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在開課之前,同學(xué)們就已經(jīng)學(xué)習(xí)過政治經(jīng)濟學(xué)、西方經(jīng)濟學(xué),一些與財政學(xué)課程相聯(lián)系的基本經(jīng)濟理論知識已進入其認知結(jié)構(gòu)中,此后再學(xué)習(xí)財政學(xué)課程時,只要教師加以組織構(gòu)造和啟發(fā)誘導(dǎo),這些基本的經(jīng)濟理論知識就會發(fā)揮認知同化論所述的先行組織者的作用。最后,在學(xué)習(xí)完財政學(xué)課程之后,即將開設(shè)的一些課程的某些知識也與財政學(xué)課程知識有一定的聯(lián)系,課程體系框架也符合認知同化論的相關(guān)觀點。如財稅史、外國財稅制度、國家預(yù)算等課程的學(xué)習(xí),必須先行學(xué)習(xí)財政學(xué)課程知識,讓學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)中有了有關(guān)財政的基礎(chǔ)知識之后,再深入學(xué)習(xí)這些課程。財政學(xué)課程是一門專門介紹財政基本原理的經(jīng)濟學(xué)類核心課程,理論體系是按照“財政基礎(chǔ)理論財政收入理論財政支出理論財政管理與政策理論”的邏輯結(jié)構(gòu)來安排的。課程共分為四大部分:第一部分為財政基礎(chǔ)理論,內(nèi)容涉及財政的本質(zhì)、職能、公共產(chǎn)品和公共選擇理論等;第二部分為財政支出理論,內(nèi)容含財政支出經(jīng)濟分析、財政投資支出、財政消費支出、財政轉(zhuǎn)移支出等;第三部分為財政收入理論,內(nèi)容包括稅收、國債、國有資產(chǎn)等;第四部分為財政管理與政策理論,內(nèi)容涉及國家預(yù)算、財政體制、財政政策等。課程堅持理論聯(lián)系實際的原則,既注重基本理論、基本知識的介紹,又注重吸收新經(jīng)驗、新成果,比較系統(tǒng)全面地論述了財政學(xué)的基本理論、基本知識,同時又吸收和反映了我國財政理論研究的新成果和財政改革的新經(jīng)驗。課程的整個學(xué)習(xí)過程就是先認知再同化的過程。根據(jù)認知同化論的觀點,在財政學(xué)課程教學(xué)中,只需教師在一定的教學(xué)情境下,利用一定的誘因,使學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)需要活動起來,形成學(xué)習(xí)的積極性。讓學(xué)生積極主動地將財政學(xué)課程的新知識與他認知結(jié)構(gòu)中有關(guān)的舊知識發(fā)生相互作用,有意義的學(xué)習(xí)便發(fā)生了。然而,縱觀國內(nèi)財政學(xué)課程教學(xué)改革的情況,用認知同化論的觀點來分析財政學(xué)課程的教學(xué)非常少見,所以本文將認知同化論用于指導(dǎo)財政學(xué)課程本科教學(xué),不僅切實可行,而且非常必要。
關(guān)于有意義的接受學(xué)習(xí)和機械學(xué)習(xí)
接受學(xué)習(xí)的特征是把要學(xué)習(xí)的全部內(nèi)容或多或少地以定論的形式呈現(xiàn)給學(xué)生,不需要學(xué)生任何形式的獨立發(fā)現(xiàn),只需要他們將學(xué)習(xí)材料加以內(nèi)化,將新舊知識有機結(jié)合,與認知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)內(nèi)容融為一體,并儲存在記憶中。財政學(xué)課程注重基本理論、基本知識的介紹,比較系統(tǒng)全面地論述了財政學(xué)的基本理論、基本知識。該課程的教學(xué)目的是進一步鞏固和擴展已學(xué)的經(jīng)濟學(xué)知識基礎(chǔ)上,深入透徹地掌握財政方面的專門知識,為培養(yǎng)專門的財經(jīng)人才打下堅實基礎(chǔ)。