流体力学教程范文
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篇1
关键词:流体力学;理论教学;实验教学
一、流体力学课程特点
流体力学是水利工程、环境工程、给水排水等专业的一门学科基础必选课,与后续专业课联系紧密。如对于给排水专业来说,后续的水泵与水泵站、建筑给排水等课程的学习都需要用到流体力学方面的知识。流体力学具有较强的理论性和实践性,该课程理论抽象,理论公式推导和基本概念比较多,学生需要在掌握基本概念及理论公式推导的基础上,清楚了解公式的应用限制条件,才能灵活运用所学知识来解决实际问题。另外,实验是流体力学课程的一个重要环节,与所学理论知识紧密相关,是验证理论、数值计算结果的重要途径,是学生获得感性认识的主要手段,对于培养学生的实际动手能力,加强对所学理论知识的掌握方面起着重要作用。根据笔者多年的教学经验,目前,在流体力学课程的教学过程中存在着一些问题:课堂例题和课后习题与工程实际脱节,理论与实际联系不够紧密,学生对所学知识在实际工程的应用不甚了解,只会机械照搬公式解题;教师主要采用课堂灌输、学生被动接受的教学模式,与学生的互动比较少;所开设的实验多为验证型和演示型实验,学生自己设计实验并加以验证的机会甚少,不利于学生思考问题、分析问题和解决问题能力的培养,更不利于学生解决实际工程问题能力的培养。因此,流体力学课程教学需要采用多元化教学模式、加强理论与实际的联系、对实验教学环节进行改革,以取得较好的教学效果。
二、教学方法探讨
(一)理论教学方法探讨
1.重视绪论的作用。
绪论对于讲好一门课是非常重要的。通过对绪论的学习,学生可了解本课程涉及的主要内容,在学科领域中的地位,发展历史、现状及发展方向,与后续专业课程的联系,在社会经济发展中的地位与作用等。通过对绪论的学习,可以让学生了解学习本学科的意义、目的及重要性,激发学生对该门课程的学习兴趣,安排好学习计划,为学好该门课做好充足的准备。
2.采用启发式教学手段。
现代教学论中的启发式教学思想的特点是:强调学生是学习的主体,教师要调动学生的学习积极性,实现教师主导作用与学生积极性相结合;强调学生智力的充分发展,实现系统知识的学习与智力的充分发展相结合;强调激发学生内在的学习动力,实现内在动力与学习的责任感相结合;强调理论与实践联系,实现书本知识与直接经验相结合[1]。因此,将启发式教学思想应用于流体力学课程教学,把学生放于主体地位,可充分调动学生的学习积极性,提高学生对本门课的兴趣,增强学习效果;教学中通过理论与实践的紧密联系,便于将理论知识应用到工程实践中,要使学生对知识的掌握更加灵活牢固,并为以后课程的学习及工作打下坚实基础。
(1)采用对比法。授课时,将相近或相反的定义、概念进行对比,加强学生对概念的理解和掌握。如讲解流线和迹线、恒定流和均匀流、层流和紊流等概念时,采用比较法授课,避免学生对学习内容的混淆。另外,还可将新旧知识进行对比,使学生在复习旧知识的同时,加深对新知识的掌握。如在讲动量方程时,可将动量方程与能量方程的应用前提条件、所能解决的问题进行比较,从而加深学生对这两大基本方程的理解和掌握。
(2)采用联系法。在讲概念之前,先引入实例。如在讲卡门涡街概念之前,先介绍电线在风中发出声响的原因;通过介绍汽车外形设计,讲解绕流阻力的问题;在讲表面张力的时候,联系露珠是球形的现象;在讲毛细现象的时候,联系当毛巾部分浸在水中时,未浸在水中的部分也会变湿的生活现象。通过对这些与生活紧密相关的流体力学问题的思考,使学生的学习兴趣大为增加,并且要加深对所学知识的理解和掌握。另外,还可联系新旧知识,如有压管流的水力计算其实就是能量方程在实际工程中的应用,同时联系后续的专业课学习和日后所从事的工作,引导学生对所学知识温故知新,达到融会贯通的效能。
(3)采用“问题式”教学法。在授课过程中,针对某些易混淆、易理解错误的知识点和难点,适当地提出一些诱导性问题,以提出问题、分析问题、解决问题为线索,达到学生掌握知识的目的。有些问题先提出来,留出适当时间,再让学生回答;有些问题提出来为引起同学注意,教师可自问自答。如在推导作用在平面壁上静水总压力公式时,公式得出后,可向学生提问“公式推导过程中所涉及的水深h和y值是否相同,若不同,它们之间有何关系”,让学生回答,以加深学生对公式中各项符号的理解,避免应用公式时混淆出错;在讲液体作用在曲面上的静水总压力时,先提出问题“能否用液体作用在平面上的静水总压力的求解方法来求解”,然后分析曲面和平面所受压力的不同点,最后得出液体作用在曲面上的静水总压力的求解方法。
3.充分利用现代多媒体教学手段。
在教学过程中,采用板书和现代多媒体技术相结合的方式,充分利用现代多媒体教学手段,将声音、图形和动画等与授课知识灵活结合,提高学生的注意力和学习兴趣。教师可以在讲授偏重于推导过程的内容时采用传统授课方式,而讲授需要直观形象的内容时采用多媒体教学方法。如在讲局部损失时,通过流体力学模型局部障碍处漩涡的形成演示,加深学生对造成局部水头损失影响因素的理解;在讲压力体和静水压强分布图绘制时,利用多媒体演示图形的叠加、抵消过程,使学生一目了然,起到事半功倍的效果。
4.加强理论与实际的联系。
由于学生缺乏对实际工程的感性认识,对抽象的理论在理解上有一些困难,因此在讲课时要加强所讲授的理论知识与工程实际的联系。例如,在讲流线时,可让学生在实验室观看流体力学模型的水流现象,或做成动画演示,使学生对实际的水流现象有直观的认识,从而加深对流线概念的理解;对工程中常用到的流体力学知识,如能量方程,应在推导及应用条件等方面深入讲解,并举例讲解该方程在实际工程中能解决的问题,如在城市给水管网中管道埋深确定方面的应用等,加强学生对该方程的理解,做到灵活运用,增强学生解决实际工程问题的能力。在授课时,还应尽量将流体力学的有关知识与后续专业课相结合,使教学内容更加充实,并可激发学生的学习兴趣,提高学习效果。如将有压管道的水力计算与后续课程给水管道的设计相结合;将无压管道的水力计算与排水管道的设计相结合;将水头损失计算与建筑给水系统中水箱的设置高度、水泵扬程选择等相结合。
5.重视课堂习题和课后作业。
流体力学课程中的理论公式和概念比较多,为加强学生对基本概念的掌握,熟练运用理论公式解决问题,要重视课堂习题和课后作业对知识巩固的作用。教师在讲完理论知识后,应选择有代表性的例题,通过对典型例题的剖析,启发学生举一反三,达到灵活掌握所学知识的目的。另外,通过适量的课堂习题检查,巩固学生对知识的掌握程度,给学生提供课堂讨论的机会,加强对学生思维的锻炼。给学生布置适量的课后作业也非常重要。通过课后作业,可促使学生复习学过的知识,加深对所学知识的掌握。另外,教师通过对作业的批改,发现学生学习过程中存在的弱点和不足,再加以重点讲解,从而在教学过程中可做到有的放矢,增强教学效果。
(二)实验教学方法探讨
流体力学课程具有很强的实践性,其实验教学效果对整个课程体系产生着直接的影响。实验教学可以弥补理论教学的不足,增强学生对基本知识的理解和掌握,如雷诺实验的演示,可加深学生对层流和紊流概念的理解。另外,实验教学还可培养学生分析问题、解决问题的能力及创新能力。目前流体力学实验内容多为验证型和演示型实验,综合创新性实验很少,基本上是学生按照实验指导书的实验步骤,一步一步做,而不是自己动脑设计并加以验证,这样就无法培养学生分析问题和解决问题的能力。为更好的培养学生的实验操作能力,应多开设一些综合创新性实验,由学生自己提出问题、设计实验步骤、实验操作、整理实验成果、得出结论。学生在自主完成实验的全部环节时,能够将课堂上所学的理论知识和学过的实验技能有机地结合起来,动手能力、分析解决问题的能力均得到综合训练。另外,在条件允许的情况下,实验室可全天开放,学生可根据自己的时间安排完成实验任务,教师负责答疑。学生的实验成绩应由实验操作和实验报告综合得出,以一定比例计入本门课的总成绩。这样可激励学生对实验的重视,调动其积极性。
三、结语
在流体力学课程的教学过程中,应充分利用启发式教学和现代化教学手段,加强与工程实际的联系,改革实验教学方法,从而激发学生的学习兴趣,增强学生的动手实践能力和思维能力,提高本门课程的学习效果。
参考文献:
[1]李晖“.流体力学”课程的启发式教学[J].教育研究,2011,28(2):79-81.
