单案例研究范文

单案例研究范文（精选7篇）

单案例研究 第1篇

关键词：小学数学,植树问题,简单,规律

一、背景导读

“植树问题”是人教版义务教育新课程标准实验教材四年级下册的内容,旨在向学生渗透复杂问题从简单入手的思想。教材将植树问题分为几个层次:两端都栽、两端不栽、环形情况以及方阵问题等。其侧重点是:在解决植树问题的过程中,向学生渗透一种在数学学习上、研究问题上都很重要的数学思想方法——化归思想,同时使学生感悟到应用数学模型解题所带来的便利。

本课的教学,并非只是让学生学会熟练解决与植树问题相类似的实际问题,还把解决植树问题作为渗透数学思想方法的一个学习支点,希望能借助内容的教学发展学生的思维,提高学生的思维能力。

从一年级开始,孩子们就不同程度地接触过间隔问题,到现在已经是四年级学生,他们基本能分清不同情形中棵数与间隔数的关系。因此,在教学组内就有这样的教学建议:把在一段直路上植树问题的3种情况放在一节课中集中教学。但试教结果让我们改变了教学思路,决定还是依据教材的安排,重点探究“一边栽树,两端要栽”的情况。

二、教学片断

片断一:猜谜语,导入课题

师:两个小树十个杈,不长叶子不开花,能写会算还会画,天天干活不说话。大家猜猜是什么?

生:手。

师:我的一只手中,每两根手指间夹一支笔,猜猜我最多能夹几支笔?

生:4根。

师:我们的一只手有5根手指,为什么只能夹4支笔呢?

生:因为5根手指只有4个间隔。

师:日常生活中我们还在哪里能看到间隔呢?今天我们就来研究这些间隔问题,在数学中把它们统称为“植树问题”。

板书课题:植树问题

(设计意图:通过学生熟悉的手指间的间隔引出生活中的间隔问题,拉近了学生与知识间的距离,让学生在有趣的猜谜活动中自然进入新课。)

片断二:提出问题,化难为易

师出示例题:同学们在全长1000米的小路一边植树,每隔5米栽一棵(两端要栽)。一共需要栽多少棵树苗?

(学生读题,说说题目中给我们提供了什么信息)

师:题目中的“一边”“两端”分别是什么意思?要求什么?

师:猜猜一共需要多少棵树苗?

生1:200棵。

生2:201棵。

生3:199棵。

师:到底哪个对呢?我们可以怎样验证?

生1:用画图的方法来验证。

生2:用计算的方法来验证

师:我也赞成同学们的验证方法。好,现在我来画图看看到底哪个答案正确。

接着,教师就在黑板上画图,一段一段地分,分了几段之后,就有学生喊起来:“太麻烦了,要花很长时间呢。”

师:有什么办法能够帮助我们轻松理解到底要栽几棵树呢?

生:从已经画出来的这部分图中就能找到规律了。

师:哦,原来我们可以从小数据中寻找规律。为了便于理解,我们先来把复杂的问题简单化,把数据改小。请同学们小组合作,边画图边思考,完成合作探究卡。

师出示改变数据之后的3道题:

①同学们在全长10米的小路一边植树,每隔5米栽一棵(两端要栽)。一共需要多少棵树苗?

②同学们在全长20米的小路一边植树,每隔4米栽一棵(两端要栽)。一共需要多少棵树苗?

③同学们在全长24米的小路一边植树,每隔3米栽一棵(两端要栽)。一共需要多少棵树苗?

学生完成合作探究卡:

(设计意图:教师故意把教材例题中的“100棵”改为“1000棵”,促使学生产生从简单数据中寻找规律的心理需求,渗透“化难为易”的数学思想。)

片断三:汇报交流,发现规律

师:你发现了什么?

生1:我发现棵数比间隔数多1。

生2:我发现间隔数等于总长除以间距。

生3:我发现间隔数比棵数少1。

师:在一条线路的一边栽树,两端都要栽时,为什么植树的棵数比间隔数多1呢?

生4:因为第一棵要到第二棵才有一个间隔。

生5:从图中可以看到,从第一棵开始,每一棵后有一个间隔,最后一棵后面就没有间隔了,所以间隔数就比棵数少1了。

师:同学们说得真好。当两端都要栽时,棵数就比间隔数多1。

师:那你们现在认为例题中的答案到底是几呢?

生6:201棵。

师:你能口述算式吗?

生7:1000=5+1=201 (棵)。

师:“1000÷5=200”得到的只是一个什么样的数?为什么要用1000÷5?

生6:200是间隔数,因为总长除以间距等于间隔数。

师:植树的“棵数”要在“1000÷5=200”的基础上加几?

生6:要加1,因为两端都要栽时,棵数比间隔数多1。

(设计意图:引导学生从简单的数据和线段图中寻找规律。通过对规律的讨论与总结,加深学生对植树问题中数量关系的认识,建构植树问题模型。)

片断四:课外延伸,拓展思维

师:今天,我们一起探讨学习了植树问题中两端都要栽的情况,谈谈你有哪些收获?

生1:两端都要栽树的情况中,棵数比间隔数多1。

生2:解决植树问题时,要考虑路的总长、间距与间隔数的关系,还要想清楚棵数与间隔数之间的关系。

师:在实际生活中,除开两端都栽的情形,还会有哪些情形呢?

生3:两端都不栽,只栽一端。

生4:还有在封闭图形中栽树的情况。

师:如果只栽一端,树的棵树与间隔数有什么关系呢?如果两端都不栽呢?如果是圆形或者其他封闭图形呢?

