船舶低噪声设计技术研究

第一篇：船舶低噪声设计技术研究

SHANGHAI SHIPBUILDING 上海造船2010年第1期（总第81期）

船舶低噪声设计技术研究

周炎，李国刚，童宗鹏（711研究所，上海 200090）

摘要：由动力装置引起的机械噪声是影响船舶舒适度、船舶电子设备可靠性、船员工作环境的最主要噪声源，也是船舶水下辐射噪声的主要噪声源之一。随着船舶动力装置向高功率密度方向发展，船舶的噪声级越来越高，简单的振动噪声处理已难以满足其噪声和振动限值的要求。为了研究控制船舶机械噪声，提出了船舶低噪声设计方法，建立了全船振动噪声评估及控制方法的设计流程。并以某型船舶低噪声设计为例，通过实船测试，验证了船舶低噪声设计方法的正确性、可靠性和规范性。该方法可适用于各种低噪声船舶的设计中，如物探船、游船、火车渡船等。关键词：低噪声船舶；振动噪声评估；减振；降噪 中图分类号：U661

文献标识码：A

文章编号：1005-9962(2010)01-0031-04 Abstract: The mechanical noise caused by the power plant affects the comfortability on board the ship, the reliability of the electronic equipment and the mariner’s work environment, and is the main noise source of the underwater radiated noise of the ship.The simple methods of the vibration and noise control could hardly meet the limitation demands owing to the higher power density of the marine power plant and the high noise level.In this paper, the low noise design method of the ship is put forward, and the design process about the vibration and noise evaluation and control is established.The low noise design has been used in an integrated scientific surveying ship.The validity, reliability and the conformity to rules and regulations of the marine low noise design method were verified by the navigation’s test results.This method can be applied to different kinds of low noise ships such as physical exploration ships, cruise liners and train ferries.Key words: low noise ship;vibration and noise evaluating;vibration control;noise control

0 引 言

船舶主要有三大噪声源：机械噪声、水动力噪声和螺旋桨噪声，其中由动力装置引起的机械噪声是影响船舶舒适度、船舶电子设备可靠性、船员工作环境的最主要噪声源，水动力噪声和螺旋桨噪声的影响相对较弱；机械噪声也是船舶水下辐射噪声的主要噪声源。除了海军舰船，一些特殊船舶如科考船、物探船等特种工程船舶，常配备大量测量仪器，对振动噪声信号敏感，船上科研人员众多，舒适性要求较高，更有豪华邮轮、高档车客渡轮等船舶对舒适度的高要求，都需要低噪声环境。为了保护船员及旅客健康和营造舒适的工作、休息的舱室环境，近年来，各国船东对船舶的舒适性要求愈来愈高，世界各船级社也制定了船上振动噪声舒适性评价指标[1]。

多年来，低噪声设计在人们思想意识里通常是依托于设备的辅助专业，船舶低噪声设计缺乏顶层设计，设计技术局限性主要表现在：

1)缺乏振动噪声指标与船舶性能指标之间的 第一作者简介：周炎，男，研究员，硕士生导师。1967年生，1992年毕业于上海交通大学振动冲击噪声专业，现从事动力系统减振降噪和抗冲击技术研究及管理工作。

匹配性设计技术，难以把振动噪声作为主要指标贯穿于船舶设计的整个流程；

2)通常采用局部声学治理，哪里超标哪里治理，忽视船舶低噪声设计是一个系统控制工程，缺少对整个系统进行全面而又细致入微的工作，无法改善总体声学指标；

3)船舶低噪声设计规范缺失，船舶低噪声指标落后；

4)船舶低噪声设计方法陈旧，往往凭经验进行近似设计，很少在船舶开发阶段进行声学预测设计。

本文提出的船舶低噪声设计技术是一项综合设计技术。该项技术主要从降低动力装置噪声源、切断声传递路径和目标场噪声处理3个技术途径出发，应用现代仿真技术和试验技术，并与船舶的设计、建造、试验的整个过程紧密结合，建立船舶振动噪声预估、指标分配、控制方案、评估、实施和测试一整套船舶低噪声设计流程，显著改善船舶的低噪声性能。船舶低噪声设计方法

1.1 总体思路

船舶低噪声设计的原则是：源头控制、传递途径控制、目标场控制。因此，首先需要进行全船的振动噪声源分析、目标场分析，明确全船所有振动32

上海造船2010年第1期

噪声源，分析每一个声源的特性、安装位置、振动噪声的水平。同时，也必须明确有振动噪声指标要求的目标场。

船舶低噪声设计必须与船舶设计、建造和试验三个阶段紧密结合。其中，设计阶段的主要任务是总体指标、指标分解、布置、结构、设备选型、设备振动噪声指标确定、全船噪声指标控制及平衡等；建造阶段的主要任务是确保结构建造中的声学特性要求、装船设备的振动噪声指标验收、设计中减振降噪技术措施的落实、基座减振处理、舱室降噪施工、管路减振降噪施工、局部减振降噪指标的试验、减振降噪整改等；试验阶段的主要任务是完成船舶低噪声设计指标的验收、后续船舶低噪声改进设计建议等。技术难点在于低噪声船舶指标制定、船舶振动噪声评估和控制，当船舶低噪声指标和控制方案确定后，就可以制定全船振动噪声控制大纲，并向船东提交。论文将重点阐述低噪声船舶指标制定、船舶振动噪声评估、动力装置振动噪声控制和舱室噪声治理等方法。1.2 低噪声船舶指标制定方法

船舶低噪声指标制定方法的关键在于其制定原则，制定原则主要有：

1)满足标准规范要求，与国际先进水平接轨； 2)满足旅客舒适性需要，控制旅客舱室、休息室、甲板开放空间等的振动噪声指标；

3)满足船员工作和生活需要，控制机舱、控制室、驾驶室、工作间等工作与休息舱室的振动噪声指标；

4)满足船舶对振动噪声的特殊需要，如水下辐射噪声的控制、电子设备振动噪声环境需求；

5)考虑船东的要求；

6)拟采取的减振降噪技术的经济性和实施的可行性。

因此，要提高我国船舶低噪声设计技术，首先必须掌握国内外标准要求。目前国内船舶低噪声设计可参考的标准为GB5979《海洋船舶噪声级规定》和GB 7452《机械振动 客船和商船适居性 振动测量、报告和评价标准》，其中，GB5979《海洋船舶噪声级规定》制定的年代已较久远，指标如表1所示；表2列出的GB 7452振动指标已与国际一般指标要求接轨，与ISO6954:2000及ABS规范一致。国际上，大部分发达国家对船舶舱室噪声控制较为严格，国外最新标准基本反映了船舶低噪声技术的先进性，如ABS、DNV等制定的规范，特别是DNV规范对船舶振动噪声舒适度设定了分级要求，如表1和表2所示，其中1级为最高舒适度等级，3级为可以接受的舒适度等级。对比国内外标准和规范要求，国内船舶低噪声设计指标（尤其是舱室空气噪声指标）远远落后于国外先进指标，大部分目标区域的振动噪声指标达不到DNV的3级舒适度要求。对于科学考察船、豪华邮轮、高档车客渡等船，国内标准规定的指标已难以满足2)～5)项要求。因此，必须综合考虑1)～6)项要求，制定我国船舶低噪声设计指标。

表

1船舶舱室空气噪声限值*

dB(A)

GB5979-86《海洋船舶噪声级规定》[2]

部位

机 舱 区 驾 驶 区 有人值班机舱主机操纵处 有控制室的或无人的机舱

机舱控制室 工作间 驾驶室 桥楼两翼 海图室 报务室 卧室

医务室、病房

起 居 区 办公室、休息室、接待室等舱室 机械设备和专用风机不工作 机械设备和专用风机工作

/ /

限制值 90 110 75 85 65 70 65 60 60 60 65 70 80 / /

区域 / /

机舱控制室 办公室 舵机室 / / 报务室 船员住舱 医务室 船员公共场所 头等舱 一般旅客舱 公共区域 甲板休闲场所

DNV规范——舱室噪声级限值[3] 舒适度1级

/ / 70 60 60 / / 55 50 55 55 44 49 55 65

舒适度2级

/ / 70 60 60 / / 55 55 55 60 47 52 58 65

舒适度3级

/ / 75 65 65 / / 60 60 60 65 50 55 62 70 *注：舒适度1级为最高舒适度等级，3级为可以接受的舒适度等级。表2同。

船舶低噪声设计技术研究

表

2振动限值*

mm/s 振动限值（GB/7452-2007，ISO6954：2000，ABS规范）区域

值 [4,5]

轻微振动上限

值

区域 头等舱

振动限值（DNV规范）[3]