[2]高亚萍.基于消防的流体力学教学改革模式探讨[J].武警学院学报,2013,29(9):56-59.
[3]薛红琴,林子增.提高流体力学教学质量的研究探讨[J].科技资讯,2010(1):196.
[4]陈正寿,孙孟.流体力学多元化教学模式改革与探讨[J].中国水运,2011,11(12):57-58.
篇2
关键词:教学模式;项目教学;教学方法;合作学习;考核评价
作者简介:徐砚(1961-),女,黑龙江呼兰人,哈尔滨电力职业技术学院动力工程系,副教授;王洪旗(1964-),男,河北河间人,哈尔滨电力职业技术学院动力工程系,副教授。(黑龙江 哈尔滨 150030)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0057-01
在电厂热能动力装置专业(简称热动专业)开展的基于工作过程系统化课程开发试点工作中,根据热动专业人才培养方案和培养目标,认真研究和分析了本专业岗位的典型工作任务和职业素质需求特点,将原“工程流体力学”课程进行分析论证整合,调整为学习领域课程“流体流动能量分析”,旨在强调流体作为电力生产的重要工作介质所起的能量输送和转换的重要作用。采用更具有职教特点、更适合岗位工作要求的教学方法和内容,先进的教学设计理念和现代教育手段,小组合作学习的方法,注重学习过程和素质能力的评价方式,全面提升教学质量,全面提高学生的综合职业素质,为学习后续课程、考取本专业相关的“职业资格证书”、完成本专业相关岗位的工作任务打下良好基础。
一、教学模式和教学内容
电厂热能动力装置专业主要面向发电、电力建设等企业,培养能够完成热力设备安装、检修、运行、调试和技术管理工作任务,德、智、体、美全面发展的高等技术应用型专门人才。“流体流动能量分析”课程是本专业进行职业岗位能力培养的一门核心课程,属于专业基础课的范畴,不直接对应典型的工作任务,反映部分典型工作任务的某些共性内容与要求。在本专业主要岗位群中(汽轮机运行值班员、锅炉运行值班员、除尘脱硫值班员、锅炉检修工、汽轮机检修工、泵与风机检修工等)都必备流体力学知识。按照本专业岗位的实际工作任务需求构建课程体系、组织教学内容、设计教学项目,采取了项目教学、任务驱动、行动导向的教学模式,注重学生在校学习与实际工作的一致性,使理论教学与实验教学紧密联系,为岗位需求提供职业能力,为培养高端技能型人才提供保证。
采用将教学内容模块化、层次化的教学方式,面向电力生产技术,根据工作任务和工作过程确定教学内容,再通过归纳、总结、提炼并遵循认识规律将教学内容总结为教学项目,依据电厂热力设备和系统的实际水力分析及计算的工作任务设计教学项目和学习任务。针对每个学习任务按照咨询、决策计划、实施、检查评价等进行教学组织设计。本课程共设计了“流体及其压力的认识”、“静止流体势能转换分析”、“流动流体机械能转换分析”、“流动阻力损失的计算”、“绕流运动分析”、“气体流动特性分析”六个教学项目(含18个教学任务),每个教学项目设有知识目标、专业能力目标、职业素质目标。知识目标侧重于应知,重在基本概念、基本原理的掌握和理解;能力目标侧重于应会,能用所学的流体力学知识分析和解决工程实际问题;素质目标强调团队精神、职业道德、交流和学习能力的培养。紧密围绕本专业岗位需求,学习实际工程所涉及到的流体力学的基本概念、基本原理,并具有一定的流体能量分析能力和管路水力计算能力。在完成相关训练项目的过程中学习有关的技术知识,分别对应理论验证和单项技术运用能力的培养、动手能力与设计计算能力的培养、知识拓展能力和创新能力的培养。
二、教学方法和教学手段
采用工学结合、理实一体的教学模式,根据不同项目内容,在教学中灵活运用项目导向、任务驱动、案例分析、多媒体演示、分组讨论、实验、启发引导、边讲边练等教学方法,引导学生积极思考、乐于实践,提高教与学的效果。授课前一周向学生下达项目任务书,内容包括学习任务描述,学习场地、设备,知识、素质、能力目标,咨询问题和途径等,学生按照任务书的要求,咨询信息形成学习笔记,小组讨论形成项目实施方案。做到课内教学与课外教学相结合,自主学习与指导教学相结合。通过贴近岗位工作的电力生产实际案例导入知识,训练分析和计算能力,使能力培养与工程实践相结合。选题、选材注重共识性、综合性、工程性、创新性,同时体现新颖性、趣味性、互动性。将实践性强、技能训练要求高的内容,通过模拟实验、实验操作、边讲边练的方式,提高学生的动手能力。将传统教学方法与现代教育技术相融合,向学生提供教学资源库(包括教学课件、自学指导书、习题集、实验指导书、模拟实验软件、相关电力生产设备及系统视频和图片、国家精品课网址、其他参考教材等),开阔学生视野,拓宽学习渠道。充分利用多媒体课件、录像片、图、表、网络等现代化的教学手段,通过视觉、听觉,全方位加强学生对知识的理解和记忆,同时结合板书等传统授课手段,扬长避短,获得最佳效果。
三、学习方法和考核评价
以学生为中心,支持学生自主学习、协作学习和探究式学习,每个项目的实施都采用小组合作学习的方法,强化学生的团队协作精神,增强学生主动参与和个性发展。班级40人,分成4个小组,课上先由小组派代表汇报咨询信息情况、存在问题,再由教师适时讲解、分析,最后小组讨论总结,实验和水力计算项目由小组自行设计方案,分工合作完成。事实证明,试点班学生的学习能力、学习积极性和主动性明显提升。
突破传统考核模式,加强过程考核,注重素质和能力培养,全面公正评价学生的学习效果。职业能力评价占总成绩的70%,职业素养评价占总成绩的30%。
1.职业能力评价
(1)基础知识评价。主要侧重于对各个工作任务中所涉及到的基本概念、基本原理的掌握和理解,如连续性方程、能量方程、阻力损失计算等。考核方式为期中测试和期末考试。
(2)专业能力评价。主要侧重于用所学的流体力学知识分析和解决工程实际问题。包括实验项目的操作能力表现,设计计算能力,分析和解决问题的能力。考核方式为完成每个教学项目过程中的咨询问题回答、学习档案检查、实验操作检查、课业报告检查。
2.职业素养评价
(1)平时考勤评价。根据平时上课和实验出勤率进行评价。
(2)学习态度评价。根据每个学习任务完成过程的实际表现,如学习态度、是否遵守纪律、是否团结互助等进行评定。考核方式为个人评价、教师评价、小组评价和小组互评。
四、结束语
工学结合作为职业教育的重要特征已被大家所认识,探索和建立适合国情、符合工学结合要求的新型职业教育课程模式,成为广大职业院校提高教学质量的重要手段。对热动专业的“工程流体力学”课程进行了基于工作过程系统化的改革研究与实践探索,旨在找到更具有职教特点、更适合岗位工作要求的教学方法和教学内容,全面提升教学质量,全面提高学生的综合职业素质、能力。
参考文献:
[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.
篇3
Abstract: Hydromechanics is a course combining theory with practice and has abstract concept. The traditional teaching method is difficult to achieve good teaching effect. Based on the practice and exploration in the teaching process of Hydromechanics, this paper proposes some suggestions and measures for the teaching reform.