教學(xué)要求是要求學(xué)生系統(tǒng)全面地掌握財政學(xué)的基本理論、基本知識,熟悉財政學(xué)的基本原理。對于這些知識,不需要學(xué)生另外有什么獨立發(fā)現(xiàn),就是接受學(xué)習(xí),不過我們這里強調(diào)的是有意義的接受學(xué)習(xí)。有意義的學(xué)習(xí)必須具備三個條件,即學(xué)習(xí)材料必須具有邏輯意義;學(xué)習(xí)者有進行有意義學(xué)習(xí)的心向;學(xué)習(xí)者具有同化新知識的適當觀念。通過我們對財政學(xué)課程的基本情況及其結(jié)構(gòu)特征等方面的分析,不難看出,財政學(xué)課程內(nèi)容具有較強的邏輯意義;經(jīng)過之前的西方經(jīng)濟學(xué)等課程的學(xué)習(xí),學(xué)生本身已經(jīng)具備同化財政學(xué)課程知識的適當觀念。只要在教學(xué)中教師利用科學(xué)的教學(xué)論加以指導(dǎo),吸引和培養(yǎng)學(xué)生對財政學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣,精心的組織課程內(nèi)容講授,有意義的接受學(xué)習(xí)便在教學(xué)過程中悄然地發(fā)生著。機械學(xué)習(xí)可能也是接受學(xué)習(xí),但絕不是有意義的接受學(xué)習(xí),機械學(xué)習(xí)或者是學(xué)習(xí)材料本身沒有什么邏輯意義,不能與學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)建立實質(zhì)性的認知聯(lián)系;或者是教師沒能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生為了完成學(xué)習(xí)任務(wù)或者是簡單的要求課程期末考試及格,任意的、逐字逐句不加理解,簡單地去記憶,這才會發(fā)生機械學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)知識的過程應(yīng)該是一個主動建構(gòu)的,而非被動接受的過程。有意義學(xué)習(xí)要求對于所學(xué)的知識進行批判性的思考,運用所學(xué)的知識去解決實際問題,不斷從智力上挑戰(zhàn)學(xué)生,以建立新的知識結(jié)構(gòu)。機械學(xué)習(xí)則熱衷于死記硬背,滿足于能夠在考試的時候給出正確的答案,讓大腦成為一個貯藏室。接受學(xué)習(xí)不一定是機械的,在財政學(xué)課程的教學(xué)中,教師必須盡力掌握學(xué)生的認知發(fā)展水平,了解學(xué)生相應(yīng)的特征及基礎(chǔ)。應(yīng)該將那些潛在有意義的學(xué)習(xí)材料同學(xué)生已有的經(jīng)濟學(xué)基礎(chǔ)知識等方面的認知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來,鼓勵學(xué)生積極的,自覺地采用和保持良好的學(xué)習(xí)心態(tài),有效地將新舊知識加以同化。
1控制理論在機電系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1預(yù)測控制在高速液壓機中的應(yīng)用高壓、高速化是目前液壓機的技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。但是隨著速度和壓力的不斷提高負載慣性也隨之不斷增大,其直接后果就是系統(tǒng)超調(diào)變大、精度下降。采用預(yù)測控制是解決液壓機高速、高壓化造成的負面影響的有效手段。這一控制的基本原理是根據(jù)采樣時刻及在此之前的系統(tǒng)輸出的歷史數(shù)據(jù),建立系統(tǒng)輸出的預(yù)測模型,然后再根據(jù)以預(yù)測模型為基礎(chǔ)得到的預(yù)測輸出值對系統(tǒng)誤差變化率進行預(yù)測計算,并由計算結(jié)果來進一步確定控制器輸出,以達到提前控制模式的實現(xiàn)。這種方法在數(shù)據(jù)較少和各種外界因素影響的情況下,仍可以獲得較高預(yù)測精度,因此特別適合液壓機為代表的電液伺服系統(tǒng)的快速預(yù)測控制,并獲得良好的預(yù)測效果。