舒适度 1级 1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3.5 3.5

舒适度 2级 2.0 2.0 2.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4.5 4.5

舒适度 3级 2.5 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0 6.0 严重振动下限客 舱 船员 居住区 工 作 区 4 2

一般旅客舱 公共区域 甲板休闲场所 船员住舱 船员公共场所 办公室 桥楼 工作间 机舱控制室 6 3 8 4 1.3 船舶振动噪声评估方法

船舶振动噪声评估包括：全船模态计算、振动响应计算、舱室噪声计算，并从振动噪声方面对船体结构设计提出改进措施，为船体结构设计和全船振动噪声控制提供依据。目前，国内外最常用的船舶振动噪声评估方法主要是基于数值计算的有限元法[6,7]、边界元法和统计能量法。在建立动力装置及船体结构详细模型的基础上，采用数值计算方法进行机械噪声预报和减振降噪措施性能评估，具有较高的准确性。

1.4 动力装置振动噪声控制方法

根据振动和噪声源分析，针对不同振级和噪声级的设备，需要采取不同的减振降噪措施，该措施主要包括两方面内容，一是总体的布置位置，在设备布置时需要充分考虑振动噪声源与目标场的距离和中间隔离物的布置，充分利用结构和物理隔断的优势，减少振动和噪声能量的传递；二是对振动噪声指标较高、且在现有布置位置条件下不能满足要求的设备，采取必要的减振降噪措施。在隔振装置方面，有单层、双层或多层隔振装置，有各式各样的浮筏减振装置；在噪声控制方面，可以采用隔声罩和进、排气消声器，如柴油机进排气消声器，风机进气消声器；随着动力装置的模块化发展，柴油机和电站等动力装置可采用箱装体技术；管路进出口间加挠性接管，隔离振动噪声传递。该工作的前提条件是需要对现有位置布置的设备传递特性进行必要的评估，不能仅仅基于设备本身的振动噪声指标的高低和绝对值的大小。

1.5 舱室噪声治理方法

舱室噪声控制主要采用全浮式舱室降噪结构，所有噪声控制层与舱壁之间采用隔振器连接构成弹性声桥。舱室围壁根据隔声要求不同，采用加装阻尼层、吸声层、空气层和隔声层等措施，天花板采用轻质吸声层和隔声层吊顶，地板采用在铺设甲板敷料层上再铺设浮动地板层构成，同时对所有进行噪声治理舱室舱门加装隔声门，防止壁面小缝隙造成大量声泄漏情况的发生。不同的舱壁噪声治理措施如下：

1)直射声舱壁。直射声舱壁是指与主要噪声源－主机舱相邻的舱壁。直射声舱壁具体声学处理方法包括阻尼层、吸声层、空气层和隔声层等措施。

2)非直射声舱壁。除与主机舱相邻的舱壁以外的舱壁为非直射声舱壁。非直射声舱壁的声学处理方法包括布置吸声层、空气层和隔声层等措施。

3)舱室天花板。舱室天花板的声学处理方法包括吸声层、空气层和隔声层等措施。由于吊顶的特殊性和激励噪声相对舱壁要小，故各声学处理层与舱壁处理时有所不同。

4)舱室地板。对于噪声指标要求高的舱室，以及主机舱上层甲板的舱室地板，应隔绝1次和2次激励噪声，声学处理方法包括布置甲板敷料层，并在其上面铺设浮动地板层。

5)隔声门和隔声窗。进行噪声控制隔声门，特别是集控室与机舱的进出门，隔声量在30dB(A)以上，必要时这些舱室窗户也应该选用隔声窗，以避免部分舱壁的声泄漏引起隔声量大幅度下降。船舶低噪声设计技术应用案例

图1所示是我国自行研制的新一代低噪声船34

上海造船2010年第1期

舶，主要用于海洋水下声学研究和试验考察，该船采用全电力推进、动力定位等先进技术。由于该船安装了大量高精尖试验和探测设备，要求全船的振动噪声水平低，以避免对试验和探测设备的干扰；同时，也要求最大限度地减小船体结构噪声辐射，减小船自噪声对测量区域被探测目标的影响；另外，提高全船的舒适性，减轻动力设备产生的振动噪声对船上作业的科学家和研究人员身体、心理、情绪的影响。

图1 某新型低噪声船舶

表

3某新型低噪声船舶减振降噪设计

序号 1 2 名称

主发电机组隔振装置 停泊电站隔振装置

技术指标 隔振效果≥35dB 隔振效果≥25dB 隔振效果≥65dB 降噪效果≥20dB(A)隔振效果≥35dB 舱室噪声≤65dB(A)隔声量≥20dB(A)

技术措施

双层隔振装置，管路弹性连接。

单层隔振，公共底座局部填充高分子聚合物，管路弹性连接，电站基座采用阻尼处理。

3层隔振方式，中间阀体采用高分子聚合物混凝土和钢结构；降噪处理采用舱室进风、排风用消声器降噪，柴油机排气采用消声器降噪，整个舱室采用特殊吸声处理。多泵组浮筏，局部敷贴阻尼材料。

浮动地板，吸声层，隔声层，阻尼层，辅料。隔声罩，消声器，舱室隔声处理。3 4 5 6 静音电站 泵舱浮筏

机舱周围舱室噪声处理

通风机噪声处理

表

4某新型低噪声船舶舱室空气噪声

测试结果

dB（A）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 舱室 No.2试验室 No.3试验室 No.4试验室 集控室 二管房间 三管房间 三副房间 轮机长房间 舱室噪声测试值 测点1 56 46 52 64 57 56 54 49

测点2 52 46 53 6350 结 论

1)建立一套低噪声船舶的设计流程，重点研究了声学指标制定、振动噪声评估、动力装置振动噪声控制、典型舱室噪声治理等关键技术，并在某新型船舶上进行了船舶低噪声设计技术应用研究，通过了试验验证，取得了一些研究成果，为后续的深入研究奠定了基础。

2)目前，大部分研究工作还处于起步阶段，后续将通过“粤海铁”、“深海物探船”、“5万t半潜船”等不同低噪声船舶的设计研究、建立我国船舶低噪声设计规范。

【 参

考

文

献 】

[1] 周炎.动力装置振动噪声控制技术概述[A].中国科

协2000年会.[2] GB5979-86，海洋船舶噪声级规定[S].1986.[3] DNV.Rules for classification of ships[S].[4] GB 7452-2007，机械振动 客船和商船适居性 振动测

量、报告和评价标准[S].[5] ABS.Guidance notes on ship vibration[S].[6] 吴嘉蒙.2750TEU集装箱船的全船总振动评估[J].船

舶, 2008,(2).[7] 中国船级社.船上振动控制指南[M].北京：人民交通

出版社，2000.采用以上建立的船舶低噪声设计方法，从总体上统筹兼顾，在设计、设备选型、建造、试验检验等各个环节把握关键的振动噪声控制点，在经济、高效的前提下取得良好的效果。表3给出了综合某型船舶低噪声设计采用的方法和制定的技术指标，表4给出了船舶低噪声设计后主要舱室的噪声实测值。由实船测试结果可见，船舶低噪声设计后主要舱室的噪声满足技术指标的要求，达到了DNV 3级以上舒适度的要求。实测结果验证了船舶低噪声设计方法的正确、可靠和规范，并且具有较好的经济性。

第二篇：船舶电动机节能技术研究论文

摘要：船舶运行所需能耗较大，基于节能降耗理念，需要在现有基础上针对其电动机节能技术进行研究，做好运转方法与运行参数控制，在不影响运行效率的前提下，降低船舶运行能耗。对电动机进行节能设计，一般可以从三个方面来进行，即提高电动机效率、应用合适运转计划图表以及最佳轴输出功率等，在实际设计中应基于船舶电动机运行特点来确定优化方案，达到节能目的，文章对此进行了简单分析。

关键词：船舶；电动机；节能降耗

船舶运行成本较高，运行能耗大，虽然有更多新型技术与设备被应用其中，想要完全实现节能降耗目的，还需要针对电动机运行能耗进行分析，采取有效措施来对其进行节能设计。

1船舶电动机节能分析

电动机为船舶主要直接用电负荷，提高其运行效率，是实现船舶电气系统节能降耗的主要措施之一。就船舶运行特点来看，大部分辅机系统均处于连续运行状态，包括主轴滑油泵、冷却水泵、空调压缩机以及通风机等，为维持各系统正常运行，电动机需要稳定运行，通过对其运行效率的优化，可以在持续运行时间内，节省大量电能。在实际航行中因为工况不断发生变化，电网电压也会不断变动，使得各系统运行输出功率大于额定功率，电动机效率急剧降低，造成更多电能损耗。现在对船舶电气系统进行节能设计，对促进行业的进一步发展具有重要意义，例如近年来迅速发展的永磁同步电动机，可以有效解决上述问题，电动机运行效率更高，在维持各项辅机系统运行的同时，减少电力损耗。

