误差理论论文范文

导语：如何才能写好一篇误差理论论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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一、加强对观察的目的性和重要性的认识。

观察作为一种物理学习能力，对于物理学习具有重要的作用；同时，观察也是一种重要的研究手段。物理学发展史上，不乏由于细心观察与思考而导致重大发现的例子。伽利略由于观察研究吊灯摆动而发现了单摆振动的规律，奥斯特因细心观察而发现了电流的磁效应……作为物理教师，要重视对物理学发展史上成功观察事例的介绍，同时要经常结合教学内容，说明认真细致的观察在知识学习及科学发明和发现中的作用，教育学生要做观察的有心人，激励他们观察的主动性。

二、教给学生观察的方法。

在物理教学中要教给学生系统的观察方法，主要有这几方面：1．对物理现象与物体外部形态关系的观察；2．对物理现象与物体内部结构关系的观察；3．对物理现象与物体动态关系的观察，观察事物的特征和运动发展变化的规律。

在物理教学中，有两种常用的观察法应使学生掌握。一是系统观察法。它包括顺序观察法、分步观察法和角度观察法。如对部分电路欧姆定律实验的观察就是这样。第一步，先定性观察电阻变化或电压变化都能引起的电流变化；第二步，固定电阻，定量观察电压变化对电流的影响；第三步，固定电压，定量观察电阻变化对电流的影响。二是对比观察法。包括异部对比、异物对比、前后对比及分类对比等。这是判断哪一种因素对现象或过程起支配作用的有效方法。如为判明引起电磁感应现象的因素是否为原磁场的变化，就要用磁场虽强但无变化的情形与原磁场虽弱但有变化的情形对比，从而判明哪一种因素在电磁感应现象中起决定作用。

另外，归纳观察法、验证观察法和综合观察法也是常用的观察方法。

三、充分发挥教师的指导作用。

培养学生的观察能力，教师的指导是一个重要因素。恰当而适时的指导，将会对学生的观察起到积极的引导点拨作用。教师在指导学生观察时，还要注意引导学生开动脑筋、积极思考。物理学发展史上因观察不细致或观察未与思维结合而导致与重大科学发现失之交臂的事例不胜枚举。教师可用这些事例，结合观察练习，对学生进行观察品质的教育。

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（一）系统误差

系统误差总会使测量值偏小或是偏大，向着一个方向偏离，它的数值按照一定的规律变化。在实验的过程中我们要尽量找到某个产生系统误差的原因，并且想办法进行修正或者解除它的影响。系统误差的来源主要有：观察者误差、原理方法误差、仪器误差。

1.个人误差

个人误差产生的原因主要是观察者的心理特点、个人生理以及工作能力和经验等因素导致的误差。比如，用卡尺测量时用力的程度差异；对声音大小、成像清晰、对视场亮暗的判断能力的差异；人眼习惯性的斜视；对最小分度以下值进行估读时，表现出对双数或者单数的偏爱差异等。

2.原理方法误差

因为测量所依据的实验方法和原理是经过某些近似处理而导致实验结果的误差就是原理方法误差。通常我们在理论上针对的都是模型化、理想化的对象，但是尽管我们想尽办法纯化、设计实验条件，都不能达到理想化的要求。比如，我们用单摆测量重力加速度的实验，它的原理是T=2πlg姨，推出：g=4π21T2，然后，通过测量摆长与周期进而得到重力加速度，但是我们要注意此公式在推导过程中就做了小摆角的近似，而且假设了悬线柔软且不收缩、空气是无阻力的，所以这就会引起实验结果的误差。因此，在将理论运用于实际时我们从两个方面减小误差：一方面运用修正理论公式满足实验情况的方法；另一方面尽量使得实验条件满足实验要求。

3.仪器误差

因为仪器本身的缺陷与达不到按照规定条件使用仪器而导致的误差叫仪器误差。任何数字仪表与指示仪表、标准器、量具等都存在着一定的准确度等级限度，也就是它们的指示值、分度值、标称值在一定的误差范围内体现计量单位。仪器装置在调整后达不到规定的要求或者使用时没有达到规定的使用条件等就会引起附加误差；一类的指零仪器的灵敏度也会存在误差；一些电表内部的磁场不够对称、螺旋测微计零点不精确、磁铁材料的磁滞、天平的不等臂、轴承间距不均匀等因素都会导致测量误差。

（二）偶然误差（随机误差）

偶然误差是由于在实验的过程中某些由于偶然的或者是不确定的、相互独立的、影响较小的诸多变化因素导致的综合效果。比如，在相同的条件下进行重复测量，实验员在对准、判断、估读、辨认等操作上产生的微小差异；在控制范围内的实验条件产生的波动导致测量对象、测量仪器产生的微小的变化等等。偶然误差遵循着一定的统计规律，这使得每次测量值围绕真值的波动不确定。比如，多次重复测量一个物理量所得到的数据，其比真值小或者大的概率是对称的，并且误差较大的数据比误差较小的数据出现的概率要小，与此同时绝对值非常大的误差出现的机会几乎是趋近于零的。这表明数据的分布遵循正态分布。所以我们可以总结：要想减小偶然误差可以多次测量取平均值。

（三）误差间的相互转化

在一定条件下，系统误差与偶然误差能够相互转化。比如，某公司生产了一批标称值相同的电阻，每个电阻实际的电阻值允许的起伏变化是不固定的，存在着偶然误差，当你买回其中的一个时，其所引起的误差却是固定不变的，这就形成了系统误差；又如，米尺的刻度是不均匀的，如果我们以尺端为标准进行多次测量某一物体则会产生系统误差，但是如果用米尺的不同刻度为准进行多次测量某一物体，这会使得刻度不均匀的误差变得随机化，进而形成偶然误差。在某个具体的测量过程中出现的误差既包括偶然误差也包括系统误差。当系统的误差已知并且实验的条件稳定时就要尽可能地保持在同等条件下进行实验，这样的目的是以便修正系统误差；当我们不能掌握系统误差时，也可以用一些方法让系统误差变得随机化，这会使得在多次测量取平均值时能够抵消其中的一部分。我们要清楚误差并不是错误。一些错误如记错数值、操作不当、对错位置等是由于粗心大意造成的，这是可以避免的；但是误差只能够在实验过程中尽量减小却不可避免。

二、误差的估计

我们在测量物理量时，某些量可以用仪器或者测量工具直接测量得出，这种测量量称作直接测量量。比如，用停表测量时间，用天平测量质量，用游标卡尺测量长度等。但是，某些物理量则不能够用直接测量的方法得到，而是要应用一些公式或者规律，需要把直接测量得到的物理量代入公式中计算后方能得到结果，我们把这种用间接方法得到的量称作间接测量量。不管是用直接测量还是间接测量的方法测量各种物理量，都近似地反映了客观实际，都有一定的误差，不够精确。因此，我们需要根据实际情况，准确地估计出实验结果的精确程度。下面我们假设系统误差已经修正或者消除，只是讨论偶然误差的计算。多次测量和误差估计。在进行物理实验时，我们通常采用重复多次测量。但是多次测量后得到的结果并不完全相同，那么该怎么将测量结果最好地表示出来，使其最合理地表示真值呢？通常的方法是这样的：当测量条件不变时，用多次测量的算数平均值x代替x0真值。对多次测量的要求一般为：（1）多次测量的次数要大于等于5次；（2）x（算术平均值）的有效数字位数要和xi（各测量值）的有效数字位数相同；（3）Δx（算术平均绝对差）通常只取一位有效数字并且该位要与算术平均值的有效数字的最后一位对齐。（4）假如算术平均绝对误差比仪器误差小，为了增大测量结果含真值的几率，那么最后结果的误差值应该取仪器误差；反之，要取±Δx。因为绝对误差并不能够表示出测量的相对精确度，因此我们提出相对误差（百分误差）。

三、间接测量和误差传递的合成

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论文关键词：行政调查公民权利公民义务

以往学界对行政调查的研究极不重视，相关论著也屈指可数。其实，行政调查的理论体系相当庞杂，在整个行政法学理论体系中的地位也日益重要，我国行政调查的研究较国外已十分落后。这不仅表现在对行政调查的定位存在争议，与相关概念区别不清;还表现在目前没有统一的《行政程序法》，行政调查制度散见于各部门行政法，以规定授予行政机关调查权为主，缺乏对行政主体义务的规定，缺乏对被调查人权利的关注;并且具体程序构建混乱。本文旨在解决上述问题。

一、理论基础

对行政调查是否是独立的行政行为，它与行政检查等相关概念的区别与通用，一直存在不同观点。我国有些学者认为行政调查是行政决定前的一个环节，不应视之为独立的行政行为;而行政检查是独立的行政行为，二者不具有可比性，当然不能通用。有的学者认为行政调查与行政检查是一回事，属于因过去理论研究的落后而遗留下的概念混乱。笔者认为，从广义角度而言，凡是行政机关在行政职权范围内所作出的行为都是行政行为，那么行政调查行为也是行政行为，只不过它通常表现为行政决定前的一个环节，因此可以推论:行政调查权是独立的行政权力，完全可能直接或间接地影响相对人的权利;行政调查程序也是独立的行政程序，应完善其各个环节;行政调查与行政检查是两个概念，不应馄淆。

