力学性能论文范例

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力学性能论文

力学性能论文范文1

以便为课题研究提供有效事实依据,作者对九台市第一高中的全体物理教师、300名学生及部分学生家长进行了实地调查和面对面的访谈;并对收集到的有关数据进行了细致深入地研究分析。调查显示:学生反思性学习能力的好坏直接受到学校、家庭以及自身因素的影响。该市高中长期以来坚持应试教育体制,一直将考试成绩的高低视为衡量学生优劣的唯一标准。学校对物理实验课程重视程度明显不足,课时安排十分有限;课堂教学仍然延续“教师演示,学生模仿”的传统模式,大多数教师和学生认为物理实验课的目的在于完成学习任务,于是学生对实验内容不予深入理解,教师对实验问题不予过多纠正,实验过程缺乏研究探索和反复思考的阶段,学生的实践能力得不到锻炼,直接导致学生学习物理的积极性不高和学习能力不强,甚至还存在部分学生对实验讲解内容不知所云的现象。而且调查发现,大多数学生对于学过的物理实验内容偶尔反思,能做到坚持反思的微乎其微,其中部分学生根本就没有反思的意识。此外更值得关注的是,即使是偶尔进行反思的学生,反思时也缺乏一套规范、准确、合理、系统的反思理论知识。反思引导和反思条件的欠缺直接导致学生反思意识的薄弱,反思毅力的不足,应试教育下不良的学习习惯使学生没有清晰地认识到反思性学习的重要性,更没有使其养成坚持反思的良好习惯。

二、培养学生物理实验反思性学习能力的建议

物理实验教学过程中要十分注重培养学生的反思意识和反思方法,通过实验培养学生的反思性学习能力,使学生由被动接受到主动探究,有利于学生养成良好的反思习惯。此外还要认识到,反思性学习能力的提高不是一蹴而就的,需要经历一个长期的学习过程。

(一)将反思贯穿于物理实验教学的全过程

物理实验教学由提出问题、猜想假设、制定计划、设计实验、收集证据、实验实践、分析论证、评估、交流与合作等各个要素组成。培养学生的反思性学习能力,应将反思贯穿于实验教学的各个环节。在物理实验教学中常常会出现因为设计环节不合理、实验缺乏创新和灵活而无法实验,或者课堂掌握很好,但课下却找不到重点的情况,这都是因为学生没有及时进行总结规律、合理分析问题,缺少反思造成的结果。所以,在物理实验教学过程中要重视将反思贯穿于物理实验的每个阶段,尤其在实验结束后,对于实验过程、实验数据和实验结论,及时组织学生交流,鼓励学生清晰准确地总结和反思实验环节,归纳实验规律,通过对结论的延伸,使学生认识到自身不足,进而升华学生认知水平,以此提高其观察能力、实践能力和反思能力。

(二)为培养反思能力营造良好氛围

外界环境对学生成长以及各种能力的形成有着深刻的影响。本质上说,反思性学习是一种自我批判的过程,反思成效不佳极易造成情感波动,失去学习兴趣,这就需要家长和教师的正确引导,在培养学生反思性学习能力的过程中要特别注意为学生营造一个良好的学习环境。

1.学校方面

学校要努力为学生创设良好的反思性学习环境,重视培养学生在物理实验课程中的反思性学习能力。充分利用校园广播、电视、报刊等形式多样的宣传手段,发挥校园文化的作用,让学生在日常生活中学习和掌握物理知识。通过举办知识竞赛、科技创新比赛以及实验技能大赛等活动,鼓励学生积极参与,主动学习物理知识,激发热情与兴趣,从而使其将物理学习由外部督促转化为内在自省。

2.教师方面

教师要转变传统应试教育模式的教学观念,提高自身专业素质,发挥创新精神,积极开拓、深入研究、大胆实践新的教学方法。同时也要不断提高自身反思性学习能力和培养反思性学习能力的教学水平,及时总结反思物理实验教学内容:知识点讲解的是否清晰、透彻,学生理解程度是否深入,是否引导了学生对实验内容的反思,下次授课应注意的事项和调整的内容等等。新课程倡导合作学习,要求学生在学习中学会交流、合作,这一过程需要教师的正确引导。教师要主动与学生交流,促进学生间交流,鼓励学生分享学习经验,对物理实验内容交流反思,在增进情谊的同时,更有助于培养学生的反思性学习能力。

3.家庭方面

力学性能论文范文2

(一)动力机制

现代高职教师管理倡导从传统的人事管理向现代人力资源管理和开发管理转变,其目的是体现以人为本,尊重教师自我发展与自我实现的意愿,促进教师内在积极性、创造性和潜能的开发与发挥。从本质上讲,就是激发教师发展的动力之源。教师职业是一个良心职业,教师行为的自觉、自制源于内心的情意与激情,任何外在的约束与激励机制如果没有内因配合就难以发挥作用。基于此,重视高职教师教学能力形成的动力机制就显得尤为重要。动力机制是教学能力形成的“动力”系统,这种动力是一个既有方向又有大小的矢量,不仅提供了教学能力健康成长的导向指针,还能最大限度地“引动”教学能力成长的各种内部力量。探索教学能力形成的动力机制首先要追根溯源,寻找动力之源,找出动力之根本,然后才能将其转化为最直接、最现实的内部推动力量。什么是教师教学能力形成的动力之源呢?考察教师教学能力形成的影响因素、条件与成长过程,本研究认为,教师的教育理念和对职业教育的认知决定了教师职业态度和专业精神,教师的职业态度和专业精神又决定了教师的责任和情感,教师的责任和情感又能决定教师对教育工作投入的深度或强度。因而教师的职业态度和专业精神决定着教学能力的发展进程与演进方向,理所当然成为了推动教学能力提升的动力之源。要培养教师的职业态度和专业精神,关键是要强化以教师为本,加强人文关怀,形成尊师重教的教育环境和人人争当一线教师的氛围;就是要改变目前以“官本位”为轴心的管理体制与分配机制,重视教师的诉求并实现薪酬向一线教职工倾斜的伦理,真正提高一线教师地位和待遇;就是要加强教师职业认同感、归属感和对组织的向心力,让教师真切体会到职业教育的前途与价值。

(二)促进机制

促进机制是教学能力形成机制的“助动”系统,由教师教学能力成长的外部因素构成。从教师自主成长理论来看,教师成长需要有外部的帮助。高职教师教学能力促进机制有以下几个方面作用:一是激励。行为科学认为,一个人在没有受到激励的情况下,他的能力仅能发挥20%~30%,如果受到正确而充分的激励,能力有可能发挥到80%~90%。激励机制能激发教师潜在的素质与潜力,激发教师主观能动性和教学积极性。二是劣汰。劣汰能使教师形成竞争的外部压力。一般说来,教师内心较为敏感和脆弱,劣汰的压力一定会激发教师特有的自尊、自信以及要求尊重和努力成功的品质,从而自觉调整自己,使压力迅速转变为动力。三是助长。助长实质是通过某种干预形成直接推动,如教研活动,或通过搭建平台、在多方互动中形成间接推动,这两种推动力量往往是交叉与融合,是相互依存的一个整体。促进机制形成了教师教学能力成长最直接、最有效的外部推动力量。促进机制是一个可变量,可根据时间、条件、对象实施不同的机制。如择优劣汰机制(岗位择优骋任机制、教学考核劣汰机制、学生自主评课与选课机制等),激励机制(成果表彰机制、分配机制、职称评聘机制以及提升一线教师政治待遇机制等),助长机制(教师传帮带机制、名师导师的帮扶机制、真正意义上的助教机制以及开展教学第二课堂机制等),创新发展机制(教学改革创新机制、专业应用与发展机制、开展社会实践与服务机制等),继续教育机制(学历进修机制、技能培训机制等)。

