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流体力学课题

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流体力学课题范文第1篇

关键词:流体力学;多媒体课件;学习理论

作者简介:宿程远(1981-),男,河北晋州人,广西师范大学环境与资源学院,讲师;黄智(1972-),男,壮族,广西桂林人,广西师范大学环境与资源学院,教授。(广西 桂林 541004)

基金项目:本文系新世纪广西高等教育教改工程项目(项目编号:2011JGB018)的研究成果。

中图分类号:G642.1?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)34-0088-02

“流体力学”是环境工程专业一门重要的专业基础课程。其主要任务是通过各教学环节运用各种教学手段和方法,使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法;培养学生分析、解决问题的能力和实验技能,为学生学习后继课程、从事工程技术工作和科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。该课程具有较强的理论性和工程实际意义,具有理论不易掌握、概念和方程较多、对学生高等数学和物理知识要求较高等特点。在实际教学过程中,如果只借助于书本、教师的语言和板书这些方法难以实现良好的教学效果,学生也会因枯燥的理论及公式推导而产生厌学的现象。因此,本文提出了基于“情·知·感”理论的“流体力学”多媒体课件的制作与开发。

一、设计理念

课题以“情·知·感”为支撑,以认知学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论等学习理论为指导,将身边问题、工程实例、教学科研成果等有机的融入到“流体力学”多媒体课件的制作和开发过程中,同时注意“流体力学”多媒体课件和实验教学的有机结合,重视“流体力学”多媒体课件制作的简约美、和谐美与立体美。以“情·知·感”为支撑的多媒体课件的制作为“流体力学”教学提供了先进的手段,为加强学生的自主学习提供了现实可能,可以充分发挥学生学习的主动性,培养学生“乐学”、“会学”的能力;[1,2]同时向学生展示教学情境,使学生“闻其生、见其形、入其境”,更快、更准、更深地把握“流体力学”教学的重点和难点。

二、实施措施

1.“情”——以多种学习理论为指导

在设计制作“流体力学”多媒体课件时,充分运用多种学习理论为指导,制作出既适合学生自主学习,也适合“流体力学”课堂教学使用的多媒体课件。[3]

(1)基于认知学习理论的观点,组织“流体力学”多媒体课件内容与目录导航设计。制作“流体力学”多媒体课件时,将流体力学基本教学内容划分为四个模块:流体的物理性质及分析方法、流体静力学、流体运动学和流体动力学。这种结构以图示的方式在课件中显示,使学生对课件内容形成清晰的概念,养成“流体力学”课程的思维图式。学习流体力学的关键是理解和掌握核心的基本的概念、原理、态度和方法,抓住它们之间的联系,形成一个有联系的整体。如在讲解等压面时,可以将等压面的基本概念、特征及应用紧密联系在一起,形成一个有机的整体,以加深学生的认识。

(2)基于建构主义学习理论的观点,在设计课件时,提供丰富的多媒体情境资源以支持学生的学习。在制作与开发“流体力学”多媒体课件时,将北京奥运会“水立方”水面扰动时产生的阻力情况、中央电视台记录片《水问》以及“神舟七号”飞船的资料等,以优美的文字、活灵活现的画面、动听的声音进行展示,能使教师轻松地授课、学生愉快地学习。而且能够将教学重点和难点化难为易,向学生展示教学情境、提供丰富感知、激发形象思维,使学生闻其声、见其形、入其境,让学生更快、更准、更深地把握教学的重点和难点,能够起到很好的教学效果。

(3)基于人本主义学习理论,设计与表达流体力学知识的价值与文化。人本主义学习理论重视学生学习时的情感需求,主张教育的目的不只限于教授学生知识或谋生技能,更重要的是针对学生的情感需求,从而培养其健全的人格。[3]在“流体力学”多媒体课件制作中,增加其人文色彩、文化意味,以适时地向学生传达人生哲理,开启他们的心智。在绪论部分,可用古代的诗词引出学生对流水的思索,“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,“问君能有几多愁,恰似一江春水向东流”,“抽刀断水水更流,举杯消愁愁更愁”;在讲授虹吸原理时,可向学生讲述宋代苏轼《东坡志林》卷四中,四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面的故事等,这样我们的课堂教学就被赋予了灵气。

(4)基于行为主义学习理论的观点,在课件中设计练习模块。在“流体力学”多媒体课件中设计练习模块,以提供覆盖重要知识点的习题及反馈。让学生的学习有了一个循序渐进的过程,给学生留有思考余地。同时也突出了“流体力学”课件的交互性,将更能促进学生的横向思维,延长课件的生命周期;同时设计了部分流体力学的英语题目,实现了双语教学理念的渗透。

2.“知”——以“三引入”与“一结合”为指导

为了结合课程内容有效地实施素质教育,培养学生的兴趣,激发学生的思维与创造力,在“流体力学”多媒体课件制作中强调“三引入”与“一结合”,以突出“流体力学”教学的宽泛性、时代性和应用性。[4]

(1)将身边问题引入多媒体课件。在“流体力学”多媒体课件制作时,结合具体课程内容,设计具有新颖、独特、能够牢牢抓住学生注意力的问题,力争做到在每一章的“流体力学”课件开讲前都提出一个问题,启发学生的思维,避免平铺直叙地讲授。同时在教学中注意收集身边有趣的流体力学问题,比如一滴牛奶的流体力学问题,让学生认识到其实流体力学离我们并不遥远。

(2)将工程实例引入多媒体课件。为了将所学的理论与实际相结合,扩大学生的知识面,增加学生的学习兴趣,增强学生运用流体力学知识解决问题的能力,可将工程实例引入多媒体课件。如在讲授液体作用在平面上的总静压力和恒定总流动量方程时,补充三峡水坝的视频,让学生对恒定总流动量方程有更为深刻和直观的认识。

(3)将教学科研成果引入多媒体课件。在多媒体课件制作时,适时地介绍一些教师的研究成果以及正在开展研究的工作,一方面可以调节课堂教学气氛,另一方面也会极大地提高学生学好课程的积极性,让学生对当前相关学科的热点问题有一定的了解,从而引发学生的思考,激起他们对科研的浓厚兴趣。正如张爱玲所说“出名要趁早”,对于学生科研素质的培养,也要趁早。

(4)注意多媒体课件和实验教学的有机结合。实验教学是学习流体力学不可缺少的重要环节,贯穿于课程始终。采用多媒体方式如录像、Flas等增加演示性实验,既丰富了实验内容、扩展了学生视野,又可达到意想不到的教学效果。特别是在讲解流体力学最重要的“伯努利方程”时,除了传统的公式推导之外,可辅以实验、Flash等多种教学手段,从而实现教学重点与难点的突破。

3.“感”——以美学理论为指导

教学是一种艺术,课件也应是教学与艺术的完美结合。要实现“流体力学”多媒体课件中科学性和艺术性的和谐统一,关键在于设计中美学的运用。[5]

(1)“流体力学”课件制作的简约美。“流体力学”多媒体课件开发时,背景画面的设计要做到:简单大方,清新淡雅,不能分散学生的注意力;同时“流体力学”多媒体课件的文字内容应言简意赅,简明扼要。

(2)“流体力学”课件制作的和谐美。首先背景图片应服务于课件内容,不能喧宾夺主,在色调处理上应保持统一性,不出现突跃;其次应根据各种字体的表现力,选择一种与课件内容相和谐的字体;再次应选择与背景色协调的文字颜色;最后应注意文字经投影仪投影后的效果。

(3)“流体力学”课件制作的立体美。图像所表现的内容应围绕课件内容展开,通俗易懂,可将水利工程、航天工程等工程图面以及身边的流体力学图面有机的穿插到多媒体课件中,简洁明快地使学生认识、理解和掌握主题。首先动画设计在构图上要做到布局合理,造型优美,以求达到最佳的视觉效果。其次动画构图要形象且具有鲜明的直观效果,并符合学生的视觉规律,如在雷诺实验、伯努利方程的讲述中,应合理运用动画技巧,以扩大课件的表现力。

三、结语

以“情·知·感”为支撑,以认知学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论等学习理论为指导,将身边问题、工程实例、教学科研成果等有机的融入到“流体力学”多媒体课件的制作和开发过程中,同时应注意“流体力学”多媒体课件和实验教学的有机结合,重视“流体力学”多媒体课件制作的简约美、和谐美与立体美。以“情·知·感”为支撑的多媒体课件的制作为“流体力学”教学提供了较为先进的手段,为加强学生的自主学习提供了现实可能,将充分发挥学生学习的主动性,培养学生“乐学”、“会学”的能力;同时向学生展示教学情境,提供丰富感知、激发形象思维,以促进“流体力学”教学。

参考文献:

[1]张婷婷.情·知教学理论指导下的网络课程之情感设计[J].现代教育技术,2008,18(10):47-51.

[2]赵青.多媒体教学软件的研究[J].中国现代教育装备,2008,(2):153-155.

[3]叶涛,刘传明,章战士.基于多种学习理论的多媒体课件设计实践探讨[J].中国医学教育技术,2009,23(2):157-159.

