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關(guān)鍵詞:云平臺(tái) 農(nóng)田環(huán)境 無(wú)線監(jiān)測(cè) 嵌入式
中圖分類號(hào):TP274;S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2016)11-0140-02
1 引言
21世紀(jì)的農(nóng)業(yè)是信息高度集成化的智慧農(nóng)業(yè),在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中充分發(fā)揮科技的力量勢(shì)在必行。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流,是未來(lái)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)需要大量有效和及時(shí)準(zhǔn)確的農(nóng)田環(huán)境信息,獲取農(nóng)田環(huán)境信息是智慧農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一。近年來(lái),農(nóng)田環(huán)境信息獲取的方法和手段不斷提高和豐富,但從總體上看,還存在一些問(wèn)題有待解決,如:環(huán)境信息采集過(guò)程應(yīng)用的手段還相對(duì)落后、采集效率不高;傳輸方式受布線難、傳輸距離短、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜等限制;同時(shí)由于農(nóng)田分散、且多無(wú)人看管、設(shè)備多,管理工作需要進(jìn)一步完善。
為此,筆者設(shè)計(jì)了基于GPRS、云平臺(tái)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境的各種參數(shù),以解決上述問(wèn)題。對(duì)于提高農(nóng)業(yè)耕作精細(xì)化程度,減少人力資源投入,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的研究等都具有重要的科學(xué)意義,對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的推廣發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。
2 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由云服務(wù)器、網(wǎng)站、移動(dòng)客戶端、無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)、智能終端和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器構(gòu)成。在大棚和農(nóng)田里安裝的是農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)智能終端,它由太陽(yáng)能電池板供電,無(wú)需外接電源,并且由程序控制為低能耗節(jié)能模式可常年累月運(yùn)行,保證對(duì)農(nóng)作物整個(gè)生長(zhǎng)周期進(jìn)行無(wú)縫監(jiān)控。智能終端可以同時(shí)配備溫度、濕度、二氧化碳、二氧化氮、光照、土壤水分、土壤養(yǎng)分、土壤酸堿度、污染物(COD、BOD)等傳感器。用這些傳感器感知作物生長(zhǎng)土壤、空氣、光照等環(huán)境參數(shù),轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)形式,通過(guò)GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上送到云服務(wù)器,進(jìn)行分類、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和分析。
通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器訪問(wèn)平臺(tái)網(wǎng)站,或者手機(jī)客戶端查詢相應(yīng)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的變換和報(bào)警信息。大量智能終端安裝到農(nóng)田大棚,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,云服務(wù)器就會(huì)存儲(chǔ)海量的農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)科研專家通過(guò)建立農(nóng)作物生長(zhǎng)模型分析這些海量數(shù)據(jù),對(duì)歷年作物品質(zhì)、產(chǎn)量、環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)照,預(yù)測(cè)作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量情況,及時(shí)提出合理的農(nóng)田耕作和管理的指導(dǎo)建議,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)提供技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù)。
2.1 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)選擇
影響農(nóng)田環(huán)境的參數(shù)很多,我們從中選取了對(duì)植物影響重要,而且便于在線測(cè)量如農(nóng)田環(huán)境地表空氣溫度、濕度、CO2、NO2,表面光照、土壤溫度、土壤含水量、土壤養(yǎng)分、土壤酸堿度等參數(shù)作為農(nóng)田環(huán)境的監(jiān)測(cè)量。
2.2 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成
農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由云服務(wù)器、網(wǎng)站、移動(dòng)客戶端、無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)、智能終端和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器以及環(huán)境監(jiān)測(cè)分析軟件以及移動(dòng)設(shè)備客戶端軟件等構(gòu)成。
監(jiān)測(cè)終端是采用嵌入式結(jié)構(gòu),內(nèi)部集成了GPRS通訊設(shè)備;16路0~10mV、0~5V、0~10V、4~20mA等模擬量信號(hào)傳感器接口;6路IIC、TTL232、RS232、RS485、USB等通訊信號(hào)傳感器接口;并提供鋰電池、太陽(yáng)能等電源輸入接口和DC3.3V1A或DC5V0.5A或DC24V0.1A電源輸出接口。測(cè)控終端除了具有監(jiān)測(cè)終端的功能外,還帶有8路繼電器、2路PWM控制接口。
環(huán)境傳感器選擇有線的,DC3.3V或DC5V或DC24V供電,并且支持0~10mV、0~5V、0~10V、4~20mA、IIC、TTL232、RS232、RS485、USB等信號(hào)接口之一的傳感器,無(wú)需任何信號(hào)轉(zhuǎn)換器就可以直接與監(jiān)測(cè)終端連接。如果選擇其他信號(hào)接口的傳感器,需要外加信號(hào)轉(zhuǎn)換器。
2.3 系統(tǒng)工作原理
在待測(cè)農(nóng)田、大棚等相應(yīng)位置安裝農(nóng)田環(huán)境傳感器、監(jiān)測(cè)終端以及太陽(yáng)能板。如果需要,還可以安裝一塊或多塊本地公共顯示屏,用作實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析情況。
環(huán)境傳感器將各種物理量轉(zhuǎn)換成0~10mV、0~5V、0~10V、4~20mA、IIC、TTL232、RS232、RS485、USB之一的電信號(hào),通過(guò)測(cè)控終端采集變?yōu)閷?shí)時(shí)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)嵌入在終端內(nèi)部的硬件和軟件數(shù)據(jù)濾波后加上時(shí)間戳和物理量類型,形成數(shù)據(jù)記錄,保存在測(cè)控終端的Flash存儲(chǔ)器中,同時(shí)由GPRS通訊上送到云服務(wù)器和本地公共顯示屏。
云服務(wù)器收到測(cè)控終端上送的數(shù)據(jù),進(jìn)行分類、匯總保存到云數(shù)據(jù)庫(kù)中。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的測(cè)試分析軟件系統(tǒng),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或GPRS,訪問(wèn)云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行綜合分析,將分析結(jié)果送回云服務(wù)器,供研究分析、本地公共顯示屏顯示、遠(yuǎn)程或移動(dòng)客戶端查詢用。
3 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理
3.1 監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)濾波
受地域或自然環(huán)境影響,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)極易受到農(nóng)田勞作、環(huán)境擾動(dòng)等的外界因素干擾。要想反映實(shí)際情況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),需要將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,因此,除了在硬件電路對(duì)采集量進(jìn)行濾波外,還必須針對(duì)不同監(jiān)測(cè)量,在軟件上通過(guò)相應(yīng)的數(shù)字濾波[2]進(jìn)行處理。
采集終端將采集到的空氣溫濕度、土壤溫度、含水量和光照強(qiáng)度等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過(guò)公式計(jì)算出的環(huán)境參數(shù)的平均變化率。