2船舶电动机节能技术要点

2.1电动机变速运转

2.1.1电动机作用

船舶电动机主要用于驱动泵类以及风机等转速稳定的电动机；以及甲板机械类电动机的驱动，包括起锚机、系泊绞车等，且为了可以在低速状态下发出转矩，应尽量选择应用变极式电动机；还可以用于驱动甲板机械类起重机械，以及电力推进装置等转速要求严格的电动机。

2.1.2运转方式选择

（1）变速运转。为达到节能降耗效果，可以设计泵类与风机等应用变速运转方法。船舶电气系统内，使用泵类与风机的设备数量较多，一般应用交流异步电动机提供动力，电动机维持稳定转速持续运行，在负载发生变化，出现低负载或者过负载情况时，能够对风门和阀进行调节满足负载变化要求，但是会造成一定损失。为减少此损失降低电力损耗，便可以选择减速运转方式。根据被驱动机械运转方式和设备为依据进行选择，例如辅助锅炉应用鼓风机，船舶航行与装货时，可以满足风量和风压大幅度变动要求，并且如果选择而应用二级控制方法，还可以应用变极式电动机来提高节能效果。

（2）机组控制。驱动甲板机械用电电动机变速运转模式现在已经被广泛的应用到船舶电气系统建设中，选择应用变极式电动机，实现电动机-发电机控制方式。变极式电动机变速模式虽然运行成本低，但是并不适用于大容量电动机，且控制效果不佳，基于起重机种类差别，应选择应用直流电动机来进行细微控制，提高控制效果。直流电动机正常运转状态下，将直流可变电压作为电源，并配置电动机-发动机，实现系统正常运行。并且，现在已经有大功率电子元件的应用，可以更有效的实现从交流电源中产生直流可变电压。

（3）其他运转。直流电机在船舶电气系统中的应用，换向器在持续运行过程中，受电刷影响会降低线圈绝缘性，对电动机运行效率产生影响。而同步电动机的应用，完全可以避免此问题，其可硅控整流器运转，并且具有有直流电机相同的控制效果。与电动机-发电机方式相比，可控硅发电机电动机组控制方式效率更高，在节能设计中具有更大优势。

2.2高效率电动机选择

2.2.1电动机效率

船舶电动机需要维持连续运转状态，通过提高其运转效率，便可达到节能效果。现在绝缘技术水平不断提高，元件体积不断缩小，旋转机械也实现了小型化生产，为减少电动机内部损耗，就需要对电工材料特性进行综合分析，保证所选铁芯材料质量优良，同时在原有生产制作工艺上进行更新优化，争取提高各元件制作效率，满足电动机节能优化要求。

2.2.2轴输出功率

对电动机进行节能设计，另一个要注意的问题就是负载选用电动机最佳额定功率的确定，一般电动机效率在额定功率75%~100%负载下运转时最高，如果处于低负载状态下运转，则会导致效率较低，产生较大损失。因此需要对轴输出功率进行分析，选择高效率电动机，保证其即便是处于低负载状态下，也可以保证较高的效率。基于负载容量、最大转矩以及启动转矩等因素进行综合分析，保证所选电动机效率可以满足节能运行需求。

3船舶异步电动机变频调速节能技术

对于船舶动力装置来说，存在大量风机、水泵类负载，基本上均选择用鼠笼式异步电动机拖动，为达到节能效果，其电动机便可选择应用变频调速、转差离合器控制调速以及调压调速等调速方式进行优化。其中，变频调速可以对同步转速进行调整，更适于转速降低时状态，在风机、水泵系统中应用具有良好效果。以某轮舱底水泵为例进行分析，其水泵型号为CB65，流量为68m3/h，压力为0.223MPa，电动机型号为J02-61-2-H/D2，额定功率为18kW，额定转速为2950r/min，额定电压为380V。配备ACS800-01-0003直接转矩控制变频器，不同流量调节方法效率曲线如图1所示。其中水泵型号为CB68，流量为65m3/h，压力为0.228MPa，电动机型号为J02-61-2-H/D2，额定功率为18kW，额定转速为2950r/min。图1不同流量调节方法效率曲线由图可知，流量比小于80%时，应用变频调速方式进行流量控制，与其他调控方法相比，功率损失比最小，具有最好的节能效果。同时，基于流量调节时水泵会有扬程变化，还需要对不同实需流量和实需扬程下节电率数据进行综合分析。其中，将节电率与系统内装设出口调节阀情况进行对比，实需流量百分比数据与实际计算流量和水泵标称流量进行对比，实需扬程百分比数据将实际计算泵扬程与水泵标称扬程进行对比，确定水泵流量与扬程均存在一定富余量时，节能效果更为明显。

4结束语

船舶电气系统需要长时间持续运行，整个航程运行产生的能耗巨大，为实现节能降耗设计，就需要重点做好电动机分析，选择高效率电动机的同时，根据实际情况确定运转控制方法，并应用变频调速手段，来达到节能降耗目的。

参考文献

[1]阳世荣.船舶辅机节能控制与管理技术研究[J].中国造船，2012（S1）：226-232.[2]阳世荣，王云鹤，吴团结，等.船舶辅机电气设备节能技术研究[J].电气技术，2010（08）：182-184.

第三篇：开题报告-船舶动力定位控制技术研究

开题报告

电气工程及自动化

船舶动力定位控制技术研究

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

船舶在海上运行时会遇到风、海浪和海流等海洋环境的干扰，这样船舶就产生了受扰运动。例如科学考察船在海上进行作业时，需要停在指定的位置上。但是由于海上环境的影响，考察船不能一直停在指定的位置上。因此为了确保船舶在海上运作的稳定性，需要对船舶进行定位。以往，传统的定位方法是锚泊定位。传统的抛锚定位是将锚扔入海底，利用锚钩住海底的淤泥，从而使船舶抵抗受到的外界的干扰力。抛锚定位它的优点是，锚是任何船舶上都会备有的定位设备，从而不用另外加装其他的定位设备。但是这种定位系统有不可避免的缺陷：1、定位不够准确，其精确性与水深成反比；2、抛锚、起锚费时比较麻烦，机动性能差。一旦抛锚，如果需要重新定位时，需要收锚然后重新抛锚定位，这一过程本身就很繁琐和费时。3、锚泊系统很容易受海底情况及水深的影响和限制，在一般情况下，它的有效定位的范围是在水深100米左右的区域。4、对于一些需要在深海作业或者航行的船舶，随着水深的增加，锚泊系统的抓底力会逐渐减小，抛锚的困难程度也会增加，同时还要增加锚链的长度和加强强度，从而导致锚链的重量一下增大，使海上的布链作业将变得复杂。此外，锚链的价格和安装费用也会猛烈增加。在实际情况下，当水深达到一定的深度时，多点锚泊系统已经没有多大的用处。

而船舶动力定位系统与传统的定位不同，它不需要借助锚泊系统定位，而是通过测量系统检测出船舶的实际位置与所需要的目标位置的偏差，然后再根据外部环境扰动力的影响来计算出使船舶恢复到目标位置时需要的推力大小，再通过控制船舶上的推力器进行推理分配，从而使推力器产生相对应的推力，尽可能地使船保持在要求的位置上。动力定位系统的特点是不受海水深度的影响，推力器能在任何水深下提供推力抵抗环境力，动力定位系统的定位成本不会随着水深的增加而增加，同时它具有定位迅速准确，快速响应天气环境的变化和不受海洋环境的影响等优点。由此看来，相比于传统的锚泊定位，动力定位有很大的优势，尤其适用于深海领域。因此对动力定位的研究具有重要的意义。

动力定位系统（Dynamic

Positioning

System）是一种闭环的控制系统，它是通过推力器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力，从而使船尽可能地保持在海平面上要求的位置上，其定位成本不会随着水深增加而增加，并且操作也比较方便。

随着动力定位技术的发展，动力定位的概念也在扩大。采用动力定位技术，可以使船舶与其他船只保持相对位置不变，使船舶按预定轨迹移位，按预定计划航线以预定航速航行，实现船舶自动驾驶，对水下目标进行自动跟踪等。动力定位控制系统的工作原理如下：该系统由DP控制和JS控制组成。其中DP控制是自动控制而JS控制是人为手动控制。其中风速风向仪、差分GPS、电罗经和参考垂直单元等用来测量位置和外部环境信息，然后将这些信息经过信息采集单元的收集和处理传送给DP控制主电脑进行计算，再将计算的结果传送给信号处理单元，接着输出到控制转换单元来控制推进器等设备来产生推力。其中的推进设备中的主发1、主发2、主发3是三台柴油发电机。母联1和母联2分别是主配电板和配电板。通过船舶的功率管理系统即PMS管理输出控制信号来驱动这三台柴油发电机供电开关、主配电板和配电板的开关使相应功率提供得到保障。JS控制是人为通过输入参数来控制。