1.2魯棒控制在柔性臂軌跡跟蹤中的應(yīng)用魯棒性是指控制系統(tǒng)某方面的性能或指標在干擾因素影響下保持不變的程度。因此控制系統(tǒng)的魯棒性是其能否應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的重要指標。多變量系統(tǒng)魯棒控制產(chǎn)生近四十年來,取得了豐富的成果,并為其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。柔性機械臂是強耦合、非線性的多輸入輸出的分布參數(shù)系統(tǒng)。此類系統(tǒng)的重要特點是大幅整體運動與小幅彈性振動的耦合。這種耦合動力學(xué)行為相當復(fù)雜,其不僅具有逆運動方面的不確定性,同時還會遭遇多種不確定因素,因此針對柔性機械臂的控制較為困難。解決辦法可以采用基于假設(shè)模態(tài)法和奇異攝動理論,將整個系統(tǒng)從理論上拆解為慢變以及快變子系統(tǒng)。用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法設(shè)計慢變控制器,利用H∞控制理論設(shè)計魯棒控制器用于快變系統(tǒng)控制器設(shè)計,以克服非結(jié)構(gòu)不確定性和振動的影響。此外,基于軌跡跟蹤準靜態(tài)補償控制思想進行補償控制算法,保證滑模變結(jié)構(gòu)控制和H∞控制的組合控制,使系統(tǒng)能夠精確跟蹤目標軌跡。
1.3模糊控制在機械加工過程中的應(yīng)用許多機械加工過程十分復(fù)雜,用常規(guī)的控制方法建立精確的數(shù)學(xué)模型困難較大,自動控制的效果也不理想。模糊控制具有將復(fù)雜問題直觀話、構(gòu)造算法靈活化以及控制編程簡單化的特征,因此在這些機械工程控制中也得到了廣泛的應(yīng)用。模糊控制并不用對控制對象進行精準的數(shù)學(xué)描述,只需要直接的輸入測量值與設(shè)定的偏差及其偏差變化率等條件,即可以得到最優(yōu)控制輸出值,目前利用模糊控制在805單片機上的模糊控制系統(tǒng)的仿真實驗結(jié)果顯示了控制效果十分明顯。
1.4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在數(shù)控機床中的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是仿生學(xué)思想在控制領(lǐng)域應(yīng)用的最新成果,其是由眾多簡單的神經(jīng)元連接成。其中的每個神經(jīng)元在結(jié)構(gòu)和功能上都相對簡單,但整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以組成高度非線性動力學(xué)系統(tǒng),從而用于復(fù)雜物理系統(tǒng)的表述。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢是可以進行大規(guī)模并行處理,同時還初步具有類似人腦的自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)能力,因此在智能化方向下的自動控制領(lǐng)域具有廣泛的前景應(yīng)用。數(shù)控機床是現(xiàn)代機械工業(yè)必不可少的高效自動化設(shè)備。目前數(shù)控機床控制中的主要問題是自適應(yīng)能力低下,主要表現(xiàn)在切削過程的不可預(yù)知和不可確定性的情況下缺乏良好的識別和處理能力。為了避免這種情形下的刀具破損、機床自激振動異常情況發(fā)生,通常要選用較為保守的切削參數(shù),這就限制了數(shù)控機床加工能力的發(fā)揮和工作效率的提升。
