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(一)理工科大學(xué)生必備人文能力分析
北京大學(xué)校長周其鳳曾表示,衡量現(xiàn)代人才的標準是“健全的人格和優(yōu)良的人文能力”。他說,無論什么學(xué)歷,一兩年時間就會被許多公司培養(yǎng)成為有工作能力有專業(yè)知識的人,而一個人的人文能力十年也培養(yǎng)不出來。那么,到底理工科大學(xué)生必須具備哪些方面的人文能力呢?我們認為主要包括:符合社會主流意識的道德評判和道德踐行能力、良好的語言能力、較高的創(chuàng)新和實踐能力、足夠的心理承受能力、高雅的審美鑒賞能力、從容隨和的人際交往能力以及優(yōu)良的組織協(xié)調(diào)能力。
(二)理工科大學(xué)生人文能力現(xiàn)狀
長期以來,由于應(yīng)試教育以及我國理工科大學(xué)過分看重大學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)的影響,致使我國理工科大學(xué)生的人文能力出現(xiàn)很多缺憾,其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.創(chuàng)新意識和實踐能力不足。
在當下的大學(xué)生中也存在很多創(chuàng)新意識和實踐能力較強的優(yōu)秀者,但仍然有部分大學(xué)生往往只滿足于書本和專業(yè)知識,致使創(chuàng)新意識受到嚴重禁錮,實踐能力也被不斷弱化。據(jù)2009年某項調(diào)查結(jié)果顯示:理工科大學(xué)生在校參加科技實踐活動的不足10%,參加社會實踐和社區(qū)共建活動的不足20%,有75%的學(xué)生缺乏主動參與意識,有6%左右的大學(xué)生表示“沒想過”或“不感興趣”。
2.心理承受能力較差。
如今很多理工科大學(xué)生都是獨生子女,在家長、學(xué)校、社會的三重保護下,成長過程幾乎從未經(jīng)歷過任何大的挫折,這致使其心理脆弱,面對生活和學(xué)習(xí)中的挫折困難,并不具備應(yīng)有的堅強意志,心理承受能力普遍較差。
3.缺乏人際交往能力。
由于特殊的成長和教育環(huán)境,當下不少理工科大學(xué)生都存在以自我為中心,集體意識差,感恩觀念弱等個體特征,這使其在人際交往過程中經(jīng)常出現(xiàn)驕傲自負、不顧及他人感受、不能以誠待人等諸多問題。
4.審美鑒賞能力偏向低俗化。
網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展以及人類思想和交流的高度開化,拓寬了“三俗(即惡俗、低俗、世俗)文化”的散播渠道,造成大量的文化垃圾在民眾中任意蔓延,特別是在年輕的大學(xué)生群體中。這導(dǎo)致一些大學(xué)生對“美”的理解產(chǎn)生極大偏頗,只停留在感官享受層面,甚至出現(xiàn)對于“三俗文化”的接納和熱愛的現(xiàn)象。
5.道德評判和道德踐行能力不夠。
在平時的生活中我們并不難看出大學(xué)生道德素質(zhì)還有待加強。遲到早退、曠課、考場舞弊、不主動讓座、對弱勢群體的冷漠等是一直存在于理工科學(xué)生中的常有現(xiàn)象,而當今社會大學(xué)生犯罪、自殺等現(xiàn)象層出不窮更是讓人心寒。
二、大學(xué)校園文化活動內(nèi)涵剖析
大學(xué)校園文化活動是高校精神文明建設(shè)的重要組成部分,是高校校園文化建設(shè)的載體,是校園生活多彩化的一種表現(xiàn)形式,是展示高校辦學(xué)活力和成效的重要方面,也是師生運用思想、知識、能力的重要實踐,它既體現(xiàn)著高校精神,也體現(xiàn)著教育品位。大學(xué)校園文化活動以校園為主陣地,以學(xué)生為主體,以娛樂其身心、潛移其品性、陶冶其情操、塑造其靈魂為主要目標,以豐富多彩的活動為載體,涵蓋了思想道德教育類、學(xué)術(shù)科技類、體育競技類、文化藝術(shù)類以及與各學(xué)校優(yōu)勢特色相結(jié)合的品牌類等五大類活動,并且每一類活動包含了很多子活動,幾乎覆蓋了素質(zhì)教育所需要的方方面面,僅思想道德教育類活動就包括愛國主義教育活動、學(xué)風(fēng)建設(shè)活動、心理素質(zhì)教育活動以及政治理論教育活動等多種內(nèi)容。校園文化活動同樣有很多不同的舉辦形式,例如講座、圖文展、運動會、科技競賽、文藝晚會、素質(zhì)拓展訓(xùn)練、志愿服務(wù)等。這些舉辦形式能夠全面的滿足大學(xué)生的個性發(fā)揮和才華施展,并且在經(jīng)歷了長期的發(fā)展歷程之后,大學(xué)校園文化活動已經(jīng)集廣泛性、教育性、創(chuàng)新性、娛樂性、自主性、實踐性、情感性于一體,成為了促進學(xué)生成長成才和全面發(fā)展的重要力量。
三、校園文化活動對理工科大學(xué)生人文能力提升的新途徑
新形勢新背景下,我們應(yīng)當不斷拓寬和發(fā)掘理工科大學(xué)生人文能力的提升途徑,而校園文化活動以其鮮明的特點為我們提供了一個很好的媒介。對此,我們在查閱大量文獻資料的同時,結(jié)合成都理工大學(xué)所舉辦的校園文化活動,以探究校園文化活動視域下理工科大學(xué)生人文能力提升的途徑,以理工科大學(xué)生德育、智育、體育以及美育為重點展開了一系列研究,得出了以下結(jié)論。
(一)思想道德教育活動的載體創(chuàng)新有利于提高其道德評判和道德踐行能力
所謂道德評判能力和道德踐行能力,是指人是否能用最合理的評判標準對事物的好壞做出分辨,并在此基礎(chǔ)上用以指導(dǎo)自己的日常行為習(xí)慣,是德育的一個重要方面。同志在2010年舉辦的全國教育工作者會議上也曾著重提到要堅持以人為本,德育為先。但在當下各大高校,有關(guān)大學(xué)生思想道德教育的主要途徑依然停留在面對面授課,單項灌輸以及簡單說教的“顯性教育”上,而這種方法已經(jīng)越來越不被大學(xué)生所接受。尤其是對理工科大學(xué)生來說,枯燥乏味的理論說教只會增加其反感抵觸情緒,因此我們必須找到一個新的載體來創(chuàng)新大學(xué)生思想道德教育途徑。校園文化活動中的思想道德教育活動,則能用很受大學(xué)生歡迎和接納的方式來傳播正確的思想道德理念,其能夠以生動的表現(xiàn)形式來表達枯燥的理論,以真實影像來代替抽象的文字描述,以充滿挑戰(zhàn)性和趣味性的競賽來傳達積極向上的精神,等等。以該學(xué)校為例,其舉辦了多種多樣的思想道德教育活動,例如以建國60周年為主題的團日活動、以“書香沁園,靜以修身;低碳生活,儉以養(yǎng)德”為理念的讀書節(jié)、以當下中國社會熱點問題為主要線索的道德類圖文展;等等。這些活動寓意深厚,生動明朗,易于理解并極具與時俱進的教育性,這一系列特點都表明,思想道德教育活動完全符合我們所需要的載體的全部要求,它可以讓大學(xué)生在參與和組織的過程中,以輕松和愉悅的狀態(tài)無意識的學(xué)習(xí)到很多正面的精神,達到在思想上不斷認識領(lǐng)悟,并將其逐漸落實到日常行為上這一思想道德教育目的。
