緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇研究性學(xué)習(xí)材料范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
1.探究性教學(xué)把教學(xué)活動(dòng)的本質(zhì)看成是“學(xué)生的發(fā)展過(guò)程”,教師指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)世界只是為學(xué)生發(fā)展服務(wù)的,即是達(dá)到學(xué)生發(fā)展目的的手段與條件。因此,教學(xué)過(guò)程中教師不是盯著學(xué)生“知道了什么”,而始終著眼于學(xué)生“發(fā)展得怎么樣”。所以,在課堂中,我們認(rèn)為不是看教師講得什么樣,而是應(yīng)該看學(xué)生學(xué)得怎么樣。即(1)增加學(xué)生緊張的智力活動(dòng)時(shí)間。(2)盡可能提高學(xué)生緊張的智力活動(dòng)的品味,不斷提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)材料進(jìn)行智力加工的思維質(zhì)量,只有通過(guò)這兩方面的努力,才能真正體現(xiàn)一堂課的效益。這樣,才體現(xiàn)了“教育是培養(yǎng)人”的教育本質(zhì)。
2.探究性教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的運(yùn)用上,教師既憑借教材又不局限于教材,教學(xué)過(guò)程中教師可根據(jù)學(xué)生發(fā)展的要求,隨時(shí)調(diào)整與更新教學(xué)內(nèi)容,最大限度地滿足學(xué)生求知與發(fā)展的需要。
3.探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法以“啟發(fā)”式為方法論的指導(dǎo)思想,教學(xué)中教師特別注重指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)與探究,培養(yǎng)他們的探究創(chuàng)新能力,所以,探究性教學(xué)還須注重實(shí)踐鍛煉方法的運(yùn)用。
4.積極探索探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程性評(píng)價(jià)體系。我們認(rèn)為探究性學(xué)習(xí)更關(guān)心學(xué)習(xí)的過(guò)程,學(xué)生是否掌握某個(gè)具體的知識(shí)當(dāng)然重要,但更關(guān)鍵的是能否對(duì)所學(xué)知識(shí)有所選擇。判斷。解釋、運(yùn)用,在教學(xué)中我們往往訓(xùn)練學(xué)生用“是什么”、“為什么”、“怎么辦’’來(lái)完成對(duì)一個(gè)問(wèn)題、一件事情的思維過(guò)程。這種教學(xué)中重視思維過(guò)程訓(xùn)練,淡化思維結(jié)果追求的做法,會(huì)逐漸使學(xué)生形成一種解決問(wèn)題的能力,一種不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力,一種可持續(xù)發(fā)展的能力。因此,探究性學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)趨向全程化。多元化和彈性化是勢(shì)在必行的了。5.探究性學(xué)習(xí)應(yīng)積極實(shí)施以有效發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)控,認(rèn)真做到凡對(duì)學(xué)生發(fā)展產(chǎn)生積極作用的教學(xué)行為就強(qiáng)化和肯定,做到形式服從內(nèi)容的需要。例如:對(duì)課堂座位的排例不作整齊劃一的硬性規(guī)定。又如課堂中對(duì)某些內(nèi)容、某些實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生特別感興趣,教師可作臨時(shí)調(diào)整,增加一至數(shù)倍時(shí)間,以滿足學(xué)生的好奇心與求知欲,以培養(yǎng)他們的探索精神。
二、指導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)
合作學(xué)習(xí)的形式與時(shí)機(jī)
1.教學(xué)中,無(wú)論是什么方式的合作學(xué)習(xí),都必須以學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)的獨(dú)立學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),合作學(xué)習(xí)不是以尖子生做小老師,中下學(xué)生做聽(tīng)眾的學(xué)習(xí)方式,而是每個(gè)學(xué)生積極參與,人人貢獻(xiàn)出思維成果,人人既是老師,又是學(xué)生。
2,教學(xué)中,合作學(xué)習(xí)可以是同桌議論,也可以是四人小組討論,還可以讓學(xué)生自由選擇合作對(duì)象,三四個(gè)、七八個(gè)都行,只要有利于合作學(xué)習(xí),應(yīng)當(dāng)有多種選擇:內(nèi)容簡(jiǎn)單的題目,可以同桌合作;難度大的問(wèn)題,可以四人小組討論,學(xué)習(xí)的內(nèi)容不一樣,應(yīng)當(dāng)選擇相同學(xué)習(xí)內(nèi)容的伙伴合作。
3.合作學(xué)習(xí)在安排上必須遵循“寧少勿濫、寧短勿長(zhǎng)”的方針,做到可有可無(wú)的不安排,不適當(dāng)?shù)牟话才?,一般?lái)說(shuō),合作學(xué)習(xí)的時(shí)間可短些,有半數(shù)小組結(jié)束討論時(shí),應(yīng)當(dāng)及時(shí)打停,轉(zhuǎn)入新的學(xué)習(xí)。
4.小組學(xué)習(xí)后,同伴討論得出的結(jié)果,用于集體,每個(gè)學(xué)生都有所有權(quán),在全班學(xué)習(xí)匯報(bào)時(shí),應(yīng)當(dāng)由小組推選一位同學(xué)匯報(bào),其他同學(xué)來(lái)補(bǔ)充。在評(píng)價(jià)時(shí),教師應(yīng)肯定的是這整個(gè)小組的學(xué)習(xí)成功,而不是哪一個(gè)尖子生。
合作學(xué)習(xí)的效果及評(píng)價(jià)
1.激活思維
小學(xué)生的思維受環(huán)境的影響,常常會(huì)碰撞出絢麗的思想火花,然而他們的思維又常常是稍縱即逝的?;锇橹g的合作學(xué)習(xí),給學(xué)生提供了一個(gè)安全的、融洽的、自由的環(huán)境,為他們積極的思維活動(dòng)創(chuàng)造了條件。討論不同于交換物品,一個(gè)蘋果交換一個(gè)蘋果,合作學(xué)習(xí)交換的是思想,有效的小組討論,激活的是學(xué)生的思維,必定產(chǎn)生1+1≥2的效果。
2.訓(xùn)練語(yǔ)言
引言:
長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)稻殼的綜合利用技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究,探索了許多有效的利用途徑。近年來(lái)發(fā)展的利用稻殼與塑料擠壓成型制造木材替代材料(木塑材料)是比較好的又一個(gè)途徑。木塑復(fù)合材料具有比 單獨(dú)的木質(zhì) 材料或塑料產(chǎn)品更優(yōu)異的性能,與木質(zhì)材料相比,具有干濕狀強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好、材質(zhì)均勻、耐水性能好、強(qiáng)重比高等優(yōu)點(diǎn),且易制成各種形狀的制品;與塑料、金屬等材料相比,具有熱穩(wěn)定性好、低毒、不容易銹蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)。目前,利用稻殼制造復(fù)合材料已成為木塑復(fù)合材料行業(yè)的熱點(diǎn)。本文初步探討了用稻殼和聚乙烯為主要原料,應(yīng)用植物 纖維改性以及改善界面相容性等技 術(shù)手段,將稻殼、塑料與助劑一起熔融、混煉再加工成型制成復(fù)合材料,并通過(guò)方差分析得出配料中各組分對(duì)復(fù)合材料力學(xué) 性能的影響是否顯著。
1、試驗(yàn)部分
1.1原料
稻殼粉: 20 ~80 目,自制。高密度聚乙烯(HDPE):DMDY 1158,齊魯石化。偶聯(lián)劑:硅烷,工業(yè)級(jí),市售。加強(qiáng)劑:玻璃纖維,市售。其它:硬脂酸鈣、石蠟等,工業(yè)級(jí),市售。
1.2儀器設(shè)備
設(shè)備名稱 型號(hào) 備注
錐形雙螺桿擠出機(jī) SJS Z45/ 90B
高速混合機(jī) 自制
組合式高速粉碎機(jī) SF-25 0 上海中藥機(jī)械廠
電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 DHG -962 3A 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司
萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) WDW102 0 長(zhǎng)春科新公司
沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī) XJJ-5承德試驗(yàn)機(jī)有限公司
萬(wàn)能制樣機(jī) ZHY-W承德試驗(yàn)機(jī)有限公司
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1配方設(shè)計(jì)
根據(jù)塑料和植物纖維的特點(diǎn)以及木塑復(fù)合材料的使用要求及其成型加工工藝要求,設(shè)計(jì)配方時(shí)主要考 慮:
1) 加入適量的植物纖維,提高復(fù)合材料的剛度,并使之有木質(zhì)感;
2) 加入適量的加強(qiáng)劑,提高復(fù)合材料的強(qiáng)度;
3) 加入適量的偶聯(lián)劑,提高植物纖維和基體塑料之間的界面結(jié)合力;
4) 加入適量的穩(wěn)定劑和抗氧化劑,減緩塑料和植物纖維在加工過(guò)程中的降解和燒焦 ;
5) 加入適量的劑,提高體系的分散性和物料的流動(dòng)性;
6) 其它的實(shí)用配方中各組份的具體品種和用量根據(jù)復(fù)合材料的使用要求以及生產(chǎn)工藝決定,同
時(shí)要考慮生產(chǎn)成本 。
1.3.2試驗(yàn)方案
試驗(yàn)選用三因素三水平完全試驗(yàn):三因素是稻殼、玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑,水平是三水平。試驗(yàn)指標(biāo)是沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度。
1.3.3工藝過(guò)程
1) 植物纖維的預(yù)處理。
為了增加植物纖維與塑料結(jié)合的表面積,提高成品的力學(xué)性能,必須對(duì)稻殼等纖維進(jìn)行分選去雜、粉碎烘干、改性等預(yù)處理。用組合式高速粉碎機(jī)把稻殼粉碎,粒度一般要求在20~80 目之間[6 ,7],要求無(wú)霉變、無(wú)結(jié)塊、無(wú)雜物。稻殼粉的吸水性很強(qiáng),在試驗(yàn)前必須經(jīng)過(guò)干燥處理,以排除水分和低分子揮發(fā)物 。
2) 混合。
混合過(guò)程僅增加各組分微小粒子空間分布的無(wú)規(guī)則程度,而不減少粒子本身尺寸。在混煉前用混 合的方法使得原輔材料先有一定均 勻性,以縮短混煉時(shí)間。由于原料不均勻,混煉除需較長(zhǎng)時(shí)間外,聚合物也易 降解,從而影響制品質(zhì)量。因此,在混煉前將物料預(yù)先混合就顯得很重要。配方的組份很多,加料順序是嚴(yán)格的。所選擇的加料順序應(yīng)有利于助劑作用的發(fā)揮,避免助劑的不良協(xié)同效應(yīng),還要提高分散速度。
3) 混煉。
將混料進(jìn)行熱熔、混煉,使材料預(yù)塑化,排除揮發(fā)物,以便在擠出型材時(shí),能夠完全塑化。
4) 擠出成型。