2結(jié)語
【關(guān)鍵詞】鈷磷納米材料;化學(xué)鍍鈷;微波輻射
納米材料是指晶粒和晶界等顯微結(jié)構(gòu)能達到納米級尺度水平的材料。納米材料由于具有極微小的粒徑及巨大的表面,因此常表現(xiàn)與本體材料不同的性質(zhì),如納米材料在顏料、涂料、催化劑、功能陶瓷材料、發(fā)光材料、生物材料等方面有重要作用。
對納米材料的制備方法目前主要有三種分類方法。第一種是根據(jù)制備原料狀態(tài)分為固體法、液體法及氣體法。第二種按反應(yīng)物狀態(tài)分干法和濕法。第三種為物理法、化學(xué)法和綜合法?,F(xiàn)今采用第三種分類方法較多。它又分為(i)化學(xué)法,分為水熱法、水解法、熔融法等;(ii)物理法,分為蒸氣冷凝法、爆炸法、電火花法、離子濺射法、機械研磨法、低溫等離子體法等;(iii)綜合法,分為等離子加強化學(xué)沉積法(PECVD)、激光誘導(dǎo)化學(xué)沉積( LICVD)等方法。
鈷磷納米材料有很好的磁損耗,而碳納米管則是一個性質(zhì)穩(wěn)定,大小適中,且承載能力很強的納米材料,并且擁有很好的介電損耗,碳納米管(CNTs)具有。兩者配合可以起到很好的吸收電磁波的效應(yīng)??茖W(xué)界曾經(jīng)預(yù)言,21世紀電磁波將會成為重要污染的一種,勢必會嚴重影響到人們的生活健康,所以鈷磷碳納米管的前景務(wù)必廣闊,它的制備也被很多人關(guān)注。
碳納米管有優(yōu)異的力學(xué)性能,電學(xué)性能和磁性能?;瘜W(xué)鍍具有優(yōu)良的均鍍和深鍍能力,而且通過控制鍍液的成分和工藝條件,利用化學(xué)鍍的方法可以在碳納米管表面包敷一層金屬,制備出種類廣泛的一維納米磁性材料,從而在納米鐵磁研究和高密度存儲器中得到應(yīng)用。化學(xué)鍍對被鍍材料的導(dǎo)電性,尺寸大小和形狀以及鍍覆方向都沒有特殊要求,因此,是對碳納米管這種納米尺度異形材料鍍膜的理想方法。碳納米管易團聚,可采用超聲方法分散在鍍液中,從而使每根碳納米管都獲得均勻的鍍層。
制備方法:
(1)制備碳納米管:碳納米管的制備目前為止以三種方式為主,分別是電弧法,催化裂解法,離子或激光蒸發(fā)法,而最適合制備鈷磷納米材料的則是催化裂解法,基本原理為將有機氣體(如乙炔、乙烯等)混以一定比例的氮氣作為壓制氣體,通入事先除去氧的石英管中,在一定的溫度下,在催化劑表面裂解形成碳源,碳源通過催化劑擴散,在催化劑后表面長出碳納米管,同時推著小的催化劑顆粒前移。直到催化劑顆粒全部被石墨層包覆,碳納米管生長結(jié)束,此方法優(yōu)點是制備方法簡單,易于控制,條件易滿足,可大批量生產(chǎn),產(chǎn)率高,并且很好發(fā)揮它吸收電磁波的作用。
(2)預(yù)處理碳納米管:1)化學(xué)粗化:化學(xué)粗化主要是通過化學(xué)腐蝕的方法,在碳納米管表面形成一個較為粗糙的微觀結(jié)構(gòu),使之由憎水性變?yōu)橛H水性,提高之后的預(yù)處理效率,并可以提高鈷鍍層與碳納米管表面之間結(jié)合力的一種鍍前處理工藝,可以提高鈷磷碳納米管的產(chǎn)率以及品質(zhì),常見的試劑可以用一定濃度的H2SO4與CrO3組成粗化液在60-70度下攪拌20min后過濾并用去離子水洗滌。2)敏化:敏化是通過某些試劑的浸泡作用,使得原本性質(zhì)穩(wěn)定不易反應(yīng)的碳納米管變得性質(zhì)活潑,易于反應(yīng),通過敏化可以大大提高化學(xué)鍍的效率,選用的試劑一般是與后續(xù)試劑易發(fā)生反應(yīng)的試劑,這樣產(chǎn)出的鈷磷碳納米管產(chǎn)率高,并且不易含有敏化劑。