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【關(guān)鍵詞】油藏概況 存在問(wèn)題 水力壓裂 可行性分析 錦150斷塊
1 錦150塊中生界油藏基本情況1.1 地質(zhì)概況
錦150斷塊區(qū)位于遼河盆地西部凹陷西斜坡南段錦古1井以東地區(qū),北為錦45塊,南部緊鄰錦271塊,地質(zhì)儲(chǔ)量243×104t。油藏埋深1635-1805m,平均有效厚度21.3m,儲(chǔ)層巖性以紅色礫石狀砂巖為主,孔隙度14.2%,滲透率38.5×10-3μm2,其中粘土礦物成分以蒙脫石為主,平均含量為69.6%,物性較差,為低孔、低滲儲(chǔ)集層。地面原油密度為0.8348g/cm3(20℃),粘度為4.95mPa.s(50℃)。
1.2 開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
截止到2013年1月底,該塊共有油井35口,開(kāi)井17口,日產(chǎn)液97m3,日產(chǎn)油22t,綜合含水77.3%,折算采油速度為0.37%,累產(chǎn)油32.7×104t,累產(chǎn)水23.17×104m3,采出程度為13.46%。注水井開(kāi)井2口,日注水平45m3/d,累注水94.68×104m3,月注采比0.31,累計(jì)注采比1.35,累計(jì)虧空為-24.28×104m3。
2 存在的主要問(wèn)題
2012年,錦150主塊的平穩(wěn)注水改為周期注水,東塊的兩口錦150-18-119和錦150-17-125井仍采用平穩(wěn)注水,全塊日配注255m3/d,全年配注5.7×104m3,實(shí)際完成計(jì)劃的32.3%,欠注3.86×104m3。水井欠注的主要原因是主塊5口注水井和1口停注井實(shí)施水井返采,共影響注水量4.1×104m3。
2.1 井況問(wèn)題嚴(yán)重,進(jìn)攻性措施難以實(shí)施
自2007年以后,斷塊油水井井況越來(lái)越差,統(tǒng)計(jì)油水井22口具有井況問(wèn)題,導(dǎo)致油井無(wú)法實(shí)施水力壓裂、堵水和補(bǔ)層等措施,水井無(wú)法實(shí)施分注,嚴(yán)重制約了斷塊的開(kāi)發(fā)效果。針對(duì)這一情況,2010年6月,開(kāi)始在錦150塊開(kāi)展油水井大修作業(yè),累計(jì)大修10口,僅成功2口,失敗8口,直接導(dǎo)致了各類(lèi)進(jìn)攻性措施的實(shí)施。
2.2 油層堵塞憋壓,注水開(kāi)發(fā)效果不理想
自2008年通過(guò)實(shí)施單井增注泵,水井基本達(dá)到配注要求,但目前油井仍呈現(xiàn)出低產(chǎn)液狀態(tài),注水開(kāi)發(fā)效果不理想。通過(guò)單井對(duì)比和鉆井(19-K105)分析,老井供液差,測(cè)試地層中部壓力為15.22MPa,初步認(rèn)為水未注到井底,而側(cè)鉆更新井底與原老井井底平面上僅距離20m,則發(fā)生了鉆井井涌,說(shuō)明水已經(jīng)注到井底,經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比分析,油井供液差的主要原因?yàn)檎惩僚蛎浺鹩蛯佣氯斐杀飰簢?yán)重。
3.1 水力壓裂技術(shù)概況
由于錦150塊投產(chǎn)初期,認(rèn)為注水開(kāi)發(fā)并不一定能見(jiàn)到好的開(kāi)發(fā)效果,同時(shí)該塊初期井網(wǎng)較稀,井距一般為150-200m之間,大部分井采取過(guò)水力壓裂措施,見(jiàn)到了比較好的壓裂增產(chǎn)效果。自2002年至今,區(qū)塊累計(jì)實(shí)施水力壓裂26井次,措施后單井累產(chǎn)低于2000t的有7井次。截止2012年12月,這部分壓裂井已累計(jì)產(chǎn)油12.3×104t,累產(chǎn)水4.7×104m3,平均單井采油5134t,單井采水1958m3。
3.2 注水開(kāi)發(fā)后水力壓裂效果跟蹤
2004年6月錦150塊開(kāi)始試注18-106井,2005年初,區(qū)塊全面轉(zhuǎn)注,按反九點(diǎn)正方形井網(wǎng)布置,井距140m;2006年4月,共有采油井23口,注水井8口,其中采油井壓裂井為17口,注水井中壓裂井為2口;至2012年,主塊5口注水井和1口停注井實(shí)施水井返采,東塊的兩口井錦150-18-119和錦150-17-125仍采用平穩(wěn)注水。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,壓裂井中見(jiàn)到明顯水驅(qū)效果的井有6井次,這部分井含水上升幅度并不大。而整個(gè)區(qū)塊中含水較高的井(>20%)井有10井次。
其中18-104、20-102、18-108和19-115四口井由于壓裂排量過(guò)高,壓裂層段距水層較近,導(dǎo)致壓穿底水,多次堵水無(wú)效而呈高含水。19-103、19-107、20-106和19-109四口井均為多向受效井,表現(xiàn)為液量上升含水上升的特點(diǎn),但其含水為緩慢上升,綜合含水在30%左右,較為穩(wěn)定,表明并沒(méi)有沿裂縫水竄突進(jìn)的表現(xiàn)。
統(tǒng)計(jì)結(jié)果還表明,自2006年至今,水力壓裂在錦150塊效果不理想,措施后出現(xiàn)過(guò)套管損壞、供液能力差和高含水等問(wèn)題。
3.3 水力壓裂技術(shù)適應(yīng)性分析
錦150塊初期壓裂設(shè)計(jì)上主要采用大排量、高砂比、造長(zhǎng)縫的原則,其中19-115井最高排量達(dá)到了4.6m3/min,取得了較好的效果。但后期發(fā)現(xiàn)20-102、18-102下部水層被壓穿現(xiàn)象后,壓裂設(shè)計(jì)上采取了大砂比、造短縫的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)部分井采取了控制縫高的措施,如21-113井的壓裂后日產(chǎn)液24m3,日產(chǎn)油21t,含水僅為10%,為錦150塊下步可繼續(xù)進(jìn)行水力壓裂奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
錦150塊壓裂設(shè)計(jì)時(shí)支撐縫長(zhǎng)(文中縫長(zhǎng)均為半長(zhǎng))不低于60m,最長(zhǎng)的不超過(guò)120m。通過(guò)統(tǒng)計(jì)和分析錦150塊中生界26井次的水力壓裂施工參數(shù),認(rèn)為裂縫形式為垂直裂縫,并且壓裂層段上、下泥巖隔層并不厚,因此,其縫高一般均應(yīng)超過(guò)壓裂層位上下界,縫長(zhǎng)的延伸必然受到一定影響,其縫長(zhǎng)應(yīng)小于設(shè)計(jì)縫長(zhǎng),從區(qū)塊大部分相鄰油井壓裂后無(wú)明顯串通現(xiàn)象,推測(cè)支撐縫長(zhǎng)大部分應(yīng)在50-60m之間。
根據(jù)錦150斷塊實(shí)際開(kāi)發(fā)狀況,受井況較差,油井產(chǎn)液量低,且儲(chǔ)層蒙脫石含量高造成地層堵塞嚴(yán)重,注水壓力高等影響,目前主塊暫停注水開(kāi)發(fā),故此目前暫不考慮在水井實(shí)施水力壓裂。
目前該塊若實(shí)施油井規(guī)模化水力壓裂,應(yīng)首選距離未注返采水井附近的采油井,并根據(jù)單井具體情況和重復(fù)壓裂經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整施工參數(shù)和控制措施,提高壓裂后的生產(chǎn)效果。
[1] 趙淑俊.包14塊低滲透油藏干層及差油層潛力再認(rèn)識(shí)[J].特種油氣藏,2004,11(6):56-57
關(guān)鍵詞:公交指揮、信息化技術(shù)、分析
中圖分類(lèi)號(hào):P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9599 (2012) 12-0000-02
一、項(xiàng)目建設(shè)的必要性和概況
城市公共客運(yùn)系統(tǒng)尚未(或正在)引入先進(jìn)的高新技術(shù),基本上還是采用"定點(diǎn)發(fā)車(chē)、分散調(diào)度"的手工作業(yè)的調(diào)度方式,導(dǎo)致公交車(chē)輛的行車(chē)速度下降、行車(chē)間隔不均衡,時(shí)常出現(xiàn)“串車(chē)”、“大間隔”現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了公交客運(yùn)的服務(wù)質(zhì)量。尤其是缺乏現(xiàn)代化通信手段,調(diào)度人員無(wú)法實(shí)時(shí)了解運(yùn)營(yíng)車(chē)輛情況,難以及時(shí)有效地采取調(diào)度措施。公交車(chē)輛調(diào)度處于"看不見(jiàn)、聽(tīng)不著"落后現(xiàn)狀,具有較大的盲目性和滯后性。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)公交公司均采用傳統(tǒng)的手工調(diào)度的方式,計(jì)劃式的調(diào)度,而且這種方式較為分散,各個(gè)分公司負(fù)責(zé)本所屬線(xiàn)路的調(diào)度,需要較多的人力、財(cái)力和物力。
