第一篇:教育科研結(jié)題報告
結(jié)題報告
《如何使學(xué)生的注意力最大限度的回歸課堂》
一、研究背景
實施有效教學(xué),一個不可忽視的因素是提高學(xué)生的注意力。學(xué)生注意力直至高度集中,在課堂上才能全身心投入,才能與教師一起提高課堂教學(xué)效率,在實踐中行之有效的教學(xué)方法是使學(xué)生能將注意力最大限度的回歸課堂的有效手段。
對于新課改提出的三大理念:一個是強調(diào)以學(xué)生為本,關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展;二是強調(diào)整合性,要建立科學(xué)與人文相結(jié)合的科學(xué)人文性課程文化觀;三是完善評價機制,特別是要求建立符合素質(zhì)教育的新的評價機制。由此,可以看出,在課堂的教學(xué)過程中,要以學(xué)生為本,靈活教學(xué),不再是以往的填鴨式教育,要讓學(xué)生將注意力轉(zhuǎn)移回課堂,被教師所傳授的知識,及傳授的方法所吸引。
二、課題的主要內(nèi)容
如何使學(xué)生的注意力最大限度的回歸課堂
三、課題研究的理論基礎(chǔ)
馬和穆托夫認為:課的結(jié)構(gòu)是作為一種有益的組織知識,作為一種指示和標(biāo)準(zhǔn)理論而被人們理解和運用的,然而由于人們過多的強調(diào)教無定法,忽視了教學(xué)應(yīng)當(dāng)有法的一面,忽視了對這種組織知識更新和標(biāo)準(zhǔn)理論的研究,在沖破了赫爾巴特和凱洛夫的模式之后,并沒有真正建立起科學(xué)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)體系,課堂教學(xué)的隨意性很大,尤其是高中化學(xué)課,不少教師對四十分鐘缺乏通盤的考慮,導(dǎo)致課堂結(jié)構(gòu)松散,教學(xué)指標(biāo)不能落到實處。這與化學(xué)課培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力,提升學(xué)生的精神世界,與新課標(biāo)理念的要求是格格不入的。為此,我將教研目標(biāo)鎖定在將學(xué)生的注意力最大限度的回歸到課堂上,尋求優(yōu)化化學(xué)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的途徑、方法、原則、評價等,以吸引學(xué)生注意力將其回歸到課堂上。
希望通過本課題的研究,積累高中化學(xué)課的課程資源,更好地為教育教學(xué)服務(wù),也希望通過本課題的研究,能幫助教師的教科研水平,促進教師自身的專業(yè)化發(fā)展。
四、課題研究的主要方法
在平時正常的化學(xué)課堂教學(xué)過程中,對于一些較枯燥的理論知識,常采用類比的方法,將抽象的知識具體化列舉學(xué)生日常生活中看得見摸得到的事物。在抽象轉(zhuǎn)向具體的過程中,由于所舉例子在平時
較常接觸,學(xué)生理解不覺困難,并且聽的有趣,注意力自然而然的移回到課堂上。
化學(xué)教學(xué)過程中常涉及習(xí)題的講解,對于較有難度的問題,程度稍差的學(xué)生選擇放棄,那么在講解習(xí)題的過程中,這部分學(xué)生都是“玩自己”的,不會跟著老師的教學(xué)思路走。遇到這種情況,引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)取得了較好效果。
五、結(jié)果分析
1、時刻觀察學(xué)生的一舉一動,做到心中有數(shù)
對于如何將學(xué)生的注意力最大限度的回歸課堂,前提是老師能不能準(zhǔn)確的撲捉到學(xué)生的注意力在哪,不要被學(xué)生的表像所迷惑,要透過現(xiàn)象看本質(zhì),不能一看到學(xué)生抬頭看你,或是低頭寫字就妄加斷言學(xué)生的注意力就在課堂上。有一部分學(xué)生是為了迷惑老師不挨罵所制造出的假象。所以,在平時的教學(xué)過程中,我時刻觀察著學(xué)生的表情,由他們的表情可以看出他們此時的注意力是否跟著老師走,是在思考老師所提出的問題還是想著與課堂無關(guān)的事。這就要教師在教學(xué)的過程中“一心二用”,既要傳授學(xué)生以知識同時要注意學(xué)生的一舉一動,及時從學(xué)生的表情獲取信息,是否在聽課,是否聽懂了。
