材料先进制备技术课程论文(通用9篇)
微胶囊相变储能材料及其制备技术研究进展评述
摘要:相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来储热。微胶囊相变材料(Microencapsulated Phase Change Material,MCPCM)是应用微胶囊技术在固—液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料。在固液相变材料表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的复合材料。本文介绍了微胶囊相变材料及其结构组成、性能;综述了微胶囊相变材料的制备工艺、研究进展和应用领域;分析了各种制备方法的优缺点,并指出了制备微胶囊相变材料中存在的问题及今后的发展方向。
关键词:相变材料;微胶囊;复合材料;制备工艺 概述
1.1相变储能材料简介
1.1.1相变材料的含义
相变材料主要利用其在相变过程中吸收或放出的热能,在物相变化过程中与外界环境进行能量交换(从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量),从而达到能量利用和控制环境温度的目的。物质的存在状态通常有三相:固相、液相和气相。当物质从一种相态变化到另一种相态叫相变。相变的形式主要有四种:固一固相变;固一液相变;液一气相变;固一气相变。当一种物质能够发生四种相变中的任意一种相变时,都可称为相变材料。如果从发生相变的过程来看,这种相变材料在吸热和放热的过程中,能够把热能储存起来,并对其周围环境温度调节控制[1]。1.1.2相变材料的特点
热能储存的方式一般有显热、潜热和化学反应热只种。相变材料是利用自身在发生相变过程中吸收或释放一定的热量来进行潜热储能的物质,该材料是通过材料自身的相态变
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透。MariaTelkes博士从1950年就着手对相变材料进行研究,他发现化学物质硼砂可以把十水硫酸钠过冷度降低将近3℃,并预计测出了该材料的相变次数可以达到2000次。在工程建筑应用方面,美国科学实验室已成功研制一种利用十水硫酸钠共熔混合物做相变芯材的太阳能建筑板,并进行了试验性应用,取得了较好的效果。美国的Dayton大学的J.K.Kssock等人将十八烷做为自己的实验相变材料,采用了浸泡法制成相变墙板,然后建筑一广一个相变墙实验房和一个普通墙实验房进行比较,试验显示出相变墙板房内的温度相对来说比较平稳,如果将相变墙应用在实际建筑物中,可以适当的提高居住的舒适性、削减电力的高峰负荷。
目前在研究的发展趋势中,相变材料的研究主要表现为:开发复合储热材料;研发复合相变材料的多种工艺技术;纳米技术在复合相变材料领域的深入应用。
1.2相变材料的微胶囊化
如何将相变材料进行有效的包装,一直是相变材料研究领域的研究热点。较为先进的纳米复合法是将纳米材料的界面效应和较大的比表而积与相变材料的优点结合在一起,可制得高传热效率的复合相变材料。目前,微胶囊可以较好解决相变材料在流出和外渗方面的问题。目前,在微胶囊相变材料的制备过程中,很多人选用了三聚氰胺甲醛树脂(MF)、脲醛树脂(UF)作为壁材,所制备的微胶囊在某些性能方有较好的表现:强度较高、耐热性能好。
1.2.1微胶囊技术
把固体或液体用某种膜材料包覆起来,然后形成微小粒子的技术,称之为微胶囊封装技术。球形微粒芯材在升温时,由固态时转变为液态,但外层包封的高分子薄膜层仍保持其固态,因此材料的外貌形态仍为固态颗粒。微胶囊包覆芯材,外层的壳物质称壁材;被外层壳材包覆的囊心物质称芯材。芯材可以是由单一物质组成,也可以是由混合物质组成;它的形态可以是固体、溶液、水分散液或油剂,也可以是一些特定的气体。微胶囊的粒径大小在l~1000微米范围内,它的微观形貌通常需要借助电子显微镜才能观察到。相变微胶囊技术是一种新工艺,它在化下、民药、农业等领域己经有了较大的发展,并且在科研领域中得到了越来越多科研人员的重视。微胶囊技术的应用前豪非常广阔,主要表现为以下
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潜热型功能热流体的基础研究工作,包括其制备、性能及传热机理目前受到关注。周建伟、黄建新等[2]在相变微胶囊的制备以及潜热型功能流体流动与传热的实验研究和理论模型等进行了探索,为潜热型功能流体的应用提供了材料的制备方法、基础实验数据和理论指导。
1.3.2纺织服装领域
自20世纪80年代,美国国家航空航天局(NASA)研究开发了微胶囊相变材料在热调节防护服装上的应用技术,微胶囊相变材料越来越广泛地应用于服装领域中,可以制成含有微纳米胶囊相变材料的调温纤维以调节服装及周边的温度,减少皮肤温度的变化,延长穿着的舒适感。鄢瑛[3]制备的以石蜡为芯材、脉醛树脂为壳材的微胶囊相变材料,通过丝网印刷技术,结合热固性聚氨醋网印粘合剂,将微胶囊涂布于棉布表面,以MCPCM在服装领域中的适用性为出发点考察其性能,同时考察人工汗液对MCPCM性能的影响和经涂布的棉布的热性能。将制得的聚脉型相变微胶囊和海藻酸钠共混纺丝,制备出相变调温海藻纤维,把海藻纤维制成透气且随外界温度变化的调温医用敷料等,对伤口的愈合速度与效果都有很好的辅助作用。张兴祥等[4]自1997年开始对相变材料微胶囊进行研究,将自行研制的MicroPCMS用于现有织物的涂层整理,得到在室温上下具有热能吸收和释放功能的织物,使用融熔复合纺丝工艺将直径为3μm左右的MicroPCMS添加到纤维内部,研制出含12%(质量分数)以上微胶囊的丙纶纤维,该纤维在人体感到舒适的温度范围内具有温度调节功能。1.3.3建筑领域
将微胶囊相变材料混人砖瓦、墙板及天花板等建筑结构材料中,可以进行太阳能储存,因此适合在温差较大的地区使用[5]。同时通过电力“移峰填谷”,也可以有效的缓解用电紧张。通过对相变墙板的储热性能进行研究,发现用95%的十八烷和5%的十六烷作相变材料,通过把装有PCM的聚乙烯小球加到石膏板中制备相变墙板,并对其传热性能进行了测试,在有该种相变墙板的实验房和普通石膏板实验房上作对比试验,得出了相变墙板的使用使得热负荷更平缓,辐射域更舒适,用电量下降,有削减尖峰负荷的可能的结论。美国研制成功一种利用十水硫酸钠低共熔混合物作储热芯料的太阳能天花板砖块,它不用普通的水泥而用聚脂粘接剂和甲基丙烯酸甲脂添加剂组成的高分子混凝土组成,并在麻省理工学院建筑系实验楼进行了试验性应用。同济大学建筑材料研究所采用正十二醇吸附有机
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体的原料配比要求不严。但是生产条件比较苛刻,难以实现工业化,且制备的纳米胶囊不可避免地夹杂有少量未反应的单体。界面聚合形成的壁膜一般可透性较高,不适于包覆要求严格密封的芯材。
2.2原位聚合法
原位聚合法制备微胶囊时,囊芯必须被分散成细粒,并在形成的分散体系中以分散相状态存在。此时,发生原位聚合反应的单体与引发剂在分散体系中的位置可能有两种情况,即在连续相介质中或在分散相囊芯中。虽然单体在体系中可溶,但生成的聚合物不可溶,故随着聚合的进行,聚合物沉积到芯材上,形成核壳结构。在原位聚合法制备胶囊的过程中,由于单体只由一相提供,反应速率不是很大。原位聚合法是合成MCPCM的较好方法。采用这种方法制备的MCPCM在形貌、热性能和胶囊致密性等方面都能达到使用要求,能合成得到1μm以下的相变胶囊。
北京航空航天大学饶宇及东华大学罗燕等人[7]采用原位聚合法工艺22烷微胶囊相变储能材料,通过该方法可以制备出密封性以及机械强度均较好的微胶囊。在芯材液滴表面上,相对低分子量的预聚体通过缩聚反应,尺寸逐渐增大后,沉积在芯材液滴表面,由于交联及聚合的不断进行,最终形成固态的微胶囊壁。
