熱學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)范文
時(shí)間:2024-01-19 17:50:38
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篇1
關(guān)鍵詞:傳熱學(xué);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;考試手段;教學(xué)改革
作者簡介:章學(xué)來(1964-),男,浙江海寧人,上海海事大學(xué)商船學(xué)院,教授,博士生導(dǎo)師;徐蔚雯(1991-),女,上海人,上海海事大學(xué)商船學(xué)院碩士研究生。(上海 201306)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0099-02
“傳熱學(xué)”是研究物體內(nèi)部或物體與物體之間由溫度差引起熱量傳遞過程的學(xué)科。“傳熱學(xué)”在熱能與動力工程專業(yè)中有著舉足輕重的地位,它一直作為能源動力類專業(yè)研究生考試的必考課程之一。因此,如何搞好“傳熱學(xué)”教學(xué),使學(xué)生深入理解傳熱學(xué)知識,是必須重要解決的問題。
一、“傳熱學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀
近幾年本專業(yè)課程考試通過率從89%下降到85%左右,大部分學(xué)生集中在65~75分?jǐn)?shù)段,高分較少,專業(yè)平均分下降3~5分,教學(xué)成果不盡理想,而造成這個結(jié)果的原因是什么呢?
一方面,由于大學(xué)生本科擴(kuò)招,導(dǎo)致學(xué)生平均素質(zhì)下降,以往的教學(xué)方式已無法完全滿足當(dāng)今教學(xué)基本要求。另一方面,“傳熱學(xué)”一向“難教難學(xué)”。一是課程內(nèi)容較為分散,缺乏很好連貫性,使學(xué)生不容易橫向理解;二是圖表、經(jīng)驗(yàn)公式以及半經(jīng)驗(yàn)公式較多;三是一部分理論與概念較為抽象深奧,學(xué)生理解普遍存在困難;四是課程課時(shí)少,54課時(shí)不足以將內(nèi)容完全講解,因而同學(xué)無法很好地吸收知識。
根據(jù)以上教學(xué)困難,課程組決定從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考試手段等方面進(jìn)行教學(xué)改革,以期改善教學(xué)成果,提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
教學(xué)最主要的是教學(xué)內(nèi)容?,F(xiàn)在傳熱學(xué)發(fā)展十分迅速,而其教學(xué)內(nèi)容相對滯后,這就要求教師在課堂增加一些傳熱學(xué)前沿內(nèi)容,拓展學(xué)生視野。同時(shí)根據(jù)教學(xué)情況,適時(shí)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。
1.注重對流傳熱及其實(shí)際應(yīng)用
考慮到上海海事大學(xué)(以下簡稱“我校”)熱能與動力工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要從事于制冷及其相關(guān)行業(yè),課程將加大對流傳熱的講解力度,并在課后作業(yè)與考試中引入其實(shí)際應(yīng)用題,加深對該知識點(diǎn)的掌握程度。教師自行批改作業(yè),并根據(jù)作業(yè)情況了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。在下節(jié)課堂中,教師將詳細(xì)講解學(xué)生錯誤題目以及題目要點(diǎn),并且擴(kuò)展題目類型以及應(yīng)用實(shí)例。
2.注意本課程承上啟下的作用
教師講解知識要點(diǎn),必須與專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃聯(lián)系在一起,旁征學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的科目知識來幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)要點(diǎn),博引學(xué)生即將學(xué)習(xí)的科目概念來印證課程內(nèi)容。例如將鍋爐作為導(dǎo)熱實(shí)例,回顧鍋爐知識,切實(shí)印證導(dǎo)熱作用;將對流傳熱與流體力學(xué)聯(lián)系,方便于學(xué)生理解對流傳熱中流體的運(yùn)動;將輻射傳熱與熱管相結(jié)合,為之后換熱器課程的學(xué)習(xí)做鋪墊。該措施已實(shí)行了2屆,皆取得了較為良好的效果,增強(qiáng)了同學(xué)專業(yè)的連貫性以及對專業(yè)知識的融合運(yùn)用能力。
3.運(yùn)用雙語教學(xué),加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)英語
基于學(xué)生現(xiàn)階段的平均水平,教師在緒論、應(yīng)用以及簡單概念的講述時(shí)通過自編英語講義、英語板書以及雙語口述實(shí)行雙語教學(xué),并在考試時(shí)酌情添加一些英語題目檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。該措施已試點(diǎn)3屆,取得了一些成效。自編講義不僅能夠減少學(xué)生閱讀專業(yè)英語的難度,更能較好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度,達(dá)到循序漸進(jìn)的效果。此外,在平日里的講課與課后作業(yè)中,教師也將增加關(guān)鍵詞與專業(yè)術(shù)語的英語講解,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)英語水平,使學(xué)生能夠運(yùn)用英語這種國際學(xué)術(shù)語言進(jìn)行思考,在以后的工作和學(xué)習(xí)中更有效地掌握國際上傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域中的最新專業(yè)知識和專業(yè)技能。同樣,教師在閱讀英文教材、編寫英文教案的過程中也將受益匪淺,不僅可以使教師了解國內(nèi)外最新的教學(xué)動態(tài)與科研成果,而且還將提高教師的教學(xué)能力和專業(yè)水平,真正做到“教學(xué)相長”。[1]
4.增加熱管等專題
在完成課程教學(xué)但還未考試時(shí),教師通過創(chuàng)新基地將給學(xué)生講授熱管等專題。在介紹熱管的原理以及相關(guān)應(yīng)用后,要求學(xué)生完成特定條件下求取熱管周圍特定溫度點(diǎn)溫度變化的程序編制。這個舉措既使學(xué)生熟悉編程語言以及計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件的使用方法,而且也通過熱管這個當(dāng)今十分普遍的應(yīng)用實(shí)例鞏固了學(xué)生對“傳熱學(xué)”知識的理解與運(yùn)用,大大有利于學(xué)生在日后工作中適應(yīng)現(xiàn)代工程的發(fā)展要求。[2]
三、教學(xué)方法的發(fā)展
現(xiàn)今的大學(xué)教學(xué)中,“傳熱學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容基本相差不大,而學(xué)校與學(xué)校之間的教學(xué)成果卻大相徑庭,而造成這個結(jié)果的最重要原因之一則是各校教學(xué)方法的不同。
1.課前提問回顧,課后作業(yè)預(yù)習(xí)
課程教師通過每次上課前隨意對學(xué)生的提問來幫助學(xué)生回顧上次課的主要內(nèi)容,同時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生對上次課知識的掌握程度,起到查缺補(bǔ)漏的作用;通過每次課后布置2~3道預(yù)習(xí)作業(yè)來要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)之后的課程,以加強(qiáng)聽課效果。該措施已嘗試多年,取得了較好的教學(xué)成果。它可很好地將“傳熱學(xué)”課程串聯(lián)起來,解決了課程內(nèi)容較為分散、缺乏連貫性等問題,并通過課前提問的總結(jié)以及預(yù)習(xí)問題的解答,理清了學(xué)生及教師的思路,增強(qiáng)了學(xué)生對離散知識的概括總結(jié)能力,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
2.學(xué)生自主備課,上臺講解
對一些重要的理解難點(diǎn),教師會根據(jù)教學(xué)進(jìn)度,酌情要求學(xué)生自學(xué)難點(diǎn)并且自備教案。之后,教師將在課上隨機(jī)挑選學(xué)生上臺演講,并查缺補(bǔ)漏總結(jié)難點(diǎn)內(nèi)容。通過自學(xué)―教授―補(bǔ)充不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、總結(jié)歸納以及口頭表達(dá)的能力,還可活躍課堂氣氛,使學(xué)生的思維始終處于興奮狀態(tài),間接提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。[2]
3.學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)踐中完善方案
在54課時(shí)中有6課時(shí)用于“傳熱學(xué)”相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)。教師在實(shí)驗(yàn)前講解實(shí)驗(yàn)要求、基本原理以及提供的設(shè)備后,要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案操作,并且通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,修改實(shí)驗(yàn)方案,最終提出一套正確、可行、完整的實(shí)驗(yàn)方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中,學(xué)生可以查詢各種資料,與同學(xué)討論或是詢問求教于導(dǎo)師。而教師在實(shí)驗(yàn)期間維護(hù)學(xué)生安全,解答學(xué)生的各種問題,并在實(shí)驗(yàn)最后總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)精髓。通過此舉培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一套完整實(shí)驗(yàn)方案的能力,以及主動發(fā)現(xiàn)問題、動手解決問題的能力。
四、考試手段的調(diào)整
眾所周知,考試是目前檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的最有效手段,同時(shí)它也對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法起著引導(dǎo)作用。因而,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況選擇合適的考試手段則成為每個教師必須嚴(yán)陣以待的一個重要問題。
1.傳統(tǒng)考試的形式及其優(yōu)缺點(diǎn)
傳統(tǒng)的考試形式一般有閉卷和開卷兩種。
一般課程平日里都采用閉卷考試,這也是應(yīng)用最為廣泛的一種考試。閉卷考試有著鮮明的優(yōu)點(diǎn):一是學(xué)生通過考前背誦與復(fù)習(xí),能夠熟練掌握本課程的基本概念以及基礎(chǔ)知識;二是學(xué)生不會心存僥幸,為了通過考試,考試前必定會做一定程度的復(fù)習(xí);三是考試監(jiān)考比較方便,能夠通過比較簡單的手段杜絕學(xué)生的作弊現(xiàn)象。但是凡事無完美,閉卷考試也有其不可避免的劣勢。由于“傳熱學(xué)”課程圖表、經(jīng)驗(yàn)公式以及半經(jīng)驗(yàn)公式較多,這些公式與參考資料所需數(shù)量龐大無法在試卷中一一列出,而學(xué)生又無法全部背出且也無這個必要,所以試卷的出題范圍就受到了很大的限制,為了規(guī)避這些參考資料,所出試題難度較低,不能客觀地衡量學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)狀況。
第二種考試手段就是開卷考試,這也是教學(xué)上比較常用的一種考試形式。開卷考試的優(yōu)缺點(diǎn)正好與閉卷相反。開卷考試能列出一部分公式與參考資料,減輕學(xué)生的復(fù)習(xí)壓力,使學(xué)生有更多的時(shí)間與精力去理解知識難點(diǎn),增添學(xué)習(xí)的深度與廣度。但是在開卷考試中,教師無法很好地監(jiān)控學(xué)生的考試情況,很難做到杜絕作弊現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí),學(xué)生一旦在考試中被允許翻開書本,就會忽視考前復(fù)習(xí)的重要性,對基本概念以及基礎(chǔ)知識的掌握就缺乏穩(wěn)固,并且在考試中如果遇到問題,學(xué)生不會首先自行思考解決,而是通過翻閱書本來尋求答案。[3]
2.“1+1”考試手段及其優(yōu)缺點(diǎn)
所謂“1+1”考試就是閉卷考試加“一頁紙”的考試,“一頁紙”是指允許學(xué)生將印有學(xué)院考試專用圖章的紙帶入考場,這張紙上允許學(xué)生記錄自己認(rèn)為對答卷有幫助的任何內(nèi)容,如公式、解題方法或重要結(jié)論等。[3]一是通過一頁紙資料的整理,學(xué)生擁有了一個“傳熱學(xué)”課程,歸納重要知識點(diǎn)的過程,這不僅僅培養(yǎng)了學(xué)生的概括總結(jié)能力,更加深了學(xué)生對本課程知識的理解與運(yùn)用;二是一頁紙資料的參考,可以很大程度地避免公式與參考資料的背誦,使學(xué)生免于無用功的困擾;三是一頁紙篇幅有限,只能謄抄有限的知識要點(diǎn),因而出題依舊保留很大的余地,解決了開卷范圍過廣 ,出題偏怪偏難的問題。同時(shí)學(xué)生在考試時(shí)無法完全依靠這張紙,所以依舊會重視考前知識點(diǎn)的復(fù)習(xí),相信一張紙最后也將只是一個心理安慰。
但是“1+1”考試手段并非毫無缺點(diǎn),它依舊有著需要繼續(xù)研究與探討的部分。一頁紙的篇幅大小決定著考試開卷范圍的大小,如果篇幅過小,則無法涵蓋所需公式與參考資料,引起學(xué)生精力及時(shí)間的浪費(fèi);如果篇幅過大,則限制了考試的出題范圍,考試將無法全面客觀地檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。
3.“開卷加閉卷”考試形式
目前課程運(yùn)用的是開卷加閉卷的形式,對兩種考試取長補(bǔ)短,既兼顧了公式以及參考資料的查閱便利性,拓寬了教師的出題范圍,又考察了學(xué)生基本概念以及基礎(chǔ)知識的掌握程度,督促學(xué)生必須重視考前復(fù)習(xí)。根據(jù)近幾屆的試驗(yàn)情況,筆者發(fā)現(xiàn)由于開卷考試的開卷范圍過廣,使開卷試卷的考試難度大大降低,如果提高出題難度,又不免出題偏于難題與怪題,違背了考查學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的初衷。
五、總結(jié)
“傳熱學(xué)”是一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,希望通過上述改革能給“傳熱學(xué)”的教學(xué)帶來一絲新的氣息,幫助學(xué)生更好地掌握“傳熱學(xué)”的基本理論及計(jì)算,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力,滿足后續(xù)課程的學(xué)習(xí)基本要求,為未來的就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。[2]
參考文獻(xiàn):
[1]鐘曉暉,趙斌.“傳熱學(xué)”精品課建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版),2009,(5):108-111.
