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物理学师范类的毕业论文

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物理学师范类的毕业论文

我帮你吧Q我

创新教学在物理课堂上的应用

这种文章有什么新意呢我帮别人写的,看选题,感觉都没有什么新意呵呵

物理问题解决与元认知研究【摘要】文章结合具体学科,分析了元认知在物理问题解决过程中的作用,以及如何通过物理问题解决对元认知进行有效开发。 【关键词】物理;问题解决;元认知 元认知( Metacognition)是弗拉维尔70年代提出的,此后关于元认知的研究越来越多,这些研究主要集中于阅读理解、记忆和问题解决三大领域,其中问题解决中的元认知研究是九十年代才开始的。研究表明学习能力强的学生元认知水平较高,元认知策略可以修补知识水平的欠缺以及补充、完善问题。 本文采取与具体学科相结合的方式,从物理学科的特点出发,从元认知的实质出发,探讨元认知在物理问题解决过程中的作用以及如何对其有效开发。 一、元认知在物理问题解决中的作用 1976年弗拉维尔对元认知的定义:一个人所具有的关于自己思维活动和学习活动的知识及其实施的控制,是任何调节认知过程的认知活动。 1979年Kluwe认为:元认知是明确专门指向个人的认知活动的积极的、反省的认知加工过程; Schraw & Dennison( 1994)定义:元认知是关于个人对自己学习反省、理解、控制的一种能力。元认知概念包括三方面的内容:元认知知识、元认知体验、元认知监控三种成分。三者相互作用,相互联系,其中元认知监控是元认知中的核心成分,它是学习成功的关键。 1. 元认知对物理问题解决的目标进行修正。[1] 元认知使得解题过程具有明确的目标指向性,使解题者的心理活动都朝着目标靠拢。目标是问题解决者主观经验的知觉,它既是问题解决的开始,也是问题解决的归宿,它对问题解决的进程进行指导。解题中问题解决者要监控其解题计划,制订切实可行的目标,致使物理问题解决得以顺利进行。 2. 元认知操作驱动物理问题解决的策略。解决物理问题需要一定的策略。策略是在思维模式的作用下反应出来的,它影响着物理问题解决的效率。问题解决者在解题过程中通过以下方式进行认知操作。(1)激活思维并制定策略,即以目标为出发点,将物理材料放入已有的知识背景中,在操作系统的作用下激活认知结构。在元认知基础上,根据材料系统在认知结构中的相似性,寻求物理认知结构中的“相似点”,把问题改组为适合原有知识的形式,或把以前知识通过经验加工成适合现有问题的形式,从而制订解题策略;(2)改组和实施策略,即通过对问题解决进程的反馈,面对问题,有多种解题方法,问题解决者要进行自我评价,实质上就是对问题解决策略的评价,如果发现目标确信无疑而又达不到或不能顺利达到目标时,则将怀疑其策略,有必要对策略进行调整。 3. 元认知增强解题者在物理问题解决中的主体意识。鉴于物理学科的特点,一般解决物理问题有一定的困难,这就要求解题者能自我激活,发挥自我作用,排除障碍,产生问题解决的欲望。而元认知在整个问题解决过程中存在着内反馈的调节。(1)通过元认知知识,使解题者能审清题意,对问题的类型、难易程度、所用的知识有初步了解,使其能主动选择有效解题策略;(2)元认知体验的自我启发作用,调动非智力因素参与,产生“知”与“不知”的认知体验和情感体验,产生一些新的思路和方法,对原有的思维进行扩充,可以克服障碍,调动解题者的积极性和自信心;(3)元认知的监控作用,体现在解决问题的整个阶段,解题的前计划,解题过程中的监测,解后的评价、反思。 