(设计意图:这节课重点研究了两端都栽树的规律,实际生活中还有只栽一端和两端都不栽以及在封闭图形上栽树等各种情况。此处设计,旨在为后续学习打下基础。)

三、教学反思

试教时,笔者认为这一课时的教学内容太简单,考虑到学优生的学习热情,就把植树问题的几种情形集中在一节课中学习探究。教学时,让学生小组合作探究,画图说明各种情况中棵数与间隔数的关系。在直观图形面前,学生不仅能发现其中的规律,还能解释为什么“多1”或“少1”。

然而,在重点探究了规律之后,没想到在“植树”时还是信心满满的孩子们到解决问题时一个个都像被斗败的公鸡——多数孩子分不清“两端”与“两边”的区别,“棵数”“间隔数”“间距”“总长”等数学名词更是让他们一片混沌,勉强参与的总是那几个平时成绩比较优秀的学生。可见,这样的设计对于大部分学生来说,接受起来有一定难度,不利于全体学生的发展。

调整教学思路之后,笔者从例题入手,让学生分析题目中提供的信息,结合课件理解“两端”“一边”,尝试画线段图,向学生渗透复杂问题从简单入手的思想。在学生画出不同总长、不同间距的各种线段图后,引导他们从不同的现象中寻找相同的本质:棵数=间隔数+1,间隔数=路的总长÷间距。没有不同植树情形的干扰,学生能集中注意力思考具体植树问题中条件与问题之间的关系,既能顺向思维求棵数,也能逆向思维求路的总长或间距。

课已结束,可学生的思维并没有结束,他们带着成功的满足感继续着饶有兴趣的探究。

活动单导学课堂案例分析 第2篇

一.精心设计导入语

著名特级教师于漪曾说过“课的第一锤要敲在学生的心灵上, 激发起他们思维的火花, 或像磁石一样把学生牢牢地吸引住。”好的导入语会营造课堂中积极的心理氛围, 使每一位同学都以饱满的热情, 荡起诗意心灵的双浆划进语文课堂。

如《皇帝的新装》里:“一直以来, 童话故事总是装点着我们幸福的记忆!她飞翔了几百年, 温暖了数代人的心。她深深地打动过无数纯洁欢乐、善良美丽乃至忧伤沉郁的心灵, 她让我们看到了美好和纯真, 也经历了同在童话世界之中的现实和理想。尽管生活会让我们流下眼泪, 尽管生命中有无可奈何, 可是, 总觉得童话是一切美好的集结, 我们会一直爱她, 直到永远诗意的童话总是装点着我们幸福的记忆, 能不能告诉我, 你们曾经都读过哪些童话故事呢?”孩子们沉浸在童话般美好的意境中了。

二.智慧引导活动方法

一般情况下, 语文教学无外乎以下几个环节:整体感知局部赏析拓展提升。活动单导学的大体流程是:自主学习小组交流展示反馈总结提升, 在流程活动的过程中, 如何达到优化的程度呢?

首先, 教师对小组完成的内容要有明确的指导。如《郑人买履》是学生刚刚接触的文言文, 在解释词语和翻译课文时, 可分两步骤:一是翻译环节, 二是重点字词的解释, 小组合作时可采取两人互译全文, 遇到难题组内协助解决, 展示可两人展示一两句, 一人朗读, 一人翻译, 其他同学质疑和补充。重点字词解释的环节, 可提醒学生从哪些角度去整理归类, 如重点动词、形容词, 一词多义, 通假字等, 然后教师用课件打在投影仪上让学生巩固记忆。再如《台阶》在探究父亲的人物形象时, 在小组活动前, 提示学生, 小组在片段内容的选择上, 可以从以下几个角度探究: (1) 可选择几个材料突出的一个性格特征 (2) 可选择时间相对集中的片段, 如台阶建造前、建造时、建造后的材料 (3) 可选择跟人物相关的物体, 如:烟斗、扁担、草鞋等。

其次, 教者要深入小组讨论, 适时调控、点拨与引领。同学们根据要求, 各组合作分工, 各司其职, 有朗读、赏析、创新等内容, 学生讨论很热烈, 小组以合作的形式进行精彩的寻美之旅。活动平台要有效建设, 合作预设的多样性、灵动性、要提供更多的思维发展空间, 预设的形式可多种多样, 学生分组活动热烈地进行着, 老师也要投入到如火如荼的小组讨论中, 学生合作时, 身临其境, 或深情诵读、或奋笔疾书, 讨论热烈。在学生讨论过程中, 教师必须深入组内, 随时提供帮助。在此期间, 教师要进行互动、重申、质疑、支持、表扬、强调, 此时教者宜指点江山, 激昂文字, 或鼓励, 或示范。要像勤劳的农夫在土地上快乐地耕耘着。如:《七颗钻石》赏析爱心画面, 教师可在活动时引领学生讨论以下几种展示方法:

(1) 选择其中一处, 一人读、一人扣住关键词赏或分析、一人就此展开丰富的想像 (通过读, 析, 想象来理解爱心)

(2) 选择其中一处, 合作读、分工扣住关键词赏或分析, 一设想自己是小姑娘, 当时会是怎样的心理?

(3) 选择其中一处, 请老师或其他小组同学合作朗读, 一人扣住关键词来体会爱心、一人创诗来表达爱心或是哼歌来赞美。

(4) 选择其中一处, (尽可能展示方式多样化, 不与其他小组相同) 。

再如展示朗读时为了有最佳朗读效果和朗读感染力, 可指导小组采用多种朗读形式:齐读、男女生分读、轮流读、重要词句反复读、邀请老师读、邀请其他小组成员读、邀请其他小组读、邀请全班读、请老师放配乐读等等。小组集体展示的时候发言要完整, 有开场白、结束语, 鼓励创新, 可以边读边赏, 也可以先读再赏、先赏后读等, 形式不拘一格。

三.倾听点拨展示内容

课堂上, 教者要引领学生倾听、交流、补充、质疑, 教者要适时点拨、纠错、总结提升, 用语要言不烦, 讲在关键处, 富有激情和感染力, 号召力, 避免无效的强调重复与琐碎。

首先, 小组交流时, 教师和学生都要做一个很好的倾听者。倾听不仅是一种礼貌, 更是一个良好的教学习惯和学习习惯, 别人有错的要在他人回答完毕的基础上, 争鸣质疑和补充, 不要过于频繁打断其他学生的发言, 这样更有利于学生尊重他人的良好习惯。