監(jiān)測(cè)終端根據(jù)其平均變化率,自動(dòng)選擇合適的數(shù)字濾波方法。例如像溫度、濕度等大部分農(nóng)田環(huán)境參數(shù)變化緩慢的監(jiān)測(cè)量,即當(dāng)
(1)
其中,y(t)為濾波后的當(dāng)前采集值,f(x)為當(dāng)前實(shí)測(cè)值,T0為滑動(dòng)濾波長(zhǎng)度。系統(tǒng)軟件將新數(shù)據(jù)放入到濾波隊(duì)列的隊(duì)尾,扔掉最早采集的數(shù)據(jù),濾波后的輸出總是固定濾波長(zhǎng)度的算術(shù)平均值。
當(dāng)0.25
當(dāng)0.55
3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果
利用客戶端分析軟件從云端服務(wù)器獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從中選取了一塊具有代表性的農(nóng)田大棚,安裝了一套監(jiān)測(cè)終端,運(yùn)行一段時(shí)間后,摘錄了其中24小時(shí)的棚內(nèi)空氣溫度、濕度、CO2含量和土壤溫度、含水量、光照強(qiáng)度等參數(shù)監(jiān)測(cè)曲線如圖1所示。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和云服務(wù)器,該系統(tǒng)可以無(wú)線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)農(nóng)田環(huán)境采集系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)減少人力和物力投入,縮短環(huán)境信息采集周期;與已有的無(wú)線采集系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理具有更好的收斂性,且通過(guò)云服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定且智能。該系統(tǒng)對(duì)于發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)起一定推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
[1]陳艷秋.基于WebGIS的田間環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.
在與農(nóng)機(jī)學(xué)生的交流過(guò)程中了解到很多人還片面的認(rèn)為《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》就是學(xué)習(xí)一些傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備,學(xué)起來(lái)沒(méi)有新鮮感,說(shuō)出去也沒(méi)面子,不時(shí)髦,而且近年來(lái)農(nóng)機(jī)專業(yè)就業(yè)難、收入也低,很多同學(xué)雖然報(bào)考本科院校時(shí)考取這個(gè)專業(yè),但是畢業(yè)后很多人都轉(zhuǎn)行了,所以就沒(méi)了學(xué)習(xí)的興趣。事實(shí)上,隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備領(lǐng)域的熱度越來(lái)越高,對(duì)農(nóng)機(jī)專業(yè)人才的需求越來(lái)越大,就業(yè)前景越來(lái)越好。在開(kāi)啟《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程教學(xué)的時(shí)候,一定要重視第一節(jié)課的作用,在第一節(jié)課上把課程的重要性講清楚,尤其要結(jié)合當(dāng)前農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題,比如應(yīng)用到設(shè)施農(nóng)業(yè)的相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械,它們和信息技術(shù)及電子技術(shù)相結(jié)合共同實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。此外第一節(jié)課要介紹一些國(guó)內(nèi)外和農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)的先進(jìn)的產(chǎn)品和公司,甚至找一些同學(xué)們畢業(yè)后從事農(nóng)機(jī)相關(guān)行業(yè)的數(shù)據(jù)及案例,從而堅(jiān)定農(nóng)機(jī)學(xué)生的使命感、責(zé)任感,進(jìn)而從就業(yè)的角度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)然,要讓學(xué)生對(duì)《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》產(chǎn)生興趣,課堂上教師的說(shuō)教效果還比較有限,還需要學(xué)校、教師在教學(xué)和科研實(shí)踐過(guò)程中使學(xué)生有機(jī)會(huì)認(rèn)識(shí)和了解本專業(yè)具有重要影響的專家學(xué)者和企業(yè)家,了解學(xué)者的研究領(lǐng)域和主要成果,了解企業(yè)的發(fā)展道路和發(fā)展前景,為自己以后的發(fā)展樹(shù)立目標(biāo),從而激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。另外,要多向?qū)W生推薦本學(xué)科相關(guān)企業(yè)和事業(yè)單位等,使學(xué)生熟悉本學(xué)科的就業(yè)領(lǐng)域,亦可為部分同學(xué)推薦實(shí)習(xí)單位,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并為以后的就業(yè)打好基礎(chǔ)。
2《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容改革
《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》包含耕、耙、播、收等機(jī)械的基本理論計(jì)算、基本構(gòu)造和工作原理,還包括如何正確使用和維護(hù),是一門(mén)理論和實(shí)踐結(jié)合較強(qiáng)的專業(yè)課程。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn),農(nóng)業(yè)機(jī)械的概念已經(jīng)不僅僅是前面提到的范圍,還包含播前種子處理、設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備以及精細(xì)農(nóng)業(yè)等所涉及到的內(nèi)容,具有更廣泛的學(xué)科交叉的特點(diǎn),要求在教授《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》這門(mén)課的時(shí)候要注意緊跟時(shí)代需求,增加一些面向企業(yè)迫切需求的新內(nèi)容。這些新內(nèi)容既能反應(yīng)本學(xué)科科學(xué)前沿,又最好兼顧企業(yè)需求,因?yàn)槲覀兣囵B(yǎng)農(nóng)機(jī)專業(yè)學(xué)生的目的最終還是要要?dú)w結(jié)到滿足企業(yè)需要上面。此外,增添的新內(nèi)容最好能結(jié)合本省或本校的特色農(nóng)產(chǎn)品加工裝備等內(nèi)容。例如浙江農(nóng)林大學(xué)成立了智慧農(nóng)林業(yè)研究中心,它作為學(xué)校未來(lái)發(fā)展的“十大中心”之一,是學(xué)校重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。我們?cè)诟隆掇r(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程內(nèi)容的時(shí)候,一定要考慮智慧農(nóng)林業(yè)這部分內(nèi)容,讓學(xué)生能了解掌握傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械如何和信息技術(shù)、電子技術(shù)以及管理技術(shù)相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)。在增加這部分內(nèi)容的時(shí)候,還可以把項(xiàng)目帶入課堂,甚至開(kāi)放智慧農(nóng)林無(wú)線傳感實(shí)驗(yàn)室,讓同學(xué)近距離體會(huì)坐在辦公室就可以控制溫室大棚的卷簾或其它設(shè)備是如何實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化和智能化的。
3《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程教學(xué)方法和手段改革
3.1提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,增加學(xué)習(xí)過(guò)程中的互動(dòng)
《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》涉及的機(jī)具多、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、理論分析等內(nèi)容相對(duì)枯燥,采用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率不高,很難發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。因此,在《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中,有意識(shí)地采取分級(jí)教學(xué)方法,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度,引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)簡(jiǎn)單的內(nèi)容,對(duì)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行精講;在精講時(shí),采用啟發(fā)式的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生思考,把學(xué)生的思維活動(dòng)引入到所講內(nèi)容之中。在課上可以采用提問(wèn)、討論的方式進(jìn)行互動(dòng),課后留一些讓同學(xué)下去思考或查詢的作業(yè),從而有利于促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)和知識(shí)的掌握和鞏固。如在講述聯(lián)合收獲機(jī)的時(shí)候,可以先設(shè)置問(wèn)題,比如聯(lián)合收獲機(jī)需要設(shè)計(jì)那些主要的功能部件,其設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意哪些問(wèn)題等,讓學(xué)生展開(kāi)討論。在此互動(dòng)過(guò)程中,學(xué)生必然會(huì)主動(dòng)的進(jìn)行思考,思考過(guò)后再聽(tīng)教師的講授,必然會(huì)加深對(duì)聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)構(gòu)和功能的理解。
