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關(guān)鍵詞:發(fā)泡聚氨酯 保溫 隔熱材料
一、現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯的主要技術(shù)特點
1.1粘結(jié)力:粘結(jié)能力強(qiáng),能在混凝土、磚石、木材、鋼材、瀝青、橡膠等表面粘結(jié)牢固;
1.2 導(dǎo)熱系數(shù):可達(dá)到0.017-0.022W/m.k,低于巖棉、玻璃棉、聚苯板、擠塑板等建筑保溫隔熱材料;
1.3 憎水性能:憎水率95%以上;
1.4 密封性能:無空腔、無接縫,將建筑護(hù)結(jié)構(gòu)完全包裹,有效的阻止了風(fēng)和潮氣通過縫隙流動進(jìn)出建筑物,實現(xiàn)完全密封;
1.5 尺寸穩(wěn)定:尺寸穩(wěn)定性小于1%,具有一定的彈性變形能力,延伸率大于5%;
1.6 性能恒定:聚氨酯是惰性材料,與酸和堿都不發(fā)生反應(yīng),且不是蟲類以及嚙齒類動物的食物源,可保持材料性質(zhì)及保溫性能恒定;
1.7抗風(fēng)性能:抗壓強(qiáng)度>300Kpa,抗拉強(qiáng)度>400Kpa,有很強(qiáng)的抗風(fēng)揭性,且其發(fā)泡可鉆入墻體縫隙,增加其抗剪性能;
1.8 阻燃性好:離火3S自熄,表面碳化能阻止燃燒,且不會產(chǎn)生熔滴。
二、現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯對基層的要求
現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯外墻保溫隔熱層對墻體基層要求較低,墻體表面無油污,無浮灰,抹灰或者不抹灰均可施工,如不抹灰,抗剪能力更佳。
三、現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯的性能優(yōu)勢、劣勢(對比玻璃棉/巖棉)
3.1 保溫隔熱性能。玻璃棉/巖棉屬于疏松的纖維類保溫隔熱材料,這類材料,即便有較低的導(dǎo)熱系數(shù),能夠較好的阻擋熱傳導(dǎo)造成的熱量損失,但對于以熱對流方式而發(fā)生的熱量傳遞則無能為力。根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計結(jié)果顯示,建筑物40%的熱能損失均以熱對流的方式通過縫隙流失的。
而聚氨酯不但有較低的導(dǎo)熱系數(shù),能夠較好的阻擋熱傳導(dǎo),且有較好的密封性能,能夠完全包裹建筑護(hù)結(jié)構(gòu),有效地阻止熱對流的產(chǎn)生,達(dá)到較好的節(jié)能目的。
3.2 霉菌。玻璃棉/巖棉的纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)會隨時間推移而駐留大量灰塵及有機(jī)物,這些雜質(zhì)在溫度及濕度適合的條件下會滋生出大量霉菌。據(jù)美國肺健康協(xié)會的調(diào)查顯示,每年美國成年人哮喘病的增長率為61%,兒童則更達(dá)到72%,而導(dǎo)致這一后果的直接罪魁就是室內(nèi)的霉菌。霉菌的滋生將使建筑物內(nèi)的環(huán)境受到嚴(yán)重污染,極大的危害建筑物使用者的健康。
聚氨酯保溫隔熱材料噴涂完成后生成一道無接縫的連續(xù)殼體,殼體表面不吸附灰塵,且泡沫具有較強(qiáng)的憎水特性,從根本上阻斷了霉菌產(chǎn)生的條件。
3.3 受水后塌落。玻璃棉/巖棉制品在遇水后,水分會在其纖維縫隙中駐留,保溫性能急劇下降,并在重力作用下整體塌落下沉,最終導(dǎo)致保溫隔熱層的整體失效。
聚氨酯保溫隔熱材料具有優(yōu)異的憎水性,水分不會在泡沫體內(nèi)駐留,且不會發(fā)生這種受水后塌落的現(xiàn)象。
3.4 保溫方式。聚苯板/擠塑板一般采用粘錨結(jié)合的施工作法,其所需的錨固件數(shù)量很多。有試驗表明,平均每平方米增加一個ф6塑料錨固件可使外墻平均傳熱系數(shù)增加0.004。這樣勢必導(dǎo)致通過該熱橋構(gòu)件散失的熱量大量增加,從而使理論計算的節(jié)能效果大打折扣,達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。
聚氨酯施工中不需要任何金屬錨固件與墻體固定,所以從根本上杜絕了這種情況的發(fā)生,有效降低了導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù),使實際節(jié)能效果與理論計算值基本吻合。