一堂课最精彩的是学生展示的精彩, 让学生用句群交流、语段交流, 由读+析变成引+析, 朗读的内容由直接引用变为间接引用, 让学生自主、自如、自然、自信展示的学习状态。

在小组合作时, 要形成一个相对独立的学习活动的团体, 在展示时, 学生采取多样化形式, 或朗读、赏析 (从修辞、用词、写法、结构、情感等角度) 、创新 (我读你想、心里独白、可以用富含哲理的或者优美的语言写简短的几句话、可以写成小诗、联想画面、画外音、歌唱形式表达等) 。此时, 学生拿起手中的笔或思考, 或记录, 准备在小组展示结束时或点评或质疑或补充。

教师在学生展示活动中, 可辅助学生增添动作、表情、音乐等手段, 创设教学情境, 创造性地组织教学, 将知识、能力与审美综合起来, 使学生在愉快中高效率地完成展示任务。

其次, 小组展示结束时, 学生或点评或质疑或补充, 此时教师要适时调控、适时助学, 要言不烦、精当引领 (师生对话时要深情引领、激情引导) 。

如我在教《往事依依》一课, 赏析“看画”的细节, 小组是这样展示的:

主持人:古人云:抛砖引玉, 我们组先起一个抛砖引玉的作用吧。请听我们组关于“看山水画”的细节欣赏。

小组展示朗读: (分角色读、男女生读、气势雄伟的齐读, 轻缓一些的个人读。建议:有选择的读, 不要全读。)

生2:赏析关键词“凝视、徜徉、甚得”生动形象地表现了作者的痴迷。

生3:“我似乎”、“会不知不觉“感觉到作者读书很有方法, 在读书时转换了角色, 跨越时空, 进行了丰富的联想和想象。读到这里, 我就联想起了自己小时候《西游记》的情形, 在好汉林立的梁山泊中漫步

主持人:谢谢大家聆听我们组的发言, 我想我们组发言时一定有不完善的地方, 非常希望其他小组作补充或点评, 希望我们小组的砖能引来更多的玉。

老师在课堂中有点评、提升等过渡和引导语:好, 他们把砖抛过去了, 你们的玉送过来。 (其他小组发言补充) 发言补充的的同时, 教者激情点拨提升:“有没有哪位同学在读书时, 产生类似的联想呢?”“让我们一起来感受《评注》的魅力吧!”“某某同学, 我要为你精彩的发言鼓掌!”“文章写得精彩, 同学们的表现更精彩。灵动的文字配以精彩的赏析, 真是一种享受。”

学生赏析、补充不错, 我及时抓住契机对其进行激励点评, 使课堂充满灵动与生机。

四.激情打造结尾结语

首先, 设计适合本课语文教学的拓展延伸活动, 升华对主旨的理解。

如《七颗钻石》最后结尾可设计这样的环节:“爱心帮助小女孩渡过了难关, 使水罐涌出了巨大的水流, 可是作者为什么还要写跳出了七颗钻石呢?而且越升越高, 还变成了大熊星座 (北斗七星) 呢?”先独立思考, 然后组内交流。得出更深的理解:

1.晶莹剔透, 闪烁着美丽的光芒, 它可以用来表示对美好事物的赞美。

2.星和钻石一样, 象征着美好的心灵, 象征着爱心。

3.永远挂在夜空里, 象征着爱心永恒;希望爱能够永驻人间。

4.光照人间, 还表示爱心普照人间。童话故事美丽的结尾寄予了作者美好的愿望。这是为了让爱洒满人间, 送给每一个人。

5.爱心升华最后一次水罐的变化, 体现小姑娘的爱心是广博而无私的。

6姑娘的爱心由爱母亲到爱动物, 再扩大到爱他人, 一次次升华, 小姑娘的人性美得到充分的表现。

7.这五次变化层层递进, 爱的主题也渐渐升化。

其次, 激情总结结束语。诗意的语言、深沉的赞美从教师心里、嘴边倾泻而来, 如行云流水, 初无定质, 但常行于所当行, 止于不可不止。

语文教学强调教师多角色作用, 教师是引导者、辅助者、参与者、信息提供者等, 以学生为主体进行教学, 语文教育目标定位在“为了全体学生的发展、为了学生的全面发展、为了学生的个性发展”。这与杜威所提倡的学生中心、教师辅助引导的理念大体是一致的。

单案例研究 第3篇

本课是我参加常州市体育教师优质课比赛的一节课, 教学内容选择《单脚跳》, 是一堂游戏课, 教学对象是三年级的学生, 教学目标是激发并保持学生学习兴趣, 发展学生协调性、灵敏性, 提高学生跳跃能力, 在游戏中能与同伴进行合作游戏, 充分发挥学生的创新能力, 让学生体验成功的乐趣。在本课的教学中, 我着重于课中内容的自然衔接, 同时课堂中注重学生自由创作, 小团体合作创造不同形式的器材摆放, 鼓励学生展示成果。在本节课中学生表现很积极, 各小组都积极进行创意, 本节课中得到了意外收获。

二、案例描述

本节课的设计是依据三年级学生的跳跃模块教学目标而定, 主要是保持学生的学习兴趣, 让学生在玩中学, 学中玩。课中注重学生的自主创新。课的流程:1.学生慢跑热身, 快快找家游戏确定练习位置, 在教师带领下做绳操;2.学生学习单脚跳跃的动作方法, 练习开火车游戏;3.开火车夺藏宝图比赛;4.学生利用自己团结合作的力量取得“藏宝”图纸, 并通过合作体验寻得“宝藏”———体验创造不同形式的绳的摆放来进行跳跃, 掌握单脚跳跃的动作方法。以下就是课堂中展出的亮点之一:

师:“同学们, 中间的四面小旗就是我们的终点站, 让我们来尝试一下, 看看我们的小火车能否开动, 顺利到达终点。”