3)活化:活化是提升整個碳納米管能量的一個過程,使得之后的化學(xué)鍍更容易進行,主要的方法是在經(jīng)過化學(xué)粗化處理的碳納米管表面吸附一層具有催化活性的貴金屬,作為化學(xué)鍍的催化中心,使得化學(xué)鍍的還原反應(yīng)在碳納米管表面迅速均勻地進行,并且除去一部分敏化時殘留的試劑和雜質(zhì),所以活化是比較重要的環(huán)節(jié),關(guān)系著化學(xué)鍍的成敗?;罨话愕挠袃煞N方法:分部活化法和一步活化法,制備鈷磷納米材料一般采用一步活化法,一步活化法一般采用膠體鈀法,具體原理是催化鈀還原出來并形成膠體,一次浸潤在碳納米管表面,經(jīng)解膠后即有活性。此種方法雖然成本較貴,但是溶液穩(wěn)定性高,對于鈷磷納米材料的催化效果較好,鍍層鈷的附著力強,產(chǎn)品品質(zhì)較好,產(chǎn)率較高。敏化與活化是整個反應(yīng)中的決定性的因素,所以敏化與活化溶液的配制是關(guān)鍵對于膠體鈀活化法來說,配制是關(guān)鍵,如果配制不當,就會沒有活性或者很快就失去活性。無論用哪種方法,一是計量要準確,再一是反應(yīng)要完全,為此一定要加溫到60℃并保溫8h左右。最好是放置一定時間再使用,則活性最佳。采用等離子計量法可以配制出活性很高且馬上可使用的活化液,但反應(yīng)溫度如掌握不好,則會因反應(yīng)太快而出現(xiàn)金屬漂浮于液面的現(xiàn)象,使活化液很快失效。在生產(chǎn)過程中,要維護好活化液,絕不可將粗化液等破壞膠體的物質(zhì)帶入液內(nèi),此外,要加蓋保存,以防空氣中的氧將Sn+氧化為Sn4+。另外,解膠液要經(jīng)常更換,否則,也會影響膠體鈀活化工藝的活性。但是在實際生產(chǎn)中,無論采用哪種活化方法都會遇到活化不好的情況,實踐經(jīng)驗表明:除了粗化不夠以外,大多數(shù)是由于活化液配制不當或者操作不仔細、溶液維護不好造成的。
(3)對碳納米管施鍍:由于鈷的標準電位很小(-0.28V),如果選用以次磷酸鹽為還原劑的酸性溶液施鍍,則速度較慢,只有在堿性溶液中才有較高的沉積速度;另外Bayes等指出,當鍍層中磷含量超過8%(質(zhì)量分數(shù),下同) 時鍍層呈非磁性;當?shù)陀诖撕繒r才具有磁性。而當在堿性環(huán)境中施鍍時, 則能控制合金中磷含量小于6%,具有較好的磁性能。通過多方案綜合評選,選用鍍液配方為CoSO4?7H2O(0.036mol/L) 、NaH2PO2?H2O(0.236mol/L)、H3BO3(0.485mol/L)、C4H4KNaO6?4H2O(0.496mol/L)。用NaOH 調(diào)節(jié)pH值至9,在恒溫70度下將活化后的碳納米管浸入鍍槽, 在攪拌狀態(tài)下施鍍30min。鍍后用去離子水洗滌,在120度下烘干。此階段是整個化學(xué)鍍過程的關(guān)鍵,首先控制好各個試劑的用量,因為試劑的用量會影響到溶液的酸堿度,反應(yīng)進行的程度和快慢,制備出來的碳納米管中含有的雜質(zhì),盡量讓反應(yīng)以均勻的速度進行,物質(zhì)充分反映為最佳。其次反應(yīng)的環(huán)境也很重要,如溫度,酸堿度,氣壓等,這些客觀因素將影響反應(yīng)的速率以及平衡,甚至于某一個因素的偏差會導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生,使得整個制備失敗。
(4)熱處理碳納米管:這是化學(xué)鍍法的最后階段,將鍍后的碳納米管用管式電爐進行熱處理, 溫度400度,同時通入氮氣和氫氣保護, 二者流量比為10:1,時間為45min。熱處理的目的是使碳納米管表面的溶液蒸發(fā),并且除去雜質(zhì),得到鈷磷納米材料產(chǎn)品。
鈷磷納米材料還有許多不同類型的制備方法,如氣相沉淀法,微波輻射法等,化學(xué)鍍法作為一種環(huán)境要求較低,出產(chǎn)率較高,品質(zhì)較好的方法,也有一定的缺點,比如活化時消耗鈀元素,成本比較高,很多制備中的物質(zhì)沒能循環(huán)利用,這些缺點需要其他的一些技術(shù)手段去克服,去開發(fā)。
【參考文獻】
[1]杜小旺.磷酸鈷納米粒子的微波輻射制備法[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004(1).