二、通过物理问题解决对学生进行元认知开发 学生的元认知能力往往在解题过程中体现,并在解题过程中培养出来,龚志宁(1999)研究发现元认知策略导致学困生成绩低于优生。有人曾经对比优生与物理学困生解题过程研究中。发现元认知能力的高低一定程度决定物理成绩高低。为了让学生“学会学习”,我们应加强学生物理问题元认知能力的培养。 1.激发学生的自我意识和培养学习动机。元认知能力的发展以一定的心理发展水平为基础,元认知在学生自我意识产生之后才发展起来。如果没有自我意识,学生不能对自己正在操作的认知对象进行积极的计划、监测、评价、反思。自我意识是以主体及其活动为意识对象,对人的认知活动起着监控作用。在解题学习中,人的自我意识是对自己在问题感知、表征、思考、记忆和体验的意识,对自己的目的、计划、行动以及行动效果的意识。 2.剖析思维过程,加强思路教学。以往教师解题只注重解题过程本身以及解题的结果,而忽略学生元认知作用的过程。元认知是认知的认知,元认知时刻在发挥作用,要提高学生的元认知水平,应该让学生体会教师的元认知发挥过程。遇到一个新问题时,向学生示范自己如何分析、寻找有效策略,最终解决问题的整个过程。有时教师也会进入死胡同,但有能力排除障碍。有时教师也犯错,但他运用元认知监控可以修正问题…总而言之,展示教师思维过程,将教师自身过程的自我监控、自我调节展现给学生。[2] 3.传授解题的元认知策略 (1)善于利用波利亚“自我提示语” Polya波利亚在他的解题理论著作中所给出很多提示语,都是属于元认知的范畴。在解题时经常自觉地运用这些提示语,是提高解题元认知能力的有效途径。如果问得合适,就可能引出好的答案,引出正确的想法。他的基本模式为: 第一步——阅读题意,表征问题;第二步——拟定计划,执行步骤;第三步——评价和反思 (2)同学之间相互质问(Inquiry)和争论(Argument) 质问是学生常采用的方法。学生对一些问题常常被动的接受,争论很少受到重视,但它与询问一样重要,(下转第194页)(上接第184页)通过争论对问题的理解能力比被动地接受强四倍,对一些思考型强的、有多种解法的问题,留给学生讨论,让学生说出自己的解题思路。为什么那样做?原因是什么?为什么选择这种方法?让同学之间相互质疑和争论,每个人对自己和他人的做法进行深入思考和反思,使学生对自己所解的题目有更深层的含义。 4.加强不良结构问题的教学 结构不良问题(ill-structured problem)相对结构良好问题(well-structured problem ),学生经常面对的是结构良好问题,目标定义明确,提供多种解题方法,而结构不良问题比较模糊,问题不明确,具有不清楚的目标和多样的解题方法,同时又属于开放型题目,对问题很难得到明确的方法。学生对知识不能迁移,而教育者往往对这方面重视不够。国外有这方面的研究,表明经过结构不良问题的训练,学生的元认知解题能力有很大提高。 总之提高学生物理问题解决的元认知水平非一朝一夕所能实现的,需要师生共同协作。教师应把学生的元认知能力培养纳入自己的教学目标中,在问题教学中,不断渗透元认知知识和策略的训练内容。调动学生的主体意识,注意元监控的实施,只有这样,学生的元认知水平在物理问题解决中得到开发。 【参考文献】 [1]朱德全,宋乃庆.谈数学教学中的问题解决与元认知开发[J].学科教育研究,1997,(6). [2]周丽芳.元认知及其培养[J].天津市教科院学报,2002,(1).希望对您有帮助。