篇2
根據(jù)傳熱學(xué)課程知識點(diǎn)多,內(nèi)容抽象,應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn),本文從四方面對傳熱學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講解,對每一塊內(nèi)容的重要知識點(diǎn)進(jìn)行了歸納總結(jié)及討論了學(xué)習(xí)時(shí)的方法。
【關(guān)鍵詞】
熱傳導(dǎo);對流換熱;輻射換熱;換熱器
0引言
傳熱學(xué)是安全工程專業(yè)的一門必修課程,講述的是與熱量傳遞相關(guān)的自然現(xiàn)象及研究熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科,對于與熱相關(guān)的自然現(xiàn)象有很多,例如我們知道人的身體為恒溫體,在夏天和冬天,人們在相同室溫(比如25攝氏度)的房間里穿著衣服能一樣嗎?熱天人們?yōu)槭裁聪矚g在游泳館里的水里而不喜歡在相同溫度的空氣里?這都是在日常生活中常見的現(xiàn)象,對于這些現(xiàn)象的解釋就需要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)的知識,需要知道熱量傳遞的規(guī)律。并且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,與熱量傳遞相關(guān)的企業(yè)、公司越來越多,與熱量傳遞相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也越來越快,基本上可以分為三種類型的技術(shù)[1],即強(qiáng)化傳熱技術(shù),削弱傳熱技術(shù),溫度控制技術(shù),上面的三種類型的技術(shù)代表著傳熱技術(shù)的三個方向,在相應(yīng)的領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,比如強(qiáng)化傳熱技術(shù),現(xiàn)在的家用空調(diào)或者車載空調(diào)體積越來越小,所需的能量消耗也越來越低,同時(shí)制冷效果也明顯提高,這要得益于強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。傳熱學(xué)是和生活息息相關(guān)的一門學(xué)科,對于傳熱學(xué)課程的學(xué)習(xí)無論是對自然界熱現(xiàn)象的認(rèn)識還是熱量傳遞技術(shù)的學(xué)習(xí)都是有必要的。
1內(nèi)容講解和學(xué)習(xí)方法
對于傳熱學(xué)課程的研究有很多的文獻(xiàn),分別從傳熱學(xué)的教學(xué)方法[2],課程教學(xué)改革[3],實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建[4]等方面進(jìn)行了研究,本論文從以下二個方面探討傳熱學(xué)課程,分別是課程內(nèi)容的講解和學(xué)習(xí)方法。根據(jù)傳熱的三種方式及傳熱技術(shù)的應(yīng)用可以把傳熱學(xué)內(nèi)容分為四大塊內(nèi)容,每一塊內(nèi)容又可以分類,下面分四方面對傳熱學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行講解。
1.1熱傳導(dǎo)
在教授過程中,首先求得物體內(nèi)的溫度分布,再利用傅里葉定律可以求得傳遞的熱流量,求解物體內(nèi)的溫度分布是關(guān)鍵。明確解決物體內(nèi)溫度分布的完整的數(shù)學(xué)描寫是導(dǎo)熱微分方程及定解條件,導(dǎo)熱微分方程是一個二階的微分方程,通過能量守恒和傅里葉定律推導(dǎo)而來,是解決導(dǎo)熱問題的基礎(chǔ)。定解條件分為初始條件和邊界條件,邊界條件分三類對應(yīng)著高等數(shù)學(xué)上解二階微分方程時(shí)三類邊界條件,所以學(xué)生可以把前面學(xué)習(xí)解二階微分方程的方法用到這里,能更好地理解熱傳導(dǎo)問題。對于穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)的幾種常見的情形是通過平壁的導(dǎo)熱,又分單層平壁和多層平壁。通過圓筒壁的導(dǎo)熱,可分為單層圓筒壁和多層圓筒壁,前面的導(dǎo)熱滿足共同的特點(diǎn)即已知邊界上的溫度值,這些都屬于第一邊界條件的熱傳導(dǎo)問題。對于第二類及第三類邊界條件的導(dǎo)熱問題,可以通過舉電熨斗底面的導(dǎo)熱問題為例進(jìn)行講解。對于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的一個特例-肋片導(dǎo)熱,在學(xué)習(xí)過程中,要注意對于復(fù)雜的工程傳熱問題的處理方法,即忽略影響問題的次要因素,經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮喕⒑侠淼奈锢砼c數(shù)學(xué)模型,從而運(yùn)用已有的數(shù)學(xué)和傳熱學(xué)知識進(jìn)行求解。對于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的內(nèi)容講述首先明確非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念,理解非正規(guī)狀況階段和正規(guī)狀況階段及Bi數(shù)對平板中溫度分布的影響。然后理解常見的幾類非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。對于零維問題的解決方法-集中參數(shù)法,其適用范圍是針對特征數(shù)Bi的大小來確定的。熱電偶是講述零維問題的特例,對于理解零維問題和集中參數(shù)法有著很大的幫助。對于一維物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分三種情形,分別為平板,圓柱,球,這三種情況下的解很復(fù)雜,從而有必要對結(jié)果進(jìn)行簡化,簡化的依據(jù)是特征數(shù)FO>0.2后,略去第二項(xiàng)及后面的項(xiàng)所得結(jié)果與不忽略時(shí)的完整結(jié)果偏差小于0.1%[5],從而對結(jié)果進(jìn)行了簡化。在工程上對于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱正規(guī)狀況階段的解決方法是圖線法(海斯勒圖)及近似擬合公式法。熱傳導(dǎo)內(nèi)容多,公式多,在學(xué)習(xí)過程中可以用類比法更好地識記各種情形下的公式。達(dá)到對公式的理解和應(yīng)用。
1.2對流換熱
對流傳熱的內(nèi)容在教授過程中,首先明確要得到各種對流情形下的換熱量,可以利用牛頓冷卻公式,公式中的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是未知量,故求解各種情況下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是關(guān)鍵。影響表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的因素有很多,有必要按照主要的影響因素進(jìn)行分類.求解對流傳熱問題需要解定解條件下的對流傳熱微分方程。對流傳熱微分方程包括質(zhì)量守恒,動量守恒和能量守恒的數(shù)學(xué)表達(dá)式,共四個非線性偏微分方程,解析解很難獲得,進(jìn)展一直很小,直到20世紀(jì)初由普朗特和波爾豪森提出的邊界層概念對上述方程組進(jìn)行了簡化,使得在理論上求解較為簡單的對流傳熱成為可能,層流外掠平板就是典型的一例。應(yīng)該明確的是即使對方程進(jìn)行了簡化,但影響對流傳熱的因素很多,在理論上無法得出解析解,在現(xiàn)階段,對流傳熱規(guī)律的研究主要是通過實(shí)驗(yàn)法來進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)上通過相似原理或者量綱分析法得到相似特征數(shù)方程,使得在實(shí)驗(yàn)上研究對流換熱成為可能。對于對流傳熱分類樹上常用的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,要明確實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證范圍,熱邊界條件明確,定性溫度,特征長度怎樣規(guī)定的。對于相變對流傳熱主要是掌握凝結(jié)與沸騰傳熱,其基本特點(diǎn),計(jì)算關(guān)聯(lián)式的使用及強(qiáng)化相變傳熱的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)是主要內(nèi)容。這一塊內(nèi)容的微觀物理圖像很難想象,在講述過程中,為了增加學(xué)生的興趣,可以舉相關(guān)的例子,講述沸騰換熱時(shí),可提到“響水不開,開水不響”,引發(fā)學(xué)生的思考,再講述沸騰換熱的原理,使得同學(xué)們對沸騰換熱有更深的理解。對流換熱的情形多,在講述過程可以通過案例分析法對某一些對流換熱進(jìn)行講解,到達(dá)舉一反三,更好的理解對流換熱。
1.3輻射換熱
熱輻射的物理機(jī)制與導(dǎo)熱和對流截然不同,后者是物體的宏觀運(yùn)動和微觀粒子的熱運(yùn)動引發(fā)的能量轉(zhuǎn)移,而前者是物質(zhì)的電磁運(yùn)動引起的能量傳遞,與前面的研究方法截然不同,用到更多物理學(xué)上的知識。熱輻射引入了很多新的概念與定律,比如黑體、輻射力、光譜輻射力、吸收比,穿透比、輻射四次方定律、普朗克定律、維恩位移定律等等,理解這些概念和定律是學(xué)好熱輻射的基礎(chǔ)。
1.4換熱器
換熱器的傳熱過程傳遞的熱量由傳熱方程確定,對于換熱器需要理解它的穩(wěn)態(tài)工況的熱設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)計(jì)算(確定傳熱面積)或者校核計(jì)算(承擔(dān)的熱負(fù)荷),基本依據(jù)是能量守恒定律和對數(shù)平均溫差的四個假定。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)采用對數(shù)平均溫差方法,根據(jù)實(shí)際的傳熱過程選擇合適的換熱形式,進(jìn)而計(jì)算出傳熱系數(shù)。對于校核計(jì)算,采用迭代法計(jì)算對數(shù)平均溫差,初始值的選取對于計(jì)算的結(jié)果有較大的影響。需要確定傳熱器的多少傳熱面積作為計(jì)算面積,不同的傳熱面積可以導(dǎo)致傳熱系數(shù)相差很多。輻射換熱和換熱器內(nèi)容抽象,理解困難,在講授過程中,可以通過設(shè)定一個問題,讓同學(xué)討論,即通過討論法來加深對內(nèi)容的理解。
2結(jié)論