通常研究船舶在海上的运动需要建立运动模型。由于海流、风和波浪的作用，导致船在海上航行或者作业时会产生六个自由度的运动。通常对于在海上环境作用下的水面动力定位船舶，动力定位系统是用来控制船舶的纵荡（X向）、横荡（Y向）和艏摇的平面运动。

动力定位船舶数学模型由两部分组成：第一部分低频运动（小于0.5rad/s），动力定位系统仅仅控制的这部分运动是由海流、风和二阶波浪引起的运动，这样做的好处是减少控制所需的能量和推力器的磨损，还有降低设备的制造成本；第二部分是由一级波浪引起的高频运动（0.3~1.6rad/s），由于这部分运动造成船舶的振荡，不会造成船舶的位移，因此这部分运动不反馈给控制系统，控制器也不控制这部分运动。船舶的总运动是由这两部分迭加而成。

船舶动力定位系统最早开始使用是从20世纪60年代和70年代初。而率先使用动力定位系统的船是用于铺设电缆，勘探或是对水下的作业进行一定的水面支援，并且船的排量大概是450—1000吨。“犹勒卡”号是第一艘装有动力定位系统的船舶。动力定位系统最明显的特点是它一般都装有好几台推力器，但是并不会影响船体的形状和尺寸。在早期的装有动力定位系统船舶中，最出名同时也是最成功的是“格洛马挑战者”号。这艘船差不多游遍了世界的每一个海洋，在水深超过2000英尺的海洋中收集岩心，这些岩心为地质学上的发现特别是为板壳结构理论提供了非常有利的证据。

在第二代装有动力定位系统的船舶中，虽然每艘船舶都有一些不同之处，但是都采用了差不多相同的传感器和数字计算机控制系统，数字控制器一般都是有计算机组成的，而位置传感器是从单一型发展到综合型的，在一个系统中可以同时采用竖管角、声学和张紧索这三种位置基准传感器。第二代动力定位船舶中最具有代表性的船舶是“赛德柯445”，该船是在1971年投入运营的，与早期的动力定位系统相比，它的主要的特点是采用了数字式的控制器，其中包括了一台16位小型计算机，系统可以长期不间断的运行。同时该船还装有多台推力装置，其中有2个主螺旋桨与11个辅助推进器。

第三代动力定位系统开始形成于80年代初，当时主要采用的是刚开始发展起来的微处理机技术和Vme、Mutibus多总线标准等，其中典型的有法国的DPS800、挪威的ADP100、ADP503系列，这些动力定位系统装备了潜水支持船、海洋三用工作船、科学考察船、穿梭油船、消防船、电缆敷设船等多种船舶。

我国从70年代开始研究动力定位技术，目前有很多研究单位通过结合实际课题并且开展了技术攻关。例如，我国唯一的专门从事国际海底区域资源勘察研究开发的“大洋一号”远洋科学考察船，该船已经达到了国际先进水平。2002年，该船进行了动力定位系统，用以科学考察船在海上的作业需求。

由于推进技术、传感器和计算机技术的发展使动力定位系统产生巨大的进步，然而动力定位技术的核心是控制技术，因此控制技术的发展才真正代表了动力定位技术的发展水平。到目前为止，动力定位控制技术已经发展到第三代，这三代动力控制技术的特点分别是经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论在动力定位控制技术中的应用。以下是几种控制技术的介绍：

1、PID控制

PID控制是早期的动力定位控制技术，它控制船舶的三个自由度，分别是纵荡、艏摇和横荡。PID控制采用风前馈技术，根据艏向和位置的偏差来计算推力大小，然后确定推力的分配逻辑并控制推力器产生推力，从而实现船舶的定位。在早期不得不说PID控制确实取得很大的成功。但是PID控制

还是有不可避免的缺陷，首先，PID控制使用的是一种线性模型，而动力定位系统是一种非线性系统，因此PID控制的功效就有一定的局限性。此外，由于海上的环境情况是不断变化的，因此对PID参数的选择也要随之变动。这也促使了动力定位控制技术要进一步的发展[6]。

2、LQG控制

第二代动力定位控制技术是LQG控制，该技术在现代的船舶应用十分广泛，它将Kalman滤波引入到动力定位的控制中，通过Kalman滤波器测量船舶的位置信息，然后估算出其低频运动状态，并将之反馈形成针对船舶低频运动的线性随机最优控制。LQG控制在鲁棒性、节能和安全上较PID控制都有较大的进步，同时还解决了在控制中由于滤波而导致的相位滞后的问题。但是也有一些缺点：一是它的计算工作量比较大；二是由于模型不够精确导致有一定的误差产生。

3、模糊控制

模糊控制是一种新型的控制技术，它与传统的控制技术有一定的区别。模糊控制可以不依赖于对象的精确模型，鲁棒性好，响应速度快，抗干扰能力强。考虑到船舶动力定位的特点，模糊控制技术还是比较适合的。Inoue最初在单点系泊中结合了模糊控制动力定位，给出了其基本的模型，控制器的输入量是位置及位置偏差，输出量是推进力。但是模糊控制缺乏自适应与自学习的能力导致其控制策略都是提前设定好的，一旦海上情况发生变化，控制的效果将不会很理想。因此在模糊控制中加入自我调节功能，这样能提高模糊控制在外部条件发生变化时能自动调整控制策略。

4、神经网络控制

神经网络控制和模糊控制一样，都属于智能控制。由于神经网络控制比较适合高度非线性和不确定性的对象，所以还是比较适合作为动力定位控制技术来使用。Yip和Pao为了证明用船的轨迹可以导出漂移力的基础上提出一种神经网络控制器，并把它应用到动力定位系统中。做法如下：将一段时间历程的控制力及船的平均位置作为输入，通过一个循环神经网络学习船的漂移动力学关系，以此来预测为使船在下一时刻与预定位置误差最小所需的控制力。值得注意的是控制力也包括下一时刻将要受到的波浪漂力。

总

结：船舶动力定位技术作为一种新型的海上定位技术，相比传统的定位技术，它具有快速定位，定位的区域不会随着水深的增加而受到限制，受海上环境及天气的影响较小。除此之外，动力定位的费用也不会随着水深的增加而提高。由于动力定位技术的优越性，这种定位方法已经应用到很多的船舶，例如，客船、货船、挖泥船、海缆船等需要在海上需要作业的船舶。动力定位技术经过几十年的发展，技术也变的越来越先进。而控制技术作为其核心部分，也得到了快速的发展。从早期的经典理论到现在的智能控制理论，控制技术也朝着越来越智能化的道路发展以便船舶能更好地适应海洋上复杂多变的环境。模糊控制技术作为智能控制技术的一种，它的特点是不依赖于对象的精确模型，鲁棒性好，响应速度快，抗干扰能力强。模糊控制比PID控制更适合动力定位控制技术。近几年我国动力定位控制技术发展很快，但跟国外的动力定位控制技术还有差距。而且我国很多的动力定位控制技术还停留在理论仿真和实验研究的状态。随着控制技术的发展，动力定位控制技术的精度和稳定性将有更好地提升。

三、研究步骤、方法及措施：

步骤及方法：

（1）了解现行船舶动力定位控制的技术

（2）分析相关的船舶机动力定位控制的技术

（3）比较和分析动力定位控制中的PID控制与模糊控制

（4）制定一套比较适合现在船舶的动力定位控制技术

（5）得出相关结论

措施：图书馆查找相关的书籍、期刊、杂志等，通过上网寻找相关的一些资料，查看当代对该技术的研究成果和最新的动态。然后通过对这些资料的学习和研究进一步的熟悉和理解设计所需的相关知识。在设计过程中及时与指导老师探讨，对不了解的问题及时向老师请教。

四、参考文献

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[16]童进军，何黎明，田作华．船舶动力定位系统的数学模型[J]．船舶工程．2002，1(5)：27~29．

第四篇：船舶生产设计

 现代船舶设计可分为：初步设计(合同设计),详细设计,和生产设计三阶段

 初步设计与详细设计是解决造什么样的船的问题.生产设计则是解决怎样造船和怎样

合理组织造船生产的问题。

 生产设计特点:1生产设计要解决的是“怎样造船”的问题2生产设计将涉及,工艺,管

理融为一体3生产设计必将涉及整个生产体系4生产设计将通过事前准备工作而贯穿整个船舶设计过程的始终5生产设计的过程是在图面上“模拟造船”的过程6生产设计的工作图表式现场生产的唯一依据。

