浸感(Immersion)――又称临场感,指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。当用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中时,眼睛看到的、耳朵听到的、鼻子闻到的、嘴巴尝到的、还有身体触摸到的等等,都跟在现实世界里体会到的感觉是一样的。
3. 交互性(Interactivity)――指用户对虚拟环境内的物体进行操作时,对象将给用户以感觉上的反馈。例如,在虚拟环境中参加足球比赛,当用户用脚去踢虚拟环境中的足球时,会产生触觉和力的反馈。
4. 构想性(Imagination)――强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
一般来说,“身临其境”般的沉浸感,友好亲切的人机交互性,和发人深思的构想性是虚拟现实的三大主要特征,亦即我们常说的“3I”特性。
四、虚拟现实技术的应用
虚拟现实技术创建伊始,就承载着巨大的应用价值,它涉及科研、军事、航天、医学、教育、工程技术、影视娱乐等众多领域。典型的应用领域有:
1. 医学方面
虚拟现实技术在医学上的应用大致分为两类,一类是虚拟人体,也就是数字化人体,可用于构造人体模型,便于医生对人体构造和功能的辨识;另一类是虚拟手术系统,可用于指导高难度手术的进行。
2. 教育方面
在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。基于虚拟现实技术带来的崭新的教育模式,使我们的教育理念和教育方法也在随之变革,授课内容以大量详实、生动、直观的虚拟情节出现,寓教于乐。
3. 娱乐方面
娱乐领域是虚拟现实技术的一个重要应用领域。它能够提供更为逼真的虚拟环境,借助于头盔显示器、数据服、立体声耳机、数据手套等传感装置,使人们能够享受到强烈的感官刺激,带来更好的娱乐感觉。
4.军事科研领域方面
军事和科研都是需要巨额资金投入的领域,而且难度大、危险系数高,在某种情况下,利用虚拟现实技术进行虚拟实验,既可以节省人力物力资源,打破时间和空间的限制,又可以缩短开发周期、提高生产效率、削减项目经费。
五、虚拟现实技术的发展前景
虚拟现实技术是许多相关学科领域集成、交叉的产物,它融合了人工智能、电子学、数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术、心理学等多个技术分支,大大推进了计算机科学软硬件技术的全面发展。虚拟现实技术的发展,从根本上改变了人们的工作方式和生活方式,将劳逸真正结合了起来,而且虚拟现实技术与美术、音乐等文化艺术的结合,将诞生出人类的第九大艺术,前景一片光明。而且虚拟现实技术继理论分析、科学实验之后,成为人类探索客观世界规律的又一手段和方式。
虽然虚拟现实领域的技术潜力是巨大的,应用前景也是很广阔的,但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。客观而论,目前虚拟现实技术所取得的成就,绝大部分来说,还只是扩展了计算机的接口能力,刚刚开始涉及到人的感知系统、肌肉系统与计算机的集合作用问题。只有当真正开始涉及并找到针对这些问题的技术实现途径时,人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服。
六、小结
综上所述,无论是现在还是将来,虚拟现实技术在各行各业都将得到不同程度的发展,并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟城市、虚拟战场、虚拟校园、甚至“数字地球”都会不断涌现,带给我们一种全新的视觉、身心体验。虚拟现实技术将使众多传统行业和产业发生颠覆性的变革,给我们的生产和生活带来巨大的经济效益。
参考文献
[1] 刘锦德,敬万钧. 关于虚拟现实 ― 核心概念与工作定义. 计 算机应用,1997.5
[2] 刘惠芬. 什么是虚拟现实. 父母必读
[3] 周炎勋. 虚拟现实技术综述. 计算机仿真,1996.1
[4] 曾建超,俞志和. 虚拟现实的技术及其应用. 清华大学出版 社,1996
[5] 周红军,王选科. 虚拟现实系统概述. 航空计算技术,2005(1)
[6] 谢晶妮,张茂军. 虚拟现实发展趋势展望. 计算机工程,2002 (7)