四、熱橋
4.1板縫熱橋?,F(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯保溫隔熱材料是連續(xù)噴涂、現(xiàn)場發(fā)泡的,不存在拼縫,也就從根本上消除了這一熱橋影響,確保了節(jié)能目標(biāo)更好的實現(xiàn)。
4.2錨固件、掛件熱橋。聚苯板/擠塑板保溫體系的錨固件、掛件是這種體系最難以處理的熱橋。板材類的保溫隔熱材料很難對這一熱橋起到阻斷作用。
4.3裂縫熱橋。聚苯板/擠塑板與墻體的熱脹冷縮系數(shù)不同,且聚苯板/擠塑板彈性變形能力較小,當(dāng)建筑墻體熱脹冷縮或建筑墻體發(fā)生徐變,極易造成保溫層開裂,使裂縫處保溫性能喪失,且該裂縫極易透風(fēng)、滲水,造成聚苯板/擠塑板大面積脫落,影響建筑使用功能。
4.4燃燒性能?,F(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯防火性能高于聚苯板/擠塑板,離火3s即滅,不會產(chǎn)生熔滴,表面生成積碳,阻止火焰蔓延,且其燃燒時產(chǎn)生的煙氣毒性也很小,主要成分為二氧化碳。
4.5基層處理。聚苯板/擠塑板在施工前,為保證板面平整及粘接效果,要在墻面先做一道水泥砂漿找平層。
五、現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的不足
我國現(xiàn)在的用于建筑保溫隔熱的聚氨酯產(chǎn)品,多數(shù)釋放的ODP不為零,對臭氧層仍有破壞作用,且在使用過程中,揮發(fā)對人體有害的有機(jī)氣體,隨著環(huán)保節(jié)能觀念的深入人心,這種類型的產(chǎn)品最終仍將被淘汰,真正意義上的“環(huán)境友好型”聚氨酯保溫隔熱材料將是眾望所歸。
現(xiàn)在用于建筑保溫的聚氨酯原料,只有幾個著名的聚氨酯品牌是由工廠生產(chǎn)建筑保溫專用的聚氨酯,工廠直接封裝,運到工程現(xiàn)場直接施工,不在現(xiàn)場進(jìn)行勾兌。而大多數(shù)建筑保溫用的聚氨酯原料,均是由聚氨酯保溫施工公司從聚氨酯生產(chǎn)公司購買基本化學(xué)材料,根據(jù)實際需要臨時調(diào)配,缺乏統(tǒng)一管理,增加了工程質(zhì)量的不確定因素。
現(xiàn)在用于建筑保溫的聚氨酯原料已呈多樣化發(fā)展,而聚氨酯節(jié)能檢測技術(shù)還很單一,對現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯的原料控制缺乏技術(shù)手段,現(xiàn)有的檢測技術(shù)已經(jīng)不能適合建筑節(jié)能現(xiàn)場檢測的需要,在某種程度上限制了建筑節(jié)能工作的規(guī)范發(fā)展。建筑節(jié)能現(xiàn)場檢測技術(shù)的研究發(fā)展已經(jīng)尤為迫切和重要。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:屋面;隔熱保溫層;材料;工藝
屋面保溫隔熱層位于屋面面層,除具有保溫隔熱的功能外,還有排水、裝飾美化的作用,保溫隔熱層的施工質(zhì)量通病如起鼓開裂、不平整、種植屋面植被存活少等會損害屋面排水功能及裝飾美化效果。
1 保溫隔熱材料性能特點
保溫隔熱材料是能夠減少結(jié)構(gòu)物與環(huán)境熱交換的功能材料,也叫做絕熱材料。以下是較新材料:
1.1 屋面保溫隔熱磚
屋面保溫隔熱磚是一種集保溫與護(hù)面為一體的屋面保溫材料,平面尺寸一般為:30 cm×30 cm,產(chǎn)品采用聚苯乙烯泡沫與特種水泥砂漿或砼面層復(fù)合成型,內(nèi)芯保溫材料主要是高密度聚苯乙烯塑料板(EPS或XPS),外層是特種水泥砂漿或高強(qiáng)混凝土,是一種具有強(qiáng)度高,不變型及耐久性好的上人屋面隔熱產(chǎn)品,克服了聚苯乙烯泡沫塑料板易燃的不足,且表面光潔有雨天防滑圖案。
1.2 SGK種植模塊
SGK種植模塊是一種具有綠化功能的隔熱模塊,單個模塊由EPS板、蓄水材料層(陶?;蛏埃?、營養(yǎng)土層及佛甲草植被層組成,是一種模塊化的種植屋面,施工非常簡便。
1.3 擠塑聚苯板(XPS)
擠塑聚苯板(XPS)由于其隔熱性能好、經(jīng)濟(jì)及施工便利的特點也得到大量使用,但由于其防火性能不符合要求,在施工和存放過程中易引起火災(zāi),在以后的項目中不宜大量使用。
2 屋面隔熱保溫層工程質(zhì)量控制要點
2.1 進(jìn)場材料的質(zhì)量控制
材料進(jìn)場時,必須做好工程材料的檢驗,避免不合格產(chǎn)品應(yīng)用到工程中,優(yōu)秀的產(chǎn)品是保證工程質(zhì)量的前提。
