真实情境下问题解决的主题式教学设计与实施*——盖斯定律

当前“盖斯定律”的教学中,注重加和法、虚拟路径法等解题模型的教学,缺乏在真实情境中对物质转化及其能量关系的理解,学生无法感受到盖斯定律在生产中的价值。本文以“能量视角下煤的气化对于提高煤的燃烧效率的意义”为研究主题,通过分析建模、实验验证、情境回归等认识并应用盖斯定律,从能量视角再认识煤的气化对于提高煤的燃烧效率的意义,并且认识到利用化学反应可以实现对能量进行调控,如对工业废热的再利用,深化能量守恒观和能源节约意识,达成提升学科核心素养的目标。     

高分子材料湿度含量对其力学性能的影响的实验研究

本文从实验的角度对湿度因素影响下的高分子聚合物材料的力学性能进行了研究。选用了尼龙6材料进行了一系列的有关湿度实验，通过不同含湿率下与时间相关的材料性能实验首次从实验上证明高分子聚合物材料存在湿度-时间等效性。即对材料力学性能而言延长作用时间与增加材料含湿率与等效的，并且具体给出了尼龙6材料的湿度-时间等效关系。如该材料在不同含湿率下的广义曲线，本文工作为进一步研究湿度因素影响下的材料性能提供了实验依据。     

教研员专业发展:现状、需求与建议*——广东省中学化学教研员专业发展调研

为充分了解教研员专业发展的现状与需求,探寻教研员专业发展与教研工作的有效策略,以广东省123名中学化学教研员为基础样本展开问卷调查,对14名化学教研员和一线教师展开访谈,对其基本信息、专业情意与状态、专业能力与发展及区域教研活动的组织情况进行关联分析,找寻其中的变化规律,了解问题与需求,为教研员的发展和教研工作的优质开展建言献策。     

扫描电镜下断口表面的三维重建及分形维数的测量

基于数字散斑相关方法,利用扫描电镜立体对技术和计算机视觉方法实现了物体表面的三维重建,讨论了影响其精度的原因,并且利用分形理论对表面的三维形貌进行了定量分析,由立方体覆盖法得到了三维形貌的分形维数.作为应用的实例,将该方法应用到岩石断口的三维重建中,得到了重建后的高度云图和分形维数.结果表明,利用扫描电镜立体对技术对断口表面进行三维重构并进行分形维数的计算是一种行之有效的断口定量分析方法.这为研究材料断裂的微观机理、断裂过程和断裂性质等问题提供了一种途径.     

扫描电镜下的数字散斑相关方法及其应用

对数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)在扫描电镜(scanningelectron microscope,SEM)下的应用进行了研究。将DSCM与带电液伺服试验系统的SEM结合起来,对二者结合的过程进行了分析,实现了SEM下细微观变形场的测量,扩展了DSCM和SEM的应用范围。为了定量地把握SEM在扫描图像时放大倍数的不稳定性、非线性和内部噪声对DSCM的影响,还对SEM下的DSCM精度和误差进行了实验分析。统计结果表明,SEM下应用DSCM进行变形场的测量,其位移测量误差最大可达2像素,其精度可以满足一般变形场测量的需要。作为应用实例,对混凝土试件在SEM下的断裂行为进行了研究,得到了混凝土试件表面随着载荷的变化而变化的表面细观变形场。     

温度影响下砂岩的细观破坏及变形场的DSCM表征

通过扫描电镜(SEM)实时在线观察研究了温度影响下砂岩的细观破坏，观察到砂岩的脆 性断裂可同时发生在不同地方、不同矿物可能独立承载和裂纹分叉等现象. 温度低于 100°C时，主裂纹附近有许多微裂纹和支裂纹发生；而温度超过150°C之后， 表面很少出现支裂纹或二次裂纹. 随着温度的升高，砂岩的断裂韧性有先升高后降低的趋势， 150°C左右是断裂韧性变化的临界温度. 随着温度的升高，砂岩的细观断裂机制有由 脆性机制向延性机制转变的趋势，抵抗和协调变形的能力都得到增强. 细观尺度下砂岩的破 坏机制有沿颗粒断裂、穿颗粒断裂及其混合断裂，其中沿颗粒断裂机制占主导地位，这是由 于沿颗粒破坏需要消耗较少的能量，而穿颗粒断裂需消耗较多的能量. 利用数字散斑相关方 法(digital speckle correlation method, DSCM)对SEM下砂岩破坏的细观变形场 进行了测量，这表明利用DSCM表征岩石的局部变形场的连续式测量是可行的.     

数字散斑相关方法与应用研究进展

数字散斑相关方法(digital speckle correlation method, DSCM)作为固体实 验力学领域材料表面变形场测量的一种非接触式方法与其它技术相比具有一些独到的优点, 其有效性已经在近20年中被众多的应用实例所证明.近年来该方法在理论 上逐步完善, 一些现代的数学理论和数学方法(例如:小波变换、遗传算法、神经网络等)逐渐被引入到 该方法中;在实验中的各个技术环节上正在逐步的改进,其结果的精度逐步的提高,结果收 敛的速度也逐渐的加快;其应用的领域正逐渐从常规材料的测试向一些新型材 料测试、从宏观场逐渐向细微观尺度、从常规环境向比较恶劣的环境、从实验室测试逐步向 工程现场应用、从静态准静态向动态准动态等方面发展.本文简要介绍了DSCM的基 本原理和数学模型,在相关搜索的改进、相关系数的选择、灰度级的重建和图像识别 方面的进展以及在材料力学性能测试,微尺度变形场测量等方面的应用. 最后就这一实验测量技术的几个可能的发展趋势 进行了预测.     

数字标记点识别方法及其在材料性能测试中的应用

基于相关理论，提出了一种非接触性测量面内位移的数字标记点识别方法。该方法能应用于物体变形前后标记点的识别。相对于其它光学测量方法而言，该技术实验过程简单，能够应用于小变形、大变形等不同的变形范围。本文还将这一方法应用于高分子薄膜材料的时间特性实验测试，结果表明，此方法可有效用于柔度较大材料的变形测量。     

单纤维细丝微力学性能实验研究

使用数字标记点识别方法分别对T300碳纤维和Kevlar29芳纶纤维单丝进行了拉伸实验测试,给出了单纤维细丝的拉伸性能参数。其中T300碳纤维单丝的直径在 7μm左右,比Kev lar29芳纶纤维的直径 (约 12μm左右 )要小;T300碳纤维的拉伸模量为 230GPa左右,远大于Kevlar29芳纶纤维的拉伸模量(约 80GPa);它们的拉伸强度相当,都在 2. 5GPa左右;而T300碳纤维的断裂伸长率在 1. 0%左右,小于Kevlar29芳纶纤维的 3. 0%。使用扫描电子显微镜(SEM)对纤维单丝断裂前后的结构进行了观察,这些不同的微观结构决定了纤维单丝拉伸性能的差异。     

“铜元素化合物”的高三线上主题式复习*

以高三复习课“铜元素化合物”的教学为例,基于主题教学思想,从“价类二维图”出发,引导学生从物质类别、氧化还原和化学平衡等多角度认识元素化合物间的相互转化,实现了主题内容的关联与进阶,促进了学生思维能力的提升和学科观念的建构。本节课是网络直播课,采用“腾讯课堂”平台,学生可以连麦回答问题,学生设计的实验方案发布在班级微信上,由教师共享屏幕,则所有学生可见。