如前所述，学界长期以来不重视对行政检查的研究，认为行政检查只是行政决定前的一个环节，不是独立的行政行为，行政检查权的行使也不会对相对人造成独立于行政决定的影响。通过上述分析，可以澄清:行政调查行为具有独立性，也是行政行为。有了这一理论前提，关于行政调查权行使过程中对相对人的影响及行政调查具体程序设计时应如何保障相对人权利等一系列问题都迎刃而解。

二、行政调查权与公民权利义务的冲突与协调

(一)行政调查权的法律控制与公民的权利保障

各国立法都允许行政主体拥有较大的行政调查权，而且由于行政调查的具体目的、对象、环境等各不相同，行政执法主体在行使行政调查权时往往拥有较大的自由裁量空间。正是裁量空间的存在，使行政调查权对公民的权利构成威胁，如果缺乏相应的法律控制，滥用行政调查权的事例必将比比皆是。

首先，严格行政调查适用条件。一般而言，依据权力性质不同，行政调查可分为任意性行政调查和强制性行政调查。前者是行政主体在相对人的自愿协助下进行的，这类行政调查中，一般没有对相对人的物理性强制，也不产生直接法律效果，适用条件可以较宽泛或模糊;后者是在紧急情况下或相对人对行政调查进行抗拒的情况下，行政主体运用强制性权力进行的。这类行政调查具有命令性、执行性和强制性的特点，严格其适用条件就显得十分必要。具体包括以下内容:一是设定权法定。行政调查权只能由立法机关通过制定法律创设，其他机关只享有一定范围的规定权，尤其是行政机关，更不能自己给自己创设行政调查手段、范围等。二是主体特定。行政调查的实施主体原则上必须具备行政主体资格，即能以自己的名义独立行使行政调查职权，并承担由此产生的法律后果。据此，行政调查的主体一般是职权行政主体和授权行政主体，同时，有些国家的行政程序法根据本国实际情况允许行政主体委托调查。例如《奥地利行政程序法》规定有委托公设鉴定人或者法院调查的做法，这值得我国借鉴。三是对象特定。行政调查直接针对的对象可能是物、场所或是人身。对物的翻查、取样或提存、暂扣，涉及相对人对物享有的排他的所有权;对场所的进入、巡视，涉及个人住宅不受侵犯的宪法性权利或营业自由;盘查、讯问甚至搜身，都关系到公民最基本的人身权利和自由。因此，必然要对行政调查对象作严格限制，借鉴刑法中的搜查证制度，行政机关只有在取得法院调查证之后，才能针对调查证中许可的特定标的进行调查。实行”一调查、一申请、一行为”，以保证行政调查权不被滥用，保证相对人的正常生产生活不被侵犯。

其次，完善行政调查手段。如前所述，行政调查可分为任意性行政调查和强制性行政调查，根据法律保留原则，对强制性行政调查手段不言而喻必须由法律明确规定，否则即为对公民自由的非法侵犯，行政机关就要承担相应的责任;至于任意性行政调查，相对人同意自愿接受调查，可以没有法律授权，但也不排除行政机关受法律保留原则的约束。此谓合法性问题。关于合理性问题，根据比例原则，一是要求妥当性，即要求所采取的手段能够达到所追求的目的;二是要求必要性，即为了达到所追求的目的而选择的手段是所有可选择项中近乎最小的;三是要求手段与目的之间的比例，即一项行政措施虽然符合上述两个要求，但如果其实是对结果会带来超过行政目的价值的侵害，那么该项行政措施就是不合理的。

最后，规范行政调查程序。行政调查程序是指行政调查机关在行政调查时所采取的方式和步骤的总称。行政调查在遵循行政程序一般规则的基础上还应有自己独特的程序，笔者将在第三个问题中详述之，故在此不敷述。

(二)行政调查权的保障与公民的协助义务

近现代以来政府职能不断扩大，行政已经渗入人们生活的方方面面，行政机关应当而且必须拥有广泛的调查权力，当然这种权力是有限的，是受法律控制的。与行政调查权相对应的是行政相对人的调查协助义务同样也应是存有限度的。行政调查权存在的价值在于保障行政机关正确、及时地作出行政决定，为此有时必须对行政相对人规定协助义务。这样有助于行政机关迅速、有效、低成本地搜集信息，从而提高行政效率。只有保证对协助义务的设定合法、合理，保持行政调查权与相对人的调查协助义务之间适度的平衡状态，才能营造双方相互信任的空间，消除二者的隔阂和对立，真正提高行政效率，促成公共利益的实现。

对于行政调查中相对人的调查协助义务可以类比刑事调查中的作证制度加以研究。

首先，在刑事调查中，任何人都不得被要求提供反对自己的证据。美国在经历了激烈的论战后，将传统上只适用于刑法领域的沉默权扩大运用到了行政法上。认为”禁止强迫自证其罪”原则是宪法所保障的特权。

其次，在西方法律体系中，如果当事人与被告具有近亲属或夫妻关系，则可以请求作证义务的特免权。事实上这最早源于我国古代律法的”亲亲得相隐”，然而目前在较为完备的刑事法律中对亲属间是否有权拒绝作证的问题并没有任何规定，行政法中调查协助义务的豁免问题在理论及实务上就更少有人讨论了。

最后，古老的罗马法法谚有云“律师不得成为委托人案件中的证人”，英国法继承并发展了这一观念，形成了影响深远的律师特权理论:一是在所有案件中，相对人同他的律师为寻求与提供在合法范围内的法律意见时所进行的必要的信息交流，均受特权的保护，任何人不得要求相对人或律师开示上述的交流。二是相对人与第三人之间或相对人的律师与第三人之间为准备预期的或未决的诉讼而进行的信息交流，也受到特权的保护。我国《律师法》第33条规定律师负有保密义务，但同时第35条又规定律师不得隐瞒事实，否则将被吊销执业证书，甚至被追究刑事责任(第45条)，这导致律师在执业中陷入尴尬境地。因此，律师执业特权在刑法和行政法领域的尽快确立，对当事人权力的维护有重要的实践意义。

各国根据自己的国情还规定了其它很多种类的特权群体。例如，在美国牧师和忏悔者之间也适用特权规则，但在英国，牧师和忏悔者之间的通信并不享受特权。具体到我国的行政调查协助义务的豁免，应在学习国外先进经验的同时结合历史传统及实际国情制定。

三、行政调查程序的构建

(一)调查前的程序一般遵循以下步骤:一是事先通知当事人，行政机关在进行实地调查之前，除非情况紧急或者事先通知会影响调查目的之外，应通知当事人，使当事人有准备时间;二是表明身份，即行政机关在进行调查前影响当事人出示身份证明，并出示合法调查文件、说明调查理由。三是应当告知相对人不服调查的救济途径，这点应该着重强调。此外，特殊情况还应遵循特定的程序，例如进入公民住宅调查等，应事先取得有关机关签发的令状(笔者认为应由人民法院签发调查令);对公民、法人的银行存款帐户和储蓄存款进行调查，要有一定格式要求的许可证明。

(二)调查中的程序构建以听证制度为核心，辅之以其它配套制度。”行政参与”原则是现代行政程序的必然内涵，行政调查过程中完全由行政机关单方面完成任务是十分困难的，只有相对人积极参与，行政机关所获得的信息才会全面、真实，据此做出的决定才会正确、及时。另外，相对人参与行政调查过程，行政调查所确定的信息就会更为其所信服，据此做出的决定就会更容易为其所接受，才会真正地提高行政效率、达到行政目的。同样，”行政公开”原则在现代行政程序中的重要地位也无需敷述，值得注意的是，行政调查中的行政公开不仅应对直接利害关系人公开，还应对社会公开，不仅包括因申请的公开，还包括主动公开。听证制度则兼具“行政参与”和”行政公开牡理念，故应将之放在整个行政调查程序构建的核心地位。

具体来说，行政调查中的听证制度包括两种模式:一是审判式正式听证模式，适用于调查的过程或结果可能或必然造成相对人权益的损害情形。其重在保障相对人的抗辩权利，防止调查权被乱用，因此具体制度应包括听证官保持中立、允许当事人公开辩论和质证、禁止程序外片面接触、案卷排他及对听证的决定强制说明理由。二是咨询式非正式听证模式，主要适用于不涉及相对人权益的情形，因此其具体程序安排可由行政机关裁量。其他配套制度主要有教示制度、行政调查明细公开制度和强制调查中的抗辩权保障机制等。

