[荐]设计方案5篇
为有力保证事情或工作开展的水平质量,我们需要事先制定方案,方案一般包括指导思想、主要目标、工作重点、实施步骤、政策措施、具体要求等项目。优秀的方案都具备一些什么特点呢?下面是小编收集整理的设计方案5篇,仅供参考,希望能够帮助到大家。
![[荐]设计方案5篇](/pic/00/b7bdb0b84_2.jpg)
设计方案 篇1
高中数学课程设计方案一
一、指导思想:
以“减时增效,进一步推进课堂教学改革精神”为指导,开展教学模式、教学方法的探讨;深化教学研究,重视常规教学,提高教学的时效性。“让人人学有价值的数学,人人都能获得必需的数学,不同的人在数学上得到不同的发展”。
二、工作要点:
1、制定教研计划
(1)认真研究教材、研究学生、研究考试方向,学习考试说明。积极投入到校本教材的开发和论文的撰写。鼓励学期结束每人交一篇教学反思或论文。争取有论文公开发表。
(2)备课组1------2周安排固定的备课组活动时间,每次活动都有一个主题。每期都要讨论和交流上期的教学体验,反思教学中存在的问题,及时改进、完善。对下期工作做好部署。活动时做好活动记录。
(3)组内所有老师每学期按学校的要求要上一次级内公开课或校内公开课.
(4)组内所有教师需制订好自己的专业发展规划。
2、钻研教材 认真备课
各备课组的老师要刻苦钻研、认真研究近三年的高考试题,并在备课时结合新课程教学要求,讲究备课的方式,提高备课的质量,例题的选择,习题的配备与要求要根据班级学生的实际情况灵活处理。及时反思教学过程,尽可能做到每节课后写教后记,把教学感受写下来。各备课组老师要团结协作,共同讨论教学大纲,疏通教材,指出重难点,列举一些典型例题,精选练习题等,请专家老师做必要的指导和帮助,并认真做好记录,使一些认识分歧比较大的地方,通过认真讨论达成共识,力求在教学中突出重点,降低难度。根据学生的实际情况进行针对性教学,提高教学的有效性。注重学生创新意识和能力的培养。强化数学思想方法在每节课中的渗透,寻找和探索每节课的探究和发现的情境,从而达到学生创新意识和能力的培养目标。
3、深化课堂教学研究,推进课堂教学改革
(1) 高一年级衔接教学,打好基础,培养良好学习习惯。
以“低起点,精讲解,多练习,勤反馈”为教学的指导方针,注重作业精选、面批和更正,注重保护学生成功的体验,促进学生学习惯的养成。注重平时教学资料的积累和提炼。平时备课注重老师间的沟通,保持进度相同,重点和难点一样,随时交流学生的学习和掌握的情况,适时的调整自己的教学计划,在教学中增加趣味性,注重变式训练,使学生在学习的过程中体会到数学的美,力争做一个有风度的教师和学生喜爱的教师,青年教师要多向老教师学习。由于学生学习数学的`习惯不好,作为起始年级要从规范化做起,从细小的一个集合的表示法做起,使学生养成良好的习惯,和较高的学习数学的热情。保持适量作业,因为学生的习惯也要在做的过程中培养的,要提高数学成绩没有必要的训练是不行的,学生的计算能力和分析问题的能力学生的熟练程度都建立在做的基础上,学生学习数学是在不断纠错的基础上渐进的过程。
(2) 高二数学组着重研究新教材,了解新的信息,更新观念,面向全体学生,加强教改力度,探求适合我校数学教学的新授课教学模式。全面提高教学质量为升入高三做好准备。
a.因材施教,激发学生的数学学习兴趣,全力促进教学效果的提高,开展校本研究性学习,培养学生的数学素养。
b.通过对学生数学基础知识的检测,及时分析学生的数学学习情况并提出具体的建议和要求。对学习成绩较差的学生进行补缺补差。
c.研究近三年高考试题特点、把握高考动态,做到心中有数,有的放矢。让学生与高考全接触。
(3)高三数学备课组结合学校实际认真钻研教材、大纲和考试说明定位高考走向。帮助学生建立完整的知识体系、形成完整的处理数学问题的方法和能力。提升各类考生数学成绩。
a.工作重点
1.构建多元化教学策略与教学模式,深化课堂教学改革,建立高三第一轮、第二轮复习模式。
2.努力探索高三数学探究式教学模式,开展反思性教学活动。
3.加强案例教学,力争每一节都成为集体智慧结晶。
4.积极推进教育技术运用,探索信息技术与数学学科的整合。
5.备课组内听课评课活动。
6、开展数学思想方法的研究性学习。
b.工作措施
1.在教师方面
①每周至少一次集体备课,发挥集体优势、集体的智慧。加强对教材、大纲、考试说明、近三年课改省区高考试题的研究。
②认真钻研新教材,进行教材分析和教学新理念探讨,从不同角度全方位的研究各种情况,开展组内“说课、上课、评课、研题”。