关键词:流体力学;过程装备与控制;教学改革
Key words: Hydromechanics;process equipment and control;teaching reform
0 引言
《流体力学》课程主要描述自然环境中的流体运动的一般规律及特定条件下流动机理。其内容涉及基本概念的理解、公式推导、计算方法等。考虑到大二学生尚未接触实际工程问题,因此教学双方对流体力学的学习过程均存在困惑。本文针对流体力学课程的特点及教学过程中遇见的问题,对《流体力学》教学改革进行相关探索,总结教学过程中积累的经验,提出相应改进方案。
1 合理运用现代化教学手段与技术
首先,以《流体力学》教材中所采用的大量流场图片为例,对流场理解的正确与否决定其学习流体力学的兴趣与积极性,传统的教学方法多采用授课教师手绘流线等方法来说明流体的流动过程,在讲解的过程中,由于流场仅仅是枯燥的曲线静态分布,无法有效吸引学生注意力,使学生对流动机理有进一步深刻认识和理解,从而降低教师的教学效率和教学效果。
在《流体力学》教学中采用多媒体课件,通过制作一些流体运动的Flash动画演示把流动的特性形象地展示在学生眼前,表现形式相对新颖、活泼、再加上图文并茂的效果,使学生可以直观地观察有趣的物理流体现象,通过这一环节的改进,可以主动改变沉闷的教学过程,创造出生动活泼的教学场景,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。
其次,《流体力学》教材中涉及了大量的基本概念、假设、原理及公式推导等,据统计大量公式的推导过程占据板书时间的较大比例,这有可能造成教师无法在有效课时完成教学大纲规定的教学内容,降低教学效率。在《流体力学》教学中的应用PPT多媒体技术,复杂繁琐的公式推导可以较形象地展现在学生面前,对学生理解公式有较大好处。一旦形成这样的教学场景,那么在规定的课堂时间内必将可以细致透彻地完成教学任务,达到事半功倍的教学效果。
灵活采用各种PPT制作技术在一定程度上可以避免“多媒体”变成“单媒体”,在《流体力学》教学中对多媒体的使用多集中于流体运动学与动力学基础、圆管流动、薄厚壁孔口出流、缝隙流动及气体动力学基础等。
此外,考虑到多媒体教学蕴含的信息较大,合理分配PPT播放时间对教师的课堂教学掌控能力是一个挑战。如果“整个教学过程从头到尾充斥着大量复杂的信息、不停转动的画面,而没有充分考虑学生的思维水平和思维速度,像电视或电影画面那样一闪而过,不断向学生灌输,这样的‘填鸭’式教学形式会引起学生的‘消化不良’,扼杀了学生创作的机会”。
2 建立新的教学手段模型,提高考试成绩
本文所建立的教学模型如图1所示,为提高教学效果及学生考试成绩,采用立体式的教学手段。该模型包括以下四项内容:情景式启发,多媒体技术,工程实例讲解,动态视频辅助。
情景式启发属于现代教学论范畴,创造一定的“休闲、放松、特色”的学习环境。通过营造启发式学习的氛围,让学生获得更加美好的学习体验。这种方式能充分调动学生的学习积极性,对激发学生的学习热情和学习需要能够产生有效的激励作用。
工程实例讲解是以学生常见的工程问题作为引入点,但同时大部分同学对该类问题理解不深或是出现偏颇。结合该类问题,解释其中所蕴含的流体力学定理,加深学生对该问题及相关定理的认识,无疑有利于学生学习流体力学。
动态视频辅助是一些在实际生活中难以见到,但又属于流体力学理论范围的现象再现,通过这些视频可以加深学生对流体力学相关理论的理解。
最后可以发现:采用先进教学手段的班级,无论是考试的优良率还是平均分数均比采用传统教学方法讲解的班级高出约15%左右,从而达到提高教学效果的目的。
3 重组教学内容,调整知识布局
根据《流体力学》课程的教学大纲,借鉴国内外对本课程改革的成果,按照当前教学改革发展的要求对教材内容进行调整,以流体的流动为主线,将相关内容有机地融合在一起最终形成能够相互促进的教学模式,如图2所示。
课程体系分为三个部分:第一部分是不动的液体,主要讲述流体基本概念与流体静力学内容;第二部分是运动的液体,使学生掌握流体运动学及动力学规律,对简单的管道流动及缝隙流动有定性及定量的认识;第三部分是运动的气体,可以把这章内容采用视频播放加师生互动方式讲解,来培养学生独立自学的能力。
4 加强实践教学,提高学生认知能力
《流体力学》实验是学生职业技能培养的重要环节,因为它的实验课题是以流体运动为背景的,如毕托管测速实验,雷诺实验等典型实验。通过选取典型的实验现象给学生展示实验结果,加深学生对流动原理、流场结构特点等信息的了解。同时教师在指导流体力学实验过程中可对部分操作手段进行相应改进,也可设计并提出一些新的实验内容。合理利用已有条件培养学生理论与实践相结合的能力,做到学以致用。
5 结束语
《流体力学》教学改革是一项艰巨、长期的工作,本文从合理运用现代化教学手段与技术,建立新的教学手段模型,提高考试成绩,重组教学内容调整知识布局、加强实践教学,提高学生认知能力等三个方面论述了相关经验和具体的实施手段。虽然在一些方面探索出若干经验并取得了一定的效果,但还相对薄弱。改进教学手段,引入多种教学方法,因材施教等均可提高学生的学习和接受能力,为以后学习专业课及工作奠定坚实的基础。
参考文献:
篇4
关键词 工程流体力学 教学效果 教学手段
中图分类号:G424 文献标识码:A
To Investigate the Effect of Improving the
Teaching of Engineering Fluid Mechanics
GUO Liping
(School of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318)
Abstract The characteristics and teaching practical engineering fluid mechanics courses, combining the current teaching problems arise on how to improve teaching effectiveness programs were studied. Can take advantage of advanced research tools aided teaching to enhance students 'interest in learning, using a combination of multimedia and traditional teaching methods to improve classroom teaching through innovative practices to improve students' ability to apply knowledge and innovation.
Key words engineering fluid mechanics; teaching effects; teaching approach
1 工程流体力学教学现状
1.1 课程难于学习
工程流体力学以高等数学、线性代数、大学物理、工程力学、工程热力学等多门课程为基础,通过本课程的学习培养学生具有初步对工程问题的简化能力,具备一定的分析与计算能力,是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。由于该课程中的理论推导部分应用了较多微积分、微分方程等数学知识,再加上大多数学生没有实际的工程概念,在实际教学过程中,大部分学生反映:该课程的理论知识抽象、难于理解,概念和方程占的比例较多,对高等数学、线性代数知识要求较高,理论知识与工程实践结合难度较大。①总而言之,在传统的注入式教学模式下,对大部分学生来说,“工程流体力学”是一门非常不好学的课程。
1.2 理论知识与实际应用脱节
在大部分工科院校的工程流体力学课程教学中,课题主要教给学生讲授本课程的基本概念、基本理论及公式推导,这些在教学实际过程及考核时基本都可以完成。这种指导思想下完成的教学效果是,学生可能只会对考核中出现的知识点做机械的符号记忆,如果在后续专业课的学习时或工程生产实际中,涉及到工程流体力学的相关知识,学生们会无从下手,找不到合适的解决问题的方法。
1.3 传统教学方式的缺陷
传统的板书教学模式已有悠久历史,教学理论非常成熟,已经积累了大量的教学经验。在传统教学过程中,一般是通过教师的生动、形象的讲述,学生相对易于接受,老师与学生之间也可以面对面地探讨一些疑难问题。而对于工程流体力学这门课程而言,教学内容不可避免地会涉及到一些类似数学公式的推导,传统的板书教学方式能够留给学生更多的思考时间,同时,也能够加深学生对公式推导过程的理解,加强记忆。由于传统的教学模式主要是依靠粉笔与黑板的教学条件,教师是教学模式的主体,教师表达能力的好坏、知识的丰富程度严重影响教学效果,与此同时,教学效率也非常低下,在有限的学时,很难使教学内容丰富,由此也扼杀了学生创意的产生和个性的发挥。②
1.4 多媒体应用的弊端
多媒体是一种把文本、图像、视频、动画和声音等信息的媒体集成在一起,并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术。多媒体教学具有教学形象、生动、具体、信息量大、易于理解的优点。在各高等院校专业课的教学过程中得到了广泛应用,给教学工作带来了极大的方便。一方面,借助于多媒体教学不仅可以在一定程度上吸引学生的注意力,减轻教师板书的劳动量,另一方面是可以将一些复杂的、难于形象描述的流体流动现象和工程实际的图像资料清晰地展现给学生,使教学内容直观明了。同时,课堂气氛动静结合、增强互动性。与此同时也存在一些弊端:③由于大学课程教学内容进程快,信息容量大,一环紧扣一环,即使是传统的教学模式下,在中、小学课堂上出现的活泼、互动的启发式教学场面,在大学课堂教学时很难出现。
2 如何提高工程流体力学课程教学效果
2.1 充分利用先进的科研手段辅助教学
工程流体力学这一课程中涉及到的流场描述等知识点理论抽象、方程较多,仅借助于多媒体演示等手段教学,效果并不很好。如果将先进的科研手段辅助教学,例如将先进的激光粒子测速技术(PIV)应用到“工程流体力学”的教学过程中,④比如可应用拉格朗日描述流体流动和欧拉描述流体流动、紊流和层流流动的特点、圆管中流体紊流和层流轴向速度分布特征等相关章节中,借助于先进流体流动测试技术,能够使学生对抽象的理论进行深刻的理解,同时可激发学生对课程内容进行深入探索、从事科学研究的兴趣。
2.2 传统教学方式与多媒体教学手段相结合
多媒体教学技术的发展并不意味着必须摒弃一切传统的教学手段和方法,如果将传统教学方式与多媒体教学手段相结合,扬长避短,发挥各自的优势,提高课堂教学效果。对于工程流体力学这门工科专业基础课程,在进行复杂的理论公式推导教学时,经验证明:如果教师使用板书的教学方式,在黑板上一步一步推导,而不是使用多媒体,打出一系列的数学符号,这样既可以给学生更多的思考时间,又能够使学生理解公式推导过程,使学生的记忆加强。而对于一些基本概念和特定的流体流动现象,可以借助于多媒体教学手段,加深学生对基本概念和流体流动现象的理解与认识。
2.3 构建学生创新实践操作平台
工程流体力学是一门建立在实验研究基础上的学科,也是一门实验科学。很多流体力学理论都是通过实验研究建立起来的,一些理论分析得出的结论也需要实验来证实,而实验又必须在理论分析所得出结论的指导下进行。因此实验是工程流体力学课程的必不可少部分,是非常重要的教学环节。它不但可以验证理论研究结果,同时,在帮助学生学好工程流体力学这门课程的基础上,培养学生进行科学探索、创新能力和独立工作重要环节。虽然目前大多数高校都把实验教学列为工程流体力学课程教学的一部分,贯穿于课程始终。但大多以验证性实验为主,实验教学方法单调,又有师资力量、实验课时和实验设备等多种因素的制约,学生实际可选择的范围很小,在很大程度上限制了学生独立思考、分析问题、解决问题的能力,不能很好实现工程流体力学实验教学的目的。因此,建立学生创新实践操作平台,在完成课程基础理论验证实验的基础上,结合不同专业学生知识体系和将要从事的领域,开设创新实验,以此来激发学生的学习兴趣,培养创新能力。
3 结束语
为提高工程流体力学课程的教学效果,可以通过利用先进的科研手段辅助教学来提高学生学习兴趣,采用传统教学与多媒体教学相结合方式进行“教”,通过学生创新实践来提高学生对知识的应用能力和创新能力。
注释
① 黄芬霞.石油工程专业流体力学课程的教学改革探讨与实践[J].考索・探微,2013.12(1):231-232.