傳熱學(xué)課程涉及的知識點(diǎn)多,數(shù)學(xué)表達(dá)式多,在講述過程中要避免一味地推導(dǎo)公式和羅列結(jié)論,而是簡化推導(dǎo)過程,重點(diǎn)放在每一個公式在工程上有什么用,怎樣用,有什么注意事項(xiàng),力求能理解每個公式在工程上的應(yīng)用,為以后的就業(yè)打好基礎(chǔ)?;蛘邔⒚恳粋€公式,知識點(diǎn)與考研,學(xué)科競賽相聯(lián)系,讓學(xué)生從思想上意識到現(xiàn)在學(xué)習(xí)的知識的重要性。傳熱學(xué)課程的內(nèi)容雖然多,但具有連貫性,可以學(xué)習(xí)完每一部分后做一個表格或者思維導(dǎo)圖,總結(jié)知識點(diǎn)和公式,加深理解。通過對傳熱學(xué)課程四大塊內(nèi)容的歸納總結(jié)和學(xué)習(xí)方法的探討,相信在學(xué)習(xí)傳熱學(xué)課程時(shí)目的性更強(qiáng),能更好地理解內(nèi)容,達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
作者:逯田力 高德營 單位:聊城大學(xué)東昌學(xué)院
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篇3
關(guān)鍵詞: 物理知識 生產(chǎn)生活 密切聯(lián)系 廣泛應(yīng)用
物理知識是我國人類社會發(fā)展過程中不可缺少的重要方面,還有很多物質(zhì)知識是從日常生活經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)而來的,因此可以說是我國人類智慧的結(jié)晶。人們在生活中會接觸很多物理知識。力學(xué)知識就是其中之一,重力、摩擦力等力學(xué)知識的應(yīng)用隨處可見,杠桿的應(yīng)用也非常普遍,壓強(qiáng)的應(yīng)用極其廣泛。熱學(xué)知識與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān),光、聲現(xiàn)象在日常生產(chǎn)生活中更是應(yīng)用廣泛,電學(xué)知識在日常生產(chǎn)生活中隨處可見,因此,我們學(xué)習(xí)物理知識的時(shí)候,一定要聯(lián)系人類生產(chǎn)和生活中的實(shí)際應(yīng)用,將其與生產(chǎn)生活聯(lián)系在一起進(jìn)行研究分析,對我們更好地認(rèn)識物理、使用物理,借助物理知識改造世界有非常積極的意義。
一、力學(xué)知識在日常生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用
力學(xué)物理知識中,重力是人們?nèi)粘I钪凶顬槌R姷?,比如,農(nóng)村蓋房砌墻的時(shí)候,通常都會進(jìn)行墻壁垂直測試,那么這個時(shí)候就會使用到重錘線;而體育活動中,人們打排球,每次排球被拍打出去,都會以拋物線的形式下落;另外農(nóng)村蓋房的時(shí)候也會進(jìn)行夯實(shí),夯實(shí)這個環(huán)節(jié)沒有重力作用是不能實(shí)現(xiàn)的。人們生活中如果沒有重力則將是另外一個樣子,就如宇航員在太空艙中一樣,喝水的時(shí)候水會飄出來,所有物品都不會老老實(shí)實(shí)地待在桌子上,都會浮在空中,并且果實(shí)成熟之后會在重力作用之下向下掉落,這也是牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的原因。
摩擦力是隨處可見的力學(xué)知識之一,比如,人們走路、騎自行車及運(yùn)輸車輛的運(yùn)行都依靠摩擦力。摩擦力作為一種特殊的力學(xué)種類,對人類既有好處又有壞處,摩擦力有大也有小,相對光滑的地面上,人們行走起來會比較容易,而摩擦力太大的地面就會相對困難。在雪地上行駛的車輛,由于摩擦小,因此非常容易打滑,甚至出現(xiàn)交通事故。汽車輪胎上有很多紋路,這些紋路與鞋底面的紋路同樣都是為了增加與地面的摩擦力設(shè)計(jì)的,機(jī)械零件的運(yùn)轉(zhuǎn)都會定期進(jìn)行,這樣是為了減少部件摩擦力,減少設(shè)備磨損,實(shí)現(xiàn)設(shè)備順利運(yùn)行,摩擦力對人類有利有弊,因此應(yīng)該科學(xué)應(yīng)用。
再來就是杠桿原理,這個原理的應(yīng)用也非常常見,人們吃飯時(shí)用到的筷子、蹺蹺板、農(nóng)民鍘草用的鍘刀等,都利用這個原理。在生產(chǎn)生活中,人們巧妙運(yùn)用原理為自己提供了很多方便,節(jié)省了很多力氣,同時(shí)提高了工作效率。
壓強(qiáng)的應(yīng)用極其廣泛。比如,人們滑雪時(shí)使用的滑雪板寬度很大,就是為了減小滑雪板對雪地的壓強(qiáng),使其不會陷入雪中。而縫扣子的針多為尖尖的針頭,則是為了減小壓強(qiáng),使其能快速穿入衣物。使用吸管喝水、抽水灌溉都利用的大氣壓強(qiáng)的原理等。
二、熱學(xué)知識在日常生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用
人們生活中熱學(xué)知識也非常普遍,衣食住行都離不開熱學(xué)物理知識,如一日三餐都需要加熱,如果沒有加熱就無法實(shí)現(xiàn)飯菜成熟;冬季房屋取暖也離不開熱學(xué)物理知識,人們使用太陽能熱水器及暖手袋等都利用物理熱學(xué)知識,柴油發(fā)動機(jī)運(yùn)行的時(shí)候,水箱里必須裝滿水。家用電器的蓋子或者外殼一般都有一個孔,這些都是熱學(xué)知識在生活中廣泛使用的案例。另外,農(nóng)作物在種植的過程中往往采用溫室大棚,冬季花朵需要搬入室內(nèi),室外很多樹木會被裹上厚的“衣服”,這些同樣是熱學(xué)知識的應(yīng)用。在人們對熱學(xué)知識了解更深入的形勢下,熱學(xué)知識的應(yīng)用將更普遍,并且應(yīng)用效果將越來越好。
三、光、聲現(xiàn)象在日常生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用
光、聲現(xiàn)象是人類生存進(jìn)程中不可缺少的必要條件。人們需要陽光,植物也需要陽光。夜晚要開燈,電視電影都是利用光學(xué)原理播放的。另外,穿衣鏡、望遠(yuǎn)鏡及眼鏡等工具是利用光學(xué)原理。下過雨的天空會出現(xiàn)漂亮的彩虹,這就是光的折射。還有人們嘖嘖稱奇的海市蜃樓、日食及月食等自然現(xiàn)象都是光學(xué)現(xiàn)象。車輛是現(xiàn)在人類社會最為重要的交通工具,夜晚車輛需要借助光線行進(jìn),都會設(shè)計(jì)遠(yuǎn)光燈、近光燈及示寬燈或者霧燈等。我國根據(jù)光學(xué)原理對各種燈光的使用和注意事項(xiàng)進(jìn)行了規(guī)范。手電筒采用聚光原理實(shí)現(xiàn)了光的直線傳播,白熾燈則通過光照在反光環(huán)的照射實(shí)現(xiàn)照明。按照入射角等于反射角的原理,通過調(diào)節(jié)入射角大小完成聚光。
四、電學(xué)知識日常生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用
最后,就是與人類社會發(fā)展聯(lián)系更密切的電學(xué)知識。日常生產(chǎn)和生活都與電有不可分割的聯(lián)系,沒有電人類社會將陷入不可預(yù)知的恐慌,同時(shí)會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。電視電腦的運(yùn)行需要電,交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要電,煮飯做菜需要電,可以說現(xiàn)代社會中幾乎沒有一個領(lǐng)域是能離開電運(yùn)行的。因此教育中大力普及用電常識,讓學(xué)生對電的好處及電的危險(xiǎn)有深入認(rèn)識,日常生活中正確使用電,都非常必要。
物理知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用非常廣闊,物理知識與生產(chǎn)生活有著密切聯(lián)系,重力、摩擦力等力學(xué)知識的應(yīng)用隨處可見,杠桿應(yīng)用也是非常普遍的,壓強(qiáng)應(yīng)用極其廣泛。熱學(xué)知識與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān),光、聲現(xiàn)象在日常生產(chǎn)生活中更是應(yīng)用廣泛,電學(xué)知識在日常生產(chǎn)生活中隨處可見,使其為人類社會造福。通過以上闡述的物理知識在日常生活中的普及,能夠看出全面分析和學(xué)習(xí)這些物理知識,才能更好地對其加以利用。在物理學(xué)知識的普及過程中,必須讓學(xué)生結(jié)合生活中常見問題,更好地體現(xiàn)和感受物理知識,從而更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓他們更合理地使用物理學(xué)知識,并幫助他們樹立尊重科學(xué)、探究科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)的觀念。
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篇4
關(guān)鍵詞:食品物性學(xué);教學(xué)方法;探討
“食品物性學(xué)”主要講述食品和食品原料的物理特征與工程特性,如力學(xué)特性、熱學(xué)特性、光學(xué)特性和電學(xué)特性,這些特性與食品組成、微觀結(jié)構(gòu)和存在狀態(tài)等因素密切相關(guān)[1]。食品物性學(xué)涵蓋食品及其原料中影響食品質(zhì)構(gòu)特征(如黏彈性、凝聚性、流動性及感官品質(zhì))的各種因素和機(jī)制,這些因素也同時(shí)影響食品品質(zhì)穩(wěn)定性、影響環(huán)境與食品的相互作用、影響食品分析的檢測結(jié)果。作為一門學(xué)科基礎(chǔ)課程,“食品物性學(xué)”對形成食品學(xué)科的基礎(chǔ)知識體系、掌握食品體系的基本組成、明確食品加工和貯藏過程中變化及機(jī)制、選擇合理的表征方法研究食品的特性、討論實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果等具有重要意義。
1“食品物性學(xué)”的課程特點(diǎn)
