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一、重视学习目的教育,诱发学生学习动机。
学生学习目的明确,学习态度端正,是对提高学习积极性长时间起作用的因素。教师要利用各种机会结合实际,不断向学生进行学习数学的重要性和必要性的教育,使学生明确学习数学的社会意义,看到数学的实际价值,诱发其学习动机。在教学过程中,教师要明确提出并说明课题内容的意义和重要性,还可以通过生活实例,知道学习到的知识能解决什么实际问题,让其感受到生活中处处有数学,体验数学学习的重要,激发和培养正确的学习动机。
例如:学习了“长方形面积的计算”后,可以让学生量出家中电视机的长和宽,然后求出它的面积;再让学生想办法求出学校沙池的面积。学生通过自己亲身实践,体验到数学知识在生活中的实际应用,从而提高学习的热情。
学生在长期的数学学习中,逐步明确学习的意义,对探求数学知识产生了乐趣,在以后的数学学习中,就能一直保持积极进取的态度,获得优良的成绩。
二、发挥情感的积极作用,强化学习兴趣和信心。
课堂教学是师生的双边活动,教学过程不但是知识传授的过程,也是师生情感交流的过程。数学教学中可以从以下三方面发掘情感的积极因素,促使学生对数学知识和数学活动本身的追求、渴望和满足。
1.建立民主平等的情感氛围。
良好的师生关系与和谐愉快的课堂教学气氛是学生敢于参与的先决条件。学生只有在不感到压力的情况下,在喜爱所教老师的前提下,才会乐于学习。教师首先要放下架子,与学生多沟通,跟他们交朋友,在生活上、学习上都关心他们,从而激起对老师的爱,对数学的爱;其次,教学要平等,要面向全体施教,不能偏爱一部分人,而对学习有困难的学生却漠不关心。
2.正确评价学生。
学生学习的态度、情绪、心境与教师对学生的评价有着密切的联系。在数学教学中,我们经常看到许多学生积极思考问题,争取发言,当他们的某个思路或计算方法被老师肯定后,从学生的眼神和表情就可以看出,他们得到了极大的满足,在学习中遇到困难时他们会反复钻研、探讨,可见教师正确的评价也是促使学生积极主动学习的重要因素。
美国电影《师生情》有这样一个片段:一位白人教师到黑人社区任教小学一年级,在第一节数学课中老师伸出五个手指问其中一名黑人孩子,"这是几个手指?”,小孩憋了半天才答道:“三个。”老师没有指责他说错了,而是高兴地大声赞道:“你真利害,还差两个你就数对了。”教师一句赞赏的话,就缓和了学生的心理压力,收到了意想不到的效果。
可见,教师要善于用放大镜发现学生的闪光点,以表扬和鼓励为主,对每个问题、每个学生的评价不可轻易否定,不随便说“错”,否则就会挫伤学生的学习积极性。教学中教师还要承认学生数学学习的个体差异,积极地鼓励和肯定每个学生的每一进步。
例如有的学生用课余时间完成了书上带*的习题或思考题,就及时在课堂上表扬鼓励,称赞他们爱学习,能自觉学习。学习较差的学生,往往对学习没有信心,没有动力,教师不要过多的指责他们不努力、不认真学,对他们既要晓之以理,更要注意发现他们的微小进步,予以鼓励,如告诉他们“你并不笨,只要你能不断努力,一定会学得很出色。”只有进行正确、科学的评价,才能使学生从评价中受到鼓舞,得到力量,勇于前进。
3.成功是最好的激励。
学习成功得到快乐的情绪体验是一种巨大的力量,它能使学生产生学好数学的强烈欲望。要使学生获得成功,教师必须设计好探索数学知识的台阶,包括设计好课堂提问和动手操作的步骤等,使不同智力水平的同学都能拾级而上,“跳一跳摘果子”,都能获得经过自己艰苦探索,掌握数学知识后的愉快情绪体验,从而得到心理上的补偿和满足,激励他们获得更多的成功。当学生在探索学习的过程中遇到困难或出现问题时,要适时、有效的帮助和引导学生,使所有的学生都能在数学学习中获得成功感,树立自信心,增强克服困难的勇气和毅力。特别是后进学生容易自暴自弃、泄气自卑,教师要给予及时的点拨、诱导,如画出线段图帮助他们理解应用题、让他们换句话说说理解题意、举个例试试等,半扶半放地让他们自己去走向成功。
三、创设问题情境,激发求知欲望。
著名的教育家苏霍姆林斯基曾说过:“如果教师不想方设法使学生进入情绪高昂和智力振奋的内心状态,就急于传授知识,那么,这种知识只能使人产生冷漠的态度,而不动感情的脑力劳动就会带来疲倦。”
因此,教师在组织教学时,应通过设置各种问题情境,创设各种具有启发性的外界刺激,引导学生积极思维,激起学生要“弄懂”、“学会数学”知识和技能的欲望。
关键词:中学生 化学 学习动机 学习兴趣
在新课程改革下学生化学学习兴趣不高和成绩不高的前提下,我结合自己的教学实践体会,在对其原因的分析基础上,从利用实验,激发兴趣,提高教学质量;精心设计学案、创设问题;从教学手段上――计算机辅助教学;习题的处理;第二课堂开展五个方面,就如何激发中学生化学学习动机与学习兴趣进行了论述。
一、分析学生兴趣下降的原因
在初中九年义务教务的基础上,初中化学只有50分,课本知识简单,内容涉及面广,但又缺乏体系。使得许多初中毕业的孩子上了高中后不适应。根据教学经验和调查分析:
1.长期以来,受教师观念的影响和中考的冲击,在毕业班的教学突出表现为应试味道太浓,探究实验的时间无法得到保障,实验教学开展面临许多困难,更谈不上培养学生的科学探究能力.结果可想而知,这种"无趣激发,无思维碰撞" 的课自然无法引起学生的兴趣.长此下去,不利于学生的发展,又会使学生丧失学习的主动性、积极性。
2、初中化学知识简单,内容广博,但缺乏形成体系,分值也少,学生重视度不够,使得许多学生,基础不好。
3、高中课改的全面推行,面对新课改知识面广,教学进度快,部分学生跟不上进度。
4、高中作业量加大,难度也加大学生不适应。
二、结合本学科实际实施可行的调动兴趣的方案
1、利用实验,激发兴趣,提高教学质量
化学是一门以实验为基础的科学。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣,帮助学生形成化学概念,获得知识和实验技能,加强实验教学是提高化学质量的一个重要组成部分。在我们与学生的接触中,我们往往发现学生对化学实验非常感兴趣,只要课堂上一做实验,兴趣骤升,如何利用学生这种心理,引导他们去观察、分析实验现象,培养学生的观察能力,分析问题的能力,充分发挥实验在教学中的作用。我的具体做法是:
(1)创造条件把教材中设备简单,操作方便,安全可靠的演示实验改为边讲边实验,以增强学生动手机会。
(2)把部分验证性实验改为探索性实验。如胆矾受热分解的实验,先可提出“结晶水合物受热稳定吗?加热胆矾可观察到哪些现象?”的思考题,教师提供必要的仪器和药品,使学生在探索中会发现结晶水合物受热不稳定,蓝色胆矾晶体受热生成白色硫酸铜粉末;残余的白色粉末中有少量黑色和黄色杂质;试管口流出的液体显浅兰色等。根据所观察到的现象,引导学生认真分析,得出结论,就会收到比验证性实验好得多的效果。
(3)尽可能让学生参加演示实验,在教师的指导下,由学生在讲台上演示。只有充分让学生自己动手,暴露问题,纠正和解决问题,才可使学生充分掌握知识。
(4)可以补充和创造实验,增加学生动脑、动手、动口的机会,使学生善于观察自然现象,提高分析问题和解决问题的能力。
以生动的实验教学,严密的逻辑系列,不断让学生的求知欲得到满足,学生的情绪就会步步高涨,兴趣就会充分激发。从而提高教学质量。
2、精心设计学案、创设问题
学生是课堂的主人,就应备好学生,如本课所涉及的问题学生知道多少?学生的难点在哪里?讲课中学生可能遇到什么问题?哪些问题需学生自主学习?在备课过程中,我们可仔细分析学生的认识水平,结合学生的实际,按自己设想,进行教材结构的重组,精心设计一个适合自己学生的学案,可以补充一些材料,拟成一个个的问题链,使学生的认识与问题发生作用,并有针对的精选习题等,并将它印发给学生,上课时引导学生完成,这样会留给学生第一手资料,同时节约了学生上课记笔记的时间增大了课堂容量。在学案的设计方面,我们组的王芳、王佳老师做到也非常好,我从他们身上也学到很多。
3、从教学手段上――计算机辅助教学
(1).直观性好,变抽象为具体
化学教学中微观和抽象的内容较多,像原子核外电子运动状态、电子云的概念等都比较抽象,单凭教师在课堂上口头讲述,学生理解起来比较困难,需要通过一系列复杂的思维加工过程才能获得知识。利用图形、动画、音效等各种媒体制作的多媒体课件可以将难以理解的抽象知识直观地展示给学生,生动地模拟和再现物质微观的结构、状态和变化过程。“百闻不如一见”,电教媒体的直观性使学生对抽象的知识有了感性的认识,符合学生的认知规律,避免了学生由于对知识难以理解而产生厌学情绪。
(2).模拟或再现化学实验
计算机模拟化学实验主要体现在以下几个方面:一是模拟错误操作。例如,酒精灯、试管的错误使用方法;稀释浓硫酸的错误操作;在实验室制取氧气的实验中,试管口向上倾斜以及结束实验时,先熄灭酒精灯再撤导管的错误操作,通过电脑动画模拟演示错误操作带来的后果,不但节约实验用品,而且能给学生留下深刻的印象,轻松地达到教学目的。二是严重污染环境,易使人中毒的实验。例如,一氧化碳还原氧化铜的实验,由于一氧化碳的毒性较大,很容易造成中毒事件。如果改用计算机进行模拟,既可以直观地观察到实验过程中的各种现象,又可以避免对师生身体的损害。三是能够展示一些实验的本质。
(3)加大教学密度,开拓学生视野
利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,大大提高课堂效率。图形不是语言,但比语言更直观和形象,比语言包容的信息量更大。动画又比图形更高级地输出信息,利用文字闪动,图像缩放与移动,颜色变换的手段,不仅容量更大,速度更快、效果更好。