石蜡是一种常用的相变材料,熔点为45~75.9℃,熔化热为150~250kJ/kg,具有储热能力,强、相变温度能通过分子量控制、相变行为稳定、价格低廉等优点。北京航空航天大学章文等人[8]以石蜡为囊芯,眼醛树脂为囊壳,通过原位聚合法制得了微胶囊。研究了腮醛预聚体的生成和脉醛预聚体的固化2个阶段的工艺条件对微胶囊形成的影响。显微观察微胶囊形貌完整。涂膜隔热性能测试结果表明,该种微胶囊具有明显吸热性能,可作为隔热添加剂使用。通过原位聚合法制备了石蜡相变微胶囊,可以有效地防止石蜡的泄漏,同时可以将石蜡的完全亲油性转变为具有一定的亲水性,改善了石蜡的使用性能,为石蜡作为相变材料的使用提供了试验基础。
2.3复凝聚法
复凝聚法是以两种或多种带有相反电荷的线性无规聚合物作为壁材,然后将芯材分散与其水溶液中,在适当的pH值、温度和稀浓度条件下,使带相反电荷的高分子材料之间发生静电作用而相互吸引,导致芯材的溶解度降低并分成两组,即贫相和富相,其中富相
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Maria等人[10]短链脂肪酸为芯材,阿拉伯胶和麦芽糖糊精为囊壁,用喷雾干燥法制备了MCPCM,由于乳化不均匀导致产物粒径分布较宽,在0.05~550微米之间,部分微胶囊表面有明显的下陷。
2.6溶胶—凝胶法
溶胶一凝胶法主要用于制备以金属氧化物或非金属氧化物为囊壁的MCPCM。可采用溶胶一凝胶法制备MCPCM,在相变材料表面包覆金属氧化物或非金属氧化物的凝胶,从而提高了该类相变材料的机械强度和阻燃性。
2.7电镀法
电镀法主要用于制备以金属薄膜作为囊壁的MCPCM。以粒径为0.5~4.0 mm的金属铅粒为相变材料,用电镀法在其表面镀上厚度约为10~100μm的镍膜,具体是将铅粒置于旋转的电解槽中进行电镀,根据法拉第定律,囊壁即镀层的厚度可以通过电镀的时间来控制。
2.8新型制备方法
由于普遍采川有机高分子为胶囊壁材,其导热率低,且与其它建筑材料相容性较差,给实际应用造成了一定困难。武汉理工大学马保国,金磊等人[11]介绍了一种新型有机一无机相变储能微胶囊的制备方法,即采用无机层状硅酸盐材料和碱性硅酸盐溶液为壁材、有机相变材料十八烷酸为基材,先制备半包覆结构的相变胶囊,再加人碱性硅酸盐溶液进行第2次包裹。结果表明:采用无机层状硅酸盐材料、相变材料、碱性硅酸盐溶液比例为1:2:4时,其包裹效果较好,经无水乙:醇溶解实验后,其有效相变材料损失量为4.37%热失重实验结果表明其中相变材料有效含量为37.4%,而DSI实验结果表明微胶囊中有效相变材料35.04%,存在差异的原因可能在于碱性溶液与相变材料的酸碱反应所致。
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参考文献
关键词:储能材料与制备技术,课程建设,教学改革与实践
一背景
能源是人类赖以生存和发展的基础, 是实现社会经济可持续发展的重要物质保障。我国能源建设面临人均能源相对不足, 能源工业技术落后, 环境污染日趋严重等问题。随着工业化和城镇化进程的加快, 尤其是经济高速发展, 能源需求量大幅度增加, 能源短缺问题日益凸显。大力推动节能技术进步, 加强节能监管和服务体系建设, 提高能源有效利用率, 开发利用新能源和可再生能源, 是我国能源可持续发展的基本方向。“十二五”期间, 我国已把新能源产业列入到了国家重点支持的七大领域之一, 不但得到了国家政策支持, 各地方也制定了很多优惠政策鼓励企业发展新能源产业。中国矿业大学是能源与矿业领域的高层次人才培养和科研开发基地, “实现以能源资源领域为主的多学科协调发展, 力争建成特色鲜明、国际一流的高水平矿业大学”是我校的中长期发展战略规划目标。为了适应时代发展需求, 抓住行业特色育人, 培养高素质创新型人才, 经过反复的调研和酝酿, 借鉴众多的国内外大学经验, 并结合学校《关于进一步深化教育教学改革, 努力推进创新人才培养的若干意见》的指导意见, 对我校理学院应用物理学专业、光信息科学与技术专业2008版培养方案作了调整, 增设了“储能材料与制备技术”这一门新课程 (适用于2009级、2010级及2011级) ;在2012版新培养方案中, 该课程进一步改革调整为“双语”教学课程。该课程的设置是在“以人为本, 夯实基础, 强化实践, 注重创新, 突出特色”的高等教育教学指导思路及学校《关于进一步深化教育教学改革, 努力推进创新人才培养的若干意见》的指导意见下对应用物理学专业、光信息科学与技术专业创新型人才培养体系相关课程建设的一次改革;旨在培养既符合“高等教育人才培养目标”, 又能够体现中国矿业大学能源特色和物理学科优势的且具有扎实的理科基础、拥有国际视野的高素质创新型能源科学后备人才。
解决能源可持续发展的方法之一是开发新材料、新技术, 最大限度地实现高效节能, 促进低碳经济的发展。能量转换与储存技术是一种正逐渐受到国内外越来越多的关注的新型节能技术。研究价值高、应用前景广阔的新型储能技术, 已受到企业界和科学技术界的密切关注, 成为国际能源界研究热点之一。目前, 各国均处于储能产业应用的初级阶段, 我国与国际先进储能技术水平的差别不大, 加大储能技术的研发力度有助于我国在未来的能源技术竞争中占据有利地位。本课程讲述了能量储存的基本原理, 储能材料的基本特性, 介绍了电能、热能、化学能和气体水合物等储存与应用技术, 着重对一些如冰蓄冷空调技术、电能储能技术、蓄热供暖技术、气体水合物储能技术和化学能储存技术等成熟技术及其应用进行了论述。本课程涉及储能技术在日常生活、建筑节能和新能源技术开发及交通等领域的主要研究与应用。
二国内外及校内现状
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用和转化规律的自然科学。其基本理论渗透于自然科学的各个领域, 广泛应用于生产技术, 是其他自然科学和工程技术创新的源泉。物理学基础理论知识是学习“储能材料与制备技术”课程的重要基础, 然而国内外高等学校主要在能源、环境、化工或材料类等专业开设“储能材料与制备技术”或类似课程。凭借物理理论知识的优势研究新能源的应用是中国矿业大学理学院物理科学与技术系加强理论联系实际, 提高学生应用能力, 拓展学生就业创业空间的一次探索。随着经济全球化趋势日益加强、国际交往日益频繁, 许多物理类专业毕业生进入能源类外企就业;为了便于国际交流, 了解国外动态, 熟练掌握外语工具十分有必要。
中国矿业大学理学院物理科学与技术系有应用物理学和光信息科学与技术两个本科专业。应用物理学专业是江苏省特色专业, 主要以力、热、光、电、声和近代物理等综合物理测试技术与计算机信息技术密切结合的智能化测试技术和光电测试技术为专业方向。光信息科学与技术专业主要以光信息、光电子科学领域中的理论和应用技术为专业方向。通过本课程的学习能使学生了解能量转换与储存技术;探索新型节能技术的储能材料以及相关制备技术;了解能量储存的基本原理、热力学基础, 储能材料的性能要求、选配方法及热物性测定;掌握电能、机械能、热能、化学能和水合物储能技术原理和技术特点, 为以后进一步学习打下一定的基础。由于我校缺少该课程的建设经验, 在教学内容、教材建设、与其他课程的内容衔接等教学体系建设方面都存在着一些问题需要解决。
三教学建设与改革
1. 多媒体课件和双语教学
本课程具有内容多、涉及知识面广、图表多等特点。类似储能水电站、制冰机、储能焊机、压缩空气动力发电机、蓄热式电采暖、燃料电池和新型能源汽车等的动态原理仅用语言很难讲解清楚, 学生也难以理解。多媒体可以借助图像、视频、音频、动画等元素将抽象内容具体化、形象化, 将枯燥内容生动化、有趣化, 开阔学生的视野, 让学生对其产生感性的认识。双语教学即同时使用两种语言讲授本课程。对于应用物理学和光信息科学与技术专业的本科学生来说, 外语是工具而不是目的。双语教学的目的, 是通过本课程系统的课内讲授和课外学习, 提高学生与物理专业有关的查阅外文资料能力和科技外语交流能力。大四学生的英语基础相对较好, 绝大多数都获得了大学英语四级证书, 在授课过程中学生基本上可适应双语教学, 所以容易取得预期的教学效果。双语教材直接影响教学的质量和效果, 因此我们将参考国内外著名的“储能材料与制备技术”教科书, 自行编写适合本校学生的教材。此外, 学校应加强双语教学师资的培养以促进双语教学的发展和保证双语教学的质量。