② 陈晓珊,洪文鹏等.工程流体力学课程改革的思考[J].东北电力大学学报,2003.6(3):54-56.
篇5
关键词:教学目标;流体力学;理念
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)07-0199-02
一、引言
随着新信息技术的发展,高等院校课程的教学模式已从粉笔加黑板传统单一的授课方式进化为应用现代化教学设备如多媒体课件、微课、幻灯片等多元化的授课模式。现代化的教学手段使枯燥的理论知识、复杂的运行状态、难解的装置结构呈现在屏幕上,化解了问题难点,开阔了学生视野,拓展了学生思维,节省了授课时间,为更新内容创造了条件。本人作为教学一线教师,充分认识到有些课程,特别是专业基础课和专业课的概念抽象,理论晦涩难懂,学生产生了抵触情绪。经十余年教学经验总结,以流体力学课程为例提出采用现代化教育手段激发学生发散性思维从而达到提高学习兴趣的目的,在讲授过程中与实际应用紧密联系在一起,使学生达到举一反三、触类旁通,并通过课上提问、随堂测验、实验检测与期末考试来考核学生学习效果的理念。流体力学课程在教学过程中遵循“以人为本”的教育理念,充分发挥教师的主导作用和尊重学生的主体地位,根据学生特点精心做好教学设计方案;教学队伍成员教学思想活跃,积极开展教学改革和教学研究工作,承担校级教学研究课题,大大推动教学改革工作;课堂教学采用启发式教学方法,加强习题课、讨论课比重,注重学生能力培养等等。
流体力学课程是我校建筑环境与设备工程、给排水科学与工程、环境工程、热能动力工程等多个专业中核心专业基础课程之一,是其他专业的主要专业基础课程,在专业培养方案及整个教学体系中处于承上启下的重要位置。但由于该课程理论性较强,概念抽象,学生普遍缺乏对流体的感性认识,使流体力学课程历来被认为是教师难教、学生难学的课程之一。因此,需要在教学方法、内容及形式上做出改进,在此基础上本文提出了基于IAE(Interest,Apply,Exam)理念的教学模式。
二、学习的兴趣――Interest
流体力学学科既是基础学科,又是用途广泛的应用学科,它不但涵盖了经典理论而且与各类工程专业紧密结合。所以又可以称之为既古老又充满活力,不断发展的学科。在教学内容上我们科学地处理了“基础”与“前沿”、“经典”与“现代”、“理论”与“实际”的关系,建立了完善的培养方案和课程体系,流体力学课程体系可分为基本理论、基本应用与专门课题三大模块。对于这样一个课程如何提高学生学习兴趣,首先,从开课伊始便让学生对授课老师产生兴趣,继而对该课程产生兴趣。为此需老师通过丰富的阅历、发散性的思维、渊博的知识、新颖的教学方法等来吸引学生、激发其学习兴趣。课程内容固定,但教学方法是灵活的,结合实际生活、学科的前沿知识引导学生去提问、思考和探索。比如讲到流体的物理学性质――粘性,学生看到教材上枯燥的长篇理论,深奥的道理很可能兴趣全无,在讲授过程中将日常生活中常用的水与食用油作为切入点,对比两者粘性大小,引起学生好奇,达到活跃思维,激发创新的目的。另外,在高科技技g引领下,每个人都离不开智能手机,学生也不例外,甚至课堂上玩手机,既然离不开手机,索性将一些枯燥的理论制作成生动的视频,与学生共享,在枯燥的课堂上用现代的技术手段(微课或慕课)活跃气氛,激发学生学习的积极性。这样学生通过发散性的思维模式去理解抽象的概念往往会有意想不到的结果,进而将书本知识内容融会贯通、学以致用,即使是再枯燥的理论也会产生浓厚的兴趣。
三、实际的应用――Apply
当前流体力学课程的发展进入了一个崭新时期,分析手段更加先进,与其他学科的交叉渗透更加广泛深入,与实际工程联系更为紧密。为有效提高教学效果,更好地实现培养目标,经过多年的摸索,我校形成了能够理论联系实际,课内外结合,融知识传授、能力培养和素质教育于一体的显著教学效果组织形式,即理论课教学―实验实习―课程设计互动的综合教学模式。遵循了从实践中来到实践中去的原则,符合学生对知识从感性认识到理论学习再应用到实践的认识规律。这种教学内容的组织与安排模式各环节紧密衔接,理论与实践结合得更加紧密,使学生在学习知识时能够融会贯通,对培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力具有较好的效果,促进了学生综合素质的提高。该课程的基本应用是指应用流体力学的基本理论及相关方程求解与专业相关的典型工程流动问题,如孔口、管嘴及有压管路流动,以及气体射流流场特征与参数求解等。专门课题是指对流体力学领域中的一些典型或热点课题,如“流体减阻理论与方法”及“有压管中的水击现象”等给予生动形象的讲解。并将该课程应用到专业前言知识中去,比如海绵城市建设,智慧水务与智慧城市构建、水资源开发利用存在问题等,能够达到更好的教学效果。
四、考核的方式――Exam
学生考核的可靠性和可行性问题一直是我们探讨的问题。教学过程中全面考核学生的能力,主要方式有以下几种:
1.随堂测验与课后作业:流体力学知识点较多,每次课都需留3―4道习题练习,以便学生掌握巩固课堂所学内容,考核知识积累能力。教师通常批改一半作业,另外通过辅导答疑了解学生的学习情况,从而在课堂上有针对性地进行教学总结,提出存在的问题,研究解决办法,提出改进措施,教师对每个学生每次的作业都要有成绩记录。
2.实验考核:该考核可检测学生理论联系实际、分析问题的实践能力,实验指导教师对实验报告全批全改。学生完成作业和实验报告质量较高,教师对作业和实验报告的批改量≥70%,且有成绩记录。通过基础性实验教学加强学生对基本概念、理论的理解掌握,使学生掌握静压强、动压强、流量、水头损失等基本参数的测量方法及基本技能;通过综合性实验,培养学生对实际工程中涉及的流体力学问题进行实验研究的兴趣,使其在实验的安排与设计、仪表的选用、现象的观察、实验数据的处理、结果的分析及报告的撰写等方面均得到较好的训练,从而为学生创新能力和综合素质的培养创造条件。
3.期末考试:该环节主要考核学生综合分析和解决问题的能力。通常考试是检验学习效果的一个重要途径,但是我们要避免一考定最终成绩的现象,因这样有些同学会在考前死记硬背课本上的内容,或“临阵磨刀”,甚至“越磨越糟”,往往适得其反。多年来,流体力学一直使用试题库出题,考题难易适度,试卷内容包括基础知识与基本理论、分析计算能力、灵活应用知识,符合教学大纲要求,体现了教学过程中加强基础知识、基本理论及基本能力的教学思想。
4.总评成绩:综合以上几方面确定学生的最终成绩,即平时成绩、实验成绩与期末考试成绩的加权组合。实践证明此计分方法,既激发了学生的学习积极性,又全面考核了学生全学期的学习成绩。
除此以外,我们利用校园网络平台,建立流体力学网络辅助教学体系,在网上提供教学大纲、电子教案、教学日历、自我测试题、电子版流体力学题库、题解、学习指南、模拟试卷、多媒体课件、教学录像及网上答疑系统等,建设丰富的网络教学资源,给学生课后复习、自学、辅导和练习创造条件。
五、结语
本文提出的基于IAE理念的教学模式已在我校部分院系逐步发展,但仍处于探索阶段,为了提高教学质量,有效地实施高等院校的素质教育,培养创新型人才,我们应该随着时代的步伐,技术的革新不断地去调整教学模式与方法,更好地适应时代的发展。通过采用有效的教学方法、先进的教学手段和灵活的教学方式,使教学更加科学化、规范化、生动化和形象化,将所要讲授的内容与一系列问题相结合,启发学生思考和研究,鼓励学生提出问题,开展课堂讨论,鼓励学生大胆发表不同见解。有效地调动学生的学习积极性,使学生容易掌握重点和难点,所学知识能够连成线,穿成串,结成网,形成体,教学效果显著,同时培养了学生独立思考、创新意识和创造性思维能力。
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Fluid Mechanics Course Teaching Design
Based on Virtual Experiment Platform
GAO Junxia
