《凝固理论》课程标准

PAGE5《凝固理论》课程标准第一部分课程概述一、课程的性质和作用《凝固理论》是高等职业学校冶金技术专业的一门必修的专业基础课，其目的是使冶金技术专业的学生对钢水在凝固过程中所发生的一系列物理化学变化现象有一个全面的了解。适用于高中毕后3年制冶金技术专业的学生。学时数为26学时。内容包括：钢液结晶与钢锭结构、凝固过程传热、凝固收缩、凝固偏析、凝固过程的非金属夹杂物、凝固过程的气体。通过本课程的学习，使学生能够识别凝固组织、了解组成过冷和凝固的界面形态、了解连铸坯的传热，熟悉工艺条件与缩孔、疏松、裂纹缺陷的关系，熟悉凝固过程夹杂物的形成与分布，以及在凝固过程中溶解气体的生成与析出，掌握微元分析法及偏析的数模的推导条件，凝固为衔接炼钢和轧钢之间的一项特殊作业，当钢水一旦凝固成固体后，在以后的热加工过程中就不能对钢质量有本质的改进了，因此通过本课程的学习为毕业后从事生产技术与管理工作及参与钢铁产品质量分析奠定基础。二、课程基本理念本课程从高等职业教育的性质、特点、任务出发，立足于素质教育，确立课程的主要目标是拓展学生的专业知识，培养学生的技术应用能力。通过该课程的学习能够使学生更负责、更有远见、更有道德的方式从事自己的职业；以更喜爱专业技术的情感、积极探究专业技术；以更高地热情参与技术创新实践，为社会的进步和发展做出贡献。（一）面向全体学生，注重素质教育、能力培养本课程面向冶金技术专业全体学生，注重专业基础素质教育，激发他们的学习兴趣，提高他们的逻辑思维能力，增强他们的理论联系实际的能力，培养他们的创新精神。（二）突出学生主体，尊重个体差异本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源开发等方面都突出以学生为主体的思想。课程实施应成为在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、展现个性和拓展知识视野的过程。（三）注重过程评价，促进学生发展构建能激励学生学习兴趣和自主学习能力的评价体系。该评价体系包括形成性评价和终结性评价。在教学过程中以形成性评价为主，注重培养和激发学生的学习积极性、自主学习能力和自信心；终结性评价应注重检验学生对知识掌握和应用的能力。评价要有利于促进学生的知识应用能力和健康人格的发展；促进教师不断提高教育教学水平；促进本课程的不断完善与发展。（四）开发课程资源，拓展学习渠道本课程要力求合理利用和积极开发课程资源，结合学校现有教学仪器、设备等给学生提供更贴近现场实际，能反映新技术、新工艺、新设备的课程资源。（五）改变教学方式、运用现代教学技术积极利用现代化教育教学手段，例音像、多媒体等技术，改变传统教学方式，从多角度、多层面为学生提供真实地专业技术环境，增加学生对知识的感性认识和理性认识，培养学生分析问题、解决问题的能力。三、课程设计思路和依据（一）课程设计思路本课程标准主要由以下几个部分组成：前言、课程目标、内容标准、实施建议等。它们分别阐释课程性质、课程的基本理念和课程标准的设计思路；课程的总目标与阶段目标；内容说明和内容标准；教学建议、评价建议、课程资源的开发与利用、教材编写建议等。（一）确定教学内容《凝固理论》课程本着拓宽专业基础知识、多方向的就业思路，根据冶金技术专业岗位群技能要求，从而确定教学内容、教学时数和教学方法。（二）理清知识脉络，明确知识主线，使知识层次更清晰本课程主要是理论知识。构建课程内容时充分考虑专业知识共用性和知识的相互衔接，以培养和提高学生知识应用为主线来划分该课程的学习领域，将课程共分为四章，因此，本标准划分了“凝固的热力学和动力学”、“凝固过程的传热”和“凝固收缩”、“偏析与新相的生成”四个学习模块。凝固理论凝固理论偏析与新相生成凝固过程的传热凝固热力与动力学凝固收缩偏析与新相生成凝固过程的传热凝固热力与动力学凝固收缩（三）创设学习氛围，注重学习效果本课程通过学习和分析知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的关系来体现对冶金行业未来从业者的综合素养的培养；重视科学、技术与社会的相互联系；倡导以科学探究为主的多样化的学习方式；强化评价的诊断、激励与发展功能。在内容标准中对各主题的学习提出了探究活动的具体建议，旨在转变学生的学习方式，使学生积极主动地获取知识，激发学习兴趣，培养创新精神和实践能力。