流体力学课题范文第2篇

(甘肃农业大学 工学院,甘肃 兰州 730070)

摘要:启发式教学是现代教育研究当中的一个重要课题,尤其是在高等教育全面改革的大背景下,通过启发式教学引导学生自主学习,勇于创新,让学生的个性自由发挥,充分调动学习的积极性和热情,促进学生身心的健康发展。本文主要探讨的是启发式教学在《工程流体力学》课程教学中的运用,彻底摒弃传统的教学观念,让学生成为教学活动的主体,通过教师的启发引导,让学生更加主动地学习。

关键词 :工程流体力学;启发式教学;教学实践;运用

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-2596(2015)03-0274-02

一、引言

《工程流体力学》是我国普通高等学校工科专业的基础课程,是一门研究液体和气体的机械运动规律以及应用的学科。工程流体力学在土木工程、能源、动力、环境、设备、化工、航空以及国防等领域都有很重要的应用,尤其是热能与动力工程专业的学生需要掌握系统、全面的《工程流体力学》理论知识,通过学习本课程,确保学生能够熟练地掌握流体力学的基本概念和原理,通过实验操作能够将理论知识运用到实际当中,为日后的工作和学习打下坚实的基础。鉴于此,本文主要探讨启发式教学在《工程流体力学》课程教学中的运用。

二、《工程流体力学》传统教学理念的转变

《工程流体力学》是工科专业的一门基础学科,是力学的一个重要分支,主要目的是为了将流体力学知识充分运用到生产生活当中。工程流体力学的研究方法主要包括实验研究、理论分析以及数值计算等。其中实验研究主要是利用各种实验仪器对流体现象进行观测分析,总结出流体运动的规律,并在此基础上进行预测,通常采用模型进行实验分析;理论分析主要是根据质量守恒、动量守恒以及能量守恒等定律,加以数学分析的手段,对流体运动进行分析研究;数值计算则是利用数学语言将流体运动的普遍规律表达出来,从而获得质量守恒、动量守恒以及能量守恒的计算方程,这些方程组合在一起成为流体力学基本方程组。《工程流体力学》课程设置的根本目的是为了让学生熟练地掌握流体的机械运动规律,将其运用到实际生活当中,以此来解决各种与流体力学相关的问题,但是长久以来我们在课堂教学中所强调的是知识点的灌输,学生进行机械化的记忆,缺乏创新,因此需要对传统的教学理念进行彻底改变。

(一)帮助学生建立流体力学的思维方式

《工程流体力学》的教学大纲要求学生能够了解及应用流体力学的基本运动规律,掌握流体力学的理论研究方法。在传统教学理念中,课堂教学过分注重基本概念、基本理论和计算方法的学习,学生在应试教育的环境中对书本上的知识进行机械化的记忆,很大一部分学生对于知识点的记忆仅仅是为了完成考核任务,因此无法形成系统的知识体系,也无助于培养学生的科学的思维方式,使其在日后工作和学习当中遇到关于流体力学相关的问题时,无从下手。鉴于此,在现代教育理念下需要教师引导学生建立系统的流体力学知识体系,并学会运用科学的思维方式对流体力学相关的问题进行分析研究。①

(二)提高学生综合分析应用能力

《工程流体力学》课堂教学不仅要求学生建立科学的思维方式,还需要具备对流体力学知识的综合分析和应用能力。在传统教学理念的影响下,学生被动地接受知识,严重缺乏学习的积极性和热情,对知识和计算公式的机械化记忆,无助于培养学生的发散思维。②因此需要在《工程流体力学》课堂教学过程中引导学生对知识进行自主总结,通过对知识点的归纳总结,形成鲜明形象的记忆;与此同时在课后练习中需要增加综合性,促进学生对流体力学知识的综合应用。

(三)培养学生的实践操作能力

实验是《工程流体力学》教学活动的重要组成部分,通过实验设计来检验一个理论或证实一种假设而进行的一系列操作或活动,从而更加清晰地理解和认识流体力学规律。通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”,进行“实验操作”,最终以“实验报告”的新闻形式发表“实验结果”。③在传统教学模式下,学生只能在有限的范围内进行实验操作,根本无法锻炼学生的实践操作能力,因此需要学生自主独立的进行试验操作,让学生自行设计实验内容,确定实验方案,在实践中不断提高自己的操作和知识的运用能力。

(四)充分体现学生的主体地位

传统教学与现代教学理念严重背离之处在于课堂教学活动中,教师往往处于主导地位,而作为教学活动关键核心的学生群体则成为了知识的被动接受者,单方面机械地完成课堂教学任务,无法真正达到教学的目的。这就要求,在课堂教学过程中,教师必须时刻关注教学同步,充分调动学生的参与热情,通过讨论、提问等方式,让学生真正参与到学习活动当中,学会发现问题,解决问题的方法。④

三、启发式教学的具体应用

(一)启发式教学的实质

启发式教学源远流长,历久弥新,“启发”一词最早源于古代教育家孔丘的“不愤不启,不悱不发”。朱熹解释说:“愤者,心求通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌。启,谓开其意;发,谓达其辞。”愤与悱是内在心理状态在外部容色言辞上的表现。就是说在教学前务必先让学生认真思考,已经思考相当长时间但还想不通,然后可以去启发他;虽经思考并已有所领会,但未能以适当的言辞表达出来,此时可以去开导他。在现代教育理念当中,启发式教学主要是指教学活动中教师依据课程学习的客观规律,引导学生积极主动自觉地掌握知识的教学方法。启发式教学可以很好地诠释教育学之间的关系,通过设置问题情境,充分调动学生参与的积极性和主动性,启发学生独立思考,发展学生的逻辑思维能力,并且通过教师的适当引导培养学生的动手操作能力和独立解决问题的能力。⑤

(二)设置问题情境

启发式教学的关键在于设置问题情境,同时也是激发学生创新思维的一种有效方式。这就要求教师在《工程流体力学》课程教学中有目的、有意识地创设各种情境,鼓励学生主动发现问题,让学生独立地进行探索分析。在《工程流体力学》课程教学过程中,学生遇到任何疑问都应该及时提出,向同学和老师进行探讨。大量的教学实践表明,提问可以充分调动学生的注意力和学习的积极性,通过提问锻炼学生的探索欲和逻辑思维能力。⑥学生在启发式教学模式下还应该增加主动性,寻找自己的兴趣点,去钻研。这样学生才会有问题意识,可以提出问题,而不是在别人背后去解答问题。另外,设置问题情境要与实际生活相融合。可以通过创设生活或工作式的教学情境,让学生真正感受到《工程流体力学》课程教学的多样性以及前瞻性,通过不断探索激发出学生潜在的学习兴趣以及好奇心。

(三)充分调动学生的主动性

在启发式教学过程中,需要充分调动学生的主动性和积极性,让学生真正意义上成为学习活动的主导者。《工程流体力学》课程需要打破传统应试教育的束缚,让学生的积极性和主动性得到充分释放。教师组织学生进行讨论时,要注意学生的反映,激发起学生发的求知欲望,引导学生通过收集资料了解流体运动的基本规律以及这些规律在工程实际中的应用,帮助他们对问题的独立思考。例如教师可以列举一些流体力学在生活和生产中广泛应用的实例,使学生了解流体处于平衡及运动状态下的力学规律,加强理论概念与现实生活的相互联系。总之,只有主动参与其中,学生才能对问题有一个深入的了解,并且能够切身地投入自身全部的精力想方设法去解决当前所面临的问题,而教师则完全不用花费大量的精力进行讲解,只需要进行适当的指引工作,使学生的自学能力能够充分发挥。⑦

实验是检验学生动手操作以及对知识运用的最佳方式,借助实验也可以充分调动学生学习的积极性和主动性。在问题情境环节中,学生大胆假设和创新提问以后,就需要通过实验对问题进行模拟分析,并得到结论。在安全的保障下,进入实验室,在教师的引导下,自己动手去做,积极探索。这样会对学习更有帮助,而这一过程会提高学生的研究热情,也可以提高学生团队的协作能力。此外,在《工程流体力学》课程教学过程中,学生还可以自由组合进行某一问题的研究,当假设足够成立的情况下,通过查询相关的文献资料,并进入实验室去寻找答案。这样一来,学生在今后的学习或者工作中,如果遇到问题,就可以真正独立地进行思考和研究。⑧

(四)建立轻松愉悦的学习氛围

建立轻松愉悦的学习氛围是启发式教学实现的前提。而长久以的来灌输式教学,让教师成为课堂教学的主体,其高高在上的形象,让不少学生产生畏惧感,这也使得学习氛围过于凝重、刻板甚至拘束。因此在教学方式上需要打破传统教学模式的束缚,改掉以往死气乏味的课堂教学,教师应该是教学活动的组织者和设计者,通过营造出民主、和谐、愉悦的课堂气氛等方式更好地帮助学生调动他们的主观能动性和积极性,鼓励学生亲自动手,并且给学生提供更多的进行流体力学讨论研究的空间和机会,让学生在独立思考、互相讨论以及动手操作中完成问题的发现与解决过程。此外,教师还需要引导学生相互尊重、相互理解,课堂气氛做到张弛有度。让学生在合作交流中真正理解和掌握《工程流体力学》的理论知识和基本技能,使他们真正成为学习的主人。⑨

综上所述,启发式课堂教学强调学生在学习过程中的主体地位。只有充分调动起学生的积极性,才能够提高《工程流体力学》课堂教学的质量。为此,本文总结了传统教学模式下《工程流体力学》课堂教学的种种弊端,然后在此基础上对启发式教学的有效途径进行了深入研究。通过营造和谐的学习氛围以及建立良好的师生关系,使《工程流体力学》课堂教学变得更加生动、形象。

注释:

①张晓宏.高校研究型教学范式之探究——启发式教学[J].教育探索,2007(3).

②朱昌流.论启发式教学的有效实施[J].教育与职业,2007(18).

③李小川.工程流体力学教学改革模式的探索与实践[J].中国现代教育装备,2012(10).

④吴翊.启发式教学再认识[J].中国大学教学,2011(1).

⑤刘全忠.关于工程专业流体力学课程教学改革的探讨[J].教育教学,2014(1).

⑥Wuhan University、scientific Research Publishing.The Heuristic Teaching Practice Based on Innovative Thinking [A].Proceedings of Conference on Creative Education(CCE2012).2012(5).