(三)运行机制

运行机制是教学能力形成机制的“驱动”系统。系统以系列管理制度为指导,通过搭建管理服务平台,实施一般性和常态性的教学能力成长方式,在具体实践行为和过程中提升教师的教学能力。运行机制的作用表现在以下几个方面:其一是监督与引导。监督与引导能控制和调节人的行为趋向,修正并改进教师教学不良行为,促进教学行为与过程的规范,帮助和促进教师改进教学,提高教学水平。其二是评教评学。评教评学能促进教师教学认知和自我修正。一个好的评价本身必然是促进教师教学能力发展的外驱力,这种外驱力在与教师的不断互动中会逐步被自我接纳,形成渗透于教师身心的内驱力。其三是管理与检查。管理与检查能规范教学过程的各个环节,减少教学及管理中的不规范现象,增强教师和教学管理人员的责任感和质量意识。运行机制是能力系统的主导和核心内容。实践中运行机制的实现首先要强调行为的自主与自觉,即需要对教师自觉态度予以“启动”,开启教师自我实践意识以提升教学能力的态度与精神。因为只有基于自主提升需求的发展才可能是持续、高效的,才有可能根据个体的差异性自适应地调节实践的行为方式与时空,才有可能进行自觉反思和自我觉醒,发挥教学主观能动性。然后要建立相应制度。制度是对教师教学行为过程进行管理的纲领性指导文件,由一系列旨在提高教师教学能力的制度体系组成。如教学督导机制、教学考核机制、教学日常管理机制等。

(四)控制机制

控制机制是教学能力形成机制的“操控”系统,是教学能力形成的组织保障,履行着组织、管理、整合与调控功能。控制机制有以下几个方面的作用。一是整合与优化,即整合相关资源,发挥资源潜能,优化机制环境,提供成长条件。二是管控和调控。在整个系统及过程中,控制机制实施条件、方法、手段和技术的总调控,并对系统决策、运行、监控和反馈环节进行总管控,以提高机制运行的效率。三是解构与重构。传统能力培养机制有许多思维定势,极易成为新形势下教师教学能力发展的障碍与干扰。要克服这些定势干扰首先要解构传统,革除机制中不合时宜的成份,破除机制实施过程中的行为惯性与隋性,积极化“负面干扰”为“正面影响”。重构,也就是要重组程式,突破传统时空框架,对机制进行研究创新,以释放活力,激活动力,促进机制向规范化、科学化和现代化发展。控制机制首先要健全组织,并通过建立如下的组织发挥作用。一是教师教学能力发展研究中心。该中心可通过研究教师教学能力现状及成长的研究,提供教师教学能力形成的理论成果与实践指导,推动教学技术成果实践应用。二是教学能力发展与资源中心。该中心可组织开展教学能力培养培训活动,有效跟踪、指导和控制教师教学行为与过程,接受教师教学的咨询与指导,促进教师教学交流和教学资源成果的共享。三是学院(系)一级教学团队。院(系)可根据教学发展、改革与社会服务的需要,有计划地建立以教师为主导的各种类型的学习、教学、科研和社会服务团队,积极开展第二课堂活动,促进师生在活动中相互合作与学习。其次是行使管理职能。教师教学能力成长是一个长期和复杂的过程,成长的行为、过程,以及所需资源、环境、体制、机制等需要不断进行解构与重构,需要不断进行整合、调控与优化,需要实行强有力的有效管理,以保障教师教学能力形成机制的顺利实施和高效运行。

(五)保障机制

任何机制的实施及其成效,都要建立在条件保障的基础上。高职教学技术性与实践应用性特征,以及对当今飞速发展的网络信息技术、现代教育技术的强烈依赖,推动了高职学校不断改进办学条件,以提高教学质量,提升师资水平。保障机制是教学能力形成最直接与最现实的推动力量。保障机制的作用:一是常规教学条件的改善,如专业教学软硬件条件建设等。二是教学能力助长环境的改善,如第二课堂活动环境建设等。三是职业教学环境的改善,如校内教、学、做于一体软硬件场境,校外工学交替、校企结合、产教融合的生产实习基地等。四是社会专业服务环境的改善,如开展社会技术应用与服务的途径与渠道等。五是现代教学资源共享条件改善,如现代教育技术平台、校内外资源整合与共享的学习平台等。六是校园文化环境的改善,如良好的教师工作、学习和生活氛围,以及具有高职特色的校园文化与精神环境等。

二、高职教师教学能力形成机制的实现

(一)高职教师教学能力形成的个体条件

教师的教学活动不仅受心理素质的影响,也受心理活动的支配。高职教师教学能力形成与发展的个体条件主要是指教师内在心理条件。

1.高职教师个体心智条件。

教师内心的成熟、成长是教师成长最基础的问题,也是教师教学能力形成的前提条件。教师个体心智的成熟表现在以下几个方面。一是学会敞开胸怀。教师具有独立的人格与个性,大多背负着抱负与梦想,但现实种种怀才不遇的寂寞与感伤,极易关闭他们敏感和脆弱的心灵之窗。其实,学会敞开胸怀,吸纳别人的关怀之情,无异于心理维生素的补充。二是学会放低自己。放低自己不是放低理想、抱负,放低自己是一种谦虚的思考方式,是一种从小事做起的心态。只要有了这种心态,才能避免因过高估计自己而使心灵遭受现实之伤,才能使自己在从零、从小、从低的行为姿态中容纳更多、变得更强、升得更高。三是学会认识自我。教师要有自我意识,学会认识自己。在日常行为中,要自尊、自爱、自信,但切忌心高气傲,目空一切甚至目中无人;要谦虚谨慎,小心翼翼,但也要避免自卑、羞怯、畏缩和低人一等的心理意识。对自己估计过高或过低,是两种极端自我的表现,已成为目前教师成长的最大障碍。四是学会正视矛盾。事事皆有矛盾,困难无处不在。不能因矛盾而忧伤、愤怒,怨天尤人;不能因工作的困难和生活的不顺心如意就心灰意冷,冷眼旁观周围的一切。要学会正视现实矛盾,学会控制自己情绪,让自己永远有一颗快乐的成长之心。五是学会舍弃舍得。工作中,要学会“舍得”,不能企盼“全得”。要知道某些方面的东西逐渐舍弃后,另一方面的东西也会悄悄临近。面对面对功利化的社会变迁,高职教师要学会超越,固守宁静,善于放弃,让大学精神与理念统领自己的精神世界。

2.高职教师行为心理条件。

教师教学能力的成长离不开其行为的个性心理特征,即一惯性的个性行为品质的养成,这些个性行为品质包括:一是要勇于实践。“实践出真知”,实践能帮助教师认识理论,检验知识,体会过程。新时期的高职教育强烈需要教师大胆实践、大胆尝试与大胆创新。二是要勤于反思。“学而不思则罔”,对于教师教学工作和专业成长,不应忽视思考的作用和力量。在高职教育实践中,要多角度、多形式地反思自己的教学工作,并在反思中总结经验,发现问题,提高能力。三是要善于合作。“团结就是力量”,一个人的力量是有限的,而一个团队的力量却不可估量。团结能形成合作的力量、集体的力量。高职教育教学工作,是一个群体性行为,需要教师有合作的意识,需要在集体的智慧中实现人才的培养。四是要乐于学习。“学习,学习,再学习”,强调了学习的重要性。高职教师是学习力量最强的一个群体,应该成为学习对象的楷模,终身学习的榜样。愿意学习,乐于学习,有助于丰富学识,积累经验,提高能力。

3.高职教师职业心理条件。

教师职业发展缘于自觉与自知的情意,更缘于职业的态度与精神。要实现职业发展,必须培育职业心理条件。一是要树立正确态度。“精神引领行为,态度决定一切”。教师只有真正地认同自己的职业,热爱自己的岗位,才有可能把职业或岗位当作个人生命勃发与价值实现的载体,才能用心极致地做好工作,激发出对教育事业的热爱之情。二是要培育内生需求。一个人只有内生的需求与渴望,才能推动自己的成长进步。教师要有自己的内生需求,要有对教学工作的依恋与依赖之情,要培养自己内在的发展特质,逐步养成开拓创新的激情、成功与发展的欲望、成就的快感体验与自我激励的意识与品质。这些内生的需求与发展特质是推动教师成长与进步的动力之源。三是要培养职业素质。教师的职业素质,是形成职业能力的基础。培养教师职业素质,就是要培养教师职业教育的理念与观念,培养教师职业理论知识和专业水平,培养教师职业教学与实践的技能,以及教师教学发展的特质,这些职业基本素质对教学能力的成长起着非常重要的作用。

