教学结构模块（共12篇）
教学结构模块 篇1
为了培养高素质医学人才,汕头大学医学院于2002年对临床医学专业课程体系实行了大胆的改革,探索并实施了以系统整合为基础的新教学模式。在新的课程体系中,经系统整合的医学教育所有课程被分成核心课程、选修课程两大主要模块及临床实习等三大部分[1]。其中核心课程模块由公共基础模块、人文社科模块、系统模块、技能模块和临床核心模块等五类模块所组成,并以“模块”为单元实施教学。这是一种淡化学科界限,从整体知识构成出发,将某些课程或课程内容重新组合成为“课程群”,以课程群为单位进行教学的新模式。
1 人体结构模块课程的设置
人体结构模块教学涵盖正常人体解剖学,包括系统解剖学和局部解剖学、正常人体影像学、外科学、内科学和耳鼻喉科学等相关临床应用解剖学基础,总学时为204学时,由各相关科室共同完成。教学实施分为2个学期进行,第1学期教学内容为人体各系统的组成及其相关功能,共105学时;第2学期内容包括局部解剖学、正常人体影像学以及人体解剖学在外科学、内科学和耳鼻喉科学等临床学科中的应用解剖学基础,共99学时,见表1。
本设置的教学目标是通过教学使学生打下扎实的基础:①理解和掌握人体系统和局部的组成与功能;②学习并掌握临床医疗工作中常用的临床检查和操作;③掌握人体系统、部位的应用知识和专业术语,使学生学习并掌握中、英文专业词汇,可以进行专业问题的交流。
2 人体结构模块教学的实施
2.1 理论课
人体结构模块教学经相关专业教师集体备课、对教学内容和教学方法进行详细、周密的安排,使教学内容从编排上由浅入深、从易到难,循序渐进,既有利于人体基本结构及功能的学习,又将人体结构解剖学知识与临床专业知识有机联系,学生在学习解剖学知识的基础上,与影像学的Ⅹ光片、CT、MRI立体及动态图像进行比较,并与临床发病机制及临床表现、临床检查方法密切联系,有利于感性认识与理性知识的融汇贯通,促进学生理解、记忆和掌握[2]。授课教师以人民卫生出版社教材作为蓝本,以英文版教材作为参考,充分利用网络资源、参照人体结构模块教学大纲的要求, 结合多年的教学经验,精心制作多媒体教学课件,利用图、文、声的结合和形象生动的动画技术,从不同角度、不同方位,由断层、局部到整体等不同层面,充分显示人体各系统的结构及功能,并通过基础与临床学科的优化组合,运用启发式教学、探索式教学和互动式教学方法,结合双语教学方式授课,较大程度地调动了学生学习的兴趣与积极性。理论课授课内容主要包括:绪论和各系统或章节的总论部分;理论性较强的内容如中枢神经系统;以及联系临床的内容。并将教学大纲、CAI课件及涵盖有关教学内容的复习资料上网,供学生随时调用、参考和复习。
2.2 实验课
实验理论课:相关内容由授课教师采用多媒体课件并结合人体标本、模型、尸体和影像片进行授课,根据实验的原理、要求或正确操作要点进行讲解,并从第一次实验课开始,强调解剖学知识及正规手术操作在临床实践中的重要性,无论是解剖手法、或是手术器械的使用,都要求学生接受严格训练,使其掌握正确规范化操作并完成实验。
实验观察与操作:在教师巡视指导下,由学生自己结合专业理论对人体标本、模型、尸体和影像片进行观察或解剖操作,使学生学习和掌握人体系统和局部正常的组成与功能,培养学生的观察能力、分析能力和正确规范的操作技术,为临床治疗操作奠定扎实的基础。
2.3 互动形式
医学生都有早日进入医生角色的愿望,因此对于学习与临床有关的内容都有非常浓厚的兴趣。利用这一心理动因,开展讨论式教学,有利于为学生提供或营造良好的学习氛围,调动学生的学习积极性和学习兴趣,引导学生主动学习,并使学生能够以相关的知识为依托而学习新的内容,学会整理和归纳所学的知识,加强对知识的理解、巩固和应用。
2.4 开放实验室
为了更好地引导学生的主动学习和自主学习、逐步学会独立摄取知识的方法,提高分析问题、解决问题的能力和正确的操作与动手能力,实行课余时间定期开放实验室的制度,为学生提供学习环境,促进学生对专业知识的学习与掌握。此外,还让学有余力的学生参加科研,使学生通过科研实践,开阔知识面,拓宽思路,提高分析问题、解决问题和动手操作能力。
3 人体结构模块考试方式
考试原则:考试实行理论与实验相结合、平时考核与期终考试相结合、基础专业与临床知识相结合、中文试题与英文试题相结合的原则。
考试方式:为了全面评价学生对专业基础知识的掌握程度、操作能力、基础专业与临床知识相结合应用于分析问题、解决问题的能力,人体结构模块教学的考试采用综合的考核方式:①平时考试,根据课堂提问和讨论、实验报告书写、观察分析能力和解剖操作能力和标本制作质量进行考核。②实验考试,主要采用统一命题形式的标本考试;③理论考试,采用中英文结合和多种题型组合的考试方式,包括多选题、填空题、名词解释、填图题、问答题等等。考试评分按平时成绩占10%;实验考试成绩占20%;理论考试成绩占70%综合计算总成绩。
4 教学实施效果及其评价
几年来的教学实践表明,人体结构模块的设置,与传统的医学教育相比较,课程体系结构发生了较大的改变,主要表现为以器官系统整合、以基础和临床课程的整合替代以基础学科为中心的教学模式,这种教学模式使基础医学与临床的衔接与渗透更加紧密,具有引导学生早期接触临床、加强学生临床技能培养的积极作用。配合先进的多媒体教学手段,结合启发式教学、探索式教学和互动式等教学方法的应用,提高了学生的学习兴趣与积极性,引导学生主动学习,使学生由传统的、被动接受课堂讲授内容,转变为积极主动的思索和学习,学生通过举一反三、合理的逻辑推理和归纳总结,使所学知识得以纵向和横向联系,严格的操作技术培训为学生的临床基本技能打下了扎实的基础。
考试是教学活动的组成部分,也是检验教学质量的重要手段与方法。为了检验相关考试的制度与方式是否能够适应新教学模式的要求、检验教学的质量,我们对新教学模式实施前后临床医学专业本科学生的考试成绩进行统计学分析,结果表明,实施新教学模式后人体结构模块考试成绩稳定并略有提高,具有统计学意义(见表2)。提示综合的考试方式可适应课程改革的要求,能够比较客观地反映教学质量。
* 与2000级学生成绩比较,P<0.01;# 与2001级学生成绩比较,P<0.05
人体结构模块教学为学生营造了综合的、广泛的、协调的学习环境,对学生获取专业基础知识、培养学生的自主学习能力以及分析问题、解决问题、动手操作能力等方面均具有积极的作用[3]。但尚存在一些不足之处,例如,目前尚缺乏适合模块教学的相应教材,从教材形式上制约了基础与临床知识的有机渗透与整合,对教师与学生的教学过程也带来诸多不便。因此,编写能够适应新教学模式的教材,是新教学模式改革的重要环节,对于具有创新性思维和创新能力的高素质医学人才的培养将具有积极的作用。
参考文献
[1]何萍,杨棉华,林晓珊,等.以系统整合为基础构建临床医学本科课程体系[J].中国高等医学教育,2003(3):5-7.
[2]涂良携,罗映晖.在多元化模块教学中优化解剖学教学的探索[J].中国医学教育技术,2005,19(2):120-121.
[3]陈玮莹,秦达念,蔡绍先,等.医学新教学模式在创新性人才培养中的作用[J].医学教育探索,2006,5(11):989-990.
教学结构模块 篇2
液压模块组合挂车整体结构有限元计算分析
研究了液压模块组合挂车在不同装载方式下有限元计算建模问题,提出了采用平衡杆系结构来模拟液压平衡悬挂系统的`方法,这种方法在任意装载方式下均能保证同支撑组车轮液压管路相通、轴荷相等的要求,并针对典型车辆主体结构强度刚度进行了有限元计算分析.