在擠出成型的過(guò)程中,擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、擠出壓力、冷卻定型、牽引速度和加料速度等參數(shù)直接影響到制品的性能。溫度是木塑復(fù)合材料擠出成型的一個(gè)重要的工藝條件,是影響塑化及材料質(zhì)量的主要因素。各段的溫度盡可能穩(wěn)定,尤其是機(jī)頭的溫度控制必須保證在合適的范圍內(nèi):高出合適的范圍,擠出樣品炭化,強(qiáng)度降低;低于合適的范圍,出料不均勻,有塑料顆粒沒(méi)有熔融。擠出過(guò)程中設(shè)定的溫度。
1.4測(cè)試方法
1) 沖擊強(qiáng)度:試樣選用 I 類,缺口選用 A 型,
按照標(biāo)準(zhǔn) GB/T1043-93 硬質(zhì)塑料簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)方法在室溫下進(jìn)行測(cè)試。數(shù)據(jù)取兩位有效數(shù)字,以10個(gè)有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值表示試驗(yàn)結(jié)果 。
2) 彎曲強(qiáng)度:按照 GB/T9341-2000 塑料彎曲性能試驗(yàn) 方法在室溫下進(jìn)行 測(cè)試, 加載速度為2mm/min,彎曲到試樣厚度的 1.5 倍時(shí)得到材料的彎曲強(qiáng)度。數(shù)據(jù)取兩位有效數(shù)字,以 5 個(gè)有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值表示試驗(yàn)結(jié)果。
3) 拉伸強(qiáng)度:試樣選用 I 類,加載速度為2mm/min,按照GB/T1040-92 塑料拉伸性能試驗(yàn)方法在室溫下進(jìn)行測(cè)試。數(shù)據(jù)取兩位有效數(shù)字,以 5 個(gè)有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值表示試驗(yàn)結(jié)果。
2、結(jié)果與分析
2.1測(cè)試結(jié)果
2.2試驗(yàn)結(jié)果分析
把實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,討論試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響是否顯著,分重復(fù)試驗(yàn)和非重復(fù)試驗(yàn)兩種情形。本試驗(yàn)在分析稻殼添加量、玻璃纖維添加量以及硅烷添加量三因素對(duì)沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度 3 個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)的影響時(shí),進(jìn)行的是非重復(fù)試驗(yàn),試驗(yàn)重點(diǎn)是研究該試驗(yàn)的三元方差分析,不考慮各 因素的交 互作用。分別取顯 著性水 平α=5%,1%,0.5%,查表得到 05.0F (2,20)=3.49,01.0F (2,20)=5.85, 005.0F (2,20)=6.99。 2.2.1沖擊強(qiáng)度方差分析根據(jù)表4 的數(shù)據(jù),得到?jīng)_擊強(qiáng)度方差分析表(如表5 所示)。比較知 1xF > 005.0F (2,20), 2xF < 05.0F(2,20), 01.0F (2,20)> 3xF > 005.0F (2,20)。故可以得出結(jié)論:稻殼添加量對(duì)復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度有顯著性影響玻璃纖維添加量對(duì)復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度沒(méi)有顯著性影響,而硅烷添加量對(duì)沖擊強(qiáng)度有比較明顯的影響,但其影響小于稻殼 添加量。
2.2.2 彎曲強(qiáng)度方差分析
根據(jù)實(shí)驗(yàn),得到彎曲強(qiáng)度方差分析表。比較知 1xF > 005.0F (2,20), 2xF >F0.05(2,20), 3xF >005.0F (2,20)。故可以得出結(jié)論:稻殼添加量和硅烷添加量對(duì)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度有顯著性影響,而玻璃纖維添加量對(duì)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度有明顯的影響,但影響低于稻殼和硅烷。
2.2.3拉伸強(qiáng)度方差分析
根據(jù)實(shí)驗(yàn),得到 拉伸強(qiáng)度方差分析表。比較知 1XF > 005.0F (2,20), 2XF >F0.05(2,20), 3XF >005.0F (2,20)。故可以得出結(jié)論:稻殼添加量對(duì)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有顯著性影響,而玻璃纖維添加量及硅烷添加量對(duì)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度沒(méi)有顯著性影響。
3、結(jié)論 :
通過(guò)方差分析可以得出:稻殼添加量對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能有顯著性影響,玻璃纖維添加量只對(duì)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度有顯著性影響,硅烷添加量對(duì)復(fù)合材料的沖擊和 彎曲有顯著性影響。
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通過(guò)自制的熔體浸漬包覆裝置,制備了長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯(LFT-PP)復(fù)合材料,系統(tǒng)地研究了玻纖含量和長(zhǎng)度對(duì)其力學(xué)性能的影響,研究了相容劑PP-G-MAH對(duì)PP/GF復(fù)合材料力學(xué)性能和斷面形貌的影響。熔體浸漬裝置主要包括浸漬槽、分絲棍、牽引裝置和切粒裝置。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1.實(shí)驗(yàn)材料
聚丙烯;玻璃纖維;PP-G-MAH。
2.實(shí)驗(yàn)工藝
采用熔體浸漬包覆工藝制備3mm和18mm的LFT-PP粒料,擠出加工溫度為150℃~225℃。注塑壓力:40Mpa~50Mpa;注射速度:40r/min;背壓:3Mpa;冷卻時(shí)間:40s。
二、結(jié)果與討論
1.成型過(guò)程中玻璃纖維長(zhǎng)度及其分布
數(shù)均長(zhǎng)度(ln)和重均長(zhǎng)度(lw)分別按照公式(1),(2)進(jìn)行計(jì)算。
ln=∑nili/∑li(1)
lw=∑nili2/∑nili(2)
式中:li――樣品中第i根纖維的長(zhǎng)度;ni――長(zhǎng)度在li與l +1之間的樣品出現(xiàn)的頻率。
玻纖在加工過(guò)程中因?yàn)閿嗔讯绊懫溟L(zhǎng)度,纖維的斷裂是由以下三方面的相互作用造成的:纖維/纖維、纖維/機(jī)械、纖維/聚合物。預(yù)浸料粒料長(zhǎng)度和相容劑PP-g-MAH是影響纖維保留長(zhǎng)度的主要因素。隨著預(yù)浸料粒料長(zhǎng)度的增加和相容劑PP-g-MAH的加入,纖維保留長(zhǎng)度越長(zhǎng),數(shù)均長(zhǎng)度值和重均長(zhǎng)度值越大,分布寬系數(shù)越大。
2.玻璃纖維含量和長(zhǎng)度對(duì)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
玻纖要起到增強(qiáng)作用,一方面,其長(zhǎng)度必須大于臨界長(zhǎng)度,如公式(3)所示:
lfc=σfudf/2τi(3)
式中:lfc――臨界長(zhǎng)度;df――玻纖直徑;σfu――纖維的拉伸強(qiáng)度;τi――玻纖/基體界面剪切應(yīng)力。當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)臨界長(zhǎng)度,玻纖只起到填充作用而起不到增強(qiáng)作用。因此纖維長(zhǎng)度并不是決定纖維復(fù)合材料性能的唯一因素,纖維的含量、樹(shù)脂對(duì)纖維的浸漬狀況、纖維在基體中的分布以及纖維與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)復(fù)合材料的性能都存在重要的影響。
隨著玻璃纖維含量的增加,拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度都不斷增加,當(dāng)玻纖含量為30%左右時(shí)達(dá)到最大值;隨著玻纖含量的繼續(xù)增加,材料的力學(xué)性能反而下降。這是因?yàn)椴@w增強(qiáng)復(fù)合材料吸收能量的方式有三種:纖維斷裂、纖維拔出、樹(shù)脂斷裂,當(dāng)玻纖含量小于30%時(shí),纖維斷裂不是十分嚴(yán)重,隨著玻纖含量增加,玻纖長(zhǎng)度大于臨界值lfc的數(shù)量增多,且基體和纖維界面接觸面積相應(yīng)增加,從而纖維拔出消耗更多的能量,因此拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度隨著玻纖含量的增加而增加。當(dāng)玻纖含量超過(guò)30%時(shí),一方面,在加工過(guò)程中,纖維斷裂嚴(yán)重,纖維長(zhǎng)度小于臨界長(zhǎng)度lfc數(shù)量增多,另一方面,玻纖含量增加,熔體流動(dòng)性減小,成型工藝變差,造成玻纖分散不均勻,浸漬效果不好,從而力學(xué)性能降低。當(dāng)玻纖含量少于30%時(shí), 18mm長(zhǎng)纖維增強(qiáng)LFT-PP的拉伸、沖擊強(qiáng)度>3 mm長(zhǎng)纖維增強(qiáng)LFT-PP的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度>短纖維增強(qiáng)SFT-PP的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。這是因?yàn)榻n粒料長(zhǎng)度的增加,纖維保留長(zhǎng)度增加,則纖維拔出消耗更多的能量,故有利于拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的提高。另外纖維的端部是裂紋增長(zhǎng)的引發(fā)點(diǎn),長(zhǎng)纖維端部的數(shù)量少,也使沖擊強(qiáng)度提高。當(dāng)玻纖含量大于30%時(shí), 18mm長(zhǎng)纖維增強(qiáng)LFT-PP的拉伸強(qiáng)度
3.PP-G-MAH對(duì)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
加入相容劑PP-g-MAH后,改善了界面粘接性能,從而拉伸和沖擊強(qiáng)度大幅度提高。相容劑的加入,有利于纖維保留長(zhǎng)度的增加,從而使得拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度提高。隨著PP-g-MAH含量的增加,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都有明顯的提高,而當(dāng)PP-g-MAH含量超過(guò)2%以后,拉伸強(qiáng)度及沖擊強(qiáng)度趨于平衡,這是因?yàn)槎嘤嗟南嗳輨㏄P-g-MAH對(duì)PP與玻璃纖維之間的界面粘接強(qiáng)度沒(méi)有明顯的改善,且相容劑PP-g-MAH是低分子量物質(zhì),在加工過(guò)程中過(guò)多的相容劑PP-g-MAH容易聚集在界面處,從而降低界面強(qiáng)度,影響拉伸強(qiáng)度。PP-g-MAH的加入能有效地改善纖維與聚丙烯粘接強(qiáng)度,纖維表面粘附較多的樹(shù)脂,這是因?yàn)镻P-g-MAH上的馬來(lái)酸酐基團(tuán)與GF表面硅羥基作用,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使得GF和PP緊密結(jié)合,從而大幅度提高材料的力學(xué)性能。