2. 优化教学内容
本课程内容涉及暖通、空调、建筑、热工、化工、能源和环境保护等相关领域, 可选取的教材版本较少、国内现有教材老化、远离前沿, 需及时更新教学内容。中国储能网汇聚最新储能科研及技术成果、示范项目及储能业界经济动态, 但并没有整理相关研究的教学书籍。如最近澳大利亚科学家用石墨烯制造出致密超级电容, 其能量密度为现有超级电容的12倍, 可广泛应用于可再生能源存储、便携式电子设备以及电动汽车等领域, 这些最新研究成果应及时传授给学生。本课程内容涉及大量物理学基本原理和规律, 强调物理学与技术的结合, 然而现有教材侧重从技术应用的角度展示物理学, 并未从物理的角度全面深入地解释说明。如高温超导磁悬浮飞轮储能技术涉及高温超导材料、迈斯纳效应、磁悬浮原理、转动惯量和转动动能等基础物理知识, 很少有教材详细讲解。本课程内容在储能元件、储能材料制备技术方面亦有待进一步补充和完善, 尤其应增加综合性、设计性实验以及自主创新性实践内容, 培养学生的创新精神和实践能力。
3. 加强案例教学
案例教学作为沟通基础理论与实践之间的桥梁, 在教学中被广泛采用。教师可选择在课堂穿插案例, 也可以选择在章节总结时分析案例。前者帮助学生消化和掌握所学理论知识, 后者考查学生综合运用本章基本理论知识。如在学习热能储存技术的应用时, 可以市场上出现的储能式冷热两用保温餐具为案例进行分析讨论, 逐步分析出相变储能材料在相变过程中都要吸收或放出相变潜热的原理进行蓄热。教师重点讲述相变潜热的基本原理, 阐明物理基础原理和应用之间的联系。这样既可以开阔学生的学习视野, 丰富专业知识, 也有利于培养学生独立解决问题的能力, 巩固教学成果。
4. 教学与科研结合
高校提供了教学与科研双重任务的平台, 教学与科研相互渗透, 教学为科研提供需要和基础, 科研又为教学质量的提高提供方向和保证。中国矿业大学为教师和学生创造了良好的学习环境和研究平台, 大力支持资助大学生实践创新训练计划项目, 使教师和学生在教与学中共同提高知识水平和研究能力。中国矿业大学理学院新生入学后学院为每一名本科生都配备了成长导师, 为学生提供个性化和专业化指导。这些措施为教学和科研的结合提供了便利条件, 使“研究为本的学习”成为可能。结合学校科研平台和理学院物理专业优势, 大四学生完全可以开展储能材料的数值模拟与设计和性能实验测试。尤其要注重碳相关材料储能机制研究, 可以充分体现学校的办学特色。
四结束语
新型高效能量转换与储存是节约和利用有限能源的重要手段之一, 在日常生活和工农业生产中日益发挥重要作用。双语教学不仅可以获取储能相关知识, 还可以进一步培养和提高学生运用外语的能力。结合中国矿业大学理学院物理科学与技术系学生实际情况对教学内容、教学方法和教学手段等进行改革, 增强学生实践与创新能力。在教学活动的同时开展科学研究, 以科研成果支持教学改革, 实现教学与科研的互动、相长。
参考文献
[1]樊栓狮、梁德青、杨向阳.储能材料与技术[M].北京:化学工业出版社, 2004
【摘要】大学专业课程内容的设置应当以学科特色为出发点,结合行业发展趋势,兼顾产业现状和升级需求,体现课程的差异化和特色,从而提高人才培养质量,为学生们的终身学习和未来发展奠定基础。
【关键词】高等教育;专业课程;内容设置
中图分类号:TB30-4;G712
《先进材料连接技术》是焊接技术及工程专业或者材料加工工程专业的一门专业特色选修课,主要介绍常用先进材料的应用、焊接性问题及解决方案。课程的教学目标是,通过课程的学习,学生们将了解先进材料的发展趋势,了解先进材料连接技术的发展现状,掌握常用先进材料的结构和性能特点,握常用先进材料的焊接性以及常用解决方案。为了实现上述教学目标,在课程内容设置上必须解决好以下几个问題。
首先,需要明确材料体系的选择。先进材料是一个比较宽泛的概念,目前还没有一个明确的定义。随着国内外对材料研究工作深度的增加,对材料结构和性能的理解不断加深,一些新材料不断涌现。但是这些新材料的研究工作还不够系统,有些研究结果还存在一些相互矛盾的地方,因此并不完全适合作为教学内容。考虑到我校以交通运输及载运工具为学科特色,以及载运工具的轻量化行业发展趋势,确定了载运工具轻量化材料为课程内容选择的主要原则。据此确立了铝合金、钛合金、镁合金、陶瓷、异质材料等作为课程的主干。
对于每一个材料体系,其中包括的材料种类也是非常多的。例如铝合金中就包括了不同强化类型的铝合金。而不同类型的材料具有不同的组织特征和性能特点,这造成了他们焊接性的上独特性。受到教学时数的限制,考虑到载运工具轻量化的原则,同时注重联系行业实际,在具体材料的选择上确定以飞机、汽车和高铁制造业中最常用的相应牌号材料为课程的分支。
其次,需要明确各材料的连接方法。材料的连接方法是个非常广泛的概念。常用的连接方法包括粘结、铆接、栓接、焊接等。对于焊接方法还存在固相焊、液相焊、固液两相焊三大类方法,每大类焊接方法中又包含很多具体的焊接技术。考虑到载运工具的制造技术现状及发展趋势,选择了焊接方法。而对于具体的材料体系,主要选择在行业中应用最多的焊接技术。
此外,同时兼顾目前最常用的焊接技术以及未来产业涉及可能采用的焊接技术。这样的课程内容设置有利于提高人才培养质量。现代高等教育已经逐渐成为大众化的教育,专业课程教学必须适应学生的发展,为学生的成长提供营养。现代科技知识急剧膨胀、科学技术日新月异,经济全球化和产业不断升级,这些对学生们提出了新的机遇和挑战。为此,课程内容应该加强与社会和产业发展的相联系,并保持开放性和灵活性,为学生们的终身学习和从事未来的专业活动奠定基础。
最后,还需要明确本课程与其他课程的联系与区隔。本课程中涉及了多种载运工具中使用的轻量化材料。教学目标中需要学生们掌握这些材料的焊接性问题及解决方案。这些内容与先修课程《金属焊接性》、《电弧焊基础》、《高能束焊接》等貌似存在较大的重叠部分。因此,使学生们了解这些课程内容之间的连续性和区隔十分重要而且非常必须。否则,容易降低学生们的学习热情,降低教学效果。
我校焊接技术及工程专业的课程体系设置兼顾了学科分类和学科发展的需求,以培养学生的工程应用能力为特色,着力培养适应国家和区域经济发展所需的高级应用型人才。《金属焊接性》是专业基础课,主要介绍金属材料在熔焊条件下,有关化学和物理冶金方面的普遍规律,及在特定条件下金属材料的焊接性。《电弧焊基础》是专业核心课程,主要介绍焊接电弧的基础理论知识和常用电弧焊技术的基本原理、冶金特点和工艺成形特点,包括CO2气体保护焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极氩弧焊、埋弧焊等电弧焊技术。《高能束焊接》是专业特色选修课,主要介绍激光束、电子束和离子束三种高能束的焊接原理、工艺及适用范围。这三个课程本身是有一定联系并且有自身的显著特色。《金属焊接性》主要介绍的是材料在熔焊条件下的冶金反应及冶金缺陷的防治。涉及的工艺方法是低能量密度的传统熔焊方法,主要关注的是材料的冶金反应特性,不涉及或者很少涉及焊接方法的影响。《电弧焊基础》主要介绍常见焊接方法的冶金特点和工艺成形特点。重点关注的是常用传统熔焊工艺方法对焊接成形的影响,模糊了材料的特征,形成了与《金属焊接性》的区隔。《高能束焊接》主要针对的是高能量密度的三种焊接方法,其焊接原理、冶金特性和工艺成型特点都与低能量密度的传统熔焊方法有显著不同,从而形成了与《金属焊接性》和《电弧焊基础》的区隔。《先进材料连接技术》是针对的是不同先进材料的焊接性问题及解决方案,具有一定的综合性质。其中涉及到的部分材料的焊接性问题,在《金属焊接性》中有提及。为了解决先进材料的焊接性问题,提出了一些解决方案,涉及不同的焊接方法,这与《电弧焊基础》和《高能束焊接》相联系。但是,本课程基于载运工具轻量化的产业背景,针对轻量化材料的组织性能、焊接性和解决方案进行一体化的介绍分析,具有很强的产业背景和针对性。针对具体的材料体系,由产品需求为引导,确定对材料组织性能和焊接结构性能的需求。由此需求分析各焊接方法的适用性及容易出现的焊接缺陷及解决方案。辅助以实际应用案例,帮助学生们综合理解、应用、拓展、探究所学的专业知识,培养学生们发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生们的终身学习和未来发展奠定基础。
