前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的空氣教案主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
⒈講述:我們已經研究了空氣的不少性質,你能總結的說一說嗎?
⒉提問:世界環(huán)境日是什么時候?今天的口號是什么?
⒊講述:其實空氣也是生命之源
二、學習新課
1.了解空氣和生命的關系。
(1)為什么說空氣也是生命之源呢?
(2)觀察P12三幅圖,你想到了什么?
2.了解我們周圍的空氣。
(1)空氣是我們不能離開的,但是我們現在處在怎樣的空氣中呢?
(2)人類哪些活動會影響空氣質量?哪個小組愿意來介紹你找到的資料?
(3)人類一直不斷的在污染著我們賴以生存的空氣??諝獾奈廴疚覀兛床坏剑諝馐芪廴竞髸o我們帶來什么危害?
(4)我們周圍的空氣現況是什么樣的,我們可以去調查一下。
(5)室外的空氣我們可以從哪些方面調查?
(6)室內的空氣我們又可以從哪些方面調查?
(7)將我們調查到結果記錄下來。
(8)教師介紹表格記錄方法。
三、鞏固應用
1、空氣被污染了,而且還在不斷污染著。我們能做什么呢?
2、學生介紹書上的6幅圖。
3、凈化空氣,我們還能做些什么?
四、作業(yè)
1、完成調查記錄。
2、出一份保護、防治空氣污染的小報。
【教學目標】
認知目標:1、了解空氣的重要成分。2、了解氧氣、氮氣、稀有氣體的主要物理性質和用途。3、初步認識純凈物、混合物的概念。4、初步了空氣污染的危害,知道空氣是一種寶貴的自然資源,培養(yǎng)環(huán)境、熱愛自然的情感。
技能目標:1、初步學習科學實驗的方法;2、引導學生進行觀察、記錄,并初步學習分析實驗現象。
【教學重點】學生自主設計實驗,探究空氣中氧氣的體積分數。
【教學難點】學生探究空氣中氧氣的體積分數。
【教學方法】探究式學習法。
【教學用品】集氣瓶、燃燒匙、吸管、水槽、塑料袋。
【教學資源】
【教學過程】
第一環(huán)節(jié):提出問題
【引言】師:沒有空氣就沒有生命!人類每時每刻都離不開空氣??諝鈱τ谌祟愂侨绱酥匾覀冏鲆粋€深呼吸,那么我們便吸入了空氣,空氣對于我們又是如此親近和熟悉,但是有誰摸著了它?看到了它嗎?哦,沒有。那么我們本節(jié)就是要通過實驗證明空氣的存在,還要探究空氣的組成成分。
【提問】1、空氣是無色無味的氣體,不易察覺,但你能用一個簡單的實驗或列舉實例來說明空氣確實存在嗎?
2、以上事實說明了空氣確實存在,那么空氣中含有哪些氣體成分呢?如何證明這些氣體的存在?
【總結】從生活經驗和以往的探究活動中,我們知道了空氣中含有氧氣、二氧化碳和水蒸氣。
【提問】那么,空氣中還含有其他氣體嗎?各種氣體的體積分數又是多少?
二、探究活動
設計一個實驗,粗略地測定空氣中氧氣的體積分數。
(教師邊介紹演示新教材[實驗2-1]學生觀察、描述現象,師生共同分析、得出結論。)
三、歸納總結
師:從實驗2-1中得出以下結論;
1、紅磷+氧氣五氧化二磷;
2、空氣中氧氣的體積占1/5;
3、氮氣是不易溶于水的無色無味的氣體(從集氣瓶水面上升一定高度后,不能繼續(xù)上升這一現象判斷。)
4、氮氣不能燃燒,也不支持燃燒。(從燃著的紅磷熄滅了這一現象判斷。)
5、實驗表明,空氣的成分按體積計算,大約是:
氮氣78%;氧氣21%;稀有氣體0.94%;二氧化碳0.03%;其他氣體雜質0.03%
教師簡介空氣的其他成分,同時講清三個概念:物理性質、純凈物和混合物
四、課堂練習
【投影】1、在測定空氣中氧氣成分的實驗中,集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣。結合實驗討論:
(1)燃燒著的紅磷熄滅了,這種現象說明氮氣能不能支持燃燒?
(2)集氣瓶內水面上升一定高度后,還繼續(xù)上升嗎?這種現象能不能說明氮氣不易溶于水?
2、在標準狀況下,氮氣是一種無色、無味,不易溶于水的氣體,它的熔點為-209.9℃,沸點為-195.8℃。從紅磷在氮氣中不能繼續(xù)燃燒的事實,說明氮氣不支持燃燒。許多實驗事實都表明,氮氣的性質不如氧活潑。
五、學生自學
1、空氣是一種寶貴的自然資源。
2、保護空氣。
【板書設計】
課題一:空氣
一、空氣是由什么組成的
1、紅磷+氧氣五氧化二磷;
2、空氣中氧氣的體積占1/5;
3、氮氣是不易溶于水的無色無味的氣體(從集氣瓶水面上升一定高度后,不能繼續(xù)上升這一現象判斷。)
4、氮氣不能燃燒,也不支持燃燒。(從燃著的紅磷熄滅了這一現象判斷。)
5、實驗表明,空氣的成分按體積計算,大約是:
氮氣78%;氧氣21%;稀有氣體0.94%;二氧化碳0.03%;其他氣體雜質0.03%
二、空氣是一種寶貴的自然資源
三、保護空氣
【教學后記】
課題二:氧氣(1)
【教學目標】
認知目標:1、認識氧氣的主要物理性質。2、觀察和描述硫、木炭、鋁箔等在氧氣中燃燒的現象,從中歸納出氧氣的化學性質。
技能目標:1、培養(yǎng)學生的實驗觀察和探究的能力;2、培養(yǎng)學生實事求是,尊重科學,尊重事物發(fā)展規(guī)律的科學態(tài)度。
【教學重點】觀察和描述硫、木炭、鋁箔等物質的燃燒現象。
【教學難點】對“氧氣不易溶于水”這一結論的探究活動。
【教學方法】探究式學習法。
【教學用品】已制備好的氧氣、木條、木炭、燃燒匙、酒精燈、火柴、坩堝等
【教學資源】初中化學網
【教學過程】
第一環(huán)節(jié):提出問題
【引言】師:什么是物理性質?(復習上一節(jié)課內容)。
【展示】一瓶已制備好的氧氣,正放在桌面上,用玻璃片蓋好。
師:請一位同學說一說氧氣的物理性質?
生:氧氣是一種無色無味,密度比空氣大的氣體。
師:氧氣的物理性質(在通常狀況下)如下表:
顏色
氣味
狀態(tài)
標況下密度
與空氣密度的比較
熔點
沸點
是否易溶于水
無色
無味
氣體
1.429g%
略大
-218℃
-180℃
不易
【演示】教材中[實驗2-2]。
(教師在講臺上演示,引導學生觀察現象,得出結論。
【現象】帶火星的木條復燃。
【結論】說明氧氣能支持燃燒。
【實驗探究】學生分組實驗2-3,實驗2-12,然后填好下表:
實驗名稱
實驗現象
反應文字表達方式
硫在空氣中燃燒
硫在氧氣中燃燒
木炭在空氣中燃燒
木炭在氧氣中燃燒
(教師必須強調硫、木炭分別在空氣和氧氣中燃燒的現象有何不同)
【提出質疑】木炭和硫分別在空氣里燃燒和在氧氣中燃燒的現象不同,這說明了什么?
【交流討論】
【現象】鋁箔在氧氣中劇烈燃燒,放出大量的熱和耀眼的白光。(請該生用手觸摸集氣瓶的外壁,感覺燙。)
【結論】鋁+氧氣氧化鋁
師:同學們,你們知道嗎?剛才老師與你們一起做過四個實驗,這四個實驗的反應文字表達式告訴了我們:物質在空氣中的燃燒,實際上是與空氣中的氧氣發(fā)生反應,對嗎?
師:由于空氣中的氧氣會計師相對較少,所以物質燃燒的程度不如在氧氣中劇烈,現在你們明白了嗎?
第二環(huán)節(jié):歸納總結
師:本節(jié)課我們用實驗探究法探究了氧氣一個重要物質性質——不易溶于水的氣體。
1、氧氣的物理性質:無色無味,密度比空氣略大(標況下),不易溶于水的氣體。
通過學生的分組實驗和教師的演示實驗及師生的合作實驗,探究了氧氣的一個重要化學性質——是一種比較活潑的氣體,在一定條件下能與較多物質發(fā)生劇烈的化學反應。
2、氧氣的化學性質:是一種化學性質比較活潑的氣體。
第三環(huán)節(jié):課堂練習
1、硫在空氣中燃燒和在氧氣中燃燒的相同之處是都能生成氣味的氣體,并且都放熱,不同的是硫在空氣中燃燒發(fā)出色火焰,而在氧氣中燃燒發(fā)出色火焰。
2、能在氧氣中燃燒發(fā)出白光、放熱,并生成一種無色能使澄清石灰水變渾濁的氣體,該物質是。
3、空氣中有氧氣,用帶余燼的木條伸入裝有空氣的集氣瓶中,木條是否會復燃?為什么?
第四環(huán)節(jié):作業(yè)布置
1、寫出木炭、硫、磷、鐵、鎂、鋁及蠟燭分雖在氧氣中燃燒的現象,反慶的文字表達式。(用填表格式)
2、預習第31-32頁的教材內容。
3、討論:空氣中也有氧氣,為什么物質在空氣中燃燒不如在純氧中劇烈?
【板書設計】
課題二:氧氣
一、氧氣的物理性質:無色、無味且密度比空氣大,不易溶于水的氣體。
二、氧氣的化學性質:一種性質比較活潑的氣體。
【教學后記】
課題二:氧氣(2)
【教學目標】
認知目標:1、認識什么是化學變化,了解化學變化的基本特征。2、認識化合反應、氧化反應,進一步學習物質的分類。
技能目標:學習從具體到抽象,從個別到一般的歸納方法。
【教學重點】探究化學反應的基本特征。
【教學難點】物理變化和化學變化的區(qū)別和聯系。
【教學方法】探究式學習法。
【教學用品】燒杯、玻璃棒、水
【教學資源】初中化學網
【教學過程】
一、第一環(huán)節(jié):激發(fā)興趣
(1)化學小魔術:不燃的小手帕
(2)影片片斷欣賞:登山運動員征服喜馬拉雅山。
二、導入新授
上節(jié)課我們做的一些實驗和剛才小魔術中酒精的燃燒都是氧氣的化學性質,我們能不能歸納出氧氣的化學性質呢?
三、探究合作
1、分組討論:
(1)下列反應有哪些共同點?
A、碳+氧氣二氧化碳
B、硫+氧氣二氧化硫
C、磷+氧氣五氧化二磷
D、鐵+氧氣四氧化三鐵
E、石蠟+氧氣二氧化碳+水
(2)聯系實際談談氧氣有哪些用途?
2、師生共同總結:
(1)從(1)(2)(3)(4)四個反應中歸納:由兩種或兩種以上的物質反應生成一種物質的化學反應叫化合反應。
(2)從(1)(2)(3)(4)(5)五個反應中歸納:物質奪取氧的反應叫氧化反應,其中提供氧的物質是氧化劑。
3)氧氣的化學性質:氧氣的化學性質比較活潑,在高溫條件下與許多物質發(fā)生劇烈反應,具氧化性。
四、創(chuàng)新應用
1、在一只集氣瓶中充滿空氣,現要除去其中的氧氣,又不增加其他氣體成分,可選用的可燃物是
A、木碳B、鐵C、磷D、硫
2、酒精在氧氣中燃燒是不是化合反應?為什么?
四、板書設計
氧氣的性質和用途
一、(1)從(1)(2)(3)(4)四個反應中歸納:由兩種或兩種以上的物質反應生成一種物質的化學反應叫化合反應。
(2)從(1)(2)(3)(4)(5)五個反應中歸納:物質奪取氧的反應叫氧化反應,其中提供氧的物質是氧化劑。
(3)氧氣的化學性質:氧氣的化學性質比較活潑,在高溫條件下與許多物質發(fā)生劇烈反應,具氧化性。
【教學后記】
課題三:制取氧氣(1)
【教學目標】
認知目標:1掌握實驗室可用分解過氧化氫溶液或加熱氯酸鉀和二氧化錳的方法制取氧氣。2、初步了解通過化學實驗制取新物質的方法。
技能目標:培養(yǎng)學生動手制取氣體的操作能力和科學探究的能力。
【教學重點】實驗室制取氧氣的主要方法和原理。
【教學難點】制取氧氣的裝置選擇。
【教學方法】探究式學習法。
【教學用品】大試管、酒精燈、水槽、鐵架臺、帶導管的橡皮塞、藥匙、氯酸鉀、5%的過氧化氫溶液、二氧化錳
【教學資源】初中化學網
【教學過程】
一、激發(fā)興趣
1、紀錄片欣賞:中日登山運動員征服喜馬拉雅山。
2、
二、導入新授
氧氣除供給呼吸與支持燃燒外,還廣泛用于氣焊、煉鋼、登山、潛水和醫(yī)院搶救病人。我們需要的氧氣包括上節(jié)課中用到的氧氣是怎樣來的呢?我們今天來學習第三節(jié)《氧氣的制法》。
四、究實驗
1、實驗探究
1)加熱純的氯酸鉀并觀察。
2)加熱純的二氧化錳看是否有氧氣放出。
3)在熱的氯酸鉀中迅速撒入二氧化錳并觀察。
4)怎樣才能制取氧氣并收集?