(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Tangshan College, Tangshan, Hebei 063000)
Abstract Fluid mechanics courses for abstract concepts, theories and strong, fluid movement and the lack of student perceptions of the characteristics of the fluid dynamics of virtual experiment platform designed to integrate into the classroom session, with pictures, animations and other media means and application of knowledge engineering background to explain the point, explain the physical meaning of the concepts and formulas, and combine classroom teaching with virtual experiment teaching, not only preview to help students hydrodynamic theory and the basic operation of the experiment, but also makes the students' theoretical and experimental phenomena inherent in a more thorough understanding, further enhance the overall quality of students and so the effect is obvious.
Key words fluid mechanics; virtual experiment platform; teaching design; classroom teaching; experimental teaching
1 流体力学课程改革现状
由于流体力学概念抽象、理论性强,学生对流体运动又缺乏感性认识,流体力学课程历来被认为是学生难学、教师难教的课程之一。为了讲清概念、交代众多公式的来龙去脉、介绍丰富的工程背景和应用知识,流体力学授课需要大量课时,这与目前国内提倡的教学改革缩减理论授课课时相矛盾。不加强基础理论和工程应用知识难以提高教学质量,局促的课时除了教会学生做题、应付考试外没有多少时间讲解其他内容。如何更好地处理少课时与大教学量之间的矛盾,国内不少高校进行了此方面的改革,比如研制流体力学多媒体电子教案,加大网络教学资源等等弥补课时的不足。这些措施对于课堂教学帮助很大,但均无法替代实验教学,无法帮助学生更加深刻地理解理论、应用理论。而在实验教学中,实验教师的教学重点却是教学生如何操作仪器,如何记录处理数据,而不会关注于让学生知道为什么要“那么做”。因此课堂教学内容与实验教学内容之间缺乏有效的衔接与沟通,导致很多学生只知如何做实验,而不知为何做实验。
目前,关于虚拟实验室设计开发的案例也很多,但多数集中于研究如何使其更好地辅助实验教学,而对于将虚拟实验系统与课堂教学相结合进行教学设计的研究相对较少,唐山学院机械设计制造及其自动化专业流体传动课程组教师针对此种情况,开发了基于Flash的流体力学虚拟实验平台,并将之与课堂教学相结合,进行了基于虚拟实验平台的理论教学与虚拟实验教学相结合的教学设计与探索。
2 基于Flash的流体力学虚拟实验平台简介
用Flash做动画比较灵活,如表现运动机理、物理过程、动作分解等,也可编程。流体力学虚拟实验平台基于Flash语言而编制,主要是为建立一种创造和引导模拟实验的交互环节,通过与实验教学教师接洽,利用Flash将实验设备虚拟化,并用动画的手段将实验现象演示出来,学生根据需要选择实验项目。以“动量守恒实验”为例,在虚拟实验平台上运行该实验,界面如图1所示,既可以通过“原理”标签学习实验原理,同时还可以观测到动量守恒实验现象的动态演示。虚拟实验可以让学生熟悉实验流程、处理一些常见的难点问题。学生如果需要,也可以不厌其烦地反复练习,直至熟悉掌握实验操作技能。
3 教学设计与实践
教学的目的在于使学生真正掌握应知应会的内容,并且获得能力上的锻炼和提高。下面以唐山学院机械设计制造及其自动化专业流体力学课程教学为例,简介基于虚拟实验平台的流体力学课程教学设计。
3.1 基于虚拟实验的研讨式教学
首先教师带学生一起温习中学时的动量定理内容,而后提出疑问:当介质不再时固体,而是液体时,动量定理还适用吗?如何用?以启发式教学思想为基础,在教师的引导下启发学生积极主动地思考问题,并在同学之间、师生之间进行相互交流和互动式思考和学习,进而公式推导获得动量方程,而后利用流体力学虚拟实验平台演示动量守恒实验过程,请学生根据实验观察,讨论分析该实验的验证原理。这种将课堂教学与虚拟实验教学相结合的方式,不仅帮助学生进行了流体力学实验的预习,而且使得学生对实验现象和实验数据处理的理论理解得更加透彻深入,提高了学生的思维能力和对一些重要概念的理解力。
3.2 操作训练与思维训练相结合
沿程阻力损失的计算是流体力学课程的教学重点之一,而其中的沿程阻力系数的正确选择尤其关键,同时这里也涉及到一个很著名的实验:尼古拉兹实验。唐山学院机械设计制造及其自动化专业流体力学课程的理论授课教师和实验教师并不是同一人,该课程有6学时实验,其中一个实验为“沿程阻力系数测定实验”。在最终的实验操作考核中,理论授课教师通过观察学生 “沿程阻力系数测定实验” 实验操作过程,发现学生操作很熟练,记录数据整齐认真,并且很快地利用实验指导书中给出的层流状态下的计算公式算出了沿程阻力系数的数值,但其中存在一个问题被学生忽略了,即根据计算的结果核实是否真正是层流流动状态。如果阀门开度合理,大部分同学的结果应该是可信的,但是任何实验过程中,均无法排除一些其他人为因素。操作技能训练的同时,学生并未注意到分析并解决问题的严密性,思维训练未达到与操作训练同步。
将虚拟实验平台引入课堂教学后,授课教师在学生们完成此实验项目后,再次在课堂上演示实验过程,并将两组往届学生的实验考核记录数据(一组数据正常,一组异常)以及得出的沿程阻力系数结果记录在黑板上,教师提出质疑,即该实验能否反映Re与尼古拉兹实验曲线的内在联系?因是小班授课(共28名学生),将全班学生分成7个小组,在讨论中,学生反复研究教材内容,推敲实验数据,最后几乎每个小组都得出了较全面的结论。此种方式的开展,比填鸭式的反复做题强化训练得到的学习效果好很多。
如果授课教师在教学设计中能够充分利用虚拟实验平台,则教学效果可大大提高,学生收效显著。
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关键词:习题教学;教学模式;呈现交流
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)4-0047-4
由江苏省中小学教研室主办的“教学新时空”高中物理“名师课堂”近期推出了“思维呈现下的物理习题课”系列研究课例。我校承担了主题为 “呈现问题思维、在反思中自我纠错”的习题课研究;“动能定理的综合应用”就是围绕本次活动的研讨主题而设计的,含有我们对物理习题课教学研究的初步成果,也带着需要进一步解决的问题。主要是:如何更新教师的一些关于习题课的教学理念,从而突破现在常用的教学形式;根据习题课的特点,让学生参与习题课,发挥其主体作用,全面提高学生的思维素养。
本文回顾、反思本次研究过程,简述了习题课教学需要构建的新的教学模式,探讨了新模式的特点及再思考。
1 当前教师对物理习题课有什么样的认识?