作 者：张宇探 马力 李冰 作者单位：武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉,430070 刊 名：专用汽车 英文刊名：SPECIAL PURPOSE VEHICLE 年，卷(期)： “”(1) 分类号：U469.5+3.02 关键词：液压模块组合挂车 平衡杆系结构 有限元 结构强度面向产品结构的组织模块化研究 篇3
[关键词] 模块 组织 产品配置
一、模块化设计对系统与功能性分析
所谓模块是指半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成更加复杂的系统或过程。与一体化系统设计相比，模块化系统的设计要难得多。模块化是一种处理复杂系统的产品或过程的新方法，一般包括模块化设计、模块化生产与模块化消费等，其中系统模块化设计是整个模块化的起点和难点。系统的总设计者必须明确系统的整体结构，定义模块的含义，确定模块的数量，各模块的功能如何；确定模块之间互相作用的共同界面；建立模块功能和表现的评价体系。这就需要对系统有着深刻的理解，并且运用系统的功能分析法对系统进行功能性的分析分解。正如鲍德温和克拉克所说，系统设计者为了确定能使各模块在遵循显形界面规则的前提下发挥应有的功能，必须精通面向机遇产品的定制生产过程的内部作用。基于这样一种考虑，这里提出了一个面向机遇产品的供应链实施框架，在这一构架下定义定制功能模块，设置模块依存关系及集成方式，实现供应链定制的集成化运作。
二、定制设计组织模式与成本之间的关系研究
不难发现通过模块化标准化实现定制产品的快速设计，关键在于模块集成。模块集成是指按照某种界面标准将可进行独立设计的具有一定功能的模块整合起来构成更加复杂的产品系统。Samaya and Linden、Samaya and Teece将模块整合分为三种基本的组织模式：内部组织模式、元件市场交易模式和授权设计交易模式。内部组织模式是指企业内部自我发展整个产品;元件市场交易模式是指专业化的元件厂商把内嵌在元件里的发明出售给系统集成商；授权设计交易模式是指专业化的发明厂商把自己的发明授权给系统集成商使用，并由后者整合相关模块。
授权模式和内部组织模式往往共同存在，但是影响组织效率的各种因素正在随着时间的变化而转移。模块界面标准化的成功与各种制度安排的出台，将会降低授权模式的组织成本，使其比一体化模式的内部治理机制更具效率。内部组织模式也可能会因购并市场完善等因素影响，一体化公司能够迅速高效地吸收来自其他公司的最优技术，内部组织模式可能仍然具有更强烈的吸引力。而且，模块界面标准化的形成可能太满了，以至不能有效地对创新需求产生反应，这样一体化公司及其内部治理的界面标准比授权模式可能更具有组织效率。
三、组织模块化设计的方法
要通过面向产品结构的模块化组织设计来提高一定供应链的组织运作效率，必须对产品结构及工艺、生产流程有准确的了解，在此基础之上以提高组织效率为宗旨，系统的分析不同业务活动的密切程度，合理的选择整合业务的范围形成多个业务单元，并在市场上及组织内部选择合适的主体来完成这些业务单元的活动，其过程可分为以下几个步骤:
1.确定机遇产品功能系统是否能够或需要模块化。尽管很多系统可以模块化，但并不是能够模块化的系统都必须模块化。一个系统能否模块化主要取决于系统的可分性与系统投入的多样性；一个系统是否需要模块化则主要取决于系统设计的目标，在大规模定制中实施模块化就是要追求高效与整体可变性、多样性。
2.运用功能分析法分解系统形成模块。作为模块化的设计者必须有整体、全局的观念，能够运用功能分析的方法，从需求—功能—结构——特征的角度把系统当作一个不可分割的整体，系统内部某些有着密切内在联系而又承担系统某一功能且是系统不可或缺的组成部分就构成一个模块。
3.将部分零部件集成打包，确定一个合适的业务单元（企业，子公司，事业部等）来完成对该集成部分的设计、制造等任务。面向定制产品模块设计在以模块化的思路完成职能划分，并挑选、整合定制所需的社会资源（包括机遇产品定制设计商、零部件制造供应商、物流商等），在此基础上与将组建供应链的众合作伙伴洽谈，在达成合作意向的基础上确定各自的职能以实现定制所需的供应链模块化功能要求，并以一定的方式（书面）形成初步方案。制定具体供应链定制实施方案并细化模块设计。根据定制的工艺技术要求，制定详细的基于产品设计的模块实施、定制方案。分头召集多家职能模块化的供应商等合作伙伴，共同细化功能模块设计，并协调好功能模块之间的衔接界面。具体来讲界定模块包括:(1)模块的功能;(2)模块的界面;(3)模块的集成方案;(4)各模块完成的时间要求。
4.选择合适的业务单元、组织间合作模式，根据合作的不同阶段，以及业务单元间沟通密切程度采取内部组织、授权或市场等方式来完成业务的协调运做与高效集成。
5.以产品设计模块化为基础，大力推动业务单元间工艺工装标准化，加强工作程序、合作制度的一致化与标准化。
6.建立有效的沟通协调机制。模块化是以网络组织与虚拟组织为基础，供应链中的产品模块化设计商、核心企业、合作供应商等共同构成一个网络型结构，这些成员之间需要大量的沟通与协调，才能确保模块的匹配、系统的精确。因此产品设计商、核心企业，以及模块供应商们必须根据所在供应链实际建立一套有效的组织模块间的界面管理机制，实现组织模块间高效的沟通与协调。
参考文献:
[1]Samaya D, Leading a Supply Chain Turnaround October,Harvard Business Review. 2000.114～121
[2]Turner, J.R.,Integrated supply chain management: what's wrongwith this picture? Industrial Engineering 25 (12),1993.52～55
[3]Samaya and Teece, Sept,Reconfiguringlogistics systems through postponement strategies. Journal of Business Logistics 19 (1),2000.33～54
教学结构模块 篇4
《物质结构和性质》作为高中化学新课程的选修模块, 是化学学科的重要基础理论。本模块具有教学新增内容多、学习内容抽象、理论性较强的特点, 教学过程中教学深度和广度难以把握, 容易使学生产生畏难情绪, 从而影响课程目标的落实, 影响教学的有效性。本文就该模块有效教学的设计策略谈谈自己的一些浅见。
一、研究课程标准, 领悟《物质结构和性质》模块的教学功能
《普通高中化学课程标准》 (实验稿) 指出:《物质结构和性质》模块是现代化学的重要组成部分, 也是医学、生命科学、材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。该模块是从原子、分子水平上介绍物质是怎样构成的, 围绕着“微粒之间的不同作用力”这条基本主线展开, 主要包括两部分内容:一是有关物质结构的基本概念和原理;二是有关物质结构的基本观点和基本方法。其教学的主要功能是:从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法, 增强学习化学的兴趣;进一步形成有关物质的基本观念, 能从微观的角度认识一些自然现象, 形成对物质及其变化的科学认识;能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象, 预测物质的有关性质;在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论, 逐步形成科学的价值观, 培养具备一定科学素养的公民和培养未来在化学学科领域继续深造的专业人才。本模块在内容的选择和组织上强调选择性, 共分为四个主题 (即:原子结构与元素的性质、化学键与物质的性质、分子间作用力与物质的性质、研究物质结构的价值) , 侧重研究不同类型物质的有关性质, 帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识, 提高分析问题和解决问题的能力。