(三)调查后的程序设置主要针对行政调查的结果，关于调查结果的资料不得用于法律规定之外的其他目的。另外，行政机关应承担保护商业秘密和个人隐私的责任。

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物理教学中差生的形成主要表现在以下几个方面：

1、基本概念、定理模糊不清：不能用物理语言再见概念。公式、定理，不看课本，不能说明概念的体系，概念与概念之间联系不起来。例如：动量定理和动能定理，他们分不清概念之间的区别和联系，当然也就不能熟练的加以应用。

2、学生自学能力差：不能找出问题的重点和难点，不能回答教材中叙述的问题，说不清楚掌握了哪些，同时也提不出问题、运用学过的知识解题，阅读程度慢且易受外界干扰，读书被动，无自觉性。

3、课堂缺少解题的积极性：课堂上对教师提出的问题布置的练习漠不关心，若无其事。解题过程没有步骤，或只知其然而不知其所以然。他们缺乏积极思考的动力，不肯动脑筋，总是漫不经心，避而不答。

4、教师布置的练习、作业，不复习，不愿弄清所学的内容，马虎应付，遇难不究，抄袭了事，不能说明解题的依据，不能说出这些作业是哪些知识点的运用，不想寻根问底。解题时不遵循一定的步骤，解题过程没有逻辑性。不能正确灵活地运用定理、公式，或死搬硬套，不能正确评估自己的作业或试卷。

5、不重视考试，缺乏竞争意识。抱着我反正不会做，可有可无的态度参加考试。不愿认真复习、马虎应付，考场上“临时发挥”。

总之，在他们的身上缺乏独立性，自信心、目标性，久而久之，先是厌恶，而后放弃，为了要应付考试，只得背着沉重的包袱，硬着头皮去学，死读死记不求甚解，或干脆放弃不学，自暴自弃。正是由于缺乏学习的主动性，严重地影响着差生的智力发展，阻碍了差生学习上和进步。因此注重差生的转化工作，对大面积提高物理教学成绩具有重要的意义。

一、为了提高物理教学重量，我们在教学中首先要注重培养差生对物理学习的兴趣，激发他们的学习积极性，使他们主动接受教育。

1、物理是一门具有科学性、严密性的抽象性的学科。正是由于它的抽象性，造成了差生形成的主要原因。因此，教学时，应加强教学的直观性。通过直观性使学生理解概念、性质。例如：在讲“测量金属丝的电阻率”时，我们可以通过使用几组不同长度、不同粗细的金属丝，通过学生自己动手，自己去利用实践得出所学知识。因此，加强直观教学可以吸引差生的注意力。

2、应加强教学语言的艺术应用，让教学生动、有趣。

课堂教学中教师不仅要随时观察全班学生学习情绪，更要特别注意观察差生的学习情绪，差生往往上课思想开小差、不集中，他们对教师一般性按部就班式，用枯燥无味的语言讲课听不进耳，对物理知识也不感兴趣。这时，教师应恰当运用艺术性的教学语言来活跃课堂气氛，引导每位学生进入积极思维状态，从而达到教学目的。

3、注重情感教育：

差生他们的情感都较丰富，他们需要教师对他们多关心、多爱护，当他们有所成绩时，需要教师的鼓励和肯定，应该及时予以表扬。只要差生接受教师，那就会及大地调动他们学习的积极性，从而达到自主学习的目的。所以，在实际教学中，教师在学生中不仅要注意自己的形象，为人师表，而且还要注意对差生实行情感方面的教育。充分肯定差生的优点，肯定他们的微小进步，促使他们积极主动的学习。

4、对差生进行第二课堂教学。

对差生开展第二课堂教学活动，开设学习兴趣小组。激发差生的学习兴趣，鼓励他们努力进取，积极向上。

二、培养学生自觉学习的良好习惯，传授正确的学习方法，提高他们的解题能力。

1、教师在布置作业时，要注意难易程度，要注意加强对差生的辅导、转化，督促他们认真完成布置的作业。对作业做得较好或作业有所进步的差生，要及时给予表扬鼓励。教师要注意克服急躁冒进的情绪，如对差生加大、加重作业量的做法。对待差生，要放低要求，采取循序渐进的原则，谆谆诱导的方法，从起点开始，耐心地辅导他们一点一滴地补习功课，让他们逐步提高。

2、大部分差生学习被动，依赖性强。往往对物理概念、公式、定理、法则死记硬背，不愿动脑筋，一遇到问题就问老师，甚至扔在一边不管；教师在解答问题时，也要注意启发式教学方式的应用，逐步让他们自己动脑，引导他们分析问题，解答问题。不要给他们现成答案，要随时纠正他们在分析解答中出现的错误，逐步培养他们独立完成作业的习惯。

3、应该用辩证的观点教育差生，对差生不仅要关心爱护和耐心细致地辅导，而且还要与严格要求相结合，不少差生之所以成为差生的一个很重要的原因就是因为学习意志不强，生活懒惰，上课迟到或逃学，自习课不来，上课思想经常不集中、开小差，作业不及时完成或抄袭，根本没有预习、复习等所造成的。因此教师要特别注意检查差生的作业完成情况，在教学过程中，要对他们提出严格的要求，督促他们认真学习。

三、认真把好考试关，注意培养差生的自信心和自尊心。

要有意识地出一些较易的题目，培养他们的信心，让他们尝到甜头，使他们意识到自己也可以学好的。在考试前应对学生提出明确、具体的要求，对差生知识的薄弱点进行个别辅导，这样还可使有些差生经过努力也有得较高分的机会，让他们有成就感，逐步改变他们头脑中在学习上总是比别人差一等的印象。从而培养了他们的自信心和自尊心。激励他们积极争取，努力向上。从而达到转化差生目的。

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机床的传动误差是指在机床传动链的输入轴驱动完全准确且为刚性的条件下，其输出轴的实际位移与理论位移之差。机床上实现工件表面成形所需复合运动的传动链——“内联系”传动链的两末端执行元件之间必须始终严格保持符合给定要求的运动关系。传动链的传动精度是指其传递运动的准确程度，可用传动误差来衡量。由于机床实际存在传动链误差，导致工件表面成形运动轨迹存在误差，最终反映到被加工工件上即引起成形表面的形状误差等。由于机床传动链主要由齿轮副、蜗轮蜗杆副、螺纹副等组成，因此传动链误差主要来源于这些传动元件的加工精度及安装精度。从运动学角度来讲，一切引起瞬时传动比偏离给定传动要求的因素均是传动链误差的来源。

对机床传动误差的测量是对传动误差进行有效补偿的前提，因此机床传动误差的精密测量一直是机械传动技术的一项重要研究课题。机床传动误差的基本测量方法是在机床的相关部位安装传感器，借助于采用机、光、电原理的测量仪器并应用误差评定理论对机床传动系统各环节的误差进行测量、分析及调整，从而找出误差产生的原因及变化规律。

2．传感器的选用

根据传动链末端元件的运动性质正确、合理地选用、安装传感器是准确测量传动链运动精度的必要条件。根据工作原理，机床传动误差测量常用传感器可分为以下几类：

（1）光栅传感器

光栅传感器的最大优点是信号处理方式简单，使用方便，测量精度高（国外著名厂家如德国Heidenhain、西班牙Fagor等公司制造的光栅传感器精度可达1μm/m）；缺点是光栅尺价格较昂贵，对工作环境要求较高，玻璃光栅尺的线胀系数与机床不一致，易造成测量误差。

（2）激光传感器

激光传感器（包括单频和双频激光）具有较高的测量精度，但测量成本也较高，对环境条件变化（如温度、气流、振动等）较敏感，在生产现场使用时必须采取措施保证测量的稳定性和可靠性。

（3）磁栅传感器

磁栅尺可分为线状（有效测量长度3m）和带状（有效测量长度可达30m）两种型式，其优点是制造成本较低，安装使用方便，线胀系数与机床相同；缺点是测量精度低于光栅尺，由于磁信号强度随使用时间而不断减弱，因此需要重新录磁，给使用带来不便。

（4）感应同步器

感应同步器的优点是制造成本低，安装使用方便，对工作环境条件要求不高；缺点是信号处理方式较复杂，测量精度受到测量方法的限制（传统测量方法的测量精度约为2～5μm）。

目前常用的几类机床传动误差测量传感器的部分应用情况见表1。

表1几类常用传感器的部分应用情况

传感器类型－应用单位－测量分辨率：线位移(μm)－测量分辨率：角位移(角秒)

光栅传感器－东京大学，汉江机床厂－2，2－1

激光传感器－单频激光：北京机床所，东京大学－0.632－/

激光传感器－双频激光：成都工具研究所，上海机床厂－0.158－/

磁栅传感器－东京大学，重庆大学，华中理工大学，汉江机床厂，美国威斯康星大学－2－1

感应同步器－山东工业大学，汉川机床厂－1，2－0.72

根据信号输出方式的不同，可将传感器分为模拟式和数字式两大类。数字式传感器又可分为增量式、绝对式和信号调制式等几种。

在计算机测试系统中，模拟式传感器的输出信号需利用模数转换器(A/D)进行数字化处理，而在高分辨率情况下A/D转换的成本较高，此外解决微小模拟信号（如微伏级）的抗干扰问题也相当困难。