③努力提高高三新教材的课堂教学效益,如何处理新教材、新大纲的变化,了解难度要求等有什么不同,从而指导我们设计课堂教学(难度、类型、思想方法渗透、课堂模式等)。
④抓科研,走教学探究模式的研究和反思性教学。
⑤积极参加省、市、区教研室的教研活动,加强信息的搜集与整合,使高考复习少走弯路。
2.在学生方面
①狠抓学生学习习惯的培养,“认真学习,上课专心听讲,课后及时复习,课余适量练习”,任课老师要反复强调这四点,要做到落实到位不放松。
②利用统考的契机,大力开展边缘生辅导。多关心边缘生,给他们树信心、定目标、找不足、提方法,让他们趁势而上,不断进步。
③及时发现新情况新问题,做好学生的心理辅导和思想工作。
高中数学课程设计方案二
(一)学科教学现状分析:
数学教研组有20个教学班,由20位数学教师组成。数学教研组工作有一定特色,教研教学工作力度有所加强,并取得初步成效,新课程的实施,它给我们小学数学带来了新的教学理念和教学方式。近几年来,很多教师的教育观念、教学方式以及学生的学习方式、思维方法都发生了可喜的变化,但是也有一些困惑阻碍着我们小学数学健康和谐地发展。
1、学生计算能力不强.新课程实施以来,我们总觉得现在的学生计算能力不强,很简单的计算也要出错。也许,我们还在以以往的标准来衡量现在的学生,《课程标准》早已不在要求学生“迅速而准确地计算”,而是要求学生掌握必要的运算能力,这样显然对学生运算能力的要求降低了。由于要求降低了,数学教材上计算题目也明显少了,很多数学老师在实际教学中就对计算教学不怎么重视了;另外《课程标准》提倡算法多样,开放式思维,我们的老师在课堂上就一味强调、分析、引导多种方法计算,这对于一些接受能力强的学生是“喝足了”,但对于一些接受能力弱的学生一下子“这种方法”,一下子“另一种方法”,最后“一点儿也喝不到”。虽然《课程标准》对计算的要求是降低了,对计算的方法是开放了,但并不是对计算没有要求了,还是要求学生掌握必要的运算能力,况且数学是永远也离不开计算的。
2.学生数学练习量减少。新课程实施以来,我们一直在强调提高课堂效率、减轻学生负担,我们所使用的教材上面的练习题比起老教材也相对减少了,供学生练习用的也只有《课堂作业》一本练习本。因此不管是主观上、还是客观上都影响着现在学生数学的练习量。我们都知道,数学知识没有经过一定量的练习学生是很难巩固的。3.、教师对教材的处理能力不强。使用新课程教材,对我们老师的要求更高了,主要有一下几个原因:1、每个知识在教材上的呈现比较简单。2、知识点的分布也比较分散。3、有些知识点还是在练习题中出现的。4、有些知识点原本在中学才有的,而如今在小学就出现了。4、《课程标准》还要求学生学生活中的数学、在生活中学数学这些都要求我们老师对教材进行必要的处理。而我们农村教师对教材的处理能力并不怎么好,甚至有些老师还没有形成要对教材进行处理的意识。部分老师还是按照教材的呈现步骤按部就班的进行教学,以致有时课上了一半内容就上完了,接下来就没事可做可教了。针对以上情况我们制定了本学期工作目标和和各年级教学任务。
(二)、各年级教学任务:
1、结合本学科认真实施新课程标准,用新课改精神和理念指导教学,提高课堂教学效率,减轻学生课业负担。
2、加大教研教改力度,鼓励每个教师进行教学、测评、作业等各方面的创新和改革,积极撰写各级各类论文。
3、督促教师学习新课程标准理论和新教法的研讨,学习现代教育信息技术,大力提高理论水平和教学能力,培养自身综合素质,争做科研型教师。
4、积极搞好数学辅导训练,设计补充一些层次性作业,安排一些数学实践性作业。力争不同层次的学生各有收获,其思维和实践能力有长足的发展。
5、狠抓教学常规,提高教学质量,促进本组教育教学成绩再上新台阶。三、主要工作与措施
1加强常规管理,提高教师的业务水平。
(1)继续深入新课程理念的学习,用新的理念来指导自己的实际工作。组织本组成员深钻教材,认真备课,探寻学生的认知规律。要求合理安排教学过程、教学时间,尽力上好每节课,逐步提高课堂教学效率,向四十分钟要质量。
(2)组织年级组集体备课,充分发挥集体的作用。
(3)按时按量写好教学反思,并适时组织教学经验的交流。
(4)重视学生基本知识和基本技能的培养,深化教育教学改革。鼓励教师采用多媒体辅助课堂教学,增强学生学习教学的兴趣。
(5)合理布置课外作业,共同探讨学生作业的布置及批改的新方法,在减轻学生课业负担的同时也适当减轻教师的工作负担。在教学中重视学生良好心理素质以及审美情趣的培养,同时做好培优、稳中、补差的工作,逐步提高班级平均分、及格率和优秀率。