二、统揽教材, 明确不同学习阶段的目标要求, 把握教学内容的深度和广度
《物质结构和性质》作为化学学科的重要内容, 教材设计紧贴课程标准, 以必修为依托, 内容编排符合学科本身的内在联系, 逻辑关系清晰, 整个体系主次分明, 主要线索线性化 (结构与性质) , 次要枝节散点化 (在正文适当位置以科学视野、科学史话、资料卡片等阅读材料的形式呈现) , 使教材丰富多彩。知识体系构建注重初高中内容的衔接, 必修与选修的衔接, 避免了雷同和重复, 如原子结构内容在初中课堂主要讲原子由原子核和核外电子构成, 必修课程内容包括原子核的结构、原子中各微粒的关系、核外电子排布, 而选修课程内容包括原子结构的量子力学模型、核外电子的能级排布。在教学设计时, 要重视同一知识内容在不同阶段的学习要求, 避免教学内容的重复和一步到位、随意拓展, 要把握教学内容的深度和广度, 避免加重学生的学习负担。对于教材新增内容, 如原子结构的构造原理、原子核外电子的跃迁理论、价层电子对互斥模型、配合物理论、手性分子、金属晶体的基本堆积模型等, 应采用从最简单物质及其结构的分析出发, 充分利用教学辅助手段, 如电脑动画、自制模型、制作资料卡片、科学视野等, 加深学生对知识的理解和应用, 提高学生学习的积极性和有效性。又如, 对构造原理的教学重点应放在应用上, 教学时要求学生会应用构造原理写出基态原子的电子排布式, 不要求学生探究构造原理中能级次序的原因。
三、优化教学设计策略, 提高课堂教学的实效性
1. 研究课程标准, 突出三维目标的落实, 促进学生全面发展。
《物质结构与性质》模块属于化学理论, 学习内容深奥、抽象, 加之情感、态度与价值观目标在课程评价中的缺位, 教学时容易把学习重点集中体现在认知目标上, 而忽视过程与方法、情感态度与价值观的形成。在教学设计时, 要设计多元化学习活动, 让学生在自主、合作、探究的学习活动中落实过程与方法目标, 挖掘教材中的情感因素, 激发学生的学习兴趣。例如, 可以利用本模块的主题内容, 通过观看影像资料、阅读、交流、讨论, 对学生进行“由此及彼”、“量变引起质变”、“事物一般性寓于特殊性之中”等唯物主义观点的教育, 启发学生自觉运用辩证唯物主义的观点与方法理解物质结构与性质的关系。
2. 利用同化原理, 做好相关内容的衔接, 捕捉新知识的生长点。
学习认知理论认为:一切新知识的学习都应该找到对应的旧知识来同化, 这样的学习才是有效的。在教学设计时, 要注意原有知识结构与新知识的关系, 让学生利用已有知识、经验获取新知识, 以利于知识的形成、顺应、同化。本模块很多内容在必修2中都进行了学习, 在教学时要注意新旧知识的内在联系, 唤起学生对原有知识的回忆。例如, 元素周期律在必修2中涉及了原子半径、金属性、非金属性的变化周期性, 并且这些周期性变化都决定于原子核外电子排布的周期性变化, 学生对这部分内容可以说是熟悉的, 在学习第一电离能、电负性内容时就需要将其进行同化, 其实第一电离能与金属性的本质是有些相同的, 而电负性与非金属性本质上一致, 学生明白了这一点, 就能很好地掌握第一电离能、电负性的变化规律。
3. 密切联系生活、生产实际, 突出知识的实用性, 激发学生的学习积极性。
《物质结构与性质》模块的内容抽象、难度较大, 学习起来枯燥, 容易产生畏难情绪, 进而丧失学习的兴趣。在教学中要尽可能挖掘、整合课程资源, 要注意挖掘教材中的人文背景素材, 加强教学内容与生活、生产的联系, 突出教学内容的实用性, 激发学生的学习兴趣和学习动机。
4. 重视化学发展、发现史的教学, 让学生体验科学探究的思想和精神, 形成科学的态度和方法。
《物质结构与性质》模块涉及到很多化学发展史, 特别是对于概念发展的历史, 像原子结构、原子轨道的发展历史、共价键的发展历史等。教材涉及到的“科学史话”就有7个栏目, 教学中应注意运用这些科学发现、发展史, 挖掘科学知识的发现、发展过程所蕴含的科学思想和方法, 以收集、查阅、讨论史料活动为载体, 培养学生的合作探究精神, 体验利用文献资料进行化学研究的过程, 体验科学探究的思想, 对学生进行科学思想与方法、科学精神与科学态度的教育。例如, 对于原子轨道的认识, 可遵循原子结构的发现史:从卢瑟福模型到波尔模型, 然后到量子力学的原子轨道模型的认识过程。让学生认识到原子轨道不是从天上掉下来的, 也不是一个科学家把它写出来的, 而是经过科学家不断探究、不断完善形成的。这样学生对科学知识的认识就会更深刻, 对科学家的探究过程也就更有体验。
5. 利用直观教具, 变抽象为直观, 降低学习的认知难度。
《物质结构与性质》模块的理论性强, 微观结构难以理解, 对学生的抽象思维能力要求较高, 在教学中要注意运用多种教学媒体帮助学生理解教学内容。例如, 利用球棍、橡皮泥和牙签制作各种晶体模型、物质结构模型, 让学生亲手制作、组装、观察物质结构模型, 使学习活动具有更强的参与性、主动性;利用多媒体课件展示一些晶体、非晶体的图片、用动画形式去演示一些晶胞、晶胞与晶体的关系;利用计算机软件绘制各种晶体的晶胞;利用网络查找有关晶体结构模型的三维立体图片或动画等等, 从而降低知识的理解难度, 增强学生的接受能力, 提高教学效率。
6. 重视理论方法的构建, 让学生远离题海。
《足球模块》教学反思 篇5
我的足球模块教学过程中，还存在着一些影响教学效果的问题：
一、学生在初中阶段未能接受正规、系统的体育学习。
二、生源来自不同地域(城乡)，所以学生在身体素质方面差异较大。
三、学生来我校后的网络模块选项过程中由于各项目人数限制，未能选择自己感兴趣的项目。
四、单元模块教学评定准则单一，授课内容固定，从而使会的同学更好，不会的同学随着课程的深入愈加不会。
综合以上几点，学生在学习的过程当中出现不认真，不想学，不主动，不感学的情况，也就影响到了足球课教学效果。
经过自己认真思考，及时反思将我的足球课在教学教法上做出有效调整，如下：
主要采用教法上采取“树立目标——明确目的——积极参与——分层学习——都有进步”的原则，具体上课中以“集体讲解为主，分组辅导为辅，学生们分小组练习探究，结合教师巡回指导纠正的`形式进行;高一年级以培养激发学生的兴趣为主，并且让学生进行互评，哪个同学技术动作做得最好、踢得最好……。教师分小组后让学生自主练习为主，强弱搭配练习为主，要求每个学生可以展示自己最好的动作，这样让每个学生有一个自我练习的空间，学生的个性得到了充分发挥，教师发现个别学生有特长的技术就让他进行示范，展示并及时表扬，极大激发学生练习积极性，教师表扬鼓励，收到比较好的教学效果。通过学习态度和技术、技能学习的“进步性”等综合评价评价，学生合格率95%，优秀率30%以上。
学年结束，原来足球项目对我校学生们来讲是相对参与人数少的项目，经过一个学年的足球课学习，选修足球的学生们多数都有了兴趣，又由有了兴趣到喜爱足球运动，课余时间操场上练习足球的学生们越来越多，足球成了我校继篮球、羽毛球项目之后的“热门”项目，做为体育教师的我会努力把足球项目的教学教法更加完善。
教学结构模块 篇6
摘 要：以汽车座椅靠背骨架解锁手柄为例，介绍CATIA软件中有限元分析模块和DMU运动模块在汽车零部件设计过程中的应用以及结构优化设计，通过利用CATIA软件对解锁手柄的应力应变分析结果对其进行优化设计，从而满足企业标准。
关键词：解锁手柄；有限元分析；CATIA
中图分类号： U462 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）25-201-2
0 引言
CATIA软件作为功能强大的计算机辅助设计软件，已经被广泛地应用到汽车零部件设计领域，在汽车零部件产品设计过程中，CATIA不仅可提供3D、2D的设计工作，还可进行产品的有限元分析以及DMU运动仿真分析，提高产品的设计质量，大大降低了产品的开发费用。