2、激發(fā)學(xué)生興趣,學(xué)由心生
學(xué)生的程度各不相同,對問題的理解也有各自的方法。程度較好的學(xué)生理解較容易,但對于程度較差的學(xué)生就具有一定難度。由于理解不到位,就很可能使這部分學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)喪失興趣。
我由培養(yǎng)學(xué)生的興趣入手。利用興趣、發(fā)掘興趣、培養(yǎng)興趣。對學(xué)生本來就有的興趣,要充分加以利用,借以培養(yǎng)注意力,沒有的興趣,要善于去發(fā)掘和培養(yǎng)。興趣不是與生俱來,它是在一定需要的基礎(chǔ)上,在實踐的過程中產(chǎn)生和發(fā)展起來的,實際上也體現(xiàn)著教師駕馭課堂的能力。當(dāng)必須面對沒有興趣的知識及習(xí)題時,可以讓學(xué)生自由發(fā)揮想象力,將抽象的問題由學(xué)生自己的想象變?nèi)粘I钏佑|到得事物。課堂上設(shè)置生動有趣乃至幽默的問題情境,來解除知識的單調(diào)和乏味,調(diào)動學(xué)生的積極性和增強其參與意識。
3、“說唱結(jié)合”吸引學(xué)生目光,“有意無意”一切盡在掌握
心理學(xué)家的研究表明,人們從外部獲得信息的90%以上是通過視覺渠道獲得的。在課堂上,我盡量做到聲情并茂、講做結(jié)合,才有助于學(xué)生對所學(xué)知識的注意,加深印象。教育學(xué)家蘇霍姆林斯基指出:“教師的語言在極大程度上決定著學(xué)生腦力勞動的效率。”可見學(xué)生的情緒與課堂教學(xué)節(jié)奏也有著直接的關(guān)系。熱情洋溢、歡快喜悅的課
堂氛圍,將會使學(xué)生消除不良情緒,讓學(xué)生注意力始終跟著老師轉(zhuǎn),并積極參與思考。另外,我還運用無意注意和有意注意相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律,創(chuàng)造一個良好的教學(xué)氛圍,使學(xué)生入境樂學(xué)。因為整體和諧的班集體,是集中學(xué)生注意力的大背景,在這個背景下才能形成普遍全神貫注的大氣候,有了這種大氣候,注意了才能真正地入神。
4、有目的犯錯,收獲意外效果
學(xué)生獲取化學(xué)知識的過程實際上就是不斷探究的過程。我一改以往老師挑學(xué)生錯誤的模式,在講解習(xí)題及復(fù)習(xí)一些重要知識點的復(fù)習(xí)課上,我都看似無意的出一些小錯誤。這樣,利用了學(xué)生“我找到老師錯誤”、“老師也會犯錯”的心理,提升了學(xué)生的興趣,同時學(xué)生在挑錯的過程中,即鞏固所學(xué)知識又順利的將注意力放到了課堂上來,并且比之前更精神地等待老師的下一個“錯誤”。
5、合適語言表揚鼓勵,給予學(xué)生學(xué)習(xí)動力
“聰明”是指智力發(fā)達,記憶力和理解能力強,這一含義中遺傳的因素多一些;“勤奮”是指不懈努力,說明有意志力,屬非智力范疇。所以,在學(xué)生回答正確或思考出有意義的問題時,不會經(jīng)常夸學(xué)生“聰明”,而是用“像樣”、“完美”等學(xué)生感覺特別的字眼來鼓勵。這樣,學(xué)生在得到夸獎的同時,經(jīng)常會被我新奇的用詞所吸引。
6、針對問題委婉解決
課堂不可能一直都是安安靜靜,總有一些調(diào)皮搗蛋的學(xué)生影響課堂紀(jì)律。這時,以往的教師會言辭激烈的加以訓(xùn)斥,不但打亂了課堂節(jié)奏,擾亂的正常的教學(xué)計劃,有些不當(dāng)?shù)挠迷~還會使學(xué)生對教師產(chǎn)生抵觸情緒。在遇到這種情況時,我會先提問出現(xiàn)問題的學(xué)生,起到警醒的作用,如繼續(xù)不安分,我會利用現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)的流行語進行教育。即達到教育的作用,又不會使學(xué)生由于不接受的用詞產(chǎn)生反感。而且不能針對性的對指定的一名學(xué)生,要有范圍的泛指,這樣犯錯誤的學(xué)生對上了號,但是在班級同學(xué)的面前老師也給留足了面子。
