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篇1

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雷鋒，一個距離遙遠而又熟悉的名字。全心全意為人民服務！為了人民的事業(yè)無私奉獻是雷鋒精神的實質和核心。隨著時代的發(fā)展，雷鋒精神新的詮釋也體現(xiàn)在以下幾個方面：1助人為樂.在助人之時，心里由衷地會感到愉快。而這一精神，“很多時候，只是舉手之勞。”2敬業(yè)愛崗。用現(xiàn)代的說法，就是職業(yè)素養(yǎng)。3集體主義。也就是團隊意識。同志之間的合作，同志之間的溝通，為了團隊的目標而努力。4釘子精神。就是擠時間學習，補己之不足。也可以理解為，進取心。

   回顧我們在平凡的生產(chǎn)過程中，許多同志如果要用雷鋒精神去衡量他們的行為，那肯定還有很大的差距，可他們也實實在在地詮釋著雷鋒精神。

篇2

關鍵詞：材料科學 專家系統(tǒng) 材料設計

專家系統(tǒng)是一種計算機程序系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的原理是模擬人類專家解決領域問題的方法來解決領域問題，這種系統(tǒng)特別善于處理非線性關系，由于這種系統(tǒng)模擬專家的方法，因此專家系統(tǒng)特別善于處理需要大量專業(yè)知識和經(jīng)驗解決的專業(yè)問題。專家系統(tǒng)包括五個部分，包括接口、知識庫、推理機以及數(shù)據(jù)庫等，專家系統(tǒng)的工作方式就是運用系統(tǒng)中存儲的知識進行推理，從而得出解決問題的方法，處理專業(yè)問題。專家系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用到各個領域，包括材料科學領域，材料科學領域傳統(tǒng)依靠實驗進行研究的方法會消耗大量的人力、物力以及時間，將專家系統(tǒng)應用到材料科學研究中，能夠通過較少的實驗得出研究結果，節(jié)約了大量資源。

一、材料科學中的專家系統(tǒng)發(fā)展概述

1.發(fā)展歷程

20世紀80年代早期，科學家們開始研究應用于材料科學的專家系統(tǒng)，隨后科學家們相繼進行了許多研究，得到了很大的發(fā)展。80年代晚期，我國開始研究應用于材料科學領域的專家系統(tǒng)，在合金設計和無機材料設計方面做了許多研究。

縱觀國內(nèi)外的研究歷史，雖然材料領域的專家系統(tǒng)的研究時間并不長，但是在短時間內(nèi)取得了很大的發(fā)展，取得許多研究成果。20世紀90年代，材料科學領域的專家系統(tǒng)成為研究熱點，近年來，專家系統(tǒng)已經(jīng)應用到了材料科學的各個領域，為材料科學的發(fā)展起到了相當大的促進作用。

2.應用領域

根據(jù)材料自身的性質對材料進行分類，可以將材料分為高分子材料、金屬材料、復合材料等。根據(jù)材料的作用分類，可以將材料分為功能材料和結構材料。近10年來，材料科學領域的專家系統(tǒng)主要應用于金屬材料中，而且大部分應用于作為結構材料用的金屬材料中。這是因為金屬材料具有易加工性和優(yōu)良的機械性能，在各個行業(yè)中都得到了廣泛了應用，這種需求促使應用于金屬材料領域中的專家系統(tǒng)的快速發(fā)展；其次，由于資金的限制，許多組織在應用新技術時，一般希望通過最少的資源取得最多的研究成果，而人類對于金屬材料的應用和研究使用時間比較長，對于金屬材料的特點積累了許多的理論和經(jīng)驗，因此，在金屬材料領域更可能開發(fā)出成功的專家系統(tǒng)。

