流體力學教程范文
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篇1
關鍵詞:流體力學;理論教學;實驗教學
一、流體力學課程特點
流體力學是水利工程、環境工程、給水排水等專業的一門學科基礎必選課,與后續專業課聯系緊密。如對于給排水專業來說,后續的水泵與水泵站、建筑給排水等課程的學習都需要用到流體力學方面的知識。流體力學具有較強的理論性和實踐性,該課程理論抽象,理論公式推導和基本概念比較多,學生需要在掌握基本概念及理論公式推導的基礎上,清楚了解公式的應用限制條件,才能靈活運用所學知識來解決實際問題。另外,實驗是流體力學課程的一個重要環節,與所學理論知識緊密相關,是驗證理論、數值計算結果的重要途徑,是學生獲得感性認識的主要手段,對于培養學生的實際動手能力,加強對所學理論知識的掌握方面起著重要作用。根據筆者多年的教學經驗,目前,在流體力學課程的教學過程中存在著一些問題:課堂例題和課后習題與工程實際脫節,理論與實際聯系不夠緊密,學生對所學知識在實際工程的應用不甚了解,只會機械照搬公式解題;教師主要采用課堂灌輸、學生被動接受的教學模式,與學生的互動比較少;所開設的實驗多為驗證型和演示型實驗,學生自己設計實驗并加以驗證的機會甚少,不利于學生思考問題、分析問題和解決問題能力的培養,更不利于學生解決實際工程問題能力的培養。因此,流體力學課程教學需要采用多元化教學模式、加強理論與實際的聯系、對實驗教學環節進行改革,以取得較好的教學效果。
二、教學方法探討
(一)理論教學方法探討
1.重視緒論的作用。
緒論對于講好一門課是非常重要的。通過對緒論的學習,學生可了解本課程涉及的主要內容,在學科領域中的地位,發展歷史、現狀及發展方向,與后續專業課程的聯系,在社會經濟發展中的地位與作用等。通過對緒論的學習,可以讓學生了解學習本學科的意義、目的及重要性,激發學生對該門課程的學習興趣,安排好學習計劃,為學好該門課做好充足的準備。
2.采用啟發式教學手段。
現代教學論中的啟發式教學思想的特點是:強調學生是學習的主體,教師要調動學生的學習積極性,實現教師主導作用與學生積極性相結合;強調學生智力的充分發展,實現系統知識的學習與智力的充分發展相結合;強調激發學生內在的學習動力,實現內在動力與學習的責任感相結合;強調理論與實踐聯系,實現書本知識與直接經驗相結合[1]。因此,將啟發式教學思想應用于流體力學課程教學,把學生放于主體地位,可充分調動學生的學習積極性,提高學生對本門課的興趣,增強學習效果;教學中通過理論與實踐的緊密聯系,便于將理論知識應用到工程實踐中,要使學生對知識的掌握更加靈活牢固,并為以后課程的學習及工作打下堅實基礎。
(1)采用對比法。授課時,將相近或相反的定義、概念進行對比,加強學生對概念的理解和掌握。如講解流線和跡線、恒定流和均勻流、層流和紊流等概念時,采用比較法授課,避免學生對學習內容的混淆。另外,還可將新舊知識進行對比,使學生在復習舊知識的同時,加深對新知識的掌握。如在講動量方程時,可將動量方程與能量方程的應用前提條件、所能解決的問題進行比較,從而加深學生對這兩大基本方程的理解和掌握。
(2)采用聯系法。在講概念之前,先引入實例。如在講卡門渦街概念之前,先介紹電線在風中發出聲響的原因;通過介紹汽車外形設計,講解繞流阻力的問題;在講表面張力的時候,聯系露珠是球形的現象;在講毛細現象的時候,聯系當毛巾部分浸在水中時,未浸在水中的部分也會變濕的生活現象。通過對這些與生活緊密相關的流體力學問題的思考,使學生的學習興趣大為增加,并且要加深對所學知識的理解和掌握。另外,還可聯系新舊知識,如有壓管流的水力計算其實就是能量方程在實際工程中的應用,同時聯系后續的專業課學習和日后所從事的工作,引導學生對所學知識溫故知新,達到融會貫通的效能。
(3)采用“問題式”教學法。在授課過程中,針對某些易混淆、易理解錯誤的知識點和難點,適當地提出一些誘導性問題,以提出問題、分析問題、解決問題為線索,達到學生掌握知識的目的。有些問題先提出來,留出適當時間,再讓學生回答;有些問題提出來為引起同學注意,教師可自問自答。如在推導作用在平面壁上靜水總壓力公式時,公式得出后,可向學生提問“公式推導過程中所涉及的水深h和y值是否相同,若不同,它們之間有何關系”,讓學生回答,以加深學生對公式中各項符號的理解,避免應用公式時混淆出錯;在講液體作用在曲面上的靜水總壓力時,先提出問題“能否用液體作用在平面上的靜水總壓力的求解方法來求解”,然后分析曲面和平面所受壓力的不同點,最后得出液體作用在曲面上的靜水總壓力的求解方法。
3.充分利用現代多媒體教學手段。
在教學過程中,采用板書和現代多媒體技術相結合的方式,充分利用現代多媒體教學手段,將聲音、圖形和動畫等與授課知識靈活結合,提高學生的注意力和學習興趣。教師可以在講授偏重于推導過程的內容時采用傳統授課方式,而講授需要直觀形象的內容時采用多媒體教學方法。如在講局部損失時,通過流體力學模型局部障礙處漩渦的形成演示,加深學生對造成局部水頭損失影響因素的理解;在講壓力體和靜水壓強分布圖繪制時,利用多媒體演示圖形的疊加、抵消過程,使學生一目了然,起到事半功倍的效果。
4.加強理論與實際的聯系。
由于學生缺乏對實際工程的感性認識,對抽象的理論在理解上有一些困難,因此在講課時要加強所講授的理論知識與工程實際的聯系。例如,在講流線時,可讓學生在實驗室觀看流體力學模型的水流現象,或做成動畫演示,使學生對實際的水流現象有直觀的認識,從而加深對流線概念的理解;對工程中常用到的流體力學知識,如能量方程,應在推導及應用條件等方面深入講解,并舉例講解該方程在實際工程中能解決的問題,如在城市給水管網中管道埋深確定方面的應用等,加強學生對該方程的理解,做到靈活運用,增強學生解決實際工程問題的能力。在授課時,還應盡量將流體力學的有關知識與后續專業課相結合,使教學內容更加充實,并可激發學生的學習興趣,提高學習效果。如將有壓管道的水力計算與后續課程給水管道的設計相結合;將無壓管道的水力計算與排水管道的設計相結合;將水頭損失計算與建筑給水系統中水箱的設置高度、水泵揚程選擇等相結合。
5.重視課堂習題和課后作業。
流體力學課程中的理論公式和概念比較多,為加強學生對基本概念的掌握,熟練運用理論公式解決問題,要重視課堂習題和課后作業對知識鞏固的作用。教師在講完理論知識后,應選擇有代表性的例題,通過對典型例題的剖析,啟發學生舉一反三,達到靈活掌握所學知識的目的。另外,通過適量的課堂習題檢查,鞏固學生對知識的掌握程度,給學生提供課堂討論的機會,加強對學生思維的鍛煉。給學生布置適量的課后作業也非常重要。通過課后作業,可促使學生復習學過的知識,加深對所學知識的掌握。另外,教師通過對作業的批改,發現學生學習過程中存在的弱點和不足,再加以重點講解,從而在教學過程中可做到有的放矢,增強教學效果。
(二)實驗教學方法探討
流體力學課程具有很強的實踐性,其實驗教學效果對整個課程體系產生著直接的影響。實驗教學可以彌補理論教學的不足,增強學生對基本知識的理解和掌握,如雷諾實驗的演示,可加深學生對層流和紊流概念的理解。另外,實驗教學還可培養學生分析問題、解決問題的能力及創新能力。目前流體力學實驗內容多為驗證型和演示型實驗,綜合創新性實驗很少,基本上是學生按照實驗指導書的實驗步驟,一步一步做,而不是自己動腦設計并加以驗證,這樣就無法培養學生分析問題和解決問題的能力。為更好的培養學生的實驗操作能力,應多開設一些綜合創新性實驗,由學生自己提出問題、設計實驗步驟、實驗操作、整理實驗成果、得出結論。學生在自主完成實驗的全部環節時,能夠將課堂上所學的理論知識和學過的實驗技能有機地結合起來,動手能力、分析解決問題的能力均得到綜合訓練。另外,在條件允許的情況下,實驗室可全天開放,學生可根據自己的時間安排完成實驗任務,教師負責答疑。學生的實驗成績應由實驗操作和實驗報告綜合得出,以一定比例計入本門課的總成績。這樣可激勵學生對實驗的重視,調動其積極性。
三、結語
在流體力學課程的教學過程中,應充分利用啟發式教學和現代化教學手段,加強與工程實際的聯系,改革實驗教學方法,從而激發學生的學習興趣,增強學生的動手實踐能力和思維能力,提高本門課程的學習效果。
參考文獻:
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[2]高亞萍.基于消防的流體力學教學改革模式探討[J].武警學院學報,2013,29(9):56-59.