2、實驗總結
1)純的氯酸鉀必須在高溫下才能緩慢放出氧氣。
2)加熱二氧化錳始終不能放出氧氣。
3)混有二氧化錳的氯酸鉀稍微加熱就能放出氧氣。
4)實驗室制取氧氣的反應原理是:
氯酸鉀氯化鉀+氧氣
5)催化劑和催化作用
6)制取氧氣的裝置:固固加熱裝置
7)氧氣的制取步驟:A、連接裝置并檢查氣密性B、裝藥品于試管中并固定在鐵架臺上C、加熱D、收集氧氣E、將導管移出水面F、熄滅酒精燈
排水法(氧氣不易溶于水)
8)氧氣的收集方法
向上排空氣法(氧氣比空氣重)
四、創(chuàng)新應用
1、實驗室用無水醋酸鈉和堿石灰制取甲烷,甲烷比空氣輕且極難溶于水,選擇怎樣的裝置制取并收集甲烷?
2、為保證長時間潛航,在潛水艇里要配備氧氣再生裝置?,F有以下幾種制取氧氣的方法:1)加熱氯酸鉀2)電解水3)在常溫下過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣。你認為最適合在潛水艇里制取氧氣的方法是哪一個?為什么?
五、書設計
氧氣的制法
1、純的氯酸鉀必須在高溫下才能緩慢放出氧氣。
2、加熱二氧化錳始終不能放出氧氣。
3、混有二氧化錳的氯酸鉀稍微加熱就能放出氧氣。
4、實驗室制取氧氣的反應原理是:
氯酸鉀氯化鉀+氧氣
5、催化劑和催化作用
6、制取氧氣的裝置:固固加熱裝置
7、氧氣的制取步驟:A、連接裝置并檢查氣密性B、裝藥品于試管中并固定在鐵架臺上C、加熱D、收集氧氣E、將導管移出水面F、熄滅酒精燈
排水法(氧氣不易溶于水)
8、氧氣的收集方法
向上排空氣法(氧氣比空氣重)
【教學后記】
課題三:制取氧氣(2)
【教學目標】
認知目標:1掌握實驗室可用分解過氧化氫溶液或加熱氯酸鉀和二氧化錳的方法制取氧氣。2、初步了解通過化學實驗制取新物質的方法。
技能目標:培養(yǎng)學生動手制取氣體的操作能力和科學探究的能力。
【教學重點】實驗室制取氧氣的主要方法和原理。
【教學難點】制取氧氣的裝置選擇。
【教學方法】探究式學習法。
【教學用品】大試管、酒精燈、水槽、鐵架臺、帶導管的橡皮塞、藥匙、氯酸鉀5%的過氧化氫溶液、二氧化錳
【教學資源】初中化學網
【教學過程】
一、激發(fā)興趣
a)紀錄片欣賞:中日登山運動員征服喜馬拉雅山。
b)搶救“非典”病人時為什么要輸氧?
六、導入新授
氧氣除供給呼吸與支持燃燒外,還廣泛用于氣焊、煉鋼、登山、潛水和醫(yī)院搶救病人。我們需要的氧氣包括上節(jié)課中用到的氧氣是怎樣來的呢?我們今天來學習第三節(jié)《氧氣的制法》。
七、探究實驗
1、實驗探究
1)加熱純的氯酸鉀并觀察。
2)加熱純的二氧化錳看是否有氧氣放出。
3)在熱的氯酸鉀中迅速撒入二氧化錳并觀察。
4)怎樣才能制取氧氣并收集?
2、實驗總結
1)純的氯酸鉀必須在高溫下才能緩慢放出氧氣。
2)加熱二氧化錳始終不能放出氧氣。
3)混有二氧化錳的氯酸鉀稍微加熱就能放出氧氣。
4)實驗室制取氧氣的反應原理是:
氯酸鉀氯化鉀+氧氣
5)催化劑和催化作用
6)制取氧氣的裝置:固固加熱裝置
7)氧氣的制取步驟:A、連接裝置并檢查氣密性B、裝藥品于試管中并固定在鐵架臺上C、加熱D、收集氧氣E、將導管移出水面F、熄滅酒精燈
排水法(氧氣不易溶于水)
8)氧氣的收集方法
向上排空氣法(氧氣比空氣重)
四、創(chuàng)新應用
a)實驗室用無水醋酸鈉和堿石灰制取甲烷,甲烷比空氣輕且極難溶于水,選擇怎樣的裝置制取并收集甲烷?
b)為保證長時間潛航,在潛水艇里要配備氧氣再生裝置?,F有以下幾種制取氧氣的方法:1)加熱氯酸鉀2)電解水3)在常溫下過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣。你認為最適合在潛水艇里制取氧氣的方法是哪一個?為什么?
八、板書設計
氧氣的制法
1)純的氯酸鉀必須在高溫下才能緩慢放出氧氣。
2)加熱二氧化錳始終不能放出氧氣。
3)混有二氧化錳的氯酸鉀稍微加熱就能放出氧氣。
4)實驗室制取氧氣的反應原理是:
氯酸鉀氯化鉀+氧氣
5)催化劑和催化作用
6)制取氧氣的裝置:固固加熱裝置
7)氧氣的制取步驟:A、連接裝置并檢查氣密性B、裝藥品于試管中并固定在鐵架臺上C、加熱D、收集氧氣E、將導管移出水面F、熄滅酒精燈
排水法(氧氣不易溶于水)
關鍵詞:安全氣囊;點火算法;y向加速度;斜角碰撞
中圖分類號:U491.6文獻標文獻標識碼:A文獻標DOI:10.3969/j.issn.2095-1469.2014.01.06 Abstract:Traditional airbag deployment algorithms can not control the ignition timing accurately for the oblique-angled collisions. A new algorithm based on the acceleration intervention in the y-direction had been presented. Comparative analysis was conducted between traditional algorithms and the new algorithm by using a set of acceleration curves for most crash types. The results show that, by using the new algorithm, the ratio of time to fire(TTF) to required time to fire(RTTF) can reach 70% or more, which proves the proposed algorithm has better reliability and sensitivity compared with the traditional algorithms.
Key words:airbag; ignition algorithm; y-direction acceleration; oblique impact
在保護駕駛員和乘員安全方面,安全氣囊系統(tǒng)已成為了一種基本配置[1]。與其它的安全系統(tǒng)不同,安全氣囊系統(tǒng)作為汽車碰撞發(fā)生后保護人身安全的最后一道防線,它關系到駕駛員和乘員的生命安全。因此,確保安全氣囊精確可靠的點火是非常必要的。當前,關于安全氣囊控制器點火算法的研究主要集中在兩個方面,一是提高算法的抗路面干擾能力,二是在需要點火的時刻,研究如何提高控制點火時刻的精度[2]。為了提高路面抗干擾性能,研究了雙向加速度合成的氣囊控制算法,引入了汽車行駛過程中的z向加速度[3-4]。為提高氣囊點火的精確度,研究了基于預碰撞信息的安全氣囊控制器點火算法和采用神經網絡的方法[5-10],通過多參數引入,在汽車碰撞之前對汽車的運行狀態(tài)進行判斷,采用預判斷的方法提高了安全氣囊點火的可靠性。相對第一種研究,該方法只是研究了如何提高抗路面干擾,并沒有對對如何提高氣囊控制器點火時刻精度進行進一步的研究。第二個方面,在積累了第一方面研究成果的同時,采用預判斷方法提高抗干擾能力和點火可靠性,但是該方法采用的基礎算法依然是傳統(tǒng)的點火算法。傳統(tǒng)的點火算法對碰撞嚴重性靈敏度不高,汽車在不同速度不同角度的碰撞下,傳統(tǒng)點火算法可靠性不高[11]。有研究表明,在所有的汽車與汽車碰撞事故中,汽車發(fā)生100%正面碰撞的概率為16%,其它各種斜角碰撞的概率占23%[12]。關于斜角碰撞安全性,美國FMVSS208法規(guī)規(guī)定了48 km/h的30°斜角碰撞安全性要求,而在我國,并沒有針對汽車斜角碰撞中乘員保護的相關試驗標準。在交通事故中,安全氣囊在發(fā)生角度碰撞時不起爆的情況常有發(fā)生,由此造成的用戶與制造商的糾紛也不在少數。乘員不能得到很好的保護,導致的人員和經濟損失巨大。因此,在我國進行斜角碰撞研究,提高斜角碰撞中安全氣囊點火算法的判斷可靠性和準確度,對于提高碰撞中乘員的保護有著重要的意義。
汽車在不同速度和角度的碰撞下,根據力與加速度的關系,其y向加速度與斜角碰撞強度具有一定的關聯性,本文從這一特性出發(fā),構建一個考慮斜角碰撞差異的可靠性更高的安全氣囊控制器點火算法。
1 傳統(tǒng)算法點火準確性分析
對于單一的碰撞模式,汽車的碰撞嚴重程度和乘員的損傷程度與汽車的碰撞加速度密切相關。根據這一特性,構建的傳統(tǒng)點火算法主要有:速度增量法、比功率法、加速度增量法、移動窗積分法、神經網絡算法、加速度平方累積算法、基于速度變化的判別算法、加速度增量絕對值累積算法等[3, 11]。
為了評估傳統(tǒng)算法的點火可靠性,獲取了某車型不同碰撞形式下5種點火算法得到的TTF,并與相應碰撞形式下的RTTF對比。一般情況下,RTTF是基于127 mm-30 ms準則。因此有必要先獲得假人向前移動127 mm所需要的時間。通常有兩種方法可以確定假人移動127 mm的時間,第一種是根據高速攝像資料來判斷假人移動的時間;第二種方法就是對碰撞加速度進行兩次積分來獲取假人移動127 mm的時間[11]。本文采用第2種方法獲取所需要的時間。
傳統(tǒng)算法的TTF和RTTF對比結果見表1。表中“N”表示在該模式下,安全氣囊沒有被觸發(fā)。比率大于100表示該碰撞模式下,氣囊的點火時刻滯后于RTTF。從表1中可知,5種點火算法在不需要點火的狀態(tài)下安全氣囊都沒有點火。各算法在不同正碰模式下都能較好地控制TTF,比率基本上能達到70%以上,但是,各種算法在用于斜碰撞中時,都不能較好地控制TTF。在斜碰撞中的比率都在30%~40%間,因此,現有的點火算法不能滿足實際需要,有必要對現有的算法進行改進或構建一種新的算法來提高汽車在發(fā)生斜碰撞時的點火準確性與可靠性,提高氣囊在斜碰撞中對乘員的保護。
2 汽車斜角碰撞的動力學分析
汽車安全氣囊的控制器通常是通過剛架結構與汽車固結在一起,以保證控制器能夠真實地感知汽車碰撞過程中的加速度。當汽車發(fā)生碰撞時,相互接觸部分發(fā)生劇烈變形,同時,劇烈的沖擊通過車架傳遞給傳感器,形成x向和y向陡峭的加速度前沿。在發(fā)生斜角碰撞時,車輛的前部只有一側參與碰撞中能量的吸收,這種碰撞形態(tài)下碰撞變形大,剛度小,所以碰撞中車體沖擊的加速度峰值小。因而在同樣的速度下發(fā)生碰撞時,發(fā)生正面碰撞的點火時刻要早于斜角碰撞的時刻,但是RTTF變化量與加速度增量并不是呈線性關系。因此在兩種碰撞形式中采用只考慮x向加速度的點火算法無法對斜角碰撞做出準確的判斷。
當汽車發(fā)生斜碰撞時,在不同速度下,發(fā)生不同角度的碰撞工況下,x向和y向的加速度信號的關聯性,從圖1的受力圖分析可知。同一速度下不同角度碰撞,偏角越大,y向加速度所占的比例越大,也就是說y向碰撞強度越大。而在相同角度不同速度下碰撞時,汽車所受的橫向和縱向加速度因速度的增大而增大,但比值不變。汽車在不同速度和不同角度碰撞工況中加速度的差異,為新算法的構建提供了可能。
3 基于y向加速度干預合成算法
碰撞過程中,y向碰撞越劇烈,正向加速度越大。由于碰撞前y向的本身沒有速度,碰撞使其獲得橫向的速度,碰撞后又回歸到速度0,因此,y向加速度有正有負。根據能量守恒,正向加速度與負向加速度是相等的,即y向加速度取平方求和反映的是橫向碰撞強度。
為了比較新算法的可靠性,y向因子引入對判斷曲線的影響程度,采用兩種算法對同一斜碰撞進行對比,比較新舊算法積分值的變化趨勢,新算法能否根據斜角碰撞強度對積分值進行相應調節(jié),從而實現點火時刻的調節(jié)。考慮到實車斜角碰撞試驗成本高及臺車試驗不便于模擬斜角碰撞等因素,本文采用通過試驗驗證的整車有限元模型進行仿真,獲取斜角碰撞的加速度。圖3為左側30°速度為48 km/h斜角碰撞分別采用y向加速度干預的合成算法(ρ=0.5)求得的Sc值和不考慮y向加速度干預的傳統(tǒng)算法求得的So值的比較曲線。從圖3可以得出,考慮y向加速度干預的算法求得的Sc曲線的變化趨勢與傳統(tǒng)算法求得的Sc曲線的變化趨勢一致,而使用Sc代替So作為點火參數可以根據斜碰撞的碰撞強度的感知,對點火時刻進行相應的調節(jié),提高判斷準確性,從而提高系統(tǒng)的在斜角碰撞中對乘員的保護能力。