⑦朱辉,陈洪杰,刘飞.CDIO教育模式下工程流体力学课程教学改革与实践[J].桂林航天工业学院学报,2013(12).

⑧刘莹.解立平.基于“卓越工程师”培养计划的工程流体力学课程教学改革初探[J].时代教育,2014(2).

流体力学课题范文第3篇

【关键词】 高职院校;流体力学泵与风机;精品课程

【中图分类号】G712 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097 (2008) 12―0125―03

课程建设是高等职业技术学院教建设中最具基础性的核心工作,其水平、质量和成果是衡量学校办学水平和教学质量的重要标志。加强精品课程建设是深化教学改革,实现培养目标的保证。“流体力学泵与风机”课程被安徽省教育厅评为2005年度“省级精品课程”,2007年被评为国家级精品课程,现谈谈“流体力学泵与风机”精品课程的建设和实施过程。

一 “流体力学泵与风机”精品课程的培养目标

高职教育是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才,是以就业为导向的高等教育,高职课程突出特点是理论与实践并重,强调的是“职业性”和技术的“应用性”。精品课程的定位应体现为“职业性、技术的应用性和示范性”。

学生通过“流体力学泵与风机”课程的学习,掌握流体在系统中的运动规律和泵与风机热力设备的性能特点,具备泵与风机的检修和运行的基本技能,为在日后从事动力设备运行和检修专业技术工作打下扎实的基础。同时,学生通过该门课程的学习,掌握流体的压力、流速和流量的测量方法和管道的布置等工程实际问题,能比较熟练地进行泵与风机的运行操作、拆卸、组装、检修、分析故障和排除故障等。同时该课程的考核与劳动和社会保障局的上岗证书统一考试相结合,强化操作技能的掌握,采取学生自愿选择“辅机检修工”、“水泵检修工”“水泵值班员”其中一工种的原则,考取国家职业资格证书。

二 持续深入的课程建设与教改,保证了精品课程的含金量

我院已有四十年的办学经验,为电力行业培养了大批生产技术骨干,通过几十年的教学实践,我们在“流体力学泵与风机”教学方面积累了大量的实践与教学经验。我院的“水泵检修”、“管阀检修”、“300MW机组的全仿真”实训基地,有专兼职教师,进行全省电力系统泵与风机的运行和检修的技能培训。并且一直承担全省“水泵值班员”、“水泵检修工”“辅机检修工”中级工、高级工、技师的培训与技能鉴定任务。

2004年,作为院级教改课题“‘流体力学泵与风机’教学与实践环节的融合”,提出在教学内容和教学方式上将理论教学模块、实验教学模块和实训教学模块交错进行,将“双证书”制度的实施纳入教学计划,围绕国家职业资格证书(水泵检修工、辅机检修工、水泵值班员)的培养要求,从教学内容的安排上满足行业的需要,增加了二周的水泵检修与安装大实训环节,给予学生充分的锻炼时间和相应的技术指导。实行“考鉴合一”,即该门课程的理论成绩和技能成绩作为学生参加职业资格证书考核成绩的一部分,在毕业前再通过鉴定站组织的综合考试即可拿到劳动和社会保障部颁发的《职业资格证书》。这样既保证培养出的学生具有较强的专业动手能力,同时学生也获得了相应国家职业资格证书,可满足社会的需要。

2005年“‘流体力学泵与风机’教学模式改革建设的研究与实践”作为院级重点科研课题立项。课题组教师自主开发出课程的全部CAI课件,拥有独立知识产权的用3D MAX开发的水泵、风机等动画,并开展了网上辅助教学,有效地提高了课堂教学质量。在授课方式上,实现了教、学、做一体化,该课程的部分单元讲授移至流体力学实验室、泵与风机实验室、检修实训中心、仿真机房。在讲授理论的同时,学生当场就能进行实验和实训。通过这种教、学、做一体化教学模式,理论与实践相结合、讲与练相结合、不同实训场所相结合、课程内容安排与职业资格证书相结合的教学方式,学生已能够非常牢固的掌握流体力学的理论和流动参数的测量技能,泵与风机拆装技术与检修技能,基本达到生产现场检修中级工水平,优秀学生可达到高级工水平。在参加平圩电厂、妈湾电厂的顶岗检修实习中,师傅和厂方都给出了极高的评价。

三 一支技能精湛的“双师型”教师队伍,是精品课程建设的支柱

该课程组教学队伍的人员配置合理,既有教学经验丰富,从事理论、实验和实训教学十余年的“双师型”教师,又有在企业从事多年现场泵与风机设备维护和检修的工程师作为专职的实训教师,同时还定期聘请企业的的高级技师作为我院的兼职教师,高职特色鲜明。其中主讲教师5人,后备主讲教师4人,专门配合该课程的相关实训模块的辅助教师3人,校外实训教学基地的高级技师4人。教师按照一专多能、复合型培养,针对学院的授课场所和课程设置要求,其中9人具有“双师证书”,既能讲授理论、又能讲授实验和实训课程。能够保证学生专业知识的学习、消化、吸收和专业技术技能的培养、动手能力的提高,特别是提高专业技术综合应用能力、现场设备检修和故障排除能力,以及职业素养的培养。

四 多种教学手段,保证学生职业技能的培养

实践教学是培养学生职业技术应用能力的重要环节,我们坚持以强化培养学生的工程实践能力为目标,坚持理论与实践相结合,厚德重技,知行合一,增加综合性、应用性、主动性的实验和实训项目,改变了过去那种只做验证性实验的模式。

1开放和自主的实训环节

实践的教学组织中我们采用“五步教学法”,即“下达任务―学生自学―教师示范―学生操作―综合考评”,教学方法根据需要采用多种形式,有任务驱动法、团体协作法、教学做一体化等[1]。

任务驱动――以完成老师布置的任务为目标。流体力学实验根据教师下达的实验任务书,学生查阅有关技术资料,指导教师先集中演示实验CAI课件的使用方法,集中演示其中一项实验,后面所有的实验分组,利用实验CAI课件自学为主,教师巡回答疑。学生们分批先在电脑上弄懂实验原理和实验步骤,在电脑上操作虚拟实验,然后在实验台上真实操作,保证每位同学的动手并可缩短实验时间提高实验效率,最后按要求写出实验报告,教师根据实验过程与实验结果评分。

团体协作――泵与风机的性能实验6人一组,分工协作。实验前教师以提问的形式帮助学生掌握实验的原理和注意事项,避免了实验的盲目性和实验设备的损坏。小组成员自行拿出速度、流量、压力、功率等流动参数测量方案,在实施过程中确定可行性,制定出最终的实验方案,分工协作,测定出不同流量下的功率、压力等,最终绘制出泵或风机的性能曲线 。

教学做一体化――教师边演示、学生边操作。二周的水泵检修大实训环节分小组进行,10人一组,每组安排一位实训辅导教师。“五步教学法”的贯彻通过下述步骤①布置任务;②自学《水泵检修指导书》大致了解整体拆卸与组装过程;③授课教师先集中演示,分布详细讲解,学生边操作,实训辅导教师巡视指导;④开放实验实训场所,反复训练熟练掌握;⑤对照技能鉴定规范考核标准进行分组自评,教师点评,最后给出综合成绩。

这一改革既对教师提出了更高的要求,又给学生以更大的主动性、灵活性,在实践环节中,应用了“三自”原则,即自学、自练、自评,调动了学生的自主学习的积极性和创造性。

2 成立学生专业技能社团

依托该课程的师资,成立了动力系学生专业技能社团,将专业课程的学习延伸到第二课堂,利用一切可能的条件加强对学生动手能力的培养。开放水泵检修基地、管阀检修基地,专业技能社团定期开展活动,受到学生的欢迎,经常组织学生开展电子课件制作、水泵零件测绘、水泵拆装大赛等活动,激发学生的学习热情。一名学生的科技作品还获得了安徽省大学生“挑战杯”合肥锻压科技作品大赛三等奖,提升了校园文化的层次和品味。08年动力系学生专业技能社团获安徽省首届大中专院校学生社团评比一等奖。

3 有效开展工学结合

合肥热力公司负责合肥市城区的冬季供暖,在供暖前需要对城网水力管道进行维护检查,水泵、阀门进行检修,经过协议,由我校城市热能应用的在校生在每年的12月份承担此项任务,顶岗实习。实践结果显示,很好地完成预定任务,合肥热力公司以及实习生对此评价很高,达到双赢。

4 独创出新颖的实践项目考核方法

为了创新人才培养模式,组织课题组对实践项目的组织形式和考核方法进行探讨与实践。水泵检修分解成“水泵拆卸”、“水泵组装”、“转子瓢偏度的测量”、“动平衡、静平衡”和“转子找中心”五个分部,每个部分对照职业技能鉴定规范制定出详细的操作步骤和评判标准,使学生的检修操作达到标准和精细化。泵与风机的运行在仿真机实训中通过模块化进行训练,制定了“炉循泵的启动”、“并泵运行”、“送、引风机的启动与调整”等模块,仿真机操作过程中模拟电厂运行管理制度,学生职业角色扮演,操作考核以班组形式开展,组长抽签确定考试的模块。

通过强有力的实践教学环节设计,学生的工程意识、技能、专业综合素质得到了很大提高,实践教学改革为培养学生掌握专业技能和解决生产实际问题起到了重要作用。

五 具有职业特色鲜明的国家级“十一五”规划教材,是建设精品课程的有利条件

教材是教师从事教学所用的材料,是教学改革成果的固化。教材建设是精品课程建设的一项重要内容。课题组围绕课程目标,抓好主教材和实验、实训等教材的配套建设,《流体力学泵与风机》教材已作为国家级“十一五”规划教材出版,很受欢迎,目前已第二次印刷。