“食品物性學(xué)”課程能夠揭示食品品質(zhì)與原料物性之間的關(guān)系,描述食品物性特征的產(chǎn)生機(jī)理和檢測評估方法,闡述食品材料的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)特征,為改善調(diào)整食品的加工工藝,開發(fā)利用光、熱、電等多種加工技術(shù),減少光、熱、電對食品品質(zhì)的不良影響提供必要的理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)[2]。食品大多是由蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、水分等成分組成,它們以一定結(jié)構(gòu)和形態(tài)共同或作為單個組分影響食品的質(zhì)構(gòu)特性、流變學(xué)特征、感官品質(zhì)、營養(yǎng)特點(diǎn)和貯藏穩(wěn)定性。食品物料來源復(fù)雜,有的來源于生物組織(如肉類和谷物),有的具有特殊的結(jié)構(gòu)特征(如多孔性等)[1]。“食品物性學(xué)”主要研究食品物料本身特點(diǎn)及其在加工過程中與力、熱、電、光等加工技術(shù)相互作用,從而確定食品品質(zhì)的主要和次要影響因素,解決食品在研究和開發(fā)中的主要物性問題。因?yàn)槭称肺锪蟻碓簇S富、表現(xiàn)特征不一,所以本課程中知識點(diǎn)較多,不同知識點(diǎn)間需要串聯(lián)才能形成知識體系結(jié)構(gòu),而且由于與力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)等知識相聯(lián)系,需要對相關(guān)學(xué)科有一定基礎(chǔ),因此會造成課程學(xué)習(xí)的難度增加、學(xué)習(xí)興趣下降等問題。形成知識體系框架、系統(tǒng)講解知識點(diǎn),與實(shí)踐緊密結(jié)合是保證本課程的教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生興趣、增加課程效率的重要措施。
2“食品物性學(xué)”課程的教學(xué)實(shí)踐
在前期教學(xué)過程中,“食品物性學(xué)”課程的主要章節(jié)內(nèi)容和安排為緒論、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)。教學(xué)中采用理論課與實(shí)驗(yàn)課相穿插,基礎(chǔ)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式。在“緒論”中,重點(diǎn)介紹與食品物性相關(guān)的基本概念,如食品物性學(xué)、物性特征、力學(xué)性質(zhì)、食品質(zhì)構(gòu)、熱學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等。明確該課程的學(xué)習(xí)目的為掌握食品主要大分子結(jié)構(gòu)和食品的基本物理特性,熟練運(yùn)用食品體系物理特性的研究手段。介紹課程的特點(diǎn),如涉及多學(xué)科領(lǐng)域(普通物理學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)),需要深厚的理論研究基礎(chǔ)等。另外,強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)時(shí)要注意在理論上的深入,從純物質(zhì)出發(fā)明確機(jī)理,以共混體系作為載體熟悉應(yīng)用,還要理論與實(shí)踐的結(jié)合,為工程設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。最后,介紹了“食品物性學(xué)”的發(fā)展歷史,使學(xué)生站在歷史角度對本課程的形成過程產(chǎn)生認(rèn)識。在“力學(xué)性質(zhì)”中,首先概述食品力學(xué)性質(zhì)研究的范疇,然后講述力學(xué)性質(zhì)的基本物理量(如應(yīng)力、應(yīng)變)、力的種類、基本受力-形變方式、應(yīng)力-應(yīng)變曲線、力學(xué)性質(zhì)的主要表征(如硬度、強(qiáng)度、脆性、韌性)等。對于食品的流變學(xué)特性,先從黏性和彈性的定義出發(fā),引出流體的分類和區(qū)分標(biāo)準(zhǔn),并采用魚肉和豬肉肌球蛋白、淀粉糊的例子,加深學(xué)生對流變特征的理解。在“熱學(xué)性質(zhì)”中,首先介紹食品熱力學(xué)基本參數(shù)(如溫度、比熱、焓等)、食品傳熱性質(zhì)(如熱流量、平均溫度、傳熱方式等)和熱參數(shù)檢測技術(shù)等。講述大分子的熱運(yùn)動與狀態(tài)轉(zhuǎn)變,包括玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)及玻璃化轉(zhuǎn)變和流動轉(zhuǎn)變。最后介紹熱力學(xué)特性的分析方法,包括差示掃描量熱儀(DSC)分析熱特性的檢測量、研究領(lǐng)域、影響因素和典型曲線特征,并分析了凝膠結(jié)構(gòu)變化、淀粉糊老化和蛋白質(zhì)變性的熱特性曲線。在“光學(xué)性質(zhì)”中,講述光學(xué)性質(zhì)的基本概念,包括光學(xué)基本物理量、光的反射、吸收和透過、光的反射類型。然后介紹食品的顏色特征,如色彩三要素、測試標(biāo)準(zhǔn)體系(L*,a*,b*),并列舉鮮濕掛面顏色測定和米茶顏色測定等例子。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,重點(diǎn)選取質(zhì)構(gòu)儀、動態(tài)流變儀、差示掃描量熱儀、色差儀和電阻抗儀,研究對象分別選取了魚腸、半糊化淀粉懸濁液、膠原蛋白、掛面。在實(shí)驗(yàn)過程中重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生動手和解決問題的能力,熟練掌握各儀器的工作原理和使用方法。
3“食品物性學(xué)”課程的教學(xué)方法總結(jié)
通過對前期教學(xué)實(shí)踐的總結(jié),教師發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程中仍然存在一些問題需要改進(jìn),教學(xué)方法需要不斷改善和更新,以增加學(xué)生興趣,提高課堂效率和保證教學(xué)質(zhì)量。結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)和自身總結(jié),主要?dú)w納如下。(1)擴(kuò)充自身學(xué)科知識體系。作為“食品物性學(xué)”的教學(xué)任務(wù)承擔(dān)者,應(yīng)當(dāng)具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識,不僅能夠掌握“生物化學(xué)”“物理化學(xué)”“高分子化學(xué)”和“食品化學(xué)”的基本知識,而且具備將各門知識有機(jī)結(jié)合并與實(shí)際相聯(lián)系的能力。另外,還要提高在食品加工檢測技術(shù)方面的實(shí)踐操作能力,熟悉各類食品檢測儀器的操作和應(yīng)用,為學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能提供充分幫助[3]。此外,作為高校教師還應(yīng)關(guān)注本學(xué)科的前沿研究,并加以豐富課堂內(nèi)容,使學(xué)生在學(xué)到書本知識的同時(shí)還能接觸到本學(xué)科知識前沿,充實(shí)知識體系。(2)激發(fā)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。列舉學(xué)生熟悉的物性應(yīng)用案例,以激發(fā)學(xué)生對“食品物性學(xué)”課程的興趣。例如,以面粉做成的面團(tuán),制作常見的面條、饅頭和面包等面制品,采用質(zhì)構(gòu)儀、動態(tài)流變儀等測定固體或半固體的流變學(xué)特性;采用淀粉、面粉、燕麥粉、雜糧粉等制成麥片、薯片等休閑食品,用色差儀、質(zhì)構(gòu)儀等測定不同配方對產(chǎn)品品質(zhì)的影響;購買常見的飲料(如碳酸飲料、果汁和茶飲料等),以電化學(xué)儀測定不同組分對水溶液的介電特性的影響。另外,加強(qiáng)與學(xué)生之間的交流,了解較難理解的章節(jié)并重點(diǎn)分析和講解,通過與學(xué)生的互動增強(qiáng)師生間的交流,促進(jìn)共同進(jìn)步和提高。(3)建立知識體系,理順邏輯關(guān)系。在教學(xué)過程中,將各章知識點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來,方便學(xué)生建立知識體系。例如,在力學(xué)性質(zhì)以玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)作為軸心,以玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和流動轉(zhuǎn)變作為軸線開展內(nèi)容,將分散的知識點(diǎn)集合在一起,形成涵蓋絕大部分內(nèi)容的知識體系。另外,對于一些基本概念尤其是容易混淆的定義,要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)使學(xué)生產(chǎn)生聯(lián)想記憶。例如,牛頓流體與非牛頓流體、布朗運(yùn)動和非布朗運(yùn)動、鏡反射和漫反射等,講解時(shí)要強(qiáng)調(diào)區(qū)別,并與實(shí)際例子對應(yīng),加深同學(xué)印象。(4)靈活考核,突出實(shí)用。“食品物性學(xué)”是一門知識點(diǎn)豐富、與實(shí)際聯(lián)系較多、能夠涵蓋科技前沿的課程[4-5]。單獨(dú)以試卷考核的形式是無法考查學(xué)生對該課程的綜合掌握,所以不斷更新課程考核項(xiàng)目也是授課教師要面臨的重要課題。加入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的考核,并鼓勵學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)撰寫論文;采用專題講座和讀書匯報(bào)的方式考查學(xué)生對課程知識體系和實(shí)踐能力的掌握;借助實(shí)驗(yàn)室平臺,以某一食品作為載體,考核學(xué)生對食品評價(jià)的綜合能力等,都是可以作為考查學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的重要方法。
4結(jié)語
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中考物理命題特點(diǎn)及對教學(xué)的啟示隨著課程改革的進(jìn)一步深入及新課標(biāo)的逐步實(shí)施也發(fā)生著相應(yīng)的變化,認(rèn)真分析與研究近幾年中考物理命題特點(diǎn),找出其中的一般規(guī)律和特殊規(guī)律,將對初中物理教學(xué)工作及復(fù)習(xí)起到很好的啟迪和引導(dǎo)作用.本文主要通過對安徽省2009年~2013年安徽省近五年中考物理試題的試題設(shè)計(jì)、高頻試題特點(diǎn)等進(jìn)行對比分析,從中總結(jié)出中考物理試題的命題規(guī)律,以及今后中考物理試題的命題趨勢等,并對今后的教學(xué)提出一些建議.