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关于虚拟现实的科技论文1500字篇二 医学虚拟现实技术研究 【摘要】医学虚拟现实技术(MedicalVirtual Reality Technology)，作为一门新兴学科目前正在逐步形成之中，它是集医学，生物力学，机械学，材料学，计算机图形学，计算机视觉，数学分析，机械力学机器人等多学科为一体的新型交叉研究领域。而医学虚拟现实技术是一种悄然进入医疗教育领域的全新技术策略，它势将为未来医疗技术的发展提供了更为广泛的前景。 【关键词】数据过滤;数据转换;虚拟视觉环境显示;立体影像 Abstract：Medical Virtual Reality Technology(Medical Virtual RealityTechnology)，as an emerging discipline is now being gradually developed.It isa new multi-disciplinary field of cross-over study with aspects in medicine，biomechanics，mechanics，materials science，computer graphics，computer vision，robotics，and mathematical analysis.The medical virtual reality technology isprogressively becoming an essential part the medical field.It is an importantfield that will lead to the discovery of new medical technology. Keywords：data filtering;data conversion;VIVED;stereo image 1.虚拟视觉环境显示(Virtual Visual Environment Display-VIVED) 由美国宇航局约翰逊宇航中心(JSC)等部门，使用虚拟现实技术为人们提供了一个别出心裁的医学教育策略。它集成了所有囊括人类颅骨和心脏的虚拟现实技术，为人们提供了与其他多媒体(音频、视频等)的交互能力[1]。 2.虚拟手术(Virtual Surgery) 作为医学虚拟现实技术领域正在发展起来的一个研究方向，其目的是利用各种医学影像数据，采用虚拟现实技术，在计算机中建立一个摸拟环境，医生借助虚拟环境中信息进行手术计划制定，手术演练，手术教学，手术技能训练，术中引导手术，术后康复等工作，虚拟手术充分体现虚拟现实作为计算机图形学在医学治疗过程的作用。 3.硬件 一台由Silicon Graphics公司生产的Reality Engine计算机，被用来打开计算轴向体层摄影术(CAT/CT)和磁共振成像切片，放入三维容积图像和可产生身体"飞行"观察效果的电影中。在具有16M内存的Macintosh IICX计算机上观看最终的3D图像。之所以先择Mac是因为它的性价比和音像都优于同类PC，另外它在北美各学校系统被广泛使用，可以说它是桌面多媒体的领跑者，并且有各种各样的软件和硬件支持它。而VR电影可以存储在硬盘上，或转移到CD上，并通过红蓝眼镜观看。它也可以使用虚拟现实头戴式显示器(HMD)或双目全方位显示器(臂架系统)查看。最终图像可以存储在CD-ROM或激光视盘上。 4.软件 4.1 文件转换和数据准备 加尔维斯顿提供的厚度为1.5mm的人类头骨CAT/CT切片和心脏的MRI的切片被用于创建3D图像。在对头骨的CT扫描过程中要经过一个泡沫带，因此会有一些无用数据被生成。颅骨扫描的结果是生成一个数据集，其中有超过120片通过颅骨，60片通过下颌骨(下巴)，而心脏的MRI扫描可导出200片的数据集。将医学分会创建的数据文件，送至IGOAL公司(集成显卡，操作和分析实验室)。在那里进行扫描和筛选，去除无关数据，且尽可能不丢失任何重要信息。IGOAL公司开发出一种名为“Ctimager”的工具，用于阈值计算，从而把切片中不需要的噪声和无关数据去掉。 4.2 数据过滤和体数据转换为多边形数据 使用被IGOAL称为“dispfly”的开发工具，在稍后可将转换大量的数据直接由计算机显示出来。此工具用于多个过滤算法准备CT和磁共振成像数据转换为多边形的窗体。解剖模型是基于移动的多维数据集算法生成的。滤波处理通常包括阈值化的数据，以消除大部分噪声的。一个低通滤波器被用于最小化，将产生一个不规则的表面凹凸不平，当输入到算法中的高频噪声。这个过程产生相对平滑的表面，其近似扫描样品，并减少产生的噪声的多边形数量。