4.2 有效性驗證
為了評價基于y向加速度干預的合成積分量Sc相對于傳統(tǒng)積分量So的優(yōu)化性能,使用有限元仿真的方法得到表1中各工況的碰撞加速度曲線,使用相同方法獲取RTTF,對各碰撞形態(tài)使用基于y向干預的合成算法,得到的TTF與RTTF的比值見表2。
由表2可知,基于y向加速度干預的合成算法與傳統(tǒng)算法相比,在正面碰撞工況下,點火準確性沒有太多變化,但是在斜角碰撞工況下,其點火準確性有了很大的提高。在斜角碰撞中,TTF與RTTF的比值均能達到70%以上,表明基于y向加速度干預的合成算法能夠有效提高斜角碰撞的準確性,基本達到算法設計的目標。
本文中,盡管有關斜角碰撞曲線是通過有限元仿真的方法獲取的,但是并不影響基于y向加速度干預的方法有效性的驗證,而只影響參數的選取。在實際碰撞過程中,由于車輛本身結構、傳感器安裝位置等因素都會對氣囊控制器的加速度信號產生影響,所以在具體設計時,需要根據實車試驗綜合分析來決定ρ的值,提高安全氣囊在斜角碰撞中的點火準確性。當然,安全氣囊控制作為一個系統(tǒng),包括碰撞識別、抗干擾等方面,本文所做的改進側重于斜角碰撞中的控制,在基本的控制算法中尋找突破,提高了安全氣囊在斜角碰撞中的保護性能。
5 結論
(1)傳統(tǒng)的安全氣囊控制器點火算法在斜角碰撞工況下點火時刻不理想。
(2)分析發(fā)現汽車在發(fā)生斜角碰撞的過程中x、y兩向加速度存在很強的相關性,且y向加速度與斜角碰撞強度具有相關性。
關鍵詞:橋式抓斗起重機 真空接觸器改造 安全性分析
中圖分類號:TM57 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0124-01
1 設備概況
某熱電廠裝機容量2×50MW,配備庫容量5萬t干煤棚一座,干煤棚兩跨共裝設4臺QD5-100通用雙梁橋式抓斗起重機,每個抓斗起升重量為16t,設備年操作小時數約為1700h。電廠自投產以來,橋式抓斗起重機在運行過程中,抓斗在升降和開閉操作過程中經常出現交流接觸器觸點粘死情況,極易造成橋式抓斗起重機操作失靈,嚴重影響了橋式抓斗起重機的安全運行和工作效率。同時,檢修人員也需要為橋式起重機頻繁更換交流接觸器觸頭,造成檢修工作量大大增加,檢修維護費用也同步上升。
2 原因分析
交流接觸器是廣泛用作電力的開斷和控制電路,它利用主接點來開閉電路,用輔助接點來執(zhí)行控制指令。主接點一般只有常開接點,而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點,小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的觸點通常由銀鎢合金制成,具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。交流接觸器觸點粘死的原因主要有以下幾個方面:(1)設備過負荷;(2)觸頭質量不良,發(fā)熱嚴重;(3)滅弧性能不好;(4)設備維護不到位。
熱電廠橋式抓斗起重機交流接觸器配置如下:大車電機15kW2臺,由交流接觸器控制,型號為CJ12-100,小車電機7.5kW1臺,由輪控制器控制,抓斗電機75kW2臺,由交流接觸器控制,升降控制交流接觸器型號為CJ12-250,開閉控制接觸器型號為CJ12-250。根據以上交流接觸器選型配置情況及粘死觸頭分析,造成橋式抓斗起重機升降和開閉交流接觸器觸點經常粘死的原因有以下幾個方面:(1)升降及開閉交流接觸器的選型偏小,其額定電流只有運行電流的1.5倍,由于升降和開閉交流接觸器在運行操作中需要頻繁動作,其運行中通過的電流大大高于額定電流(較接近于啟動電流),雖然在啟動回路中串聯了啟動電阻,可大大降低了啟動電流,但運行中實際流過的電流也接近于2~3倍的額定電流,本例中橋式起重機升降及開閉用交流接觸器電流為250A,電流明顯偏小;(2)交流接觸器觸點質量不好。橋式抓斗起重機使用的交流接觸器觸點材料為普通合金材料,觸點沒有銀鎢合金類導電性更好的材料,造成觸點運行中導電性能差,發(fā)熱情況嚴重;(3)設備環(huán)境較臟,對滅弧柵工作也略有影響,觸點起弧也容易燒壞觸點。
3 改造方案
真空接觸器是利用真空滅弧室滅弧,用以頻繁接通和切斷正常工作電流,通常用于遠距離接通和斷開中、低壓頻繁起停的6kV、380V交流電動機。真空接觸器具有以下性能特點:真空接觸器的主觸頭以真空為滅弧介質,因為電弧不外露,不需要滅弧罩;真空接觸器使用壽命長、體積較小、重量輕、噪聲低、無污染、安全可靠等特點。CJ12-250交流接觸器與CKJ5-250真空交流接觸器參數比較情況如表1。
從表1中數據比較可以看出來,真空交流接觸器與傳統(tǒng)交流接觸器在性能和體積上都具有較大優(yōu)勢,其體積較小、重量較輕、安裝也方便,非常適宜在起重機設備等粉塵較大環(huán)境比較惡劣的場所使用。真空接觸器是動鐵芯垂直位移結構,動觸頭位移量比較小,不易直接撞壞線圈。接觸器主回路觸頭在真空泡內,觸頭通斷不會產生弧光放電燒損觸頭,使用壽命比CJ12交流接觸器長。
根據以上分析,提出以下橋式起重機控制設備改造方案:(1)對橋式抓斗起重機升降及開閉交流接觸器進行改造,其它大車控制接觸器不作改動;(2)以真空接觸器替換交流接觸器進行改造;(3)考慮接觸器電壽命情況,真空接觸器選型以2~3倍額定電流來進行選型,本次改造選擇真空接觸器型號為CKJ5-400型;(4)加強設備防塵處理,改善接觸器工作環(huán)境。
4 運行情況
橋式抓斗起重機設備交流接觸器自改造以來,未再出現因接觸器觸頭粘死造成操作失靈情況,設備安全操作得到可靠保障,能夠適應繁重工作任務。同時,檢修人員也從頻繁更換交流接觸器觸頭的高負荷檢修工作中得到解脫,降低了檢修費用,實現安全、經濟雙豐收。
[關鍵詞] 室內空氣質量;氨的測定;方法比較
中圖分類號:TU834.6+1文獻標識碼:A
隨著我國經濟的迅猛發(fā)展和人民生活水平的日益提高,辦公和居住場所的裝修水準越來越高,建筑材料和裝飾材料所產生的室內環(huán)境污染也越來越受到人們的重視?!妒覂瓤諝赓|量標準》(GB/T18883-2002) 19 項指標和《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325-2001) 5 項指標都規(guī)定氨為其中指標之一。
室內空氣中氨的污染是現代室內空氣污染中的重要組成部分,室內空氣中的氨主要來源于建筑物在冬天施工時為了防止凍結,加入了尿素作為防凍劑。當室內溫度升高,氨就釋放出來,污染室內空氣。人體和寵物的排泄物如糞便、尿、人呼出的氣和汗液,理發(fā)店所用的燙發(fā)藥水,也都揮發(fā)氨污染空氣。根據《室內空氣質量標準》( GB/T 18883-2002) 規(guī)定,室內空氣中氨的含量應小于0.2 mg/m3 。靛酚藍分光光度法、納氏試劑分光光度法和離子選擇性電極法是測定室內空氣中氨的3 種國家標準方法,本文對3 種方法進行了較為系統(tǒng)的研究、并結合實際檢測進行對比,得到滿意的結果。
1 實驗方法
1.1 儀器與試劑
3種方法共用的儀器與試劑:
1) 硫酸吸收液[ CH2SO4= 0.005 mol/L ] ;
2) 氨標準貯備液:稱取0.3142 g 經105 ℃干燥1 h 的氯化銨(NH4Cl) ,用少量水溶解,移入100 mL容量瓶中,用硫酸吸收液稀釋至刻度,此溶液1mL 含1 mg 氨;
3) 氨標準工作液(1.00μg/mL) 臨用時,將氨標準貯備液用硫酸吸收液稀釋;
4) 大型氣泡吸收管;
5) 空氣采樣器(TH-110B 型) ;
6) 分光光度計UV - 2102 紫外—可見分光光度計。
1.1.1 靛酚藍分光光度法(GB/T 18204.25-2000)
1) 亞硝基鐵氰化鈉溶液(10 g/L) ;
2) 次氯酸鈉溶液(0.05 mol/L) :由標定過的次氯酸鈉原液配制。
1.1.2 納氏試劑分光光度法(GB/T 18204.25-2000)
1) 酒石酸鉀鈉溶液(500 g/L) ;
2) 納氏試劑。
1.1.3 離子選擇性電極法(GB/T14669-93)
1) 電極內充液( CNH4Cl = 0.1 molPL) :精確稱量0.534 g NH4Cl 和5.844g NaCl ,用去離子水溶解并定溶至1 000 mL容量瓶中;
2) 堿性緩沖液:含有CNaOH = 5 mol/L 氫氧化鈉和CEDTA —2Na = 015 mol/L 乙二胺四乙酸二鈉鹽的混合溶液,貯于聚乙烯瓶中;
3) 氨敏感膜電極、pH/毫伏計、磁力攪拌器。
方法所用的試劑均為分析純級,溶劑水為無氨蒸餾水。
1.2 方法原理
1.2.1 靛酚藍分光光度法
空氣中的氨氣被硫酸吸收液吸收后,在亞硝基鐵氰化鈉的存在下,銨離子與水楊酸、次氯酸鈉反應生成藍綠色化合物,可進行定量比色分析。
1.2.2 納氏試劑分光光度法
用稀硫酸溶液吸收氨,以銨離子形式與納氏試劑反應生成棕黃色絡合物,該絡合物的色度與氨的含量成正比,可在425 nm 波長處進行分光光度測定。
1.2.3 離子選擇性電極法
氨電極是一種復合氣敏電極,以pH 玻璃電極為指示電極,銀- 氯化銀電極為參比電極。由0.05 mol/L硫酸吸收液吸收大氣中的氨后,加入強堿,使銨鹽轉化為氨氣,由氨氣的擴散作用通過透氣膜(水和其他離子均不能通過此透氣膜) ,引起內充液中氫離子濃度改變,由pH 玻璃電極測得其變化。測得的電極電位與氨濃度的對數呈線性關系。由測得的電位值確定樣品中氨的含量。
1.3 3 種方法標準曲線的建立
1.3.1 靛酚藍分光光度法標準曲線的建立
取10 mL 具塞比色管7 支,分別加入0.0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0μg 氨的標準溶液,用硫酸吸收液稀釋至刻度。依次加入水楊酸溶液0.50 mL 、亞硝基鐵氰化鈉溶液0.10 mL 和次氯酸鈉溶液0.10 mL 。混勻后,室溫下放置1 h ,用1cm 比色皿于波長697.5 nm 處以蒸餾水作參比,測定溶液的吸光。多次測定得到氨的靛酚藍分光光度法標準曲線如圖1 所示, 其線性方程式為y = 0.088 x +0.019 , 相關系數R2= 0.999。
圖1 靛酚藍分光光度法標準曲線
( 多次測定平均值)
1.3.2納氏試劑分光光度法的標準曲線的建立
取10 mL具塞比色管7 支,分別加入0.0、2.0、4.0、8.0、12.0、16.0、20.0μg 氨的標準溶液,用硫酸吸收液稀釋至刻度。加入酒石酸鉀鈉溶液(50 %)0.10 mL ,納氏試劑(0.5 mL) ,混勻,放置10 min ,用1 cm比色皿于波長425 nm 處以蒸餾水作參比,測定溶液的吸光度。得到納氏試劑法標準曲線如圖2所示。
1.3.3 離子選擇性電極法標準曲線的建立
吸取10.0 mL 濃度分別為0.1、1.0、10.0、100.0、1000.0 mg/L的氨標準使用液于25 mL 的小燒杯中,浸入電極后加入1.0 mL 堿性緩沖液( CNaOH= 5 mol/L 和CEDTA = 0.5 mol/L) ,攪拌,讀取穩(wěn)定的電位值E(在1 min 內變化不超過1 mV 時,即可讀數) ,離子選擇性電極法的標準曲線如圖3 所示,線性方程式為y = 58.9 x + 70.7 , R 2= 0.999。
圖3 離子選擇性電極法的標準曲線
離子選擇性電極法測定氨的精密度。用離子選擇性電極多次測定氨濃度為3.3 mg/L 的樣品,結果見表1。由表1可看出,離子選擇性電極法測定平行樣品的電位值的精密度和重現性較好,數據波動不大。由此可知離子選擇性電極法是一種快速、準確、測定范圍寬、便于現場分析室內空氣中氨含量的有效方法。
表1 離子選擇性電極法的精密度
平行測定編號 1 2 3 4 5 6
電位值Ei/mV 103 101 101 101 100 101
平均電位值E/mV 101
相對標準偏差RSD/% 110
2 室內空氣中測定氨的標準方法的比較