三、結(jié)論
1.預(yù)浸料粒料長(zhǎng)度的增加可以有效提高LFT-PP復(fù)合材料中的纖維保留長(zhǎng)度。
2.長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料性能優(yōu)于短玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
3.PP-g-MAH的加入,纖維保留長(zhǎng)度增加。
4.PP-g-MAH的加入改善了界面相容性,提高了LFT-PP力學(xué)性能。
參考文獻(xiàn):
[1]張寧、李忠恒、 陶宇、 賴銘、 陶國(guó)良, 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的研究,塑料工業(yè),2006.
引進(jìn)來(lái):利用校內(nèi)儀器設(shè)備、場(chǎng)地和專業(yè)人才優(yōu)勢(shì),吸引企業(yè)共建“鹽城工學(xué)院-中國(guó)玻璃控股有限公司工程實(shí)踐教育中心”國(guó)家級(jí)大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地并利用企業(yè)的人力資源,共同培養(yǎng)企業(yè)所需高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
走出去:聯(lián)合地方大中型企業(yè)公司,建設(shè)企業(yè)實(shí)習(xí)基地,為企業(yè)定制培養(yǎng)所需人才。
1.2 企業(yè)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)是在學(xué)生已具備相對(duì)系統(tǒng)的理論知識(shí)和基本操作技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,以提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐技能為主要培養(yǎng)目標(biāo)。通過(guò)在企業(yè)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行各類實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練,參與企業(yè)生產(chǎn)和新產(chǎn)品、新工藝等的研發(fā),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,并在該過(guò)程中提高學(xué)生的人際交往能力、組織協(xié)調(diào)能力、表達(dá)溝通能力以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí),完善其知識(shí)系統(tǒng),培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的材料類工程師。
1.3 學(xué)院制定了一整套相對(duì)完善的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理制度,具體包括實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理規(guī)定、實(shí)驗(yàn)室安全衛(wèi)生管理規(guī)定、大型精密儀器設(shè)備管理辦法等,并建立了實(shí)驗(yàn)室門禁及視頻監(jiān)控系統(tǒng),進(jìn)一步簡(jiǎn)化學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)室的流程與手續(xù)。具體開(kāi)放形式如下:1)實(shí)驗(yàn)課程所需實(shí)驗(yàn)室由中心每學(xué)期制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并按計(jì)劃組織實(shí)施;2)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)期間學(xué)生所需實(shí)驗(yàn)室實(shí)行工作日和節(jié)假日全天開(kāi)放;3)大學(xué)生創(chuàng)新所需實(shí)驗(yàn)室實(shí)行工作日及節(jié)假日全天開(kāi)放;4)學(xué)生參與教師科研所需實(shí)驗(yàn)室實(shí)行預(yù)約開(kāi)放。這樣實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放能有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力,使學(xué)生親身參與創(chuàng)新活動(dòng)。從大三開(kāi)始,讓學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,開(kāi)展為期兩年的科研訓(xùn)練。綜合實(shí)驗(yàn)課目的是全面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,由老師指導(dǎo)學(xué)生制定方案,就材料成分、制備工藝、性能檢測(cè)、組織結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究訓(xùn)練。畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作要求學(xué)生結(jié)合導(dǎo)師和企業(yè)課題,學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用四年所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題和進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)新。
1.4 在人才強(qiáng)校政策的指導(dǎo)下,強(qiáng)化了教育教學(xué)的核心地位,充分調(diào)動(dòng)了教師承擔(dān)教學(xué)工作的積極性、主動(dòng)性和??造性,學(xué)院逐步建立起以學(xué)科帶頭人、中青年學(xué)術(shù)骨干為核心的、年齡學(xué)歷及學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理的、對(duì)教學(xué)與教學(xué)改革工作充滿敬業(yè)精神的、穩(wěn)定的高層次教師隊(duì)伍,多名教師在國(guó)家和省市及各類學(xué)術(shù)組織中任職,在國(guó)內(nèi)等相關(guān)行業(yè)中具有一定影響力。此外,通過(guò)建立工程教育中“教師-工程師”有機(jī)結(jié)合的機(jī)制,加強(qiáng)“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)。進(jìn)一步加大教師工程實(shí)踐能力培養(yǎng)力度,提升教學(xué)一線專業(yè)教師的工程能力素養(yǎng),增加工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)和制定一套適合本專業(yè)特色的、可操作的評(píng)價(jià)體系,不斷提高教師的業(yè)務(wù)水平。
1.5 實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高,教師隊(duì)伍是關(guān)鍵。學(xué)院重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè),采取各種措施鼓勵(lì)和激勵(lì)高水平教師從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,形成理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究互通,骨干教師相對(duì)穩(wěn)定,職稱、學(xué)歷、年齡等結(jié)構(gòu)合理,建設(shè)成了一支高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。學(xué)院采取專兼職并舉等措施,不斷完善實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu),提升中心教師隊(duì)伍水平,他們學(xué)術(shù)水平和教學(xué)水平的進(jìn)一步提高對(duì)于中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)將具有重要作用。為此,學(xué)院在學(xué)校青年教師培訓(xùn)專項(xiàng)資金的資助下,對(duì)中心的青年教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員制定了培養(yǎng)培訓(xùn)計(jì)劃,繼續(xù)優(yōu)化學(xué)術(shù)梯隊(duì)結(jié)構(gòu)、壯大師資隊(duì)伍,加強(qiáng)后備梯隊(duì)的建設(shè)和青年教師的培養(yǎng)。
1)鼓勵(lì)學(xué)院的中青年教師在職攻讀碩士或博士學(xué)位,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的學(xué)歷結(jié)構(gòu)。
2)鼓勵(lì)學(xué)院的教師到校外進(jìn)修,提高他們的業(yè)務(wù)水平。
3)通過(guò)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外著名學(xué)者來(lái)學(xué)院交流或合作,鼓勵(lì)并支持中青年教師參加各種學(xué)術(shù)會(huì)議和開(kāi)設(shè)各種學(xué)術(shù)講座,增進(jìn)中青年教師與學(xué)術(shù)界同仁之間的學(xué)術(shù)交流,開(kāi)闊他們的學(xué)術(shù)視野,提高他們的學(xué)術(shù)水平。
4)鼓勵(lì)和扶植中青年教師積極申請(qǐng)科研項(xiàng)目,并為其科研項(xiàng)目的順利開(kāi)展創(chuàng)造條件,逐步提高他們的學(xué)術(shù)水平。
5)鼓勵(lì)中青年教師圍繞著實(shí)踐教學(xué),積極申請(qǐng)和承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教學(xué)研究項(xiàng)目,不斷提高他們的業(yè)務(wù)水平。
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)15-0134-01
研究性學(xué)習(xí)是在教師引導(dǎo)下以學(xué)生為主體,選擇學(xué)習(xí)和生活中的某一實(shí)際問(wèn)題和精心設(shè)計(jì)的探究方法進(jìn)行科學(xué)研究的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)師生、生生之間相互合作交流,學(xué)生從中能親身體驗(yàn)和自主探求知識(shí)的來(lái)源,它完全轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,為學(xué)生營(yíng)造了開(kāi)放性的學(xué)習(xí)氛圍,培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。下面探討一下開(kāi)展高中數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的五種途徑。
一 立足于數(shù)學(xué)課堂,開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)