生产设计的基本内容：生产设计的事前准备工作、生产设计图纸和管理表的绘制。 生产设计包括两部分内容:船体生产设计和舾装生产设计

 舾装生产设计又分为：船装,机装,和电装生产设计.船装又可分为内装,外装,管装和涂

装.内装是以居住舱室为主的室内舾装设计,外装指舱室外全船各层甲板的舾装设计,又称甲板舾装,管装是指除机舱以外的全船性管系舾装,涂装是指全船的除锈处理与涂料涂装设计,包括原材料的预处理

 生产设计前的准备工作,主要有生产技术准备,计划准备和工程控制准备三项工作

 原则工艺说明书与船舶建造方针书的区别:1前者在推行生产设计前编制的综合性造船

工艺文件后者是在推行生产设计之后编制的2，前者是由船厂设计部门或者是船体车间,在方案设计,初步设计和技术设计的同时或之后(在施工设计阶段),从整个船厂,船舶产品的角度,以船体为中心和重点,后者是以船体和舾装为中心和重点

 船舶建造方针书是以船体为基础,以舾装为中心,以现代化造船技术为主导

 建造方针书的内容一般可分为两部分:一为合同概要,主要技术参数和主要无量,基本

方针和部门方针二为附图,附表和综合协调。

 分段划分的原则：1吊车最大起重原则2原材料最佳利用原则3均衡组织生产原则4船

体结构强度合理性原则5施工工艺合理性原则6安全施工原则7扩大分段舾装原则。 船台建造法分为：1塔式建造法2环形总段建造法3岛式建造法4一条半建造法5两段

建造法6一线两点建造法。

 造船网络是网络计划技术在造船工程中的应用,他表示整个造船生产过程各工序之间的先后顺序,衔接关系和作业时间,用以组织造船生产,控制尽可能缩短造船周期。

 网络图优化和调整：增加劳动力，实行多班制，延长作业时间，采用新工艺，新技术。 日程计划表：1船厂建造计划线表(在船厂所有船的日程进度)2综合日程表（反应一条

船建造总计划）3主日程表（也是一条船，作为各车间进行生产活动的直接依据，包括船台吊装主日程表，船体舾装主日程表和平台周期表）4月计划表（各工作部门生产的依据，某个车间，班组，场地一个月所要做的具体工作的开工日期及完工日期）。 分段建造方法:1按基准面:正造法,反造法,卧造法,侧造法2按装配顺序:分离法,放射

法,插入法,框架法

 胎架形式有：平面胎架,曲面胎架(包括斜切胎架),活络胎架

 生产设计的计划准备包括确定船舶建造的顺序计划,负荷计划和日程计划

 负荷计划即工程量的测算计划,也就是船厂所具有的生产能力和预想的工作量之间的对

比.它主要由船厂生产负荷计划,各阶段负荷计划和分段负荷计划三部分组成, 船厂生产负荷计划是在订货计划阶段编制的负荷计划,是在生产技术准备中确定建造法

时进行编制的, 日程计划是从船体完工交船日期倒推到加工开始和钢材到厂交货日期为止 船厂建造计划线表反映加工开始,分段制造,上船台,下水和交船

 所谓船体零件是指经号料,加工后可供装配的船体构件.船体部件是指两个或两个以上的船体零件装焊成的船体构件.组合件是指零件和部件或者是部件与部件装焊成的船体

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 结构 标准件是指同一船舶产品或不同产品中,同属一个标准可以互换的零件和部件 所谓铁舾装件是指船体结构和管舾装等以外的钢制舾装件 生产设计编码系统由船体生产设计编码系统和舾装编码系统两大部分组成.船体生产设计可分为三部分即船体结构零件编码系统,图纸编码系统及样板编码系统 开展生产设计必须要有技术标准和管理标准 生产设计的核心是综合协调，其特点：是把设计，工艺，管理等融为一体 我国标准分为国家标准（GB），行业标准（CB,CB/T,CB/Z和CB*），地方标准，企业标准(代号自定)。船体生产设计的事前准备：设计要领的确定、工作图设绘、辅助性作业的设计、管理表的编制。船体建造工艺符号是指钢制船体放样，号料（亦称下料），加工和装配用的符号 不管是补偿余量，还是切割，我们统称为工艺余量。凡大于造船尺寸基础数值所规定的余量，并备随后生产工序加以补偿（包括累积偏差的补偿）而不切除的称为补偿余量。大于造船尺寸基础数值所规定的工艺余量，并在随后的生产工序中予以切割的，称为切割余量。船体工作图出图模式：工序工位出图模式（在绘图过程中有相当多的重复性，任务与做法都明确，对工人技术素质相应低一些）和分段出图模式（一次性完成，连续性强，重复设计少，反映的是该分段建造所有工序工位所需要的施工信息，对工人技术素质要求较高）按分段出图主要内容：1结构设计2焊接细节3精度管理4辅助作业5结构与预舾装协调6分段施工说明。分段重量重心计算时应注意的事项：1结构左右对称或基本对称的分段可免除计算重心的横坐标2计算前应根据分段的特点，选定坐标基准面3计算出各分段按自己的坐标基准面确定的中心坐标位置后，应根据需换算成全船的基准面坐标4对规格，形状，尺寸相同或基本相同，分布均匀的零件，可以归纳为一项计算，以缩短计算时间。分段零件明细表的表达方式及特点：严格按工序工位出表；1描述零件名称、材料牌号与规格、种类、数量、重量等2描述零件在船上所在位置3描述零件加工工序4描述工序工位要执行的施工内容5描述零件流经的工序工位的顺序。船体生产设计要领书的作用：1预先协调的作用2结构处理确保一致性的作用3确保全船工艺一致性的作用4确保新工艺推广的作用5确保辅助性作业一致性的作用6确保出图模式的一致性 船体辅助性作业：指发生在船体建造过程中而又最后不祖成船体结构本身的施工。如安装吊环，设置加强材，及脚手架，开设工艺孔和通道，设置安全措施等。舾装技术分为：单元组装、分段预装、总段预装、船内舾装。吊环布置要求：1应与分段重心对称2设在分段纵横骨架交叉处或分段的刚性构建上 吊环施工要求：1吊环的孔眼宜用钻孔加工，若用切割加工则应磨光2在孔眼周围加焊腹板3吊环安装处船体内部构件应有长约1m的双面连续焊，采用碱性焊条焊接，并对焊缝作严格检查 吊环设计原则：对于一些难以拆除的部位，如甲板的下表面以及以后营运时尚用得着的吊环，应设计成永久性，并与船体结构同等要求；对一些不影响外观的部位，只需做留根割断；对于壳板、壁板、甲板及平台的外表面，吊环除了要切割外，还要求作刨、批、打磨等清根处理。加强材的设计一般考虑的原则是：在妨碍预舾装的位置，如需设加强材的，应尽量设

计成永久性的 通道口一般可设在靠船体中间，但对于尾机型船，可设在中后靠机舱之前的舱区，其高

度应在内底板之上的舷部。对于建造大吨位的船舶，可以在水线之上开舷侧通道

 临时通道一般高位1600——1700mm（大约为一个人的高度），宽度通常为700——800mm

第五篇：作业设计与命题技术研究

作业设计与命题技术研究

话题一 语文作业批改与考试结果分析中应注意的问题

问题1 正确对待分数

现代汉语词典对分数的解释为：评定成绩或胜负时所记的分的数字。显然，分数就是用直观明确的数字来表明考试结果，使学生清楚地知道自己处于什么水平，家长、教师清楚地知道孩子、学生在某一阶段的学习情况。分数会促进同学与同学之间的竞争，成为学习的动力或压力，成为学生扬其所长或避其所短的主要参考系数之一。对待分数的态度不同，会导致学生的发展也不一样。

【案例解析】

由于长期受应试教育的影响，由来已久的分数评价，已成为教育评价的一种习惯模式。当论证一个学生的优劣时，人们最先想到的是考多少分，排多少名，大家关注的是学生的学习结果，错误地将分数这个评价的手段异化成目的，将分数作为唯一标准来判断学生的学和教师的教。由于学生和家长都愿意片面夸大考试分数的作用，让很大一部分教师，也有意或无意地加入分数为上这一行列。这样的对学习分数的态度以及由此引起的某些行为，不仅不会促进学生学习成绩的提高和学习能力的发展，而且会由于存在不科学的因素而直接影响学生的学习兴趣，阻碍学生的发展。

上述案例中，王老师行为的背后，是分数的束缚，是受应试教育理念的影响。现实生活中，像王老师这样的教师应该不在少数，我们在看到一线教师无奈的同时，深切地感受到只关注分数给素质教育带来的严重后果。

【对策建议】

1.要认识到过于看重分数带来的严重后果 首先，过于看重分数，会令学生惧怕考试。家长和教师的期望过高与单一，无论对学习成绩好还是差的学生，都会造成精神负担，诱发其心理障碍。有的孩子平时学习成绩很好，但一临近考试就紧张，担心考不好。越害怕越容易出错，也就越考不好。