2.1 靛酚藍分光光度法與納氏試劑分光光度法的比較研究
如果采樣體積為5L 時,靛酚藍分光光度法測定室內空氣中氨的濃度范圍為0.10~2.00 mg/m3 ,而納氏試劑分光光度法測定室內空氣中氨的含量范圍卻為0.4~4.0 mg/m3 。我們對于室內空氣中氨的含量在1.0~3.0 mg/m3 的范圍內的試劑樣品進行了靛酚藍分光光度法與納氏試劑分光光度法比較研究。用同一個內裝10 mL 吸收液的大型氣泡吸收管采集兩個平行樣品,以0.5 L/min 流量,采樣10 min ,采樣體積為5 L 。按上述步驟,對兩個樣品溶液分別使用靛酚藍分光光度法和納氏試劑分光光度法測定其吸光度值,其實驗數據如表2 所示。從表2 中可以看出靛酚藍分光光度法與納氏試劑分光光度法測定結果一致。
表2 靛酚藍分光光度法與納氏試劑分光光度法的比較
樣品 靛酚藍分光光度法
氨mg/m3 納氏試劑分光光度法
氨mg/m3 兩方法測定差值
氨mg/m3 相對誤差P%
1 3.57 3.36 0.213 6.1
2 3.33 3.27 0.060 1.8
3 1.59 1.60 0.005 0.3
4 1.58 1.68 0.100 6.1
5 1.45 1.33 0.129 4.6
通過兩種方法的比較研究,我們可以得到這樣的結論:靛酚藍分光光度法適用于測定室內空氣中氨含量較低的環(huán)境,而納氏試劑分光光度法則適用于室內空氣中氨含量較高的室內環(huán)境測定。
2.2 離子選擇性電極法與納氏試劑分光光度法的比較研究
我們確定了室內空氣中氨的含量在3.0 ~5.0 mg/m3的范圍內為離子選擇性電極法與納氏試劑分光光度法比較研究的室內環(huán)境。測定結果如表3所示。由表3看出離子選擇性電極法與納氏試劑分光光度法在較高濃度范圍時,采樣測定結果較為平行、準確、可靠。
表3 離子選擇性電極法與納氏試劑分光光度法的比較
樣品編號 離子選擇電極法
氨mg/m3 納氏試劑光度法
氨mg/m3 兩方法測定法差值
氨mg/m3 相對誤差P%
1 3.50 3.36 0.15 4.14
2 4.71 4.72 0.01 0.2
3 4.71 4.73 0.02 0.4
3.結論
1) 我們對室內空氣中測定氨的3 種國家標準檢驗方法,即靛酚藍分光光度法、納氏試劑分光光度法和離子選擇性電極法進行了一系列較為深入的測量比對研究。
a. 靛酚藍分光光度法適用于測定室內空氣中氨的含量范圍在0.01~2.00 mg/m3 的環(huán)境,相對標準偏差為0.5 %。
b. 納氏試劑分光光度法適用于0.4~4.0 mg/m3 的環(huán)境,相對標準偏差為1.2 %。
c. 離子選擇性電極法適用于測定室內空氣中氨的含量范圍在0.2~200.0 mg/m3 的環(huán)境,相對標準偏差為1.0 %。
2) 通過3 種測氨方法的比較,得出以下結論:
a. 靛酚藍分光光度法靈敏度高,穩(wěn)定性好,適用于測定含氨量較低即濃度范圍的室內環(huán)境,但其操作不便,在低溫時發(fā)色時間要求在40 min 以上。
b. 納氏試劑分光光度法,其操作簡單、快捷,一般運用于高濃度氨的環(huán)境測定。但由于方法中使用了有毒試劑HgCl2 ,引入了污染,對環(huán)境產生不良影響。
c. 離子選擇性電極法較前兩種方法具有較寬的測定范圍,對室內空氣中氨濃度的測定較為準確、可靠,方法簡單易操作、快速,適用于現場采樣分析,實驗中無有毒有害物質、無污染等特點,因此本方法應得到更為廣泛的應用。
[參考文獻]
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[2 ] 崔九思. 室內空氣污染監(jiān)測方法[M] . 北京: 化學工業(yè)出版社, 2002.
[3 ] GBPT 18204.25 - 2000 公共場所空氣中氨的檢驗方法(第一方法靛酚藍分光光度法;第二方法納氏試劑分光光度法)[ S] . 北京:中國標準出版社,2000.
關鍵詞:農村企業(yè);財務控制;信貸資金;財務風險預警
中圖分類號:F830.5 文獻標識碼:B 文章編號:1674-0017-2014(2)-0059-07
一、引言
農村企業(yè)是我國農村地區(qū)或農業(yè)領域多形式、多層次企業(yè)的統(tǒng)稱,包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、村辦企業(yè)、農民聯營合作企業(yè)、其他形式合作企業(yè)、個體企業(yè)以及農業(yè)上市公司等形式。財務控制是企業(yè)各項管理的基礎,農村企業(yè)財務控制是控制原理及方法在農村企業(yè)財務管理中的運用,對資金籌集、投放及使用進行約束和指導,使之按照既定目標發(fā)展。近年來,隨著我國政府對“三農”問題的重視,農業(yè)信貸支持得到前所未有的發(fā)展。但由于信息不對稱及農村企業(yè)自身的局限性,特別是財務控制乏力,農業(yè)信貸供求長期失衡,出現了農業(yè)信貸支持悖論:若要緩解農村企業(yè)融資困境,則需加大農業(yè)信貸投放,而農村企業(yè)財務控制薄弱,信貸資金面臨較大風險;若要保障信貸資金安全,有效防范金融風險,農村企業(yè)貸款難的問題則很難從根本上得以解決。
在上述背景之下,本文通過研究國內外文獻,在分析我國農村企業(yè)財務控制現狀的基礎上,基于信貸資金安全視角,對農村企業(yè)財務控制與信貸資金安全二者的關系進行了理論分析與實證檢驗,最后針對相關問題提出對策建議。
二、文獻綜述
國外關于企業(yè)財務危機的研究比較多,Fitzpatrick(1932)基于單一判定模型,預測出凈利潤/股東權益和股東權益/負債的判別能力最好;William Beaver(1966)運用二分類法得出債務保障倍數和資產負債率判別能力較強,且越臨近破產日,判別率越高;Altman(1968)將多元判別引入財務危機預警,建立Z模型;Deakin(1972)合并了Beaver和Altman的研究成果,選取14項財務比率建立判別函數,正確率高達80%;Olson(1980)提出條件概率模型,運用Logit、Probit模型及最大似然估計法進行預警;Azi、Emanuel、Lawom(1988)將現金流量引入財務危機預警模型,比較了Z模型、ZETA模型和現金流量模型的預測結果。
在信貸風險管理方面,國外學者經歷了從傳統(tǒng)主觀分析、財務比率分析、統(tǒng)計方法應用到風險量化管理模型的過程。20世紀50年代主要有Harry M. Markowitz 的資產組合管理理論、布萊克與斯科爾斯布萊克創(chuàng)立的OPT理論、Stiglitz提出的信息不對稱理論,以及VaR理論等。80年代后,受全球債務危機影響,國際銀行業(yè)開始注重信用風險防范和管理,1988年的《巴塞爾協(xié)議》提出信用風險的權數管理方式。90年代以來,信貸風險模型引入數理統(tǒng)計、系統(tǒng)工程學等對風險進行計量與監(jiān)測。目前,世界上最流行的四種信貸風險度量模型分別為:J.P摩根銀行基于借款企業(yè)等級轉移的CreditMetrics模型(1997) ,穆迪公司基于借款企業(yè)權益變動的KMV模型(1993),瑞士信貸銀行基于保險精算學原理的CreditRisk+模型(1997) ,以及麥肯錫公司基于宏觀經濟變量對企業(yè)違約概率影響的Credit PortfolioView模型(2000)。
國內關于企業(yè)財務控制的研究起步較晚,基于農村企業(yè)財務控制問題的國內研究主要有:董磊明(1999)指出資金控制、成本費用控制、貨幣收入控制和利潤控制共同構成農村財務控制體系;鄭家喜(2003)認為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)財務風險可由組織財務活動和處理財務關系引起;王輝、范愛軍(2008)著重對農村企業(yè)非正式融資方式做出研究;孫繼輝(2009)指出,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)在財務管理方面存在資金籌措困難、過渡負債經營、投資能力較弱以及財務會計基礎工作薄弱等不足;王黎燕(2009)強調,內部部財務控制是公司治理機制的基礎,闡述了財務控制的根本目標和三個具體目標;趙士威(2010)認為中小企業(yè)內部財務控制包括基礎控制、紀律控制和實物控制,良好的支持環(huán)境和監(jiān)管機制是企業(yè)財務控制的必備條件。
陳靜(1999),張玲(2000),陳瑜仁、陳曉、陳志鴻(2000)等基于上市公司財務預警模型對國內企業(yè)展開模型預測研究;黃巖、李元旭(2001)給出上市公司Z值取值范圍并對樣本進行了檢驗;李志毅(2003)將神經網絡技術引用于財務危機預警;潘莉(2005)運用Logit回歸判定建立財務預警模型。此外,謝敏,李冬(2001)從信息不對稱的角度分析了信貸風險成因;呂世杰(2009)提出,通過金融衍生品、特殊貸款安排和金融創(chuàng)新化解農村小額信貸風險;曹玉(2010)由風險種類引入農業(yè)信貸風險的分析;諶立平(2010)提出農業(yè)信貸風險評估指標體系,運用財務指標分析和專家模糊評價法對現代農業(yè)信貸風險的評估問題進行研究;張維(2010)將農村信用社的風險放入識別、預警監(jiān)測、評價和控制的邏輯框架中進行剖析;高雄偉(2007)構造了縣域金融信貸風險的全過程管理系統(tǒng);何廣文,楊虎鋒,欒杰(2011)采用FLIPSIM模型模擬農戶經濟行為,發(fā)現農業(yè)保險對小額信貸風險的影響與保險保障水平直接相關。
盡管國內外學者分別從財務控制、信貸風險兩方面做出了研究,但關于二者關系的文獻近乎空白。為填補研究空缺,以改善農村企業(yè)財務控制狀況,增強農業(yè)信貸資金安全性,進而從根本上解決農村企業(yè)“貸款難”的困境,本文基于信貸資金安全視角,對農村企業(yè)財務控制問題展開研究。
三、農村企業(yè)財務控制問題對信貸資金安全影響的一般分析
農業(yè)信貸風險的主要成因是信息不對稱。首先,部分農村企業(yè)在借款時往往借助各種方式粉飾報表,而信貸機構無法有效識別其真實的財務狀況,并不能真正了解信貸資金償還的可能性及農村企業(yè)的決策偏好;其次,信貸機構不能完全掌握農村企業(yè)對信貸資金的使用,信貸資金可能是以符合要求的名義貸出,卻被用在了高風險項目上;第三,即使農村企業(yè)沒有刻意違約,由于其財務控制乏力,也會對信貸資金安全產生不利影響。
(一)企業(yè)財務結構與信貸資金安全
資產和資本結構的不同配比使農村企業(yè)的資產負債表呈現保守型、穩(wěn)健型、風險型三種結構。不同的財務結構對企業(yè)償債能力有重要影響,一般來說,保守型和風險型財務結構均會在一定程度上影響信貸資金安全性。
(1)保守型結構(如圖1所示)。主要標志是企業(yè)大部分資金來源于長期資本,即企業(yè)臨時性流動資產不僅占用了流動負債,還占用了長期負債和所有者權益。此類結構風險低,但資金成本高,大量資金停留在收益率較低的資產上。從長期看,缺乏財務杠桿作用,企業(yè)發(fā)展后勁受到影響,會影響信貸資金的安全性。
(2)穩(wěn)健型結構(如圖2所示)。主要標志是企業(yè)的流動資產和長期資產與流動負債和長期資本分別對應。其優(yōu)點是資金來源與運用相對應,符合流動比率的一般要求,對流動負債的償還較有保障;且能較充分地運用資金,負債成本低,進而保障了企業(yè)財務狀況的穩(wěn)定和信貸資金的償還。
(3)風險型結構(如圖3所示)。主要標志是企業(yè)短期流動負債長期化使用,即流動負債不僅用于滿足流動資產的需要,還用于滿足部分長期資產的資金需要。由于流動負債高于流動資產的構成,企業(yè)面臨較大支付壓力,財務風險大。雖然其資本成本最低,但如果不能采取措施保障短期償債能力,企業(yè)就會由于流動性問題而引發(fā)財務危機,信貸資金安全性面臨較大隱患。
(二)企業(yè)籌資控制與信貸資金安全