在数字式传感器中，绝对式编码器可输出并行数字信号，无需A/D转换，易与计算机接口。但随着测量精度的提高，绝对式编码器的成本也越来越高，甚至高于高精度A/D转换的成本，因此在许多实际应用场合难以被接受。增量式传感器和信号调制式传感器的制造成本较低，抗干扰能力较强，可在不改变编码器刻线密度的情况下采用细分技术大幅度提高分辨率，因此在传动链精度测量中这两类传感器使用最多。常见的增量式传感器包括光栅增量编码器、磁栅传感器、容栅编码器等；信号调制式传感器主要有感应同步器、激光干涉仪、地震仪、旋转变压器等。

3．机床传动误差的动态测量方法

传动误差的基本测量原理：设θ1、θ2分别为输入、输出轴的位移（角位移或线位移），输入、输出之间的理论传动比为i，如以θ1作为基准，输出轴的实际位移与理论位移的差值即为传动链误差δ，即δ＝θ2－θ1/i。根据对位移信号θ1、θ2的测量方法不同，传动误差测量方法可分为比相测量法和计数测量法两大类。

3．1机床传动误差比相测量方法

两传感器的输出信号θ1、θ2之间的相位关系反映了传动链的传动误差。当传动误差TE＝0，即传动比恒定时，θ1、θ2之间保持恒定的相位关系；当传动比i发生变化时，θ1、θ2之间的相位关系也随之发生变化。比相测量法就是通过测定θ1、θ2之间的相位关系来间接测量传动误差TE。随着数字技术、计算机技术的发展，比相测量法经历了从模拟比相数字比相计算机数字比相的发展过程。

（1）模拟比相法

常用的触发式相位计即采用了模拟比相法。模拟比相的原理：两路信号经分频后变为同频率信号进入比相计，它们之间的时差Δt取决于θ1、θ2之间的相位差δ（t）。经双稳态触发器鉴别后，Δt变换为与比相矩形波占空比相对应的模拟量Δu，占空比的变化即反映了传动链的传动误差。

模拟比相测量系统存在以下问题：①δ（t）是以2π为周期并按一定规律变化的周期函数，设f为相位变化频率，ω＝2πf为角频率，则有δ（t）＝δ（ωt）。两信号比相时，相位测量是以1/f为周期的重复测量，由条件0≤δ（ωt）≤2π可知，Δu与δ（t）具有线性关系。由于δ（ωt）呈周期变化，因此要求模拟记录表头的时间常数τ小于被测变化相位差的周期，即τ≤1/f，否则在前一个相位变化周期内还未获得准确读数时，后一个周期已开始重复，这样就无法实时记录相位差的变化。因此模拟比相法的动态测量性能较差，不能适应实时分析处理的动态测量要求。②测量分辨率与测量范围相互制约，如提高分辨率，则会减小量程，为此需配置量程选择电路，被测信号的相位差必须小于360°。③要求进入比相计的两路信号频率相同，即只能进行同频比相，因此两路信号的分频/倍频器必须满足传动比变化要求，电路结构复杂，抗干扰能力差，适用范围较小。

（2）数字比相法

数字比相采用逻辑门和计数器来实现，相位差直接以数字量形式输出。比相原理：两同频信号θ1、θ2经放大整形后得到两组脉冲信号u1、u2，它们分别通过逻辑门电路控制计数器的开、关。计数器的计数结果即为θ1、θ2之间的时间间隔Δt，它与相位差δ（t）成正比。设比相信号周期为T，则有δ（t）＝2πΔt/T。

数字比相测量法的主要特点为：①由于Δt值不仅取决于两信号的相位差δ（t），而且还与两信号的频率有关。因此，为获得较高精度的测量结果，就必须保证两比相脉冲信号和时钟信号均有较高精度。在一个比相周期T内，任何引起比相信号频率变化的因素都将影响测量结果。②虽然数字比相弥补了模拟比相的一些不足，测量稳定性和可靠性有所提高，但仍然只能适用于同频比相。

(3)微机细分比相法

20世纪80年代以来，测试仪器微机化成为测量技术的重要发展趋势。在机床传动误差测量中，微机细分比相法开始得到广泛应用。

微机细分比相法是数字比相法的微机化应用。由于计算机具有强大的逻辑、数值运算功能和控制功能，极易实现两路信号的高频时钟细分、比相及输出，因此线路的制作比较简单。传动误差为δ（t）＝2πNt/N。在比相过程中，高频脉冲φ不再由外部振荡电路产生，而直接采用计算机内部的时钟CP；脉冲CP的计数不再采用逻辑门电路计数器，而采用计算机内的可编程定时/计数器。微机细分比相测量法具有如下优点：①两路比相信号无须频率相同（即被测传动链的传动比可为任意值），在传动链误差的计算中，传动比为一常数。②比相相位差可为任意值，不受相位差必须小于360°的限制。③实现了时钟细分与比相的一体化，使硬件接口线路大大简化。由于可编程计数器的分频数可由计算机软件控制，因此可方便地调整采样频率，以适应不同转速下传动链误差的测量。④系统的细分精度和测量精度较高，便于构成智能化、多功能测量系统。

3．2机床传动误差计数测量方法

模拟比相和数字比相均为同频比相，为获得同频比相信号，必须首先进行传动比分频；为保证各误差范围不致发生2π相位翻转，还需要进行量程分频。由于分频会降低测量分辨率，因此必须在分频前先进行倍频，这就使测量系统变得较为复杂。此外，对于非整数传动比因无法分频而不能进行测量。

数字计数测量法采用非同频比相，因此不需对两路脉冲信号进行分频处理，可直接利用两传感器输出脉冲之间的数量关系来计算机床传动误差。

(1)直接计数测量法

直接计数测量法原理：设输入、输出轴传感器的每转输出信号数分别为λ1、λ2，选择输出轴θ2作为基准轴，采样间隔T等于θ2脉冲信号的周期或它的整数倍。根据传动误差的定义，第j次采样时的传动误差为：δ（j）＝［N1(tj)－N2(tj)（iλ1/λ2）］2π/λ1。

由于θ1、θ2是时间上离散的脉冲序列，因此在测量过程中，采样时间间隔（N2个θ2脉冲）内θ1脉冲的计数N1(tj)是随时间而变化的，且通常为非整数。这样，其小数部分Δ所造成的误差Δ2π/λ1就被忽略了。此外，实际传动系统的（iλ1/λ2）不一定总为整数，即脉冲θ1的频率不一定是θ2的整数倍，如将N1理论视为整数处理将造成理论误差，从而限制其应用范围。

(2)微机细分计数测量法

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1、关于本专题的教学实施情况调查

在新课程的培训过程中，笔者常听一线教师谈起大家对这个专题不重视。为了了解本专题的教学实施情况，笔者以网络访谈和电话访谈的方式做了调查，访谈了包括辽宁、北京、广东、山东、安徽、河南等省市的十余所重点学校的一线教师和部分省市的教研员。对于本专题具有代表l生的教学实施情况如下：

(1)“区里建议，将这个专题的内容分散到其他不同的专题，比如关于转基因引发的伦理问题，分散到基因工程这个专题。教师们都灵活处理，本专题占不了多少课时，也就2个课时左右吧。”

(2)“如果是新课，我们在某些内容上互动一下，比如一起辩论和探讨克隆人的问题、设计试管婴儿的问题等等；如果是复习课，则主要是教师归纳学生背知识点。”

(3)多数教师表示：“在课堂上简单地讲讲，有时也让学生说几句，一课时完成。”

(4)还有很多老师表示，刚进行新课改的第一年讲了，后来几届压根就都不上了。

至于不上这个专题的原因，教师们都表示是因为“考纲没有明确的要求”。有的老师还说：“涉及的这些内容在通用技术、政治课上都讲，所以生物课就不讲了，节约课时。”

由此可见，绝大多数学校和教师没有认真落实“课标”的这条要求。但也有一位教师说：“我按照课标和教材的要求让学生辩论了，收到了意想不到的效果。而且这个学期我开始带高三复习班，又在复习班进行了这个专题的辩论课，效果同样很好”。但同时他也表示，“我所知道的其他学校，这部分内容都不上”。

2、实施本专题的重要性

实施本专题的教学既是“课标”的要求，也是培养学生社会责任感的重要途径，对于学生的终身发展来说具有不可或缺的教育意义。

“课标”在前言部分这样写道：“发展学生的科学素养和人文精神……社会责任感与人生规划能力，对国家的兴盛、社会的进步、个人的终身发展都具有重要意义。”还强调，本模块的教学以专题讲座和学生讨论为主。在实施建议部分的“教学建议”中更是用大量篇幅强调了要落实科学、技术、社会相互关系的教育。关注和参加与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策是生物科学素养的重要组成部分，也是培养学生对自然和社会的责任感的重要途径。