本文以汽车座椅骨架的零部件设计为例，利用CATIA软件，进行3D建模、2D设计，通过有限元分析进一步对产品进行优化设计，最终达到设计的最优方案。
1 产品三维设计方案建立
汽车座椅作为汽车重要的系统之一，可实现前后滑动、升降调节以及靠背角度调节等多方向调节，其中手动靠背角度调节功能的实现是通过解锁手柄运动带动调角器圆盘运动，调角器圆盘与靠背边板进行连接，从而实现靠背角度调节。通过周边环境的校核以及调角器自身的性能，确定调角器解锁手柄的初步方案，初步设定解锁手柄材质为Q345，料厚为2.5mm。
利用CATIA三维建模模块进行数据的设计，初步方案见图1所示。
2 产品零部件标准的建立
解锁手柄的侧向刚度需要建立标准，侧向刚度太弱，乘客在调节靠背过程中，调角器手柄与座椅旁侧板干涉，产生划痕，乘客抱怨，为避免此类失效问题发生，汽车行业标准QC/T 844-2011特针对此制定了相关的标准，具体如下。
标准要求：手动调角器手柄的侧向变形量（S=S1+S2）不大于15mm，只有一侧施加力时，变形量S1或S2均不大于10mm。
实验方法：如图2所示，将模拟的靠背骨架总成置于刚性夹具上，按如下步骤进行操作：①在图示距离手柄末端20mm处均匀施加一水平向左的力F1（49N），最大变形量S1；②然后向右方向施加力F2（49N）的力，最大变形量为S2；③变形量在施力点通过百分比测量。
根据建立的标准，利用CATIA有限元分析模块，对解锁手柄进行有限元分析，此项分析只针对调角器解锁手柄，对3D模型进行简化，去除调角器、靠背边板、座靠连接板等零部件，利用CATIA软件Generative Structwral Analysis 模块进行网格划分和有限元模型建立。
3 零部件有限元模型的建立及优化处理
3.1 材质设定
CATIA软件可对零部件直接赋予材质的属性（图3），也可通过CATIA 基础结构模块根据选用材料的类别自定义材料的属性（图4）。
本文采用第一种方法，直接赋予零件Steel材质。
3.2 网格划分和有限元模型建立
网格划分越细，计算结果越准确，当然计算时间越长，对于解锁手柄零部件，结构相对简单，通过CATIA自动网格划分所得出的计算结果精度误差不会太大。可通过分析报告命令对结果进行查看。
3.3 有限元分析结果
按照标准要求，对零部件进行边界设置，并施加载荷。通过CATIA结果显示功能分别显示冯·米斯应力图、变形位移云图，对比材料的屈服极限以及标准法规，查看初步方案是否满足设计要求。
通过节点位移云图，可知解锁手柄最大位移变形量为10.8mm，不满足标准单边施加力值，变形量≤10mm，需要对设计进行优化；
图5显示解锁手柄的Von Mises应力云图，通过结果显示解锁手柄在弯角处所受到的应力最大，达到了361MPa，可通过增加翻遍以及增加加强筋的方式进行优化处理。
3.4 解锁手柄的结构优化
CATIA软件最大的优点之一为参数化设计，设计人员可通过参数的调整来确认有限元分析结果是否符合设计要求，而无须再重新对零部件进行网格划分、边界处理等步骤，大大节省了设计人员的时间。
通过三维设计模块直接进行数据参数调整，通过增加加强筋以及翻边处理，对零部件进行结构优化，由更改后零部件的位移云图和Von Mises应力云图可知，更改后零部件的最大位移变形量5.16mm，最大应力为223MPa，两者均满足标准设计要求，证明零部件结构优化方案有效。
4 DMU运动环境校核
CATIA软件DMU模块提供了较为便利的运动仿真功能，可利用此模块来进行干涉、距离检查。主要步骤如下：
步骤1：创建运动机构及运动副；步骤2：定义命令；步骤3：定义固定件；步骤4：机构运动模拟；
通过干涉以及距离分析功能进行模拟，分析零部件与周边环境是否干涉以及与周边环境的最小距离，本实例解锁手柄最大解锁角度为30°，通过DMU模拟解锁手柄运行轨迹，通过图6可见，解锁手柄由初始位置到最大解锁角度30°位置运行范围内，解锁手柄与其他零部件最小距离在最大解锁角度位置，距离值为0.998mm，基于相邻运动零部件最小距离≥5mm的设计规范，可再对解锁手柄进行结构优化，保证解锁手柄运行过程中与其他零部件最小距离≥5mm，此处不再进行详细处理。
5 结束语
利用CATIA V5高级建模功能，在对解锁手柄进行参数化建模的基础上，对解锁手柄进行了有限元模型的建立和有限元分析，得出了解锁手柄应力等值分布图以及变形位移图，通过图形可直观的分析出解锁手柄是否满足设计要求，同时利用DMU运动仿真，检查解锁手柄与相邻零部件是否干涉以及最小距离，避免了以往被动的校核设计方法，同时利用CATIA的参数化设计，可直接更改参数，无须再去对零部件进行网格划分以及边界设置，大大降低了设计人员的效率，保证了设计的稳定性和可靠性。
参 考 文 献
[1] 刘自侠.汽车座椅的力学模型设计[J].零配件技术，2001.
[2] 姜涛，张桂林，李敏，高俊鹏.汽车座椅静强度试验综述[J].武汉理工大学学报，2014，38：1040-1041.
[3] 朱思洪，徐晓美.驾驶员座椅悬架系统刚度调节特性研究[J].机械科学与技术，2008，27（2）：149-150.
教学结构模块 篇7
1 力学课程设置的不足之处
合肥学院建筑工程系开设的力学类课程遵循传统土木类力学课程编排方式。主要不足之处有以下三点。
1.1 各力学类课程之间相互重叠的教学内容较多
目前我系开设了《理论力学》《材料力学》《结构力学》《土力学》《流体力学》《弹性力学》以及《建筑力学》。以独立的课程来满足土木建筑类各专业力学教学要求, 在各门课程的范围内开展与此对应的课程建设及课程改革研究;相互独立的力学课程教学内容重复出现。因此传统的力学课程教学体系人为地割裂不同力学之间的有机联系, 势必会造成教学内容的赘述。如《材料力学》课程中的结构组成规律与《结构力学》课程中的平面体系组成分析、《材料力学》课程中的轴压杆稳定理论与《结构力学》课程中的框架结构失稳理论之间缺乏联系;《材料力学》课程中结构内力计算与《结构力学》课程中的杆系结构内力计算存在教学内容重复;杆件与结构的计算方法衔接不顺 (如杆件的位移计算与结构的位移计算) 等。不同教学内容之间的重复造成了时间的浪费, 教学内容的不衔接则导致了学生学习知识的困境, 学习积极性不高, 会使力学课程的教学效果大打折扣, 使得该课程出现大面积补考, 给专业课程的教学实施造成影响。
1.2 力学类课程与专业课程之间相互衔接的不连贯
力学课程是后续专业课程的理论基础, 力学课程与专业课程在教学内容的设置上应相互衔接。然而在实际的教学过程中, 专业课程的学生并不知道如何利用已经学过的力学知识进行解决计算问题, 究其原因是力学课程教师与专业课程教师没有对需要衔接的知识进行梳理和归纳。如《工程结构抗震设计》课程中, 需要运用结构动力学的知识进行分析和求解, 这部分知识在《结构力学Ⅱ》中早已涉及, 而在《工程结构抗震设计》课程中以另外一种形式出现, 很多学生便不知所云。又如在《钢结构设计原理》课程中用到结构稳定理论, 其原始的公式推导出现在《结构力学Ⅱ》中的“结构的临界力计算”章节。力学课程与专业课程在教学内容的重复设置不仅浪费学时, 而且也加重了学生的学习负担。
1.3 力学类课程与实际工程相脱节
传统的力学教学内容只重视理论知识的学习, 而不注重实际工程中的力学应用, 造成学生解决问题的能力很差。课堂教学中只讲解书中的例题, 与实际工程严重脱离, 理论与实际严重脱节。这严重影响学生的学以致用的能力, 远远不能满足现代企业对学生的工作能力要求。
2 分层次力学课程体系
力学课程是应用型土木建筑类专业的核心课程, 为其他专业课程提供坚实的理论基础。为了满足现代企业发展对大学生能力的需求, 实现高等教育改革的目标, 在“宽口径、强能力、厚基础”的思想指导下, 以实际工程为案例, 强调实践应用能力和培养创新精神, 开拓知识面, 提高实用性[3]。以开拓学生的创新理念, 培养应用型人才为核心, 构建实用性、应用型的力学课程教学模式。