智能公交,是一種系統(tǒng)概念。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子地圖技術(shù)等,運(yùn)用系統(tǒng)工程方法,遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)公交生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理的自動(dòng)化、科學(xué)化、智能化。智能公交系統(tǒng)在管理軟件方面充分利用了無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)和智能車(chē)載終端設(shè)備實(shí)時(shí)采集到的各種車(chē)輛運(yùn)營(yíng)信息,利用軟件工程方法和信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、電子地圖技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)公交企業(yè)的管理進(jìn)行分析,將公交企業(yè)幾十年來(lái)積累、沉淀的管理經(jīng)驗(yàn)用科學(xué)的方法進(jìn)行優(yōu)化,從而建立起一套現(xiàn)代公交企業(yè)管理模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)信息進(jìn)行分析、加工,共享公交企業(yè)各種信息。智能公交系統(tǒng)包括:智能化調(diào)度、智能化信息查詢(xún)、智能化收費(fèi)、智能化安全管理、智能化車(chē)輛管理、智能化統(tǒng)計(jì)分析、智能化信息等。
二、項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)
智能公交系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是運(yùn)用車(chē)載GPS定位、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信等技術(shù),對(duì)公交車(chē)輛進(jìn)行全程定位監(jiān)控,并在此基礎(chǔ)上建立起集行業(yè)監(jiān)督管理、企業(yè)營(yíng)運(yùn)調(diào)度為一體的綜合智能公交管理系統(tǒng)。在建設(shè)過(guò)程中,堅(jiān)持適當(dāng)超前、安全可靠的原則,建成行業(yè)管理中心平臺(tái)、公交企業(yè)管理分平臺(tái)和場(chǎng)站企業(yè)管理分平臺(tái),實(shí)現(xiàn)以下具體目標(biāo):
車(chē)輛排班自動(dòng)化——建成科學(xué)的公交營(yíng)運(yùn)管理系統(tǒng),即時(shí)掌握公交線(xiàn)路運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)科學(xué)智能化調(diào)度。
運(yùn)營(yíng)全程可視化——建成技術(shù)全面的公交車(chē)載系統(tǒng),通過(guò)公交車(chē)輛安裝GPS和車(chē)內(nèi)監(jiān)控設(shè)備,對(duì)公交車(chē)的運(yùn)行和車(chē)內(nèi)實(shí)施全程監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心與公交車(chē)輛的及時(shí)溝通和有效調(diào)度。
報(bào)表統(tǒng)計(jì)智能化——完善信息分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)上下客自動(dòng)識(shí)別,即時(shí)進(jìn)行客流統(tǒng)計(jì),對(duì)公交客流進(jìn)行科學(xué)分析,為新開(kāi)和調(diào)整線(xiàn)路提供依據(jù),提高公交車(chē)輛使用效率和企業(yè)內(nèi)部管理效率。
出行信息實(shí)時(shí)化——建成智能公交場(chǎng)站系統(tǒng),通過(guò)建立電子站牌實(shí)現(xiàn)車(chē)輛到達(dá)站臺(tái)的提前預(yù)報(bào),主要換乘樞紐通過(guò)設(shè)置出行信息查詢(xún)系統(tǒng)方便市民選擇公交線(xiàn)路,開(kāi)通市民手機(jī)公交查詢(xún)業(yè)務(wù),多渠道服務(wù)于市民出行。
行業(yè)管理科學(xué)化——建成有效的行業(yè)管理系統(tǒng),掌握公交營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)和服務(wù)質(zhì)量的第一手資料,提高行業(yè)管理部門(mén)的服務(wù)能力,為開(kāi)展公交規(guī)劃、線(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化、日常考核以及政策研究等提供決策依據(jù)。
三、項(xiàng)目技術(shù)可行性分析
智能公交將采用了以下應(yīng)用技術(shù)做為技術(shù)支撐點(diǎn):
GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GSM/GPRS(全球通數(shù)字移動(dòng)電話(huà)網(wǎng))、GIS(電子地理信息系統(tǒng))、光電顯示、以太網(wǎng)技術(shù)等,下面分別對(duì)上述應(yīng)用技術(shù)做簡(jiǎn)要說(shuō)明:
(一)GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))
GPS是真正實(shí)現(xiàn)了全球、全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)、以空中衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)。在全球任何地方以及近地空間能夠給出準(zhǔn)確三維位置、速度和精確的時(shí)間信息;GPS由地面控制站、空間設(shè)備(SV)、GPS用戶(hù)接收機(jī)和地面通信網(wǎng)部分組成。隨著GPS模塊的成本不斷下降和地面通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展,應(yīng)用于車(chē)輛監(jiān)控調(diào)度管理的GPS系統(tǒng)正如火如荼的向前發(fā)展。
(二)GPRS
GPRS的英文全稱(chēng)為General Packet Radio Service,中文含義為通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù),它是利用“包交換”(Packet-Switched)的概念所發(fā)展出的一套無(wú)線(xiàn)傳輸方式。所謂的包交換就是將數(shù)據(jù)封裝成許多獨(dú)立的封包,再將這些封包一個(gè)一個(gè)傳送出去,形式上有點(diǎn)類(lèi)似寄裹。GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
GPRS技術(shù)優(yōu)勢(shì)
GPRS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),它是通往第三代移動(dòng)通信(3G)的必經(jīng)之路,稱(chēng)之為2.5G技術(shù)。GPRS打破過(guò)去電路交換的形式,以分組形式交換信息,這樣用戶(hù)在傳輸信息時(shí)可不用占用固定的線(xiàn)路,分組交換是支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的必要條件,它使得相同的網(wǎng)絡(luò)容量條件下可以容納比電路交換多出數(shù)十倍的用戶(hù)。與短消息(SMS)相比它有如下三大優(yōu)點(diǎn):
1.GPRS用戶(hù)永遠(yuǎn)在線(xiàn)、接入時(shí)間短
GPRS是一個(gè)支持無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想基礎(chǔ),分組交換接入時(shí)間縮短為少于1秒,能提供快速即時(shí)的連接如互聯(lián)網(wǎng)接入,可大幅度提高一些事務(wù)的效率,并可使已有的Internet應(yīng)用(如E-mail、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等)操作更加便捷、流暢。通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)服務(wù),便能建立快速連接。而無(wú)須使用撥號(hào)方式進(jìn)行連接。
2.高傳輸速度、大傳輸量
GPRS可將數(shù)據(jù)分組傳送,最高傳輸率可達(dá)171.2K,是現(xiàn)有GSM的10倍以上,其巨大的數(shù)據(jù)吞吐量使圖片、視頻的高速傳送得以實(shí)現(xiàn)。