总之,电脑多媒体网络以其丰富的内容、生动的画面、巧妙的链接组合、多彩的演示效果等强大的功能,充分地展示了化学的魅力,强烈地激发学生的求知欲,在教学中合理地应用好这一现代教育技术,则能大幅度地提高化学课的教学效率,使化学教学更加有声色,让学生更加热爱化学,使教师能更好地展现自我。
4、习题的处理
(1)超前备题
学校的计划有时会有一定的变化性,比如:召开教大工会、党员会、教研组会、以及年级组会等。这时学生需要自习,在其他学科没有准备的情况下,我会抓住时机下发提前备好的习题让学生完成,这样可以说为该学科争的了练习时间。
(2)分散处理法;
我们化学教辅是世纪金榜,我会在讲每一单元前把该部分习题做完,并进行归类分散到每节课里,以备在讲该部分内容时穿去。这样我觉得教学很轻松,无形在习题训练为课余节约了时间,进而增大了练习量,是训练非常到位。
(3)上课严要求,下课勤检查
用我们校长常讲的一句话“守好自己的阵地”。为了守好自己的阵地,我上课决不容许学生干其它与课堂无关的事情,一旦发现一定严格处理,从一开始就让学生意识到化学课不能也不敢做别的。课后作业要勤检查,把作业落在实处。
(4)习题后记录
在每讲完一部分习题后,我会把学生做错多的和一些比较重要的习题抄于教案纸上,过一段时间印发给学生重新练习,检测学生是否对疑难点搞懂。
这样也是对教学的第一反馈资料,使我能对症教学,做到有的放矢。
5、第二课堂
第二课堂教学的方式多种多样,结合本学科特点和学校的实际主要采用以下形式:
(1)化学模型的制作
制作模型,有的可以根据已学过的教材制作;有的可配合教学,在学习之前指导学生阅读有关材料进行制作。例如制作有机模型:甲烷、乙烯、乙炔、苯和碳60等模型;制作简易灭火器;制作简易滤水仪器;制作酒精检测仪器等。这样可弥补教学教具上的不足,让学生鼓舞也很大,如果教师用小组制作的仪器进行演示实验,学生回感到兴奋和自豪。
(2)进行研究性学习
在化学教学中进行研究性学习,可给学生一些真正属于他们自己的学习时间和空间,使学生在实践中培养自学能力和进行化学实验的操作能力,发展创新能力,在实践的体验中,更自觉地加深或拓宽与化学相关的知识学习,加深对化学的理解和热爱。
一个研究性学习的课题的选择就是基于学生自身的兴趣,是学生在教师指导下,从自然、社会和生活中选择和确定自己感兴趣的课题进行研究。然后在整个研究性学习的过程中,学生将运用到自己所学到的化学知识进行思考、分析、实验得出研究结果,他们将会体验到一种成功感,这就更加培养了他们对化学学习的兴趣。研究性学习的实践性是以一定的知识和技能为基础,通过提出问题,查找资料,动手做实验,在实践中进行总结、创新设计,从而提高分析问题和解决问题的能力。在研究性学习过程中,学生是自觉主动的参与者,而不是教师的追随者,我在教学中只是个参谋,我让学生真正主动参与,独立思考,积极探索,真正成为学习的主人,这一过程养成了学生良好的学习习惯,教会了学生正确的学习化学的方法,学生学会了怎样学习化学这门学科。
(3)将家庭实验引入课堂教学,激发学生探究欲
关键词:化学;实验;教学设计;兴趣;积极性
现在的学生生活在安逸的环境中,没有压力,依赖性强,做事无目标;社会环境复杂,各种因素的诱惑、影响很大,也使得学生不能把精力集中在学习上。化学是一门以实验为基础的学科,在实验中让学生体会化学之美,化学之奇,化学之无处不在,化学知识应用于我们生活、生产、国防、科技等方方面面。在化学实验教学中,由于化学知识点的繁多,需要理解、记忆的知识量大,很多学生在学习过程中由于选择方法不当,往往对很多知识理解、认识不充分,学习中出现的问题越来越多,许多职校学生没有学习的积极性,没有打开学习的大门,学习效率极差。久而久之他们逐渐对于这门课程缺乏了兴趣,怎样调动他们的学习兴趣和积极性呢?现在谈谈本人的做法:
一、激发学生学习兴趣,挖掘学生积极参与的动力
兴趣是学习的先导,激发学生学习兴趣能生发学习热情,并能激发学生积极而持久的学习动机。因此,在教学中培养学生的学习兴趣,能促学生积极参与教学活动。
1.理论联系实际,诱发学习兴趣。
现代化学正在帮助人类更好地解决能源、农业、环保、医疗、交通等方面的重大问题。化学教学要挖掘教学内容与材料、能源、环保、生命、农业等科学的联系,最近温总理做的政府工作报告就阐述了这些热点内容,以此为契机,使学生感到生活中处处有化学。
2.设计趣味实验,激发学习兴趣。
化学趣味实验能以简单的操作,鲜明的现象对学生产生极大的吸引力,激发学生对化学的兴趣。趣味实验的设计常两种途径:(1)简化或重组演示实验,如将CO与NOH的反应改为“变色喷泉”。(2)根据教学需要增加趣味实验,如介绍浓HSO的脱水性时增加“黑色面包”实验。
3.揭示化学之美,巩固学习兴趣。
以化学所固有的和谐美去感染学生,陶冶他们的审美情操,使学生保持对化学的兴趣。如氨气急剧溶于含有酚酞的水中会变成红色的喷泉;铁丝燃烧的反应火星四射……这些神奇美妙的化学现象能唤起学生探索化学美的求知欲望,强化他们萌动的好奇心,促进学生的兴趣沿着有趣、乐趣向志趣的方向发展。
二、教给学生学习方法,使学生积极参与学习
1.指导学生阅读。指导学生的阅读:明确阅读的目的要求了解学生的阅读情况,帮助学生扫除障碍;通过提问检查学生的阅读效果。教给学生“非看书不可,看书非钻研不可”的学习方法。
2.启发学生思考。在教学中要促使学生养成独立思考的良好习惯,遇到问题要能想、会想、多想、善想,甚至大胆地去猜想。并为学生创设适当的问题情境:如生石灰“煮”鸡蛋,自制指示剂等。教师还应结合生活事例,注重生活中的化学。学习灭火方法后,教师介绍火灾中的自救措施及氯气泄漏等紧急事故中的正确逃生方法等。
3.组织学生讨论。在教学中,鼓励学生之间争论,可使学生从中相互启迪,提高思维的深刻性。教师可因势利导,指导学生,并进行讨论,然后让他们在热烈的气氛中各抒己见,相互补充,得出结论。
4.引导学生总结。为了使学生掌握总结技能,教学中可以指导学生充分挖掘各章节知识的内在联系,进行梳理和归纳。如对酸的化学性质、碱的化学性质等分析比较,可得出部分相似的性质原理。
三、加强实验教学,提高演示实验的趣味性,为学生创设参与的机会
化学实验本身就充满了一定的新奇性,可以充分挖掘实验本身的趣味性,从而调动学生的学习积极性。课堂上的演示实验在教学过程中的作用是非常重要的。但让学生亲自实验就更富有趣味性和挑战性,探究知识往往能达到事半功倍的效果。
1.注重实验设计 要充分发挥化学实验的直观、新鲜、神奇。例如,在讲酸碱指示剂变色的实验时,碱可使无色的酚酞变红色,学生看到这神奇的变色,一定会兴趣十足,补充:若再加一些酸,红色又消失了,再加碱又变红色。如此反复的实验内容,可使学生不拘泥于狭小的知识点,从而使其想的更多,思考得更多。
2.注重实验操作化学药品中有毒、易燃易爆、有腐蚀性的药品很多,因此化学实验的操作就其一定的规范性,否则影响实验的现象和结果,甚至发生实验事故。为了唤起学生的兴趣,在实验操作规范性的同时注重一定的趣味性,使学生不至于枯燥。如:让学生自己上讲台做演示实验,实验后老师总结学生操作的失误和错误之处。由学生来完成演示实验,变被动学习为主动学习,使其真正进入探索学习的氛围之中去。
3.注重学生的参与意识。把课本中设备简单、操作方便、安全可靠的演示实验改为分组实验,适当增加分组实验的次数。此外要重视实验习题的教学。实验问题的解决过程从设计方案到实施,最后形成结论等经历几个阶段,且学生对亲自设计方案并实施的实验操作更精确,观察更细致,参与的意识更强烈。让学生掌握与实验成功有关的条件和关键,在独立成功地完成实验时会对自己信心倍增,体会成功的喜悦。
四、优化课堂教学设计,使教学充满趣味性,调动学习的积极性
从优化课堂教学的设计入手,注重在课堂教学之中提高教学的趣味性,从而调动学生的学习兴趣。其实学生都有一定的好奇心,要使其克服自身的学习惰性,完全可以通过提高课堂教学趣味性去抓住学生的学习好奇心,从而使其积极主动地投入到学习中来,焕发出学习的激情。
1.尊重学生的个性在实验探究中,学生得到了尊重,才能自由自主地思考、探究,这才可能有创新和超越。教师应尽可能地给他们提供成功的机会,充分信任、尊重、爱护他们,对他们的点滴进步给予表扬和鼓励,以坚定他们克服困难的自信心。
2.新课导入的趣味性导入的设计的目的是承上启下,连接旧知识,自然引出新知识。如果能够使导入具备一定的趣味性,还会更加深入地引发出学生的学习好奇心。列举身边的现象,如衣服沾上油渍如何去除、足球运动员碰撞倒地后喷了一些雾状的物质就可以继续踢球,这是什么呢?通过简单的问题就可把学生带入到幻想的世界,发挥其思维的积极性,同时也唤起了深入学习的好奇心。
3.新颖的教学方法化学原理和计算显得枯燥乏味,教师根据教学的特点,可采取诸如对比论诉法、对抗赛法、化学游戏法等多种启发式教学方法,这些方法都能收到较好的教学效果。
4.应用现代信息技术手段对学生普遍感到棘手的问题,如:选择合适的仪器装置制备某种物质或除去杂质,可充分利用电脑技术,做成课件,不仅形象直观,活跃了课堂气氛,强化了学生的参与意识,还调动了学生的学习积极性。对于一些危险的化学实验,可通过多媒体制作成动画,使学生在好奇地观看动画过程之中十分形象、直观地体会实验的过程,感觉实验的剧烈程度,感受实验的危险性。
5.化学史中的趣味性发现的介绍 一味接受的同时也会日益磨灭学生对于化学的学习兴趣。如讲解酸碱指示剂时就可以介绍波义耳对石蕊的发现。通过故事,活跃了课堂的气氛,激励学生大胆自主地去创造、去探索很有鼓励作用,使学生意识到,一些伟大的发现总是在平淡的学习探索之中造就,并不是十分遥不可及的事。