(二)學(xué)術(shù)科技類活動的自主性有利于提高其創(chuàng)新能力
航空工程的先驅(qū)、美國加州理工學(xué)院的馮•卡門教授曾說:“科學(xué)家研究已有的世界,工程師創(chuàng)造未有的世界。”而理工科類大學(xué)大多以培養(yǎng)卓越的工程生為辦學(xué)目標,所以,對理工科學(xué)子來說,只有不斷創(chuàng)新,才能不斷推陳出新的將理論知識轉(zhuǎn)換為高科技的產(chǎn)物,才能創(chuàng)造未有的世界。而培養(yǎng)理工科大學(xué)生優(yōu)良的創(chuàng)新能力主要從三個方面入手,即營造活躍的創(chuàng)新氛圍、培養(yǎng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考習(xí)慣、引導(dǎo)大學(xué)生有意識的積累和夯實基礎(chǔ)知識。從這三點可以總結(jié)出,所有措施的根本出發(fā)點即為充分調(diào)動學(xué)生的自主創(chuàng)新意識。校園文化活動中的學(xué)術(shù)科技類活動具備了超越其他專業(yè)知識教育途徑的自主性能,因為并不受集體因素、傳統(tǒng)因素以及經(jīng)濟效益因素等的過多制約,使其從活動理念到活動內(nèi)容再到舉辦形式,都可以讓大學(xué)生的創(chuàng)新思想有足夠的自由發(fā)揮空間,從而不斷激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新熱情,調(diào)動大學(xué)生的自主創(chuàng)新意識,使活動充滿濃烈的創(chuàng)新色彩,讓大學(xué)生在一次次的參與過程中,不斷提高自身的創(chuàng)新能力。例如該學(xué)校每學(xué)年舉辦的學(xué)生課外科技立項活動,已經(jīng)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思想的最具代表性和最受學(xué)生歡迎的平臺,其以培養(yǎng)學(xué)生個性化發(fā)展和提升學(xué)生科技創(chuàng)新素養(yǎng)為目標,從活動籌備到活動實施再到活動總結(jié)等,都給予學(xué)生最大的自主發(fā)揮空間和最大的人力物力支持,使活動的每一個環(huán)節(jié)都能充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,有效的鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(三)體育競技類活動的實踐性有利于其提高心理承受能力
由于理工科大學(xué)男女比例的特殊性,使校園文化活動中的體育競技活動成為了理工科大學(xué)生參加最多的一種社會實踐活動。這種活動有著濃厚的實踐性,同時蘊含了公平的競爭意識,這使其可以通過自己特有的方式來提高理工科大學(xué)生的心理承受力。一方面,參加體育競技活動可以調(diào)節(jié)學(xué)生的心情,有助于學(xué)生發(fā)泄不良情緒,而通過很多研究表明,適當?shù)陌l(fā)泄能有效的緩解大學(xué)生焦慮、悲傷等心理狀況;另一方面,這種實踐性強的集體活動可以很好的提供給學(xué)生彼此之間交往的機會,同時營造輕松的娛樂氛圍和良性的競爭環(huán)境,在這樣的氛圍和環(huán)境中,學(xué)生會逐漸打開心扉,變得樂觀開朗,經(jīng)常保持良好的狀態(tài);再次,在體育競技活動中,學(xué)生經(jīng)常會遇到很多不同的困難和障礙,而其中很大一部分源于自己的內(nèi)心,如緊張、害怕、挫敗等心理,通過經(jīng)常參加體育競技活動能使學(xué)生直面這些困難,從而擴大學(xué)生的心理承受空間,提高心理承受能力。以成都理工大學(xué)為例,該學(xué)校經(jīng)常參加體育競技活動的學(xué)生(如足球隊、籃球隊、田徑隊的隊員),普遍比其他學(xué)生更加堅強和樂觀一些,并且敢于拼搏,心理承受能力很強,很少存在焦慮、脆弱、懼怕等心理亞健康狀況。
(四)文化藝術(shù)類活動的情感體驗有利于提高其審美鑒賞能力
我國近代著名教育家曾說:“美育者,應(yīng)用美學(xué)理論于教育,以陶養(yǎng)感情為目的者也”。因此,對于長期以理性角度來思考問題而缺乏感性情懷,致使審美鑒賞能力相對薄弱的理工科大學(xué)生來說,其審美教育應(yīng)該從加強其情感教育入手。不言而喻,文化藝術(shù)類活動建立在高雅的藝術(shù)基礎(chǔ)之上,而高雅的藝術(shù)是藝術(shù)家們通過對生活、人生的深刻理解和通徹感悟,融入自己廣博的知識和豐富的情感,從而形成的能震撼人心和引發(fā)人共鳴的藝術(shù)作品。它是人類對社會和自然最深刻的認識的表達和最真摯的情感的抒發(fā),并且它極具觀賞性和體驗性。文化藝術(shù)類活動能將高雅的藝術(shù)和大學(xué)生的現(xiàn)實生活很好的融合起來,使大學(xué)生在參加此類活動時,能對藝術(shù)家所想表達的意義進行思考分析,凈化自己的心靈,拓寬自己的視野,更加全面的優(yōu)化自身的知識體系,更有深度的理解美的含義,從而提高自身的審美鑒賞能力。如該校每學(xué)年舉辦的“傲雪爭輝”系列文藝晚會,其每一年都會賦予晚會不同的文化主題(如動漫時代、喜迎十等)。晚會將感彩濃烈的文化主題和多樣的藝術(shù)表現(xiàn)形式巧妙的結(jié)合,各主創(chuàng)人員在節(jié)目的選材、音視頻的制作、舞美背景的設(shè)計以及演員的培訓(xùn)等方面都會查閱大量的資料,并從中挑選優(yōu)秀的作品作為素材,在此基礎(chǔ)上再融入自己的情感和思想,并將這些情感和思想傳達給演員,進而去感染觀眾。在這一過程中,無論是主創(chuàng)人員還是演員或者觀眾,都能積累大量的知識,增加情感體驗的次數(shù),從而逐漸提高自己的審美鑒賞能力。
四、結(jié)語
摘要:大學(xué)校園文化建設(shè)包括多方面的內(nèi)容,辯論賽無疑是校園文化建設(shè)中最為亮麗的一道風(fēng)景線。大學(xué)生通過參加辯論賽,論辯能力有所提高。提高大學(xué)生的論辯能力對于豐富校園文化生活,培養(yǎng)大學(xué)生的良好素質(zhì)有著重要的意義。
關(guān)鍵詞:論辯能力;素質(zhì)教育;校園文化建設(shè)
辯論賽是參賽雙方就某一問題進行辯論的一種競賽活動,實際上是圍繞辯論的問題而展開的一種知識的競賽,思維反映能力的競賽,語言表達能力的競賽,也是綜合能力的競賽。[1]大學(xué)生在參加辯論賽的過程中,論辯能力得到了提高,綜合素質(zhì)得到了加強,對整個校園文化建設(shè)也起到了積極的作用。概括起來說,提高大學(xué)生的論辯能力在大學(xué)生素質(zhì)教育和校園文化建設(shè)中的作用和意義主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