基于教学体系构建要形成以应用型培养为目标, 围绕为专业服务而进行力学类课程单元模块的设置;围绕着能力为中心的目标, 加强学生在理论和实践等方面能力培养, 构建力学类课程分层次教学体系, 提高综合素质。力学单元模块的设置要兼顾统一性和多样性的特点, 构建不同专业特色模块, 满足各个专业方向的学生不同需求和适应实践工程的需要, 同时与学科发展、专业建设相互融汇, 拓展学生知识面, 使学生能形成适应性强的知识体系, 提高学生实践能力和创新能力, 增强学生专业素质。
2.1 模块化教学
以现代企业人才需求为基础, 以培养合格的高素质高水平人才为目标, 以模块化教学为出发点, 通过对土木类力学进行分层次教学改革, 增强理论知识与实践操作的能力培养, 使学生更加清醒地意识到力学课程与实际工程的关系以及它的真正应用性价值, 提高学生在实际工程当中发现问题和解决问题的能力, 提高学生的理论水平和实践能力, 以适应现代企业对土木建筑类专业的学生的工作需求。
在维持传统的教学管理秩序基础上, 对力学类课程进行模块化教学和分层次教学, 基于应用型人才培养方案, 对传统的教学结构进行优化, 使学生认识到不同力学课程之间教学内容存在必然的联系, 掌握到力学课程与专业课程之间, 力学课程与实际工程之间的紧密联系, 培养学生的理论水平与实际工程解决的能力。
2.2 模块化教学实施方案
1) 要对原有力学课程的教学内容进行重新的整合、删减、拆分和融会贯通, 删除不同课程之间的重复内容和与实际工程脱离的教学内容、增加与现代企业需求相吻合的教学内容。将不同的传统力学知识有机地组成一种“效率高、应用性强”的教学单元模块, 在完成教学目标的前提下, 开展课程教学内容分层次改革, 将理论知识与实践技能组成灵活的教学单元, 以增强力学课程的实用性, 满足现代企业的人才需求。2) 对于在专业课教学过程中用到的力学知识, 各力学模块负责人要与各专业模块负责人及时沟通、协商, 避免重复教学和衔接不一致的问题。要删除教学内容上的交叉或重复, 增强在同一知识点上的统一性, 避免学生在这些问题上产生疑惑或者怀疑的情况。对于专业课程上用到的力学知识, 力学模块负责人在讲解这部分内容时, 注意与后续课程上的衔接, 要做到学生在学习专业课程时, 会自主地联想到以前讲到的力学知识, 即:学以致用。各力学模块负责人同时要与各专业负责人建立起畅通的沟通机制, 要使力学模块符合本专业教学大纲的基本要求。如在教学过程中, 出现力学模块不适合本专业的教学大纲或者不适合我院“应用型”办学定位思想时, 应及时调整本力学模块的基本教学内容, 重新构建该力学模块。3) 加强案例教学, 以实际工程为案例来进行课堂教学, 从发现问题出发, 进行理论学习和公式推导, 将课堂上的理论知识应用于案例分析中去。结合有关设计、施工环节中的相关力学知识, 进行课堂教学。比如, 结构受力分析模型错误, 传力路径不合适, 受力构件的材料选取不当, 结构强度不足等。
3 结语
在模块化分层次教学体系下, 学生既可以选择性地学习不同专业方法方向的教学内容, 又可以把所学知识应用到实践中去。教师在教学过程中, 不仅会提高学生的学习积极性而且也会使教学效率事半功倍。
摘要：以合肥学院为例, 针对现行力学课程教学体系的弊端, 提出了基于模块化下的分层次力学教学体系, 并根据不同的专业方向, 介绍了模块化教学的思路和实施方法, 可以使学生学习到有针对性的力学知识, 把所学知识应用到实践工程中去, 从而使教学效率事半功倍。
关键词：模块化,分层次,力学课程
参考文献
教学结构模块 篇8
所谓“性向”, 是指性格、兴趣与方向。而“性向”教育指的是在明确设计课程的性质与教学目的, 了解市场方向与学生们的兴趣导向, 合理的、有针对性地设置具有可行性的、可操作性的教学内容与相关的课题, 并让学生积极参与到具体课题的设计、过程的展示和成果的叙述等方面来。
目前, 我国的设计教育脱离社会现实的情况并没有得到根本的改变, 学生的学习与创作潜力在课程中未能得以有效的展示。黑川雅之在《世纪设计提案——设计的未来考古学》中提出, 教育的目的就应当是充分挖掘人们身上这些与众不同的地方, 并设法将这些特点无限放大。反之, 如果我们的教育将所有人都培养成一种模式或同种类型的话, 就可能阻碍整个社会的进步与发展。只有大量优秀的、各有所长的设计专业的涌现, 才能不断推动社会的进步与创新。因此, 我们要打破同质化的设计人才培养模式, 从“性向”教育出发, 设计多元的教学模块, 有目的地培养社会所需的人才。
二、模块化教学方式与优势
一般而言, 模块化是指针对某产品在某范围内的不同功能或者是相同功能而不同性能、不同尺寸规格而进行在功能分析基础上划分并设计出一系列功能不同的模块, 通过模块之间的选择和组合构成不同的消费者定制的产品, 以满足市场上的不同需求。教学结构中的模块化是针对课程需求与学生要求来进行专业知识点的模块化的补充。
如今, 在各大高校美术专业的教学设置中, 除了开设基本的专业教学课程外, 同时也对课程中缺少的内容做了相应的补充。这种方式的教学模式与本文提出的模块化教学方式很相似。
模块化教学的方式就是借鉴机械类产品的组装原理, 根据具体课程内容需要来增设辅助模块内容。在实际的创作中, 无论是进行绘画艺术创作还是进行设计创作, 对于创造者来说所需要的创作能力不能是单一的, 而是要具备多方位、多样化的综合能力。因为大千世界是多元的组合体, 大众对于设计的各个方面的需求也是多元化的和宽泛的。因此, 在高校的教育中, 为满足社会对人才的需求, 应该教授学生各方面的专业知识, 训练他们各方面的能力, 提高他们各方面的素质, 使他们的视野更加开阔, 能力更加多样化。
模块化教学的优势在于以下几个方面。
(一) 对课程内容进行合理补充
在某专业的课程内容设置中, 所涉及到的与之相关联的其他专业基础课和其他专业支撑内容不能同时放在该课程内容里面, 这时就需要通过设定几个主要的课程模块并放在课外来实施。每种专业课程都有设置一定的时间周期, 而且都需要达到一定的教学目的和要求并推动与后面的课程内容相衔接。因此, 设置模块化教学内容能有效地解决该课程中必须讲解但又不能占用正常授课时间的问题。
(二) 因人而异, 按需设置
目前, 国内高校采用的是“宽基础、活模块”的教育教学模式。这里的“宽基础”是指从以人为本出发、实施全面育人的教育理念, 根据正规的全日制的教育培养要求来实施。而“活模块”的教育模式则是通过课程内容分模块化进行, 各个模块间灵活化地合理搭配, 其目的是在高校中培养学生宽泛的、基本的人文素养和基本的从业能力, 进一步培养他们的专业行业能力。
国内高校教育中同样提倡因人而异、有针对性地培养高素质的专业人才, 以适应快速发展的社会各层次的需求。模块化的教学方式可以做到按需设置课程的辅助内容, 做到有的放矢地设置教学内容。
(三) 合理配用教学资源与社会资源
模块化教学主要是强调教学内容的实用性和学生能力的培养。在正常的教学期间经常会出现人为或教学资源的不足而使教学计划被迫修改的状况, 甚至有时只能取消某些教学计划。而合理采用模块化的教学方式, 根据教学时间与内容来分配各种教学资源与社会资源, 则能迅速解决因资源冲突所带来的一系列教学内容不能实施的实际问题。
在这方面, 英国坎伯维尔艺术学院插画专业就实现了与伦敦艺术大学中六所院校的教学资源共享, 他们将插画专业与视传课程的书籍设计、数码艺术、版画等课程内容进行对接, 从而得到设计版式与技法的补充。
三、国内插画设计教学模式现状分析
插画设计的风格与所涉及的领域比较广泛, 就风格来说有装饰性的与写实性的, 有卡通的与夸张的;在用途上也是有比较多的方面, 如儿童读物上的儿童插画、包装设计、商业插画、书籍中的插图等。由此可见, 插画设计课程在课程内容设置上应倾向于多元化的模块化的形式进行。