4.高职教师职业压力条件。

人需要适时的增加压力,有了压力才能唤发斗志与勇气,加速自己的成长。高职教师目前面临的压力主要有:一是个人压力。表现之一是职称评聘的压力。职称评聘对教学科研提出了一定要求,形成了科研的压力。这种压力促进了教师对教学的研究,促进了教师积极参与专业建设与课程开发,从而提升了教学及教研的能力。表现之二是生存压力。高职教育越来越激烈的办学竞争,使高职院校面临生存与发展的危机,教师“铁饭碗”的打破也只是时间问题,这种生存与发展的压力将迫使学校进行改革,对教师教学能力也会提出更高的要求。二是校本压力。规模扩张后的高职院校处在内涵建设时期,对教师教学及其能力提出了更高标准,形成了一定的工作压力。这些压力连同学校实施的竞争与激励机制,促进了教师对教学的重视,推动了教师教学能力的自觉提升。三是社会压力。教师生活在现实的社会环境之中,社会环境变化无时无刻不在影响教师的成长。如国家教育政策、社会对高职教育的认可和关注会影响教师对职业价值的认同。学生对专业报考的选择,毕业生就业的实际状况也会不同程度地影响教师教学的信心和力量。还有市场的诱惑,社会功利化的变迁对当今教师教育态度与专业精神已产生了重大的影响。

(二)高职教师教学能力形成的环境条件

教师主要是在学校这个环境中成长的,是学校环境发展的产物。学校组织提供的教师健康成长氛围,是教师教学能力成长与发展必不可少的外在环境。

1.正义与公平环境。

学校组织作为一种教育环境,不仅影响学生的成长,也直接制约着教师的发展。教师的成长需要一个积极进取、充盈正气的组织环境。在这个环境里,要有浓厚的文化氛围、和谐的师生关系、正义的领导集体。如果教师在一个乌烟瘴气,管理混乱,不务正业,不重视业务的环境中开展教学,教师就会懒散放纵,变得随波逐流,失去进取之心。同时,在这个环境里,还要有公正公平的机制与管理。教师在现实的环境中,有追求理想信念的价值取向,亦有各种实际利益的隐性期待。如果在经济待遇和政治地位方面缺乏对一线教师的尊重,侵害他们的利益,将会损害他们对专业价值的忠诚,使他们丧失对教育的责任与敬畏之情。2.信任与宽容环境。人非圣贤,孰能无过。作为管理者,不仅要对教师高标准、严要求,更应该有容人之短的胸怀和气度,正确对待教师的不足和错误,处处体现人文关怀,尽最大限度地给予理解和宽容,让他们感受到被理解的熨帖,感受到组织宽容背后的期待,进而以积极的姿态弥补过失,改正错误,拨正航向。只有工作和生活在宽容的环境中,教师才能学会宽容,教师间才会有倾诉、沟通和交心,才会建立相互间良好的人际关系。宽容的背后是信任,信任是教师成长过程中的推进器。教师一旦被信任,就会变得自信,激发斗志和勇气,激发创造潜能,拥有进取的力量,就会敢于向困难挑战,勇于去解决问题。

3.表扬与赏识环境。

教师大多内心敏感和脆弱,极具自尊、自信以及要求尊重和努力成功的品质,热衷于追求精神的褒扬,荣誉感和自尊心极强,对物质奖励看得很淡。特别是工作中被他人认可、尊重和表扬是教师内心强烈的渴望,也会使教师倍受鼓舞,长久铭记在心。表扬后还要赏识,被人赏识是人类的共性,赏识教育不仅适用于学生的教育,也适用于教师的成长。特别是青年教师,受人尊重的职业地位,幸福快乐的工作环境,工作上领导与同行的赞赏,教学上学生的肯定等都会激发其工作的积极性。所以作为管理者,既要创造表扬与赏识环境,也不要吝啬赏识性的表扬和鼓励。要有意识地去发现每一位教师的优点和长处,并适时给予真诚的表扬和赏识性的鼓励,让其在自信、被认可和被尊重中主动张扬个性,发扬优点,培育长处,逐步成长。

4.自由与创新环境。

自由并非无视规章制度,不受任何约束,放任自流,想干什么就干什么。教师的自由是在遵守一切规章制度,接受学校全程管理、监督和严格落实教学常规前提下进行教学方法、教学模式的自由改革与创新。也就是在教学上,教师不一定非要循规蹈矩,按部就班,拘泥于常规,以固定程式和模式开展教育教学活动。教学有法,教学也无法,只要符合教育教学规律,有利于建构学生新旧知识体系,有利于培养学生综合能力,教师就应该被允许对教学内容和过程进行自由地简化、组合、创新和调节。更为重要的是,教师在完成教育教学及管理任务的同时还应拥有个人自主发展的空间,学校组织要提供教师自由支配的时间,让他们在不受外界干扰的情况下,能静下心来,对自己的教育教学活动进行归纳和梳理,对自己的知识资源进行总结和反思。

(三)实现过程与机理

力学性能论文范文3

只有在仔细观察的过程中抓住物象的特征以及造型上的特点,才能够在表达与创作的过程中将物象更为真实地呈现出来。培养学生具备良好的观察方法与观察技能在美术课程的教学中非常重要,小学美术课本中的许多教学素材也非常注重对学生这方面能力的培养。教师应当善用这些教学内容,让学生从小就养成对物象仔细观察的习惯,并且能够有层次、有针对性地进行系统的观察与思考,这对于学生造型能力的培养很有帮助。《装饰纹样》是培养学生具备良好观察技能的很有价值的一节教学内容。教学过程中要让学生初步了解装饰纹样的技法,以及在日常生活中的作用。装饰纹样是把生活中的自然形象经过夸张、变形、概括和修饰等手法进行艺术加工,使其造型、构图、色彩等都适合实际运用的要求。它具有上下、左右、交叉或中心对称的特点,给人以节奏和谐、稳定、整齐和庄重的美感。在我们的生活中到处都可以发现具有装饰纹样要素的事物,比如我们自身的五官、植物的叶子、蝴蝶等都包含了装饰的意义。让学生了解装饰纹样,初步学习设计简单的装饰纹样,是为了培养他们发现生活美并再创生活美的能力。这节内容的教学中我会有意识地渗透对学生观察技能的培养与训练,我会给学生们展示一些很典型的装饰纹样,让学生在仔细观察的基础上总结与归纳这些纹样的特征,并且让学生谈谈这些形态特征带给自己的感受。观察技能的深化很大程度依赖于学生们对于艺术作品有较好的感知能力,只有通过平时的观察训练提升学生们的这种敏感程度,才能够不断提升学生的审美素养,进而让学生在完成独立的作品创作时具备更好的造型能力。

二、培养学生的造型能力和整体感知力

素描教学中造型能力以及整体感知能力的具备是作品能够良好完成的基础,这些能力的培养也需要一个较为漫长的过程。教师可以在平时的课堂教学中让学生更多地进行作品的独立创作,只有在素描绘画中学生的造型能力才能够不断得到打磨与训练,学生才能够在具体的作品实践中体味造型能力的用处。此外,这个过程中也能够很好地培养学生对于作品的整体感知能力,这也是素描绘画中很重要的一项技能。《舞台美术设计》是能够很好地让学生的素描绘画能力得到锻炼的一节教学内容。教学过程中首先要让学生初步了解舞台美术设计的基本内容与方法,感受舞台美术设计所带来的综合艺术效果。要让学生尝试设计课本剧的舞台美术场景与道具、服饰,并进行排练与演出,以此提高学生将艺术设计与大胆实践创造相结合的能力。在教学的设计中,我们可以充分地利用图片、影像等资料加强学生对舞台美术设计的艺术感受,激发学生学习的兴趣,并在感受精美的舞台美术设计中,了解有关舞台美术设计的内容、方法与步骤。在进行舞台美术设计时整体感知能力非常重要,然而,对整个舞台效果有很好的整体感知能力,这在具体的设计中往往更为重要。我会让学生以素描绘画的形式来刻画他们想要呈现的舞台设计,这个过程能够充分考查学生的造型能力,同时,也能够很好地培养学生的整体感知技能。