人教版选修三模块的教材，紧密结合着社会生活、生产和发展的现实需求来引导学生的学习，不仅能较好地唤起学生的学习兴趣，更重要的是培养学生对社会问题的关注以及对生物科学技术在社会应用中正负两方面影响的认识，增强学生的社会责任感。如基因工程、细胞工程、胚胎工程不仅是生物科学技术的热点，也是社会关注的热点。在这三大工程教学内容之后，生物技术的安全性和伦理问题的教学更是直指科学技术的社会责任问题。因此可以说，这部分内容与前几个专题既是一个有机的整体，又是对前面内容的升华。

社会责任感是一切有理智、有能力的人对自身在社会中所应承担的责任的一种意识以及对在履行责任中做出的行为选择、行为过程及后果是否符合内心需要而产生的情感体验。研究表明，当今青少年社会责任感总体情况良好，符合社会主流价值需求，但仍存在一些值得注意的问题，突出表现就是他们的社会责任感淡薄。由此来看，《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010～2020年)》把“服务国家、服务人民的社会责任感”作为素质教育的第一个重点，有着深刻的意义。虽然造成学生社会责任感缺乏的原因有很多，但作为学校，应该责无旁贷地担负起加强学生社会责任感教育的重任，而且学校教育在这方面能起到主导作用。新课程不仅强调德育课程的建设，更明确要求各门课程要结合自身特点，向学生渗透世界观、人生观、价值观等方面的教育。这就要求社会责任感教育不仅体现在德育课中，还要蕴涵在各科课程中。在生物学科中涉及的相关内容很多，选修三的这个专题更是如此。

(1)为什么要时论生物技术的安全性和伦理问题?

通过讨论生物技术的安全性和伦理问题，可以向学生乃至公众传播正确的科学知识，从而造就正确的伦理舆论导向。生活在不同社会中的人类群体，其价值观取向存在差异，对同一个生物技术安全性和伦理问题都有不同的看法。但是经过讨论，能够引导得出正确的社会舆论，而正确的社会舆论将引导出正确的措施、法规、政策和社会效果，有利于科学技术的发展；再者，经过讨论人们看待问题的角度会更加全面。比如对社会上关于代孕母亲、库、安乐死等问题的讨论能够碰撞出许多不同的火花，能使相关的法律法规往更加全面的方向发展，从而更加符合某一个历史阶段民众普遍的伦理道德。

例如，当试管婴儿在三十几年前诞生的时候，曾遭遇来自教会、政府、新闻媒体，甚至是科学届的强烈抵制；但是今天，试管婴儿已经被社会普遍接受了，而且“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹也荣获了2010年度的诺贝尔生理学和医学奖。在这个过程中，各国都制定了相关规定来规范相关人员的行为，比如我国卫生部制定的《体外受精一胚胎移植及其衍生技术规范》。但是，近些年来，又出现了“设计”试管婴儿，这可能与目前民众普遍的伦理道德是不一致的，更需要教师引导学生讨论。

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关键词 创新性实验计划 测控技术与仪器 人才培养模式

中图分类号：G642 文献标识码：A

1 创新型人才培养的重要意义

曾在全国科学技术大会上指出：“把增强自主创新能力作为国家战略，贯穿到现代化建设各个方面，激发全民族创新精神，培养高水平创新人才，形成有利于自主创新的体制机制，大力推进理论创新、制度创新、科技创新，不断巩固和发展中国特色社会主义伟大事业。”国内各高校也都将创新型人才培养作为己任，不断推进教学改革，采取一系列的措施改进创新型人才培养体系，提高创新型人才培养质量。很多高校借鉴了一些国外高校的做法，在教学活动设计上进行改革，逐渐从侧重书本知识和理论教育，实验教学较少，在实验过程中学生的参与和师生间、学生间的互动不多的模式向强调对学生独立思考、自主设计及实践能力的培养，特别是和测控技术相关的一些课程，更是如此。

2 创新型人才培养模式

创新型人才培养不局限在培养学生的理论基础，更重要的是培养学生的工程实践能力，因此高度强化实践环节，引导学生认真完成实践环节，培养创新精神和工程素质。实践教学环节分成三个层次：课内实验、独立实践、开放性实践。

我们建立的创新型人才培养模式贯穿人才培养的全过程，通过采取开展暑期夏令营，建立课外兴趣小组，在本科生中开展测控技术与仪器学科前沿讲座，开设创新性设计课程，开设网上科技论坛搭建师生交流平台等措施，从大一开始就进行创新型人才培养与训练，建立了大二打基础，大三做实战，大四带大三参加科技竞赛获奖的基本模式，将毕业设计与竞赛无缝衔接，本科生在省部级以上科技竞赛的获奖比例达全部学生人数的50%以上。最重要和最有效的一个方法是启动了大学生创新性实验计划，通过一定的资助鼓励同学参加教师的科研活动，系统地对学生进行综合素质教育、专业意识教育和创新思维教育，使得学生在创新思维、研究方法、创业能力等各个方面均取得优异成绩。

3 创新性实验计划的实施

在创新型人才培养模式中，大学生创新性实验计划占有重要位置，发挥重要的引领作用。通过国家级、校级、院级大学生创新性实验计划的申报与实施，调动全体教师和同学的积极性，以适当的资助和提供学分的方式，激励学生参加教师的科研活动，进行独立的创新性设计，从而能快速有效地培养其创新能力。

下面以创新性实验计划“三维精密运动平台运动误差检测与补偿”为例，介绍其在测控技术与仪器专业的人才培养中的作用和具体实施。三维精密运动平台在精密机床、微操作机器人、精密仪器仪表等领域有着广泛的应用，而由于运动机构的制造和装配的不完善，不可避免地会使运动平台的实际位移偏离它的名义值，这一误差常称为运动误差，比如直线度运动误差、角度运动误差、垂直度误差等，势必会对机床、机器人等执行机构的运动精度带来影响，如果执行机构是测量系统的一部分（如跟踪式测量），则必然会对测量结果的不确定带来影响。本项目以精密加工、精密装配的应用为背景，作为指导教师科研课题的一个子课题，通过对激光干涉测量技术、工业机器人运动学模型的学习与应用，将测控技术与仪器的专业课，包括传感器技术、信号处理技术、误差理论、测控电路、运动控制技术、精密机械设计、C语言程序设计、自动控制理论等的集光学、机械、电子、计算机各方面知识于一体，进行全面的综合运用。精密运动平台的控制原理结构如图1所示，把给定位移的值分成名义值和需补偿的量，把名义值传输到宏动平台的控制上，通过运动控制卡转为脉冲信号，步进电机驱动器把脉冲信号转化成角位移，控制步进电机驱动宏动平台；将需补偿的量传输到微动平台控制上，通过压电陶瓷控制器驱动微动平台，宏动平台与微动平台配合运动，实现了高精度的运动控制。

由于创新性计划的启动是在大二下学期开始，很多专业课程还没有学到，为此就选拔一部分学有余力，对科研充满浓厚兴趣的同学进行培养，组织申报，采取导师负责制，从项目申报、方案制定到具体实施，都有导师严格把关，并接受学院督导组的定期检查。项目组成员在申报初期对课题的准备就比较充分，理解有一定深度。针对三维精密运动平台的各运动误差分量，直线度运动误差、角度运动误差、垂直度误差，提出了相应的检测手段和补偿措施。在实施过程中，借助先进的实验条件，采用激光干涉仪进行误差测量，搭建合理的光路系统，减少杂散光的影响，以及环境因素波动对激光波长的影响，测量精度可达0.01微米，精度高；通过测量得到的三维平台的运动误差，建立运动机构的位置与误差关系的数学模型，在实际运动的控制过程中，将三维微动平台与宏动平台有机结合起来，进行在线误差修正与补偿；在误差补偿前后，对三维运动平台的运动精度进行标定和比对，验证误差补偿效果，完成项目的预期研究成果。在这个过程中，学生得到了全面的锻炼，掌握了测控技术与仪器领域的先进技术和进行科学研究工作的一般方法，提高了专业知识的应用能力，培育了一定的创新能力，具备了科技资料检索、科技论文撰写的技巧，并发表多篇科技论文，完成高水平的创新性实验研究报告。

4 结语

创新性实验计划在人才培养中占有十分重要的位置，起到引领作用。通过设立大学生创新实验计划，并有效地组织实施，对于提高学生进行创新性探索的积极性和主动性，培养一定的科学研究能力和创新能力，产生高水平的本科生的科学研究成果都具有重要的意义。我校近三年的学生考研率逐年递增，就业能力显著提升，科技竞赛获奖能力与水平不断增强，都证明了我们的创新型人才培养模式的教学效果十分好。

参考文献

[1] 何岭松，王峻峰.用 PC 机上的资源建立测试技术课程实验教学环境室[J].实验技术与管理，2005.22（1）：107—110.

[2] 林玉池，毕玉玲，马凤鸣等.测控技术与仪器实践能力训练教程[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3] 隋修武，杜玉红，岳建锋，谢望.提高高等院校实验教学效果的新探索[J].中国校外教育，2009.1：60.