(6)相互学习,共同提高。认真完成各自的听课任务,每学期听课的次数教师不少于20节,教研组长不少于25节。
(7)督促和帮助组内人员上好组内研究课、接待课或比赛课。
(8)组织老师们认真评析所上的每一节研究课,使上课老师有不同程度的收获。
2、继续加强教研教改,做到课题研究落实到位。
(1)保证集中学习的时间。规定两周一次业务学习,学习时间为周三下午第三节,根据活动内容,采取分散学习与集中学习将结合的形式。教研组长负责记录考勤及活动情况。
(2)要求教研组成员多学习理论知识,多进行探讨实践,多做实验总结。本学期力争做一个课题,进行申报,鼓励教师积极参与相应课题的论文征集或交流教学经验的活动。
(3)加强信息技术的学习,提高获取信息的能力,促进信息技术与数学学科的合理整合。
(4)增强教研组的凝聚力,加大集体说课的力度,让教研组成员在“团结、奋进、创新、实干”的氛围中开展工作。鼓励教师创新教学模式,倡导做反思型教师,从认真反思每天的教育教学工作的点滴做起,逐步养成思考的习惯,原则上每周一篇教学反思,并及时发在自己的博客上。
三、教研组教研活动安排:
9月份:(1)、讨论并制定本教研组计划。
(2)、落实个人研究课内容及时间。
(3)、业务学习:看录像课,并进行交流。
(4)、业务学习:集体备课,
10月份(1)、业务学习:专题探讨“弹性作业的设计与实施”。
(2)、业务学习:集体备课
11月份:(1)校公开课,并进行评课
(2)、期中检查(二次备课、教学反思、学生作业)
12月份业
务学习:主题论坛,观摩录像课,并进行主题1月份:(1)、讨论并制定期末复习计划(2)、分组研讨复习方法
与策略。(3)、各种资料整理归档。(4)、业务学习:集体说课,并进行交流。课题资料交流,并整理。
设计方案 篇2
【设计理念】
萨特曾说过:“阅读就是自由的梦”。这句话无论怎样的咀嚼都是对阅读太诗意的解读,但不能否认的是阅读是一种生命活动,是一种感悟,一种体验。《语文课程标准》指出:“阅读是学生个性化的行为,不应以教师的分析来代替学生的阅读实践。”因此,本节课的教学设计中,主要以生为本,以读为本,引导学生进行个性化阅读,在阅读体验中感悟文本。尝试运用自主、合作、探究的学习方式,引导学生走进自主探究的境界,使学生感受人与动物的亲情,感悟大自然的和谐之美。同时,为使语文学习与积累、应用结合起来,注重篇章写法的指导,学习通过具体的语言文字表达思想感情的写作方法。
【学习目标】
1、认识课文的8个生字,能正确地读词。
2、有感情地朗读课文,背诵自己喜欢的段落。
3、抓住课文中的重点词句,通过理解课文具体的语言文字体会老人与海鸥之间深厚的感情;品味感悟课文的优美语言,感受人与动物的浓浓亲情。
4、在充分阅读课文的基础上,揣摩作者是如何把老人与海鸥的感情写真实、写具体的。
【学习重难点】
练习用较快的速度阅读课文,抓住描写老人神态、动作和语言以及描写海鸥动作的重点语句,体会蕴涵其中的深厚感情感受人鸥深情,揣摩作者是如何把老人与海鸥之间的感情写具体。
【课前准备】
1、教师准备:
视频片段,乐曲《江河水》,《老人与海鸥》的PPT课件。
2、学生准备:
课前预习课文,收集关于“海鸥老人”吴庆恒的资料。
【课时安排】
两课时。
【学习流程和设计意图】
第一课时
一、明确学习目标,引起学习兴趣
1、阅读本单元导语,明确单元学习重点。
2、展示搜集到海鸥的图片,了解海鸥及昆明的海鸥胜景。
设计意图:此环节的设计意在激发学生学习兴趣、点明学习专题、提示语文学习重点,使学生的语文学习不仅带着兴趣,而且目的明确。
二、引导学生质疑,指导初读课文
1、读课题引导质疑:
(学生预设问题可能有:老人是谁?老人与海鸥感情怎样好?海鸥是怎么样的?老人和海鸥之间有什么故事?课文叙述了一件什么事?)
2、带着这些问题阅读课文,先自己默读思考,然后小组讨论。(学生自学课文)
设计意图:引导学生带着问题读书,促进学生个性化阅读。放手让学生自学,让学生从整体上感知课文,获得初步的阅读体验。
三、检查初读效果,整体感知课文
1、学生分节读书,教师正字正音。
2、你认为哪些段落写的好,多读几遍。仔细体会一下文章中的感情。
3、课文主要写了老人和海鸥的什么事?
设计意图:引导学生自己读书,进一步从整体上告知课文内容。指导学生抓住重点段落精读,可以获得个性和的阅读体验。为下面的教学做好了铺垫。
四、再读课文,初识老人
1、读课文一二自然段,然后说一说老人有哪些特点?
2、抓住描写老人外貌特点的句子读一读。
3、老人从城郊来到翠湖是为了什么?
4、你觉得这一位老人有什么特点?