三、培养学生写生、临摹的能力

想要深化素描教学,在过程中提升学生的造型能力,让学生更多地展开临摹、写生往往是很有效的教学模式。临摹、写生不仅对于学生的观察、体验能力有要求,在作品呈现的过程中也需要学生具备很好的造型能力与整体感知能力,这些都非常有助于素描教学的展开与推进。《中华扇子》是很富文化底蕴的一节教学内容。教学中要让学生初步了解扇子的历史、相关知识及认识扇面绘画的特点。同时,要让学生学习运用水墨画的方法创作扇面画,初步培养学生的国画创作能力。通过欣赏和创作扇面画,还能够激发学生学习中国画的兴趣,增强他们对祖国传统艺术的热爱之情。扇子虽然是我们夏季日常纳凉的用具,但却有着丰富的种类与艺术形式,特别是在我国的古代,扇子更是以其独特的造型以及与诗书画的巧妙结合而成为一种艺术品,这种把实用与艺术结合的方式也是我们中华民族的伟大创造,并具有深厚的文化内涵。在学生欣赏了大量精美的中华扇子后,大家对于扇子的造型、艺术特征等都有了一定程度的领会。随后,我会给学生呈现几把非常精美的扇子的实物,让大家来进行写生。这是对于学生的素描水平的一种直接考查。创作的过程中首先需要大家对于实物有细致的观察,随后,需要学生运用良好的造型语言将物象更为生动地呈现出来。这个过程不仅是对学生素描水平的一种锻炼,也能够很好地培养学生的造型能力。

四、结语

力学性能论文范文4

【关键词】多孔建筑材料;非均匀孔洞;均匀孔洞;力学性能

1引言

多孔材料内部有一系列相互连通或封闭的孔洞,构成网状结构。多孔材料性能优良,具有较高的孔隙率和比面积、良好的化学性能、物理性能、吸附性能和渗透性能。目前已经成为重要的功能结构材料,广泛应用于石油化工、航空航天、建筑材料、过滤分离等领域,并作为催化剂、超级电容器、吸附剂和过滤装置等使用[1]。但是多孔材料在制作工艺上也存在一定的困难,在制作材料时,孔洞要与承压面垂直,这就对原材料的要求比较高,在多孔材料的制备技术研发上能力不足,生产效率低下。此外,在制备过程中,对材料中的孔径及孔隙度等微观结构仍不能进行很好的控制与调控。近年来,我国也在不断推进对多孔材料的制备及应用研究,并且取得了很大进展。多孔结构材料在建筑材料中的应用很多,主要集中在砌筑材料和混凝土材料,如焦渣空心砖、水泥空心砖、小型混凝土砌块、空心粘土砖、加气混凝土砌块等以及加气混凝土、大孔性混凝土、粉煤灰加气混凝土等。多孔材料中非均匀孔洞与均匀孔洞对材料性能的影响是不同的。本文基于ABAQUS软件,通过建立非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型,分析研究其对材料性能产生的不同影响。

2多孔材料的特性

多孔材料是一种特殊的结构,可以看作材料与空气的复合材料,这样不仅可以减轻材料的质量,又可以很好地实现各种功能。由于具备很多优异性能,多孔材料在航空航天、石油化工以及建筑工程等领域都具有广泛的应用价值。①质量轻,强度高。多孔材料内部有很多孔隙,或分布均匀,或分布不均与,比强度和比模量高。例如,泡沫铝的表观密度为200~500kg/m3,屈服强度为20~60MPa,比强度在0.04~0.3MPa·kg/m3,远高于普通混凝土0.012MPa·kg/m3和低碳钢0.053MPa·kg/m3的数值[2]。轻质高强材料应用于新型墙体中,既能确保材料轻质环保又能满足高层建筑墙体要求,促进了我国建筑材料行业的发展。②吸声性能好。多孔材料由于具有大量内外连通的孔洞和孔隙,当声波射入内部时,会引起空隙中空气的振动。孔隙内空气的黏滞效应导致曳力引起空气表面产生剪应力,从而产生声阻尼,使声能转换为热能[3]。在材料进行安装时,多孔材料背后留有空腔,低频的吸声系数会有所提高。例如,无机高强隔声板是一种既可以隔声又能够防潮防腐的板材。当室内湿度偏高时,多孔结构可以吸收湿气,调节湿度,使它具有良好的透气性能。

3非均匀孔洞与均匀孔洞对材料性能的影响

3.1模型建立。为了说明非均匀孔洞的力学性能优于均匀孔洞,本文做的非均匀孔洞模型为边长L=20mm的正方形单向板,高为10mm,其中上半部分内嵌3排10列半径R=0.5mm的圆,下半部分内嵌1排5个半径R=1.5mm的圆。另外做1个相同大小的均匀孔洞模型用于对比,内嵌4排13列半径R=0.6mm的圆,并保证两种模型孔洞的体积分数相同,经计算,体积分数均为29.4%。非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型如图1和图2所示。有限元网格划分采用三角形单元。边界条件采用四边简支的方式,即设置底面(Z=0的面)四条边为:U3=UR1=UR2=0,其中U3为Z方向的位移,UR1、UR2分别为X、Y方向的转角。分别在非均匀和均匀孔洞模型的上表面上施加均布载荷,大小为1MPa。边界条件和加载情况如图3和图4所示。通过研究发现,孔洞分布是否均匀会对材料的性能产生影响。对平板施加均布荷载后,根据ABAQUS软件的分析结果,对荷载作用下材料性能进行具体研究,比较均匀孔洞模型和非均匀孔洞模型的最大应变量和最大应力。

3.2有限元分析。当均布荷载作用在非均匀孔洞模型时,孔洞边缘出现了明显的应力集中,如图5和图6所示。孔两侧出现最大压应力,孔顶和顶底出现最小压应力,但没有出现拉应力,这种加载和受力状态与弹性力学中的基尔斯解答是相符的。且最大压应力出现在大孔两侧。为避免孔上部及两侧应力叠加,造成不利的应力状态,孔间距不易小于5r。当均布荷载作用在均匀孔洞模型时(见图7和图8),孔洞边缘也出现了明显的应力集中,但最大和最小孔边应力都明显大于非均匀孔洞结构。由图可见,在相同荷载下,非均匀孔洞模型的最大应变明显低于均匀孔洞模型的值。这说明均匀孔洞模型容易发生很大的变形,从而引起复合材料层乃至整个机构的损伤,最大应变显然与孔洞的分布密切相关。不论是均匀孔洞还是非均匀孔洞,在孔边都出现了明显的应力集中,但非均匀孔洞结构使最大和最小孔边应力都明显小于均匀孔洞结构。

3.3实验结论。通过对非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型的有限元模型分析,发现在孔洞体积分数相同的情况下,并且载荷也相同的条件下,非均匀孔洞结构的最大应力和最大应变均明显小于均匀孔洞。非均匀孔洞模型通过在外层排列细而密的孔,在内层排列较大的孔,使结构具有更好的弯曲刚度和稳定性,实现了用最少的材料来承担最大的外荷载。

4多孔材料在建筑领域应用中的问题

多孔材料之所以得到推广,与其在建筑结构、建筑节能、装配式建筑等诸多领域中潜在的应用价值密不可分。随着材料制造技术的进步,人们对材料性能认识的不断深入,多孔材料必将在建筑领域发挥日益重要的作用,但是目前仍然存在一些需要解决的问题:①多孔建筑材料的制备技术和研发能力欠缺,一些新工艺的工业化程度不高,生产效率较低。②某些多孔建筑材料的制备工艺非常烦琐且复杂,对生产设备的要求相对较高,仅适合在实验室内研究却不适合在实际中推广应用。③大规模生产的多孔和建筑材料,抗震及腐蚀等性能,难以满足特定环境的应用环境要求。④多孔建筑材料的开孔率对建筑物影响很大,开孔率对建筑物整体的观光性、透气性、吸声性、耐久性、抗震性、保温性的综合作用需要进一步的探索研究。⑤不同孔型多孔建筑材料的物理性能及力学性能,以及对建筑物的影响作用尚需研究。

5结语

纵观多孔材料的发展历程,正在向一个新的时代快速前进。本文通过建立非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型的有限元模型分析可得,在外层排列细而密的孔,在内层排列较大孔的非均匀孔洞材料,结构具有更好的弯曲刚度和稳定性。在建筑领域,要充分发挥多孔材料轻质高强、吸声性能好等特性,提高对多孔建筑材料的研发能力,加强工业化程度,进一步开展对多孔建筑材料透气性、抗震性、耐热性等综合作用的研究。

【参考文献】

【1】马玉,明广天,班青,等.多孔材料的合成研究与应用[J].齐鲁工业大学学报(自然科学版),2016,30(03):14-19.