3.應用類型

可以按照多種不同的方法對專家系統(tǒng)進行分類，根據(jù)構建方法進行分類，可以分為人工神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)、基于Web的專家系統(tǒng)、基于框架的專家系統(tǒng)等；根據(jù)解決的問題，可以將專家系統(tǒng)分為監(jiān)視、仿真以及診斷等11中。應用于材料領用的專家系統(tǒng)的主要功能是設計和優(yōu)選，這是因為材料科學發(fā)展的需求。當前研究先進材料不能像過去一樣一味地追加在實驗上的投入，急需設計制造該材料的制造工藝以及選擇制備該材料的設備，通過設備和工藝指導材料的制備，研制出先進的材料；其次，由于在設計和優(yōu)選方面積累了大量的理論和經(jīng)驗，因此比較容易開發(fā)出設計和優(yōu)選類的專家系統(tǒng)。

二、材料設計專家系統(tǒng)

材料設計專家系統(tǒng)是指應用積累的經(jīng)驗、知識、科學原理以及實驗規(guī)律進行推理，得出滿足要求的制造工藝的計算機程序系統(tǒng)。近年來，材料設計專家系統(tǒng)在合金材料設計、復合材料設計以及成型過程中得到了廣泛的應用。應用材料設計專家系統(tǒng)對材料的制造工藝進行設計，能夠讓科技人員學習到更多的材料設計的知識，同時還能減少研制、開發(fā)消耗的時間和經(jīng)費，從而降低生產(chǎn)成本。材料設計專家系統(tǒng)研究的時間最長，取得的數(shù)據(jù)最多，是研究的主流，但是材料設計專家系統(tǒng)仍然存在許多問題。

1.對材料的工藝、組分以及性能之間的內(nèi)在聯(lián)系不夠明確，缺乏有助于建模的定量規(guī)則。

2.材料科學的一大發(fā)展方向是開發(fā)新材料，但是人們對于新材料不夠了解，新材料的信息十分模糊和復雜，使得新材料的開發(fā)變得更加艱難。

三、人工神經(jīng)網(wǎng)絡材料專家系統(tǒng)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡不需要任何先驗函數(shù)的假設，也不需要預先給定公式的形式，直接從已有的實驗數(shù)據(jù)出發(fā)，經(jīng)過有限次迭代計算而得到一個反映實驗數(shù)據(jù)內(nèi)在規(guī)律的數(shù)學模型，而且還可利用經(jīng)過訓練的網(wǎng)絡模型進行推理預測，特別適合于研究復雜非線性系統(tǒng)。在材料領域中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡已用于材料選擇、成分設計、智能加工與控制、工藝優(yōu)化、相變規(guī)律的研究，特別是在材料性能、缺陷以及相變點等預測方面，應用更為突出。

四、材料科學中的專家系統(tǒng)發(fā)展趨勢

目前，專家系統(tǒng)的開發(fā)和研究已進人穩(wěn)步上升的階段。展望未來，材料科學中的專家系統(tǒng)將會朝著實用化、商品化的方向發(fā)展。

功能強大是材料專家系統(tǒng)實用化和商品化的基礎。伴隨專家系統(tǒng)理論和技術的進步，尤其是在有效解決知識表示和獲取、提高系統(tǒng)推理能力的前提下，集成多智能技術的混合系統(tǒng)，將克服單一技術不足的缺點，成為材料類專家系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

信息技術的集成是材料專家系統(tǒng)實用化和商品化的保障多媒體技術、計算機網(wǎng)絡、遠程通訊、數(shù)據(jù)庫、過程控制、并行計算等技術都會逐漸應用到材料各類專家系統(tǒng)中。

參考文獻

[1] 黃國興，李琳，李冰，陳玲，李堅斌. 人工神經(jīng)網(wǎng)絡在材料制備工業(yè)中的應用[J]. 材料導報. 2006（11） .

[2] 張運，武建軍. 神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)及其在材料領域中的應用[J]. 河北工業(yè)大學成人教育學院學報. 2007（04） .