六、課題研究存在的主要問題及今后的設(shè)想
這次研究雖取得了一些成績,但仍有些要繼續(xù)觀察研究的地方,在日后的教學(xué)生活中,我會繼續(xù)在課堂上,運用幽默生動的語言、及時給予學(xué)生以肯定并無意有意的提點學(xué)生以吸引學(xué)生的注意力。另外,還有一些較“頑固”的學(xué)生,在課堂依舊“我行我素”,對于這些學(xué)生,不單要增加對他們的注意力,還要尋找適合這些學(xué)生更為有效的方法加以處理。
對于本次研究課題《如何使學(xué)生的注意力最大限度的回歸課堂》
整體來講是成功的。我多以平時實際的課堂教學(xué)及學(xué)生為研究對象,取得了一些效果。如我所授課班級的很多學(xué)生在課堂上,已經(jīng)能跟住老師的思路,跟著老師的節(jié)奏思考問題,演練習(xí)題。由于學(xué)生注意力回歸到課堂上,帶動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,課下問題的學(xué)生多了,問的問題也都開始有價值、有代表性。另外,一些學(xué)生由于注意力的集中,思考的問題都先于老師一步,能夠帶動課堂氣氛,同時授課內(nèi)容由于這些學(xué)生的帶動,也顯緊湊很多,提高了課堂的效率,真可謂事半功倍。
第二篇:科研結(jié)題報告
一、結(jié)題報告的基本結(jié)構(gòu)
結(jié)題報告是一項課題研究結(jié)束,研究者客觀地、概括地介紹研究過程,總結(jié)、解釋研究成果,向有關(guān)部門(機構(gòu))申請結(jié)題驗收的文章。它是課題研究所有材料中最主要的材料,也是科研課題結(jié)題驗收最主要的依據(jù),其基本結(jié)構(gòu)包括:
題目部分——標(biāo)題、署名。
正文部分——
(1)序言(問題的提出、研究的動機)。
(2)理論依據(jù)。
(3)研究目標(biāo)。
(4)研究方法(采用哪些教育科研方法)。
(5)研究的主要內(nèi)容。
(6)研究過程概述。
(7)研究成果(概括性描述、列出圖表、研究假設(shè)的檢驗結(jié)果)、結(jié)論與建議。
(8)存在的問題或研究的局限性。
結(jié)尾部分——注釋、參考文獻、附錄。
結(jié)題報告要注意基本格式的規(guī)范化。根據(jù)具體情況,在體例上可作適當(dāng)調(diào)整,我們反對格式呆板化,但也不能違反基本格式。接下來著重談?wù)剮讉€帶有普遍性的問題。
二、題報告題目的表述要有明確性
結(jié)題報告的題目一般格式為:《……》課題結(jié)題報告。
關(guān)鍵是該課題題目應(yīng)具體明確,準(zhǔn)確地概括研究的方向、研究的廣度和深度,且有新穎性。具體要求是:①應(yīng)有價值、有新意。②范圍既不會過于寬泛,也不會過于狹窄。③最好能囊括研究范圍、對象、內(nèi)容、方法。④題目內(nèi)容最好涉及兩個變量。⑤題目不要用疑問句形式。⑥題目要避免價值判斷。⑦不宜用過分修飾、文學(xué)化的題目。⑧用詞規(guī)范,切忌杜撰。
在研究過程中如果發(fā)現(xiàn)題目不當(dāng)或該研究沒有價值,就得終止研究,重新調(diào)整研究課題,并呈報立項審批單位。在結(jié)題報告中應(yīng)寫新的課題,并附上說明。
三、理論依據(jù)的選取、運用要準(zhǔn)確
理論依據(jù)即本課題研究的科學(xué)依據(jù),是選題論證的依據(jù),是研究者對所研究問題預(yù)先賦予某種假設(shè)的理論依據(jù)和指導(dǎo)研究過程的理論依據(jù)。
選取理論依據(jù)要防止三種情況:①無“論”可依;②有“論”難依;③大“論”小“依”;④有論不依。所選取理論的科學(xué)性、先進性、針對性和理解的深刻性直接關(guān)系到教育科學(xué)研究的水平。
教育理論都有很強的時代性和現(xiàn)實針對性,有的還存在其局限性,運用時不能拈來便用。
四、教育科研過程要作客觀、清晰的概述
