《凝固理論》課程標準

PAGE5《凝固理論》課程標準第一部分課程概述一、課程的性質和作用《凝固理論》是高等職業(yè)學校冶金技術專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎課，其目的是使冶金技術專業(yè)的學生對鋼水在凝固過程中所發(fā)生的一系列物理化學變化現(xiàn)象有一個全面的了解。適用于高中畢后3年制冶金技術專業(yè)的學生。學時數(shù)為26學時。內(nèi)容包括：鋼液結晶與鋼錠結構、凝固過程傳熱、凝固收縮、凝固偏析、凝固過程的非金屬夾雜物、凝固過程的氣體。通過本課程的學習，使學生能夠識別凝固組織、了解組成過冷和凝固的界面形態(tài)、了解連鑄坯的傳熱，熟悉工藝條件與縮孔、疏松、裂紋缺陷的關系，熟悉凝固過程夾雜物的形成與分布，以及在凝固過程中溶解氣體的生成與析出，掌握微元分析法及偏析的數(shù)模的推導條件，凝固為銜接煉鋼和軋鋼之間的一項特殊作業(yè)，當鋼水一旦凝固成固體后，在以后的熱加工過程中就不能對鋼質量有本質的改進了，因此通過本課程的學習為畢業(yè)后從事生產(chǎn)技術與管理工作及參與鋼鐵產(chǎn)品質量分析奠定基礎。二、課程基本理念本課程從高等職業(yè)教育的性質、特點、任務出發(fā)，立足于素質教育，確立課程的主要目標是拓展學生的專業(yè)知識，培養(yǎng)學生的技術應用能力。通過該課程的學習能夠使學生更負責、更有遠見、更有道德的方式從事自己的職業(yè)；以更喜愛專業(yè)技術的情感、積極探究專業(yè)技術；以更高地熱情參與技術創(chuàng)新實踐，為社會的進步和發(fā)展做出貢獻。（一）面向全體學生，注重素質教育、能力培養(yǎng)本課程面向冶金技術專業(yè)全體學生，注重專業(yè)基礎素質教育，激發(fā)他們的學習興趣，提高他們的邏輯思維能力，增強他們的理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。（二）突出學生主體，尊重個體差異本課程在目標設定、教學過程、課程評價和教學資源開發(fā)等方面都突出以學生為主體的思想。課程實施應成為在教師指導下構建知識、提高技能、活躍思維、展現(xiàn)個性和拓展知識視野的過程。（三）注重過程評價，促進學生發(fā)展構建能激勵學生學習興趣和自主學習能力的評價體系。該評價體系包括形成性評價和終結性評價。在教學過程中以形成性評價為主，注重培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習積極性、自主學習能力和自信心；終結性評價應注重檢驗學生對知識掌握和應用的能力。評價要有利于促進學生的知識應用能力和健康人格的發(fā)展；促進教師不斷提高教育教學水平；促進本課程的不斷完善與發(fā)展。（四）開發(fā)課程資源，拓展學習渠道本課程要力求合理利用和積極開發(fā)課程資源，結合學校現(xiàn)有教學儀器、設備等給學生提供更貼近現(xiàn)場實際，能反映新技術、新工藝、新設備的課程資源。（五）改變教學方式、運用現(xiàn)代教學技術積極利用現(xiàn)代化教育教學手段，例音像、多媒體等技術，改變傳統(tǒng)教學方式，從多角度、多層面為學生提供真實地專業(yè)技術環(huán)境，增加學生對知識的感性認識和理性認識，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。三、課程設計思路和依據(jù)（一）課程設計思路本課程標準主要由以下幾個部分組成：前言、課程目標、內(nèi)容標準、實施建議等。它們分別闡釋課程性質、課程的基本理念和課程標準的設計思路；課程的總目標與階段目標；內(nèi)容說明和內(nèi)容標準；教學建議、評價建議、課程資源的開發(fā)與利用、教材編寫建議等。（一）確定教學內(nèi)容《凝固理論》課程本著拓寬專業(yè)基礎知識、多方向的就業(yè)思路，根據(jù)冶金技術專業(yè)崗位群技能要求，從而確定教學內(nèi)容、教學時數(shù)和教學方法。（二）理清知識脈絡，明確知識主線，使知識層次更清晰本課程主要是理論知識。