混凝土模块式

混凝土模块式（精选九篇）

混凝土模块式 篇1

市政、工业及其他有地下管网的行业均须砌筑检查井等地下检修设施, 以往多采用砖砌式检查井、现浇钢筋混凝土式检查井, 施工工序多、施工工艺繁琐, 且施工安全、质量无法有效控制, 混凝土模块式检查井作为新兴材料因其易施工、整体性好、强度高、闭水性能好等特点, 在当前各类检查井施工中发挥出自身的优势。现结合巢湖市巢湖北路改造工程中的雨污水检查井施工, 浅谈模块式检查井的施工工艺以及与其他形式检查井间的优缺点。

1 工程概况

巢湖市巢湖北路改造工程位于巢湖市北部, 是巢湖市南北向的重要干道, 全长1.935 km, 原巢湖北路由于修建时间较长 (近20年) 且等级不高 (市政二级路) , 长期以来受到超限车辆的负重, 且周边又密布学校、医院、居民区, 道路交通负荷大且地下排水管网老化、损坏严重, 已严重影响道路排水、排污功能。道路排水体制采用雨污分流制, 雨水管1 931.6 m, 雨水连接管1 115 m, 雨水检查井282座;污水管1 200.3 m, 污水检查井40座;雨污水检查井多为圆形。

原巢湖北路道路宽度为单幅7 m, 双向四车道;改造后道路单幅宽度为11.5 m, 双向六车道, 且新建道路慢行及人行系统。为减少对周边居民、小区以及其他建筑物的影响, 新建污水管道距离道路中线多为4 m, 雨水管道距离道路中线多为6 m。为保证改造过程中的市区车辆及人流通行, 要求施工中必须采用半幅封闭施工, 不得敞开式施工, 因此大幅增加了道路排水管网的改造难度。

2 施工工艺

1) 施工工序。基槽开挖→垫层浇筑及首层模块砌筑安装→管道连接及模块井砌筑→管口包封及井室模块灌芯、流槽砌筑→盖板安装、勾缝→井筒砌筑、灌芯→井盖安装。

2) 基槽开挖。首先应准确定位检查井中心位置, 开挖时需在检查井半径基础上增加放坡宽度及操作空间, 从而便于人员施工并保证施工安全, 检查井基础坐落在土质较好的原状土层上, 地基承载力特征值满足设计要求或达到100 k Pa以上, 否则, 需进行加固处理, 如整体换填及抛石挤淤等均可。

3) 垫层浇筑、基础及首层模块砌筑安装。对已开挖基槽底进行整平, 并浇筑C15素混凝土垫层, 待垫层终凝后便可安装首层模块并浇筑底板C25钢筋混凝土, 首层模块的安装需以检查井中心画圆, 模块式检查井单层砌筑模块数量为井直径/100, 如1 500圆形检查井采用1 500弧形块, 单层安装15块, 模块砖长度×高度×宽度为340 mm×180 mm×240 mm。这样有效保证了检查井底部的密闭性, 防止渗水。

4) 管道连接及井室模块砌筑。管槽开挖完成后根据管内底标高反推管道外壁底标高, 安装完成后即可组砌模块式检查井井身, 砌筑过程中应注意上下层对孔、错缝, 严禁在模块砌体上留设孔洞。砌筑同时采用1∶2防水水泥砂浆对井壁进行勾缝处理, 随砌随勾缝。

5) 管口包封及井室模块灌芯、流槽砌筑。为确保管道接入检查井部分的密闭性, 在接入区域使用C25混凝土包封, 在管道的两侧及管道未深入检查井侧设置模板并加固, 检查井灌芯与管口包封可同时进行, 从而保证接口处的整体性, 提高防渗功能。

井身正常灌芯部分需分层 (30 cm~50 cm) 捣固, 连续浇灌, 直至距离本次浇筑段模块顶面6 cm为止, 中间不留施工缝, 一次性浇筑高度不大于2 m。

灌芯完成后在井底砌筑流槽, 流槽顶部与管内底标高齐平, 且流槽内弧线与管道内线型一致顺畅, 流槽顶面与管道中心位置齐平。

6) 盖板安装、勾缝。盖板为预制场集中预制, 使用铁箍及铁皮、钢筋进行定位, 以铁皮做模板、铁箍做固定、钢筋进行加固, 盖板内部参照图集06MS201-4配置盖板内钢筋、吊钩及预留700孔洞位置。浇筑完成且养护28 d后方可吊运至现场进行安装, 安装前在模块上坐浆并在安装后勾缝, 砂浆均采用1∶2防水水泥砂浆。预制盖板模板大样图见图1。

7) 井筒砌筑、灌芯。井筒为φ700圆形井筒, 采用700弧形块砌筑, 与井身模块砌筑方法相同, 但井筒在地面至地面以下1.5 m范围内需配置钢筋, 每孔内配1φ12钢筋。

8) 井盖安装。井筒砌筑至指定高度后安装井圈及井盖, 及时浇筑砂浆并做好养护工作, 禁止外来车辆及人员进入施工区域, 确保施工过程中人员安全。

3 模块式检查井与传统砖砌、钢筋混凝土式检查井对比

3.1 模块式检查井与传统砖砌式检查井对比

1) 砌体性能方面。砖砌式检查井一般采用实心粘土砖 (长×宽×高为240 mm×115 mm×53 mm) , 在节约环保型社会形态下已禁止使用, 砌体强度、抗渗性难以满足当前使用要求, 且管口与检查井连接处的孔洞等无法保证密闭性。模块式检查井材料为混凝土高频振捣后挤压而成, 砌块强度高, 通过灌芯等方式将模块连接成一体, 整体强度高, 抗剪、抗压能力突出, 且砌块间缝隙均在灌芯时振捣封堵, 保证了砌体的抗渗性能。2) 砌体进度方面。砖砌检查井采用单砖单块砌筑, 且需拌制大量水泥砂浆, 并在施工中需在砌体两面抹浆, 才能起到细微的抗渗功能。模块式检查井原材均为集中拌制, 组砌过程中仅需对组合缝隙进行勾缝处理, 之后均为重复性安装组砌操作, 施工工艺简单, 现场质量情况易于控制。特别是深度较大的检查井, 组砌速度接近砖砌检查井。

3.2 模块式检查井与传统钢筋混凝土式检查井对比

1) 砌体性能方面。

因模块式检查井中模块强度为MU10, 且施工过程中采用混凝土浇筑底板、包封管口、灌注模块芯孔, 砌体整体材料与混凝土相同, 砌体强度可媲美钢筋混凝土式检查井。而由于模块大小固定, 且模块内芯孔较小, 灌芯施工中振捣效果优于钢筋混凝土式检查井, 组砌后砌体外表美观, 砌体的抗渗性能突出。

2) 砌体进度方面。

模块式检查井根据检查井内径大小进行调整模块弧度及尺寸, 根据井室大小直接进行组砌, 不需进行大面积支立模板及钢筋加工, 从而大量节约工期及施工材料, 为确定选用混凝土模块式检查井还是钢筋混凝土检查井, 施工前期还对施工进度进行了对比参照 (如表1所示) 。