對研究過程的概述必須符合研究類型特點。教育科學(xué)研究方法有多種劃分標(biāo)準(zhǔn),因而教育科研有多種類型,諸如基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、開發(fā)研究(發(fā)展研究);理論研究、實驗研究、調(diào)查研究、追因研究;探索性研究、描述性研究、解釋性研究等等。對于各種研究,特別是應(yīng)用研究和實驗研究應(yīng)明確界定。
應(yīng)用研究用于應(yīng)用或檢驗理論,評價它在解決教育實際問題中的作用。中小學(xué)教育科研大多數(shù)是應(yīng)用研究。
實驗研究是根據(jù)研究目的,運用一定的人為手段,主動干預(yù)或控制研究對象的發(fā)生、發(fā)展過程,以探索、驗證所研究現(xiàn)象因果關(guān)系的研究過程。教育實驗可分為探索性實驗、驗證性實驗、推廣性實驗(當(dāng)前我國進行的有學(xué)校整體改革實驗、引進國外教育理論的驗證實驗、教育政策決策的實驗、課程教材的改革實驗、教學(xué)方法的改革實驗)。
這里有必要講講教育行動研究,它與教育實驗是有區(qū)別的。教育行動研究是教育決策者、校長、教師主動利用有關(guān)理論、知識、方法解決亟待解決的實踐問題。它把解決問題放在第一位,強調(diào)研究過程與行動過程結(jié)合,注重研究者與行動者合作,要求行動者參與研究,對實際工作進行反思。
在研究中也常有二者交融滲透而以一為主另一為輔的情況。不同研究類型,其研究過程是有不同的。教育實驗研究與一般性教育研究在研究過程的表述上是不同的。您正瀏覽的文章由004km.cn(第一·范·文網(wǎng))整理,版權(quán)歸原作者、原出處所有。
1、教育實驗研究過程的表述應(yīng)體現(xiàn)三個階段:
①準(zhǔn)備階段。選定課題、形成實驗假設(shè)、確定實驗自變量和因量、下操作定義、制定控制無關(guān)變量的措施、選擇被試、分配實驗組或?qū)φ战M、選定測量方法工具、形成方案和工作計劃。
②實施階段。執(zhí)行實驗程序、方案,觀察實驗對象,記錄所需資料、數(shù)據(jù)并加工整理。在執(zhí)行實驗程序、方案過程中,有前測和后測設(shè)計(即對被試進行的測量),前測有時會給實驗帶來麻煩,所以并非所有實驗都要前測,但后測卻是不可缺少的。
③總結(jié)階段。對資料數(shù)據(jù)的分析,概括研究結(jié)果,形成研究結(jié)論。(包括判斷有否充分的實驗控制、實驗結(jié)果可否實際運用、可否與非實驗班組比較、所得數(shù)據(jù)資料能否確保檢驗假設(shè)、能否充分反映實驗效應(yīng)、是否有相關(guān)變量的干擾、實驗結(jié)果有否代表性、可否大范圍推廣)。
2、一般研究過程的概述內(nèi)容應(yīng)包括:
①簡介研究的時間、地點、對象和參與研究的人員。
②對問題、設(shè)計和行動步驟、過程措施的回顧;對觀察到、感受到的有關(guān)現(xiàn)象的描述、整理。
③對行動過程和結(jié)果作出判斷、對有關(guān)現(xiàn)象和原因作出分析,根據(jù)新的發(fā)現(xiàn)、新的認識和新的思考探討規(guī)律性的東西并進行論證(只有研究過程而沒有分析論證,因而得不出有價值結(jié)論的研究是無效的研究)。
概述時應(yīng)強調(diào)態(tài)度客觀,以事實為依據(jù),對事實的描述要明確,遣詞用句以中性為原則。盡量避免使用第一人稱。
五、研究成果與結(jié)論的陳述要簡潔、符合科學(xué)性
研究成果需作概括性描述,諸如解決什么問題、認識有何提高、師生得到哪些發(fā)展。
對于所撰寫的一些文章(著作)的觀點、要點應(yīng)歸納說明,所發(fā)表的文章(論文、教學(xué)案例、資料選輯)列出圖表。
主要研究成果如果是巨篇宏論,則應(yīng)列出該文的綱目結(jié)構(gòu)。
在成果的表述中一般有討論與分析,即討論該研究的局限性、尚待解決的問題、應(yīng)用的價值和推廣的可能性。
結(jié)論是針對課題研究的問題作出的答案,是整個研究的結(jié)晶。其內(nèi)容包括:對研究總體性的判斷,對于研究假設(shè)的總結(jié)性見解;提示切實可行的解決問題的策略和措施;指出尚未解決的問題;提出進一步研究的途徑和方法。結(jié)論的陳述應(yīng)精煉、鮮明、留有余地。
課題研究水平可劃分為直覺觀察水平、探索原因水平、遷移推廣水平、理論研究水平??v觀我市中小學(xué)教育課題研究,目前多數(shù)還只是達到一、二級的層次,在自我評價上必須保持謙虛謹慎的態(tài)度。