师范类物理毕业论文

本科生论文写作无从下手是很常见的,所以不要太焦虑。这里分享几个论文写作中最重要的几个点,掌握好了是非常受用的~

首先就是要确定好选题,这也是最难的一步。

题好文一半。(说烂了,但是真的很重要!)只有选题有价值,形成的学术论文才有意义。

1、要围绕自己的研究方向,做有能力研究的题目。尤其是本科生,本专业的知识还没学明白,千万不要想着去跨专业研究,这样只会给自己增加难度。

2、结合自己的专业方向,“小题大做”。“小题大做”即选题要小,不要停在假大空的题材上面,要聚焦到实际的小例子中。比如研究跨境贸易,就可以以某个公司为例,某某公司的跨境贸易的某个国家市场的研究等。

3、选题要符合:创新性、科学性和可行性。创新对于没有写作经验的本科生是比较困难的。但是一篇文章必须要有科学性和可行性。选题要有真实可靠的事实依据和理论依据,在寻找选题时,要基于文献资料和生活实践进行,要保证试图解决的问题是真问题。

其次,就是阅读、精读好的文献。

学术进修课堂:聚焦学术提升,赋能科研成长!

根据你想写的选题关键词,去寻找相关的文献,这里可以根据被引量和下载量来筛选。

这里阅读文献有一点需要注意:不是以量取胜,重点在精读。要仔细的阅读一篇优质文章,梳理出他的行文脉络,论文框架和写作思路,再结合自己的选题,来思考自己的论文应该怎样书写。

两个文献小技巧:

1、根据已有文献提出新的问题,哪些问题没有被很好的解决,自己的文献综述里补充一下为什么要研究这个问题。

2、针对研究存在的不足和空白,提出自己的理论视角、研究方法。

再次,选题的相关文献资料要充足。

这一点是非常重要的,作为一名没做过学术研究、没写过什么论文的本科生来说,如果选题过于偏,没有相关的文献资料支撑,是很难写出文章的。千万不要想着挑战,咱们从打基础开始,稳着来。

然后,搭建文章框架与内容填充。

没有框架的论文是经不起任何风吹雨打的,好的研究框架体现着文章的逻辑性,可以提高论文的录取率。

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如果完成一篇文章需要一个月时间,那么至少有15天用在搭建研究框架上,框架就像是房子的地基,地基打不牢就着急盖房子的话,最后还是要推倒重建的,不要做无用功。

框架搭建是每一级标题都要有关联性和逻辑性。框架搭建好之后再进行论文内容填充即可。

不同类型的文章,写作的时间不尽一致。对策类文章写的比较快,大多时间是用在前期的调研上;数据分析类文章花费时间比较长。

还要注意一点,要留出时间去修改你的文章,可以完稿后统一修改,毕竟好的文章都是反复的修改后得到的~

最后,多与导师沟通。

多借鉴前辈的经验,和老师沟通自己的想法,因为本科生的很多想法是不太成熟的,老师可以根据自己的经验,及时调整你的思路,避免你“走歪”。

记住跟导师联系时,千万不要以自我中心,多听听导师的意见,通常导师都会有一些自己的想法,因此,尽量按照导师的要求去做,同时,把自己的想法,以及在做的过程中遇到的困难,反馈给导师,在导师的指导下,才能往前走。

以上就是针对本科生或者说是写作小白的一些建议。

物理前沿与物理教育的结合。

论文题目是全文给读者和编辑和第一印象,文题的好坏对论文能否利用具有举足轻重的作用。如何进行物理学 毕业 论文的选题呢?下面我给大家带来优秀物理学毕业论文题目2021,希望能帮助到大家!

