热学实验总结范文

时间:2024-01-19 17:50:38

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热学实验总结

篇1

关键词:传热学;教学内容;教学方法;考试手段;教学改革

作者简介:章学来(1964-),男,浙江海宁人,上海海事大学商船学院,教授,博士生导师;徐蔚雯(1991-),女,上海人,上海海事大学商船学院硕士研究生。(上海 201306)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0099-02

“传热学”是研究物体内部或物体与物体之间由温度差引起热量传递过程的学科。“传热学”在热能与动力工程专业中有着举足轻重的地位,它一直作为能源动力类专业研究生考试的必考课程之一。因此,如何搞好“传热学”教学,使学生深入理解传热学知识,是必须重要解决的问题。

一、“传热学”课程的教学现状

近几年本专业课程考试通过率从89%下降到85%左右,大部分学生集中在65~75分数段,高分较少,专业平均分下降3~5分,教学成果不尽理想,而造成这个结果的原因是什么呢?

一方面,由于大学生本科扩招,导致学生平均素质下降,以往的教学方式已无法完全满足当今教学基本要求。另一方面,“传热学”一向“难教难学”。一是课程内容较为分散,缺乏很好连贯性,使学生不容易横向理解;二是图表、经验公式以及半经验公式较多;三是一部分理论与概念较为抽象深奥,学生理解普遍存在困难;四是课程课时少,54课时不足以将内容完全讲解,因而同学无法很好地吸收知识。

根据以上教学困难,课程组决定从教学内容、教学方法以及考试手段等方面进行教学改革,以期改善教学成果,提高学生学习质量。

二、教学内容的改革

教学最主要的是教学内容。现在传热学发展十分迅速,而其教学内容相对滞后,这就要求教师在课堂增加一些传热学前沿内容,拓展学生视野。同时根据教学情况,适时对教学内容进行调整。

1.注重对流传热及其实际应用

考虑到上海海事大学(以下简称“我校”)热能与动力工程专业学生毕业后主要从事于制冷及其相关行业,课程将加大对流传热的讲解力度,并在课后作业与考试中引入其实际应用题,加深对该知识点的掌握程度。教师自行批改作业,并根据作业情况了解学生学习情况。在下节课堂中,教师将详细讲解学生错误题目以及题目要点,并且扩展题目类型以及应用实例。

2.注意本课程承上启下的作用

教师讲解知识要点,必须与专业的培养计划联系在一起,旁征学生已经学过的科目知识来帮助学生理解学习要点,博引学生即将学习的科目概念来印证课程内容。例如将锅炉作为导热实例,回顾锅炉知识,切实印证导热作用;将对流传热与流体力学联系,方便于学生理解对流传热中流体的运动;将辐射传热与热管相结合,为之后换热器课程的学习做铺垫。该措施已实行了2届,皆取得了较为良好的效果,增强了同学专业的连贯性以及对专业知识的融合运用能力。

3.运用双语教学,加强学生的专业英语

基于学生现阶段的平均水平,教师在绪论、应用以及简单概念的讲述时通过自编英语讲义、英语板书以及双语口述实行双语教学,并在考试时酌情添加一些英语题目检验学生的学习成果。该措施已试点3届,取得了一些成效。自编讲义不仅能够减少学生阅读专业英语的难度,更能较好地引导学生学习的进度,达到循序渐进的效果。此外,在平日里的讲课与课后作业中,教师也将增加关键词与专业术语的英语讲解,进一步增强学生的专业英语水平,使学生能够运用英语这种国际学术语言进行思考,在以后的工作和学习中更有效地掌握国际上传热传质领域中的最新专业知识和专业技能。同样,教师在阅读英文教材、编写英文教案的过程中也将受益匪浅,不仅可以使教师了解国内外最新的教学动态与科研成果,而且还将提高教师的教学能力和专业水平,真正做到“教学相长”。[1]

4.增加热管等专题

在完成课程教学但还未考试时,教师通过创新基地将给学生讲授热管等专题。在介绍热管的原理以及相关应用后,要求学生完成特定条件下求取热管周围特定温度点温度变化的程序编制。这个举措既使学生熟悉编程语言以及计算机相关软件的使用方法,而且也通过热管这个当今十分普遍的应用实例巩固了学生对“传热学”知识的理解与运用,大大有利于学生在日后工作中适应现代工程的发展要求。[2]

三、教学方法的发展

现今的大学教学中,“传热学”的教学内容基本相差不大,而学校与学校之间的教学成果却大相径庭,而造成这个结果的最重要原因之一则是各校教学方法的不同。

1.课前提问回顾,课后作业预习

课程教师通过每次上课前随意对学生的提问来帮助学生回顾上次课的主要内容,同时检验学生对上次课知识的掌握程度,起到查缺补漏的作用;通过每次课后布置2~3道预习作业来要求学生自主学习之后的课程,以加强听课效果。该措施已尝试多年,取得了较好的教学成果。它可很好地将“传热学”课程串联起来,解决了课程内容较为分散、缺乏连贯性等问题,并通过课前提问的总结以及预习问题的解答,理清了学生及教师的思路,增强了学生对离散知识的概括总结能力,提高了学生的学习质量。

2.学生自主备课,上台讲解

对一些重要的理解难点,教师会根据教学进度,酌情要求学生自学难点并且自备教案。之后,教师将在课上随机挑选学生上台演讲,并查缺补漏总结难点内容。通过自学―教授―补充不仅可以激发学生学习的兴趣,提高学生自我学习、总结归纳以及口头表达的能力,还可活跃课堂气氛,使学生的思维始终处于兴奋状态,间接提高学生学习的质量。[2]

3.学生自行设计实验方案,实践中完善方案

在54课时中有6课时用于“传热学”相关课程实验。教师在实验前讲解实验要求、基本原理以及提供的设备后,要求学生自行设计实验方案以达到实验目的。实验时,学生按照自己设计的实验方案操作,并且通过实验发现问题、解决问题,修改实验方案,最终提出一套正确、可行、完整的实验方案。在设计实验方案的过程中,学生可以查询各种资料,与同学讨论或是询问求教于导师。而教师在实验期间维护学生安全,解答学生的各种问题,并在实验最后总结归纳实验精髓。通过此举培养学生独立设计一套完整实验方案的能力,以及主动发现问题、动手解决问题的能力。

四、考试手段的调整

众所周知,考试是目前检验学生学习效果的最有效手段,同时它也对学生的学习态度和学习方法起着引导作用。因而,根据学生学习状况选择合适的考试手段则成为每个教师必须严阵以待的一个重要问题。

1.传统考试的形式及其优缺点

传统的考试形式一般有闭卷和开卷两种。

一般课程平日里都采用闭卷考试,这也是应用最为广泛的一种考试。闭卷考试有着鲜明的优点:一是学生通过考前背诵与复习,能够熟练掌握本课程的基本概念以及基础知识;二是学生不会心存侥幸,为了通过考试,考试前必定会做一定程度的复习;三是考试监考比较方便,能够通过比较简单的手段杜绝学生的作弊现象。但是凡事无完美,闭卷考试也有其不可避免的劣势。由于“传热学”课程图表、经验公式以及半经验公式较多,这些公式与参考资料所需数量庞大无法在试卷中一一列出,而学生又无法全部背出且也无这个必要,所以试卷的出题范围就受到了很大的限制,为了规避这些参考资料,所出试题难度较低,不能客观地衡量学生真实的学习状况。

第二种考试手段就是开卷考试,这也是教学上比较常用的一种考试形式。开卷考试的优缺点正好与闭卷相反。开卷考试能列出一部分公式与参考资料,减轻学生的复习压力,使学生有更多的时间与精力去理解知识难点,增添学习的深度与广度。但是在开卷考试中,教师无法很好地监控学生的考试情况,很难做到杜绝作弊现象的发生。同时,学生一旦在考试中被允许翻开书本,就会忽视考前复习的重要性,对基本概念以及基础知识的掌握就缺乏稳固,并且在考试中如果遇到问题,学生不会首先自行思考解决,而是通过翻阅书本来寻求答案。[3]

2.“1+1”考试手段及其优缺点

所谓“1+1”考试就是闭卷考试加“一页纸”的考试,“一页纸”是指允许学生将印有学院考试专用图章的纸带入考场,这张纸上允许学生记录自己认为对答卷有帮助的任何内容,如公式、解题方法或重要结论等。[3]一是通过一页纸资料的整理,学生拥有了一个“传热学”课程,归纳重要知识点的过程,这不仅仅培养了学生的概括总结能力,更加深了学生对本课程知识的理解与运用;二是一页纸资料的参考,可以很大程度地避免公式与参考资料的背诵,使学生免于无用功的困扰;三是一页纸篇幅有限,只能誊抄有限的知识要点,因而出题依旧保留很大的余地,解决了开卷范围过广 ,出题偏怪偏难的问题。同时学生在考试时无法完全依靠这张纸,所以依旧会重视考前知识点的复习,相信一张纸最后也将只是一个心理安慰。

但是“1+1”考试手段并非毫无缺点,它依旧有着需要继续研究与探讨的部分。一页纸的篇幅大小决定着考试开卷范围的大小,如果篇幅过小,则无法涵盖所需公式与参考资料,引起学生精力及时间的浪费;如果篇幅过大,则限制了考试的出题范围,考试将无法全面客观地检测学生的学习水平。

3.“开卷加闭卷”考试形式

目前课程运用的是开卷加闭卷的形式,对两种考试取长补短,既兼顾了公式以及参考资料的查阅便利性,拓宽了教师的出题范围,又考察了学生基本概念以及基础知识的掌握程度,督促学生必须重视考前复习。根据近几届的试验情况,笔者发现由于开卷考试的开卷范围过广,使开卷试卷的考试难度大大降低,如果提高出题难度,又不免出题偏于难题与怪题,违背了考查学生学习质量的初衷。

五、总结

“传热学”是一门十分重要的专业基础课,希望通过上述改革能给“传热学”的教学带来一丝新的气息,帮助学生更好地掌握“传热学”的基本理论及计算,提高学生发现问题以及解决问题的能力,满足后续课程的学习基本要求,为未来的就业奠定坚实的理论基础。[2]

参考文献:

[1]钟晓晖,赵斌.“传热学”精品课建设的探索与实践[J].河北理工大学学报(社会科学版),2009,(5):108-111.