教师可在相关主题的教学中利用案例来创设学习情景，充分调动学生学习的主动性和积极性，帮助学生理解学习内容，体验冶炼知识、冶金技术专业知识等与社会活动的紧密联系，引导学生认识学习冶炼知识在促进行业发展中的重要作用。第二部分课程目标一、知识性目标（一）了解凝固的基本概念和对凝固的基本要求，以及钢水在凝固过程中所发生的一系列物理化学变化等。（二）了解钢液结晶与凝固结构。掌握成分过冷理论和各种凝固组织的识别与成因，掌握钢水凝固过程的冶金特点以及各种镇静钢锭、沸腾钢锭、连铸坯和电渣重熔钢锭凝固结构的特点，以及凝固结构的控制方法，了解凝固结构对产品质量的影响。（三）熟悉钢液凝固过程传热机构以及影响钢液凝固传热的因素，了解传热与凝固定律，知道钢锭凝固实验的几种研究方法，掌握凝固热传导方程式，并且要熟悉利用传热方程式来分析金属在不同模子里的凝固过程，并由此导出的凝固定律。重点掌握和了解连铸坯的传热。（四）了解不同条件下缩孔的形成以及消除钢锭本体中缩孔的措施，掌握工艺条件与缩孔、疏松、裂纹等缺陷的关系，以及减少和消除裂纹的方法。（五）掌握偏析的概念，了解显微偏析和宏观偏析以及偏析对钢质量的危害，了解工艺上减轻偏析的方法，掌握微元分析法及偏析数模的推导条件，熟悉凝固过程夹杂物的形成与分布，熟悉凝固过程中溶解气孔的生成与气体的析出。掌握避免凝固过程中再生夹杂物的生成，在工艺上采取的措施。（六）在学生了解凝固原理基础上，以促进学生全面而又富有个性的发展为基本目标，着力发展学生以信息的交流与处理、技术的设计与应用为基础的技术实践能力，努力培养学生的创新精神、创造意识和一定的人生规划能力。二、技能性目标（一）了解凝固的基本概念和对凝固的基本要求，以及钢水在凝固过程中所发生的一系列物理化学变化等。（二）了解钢液结晶与凝固结构。掌握成分过冷理论和各种凝固组织的识别与成因，掌握钢水凝固过程的冶金特点以及各种镇静钢锭、沸腾钢锭、连铸坯和电渣重熔钢锭凝固结构的特点，以及凝固结构的控制方法，了解凝固结构对产品质量的影响。（三）熟悉钢液凝固过程传热机构以及影响钢液凝固传热的因素，了解传热与凝固定律，知道钢锭凝固实验的几种研究方法，掌握凝固热传导方程式，并且要熟悉利用传热方程式来分析金属在不同模子里的凝固过程，并由此导出的凝固定律。重点掌握和了解连铸坯的传热。（四）了解不同条件下缩孔的形成以及消除钢锭本体中缩孔的措施，掌握工艺条件与缩孔、疏松、裂纹等缺陷的关系，以及减少和消除裂纹的方法。（五）掌握偏析的概念，了解显微偏析和宏观偏析以及偏析对钢质量的危害，了解工艺上减轻偏析的方法，掌握微元分析法及偏析数模的推导条件，熟悉凝固过程夹杂物的形成与分布，熟悉凝固过程中溶解气孔的生成与气体的析出。掌握避免凝固过程中再生夹杂物的生成，在工艺上采取的措施。（六）在学生了解凝固原理基础上，以促进学生全面而又富有个性的发展为基本目标，着力发展学生以信息的交流与处理、技术的设计与应用为基础的技术实践能力，努力培养学生的创新精神、创造意识和一定的人生规划能力。三、情感性目标1.独立思考，善于总结经验，有创新意识；2.乐于合作，发挥集体力量，协作学习；坦诚相待，乐于助人，树立良好的职业道德意识；3.坚韧、诚信，遵守秩序。第三部分内容标准《凝固理论》是介绍钢水在凝固过程中所发生的一系列物理化学现象的一门课程。通过对本课程的学习，使冶金技术专业的学生能够了解凝固的基本原理，正确理解钢铁生产技术与所学专业的关系，为全面提高学生的素质打好基础。本课程由凝固的热力学和动力学基础、凝固过程传热、凝固收缩、偏析与新相生成四个模块组成。各模块学时分配如下表所示：各模块学时分配一览表序号模块名称建议学时1钢液凝固结晶122凝固过程的传热83凝固质量4总计26一、凝固的热力学和动力学基础（一）学习目标（1）了解凝固的基本概念和对凝固的基本要求（2）了解钢水在凝固过程中所发生的一系列物理化学变化（3）掌握成分过冷理论（4）了解各种凝固组织的识别与成因（5）了解等轴晶和树枝晶的形成原因（6）掌握钢水凝固过程的冶金特点（7）了解凝固结构对产品质量的影响（8）掌握凝固结构的控制方法（二）实践活动建议（1）结合专业实习，了解凝固结构对产品质量的影响；掌握凝固结构的控制方法（2）掌握钢水凝固过程的冶金特点。第四部分课程实施一、教学建议（一）从促进学生发展出发制订教学目标传统的教学片面强调知识和技能目标，忽略了全面提高学生的职业综合素养。为此，要领会本课程在整个专业课程体系中的作用，改变传统的教育观念，推进教学方式和学习方式的转变。教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。