以小组为单位, 各组学生在小组长的指挥下, 有的安排小组人员位置, 有的在观察其他组的动向, 场面非常热闹。在这过程中教师进行巡视。比赛时, 学生们的竞争也随之激烈。第一轮比赛结束时, 我宣布:“第三组第一, 第二组第二, 第四组第三, 第一组第四。第五组第五。”“老师, 怎么会有第五组啊?我们第一组是第一个到的啊, 为什么是第四名?”“同学们, 为什么第一小组会第四, 原因在哪里?知道吗?”我反问道。同学们开始议论了:因为他们有人擅自脱离队伍了。我总结说:“刚才, 虽然他们很有创意, 但有人没有听清要求, 导致小组成绩不理想。接下来, 我们来玩一个不一样的游戏, 请同学们按照小组进行比赛。在我们的这个练习场地中放着四面小旗, 每一只小旗下都藏有一张藏宝图, 现在就发挥各小组的合作力量进行开火车比赛!”

在接下来的“寻宝”过程中, 各小组注重绳子运用的合理性, 摆放很有创意。教学目标基本达成。

在课堂小结中, 同学们谈了各组的经验, 教师对课堂中各小组能根据图纸提示有不同创意的进行集体表扬, 小松 (化名) 成为本节课最活跃的同学。看着同学们脸上灿烂的笑容, 我的内心也是欣喜的。

三、案例分析

通过本节课的教学, 让我切实体会到课中内容的自然衔接对激发并保持学生练习兴趣的重要性。新奇的刺激是保持学生学习兴趣的有效方法。当学生对某一练习失去兴趣时, 课堂的趣味衔接会让学生重新对练习内容产生兴趣, 并保持较高的学习热情, 而不会让学生对练习内容感到乏味。因此, 在体育教学中, 不断创造性地运用新颖灵活的教学方法, 富于变化的体育教学组织形式和手段, 课堂上适度给学生“自主权”和“自由度”, 让他们动脑筋, 边想边练, 去尝试、体验, 并与同伴切磋琢磨, 互相交流, 逐渐由不会到会, 由不熟练到熟练。

“教学末见乐处, 必不我学”。兴趣是学习活动的重要动力, 如果教师教学中语言形象而生动, 并结合教材内容, 根据课堂实际用一些有趣的环节连接练习内容, 就容易出现生动活泼的局面。我根据学生的生理和心理发展及体育教材的特点, 采取课前用彩色及时贴分组, 课中导入学生快乐找家, 力求做到“趣味化”。学生对教师有一种特殊的依赖和信任情感, 我利用他们的“童心”“童趣”“童语”“童行”去对学生导教导行, 使学生产生学习兴趣, 保持良好的注意力, 从而能主动、积极地进行锻炼, 变“要我学”为“我要学”。

单案例研究 第4篇

跳跃是人体基本活动技能之一, 是锻炼身体的重点教材。尤其是小学一、二年级的跳跃练习, 技术比较简单, 通过教学, 学生不断体验, 最终学生学会单脚或双脚跳, 向高处或远处跃起, 逐步提高跳跃能力, 发展学生灵敏、速度、协调等身体素质, 培养他们勇敢、果断和克服困难等优良品质。

本节课始终贯彻《体育与健康课程标准》中“健康第一”的指导思想和课程基本理念, 凸现学生的主体地位, 通过实践与创新, 发展学生的个性, 体验体育学习的快乐。根据主教材的特点设计“跳房子”的游戏, 运用各种竞赛手段组织教学。

案例介绍

一、学习内容

有趣的跳跃 (各种形式的单、双脚跳)

二、教学目标

1.通过愉快的学习, 促进学生身体机能的发展。

2.学生乐于学习、练习、体验, 发展学生灵敏、速度、协调等身体素质。

3.在合作学习中, 激发学生思维, 培养学生团结协作、互相尊重的优良品质。

三、学习重点、难点

重点:动作用力的方法。

难点:动作的协调性。

四、教学流程

(一) 激趣

1.激趣游戏:快快集合。

2.学生散开, 听到哨令和看到手势迅速排队。

3.教师抓住排队最慢的学生, 予以指导。

4.启发性小游戏:“别捉我的小尾巴”。

教师语言导入:“小朋友, 现在我们都是一群可爱的小动物”然后小朋友在老师的引导下, 两人或三人一组互抓尾巴。

5.教师参与到学生当中, 共同游戏。

6.教师总结学生游戏的情况。

评析:这一环节的教学, 主要是根据“快快集合”和“抓尾巴”两个小游戏来组织教学的, 一改以前传统的队列队形和徒手操练习, 以达到活跃身心, 激发学生学习兴趣的目的。本环节既复习了旧知识又发展了学生的想象力, 让学生有饱满的情绪进入下一阶段的学习。

(二) 保持活跃情绪, 学习运动技术, 发展运动能力

1.学习用自己的方法, 练习单双脚跳。

2.教师根据练习情况适时讲解单双脚跳的方法。

3.游戏“跳房子”。

过渡: (语言导入) 小朋友!你们看, 教师手指场地。 (事先在地上画好的水果房子, 有香蕉、苹果、草莓) 我们啊, 有这么多的水果房子, 但每个房子前有一段石头路, 你们要用跳的方法进入房子, 跳进什么房子, 就是这个房子的水果宝宝。大家试试啊同学们激情高涨。

4.通过“跳房子”, 使学生进一步了解单双脚跳的方法。

5.根据“石头路” (单双数) , 启发学生逢单则单脚跳, 逢双则双脚跳。

6.教师启发学生自由组合跳“房子”, 最后总结哪个水果房子的宝宝多。 (表扬鼓励)

评析:这一环节, 教师不事先讲解动作的方法, 而是通过学生先自己练习, 然后引导出正确的动作方法。为了巩固所学, 教师设计“跳房子”争当水果宝宝的情景, 激发学生进一步学习和练习, 让学生拥有较高的学习热情, 享受自主锻炼的空间。在这样宽松、愉快的环境中, 诱发学生对体育知识的探究。