篇3

關鍵詞：翻轉課堂；高等工程教育；鐵碳合金相圖；課前學習任務單

高等工程教育越來越關注學生工程實踐能力的培養(yǎng)，而課堂是培養(yǎng)學生的主陣地，是影響學生學習效果的關鍵因素。提高高等工程教育課堂的教學質量，是決定高校學生工程實踐能力培養(yǎng)的主要因素。高等工程教育的課堂更偏重于理論和實踐的結合，而我國大學工程教育普遍存在“強調(diào)工程科學、軟化工程實踐、脫離產(chǎn)業(yè)需求”狀況，課程目標脫離工業(yè)需求、課程結構分離工程能力、課程內(nèi)容偏離工程實踐；課堂教學只強調(diào)知識的傳授，而忽略了實踐能力的培養(yǎng)；以教師為中心的課堂教學模式被廣泛使用，學生始終處于被動接受的位置。

按照工程教育專業(yè)認證專家委員會的標準，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，學生除了掌握傳統(tǒng)的技術能力外，還應具備較好的人文社會科學素養(yǎng)、較強的社會責任感和良好的工程職業(yè)道德，較強的溝通交流、團隊合作、靈活應變、信息處理等非技術能力。在這些能力方面，我國高等工程教育的教學現(xiàn)狀與社會需求之間存在較大差距。要想完全改變現(xiàn)狀、縮小差距，需要社會、學校等方方面面的持續(xù)改革。在近期，部分的改進可以通過課堂教學改革來實現(xiàn)，采取的措施就是引進翻轉課堂教學。在翻轉課堂中，典型的課堂講解時間由實驗和課內(nèi)討論等活動代替，而課堂講解則以視頻等其他媒介形式由學生在課外活動時間完成。

翻轉課堂將普通課堂中的講授移到課外進行，課堂內(nèi)通過實驗、項目訓練、研討、團隊合作完成任務等方式讓學生成為學習活動的主動實踐者，學生的工程實踐能力和交流、協(xié)作能力在課堂上得到很好的鍛煉。教師則由講臺上傳道授業(yè)解惑的“演員”轉變?yōu)榻虒W活動的“導演”和學生身邊的“教練”，學生則由講臺下被動接受的“觀眾”轉變?yōu)榻虒W活動的主動參與者。

“工程材料與熱成形技術”課程涉及材料的組織、性能及其應用、熱成形技術、熱加工工藝設計等內(nèi)容，是機械類學生重要的綜合性專業(yè)基礎課，是引導學生進入專業(yè)領域，培養(yǎng)學生具有應用創(chuàng)新能力的綜合訓練課程，在機械類人才的培養(yǎng)中起到非常重要的作用。以往學生在學習時遇到許多困惑和問題，如學生們習慣了理科類課程主要用分析方法進行的學習，對主要是用歸納與綜合方法研究問題的工藝類課程感覺知識零亂、知識點之間缺乏邏輯性、不系統(tǒng)。進而形成剛上課還能跟得上，課程進行中就有一部分學生掉隊，期末部分學生考核不及格的不良教學效果。分析原因除課程性質外，還有部分學生缺乏自我約束力、沒有自學能力、實踐教學效果不良等。

因此，在工程材料與熱成形技術課程中進行翻轉課堂教學具有以下優(yōu)點：課程中絕大部分理論都來源于實習、實踐，適合學生自學；在多媒體、計算機、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術的支持下，信息的傳遞變得越來越便捷和容易，可以實現(xiàn)學生課前利用一定的教學手段了解需要學習的內(nèi)容，課堂上的時間用于學生對知識的吸收內(nèi)化；通過課下學生之間交流與課堂上師生的互動交流，既鍛煉了學生的表達能力，又對其學習起到督促作用，有助于大多數(shù)學生學習成績的提高；鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，有利于培養(yǎng)學生的自主學習能力。