目前, 国内的高校把插画设计单独设置为一个专业的美术院校也不是很多, 大多数美术院校的插画设计是作为一门专业课程来设置, 将其融合在视觉传达或数字媒体专业方向里面。在教学内容和教学周期的设计上也是以了解插画设计的流程、掌握基本设计原理为教学目的, 在这种情况下就造成了该课程的课程时间短, 涉及的教学内容较浅, 学生的作品商业运用价值不高的状况。
在高校不断扩招的大形势下, 很多学生的美术专业基础水平高低不齐, 高校插画艺术教育体系就需要为此做出一定的调整, 采用不同标准进行教学设置。在传统的插画课程中, 教学内容设置大多侧重于培养学生的绘画方法, 教学细节方面通常偏向于传统绘画。对于插画设计中多元化的材料技法的运用、版式与装裱的成品等方面很少涉及到。然而这些被忽略的部分却会对插画专业的学生养成严谨的绘画习惯起着潜移默化的推动作用。
因此, 插画艺术设计教育应合理设计教学模块, 重视学生自身的个性差异, 因材施教, 从而不断探索出适应插画艺术设计学科的教学新模式, 不断改进与调整教学方法与手段, 这样才有利于高校插画艺术设计教育的可持续发展。
四、“性向”教育下的插画设计教学模式
从字面看“插画”中的“插”意味着绘画的功能性, 而“画”字意味着绘画作品中的各种不同的表现形式, 因此, 插画中许多表现技法与绘画艺术有着千丝万缕的联系。因此, 插画的根本还是离不开“画”字, 也就是绘画造型的能力。
而在“性向”教育中, 插画教学模式是需要进行一定改革的。通识教育固然重要, 但根据学生的不同基础、不同能力、不同兴趣爱好, 在课程设置的方向上也应该有所考虑。例如在插画设计课程的后期制作阶段, 主要是确定绘制的技法和材料的运用, 在课程内容的讲授上, 就不能采用泛泛介绍后就规定统一的绘制材料与技法, 而是要例举与展示多种材料, 展示不同材料所产生的不同绘制效果, 在综合运用上又会体现出什么特殊的效果。因此, 要让学生在了解多种材料后自行选择适合自己与作品的材料进行绘制。这样的课程设置所体现出来的是多样化的视觉效果。这也证明“性向”教育中所指的合理有针对性地设置具有可行性、可操作性的教学内容, 有利于尽可能地发挥学生的独特的艺术才能。
从“性向”教育的特点出发, 根据插画课程内容合理地进行调整, 注重理论联系实际的教学方式, 做到因材施教的教学理念, 这样才能在插画课程中使学生能够更好地发挥创意思维。
五、插画设计课程教学的模块化设计
模块化的思维方式, 就是综合地考虑某系统里的物象, 将其按一定的功能分解成不同的模块, 以符合不同的用途与性能, 模块与模块之间设置标准化接口, 使其灵活对接, 在选择某些模块时能够迅速组合成各种符合用户要求的系统模块。
就插画课程中的造型艺术部分来分析, 插画艺术所涉及的造型方面的技能门类非常广泛, 其中手绘造型的能力应该是最基础的部分;应用电脑绘制CG作品的电脑应用能力也是同学们必备的能力之一;插画中的造型部分所涉及的艺术性与技法则更为广泛, 因此在插画技能课程内容上应该有针对性地选择辅助模块, 也可以把课程内容分割成不同的模块, 例如对在插画人物造型方面欠缺的学生来说, 教师可以在课堂上通过设置一定时间的速写与写生内容模块来提高与强化学生的人物造型基本功;针对电脑运用能力方面欠缺的学生, 则应在课程中设置软件的操作模块, 并配备专业教师作为辅助讲解。这样通过不同模块的教学内容来解决不同的问题从而最终解决插画中的造型问题。
因此, 在插画设计课程整体结构模块化设计中应做到以下几点。
(一) 教学模块设计有相对独立的特定功能
插画设计课程从前期主题选定、设计草图与构图的确定, 到色彩、造型风格的绘制, 这一系列内容在五周左右的计划课程内容是无法全部一一涉及的, 而且在这期间学生的专业审美意识与能力也参差不齐, 最后完成的作品有可能与预想的课程成果有一定的距离。因此, 在有限的课程时间里, 首先应明确教学目的, 在课堂上掌握学生普遍存在的、比较突出的问题, 为设置辅助课程模块内容寻找依据, 而后利用课后的时间开设与分配学生执行模块的教学内容。学生也可以在了解各个模块的内容后自行选择模块来学习, 如插画的造型模块, 就是单一解决造型基础不好的学生的实际问题, 教师可以直接把造型模块中所要达到的目标分配给这部分同学, 并指导与监督他们完成一定的工作量。对插画中的构图存在问题的学生则安排作品鉴赏模块内容, 借鉴与学习优秀作品中的构图形式。当然, 各个模块内容之间都是有一定的关联性, 它们可以单独出来自成体系, 也可以与其他相关联的模块组合进行。
(二) 教学模块之间的互换性与通用性
在设置插画课程的各个模块时, 应该考虑到各个模块内容在学习时间段的互换性。例如插画的材料技法模块与造型模块内容在学习时间上是可以相互交叉进行的, 他们之间不存在内容冲突或基础要求不同等问题。
根据模块化的通用性特点来看, 插画课程的脚本设计模块、构成模块、造型模块、材料模块、技法模块等各个模块在设置好相应的内容后, 也是可以与其他专业课程内容对接的。如其中的构成模块可以与广告设计中的海报设计相衔接, 可以与书籍设计中书籍插画设计衔接, 从而尽可能地发挥出该模块的辅助功效。
六、结语
综上所述, 现在高校的插画课程结构应该顺应时代需求与社会的需求来进行相应改变。以人为本的“性向”教育方向与课程结构的模块化设计在如今大数据的时代潮流中亦是一种教改趋势, 而插画设计课程所涉及的专业知识点颇为广泛, 在传统教学方式的基础上, 结合先进的模块化教学内容更能使插画课程的教学理念与市场应用相适应, 达到国家提出的培养优秀的应用人才的教学目标。
参考文献
[1][美]戴维·马梅.导演功课[M].曾伟祯编译.桂林:广西师范大学出版社, 2003.
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[3]刘军, 张小羽.商业插画[M].北京:北京交通大学出版社, 2011.
[4]凌继尧, 徐恒醇.艺术设计学[M].上海:上海人民出版社, 2001.
雷达模块结构高效设计方法探索 篇9
在雷达模块结构设计中,为了满足模块的电磁兼容性设计[1]要求,必须设计出符合指标的模块。结构设计师根据印制电路板,设计出对应的模块。而印制电路板上存在大量的屏蔽筋、固定孔、过线孔和其他结构[2],因此对应模块结构必须同印制电路板上的结构保持高度吻合。如今印制电路板集成度越来越高[3],导致模块结构越来越复杂,因此探索一种高效率、高准确率的模块设计方法尤为重要。
Pro/E三维设计软件具有直观、所见即所得、参数化等优点,在结构设计方面得到广泛应用[4,5,6]。本文借助Pro/E软件,寻求模块结构设计的高效方法。
1模块结构传统设计方法
模块结构一般由盒体和盖板组成,而盒体是模块结构设计的核心。盒体的结构由结构设计师根据印制电路板图设计而来,结构设计师从印制电路板图上逐一测量出所有相关结构尺寸,包括外形、屏蔽筋、固定孔、过线孔和其他结构尺寸,根据测量的具体尺寸再在三维软件中建模并设计出符合要求的模块。该种传统设计方法要耗费大量的测量时间和精力,且在测量过程中存在偏差和出错的可能,因此,必须探索出一种该类型模块结构设计的新方法。
2模块高效结构设计方法
通过三维软件Pro/E和二维软件Auto CAD之间的兼容导入,同时采用分层结构设计、点阵列建模和虚拟装配等组合设计方法,大大提高了雷达模块结构设计的效率和准确率。下面结合某雷达产品中的模块结构设计实例,具体介绍如何采用Pro/E软件高效率和高准确率地设计模块。
2.1Pro/E与AutoCAD的兼容导入
所举模块中有射频印制电路板和电源印制电路板两块印制电路板,其中盒体正面装射频印制电路板,背面装电源印制电路板。图1(a)为射频印制电路板中结构设计需要的1∶1比例的Auto CAD二维图,其中包含印制电路板的外形、屏蔽筋(阴影部分)、67个固定孔(较大的点如A点)、23个过线孔(较小的点如B点)等结构尺寸信息。图1(b)为Auto CAD文件导入Pro/E软件后的二维图,从图中可以看出,与图1(a)结构尺寸完全相同。 再在Pro/E软件中利用导入文件进行模块结构设计。