其次，过于看重分数，会损伤学生的自尊心。绝大多数学生，包括学习成绩不佳的学生的内心深处，都有积极向上的愿望。即使一些平时成绩相当不错的学生，也不能保证每次都考高分；即使是平常学得很好的科目，如果发挥不佳或者因为其他因素，也可能会考得一塌糊涂。如果教师过分关注学生的考试成绩，会使一些学生感到委屈，自尊心受到伤害。长此以往，会使他们自暴自弃，导致厌学。

第三，过于看重分数，容易造成学生与教师的对立。很多教师过分看重分数，往往是因为自己的面子。自己班级学生成绩好，自己脸上有光，相反，觉得丢了自己的面子。每个学生的情况不一样，不能以一个尺度来衡量。而且，在这样的理念下，教师往往会以成绩差的学生身上的不足与成绩好的学生身上的优点作比较。这样比较的结果，一方面导致学生失去自信，进而失去学习兴趣和热情；另一方面，自己的心态如果不平衡，态度就会变得粗暴，教育方法就会不当，容易造成与学生之间的感情对立。

2.分数只是一种有效的评价手段，考试内容要有针对性

考试是对学习的一种检测，通过考试可以知道学生的学习情况以及学生学习中存在的问题，了解学生（或学生自己了解）在一个或长或短的时间段内的学习情况。当然，像中考、高考这样的考试，不光是对学生较长时间段内学习情况的检测，同时还具有甄别优秀学生的功能。有考试自然就应该有一个分数，教师或家长根据学生的分数高低，引导学生进行自我评价，分析得失原因，这样有利于学生真正认识自己，了解自己，调整自己的学习态度、学习方法、学习时间等。而教师根据学生丢分的情况，对普遍性的问题进行补救，无疑将促进学生对知识的掌握和能力的提高。显然，这个分数评价是非常有效的，它能看出学生学习过程中存在的诸多问题：一个平时学习不认真，学习态度不端正的学生，很难在考试中取得优异的成绩。

为此，考试的试题内容在布局和安排上应该对某一学习段内的知识点、重点问题都有比较突出和较强的针对性，这对提高学生解决问题的能力，系统地掌握已学的知识以及形成好的思维习惯都有很大帮助。3.要让分数对学生产生激励、鞭策和期待的心理效应

分数给学生带来的压力，很大程度上是我们有的学生家长忽略了分数评价的功能导致的。看到孩子考了好的分数就百般夸奖，对孩子百依百顺，物质和精神奖励一起来，弄得孩子洋洋得意，骄傲自满。当孩子考得不好时，就严厉批评，大动肝火，弄得孩子不知所措，挫伤了孩子的自尊和自信心。而我们有的教师呢？也总是让分数遮住自己的眼睛。如果我们能帮助学生卸去过重的分数包袱，让学生接受自己的分数，并从自己每次获得的分数中去看到自己的进步，看到自己需要努力的方向，直到有一天，他自己对自己的分数不满意时，相信他一定会努力超越自我的。果真这样，学生考试分数高低又有何担忧呢？

每一次检测过后，教师或家长要根据学生的分数高低，引导和帮助学生进行自我评价，分析得失原因。同时，教师还要根据学生丢分的情况，对普遍性的问题进行补救，促进学生对知识的掌握和能力的提高，要让分数对学生产生激励、鞭策和期待的心理效应。4.倡导分数评价和无分数评价相结合

分数评价虽然容易量化，从表面看来比较公正，但在以分数至上的评价标准下，学生总是按照成绩被分成三六九等，只能一心一意地为高分和名次而学，这种用学习能力的高低来衡量学生的好坏，忽视学生在学习中进步的评价，其结果是无情地抹杀了学生为进步而付出的努力，使多数学生永远笼罩在失败的阴霾里，对学习缺乏兴趣，对生活缺少自信，这显然是不公平、不合理的。一个学生的学习成绩如何，不能仅仅看考试分数，因为学生收获的绝不仅仅是成绩通知单上的分数，更重要的是求知欲望的满足所带来心灵的欢愉，成长和发展所带来的独立、自信、快乐和幸福。无分数评价关注学生的学习过程，在看到学生不足时，更多地看到学生的进步和付出，这样，会使学生对未来的学习充满信心，并从过重的分数压力下解放出来，有足够的时间去参加各种活动，从中学做人、学做事、学习与人共处，培养他们健全的人格和适应社会的能力。

同时，分数让人们看到的往往是一个冷冰冰的数字，对所有的学生都只关注成绩和名次，不去考虑他所处的环境、受教育的基础以及其他方面的发展，不去关注成绩背后的努力以及不同学生对人生的追求。事实上，对一个学生来讲，也许“100分”是成就的标志，而对另一个学生来说，“60分”就是了不起的成就。更何况，你能说“100分”获得者的其他方面都比“60分”获得者强吗？为此，我们在关注学生考试分数的同时，如果能针对学生的差异，把学生的日常表现、整体发展水平纳入评价视野，建立起一种促进学生发展的评价体系，从以分为本转变为以人为本，从关注分数转变为关注人，充分保护学生的学习积极性与自信心，相信一定能还学生一段充满阳光的学习时光，促进全体学生全面发展。问题2 做好综合素质评价

《语文课程标准》提出的理念之一是“全面提高学生的语文素养”。这里的“全面”指的是语文素养的全面性。即语文素养不仅仅是语文知识与技能，而且还是“以语文能力为核心，是语文能力和语文知识、语言积累、思想情感、思想品质、审美情趣、学习方法和学习习惯的融合”。《语文课程标准》还指出：“要给学生打下扎实的语文基础。”因此，这里的“全面提高”表明了应在深度和广度上致力于学生语文素养的形成和发展。深度上体现的就是“扎实”二字；广度上讲的就是“全面性”。为此，对学生语文综合素质的评价，既要关注学生知识的掌握和能力的提高，更要关注他们情感与态度的形成和发展；既要关注学生语文学习的结果，更要关注他们在学习过程中的变化和发展。【案例解析】

新课程要求语文作业及考试能引导学生关注生活，逐渐形成自主、探究、合作的学习方式。因此，教师应该在平时的教学中注重语文作业的设计和试题的命制，让作业成为实施素质教育、进行课程改革的重要载体。帮助学生养成良好习惯，提高语文素养；帮助学生把知识转化为能力；帮助培养学生的创新精神、创造能力及独立人格。

案例中的试题必将产生这样的导向作用：它要求学生从只是获得书本知识和间接经验，到同时重视通过实践活动，亲身体验来获得直接经验并解决问题；从单纯地关注学生对学科知识体系的掌握程度，学生模仿和再现书本知识的能力，到同时重视培养学生对大量信息的收集、分析、判断、反思和运用能力；从仅仅追求教学的“知识目标”，转向重视含知识在内的学生各种素质的全面提高；从以转变学生的学习方式为出发点，到以培养今天的学生适应明天社会的需要为落脚点。让考试这根“指挥棒”服务于课程标准的实施，让学生的语文综合能力在试卷上得以展示！【对策建议】

教师应该怎样通过作业与考试命题的设计，达到对学生的语文综合能力的评价呢？

（一）拓展综合性作业或试题的设计路径 语文是一门交际性的基础工具学科。语文学习与学生的校园生活、家庭生活、社会生活有着紧密的联系。作业和考试是对学过的知识进行创造性延伸。因此，教师要拓宽作业与试题设计的路径。1.紧扣教科书内容设计作业或试题

（1）根据课文内容设计拓展作业。如低段的学生喜欢寓言、童话,在教学此类课文时，在学生对寓言、童话有了自己的感悟和思考，受到情感的熏陶，获得思想启迪，享受到审美情趣后，可让学生回顾已经学习的内容，应用教学中或从他人身上所学到的知识，设想人物的不同做法，设想不同的故事结尾，或提出改进方案。例如：在教学《坐井观天》这个寓言故事时,由于低段的学生对小动物有特殊的亲近感，于是，有教师抓住了这个契机,请学生想象一下,青蛙跳出了井口之后,会看到什么,会说些什么呢？让他们自由选择自己喜欢的形式来完成这个作业。结果,有的学生用绘画的形式,画出了青蛙看到的美好世界;有的学生写下了小日记,把故事重新续编;有的学生自由组合,表演了课本剧„„在完成这个作业的过程中，学生的想象力和创新能力得到了充分的锻炼和体现，寓言中所蕴含的深刻的寓意学生也水到渠成地领悟了，远远胜过了教师让学生机械地背诵和记忆。（2）在课文空白处设计练习。有的课文在思维上具有跳跃性，形成了课文的空白点。教师应很好地利用这样的情节，设计拓展性的作业，发展学生的想象力，加深其对课文内容的理解与感悟。如在学习《窗前的气球》这篇课文后,设计这样一道题：想象如果你是科利亚的同学,你还会想出什么办法去探望他？在你的身上,是否也发生过类似很感人的事,和老师、同学说一说吧!2.联系生活内容设计作业或试题