物理学毕业论文题目

1、物理学史与物理教学结合的理论与实践研究

2、二氧化碳深含水层隔离的二相渗流模拟与岩石物理学研究

3、二十世纪中国原子分子物理学的建立和发展

4、普通高中物理课程内容与大学物理课程内容的适切性研究

5、从现代物理学理论发展探讨孙思邈修道养生观

6、地震岩石物理学及其应用研究

7、碎屑岩地震岩石物理学特征研究

8、信息技术支持下的物理学与教的研究

9、物理学中对称现象的语境分析及其意义

10、本质直观视域下的量子引力学困境

11、复杂金融系统的相互作用结构与大波动动力学研究

12、大小细胞视觉通路在早期开角型青光眼和双眼竞争中作用的功能磁共振成像及视觉心理物理学研究

13、经济物理学中的金融数据分析:统计与建模

14、农村高中物理学困生的差异教学研究

15、基于PD控制的拟态物理学优化算法的研究

16、多目标拟态物理学优化算法解集分布性研究

17、利用物理学史 教育 资源优化中学物理教学的研究

18、中学生与物理学家共同体概念形成过程的对比研究

19、物理学专业师范生PCK研究

20、物理学史融入高中物理教学的实践研究

21、莱布尼茨物理学哲学思想研究

22、运用高中物理教材栏目开展物理学史教育的实践

23、新课程下 高一物理 学困生转化策略

24、运用高中物理“学案教学”提高学生问题意识的实践

25、基于书目记录的《中图法》物理学类目调整 方法

26、物理学专业师范生教学技能训练现状调查与对策研究

27、高中物理学困生成因及转化策略研究

28、从物理学家的研究方法看物理学的进展

29、高中物理学困生学习动机的实证调查与影响因素分析

30、食管癌调强放疗物理学参数对放射性肺炎的评估价值

31、近代物理学史在高中物理教学中的应用

32、提升物理学困生自主学习能力的教学策略研究

33、物理学史在高中物理教学中的应用研究

34、关于培养学生物理学科素养的教学实践研究

35、高一物理学困生学习效率低下成因及转化策略

36、校本课程《生活中的物理学原理 DIY 》的开发与实践

37、高中物理教学中物理学史教育现状调查与研究

38、高中物理学困生学业情绪现状及影响因素的调查研究

39、利用物理学史促进高中生理解科学本质的实践研究

40、物理学史融入中学课堂教学的实践研究

2021中学物理论文题目

1、 中学物理教材的重难点内容表达方式的研究

2、 关于中学物理学习中学生素质培养之设想

3、 中学物理学习中互动作用的深入研究

4、 通过力学教学实现中学物理到大学物理的良好过渡

5、 一类变分问题在中学物理课外教学中的尝试

6、 在中学物理知识结构化中锻造学生核心素养

7、 浅谈中学物理探究教学的策略

8、 物理模型在中学物理教学中的作用研究

9、 浅谈中学物理学习中创造性思维的障碍与对策

10、 中学物理知识在甜樱桃保鲜中的应用

11、 浅谈中学物理教学中的“骆驼教学法”