(三) 稳定情绪, 身心恢复

1.放松性游戏木偶人。

学生自由组合游戏。

3.学生边唱边做动作:“我们都是木头人”在欢快的放松游戏中结束本课的学习。

教学反思

1.尊重儿童人格, 重视儿童个性发展

本节课教学活动, 教师教学时非常注意尊重儿童的人格, 培养学生的个性。由于传统教育价值观的消极影响, 过去的教育在相当长的时间内强调共性, 忽视个性的发展。在教学中, 很多教师习惯于统一要求、统一标准、统一方法, 把学生看成是任你打制的“木桩”。教学时为了“统一”所做出的种种限制, 从某种意义上讲扼杀了学生个性的发展。本课倡导游戏教学、情景教学, 反对注入和灌输, 强调发展学生的兴趣, 无疑使学生的个性得到健康的发展。

2.营造轻松的学习环境, 学生学习乐此不疲

学生的身心健康和良好的社会适应能力主要是通过运动参与的形式得以实现。本节课中平等融洽的师生关系、师生共同参与, 无不为学生营造了轻松、愉快的学习环境。因此, 学生在学习、练习、体验的过程中, 一直保持较高的学习情绪, 对练习乐此不疲。学生在玩中学, 在学中练, 在合作学习中不断创新。

3.师生互动, 课堂成为师生共同成长的乐园

单案例研究 第5篇

一、方法

1.实验对象。选择九江学院临床医学院2011级药学本科专业42名学生, 随机分成实验组和对照组2个小组 (实验组22名, 对照组20名) , 实验组采用社区获得性肺炎单病种案例教学法, 对照组采用一般案例教学法。

2.教学方法。根据临床药物治疗学中呼吸系统疾病的药物治疗这一章, 选取社区获得性肺炎这一节, 采用临床实践教学, 由同一带教老师在呼吸科病区为学生讲授。实验组采用社区获得性肺炎单病种案例教学法, 对照组采用一般社区获得性肺炎案例教学法。

3.案例教学实施步骤。 (1) 在课堂上展示成人社区获得性肺炎的临床典型病例并提出问题, 围绕教学内容及重点难点提出需要解决的医疗问题和药学问题, 制定个体化药物治疗方案、对已有的用药方案作出分析与评价、进行药学监护或用药指导等, 让学生先自主预习课程并查阅相关文献, 可以进行自由讨论。 (2) 初步课堂教学后2周, 以实验组和对照组为单位先后深人病房, 带教老师选择成人社区获得性肺炎的典型病例, 带领学生一起阅读病历文书及有关检查报告, 了解患者病情及药物治疗情况, 根据上次理论课程及学生查阅文献资料, 让学生给出此患者的个体化药物治疗方案, 并对药物治疗方案作出评价、如何确定药物疗效观察指标、如何分析药物相互作用、如何进行用药教育及用药指导等。 (3) 对实验组的学生在病区实践教学时, 根据原卫生部医政司编写的《特定 (单) 病种质量管理手册》, 加入成人社区获得性肺炎单病种质量控制指标的讲解, 如判断患者是否符合入院标准、氧合评估、病原学诊断 (住院24h内是否采集血及痰培养;首次抗菌药物治疗前是否采集血及痰培养) 、抗菌药物使用时机、起始抗菌药物选择是否符合规范、初始治疗72h后无效者是否进行病原菌的复检、抗菌药物使用疗程等。 (4) 两组学生实践教学结束后, 由学生轮流讲述, 然后进行讨论。带教老师最好通过患者实际病例, 详细地讲解成人社区获得性肺炎的病因病机、临床表现、治疗原则、治疗药物的选用与治疗机制等内容。 (5) 课程结束时进行理论考试和应用能力测试, 理论考试主要为选择题, 应用能力测试的题型为案例分析题, 对用药案例进行分析及评价, 确定是否是最佳的治疗方案, 并进行药学监护及患者用药教育。 (6) 统计学方法。实验组和对照组学生的测试均采用同一试卷, 满分均为100分闭卷考试。最终考试成绩以Excel录入, 采用SPSS 13.0软件分析数据, 组间比较采用t检验, P<0.05表示差异有统计学意义。

二、结果

1.理论考试成绩及应用能力测试成绩实验结果显示, 实验班学生理论考试成绩明显高于对照班 (P<0.05) , 实验班分析和应用能力测试成绩与对照班比较有非常显著性差异 (P<0.05) , 见表l。

注:与对照组比较, *P<0.01, P<0.01

2.问卷调查。单病种案例教学很单纯案例教学实践结束后, 问卷调查实验组学生单病种案例教学实践的主观评价[2], 大多数学生认为有利于判断单病种抗菌药物使用时机、评估患者病情、评估用药方案、判断治疗效果、培养临床思维等多方面的能力, 掌握社区获得性肺炎单病种教学重点和难点, 具体见表2。

三、讨论

1.单病种案例教学较单纯案例教学, 更易让学生把握病情治疗节点。不论是多媒体传统案例讲授教学, 还是医院病区实际案例教学, 虽然都会激发学生的学习兴趣, 学生讨论踊跃积极, 但是思维较凌乱, 无法凸显病情的主题。本科学生课时少, 学习的病种较多, 虽讲授的均是疾病的经典案例, 但学生掌握的效果欠佳, 就像在故事中开展遐想一样, 结束后不能对疾病有深刻的认识, 尤其是设计治疗方案时, 不能确定最佳的方案和给药时机。通过单病种教学, 学生更能在给药方案、选药时机上面进行掌握, 围绕时机进行讨论, 可以扩展其诊疗思维, 更能培养使其分析问题与解决问题的能力。