【關(guān)鍵詞】高中物理,限制因子定律,物理教學(xué)內(nèi)容,生態(tài)化設(shè)計
1.提出問題
高中物理課堂生態(tài)化教學(xué)是指物理教師整體協(xié)調(diào)與組織課堂教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)外諸多要素,主動開發(fā)和利用各種課程資源,營造對學(xué)習(xí)者有意義的真實情境,組織有利于發(fā)展學(xué)習(xí)者主體性、獨特性和社會性的活動,將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與個體發(fā)展置于開放性的、與其他成員、物理環(huán)境和社會環(huán)境不斷互動的物理課堂教學(xué)系統(tǒng)之中,從而促進學(xué)習(xí)者有效達成物理教學(xué)目標的過程。
物理課堂教學(xué)內(nèi)容的生態(tài)化設(shè)計是實施生態(tài)化物理教學(xué)的重要組成部分,指在生態(tài)化教育教學(xué)思想指導(dǎo)下,以生態(tài)學(xué)的基本原理和方法為依據(jù)的物理課堂教學(xué)內(nèi)容的一種特定組織方式,它主要涉及教學(xué)內(nèi)容的選擇、組織和動態(tài)性生成。生態(tài)化物理教學(xué)內(nèi)容設(shè)計以實現(xiàn)課堂教學(xué)“生命性、整體性、開放性、動態(tài)平衡性、共生性”之生態(tài)特征為目標,使傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)回歸真本。
生態(tài)學(xué)上所謂的“限制因子”是指達到或超過生物耐受限度的因子。教育生態(tài)學(xué)中的“限制因子定律”源于李比希(Liebig)的研究:1840年李比希在研究礦質(zhì)營養(yǎng)與植物的生長關(guān)系時發(fā)現(xiàn),當植物所需的營養(yǎng)供應(yīng)量降低到該植物最小需求量以下時,該種礦質(zhì)營養(yǎng)就會限制這種植物的生長,即使其它礦質(zhì)營養(yǎng)供應(yīng)再充足,也不會提高作物的產(chǎn)量。這一原理運用到教育領(lǐng)域,就成了教育生態(tài)學(xué)中的“限制因子定律”。
限制因子定律在生態(tài)化課堂教學(xué)中具有其特殊性,在不同情況下,生態(tài)因子有時是限制因子,有時是非限制因子,所以在教學(xué)設(shè)計時必須找出限制因子,尋求合理的方法將限制因子轉(zhuǎn)換成非限制因子,以促進物理課堂教學(xué)內(nèi)容的生態(tài)化設(shè)計的實現(xiàn)。
2.創(chuàng)設(shè)真實的物理學(xué)習(xí)情境,轉(zhuǎn)化新課教學(xué)內(nèi)容中的限制因子,有效實現(xiàn)新課教學(xué)內(nèi)容的生態(tài)化設(shè)計
生態(tài)化物理教學(xué)在內(nèi)容設(shè)計上要求把“學(xué)校物理”與實際生活緊密聯(lián)系起來,在利用好學(xué)校資源的基礎(chǔ)上,篩選現(xiàn)實環(huán)境中可利用的、與教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)的潛在資源以及創(chuàng)生資源來創(chuàng)設(shè)真實或接近真實的物理學(xué)習(xí)情境,把新課教學(xué)內(nèi)容中的限制因子轉(zhuǎn)換為非限制因子,從而讓學(xué)生真正體驗建立物理概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程。例如,進行《機械波的產(chǎn)生》教學(xué)時,機械波的形成是一個難點,機械波的形成就是本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的限制因子。學(xué)生不理解機械波是怎樣形成的,也就沒法解決相關(guān)的問題。要把這一限制因子轉(zhuǎn)換為非限制因子,一方面可以利用學(xué)校的“潛在資源”——多媒體設(shè)備,和“創(chuàng)生資源”——多媒體課件,來模擬機械波的形成,讓學(xué)生直觀看到機械波是怎樣形成的。另一方面,還可以讓學(xué)生表演團體操的方法進行。讓部分身高相近的學(xué)生手肩互搭從左到右排成一隊,告誡學(xué)生保持聯(lián)帶關(guān)系不要松手并注意平衡不要摔倒,然后讓左排頭的一名同學(xué)蹲下、站起做上下振動,后面的同學(xué)模仿左邊同學(xué)的運動但要稍有滯后,這樣一個簡單的團體操表演就呈現(xiàn)在全班同學(xué)面前,學(xué)生們躍躍欲試,在玩樂中形象地化理解了機械波形成及其傳播特點,有效地轉(zhuǎn)換了教學(xué)中的限制因子。