施工过程中亦可多处检查井同时施工, 施工人员均不需进行大量培训, 仅需掌握检查井的尺寸即可开展施工作业。对不同的检查井采用不同的模块, 大大提高了施工效率, 节省施工过程中的措施费用。

3) 经济效益方面。

混凝土模块式检查井将检查井施工模块化, 施工过程有效控制了混凝土及砂浆等原材的使用, 施工效率及砌体性能均优于钢筋混凝土式检查井, 大量节省施工费用 (如表2所示) 。

4 结语

本文结合巢湖市巢湖北路改造工程的实际施工经验, 简单的阐述了混凝土模块式检查井的施工工艺, 并将混凝土模块式检查井分别与砖砌检查井、钢筋混凝土检查井进行对比。

随着施工工艺的不断改善、施工技术的日趋成熟, 模块式检查井的施工性能、进度、经济效益等等优点将不断凸显, 其在今后的检查井施工中将被广泛的利用。

摘要：结合巢湖市巢湖北路改造工程的实际施工经验, 简单描述了混凝土模块式检查井的施工工艺, 并将混凝土模块式检查井分别与砖砌检查井、钢筋混凝土检查井进行了对比, 指出混凝土模块式检查井具有良好的经济效益。

关键词：混凝土模块式检查井,管道,对比

参考文献

[1]06MS201, 市政排水管道工程及附属设施[Z].

中考数学模块式复习知识方法 篇2

第一，就知识点而言，对知识点的掌握要有全面整体的思想，所以建议同学形成模块复习初中的所有知识点。近六年的考试热点是展开图、观察图像、探索规律，也有图形变换。

第二，注意四边形的问题。-五年北京中考都是梯形，考查的是四边形周长。主要考查的是辅助线的做法，和图形的基本性质，特殊四边形特有的性质并能运用。复习时要考虑到几何综合时构造特殊的四边形来做辅助线。

第三，注意圆的问题，容易出错的地方是第二问。考查的是圆的性质与全等相似，勾股定理，三角函数等性质的结合应用，也考查学生分析问题，推导已知，和对题的整体把握能力。

第四，留心二十二题。主要是阅读理解题，是考查学生对新知识、新性质的接受，并能转化应用的能力，以及图形的剪拼折叠。

此外，最后三道是压轴题，第一问或第二问，难度不大。是对基本性质和分析问题能力检测。最后一问难度增大，是对性质的综合运用和解题能力检测。

总结

建议每个同学都要根据自己的学习成绩制定学习计划，同时都要抓好基础。基础题占96分，有了这96分，对于一般学生也就可以了。对较好学生而言，这96分就是拿高分的基础。对于中上学生可以按下面方法进行练习，分层推进，先从四边形入手，再解决圆的问题，8、12，然后是23、24、25、22的顺序分阶段强化练习。

电子专业“模块式”教学模式探讨 篇3

【关键词】电子专业 “模块式” 教学模式 意义 应用

一、“模块式”教学模式简述

“模块式”教学理念是从模块化教学法中引申出来的，早在“项目化”教学之前，我国就已展开了对“模块化”教学的探索与实践。在模块化教学法中，“模块式”教学模式又被称为“模块式技能培训”，是把技能培训作为核心来进行现场教学的一种教学模式，英文缩写为MES。模块式教学模式强调能力的培训，具有较强的实用性，对学生以后工作有很大帮助。对于技术性较强的电子专业而言，在教学过程中实施模块式教学无疑是提高教学质量的有效策略。

二、“模块式”教学模式的重要教学意义

（一）体现了因材施教的教学要求

随着新课程改革的深入发展，因材施教被纳入了教学要求中，并作为重点部分被学校和教师应用于具体的教学实践中。之所以说模块式教学模式是因材施教的一种体现，是因为模块式教学模式可以根据学生个人的兴趣对所学专业的某一知识点展开针对性的学习和研究；还可以依据学生所愿意的工作职位为主要的培训方向，针对职位需求，将课程知识和培训内容分成若干模块，选择其中对该职位最有用、最有帮助的模块来进行专门的教学。如此一来，学生便能够较为迅速地掌握并拥有实用的专业技能，为将来的成功就业铺路。

（二）有利于职业院校传统教学模式的革新

我国的教育事业历经了一百多年的发展和演变，到现在，各大院校都在与时俱进地做出努力和改变，但仍旧受到传统教学模式的颇多影响，在一定程度上阻碍了教学发展的进程。高等院校的扩招使得职业院校的生源质量大幅下降，职业院校不得不从学制、专业设置、教学手段、实训模式等方面着手，进行较为系统的改革和创新，以此来吸收更多的学生。“模块式”教学模式是一种既新颖又先进的教学模式，一般情况下，学生只要能够掌握专业中基础的几个模块就能顺利就业，以后想再继续深造，可以学习其他更加深层次的模块。

（三）有助于复合型人才的培养

在市场经济体制的影响下，传统的生产方式和工作形式已经不能满足企业竞争的需求，企业要想在激烈的市场竞争中存活并得到稳固的发展，就必须在人才竞争中取得胜利，于是，工作能力较高的复合型人才便成为企业首要选取的主力人才。在教学和培训中采用模块式教学模式，可以在学生的主修专业以外增加几个与之相应的知识模块，让学生可以在学习主修专业的相关知识和技能的同时掌握一些其他有用的并与之相联系的知识和技能，扩大知识面，提高技能水平，以便在今后的工作中能够一岗多职，从容地应对各种变化。

三、“模块式”教学模式在电子专业教学中的具体应用

（一）电子专业教学中的课程模块设计

电子专业主要是由电子技术、多媒体技术、计算机应用技术等多个专业知识所构成的一个专业，其中包括电工基础、电子学、机械制图、电机与电气控制、电力电子技术等十几门专业课程，还包含有市场营销、艺术鉴赏、环境概论在内的几门选修课程。在众多的课程中，学生往往很难做到一一掌握，教师在教学过程也很难做到面面俱到。采用“模块式”教学模式对所有课程进行科学合理的划分，这些问题就都能迎刃而解了。例如，可以根据课程的难易程度、实用程度以及课程与课程之间的紧密程度，把纷繁复杂的专业课程和选修课程分为几个模块，再让学生根据自己的学习兴趣、知识水平或者将来所期望的就业方向等作为前提条件，自主地选择一个最有用的模块进行学习。如此一来，便可以让学生把更多的时间和精力都集中在自己所选的专业模块上，有效提高学习效率，让学生能够尽可能地掌握更多对自己有用的技能。

（二）电子专业教学中的培训模块设计

电子专业是一门与电子技术有关的专业，自然离不开大量的技能培训。“模块式”教学模式应用于电子专业的技能培训中，能够帮助学生更加快速地学会并掌握相关的电子技术。在一定的理论教学基础上，对学生实行更加直观的技能培训，是提高学生学习效率和专业技能的有效办法。在电子专业的培训过程中，可以设置各种技能培训模块，让学生在亲身体验中去检验并升华理论知识。例如，设置各种机电的拆卸、组装、故障排查、调试等培训模块，并对每个模块设定任务目标、操作要求和完成时间，让学生不断地演练；学生一旦能够按照规定顺利完成所有模块时，学生的动手能力、专业技能、综合素养等自然都得到了显著的提高。

四、总结

综上所述，先进的“模块式”教学模式强调能力的培训，具有较强的实用性，它不仅体现了因材施教这一教学要求，还有助于职业院校教学模式的更新以及帮助职业院校培养出更多更加优秀的复合型人才。科学合理地把“模块式”教学模式应用到电子专业的教学过程中，对电子专业的课程教学和技能培训进行专门的模块设计，能够快速有效地提高电子专业的教学水平，保证学生能够学到实实在在的电子技术，为学生以后参加工作提供更大的帮助。

【参考文献】

[1]李晖.MES模式在中职电子专业实践教学中的应用[J].职业教育研究，2013（05）：131-132.