2.2分层结构设计方法
盒体采用分层结构设计方法,即先设计盒体的正面和背面之间的隔板,其次设计正面的腔体,再次设计背面的腔体,最后完善盒体其他结构设计。分层结构设计的好处在于每一层设计均以前一层为基准,因此只需修改某一层的设计参数,就可以达到整体联动更改和优化的目的,实现简单参数化设计[7]。
图2(a)为正面和背面之间的隔板三维模型,它由图1(b)中导入的结构外形获得。在Pro/E的草绘界面中选择导入图形的外形,采用投影和拉伸方法即可获得隔板的外形图。
正面腔体的结构设计以隔板的上表面为草绘界面, 使用投影功能选取盒体的屏蔽筋外形图,并使用拉伸功能,一次性完成盒体的屏蔽筋建模,如图2(b)所示。
盒体正面腔体中还存在大量的固定孔和过线孔, Pro/E软件中的点阵列功能可方便、快捷、准确地完成大量孔的建模。
2.3点阵列设计方法
以隔板的上表面为点阵列基准面,首先在基准面上确定基准点,设定图1(a)中任意一个固定孔为基准点, 如A点,再次进入草绘界面,并使用参照和钻孔功能,完成以基准A点为圆心的基准孔K的建模,如图3(a)所示。 以基准孔K为固定孔点阵列源,进入点阵列草绘界面, 并对导入图形使用参照功能,找到导入图形中每一个固定孔的参照圆心并使用几何点功能,退出点阵列草绘, 完成67个固定孔的点阵列建模工作,如图3(b)所示。 与固定孔建模方法相同,完成23个过线孔的点阵列建模,如图3(c)所示。图3(d)为盒体正面腔体内部的所有孔三维建模图。
由图3可以看出,在盒体正面腔体内部所有孔的三维设计过程中未测量任何一个孔的相对尺寸,利用导入文件和点阵列建模的设计方法大大提高了孔的三维设计效率和准确性。
2.4盒体结构完善设计
盒体背面腔体的建模,以及背面腔体的固定孔建模不再陈述。盒体正面腔体屏蔽筋上的固定孔也采用阵列的方法进行建模。
盒体周围设计有射频输出接口和电源控制接口,射频输出接口采用不锈钢小间距的SMA射频连接器[8]进行连接,电源控制接口采用J30J电缆组件[9]进行连接。
模块盒体四角设计成台阶式结构并开有4个通孔, 用于模块的固定。设计完整的盒体如图4所示。
模块盒体上下盖板均采用嵌入式盖板,嵌入式盖板能很好地屏蔽电子元件之间相互干扰。盖板高效无误设计需借助虚拟装配的途径来实现。进入Pro/E软件装配界面,并将一块一定厚度且外形尺寸不小于盒体的平板装入盒体上盖板的位置,再激活装配图中的平板,使用剪切功能,切除平板多余的部分,最后使用基准孔和阵列(以屏蔽筋上固定孔的阵列为参照)的方法,快速准确地完成盖板的三维建模。
2.5虚拟装配
对设计好的模块零件进行虚拟装配,虚拟装配与零件设计相辅相成[10],如盖板的结构设计,且虚拟装配可以对干涉、偏差、错位等错误进行检验[11],及时反馈错误设计信息,优化结构设计。在虚拟装配过程中,对同一系列螺钉、平垫和弹垫创建成组,以组进行阵列(以固定孔的阵列为参照),可方便快捷地完成紧固件在盒体上的虚拟装配。图5为模块最终完成虚拟装配的三维示意图。
3结语
智能功率模块封装结构的应用研究 篇10
伴随科技的快速进步, 功率半导体器件的研究也取得了巨大的成果。在家电和低功率工业等领域中, 传统的功率模块已经无法满足人们对产品成本、大小和性能的要求了, 功率目标逐渐走向了集成化、智能化的发展方向。将对智能功率模块的结构特点、封装、发展现状和趋势做简要描述。
1 智能功率模块的特点和发展现状
智能功率模块 (IPM或SPM) 就是将高性能的IGBT管芯和栅极驱动电路以及快速保护电路组等使用绝缘塑封进行封装的模块。智能功率模块具有良好的导热性能, 功耗低、效率高, 还具有优异的运行稳定性。在家电和低功率工业品领域中, 客户对整体电源控制要求也越来越高, 要求产品的设计时间、生产周期、成本等方面在确保其正常运行和空间合理安排的情况下, 能够控制在很好的范围内。所以, 功率器件厂家的重点就是对核心技术开发研究, 需要致力于实现客户的高标准要求, 同时, 这种具有创新性的研究成果也可以为功率器件厂家带来良好的口碑和显著的广告效果, 从而带来巨大的经济价值。
2 智能功率模块封装结构的趋势与应用
2.1 智能功率模块封装的结构与应用
目前智能功率模块普遍使用在家电和低功耗电子产品中, 因此其应该具备高集成度、高性能和可靠的稳定性。提高集成度可以使模块元件更紧凑、体积更小, 更好地适应产品设计的要求。IPM设计的最突出特点是能够利用模块上原有的绝缘材料使模块可以与产品电机壳的金属部件直接接触, 而分立元件解决方案就很难做到, 因此, IPM设计为电机和驱动子系统的一体化设计提供了基础条件。IPM的发展方向分为高功率和低功率两方面。在低功率端 (200 W以下) , MOSFET可以替代IGBT, 原因是其工作环境对热性能的较低要求, 所以可以使用完全封装方法, 也就是无绝缘散热装置;高功率端方面, 为满足高功率带来的热能现象, 可以推广DBC结构, 该种结构良好的导热性能可以代替传统的引线框架结构。
2.2 常用的智能功率模块封装材料
散热是智能模块在封装设计时应该解决的首要问题, 模块的设计功率要和绝缘材料的性能形成良好的循环效果, 以预防模块过热导致产品运行异常。对于IPM产品, 主要从设计功率和使用环境方面考虑, 一般使用IMS和DBC两种绝缘基板:IMS主要由印刷电路板和金属 (常用铝) 组成。其制作过程与普通的印刷电路板差不多, 导热方面与铜质引线框架效果相近, 还可以让不同芯片和元器件贴装在一起, 成本低廉, 制作简单, 通常运用在低功率产品中。DBC基板将铜直接附着在陶瓷片上, 同时为了贴装多种不同的功率芯片, 可以设计为不同的形状。DBC基板具有良好的导热性和绝缘性, 能够满足高功率产品的要求, 但是其制作复杂、成本较高, 这无疑在一定程度上限制了DBC基板的推广。
2.3 智能功率模块封装结构设计趋势探讨
21世纪伴随科技的快速发展, 电子电力技术的不断更新进步, 功率半导体器件的研究也迎来了巨大的挑战, 随着人们对于产品性能、体积及安全稳定性要求的不断提高, 智能功率模块封装结构最终走向了以高频化、大功率化、智能化和集成化等为目标的研究方向。在低功率领域智能化模块封装结构的研究方面, 制作流程、成品数量、合格率, 成本控制等问题一致是科研人员研究的重点, 而如何解决这些问题始终都要以智能功率模块的设计为出发点, 充分考虑到器件性能、稳定性和研发成本等条件的要求。此外, 随着人们对产品性能要求不断提高, 模块集成度也需要不断进步。但是不能为了集成而集成, 这样就把模块的研究开发带进了死胡同, 限制了人们的思维。受当前科学技术水平的限制, 无法在短时间内有效地解决其研发和制造成本问题。目前, 有一个解决方案就是以现有的研究设计为基础, 改变其互联方式和提高集成度。
改变互联方式就是通过使用Flip chip方式和机械式触点压合方式实现连接, 同时考虑其使用环境的不同而设计的具备针对性的互联方式。为了提高集成度, 可以使用印刷电路板将全部外围电路内所有的控制芯片、电子元件、传感器等预先进行集成贴装, 提升产品的质量。
3 结语
随着人们生活水平的提高, 家用电器等已成为每家每户的必备物品, 而伴随人们对其性能的要求, 生产厂家对智能功率模块的开发研究也越来越深入。功率模块经过了半个多世纪的发展, 经历了分离器件、功率集成器件, 再到目前的智能集成化为一体, 已取得显著的进步。
摘要：随着消费品市场与工业市场的发展, 越来越多的消费者希望可以获取到整体电源控制方案, 智能功率模块就是在这一背景上诞生的, 研发智能功率模块封装结构可以有效促进相关产业的发展。主要针对智能功率模块封装结构的应用进行分析。
关键词：智能功率模块,封装结构,应用
参考文献
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[2]Thomas Stockmeier.功率模块的封装和“一体化”封装——一针对可再生能源和电动交通工具[J].电源世界, 2009 (3) .