有什么样的教学理念,就会有什么样的课堂教学形式。调查中笔者发现,教师对习题课的认识有很大的区别,主要存在两种比较对立的观点。
1.1 认为习题课教学很轻松,也很简单
主要理由有三点:(1)习题课就是帮助学生提高解题能力,教师只要把如何解题的方法和技巧说清楚,就能轻松完成教学目标;(2)习题课中教师可以根据自己对习题的理解进行拓展和变式,提升习题的作用,帮助学生提高能力,可以轻松实现一题多解和一题多变,强化习题教学的功能;(3)习题课可以弥补学生学习中存在的知识盲点,只要通过一定量的物理习题训练,就能全面掌握物理知识,同时也能轻松应对各种考试。
1.2 认为习题课教学很困难、也很复杂
主要理由也有三点:(1)习题课就是解决学生思维上存在的问题,教师讲解时要分析学生的思维有什么问题,但这一点不易做到;(2)习题课中学生常常会有一些问题思维暴露出来,但暴露出来的未必具有代表性,应该如何讲、讲到什么程度不易把握;(3)习题课通过一定量的练习可以达到应对各种考试的功能,但新情景、新题型常常成为学生的主要失分点,如何培养学生处理新情景、新题型的能力依靠大量做题是实现不了的。
分析形成两种观点的原因主要有:(1)教学的观念是关注教师的教还是关注学生的学;(2)教学的重点是关注解题结果还是关注思维过程;(3)教学的策略是关注经验传授还是关注引导思考。
基于对习题课教学的认识,很多教师的教学观在本质上都是 “我教你”,教学方式大多会采用“你跟好”。这种教学方式的习题课,教学容量大,教师容易控制,传授的经验也比较丰富,但学生的思维能力尤其是处理新情景、新题型的能力没能得到很好的提高。因此,当前的物理习题课教学,需要有能真正使学生参与,并根据学生的所思、所想、所得、所疑给予实际帮助的教学方式。
2 如何让学生在习题课中发挥主体作用
习题课是学生根据已有经验,运用所学知识解决实际问题,并促成理解、培养能力的课型,具备学生自主活动的条件,也能达成活动目标,让学生自主学习是可行的,也是必要的。当然,学生的活动达不到全面、深刻的理解,需要教师根据学生活动中的动态生成,在活动后给予帮助。因此,对于习题课,教学观应该是“你来学”,采用的教学方式应该是“我帮你”。
基于习题课的特点,让学生真正参与课堂,发挥主体作用,教师以“问题解决”为主线,提出了“学生先行、呈现交流、教师断后”的教学模式,希望在习题课上增加“学”的成分,以充实习题课的教学。
2.1 以“问题解决”为主线
物理习题课的目标是促进学生对物理概念、律的理解和运用,促成知识的结构化、系统化和模块化,促成重点、难点的有效突破,促成技能、正确思想方法的形成并提高学生解决实际问题的能力。
对以“问题解决”为主线的习题课,教师的作用首先体现在“问题”的选择上。问题如何选?应立足于通识、通性,旨在唤醒学生已有的知识和方法,并能引发物理思维活动。因此,高三复习课“动能定理的综合应用”主要选择了两类问题:一类是用动能定理解决变力做功问题;一类用动能定理解决多过程问题。本文以其中两个问题为例加以阐述。
问题1 一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,此时绳与竖直方向的偏角为θ,如图1所示,则拉力F所做的功是多少?
设计意图:让学生利用所学知识与方法自行解决,在呈现交流中自评、互评,提高审题能力,师生共同归纳出恒力做功和变力做功的一般方法及依据。
问题2 (改编自2015年江苏高考)如图2所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。 圆环从A 处由静止开始下滑,经过B 处的速度最大,到达C 处的速度为零,AC =h。 圆环在C 处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。 求:
(1)圆环下滑过程中克服摩擦力做的功;
(2)求圆环在C 处时弹簧的弹性势能;
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关键词 高中历史;预设;情境;学生;生成
教学是有意义的构建搞活动,有一定的流程,同时也具有科学性和策略性,在特定的时间通过引导学生自主探究、合作交流最终完成教学目标,满足学生个体发展的需要。那么对于高中历史教学而言,有着怎样的流程?又要注意哪些具体的策略呢?本文就该话题进行探讨。
一、教学流程概括
新课程指出教学是一个开放的过程,不过在有限的时间内如何做到既开放又有效果呢?笔者认为必须以学生为主体,引导其从课前到课堂学习再到课后经历如下图所示的几个思维过程,最终习得知识,发展能力,提升情感。
二、课前环节的实施策略——弹性预设
为什么要预设?
教学活动是有计划、有目的的活动,对于高中历史教学亦不能外,凡事预则立,不预则废,课堂时间宝贵,没有预设,课堂教学便犹如一盘散沙,学生找不到探究的重点与方向。
为什么要弹性预设?
弹性预设意味着预设的目的在于促进生成,由于学生的个体发展存在未知性,所以我们在预设问题时要结合学生的具体实际来预设,预设要具有选择性、多样性,没有选择不是新课程,是灌输!弹性预设给学生提供的是较为开放、灵活的问题,旨在学生能够在课堂上更好地发展。
预设的立足点在哪里?
课堂教学的预设不是漫无目的的,也应该有所依据,课标、教材、学情是进行目标、内容预设的立足点,结合学生的个体差异从三维教学目标的要求出发,分层次预设,思考预设点上学生知识的生成度,同时预设学生可能到达的位置与方向。
三、课中环节的实施策略
1.情境创设,促进学生注意力的集中
学生的学习离不开特定的学习情境,笔者认为对于当前的高中历史教学,必须注重历史情境创设的多元化,领引学生走近历史事件,发挥主动性参与到问题的探究中来,并在问题探究中培养实事求是的科学态度,保持较为持久的课堂注意力,提高学习的实际效果。
历史学科有其特殊性,史实具有唯一性和不可重复性,发生过的历史事件无法重现,所以历史知识与学生的现实生活存有一定的距离,我们借助于情景的创设目的在于拉近历史与学生的距离,一个相对真实的历史情境,给学生带来“穿越”的感觉,置身其中,有一种历史剧编辑的真实感受,继而激发其内在的学习动机和潜能。
我们在实施教学的过程中,哪些元素可以用于创设历史情境呢?
(1)语言描绘,或提供史料,或根据史实虚拟构建出情境;(2)借助于问题,将历史事件隐喻在问题之中,构建探究情境;(3)通过声像、实物、图画展现当时的历史情境;(4)和学生联系生活的变迁与发展,或从角色扮演的角度来模拟情境,历史情境的多元化创设要围绕教学内容,集中体现出历史味,同时要能彰显教与学的智慧。
2.合作学习
“限时讲授、合作学习、踊跃展示”是我市新课程改革最具特色的十二字方针,在高中历史课堂教学中也应注重合作学习,我在课堂教学组织中,将合作学习分为自主探究、合作交流两大块。
从根本上来看,我们中学历史学科教学的课程目标在于引导学生借助于学习历史来认识现在的生存环境,不是为了了解过去,而是立足于现在,旨在开拓未来,不仅仅是为了学习历史专业知识,更重要的是提高自我生存的智慧。为此,核心目标在于学生的发展和适应力的提升,所以教学不可灌输,而应该鼓励学生自主探究。
例如,在学生学习了一定阶段的历史知识后,为了让学生认识历史,放眼未来,笔者提出了一个思考题,让学生自主探究:“外国列强为什么要发动侵略战争?”
