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中圖分類號(hào) S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2012)22-0062-03
貴州辣椒生產(chǎn)在全國占有重要的位置。20世紀(jì)60年代,綏陽朝天椒就以其品質(zhì)優(yōu)良遠(yuǎn)銷國外。70年代后,蝦子朝天椒、大方線椒等多個(gè)地方優(yōu)良品種深受國內(nèi)外客商的青睞。近幾年,在省內(nèi)辣椒加工企業(yè)的帶動(dòng)下,貴州辣椒種植面積從2001年的6.67萬hm2發(fā)展到2010年的22.67萬hm2,增加了2.4倍。產(chǎn)值從2003年的13億元增加到目前的90億元,增長(zhǎng)了近6倍。辣椒生產(chǎn)已成為對(duì)農(nóng)民增收有重要貢獻(xiàn)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)[1-4]。2010年省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)正式將辣椒列為省內(nèi)五大農(nóng)作物品種。貴州辣椒生產(chǎn)雖然規(guī)模大、加工發(fā)達(dá),但種子產(chǎn)業(yè)化和栽培規(guī)范化程度較低,嚴(yán)重制約著貴州辣椒產(chǎn)業(yè)化水平的進(jìn)一步提升。因此,加快育種進(jìn)程,提高良種推廣利用率,提升種子產(chǎn)業(yè)化水平十分必要。隨著辣椒種子的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,對(duì)種子質(zhì)量的要求日益嚴(yán)格。辣椒異常種子如種皮霉變種子、黑斑種子和不飽滿種子等是影響辣椒種子質(zhì)量的重要因素之一。該試驗(yàn)通過對(duì)幾種異常種子的發(fā)芽率調(diào)查,為辣椒種子的篩選提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試品種為貴州省辣椒研究所選育的朝天椒品種黔辣4號(hào)。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 種子形態(tài)特征觀測(cè)。在5倍放大鏡下分別對(duì)正常種子、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子的外部形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)并描述。并用相同的方法觀察烘干后的種子形態(tài)。
1.2.2 種子物理指標(biāo)測(cè)定。①種子千粒重:采用百粒法,隨機(jī)選取種子100粒,用精度為0.01 g的電子天平稱其質(zhì)量,同時(shí)進(jìn)行5個(gè)重復(fù)稱量,取平均值。②種子含水量:采用烘干法進(jìn)行含水量測(cè)定,每處理隨機(jī)選取辣椒種子1 000粒,用精度為0.01 g的感應(yīng)天平稱取鮮重,再將種子置于40 ℃烘箱中烘12 h,稱其干重,以種子鮮重為基礎(chǔ)計(jì)算種子含水量[5]。
1.2.3 發(fā)芽試驗(yàn)。設(shè)置正常種子(CK)、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子4個(gè)處理,每處理設(shè)3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)試驗(yàn)種子數(shù)100粒,統(tǒng)一于2010年9月10日進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。發(fā)芽試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿紙床法進(jìn)行,下墊3~5層和上蓋1層濾紙作為保濕材料,然后置于(24±2) ℃的恒溫箱中,注意進(jìn)行補(bǔ)濕,待發(fā)芽后,調(diào)查逐日發(fā)芽和苗芽生長(zhǎng)情況。
1.3 試驗(yàn)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)
發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn):以種子胚部破裂為萌動(dòng),以胚根下胚軸長(zhǎng)度超過種子自身的長(zhǎng)度視為發(fā)芽。具體計(jì)算公式如下:
種子逐日發(fā)芽率(%)=■×100
種子發(fā)芽率(%)=■×100
種子發(fā)芽勢(shì)(%)=■×100
發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt
式中,Gt:在時(shí)間t日的發(fā)芽數(shù),Dt:相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)[6]。
2 結(jié)果與分析
2.1 常見異常辣椒種子的形態(tài)特征
正常種子的形態(tài)特征為扁平、腎圓形,種皮黃色,種子直徑4~5 mm,厚度0.60~0.70 mm。種皮霉變種子的形狀、大小與正常種子一致,種皮濕露,顏色灰暗,有霉味。黑斑種子的形態(tài)特征為扁平、腎圓形,種子表面帶有黑色斑點(diǎn),種子直徑和厚度與正常種子相當(dāng)。不飽滿種子的形態(tài)特征為扁平、腎圓形,種子表面淡黃色,種子直徑與正常種子相當(dāng),但厚度僅為正常種子的1/2左右。
2.2 常見異常辣椒種子的千粒重和含水率
由表1可以看出,正常種子與其他幾種異常種子的種子千粒重和含水量存在差異。正常種子(CK)、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子在新鮮時(shí)的千粒重分別為11.60、10.04、11.16、2.08 g,烘干種子的千粒重分別為7.65、7.47、7.51、1.88 g,種子含水率分別為34.05%、25.60%、32.71%、9.62%。
2.3 常見異常辣椒種子的發(fā)芽時(shí)間及根、芽生長(zhǎng)量
由表2可以看出,正常種子與幾種異常種子始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間和種子發(fā)芽第10天幼苗生長(zhǎng)量差異明顯。種子始發(fā)芽時(shí)間以正常種子和種皮霉變種子最早,在24 ℃的催芽條件下均為催芽后第3天開始發(fā)芽;其次為黑斑種子,第6天開始發(fā)芽;再次是不飽滿種子,從進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)到始出芽時(shí)間需要8 d。正常種子與種皮霉變種子發(fā)芽持續(xù)天數(shù)差異顯著,與黑斑種子和不飽滿種子間差異極顯著,黑斑種子與不飽滿種子間差異極顯著。發(fā)芽持續(xù)時(shí)間最短的為不飽滿種子,為0.33 d;其次是黑斑種子,為2.00 d;再次是種皮霉變種子,為4.00 d;持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是正常種子,為5.33 d。發(fā)芽第10天芽長(zhǎng),正常種子與種皮霉變種子間差異不顯著,與黑斑種子間差異達(dá)顯著水平,與不飽滿種子間差異達(dá)極顯著水平;種皮霉變種子與黑斑種子間差異不顯著,與不飽滿種子間達(dá)顯著水平;黑斑種子與不飽滿種子間差異不顯著。發(fā)芽第10天芽長(zhǎng)依次為正常種子,種皮霉變種子,黑斑種子,不飽滿種子,其芽長(zhǎng)分別為35.00、28.00、11.33、3.67 cm。發(fā)芽第10天根長(zhǎng)正常種子與種皮霉變種子間差異不明顯,但它們與黑斑種子和不飽滿種子間差異達(dá)極顯著水平,黑斑種子與不飽滿種子間差異不顯著。發(fā)芽第10天根長(zhǎng)依次為種皮霉變種子,正常種子,黑斑種子,不飽滿種子,其根長(zhǎng)分別為66.00、59.33、10.00、6.33 cm。試驗(yàn)結(jié)果表明,種皮霉變種子與正常種子在24 ℃恒溫條件下,其始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間與幼苗生長(zhǎng)量基本一致,說明輕微的種皮霉變對(duì)種子的發(fā)芽質(zhì)量影響不大。黑斑種子和不飽滿種子與正常種子在始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間、幼苗生長(zhǎng)量指標(biāo)上差異明顯。其始發(fā)芽時(shí)間與正常種子比較明顯推遲。發(fā)芽持續(xù)時(shí)間較正常種子極顯著縮短,其主要原因是發(fā)芽種子粒數(shù)明顯少于正常種子。其幼苗生長(zhǎng)量顯著或極顯著低于正常種子。觀察結(jié)果說明,黑斑種子大部分是由于種胚因病變或其它原因壞死,造成不能發(fā)芽,少部分為種皮病變形成的斑點(diǎn),它們能發(fā)芽,但幼苗生長(zhǎng)異常;不飽滿種子主要是由于種胚未發(fā)育或者發(fā)育不全,造成不能發(fā)芽或發(fā)芽后幼苗不能正常生長(zhǎng)。
2.4 常見異常辣椒種子的逐日發(fā)芽情況
由表3、圖1、圖2可以看出,正常種子與異常辣椒種子的逐日發(fā)芽率和逐日累計(jì)發(fā)芽率有明顯的差異。正常種子和種皮霉變種子的出芽整齊、始發(fā)率高。在試驗(yàn)處理后第4天處于發(fā)芽高峰,高峰日發(fā)芽率正常種子為66.67%,種皮霉變種子為61.00%。正常種子滿8 d后,發(fā)芽結(jié)束;種皮霉變種子滿7 d后,發(fā)芽結(jié)束。黑斑種子和不飽滿種子的出芽分散,始發(fā)芽率低,發(fā)芽高峰分別出現(xiàn)在發(fā)芽試驗(yàn)開始后第7天和第8天,高峰日發(fā)芽率分別為3.67%和0.33%。說明種皮出現(xiàn)輕微霉變,對(duì)種子的發(fā)芽整齊度和發(fā)芽率影響不大,種皮有黑色斑點(diǎn)和不飽滿的種子,其發(fā)芽分散,發(fā)芽率低于10%,甚至不會(huì)發(fā)芽。
2.5 常見異常辣椒種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)