6.及时介绍一些生活中的趣味化学 学生来到学校目的是学以致用。在教授课本知识之外,及时地介绍一些生活中的有关化学知识,如介绍:粗盐和精盐的差别、铁生锈的条件及预防、各种化肥的正确使用等。通过利用生活、生产的知识学习的对象,联系到教学中,也使学生更加清晰地认识到化学的本质。
7.注重知识回炉 走校企结合的道路,在实践的需求下再到课堂上学习理论知识,也可以分等级来决定理论知识应掌握的多少。从而使学生在课堂上能够更加积极主动地学习,更好的发挥自己的潜能。
总之,课堂教学的方法也是各式各样的,在教学之中我们可以去探索运用多种方法,积极唤起学生的学习兴趣,激起学生化学课堂的趣味性和积极性。通过化学实验教学,使学生积极主动地参与讨论、参与探索,尽情地展示自己的见解,使学生积极参与到化学课堂中来,感觉课堂学习的轻松和自由。通过自己动手做实验,去验证课堂教学的结论,探索和发现其中的问题,独自去解决这些问题,这样真正使学生体会到身临其境的感觉,增进学习兴趣。因此要注意在课堂上时刻能让学生主动地获取知识,以发挥他们学习的积极性。学生有兴趣的课堂就是一堂有趣的课。
参考文献:
[1] 邵 平.中学课程辅导?教学研究.2009年第22期
[2] 田家庆.《新校园》理论版2010年第1期
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[4]杨文锋. 培养化学兴趣优化课堂教学. 中外教学研究.2006年第5期
【关 键 词】 数学活动;基本经验;综合实践
【基金项目】 *本文系江苏省教育科学“十二・五”规划重点课题“初中‘经验型’数学活动的实践研究”(课题编号:E-b/2013/012)的阶段性成果。
【作者简介】 叶新和,江苏省泰州市许庄初中,中学高级教师,江苏省特级教师,泰州市名教师,江苏省中青年学术带头人。姚娟妹,江苏省泰州市高港区教研室副主任,江苏省青优课评选一等奖获得者。
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1671-0568 (2014) 34-00106-04
《义务教育数学课程标准(2011版)》总目标中提出“通过义务教育阶段的数学学习,学生能获得适应社会生活和进一步发展所必需的数学的基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验” (以下简称“四基”)。而从文献资料来看,作为近几年研究热点话题的数学基本活动经验,相关理论研究与教学实践都比较薄弱,其内涵、结构、分类等尚未形成共识。
作为一线教师,我们期望结合自己比较丰富的实践通过自下而上的探索能够做出一定贡献,为此我们进行了一些研究,研究中提出“经验型”数学活动的概念与目标追求。所谓“经验型”数学活动是指学生在动手实践的基础上,结合感受来尝试发现和提出一系列逐层深入的数学问题,并以之为载体,通过自主探索、合作交流等学习方式解决问题,在此过程中经历“数学化”的体验,不断积累数学基本活动经验,进而主动建构数学学科的基础知识,感受常见的数学思想方法,逐步发展数学思维方式。“经验型”数学活动的目标追求是“做”中“悟”“四基”:①“经验型”数学活动试图将数学思维活动与数学实践活动有机结合起来;②学生在“做”中“悟”,通过积累“基本活动经验”进而“悟”另外“三基”。 此处“悟”理解为感悟、领悟,适当延伸开去,包括理解、积累以及内化。其中“做”是起点是支架,感受并积累经验是核心环节,“悟”另外“三基”,发展思维方式是目标追求。
“棋盘上马的行踪”原为苏科版数学教材编写组编写的《数学综合实践活动八上》中数学活动 (2013年江苏科技版,以下简称原活动),笔者几经思考与实践对内容进行了较大幅度的修改(修改后的活动简称新活动)。下面以新活动为例介绍“经验型”数学活动设计的“四化”要点供读者参考。
一、目标精准化
“活动目标”反映了设计者对于“四基”尤其是基本活动经验的理解,体现了数学活动的价值。
首先,目标要准确。目标如有偏差,将导致策略性错误。由于原活动中没有提供活动目标,我们不妨通过内容来分析:主体活动为活动1――活动4,其中活动2内容为:棋子“马”从能否点A (6,4)出发,不重复不遗漏地走遍己方半张棋盘,并回到出发点。如能,请给出走法。如不能,你能够解释其中的原因吗?活动3内容为:棋子“马” 能否从点A (6,4)出发,不重复不遗漏地走遍己方半张棋盘。如能,请给出走法。如不能,你能够解释其中的原因吗?活动4内容为:棋子“马” 能否从点A (6,4)出发,不重复不遗漏地走遍整张棋盘。请说明理由。从活动花费的大量时间来看,设计者是将活动收获(“马”走遍己方半张棋盘、整张棋盘的走法)作为目标之一进行处理的。笔者以为,这是值得商榷的,因为花费这么多探索时间,能否探索得出“马”的走法不得而知,而即使探索得到,该收获价值也并不大。
有研究认为,数学活动经验是学生个体在经历数学活动的基础上获得的感受、体验与感悟,是知识性成分、观念性成分以及体验性成分的综合体。从基本经验的积累来看,“染色”、“构造”等都可由学生在自己的实践中经历,在体验、感悟中尽可能将感性认识向理性认识进行提升形成。
其次,目标应精当。通过一定的“数学活动经验”可以将数学的基础知识基本技能内化成为学生的数学素养,因此活动时不能仅仅满足于积累“基本活动经验”,而要在此基础上继续进行提升以获得尽可能多的收获,这样数学活动价值才更大,而另一方面,目标过多、过全又容易造成“蜻蜓点水”,影响活动效果,所以应分析并抓住核心目标。
在新活动中笔者最初预设了以下4条目标:
1.能用坐标表示点的位置;
2.初步感受列举法、构造法、分类讨论、染色分析等说理方法;
3.通过找规律发展猜想与探索的能力;
4.初步感受转化的思想、优化的意识。
几经思考,感觉设计为一课时的容量可能更加便于使用与推广。这样看来,仅就第2条目标来说,还是有些贪多求全了,最终修改为“经历并初步感受构造、染色分析的说理方法”,更利于核心内容的落实。修改后的活动目标共有2条,另外一条为:逐步发展猜想与探索的能力。
二、思维深度化
思维深度是“经验型”数学活动的核心标准。所谓思维深度是指一个过程,过程的终了状态跟最初的状态相比,思维品质尤其是思维的深刻性得到比较充分的体现。有研究者也持类似的看法,认为问题、思维、主体建构是数学活动经验形成的基本条件。其中思维是内在条件 。
在新活动中,笔者通过两种方式来体现思维深度的要求,一是经历“试验――猜测――说理(验证或证明)”的过程,如“活动2:‘马’能跳到相邻位置吗”中设计了如下问题。
3.“马”从A点跳到B点至少要跳几步?你能说理吗?
二是通过逐层深入的问题串来体现思维深度的要求,比如“活动1 马跳的特征”、“活动2 马跳到相邻位置”、“活动3 马能跳遍棋盘吗”这3个活动可谓层层深入。再如在附录“活动4:‘马’能跳遍棋盘吗”(注:附录供学有余力并且感兴趣者继续研究用。如果设计为两课时,那么可在第二课时的活动中使用)中设计了如下问题串:
在图2中,“马”最初位置为点A (6,4)。
1.“马”一步跳到的点其坐标和与最初位置点A (6,4)的坐标和相比,其数值是如何变化的?如果最初位置为点B(6,3),结论还成立吗?
2.试一试:“马”跳两步,跳到点的坐标和如何变化?
如果不试验,你能够直接写出结果吗?
3. 你能够直接写出一条“马”跳其他步数下的结论吗?
4. 尝试利用你发现的结论来解决下面的问题:
(1)“马”的“步伐”为1×2时,它能够走遍棋盘吗?
(2)“马”的“步伐”为1×4时,它能够走遍棋盘吗?
三 、“四基”“生长”化
“生长”即活动所获得的“四基”系学生根据自己已有知识基础、思维能力主动建构而获得,而不是由教师直接灌输得到。
染色图是一种比较重要的工具,活动中几处都要应用到,然而在原活动中,因为欠缺必要的铺垫,给人感觉知识、方法“从天而降”,于是在新活动中笔者试着增设了“活动1: ‘马’跳的特征”,试图通过下面的一系列问题,使得染色图是学生自行“生长”得到的。
1. 图1中,如果棋子“马”的最初位置为点A (6,4),只跳一步,可以跳到哪些点?(请用坐标来表示。)
2. 从奇偶性角度考虑:
(1)这八个点的坐标和都是什么数?与最初位置A (6,4)的坐标和相比,其奇偶性是如何变化的?
(2)如果最初位置为点B(6,3),跳一步,所到点的坐标和都是什么数?与最初位置B (6,3)相比,奇偶性如何变化?
3. 现用红色和黑色来区分坐标和为奇偶数的点。点A (6,4)涂成黑色。
(1)你觉得图1中点B (6,3)涂成什么颜色为好?点C (0,0)呢?
(2)按照这样的涂色方法来对图1中的点涂色,这时所涂颜色有何规律?(注:不必涂满,体现出规律即可)
4. 在涂色后的棋盘上,马从点A (6,4)出发,跳一次,跳到的点与A点颜色相同吗?跳两次,最后跳到的点与A点颜色相同吗?跳奇数次呢?偶数次呢?
在多次实践、反思之后,感觉上面的设计还是有一点“瑕疵”的:①从学生角度看,为何要从奇偶性角度来考虑?②学生能够想到考虑坐标和的特征吗?看来说到底,该系列问题其实是笔者从教师的角度在尽可能地由上而下进行铺垫的,与学生的知识基础、思维方式还是有一段小小的距离。真正意义上的生长应该是自下而上的,需要设计者蹲下身子循着学生的思路来提问来解答。几经推敲,对前三个问题作了如下修改:
1.图2中,如果棋子“马”的最初位置为点A (6,4),只跳一步,可以跳到哪些点?(请用坐标来表示。)
2. 这八个点都是“马”跳一步得到的,其坐标有共同的特征吗?与点A坐标有不同的地方吗?