一、推進大學(xué)生素質(zhì)教育提升
1.強化大學(xué)生追求真理,堅持真理的意識
有句諺語說,真理越辯越明。的確如此,人們通過辯論,可以分清正誤是非,辨別事情的真?zhèn)危瑥亩粲跎鐣浾撊ブС终_的主張或者行為,反對錯誤的言論或者行為,進而使人們牢固樹立堅持真理的信念。現(xiàn)在大學(xué)生辯論賽選擇的辯題越來越關(guān)注國家時事和熱點問題,在辯論的過程中大學(xué)生可以接觸到很多所學(xué)專業(yè)以外的領(lǐng)域,讓他們用正確的思想武裝自己的頭腦,明辨是非,關(guān)心國計民生,了解社會現(xiàn)狀,增強社會責任感。同時,鍛煉他們的意志力,強化大學(xué)生追求真理、堅持真理的意識。
2.提高大學(xué)生心理素質(zhì),克服內(nèi)心膽怯
經(jīng)常參加辯論賽能使大學(xué)生提高自身心理素質(zhì),有效地克服內(nèi)心羞怯等問題。有些學(xué)生平時不敢在公開場合說話,比較膽怯,剛開始參加辯論時臉窘得通紅,吐字不清,聲音發(fā)顫,不過在參加了幾次辯論賽之后,竟然可以沉著冷靜地回答問題,闡述自己的想法。辯論賽不是靠音量營造氣勢,遇到犀利問題就拍桌子,瞪眼睛,大聲質(zhì)問,而是講究有理有據(jù),平中見奇。在賽場上,辯手要面帶微笑,心平氣和,即使內(nèi)心激動。所以,通過辯論賽可以培養(yǎng)大學(xué)生的自信心,使他們學(xué)會有效地控制自身的情緒,促進自身個性的完善和發(fā)展,從而激勵他們更好更快地成長成才。
3.鍛煉大學(xué)生思維能力,增長聰明才智
辯論是對辯論者能力和水平的全方位考察,在辯論的過程中,辯論者要想在激烈對抗的辯論中征服戰(zhàn)勝對手,不僅僅需要有淵博的知識,豐富的閱歷和想象力、敏捷的思維和觀察能力,還需要有機智的應(yīng)變能力、較強的記憶能力以及語言表達能力。而需要具備這些能力并不是一朝一夕就能奏效的,必須經(jīng)過長期刻苦的磨練。也就是說,通過辯論,大學(xué)生可以提高思維能力,增長聰明才智,具體表現(xiàn)在以下兩個地方:
首先,思辨能力方面。辯論需要根據(jù)辯場狀況,根據(jù)對方提出的觀點和質(zhì)疑隨機應(yīng)答,這就需要更多的智慧和機敏。大學(xué)生通過辯論,能提高思維說辯能力和表達能力,培養(yǎng)他們不甘退讓、不屈不撓的競爭精神。辯論鍛煉思維可以從這樣四個方面表現(xiàn)出來:一是鍛煉思維的準確性。法國作家福樓拜曾經(jīng)精辟的指出:“思維準確是表達準確的先決條件。”辯論就是要求雙方對所辯論的問題進行相對深入的思考,這種思考越是能接近事物的本質(zhì),就越能在辯論時最短的時間里準確的把握它的本質(zhì)屬性,才能克敵制勝。二是鍛煉思維的完整性。一個人獨自思考,或者發(fā)表個人演講,往往只從問題的一兩個側(cè)面展開思考,而多人辯論,則能夠相互補充,豐富思想,對問題的認識比較全面,思考也比較完整。三是鍛煉思維的清晰性。在辯論過程中,雙方必須以準確無誤、有條有理的語言明晰的表達自己的觀點,如果思維混亂,沒有層次,就會造成語言的混亂和不準確。四是鍛煉思維的敏捷性,只有平時善于觀察,勤于思考,思維敏捷的人,在辯論時才能胸有成竹,迅速對對方咄咄逼人的進攻予以反擊,對對方錯誤的觀點進行辯駁。[2]
其次,知識能力方面。辯論是大學(xué)生智慧與口才的較量,是即興智慧的現(xiàn)場交鋒,需要用有聲語言把思考表達出來,這和平時寫作業(yè)、做卷子用手寫不一樣。辯論還需要辯證地思考問題,沒有一定自然科學(xué)、社會科學(xué)的知識儲備為基礎(chǔ),辯論就只會成為低層次的“口舌之爭”,這也要求大學(xué)生們除了要掌握學(xué)業(yè)知識外,還必須有深厚的知識和文化積淀。辯論能夠集道德修養(yǎng),知識積累,語言表達等為一,在辯論中我們你爭我論,巧問妙答,時而風(fēng)趣幽默,時而又嚴肅質(zhì)疑,用智慧碰撞出靈感的火花,這樣勢必能夠提高自身的文化底蘊。
4.增進大學(xué)生相互了解,促進相互溝通
馬克思曾經(jīng)說過,人需要和外部世界來往,需要滿足這種欲望的手段:食物、異性、書籍、談話、活動、消費品和操作對象。辯論是通過人們因不同觀點而引起的言語交鋒,達到相互了解、諒解和信任,進而實現(xiàn)人際溝通的一種手段。通過交鋒,彼此能夠更好的了解對方的立場和觀點,,達到高層次的心理溝通。[3]另外,獨木難成林,辯論比賽時要求四個人思想統(tǒng)一,配合默契,最忌諱四個人意見不和,在整體上形不成合力。所以,賽手應(yīng)具備與他人溝通,說服他人,以及在團隊中發(fā)揮自己能力的作用。
二、構(gòu)建高校校園文化體系
1.推進學(xué)校校風(fēng)建設(shè),塑造校園精神
校風(fēng)作為構(gòu)成教育環(huán)境的獨特的因素,體現(xiàn)著一個學(xué)校的精神風(fēng)貌。好的校風(fēng)具有深刻“強制性”的感染力,使不符合環(huán)境氣氛要求的心理和行為時刻感受到一種無形的壓力,使每一位校園人的集體感受日趨鞏固和擴展,形成集體成員心理特性最協(xié)調(diào)的心理相容狀態(tài);好的校風(fēng)具有對學(xué)校成員內(nèi)在動力的激發(fā)作用,催人奮進;好的校風(fēng)對學(xué)校成員的心理發(fā)展具有保護作用,對不良的心理傾向和行為具有強大的抵御力量,有效地排除各種不良心理和行為的侵蝕和干擾。大學(xué)生論辯能力的提升有助于助推當前他們的創(chuàng)造能力、主體意識和素質(zhì)教育,有助于推進大學(xué)校園文化建設(shè),形成良好的校風(fēng)。
2.提高課堂教學(xué)效果,培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)
學(xué)風(fēng)是指學(xué)生集體在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的治學(xué)態(tài)度和方法,是學(xué)生在長期學(xué)習(xí)過程中形成的學(xué)習(xí)習(xí)慣、生活習(xí)慣、衛(wèi)生習(xí)慣、行為習(xí)慣等方面的表現(xiàn)。在課堂教學(xué)過程中,教師只是引導(dǎo)者,學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體,如果只靠教師講的天花亂墜,學(xué)生被動的接受知識,而不是主動的掌握理論,構(gòu)建自己的觀點,教學(xué)是沒有什么成效的。提高學(xué)生的論辯能力,在教學(xué)過程中引入辯論式的教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生暢所欲言,鼓勵學(xué)生“百家爭鳴”,各抒己見,張揚學(xué)生的個性,為學(xué)生的創(chuàng)造性思維和發(fā)散性思維開拓一個廣闊的活動空間,為課堂增添活力,學(xué)生才能真正把教師傳授的知識內(nèi)化為自己的理論觀點,才能有利于培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。優(yōu)良的學(xué)風(fēng)像校風(fēng)、教風(fēng)一樣,對學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量的提高,對學(xué)生人格品質(zhì)的發(fā)展和完善,對培養(yǎng)學(xué)生成為德、智、體、美、勞全面發(fā)展的接班人,都有重要意義。