[2]耿立华.“模块式”教学模式的理论体系研究[J].教学与管理，2010（36）：15-16.

《环境水化学》模块式教学初探 篇4

《环境水化学》是研究人类活动对环境与水体化学性质的形成、发展、演变和效应之间相互关系的学科。属环境化学的重要分支学科, 是中等职业学校环境监测专业中比较重要的专业课程。通过该课程的学习, 学生能够深入掌握环境污染物在各类水介质中的物理化学反应和相关的各类参数指标及其高效污染控制技术原理。由于该课程教学内容涉及面广、理论性强, 抽象的概念、深奥的原理及复杂的污染控制技术, 很难通过传统的按部就班、老师讲学生听的教学模式达到满意的教学效果。因此, 笔者针对《环境水化学》的课程特点, 结合职业学校学生的实际情况, 进行了课程教学模式改革初探———模块式教学。

所谓“模块”, 本义是代表各工种技能要求的典型“零件”, 为达到技能要求的目的, 必须完成各种基础技能训练, 把每一个单一的基础技能训练项目称为“学习单元”---模块。模块式教学中采取以模块为核心, 围绕这个核心来组织安排理论课的学习和实操中的技能训练。即采用“理论学习——技能训练——实际应用”三位一体的教学模式。在《环境水化学》模块教学中, 教学方法上强调知识技能一体, 学习方法上强调知识和行动一体, 实训中强调技能和应用一体, 以实现具体操作技能和提高自身素质为培养目标, 不断提升学生的综合能力, 以更好地适应市场的需求。

一、传统教学方法存在的弊端

由于中等职业学校学生文化课基础差, 学习的兴趣、积极性、主动性不高, 自主学习的能力不足, 动手能力及创作性思维能力不够。而传统的教学模式多数采用的老师讲学生听, 按照章节, 无论知识是否连贯、系统, 顺序讲解。《环境水化学》课程理论知识偏难、偏重, 常规教法以知识为本位, 忽略能力锻炼。长此以往, 学生的学习积极性不高, 学习动机不明, 动力不足, 学习状态消极被动。因此, 改变教学方法和教学模式, 是当前职业学校教学中的一大当务之急。

二、在《环境水化学》中实施模块式教学的意义

在教学改革中, 模块式教学是以学生为中心, 以能力为根本的教学活动模式。教师的角色由传统的教学活动的主导者、组织领导者转变为教学活动的引导人或协助者。这样的教学有利于组织学生自主的探究式学习。这样的模式, 有利于打破过分森严的学科、大纲壁垒, 提高学生的综合素质, 培养适应市场需要的高技能人才。

三、模块式教学方式

(一) 模块的设置

模块是模块式教学的“龙头”, 合理的模块设置在模块式教学方法中起决定性作用, 所以模块的安排既要有相对独立性又要有一定的内在联系。按照模块复杂程度由浅入深, 由易到难, 笔者把《环境水化学》共设置成三个模块:水的化学成分及特征;水与污染物的关系及污染物的转化;水的自净及水污染的防治。三个模块呈现一定的梯度和阶段性。它们之间的安排具有一定的机动灵活性, 可根据培训目标的不同临时更换组合。

(二) 教学环节设计

1.灵活机动的教与学设计。为完成模块内容中的教学任务, 教师需灵活机动地采用一定的教和学的方法、手段。根据模块内容的不同、学生程度的差异及教学活动的组织形式变化, 多样化地选择教学方法。教学中笔者还时刻关注着对学生的学法的指导, 在设计学生的学过程中, 提倡自主、探索、合作的学习方式。各单元的实验研究, 根据过程的复杂程度, 设计了独立完成、小组合作等完成方式, 辅助讨论、辩论的自由学习模式, 提高学生的综合学习能力。

2.三位一体教学过程设计。在教学实施中, 需要教师在整体把握模块教学目标、结构和内容的基础上, 对每一章、每一节的教学进行系统的设计, 分析教学目标、学生的学习背景、设置学习任务, 综合处理教师、学生、教材和资源这四个要素, 恰当设置教学过程。笔者在《环境水化学》模块教学中, 采用“理论学习——技能训练——实际应用”三位一体的教学过程设计。每个单元在学完理论知识后, 采取技能训练的方式对所学理论知识加以巩固, 最后联系实际, 综合运用所学知识。比如在水的化学成分模块单元, 理论知识学完, 进入动手操作试验研究阶段, 每个学生通过试验操作, 熟练掌握水成分的测定方法, 把书本的知识转化为操作技能。最后, 通过测定分析不同地区或不同时间地表水的化学成分的变化, 推理环境受污染程度, 进而将所学知识应用到实际。

3.多角度教学评价设计。在模块教学中, 学生的自我评价、同学互评和教师评价, 过程性评价、终结性评价等都是重要的, 恰当的评价会成为激励学生技术学习的催化剂, 也能成为教师反思教学成败的一面镜子。例如把学生设计的“安阳河水质分析”试验研究划分三个评价层次——实践、探讨、完善。在肯定优秀的同时, 也给出需要改进同学的合理建议, 激励着每个学生自身综合素质的不断提高。

四、《环境水化学》模块式教学效果

通过两学期的模块式教学, 教学大纲规定的教学任务和教学目的得以实现, 因试验次数较多, 学生的试验理论和试验技能都达到了一定的水平。能熟练进行水质的测定, 可根据实际水污染问题提出合理的防治方案。理论结合生产实践的教学模式, 使学生在校期间“学做合一”, 具有了一定水平的水质分析能力, 工作后, 既能监测水质, 又能进行污染防治, 分析问题与解决问题的能力有了很大的增强, 成为综合素质很高的专业技术人才。

摘要：职业技术类学校传统教学存在教师一言堂、学生被动学等弊端, 而教学改革又因为学生基础差、教学大纲及评价体系落后等问题难以顺利开展。本文通过对《环境水化学》进行模块式尝试教学, 将理论教学与实践教学融为一体, 重新整合, 提升学生综合素质, 培养具有特定知识、能力结构的技术应用型人才。