12009年~2013年初中物理試卷試題設(shè)計(jì)分析
通過對近幾年的中考物理試題分析,我們可以把物理中考改革趨勢總結(jié)為以下幾點(diǎn):
第一,物理中考試題的設(shè)計(jì)思想將會注重知識點(diǎn)向能力立意轉(zhuǎn)變;
第二,物理考試題的試卷類型,將以單學(xué)科知識與能力測試為主導(dǎo),增加綜合能力測試類型,由考查傳統(tǒng)的封閉學(xué)科知識向跨學(xué)科的綜合能力邁進(jìn);
第三,強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力,同時(shí)創(chuàng)新能力、人文精神、個人品德等方面的考查也應(yīng)滲透其中;
第四,物理中考試題在試卷結(jié)構(gòu)上,要力求做到標(biāo)準(zhǔn)化.
下面我們針對安徽省2009~2013年物理中考試題結(jié)構(gòu)及試題知識點(diǎn)作具體分析.
1.1中考物理試卷試題的結(jié)構(gòu)對比分析
2009~2013年試卷中全卷共23題,總分為90分.包括填空10題,占26分;選擇題7題占21分;實(shí)驗(yàn)題共3題占20分;計(jì)算與推導(dǎo)題為3題,分值占23分.
從題目數(shù)量和分值對比可以看出,客觀題分值已降,近五年已趨于穩(wěn)定,而主觀題分值仍有上升趨勢,但從近幾年對比來看上升趨勢不是很明顯.
1.22009~2013年中考物理試題內(nèi)容分布情況
從表1中的信息我們不難看出,近幾年中考物理試題知識點(diǎn)的考點(diǎn)分布規(guī)律大致不變,分?jǐn)?shù)比例波動不大.考查的重點(diǎn)主要以力學(xué)與電磁學(xué)為主,其中力學(xué)占10題左右,分?jǐn)?shù)在35~41分之間;電磁學(xué)占7題左右,分?jǐn)?shù)在30~34分之間,這兩塊內(nèi)容主要占了72.2%~83.3%.其他聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、能源等知識內(nèi)容大部分出現(xiàn)在填空和選擇題中,聲學(xué)占2~3分,光學(xué)占4~9分,熱學(xué)占7~10分之間.從這些方面我們可以看出中考物理試卷的內(nèi)容分布是嚴(yán)格按照考試大綱的要求來命題的.因?yàn)閺臍v年的《考試大綱》中我們可以看出中考物理的主要內(nèi)容是力學(xué)、電磁學(xué)等主干知識,而聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理等非主干知識常以填空或選擇題的形式出現(xiàn).
1.32009~2013中考物理試題題型結(jié)構(gòu)及考點(diǎn)分布情況
從表2中我們可以看出,2009~2013年題型結(jié)構(gòu)相同.這也正是中考改革中物理試題在試卷結(jié)構(gòu)上,要力求做到標(biāo)準(zhǔn)化的一種體現(xiàn),預(yù)測今后的中考試卷的結(jié)構(gòu)也將延續(xù)2009~2013年的情況.
1.42009~2013年的試題結(jié)構(gòu)的對比情況
從2009~2013年試題的內(nèi)容分布情況與題型結(jié)構(gòu)分布情況對比分析,我們可以發(fā)現(xiàn)近5 年試卷的試題分布有許多的相同點(diǎn)與不同點(diǎn).相同點(diǎn)可以大致分為三點(diǎn)論述:第一,試卷所設(shè)置的總題量不變,都保持23 題;第二,近5年來的題型和分值相同,均保持填空26分,選擇21分,實(shí)驗(yàn)20分,計(jì)算與推導(dǎo)23分不變;第三,2009~2013 年考查的知識主干都是力學(xué)與電磁學(xué)占80%左右,而聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、原子物理等多以選擇題或填空的形式出現(xiàn),占 20%左右.相對而言不同點(diǎn)較少,主要是在對力學(xué)與電磁學(xué)的考查中各年的比例略有不同,呈波浪形起伏.從拆線圖上可以看出,考點(diǎn)的分布變動不大,但力學(xué)計(jì)算下降明顯,電學(xué)計(jì)算有上升趨勢.
2備戰(zhàn)2014中考物理復(fù)習(xí)的幾點(diǎn)建議
近五年的物理中考,難度系數(shù)保持較為平穩(wěn),在0.7左右,而2013年中考物理難度與前三年相比有所加大,這就意味著今年中考物理試卷的難度與往年相比相對持平,基礎(chǔ)題的分量保持、中檔題的分量將略有增加.
為備戰(zhàn)2014年中考,做好針對性的復(fù)習(xí),筆者提出幾點(diǎn)建議.
2.1要充分重視基本知識、基本技能的復(fù)習(xí)
學(xué)習(xí)物理的過程,就是“感悟道理”的過程,所以一定要加強(qiáng)對基本概念和規(guī)律的理解、感悟,只有在此基礎(chǔ)上,才有可能把知識記得住、記得準(zhǔn)、記得活,才能夠活學(xué)活用.
2.2注意復(fù)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)
方法訓(xùn)練和能力培養(yǎng)是一個長期潛移默化、積累養(yǎng)成的滲透的過程,它不可能與具體的物理知識點(diǎn)割裂開,所以,復(fù)習(xí)中,不能夠脫離具體的物理知識講方法和能力,而應(yīng)該針對所學(xué)習(xí)的物理知識,去積極地挖掘“能力點(diǎn)”和“方法點(diǎn)”,及時(shí)進(jìn)行滲透和訓(xùn)練.方法是具體的,但能力是隱含的,但是一定要注意有意識地去培養(yǎng).
2.3加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)與科學(xué)探究的復(fù)習(xí)
對實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究的考核是新課標(biāo)考查的重點(diǎn),近幾年來,中考物理中實(shí)驗(yàn)題在填空、選擇題中頻繁出現(xiàn),單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)考查更是各地中考必考內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)題的分值也在不斷上升,而從試題內(nèi)容上看,已從單純的記憶結(jié)論型實(shí)驗(yàn)向?qū)嶒?yàn)探究設(shè)計(jì)型發(fā)展.因此,在復(fù)習(xí)中針對課標(biāo)要求的實(shí)驗(yàn)要加強(qiáng)相應(yīng)的訓(xùn)練.,在各種實(shí)驗(yàn)中,要注意題目中提供的信息,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材的作用和選擇、實(shí)驗(yàn)操作步驟、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納整理.
篇6
摘要:《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》是為新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的兩門專業(yè)必修課,也是該專業(yè)大學(xué)生所必須掌握的熱工類課程。該課程具有知識豐富、專業(yè)性強(qiáng)、課時(shí)多等特點(diǎn)。在《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程教學(xué)中,大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是很重要的一環(huán)。本文對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了探討,并對大學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞:工程熱力學(xué);傳熱學(xué);新能源;教學(xué)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)52-0176-02
能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的先決條件。新能源專業(yè)的畢業(yè)生,肩負(fù)著為國家能源發(fā)展貢獻(xiàn)力量的重要責(zé)任。為達(dá)到培養(yǎng)專業(yè)知識面廣、基本功扎實(shí)和創(chuàng)新能力強(qiáng)的本科人才的目標(biāo),作為新能源專業(yè)非常重要的必修課――《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》的課程設(shè)計(jì)和教學(xué)方法探索就顯得尤為重要[1,2]。此前的相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道了《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》教學(xué)的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)[3-6]。本文在此教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對熱工課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化和探索,以更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。
一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和精選是教學(xué)改革的關(guān)鍵。作為專業(yè)必修課,在學(xué)時(shí)有限的情況下,如何最大程度地講授最有價(jià)值的知識點(diǎn)成為教學(xué)的關(guān)鍵。
熱工類課程由《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》兩門課組成?!豆こ虩崃W(xué)》按熱力學(xué)基本概念、熱力學(xué)第一定律、理想氣體的性質(zhì)與過程、熱力學(xué)第二定律與熵、氣體動力循環(huán)、水蒸氣、蒸汽動力循環(huán)、制冷循環(huán)、理想混合氣體和濕空氣、實(shí)際氣體的性質(zhì)等內(nèi)容分為若干章節(jié);《傳熱學(xué)》按照傳熱基本概念、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)、對流換熱、熱輻射及輻射換熱、傳熱過程與換熱器等分為若干章節(jié)。由于新能源科學(xué)與工程專業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)專業(yè),學(xué)科領(lǐng)域廣泛,涉及能源類(如生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能)、化工類(如基礎(chǔ)化學(xué)、物理化學(xué)、新能源材料)、力學(xué)類(如工程力學(xué)、流體力學(xué))等多門課程和領(lǐng)域。
在實(shí)際的教學(xué)過程中,教學(xué)內(nèi)容必須有所側(cè)重,應(yīng)充分考慮到不與新能源科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的其他相關(guān)課程的知識點(diǎn)產(chǎn)生重復(fù)。另外由于《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程難度較大,在教學(xué)過程中要講清課程中的要點(diǎn)和基礎(chǔ)知識??梢砸浴盎驹悫D公式推導(dǎo)―影響因素―實(shí)際應(yīng)用”為主線介紹該課的有關(guān)知識,建立每章知識結(jié)構(gòu)圖,讓學(xué)生清楚該門課程的知識體系結(jié)構(gòu)。對重點(diǎn)的熱力學(xué)第一和第二定律進(jìn)行原理介紹,仔細(xì)推導(dǎo)相關(guān)公式,讓學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ),使學(xué)生在進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中不會混淆概念,相對輕松地應(yīng)對課程。此外,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,例如介紹空調(diào)在夏天與冬天的工作原理、冰箱開門對室內(nèi)的影響,積極引導(dǎo)學(xué)生利用熱力學(xué)定律進(jìn)行分析,增加課程的趣味性以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容始終能反映本學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)術(shù)水平,加強(qiáng)學(xué)生對后續(xù)專業(yè)方向的把握。
二、教學(xué)方法的探索
(一)以創(chuàng)新性地教帶動創(chuàng)新性地學(xué)
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。要想發(fā)展經(jīng)濟(jì),需要加大科研力度、提高科技含量。這已被證明是一種行之有效的道路。與此對應(yīng)的是,要促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效率,必須加大教學(xué)與科研的力度、提高教學(xué)與科研互動水平。在當(dāng)今大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)的大背景下,如何提高身為未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展主力軍的大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力,成為目前高校教學(xué)的難題和重點(diǎn)。傳統(tǒng)的直白講課和搜集各種習(xí)題以供學(xué)生練習(xí)只會讓課程變得生硬和枯燥,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)熱情越來越低,甚至出現(xiàn)了普遍的抄襲作業(yè)和遲到早退等不良現(xiàn)象。為了改變這些不良現(xiàn)象,就需要在教學(xué)手段上進(jìn)行創(chuàng)新。教師通過對平時(shí)科研工作成果的再學(xué)習(xí),并結(jié)合對教材的研究,創(chuàng)造性地運(yùn)用某些方法,使學(xué)生對重要問題達(dá)到本質(zhì)上的領(lǐng)悟。在這種途徑中,教師的創(chuàng)新思維方式以及從中體現(xiàn)的一言一行,讓學(xué)生耳濡目染、潛移默化,對帶動學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新學(xué)習(xí)、開發(fā)創(chuàng)新思維起到積極的作用。
