目录
1研究的背景和意义 (3)
2表面活性剂减阻机理及影响因素 (6)
湍流减阻基本概念 (6)
从微观结构角度对表面活性剂湍流减阻机理的解释 (7)
从湍流物理角度对湍流减阻机理的解释 (8)
影响表面活性剂减阻的因素 (11)
烷基 (11)
烷基链头基 (12)
烷基链长度 (12)
表面活性剂的浓度 (12)
补偿离子 (13)
补偿离子的浓度 (13)
补偿离子的疏水性与亲水性 (13)
补偿离子的电荷性质以及电荷数 (13)
其他因素的影响 (13)
管路系统的直径 (13)
流体介质的速度和温度 (14)
环境中的金属离子 (14)
雷诺数的影响 (15)
表面活性剂减阻方程式的介绍 (15)
粘弹性流体的剪力及湍流运动方程 (15)
3表面活性剂的国内外研究及运用状况 (16)
国外的研究状况 (16)
国内的研究状况 (16)
4主要研究的方法和内容 (16)
研究的内容 (16)
研究方法 (17)
流变模型及数值模拟研究 (17)
尺度放大的研究方法 (19)
5前景与展望 (21)
1研究的背景和意义
如今随着世界能耗的不断增加，能源问题一直是比较棘手的问题，特别像我国人口众多的国家，人均资源占有量远低于世界的平均水平，且对于能源的需求更加巨大，所以节约能源对于中国来说乃至于对于全世界来说是相当重要的大事。能源的消耗重要发生在能源交通运输过程中，且表面摩擦占很大的比例。而在长距离的管道运输过程中，泵站的动力几乎全部用于克服表面摩擦力。而由于表面摩擦阻力的存在，会将油气由层流状态转变为湍流状态，所以湍流减阻对长距离的管道输油具有重要的意义，已引起了广泛的重视。
在长距离管道流体输运中，绝大部分的流体输送能耗来源于管道壁面的摩擦阻力。对于能源紧缺的今天，尤其是像我国这样处于发展中且人均资源占有量较低的国家来说，节约能源以及能源的高效利用已经成为了当前研究的重点和亟待解决的问题。减阻添加剂的使用能极大地减少流体在壁面的摩擦阻力，减阻效果高达80%，具有重要的节能价值。相比于聚合物减阻剂，表面活性剂具有可逆的机械降解性质，在高剪切力场合以及封闭式循环系统如集中供暖系统中有着极大的优势以及更为广泛的应用前景。
由于表面活性剂溶液在不同的剪切力作用下，其内部的单体分子会形成不同形状的微观胶束结构，比如球状、棒状、蠕虫状、网状等，而这些不同的微观结构又能够影响表面活性剂溶液的流变性能，使其在不同剪切力下表现不同的流变特性；而流变特性又会影响流体内部的湍流结构，从而进一步影响表面活性剂溶液的减阻性能。因此，为了认识表面活性剂溶液的内在减阻机理，对其微观结构、
流变特性及流体内部湍流结构的研究成为了国内外众多学者关注的焦点之一。
然而，表面活性剂在高效减阻的同时，其换热性能将会极大地恶化，这主要是由其内部微观结构对流体湍流强度的抑制作用造成的，从而导致了表面活性剂溶液传热性能恶化的现象。因此，为了进一步扩大表面活性剂在换热领域的应用，其强化传热也成为了研究的焦点。
当表面活性剂溶液发生减阻作用时，其流体内部的湍流涡结构会受到由表面活性剂形成的剪切诱导结构的抑制，从而使湍流结构发生改变。这一特点则为通过影响湍流结构实现减阻的其它减阻方法提供了可能的条件，为表面活性剂与其它适当的减阻方式相结合的耦合减阻研究提供了指导。因此，表面活性剂与其它减阻方式耦合进行高效湍流减阻的研究也是当前的研究热点。
综上所述，为了全面认识表面活性剂溶液的减阻机理，提高其在节能方面的应用价值和范围，就需要对其微观结构、流变特性、减阻特性、湍流结构特征、强化传热以及与其它减阻方法协同作用耦合特性进行系统的研究。本文对作者近年来在表面活性剂湍流减阻方面的最新研究进展进行综述，并与其它同类研究进行了对比分析。首先总结分析表面活性剂溶液结构、复杂流变特性和湍流结构及
其与减阻和换热性能之间的内在联系，然后阐述表面活性剂和壁面微沟槽协同作
用减阻性能与机理，并介绍表面活性剂减阻的实际工程应用，最后对表面活性剂减阻在今后的研究重点提出建议。
湍流减阻对提高能源的利用率、保护生态坏境等都有重要的意义。近年来国际学术界对湍流减阻的基础和运用研究十分重视，每年都要召开有关于湍流减阻的学术会议，湍流减阻已经发展成为当今流体力学及流体工程界的一个热门学科。添加剂湍流减阻技术作为湍流减阻重要的一个分支，是指在管道中的流体湍流流动中加入微量的添加剂，从而使湍流摩擦阻力显着降低的流体输送技术，与其他湍流减阻技术相比，其特点是湍流减阻效果最为明显，也是最为廉价且容易操作。
早在1931年，Forrest和Grierson就发现当水的管道湍流中有纸浆纤维悬浮时，其流动阻力在相同流量下会减小，但这一现象在当时并未引起足够的重视。首次发现聚合物湍流减阻现象的是美国学者Mysels,Mysels和他的助手发现汽油在管道中流动时，当在其中溶入双脂肪酸后，在相同流量下其流动阻力会降低，但由于第二次世界大战的影响，这一发现直到1949年才得以发表出来。在1948年举行的第一界国际流变学大会上，英国学者Toms效应。从那以后，在全世界范围内对湍流减阻机理及湍流减阻技术的实际运用开展了大量的研究工作，对湍流减阻现象已有了充分的认识，并在实际运用方面也有了长足进展。
减阻现象的发现，其意义首先体现在流体输送效率的提高与驱动能耗的降低上，具有巨大的节能价值。尤其是在当前，全球性的能源与环境问题迫使各国政府重视节能减排以及对新能源与节能新技术的开发与应用。摩擦阻力在众多领域是一个巨大的能源消耗环节，如飞机、轮船等交通工具的绝大部分燃油消耗是用于对空气或水等介质带来阻力的克服上，其中表面摩擦阻力占总阻力的50 %以上，再如对石油等流体的管道输运上，管道摩擦阻力造成的能耗占总能耗的80 %以上。在城市，动力用能在整个电能消耗上也占有很大的比重，例如2003年的上海电能消耗约占总能耗的50 %，其中动力消耗约占10 % 。由此可见，采用先进的减阻技术，降低流动阻力在节约能源，尤其是节约城市电能消耗上具有非常重要的意义。1979年，聚合物添加剂首先应用到纵贯阿拉斯加的石油输运管道，获得巨大的成功，随后在世界各地得到推广，到九十年代末应用站点就已超过80多个。除石油的管道输运外，减阻流体在中央空调的冷、热媒介质的输运上也在尝试进行应用。其中，丹麦城市Herning自九十年代初在其城市供暖系统（热电联供）中应用该技术，并且延续至今，添加剂为表面活性剂。在捷克城市Kladno，表面活性剂减阻技术在超过300个部门的供热系统中进行应用测试，在一个整冬季的连续运行后，发现减少了近1/ 3的泵耗。另外，在日本北海道扎幌市日本产业技术综合研究所等2006年起对其政府办公大楼中央空调系统进行减阻节能技术应用，采用表面活性剂为添加剂，节电达50 %。在我国，聚合物添加剂在石油管道输运中的应用于1986年进行了首次试验，1999年中国石油管道研究中心成功研制了EP系列的减阻剂，并与2000年在青海油田原油管道中首次应用。对于减阻技术在供热系统中的应用，我国在这方面的研究目前尚处在起步阶段，具体工程应用还未见报道。
20世界70年代前后开始，某些被发现具有减小湍流摩擦阻力的作用。后来的研究中发现，表面活性剂溶液湍流流体流动中产生减阻效应的因素是溶液内部的生成微观结构，即所谓的剪切诱导结构，这是由于表面活性剂溶于水后，在稳
定剂的帮助下，其小分子会形成棒状微观结构，在适度切应力作用下又会形成网状微观结构。与高分子聚合物溶液中的柔性长链微观结构一样，表面活性剂减阻溶液内部的网状微观结构也能够产生一种称之为“粘弹性”的流变学物性，表现出特殊的非牛顿流体性质，该类流体也被称为粘弹性流体。也正是由于溶液流动内部产生了粘弹性，继而与湍流之间发生作用，产生湍流减阻功效。由于溶液流动内部的网状微观结构也会被解离、破坏，但在强剪切作用消失后，微观结构会在秒的时间量级内自动重新生成，既具有自动修复功能，同样，其湍流减阻功效也会得到恢复。基于此，在实际的有泵液体循环系统中，表面活性剂减阻剂更适合用来达到长效的减小流动摩擦阻力，节约驱动泵功耗的目的。另外，表面活性剂也有其适用的温度范围，但超过适用温度后，表面活性剂减阻剂只是暂时失去减阻效果，在温度回到合适范围内之后减阻能力会自动恢复。
添加剂减阻最早是从含有污泥河水中行船时被发现，因为在污浊河水中行船的速度普遍要高于在清水中行船。在后来的研究与应用中，用于减阻的添加剂包括有：纤维、高分子聚合物、表面活性剂等等。添加剂减阻现象的发生是在湍流流动中，该现象是减阻剂影响湍流场的宏观表现，是一个纯物理作用过程。与此相近的物理减阻过程还包括：肋减阻、大尺度旋涡破碎减阻、表面涂层减阻、壁面震动减阻等等。这些技术在不同的场合得到应用，如目前的几乎所有的飞机都应用表面涂层减阻技术，据测试飞行阻力能降低10 %左右。对于这些减阻技术，从减阻机理上讲具有一定的共性，即流动的湍流微观结构被改变，从而导致表面摩擦阻力的降低。
对于添加剂减阻流体，溶液相对于溶质而言，还表现出不同的物理属性，如在水中添加聚合物或表面活性剂，溶液则表现出明显的非牛顿流体特性。同壁面肋条减阻、表面涂层减阻相比，添加剂减阻技术对湍流微观结构的改变，这一过程的根源在于流体本身的属性，并且这种属性还受流动状态影响，因此这种相互作用的过程使得减阻机理更为复杂。由于当前非牛顿流体湍流研究的复杂性，以及减阻流体巨大的节能潜力，因此添加剂减阻成为非牛顿流体研究中最具经济价值与科学意义的现象之一，这也使得该课题在近3 0年来一直为国内外研究的热点。目前，该减阻技术在减阻机理的揭示、传热恶化、应用控制等领域还存在一系列悬而未决的问题。
表面活性剂的减阻效应在工业和日常生活中最大的潜在运用场所为区域集中供热或供冷循环系统，减少供热系统中的热量的损耗同时在制冷系统中减少与外界的传热，由此带来能量消耗的降低。其减阻效应还可以运用到油气的集输过程中提高油气输送量，降低输送过程中的泵耗，国际上己有成功的运用实例。表面活性剂的运用带来巨大的经济效益的同时，但存在一系列问题，比如，表面活性剂的泄漏会给坏境造成污染和腐蚀管道。
（图1）表面活性剂分子及胶团示意图
（2）棒状及层胶束示意图
（图3）低温电镜法拍摄的表面活性剂溶液中网状结构胶束照片
(图4）表面活性剂水溶液溶解度曲线及胶束结构状态示意图
表面活性剂分类
2表面活性剂减阻机理及影响因素
湍流减阻基本概念
尽管目前对化学减阻剂已经有了相当规模的实际系统运用研究或工业化运
用，并且对影响减阻效果的一些因素已有了一定的了解，但由于对湍流本身的了
解还不够全面，在湍流中，添加剂产生减阻原因还不是很清楚。围绕减阻机理，
曾经提出一些假说和模型，但没有一种理论可以圆满解释添加剂湍流减阻流动中
的所有实验现象，减阻机理还有待进一步研究。对于从湍流物理角度出发给出的