2.2 保溫隔熱屋面施工質(zhì)量控制
2.2.1 擠塑聚苯板施工工藝及質(zhì)量要求 ①防水保護(hù)層完工后,測試防水;②清掃防水層或保護(hù)層表面;③基層要求,平整、排水暢通;④擠塑聚苯板安裝,保溫板一般以0.65 m×2 m尺寸為粘結(jié)安裝單元,保溫板切割要求直而平,要求錯縫緊貼安裝;⑤保護(hù)層施工,先彈線定格,確定分格縫位置,再綁扎好鋼筋網(wǎng),要求鋼筋網(wǎng)尺寸均勻一致,在分格縫處鋼筋斷開。保護(hù)層砼應(yīng)采用補(bǔ)償收縮混凝土,表面壓光,要嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度及坡度。
2.2.2 SGK種植模塊施工工藝及質(zhì)量要求 ①測試防水;②清掃防水層或保護(hù)層表面;③基層要求,平整、排水暢通;④彈線定格,按單項工程設(shè)計彈線確定屋面人行走道寬度及SGK種植模塊區(qū)的定位及分格,人行走道寬度按333 mm的模數(shù)確定,SGK種植模塊的的定位及分格按500 mm的模數(shù)確定;⑤鋪裝人行走道,在人行走道區(qū)內(nèi)座鋪SGK隔熱板;當(dāng)人行走道垂直于屋面排水坡度方向時,應(yīng)每2 m鋪設(shè)一道SGK排水專用隔熱板,SGK排水專用隔熱板的排水通道方向應(yīng)與屋面排水坡度方向一致;⑥鋪裝SGK種植模塊,將SGK種植模塊平放在屋面種植區(qū)分格內(nèi),按彈線定格準(zhǔn)確就位;⑦清理施工現(xiàn)場,不得踐踏種植模塊;⑧佛甲草養(yǎng)護(hù),當(dāng)隔熱屋面施工完成后,應(yīng)進(jìn)行初期養(yǎng)護(hù),其做法為加強(qiáng)淋水及養(yǎng)護(hù);長時間無降雨時,應(yīng)人工淋水至模塊蓄水層飽和。
2.2.3 屋面節(jié)能隔熱板施工工藝及質(zhì)量要求 ①將基層上所有殘余物清理干凈,用水沖洗;②放線定位,鋪貼前按隔熱板規(guī)格、隔熱板板縫、屋面分格縫布置放線;隔熱板板縫留設(shè)4 mm,并按不大于36 m2(單邊最大尺寸不大于6 m)分格留設(shè)屋面分格縫,分格縫寬15 mm;③配制水泥砂漿,按重量批1∶2.5(水泥:砂)配制水泥砂漿;④座鋪隔熱板,采用濕鋪法,先縱橫掃一道純水泥漿,然后水泥砂漿20 mm厚座鋪隔熱板,要求砂漿飽滿,鋪貼時不得用硬物敲擊,要用膠錘,鋪貼要求表面平整,排水暢通,鋪貼牢固無空鼓,板縫順直,寬度一致;⑤隔熱板鋪裝完成,水泥砂漿座鋪層達(dá)到初凝后,先灑水使隔熱板縫充分浸濕,待隔熱板表面充分晾干后(睛天約2 h),隔熱板填縫,。
3 屋面隔熱保溫層材料選取建議
現(xiàn)從材料的可靠性、施工的便利性及預(yù)防和消除質(zhì)量通病的角度,對屋面保溫隔熱層材料選取提出如下建議:
3.1 傳統(tǒng)的保溫隔熱材料 傳統(tǒng)的保溫隔熱材料如爐渣、、膨脹珍珠巖(蛭石)、微孔硅酸鈣等由于吸水率極高,一旦浸水后就不能保證保溫性能,還會導(dǎo)致防水層起鼓,對工程質(zhì)量極為不利,其返修的成本極高,已不適宜作為保溫隔熱材料用于商品樓屋面。
3.2 泡沫混凝土 泡沫混凝土具有經(jīng)濟(jì)、耐久、隔熱效果好等優(yōu)點,但發(fā)泡劑的質(zhì)量參差不齊且很難控制,泡沫砼施工質(zhì)量難以保證,不宜在商品房屋面使用。
3.3 聚苯乙烯泡沫塑料板 聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS和XPS)由于具有高抗壓、不吸水、輕質(zhì)、耐腐蝕、使用壽命長、導(dǎo)熱系數(shù)低等特點已大量在屋面保溫隔熱工程中使用,但由于其屬于易燃物,在存放或施工過程中易引發(fā)火災(zāi),特別是〈〈民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定〉〉實施后,更不宜在屋面節(jié)能工程中使用。
3.4 復(fù)合保溫隔熱材料 近年發(fā)展起來的復(fù)合保溫隔熱材料,如SGK屋面保溫隔熱磚,以高密度聚苯乙烯泡沫塑料板為內(nèi)芯,外層是特種水泥砂漿或砼,既便于施工,維修方便,又兼?zhèn)浞浪墓δ埽勺鳛樯唐贩课菝嬷饕谋馗魺岵牧稀?/p>
3.5 聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯泡沫塑料保溫隔熱性能好,耐久,施工方便、質(zhì)量可靠的特點,但由于價格較貴,可在部分項目適當(dāng)采用。
關(guān)鍵詞:金屬材料;教學(xué)改革;學(xué)習(xí)興趣