人人向往和平,为什么要战争呢?这是我们要思考的问题,因为在没有远虑必有近忧,没有防患意识和增强国防的意识,说不定还会挨打,学生为了解释这个问题会从历次战争的影响和形成角度出发对战争进行思考,而战争的结果是签订了一系列不平等条约,继而意识到战争让中国逐渐地沦为半殖民地、半封建状态,逐渐意识到历次的战争源于我国的落后,是商品经济与自然经济冲击,工业文明与农业文明碰撞,资本主义发展冲击封建主义的必然,也让我们更多地意识到落后必然在战争中处于挨打的地位,通过一系列自主探究,不仅仅了解了历史,还有助于学生全球史观和文本史观的构建。
3.质疑启思
历史是一门人文情怀与理性思考并存的学科,每个人对历史的认识都是不一样的,多元化的历史认识呼唤我们的学生要有批判性思维和质疑的态度,我们在课堂上,引导学生交流讨论时,要尊重学生的异性思维,要给学生的质疑提供平台,在批判和质疑中完成思想碰撞、知识连接和新知生成。
四、课堂与课外的衔接——感悟延伸
篇9
[关键词]高职院校;物流信息管理;教学效果
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.18.173
[中图分类号]F252-4;G712.4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)18-0-02
物流信息管理是基于物流产业对信息系统的应用和分析设置的一门课程,也是高职物流管理专业的一门核心课程。通过学习,使学生掌握物流信息管理方面的知识和技能,让学生了解物流信息系统开发的过程,能够使用主要物流信息技术与设备,具备物流管理信息系统初始化、操作和日常维护能力,培养学生自主学习和分析解决问题的能力,为学生顶岗实习夯实基础。
1 当前高职院校物流信息管理课程教学存在的问题
传统的物流信息管理课程教学主要存在以下问题:一是课程内容只注重物流信息技术和物流信息系统的理论介绍,而没有重视其在物流管理中的应用,脱离实际,不符合高职院校培养应用技能型人才的要求;二是课程教材与教学内容更新较慢,教学内容的前沿性和创新性不足;三是教学方式简单,尤其是实训环节,仍以教师讲为主,学生只会照搬照抄,缺乏独立思考和分析,不利于培养学生的自主学习能力;四是实践教学环节薄弱,缺少专门的物流信息系统操作实训室及相关教学软件,不利于培训学生的实际操作能力。
因此,如何引起学生重视、激发学生学习兴趣,如何在教学中提高高职物流信息管理课程教学效果、体现高职院校物流管理专业的教学特色,如何培养学生的综合素质和创新能力,真正突显出这门课程在物流管理课程体系中的重要性,对于培养适合时代要求的现代物流人才十分必要。笔者通过这几年的课程改革与教学实践,认真思考,就如何提高物流信息管理课程教学效果浅谈几点看法。
2 高职院校提高物流信息管理课程教学效果的建议
2.1 从企业实际需求出发确定课程教学目标
培养高素质技能型物流管理人才是高职院校物流管理专业的培养目标。而物流信息管理本身又是一门理论与实践并重的课程,理论性、技术性内容较多,对于高职院校学生来说比较抽象、难学,加上目前高职院校学生知识结构不完善、学习方法不科学等诸多不利因素,使得物流信息管理教学难度加大,学生缺乏学习兴趣,达不到理想的教学效果。
因此,在设计高职院校物流信息管理教学目标时,应紧密对接物流企业对物流信息技术人才的知识能力与素质要求,不再强调传统教学目标中一些理论性过强、应用率不高的内容。若按照企业管理层次划分高职学生就业岗位,他们处于执行层;若按照在信息系统的层次划分,他们处于运行控制和业务处理层(见图1)。
作为这一层级的员工,在学生阶段除应掌握基本的信息技术应用和操作,如办公软件、物流信息系统等软件的使用以及条码设备等硬件的使用外,还应具备一定的综合素质和认知能力。通过以上分析,确定物流信息管理课程的具体教学目标如下。
首先,知识目标:
①了解物流信息化发展情况及相关基本概念。
②理解信息系统开发和信息平台搭建的过程及原理。
③熟悉各物流信息技术的应用及原理。
④熟练掌握物流信息系统的结构和操作规程。
⑤掌握物流信息安全管理的内容。
其次,能力目标:
①能够快速适应物流信息化发展。
②能够组织物流信息系统开发。
③能够熟练使用各种先进的物流信息技术。
④能够熟练操作物流信息系统。
⑤能够构建物流信息安全体系,重视物流信息管理的安全性问题。
最后,素质目标:
①培养学生团队合作的意识。
②培养学生友善沟通的作风。
③培养学生诚信处事的态度。
④培养学生爱岗敬业的精神。
⑤培养学生踏实肯干的品质。
2.2 结合具体工作岗位职责开发课程标准
2.2.1 课程标准设计理念
物流信息管理应打破传统学科课程模式,以黄炎培提出的“手脑并用,教学合一”的观点为基本指导思想进行课程设计,即:以提高学生职业能力为课程目标,以校企合作为平台共同开发课程,以企业真实工作任务作驱动,以学生为主体,多种教学方法并用组织课程教学实施,用职业技能比赛促进学生实践技能的提高,充分体现培养学生综合职业素养的育人理念。
2.2.2 课程标准设计思路
首先,聘请物流行业企业专家、物流基层管理技术人员和物流专业优秀毕业生与物流管理专业专职教师共同组建课程开发团队。
其次,深入企业进行调研,以物流信息岗位需求为导向,结合物流企业生产实际,分析不同类型行业、企业对物流信息管理人才需求的层次、工作岗位职责、标准、能力以及职业素质的要求,然后由校企双方合作确定该门课程的知识、能力、素质目标及教学内容和课程体系。
最后,依据物流行业各职业岗位的职责和标准,结合职业资格考试的相关内容,设计制定物流信息管理课程更具科学性、操作性和规范性的课程标准,其中包括课程目标、课程任务、课程内容、学习情境、教学模式、评价方法、教学建议等内容(见图2)。
2.3 按照物流信息作业的基本顺序设计课程内容
其教学内容主要包括以下几个方面。
物流信息识别与采集:运用条码技术、射频技术学会采集货物信息。
物流主要信息技术应用:运用企业的仓储和运输等管理信息系统以及数据库、物流信息分类编码等技术对采集的数据进行加工;运用EDI技术、EOS技术进行物流信息的传递;运用GPS技术、GIS技术对物流信息进行动态跟踪与定位。
物流主要业务环节信息管理:运用所学物流信息技术及方法对包括仓储、运输、配送在内的物流主要业务环节进行信息管理。
物流信息系统开发与安全管理:物流信息系统的开发及安全管理。
2.4 采用“教、学、做”一体化的课程教学模式
高等职业教育培养的是高技能实用型的专业人才,理论联系实际,学以致用是其最大的特点。而当前高职物流信息管理课程大多采用传统教室教学与上机实训交替进行的教学模式,即:实训和理论是在两个不同的空间和时间完成的。上机实训时,理论基础不扎实的学生可能会由于不熟悉理论知识而盲目操作;而对于理论扎实的学生,则可能在短时间内就能完成实训内容,大部分课堂时间又被浪费。
因此,结合高职物流专业物流信息管理课程特点,我们采用“教、学、做一体化”教学模式:在理论课程的教学环节中,融入实践教学内容,而基本理论的讲解则主要是服务于实验和实践,最终目标是提高学生信息处理和技术运用的能力。该课程针对每一学习情景,结合实际需要,采用“课堂内深化理论知识+校内模拟实践操作+校外参观演示认知及顶岗实习”的课程教学模式,实现“教、学、做”一体化,将学生从原来被动的学习转化为主动学习,突出学生的主体作用,彻底改变教与学分离的现象。具体做法如下。
首先,课堂内通过教师讲解、学生自学拓展、动手体会理解的方式实现理论知识的深化。其次,校内模拟实践操作充分利用校内物流信息实训基地,让学生在模拟环境下接触使用各物流信息技术,操作物流信息管理系统,掌握物流信息管理工作流程。最后,在校外通过参观认知真实作业环境,使学生先具有感性认识,在校外企业进行顶岗实习,在真实环境下运用所学知识,解决实际问题,提升学生职业能力,加强学生就业适应能力。
2.5 灵活运用多种先进的教学技术和教学方法
根据课程内容和学生特点,灵活运用各种教学方法,引导学生积极思考、乐于实践,提高教学效果。在采用各教学方法时,建议将学生分组,以组为单位完成各项任务,但同时也要突出个人自我分析和解决问题的能力。
2.5.1 引导文教学法
在布置某项任务时需要让学生掌握必备知识时,采用引导文教学法。教师可先根据知识点设计引导文,在引导文中提出问题即任务,并讲明任务要求和能力要求,然后按资讯、计划、决策、实施、检查和评估6个步骤引导学生自学,最后教师负责解答学生的疑问(见图3)。