3.突破現(xiàn)有手機(jī)上網(wǎng)收費(fèi)模式
關(guān)鍵詞:含磷殺菌劑;磷元素;排放;化學(xué)除磷;生物除磷
1引言:
磷是生物圈中重要的營(yíng)養(yǎng)元素,通常情況下,污水中的磷以磷酸鹽,聚磷酸鹽和有機(jī)磷的形式存在。一般認(rèn)為,磷是植物生長(zhǎng)的限制性因素,水體中的含磷量過(guò)高會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題,水體富營(yíng)養(yǎng)化污染會(huì)導(dǎo)致藻類(lèi)及其他浮游生物迅速繁殖,造成水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚(yú)類(lèi)及其他微生物大量死亡。同時(shí),水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)一旦形成,水體中的營(yíng)養(yǎng)素被水生生物吸收,成為其機(jī)體的組成部分,在水生生物死亡后的腐爛過(guò)程中,營(yíng)養(yǎng)素又釋放到水體中,再次被生物利用,形成植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán),從而加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化。磷不同于氮、硫的性質(zhì),無(wú)論它的氧化態(tài)還是還原態(tài)都不可能成為氣態(tài)而被排放到空氣中。因此,各種除磷的方法,原理都是通過(guò)把污水中的磷轉(zhuǎn)化為固化物而將磷除去。目前,污水除磷的方法主要有化學(xué)除磷和生物除磷兩大類(lèi)。本文主要對(duì)兩種除磷技術(shù)進(jìn)行對(duì)比并分析其可行性。
2化學(xué)除磷技術(shù)
2.1化學(xué)除磷技術(shù)的原理
化學(xué)除磷技術(shù)的基本原理是向水中投加化學(xué)藥劑,生成不溶性的磷酸鹽;然后利用沉淀、氣浮、或過(guò)濾的方法將磷從污水中除去。磷的化學(xué)沉淀通常分為四個(gè)步驟:沉淀反應(yīng),凝聚反應(yīng),絮凝作用,固液分離。用于化學(xué)除磷的常用藥劑有石灰,鋁鹽和鐵鹽三大類(lèi)。一般認(rèn)為,磷酸鹽沉淀是配位基參與競(jìng)爭(zhēng)的電性中和沉淀。即通過(guò)磷酸根離子與鋁離子、鐵離子或鈣離子的化學(xué)沉淀作用加以去除。
2.2化學(xué)除磷技術(shù)的種類(lèi)
鈣鹽除磷是向含磷的污水中投加石灰,但是由于形成氫氧根離子,導(dǎo)致污水的PH值上升,與此同時(shí),污水中的磷和石灰中的鈣發(fā)生反應(yīng),生成沉淀。此類(lèi)方法實(shí)際上是水的軟化過(guò)程,所需要的石灰投加量與污水的堿度有關(guān),但與水中的磷含量無(wú)關(guān)。其原因是,在使用石灰法時(shí),PH值必須調(diào)到較高值才能使殘留的溶解磷濃度降低到很低水平。而污水堿度所消耗的石灰量比實(shí)際除磷消耗的石灰量要高很多,因此該種方法的投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高。
鋁鹽除磷的原理一般認(rèn)為是當(dāng)鋁鹽分散于水中時(shí),一方面鋁離子和磷酸根離子反應(yīng),另一方面,Al3-首先水解生成單核絡(luò)合物Al(OH)2+、以及Al(OH)2+及AlO2-等,由于單核絡(luò)合物進(jìn)一步縮合,進(jìn)而形成了一系列的多核絡(luò)合物Aln(OH)m(3n-m)+(n>1,m
鐵鹽除磷的投加量取決于溶解氧、PH值、生物酶、硫和碳酸鹽含量等。傳統(tǒng)的鐵鹽混凝劑有硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸亞鐵等,新型的鐵鹽混凝劑主要有聚合硫酸鐵,聚氯硫酸鐵,聚合氯化鋁鐵等。有研究表明,利用聚合氯化鋁鐵混凝劑對(duì)城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行處理,處理后的磷含量可低于0.5mg/L,達(dá)到生活污水國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
鎂鹽作為沉淀劑,處理含磷和氨氮的污水,可同時(shí)去除污水中的氨氮和磷酸鹽,生成可作為肥料的沉淀物――磷酸銨鎂,當(dāng)PH值提升到10.5時(shí),氮和磷的去除率分別可以達(dá)到83%和97%。
3 生物除磷技術(shù)
3.1生物除磷的基本原理
生物除磷的本質(zhì)其實(shí)是通過(guò)聚磷菌過(guò)量攝取廢水中的磷,以聚磷酸鹽的形式積累于細(xì)胞內(nèi),然后作為剩余污泥排出。目前的研究發(fā)現(xiàn)聚磷菌分為兩類(lèi),兩者都是在厭氧條件下釋磷以及吸收水中揮發(fā)性脂肪酸,它們的區(qū)別是:一種以O(shè)2作為電子受體在好氧的條件下完成吸磷,稱(chēng)之為好氧聚磷菌。一種則以NO3-作為電子受體在缺氧的條件下完成吸磷。該種細(xì)菌稱(chēng)為反硝化聚磷菌。
3.2生物除磷的種類(lèi)
厭氧/好氧除磷
反硝化聚磷菌在厭氧條件下釋放細(xì)胞內(nèi)聚積的聚磷酸鹽,,攝取環(huán)境中的有機(jī)碳源,在細(xì)胞內(nèi)以聚-β羥基丁酸的形式儲(chǔ)存。當(dāng)聚磷菌轉(zhuǎn)換到好氧環(huán)境后,細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的聚-β羥基丁酸被氧化并且釋放能量,環(huán)境中的磷以聚磷酸鹽的形式被過(guò)量吸入細(xì)胞內(nèi),使磷以細(xì)胞的形式表現(xiàn)為污泥的形式被去除。
反硝化除磷
高酸菌在厭氧條件下分解大分子有機(jī)物為低分子脂肪酸,兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌則在厭氧條件下分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生能量ATP,以主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收脂肪酸并合成聚β-羥基丁酸鹽,與此同時(shí)釋放出PO43-。積累了大量聚β-羥基丁酸的兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌進(jìn)入缺氧狀態(tài)后,以NO3-作為氧化聚β-羥基丁酸的電子受體,利用降解聚β-羥基丁酸以產(chǎn)生能量并提供還原力尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,并以NADH+作為電子運(yùn)輸鏈的載體以排除質(zhì)子,從而形成質(zhì)子推動(dòng)力,質(zhì)子推動(dòng)力將體外PO43-輸送到體內(nèi),在A(yíng)TP酶作用下合成ATP,將過(guò)剩的PO43-聚合成多聚磷酸鹽。在缺氧條件下兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌通過(guò)電子傳遞鏈產(chǎn)生的ATP超過(guò)在厭氧條件下通過(guò)分解體內(nèi)聚磷酸鹽產(chǎn)生的ATP,所以缺氧攝取的磷多于厭氧釋放的磷。因此兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌具有過(guò)量攝取廢水中磷的作用。
是必須在好氧區(qū)供給足夠的溶解氧,以滿(mǎn)足聚磷菌對(duì)儲(chǔ)存聚β-羥基丁酸鹽進(jìn)行降解,釋放足夠的能量供其過(guò)量攝磷之用,以便有效地吸收廢水中的磷。一般,厭氧段的DO要嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下,而好氧段的DO要控制在2mg/L以上。
4 結(jié)果討論:
綜上所述,化學(xué)除磷效果較生物除磷效果顯著,但運(yùn)行成本及污泥產(chǎn)量明顯增多,增加了后續(xù)污泥處理階段的壓力。生物除磷效果較化學(xué)除磷效果更穩(wěn)定且運(yùn)行成本較化學(xué)除磷成本更低。因此,在污水處理的工程中,宜采用生物除磷為主化學(xué)除磷為輔的除磷方式,根據(jù)前方來(lái)水磷含量的具體情況選擇生物除磷或化學(xué)除磷輔助生物除磷的具體方式。
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【關(guān)鍵詞】 中學(xué)數(shù)學(xué);四步;閱讀;教學(xué)
【中圖分類(lèi)號(hào)】G623.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1001-4128(2010)09-0061-02
隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)語(yǔ)言的數(shù)學(xué)閱讀能力尤為重要。實(shí)踐表明,數(shù)學(xué)閱讀可按“粗讀、細(xì)讀、精讀、拓展”四步進(jìn)行,這 “四步”既符合閱讀的本質(zhì)特征,符合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn),符合學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的教育理念,有利于學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的形成,又非機(jī)械教學(xué)模式,必須靈活應(yīng)用。
1 數(shù)學(xué)閱讀法教學(xué),是學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的需要
著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾這樣描述數(shù)學(xué)的廣泛應(yīng)用:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,日用之繁,無(wú)處不用數(shù)學(xué)。”數(shù)學(xué)之所以重要,就在于它是一種精確簡(jiǎn)約通用的科學(xué)語(yǔ)言。這種語(yǔ)言與日常語(yǔ)言不同。“日常語(yǔ)言是習(xí)俗的產(chǎn)物,也是社會(huì)和政治運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物,而數(shù)學(xué)語(yǔ)言則是慎重地、有意地而且經(jīng)常是精心設(shè)計(jì)的。”正如美國(guó)著名心理學(xué)家布龍菲爾德(L.Bloonfield)所說(shuō):“數(shù)學(xué)不過(guò)是語(yǔ)言所能達(dá)到的最高境界。”前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)教育家斯托利亞爾所言:“數(shù)學(xué)教學(xué)也就是數(shù)學(xué)語(yǔ)言的教學(xué)”。[3]語(yǔ)言的學(xué)習(xí)離不開(kāi)閱讀,數(shù)學(xué)閱讀由此而來(lái)。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的理解發(fā)生了深刻變化。培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)閱讀能力,為學(xué)生奠定終身學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ),不僅是數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的需要,也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。因此,在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,探索出適合學(xué)生實(shí)際的閱讀教學(xué)方法,就成為數(shù)學(xué)教育工作者的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。
2 實(shí)施數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué),為學(xué)生自主閱讀奠定基礎(chǔ)
在新課程的理念指引下,我們積極對(duì)數(shù)學(xué)閱讀教學(xué)作了比較深入的探究,進(jìn)行了一些嘗試。我們認(rèn)為,數(shù)學(xué)閱讀教學(xué),可按“粗讀、細(xì)讀、精讀、拓展”四步進(jìn)行。
粗讀――快速閱讀,把握大意。在教學(xué)中,教師通過(guò)提綱等方式指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行閱讀,留心章節(jié)段落中的事件情景、具體數(shù)據(jù)、關(guān)鍵語(yǔ)句等細(xì)節(jié),注意問(wèn)題的提出方式,據(jù)此估計(jì)我們將學(xué)習(xí)的知識(shí)屬于哪種類(lèi)型,會(huì)涉及到哪些知識(shí),一般是如何解決的,在頭腦中建立初步印象。
細(xì)讀――仔細(xì)閱讀,理順?biāo)悸贰T诖肿x的基礎(chǔ)上不僅要注意各個(gè)關(guān)鍵詞、關(guān)鍵數(shù)據(jù),還要注意各詞語(yǔ)及數(shù)據(jù)的內(nèi)涵、外延,特別是一些特殊條件 (如附加公式、注意事項(xiàng)等),以簡(jiǎn)明的方式列出各量的關(guān)系,提煉信息,理順?biāo)悸?進(jìn)一步使概念清晰化。
精讀――總結(jié)提煉,形成能力。根據(jù)前面的信息提煉分析,結(jié)合實(shí)例解決問(wèn)題,深化對(duì)概念的理解,并與前期儲(chǔ)備的知識(shí)相結(jié)合,形成基本的解決問(wèn)題的能力。
拓展――由此及彼,質(zhì)疑創(chuàng)新。學(xué)習(xí)結(jié)束后展開(kāi)反思,與原有的知識(shí)相碰撞,聯(lián)想甚至猜想新的結(jié)論。一方面對(duì)自己的知識(shí)體系進(jìn)行融會(huì)貫通,另一方面,對(duì)生活中相關(guān)的事例大膽的猜測(cè)和探究。
案例:“兩數(shù)和的平方”教學(xué)(華東師大版教材八年級(jí)(上))
2.1 粗讀:⑴學(xué)生獨(dú)立閱讀,完成書(shū)上需填寫(xiě)的內(nèi)容;⑵列出提綱,引導(dǎo)學(xué)生思考:(a+b)2 與a2+b2是否相等?為什么?⑶引出公式(a+b)2=a2+b2+2ab,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)公式與多項(xiàng)式運(yùn)算間的關(guān)系,體會(huì)兩數(shù)和的平方是多項(xiàng)式乘法的簡(jiǎn)便運(yùn)算。(初步了解公式的由來(lái)和本節(jié)課要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容)
2.2 細(xì)讀:⑴閱讀公式,引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察、分析、討論公式的特征:左邊是兩數(shù)和的平方,右邊是含三項(xiàng)的對(duì)稱(chēng)式:a、b分別平方,a與b乘一次,b與a乘一次,體現(xiàn)了數(shù)與數(shù)之間的平等性,讓學(xué)生感受式子的對(duì)稱(chēng)美。⑵借助幾何圖形面積計(jì)算,將符號(hào)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成圖形語(yǔ)言,用數(shù)形結(jié)合的思想進(jìn)一步理解、記憶公式。⑶將符號(hào)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成文字語(yǔ)言,找出其中關(guān)鍵字,加深對(duì)公式的理解,體會(huì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的準(zhǔn)確性、符號(hào)語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔美。(理解公式及其特征,通過(guò)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換使概念更清晰,把握關(guān)鍵字詞,實(shí)現(xiàn)提煉信息,理順?biāo)悸?明晰概念的目標(biāo))
2.3 精讀:⑴學(xué)生獨(dú)立嘗試計(jì)算 (2x+3)2,帶著這個(gè)問(wèn)題閱讀例題(2a+b2)2,并與之比較,體會(huì)公式的應(yīng)用;⑵思考(a-b)2,將兩數(shù)差的平方轉(zhuǎn)化成兩數(shù)和的平方。⑶結(jié)合以上幾例,揭示公式中字母的內(nèi)涵:a、b不僅可以代表一個(gè)數(shù),還可以表示單項(xiàng)式、多項(xiàng)式。⑷結(jié)合一定的練習(xí),鞏固公式應(yīng)用,形成初步解決問(wèn)題能力。(對(duì)比、借鑒性閱讀后總結(jié)提煉,揭示內(nèi)涵,應(yīng)用鞏固,形成基本能力)
4.拓展:⑴再次閱讀教材,勾出本節(jié)重點(diǎn),標(biāo)注關(guān)鍵字,小結(jié)本節(jié)課知識(shí)要點(diǎn)。⑵拓展練習(xí):計(jì)算(-2m-n)2、 (2a+1)(-2a-1)、(a+b+c)2、(a+b)3、1052、982,(融會(huì)貫通,理解兩數(shù)和的平方的變形應(yīng)用,并舉一反三,將兩數(shù)和的平方拓展為三數(shù)和的平方及兩數(shù)和的立方,加深對(duì)公式是多項(xiàng)式簡(jiǎn)便運(yùn)算的理解,靈活掌握公式應(yīng)用。)