構建課程內(nèi)容時充分考慮專業(yè)知識共用性和知識的相互銜接，以培養(yǎng)和提高學生知識應用為主線來劃分該課程的學習領域，將課程共分為四章，因此，本標準劃分了“凝固的熱力學和動力學”、“凝固過程的傳熱”和“凝固收縮”、“偏析與新相的生成”四個學習模塊。凝固理論凝固理論偏析與新相生成凝固過程的傳熱凝固熱力與動力學凝固收縮偏析與新相生成凝固過程的傳熱凝固熱力與動力學凝固收縮（三）創(chuàng)設學習氛圍，注重學習效果本課程通過學習和分析知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的關系來體現(xiàn)對冶金行業(yè)未來從業(yè)者的綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)；重視科學、技術與社會的相互聯(lián)系；倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式；強化評價的診斷、激勵與發(fā)展功能。在內(nèi)容標準中對各主題的學習提出了探究活動的具體建議，旨在轉變學生的學習方式，使學生積極主動地獲取知識，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。教師可在相關主題的教學中利用案例來創(chuàng)設學習情景，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性，幫助學生理解學習內(nèi)容，體驗冶煉知識、冶金技術專業(yè)知識等與社會活動的緊密聯(lián)系，引導學生認識學習冶煉知識在促進行業(yè)發(fā)展中的重要作用。第二部分課程目標一、知識性目標（一）了解凝固的基本概念和對凝固的基本要求，以及鋼水在凝固過程中所發(fā)生的一系列物理化學變化等。（二）了解鋼液結晶與凝固結構。掌握成分過冷理論和各種凝固組織的識別與成因，掌握鋼水凝固過程的冶金特點以及各種鎮(zhèn)靜鋼錠、沸騰鋼錠、連鑄坯和電渣重熔鋼錠凝固結構的特點，以及凝固結構的控制方法，了解凝固結構對產(chǎn)品質量的影響。（三）熟悉鋼液凝固過程傳熱機構以及影響鋼液凝固傳熱的因素，了解傳熱與凝固定律，知道鋼錠凝固實驗的幾種研究方法，掌握凝固熱傳導方程式，并且要熟悉利用傳熱方程式來分析金屬在不同模子里的凝固過程，并由此導出的凝固定律。重點掌握和了解連鑄坯的傳熱。（四）了解不同條件下縮孔的形成以及消除鋼錠本體中縮孔的措施，掌握工藝條件與縮孔、疏松、裂紋等缺陷的關系，以及減少和消除裂紋的方法。（五）掌握偏析的概念，了解顯微偏析和宏觀偏析以及偏析對鋼質量的危害，了解工藝上減輕偏析的方法，掌握微元分析法及偏析數(shù)模的推導條件，熟悉凝固過程夾雜物的形成與分布，熟悉凝固過程中溶解氣孔的生成與氣體的析出。掌握避免凝固過程中再生夾雜物的生成，在工藝上采取的措施。（六）在學生了解凝固原理基礎上，以促進學生全面而又富有個性的發(fā)展為基本目標，著力發(fā)展學生以信息的交流與處理、技術的設計與應用為基礎的技術實踐能力，努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)造意識和一定的人生規(guī)劃能力。二、技能性目標（一）了解凝固的基本概念和對凝固的基本要求，以及鋼水在凝固過程中所發(fā)生的一系列物理化學變化等。（二）了解鋼液結晶與凝固結構。掌握成分過冷理論和各種凝固組織的識別與成因，掌握鋼水凝固過程的冶金特點以及各種鎮(zhèn)靜鋼錠、沸騰鋼錠、連鑄坯和電渣重熔鋼錠凝固結構的特點，以及凝固結構的控制方法，了解凝固結構對產(chǎn)品質量的影響。（三）熟悉鋼液凝固過程傳熱機構以及影響鋼液凝固傳熱的因素，了解傳熱與凝固定律，知道鋼錠凝固實驗的幾種研究方法，掌握凝固熱傳導方程式，并且要熟悉利用傳熱方程式來分析金屬在不同模子里的凝固過程，并由此導出的凝固定律。重點掌握和了解連鑄坯的傳熱。（四）了解不同條件下縮孔的形成以及消除鋼錠本體中縮孔的措施，掌握工藝條件與縮孔、疏松、裂紋等缺陷的關系，以及減少和消除裂紋的方法。