参考文献
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基金项目:上海工程技术大学《先进材料连接技术》课程建设项目(No. k201605003)
校本课程的设置,是国家基础教育课程管理的一个重要组成部分,是国家和地方课程的主要补充,对教师、学生的发展具有十分重要的意义。随着基础教育课程改革的纵深发展,校本课程逐渐成为中小学的生动实践。它的开发与实施已成为二十一世纪课程改革的热点、难点和重点问题。我校实施的校本课程,体现了有利于学生的个性发展和全面发展;有利于提高教师专业素质,促进学校特色的形成和整体发展;有利于立足校本,突显办学特色,科学有序地进行校本课程资源的开发,有力地促进校园文化的建设。作为一名教师,我面对这一新兴课程,做到了敢于尝试,勇于实践,收到了显著效果。以下为我在校本课程方面取得的一些成绩:
一、认真接受培训,确立了校本课程新理念
在校本课程开发的过程中,我充分认识到校本课程开发的必要性,校本课程是国家基础教育课程体系的重要组成部分,是根据国家、地方、学校三级课程管理要求结合学校教育资源办学特色等要求开发的,满足学校对学生发展的具体要求而设置的课程。它与国家、地方课程有机结合在一起,对实现课程模式的多样化和课程结构的优化起着不可估量的作用。校本课程是各个不同学校对国家、地方课程的必要补充,遵循一切为了学生发展的基本理念。校本课程可以针对学校、学生实际发展水平的差异及时做出调整,切实根据学校的办学特色、学生的兴趣、爱好、特长和教师的特点,有效的安排教学内容,保证教育目标的实现,从而更好的促进学生全面、自主、协调的发展。校本课程与国家、地方课程相互依存、互为补充,对丰富和充实课程体系具有重要的现实意义,校本课程对于学校争办特色学校,丰富学校校园文化,实现教育资源的整合具有指导意义。
课程改革,成也教师,败也教师。我积极参加新课程标准的培训,了解新课程结构。做好校本课程开发的思想准备工作。学习新课程中的教育教学新理念、研究与探讨教学新模式,在新课程的实施中促进教师的专业化发展。
培训中,我认识到学生是新课程实施的载体,要了解新课程结构,以及学习方式的转变。单纯的接受式学习不能满足新课程的需求。校本课程和研究性学习需要探究式、研究式的学习方式。指导学生学会设计自己的生涯计划及发展自己的兴趣爱好,指导学生选择适合自己发展的课程。
二、注重完善自我,切实增强了课改能力
工作中,我注重通过互联网、教育理论专刊等途径积极接触课程改革的新理念,注意积累相关校本课程资料,为学校新课程改革积累经验,努力学习新课程理论,用理论来指导实践,并有意识地在课堂教学实践中贯彻实施。行之有效的结合我校的实际,深入思考,充分收集、挖掘本地的各种资源,促进校本课程开发实验。探索校本课程新模式,在实践新课程理念的过程中,认真撰写学习心得体会,撰写教学论文,大胆开展校本课程教学研究活动,这些,大大增强了自身推动新课程改革的能力。
三、立足本校实际,开发校本课程
在开发校本课程伊始,选择什么样的课程既能适合学生,又能与本校的实际相符,是摆在大家面前的一个共同问题。我就以独特的视角,捕捉身边的课程资源,来进行课程开发。
校本课程是伴随着学生的自我成长不断发展与丰富的。多年来我一直坚持“校本有特色,生生有特长”的办学理念,把校本课程的特色创建作为提升素质教育质量的重要工作来抓。
1、结合家乡实际,开发了具有本地特色的校本课程《生姜的种植与管理》。
我校所在的自然村东新庄为我县有名的生姜之乡,这里周边的自然村几乎家家都种植生姜,学生家庭收入也主要来自于生姜。因此,我校学生对生姜具有很深厚的感情,针对这种实际情况我们开发了《生姜的种植与管理》的校本课程,学生们对这门课程由于有较深厚的了解,因此热情极高。
2、着力普及英语教学。针对英语教学知识抽象,学生学习难度大的特点,我们强化对英语教学模式、教学方法的改革和探索,使其符合学生的语言学习规律,从而有效地提高了学生的英语知识和口语表达能力,使我校的英语学科逐步成为优势学科和特色学科。
3、读书活动常抓不懈。几年来,我校把读书活动作为一项系统工程来抓,在读书活动中,我校把读论语、诵诗词、背三字经、写阅读笔记作为读书活动的重点,在低年级开展了每天一首诗词,中高年级每周一篇阅读笔记,均取得了良好效果。
4、阳光体育丰富多彩。我校十分重视阳光体育活动的开展,做到了因地制宜,丰富多彩,特色鲜明。我校的花样跳绳做到了常抓不懈,场面壮观,气氛热烈。
5、人文环境独具一格。每逢夏季,争奇斗艳的鲜花、笑脸绽放的向日葵、随风摇曳的葫芦、种类繁多的树木,温馨和谐的警示牌等,映衬出宁静典雅、内蕴深厚的人文气息。教学楼内,各具特色的班级文化等,无不映射着师生的聪明才智,美好心灵。
四、勇于实践,检验效果
在校本课程建设中,我逐步克服困难、创新思路,探索出校本课程实施之路。
一是克服师资配备不足的难题,塑造双师教师。教师不是全才,对于专业
性比较强的校本课程是很难胜任的。比如《生姜的种植与管理》,我校除了校长外几乎无人能胜任。在这种情况下,我们采取走出去,请进来的方式,走出去就是到田间地头,请进来就是把学生家长——这些姜农请到学校来,这样既缓解了燃眉之急,又锻炼了学生和老师。
二是克服学习方式单一的缺憾,增加实践学习。以讲解为主的《走进历史名人》课堂教学模式比较单一枯燥,常常会冲淡学生的学习兴趣,时间久了学生就会失去对课程的新鲜感。基于此,我大胆带领学生走向社会,使学生的学习成果有了展示的平台。同时也使学生体验到了成功的喜悦,培养了学生学习刻纸的兴趣。
五、注重多元评价,喜获丰收
在实施校本课程初期,我采取了传统教学的评价体系,学期末给出分数,这不但忽视了学生日常表现,也制约了学生的发展。我经过反复思考、体会,最终借鉴综合实践活动的评价方式,建立了课程纲要、教学设计、教师、学生的多元评价体系。从不同的角度,不同的课程元素对课程实施分级评价。多元评价体系的建立,调动了老师参与课程研究与实施的积极性,激励了学生投身学习的信心,也促进了学校更全面、更客观的考核。而对学校、教师、学生的成长,都起到了非常积极的作用。可以概括为“三个提升”:
一是提升了学生的综合素养。校本课程的实施,使同学们的综合素养得到了提升。如《英语口语》课程使学生敢说、能说、会说,提升了英语语言表达能力。
二是提升了教师的专业水平。在校本课程的开发与实施过程中,我和大家边学习、边实践,利用自己的特长,设计了丰富多彩的教学活动,既丰富了学科和课程知识,又充分激发学生的学习兴趣,使自己驾驭课堂的能力迅速提高。
三是提升了学校的办学能力。实施校本课程之后,我校呈现出了一片生机勃勃的景象。在探索校本课程新模式的过程中,老师们精心编写课程纲要、教学设计,认真撰写学习心得体会,悉心总结教学的点滴,大胆开展校本课程教学研究活动,这些都大大增强了学校推动新课程改革的能力。
阿城区玉泉河南小学叶长生
我1996年毕业于哈尔滨师范校,从事教育教学工作已经13个年头,在我参加工作的第八年,正值全国上下开展新课程改革,使我的教育工作起了巨大的变化,经过了几年的课程改革的实践,无论是从教育思想,教育理念,还是教育教学方法都有了本质上的改变,走出了传统的教学模式,教育教学质量有了重大的突破。对于课改有着自己的体会。
教师职业实际上是一个充满挑战的职业,在教育的过程中教师自身背负着很重的压力,教师的意识与定位,大环境的影响与制约,使教育凸现了众多疑惑,暴露了众多问题,因此在自己的岗位上我们要快速适应教育教学的环境,认真学习现代教育理论,通过学习,结合以前自己学过的知识,融会贯通,树立起先进的教育理念,进一步端正对课程改革的态度,解决教育教学实践问题,提高教育质量,促进专业发展。新课程改革从根本上是以有利于学生的终身发展为出发点,以全面提高学生素质为目标,既是对我们提出了挑战,也是给我们提供了机遇。在这样的认识基础上,对新课程理解,接受,投入,实施,并根据新课程要求不断提高自身素质。我们要根据新课程改革的要求和宗旨,用创新的思维意识来拓展自己的观点和理念。