教材的体系设计按照“工学结合、职业导向、能力为本”的理念[2],以学生岗位能力培养为核心,以真实工作任务为教学内容,以真实工作环境为教学情境。选择锅炉运行值班员、汽轮机运行值班员、水泵检修工三个工种为工学结合平台,以上述三个工种的职业技能要求为出发点,以完成泵与风机的运行、泵与风机的检修工作任务为导向,构建课程体系,从而使教材更具有针对性、实用性。并适当引入流体力学、泵与风机领域中的一些科技内容、新工艺和方法,教材语言简练、通俗易懂,便于高职学生学习。

课题组还编有《流体力学泵与风机实验指导书与报告》和《水泵检修实训指导书》,作为校内使用教材已使用十余届。购得与实验项目紧密配套的模拟实验多媒体软件,从实验设备、装置、操作、流态、流动测量的调节和实验原理,数据处理等方面形象、逼真地模拟了实验的全过程,使学生在现代化的实验手段等诸多方面得到进一步的锻炼。

该课程充分反映出精品课程的特色,已基本建设了纸质教材、课件、教学资源和网络教材集于一体的立体化精品教材系列。

六 拥有一体化教学、三延伸的教学体系

1 教、学、做一体化教学模式[3]

除了进一步加大实验实训比例外,把泵与风机的结构、泵与风机的检修、泵与风机的运行等课程单元的安排在实训室进行,安排“双师型”教师担任主讲与实训指导,这种方式使得教、学、做紧密的联系在一起。本课程教学环节的设置,旨在使理论与实践交叉进行,多层次的实践教学环节,尽管有影响因素较难控制,但学生做起来感兴趣,学生对知识和技能的提高经历“看实物(感性认识)-动手操作(实践认识)-理论(实践操作的理论依据)-动手操作-理论”这样一个循序渐进,螺旋式上升的过程,更加符合认知规律,教学效果更为显著。

2 “三延伸”为特色的学生培养模式

为激发学生的学习主动性和自主性,学习内容的现实性。我们开放实验室与实训基地,同时学院与省内多家发电厂、电建公司合作建立校外实训基地,在校外实习基地,学生在企业兼职教师和师傅的指导下,在认识实习和参与厂方的检修实习中对实际设备的性能掌握和动手技能的提高极有帮助,练成了解决实际问题的技能。与企业的良好接触也为日后的就业打下基础。做到了课内延伸到课外、校内延伸到校外、知识和能力的培养延伸到全面综合素质的培养――“三延伸”的学生培养模式。

3 建立“网上教学平台”

对全部课程制作了教学辅助课件(CAI),实现了多种信息融为一体的特殊功能,对于无法直接观测的设备生产过程情况,如液力耦合器的工作过程、水泵风机的内部结构、泵的组装与拆卸等,我们制作了3D MAX的动画演示。

采取网络技术,建立了“网上教学平台”。该课程提供了丰富的网络资源,包括:课程大纲、授课教案、三维动画、课后习题与解答、模拟测试、常见问题解答等教学相关的资料,实现网上辅导答疑,学生可以通过访问课程的网站,自主学习或发送e-mail给授课老师,均可获得及时的帮助。“网上教学平台”突破了课堂的局限,更使教学实现了课堂内外的结合,有效地激发了学生的学习兴趣、学习欲望,进而提升了学习动机。“网上教学平台”使学生既能看又能练,这些多感官的信息,既利于学生知识量的增长,又利于知识的保持。学生可以根据自己的兴趣爱好、知识考验、学习任务选择学习途径。总之,“网上教学平台”把交互性、参与性和刺激性有机地组合在一起,把教师的主导作用与学生的主体作用有效地体现在教学过程,实现了教学方式的深刻变革和教学效益的极大提升。

参考文献

[1] 俞仲文.高等职业技术教育实践教学研究[M].北京:清华大学出版社,2004:32-56.

流体力学课题范文第4篇

在传热与流体流动问题的数值计算研究中,主要存在两种思路,一种是应用数学家针对空气动力学问题发展的可压缩流动计算方法,以有限差分法为主,国内习惯上称其为计算流体力学(CFD);另一种是物理学家针对传热问题发展的不可压缩流动计算方法,以有限体积法为主,国内习惯上称为计算传热学(NHT)。通过某种特殊处理,两种思路都试图将方法推广到另一种思路所侧重的问题。流体流动和传热现象十分复杂,其中不少子课题均可并且已经形成独立的学科。数学模型和数值计算方法也名目繁多、千姿百态。想要花费较少的时间历数各类流动和传热现象、各类数学模型和数值方法,几乎是不可能;对于初学者来说也没有这个必要[2]。许多专门讲解计算流体力学的各种书籍,由于需要较多的数学知识,而显得晦涩难懂。针对初学者的教学内容应该是能够突出介绍传热和流体流动数值计算核心算法,而又尽量避免深奥的数学知识,特别是为他们克服最初的入门障碍,以便建立起对CFD和NHT的兴趣和信心,为继续学习更深入的相关知识做好铺垫。教学过程中要力求做到以较简单的数学方程来解释计算流体力学和计算传热学的基本知识。在世界范围内得到广泛认可的作为CFD和NHT入门学习的教材有1980年PatankarS.V.[6]撰写的《Nu-mericalHeatTransferandFluidFlow》(1984年张政[7]译为中文,科学出版社出版),1995年VersyeegH.K.和MalalasekeraW.[8]撰写的《AnIntroductiontoComputationalFluidDynam-ics—theFiniteVolumeMethod》(2005年李人宪[9]撰写的《有限体积法基础》大量参考了此书的有关内容(作者注),国防工业出版社出版),1995年AndersonJ.D.[10]撰写的《Computa-tionalFluidDynamics—theBasicswithApplications》(2007年吴颂平和刘赵淼[2]译为中文版,机械工业出版社出版)。这三本书中,前两本主要介绍有限体积法,数值计算方法主要为压力修正的SIMPLE算法系列;第三本书主要专门介绍有限差分法,对有限体积法只是一带而过。我们知道,当前流体流动和传热问题的数值计算方法有多种,如有限体积法、有限差分法、有限元法、谱分析法、各类格子类方法等。每一种方法都有其特点和使用范围。在应用于传热和流体流动问题数值计算的众多方法中,有限体积法由于其物理意义明确、实施过程简便、数值特性优良而获得了特别广泛的应用,是当前主流通用商品化CFD软件(如:PHOENICS、FLU-ENT、Star-CD、CFX)中最常用的核心算法,也是最为成熟的一种方法。特别是自20世纪80年代以来,由于非结构化网格和自适应网格技术的发展,有限体积法更是得到了长足的进步。值得指出的是,虽然有限体积法表现出优异的程序通用性和对求解域的广泛适应性,但因为这样的原因而只是去了解有限体积法的知识是不够的。原因如下:第一方面,有限差分法是有限体积法的基础,有限体积法是在有限差分法的基础上发展起来的。第二方面,如何分析和判断一个离散格式的有效性和可靠性,即离散格式的数学特性(相容性、收敛性、稳定性、数值耗散与色散)的分析,必须借助于有限差分法才能完成。有限体积法是无法看见离散格式的内在微观特性的。这也是很多初学者学习完计算传热学(有限体积法)后,再去学习计算流体力学(有限差分法)时仍然感到吃力和困难的原因。有限差分法更多地是建立在数学概念上的,需要学习者要有较为厚实的数学功底;有限体积法是从物理概念入手,显然容易理解和接受,但难以透彻理解各物理量的内在联系。第三方面,有限差分法简便易行、格式和离散方案丰富多彩,求解变量设置随意,是初学者练习编写小程序而能深刻理解数值计算精髓很好的方法。第四方面,有限体积法在当前仍然被广泛使用,特别是在航空航天领域更是必不可少。综上所述,对于教授初学传热与流体流动数值计算的学生而言,在安排教学内容时应当涵盖有限体积法和有限差分法两方面的内容。两种方法是否应当有所侧重,得依据修课学生的专业情况来具体舍取。另外,对于初学者要立足基础,突出物理概念和数学模型的循序渐进、由浅入深。因为精确科学的目标就是通过数学而简化自然界的问题,以确定物理上的量。反之,片面追求起点高、内容深,会使大部分学生感到畏惧,敬而远之,从而失去继续深入学习的兴趣。

二、明确本课程的学习方法

鉴于传热与流体流动数值计算课程的重要性,特别是许多学生在接下来的学位论文工作时,都要采用数值计算的手段去研究自己的特定问题。那么如何才能学好CFD或NHT?或者是应该采用什么样的方法来学好这门课程?这是初学者经常爱询问的问题。有效的学习方法能起到事半功倍的效果,对于本门课程学习中需要注意以下几方面的问题:1.要有扎实的流体力学和传热学基本知识。所谓计算流体力学或计算传热学,顾名思义,就是数值计算和流体力学(或传热学)两方面知识的结合。要想学好CFD和NHT,首先要有扎实的数学功底、流体力学和传热学的基本知识。在理解并应用CFD和NHT的所有知识之前,我们必须充分理解流体力学和传热学控制方程,包括它们的数学形式和它们所描述的物理现象。有的同学在学习过程中想要绕过流体力学和传热学的基本知识,特别是粘性流体力学的内容,最终的效果只能是知其然而不知其所以然。2.不要忽视自己动手编写程序。这是一门理论和编程并重的课程,应使理论与编程操作相结合,二者才能相得益彰。因此,想要学好CFD和NHT,应该鼓励自己去编写一些计算简单问题的程序。而且只有通过编写程序来亲手实践,才能了解CFD和NHT究竟是如何一回事。3.要学习使用商品软件。自己编程是一个良好的学习方法,针对某一较简单的问题编程容易实现;而对于复杂问题,自己动手从零开始编写程序将会是一个繁杂的工作。对于作为工程计算而非专门的研究型人员来说,学会使用一个通用的商品软件是有益的,像流行的PHOENICS、FLU-ENT、CFX和Star-CD等商品软件,虽说不是针对性软件,应用于某些专门问题的计算时可能表现出效率低、精度低,但要自己编制一个计算复杂流场的软件,还是要慎重思考。