12、 中学物理良性学习习惯的现状调查及分析

13、 函数图像法在中学物理中的应用

14、 中学物理异课同构教研活动设计研究

15、 中学物理教学中缄默知识的应用研究

16、 中学物理教学对大学物理教学的影响——以安阳师范学院为例

17、 物理实验在中学物理教学中的地位和作用

18、 中学物理活动教学的设计研究

19、 中学物理课堂环境评价量表的实证检测

20、 中学物理教学中概念的教学策略研究

21、 几何画板在中学物理教学中的应用

22、 引导式 反思 :将HPS教育融入中学物理教学的方式

23、 中学物理实验课堂环境的测评研究——以北京地区为例

24、 我国中学物理教育研究的进展与趋势——基于中国知网的文献计量学研究

25、 国际科学教育坐标中的我国中学物理教育研究:基于文献计量学的国际比较研究

26、 中学物理实验技能的评价研究

27、 中学物理教学中激发学生学习动机的策略研究

28、 突破中学物理教学难点的策略

29、 探究中学物理课堂的实际案例中如何引入新的教学模式

30、 中学物理“微实验”创设的价值思考

31、 中学物理实验教学的新思考

32、 提高中学物理教师信息技术应用技能的策略

33、 高师本科物理专业中学物理教学能力培养目标体系的研究

34、 刍议中学物理教科书中的举例说明题

35、 中学物理教学的问题情境创设

36、 3D虚拟增强现实技术在中学物理教学中的应用研究

37、 以藏族 文化 生活为例,开发藏区中学物理课程实验资源

38、 贯通大中学物理综合能力培养的物理学术竞赛教学模式

39、 中学物理在教学内容上的改革思考

40、 我国中学物理“时间观”课程教学的现实与改进

41、 中学物理教学中演示实验的应用策略

42、 中学物理教学中学生动手能力的培养

43、 新课程背景下农村中学物理实验教学的探索

44、 浅谈提高中学物理低成本实验教学的有效性

45、 浅谈中学物理“生活化”教学的策略

物理教学论文题目

1、 高中物理教学中常见电学实验问题分析

2、 以生活化教学模式提高初中物理教学的有效性

3、 工科专业大学物理教学现状与改革方向研究

4、 大学物理教学中创新型人才的培养与实践

5、 教学新范式下大学物理教学的几点思考

6、 基于翻转课堂理念的独立学院大学物理教学模式研究

7、 基于CDIO理念的大学物理教学改革探索

8、 统计物理教学中引入Jarzynski等式的必要性

9、 物理教学融入工匠精神的思考与实践

10、 让“陶花”在物理教学实践中绽放——浅议过程性评价和物理教学实践

11、 高中物理教学中培养学生的思维

12、 “蜂窝视频元”在高中物理教学中的应用实践研究

13、 中学物理教学中缄默知识的应用研究

14、 提高大学物理教学质量的 措施 与对策

15、 高分子物理教学中关于链段概念的讲解

16、 以提高人才培养质量为目标,探索新形势下大学物理教学策略

17、 基于翻转式课堂模式的大学物理教学研究

18、 中学物理教学对大学物理教学的影响——以安阳师范学院为例

19、 高分子物理教学中“结晶”概念的讲解

20、 引导式反思:将HPS教育融入中学物理教学的方式

21、 高中物理教学核心素养:演示实验创新

22、 数形结合思想在高中数学与物理教学中的应用研究

23、 浅析信息技术在初中物理教学中的应用——以欧姆定律学习为例

24、 新工科背景下大学物理教学研究

25、 地方本科院校大学物理教学改革模式探究

26、 高师本科物理专业中学物理教学能力培养目标体系的研究

27、 高中物理教学使用 思维导图 的几个误区

28、 中学物理教学的问题情境创设

29、 3D虚拟增强现实技术在中学物理教学中的应用研究

30、 MATLAB的可视化在物理教学中的应用

31、 案例教学法在“半导体器件物理”教学中的尝试与反思

32、 新工科背景下“类像思维”在半导体物理教学中的应用

33、 核心素养下的高校半导体物理教学改革路径研究

34、 材料专业大学物理教学内容的改革与实践

35、 为提高大学物理教学的学术水平而努力

36、 材料学专业固体物理教学中的抽象与形象思维转化

37、 大学物理教学研究现状与展望——基于10年核心期刊论文分析

38、 高考3+3新模式下中学与大学物理教学的衔接性校本研究:热学部分

39、 浅析STS教育在职业学校物理教学中的有效渗透

40、 智慧教育理念在大学物理教学改革中的应用研究

41、 混合教学模式在固体物理教学中的应用

42、 物理学思维方法在大学物理教学中的应用

43、 多媒体在应用型本科院校大学物理教学中的应用

44、 在物理教学中渗透生涯教育的探索——由新高考选考物理遇冷说开去

45、 浅谈初中物理教学中“弱势学生”激励策略