2.单病种案例教学, 更让学生掌握规范的医疗行为及服务流程。单病种是将治疗和费用结合起来, 规范诊疗流程, 控制医疗费用, 提高医疗质量, 规范医疗行为和优化服务流程。单病种采用经循证医学证实的、程序化、标准化的诊治手段, 建立了一个恒定的评价方法, 最终实现结构质量、过程质量和结果质量的综合管理[3], 这样可以让学生学习严格设计与规范管理中的各诊疗环节[4]。结合社区获得性肺炎质量控制情况, 让学生学习患者入院的标准、氧合评估、病原学诊断 (采集标本的时机) 、抗菌药物合理使用等。单病种质量控制在临床中开展顺利、有效, 通过单病种案例教学, 能够比较确切地突出医疗的实际情况和存在的问题, 让学生针对这些问题进行查阅资料分析, 提出改进建议, 更利用学生学习效果的提高。

3.单病种案例教学可强化学生对抗菌药物合理使用的学习。结合社区获得性肺炎单病种, 让学生掌握抗菌药物使用的时机, 入院4h、6h、8h接受抗菌药物治疗与8h之外接受抗菌药物治疗的疗效区别;掌握起始抗菌药物选择的规范, 重症和非重症患者如何选择抗菌药物, 目标抗菌药物的治疗选择;对抗菌药物进行评价, 初始治疗72h后无效者, 如何进行更换抗菌药物;如何确定抗菌药物的疗程。

四、结论

医药学本科院校开设的临床药物治疗学, 是为适应本科生毕业后从事临床药学工作的实践性课程。和药学其他理论课和实验课不同, 临床药物治疗学侧重临床实践, 是在基于临床医学的基础上, 运用药效学、药动学的知识, 结合患者的发表病因及机制、临床表现、病理生理情况、肝肾功能情况, 与医师一起协作来设计患者个体化药物治疗方案, 并做好药学监护。在学生临床实践的单病种案例教学中, 学生能较确切地针对社区获得性单病种的实际情况和存在的问题, 把握质控点, 为其建立起扎实的理论知识和专业技能。只有这样深入单病种案例教学, 能培养出其初具临床药学思维的能力, 为今后的临床药学工作实践工作打下坚实的基础。

参考文献

[1]郭紫芬.临床药物治疗学教学中案例教学法的实施[J].基础医学教育, 2014, 16 (5) :263-365.

[2]王垣芳, 王巧云, 李祖成, 等.开放式案例教学法在临床药物治疗学教学中的尝试[J].药物流行病学, 2010, 19 (1) :53-55.

[3]卫生部医院管理研究所, 卫生部医院评审评价项目办公室.特定 (单) 病种质量管理手册3.0版[Z].北京:科学技术文献出版社, 2013.

单对象人脸识别技术研究 第6篇

关键词：人脸识别,单对象,平均脸,自适应阈值

1 引 言

随着计算机网络和通信技术的发展,信息安全、知识产权保护和身份认证等问题成了一个重要而紧迫的研究课题。身份认证是保证系统安全的必要前提,在多种不同的安全领域都需要准确的身份认证。传统的身份证、智能卡、密码等身份认证方法存在携带不便、容易遗失、不可读或密码易被破解等诸多问题。基于人脸识别技术的身份认证方法与传统的方法相比,具有更好的安全性、可靠性和有效性[1],因此正越来越受到人们的重视,并逐渐进入社会生活的各个领域。

人脸识别技术具有广泛的应用前景,可以应用到多种不同的安全领域,因其识别特征的独特性、惟一性和相对稳定性,逐渐成为一非常热门的研究课题。许多典型的人脸识别算法和应用系统都是针对标准或特定的人脸数据库,利用库内人脸进行训练,并在相同的库中实现人脸识别。但在软件保护、计算机安全等特殊应用中,身份认证仅针对单个对象进行人脸识别,现有的人脸识别方法并不能胜任这样的识别任务。为此,本文针对单对象人脸识别的特点,讨论了单对象人脸检测和识别的关键技术,在此基础上提出了一种单对象人脸识别算法,实验结果证明了该方法的有效性。

2 单对象人脸识别的特点

与典型的人脸识别相比,单对象人脸识别有以下4个方面的特点:

应用领域 人脸识别的应用领域很广,如刑侦破案、证件核对、保安监控等,而单对象人脸识别主要应用在软件保护、计算机安全锁、特定对象追踪等领域。

识别系统的目标 单对象人脸识别的最终目标是系统必须具有高度的安全性和可靠性,即识别错误率趋于0。虽然降低识别错误率的同时识别率也会降低,但可以通过提示用户调整姿态(如注视摄像头等)加以改善。

肤色模型 由于单对象人脸识别仅针对特定的对象,所以人脸检测的肤色模型可采用自适应的方法调整肤色范围。

分类方法 单对象人脸识别不存在人脸数据库,常用的最小距离分类法不能够正确识别特定的对象,只能用阈值作为判据。因此,阈值的选取十分重要,阈值过大则容易出现错判,存在安全隐患;而阈值过小又会影响识别效率。

3 人脸的检测和归一化

人脸检测是人脸识别的前提。对于给定的图像,人脸检测的目的在于判断图像中是否存在人脸,如果存在,则返回其位置和空间分布。利用人脸肤色和面部特征,将人脸检测分为两个阶段:外脸检测和内脸定位。外脸检测主要利用人脸肤色进行初步的脸区检测,分割出肤色区域;内脸检测是在外脸区域中利用面部几何特征进行验证和定位。

3.1 外脸检测

外脸检测的任务是将待检图像中可能的人脸区域找出来并加以标记,其步骤如下:

(1) 根据人类肤色在色彩空间中存在区域性的特点[2],将可能为人脸的像素检测出来。为更好地利用肤色特征,同时选用HSI和YcbCr两种色彩空间对图像进行二值化处理,肤色范围限定在H∈[0,46],S∈[0.10,0.72],Cb∈[98,130],Cr∈[128,170][3]内。将满足条件的像素标记为肤色像素,其余的均为非肤色像素。