5、交流关于海鸥老人的资料。
五、作业布置
1、抄写课文的生字词。
2、抄写自己喜欢的句子。
3、有感情地朗读课文,背诵自己喜欢的段落。
第二课时
一、课前师生交流,设置铺垫导入课文
1、说说你喜欢的小动物,最好具体地说说你怎样喜欢它?小动物喜欢你吗?它又是怎么喜欢你的?
2、通过上节课的学习,我们知道《老人与海鸥》这篇课文讲述的就是人与动物之间的情感故事,今天我们就来深入体会体会。
齐读课题:老人与海鸥。
设计意图:本环节所设问题目的在于引出动物是有感情的,以及初步认识情感表达的具体行为。学生从自己的生活体验入手,可以激发学生学习的情趣,迅速调动起学生的学习热情和与老师交流的勇气,为课文的重难点学习作了不漏痕迹地巧妙铺垫。
二、快速浏览课文,整体感知人鸥深情
1、快速浏览课文,用一句话概括老人和海鸥之间是怎样的一种情感。
2、老人与海鸥之间是:(预设答案:老人爱海鸥,海鸥爱老人。板书:爱。)
三、仔细研读课文,析词析句感悟人鸥深情
1、研读爱鸥段,感悟老人情:
⑴ 仔细读文,思考作者在这些具体的事例中抓住那些词句来表达老人对海鸥的挚爱之情,划出相关句子。
⑵ 读课文,概括地说说作者写了哪些具体的事例。请同学写板书。
⑶ 在这些事例当中你认为哪些句子哪些词语最能体现老人对海鸥的挚爱之情。小组选择文段讨论画出相关词句。
⑷ 交流汇报:
① 预设一:喂海鸥──动作描写。
重点词语:“小心地放”“退开一步”“撮起嘴”“顺着栏杆边走边放”
点拨:从这些词语中体会老人是怎样的心理,加个为什么。
② 预设二:给海鸥起名字──动作描写。
重点词语:“唱着什么”;海鸥的名字…。
点拨:你的名字谁给你起的?老人把海鸥当作了谁?
③ 预设三:唤海鸥──神态、语言描写。
重点词句:老人的话;5个感叹号的使用;“得意”……
点拨:注意观察这一段的标点符号,你看到了什么?为什么?表达老人极其喜悦的心情。
④ 预设四:谈海鸥──语言、神态描写。
重点词语:“小模样”“海鸥飞处带诗来”“吉祥鸟、幸福鸟”“可惜我去不了”“企盼”。
点拨:表达老人无限的眷恋和深深的遗憾。
⑸ 小结:的确,老人对海鸥的爱就体现在喂海鸥的动作里、给海鸥起的名字里、呼唤海鸥的语气里、谈海鸥的'语言和神态中,通过这些具体的描写我们深深地体会到了老人对海鸥的爱。
⑹ 播放视频、升华情感。
设计意图:引导学生抓住重点句子理解课文,获得个性化的阅读体验,使学生初步感知了老人和海鸥之间的真挚感情。使学生从理解与玩味中获得阅读的愉悦,引导学生与文本对话,有体验地朗读课文,获取阅读体验,在充分体会重点词句意思的基础上,体会具体的语言表达具体的情感,从而感悟文本的妙趣。
2、品读送别段,感悟海鸥情:
⑴ 读课文,画出描写海鸥情感的句子,体会作者怎样把海鸥对老人的感情写具体的。可以把你的理解与感受写在句子旁边,进行批注。读表达海鸥情感的句段。
⑵ 预设点拨:海鸥从见到老人遗像到我们要拿走遗像这一段时间,海鸥的感情、心理有没有变化?请同学们再读课文抓重点词句按顺序来体会这种变化的情感。
⑶ 交流并感情朗读。
① 预设一:
重点词语:“突然飞来”“翻飞盘旋”“连声鸣叫”。
点拨:联系上文理解,十几年如一日、每天必来的老人十几天没来,放大的老人的照片此时在老人的眼里就是活着的老人。海鸥也许认为……。联系下文理解,叫声与平时大不一样,平时什么样?平时老人来干什么?
② 预设二:
重点词语:“纷纷落地”“素立不动”“守灵”
点拨:出示图片,理解“素立不动”“守灵”。海鸥们也许知道……。
③ 预设三:
重点词语:“扑”“大声鸣叫”
点拨:“炸了营”是指肃立不动的海鸥此时全飞起来了,速度如何?哪个词最能体现?理解“扑”,海鸥对老人有着怎样的情感?
3、拓展运用:
海鸥在用一种特殊的方式表达对老人的深情厚意。如果海鸥此时会说话,也许会说什么?