湍流减阻机理的解释，既适用于高分子聚合物减阻剂，也适用于表面活性剂减阻
剂，因此，在下面这方面的叙述中不分化学减阻剂的种类，尽管有的对湍流减阻
机理的解释是针对高分子聚合物而来的。而从减阻剂溶液内部微观结构的角度出
发，对减阻机理进行定性分析。
湍流减阻的基本概念
在湍流流动过程当中所涉及到的基本流体力学问题。存在于管道或槽道中时，由
于流体存在的黏性，在流道壁面附近会产生摩擦阻力，想要保持流动过程中流体
的流量不变，就需要外部提供动力，液体循环时需要泵提供驱动力，通过分析流
道中流体所受力的平衡关系，可以建立起在流道中一定长度间隔内流动的流体所
受的壁面切应力与这段长度流道前后的压差的关系。壁面的切应力定义为
p L
D w ?=4τ （2-1） 其中，D 为流道的水力直径，L 为所取流道的间隔长度，p ?为L 间流动的压差。
式（2-1）对圆管和槽管都适用。当矩形截面的一边远大于另一边时，此时往往
在做二维槽道管流的假设，式（2-1)也时常简化成如下形式： p L
H L H W pWH w ?≈+?=2)(2τ （2-2）
这里H 也常称为二维矩形槽道的高度。测得通道内流动的壁面摩擦阻力系数，根据定义有 2
2V f w ρτ= （2-3） 式中，V 为流道内的平均速度，ρ为流体的密度。在进行湍流减阻流动研究时， 测得湍流减阻流动时范宁摩擦系数随雷诺数的变化结果后，通过与相同雷诺数下牛顿流体的范宁系数做比较得到减阻率的大小。管道或槽道内牛顿流体湍流的范宁系数可通过如下理论公式计算：
圆管湍流
4/1Re 079.0-=f （
槽管湍流
4/1Re 073.0-=f
这里雷诺数通过牛顿流体溶剂的参数来定义:
Re=μρ/VD
其中，μ为溶剂的动力黏度。 从微观结构角度对表面活性剂湍流减阻机理的解释
表面活性剂减阻溶液中的微观结构形式可能是传统的蠕虫状结构、有分支的虫状胶束构成的网状结构或者是囊泡状结构，每一种结构形式的微观结构都可能给溶液本身带来不同的流变学物性以及不同程度的减阻效应。Zakin 等根据如上 三种可能存在的静态微观结构形式，把表面活性剂分为三类，并分别把溶液流动的减阻效应与流变学物性关联在一起。绝大多数的表面活性剂减阻溶液处于静止状态时，内部都会形成蠕虫状胶束结构，当有剪切力作用时，蠕虫状胶束结构很容易就会倾向于与流动方向排列一致，这种效果导致湍流减阻效应的产生，而且导致较大的临界剪切力或临界雷诺数。内部有蠕虫胶状胶束结构的表面活性剂减阻溶液一般来说会表现出明显的流变学物性，如较大的零剪切黏性、剪切稀释性、较大的黏弹性、旋转流动停止驱动后的快速反弹现象、较大的拉伸黏性与剪切黏性之比等。
有一些表面活性剂湍流减阻系统会形成有分支的蠕虫状胶束结构，即三路分支交接在一起的蠕虫状结构，当胶束结构形成半圆形端头所需要能量高到足以克服形成分支接头所需的能量时，即可以形成分枝状结构，此时比起前面一种情况，溶液内的蠕虫状胶束微观结构的端头数目变少。研究表明，分支结构的结合点能够沿着蠕虫状胶束结构的轴向方向自由移动，这样当受到剪切率作用时能够迅速把切应力松驰掉，从而减小溶液的剪切黏性。形成分支结构的表面活性剂溶液的减阻效果也很明显，但是其最大减阻率比无分支蠕虫状胶束结构的情形要小，然
而，这种情况下的临界雷诺数却比后者要大，而且分支中的接点可自由移动的复杂的流变学物性。
也有几种表面活性剂溶液在处于静态时内部会形成囊泡或液晶状态，在湍流流动中，受到的剪切率超过临界值后，这些形态可以转化成蠕虫状胶束结构，从而使该类表面活性剂溶液流动表现出湍流减阻现象。此时，因剪切而引起的表面活性剂溶液从无减阻功效的转化过程，类似于湍流流动中的湍流减阻现象的起始诱发过程，所不同的是，当引起溶液内部微观结构变化的临界剪切率小于流动从层流向湍流转折的临界壁面剪切率是，这类表面活性剂溶液可能表现出牛顿流体性质，即小的剪切黏性，无网络状结构产生、第一正应力差保持为0、拉伸黏性与剪切黏性的比值较小。
从湍流物理角度对湍流减阻机理的解释
湍流的相关结构
湍流流动由于壁面的限制，壁面附近的流体质点在黏性切应力和湍流切应力的作用下，不仅沿着流动方向发生脉动，而且在横向方向发生扩散。随着距壁面方向上距离的增大，两种切应力对流动的影响也发生了相应的变化，粘性切应力对湍流流动的影响逐渐变弱，湍流切应力的对流的影响不断增强，因此在壁面形成了流动的分成区，在不同的层区处流动的速度、压力等参数具有不同的分布。关于充分发展的湍流层，在沿着边界层法向方向可将边界层分为两个区域：壁面区和核心区。区内由于壁面流动条件、粘性底层、温度分布、含杂质程度及核心区湍流度的影响，又被分为三层：黏性底层、过度层和对数层。外区中，壁面流动条件间接地影响着流体运动，主要还是受湍流切应力的影响，外区被分尾流区和粘性顶层。
湍流边界层的划分标准
（1）黏性底层：粘性底层是壁面的一个非常薄的流层，此层的粘性应力对流动的影响突出，湍流切应力的影响非常弱，此层的流动与层流相似，速度呈线性分布。其厚度相对于平板边界层约为：
0≤y +≤5
其中： y +=νν*
y
ρ
τw y =* 公式中*ν为壁面摩擦速度。粘性底层中，垂直速度分量波动频繁，此区域内的平均与距离壁面的距离呈现线性关系。粘性底层并非层流层，粘性底层中流体的速度还受外层低速流条带之间的展向距离近似为10y*
（2）过渡层：过渡层是粘性底层到对数层的缓冲层。过渡层中流动的动量输运过程，在粘性层中粘性力影响较大。在过渡层中的粘性切应力和湍流切应力都不能被忽视。垂直速度分布量是正的，该区域低速带延伸至缓冲层，壁面进一步向外，流动更不规则，低速带条顶端产生涡，马蹄又在自身诱导下，又形成发卡涡，逐步向对数层过渡。发卡涡不稳定，在破裂时边界层外层区域的高速流体进入缓冲区，在缓冲区，在缓冲区被减速并再次形成新的低速带和涡。正是这种周而复始的低速带条向外喷射和高速流体向壁面涌入的过程中产生了整个边界层的大部分湍流流动过渡层的厚度约为：
5≤y +≤30
(3) 对数层：对数层又称为湍流层，距离壁面较远，此层中湍流切应力对动量的传递起到很大的作用。其厚度约为：
30≤y +≤νδν*
在该层中，流动属于湍流，流向平均速度与距离壁面高度呈对数关系。对数层中，壁面切应力仍然影响着流体流动的物理量。另外，在粘性底层和缓冲区中产生的马蹄形涡和发卡涡可以很深的进入对数规律区，其高度可以大于100，甚至接近于非湍流的边界层，外部的高速流也可通过这一层冲入缓冲区和粘性层中。
（4）尾流侓区：在该层中流体运动仍处于完全湍流状态，但与对数侓层相比，湍流强度以明显减弱，边界层的流动特征已接近尾声。尾流侓层的厚度约为：
νδν*≤y +≤ν
δν*
(5) 粘性顶层：粘性顶层是从边界层中的湍流到外部非湍流的过渡层，其厚度约为：
νδν*≤y + ≤ν
δν*
在该层中，由于湍流脉动引起外部非湍流不断进入边界层而发生相互混杂，湍流强度显着减弱，加上湍流脉动的随机性变化，导致在同一空间点上的流体质点有时是湍流流动有时又是非湍流流动。
研究表明，近壁区与湍流的机理密切相关，湍流的形成和发展主要是出现在近壁区，此区的湍流动能的产生和耗散对整个湍流边界层起着重要的作用。
(1)伪塑说
Toms 最早提出，聚合物溶液具有伪塑性，剪切速率越大，表观黏度越小，溶液通过管道流动时，壁面附近剪切速率大，黏度降低，从而使流动阻力降低。经过后来大量的实验和理论研究表明，聚合物添加剂湍流减阻机理要复杂得多，
目前这种理论已被否定。
(2)有效滑移说
Vir根据管流速度分布测量结果提出了弹性缓冲层的流动模式。他认为聚合物的加入在管壁的层流层和湍流核心之间生成一弹性缓冲层，此层的速度梯度较大，使湍流核心部分的速度分布曲线相对于牛顿流体的速度分布曲线向上移动了一个距离，即湍流核心部分的速度增大值。将此数值称为“有效滑移”。由于湍流核心部分速度加大，相同条件下通过的流量增加，故发生减阻。弹性底层是聚合物分子与流动发生作用的区域，也就是发生减阻的区域。
根据vir的假说，减阻剂浓度增大，弹性厚度也增大，当弹性层扩展到管轴时，减阻就达到了极限。该假说成功地解释了最大减阻现象，而且也可以解释管径效应。但按照Vir的假说,最大减阻时的浓度应与最大传热减阻减小时的浓度相等，可实验结果证明是不等的。
(3)湍流脉动抑制说
由于高聚物和表面活性剂减阻剂和对流动处于湍流时才有减阻效果，故有人提出，减阻是由于溶液中的减阻剂抑制了湍流漩涡的产生，从而使脉动强度降低，减少了能量损失，最终结果是发生了湍流减阻现象。针对这一观点的正确性，曾有两种不同的判断。到目前为止所有有关添加剂湍流减阻流动的研究结果中，都得到了垂直于壁面方向上湍流速度脉动强度降低的结论，一部分学者认为在流向上的湍流强度却有所加强，这是基于比较牛顿流体湍流和减阻湍流中主流向无因次脉动速度强度而得出的结论，这里的无因次速度脉动强度是通过除以自身工况下的摩擦速度作为无因次速度参数重新检验前人的研究结果发现，所有的湍流减阻流动中各个方向上可认为是正确的，但必须指出减阻剂的作用并不只是减弱了湍流脉动的强度，同时也改变了湍流结构。
(4)湍流脉动解耦假说
目前很多研究表明，减阻剂对湍流的作用是降低了轴向脉动和径向脉动的相关性，这种作用称为“解耦”。由于湍流脉动的解耦减小了雷诺应力，根据Fukagata等推导出的雷诺切应力与摩擦阻力系数之间的直接关系式可知，雷诺剪切应力的减小直接导致湍流流动的摩擦系数降低，发生减阻现象。实际上，雷诺剪切应力的减小是湍流脉动解耦和湍流脉动抑制两方面共同作用的结果。这一假说在定性上也是正确的。
(5)黏弹说
具有减阻效果的高聚物溶液和表面活性剂溶液一般都表现出黏弹性这种流变学物性。随着黏弹性流体力学的发展，有人提出高聚物和表面活性剂减阻剂溶液的减阻作用是其黏弹性和湍流旋涡之间发生相互作用的结果。位于高应变速率区的减阻剂溶液内微观结构可以将载能漩涡旋区中由小尺度涡旋耗散的能量吸收并存储在伸展的微观结构中。当储能微观结构扩散或对流到低应变速率区之后，将松驰至无规则线团状，其储存的能量则以弹性切应力波数涡旋，大大减小了流体的流动动能的耗散，实现湍流减阻。
减阻剂湍流减阻剂机理的黏弹性理论是DeGennes提出的。黏弹性假设不仅能解释许多具有黏弹性的高分子聚合物和表面活性剂溶液的减阻现象，而且还能定量计算减阻率，也是从湍流物理的角度研究减阻机理、发展新的湍流减阻流动的定量分析理论的有力工具。然而DenToonder的应力各向异性理论的研究使之受到了挑战。
(6)应力各向异性假说
Bewersdoff等运用冷中子小角度散射测量技术，观察了一种表面活性剂溶于重水中所成胶束的变形的特点。发现溶液静止时，胶束呈现椭球形，椭球的长短随机取向，而溶液在湍流时，椭球长短轴随机取向具有一定的方向性。该结论也与应力各向异性假说相符。目前该方向上的研究并未最终定论。