3. 观察棋盘上其他点的坐标,你有何发现?如果用红色和黑色来区分这些点(不妨将点A (6,4)涂成黑色),你得到怎样的染色图?
经过这样的修改,学生的主体性也得到更好地展示,学习过程更为自然、流畅、简明。
四、要求适度化
不同层次的学生其知识基础、思维方式以及接受能力是不一样的,为了使每个学生通过数学活动都能够有所收获有所发展,问题的要求需要适度。为此,应根据不同学生的接受能力对于问题的难度、呈现方式等进行一定的技术处理。
原活动中活动2――活动4与2008年第一版的数学活动相比,问题进行了一定修改,难度已经有所降低。其设计意图除了得到马的走法之外,还关注了学生理性精神的培养(如果能不重不漏地走遍网格,那么需要构造出一种具体方案;如果不能,那么需要进行说理(证明)),提升学生的数学素养。
在新活动中,这三个活动修改为“活动3:马能够走遍棋盘吗”中“欣赏”与“探索”两个环节,期望在保留原设计精华的同时适当降低题目的要求,更好地保证活动效果。
1.欣赏:
(1)“马”从点C (0,0)出发不重不漏地走遍棋盘的走法图片。
(2)“马”从点A (6,4)出发不重不漏地走遍己方半个棋盘的走法动画。
此处直接让学生通过欣赏图片与演示动画形成初步感受,同时简要渗透棋盘上马的哈密顿链和哈密顿圈的知识,渗透数学文化,拓宽视野。
2.探索:
(1)图3中,“马”从标有数字1的位置出发,可不重不漏地跳遍网格图。试一试,将跳法补完整(一种即可)。
跳法:16――――――――――。
(2)经过试验,小明发现:图4中,“马”从点B(6,3)位置出发,不能不重不漏地跳遍己方半个棋盘。请你帮他将理由补充完整。(注:为便于区分,图4中红点用空心圆圈表示。)
理由:(从两个角度来考察“马”跳过黑点的情况)假如“马”能够不重不漏地走遍己方半个棋盘,那么“马”需要跳――步,从红点B (6,3)出发,这将涉及到――个黑点。事实上,图4中黑点为――个,此时至少有――个黑点没有跳到,因此“马”从点B(6,3)位置出发,―― (填“能”或者“不能”)不重不漏地跳遍己方半个棋盘。
“探索”中问题(1)提示了部分跳法以及表示方法,可适当减少试验次数、试验时间。问题(2)提供了主要的说理过程,学生填好后再体会思路。
需要指出的是,当学生基础较好时,问题的跨度、探索的空间不妨大一点,比如“探索”中对问题(1)不做任何提示,直接让学生通过合作探究来发现跳法,对问题(2)可在学生试验后教师仅仅做思路的提示让学生自行解答。
“经验型”数学活动是我们“从下而上”进行的探索,试图通过丰富实践来进行总结与提炼,为学生基本活动经验的积累提供一些理性认识。
参考文献:
[1] 教育部.九年制义务教育数学课程标准(2011版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012
[2] 王林.我国目前数学活动经验研究综述 [J].课程・教材・教法 ,2011,(6).
[3] 郭玉峰.数学基本活动经验研究:量化与课堂实践 [M].长沙:湖南教育出版社,2013,(4).
[4] 苏科版数学教材编写组.棋盘上马的行踪 [M].南京:江苏科技出版社版《数学综合实践活动八上》,2013.
[5] 叶新和.试谈数学活动的思维深度 [J].数学通报,2011,(1).
[6] 王新民.论数学活动经验的基本内涵及其形成条件[J].课程・教材・教法,2013,(11).
[7] 叶新和.经验型数学活动设计误区分析 [J].教学与管理(中学版),2013,(11).
[8] 单 棋盘上的数学 [M].上海:华东师范大学出版社 ,2011.
内蒙古巴彦淖尔临河区:推动学校联盟办学
为进一步推进义务教育均衡发展,日前内蒙古巴彦淖尔市临河区教育局按照发展需要与自愿联盟的原则,让相对优质的学校与薄弱学校结对帮扶,实现了学校联盟办学。
学校联盟办学旨在通过多种形式充分发挥城区学校在管理理念、师资力量等方面的优势,强化城区学校帮扶责任,以强带弱,推动联盟内干部、教师的合理流动,有效帮助农村学校和边远学校提升办学质量。此次学校联盟为期3年,本轮共安排3所城区优秀初中学校与6所农村或边远初中学校建成初中学校联盟,15所城区小学与15所乡镇学校或城区小学建成小学学校联盟。目前,交流教师已全部到位。
摘自:《中国教育报》
(2)“马”从点A (6,4)出发不重不漏地走遍己方半个棋盘的走法动画。
此处直接让学生通过欣赏图片与演示动画形成初步感受,同时简要渗透棋盘上马的哈密顿链和哈密顿圈的知识,渗透数学文化,拓宽视野。
2.探索:
(1)图3中,“马”从标有数字1的位置出发,可不重不漏地跳遍网格图。试一试,将跳法补完整(一种即可)。
跳法:16――――――――――。
(2)经过试验,小明发现:图4中,“马”从点B(6,3)位置出发,不能不重不漏地跳遍己方半个棋盘。请你帮他将理由补充完整。(注:为便于区分,图4中红点用空心圆圈表示。)
理由:(从两个角度来考察“马”跳过黑点的情况)假如“马”能够不重不漏地走遍己方半个棋盘,那么“马”需要跳――步,从红点B (6,3)出发,这将涉及到――个黑点。事实上,图4中黑点为――个,此时至少有――个黑点没有跳到,因此“马”从点B(6,3)位置出发,―― (填“能”或者“不能”)不重不漏地跳遍己方半个棋盘。
“探索”中问题(1)提示了部分跳法以及表示方法,可适当减少试验次数、试验时间。问题(2)提供了主要的说理过程,学生填好后再体会思路。
需要指出的是,当学生基础较好时,问题的跨度、探索的空间不妨大一点,比如“探索”中对问题(1)不做任何提示,直接让学生通过合作探究来发现跳法,对问题(2)可在学生试验后教师仅仅做思路的提示让学生自行解答。
“经验型”数学活动是我们“从下而上”进行的探索,试图通过丰富实践来进行总结与提炼,为学生基本活动经验的积累提供一些理性认识。
参考文献:
[1] 教育部.九年制义务教育数学课程标准(2011版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012
[2] 王林.我国目前数学活动经验研究综述 [J].课程・教材・教法 ,2011,(6).
[3] 郭玉峰.数学基本活动经验研究:量化与课堂实践 [M].长沙:湖南教育出版社,2013,(4).
[4] 苏科版数学教材编写组.棋盘上马的行踪 [M].南京:江苏科技出版社版《数学综合实践活动八上》,2013.
[5] 叶新和.试谈数学活动的思维深度 [J].数学通报,2011,(1).
[6] 王新民.论数学活动经验的基本内涵及其形成条件[J].课程・教材・教法,2013,(11).
[7] 叶新和.经验型数学活动设计误区分析 [J].教学与管理(中学版),2013,(11).
[8] 单 棋盘上的数学 [M].上海:华东师范大学出版社 ,2011.
内蒙古巴彦淖尔临河区:推动学校联盟办学
为进一步推进义务教育均衡发展,日前内蒙古巴彦淖尔市临河区教育局按照发展需要与自愿联盟的原则,让相对优质的学校与薄弱学校结对帮扶,实现了学校联盟办学。
当今世界产生了一系列新的问题,并面临着“全球化”问题,如环境污染、非再生性资源消耗失控、人口膨胀、生态失衡、经济与社会等等诸多现象。这些问题皆具备跨学科的综合性质。学校是联系学生和社会的桥梁,学校教育不可以对这些问题漠不关心。将教育与社会生活结合起来,求得解决的方法是把有关社会问题的知识纳入学校课程体系,因此各国均倡导综合性学习。
从系统论的观点来看,综合性学习的研究不仅仅是综合性学习内容的研究,同时也是涉及学习理念、学习活动方式、学习管理及评价等在内的系统化研究。从本质上来说,综合性学习包括目标、内容、策略、活动、管理和评价等方面。笔者认为,综合性学习的实施能否实现综合性学习的目标,使学生掌握综合性学习的内容和方法,在很大程度上取决于综合性学习活动的质量。因此,对于综合性学习活动的研究将成为未来综合性学习研究的一个主要方面。
同时,随着信息社会的到来,以多媒体计算机技术和网络技术为主要标志的信息技术正在越来越深刻地改变着我们的生产方式、生活方式、工作方式以及学习方式。信息技术的发展和普及为综合性学习活动的开展提供了强有力的条件和支持。
从教学设计理论的观点来看,由于受建构主义理论的影响,教学设计的内涵由教学活动设计的理念,转向设计学生的学习活动。因此,没有系统的活动设计,综合性学习也就无法顺利实施,也无法取得好的效果。据调查研究发现,目前我国对综合性学习活动设计的研究刚刚起步,笔者在此提出问题,抛砖引玉,期待广大学者专家们共同对其进行研究。
二、国内外研究现状
(一)国外研究现状
综合性学习活动是伴随着综合性学习而产生的,20世纪以来综合性学习逐渐受到各国教育界人士的重视,具有综合能力人才的培养被提到各国教育议程上来,各国都制订了相应政策、措施和计划大力倡导综合性学习。
日本自1971年中央教育审议会咨询报告提出教学观念的转变,即从偏重知识教学向突出学生自学、自我思考教育目标的转变。到目前逐渐研究、实验发展出一种日本独特的教育方式——综合性学习。为了实现“生存力”的培养目标,在教学活动方式上突出了主体性的、探究性的问题解决学习,根据学生身心发展阶段的规律,采取不同形式的问题解决学习,是当前日本综合性学习活动的基本方式。
美国在这方面也有比较突出的研究。其中“探究学习”和“发现学习”就是针对理科教学提出来的。探究学习是20世纪50年代后期美国掀起的“教育现代化运动”中提出的主张,这个主张与布鲁纳的“发现学习”一样,要求在学校教育中反映现代科学的成果和方法,注重创造力的培养。杜威认为应该在活动中设计问题,让儿童去探究以前从来没有接触到过的问题而使儿童的思维到达一个新的境界,使儿童在解决了这个问题后,不仅获得了有关该问题的知识、经验,而且还获得了思维的策略。他研究了人的思维,并据此提出了思维五步说,作为活动课程设计和儿童解决问题的基本步骤。即按照暗示,问题,假设,推理,经验这五步来设计活动课和指导儿童,只有这样,儿童的探究能力才能获得发展。
