高速铁路隧道空气动力学课件2

时间反复无常，鼓着翅膀飞逝高速铁路隧道空气动力学高速铁路隧道空气动力学时间反复无常，鼓着翅膀飞逝高速铁路隧道空气动力学高速铁路隧道空气动力学报告人:骆建军北京交通大学隧道及地下工程试验研究中心20146-161、定义■高速铁路:一般定义为列车运行速度在200km/h及以上的铁路干线■高速铁路是一项十分复杂的系统工程,需要多种学科的技术支持。许多在低速时可以忽略的现象,在高速时却变得非常重要。例如高速列车与空气的相互作用就是个突出的例子2014-6-16现代教学提倡“以人为本”，倡导“自主、合作、探究的学习方式”，在这一教学理念下我们要为学生创设多样化的教学情境，以此激发学生对学习的浓厚兴趣，引导学生主动参与到探究活动中来。《高中数学课程标准》强调：“应注意创设情境，从具体的实例出发，展现数学发生、发展过程，使学生能够从中发现问题、提出问题，经历数学的发现和创造过程，了解知识的来龙去脉。”那么，教师在高中数学教学中应如何创设有效的教学情境呢？笔者结合长期的教学实践认为数学教学情境的创设主要有如下几种。一、创设故事情境，激发学生强烈的参与意识数学具有较强的逻辑性与系统性，具有抽象枯燥的特点，这是学生不喜欢数学的主要原因。而故事有着动人的情节、鲜明的人物，因而得到学生的一致喜欢。我们可以收集更多与数学家有关的、发现真理的数学故事，赋予枯燥的数学知识以“灵魂”，这样能够激起学生更大的学习热情，使学生在听故事的轻松愉悦、注意力高度集中的状态下进入学习新知的最佳思维状态，把学生对故事的关注引发到对数学知识的主动研究上来。这就要求广大的数学教师要做一个有心人，多渠道地收集相关的趣味故事，同时要加强各学科的联系，为学生营造愉悦的教学氛围，吸引学生的注意力。如在学习“等差数列的和”时，教师可为学生讲述数学天才高斯在上小学时巧解1+2+3+4+…+100=？的故事。学生被故事深深地吸引，自然会对高斯是如何又快又准地算出结果产生浓厚的兴趣，在好奇心的刺激下学生会以积极的求学态度主动地投入到新知的学习中来。二、创设操作情境，调动学生参与学习的积极性长期以来，我们已经习惯了教师讲学生听，教师问学生答的教学模式，即使学生主动地参与到了探究性学习中来，也只是动脑思考通过小组讨论、师生互动来完成学习过程。新课程改革提出要让学生在做中学习数学，通过为学生创设操作情境，让学生有更多动手操作的机会，让学生做数学，这样可以激发学生参与数学学习的主观意识，使学生积极动手的同时主动思考，使学生的思维得以激活，手与脑得到协调发展，利于学生实践能力与数学思维能力的培养。因此，在教学中我们要为学生创设更多的操作情境，真正做到让学生在做中学习数学，促进学生对知识的理解、掌握和内化。如在学习椭圆的相关内容时，我让学生事先准备好两个铁钉，一根指定长度的绳子，然后将两个铁钉固定，使得两个铁钉间的距离分别大于、等于、小于绳子的距离，然后将绳子用铅笔挑起，转动铅笔，研究铅笔所划过的轨迹的形状。这样学生在亲自动手操作中对所学内容产生浓厚的学习兴趣，通过主动探究对椭圆的概念与性质有了更深的理解，取得了事半功倍的教学效果。三、创设问题情境，引导学生主动参与学习当学生无法运用所学知识来解决问题时，富有探索性与艺术性的问题，能使其产生强烈的好奇心与求知欲，在问题的驱动下学生会积极主动地参与到探究性学习活动中来，以期顺利地解决问题，消除心中的困惑。针对这一特点，我们要善于在教学的重难点、新旧知识的联结处设计问题，使学生置身于问题情境中，从而使学生进入求知的愤悱状态，充分调动已有的知识储备主动思考、积极思维，发挥学习的主观能动性，使自身的学习潜能得以挖掘，创新意识得以培养。问题情境的创设要做到以下几点：一是准确性。教师要注意数学语言的专业性与科学性，切忌问题本身不严谨。二是层次性。学生间存在一定的差异，对于同一内容本身的学习方式等会存在不同，因此，教师在提问时要充分考虑到问题的层次性，要做到因材施教，调动全体学生参与学习的积极性，做到教学面向全体学生，促进全体学生全程参与全面发展。三是探索性。过于复杂与过于简单的问题都无法将学生的探究性学习推向高潮，只会打击学生学习的信心，只有富有探索性的问题才能使学生充分参与，主动思考，才能促进学生数学能力的全面提高。