(2) 去噪处理。在以每一个肤色点为中心的55邻域内统计肤色像素的个数,超过半数时中心点保留为肤色,否则认为是非肤色。

(3) 将二值图像中的肤色块作区域归并,并对目标区域进行比例、结构分析,过滤掉不可能的人脸区域。目标区域的高度/宽度比例限定在0.8～2.0。

3.2 内脸检测和定位

将包含眼、眉、鼻和嘴的区域称为内脸区域。内脸区域能够很好地表达人脸特征,且不易受背景、头发等因素的干扰,因此内脸区域的检测和定位对后续的特征提取和识别至关重要。

在外脸区域的上半部,对二值图像进行水平方向和垂直方向的投影,确定两个包含黑点的矩形区域作为双眼的大致区域。在确定的两个区域中,对黑点进行区域膨胀,可以得到眼睛的基本轮廓和左右眼角,黑点坐标的平均值作为瞳孔的位置。

设左右瞳孔的坐标分别为(Lx,Ly)和(Rx,Ry),两个瞳孔之间的距离为d,根据人脸的几何特征,我们将内脸区域定义为:宽度=-d1.6,高度=-d1.8,左上角坐标为(Lx-d0.3,(Ly+Ry)/2-(-d)0.3)。实验表明,该区域能够很好地表达人脸特征。

3.3 内脸区域的归一化

由于各待测图像中的人脸大小具有很大的随机性,因此,有必要对内脸区域进行归一化操作。人脸归一化是指对内脸区域的图像进行缩放变换,得到统一大小的标准图像,实验中,我们规定标准图像的大小为128128。归一化处理,保证了人脸大小的一致性,体现了人脸在图像平面内的尺寸不变性。

图1是一个人脸检测和归一化的例子,其中的原始图像来自实验室现场拍摄。

4 人脸特征提取及DWT-DCT平均脸

对归一化的人脸图像,采用小波变换与DCT相结合[4]的方法提取人脸特征。首先对人脸图像进行3层小波分解,取低频子图像LL3作为人脸特征提取的对象,从而获得每幅训练样本或测试样本的低频子图像;然后对低频子图像进行离散余弦变换(DCT),DCT系数个数与子图像的大小相等(即256),由于图像DCT变换,能量集中在低频部分,因此只取其中的136个低频系数作为特征向量。

为了使测试样本与训练样本具有可比性,提取全部训练样本的特征向量,计算所有训练样本的平均特征,构成DWT-DCT平均脸,即:

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其中N为训练样本数,xk,i表示第i个样本的第k个特征向量,mk为平均脸的第k个特征向量,k=1,2,,136。

5 人脸的识别

完成训练过程并获得待测样本的特征后,即可进行人脸识别,本文采用欧氏距离进行分类。

5.1 计算样本与平均脸的欧氏距离

用m和x表示平均脸和样本的特征向量,则样本与平均脸的欧氏距离[5]为:

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其中mk表示平均脸的第k个特征向量,xk表示待测样本的第k个特征向量。身份认证时,计算待测样本与平均脸的欧氏距离,并与特定对象的自适应阈值进行比较,将小于阈值的样本判为该对象的人脸,即认证通过。

5.2 自适应阈值的选取

与典型的人脸识别方法不同,单对象人脸认识没有人脸数据库,不能用距离最小作为判据,只能用阈值作为判别依据。阈值的选取应兼顾识别率和识别的准确性,实验中我们取训练样本与平均脸的欧氏距离平均值作为分类阈值,即:

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其中,N为训练样本数,此值不宜太小;di为第i个样本与平均脸之间的欧氏距离。

6 实验结果及分析

本文选用西安交通大学人工智能与机器人研究所东方人脸库(AI&R)的视点子库进行实验,该数据库包括每位被拍摄人在19个不同视点角度下(10°为一个单位)拍摄的中性表情图像。实验包括类内测试和类间测试。类内测试用于考查单对象人脸识别的识别率,而类间测试则用于考查误识率。随机选取5个人,每人用7幅图像(-30°～+30°)作为训练样本,分别计算平均脸和自适应阈值、类内识别率和类内距离,另外再选取50个人,每人一幅正面图像作为类间测试样本,分别对5个对象进行类间测试,实验结果如表1所示。从实验数据可以得出如下结果:

(1) 类内识别率不高,原因是自适应阈值为训练样本与平均脸的欧氏距离平均值,训练样本中的部分图像不能被识别。在实验室中,我们通过提示被试注视摄像头、适当调整姿态等措施提高图像的拍摄质量,使识别率得到了显著的改善。

(2) 在50人的类间测试中,最小距离均大于阈值,即错误识别率为0。实验室的现场测试中也得到了相同的结果。

(3) 文中提出的单对象人脸识别方法能够成功地识别特定对象,并能准确地排除其他对象,可用于软件保护、计算机安全等系统的身份验证。

7 结 语

本文提出的单对象人脸识别方法,针对单对象人脸识别的特点,综合考虑了识别率和认证的准确性,运用平均脸方法有效地缩小类内距离,同时扩大类间距离,取训练样本与平均脸的欧氏距离平均值作为分类阈值。实验结果表明,该方法具有识别有效性和认证可靠性,在单对象人脸识别的实际应用中是一种可行的方法。

参考文献

[1]陈雅茜,王玲.基于肤色和几何特性的人脸特征区域定位方法[J].计算机工程,2006,32(3):212-222.

[2]王文宁,王汇源.彩色图像中多姿态的人脸快速检测及定位[J].计算机工程,2005,31(17):149-151.

[3]江珂,王玲.运用肤色信息和模板匹配的彩色人脸检测[J].中国测试技术,2006,32(1):53-55.

[4]梁淑芬,甘俊英.基于局部小波变换与DCT的人脸识别[J].微计算机信息,2006,22(1):205-208.

[5]边肇祺,张学工.模式识别[M].2版.北京:清华大学出版社,2000.