篇2

根据传热学课程知识点多,内容抽象,应用性强的特点,本文从四方面对传热学内容进行讲解,对每一块内容的重要知识点进行了归纳总结及讨论了学习时的方法。

【关键词】

热传导;对流换热;辐射换热;换热器

0引言

传热学是安全工程专业的一门必修课程,讲述的是与热量传递相关的自然现象及研究热量传递规律的一门学科,对于与热相关的自然现象有很多,例如我们知道人的身体为恒温体,在夏天和冬天,人们在相同室温(比如25摄氏度)的房间里穿着衣服能一样吗?热天人们为什么喜欢在游泳馆里的水里而不喜欢在相同温度的空气里?这都是在日常生活中常见的现象,对于这些现象的解释就需要学习传热学的知识,需要知道热量传递的规律。并且随着经济的发展,与热量传递相关的企业、公司越来越多,与热量传递相关技术的发展也越来越快,基本上可以分为三种类型的技术[1],即强化传热技术,削弱传热技术,温度控制技术,上面的三种类型的技术代表着传热技术的三个方向,在相应的领域有着重要的应用,比如强化传热技术,现在的家用空调或者车载空调体积越来越小,所需的能量消耗也越来越低,同时制冷效果也明显提高,这要得益于强化传热技术的发展与应用。传热学是和生活息息相关的一门学科,对于传热学课程的学习无论是对自然界热现象的认识还是热量传递技术的学习都是有必要的。

1内容讲解和学习方法

对于传热学课程的研究有很多的文献,分别从传热学的教学方法[2],课程教学改革[3],实践教学体系的构建[4]等方面进行了研究,本论文从以下二个方面探讨传热学课程,分别是课程内容的讲解和学习方法。根据传热的三种方式及传热技术的应用可以把传热学内容分为四大块内容,每一块内容又可以分类,下面分四方面对传热学的内容进行讲解。

1.1热传导

在教授过程中,首先求得物体内的温度分布,再利用傅里叶定律可以求得传递的热流量,求解物体内的温度分布是关键。明确解决物体内温度分布的完整的数学描写是导热微分方程及定解条件,导热微分方程是一个二阶的微分方程,通过能量守恒和傅里叶定律推导而来,是解决导热问题的基础。定解条件分为初始条件和边界条件,边界条件分三类对应着高等数学上解二阶微分方程时三类边界条件,所以学生可以把前面学习解二阶微分方程的方法用到这里,能更好地理解热传导问题。对于稳态热传导的几种常见的情形是通过平壁的导热,又分单层平壁和多层平壁。通过圆筒壁的导热,可分为单层圆筒壁和多层圆筒壁,前面的导热满足共同的特点即已知边界上的温度值,这些都属于第一边界条件的热传导问题。对于第二类及第三类边界条件的导热问题,可以通过举电熨斗底面的导热问题为例进行讲解。对于稳态导热的一个特例-肋片导热,在学习过程中,要注意对于复杂的工程传热问题的处理方法,即忽略影响问题的次要因素,经过适当的简化建立合理的物理与数学模型,从而运用已有的数学和传热学知识进行求解。对于非稳态导热的内容讲述首先明确非稳态导热的基本概念,理解非正规状况阶段和正规状况阶段及Bi数对平板中温度分布的影响。然后理解常见的几类非稳态导热。对于零维问题的解决方法-集中参数法,其适用范围是针对特征数Bi的大小来确定的。热电偶是讲述零维问题的特例,对于理解零维问题和集中参数法有着很大的帮助。对于一维物体非稳态导热分三种情形,分别为平板,圆柱,球,这三种情况下的解很复杂,从而有必要对结果进行简化,简化的依据是特征数FO>0.2后,略去第二项及后面的项所得结果与不忽略时的完整结果偏差小于0.1%[5],从而对结果进行了简化。在工程上对于非稳态导热正规状况阶段的解决方法是图线法(海斯勒图)及近似拟合公式法。热传导内容多,公式多,在学习过程中可以用类比法更好地识记各种情形下的公式。达到对公式的理解和应用。

1.2对流换热

对流传热的内容在教授过程中,首先明确要得到各种对流情形下的换热量,可以利用牛顿冷却公式,公式中的表面传热系数是未知量,故求解各种情况下的表面传热系数是关键。影响表面传热系数的因素有很多,有必要按照主要的影响因素进行分类.求解对流传热问题需要解定解条件下的对流传热微分方程。对流传热微分方程包括质量守恒,动量守恒和能量守恒的数学表达式,共四个非线性偏微分方程,解析解很难获得,进展一直很小,直到20世纪初由普朗特和波尔豪森提出的边界层概念对上述方程组进行了简化,使得在理论上求解较为简单的对流传热成为可能,层流外掠平板就是典型的一例。应该明确的是即使对方程进行了简化,但影响对流传热的因素很多,在理论上无法得出解析解,在现阶段,对流传热规律的研究主要是通过实验法来进行。在实验上通过相似原理或者量纲分析法得到相似特征数方程,使得在实验上研究对流换热成为可能。对于对流传热分类树上常用的实验关联式,要明确实验验证范围,热边界条件明确,定性温度,特征长度怎样规定的。对于相变对流传热主要是掌握凝结与沸腾传热,其基本特点,计算关联式的使用及强化相变传热的主要实现技术是主要内容。这一块内容的微观物理图像很难想象,在讲述过程中,为了增加学生的兴趣,可以举相关的例子,讲述沸腾换热时,可提到“响水不开,开水不响”,引发学生的思考,再讲述沸腾换热的原理,使得同学们对沸腾换热有更深的理解。对流换热的情形多,在讲述过程可以通过案例分析法对某一些对流换热进行讲解,到达举一反三,更好的理解对流换热。

1.3辐射换热

热辐射的物理机制与导热和对流截然不同,后者是物体的宏观运动和微观粒子的热运动引发的能量转移,而前者是物质的电磁运动引起的能量传递,与前面的研究方法截然不同,用到更多物理学上的知识。热辐射引入了很多新的概念与定律,比如黑体、辐射力、光谱辐射力、吸收比,穿透比、辐射四次方定律、普朗克定律、维恩位移定律等等,理解这些概念和定律是学好热辐射的基础。

1.4换热器

换热器的传热过程传递的热量由传热方程确定,对于换热器需要理解它的稳态工况的热设计,包括设计计算(确定传热面积)或者校核计算(承担的热负荷),基本依据是能量守恒定律和对数平均温差的四个假定。设计计算时应采用对数平均温差方法,根据实际的传热过程选择合适的换热形式,进而计算出传热系数。对于校核计算,采用迭代法计算对数平均温差,初始值的选取对于计算的结果有较大的影响。需要确定传热器的多少传热面积作为计算面积,不同的传热面积可以导致传热系数相差很多。辐射换热和换热器内容抽象,理解困难,在讲授过程中,可以通过设定一个问题,让同学讨论,即通过讨论法来加深对内容的理解。

2结论

传热学课程涉及的知识点多,数学表达式多,在讲述过程中要避免一味地推导公式和罗列结论,而是简化推导过程,重点放在每一个公式在工程上有什么用,怎样用,有什么注意事项,力求能理解每个公式在工程上的应用,为以后的就业打好基础。或者将每一个公式,知识点与考研,学科竞赛相联系,让学生从思想上意识到现在学习的知识的重要性。传热学课程的内容虽然多,但具有连贯性,可以学习完每一部分后做一个表格或者思维导图,总结知识点和公式,加深理解。通过对传热学课程四大块内容的归纳总结和学习方法的探讨,相信在学习传热学课程时目的性更强,能更好地理解内容,达到教学目标。

作者:逯田力 高德营 单位:聊城大学东昌学院

【参考文献】

[1]杨世铭,陶文铨.传热学[M].4版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]阮芳,龙激波,等.传热学课程教学方法的研究与实践[J].高等建筑教育,2015,24(6):93-96.