46、 “物理教学论实验”课程的“课例化”教学模式研究

47、 提高大学物理教学效果的策略

48、 利用虚拟实验改进物理教学

49、 基于建筑学学生思维特点的实践性建筑物理教学初探

50、 核心素养视角下初中物理教学的方法

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创新教学在物理课堂上的应用

生物师范类学生的毕业论文

一、综合实践活动与初中生物教学的联系: 综合实践活动课的开展和初中生物的新课程改革对初中生物教学的影响是巨大的,但它们之间的联系是紧密的。例如:综合实践的指导思想与新生物大纲的指导思想在培养学生能力方面是一致的,教育部规定,从小学至高中设置综合实践活动课,作为必修课程,其内容主要包括:信息技术教育、研究性学习、社区服务与社会实践以及劳动与技术教育等。强调学生通过实践,增强探究和创新意识,学习科学研究的方法,发展综合运用知识的能力。增进学校与社会的密切联系,培养学生的社会责任感(教育部文件:教基[2001]17号)。所以开展综合实践活动对生物教学有明显的促进作用。 传统初中生物教学在培养学生的能力方面存在不足: 初中生物课是学生喜欢学习的课程之一。原因是由于这门课程讲到的内容有很多与学生自身有关,与生活实际联系得很紧密,而且是学生最早接触到实验的课程。但是我们如果用传统的教学方法来讲的话,学生会很快失去了兴趣。为什么呢?1、由于初一的学生中有些还没有从小学的学习习惯中转变过来,因而当学习量突然加大时,不适应。再加上生物知识需要理解,死记硬背的同学考试成绩肯定会较差。当第一次或第二次的成绩不理想时,学生会有畏难的情绪。这就会打击学生学习的积极性。2、教师上课时照本宣科的话,学生如果提前看了课本的内容,则课堂上容易走神。3、上实验课时,如果教师提前演示实验的过程,学生去重复,要得到与教师的一致的结论的话,学生的许多行为必然受到限制,因而有趣的实验课也会变得味同嚼蜡了。4、学生在学习时具有间接性,通过教师来掌握人类长期积累起来的科学文化知识。虽然有教师在引导,但与学生独立完成的效果还是不可相比的。学生走的是一条认识的捷径, 他们主要是掌握而不是发现,缺乏了体验。因而,生物课程的改革是必然要进行的。 新课改与综合实践活动课是改善目前教学现状的好办法: 新课改和开展综合实践活动旨在让学生联系社会实际,通过亲身体验进行学习,积累和丰富直接经验,培养创新精神、实践能力和终身学习的能力。初中生物是非中考科目,在有的人的眼里这是一件坏事,因为这会直接导致学校领导和学生对生物教学的轻视。但在落实新课改的精神和开展综合实践活动方面则具有优势。因为,一方面,我们生物教师在进行研究时如果失败了则压力没有那么大。另外,综合实践活动课的特点就是时间的不可控制性。对于中考科目来说,在目前的现状下,中考成绩可以说是一个学校或一个教师的命脉,所以时间不可控制性是一个大问题,但初中生物老师则不存在这个问题。所以,生物教师在这方面多作尝试,还可为其它学科的教学探明道路。 二、生物学科中有较多的内容适于开展综合实践活动: 生物课中可以开展“综合实践活动”课程的内容十分丰富,它包括教材中生物学所辐射的绝大多数范围,例如: 1、动植物标本制作:大型标本制作方面:植物的标本可以制作根、茎、叶、花、果实和种子;动物标本则主要选择节肢动物门中的动物,例如用鱼、蛙、龟、蛇等脊椎动物做透明骨骼标本;微观标本制作方面:植物的可以考虑“洋葱根尖的纵切面结构”、 “蚕豆叶的横切面结构”等永久切片,既教会了学生一定的制作技术,培养了他们的动手能力,又可以通过观察更进一步掌握根、茎、叶的结构知识。动物的可以考虑草履虫、神经纤维、血液涂片等。这些小制作只要告诉学生基本原理后,学生就可以自主探索。相信学生,往往会取得好的成果。例如,我在2003年组织的兴趣班中,有学生交上来了玻璃制作的标本,还有琥珀标本、蜡制标本等,这些制作在老师的估计范围之外。 2、植物栽培:在我校的植物生态园中,可在不同的季节栽种不同的植物,既美化了校园,也培养了学生的动手能力和观察能力。另外,还可以将嫁接、扦插、压条等技术让学生掌握。无土栽培技术还可以用来装扮教室或家庭的书房。至于组织培养则要看学校的条件,如果消毒的水平过关的话,也是可以作一下尝试。 3、探究性实验:生物课本中的探究式实验非常多,由于上课时间限制,书本上一些无法完成的探究性实验就可以放在“综合实践活动”中来安排、落实和完成。只要遵从探究活动的规律,利用综合实践活动课先进行一些有趣的小实验。在完成一些小实验的基础上,也会得出深刻的生物学规律。例如:七年级上册的《探究种子的发芽率》、八年级上册的《探究菜青虫的取食行为》等。 4、调查研究:调查是科学探究的常用方法,也是学习生物学的重要手段。现在的学生所必备的素质不仅仅是能够学习,还需要有和社会交流、融入社会的能力。