三、结束语

流体力学课题范文第5篇

[关键词] 专业基础课;创新型人才;教学方法;实验教学;考试改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2011)06-0074-03

根据“厚基础、重实践、强能力”的人才培养战略,华北电力大学制订了热能动力工程专业2008版本科专业人才培养方案,确定了“培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,具有一定创新能力、较强实践能力和良好发展潜力的高级专门人才”的培养目标。教学计划中突出了创新型人才的培养,要求明确各课程及其教学环节在人才培养中的地位,进一步发挥其培养创新型人才的作用。

专业基础课程作为提高人才培养质量和培养创新型人才的基础环节,起着举足轻重的地位[1]。其教学目的是要求学生掌握课程的基本理论、基本方法和基本实验技能,培养学生分析和解决实际问题的能力,通过知识的不断积累和融合,为后续课程的学习打下扎实的基础。教学过程涉及教学目的、教学内容、教学方法、实验教学和考试方法等多个环节。目前,各教学环节均存在可深层次挖掘的潜力,尚未充分发挥在人才培养、尤其是创新型人才培养中的作用。这表现在教学方法上仍为“师授生录”的传统模式、学生主体作用不突出;教学内容上为重理论、轻实践的“一手硬、一手软”现象;实验内容多为验证性实验,深层次和边缘性的实验现象未被重视和挖掘;考试方法多为理论内容,忽视实验教学内容等诸多方面。教学实践中,如能对上述各环节进行深入研究和探讨,充分挖掘其深层次内涵,并在实践中加以实施,必能有效提高人才培养质量。

本文以华北电力大学热能动力工程专业的专业基础课工程热力学、流体力学和传热学为研究对象,旨在通过深入研究各教学环节在人才培养,尤其是创新型人才培养中的地位和作用,达到全面提高教学效果的目的,将培养目标真正落到实处。

1 明确教学目的

教学目的是培养创新型人才的指南和方向。热能动力工程专业设置有电厂热能动力工程、电厂集控运行、制冷与空调工程等三个专业方向。三个方向虽有不同,但其专业基础课均为工程热力学、流体力学和传热学,是学习各后续专业课的前提和基础。这三门课程既相互独立,又相互衔接,如流体力学的学习需要工程热力学的知识,传热学的学习又以工程热力学和流体力学的内容为基础,因此开课顺序依次为工程热力学、流体力学和传热学。

三门专业基础课程教学目的又各具特色。工程热力学的教学目的是通过学习工程热力学的基本理论和基本知识,重点掌握热力学基本概念,热力学第一、第二定律,水和水蒸气性质,动力装置循环和制冷循环等。流体力学要求学生掌握流体力学基本概念和基本理论,重点掌握流体的平衡和运动规律、势流理论、边界层理论、相似原理和气体动力学基础等。传热学的目的是使学生掌握有关热量传递的基本理论知识(热传导、对流换热、辐射换热和换热器),具备分析和计算传热学问题的能力。同时,各专业基础课均要求掌握一定的实验技术和实验操作技能。

热能动力工程专业中的诸多实际现象或科学问题,可能需要其中一门或多门课程的知识,或者可以从不同方向进行分析,进而达到全面认识的目的。因此,上述三门课程的学习不可偏废,而且只有明确了各专业基础的教学目的和要求,才能达到人才培养的基本要求。

2 优化教学内容

教学内容是培养创新型人才的核心。教师应根据课程教学大纲的要求,明确教学内容中的基本要求和核心要求。在此基础上,适当拓宽、拓展教学内容,同时密切关注、跟踪本专业不断涌现的新的发展方向,不断将与课程相关的新问题、新现象和新理论补充进来,通过丰富和优化教学内容,从而激发学生的学习兴趣和动力。

如工程热力学中,对于复杂动力装置的分析以往多从热I律(焓)角度进行研究,而目前文献多从热II律(焓和熵)角度出发,以找到节能降耗的薄弱环节和实现能量的梯级利用;又如流体力学和传热学近年来涌现了大量新问题,如微纳尺度内流体的流动与传热,活性剂溶液铺展过程的指进现象,负压状态下液滴的雾化过程等,以及新技术的应用,如高速摄像技术、PIV测速技术等等。在这些方面,教师可结合相关领域的研究和应用现状,或自身的科研进展和兴趣,将新的科学现象、科研成果融入本科教学,在拓宽知识面和提高学生科研兴趣时,逐渐培养和发现创新型人才,并使部分有想法的同学提前进入预研状态。

3 改进教学方法

教学方法是培养创新人才的关键环节,教学方法不同其教学效果也会有所不同。对于专业基础课,教学内容多为经典的理论内容或方程推导,并由此展开实际应用的讨论,目前这类课程多采用以教师为主的讲授式方法。授课中,以教师为主体,学生基本处于被动位置,学生在课堂上很少主动提问或敢于就不同见解与教师商榷[2,3]。实践表明,这种传统的教学模式不仅不能发挥学生的主动性,也不利于创新型人才的培养。因此,转变教学观念、改进教学方法,逐步形成研究型教学的现代教育理念就成为培养创新型人才的迫切需要。当然,不同的教学内容应选择恰当的教学模式,切不可盲目“一刀切”。对于基础性和原理性的内容,仍以教师讲授为主;在此前提下,针对课程有关内容(如持不同观点),通过合理运用启发式教学、讨论式教学、准研讨式教学[4]等形式,鼓励学生广开思路,敢于“于不疑处有疑”,在积极主动的教学活动中促进学生创新意识的培养。

发挥学生主体作用是培养创新人才的催化剂。为此,教师应逐步树立教师主导、学生主体的教学理念[5]。教学中,积极创造良好的课堂氛围,充分调动学生的主观能动性,激发其学习动机和兴趣,使其逐步成为教学活动的主角,从而将知识转化为能力、将兴趣转化为动力、将质疑和问题转化为研究课题。例如流体力学中,机翼理论中关于机翼升力的形成过程,又如关于边界层分离现象中的分离位置,这些内容在不同教材有着不同的观点,同学可自行查阅书籍和文献,进而展开讨论;传热学中,如何正确理解外掠圆管换热局部换热系数在不同雷诺数下的回升现象与边界层发展和分离的关系,以及各种新型高效换热器的型式和机理,而且同学均充分发挥想象力,从理论上提出新型换热器。另外,有些拓展性内容也可让学生讲解,如流体力学讲到超声速流动及其现象时,对于音障现象及其对飞机的影响,可由1名同学来讲,既拓展了知识面,又激发了学习兴趣。

教学之外,针对学生对知识的求知欲、对新问题和未知现象的探索精神,充分发挥其主观能动性和独立思考的能力,鼓励学生敢于想象,大胆提出自己的设想和观点,逐步达到学以致用、能力和水平逐步提高的目的。目前,部分学生在专业教师指导下,利用动力系实验基地,积极参与全国和学校大学生创新计划、数学建模比赛、大学生挑战杯和大学生节能大赛等科技活动,以及教师的一些纵、横向科研项目中。通过主持或参与具体的科研项目,不断发现和解决新问题,逐步提高了自身的创新能力,同时也锻炼了组织能力,培养了团队精神,综合能力得到明显提升。通过上述实践活动,目前已涌现出一些具有一定创新意识和创新能力的学生,或发表了学术论文,或授权了实用新型专利。而且也作为保送研究生的优选条件之一,也进一步促进了学生的参与热情和科研积极性。

4 挖掘实验教学内容

实验教学是培养创新人才的有力手段。实验教学不仅是对理论内容的实际验证,更重要的是培养学生实验技能和分析能力的重要措施[6],也是发挥学生主体作用的最有效的实践环节之一。专业基础课实验分为验证性和综合性实验,验证性实验侧重对基本原理的验证和再现,综合性实验则侧重于较复杂现象的分析,二者侧重点各有不同。实验中,若能充分发挥学生的主体作用和探究精神,通过深挖实验教学内容的内涵,鼓励对有关边缘性现象的观察和深层次问题的探索,势必能在很大程度上提高培养学生的创新意识和能力。因此,实验中,强调学生亲自动手操作实验、主动分析实验现象、独立思考问题和解释问题。

验证性实验也能在很大程度上提高学习效果。如流动演示实验中,在突然扩大的流动通道内,可清晰地观察到突扩前的截面上其流线为接近于平行直线,这也是为何在理论分析中可以把该截面近似作为缓变流截面的原因所在,若不通过实验现象,仅靠想象既不直观又缺乏说服力,而且可通过改变流速,进一步验证这一假设是否始终成立。又如流体力学中的伯努利方程实验,该实验再现了各测点处的总水头和静水头在不同流量下沿流动方向的变化规律,若脱离实验过程,也可以从能量守恒和能量转换的角度得出上述规律,这当然需要扎实的理论基础和分析能力,但理论和实验教学的有机结合,可起到事半功倍的效果。

综合实验更能全面考察学生的学习效果和运用知识的能力。如换热器综合实验中,为何对于相同的换热器结构,逆流情形下的传热系数要小于顺流情形;并联管路特性及流量分配实验中,为何具有相同结构的各并联管道其流量不同,压力损失也不同;离心泵并联及工况调节实验中,在不同负荷下,采用共用阀和非共用阀进行调节其经济性为何不同;边缘性现象,如泵性能实验中的汽蚀特征及噪声特性也值得进一步研究。