从国外不同国家开展综合性学习的实际来看,虽然对综合性学习有不同的理解方式,但对于综合性学习活动的开展主要集中在:
综合性学习活动方式、学习形式灵活多样。综合性学习的活动方式主要有问题解决学习、设计学习、体验的实践的学习、合作学习、以及信息处理的学习。在学习形式上有小组学习、同年龄段的集体学习和跨年龄段的集体学习。
信息技术应用于综合性学习已成为共识。信息技术已作为必备工具,来帮助学生搜集信息、建构数据和事件模型。运用信息技术和信息资源在进行如与科学、技术、社会等相关的课题学习活动过程中,可以掌握多种实践技能。
(二)国内研究现状
在我国不论是过去还是现在都存在着与综合性学习活动相类似的学习活动形式。如在70年代和80年代中出现的“课外活动小组”和“学习与社会实践相结合”等活动,以及目前正处于实验当中的“研究型课程”与各种活动课程。这些活动从不同程度上体现了综合性学习活动的部分过程,为综合性学习活动设计提供了经验,为综合性学习的开展打下了基础。
80年代后期,上海市、浙江省、广东省等地已分别在点和面上进行了综合性学习的研究和实践。例如,上海市有人提出跨学科课程计划模式。这种模式包括两种组织方式:一是以某一学科为主开展的跨学科活动或教学;二是围绕一个共同的主题开展的跨学科活动或教学。认为“跨学科课程计划的潜在特质是综合学习与综合课程的交互推进”。
90年代初期,活动课程被首次正式纳入九年义务教育课程计划,我国中小学长期实行的以学科课程为主体的单一课程结构由此得到根本改观,活动课程建设取得了突破性进展。活动课程的普遍开设,为广大中小学生自由舒展身心提供了前所未有的广阔空间,因此受到了社会、家庭和学校的广泛欢迎。活动课程的研究与实验是90年代中小学课程改革中最活跃、最富有生机与活力的一个领域,对课程改革产生了广泛而积极的影响。我国在90年代开设的活动类课程,部分地区和学校开展的研究性学习、活动教学、自主学习的研究等以及新一轮基础教育课程改革确立的“综合实践活动”。都充分说明综合性学习活动在我国得到日益广泛的重视。
三、综合性学习活动的特征
综合性学习活动具有如下几个特征:
1.活动方式的综合性和多样性
这里所提的综合性学习活动的综合性和多样性,是指为实现某一(或某些)综合性学习目标、完成某一综合性学习主题(或课题)往往采用多种相关的活动及其方法,这些活动彼此之间并不是孤立的,而是相互联系、综合的。而且,综合性学习活动打破学科之间学习活动的界限,加强学科间学习活动的横向联系,注重学科学习活动与社会、生活实践的结合。
2.活动空间的广阔性
综合性学习活动范围的广阔性,决定了其学习环境扩大化的特点。它不可能局限在狭窄、封闭的教室空间范围内开展活动,而是需要在广阔的、开放性的真实空间范围内进行。
3.活动时间的灵活性
根据综合性学习的特点,需要柔软而弹性的安排学习活动时间。应该是由学习内容和学习活动来决定教学时间,而不是由教学时间决定学习内容和学习活动。应考虑由学生们来支配综合性学习活动时间,让他们成为真正意义上的学习主人。学校在安排时间时要考虑学生学习活动的特点,并根据学习内容的要求确定不同单元学习时间的长短。转贴于
4.活动过程的探究性和创造性
与各门学科学习活动相比较,综合性学习活动不是以掌握系统化的书本知识为主要目的,而是以发展学生的综合性能力为主要目的。在学科课程中,各种学习活动如练习、操作,甚至实践,都难以真正超越特定的学科固有的知识体系,都在一定程度上是为了学生更好地理解和把握学科知识,形成基本技能。但综合性学习活动则鼓励学生进行多向思维,从多角度全面认识同一事物,鼓励学生在活动过程中进行有价值的创造。此外,综合性学习活动认为学生掌握知识的多少不是主要的,主要的是学生对科学知识的理解和运用能力,活动的意义在于让学生体验探究过程,培养他们的探究精神和创新精神。
5.活动的主题性
综合性学习活动并不是盲目的、无序的活动。通过实践研究表明,开展综合性学习活动需要紧紧围绕某一主题,或称为课题。目前开展综合性学习活动大都采取主题的形式,如以概念为中心、以问题为中心、以方法为中心、以过程为中心等等。主题性的强弱将直接影响综合性学习活动的效率。主题性越强,综合性学习活动的目标就越明确,效率就越高,效果也就越好。
6.活动的实践性和社会性
当前,综合性学习活动主要采取探究性学习、社会参与性学习、体验性学习和操作性学习等多种实践性学习活动,对课堂教学空间和教材加以拓展,改变学生的学习方式和生活方式,把学生的探究发现、大胆质疑、调查研究、实验论证、合作交流、社会参与、社区服务以及劳动和技术实践等作为重要的发展性教育活动。在这些学习活动中,注重学生的亲身经历,要求学生积极参与到各项活动中去,在“做”、“考察”、“实验”、“探究”等一系列的活动中发现和解决问题、体验和感受生活,引导学生自觉地把直接经验学习和间接经验学习相结合,发展实践能力。
7.活动组织的弹性
学生学习活动的组织形式要考虑学生个性发展的需要,还要考虑学生之间的相互合作。这两方面反映了新的“个人和共生”的教育模式,它要求通过个人与共生之间关系的建立,使学生确立具有个性的自我,以及通过个人之间的相互支持、相互学习和相互合作而建立起共生的关系。以这种模式进行组织学习活动,主要采取的是“个别学习活动”、“小组学习活动”和“全体学习活动”的方式。
此外,各地和各个学校可以根据当地实际情况,自主设计组织综合性学习活动的开展。
8.活动指导的协作性
综合性学习从体现学生个性、个别发展的要求出发,强调多个教师之间的相互协作,从而分担不同的教学指导任务,为此人们提出了TT(合作教学)的指导体制。这样,可以满足学习活动特点需要,适应个别差异,扩大协力指导范围。
四、信息化环境下综合性学习活动的设计
(一)设计基础——活动教学
活动教学思想的形成是一个长期发展的过程。最初提出的活动教学,是反对摧残儿童身心发展的强制性教学,反对纯书本学习,提出尊重儿童的个性,主张让儿童通过观察、考察、游戏和劳动等活动来理解事物、获取经验。其后卢梭、裴斯塔罗齐、福禄贝尔、杜威、皮亚杰推动了活动教学思想的发展。我国二十世纪二三十年代陶行知先生开展的“生活教育”和陈鹤琴先生的“活动教育”实验为活动育人积累了有益的经验。发展到现在,新型的活动教学是对包括杜威“做中学”在内的各种活动教学的扬弃和发展,它是指“以在教学过程中建构具有教育性、创造性、实践性的学生主体活动为主要形式,以鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践为基本特征,以实现学生多方面能力的发展为核心的一种新型教学观和教学形式”。“以活动促发展”是活动教学的灵魂,重视活动的价值和活动在人的发展中的作用。
(二)综合性学习活动设计流程
我们在实验学校开展综合性学习已经有一年多时间,通过这一年的实践,在对实践经验总结的基础上,从教师开展活动教学的角度初步构想出如图所示的综合性学习活动设计流程。我们按照时间和空间两个纬度对综合性学习活动进行设计。时间上将活动的设计分为三步:活动准备阶段,活动实施阶段,活动结题阶段;空间上从不同角度对活动进行设计,包括教师活动、学生活动和信息化环境下师生交互的活动。这样便将综合性学习活动的设计在平面上拆分为九块,每一块又包含各自对应的子活动序列。这种方法便于中小学开展综合性学习时进行操作。
关键词:艺术类学生;学习行为模式;学生管理;
一、研究问题的提出
随着高校的扩招,艺术类的学生在高校中占据了重要的一席之地。但是受专业特点的影响,他们接受的教育与管理同普通文化课学生存在一定的差异,这一定程度上有利于艺术类学生的专业发展,素质培养,但是也导致他们组织纪律性不强,文化基础薄弱,学风不浓,而学风问题直接涉及到高校的人才培养质量,是每一所高校各项工作的重中之重。因此,艺术类学生的学风问题逐渐成为社会和高校工作者普遍关注的热点。
学习行为模式是指学生在学习过程中,因个人学习目的、学习态度、学习方法、学习习惯等综合因素形成的学习行为习惯,这些学习行为模式直接影响学生的学习成效。该项研究通过采取问卷调查和实际访谈的方法,以动画专业学生为主要调查对象,同时对其他专业学生采取抽样调查法,分析艺术类动画专业学生学习行为特点,探讨科学、合理、健康的学习行为模式,为学校的教育教学改革和学生管理提供依据。
二、问卷调查结果分析
该项调查共发放问卷份,回收有效问卷927份,其中艺术类学生367份,普通文化生560份。问卷设计35题,其中开放性问题2题。通过问卷分析我们得出:
(一)艺术类学生对专业的喜好程度比较低
在回收的927份有效问卷中,只有19.3%的学生喜欢自己的专业,而普通文化生对专业的喜好程度达到37.6%。艺术类学生对专业的喜欢程度不如普通文化课学生喜欢程度高,他们大部分是为考上大学才学习艺术类专业,而普通文化生大部分是在高考之后进行了多方面的了解,根据自己的分数喜好报考的专业。
(二)日常课堂学习艺术类学生不如普通文化生认真
在被调查的学生当中,问及上专业课时的课堂状态时,超过一半的艺术类学生在做自己感兴趣的事情或者什么也不干,而不是认真听讲或者看书,而普通文化课学生只有20%多的做自己感兴趣的事情。艺术类学生的课堂学习态度的不认真和不积极显得尤为普遍。
(三)艺术类学生学习无计划性或计划性不强
在调查的问卷结果分析中,问及“你是否制订自己的学习计划?”时,艺术类大学生从不制订和按照课表学习的同学占到了62.8%,而在普通文化课学生中仅仅只占33.3%,这说明艺术类学生计划性缺乏,没有形成良好的学习态度和学习习惯。
(四)艺术类学生更普遍关注项目实践和自主学习
问卷分析结果显示,在“你最喜欢的学习方式中”艺术类学生普遍选择自主学习和项目实践,两者所占比率达到68%,而普通文化生则选择了合作学习和老师讲解。可见艺术类学生的学习独立性和自我意识不较强,更注重于学习的自获得。
(五)双方学生普遍关注专业的发展前途和经济收入