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,《金屬材料與熱處理》對于學(xué)生來說至關(guān)重要,其主要研究的是金屬材料的相關(guān)知識,包括金屬材料成分以及組織等等。金屬材料熱處理,通常情況下是通過改變金屬材料的成分和組織形式來實現(xiàn)金屬材料的熱處理,從而達(dá)到我們預(yù)期的目的。通過該門課程,學(xué)生能夠?qū)饘俨牧系男阅苡兴私猓⒃诖嘶A(chǔ)上熟練掌握金屬材料熱處理的工藝方式。因此我們必須對《金屬材料與熱處理》該門課程進(jìn)行教學(xué)改革,進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,實現(xiàn)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。
1培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生注意力
教師在具體教學(xué)活動中,應(yīng)當(dāng)從學(xué)生的實際情況出發(fā),靈活的應(yīng)用多元的教學(xué)方式,使學(xué)生掌握金屬材料熱處理的相關(guān)技能。例如教師在教學(xué)活動中,可以通過舉例論證和類比論證等方式實現(xiàn)教學(xué),將教學(xué)內(nèi)容從學(xué)生的生活實際有機(jī)結(jié)合在一起。在向?qū)W生介紹金屬材料時,教師應(yīng)當(dāng)避免概念的照搬,應(yīng)從學(xué)生的生活情況出發(fā)舉例論證,例如易拉罐是用鋁做的,電視線是銅芯的,金項鏈?zhǔn)墙鹱龅牡鹊?,這樣可以使廣大學(xué)生了解金屬材料的性質(zhì),并明確金屬材料的應(yīng)用范圍。與此同時,教師還一可以將所要教授的內(nèi)容同我國歷史實際情況結(jié)合在一起。眾所周知,“淬火”這一概念早在我國古代時期就已經(jīng)興起,并以熱處理的發(fā)展史為線索得到了進(jìn)一步的發(fā)展,在講述著一支試試,教師就可以引用三國時期諸葛亮帶兵打仗這一典故,將這一支是灌輸給學(xué)生。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力,使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
2加強(qiáng)實驗教學(xué),打造校企合作教學(xué)模式
《金屬材料與熱處理》單門課程存在較為嚴(yán)重的重理論輕實踐現(xiàn)象。理論課程占所有課程的比重為3/4以上,而實踐課程的學(xué)時占所有課時的比重僅為1/4,這種現(xiàn)象導(dǎo)致學(xué)生實踐能力不強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的現(xiàn)象。很多學(xué)生表示,在其看來《金屬材料與熱處理》這門課程僅僅是一門理論課程,考試時僅注意理論知識的學(xué)習(xí)就可以達(dá)到很高的分?jǐn)?shù),這在一定程度上造成了學(xué)生對該門課程的認(rèn)識偏差。為此,各院校應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)實驗室建設(shè),為廣大學(xué)生添置大量的實習(xí)實驗設(shè)備,并在此基礎(chǔ)上將教室搬到實驗室,這樣做一方面可以滿足學(xué)生不斷提升自身實踐能力的需求,另一方面,也可以進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生的培訓(xùn)力度,可以說是一舉多得。與此同時,各院校還應(yīng)當(dāng)與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)系,打造校企合作教學(xué)模式。之所以這樣做的主要原因在于,該門課程的絕大多數(shù)實驗難以在學(xué)校實現(xiàn),需要企業(yè)參與到教學(xué)活動中來,這樣可以彌補(bǔ)院校實驗?zāi)芰Σ蛔愕膯栴}。教師在校企合作模式中,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自身的作用,帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實習(xí),了解企業(yè)的運行模式以及企業(yè)在金屬材料熱處理中的發(fā)展趨勢,并其帶頭作用,與學(xué)生進(jìn)行廣泛的溝通和交流,了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題并給予解決,這樣學(xué)生能夠快速的掌握該門技術(shù)。