2.5.2 模拟实践教学法
在进行物流管理信息系统综合操作时,采用模拟实践教学法。模拟实际情境,将每组学生分角色,按角色完成岗位任务,看哪一组完成的又快又好。在介绍各物流信息技术操作使用时,采用模拟演示法,充分利用实训室的仪器设备、录像、PPT等教学设备进行模拟演示,观看演示后让学生自己操作。演示时不仅对各物流信息技术进行操作演示,还要讲解其工作原理,加深学生对物流信息技术的理解。
2.6 采用多元评价和过程考核和结果考核相结合的考核方式,调动学习积极性
该课程考核分四部分:一是平时学习表现占10%,根据学生在学习过程中的表现进行成绩评定,主要根据学生的学习态度和参与积极性高低;二是平时作业占10%,根据课程教学安排和学习测评的要求,规定学生必须按时完成相应的任务和作业,按完成情况考评;三是理论知识测试占30%,利用网上教学资源,进行自主学习,并自行进行网上测试,主要考核学生对理论知识的掌握和自学能力;四是课堂实践操作技能考核占50%,主要考核学生的实际操作能力及实际解决问题的能力。
3 结 语
高职院校物流信息管理课程在教学过程中要努力将理论知识学习和实践应用合二为一,并尽量运用多种教学方法和教学手段来调动学生参与积极性,才能达到提高课程教学效果的目的。
主要参考文献
篇10
关键词:工程流体力学;教学改革;第一次课
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)24-0218-02
工程流体力学课程在我校这一工科院校中,长期以来,本科生在未学习之前,已经从他人那里了解到,这门课很难,不好学,不好过关。学生认为流体力学难学的后果,直接反映在多年来很少有人、甚至无人报考我校工科流体力学方向的硕士和博士,致使我校工程流体力学方向后续人才短缺,学科建设出现重重困难。那么作者希望学生在学习这门课程的过程中,是轻松、主动而有兴趣地去学习。为了帮助学生克服畏难情绪,对工程流体力学课程学习产生兴趣,轻松学好这门课,作者在十几年的教学过程当中,积累了一些经验。开好头,为课程打好良好的第一印象非常关键,所以作者非常重视第一次课的讲授内容,以增强学生学习信心和培养学习兴趣为主要目的,为顺利完成该课程的学习奠定基础。
一、第一次课的教学内容
在第一次课,首先自我介绍,然后点名相互认识,留下联系方式,介绍教材和参考书,授课的章节和学时安排等常规内容外,讲授内容主要分为两大块:(1)上课要求;(2)绪论。
1.上课要求。上课要求主要包括课程学习目的和意义、出席和上课纪律要求、作业和实验报告要求、考核方法等内容。①学习目的和意义。学习目的和意义按照大纲要求,掌握流体力学的基本知识,及其解决问题的基本方法和基本实验技能。强调“基本”的含义,因为是首次接触本课程,系统介绍流体力学知识,对大家的要求是“基本”的,同时也强调仅这些即将学的基本知识也能够解决一些工程应用的问题,并简单举例。②出席和上课纪律要求。出席和上课纪律应该遵守学校规定,但是考虑到学生个体的不同。所以有必要让学生清楚什么样的行为是被接受的、允许的,不要出现行为困难的问题。③作业和实验报告要求。作业和实验报告会出现抄袭现象,回避是没有用的,所以上课时直接指出来,希望将抄袭现象弱化。指出要借鉴,而不是抄袭。这样大大降低了学生不经过理解地抄袭作业现象。④考核方法。将考核方式明确地告诉学生,是平时成绩和课程结束后的闭卷考试成绩各占一定比例,综合评出成绩。并计算出考核通过的最低考试成绩。同时强调不存在不通过比例。这样可以避免两种不良现象发生,一是学生会盲目认为很难学,不能过关而放弃学习,二是成绩差的学生会因为排名总在后面,而放弃学习。
2.绪论。绪论主要包括工程流体力学研究内容、课程特点、研究方法、解题步骤、学习方法和大学生认知阶段,等等方面。重点讲前三点涉及的内容。①流体力学研究内容。讲述工程流体力学研究内容首先展开讲解的是研究对象为流体,此时虽然没有讲流体的定义,但是还是提出请学生举例哪些物质是流体?让学生从最简单的问题开始流体力学知识的学习。学生说对了予以肯定。学生会将多相流和塑性物质列进来,也要说清楚与本课程所学流体的区别和联系,并将学生想不到的流体补充出来,还告诉学生目前最新研究方向在处理流固相互作用时有提出将固体处理为特殊流体,以简化流固交界面的处理;还有已有研究表明固体颗粒的高速运动遵循流体力学规律,以及当车流量和人流量很大时,被称为交通流,犹如流体流动一样,那么在后续课程讲解中可将高密度、大流量的人群流动现象用来形象化的阐述流体的运动规律,帮助学生理解抽象的流体运动规律,使问题直观。还需要指出,最常见的流体是空气和水,人类无时无刻不处于空气和水当中,提醒学生在学习的过程中,可以将所学知识放到自己熟悉的环境中去理解,比如池塘或小河中的水、教室里的空气,等等。将理论知识与生活结合起来,既能帮助理解所学知识,又能将知识应用起来,提高学习兴趣。②流体力学课程特点。流体力学课程的特点主要讲三点,一是一门技术(专业)基础性课程;二是用场的观点研究问题;三是概念多、公式多。它是一门专业基础课,从实践中抽象出来,再应用到实践中去;所以课程知识可用于解决工程实际问题。用场的观点研究问题。首先提问,说到“场”大家会想到什么?有的同学很高端大气上档次地回答重力场、电场、磁场,那我继续问还有呢?有的学生开玩笑说操场,好像在说操场不够档次、不够科学。而我肯定“操场”,因为是相同的“场”字嘛,而且还有工场、商场、广场等。然后引导学生思考,既然用相同的“场”字,其中必有共同点,它是什么?学生想出来了,是某某占据的空间。以此类推,流体占据的空间就是“流场”,概念很容易就被理解了。同时还让学生意识到科学不是高不可攀的,做科学时不要端起架子,它是很贴近生活的。流场的概念出来了,但是其空间的大小呢?这个问题也必须解释清楚。首先提出两个问题让学生思考:海洋是海水占据的空间,是一个流场吗?大气层是空气占据的空间,是一个流场吗?其实流场的大小与我们要研究的空间范围有关。比如,我们现在想知道教室内空气的温度分布,那么要分析的流场就是教室内空气占据的空间;如果要预报中国天气,那么中国上空的大气层或者更大范围就是要研究的流场;如果想了解南海海洋环流、潮汐流动等,南海海水占据的空间就是要求解的流场。将抽象概念与实际结合,在易于理解的同时,引起学习兴趣。在此基础上,进一步与物理量场联系起来,流场中的物理量,比如速度,是时间和空间函数,被称为速度场,还有压力场,等等。场是具有连续无穷维自由度的系统,那么流场的速度场、压力场,等等具有连续性,与第一章中连续介质假设内容一致,在这里提到,为后面学习埋下伏笔。概念多、公式多的原因是因为在以前的学习过程中鲜有接触与流体力学有关的知识,导致大量的专业术语集中出现。但是这些概念、公式并不是全新的。比如流体质点的概念与以前物理中所学的质点概念是很一致的;多的公式其实是质量守恒定律、牛顿定律、能量守恒定律、动量定理,等等在流体力学中的表达形式,比如连续性方程是质量守恒定律的表达形式,伯努利方程与能量守恒定律相吻合,欧拉方程、Navier-Stokes方程是牛顿运动定律的表现形式,动量方程是动量定理的表达,把要学到的主要方程名称在此叙述一遍,目的是让学生有个初步接触,为后续学习打下铺垫。③流体力学研究方法。流体力学研究方法主要有三种:解析方法、实验方法和数值计算方法。本课程主要介绍解析方法,有一章是专门介绍实验研究方法的,而数值计算方法本课程几乎不涉及,由计算流体力学讲解。并强调,求解的基本方程是连续性方程、欧拉方程或Navier-Stokes方程,那么为什么基本方程一样,可以求解出各种不同的流动?于是提出边界条件和初始条件的概念,使边界条件和初始条件的重要性一目了然;也为后续学习打下基础,并引起学生的兴趣和重视。
二、结论与展望
通过第一次课,使学生对整个课程的要求、特点、内容有一个整体了解,做到心中有数,克服不良情绪,从不同方面让学生做好学习的心理准备。第一次课,如果是一个良好开端,并为后续学习做了大量铺垫,使学生获得了自信,并激发了其学习的兴趣,学生后面的学习将会顺利很多。工程流体力学是大部分工程专业的重要基础课程,作者希望学生灵活掌握流体力学知识,并能够在工作中活学活用。
参考文献:
[1]许维德.流体力学[M].北京:国防工业出版社,1979.
[2]张也影.流体力学[M].北京:高等教育出版社,1999.