另外,对于实验数据的处理,坐标系选用线性坐标还是对数坐标,参数是以有量纲还是无量纲形式进行整理,实验数据坏点的正确剔除和有效数据的保留等,都有充分发挥的余地,也是培养学生科学思考问题和获得正确结果的关键之处。

5 改革考试方法和内容

考试作为教学活动的最后一环,是教学成效和学习效果的综合反映,教学过程的各个环节,尤其是薄弱环节都可以从成绩分布上反映出来。因此,考试方法和内容是否能够有效地反映了教和学的全过程,将在一定程度上影响创新型人才的培养。为此,笔者一改过去单纯采用闭卷考试的方法,从内容到形式上进行了多方面尝试,探讨了多种教学环节有机结合的考试方法,力求实现对教学效果的全过程评价。

目前,在考试内容方面,一是在符合教学大纲要求的前提下,将实验教学内容纳入考核范围,分值为150%,内容包括实验现象和参数变化的分析、仪器的测量原理和用途等。实践表明,此项措施的实施在很大程度促进了对实验教学全过程的重视,取得了预期的效果。二是增加了理论联系实际较强的题目,或综合性题目或拓展性题目,分值为10%,进一步提高提炼科学问题或全面综合运用知识的能力,也有助于发现创新型的学生。在考试方法方面,采取了包括开卷考试、期中+期末考试、实验成绩+期末考试、平时测评+期末考试等在内的多种方式。无论是开卷还是闭卷,均将复杂必要的公式附在试卷上或给出相关提示,将考核重点放在知识的应用能力和分析能力上面。期中+期末和平时+期末这两种方式通过强调平时的知识积累和复习,做到及时发现问题、及时解决问题。

总之,以专业基础课为载体,通过深挖和细化教学活动各环节的深层次潜力,将创新型人才的培养贯穿于教学的全过程,可促进教学效果和人才质量的全面提高。

参考文献

[1]张文慧,龚毅.加强专业基础课教学改革,培养学生实践创新能力[J].中国电力教育,2009,(15):70-71.

[2]赵艳林.培养创新人才:大学教学模式的传统与变革[J].中国高等教育,2003,(15):31-32.

[3]王志英,宁洪,戴葵,等.综合性人才创新能力与素质培养[J].高等教育研究学报,2005,28(1):80-82.

[4]李建文,刘伍权,薛云.工科专业基础课“准研讨式”教学法的探索与实践[J].理工高教研究,2010,29(1):117-119.

流体力学课题范文第6篇

关键词:流体力学;科学创新;人文教育;教学改革

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-0118(2013)01-0130-02

当前世界各国都把提高大学生的综合素质作为高教改革的一个重点,特别是培养具有创新精神、创新意识和创新能力的高素质人才已成为大学教育的首要任务[1]。但是,在我国的一些工科院校中,专业基础课和专业课教学占有绝对的优势,忽略了综合素质的教育和人文精神的陶冶,导致了素质教育与专业教育的严重分离[2]。我们所培养大学生既有专业知识不足的缺点,又缺乏较高的思想文化素质。因此,人文教育和科学教育应并重发展,实现两者的有效融合。

人的创新意识并不是与生俱来的,可以通过教育培养和主观努力锻炼进行开发。工科课堂中蕴藏着丰富的可开发的人文因素,科学与人文可以有机融合,既使学生学好专业知识,又能使学生及时了解人文社会的新进展和科学技术的新成就,使高校成为培养创新人才的摇篮。但是,许多高校在人文教育的内容设计上追求丰富多样而忽视协调统一,很难将人文素质教育与理论教学有机地结合[3]。人文教育处在即兴发挥、随意点缀的状态,缺乏有目的、有计划的充分挖掘[4]。综上所述,如何在工科课堂中渗透人文教育,值得深入研究。

本文以流体力学课堂教学为教学改革实践基地,探索一条将科学创新和人文教育相结合的道路,消除工科理论课堂上弥漫的繁冗气息,将科学的、新颖的教学理念引入课堂,通过深入挖掘创新素质教育中的人文因素,建立科学创新与人文教育协调统一的融合理念,最后根据课程自身的特点,以不同的传授方式改革教学方法,在教学中注意营造一个宽松、自由、活跃、富有吸引力的人文环境,十分有利于学生创新意识的培养。

一、科学与人文的融合理念

一般来说,现代工程师素质结构的精神层面应体现科学精神与人文精神的统一。科学是一种动态活动,把科学活动的结果(知识)和探究科学活动的过程(研究)有机地统一起来,把科学真理和求真过程有机地统一起来,能使学生更深切地认识科学真谛,从更广泛的人类活动背景上把握科学本质,培养科学的品格和社会责任感。

随着人才市场对毕业生实践能力以及创新思维能力的要求逐步提高,在校本科学生也渐渐认识到具备上述能力的必要性,越来越多的学生对课外科技创新等实践性活动表现出很高的参与积极性和热情,校方也提供不同形式的机会让学生参与到科技创新活动中来。

古人云,“授之以鱼,不如授之以渔”。很多毕业后的学生认为,除了传授知识外,更重要的是,教师都能通过专业课的教学和训练帮助学生掌握自主学习的方法。持续终身的自主学习能力必须在专业教学中就开始培养,自主学习对于自主确立目标、自主搜寻资料、自主选择方法、自主解决问题都提出了极高的要求。自主学习或曰自主地获取知识,是一种众多要素综合发生作用的能力,而人文要素是其中的重要组成部分。依据上述理念,在流体力学的课堂教学中增加人文因素,以不同的传授视角与传授方式进行人文课堂的教学改革。

二、人文课堂的改革措施

(一)古代哲学思想与现代科学的碰撞

哲学思想与科学研究实际上是密不可分的,先进的哲学思想可以引领创新思维。在流体力学的课堂上,作者尝试了将古典哲学与现代科学进行对比,引导学生理解哲学思想与经典理论的互相呼应和协调统一,使他们通过人文素质的提升积蓄能量将来攀登更高的科学高峰。

例如,在讲授能量方程物理意义时,教师在课堂上通过论证和推导得到流体在流动过程中的机械能守恒的结论之后提问:在中国古代就有人提出了这样论断,请问此人是谁?等待学生讨论之后,教师给出答案—《老子》中写道:“视之不见,名曰夷;听之不闻,名曰希;搏(触摸)之不得,名曰微。此三者不可致诘,故混而为一”。此时教师给予解释。

接着又提问:还有三个中国人在2000年后提出了与之惊人相似的论点,此人是谁?回答:华裔美国物理学家李政道和杨振宁在1957年获诺贝尔物理奖的CPT对称原则。他们的一位同事吴健雄证明了他们的预言是正确的。古今的哲学与科学在此时碰撞了,教师可以继续解释:视之不见相当于空间属性,因此夷就是P;听之不闻与声波有关,也就是与速度有关,是时间属性,因此希就是T;搏之不得说的是本身的特质,因此微就是C。这三个参数分别不符合对称的原则,必须和在一起,也就是“混而为一”。通过这样的教学安排,将科学创新与经典理论和哲学人文统一起来,不但扩大了本科教学的知识面和学生的视野,同时将专业教育中素质教育的目标与教育总目标相一致化了。

(二)课堂设疑和讨论

通过课堂设疑引导学生形成“质疑”、“解惑”、“去伪”、“求真”的思维,训练学生严谨求实的科学态度。这既是一种科学精神也是一种人文精神。此时,专业教育通过严格的科学训练方式——提出问题、大胆假设、反复验证,完成科学知识学习、科学能力训练和科学精神培养的过程,在过程中让学生了解、思考、实践科学探索,就是最好的人文教育。

例如,在讲解能量方程之前,教师进行了课堂演示:两张平行的纸片吹气后是分开还是合拢?请一名同学来做演示,请大家来讨论并揭示原因,然后引出能量方程的推导和意义,同时再重新用该理论解释现象。在讲解静力学的相对平衡方程时,教师在课堂上进行了课堂设疑:在锅里捞面条,开始容易后面难,如何快速捞起最后的几根面条呢?然后让学生讨论,最后总结学生提出的办法:筷子在锅里做圆周运动,面条就会集中在锅底,自然容易快速捞起,并揭示相对平衡状态和运动流体的根本区别是粘滞力,由此引出欧拉方程的推导。

对于课堂讨论,教师一定要分别归纳不同的观点,纠正各自的错误观点,而不是给出正确的答案。如果给出的“标准答案”太过死板教条,一会打消学生的积极性,二会束缚活跃的思维。当然,这个平衡点是很难掌握的,需要教师积累更多的经验,这对教师自身知识水平是一个很大的挑战,也能够促进教师的自我增值意识提高。

从上述课堂教学方法的案例来看,将人文精神贯穿于工科理论教学中,通过实证经验和逻辑论证进行科学探索,使得科学专业教育在培养和训练方式上与以前的教学方式大不相同,不但有灵活的外在形式,还具有人文教育的深刻意义。

(三)人文历史讲解

一些教师认为工科课堂以理论教学为主,没有必要告知学生相关的历史。但是,经典理论都有其发展的的历史脉络,有很多故事和文化蕴涵在这些看似平淡的定理和公式中,它们不但使烦闷的课堂变得有趣,还可以把伟大科学家的精神意志凝固在经典理论中传递给聆听者。

