频率特性及其图示法课件

频率特性及其图示法频率特性及其图示法频率特性及其图示法第五章频率特性分析方法频率特性分析方法的主要特点:1、是一种几何图解的近似方法,适于工程应用。是频域的分析方法,系统或环节的动态特性用频率特性表示3、它不仅适用于线性定常系统,还可以推广应用于某些非线性系统。4、系统或环节的频率特性容易通过实验获得。本章主要内容1、频率特性的定义;2、研究频率特性的物理意义3、频率特性的几种图示方法极坐标图对数坐标图(伯德图)Bodev对数幅相图(尼柯尔斯图)Nichols4、利用频率特性方法分析和设计控制系统文件编号1003－7586(2012)01－0014－02教育的本质是一种生活方式。美国教育家杜威强调：“教育即生活”。我国著名教育家陶行知提出：“生活即教育，用生活来教育，为生活而教育。”他们的理念包含两方面的含义：①要求学校教育与社会生活?验相结合；②要求教育应体现生活的价值，建构一种美好的生活方式。传统的教学与新课程的理念相去甚远，它远离学生的生活实践，过分强调知识的传承和接受，非常重视解题技巧的训练，这样的生物课堂教学机械沉闷，缺乏生气，导致学生不会解释现实生活中简单的生命现象和简单的生物学问题。随着社会的飞速发展，人们在日常生活和生产中接触到越来越多的新事物，碰到越来越多的新问题。解决这些问题，需要科学和技术，需要社会生活?验，需要创新的人才。把生活?验与生物教学结合，提高学生科学素养，已越来越广泛引起人们的关注和探究。在农村中学生物教学中，教师可以利用农村得天独厚的现有资源，扬长避短，渗透生活?验。1学生感性知识丰富农村学生从小就生活在野花绿树、蜂鸟虫蝶之中，虽然现在独生子女多，但也常随父母参加一些力所能及的劳动，接触动植物及大自然的机会多，对农、林、牧、渔业生产及动植物等基本知识比较熟悉。在生物教学时如能恰当地利用这一优势，联系学生生活实际，则往往可以收到事半功倍的效果。如在认识单子叶植物时用到的玉米、水稻，双子叶植物用到的大豆、蚕豆等都是农村学生非常熟悉的。而对一些他们本就熟悉的动植物进行研究学习，有利于学习活动和科技活动的开展。在很多农村中学，校内就有很多的生物资源，比如笔者所在学校校园很大，有花卉培育基地，有回廊形植物园，浓密的紫藤封顶，树上有鸟儿歌唱，有些在树梢上筑巢。校外就是农田、桑园、池塘，有远近闻名的无节水芹生产基地，不远处就有溪流。另外，许多学生家或邻居就是养鱼、养猪大户，家里养鸡、养鸭、养羊、养狗等；有的学生家里种了水稻、玉米、小麦、蔬菜、桔子等，学生可以接触到的动植物种类繁多。学生就生活在动植物周围，对它们有了相当程度的了解。有了这些基础，教学活动能够顺畅而有效地进行，学生能够自然地融入到教学中。2随处可得鲜活的生物或实物材料在农村中学，校园内外优越的生态环境和多样的生物群落，为学生提供了取之不尽的直观教具，并且在课堂中可引入“活的”、“真的”、“会动的”生物或实物材料，教师可摈弃那些“死的”、“假的(模型)”、“不会动的”生物或材料。这样一方面可以使学生将书本上学到的知识与实际见闻结合，使学到的知识在实践中得到应用验证，加深对知识的理解和消化；另一方面增强了课堂学习的生动性和趣味性。例如七年级教材中列举的各类植物，在农村中学周围都可以见到。在讲叶的形态时，上课前教师让每个学生各自采集几片不同形态叶子，上课时对照挂图结合课本的内容提问，先让学生回答自己手中叶片的名称及形态，稍加启发，学生一般都能理解。这种方式既有利于课堂气氛活跃，增加学生学习兴趣，同时学生既动手又动脑，又有利于学生的思考与记忆。讲种子结构时，事先要求学生从家中带少量种子(大豆、玉米)，教师浸泡后分发给每位学生，并在教师的指导下，对种子进行观察。先察看颜色、形状，然后解剖观察构造。