由表4可以看出,正常種子與異常辣椒種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)差異顯著。種子發(fā)芽率,正常種子與種皮霉變種子間差異顯著,與黑斑種子和不飽滿種子間差異極顯著。正常種子發(fā)芽率為98.00%,種皮霉變種子為91.00%,黑斑種子和不飽滿種子分別為5.67%和0.33%。正常種子與種皮霉變種子發(fā)芽勢(shì)差異不顯著,與黑斑種子和不飽滿種子差異極顯著,發(fā)芽勢(shì)大小依次為正常種子(97.00%)、種皮霉變種子(91.00%)、黑斑種子(5.67%)、不飽滿種子(0)。正常種子與種皮霉變種子發(fā)芽指數(shù)差異不顯著,與黑斑種子和不飽滿種子差異達(dá)極顯著,發(fā)芽指數(shù)大小依次為種皮霉變種子(23.04)、正常種子(22.81)、黑斑種子(0.88)、不飽滿種子(0.04)。
3 結(jié)論與討論
(1)常見異常的辣椒種子在形態(tài)特征上與正常種子差異很明顯,可以直接區(qū)分。種子千粒重和種子含水量均以正常種子最大,其次為種皮霉變種子,再次為黑斑種子,最小為不飽滿種子。正常種子、黑斑種子、種皮霉變種子和不飽滿種子的新鮮時(shí)的千粒重分別為11.60、10.04、11.16、2.08 g,烘干種子的千粒重分別為7.65、7.47、7.51、1.88 g,種子含水率分別為34.05%、25.60%、32.71%、9.62%。
(2)種皮出現(xiàn)輕微霉變,對(duì)種子的始發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽整齊度和發(fā)芽率影響不太大,正常種子和種皮霉變種子的始發(fā)芽時(shí)間較短、出芽整齊集中。但種皮有黑色斑點(diǎn)和不飽滿的種子,其發(fā)芽較遲,分散,發(fā)芽率低于10%,甚至不會(huì)發(fā)芽。正常種子平均發(fā)芽率達(dá)98.00%,種皮霉變種子為91.00%,黑斑種子和不飽滿種子僅為5.67%和0.33%。正常種子和種皮霉變種子在24 ℃的恒溫條件下,在催芽后第3天開始發(fā)芽,第4天處于發(fā)芽高峰,高峰日發(fā)芽率正常種子為66.67%,種皮霉變種子為61.00%。發(fā)芽持續(xù)天數(shù)正常種子為5.33 d,霉變種子為4 d。黑斑種子和不飽滿種子的始發(fā)芽時(shí)間在催芽后第6~8天,第7~8天為發(fā)芽高峰期,高鋒日發(fā)芽率分別僅為3.67%和0.33%。
(3)種皮輕微霉變對(duì)幼苗生長(zhǎng)沒有明顯影響,但黑斑種子和不飽滿種子對(duì)幼苗的生長(zhǎng)有明顯影響。發(fā)芽第10天芽長(zhǎng)依次為正常種子(35.00 cm)、種皮霉變種子(28.00 cm)、黑斑種子(11.33 cm)、不飽滿種子(3.67 cm)。根長(zhǎng)依次為種皮霉變種子(66.00 cm)、正常種子(59.33 cm)、黑斑種子(10.00 cm)、不飽滿種子(6.33 cm)。
(4)黑斑種子發(fā)芽率低的主要原因是由于黑斑種子大部種胚因病變或其他原因壞死,造成不能發(fā)芽,少部分為種皮病變形成的斑點(diǎn),它們能發(fā)芽,但幼苗生長(zhǎng)異常;不飽滿種子主要是由于種胚未發(fā)育或者發(fā)育不全,造成不能發(fā)芽或發(fā)芽后幼苗不能正常生長(zhǎng)。造成黑斑種子和不飽滿種子始發(fā)芽時(shí)間與正常種子比較明顯推遲的主要原因是種子質(zhì)量較差,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間顯著縮短的主要原因是發(fā)芽種子粒數(shù)明顯少于正常種子。黑斑種子和不飽滿種子的形成原因有待進(jìn)一步研究。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 詹永發(fā),姜虹,韓世玉,等.貴州辣椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢(shì)分析與展望[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(4):98-100.
[2] 郭國雄,張紹剛,龍明樹.貴州省辣椒產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].長(zhǎng)江蔬菜,2008,(1):3-5.
[3] 王永平,張紹剛,張婧,等.做大做強(qiáng)貴州辣椒產(chǎn)業(yè)的對(duì)策思考[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(7):129-133.
[4] 王永平,張紹剛,張婧,等.提升貴州辣椒產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)策和思考[J].長(zhǎng)江蔬菜,2009(19):1-4.
一、孜然栽培技術(shù)要點(diǎn)
1、前茬以小麥、玉米、瓜類、棉花為宜。前茬作物收獲后及時(shí)冬灌,畝施有機(jī)肥2-3噸,三料25-30公斤,二銨20-25公斤,尿素10-15公斤,硫酸鉀25-30公斤,秋翻地耕深25-30厘米,將地整成待播狀態(tài)。
2、土壤封閉。播前一周,每畝用48%的氟樂靈乳油80-100克,兌水25-30公斤,均勻噴施地表,噴藥時(shí)間選擇傍晚,邊噴邊耙耱,使土藥均勻混合。封閉一周后及時(shí)開溝鋪膜。
3、種子處理。用敵克松拌種,充分拌勻,堆悶24小時(shí),然后晾干待播。
4、播種時(shí)間及播種量。3月中旬為適宜播種期,每畝地播種量為1.2-1.5公斤。
5、田間管理。出苗前及時(shí)破除土壤板結(jié),助苗出土,爭(zhēng)取苗全、苗壯、苗齊。開花前一周每畝噴磷酸二氫鉀100-200克,生育期內(nèi)連續(xù)噴1-2次。苗期地老虎于5月15日左右發(fā)生,適時(shí)用敵殺死或殺蟲菊酯防治。
6、適時(shí)收獲:6月下旬,當(dāng)孜然60-70%的果實(shí)變?yōu)闇\黃綠色即為成熟收獲期,隨熟隨收,分批進(jìn)行,避免植株過干果實(shí)撒落在地。收獲時(shí)連根拔起孜然植株,放在曬場(chǎng)上陰干后打碾。
二、辣椒栽培技術(shù)要點(diǎn)
1、播種期。適期早播,辣椒于3月底到4月初播種或于4月下旬移栽。
2、密度。每畝保苗10000-12000株,每穴2株。
3、中耕除草。孜然收獲后及時(shí)進(jìn)行中耕除草2-3次,早中耕,深中耕,結(jié)合中耕對(duì)辣椒根莖部培土。
4、合理灌水。起壟栽培的辣椒待門椒座住后澆第一次水,結(jié)合澆水追施尿素10公斤。以后間隔10-15天澆一次水,水量要小,澆半溝水,嚴(yán)禁大水漫灌上壟背,若有積水現(xiàn)象,立即排水。8月中下旬開始控水,不再澆灌,避免辣椒貪青,促進(jìn)椒果成熟,增加光亮色澤。
5、病蟲害防治。辣椒疫霉病防治:適時(shí)藥劑防治,辣椒盛花初果期,當(dāng)5厘米地溫達(dá)到25度時(shí),每隔7-10天或每次灌水前1-2天,用25%瑞毒霉可濕性粉劑或58%的瑞毒錳鋅1000倍液灌根,每株50-80毫升。共防治3-4次。
地老虎:幼蟲三齡前用菊酯類農(nóng)藥2000-3000倍液地表噴霧,幼蟲三齡后用40%辛硫磷乳油800倍液灌根。
關(guān)鍵詞:辣椒;種質(zhì)資源;分子標(biāo)記
辣椒是我國主要蔬菜作物之一,栽培面積僅次于白菜。辣椒雜交優(yōu)勢(shì)的開發(fā)和推廣,使品種遺傳資源日漸狹窄,加強(qiáng)對(duì)辣椒屬種質(zhì)資源的研究,拓寬辣椒遺傳渠道,對(duì)促進(jìn)辣椒遺傳改良有重要意義。在種質(zhì)資源研究領(lǐng)域,以分子標(biāo)記為基礎(chǔ)的研究逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。
1 分子標(biāo)記的優(yōu)越性及主要方法
DNA分子標(biāo)記技術(shù)主要是基于由單堿基突變和易位、插入、缺失、倒位或轉(zhuǎn)座等導(dǎo)致的DNA序列變異來研究多態(tài)性。其優(yōu)越性包括:不受環(huán)境及基因是否表達(dá)的限制;遍及整個(gè)基因組,數(shù)量極大;對(duì)生物體無不良影響;多數(shù)表現(xiàn)為共顯性,可分辨所有的基因型。
自1980年Botstein首次利用RFLP標(biāo)記作為遺傳標(biāo)記開始,迄今已開發(fā)出了一系列的分子標(biāo)記方法。用于遺傳多樣性研究的可分為四大類:(1)基于Sourthern雜交的DNA標(biāo)記,如RFLP等;(2)基于PCR的DNA標(biāo)記,如SSR等;(3)基于PCR與限制性酶切技術(shù)結(jié)合的DNA標(biāo)記,如AFLP等;(4)基于單核苷酸多態(tài)性的DNA標(biāo)記,如SNP等。
2 分子標(biāo)記在辣椒種質(zhì)資源研究上的應(yīng)用
2.1 RFLP標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
RFLP( restriction fragment length polymorphism) 是 Grodzicker等發(fā)明的分子標(biāo)記技術(shù),其檢測(cè)和顯示通過不同的探針與酶組合來實(shí)現(xiàn)。用已克隆的DN段作探針與Southern印跡后酶切DNA樣品分子雜交,經(jīng)放射自顯影或非同位素顯色來揭示供試樣品間的多態(tài)性。
Tanksley(1988 )、Prince(1993)等構(gòu)建辣椒分子遺傳圖譜時(shí),RFLP 標(biāo)記技術(shù)在辣椒中得以應(yīng)用。在國內(nèi),中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所的張玉璽等曾采用RFLP技術(shù)對(duì)辣椒種質(zhì)資源分類展開過研究。
RFLP 標(biāo)記具有數(shù)量大、穩(wěn)定遺傳、重復(fù)性好、共顯性等優(yōu)點(diǎn)。作為第一代分子標(biāo)記深受重視并廣泛應(yīng)用。但其操作過程較繁瑣,需要對(duì)探針進(jìn)行同位素標(biāo)記,即使應(yīng)用非放射性 Southern 雜交技術(shù)也較為耗時(shí)費(fèi)力。
2.2 RAPD標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
RAPD(random amplified polymorphic DNA)是建立在PCR 基礎(chǔ)上可對(duì)整個(gè)未知序列基因組進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)的分子技術(shù),由 Welsh 等和 Wil-liams 等發(fā)明。