3.促進學(xué)校人際關(guān)系,提升凝聚力
良好的學(xué)校人際關(guān)系有助于廣大師生員工達到密切合作,形成一個團結(jié)統(tǒng)一的集體,更好地發(fā)揮整體效應(yīng)。現(xiàn)代社會的人才需要團隊協(xié)作能力,所謂團隊協(xié)作能力,是指建立在團隊的基礎(chǔ)之上,發(fā)揮團隊精神、互補互助以達到團隊最大工作效率的能力。對于團隊的成員來說,不僅要有個人能力,更需要有在不同的位置上各盡所能、與其他成員協(xié)調(diào)合作的能力。通過參加辯論賽,學(xué)生增強了團隊協(xié)作精神和能力,加強了互相之間的溝通和了解,培養(yǎng)集體榮譽感,這些都有利于構(gòu)建校園文化建設(shè),激發(fā)整個校園的凝聚力。
大學(xué)生是最富有生機、最富有活力的、代表著國家和民族的未來和希望的群體,必須努力提高個人修養(yǎng)和綜合素質(zhì)來迎接未來經(jīng)濟和社會的飛速發(fā)展。提高大學(xué)生的論辯能力不僅可以豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)其對社會的責任感、使命感,提高大學(xué)生的主體意識,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造性思維、語言表達能力、隨機應(yīng)變能力和團隊合作精神,還可以提高學(xué)生對時事新聞、社會現(xiàn)象的關(guān)注度。為了進一步加強大學(xué)生思想政治教育,提高大學(xué)生的綜合素質(zhì),充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,豐富校園文化生活,各大高校應(yīng)該把辯論賽作為自己校園文化建設(shè)的保留項目,讓學(xué)生能以更高的素質(zhì)、更佳的姿態(tài),面對未來的社會競爭和壓力。
參考文獻:
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[2] 廖禮平.口語表達藝術(shù)面面觀[M].東南大學(xué)出版社,
關(guān)鍵詞:高中化學(xué) 創(chuàng)新思維 培養(yǎng)
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(c)-0007-02
在高中化學(xué)改革中,明確提出了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)目標,新課標要求:在化學(xué)教學(xué)中,必須加強探究性學(xué)習(xí)教學(xué),讓學(xué)生可以把所學(xué)知識聯(lián)系運用到化學(xué)學(xué)習(xí)中,并把書本上化學(xué)知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來,在教學(xué)中融入學(xué)生的探索學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)以及研究學(xué)習(xí),從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在化學(xué)教學(xué)過程中,教師要充當課堂教學(xué)的引導(dǎo)者,通過科學(xué)的組織課堂活動,來幫助學(xué)生進行創(chuàng)新思維。化學(xué)是一門具有較強的探究性的實驗學(xué)科,創(chuàng)新思維在學(xué)習(xí)過程中有著極大的發(fā)揮空間。下面就化學(xué)教學(xué)中的創(chuàng)新思維培養(yǎng)提出幾點建議。
1 創(chuàng)造良好課堂氣氛,引導(dǎo)學(xué)生暢所欲言
在教學(xué)中為學(xué)生創(chuàng)造良好的課堂學(xué)習(xí)氣氛,讓學(xué)生能夠大膽的與教師進行交流,這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的前提,學(xué)生要能夠敢于說出自己的想法。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中,教師往往都是根據(jù)提前備課,預(yù)設(shè)好了與學(xué)生交流的內(nèi)容,這樣就把學(xué)生的思維限定在了教師的思路中。對于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)也就失去了原有的意義。所以,在課堂中,教師不能刻意的追求學(xué)生的認識的統(tǒng)一,而是應(yīng)該鼓勵學(xué)生大膽思考,并說出自己的想法,即使說的可能是錯的,也不能隨便的批評學(xué)生。例如,在學(xué)習(xí)《水的電容和溶液的酸堿性》時,在講到兩種溶液融合時,提到了等體積的酸性溶液和堿性溶液相混合,最后溶液的pH值會是什么時?有的學(xué)生直接脫口而出說pH值肯定呈中性,酸堿融合會變成水。這時,教師不應(yīng)該批評學(xué)生,而是應(yīng)該通過實驗,讓學(xué)生自己去驗證自己的想法是否正確。
高中生都有很強的自尊心,都很想在全班學(xué)生面前好好的表現(xiàn),教師在課堂教學(xué)中要多鼓勵學(xué)生,少一些批評學(xué)生,這樣才能與學(xué)生多進行溝通和交流,引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)活動之中。特別是平時成績較差的學(xué)生,更需要數(shù)學(xué)課堂上的鼓勵和表揚。特別是對于一些平時學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生,更是要多鼓勵,不能因為他們說錯了就批評,要積極引導(dǎo),一步步的讓學(xué)生自己去用化學(xué)思維去思考。例如,在學(xué)習(xí)《金屬的化學(xué)性質(zhì)》這一內(nèi)容時,教師在做關(guān)于金屬鈉的實驗時,可以提出這樣的問題,你認為研究一種物質(zhì)的性質(zhì),應(yīng)該按照什么程序來進行?你能通過實例說明嗎?(可列舉氧氣、鐵、鹽酸或二氧化碳),然后讓學(xué)生想想對于金屬鈉怎樣來研究其性質(zhì),讓學(xué)生根據(jù)自己的想法,設(shè)計實驗。教師可以先按照學(xué)生設(shè)計的實驗進行操作,看看能否順利完成鈉性質(zhì)的研究。同時,在實驗的過程中,學(xué)生根據(jù)具體操作,肯定會有新的想法。這樣,學(xué)生就能在良好的課堂氣氛下暢所欲言,說出自己的想法,取得良好的教學(xué)效果。