[3]薛紅琴,林子增.提高流體力學教學質量的研究探討[J].科技資訊,2010(1):196.
[4]陳正壽,孫孟.流體力學多元化教學模式改革與探討[J].中國水運,2011,11(12):57-58.
篇2
關鍵詞:教學模式;項目教學;教學方法;合作學習;考核評價
作者簡介:徐硯(1961-),女,黑龍江呼蘭人,哈爾濱電力職業技術學院動力工程系,副教授;王洪旗(1964-),男,河北河間人,哈爾濱電力職業技術學院動力工程系,副教授。(黑龍江 哈爾濱 150030)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)33-0057-01
在電廠熱能動力裝置專業(簡稱熱動專業)開展的基于工作過程系統化課程開發試點工作中,根據熱動專業人才培養方案和培養目標,認真研究和分析了本專業崗位的典型工作任務和職業素質需求特點,將原“工程流體力學”課程進行分析論證整合,調整為學習領域課程“流體流動能量分析”,旨在強調流體作為電力生產的重要工作介質所起的能量輸送和轉換的重要作用。采用更具有職教特點、更適合崗位工作要求的教學方法和內容,先進的教學設計理念和現代教育手段,小組合作學習的方法,注重學習過程和素質能力的評價方式,全面提升教學質量,全面提高學生的綜合職業素質,為學習后續課程、考取本專業相關的“職業資格證書”、完成本專業相關崗位的工作任務打下良好基礎。
一、教學模式和教學內容
電廠熱能動力裝置專業主要面向發電、電力建設等企業,培養能夠完成熱力設備安裝、檢修、運行、調試和技術管理工作任務,德、智、體、美全面發展的高等技術應用型專門人才。“流體流動能量分析”課程是本專業進行職業崗位能力培養的一門核心課程,屬于專業基礎課的范疇,不直接對應典型的工作任務,反映部分典型工作任務的某些共性內容與要求。在本專業主要崗位群中(汽輪機運行值班員、鍋爐運行值班員、除塵脫硫值班員、鍋爐檢修工、汽輪機檢修工、泵與風機檢修工等)都必備流體力學知識。按照本專業崗位的實際工作任務需求構建課程體系、組織教學內容、設計教學項目,采取了項目教學、任務驅動、行動導向的教學模式,注重學生在校學習與實際工作的一致性,使理論教學與實驗教學緊密聯系,為崗位需求提供職業能力,為培養高端技能型人才提供保證。
采用將教學內容模塊化、層次化的教學方式,面向電力生產技術,根據工作任務和工作過程確定教學內容,再通過歸納、總結、提煉并遵循認識規律將教學內容總結為教學項目,依據電廠熱力設備和系統的實際水力分析及計算的工作任務設計教學項目和學習任務。針對每個學習任務按照咨詢、決策計劃、實施、檢查評價等進行教學組織設計。本課程共設計了“流體及其壓力的認識”、“靜止流體勢能轉換分析”、“流動流體機械能轉換分析”、“流動阻力損失的計算”、“繞流運動分析”、“氣體流動特性分析”六個教學項目(含18個教學任務),每個教學項目設有知識目標、專業能力目標、職業素質目標。知識目標側重于應知,重在基本概念、基本原理的掌握和理解;能力目標側重于應會,能用所學的流體力學知識分析和解決工程實際問題;素質目標強調團隊精神、職業道德、交流和學習能力的培養。緊密圍繞本專業崗位需求,學習實際工程所涉及到的流體力學的基本概念、基本原理,并具有一定的流體能量分析能力和管路水力計算能力。在完成相關訓練項目的過程中學習有關的技術知識,分別對應理論驗證和單項技術運用能力的培養、動手能力與設計計算能力的培養、知識拓展能力和創新能力的培養。
二、教學方法和教學手段
采用工學結合、理實一體的教學模式,根據不同項目內容,在教學中靈活運用項目導向、任務驅動、案例分析、多媒體演示、分組討論、實驗、啟發引導、邊講邊練等教學方法,引導學生積極思考、樂于實踐,提高教與學的效果。授課前一周向學生下達項目任務書,內容包括學習任務描述,學習場地、設備,知識、素質、能力目標,咨詢問題和途徑等,學生按照任務書的要求,咨詢信息形成學習筆記,小組討論形成項目實施方案。做到課內教學與課外教學相結合,自主學習與指導教學相結合。通過貼近崗位工作的電力生產實際案例導入知識,訓練分析和計算能力,使能力培養與工程實踐相結合。選題、選材注重共識性、綜合性、工程性、創新性,同時體現新穎性、趣味性、互動性。將實踐性強、技能訓練要求高的內容,通過模擬實驗、實驗操作、邊講邊練的方式,提高學生的動手能力。將傳統教學方法與現代教育技術相融合,向學生提供教學資源庫(包括教學課件、自學指導書、習題集、實驗指導書、模擬實驗軟件、相關電力生產設備及系統視頻和圖片、國家精品課網址、其他參考教材等),開闊學生視野,拓寬學習渠道。充分利用多媒體課件、錄像片、圖、表、網絡等現代化的教學手段,通過視覺、聽覺,全方位加強學生對知識的理解和記憶,同時結合板書等傳統授課手段,揚長避短,獲得最佳效果。
三、學習方法和考核評價
以學生為中心,支持學生自主學習、協作學習和探究式學習,每個項目的實施都采用小組合作學習的方法,強化學生的團隊協作精神,增強學生主動參與和個性發展。班級40人,分成4個小組,課上先由小組派代表匯報咨詢信息情況、存在問題,再由教師適時講解、分析,最后小組討論總結,實驗和水力計算項目由小組自行設計方案,分工合作完成。事實證明,試點班學生的學習能力、學習積極性和主動性明顯提升。
突破傳統考核模式,加強過程考核,注重素質和能力培養,全面公正評價學生的學習效果。職業能力評價占總成績的70%,職業素養評價占總成績的30%。
1.職業能力評價
(1)基礎知識評價。主要側重于對各個工作任務中所涉及到的基本概念、基本原理的掌握和理解,如連續性方程、能量方程、阻力損失計算等。考核方式為期中測試和期末考試。
(2)專業能力評價。主要側重于用所學的流體力學知識分析和解決工程實際問題。包括實驗項目的操作能力表現,設計計算能力,分析和解決問題的能力。考核方式為完成每個教學項目過程中的咨詢問題回答、學習檔案檢查、實驗操作檢查、課業報告檢查。
2.職業素養評價
(1)平時考勤評價。根據平時上課和實驗出勤率進行評價。
(2)學習態度評價。根據每個學習任務完成過程的實際表現,如學習態度、是否遵守紀律、是否團結互助等進行評定。考核方式為個人評價、教師評價、小組評價和小組互評。
四、結束語
工學結合作為職業教育的重要特征已被大家所認識,探索和建立適合國情、符合工學結合要求的新型職業教育課程模式,成為廣大職業院校提高教學質量的重要手段。對熱動專業的“工程流體力學”課程進行了基于工作過程系統化的改革研究與實踐探索,旨在找到更具有職教特點、更適合崗位工作要求的教學方法和教學內容,全面提升教學質量,全面提高學生的綜合職業素質、能力。
參考文獻:
[1]趙志群.職業教育工學結合一體化課程開發指南[M].北京:清華大學出版社,2009.
[2]徐國慶.職業教育項目課程開發指南[M].上海:華東師范大學出版社,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.