(7)涡旋稳定假说
在湍流中，流体的流动阻力主要是由尺度大小随机、运动随机的旋涡形成的。尽管旋涡的形成是随机的，但漩涡总是逐渐分解而产生尺度越来越小的漩涡，直至分解到相对于该流动雷诺数下的最小尺度涡，旋涡能量最终因流体的黏性变成热能而耗散掉。
该假说指出，减阻剂的存在将使湍流中的能量级发生极大变化时，即当紊流流体的雷诺应力与减阻剂溶液的弹性应力处于同一数量级时，能量传递链被“截断”了，能量耗散无法达到最终状态，于是流动阻力就下降了。
(8)表面随机更新假说
对于壁面湍流，其边界层可分成三层:黏性底层、过渡层和湍流核心区。黏性底层是靠近壁面的薄层，其中存在间歇性的湍流脉动。如果把壁面湍流流动的动量传递传递边界层看成是由一块块的能量传递块组成，那么这些能量传递块会随机地被来自主流的流体微团所更新，分解成新的流体单元而产生漩涡，产生能量级联，完成动量的传递和能量的扩散。
该模型在湍流随机理论和Danckwers表面更新理论的基础上，认为牛顿流体中加入减阻剂后，由于减阻剂分子在管壁上的流体块难以被更新，阻碍了漩涡的生成，导致能耗减小而达到减阻作用。
(9)其他
从分子变形的角度，Keyes和Abernathy分析了涡管在剪切流中的进化情况。大分子的变形运动产生了两种作用，即阻碍涡管的形成和对一形成的涡管阻碍其发展。这两种作用的综合效应是降低了高分子稀溶液湍流的促发周期，从而导致了湍流减阻。
影响表面活性剂减阻的因素
烷基
烷基链中碳原子数的奇偶性用氯化烷基三甲基胺(简写为CTAC, n为烷基中碳原子数)/3-氯安息香酸体系研究了不同碳原子数对减阻效果的影响。20℃时C15TAC溶液的减阻率很小;25℃时溶液减阻率的最大值为65%；55℃时最大值为50%；60 ℃时最大值仅20 %；60℃以上时线性胶团结构变成了球形，无减阻效果。因此，最有效的减阻温度为25℃～55℃。
有很多人研究了这一现象，都没有给出一个令人满意的解释。LiYajuan等研究了二价染色体活性剂烷基链的奇偶性影响其胶团生成焙原因。对于烷基链长为偶数的活性剂，季铰官能团中碳碳键的方向与主要分子轴的方向一致，这有利于烷基链的聚集；而对于烷基链长为奇数的活性剂，季铰官能团中碳碳键的方向与主要分子轴的方向发生偏离，这不利于烷基链的聚集。因此，烷基链为偶数的活性剂，胶团生成焙随碳原子数增加直线下降；烷基链为奇数的活性剂，胶团生成焙随碳原子数增加是渐渐上升的。
烷基链头基
总的说，在高温时头基较大的活性剂减阻效果较差，并且头基较大的活性剂减阻温度上限也较低。这是因为在表面活性剂减阻过程中，补偿离子的结合状态起着很重要的作用，它影响胶团的形态和生长动力学。如果活性剂的头基较大，补偿离子和头基之间的位阻也较大，补偿离子和头基之间的结合就较差，很容易在较低的温度下就分裂了。
烷基链长度
不论烷基链长是奇数或偶数，活性剂的临界胶团浓度都随着碳原子数的增大而减小。例如:在 K时，双溴化烷基二甲基己基按溶液的临界胶团浓度随着烷基链长度的增加而减小。因为随着链长的增加疏水性增大，聚集在活性剂胶团内部的活性剂分子就较多，导致胶团生长。临界胶团浓度的减小使活性剂在较低的浓度下就可能形成线性胶团，线性胶团又是减阻的前提条件，因此烷基链的增长对减阻有利。
但是单一表面活性剂的使用温度范围有限，将不同烷基链的表面活性剂添加在一起，是扩大其使用温度范围的有效方法。这可能是因为混合以后更有利于形成稳定的线性胶团网络结构。例如：将摩尔分数为 10%的 CTAC 的阳离子表面活性剂加入到含CTAC的表面活性剂中，可以显着扩大减阻温度范围，即从80～130℃扩大到4～120℃。
表面活性剂的浓度
减阻剂添加的浓度影响着管壁附近层流底层的厚度，浓度越大，弹性底层的厚度越大，减阻效果越好，理论上当弹性底层达到管轴中心时，减阻率达到了最大。
表面活性剂要达到减阻目的，还存在一个临界胶团浓度的问题。当活性剂的
浓度低于临界胶团浓度的时候，活性剂溶液中的线性胶团转变为球形胶团，胶团结的改变使活性剂丧失了减阻作用。活性剂浓度增加时减阻率是增大的。
补偿离子
补偿离子的浓度
当补偿离子浓度增大时，形成更大的胶团，减阻效果会更好。但是补偿离子浓度与活性剂浓度的相对大小，不仅会影响有效减阻温度范围，还会影响活性剂的减阻效果。将C16TAC和不同的补偿离子棍合后进行实验，当补偿离子的浓度与性剂的浓度比值为 1 时，3, 4 甲基安息香酸盐(3, 4-dunethylbenzoate)体系的有效减阻温度范围为5℃~40℃; 3, 4 氯安息香酸盐(3, 4-dichlorobenzoate)体系有效减阻的温度范围为20℃~70℃。将前述比值增加到2时，这两个体系的减阻温度上限增加10℃。比值为 1 时，3，4甲基安息香酸盐和3，4 氯安息香酸盐溶液均有泡状和效状的微结构，在受剪切时能转变为线性胶团，可以实现减阻。比值为2时3，4 甲基安息香酸盐溶液有线性胶团网络，减阻效果很好；3，4 氯安息香酸盐在静态时只有泡状和球状的微结构，只有在高速剪切条件下才可能转变为网络结构，具有减阻的能力
补偿离子的疏水性与亲水性
与碳氧阴离子作为补偿离子相比，碳氟阴离子能表现出良好的与胶团结合能力，并且可以使胶团稳定存在，降低临界胶团浓度。碳氟阴离子和碳氧阴离子混合组成的补偿离子形成的胶团更稳定。
补偿离子的电荷性质以及电荷数
表面活性剂胶团的特点受活性剂与补偿离子电荷性质以及电荷数的影响很大。与一价的补偿离子相比，即使是在较低的温度下，带二价电荷的补偿离子和胶团的结合程度要高得多，胶团90%以上的电荷被中和。
其他因素的影响
管路系统的直径
处于管路中的表面活性剂溶液的减阻效果必然受管径的影响。一般来管道的当量直径越小越容易发生湍流减阻现象，减阻现象越明显，另外还受管道系统内壁的粗糙度有关，粗糙度越大管道的表壁的剪切应力也越大，会增加管道的阻力，还会与管道的变径有关，产生水头损失的局部阻力。每一种管径都对应一种减阻率时最大的雷诺数，即临界雷诺数，当管径增加时，其临界雷诺数也增加，相对应的最大减阻率也增加。随着流速的增大，雷诺数也增大，在这种情况下，表面活性剂在剪切力作用下形成剪切诱导结构抑制湍流的发生而减阻，剪切诱导结构会软化，形成更加细密的减阻结构，减阻率也增大。当雷诺数大于临界雷诺数时，流速的增大减阻率反而会减小因为此时的剪切诱导结构遭到破坏，待雷诺数回到临界雷诺数以下时，表面活性剂会恢复减阻效果。在管径为10～150mm
的管路系统中，要研究直径对高浓度活性剂减阻效率的影响，首先需要建立一种理论模型，然后将理论推算值与实验测试值相比较。该理论模型只有在表面活性剂的浓度较大时才成立，它的核心内容可以表达为：
u
D r k dt dr w
/= 式中；dt
dr 为剪切速率变化； w r 为壁面剪切速率；
u 壁面径向速率；
015.0=k ;
D 为管径；
所有的实验结果和理论推算值都在靠近 Virk's 最大减阻渐近线上方急剧减小;对直径一定的管路系统存在一个最大减阻率；管径增大时减阻率增大。在高雷诺系数区，较高的剪切应力使活性剂的剪切诱导结构丧失，因此，对管径10～150 mm 的管路系统，活性剂在该区的摩擦系数都会急剧增大。
流体介质的速度和温度
减阻表面活性剂都只能在一定的速度范围(雷诺数范围)内才能有效减阻。各种活性剂有效减阻所对应的速度范围和雷诺数范围明显不同，减阻有效的速度范围决定性因素在于表面活性剂的化学结构、浓度和溶液的老化时间等。雷诺数能够影响流体的流变学性质，该性质随剪切诱导结构变化而变化。每一种减阻剂都对应临界减阻速度，当平均流速小于该流速时随着流速的增大，减阻率也增大，当流速大于临界流速时，平均流速增大减阻率反而会减小因为此时剪切诱导结构遭到破坏。根据雷诺数大小可以将流体分为4个区：一区为层流和过渡流体，没有减阻效果；二区随着雷诺数的增大减阻率增大；三区随着雷诺数的增大减阻率减小；四区减阻能力消失。这解释不了活性剂只有在一定的速度范围内才能减阻的根本原因。
活性剂只有在一定的温度范围内才能减阻。在有效的减阻范围内才具有减阻效果，超过有效的减阻范围，减阻剂的减阻效果受到抑制，高温下减阻剂降解，失去或减弱减阻特，性活性剂的减阻率随着温度升高先增大后减小，但是温度和减阻率的关系不是简单的线性关系。
环境中的金属离子
在有水或其他流体的管道循环系统中，金属离子来源有几个方面(硬)水中带
来的离子：Ca 2+和Mg 2+以及表面活性剂带来的Na +离子;管道腐蚀带来的离子：Zn 2+、Cu 2+、Fe 2+以及它们对应的化合物等。
在循环系统中表面活性剂用来减阻时，保持长期稳定的减阻效果是很重要的。一些活性剂在使用一段时间过后会丧失减阻效，并且减阻效果丧失之后不可恢复。依据活性剂体系中各种成分的不同，有效减阻时间从几年到几十年不等。因此人们推测，这可能是循环系统中的金属离子浓度随着时间的延长而增大，这些金属离子会破坏减阻剂的减阻结构使活性剂的减阻能力下降甚至消失。因为不同离子对活性剂流变学和减阻能力的影响是一致的，证实这种推测的方法之一是通过测试这些金属离子对活性剂弹性的影响，来研究金属离子对减阻的影响。结果证实了表面活性剂减阻效果受不同金属离子的影响效果是一致的。
雷诺数的影响
减阻添加剂只有流动处于湍流状态时才会发生减阻现象，并且湍流现象发生后，雷诺数在一定范围内，减阻率随着雷诺数的增大而增大，对一定浓度的减阻液来说，存在一个临界剪切雷诺数，当流体的雷诺数处于临界雷诺数以下时，减阻液的雷诺数增大，减阻率增大减阻效果最好，当减阻液雷诺数大于临界雷诺数时，随着雷诺数的增大，减阻率反而减小直至消失。
表面活性剂减阻方程式的介绍
由于对表面活性剂的研究是一个较新的领域，对于表面活性剂方程式的研 究也并不是很多。由于表面活性剂的减阻和高聚物减阻属于同类现象，因此表 面活性剂也可以采用高聚物添加剂的计算方程。
虽然在减阻湍流结构方面已取得了不少试验资料，但由于问题复杂，对时 均结构的研究还基本上局限于试验数据的一些经验分析和近似处理，而对脉动 结构的研究还停留在对试验资料的简单描述阶段，尚无经验公式可言。从粘弹 性流体的基本关系式(即麦克斯韦方程式)出发，根据窦国仁教授针对牛顿流体提出的湍流随机理论应用于粘弹性流体，用于阐述减阻流的时均结构和脉动结构。 粘弹性流体的剪力及湍流运动方程
在牛顿流体中加入少量的表面活性剂，使得流体转变为粘弹性流体，从而使流体内部的剪切应力发生变化，对于牛顿流体，其切应力： dy
du μτ= （2-1） 对于黏弹性流体，其切应力的经典模式有开尔文和麦克斯韦模型。从麦克斯韦模
型出发，得: dt
d dy du τθμτ-= （2-2） 式中：τ―讨论点的剪切应力，N/m 2
μ
―流体的动力粘滞系数,m 2θdt d τ