语文开放性的学习打破了传统封闭型的学习模式，使学生加强与外界的联系，与实际生活的联系，调动了学生的学习积极性，扩大了其知识面，从而提高了学生的语文能力。新课程标准指出，语文是实践性很强的课程，应着重培养学生的语文实践能力。因此，作业设计还应注意实践性，让学生在实践中获得直接的经验，取得第一手资料，更重要的是引导学生实现认识的第二次飞跃，把获得的知识和经验用于实践，在实践中运用知识，“盘活”知识，通过实践使之再学习，再探索，再提高。从课内走向课外，从校园走向校外。如在教《赵州桥》时,有这样的一道课后练习:我们的家乡也有古建筑,我们要去了解它的历史,并用自己的话向别人介绍。总之，在作业和试题的设计与运用中，我们应充分利用生活中丰富的教育资源，努力建立和谐的师生关系，引导学生开展丰富多彩的语文实践活动。以学生的发展为本，极大地调动学生的学习兴趣，拓展学生的阅读视野，引导学生关注生活，使学生在生活中应用语文知识形成综合能力，提高语文素养，形成积极的情感态度和正确的人生价值观，为学生终身发展奠定坚实的基础。

3.联系其他学科设计作业和试题

《语文课程标准》指出要拓宽语文学习和运用的领域，注重跨学科的学习，使学生在不同内容和方法的相互交融、渗透和整合中开阔视野，提高学习效率。实践证明，采取丰富多彩的教学内容和方法，多方面调动学生的多感官参与，引导学生积极参与学习，能激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性，提高教学效率。根据不同的内容，将作业融于游戏、制作、观察、调查、画画、表演之中，将文学、科技、美术、环保等融为一体，让听、说、读、写与演、唱、画、做等多种形式相结合，让学生动手、动脑、动口，把语文技能的培养与活动相贯穿，学生在学习活动中就会愿学、乐学，学生的个性能得到充分发展。如我们在学习了《只有一个地球》这篇课文后,布置了一项关于环保的综合性作业:让学生设计一条保护地球的广告语。当时学生兴致勃勃,积极地参与讨论,并结合自己的生活实际,没多久广告语就写好了,如“让天更蓝,树更绿,水更清”，“地球是我们唯一的家”,“保护地球就是保护我们美好的家园”等广告语。

（二）丰富作业的形式

语文作业或试题无论形式怎样，最终都要从教学目的、教学内容、教学实际出发，目的都是要激发学生学习语文的兴趣，让学生学会发现问题，解决问题，真正让学生每天心中都有语文，时时处处，实实在在在生活中学习语文，并能学好语文。1.探究式作业设计

苏霍姆林斯基说：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个研究者，而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。”因此，教师在教学的各个环节都要鼓励学生主动探究，挖掘学生的创造潜能，让学生在学习的过程中获得成功的体验。《只有一个地球》使学生充分认识到保护人类家园的重要性。有同学提出经科学家研究表明：彗星和小行星在不断地撞击地球，有人还以此鼓吹“世界末日论”，地球真的有覆灭的危险吗？一石激起千层浪。学生研究讨论的兴趣相当浓厚。于是，教师设计了一项作业，要求学生以“地球会覆灭吗”为题开展一次讨论会。在很长一段时间内，学生的课余都是在大量地阅读与激烈地争论中度过的。通过辩论，大家达成了共识。在这样的语文学习过程中，教师充分相信学生，为学生的探究指明方向，提供研究的时间和空间，把学生的眼光引向无边无际的知识的海洋，启迪了思维，激发了想象，这不正是学习的真谛所在吗？ 2.操作式作业

人与人之间的差异是普遍存在的。每一个人都有与他人不同的个性特点。因此，在语文学习中，教师要采用不同方法，设计全体学生乐意参与的作业形式。这就要求教师不嫌麻烦，改变单一的知识巩固型作业，把知识的掌握寓于生动的情境表演与动手操作之中。在教学《荷花》时，一个教师要求学生用舞蹈造型来表现这段文字。语文品赏课上，学生踊跃登台表演，或含羞埋头闭目，或舒臂展颜„„荷花的各种姿态被展现得淋漓尽致。这正是学生对课文的再想象与再创造。像《曹冲称象》、《两个铁球同时着地》等文章，课后可让学生做简易实验来帮助学习。这样，改变了传统的作业模式，为语文作业注入了新的内容和形式，同时激发了学生的学习热情，培养了学生的创新能力。

（三）考试题型逐步多样化

传统的题型大多直接作答，答案直截了当、机械重复，思维能力训练程度小，变通能力训练少。而我们培养的人才是要走向并生存于未来社会的，因此，要学为所用。在考的内容和书上的简单练习都是学过的基础知识时，我们可以运用多种形式，把各种基础知识综合在一起，让学生认真思考才能作答。例如：同样查解词可用词造句形式，可用改病句形式，可用搭配词语的连线形式，可用联系上下文解词的形式，可用填近义词或反义词的形式，促使教师教给学生掌握知识的方法，学会一题多解，培养学生举一反

三、触类旁通的能力。《语文课程标准》指出：“评价的目的是全面考查学生的语文学习情况，激发学生的学习热情，从而有效促进学生的发展。”基于这种评价理念的认识，我们在积极倡导考试方式多样化的同时，应加强命题改革，研究规范的符合课程理念的命题方式，让笔试真正发挥其正常的评价功能，成为真正能促进学生发展的有效评价形式，为学生的发展奠基！

话题二 语文作业与试题的典型案例评析 问题1 日常作业案例

作业是教学过程中不可或缺的重要环节，是反馈教学效果的重要手段之一。它既能使学生巩固已学知识，又能发展学生能力，还是教师和家长评价学生语文学习的一种依据。科学的作业设计不仅关注学生的个体差异，满足不同学生的学习需要，更能使每个学生都得到充分的发展，实现《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出的“促进学生生动活泼学习、健康快乐成长”的要求。【案例解析】

在上述案例中，学生白纸黑字的习作变成了图文并茂、经常发表交流的作品，稀疏平常的作文本变成了装帧精美的个性化作文集，既彰显了学生的个性，又充分调动了学生作文的积极性，并通过教师、好友、父母、同学、家长的建议和激励，使得学生的作文积极性得以持久地保持，作文水平也在听取他人意见、鉴赏别人习作中得到稳步提升。不得不说，这种创新的习作形式是值得借鉴和推广的。【对策建议】

新课程确定了语文学习的五大领域：识字与写字、阅读、习作、口语交际、综合性学习。领域不同、具体训练目标不同，因而作业设计的要求、呈现出的特点也就不尽相同。在此，我们分别针对语文学习的五大领域进行作业设计的探讨。1.识字与写字作业设计

关于识字与写字的作业设计看似简单，其实不然，它绝不是单纯地抄写。正如苏霍姆林斯基所说：“如果教师不想办法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使人产生冷漠的态度，而使不动感情的脑力劳动带来疲劳。”如下示例：在字词王国里“游玩”。以上是六年级期末字词复习题，但对我们平日字词作业的设计也具有很强的启发性。它具有以下特点：

（1）凸显针对性。无论是对易错字词“妥帖”、“慷慨”的巩固，还是对多音字“似”、“处”的检查，都是根据学生的薄弱环节而设计，凸显了针对性。（2）富有趣味性。将枯燥的字词复习作业设计成“游玩活动”，既有“边走边看”根据拼音写字词，又有“看风景”的途中划去不正确的读音，改正文段中的错别字，还有拿着生字卡片根据要求“坐车”，整个做题过程就是一个有趣的游玩过程。

（3）具有灵活性。题目设计新鲜，能调动学生完成作业的积极性。

对于低年级的字词作业，教师需要引导学生遵循规律，巧识记字形，同时要通过科学的、饶有趣味的作业设计，凸显字词音、形、义三结合的特点。2.阅读作业设计

近年来，语文阅读题的题型不断翻新，形式层出不穷。内容既有课内语段，也有课外语段。题型以主观性试题为主，其中也包括开放性试题。但语文阅读题的题型设计并非无章可循，它是有据可依的。

此阅读题着眼于能力检测，包括结合上下文理解、感知理解、阅读转换、语言表达等能力。阅读题的设计首先要凸显新课程的价值取向：由“知识中心”教育向“能力中心”转变。也许会有教师问：每个年段应重点培养学生什么阅读能力？其实《语文课程标准》的“阶段目标”中都有一个比较全面的论述：