4、配乐感情朗读课文15~17自然段,读出海鸥的心情,感受海鸥对老人的尊敬和爱戴。
设计意图:真正的课堂教学活动是心和心地交流,是生命和生命地对话。此环节的教学设计,不仅仅是停留在字、词、句、段、篇地教学上,停留在听、说、读、写能力培养的层次上,而是充分引导学生的个体生命在现实或特定环境中的感悟、体验和交流,让学生在回环往复的朗读中去意会、感悟、体验、产生同感,让学生尽可能的进入老人与海鸥那浩瀚无边的情感世界,去领略、品味老人和海鸥的情思,和作者最大限度地互相融合,达到人文合一的境界。
四、拓展延伸,激发人与动物和谐之情
1、老人与海鸥的故事感动了许多人,昆明人自发捐款为老人雕刻的塑像于今年的1月18日在翠湖边落成。
2、学了这篇课文,你想说点什么?关于老人与海鸥、关于人与动物……。
3、拓展生活中人与动物和谐相处的故事,欣赏图片,出示作业一:阅读《我的野生动物朋友》。
4、关于这篇文章的写法你有什么收获,出示作业二:学习本课抓住人物的动作、神态、语言表现人物情感的方法,写一篇你或你周围的人与动物的故事。
设计意图:此环节的设计,意在引导学生在理解、感悟、积累和运用语言文字过程中,渗透语文教学的人文性,体会情感和人文价值,把语文教学拓展延伸,从学到用的有效落实,使语文课堂的“语文味”更浓些。
【板书设计】
21、老人与海鸥
爱
喂海鸥 突然飞来 翻飞盘旋 连声鸣叫
动作:给海鸥 起名 纷纷落地 站成两行 肃立不动
语言:唤海鸥 扑过来 大声鸣叫
神态:谈海鸥
人鸥深情
设计意图:本板书由师生合作而成,彰显了行文思路,凸现了文章主旨,突出了文章表达上的特点,画龙点睛地浓缩了文章的内容。
设计方案 篇3
〖复习导入
上节课我们初步学习了课文,谁来说一说,课文讲了一件什么事?(指名回答)
下面,我们就来具体分析课文。
〖速读课文,给课文划分段落
指名由学生回答,不要拘泥于一种方法,只要说的有道理,就应当给予肯定。
〖讲解课文
一、学习第1自然段
1、小男孩怎样来到高尔基面前的?
(从两方面想:一是小男孩想给高尔基照张相片,贴在他们的墙报上。二是高尔基突然接到小男孩扔进的纸团,得知是一名少先队员为自己拍照,让门卫放小男孩进来。)
2、突然是什么意思?说明什么?
(一眨眼的时间内发生的,说明高尔基一点儿也不知道会发生这样的事。)
3、用突然一词说一句话。
二、学习第2~5自然段
1、读第2~5自然段。
2、门卫为什么不让小男孩进高尔基办公室?
(从二方面想:一是高尔基工作很忙正在读书也是他的工作;二是不让人进来打扰高尔基是门卫的责任。)
3、高尔基在很忙的情况下让小男孩进来说明什么?
(这是破例,是对小男孩特殊照顾,也说明高尔基对少先队员热忱的.关心和爱护。)
三、学习第6~11自然段
1、这一段主要写了什么?(写小摄影师给高尔基照相。)
2、小摄影师给高尔基照相时的动作、神态和语言是怎样的?请将它们画出来。(6、7、9、10自然段中的部分语句)
3、朗读画出的语句,从这些句子中,你读出了什么?
(仔细打量知道小摄影师观察细致,也含有思考的意思。摆弄很久小摄影师不停地摆弄相机,为拍照作准备,同时让高尔基多次调整坐态;哭着走远说明小摄影师出于礼貌不能用高尔基胶卷,想马上回家取胶卷;上车走了是小摄影师因为自己耗费了高尔基许多宝贵时间而悔恨,对自己一时疏忽而懊悔。)
4、高尔基在照相时动作、神态、语言是怎样的呢?将这些语句画出来。(7、10、13、15自然段中的部分语句。)
⑴ 朗读画出的语句。
⑵ 吩咐是什么意思?文中谁按谁的吩咐?从吩咐这个词中你体会到什么呢?(口头指派或命令,一般指上级让下级干什么或长辈让晚辈干什么才使用它。高尔基按小摄影师的吩咐。小摄影师吩咐高尔基,让高尔基多次调整坐态,占用他很多时间,他任其摆布,听从吩咐,说明他对下一代的宽厚慈爱和关怀。)
⑶ 从画出的其它语句中你读懂了什么?
(从面带微笑说明他对下一代的热忱慈爱,当小男孩哭着说忘带胶卷时,高尔基赶紧站起走到窗口大声喊道:我给你胶卷说明高尔基对少年儿童热爱的感情非常强烈;从高尔基见小男孩,不见记者的态度上,说明他对下一代的成长非常重视。)
5、这段又一次出现突然这个词,读含有突然一词的那句话。这次突然说明什么?(情况急剧变化。)
6、再用突然说一句话。
四、读第12~15自然段
1、小男孩会再来吗?
(再来可能性大。理由有两点:一是小男孩给高尔基照相的强烈愿望促使他必然来;二是高尔基如此热情接待他,配合他,他相信自己再来仍会受到高尔基热情接待。)
2、高尔基工作很忙,他不接待记者,却希望小男孩再来这说明什么?