關鍵詞:流體力學;過程裝備與控制;教學改革
Key words: Hydromechanics;process equipment and control;teaching reform
0 引言
《流體力學》課程主要描述自然環境中的流體運動的一般規律及特定條件下流動機理。其內容涉及基本概念的理解、公式推導、計算方法等。考慮到大二學生尚未接觸實際工程問題,因此教學雙方對流體力學的學習過程均存在困惑。本文針對流體力學課程的特點及教學過程中遇見的問題,對《流體力學》教學改革進行相關探索,總結教學過程中積累的經驗,提出相應改進方案。
1 合理運用現代化教學手段與技術
首先,以《流體力學》教材中所采用的大量流場圖片為例,對流場理解的正確與否決定其學習流體力學的興趣與積極性,傳統的教學方法多采用授課教師手繪流線等方法來說明流體的流動過程,在講解的過程中,由于流場僅僅是枯燥的曲線靜態分布,無法有效吸引學生注意力,使學生對流動機理有進一步深刻認識和理解,從而降低教師的教學效率和教學效果。
在《流體力學》教學中采用多媒體課件,通過制作一些流體運動的Flash動畫演示把流動的特性形象地展示在學生眼前,表現形式相對新穎、活潑、再加上圖文并茂的效果,使學生可以直觀地觀察有趣的物理流體現象,通過這一環節的改進,可以主動改變沉悶的教學過程,創造出生動活潑的教學場景,激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性。
其次,《流體力學》教材中涉及了大量的基本概念、假設、原理及公式推導等,據統計大量公式的推導過程占據板書時間的較大比例,這有可能造成教師無法在有效課時完成教學大綱規定的教學內容,降低教學效率。在《流體力學》教學中的應用PPT多媒體技術,復雜繁瑣的公式推導可以較形象地展現在學生面前,對學生理解公式有較大好處。一旦形成這樣的教學場景,那么在規定的課堂時間內必將可以細致透徹地完成教學任務,達到事半功倍的教學效果。
靈活采用各種PPT制作技術在一定程度上可以避免“多媒體”變成“單媒體”,在《流體力學》教學中對多媒體的使用多集中于流體運動學與動力學基礎、圓管流動、薄厚壁孔口出流、縫隙流動及氣體動力學基礎等。
此外,考慮到多媒體教學蘊含的信息較大,合理分配PPT播放時間對教師的課堂教學掌控能力是一個挑戰。如果“整個教學過程從頭到尾充斥著大量復雜的信息、不停轉動的畫面,而沒有充分考慮學生的思維水平和思維速度,像電視或電影畫面那樣一閃而過,不斷向學生灌輸,這樣的‘填鴨’式教學形式會引起學生的‘消化不良’,扼殺了學生創作的機會”。
2 建立新的教學手段模型,提高考試成績
本文所建立的教學模型如圖1所示,為提高教學效果及學生考試成績,采用立體式的教學手段。該模型包括以下四項內容:情景式啟發,多媒體技術,工程實例講解,動態視頻輔助。
情景式啟發屬于現代教學論范疇,創造一定的“休閑、放松、特色”的學習環境。通過營造啟發式學習的氛圍,讓學生獲得更加美好的學習體驗。這種方式能充分調動學生的學習積極性,對激發學生的學習熱情和學習需要能夠產生有效的激勵作用。
工程實例講解是以學生常見的工程問題作為引入點,但同時大部分同學對該類問題理解不深或是出現偏頗。結合該類問題,解釋其中所蘊含的流體力學定理,加深學生對該問題及相關定理的認識,無疑有利于學生學習流體力學。
動態視頻輔助是一些在實際生活中難以見到,但又屬于流體力學理論范圍的現象再現,通過這些視頻可以加深學生對流體力學相關理論的理解。
最后可以發現:采用先進教學手段的班級,無論是考試的優良率還是平均分數均比采用傳統教學方法講解的班級高出約15%左右,從而達到提高教學效果的目的。
3 重組教學內容,調整知識布局
根據《流體力學》課程的教學大綱,借鑒國內外對本課程改革的成果,按照當前教學改革發展的要求對教材內容進行調整,以流體的流動為主線,將相關內容有機地融合在一起最終形成能夠相互促進的教學模式,如圖2所示。
課程體系分為三個部分:第一部分是不動的液體,主要講述流體基本概念與流體靜力學內容;第二部分是運動的液體,使學生掌握流體運動學及動力學規律,對簡單的管道流動及縫隙流動有定性及定量的認識;第三部分是運動的氣體,可以把這章內容采用視頻播放加師生互動方式講解,來培養學生獨立自學的能力。
4 加強實踐教學,提高學生認知能力
《流體力學》實驗是學生職業技能培養的重要環節,因為它的實驗課題是以流體運動為背景的,如畢托管測速實驗,雷諾實驗等典型實驗。通過選取典型的實驗現象給學生展示實驗結果,加深學生對流動原理、流場結構特點等信息的了解。同時教師在指導流體力學實驗過程中可對部分操作手段進行相應改進,也可設計并提出一些新的實驗內容。合理利用已有條件培養學生理論與實踐相結合的能力,做到學以致用。
5 結束語
《流體力學》教學改革是一項艱巨、長期的工作,本文從合理運用現代化教學手段與技術,建立新的教學手段模型,提高考試成績,重組教學內容調整知識布局、加強實踐教學,提高學生認知能力等三個方面論述了相關經驗和具體的實施手段。雖然在一些方面探索出若干經驗并取得了一定的效果,但還相對薄弱。改進教學手段,引入多種教學方法,因材施教等均可提高學生的學習和接受能力,為以后學習專業課及工作奠定堅實的基礎。
參考文獻:
篇4
關鍵詞 工程流體力學 教學效果 教學手段
中圖分類號:G424 文獻標識碼: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 工程流體力學教學現狀
1.1 課程難于學習
工程流體力學以高等數學、線性代數、大學物理、工程力學、工程熱力學等多門課程為基礎,通過本課程的學習培養學生具有初步對工程問題的簡化能力,具備一定的分析與計算能力,是學習有關后繼課程和從事專業技術工作的基礎。由于該課程中的理論推導部分應用了較多微積分、微分方程等數學知識,再加上大多數學生沒有實際的工程概念,在實際教學過程中,大部分學生反映:該課程的理論知識抽象、難于理解,概念和方程占的比例較多,對高等數學、線性代數知識要求較高,理論知識與工程實踐結合難度較大。①總而言之,在傳統的注入式教學模式下,對大部分學生來說,“工程流體力學”是一門非常不好學的課程。
1.2 理論知識與實際應用脫節
在大部分工科院校的工程流體力學課程教學中,課題主要教給學生講授本課程的基本概念、基本理論及公式推導,這些在教學實際過程及考核時基本都可以完成。這種指導思想下完成的教學效果是,學生可能只會對考核中出現的知識點做機械的符號記憶,如果在后續專業課的學習時或工程生產實際中,涉及到工程流體力學的相關知識,學生們會無從下手,找不到合適的解決問題的方法。
1.3 傳統教學方式的缺陷
傳統的板書教學模式已有悠久歷史,教學理論非常成熟,已經積累了大量的教學經驗。在傳統教學過程中,一般是通過教師的生動、形象的講述,學生相對易于接受,老師與學生之間也可以面對面地探討一些疑難問題。而對于工程流體力學這門課程而言,教學內容不可避免地會涉及到一些類似數學公式的推導,傳統的板書教學方式能夠留給學生更多的思考時間,同時,也能夠加深學生對公式推導過程的理解,加強記憶。由于傳統的教學模式主要是依靠粉筆與黑板的教學條件,教師是教學模式的主體,教師表達能力的好壞、知識的豐富程度嚴重影響教學效果,與此同時,教學效率也非常低下,在有限的學時,很難使教學內容豐富,由此也扼殺了學生創意的產生和個性的發揮。②
1.4 多媒體應用的弊端
多媒體是一種把文本、圖像、視頻、動畫和聲音等信息的媒體集成在一起,并通過計算機綜合處理和控制的一種信息技術。多媒體教學具有教學形象、生動、具體、信息量大、易于理解的優點。在各高等院校專業課的教學過程中得到了廣泛應用,給教學工作帶來了極大的方便。一方面,借助于多媒體教學不僅可以在一定程度上吸引學生的注意力,減輕教師板書的勞動量,另一方面是可以將一些復雜的、難于形象描述的流體流動現象和工程實際的圖像資料清晰地展現給學生,使教學內容直觀明了。同時,課堂氣氛動靜結合、增強互動性。與此同時也存在一些弊端:③由于大學課程教學內容進程快,信息容量大,一環緊扣一環,即使是傳統的教學模式下,在中、小學課堂上出現的活潑、互動的啟發式教學場面,在大學課堂教學時很難出現。