五、六年级的学生能联系上下文和自己的积累，推想课文中有关词句的意思，体会其表达效果；在阅读中揣摩文章的表达顺序，体会作者的思想感情，初步领悟文章基本的表达方法；等等。阅读题设计要以《语文课程标准》为规范，突出年段训练重点，同时将理解语言、积累语言和运用语言进行有效的整合。3.习作设计

习作设计的目的是为了满足学生现实生活中真实的表达需要，为了能够进行有意义的人际交流，解决生活中的实际问题。作文设计要关注学生在各年龄阶段的主导活动和心理特点，体现人文性，同时兼顾语文课程的整体性和阶段性。

阅读下面的材料，按要求作文。

以上是小学高年级的一份习作练习设计。对照《语文课程标准》中高年级学生的作文目标，我们不难看出此次作文设计突出了课程标准的训练目标：“促使学生养成留心观察周围事物的习惯，珍视个人的独特感受，积累习作素材；考查学生能否做到记实作文内容具体，感情真实。”习作设计应体现以下一些原则。（1）关照语文课程的整体性和阶段性。作文的设计应从整体出发，把设计的每一篇习作放到单元、学期、年段乃至写作的总体要求上来考虑，体现出习作教学科学的序列性和阶段性。其设计思路是：紧扣教学单元，体现一册书、一个学年或一个学段的要求，关联《语文课程标准》总目标，找准位置，分解合理，落实到具体课文教学中。

（2）注重开放性和趣味性。作文设计要体现开放性，打开写作主体封闭式的“思维黑箱”。同时，作业形式要丰富有趣，如剪贴画习作、活动式习作、情境式习作、日记式习作、推理式习作、话题式习作、读写结合的习作、网络式习作„„为学生的个性发展开辟广阔的空间。

4.口语交际作业设计

《语文课程标准》中对口语交际的总目标是如下表述的：“具有日常口语交际的基本能力，在各种交际活动中，学会倾听、表达与交流，初步学会文明地进行人际沟通和社会交往，发展合作精神。”以上目标如何在作业设计中体现呢？

以上是中年级学生的口语交际作业。作业设计的情境不仅贴近学生的生活实际，而且在交际情境中融进了爸爸和“我”的言语冲突，使得学生具有更强的表达意愿。同时通过爸爸的以理服人和“我”的思想转化，让学生在完成人物对话中锻炼了应变能力。

设计口语交际作业，不仅要根据《语文课程标准》突出不同年段的特点，还应注意以下设计要点。一是创设适合情境，使学生入情入境，有话可说，有话可写。情境创设可以朝具体化的方向去思考，也可以朝生活化方向去思考。二是制造平等冲突，为学生制造对等的辨析空间。即每个话题都可以从两个方面找到理由，每次冲突，都可以说出合理与不合理的方面，这样才能充分激发学生思考与表达的欲望。5.综合性学习作业设计

《语文课程标准》指出：“语文综合性学习有利于学生在感兴趣的自主活动中全面提高语文素养；是培养学生主动探索、团结合作、勇于创新精神的重要途径，应该积极提倡。”而综合性学习作业，正是综合性学习活动的指针。

上述案例为六年级语文上册综合性学习《轻叩诗歌的大门——诗海拾贝》的一项作业。设计者选取一个学习角度，让学生结合自身实际，根据自己的兴趣爱好，选取一个角度开展学习活动。尽管选取的“研究点”小，但具有很强的针对性，并且设计了可供参考、具有很强操作性的作业，引导学生“利用图书馆、网络等信息渠道获取资料”，“策划简单的校园活动”，开展同伴互助学习，体现了自主、合作、探究的学习方式。问题2 小学语文毕业考试试题案例

冷静审视教育评价现实，中小学评价与考试制度和全面推进素质教育的要求还不相适应，突出反映在强调评价的甄别与选拔功能，忽视评价的改进与激励的功能；注重学习成绩，忽视学生全面发展和个体差异；关注结果而忽视过程，评价方法单一等。因此，应以考试命题引领广大教师了解评价与考试制度的改革方向和要求，转变传统的考试评价观念，确立正确的教育思想，切实改进课堂教学方式，全面提高 【案例解析】

上面是泸州市江阳区某年小学毕业考试语文（书面）试题。此套试卷不仅在表现形式上大胆创新——让学生畅游在“语文乐园”中愉悦地答题，更重要是的，它清晰地折射出新课程积极倡导的科学教育发展观，蕴涵着以人为本，全面推进教育创新的诉求。首先，凸显新课程价值取向：由“知识中心”教育向“能力中心”转变。整个卷面，纯知识性、死记硬背型的题目较少，强化运用，注重能力的检测。其次，关注人的主体性之灵魂——创造力的培育。本试卷在这方面主要体现在探究精神的激励和作文创新的表现上。

第三，凸现完美生命的最高层面：情感态度与价值观的生成。整个试卷体现出浓厚的意味，无论考试的乐趣，对自然的审美愉悦，健康心理的调适、引导，还是对人（残疾人）的尊重、关爱，对人的细腻心思的体验等，都体现出命题者的理念与呈现意图。【对策建议】

命题制卷是一门集理论性、实践性为一体的艺术。教师应本着“符合当地教育、教学具体实际情况为主，吸取外地测试卷中的先进、可移植的模式和内容”的原则，扎实开展富有当地特色的命题制卷研究，不断提高命题制卷的能力。

1.改革命题内容，让书面文考切实体现素质教育要求 多少年来，书面文考一直有两大局限：一是学科本位，二是知识本位。我们要做的尝试就是改变这两个弊端，超越这两个局限，增大学科学习能力（包括方法）检测的含量，渗透学科学习所积淀的情感态度与价值观的检测，使命题内容体现积累性、综合性、实践性和开放性。

（1）积累性。语文的基础知识、技能、能力、态度、习惯就是语文的根，是学生“积累”的重要内容。命题的基础性就是要命题者立足文本，夯实基础，围绕识字与写字、积累与运用、感悟与理解、想象与表达、习惯与方法等方面来命题。

（2）综合性。语文课程应致力于学生语文素养的形成和发展。语文素养是语文知识、语文能力、语言积累、思想情感、思维品质、审美情趣、学习方法、学习习惯的融合，具有较强的综合性。因此，语文考试的命题应减少单个知识点的试题，努力加强整合，在有限的试题中考查学生全面的语文素养，以促进学生语文素养的全面提高。

（3）实践性。《语文课程标准》强调教师要在教与学的实践活动中引领学生走进生活，参加生活实践，注重亲身经历。教师在命制检测题时应将“引领学生贴近生活、参与生活”的理念贯彻到检测题目之中。（4）开放性。开放性的检测题能有效培养学生的开放思维和创新能力，张扬学生的个性，挖掘学生的学习潜能，激发学生的求知欲，使学生在愉悦的解题中完成考试。

2.创新检测题目呈现方式，使书面文考焕发新的生机

书面考试要改变刻板、严肃、公式化的面孔，以生为本，关注学生答题的心理感受，这是我们改革检测题形式的基本着力点。经过思考与探索，我们认为，新课程下的书面命题形式应体现出以下一些特性：情境性、生活性、开放性、游戏性等。将这些特性在试卷上灵活地展现出来，书面文考也将变得富有生趣，充满生命活力。

（1）情境性。新课程主张教学在情境中展开，教学检测（考试）是教学活动中的一个环节，也应该遵循情境性原则。考试题设置体现情境性，让学生身临其境，激发学生答题的积极性，唤醒旧有的经验储备，能让学生快速认真地进行考试。（2）生活性。命题要体现出学科知识在真实的生活中是有用的。考试实际上就是学生把自己在课堂、书本上所学知识应用在生活实践之中，只是检测题上的“生活”与“实践”是模拟的，或者是真实生活的再现。（3）开放性。直面生活的问题往往是没有唯一答案的，命题也要正视这一客观现实，将书面文考的一些题目设计成开放性的题，让情境富有开放性，思维具有开放性、创新性，这样问题的答案自然也就体现了多元性。（4）游戏性。新课程主张的考试，要还学生以轻松与快乐，不要搞得过于可怕与紧张。命题时除了将一些题目设计成好玩的活动外，还可以将整套试题设计成一个完整的活动，体现游戏性特征，即让学生做这套题就仿佛经历了一次活动，做了一些游戏，在不知不觉中答完题，而后感到考试过程是快乐的，富有情趣的。只要我们在命制检测题时，以新课程理念为指导，就能冲破“分数窒息”的禁锢，命制出有创新性的具有时代气息的检测题，这样不仅能激发学生的学习积极性，培养学生的创新能力，还能推进素质教育的有效实施，促进学生全面、和谐、可持续地发展。