目前,我國資本市場對農村企業(yè)的扶持力度較間接融資市場更小。雖然我國已于2004年5月在深交所設立了中小企業(yè)板,但其通過增發(fā)、配股和發(fā)行可轉換債券融資的條件十分嚴格,農村企業(yè)通過證券市場融資難度較大,基本失去了直接融資渠道。具體融資條件見表4。
由于直接融資渠道受阻,農村企業(yè)通常選擇債務融資途徑。在通過正規(guī)金融機構信貸途徑籌得資金之后,企業(yè)資產負債率上升,持續(xù)籌集較為困難。因此,農村企業(yè)經常依靠民間融資緩解資金緊缺,這使其籌資控制進一步惡化??梢酝ㄟ^凈利息支出來判斷農村上市公司債務融資規(guī)模的大小,具體見表5。從表5看出,農業(yè)上市公司的債務負擔有逐年加重的趨勢,利息凈支出的平均增長率約為24.5%,這說明農村企業(yè)在不能進行股權融資后,被迫以較高的利息依靠債務融資,2007年和2008年凈利息支出占凈利潤一度高達310%和180%。農村企業(yè)以較高的籌資成本舉債,過渡負債經營,使高息取得的資金未能充分發(fā)揮財務杠桿作用,反而增大了籌資成本,財務風險增大。據統(tǒng)計,我國農村企業(yè)資產負債率高達60%,高負債導致資本結構不合理,運營成本增加,加劇了信貸資金的風險,也影響了農業(yè)信貸的供給。
(三)企業(yè)投資控制與信貸資金安全
農村企業(yè)投資控制缺乏有效評價機制,投資決策系統(tǒng)和風險管理程序尚未健全。投資風險主要表現在短期投資跌價準備、存貨跌價準備、長期投資減值準備、固定資產減值準備和無形資產減值準備上,具體見表6。從表6看出,提取固定資產和長期投資的減值準備在整個減值準備中占有較高的比重,主要原因是沒有采用科學方法對投資項目進行評價。投資風險的加大無形中給信貸資金的回收帶來了巨大風險。
(四)企業(yè)營運控制與信貸資金安全
農村企業(yè)營運控制風險主要表現在收入控制與成本控制上。在收入控制方面,不少企業(yè)利用寬松的賒銷政策增加應收賬款,提前確認收入,虛增利潤,影響了信貸機構對企業(yè)財務狀況的判斷,使得信貸資金自發(fā)放之初就伴隨較大風險。農業(yè)上市公司平均應收賬款率遠高于滬深300平均數,反映出其“重銷售輕收款”,信貸資金缺乏安全保障。在成本費用控制方面,農業(yè)上市公司存貨周轉率遠低于滬深300平均水平,部分企業(yè)存貨采購批量過大,占用大量資金,造成高機會成本和高儲存成本。先進存貨管理理念的缺乏使得企業(yè)生產經營未能產生持續(xù)的現金凈流入,導致農業(yè)信貸資金的償付缺乏有力保障。具體如表7所示。
農業(yè)上市公司反映營運控制的各財務指標水平波動頻繁,波幅較大,經營狀況不穩(wěn)定。存貨周轉率和應收賬款周轉率反映了企業(yè)資金營運能力,農業(yè)上市公司存貨周轉率雖無大幅變動,但與行業(yè)水平相比,存在存貨積壓、存貨周轉能力弱等弊端。應收賬款周轉率有一定的波動性,低于行業(yè)水平,應收賬款不能及時收回,債務一旦到期,企業(yè)沒有足夠的可變現資產償債,財務危機就會導致巨大信貸資金風險。主營業(yè)務收入增長率和凈利潤增長率反映了公司的發(fā)展能力,農業(yè)上市公司的主營業(yè)務雖然保持較高增長率,但凈利潤為負增長,說明農業(yè)上市公司經營效益較差,發(fā)展能力較弱,盈利能力支持的信貸資金償還保障度較低。以上分析與成本收入分析的結論一致,具體如表8所示。
四、農村企業(yè)財務控制問題對信貸資金安全影響的實證分析
為進一步實證分析我國農村企業(yè)財務控制與信貸資金安全的關系,本章以農業(yè)上市公司的財務數據代替農村企業(yè),選取2012年A股市場上40家財務狀況正常的農業(yè)上市公司作為研究樣本,基于因子分析法,設計財務風險預警指標體系,并構建農業(yè)信貸資金風險預警模型,在此基礎上進行綜合評價。
(一)指標體系的構建
選取財務指標是信貸資金風險預警的重要環(huán)節(jié),信貸機構應將農村企業(yè)日常經營活動中的預警指標與臨界值作比較,以更好地防范風險。本文從償債能力、獲利能力、發(fā)展能力、營運能力及現金流量五方面選出有代表性的財務指標。具體預警指標體系如表10所示。
(二)實證檢驗與結果分析
1、實證檢驗。運用SPSS16.0統(tǒng)計軟件對數據進行因子分析,首先對原始指標標準化數據(Z- Score法)進行適用性檢驗,采用的適用性檢驗方法為:KMO檢驗法和球形Bartlett檢驗法。KMO用于檢驗因子分析是否適用,Bartlett 球形檢驗用來判斷相關陣是否是單位陣。檢驗結果顯示:KMO值在0.5- 1.0之間,X2統(tǒng)計值為593.187,顯著性概率為0.000,說明指標間具有相關性,適宜做因子分析。SPSS16.0計算得到各項子指標相關系數矩陣的特征值與貢獻率表10所示。
從表10看出,前5個公共因子的累計貢獻率達到84.039%,基本反映了原始數據所提供的信息,故選擇5個因子,把原來17維的問題降為5維處理。表10所反映的主成分也可用圖1的碎石圖呈現,橫坐標代表成分數,縱坐標代表特征值,前5個主成分的特征值明顯大于1,證實了表11的結論。對提取的5個公共因子建立原始因子載荷矩陣如表11所示。依據原始因子載荷矩陣中各公因子所反映的信息并不能夠很好地對其進行命名,且公因子1、2、3所涉及的指標較多,所以需實施因子旋轉,并對其命名。表12是使用方差最大化旋轉法旋轉后的因子載荷矩陣。
由表12可知,公因子1在X3、X2、X1、X4、X16的載荷較大,重點反映了現金比率、速動比率、流動比率、資產負債率和經營現金凈流量對負債的比率5項指標的信息,它對全部初始變量的方差貢獻率是23.999%。主要代表農村企業(yè)的償債能力,故命名為“償債因子”。
公因子2在X11,X13,X12,X14,X17的載荷較大,重點反映了存貨周轉率、主營業(yè)務增長率、總資產周轉率、應收賬款周轉率、經營活動產生的現金凈流量增長率的信息,對全部初始變量的方差貢獻率是21.001%。主要代表企業(yè)經營活動的影響,故命名為“經營因子”。
公因子3在X8,X6,X7,X5的載荷較大,反映了成本費用利潤率、總資產收益率、主營業(yè)務利潤率和凈資產收益率的信息,對全部初始變量的方差貢獻率是20.077%。反映出獲利能力對企業(yè)財務控制的影響,命名為“獲利因子”。
公因子4在X15,X10的載荷較大,重點反映凈利潤增長率、固定資產周轉率的信息,對全部初始變量的方差貢獻率是10.560%。主要體現企業(yè)成長能力的影響,故命名為“成長因子”。
公因子5在X9的載荷較大,重點反映了應收賬款周轉率的信息,對全部初始變量的方差貢獻率是8.403%。主要體現出賒銷政策產生的應收賬款的影響,故命名為“應收賬款因子”。
2、實證結果分析。利用表12中旋轉后的因子方差貢獻率,構建出因子得分計算公式為:
F=0.23999fac1+0.21001fac2+0.20077fac3+0.10560fac4+0.08403fac5 (1)
由因子得分計算公式簡化得出農業(yè)信貸資金風險預警模型,如下所示:
E=0.84F+u=0.24F1+0.21F2+0.20F3+0.11F4+0.08F5 (2)
通過因子分析,可以看出公因子1、2、3對信貸資金安全性的影響最大,即農村企業(yè)的償債能力、經營狀況和獲利能力是影響信貸資金安全的最主要因素;此外,固定資產和應收賬款也是不可忽視的因素?;谏鲜鰧嵶C分析,可以看出,本文理論分析與實證分析的結論一致,通過建立適合農業(yè)信貸的風險預警系統(tǒng),可以起到防范農村企業(yè)財務危機的作用,進而保證了信貸資金的安全。
五、對策建議
(一)增強信貸機構抗御風險的能力
1、落實貸款“三查”制度,降低信息不對稱程度。信貸機構要建立貸前調查準備,有效識別信貸風險點,特別關注農村企業(yè)非財務信息。在本行內部和外部征信系統(tǒng)查詢借款人信用記錄的同時,還應當通過正面和側面調查獲取借款人的道德品質、家庭關系、社會地位、信用狀況以及經營能力等方面的信息,運用不對稱偏差分析法進行判斷,并將財務信息和非財務信息進行交叉檢驗,相互驗證,降低不對稱程度,以綜合評價農村企業(yè)的償還能力和償還意愿。貸后管理除貸后檢查外,還應包括賬戶監(jiān)管、貸款風險分類、風險預警等,其中最重要的就是利用風險預警模型建立持續(xù)的財務審計制度。銀行等信貸機構的持續(xù)審計,則應重點圍繞F1、F2、F3、F4、F5五個公因子展開,利用財務預警模型重點考量財務要素。
2、創(chuàng)新信貸中介機制。信貸中介機制即在信貸機構與農村企業(yè)之間引入一個中介機構,利用這一中介機制可以分散銀行等信貸機構的風險,也能更有針對性地應對農村企業(yè)的財務控制弊端。信貸中介機制具體有兩種途徑:(1)間接信貸。即將信貸發(fā)放給一個介于銀行等信貸機構和農村企業(yè)之間的中間體,由此中間體間接將資金投入農業(yè)企業(yè)。中間體有較強的經濟實力,可通過抵押品降低信貸風險,且其與農村企業(yè)聯系緊密,可以更好地控制農業(yè)信貸資金的使用。信貸機構直接與中間體辦理業(yè)務,可以將向各農村企業(yè)提供信貸的零散性管理風險轉移給中間機構。(2)兩級信貸。即信貸機構將貸款提供給中間體和農村企業(yè),中間體為第一債務人,農戶為第二債務人,風險由中間體和農戶共同承擔,雙重約束機制更好地保證了信貸資金的回流。兩級信貸降低了周轉周期、抵押品、資金使用控制及零散性方面的風險,弊端是手續(xù)復雜。
3、創(chuàng)新推出“農貸通”系列業(yè)務。信貸機構可以借鑒民生銀行針對小微企業(yè)拓展“商貸通”業(yè)務的經驗,制定差異化經營戰(zhàn)略,創(chuàng)新推出專門服務于農村企業(yè)的“農貸通”業(yè)務。既可破解農村企業(yè)融資難題,履行社會責任,也可著力防范農業(yè)信貸風險,優(yōu)化業(yè)務結構,擺脫銀行同質化競爭困境。(1)運用財務控制評分模型對農村企業(yè)評分,篩選出財務評分較高的借款人。(2)創(chuàng)新組織架構,提升專業(yè)化水平。在總行層面,建立專門的農村企業(yè)金融部,負責全行“農貸通”業(yè)務規(guī)劃;在分行層面,設置農業(yè)信貸風險管理部,負責“農貸通”零售業(yè)務的風險管理職能。(3)整合產品與服務創(chuàng)新,探索新型商業(yè)模式。破除“抵押物崇拜”和“報表崇拜”,創(chuàng)新推出互保、聯保和信用等多種抵押、擔保組合方式;針對農村企業(yè),提供資產、結算、存取款、理財和消費信貸業(yè)務等全方位的服務;變傳統(tǒng)貸款業(yè)務為綜合金融服務。
(二)提高農村企業(yè)降低信貸風險的財務控制能力
1、優(yōu)化負債比例。實證結果表明,“償債因子”對企業(yè)財務狀況的影響最大,農村企業(yè)應控制好現金比率、速動比率、流動比率、資產負債率和經營現金凈流量對負債的比率這五項指標。(1)保持合理的資產負債率,將各種方式搭配在一起,形成籌資組合,使資金成本最低。(2)在合理選擇籌資方式和籌資結構的基礎上,合理調度資金,保持適當的流動比率和速動比率。(3)通過債務重組改變債務結構和減輕債務負擔。對于現有債務負擔較重的農村企業(yè)來說,創(chuàng)新財務手段以實施債務重組可以優(yōu)化財務結構,包括以資產清償債務、債務轉為資本、修改債務條件等方式。對于符合權益籌資條件的農業(yè)上市公司,可以有效通過債轉股降低財務杠桿,盡管從短期來看,股權融資成本較高,但負債比例的優(yōu)化會改善企業(yè)財務控制狀況,有利于企業(yè)長期發(fā)展及農業(yè)信貸支持的長期化。
2、提高經營效率?!敖洜I因子”對財務控制有顯著影響,農村企業(yè)應控制好存貨周轉率、主營業(yè)務增長率、總資產周轉率、應收賬款周轉率、經營活動產生的現金凈流量增長率這幾項指標,注重主營業(yè)務增長和總資產周轉,把經營活動中的現金管理放在重要的位置。(1)加強存貨管理。建立合理庫存,保持最優(yōu)存貨量,使存貨在品種、數量、結構上保持最優(yōu)比例。(2)合理制定賒銷政策。針對不同拖欠時間的應收賬款,根據客戶不同的信用程度采取差異化收賬策略,對可能發(fā)生的壞賬損失,應足夠提取壞賬準備金。(3)規(guī)范資金管理。以科學方法確保存貨與資金的最佳結構,健全銷售收款責任制,充分調動銷售人員的主觀能動性。同時,保持良好的融資信譽及資金使用率。