3建立全方面的評價體系,加強(qiáng)對學(xué)生的評價
傳統(tǒng)考核評價大多以知識評價為主,紀(jì)在學(xué)期末的時候,通過一張試卷了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,這種考核模式雖然能夠體現(xiàn)學(xué)期內(nèi)該門課程的教學(xué)水平,但也暴露出一些問題,例如導(dǎo)致學(xué)生對該門課程存在認(rèn)識偏差,對學(xué)生考核不全面等問題。在這種考核模式下,學(xué)生僅會死讀書,而不會將所學(xué)知識應(yīng)用到具體實踐當(dāng)中去,這樣做不利于學(xué)生的成長。筆者通過長期的研究與實踐認(rèn)為,評價體系應(yīng)當(dāng)成為公認(rèn)的衡量教學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)對學(xué)生的實際情況進(jìn)行全面考核,只有這樣才能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。為此應(yīng)當(dāng)建立健全評價體系,將課堂考察和課堂提問以及口頭測驗和實踐活動等內(nèi)容融入到課堂評價體系中,增強(qiáng)廣大學(xué)生的自律意識,進(jìn)一步提高其主動學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生做到認(rèn)識自我,不斷的調(diào)整自我,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。除此之外,在考核命題上,廣大教師應(yīng)當(dāng)做到與職業(yè)資格考試接軌,盡可能的減少理論考核內(nèi)容,增加主觀分析類型的考核,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的基礎(chǔ)上,能夠?qū)π袠I(yè)資格考試有所了解,并實現(xiàn)對學(xué)生理論與實踐技能的全方面考察。
4結(jié)語
總而言之,我們可以通過舉例教學(xué)和類比教學(xué)等方式實現(xiàn)學(xué)生注意力的集中,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛。當(dāng)然我們也應(yīng)當(dāng)充分意識到,羅馬非一日建成,《金屬材料與熱處理》該門課程的教學(xué)改革也非一日之功,但千里之行始于足下,我們可以從點滴小事做起,通過調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等方式使學(xué)生感知知識,牢固的掌握知識。
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關(guān)鍵詞:工程材料及熱處理;教學(xué)改革;CAI課件
《工程材料及熱處理》是機(jī)械工程類各專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課,課程教學(xué)內(nèi)容涉及面廣、工藝性強(qiáng)、基礎(chǔ)理論抽象、概念多。傳統(tǒng)的課程教學(xué)中,在理論和基本知識方面教學(xué)時數(shù)較多,課堂教學(xué)以教師講解為主,輔以少量照片以及黑板上畫圖等方式,既難以描述清楚微觀狀態(tài),對于非材料類專業(yè)的學(xué)生其實用性和實際效果也不好,學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)枯燥、難以理解,影響學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。隨著教學(xué)改革的深入,新的知識不斷增加,學(xué)時卻在減少,我?!豆こ滩牧霞盁崽幚怼氛n程教學(xué)學(xué)時為32學(xué)時,這對該課程的教學(xué)提出了新的要求。雖然現(xiàn)在MOOC、SPOC等教學(xué)方式正在興起,但對教師和學(xué)生都有較高的要求。一個好的CAI課件可以實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)所不能實現(xiàn)的靈活、形象、生動的效果,能顯著加大課堂教學(xué)的信息量,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高教學(xué)效果[1-4]。根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗和CAI軟件開發(fā),本文對《工程材料及熱處理》課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討。