模块式文献检索课程探析 篇5

社会的快速发展和科技的高速进步, 使信息成为全球重要的资源之一, 产生着巨大的经济效益。信息处理能力和利用水平, 一定意义或程度上体现着一个国家综合国力的强弱。高校肩负着培养国家建设需要的高层次人才的重要使命。教育部在2002年颁布的《普通高等学校图书馆规程 (修订) 》中明确提出了高校图书馆“开展信息素质教育, 培养读者的信息意识和获取、利用文献信息的能力”的任务, 从宏观上规定了高校必须开展大学生的信息素质教育。

二、高校文献检索课的现状

虽然教育部颁布的规程对开展信息素质教育有要求, 但对信息素质的教学目标、教学规划、教学要求及教学效果的评估, 没有提出具体的指导性意见。各高校根据自身情况开设文献检索课程、自选有关教材。因此, 各地区、各高校大学生的信息素质教育发展并不平衡。

高校文献检索课程存在的主要问题有:一是课时安排不足。许多高校的文献检索课还只是选修课程, 设置1~2个学分, 即使把文献检索课设置成了必修课, 课时量也通常安排为15~20个课时, 很少有超过30课时的教学安排。这些课时中还包括基础知识的介绍, 可以说真正用在实践教学上的课时非常少, 许多内容只能浅尝辄止。文献检索是一项实践性较强的课程, 没有足够的实践是达不到教学效果的, 因此增加课时, 注重实践环节是十分必要的。二是师资不足。在新疆高校图书馆中从事文献检索教学工作的人员相对于从事传统读者服务的人员相比还是较少的, 人员比例不足全馆人员的15%。文献检索课程教师同时还承担着科技查新、文献传递等其他信息服务工作, 这些工作在一定程度上分散了教师对文献检索课程的注意力。三是考核方式过于单一。文献检索课程的考核方式通常有:卷面考试、上机考试和提交课程论文等。这些方式更适用于知识类课程的考查, 但就一门涉及知识、思维和技术能力的课程来说当前的考核方式不够恰当。单一的考核方式学生学习时兴致不高, 上课无需认真听讲, 只要抄笔记和实习报告, 最后死记硬背就能拿高分。这种状况既不能促进学生的能力提高, 也不能给以后的工作、学习有任何帮助, 只是让考试成为获得学分的手段, 而违背了我们提高学生信息素质的初衷。

三、模块式教学法的开展

(一) 实施模块式教学法的目的、意义

提出模块式的教学法的初衷是提高教学效率, 即用相同的时间完成更好的教学效果或用较少的时间达到相同的教学效果。当代大学生有专业学习、社会实践、考级考证等各方面的任务, 分到各任务上的时间还是相对紧张的, 而开展模块的文献检索课的意义在于更加灵活、便捷的为广大学生提供信息素质能力的提升。

模块式教育法实施关键是认同学生信息素质的个体差异, 并区分对待。同年级学生由于受成长环境、教育背景和个人兴趣等多因素影响, 自身的信息素质存在很大的差异。因此当前以自然班级为教学对象, 用同一个起点、同一个标准进行授课是不符合实际情况的。

(二) 模块式教学法具体实施步骤

首先, 组织信息素质能力测评。统一测试大三年级学生现有信息素质水平, 这是开展模块式教学法的第一步, 也是实施差别化教育的基础。文献检索课程教师根据测评结果给出相应的培养建议并反馈学生。第二, 公布开课时间表。文献检索教研室将当年的教学安排上报教务处, 经审批后发布。发布的内容包括:当年开课的频次、开课时间、各模块学时数、授课教师等内容。第三, 按计划完成教学任务。要强调的是模块式教学法分为“基础模块、技能模块和综合运用”三个大模块, 要求在参与综合运用模块的学生有相同或相似专业和学科背景, 以便最后结合专业完成的综合能力考试。

(三) 模块式教学的考核方式

模块式教学方法的考核分为技能考试和综合能力考试, 技能考试是针对在检索文献信息过程中的常用方式、方法和手段等进行考核, 采取上机方式考核;能力考核是对学生遇到实际问题时分析问题、处理问题进行的考核, 需要结合学生本专业, 该考核可以与学生的毕业论文、毕业设计结合在一起进行。

(四) 模块式教学法的特点

一是开放式:教师授课对象不是完整的行政班, 学生根据测评结果选择参加相应的课程学习。二是自主性:学生可以根据自身情况增减课程内容, 对掌握的内容可以省略, 对疑难的部分可以多次学习, 体现了学生的主动性和自主性。三是滚动性:在一学年内开设多个班次, 形成一定的时间差, 滚动开展信息教育。模块式文献检索教学法与选修课、讲座不同, 它们差异在于:讲座是开放式的, 也不针对讲座内容进行考核;而模块式文检课的教学对象是大三年级的学生, 并在开课前对学生做当前信息素质的测评, 根据测评结果给出学习建议。选修课是学生选择感兴趣的科目, 来自各学院的学生组成新班集后一同接受教育。而模块式教学法要求在综合运用模块时以相同或相似专业和学科背景的学生为教学对象, 这样才能结合专业完成最后的综合能力考试。

四、结语

模块式教学方法从某种意义上说是最小规模的弹性教学制, 学生在老师的指导下自主的选定该项课程的学时数, 只要最后通过2类考核就可获得学分。模块式教学法在文献检索课程的运用作为一种大胆的尝试, 在实际开展中可能会存在一定困难:一是在课程安排上与传统教学方式有较大区别, 增加的环节需要授课教师投入更多的精力;二是考核方式的改变, 使并且能力考核与专业相结合, 种种问题还需要各学院、图书馆和教务部门的工作人员一起来解决, 才能使模块式文献检索课程不仅是在教学形式上有改变, 而且成为提升大学生信息素养和科研创新能力的有力手段。同时深入拓展教学空间, 使文献检索课程始终充满生机和活力。希望这种教学方式可以在实践中不断完善, 带来教学效果的提升。

摘要：本文针对现有文献检索课程中存在的主要问题, 将模块式教学法运用于文献检索课程中。该方法尊重学生个体差异, 针对不同学生给出相应的学习培养建议, 提供多层次、滚动式的教学内容。模块式教学法最大程度上体现了学生学习的自主性, 学生可以根据自身情况增减课程中各环节的课时, 提高教学效率。

关键词：模块式文献检索,课程,探索

参考文献

[1]王鑫.高校文献检索教学中存在的问题与思考[J].科技情报开发与经济, 2012.

[2]田宇.高职院校数学模块式教学研究[J].北方经贸, 2012.

[3]沈通, 温春雨.模块式教学在高职电子商务课程中的应用[J].新西部 (理论版) , 2012.

[4]宋占茹.大学生信息素养教育亟待改革———基于河北省大学生信息素养调查研究的思考[J].图书馆学刊, 2010.