數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué)并非機(jī)械的閱讀教學(xué)模式,而是按照閱讀教學(xué)的理念,運(yùn)用閱讀教學(xué)的思維,探尋閱讀教學(xué)的途徑而產(chǎn)生的一種數(shù)學(xué)教學(xué)方法。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,“四步”閱讀的時(shí)間比例和導(dǎo)讀方式也不同,甚至可以有大幅度的增減。如對(duì)章節(jié)前導(dǎo)言的閱讀,只需采用粗讀,讓學(xué)生大致了解本章將要學(xué)的主要內(nèi)容或應(yīng)用;對(duì)于重要的性質(zhì)、定理等內(nèi)容,可將四個(gè)環(huán)節(jié)分布在幾節(jié)課中完成,每節(jié)課僅完成其中的某些或某個(gè)環(huán)節(jié);而對(duì)于一節(jié)課中的多個(gè)知識(shí)點(diǎn),也可多次實(shí)施四步閱讀法教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中,各環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容可視情況有交叉,混合,甚至某些環(huán)節(jié)可以融合、省略。
3 數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué)符合閱讀本質(zhì)特征及數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn),有益于學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)能力
按照信息論的觀(guān)點(diǎn),語(yǔ)言文字是信息的載體,是傳遞、接收、轉(zhuǎn)換信息的基本工具。閱讀的本質(zhì)就是接收文字信息的復(fù)雜思維活動(dòng),它包括信息的獲取、傳遞、加工、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。通過(guò)閱讀相關(guān)材料,獲取知識(shí)的過(guò)程大致分為四個(gè)階段:感知、理解、掌握、創(chuàng)新。數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué)據(jù)此劃分:粗讀,感知概貌,初步了解;細(xì)讀,解決問(wèn)題,深入理解;精讀,掌握知識(shí),深化思維;拓展,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),質(zhì)疑創(chuàng)新。顯然,數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué)符合閱讀的本質(zhì)特征和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
數(shù)學(xué)閱讀中的一種常見(jiàn)現(xiàn)象是:對(duì)材料中的所有字詞句都認(rèn)識(shí),卻無(wú)法理解材料的意思、推理過(guò)程,更難領(lǐng)會(huì)其中的數(shù)學(xué)思想。由此可見(jiàn),數(shù)學(xué)閱讀,還要具備對(duì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言較強(qiáng)的理解能力、推理能力以及閱讀過(guò)程中的問(wèn)題意識(shí),要在理解的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,聯(lián)想知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題。在數(shù)學(xué)“四步”閱讀教學(xué)中,學(xué)生通過(guò)“粗讀、細(xì)讀、精讀、拓展”四個(gè)環(huán)節(jié),由表及里,由淺入深,由易到難,層層展開(kāi),逐漸深入理解知識(shí)內(nèi)涵、外延,并通過(guò)教師引導(dǎo)和學(xué)生獨(dú)立思考,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,推理論證,實(shí)踐應(yīng)用,逐步形成學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的理解、推理能力。因此,數(shù)學(xué)“四步”閱讀教學(xué)既符合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn),又能使學(xué)生有效掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。
數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué)中,處處強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)獨(dú)立閱讀、思考,理解所閱讀的材料,有利于學(xué)生在原有認(rèn)知水平、基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力的基礎(chǔ)上,獲取新的信息,并將其與原有知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合,構(gòu)建新的知識(shí)體系,使學(xué)生在其最近發(fā)展區(qū)發(fā)展,使不同層次的學(xué)生都會(huì)有新的收獲。在數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué)中,教師只起引導(dǎo)思路、排除障礙、解答疑難,為學(xué)生順利獲取知識(shí)保駕護(hù)航的作用。
綜上所述,數(shù)學(xué)“四步”閱讀法教學(xué),既符合閱讀教學(xué)本質(zhì)特征,又符合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn),還有助于學(xué)生形成主動(dòng)閱讀、自主探索、合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣,為學(xué)生奠定終身發(fā)展能力,與新課程改革倡導(dǎo)的理念不謀而合。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)施“四步”閱讀法教學(xué)是必要而可行的。
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(中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué),100080)
摘要:翻轉(zhuǎn)課堂是信息技術(shù)支撐下的一種新的課堂教學(xué)模式。在我國(guó),一些學(xué)校已經(jīng)開(kāi)始在理科和人文學(xué)科進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)。通用技術(shù)學(xué)科的課程目標(biāo)、課程性質(zhì)、課程內(nèi)容決定了通用技術(shù)的課堂教學(xué),可以根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際,有選擇性地實(shí)施翻轉(zhuǎn)。當(dāng)然,實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂還會(huì)面臨各個(gè)方面的困難,需要我們理性思考、權(quán)衡利弊、謹(jǐn)慎實(shí)踐。
關(guān)鍵詞 :翻轉(zhuǎn)課堂 通用技術(shù)課堂 教學(xué)可行性
2014 年5 月7 日,“北京市通用技術(shù)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)暨翻轉(zhuǎn)課堂理念下基于問(wèn)題解決的通用技術(shù)課堂教學(xué)實(shí)踐研討會(huì)”在中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)隆重召開(kāi)。人大附中的五位通用技術(shù)教師推出了四節(jié)翻轉(zhuǎn)課和一節(jié)常規(guī)課,邁出了在通用技術(shù)學(xué)科實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的第一步,引起與會(huì)專(zhuān)家和教師的熱議。究竟什么是翻轉(zhuǎn)課堂? 為什么要實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂? 通用技術(shù)學(xué)科實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂可行嗎? 如何實(shí)施? 目前存在哪些困難? 這些成為通用技術(shù)教師普遍關(guān)心的問(wèn)題。
一、什么是翻轉(zhuǎn)課堂