在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師要面向全體學(xué)生,以民主平等的方式參與合作和組織引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索數(shù)學(xué)知識(shí)的求知欲,使學(xué)生積極思考研究,敢于質(zhì)疑,敢于向教師的權(quán)威挑戰(zhàn),這樣就能使學(xué)生加深或拓寬所學(xué)內(nèi)容。教師在教學(xué)中可巧設(shè)疑問(wèn)并組織討論,活躍課堂氣氛,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如:講三角函數(shù)時(shí),筆者會(huì)問(wèn):“運(yùn)動(dòng)員以多大的仰角投標(biāo)槍時(shí)才能使投送的距離最遠(yuǎn)?學(xué)生熱烈討論后說(shuō):“是45度?!薄耙岩粔K圓形鋼板做成一個(gè)四邊形的板材,如何才能使四邊形的板材面積最大呢?”在指導(dǎo)下,學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋,動(dòng)手畫(huà)圖分析,終于得出了正確結(jié)論。這樣,學(xué)生就能領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)無(wú)處不在,感受到掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的緊迫和重要。講等比數(shù)列時(shí),引入了一個(gè)小故事:印度有一位大師發(fā)明了64格棋盤的國(guó)際象棋,當(dāng)國(guó)王要獎(jiǎng)勵(lì)他時(shí),他只要一些麥粒,國(guó)王欣然同意。他要國(guó)王在國(guó)際象棋棋盤的第一格上放1粒,第二格上放2粒,第三格上放4粒,每一格放的麥粒數(shù)都是前一格的2倍,一直放到第64格,結(jié)果全印度的麥粒都拿來(lái)也不夠用,國(guó)王大驚。后來(lái)有人用電腦計(jì)算了一下,發(fā)現(xiàn)結(jié)果竟是一個(gè)天文數(shù)字,這些麥粒足以鋪滿整個(gè)地球表面,這引起了學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心,收到了很好的課堂效果。再如:講球體時(shí):“水的表面張力有使水的表面收縮到最小的特性,于是荷葉上的水滴總是呈現(xiàn)著球體形狀,請(qǐng)從數(shù)學(xué)角度分析其原因?!苯?jīng)師生共同論證,學(xué)生們知道了相同體積的各類形體,球體的表面積最小。我最后充分肯定了同學(xué)們的積極探究精神,學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的勁頭更足了。經(jīng)驗(yàn)表明:探究性的數(shù)學(xué)課堂是開(kāi)展高中數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)常見(jiàn)的有效途徑。
二 利用數(shù)學(xué)教材中的相關(guān)補(bǔ)充材料,開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)
深入研究教材,取得研究課題。新編的高中數(shù)學(xué)教材研究性學(xué)習(xí)部分已提供了大量的研究性學(xué)習(xí)材料。如:數(shù)列在分期付款中的應(yīng)用;向量在物理學(xué)中的應(yīng)用;線性規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用;多面體歐拉定理的發(fā)現(xiàn);楊輝三角;定積分在經(jīng)濟(jì)生活中的應(yīng)用等。要求學(xué)生在學(xué)過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)后都要認(rèn)真閱讀和鉆研這一部分的教材,深入探討數(shù)學(xué)知識(shí)在社會(huì)生活中的廣泛應(yīng)用,并結(jié)合生活實(shí)際選定自己的研究課題和研究方法,寫(xiě)出研究性學(xué)習(xí)小論文,在同學(xué)之間進(jìn)行合作交流,以提高自己的研究能力。因此教材中的研究性學(xué)習(xí)材料是開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的最直接的途徑,不可忽視。
三 密切結(jié)合社會(huì)生活實(shí)踐,開(kāi)展研究
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)理論與社會(huì)生活實(shí)踐的聯(lián)系,要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活,親身參與實(shí)踐性活動(dòng)。在高中數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)中,社會(huì)生活實(shí)踐是重要的獲取信息和研究素材的途徑,學(xué)生要學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
四 借助網(wǎng)絡(luò)資源,制作數(shù)學(xué)多媒體課件進(jìn)行研究
隨著教育的現(xiàn)代化,多媒體課件廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)中,它為研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展提供了生動(dòng)形象的視覺(jué)效果,它是文字、聲音、圖像和動(dòng)畫(huà)的有機(jī)組合,使學(xué)生的各個(gè)感官都受到了刺激,對(duì)激發(fā)學(xué)生的興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新性研究學(xué)習(xí)能力有著獨(dú)特的影響力。我經(jīng)常利用幾何畫(huà)板生成三角函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖像,使學(xué)生深刻感悟到了圖像的變化規(guī)律及性質(zhì)。我把學(xué)生分成若干組,給出相應(yīng)數(shù)值,引導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作,在屏幕上顯示它們的圖像,仔細(xì)觀察,分析不同的數(shù)值對(duì)函數(shù)圖像變化的影響,使學(xué)生對(duì)振幅、角速度、周期和相位的概念有了深刻的印象。因此,借助多媒體課件是高中數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的最形象、最直觀的途徑。
研究性學(xué)習(xí)具有開(kāi)放性、探究性、實(shí)踐性的特點(diǎn)。我們?nèi)绾卧诟咧袛?shù)學(xué)課堂教學(xué)中切實(shí)實(shí)施與貫徹研究性學(xué)習(xí),是目前高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)探索與研究的重點(diǎn)。研究性學(xué)習(xí)課堂有著自己的一般性規(guī)律,那么在高中數(shù)學(xué)這門具體的學(xué)科中如何體現(xiàn),如何落到實(shí)處是每一個(gè)數(shù)學(xué)老師都要關(guān)注的問(wèn)題。下面我就高中數(shù)學(xué)課堂研究性學(xué)習(xí)的思考與實(shí)踐與大家分享。
一、數(shù)學(xué)學(xué)科特性中一般研究性學(xué)習(xí)規(guī)律的體現(xiàn)
研究性學(xué)習(xí)要求學(xué)生的研究,而不是老師的研究。當(dāng)然誠(chéng)如很多一線教師所理解的那樣,研究性學(xué)習(xí)中教師也要研究,在研究中提升。我們說(shuō)教學(xué)相長(zhǎng)是肯定的,在教學(xué)生如何進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的同時(shí),也必然會(huì)對(duì)自己的研究性學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用。但由于教師與學(xué)生在教學(xué)中所處的地位不同,二者還是有很大區(qū)別的。如在教學(xué)過(guò)程中教師與學(xué)生的地位是不同的,教師是主導(dǎo),學(xué)生是主體。如果位置顛倒,學(xué)生就很難做好研究性學(xué)習(xí),教師也很難培養(yǎng)出有研究特性的學(xué)生或人才。由此可見(jiàn)所有的課堂都具備這樣的特質(zhì),那么數(shù)學(xué)課堂也不例外,只是學(xué)科不同而已,具體體現(xiàn)不同而已。數(shù)學(xué)是一門邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,學(xué)生要在掌握一定知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)換與推理,才能生成新的知識(shí)與新的推理結(jié)果,否則就很難做到數(shù)理邏輯的推導(dǎo),數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)就會(huì)陷入迷局。也就是說(shuō)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必須在基礎(chǔ)性、拓展性課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決數(shù)學(xué)的和現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題才算是真正的學(xué)習(xí),這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性才能彰顯,學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性才有可能在課堂上發(fā)揮。為此就研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),我們要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
1.生活化情境材料,這里所說(shuō)的生活化的情境材料一定要是學(xué)生可以理解的或是學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)中經(jīng)歷過(guò)的,千萬(wàn)不能用自己杜撰的無(wú)中生有的材料糊弄學(xué)生,否則,教師的信用會(huì)受到懷疑,課堂教學(xué)效果也會(huì)大打折扣。也就是說(shuō)我們課堂上用于數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的材料應(yīng)是建立在學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的,能夠激起學(xué)生興趣或是解決問(wèn)題的欲望,體現(xiàn)數(shù)學(xué)研究的思想方法和應(yīng)用價(jià)值,有利于創(chuàng)造廣闊的思維活動(dòng)空間,使學(xué)生的思路越來(lái)越寬、思維空間越來(lái)越大的一種研究性材料。而在現(xiàn)實(shí)中很多一線教師對(duì)數(shù)學(xué)研究性材料的生活化存在著抵制與認(rèn)識(shí)上的誤區(qū),他們會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn):數(shù)學(xué)還可以生活化嗎?那樣的話,是不是數(shù)學(xué)的庸俗化?其實(shí)這不僅不是數(shù)學(xué)的庸俗化,而且是對(duì)數(shù)學(xué)的升華,因?yàn)閿?shù)學(xué)源于生活,高于生活,是對(duì)生活原則性的闡釋。
2.研究性材料的來(lái)源,可以是學(xué)生日常生活中能接觸到的生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象或數(shù)學(xué)問(wèn)題,也可以是教師自己提供的能夠引起學(xué)生思考的數(shù)學(xué)問(wèn)題。針對(duì)這些原始性的材料,我們不僅要從生活中提煉,還可以通過(guò)教師的思考得來(lái)。其最終的回歸點(diǎn)應(yīng)是潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活的感悟能力。無(wú)論研究性學(xué)習(xí)的結(jié)果怎么樣,我們都要做到把自己對(duì)數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)材料的獲得途徑教授給學(xué)生,讓他們學(xué)會(huì)思考、調(diào)查、查閱資料等學(xué)習(xí)的基本方式,從而為其后來(lái)的學(xué)習(xí)與工作提供最重要的思維邏輯基礎(chǔ)。