3.2采用多種現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》教學(xué)質(zhì)量
在課堂上,教師運(yùn)用模型、幻燈片、視頻和實(shí)物等教學(xué)手段,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的基本構(gòu)造和工作過(guò)程進(jìn)行觀察和操作,使學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械形成鮮明和確切的表象和概念,進(jìn)而深刻理解教材內(nèi)容,對(duì)掌握理論知識(shí)和實(shí)踐技能有較好的促進(jìn)作用。在課堂外,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》網(wǎng)絡(luò)課程,除了課件和相關(guān)的課程,及時(shí)跟新課程相關(guān)的研究熱點(diǎn)和企業(yè)最需要的技術(shù),教師和學(xué)生可以方便的從網(wǎng)上答疑和下載文件,有利于教學(xué)活動(dòng)從課上延伸到課外,大大提高了學(xué)習(xí)的效率和效果。
3.3實(shí)施開(kāi)放式教學(xué),充分利用校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)基地,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
農(nóng)機(jī)學(xué)科是一門(mén)應(yīng)用型的學(xué)科,最終目標(biāo)是培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的、能夠指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工程技術(shù)人員。因此實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)必不可少的部分?!掇r(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》這門(mén)課程設(shè)置了完整的實(shí)驗(yàn)課和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。校內(nèi)的農(nóng)機(jī)實(shí)驗(yàn)基地和校外企業(yè)與學(xué)校共建的產(chǎn)學(xué)研實(shí)習(xí)基地等都為實(shí)踐性教學(xué)提供了條件。在學(xué)習(xí)了農(nóng)業(yè)機(jī)械理論知識(shí)后,可以具體的操作或測(cè)繪一下真實(shí)的農(nóng)機(jī)設(shè)備,對(duì)于掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械知識(shí)有很好的促進(jìn)作用。此外,和農(nóng)機(jī)專業(yè)相關(guān)的一些企業(yè)單位提供了校外的實(shí)踐基地,可以讓學(xué)生更好地和社會(huì)接軌,有利于農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)的針對(duì)性。
4考核手段
傳統(tǒng)的課程考核只針對(duì)學(xué)生,但是《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》這個(gè)課程學(xué)生學(xué)的好不好不只由學(xué)生一方面決定的,還和教師的教授緊密相關(guān)。以滿足企業(yè)需求為目的的《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》教學(xué)考核應(yīng)該從學(xué)生和教師兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),合理的《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程成績(jī)?cè)u(píng)判能夠有效的促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生綜合能力的整體提升。一般將學(xué)生的最終總評(píng)成績(jī)分成平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末卷面成績(jī),其中期末卷面成績(jī)占到總成績(jī)的60%左右。平時(shí)成績(jī)主要由課堂表現(xiàn)、出勤率和平時(shí)作業(yè)來(lái)組成。對(duì)于這門(mén)理論性和實(shí)踐性比較強(qiáng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)課程的平時(shí)作業(yè),應(yīng)該提倡增加課程設(shè)計(jì)類的大作業(yè),并且最好把這些課程設(shè)計(jì)類和企業(yè)產(chǎn)品和企業(yè)需求結(jié)合起來(lái),以增強(qiáng)學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用理論知識(shí)的能力。實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定,對(duì)于一些具有創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué),應(yīng)該考慮增加實(shí)驗(yàn)成績(jī)。對(duì)于教師來(lái)說(shuō),學(xué)校會(huì)有評(píng)教來(lái)體現(xiàn)這門(mén)課程教的好不好,學(xué)生愛(ài)不愛(ài)學(xué)。每學(xué)期期末,學(xué)校會(huì)抽取部分學(xué)生對(duì)教師進(jìn)行評(píng)價(jià),有一個(gè)比較具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,可以相對(duì)公正的對(duì)教師的教學(xué)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是在這個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)里,無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)了這門(mén)課后,對(duì)以后工作有沒(méi)有幫助。因此,在考核這個(gè)環(huán)節(jié),可以適當(dāng)增加企業(yè)對(duì)進(jìn)入該企業(yè)工作的畢業(yè)生或?qū)嵙?xí)生的評(píng)價(jià),比如畢業(yè)生是否掌握了企業(yè)需要的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)相關(guān)的知識(shí),能否滿足企業(yè)對(duì)相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械工作技能的要求。當(dāng)然這個(gè)很難量化,但是只要我們給企業(yè)一個(gè)反饋的途徑,必定對(duì)《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》課程不斷優(yōu)化起到一個(gè)好的推動(dòng)作用。
5結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);射頻識(shí)別;傳感器;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào):TP391.44;TN929.5
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
2005年11月,在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上,國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬將物聯(lián)網(wǎng)上升至美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略,由此引發(fā)了世界各國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的追捧。由于世界各國(guó)都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),所以,時(shí)下的物聯(lián)網(wǎng)被普遍認(rèn)為與當(dāng)年的“信息高速公路”一樣,成為振興經(jīng)濟(jì)、確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè),到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達(dá)到30比1,因此,“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。所有的跡象都表明,世界已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間,進(jìn)行信息交換和通信。
2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 射頻識(shí)別技術(shù)