第三篇:6.28科研報告(結(jié)題)
成都市建設(shè)科研項目結(jié)題報告
課 題 名 稱:廢舊瀝青混凝土再生技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究
承 擔(dān) 單 位:
項 目 負 責(zé) 人:
填 報 時 間:
成都市城市道路橋梁管理處 成都建工路橋建設(shè)有限公司
二○一三年六月 制
第四篇:醫(yī)學(xué)科研結(jié)題報告
篇一:深圳市醫(yī)學(xué)科研項目結(jié)題報告 深圳市醫(yī)學(xué)科研項目結(jié)題報告
項目類別:市科技計劃項目□ 廣東省醫(yī)學(xué)科研基金項目□(請選擇)市衛(wèi)生局科技項目□ 其它(請注明): 項目名稱: 完成單位: 項目負責(zé)人:聯(lián)系電話:起止年限: 結(jié)題日期:
年月 至 年月 年月 日
深 圳 市 衛(wèi) 生 局 制 二○○六年五月填表說明: 1.2.3.牌號碼。4.隸屬省部是指本單位和行政關(guān)系隸屬于哪一個省、自治區(qū)、直轄市或國務(wù)院本報告一式三份,分別由項目完成單位、市衛(wèi)生局、市科信局歸檔。完成單位名稱必須填寫全稱,不得簡化,與單位公章一致。
詳細通信地址要寫明?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)、市(地區(qū))、縣(區(qū))、街道和門
部門主管,并將其名稱填入表中,如果本單位有地方/部門雙重隸屬關(guān)系,請按主要隸屬關(guān)系填寫。5.單位屬性是指: 1.獨立科研機構(gòu) 2.大專院校3.工礦企業(yè) 4.集體或個 體企業(yè) 5.其他五類。6.《深圳市醫(yī)學(xué)科研項目結(jié)題評分表》需每位專家分別打分,與結(jié)題驗收報告 書一起裝訂。7.申請終止的項目也需填寫此報告,報告中的專家評分表及專家名單不填,其 它均要填報,包括報告內(nèi)的《經(jīng)費使用財務(wù)報告》。篇二:科研結(jié)題報告范文
科研結(jié)題報告范文 合 同 編 號: 項 目 名 稱: 項 目 負 責(zé) 人: 所 在 單 位: 電子信箱(email): 起 止 年 月: 填 報 日 期: 項目結(jié)題簡表
研究經(jīng)費(元):
二、研究工作總結(jié)
三、完成論著目錄
此頁不夠可另加頁。
四、研究成果目錄
五、所在單位意見
六、學(xué)校科研管理部門意見 篇三:濟寧醫(yī)學(xué)院青年基金課題結(jié)題報告
濟寧醫(yī)學(xué)院青年基金/校級科研課題 結(jié)題報告
項目名稱: 負 責(zé) 人: 完成單位: 起止時間: 年月 日234
第五篇:大學(xué)生創(chuàng)新科研結(jié)題報告
大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目科研總結(jié)
電離層斜向返回電離圖合成技術(shù)研究
院(系)名 稱:電子信息學(xué)院 專 業(yè) 名 稱:電子信息科學(xué)類 學(xué) 生 姓 名:
指 導(dǎo) 教 師:***副教授
摘要
我們科研小組五位成員全部來自于電子信息學(xué)院2011級的電子信息科學(xué)類專業(yè),隊長是**,隊員有*******;我們的指導(dǎo)老師電子信息學(xué)院空間物理系的**副教授,主要的研究方向就是空間物理。我們科研小組的課題是“電離層斜向返回電離圖合成技術(shù)研究”。地球大氣層在約80公里以上的熱成層大氣已經(jīng)非常稀薄,在這里陽光中的紫外線和X射線可以使得空氣分子電離,自由的電子在與正電荷的離子合并前可以短暫地自由活動,這樣在這個高度造成一個等離子體,在這里自由電子的數(shù)量足以影響電波的傳播。電離層斜向返回探測方法是一種在地面向上斜投射電磁波信號,并在同一地點接收回波的探測方法。它主要記錄后向散射回波的幅度、時延、頻率與時間的相互關(guān)系和散射回波的多普勒頻譜,可用于監(jiān)視遠距離電離層的宏觀狀態(tài),研究電離層傳播信道特性。斜向返回散射電離圖包含了大量的電離層信息,對研究電離層特性具有重要參考價值。通過項目的實施,我們認識到了電離層的物理特性是千變?nèi)f化的,從而導(dǎo)致由電離層探測獲得的電離圖具有多變性,目前還不能完全利用這些信息。返回散射電離圖的模擬能解讀電離層結(jié)構(gòu)和電離圖特性之間的關(guān)系,為斜向返回散射電離圖的反演提供了重要的參考依據(jù)。