一、課程教學(xué)改革的探討
(一)教學(xué)內(nèi)容的改革
《工程材料及熱處理》課程的教學(xué)內(nèi)容基本上是材料工程類專業(yè)所學(xué)幾門主要課程的濃縮,教師往往以對材料專業(yè)學(xué)生的教學(xué)思路來進(jìn)行講授,對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與村料性能之間的關(guān)系講解的較深。但對機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生來說,他們畢業(yè)后的工作主要不是去挖掘材料性能的潛力,不需要深入研究獲取材料性能的工藝問題,他們從事的主要是產(chǎn)品設(shè)計及解決產(chǎn)品制造過程中的工藝問題。因此,機(jī)械工程類各專業(yè)學(xué)生與材料工程類各專業(yè)學(xué)生對材料知識的要求,不僅深度上有差異,而且側(cè)重點也應(yīng)該完全不同。他們對各類材料的性能特點與適用范圍只需要一般性的了解,側(cè)重點是能夠正確地選擇材料,合理地選擇加工方法和制定加工工藝路線,要求掌握各類零件在不同服役條件下的失效方式,并且根據(jù)服役條件、失效形式對材料使用性能的要求以及工藝性和經(jīng)濟(jì)性的要求,通過分析對比來選用材料。在市場經(jīng)濟(jì)的社會中,對學(xué)生實用性的要求顯得更為重要。
(二)教學(xué)方法和手段的改革
《工程材料及熱處理》課程涉及內(nèi)容廣泛,要在32學(xué)時的時間內(nèi)獲得好的教學(xué)效果,靠“教師機(jī)械灌輸、學(xué)生被動接受”的傳統(tǒng)方式是不行的。首先在課程的一開始就要能吸引學(xué)生,使他們產(chǎn)生學(xué)習(xí)該課程的興趣?!熬w論”是課程的第一課,因此很重要。在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn),學(xué)生對新材料及其應(yīng)用的內(nèi)容較感興趣,而這部分我們只作簡介,因此將這部分內(nèi)容放在緒論中進(jìn)行。又如在緒論中,我們通過齒輪的生產(chǎn)過程,引出材料改性工藝與機(jī)械制造之間的關(guān)系。通過緒論內(nèi)容的增補(bǔ),既拓寬學(xué)生的視野,又能使學(xué)生對本課程產(chǎn)生興趣。教師講課時,如果只顧自己講解,學(xué)生很難理解,更不會分析。在講課要時經(jīng)常提出問題,讓學(xué)生回答,要啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考,讓學(xué)生開動腦筋想問題。如以拔絲加工工藝路線作為示例來分析思考塑性變形和回復(fù)與再結(jié)晶時的組織與性能變化及回復(fù)與再結(jié)晶退火的作用,同時還引出拔絲模具的設(shè)計應(yīng)注意事項。在課外作業(yè)上,不要采用可以從書上直接找到答案的習(xí)題,要讓學(xué)生做綜合性分析思考題。教師要指導(dǎo)學(xué)生怎么去分析問題而不是只給出答案,要充分發(fā)揮學(xué)生對知識的綜合運用、分析與創(chuàng)造性思維的能力。通過不斷的積累,從而提高學(xué)生分析問題解決問題的能力。
二、課件的制作
CAI課件要根據(jù)使用目的和使用的具體情況來設(shè)計。從使用的角度應(yīng)具有易用性、便捷性、開放性。在使用PowerPoint制作的許多課件中,采用的是順序式的流程,很不方便。我們利用Authorware軟件開發(fā)了Windows風(fēng)格的下拉式菜單結(jié)構(gòu)課件。圖1a)為程序運行后的菜單界面一角。當(dāng)選擇某一菜單項后,主窗口中顯示相應(yīng)的內(nèi)容,如圖1b)。在教學(xué)過程中,有時需要將其他章節(jié)某一處的內(nèi)容調(diào)出來,通過菜單選擇非常快捷,從而方便了教學(xué)。屏幕教學(xué)就相當(dāng)于屏幕版書,因此屏幕上的字?jǐn)?shù)不能太多,而且也不能太花俏,以便于學(xué)生記筆記,因此,軟件采用Windows界面,界面簡潔,除了菜單外,只有幾個頁面跳轉(zhuǎn)按鈕,功能一目了然,教師操作也方便。