四、创设生活情境，培养学生数学提炼与应用意识知识来源于生活，同时又服务于生活。我们的生活中处处都有数学的影子。教师可将抽象深奥的数学知识与学生丰富的生活相联系，以学生的生活来引入新知的学习，让学生用所学知识来解释生活现象、解决生活问题，更能激起学生强烈的参与动机，提高学生参与学习的积极性与主动性；让学生充分体会到学习的乐趣，感受到学习数学的实用性，体会数学的价值。在实际教学中，教师要做好两方面的工作：一是让生活走进数学，以教学为平台，在生活中学习数学。教师可以学生熟悉的生活事物来导入新知的学习，拉近学生与枯燥抽象的数学知识的距离，使学生对数学产生强烈的学习热情，充分体会到数学来源于生活，使得学生借助已有的生活经验来更好地学习数学。二是让数学走进生活，延伸课外，通过研究性学习体验数学。学以致用是教学的最终目标，教师不仅要让学生学到更多的书本知识，而且还要让学生学会灵活运用，来帮助解决生活中的问题，为生活服务，让学生充分体会到数学的实用性，增强学生应用数学的意识，培养学生的创新能力。教无定法，贵在得法。教学情境的创设需要教师结合本地区学生的实际学情，充分考虑到教情，来为学生创设能够激发学生学习兴趣，引导学生主动探究的教学情境，这样的教学情境才是成功的，才是我们所不断追求的。我坚信，只要我们顺应教育发展形势，以新课程改革的理念来指导我们的教学行为，以提高学生的整体素养为教学目标，勤于实践，勇于开拓，就一定能开创数学教学的新局面。（责编高伟）《生物统计学》是农科学生的专业基础课，这门课程是一门应用性很强的课程，其既有类似数学课程的逻辑性，又有与生物学科结合的适用性，这门课程对一般农科学生来说有些难度。在以往的教学中，教师主要是采用传统的板书教学方法。随着科学技术的进步，多媒体技术这一新的教学手段的应用越来越广泛，但是在使用过程中，也存在为了使用多媒体而使用多媒体的现象，有时甚至违背教学规律，学生对多媒体教学也有不同的感受和认识[1，2]。在《生物统计学》教学过程中多媒体使用效果如何，学生对多媒体教学方法的接受情况，本文就《生物统计学》教学过程中的问题对学生进行了问卷调查，在这次调查中调查到342名学生，以了解学生对这门课程教学方法、教学手段等认可程度，以期为生物统计学的多媒体教学提供帮助。一、《生物统计学》多媒体教学对知识掌握的影响多数同学认为多媒体教学使同学对重难点把握和理解不好。在调查过程中发有13.12%的学生认为通过多媒体教学对重点和难点不容易理解，55.74%的同学认为只能达到一般程度，1.64%的同学认为能够把握和理解，29.51%的学生认为还比较容易理解和掌握。83.33%的同学认为能够在多媒体教学中记住重点部分，有6.7%的同学觉得记不下来，少数同学会不想记。在这个教学过程中学生认为老师应该将重点和难点在黑板上进行板书讲解。采用多媒体辅助教学，34.48%的同学认为复习时间会增加，51.72%的同学会认为不变，其余部分同学认为会减少。采用多媒体教学后学生认为课后完成作业和传统教学方式相比差不多（65.57%），少数认为较难21.31%，一部分认为13.11%较快且容易。二、《生物统计学》多媒体教学对信息量的影响在《生物统计学》多媒体课堂上学生多数认为获得的信息量增加（47.54%），有助于思路拓展。多数同学希望多媒体的内容不完全是书本上的，希望老师补充新的例题等（62.30%），34.42%的同学希望是书本上的。但是在《生物统计学》多媒体教学中，学生认为目前的主要问题是课件内容相对比较单一，数据罗列，较少给学生思考的时间。在教学过程中应该利用多媒体节约传统板书中的例题板书时间，适当增加学生思考时间，适当增加例题让学生运算，通过运算增加对知识点的理解和应用。三、《生物统计学》多媒体教学对学生思维及注意力的影响在多媒体教学的课堂，学生认为注意力不容易集中，很集中的只有2.9%，注意力较集中的有33.33%，一般的占57.97%，注意力较分散同学占5.8%。采取多媒体方式教学，所学知识的记忆情况有所改善的同学占22.86%，60%的人认为没有太大影响，17.15%的同学认为应用多媒体使记忆力下降。