一、項目選題的背景;
20世紀(jì)30年代,我國開始研究電離層。自20世紀(jì)40年代起,武漢大學(xué)就開始了電離層研究。1960年,龍咸寧在黃陂主持創(chuàng)立了我國首個電離層斜向返回探測站,并在1962年成功研制出我國第一部手動的電離層斜返探測儀。之后,由龍咸寧、侯杰昌等教授主持,先后成功研制出簡易手動斜返探測儀(1968)、電離層自動同步斜測儀(1978)和 FXZ(1980)實時選頻系統(tǒng)。斜向返回散射探測利用電離層對信號的折射與反射,能探測到大范圍的地物和運動目標(biāo),能夠獲得由頻率和群路徑?jīng)Q定的返回散射回波能量,形成斜向返回散射能量圖。該探測機理能為短波通信預(yù)報資料,管理雷達頻率,監(jiān)測遠距離的運動目標(biāo)。高空電離層的等離子密度受到高度以及日變化,月變化,季變化,年變化,太陽周期變化的影響,從而影響到了電波的傳播以及各種衛(wèi)星通訊。電子系統(tǒng)工程日新月異,提出了各種各樣的電波傳播的問題,電波傳播的質(zhì)量直接影響到通訊、國防以及各種電子系統(tǒng)工程的運行效果,因此研究電波傳播對無線電通信系統(tǒng)起著奠基的作用。借用斜向返回探測技術(shù),我們可以對電離層中的電波傳播問題有了更深入的理解和認識。
二、項目成員內(nèi)部分工;
**:專業(yè)知識掌握牢固。有深厚的數(shù)學(xué)知識儲備,精通 C,C++,Fortran,Matlab等編程語言。作為本次科研任務(wù)的負責(zé)人,劉祎需要從總體上把握、協(xié)調(diào)本團隊的各項事宜,包括重大決策,人員調(diào)度,任務(wù)分配,資金管理等諸多方面,以提高整個團隊的執(zhí)行力、凝聚力,使本團隊能夠高效地完成各項任務(wù)。在具體的科研任務(wù)中,劉祎主要負責(zé)射線路徑方程及編程,并獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)。
**主要負責(zé)相關(guān)電離層斜向返回探測技術(shù)以及對射線路徑方程的求解進行編程,能通過設(shè)備實時得到電離層的數(shù)據(jù),并收集相關(guān)電離層與電波傳播的各方面資料。
**負責(zé)對射線路徑數(shù)據(jù)的模擬與合成,以及圖像處理。通過相關(guān)軟件處理數(shù)據(jù)進而得到相關(guān)電離層電子濃度進而與實測數(shù)據(jù)進行比對。
**老師主要是為我們提供相關(guān)專業(yè)知識點撥和電離層斜向返回探測技術(shù)實測數(shù)據(jù),以及射線路徑求解方程等。
三、項目的創(chuàng)新點與特色;
我們項目主要是利用武漢電離層斜向返回探測系統(tǒng)研究電波傳播問題。首先我們利用電離層的IRI模型,獲得電離層的電子濃度分布規(guī)律,基于費馬原理編寫并修改射線跟蹤程序,數(shù)值生成電波在電離層中的傳播圖像,并進一步研究電波在電離層中的傳播規(guī)律。利用電離
層斜向返回探測系統(tǒng)進行觀測,將真實的射線路徑與模擬的圖像進行對比,驗證斜向返回探測方法的可行性。我們項目的創(chuàng)新點是電離層斜向返回探測技術(shù)能有效并準(zhǔn)確的測量出電離層中的各種參數(shù)。利用程序建模的方法模擬出電離層中均勻體的電子濃度分布以及射線在其中傳播的不同特性。實驗設(shè)計研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究。
四、項目實施的進展情況與創(chuàng)新成果;