【2】魏剑,桑国臣.金属多孔材料在建筑领域的应用展望[J].热加工工艺,2009,38(22):59-63.

力学性能论文范文5

针对土木工程材料专业的特点,立足于实验教学的基础性、系统性和层次性,强调综合性和创新性,创新性的构建了土木工程材料专业的独立实验教学体系,单独设立材料科学基础、材料制备、性能测试、材料分析技术、专业方向综合实验、毕业论文设计等实验课程,并在教学中逐次推进,实现了实验教学的独立性和系统性。

关键词:

土木工程;材料专业;实验课程;教学体系

创新源于问题,始于实践[1]。实验是理论课程抽象知识的具体化,是理论的延伸,是理论再实践的深化。实验是所有工学和理学科技工作者必须掌握的基本手段。实验不同于理论,往往理论是美好的,实践时却经常因某个细节而造成实验结果与理论预期不相符,而某些细节经过研究探索,可能会促进理论的发展。因此,对以实验为基础的学科,实验和理论显得更相辅相成。土木工程材料属于传统材料,属于典型的应用型科学,更是以实验为基础的学科的典型代表,其大量的科学理论首先来源于实际经验的总结,来源于实验规律的总结和提升。

1实验教学的分析

良好的实验教学是促进并实现“工学并举”的重要手段。实验教学不同于理论教学,更注重于培养学生理论联系实际、综合运用知识、观察与思考的能力,即培养学生动手,用所学知识解决实际问题的能力;通过观察实验现象、分析实验问题和结果,培养学生在实践中的探索和创新意识。我校郑家茂校长指出:相对于理论教学,实验教学更有利于促进学生主动构建科学的知识体系、促进理论与实践结合;更有利于突出研究探索,培养学生创新意识和能力;更有利于提高学生综合科学素质、突出知、情、意、能的高级复合作用,帮助学生取得创新成果并得到全面综合发展[1]。如何通过实验有效地培养学生的动手能力呢?以往的实验教学一般均作为理论教学的一部分,采用非单独设课方式,以平时成绩计入课程总分,一般占10~30%,但多为论证性实验,仅针对某单一目标,对课程整体理论的连贯性理解不足,对知识的综合运用能力不足。事实上,培养一个学生动手能力和实践能力,应在满足若干学时的基础上,通过一个与课程紧密相关但又相对独立的完整实践体系的实施,才能实现[3]。同时,高水平的实验教师队伍也是提高实验教学、提高单独设课效果的基本保障。我校材料专业实验室拥有多位博士和全校仅有的两位教授级高工,在院系的支持下,构建了独立实验教学体系,建立了实验课程间、不同实验间的紧密联系,并从2011级学生开始实践。采用单独设课,实验教师具有较大的自主权,但同时对实验教师和学生的要求更高[2],要求实验教师兼具扎实的理论知识、丰富的实践经验、足够的科研经历。

2实验教学体系的设置原则

为培养创新型人才,大学实验教学应在立足基础性、系统性和层次性的基础上,强调综合性和创新性。基础实验是扎实掌握相关专业知识点的重要手段,不能忽视基础实验的作用。虽然综合设计性实验项目对于培养学生创新意识、全面提升学生的知识应用能力和解决问题能力方面发挥着不可替代的作用。但基础不够,过多的强调综合性、设计性实验,很难达到预期的效果。二者应相得益彰,不可偏废[4]。综合性、设计性实验更不能片面强调实验教学的探索功能,甚至过高要求产生创新成果,应强调培养学生掌握如何综合设计的基本思路、基本流程和基本方法,强调方案设计的重要性,强调与理论知识的结合,强调合作与团队意识等[5]。事实上,综合性实验往往也是由一系列简单的基础实验组成,只是更强调各种结果之间的相关性。如某个简单实验的结果,能用来表征该材料的某些关键性能,无疑该简单实验本身就是一个完美实验设计的诠释。一个完整的综合性实验教学,应包含与该实验相关的知识体系,包含文献综述,熟悉和了解与实验内容相关的知识背景、材料性能、整个实验设计原理和方法、实验过程的影响因素、实验可能的结果,实验过程的操作,结果计算,对实验过程出现的现象进行分析总结等。实验前,应了解实验背景知识、基本理论和实验过程,了解实验设计方法,了解实验过程可能出现的偏差和现象,并初步预期实验结果;实验过程中,要认真观察实验现象,思考问题所在,对比实验结果与预期结果等;实验结束后,认真总结实验结论,分析实验过程中的现象和实验结果的偏离等。通过完成从了解实验、设计到结论分析的整个实验过程,通过有趣的实验现象和有效的实验结论,调动学生的求知欲,启发学生的创新性思维,使学生由被动接受转变为主动求知,从而达到提高实践能力的目的。

3全新实验教学体系的构建

从培养“创新研究型人才”和高素质人才的角度出发,我校土木工程材料专业基于实践教学体系全局化、整体构建的思路,制定了相对独立而又完整的实验课程体系。课程体系的设计以材料科学基础、材料制备、性能测试和分析为主线,以材料的组成、结构、性能、工艺的相关性为牵引,突出系统性和学科交叉性,同时设置专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计,以强调综合性和创新性。实验课程具体设置了材料科学基础实验、材料制备技术实验、材料性能测试技术实验、材料分析技术实验、专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计等独立课程。每门课程中,又同时包含基础性实验和综合型实验,充分体现了基础性和层次性。材料科学基础实验结合硅酸盐材料方向的材料科学基础理论课程,通过丰富多彩的显微世界和材料的鉴别技术,引导学生对材料的兴趣。而材料制备、性能测试与分析技术三门课程均偏重于方法的学习,同时注意学科交叉,制备技术偏重于材料的各种制备工艺与方法,性能测试则在充分考虑材料的物理、力学、声学、热学、电学等方面的基础上,对实验课程所制备的具体材料进行系列性能的测试,分析技术则偏重于所制备样品的微观分析,三者之间借助制备的材料相互联系,相互穿插,但同时又各有侧重;实验内容囊括了土木工程材料的各种典型实验,及相关性较强的部分金属材料性能试验,提升了实验内容的深度,突出“理论够用,实验为主”,基础性实验项目教学中,更强调理解实验原理、步骤的流程,重点讲解其中易引起实验结果产生偏离的步骤、原因及注意事项等;而综合性实验项目或课程注重学生对实验方案的设计,注重科研思维、科研方法等的教学,以实际工程应用问题和指标要求为目标,综合应用各种基础实验,分析材料组成、结构、工艺与性能之间的相关关系,通过对实验的理解、动手操作、对现象和结果的分析、总结和评估,培养学生独立解决问题及创新的能力。