[3]李友荣,杨晨,等.“传热学”课程教学改革研究与思考[J].中国电力教育,2010,32:66-67.

篇3

关键词: 物理知识 生产生活 密切联系 广泛应用

物理知识是我国人类社会发展过程中不可缺少的重要方面,还有很多物质知识是从日常生活经验中总结而来的,因此可以说是我国人类智慧的结晶。人们在生活中会接触很多物理知识。力学知识就是其中之一,重力、摩擦力等力学知识的应用随处可见,杠杆的应用也非常普遍,压强的应用极其广泛。热学知识与人们的生产生活息息相关,光、声现象在日常生产生活中更是应用广泛,电学知识在日常生产生活中随处可见,因此,我们学习物理知识的时候,一定要联系人类生产和生活中的实际应用,将其与生产生活联系在一起进行研究分析,对我们更好地认识物理、使用物理,借助物理知识改造世界有非常积极的意义。

一、力学知识在日常生产生活中的广泛应用

力学物理知识中,重力是人们日常生活中最为常见的,比如,农村盖房砌墙的时候,通常都会进行墙壁垂直测试,那么这个时候就会使用到重锤线;而体育活动中,人们打排球,每次排球被拍打出去,都会以抛物线的形式下落;另外农村盖房的时候也会进行夯实,夯实这个环节没有重力作用是不能实现的。人们生活中如果没有重力则将是另外一个样子,就如宇航员在太空舱中一样,喝水的时候水会飘出来,所有物品都不会老老实实地待在桌子上,都会浮在空中,并且果实成熟之后会在重力作用之下向下掉落,这也是牛顿发现万有引力的原因。

摩擦力是随处可见的力学知识之一,比如,人们走路、骑自行车及运输车辆的运行都依靠摩擦力。摩擦力作为一种特殊的力学种类,对人类既有好处又有坏处,摩擦力有大也有小,相对光滑的地面上,人们行走起来会比较容易,而摩擦力太大的地面就会相对困难。在雪地上行驶的车辆,由于摩擦小,因此非常容易打滑,甚至出现交通事故。汽车轮胎上有很多纹路,这些纹路与鞋底面的纹路同样都是为了增加与地面的摩擦力设计的,机械零件的运转都会定期进行,这样是为了减少部件摩擦力,减少设备磨损,实现设备顺利运行,摩擦力对人类有利有弊,因此应该科学应用。

再来就是杠杆原理,这个原理的应用也非常常见,人们吃饭时用到的筷子、跷跷板、农民铡草用的铡刀等,都利用这个原理。在生产生活中,人们巧妙运用原理为自己提供了很多方便,节省了很多力气,同时提高了工作效率。

压强的应用极其广泛。比如,人们滑雪时使用的滑雪板宽度很大,就是为了减小滑雪板对雪地的压强,使其不会陷入雪中。而缝扣子的针多为尖尖的针头,则是为了减小压强,使其能快速穿入衣物。使用吸管喝水、抽水灌溉都利用的大气压强的原理等。

二、热学知识在日常生产生活中的广泛应用

人们生活中热学知识也非常普遍,衣食住行都离不开热学物理知识,如一日三餐都需要加热,如果没有加热就无法实现饭菜成熟;冬季房屋取暖也离不开热学物理知识,人们使用太阳能热水器及暖手袋等都利用物理热学知识,柴油发动机运行的时候,水箱里必须装满水。家用电器的盖子或者外壳一般都有一个孔,这些都是热学知识在生活中广泛使用的案例。另外,农作物在种植的过程中往往采用温室大棚,冬季花朵需要搬入室内,室外很多树木会被裹上厚的“衣服”,这些同样是热学知识的应用。在人们对热学知识了解更深入的形势下,热学知识的应用将更普遍,并且应用效果将越来越好。

三、光、声现象在日常生产生活中的广泛应用

光、声现象是人类生存进程中不可缺少的必要条件。人们需要阳光,植物也需要阳光。夜晚要开灯,电视电影都是利用光学原理播放的。另外,穿衣镜、望远镜及眼镜等工具是利用光学原理。下过雨的天空会出现漂亮的彩虹,这就是光的折射。还有人们啧啧称奇的海市蜃楼、日食及月食等自然现象都是光学现象。车辆是现在人类社会最为重要的交通工具,夜晚车辆需要借助光线行进,都会设计远光灯、近光灯及示宽灯或者雾灯等。我国根据光学原理对各种灯光的使用和注意事项进行了规范。手电筒采用聚光原理实现了光的直线传播,白炽灯则通过光照在反光环的照射实现照明。按照入射角等于反射角的原理,通过调节入射角大小完成聚光。

四、电学知识日常生产生活中的广泛应用

最后,就是与人类社会发展联系更密切的电学知识。日常生产和生活都与电有不可分割的联系,没有电人类社会将陷入不可预知的恐慌,同时会造成巨大的经济损失。电视电脑的运行需要电,交通运输、农业生产需要电,煮饭做菜需要电,可以说现代社会中几乎没有一个领域是能离开电运行的。因此教育中大力普及用电常识,让学生对电的好处及电的危险有深入认识,日常生活中正确使用电,都非常必要。

物理知识在生产生活中的应用非常广阔,物理知识与生产生活有着密切联系,重力、摩擦力等力学知识的应用随处可见,杠杆应用也是非常普遍的,压强应用极其广泛。热学知识与人们的生产生活息息相关,光、声现象在日常生产生活中更是应用广泛,电学知识在日常生产生活中随处可见,使其为人类社会造福。通过以上阐述的物理知识在日常生活中的普及,能够看出全面分析和学习这些物理知识,才能更好地对其加以利用。在物理学知识的普及过程中,必须让学生结合生活中常见问题,更好地体现和感受物理知识,从而更好地激发学生学习兴趣,让他们更合理地使用物理学知识,并帮助他们树立尊重科学、探究科学、应用科学的观念。

参考文献:

[1]李克和.演示实验在生物课堂教学中的作用[J].科学大众(科学教育),2010(10).

[2]郑式源.物理实验教学中存在的几个问题[J].中小学实验与装备,2007(06).

[3]刘国义.谈谈初中物理实验教学中的创新教育[J].新课程(教育学术版),2008(01).

[4]周月琴.培养初中学生实验能力的几点做法[J].物理教师,1994(01).

篇4

关键词:食品物性学;教学方法;探讨

“食品物性学”主要讲述食品和食品原料的物理特征与工程特性,如力学特性、热学特性、光学特性和电学特性,这些特性与食品组成、微观结构和存在状态等因素密切相关[1]。食品物性学涵盖食品及其原料中影响食品质构特征(如黏弹性、凝聚性、流动性及感官品质)的各种因素和机制,这些因素也同时影响食品品质稳定性、影响环境与食品的相互作用、影响食品分析的检测结果。作为一门学科基础课程,“食品物性学”对形成食品学科的基础知识体系、掌握食品体系的基本组成、明确食品加工和贮藏过程中变化及机制、选择合理的表征方法研究食品的特性、讨论实验分析结果等具有重要意义。

1“食品物性学”的课程特点

“食品物性学”课程能够揭示食品品质与原料物性之间的关系,描述食品物性特征的产生机理和检测评估方法,阐述食品材料的力学、热学、光学和电学特征,为改善调整食品的加工工艺,开发利用光、热、电等多种加工技术,减少光、热、电对食品品质的不良影响提供必要的理论支撑和实践指导[2]。食品大多是由蛋白质、碳水化合物、脂肪、水分等成分组成,它们以一定结构和形态共同或作为单个组分影响食品的质构特性、流变学特征、感官品质、营养特点和贮藏稳定性。食品物料来源复杂,有的来源于生物组织(如肉类和谷物),有的具有特殊的结构特征(如多孔性等)[1]。“食品物性学”主要研究食品物料本身特点及其在加工过程中与力、热、电、光等加工技术相互作用,从而确定食品品质的主要和次要影响因素,解决食品在研究和开发中的主要物性问题。因为食品物料来源丰富、表现特征不一,所以本课程中知识点较多,不同知识点间需要串联才能形成知识体系结构,而且由于与力学、热学、光学和电学等知识相联系,需要对相关学科有一定基础,因此会造成课程学习的难度增加、学习兴趣下降等问题。形成知识体系框架、系统讲解知识点,与实践紧密结合是保证本课程的教学质量、提高学生兴趣、增加课程效率的重要措施。