调查显示,不论是艺术类学生还是普通文化生,对专业的兴趣影响因素都是专业发展前途和能带来的经济收入。在影响专业兴趣的发展前途、个人兴趣、经济收入、社会地位四个主要因素中,超过70%的学生都选择了这两项。可见,现在社会影响专业选择的方面,大家更注重功利性因素。
三、对策建议
(一)做好新生入学及日常教育工作,稳定学生的专业思想
学生的专业思想稳定与否是决定学风好坏的重要因素。热爱专业,有助于提高学习积极性;反之,学习积极性就低,甚至根本没有积极性。因此,为了稳定学生的专业思想,在新生入校之初,就要及时向学生进行专业认知教育,将专业的培养目标、课程设置、教学方法、学习方法等都详尽介绍给学生,让学生全面了解这些情况,及时实现学生的角色转换。其次,辅导员班主任要在日常的教育管理中,做好学生和专业教师之间的沟通,多了解收集学生专业学习方面的问题,及时向任课教师反映情况,充分发挥日常教学每个专业教师对学生的专业引导和教育,稳定乃至培养学生的专业兴趣。
(二)制定科学合理的规章制度,加强学生的纪律性养成
艺术类学生由于高中时教育的特殊性要求,组织纪律性差于普通文化生,自制能力也比较差。尤其是升入大学以后,自我管理和自我教育占据了主要地位,这更不利于艺术类学生的纪律性养成。因此,在艺术类学生的日常管理中,要因势利导,充分尊重并发挥艺术类学生的个性,合理的运用奖惩制度达到规范行为养成良好习惯的目的。艺术类学生思想活跃,情感丰富,不能单纯的采取严加管理的办法约束他们的行为要多加疏导,给他们一定的可以施展才华的时间和空间。与学生建立和谐健康的师生关系,用情感人,用理服人,用行动感化并带动他们,从而朝着良好的组织纪律性养成迈进。
(三)加强专业师资和配置,提升学生的专业兴趣
专业师资既包括教师方面的师资,也包括各类实验设施的配置。由于艺术专业的特殊性,对老师的要求也更为严格。教师除具体基础的理论知识外,更需要具备强大的实践操作能力,只有这样才能应对学生在专业学习时所遇到的一系列问题。一个好的老师能充分调动起学生专业学习的热情,反之则会严重打击学生的专业热情,因此,教师的配备至关重要。除了软条件,相关的硬件设施学校也要考虑到。艺术类学生专业所需的各类硬件设施必须具备方能满足专业学习的需要。学校在这方面需要加大资金支持,提供配置齐全的各类硬件设施。
(四)加强校园文化建设,为艺术类学生营造良好的学习环境
校园文化是学校学风的一个重要体现。积极健康向上的校园文化对于塑造学校良好的学风至关重要。对于艺术类学生的校园文化建设,要凸显出专业特色,要能充分发挥艺术类学生的专业特长,让他们的专业素养得到充分展现和提升。因此,在开展校园文化建设时,各类活动都要坚持一个思路,即学生活动要尽量结合专业。例如可以为艺术类学生举办相关作品展,鼓励学生举办个展,为他们设立作品展厅,这样一方面加强了学生的创作意识.给学生提供了一个创作空间;同时也给学生提供了一个展示自我、互相交流的平台,共创良好的学习环境。
总之,艺术类学生的学习行为模式与普通文化生的学习行为模式存在一定的不同之处,但也有相似之处。如何把这种特殊性与普遍性融合起来,找出一种合理、有效的方法来进行艺术类学生的管理,是每一所高校学生管理者都必须思考的问题。同时,作为艺术生本身,也要意识到这种差别性,正视社会的偏见,端正自己的思想,以积极向上的心态,在大学校园乃至社会上发挥自己的一己之长。
参考文献:
[1]林云、梁雄军.大学生学习行为及其影响因素的实证研究[J]. 天津大学学报(社会科学版). 第12卷第3期
[2]薛深.网络时代大学生学习模式探讨. 《现代远距离教育》. 2006年第4期 总第106期
[3]袁曦.社会转型条件下大学生学习行为的分析.《中国市场》.2007年第1期
[4]基于内省分析法的大学生学习行为的研究[J]. 中国青年研究. 2008(12)
[5]蒋蕙.浅谈新时期艺术类专业学生的教育与管理. 《华章》. 2010(12)
作者简介:
摘要:学习动机是影响第二语言学习的重要因素之一。在问卷调查基础上,分析了哈萨克斯坦留学生汉语学习动机和态度在年龄、性别方面的差异,讨论了语言水平与汉语学习动机、学习态度的关系。结果表明,哈萨克斯坦留学生汉语学习动机较倾向于工具型动机,外在压力动机表现很弱,但不同年龄、性别之间存在一定差异。
关键词:学习动机 哈萨克斯坦
学习动机是影响第二语言学习的重要因素之一,学习态度影响学习动机,二者与语言水平关系密切。国际上对第二语言学习动机和态度的研究始于20世纪50年代末,Gardner和Lambert提出两种不同的语言学习动机,即融入型动机和工具型动机[1]。中国在这方面的研究起步较晚,但取得了不少成果,其中不乏针对来华留学生汉语学习动机的研究 ,亦有不少针对中亚留学生汉语学习动机的研究[2,3],但目前尚未见到对哈萨克斯坦留学生汉语学习动机和态度进行研究。
1、研究方法
本研究采用随机抽样方式,抽取了40名兰州大学的哈萨克斯坦留学生(男15人,女25人)年龄从17岁到32岁;学习汉语时间从1个月到8年不等;有HSK成绩的占87.5%。
问卷的设计采用7级利克特量表的形式[1],每个问题的选项都采用七级计分;问卷包括工具型动机、融入型动机、外在压力动机和汉语学习态度等调查内容,共计27道题目。
2、数据收集与整理
在数据的收集过程中,实际发给受访者的问卷中,没有对问题进行分类,只是将全部问题列出,以随机方式排列。在数据的处理过程中,首先,对收集的有效问卷进行编号,然后按照问卷编号逐项统计,最后运用Microsoft Excel对数据进行统计分析。
3、结果与讨论
3.1哈萨克斯坦来华留学生汉语学习动机差异性分析
(一)汉语学习动机的年龄差异性
本次受访的哈萨克斯坦留学生年龄集中在23~24岁(20人),占50%;21~22岁(9人)占22.5%;25岁以上(8人)占8%;20岁以下(3人)占7.5%。由于20岁以下的人数较少,不具有代表性,不做统计,只统计21~22岁、23~24岁、25岁以上三个年龄段。
21~22岁的不同学习动机统计得分平均值存在一定差距,融入型动机得分要高于工具型动机得分,说明该年龄段哈萨克斯坦来华留学生学习动机主要表现为“融入型动机”;23~24岁的留学生不同学习动机问题平均得分则较为接近,该年龄段的留学生学习动机表现为“均衡型动机”;25岁以上留学生不同学习动机得分均值具有明显差距,该年龄段的留学生更多的是表现为“工具型动机”。外在压力动机在各年龄段表现的并不明显,不具有区分度。
(二)汉语学习动机的性别差异性
从统计得分可知,男生的工具型学习动机要比融入型学习动机的影响强,他们的学习目的明确,对语言学习也很感兴趣,希望能多掌握一门语言,期望将来可以更好地为哈萨克斯坦的富强尽力。
Harris(1998)认为女性在第二语言学习中通常表现出更强的学习动机和更积极的态度,她们对目标语言及文化表现出更高的兴趣[4]。哈萨克斯坦留学生中女生的汉语学习动机倾向于融入型动机,希望能用汉语与说汉语的人交流,让自己更加博学,从而提升自己的成就感。
(三)学习动机与语言水平的关系
本次调查用哈萨克斯坦留学生的HSK成绩来代表语言水平。本文分四类统计不同语言水平下哈萨克斯坦留学生汉语学习动机,即HSK-0(无成绩者)、HSK-4、HSK-5、HSK-6,三级由于人数较少,不予统计。
总之,没有通过或参加HSK考试的哈萨克斯坦留学生汉语学习动机更倾向于工具型动机,而且外在压力动机表现的更明显;对于有HSK成绩的留学生,汉语学习动机工具型动机和融入型动机基本相当,外在压力动机表现的并不明显,其中通过HSK四级的留学生工具型动机相对较强,通过五级的表现为均衡型动机,通过六级的则融入型动机相对较强。
3.2 哈萨克斯坦来华留学生汉语学习态度差异性分析
(一)汉语学习态度的年龄差异性
学习态度在不同年龄阶段表现出较明显的差异,本文考察了哈萨克斯坦留学生不同年龄段的汉语学习态度。不同年龄段的哈萨克斯坦留学生在汉语学习态度方面明显不同,年轻者课堂表现更专注、更主动,年长者课后表现更积极、更认真。23岁以上的留学生,21~22岁留学生的课堂表现更积极、主动,而他们的课后表现则落后于23岁以上的留学生。
(二)汉语学习态度的性别差异性
整体而言,哈萨克斯坦男学生的汉语学习积极性、主动性明显高于女生。哈萨克斯坦留学生男生的汉语学习动机主要表现为“工具型动机”,因为他们目标明确,所以在学习过程中就表现的更专注、更认真。而女生的汉语学习动机主要表现为“融入型动机”,她们更注重实际的社会交流互动,课堂上的表现并不是她们最佳的社会“融入”选择。
(三)学习态度与语言水平的关系
语言学习水平高低与学习者的学习态度存在一定的关系。没有HSK成绩的哈萨克斯坦留学生课堂内外学习态度均不及有HSK成绩的学生,这与初学者汉语学习相对吃力有关。对于通过HSK四级的留学生而言,其汉语学习态度得分均值普遍较高,这与HSK四级考察的目标是一致的,即可以用汉语就较广泛领域的话题进行谈论,比较流利地与汉语为母语者进行交流,可以说他们的汉语应用水平已“上得厅堂”,因而学习起来就表现的更为主动、积极、认真。
4、结论
总之,哈萨克斯坦留学生汉语学习动机较倾向于工具型动机,外在压力动机则很弱。21~22岁学生的学习动机主要表现为融入型动机;23~24岁学生的学习动机表现为均衡型动机;25岁以上学生则更多的是表现为工具型动机。男生的汉语学习动机表现为工具型动机,女生则更加倾向于融入型动机。
不同年龄段的哈萨克斯坦留学生汉语学习态度存在差异,年轻者课堂表现更专注、更主动,年长者课后表现则更积极、认真;在性别方面,男生的汉语学习积极性、主动性明显高于女生。
囿于研究条件的限制,本研究只调查了兰州大学哈萨克斯坦留学生,仅获得了40份问卷样本,这使得研究具有一定的局限性。本研究所采用的定量分析方法对数据的挖掘尚不够深入,这也有待在今后的研究中加以改进。
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大学学报,2010,(6):28-29.