射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification,縮寫(xiě)RFID),是20世紀(jì)80年展起來(lái)的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù),利用射頻信號(hào)及其空間耦合傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)或移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別。RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、天線、讀寫(xiě)器和主機(jī)組成。工作原理是由讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號(hào),當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入有效工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而獲得能量被激活,使得電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過(guò)內(nèi)置天線發(fā)射出去;讀寫(xiě)器的接收天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的調(diào)制信號(hào),經(jīng)天線的調(diào)制器(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的,對(duì)靜止或移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別。
射頻識(shí)別技術(shù)具有防水、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離遠(yuǎn)、標(biāo)簽數(shù)據(jù)加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大、存儲(chǔ)信息隨意修改、識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)中的物體,識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,在惡劣環(huán)境下工作等優(yōu)點(diǎn)。
2.2 傳感器技術(shù)
傳感器是一種檢測(cè)裝置,能夠感受被測(cè)量信息,并能將檢測(cè)感受到的信息按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求,它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié),是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的信息來(lái)源。
2.3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)豐富多樣,根據(jù)距離不同,可以組成無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)。其中近距離的無(wú)線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分,因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)被稱作是互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里,也稱為末梢網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)應(yīng)用的不同,其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間,目前常用的技術(shù)主要有藍(lán)牙、ZigBee、Z-wave、RFID、NFC、UWB、WI-FI等。
藍(lán)牙(Bluetooth)是一種低成本、低功率、近距離無(wú)線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與話音無(wú)線傳輸?shù)拈_(kāi)放性規(guī)范。藍(lán)牙技術(shù)使用的工作頻率為2.4G-2.5G之間,屬于免費(fèi)的ISM頻段。藍(lán)牙技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)的傳輸,其最高的通信速率為1Mb/s,采用時(shí)分方式的全雙工通信,通信距離為10m左右(如果配置功率放大器可以使通信距離達(dá)到100m)。
ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離無(wú)線通信技術(shù),主要面向低速率無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng),典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率,主要適用于工業(yè)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域,目的是為了滿足小型廉價(jià)設(shè)備的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)和控制。Zigbee技術(shù)采用三種頻段:2.4GHz、868MHz和915MHz。2.4GHz頻段是全球通用頻段,868MHz和915MHz則是用于美國(guó)和歐洲的ISM頻段,這兩個(gè)頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無(wú)線通信設(shè)備的相互干擾。
“UWB”(ultra wideband)是超寬帶無(wú)線技術(shù)的縮寫(xiě)。UWB技術(shù)是一種使用1GHz以上帶寬的無(wú)線通信技術(shù)。雖然是無(wú)線通信,但其通信速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bit/秒以上。
Wi-Fi(WirelessFidelity,無(wú)線高保真)屬于無(wú)線局域網(wǎng)的一種,通常是指符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,Wi-Fi可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備等終端以無(wú)線方式互相連接。
3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域范圍幾乎覆蓋了各行各業(yè)。目前,我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已開(kāi)展了一系列的試點(diǎn)和示范。為了推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展,2012年國(guó)家工業(yè)和信息化部的《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》確定了智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療、智能家居9大重點(diǎn)示范應(yīng)用領(lǐng)域。
智能工業(yè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將勞動(dòng)力從繁瑣和機(jī)械的操作中解放出來(lái),大幅提高工業(yè)制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本和資源消耗。
智能農(nóng)業(yè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在微觀尺度上直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、生產(chǎn)管理相結(jié)合,創(chuàng)造新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
智能物流是指貨物從供應(yīng)者向需求者的智能移動(dòng)過(guò)程,包括智能運(yùn)輸、智能倉(cāng)儲(chǔ)以及智能信息的獲取、加工和處理等多項(xiàng)基本活動(dòng)。
智能交通系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效地集成,實(shí)現(xiàn)高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。
智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、安全的目標(biāo),為新能源接入、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)、提高輸電能力、激勵(lì)用戶參與電網(wǎng)調(diào)峰、提高資產(chǎn)管理效益等方面產(chǎn)生重要影響。
智能環(huán)保是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),推動(dòng)環(huán)境信息資源高效、精準(zhǔn)的傳遞,促進(jìn)污染減排與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范。
4 結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)以無(wú)線和移動(dòng)技術(shù)為主要特征,通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合,成為了第三次信息技術(shù)革命。目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍處于起步階段,許多關(guān)鍵技術(shù)有待突破,大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用還沒(méi)有到來(lái)。我們必須抓住歷史機(jī)遇,突破關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù),形成自主產(chǎn)權(quán)的成果和可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力,用心做大事,用力做小事,將感知中國(guó)、智慧地球都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
參考文獻(xiàn):
[1]溫濤.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論[M].大連:東軟電子出版社,2013.