混凝土模块式 篇6

因为, 经济全球化后, 社会职业岗位的外延及内涵发生了巨大变化, 它要求员工不仅要提高岗位职业技能, 更要能应变、生存和发展, 注重整个职业生涯。这样, 它对教育的要求就不再仅仅是传授知识, 而是要教会他们学会求知、学会生存、学会共同生活, 为天资不同、条件各异的学生提供平等的、能最大限度地开发自己潜能的机会和途径。

2004年, 为适应社会和企业对职业技术人才的需求, 我校又恢复招生。语文、数学、物理、化学等基础课都排在了教学计划中。通过两年的教学实践, 我们发现这些基础课在教学内容、教学方法等方面都有待改进。

中等职业学校以培训中级技术人才为目标, 应坚持基础知识、岗位入门技能与职业专精训练相结合, 以此来培养学生的岗位技能和提高其实践能力, 这样基础课教学就应以服务技能教学为主。为此我们成立了以《语文》教学改革为龙头的基础课程教改小组, 提出了模块教学的设想。

一、以培养学生综合职业能力为主线, 初步进行语文课程的整体优化

现在中职使用的语文教材是中国劳动社会保障出版社出版的 (第四版) , 属全国中等职业技术学校通用教材, 上下册, 14个单元, 68课。分散文、说明文、议论文、诗歌、小说或戏剧、应用文和文言文等。当然主要任务也是指导学生学习课文和相关语文知识, 训练听、说、读、写能力, 培养观察力、思索力、想象力、理解力和鉴赏力, 使中职学生能正确地理解和运用语言文字, 从而能说会写。

我校承担2004、2005年语文教学任务的均为外聘教师, 教学按部就班, 两册分两个学期讲完。而学生第二个学期起就得学习专业理论课, 进行课程实习, 学习的内容加上基础课多达十几门, 学生既要学好基础课, 更要学好专业理论课, 还要搞好实习, 因而不堪重负, 哪一方面都不能做到专精。在2005级化工专业的教学中, 我们指导教师吸取2004级的教学经验, 在基础课课时上进行了压缩, 在语文方面, 指导教师在《语文》下册教学中改进教法, 每单元精讲一课, 其他辅导学生学习或指导学生自学, 并打乱章节秩序提前讲授文言文和古诗词单元, 以利学生记诵。并且在教学中, 注重培养学生的实际语文能力。这样初步实现了课程的整体优化, 取得了较好的教学效果。

但在实施教学的过程中, 教师们没有对两册内容进行系统分类, 在上册讲过的知识, 到下册又重复讲授, 知识显得零碎、不系统, 为此我们将模块教学的设想运用到了中职语文教学改革中。

二、因材施教, 打破章节, 按类组合模块

为适应中职学校教学特点, 服务技能教学, 2006、2007年我们教改小组按专业不同对基础性学科进行不同程度地学时压缩, 其中《语文》压缩为一个学期。我们引导任课教师总结2004、2005两级教学经验, 首先对两册教材内容进行系统分类, 将知识归类组合成记叙文、说明文、议论文、诗歌、应用文、文言文模块。在记叙文模块中再根据散文、小说、戏剧分类讲授, 依据实际情况适当增加学时。

三、采用不同教法抖开模块, 各个击破

将课程组合成不同模块后, 重要的是在课堂教学中组织实施。用一个学期将68课不同性质的课文全部讲完是不可能的, 重在示范和学法指导。在教学中, 我们教革小组指导任课教师根据学生特点, 采取灵活多变的教法, 根据不同模块的特点和教学目的实施教学。

1. 分类法、对比法、多媒体教学法拉开模块教学序幕。

记叙文模块教学:两册《语文》中记叙文所占篇幅最多, 主要教学目的是教会学生认识记叙文文体特点, 学会写作各类记叙文。在教学实践中, 指导教师根据记叙文的写作对象不同将上下册第一单元的散文分成写人、记事、写景、状物四类, 并精选优秀文章对比讲解。同时精选两册中小说、戏剧单元的内容穿插其中, 讲清一般记叙文和文学作品的联系, 指导学生阅读文学作品和一般记叙文文章并自己对比、体味其区别。精讲完有关散文后, 采用多媒体播放电视散文, 调节课堂气氛, 激发学生热情, 提高学生的鉴赏力。为巩固教学成果, 根据教材写作要求, 指导学生写作以上四类记叙文, 基础好的让其尝试写作散文或小说, 以此培养学生积极观察生活、用心感受生活、深入思考生活的能力和习惯。最后, 通过优秀习作讲评, 激发学生写作积极性, 使语文教师成为学生学习的合作者。这个模块, 可帮助学生将初高中以前所学记叙文、文学知识重新进行归纳、整理, 以拓宽视野, 给学生留下实践的空间, 提高学生应用能力和基本文学素养, 从而体悟语文教学的真谛。

2. 从培养学生实际能力入手进行说明文模块教学。

两册中的第二单元为说明文, 首先引导学生系统复习说明文基础知识, 强调说明文的作用。叶圣陶先生说过:说明文非认认真真练习不可。因为在学习、工作、生活中几乎处处要用到说明文。练习说明文可以为写作别类文章打下坚实基础, 从而提高阅读说明文的能力, 也为学习其他学科尤其是专业理论课打下基础, 因为几乎所有教科书都是说明文。其次要求学生掌握说明文的基本特征和说明事物的一般顺序, 能够辨识、运用常用说明方法。在此基础上引导学生比较学习、阅读两册书中的第二单元的说明文, 并要求学生写一两篇说明文, 以此比较不同说明方法的特点, 体味不同说明方法对说清事物特征的作用。这样也能体现语文教学服务技能教学的宗旨。

3. 从议论文写作方法入手实施议论文模块教学。

本模块主要采用案例法精讲两册中有代表性的议论文, 要求学生掌握议论文的特点和一般论证方法。配合教学内容组织辩论会、演讲赛等, 加深对议论文文体的理解, 开拓学生视野, 发散思维。最后要求学生结合时事和实际写作议论文, 并配合习作讲评使其真正掌握议论文, 并会运用议论文体为自己服务。

4. 以记诵法为主组织诗歌模块教学。

为什么提出以记诵为主呢?古人有“熟读唐诗三百首, 不会作诗也会吟”的说法, 因而我们教改小组认为不论何类诗歌, 都应要求学生记诵为先, 琅琅上口的诗歌在记诵时, 既可了解其音韵美的一面, 也可体味读者的感情所寄。

当然在此模块要引导学生梳理初高中学习的诗歌知识, 并且不同时代、国别的诗歌教学方法和对学生要求也应不同。其中现当代诗歌和外国诗歌通过重点讲授让学生初步理解诗歌的意象和语言特点, 把握诗歌的思想感情和表现手法, 提高诗歌阅读理解和鉴赏能力, 要求学生记诵;古代诗词教会学生品评鉴赏方法, 要求学生熟读会背, 提高其古文化素养。

5. 从丰富语言知识角度组织文言文教学, 培养其阅读文言文的能力。

本模块精选古典名篇进行精讲, 其余的指导学生阅读, 要求学生掌握基本的古文语言知识, 会翻译浅易的文言文, 使学生进一步认识古文化内蕴, 喜爱古文化。

以上几个模块的教学, 学生积累了一定的语文知识和写作方法, 为应用文模块的教学打下了坚实的基础。

四、采用多种方法收束模块———应用文模块教学

两册书中都在第六单元安排了应用文, 文种不同, 作用也不同。从知识实用性角度考虑, 再联系学生长远的职业生涯, 我们认为不论必修课、选修课和阅读课都应与社会实际结合, 讲清这些应用文种的一般写作方法, 以培养学生的实际写作和应用能力。