)/(*)/(/)/(*)/(R y d d t d d μμθττα=dy du R dt d m τθματ*=τθdy du
dt
d /τdy du R dt d m τθματ*-=τθm
R θθνμα*νdy du D μτ=时也发现了表面活性剂溶液的小粘弹性对自由旋转流动涡结构的影响规律.实验发现对于水的自由面旋转流而言，其中央轴对称平面内的流动形态与低雷诺数情况有很大的不同。由离心力引起的惯性驱动涡被反方向旋转涡推挤到自由面与容器壁面之间的角落内;质量分数对于表面活性剂溶液而言。其中央轴对称平面内弹性驱动涡占主导地位.惯性驱动涡被挤压在容器底部与容器壁面之间的角落内。这对于研究表明活性剂的减阻机理是很有帮助的。
总之，通过表面活性剂减阻的实验研究已经取得的及将来必定会出现的科学技术的进展，使这个研究领域成为使人振奋的领域。而在这个领域内的胶束非水溶液减阻又有着其它减阻不可比拟的优越性，显示着更强的生命力。它的研究不仅可以使人们增加对自然规律的认识，而且可望应用于一些可以立即造福人类的应用工作。
4主要研究的方法和内容
研究的内容
作为减阻添加剂，表面活性剂有着无法比拟的优越性，其优越性在于经过泵的剪切之后减阻性能可以马上恢复，加入少量就可以有明显的减阻效果，且对环境造成的污染小，有着很好潜在的商业价值。这一研究的开展对开辟新的减阻剂领域，节省能源以及研究减阻机理和紊流机理具有很重大的作用，
表面活性剂的家族庞大，种类繁多，特性各异。国外虽有不少的研究成果，但距离表面活性剂的全面开发和系统研究还有很大，其减阻原理复杂，研究难度很大，需要数值模拟来辅助分析其减阻原理，目前研究理论还不成熟，未来的发展前景广阔。
湍流的研究已有百年的历史，从经典统计理论到计算直接数值模拟；从热线风速仪的单点速度脉动测量到湍流脉动场的粒子图像测速法；从简单湍流流动的
涡黏模型到复杂流动的精细模型，在探索湍流的历程中，学者们创造了先进的研究手段，设计出各种精细的流动及其流场测量方法，有效利用计算机技术和近代数学工具，使这些湍流研究在近代有了长足进步。
本文针对表面活性剂的减阻原理，通过实验来分析，实验采用piv高速摄像，捕捉方形管内粒子的流场，研究减阻剂的浓度，雷诺数对减阻率的影响。研究减阻溶液的流速对减阻率的影响，减阻溶液的浓度与压降的关系，雷诺数与压降的关系，包括平均流速、速度脉动强度、剪切应力和涡量场的研究，并通过与水的湍流流场进行比较，分析表面活性剂减阻流体的湍流结构特性，进而探索添加剂流体湍流减阻的机理。
研究方法
流变模型及数值模拟研究
对于添加剂湍流减阻的研究有理论研究、实验研究和数值模拟研究。理论研究和实验研究，表明虽然添加剂减阻理论得到了很大发展，提出了各种假设理论，但是没有一种理论能够完全解释减阻的所有现象。黏弹性理论虽然可以解释大部分减阻现象。但在实验中也发现无弹性流体也可以发生减阻现象，减阻理论仍处在探索阶段，在实验研究方面，从早期的探头测量法到激光多普勒测量技术和粒子图像测速仪，仪器的精度越来越高，可测量的物理量从流量、压降等宏观特性逐渐拓展到湍流脉动强度和猝发事件等流动微观特性。推动了减阻的认识。但是时至今日，即便最先进的piv技术也无法实现三维测量，无法得到随机变化的流场全部信息，实验结论被局限于二维和局部特征。数值模拟研究方法具有定量化、条件控制相对容易、尺寸缩放方便和重复性好等优点，越来越成为研究减阻机理的重要手段。
减阻流动的数值模拟大体可以分为三类：直接数值模拟、大涡模拟和雷诺平均。对于流动控制方程求解时不采用任何湍流模型假设，通过计算得到所有尺度的湍流运动的数值计算方法称为直接数值模拟。这种方法对湍流的求解最精细准确，结果可靠，因此可以称为“数值实验”。通过这种实验可以得到实验室中很难甚至无法得到的湍流信息。例如，流场中的压强脉动至今没有得到很精确的测量结果，流场中的涡量分布也很难测定，然而这些量却很容易通过直接数值模拟准确获得。此外，采用直接数值模拟方法还能获得湍流所有物理量在三维空间内的动态演化过程。大涡模拟法将湍流的瞬时运动通过某种方法分解大尺度运动和小尺度运动，该方法只能求解大尺度运动，而小尺度运动对大尺度的影响可以通过亚子平台来描述。雷诺平均是对微分方程做时间平均，得到描述时均量的运动方程，进一步把时均量方程中的脉动量高阶转化为时均量的函数，从而使方程封闭求解的方法。这三类数值模拟特点不同，应用的侧重点也不同：DNS精度最高；计算时间最长，主要用于湍流机理的探索；RANS计算时间最短，主要用于工程测量;LES在精度上和计算时间方面介于两者之间，是目前越来越得到重视的方法。在添加剂湍流减阻的数值模拟中大多数研究者采用DNS和RANS的研究方法，目前仅有Lee开展了减阻流的LES工作。
对减阻流体的研究的一个重要目的是揭示减阻机理。大量的实验研究，尤其是对流场的测量以及湍流统计特性的分析，一方面对各种减阻机理的假说进行了验证，另一方面为深入解释减阻机理提供了新的依据。然而受于测量手段的限制，减阻添加剂在流体内形成的结构同湍流直接的相互作用无法直接观测，根据湍流场宏观统计特性的改变去研究上述的作用过程以及添加剂本身的物理属性是一种间接的方法。因此根据减阻机理假说建立相关的物理模型，再进行数值计算是在实验研究以外另一种常用的研究手段。
由于高分子聚合物是最早被广泛研究的减阻添加剂，因此目前用来描述减阻流体的数学模型以及对参数的拟合主要是参照高分子聚合物溶液及其流变参数。
在众多的减阻机理解释中，粘弹性、各向异性是两个比较重要的理论模型。最早，在Toms发现减阻现象以来，他提出了伪塑性假设来解释减阻机理，认为剪切率与表观粘度成反比，但是一些稀溶液在具有较大减阻性能的同时却被发现不具有伪塑性。1969年，Elprin 等人提出圆管壁存在一个高分子聚合物的吸收层，该处粘度下降，因而产生滑动，减少湍流脉动。而且在早期的模拟计算中，多数是将牛顿流体的应力方程进行数值的修正，没有从流变学的角度进行深入分析。1976年，Gorodtsov等人采用振动粘性底层模型来描述粘弹性流体的壁面湍流结构，认为加入的高分子聚合物可以改变壁面附近的湍流结构。1973年，R uckenstein等人提出减阻流体源于粘弹性两个作用，一是粘弹性流体的壁面瞬时剪切应力比牛顿流体小，粘弹性流体中壁面流体单元更新的速度比牛顿流体慢
。Virk也提出了粘性底层的物理概念，并认为随着减阻性能的增加，粘性底层渐增厚，直至占满整个管道，从而实现最大减阻。1969年Lumley首先提出拉伸粘度理论，认为高聚物分子被拉伸后提高了拉伸粘度抑制了湍流的产生，这种拉伸作用发生在粘性底层以外，造成当地有效粘度的增加，并且当溶液的松弛时间高于湍流特征时间尺度时发生减阻。后来许多学者采用模拟拉伸粘度的方法进行直接模拟计算去验证Lumley理论。DenToonder等应用简化了的高聚物拉伸准则，增加了当地粘度，通过直接数值模拟发现，仅仅增加外层的有效粘度不足以产生明显的减阻效果。由于拉伸模型是非弹性的，因此不能反映剪切诱导结构形成后减阻突然发生现象。后来许多学者采用粘弹性模型进行聚合物减阻流体的模拟研究，其中有限拉伸非线性弹性模型与Gieseks粘弹性模型是目前常被引用的两个粘弹性模型。Dimitropoulos等人采用了 FENE-P模型对聚合物减阻流体进行了研究，模拟结果验证了Weissenberg数存在临界范围使得减阻现象的突现，当聚合物分子链充分展开时，观测到较前人计算得到的近三倍量级的减阻效果；并且对流场湍流结构的研究发现过渡层大分子对涡结构存在抑制，这点内部与试验有了较好的吻合；模拟计算的结果也证实了Lumley的减阻流体拉伸粘度被充分增强的假说。Yu与Kawaguchi等人采用Giesekus粘弹性模型对CTAC减阻流体进行了研究，利用Giesekus模型的应力方程拟合75ppmCTAC表面活性剂减阻流体的剪切粘度曲线，计算由表面活性剂产生的附加应力，这样直接得到了该流体的流变学参数，如网状结构胶束的弹性松弛时间与拉伸粘度等；通过该模型的模拟计算，对流场结构进行了比较详细的分析，在诸多变换趋势上同实验结果保持了一致。粘弹性计算模型很好地验证了拉伸粘度
理论，获得的计算结果也很好的吻合了部分试验结果，而且计算得到的流场也可以显示更多细致的湍流微观结构信息。但是粘弹性模型主要还是依据一般非牛顿流体的研究方法，通过Weissenberg 数控制流体的弹性，而对于浓度很低的稀溶液依然可以出现较大的减阻效果。众多研究发现溶液中的聚合物分子或胶束是改变溶液的主要原因，因此这种改变体 现在溶液宏观的粘弹性上并不能直观地解释这种减阻机理。聚合物分子或胶束 对溶液流动时的影响最核心的是体现在各向异性特征，因此众多学者将各向异 性应用于本构方程，形成了各向异性模型 尺度放大的研究方法
自从发现减阻溶液的流动过程存在“管径效应”以来，研究者们便对减阻剂溶液的两大主要组成部分—高分子聚合物和表面活性剂溶液—的“管径效应”现象进行了不同形式的分析和研究。同时也提出了一些用来降低或者消除减阻剂溶液“管径效应”的尺度放大模型和尺度放大的数学推导方法。
（1）减阻值DR 与*P μ相关模型
Whitsitt 等在1969年依据减阻值DR 主要由壁面切应力决定的假设提出了一种尺度放大的方法，把减阻率DR 与溶液摩擦速度*p μ，定义为ρτμ/w r =，其中w τ是壁面切应力，ρ是流体的密度，关联了起来，将不同管径下测得的数据
表示在一张以DR 、*p μ为坐标的图中。这就是所谓的“DR 与*p μ相关联模型”
。 （2）DR 与*w μ相关模型
鉴于DR 与*p μ相关联模型的不足之处，
Astarita 等、Lee 等、Savins 和Seyer 对Whitsitt 等提出的模型进行简化，用溶剂摩擦速度*w μ来代替溶液摩擦速度*
p
μ与减阻率DR 进行关联。最终发现，这种简化后的方法在从小管径到大管径的相关性上来说比基于溶液摩擦速度的方法要好。
（3）DR 与V 相关模型
Gasljevic 等对浓度为2300mg/L 的表面活性剂Ethoquad T-13水溶液在2mm 、
10mm 、20mm 和52mm 管径下进行了实验研究，并且用DR 与*w μ相关模型和DR 与*
p
μ相关模型分别对实验数据进行了管径拟合。同时他们还用减阻剂DR 与流体主流速度V 相联模型对实验数据点进行关联。这是在对减阻流体的“管径效应”研究中提出的又一个新模型。
本文的实验方案
本课题涉及的实验所用到的材料有；三种表面活性剂(1)聚丙烯酰胺（2）十六烷基三甲基氯化铵(3)Ethoquad T-13(4)Piv 摄像系统（5）其他材料若干 实验方案
实验一：先用清水做一组空白对照实验，用高速摄像记录下该条件下的速度场，记录下流量表的读数和压差表示数，