當(dāng)時(shí)課堂進(jìn)程是這樣的:當(dāng)筆者講授中國(guó)古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,涉及耕作技術(shù)演進(jìn)到鐵犁牛耕之曲轅犁階段時(shí),首先在課件上展示了《曲轅犁構(gòu)造圖》,然后提出問(wèn)題:“曲轅犁的使用被認(rèn)為是鐵犁牛耕技術(shù)的一次重大突破,為什么?它的優(yōu)點(diǎn)何在?”然后接連提問(wèn)了兩個(gè)學(xué)生,他們都不能回答。之后,考慮到教學(xué)時(shí)間緊,筆者結(jié)合圖示剖析了曲轅犁的優(yōu)勢(shì):其一是出現(xiàn)了犁評(píng),通過(guò)它可以改變牽引點(diǎn)的高低,控制耕土的深淺;其二是犁壁豎于犁鏵之上,兩者不成連續(xù)曲面,既便于碎土,又便于形成竄壟,操作起來(lái)比直轅犁靈巧,能適應(yīng)各種土地和耕種不同田塊的需要,以及提高耕作效率和耕作質(zhì)量。
課后,筆者感到不放心,為了了解曲轅犁這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)效果便布置了一道作業(yè):“你是否理解‘為什么曲轅犁的應(yīng)用是古代農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的一次重大突破?’”并要求學(xué)生當(dāng)天上交。下面摘錄部分學(xué)生的答案。
答1:不理解,不知道曲轅犁的工作原理。
答2:我不太懂,只知道它提高了農(nóng)業(yè)耕作的效率。
答3:因?yàn)榍@犁與直轅犁相比更利于耕作,生產(chǎn)工具的改進(jìn)能極大促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展,因此說(shuō)它是中國(guó)古代農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的一次重大突破。
答4:理解,因?yàn)榍@犁使當(dāng)時(shí)農(nóng)耕效率大大增加,很好地將人力、畜力相結(jié)合。
答5:因?yàn)榍@犁可以運(yùn)用于不同地方的耕作,耕地的深淺度也可調(diào)整,直到今日,鐵犁的結(jié)構(gòu)與曲轅犁在本質(zhì)上也是相同的。
答6:因?yàn)榍@犁提高了生產(chǎn)效率,是農(nóng)業(yè)技術(shù)上的一次改革,為后來(lái)農(nóng)耕技術(shù)的改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。
答7:因?yàn)榍@犁融合了許多力學(xué)理論,提高了耕作效率,使耕作輕松,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展,為以后更先進(jìn)的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
答8:因?yàn)榍@犁能適應(yīng)不同耕地的需求,提高耕田效率,提高勞動(dòng)效率。
答9:曲轅犁相對(duì)于老式的單牛挽犁更加注重細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì),更貼合勞作實(shí)際,體現(xiàn)了勞動(dòng)人民從“能耕田”到“耕好田”的生產(chǎn)思想的突破和對(duì)更高層次生產(chǎn)力的追求,同時(shí)也能體現(xiàn)出在生產(chǎn)力中以勞動(dòng)者為主,以生產(chǎn)工具和生產(chǎn)方式為輔的人本思想。
通過(guò)對(duì)以上學(xué)生的作業(yè)情況分析可以看出,這堂課教學(xué)的整體效果并不理想。大多數(shù)學(xué)生對(duì)曲轅犁的優(yōu)點(diǎn)要么一無(wú)所知,要么一知半解,抑或只能復(fù)述教師的表述,能有一定深度的理解的學(xué)生相對(duì)較少。這種情況使筆者陷入思索。
思考一:如何在教學(xué)過(guò)程中落實(shí)歷史知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)?荀子《勸學(xué)篇》云:“不積跬步,無(wú)以至千里;不積小流,無(wú)以成江?!笨梢?jiàn)整體由局部組成,整體的成功離不開(kāi)局部的貢獻(xiàn)。這對(duì)課堂教學(xué)的啟示是一堂課的成功離不開(kāi)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的成功處理。任何歷史事物和歷史現(xiàn)象都由一系列的知識(shí)點(diǎn)和豐富多彩的細(xì)節(jié)構(gòu)成,從某種意義上講,歷史課堂就是師生共同參與學(xué)習(xí)、感悟這一系列的知識(shí)點(diǎn)和諸多細(xì)節(jié)的過(guò)程。講清歷史事物的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更在于透過(guò)情節(jié)、故事和細(xì)節(jié)來(lái)說(shuō)明社會(huì)風(fēng)貌、時(shí)代變遷和歷史潮流。
而這一課對(duì)于曲轅犁的教學(xué)又如何呢?從前面的學(xué)生作業(yè)中可以看出,盡管有一小部分學(xué)生借助于教材表述、教師講解和合理想象對(duì)這個(gè)問(wèn)題有一定程度的理解,但更多學(xué)生對(duì)曲轅犁的工作原理并不了解,對(duì)曲轅犁如何提高了耕作技術(shù)一知半解,可見(jiàn)筆者對(duì)這一歷史知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)是不夠成功的?!