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【关键词】田间试验与统计方法 教学改革 教学方法

【基金项目】2012年广东省质量工程资助项目。

【中图分类号】S6-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0241-02

《田间试验与统计方法》是农科专业的一门专业基础课。作为一门方法论的科学，它对于学生科学研究的训练、科研素养的提高以及指导农业生产实践，均具有重要意义[1-2]。我国各高等农业院校开设《田间试验与统计方法》课程具有悠久的历史，并逐步形成了富有各自特色的课程教学体系。二十多年来，我们坚持实践，积极探索，不断总结，在明确教学目标和任务前提下，积极进行教学改革，做了多方面的尝试，不断完善教材体系、教学环节和教学手段，取得了较好的效果。现就《田间试验与统计方法》课程教学改革实践中的相关问题谈一些体会与思考，以期与同行进行交流。

1.课程的基本内容及其在农业高等教育教学体系中的地位

作为专业的基础课，《田间试验与统计方法》课程以高等数学、概率论与数理统计、遗传学等课程为基础，主要介绍田间试验设计、试验结果的整理与统计分析等内容。通过本课程的学习，要求学生能正确地设计试验方案并对试验结果进行统计分析，为进一步学习专业课程打下必要的理论基础，也为今后从事毕业论文和开展科学研究打好方法论基础。田间试验与统计方法的内容主要包括四大部分。第一部分介绍科学研究的基本过程、试验方案的制定，试验误差及其控制，在此基础上进一步讲述田间试验误差的来源、土壤差异、控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取。第二部分从试验数据最简单的描述统计开始，进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布以及统计数的理论概率。第三部分在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法，介绍平均数比较的u测验和t测验，然后进一步介绍F测验和x2测验及其应用。第四部分两个以上变数间的分析，即相关与回归部分。田间试验与统计方法的核心内容是试验设计和统计分析的方法；统计方法重点在于方差分析和回归相关[2-6]。

2.改革传统的田间试验与统计方法教学方法

2.1优化教学内容，构建合理的课程知识结构体系，突出重点，兼顾全面

培养人才的目的，就是为了满足生产实际和科学研究的需要。在教学过程要尽可能地与生产实际想结合，与相关领域的研究相结合。《田间试验与统计方法》课程是在已学过概率论与数理统计的基础上，进一步加深试验设计理论、拓宽试验设计方法，提高数据处理效率，旨在增强专业研究能力，提高论文试验的设计水平与论文质量。迄今，该课程在国外偏重于各种常用试验设计优化及各种统计软件包如Statistica、Excel、SAS和SPSS等使用；在国内则偏重于各种试验设计方法和统计分析的介绍，试验结果采用计算器一步一步计算，以求加深对试验设计原理及统计过程的理解。这两种教学体系前者统计手段先进，但试验设计薄弱，不利于学生对各种试验设计方法的灵活运用；后者突出试验设计部分内容，但数据处理费力费时。两者各有利弊，有待改进。

根据长期的教学实践，我们认为，《田间试验与统计方法》课程的教学应立足于理论与实践相结合，既应介绍各种试验设计方法的原理，又必须有这些设计方法在农业中的应用实例。因此，我们优化了该课程的教学体系和教学内容，对于比较典型、又较常用的试验设计（如随机区组设计），进行详细讲解。课堂教学重点则放在各种试验设计方法的特点、用途及相互联系方面。至于设计步骤只按试验小区排列图简述即可，结果的统计分析也只需列出方差分析表中的变异来源项。因为对于大多数试验来说，这些变异来源的平方和（SS）等统计项可用常用的计算器计算出来。如此安排授课进程，可避免课堂内容重复，并让学生避免记忆繁琐的统计公式，有利于学生在较短的课堂时间内，掌握各类试验设计的要领，便于日后灵活运用。

2.2 灵活应用各种教学方法，强化理论教学

任何的教学改革措施，都必须符合教学的基本规律，建筑在常规教学的基础上。提高传统教学的授课质量，是教学改革成功的根本。教学实践中，根据《田间试验与统计方法》课程图表多、公式多、计算多、学习难度大等特点，按照教学的目的要求、重点、难点以及达到的目标，可分别采用不同的教学方法。（1）对于基本概念、基础理论以讲授法为主，力求深入浅出，讲深讲透；（2）对于数理统计学公式，淡化演绎推理过程，着重讲清发现问题、解决问题的思路，启迪学生的逻辑思维能力；（3）对于一些统计图表的绘制（如田间试验设计图、数据资料的次数分布图、双变数的回归图等）则辅以直观教学法。例如，在讲授“田间试验设计”一节时，其教学过程设计为：首先把不同试验设计方法的图例通过投影展示给学生，并用对比法简要介绍不同设计的特点以及相关的术语，然后详细介绍几种有代表性的试验设计图的绘制方法，在此基础上，再进一步说明不同设计方法的适用范围。这样讲授可以使学生在感性认识的基础上再上升到理性认识，加深对所学知识的理解；（4）对适于学生自学的内容则采用课堂讨论的方法；（5）对于计算内容较多的章节则辅以练习法。在讲课过程中，避免满堂灌，尽可能启发引导学生思考，适当设疑，活跃课堂气氛。

2.3加强课堂讨论，因材施教

解决某一特定专业问题可采用的试验设计方法很多，但试验效率可能大不相同。因此每大类试验设计讲授后，有必要让学生根据各自的专业要求，最好结合自己将来的毕业论文，进行设计练习，然后组织课堂讨论。在《田间试验与统计方法》的授课过程中，充分利用课堂讨论可以收到良好的效果。它能使学生强化对基本内容的理解，提高学生在科研实际中的自觉运用统计学理论和技能的能力。这种方式的教学还可以让学生换换“口味”，避免被动的“满堂灌”，使学生变被动为主动，去查阅相关资料，引发学生的学习兴趣。通过查阅资料、课堂交流以及自己的独立思考，学生能够全面地了解所研究问题涉及的领域范围、来龙去脉以及可能的解决办法。

在讨论过程中，可先由学生上台介绍，再让全体师生共同对试验设计进行探讨，提出修改意见，并作出评价。这样既有利于学生掌握、巩固课堂知识，能灵活运用各类试验设计方法来解决专业问题，提高教学效果，又可让学生学以致用，增强学习兴趣，提高学习积极性和自觉性。对于任课教师来说，课堂讨论无疑是一次了解学生对教学内容的掌握程度。在所有的课堂讨论中，针对毕业论文的课堂讨论尤其具有重要意义。因为每个同学对毕业论文的重视程度都是勿庸置疑的，但每个同学的毕业论文所涉及的领域又是各不相同的。因此，通过针对毕业论文的课堂讨论，教师可以了解本课程知识在不同领域中的应用范围，最后分析、归纳出这些领域对本课程特殊要求的极好机会。因此，对于每一个学生的设计练习，应予以登记、摘录。对于典型练习，应予保留，并及时充实到教案中，以丰富教学内容，促进学用结合[2]。

2.4 运用电化教学手段，增加课堂教学信息量

本课程的内容涉及大量设计草图与统计图表，因此教学挂图较多。纸质挂图较易损坏，白布绘制的挂图又难以修改和清洗，且携带不便。利用学校大多数教室都已经配备多媒体投影设备的条件，将这些图表、公式及教学内容制成Powerpoint幻灯片实施教学，加快了授课节奏，增加课程的信息量。对于某些试验设计的野外试验场景，也制成幻灯片或教学录像片，增强了教学手段的形象化和动态化，激发了学生的学习兴趣，丰富和发展学生的形象思维和逻辑思维，提高了教学效果。

《田间试验与统计方法》课程计算量大，目前科研工作中的统计分析工作绝大多数都通过统计分析软件完成。因此《田间试验与统计方法》课程CAI课件的制作必须跟统计分析软件“链接”，如可以与SAS、DPS或SPSS等分析软件结合；教师在利用CAI课件授课时，可以通过统计分析软件演示例题的计算过程与结果，强化学生对统计分析软件的使用[3，6-8]。

2.5加强课后作业练习

在指导本科生和研究生学位论文时，我们发现相当一部分学生在真正使用统计这一有效的手段时，往往无从下手，这主要是因为在课堂教学之外他们的实践环节比较薄弱。在他们还没有接触科研活动之前，这种实践环节可以通过大量的作业来替代。

2.6 加强计算机统计分析练习

加强计算机在试验设计，特别是在试验结果统计分析中的应用，是本课程的一个重要发展方向。如何将国内外各种统计分析软件进行合理开发，使之与本课程教学内容相衔接，并利用计算机开展统计分析教学，这是本课程教学改革的一个重要内容。

目前国内外惯用的计算机统计软件包大多具备常用试验设计的结果统计功能。对于采用典型试验设计，如随机区组、拉丁方、裂区设计等方法设置的试验，其试验结果一般都可以用软件包直接统计。对于由典型试验设计演化的变种，包括混杂设计、正交设计等，仍可借助计算机按变异来源进行平方和及自由度分解，从而完成繁琐的中间运算过程，提高计算效率。