在观察中要指导学生把大豆种子和玉米种子进行比较，使学生了解它们的相同之处和不同之处。教学过程中，教师要让学生讨论，并回答教师的引导问题。如教师可以引导学生比较大豆种子和玉米种子的相同之处，点出胚是种子主要部分，是产生下一代植物的幼体；引导学生比较子叶和胚乳不同的地方，引出单子叶植物和双子叶植物的概念。教师把新鲜的材料带到课堂上，把抽象的教学变得形象而生动，用直观的材料导入新课，能激发学生的兴趣，启发学生的思维。3便利的实验和实习条件生物学作为一门基础自然科学，它是以实验为基础的。实验是培养学生科学的情感、态度与价值观的有效方法。在全面实施减负增效、素质教育的今天，通过实验目的的学习、仪器的使用、实验操作的掌握、实验现象的观察、实验结果的分析和实验方法的设计，能够激发学生的学习兴趣，培养学生的实验能力，优化课堂教学，提高教学质量。农村学校进行实验教学十分有利，不仅取材方便而且大部分学生具有丰富的生活实例。比如学生参加过养鸡、养猪，帮助父母种植过水稻、蔬菜等农作物，还有相当大一部分学生捉过鱼、摸过虾。他们在劳作中有意无意地观察到动植物的形态特征、生活习惯和各种行为，脑海中积累了许多有价值的素材。教师将这些?验引入课堂，充实了实验教学内容，活跃了实验探索气氛，对实验课起到了不可估量的辅助作用。教师可根据农村学生的这些特征，结合不同的教学内容，可让学生自带蚯蚓，牛蛙(代替青蛙)、鲫鱼、家鸽、兔子等活体。现行中学生物教材大大增加了演示、分组实验的数量，还增设有“看一看”、“动动手”、“做一做”等内容，这些内容中涉及的实验材料在农村很容易得到，而且有一些较简单的动植物材料，稍加整理就可以制成临时或永久性的直观教具，既能节约?费，又能培养教师和学生的动手能力。4开展独特课外教学――田野课堂学生的课外活动内容是课堂教学内容的延伸和补充。在农村中学，教师还可以引导学生拓展授课空间，把上课的地点定在菜地、田野。学生在广阔的田野上，把教室里学的书本知识和实际结合起来，把大自然的见闻和疑难问题带回到课堂研究讨论，学生感到新鲜有趣。带领生物兴趣小组成员到学校周围的田野或山上，采集植物标本。首先实地进行整体标本和器官标本的分类，让学生重新认识和区别单子叶植物和双子叶植物、直根系和须根系，并制作成扁平的腊叶标本，供课堂教学观摩之用。教师还可以根据不同季节，指导学生自制捕虫网在校园里、田野上捕捉蝴蝶、飞蛾等，并制成标本，充实课堂教具。通过这些课外活动，不仅可以扩大学生的知识视野，而且可以提高学生的生物学技能。教师可根据教学实践需要，指导学生利用校园的植物园，种植各种各样教学需要的植物，特别是当地较难找到的植物。这种形式不仅绿化了环境，美化了校园，同时把种植的方法教会学生，让学生亲手种，种植全过程由学生自己观察，把观察到的结果，与课本结合起来，让学生更好地巩固所学的知识。5更好地与农业与农家结合科学知识来源于生活，又服务于生活。在中学这些课程中，生物学能最大满足学生的需要，尤其是农村学生的需要，因为生物学与农业生产有十分密切的关系。因此，把生物知识与农业生产紧密结合，使学生摆脱枯燥的学习，通过课外活动理解、补充、巩固和提高学生的学习效果，是农村生物教师在新课程理念下所要思考的一个问题。在教学七年级有关根的结构和作用这部分内容中，其中根毛的作用有关于带土移栽的内容，学生平时进行过这类劳动，但讲不出原因，学习完这部分内容后，学生有了知识，知道了道理，因此就有学生回去做实验：把根毛全部去掉或大量损伤的植株与正常的植株对比，会怎么样?结果发现损伤的植株开始一段时间还好，可是后来它们全部枯萎死亡了，而正常的植株生长良好，这就加深了对根毛作用的理解。比如棉农知道种植棉花的过程中需要?