傲私夤糯袊?guó)農(nóng)業(yè)的耕作技術(shù)和生產(chǎn)工具的演進(jìn),認(rèn)識(shí)工具革新在生產(chǎn)發(fā)展中的關(guān)鍵作用”是課前設(shè)定的知識(shí)與能力目標(biāo),而曲轅犁則是關(guān)乎古代農(nóng)業(yè)的耕作技術(shù)和生產(chǎn)工具演進(jìn)的重要環(huán)節(jié),本來(lái)應(yīng)該是課堂教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,然而由于筆者對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的課堂定位不清晰,從而導(dǎo)致在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)進(jìn)程中未認(rèn)真貫徹教學(xué)目標(biāo)。筆者在教學(xué)進(jìn)程中就這一問(wèn)題組織課堂互動(dòng)時(shí),由于準(zhǔn)備不充分,考慮不周到,措施不得力,導(dǎo)致在教學(xué)交流中師生溝通不暢,其嚴(yán)重后果是“揭了蓋子又捅了婁子”。也就是說(shuō)教師提出了問(wèn)題,然而卻沒(méi)有解決問(wèn)題。課堂中既然選擇了啟發(fā)性提問(wèn),那么就應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待,采取合適的教學(xué)舉措,突破難點(diǎn),而絕不應(yīng)該草草了事,淺嘗輒止。而當(dāng)時(shí)筆者就是用自己事先準(zhǔn)備好的一套說(shuō)辭進(jìn)行講解,其結(jié)果是以啟發(fā)性問(wèn)題開(kāi)場(chǎng),最后以灌輸知識(shí)收?qǐng)觥?/p>
當(dāng)然,在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師僅在思想上重視是不夠的,還要做好各種準(zhǔn)備,設(shè)計(jì)各種預(yù)案,以便應(yīng)對(duì)課堂里各種突發(fā)事件的挑戰(zhàn)。以這一課為例,筆者課后就設(shè)想了多種替代方案:其一,采用中央電教館出版的詳細(xì)講解曲轅犁的構(gòu)造和功能的輔助教學(xué)材料;其二,將曲轅犁和直轅犁進(jìn)行對(duì)比分析講解;其三,制作耕犁的歷史演變資料和圖片,從歷史縱向演進(jìn)視角幫助學(xué)生理解;其四,由學(xué)生搜集資料,做出曲轅犁的模型并在班級(jí)演示。當(dāng)然,這一切對(duì)于這節(jié)課的教學(xué)效果而言,已經(jīng)于事無(wú)補(bǔ),但卻有利于未來(lái)的課堂教學(xué)。
思考二:如何在教學(xué)設(shè)計(jì)中關(guān)注學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)?課堂教學(xué)是師生共同參與的歷史認(rèn)識(shí)活動(dòng),讓學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中獲得發(fā)展,即收獲歷史知識(shí),增長(zhǎng)歷史智慧,提升人文素養(yǎng)才是歷史教學(xué)的歸宿。從這個(gè)意義上講,學(xué)生的基礎(chǔ)是歷史課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn),這個(gè)因素在教師教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要充分重視。然而筆者在備課時(shí)更多地考慮教學(xué)進(jìn)程推進(jìn)的流暢和時(shí)間的安排,因而沒(méi)有認(rèn)真思考學(xué)生在這一知識(shí)點(diǎn)上的基礎(chǔ)。事實(shí)上,從課后筆者的抽樣分析來(lái)看,學(xué)生在電視或電影中見(jiàn)過(guò)鐵犁牛耕的僅占總數(shù)的72.4%,親眼見(jiàn)過(guò)鐵犁牛耕的只有25%,而從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的占8.3%。無(wú)論來(lái)自城鄉(xiāng),絕大多數(shù)學(xué)生都沒(méi)有親眼見(jiàn)過(guò)鐵犁牛耕現(xiàn)象,他們既缺乏犁田耕作方式的感性知識(shí),更不了解中國(guó)古代千百年來(lái)牛耕技術(shù)的演進(jìn)情況,因此學(xué)生在匆忙之間難以理解曲轅犁所帶來(lái)的所謂“農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)方面的重大突破”自在情理之中。由于筆者沒(méi)有顧及這些學(xué)情,課堂提問(wèn)前缺乏必要的知識(shí)鋪墊和準(zhǔn)備,提問(wèn)也缺乏針對(duì)性,結(jié)果遭遇“冷場(chǎng)”就在意料之中了??梢?jiàn),合理的教學(xué)設(shè)計(jì)顯然不能忽略學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)。只有以學(xué)生的基礎(chǔ)作為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn),將學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)作為教學(xué)的側(cè)重點(diǎn),這樣的課堂教學(xué)才能真正達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