首先, 共性的知识系统讲。如应用文的分类、一般应用文的写作格式和写作技巧, 分清不同种类的应用文及其应用范围。

其次, 不同文种采用不同教法。如用案例法讲解上册第六单元的几种文种, 交代其在生活、工作中的实用性。其中, 计划、总结、调查报告等常用事务公文, 计划、总结重点讲, 并教会学生写作这类文章。启事讲清其分类及其写作方法。申请书、求职信讲清适用场合和写作格式;用实战法讲解下册第26课, 让学生演讲《我有一个梦》, 并结合此稿评讲议论文模块学生自己写作的演讲稿, 讲清演讲稿与演讲关系及演讲稿的写作方法和技巧;联系实际讲解第24课, 与时事新闻联系, 让学生了解一般新闻常识, 学会一般新闻稿件主要是消息的写作, 了解新闻写作的一般结构技巧, 并会阅读、辨识、赏析报刊新闻稿件。

此模块实际是对以上几个模块的总结, 因为不同的应用文写作时要使用不同的文体, 用不同的表达方式, 因而在此模块教学时要考虑到与前面所学知识的联系与渗透;有的使用记叙, 回忆往事, 引起读信人的共鸣, 拉近两人的感情;有的使用说明, 向读信人介绍某物或某地等, 使读信人如亲睹某物或有身临其境之感等。但不论如何, 还要讲清应用文与一般性文章写作的区别, 如应用文写作时要遵守约定俗成的固定格式, 要能正确使用一些习惯用语等, 而一般性文章在写作时文无定法, 没有太多的要求, 但也要考虑文体特点。这样就收束了整个语文教学模块, 完成了语文教学的任务。

“模块式”学分制的实践探索 篇7

1“模块式”学分制的内涵

“模块式”学分制以专业培养目标为标准, 以现行教学计划为依据, 以职业能力课和支撑职业能力课的主要基本能力课为主模块[2]。按专业设主模块, 主模块中的课程以职业能力课为主, 占课程总学分的60%。按专业类别设辅模块 (一) , 辅模块 (一) 中的课程以一类相关的课程为主, 包括思想道德修养、法律基础、体育、计算机公共基础、药用拉丁语、专业英语、商务英语、人体解剖生理学、中医基本理论、基础化学、有机化学、生物化学、临床医学概论、药理学、影像物理学、药学统计学、中药炮制技术、电子商务、公共关系基础、经济法概论、微生物学、天然药物化学、中药鉴定技术、药剂学、中药制剂概论、中药贮藏与养护、药品质量管理、药品生产质量管理、药事管理与法规、综合临床检验基础、临床药物治疗学、药品贮存与养护等, 占课程总学分的25%。按全院通用选修课设辅模块 (二) , 辅模块 (二) 中的课程以素质教育类课程为主, 包括大学生健康心理学、学习方法概论、人际交流与沟通、药学伦理学、演讲与口才、计算机应用、医药物流管理、医药国际贸易、社交礼仪、市场营销学、医药广告实务、中药商品学、应用文写作、中医养生保健学、药学文献检索、形式与政策教育、药品市场营销学、实用写作、中药现代化、公共关系学、职业生涯设计、药品经营质量管理、现代投资理论与方法、创业指导、文学作品欣赏、油画鉴赏、健美操、按摩与保健、大学生职业生涯规划等, 占课程总学分的15%。

2“模块式”学分制的实施

(1) 根据教学计划, 由药学系药物制剂技术、中药制药技术、医药营销 (药品营销) 、医药营销 (医疗器械营销) 、药品质量检测技术和中草药栽培技术6个专业的带头人负责将本专业计划开设的课程进行分类, 组成主模块和辅模块。根据总学分制订毕业时学生应获得的学分, 经院校教学工作委员会论证后, 由主管校长审批执行。

(2) 选课的原则是主模块中的课程是该专业学生的必修课;主模块以外的课程学生可在各模块自由选择。学生每学期选修的学分, 应根据学生的学习情况和学习能力, 在导师 (专业带头人) 指导下由学生自主决定, 学生确定所选的课程后不能更改。

(3) 选课程序为教务处向学生公布课程介绍和教师简介, 新生第一学期报到后第1周在导师的指导下进行网上选课。其他学期的选课在前一个学期的第17~18教学周进行。教务处利用教学管理网页公布选课结果, 并将注册的学生名单送交任课教师所在教研室的辅导员。教务处根据每门课程选修的人数进行排课, 利用网络和书面形式公布课程表。

(4) 只有选课注册的学生才能参加考核, 成绩合格后才能获得相应的学分。考试不及格的课程在下一学期开学第一周报名参加重考。经重考仍不合格的学生, 可申请重修, 重新修满规定的教学时数后, 申请补考, 经补考合格后获得相应的学分。也可选此模块的其他课程, 学生毕业时应获得本专业每个模块规定的最低学分。

(5) 学生毕业时仍未获得毕业要求的最低学分, 予以结业, 一年内由学生本人向学校申请补考或重修, 经考核合格获得学分, 用结业证书换发毕业证书。

3 实施“模块式”学分制的效果

3.1 优化了药学类各专业的课程体系

通过辅模块 (一) 的设置, 使学生实现了学习方案的最优化, 取得了最佳的学习成果, 可获得2个职业证书。通过辅模块 (二) 的设置, 使学生根据自身情况, 选择适合自身素质培养的素质教育课程, 使学生得到了全面发展。

3.2 体现了培养过程的指导性

学生刚入学时对所学专业不了解, 不能使自己的学习方案最优化, 学生入学时在进行专业思想教育的基础上, 各专业带头人作为导师根据学生的意愿指导学生选课, 并对学生的培养进行全程指导, 激发了学生学习的积极性和自觉性。

3.3 体现了课程考核的变通性

在学习结束时, 学生在辅模块 (一) 和辅模块 (二) 中所选的课程, 经考核不合格者, 可选择重考、补考或重修。

3.4 引进了竞争机制

通过学分制的实施使教师增强了竞争意识, 促进教师对所教课程进行课程模式和教学方法改革, 以吸引更多的学生选择自己所开的课程, 增强了学习兴趣, 提高了课堂教学质量。

4 实施“模块式”学分制存在的问题及对策

(1) 指导教师的指导力度不够, 学生的自主选择能力低。建议加强专业导论类课程的改革, 必须由专业带头人上好各专业导论课, 并且安排在第一学期, 使学生入学后在短时间内能对所学专业有较全面的认识, 结合职业生涯规划课程, 由学生自主规划其在校期间的学习、生活及课程选择。

(2) 目前我校药学类专业辅模块 (一) 和辅模块 (二) 中的课程总量不足, 选择余地较小, 可结合学校整体课程体系增开部分选修课程, 给学生更大的选择空间。

(3) 目前受学历教育年限的限制, 学生即使已修满规定学分, 仍不能提前毕业, 没有体现学习时间的灵活性, 不能缩短培养周期, 提高教育效率。可通过教育行政部门对高职教育实行弹性学制加以解决。蒉