3、加強成本收入控制?!矮@利因子”對企業(yè)財務控制也有重要影響,反映了成本費用利潤率、總資產收益率、主營業(yè)務利潤率和凈資產收益率的信息,其既反映在收入、利潤上,也反應在成本控制上。(1)優(yōu)化主營業(yè)務收入比例,增加企業(yè)留存收益。(2)建立以預算控制為重點的財務目標控制系統(tǒng)。農村企業(yè)應適時推行全面預算控制,以實現企業(yè)經營目標;全面預算控制可采用事先預算、事中監(jiān)控、事后分析的方法,實現企業(yè)整個生產經營活動的動態(tài)管理。(3)建立以量化分析為主的成本控制系統(tǒng)。此外,在業(yè)績評價考核中,要把成本指標作為一個主要的考核指標,不僅要考核產品制造成本核算,還要考核產品的質量成本、責任成本,把成本管理的重心從簡化成本核算轉移到成本控制。
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The Research on the Financial Control of the Rural Enterprises Based on the Perspective of the Security of the Credit Funds
CHENG Chanjuan LI Lu
(School of Finance and Economics of Xi’an Jiaotong University, Xi’an Shaanxi 710061)
一、精車加工工藝分析
精車工序加工面的位置很重要,是零件的重要裝配面。
如圖1所示:上道粗車工序已把工件輪廓基本加工成型,其中70.4mm、65.4mm外圓分別為軸承裝配位置及油封裝配位置,尺寸精度要求高,與工件徑向設計基準工件軸心線的圓跳動誤差須保證在0.02mm以內。兩外圓加工表面在上道工序留有0.5mm余量。105mm外圓的右臺階面為軸承的軸向裝配定位面,上道工序留有0.2mm軸向余量,與工件徑向設計基準軸心線的垂直度誤差需保證在0.02mm以內。以上各表面的加工安排在全功能數控車床上完成。
二、確定裝夾方案
方案采用兩頂尖裝夾,裝夾精度高,為保證本道工序零件加工的各形位公差要求,確定工件的軸線和左端(設計基準)為定位基準。兩頂尖裝夾,以兩中心孔的錐面為定位基準面。工件左端在上道工序中,中心部位車出70mm的沉底,作為本道工序的軸向裝夾定位面,與圖2所示的定位套右端的四個小凸臺緊密接觸,帶動工件旋轉。
三、前頂尖及定位套設計
第一,精磨定位套左右兩端面,保證裝夾精度。
如圖2所示,定位套左端面與60mm的內孔及60°內錐面和44mm通孔在一次裝夾下完成加工。保證了定位套左端面與60mm的內孔及60°內錐面和44mm通孔垂直度要求。定位套左端面在上平面磨床上精磨,再以此平面定位精磨右端面四個小凸臺面,保證右端小凸臺面與各內孔的垂直度,從而保證前頂尖的工件裝夾精度。
第二,采用彈性前頂尖,保證軸向定位準確,使其接觸摩擦力生效。
由于生產汽車后橋角矢為成批生產,如圖2所示,44mm通孔設計是為了使前頂尖從通孔中伸出頂入加工工件的中心孔,采用彈性頂尖具有伸縮性。這樣不管成批工件的中心孔的深淺情況如何,都可以保證定位套右端小凸臺面與工件70mm的沉底面緊密接觸保證軸向定位準確,使其接觸摩擦力生效,帶動工件旋轉。
第三,定位套右端小凸臺面設計,接觸面積小,周向范圍小。
定位套右端小凸臺面與工件的左端接觸面積小,更好的保證軸向定位精度,周向均布范圍直徑為51mm,靠近工件中心,進一步保證工件軸向定位精度(工件左端面越接近中心處,端面圓跳動誤差值越?。?。為保證具有一定的摩擦力,采用四個小凸臺設計,放棄三點接觸設計。右端小凸臺面周向均布范圍直徑亦不宜過小,否則造成與工件軸向定位裝夾面摩擦力不夠,不能帶動工件旋轉及承受切削力。
第四,定位套60mm內孔與前頂尖60mm圓柱面采用間隙配合,保證徑向定位精度。
第五,定位套左端面方缺口槽,與車床主軸上的定位銷相配,防止定位套周向位移。
四、采用機床及后頂尖設計
設計方案采用全功能數控車床液壓尾座使后頂尖頂住工件中心孔,用軸向力作用于工件左端定位面,抵住定位套的四個接觸點產生摩擦力,保證軸向定位準確,并使設計基準與定位基準及編程基準重合。
五、結論
實踐證明,此套裝夾設計方案,采用兩頂尖裝夾具有很好的裝夾精度,無需雞心夾頭,完全依靠摩擦力帶動工件旋轉,減少了裝夾輔助時間,提高了生產效率,適用于成批生產,并做到了基準統(tǒng)一,起到了以車代磨的效果,節(jié)約了生產成本。同類型的軸類工件在車床上的精加工,亦可采用此套裝夾設計方案,具有一定推廣價值。
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關鍵詞:航天器控制;數理力學;工程實驗;人才培養(yǎng);師資隊伍建設
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)40-0143-04
一、緒論
“航天器控制理論與方法”是我?!疤綔y制導與控制技術”本科專業(yè)的一個重要培養(yǎng)方向。該專業(yè)方向經過近十年的建設和發(fā)展,在人才培養(yǎng)和科學研究兩個方面取得了長足的進步。我校大批畢業(yè)生進入航天科研院所工作,不少人已成為業(yè)務骨干,為我國航天事業(yè)進步和發(fā)展做出了應有的貢獻。
當前,我國航天科技重大工程諸如載人航天、月球探測、北斗導航等均取得階段性重大成果,正在醞釀和制定下一階段主要發(fā)展目標和發(fā)展路線,我國航天事業(yè)處在承上啟下的關鍵時期。在科教體制方面,國家正在醞釀新一輪改革,以期進一步祛除發(fā)展中的體制性弊病和痼疾,促進科教興國大業(yè)順利發(fā)展。在社會對科技人才的需求方面,隨著我國社會主義市場經濟的逐步完善和開放度的提高,對人才的知識能力結構的要求愈來愈呈現出多元化特點,過去那種靠掌握單一專業(yè)技能、在一個工作單位或崗位干一輩子的現象很難再出現了。包括人才在內的各種社會資源在社會化生產中的重新配置和流動將愈益頻繁,也要求我們培養(yǎng)出的學生必須具備更厚的基礎、更廣的知識和技能、更強的適應性和開創(chuàng)性。
為了主動適應我國航天科技事業(yè)以及社會主義市場經濟對未來高科技、高素質人才的需求,作為重點大學航天主干專業(yè)的教師,我們必須進一步思考如何建設一支高水平的航天主干專業(yè)師資隊伍,如何進一步改革和改進教學內容和模式,如何更好地培養(yǎng)出我國未來航天科技事業(yè)的合格接班人,為早日圓中華名族強國夢做出我們這一代教育工作者的貢獻。
本文將從“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向培養(yǎng)目標、教學內容、師資隊伍建設等方面闡述筆者近年來的實踐與思考,以期引起國內同仁的關注和討論,促進共同提高和進步。
二、“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向培養(yǎng)目標的探討
顧名思義,“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向的學科特質是航天器動力學與控制理論的交叉融合。即以各類航天器為對象,運用控制理論的觀點和方法,設計控制律,并分析其閉環(huán)或開環(huán)(取決于控制律)動態(tài)特性,用以指導工程設計和應用。具體到我們這樣一所在業(yè)內享有盛譽的重點大學,該專業(yè)方向的培養(yǎng)目標該如何定位,才能既符合國家和社會對人才的需求,又能體現我們的特色和優(yōu)勢,這是我們院系領導和一線教師長期探索的一個重要課題。下面將從該專業(yè)方向在我校的發(fā)展歷史、存在的問題和解決的思路等方面闡述。
(一)原來的定位――發(fā)展歷史
我校是一所老牌航空航天高等院校,探測制導與控制技術專業(yè)在我校有著悠久的辦學歷史(盡管早先的專業(yè)名稱未必這樣),但傳統(tǒng)優(yōu)勢方向是航空器和航空武器的探測制導與控制技術。在航天器控制方向,盡管也積累了較好的基礎,但是教學和科研力量比較分散,沒有以院系建制形式集中統(tǒng)一在一起。2006年航天控制系成立,同年“探測制導與控制技術”(航天控制方向)開始招生,標志著“航天器控制”作為我校“探測制導與控制技術”的一個重要專業(yè)方向以院系建制的形式被正式確立,也為我?!叭健保ê娇?、航天、民航)特色辦學提供了重要的支撐。在培養(yǎng)目標的定位過程中,我們曾充分調研了國內兄弟院校,特別是傳統(tǒng)航空航天類重點院校的培養(yǎng)方案,初步確定將航天器軌道動力學與控制作為我們的重點培育和發(fā)展方向,這主要基于以下幾點考慮:①深空探測是我國乃至世界未來航天技術發(fā)展的一個重要方向,其中軌道動力學的分析和計算起著關鍵作用;②國內傳統(tǒng)航空航天類重點院校在軌道動力學方向比起我校沒有明顯優(yōu)勢,我們選擇此方向作為重點建設方向完全可能迎頭趕上;③南京大學的天體力學(含天體軌道力學)在國內首屈一指,我校與南大毗鄰,因此在人才培養(yǎng)和交流、科研合作等方面具備獨特的地域優(yōu)勢,可以藉此推動我校在航天器軌道力學方面的快速發(fā)展;④我校在飛行器控制理論與技術方面具備傳統(tǒng)優(yōu)勢,將這方面的積累(成果和師資)轉移應用到航天器控制領域,有望實現航天器控制專業(yè)方向的跨越式發(fā)展。
由于專業(yè)培養(yǎng)目標定位合理明確,師資培養(yǎng)和引進工作順利,一線教師甘于奉獻、勤奮工作,我校探測制導與控制技術專業(yè)之“航天器控制”方向在短短幾年之內就在人才培養(yǎng)和科學研究方面取得了累累碩果。我們不僅培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的本科生,而且選拔了一批優(yōu)秀的學生繼續(xù)在航天器“導航、制導與控制”學科深造,攻讀碩士和博士學位?,F在已有不少畢業(yè)生成為我國航天科研院所的專業(yè)技術骨干。這表明我們“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向的辦學實踐是成功的。
(二)顯露出來的問題
盡管我校在“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向上的辦學取得了較大的成績,但是在多年的教學實踐過程中,我們也逐漸發(fā)現了一些不足和缺陷。特別是在國家科技、教育、經濟、就業(yè)等形式發(fā)生重大變化的今天,這些不足和缺陷更應該引起我們足夠的重視,積極思考,認真應對,進一步改進工作,更好地適應國家和社會對人才培養(yǎng)的需要。下面逐一剖析我校探測制導與控制技術專業(yè)之“航天器控制理論與方法”方向在培養(yǎng)目標定位中顯露出的問題。
1.培養(yǎng)目標單一化,缺乏細化分類。我們在確立“航天器控制理論與方法”這一培養(yǎng)方向之初,就將“熟練掌握近地航天器軌道計算、分析和設計的基本理論、方法和技能,熟練掌握航天器軌道和姿態(tài)控制的基本理論、方法和技能”作為我系探測制導與控制技術專業(yè)本科的培養(yǎng)目標。在肯定其科學合理性的同時,應該看到其局限性所在。航天器控制無論是作為專業(yè)方向,還是科技產業(yè)門類,其所包含的內容是豐富的,近地航天器軌道動力學與控制只是其中之一(盡管是非常重要的)。我們在要求該專業(yè)方向學生熟練掌握近地航天器軌道計算和控制基本理論、方法和技能的同時,還應掌握航天器控制其他重要領域的基本知識和技能,比如再入大氣航天器的軌道(彈道)力學和控制方法、航天器交會對接的相對動力學與控制等。過于單一和狹窄的專業(yè)培養(yǎng)目標,一方面容易導致學生知識和能力結構欠缺,影響到其發(fā)展后勁,另一方面直接導致學生擇業(yè)時選擇余地不足,影響其就業(yè)。