2 如何提高工程流體力學課程教學效果
2.1 充分利用先進的科研手段輔助教學
工程流體力學這一課程中涉及到的流場描述等知識點理論抽象、方程較多,僅借助于多媒體演示等手段教學,效果并不很好。如果將先進的科研手段輔助教學,例如將先進的激光粒子測速技術(PIV)應用到“工程流體力學”的教學過程中,④比如可應用拉格朗日描述流體流動和歐拉描述流體流動、紊流和層流流動的特點、圓管中流體紊流和層流軸向速度分布特征等相關章節中,借助于先進流體流動測試技術,能夠使學生對抽象的理論進行深刻的理解,同時可激發學生對課程內容進行深入探索、從事科學研究的興趣。
2.2 傳統教學方式與多媒體教學手段相結合
多媒體教學技術的發展并不意味著必須摒棄一切傳統的教學手段和方法,如果將傳統教學方式與多媒體教學手段相結合,揚長避短,發揮各自的優勢,提高課堂教學效果。對于工程流體力學這門工科專業基礎課程,在進行復雜的理論公式推導教學時,經驗證明:如果教師使用板書的教學方式,在黑板上一步一步推導,而不是使用多媒體,打出一系列的數學符號,這樣既可以給學生更多的思考時間,又能夠使學生理解公式推導過程,使學生的記憶加強。而對于一些基本概念和特定的流體流動現象,可以借助于多媒體教學手段,加深學生對基本概念和流體流動現象的理解與認識。
2.3 構建學生創新實踐操作平臺
工程流體力學是一門建立在實驗研究基礎上的學科,也是一門實驗科學。很多流體力學理論都是通過實驗研究建立起來的,一些理論分析得出的結論也需要實驗來證實,而實驗又必須在理論分析所得出結論的指導下進行。因此實驗是工程流體力學課程的必不可少部分,是非常重要的教學環節。它不但可以驗證理論研究結果,同時,在幫助學生學好工程流體力學這門課程的基礎上,培養學生進行科學探索、創新能力和獨立工作重要環節。雖然目前大多數高校都把實驗教學列為工程流體力學課程教學的一部分,貫穿于課程始終。但大多以驗證性實驗為主,實驗教學方法單調,又有師資力量、實驗課時和實驗設備等多種因素的制約,學生實際可選擇的范圍很小,在很大程度上限制了學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力,不能很好實現工程流體力學實驗教學的目的。因此,建立學生創新實踐操作平臺,在完成課程基礎理論驗證實驗的基礎上,結合不同專業學生知識體系和將要從事的領域,開設創新實驗,以此來激發學生的學習興趣,培養創新能力。
3 結束語
為提高工程流體力學課程的教學效果,可以通過利用先進的科研手段輔助教學來提高學生學習興趣,采用傳統教學與多媒體教學相結合方式進行“教”,通過學生創新實踐來提高學生對知識的應用能力和創新能力。
注釋
① 黃芬霞.石油工程專業流體力學課程的教學改革探討與實踐[J].考索?探微,2013.12(1):231-232.
② 陳曉珊,洪文鵬等.工程流體力學課程改革的思考[J].東北電力大學學報,2003.6(3):54-56.
篇5
關鍵詞:教學目標;流體力學;理念
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)07-0199-02
一、引言
隨著新信息技術的發展,高等院校課程的教學模式已從粉筆加黑板傳統單一的授課方式進化為應用現代化教學設備如多媒體課件、微課、幻燈片等多元化的授課模式。現代化的教學手段使枯燥的理論知識、復雜的運行狀態、難解的裝置結構呈現在屏幕上,化解了問題難點,開闊了學生視野,拓展了學生思維,節省了授課時間,為更新內容創造了條件。本人作為教學一線教師,充分認識到有些課程,特別是專業基礎課和專業課的概念抽象,理論晦澀難懂,學生產生了抵觸情緒。經十余年教學經驗總結,以流體力學課程為例提出采用現代化教育手段激發學生發散性思維從而達到提高學習興趣的目的,在講授過程中與實際應用緊密聯系在一起,使學生達到舉一反三、觸類旁通,并通過課上提問、隨堂測驗、實驗檢測與期末考試來考核學生學習效果的理念。流體力學課程在教學過程中遵循“以人為本”的教育理念,充分發揮教師的主導作用和尊重學生的主體地位,根據學生特點精心做好教學設計方案;教學隊伍成員教學思想活躍,積極開展教學改革和教學研究工作,承擔校級教學研究課題,大大推動教學改革工作;課堂教學采用啟發式教學方法,加強習題課、討論課比重,注重學生能力培養等等。
流體力學課程是我校建筑環境與設備工程、給排水科學與工程、環境工程、熱能動力工程等多個專業中核心專業基礎課程之一,是其他專業的主要專業基礎課程,在專業培養方案及整個教學體系中處于承上啟下的重要位置。但由于該課程理論性較強,概念抽象,學生普遍缺乏對流體的感性認識,使流體力學課程歷來被認為是教師難教、學生難學的課程之一。因此,需要在教學方法、內容及形式上做出改進,在此基礎上本文提出了基于IAE(Interest,Apply,Exam)理念的教學模式。
二、學習的興趣――Interest
流體力學學科既是基礎學科,又是用途廣泛的應用學科,它不但涵蓋了經典理論而且與各類工程專業緊密結合。所以又可以稱之為既古老又充滿活力,不斷發展的學科。在教學內容上我們科學地處理了“基礎”與“前沿”、“經典”與“現代”、“理論”與“實際”的關系,建立了完善的培養方案和課程體系,流體力學課程體系可分為基本理論、基本應用與專門課題三大模塊。對于這樣一個課程如何提高學生學習興趣,首先,從開課伊始便讓學生對授課老師產生興趣,繼而對該課程產生興趣。為此需老師通過豐富的閱歷、發散性的思維、淵博的知識、新穎的教學方法等來吸引學生、激發其學習興趣。課程內容固定,但教學方法是靈活的,結合實際生活、學科的前沿知識引導學生去提問、思考和探索。比如講到流體的物理學性質――粘性,學生看到教材上枯燥的長篇理論,深奧的道理很可能興趣全無,在講授過程中將日常生活中常用的水與食用油作為切入點,對比兩者粘性大小,引起學生好奇,達到活躍思維,激發創新的目的。另外,在高科技技g引領下,每個人都離不開智能手機,學生也不例外,甚至課堂上玩手機,既然離不開手機,索性將一些枯燥的理論制作成生動的視頻,與學生共享,在枯燥的課堂上用現代的技術手段(微課或慕課)活躍氣氛,激發學生學習的積極性。這樣學生通過發散性的思維模式去理解抽象的概念往往會有意想不到的結果,進而將書本知識內容融會貫通、學以致用,即使是再枯燥的理論也會產生濃厚的興趣。
三、實際的應用――Apply
當前流體力學課程的發展進入了一個嶄新時期,分析手段更加先進,與其他學科的交叉滲透更加廣泛深入,與實際工程聯系更為緊密。為有效提高教學效果,更好地實現培養目標,經過多年的摸索,我校形成了能夠理論聯系實際,課內外結合,融知識傳授、能力培養和素質教育于一體的顯著教學效果組織形式,即理論課教學―實驗實習―課程設計互動的綜合教學模式。遵循了從實踐中來到實踐中去的原則,符合學生對知識從感性認識到理論學習再應用到實踐的認識規律。這種教學內容的組織與安排模式各環節緊密銜接,理論與實踐結合得更加緊密,使學生在學習知識時能夠融會貫通,對培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力具有較好的效果,促進了學生綜合素質的提高。該課程的基本應用是指應用流體力學的基本理論及相關方程求解與專業相關的典型工程流動問題,如孔口、管嘴及有壓管路流動,以及氣體射流流場特征與參數求解等。專門課題是指對流體力學領域中的一些典型或熱點課題,如“流體減阻理論與方法”及“有壓管中的水擊現象”等給予生動形象的講解。并將該課程應用到專業前言知識中去,比如海綿城市建設,智慧水務與智慧城市構建、水資源開發利用存在問題等,能夠達到更好的教學效果。
四、考核的方式――Exam
學生考核的可靠性和可行性問題一直是我們探討的問題。教學過程中全面考核學生的能力,主要方式有以下幾種:
1.隨堂測驗與課后作業:流體力學知識點較多,每次課都需留3―4道習題練習,以便學生掌握鞏固課堂所學內容,考核知識積累能力。教師通常批改一半作業,另外通過輔導答疑了解學生的學習情況,從而在課堂上有針對性地進行教學總結,提出存在的問題,研究解決辦法,提出改進措施,教師對每個學生每次的作業都要有成績記錄。