并联水泵单调速优化运行研究 第7篇

水泵机组在给水系统中的工况点取决于管道特性曲线和水泵特性曲线两个方面。理想的泵站运行调控策略是在供水过程中保持管道特性不变, 完全通过改变水泵的特性来实现工况点的改变, 没有任何多余能量浪费[1]。变频调速技术在水泵运行中的运用使之成为了现实。

在水泵运行的研究中, 很多学者为使求解方便, 利用水泵在零流量下的虚总扬程减去流量Q时的泵体内虚总水头损失建立Q-H特性曲线方程, 其实质是把水泵的高效段视为二次抛物线上的一段[2]。实际上很少有水泵的性能能完全满足上述理想方程, 所以由此建立的泵站优化运行模型存在较大的误差。另外, 文献[3]、[4]在利用抛物线法建立了Q-H曲线方程后, 又建立了不同型号水泵并联运行的特性曲线模型, 但对其模型的合理性还需要进一步探讨。

本文利用等扬程流量叠加原理建立水泵并联运行特性方程, 根据水泵并联调速运行特性和年用水规律, 计算得到各供水指标下调速泵的调速比, 实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的。

1水泵并联运行性能分析

1.1水泵并联运行的性能曲线

水泵并联性能曲线是通过改变水泵的特性来实现工况点改变的重要环节。离心泵性能曲线多采用最小二乘拟合得到。

图1试验装置中配置两台型号不同的离心泵。利用最小二乘法拟合泵Ⅰ和泵Ⅱ的Q-H特性曲线如下:

由于AB段和BC段的水泵特性以及管路特性不同, 折引至B点处泵Ⅰ和泵Ⅱ的Q-H特性曲线分别为:

BD段管路特性曲线为:

根据等扬程下流量叠加原理, 如图2所示, 在扬程为H时, 对应于泵Ⅰ和泵Ⅱ的流量分别为Q1和Q2, 则此时并联后的总流量为:

当扬程为H时, 根据Q-H曲线的特点, 由式 (3) 、 (4) 可得:

式 (6) 、 (7) 联立可得两泵并联后的Q-H曲线方程为:

1.2并联调速优化运行

以两台水泵并联为例, 其中一台调速, 假设图1中泵Ⅰ为定速泵, 泵Ⅱ为调速泵, 两泵并联调速运行特性如图3所示。

定速泵折引至B点处的Q-H和Q-P特性曲线拟合如下:

调速泵折引至B点处的Q-H和Q-P特性曲线拟合如下:

根据相似率可得调速泵在调速过程中的Q-H和Q-P特性曲线为:

则调速泵与定速泵并联运行曲线为:

给定供水流量指标Qc, 则所需扬程为:

此时调速泵的流量Qb为:

其中定速泵流量Qa为:

当给定供水流量指标Qc时, 由 (15) 、 (16) 联立可求得调速比k。

并联运行后系统总效率为:

式中:η为泵组并联运行总效率, %;Pa为泵组并联运行时定速泵的轴功率, kW;Pb为泵组并联运行时调速泵的轴功率, kW。

2水泵高效区

调速泵组的设计工况点 (最不利工况点) 的设定应尽可能使运行各泵在调速范围内都处于高效范围[5]。

目前对水泵的高效区范围还没有统一的表述方法, 国内外学者普遍将[ηmax-Δη, ηmax]作为水泵的高效段, 其中ηmax为水泵运行最高效率, Δη通常取5%～7%。由于不同类型的水泵性能各不相同, 性能曲线的差异较大, 利用这种方法来判定高效区的范围具有主观性, 并会给学术交流带来不便。GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范中规定“风机的选用设计工况效率不应低于风机最高效率的90%”, 从这个角度考虑, 笔者提出将[0.9ηmax, ηmax]作为水泵的高效区范围。

3计算实例

某泵站配有两台水泵, 其中一台调速, 调速泵的性能数据见表1, 性能曲线如图4所示;定速泵的性能数据见表2, 性能曲线如图5所示。泵站静扬程为42 m, BD段管路特性曲线为:

定速泵的Q-H和Q-P特性曲线拟合结果为:

调速泵的Q-H和Q-P特性曲线拟合结果为:

AB管段和BC管段的总阻力系数分别为5.210-8和0.810-8, 因其数量级太小, 可忽略不计。忽略AB、BC段的管阻后, 定速泵和调速泵在调速运行过程中, 扬程可视为相等, 即图2中的HD=HE。

泵站年供水变化规律如如图6所示。

年用水规律函数表达式为:

优化结果如表3所示。

由表3可以看出, 在给定供水指标时, 定速泵运行效率均在高效区范围内运行 (0.9η定max=76.2%) , 调速泵虽然在单泵运行向两泵并联运行定速时效率略偏离高效区 (0.9η调max=77.4%) , 这可能是由于在定速初期两台水泵运行状态尚不稳定导致的, 其整个运行过程仍可视为高效运行, 且两泵并联运行总效率均在高效区范围之内。可见, 上述运行策略能够在保证各泵高效运行的前提下, 实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的。

4结语

在单变频器配置的泵站中, 通过建立的水泵并联调速运行方程, 根据泵站的年供水规律, 计算得到各供水指标下调速泵的调速比, 可以实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的。

摘要：利用最小二乘法对水泵性能曲线进行二次拟合, 根据等扬程流量叠加原理建立了水泵并联运行曲线方程。对不同型号水泵配置的单调速泵站, 通过建立的水泵并联调速运行方程和泵站的年供水规律, 计算得到各供水指标下调速泵的调速比, 可以实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的。

关键词：最小二乘法,性能曲线,调速比

参考文献

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[2]姜乃昌.水泵及水泵站[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.

[3]韩伟, 李仁年, 苏敏, 等.泵站离心式机组并联调速运行特性分析[J].排灌机械, 2007, 25 (2) :33-36.

[4]苏敏, 韩伟, 李仁年, 等.离心泵泵站并联调速运行的优化控制[J].兰州理工大学学报, 2008, 34 (4) :50-53.