4实验教学体系的构建说明

材料制备实验教学内容的设计,在考虑了专业特点的同时,又充分考虑了材料或产品在生产工艺上的延伸。大多数材料的更新发展和进步,主要通过配方的改进和工艺的更新来实现。配合比设计即材料的配方设计。混凝土的配合比设计为通过计算配方,实验验证性能,得到合理配方;各种泡沫轻质材料的制备原理基本相近,均为在基体中加入各种气体形成气孔,以金属为基体,加入气体即成为泡沫金属,以陶瓷为基体引入气孔,即成为泡沫陶瓷,以混凝土为基体引入气孔,即成为泡沫混凝土。而不同基体,因其特性不同,引入气孔的方式和方法也有所不同。模压法是采用预先制备好的模型,将所需制备的材料加入模具中,采用浇注或者加压的方法制备出与模型相同的产品,除广泛用于混凝土模型、构件或试件的浇筑、墙体材料的压制成型外,同时也是模具设计和工艺制品常用的方法。水热法广泛应用于各种材料领域,如用于生产纳米材料、陶瓷材料、生物材料、使合金变成超细粉末或结晶粉末等,是指温度为100~1000℃、压力为1MPa~1GPa条件下利用水溶液中物质,进行化学反应,从而制备出一种新材料的方法,其关键是根据所需制备的产品选择合适的原材料、合适的反应温度及反应时长等。高温烧结法是把各种原料粉末或粉末压坯,配入适量的燃料和熔剂,在高温炉或窑中加热到低于其中基本成分的熔点的温度,经过一系列的物理化学反应,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程,采用不同原材料,在不同的烧结工艺制度下,可制得不同的产品。高温烧结是陶瓷材料制备的常用方法,也是合金等材料改性的主要方法,该制备方法的关键主要是选择合适的原材料,然后根据原材料的特性进行工艺的合理优化。性能测试实验课程的设置,注重实验间的对比与分析。如不同材料的力学性能有何异同?如同样是力学性能,木材、钢筋、高分子材料各有何特性,实际使用中如何考虑?另外,同样的检测方法,如超声无损检测,测试不同材料如金属和混凝土时,方法有何异同,是否可相互借鉴?通过课程中的综合实验,分析性能间的相互关系,如力学性能与渗透性的关系;同样是混凝土渗透性的表征,RCM法、电通量法、气渗法等,有何异同,结果之间的关联性如何?总之,就是培养学生分析材料组成、性能、结构与工艺等之间的相关性、对比材料性能之间或方法之间的异同、并分析异同产生之根本缘由等。综合实验中,还包含制备实验所制备材料的部分性能,从而进一步了解制备方法的合理性和有效性,最终形成对材料制备、性能的综合评估与分析。专业方向大型实验则在补充了前述缺乏的少量专业实验的基础上,设置以解决实际工程应用问题为目标的小型课题,其包含技术较成熟、目标相对简单且较易实现,结合学生理论课程试验设计与数据处理进行实验方案的设计,实验内容包含从原材料、性能指标、测试、分析技术的测试应用和综合分析,必须覆盖原材料的关键性能(含物理性能和形貌)、工作性、重要的力学性能和易于实现的耐久性或功能性(如吸声/导热/无损等特性)测试等,适当微观分析。且尽量控制工作量和学生的实验时间,工作量不宜太大,需轻重、难易结合,注重于前述知识的综合运用,注重于整个科研方法和思维的培养,注重于解决实际问题。作为毕业论文设计,结合科研项目,学生必须独立完成一个相对系统的微型课题。需要学习者较为全面地熟悉掌握专业和课程的基本原理,才能综合运用各种方法进行设计。如果学生不具备相应的理论基础和实践基础,难以达到预期的效果,所以,设计性实验的安排应与本专业的基础理论教学进程紧密结合。

5结语

以材料科学基础实验引导学生了解材料,以材料制备-性能测试-分析为主线,分析材料组成、性能、结构与工艺之间的相关性,对比材料性能之间或方法之间的异同,并分析异同产生之根本缘由,结合专业综合性实验和毕业设计,进一步掌握各种实验技能的综合应用,结合理论教学体系,培养学生实验或科研设计的思路和方法,从而培养学生的分析问题和解决问题的能力。

作者:庞超明 张亚梅 梅建平 张萍 韩雪芹 单位:东南大学材料科学与工程学院 江苏省土木工程材料重点实验室

参考文献:

[1]郑家茂.对大学实验教学若干问题的厘析[J].实验室研究与探索,2007,26(10):1-3.

[2]金南国,钱匡亮,孟涛.高校土木工程材料实验教学单独设课的探讨[J].实验室研究与探索,2009,29(9):111-112.

[3]庞超明,秦鸿根,张亚梅,等.材料专业本科实验教学课程设置的思考[J].实验技术与管理,2011,28(6):271-275.

力学性能论文范文6

【关键词】木质工程材料;木结构建筑;应用

1引言

木质工程材料在木结构中的设计和应用过程中存在的问题制约着木结构建筑行业的发展,无法充分满足木结构建筑行业的使用要求,因此,需要加强对木质工程材料的设计应用研究,明确木质工程材料应用过程中需要注意的问题以及相关设计应用的不足,并采取针对性的措施进行解决,进一步提高木质工程材料的应用效率和应用价值。

2木质工程材料概述

2.1木质工程材料的类型

根据木质工程材料的加工处理特点,可以将木质工程材料分为胶合木结构、胶合板、大片刨花板等多种类型。工程木质材料保持了原有木材的无辐射、减震、调湿的优势,且能够有效解决木材易发生火灾、易被虫蛀以及容易变形的缺陷,也是当前建筑行业进行新型木结构建设的首选材料。胶合木主要是采用小方材或者板材,按照木纤维的平行方向在长度、宽度以及厚度方面通过胶合而制备成的木材产品。胶合木制造的构件尺寸可以打破树木尺寸的限制。胶合板普遍应用于轻型木结构房屋的墙面板、屋面板以及楼面板[1]。大片刨花板指的是长度为7cm、宽度为2cm、厚度约为0.8mm的大片刨花。平面结构上随机铺装制成工程用单板层积材也被称之为切片,胶合木质量轻、强度高、耐候性好,在工程建设领域有十分重要的应用价值。定向刨花板以木间伐材以及小径材等为原料,通过专用设备加工成长条刨花经过定向铺装、施胶以及干燥之后,热压成型的人造板为定向刨花版。定向刨花具有线膨胀性小、结合力强、强度高、耐水性好以及握钉力高等多种优势。

2.2木质工程材料的力学性能

木质工程材料的力学性能主要取决于原材料的加工方式以及原材料的种类,木质工程材料的弯曲弹性模量以及弯曲强度一般指的是板材平板弯曲或表面弯曲的性能指标。木质工程材料的拉伸压缩性能与材料的弹性模量有关,一般指的是材料表面的抗压强度以及抗拉强度。材料的顺纹与横纹方向的抗压和抗拉性能有着较大的差异。所以,在材料设计过程中,需结合材料的使用场合及材料的使用要求进行科学的产品设计。板材抗剪性能指的是木质工程材料表面抵抗变形的能力,由于外部压力的影响,会造成板材出现菱形形变,产品设计过程中可以参照材料的弯曲性能进行设计。

3木质建筑材料的发展

在我国古代,建筑大量采用了木结构和木质建筑材料,故宫等就是其中的优秀代表。而在现代,我国的木结构建筑却出现了一个断层,木材的使用越来越少,木质建筑材料行业的发展也相对滞后。我国现代木结构建筑的使用分布,除边远山区的简易木房,多用于一些景区的景观建筑以及少数发达地区的别墅等,整体使用量非常少,与优质木质建筑的高昂价格及占地面积较大有关,也与国内落后的木质建筑设计及木质建材标准件的缺失相关。国内的木质建材主要只是应用在门窗、地板等装饰部分,木质主体结构构件相对缺失,而且木质建筑材料没有形成标准件,不能批量生产,成本不能有效降低。因而出现了木质建筑材料行业整体发展滞后的现象。一方面,由于我国在20世纪80年代开始种植人工林,进入21世纪后,逐渐迎来了砍伐期,木材年增量约为2.5×107m3;另一个方面,我国加入世贸组织后,进口木材关税大幅下降,我国可以通过比较优惠的价格买到俄罗斯、新西兰等盛产木材国家的木材,同时,可以吸收和学习国外对木材加工的许多高端技术,使木结构建筑和木质建筑材料行业得到了很快的发展。随着人们经济水平、生活水平、审美观念和文化素养的继续提高,对木质建筑材料的欢迎程度也会随之而提升。在今后的发展过程中,木质建筑材料将会是建材行业里不可忽视的一员。

4木质工程材料在木结构建筑中的设计和应用

4.1木结构建筑局部的设计

木结构建筑属于框架结构体系,外墙、楼盖及屋盖是建筑最为重要的结构部分,决定了建筑物的稳定性、刚度以及强度。在木结构的设计过程中,需要结合木结构的使用范围及使用条件,首先,工程项目建设人员需要确定建筑外观的物理尺寸,并进一步确定建筑结构的类型。然后,根据建筑外观、尺寸等计算建筑的楼盖、屋盖以及外墙。设计过程中,应考虑建筑材料的类型以及结构布置的条件并对力学强度进行验算,保证材料的刚度和强度。楼盖和外墙的设计相对比较简单,主要采用倾斜木结构墙体和楼盖的结构类型。屋盖的结构设计相对比较复杂,主要包括大木结构木屋架、轻型木结构木架以及胶合木结构木架3种类型。在进行屋盖结构设计验算的过程中,工作人员需要根据建筑物的外观尺寸分别确定各部分结构的特征,分别按照制定的技术路线进行设计。屋面材料的选择直接关系着整体结构的稳定性,因此,需要在对顺水条、挂瓦条以及屋面板的强度进行运算之后再确定所承受的载荷。