2 設(shè)計探索實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新思維
化學(xué)是一門十分嚴謹?shù)淖匀豢茖W(xué),一切的結(jié)論都是建立在嚴密的化學(xué)實驗基礎(chǔ)之上,因此,在教學(xué)中教師必須利用好化學(xué)實驗對學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的重要作用。在以往的化學(xué)教學(xué)中,實驗教學(xué)模式十分的固定,往往是教師在前面先做一遍,然后讓學(xué)生模仿教師的實驗,按部就班的操作,最后得出相同的結(jié)論。雖然教師可能提前做好了充足的準備,思考的問題也比學(xué)生更為成熟,但如何一切都按照教師的預(yù)設(shè)來完成,學(xué)生就成了課堂活動中教師操縱的木偶。這樣,學(xué)生的思維就受到了極大的束縛。在化學(xué)教學(xué)中,教師可以打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)的束縛,讓學(xué)生自己去探索,學(xué)生在化學(xué)實驗探索的過程中,可以調(diào)動學(xué)生的化學(xué)求知欲望,讓學(xué)生不斷思想,積極探索,培養(yǎng)學(xué)生細致觀察實驗現(xiàn)象的良好行為習(xí)慣、從細微實驗現(xiàn)象差別分析得出實驗結(jié)論的能力,形成科學(xué)、嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
例如,在學(xué)習(xí)《弱電解質(zhì)和強電解質(zhì)》這一課時,了解電解質(zhì)在水溶液中的電離及溶液的導(dǎo)電性時,可以讓學(xué)生自己實驗探索,教師先不給結(jié)論,讓學(xué)生去實驗探究:同濃度醋酸和鹽酸的電離程度,在兩只錐形瓶中分別加入等體積的濃度均為1 mol?L-1的鹽酸和醋酸,在兩個氣球中分別加入經(jīng)砂紙打磨過的長度相同的鎂條,然后將氣球套在錐形瓶口,同時將氣球中的鎂條送入錐形瓶中,觀察實驗現(xiàn)象。讓學(xué)生自己試著得出正確的結(jié)論。
此外,教師還可以給學(xué)生布置創(chuàng)新難度更高的探索實驗,讓學(xué)生完全自己去探索,教師只給予適當?shù)闹更c。如探索實驗:某種催化劑為鐵的氧化物。在實驗室對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進行探究:將適量稀硝酸加入少許樣品中,加熱溶解;取少許溶液,滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價態(tài)為+3的結(jié)論。
(1)請指出該結(jié)論是否合理并說明理由________。
(2)請完成對鐵元素價態(tài)的探究:
限選實驗儀器與試劑:燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾、3 mol?L-1H2SO4/3% H2O2、6 mol?L-1HNO3/0.01 mol?L-1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol?L-1KI、20% KSCN、蒸餾水。
①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1:________;假設(shè)2:________;假設(shè)3:________。
②設(shè)計實驗方案證明你的假設(shè)。
③實驗過程。
這樣,學(xué)生就能根據(jù)自己的想法,放手去探索,在學(xué)生自己動手實驗過程中,教師要注意對學(xué)生安全教育,提醒學(xué)生確保實驗安全。
3 開展科技活動,培養(yǎng)學(xué)生的展現(xiàn)創(chuàng)新能力
在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維中,開展化學(xué)科技活動能夠起到重要的促進作用。化學(xué)科技活動,可以全面的調(diào)動學(xué)生參與,充分的利用所學(xué)知識,運用于實踐活動。教師可以引導(dǎo)學(xué)生組織課外活動小組,設(shè)計一些化學(xué)探究性的活動,把課本上的化學(xué)知識都充分的利用起來。在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生在課外科技活動過程中,不斷的進行創(chuàng)新思維,提高創(chuàng)新能力。在組織科技活動過程中,教師應(yīng)該讓學(xué)生在完成了教材中各種家庭小實驗的基礎(chǔ)上,引申到課外知識中,不斷的拓寬學(xué)生的知識面,結(jié)合課本所學(xué)的知識,開展一些有意義又有趣味的科技探索實驗,并最后進行總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生撰寫科技小論文。
例如,在學(xué)習(xí)《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池》時,可以通過組織課外活動,讓學(xué)生深入了解原電池的工作原理,了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。并調(diào)查生活中理常見的金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,認識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。最后要求學(xué)生以小組為單位,撰寫化學(xué)調(diào)查小論文,把生活中常見的化學(xué)電源的種類以及用途詳細的寫出來,并分析使用化學(xué)能有哪些便利,以及存在的問題,如,家庭使用煤氣、液化石油氣、煤等的熱能利用效率,提出提高能源利用率的合理化建議。人類社會所面臨的能源危機以及未來新型能源。學(xué)生在調(diào)查和分析的過程中,充分的結(jié)合所學(xué)知識,進行深入的探索,可以極大的調(diào)動學(xué)生的思維,還能讓學(xué)生知道知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。此外,教師要抽出專門的時間,對于學(xué)生的調(diào)查報告給予點評,讓學(xué)生自己說說調(diào)查的收獲,互相討論,對于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)有著極大的促進。