3.充分利用潛在資源,轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)中的限制因子,有效實現(xiàn)物理實驗課教學(xué)內(nèi)容的生態(tài)化設(shè)計
物理是一門實驗的學(xué)科。物理實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)掌握探究自然規(guī)律、研究自然科學(xué)的方法、形成科學(xué)求實的態(tài)度、提高科學(xué)素養(yǎng)的良好教育平臺。從限制因子定律考慮,實驗室條件影響了實驗教學(xué)的進行。在實驗條件較差的學(xué)校,教材中的許多演示實驗和學(xué)生的探究實驗都難以進行,導(dǎo)致教師在課堂上“講”實驗,學(xué)生在“聽”實驗,根本沒法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,更談不上培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰α?。因?實驗室條件就成為物理課堂教學(xué)的限制因子。為了降低限制因子對課堂教學(xué)效果的影響,教師和學(xué)生可充分挖掘身邊存在的潛在資源,通過能動創(chuàng)造地變限制因子為非限制因子。利用生活中熟悉的易得品,如用可樂瓶做“完全失重現(xiàn)象”;選用玩具陀螺并將它旋轉(zhuǎn)起來,用滴管將墨水滴在它的旋轉(zhuǎn)面上,從紙面上留下的痕跡,可觀察、分析曲線運動的速度方向;利用玩具手槍測量子彈射出時的速度;利用電視機的熒光屏做靜電實驗;可利用圓珠筆中的彈簧,設(shè)計一個測量該彈簧勁度系數(shù)的實驗。象這樣用生活中熟悉材料、器具等開發(fā)進行的一類體現(xiàn)自創(chuàng)性、趣味性、簡易性、生活化的物理實驗不僅能動地變限制因子為非限制因子,還拉近物理學(xué)習(xí)與生活之間的距離,實現(xiàn)“學(xué)校物理”與現(xiàn)實物理相聯(lián)系教學(xué)目的。
另外,一些宏觀的或微觀的物理現(xiàn)象,如人造地球衛(wèi)星的發(fā)射及繞地球運行過程、布朗運動、安培分子電流假說、盧瑟福a粒子散射實驗、核裂變過程等都無法在實驗室進行演示;還有一些很快的或很慢的物理過程,如自由落體運動。上述這些因受時間、空間和實驗條件的限制,都難以通過傳統(tǒng)課堂實驗向?qū)W生直觀展示物理現(xiàn)象,致使學(xué)生缺乏感性認識,印象不深,成為學(xué)生掌握新知識的限制因子。這時運用計算機多媒體可以突破時間和空間的束縛,把這些無法展示在學(xué)生面前的物理現(xiàn)象通過計算機模擬,形象逼真地展示在課堂教學(xué)中,有效轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)中的限制因子,提高課堂效率。
4.重視模型的遷移應(yīng)用,轉(zhuǎn)化習(xí)題課中的限制因子,有效實現(xiàn)物理習(xí)題課教學(xué)內(nèi)容的生態(tài)化設(shè)計
關(guān)鍵詞:樹脂澆注 干式變壓器 絕緣結(jié)構(gòu) 耐熱評定 試驗 分析
中圖分類號:TM412 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)01(a)-00-01
1 樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)耐熱評定基本原理分析
在當前技術(shù)條件支持下,熱老化主要研究對象包括以下幾個方面的內(nèi)容:首先,熱老化作為化學(xué)降解反應(yīng)、聚合反應(yīng)以及擴散反應(yīng)的生成結(jié)果而進一步展開相應(yīng)的化學(xué)變化或是物理變化;其次,熱老化作為受到熱膨脹作用力、熱收縮作用力或是熱膨脹配合熱收縮作用力而反應(yīng)產(chǎn)生的熱機械作用力。相對于熱老化反應(yīng)所作用的有機材料而言,其將從硬度指標、強度指標、延伸性指標、抗壓指標、絕緣電阻指標以及吸水性指標等多個方面對有機材料的綜合使用性能產(chǎn)生一定影響。從現(xiàn)階段的應(yīng)用實踐角度上來說,有關(guān)樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)耐熱性能的試驗原理基本與有關(guān)絕緣材料的耐熱性能試驗原理表現(xiàn)一致,充分體現(xiàn)了對Arrhenius定律的應(yīng)用,具體的表達方式如下所示(可分為兩種情況):