中圖分類號(hào):O343.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)19-0118-03
0 引言
玻璃纖維增強(qiáng)硅橡膠經(jīng)良好的工藝設(shè)計(jì)形成玻璃纖維布,有很廣泛的應(yīng)用[1]。在玻璃纖維-橡膠復(fù)合材料這一項(xiàng)研究中,2005之前是以美國(guó)歐文斯-科寧公司[2]、PPG和法國(guó)圣戈班領(lǐng)先于這個(gè)領(lǐng)域。目前,加拿大研發(fā)部門研制了一種在冰面防滑的鞋子,這種橡膠鞋的制備即將玻璃纖維埋入強(qiáng)力橡膠中,利用玻璃纖維的剛性佳和橡膠耐磨的特點(diǎn)制成這種防滑鞋,這是玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料的一個(gè)用途。近5年來(lái),國(guó)內(nèi)巨石集團(tuán)等玻璃纖維集團(tuán)起步,我國(guó)開(kāi)始了對(duì)玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料的研發(fā),以危良才先生為主要的專家,在研究玻璃纖維復(fù)合材料做出了很大的貢獻(xiàn)[3-6]。
本文采用自制的玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件,通過(guò)拉伸試驗(yàn)研究分析復(fù)合材料的剛度和強(qiáng)度,并利用ANSYS有限元分析得到載荷大小、纖維含量、長(zhǎng)度、直徑等參數(shù)對(duì)復(fù)合材料性能的影響,并與試驗(yàn)值對(duì)比,為玻璃纖維-橡膠復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。
1 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)
1.1 試件制備
拉伸試驗(yàn)是復(fù)合材料層壓板靜載荷作用下拉伸失效行為的直接表現(xiàn)形式。試驗(yàn)過(guò)程制備兩種試件,分別是純硅橡膠試件和玻璃纖維-硅橡膠試件。制備的步驟過(guò)程可以分為:稱量、混合、靜置、抽氣、固化、切片。
1.1.1 純硅橡膠試件的制備
分別稱取液體硅橡膠和固化劑,在燒杯中用玻璃棒充分?jǐn)嚢锜瓋?nèi)的液體硅橡膠和固化劑,使之混合均勻;將攪拌均勻的液體緩慢均勻地鋪滿模具容器,靜置,讓液體硅橡膠充分流動(dòng),使其薄厚均勻;將鋪滿液體的模具放入抽氣裝置內(nèi)進(jìn)行抽氣十分鐘,因?yàn)橐后w的填倒和流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生氣泡,氣泡會(huì)影響拉伸試驗(yàn)的參數(shù)和結(jié)果;最后,靜置,讓其固化至少5個(gè)小時(shí),打開(kāi)蓋子取出試件;采用沖片機(jī),將復(fù)合材料切成啞鈴型的試件
1.1.2 玻璃纖維-硅橡膠試件的制備
在一份液體硅橡膠燒杯內(nèi)加入固化劑,攪拌、填倒和抽氣的步驟與硅橡膠的制備一致,待模具內(nèi)液體硅橡膠沒(méi)有氣泡產(chǎn)生了,將玻璃纖維布放置在液體硅橡膠上,等到液體硅橡膠滲透到玻璃纖維上后,將另外一份液體硅橡膠加入固化劑充分?jǐn)嚢韬筇畹谷肽>邇?nèi);靜置,讓其固化。
1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
1.2.1 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的失效特點(diǎn)
純硅橡膠試件在縱向拉伸下,斷裂后的試件如圖1所示。在試驗(yàn)過(guò)程中,我們觀察到,硅橡膠本身基體的粘性強(qiáng)度高,裂紋沿垂直于載荷方向在基體中擴(kuò)散,當(dāng)某個(gè)靜載荷面承受能力低于施加的載荷時(shí),發(fā)生最終的斷裂失效,且撕裂成無(wú)規(guī)則的斷面。試件初始裂紋的位置位于試件強(qiáng)度薄弱的地方,與試件制備的均勻度有關(guān)。
玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的拉伸試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。試驗(yàn)斷裂失效的模式為帶纖維拔出的纖維脫粘斷裂。這是由于硅橡膠基體與纖維之間的粘接強(qiáng)度較弱,裂紋主要沿著界面擴(kuò)散,表現(xiàn)為在一些薄弱界面纖維與基體界面剝離和斷裂纖維從基體拔出。試驗(yàn)過(guò)程可以看到纖維先脫粘,而后橡膠基體出現(xiàn)裂紋,最后斷裂,在纖維脫粘后可認(rèn)為試件已經(jīng)失效。
1.2.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
1.2.2.1 純硅橡膠試件應(yīng)力應(yīng)變曲線分析
利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),對(duì)硅橡膠試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),其應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖3所示。從曲線可以看出硅橡膠試件在拉伸載荷作用下呈超彈性變形。把曲線分為oa、ab和bc三個(gè)階段,過(guò)程中觀察到:①當(dāng)延伸率小于300%時(shí),即oa階段為彈性階段,應(yīng)力和應(yīng)變呈線性關(guān)系。②a點(diǎn)開(kāi)始試件內(nèi)部最為薄弱的部位開(kāi)始出現(xiàn)裂紋,但并未斷裂,拉伸應(yīng)力和應(yīng)變還在持續(xù)增大,即ab階段為裂紋擴(kuò)展階段。③b點(diǎn)試件斷裂,即bc階段為斷裂階段。該試件的彈性模量為0.59MPa,斷裂伸長(zhǎng)率為404.05,拉伸強(qiáng)度為2.34MPa,它的彈性模量為低,拉伸強(qiáng)度高,說(shuō)明試件軟而韌。天然橡膠、順丁橡膠應(yīng)力-應(yīng)變曲線也是類似這種情況。
1.2.2.2 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),對(duì)玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),其應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示。玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件的拉伸過(guò)程可分為4個(gè)階段:①OA階段是復(fù)合材料試件的彈性形變階段。隨著變形量增加,拉伸應(yīng)力急劇上升到A點(diǎn),即最大應(yīng)力值。②AB階段是復(fù)合材料試件拉伸失效階段。到達(dá)A點(diǎn)后,復(fù)合材料內(nèi)的玻璃纖維開(kāi)始出現(xiàn)脫粘或者斷裂,拉伸應(yīng)力在應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)極小的情況下大幅度的下降,直到B點(diǎn),復(fù)合材料內(nèi)部的大部分纖維斷裂或者與橡膠發(fā)生脫粘,但是復(fù)合材料外部并沒(méi)有發(fā)生斷裂現(xiàn)象。③BC階段是復(fù)合材料屈服階段。在這個(gè)階段內(nèi)部大部分纖維已經(jīng)斷裂或者已與橡膠脫粘,硅橡膠和未斷裂的玻璃纖維在拉伸時(shí)候交聯(lián)較弱,內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)的受力不一樣,拉伸應(yīng)力隨應(yīng)變的增長(zhǎng)不規(guī)則變化。④CE為硅橡膠的拉伸斷裂,當(dāng)延伸率達(dá)到E點(diǎn)時(shí)候,玻璃纖維硅橡膠復(fù)合材料試件完全斷裂,斷裂口的形狀圖2,帶纖維拔出的超彈性斷裂。
1.2.3 玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件力學(xué)性能參數(shù)變化
圖5為玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件拉伸強(qiáng)度隨纖維層數(shù)變化曲線,圖中可以看出隨著玻璃纖維層數(shù)的增加,拉伸強(qiáng)度隨著增大,且呈加速度趨勢(shì)。由于玻璃纖維具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度,在組成玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件之后,其拉伸強(qiáng)度增大。
圖6為玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件初始彈性模量隨纖維層數(shù)變化曲線。圖中可以看出,隨著玻璃纖維層數(shù)的增加,試件的彈性模量上升,且趨于平緩。硅橡膠彈性好,但是抗撕裂的強(qiáng)度和剛性都不好,在加入玻璃纖維之后,彈性模量增加明顯,說(shuō)明增加纖維后材料剛度變大,玻璃纖維很好的補(bǔ)強(qiáng)了硅橡膠的在載荷應(yīng)力下的不足。
2 數(shù)值模擬
利用ANSYS有限元分析軟件計(jì)算復(fù)合材料試件在拉伸載荷作用下的初始彈性模量。試件有效模量隨應(yīng)變變化如圖7所示,圖中的三條曲線分別代表1層、2層和3層纖維試件。圖中看出,有效模量隨著復(fù)合材料應(yīng)變值的增加變化較小,這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。圖8為有效模量隨復(fù)合材料中纖維層數(shù)的變化關(guān)系曲線,圖中看出彈性模量隨纖維層數(shù)增加呈線性增大趨勢(shì),與圖6相比,圖8的線性趨勢(shì)更明顯,原因是因?yàn)閿?shù)值模擬過(guò)程的前提是假設(shè)橡膠和數(shù)值粘合完好,沒(méi)有脫粘情況發(fā)生,而在實(shí)際拉伸過(guò)程中往往會(huì)在纖維和橡膠粘結(jié)薄弱部位提早發(fā)生脫粘。但將圖7、圖8與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,兩者的趨勢(shì)一致,說(shuō)明數(shù)值模擬的可靠度較高,可用作將來(lái)對(duì)復(fù)合材料更深層次的分析,提供理論依據(jù)。
3 結(jié)論與建議
3.1 結(jié)論
本文對(duì)玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)及其數(shù)值模擬,得到以下結(jié)論:
①玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件在拉伸載荷的作用下主要表現(xiàn)為帶纖維拔出的纖維脫粘斷裂。
②玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件在拉伸載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線分為4個(gè)階段:彈性形變階段、拉伸失效階段、復(fù)合材料屈服階段、復(fù)合材料拉伸斷裂階段。
③玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件拉伸強(qiáng)度隨纖維層數(shù)增加而呈非線性增大。
④玻璃纖維-硅橡膠復(fù)合材料試件有效模量隨纖維層數(shù)增加而增大。