一、工程材料與熱成形技術課程翻轉課堂設計

翻轉課堂實施分為三個步驟：課前準備、課上翻轉、課程評價。鐵碳合金相圖是“工程材料與熱成形技術”課程教學中的重點和難點，我們通過翻轉課堂的方式來解決這一難題。

（一） 課前準備

課前準備包括以下幾項內(nèi)容：首先要制定教學目標與評價方式，其次根據(jù)教學目標設計課前任務單，最后根據(jù)課前任務單準備學習資源。

1.課前任務單設計。課前任務單的內(nèi)容包括三大部分：

（1）學習指南：

①課題名稱：鐵碳合金相圖。

②達成目標：通過觀看教學視頻、閱讀教材，分析給定的學習材料，完成“自主學習任務單”規(guī)定的任務，掌握鐵碳合金相圖。

③學習方法建議：在掌握三種基本相圖的基礎上學習鐵碳合金相圖；建議聯(lián)系同素異晶轉變過程理解鐵碳合金的基本相和相圖。

④課堂學習形式預告：a、小組內(nèi)分析典型鐵碳合金的結晶過程；小組間交流鐵碳合金相圖的畫法技巧。b、課內(nèi)晉級作業(yè)。c、每個小組歸納出一種鐵碳合金的應用在課上交流。

（2）學習任務：回答以下問題

①鐵碳合金有哪些基本相？

②鐵碳合金的基本組織有哪些？與基本相是什么關系？

③鐵碳合金相圖是怎樣建立的？分幾個步驟？

④純鐵的同素異晶轉變與鐵碳合金的基本相是什么關系？

（3）困惑與建議：這項內(nèi)容由學生在自主學習以后填寫。

2.準備學習資源。包括教材、參考書、論文、視頻資源等，其中教學視頻是學習資源中的重點。一般教學視頻的制作可分為以下5個步驟。

（1）分析：教學對象、學習者的能力、學習環(huán)境；教師的時間、精力、媒體素養(yǎng)等。

（2）整理：首先準備素材，素材包括課件、圖片、音頻、視頻文件；第二步做腳本，需要標注每一段教學內(nèi)容的展現(xiàn)形式、用到的配套資源、大概耗費時間等內(nèi)容。

（3）制作：視頻制作的主角是教師。教師用熱情、專業(yè)精神去感染學生。

（4）：在學校的教學網(wǎng)或學習管理系統(tǒng)中，也可以存到網(wǎng)盤供學生下載，當然還可以到各類視頻網(wǎng)站。時間選擇在課程開始前兩到三天。視頻的要配合前面制作的自主學習任務單，使學生在學習時有章可循。

（5）反饋：根據(jù)學生觀看教學視頻的情況來調(diào)整教師的課上活動，并對觀看視頻好的學生給予獎勵。根據(jù)學生對視頻的意見和建議修改教學視頻。

（二）課上互動與交流

翻轉課堂的課上教學大致分為以下四步。

1.檢測。檢測學生的自主學習成效，難度不超過自主學習任務單的要求。我們用題目“鐵碳合金的基本組織”，這一階段大約需要10分鐘。

2.作業(yè)。需要學生在20分鐘內(nèi)完成以下題目：畫出簡化的Fe-Fe3C相圖，說明圖性點、線的含義，填寫各區(qū)域的相和組織組成物；分析含碳量分別為0.20%、0.45%、0.77%和1.2%的鐵碳合金從液態(tài)緩慢冷卻至室溫的組織轉變過程，繪出室溫組織示意圖，說明其力學性能有何不同。

3.協(xié)作、探究。通過協(xié)作和探究來解決在檢驗和作業(yè)過程中學生的困惑。我們采用的方式是學生以小組為單位協(xié)作學習、討論。這一階段大約需要5～7分鐘。

4.展示、質疑、闡釋。首先給學生5分鐘，每個小組提出一個在前一階段討論中遇到的共性問題，由學生小組互相解答，教師指導。最后由學生或教師提出一個鐵碳合金應用問題，小組討論2分鐘后回答。

（三）學習評價

良好的課程評價體系對學生的學習積極性有激勵作用。顯然，形成性評價更適合翻轉課堂。配合學校考試方式方法改革制定考核方案，平時成績占60%，期末占40%。平時成績重在考查學生課前學習和課中的參與質量。

1.課前學習情況的評分標準。1分，不知道如何回答老師問題的學生，說明沒有預習，給最低分。2分，學生嘗試回答問題，但回答錯誤，并且沒有顯示出任何先前知識、課程學習資源知識或課本知識。3分，學生基于先前知識回答了問題，但答案不完整，也沒有用到教材中或課前學習資料中的適量信息。4分，學生準確地回答了問題，并給出了完整的解釋，充分用到預習資料中的內(nèi)容，甚至通過其他途徑獲得了更豐富的答案，比如網(wǎng)絡。