模块式工具系统的发展概况探究 篇8

如今, 机械加工已进入了一个新时代, 生产环境亦发生了巨大的变化。现在, 机械装备制造业的生产厂家大多是按订货合同安排生产。生产加工的机械产品大多要求多品种、小批量、短周期等。因此出现了由若干台数控机床 (如加工中心等) 组成的柔性加工制造系统, 并且尽量由一个刀具库供应所需的车、铣、镗、钻、铰、攻丝等切削工具。这就要求使用具有全能性的模块式工具系统。它既能满足换刀精度、力的传递和操作简便等要求, 又能符合组合加工的条件。目前在国际市场上出现了许多种模块式工具系统。本文主要简介几种常见的模块式工具系统。

2 Sandvik公司的BTS和CAPTO系统

BTS (Block Tool System) 是瑞典Sandvik公司在1970年代末、1980年代初研究开发的一种适用于车床的模块式工具系统。该模块工具系统由三部分组成:切削头部 (即刀头) , 连接部分和刀体, 见图1。

切削头部有一系列不同的形状, 可完成车削、镗孔、切断、螺纹切削等工作。刀体内部装有拉紧机构, 拉紧靠碟形弹簧和增力杠杆来实现。在拉紧过程中, 拉杆使得拉紧孔产生少许变形, 从而获得很高的定位精度和连接刚度。连接原理如图2所示。

BTS连接方式独特而简单, 它具有很高的重复性精度, 稳定性、刚度也很好。并且换刀非常方便。刀头的更换即可手动又可机动 (自动) 进行。该系统对提高车床的加工效率起了很大的作用。

Sandvik公司于1980年代后期又推出了Capto连接系统。该系统的新颖之处是连接部分为三棱圆锥体结构, 锥体的横截面是三棱圆形状, 见图3。Capto用三棱圆锥连接结构传递扭矩, 不需要键、销、球、齿等元件, 而且是无滑动的传递扭矩和力, 并与旋转方向无关。为了保证三棱圆锥所有的面在相应的锥孔中能够紧密可靠地定位, 并且在轴向也能够可靠地定位, 刀具 (即刀头) 的三棱圆锥体相对刀柄上的三棱圆锥孔有一个微米级的过渡配合。用一定的力使锥孔产生一定的弹性变形, 锥体才能达到轴向定位。因此, Capto连接是有预紧力的, 它能够保证在最大载荷情况下径向和轴向接触不会发生变化, 具有良好的动态刚性。

如图4所示, Capto在轴向由外法兰面A定位, 径向由三棱圆锥几何形状B定心和定位, 因此可达到很高的重复性精度。由于锥面有足够的长度并且有轴向定位支承面A, 大大地提高了工具系统的刚性。因此Capto连接系统适用于悬伸长度较大的刀具或重负荷切削。

Capto系统是一种全能型模块式工具系统, 既可用于旋转型刀具, 又可用于固定型刀具的加工, 尤其适于在车削加工中心上进行组合加工。

Sandvik公司采用三棱圆锥解决了工具系统模块的连接问题。该公司采用现代化机床能够制造出高精度的三棱圆锥孔。但在其他机床厂方面如果没有可靠的工装和特殊的加工技术, 要加工出高精度的三棱锥孔是有困难的。这是Capto系统存在的一个难题。

3 Hertel公司的FTS系统

德国Hertel公司的FTS (柔性工具系统) 对于柔性加工生产是一个非常理想的工具系统。这种工具系统的主要特点是采用Hirth端面齿连接装置。这种端面齿连接性能稳定, 重复精度高, 传递扭矩无滑动。FTS工具系统的连接原理示意图如图6所示。当拉杆向后拉时, 夹簧胀开并跟着向后移动, 这时夹簧凸出的“V”型部分将抱住刀头接杆上凹进的“V”型部分, 与此同时, 刀头上的端齿与刀体上的端齿紧密牢靠地连接在一起。据有关资料介绍, FTS系统应用效果很好, 其最大特点就是它具有极大的柔性。在一个夹紧装置上, 可以使用不同的刀具对工件进行车、镗、钻、铣、攻丝等加工。

4 Krupp Widia公司的Widaflex-UTS工具系统

德国Krupp Widia公司于1987年推出的全能型模块式工具系统Widaflex-UTS, 其结构原理如图7所示。该系统采用双重配合定位原则, 即在足够的拉紧力作用下, 通过螺母-螺杆 (拉杆) 机构把两钢球从内向外地锁紧刀柄, 使得高精度短圆锥产生一定的弹性变形而与锥孔过盈配合 (实现径向定位) 达到如图8所示的锥肩端面接触 (轴向定位) 实现无间隙配合。因此, Widaflex-UTS系统的重复性精度高, 连接刚度好。该工具系统既适用于旋转型刀具, 又适用于非旋转型刀具;既能用于系统内部模块的连接, 又能装于主刀柄内, 或直接安装到机床主轴或转塔刀架上使用。Widaflex-UTS系统已在实践中得到验证, 它能有效地用于车、铣、钻、镗等加工, 包括高速切削和磨削。

5 Komet公司的ABS模块式连接系统

德国Komet公司于1970年代推出了著名的ABS模块式连接系统。ABS连接系统包括一个定位件 (主轴) 和一个带接头 (插头) 的柄 (刀具) 。除定位轴上的圆柱孔以外, 还有用于安装压紧螺钉和锥度螺钉的两个交叉螺纹孔, 在刀具 (柄) 上, 除带十字孔的圆柱插头以外, 还有一个滑动销和定位销。通过轴向偏置 (偏心) 压紧螺钉, 锥度螺钉和滑动销, 当螺钉拧紧之后, 锥面互相紧密接触, 通过轴向部件产生双倍的膨胀力2×FA, 使得孔轴接口配合形成一个刚性连接体, 如图9所示。

如果切削力或力矩增加, 定位销与定位孔之间有足够的间隙, 能够产生特定的最小扭矩。利用合适的定位销可实现精确定位。

对于需要进行精确定位的刀具, 则通过刀柄上的两个键块或刀杆上的两个键槽来精确定位和传递扭矩。ABS系统经过精确调整的尺寸, 配合极小量的调整间隙, 使四点位置自定中心接触的变形最小, 这又形成更大的力, 更高的重复换刀能力, 且振动很低。ABS连接系统常常直接装在主轴上使用。使用ABS连接系统的主轴或刀柄的直径对于防振稳定性至关重要, 并且允许刀具的悬伸长度较大。

ABS连接系统有以下优势: (1) 人工或自动换刀时间短; (2) 精加工时, 因为互换精度高, 所以刀具在预调时就达到IT5的公差范围内, 不需在机床上再调整; (3) 在难度大的切削加工和刀具的直径长度比不利的情况下, 由于平面固紧而有异乎寻常的刚性; (4) 因为是纯机械夹紧系统, 因而有极高的操作安全性。