2.實驗考核:該考核可檢測學生理論聯系實際、分析問題的實踐能力,實驗指導教師對實驗報告全批全改。學生完成作業和實驗報告質量較高,教師對作業和實驗報告的批改量≥70%,且有成績記錄。通過基礎性實驗教學加強學生對基本概念、理論的理解掌握,使學生掌握靜壓強、動壓強、流量、水頭損失等基本參數的測量方法及基本技能;通過綜合性實驗,培養學生對實際工程中涉及的流體力學問題進行實驗研究的興趣,使其在實驗的安排與設計、儀表的選用、現象的觀察、實驗數據的處理、結果的分析及報告的撰寫等方面均得到較好的訓練,從而為學生創新能力和綜合素質的培養創造條件。
3.期末考試:該環節主要考核學生綜合分析和解決問題的能力。通常考試是檢驗學習效果的一個重要途徑,但是我們要避免一考定最終成績的現象,因這樣有些同學會在考前死記硬背課本上的內容,或“臨陣磨刀”,甚至“越磨越糟”,往往適得其反。多年來,流體力學一直使用試題庫出題,考題難易適度,試卷內容包括基礎知識與基本理論、分析計算能力、靈活應用知識,符合教學大綱要求,體現了教學過程中加強基礎知識、基本理論及基本能力的教學思想。
4.總評成績:綜合以上幾方面確定學生的最終成績,即平時成績、實驗成績與期末考試成績的加權組合。實踐證明此計分方法,既激發了學生的學習積極性,又全面考核了學生全學期的學習成績。
除此以外,我們利用校園網絡平臺,建立流體力學網絡輔助教學體系,在網上提供教學大綱、電子教案、教學日歷、自我測試題、電子版流體力學題庫、題解、學習指南、模擬試卷、多媒體課件、教學錄像及網上答疑系統等,建設豐富的網絡教學資源,給學生課后復習、自學、輔導和練習創造條件。
五、結語
本文提出的基于IAE理念的教學模式已在我校部分院系逐步發展,但仍處于探索階段,為了提高教學質量,有效地實施高等院校的素質教育,培養創新型人才,我們應該隨著時代的步伐,技術的革新不斷地去調整教學模式與方法,更好地適應時代的發展。通過采用有效的教學方法、先進的教學手段和靈活的教學方式,使教學更加科學化、規范化、生動化和形象化,將所要講授的內容與一系列問題相結合,啟發學生思考和研究,鼓勵學生提出問題,開展課堂討論,鼓勵學生大膽發表不同見解。有效地調動學生的學習積極性,使學生容易掌握重點和難點,所學知識能夠連成線,穿成串,結成網,形成體,教學效果顯著,同時培養了學生獨立思考、創新意識和創造性思維能力。
參考文獻:
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篇6
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 流體力學課程改革現狀
由于流體力學概念抽象、理論性強,學生對流體運動又缺乏感性認識,流體力學課程歷來被認為是學生難學、教師難教的課程之一。為了講清概念、交代眾多公式的來龍去脈、介紹豐富的工程背景和應用知識,流體力學授課需要大量課時,這與目前國內提倡的教學改革縮減理論授課課時相矛盾。不加強基礎理論和工程應用知識難以提高教學質量,局促的課時除了教會學生做題、應付考試外沒有多少時間講解其他內容。如何更好地處理少課時與大教學量之間的矛盾,國內不少高校進行了此方面的改革,比如研制流體力學多媒體電子教案,加大網絡教學資源等等彌補課時的不足。這些措施對于課堂教學幫助很大,但均無法替代實驗教學,無法幫助學生更加深刻地理解理論、應用理論。而在實驗教學中,實驗教師的教學重點卻是教學生如何操作儀器,如何記錄處理數據,而不會關注于讓學生知道為什么要“那么做”。因此課堂教學內容與實驗教學內容之間缺乏有效的銜接與溝通,導致很多學生只知如何做實驗,而不知為何做實驗。
目前,關于虛擬實驗室設計開發的案例也很多,但多數集中于研究如何使其更好地輔助實驗教學,而對于將虛擬實驗系統與課堂教學相結合進行教學設計的研究相對較少,唐山學院機械設計制造及其自動化專業流體傳動課程組教師針對此種情況,開發了基于Flash的流體力學虛擬實驗平臺,并將之與課堂教學相結合,進行了基于虛擬實驗平臺的理論教學與虛擬實驗教學相結合的教學設計與探索。
2 基于Flash的流體力學虛擬實驗平臺簡介
用Flash做動畫比較靈活,如表現運動機理、物理過程、動作分解等,也可編程。流體力學虛擬實驗平臺基于Flash語言而編制,主要是為建立一種創造和引導模擬實驗的交互環節,通過與實驗教學教師接洽,利用Flash將實驗設備虛擬化,并用動畫的手段將實驗現象演示出來,學生根據需要選擇實驗項目。以“動量守恒實驗”為例,在虛擬實驗平臺上運行該實驗,界面如圖1所示,既可以通過“原理”標簽學習實驗原理,同時還可以觀測到動量守恒實驗現象的動態演示。虛擬實驗可以讓學生熟悉實驗流程、處理一些常見的難點問題。學生如果需要,也可以不厭其煩地反復練習,直至熟悉掌握實驗操作技能。
3 教學設計與實踐
教學的目的在于使學生真正掌握應知應會的內容,并且獲得能力上的鍛煉和提高。下面以唐山學院機械設計制造及其自動化專業流體力學課程教學為例,簡介基于虛擬實驗平臺的流體力學課程教學設計。
3.1 基于虛擬實驗的研討式教學
首先教師帶學生一起溫習中學時的動量定理內容,而后提出疑問:當介質不再時固體,而是液體時,動量定理還適用嗎?如何用?以啟發式教學思想為基礎,在教師的引導下啟發學生積極主動地思考問題,并在同學之間、師生之間進行相互交流和互動式思考和學習,進而公式推導獲得動量方程,而后利用流體力學虛擬實驗平臺演示動量守恒實驗過程,請學生根據實驗觀察,討論分析該實驗的驗證原理。這種將課堂教學與虛擬實驗教學相結合的方式,不僅幫助學生進行了流體力學實驗的預習,而且使得學生對實驗現象和實驗數據處理的理論理解得更加透徹深入,提高了學生的思維能力和對一些重要概念的理解力。
3.2 操作訓練與思維訓練相結合
沿程阻力損失的計算是流體力學課程的教學重點之一,而其中的沿程阻力系數的正確選擇尤其關鍵,同時這里也涉及到一個很著名的實驗:尼古拉茲實驗。唐山學院機械設計制造及其自動化專業流體力學課程的理論授課教師和實驗教師并不是同一人,該課程有6學時實驗,其中一個實驗為“沿程阻力系數測定實驗”。在最終的實驗操作考核中,理論授課教師通過觀察學生 “沿程阻力系數測定實驗” 實驗操作過程,發現學生操作很熟練,記錄數據整齊認真,并且很快地利用實驗指導書中給出的層流狀態下的計算公式算出了沿程阻力系數的數值,但其中存在一個問題被學生忽略了,即根據計算的結果核實是否真正是層流流動狀態。如果閥門開度合理,大部分同學的結果應該是可信的,但是任何實驗過程中,均無法排除一些其他人為因素。操作技能訓練的同時,學生并未注意到分析并解決問題的嚴密性,思維訓練未達到與操作訓練同步。
將虛擬實驗平臺引入課堂教學后,授課教師在學生們完成此實驗項目后,再次在課堂上演示實驗過程,并將兩組往屆學生的實驗考核記錄數據(一組數據正常,一組異常)以及得出的沿程阻力系數結果記錄在黑板上,教師提出質疑,即該實驗能否反映Re與尼古拉茲實驗曲線的內在聯系?因是小班授課(共28名學生),將全班學生分成7個小組,在討論中,學生反復研究教材內容,推敲實驗數據,最后幾乎每個小組都得出了較全面的結論。此種方式的開展,比填鴨式的反復做題強化訓練得到的學習效果好很多。
如果授課教師在教學設計中能夠充分利用虛擬實驗平臺,則教學效果可大大提高,學生收效顯著。
篇7
關鍵詞:習題教學;教學模式;呈現交流
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)4-0047-4
由江蘇省中小學教研室主辦的“教學新時空”高中物理“名師課堂”近期推出了“思維呈現下的物理習題課”系列研究課例。我校承擔了主題為 “呈現問題思維、在反思中自我糾錯”的習題課研究;“動能定理的綜合應用”就是圍繞本次活動的研討主題而設計的,含有我們對物理習題課教學研究的初步成果,也帶著需要進一步解決的問題。主要是:如何更新教師的一些關于習題課的教學理念,從而突破現在常用的教學形式;根據習題課的特點,讓學生參與習題課,發揮其主體作用,全面提高學生的思維素養。
本文回顧、反思本次研究過程,簡述了習題課教學需要構建的新的教學模式,探討了新模式的特點及再思考。
1 當前教師對物理習題課有什么樣的認識?