4.2砖石与木材结合

砖石砌体是一种重要的建筑材料,坚韧的木材和坚硬的砖石结合,能更好地发挥木材和砌体的功能。因为不同的材料具有不同的性质,在建筑设计中将石材与木材相结合,可以产生独特效果,拥有更舒服的美学感受。砖石材料一般适用于地基和墙面,木材用于门窗、地板、楼梯和屋顶,木材的温暖感和轻柔的特点,可以使人们感受到自然和新鲜。

4.3混凝土与木材结合

混凝土是一种人造建筑材料,与金属材料一样有着坚硬、冰冷的特点,和木材的弹性、柔软的特性对比强烈。在建筑中融合使用2种材料,在一定程度上会更自然,使建筑显得理性、简单。另外,木质材料和混凝土在结构特性方面可以互补,使建筑材料的选择更加灵活。

5结语

综上所述,木质工程材料在木结构建筑中的设计与应用直接关系着木结构建筑的稳定性和安全性。因此,必须加强对木质工厂材料性能以及结构分析的研究,明确木结构建筑的设计方案以及建设标准,并采取有效措施提高木质工程结构的稳定性和可靠性,为木结构建筑物的持续稳定发展提供有效参考。

【参考文献】

力学性能论文范文7

高分子材料与工程专业课程设计局限于绘制模具图,已不适应企业人才需求。课程设计改革在内容上增加了材料改性及工艺探索的题目,并通过两次试点,在人员、进度安排及突发情况等方面进行了探索。结果表明课程设计选题应因人定题,与学生就业意愿相结合,在进度安排方面应制定应急预案,预留机动时间。相关改革成果为2015级本科生培养方案中增设“专业综合实验”环节提供了实践依据。

关键词:

高分子材料与工程专业;课程设计;改革成果

课程设计环节作为高分子材料与工程专业实践教学的重要环节,所占学时仅次于毕业设计环节,历年来均以绘制塑料模具图为课程设计内容。但从学生就业情况来看,从事高分子材料产品生产管理、原材料改性、成型工艺制定等工作的学生已占2/3,而从事高分子材料成型模具设计的学生仅总人数1/3左右。显然,课程设计的教学内容已无法适应企业的人才需求。课程设计环节迫切需要补充材料改性以及工艺制定等内容,以便在有限的实践教学学时以及有限的设备条件下让更多学生获得材料改性及工艺制定方面的训练[1]。从2012年起,笔者承担了高分子材料与工程专业课程设计改革的相关教研课题,在课程设计指导工作中增加了材料改性及工艺探索的题目,由学生独立完成。通过两届学生试点,证实了学生在4周内完成材料改性及工艺探索相关内容的可行性,也在课程设计题目选取、人员进度安排及突发情况处理等方面积累了经验。相关改革成果为2015级新生培养方案中增设“专业综合实验”环节提供了重要的实践依据。

1课程设计改革内容简介

2012年秋季学期,笔者承担了课程设计改革相关教研项目。按照进度安排,第一次试点放在2013秋季学期,从笔者指导的5名2010级学生中抽选了2名学生完成材料改性相关课题,主要是验证学生在4周内完成材料改性课题的可行性;2014年秋季学期进行了第二次试点,从笔者指导的11名2011级学生中指定4名学生完成配方探索及工艺制定相关内容,这一阶段主要是在课题选取、实验进度安排及突发情况处理方面进一步积累经验。

2改革试点成果介绍

2.1课程设计题目选取与人员安排

选择难度适中的设计题目是保证学生如期完成课程设计的前提[2]。因材施教、因人定题,最大限度的激发学生的主动性,才能确保课程设计顺利进行。往届高分子专业的学生只会在毕业设计阶段涉及到材料改性及工艺制定的内容。毕业设计阶段时间非常充裕(12周),足以让学生熟悉相关设备的操作以及应对实验失败等突发情况。而课程设计环节仅有4周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。基于以上原因,笔者在第一阶段试点时选取了有一定研究基础的课题,在材料制备工艺方面无需进行探索,减少了学生“走弯路、耗时间”的可能。将往届毕业设计题目“硅橡胶阻燃材料性能研究”分化为两个课程设计题目,分别由两个学生完成“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”以及“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”。从第一阶段试点结果看,学生借助已有的工艺参数,在第一周的实验中就顺利制备出了硅橡胶材料的空白试样,完成后续实验内容的时间也较充裕[3]。因人定题有利于最大限度的激发学生的主动性和创造性。在第二阶段试点时,笔者在题目选取方面做了新的尝试。在这一阶段试点的学生中,有3名学生的题目仍然衍生于往届的毕业设计题目。而有1名学生曾担任过两年的科研助手,具有较强的动手能力和独立思考能力。针对这名学生的特点,笔者让其独立制备一种天然有机填料/淀粉胶复合材料,实验原料及实验方案等自己通过查阅资料确定,笔者仅在实验遇到困难时参与讨论并提出建议。最终,该名学生通过6轮实验探索制备出了符合要求的材料样品。试点结果证明,对于主观能动性较强的学生而言,即使只有4周时间,也能在没有研究基础的情况下完成课题内容,但实验工作强度偏大。课程设计题目与学生就业意愿相结合,也有利于激发学生的主观能动性。对于在大四秋季学期工作单位已提前落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。本次课程设计改革中,参与第一阶段试点的一名学生在课程设计开始前就确定了工作单位(主要生产硅橡胶产品)。由于课程设计题目与就业单位需求密切相关,这名学生在课程设计过程中非常积极主动,最终很好的完成了课程设计内容[3]。

2.2实验进度安排及突发情况处理

课程设计时间有限,如果安排材料改性及工艺制定内容,则在短短4周时间内需要学生完成资料搜集、方案拟定、方案实施、论文撰写等内容,因此需要指导教师合理安排实验进度。此外,由于实验设备故障、实验失败等突发因素会严重影响实验进度,如何制定出行之有效的应急方案是确保课程设计顺利完成的又一关键。课程设计初步的进度安排是[4-5]:第一周完成资料搜集、方案制定以及原料采购;第二周、第三周进行实验;第四周完成课程设计论文撰写。在两次课程设计改革试点中,均出现了一些突发情况,导致实验进度安排临时调整。在第一次试点时,由于实验关键设备平板硫化机的温控器失灵而维修了几天,耽误了实验进度。针对这一突发情况,指导教师及时调整进度,让学生在设备维修期间完成前期实验数据整理及课程论文框架构建等工作,从而大大缩短了后期课程论文撰写的时间,确保了课程设计如期完成。第二次试点时,由于其中一个选题没有研究基础,学生在实验过程中花了两周多的时间尝试了多种原料配比,才最终敲定实验方案。所幸学生自身积极性很高,时间安排也比较紧凑,白天进行探索实验,晚上查阅资料调整实验方案,最终按期完成了课程设计论文。由此可见,科学合理的实验进度安排不能仅仅依靠指导教师“纸上谈兵”,还应该结合学生的自身能力以及参与实验的积极性进行设定。对于能力强、积极性高的学生可以适当提高要求,增加实验内容,紧凑安排实验,以便学生得到更多的能力锻炼。对于专业基础较弱、动手能力相对较差的学生,可以预留出合理的机动时间,以便学生能从容完成实验内容。

3改革成果推广及应用

目前,本次课程设计改革成果已经进入应用阶段,在本校高分子材料与工程专业本科生人才培养方案中已经增设了4周的“专业综合实验”环节,并从2015级学生开始实施。这一环节将专门用于学生进行材料制备及工艺探索等综合实训内容。笔者认为本次课程设计改革已经达到预期目标:(1)改变了课程设计实践环节内容单一的现状;(2)证实了4周内完成材料配方探索及工艺制定等内容的可行性;(3)进一步锻炼了学生的动手能力和独立思考问题的能力;(4)为人才培养方案的调整提供了实践依据。

4结语

课程设计改革能够使学生的动手能力得到进一步锻炼,从而使其成长为复合应用型人才。课程设计内容多元化,可以让学生所学知识更贴近企业需求,有利于扩大学生就业面,从而实现学校、企业“双赢”合作。相信本次课程设计改革取得的成果在将来的实践中会得到进一步完善充实。

作者:盛旭敏 单位:重庆理工大学材料科学与工程学院

参考文献

[1]盛旭敏.浅谈高分子材料与工程专业课程设计改革[J].广州化工,2014,42(7):182-183.