以前,教师在讲授流体动力学的基本概念时总觉得即使借助图片、视频、动画等多媒体手段也无法让大多数学生喜爱和关注,于是对2010级学生的教案意增加了有关科学家的一些生平事件和主要代表理论。例如,教师提到拉格朗日法和欧拉法的区别时,会主动提到拉格朗日是法国数学家、物理学家,提出了运用于静力学和动力学的普遍方程,建立了拉格朗日方程,把力学体系的运动方程从以力为基本概念的牛顿形式,改变为以能量为基本概念的分析力学形式,奠定了分析力学的基础。欧拉是瑞士数学家和物理学家,是第一个使用“函数”一词来描述包含各种参数表达式的人,也是把微积分应用于物理学的先驱者之一。学生们都主动参与课堂讨论,回忆在高等数学时两位科学家在数学方面的成就。很多学生表示,在听到这样的人文讲解后会消除对科学知识的陌生感和距离感,产生对科学研究的浓厚兴趣,有部分同学会主动邀请老师带领他们参与各类科学研究活动。

三、教学改革实践的效果

本次教学改革的实践对象为建筑设备专业2010级的学生,分别比较了2009级和2010级两次教学过程考试成绩、参与科技竞赛情况作为评价这次教学效果的标准。分别如表1-表2。

从表1可以看出,2010级学生的优秀率达到10.3%,比2009级学生高出6.1%,80-89分的比例提高了25%,说明一些学习能力较强的同学已经充分挖掘了其学习潜能,有利于带动整个专业的学习氛围。表1中不及格率下降了13.2%,说明大多数同学能够从这种教学改革方法中受益。从表2中可喜地看到,2010级同学踊跃参加各类科技创新活动的热情高涨,实现了实验创新和科技发明项目零的突破,并且全专业有2/3的同学参与了省级“挑战杯”科技创新项目,表明2010级建筑设备的学生在教师的积极引导下,已经初步对科学研究产生了巨大的兴趣,有利于开展今后的专业课程学习。

四、结论

工程教育从来就不是单纯的技术教育,工科教育中的专业教育所培养的应当是具有人文精神且能综合运用专业技术知识为社会服务的技术人才,专业教育与人文教育相互结合、相互渗透、相互制约才是完整的工程教育。科学素质教育和人文素质教育应成大学生文化素质教育的两翼,通过直面严峻的社会现实和巨大的社会需求来培养社会责任感。科学的求证、求真、求实的过程本身就是一种享受、一种发现的乐趣,发现问题、验证结果就是最大的回报。所以,通过将人文教育融合科技创新培养来激发和引导学生探索的意识,这种理念比学习科学知识本身更为重要。

参考文献:

[1]张晓明.素质教育的基本渠道:人文教育融入专业教育[J].高等工程教育研究,2002,(1):33-36.

[2]张志宏,顾建农,王家楣.“流体力学”课程教学改革的实践与探索[J].高等理科教育,2006,(5):87-91.

流体力学课题范文第7篇

十三五规划中提出加大环境治理力度,实现生态环境质量总体改善。农村的土壤污染治理是主要难点之一,土壤污染防治任务的紧迫为农业院校环境工程专业的发展和校企联合科研的开展提供了难得的机遇。但如何突出农业院校环境工程专业的特色,与我国环境污染现状相结合,提高学生就业竞争力非常值得探讨与深入研究。

根据教育部“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的要求,我校从2011起启动了新一轮专业人才培养方案修订工作,新的培养方案自2013级起适用。切实解决当前实验、实践教学体系课程门数多、学时分散的问题,顺应了当前我国环境工程专业教育的发展趋势。

1综合性实验课程调整设置

2010学年湖南农业大学环境工程专业将原设置的“化工原理”课程改为“环境工程原理”,采用胡洪营教授主编的环境工程原理教材。理论课讲授内容包括基础理论、分离过程原理和反应工程原理三部分。基础理论部分包括物料与能量守恒原理、传递过程等。分离过程原理部分主要讲述沉淀、过滤、吸收、吸附的基本原理。反应工程原理部分为化学和生物反应计量学、动力学、各类反应器的过程解析等。同时开设了20学时的实验课,分别为沉降分离实验,活性炭吸附实验,过滤实验,离子交换实验和填料塔实验。

另一门课程“流体力学与流体机械”学习内容为流体静力学和动力学基本原理,流体各流动状态的计算,流体阻力损失和管路计算,主要流体传输机械的工作原理和选型安装。开设了雷诺实验和管路阻力实验。

以往开设的实验课均未单独设课,没有单独学分,分别包含在两门课程中。实验课程内容相对简单,通过基本的认知性和验证性实验来回顾掌握基本原理、定律,通过综合性实验了解设备的操作和流程控制。但即使是开设的综合性实验也是相对独立的,应用性不强。学生的动手能力和创新能力得不到充分发挥。

“环境工程原理”“流体力学与流体机械”作为环境工程专业课程体系中的专业基础课,在学生的知识结构体系中有承上启下的关键作用,同时也是各专业课程的综合性、共同性的工程理论基础。这两门课程内容联系紧密,因此2012年在综合性实验课程设课时整合在一起形成了环境工程基础实验课程,以综合性大实验形式进行,设28学时1学分,在第4个学期(大二下)开设,集中在1周内完成。

2教学团队融合与实验内容创新

师资队伍水平是提高教学质量的决定性因素。湖南农业大学资源环境学院环境科学与工程学科,为省级“十二五”重点建设专业和湖南省优势特色专业,已有30余年的环境科学与工程、环境污染治理研究经验。目前我系讲授“环境工程原理”、“流体力学与流体机械”、“化工原理”、 “环保设备”等课程的教学团队为教师5人,均为博士学历,其中教授2人,副教授2人,讲师1人。另有实验员1人。团队成员多年从事畜禽养殖废水治理,养殖废弃物综合利用,土壤重金属污染修复等方面的研究,近年来主持完成10多项国家级、省部级课题。教学团队不仅具有较高的理论水平,同时还具有丰富的工程实践经验。

现环境工程原理实验室现有板框压滤机,沉降分离柱,生物滤池,阻力系数测定装置等,基本满足开展成套实验流程的需要。

由于课程调整前两门课分设实验,实验内容分散,单个实验之间没有连贯性,因此实验内容需要重新进行设计。同时环境工程原理课程内容抽象,原理公式多,理论性和实践性都很强。如果学生通过自己动手,了解主要单元操作的实际应用,学习了分析实际复杂问题的方法,将有利于提高学生的工程应用能力。

根据理论课讲授内容,现有实验设备,教学团队在重新编排实验内容时充分考虑了课程衔接,并结合了当前农业污染关注问题。创新设计模拟实际养殖废水处理的流程实验,将管路输送(流体力学内容),沉降分离、吸附、离子交换和微生物处理器应用(环境工程原理内容),污泥处置等串接起来,使学生能学以致用,提高操作技能,促进就业。

以项目1)模拟养殖废水处理和项目2)土壤污染处理过程为主线,调整后综合性实验开设如下:

(1)管路实验。测定直管流速与雷诺准数Re的关系,验证湍流区内λ与Re的关系曲线。了解组成管路的各种管件、阀门及其作用,测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ζ。

(2)沉降实验。测定同一停留时间内重力沉降和离心沉降能分离的颗粒临界粒径,熟悉分离设备的分离操作,掌握沉降的相关计算。

(3)吸附处理实验。通过吸附处理不同时间,测定经活性炭吸附的重金属或有机物的量,拟合吸附平衡式。并比较采用活性炭和沸石吸附效果的差异。

(4)过滤处理实验。在恒压过滤操作下对实现固液分离,了解板框压滤机的构造和操作方法,测定过滤常数。

(5)离子交换实验。了解交换柱填充,采用离子交换树脂对废水或土壤浸提液中重金属离子进行处理,测定交换量。

(6)生物滤池处理实验。了解曝气生物滤池结构和处理特性,测定对水中有机物的处理效率。

(7)自选实验。养殖废水处理后污泥或污染土壤的固化处理及重金属浸出检测。

为实现互动式指导并充分利用现有设备,每教学班学生分为两大组进行实验,可选养殖废水处理或土壤污染处理。这也激发了学生自主学习的积极性。

以模拟养殖废水处理为主线的实验内容顺序按上述进行,以土壤污染处理过程为主线的实验内容顺序为:(3)-(2)-(1)-(5)-(4)-(6)。调整后的综合性大实验按每教学班2位老师负责,主带教师和辅导教师相结合,从预习、实验、结果分析、报告提交、考核评测各个环节全方位对学生进行指导。

3强化实验应用性,提高学生能动性

本次教改中实验课程单独设置,强调了实验内容的连贯性、融合性,突出实验选题与科研实践相结合的特色。实验内容设计上注重将理论讲授重点与实际污染处理应用结合起来,强调教学过程突出科研素质的培养。

为保证教学效果,对实验过程全程管理。

实验前要求学生在确定实验项目后,通过查阅文献、复习理论知识、实验过程预设等环节再提交实验预习报告。除通常实验报告中的主要内容:包括实验的目的意义、基本理论和原理、实验步骤等,还要求学生分析影响实验结果的关键因素或步骤。使每个学生对实验过程做到思路清晰,能在有限的时间内完成实验内容。

在每一个实验的过程中,要求将课堂讲授、习题课等教学环节中所获得的有关知识联系起来,用来分析所实验中遇到的问题,对单元操作原理、操作条件、实验现象、实验结果进行分析。通过教师互动式指导,实验小组(4-5人)内部协调分工,实现人人动手操作,团队高效合作完成实验。

要求学生提交真实实验结果,对实验报告的检查和把关。由于每个小组的实验结果在同一实验项目大组中仍存在差异,鼓励对实验差异进行讨论交流,分析说明本组实验中的得失,完成对实验过程的回顾。