2007 年, 美國(guó)科羅拉多州“林地公園”高中的兩位化學(xué)教師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯使用錄屏軟件, 將講課演示文稿配以講解聲音, 錄制成視頻并上傳到網(wǎng)絡(luò)上,提供給上課缺席的學(xué)生課后學(xué)習(xí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),沒(méi)有曠課的學(xué)生也會(huì)通過(guò)這些在線(xiàn)資源去鞏固學(xué)習(xí)。因此,兩位教師嘗試顛倒傳統(tǒng)的教學(xué)模式,課前讓學(xué)生在家觀(guān)看教師提前錄制的視頻,課堂時(shí)間則用來(lái)完成作業(yè)或做實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)。這一模式受到學(xué)生的歡迎,并在提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)、改善學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度等方面取得了實(shí)效。很快,在美國(guó)很多學(xué)校得到推廣。“林地公園”高中成為翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)源地。
翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped’Classroom)又稱(chēng)反轉(zhuǎn)課堂、顛倒課堂,它是相較于傳統(tǒng)課堂而言的一種新的課堂教學(xué)模式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通常是教師在課堂上完成知識(shí)的傳授,學(xué)生在課外完成知識(shí)的內(nèi)化。翻轉(zhuǎn)課堂首先從形式上予以顛覆———知識(shí)的傳授通過(guò)學(xué)生自己課外在線(xiàn)觀(guān)看教師錄制的微視頻完成,而知識(shí)的內(nèi)化則在課堂上通過(guò)生生、師生之間的討論、合作探究、問(wèn)題解決、實(shí)踐體驗(yàn)等完成,實(shí)現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)。
翻轉(zhuǎn)課堂不僅是形式上的簡(jiǎn)單顛倒,它實(shí)際上是“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”理念的翻轉(zhuǎn)。在師生關(guān)系上,學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人和課堂的主體,“教師則上升為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、幫助者和指導(dǎo)者的‘導(dǎo)演’的層次”,師生之間互動(dòng)和個(gè)性化接觸的時(shí)間增加,思想、情感的深度交流更加頻繁;在教學(xué)方式上,課前的在線(xiàn)自主學(xué)習(xí)和課堂的面對(duì)面合作、探究學(xué)習(xí)有機(jī)融合,更符合學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要;在教學(xué)流程上, 從基于問(wèn)題或項(xiàng)目教學(xué)的任務(wù)引導(dǎo)到觀(guān)看視頻、在線(xiàn)測(cè)試、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或提交總結(jié)再到解惑答疑、問(wèn)題解決、項(xiàng)目實(shí)踐等過(guò)程,幫助學(xué)生多次、深度地學(xué)習(xí)和內(nèi)化知識(shí)。
二、為什么要實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂
翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)之初是為了幫助缺席的學(xué)生補(bǔ)課,客觀(guān)上對(duì)學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生起到了非常重要的作用。傳統(tǒng)課堂中學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生往往是被動(dòng)聽(tīng)課,甚至有時(shí)跟不上教師講解的進(jìn)度。課堂翻轉(zhuǎn)后,教師針對(duì)學(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo),學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生將成為最大的受益者。而學(xué)有所長(zhǎng)的學(xué)生則可以在釋放的課堂時(shí)間內(nèi)獲得更多的自主學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),學(xué)生個(gè)體的差異得到承認(rèn)并落實(shí)于實(shí)踐,真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)及有效分層教學(xué)。
研究表明:在課堂教學(xué)中,學(xué)生注意力的保持遵循10 分鐘法則。翻轉(zhuǎn)課堂的課前知識(shí)傳授, 通過(guò)5~10 分鐘的微視頻完成,符合學(xué)生保持注意力的最佳時(shí)長(zhǎng)需求,有利于減少學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷, 符合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律。
而“美國(guó)緬因州貝瑟爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)不同方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)24 小時(shí)之后學(xué)習(xí)材料保持率的研究也表明: 講授占5%, 閱讀占10%,視聽(tīng)結(jié)合占20%,示范占30%,討論組占50%,實(shí)踐練習(xí)占75%,向其他人教授/對(duì)所學(xué)內(nèi)容的立即運(yùn)用占90%”。因此,翻轉(zhuǎn)課堂課前微視頻的講授較之傳統(tǒng)課堂教師“一言堂” 的講授對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)是顯而易見(jiàn)的。與此同時(shí),學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入課堂,更能促進(jìn)他們參與課堂活動(dòng),成為學(xué)習(xí)的主人,而不是游離于課堂之外。課堂上的時(shí)間用于生生、師生之間的問(wèn)題討論、合作探究、實(shí)踐練習(xí),不僅更有利于學(xué)習(xí)的保持,還可以更好地讓學(xué)生在活動(dòng)的過(guò)程中掌握方法,發(fā)展能力。
自2008 年北京市實(shí)施通用技術(shù)課程以來(lái),人大附中一直在課程建設(shè)和課程改革方面進(jìn)行研究和實(shí)踐。為了進(jìn)一步構(gòu)建以學(xué)生興趣和需要為本,促進(jìn)學(xué)生真正自主、個(gè)性化地學(xué)習(xí)的教學(xué)新模式, 學(xué)校在2013 年引入翻轉(zhuǎn)課堂的理念,并開(kāi)始在通用技術(shù)學(xué)科有組織、有計(jì)劃、有針對(duì)性、有目標(biāo)地進(jìn)行實(shí)踐探索。
三、通用技術(shù)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的可行性首先,技術(shù)課程的基本目標(biāo)是“提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生全面而富有個(gè)性的發(fā)展”。在技術(shù)素養(yǎng)的要素結(jié)構(gòu)中,包括“技術(shù)知識(shí)、技術(shù)行為能力、技術(shù)思想和方法、技術(shù)態(tài)度和情感”。技術(shù)素養(yǎng)的構(gòu)成是多維的,內(nèi)容也非常豐富, 其中既有明確的學(xué)科知識(shí)、基本技能,也有設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、探究、制作等實(shí)踐應(yīng)用,還有思想方法、人文因素、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)等獨(dú)特追求,從培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的角度來(lái)說(shuō),翻轉(zhuǎn)課堂具有很大的可作為空間。