一个独特的过滤器对心脏数据仅平滑扫描之间的数据创建，是不需要其他的过滤[2]。由于心脏和颅骨有大量的数据集切片，几种模式被建立，其中每一个代表一个少量切片。一个网格算法，“meshit”，后来发展到提高显示性能。这种算法转换成高效条状的三角形的原始集合。平均超过100三角形组成每个三角形条带。。 4.3 产生立体图像 建成模型后，立体声序列被渲染。IGOAL公司开发了一种名为OOM(面向对象操纵器)工具，用来把经过渲染的每一帧存储到磁盘上，这些图像用红色和蓝色的色彩分离为代表的立体图像。一旦这些序列被记录到磁盘上，数据的格式就被转换成Macintosh.pict格式，全彩色图像序列的按非立体观看转移到Mac上。 4.4 立体影像及多媒体 对Mac图像进行编辑，以产生所希望的效果，如数字化的尸体覆盖或插入文本描述什么正在被观看。使用Apple的QuickTime扩展，图像被转换为QuickTime电影动画在Mac上。 5.结论 CT扫描头骨的医疗图像，由Macintosh计算机通过处理头盔显示器或臂式系统的信息，最终生成高质量VR图像。目前科学家正试图用磁共振的成像数据生成了一个心脏VR模型。 初步结果显示，可以使用这种类型的成像数据开发出高分辨率模型。而为了保持高质量VR成像目标，大量的数据是用帧序列来描述的，由此会产生一些问题。为了缓解这个问题，科学家们正在探讨替代的硬件和软件解决方案。 另一个问题是该技术针对HMD的显示系统。为保持一个高品质的虚拟现实体验，液晶显示器对分辨率没有要求。在CRT显示器在多种教育平台上都可以满足分辨率的要求，但是成本过高。外科手术模拟可能成为例程，尤其是在制定综复杂和罕见的手术方案时。 6.在VIVED的应用和研究现状 当前的研究，强调创建一个高分辨率的人体虚拟现实模拟器用于教育目的的重要性。而应用这项技术必须充分理解其复杂的三维关系，如在下面的领域：解剖学教育，各类机械设备，生化，病理学研究，外科医生，模拟整形外科和利用内窥镜培训外科医生等。 7.其他应用程序 随着医学虚拟现实技术的发展，新的教育解决方案和策略如雨后春笋般不断出台。如北卡罗莱纳大学教堂山分校利用超声波，MRI和X射线创建的动态影像放射治疗的“预测”模型。达特茅斯医学院创造出人脸和下肢的数学模型，用于研究外科手术的效果评估。绿叶医疗系统在帕洛阿尔托开发出“EVAL”和“手套健谈”系统，作为实现“评估和演示”系统。使用传感器做衬里的数据手套和数据西装获取更大的使用范围，对运动损伤和残疾病人进行行之有效的损伤程度度量。“手套健谈”是帮助病人康复的数据手套的手语装置，让人无需发声(中风或脑性麻痹患者)，仅使用计算机能够理解的手势。而使用头盔显示器使得需要康复的病人可以重新学习，如开关门，行走，点或转身的行为[3]。 8.结语 将CT扫描的头骨医学图像在Macintosh电脑上使用一个头盔显示器或臂架系统便可生成高质量的VR图像。目前科学家们正在开发根据磁共振成像数据生成心脏的VR模型。初步的研究结果表明，高分辨率模型可以使用这种方法的成像数据技术来实现。要想维持高质量虚拟现实的目标成像，必须适当调整“飞穿”的帧序列的数据量。而其它文明拟定的硬件和软件解决方案也正是为了探索缓解这一问题。再有就是该技术是针对HMD的显示系统技术。因为在各种医学教育平台中，LCD显示屏不涉及维持高质量的虚拟现实问题，而要实现高分辨率CRT显示器的成本又太高。 参考文献 [1]"NASA TECHNOLOGY TRANSFER Commercial Applications of Aerospace Technology"，National Aeronautics and Space Administration，Technology Applications. [2]Porter，Stephen，"Virtual Reality"，Computer Graphics World，(March，1992)，42-54. [3]Sprague，Laurie A.，Bell，Brad，Sullivan，Tim，and Voss，Mark，"Virtural Reality In Medical Education and Assessment"，Technology 2003，December 1993. 通讯作者：娄岩。 看了“关于虚拟现实的科技论文1500字”的人还看： 1. 大学科技论文2000字 2. vr技术论文2000字 3. vr虚拟现实技术论文 4. 计算机仿真技术论文范文 5. 虚拟与现实作文800字