該公式當中以L表示壽命,以C表示常數(shù),以表示活化能指標,單位取值為eV,以K表示波爾茲曼常數(shù)指標,單位取值為eV/K(一般狀態(tài)取值為恒定狀態(tài),即8.617×10-5),以T表示熱力學(xué)溫度指標,單位取值為K。
該公式當中同樣以L表示壽命,以T表示T表示熱力學(xué)溫度指標,單位取值為K。與此同時,a、b均設(shè)定為常數(shù)數(shù)值狀態(tài)。
通過對這一公式的分析不難發(fā)現(xiàn):在通過一定的試驗方式獲取有關(guān)a、b取值的基礎(chǔ)之上,能夠建立有關(guān)樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的熱壽命曲線,具體的示意圖如下圖所示(見圖1)。
2 樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)耐熱評定試驗步驟分析
有關(guān)樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)耐熱評定試驗的操作步驟需要在結(jié)合現(xiàn)行“電氣絕緣結(jié)構(gòu)評定與鑒別”相關(guān)標準規(guī)范的基礎(chǔ)之上開展。首先需要明確的是對壽命重點判據(jù)問題的確定。在實際工作過程當中,建立遵循以下幾方面
規(guī)定。
一方面,X倍(X取值應(yīng)當為1.5、2、3、4)高于正常運行狀態(tài)下低壓指標的耐高壓試驗動作;另一方面,Y倍(Y取值應(yīng)當為1、1.5、2、3)高于正常運行狀態(tài)下耐脈沖max數(shù)值水平。
特別需要注意的一點是:為確保整個耐熱評定試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)的有效性與可靠性,應(yīng)當將試驗樣本個數(shù)控制在5個以上,按照分周期的方式進行三點法試驗作業(yè)。各相應(yīng)周期應(yīng)當重點包括以下幾個方面的具體內(nèi)容。
(1)從熱老化試驗的角度上來說,需要將試驗樣品放置于烘箱裝置內(nèi)部進行熱老化反應(yīng)試驗。需要注意的是:對于熱老化反應(yīng)時間以及反應(yīng)溫度指標的選取應(yīng)當結(jié)合干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的預(yù)定標準予以參照。
(2)從潮濕試驗的角度上來說,首先應(yīng)當將室內(nèi)環(huán)境溫度控制在15~35 ℃單位范圍之內(nèi),與此同時,濕度指標也應(yīng)當滿足在95%比例以上。整個潮濕試驗的反應(yīng)應(yīng)當持續(xù)48 h以上,以干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯性凝露現(xiàn)象為試驗條件充分的判定標準。
(3)從有關(guān)耐電壓試驗的角度上來說,其開展時間應(yīng)當在上一步驟潮濕試驗完成2 h單位時間范圍內(nèi)進行,以此按照匝間線圈、層間線圈以及對線圈的方式完成試驗作業(yè)。按照以上三點測定方式,能夠確定有關(guān)樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的耐熱反應(yīng)曲線,從而完成對絕緣結(jié)構(gòu)溫度指標的有效計算,達到耐熱評定目的。
3 結(jié)語
在整個耐熱評定試驗過程當中,樹脂澆注干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)繞組部件表面呈現(xiàn)出較為緩慢的色澤發(fā)黑變化,斷面位置開始呈現(xiàn)出不明顯裂紋問題,這說明繞組部件的熱老化過程基本符合一般性規(guī)律。與此同時,在繞組部件表面位置出現(xiàn)變化因素的情況下,干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)模型并未呈現(xiàn)出相對應(yīng)的破壞現(xiàn)象,導(dǎo)致其最終出現(xiàn)失效問題的根本原因可以歸集到繞組部件整體絕緣結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的老化反應(yīng)。以上實驗結(jié)果證實:對于樹脂澆注干式變壓器設(shè)備而言,絕緣結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的耐熱性能直接決定著整個設(shè)備使用壽命的發(fā)揮。在未經(jīng)過耐熱評定試驗前單純通過理論研究的方式認定變壓器使用壽命的方式并不合理。這一點應(yīng)當引起相關(guān)工作人員的特別關(guān)注與重視。
參考文獻
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