在计算机日益普及的今天，许多复杂的统计分析，如回归分析、相关分析等已完全可以由计算机完成，因此，不必再沿用计算器统计时代对算法作太多的介绍。针对本课程上机时数有限，而现有统计软件包功能较多，课堂上来不及详细介绍这一现状，计算机统计练习目前最好采用先集中铺导，再分散进行课外练习，最后集中答疑的方式。这样可使学生有较多的软件熟悉时间，便于学生在软件练习过程中发现问题，解决问题，提高计算机实际应用能力[7-8]。

2.7 强化实践教学，加强学生实践能力的培养

要想使学生正确运用生物统计的知识和方法去处理、分析和解决实际问题，必须加强学生对生物本身生长发育规律以及生物界数量现象的认识。生物界的数量现象是普遍存在的，这些数量现象又是广泛地存在变异的。正确地认识这些数量现象，将有助于我们正确地选择适当的统计分析方法来处理试验数据。生物统计的目的就是帮助我们发现和挖掘这些蕴藏生物内部的规律，使我们对生物本身生长发育及生物与环境间的关系有更深的认识[4-5]。

在生物科研中容易发生有关数据统计分析的错误，我们经常发现，这通常都与是否有正确的试验设计有关。生物统计学虽然是分析试验结果的有力工具，但是也只有那些有计划有目的地收集起来的数据，经过整理、思考和统计学分析，才能得出正确的结论。我们经常发现有人因为缺乏统计学知识收集大量无助于分析的数据而丢失一些必要的数据，这样的资料很难得出正确的结论；或者由于收集方法不正确，而得不到对总体无偏的估计，使推断的结果不够准确，浪费了人力和物力。

针对上述情况，我们加强了进行实际课题研究训练的教学环节，特别是加大了有关试验设计内容的实践，使学生能够在进行一项研究之前，根据试验目的，按照统计学的要求制定出一整套完整的试验方案，开展正确的田间试验。在实践过程中，学生通过自己搜集资料，自己提出课题，然后在教师指导下进行讨论和研究，把课堂扩展到资料室、图书馆和实验场地，融教、学、研为一体，充分调动了研究生学习的积极性和主动性，不仅加深了学生对统计学原理、模型和方法的理解，更提高了他们分析问题和解决问题的能力，使学生学得生动活泼、丰富多采。对于有条件的学生，就让他们直接参与老师的科研工作。

3.教学改革的效果

经过二十多年的探索与实践，《田间试验与统计方法》课程的教学效果不断提高。课程改革的效果，不仅得到了学生的认可，而且也得到了学校教学管理专家的好评。通过反复实践，学生抓住了田间试验与统计方法的基本要点，能够自觉地运用田间试验设计与统计方法来解决科研工作中的问题。在我校历届园艺、农学专业的毕业论文中，绝大多数能做到正确地进行试验设计、正确地应用统计指标、对数据进行正确的统计分析、正确地应用统计图表对研究结果进行简洁而清楚的表达，并且能正确地解释试验结果，导出正确的结论。

参考文献：

[1]于丽杰. 生物统计教学改革中的几点认识. 黑龙江高教研究，1995，（1）：74-76

[2]吴良欢，楼建悦，赵启泉. 提高农科研究生试验设计与统计教学质量的途径探讨. 高等农业教育，2001，（增刊）：89-90

[3]詹秋文. 计算机技术在生物统计教学中的应用. 高等农业教育，2001，（6）：56-57

[4]夏爱红，景桂英，是雅蓓，周广礼. 农业期刊论文中试验设计统计方法存在的问题及分析. 编辑学报，2002，14（1）：23-24

[5]汪光年，吴益伟，于晓庆，汪良才. 论农业科技论文中试验设计可比性问题. 宁波大学学报，2000，22（5）：93-95

[6]程郁昕.《生物统计学》教学改革的几点思考.安徽科技学院学报，2009，23（3）：32-34

[7]李兰会，李潭清，周荣艳，曹洪战，贾青.整合多媒体与传统教学模式，优化生物统计教学.教学天地，2009，（7）：118-119

[8]何风华，李明辉.生物统计学多媒体教学的探索与实践.江西教育学院学报，2004，25（6）：25-27

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1.1测绘工程的理论技能

测绘工程专业不仅需要主干学科的支持,同时还需要相关学科的支持,学生不仅需要熟练掌握数理知识、外部知识和计算机相关知识,同时还要具有扎实的测绘学理论基础,对各种测量技术进行运用,对图形图像进行科学处理,能够根据图形图像信息来进行各类地图的编制,熟悉测绘行业的方针、政策及法律法规。

1.2测绘工程的实践技能

测绘工程实践技能的提升,需要熟练的掌握基本技能、专业技能和综合技能。即作为测绘工程专业的学生不仅需要对测绘仪器能够熟练进行操作,而且还要能够灵活对各项测绘技术进行应用,而且在实践中能够将测绘专业知识进行综合应用。所以测绘工程实践技能需要通过日常课程安排来实现,通过不断的训练学生的实践技能才能得到提高。

1.3测绘工程的科研技能

科研能力对测绘学科的理论知识、专业发展、查询文献和文献综述及撰写科研资料的能力都具有较高的要求,所以在培养大学生测绘工程科研技能时需要从以上几个方面入手。

2培养测绘工程专业学生技能的实践

2.1抓好基础教学,着力培养理论技能

学生在测绘工程专业学习中,理论技能的掌握主要还需要依赖于理论教学来实现,测绘工程专业都会开设《数字化测图》、《误差理论与测量平差基础》等理论基础课程来加强对学生专业理论基础的培养,同时在具体教学中,职业院校需要选择国内最新的教材,同时还要配备教学经验丰富的教师来抓好基础教学工作,更好的实现对学生理论技能的培养。在实践测绘专业理论知识教学中,学生作为教学的主体,在教学内容和教学方法都会以学生的实际情况为出发点,教师通过形象、生动的讲解来调动起学生的积极性,教师在课堂上鼓励学生敢想、敢问、敢讲,允许发展不同的见解和观点,使学生在课堂上能够更好的发挥主观能动性,正确处理课堂上学生银座的问题,在课堂上注重培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。

2.2优化课程体系,着力培养专业技能

测绘工程专业人才闭关需要通过课程教学这个重要的途径来实现,课程教学也是构建学生知识和能力的支架,所以需要对课程体系进行优化,从而更好的满足人才培养的基本要求。测绘专业的课程教学需要充分的考虑社会发展过程中对测绘人才的需求,并以此为导向,强化学生的能力培养,注重学生素质、知识和能力综合素质的提升,提高学生对新技术和新设备的使用技能,使其能够在实践中更好的实现对测绘知识的综合应用。

2.3强化实践教学,培养学生的动手能力

(1)坚持以人为本。

培养学生的实践意识。在实践教学过程中,要把学生作为教学过程中的主体,教学的目的是培养和提高学生的能力。因此,对测绘工程专业的实践教学内容与环节进行整合与精简是有必要的。结合人才培养方案的要求,制定好具有操作性强的教学文本。一般来说,实践教学主要是突出作业方法与基本技能的训练,创设一定的条件,学生通过利用课程设计或综合实习,针对测绘工程实际,让学生亲自动手,亲身感受,让学生在做中学,这样可以开发学生的潜能、潜智,培养学生的创新意识、运用知识的能力与投身于社会实践的优良品质。为学生能够顺利进入社会,适应社会作准备。

(2)建立好实习基地。

提供良好的服务平台。培养学生的技能除了要以人为本之外,为了进一步增强培养的成效,还必须为学生提供一定的实习、实验条件,建立稳定的校内、外实习基地,还要适时改善实习教学条件,及时更新测绘仪器设备。条件有限时,可以和社会实践工程与企业加强联系,形成良好的互动,以实现技术和理论的有机结合。

(3)严格教学管理。

坚持实习跟踪服务。学生在校期间,实习的项目有很多,有的在校内实习,有的在校外实习,特别是在校外的实践教学过程中,要加强监控、检查和指导。指导教师要跟踪指导,跟踪检查,对学生的出勤率及表现等进行现场考核;当发现学生有不规范操作行为时能够及时纠正;能随时随地的解决出现的各种技术问题。学生通过这样的潜移默化的训练,学生也会因习惯而表现出自然,高度地重视规范行为,慢慢达到规范的要求。

(4)加强科研意识的培养,调动学生的科研兴趣。

想要全面提高大学生的科研能力。一方面,定时聘请相关的知名专家来现身说法,营造良好的学术氛围,为学生找科研的灵感;另一方面,积极组织、引导学生申报大学生创新性项目,通过项目来促进科研。项目指导教师要精心指导学生,从拟写项目的研究提纲、项目的开题、确定研究内容、研究报告和论文写作等方面全程指导科研。毕业设计(论文)环节,就是培养大学生的科研技能的关健的一环。通过毕业设计,学生懂得了如何查找文献资料、收集资料、整理资料、撰写毕业设计等。先从选题入手,选题一定要与专业培养目标相符,尽可能地结合经济建设、社会发展以及工程生产实际的任务项目进行,根据学生的不同特点来选取不同内容的题目。这样有利于学生的巩固、扩展和深化所学知识。