雷進(jìn)生從100條隨機(jī)引物中篩選出19條用于RAPD標(biāo)記,通過聚類分析把67份辣椒種質(zhì)材料劃分為4類[1]。馬艷青等利用RAPD技術(shù),對(duì)來自不同生態(tài)類型的辣椒種質(zhì)資源親緣關(guān)系進(jìn)行研究,聚類結(jié)果表明,DNA分子水平上辣椒親緣關(guān)系與傳統(tǒng)方法研究結(jié)論基本一致[2]。陳學(xué)軍用23條RAPD引物共擴(kuò)增出209條帶,證實(shí):C.annuum與C.frutescens、C.chinense親緣關(guān)系較近,而與C.pubescens、C.baccatum親緣關(guān)系較遠(yuǎn)[3],與細(xì)胞學(xué)研究結(jié)果一致。蔣向輝等運(yùn)用形態(tài)標(biāo)記與RAPD標(biāo)記對(duì)7份朝天椒種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析,兩種方法聚類分析結(jié)果相似[4]。
RAPD標(biāo)記操作簡(jiǎn)便,避免了 RFLP 技術(shù)繁瑣的 Southern 雜交操作以及放射性同位素給人帶來的危害;可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)基因位點(diǎn),且可檢測(cè) RFLP 標(biāo)記不能檢測(cè)的重復(fù)序列區(qū)域。不足之處為:一般表現(xiàn)為顯性遺傳,所提供的信息量不完整且重復(fù)性較差。RAPD標(biāo)記在早期運(yùn)用較多,現(xiàn)已逐漸被取代。
2.3 SSR標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
SSR(Simple Sequence Repeat)最早由Litt 等人在1989年建立。羅玉娣等利用27對(duì)SSR引物對(duì)33個(gè)辣椒材料進(jìn)行遺傳多樣性分析,聚類結(jié)果顯示,辣椒果實(shí)類型一致的種質(zhì)資源基本都聚在一起,即它們之間的親緣關(guān)系較近[5],這與周晶的研究結(jié)果一致。白占兵等人從150對(duì)辣椒SSR引物中篩選出多態(tài)性較好的引物116對(duì),初步建立了基于SSR分子標(biāo)記技術(shù)的辣椒種子純度鑒定體系。中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所辣椒育種課題組Huang等利用生物信息學(xué)的方法新開發(fā)出辣椒的SSR引物400多對(duì)[6]。
由于SSR技術(shù)可揭示完整遺傳信息,呈現(xiàn)共顯性遺傳、結(jié)果穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好、簡(jiǎn)便易行,且數(shù)量極為豐富,分布于整個(gè)基因組;多態(tài)性高,等位位點(diǎn)多,因此信息含量極為豐富;這些優(yōu)點(diǎn)使其成為理想的分子標(biāo)記并取代 RFLP 而成為被廣泛應(yīng)用的第二代DNA分子標(biāo)記。其不足在于引物開發(fā)較復(fù)雜,引物的設(shè)計(jì)需要建立、篩選基因組文庫和克隆測(cè)序等一系列實(shí)驗(yàn),較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
2.4 SRAP標(biāo)記的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism)2001年由加州大學(xué)蔬菜作物系Li與Quiros博士開發(fā)。杜曉華用SRAP和SSR標(biāo)記技術(shù)分析10份尖椒自交系的遺傳差異,結(jié)果顯示SRAP技術(shù)有較高的位點(diǎn)和多態(tài)性檢測(cè)能力,分別是SSR的10倍和5倍[7]。張素勤等用表型和SRAP分析對(duì)貴州主栽辣椒品種進(jìn)行研究以探討其親緣關(guān)系和多樣性分布。聚類結(jié)果表明,地理分布相近的基本被聚在一起[8]。 許先松等人采用形態(tài)學(xué)標(biāo)記與SRAP技術(shù),分別對(duì)49和72份辣椒資源的遺傳多樣性及親緣關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明,形態(tài)學(xué)標(biāo)記與SRAP分子標(biāo)記結(jié)果有較大的出入,證實(shí)SRAP作為分子標(biāo)記的結(jié)果不受環(huán)境影響,所揭示的種質(zhì)資源遺傳多樣性更為豐富[9]。
SRAP標(biāo)記多態(tài)性高、簡(jiǎn)便、穩(wěn)定,在基因組中分布均勻、中等產(chǎn)率、引物通用,且其正向引物可以與反向引物兩兩配對(duì)組合,它對(duì)開放閱讀框進(jìn)行擴(kuò)增,可應(yīng)用于不同作物的遺傳圖譜構(gòu)建、圖位克隆、基因組和基因定位等。該技術(shù)在分子標(biāo)記輔助育種中是最有可能被大規(guī)模進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的一種技術(shù),在遺傳育種有著廣泛的應(yīng)用前景。
2.5 AFLP技術(shù)的應(yīng)用及評(píng)價(jià)
AFLP(Amplified frgmenilent length polymorphism)是一種通過對(duì)DNA限制性片段的選擇性擴(kuò)增來檢測(cè)多態(tài)性的一種DNA指紋技術(shù)。1993年由荷蘭Zabeau等人發(fā)展起來,并獲歐洲專利局專利。
宋曉麗用AFLP分子標(biāo)記與表型性狀對(duì)辣椒12個(gè)品種聚類分析結(jié)果顯示,兩種分析結(jié)果達(dá)到顯著性正相關(guān)[10]。劉科偉等建立了經(jīng)優(yōu)化的適合于辣椒的AFLP分子標(biāo)記技術(shù)體系。賀潔等人對(duì)22份朝天椒材料利用AFLP技術(shù)進(jìn)行遺傳多樣性分析。結(jié)果顯示,9對(duì)AFLP引物擴(kuò)增出97條為多態(tài)性條帶,22份材料被聚成三大類[11]。
該技術(shù)可靠性高且靈敏,不需要Southern 雜交、不需要預(yù)知DNA的序列信息,多態(tài)性很少、待測(cè)樣品較少時(shí)能達(dá)到理想效果。但對(duì)酶切用的DNA模板質(zhì)量要求高,工作量大,操作難度較高,步驟復(fù)雜,費(fèi)用高,加上該技術(shù)已申請(qǐng)專利,使其廣泛應(yīng)用受到限制。
2.6 ISSR標(biāo)記的應(yīng)用評(píng)價(jià)
ISSR(inter simple sequence repe at) 是Zietkeiwitcz等于1994年在SSR基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種標(biāo)記。
陳學(xué)軍等用RAPD、ISSR分子標(biāo)記及28個(gè)表型性狀數(shù)據(jù)對(duì)辣椒屬5個(gè)栽培種的13份材料進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,與RAPD相比ISSR標(biāo)記檢測(cè)到的遺傳離散度、有效等位基因數(shù)和遺傳分化系數(shù)等參數(shù)都較大,說明ISSR有更高的多態(tài)性檢測(cè)效率,且適合親緣關(guān)系較近的種群間遺傳多樣性分析[12]。
ISSR 標(biāo)記在保留SSR檢測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),克服了其開發(fā)困難的不足。在親緣關(guān)系分析、遺傳多樣性研究、基因定位等方面得到較多應(yīng)用。其引物種特異性不強(qiáng),可在不同的物種間通用;ISSR可獲得幾倍于RAPD的信息量,精確度可與RFLP相媲美,檢測(cè)也更方便,是較有發(fā)展前途的分子標(biāo)記。
2.6 其它方法
SCAR標(biāo)記(sequence-characterizedamplified region) ,SCAR 標(biāo)記由于所用引物較長(zhǎng)及引物序列與模板 DNA 完全互補(bǔ),因此,可在嚴(yán)謹(jǐn)條件下進(jìn)行擴(kuò)增,結(jié)果穩(wěn)定性好,可重復(fù)性強(qiáng)。它們?cè)诜肿訕?biāo)記輔助育種方面發(fā)揮重大作用
STS標(biāo)記( sequence-tagged site),是指長(zhǎng)度200~500bp的序列已知的單拷貝序列,可用STS位點(diǎn)兩端的一對(duì)長(zhǎng)約20bp的特異引物進(jìn)行專一性擴(kuò)增。由于STS在基因組中出現(xiàn)一次,在染色體上位置固定,所以可作為界定基因組中染色體片段位置的位標(biāo)。STS在人類基因組計(jì)劃、水稻基因組計(jì)劃的遺傳圖繪制中發(fā)揮較大作用。
3 討論
不同標(biāo)記方法尤其是分子標(biāo)記與表型標(biāo)記間相結(jié)合的研究方式逐漸成為研究者的共識(shí),其研究結(jié)果相互印證增強(qiáng)了說服力,并為普通辣椒育種者提供直觀便捷且科學(xué)的依據(jù)。
在分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展中,由于 SNPs ( single nucleotide polymorphisms,單核苷酸多態(tài)性)檢測(cè)與分析技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是與DNA微陣列和芯片技術(shù)相結(jié)合,使其迅速成為最有前途的第三代分子標(biāo)記?;赟NP發(fā)展起來的分子標(biāo)記技術(shù),除SCAR外還包括CAPS標(biāo)記、dCAPS標(biāo)記等,這些技術(shù)已在辣椒的遺傳圖譜、遺傳定位和輔助育種得以應(yīng)用。利用該技術(shù)對(duì)辣椒種質(zhì)資源展開更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯渴菄鴥?nèi)辣椒種質(zhì)資源的發(fā)展趨勢(shì)。
(收稿:2013-04-10)
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關(guān)鍵詞:喇叭形態(tài);角度判別法;股市風(fēng)險(xiǎn)
一、引言