2.理工融合不夠,培養(yǎng)目標在體現厚基礎寬口徑方面有待進一步優(yōu)化。誠如上述,我們的“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向的建設重點是航天器軌道動力學與控制。而航天器軌道動力學與控制是典型的同時具有理學和工學特色的專業(yè)方向。它的理學特色體現于“軌道力學”,最早可以上溯到18世紀以來拉普拉斯、龐加萊這些數學、力學家在天體軌道計算方面的開創(chuàng)性工作。因此,要想真正掌握航天器軌道力學,哪怕只是近地橢圓軌道力學,也須具備非常扎實的數理力學功底。它的工學特色又體現在“控制理論和方法”方面。航天器的控制不僅是個理論問題,更是一個需要綜合考慮諸多工程實際限制因素的工程技術問題。通過該專業(yè)方向的培養(yǎng),我們的重要目標是讓學生牢固樹立工程的思想和觀念,有能力設計有實際應用價值的控制規(guī)律和技術方案。但是反觀我們現有的培養(yǎng)目標,在“理”和“工”兩方面都欠火候,在“理工融合”方面就更是有問題了,具體表現在:①在“理”方面,我們沒有要求學生熟練掌握近代分析力學、近現代應用數學的基本知識和方法,學生的理論力學課程也是按照非力學專業(yè)的規(guī)格和學時去教學的,直接導致數理力學功底偏薄弱,發(fā)展后勁受限。②在“工”方面,航天器控制領域的必要的實驗設計、實驗操作和實驗數據處理技能方面沒有納入培養(yǎng)目標。一方面導致學生動手實踐能力差,更重要的是難以樹立工程的思想和觀點,以及解決工程問題的思維方法和套路訓練。③至于“理工融合”,就更是一個有挑戰(zhàn)性的課題。粗淺地講,“理工融合”的培養(yǎng)目標就是要培養(yǎng)“工程師中的科學家”和“科學家中的工程師”,這實際上也是我國老一輩科學大師,如錢學森、錢偉長等哥廷根學派傳承人極力倡導的高等工科教育的理念,可惜直到現在,我國的重點工科大學還沒能普遍地實現這樣的目標。
(三)解決的思路――培養(yǎng)目標重定位和優(yōu)化
1.培養(yǎng)目標細化分類,實現個性化培養(yǎng)。誠如前述,“航天器控制理論與方法”本身所包含的內容是廣泛的,我們在強調重點方向(航天器軌道動力學與控制)的同時,決不能忽略其他方向,以適應我國航天科技工業(yè)部門對人才的廣泛需求。為此,我們考慮在新一輪培養(yǎng)方案的改革和調整中,將培養(yǎng)目標細化分類。除了“航天器控制理論與方法”方面的共同專業(yè)課程在一起教學外,在大三下學期或大四上學期就要根據不同的亞類分班教學。對于個別學術科研苗子,要早發(fā)現、早培育,“單獨開小灶”,加大課程深度,及早進行科研方法的訓練。如果符合推免研究生條件,則要吸收進相關老師的科研團隊。
2.在培養(yǎng)目標中凸顯對數理力學基本功底的要求。無論是近地航天器軌道動力學,還是再入航天器彈道學,要想真正學懂學透,融會貫通,舉一反三,非具備扎實的數理力學功底不可。否則,我們培養(yǎng)出來的學生,學近地軌道的設計不了深空探測軌道,學衛(wèi)星控制的搞不了飛船再入控制,學再入彈道的不會計算繞地橢圓軌道。這樣的學生發(fā)展后勁不足,工作適應性差,更不能期待做出創(chuàng)新性的成果來。因此,我們在探測制導與控制技術之“航天器控制理論與方法”的培養(yǎng)方案中,必須強調“培養(yǎng)學生具備扎實的數理力學功底”。
3.培養(yǎng)目標中應強調對實驗技能和工程實踐能力的要求。我校是一所工科院校,探測制導與控制技術(航天器控制方向)是工科專業(yè),這樣的本質屬性要求我們須臾不能忘記本專業(yè)的培養(yǎng)目標中必須包含對實驗技能的要求。而且這種實驗技能不僅僅是普通的實驗技能,比如《大學物理》、《模擬電路》、《數子電路》、《自動控制原理》、《微機原理》等課程中所要求的基本技能,而是要求學生具備一定的工程實驗技能,即是為解決一個比較綜合的工程問題,進行實驗方案設計、實驗操作、事后的實驗數據分析和處理能力。只有具備這樣的實驗能力,才算達到了我?!昂教炱骺刂评碚撆c方法”專業(yè)方向本科畢業(yè)生的要求。
三、教學內容和教學模式改革探討
教學內容和教學模式是為培養(yǎng)目標服務的,有什么樣的培養(yǎng)目標就應該制定什么樣的教學內容,實行什么樣的教學模式。圍繞以上培養(yǎng)目標的調整,本專業(yè)方向的教學內容和模式也宜作以下調整或改革。
(一)大幅度增加近現代應用數學和近代分析力學的課程
現在我校探測制導與控制技術(航天控制方向)專業(yè)教學計劃中所涉及的數學課程,除了包括全校公共基礎課的《高等數學》、《線性代數》、《概率論與數理統(tǒng)計》外,僅有《復變函數與積分變換》、《數值計算方法》兩門課,而且課時都較小?!独碚摿W》是按非力學類專業(yè)的培養(yǎng)規(guī)格教學的,內容只涉及古老的牛頓矢量力學部分,缺乏作為近代力學基礎的拉格朗日分析力學。而且隨著一輪又一輪的所謂教學改革,為學生“減負”,以上課程的課時被一縮再縮,學生的數理力學基本功訓練得不到必要保證,一線教師普遍感覺到學生的基礎越來越薄弱,前景堪憂。為了改變這種狀況,培養(yǎng)基本功底扎實的航天控制類精英人才,我們擬在修訂培養(yǎng)方案和教學計劃中,大幅度增加近現代應用數學和近代分析力學的課程,初步計劃增加如下課程:《數學物理方法》、《張量初步》、《攝動方法》、《量綱分析》、《分析力學》。這些課程所能提供給學生的不僅僅是知識,更重要的是思考和解決廣泛的數學、物理和工程問題的方法和技能,作為“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向的學生,當然應該熟練掌握之。下面僅就《張量初步》、《攝動方法》、《量綱分析》等課程的必要性做簡要說明。張量理論是數學的一個分支,其概念源自力學,最早用來表示彈性介質中各點的應力狀態(tài),后來人們發(fā)現許多物理量均具有張量的屬性――對坐標變換的不變性?,F在工科學生熟知的矢量和標量都是張量的特例,分別是一階張量和零階張量,它們均具有對坐標變換的不變性。但是世界上的物理量僅用標量和矢量來描述是不夠的,比如航天器的轉動慣量,既非矢量也非標量,而是一個二階張量。如果我們用張量的概念來描述航天器的轉動慣量,就比通常大部分教科書所用的轉動慣量矩陣更能反映其本質。因為慣量矩陣對坐標變換是變化的,而張量是不變的,不變的量恰恰是事物的本質屬性。下面再說《攝動方法》。攝動方法是近似求解非線性代數方程、常微分方程、偏微分方程的強有力工具。該方法誕生于數子電子計算機還沒有問世的近代,最早被科學家用來計算天體軌道。1946年數字電子計算機問世后,數值求解成為人們最熱衷的方法,但是數值解很難給出帶有規(guī)律性的結果。攝動法可以通過引入小參數攝動,給出復雜問題的近似解析解,不僅求解方便,而且能夠發(fā)現解的結構中一些規(guī)律性的東西,更利于我們認識事物的本質。所以《攝動方法》是一門具有方法論性質的重要課程。最后講《量綱分析》。量綱分析是一門十分重要但幾乎被我國高等工科學校嚴重忽視的課程。上世紀我國一大批數理力學家均能十分熟練地運用量綱分析的方法來對系統(tǒng)建模、實驗數據進行分析。但是不知何故,現在這門課在高等工科學校的教學計劃中幾乎絕跡。據傳,牛頓最早就是用量綱分析的方法從開普勒第三定律導出萬有引力定律的!我們呼吁高等工科學校盡快給《量綱分析》以應有地位。
(二)加大綜合實驗課的比重,提高學生工程實驗技能
我校探測制導與控制技術(航天控制方向)專業(yè)的教學計劃中,課程實驗的課時不少,但是綜合實驗課的課時嚴重不足,而綜合實驗課是培養(yǎng)學生工程實驗技能,使其確立工程觀念和思想,培養(yǎng)其用實驗或試驗的手段解決工程問題的最重要的機會。造成此種局面的原因是復雜的,既涉及到師資隊伍本身的知識和能力結構,也涉及到當前高校內部考核評價機制不夠健全,影響廣大教師從事實驗教學的積極性等。因此,要根本解決此問題,必須從學校內部管理和評價機制等深層次入手,大刀闊斧改革,進一步健全實踐教學評價機制,鼓勵一部分優(yōu)秀教師能專心從事綜合實驗課的教學工作。
(三)對學生實行“精英化”和“大眾化”分離的分類教學模式
探測制導與控制技術(航天控制方向)專業(yè)的畢業(yè)生未必全部到航天科技工業(yè)部門就業(yè),更未必全部從事該領域的學術科研工作。相當數量的畢業(yè)生會進入國民經濟建設的其他各業(yè),比如工業(yè)自動化、機電設計、企業(yè)管理等。對于那部分有志于從事航天科技,尤其是在學術科研方面有發(fā)展?jié)摿Φ膶W生,我們在教學計劃中應加大必修課的比重,降低選修課的比重,因為必修課是為今后從事學術科研打基礎的非常重要的課程。對于其他學生,則可適度減小必修課的比重,根據其個人興趣和未來擇業(yè)方向,給其以自由選課的機會,只要修滿規(guī)定學分,就是合格的畢業(yè)生。當然可以預見,這種改革方案在操作層面上將會遇到不少困難,比如怎么分類、何時分類、分類后能否再調整等問題。改革得好,大家滿意;改革得不好,影響穩(wěn)定。因此,需要我們上下一心,積極探索,謹慎實施。
四、師資隊伍建設中的問題與解決思路
師資隊伍建設始終是專業(yè)建設中的核心關鍵。上述培養(yǎng)目標、教學內容和教學模式改革無一不牽扯到師資隊伍本身的建設。因為教學內容要靠教師傳授給學生,教學活動要靠教師來實施,教學改革也要靠教師來貫徹落實,師資隊伍的水平決定了教學效果的“最大理論值”和培養(yǎng)目標的實現程度。欲實施前述教學內容的改革,我們感覺到當前在師資隊伍方面最突出的問題如下。
(一)任課教師學科專業(yè)結構過于單一
我校探測制導與控制技術(航天控制方向)的一線任課教師基本均畢業(yè)于“導航、制導與控制”或“飛行器設計”二級學科,學科專業(yè)結構過于單一,難以完全適應“航天器控制理論與方法”專業(yè)方向厚基礎寬口徑人才培養(yǎng)的需要。前文提到,要在教學內容中大幅度增加近現代應用數學和近代分析力學的課程,比如《數學物理方法》、《張量初步》、《攝動方法》、《量綱分析》、《分析力學》等,對于這些課程我們就缺乏專業(yè)的授課教師。雖然部分課程比如《數學物理方法》在我校其他專業(yè)(比如流體力學或電磁場專業(yè))有授,可以讓我專業(yè)學生全部去他院修課,但是畢竟不同專業(yè)對該課的要求和課時均不同,在課程教學管理和課程考試協(xié)調上會遇到很大障礙。還有一些課程,即便在其他專業(yè)也未必有授,比如《攝動方法》和《量綱分析》等。
(二)一線任課教師中具備較強工程實驗技能和教學經驗的教師匱乏
近十年來,我們專業(yè)新引進的教師全部是國內重點名牌大學畢業(yè)的博士,整體上理論學術水平較高,科研創(chuàng)新能力也較強,但是工程實驗技能相對薄弱。造成此種現象的原因是多方面的,比如各學校對博士生學術考核的要求偏重于理論水平,而工程實踐能力受到一定淡化。這就造成了我們的一線教師中具備較強工程實驗技能的比較匱乏。
解決以上問題的初步考慮如下。
1.在現有師資中發(fā)掘并動員一些數理力學功底厚實的教師,鼓勵其早日為本科生開出上述近現代應用數學和分析力學的課程來,并在教學工作量計算、職稱評聘等方面給予傾斜或適當照顧,以激勵其為打牢學生基本功多多出力。
2.在新引進師資中,我們不必局限于接收“導航、制導與控制”、“飛行器設計”等學科專業(yè)的博士畢業(yè)生。對于“應用數學”、“力學”等學科專業(yè)的優(yōu)秀博士畢業(yè)生,只要熱愛航天及國防教育事業(yè)、有志于轉型從事航天器動力學與控制方面的應用數學問題或力學問題研究,我們應該張開雙臂歡迎。引進這些師資后就不愁我們專業(yè)的本科生數理力學功底打不扎實了。
3.盡快引進高水平的實驗技師,為我專業(yè)的學生開設高水平的綜合實驗課。在引進師資的學歷中,也應該解放思想,實事求是,不能一刀切地“非博士不要”。古人早就說過“不拘一格降人才”,我們現在難道不應該比古人更開明、更有胸懷和眼界嗎?