總之,高中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是素質(zhì)教育的一部分,需要廣大化學(xué)教師不斷探索,轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,深入貫徹落實新課程改革精神,打破傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)模式,在教學(xué)中不斷改革,采取科學(xué)有效的方法和手段,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,全面增強學(xué)生的化學(xué)綜合素質(zhì),提高創(chuàng)新能力。
參考文獻
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學(xué)習(xí)是一個連續(xù)的過程,尤其是機械工程專業(yè),該專業(yè)的課程設(shè)置是一環(huán)扣一環(huán),結(jié)構(gòu)緊湊和合理,因此,課程和課程之間聯(lián)系很大。但是,傳統(tǒng)的機械工程專業(yè),似乎并沒有涉及到化學(xué)這一學(xué)科,更多的是涉及到數(shù)學(xué)和物理。其實,機械工程和化學(xué)關(guān)系也很大,理解到這一點,還可以把本課程作為機械制造課程群的基本課程之一。如《工程材料》課程:材料的結(jié)構(gòu)涉及到化學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容,不銹鋼涉及到電化學(xué)腐蝕內(nèi)容,化學(xué)熱處理更是直接和化學(xué)有關(guān);《機械制造基礎(chǔ)》課程:各種熱加工都不開化學(xué)熱力學(xué)知識,冷加工離不開表面工程和摩擦學(xué)知識;《機械制造工藝學(xué)》課程:鋼材表面的預(yù)處理、表面成形的工藝確定、表面質(zhì)量的確定、各種熱處理工序的安排、各種先進制造工藝等都離不開化學(xué)知識;《再制造》課程:由于機械零部件的主要失效形式是磨損、腐蝕、斷裂三種,因此,零部件的再制造技術(shù)離不開表面工程、摩擦學(xué)、電化學(xué)、納米技術(shù)等化學(xué)知識。由于本課程理論較深,偏科學(xué),機械工程學(xué)科相關(guān)課程實踐性較強,偏技術(shù)。事實上,理論和實踐、科學(xué)和技術(shù)從來都是相輔相成的。一般而言,它們存在兩種基本模式:一是由于生產(chǎn)實踐需要創(chuàng)建了技術(shù),然后提高到理論上來,再反饋到技術(shù)中去,促進技術(shù)更一步發(fā)展;二是在實驗室中揭示了某些基本規(guī)律,建立了比較完成的理論體系,然后再在生產(chǎn)技術(shù)中創(chuàng)建全新的技術(shù)部門。比較化學(xué)學(xué)科和機械學(xué)科的關(guān)系,也有助于理解科學(xué)和技術(shù)的辯證關(guān)系。
2結(jié)合專業(yè)實際,闡明化學(xué)基本原理
在講解教材主體部分的時候,應(yīng)適當結(jié)合機械工程專業(yè)特點,這樣講解起來學(xué)生印象較為深刻,同時又可以讓學(xué)生在大一階段逐步滲透機械工程學(xué)科思想。如講解物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分,化學(xué)的結(jié)構(gòu)是原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、各種結(jié)合鍵結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)等,這些內(nèi)容純粹是化學(xué)知識,其實,結(jié)構(gòu)的范圍很大,機械工程也有宏觀的結(jié)構(gòu)。如軸上有鍵槽、軸肩、擋圈等,連接結(jié)構(gòu)有螺栓、雙頭螺柱、螺釘?shù)龋瑱C構(gòu)結(jié)構(gòu)有平面連桿、凸輪、齒輪機構(gòu)等。這些都是結(jié)構(gòu),只不過和化學(xué)的結(jié)構(gòu)從內(nèi)容上不一樣,但從結(jié)構(gòu)決定性能的角度看,實質(zhì)是一樣的,只不過結(jié)構(gòu)的尺度不一樣,一個偏微觀,一個偏宏觀,現(xiàn)在很多科學(xué)研究都是跨尺度研究。再比如化學(xué)的合稱,在材料界稱為制備和加工,在機械上就是機械制造,名稱上有差別,實際各自的角色都差不多。學(xué)院除了機械工程專業(yè)以外,還有三個專業(yè),分別是過程裝備與控制工程、交通運輸、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化,學(xué)生應(yīng)對一個學(xué)院的專業(yè)有一定的了解。在講解反應(yīng)部分,這部分熱力學(xué)知識涉及到能量的改變,在學(xué)院這幾個專業(yè)里面,都要涉及到能量的轉(zhuǎn)化,機器和汽車涉及到電能、化學(xué)能、機械能等相互轉(zhuǎn)換,而過程裝備與控制工程專業(yè)有專門傳遞能量的過程工程;同時,該部分和過程裝備制造工藝密切相關(guān),過程設(shè)備殼體制造的準備工序第一道就是鋼材的凈化處理,以清除材料表面的銹、氧化皮和熔渣等;講解電化學(xué)部分,也可以結(jié)合過程裝備與控制工程專業(yè)某些過程機器防腐蝕的特點來講解。事實上,過程裝備與控制工程專業(yè)以前是化工機械專業(yè),是化學(xué)工程各機械工程兩大學(xué)科結(jié)合起來的。
3結(jié)合寧夏地區(qū)實際
大學(xué)的根本任務(wù)是人才培養(yǎng),但同時大學(xué)也要服務(wù)社會,從這個角度講,老師應(yīng)了解本地的相關(guān)企業(yè),對于學(xué)生而言,也要清楚自己的專業(yè)和所學(xué)課程和當?shù)厣鐣年P(guān)系。,在講解熵變時,可以聯(lián)系能源的開發(fā)前景和利用效率,找到更加清潔與高效的新能源,如燃料電池、太陽能等[2],可以結(jié)合國電寧夏太陽能有限公司的主導(dǎo)產(chǎn)品來講解;講解溶液部分,涉及到滲透壓概念,純粹的講解概念學(xué)生肯定感覺到太學(xué)術(shù),不清楚和身邊的事物有何關(guān)系,如果能結(jié)合寧夏地區(qū)的鹽堿地實際情況,了解到鹽堿地不容易種莊稼就能很深刻的理解滲透壓這一概念;講解溶液的凝固點下降時,可以參考寧夏共享集團有限責任公司,鑄鐵的非鐵元素含量較高,從而凝固點要比鑄鋼低,所以共享集團的鑄鐵溫度要比鑄鋼溫度低;在講解電解池部分,可以結(jié)合寧夏青銅峽鋁業(yè)集團有限公司的電解鋁、寧夏天元錳業(yè)集團電解錳來講解;在講解化學(xué)和環(huán)境這一部分,可以結(jié)合銀川污水處理廠采取的水處理流程環(huán)節(jié);講解表面工程與摩擦學(xué)的時候,可以結(jié)合西北軸承股份有限公司,該公公司的軸承保持架均要采取磷化處理,區(qū)內(nèi)其他機械公司的機械產(chǎn)品均離不開摩擦學(xué)知識。這樣學(xué)生既學(xué)習(xí)了知識了,又了解了當?shù)氐钠髽I(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品。