模块教学的积极运用 篇11
【关键词】体育教学; 模块教学; 教学效果
【中图分类号】G642 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089 (2012)02-0145-02
体育教学是学校教育的重要组成部分,是培养学生“终身体育”意识,提高国民身体素质的奠基石。而当前中学体育教学中突出的问题是一些体育教育工作者不从学生个体能力出发,采用整齐划一的格式化的组织教法和教学手段来进行教学,导致很多中学生喜欢体育,但又不喜欢上体育课。就这个问题,国内不少体育教育工作者对发展学生个性、培养学生体育能力与兴趣爱好等方面进行了研究,但从当前教学来看,只从改革教学组织形式,是难以取得突破性进展的。在体育课内对高中学生进行模块教学，对提高体育教学效果进行了研究,为促进中学体育教学改革,培养学生“终身体育”意识提供参考依据。
1 研究对象和方法
1.1 研究对象。 山东省新泰市第一中学2010届17.18班高中学生共110人为对照班; 2010届19,20班高中学生共107人为实验班,共217人。实验时间为期一学年,于2010年9月~2011年5月底完成。实验前两班按日常分组,均由同一场地和同一任课教师任教;教学内容按学期教学计划进行,学生身体发育基本正常,均无运动队学生参与,且身体形态(身高、体重、胸围)、机能(肺活量、脉博)、身体素质(50 m、800 m、立定跳远、铅球)的9项指标测试中,除实验班的50 m成绩稍优于对照班(P<0.05),而800 m成绩明显劣于对照班外(P<0.001),其他都处于同一水平,均无明显差异。
1.2 研究方法
1.2.1 实验法。 对照班与实验班的确定采用随机抽样的办法,对照班按常规分组,采用传统的听、观、练3段式教学结构模式来进行体育教学。实验班则从学生个体能力爱好出发,采用3层4组(好一组、中二组、差一组)制定不同的教学目标来进行模块教学。
1.2.2 问卷调查法。 2010年9月初,向2010级高二两班学生共发放问卷217份,回收217份,回收率100%。
2 研究结果与分析
2.1 学生对分层次教学的认知度。 问卷经过数理统计调查结果表明,有41.08%的学生认为体育课教学不必要根据现行的教学大纲内容来进行技术性教学模式;56%的学生认为体育课评价应按学生身高、体重等力量大小的个体能力进行评分,更完美、更合理;有70.42%的学生认为,体育课教学应按学生运动素质能力高低，和兴趣爱好来进行模块教学,这样可以让优生不断更新塑造自己、完善自己、发展自己,从而使自己“反复成功”提供丰富的机会。利于激发学生的运动兴趣，利于养成锻炼身体的习惯，利于培养学生的创新精神和实践能力,逐步树立正确的学习动机和自尊心、自信心、自强心。
2.2 模块教学对学生体育兴趣、锻炼动机的影响
2.3 教学对模块学生参加课外体育锻炼积极性的影响。 由于两班学生对体育兴趣、锻炼动机认识不同,由此而产生在学习态度上存在着很大的差异性。调查原因,对照班中有学生由于对课外体育锻炼不感兴趣,怕累、怕出汗,往往以头痛、脚痛、胃痛等等这种看不见,摸不着的病症来为自己逃避锻炼寻找借口。而实验班学生一致认为体育这门课程使我们身心受益，实验班这种高出勤率和良好的课堂情绪不仅使体育课得以顺利进行,而且也为其他各科教学提供了良好学习氛围。
2.4 模块教学对学生掌握体育技能的影响。实验班和对照班技能掌握状况有明显的差异,这种显著差异,来自于教师对学生采用不同的教学方法和教学手段一：基础内容的学习；模块二：基本内容的学习；模块三：提高内容的学习；模块四：特长的灵活应用。对第一层次学生重点学习本模块的基础理论知识、简单的技能技术及基本的体能要求。
3 结论与建议
3.1 结论。 模块教学的积极运用,可提高学生身体素质、运动技能,为学生建立“终身体育”意识打下基础;可大大提高体育特困生对上体育课的自信心,也充分发挥好生的创造性思维,为每个学生“反复成功”提供丰富的机会;可因材施教,大面积提高教学质量的需要,也是培养学生竞争意识适应未来社会激烈竞争的需要。
3.2 建议。1)模块教学的积极运用，可以解决目前体育教师师资、场地、器材等不足的缺陷,但是还有一些问题,例如:如何更好地解决组织教学的问题;如何解决教师的负担加大的问题等等。这些问题需要进一步在实践中进行探讨。2)采用模块教学后,评定体育成绩应以学生的体质情况、努力程度、本人运动成绩进步幅度和掌握的体育知识为主要评定标准。当前我国模块选项教学已经全面铺开，要真正的让模块选项教学激发起学生的学习兴趣、自主学习、合作学习、探究学习，则要让学校根据学生体育与健康水平基础的基本情况、学校的场地器材以及学校体育教师师资力量水平，在尽可能满足学生的需求和爱好的基础上进行选项教学；力求满足学生在各模块学习中的不同层次的需求，从而培养其终身体育的意识，进一步促进学生身心健康和谐的发展。但在模块层次性教学的实际操作过程中应注意以下五点：
3.2.1 在预设教学目标时，一定要结合学习的内容、学生的差异来确定不同的、合理的、有层次的学习目标，特别在运动技能学习方面一定要区分开。
3.2.2 高中模块教学大家都在探索过程中，一个模块，18-16课时的体育与健康课教学，对于学生的技能学习是比较系统的，每一个模块都学习些什么内容？在高中模块教学中十分的重要，而对于模块交叉分层教学就更为重要。因此，我们教师在设计模块学习内容时，要尽量考虑模块之间的联系，模块二学习的内容尽量是在模块一相应知识技能上的提高与延伸，这样有利于我们开展模块交叉的分层教学。
3.2.3 我们教师一定要注意调整自己的教学行为，切忌教学过程的一刀切，要从教学内容、教学方法、教学组织等多方面选择合理的教学行为，课堂教学坚决贯彻分层施教。
3.2.4 我们必须要制定不同的评价标准。由于学习的基础不同，在模块交叉的体育与健康课教学中，常常会使我们教师对低模块学习的学生要求过高，不能客观的评价他们，久而久之会影响到這部分学生学习积极性。所以，我们要站在不同模块下，用不同的标准，合理地评价每一位学生的学习，这样使每一位学生都能在这种交叉的模块教学中，习得知识与技能，获得体育学习的满足。
参考文献
［1］ 李文江.对高中体育与健康课实施选项教学存在问题的几点思考.体育教学，2007(5)
［2］ 肖威.现阶段高中体育选项课应直面的几个问题.体育教学，2007(6)
［3］ 体育与健康课程标准研修
教学结构模块 篇12
(一)从教师的角度分析
对于高中教师来讲,《物质结构与性质》选修模块其中的很多会涉及到必修二的知识点,是对必修二知识点的延伸与拓展,其内容主要是从微观的角度,对分子、原子以及微粒间的相互作用进行分析,研究物质的微观结构与宏观性质的关系,教师要注重丰富学生的结构知识,提高学生分析和解决问题的能力。
(二)从学生的角度分析
从全国招生考试院提供的近几年高考化学选做部分的数据来看,学生选做该模块的比例整体上呈逐年递增的趋势。学生普遍反映该选修模块试题较容易,好得分。知识点比较集中,可很好地归纳总结出常考点,知识点的理解层次也比较低,受到学生的欢迎。
二、从命题的角度分析
从命题的角度分析这几年黑龙江省高考理综卷化学试题,发现有如下规律:
(一)立足基础和主干的考察
《物质结构与性质》选修三模块在很多高考的试卷中考察的知识多数都是最基本和基础的书本上的知识,以教材上的基础知识为主干,掌握知识的主干线就可以拿到理想的分数,不会偏离新课标考试大纲,以及整个高中化学教材体系,一般考查的内容有:电子排布式、元素周期律、电子跃迁理论、杂化方式、立体构型、电负性、电离能、配合物既配位键、离子键、共价键、氢键、分子的极性、熔沸点的比较、范德华力、稳定性的比较、溶解性的比较、无机含氧酸酸性、晶胞、金属堆积、晶格能、四种晶体类型与性质。黑龙江省高考理综卷选用的是新课标全国卷,近五年的普通高等学校招生全国统一考试新课标全国卷对选修三《物质结构与性质》模块的考察是通过选做题的方式考察的,一般考查知识点集中在是最后一道大综合题,里面以填空题的形式出现,其考察的知识点都是以书本知识为主线,以考察常考知识点为主。
(二)突出能力和基础的结合
《物质结构与性质》选修三模块在考察基础和主干的同时,近几年也突出了基础与能力的相结合,在扎实的掌握基础知识的同时,更加注重学生的知识迁移能力与重组能力。
例如2011年普通高等学校招生全国统一考试(新课标全国卷)第37题,第四问考察的是氮化硼性质,实际上氮化硼的性质与石墨类似,第五问考察立方氮化硼,立方氮化硼结构与金刚石类似,在这里就注重考查了学生的知识迁移能力。例如2012年高考卷中第37题,考察了电离能的知识点,第六问考查的是晶胞的密度以及粒子间距离的计算,近几年最后一问通常以考察的是晶胞的知识居多,对晶胞的知识的考察实际上考察的是学生的数学计算能力和空间想象能力,对能力的要求比较大。而且,该模块的试题通常是以某一个知识点为载体,除考察主干知识外,还考察热化学方程式,电力平衡,元素推断等知识。所以学生在平时训练时要注意知识间的互相渗透和交叉融合。
(三)关注实际和教材的融合
将生活,社会,环境以及科技融入到高考题当中以是现在高考命题方向。《物质结构与性质》选修三模块在近几年的高考题当中更加注重实际与教材的联系。体现了高考化学考试大纲(考试说明)中所确定的关注社会热点,崇尚科学,服务大众的宗旨。
例如2011年新课标全国卷第37题的题目是:氮化硼是一种重要的功能陶瓷材料;例如2013年新课标全国卷中第37题的题目是:硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础;这些题目都是从实际点切入,将实际与教材融合到了一起。
(四)过程分析与结果表达的统一
《物质结构与性质》选修三模块在近几年的考察通常采用由浅入深的设问题方式,学生不光光要进行过程分析,还要用恰当的方式把结果书写完整,试题要求学生能够准确地表达,把分析好的结果用恰当的语言表达出来。
高考试题中选作第37题经常出现的考点有:电离能的比较及原因;熔沸点的比较及原因;氢键的存在等等,这些题除了考察过程分析外,更注重的是学生语言的组织能力,学生是否可以准确地抓住采分点。
三、总结
《物质结构与性质》选修三模块命题规律较强,常考的知识点较固定,重点及难点也较突出,学生选择该模块作答,更有利于发挥,考出理想的成绩,认真分析和掌握该模块的命题趋势、规律,可以帮助教师和学生找到应对考试的策略,提高学生复习效率,改善教师的教学形式,具有十分重要的理论指导意义。
参考文献
[1]新课标高考化学“物质结构与性质部分”全国卷试题分析及备考策略[J].三峡大学学报,2013,12.
[2]高考化学《物质结构与性质》模块命题重点与特点分析[J].高考风向标,2010,2.