实验二：以聚丙烯酰胺配制成表面活性剂减阻溶液，改变该减阻溶液的浓度，在若干种不同浓度的情况下做若干次组实验，用高速摄像记录下该条件下的速度场，记录下流量表的读数和压差表示数。
实验三：用十六烷基三甲基氯化铵配制成减阻溶液，改变该减阻溶液的浓度，在若干种不同浓度条件下，做若干种组实验，用高速摄像记录下该条件下的速度场，记录下流量表的读数和压差表示数。
实验四：用Ethoquad T-13表面活性剂配制成减阻溶液，改变该减阻溶液的浓度，在若干种不同浓度的条件下，做若干组实验，用高速摄像记录下该条件下的速度场，记录下流量表的读数和压差表示数。
实验研究内容
1. 减阻液浓度对减阻的影响
2. 雷诺数对减阻的影响
3. 速度对减阻的影响
L W H U pHW U C w f )(222+?==ρρτ DR%=ff
fr ff C C C - f C -摩擦阻力系数
w τ-壁面切应力
ρ-减阻液密度
H-槽道高度
W-槽道宽度
?P-测量点之间的压差
DR-减阻百分率
L-测量点之间的长度
课题研究的背景：初高中学科教学中存在的衔接问题并非基础教育课程出现的新问题。它实际上是知识在人的认知过程中产生、成长、延伸、完善过程中必然产生的矛盾。 新课标下，这种矛盾显得更为突出。高中物理与初中物理相比，在教材内容、教学要求、教学方式、思维层次以及学习方法上都发生了许多变化，如何衔接好初、高中物理教学，是提高高中教学物理教学质量的一个十分重要的问题。学生由初中升入高中将面临许多变化，受这些变化的影响，学生不能尽快地适应高中物理学习，不少初中物理成绩的佼佼者，进入高中后成绩大幅下降。三年一个循环，每每到新一轮的高一，总感到老师“教”起来比高三还费劲，学生学起来更是困难。特别是高一第一次考试后，许多同学看到物理成绩流泪，高一一年结束，一些学生因物理成绩不好而勉强学文的现象，使我这位常年战斗在教学一线并深爱这门学科的老师心里很不安。基于这种现状，我决定研究初中和高中两个阶段影响教学衔接的因素，从而探索出一条有效的解决问题的方法。 课题研究的意义： 1）理论基础与意义：建构主义学习理论对物理教学衔接的指导意义。皮亚杰认为：“结构是在构建中形成的。”换句话说，任何结构都不能与构建相分离。知识结构的形成也是如此，人的认知结构变化的机制主要表现为动态的平衡过程。动态平衡是通过有机体内部两种相反的自我调节行为——同化与顺应来实现的。同化与顺应是对立的又是统一的。说它对立是因为同化让事物服从原来的知识结构，顺应是人认识适应客观事实。统一是由于同化和顺应都是人们认识周围世界、学习新的知识、主观与客观相互作用的过程。同化与顺应这一对矛盾促使人们学习新知识，扩大知识面，并在大脑中建立新的知识结构。因此，教师在教学过程中，帮助学生以旧知识同化新知识，使学生掌握新知识，顺利达到知识的迁移。高中教师应该了解学生在初中已经掌握了哪些知识，并认真分析学生已有的知识；把高中教材研究的问题与初中教材研究的问题在文字表述、研究方法、思维特点等方面进行对比，明确新旧知识之问的联系与差异；选择恰当的教学方法，使学生顺利地利用旧知识来同化新知识。 2）教学实践意义
课题研究的背景和意义论文 课程标准的要求：《语文课程标准》就提出了“培养学生广泛的阅读兴趣，扩大阅读面，增加阅读量，提倡少做题，多读书，好读书，读好书，读整本的书。鼓励学生自主选择阅读材料。”明确规定背诵优秀诗文不少于150篇。课外阅读总量不少于150万字。适合儿童阅读的各类读物是现实生活中最重要的语文。“积极创造条件，指导学生多读书，并采取多种形式交流”则是极为重要的语文实践活动。 学生课外阅读现状：我校处于城乡结合部，生源以农村、进城务工子女为主，家长教育观念落后，学生手头课外读物少得可怜，课外阅读缺乏兴趣。学校语文教学缺乏对学生的课外阅读系统指导，大量的学生处在放任自流的状态，学生阅读习惯差，阅读不能有效地进行。在平时的语文学习中表现出语言表达能力差，不能顺利地表达自己的意见，词汇量少，语言平淡；怕写，一遇上作文就愁眉不展，不爱写；语病多，错别字、病句屡屡出现；缺少对语言的鉴别能力。应试教育的观念没有完全消除影响。教师教学重点都放在如何提高学生对课本知识的消化吸收，提高考试成绩上。家长给子女只是购买课外辅导材料、小学生优秀作文选集等，缺乏经典文学作品。学校放学后，重视教育的家长送子女学钢琴、学画画、学奥数……忙着学特长，冲刺名校，学生的业余时间安排非常满，即使意识到课外阅读的重要性也没有时间。不重视教育的家长则让孩子放任自流，白白浪费宝贵时光。
现在市面上的书可以说浩如烟海，但是良莠不齐、鱼龙混杂。卡通漫画在学生课外阅读书籍中所占的比例较大，存在学生只爱口袋书、漫画书，学生非常有限的课外阅读被这些书占满了，很可惜。有些学生家长，因为没有经验，所以在择书时有些盲目。或是书目过于单一，使得阅读面狭窄，思维受到局限；或是选择一些不符合孩子年龄特征的书籍，结果不但不利于孩子的发展，还带来了阅读困难的问题；或是干脆放任自流，不加约束，使得一些有害的书籍也出现在孩子的手头。 结合我校实际，对课外阅读的管理、引导滞后，亟待提高。有少数教师在语文教中有步骤有计划地对学生进行课外阅读指导，取得一些实效。同时在具体的实施过程中，因为种种原因，阅读的质量总是 __。所以，怎样改变阅读现状，引导学生进行积极有效的课外阅读是摆在每一位教师面前的亟待解决的问题。 课题名称的界定和解读所谓课外阅读，是指学生在课余时间的各种形式的阅读活动。它是学生自主地、有选择地获取大量信息的学习活动。它是语文课外活动中最重要、最普遍、最经常的形式，是课堂阅读的继续与扩展，是阅读能力训练必不可少的组成部分。“有效”意味着采取的策略能够引导学生达到预期的阅读目标……“策略”是一门艺术或技巧，是指为得到某种目的所采用的方法和手段，它既
课题研究对我们教学的实际意义 -------课题研究动员会 小课题研究是指教师对教学实践中某个一个具体问题以专题研究的方式探索教育规律的一种研究。小课题的主题比较具体，它深入到学科工作领域内部，是指教学的某一具体问题。在长期的教育教学实践中，教师们面对许多问题，具有研究价值和研究意义。例如，后进生的转化问题，班集体建设问题，提升课堂教学质量问题，学生心理健康教育问题，教师专业成长的问题等。这些问题与日常工作密切相关，研究起来实实在在，有方向，有条件，以小见大，小题大做，既可以发挥教师的特长，又可以使研究成果很快指导自己的教育实践，解决教育过程中的难题，一举多得。因此，开展教师小课题研究能促进教师主动发展；有选择的发展小课题，是教师专业发展的必然选择；是改变教师生活的重在途径；是学校内涵发展的必然产物;是深化课程改革的基本条件。 小课题研究，是以学校教师自身教育教学过程中，需要解决的问题为研究对象，以问题解决、经验总结为研究目标，吸收和运用有利于问题解决的经验、模式和方法，改革育人思路和方法，提高教育教学水平和质量，同时促进教师自身专业发展，全面推进素质教育的研究。开展小课题研究，全面推进素质教育具有重要的意义。 1. 开展小课题研究是深化课堂教学的需要在深化课堂教学改革的过程中，干部教师会遇到很多教育教学方面的问题，小课题研究的立足点就是教师的教育教学实践。教师在实践中反思，在反思
中探索，从而有效解决教学中现实问题。 2. 开展小课题研究是提高校本教研效益的需要在校本教研活动中，如何提高教研活动的实效，一直是学校和教师困惑的问题。学校迫切需要找到一种能落到实处、且有实效的校本教研活动方式。开展小课题研究能够有效的解决教研活动中的许多问题，使校本教研更加贴近教育教学实际，更加有效地服务于教育教学实践，更加有利于教学效率的提高。并且所有的教师都能参与小课题研究，可以有力的促进教师的专业素质不断发展。3. 开展小课题研究是促进教师专业成长的需要由于小课题研究贴近教师、贴近教学，教师在日常教学过程中可以研究、能够研究、愿意研究，其成果介于教育科研与教学反思、教学案例之间，教师容易介入，研究容易深入，成果容易形成。 因此，小课题研究很容易成为教师认识、参与教育科研的奠基石与敲门砖，为教师的专业化成长提供发展的平台。教师参与小课题研究，就会以研究者的心态置身于教学情境之中，以研究者的眼光审视分析教学实践中的各种问题，对自身的教学行为进行反思，对出现的教学问题进行探究，对积累的教学经验进行总结，逐步掌握教学规律、形成教学思想，在实践、探索、反思中提升自己的能力，从而促进教师专业化成长。
“立足校本研训，培养优秀教师群体”的实验研究 一、课题选题目的、意义及价值（理论价值、实践价值、推广价值） 1988年，《世界教育年鉴》以“教师的专业发展”为主题发表的一系列文章中提出：教师作为提供教育教学服务的专业工作者，专业发展目标是提高教育教学的知识和技能，提高教育教学的水平。近年来，我们珠海路小学顺应教育形势发展的需要，注重立足学校实际，开展以校为本的教师培训与教育教学研讨活动，促进了教师的专业发展。学校涌现出了一批省市级优秀教师，其中齐鲁名校长1人，齐鲁名师、省特级教师1人，省优秀辅导员2人，岛城名师、青岛市特级教师2人，及一批青岛市优秀教师、学科带头人、教学能手、青年教师优秀专业人才。教师队伍整体素质的提高，对学校教师队伍专业发展提出了新的要求，为学校打造名师，壮大优秀教师群体创造了条件。 《“立足校本研训，培养优秀教师群体”的实验研究》这一课题研究的目的在于立足于学校实际，充分挖掘校内资源与优势，同时借助于外部力量，内外结合，开展基于校本实际的形式多样的培训与研究活动，为教师的成长、发展搭建平台，使之在积极参与中促进不同层次教师的专业发展，培养市、地、省乃至全国等不同层次的名优骨干教师，构建学校优秀教师群体，以名师打造名校，探索出基于学校的优秀教师群体培养模式。 本课题的研究可以有效探索教育的基层组织——学校在促进教师专业发展方面，尤其是优秀教师群体培养的有效途径与方式，构建起适合学校推进的教师专业发展的培训与研究基本模式，为其它学校和教育行政部门在促进教师专业发展方面提供可资借鉴的实践经验。同时，本研究的探索，也可以为基于学校的名优教师群体培养的途径与方式的理论研究提供一些鲜活的个例和丰富的实践依据，并通过实验论证：学校是促进优秀教师群体发展的最主要的途径，校本研训是名优骨干教师发展的最主要的方式，并探索以校为本的优秀教师群体培养的可行性策略，进一步完善教师专业发展的教育理论。 2、课题研究的主要内容和拟解决的关键问题（研究的切入点、重点、难点、主要创新点等） 本课题研究的主要内容包括： 1.探索促进优秀教师群体成长的校本研训途径与方式，使教师由被动参与为主动自觉谋划职业发展，由个体努力为群体努力共同创优； 2.构建以校为本的优秀教师群体培养的基本模式，壮大学校名优教师队伍，创建名校； .