4激發(fā)學(xué)生興趣
任何學(xué)習(xí),要有一定的熱愛才會學(xué)好,學(xué)起來才有主動性。因此,教學(xué)的過程中,可以穿插一些化學(xué)發(fā)展歷史,化學(xué)與諾貝爾獎,化學(xué)與社會,化學(xué)與生活,化學(xué)學(xué)科前沿等有趣的典故、故事。如人們利用掃描納米探針技術(shù)進行原子、分子尺度上的機械刻蝕,操縱單個的分子、原子,將單細胞核酸分析技術(shù)用于疾病的早期診斷,目前已經(jīng)能夠進行乳腺癌特異性RNA中某種結(jié)構(gòu)的測定[3]。以及向?qū)W生介紹化學(xué)理論已經(jīng)取得的成就,這些成就為社會、生活的進步帶來的貢獻,化學(xué)的面臨的難題等[4]。讓學(xué)生知道化學(xué)學(xué)科不再枯燥,嚴密的化學(xué)學(xué)科也存在娛樂性的一面,還讓他們清楚化學(xué)學(xué)科和社會、生活都有關(guān),更別說機械學(xué)科了。同時,也可以使學(xué)生理解自然科學(xué)發(fā)展的共性規(guī)律,增加科學(xué)素養(yǎng)和情操。
5發(fā)揮學(xué)生主觀能動性
人才培養(yǎng)的目的是讓學(xué)生自己掌握思想、知識和技能。基于此思想,本課程設(shè)置了三個專題:化學(xué)與材料,化學(xué)與能源,化學(xué)與環(huán)境。這三部分主要由學(xué)生講解,原則是學(xué)生要講清楚知識點,講清楚化學(xué)與這些主題的聯(lián)系,并且一定要聯(lián)系寧夏地區(qū)實際講解。把班級學(xué)生分成三組,每組講解一個專題,每組確定一位組長,讓組長給組成員分工,主要包括查資料、作PPT、演講者等。任課老師首先把每個專題涉及到的知識點和需要查詢的書籍、期刊文獻、圖片、網(wǎng)站等給學(xué)生交代清楚。講解的時候,該組學(xué)生全部坐在前面,講解完后,其他組學(xué)生自由提問,由本組學(xué)生負責解釋和回答。
6考核方式
本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的自然科學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生在工程實際中會運用化學(xué)基本原理解決具體工程問題。因此,考核方式與機械工程其它課程有所差異。課程考核采取全程考核,多種方式并存,期末考試考試采取閉卷考試。考核方式如下:(1)在三個專題講解環(huán)節(jié)要求是每個學(xué)生參入,但是分工不同,有的查資料,有的做PPT,有的講解,而且課堂有問答互動。本環(huán)節(jié),我給每位學(xué)生的起點成績?yōu)?0分,讓每個參與的學(xué)生保證及格。在此基礎(chǔ)上,再根據(jù)實際情況,給分工不同的學(xué)生不同的分數(shù)。(2)小論文環(huán)節(jié)該環(huán)節(jié)是每個學(xué)生自己完成的環(huán)節(jié),在上述各小組分組講課之后,根據(jù)現(xiàn)場講解及師生互動情況,每位學(xué)生把專題講解總結(jié)成小論文,小論文角度不限,充分發(fā)揮學(xué)生自己的理解,但要兼顧本地區(qū)、本專業(yè)等基本原則,要求內(nèi)容正確,層次清楚;圖標規(guī)范,語言通順;論證合理,思路清楚;參考文獻等要有出處,是網(wǎng)絡(luò)來源,要寫清楚網(wǎng)址。這為學(xué)生以后寫科研論文也打下了基礎(chǔ)。(3)期末考試環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)采取閉卷考試,學(xué)生作答。本環(huán)節(jié)不僅是考學(xué)生,也考老師自己。由于本課程的實際情況,試卷中盡量少出現(xiàn)計算、推導(dǎo)等試題,大部分試題側(cè)重運用化學(xué)原理解決工程實際。因此,作為任課老師,一定要知識點豐富,了解各個學(xué)科(如物理、化學(xué)、力學(xué)、材料、生物、尤其是機械學(xué)科等)的內(nèi)在聯(lián)系和交叉、銜接情況,也要清楚本地區(qū)相關(guān)企業(yè)的實際情況。
7結(jié)論
【論文摘要】:電能高效潔凈地生產(chǎn)、傳輸、儲存、分配和使用的技術(shù)將成為電力技術(shù)的重點領(lǐng)域。
“電力技術(shù)是通向可持續(xù)發(fā)展的橋梁”,這個論斷已經(jīng)逐漸成為人們的共識。研究表明,為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)盡可能把一次能源轉(zhuǎn)換為電能使用,提高電力在終端能源中的比例。因為,在保證相同的能源服務(wù)水平的前提下, 使用電力這種優(yōu)質(zhì)能源最清潔、方便,易于控制、效率最高。如果能將大量分散燃用的化石燃料都高效潔凈地轉(zhuǎn)換為電力使用,人們賴以生存的環(huán)境和生活質(zhì)量就會大大改善。因此,電能高效潔凈地生產(chǎn)、傳輸、儲存、分配和使用的技術(shù)將成為電力技術(shù)的重點領(lǐng)域。以下將對若干電力前沿技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展前景進行簡單評述。
1. 分布式電源
當今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)燃機(IC)、微型燃氣輪機(Microtur_bines)和各種工程用的燃料電池(Fuel Cell)。因其具有良好的環(huán)保性能,分布式電源與“小機組”已不是同一概念。
1.1 微型燃氣輪機
微型燃氣輪機(Micro Turbine),是功率為幾千瓦至幾十千瓦,轉(zhuǎn)速為96 000 r/min,以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃氣輪機,工作溫度500 ℃,其發(fā)電效率可達30%。目前國外已進入示范階段。其技術(shù)關(guān)鍵是高速軸承、高溫材料、部件加工等。可見,電工技術(shù)的突破常常取決于材料科學(xué)的進步。