有什么樣的教學理念,就會有什么樣的課堂教學形式。調查中筆者發現,教師對習題課的認識有很大的區別,主要存在兩種比較對立的觀點。
1.1 認為習題課教學很輕松,也很簡單
主要理由有三點:(1)習題課就是幫助學生提高解題能力,教師只要把如何解題的方法和技巧說清楚,就能輕松完成教學目標;(2)習題課中教師可以根據自己對習題的理解進行拓展和變式,提升習題的作用,幫助學生提高能力,可以輕松實現一題多解和一題多變,強化習題教學的功能;(3)習題課可以彌補學生學習中存在的知識盲點,只要通過一定量的物理習題訓練,就能全面掌握物理知識,同時也能輕松應對各種考試。
1.2 認為習題課教學很困難、也很復雜
主要理由也有三點:(1)習題課就是解決學生思維上存在的問題,教師講解時要分析學生的思維有什么問題,但這一點不易做到;(2)習題課中學生常常會有一些問題思維暴露出來,但暴露出來的未必具有代表性,應該如何講、講到什么程度不易把握;(3)習題課通過一定量的練習可以達到應對各種考試的功能,但新情景、新題型常常成為學生的主要失分點,如何培養學生處理新情景、新題型的能力依靠大量做題是實現不了的。
分析形成兩種觀點的原因主要有:(1)教學的觀念是關注教師的教還是關注學生的學;(2)教學的重點是關注解題結果還是關注思維過程;(3)教學的策略是關注經驗傳授還是關注引導思考。
基于對習題課教學的認識,很多教師的教學觀在本質上都是 “我教你”,教學方式大多會采用“你跟好”。這種教學方式的習題課,教學容量大,教師容易控制,傳授的經驗也比較豐富,但學生的思維能力尤其是處理新情景、新題型的能力沒能得到很好的提高。因此,當前的物理習題課教學,需要有能真正使學生參與,并根據學生的所思、所想、所得、所疑給予實際幫助的教學方式。
2 如何讓學生在習題課中發揮主體作用
習題課是學生根據已有經驗,運用所學知識解決實際問題,并促成理解、培養能力的課型,具備學生自主活動的條件,也能達成活動目標,讓學生自主學習是可行的,也是必要的。當然,學生的活動達不到全面、深刻的理解,需要教師根據學生活動中的動態生成,在活動后給予幫助。因此,對于習題課,教學觀應該是“你來學”,采用的教學方式應該是“我幫你”。
基于習題課的特點,讓學生真正參與課堂,發揮主體作用,教師以“問題解決”為主線,提出了“學生先行、呈現交流、教師斷后”的教學模式,希望在習題課上增加“學”的成分,以充實習題課的教學。
2.1 以“問題解決”為主線
物理習題課的目標是促進學生對物理概念、律的理解和運用,促成知識的結構化、系統化和模塊化,促成重點、難點的有效突破,促成技能、正確思想方法的形成并提高學生解決實際問題的能力。
對以“問題解決”為主線的習題課,教師的作用首先體現在“問題”的選擇上。問題如何選?應立足于通識、通性,旨在喚醒學生已有的知識和方法,并能引發物理思維活動。因此,高三復習課“動能定理的綜合應用”主要選擇了兩類問題:一類是用動能定理解決變力做功問題;一類用動能定理解決多過程問題。本文以其中兩個問題為例加以闡述。
問題1 一質量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點。小球在水平拉力F作用下,從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點,此時繩與豎直方向的偏角為θ,如圖1所示,則拉力F所做的功是多少?
設計意圖:讓學生利用所學知識與方法自行解決,在呈現交流中自評、互評,提高審題能力,師生共同歸納出恒力做功和變力做功的一般方法及依據。
問題2 (改編自2015年江蘇高考)如圖2所示,輕質彈簧一端固定,另一端與一質量為m、套在粗糙豎直固定桿A 處的圓環相連,彈簧水平且處于原長。 圓環從A 處由靜止開始下滑,經過B 處的速度最大,到達C 處的速度為零,AC =h。 圓環在C 處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內,重力加速度為g。 求:
(1)圓環下滑過程中克服摩擦力做的功;
(2)求圓環在C 處時彈簧的彈性勢能;
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關鍵詞 高中歷史;預設;情境;學生;生成
教學是有意義的構建搞活動,有一定的流程,同時也具有科學性和策略性,在特定的時間通過引導學生自主探究、合作交流最終完成教學目標,滿足學生個體發展的需要。那么對于高中歷史教學而言,有著怎樣的流程?又要注意哪些具體的策略呢?本文就該話題進行探討。
一、教學流程概括
新課程指出教學是一個開放的過程,不過在有限的時間內如何做到既開放又有效果呢?筆者認為必須以學生為主體,引導其從課前到課堂學習再到課后經歷如下圖所示的幾個思維過程,最終習得知識,發展能力,提升情感。
二、課前環節的實施策略——彈性預設
為什么要預設?
教學活動是有計劃、有目的的活動,對于高中歷史教學亦不能外,凡事預則立,不預則廢,課堂時間寶貴,沒有預設,課堂教學便猶如一盤散沙,學生找不到探究的重點與方向。
為什么要彈性預設?
彈性預設意味著預設的目的在于促進生成,由于學生的個體發展存在未知性,所以我們在預設問題時要結合學生的具體實際來預設,預設要具有選擇性、多樣性,沒有選擇不是新課程,是灌輸!彈性預設給學生提供的是較為開放、靈活的問題,旨在學生能夠在課堂上更好地發展。
預設的立足點在哪里?
課堂教學的預設不是漫無目的的,也應該有所依據,課標、教材、學情是進行目標、內容預設的立足點,結合學生的個體差異從三維教學目標的要求出發,分層次預設,思考預設點上學生知識的生成度,同時預設學生可能到達的位置與方向。
三、課中環節的實施策略
1.情境創設,促進學生注意力的集中
學生的學習離不開特定的學習情境,筆者認為對于當前的高中歷史教學,必須注重歷史情境創設的多元化,領引學生走近歷史事件,發揮主動性參與到問題的探究中來,并在問題探究中培養實事求是的科學態度,保持較為持久的課堂注意力,提高學習的實際效果。
歷史學科有其特殊性,史實具有唯一性和不可重復性,發生過的歷史事件無法重現,所以歷史知識與學生的現實生活存有一定的距離,我們借助于情景的創設目的在于拉近歷史與學生的距離,一個相對真實的歷史情境,給學生帶來“穿越”的感覺,置身其中,有一種歷史劇編輯的真實感受,繼而激發其內在的學習動機和潛能。
我們在實施教學的過程中,哪些元素可以用于創設歷史情境呢?