一、转变教育功能,将素质教育的理念落实到课程标准之中。全面体现 “知识与技能、过程与方法以及情感态度价值观”三位一体的课程功能,从而促进教育重心的转移。过去我们的教学只注重于学生知识的传授,教学的唯一标准就是看学生的成绩好坏,有了好的成绩就可以一俊遮百丑,而忽视了学生情感态度与价值观的培养。因此在我的语文教学中除了传授学生知识,更注重学生价值观的培养,教育学生有自己的观点,对是非的判断,对所遇到的事有正确的评价。
开始的时候,总觉着课堂上给学生讲的知识太少,学生没有学好,有些放不开,但是经过一段时间以后,我发现学生们对语文课文的理解有很大的提高,课堂上发言的同学多了。而且在课文的分析上还有很多不同的见解,他们敢说了会说了。课堂上老师不在象从前一样的满堂灌,轻松了很多。这使我对新理念有了更大的信心,并且坚定不移的贯彻三位一体的教学目标,工夫不负有心人,我所教的毕业班在2007年的语文毕业考试中取得了全镇第一名的好成绩。
二、加强对教学模式的研究,提高课堂效益
“课堂教学是实施素质教育的主渠道,也是实施新课程改革的主阵地。”学生的主要任务是学习,而要有好的教学效益的话,必须有一个好的教学模式,可以让学生的注意力集中在这套教学模式中。教学模式的更新与转变离不开学科的整合。改变课堂结构,提高课堂效率,进而提高教学质量。我在进行语文教学时,充分利用了学校的网络资源,对于一些学生不太了解的课文背景,利用网络查找相关的资料,并进行全班的交流。例如,在教学抗战英雄的单元里,由于年代比较远,学生这方面的知识很少,所以很难理解课文中任务的思想和行为,我就让他们利用微机课去找资料,回来后汇报,学生们找到了很多的资料,通过交流,对历史背景有里深刻了解,学习课文的时候就变得十分轻松,对文章的中心把握很准确,收到了良好的效果。
教学方法是一节课成功与否的关键,好的教学方法收到的效益往往可以很高。在课堂教学中,要帮助学生检视和反思自我,唤起学生成长的渴望;帮助学生寻找、搜集和利用学习资源,设计恰当的学习活动;帮助学生发现他们所学东西的实际意义,营造和维持学习过程中积极的心理氛围,帮助学生对学习
过程和结果进行评价,并促进评价的内在化,要善于捕捉和激发学生思维的火花和学习的灵感,发现和挖掘学生发展的潜能和性向。
给学生创造一个良好的课堂氛围,对于学生的学习也起着重要的作用,如果能让他们在轻松愉快的氛围下学习,每个孩子都会愿意跟随老师的思路去学习,不会产生厌烦的心理,课堂上,对于学生的回答以肯定为主,即使他答错了。也要对他的勇气做以肯定,这样就激发了学生回答问题的欲望,课堂变的活跃。
三、.加强合作学习,体现学生的主体地位
随着基础教育课程改革的逐步深入,以伙伴目标认同,个人责任互赖,成功机会均等,小组评价多向为基本特征的“合作交流”这一学习方式,已经成为课程标准所倡导的重要学习方式之一。在组织学生合作学习时,我关注以下几个方面:创设和谐的合作氛围,鼓励全员参与;提供合理的合作规则,培养合作意识;选择有价值的内容和时机,确保合作质量。交流前给学生一定的时间,让他们有所思考,有所感悟,激活他们的思维。同样,在学生合作交流时,我并没有袖手旁观,而是积极发现学生在合作交流里产生的问题,及时适当的指导和帮助。我还注意到学生的情感态度,积极参与到学生的合作中去,与他们共同探讨,让学生在合作交流中真正获得知识和技能,发展思维和开拓思路,提高学生交流的技能技巧。现在的语文课堂,每次的合作交流,都是以最少的时间获得了最大的效益。
几年的摸爬滚打,我从一个保守教育者历练成为一个具有全新理念和全新教学方法的改革型教师,并且取得了很多的成绩,我所教的班级在同年组的考试中始终名列前茅。荣获2006年阿城市先进班级体,在2007年毕业考试中获得全镇第一名。我本人也被评为哈尔滨市师德先进个人,阿城区优秀教师,阿
城区师德先进个人等荣誉。多篇论文获哈尔滨市及国家级奖励。2006年10月,参加了有哈尔滨教育局,哈尔滨教育研究院共同组织的“农村教师进名校”的教育研修活动。
新形式将给教师提出新要求,新世纪将给教师带来新的机遇和挑战,我会做好一切准备,用我全部的精力和热情为我们的教育事业,为我们的下一代做出更大的贡献。
新课程改革先进个人事迹材料
单位:玉泉河南小学
姓名:叶长生
金陵寺镇中心小学是一所有着60年历史的学校。学校在籍学生189人,教学班级6个,教职工17人。在深化素质教育中,新课程改革犹如一股清新的春风,吹进了金小,吹暖了全校师生的心扉,吹紧了教育发展的时代步伐。面对新课程改革,学校迅速转变观念,改善条件,完善管理,锤炼师资,落实目标,轰轰烈烈的开展新课程改革工作。随着新课程改革不断深入,我校教育教学质量逐年提高,先后获得商州区“平安校园”、“远程教育应用先进集体”、“教育教学工作先进集体,” “实施素质教育首轮督导评估优秀学校”,在商州区基础教育科研课题验收中,以我校为主体承担的科研课题《新课标下的评价观研究》获得“优良课题”等荣誉称号。如今的金陵寺镇中心小学犹如一颗璀璨的新星闪耀在美丽的熊耳山下。回顾探究发展之足迹,一切的一切无不倾注着金小人的心血。
一、完善机制,加快改革
为保证课改工作的顺利、有效进行,我校成立“金陵寺镇中心小学课程改革工作领导小组”,由校长杨娅娅同志任组长,教导主任、总务主任任副组长,骨干教师、教研组长等相关同志任组员,加强对课改实验工作的领导、组织、管理,协调全校课程改革实验工作。深入实验工作的第一线,集中解决课程改革中的重点和难点问题,保证课改工作的顺利进行和不断深化。在整个课改工作中我们始终做到:组织有保障,师资有保障,经费有保障,舆论有保障,理念有保障。
二、锤炼师资,优化教学
新课程改革是教师面临成长与成熟的一次崭新的挑战和机遇。新课程要求教师更专业化,教师是课程的组织参与者、促进研究的开发者,学生的帮助引导者,新课程实施的多样性、创造性要求教师是个决策者,而不再是一个执行者。因此,教师要拥有知识的综合与广博,要善于课程实施的管理和经验的积累。锤炼师资,是课程改革的关键,师资是新课程教学实验成功与否的关键。我校高度重视师资培训工作,按照“先培训、后上岗;不培训,不上岗”的原则,以抓好学校骨干教师的培训为切入点,以全员培训为目标,使广大教师能胜任新课程教学工作,确保课程改革实验工作顺利进行。
1、落实教师的学习需求。
建立教师阅览室,每年我们都要添置不少教师教学科研用书,方便教师在校学习,做到从报刊杂志中找名师,我们要求每位教师每学期要记学习笔记,学校定期进行检查,但这还不能完全满足教师的需要。比如,要开展公开课、主题队会,写计划、总结,搞课题实验等需要的一些材料不能随时查阅到,为了解决这个问题,让教师更加方便、省时,做起来又高效,我校配一间电子备课室,教师只要在百度网中打入中文去搜索需要学习的材料、课件等都可以随时满足教师的要求。
2、建立有实效的新课改学习培训措施。
每周三为集中教研时间,我们都安排90分钟的教科研学习时间,教师集中在多媒体教室,听专家新课改讲座,看名师在新课改中如何执教,我们要求教师从两个方面观察,在新课改的理念下教师怎样处理教材、怎样创设氛围调控课堂师生的感情,怎样指导学生学法,课堂中学生朗读能力、说话能力、质疑、释疑能力、探索新知能力、读写能力有哪些体现,我们应该怎样培养。看完名师录像,再组织教师小议,然后把名师的新课改观念迁移到课堂中实践,初步解决我们在课题实验中没有专家、名师的指导的困惑。
3、扎实推进课题实验。