創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情境是實(shí)施“研究性學(xué)習(xí)”的基礎(chǔ)。蘇霍姆林斯基說(shuō):“人的內(nèi)心深處,都有一種根深蒂固的需要,就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”,因此教師在教學(xué)中必須注重學(xué)生的這種“根深蒂固”的心理需求,為研究性學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的情感基礎(chǔ)。然而,對(duì)于低年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō),由于其生活經(jīng)驗(yàn)有限,所以更應(yīng)該用學(xué)生熟悉的且比較容易引入課堂的內(nèi)容、材料或生活情境來(lái)創(chuàng)設(shè)一定的研究情境,以激發(fā)學(xué)生的“研究”欲望。如在教學(xué)“平均分”一課時(shí),教師創(chuàng)設(shè)故事情境“兩只笨熊分餅”。通過(guò)教師生動(dòng)形象的故事講述來(lái)激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地探索問(wèn)題,“為什么兩只笨熊最后都沒(méi)有吃到餅?”從而聯(lián)系生活探索“平均分”的概念和生活中的“平均分”現(xiàn)象。再如,在教學(xué)“三角形內(nèi)角和”的時(shí)候,教師可以從兩副三角板入手,讓學(xué)生提出猜想“是不是所有的三角形的內(nèi)角和都是180O呢?”然后,學(xué)生可通過(guò)親自動(dòng)手畫(huà)任意的三角形進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證,也可以任意剪一個(gè)三角形通過(guò)折一折,或剪掉三個(gè)角拼一拼來(lái)驗(yàn)證。在此動(dòng)手操作的過(guò)程中,學(xué)生不僅興趣高漲,且讓學(xué)生經(jīng)歷了知識(shí)形成的過(guò)程。
二、提供研究材料,體現(xiàn)研究?jī)r(jià)值
讓學(xué)生進(jìn)行“研究性學(xué)習(xí)”,必須有一定的載體,而開(kāi)放性的學(xué)習(xí)材料則是實(shí)施“研究性學(xué)習(xí)”的有效保證。當(dāng)然,開(kāi)放性的學(xué)習(xí)材料有很多,但對(duì)低年級(jí)數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)施“研究性學(xué)習(xí)”來(lái)說(shuō),主要是向?qū)W生提供一些開(kāi)放性的練習(xí)題。因?yàn)閿?shù)學(xué)開(kāi)放題的條件可以是多余的,答案可以不是唯一的,解題的策略和方法也比較靈活,即它有開(kāi)放性的特點(diǎn),發(fā)揮各自想象力,展開(kāi)數(shù)學(xué)思維和方法交流的機(jī)會(huì),并且大部分學(xué)生都能參與,都樂(lè)于參與,這樣學(xué)生的主動(dòng)性才能得到充分發(fā)揮,從而也就體現(xiàn)了“研究性學(xué)習(xí)”的根本宗旨。如在教學(xué)“排列組合”一課后,我上了一節(jié)數(shù)學(xué)活動(dòng)課,主題內(nèi)容是“我是小小研究者”,將數(shù)學(xué)課上學(xué)的知識(shí)進(jìn)行拓展延伸。教師根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容出示問(wèn)題:(1)四人握手每?jī)扇宋找淮?,能握幾次?人、6人、7人、100人呢?(2)3個(gè)數(shù)字可以排列成幾個(gè)兩位數(shù)?4個(gè)數(shù)、5個(gè)數(shù)、6個(gè)數(shù)……各能排列多少個(gè)兩位數(shù)?教師提供出有價(jià)值的探索問(wèn)題后,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手、合作、實(shí)踐,自主探索出了排列組合的規(guī)律,學(xué)會(huì)了用式子計(jì)算,使得復(fù)雜問(wèn)題變得簡(jiǎn)單化。
Exploration of carrying out the exploratory learning in the high school chemistry classroom
Liu Zhanfu
【Abstract】In the recent years’ practice, we see that teachers’ teaching idea is being changed step by step with the problem research going deep and teachers’ educational teaching theory level is also being improved. In the daily teaching preparation for lessons, what our teachers should think about first is that students are the main body and it is the first purpose to treat the development of students’ researching ability as the educational teaching. In the research course, we have felt deeply teachers’ idea and diathesis is one main factor which can control students’ exploratory learning. Therefore, it is very necessary to launch the exploratory learning and change the way of learning and teaching.
【Keywords】Exploratory learningConstructing ism learning view
2000年1月,教育部頒發(fā)了《全日制普通高級(jí)中學(xué)課程計(jì)劃(試驗(yàn)修訂稿)》,將舊的課程計(jì)劃中活動(dòng)類課程發(fā)展成以“研究性學(xué)習(xí)”為主的綜合實(shí)踐活動(dòng)。筆者認(rèn)為,研究性學(xué)習(xí)既是一門課程,更是一種方法。目前,各地從課程的角度展開(kāi)研究性學(xué)習(xí)的探索,對(duì)落實(shí)新的課程計(jì)劃是必要的,但如果從方法的角度探討研究性學(xué)習(xí)在學(xué)科教學(xué)中的實(shí)施,似乎更有價(jià)值。既然開(kāi)設(shè)研究性學(xué)習(xí)課程的目的主要是改變學(xué)與教的方式,那么,這種改變必須在學(xué)科課程的課堂教學(xué)中實(shí)現(xiàn),現(xiàn)行的教學(xué)方式才可能有根本改變。因此,在開(kāi)發(fā)研究性學(xué)習(xí)課程的同時(shí),必須注重學(xué)科課程在教學(xué)形式和內(nèi)容上向研究性學(xué)習(xí)的借鑒。為此,本人以實(shí)踐研究的形式,就中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中如何實(shí)施研究性學(xué)習(xí)做了一些探索。
1.課堂實(shí)施研究性學(xué)習(xí)教學(xué)的理論基礎(chǔ)。我們的“課堂實(shí)施研究性學(xué)習(xí)教學(xué)”的研究目標(biāo)是通過(guò)課堂教學(xué),突出以學(xué)生為主體,以學(xué)科知識(shí)為載體,構(gòu)建一種適合學(xué)生探究的學(xué)習(xí)環(huán)境,在教師創(chuàng)設(shè)的研究性學(xué)習(xí)環(huán)境中,通過(guò)學(xué)生積極、主動(dòng)地“動(dòng)腦”和“動(dòng)手”探究,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)收集和處理信息,發(fā)展學(xué)生問(wèn)題解決意識(shí)和能力,最終使學(xué)生學(xué)會(huì)如何進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師的責(zé)任就是創(chuàng)造含有豐富信息,使學(xué)生能夠在其中積極思考、探究和進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)的真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。此外,我們要構(gòu)建一個(gè)體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性、社會(huì)性、情境性的學(xué)習(xí)環(huán)境,這離不開(kāi)其他的教與學(xué)理論的指導(dǎo),包括布魯納的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”,羅杰斯的“非指導(dǎo)性教學(xué)”等。
2.課堂實(shí)施研究性學(xué)習(xí)教學(xué)的環(huán)境設(shè)計(jì)。任何一種學(xué)習(xí)活動(dòng)都必須在一定的學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行,研究性學(xué)習(xí)亦如此。我們認(rèn)為,在課堂教學(xué)中,要讓學(xué)生采取研究性學(xué)習(xí)方式,關(guān)鍵在于教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)適宜學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的環(huán)境。本課題,從整合教材等多種學(xué)習(xí)材料、創(chuàng)設(shè)盡可能真實(shí)的問(wèn)題情境、開(kāi)發(fā)多媒體技術(shù)、形成合作學(xué)習(xí)氛圍、建立多元化的評(píng)價(jià)體系等方面設(shè)計(jì)研究性學(xué)習(xí)環(huán)境。
2.1整合教材等多種學(xué)習(xí)材料。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,我們向?qū)W生提供要學(xué)習(xí)的領(lǐng)域知識(shí)的教學(xué)材料通常只有課本,這就決定了我們的教學(xué)方式往往是以教師為主的“啟發(fā)式”,我們很難僅僅通過(guò)單一的教材在課堂實(shí)施研究性學(xué)習(xí)這一新的教學(xué)方式的活動(dòng)。為了指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)活動(dòng),激發(fā)他們的發(fā)散性思維,培養(yǎng)他們收集和處理信息的能力,我們?cè)趧?chuàng)設(shè)研究性學(xué)習(xí)環(huán)境時(shí),從多角度、多渠道來(lái)整合學(xué)習(xí)材料,該材料包括教材、實(shí)物、增設(shè)實(shí)驗(yàn)、有關(guān)問(wèn)題的背景知識(shí)和模擬微觀世界的動(dòng)畫(huà)等。例:在學(xué)習(xí)“原電池的原理及應(yīng)用”時(shí),我們?cè)鲈O(shè)了:把石墨棒與鋅片用導(dǎo)線外接一個(gè)小燈泡后插入酸性的高錳酸鉀溶液中,學(xué)生看到小燈泡發(fā)光、一節(jié)干電池也使小燈泡發(fā)光,學(xué)生自然得出原電池的概念。在學(xué)生完成對(duì)照實(shí)驗(yàn):把鋅片和銅片不連接及把鋅片和銅片連接在一起,分別同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中,對(duì)照觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和把鋅片和銅片用導(dǎo)線連接在一個(gè)檢流計(jì)的兩個(gè)接線柱上,然后同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察指針是否偏轉(zhuǎn)后,我們又增設(shè)了模擬微觀世界的動(dòng)畫(huà),并組織學(xué)生討論,讓學(xué)生自己歸納出原電池的原理。這時(shí),學(xué)生情緒高漲,教師適時(shí)提出研究性學(xué)習(xí)課題“形成原電池的條件是什么?”學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng):我們給學(xué)生提供多種材料及試劑,讓學(xué)生設(shè)計(jì)裝置圖,并用大屏幕顯示參考圖,讓學(xué)生一并完成實(shí)驗(yàn)(看檢流計(jì)指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)),然后學(xué)生討論、發(fā)言,學(xué)生很快歸納出形成原電池的三個(gè)條件。整節(jié)課,學(xué)生探究問(wèn)題迭起。