例如,在進(jìn)行《傳熱學(xué)》教學(xué)時(shí),學(xué)生往往對傳熱的基本概念,尤其是二維與三維的導(dǎo)熱理論及方程很難理解。一般地教學(xué)方式是,教師在黑板上進(jìn)行微觀導(dǎo)熱原理推導(dǎo),得出一維傅里葉導(dǎo)熱定律和二維三維傅里葉導(dǎo)熱定律,并給出幾個常用的導(dǎo)熱方程。這種教學(xué)方式中,推導(dǎo)過程比較晦澀,給出的方程也較為難懂,學(xué)生們很可能只會死記硬背,不能靈活運(yùn)用。針對以上問題,筆者建議將導(dǎo)熱理論與生活問題相結(jié)合,或者采取數(shù)學(xué)建模的方法,將導(dǎo)熱方程與實(shí)踐相結(jié)合,選取最適合該問題的模型,以達(dá)到課程有趣生動、富有創(chuàng)新性,激發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)新思維。以創(chuàng)新性地“教”帶動創(chuàng)新性地“學(xué)”,學(xué)生收獲的不僅僅是知識點(diǎn),更是如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實(shí)際能力,為以后在新能源科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域的探索中打下良好基礎(chǔ)。
(二)板書教學(xué)與多媒體輔助教學(xué)相結(jié)合
多媒體技術(shù)以其圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜的呈現(xiàn)使課堂教學(xué)達(dá)到了全新的境界。在《傳熱學(xué)》的講授中,一維的傳熱理論和公式很好理解和應(yīng)用,但二維與三維牽扯到微觀傳熱理論,以至于推導(dǎo)過程較為復(fù)雜,傳熱方程較為抽象難懂。因此需要教師精心準(zhǔn)備多媒體課件,通過動態(tài)描繪各向同性材料的微觀傳熱過程,讓學(xué)生理解不同形狀材料在具有不同位置的熱源時(shí)如何進(jìn)行熱傳導(dǎo)。通過繪制動態(tài)的卡諾循環(huán)過程,使學(xué)生深入理解熱力學(xué)第二定律,并理解第二類永動機(jī)無法制成的原因。同時(shí)需要注意的是,對于工程熱力學(xué)和傳熱學(xué),由于信息量大、內(nèi)容廣,過多地依賴多媒體教學(xué)可能會讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)難以消化,因此在教學(xué)中對于難度較大的基礎(chǔ)理論部分和原理的學(xué)習(xí),板書不可缺少,使學(xué)生能夠有充分時(shí)間緊跟老師的思維去理解每一個知識點(diǎn)。
(三)課程教學(xué)與科研活動相結(jié)合
教師可以將全班學(xué)生分為若干調(diào)研小組,每五個人為一組,選擇新能源與熱工基礎(chǔ)理論相結(jié)合的課題,通過查找國內(nèi)外科技文獻(xiàn),調(diào)研總結(jié)新能源專業(yè)前沿知識,形成調(diào)研報(bào)告,鍛煉學(xué)生閱讀科技文獻(xiàn)的能力,提前為畢業(yè)設(shè)計(jì)的開展奠定基礎(chǔ)。各小組也可以參與指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目,在實(shí)驗(yàn)室做一些力所能及的科研活動,并通過文獻(xiàn)調(diào)研,形成工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)知識系統(tǒng)。課程結(jié)束時(shí),各小組以PPT形式向全班同學(xué)作匯報(bào),授課老師根據(jù)報(bào)告提出問題,該組同學(xué)進(jìn)行即時(shí)答辯,考查學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握情況。
三、課程考核方式的探索
工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)覆蓋面廣、知識點(diǎn)多,應(yīng)該采取靈活多樣的考核辦法。在成績的評定方式上,可以設(shè)定了四項(xiàng)考核內(nèi)容,第一部分是學(xué)生考勤、課堂互動表現(xiàn)和課堂筆記,通過此部分的考核,提高學(xué)生的聽課注意力,鍛煉學(xué)生提煉課程重點(diǎn)內(nèi)容的能力;第二部分是根據(jù)每個小組的調(diào)研報(bào)告、PPT展示、答辯情況打分,鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、口頭表達(dá)能力和應(yīng)變能力;第三部分是每節(jié)課結(jié)束前的思考題,采取加分方式,鼓勵學(xué)生積極思考;第四部分是傳統(tǒng)的期末考試,考試內(nèi)容為課程講授的基本內(nèi)容,專業(yè)性強(qiáng)的理論部分強(qiáng)調(diào)定性了解,讓學(xué)生對熱工基礎(chǔ)有個整體的認(rèn)識。
隨著新能源科學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展,熱工基礎(chǔ)理論散發(fā)出強(qiáng)大的活力。根據(jù)新能源科學(xué)與工程專業(yè)特點(diǎn),教師還需要在教學(xué)過程中,不斷探索教學(xué)方法和考核方式,不斷優(yōu)化課程內(nèi)容,提升教學(xué)質(zhì)量,使課程教學(xué)體系更加科學(xué)合理,更好地適應(yīng)社會對新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才的需求。
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篇7
1 化工科技促使溫童氣體排放量藏少
我們所謂的溫室氣體,主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業(yè)革命之前的生產(chǎn),還是現(xiàn)階段科技含量高,日趨現(xiàn)代化、國際化的社會化大生產(chǎn),這些工廠每年要向大氣排放數(shù)萬甚至數(shù)十萬噸的二氧化碳。這些二氧化碳?xì)怏w的排放,成為了造成全球性的溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)住6趹?yīng)對氣候變化的法律法規(guī)出臺之前的相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi),造成這一現(xiàn)象的那些工廠卻不用為溫室效應(yīng)負(fù)擔(dān)任何一點(diǎn)費(fèi)用現(xiàn)在這一狀況已經(jīng)得到了明顯的改善,許多化工企業(yè)正積極的開發(fā)和利用新的科學(xué)技術(shù),來達(dá)到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業(yè)將二氧化碳作為化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一種原材料來使用。例如,有的化工企業(yè)將其他化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w作為一種原材料來生產(chǎn)尿素。僅這一種工藝,就可以使該企業(yè)的每年的二氧化碳?xì)怏w排放量減少數(shù)十萬噸。
2 化學(xué)工程技術(shù)使可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)逐步向前推進(jìn)
傳統(tǒng)的化工生產(chǎn),給我們的生活創(chuàng)造了非常豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)和能源。其在對人類歷史的發(fā)展進(jìn)步的工程中所做的貢獻(xiàn)是不不忽略的。但是昵,又由于化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)過后的殘余物中,存在著大量的有毒有害物質(zhì),這些物質(zhì)又造成了很多環(huán)境污染問題以及生態(tài)平衡的失調(diào)。這樣,就又阻礙了社會經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展。新世紀(jì),面對嚴(yán)峻的環(huán)境污染所提出的挑戰(zhàn),可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這種道路的選擇,成為了歷史的必然。實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,已經(jīng)成為了我國的一項(xiàng)基本的國策。作為社會經(jīng)濟(jì)的重要組成部分的化學(xué)工業(yè),在這一基本國策的指導(dǎo)之下,最行之有效的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的方法便是綠色化學(xué)的開發(fā)和利用。綠色化學(xué),不單單是指那些對環(huán)境產(chǎn)生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學(xué)生產(chǎn)過程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價(jià)格平民化的化學(xué)化工技術(shù)的研究以及應(yīng)用。綠色化學(xué)的生產(chǎn)過程只產(chǎn)生非常少量的廢物處理,或者不產(chǎn)生廢物處理。其最主要的特點(diǎn)便是在生產(chǎn)的過程中,最大程度地充分利用資源,使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,盡量不產(chǎn)生污染。有利于化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這一道路的切實(shí)執(zhí)行。
3 化學(xué)工程技術(shù)的新熱點(diǎn)
3.1 化學(xué)超臨界反應(yīng)技術(shù)
超臨界的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)是指反應(yīng)過程中的溫度和壓力都在臨界點(diǎn)之上,這樣的狀態(tài)往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運(yùn)用到生物化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,已經(jīng)顯示出很好的效益,發(fā)展前景很好,但近年來的探究和發(fā)展階段仍處于初級,待進(jìn)一步深入研究。
3.2 綠色化學(xué)研究技術(shù)
綠色化學(xué)由于能夠有效避免對環(huán)境的污染,近年來備受推崇。綠色化學(xué)就是指利用化學(xué)反應(yīng)技術(shù)來充分利用資源、減少污染物的產(chǎn)生來起到對環(huán)境的保護(hù)。比如,它可以對產(chǎn)生污染物的相關(guān)溶劑和廢料進(jìn)行處理,利用原子技術(shù)或高選擇性的化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)處對環(huán)境有利的產(chǎn)品,這不僅能夠增加經(jīng)濟(jì)效益而且?guī)砜捎^的社會效益。
3.3 分離技術(shù)的新研究
首先,分離技術(shù)強(qiáng)調(diào)對生產(chǎn)設(shè)備的強(qiáng)化,其次是生產(chǎn)技術(shù)??偨Y(jié)來說就是將設(shè)備更新,將生產(chǎn)率提高的技術(shù)都屬于化學(xué)分離技術(shù)的結(jié)果。古老的分離技術(shù)方法是利用各種材料沸點(diǎn)不同將其分離然后做研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各領(lǐng)域研究合作分工改變?yōu)榉蛛x技術(shù)新發(fā)展提供了廣闊的前景。比如近年來,在力學(xué)的傳遞以及多相流方面,采用信息技術(shù)發(fā)生分離,還有分子的模擬就很大的提高了預(yù)測熱力學(xué)平衡的水平,對分子的人為設(shè)計(jì)加速了分離等等。因此進(jìn)一步研究高效的分離技術(shù)有著深遠(yuǎn)的意義。
4 傳熱過程新的研究發(fā)展方向
4.1 傳熱學(xué)中細(xì)微尺度的研究進(jìn)展
細(xì)微尺度是指從時(shí)間尺度和空間尺度進(jìn)行更細(xì)微的研究的熱學(xué)范疇,如今它在熱學(xué)中已經(jīng)形成了一個分支,具有廣闊的發(fā)展前景。當(dāng)一個物體的尺寸遠(yuǎn)大于其載體時(shí),這樣的情況會存在,但是由于尺寸的更加細(xì)微,原來的假設(shè)影響因素也會發(fā)生相應(yīng)變化。目前納米技術(shù)已經(jīng)取得顯著的成績,很多領(lǐng)域都是圍繞傳熱學(xué)中的細(xì)微尺度技術(shù)進(jìn)行研究的,近年來取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4.2 傳熱設(shè)備的研究進(jìn)展
近些年來,利用翹片來強(qiáng)化傳熱,管外的翹片強(qiáng)化傳熱原理包括有前緣效應(yīng)和非穩(wěn)定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應(yīng)該將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合,來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù),實(shí)現(xiàn)管翹式的傳熱針設(shè)計(jì)。