2.課中學習情況。課中主要考察學生的態(tài)度、呈現(xiàn)、合作互助精神、討論發(fā)言的質量及創(chuàng)造性，可以與課中教學的5個環(huán)節(jié)（合作探究、釋疑拓展、練習鞏固、自主糾錯、反思總結）結合，每項設定合適的分數(shù)。其中包括教師的評價和小組內(nèi)學生的互評。

二、翻轉課堂效果分析

表1列出了課程翻轉前幾個班的成績統(tǒng)計數(shù)據(jù)；表2列出了翻轉后幾個班的成績統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

從上表中可以看出，翻轉課堂后學生的總評成績均有一定幅度的提高，翻轉課堂取得了較好的教學效果。

三、思考與總結

（一）翻轉課堂應具備整體化的教學設計思想

實施翻轉課堂教學，教師的教學設計就變得尤為重要，教師備課的工作量因此加大了很多。教師在備課中不但要準備教學內(nèi)容，還要準備學生的學習過程，即學生作為一個自主學習者在學習新知識時的思維過程。因此，翻轉課堂的教學設計對教師能力的要求比傳統(tǒng)教學要高很多。

（二）課堂上講授內(nèi)容要少而精

課上教學環(huán)節(jié)組織的好壞是翻轉課堂成敗的關鍵。首先遇到的問題就是多講與少講的問題，翻轉課堂不是不講課，而是要少講、精講。教師要根據(jù)了解到的學生課前學習情況，講學生需要的、存在問題的內(nèi)容。課前任務單布置的任務不能講，否則學生可能不會進行課前學習。如果學生完不成課前學習任務，教師要查找原因，做出及時調(diào)整。如果確實是由于課前任務設計不合理，需要完善課前學習任務單。教師在翻轉課堂上的講課時間越少，翻轉課堂的教學效果越好。

（三）教學中應以學生為主

我國的高等教育是以教師為中心的教學文化，也就是圍繞“教師為中心、教材為中心和課堂為中心”而組織的，雖然發(fā)揮了教師在教學過程中的權威和主導作用，卻忽視了學生的主體性和能動性。這種教學理念及相應的教學方法，有不利于發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性的一面，更有不利于培養(yǎng)學生主動實踐能力的另一面。

學習畢竟是學生自己的事情，只有學生自覺地參與到學習中來，才能實現(xiàn)教育之根本目的。建立以學生的學習為中心的課堂，轉變具有工業(yè)化時代特征的以教師為主的教學方式，讓學生對學習充滿期待，是信息化時代課堂教學轉型發(fā)展的重要方向。因此，在教學中強調(diào)學生的主體地位就顯得十分重要，讓每一位學生都能發(fā)揮自身的潛能，激發(fā)學習的積極性、主動性，實現(xiàn)全面發(fā)展。

（四）提高學生的工程實踐能力

工程材料與熱成形技術課程是大多數(shù)機械類或近機類專業(yè)學生較早接觸到的技術基礎課，因而其教學成效對學生今后學習專業(yè)課及對專業(yè)興趣的培養(yǎng)，乃至今后對實踐在工程中重要性的認識上都有極其重要的影響。而課程的教學質量與工程訓練中學生的實踐技能訓練質量密切相關，學生理論學習的效果一定程度上取決于實習中實踐能力的培養(yǎng)質量。而工程教育實踐教學應以學生為中心、以活動為中心，為學生營造自我體驗、自主學習、自由創(chuàng)造的環(huán)境，讓學生開展基于項目的學習，在“做中學”。“做中學”的核心在于以學生為中心，讓學生從構思階段的概念設計開始，經(jīng)歷產(chǎn)品設計和產(chǎn)品實現(xiàn)，自主鉆研，主動實踐；在“做中學”模式中，通過不同層次的項目實踐活動，讓學生獲得應用工程科學技術知識設計產(chǎn)品的能力和制作產(chǎn)品的能力。

參考文獻：