目前的通用技術(shù)課堂教學(xué), 在實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化的技術(shù)學(xué)習(xí)方面還存在弊端。課堂教學(xué)時(shí)間有限,知識(shí)的灌輸現(xiàn)象、單純的技能練習(xí)依然存在, 學(xué)生的個(gè)體差異被忽略,個(gè)性需求被抹殺,而翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)此可以彌補(bǔ)。
其次,技術(shù)課程立足于學(xué)生的實(shí)踐,學(xué)生通過(guò)調(diào)查、設(shè)計(jì)、探究、試驗(yàn)、制作等活動(dòng),獲得豐富的體驗(yàn), 進(jìn)而獲得對(duì)技術(shù)思想方法的領(lǐng)悟和情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)的發(fā)展。技術(shù)課程具有高度的綜合性,涵蓋了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、語(yǔ)文、藝術(shù)、歷史、社會(huì)、環(huán)保、心理、倫理等知識(shí),注重基于真實(shí)問(wèn)題解決的創(chuàng)造。在傳統(tǒng)課堂上,學(xué)生往往不是自己學(xué)會(huì)技術(shù),而是被教會(huì)技術(shù),知識(shí)整合的能力、知識(shí)轉(zhuǎn)化及應(yīng)用能力, 以及創(chuàng)新能力都沒(méi)有得到充分的發(fā)展。翻轉(zhuǎn)課堂或許可以通過(guò)釋放課堂時(shí)間,將技術(shù)學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生; 通過(guò)基于真實(shí)世界的技術(shù)問(wèn)題的項(xiàng)目研究, 使學(xué)生獲得豐富的技術(shù)學(xué)習(xí)體驗(yàn), 發(fā)展知識(shí)的整合和物化能力;通過(guò)師生、生生的深度交流與思維碰撞,產(chǎn)生更多的創(chuàng)造火花,發(fā)展創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。
再次,翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式較多運(yùn)用于理科課程,它們的知識(shí)體系清晰,知識(shí)點(diǎn)明確,很多教學(xué)內(nèi)容只需要清楚地講授一個(gè)概念、一則原理、一個(gè)實(shí)驗(yàn)就可以,所以適合通過(guò)微視頻的方式呈現(xiàn)。人文學(xué)科中的語(yǔ)文、歷史學(xué)科也已經(jīng)開(kāi)始探索運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂,重在通過(guò)微視頻呈現(xiàn)閱讀、寫(xiě)作、史料分析的方法,而課堂上通過(guò)展示、辯論、討論與交流,發(fā)展學(xué)生的洞察力、思辨力和表達(dá)力,培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的情感、態(tài)度和價(jià)值觀(guān)。通用技術(shù)課程內(nèi)容融合了科學(xué)和人文,因此,實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂是可行的。具體來(lái)說(shuō):
第一, 通用技術(shù)課程的核心概念包括設(shè)計(jì)、構(gòu)思、權(quán)衡、優(yōu)化、試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制,以及相應(yīng)的基本原理、基本思想和方法以及有關(guān)技術(shù)的性質(zhì)、發(fā)展歷史、社會(huì)影響等相關(guān)主題。這些可以成為實(shí)施課堂翻轉(zhuǎn)的主要載體, 讓學(xué)生在課外學(xué)習(xí)概念、原理、規(guī)則、背景資料,課堂內(nèi)針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)困難的地方組織討論、訂正作業(yè)、知識(shí)應(yīng)用、問(wèn)題解決、項(xiàng)目實(shí)踐等,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深度內(nèi)化。如在技術(shù)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)中, 關(guān)于制圖標(biāo)準(zhǔn)、三視圖的原理、投影規(guī)律、繪圖技巧、尺寸標(biāo)注等內(nèi)容,專(zhuān)業(yè)性比較強(qiáng),很多學(xué)生都存在困難,經(jīng)過(guò)3~4 次課的學(xué)習(xí),學(xué)生并不能很好地掌握簡(jiǎn)單三視圖的繪制以及規(guī)范的尺寸標(biāo)注。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中,繪制作品的加工圖時(shí),常常出現(xiàn)表達(dá)不清,甚至表達(dá)錯(cuò)誤。實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂,將理論學(xué)習(xí)放在課前,并通過(guò)小測(cè)試,提前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,課堂上有針對(duì)性地解決學(xué)習(xí)難點(diǎn),可以極大地提高教學(xué)有效性。但并不是所有的知識(shí)都要通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的方式完成傳授與內(nèi)化,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度、能夠構(gòu)成認(rèn)知沖突、結(jié)構(gòu)不良好的技術(shù)知識(shí),實(shí)施翻轉(zhuǎn)效果更好。
第二,在通用技術(shù)課程中,使用工具、習(xí)得工藝、物化實(shí)踐,都依賴(lài)于技能的學(xué)習(xí)。知識(shí)學(xué)習(xí)解決的是知與不知的問(wèn)題,而技能學(xué)習(xí)解決的則是會(huì)不會(huì)及熟練不熟練的問(wèn)題。技能的學(xué)習(xí)需要以描述活動(dòng)規(guī)則和方法的程序性知識(shí)作為指導(dǎo), 但真正掌握技能,更重要的是要通過(guò)實(shí)際操作, 獲得動(dòng)覺(jué)經(jīng)驗(yàn),否則只能是紙上談兵。
技能的學(xué)習(xí),需要教師準(zhǔn)確的示范與講解,學(xué)生進(jìn)行必要而適當(dāng)?shù)木毩?xí),并在這個(gè)過(guò)程中,得到充分而有效的反饋,從而建立起穩(wěn)定清晰的運(yùn)動(dòng)感知。因此,采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式進(jìn)行技能的教學(xué),學(xué)生課前可以通過(guò)微視頻更加清晰、準(zhǔn)確地掌握關(guān)于技能操作的程序性知識(shí),對(duì)操作的要點(diǎn)、技巧、出錯(cuò)點(diǎn)等提前做到心中有數(shù),在課堂上有更充足的時(shí)間更有效率地進(jìn)行練習(xí),并得到教師的及時(shí)反饋。
第三,通用技術(shù)課程中的《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》主要體現(xiàn)了讓學(xué)生在“做中學(xué)”的思想,強(qiáng)調(diào)從實(shí)踐到認(rèn)識(shí), 注重引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)技術(shù)設(shè)計(jì)、探究試驗(yàn)、技術(shù)制作、技術(shù)交流和評(píng)價(jià)的一般過(guò)程, 初步掌握技術(shù)的思想和方法;而《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》主要體現(xiàn)了讓學(xué)生在“學(xué)中做”的思想,強(qiáng)調(diào)從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐,注重運(yùn)用基本的思想和方法解決現(xiàn)實(shí)的技術(shù)問(wèn)題。過(guò)程體驗(yàn)和方法掌握是通用技術(shù)課程的重要方式之一。基于問(wèn)題解決的、項(xiàng)目教學(xué)的技術(shù)課堂也可以進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。課前側(cè)重任務(wù)的引導(dǎo),制作相關(guān)知識(shí)、原理、技能的輔助視頻,為學(xué)生的項(xiàng)目研究、問(wèn)題解決提供資源支撐。課堂上實(shí)現(xiàn)學(xué)生小組的、合作的、探究的學(xué)習(xí)。課堂的翻轉(zhuǎn),將為基于項(xiàng)目的技術(shù)學(xué)習(xí)創(chuàng)造更有利的條件,提供更大的空間。