4.3 與計(jì)算機(jī)技術(shù)的相結(jié)合
計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步是化學(xué)中大量的技術(shù)問題能夠得到有效的解決。同時(shí)節(jié)約了大量的人力物力財(cái)力,也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機(jī)械的精密度。計(jì)算機(jī)的主要貢獻(xiàn)表現(xiàn)在計(jì)算流體力學(xué)、數(shù)值傳熱力學(xué)、采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來,表現(xiàn)形式更加多樣,能夠有效分析大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
4.4 與材料科學(xué)和信息工程相結(jié)合
科學(xué)的進(jìn)步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學(xué)工程的研究提出了新的機(jī)遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學(xué)工程面臨的問題。所以它必將進(jìn)入一個新的發(fā)展階段,在發(fā)展中應(yīng)注重與多學(xué)科的交叉,更多的研究應(yīng)該包括信息和化學(xué)應(yīng)用、生物與化學(xué)以及能源環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的學(xué)科,這都為化學(xué)工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個行業(yè),為此通過信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,得出的結(jié)論可以為化學(xué)工程發(fā)展研究提供新的方向。
篇8
布置作業(yè):設(shè)計(jì)自己的家用智能型電腦
(四)觀測記錄
通過收集學(xué)生填寫的“DIY電腦計(jì)劃表”和網(wǎng)站上保存的模擬組裝方案,對學(xué)生知識的掌握、能力的培養(yǎng)情況進(jìn)行檢測。課后以簡單問卷的形式調(diào)查學(xué)生對這種教學(xué)模式的認(rèn)可度。
(五)教學(xué)效果的反思
通過對網(wǎng)站上保存的模擬組裝方案的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行分析,可以看出學(xué)生的興趣被有效地調(diào)動起來。上課的學(xué)生60人,提交的方案60個,所有的方案都能通過評估,組裝方案從理論上來說都是正確的。其中,有16人能綜合考慮到性價(jià)比、實(shí)用性和擴(kuò)展性,設(shè)計(jì)組裝的方案比較合理。有35人能根據(jù)自己事先計(jì)劃的用途設(shè)計(jì)組裝方案,實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的功能。有11人所設(shè)計(jì)的方案不能完全實(shí)現(xiàn)自己計(jì)劃的功能,但組裝方案仍是可行的。由上面的數(shù)據(jù)可以看出,通過全體學(xué)生的親身參與,積極思考,主動實(shí)踐,能有效地達(dá)成我們的教學(xué)目標(biāo)。
課后簡單問卷的調(diào)查情況如下,所有學(xué)生都表示喜歡這種形式的教學(xué),有50%的學(xué)生認(rèn)為自己很好地掌握了教學(xué)的內(nèi)容,38%的學(xué)生認(rèn)為自己基本掌握了教學(xué)內(nèi)容,12%的學(xué)生認(rèn)為自己還有教學(xué)內(nèi)容沒有完全掌握。有38%的學(xué)生認(rèn)為通過這堂課的教學(xué),有把握能完成真實(shí)的組裝任務(wù),有48%的學(xué)生認(rèn)為在教師或?qū)I(yè)技術(shù)人員的指點(diǎn)下,能完成真實(shí)的組裝任務(wù),有14%的學(xué)生認(rèn)為自己還不能完成真實(shí)的組裝任務(wù)。從問卷的調(diào)查情況來看,學(xué)生的自我效能感較強(qiáng),都認(rèn)為自己能從這種模式的教學(xué)中有較多的收獲。這種形式的教學(xué),比較受學(xué)生的歡迎,認(rèn)可度高。
專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站為學(xué)生提供了豐富的資源,為學(xué)生完成任務(wù),虛擬了一個真實(shí)的環(huán)境,但這個環(huán)境下,沒有充分考慮到師生、生生的及時(shí)溝通,交流互動,不能充分體現(xiàn)專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的功能。為了尋求有效解決上以上問題的途徑,為了將成功的研究模式作進(jìn)一步的實(shí)踐研究,我們開展了第二輪行動研究。
二、第二輪行動研究
(一)設(shè)計(jì)方案
研究目標(biāo):進(jìn)一步探索專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站應(yīng)用于課堂教學(xué)的模式
教學(xué)內(nèi)容:高二物理課,課題為“力學(xué)問題與熱學(xué)問題的比較研究”[18]。
教學(xué)設(shè)計(jì):
[教學(xué)目標(biāo)]:
1.體驗(yàn)研究、解決物理問題的一般思路及思想方法
2.提高學(xué)生元認(rèn)知水平
3.提高學(xué)生的綜合分析能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力
4.訓(xùn)練學(xué)生熟練運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的技能,提高信息養(yǎng)。
[教學(xué)重點(diǎn)]:通過比較得出力學(xué)問題、熱學(xué)問題的研究思路、方法及它們的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)
[教學(xué)難點(diǎn)]:激發(fā)學(xué)生的相關(guān)思維活動
[教學(xué)平臺]:創(chuàng)新教育專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站
[設(shè)計(jì)思想]:
1.課題說明:這是一堂高三年級的物理復(fù)習(xí)課,在以前新知識的教學(xué)以及舊知識的復(fù)習(xí)中,往往由教師進(jìn)行對比分析給出結(jié)果,教學(xué)限于知識的被動傳授?!皻怏w性質(zhì)”一章是高中物理熱學(xué)的核心內(nèi)容,具有典型性,教師期望通過本節(jié)課的教學(xué)嘗試一種新的教學(xué)模式。讓學(xué)生在完成這一章的知識復(fù)習(xí)后,自主地對力學(xué)問題與熱學(xué)問題的比較研究,對“知識背后的知識”進(jìn)行總結(jié)復(fù)習(xí)。以專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站為平臺,以網(wǎng)絡(luò)教室作為交流溝通的技術(shù)環(huán)境,通過讓學(xué)生親身體驗(yàn)解決問題的一般思路,掌握解決問題的學(xué)科思想方法:現(xiàn)象描述的概念概念間的關(guān)系(規(guī)律)既解決舊問題又解決新問題。
2.學(xué)科能力培養(yǎng)分析:本節(jié)課通過對力學(xué)、熱學(xué)兩類問題的比較研究,使學(xué)生能更深入地認(rèn)識、理解兩類問題,從而不僅能更好地解決力學(xué)問題、熱學(xué)問題,更有利于解決力、熱綜合問題,為提高學(xué)生的分析綜合能力打基礎(chǔ)。
3.體驗(yàn)“研究思路”,增強(qiáng)“方法”意識
(1)通過對力學(xué)問題與熱學(xué)問題的比較研究,并結(jié)合具體問題的分析,找出共同點(diǎn)和不同點(diǎn),體驗(yàn)解決問題的一般思路。即:現(xiàn)象描述的概念概念間的關(guān)系(規(guī)律)既解決舊問題又解決新問題。
(2)通過體會學(xué)科思想方法培養(yǎng)學(xué)生深刻性思維品質(zhì)
A、通過對一般思路中“研究對象”、“研究過程”的進(jìn)一步研究,并結(jié)合問題的分析,突出理想化的思想方法(對象的理想化、過程的理想化)、科學(xué)推理的思想方法和分析綜合的思想方法等。
B、通過對規(guī)律建立過程的認(rèn)識,突出實(shí)驗(yàn)研究的思想方法。
C、通過對典型問題的認(rèn)識,進(jìn)一步體驗(yàn)解決問題的一般思路,強(qiáng)化學(xué)科思想方法。
通過感悟解決物理問題的一般思路,體會學(xué)科思想方法,增強(qiáng)學(xué)生挖掘“知識背后的知識”的意識,訓(xùn)練學(xué)生深入思考問題的習(xí)慣,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生深刻性思維品質(zhì)的目的。
(3)策略的運(yùn)用
A、運(yùn)用“問題”調(diào)動“自主活動”,由“自主活動”促“自主發(fā)展”的策略。
B、運(yùn)用“反思過程”激發(fā)元認(rèn)知活動策略。
C、以專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站作為平臺,實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程整合。
通過反思提出問題,學(xué)生自主活動,將所有活動情況通過專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行展示,然后全班討論,共同感悟出解決物理問題的一般思路,體會學(xué)科思想方法。通過策略的運(yùn)用,學(xué)生親自參與產(chǎn)生新因素,由親身體驗(yàn)產(chǎn)生愉悅心情,進(jìn)一步知道反思對學(xué)習(xí)的重要性,同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)學(xué)習(xí)的技能,進(jìn)一步了解到信息技術(shù)對學(xué)習(xí)的重要性。
(二)教學(xué)資源
在專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站上提供教學(xué)需要的相關(guān)資源,提供成果展示空間,提供教師在線輔導(dǎo)功能:
1、力學(xué)和熱學(xué)問題知識介紹及相關(guān)現(xiàn)象的資料
2、研究結(jié)果上傳空間
3、學(xué)生互評
4、教師在線輔導(dǎo)
(三)、教學(xué)實(shí)踐的過程(課時(shí)2節(jié))
1、引入:展示問題,學(xué)生進(jìn)行力、熱分類
2、第一課時(shí),學(xué)生在專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站上查看力學(xué)和熱學(xué)問題知識介紹及相關(guān)現(xiàn)象的資料,在獨(dú)立反思比較的基礎(chǔ)上形成研究報(bào)告,并制作成電子文稿,上傳到創(chuàng)新教育專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站中指定的欄目。
3、學(xué)生登錄專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站查閱他人報(bào)告,進(jìn)行評析,并將評析內(nèi)容上傳。通過BBQ軟件,教師在線輔導(dǎo)學(xué)生完成報(bào)告,實(shí)現(xiàn)師生的交互活動。
4、第二課時(shí)師生共同對個案進(jìn)行研討,并結(jié)合問題進(jìn)行分析,使學(xué)生體驗(yàn)、感悟解決物理問題的一般思路。
5、決新問題,突出一般思路,強(qiáng)化學(xué)科思想方法。
6、師生共同總結(jié),進(jìn)一步體驗(yàn)、感悟解決問題的一般思路,形成解決問題的流程,并將結(jié)果上傳到網(wǎng)站。
a) 研究物理問題和解決物理問題的一般思路。
b) 研究中的學(xué)科思想方法。
c) 應(yīng)重視知識背后的“知識”。
6、布置作業(yè)(略)
(四)觀測記錄
教師課堂上在線輔導(dǎo)時(shí)從學(xué)生的留言記錄;學(xué)生對他人報(bào)告的評價(jià)記錄;學(xué)生上傳的研究報(bào)告;解決教師提出的新問題的作業(yè)提交。
(五)教學(xué)效果的反思
從學(xué)生的留言記錄、學(xué)生對他人報(bào)告的評價(jià)記錄來看,學(xué)生的思維活動被充分地調(diào)動起來了。學(xué)生上傳的研究報(bào)告中,有35%的學(xué)生報(bào)告敘述全面準(zhǔn)確,分析條理清楚明了,掌握了。有43%的學(xué)生報(bào)告比較準(zhǔn)確,分析較清楚,但不夠全面。有23%的學(xué)生報(bào)告中有錯誤的地方,條理不是很清楚,沒有完全掌握解決物理問題的一般思路及思想方法。在學(xué)生提交的課堂作業(yè)中,有87%的學(xué)生能正確完成作業(yè),僅有13%的學(xué)生作業(yè)中有錯誤。
從上面的數(shù)據(jù)分析可以看出,大部分學(xué)生通過親身體驗(yàn),能感悟出解決物理問題的一般思路。從課堂作業(yè)的完成情況來看,通過師生的共同評析總結(jié)后,絕大多數(shù)學(xué)生能掌握解決物理問題的一般思路,并能運(yùn)用此思想方法解決新的問題。
這堂課通過對力學(xué)問題與熱學(xué)問題的比較研究,并結(jié)合具體問題的分析,找出共同點(diǎn)和不同點(diǎn),該課教學(xué)的目的并不在于知識的傳授,而在于讓學(xué)生體驗(yàn)和掌握。學(xué)生的體驗(yàn)和感悟過程是教師無法替代的,通過體驗(yàn)得到的知識也是不能直接灌輸?shù)?,教師很好地?yīng)用了專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站這一平臺,順利地實(shí)施了教學(xué),達(dá)到教學(xué)目的。