3结语

篇10

关键词：跨学科；研究生教育；食品安全；教师沙龙

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0151-02

研究生教育居于高等教育的顶端，旨在为社会提供各类高层次科研人才，基于现代自然科学的交叉融合，积极开展并努力深化跨学科研究生培养工作，已成为现代高等教育和研究生教育的核心内容之一。相应于21世纪自然科学的交叉融合，不断充实完善国内研究生课程内容，是落实跨学科研究生教育的重要途径。北京化工大学2012年新开“食品安全分析与检测”研究生课程，通过对国内外食品安全课程相关情况的系统了解，并在教学理念、讲授内容、施教方式、效果评估等方面积极采取一系列创新性的调整优化举措，初步取得了较为显著的教学成效，较好实现了食品安全研究方向的研究生培养目的，“食品安全分析与检测”课程也已成为国内跨学科研究生教育较为成功的课程案例之一。

一、了解国际态势，找准课程定位

随经济全球化进程的进一步深入，国内外食品安全事件屡有发生，发达国家技术性贸易壁垒层出不穷，我国的食品安全也正面临越来越多的挑战。实施食品安全领域的跨学科研究生教育，已成为国内外食品安全专业研究生培养的重要趋势。如美国康奈尔大学依托其全球有名的兽医学院开展跨学科的研究生教育，成立了数个食品安全相关的跨学科研究小组，并协同承担食品安全重大课题的研究工作与研究生培养任务；在欧洲，荷兰瓦格宁根大学在全球率先设立食品安全研究生学位授予点，并邀请相关系科知名教授为研究生开设食品安全课程，全面培养研究生的专业素质。受发达国家研究生教育实践的影响，近年来我国内地和港澳台地区一些重点大学也陆续开始了跨学科研究生教育实践与探索。如北京大学专门成立前沿交叉学科研究院和工学院，在食品安全分析与检测领域与化学院等系所合作开课，系统培养具有多学科视野的高层次研究生；中国农业大学，其从事食品安全分析与检测的研究生广泛分布在食品科学、动物医学、植物保护以及资源和环境等多个学院，可接受多个学院和不同方向导师的跨学科培养；香港理工大学还专门成立食品安全研究中心，开展跨学科的研究生培养工作。通过跨学科研究生教育，上述学校食品安全相关研究生的素质普遍得到了提高，科技论文和专利技术产出数目逐年增长，不仅增进了各自学校食品学科的社会影响力，也大幅促进了学校的可持续性发展。因此，及时了解食品安全领域跨学科研究生教育的国际态势，为北京化工大学食品安全分析与检测研究生课程的精准定位提供了重要参考。

二、研究科技发展，更新教学理念

21世纪的科学技术发展是以学科交叉和科技融合为鲜明特点的。现代食品安全广泛涉及生命、化学、材料、机电、信息等诸多学科，具有显著的多学科交叉融合特点。此外，现代食品安全科技也已逐步进入大数据时代，如何从海量的知识信息中，提取出跨学科研究生教育所良好适用的资料，也是一项极具挑战性的任务。因此，传统的针对单一学科和有限方向开展教学的研究生教学理念，迫切需要及时更新以适应现代食品安全分析与检测研究生课程教育实践的需要。北京化工大学在开设“食品安全分析与检测”研究生课程时，努力坚持以食品安全前沿科技为先导的教学理念，及时引进在食品安全领域具有丰富分析测试经验和突出科研能力的师资，紧密结合国内外食品安全分析检测的最新科技成果编撰特色研究生教学课件，同时，借助具体食品安全案例的细致讲授及课堂上师生间的适时互动，阐释抽象的分析理论，激发研究生的学习兴趣，帮助掌握正确的学习方法，并拓展学术研究视野。譬如，在不确定度与误差章节的具体讲授过程中，通过对三聚氰胺奶粉食品安全事件这一典型案例的详细介绍，以及课堂上相关主题问答，使研究生对不确定度与误差理论的基本概念，以及二者的联系和区别留下了较为深刻的印象，较好克服了研究生教学过程中知识单向传授例常的枯燥和不足。需要强调的是，教师自身的学术素养，对理解并实施成功的教学理念非常重要。因此，食品安全分析与检测研究生课程的任课教师也应积极“充电”并努力掌握科学的学习方法，及时补充完善教学资料，以不断提升自己的专业素养和教学技能。

三、融合科技前沿，充实讲授内容

目前，国内一些高校相关食品安全分析与检测研究生课程，讲授内容大多参考流行的分析化学专著，技术知识主要偏于经典的色谱和分子检测方法，而缺乏对生物传感、快速检测和高通量、多靶标检测等先进技术的整体介绍，一些重要的内容如食品安全采样制样、分析检测的质量控制、食品真伪鉴别和溯源，以及新兴食品安全检测方法和设备的应用等，也未系统纳入，因此，所述课程对交叉学科知识的涉猎显著不足，与现代科技前沿的融合也十分不够，难以良好适应食品安全跨学科研究生教育的教学要求。为此，相应于现代食品安全与检测学科的发展需求，北京化工大学在开设“食品安全分析与检测”研究生课程时，不仅将生物传感分析、现场快速和高通量、多靶标检测、不确定度评估、食品真伪鉴别和溯源、分析检测的质量控制以及新兴检测技术等知识及时引入课程讲授内容，并额外介绍了现代食品安全分析检测相关检测器材及仪器设备信息，良好体现了研究生课程的先进性和创新特质。譬如，课程在讲授传统的免疫检测技术过程中，也进一步介绍了近些年来国际上时兴的核酸适配体技术，通过对抗体和适配体分别用于食品安全分析检测优缺点的详细比较，结合北京化工大学食品安全与风险评估研究室在核酸适配体传感器研究方面的最新研究成果，课程讲授内容得到了很好的充实和完善，也显著提高了研究生教学质量。

四、注重课程效果，改革施教方式

为落实跨学科研究生教育精神，进一步提高课程的教学效果，北京化工大学“食品安全分析与检测”研究生课程也创新性地定期举办“交叉学科教师沙龙”，主要邀请校内生命科学、化学、材料、机电、信息等相关不同学科领域的教师，就食品安全分析与检测课程所涉及的一些多学科问题，共同进行较为全面而深入的学术交流和教学研讨。不同学科领域的教师通过相互切磋，不仅进一步活跃了学术思想，而且经教学思路的交流碰撞，也可以发现在跨学科研究生教育过程中彼此的可供借鉴之处。譬如，在生物传感一章的讲授过程中，授课教师通过交叉学科教师沙龙了解了表面等离子体谐振传感这一重要的分子识别手段在食品安全分析与检测中的应用原理，以及这种技术可通过光纤波导和半导体激光器实现现场检测设备的小型化，其后邀机电学院的老师在研究生课堂上作为检测案例介绍，研究生们非常感兴趣，较好克服了传统的一人授课施教方式的局限和不足。

现阶段我国研究生培养制度的改革，关于研究生实践活动的规定，以及相关学位论文的课题研究要求，也是影响跨学科研究生教育工作的重要因素。为协调这些因素与跨学科研究生教育工作间的关系，北京化工大学“食品安全分析与检测”研究生课程在注重内容质量的同时，也努力实现专业课程与研究生的实践活动和课题研究互相结合促进。因为，课堂教学需要走出去接受实践的检验才能得到发展，研究生对课堂知识的掌握及实际能力的培养无疑也需产学研一体化机会的支持。近两年来，北京化工大学食品安全研究方向的专业硕士都被统一安排在中食检测研究院有限公司和北京勤邦生物技术有限公司等国内外食品安全领域内知名企业参与食品中目标危害物的分析检测和试纸条等快检产品的研发等实践活动，而学术型研究生的学位论文课题研究方法也均是基于食品安全分析与检测课程所系统介绍的各类前沿技术，相关工作良好体现了专业课程与研究生的实践活动以及课题研究的互相结合，课程质量不仅得到良好保障，专业实践活动和学位论文研究质量也得到了大幅提升。

北京化工大学2012年所开“食品安全分析与检测”研究生课程，三年来业已取得了较为良好的成效，对我国跨学科研究生教育及可持续性发展研究具有较为良好的参考价值。通过跨学科研究生教育课程的探索与实践，可进一步完善高校研究生专业课程体系，拓宽相关专业研究生的科技知识视野，提升研究生解决实际问题的能力，发挥高等学校优势学科的良好影响力，带动高校新兴交叉学科研究的发展进步，深入生命科学与化学、材料、机电、信息等诸多学科的交叉融合，促进高校由单纯的研究型向综合型的成功转型，推动科技创新和产业转化，进而为高校的学科发展和科技进步做出更大贡献。

参考文献：