第四,無(wú)論是傳統(tǒng)課堂,還是翻轉(zhuǎn)課堂,情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)的內(nèi)容都不是可以剝離于知識(shí)、技能、過(guò)程、方法之外,通過(guò)單獨(dú)的教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)的。翻轉(zhuǎn)課堂提供給學(xué)生更為自主的技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境及更多的技術(shù)探究、技術(shù)實(shí)踐的機(jī)會(huì),對(duì)于激發(fā)和保持學(xué)生對(duì)技術(shù)的親近感、新鮮感、探究欲、持久的興趣、積極的態(tài)度、正確的意識(shí)等方面具有優(yōu)勢(shì)。
四、可供借鑒的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式
翻轉(zhuǎn)課堂在國(guó)外實(shí)踐的案例很多,但基本采取了這樣一種教學(xué)模式:課前觀(guān)看教學(xué)視頻,完成針對(duì)性的課前練習(xí);課中快速少量地測(cè)評(píng),解決問(wèn)題、促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化,總結(jié)、反饋。翻轉(zhuǎn)課堂在我國(guó)本土化的過(guò)程中,很多學(xué)校進(jìn)行了不斷的探索與實(shí)踐。昌樂(lè)一中打造出“二段四步十環(huán)節(jié)”模式,將翻轉(zhuǎn)課堂的活力注入課堂中。“二段”是指“自學(xué)質(zhì)疑課”和“訓(xùn)練展示課”兩種課型;“四步”是指教師備課的四個(gè)步驟:課時(shí)規(guī)劃、微課設(shè)計(jì)、兩案編制、微課錄制;“十環(huán)節(jié)”是指學(xué)生學(xué)習(xí)的十個(gè)環(huán)節(jié),其中“自學(xué)質(zhì)疑課”包括“目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、教材自學(xué)、微課助學(xué)、合作互學(xué)、在線(xiàn)測(cè)學(xué)”五個(gè)環(huán)節(jié),“訓(xùn)練展示課”包括“疑難突破、訓(xùn)練展示、合作提升、評(píng)價(jià)點(diǎn)撥、反思總結(jié)”五個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)兩種課型,學(xué)生將需要回家完成的課前學(xué)習(xí),在學(xué)校內(nèi)的“自學(xué)質(zhì)疑課”上通過(guò)自學(xué)、互學(xué)、測(cè)學(xué)來(lái)完成,減少了學(xué)生的課后負(fù)擔(dān)。重慶市聚奎中學(xué)同樣注重實(shí)踐的總結(jié)和提升,提出翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)際操作的“三翻四環(huán)五步”。“三翻”是指教育目標(biāo)、教育理念和教學(xué)方式的翻轉(zhuǎn);“四環(huán)”是指課前的四個(gè)環(huán)節(jié):制作導(dǎo)學(xué)案、創(chuàng)建教學(xué)視頻、學(xué)生自主預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)、教師了解預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)情況;“五步”是指課堂實(shí)施的五個(gè)步驟:第一步合作探究,第二步釋疑拓展,第三步練習(xí)鞏固,第四步自主糾錯(cuò),第五步反思總結(jié)。
人大附中通用技術(shù)課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)有兩個(gè)前提, 一是基于項(xiàng)目的教學(xué), 二是moodle 學(xué)習(xí)平臺(tái)的建立。課前,教師制作教學(xué)課件、錄制微視頻、搜集與項(xiàng)目有關(guān)的資料設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案, 通過(guò)moodle 平臺(tái)提供給學(xué)生;學(xué)生則根據(jù)自己的實(shí)際需要,結(jié)合自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣, 自主掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)廣度, 觀(guān)看視頻或?qū)W習(xí)課件、資料; 借助于moodle 平臺(tái),學(xué)生可以在線(xiàn)提出問(wèn)題,然后由教師組織學(xué)生討論,了解學(xué)生是否學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)中的問(wèn)題。課上,學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果或提出問(wèn)題,師生、生生互動(dòng),答疑解惑;在此基礎(chǔ)上,圍繞項(xiàng)目,學(xué)生進(jìn)行自主探究、協(xié)作學(xué)習(xí),教師提供個(gè)性輔導(dǎo);對(duì)于項(xiàng)目實(shí)施中出現(xiàn)的共性問(wèn)題, 教師組織交流討論、深化提升;最后,教師安排后續(xù)的學(xué)習(xí)任務(wù)。這一模式目前只是在學(xué)校范圍內(nèi)進(jìn)行了初步的探索,還有很多值得研究和改進(jìn)的地方。
五、目前可能存在的困難
首先, 最大的困難來(lái)自于我們的學(xué)生。傳統(tǒng)教育模式培養(yǎng)的學(xué)生,自主學(xué)習(xí)、自我管理的意識(shí)和能力普遍較差, 在學(xué)習(xí)中,不會(huì)提問(wèn)、不敢質(zhì)疑;在課堂上,有效交流、團(tuán)隊(duì)合作的水平及對(duì)事物持續(xù)的興趣和研究欲望都比較低。客觀(guān)上,比較繁重的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)依然存在, 如果每個(gè)學(xué)科都實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂,學(xué)生課后觀(guān)看視頻和學(xué)習(xí)資料、思考、提問(wèn)、總結(jié)等,勢(shì)必占用大量時(shí)間,課外活動(dòng)的時(shí)間大幅縮水;學(xué)生對(duì)通用技術(shù)學(xué)科的重視程度比較低,不愿意把寶貴的課外時(shí)間用在這門(mén)課的自主學(xué)習(xí)上。
其次,實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)于教師也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。要求教師具備良好的信息技術(shù)素養(yǎng),能夠制作精彩的微視頻或PPT;能夠站在課程宏觀(guān)的角度, 完成課程整體設(shè)計(jì)、單元教學(xué)設(shè)計(jì)及知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì);要防止碎片化的教學(xué)帶來(lái)的課程邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性的不足,既要準(zhǔn)確確定知識(shí)點(diǎn),又要呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián);課堂時(shí)間的釋放,要求教師組織課堂的能力要有所提升, 基于問(wèn)題的、項(xiàng)目的學(xué)習(xí),則要求教師善于提出有效的問(wèn)題,善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目研究。
再次, 現(xiàn)實(shí)的困難也來(lái)自于不同地區(qū)、不同學(xué)校、不同學(xué)生在硬件設(shè)施裝備上的差別;有些地區(qū)、學(xué)校的班額依然很大,即使課堂翻轉(zhuǎn),教師也無(wú)法照顧到每一位學(xué)生。
通用技術(shù)學(xué)科實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂,理論上是完全可行的。實(shí)踐上,人大附中的教師們也邁出了寶貴的第一步。但必須承認(rèn),前面的路還很長(zhǎng),甚至可能荊棘遍布,需要深入的研究、理性的權(quán)衡、謹(jǐn)慎的推進(jìn)。
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