论文开题报告问题及写作意义
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开题报告的内容一般包括：题目、立论依据(论文选题的目的与意义、国内外研究现状)、研究方案(研究目标、研究内容、研究方法、研究过程、拟解决的关键问题及创新点)、条件分析(仪器设备、协作单位及分工、人员配置)等。开题报告的写作也是不容小觑的,可是我们应该注意哪些细节呢? １.开题报告准备探究什么? 作为开题报告的开端,首先你要考虑准备研究什么?要选定你的探究课题。可以这样说,题目选准了,开题报告也就成功了一半。因为题目一旦选定，那么研究的目标、内容、对象、范围。预期的成果乃至课题的价值也就在某种程度上被决定了。从这个意义上讲,题目是课题的龙头,对整个课题的成功与否起着重要的关键作用。 2.为什么要探究这个课题? 这一部分就是要说明你为什么要探究？你这个课题是怎么想出来的?它有什么意义。价值？要求围绕课题的题目,进行解释和说明。 3.进行探究你具备哪些条件? 为了保证课题研究的正常发展,需要有一定的条件支持。条件可以内部和外部两个方面来说明。内部指我们开题者的自身基础。包括开题者对课题的兴趣,所掌握的知识基础和能力水平。外部指客观条件。如可以提供哪些参考资料?有关的实验器具,教学设备是否具备?各个方面是否重视,是否支持等等。 4．怎样去探究这个课题? 怎样去探究呢?一般将实施过程分成两个部分;①是任务分工,②是探究步骤。任务分工首先 要考虑在课题完成过程中要做哪些事?哪些事是集体完成的?哪些事是个人承担的?然后将每一件事具体落实到人，这样的分工越细越好。 5.可能会取得怎样的成果？ 围绕课题研究目标，估计可能会取得什么样的成果,要交代清楚。由于这部分内容往往就是结题报告的提纲。尽可能写得详细些。
一、研究背景及意义 随着社会的发展，我们已逐步进入信息化时代。作为一种新的社会进化方式，信息化正在以快捷、多变等特点改变着人们的思维、生活和交流方式，同时也改变着传统的教育方式和学生们的学习方式。当代青年学生伴随着信息技术兴起和网络、电脑普及而成长起来，他们喜欢网络，享受信息技术发展带来的种种恩惠。但同时，能否正确认识信息、传播信息和创造信息，成为有道德的信息社会人对他们来说是严峻的考验。所以说信息化时代使学校教育特别是德育工作面临了新挑战，我们只有更多的运用学生所喜欢的信息化渠道，帮助学生树立正确的网络道德观，将德育工作更好地覆盖学生丰富的生活实践，才能更贴近学生的心理世界，更好地发挥润物细无声的效果。 在社会网络化的背景下，推进德育工作的信息化进程不仅符合学生心理特点，时代特点，更是提高德育针对性与实效性的必由之路。学校德育工作应该如何应对社会转型的加速、社会开放程度的提高、现代信息技术的普及等带来的种种变化和挑战，成为当今德育教育工作者必须思考的问题。因此，本课题的研究紧贴当前社会现状，符合学生身心特点，将为加快学校德育工作的信息化进程提供重要的理论依据。 二、国内外研究现状 在知识经济时代，发达国家十分重视教育信息化建设，以美国、日本、英国为代表的西方国家一直在积极推行教育信息化发展战略，相应的对教育信息化的研究也逐年升温。早在20世纪60年代，日本学者提出的一种反映社会发展阶段的新学说中就包含了信息化的概念。到2003年，美国政府及其相关科研机构制定出台多达数十份教育技术政策报告，其中多数报告中包含涉及教育信息化方面的建议。目前美国的教育信息化建设，已经到达了相当高的水平，全国大中小学校的网络普及率高，许多学校利用信息技术减轻学生课业负担，提高学生的学习效率、综合素质、创新能力和信息素养，得到了社会的广泛认可。英国更是通过立法的形式促进教育信息化建设，他的全国学习网络是欧洲最大的教育门户网站。除此之外，韩国、俄罗斯、新加坡、瑞典、法国等几十个国家都对教育信息化有深入的研究，内容包括概念、现状、战略描述、发展趋势、政策、法规、个
引言 1.1 课题研究的背景由于直流电动机具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，在工业场合应用广泛。近代，由于生产技术的发展，对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、和动态响应方面都提出了更高的要求，寻找更高效、更可靠、成本更低的直流电机控制方法成为新世纪研究的热点。近十几年来，单片机作为微计算机一个很重要的分支，应用广泛，发展迅速，已经对人类社会产生了深远的影响。单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集及处理、科技计算、商业管理及办公室自动化等方面获得了广泛的应用。单片机具有体积小、重量轻、耗能省、价格低可靠性和通用灵活性等特点，尤其是美国Intel 公司生产的MCS-51 系列单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性好、结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在我国已经得到广泛的应用。由于MCS-51 单片机易于学习、掌握、性能价格比高，另外以MCS-51 单片机的基本内核为核心的各种扩展型、增强型的单片机不断推出，所以在今后若干年内，MCS-51 系列单片机仍是我国在单片机应用领域中首选机型。单片机技术在自动控制领域中有着十分广泛的应用。如汽车、航空、电话、传真、视频等，很多行业设计自动控制情况下，通常会涉及单片机技术。本课题介绍一种基于51 单片机的直流电机闭环调速系统设计——控制器设计，控制系统采用89C51 单片机控制，用PWM驱动控制电机。调速系统按照其调速方式不同可以分为开环调速和闭环调速两种。所谓开环调速系统就是由控制部分直接控制电机运转，无需对电机实际转速进行检测；而所谓闭环调速就是通过转速测量电路测量电机转速，将结果在反馈给控制系统对电机进行控制。两种方法相比较而言，开环调速结构相对简单，而闭环调速精度较高，难度也较大，本文就将采用闭环调速方式。1.2 国内外研究现状电机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化。其中电机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，并正向全数字控制方向快速发展。电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代。目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET 和IGBT 成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。脉宽调制控制方法在直流调速中获得了广泛的应用。1964 年A.Schonung 和H.stemmler 首先提出把PWM 技术应用到电机传动中，从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面。进入70 年代以来，体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化，把电机控制推上了一个崭新的阶段，以微处理器为核心的数字控制(简称微机数字控制)成为现代电气传动系统控制器的主要形式。PWM 常取代数模转换器(DAC)用于功率输出控制，其中，直流电机的速度控制是最常见的应用。通常PWM 配合桥式驱动电路实现直流电机调速，非常简单，且调速范围大。在直流电动机的控制中，主要使用定频调宽法。目前，电机调速控制模块主要有以下三种：(1)采用电阻网络或数字电位器调整直流电机的分压，从而达到调速的目的；(2)采用继电器对直流电机的开或关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整；(3)采用由IGBT 管组成的H 型PWM 电路。用单片机控制IGBT 管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。1.3 本课题的主要工作本课题的主要目的主要是完成直流电机闭环调速系统设计——控制器设计。主要的内容包括：主要的设计内容为通过按键设置电机的转速，单片机时刻检测直流电机的转速。当检测到的转速与设置的转速出现偏差的时候，单片机通过控制输出PWM 脉冲的占空比来控制电机的转速。同时检测的电机的转速通过数码管显示出来。硬件设计要求如下：1、系统电源设计：为整个系统提供不同大小的电源；2、A T89C51 基本工作电路设计：使单片机正常工作；3、复位电路：为单片机提供高电平复位信号；4、时钟电路：为单片机提供时钟信号；5、按键电路：设定电机速度上限；6、电机驱动电路：为单片机控制电机提供驱动电路；7、显示电路：显示当
参考复制一、课题研究的背景及意义 自改革开放以来，我们国家的总体生活水平不断提高，然而令人痛心的是社会的精神财富并未得到同步加强，功利主义价值观日益影响着人们的思考和行为方式。不少社会成员物质丰富但精神空虚，社会中某些不和谐的因素直接影响着青少年的健康成长。加上青少年儿童身心发展处于快速发展变化之中，对外界新鲜事物的判断力与抵抗力尚未健全，他们的思想很容易被武侠小说、电影、动漫、网络等外在的因素左右，直接导致他们较早地丧失学习兴趣，产生对学校的厌恶与恐惧感，如上课注意力不集中、不持久，学习上进心不足，精神脆弱，易于产生挫折感、失败感，易于产生对学习的恐惧和对老师的疏远感等。由于孩子面临强大的学习压力以及生活时间的单调性，不少孩子厌学、逃学。厌学问题已经成为许多教育工作者关注和担忧的问题。初中的厌学是一个普遍问题，厌学以致辍学的现象大量存在，其原因是多方面的，如家庭贫穷、学习困难等。尤其是2008年1月，全省实施教育改革新政以来，我校教育体系在课程、教学、管理等方面发生了很大变革。学生厌学问题的产生，有愈演愈烈之势，体现在对涉世未深、思想懵懂的初中生的教育上，前景更是让人担忧。 社会要求我们学习，以便跟上时代的发展，而我们的现状却又不容乐观，那么如何保持学习的积极性，缓解学生的厌学现象就还是一个大问题。众所周知，只有真正对学习发生兴趣时，学习才是轻松愉快的，才能最大限度地发挥个人的聪明才智，并且最好地完成学业，
反之，学习就是一种沉重的负担，学习效率就会事倍功半。中学是培养人材不可缺少的基础教育阶段，厌学情绪的滋长和蔓延，对人材的培养构成潜在的威胁，势必造成严重的后果。同时，由于初中生的年龄特点，决定了他们相互之间的影响，模仿要大于对成人的学习，因此如果不能及时解决初中生中存在的这一心理障碍，其厌学情绪继续流传和扩大，向下延伸至小学，这种后果的严重性是不可估量的。 莱阳市是一个经济比较繁荣地区，物质生活比较丰富，社会中有积极有益的文化影响，但对思想未成熟的初中生来说更多的却是消极文化对他们的影响，如果学校的生活无法吸引学生，那么学生就会沉迷于外界的游戏玩乐，受不良风气的侵蚀，最终导致无心向学，厌学甚至辍学的结果产生，直接影响学生的健康成长和发展。因此，研究初中生厌学问题，对厌学现象追本溯源，寻找行之有效的解决方案，无疑具有重要的理论价值和现实意义，具有时代性与社会性双重意义。 二、课题研究的现状 1、国外对厌学问题的研究分析 国外学者在分析学生厌学原因时大多侧重于学生的个性偏差。如日本教育家依田新提出，厌学是因为个体“对自己的无能为力和怠惰产生沮丧，产生对自己的失望和厌恶”。在日本，传统学历主义思想干扰学校的正常教育，学校偏重以书本知识为主，而忽视学生的个性、