思考三:如何因“材”制宜地選擇教學(xué)策略?在這堂公開(kāi)課中,之所以出現(xiàn)教學(xué)進(jìn)程中教師自演自嘆,學(xué)生作壁上觀的情況,其原因之一是教師在備課過(guò)程中對(duì)曲轅犁這一知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不清、分析不夠,因而造成教學(xué)策略選擇也不恰當(dāng)。曲轅犁這一知識(shí)在教材中處于一個(gè)什么樣的地位呢?這節(jié)課的課標(biāo)內(nèi)容為“知道古代中國(guó)農(nóng)業(yè)的主要耕作方式和土地制度,了解古代中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的基本特點(diǎn)”。古代中國(guó)原始農(nóng)業(yè)的主要耕作方式是刀耕火種,經(jīng)歷了耜耕階段,至春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期逐漸演進(jìn)到鐵犁牛耕階段。從此,鐵犁牛耕作為我國(guó)古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的最主要耕作方式,貫穿古代歷史兩千多年,而曲轅犁的使用是鐵犁牛耕這一耕作方式日臻成熟和完善的標(biāo)志。也就是說(shuō),曲轅犁既是犁耕技術(shù)走向成熟的至關(guān)重要的突破,又屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的重要革新。搞清了這一歷史演進(jìn)的規(guī)律,教學(xué)時(shí)依照鐵犁牛耕技術(shù)的歷史演進(jìn)邏輯來(lái)選擇教學(xué)策略,效果也許就會(huì)大不相同。
另外,曲轅犁之所以得名,是相對(duì)于直轅犁來(lái)說(shuō)的,這一特點(diǎn)也被筆者忽視了。俗話說(shuō):不怕不識(shí)貨,只怕貨比貨。假若選擇比較分析的策略,學(xué)生的理解肯定會(huì)容易許多。事實(shí)上,耕犁到漢代已經(jīng)普及了,而使用的是直轅犁。假如教學(xué)中把直轅犁和曲轅犁的構(gòu)造圖進(jìn)行對(duì)比,那就不難發(fā)現(xiàn)曲轅犁的優(yōu)點(diǎn)在于:一是結(jié)構(gòu)合理,使用輕便,克服了漢魏以來(lái)長(zhǎng)直轅犁耕至田角邊時(shí)“回轉(zhuǎn)相妨”的情況,回轉(zhuǎn)靈活,便于推廣;二是通過(guò)犁評(píng)的操作調(diào)節(jié)犁頭的傾斜角度,從而能夠控制耕土的深淺,耕作平穩(wěn);三是能適應(yīng)各種土壤和不同田塊的耕作要求,既提高耕作效率,又提高耕地質(zhì)量。總而言之,對(duì)于教材知識(shí)來(lái)說(shuō),依據(jù)知識(shí)本身的特點(diǎn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,選擇合適的學(xué)習(xí)策略,這是課堂教學(xué)成功不可或缺的重要條件。
思考四:如何看待課堂教學(xué)的完整性?這堂課中出現(xiàn)對(duì)曲轅犁這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)草草了事的局面,主要是由于筆者因擔(dān)心時(shí)間不夠而破壞課堂教學(xué)的完整性造成的。
關(guān)鍵詞:IC卡,木材檢尺器;貯木場(chǎng)
前言:在我國(guó),林區(qū)貯木場(chǎng)是木材生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),它的主要作用就是對(duì)于原木的繳庫(kù)、出庫(kù)管理等等,因?yàn)檫@些內(nèi)容都有著數(shù)據(jù)量大、內(nèi)容多、日?qǐng)?bào)表時(shí)間緊、月報(bào)表科目多等等諸多特點(diǎn),因此,計(jì)算機(jī)在這個(gè)方面的使用可以大規(guī)模的提高統(tǒng)計(jì)工作的速度和質(zhì)量、減輕統(tǒng)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、有效地控制木材流失、減少重復(fù)輸入、實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理等等等諸多的優(yōu)點(diǎn)。但是,在一些特殊工序中,如檢尺野帳數(shù)據(jù)的錄入環(huán)節(jié)上還存在著一定問(wèn)題,現(xiàn)行的工作方法已經(jīng)阻礙計(jì)算機(jī)在這個(gè)方面發(fā)揮作用,因此這就需要有一種新的方法來(lái)成為計(jì)算機(jī)在此方面發(fā)揮巨大作用的保證。這個(gè)方法就是利用IC卡木材檢尺器。
1.對(duì)于IC卡技術(shù)簡(jiǎn)介
IC卡也稱智能卡、智慧卡、微電路卡或微芯片卡等。它是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的卡基中,做成卡片形式。IC卡的優(yōu)點(diǎn)首先是是存儲(chǔ)容量大。IC卡的存儲(chǔ)容量根據(jù)型號(hào)不同,小的幾百個(gè)字符,大的上百萬(wàn)個(gè)字符。其次是安全保密性好。IC卡上的信息能夠隨意讀取、修改、擦除,但都需要密碼。再次是CPU卡具有數(shù)據(jù)處理能力。在與讀卡器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí),可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密,以確保交換數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。還有是使用壽命長(zhǎng)。 同時(shí)它又防磁、防潮、防靜電、耐高低溫、抗干擾能力強(qiáng),這些優(yōu)點(diǎn)都正適合林區(qū)貯木場(chǎng)信息量大、數(shù)據(jù)需求時(shí)間長(zhǎng)等等特點(diǎn)。
2.IC卡工作原理和應(yīng)用