2.2創(chuàng)設(shè)盡可能真實(shí)的問(wèn)題情境。學(xué)是離不開(kāi)一定的情境,知識(shí)也總是在一定的情境中才有意義,只有讓學(xué)生在盡可能真實(shí)的情境中,甚至盡可能在實(shí)際任務(wù)中獲取經(jīng)驗(yàn)和建構(gòu)知識(shí),才能使學(xué)習(xí)者掌握知識(shí)并學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)。因此,教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題情境應(yīng)盡可能與知識(shí)被應(yīng)用的實(shí)際情境接近。我們的做法是:教師盡可能在課堂上展示與現(xiàn)實(shí)中專家解決問(wèn)題相類似的探究過(guò)程,提供問(wèn)題的原型,并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。“盡可能真實(shí)的問(wèn)題情境”可來(lái)源于學(xué)校的教育教學(xué)活動(dòng),可以是教師模擬的問(wèn)題情境,可以是實(shí)際社會(huì)、生活中的問(wèn)題情境。例,在學(xué)生學(xué)習(xí)“鋁及其化合物”時(shí),給學(xué)生設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)問(wèn)題:去年春節(jié)期間,學(xué)生劉剛發(fā)現(xiàn)氫氣球非常暢銷。今年春節(jié)將至,他想通過(guò)賣氫氣球賺錢,然后將賺的錢寄往“希望工程”。他沒(méi)有很多的錢買氫氣鋼瓶,經(jīng)過(guò)校方允許,他利用學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備制取氫氣。實(shí)驗(yàn)室只有相同質(zhì)量的鐵、鎂、鋁以及水、鹽酸、氫氧化鈉溶液。請(qǐng)你們幫他設(shè)計(jì)較合理的途徑制取氫氣,以及制氫氣球時(shí),在實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)中必須注意什么問(wèn)題?這個(gè)問(wèn)題是模擬現(xiàn)實(shí)生活,要解決這個(gè)問(wèn)題,需要學(xué)生懂得鐵、鎂、鋁、水、鹽酸、氫氧化鈉等物質(zhì),哪些反應(yīng)能放出氫氣,并能夠計(jì)算出相同質(zhì)量下哪種金屬反應(yīng)放出氫氣最多,還要根據(jù)成本核算出哪種方案最經(jīng)濟(jì),最終做出決策。方案確定后,學(xué)生還要考慮如何制氫氣球。這個(gè)問(wèn)題的特點(diǎn)是開(kāi)放的,沒(méi)有唯一的、標(biāo)準(zhǔn)的答案,而且,還滲透了德育教育――因?yàn)閯傎嶅X是為了資助貧困學(xué)生上學(xué)。
2.3開(kāi)發(fā)多媒體技術(shù)。多媒體技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)將文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等綜合應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)中。在研究性學(xué)習(xí)環(huán)境下,我們強(qiáng)調(diào),要將教學(xué)內(nèi)容形象化、直觀化,能刺激學(xué)生的多個(gè)感官,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使大腦處于興奮狀態(tài),能提供豐富的思維加工素材,便于學(xué)生探究,有利于學(xué)生形成全方位的知識(shí)“圖式”。
2.4形成合作學(xué)習(xí)氛圍。在課堂實(shí)施研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)中,我們強(qiáng)調(diào)的合作是“師生合作”和“生生合作”,要形成合作學(xué)習(xí)氛圍的關(guān)鍵是建立良好的課堂人際互動(dòng)關(guān)系。
2.5建立多元化的評(píng)價(jià)體系。在研究性學(xué)習(xí)環(huán)境中,也離不開(kāi)教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)。研究表明,教師的評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有相當(dāng)大的導(dǎo)向作用。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)側(cè)重于選拔鑒別,側(cè)重于評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,只用紙筆測(cè)驗(yàn)的單一方式給每一位學(xué)生分?jǐn)?shù),導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是為取得高分,學(xué)習(xí)環(huán)境則是一味地解答試題。研究性學(xué)習(xí)環(huán)境下的教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)側(cè)重于激勵(lì)學(xué)生,側(cè)重于評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程,可采取定性和定量相結(jié)合的方式,重在評(píng)價(jià)學(xué)生收集信息、處理信息、問(wèn)題解決等多方面的探究能力,其評(píng)價(jià)目的是為了激發(fā)學(xué)生的探究欲望,促進(jìn)學(xué)生積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)。我們做了如下一些嘗試,初步建立了一種多元化的評(píng)價(jià)體系。實(shí)踐證明,多元化的評(píng)價(jià)方式是學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的保障,對(duì)發(fā)展學(xué)生的探究能力有一定的幫助。當(dāng)然,教師在設(shè)計(jì)研究性學(xué)習(xí)環(huán)境時(shí),還應(yīng)充分考慮學(xué)生已有的學(xué)科知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),以及學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和個(gè)性差異,否則就會(huì)脫離學(xué)生實(shí)際,達(dá)不到所期望的教學(xué)目的。
3.收獲與反思。通過(guò)嘗試上述研究性學(xué)習(xí)方式的教與學(xué),學(xué)生感覺(jué)時(shí)間流逝特快,看圖片、談設(shè)想、提方案還意猶未盡,而且學(xué)生不再受課堂探究時(shí)間和空間的限制,自己將課堂途徑中所學(xué)到的知識(shí),遷移到課外,從生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,引出課題。課外,學(xué)生能夠主動(dòng)查閱資料,自主解決問(wèn)題,學(xué)生的探究能力得以發(fā)展,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式在一定程度上得以改變。
參考文獻(xiàn)
1 田慧生著.《教學(xué)環(huán)境論》.江西教育出版社,1996
2 李曉文、王瑩編著.《教學(xué)策略》.高等教育出版社,2000
中圖分類號(hào):G633.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: C 文章編號(hào):1672-1578(2013)03-0147-01
隨著新課改的推進(jìn),歷史研究性學(xué)習(xí)已在種信息歷史教學(xué)中普遍開(kāi)展起來(lái),并取得一定成效。但作為一個(gè)新生事物,歷史研究性學(xué)習(xí)在開(kāi)展過(guò)程中還有一定誤區(qū),尚需進(jìn)一步澄清。
1 歷史研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的本質(zhì)特征
從詞源來(lái)看,歷史有兩層含義:一是指過(guò)去發(fā)生的一切,二是指歷史學(xué)。作為本體,歷史指的是人類的經(jīng)歷及其所創(chuàng)造的一切,它是過(guò)去的、既定的、不變的;作為認(rèn)識(shí),它指人類對(duì)自己過(guò)去的回憶與思考。和其他任何研究一樣,歷史研究也含有兩個(gè)層次,一是以創(chuàng)建或生產(chǎn)人類文明史上新的精神產(chǎn)品為目的,提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行論證;二是對(duì)已有的歷史研究結(jié)論進(jìn)行論證為目的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行論證。歷史研究的流程大致包括:選擇一個(gè)問(wèn)題或假設(shè);研究者根據(jù)問(wèn)題或假設(shè)收集證據(jù);對(duì)證據(jù)進(jìn)行解釋,排除邊緣證據(jù);根據(jù)解釋表述觀點(diǎn)。從心理過(guò)程看,是對(duì)歷史未知對(duì)象的探視、確立及其意義的判斷以及對(duì)已知對(duì)象的真實(shí)性、正確性進(jìn)行解釋、確立或否定的過(guò)程。
但是,研究性學(xué)習(xí)與歷史研究畢竟不是一回事,兩者的研究過(guò)程和最終追求價(jià)值是不同的,前者的價(jià)值在于其對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn),強(qiáng)調(diào)對(duì)他人的有用性,而后者強(qiáng)調(diào)其教育價(jià)值,主要是對(duì)學(xué)習(xí)者有教育性。所有,從實(shí)際需要看,在學(xué)校教育情境下,完全嚴(yán)格地依照史學(xué)研究的方法和程序開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)不僅沒(méi)有必要,更不具有現(xiàn)實(shí)性。
2 歷史研究性學(xué)習(xí)中的方法問(wèn)題
科學(xué)方法是一切研究的根本。歷史具體問(wèn)題的研究方法需要采用一般性和特殊性的方法。一般方法,這是適用一切歷史學(xué)科的研究方法,它又可以分為分析方法(如歷史分析法、階級(jí)分析法),實(shí)證方法(如考證法、??狈ǎ瑪⑹龇椒ǎㄈ缂o(jì)事本末法、編年法)。特殊方法,是適用于各門專門史的個(gè)別方法,可分為研究歷史地理的測(cè)量法、研究經(jīng)濟(jì)史的統(tǒng)計(jì)法、研究科技史的模擬法等。
這些方法,對(duì)于廣大的學(xué)生來(lái)說(shuō)不可能一一掌握,即使對(duì)于歷史教師來(lái)說(shuō)也只能略知一二。因此,我們應(yīng)當(dāng)在盡可能地豐富自己的同時(shí),有選擇地將歷史研究中的常見(jiàn)方法滲透在教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)之中。作為重點(diǎn),平常在歷史研究學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)掌握的方法主要為分析和實(shí)證方法。在以往的歷史教學(xué)中,分析方法運(yùn)用的最多,探討的也最多,而比較忽視后者的研究。