(1)語言描繪,或提供史料,或根據史實虛擬構建出情境;(2)借助于問題,將歷史事件隱喻在問題之中,構建探究情境;(3)通過聲像、實物、圖畫展現當時的歷史情境;(4)和學生聯系生活的變遷與發展,或從角色扮演的角度來模擬情境,歷史情境的多元化創設要圍繞教學內容,集中體現出歷史味,同時要能彰顯教與學的智慧。
2.合作學習
“限時講授、合作學習、踴躍展示”是我市新課程改革最具特色的十二字方針,在高中歷史課堂教學中也應注重合作學習,我在課堂教學組織中,將合作學習分為自主探究、合作交流兩大塊。
從根本上來看,我們中學歷史學科教學的課程目標在于引導學生借助于學習歷史來認識現在的生存環境,不是為了了解過去,而是立足于現在,旨在開拓未來,不僅僅是為了學習歷史專業知識,更重要的是提高自我生存的智慧。為此,核心目標在于學生的發展和適應力的提升,所以教學不可灌輸,而應該鼓勵學生自主探究。
例如,在學生學習了一定階段的歷史知識后,為了讓學生認識歷史,放眼未來,筆者提出了一個思考題,讓學生自主探究:“外國列強為什么要發動侵略戰爭?”
人人向往和平,為什么要戰爭呢?這是我們要思考的問題,因為在沒有遠慮必有近憂,沒有防患意識和增強國防的意識,說不定還會挨打,學生為了解釋這個問題會從歷次戰爭的影響和形成角度出發對戰爭進行思考,而戰爭的結果是簽訂了一系列不平等條約,繼而意識到戰爭讓中國逐漸地淪為半殖民地、半封建狀態,逐漸意識到歷次的戰爭源于我國的落后,是商品經濟與自然經濟沖擊,工業文明與農業文明碰撞,資本主義發展沖擊封建主義的必然,也讓我們更多地意識到落后必然在戰爭中處于挨打的地位,通過一系列自主探究,不僅僅了解了歷史,還有助于學生全球史觀和文本史觀的構建。
3.質疑啟思
歷史是一門人文情懷與理性思考并存的學科,每個人對歷史的認識都是不一樣的,多元化的歷史認識呼喚我們的學生要有批判性思維和質疑的態度,我們在課堂上,引導學生交流討論時,要尊重學生的異性思維,要給學生的質疑提供平臺,在批判和質疑中完成思想碰撞、知識連接和新知生成。
四、課堂與課外的銜接——感悟延伸
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全方位立體化作文教學模式的構建,是以辯證唯物主義與現代系統論為基本理論基礎的。實踐證明,相對于傳統的作文教學模式來說,系統、高效、優化是全方位立體化作文教學模式最顯著的特征。所謂“系統”,是指立體化作文教學模式所包容的內容的全面性。所謂“高效”,是指在較短的時間內,花相對較少的精力,使學生的觀察、思維、表達能力得到較大的提高。所謂“優化”,一是作文教學內容的優化:立體化作文教學模式要求家庭、學校、社會教育內容三位一體,最終取得“1+1+1〉3”的優化效能。二是作文教學方法的優化:充分發揮學生的主體作用,構建“嘗試練習―點撥指導―矯正自改―交流自評”的模式。三是作文教學過程的優化:充分考慮學生的年齡特征和智能發展的狀況,讓學生從說到寫,從簡單到復雜,從觀察入手,讓學生說寫所見所聞,所感所思。
“模擬編輯部”作文教學法是在全方位立體化作文教學模式指導下的具體實踐操作過程,由若干不同的活動環節及組織方法組成,貫穿作文教學過程的每一個環節,是一套完整立體的作文教學流程。下面是各環節具體操作過程:
作為模擬編輯部作文教學模式的開始,教師首先在班內建立起幾個小編輯部,每一位同學都被納入編輯部成員行列。1.每個編輯部分別推選領導核心即主編,負責編輯部的管理和協調工作。2.召集編輯部第一次活動,全體成員民主協商確定創建班級刊物。教師注意指導學生從分組情況和設想的作文內容上去思考,給刊物起一個清新活潑的名稱。 3.確定刊物內容:①優秀作文,②編輯批改心得體會,③好詞好句,④優秀日記,⑤名言警句名段(積累),⑥總編寄語。4.群策群力,美化班級刊物版面。為激發學生的寫作興趣,教師要求編輯部每個成員必須在班級刊物中有一席之地。
編輯約稿也就是作文設計,這是模擬編輯部開始正式運行的第一步,教師根據語文大綱,依照張國生先生的大語文教學原理,這樣設計作文題目:
1.設置情景作文。這主要是從題材上說的。中學生的生活,學生們總感到太平靜,如果教師能創設一種在當時他們認為是真的情景,無疑會對他們的寫作乃至生活產生影響。記得有一天上語文課,我故意遲到了七、八分鐘,并用冷水洗了一把臉,跑到講桌上裝作不小心把作文本撒了一地,撿起作文本轉身在黑板上寫了《老師遲到了》作文題目。學生通過老師遲到這一件事既贊揚了老師遵紀守時,又活畫出教法靈活的老師形象,文章雖短但寫得波瀾起伏,語言流暢,感情真摯,描寫細膩,不能不說是設置情景作文的一大收獲。
2.根據學生生活布置契機作文。仔細觀察學生的生活,只要我們教師善于發現,平靜中亦不乏使人感動或難忘的事情。
3.職業技能大比拼。 模擬編輯部舉行征文大賽,小作家可以將自己得意的作品拿來參賽!然后主編組進行作文批改、評比,教師可以抽取其中的文章面對全班進行示范批改,對最后評出的優秀作品的作者進行獎勵。
此外,還可以配合學校的德育工作設計演講辭等應用文,或組織辯論、參觀等活動,每一次活動都是一次良好的作文機會,教師可以根據活動內容,有針對性地進行作文設計。學生在豐富的活動經歷之后動手作文自然會文思泉涌,這是對“藝術來源于生活”這個真理的最好實踐。
首先,老師可以根據自己的經驗和班級情況,列出在批改作文中經常會碰到的問題,然后給以符號的規定,這樣有利于老師了解整體的情況。
其次,要明確批改的評分細則。老師可以從以下幾方面要求學生來寫批語并打分:1.卷面是否整潔。2.錯別字。把錯別字圈出來,改在旁邊。3.病句。畫上病句的專用符號,再在文后批語中,寫清病句幾處。4.標點符號錯誤。5.對照老師寫作文前的要求進行評分。最后根據得分給出作文等級。
編輯審稿也就是作文的批改,每個編輯部分為初審和終審兩個審閱小組(每個小組至少安排一名寫作能力較強的學生任主編,教師任總編,以保證審閱批改的正常進行)。然后,把收上來的作文分發給各編輯部的初審組審閱批改(各組不閱本組的作文)。
審稿一般分四個步驟實施:一是先由主編對即將批改的作文進行分配,小組每個同學批改另一同學的作文,改正錯別字,改通語句,改妥標點,寫好眉批及總批,給定等級。二是再由終審組進行審閱,對習作從內容到語言表達提出修改意見,對初評者的修改實施檢查評定。三是教師(總編)對全部作文特別是學生吃不準的作文進行總體把關,邀請各組主編和教師進行“集體會診”。 再讓各成員共同總結此次批改中存在的問題和取得的經驗,組長一人執筆形成書面材料加以保存,供以后借鑒。
(五)“讀者”評刊
本環節主要目的是及時發現學生作文中的好詞妙句佳段美文。
這一環節一般在第二課時進行。將上一課時通過終審的所有優秀作品裝訂成一冊《優秀作文選》,由教師和全班同學當讀者,對這冊作文選進行再賞析。方法是由作者朗讀自己的優秀作文,然后大家自由發表意見,最后由教師綜合大家的意見歸納總結,提出本類作文的創新方法和以后應該注意的問題。
同學們讀著自己的勞動成果,既增長了知識,又鍛煉了能力。
(六)“總編”示范
這個模塊主要是利用總編示范對小編輯和小作家批改技能與寫作技能的培訓,此模塊滲透作文教學全過程,隨時針對作文教學進程進行穿插。
1.教師下水修改。
在引導學生學習修改作文的初始階段,老師下水示范,帶學生走一程,讓學生心中有個樣子。
此外,還可以借用作文評點報上的“影印作文評點”的范文,讓學生進行模仿學習,對部分作文基礎較好的學生幫助是很大的。
2、總編下水作文。
教師寫下水文一方面能激發學生寫作的興趣,能避免教學中的許多誤區。另一方面,所謂“實踐出真知”,只有老師自己動手,他才會懂評價學生作文。如果一個題目他寫不出,他就可以更寬容學生的作品,也可以學習他們作文中的精彩;如果一個題目他寫得很好,那講授就有了依據,學生學習也有方向。這是教學相長的好辦法。在作文教學改革之中,教師勤于動筆不僅是言傳身教,更重要的是通過寫“下水”文,教師能真正體驗寫作規律,在教學中把寫作規律和教學規律更好地結合在一起。
(七)獎勵制度
為了提高學生作文的興趣和積極性,制定一個適當的獎勵制度是很有必要的!根據每期優秀作文的等級,作者可以獲得相應的積分獎勵(一等積3分二等積2分三等積3分)優秀的批改編輯也可以獲得相應的積分。然后就可以產生月優秀編輯,優秀作家,學期優秀編輯,優秀作家。給予一定的實物獎勵或精神獎勵!為進一步激發學生的創作積極性,也可以對連續兩月獲獎的小作者進行班級刊物專欄獎勵。