ABS连接系统广泛用于加工中心, 加工流水线和专用机床的旋转刀具。

6 德国Wohlhaupter公司的MVS模块式连接系统

德国Wohlhaupter公司于1973年推出了MVS模块式连接系统, 这种模块连接原理如图10所示。

MVS连接系统与ABS连接系统很相似, 也是由一个定位轴 (主轴或基准柄) 和一个带接头 (插头) 的柄 (刀具或模块头等) 组成的。在定位轴上有两个螺纹孔, 其位置相互垂直, 其上装有两个锥度压紧螺钉, 在刀具 (柄) 上, 也有两个相互垂直带锥度的孔, 它们与定位轴 (孔) 上的两个螺纹孔一一对应。刀具 (柄) 上的锥度孔与定位轴 (孔) 上螺纹孔有一定的偏心量, 当锥度压紧螺钉拧紧锁住之后, 压紧螺钉的锥面与刀具 (柄) 上的锥度孔紧密贴合, 这使得孔轴连接端面也紧密贴合 (三点固定) , 并产生强大的拉紧力, 从而使孔轴接口配合形成一个很好的刚性连接。

MVS模块式连接系统自诞生以来, 已经被无数次证明是成功的杰作。

机车紧凑式功率模块液冷板设计 篇9

1 液冷板的设计步骤

在确定采用水冷散热器作为IGBT散热方式时, 第一, 综合考虑功率模块的结构、功耗、冷却液的配比、散热效率等因素, 确定散热器结构;第二, 根据功率模块发热量、热传导方程式及液冷板的流体流动状态, 确定散热器表面温度, 根据散热器表面温度便可以确定IGBT的管壳温度, 使IGBT的芯片温度控制在要求的范围内, 确保功率模块的可靠运行。

2 液冷板的设计

2.1 功率模块几何模型

机车紧凑式功率模块IGBT布局示意图如图1所示, 在液冷板A面布置等热流密度的IGBT共6块, 每支IGBT的散热量为2.4k W, 在液冷板B面布置等热流密度的IGBT共6块, 每支IGBT的散热量为1.2k W。IGBT结温为150℃, 冷却液为40%的乙二醇和60%水的混合物, 最高入水口水温为62℃, 流量为40L/min。根据散热模型及留取的安全工作裕量, 液冷板板面温度不高于87℃时, 满足设计要求。

2.2 液冷板单元一维传热数学模型

液冷板单元指的是单个IGBT的安装面积所对应的液冷板实体, 单个IGBT安装面积为A, 液冷板设计的目的是满足所有的IGBT安装面的温度Ts低于要求温度, 所以建立液冷板单元传热数学模型来进行整体设计非常重要。

以功率模块IGBT的安装液冷板为研究对象, 建立一维稳态导热方程 (1) :

定解条件如下:

上述公式中Ts为IGBT与液冷板接触面的表面温度, 单位K或℃; Af为冷却介质与液冷板内部接触面积, 单位m2;T∞为冷却液来流温度, 单位K或℃;η为液冷板内部扩展表面的总效率, h为冷却介质与接触壁面的对流换热系数, 单位W/m2·K;A为单个IGBT的安装面积, 单位m2;Q为单个IGBT热耗散功率, 单位W;d为安装基板厚度, 单位m;k为材料导热系数, 单位W/m·K。

联立公式 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 求解得:

公式 (5) 说明当IGBT热耗散功率一定, 增大安装面积、内部对流换热面积及传热系数、减薄基板厚度、减小来流温度、提高材料导热系数都是降低板面温度Ts的措施。其中安装面积由IGBT结构决定, 考虑到工艺可行性及成本问题, 大幅提高材料的导热系数非常困难, 因此改变内部对流换热面积、传热系数以及来流温度成为控制安装面温度Ts的关键因素。机车紧凑式功率模块液冷板的设计, 采用增大对流换热面积及传热系数的方式, 结构设计采用特殊结构的高密度翅片。

3 仿真分析

该液冷板采用混合网格的仿真分析方式, 其中四面体网格数设定为3683089, 六面体网格数设定为642424, 整个仿真模型的总节点总数为2054148。根据液冷板的数值仿真计算的边界条件, 仿真计算使用控制容积法离散化方程, 压力速度耦合使用SIMPLEC算法, 对流项采用Second Order Upwind 格式, 仿真分析工况中雷诺数≥3200, 湍流模型选择k-ε模型标准壁面函数, 冷却液为浓渡40%的乙二醇溶液335.15K时的物性参数。

通过仿真分析的控制方程[4,5,6], 搭建液冷板散热仿真模型进行仿真分析, 所得结果如图2所示。

不同IGBT安装位置表面最高温度相差最大值约20K, 位于A面液冷板出水口位置的IGBT安装面温度最高, 约为94.5℃, 位于B面液冷板进水水口位置的IGBT安装面温度最低, 约为70℃。

4 试验结果

用模拟方法进行的热性能试验方法及结果如图3所示, 试验结果可知位于液冷板A面出口处IGBT安装面最高温度为82.8℃, 位于液冷板B面进口处IGBT安装面最低温度为70℃, 单个IGBT安装面温度比较均匀。在机车功率模块实际配机热性能试验中, IGBT最高温度为84.4℃, 位置位于液冷板A面出口IGBT4处。

1、离心泵;2、压力传感器;3、温度传感器;4、试验段

5、过滤器;6、流量计;7、膨胀水箱;8、散热器

5 结论

液冷板数值仿真、模拟试验及配机试验结果有一定差距, 其中模拟试验与配机试验结果最接近。其主要原因为模拟试验过程中很难测量到最高温度与最低温度点, 同时由于数值仿真过程中对模型进行了一定的简化, 未考虑液冷板与周围环境的辐射换热及自然对流换热, 简化后的物理模型对液冷板的计算结果有很大影响, 会比实际温度偏高, 最高温度与配机试验结果偏差12%, 最低温度与模拟试验结果偏差约1%, 整体仿真数据与试验较吻合。

通过数值仿真分析、模拟试验及配机试验对高功率机车紧凑式功率模块液冷板传热特性的研究, 得出以下结论:

1) 通过仿真分析结果与试验数据对比, 说明了仿真分析结果可信, 验证了新的高效散热液冷板结构的可行性。

2) 通过对液冷板为传热模型进行分析, 确立工程中复杂紧凑式功率模块液冷板的改进方向。

参考文献

[1]徐小宁.开关电源可靠性设计研究[J].电气传动自动化, 2009, 31 (3) :27-31.

[2]支淼川.电力电子设备水冷散热器的数值模拟[D].北京:华北电力大学, 2006.

[3]西安电力电子技术研究所.GB/T8446.2-2004电力半导体器件用散热器第2部分:热阻和流阻测试方法[S].

[4]Xu W, Min J C.Numerical predictions of fluid flow and heattransfer in corrugatedchannels using timedependent andtime-independent flow models[J].Journal of Enhanced Heat Transfer, 2004, 11 (4) :347-357.

[5]陶文铨.数值传热学[M].2版, 西安:西安交通大学出版社, 2001.