2“食品物性学”课程的教学实践

在前期教学过程中,“食品物性学”课程的主要章节内容和安排为绪论、力学性质、热学性质、光学性质和热学性质。教学中采用理论课与实验课相穿插,基础教学和实践教学相结合的方式。在“绪论”中,重点介绍与食品物性相关的基本概念,如食品物性学、物性特征、力学性质、食品质构、热学性质、光学性质、电学性质等。明确该课程的学习目的为掌握食品主要大分子结构和食品的基本物理特性,熟练运用食品体系物理特性的研究手段。介绍课程的特点,如涉及多学科领域(普通物理学、力学、热力学、光学、电学),需要深厚的理论研究基础等。另外,强调在学习时要注意在理论上的深入,从纯物质出发明确机理,以共混体系作为载体熟悉应用,还要理论与实践的结合,为工程设计奠定理论基础。最后,介绍了“食品物性学”的发展历史,使学生站在历史角度对本课程的形成过程产生认识。在“力学性质”中,首先概述食品力学性质研究的范畴,然后讲述力学性质的基本物理量(如应力、应变)、力的种类、基本受力-形变方式、应力-应变曲线、力学性质的主要表征(如硬度、强度、脆性、韧性)等。对于食品的流变学特性,先从黏性和弹性的定义出发,引出流体的分类和区分标准,并采用鱼肉和猪肉肌球蛋白、淀粉糊的例子,加深学生对流变特征的理解。在“热学性质”中,首先介绍食品热力学基本参数(如温度、比热、焓等)、食品传热性质(如热流量、平均温度、传热方式等)和热参数检测技术等。讲述大分子的热运动与状态转变,包括玻璃态、高弹态和黏流态及玻璃化转变和流动转变。最后介绍热力学特性的分析方法,包括差示扫描量热仪(DSC)分析热特性的检测量、研究领域、影响因素和典型曲线特征,并分析了凝胶结构变化、淀粉糊老化和蛋白质变性的热特性曲线。在“光学性质”中,讲述光学性质的基本概念,包括光学基本物理量、光的反射、吸收和透过、光的反射类型。然后介绍食品的颜色特征,如色彩三要素、测试标准体系(L*,a*,b*),并列举鲜湿挂面颜色测定和米茶颜色测定等例子。在实验教学中,重点选取质构仪、动态流变仪、差示扫描量热仪、色差仪和电阻抗仪,研究对象分别选取了鱼肠、半糊化淀粉悬浊液、胶原蛋白、挂面。在实验过程中重点培养学生动手和解决问题的能力,熟练掌握各仪器的工作原理和使用方法。

3“食品物性学”课程的教学方法总结

通过对前期教学实践的总结,教师发现在教学过程中仍然存在一些问题需要改进,教学方法需要不断改善和更新,以增加学生兴趣,提高课堂效率和保证教学质量。结合前人经验和自身总结,主要归纳如下。(1)扩充自身学科知识体系。作为“食品物性学”的教学任务承担者,应当具备扎实的专业基础知识,不仅能够掌握“生物化学”“物理化学”“高分子化学”和“食品化学”的基本知识,而且具备将各门知识有机结合并与实际相联系的能力。另外,还要提高在食品加工检测技术方面的实践操作能力,熟悉各类食品检测仪器的操作和应用,为学生掌握实验技能提供充分帮助[3]。此外,作为高校教师还应关注本学科的前沿研究,并加以丰富课堂内容,使学生在学到书本知识的同时还能接触到本学科知识前沿,充实知识体系。(2)激发学生对课程的学习兴趣。列举学生熟悉的物性应用案例,以激发学生对“食品物性学”课程的兴趣。例如,以面粉做成的面团,制作常见的面条、馒头和面包等面制品,采用质构仪、动态流变仪等测定固体或半固体的流变学特性;采用淀粉、面粉、燕麦粉、杂粮粉等制成麦片、薯片等休闲食品,用色差仪、质构仪等测定不同配方对产品品质的影响;购买常见的饮料(如碳酸饮料、果汁和茶饮料等),以电化学仪测定不同组分对水溶液的介电特性的影响。另外,加强与学生之间的交流,了解较难理解的章节并重点分析和讲解,通过与学生的互动增强师生间的交流,促进共同进步和提高。(3)建立知识体系,理顺逻辑关系。在教学过程中,将各章知识点有机结合起来,方便学生建立知识体系。例如,在力学性质以玻璃态、高弹态和黏流态作为轴心,以玻璃态转变和流动转变作为轴线开展内容,将分散的知识点集合在一起,形成涵盖绝大部分内容的知识体系。另外,对于一些基本概念尤其是容易混淆的定义,要重点强调使学生产生联想记忆。例如,牛顿流体与非牛顿流体、布朗运动和非布朗运动、镜反射和漫反射等,讲解时要强调区别,并与实际例子对应,加深同学印象。(4)灵活考核,突出实用。“食品物性学”是一门知识点丰富、与实际联系较多、能够涵盖科技前沿的课程[4-5]。单独以试卷考核的形式是无法考查学生对该课程的综合掌握,所以不断更新课程考核项目也是授课教师要面临的重要课题。加入实验项目的考核,并鼓励学生运用实验数据撰写论文;采用专题讲座和读书汇报的方式考查学生对课程知识体系和实践能力的掌握;借助实验室平台,以某一食品作为载体,考核学生对食品评价的综合能力等,都是可以作为考查学生对本课程学习的重要方法。

4结语

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中考物理命题特点及对教学的启示随着课程改革的进一步深入及新课标的逐步实施也发生着相应的变化,认真分析与研究近几年中考物理命题特点,找出其中的一般规律和特殊规律,将对初中物理教学工作及复习起到很好的启迪和引导作用.本文主要通过对安徽省2009年~2013年安徽省近五年中考物理试题的试题设计、高频试题特点等进行对比分析,从中总结出中考物理试题的命题规律,以及今后中考物理试题的命题趋势等,并对今后的教学提出一些建议.

12009年~2013年初中物理试卷试题设计分析

通过对近几年的中考物理试题分析,我们可以把物理中考改革趋势总结为以下几点:

第一,物理中考试题的设计思想将会注重知识点向能力立意转变;

第二,物理考试题的试卷类型,将以单学科知识与能力测试为主导,增加综合能力测试类型,由考查传统的封闭学科知识向跨学科的综合能力迈进;

第三,强调考查学生应用所学知识分析和解决问题的能力,同时创新能力、人文精神、个人品德等方面的考查也应渗透其中;

第四,物理中考试题在试卷结构上,要力求做到标准化.

下面我们针对安徽省2009~2013年物理中考试题结构及试题知识点作具体分析.

1.1中考物理试卷试题的结构对比分析

2009~2013年试卷中全卷共23题,总分为90分.包括填空10题,占26分;选择题7题占21分;实验题共3题占20分;计算与推导题为3题,分值占23分.

从题目数量和分值对比可以看出,客观题分值已降,近五年已趋于稳定,而主观题分值仍有上升趋势,但从近几年对比来看上升趋势不是很明显.

1.22009~2013年中考物理试题内容分布情况

从表1中的信息我们不难看出,近几年中考物理试题知识点的考点分布规律大致不变,分数比例波动不大.考查的重点主要以力学与电磁学为主,其中力学占10题左右,分数在35~41分之间;电磁学占7题左右,分数在30~34分之间,这两块内容主要占了72.2%~83.3%.其他声学、光学、热学、能源等知识内容大部分出现在填空和选择题中,声学占2~3分,光学占4~9分,热学占7~10分之间.从这些方面我们可以看出中考物理试卷的内容分布是严格按照考试大纲的要求来命题的.因为从历年的《考试大纲》中我们可以看出中考物理的主要内容是力学、电磁学等主干知识,而声学、热学、光学、原子物理等非主干知识常以填空或选择题的形式出现.

1.32009~2013中考物理试题题型结构及考点分布情况

从表2中我们可以看出,2009~2013年题型结构相同.这也正是中考改革中物理试题在试卷结构上,要力求做到标准化的一种体现,预测今后的中考试卷的结构也将延续2009~2013年的情况.

1.42009~2013年的试题结构的对比情况

从2009~2013年试题的内容分布情况与题型结构分布情况对比分析,我们可以发现近5 年试卷的试题分布有许多的相同点与不同点.相同点可以大致分为三点论述:第一,试卷所设置的总题量不变,都保持23 题;第二,近5年来的题型和分值相同,均保持填空26分,选择21分,实验20分,计算与推导23分不变;第三,2009~2013 年考查的知识主干都是力学与电磁学占80%左右,而声学、光学、热学、原子物理等多以选择题或填空的形式出现,占 20%左右.相对而言不同点较少,主要是在对力学与电磁学的考查中各年的比例略有不同,呈波浪形起伏.从拆线图上可以看出,考点的分布变动不大,但力学计算下降明显,电学计算有上升趋势.

2备战2014中考物理复习的几点建议

近五年的物理中考,难度系数保持较为平稳,在0.7左右,而2013年中考物理难度与前三年相比有所加大,这就意味着今年中考物理试卷的难度与往年相比相对持平,基础题的分量保持、中档题的分量将略有增加.

为备战2014年中考,做好针对性的复习,笔者提出几点建议.

2.1要充分重视基本知识、基本技能的复习

学习物理的过程,就是“感悟道理”的过程,所以一定要加强对基本概念和规律的理解、感悟,只有在此基础上,才有可能把知识记得住、记得准、记得活,才能够活学活用.

2.2注意复习方法和能力的培养

方法训练和能力培养是一个长期潜移默化、积累养成的渗透的过程,它不可能与具体的物理知识点割裂开,所以,复习中,不能够脱离具体的物理知识讲方法和能力,而应该针对所学习的物理知识,去积极地挖掘“能力点”和“方法点”,及时进行渗透和训练.方法是具体的,但能力是隐含的,但是一定要注意有意识地去培养.