俗話說:“股市有風(fēng)險(xiǎn),入市需謹(jǐn)慎?!痹谘晷蕊L(fēng)的股票市場(chǎng)里,如何將手中的資金做最妥善的運(yùn)用,便成為億萬股民關(guān)注的問題。股票投資人一般都將注意力集中在市場(chǎng)價(jià)格的漲跌之上,愿意花很多時(shí)間去打探各種利多利空消息,研究基本因素對(duì)價(jià)格的影響,研究技術(shù)指標(biāo)作技術(shù)分析,希望能做出最標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)格預(yù)測(cè)。本文就形態(tài)理論中的喇叭形股票均線提出了一點(diǎn)自己的見解,希望能夠?qū)V大股民朋友們提供自己的一點(diǎn)綿薄之力。
“喇叭形態(tài)”的正確名稱應(yīng)該是“擴(kuò)大形”或“增大形”,因?yàn)檫@種形態(tài)酷似一支喇叭,故而得名。其形態(tài)特征也可以看成是一個(gè)對(duì)稱三角形倒轉(zhuǎn)過來的結(jié)果,是三角形的變形體,大多出現(xiàn)在頂部,為看跌形態(tài)。喇叭形是頭肩頂?shù)淖冃危蓛r(jià)經(jīng)過一段時(shí)間的上升后下跌,然后再上升再下跌,上升的高點(diǎn)較上次為高,下跌的低點(diǎn)亦較上次的低點(diǎn)為低,也就是說在完成左肩與頭部之后,在右肩反彈時(shí)超越頭部的高點(diǎn)創(chuàng)出新高。整個(gè)形態(tài)以狹窄的波動(dòng)開始,然后在上下兩方擴(kuò)大,把上下的高點(diǎn)和低點(diǎn)分別連接起來,就可以畫出一個(gè)鏡中反照的三角形狀,也就是右肩創(chuàng)新高的頭肩頂,這就是笑里藏刀的“喇叭形”(如圖一所示),圖中三個(gè)高點(diǎn)和兩個(gè)低點(diǎn)是喇叭形已經(jīng)完成的標(biāo)志。
面對(duì)這種形態(tài)時(shí),通常的處理方法是:①股價(jià)向上突破喇叭形上軌時(shí),如果成交量迅速異常持續(xù)放大,一旦滯漲,則應(yīng)放在第一時(shí)間果斷賣出。②股價(jià)在喇叭形下軌受到支撐后,一般均會(huì)展開反彈拉升,臨盤應(yīng)在反彈時(shí)果斷狙擊。③股價(jià)在喇叭形整理過程中時(shí),可以在下軌支撐中買入,上軌阻力賣出,也就是采取高拋低吸的策略。股票投資者在第三峰(圖中的5)調(diào)頭向下時(shí)就拋出手中的股票,這在大多數(shù)情況下是正確的,因?yàn)檫@時(shí)投資者若是在喇叭形態(tài)起先或是低于靠下方斜線的均線任何一處買入股票時(shí),都會(huì)獲得相應(yīng)的股利。如果股價(jià)進(jìn)一步跌破了第二個(gè)谷(圖中的4),則喇叭形完成得到確認(rèn),拋出股票更成為必然,因?yàn)槲覀儾恢拦善睍?huì)在高過圖中點(diǎn)3的什么程度時(shí)出現(xiàn)第三峰值點(diǎn)5,以致于遭受更大的資金損失。
由于,通常人們?cè)谟龅嚼刃螒B(tài)時(shí),股價(jià)波動(dòng)的幅度越來越大,形成了越來越高的三個(gè)高點(diǎn),以及越來越低的兩個(gè)低點(diǎn),這說明當(dāng)時(shí)的交易量異常地活躍,成交量日益放大,市場(chǎng)已失去控制,股民們?cè)谶M(jìn)行分析股票投資時(shí)經(jīng)常會(huì)慌亂不知去向,從而完全由參與交易的公眾的情緒決定。在這種混亂的時(shí)候進(jìn)入股市是很危險(xiǎn)的,進(jìn)行交易也十分困難。在經(jīng)過了劇烈的動(dòng)蕩之后,人們的熱情會(huì)漸漸平靜,遠(yuǎn)離這個(gè)市場(chǎng),股價(jià)將逐步地往下運(yùn)行。
因此,對(duì)如何能夠?qū)善笔袌?chǎng)有一定的超前判斷,筆者認(rèn)為可以角度判別法可以在股市中個(gè)股出現(xiàn)喇叭形態(tài)時(shí),運(yùn)用其原理進(jìn)行股市分析。
二、角度判別法基本原理
我們知道,在一條平行線上的任何一點(diǎn)像任意方向劃一射線則平行線和射線的交點(diǎn)處可形成一個(gè)角,而角的大小則決定射線的走向。若是將其看成是受力方向,則可以看出受力方向的大小。所以,我們借角度的這個(gè)特性來分析喇叭形態(tài)均線走勢(shì),是值得考慮的。
下面我們將圖一稍加改動(dòng),得到了圖形二。
在本圖中,之前已經(jīng)敘述過1、3、5點(diǎn)是喇叭形態(tài)中多方力量的集合點(diǎn)的代表,2、4則是喇叭形態(tài)中空方力量集合點(diǎn)的代表。過點(diǎn)1,點(diǎn)2分別做兩條平行于水平線的直線m、n,可以與兩條藍(lán)色的直線形成兩個(gè)夾角。我們將仰角看作是∠a(a在0°到90°變化,作出它后用反正切函數(shù)確定其大?。琣越大則斜線的上升趨勢(shì)越快,坡度越陡,即多方力量越來越強(qiáng)大;俯角看作是∠b(b在0°到90°變化,作出后用反正切函數(shù)確定其大小),此時(shí),b越大坡度越陡,則斜線的下降趨勢(shì)越快,即空方力量越來越強(qiáng)大。
通常我們?cè)谟^察喇叭形態(tài)的均線圖時(shí),可以看到它一定有一個(gè)向上傾斜角度,而這個(gè)角度在45度左右反映出來的坡度陡緩是最為強(qiáng)烈的。將本文兩個(gè)圖形連貫起來看,可以得出圖中在1、3、5點(diǎn)時(shí),我們看的是股票均線圖看漲的形勢(shì),這些時(shí)候是多方力量較為強(qiáng)大之時(shí),持股人應(yīng)當(dāng)持有股票;在2、4趨勢(shì)時(shí),為下跌的走勢(shì),此時(shí)空方力量較為強(qiáng)大,持股人應(yīng)當(dāng)選擇是否應(yīng)該賣票。
一般的理論是這樣認(rèn)為的,形態(tài)的均線角度在45°左右時(shí)應(yīng)當(dāng)是最強(qiáng)的,20°~30°度也有,這是屬于戰(zhàn)略性建倉的。25度以下的屬于不強(qiáng)的資金介入的,一般不會(huì)形成大的行情。斜度在20度以內(nèi)的可以不做,因?yàn)榭梢杂懈玫倪x擇。筆者認(rèn)為,上述理論有一定的道理。但是,在喇叭形態(tài)中我們卻不知道上升的趨勢(shì)會(huì)持續(xù)多久。所以,筆者認(rèn)為單從角度大小去看處于喇叭形均線態(tài)勢(shì)的情況下分析是否買賣股票時(shí),存在一些理論上的缺陷。進(jìn)而,根據(jù)角度判別法的特性,來判別分析股票的買賣,以供散戶在投資股票時(shí)進(jìn)行參考。
當(dāng)∠a>∠b時(shí),表明多方力量壓倒空方力量,股票持有人應(yīng)當(dāng)持有股票,股價(jià)將會(huì)繼續(xù)走高;當(dāng)∠a俯角時(shí),我們選擇買進(jìn)股票或者持有股票,反之亦然。
如此循環(huán)往復(fù),再過3、4兩點(diǎn)做平行線,得出例外的一對(duì)仰角∠a1和俯角∠b1,再進(jìn)行同樣的判別即可得知是否買進(jìn)賣出。我們將圖中的仰角∠a與∠a1統(tǒng)稱為仰角∠α系列,∠b與∠b1統(tǒng)稱為∠β系列。這樣,我們就得到一組結(jié)論,是否持有手中的股票,或者是否買進(jìn)一直股票的角度判別原理如下:
當(dāng)仰角∠α>俯角∠β時(shí),股票投資者可以選擇買進(jìn)股票或者持有手中的股票;當(dāng)仰角∠α
五、結(jié)論及建議
股市中的風(fēng)險(xiǎn)是在競(jìng)爭(zhēng)中,由于未來經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不確定性,持股人如何選擇進(jìn)行股票交易,本文從喇叭形態(tài)股票均線走勢(shì)的內(nèi)涵以及其自身特點(diǎn)出發(fā),運(yùn)用簡(jiǎn)單的角度判別法原理分析了如何使股民進(jìn)行買賣股票,與傳統(tǒng)的投資操作技術(shù)分析方法相比,這種投資操作的角度判別法更加簡(jiǎn)潔易懂。本文除了提出新的理論之外,也存在一些問題需要進(jìn)一步解決,如當(dāng)仰角=俯角時(shí),怎樣確定是否持有或買賣股票,則需要關(guān)注其他的一些與股市相關(guān)的因素(如政治因素、經(jīng)濟(jì)因素、法律因素、心理因素……等)具體分析,由于筆者自身能力有限所以不再這里進(jìn)行贅述,希望今后能夠在此方面進(jìn)行深入的研究。最后希望本文可以為廣大股民以及未來想要進(jìn)入股票市場(chǎng)的朋友們提供一些綿薄之力。
參考文獻(xiàn):
Application of MATLAB in Digital Signal Processing Teaching
CHENG Jun
(College of Physical and Information Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China)
Abstract: Digital signal processing is a subject with strong theory and great difficulty in teaching and learning. Matlab has powerful signal processing function. This paper gives an example of using DFT to analyze the spectrum of continuous non periodic signals.Analyzing examples by Matlab simulation in teaching not only can improve the students' interest in learning, help students better understanding the principles and related concepts, and still can improve students' ability analysis to analyze and solve problems.
Key words: digital signal processing; DFT; spectrum analysis
《數(shù)字信號(hào)處理》是通信專業(yè)和電子技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程介紹了數(shù)字信號(hào)處理的基本理論、基本概念和基本方法,主要討論了時(shí)域離散信號(hào)和系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析、離散傅里葉變換及其快速算法、IIR和FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。使學(xué)生掌握離散系統(tǒng)處理連續(xù)信號(hào),利用DFT對(duì)信號(hào)進(jìn)行譜分析,數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。為進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)通信、電子技術(shù)等方面的課程打下良好的基礎(chǔ)。