(对少年儿童的关怀和深深的爱。)
〖总结全文
作者写小摄影师给高尔基照相这件事,分别写了小摄影师和高尔基的语言、动作、神态,从中我们体会到高尔基对青少年一代的关心和爱护,希望同学们不辜负老一辈的殷切期望,努力学习,天天向上。
〖板书
小摄影师
男 孩 对比衬托 高尔基(关心爱护)
想进去 放进来
摆弄 微笑
坐、哭 站起来
跑 喊
设计方案 篇4
传统的嵌入式系统中,设计周期、硬件和软件的开发是分开进行的,并在硬件完成后才将系统集成在一起,很多情况下,硬件完成后才开始进行实时软件和整体调试。软硬件联合仿真是一种在物理原型可用前,能尽早开始调试程序的技术。
软硬件联合仿真有可能使软件设计工程师在设计早期着手调试,而采用传统的方法,设计工程师直到硬件设计完成才能进行除错处理。有些软件可在没有硬件支持的情况下完成任务的编码,如不涉及到硬件的算法。与硬件相互作用的编码在获得硬件之前编写,但只有在硬件上运行后,才能真正对编码进行调试。通过采用软硬件联合仿真技术,可在设计早期开始这一设计调试过程。由于软件的开发通常在系统开发的后段完成,在设计周期中较早的开始调试有可能将使这一项目提早完成,该技术会降低首次将硬件和软件连接在一起时出现意外而致使项目延期完成所造成的风险。
在取得物理原型前,采用软硬件联合仿真技术对硬件和软件之间的接口进行验证,将使你不会花太多的时间在后期系统调试上。当你确实拿到物理原型开始在上面跑软件的时候,你会发现经过测试的软件部分将会正常工作,这会节省项目后期的大量时间及努力。
软硬件联合仿真系统由一个硬件执行环境和一个软件执行环境组成,通常软件环境和硬件环境都有自己的除错和控制界面,软件通过一系列由处理器启动的总线周期与硬件的交互作用。本文以一个MiniWeb卡的开发介绍一种软硬件联合仿真系统。
该方案的核心是采用一个51单片机仿真引擎GoldBullISS51(以下简称ISS51),ISS51是51单片机开发环境KeiluVision2的一个插件,ISS51具有连接Keil和硬件仿真环境Modelsim的接口,可以实现软硬件同步仿真。在该系统中,Keil作为软件调试界面,Modelsim作为硬件仿真和调试界面,ISS51负责软件执行、监控软件断点、单步执行、内存和寄存器数据返回给Keil、CPU总线时序产生和捕获、内部功能模块(如定时器,串口)的运行等功能。
MiniWeb卡介绍
MiniWeb卡是一个运行在单片机上的Web服务器,提供网口连接,有大容量文件系统,提供TFTP和HTTP服务。尽管软件系统比较复杂,但优化编译后,执行代码还不足25K,为后续升级留下了足够空间。
51CPU采用SST89系列,这种CPU具有ISP功能,可以通过RS232串口,直接将目标码下载到CPU。
DMA控制逻辑是一个可编程逻辑器件,采用的是ALTERA的CPLDEPM240,主要功能是实现外围器件之间的DMA传递。因为51CPU进行IO访问是很低效的,需要24个时钟周期才能进行一
次IO访问,在外围设备之间转移数据则需要更多的时钟周期,使用DMA控制逻辑可以达到3个时钟周期就能转移一个字节。本系统中处理多种网络协议,需要大量报文收发和文件系统访问,采用DMA可以极大地提高51单片机的数据处理速度。DMA通道主要有MAC芯片与RAM之间的数据块转移,SMARTMEDIA和RAM之间的数据块转移。
网卡芯片采用的是AX88796,主要的优点是可以和51CPU方便地接口;支持100M以太网,速度高;有较大的接收报文缓存,能够平滑网络流量,减少因51CPU处理速度慢导致的报文丢弃和重发。
SMARTMEDIA是一个移动存储卡,主要用于存储文件,MiniWeb卡支持8M到256M的SMD卡。
文件系统是MiniWeb卡的新开发模块,文件系统的测试主要通过TFTP来进行,为此MiniWeb卡上的TFTP服务程序进行了特殊设计,支持格式化SMARTMEDIA,获取剩余空间,获取文件名列表,上传、下载和删除文件。
软硬件联合仿真的必要性:
MiniWeb卡软件模块多,软件开发风险较大。软件对硬件的依赖较强,FLASH存储器的访问驱动、网卡驱动、DMA驱动,需要软硬件协同调试。
文件系统的开发,在仿真环境下更容易和快捷。比如在仿真结束时,可以将SMARTMEDIA仿真模型中的数据倒换到磁盘文件中,在仿真开始时,将磁盘文件中的数据加载到SMARTMEDIA仿真模型中,在定位文件系统的问题时,这一个功能很有用。
采用软硬件联合仿真,便于系统前期设计。51单片机的外部RAM访问效率较低,内存拷贝、外部器件之间的数据块转移很浪费时间。将大量数据的拷贝操作或数据块校验、比较操作在CPLD内实现,可以大大改进51单片机处理数据的能力。通过软硬件联合仿真,可以评估CPLD处理数据对性能的改进。
MiniWeb卡软硬件联合仿真系统:
软硬件联合仿真主要解决的问题是系统功能设计与验证,它不解决电源、滤波电容、总线电平兼容问题。
做系统仿真,首先要对硬件系统建模。我们关注的是系统设计的正确性和可执行性。
系统中的串口只是用来支持ISP下载软件,软件部分没有对串口做任何操作,所以系统仿真可以不必考虑。
网卡芯片AX88796,厂商没有提供仿真模型。它与CPU的接口符合ISA接口标准,软件对AX88796的操作是根据NE20xx标准网卡芯片设计的,由此我们建立了一个网卡芯片的仿真模型。我们设计了一个MACBFM来仿真网卡芯片的ISA接口,NE20xx定义的寄存器在C模型中实现,MACBFM与NE20xx寄存器C模型通过PLI接口交换数据。
SRAM仿真模型是很容易获取的,很多器件生产商都提供Verilog仿真模型,但器件生产商提供的Verilog仿真模型都包含复杂的延时控制代码,这会影响仿真速度。根据经验,我们可以确保SRAM在单板设计中被正确应用,不会产生时序问题,所以我们可以采用一个简化的SRAM仿真模型,这是我们自己设计的,有效代码只有十几行。
51CPUBFM负责单片机管脚时序的产生和捕获。51CPUBFM是与ISS51紧密捆绑的,由ISS51安装程序提供。
SMARTMEDIA是三星公司提供的仿真模型,我们使用的也是三星公司的同类型存储卡。该模型可以用于验证软件操作SMARTMEDIA的正确性和DMAController的接口时序。
DMAController是MiniWeb卡硬件开发的一部分,将逻辑设计代码应用于仿真,既能检测逻辑设计的正确性,又能使整个仿真系统得以正常运转。
虚拟网卡
做系统仿真,必须输入来自真实世界的激励,并将仿真系统的输出传递到真实世界。即便是不能连接到真实世界,也应该提供模拟真实世界的输入,并对仿真系统的输出进行检测和分析。
对于MiniWeb卡来说,它和真实环境是通过网口连接的。使用虚拟网卡技术,能够将图3中的MACCModel与虚拟网卡进行通讯。
对于运行在Windows系统上的应用程序来说,它并不知道网卡是虚拟的还是真实的,应用程序通过虚拟网卡收发数据,事实上是与仿真系统在进行网络通信。
这样就可以使用TFTP向MiniWeb卡仿真系统传递网页文件,使用IE浏览MiniWeb卡仿真系统中的.网页,MiniWeb卡的所有功能都能够被检验。
使用网络臭探器Sniffer可以监控虚拟网卡的报文流,方便协议调试。
仿真加速技术
软硬件联合仿真,影响仿真速度的瓶颈在HDL代码部分的仿真。如果不设法提高HDL代码部分的仿真速度,软件调试就非常低效。
提高硬件仿真速度的方法之一是软件硬件仿真采用事件同步,只在CPU访问IO时保持软件和硬件是同步的。
仿真加速方法之二是硬件仿真系统时钟休眠。对于MiniWeb卡来说,只
有DMAController是受时钟控制的,软件没有操作DMAController的期间,DMAController的运作是毫无意义的,所以可以在非DMA操作期间,对时钟进行休眠;ISS51在每次IO访问时,给出与上次IO访问的时间差,这个时间差经过处理可以作为时钟休眠的时间段。如果ISS51连续进行IO访问,就不会产生时钟休眠了。DMAController工作于查询方式,可以采用时钟休眠技术,而不会导致仿真与真实结果的不一致。
方法之三是,缩短SMARTMEDIA仿真模型中的一些长延时的时间参数。因为在等待SMARTMEDIA进入就绪状态时,CPU必须连续查询IO,影响仿真速度。我们主要用于软件功能验证,这种修改也是可以接受的。
方法之四,在软件设计上,谨慎使用外部中断,因为一旦中断启动,ISS51需要在每个机器周期查询是否有中断信号,导致软件仿真和硬件仿真在每个指令上都进行同步,影响仿真速度。如果一定要使用外部中断,建议用C模型代替Verilog模型,这样可不影响仿真速度;或者由用户根据外部模块产生外部中断的时机,使用ISS51的控制命令,在恰当时刻使能ISS51的中断模块。
在一个普通PC(CPU为AMD速龙1000,SDRM512M133),运行MiniWeb卡仿真系统,使用PING命令测试MiniWeb卡仿真系统的响应速度:
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使用IE打开MiniWeb卡仿真系统中的网页文件,感觉和拨号上网的速度差不太多。创建多个TFTP连接,同时向仿真系统传递或下载网页文件,同时使用IE进行网页浏览,都无响应中断现象出现。
总结
使用软硬件联合仿真,MiniWeb卡不需要硬件就能进行全部功能的仿真,增强了系统设计成功的信心。软硬件联合仿真方便系统设计调整,可以在设计前期评估性能,方便软件和硬件的debug,是一个值得推广的技术。
设计方案 篇5
1混合有机废弃物原料特性