提高歷史實(shí)證能力的重要方法就是要重視史料。它是借以研究與反思人類活動(dòng)的前提和根據(jù),包括文字記錄與人類活動(dòng)的遺跡、遺物以及口碑等三類。對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō),在研究性學(xué)習(xí)中,雖然難以搜集直接史料,但簡(jiǎn)間接史料還是必需的,特別要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的史料意識(shí),形成有理有據(jù),論從史出的思維習(xí)慣。
3 歷史研究性學(xué)習(xí)的有效模式
歷史研究性學(xué)習(xí)雖然追求的是一種個(gè)性化的學(xué)習(xí)模式,但由于它發(fā)生在歷史教學(xué)活動(dòng)中,因此必須與日常教學(xué)相結(jié)合,否則很難保證有多大的生命力。目前,人們習(xí)慣采取課題研究、活動(dòng)設(shè)計(jì)等開(kāi)放的形式,但如下方式筆者認(rèn)為更值得嘗試。
3.1開(kāi)放式習(xí)題
這種習(xí)題條件不完備、結(jié)果不確定、思路開(kāi)放、表達(dá)形式多樣化,多以培養(yǎng)能力、訓(xùn)練思維為目的的認(rèn)知類習(xí)題。學(xué)習(xí)者不可能在教材中找到現(xiàn)有的答案,必須通過(guò)自己努力,查找資料,提出假設(shè),論證假設(shè),表達(dá)觀點(diǎn)。既然是習(xí)題,一般來(lái)說(shuō)它出現(xiàn)在一段教學(xué)之后,依附于一定的知識(shí)。所以,教師也應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)習(xí)主題進(jìn)行研究,了解學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī),研究學(xué)術(shù)的有關(guān)發(fā)展,才能設(shè)置比較合理的習(xí)題??梢砸M(jìn)目前史學(xué)界爭(zhēng)鳴的問(wèn)題,以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的研究。例如,對(duì)科舉的一點(diǎn)思考;是嗎等等。學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)自己參與到史學(xué)研究的前沿,更會(huì)促進(jìn)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。當(dāng)然,開(kāi)放式習(xí)題也要注意題目的設(shè)計(jì),要盡可能貼近學(xué)習(xí)者,要設(shè)計(jì)一些情境化的問(wèn)題。
3.2教材研究
在教師的合理分工和指導(dǎo)下,對(duì)學(xué)習(xí)材料進(jìn)行分析研究。對(duì)學(xué)生歷來(lái)說(shuō),就一段歷史進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上編寫(xiě)學(xué)習(xí)材料供大家共同閱讀是具有挑戰(zhàn)性的事情,也極具有吸引力。其過(guò)程可分為:教師和學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的條件,精選一段教材內(nèi)容作為對(duì)象,學(xué)生根據(jù)自己情況選擇一段,并提出自己所具備的條件和開(kāi)發(fā)的目的,在教師的指導(dǎo)下學(xué)生選擇參考資料,按照自己心目中的歷史與編寫(xiě)樣式,編寫(xiě)“教材”作為對(duì)原教材的補(bǔ)充,學(xué)生的積極性很高,也取得了不少收獲,最重要的是學(xué)生們以研究者的眼光看待原來(lái)認(rèn)為是圣經(jīng)般的課本,自信心和能力也得到很大提高。
二、網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(一)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)模式的提出
在網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)模式中,教師將從傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)材料的組織者、學(xué)習(xí)過(guò)程的導(dǎo)航者、學(xué)習(xí)活動(dòng)的指導(dǎo)者。課程的教學(xué)更多地圍繞學(xué)習(xí)者的需求和興趣而展開(kāi)。學(xué)生可以充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,自主地獲取課程知識(shí),并通過(guò)專題研究進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)與探究性學(xué)習(xí)。研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)包括自學(xué)課程內(nèi)容與相關(guān)知識(shí)、觀摩虛擬實(shí)驗(yàn)演示、瀏覽案例、搜尋研究專題、探索問(wèn)題解法、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)工作、交流研討、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析與自我評(píng)價(jià)等內(nèi)容。通過(guò)這些實(shí)踐活動(dòng),學(xué)習(xí)者可獲得學(xué)習(xí)能力、研究能力、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一種基于研究性學(xué)習(xí)模式的網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng),其設(shè)計(jì)原則如下:
1.網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、教師為指導(dǎo)的教學(xué)模式。
2.網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)能構(gòu)建學(xué)習(xí)與研究環(huán)境,如虛擬課堂、虛擬實(shí)驗(yàn)以及研究專題社區(qū)等。
3.網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)提供人性化的教學(xué)情景和豐富的研究背景材料,讓學(xué)習(xí)者在其中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣與親切,對(duì)學(xué)習(xí)者開(kāi)展自由探索和自主學(xué)習(xí)進(jìn)行鼓勵(lì)與促進(jìn)。
4.網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)能提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的支持,如個(gè)人學(xué)習(xí)空間和個(gè)人學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身的進(jìn)度和興趣自主學(xué)習(xí)知識(shí)和構(gòu)建自己的知識(shí)能力。
5.網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)提供團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)的支持,如提供協(xié)作的學(xué)習(xí)與研究環(huán)境及協(xié)作交流手段。
6.網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)能提供研究性學(xué)習(xí)的支持,它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)探究和親身體驗(yàn)以及基于真實(shí)任務(wù)的研究問(wèn)題的解決。
(三)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
我們?cè)O(shè)計(jì)的網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)模式的綜合網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)。它為全校所有課程提供統(tǒng)一的網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上學(xué)習(xí)以及教學(xué)管理等服務(wù)。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)可自主地進(jìn)行課程的個(gè)性化學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí),借助豐富的網(wǎng)上教學(xué)資源和研究資源開(kāi)展專題研究,并與教師進(jìn)行廣泛地交流。教師則可利用網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)中提供的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、開(kāi)發(fā)工具、教學(xué)資源及其服務(wù),開(kāi)展網(wǎng)上學(xué)習(xí)指導(dǎo)、教學(xué)內(nèi)容的組織、課程資源與研究專題設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作管理以及師生交流。教務(wù)管理部門通過(guò)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)組織與實(shí)施每學(xué)期教學(xué)計(jì)劃、網(wǎng)上選課、網(wǎng)上學(xué)習(xí)、教學(xué)評(píng)估,以及統(tǒng)一建立課程資源庫(kù)、研究專題庫(kù)、教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)、教師數(shù)據(jù)庫(kù)、學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)和其它資源庫(kù)等工作。
(四)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)組成
l.教學(xué)數(shù)據(jù)與資源層。教學(xué)數(shù)據(jù)與資源層由多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)與教學(xué)資源庫(kù)組成,如教學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、師生數(shù)據(jù)庫(kù)、課程內(nèi)容庫(kù)、研究課題庫(kù)以及研究資源庫(kù)等組成。它們構(gòu)成了網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)源。
2.網(wǎng)上學(xué)習(xí)支撐平臺(tái)。網(wǎng)上學(xué)習(xí)支撐平臺(tái)提供網(wǎng)上學(xué)習(xí)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境與應(yīng)用構(gòu)建。此外,該平臺(tái)提供應(yīng)用子系統(tǒng)之間的應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)共享與資源整合。
3.網(wǎng)上學(xué)習(xí)應(yīng)用系統(tǒng)(E-learning系統(tǒng))。網(wǎng)上學(xué)習(xí)應(yīng)用系統(tǒng)由課程學(xué)習(xí)、課程教學(xué)、課題管理、教學(xué)管理等子系統(tǒng)組成。它們分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上研究性學(xué)習(xí)系統(tǒng)的各個(gè)主體功能。
(五) E-learning門戶