课题研究背景 1 课题提出背景：黄土是一种形成于第四纪的陆相粉砂质土状堆积物，颜色呈棕黄、灰黄或者褐黄。一般具有多孔性和垂直节理特征，其颗粒组成以粉粒（0.005-0.075mm）为主，而粒度成分百分比在不同地区和不同时代有所不同。在一定的压力条件下浸水产生湿陷的土称为湿陷性黄土，不产生湿陷的称为非湿陷性黄土。黄土的矿物成分有碎屑矿物、粘土矿物及自生矿物三类，碎屑矿物主要是石英、长石和云母，占碎屑矿物的80%，此外尚有较多含量的碳酸盐矿物，主要是方解石。粘土矿物主要是伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿、含水赤铁矿等。黄土的物理性质表现为疏松、多孔隙、垂直节理发育、极易渗水，且有许多可溶性物质，很容易被流水侵蚀成河谷，也易形成沉陷和崩塌。黄土颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40％～50％。具有天然含水量的黄土，如未受水浸湿，则一般强度较高，压缩性较小。但当管道（或水池）漏水、地面积水、生产和生活用水等渗入地下，或由于降水量较大，灌溉渠和水库的渗漏或回水使得地下水位升高时则容易发生剥落、湿陷、甚至发生坍陷，对工程项目的建设和使用带来很大危害。 黄土分布较广，覆盖全球十分之一以上的面积，主要分布于中国、前苏联、罗马尼亚、保加利亚、新西兰、法国、德国、比利时、匈牙利和波兰的大部分地区。我国的黄土分布面积比世界上任何一个国家都大，而且黄土地形在我国发育得最为完善，规模也最大。中国西北
的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原，华北的黄土平原也是世界上规模最大的黄土平原。我国的黄土分布面积为64万平方千米，占国土面积的6.3%，主要分布在甘肃的中部和东部、陕西的北部、内蒙古伊克昭盟的南部和西部、河南的北部及西北部地带以及山西的大部分地区。黄土在我省以次生黄土为主分布广泛，在地貌上有塬、梁、峁、陡坎、冲沟、阶地、冲积平原、洪积平原等，且有地层、地质年代、产状、成因等方面的区别，其工程性质也与地貌单元，地层类型，地质构造，气候水文等方面的因素紧密相连。黄土特殊的形成环境和自然条件使得它具有特殊的物理力学性质和水理特性，所以，在黄土地区进行各种工程建设时，如果对黄土的特性不了解，往往给工程建设带来严重的损害，因此黄土的特性很早就引起了科学工作者和工程技术人员的注意并对其研究。我国黄土研究上的前辈们在20世纪50年代以前曾经随黄河流域的治理对于风沙对环境的影响和土壤农业关系展开过不少工作，50年代以后，随着水土保持和黄土地基处理及地基沉降等研究工作的开展，在黄土研究领域内培养了人才，建立了机构，积累了相当部分的经验，为现代黄土研究奠定了基础。 2 所要解决的主要问题: 从20世纪80年代开始，以“五纵七横”国道主干线系统规划为核心，我国的高速公路建设逐步走上了持续，快速，有序的发展道路，目前高速公路总里程接近3万公里，跃居世界第二位。山西省高速公路建设从1993年开始起步，它是山西省公路网中层次最高、功能相对独立的子系统，处于山西省国家高
一、课题研究的目标 1、通过研究，促进教师和家长转变教育观念，使教师既会教书，更会育人；使家长懂得“养”与“育”并重。 2、拓展课堂德育模式，优化家校沟通渠道。 3、通过家校有效合作，促使学生全面发展，形成健康健全心理。 二、课题研究的方法 1、问卷调查法。通过向学生发放调查问卷，调查学生的家庭现状、课题实施的效果等方面的调查研究，为本课题的研究实质性数据的积累作好准备。 2、行动研究法：组织发动通过，有计划、有步骤地构建家校互动机制的实践，全体师生、家长参与课题研究，探索家长参与学校家庭教育指导活动最佳途径。 3、总结归纳法。对课堂教学与家庭教育合作实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的一种方法。 三、课题研究的主要内容 （一）、掌握学生基本情况，了解其家庭及心理行为习惯现状。 1、学生家庭情况调查 在班主任的积极配合下，我们对七、八两个年级学生家庭现状进行调查。调查内容包括：父母联系方式，父母及家庭成员现状，家庭特殊情况说明（包括父母离异，父母亡故，父母疾病情况，父母是否在外打工，家庭是否贫困等）。通过调查，我们掌握了每位学生家庭
具体情况，使我们对学生的教育有了针对性，与家长的联系也变得更有效更方便。 通过调查，我们发现，近年来离婚率呈上升趋势，单亲孩子增多，人口流动性大，留守儿童增加，家长与孩子、家长与老师的沟通面临新的困难和挑战。 2、中学生行为习惯和家庭教育现状调查 通过对四个实验班学生及家长的问卷调查，我们分析出了中学生日常行为习惯及家庭教育的现状： ⑴、养成教育差，自理能力弱。 ⑵、自私，任性，以自我为中心。好强而缺乏意志。 ⑶、学习目的不明确，主动性差，厌学情绪浓。 ⑷、没有良好的行为习惯和学习习惯。 ⑸、父母与孩子沟通少，孩子与父母关系不够和谐。 ⑹、家长缺乏家庭教育常识，方法简单粗暴，缺乏艺术性，教育效果不明显。 ⑺、家长更多关注孩子成绩、忽视心理、道德品质及行为习惯教育。教育方法单一。 调查结果令人堪忧，孩子们良好的行为习惯有待养成，道德品质缺失严重，家庭教育能力亟待提升。课堂教学必须渗透德育因素，家庭教育必须与学校教育同步。 （二）、充分利用语文课堂教育主阵地，适时适事，对学生进行健康心理、良好品行教育及亲情教育。．
一、本课题研究的目的意义 课程改革的重点之一是如何促进学生学习方式的变革，教学现状也亟需学生学习方式的转变。它关系到教育效能和学生的学习质量，以及学生的可持续发展问题。鉴于学校“行动研究法”的课题研究，物理教研组拟启动“物理自主性学习实施研究”的课题研究，通过这一课题在各年级的物理教学活动中的实践、认识和发现，尝试探索学生在物理学习中的自主性学习和自主性学习中的合作学习、探究学习，目的在于唤醒、发掘与提升学生的潜能，促进学生的自主发展；促进学生认知、情感、态度与技能等方面的和谐发展；促进学生有特色的发展；关注学生的终身学习的愿望和能力的形成，促进学生的可持续发展。期待通过这一课题的研究，逐步认识把学生的被动学习(机械学习、他主学习)转变为学生的自主性学习方式，以及在自主性学习中的合作学习、探究学习的一些可操作的实践原则、方式及手段，使教师和学生在“物理自主性学习实施研究”的课题研究平台上，思考和认识如何理性地对待教与学的过程中的问题，如何科学地运用教学策略和学习策略认识问题和解决问题。并通过这一课题的实践研究，推动已经实施的初中新课程标准。 二．课题研究的主要内容（四个方面） （一）、认识和研究采集的教学实践的案例，发现、形成有助于学生开展自主性学习的多样化的课堂教学形式、基本特征及至一般模式。 （二）、有助于学生形成多样化的自主性学习的指导性原则 1．如何引导学生参与确定阶段性物理学习的目标、如何达成目标的保障措施或手段、达成目标的过程评价； 2．如何引导学生积极发展各种学习、思考的策略，在解决问题中学习； 3．如何引导学生把握学习中获得的积极情感体验，有效地显现和提升； 4．如何引导学生在学习过程中对认知活动能够进行自我监控，并作出相应的调适。 5．采集学生学习方式的个案，认识、探索学生学习方式差异、学习目标达成差异和学生心理、行为方式差异的相关性，提出有助于引导学生学习方式的多样化的方式和原则。 （三）、如何建立有助于学生开展自主性学习的合作学习小组 1．如何建立促进性的互动的学习小组； 2．如何形成稳定的学习小组； 3．如何引导小组成员对共同活动的成效进行评估，寻求提高其有效性的小组环境。 （四）、开展有助于学生开展自主性学习的探究学习(发现学习)学习活动的内容、形式及过程控制。课题研究的主要方法和实施的主要操作过程 1．在课堂教学过程中，创设有助于学生开展认知过程的探究、发现，解决问题的方法的探究、发现以及经验形成的教学情景和教学互动环境氛围，为学生自主性学习提供引导性作用。 通过个人和备课组的教学研究，充分发掘教材内容中有助于学生开展自主性学习的相关教材，开展教学设计、教学实践、总结反思等系列化、多样化的个案研讨，达成有助于实现自主性学习的课堂教学形式、基本特征及至一般模式的基本认识。 2．关于“形成多样化的自主性学习的指导性原则”的研究方法，根据学生学习方式和认知方式的差异选择个例 （1）引导学生确定适当的阶段性学习的目标、达成目标的保障措施或手段，选择适当的达成目标的过程评价方式； （2）引导学生形成和发展各种学习、思考的策略，在解决问题中学习； （3）引导学生把握学习中获得积极的情感体验，有效地显现和提升； （4）引导学生在学习过程中对认知活动能够进行自我监控，并作出相应的调适。 3．通过建立一个或几个有助于学生开展自主性学习的合作学习小组，在教师的引领下开展具有明确共同任务的合作学习活动。 通过小组成员在积极承担完成共同任务中既有个人责任的、又有积极的相互支持和配合的学习活动中进行有效的沟通，建立并维护小组成员之间的相互信任，引导小组成员对共同活动的成效进行积极评估，从而形成相对稳定的学习小组。 4．利用课本知识及研究性活动，组织学生运用互联网、图书馆等多种渠道获得生活、生产实际中的与物理相关的科技信息，开展探究性学习活动，为学生创设探究学习的时间和空间。 1）根据教材的知识特点，指导学生制定研究方案，小组成员的合作分工，进行学习探究； 开展学习探究，使学生认识和理解物理学科的科学研究与探索的规律与方法，应用于理解知识、应用知识解决物理问题的学习过程，提出认识和应用物理知识、解决物理问题的策略性方法、手段和经验，教师关注的是学生能否敢于提出、善于发现这些策略、手段和经验，而不苛求这些策
《小学生积累数学基本活动经验的课堂教学研究》 课题实施方案 东台市第一小学缪素萍 一、课题研究的背景及国内外研究现状分析 1、课题提出的背景。 在新课程改革背景下,《国家义务教育数学课程标准》从课程目标上对数学活动经验提出了要求，把“基本数学知识”、“数学基本技能”、“数学基本思想”以及“数学基本活动经验”称作“四基”。课程目标的变化,引起了我们数学教育工作者对数学活动经验相关问题的思索和探究。反思课堂教学，相对忽视了对学生数学学习过程本身的重视，忽略促使学生生动活泼地学习和发展的长效性目标。学生学习的经验主要被解题的经验所替代，数学活动经验单一和不足已是一个不争的事实。 思想守旧。一部分教师对过去所提的“双基”都搞不楚，更何况说现在所说的“四基”？基本活动经验的认识不足、理解不透，心有余而力不足。在课堂教学中往往是手握“旧船票登上新客船”，学生的“伪经历”、“被经历”现象时有存在，使得基本活动经验的获得常常游离于数学课堂教学的边缘，成为学生“随机而遇”、“碰巧发生”的幸运之物。 应试情结。在考试指挥棒的影响下，检测的都是显性的知识点，新的“双基”没法考或很少考，因此不去关心什么是“基本活动经验”、不去关注“过程教学”、怎样去实施活动经验的教学。 教学惰性。教材中有很多的操作性的活动（如“摸一摸”、“拼一拼”、“摆一摆”等，像圆面积计算公式推导等，以及概率统计中的可能性内容），都与学生操作活动经验的积累有关，教学时，有的教师怕麻烦怕影响时间怕课堂失控，或一带而过、浅尝辄止，或纸上谈兵、死记硬背。 课程目标的变化,课堂教学的现状，引起了数学教育工作者对数学活动经验