首先我們通過一段時間的學(xué)習(xí),已經(jīng)初步了解和掌握了一些有關(guān)電離層及電波傳播的基本知識,并通過對IRI模型的學(xué)習(xí)和利用,數(shù)值模擬出了一些不同模型的電子濃度分布圖,從而了解了一些電離層的分布結(jié)構(gòu)。其次通過不斷地熟知射線追蹤程序,我們已經(jīng)在原有的程序上進行了修改和完善,討論了在電離層背景壞境下的射線的一些參數(shù),如射線傳播過程中的高度、初始仰角、到達地面的距離、射線的群速度及射線的頻率之間的關(guān)系和在不同的電離層背景壞境下的變化,并且獲得了一些射線路經(jīng)圖和斜返電離圖。
我們利用電離層的IRI模型計算得到電離層電子濃度分布圖;利用射線追蹤技術(shù)在特定的電離層傳播環(huán)境下合成了射線路徑圖, 討論在電離層背景環(huán)境下的射線的一些參數(shù)(如峰高、射線傳播過程中的高度、初始仰角、到達地面的距離等)與射線傳播距離的變化規(guī)律,進而探討射線在均勻體中傳播所受到的各種影響;利用電離層斜向返回探測系統(tǒng)對理論結(jié)果進行驗證,在這里,我們利用了武漢大學(xué)電離層實驗室研制了一種新型電離層斜向返回探測系統(tǒng)—WIOBSS,由于WIOBSS系統(tǒng)在非常小的發(fā)射功率下也能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的電離層探測,在探測模式上,該雷達采用等間隔收發(fā)探測模式,不但能夠?qū)崿F(xiàn)無距離盲區(qū)的探測,而且還能夠取得所用偽隨機序列的最大增益性能這樣使得我們的實驗數(shù)據(jù)能夠更加準(zhǔn)確!
我們模擬了在一個固定的時間點固定的經(jīng)度上,電離層中的電子濃度在緯度上的變化;在不考慮地磁場的影響下,在電離層電子濃度背景下射線在緯度上傳播過程中距離和高度的關(guān)系;在不考慮地磁場的影響下,在電離層電子濃度背景下射線在經(jīng)度上傳播過程中距離和高度的關(guān)系;射線到達地面的距離與初始仰角和峰高的關(guān)系;射線在經(jīng)度和緯度上傳播過程中群路徑與頻率關(guān)系。
通過討論我們已經(jīng)獲得了一定的結(jié)論和成果。我們獲知在短波波段,由于頻率較高(電波波頻大于電離層高度上磁旋頻率),故在考慮波的折、反射時,可以不考慮磁場的影響,電離層可視為各向同性介質(zhì)。另外碰撞只造成能量的吸收,故計算波的折、反射也無須考慮碰撞效應(yīng)。因此我們首先在忽略磁場和碰撞的條件下,給出了射線追蹤方程,并基于
Runge-Kutta方法,對方程進行了求解。預(yù)測了不同電離層擾動模型下的返回散射電離圖,得到的數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)進行對比,二者吻合很好。具體的成果將在結(jié)題報告中展示。
在結(jié)題后我們會將課題繼續(xù)進行下去,以便取得更深層次的認識和理解,取得更好的成就。已經(jīng)正式發(fā)表論文在《電波科學(xué)學(xué)報》增刊,并被第十二屆全國電波傳播學(xué)術(shù)討論年會錄用。
五、項目實施過程中的收獲與體會;
其實,在項目剛開始時,很茫然,但我們在準(zhǔn)備這個項目的時候就是希望了解并熟知我們的專業(yè)知識有哪些用途。因為對整個項目的了解程度有限,只是在周晨老師的指導(dǎo)下了解了一些皮毛而已。再著就是對做科研的過程很是陌生,所以在起步階段大家都是手忙腳亂的,我們也是在這一階段,對自己有一個充電的過程。我們閱讀了很多有關(guān)的書籍和論文,比如說劉選謀老先生的《電波傳播》、J.A.拉特克里夫的《電離層于磁層理論》和清華大學(xué)俎棟林教授的《電動力學(xué)》等等,感覺受益匪淺,了解了很多關(guān)于電離層和電波傳播的有關(guān)知識,這其中有很多不理解的地方,但是在周晨老師的詳解之下就明白了;在整個項目過程中,我們需要使用很多計算機輔助軟件(Matlab、Mathmatic等)和熟悉眾多計算機語言(Fortran、C++、C等),不論是以后做研究還是工作都非常有好處。
由于該項目數(shù)據(jù)量比較大,所以在處理數(shù)據(jù)時很考驗組員們的耐心。我們在使用Matlab畫圖時,有時需要導(dǎo)入幾兆的數(shù)據(jù),才能畫出電離層電子濃度分布圖,這不僅提高了我們對Matlab的使用技術(shù),還讓我們知道了正確處理數(shù)據(jù)是多么重要,細心和耐心對于科研工作者來說,是必不可少的!