本文以采用DFT分析連續(xù)非周期信號(hào)的頻譜為教學(xué)實(shí)例,對(duì)Matlab在數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中的仿真應(yīng)用進(jìn)行探討。由于連續(xù)非周期信號(hào)x(t)的頻譜是連續(xù)函數(shù),需要對(duì)其進(jìn)行時(shí)域和頻域的離散化處理以近似分析對(duì)應(yīng)的頻譜,掌握整個(gè)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象是該門課程的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容,通過Matlab仿真將頻譜分析現(xiàn)象運(yùn)用圖形來講解,便于學(xué)生理解其物理含義,從而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。
1 混疊現(xiàn)象
對(duì)于連續(xù)信號(hào)x(t),DFT計(jì)算出的頻譜是連續(xù)信號(hào)頻譜周期化后在[0,2π)范圍的抽樣值,如果抽樣頻率不滿足抽樣定理,或者連續(xù)信號(hào)不是帶限信號(hào),就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)頻譜的混疊。 對(duì)連續(xù)信號(hào)[xt=e-1000t],在10-5精度下,x(t)為fmax=2000Hz的帶限信號(hào),若取時(shí)間段t≤|0.05|s,Δt=5*10-5時(shí)間間隔時(shí),可在Matlab中產(chǎn)生平滑的時(shí)域波形和頻譜圖,對(duì)該連續(xù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域抽樣,分別選擇抽樣頻率為fsam=1kHz、5kHz,所得頻譜如圖1(a)所示。從圖可見fsam=1kHz時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重頻譜混疊,fsam=5kHz時(shí)沒有出現(xiàn)頻譜混疊。
對(duì)x(t)信號(hào)采用fsam=5000Hz、1000Hz頻率抽樣后的時(shí)域離散序列x1[k]和x2[k]分別采用sinc和3次樣條內(nèi)插函數(shù)重構(gòu)x(t),如圖1(b)所示,對(duì)于x1[k]采用sinc函數(shù)和3次樣條函數(shù)時(shí)重構(gòu)信號(hào)與原信號(hào)的最大誤差分別為0.0363和0.0317,說明重構(gòu)的精度相當(dāng)不錯(cuò)。對(duì)于x2[k]采用sinc函數(shù)和3次樣條函數(shù)時(shí)重構(gòu)信號(hào)與原信號(hào)的最大誤差分別為0.1852和0.1679,說明重構(gòu)的誤差很大,這時(shí)已不能從x2[k]中恢復(fù)原信號(hào)x(t)了。
2 泄漏現(xiàn)象
如果連續(xù)信號(hào)x(t)時(shí)域無限長(zhǎng),則離散化后的序列x[k]也是無限長(zhǎng),需要進(jìn)行加窗截短處理后成為有限長(zhǎng)序列才能進(jìn)行DFT分析。考慮x(t)=cos2πft,f=200Hz,以抽樣頻率fsam=600Hz對(duì)該信號(hào)進(jìn)行抽樣,并分別用N=32和64的矩形窗分別進(jìn)行截短,將N點(diǎn)截短信號(hào)補(bǔ)0后做512點(diǎn)DFT分析,結(jié)果如圖2(a)所示。從圖可見,加窗處理對(duì)頻譜分析造成了兩個(gè)影響:頻譜中出現(xiàn)了多余的頻率分量,稱為頻率泄漏。譜線變成了具有一定寬度的譜峰,譜峰的寬度與信號(hào)的長(zhǎng)度成反比。針對(duì)影響,比較圖2(a)中N=32和64點(diǎn)情況,增加窗口的長(zhǎng)度N并不能減少頻率泄漏,必須通過選擇不同的窗函數(shù)來改善。圖2(b)采用漢明窗對(duì)無限長(zhǎng)序列進(jìn)行N=32和64點(diǎn)的截短處理再補(bǔ)零做512點(diǎn)的DFT變換,可見旁瓣泄漏大大減少了。對(duì)于影響,可通過增加窗口的長(zhǎng)度N來減少主瓣寬度,從而改善頻率分辨率??紤]x(t)=cos2πf1t+0.15cos2πf2t,f1=100Hz,f2=150Hz,以抽樣頻率fsam=600Hz對(duì)該
信號(hào)進(jìn)行抽樣,分別用矩形窗和漢明窗取N=25和50點(diǎn)進(jìn)行截短,通過補(bǔ)零進(jìn)行512點(diǎn)的
DFT結(jié)果如圖3所示。可見矩形窗旁瓣泄漏大,難以檢測(cè)幅度較小的頻率分量f2,因而采用漢明窗,當(dāng)N=25時(shí),頻率分辨率低,仍難以檢測(cè)f2,當(dāng)N=50時(shí),頻率分辨率提高,能很清楚顯示出幅度較小的頻率分量。3 柵欄現(xiàn)象
關(guān)鍵詞:起重機(jī);吊重二自由度擺角;MATLAB仿真
1 概 述
隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,自動(dòng)化程度不斷提高,作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣,起重機(jī)械往大型化、高速化方向發(fā)展的趨勢(shì)顯著增加。
起重機(jī)作業(yè)過程中,由于存在不同的工作速度,并且吊索長(zhǎng)度也隨著工作需要不斷變化,導(dǎo)致吊重相對(duì)于指定的放落位置有很大的擺動(dòng),不利于安全和高效作業(yè)。針對(duì)起重機(jī)吊重?cái)[角,國內(nèi)外開展了一系列的研究,如模糊控制、滑膜變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等非線性控制理論方法,這些控制系統(tǒng)多是針對(duì)某一特定結(jié)構(gòu)從理論控制方面展開的分析,具有很好的參考價(jià)值。針對(duì)起重機(jī)吊重建立普遍適用的非線性動(dòng)力學(xué)二自由度擺角模型,并應(yīng)用拉格朗日方程進(jìn)行分析,得出擺角隨吊索長(zhǎng)度及起吊速度的非線性關(guān)系,對(duì)起重機(jī)安全高效作業(yè)有一定的借鑒作用。
2 二自由度擺角模型與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
吊重隨起重機(jī)頂部滑輪的運(yùn)動(dòng),可以忽略滑輪半徑,將滑輪簡(jiǎn)化為一個(gè)點(diǎn)O1,在進(jìn)行模型簡(jiǎn)化時(shí)忽略摩擦阻力及空氣阻尼的影響,得到如下模型(圖1):
3 模型簡(jiǎn)化
4 基于MATLAB仿真分析
從(2-6)、(2-7)中可以看出,無論是載重滑輪沿x方向抑或是y方向的擺動(dòng),對(duì) a、β 的作用是相同的,因此可以先研究吊重滑輪沿x方向的運(yùn)動(dòng),則有θ ≈ a。現(xiàn)在假設(shè)起重機(jī)以梯形速度模型做遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,仿真參數(shù):t加=t減=2 s,最大速度為0.8 m/s,運(yùn)行時(shí)間10s,起吊運(yùn)送距離6.4 m。取吊索長(zhǎng)度分別為1m、3m、5 m,采用MATLAB 7.11仿真,可得到吊重?cái)[角的仿真結(jié)果如圖2、圖3所示。
從圖2、圖3中可以看出:當(dāng)起吊點(diǎn)O1加速或減速運(yùn)動(dòng)(即運(yùn)動(dòng)起始階段),吊重做受迫擺動(dòng),當(dāng)其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),吊重的擺動(dòng)變?yōu)楹?jiǎn)單的單擺運(yùn)動(dòng),且吊重?cái)[動(dòng)的頻率隨著吊索長(zhǎng)度的增加而減少。啟動(dòng)階段,擺角 θ 的方向不發(fā)生改變,受吊索 l 影響小,但擺角 θ 隨著 l 增加而減少;制動(dòng)階段,吊索 l 對(duì)吊重?cái)[角θ的影響相對(duì)于啟動(dòng)階段大。
再通過改變加速度來進(jìn)行仿真,仿真參數(shù):t加=t減=2 s,最大速度分別為0.4 m/s 、0.6 m/s 、0.8 m/s,各運(yùn)行時(shí)間為10 s,吊索長(zhǎng)度取4 m,仿真結(jié)果如圖4、圖5所示。
從圖4、圖5中可以看出,擺角幅度受起重機(jī)運(yùn)輸加速度影響較大,且隨著加速度的增大,擺角幅度增加較明顯,而擺動(dòng)的頻率受加速度的影響較小。
5 結(jié) 論
工程中的起重機(jī)種類多樣,工作過程也有所不同,但吊重?cái)[角偏擺的原理相似,因此本文通過對(duì)起重機(jī)建立的吊重二自由度擺角模型,具有普遍的通用性。通過廣義坐標(biāo)下的拉格朗日方程進(jìn)行簡(jiǎn)化分析,得到關(guān)于擺角 的二階常系數(shù)微分方程,再通過MATLAB的仿真,通過改變單一變量,得到定加速度時(shí)不同吊索長(zhǎng)度、定吊索長(zhǎng)度不同加速度下吊重?cái)[角及角速度的變化規(guī)律。
通過仿真分析,可以看出在工程操作當(dāng)中,吊重?cái)[角的控制重點(diǎn)在運(yùn)輸?shù)膯?dòng)階段,可以通過增大吊索長(zhǎng)度、減小起升高度來減小擺動(dòng)趨勢(shì);在起重機(jī)制動(dòng)階段,則可以通過減小吊索長(zhǎng)度,增加吊重的起升高度來減小擺動(dòng)幅度,增加起重機(jī)工作中的效率與安全性,對(duì)起重機(jī)工程實(shí)踐操作具有一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
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[2] Giorgio Bartolini, Alcessandro Pisano,Elio Usai. Second-order sliding-mode control of container cranes. Automatica, 2002,38(10):1783-1790