（五）掌握偏析的概念，了解顯微偏析和宏觀偏析以及偏析對鋼質量的危害，了解工藝上減輕偏析的方法，掌握微元分析法及偏析數(shù)模的推導條件，熟悉凝固過程夾雜物的形成與分布，熟悉凝固過程中溶解氣孔的生成與氣體的析出。掌握避免凝固過程中再生夾雜物的生成，在工藝上采取的措施。（六）在學生了解凝固原理基礎上，以促進學生全面而又富有個性的發(fā)展為基本目標，著力發(fā)展學生以信息的交流與處理、技術的設計與應用為基礎的技術實踐能力，努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)造意識和一定的人生規(guī)劃能力。三、情感性目標1.獨立思考，善于總結經(jīng)驗，有創(chuàng)新意識；2.樂于合作，發(fā)揮集體力量，協(xié)作學習；坦誠相待，樂于助人，樹立良好的職業(yè)道德意識；3.堅韌、誠信，遵守秩序。第三部分內(nèi)容標準《凝固理論》是介紹鋼水在凝固過程中所發(fā)生的一系列物理化學現(xiàn)象的一門課程。通過對本課程的學習，使冶金技術專業(yè)的學生能夠了解凝固的基本原理，正確理解鋼鐵生產(chǎn)技術與所學專業(yè)的關系，為全面提高學生的素質打好基礎。本課程由凝固的熱力學和動力學基礎、凝固過程傳熱、凝固收縮、偏析與新相生成四個模塊組成。各模塊學時分配如下表所示：各模塊學時分配一覽表序號模塊名稱建議學時1鋼液凝固結晶122凝固過程的傳熱83凝固質量4總計26一、凝固的熱力學和動力學基礎（一）學習目標（1）了解凝固的基本概念和對凝固的基本要求（2）了解鋼水在凝固過程中所發(fā)生的一系列物理化學變化（3）掌握成分過冷理論（4）了解各種凝固組織的識別與成因（5）了解等軸晶和樹枝晶的形成原因（6）掌握鋼水凝固過程的冶金特點（7）了解凝固結構對產(chǎn)品質量的影響（8）掌握凝固結構的控制方法（二）實踐活動建議（1）結合專業(yè)實習，了解凝固結構對產(chǎn)品質量的影響；掌握凝固結構的控制方法（2）掌握鋼水凝固過程的冶金特點。第四部分課程實施一、教學建議（一）從促進學生發(fā)展出發(fā)制訂教學目標傳統(tǒng)的教學片面強調(diào)知識和技能目標，忽略了全面提高學生的職業(yè)綜合素養(yǎng)。為此，要領會本課程在整個專業(yè)課程體系中的作用，改變傳統(tǒng)的教育觀念，推進教學方式和學習方式的轉變。教師在教學過程中應與學生積極互動、共同發(fā)展，要處理好傳授知識與培養(yǎng)能力的關系，注重培養(yǎng)學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調(diào)查、探究，在實踐中學習，促進學生在教師指導下主動地、富有個性地學習。教師應尊重學生的人格，關注個體差異，滿足不同學生的學習需要，創(chuàng)設能引導學生主動參與的教育環(huán)境，激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)學生掌握和運用知識的態(tài)度和能力，使每個學生都能得到充分的發(fā)展。（二）采用科學的教育方法，培養(yǎng)學生的探究能力在傳統(tǒng)的教學中，教學過程中往往是教師教，學生學；教師教多少，學生學多少；教師示范，學生模仿。在這樣的課堂里，實際上學生不是自己學會技術，而且被教會技術，技術教學往往成了單純的技能訓練活動，教學的雙邊活動變成了單邊活動。新的教學理念強調(diào)，教學是教與學的交往、互動，是師生雙方進行相互交流、相互溝通、相互啟發(fā)、相互補充的過程，在這個過程中教師與學生交換彼此的思考、經(jīng)驗和知識，交流彼此的情感、體驗與觀念，豐富教學內(nèi)容，求得新的發(fā)現(xiàn)，從而達到共識、共享、共進，實現(xiàn)教學相長和共同發(fā)展。（三）積極進行教育教學研究，提高教師職教能力新課程標準要求教師是一位職業(yè)教育的研究者。教師在課程實施過程中會出現(xiàn)和碰到書本上沒有的新問題，同時沒有經(jīng)驗可借鑒和參照，這就要求教師在教學過程中要做教學研究的有心人，分析教學過程中可能出現(xiàn)的問題，反思自身的教學行為，對教學中積累的經(jīng)驗進行認真總結，探究解決教學中難題，并使教學經(jīng)驗升華為教育教學研究成果，進而提高為規(guī)律性即理論性的認識，再指導教學過程。