射頻讀寫(xiě)器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波,卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)協(xié)振電路,其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同,這樣在電磁波激勵(lì)下,LC協(xié)振電路產(chǎn)生共振,從而使電容內(nèi)有了電荷;在這個(gè)電荷的另一端,接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?,將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ),當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。IC卡的開(kāi)發(fā)、研制與應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及到計(jì)算機(jī)、通訊、網(wǎng)絡(luò)、軟件、卡的讀寫(xiě)設(shè)備、應(yīng)用機(jī)具等多種產(chǎn)品領(lǐng)域的多種技術(shù)學(xué)科。IC卡已是當(dāng)今國(guó)際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)產(chǎn)品之一,除了在商業(yè)、醫(yī)療、保險(xiǎn)、交通、通訊、安全管理、身份識(shí)別等方面得到的廣泛的應(yīng)用外,在能源能源這方面顯示了它的優(yōu)點(diǎn),特別是在林業(yè)的貯木場(chǎng)中對(duì)于原木資料的輸入這方面發(fā)揮了巨大的作用。
3.對(duì)于IC卡木材檢尺器的探討
目前所使用的IC卡木材檢尺器外形小巧,外形計(jì)算器一般大小,它的面板主要有液晶顯示屏、數(shù)字鍵、功能鍵三部分構(gòu)成。第一部分是液晶顯示屏。它的作用主要是用于顯示卡內(nèi)儲(chǔ)存內(nèi)容,其次是在寫(xiě)卡過(guò)程中用于顯示提示符和寫(xiě)入內(nèi)容。該液晶顯示屏(LCD)采用點(diǎn)陣式全漢字顯示,14字兩行,并可滾動(dòng)翻頁(yè)。第二部分是數(shù)字鍵。由數(shù)字0~9加小數(shù)點(diǎn)構(gòu)成。第三部分是功能鍵。包括開(kāi)、關(guān)等n項(xiàng)內(nèi)容,其中小數(shù)點(diǎn)鍵也具有功能鍵作用。應(yīng)用本檢尺器可完成原木檢尺野帳的全部讀寫(xiě)工作,同時(shí)具有一定的計(jì)算統(tǒng)計(jì)功能,并可通過(guò)液晶顯示屏讀出。讀寫(xiě)過(guò)程中按確認(rèn)鍵可使檢尺器回到初始狀態(tài),按輸入鍵具有存儲(chǔ)功能,在輸入過(guò)程中若有失誤可按返回鍵進(jìn)行刪除。
4.對(duì)于IC卡木材檢尺器應(yīng)用的探討
在實(shí)際的貯木場(chǎng)的木材管理工作當(dāng)中,第一個(gè)方面是檢尺員要帶著已插入IC卡的檢尺器,根據(jù)檢尺的不同項(xiàng)目,比如說(shuō)楞號(hào)、材種、樹(shù)種、徑級(jí)、長(zhǎng)級(jí)、等級(jí)等等諸多方面,按相關(guān)鍵鈕,使相應(yīng)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)于IC卡中。第二個(gè)方面是在該班工作量完成后,要將IC卡從木材檢尺器中抽出,插入統(tǒng)計(jì)報(bào)表的計(jì)算機(jī)讀寫(xiě)器中,將所有的檢尺數(shù)據(jù)即刻輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中,這樣就將所收集到的數(shù)據(jù)完整的保留到計(jì)算機(jī)當(dāng)中,最大程度上形成了人機(jī)自動(dòng)對(duì)接,達(dá)到了數(shù)據(jù)有效的儲(chǔ)存。同時(shí)要注意的是對(duì)于數(shù)據(jù)的錄入和傳輸一定要仔細(xì)的進(jìn)行,不可馬虎,只有這樣,才能最大限度的做到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,減少不必要錯(cuò)誤的發(fā)生。
如果要是應(yīng)用IC卡木材檢尺器的計(jì)算機(jī)報(bào)表的話,那么主要步驟就是以下幾個(gè)方面。第一個(gè)方面是用IC卡代替野帳、檢尺器為錄入工具,第二個(gè)方面是將檢尺資料輸入到IC卡當(dāng)中,第三個(gè)方面是確認(rèn)檢尺數(shù)據(jù)正確性,第四個(gè)方面是將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中,最后一個(gè)方面是數(shù)據(jù)處理報(bào)表的設(shè)計(jì)以及打印報(bào)表。這一個(gè)IC卡木材檢尺器的計(jì)算機(jī)報(bào)表流程要按照先后的順序進(jìn)行操作,不可顛倒??傮w來(lái)說(shuō)IC卡木材檢尺器的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,而且操作非常的方便,操作人員在極短的時(shí)間內(nèi)就可以學(xué)會(huì)及掌握它的操作技術(shù),為實(shí)際工作的開(kāi)展創(chuàng)造了非常便利的條件。
結(jié)束語(yǔ):
通過(guò)以上對(duì)于IC卡木材檢尺器在貯木場(chǎng)的應(yīng)用的探討,我們可以發(fā)現(xiàn)IC卡木材檢尺器在貯木場(chǎng)中可以擁有非常大的用處,它可以使得貯木場(chǎng)林木的數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式存儲(chǔ)起來(lái),而且大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)錄入的時(shí)間,提高了統(tǒng)計(jì)的效率,最大程度上增加了數(shù)據(jù)的可靠性,同時(shí)也為貯木場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核、復(fù)檢提供了時(shí)間保證,最大限度上減少了木材流失,在提高我國(guó)貯木場(chǎng)木材進(jìn)出庫(kù)管理水平以及彌補(bǔ)數(shù)據(jù)錄入缺陷的同時(shí),大大縮小了我國(guó)貯木場(chǎng)與國(guó)外先進(jìn)水平的差距,為我國(guó)貯木場(chǎng)的管理和進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
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