關(guān)鍵詞:MATLAB Proteus 自動(dòng)控制原理教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.037
《自動(dòng)控制原理》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。[1][2]該課程理論性強(qiáng)、控制模型抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)理解難度較大,其中,“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”這部分內(nèi)容表現(xiàn)尤為突出。為了激發(fā)學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣,采用MATLAB和Proteus軟件進(jìn)行實(shí)際電路建模和輸出結(jié)果仿真,可以極大地幫助學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。本文將針對(duì)MATLAB和Proteus軟件在《自動(dòng)控制原理》教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行一些探索,并給出實(shí)際的應(yīng)用例子。
1 MATLAB和Proteus軟件簡(jiǎn)介
MATLAB軟件是目前使用最為廣泛且功能最為強(qiáng)大的仿真軟件之一,其內(nèi)部的工具箱Simulink和SimPowerSystems可以方便地實(shí)現(xiàn)一般電子電路的設(shè)計(jì)與仿真。[3]然而,在教學(xué)中,由于MATLAB軟件中沒有集成運(yùn)算放大器、單片機(jī)等模塊,就給建立相關(guān)電路模型帶來極大的不便。為了彌補(bǔ)這一缺陷,可以采用Labcenter公司開發(fā)的Proteus軟件實(shí)現(xiàn)這一功能,以實(shí)現(xiàn)兩種軟件之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),從而使教學(xué)效果達(dá)到最好。Proteus可以實(shí)現(xiàn)模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)電路及電力電子電路的設(shè)計(jì)與仿真,功能非常強(qiáng)大。[4][5]采用Proteus軟件對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真時(shí),只需按照實(shí)際電路連接相應(yīng)的元器件即可,而且可以通過示波器直接觀察輸出響應(yīng)波形,操作非常方便。 另一方面,由于MATLAB軟件兼容Proteus軟件的輸出仿真數(shù)據(jù),這樣就有利于兩種軟件的數(shù)據(jù)交換,以達(dá)到互補(bǔ)使用的功效。
2 MATLAB和Proteus用于“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”教學(xué)實(shí)例
“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”章節(jié)是《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)中的一個(gè)重要內(nèi)容,也是一個(gè)學(xué)生難以理解和掌握的知識(shí)點(diǎn)。采用MATLAB和Proteus軟件可以使這部分教學(xué)內(nèi)容更具體、更形象,從而幫助學(xué)生對(duì)這一教學(xué)難點(diǎn)的理解。下面就以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,具體分析MATLAB和Proteus軟件分別在該章節(jié)教學(xué)中的應(yīng)用情況。
首先設(shè)校正前和校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2所示,其中傳遞函數(shù)為串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)。
圖1校正前控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖2校正后控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
為了研究串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的改善情況,同時(shí)分析MATLAB軟件和Proteus軟件在仿真研究中各自的優(yōu)缺點(diǎn),下面將分別采用兩種軟件對(duì)圖1和圖2所示系統(tǒng)進(jìn)行研究。
2.1 采用MATLAB軟件進(jìn)行建模和仿真分析
在MATLAB的Simulink環(huán)境下建立系統(tǒng)的仿真模型,如圖3所示。為了便于觀察校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的改善情況,分別將校正前系統(tǒng)(圖3上半部分)和校正后系統(tǒng)(圖3下半部分)的階躍響應(yīng)送入同一個(gè)示波器中進(jìn)行觀察。
圖3 MATLAB環(huán)境下系統(tǒng)的仿真模型
仿真模型建立后,就可以進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以清楚的看出:采用串聯(lián)超前校正后的系統(tǒng),其參數(shù)上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量均比校正前系統(tǒng)大為減小,即串聯(lián)超前校正很大程度上改善了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。
圖4 MATLAB環(huán)境下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)對(duì)比圖
從上述的建模過程可以看出,通過MATALB的Simulink環(huán)境,可以讓學(xué)生清楚觀察到控制系統(tǒng)校正前和校正后模型上的差別,從而加深對(duì)串聯(lián)超前校正結(jié)構(gòu)和傳遞函數(shù)的理解。同時(shí),仿真結(jié)果也可以讓學(xué)生直觀地觀察并得出結(jié)論:串聯(lián)超前校正的作用是改善控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,即對(duì)控制系統(tǒng)上升時(shí)間、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間等性能指標(biāo)的改善。
另一方面,從圖3中系統(tǒng)的MATLAB模型可以看出,MATLAB軟件雖然能夠方便地建立整個(gè)系統(tǒng)的控制模型,然而并不能讓學(xué)生形象地了解這些模型所對(duì)應(yīng)的具體電路,造成學(xué)生對(duì)內(nèi)容似懂非懂的情況,這是造成學(xué)生學(xué)習(xí)該節(jié)時(shí)理解困難的重要原因。下面將采用Proteus軟件對(duì)同樣內(nèi)容進(jìn)行仿真分析。
2.2 采用Proteus軟件進(jìn)行建模和仿真分析
基于MATLAB軟件的建模和仿真分析可以較好地幫助學(xué)生理解具有校正環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。然而,學(xué)生仍然對(duì)校正網(wǎng)絡(luò)的具體電路知之甚少,為了使校正網(wǎng)絡(luò)具體化,激發(fā)學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣,可以采用Proteus軟件建立實(shí)際電路模型,使學(xué)生從抽象的校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)中解脫出來。在Proteus環(huán)境下建立圖3所示模型的具體電路如圖5所示。
圖5 Proteus環(huán)境下與圖3對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的仿真模型
從圖5中可以清楚地觀察由R18、R19、R20和C5構(gòu)成的超前校正網(wǎng)絡(luò)電路結(jié)構(gòu),從而揭開學(xué)生對(duì)串聯(lián)超前網(wǎng)絡(luò)的神秘面紗。同時(shí),通過圖5的電路模型,也可以讓學(xué)生了解到比較器、積分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)的具體電路構(gòu)成,降低學(xué)生的理解難度。
同理,在Proteus環(huán)境下建立控制系統(tǒng)模型后,就可以通過階躍響應(yīng)來觀察校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能改善情況。為了與MATLAB環(huán)境下的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,把輸入電壓設(shè)置為1伏,輸入電壓的時(shí)間設(shè)置為在0.1秒時(shí)。仿真后的階躍響應(yīng)曲線對(duì)比圖如圖6所示。從圖6中可以清楚地看出,校正后控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能比校正前大為改善,而且與圖4的輸出仿真結(jié)果相差不大。在考慮實(shí)際系統(tǒng)的慣性、時(shí)滯后和非線性的情況下,可以認(rèn)為圖4和圖6的仿真結(jié)果基本相同。
較正前后所缺響應(yīng)曲線對(duì)比圖
圖6 Proteus環(huán)境下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)對(duì)比圖
從MATLAB和Proteus兩種軟件對(duì)同一個(gè)控制系統(tǒng)的建模仿真過程,可以看出這兩個(gè)軟件各自的使用特點(diǎn),為我們今后對(duì)它們的合理應(yīng)用提供了指導(dǎo)思想。另外,從圖4和圖6的仿真結(jié)果可以看出,采用MATLAB軟件的理想模型和采用Proteus軟件的實(shí)際模型所得出的仿真結(jié)果有一定的出入,但是考慮實(shí)際電路的非線性、慣性和時(shí)滯等因素后,可以認(rèn)為它們所得出的結(jié)論相同。這種結(jié)果既反映了理論模型與實(shí)際電路的區(qū)別,又為學(xué)生理解理論模型與實(shí)際應(yīng)用模型之間的關(guān)系提供了較好的案例。