篇10
關鍵詞:工程流體力學;教學改革;第一次課
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)24-0218-02
工程流體力學課程在我校這一工科院校中,長期以來,本科生在未學習之前,已經從他人那里了解到,這門課很難,不好學,不好過關。學生認為流體力學難學的后果,直接反映在多年來很少有人、甚至無人報考我校工科流體力學方向的碩士和博士,致使我校工程流體力學方向后續人才短缺,學科建設出現重重困難。那么作者希望學生在學習這門課程的過程中,是輕松、主動而有興趣地去學習。為了幫助學生克服畏難情緒,對工程流體力學課程學習產生興趣,輕松學好這門課,作者在十幾年的教學過程當中,積累了一些經驗。開好頭,為課程打好良好的第一印象非常關鍵,所以作者非常重視第一次課的講授內容,以增強學生學習信心和培養學習興趣為主要目的,為順利完成該課程的學習奠定基礎。
一、第一次課的教學內容
在第一次課,首先自我介紹,然后點名相互認識,留下聯系方式,介紹教材和參考書,授課的章節和學時安排等常規內容外,講授內容主要分為兩大塊:(1)上課要求;(2)緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學習目的和意義、出席和上課紀律要求、作業和實驗報告要求、考核方法等內容。①學習目的和意義。學習目的和意義按照大綱要求,掌握流體力學的基本知識,及其解決問題的基本方法和基本實驗技能。強調“基本”的含義,因為是首次接觸本課程,系統介紹流體力學知識,對大家的要求是“基本”的,同時也強調僅這些即將學的基本知識也能夠解決一些工程應用的問題,并簡單舉例。②出席和上課紀律要求。出席和上課紀律應該遵守學校規定,但是考慮到學生個體的不同。所以有必要讓學生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的,不要出現行為困難的問題。③作業和實驗報告要求。作業和實驗報告會出現抄襲現象,回避是沒有用的,所以上課時直接指出來,希望將抄襲現象弱化。指出要借鑒,而不是抄襲。這樣大大降低了學生不經過理解地抄襲作業現象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學生,是平時成績和課程結束后的閉卷考試成績各占一定比例,綜合評出成績。并計算出考核通過的最低考試成績。同時強調不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現象發生,一是學生會盲目認為很難學,不能過關而放棄學習,二是成績差的學生會因為排名總在后面,而放棄學習。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學研究內容、課程特點、研究方法、解題步驟、學習方法和大學生認知階段,等等方面。重點講前三點涉及的內容。①流體力學研究內容。講述工程流體力學研究內容首先展開講解的是研究對象為流體,此時雖然沒有講流體的定義,但是還是提出請學生舉例哪些物質是流體?讓學生從最簡單的問題開始流體力學知識的學習。學生說對了予以肯定。學生會將多相流和塑性物質列進來,也要說清楚與本課程所學流體的區別和聯系,并將學生想不到的流體補充出來,還告訴學生目前最新研究方向在處理流固相互作用時有提出將固體處理為特殊流體,以簡化流固交界面的處理;還有已有研究表明固體顆粒的高速運動遵循流體力學規律,以及當車流量和人流量很大時,被稱為交通流,猶如流體流動一樣,那么在后續課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現象用來形象化的闡述流體的運動規律,幫助學生理解抽象的流體運動規律,使問題直觀。還需要指出,最常見的流體是空氣和水,人類無時無刻不處于空氣和水當中,提醒學生在學習的過程中,可以將所學知識放到自己熟悉的環境中去理解,比如池塘或小河中的水、教室里的空氣,等等。將理論知識與生活結合起來,既能幫助理解所學知識,又能將知識應用起來,提高學習興趣。②流體力學課程特點。流體力學課程的特點主要講三點,一是一門技術(專業)基礎性課程;二是用場的觀點研究問題;三是概念多、公式多。它是一門專業基礎課,從實踐中抽象出來,再應用到實踐中去;所以課程知識可用于解決工程實際問題。用場的觀點研究問題。首先提問,說到“場”大家會想到什么?有的同學很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場,那我繼續問還有呢?有的學生開玩笑說操場,好像在說操場不夠檔次、不夠科學。而我肯定“操場”,因為是相同的“場”字嘛,而且還有工場、商場、廣場等。然后引導學生思考,既然用相同的“場”字,其中必有共同點,它是什么?學生想出來了,是某某占據的空間。以此類推,流體占據的空間就是“流場”,概念很容易就被理解了。同時還讓學生意識到科學不是高不可攀的,做科學時不要端起架子,它是很貼近生活的。流場的概念出來了,但是其空間的大小呢?這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學生思考:海洋是海水占據的空間,是一個流場嗎?大氣層是空氣占據的空間,是一個流場嗎?其實流場的大小與我們要研究的空間范圍有關。比如,我們現在想知道教室內空氣的溫度分布,那么要分析的流場就是教室內空氣占據的空間;如果要預報中國天氣,那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場;如果想了解南海海洋環流、潮汐流動等,南海海水占據的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實際結合,在易于理解的同時,引起學習興趣。在此基礎上,進一步與物理量場聯系起來,流場中的物理量,比如速度,是時間和空間函數,被稱為速度場,還有壓力場,等等。場是具有連續無窮維自由度的系統,那么流場的速度場、壓力場,等等具有連續性,與第一章中連續介質假設內容一致,在這里提到,為后面學習埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因為在以前的學習過程中鮮有接觸與流體力學有關的知識,導致大量的專業術語集中出現。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質點的概念與以前物理中所學的質點概念是很一致的;多的公式其實是質量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理,等等在流體力學中的表達形式,比如連續性方程是質量守恒定律的表達形式,伯努利方程與能量守恒定律相吻合,歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運動定律的表現形式,動量方程是動量定理的表達,把要學到的主要方程名稱在此敘述一遍,目的是讓學生有個初步接觸,為后續學習打下鋪墊。③流體力學研究方法。流體力學研究方法主要有三種:解析方法、實驗方法和數值計算方法。本課程主要介紹解析方法,有一章是專門介紹實驗研究方法的,而數值計算方法本課程幾乎不涉及,由計算流體力學講解。并強調,求解的基本方程是連續性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程,那么為什么基本方程一樣,可以求解出各種不同的流動?于是提出邊界條件和初始條件的概念,使邊界條件和初始條件的重要性一目了然;也為后續學習打下基礎,并引起學生的興趣和重視。
二、結論與展望
通過第一次課,使學生對整個課程的要求、特點、內容有一個整體了解,做到心中有數,克服不良情緒,從不同方面讓學生做好學習的心理準備。第一次課,如果是一個良好開端,并為后續學習做了大量鋪墊,使學生獲得了自信,并激發了其學習的興趣,學生后面的學習將會順利很多。工程流體力學是大部分工程專業的重要基礎課程,作者希望學生靈活掌握流體力學知識,并能夠在工作中活學活用。
參考文獻:
[1]許維德.流體力學[M].北京:國防工業出版社,1979.
[2]張也影.流體力學[M].北京:高等教育出版社,1999.