所以在实践活动中,可以让学生以小组为单位,到课堂外去,到大自然和社会环境里,通过访问(个别谈话法)、座谈、问卷、测验(如智力、能力、个性等测试,书面资料分析)等手段收集各种资料,并对资料进行分析、综合、比较、归纳,从而得出规律性的认识。例如,我在2003年9-11月间开展的综合实践活动:《江门市垃圾处理情况调查活动》,在我校取得了良好的示范性效果。我将我指导的这次活动教案附于后面,以供参考。 5.举办展览:利用生物摄影,把各种各样生物的形态结构、生活习性、行为方式展示出来。作品题材包括动物、植物、细菌、真菌和病毒。可用普通相机、显微镜、扫描电镜等根据实物拍摄的生物题材用来展览:大到生物景观、生态系统,小到一只昆虫、一片蝴蝶的翅、一朵花、一片花瓣、甚至于细胞组织的超微结构等都可以。此外还可将学生的小制作用来展览,如 “叶脉书签拼画”展、“插花艺术展”等小展示。还有,我组织了学生对青春痘、近视眼等调查,将这些调查的图片、成果等在校园的橱窗中展示出来。这样把科学性、知识性、技术性和艺术性结合起来,培养了学生的创造力和丰富的想象力,对其他同学参加综合实践活动也是一个促进和示范的作用。 三、生物教师开展综合实践的意义: 1、综合实践活动促进了学生的发展: 任何事物的发展都需要内因和外因的相互作用,才能产生质的变化。内因是变化的根本,外因是变化的条件。因此,由于综合实践活动是由学生主动报名参加的,积极性能得到保证。在老师的引导下,学生就能主动地参与探究活动。老师提供综合实践活动的平台,相当于外因,促使学生获取知识,从而发生质变。学生有了进一步的发展,学习生物和其它学科自然容易一些。学生能否持续发展是我们当教师的必须时时刻刻关注的问题,如果透支了学生的兴趣和活力,活动开展还不如不开展。 2、综合实践活动促进学生的主体意识发展 :在生活的任何方面,每个人对待事物的态度、认识、理解都是不尽相同的。在对江门市垃圾处理情况的调查活动中,通过学生设计、选择活动的形式,体验活动的过程,检验活动的效果,能使学生的主体性充分体现。通过参与活动,使学生在相互沟通和碰撞中,增强自信心。由于我对垃圾的处理也不是很清楚,一切问题的答案要学生们自己去调查和探索,这让初一和初二的学生有一个机会去充分了解自我、展示自我和发展自我的机会。 3、综合实践活动让学生在体验中认知 综合实践活动不仅要关心学生是否获得知识,而且要关心学生是否获得体验,增长了智慧。过程比结果重要,智慧比知识重要。建构主义认为:应建立在富有感染力的真实事件或真实问题的基础上,让学习者到现实世界的真实环境中去感受去体验,从而获得知识。我们的实践活动就是让学生在活动的过程中体验生活、感受经历、获取知识。活动本身的结果不一定重要,起码它让学生在过程中经历了成功与失败,感受到了愉快与沮丧,在过程中习得了课堂中没有的知识,并在过程中将一些理论知识应用并巩固。 4、综合实践活动促进学生提高社会适应能力 我们的学生中有些人的依懒性强、任性、娇气、缺乏合作精神。而综合实践活动中教师的参与度较少,只是给学生提供一个活动的平台和有限的资源。因而学生要搞清楚他所研究的问题,必然要与同学和老师及社会上的人士交流和合作。要适应这样一个小环境,他们就必须克服不良的性格,让学生学会相处、谦让、容忍,逐步提高社会适应能力。 5、综合实践活动培养了学生的创新能力 实践是创新的源泉。只有在生活中、在活动过程中出现了问题才会想办法去解决。我们每个普通人都是需要些压力才会去思考和改变,学生在这方面表现得尤为明显。例如,不到垃圾场就不知道垃圾集中在一起的味道是如何的臭,学生们也就不会想到用什么植物或方法去解决这个问题。 四、生物教师组织综合实践活动成果的评价 活动过程的设计是否合理,其实际效果如何?它的功能是否得到发挥?评价的作用非常重要,它不但关系到这次活动的成败,还关系到下一次活动是否能顺利地开展。评价在综合实践活动课中,起着对学生在情感、能力、知识诸方面发展变化的评估作用。而综合实践活动课程与其他学科课程有着很大的差别,因此在评价活动中教师更要优先思考的是评价是否为学生的终身发展服务,是否与课程实施的全过程并行,是否进行多元化的评价。它体现以人为本的思想,关注每一学习个体的处境和需要,尊重和体现个体的差异。激发个体的主体精神,以促使每一个体最大可能地实现其自身价值。对学生的评价可以采用如下方法: 对学生采用形成性激励评价方式为主。注重学生主体参与实践的过程及在这一过程中所表现出来的积极性、合作性、操作能力和创新意识。综合实践活动的评价主体是多元的,学生、教师、家长都可以作为评价者,评价方式也是多种多样的。在实践中,我们将主要采用自我评价、档案袋评价、他人评价这三种主要的形式。 (1)自我评价 自我评价是以学生自身作为评价主体的一种评价方式,据综合实践活动的目标,学生可以设计了一张自我评价表。对于自身获得的学习结果、思考方式、生活方式、心理变化等有一个清晰的认识,以促进自身向好的方向发展。 例如:我在学生参加垃圾调查活动时参考其他人士成功案例后设计的量规:

题目自拟,可以帮你做,生物师范

生物示范我能写,选我,可以

以学生的观点来写,以现在的科学发展的进程和高速发展为题来写。

师范类物理毕业论文选题

创新教学在物理课堂上的应用

教育如何与世界接轨

这种文章有什么新意呢我帮别人写的,看选题,感觉都没有什么新意呵呵

师范类毕业论文选题方向有以下这些:

1、学前教育专业历史教学中的师生角色互换初探、基于信息技术的中职生物情境问题教学各因素分析、交互式电子白板在大班数学活动中的有效利用、微课题研学:学前教育专业学生学习的范式、建构主义视野下“学前 儿童 心理学”课程改革探索。

2、如何进行有中国特色的教育改革、幼儿园主题教学活动中多媒体技术的应用研究、高职高专学前教育专业声乐翻转课堂之管窥、学前教育专业教育学课程课堂教学模式创新研究、关于在体育教学当中加强迁移规律运用的建议、体育课要渗透思想素质教育。

3、重视在体育教学中培养学生良好的锻炼习惯、对我国体育科技一体化训练体系的几点研究、试论体育教学中的思想品德教育、高中体育课程的性质和体育教学目标体系、提高耐久力在增强学生体质过程中价值研究、小学体育课组织教学的基本途径。

4、用心去感受,用爱去关怀——一年级上册教育叙事故事、 教育叙事与高校辅导员专业化成长的适切性探究、 教育叙事研究在高校思想政治教育中的应用探索——爱国主义教育课堂实录、 均衡发展政策与农村教师的幸福感——两位农村教师的教育叙事研究、 论教育叙事研究的内涵、结构及环节。

物理师范类硕士毕业论文

亲,你选了这个题目,内容也写了,说明你做了不少的前期工作。最好是修改,重新写要费很多我精力与时间。把题目改成《物理给生活的启示》《生活与物理的生命》等,新不新只是个感觉的问题,关键是内容——物理对生活的影响,生活对物理的促进与发展,建议从这两个方面进行业论述与联想!

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论物理教学中的科学美及其教育功能 科学美是真、善、美的和谐统一 ,是人类探索 自然奥秘的不竭动力 。物理学中的美是科学美的一部分,学习物理的过程,是人们对科学美的欣赏过程。中学物理课程标准明确指出,物理课程应以提高学生的科学素养为主要 目标,要求学生通过学习物理,体会其中的科学思想与方法,领略自然界的奇妙与和谐 ,发展对科学的好奇心与求知欲。这些要求体现了科学美教育的内容和价值。因此 ,在物理教学过程中,应注意引导学生欣赏科学美,进而追求科学美,以促进学生智力的发展,增强求知欲,培养高尚的情操 ,全面提高学生的科学素养。 1 物理教学中科学美的体现科学美来源于 自然美,是潜藏在感性美背后的理性美,是以和谐、对称、简单 、奇异等为表现形式的美,是审美者通过理解、想象、逻辑思维才能体验到的美。在物理学 中,科学美主要体现在实验 、公式、理论 、规律上。简单、统一、精确、巧 妙 、守恒、对称 、和谐 、奇异等特征 ,使得它具有诗一般的意境,音乐般的神韵 。研究物理学中的美,不仅能够陶冶心灵 ,领悟科学之美 ,而其奥妙无穷的 自然法则 ,更能启迪 、推动人类永不休止地去探索物质运动的本质。物理教学中的科学美的教育 目的在于使学生在学习中感受科学美 的魅 力 ,提高学生对科学美的鉴赏能力 ,促进学生的 身心发展 ,激发学生的科学创造力 。 1.1 和谐美 自然界处处呈现和谐之美,而揭示其规律的物理学 ,当然也不例外。开普勒第三定律 T2/D。 一C,表明了行 星有条不紊地围绕 太阳公转,八大行星的运动遵循 同样 的规律。在没有对数的情 况下 ,开普勒计算 出这样美妙 的结果 ,使人们不得不佩服他对 自然美所具有的高度鉴赏能力 。和谐美是理性地研究 自然的基本思路,是很多科学家固定的思维方式和研究方法 ,并成为一种信念 和追求 。例如 ,爱因斯坦为人类描绘出了波粒二相的统一和谐性 。又如,当奥斯特发现了电流的 磁效应以后 ,法拉第萌发了“电既能生磁 ,磁也必能生电”的想法。经过 十年不懈 的努力 ,他终于成功地做出了发电机的雏形 。法拉第的电磁感应定律是一个对称和谐美的杰作 。 1.2 简洁 美 简洁美是以简单 、洁净 呈现其美感。爱因斯坦认为 ,评价一个理论美不美 ,标准是原理上 的 简单性 ,越简洁的物理理论越能给人 以美 的享受 。比如,一切物质都由最简单的粒子组成 ;光沿着最简单的直线传播等。物理学家从复杂的事物中抽象出简单的物理模型,诸如质点、弹簧振子、 单摆 、理想气体、点电荷等。变复杂为简单 ,既简洁又合理。爱因斯坦的质能方程 : 一 /rE/C ,其数学表达形式简洁无比,却深刻地揭示了自然界质能之间的关系,成为人们进一步认识核反应规律和开发核能的基础理论 ,具有很高的审美价值。 懒的慢慢整理,这里又不能PDF,如果你觉得这篇是你所求的而你信誉过的去,能给高分的就HI我,或者留下Q号码,再发给你整篇文章

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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