相关问题的思索和探究，为此，我们提出了“小学生积累数学基本活动经验的课堂教学研究”的研究课题，旨在实践、探索一条“低耗高效”的现代小学数学教学新路，以使学生在主动学习、积极实践中积累数学活动经验，真正提高数学素养。 2、国内外研究现状分析。 活动经验作为教育目的的思想经历了一个长期演变和发展的过程。源头可追溯到文艺复兴时期,在人文主义思想的影响下,西方教育逐渐形成了一条明显的教育思想发展线索,其核心是要求确立学生在教育中的地位,反对单纯向学生灌输书本知识,强调感性经验和活动的价值,重视自然适应教育、社会生活教育和实践教育。 从维多里诺、拉伯雷和蒙旦，他们首先强调了经验与活动的重要价值及它们之间的联系,是西方教育思想的奠基人。法国启蒙思想家卢梭认为是西方第一个比较全面地阐述数学活动经验教学的教育家。德国著名学前教育家福禄倍尔,不仅继承了自然教育思想,而且在实践中进一步验证和发展了这一思想,认为教育要以儿童经验和活动为基础,因而十分重视儿童的自我活动。19世纪末20世纪初,科学技术迅猛发展,教育改革势在必行,代表人物是现代美国著名的教育家杜威,提出了以儿童为中心,以活动为中心和以个人经验为中心的具有鲜明时代特征的“三中心”活动教育的思想和主张。弗莱顿塔尔的“再创造”思想充分肯定了学生自己的体验。现代美国的数学教育也十分重视经验在数学教学中的基础性作用, 中国教育历来重视个人经验、实践活动在教育中的重要地位。我国古代教育思想很多,例如：孔子的“因材施教思想”；荀子的以“闻”与“见”的感情认识为基础,在“知”的基础上进入理性阶段的教育思想；王守仁的“知行合一”的教法思想；陈鹤琴的“活教育”思想。这些思想对“数学基本活动经验”的研究有重要的借鉴意义。 新课程改革为数学活动经验的教学提供了方法论指导,把学生的经验、活动在教学中的地位提高到了新的高度,受到了一线教育工作者及教育专家的重视。从数学新课程改革中对数学活动经验的重视到“数学基本活动经验”概念的提出,其中经历了曲折的过程，在广大数学教育工作者的努力下,现在思路逐渐清晰,如：东北师大史宁中校长：《数学课程标准》的若干思考；湖南大学研究生唐祥德《中
课题研究的目的、意义与管理 一、课题研究的目的意义 教育科研是衡量一个国家教育发展水平的重要标志。重视教育科研已经成为当今世界教育改革与发展的潮流。20世纪80年代，随着国际政治、经济竞争的加剧，教育改革以空前未有的广度和深度在全球兴起，许多国家政府都越来越重视利用教育科研成果指导本国的教育改革。教育改革与决策必须依靠教育科研，教育科研必须为教育改革与决策服务，已经逐渐成为世界各国政府的共识。 教育科研在整个教育事业发展中的重要地位是由其本身的本质属性 决定的。“科学技术是第一生产力”，科学技术不仅包括自然科学和工程技术，也包括社会科学和各种应用技术。教育科学也属第一生产力的范畴，教育科研在教育事业发展的过程中占据着“第一生产力”的位置。随着教育改革的不断深入，“向教育科研要质量，靠教育科研上水平”已经成为越来越多的教育工作者的共识。教育事业要发展，教育科研需先行。教育科研对于推动教育改革与发展，具有不可替代的重要作用。 学校现代教育技术课题研究，是学校教研工作的重要组成部分，它对促进中小学教育、教学的改革具有重要意义。 1．促进学校深化教育教学改革 中小学校教育要发展，就必须改革；中小学校要改革，就必须研究。把中小学校教育发展与改革纳入教育科研的轨道，并形成不间断的改革与创新局面，是新世纪中小学校教育改革与发展的一个显著特征。
现代教育技术课题研究对改革传统的教育体制、教育思想、教学方法起了较大作用，研究成果为学校各学科的综合改革提供了宝贵的实验数据和可供借鉴的研究方法。但现代教育技术如何促进教育教学改革向一个更科学、更先进的方向发展，则有待于我们的深入研究。 “科研兴校”。中小学校教育既应坚持“常规体系”高效率地运行，又要构建未来教育的框架。因此，现代教育技术课题研究不仅对学校今天的整体教育水平产生重大影响，而且对学校明确未来的教育思路（学校教育的个性化、社会化和终身教育），实现教育的现代化都有着极其深远的意义。 2．全面提高教育教学质量 “向教育科研要质量”。现代教育技术课题研究与教育教学实践紧密结合，已经成为中小学校全面提高教育教学质量的一个重要趋势。对教育教学实践中不断出现的新情况、新问题，在科学理论的指导下进行探索、研究和实验，有助于揭示教育规律，解决教育问题，促进教育教学质量的全面提高。可以说，课题研究水平的高低，决定着教育教学质量提高的幅度。 重不重视课题研究，是衡量一个校长是不是具备科学意识和现代教育观念的重要标志。回顾我国电化教育的发展历史，由于缺少教育科研，办了许多违背教育规律的蠢事。现在已经到了必须重视教育科研、非抓课题研究不可的时候了。真抓实干，至少应做到“四个到位”：一是认识到位。认识正确是前提，要转变思想，更新观念。 二是领导到位。领导重视是关键，要实施“一把手工程”。
1．课题背景研究目的与意义 人力资源管理这个概念首先是在1954年由Peter Drucker在《管理实践》一书中引入的。组织的管理由此进入一个新的时代。一系列围绕着组织中员工的开发与管理系统已初见雏形，并在不断发展和完善中。近些年来，现代的人力资源管理理论传入中国，得到了广泛的传播和应用，因此对于这方面的研究也很多，渐成显学。 21 世纪组织将面临锐不可当的经济全球化趋势。飞速发展的技术变革和创新，以及迅速变化的差异化顾客需求等新竞争环境，组织掌握新的技术或是进入新的市场领域获得的竞争优势成为一种短期效应，越来越多的组织通过构筑自身的人力资源竞争力，维持生存并促进持续发展。人力资源作为知识的承载体成为组织依靠的对象，在以人为本的观念的熏陶下，人力资源管理在组织中的作用日益突出。但人的复杂性和组织的特有性决定了人力资源管理不是简单的技术性的拷贝，真正的理解人力资源管理的内涵和实施与组织相匹配的结构形式和管理模式是创造竞争优势的关键。人力资源管理，就是指运用现代化的科学方法，对与一定物力相结合的人力进行合理的培训、组织和调配，使人力、物力经常保持最佳比例，同时对人的思想、心理和行为进行恰当的诱导、控制和协调，充分发挥人的主观能动性，使人尽其才，事得其人，人事相宜，以实现组织目标。 人力资源管理系统是这样的一种管理软件，它能够快速、方便地显示结果，还可以对有关工资的各种信息进行统计，服务于财务部门，及企业主要管理者。实施人力资源管理系统可集中、整合各种信息来源，有利于降低管理成本，提高企业管理效率，从而促进企业的进一步发展和变革。 人力资源管理的主要意义： 1、通过合理的管理，实现人力资源的精干和高效，取得最大的使用价值。并且指出：人的使用价值达到最大，即人的有效技能最大地发挥。 2、通过采取一定措施，充分调动广大员工的积极性和创造性，也就是最大地发挥人的主观能动性。调查发现：按时计酬的员工每天只需发挥自己20%-30%的能力，就足以保住个人的饭碗。但若充分调动其积极性、创造性，其潜力可发挥出80%-90%。 3、培养全面发展的人。人类社会的发展，无论是经济的、政治的、军事的、文化
论文选题的背景和意义 一、选题背景及研究的目的和意义 1.1课题来源 图书信息的管理是图书馆经常遇到的问题，尤其是当今高校的图书馆更为突出。近年来高校招生规模的逐步扩大和认识制度的改革，在学生认识将不断增加，而管理人员则相对减少。给学校的图书馆管理也带来了巨大的压力，早期的手工图书管理方式已经不能满足日益增长的图书馆借阅需求。因此在计算机飞速以展的今天，就用库技术实现图书信息的管理是可行而必要的工作。 1.2选题背景 图书管理系统是为了管理图书借阅情况等信息而设计的。学校作为一种信息资源的集散地，包含很多的信息数据的管理。现今，有很多的学校都是开始使用，甚至尚未使用计算机进行信息管理。根据调查得知，他们以前对图书信息管理的主要方式是基于文本、表格等纸介质的手工处理，对于学生借阅情况的统计和查询等往往采用对人工检查进行。数据信息处理工作量大，容易出错；由于数据繁多，容易丢失，且不易查找。总的来说，缺乏系统，规范的信息管理手段。尽管学校都有计算机，但是尚未用于信息管理，没有发挥它的效力，资源闲置比较突出，这就是图书管理信息系统的开发的基本环境。数据处理手工操作，工作量大，出错率高，出错后不易更改。一般图书借阅情况是记录在文件上，图书馆的工作人员也只是当时对它比较清楚，时间长了，如再要进行查询，就得在众多的资料中翻阅、查找了，造成查询费时、费力。如要对很长时间以前的参加借阅图书情况进行查询就更加困难了。 1.3研究目的 本系统使用电脑安全保存、快速计算、全面统计，实现图书管理的系统化、规范化、自动化。 1.4研究意义 我们认为有必要建立一个图书管理系统，使图书管理工作自动化、规范化，系统化，程序化，避免图书管理的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时、准确、有效的查询和注销等情况。 二、国内外研究现状
一、课题研究的目的、意义： 一、课题研究的目的、意义： 通过研究课题研究，有助于大力开展网络心理教育，提高青少年的心理素质。注重学生人际关系的培养，关注学生的内心世界。通过对问题学生的不断跟踪辅导，通过不断开展的网络知识普及，坚持在心理健康方面下功夫，让学生具有坚强独力的人格，真正成为自己生活的主人，正确看待网络，合理安排上网时间，养成健康的上网习惯，摒弃不良习惯的诱惑。坚持家庭、学校、社会合力打造学生健康的思维方式，良好的行为习惯，让学生的心中充满阳光，充满爱，让梦想为学生指路，促进其全面健康发展。 二、研究的主要思路和主要方法: 研究的主要思路： 在课题的研究过程中始终坚持三结合。结合先进的科学研究理论，结合中学生生活学习实际情况，结合中学生的身心发展特征。通过资料收集、调查研究、请教医生和心理学家、召开坐谈会等多种形式，激发学生各方面的潜能，培养促进学生身心全面健康成长。通过这份课题研究，可以给学校、周边中学以及情况类似的学校以借鉴与参考，分析学生上网成瘾的原因以及针对症结寻找解决问题的策略。 研究的主要方法:
1、问卷调查: 通过问卷调查，获取本校学生的上网时间、地点、内容等具体特点，详细分析其实际情况，做出客观的分析。 2、个案研究：选取一个实验班，对个别学生进行长期的跟踪研究，实地采访，作出详细的记录，进行科学的分析，写出研究报告。 3、调查研究法，采用边研究，边调查的方法，以实际应用研究为主。 4、文献研究法，广泛查询，搜集和积累与课题相关的文献资料、为课题研究服务。 三、研究成果的应用对象及范围： 应用对象：上网瘾成瘾的各级中学生 应用范围：焦作市武陟县城区学校 五、研究进度安排 （一）准备阶段（2007.3---2007.7） 1. 阅读了大量的初中、高中心理学方面的书籍，进行理论方面的准备。 2. 收集了大量的信息，并积极进行了网络方面的学习，进行技术方面的准备。 3. 通过各方面信息的收集总结，确定课题。 4.通过学校的大力配合，选取07.5班作为实际班进行长期的跟踪研究。