3 結(jié)論
本文以《自動(dòng)控制原理》課程中“控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)”章節(jié)的教學(xué)為研究對(duì)象,將MATALB和Proteus軟件應(yīng)用于輔助教學(xué),不僅可以將抽象的傳遞函數(shù)模型和串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)具體化,從而加深學(xué)生對(duì)該章節(jié)理論知識(shí)的理解,而且通過軟件的仿真結(jié)果可以使學(xué)生充分理解串聯(lián)超前校正對(duì)改善控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的作用,從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣。
參考文獻(xiàn):
[1]潘瑩,梁京章.MATLAB在《自動(dòng)控制原理》教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].廣西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2012,23(3):38-40.
[2]吳華麗,吳進(jìn)華,孟祥偉.在“自動(dòng)控制原理”教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[J].中國電力教育,2012,(22):60-61.
[3]王正林,王勝開,陳國順等.MATLAB/Simulink與控制系統(tǒng)仿真[M].電子工業(yè)出版社,2008.
[關(guān)鍵詞]數(shù)字信號(hào)處理 Matlab 仿真演示
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2013)24-0085-02
一、前言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)的飛速發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理已成為信息科學(xué)的重要組成部分,在眾多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。因此,作為電子信息類和相關(guān)學(xué)科本科專業(yè)的數(shù)字信號(hào)處理課程是主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一 ,具有十分重要的地位。在教學(xué)實(shí)踐中,如何幫助學(xué)生掌握基本理論和基本分析方法,提高學(xué)生的理論水平和應(yīng)用能力,最終讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
本文以Matlab仿真演示教學(xué)為重點(diǎn),闡述仿真演示教學(xué)作用和意義,并利用Matlab給出幾個(gè)軟件仿真演示實(shí)例,加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握,還可以從仿真實(shí)現(xiàn)的方法中提高學(xué)生軟件編程能力。
二、仿真演示實(shí)例分析
(一)圓周卷積等于線性卷積的條件
若x1(n)為M點(diǎn)序列,x2(n)為L(zhǎng)點(diǎn)序列,N為圓周卷積的點(diǎn)數(shù),圓周卷積等于線性卷積的必要條件:N≥M+L-1。為了讓同學(xué)加深理解,通過Matlab仿真舉例說明。首先根據(jù)圓周卷積的定義,在Matlab中編寫圓周卷積的程序。如:x1(n)={1,1,1},x2(n)={1,1,0,1},分別計(jì)算兩序列的線性卷積和4、5、6、7、8點(diǎn)的圓周卷積,yconv為線性卷積,ycir分別為n點(diǎn)的圓周卷積,列出計(jì)算結(jié)果并作圖1所示。
yconv=1 2 2 2 1 1
ycir4= 2 3 2 2
ycir5= 2 2 2 2 1
ycir6= 1 2 2 2 1 1
ycir7= 1 2 2 2 1 1 0
ycir8= 1 2 2 2 1 1 0 0
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圖1線性卷積與n點(diǎn)圓周卷積計(jì)算結(jié)果圖 圖2衰減正弦序列的時(shí)域圖、頻域圖
通過上面的例子,M=3,L=4,明顯看出N=6、7、8(≥M+L-1)點(diǎn)的圓周卷積等于線性卷積,強(qiáng)有力的驗(yàn)證了圓周卷積等于線性卷積的條件。
(二)用DFT進(jìn)行頻譜分析時(shí)的誤差演示
DFT是對(duì)序列傅立葉變換的等距采樣,因此可以用于序列的頻譜分析。在運(yùn)用DFT進(jìn)行頻譜分析的時(shí)候可能有三種誤差,(1)混疊現(xiàn)象;(2)泄漏現(xiàn)象;(3)柵欄效應(yīng)。僅僅靠講解比較空洞,我們用具體的例子加以說明。
例1 已知衰減正弦序列如下:x(n)=e-αsin2πfn,0≤n≤150,else,當(dāng)固定取α=0.1,而f取不同值時(shí),分別取f=0.0625、f=0.4375和f=0.5625時(shí),用Matlab編程計(jì)算并作出其時(shí)域圖和頻域圖如圖2所示。
f=0.4375和f=0.5625時(shí),其DFT頻譜看似相同,其實(shí)有本質(zhì)差異。由n=0,1,2,3,…,14,15可知采樣頻率為1,當(dāng)f=0.0625、f=0.4375時(shí),滿足奈奎斯特采樣定律,因此對(duì)應(yīng)的DFT頻譜沒有混疊;而f=0.5625時(shí),不能滿足奈奎斯特采樣定律,對(duì)應(yīng)的DFT頻譜發(fā)生了混疊,其頻譜不能真實(shí)反映實(shí)際頻譜,這就是用DFT來逼近連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換時(shí)可能出現(xiàn)的混疊現(xiàn)象。
例2 一個(gè)高斯序列的解析式如下:x(n)=e■,0≤n≤150,else,當(dāng)固定取q=8,而p取不同值時(shí),用Matlab編程計(jì)算并作出其對(duì)應(yīng)的時(shí)域和頻域圖形如圖3所示。時(shí)域圖形看出,p=8時(shí)波形較完整,p=13和14時(shí)波形被截?cái)?;頻域圖形看出,時(shí)域波形被截?cái)?,?duì)應(yīng)頻譜的高頻成分增加了,就好像原來集中在低頻部分的頻譜泄漏出來了,反映了DFT逼近連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換時(shí)頻譜泄漏現(xiàn)象。
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圖3 高斯序列的時(shí)域圖、頻域圖
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圖4 三角波與反三角波序列的時(shí)域圖、頻域圖
例3 三角波序列的解析式如下:xc(n)=n+1,0≤n≤38-n,4≤n≤70,else,反三角波序列的解析式如下:xd(n)=4-n,0≤n≤3n-3,4≤n≤70,else。用Matlab編程分別進(jìn)行8點(diǎn)和16點(diǎn)DFT計(jì)算,并作出對(duì)應(yīng)的時(shí)域和頻域圖形如圖4所示。正三角波序列的8點(diǎn)DFT和16點(diǎn)DFT基本一致,而反三角波序列的8點(diǎn)DFT和16點(diǎn)DFT有明顯差異,表明正三角和反三角序列的頻譜有明顯不同的特征,這種不同特征在8點(diǎn)DFT時(shí)沒能反映出來,而在16點(diǎn)DFT中反映出來了,說明了反三角序列的8點(diǎn)DFT出現(xiàn)了柵欄效應(yīng)。
通過上面三個(gè)例子的演示,讓同學(xué)較直觀地了解應(yīng)用FFT(DFT的快速算法)進(jìn)行信號(hào)頻譜分析過程中可能出現(xiàn)的問題,以便在實(shí)際中正確應(yīng)用FFT。
(三)用iir濾波器進(jìn)行語音信號(hào)處理
在課堂上現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行語音信號(hào)的采集,通過Matlab編程將其加上f1=10000、f2=15000、f3=6000三種頻率的噪音信號(hào),分別分析加噪前、后的頻譜,如圖5所示。然后又通過Matlab中的濾波器設(shè)計(jì)分析工具箱設(shè)計(jì)低通濾波器,編程對(duì)加噪后的語音信號(hào)進(jìn)行濾波,分析濾波前、后的頻譜如圖6所示。并將加噪前后和濾波后的語音信號(hào)放給同學(xué)聽,讓同學(xué)對(duì)比。通過同學(xué)的參與和演示,讓同學(xué)清楚了濾波器的參數(shù)選取和濾波的程序設(shè)計(jì),收到很好的教學(xué)效果。
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圖5 加噪前、后的語音頻譜圖
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圖6 濾波前、后的語音頻譜圖
三、結(jié)束語
本文通過MATLAB的現(xiàn)場(chǎng)仿真,給學(xué)生演示重要理論的推導(dǎo)過程,將抽象、難懂的基本概念和基本原理轉(zhuǎn)化成易懂、直觀的圖形圖像形式,使得課堂教學(xué)更加直觀、生動(dòng)、活潑、緊湊,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。較好地幫助學(xué)生理解課堂講授內(nèi)容。因此,在教學(xué)中使用仿真工具,可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量和效果。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 程佩青.程數(shù)字信號(hào)處理教程(第三版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012.