教师应尊重学生的人格，关注个体差异，满足不同学生的学习需要，创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，使每个学生都能得到充分的发展。（二）采用科学的教育方法，培养学生的探究能力在传统的教学中，教学过程中往往是教师教，学生学；教师教多少，学生学多少；教师示范，学生模仿。在这样的课堂里，实际上学生不是自己学会技术，而且被教会技术，技术教学往往成了单纯的技能训练活动，教学的双边活动变成了单边活动。新的教学理念强调，教学是教与学的交往、互动，是师生双方进行相互交流、相互沟通、相互启发、相互补充的过程，在这个过程中教师与学生交换彼此的思考、经验和知识，交流彼此的情感、体验与观念，丰富教学内容，求得新的发现，从而达到共识、共享、共进，实现教学相长和共同发展。（三）积极进行教育教学研究，提高教师职教能力新课程标准要求教师是一位职业教育的研究者。教师在课程实施过程中会出现和碰到书本上没有的新问题，同时没有经验可借鉴和参照，这就要求教师在教学过程中要做教学研究的有心人，分析教学过程中可能出现的问题，反思自身的教学行为，对教学中积累的经验进行认真总结，探究解决教学中难题，并使教学经验升华为教育教学研究成果，进而提高为规律性即理论性的认识，再指导教学过程。这种研究不脱离专业教学实际，长此以往坚持这种研究，必将提高教师的教学水平，保证教学课程得到创造性地实施。二、评价考核建议构建以培养和提高学生职业综合素质为宗旨的《凝固理论》课程评价体系。这一体系既要评价学生对《凝固理论》知识的掌握情况，又要重视对学生结合专业知识的进行应用、探究能力，又要包括情感态度与价值观等方面的评价。（一）评价学生对各模块内容的掌握以及端正的学习态度教学过程是为达到教学目的而必须经历的教学活动。在教学活动中，学生要完成各模块内容的学习。在学习过程中，通过学生自己发现问题、分析问题和解决问题，才能使学生产生多元化的思考，才能有多种观点的产生、比较和论证，学生的技术素养才能得到提高，创新精神和创新思维才能得到培养。所以，在教学活动中要強调学生的过程性参与，要求每位学生在学习该课程的同时，又要求每位学生对该课程中的技术方案的如何应用进行思考。要做到“学生的过程性参与”，教师必须在教学中注意激发和保持学生对技术方案的强烈兴趣，以吸引他们主动而积极地参与思考和应用。（二）拓展学生进行发散思维，评价学生对模块中内容的理解和掌握能否升华到理性认识解决技术问题的方法是多种多样的，所以解决问题的技术方案也不是唯一的，因此在教学过程中，充分考虑到学生思想活跃的现状，要积极引导学生从多角度思考，用多种技术思想和方法去分析问题，形成多个解决问题的方案。在形成多个方案的基础上，通过进行比较和优化，最终形成最优方案，从而使学生将学到的知识进行应用和升华。（三）加强过程评价，及时发现教学过程中存在的问题，并可及时采取纠正预防措施在教学过程中容易产生重视终结性评价而忽视过程性评价。过程性评价不仅使学生加深和巩固已学知识，而且也可加深学生对技术方法的思考，有利于学生形成规范的思维定式，同时可及时发现教学过程中存在的问题，并可及时采取纠正预防措施。三、教案编写建议教案的编写应该全面体现课程理念，要为实现《标准》所规定的课程目标服务。因此，它不能只是知识的载体，而应担负该课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面的教育任务，这是考虑教案编写时的出发点。教案的编写依据是课程标准，但是，它应该比《标准》的要求更具体，更生动，更便于操作，渗透着编者对《标准》的领会，因此教案的编写是一个再创造过程。教案编写者应根据《标准》的基本理念、课程目标，在教科书内容选择、呈现方式等方面为实践活动的实施创造条件。（一）内容的选择《标准》为教学内容做了原则性的规定，在《标准》的框架下，教案在内容选择上有一定的选择余地，要体现直观性、关联性和发展性的特点。应该有利于促进探究活动的开展,推荐一些操作的教学实例，反映职业教育的特色。（二）内容的组织内容出现的顺序与方式、每项内容所用的篇幅等，都应该体现一定的职业教育思想，因此编写教案时应该深入思考和重点考虑。教案不仅要对学生课内的教学活动进行指导，而且要为学生课外的、自主的、形式多样的职业活动提供指导。（三）内容的呈现教案的形式要生动活泼。图片是呈现职业实践情境的重要形式，版式要新颖。教案选材应该反映冶金行业最新的科技成果。授课过程中，除了使学生学到科学知识外，还能感受到时代的脉搏，保持积极向