我们以“边学习、边实践、边研究、边培训”的原则为出发点,形成“教师——班级——教研组”的横向交流体系。一方面加强理论学习,结合教学实际,深刻领悟新课程理念;另一方面坚持每周一次教研活动,教师交流一周来的收获、感悟与困惑,把在实验中遇到的新问题提炼成研究课题,有针对性地集中研究突破。针对课改的热点问题,2009我镇小学部确立了以我校为主体承担的科研课题《新课标下的评价观研究》。课题确立后我校积极成立组织机构,研究确定子标题,组织全镇教师积极参与撰写论文、教学反思、教学设计。在本商州区基础教育科研课题验收中获得“优良课题”。其次,我们还建立教科研常规管理评价制度,对教师的备课、写教案、听课记录,评课分析,总结交流和推广提高都做了具体规定。要求每个教师主动承担一项课题实验,主讲一次专题讲座,每期上一节优质示范课,写一份优秀教例和说课,写一篇水平较高的论文,通过每月一次检评,考核教师的教研态度和教研进展实绩。我校还认真开展师德教育周系列活动,开展“爱校爱岗,敬业爱生”的师德教育,以学养德,以学促行。通过学习,全体教职员工,想到一起,干在一块,彼此信任,在新课改实施过程中团结协作,形成了“精神讲奉献,工作比贡献”的良好队伍建设目标。
根据学校师资年轻化的特殊情况,我校加快了骨干教师的培养和教科研队伍的建设,落实课题研究,立足课堂,加强教科研工作和教学交流,深化教学模式、学习方式改革,提高教师教学水平和教学效益。积极鼓励教师学历提升,现已实现学校教师学历合格率100%,大专2人,本科13人,中师2人。学校同时又重视知识与能力并进,加强教师的新课改校本培训和骨干教师培养,努力提供并组织教师外出学习的机会。
新课改实施以后累计开设全校公开课100余节。杨娅娅、崔建超、田涛等多名教师撰写的论文在省级组织的论文评选中获奖;赵秀敏、王艳等多位教师多篇论文在市区级组织的论文评选中获奖。2009,我镇以我校教师为主力军在区级组织的论文评选中获优秀组织奖。
三、加强整合,应用提高
信息技术与学科教学的整合是信息技术应用于教育的核心。我校致力于让每位教师都围绕着信息技术与学科教学有机整合,将信息技术与学科课程的教与学融为一体,充分运用现代信息技术等手段进行辅助教学。不断提高了教与学的效率,改变传统的教学模式,提高教育质量。
1、加大投入,完善硬件设施。借“教育均衡”创建的东风,办公设备进行了更新,又新建了一个电子备课室。
2、积极开展现代信息技术的学习和应用培训。
3、加强了信息技术在学科教学中的应用。
4、加强课程资源开发力度,以提供必要的物质基础促进课改的实施。新课程的实施对于学校课程资源建设提出了更高的要求。特别是对于信息技术软、硬件装备提出了更高的要求,我们把信息技术的开发、利用工作作为课程资源开发的落脚点与突破口,全面优化课程资源。我们把握“分步实施、软硬兼顾、适度超前”的原则,加快信息化步伐。一是利用好电教教材,努力满足新课程实施的需求;二是加大校本素材的建设力度,制作出更多更好地适应学校校情的课件,充实学校的素材库。实践表明教师自制的课件更有针对性和实效性,更能够提高一个学校的信息教育水平。
四、特色拉动,提升品位
1、书画教育特色。我校成立书法和绘画兴趣小组,定时定期开展活动。以活动促提高,每年的环保绘画展,重大节日的“我爱家乡、我爱祖国、民族团结”等画展,结合不同教育主题的“反邪教、讲文明树新风、爱科学、地球妈妈”等绘画展,反映书画结合的手抄报更是全员参与,有“安全第一,诚信的形象、书海泛舟、美丽校园、春天在哪里”等多内容、多角度、多主题的优秀作品。以美辅德、以美益智、以美健体已成为我校素质教育的一项特色。
2、文体特色。我校以学生的个性、学生的健康,学生的活泼等发展为前提,以课堂教学为主线,以活动课,课外兴趣为平台的文体教育,培养了一届有一届学生的文体特长。我们有每年一次的田径运动会,“六一”文艺汇演,有不同主题的课本剧、大合唱、讲故事、主题班会、主题队会、队列队形、广播操、才艺展示、跳绳、演讲等比赛,为师生们乐于参与。
3、科技特色。以培养创新精神和动手能力为核心,大力开展科技创新教育,学校积极开展小发明、小制作、科幻画等活动,我校以科技教育为载体,培养学生的创新精神,已逐步铺就学生动手实践的成才之路。4、人文特色。学校利用校本教材——《经典诗文读本》一方面鼓励学生多读古今中外名文、名诗、名言和各类学科知识。另一方面大力开发学生的智力,让学生成为图书馆的常客,让优秀学生学会自我收集信息,吸取知识,为他们能在各类大赛中得奖,提供知识的源泉。近年来数学奥林匹克竞赛中,共有20多名学生获奖。其次我们在校园环境建设方面尽量做到让学校每一面墙都说话,让学校每项活动都有收获,让每个学生都有参与班级管理的机会,让每个学生都有一项特长,让每个学生都有一次印象深刻的社会实践活动,努力创设民主、和谐、优美的校园环境。
5、管理特色。推行科学化管理,人文化管理。我们认为一所好的学校,必然有一个好的教师群体,只有真正调动教师的积极性,听取教师的意见,多为教师在教育教学方面提供硬件平台,在晋升晋级方面一碗水端平,人非草木,学校布置的工作,教师一般都会积极支持。几年来,我们在全面提升办学质量,探索有效提质的管理体系方面积累了丰富的经验。
1 教学内容的创新
教材的内容大多知识体系都比较成熟、系统和严谨[4]。但是教材的内容更新缓慢,很难跟上国际科研动态,因此很难调动学生的学习兴趣,学生学到的知识也很很容易跟不上社会高科技的发展,致使在学生中出现 “考完忘完”的现象。随着科学的发展,在一些学科的交叉领域往往能檫出新的火花,而“复合”的灵魂就是可设计性,根据最终产品的性能需求,有目的的去选择原料进行设计。因此对 《复合材料及制备》专业选修课来说,教师的授课内容不能局限于教材,授课内容应该密切联系复合材料最新科研成果以及研究进展、研究热点,并且注意多举生活中的实例,让学生在津津有味的讨论生活新鲜事情的同时,学到有用的理论知识。例如,向同学们介绍陶瓷基复合材料时,可以讲述大家在切菜时用的陶瓷刀,其实就是Al2O3晶须增强Zr O2陶瓷,并列出陶瓷刀外观和内部结构图片,加深学生印象。大学教师在教学同时,往往还承担一些科研项目,我们可以结合自己科研课题向学生们介绍自己的一些科研方法、实验技巧等。例如工人师傅们在浇筑混凝土地基、路面、水下桥墩时,由于混凝土所处环境不同,致使混凝土的水化、硬化发生变化,如果在混凝土中加入不同添加剂,就可以使混凝土适应在上述环境中的应用。这样既丰富了教学内容,又提高了学生的学习热情,开阔了学生的视野,而且学生在路边看到马路或大桥时,还能想到水泥水化、硬化成桥梁的情形,培养了学生解决问题的思维,使学生们在毕业后的工作中更能得心应手。
2 教学方式的创新
2. 1 教学模式创新
传统灌输式教育使得学生处于被动的学习地位,尤其对于个性十足的 “90 后”,难以调动他们学习的积极性,使得教学效果不明显。《复合材料及制备》课程教学方式的改革应围绕怎样让学生主动去学习进行。在复合材料及制备课程的教学过程中,结合我校无机非金属材料工程专业实际,可采用下面三种方式。
( 1) 教师启发式。所谓师者,传道、授业、解惑也,因此教师是学生学习的合作者、参与者和引导者。在进行 《复合材料及制备》课程教学时,采用启发式教学方法,在具体讲授复合材料时,多采用设问的方法提问,注重培养学生的创新思维能力,引导并激发学生的创造力,促使学生从接受型向探究型转变。这样有利于培养学生独立思考、解决问题能力,同时教师的负担也减轻了。( 2) 教师学生互动式。教师学生互动式是指教师在教授课程内容时,要积极与学生进行交流与探讨。通常可以采用提问与讨论的方法,通过开展形式多样的提问和讨论,让学生自己去思考,加深学生对知识点的印象,避免一堂课下来,教师当主角从头唱到尾,学生在下面各自为战。或者课前、课中和课后各留一些时间进行课堂讨论,在课堂上针对复合材料中的某个实际问题展开讨论,让大家畅所欲言,提高学生学习兴趣,培养学生善于思考的习惯。 ( 3) 学生参与式。学生参与式是指让学生处于主导地位,让学生参与到课程教学过程中来,改变传统的观念中学生只能处于 “学”的地位的常规情况。例如可以开展竞赛式课堂讨论,激发学生学习 《复合材料及制备》的兴趣。或者可以布置复合材料及制备课程的部分内容分给学生,让学生自己去图书馆查阅文献资料,做PPT,然后在课堂上分组讲解,每组10 min。通过查资料、备课件、上台讲解等过程,充分调动学生学习的积极性,培养学生收集处理信息的能力,提高学生获取新知识的能力,增强学生分析和解决问题的能力,而且还能提高学生的语言文字表达能力,对提高学生综合素质具有重要意义。