在為射線路徑求解編程時,我們遇到了很大的阻力,不僅是因為專業(yè)知識的匱乏,更是編程能力的薄弱,不僅程序算不出結(jié)果,甚至經(jīng)常出現(xiàn)各種不過bug無法解決,也意識到了計算機技術(shù)對于科研工作者的重要性。在剛開始寫程序時,我們需要對我們的整體項目有個宏觀認識,程序的主體框架和結(jié)構(gòu)非常重要,我們是通過時間以及經(jīng)緯度來計算出該點實時的電離層電子濃度分布,了解我們的需求以及所要達到的目的才能寫出好的程序,才會對整個科研項目帶來幫助。對于射線路徑求解編程的主體程序是由周晨老師提供的,因為這樣就幫助我們把整體框架弄好了,我們所要完成的就是實現(xiàn)具體功能,并使用該程序來計算出我們需要的結(jié)果。將我們的實測數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab畫圖時,要進行進行仔細的檢查,核實,并且調(diào)試,錯誤重新帶入數(shù)據(jù),核實,調(diào)試,如此反復(fù)。因為如果其中一個數(shù)據(jù)出現(xiàn)了錯誤,最終的結(jié)果會很不一樣,這樣對科研很有壞處!
通過項目的完成,我們知道了隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電波傳播正在進一步擴展研究和應(yīng)用領(lǐng)域。例如,電磁波的生物效應(yīng)、地震過程中的電磁現(xiàn)象的研究等,都有可能獲取進展。
根據(jù)我們的科研成果,意識到了建立更加完善和更加精確的電波監(jiān)測系統(tǒng)的重要性,這樣才能獲取更加完整的媒質(zhì)和傳播特性數(shù)據(jù),總結(jié)出更加接近實際的數(shù)學(xué)模型,利用電子計算機,迅速提供環(huán)境數(shù)據(jù)和電波預(yù)測數(shù)據(jù)。同時,隨著專業(yè)知識的加深,在做科研的同時需要更加密切地同地球物理、空間物理、天體物理、大氣物理等的研究相結(jié)合,這樣更能發(fā)揮電波傳播在這些物理研究中的作用,只有這樣,才能最大化的體現(xiàn)電離層與電波傳播對于整個世界的意義。
盡管在途中遇到的一系列的困難,有時候想放棄,有時候彷徨有時候浮躁,有時候迷茫,太多的難題擺在我們的面前甚至有時候讓我們不知所措,比如Fortran大家不熟悉,Matlab畫圖沒學(xué)過,電離層知識知之甚少,斜向返回探測技術(shù)更是么怎么聽說過,還好通過周老師的指導(dǎo)幫助,同學(xué)們的支持下,朋友們的鼓勵下,最重要的是大家不懈努力之下大多數(shù)難題(不管在技術(shù)上得還是在心里上)大家都克服了。
經(jīng)過一年周期的學(xué)習(xí),實踐提高了我們獨立解決問題的能力,培養(yǎng)了團隊合作精神,并了解電離層對于整個地球的重要性,增加了對電波傳播的了解,使我們對自己的專業(yè)有更深的了解并激發(fā)我們了的學(xué)習(xí)熱情,更好的為創(chuàng)新增添想法,并加強對理論知識的進一步理解,同時還培養(yǎng)團結(jié)合作能力。