常摘心、整枝，以防止棉花“疯长”，但是他们却不知道这是因为营养生长和生殖生长相互制约的缘故。这时候，教师指导学生把书本上讲过的知识向家长宣讲：根、茎、叶是营养器官，它们的生长叫营养生长；而花、果实、种子与植物的生殖有关，它们的生长叫生殖生长。当家长在读农业科技这方面的书籍，见到这些科学术语时，就不会困惑了。再如，学生家长都知道大雨过后，要及时给庄稼排水，但是却不知这是为了保障庄稼的正常呼吸作用。果农懂得移栽果树苗时，要裁剪去许多叶片和小枝条，但却不懂得何谓蒸腾作用。新课程标准指出初中生物教学要“以全面提高学生的科学素养为宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为重点，以促进学生转变学习方式――变被动接受式学习为主动探究式学习为突破口，使教学符合学生发展的需要和社会需求，反映生物科学的新进展及其地社会中的广泛应用”。我国是一个农业大国，农村中学生占全国中学生的70％以上，农村是一个广阔的天地，因此在农村中学，教师将生物教学与生活?验相结合，提高学生的科学素养有很大的优势，并且现行的中学生物教材中涉及到的知识多半是动植物、环境保护、生态及人口知识，这些知识与农业生产、农民生活息息相关。总之，在农村生物教学中，教师应该不断深化利用生活?验，充分结合农村资源，紧密联系本地具体情况，优化课堂教学质量，丰富第二课堂，使教育改革新理念得以贯彻实施，保证教育目标得以实现。【教学目标】科学概念：食盐溶解于水的变化过程是一个可逆的过程。用蒸发的方法可以分离出溶解在水中的盐，这种方法被广泛应用于生活中。如：海水晒盐。过程与方法：能运用烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、蒸发皿等工具进行简单的观察实验，经历观察比较、描述溶解前后盐粒特征的过程。情感态度价值观：激发学生课外探究其他溶液分离方法的兴趣。【养成教育训练点】培养学生乐与探究问题的兴趣以及严谨的探究问题的习惯。【教学重点】指导学生正确使用酒精灯。【教学难点】理解减少溶液中的水分可以进行分离盐和水。【教学准备】小组观察实验：饱和盐水1、食盐1、清水1、蒸发皿1、放大镜1、石棉网1、酒精灯1、三脚架1、坩埚钳1、湿毛巾、放火柴梗的小蝶。【教学过程】一、导入1.出示上一节课留下来的浓盐水，请学生观察后提问：为什么这杯盐水杯底会有盐呢？你有什么办法能使杯底的盐继续溶解吗？（增加水量）2.学生讨论，然后小组操作。用记号笔在杯壁给浓盐水的液面做个记号，然后一点一点地加水10毫升，使杯子里的食盐恰好全部溶解。学生思考：把杯子放在窗台上让水蒸发，当杯子里的水面降到原来的刻度时，已经溶解的食盐会怎样？（学生思考）3.继续思考：如果杯子里的水一天一天继续蒸发减少，直到水全部被蒸发掉，原先溶解在水里的食盐会怎样？食盐会随水一起蒸发呢还是会留在杯子里。（学生做解释）二、讲解实验器材及实验要求，学生分组实验1.讲解：想不想用实验验证一下自己的猜测，用蒸发的方法减少水分很慢，我们还可以用酒精灯加热水的方法来加快水分的蒸发。接下来，让我们一起来认识用到的仪器。出示酒精灯重点讲解酒精灯的结构。PPt和使用注意事项，如何使用酒精灯呢，边讲边示范：①将酒精灯放在平稳的桌面上，打开灯帽，并将灯帽平放在桌面上以免跌落摔坏。②用火柴点燃酒精灯，点燃后将火柴梗吹灭或甩灭并放到专门盛火柴梗的容器内。③火焰有三层，但是这三层的温度是不一样的。外焰温度最高，内焰次之，焰心最低。所以在实验中我们要用外焰来加热。④用完后熄灭时不能用嘴吹灭，要用灯帽盖灭，然后再盖一次请同学们看酒精灯错误使用视频播放：除了酒精灯还有三脚架（起支撑作用）、石棉网（能使被加热的物体均匀受热）、蒸发皿（盛放溶液）、镊子（夹放物体）、湿毛巾。