但版書少了,大量的內(nèi)容靠口述學(xué)生也難記憶,因此采用了許多文本按鈕,當(dāng)鼠標(biāo)移到這些文本按鈕上變?yōu)槭中魏?,點擊即出現(xiàn)詳細(xì)內(nèi)容,既可便于學(xué)生課堂記憶,也可用于自學(xué)。為了使學(xué)生獲得感性的認(rèn)識,課件中列舉了大量的動畫和錄象,因為在課堂上不可能全部都播放,而且有些需要講解,為了獲得更好的效果,需要控制播放速度和暫停,因此采用自行設(shè)計的動畫和錄象程序,只要通過文本按鈕點擊就可調(diào)用。課程中有許多金相照片和圖象,也采用自行設(shè)計的程序調(diào)用,圖象是保存在專門目錄里的,只要將文件名設(shè)為圖號即可調(diào)用,便于擴(kuò)展。
三、教學(xué)實踐與思考
課堂筆記是很重要的,除了幫助獲取知識外,還能使學(xué)生集中精神聽課。CAI教學(xué)由于不要版書,教師講課進(jìn)度較快,而且信息量大,會造成學(xué)生來不及記筆記,這一點在其他高校的調(diào)查中也有同樣的反映[5-6]。但如果學(xué)生整堂課都在記筆記,就少有時間去思考,筆者認(rèn)為可以對記課堂筆記的方法作一些改進(jìn),教師將講義精練了以后做成帶有提問的“筆記”印發(fā)給學(xué)生,學(xué)生上課時只要在相應(yīng)的地方做標(biāo)記,同時根據(jù)教師指點做必要的補(bǔ)充和注釋,這樣就有更多的時間去記憶和思考。但這種方法在上完1-2次課后教師就要像檢查作業(yè)一樣去檢查,以免學(xué)生對“筆記”產(chǎn)生依賴。當(dāng)然,這種方法還有待實踐去驗證。應(yīng)用CAI的目的是為了達(dá)到更好的教學(xué)效果。優(yōu)秀的多媒體課件應(yīng)該是教師教學(xué)經(jīng)驗、教學(xué)思想與多媒體技術(shù)之間的無縫結(jié)合,而不是將教學(xué)內(nèi)容簡單地進(jìn)行媒體替換或把教學(xué)內(nèi)容中不易表達(dá)和較抽象的東西通過多媒體形式形象地展示。對CAI課件的有效性可以采用一定的方法進(jìn)行評價[7],最主要的應(yīng)該是學(xué)生的評價,在使用中還會遇到各種各樣的問題,只有通過不斷的研究、反饋和總結(jié),才能使CAI教學(xué)達(dá)到更好的效果。
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【關(guān)鍵詞】金屬材料與熱加工基礎(chǔ) 課程教學(xué) 改革與實踐
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)09-0061-01
金屬材料與熱加工基礎(chǔ)是機(jī)械類專業(yè)初期所學(xué)的一項基礎(chǔ)性課程,該課程研究的是金屬材料與材料熱加工工藝的發(fā)展問題。金屬材料、功能材料以及其他新能源材料在使用性能上都存在明顯不足,所以在教學(xué)中應(yīng)系統(tǒng)整合并對教學(xué)模式進(jìn)行加工處理。
一 課程定位與教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定
金屬材料與熱加工基礎(chǔ)教學(xué)課程存在三大基礎(chǔ)內(nèi)容:金屬材料解析、熱加工工藝研究以及機(jī)械加工工藝發(fā)展。在這些內(nèi)容中,如何讓學(xué)生掌握熱處理技術(shù)是關(guān)鍵。熱處理作為一種物質(zhì)載體性能非常好的機(jī)械加工模式,其教育價值顯著。所以針對高職大專類院校而言,應(yīng)當(dāng)切實落實相關(guān)教材項目,將課程定位側(cè)重于機(jī)械類、工程類專業(yè)內(nèi)容,以理論知識為主、實踐活動為輔的教學(xué)模式開展教學(xué)項目。同時,教師還應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生選用正確的學(xué)習(xí)方式,告知學(xué)生如何針對不同金屬材料選用不同的熱加工方法,提高學(xué)生對熱處理技術(shù)的掌握能力。
教學(xué)目的主要表現(xiàn)在兩方面:(1)讓學(xué)生熟練掌握各金屬材料的應(yīng)用性能,并結(jié)合實際操作情況對技術(shù)的應(yīng)用重點、難點進(jìn)行深度剖析;(2)鍛煉學(xué)生的思考能力,讓學(xué)生在了解金屬材料、熱加工處理技術(shù)基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)的同時,培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、思考問題的能力。