2.3加强对实验与科学探究的复习

对实验和科学探究的考核是新课标考查的重点,近几年来,中考物理中实验题在填空、选择题中频繁出现,单独的实验考查更是各地中考必考内容,实验题的分值也在不断上升,而从试题内容上看,已从单纯的记忆结论型实验向实验探究设计型发展.因此,在复习中针对课标要求的实验要加强相应的训练.,在各种实验中,要注意题目中提供的信息,明确实验目的、实验原理、实验器材的作用和选择、实验操作步骤、对实验现象的观察分析和对实验结果的归纳整理.

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摘要:《工程热力学》和《传热学》是为新能源科学与工程专业学生开设的两门专业必修课,也是该专业大学生所必须掌握的热工类课程。该课程具有知识丰富、专业性强、课时多等特点。在《工程热力学》和《传热学》课程教学中,大学生创新能力的培养是很重要的一环。本文对该课程的教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了探讨,并对大学生创新精神与创新思维的培养进行了研究。

关键词:工程热力学;传热学;新能源;教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0176-02

能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础,是国民经济和社会发展的先决条件。新能源专业的毕业生,肩负着为国家能源发展贡献力量的重要责任。为达到培养专业知识面广、基本功扎实和创新能力强的本科人才的目标,作为新能源专业非常重要的必修课――《工程热力学》和《传热学》的课程设计和教学方法探索就显得尤为重要[1,2]。此前的相关文献中报道了《工程热力学》和《传热学》教学的优秀经验[3-6]。本文在此教学经验的基础上,对热工课程的教学内容和教学方法进行优化和探索,以更好地提高学生的创新精神和创新思维。

一、教学内容的优化

教学内容的优化和精选是教学改革的关键。作为专业必修课,在学时有限的情况下,如何最大程度地讲授最有价值的知识点成为教学的关键。

热工类课程由《工程热力学》和《传热学》两门课组成。《工程热力学》按热力学基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质与过程、热力学第二定律与熵、气体动力循环、水蒸气、蒸汽动力循环、制冷循环、理想混合气体和湿空气、实际气体的性质等内容分为若干章节;《传热学》按照传热基本概念、稳态热传导、非稳态热传导、对流换热、热辐射及辐射换热、传热过程与换热器等分为若干章节。由于新能源科学与工程专业属于新兴产业专业,学科领域广泛,涉及能源类(如生物质能、太阳能、风能)、化工类(如基础化学、物理化学、新能源材料)、力学类(如工程力学、流体力学)等多门课程和领域。

在实际的教学过程中,教学内容必须有所侧重,应充分考虑到不与新能源科学与工程专业开设的其他相关课程的知识点产生重复。另外由于《工程热力学》和《传热学》课程难度较大,在教学过程中要讲清课程中的要点和基础知识。可以以“基本原理―公式推导―影响因素―实际应用”为主线介绍该课的有关知识,建立每章知识结构图,让学生清楚该门课程的知识体系结构。对重点的热力学第一和第二定律进行原理介绍,仔细推导相关公式,让学生夯实基础,使学生在进一步的学习中不会混淆概念,相对轻松地应对课程。此外,注重理论与实践相结合,例如介绍空调在夏天与冬天的工作原理、冰箱开门对室内的影响,积极引导学生利用热力学定律进行分析,增加课程的趣味性以提高学生的创新能力。通过优选教学内容,使教学内容始终能反映本学科的专业特点和学术水平,加强学生对后续专业方向的把握。

二、教学方法的探索

(一)以创新性地教带动创新性地学

科学技术是第一生产力。要想发展经济,需要加大科研力度、提高科技含量。这已被证明是一种行之有效的道路。与此对应的是,要促进教学质量、提高教学效率,必须加大教学与科研的力度、提高教学与科研互动水平。在当今大力发展科学技术的大背景下,如何提高身为未来科学技术发展主力军的大学生的学习热情和创新能力,成为目前高校教学的难题和重点。传统的直白讲课和搜集各种习题以供学生练习只会让课程变得生硬和枯燥,导致学生的学习效率和学习热情越来越低,甚至出现了普遍的抄袭作业和迟到早退等不良现象。为了改变这些不良现象,就需要在教学手段上进行创新。教师通过对平时科研工作成果的再学习,并结合对教材的研究,创造性地运用某些方法,使学生对重要问题达到本质上的领悟。在这种途径中,教师的创新思维方式以及从中体现的一言一行,让学生耳濡目染、潜移默化,对带动学生进行创新学习、开发创新思维起到积极的作用。

例如,在进行《传热学》教学时,学生往往对传热的基本概念,尤其是二维与三维的导热理论及方程很难理解。一般地教学方式是,教师在黑板上进行微观导热原理推导,得出一维傅里叶导热定律和二维三维傅里叶导热定律,并给出几个常用的导热方程。这种教学方式中,推导过程比较晦涩,给出的方程也较为难懂,学生们很可能只会死记硬背,不能灵活运用。针对以上问题,笔者建议将导热理论与生活问题相结合,或者采取数学建模的方法,将导热方程与实践相结合,选取最适合该问题的模型,以达到课程有趣生动、富有创新性,激发学生们的创新思维。以创新性地“教”带动创新性地“学”,学生收获的不仅仅是知识点,更是如何去发现问题、解决问题的实际能力,为以后在新能源科学与工程专业领域的探索中打下良好基础。

(二)板书教学与多媒体辅助教学相结合

多媒体技术以其图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的呈现使课堂教学达到了全新的境界。在《传热学》的讲授中,一维的传热理论和公式很好理解和应用,但二维与三维牵扯到微观传热理论,以至于推导过程较为复杂,传热方程较为抽象难懂。因此需要教师精心准备多媒体课件,通过动态描绘各向同性材料的微观传热过程,让学生理解不同形状材料在具有不同位置的热源时如何进行热传导。通过绘制动态的卡诺循环过程,使学生深入理解热力学第二定律,并理解第二类永动机无法制成的原因。同时需要注意的是,对于工程热力学和传热学,由于信息量大、内容广,过多地依赖多媒体教学可能会让学生在短时间内难以消化,因此在教学中对于难度较大的基础理论部分和原理的学习,板书不可缺少,使学生能够有充分时间紧跟老师的思维去理解每一个知识点。

(三)课程教学与科研活动相结合

教师可以将全班学生分为若干调研小组,每五个人为一组,选择新能源与热工基础理论相结合的课题,通过查找国内外科技文献,调研总结新能源专业前沿知识,形成调研报告,锻炼学生阅读科技文献的能力,提前为毕业设计的开展奠定基础。各小组也可以参与指导教师的科研项目,在实验室做一些力所能及的科研活动,并通过文献调研,形成工程热力学和传热学知识系统。课程结束时,各小组以PPT形式向全班同学作汇报,授课老师根据报告提出问题,该组同学进行即时答辩,考查学生对相关知识点的掌握情况。

三、课程考核方式的探索

工程热力学和传热学覆盖面广、知识点多,应该采取灵活多样的考核办法。在成绩的评定方式上,可以设定了四项考核内容,第一部分是学生考勤、课堂互动表现和课堂笔记,通过此部分的考核,提高学生的听课注意力,锻炼学生提炼课程重点内容的能力;第二部分是根据每个小组的调研报告、PPT展示、答辩情况打分,锻炼学生的团队合作能力、口头表达能力和应变能力;第三部分是每节课结束前的思考题,采取加分方式,鼓励学生积极思考;第四部分是传统的期末考试,考试内容为课程讲授的基本内容,专业性强的理论部分强调定性了解,让学生对热工基础有个整体的认识。

随着新能源科学领域的不断发展,热工基础理论散发出强大的活力。根据新能源科学与工程专业特点,教师还需要在教学过程中,不断探索教学方法和考核方式,不断优化课程内容,提升教学质量,使课程教学体系更加科学合理,更好地适应社会对新能源科学与工程专业人才的需求。

参考文献:

[1]陈登宇.新能源科学与工程专业人才培养模式研究[J].科教文汇(下旬刊),2015,(1):61-62.

[2]登宇.新能源科学与工程专业(生物质能方向)人才培养探索[J].课程教育研究,2015,(1):236-237.

[3]武和全,姚永腾.对“工程热力学及传热学”课程教学的几点思考[J].科教导刊(下旬),2015,(4):90-91.

[4]武和全,吴云强.提高“工程热力学及传热学”课程教学质量的改革探讨[J].教育教学论坛,2015,(23):267-268.