2. 2 教学方法创新
金属基、陶瓷基、水泥基与聚合物基复合材料的组成、制备、性能及其应用都是一些比较抽象的理论,传统的板书教学方式呆板、无趣,学生看不到实物,因而难以吸引学生注意力,并且容易产生理论和实际的相互脱节,进而严重影响教学效果。多媒体教学相对于板书教学是一个很大的进步,多媒体教学具有容量大、内容丰富,可以使学生对于实物的图片产生视觉冲击,加深记忆等优点。多媒体课件逐页翻过,留给学生记忆和思考的时间较短,因此应该在黑板上写出章节主要内容的主线,并在公式推导、关键环节和重要部分要多留时间进行讲解和分析,做到详略得当、重点突出,综合发挥多媒体和板书教学的优点。
3 教学评价体系的创新
成绩评定是检查学生综合学习情况的手段,是教学体系的重要环节[5]。( 1) 考试形式的改革。传统的闭卷考试虽然可以加强学生记忆,但往往会导致学生死记硬背,出现考完忘完的现象。开卷考试则更符合 “90 后”学生彰显个性的心理愿望,因而更能提高学生学习的兴趣,有助于培养学生查阅文献数据和综合分析等方面的能力,因此有利于取得良好的教学效果。( 2) 对考试内容的改革。试题充分结合无机非金属材料工程专业实际,减少过去对概念、公式的考核,转变为重点对学生理解、应用复合材料理论知识解决实际问题的综合能力的考核,有利于培养学生的创新能力。( 3) 对考试计分模式改革。学生的末考成绩除了开卷考试成绩外,还加入了学生课堂作业的完成情况、课堂表现情况以及学生对于企业中特定实际问题所作报告等进行综合评定。这样可以引导学生在学好复合材料理论知识基础上,注重创新能力培养,对引导学习方式的改变具有重要意义。这些方法的改革不仅能促进学生专业知识的积累,还能避免投机取巧,弱化考前临时突击的复习效果,更能全面考查学生综合能力和实际水平,因而更符合人才培养的要求。
4 结语
复合材料及制备是一门综合性课程,注重无机、有机材料学科的交叉融合,特点是信息量大、知识面宽,要使学生全面掌握复合材料课程的知识点难度比较大。通过以上教学改革,我校的 《复合材料及制备》课程的教学较好的满足了本科的教学要求,有效提高了学生主动学习的热情,拓宽了学生的知识面,有利于学生综合素质的提高。
摘要:针对无机非金属材料工程专业《复合材料及制备》课程特点,结合本科教学实践,在教学内容、教学方式和教学评价体系进行改革。实践证明通过教学改革,我校的复合材料及制备课程的教学较好的满足了本科的教学要求,有效提高了学生主动学习的热情,拓宽了学生的知识面,有利于学生综合素质的提高。
关键词:先进制造技术 车辆工程 教学改革 课程内容
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0152-02
1 先进制造技术课程背景
20世纪80年代末,美国为了应对其制造业所遭遇的挑战,达到促进经济持续健康发展和增加就业的目的,提出了发展先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,AMT)以增强其制造业在国际上的竞争力,由国家科学工程技术委员会(FCCSET)主持开始实施先进制造技术计划。随后,欧美日等国家纷纷跟进。
先进制造技术是现代制造技术的总称,涵盖了制造的各方面,包括工程设计、制造工艺、管理技术、物流技术和相关学科的支撑技术和支撑环境。
国际生产工程学会(International Institution for Production Engineering Researeh,CIRP)统计表明,当前先进制造系统和先进制造模式多达30余种[1]。特别是我国近十年来制造业迅猛发展,越来越多的先进制造技术应用到生产中。
汽车制造是先进制造技术最主要的应用领域之一。近年来,我国汽车制造业发展迅速。根据国家工业和信息化部发布的汽车工业数据显示,2014年我国汽车总产量为2372.29万辆,同比增长了7.3%,同时汽车销量为2349.19万辆,同比增长了6.9%,产销量均位列世界第一。其中,前六强为上汽、东风、一汽、长安、北汽和广汽,其销量分别为558.37万辆、380.25万辆、308.61万辆、254.78万辆、240.09万辆和117.23万,占2014年全国汽车销售总量的79.2%。然而,我国自主品牌轿车的销量为277.44万辆,仅占轿车销售市场的22.4%,同比反而下降了17.4%。因此,国产汽车的自主知识产权的设计制造技术亟待提高和加强。相应地,作为培养创新人才的高校这方面的课程需要加强。
2 先进制造技术课程现状
为了让学生能够了解和掌握相关的技术,从20世纪90年代起,许多高校就开始面向本科教学相继开设了《先进制造技术》课程,来满足工业企业生产的要求。
一直以来,先进制造技术教材的特点是内容全面,但是重点不突出。大多数教材都是把先进制造技术分为几个主题技术群,即现代设计技术、先进制造工艺和制造自动化技术。该分类方法是1994年由美国工业技术委员会提出的[2]。然而,时至今日,先进制造技术发展了20年,许多新涌现出的技术尚未吸纳进现行的教材中。
先进制造技术之所以谓之先进,是因为它指的是动态的技术,是在不断吸收其它学科新技术的基础上体现其先进性,所以先进制造技术课程内容也应该是动态的,其教学内容应该随着相关技术的发展而不断更新[3]。
另一方面,现有先进制造技术的教材内容广泛,但没有考虑到行业特点,缺乏对应的案例,因此就成了泛泛而谈的一些基本概念介绍,造成学生感觉枯燥乏味的状况。
3 课程改革
3.1 教学内容改革
针对目前的课程现状与本校的行业特点,重庆交通大学机电学院着重强调交通装备行业特色,对先进制造技术课程内容进行改革,以车辆制造(汽车、摩托车和轨道车辆)为导向,引入近年来车辆制造企业逐渐采用的新技术。
机械产品的制造分为三种方式:去除成形,整体成形和添加成形,对应的典型工艺分别为切削加工,材料成形(铸造、冲压等)和快速成形。当前几乎所有的先进制造技术教材都包含了去除成形和添加成形的内容,例如高速加工、精密加工和快速成形,但是现有教材却始终忽略了材料成形技术。然而,汽车、轨道车辆等制造企业已经在开始使用这些新技术。因此,非常有必要对学生增加这方面的知识。
近年来,出现了许多先进材料成形技术,如渐进成形技术、多点成形技术、热冲压成形等[4]。因此,在教学内容中增加先进板料成形技术内容。
另外,近年来,随着节能环保日益受到重视,汽车轻量化成为当前的热点,研究内容之一就是轻量化材料的使用。而铝合金等轻量化材料的焊接完全不同于传统的钢质车身,因此例如搅拌摩擦焊等一些新的材料连接技术被应用于车身的焊装生产[5]。因此,在教学内容中增加先进连接技术内容。
3.2 流程教学法
现行教材内容组织在章节上基本上分为先进设计技术、先进制造工艺、制造自动化、先进生产管理技术和制造模式几部分[6],然而企业生产实践中,各种技术的应用并没有明确的界限。为了让学生对这些技术的使用有一个完整的了解,在课堂教学中,打乱教材的组织顺序,以生产实际中制造流程来讲授相关技术。实践表明,流程教学法类似于案例教学法,更能激发学生的兴趣和学习主动性。
(1)产品开发阶段。从汽车概念设计开始,在车身造型阶段引入逆向工程技术和CAD建模技术,在车身结构设计时引入CAE技术,在样车制造阶段引入快速成型技术。
(2)生产准备阶段。针对工装夹具设计讲解成组技术和计算机辅助工艺设计CAPP,针对模具设计制造讲解CAM编程和数控技术。
(3)批量生产阶段。针对汽车三大部件:发动机、车身和底盘,以发动机为对象,讲解高速加工技术、超精密加工技术和特种加工技术。以车身冲压为例,讲解先进板料成形技术;以白车身焊接为例,讲解搅拌摩擦焊等先进焊接技术;结合焊接机器人讲解机器人技术。结合冲压生产线和总装生产线,讲解先进生产管理技术和先进制造模式。
通过上述教学内容和教学模式的改革,极大地调动了学生的兴趣,激发了学生的学习主动性,收到了很好的效果。
参考文献
[1]刘喜双,姚健.先进制造系统课程教学改革的研究与实践[J].教育探索,2010,8(230):62-63.