二 課程內(nèi)容與特點
金屬材料與熱加工基礎(chǔ)教材內(nèi)容主要表現(xiàn)在四個方面,從介紹金屬材料、成分、組織、結(jié)構(gòu)角度讓學(xué)生充分掌握鑄、鍛、焊等加工工藝,同時學(xué)生在記憶相關(guān)知識的基礎(chǔ)上,還應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)臒峒庸すに?。材料的基礎(chǔ)內(nèi)容以及應(yīng)用性能對熱處理技術(shù)的影響作用極大,如果材料在熱處理技術(shù)實施過程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象,學(xué)生應(yīng)根據(jù)具體問題具體分析,選用恰當(dāng)?shù)慕饘俨牧线M(jìn)行熱處理分析。金屬材料與熱加工基礎(chǔ)涵蓋的內(nèi)容較為寬泛,知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜,術(shù)語概念多,教師應(yīng)充分利用實踐活動,幫助學(xué)生理解晦澀難懂的理論知識,使學(xué)生在感受到其規(guī)律性、實質(zhì)性特征的同時,深入知識組織結(jié)構(gòu)中,找到有效的學(xué)習(xí)方法。
三 教學(xué)實踐與改革建議
金屬材料與熱加工基礎(chǔ)教材中突出的是金屬材料選用與熱處理技術(shù)兩方面內(nèi)容,兩種不同知識體系是存在一定關(guān)聯(lián)性的,教師在進(jìn)行教學(xué)改革時,應(yīng)抓住兩種知識體系的關(guān)聯(lián)性,以金屬材料成分、狀態(tài)、組織、性能四個要素為主要基礎(chǔ)內(nèi)容,增加教學(xué)內(nèi)容的實踐性。
1.規(guī)范教學(xué)行為
在進(jìn)行課程調(diào)研過程中,金屬材料與熱加工基礎(chǔ)專業(yè)課程的教材理論體系發(fā)生了很大的變化,鑒于其特殊的教育地位和作用,教師在進(jìn)行學(xué)科研討時,應(yīng)針對具體教材知識體系改革問題,進(jìn)行具體研究,并圍繞新修訂的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù),創(chuàng)建具有高效性的教材編撰計劃,引入先進(jìn)教學(xué)思想,將新型金屬材料內(nèi)容編入教案中,突出教材的實踐作用,讓學(xué)生在枯燥乏味的理論學(xué)習(xí)中盡快掌握知識。
2.整合教學(xué)內(nèi)容,體現(xiàn)應(yīng)用價值
教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)確定之后,教材還應(yīng)從知識體系上進(jìn)行調(diào)整和修復(fù),對講授難點、重點問題進(jìn)行深度剖析,挖掘其與實踐活動的關(guān)聯(lián)點,抓住教學(xué)重心解決教育難題。同時,突出新技術(shù)、新工藝的特點,整合書面教授與實踐活動的教學(xué)內(nèi)容分配比重,盡可能結(jié)合實際工程內(nèi)容。
3.豐富教學(xué)資源
運用生動的教學(xué)影像資料,直觀展現(xiàn)金屬材料的使用性能以及熱處理技術(shù)的應(yīng)用重點,可以有效幫助學(xué)生掌握、記憶金屬材料性質(zhì)以及熱處理技術(shù)相關(guān)內(nèi)容。教師還可根據(jù)教學(xué)進(jìn)程表,實時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,或?qū)⒔虒W(xué)課件以多媒體文件的形式傳到校園BBS系統(tǒng)平臺上,方便學(xué)生及時查閱、學(xué)習(xí)。
四 結(jié)論
雖然通過課程教學(xué)改革可以提升教學(xué)效果和質(zhì)量,但教學(xué)建設(shè)的滯后依舊不利于機(jī)械類專業(yè)教學(xué)的發(fā)展,所以應(yīng)及時更新教材,加強(qiáng)新型教學(xué)設(shè)施建設(shè),從而提高教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和工程實踐能力。
參考文獻(xiàn)
[1]徐道芬、杜春平.《工程材料與熱加工工藝》課程教學(xué)改革淺析[J].廣西輕工業(yè),2012(23)