[2] 丁玉美,高西全.數(shù)字信號(hào)處理[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.
[3] 薛年喜.MATLAB在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用(第2版)(高等院校計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系列教材)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.
關(guān)鍵詞:中學(xué)生物;教學(xué);自主學(xué)習(xí)
自主學(xué)習(xí)能力對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)來說是十分重要的,但是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的形成和發(fā)展卻有賴于教師能否為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),能夠?qū)W(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中表現(xiàn)出的主動(dòng)性和獨(dú)立性給予認(rèn)可和肯定,也就是任課教師能否對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的培養(yǎng)的問題。
一、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的意義
自主學(xué)習(xí)與被動(dòng)學(xué)習(xí)是一種相對(duì)的狀態(tài),是一種高品質(zhì)的學(xué)習(xí)狀態(tài),學(xué)生能主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中,獨(dú)立地獲取知識(shí),自主調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃,完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
1.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,有利于提高課堂教學(xué)效率生物課程的內(nèi)容大多比較枯燥和無聊,學(xué)生很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。布魯納說:“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)莫過于學(xué)生對(duì)所學(xué)材料本身具有內(nèi)在的興趣?!边@就需要教師能夠營造一種課堂氛圍,引發(fā)學(xué)生的好奇和興趣,使學(xué)生有意愿去探索和學(xué)習(xí),主動(dòng)地去學(xué)習(xí)知識(shí)。
2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,有利于促進(jìn)全體學(xué)生發(fā)展隨著教育改革的不斷推進(jìn),面向全體學(xué)生以及發(fā)展全體學(xué)生成為一個(gè)重要課題。學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),有助于學(xué)習(xí)者在主動(dòng)學(xué)習(xí)中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣,從而讓他們?cè)敢庵鲃?dòng)去學(xué)習(xí)。
3.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,有利于發(fā)掘?qū)W生的自身潛能自主學(xué)習(xí)需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,在學(xué)習(xí)的過程中尊重個(gè)體特性,這樣學(xué)生的自身潛力才能得以發(fā)揮。
二、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的建議
1讓學(xué)生利用課本,自己制訂學(xué)習(xí)目標(biāo),成為生物課堂主人
在平日的教學(xué)中,教者除了教育學(xué)生們熱愛這些傳授間接經(jīng)驗(yàn)的課本外,更應(yīng)該教會(huì)學(xué)生們?nèi)绾问褂谜n本,從而成為學(xué)習(xí)的主人。課本每節(jié)內(nèi)容都安排了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”,每節(jié)內(nèi)容后面都設(shè)計(jì)“評(píng)價(jià)指南”,“學(xué)習(xí)目標(biāo)”可以使學(xué)生從整體上把握每節(jié)內(nèi)容以及知識(shí)重點(diǎn);每天老師批改預(yù)習(xí)本,一方面檢查學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的制訂以及完成情況,一方面整理學(xué)生的疑難問題,并把疑難問題作為本課的教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行講授,這樣就可以做到了“以學(xué)定教,有的放矢”。學(xué)生們?cè)谏镎n堂上成為了主動(dòng)者,而不是被動(dòng)接受者。
2轉(zhuǎn)變觀念,變教學(xué)為導(dǎo)學(xué)
要突出“學(xué)生是學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體?!本捅仨毚_定“學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人”的觀念。在教學(xué)過程中,教師首先要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,要把培養(yǎng)學(xué)生的生物自學(xué)能力當(dāng)作教學(xué)的一個(gè)專門的獨(dú)立的任務(wù)來完成,當(dāng)作教學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)來對(duì)待。因此,要破除急于求成,包辦代替的做法,充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生的差異性,樹立相信學(xué)生的意識(shí),要以發(fā)展的眼光看學(xué)生,讓學(xué)生自主決定學(xué)習(xí)的進(jìn)程軌跡。
3解放學(xué)生,還學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)
課堂教學(xué)中我們教師要深入到學(xué)生中間了解他們心理、生理、學(xué)習(xí)發(fā)展的需要,以取得教育的主動(dòng)權(quán)。還要解放學(xué)生,把學(xué)生的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生,使其從中解放出來。
4激發(fā)興趣,促學(xué)生主動(dòng)學(xué)
學(xué)習(xí)有了積極性,才能事倍功半。在日常教學(xué)中,筆者通過各種手段,激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣,采用語言激趣,設(shè)置懸念,創(chuàng)設(shè)情景等教學(xué)方法,做好導(dǎo)向作用,讓學(xué)生探究潛能與欲望有所指向。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣油然而生,就可以順即引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
5指導(dǎo)學(xué)法,讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)
在教學(xué)中要加強(qiáng)學(xué)法引導(dǎo),把打開知識(shí)寶庫的“金鑰匙”交給學(xué)生,讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己學(xué),并養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣,在單位時(shí)間里學(xué)到更多的知識(shí)。教學(xué)中,要改變學(xué)習(xí)的被動(dòng)狀態(tài),有意識(shí)地使學(xué)生能掌握一定的學(xué)習(xí)方法。
6搭建自主學(xué)習(xí)的平臺(tái),創(chuàng)設(shè)施展才能的空間
生物教學(xué)中,教師除了讓學(xué)生根據(jù)明確的目標(biāo)導(dǎo)向,更要善于創(chuàng)設(shè)條件,為學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)的平臺(tái),應(yīng)該給學(xué)生提供更多互相交流、共同切磋的機(jī)會(huì),讓學(xué)生相互協(xié)作,共同參與學(xué)習(xí)活動(dòng),使學(xué)生更多體驗(yàn)互相幫助、共同分享的快樂,讓學(xué)生在充滿合作機(jī)會(huì)的個(gè)體與群體中,自主地探索,獲得知識(shí)。在教學(xué)中,我采用小組合作式教學(xué)。在開展小組合作時(shí),筆者認(rèn)真編設(shè)學(xué)習(xí)小組,將班級(jí)學(xué)生分成六大組,每組六個(gè)到八個(gè)人,按學(xué)習(xí)能力有機(jī)組合,指定組長(zhǎng)負(fù)責(zé)本組學(xué)習(xí)討論活動(dòng)的開展,發(fā)揮“小能手”作用。
7感受成功喜悅,讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)
心理學(xué)家蓋茲說過:“沒有什么東西比成功更能增強(qiáng)滿足的感覺:也沒有什么東西讓每個(gè)學(xué)生都能體驗(yàn)到成功的喜悅,更能引發(fā)學(xué)生的求知欲望?!苯處煈?yīng)當(dāng)在教學(xué)中為每個(gè)學(xué)生都提供成功的機(jī)會(huì),力求使學(xué)生有所獲。
8培養(yǎng)生物自學(xué)能力需要注意的方面
學(xué)生自學(xué)能力貴在堅(jiān)持,要做到持之以恒,循序漸進(jìn)。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),決不能一步登天,切忌一暴十寒。要做到逐步引導(dǎo),長(zhǎng)期堅(jiān)持,根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況分層次進(jìn)行,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。