四、《生物统计学》多媒体课件对教学质量的影响学生多数（96.72%）认可生物统计学采用板书与多媒体结合，学生认为该课程仅依靠板书或多媒体教学均不能够取得比较好的教学效果，要将多媒体技术与传统板书有机结合才能有较好的教学效果，在多媒体教学中适当穿插板书的做法对知识的理解有很大的帮助（80.33%）。实践证明，教学方法的选择对于提高教学质量具有十分重要的意义[3]。恰当的教学方法，是顺利地完成教学任务，保证教学质量的有效途径。在生物统计学教学过程中，有些必须通过多媒体才能进行程序的演示和部分难以板书的内容，比如大型数据模型等放在多媒体课件中，而部分有助于学生理解的原理及推导等过程应该在板书过程中逐步展现出来，有助于调动学生思维，让学生跟着教师的思路不断前行，有利于理解生物统计学中的重点和难点，也有助于学生记忆。所以，在生物统计学教学过程中一定要注意教师的主体地位，在课堂中实时适量地应用多媒体，教师应根据教学中的逻辑过程将多媒体与板书有机结合，既有助于节约某些数据板书的时间，又有助于学生理解学习内容，调动学习积极性，增强教学效果。高速铁路隧道空气动力学报告人:骆建军北京交通大学隧道及地下工程试验研究中心20146-161、定义■高速铁路:一般定义为列车运行速度在200km/h及以上的铁路干线■高速铁路是一项十分复杂的系统工程,需要多种学科的技术支持。许多在低速时可以忽略的现象,在高速时却变得非常重要。例如高速列车与空气的相互作用就是个突出的例子2014-6-16■隧道空气动力学:是指高速列车通过隧道时,所诱发的系列与空气动力学相关的物理现象而逐步形成的一门分支学科。高速铁路空气动力学问题可以分为明线空气动力学和隧道空气动力学问题两大部分两者的区别:明线:列车气动阻力;横向风下列车气动特性;列车表面压力分布;列车空气绕流隧道与隧道通风问题的区别2014-6-162、问题的提出什么是隧道空气动力学问题?最常见的最容易感觉的:耳膜不适;列车风■最早出现出现在1964年10月1日日本东海道新干线高速铁路隧道(速度为210km/h,阻塞比为60.5~63.4m2)隧道空气动力学包括下列几个方面2014-6-16隧道空气动力学相关问题滑流及列车风隧道洞口微气压波(声爆)隧道隧道内热环境,通风运营及防火压力波动,隧道内人体舒适性,隧道净空断面设计参数的确定隧道列车“活塞风”对隧道内工作人员及设备安全性的影响空气阻力、运行速度、运行能耗乘客人体舒适性、列车内环境(压力变化及空调通风)、列车外表面列车压力变化气动噪音车头、车尾的空气动力特性2014-6-163、产生隧道空气动力学问题的根本原因产生空气动力学问题的原因比较多,但最根本的原因就是列车速度过高,隧道净空断面面积比较小造成的■国内外的研究表明:隧道内最大压力变化值与列车的速度的平方成正比,与阻塞比的幂指数成正比,这个幂指数的取值范围在1.3±0.26之间2014-6-16隧道空气动力学的特性隧道内空气流动物理特征(1)当列车驶入隧道瞬间,由于空气的压缩性及列车壁和隧道壁限制了空气侧向流和向上流的空间,使紧贴车头前的空气受到压缩并随列车向前流动,造成列车前方的空气压力突然升高,产生压缩波。被列车排挤的另部分空气则通过环状空间向列车后方流动。随着列车的进一步驶入隧道,环状空间长度逐步增大,使车前隧道空间的空气压力继续升高,即压缩波的强度继续增大,直到列车全部进入隧道为止。该波以声速向前传播。波前方的空气流速为零,而波后方的空气以一定的流速随着列车向前流动。压缩波传播到出口后部分以膨胀波形式反射回来,另一部分以微气压波形式传出隧道出入口隧道出曰列车压缩波微气压汉压缩波与微压波形成机理2014-6-16(2)当列车尾端进入隧道后,由于车尾产生的负压低于大气压力,原先经过环状空间流到隧道入口外的空气改变流向,流入列车后方的隧道空间,而且隧道外的空气也流入该空间。由于经环状空间流入车后隧道空间的空气流量小于列车所排挤开的空气流量,于是在列车尾端形成了低于洞口外大气压的压力,即产生膨胀波,该波沿隧道以声速向出口方向传播。传播到出口端后,大部分以压缩波形式反射回来,沿隧道长度方向向进口端传播2014-6-163)由于壁面摩擦不断消耗波的能量,以及波在隧道两端和列车两端处多次反射和传递使得压缩波和膨胀波相互重叠,所以压缩波和膨胀波的强度逐渐衰减。同旳各种传递波和反射波