篇7

1 化工科技促使温童气体排放量藏少

我们所谓的温室气体,主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产,还是现阶段科技含量高,日趋现代化、国际化的社会化大生产,这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳。这些二氧化碳气体的排放,成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内,造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用现在这一状况已经得到了明显的改善,许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术,来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如,有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺,就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。

2 化学工程技术使可持续发展战略任务逐步向前推进

传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是昵,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。

3 化学工程技术的新热点

3.1 化学超临界反应技术

超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上,这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域,已经显示出很好的效益,发展前景很好,但近年来的探究和发展阶段仍处于初级,待进一步深入研究。

3.2 绿色化学研究技术

绿色化学由于能够有效避免对环境的污染,近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如,它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理,利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品,这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。

3.3 分离技术的新研究

首先,分离技术强调对生产设备的强化,其次是生产技术。总结来说就是将设备更新,将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来,在力学的传递以及多相流方面,采用信息技术发生分离,还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平,对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。

4 传热过程新的研究发展方向

4.1 传热学中细微尺度的研究进展

细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴,如今它在热学中已经形成了一个分支,具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时,这样的情况会存在,但是由于尺寸的更加细微,原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩,很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的,近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果,产生了巨大的经济效益。

4.2 传热设备的研究进展

近些年来,利用翘片来强化传热,管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合,来优化传热装置结构的参数,实现管翘式的传热针设计。

4.3 与计算机技术的相结合

计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力,也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来,表现形式更加多样,能够有效分析大量实验数据。

4.4 与材料科学和信息工程相结合

科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段,在发展中应注重与多学科的交叉,更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科,这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业,为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析,得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。

篇8

布置作业:设计自己的家用智能型电脑

(四)观测记录

通过收集学生填写的“DIY电脑计划表”和网站上保存的模拟组装方案,对学生知识的掌握、能力的培养情况进行检测。课后以简单问卷的形式调查学生对这种教学模式的认可度。

(五)教学效果的反思

通过对网站上保存的模拟组装方案的数量和质量进行分析,可以看出学生的兴趣被有效地调动起来。上课的学生60人,提交的方案60个,所有的方案都能通过评估,组装方案从理论上来说都是正确的。其中,有16人能综合考虑到性价比、实用性和扩展性,设计组装的方案比较合理。有35人能根据自己事先计划的用途设计组装方案,实现预设的功能。有11人所设计的方案不能完全实现自己计划的功能,但组装方案仍是可行的。由上面的数据可以看出,通过全体学生的亲身参与,积极思考,主动实践,能有效地达成我们的教学目标。

课后简单问卷的调查情况如下,所有学生都表示喜欢这种形式的教学,有50%的学生认为自己很好地掌握了教学的内容,38%的学生认为自己基本掌握了教学内容,12%的学生认为自己还有教学内容没有完全掌握。有38%的学生认为通过这堂课的教学,有把握能完成真实的组装任务,有48%的学生认为在教师或专业技术人员的指点下,能完成真实的组装任务,有14%的学生认为自己还不能完成真实的组装任务。从问卷的调查情况来看,学生的自我效能感较强,都认为自己能从这种模式的教学中有较多的收获。这种形式的教学,比较受学生的欢迎,认可度高。

专题学习网站为学生提供了丰富的资源,为学生完成任务,虚拟了一个真实的环境,但这个环境下,没有充分考虑到师生、生生的及时沟通,交流互动,不能充分体现专题学习网站的功能。为了寻求有效解决上以上问题的途径,为了将成功的研究模式作进一步的实践研究,我们开展了第二轮行动研究。

二、第二轮行动研究

(一)设计方案

研究目标:进一步探索专题学习网站应用于课堂教学的模式

教学内容:高二物理课,课题为“力学问题与热学问题的比较研究”[18]。

教学设计:

[教学目标]:

1.体验研究、解决物理问题的一般思路及思想方法

2.提高学生元认知水平

3.提高学生的综合分析能力,培养创新思维能力

4.训练学生熟练运用信息技术进行学习的技能,提高信息养。

[教学重点]:通过比较得出力学问题、热学问题的研究思路、方法及它们的共同点和不同点

[教学难点]:激发学生的相关思维活动

[教学平台]:创新教育专题学习网站

[设计思想]:

1.课题说明:这是一堂高三年级的物理复习课,在以前新知识的教学以及旧知识的复习中,往往由教师进行对比分析给出结果,教学限于知识的被动传授。“气体性质”一章是高中物理热学的核心内容,具有典型性,教师期望通过本节课的教学尝试一种新的教学模式。让学生在完成这一章的知识复习后,自主地对力学问题与热学问题的比较研究,对“知识背后的知识”进行总结复习。以专题学习网站为平台,以网络教室作为交流沟通的技术环境,通过让学生亲身体验解决问题的一般思路,掌握解决问题的学科思想方法:现象描述的概念概念间的关系(规律)既解决旧问题又解决新问题。

2.学科能力培养分析:本节课通过对力学、热学两类问题的比较研究,使学生能更深入地认识、理解两类问题,从而不仅能更好地解决力学问题、热学问题,更有利于解决力、热综合问题,为提高学生的分析综合能力打基础。

3.体验“研究思路”,增强“方法”意识

(1)通过对力学问题与热学问题的比较研究,并结合具体问题的分析,找出共同点和不同点,体验解决问题的一般思路。即:现象描述的概念概念间的关系(规律)既解决旧问题又解决新问题。

(2)通过体会学科思想方法培养学生深刻性思维品质

A、通过对一般思路中“研究对象”、“研究过程”的进一步研究,并结合问题的分析,突出理想化的思想方法(对象的理想化、过程的理想化)、科学推理的思想方法和分析综合的思想方法等。

B、通过对规律建立过程的认识,突出实验研究的思想方法。

C、通过对典型问题的认识,进一步体验解决问题的一般思路,强化学科思想方法。

通过感悟解决物理问题的一般思路,体会学科思想方法,增强学生挖掘“知识背后的知识”的意识,训练学生深入思考问题的习惯,从而达到培养学生深刻性思维品质的目的。

(3)策略的运用

A、运用“问题”调动“自主活动”,由“自主活动”促“自主发展”的策略。

B、运用“反思过程”激发元认知活动策略。

C、以专题学习网站作为平台,实现信息技术与课程整合。

通过反思提出问题,学生自主活动,将所有活动情况通过专题学习网站进行展示,然后全班讨论,共同感悟出解决物理问题的一般思路,体会学科思想方法。通过策略的运用,学生亲自参与产生新因素,由亲身体验产生愉悦心情,进一步知道反思对学习的重要性,同时训练学生应用网络等信息技术学习的技能,进一步了解到信息技术对学习的重要性。

(二)教学资源

在专题学习网站上提供教学需要的相关资源,提供成果展示空间,提供教师在线辅导功能:

1、力学和热学问题知识介绍及相关现象的资料

2、研究结果上传空间

3、学生互评

4、教师在线辅导

(三)、教学实践的过程(课时2节)

1、引入:展示问题,学生进行力、热分类

2、第一课时,学生在专题学习网站上查看力学和热学问题知识介绍及相关现象的资料,在独立反思比较的基础上形成研究报告,并制作成电子文稿,上传到创新教育专题学习网站中指定的栏目。

3、学生登录专题学习网站查阅他人报告,进行评析,并将评析内容上传。通过BBQ软件,教师在线辅导学生完成报告,实现师生的交互活动。

4、第二课时师生共同对个案进行研讨,并结合问题进行分析,使学生体验、感悟解决物理问题的一般思路。

5、决新问题,突出一般思路,强化学科思想方法。

6、师生共同总结,进一步体验、感悟解决问题的一般思路,形成解决问题的流程,并将结果上传到网站。

a) 研究物理问题和解决物理问题的一般思路。

b) 研究中的学科思想方法。

c) 应重视知识背后的“知识”。

6、布置作业(略)

(四)观测记录

教师课堂上在线辅导时从学生的留言记录;学生对他人报告的评价记录;学生上传的研究报告;解决教师提出的新问题的作业提交。

(五)教学效果的反思

从学生的留言记录、学生对他人报告的评价记录来看,学生的思维活动被充分地调动起来了。学生上传的研究报告中,有35%的学生报告叙述全面准确,分析条理清楚明了,掌握了。有43%的学生报告比较准确,分析较清楚,但不够全面。有23%的学生报告中有错误的地方,条理不是很清楚,没有完全掌握解决物理问题的一般思路及思想方法。在学生提交的课堂作业中,有87%的学生能正确完成作业,仅有13%的学生作业中有错误。

从上面的数据分析可以看出,大部分学生通过亲身体验,能感悟出解决物理问题的一般思路。从课堂作业的完成情况来看,通过师生的共同评析总结后,绝大多数学生能掌握解决物理问题的一般思路,并能运用此思想方法解决新的问题。

这堂课通过对力学问题与热学问题的比较研究,并结合具体问题的分析,找出共同点和不同点,该课教学的目的并不在于知识的传授,而在于让学生体验和掌握。学生的体验和感悟过程是教师无法替代的,通过体验得到的知识也是不能直接灌输的,教师很好地应用了专题学习网站这一平台,顺利地实施了教学,达到教学目的。

本轮行动研究解决了师生、生生的及时沟通,交流互动的问题,并进一步证实了课堂教学中应用专题学习网站实施教学的有效性,确定了相应的教学模式。但我们发现,在网络教室所提供的环境下,不利于学生的协作学习,要解决此问题,还需要更深入地研究,寻找专题学习网站应用于研究性学习、协作学习的教学模式。