1.2 燃料電池
燃料電池是直接把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。它是一種很有發(fā)展前途的潔凈和高效的發(fā)電方式,被稱為21世紀的分布式電源。
1.2.1 燃料電池的工作原理
燃料電池的工作原理頗似電解水的逆過程。氫基燃料送入燃料電池的陽極(電源的負極)轉(zhuǎn)變?yōu)闅潆x子,空氣中的氧氣送入燃料電池的陰極(電源的正極),負氧離子通過2極間離子導(dǎo)電的電解質(zhì)到達陽極與氫離子結(jié)合成水,外電路則形成電流。
通常,完整的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)由電池堆、燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電力電子換流器、保護與控制及儀表系統(tǒng)組成。其中,電池堆是核心。低溫燃料電池還應(yīng)配備燃料改質(zhì)器(又稱為燃料重整器)。高溫燃料電池具有內(nèi)重整功能,無須配備重整器。磷酸型燃料電池(PAFC)是目前技術(shù)成熟、已商業(yè)化的燃料電池。現(xiàn)在已能生產(chǎn)大容量加壓型11 MW的設(shè)備及便攜式250 kW等各種設(shè)備。第2代燃料電池的溶融碳酸鹽電池(MCFC),工作在高溫(600~700 ℃)下,重整反應(yīng)可以在內(nèi)部進行,可用于規(guī)模發(fā)電,現(xiàn)在正在進行兆瓦級的驗證試驗。固體電解質(zhì)燃料電池(SOFC)被稱為第3代燃料電池。由于電解質(zhì)是氧化鋯等固體電解質(zhì),未來可用于煤基燃料發(fā)電。質(zhì)子交換膜燃料電池是最有希望的電動車電源。
1.2.2 性能和特點
燃料電池有以下優(yōu)點:(1)有很高的效率,以氫為燃料的燃料電池,理論發(fā)電效率可達100%。熔融碳酸鹽燃料電池,實際效率可達58.4%。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或聯(lián)合循環(huán)綜合利用熱能,燃料電池的綜合熱效率可望達到80%以上。燃料電池發(fā)電效率與規(guī)模基本無關(guān),小型設(shè)備也能得到高效率。(2)處于熱備用狀態(tài),燃料電池跟隨負荷變化的能力非常強,可以在1 s內(nèi)跟隨50%的負荷變化。(3)噪音低;可以實現(xiàn)實際上的零排放;省水。(4)安裝周期短,安裝位置靈活,可省去新建輸配電系統(tǒng)
目前燃料電池大規(guī)模應(yīng)用的障礙是造價高,在經(jīng)濟性上要與常規(guī)發(fā)電方式競爭尚需時日。
1.2.3 技術(shù)關(guān)鍵和研究課題
燃料電池的技術(shù)關(guān)鍵涉及電池性能、壽命、大型化、價格等與商業(yè)化有關(guān)的項目,主要涉及新的電解質(zhì)材料和催化劑。熔融碳酸鹽電池(MCFC)在高溫條件下液體電解質(zhì)的損失和腐蝕滲漏降低了電池的壽命,使MCFC的大型化及實用化受到限制。需要解決電池構(gòu)成材料的腐蝕;電極細孔構(gòu)造變化使電池性能下降等問題。固體氧化物燃料電池(SOFC)使用固體電解質(zhì)且工作溫度很高,對構(gòu)成材料及其加工有特殊要求。為了得到高溫下化學(xué)性穩(wěn)定和致密性(不通過氣體)的電解質(zhì),在氧化鋯中加入Y2O3生成釔穩(wěn)定氧化鋯。為了降低工作溫度,應(yīng)盡可能減少電解質(zhì)薄膜厚度。通常采用熔射法、燒結(jié)法和電化學(xué)蒸發(fā)涂層法制備電解質(zhì)薄膜。實用的電解質(zhì)膜的厚度為0.03~0.05 mm。比較先進的已達到0.01 mm。這樣薄的電解質(zhì)陶瓷材料除應(yīng)當有足夠的機械強度外,必須具有高度的氣體致密性,否則將喪失燃料電池的性能。燃料極使用鎳鋯等耐熱金屬陶瓷,鎳還用作燃料重整的催化劑,空氣極在運行中處在高溫氧化中,難以使用一般金屬。鉑的穩(wěn)定性好,但費用昂貴,需要尋找替代材料,可用電子導(dǎo)電陶瓷。為了降低工作溫度,另外一個重要的研究方向是尋找低溫的質(zhì)子導(dǎo)電的電解質(zhì)。工作溫度倘若能降低到700 ℃以下,SOFC的造價就可以大幅度降低。
2. 大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用硅片引起的“第
2.1 大功率電力電子器件的重大進展
電力電子學(xué)(Power Electronics)的應(yīng)用已經(jīng)有多年的歷史。電力電子學(xué)器件用于電力拖動、變頻調(diào)速、大功率換流已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)。大功率電子器件(High Power Electronics)的快速發(fā)展也引起了電力系統(tǒng)的重大變革,通常稱為硅片引起的第。
近年來,大功率電子器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力的一次系統(tǒng)。可控硅(晶閘管)用于高壓直流輸電已經(jīng)有很長的歷史。大功率電子器件應(yīng)用于靈活的交流輸電(FACTS)、定質(zhì)電力技術(shù)(Custom Power)以及新一代直流輸電技術(shù)則是近10年的事。新的大功率電力電子器件的研究開發(fā)和應(yīng)用,將成為電力研究前沿。
2.2 靈活交流輸電技術(shù)(FACTS)
靈活交流輸電技術(shù)是指電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)(如線路阻抗)、相位角、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制,從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平,降低輸電損耗。
傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)電力潮流的措施,如機械控制的移相器、帶負荷調(diào)變壓器抽頭、開關(guān)投切電容和電感、固定串聯(lián)補償裝置等,只能實現(xiàn)部分穩(wěn)態(tài)潮流的調(diào)節(jié)功能,而且,由于機械開關(guān)動作時間長、響應(yīng)慢,無法適應(yīng)在暫態(tài)過程中快速靈活連續(xù)調(diào)節(jié)電力潮流、阻尼系統(tǒng)振蕩的要求。因此,電網(wǎng)發(fā)展的需求促進了靈活交流輸電這項新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
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