仪器介绍完毕，你能根据这些设计分离食盐与水的实验方案吗？2.设计加热蒸发方案实验名称：分离食盐与水――加热蒸发实验器材：酒精灯、三角架、石棉网、蒸发皿、烧杯、筷子实验步骤：1.用小勺取少量饱和盐水在蒸发皿里，把蒸发皿放在石棉网上；2.点燃酒精灯，移到三脚架下方；3.用玻璃棒轻轻搅拌（为什么？加快蒸发），在盐水还未完全蒸发之前移走酒精灯，并盖灭；实验现象：冒泡，水溅出，有白色的结晶体（空着试验完填）实验结论：白色的结晶体是盐。（空着试验完填）3.交流实验方案师：那我们要加热到什么时候停止呢？生：盐水未完全蒸发掉时停止加热，把酒精灯慢慢移除，不能用嘴吹灭？应该用灯帽将其盖灭，盖灭后需再重盖一次，以避免以后使用时灯帽打不开。明白了吗？找个同学来操作一遍。（教一学生）4.在实验时，大家一定要注意以下几点：ppt温馨小提示：A正确使用酒精灯B在盐水快要变干之前熄灭酒精灯C加热后的蒸发皿、三角架、石棉网等物体在相当长的一段时间内还是很烫的，防止烫伤。开始实验。（强调实验要点：酒精灯的构造、酒精灯的点火方法、酒精灯的灭火方法、在盐水还未完全蒸发之前熄灭酒精灯、加热后实验器皿会很烫要注意安全。）三、观察蒸发皿中的白色颗粒集体探讨：这些白色颗粒和食盐一样吗？它们也能溶解于水吗？它们是食盐吗？（溶解在水中看看）如果在蒸发皿中留下的是食盐，说明什么？（盐的水溶液中的水分蒸发后，盐并没有随水分一起蒸发掉，而是形成了盐的晶体留在蒸发皿中。分离出来的白色颗粒颜色、形状及大小和盐接近，白色颗粒放入水中能溶于水，白色颗粒就是原来溶解的盐。）师：盐能够溶解在水中，也能从水中分离出来。这个过程是可逆的。板书：蒸发分离可逆四、谈收获1.师：今天我们用了蒸发方法将食盐和水分离呢（蒸发），为了让蒸发的速度加快我们又用了那些方法呢？（加热搅拌），重要的是我们学会了使用一样新的实验仪器，就是（酒精灯），加热时要用酒精灯的外延，我们用了三个角的架子叫看来同学们今天又学习了不少新知识，那你们知道生活中的食盐是从哪里来的呢？（大海）怎样将海水里的盐提取出来呢？老师带来了一段视频，请看视频六、联系生活，拓展外延今天我们学习了“分离食盐与水的方法”，如果遇到了其他溶液你能分离吗？教师引导学生课后自行去探究.同学们今天可真不错，就上到这儿，下课。第五章频率特性分析方法频率特性分析方法的主要特点:1、是一种几何图解的近似方法,适于工程应用。是频域的分析方法,系统或环节的动态特性用频率特性表示3、它不仅适用于线性定常系统,还可以推广应用于某些非线性系统。4、系统或环节的频率特性容易通过实验获得。本章主要内容1、频率特性的定义;2、研究频率特性的物理意义3、频率特性的几种图示方法极坐标图对数坐标图(伯德图)Bodev对数幅相图(尼柯尔斯图)Nichols4、利用频率特性方法分析和设计控制系统51频率特性及其示法」511频率特性511率特性的定义系统或环节对正弦输入信号的獠态响应与输入函数之比为频率特性r=Asinoy(t)G(S)A是幅值,O是角频率稳态响应y、=limy(t),是频率的函数。t→)利用频率特性研究的系统必须是稳定的系统。阶线性系统AsinoKR(S)Ts+1Y(S)当输入r=Asina时,R(s)KAoY(S=G(SR(S)Ts+1s2+0KAoTS+1(s+jos-jo)Ts+1s+joS-job/TS+1/Ts+jaJb/TKAs+l/Ts+jos-joTs+1s+a经拉氏反变换,有:y(t)=eT+ae+ae/频率特性是研究系统稳态响应的,y=ae+ae其中a,a可以按复变函数中求系数的留数方法求得KAoKA(Ts+1)(sijo(s-jo)(s÷jo)s(1-jo)2jKAOKA(T+1s+j0)-Jm)o)=0(1+m7