关键词:化工机械与自动化;创新性学习模式;实践
一、化工机械与自动化专业的创新性学习模式分析
1.学生应在教师项目教学模式下进行创新性学习
项目教学是当前应用较为普遍的创新模式,这种模式将课堂学习与教学内容以项目的形式提出。学生以独立的形式完成既定任务的学习。在这种模式下,教师结合教学目标安排,在了解学生整体情况与学习能力的基础上设置项目课题,安排学生完成项目资料的收集整理与实践准备,学生带着充足的准备进入项目课题,在项目完成过程中,通过教师的指导独立完成对问题的处理,对所学知识进行反思,在实际中灵活运用。这种模式对于化工机械与自动化专业学生的学习效果有着明显的帮助,能够使学生更进一步构建化工知识体系,并通过课题设计或实践活动提高动手能力。
2.学生应在教师启发教学模式下进行创新性学习
启发式教学强调学生在教师设置的问题情境下的思考分析与探讨过程。在化工机械与自动化专业的学习过程中,学生应该如何在老师的启发式教学模式下进行创新学习呢?本人认为:学生应根据教师提出的问题进行深入地思考,结合以往学过的知识提出看法,找出解决问题的方法。以压力容器开孔补强部分知识的学习为例,面对教师提出的“压力容器开孔后的应力影响有哪些?”“开孔尺寸对压力容器应力的影响作用如何?”“具体的开孔补强形式有哪些?”等问题,学生应根据以往材料力学与理论力学知识,结合压力容器部分的特点进行思考,与学生进行分享讨论,提高对于开孔补强的认识与掌握。
3.学生应在教师实践教学模式下进行创新性学习
实践教学是化工机械与自动化专业学习的重要环节,对于提升学生的实践能力有着重要的影响。在实验教学环节中,学生应通过相关实验更为直接地认知化工机械与自动化的相应知识与应用理论;在课外实践环节中,学生应抓住去厂区和车间实地参观或实习的机会,深入认识化工生产流程,掌握化工机械与自动化设备的应用规范,提升对书本知识的实际应用能力。
二、把握化工机械与自动化专业在创新性学习中的关键环节
1.坚持学生自学与教师讲解相结合的原则
在学习过程中,学生应重视教师对于相应知识的传授,同时提高自身对课程的自学能力。以化工制图和相关化工自动化设计为例,在老师提出设计目标,讲解设计规范后,作为学生,应充分收集整理资料,独立完成相关行业规范与执行标准的查询,参考以往的成功设计方案,从理论计算开始,逐步推导,根据相应适用条件设计出图纸。在课堂上,与教师和同学共同讨论方案,注意图纸布局、标准化以及零部件选择等细节。在学习设计过程中,注重自身创新性的发挥,敢于提出自己具有创新性的想法,积极地直接或间接地与教师进行交流。在老师的指导下,进一步了解化工机械与自动化专业的相关规范和标准化内容,对设计方案进行修改,最终在老师的指导下,结合自己的创新实践,完成规范标准化的设计成果。
2.坚持学生自主学习与教师引导启发相结合的原则
化工机械与自动化专业是以工程力学和工程实践为基础的,他的实践性和应用性极强。在学习过程中,要想达到创新性和规范性的统一,学生必须在教师的统一要求下给自己建立一个规范而科学的评分标准。其要素应包含:设计说明书和图纸的规范性、图纸质量有无创新点,对一些工程实际问题的解决是否合理,对于自己无法单独完成的项目作业,争取老师的启发和引导。充分发挥学生自己的主观能动性,由机械的“被动学习”转变为理性的“自主学习”,逐步完成由学生到工程师的过渡。
综上所述,大学作为向社会培养与输送专业人才的场所,各级高校对于化工专业学生能力的培养与塑造有着决定性的影响。作为肩负着实践中华民族伟大复兴之梦的我们,必须对自己所学专业知识进行深度挖掘,不断拓展更新自己所学的知识领域,让自己的所学更好地服务于未来人类社会。
关键词: 滑板输送机; 内饰线; 摩擦轮; 弹簧压紧力; 滚动摩擦; 动力学仿真分析
中图分类号: TH123 文献标志码: B
Dynamics simulation analysis of rectangular arrangement
skillet conveyor system
GAO Xianhai1, HAN Yepeng2, ZHANG Qun2, WANG Ping3, ZHAO Guozhong3
(1. 9th Mechanical Industry Design and Research Institute Co., Ltd., Changchun 130011, China;
2. INTESIM(Dalian) Co., Ltd., Dalian 116023, Liaoning, China;
3. State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Department of Engineering Mechanics,
Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China)
Abstract: As to the problem that the main driving friction wheels of skillet conveyor may slip(i.e. lacking of driving force), based on the modeling method using script language, the dynamics simulation models and analysis conditions of interior lines of skillet conveyor are built automatically, and the resistance conditions are converted into friction couple of rolling friction, which is loaded in the simulation model. Under the continuous conveying conditions, the maximum values of friction driving force are obtained for sudden start state and the steady values of friction driving force are obtained for stable working state. The spring pressing force of the friction wheels are validated. The analysis results can provide reference for the whole design of skillet conveyor and detailed design of driving friction wheels.
Key words: skillet conveyor; interior line; friction wheel; spring pressing force; rolling friction; dynamics simulation analysis
收稿日期: 2013-06-18 修回日期: 2013-07-17
作者简介: 高先海(1971—),男,吉林龙井人,高级工程师,硕士,研究方向为机械装备的结构设计与性能分析,(E-mail)
0 引 言
滑板输送机利用宽板作为主要承载物,侧边摩擦轮作为动力进行连续输送,其效率高、噪声小,被作为内饰线、装配线和调整线等广泛应用于汽车生产中.利用升降机,滑板输送机可以与底盘线、储存线等进行工件转存.其动力为摩擦方式,可以在任意位置积放,并能通过升降台将线体设置在过道的空中,也可以设置在地下,方便灵活,控制系统简单可靠.[1-3]
滑板输送机主要由滑板、摩擦驱动和移行转运系统等组成,其工作原理为:主驱动摩擦轮依靠弹簧压紧装置压紧在滑板两侧,当主驱动摩擦轮在电机带动下旋转时,滑板在摩擦轮接触摩擦力的驱动作用下前行;该滑板靠此推力又将前面相邻的滑板向前推送,这样,滑板与滑板间的依次推动就形成连续输送.
滑板输送机同时移动车身和进行装配的操作工人,使工人在装配工序的操作更加容易.滑板输送机输送线见图1,矩形布置滑板输送机内饰线见图2.
图 1 滑板输送机输送线
Fig.1 Conveying line of skillet conveyor
图 2 矩形布置滑板输送机内饰线
Fig.2 Interior lines of rectangular arrangement skillet conveyor system
滑板输送机内饰线在工作过程中,主要通过位于内饰线后端的3对主驱动摩擦轮带动整条内饰线运行.由于整条内饰线上滑板和车身数量巨大,滑板与轨道间存在阻力等因素影响,很难定量地判断出整体系统运行所需摩擦驱动力的大小.主驱动摩擦轮依靠正向弹簧压紧力压紧在滑板的两侧,如果弹簧压紧力过大,那么会造成摩擦轮过度磨损,影响寿命;弹簧压紧力不足,又会造成摩擦轮与滑板间出现打滑现象,因此,给摩擦轮提供合理大小的正向弹簧压紧力,也是滑板输送机内饰线设计的重要内容.以往对于滑板输送机的整体设计,往往凭借经验或感觉,无任何理论或计算分析依据,容易造成设计缺欠或导致故障,无法正常运行.
对滑板输送机内饰线的工作过程进行动力学仿真分析.由于整条内饰线上滑板、车身等数量很多,仅靠传统手动方法进行装配和设定条件是不可行的,因此在建模过程中引入脚本语言建模方法,通过特定的循环规律,自动完成滑板输送机内饰线动力学仿真模型的建立和分析条件的设定;并将内饰线上的阻力条件转化为滚动摩擦摩阻力偶[4-6]施加到仿真模型中,获得内饰线在连续输送条件下突然启动时所需最大摩擦驱动力和连续工作时所需稳定摩擦驱动力的大小;同时,验证主驱动摩擦轮的弹簧压紧力是否满足设计要求.分析结果对滑板输送机的整体设计和驱动摩擦轮的详细设计具有重要的指导意义.
1 分析方法
在动力学分析过程中,首先建立单个滑板模型在与驱动轮的接触摩擦作用下,沿固定导轨滚动前行的动力学仿真分析模型,对分析方法的可行性和合理性进行验证分析.
动力学仿真分析的验证模型见图3.
图 3 滑板输送机验证模型
Fig.3 Verification model of skillet conveyor
该模型包括1个滑板、1个工件、4个滚轮、2个驱动摩擦轮和2条导轨等.在建模过程中,所有实体模型均进行合理简化,但关键连接位置、实体的质心位置、实体的质量和转动惯量等均与真实几何模型保持一致.
验证模型的主要建模流程如下:
(1)工件与滑板固定连接.
(2)滑板与4个滚轮铰接.
(3)滚轮与导轨建立接触摩擦关系,最大静摩擦因数设定为0.8.
(4)驱动轮与滑板建立接触摩擦关系,最大静摩擦因数也设定为0.8.
(5)驱动轮通过弹簧压紧力压紧在滑板上,弹簧压紧力为10 000 N,弹簧刚度为7 550 N/mm,阻尼系数为1 000 N·s/mm.
(6)在滑板运行中起到稳定导向作用的部分,转化为滑板与导轨(大地)间的x-z平面约束关系.