[2]范雪兵.“机械设计课程设计”多理念融合教学改革实践探讨[J].中国电力教育,2012,(26):69-70.

[3]盛旭敏.高分子材料与工程专业课程设计改革初探[J].广州化工,2015,43(2):155-156.

力学性能论文范文8

关键词:高等教育;选修课;纳米材料导论;科学世界观

高等教育突出专业教育,高等学校根据自身的性质和社会需求设置专业,各个专业设置相应课程来完成专门人才定向培养。高校课程根据对专业的适用性可分为必修课程和选修课程。前者是重点讲授本专业必须掌握的基础知识和技能,教学内容具有系统性、完整性和相对稳定性,后者则是作为必修的一种补充,有利于培养学生专业特长,系统构建专业知识和专业技能。在高校教育目标实现过程中,高等学校教学原则始终处于指导地位。教学规则是根据教学目的和教学规律制定出来的对教学的基本要求,对教学过程实施起到约束和规范作用,是成功进行教学活动必须贯彻的准则。如何在教学实践环节中,灵活运用、落实高等学校教学原则,是高校教师必须直面的重要课题。纳米材料导论是苏州大学材料专业开设的选修课,重点介绍纳米材料的基本概念和基本性质,着重介绍纳米粒子、纳米薄膜、纳米固体等材料的制备方法和基本性能。该课作为材料学专业重要选修课之一,如何在教学过程中,深入践行高等学校教学原则是本文探究的重点。

一、教学实践中选修课教学的科学性与思想性统一

本科教育过程是专业科学知识体系构建过程,同时也是本科生世界观逐步确立的过程。高等学校教学的首要原则是科学性和思想性统一。科学性要求教学要客观传授专业科学理论,而思想性则要求教学要体现社会主义教育的政治方向,培养学生树立正确的世界观和人生观。在纳米材料导论课程教学过程中,针对纳米材料特性这一章节中,重点揭示材料构效关系中所蕴含的哲学原理,即利用唯物辩证法的量变质变关系原理引导学生认知纳米材料特性。材料是人类赖以生产和生活的物质基础。材料是客观的物质,纷繁的材料构成了多彩的物质世界,层次的划分使复杂的物质世界变得清晰而富于条理。物质可分为若干层次,每个层次又可分为若干个亚层次。目前,三层次理论为人们所共识,即以典型尺度划分,物质可分为微观、宏观、宇观三个层次,不同层次的物质服从不同的运动规律。微观世界到宏观世界尺寸的划分不应当是截然的,具有一定的模糊性,即它们之间必然存在一个介观,处于介观领域的物质其典型尺寸为1~100nm(小于1nm为微观世界;大于100nm为宏观世界),该范围也称为纳米尺寸范围。这一过渡区域的特点表现为宏观规律和微观规律的互相交叠。一方面,牛顿经典力学的规律尚起重要作用;另一方面,量子力学的各种效应已十分显著,其结果是出现了新的尺寸效应。其中,既有本构特性变化的尺寸效应,又有新的物理和化学机制出现的尺寸效应。具体表现为宏观块状物质的本构特性与特征尺寸无关,而当物质的特征尺寸减小到某一临界值时,其本构特性变成与特征尺寸相关,或者出现新的物理和化学机制,即纳米尺寸效应,其包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。团聚是纳米材料制备过程中材料尺寸控制的关键。纳米材料在制备过程中容易发生团聚,造成团聚发生的内因是由于纳米材料尺寸极小,比表面过大,比表面能过高,使材料体系处于不稳定状态,有自发通过接触团聚增大颗粒尺寸,降低比表面能使体系趋于稳定的趋势。造成团聚的外因是材料制备或煅烧过程中存在着范德华力、氢键和毛细管效应。这里小尺寸,高比表面能是团聚发生的根据,是第一位的,它决定着纳米材料团聚发生的基本趋势;而范德华力、氢键和毛细管效应是团聚发生的外部条件,它是第二位的,对事物的发展起着加速或促进作用,外因必须通过内因而起作用。学生通过辩证分析,在掌握教学知识点的同时,确立辩证唯物主义科学世界观,实现了纳米材料教学实践中科学性和思想性的统一。

二、纳米材料导论教学中实践教学与科学研究相结合

本科教育过程是知识的传承,更是科学研究方法的领略,通过个性的抽象思考,领悟共性的哲学精髓,将会开启本科生的创新之路。高教理论研究表明,探索、研究的本质是对未知领域的求索,而教学是已知的传承,二者的区别在于认识的客观对象不同,任务也不一样。但是两种认识过程又是互相依存和互相转化的。在专业选修课教学过程中,高校教师在传授系统知识的同时,有必要向学生传授一些科学研究的思维方法,在学生的兴趣中埋下探索的火种,实现科学思维的启迪。尖晶石型氮氧化物是一种新型的陶瓷材料,具有出色的光学性能、力学性能、热学性能、介电性能等,但氮氧铝制备相当复杂。尖晶石型氮氧化铝合成有三种方法,最普遍的方法是碳热还原氮化氧化铝法;第二种方法以金属铝为原料,借助燃烧反应来氧化氮化制备氮氧化铝;第三种方法是用气相反应合成氮氧化铝。这些方法的共同的特点是制备过程必须在高温下进行,高温、氮气、金属铝是合成不可缺少的条件;碳热还原氮化氧化法中,高温、氮、碳是必备的条件,因此,只要具备上述两种条件,就能够合成氮氧铝。经典爆轰理论表明,含能材料TNT爆轰,瞬间可释放出很高的能量,形成高温、高压、强冲击波能量场,高温、氮、碳均已具备的条件下,适当引入铝粉,就可以实现氮氧铝的制备。通过对自己课题组已有科研成果的介绍,将具体的思考方法传授给学生,经过综述、归纳分析,让学生感受到创新不光是靠偶然的灵感和顿悟,是有章法可循的。这种将研究方法和教学方法相互渗透的方式,能有效启迪学生们的创造性思维。

三、高等教育教学中理论与实践的多元化

理论源于实践,实践是理论的最终归宿,“从实践中来,再回到到实践中去”,理论知识才有望夯实、提升并得到发展。课堂教学以纲要为引领,以教材为蓝本系统地传授专业知识。教材具有通识理论的普适性,但绝大多数学生缺乏实践历练,很难对经典的理论有深刻体会,课堂教学所构建的知识体系难免平面化。如何使知识体系鲜活、立体,则是教学实践中必须直面的问题。如今,科研已成为高校教师教学实践之外的实践活动的主战场。立足这一优势,结合教师科研课题,有计划地组织学生开展科研实践活动,可激发学生们学习的热情,加深对教材基础理论的理解。纳米材料导论这门选修课在苏州大学2008级材料化学班开课期间,作为选修课教师,我将自己的实验室向本科生开放,让学生从课堂走进实验室,立足选修课,申请校级或省级大学生创新课题,把所学到的理论知识与实践相印证,这种实践训练不但加深了学生对基础知识的理解,同时也培养了本科生科研创新精神。经过训练,苏州大学2008级材化专业周秀峰同学在本科三年级便在国际期刊上发表了SCI收录论文,四年级申请国家发明专利获批,因成绩优秀顺利保研;本科毕业论文被评为江苏省高校本科毕业论文一等奖。同届参与实验锻炼的2008级材料化学班的朱艳菁同学也发表了国际性的学术论文,顺利保研。实践证明,本科学生利用业余时间,积极参加科研活动,既开阔了视野,更实现了理论和实践对接,使知识体系由平面化向立体化丰富,顺利完成理论知识从书本中来到实验室中去的跨越。

四、结束语

高等教育是培养高级专门人才的一种社会活动,树立先进的教育观念,掌握正确的高等教育方法,有助于高校教师按照高等教育的内在规律从事高教工作。将哲学、教育学、心理学有机地融合在教育实践当中,以高等教育教学原则为准则,以辩证唯物主义哲学理论为引导,借助课堂教学和实验室辅助实践教学相结合,可有效完成构建本科教育专业知识体系,同时培养学生确立辩证唯物主义科学世界观,真正实现高等教育科学性和思想性的有机统一。

参考文献:

[1]周川.简明高等教育学[M].南京:河海大学出版社,2006:05.

[2]曹茂盛.纳米材料导论[M].哈尔滨工业大学出版社,2001:08.

[3]张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京:科学出版社,2020:1.