三、第三轮行动研究

将前两轮行动研究所取得的成果应用于其它学科教学中,证实其有效性和通用性。操作过程略。

3.2应用专题学习网站实施研究性、协作性学习的教学模式实践研究

研究性、协作性学习往往不能局限于课堂之中,仅用网络虚拟的环境实施教学,不利于培养学生科学的研究态度,不利于提高学生真实生活环境的应变能力,不利于提高学生的信息素养和创新精神。我们通过课堂内外结合的方式,尝试开展应用专题学习网站实施研究性、协作性学习的教学模式实践研究。

下面以高一地理教学中的一项课题的开展为例。

[课题名称]可持续发展从观念走向实践[19]

[教学目标]:(课堂内2课时,课堂外4课时)

1.通过课程单元让学生了解环境与发展问题,使学生具有初步的地理科学素养和人文素养,养成爱国主义情感,形成初步的全球意识和可持续发展意识。

2.提高学生的元认知水平,培养学生的创新思维。

3.运用专题学习网站与地理学科有机整合的策略,使学生通过课题研究学会信息的收集、整理、归纳、综合、重组、的学习方法,提高学生的信息素养。

[教学重点]:可持续发展的三个基本原则的理解和运用

[教学难点]:可持续发展观念的形成及运用

[教学平台]:创新教育专题学习网站

[设计思想]:

地理学科有两大特性,一是地域性,二是综合性,人地相关的综合性研究是其它学科所不能替代的。因此人类与地理环境是相互联系、相互影响、相互制约的,人地关系思想贯穿了现行地理教材的始终,是地理学科的主要思想方法。可持续发展的观念是人地关系思想的具体化。本课程单元的内容以观念——认识—

—实践——观念、认识的过程展开:由环境问题与人地关系思想发展的历史演变得出可持续发展的观念,由可持续发展的三个原则形成是否符合可持续发展的认识,由观念和认识去引导、改变我们生产、生活的行为方式,使观念和认识落实于实践;在实践中获取的体验、感悟,又反作用认识和观念。上述过程经以后学习的多次循环,可逐步使可持续发展的观念以及人地关系思想在学生头脑中生根而提高地理素质。本课程单元运用创新教育专题学习网站作为平台,在网站所提供丰富的学习资源条件下进行学习,初步形成人地关系的观念。通过展开分组分课题的实地考查等实践活动,进行同学间的合作,完成综合性的研究和学习。课堂上由各小组将形成的考查报告提交专题学习网站,由组长进行汇报交流,师生共同总结评价,由此完成实践——观念——认识的过程。

[教学过程]:(共6课时)

(一)、观念的形成(1课时)

1、环境与人地关系思想演变过程

教师组织讨论,反思环境与经济发展的关系。教师用专题学习网站上的相关资料,指导学生联系历史知识进行有关讨论、分析、领会“人类通过反思寻求新路”结论产生的必然性。

(1)崇拜自然 (2) 改造自然 (3) 征服自然 (4) 谋求人地协调

2、可持续发展观念和原则

教师组织学生查看专题学习网站上的相关资料,并及时点拨,使之了解“可持续发展”的内涵和三个基本原则。

(1)可持续发展的概念和内涵

(2)实现可持续发展需要遵循的三个基本原则

公平性原则

持续性原则

共同性原则

3、让“可持续发展”从观念走向实践

(1)建立可持续发展的世界观

(2)我们能为可持续发展做些什么?

可持续发展到人口、资源、环境是否能协调发展。同学们从各方面都能体会到“从可持续发展的观念到可持续发展的实践”是需要全体公众一致努力,让我们每个人从我做起,从现在做起。

4、学生分为五个大组,自设专题及活动方案。

(二)从观念到实践

教师审批学生的活动方案,带领学生进行实地考查。(此步骤用了4课时)

(三)从实践到观念

1、学生分组形成考查报告,并上传至专题学习网站。

2、课堂上分组汇报,师生共同总结评价,实现实践——观念、认识的过程。

(四)成果推广

将考查报告上传至专题学习网站,由全校师生及学生家长同评价,将研究成果进行推广。

此课题运用创新教育专题学习网站作为平台,将课堂内外的教学结合起来,为学生提供了一个研究性学习、自主学习、协作学习和展示交流的平台,使教学计划得以顺利进行。是应用专题学习网站进行研究性、协作性学习的有效模式。

3.3应用专题学习网站实施课外专题协作学习的实践研究

应用专题学习网站作为平台,进行第二课堂的教学、研究性学习、主题协作学习、课外主题活动等。学校的学生机房中午和下午课后都对学生开放,学生在网站上可以进行自主性学习,可以报名参与各科的研究性课题,可以设立论坛,也可以自己的研究成果或见解,通过师生与生生之间的交互活动,提高学生的信息素养,自主学习能力、研究能力。

第四章 专题学习网站建设与应用实践研究所取得的成效

专题学习网站建设与应用实践研究经过近四年的实践研究已经结题,并通过中央电教馆和四川省电教馆的评审。回顾研究所取得的成效有以下几个方面。

4.1专题学习网站应用于教学的情况

篇9

关键词:独立学院;物理实验;人才培养;教学改革

高等教育高度发达的今天,独立学院如雨后春笋般异军突起,旨在培养本科应用型人才,办大众教育而非精英教育。培养社会广泛需要的、有专长的、较高层次的应用型人才则成为独立学院的首要任务。大学物理实验是高等学校教育体系的重要组成部分,对提高学生的实验动手能力,培养学生独立思考,发现问题解决问题能力,创新能力和实践能力有着其他课程的不可替代性。对于以培养应用型人才为主要目标的独立学院的大学生来说,大学物理实验课对工科学生无疑是一门重要的、必修的基础实验课。然而由于各工科专业方向不同,大学物理实验项目繁多,涉及面广,基础实验课的学时有限,全面的学学物理实验课程实验内容就比较困难。

1.针对不同专业知识点的需要选择不同的实验项目,使大学物理实验课和后续的专业技术基础课、专业课的实践教学环节有机的结合

我院是一所以应用型人才培养为主的独立学院,工科专业按大的方向可分为:计算机与生物工程两大类。具体专业有计算机应用、电子信息工程、信息与计算机科学、计算机科学与技术、电子科学与技术、生物工程、化学工程与工艺、食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与检测、食品加工技术、食品生物技术和生物技术与应用。目前,我院的大学物理实验只考虑实验课轮次循环方便,教学内容和模式是:工科各专业学生学完误差理论后,统一从力学、热学、电磁学、光学实验各选几个实验项目,然后按实验项目的难易分成基本物理量的测量与仪器使用性实验、综合性物理量测量、简单设计性实验三个模块,分三级梯度授课。在实验课的过程中我们发现不同专业的学生对不同的实验项目反应不同,电子信息工程专业、电子科学与技术专业的学生对电磁学实验兴趣很浓,实验也很认真,而对力、热学的一些实验项目如:拉伸法测金属丝杨氏弹性模量、刚体转动惯量的测定等则不太感兴趣,实验也常常敷衍了事。反之,生物工程、食品科学与工程专业的学生则对电磁学的一些实验项目如:静电场描绘、磁场强度的测定等表示不可理解。并且经常有学生问这个实验和他们学的专业有什么联系。

面对这种情况,笔者认为我们应对各专业的知识结构,包括专业技术基础课、专业课设置情况以及实践教学环节的内容进行研究,在学院物理实验室现有的实验装备条件下,同时能够保持物理课程的特点的基础上筛选尽可能与专业方向靠拢的必修实验项目,对物理实验教学内容进行改革。具体做法是针对不同专业知识点的需要,选择不同的实验项目。生物工程类专业后续课程需要的力、热学、光学的知识较多,从基本物理量的测量与仪器使用性实验开始就尽可能的选择力、热学、光学的实验项目如:杨氏弹性模量测定、物体密度测定、等厚干涉、分光计的调整与三棱镜折射率测量、偏振光的观察与应用等。而计算机类专业实验项目的选择则紧紧围绕电磁学、近代物理实验项目展开,如:电桥测电阻、示波器的使用、静电场描绘、普朗克常数测定等,然后再把所选实验项目分成基本物理量的测量与基本仪器使用性实验、基本实验技能训练性实验、综合和设计性实验,实施三级物理实验教学模式。

2.同一实验项目不同专业选择不同的实验方法,使大学物理实验课既结合专业应用又满足物理学的基本需要

大学物理实验课作为工科学校大学生进校的第一门科学实验课程不仅肩负着让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,培养学生严谨的科学思维能力和创新精神、培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力的使命,同时也是使学生通过大学物理实验对物理概念理解的深化,了解物理概念和规律产生的科学技术背景及其历史性的贡献的必要手段。因此仅仅从后续的专业技术基础课、专业课及其实践教学环节应用角度去设置大学物理实验的教学内容和实验项目显然是不够的,为了使学生既能够比较全面的掌握大学物理实验所涉及的物理学概念和教学内容,达到系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧的要求,又能够和学生自己所学专业有机结合,我们应采取同一实验项目对不同专业选择不同的实验方法。例如:金属扬氏弹性模量测定对于生物工程类专业的学生直接选用传统的光杠杆尺读望远镜法进行测量,而对于需要熟练掌握示波器、函数信号发生器计算机类专业的学生采用金属动态扬氏模量实验仪进行实验。