安徽农业大学农业园内废弃物主要有为温室生产有机垃圾,包括蔬菜尾菜,少量农作物秸秆、藤蔓等。经实地调研,每天可产生各类有机废弃物约1t,TS含量15-18%。
2资源化处理工艺设计
2.1工艺流程图设计
按照无害化、资源化处理的原则,本处理方案采用以厌氧发酵技术为核心的工艺流程:餐厨废弃物和农业有机废弃物经收集进场后,首先经过筛网、人工分选等去除塑料、方便筷、大骨头、树枝等较大及难降解固形物,再将易生物降解组分进行粉碎浆化,之后送入水解酸化池进行预处理(该过程可适当添加水解酶以促进其水解酸化,水解酸化池中配备机械搅拌设备进行匀浆搅拌),经过5天[11]左右水解酸化后,再将料液每天分批次定量泵入CSTR厌氧反应器中进行25-30d的充分发酵。工程所产沼气经过除水、脱硫工艺进入贮气柜存储,并用于农业园热能中心燃气热水锅炉,热水主要满足沼气工程自身加热、保温,富余部分用于农业园区内温室供热。所产沼液沼渣进入暂存池沉淀存储,沼液回流至水解酸化工艺调节发酵料液浓度,同时起到菌种回流的作用,剩余沼液及沼渣用作农业园种植生产有机肥料。本方案的工艺流程可用图1表示。
2.2CSTR反应器设计
根据餐厨废弃物和农业有机废弃物混合原料的厌氧消化特点,本处理方案的核心工程设计采用CSTR厌氧反应器,该反应器可以处理高悬浮固体含量的原料,消化器内物料均匀分布,可避免物料分层状态,增加物料和微生物的接触,是厌氧消化领域应用最为广泛的反应器之一。参考CJJ184-20xx《餐厨垃圾处理技术规范》及NY/T1222-20xx《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》,设计发酵料液TS浓度为8-10%,水力滞留时间(HRT)为25-30d;CSTR厌氧反应器的总容积参照下式确定:V=TQ/0.8式中,V为厌氧反应的容积(m3);Q为设计日处理量(m3);T为设计水力滞留时间(d);0.8是有效容积与总容积的比值系数。本处理方案日处理餐厨废弃物及农业园有机废弃物共3t,按照原料TS浓度分别为18-20%及15-18%,以及进料TS浓度8-10%的要求,则每天进料量(Q)约6t;为保证处理工程稳定运行,HRT(T)取30d,则CSTR反应器的总体积为225m3。2.3处理工程主要设计指标根据高校学生食堂特点,去除寒暑假3个月时间。本处理工程主要设计指标如下:厌氧工程发酵温度(中温)为30-35℃;池容产气率0.8-1.0L/(Ld);沼气产量4.8万m3/年;年处理混合有机废弃物800t;沼液、沼渣有机肥原料年产量400t。
3产物及应用分析
经过沼气工程厌氧处理,原本污染环境、危害食品安全的混合有机废弃物在产生清洁可再生能源沼气的同时,转变为高效有机肥原料。
3.1沼气
沼气中甲烷(CH4)含量一般为55%以上,热值约20,000-22,000KJ/m3,是一种优质的清洁燃料。本处理方案中,沼气主要设计用作农业园热能中心热水锅炉使用。按照沼气中CH4含量60%、热值为21,820KJ/m3,相当于0.74kg标准煤。为维持225m3的CSTR反应器中温运行,设计每天需100m3的沼气燃烧供热,则每年共需约2.7万m3,除满足沼气工程自身加热、保温外,每年仍剩余2.1万m3沼气可用于农业园温室大棚冬季增温保温。目前,农业园内3000m3PC板智控温室、20xxm3玻璃智控温室增温保温主要采用煤炭为燃料,每年需40t。根据以上分析,该处理工程每年剩余沼气折合标准煤约15.5t,可替代近39%的'温室采暖用煤,节能减排效益明显。
3.2沼液、沼渣
沼液沼渣中含有丰富的氮、磷、钾以及各种微量元素,还含有多种生物活性物质,是一种优质的有机肥原料。利用沼渣沼液作为农作物的基肥和追肥,减少化肥用量,减低生产成本,提高作物产量和品质,实现“低碳种植”和绿色食品的生产。本处理工程设计沼液、沼渣主要用作农业园内温室生产有机肥,按照每亩每年10t的施用量,则400t沼液、沼渣可供40亩土地施用。安徽农业大学农业园占地100多亩,种植土地约80亩;则本处理工程所产沼液、沼渣有机肥原料可被完全消纳,不会产生二次污染。
4结论
1.本方案针对安徽农业大学学生食堂餐厨废弃物、农业园区温室生产有机废弃物等混合原料,设计采用以厌氧发酵技术为核心的沼气工程,实现其无害化处理与资源化利用。2.本方案沼气工程设计采用225m3全混式厌氧反应器(CSTR),可实现年处理混合有机废弃物800t,年产沼气4.8万m3,沼渣、沼液有机肥原料400t。3.本方案设计所产沼气除满足厌氧工程自身加热、保温需求外,可折合标准煤约15.5t,可替代近39%的农业园温室采暖用煤。4.本方案设计所产沼液沼渣用作农业园温室生产有机肥料,可实现完全消纳,无二次污染。
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