五、結論與展望
世界新一波科技革命浪潮已經掀起,祖國航天事業(yè)和科教興國偉大戰(zhàn)略已經向我們吹響了沖鋒的號角,國家和社會對新一代高素質、復合型科技人才的需求比歷史上任何時期都迫切。作為重點工科大學的一線教育工作者,我們責任重大,必須深刻認識到:越是在科技日新月異的今天,越是要夯實學生的基礎;越是在知識翻新快的時候,越是要加強師資隊伍自身的建設。只要我們著眼于夯實學生數理力學基本功和工程實踐能力基本功,抓住師資隊伍建設這條主線,就抓住了問題的要害,相信我們專業(yè)方向的人才培養(yǎng)工作會更上一層樓,為祖國航天事業(yè)、科教興國和國民經濟建設輸送更好、更多的合格人才。
參考文獻:
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[2]韓艷鏵,徐波,陸宇平.重視和改善基礎教學工作,培養(yǎng)創(chuàng)新型科研人才[J].南京航空航天大學學報(社會科學版),2008,10(4):83-87.
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當前,浙江省初中采用的《科學》教材,化學知識零星地穿插在其中,這或將影響學生理性建構化學科學系統(tǒng)邏輯理念的形成。實踐顯示,高一新生對于一些自然現象的解釋常常和真實情況不同,并以所持有的主觀印象作為學習新知識的基礎。而教師對于學生的這類模糊概念往往采取理論解釋、強化記憶的方法,這樣做的結果沒有能夠使學生在真正理解的基礎上牢固建構知識。歷年高考答卷中的概念題失分率較高,可以說明這一點。本文從高一化學教材中列舉容易產生模糊概念的內容,作為探討的切入點。
二、 方法與步驟
第一,選擇蘇教版《化學1》專題一中“物質的聚集狀態(tài)”[1],以學生作業(yè)結合課堂反映,找出學生對其中一些重要知識點所可能產生的模糊概念。
第二,根據學生作答結果將學生的模糊概念編為選擇題;根據所找出的存在于學生頭腦里的另類想法,用協(xié)助的方式,以建構方式的教學理念為基礎,著手編寫相應的教案,然后再配合原定進度施行。
第三,修改前述的教案,代之以較富彈性的教學設計,以改善其運用時的可行性。針對學生較常見的一些模糊概念,以建構方式中提供的概念澄清或沖突情境等觀點協(xié)助學生改變已有觀念,利用原先設計的教案中既有的一些活動再加改進或重新設計的方法,完成可供教師在進行建構方式教學時采用的教案,如問題討論、演示實驗或學生可實際動手的活動等,然后適當地將其穿插于原有的教學之中。
三、 結果與討論
針對選定的內容,在本文中所完成的工作核心是學生模糊概念的尋找,由提問結果的分析找出學生常見的模糊概念,采用合適的教學設計,借以協(xié)助學生澄清模糊概念。
1. 模糊概念的尋找
例如:固體微粒的運動特征。
綜合討論:有些學生無法區(qū)分固體物質組成粒子的運動與宏觀物體運動概念上的不同,因此誤以為固體中的微粒是靜置的。另有一些學生認為微粒運動軌跡是可測的。
2. 學生對“物質的聚集狀態(tài)”比較常見的模糊概念
(1) 認為固體物質,只要研磨得足夠細就可得到分子或原子。
(2) 固體物質熔化和固體物質溶于水,其過程是一樣的。
(3) 物質的重量,固態(tài)>液態(tài)>氣態(tài),甚至認為氣態(tài)沒有重量。
(4) 只有在純物質中的分子,其組成才一定,分子的組成隨來源而異。
(5) 當固態(tài)物質變成氣態(tài)物質,學生以水中熱對流的方式來表示氣態(tài)物質的擴散性質。
(6) 容器中氣態(tài)物質上升到最上面或附著在器壁四周。
(7) 物質的宏觀性質和物質的一個原子或一個分子的性質一樣。
(8) 固態(tài)物質是連續(xù)的,粒子和粒子之間沒有空隙。
不僅初學時有上列模糊概念,復習時學生也未能完全澄清。
3. 針對學生模糊概念的教學設計
下面介紹的例子是為了澄清學生上述模糊概念而設計的教學方案。
情境:桌上放一塊食鹽晶體、一塊木塊、一杯水、一盤小冰塊和一個注滿空氣的氣球。
[問題1] 你認為食鹽是由什么組成的?
若無法回答或只是表面宏觀層次的描述或者是非微粒的描述,則再問:
[問題2] 您認為它是由一個個微小晶粒組成的呢,還是由比小晶粒更小的單位組成的?
如果回答是在微觀或粒子層次,則再提問:
[問題3] 這些組成食鹽的微粒是什么?它們會像鹽一樣咸嗎?它們會像鹽一樣是白色的嗎?它們會像鹽一樣是硬的嗎?它們會動嗎?它們都一樣嗎?它們還可以被再分割嗎?
如果以上的回答是在微觀(或/且)微粒層次,但未很明確,則再追問:
[問題4]請回答這些組成食鹽的微??雌饋響撓袷裁矗啃螤钊绾??
如果學生的回答無法進入“動態(tài)微?!钡膶哟蝿t進入下一題。
[問題5]為什么食鹽和木塊可以保持一定的形狀,而水和空氣則不能?
如果學生的回答是在宏觀(或/且)連續(xù)的層次,則繼續(xù)提問:
[問題6] 為什么食鹽、木頭是硬的,水和空氣是軟的?為什么這些東西的性質并不相同?
如果回答已進入微觀或粒子層次,則提問:
[問題7] 需要用很大的力氣才能把食鹽捏碎并將食鹽的小顆粒分開來,然而卻可以很容易地把水或空氣進行不斷的細分,這是為什么?是什么樣的力量使組成食鹽的微粒能聚集在一起?是什么力量使組成水的分子可以聚集在一起?
若沒有進入微觀或粒子層次,則再問:
[問題8] 為什么空氣可以無孔不入?
如果學生一直都無法進入“動態(tài)微?!钡拿枋鰧哟?,則進入下一題。
[問題9] 放在桌上的冰塊為什么會融化?
如果學生的回答是在宏觀或連續(xù)的層次,則提問:
[問題10] 冰和水有何不同?
如果學生的回答已進入了微觀或粒子的層次,則提問:
[問題11] 您認為在冰的融化過程中,組成冰的水分子發(fā)生了怎樣的變化?
如果學生的回答一直都無法進入“動態(tài)微?!钡拿枋鰧哟?,則進入下一題。
[問題12] 把小冰塊放入這杯水中,冰塊逐漸不見了,為什么?
如果學生的回答是在宏觀或連續(xù)的層次,則提問:
[問題13] 不見了的冰塊到哪里去了?
如果學生的回答是在微觀或粒子的層次,則提問:
[問題14] 冰塊內的水分子為什么不見了?這個過程(溶解,或學生的其他用詞)的詳細情形如何?
如果學生無法進入“動態(tài)微?!钡拿枋鰧哟?,則進入下一題。
[問題15] 如果放很多冰塊到這杯水中,經一定的時間,杯子的外壁會有一些小小的液滴出現,這些“小液滴”是什么?它們是怎么來的?它們是如何才變成小液滴的?
當學生仍然無法進入“動態(tài)微?!钡拿枋鰧哟螘r,則進入下一題。
[問題16] 若把這杯水放在桌上幾天,里面的水就不見了,為什么?它們跑到哪里去了?這些水現在是處于怎樣的狀態(tài)?
通過這樣反復深化的提問,可以將對于物質微粒的相關模糊概念進行一定程度的糾正,隨之建構正確的概念。在運用建構方式進行問題建構教學時,應當注意相應的教學技巧,如提供學生討論、發(fā)表意見的時間以及討論的分組、激勵學生參與和對學生想法的響應等。
4. 教師運用建構方式教學的情況
化學教師表達建構方式教學的方式,主要采用合作學習策略,故教學流程采取老師提問題,接著由學生展開小組討論,然后讓學生發(fā)表小組或個人的看法,最后獲得正確的結論或概念。
教師一般較為注重與關心如何提出合適的問題讓學生討論,以引出學生想法,或提供合適的實驗和活動來糾正學生的模糊概念,但普遍忽略如何促進學生開展小組討論及其討論的效率與參與度。
閱讀相關文獻,有助于教師對建構方式的重要教學理念有初步正確的了解,然后再通過教學的實際運用,其印象會更加深刻,甚至還會得出更寬廣的認識與體會。
四、 問題和建議
實踐顯示學生對有些模糊概念比較容易澄清,對另一些模糊概念則較難在短時間內去除,但最為重要的是在教師改變教法之后,學生會仔細地去思考并熱心參與小組討論。由于現時的教學環(huán)境中還存在著可能阻礙運用建構方式教學的因素,如實施建構方式教學需要有較多的課堂時間,而且有的教師覺得應試效果不一定比直接傳授為好;此外,學生的心態(tài)、參與情形,也是影響實施建構方式教學成效的一個因素?!?/p>
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