(7)在滑板与滚轮的铰接位置施加摩擦阻力作用,以此模拟滚轮与导轨间的滚动摩擦摩阻力偶的作用.滚阻力偶的论述见图4.
(a)滚阻力偶受力平衡 (b)滚阻力偶的偏心作用
图 4 滚阻力偶理论示意
Fig.4 Schematic diagram of theory of rolling resistance couple
(8)最后,驱动轮在铰接的旋转角速度驱动作用下转动,角速度驱动条件为:在0~1 s,角速度由0增大到130 (°)/s,之后恒定为130 (°)/s,通过与滑板的接触摩擦作用驱动滑板前行.
图4中,圆轮重力为W,半径为r,考虑滚动摩擦下的平衡问题,圆轮在重力W和地面反力FN的作用下处于静止状态.先在轮心处作用1个水平力FP,当FP较小时,经验表明圆轮不滑也不滚,仍处于静止状态,故存在静滑动摩擦力F阻碍圆轮的滑动,由水平方向受力平衡可知,F=FP.
力FP与F组成力偶,其力偶矩m=FPr,非零;然而圆轮实际上是静止的,可见还存在一个阻碍圆轮滚动的约束力偶,称为滚阻力偶,记为Mf.
由力偶平衡条件得Mf=FPr,故滚阻力偶Mf随着力FP的增大而增大.滚阻力偶的Mf极限值称为最大滚阻力偶,记为Mf,max,即0≤Mf≤Mf,max (1) 试验表明,最大滚阻力偶Mf,max与重力W成正比,即Mf,max=δFN=δW (2)式中:比例系数δ称为滚阻系数,具有长度量纲.滚阻系数一般与接触面的材料硬度等因素有关,与轮的直径无关.
圆轮的滑动条件为FP≥fsFN=fsW (3)式中:fs为静摩擦因数.
圆轮的滚动条件为FPr≥Mf,max=δW, 即FP≥δW/r (4) 一般地,δ/r≤fs,因此圆轮受力容易发生滚动,而不是滑动;发生滚动所需力的大小也比发生滑动要小很多.
通常情况下,滑板与导轨间的等效阻力因数δ/r为0.03,而聚氨酯橡胶轮与钢轨间的静摩擦因数fs约为0.8,远大于等效阻力因数,因此,滚轮在导轨上可以自由滚动,而无相对滑动.滚轮的转动半径为80 mm,等效阻力因数转化为相应的滚阻系数δ即为2.4 mm.
2 动力学仿真分析模型
按照验证模型建立的方法,分别建立内饰线1和2的动力学仿真分析模型.建模过程采用动力学分析软件循环语句控制的脚本语言全自动建模方法[7-10],具体流程如下.
(1)按照顺序分别导入滑板、工件、滚轮、驱动轮和导轨几何模型等.
(2)利用循环语句分别设定滑板、工件、滚轮、驱动轮和导轨等各部分的质量.
(3)利用循环语句创建滑板与工件的固定约束,滑板与滚轮的铰接约束.
(4)利用循环语句创建相邻滑板间的接触关系,滚轮与导轨间的接触关系.
(5)创建驱动轮与大地的弹簧预紧力和铰接约束,创建驱动轮与相邻滑板的接触关系.
(6)创建导轨与大地的固定约束,在驱动轮上施加角速度驱动,进行动力学仿真分析.
2.1 内饰线1动力学仿真分析模型
内饰线1动力学仿真分析模型中包含36个滑板,36个工件,144个滚轮,1对后端QG01转换驱动,3对QZ01~QZ03主驱动转轮,1对前端QS01减速驱动转轮以及1对QG02转换驱动转轮等.
内饰线1动力学仿真分析模型整体和局部细节见图5.
图 5 内饰线1动力学仿真分析模型
Fig.5 Dynamics simulation analysis model of interior line 1
在模型中相邻的滑板间建立接触关系,驱动轮与相连的滑板间建立接触摩擦关系,最大静摩擦因数设为0.8,其他如驱动轮的弹簧压紧力、滚轮与导轨的接触摩擦、滚轮铰接位置的滚动摩阻力偶等设置均与验证模型保持一致.
在各驱动轮上施加角速度驱动条件,角速度大小条件如下.
(1)QG01和QG02.角速度驱动条件为:在0~1 s,角速度由0增大到190 (°)/s,之后恒定为190 (°)/s,转化为线速度条件约为20 m/min.
(2)QZ01~QZ03和QS01.角速度驱动条件为:在0~1 s,角速度由0增大到15 (°)/s,之后恒定为15 (°)/s,转化为线速度条件约为2.4 m/min.
由于内饰线1的整体主要在主驱动QZ01~QZ03作用下驱动前行,3对主驱动轮上的受力最大,是整体线上最危险的位置,因此,着重考察3对主驱动轮与滑板间接触摩擦力的变化.
2.2 上链动力学分析模型
按照上述验证模型建立的方法,建立内饰线2的动力学仿真分析模型,模型中包含39个滑板、39个工件、156个滚轮、1对前端QG03转换驱动、3对QZ04~QZ06主驱动转轮、1对后端QS02减速驱动转轮以及1对QG04转换驱动转轮等.
内饰线2与内饰线1的不同之处在于内饰线2比内饰线1更长一些,滑板和工件数量更多一些.建模过程同样采用动力学分析软件脚本语言控制的全自动建模方法,并且内饰线2的刚体的质量和转动惯量、接触摩擦因数、弹簧压紧力、滚阻力偶以及各驱动轮的角速度驱动等的分析设定,与内饰线1的分析设定保持一致.最后,同样考察3对主驱动轮与 滑板间接触摩擦力的变化.
3 计算结果和分析
3.1 内饰线1动力学仿真分析结果
内饰线1动力学仿真分析时间步长为0.01 s,计算总时间为30 s,滑板运行约为1.2 m,得到3对主驱动轮与滑板间的接触摩擦力变化,见图6~8.
图 6 单侧QZ01与滑板间接触摩擦力曲线
Fig.6 Curve of contact friction force on single
side between QZ01 and skillet
图 7 单侧QZ02与滑板间接触摩擦力曲线
Fig.7 Curve of contact friction force on single side
between QZ02 and skillet
图 8 单侧QZ03与滑板间接触摩擦力曲线
Fig.8 Curve of contact friction force on single
side between QZ03 and skillet
根据内饰线1的动力学仿真分析结果,可以得到以下结论:
(1)滑板在0~1 s,速度由静止加速至约2.4 m/min,之后保持约2.4 m/min匀速前行.
(2)在滑板运行过程中,观察各驱动轮弹簧压紧力变化曲线,发现弹簧压紧力无变化,与预设值10 000 N基本保持一致.
(3)设置的驱动轮与滑板间静摩擦因数为0.8,根据之前的滚动摩擦摩阻力偶理论,二者之间在纯滚动无滑动条件下所能产生的最大接触摩擦力理论值为fsFN=0.8×10 000=8 000 N;在等效阻力因数为0.03的条件下,主驱动轮上的最大接触摩擦力未超过8 000 N,因此,主驱动轮与滑板之间的运动为纯滚动,无打滑现象.
(4)在滑板加速过程中,所需主驱动轮的接触摩擦力不仅需要克服滚轮与导轨间的摩阻力偶的阻力作用,而且需要克服滑板本身的惯性力作用,因此,滑板启动过程中所需的接触摩擦力瞬时值比匀速运行时大很多.
(5)在滑板加速运动过程中,主驱动QZ01上的接触摩擦力极大值小于QZ02和QZ03上的接触摩擦力极大值;在滑板匀速运动过程中,QZ01~QZ03上的接触摩擦力稳定值均相同.
3.2 内饰线2动力学仿真分析结果
内饰线2动力学仿真分析时间步长为0.01 s,计算总时间为30 s,滑板运行约为1.2 m,同样得到3对主驱动轮与滑板间的接触摩擦力变化.内饰线2动力学仿真分析结果的结论与内饰线1的仿真分析结果结论类似,只是从各主驱动轮与滑板间的接触摩擦力变化曲线上看,滑板加速过程中的接触摩擦力极大值和匀速运动过程中的接触摩擦力稳定值均更大一些,其原因是内饰线2比内饰线1长,滑板与工件数更多一些,所需驱动力也更大一些.
3.3 动力学仿真分析结果总结
将内饰线1和2的动力学仿真结果汇总,等效阻力因数为0.03时,各主驱动摩擦轮与滑板间接触摩擦力极大值和稳定值见表1.
表 1 摩擦轮与滑板间接触摩擦力极大值和稳定值
Tab.1 Maximum values and stable values of contact friction force between friction wheels and skillets
根据主驱动装置上的接触摩擦力结果,可以得到以下结论:
(1)接触摩擦力的极大值对滑板与驱动摩擦轮相对运动是否打滑有影响.由于弹簧压紧力设定为10 000 N,静摩擦因数设定为0.8,因此,驱动轮所能提供的最大接触摩擦力fsFN=0.8×10 000=8 000 N;如果驱动滑板运动所需接触摩擦力的最大值超过8 000 N,滑板与驱动轮间将出现打滑现象.在动力学仿真分析过程中,主驱动轮上出现的接触摩擦力最大值为6 380 N,因此,滑板与驱动摩擦轮间将不会出现打滑现象,10 000 N的弹簧压紧力满足设计要求.
(2)接触摩擦力的稳定值对驱动轮的强度和疲劳寿命分析有影响.在稳定工作状态下,在驱动摩擦轮转动过程中,摩擦轮与滑板反复接触加载、卸载,摩擦轮每转一周,圆周上的应力变化均相同,材料将产生疲劳破坏问题.动力学仿真分析中得到的接触摩擦力的稳定值可以作为载荷条件加载到摩擦轮的精细有限元分析中,进而分析得出驱动摩擦轮的疲劳寿命.
4 结束语
对滑板输送机内饰线的工作过程进行动力学仿真分析,可以定量地把握内饰线在连续输送条件下,突然启动时所需最大摩擦驱动力和连续工作时所需稳定摩擦驱动力的大小,并验证主驱动摩擦轮的弹簧压紧力是否满足设计要求.根据动力学仿真分析结果,可以对滑板输送机的整体进行设计和验证分析,从而避免滑板输送机因设计不当造成的浪费或故障,为滑板输送机的整体设计提供参考.另外,滑板输送机内饰线动力学仿真分析在建模过程中采用的脚本语言建模方法、施加的滚动摩擦滚阻力偶设定等,也为同类问题的动力学仿真分析提供参考.参考文献:
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