4结语

流体力学课题范文第8篇

为了便于对过程流体机械教学方法实施教学改革,满足工程教育的要求,对过程流体机械课程的特点进行分析。理论性强,需要良好的基础知识要想较好地学习过程流体机械专业课程,学生不仅需具备扎实的力学基础知识(如流体力学、工程热力学、传热学、理论力学以及材料力学知识),还需具备良好的专业基础知识(如机械原理、机械设计等)。对于以“讲授”为主的传统的教学方法而言,学生要想在课堂上完全理解教师讲授的教学知识点,紧跟教师的备课思路,就必须对这些现行课程有良好的认识和理解。专业性强,内容复杂、繁多过程流体机械专业课程涉及的内容非常广泛,包括机构原理、热力学计算、流体力学原理、动力学计算、结构设计、运行维护、故障诊断、总体方案设计与选型等。每一个知识点似乎都涉及一门独立的基础课或者专业课程。如果学生没有充分的准备,听课时似乎很难对教师讲授的知识做出敏捷的反应,极大地影响课堂的互动气氛。知识点与工程实践紧密联系过程流体机械专业课程涉及的知识点与工程生产实践紧密联系,其理论水平远高于实际,可用于指导流体机械在企业生产应用中的稳定操作和运行,以及机器的技术改造与新机型的开发。课程讲授过程中需要注重培养学生的工程意识与理论联系实际的意识和能力。结合课程的学习,势必要学生开展一定的工程训练,以加强学生的工程观念,让学生做到实践与理论相结合,以及理论与实践相结合。

2过程流体机械课程教学存在的问题

鉴于传统教学的陋习和目前本科教学改革的深入,导致目前过程流体机械教学方法的弊病不断暴露出来。基础知识欠缺不可否认的是,随着教学改革的推进,一些非常重要的基础课程(如工程热力学和传热学)由于学时短缺而被逐渐砍掉。有的课程(如流体力学)虽在开设,但由于学时短或为选修课程,得不到足够的重视,学习效果不理想,导致学习过程流体机械课程时,学生连最基本的概念(如内能、焓、熵等)都不知道,当涉及一些运用基础课程知识点来理解工程问题时感到非常吃力。这就导致以讲授为主的传统教学方法很难适应目前的教学形势,而且教学效果不佳,出现死记硬背、不善于理解应用的学习局面。实践教学环节薄弱实践教学环节薄弱似乎是工程教学的通病[7]。实践教学主要包括实验、实习、实训、课程设计、毕业论文(设计)等环节,是培养工科专业学生的必备环节,对学生工程意识与能力的培养至关重要。对于工程性极强的过程流体机械课程而言,实践环节尤为重要。然而目前普遍存在一些问题。1)实习与实验教学环节需要加强。就本专业的实习而言,目前主要集中于化工设备制造厂和化工产品生产车间的参观和学习,基本上忽略了有关流体机械制造厂的参观和学习,导致学生对流体机械没有感官认识。而且实验学时在不断缩减,目前仅开设往复压缩机示功图测试和高速转子静平衡两个实验。离心泵汽蚀实验被砍掉,导致学生对离心泵主要性能得不到很好的理解。2)毕业设计环节需要加强。鉴于一系列原因(比如工程热力学知识的欠缺、有关流体机械书籍和标准的缺乏),目前绝大多数毕业课题仅局限于化工设备设计,基本上很少布置有关流体机械课程方面的毕业课题。这严重限制了学生对流体机械课程的进一步理解和工程应用能力的锻炼。课程评价存在问题由于课程学时的缩减,目前过程流体机械课程评价基本上是“一锤定音”——期末考试,忽略了大作业的训练和热点研究方向文献的阅读和总结。这种考核方式不能实事求是地反映学生对知识点的掌握和理解,更谈不上运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。因此,教师也很难及时对教学存在的问题给予修正和弥补。

3过程流体机械课程教法改革思路

众所周知,教学方法并不是一成不变的,它随着社会的进步和科技的发展不断地发展和演变。工程教育也是如此。大约二战时期,工程教育从工程实际技术教育过渡到工程科学教育,这就要求涉及工程教育的教学方法也必须进行相应的调整和改革。传统的教学方法是单向性的,类似“学徒式”的教育,即以教师的“教”为主,学生只是被动地接受教学内容。这种教育方式仅适用于以技术教育为主的工程教育,很难适应以科学教育为主的工程教育方式。为此,发展了以学生为中心,积极主动的、学习式的教学方法,即将学生视为教师的角色[8]。学生能够从教学活动过程中隐性地获取知识,而教师主要的任务是开展有效的指导。教师和学生的角色界限模糊,二者有效地完成自身的任务,即教师良好的教学任务、学生有效的学习任务。过程流体机械课程教学方法的改革正是沿着该思路进行的。针对过程流体机械课程教学存在的问题,同时为了适应现阶段工程教育的目的,下面从课程的准备、课程的讲授和课程效果评价三个阶段提出相应的改革措施。课程准备首先,为了有效地完成教学任务,教师必须全面深入地理解教学内容。这必然要求教师大量查阅和学习与教学内容相关的资料(如与过程流体机械有关的国内外专著和书籍),弥补所选教材的缺点。查阅资料时,教师必须注意角色的转换,查阅资料是为了更有效、更准确、更生动地给学生讲解,而不是为了个人学习。教师通过大量地阅读文献,将教学内容给予重新组织和编排,以最合理的顺序将教学内容呈现给学生,便于学生理解接受,而不是照本宣科。其次,教师备课时要充分了解学生前期课程的学习情况,从而合理安排教学内容,弥补存在的问题,避免影响学生对本课程知识点的理解;同时教师要了解学生个体在前期课程学习上存在的差异,这样分组讨论学习时便于优良搭配,学生之间互相学习,克服个人因前期课程学习不足而对本课程知识点理解带来的障碍。再次,鉴于当前的教学方法,以引导和启发学生自主学习和讨论为主,教师的讲解和订正为辅。这就要求教师在备课时要制订引导学生开展自主学习的教学方案。对教师备课提出更高的要求,教师课前要告知学生:1)每节课要学的教学知识点;2)理解知识点需具备的基础知识;3)学生需要查阅的书籍和准备的内容;4)本节课内容在课程中和工程实际中的重要程度。可以说,备课是否充分直接决定了教学是否成功,因此,备课必须要做到备内容、备学生和备方法。课堂学习课堂学习是教学的关键环节,直接决定了教学效果的好坏。课堂教学,不是以教师单向传输为主的教学,而是教师根据备课时制订的教学方案,引导学生积极主动地讨论教学内容,避免学生消极被动地思考教师到底在讲或者要讲什么内容。教师通过学生对教学内容积极主动地讨论,发现和记录教学存在的不足,便于课后进一步的思考、改进和反馈。教师上课时应做到:1)上课时,教师首先要给出本节课主要的学习内容、重点和难点;2)教师要给出每节课的“引子”,提出问题,并组织学生讨论,评价每组学生给出的讨论结果;3)最后教师要给出总结,要评价本节课程内容在工程实际应用中的重要性;4)对于难以理解的、抽象的概念,教师要引导学生与日常生活联系起来,使之形象化,便于学生理解。比如“余隙容积”这个概念,如果仅是书上给出的解释“活塞行至终端止点时气缸剩余的容积”,学生很难理解,很难想象这部分空间是怎么回事;但如果将其与盖房子用到的“公摊面积”类比的话,就很容易理解:二者对于用户来讲都是有害的,但是必须具备的,只能尽力减小,却不能避免。课程评价教学活动的最终环节是评价学生的学习效果。通过教学评价,教师一方面可以了解每个学生对知识点的理解程度,发现和思考教学存在的问题,便于及时反馈;另一方面能够了解学生运用所学知识解决实际问题的情况。为了保证教学质量,及时了解学生对知识点的掌握情况和对所学知识的应用情况,课程的评价应从多个角度出发,绝不能是仅以考试为基准“一锤定音”。为此,教师应从两个方面对学生的学习效果进行评价。1)对知识点理解的评价。通过课堂上观察学生的一系列反应,如面部表情、提出的问题,及时了解学生存在的问题,并给予及时的解释和补充;另一方面通过作业、课程考试来综合评价学生对知识的掌握程度和理解情况,便于教师在以后的教学中调整和弥补不足的地方和存在的问题。特别是学生提出的问题非常重要,一方面,可以测试教师对内容的理解程度;另一方面,教师可以了解学生存在的困惑,明白师生间对知识点理解存在的偏差和分歧。教师应对学生的问题积极反思,对教学内容给予重新编排和阐释,以便改进教师本身对基础知识的理解。2)对学生运用所学知识解决实际问题能力的评价,可以通过实训、大作业、课程设计乃至毕业设计的形式进行,并将存在的问题汇总和分析,弥补教学存在的问题。总之,教学评价是个连续的过程,合理的教学评价是为了保证教学质量和促进教学改革,而不仅仅是为了给学生一个“成绩”。

4教学改革对工程教育的促进

简单的讲,通过上述教学方法的运用和实施,学生获得的技能基本能满足工程教育的要求。具体体现在:1)通过对所学内容的思考、提问和讨论,学生获得了良好的交流技术;2)通过对教学内容的准备和讲解,学生具备了一定的职业责任感;3)通过对教学内容和大作业的分组准备和讨论,教学在团队内相互进行,学生改进和具备了一定的团队合作精神;4)通过“教”这一环节,学生对所学内容进行精选和重组,增加了学生对知识的理解程度,拓宽了学生的视野;5)通过一定的工程训练,学生对待工程的态度和信心发生积极的变化,增加了对工程设计过程的理解;6)通过学生自己对知识的准备和理解,学生掌握了学习方法,具备了终身学习的素养。

5结束语