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河南省睢县第二中学 刘艳红
我叫刘艳红,是河南省睢县第二中学一名普通的中学数学教师,自从踏入教育工作这个岗位以来,我始终以踏实、勤恳和严谨的态度来对待自己的工作,以“高尚的师德”规范自己的教育教学工作,以“做一名好老师”作为自己工作的座右铭。现将我在新课程改革工作中的体会汇报如下:
一、增强理论知识学习、更新传统教育观念
一切先进的教育改革都是从先进的教育观念中产生出来的,而先进的教育观念来自不断的学习。观念是行动的灵魂,是实践的先导,教育观念的转变是课程改革的前提和基础。没有正确、先进的教育观念,就不会有自觉而有效的实践,因此,我积极投身于学校组织的各种新课程培训,把加强学习,转变教育观念作为我自己进行新课程改革的第一步,把新课程理念作为一切工作的指导。我对照新课程的要求,对自己的教学行为进行反思。通过学习和反思,提高了认识,深刻地感到:课程改革是基础教育改革的核心内容,是推进素质教育的关键环节,是与21世纪人才培养目标相适应的必由之路。在今后的教学中,我一定要贯彻新的教育思想和教育观念,实现以下几个转变:
1、由重教师“教”向重学生“学”转变,教师不仅要精心设计怎样教,更要精心研究学生怎样学;
2、由重知识传授向重学生发展转变,引导学生在获取知识的同时,还要学会做事,学会做人,学会生存;
3、由居高临下的权威教学方式向平等融洽的朋友关系转变,师生相互沟通,相互启发,相互补充,达到共识、共享、共进的目的;
4、由重结果向重过程转变,教师不但要使学生“学会”,而且要培养学生“会学”;
5、由教材的接受和传递向教材的开发和创造转变,教师不再是教材忠实的阐述者和传授者,而是教材开发者和创造者。
教与学的方式的根本转变,是此次课程改革的一个重要目标。传统的教与学,就是教师负责教、学生负责学,教师是知识的主宰者和阐述者,学生是知识的接收者和储存者,没有教师对知识的输出,学生就接收不到知识,学生没有自
由选择和自主学习的权利和机会,完全处于单一的、被动的接受状态,失去了自主性和独立性。所以,在课改实验中,我狠抓课堂教学,努力实现师生角色的转变,教师由课堂的主宰者,向学生学习引导者转变;由高高在上的权威,向学生学习的合作伙伴转移;由单一的知识的传递者向学生学习的组织者和促进者转变。学生要从被动的接受者向主动参与者转变,向学习的主体转变。要创设能引导学生积极参与,主动探究的学习环境,建立平等、和谐、融洽的师生关系,营造自由、民主、宽松的学习氛围,真正达到师生交往,平等对话,积极互动,共同发展的目的。经过几年的实践,我和学生的关系有了很大程度的改变,我不再是高高在上的“权威”,居高临下地要学生接受学习,而是放下架子,与学生进行平等的情感交流,与学生交朋友,成为完成学习任务的合作伙伴,突出了学生的主体地位;学生也不再是学习的被动者和接受者,而是积极的参与到教学中来,成为学习的主动者和合作者,把学生参与教学,探究知识贯穿于整个课堂。二、重视学习方法指导,培养学生学习能力
在当今知识大爆炸的时代,传授给学生多少知识已经不是最重要的,而是教学生掌握知识的方法和能力是至关重要的。因此,要求教师从旧的教学模式中走出来,改变学生的学习方式,提倡自主、探究、实践式的学习,着眼于对学生能力的培养。目前已初步建立了问题情境—共同探究—多项交流—实践应用的课堂教学的结构模式,给学生创设了一个自由宽松、平等和谐的学习环境。例如:为了便于学生多感官接受和传递信息,增加动脑、动口、动手的机会,便于学生之间相互切磋,相互合作,相互交流。我按照学生的兴趣爱好等将学生分成不同的小组,小组学习互相交流。
三、潜心钻研课本,灵活使用教材
我深深地认识到:以往的教学,教师都是一成不变的使用教材,不管教材内容是否贴近学生生活,符合学生心理,只是一味地照本宣科,成为教材内容的忠实的阐述者和传递者。而现在我领会了新课改理念后,采用了新的做法,首先要吃透教材,深刻领会教材编写的意图,然后结合学生的生活实际,从学生身边找例子,灵活的处理教材,展开课堂教学。通过一段时间的实验,老师能把学生的
生活引进课堂,让学生感到生活离不开学习,学习也离不开生活。这种方法更容易达到增强学生学习兴趣、获取知识、培养能力的目的。
四、重视教师间交流合作,提高自身业务能力
新课程改革是一项艰巨的工程,很多人都是摸着石头过河,所以单兵作战是不行的。我特别注意老师间的交流与合作。教育教学中遇到问题就与同行交流磋商,还定期总结一些问题与同行进行交流,在交流中使自己的知识得到了丰富,能力也得到了提高。
五、认真总结经验教训,不断思考进取
自开展课程改革实验以来,我的工作思路就是:实验—反思—调整—改进—再实验。对实验的每一步,我们都要作认真总结,反思,详细分析。成功之点,作为经验,继续发扬;失败之处,作为教训,改进调整,继续前进,并把这些总结的经验教训作为一个专题“课改小结”记录在自己的教案上。这样,不但积累了经验,也使我对今后的实验工作始终有一个清醒的认识,明确的思路。
人们常说:“一份耕耘一份收获”,也正是在我与学生和全校教学同仁的共同努力下,在教育与教学方面取得了丰硕的成果,近年来我多次参加了学校、县组织的新课改教学大赛活动,得到了学校、领导的大力支持,得到了全体教师的热心帮助。在2010年5月学校举行的 “新课改数学教学竞赛”活动中任教的数学课得到了领导和同行的一致好评;2010年9月《分式的混合运算》荣获县多媒体优秀教学课例二等奖;2010年8月撰写的论文《浅谈数学教学中对学生观察能力的培养》荣获省级二等奖;2011年4月辅导学生张一帆在河南省初中数学竞赛中荣获省一等奖;因在教育教学中取得了优异成绩,2010年9月被县教育局评为优秀班主任。
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