基于不同纳米划痕顺序的6H-SiC单晶片材料去除机理研究

通过微纳米力学测试系统对6H-SiC单晶片(0001)晶面进行不同间距和不同顺序的纳米刻划试验,并用摩擦力传感器、超景深显微系统和三维形貌仪对产生的划痕的划痕横截面轮廓曲线、划痕深度、摩擦力以及表面形貌进行分析,研究单晶片刻划过程中不同划痕间距和划痕顺序下的材料去除过程。结果表明:当静载荷为100 mN时,不同划痕间距影响单晶片表面的横截面轮廓和平均摩擦力。随着划痕间距增大,2条划痕之间的深度差逐渐减小,划痕2的平均摩擦力逐渐减小并接近划痕1的;当划痕间距为14μm时,最大划痕深度为-183.4 nm,平均摩擦力为18.8 mN。划痕顺序对表面形态和材料去除影响显著,当静载荷为90 mN,划痕间距为6μm和8μm时,非顺序划痕的表面材料堆积较少,表面粗糙度值更低,表面质量较好。当划痕间距为6μm时,0~180 mN的动载荷均匀加载下顺序划痕末端表面的材料破碎情况严重,而非顺序划痕则在一定程度上能减少晶片划痕的裂纹程度;顺序划痕中的最大摩擦力为76.8 mN,大于非顺序划痕中的最大摩擦力63.3 mN,非顺序划痕更有助于实现SiC晶片的塑性加工,提高其表面加工质量。

“支架+”STEM教学模式设计及实践研究——面向高阶思维能力培养

在STEM教育中注入支架理论思想,为解决真实问题提供强有力的支撑,有助于学生高阶思维能力发展,并促使"思维"逐步走向"精神".通过梳理STEM、支架、PBL、高阶思维的概念与它们之间的关联,从认知学习、内容学习、协作学习三个维度,设计"支架+"STEM教学概念框架.在此基础上构建了"支架+"STEM教学模式,包括发现问题、分析问题并制定解决方案、协作学习并完成原型制作、解决问题并展示作品、自我反思并发布作品五个阶段.最后,以Scratch课程教学为例,采用准实验法,利用NVivo质性分析高阶思维行为表征,使用问卷调查与访谈测评学生对高阶思维能力的认知和感受.研究表明,"支架+"STEM教学模式有助于培养学生批判性思维能力、创新能力及问题解决能力,引领智慧教育发展新路径.