3.引入高新技术,赋予大学物理实验课以现代气息

高新技术的发展,科技信息的激增和知识更新的加快促使高等教育向更加重视素质教育的方向发展,独立学院的目标是培养高级应用型人才,要培养高级应用型人才,就必须使工程技术人才培养的第一个环节――大学物理实验课和现代科学技术接轨。大学物理实验只有和现代科学技术接轨才能激发学生的学习积极性和热情,也才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中,例如计算机技术、光学信息处理技术、传感器技术、仿真技术、光谱技术等在大学物理实验课程内容中都已经涉及,把这些先进的技术引入到大学物理实验课教学中,不仅能激发学生的学习积极性和热情,同时,从物理实验的设计思想、物理实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面拓宽了学生的知识面,培养了他们的综合实验能力。这就要求我们必须改变和调整传统的教学方法和手段,同时有先进的仪器设备和较为充足的经费保障。

4.建立开放实验室,营造多元化教学环境,实行以综合能力判定学生成绩的考核方法

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一、根据物理学科的特点,把物理总复习分为三个阶段:

第一阶段:

以章、节为单元进行单元复习练习,时间上约从高三上学期到高三下学期期中考试前,即头年九月到第二年三月初,大约需要六个月,这一阶段主要针对各单元知识点及相关知识点进行分析、归纳、复习的重点在基本概念及其相互关系,基本规律及其应用,因此,在这一阶段里,要求同学们把握基本概念,基本规律和基本解题方法与技巧。

第二阶段:

按知识块(力学、热学、电磁学、光学、原子物理、物理实验)进行小综合复习练习,时间上第二年三月到四月,大约需要二个月,这个阶段主要针对物理学中的几个分支(力学、热学、电磁学、光学、原子物理)进行小综合复习,复习的重点是在本知识块内进行基本概念及其相互关系的分析与理解,基本规律在小综合运用。因此,在这一阶段要求同学们能正确辨析各知识内的基本概念及其相互关系,总结小范围内综合问题的解题方法与技巧,初步培养分析问题和解决问题的能力。

第三阶段:

进行大综合(包括理科综合和学科内综合)复习练习,时间为第二年五月至六月,这一阶段主要针对物理学科各个知识点间和理、化、生各学科之间知识点进行大综合复习练习,复习的重点是进行重要概念及相互关系的辨析、重要规律的应用,因此,在这一阶段里,要求同学们进一步总结解题的方法与技巧,培养分析和解决综合、复杂问题的能力。

二、复习方法

在制定好复习计划后,就要选定科学的、适合本人具体情况的复习方法,而且要根据不同的复习阶段确定不同的复习方法:

第一阶段:

以章或相关章节为单元复习时,首先要求同学们自己分析、归纳本单元知识结构网络,并在老师的指导下进一步充实、完整、使之系统化。其次,要对本单元的基本概念及其相互关系进行辨析,对本单元的典型问题及其分析方法进行有针对性的分析与归纳,并着重总结解题方法与技巧,然后对本章知识点进行针对性练习,但练习题不宜过多,应精选练习题,不能搞题海战术,最后要根据练习中和考试中出现的问题进行有针对性的分析和小结。

第二阶段:

本阶段可根据各知识块的特点,将有关内容分为几个专题,进行专题复习,着重进行思维方法与解题技巧的练习。

第三阶段:

本阶段主要是练习知识的大综合,较为复杂问题的分析方法,并将整个物理知识分为几个重要大专题,着重练习某些重要规律的应用,或某些重要的解题方法。如:动能定理及其在解题中的应用、变力做功问题的分析方法、极值问题的分析方法、临界问题的分析方法、假设法解题技巧等等。

本阶段要突出练习同学们的思维能力、分析问题的能力。具体方法有进行一题多解、一题多变、多题一解等方法,在本阶段要进行大综合模拟考的套题练习,试题要求在难度、覆盖面上均接近高考或达到高考的要求。

三、处理好几个关系

高考物理总复习中要处理好以下几个关系:

(一)“考纲”与“教纲”的关系

“考纲”即“考试说明”,它是高考复习的纲领;而“教纲”即“教学大纲”,它是中学物理教学的纲领,两者有相同的地方,也有不同之处,在高考总复习备考时,应以“考纲”为准。

(二)课本与复习资料的关系

目前,各种高考复习资料很多,往往会造成你以复习资料代替课本的现象,这是大错特错的,将会直接影响复习效果,因此,在复习备考时,应以课本为本,充分发挥课本的主导作用,并选择适合本人具体情况的复习料辅复习,有利于提高复习效果。

(三)点与面的关系

在高考复习备考时,既要抓住本学科的重要知识点,也要全面、系统、完整地复习所有必考的知识点,要做到重点突出、覆盖面广。只有这样做,才能达到复习的效果。

(四)基础与能力的关系

在高考总复习中,要处理好与能力的关系,非凡是在第一阶段的复习过程中,重点是复习基本概念、基本规律及其应用,基本解题方法与技巧等基础知识,只有在打好基础的前提下,才能逐步提高自己的分析问题和解决问题的能力,假如忽视基础知识,专门做难题、怪题,是达不到培养能力的目的的。

四、要培养的几种能力

(一)加强信息迁移问题的练习,提高阅读能力、理解能力和分析问题的能力。

信息迁移问题一般都是给出一段文字或图片信息,要求通过阅读该信息去回答或解决一些物理问题,信息迁移问题着重考查学生临场阅读,提取信息和进行信息加工、处理,以及灵活运动基本知识分析和解决问题的能力,如:给出有关磁悬浮列车的文字资料和图片,要求学生通过阅读资料,去回答和分析有关磁悬浮列车的问题。

(二)加强科技应用问题的练习,提高运用物理知识去分析和解决实际问题的能力。

科技应用问题一般都是运用物理科学知识、原理和方法去解决生活、生产科学技术中的实际问题,如:用物理科学技术原理去分析和解决我国在实施的“南水北调”“西电东送”“西气东输”几大重点工程中有关问题。

(三)加强实验技能练习,提高实验能力。

物理是一门以实验为基础的学科,物理实验技能的练习是高考物理复习的重要组成部分,通过以下几个方面的练习可以提高实验技能:

1、对基本仪器使用的练习

物理实验要通过各种基本仪器来完成,因此,只有熟练把握各种基本仪器的构造原理、使用方法和注重事项,才能做好各种实验,并提高实验技能。

如:要把握各种电表、游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤等仪器的原理、使用方法和注重事项。

2、注重联系实际进行操作的练习

物理实验中的实验操作技能是很重要的实验技能,加强这方面的练习,有助于提高实验技能。

3、加强物理实验思想、原理、方法与技巧的练习

物理实验思维、原理、方法与技巧是衡量学生实验能力的核心,如:伏安法测电阻实验中对实验条件的控制方法(滑动变阻器的接法)、实验误差的控制方法(电流表的内、外接)、作图时对个别点的舍弃、图线的“曲化直“(验证牛顿第二定律时画 图象)等等,只有加强这方面的练习,才能提高实验能力。

4、加强设计

性实验的练习,培养学生创新思维能力和实验能力

物理设计性实验,是要求学生根据给出的实验仪器,按要求设计出实验的原理、方法、步骤,最后得出实验结论:或只给出实验课题,由学生自选仪器、自己设计实验原理、方法与步骤,得出实验结论,这就要求学生具有较强的创造性思维能力和综合分析能力及实验技能与技巧。

如:在电学实验中,要求测电源的电动势和内电阻,自己设计方案,自选器材进行实验,看谁设计的方案多(有十几种方案),哪种方案最佳?通过这样的练习,可培养创新思维能力和实验能力。

(四)加强创新思维练习,提高创新思维能力

创新思维题是近几年高考物理试题或理科综合能力测试题中考查学生能否寻求独特而新奇的,并具备社会价值的思维方法解决尚无先例的问题的能力,这些题大多数属于开放性的实际应用题,创新思维的主要成份是发散性思维和集中性思维。所谓发散性思维是一种不依常规,寻求尽可能多种多样的答案的思维,它具有流畅性、变通性和独创性的特点;而集中性思维则是依据已有的信息和各种设想,朝着问题解决的方向求得最佳方案和结果的思维操作过程,发散性思维以寻求解决问题的各种可能性为主,而集中性思维则在这些可能的途径中选择和比较出最优的解决方案,两者相互联系,缺一不可。

1、类比推导法

将已知或新给出的原理、知识或方法横向类推到类似的新情境中去,以解决新问题或得出新知识,即已知(或新知a)类推新知(或新知b),其要害在找好横向类比迁移的“参照点“。

2、逆向思维法

物理学中有些问题按常规正向思维分析不方便,此时可改变思维方向,由正向思维改为逆向思维,就能使问题迎刃而解,如光学中的光路可逆原理,匀减速运动倒过来考虑就变为匀加速运动等。

3、等效思维法

物理学中的问题,有时直接分析有困难,此时,可用效果相同的模型来等效代换,使问题便于分析解决,如:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,力的分解与合成等。

(五)加强学科渗透练习,提高综合分析问题能力