這種研究不脫離專業(yè)教學實際，長此以往堅持這種研究，必將提高教師的教學水平，保證教學課程得到創(chuàng)造性地實施。二、評價考核建議構建以培養(yǎng)和提高學生職業(yè)綜合素質為宗旨的《凝固理論》課程評價體系。這一體系既要評價學生對《凝固理論》知識的掌握情況，又要重視對學生結合專業(yè)知識的進行應用、探究能力，又要包括情感態(tài)度與價值觀等方面的評價。（一）評價學生對各模塊內(nèi)容的掌握以及端正的學習態(tài)度教學過程是為達到教學目的而必須經(jīng)歷的教學活動。在教學活動中，學生要完成各模塊內(nèi)容的學習。在學習過程中，通過學生自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，才能使學生產(chǎn)生多元化的思考，才能有多種觀點的產(chǎn)生、比較和論證，學生的技術素養(yǎng)才能得到提高，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維才能得到培養(yǎng)。所以，在教學活動中要強調(diào)學生的過程性參與，要求每位學生在學習該課程的同時，又要求每位學生對該課程中的技術方案的如何應用進行思考。要做到“學生的過程性參與”，教師必須在教學中注意激發(fā)和保持學生對技術方案的強烈興趣，以吸引他們主動而積極地參與思考和應用。（二）拓展學生進行發(fā)散思維，評價學生對模塊中內(nèi)容的理解和掌握能否升華到理性認識解決技術問題的方法是多種多樣的，所以解決問題的技術方案也不是唯一的，因此在教學過程中，充分考慮到學生思想活躍的現(xiàn)狀，要積極引導學生從多角度思考，用多種技術思想和方法去分析問題，形成多個解決問題的方案。在形成多個方案的基礎上，通過進行比較和優(yōu)化，最終形成最優(yōu)方案，從而使學生將學到的知識進行應用和升華。（三）加強過程評價，及時發(fā)現(xiàn)教學過程中存在的問題，并可及時采取糾正預防措施在教學過程中容易產(chǎn)生重視終結性評價而忽視過程性評價。過程性評價不僅使學生加深和鞏固已學知識，而且也可加深學生對技術方法的思考，有利于學生形成規(guī)范的思維定式，同時可及時發(fā)現(xiàn)教學過程中存在的問題，并可及時采取糾正預防措施。三、教案編寫建議教案的編寫應該全面體現(xiàn)課程理念，要為實現(xiàn)《標準》所規(guī)定的課程目標服務。因此，它不能只是知識的載體，而應擔負該課程在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等多方面的教育任務，這是考慮教案編寫時的出發(fā)點。教案的編寫依據(jù)是課程標準，但是，它應該比《標準》的要求更具體，更生動，更便于操作，滲透著編者對《標準》的領會，因此教案的編寫是一個再創(chuàng)造過程。教案編寫者應根據(jù)《標準》的基本理念、課程目標，在教科書內(nèi)容選擇、呈現(xiàn)方式等方面為實踐活動的實施創(chuàng)造條件。（一）內(nèi)容的選擇《標準》為教學內(nèi)容做了原則性的規(guī)定，在《標準》的框架下，教案在內(nèi)容選擇上有一定的選擇余地，要體現(xiàn)直觀性、關聯(lián)性和發(fā)展性的特點。應該有利于促進探究活動的開展,推薦一些操作的教學實例，反映職業(yè)教育的特色。（二）內(nèi)容的組織內(nèi)容出現(xiàn)的順序與方式、每項內(nèi)容所用的篇幅等，都應該體現(xiàn)一定的職業(yè)教育思想，因此編寫教案時應該深入思考和重點考慮。教案不僅要對學生課內(nèi)的教學活動進行指導，而且要為學生課外的、自主的、形式多樣的職業(yè)活動提供指導。（三）內(nèi)容的呈現(xiàn)教案的形式要生動活潑。圖片是呈現(xiàn)職業(yè)實踐情境的重要形式，版式要新穎。教案選材應該反映冶金行業(yè)最新的科技成果。授課過程中，除了使學生學到科學知識外，還能感受到時代的脈搏，保持積極向