本輪行動研究解決了師生、生生的及時(shí)溝通,交流互動的問題,并進(jìn)一步證實(shí)了課堂教學(xué)中應(yīng)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站實(shí)施教學(xué)的有效性,確定了相應(yīng)的教學(xué)模式。但我們發(fā)現(xiàn),在網(wǎng)絡(luò)教室所提供的環(huán)境下,不利于學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí),要解決此問題,還需要更深入地研究,尋找專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站應(yīng)用于研究性學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。
三、第三輪行動研究
將前兩輪行動研究所取得的成果應(yīng)用于其它學(xué)科教學(xué)中,證實(shí)其有效性和通用性。操作過程略。
3.2應(yīng)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站實(shí)施研究性、協(xié)作性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式實(shí)踐研究
研究性、協(xié)作性學(xué)習(xí)往往不能局限于課堂之中,僅用網(wǎng)絡(luò)虛擬的環(huán)境實(shí)施教學(xué),不利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究態(tài)度,不利于提高學(xué)生真實(shí)生活環(huán)境的應(yīng)變能力,不利于提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。我們通過課堂內(nèi)外結(jié)合的方式,嘗試開展應(yīng)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站實(shí)施研究性、協(xié)作性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式實(shí)踐研究。
下面以高一地理教學(xué)中的一項(xiàng)課題的開展為例。
[課題名稱]可持續(xù)發(fā)展從觀念走向?qū)嵺`[19]
[教學(xué)目標(biāo)]:(課堂內(nèi)2課時(shí),課堂外4課時(shí))
1.通過課程單元讓學(xué)生了解環(huán)境與發(fā)展問題,使學(xué)生具有初步的地理科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng),養(yǎng)成愛國主義情感,形成初步的全球意識和可持續(xù)發(fā)展意識。
2.提高學(xué)生的元認(rèn)知水平,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
3.運(yùn)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站與地理學(xué)科有機(jī)整合的策略,使學(xué)生通過課題研究學(xué)會信息的收集、整理、歸納、綜合、重組、的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。
[教學(xué)重點(diǎn)]:可持續(xù)發(fā)展的三個基本原則的理解和運(yùn)用
[教學(xué)難點(diǎn)]:可持續(xù)發(fā)展觀念的形成及運(yùn)用
[教學(xué)平臺]:創(chuàng)新教育專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站
[設(shè)計(jì)思想]:
地理學(xué)科有兩大特性,一是地域性,二是綜合性,人地相關(guān)的綜合性研究是其它學(xué)科所不能替代的。因此人類與地理環(huán)境是相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的,人地關(guān)系思想貫穿了現(xiàn)行地理教材的始終,是地理學(xué)科的主要思想方法??沙掷m(xù)發(fā)展的觀念是人地關(guān)系思想的具體化。本課程單元的內(nèi)容以觀念——認(rèn)識—
—實(shí)踐——觀念、認(rèn)識的過程展開:由環(huán)境問題與人地關(guān)系思想發(fā)展的歷史演變得出可持續(xù)發(fā)展的觀念,由可持續(xù)發(fā)展的三個原則形成是否符合可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識,由觀念和認(rèn)識去引導(dǎo)、改變我們生產(chǎn)、生活的行為方式,使觀念和認(rèn)識落實(shí)于實(shí)踐;在實(shí)踐中獲取的體驗(yàn)、感悟,又反作用認(rèn)識和觀念。上述過程經(jīng)以后學(xué)習(xí)的多次循環(huán),可逐步使可持續(xù)發(fā)展的觀念以及人地關(guān)系思想在學(xué)生頭腦中生根而提高地理素質(zhì)。本課程單元運(yùn)用創(chuàng)新教育專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站作為平臺,在網(wǎng)站所提供豐富的學(xué)習(xí)資源條件下進(jìn)行學(xué)習(xí),初步形成人地關(guān)系的觀念。通過展開分組分課題的實(shí)地考查等實(shí)踐活動,進(jìn)行同學(xué)間的合作,完成綜合性的研究和學(xué)習(xí)。課堂上由各小組將形成的考查報(bào)告提交專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站,由組長進(jìn)行匯報(bào)交流,師生共同總結(jié)評價(jià),由此完成實(shí)踐——觀念——認(rèn)識的過程。
[教學(xué)過程]:(共6課時(shí))
(一)、觀念的形成(1課時(shí))
1、環(huán)境與人地關(guān)系思想演變過程
教師組織討論,反思環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。教師用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站上的相關(guān)資料,指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系歷史知識進(jìn)行有關(guān)討論、分析、領(lǐng)會“人類通過反思尋求新路”結(jié)論產(chǎn)生的必然性。
(1)崇拜自然 (2) 改造自然 (3) 征服自然 (4) 謀求人地協(xié)調(diào)
2、可持續(xù)發(fā)展觀念和原則
教師組織學(xué)生查看專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站上的相關(guān)資料,并及時(shí)點(diǎn)撥,使之了解“可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)涵和三個基本原則。
(1)可持續(xù)發(fā)展的概念和內(nèi)涵
(2)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需要遵循的三個基本原則
公平性原則
持續(xù)性原則
共同性原則
3、讓“可持續(xù)發(fā)展”從觀念走向?qū)嵺`
(1)建立可持續(xù)發(fā)展的世界觀
(2)我們能為可持續(xù)發(fā)展做些什么?
可持續(xù)發(fā)展到人口、資源、環(huán)境是否能協(xié)調(diào)發(fā)展。同學(xué)們從各方面都能體會到“從可持續(xù)發(fā)展的觀念到可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐”是需要全體公眾一致努力,讓我們每個人從我做起,從現(xiàn)在做起。
4、學(xué)生分為五個大組,自設(shè)專題及活動方案。
(二)從觀念到實(shí)踐
教師審批學(xué)生的活動方案,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考查。(此步驟用了4課時(shí))
(三)從實(shí)踐到觀念
1、學(xué)生分組形成考查報(bào)告,并上傳至專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站。
2、課堂上分組匯報(bào),師生共同總結(jié)評價(jià),實(shí)現(xiàn)實(shí)踐——觀念、認(rèn)識的過程。
(四)成果推廣
將考查報(bào)告上傳至專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站,由全校師生及學(xué)生家長同評價(jià),將研究成果進(jìn)行推廣。
此課題運(yùn)用創(chuàng)新教育專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站作為平臺,將課堂內(nèi)外的教學(xué)結(jié)合起來,為學(xué)生提供了一個研究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和展示交流的平臺,使教學(xué)計(jì)劃得以順利進(jìn)行。是應(yīng)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行研究性、協(xié)作性學(xué)習(xí)的有效模式。
3.3應(yīng)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站實(shí)施課外專題協(xié)作學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究
應(yīng)用專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站作為平臺,進(jìn)行第二課堂的教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、主題協(xié)作學(xué)習(xí)、課外主題活動等。學(xué)校的學(xué)生機(jī)房中午和下午課后都對學(xué)生開放,學(xué)生在網(wǎng)站上可以進(jìn)行自主性學(xué)習(xí),可以報(bào)名參與各科的研究性課題,可以設(shè)立論壇,也可以自己的研究成果或見解,通過師生與生生之間的交互活動,提高學(xué)生的信息素養(yǎng),自主學(xué)習(xí)能力、研究能力。
第四章 專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐研究所取得的成效
專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐研究經(jīng)過近四年的實(shí)踐研究已經(jīng)結(jié)題,并通過中央電教館和四川省電教館的評審。回顧研究所取得的成效有以下幾個方面。
4.1專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站應(yīng)用于教學(xué)的情況
篇9
關(guān)鍵詞:獨(dú)立學(xué)院;物理實(shí)驗(yàn);人才培養(yǎng);教學(xué)改革
高等教育高度發(fā)達(dá)的今天,獨(dú)立學(xué)院如雨后春筍般異軍突起,旨在培養(yǎng)本科應(yīng)用型人才,辦大眾教育而非精英教育。培養(yǎng)社會廣泛需要的、有專長的、較高層次的應(yīng)用型人才則成為獨(dú)立學(xué)院的首要任務(wù)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校教育體系的重要組成部分,對提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,發(fā)現(xiàn)問題解決問題能力,創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力有著其他課程的不可替代性。對于以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)的獨(dú)立學(xué)院的大學(xué)生來說,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課對工科學(xué)生無疑是一門重要的、必修的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。然而由于各工科專業(yè)方向不同,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目繁多,涉及面廣,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)有限,全面的學(xué)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就比較困難。
1.針對不同專業(yè)知識點(diǎn)的需要選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課和后續(xù)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合
我院是一所以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主的獨(dú)立學(xué)院,工科專業(yè)按大的方向可分為:計(jì)算機(jī)與生物工程兩大類。具體專業(yè)有計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子信息工程、信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、生物工程、化學(xué)工程與工藝、食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、食品營養(yǎng)與檢測、食品加工技術(shù)、食品生物技術(shù)和生物技術(shù)與應(yīng)用。目前,我院的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)只考慮實(shí)驗(yàn)課輪次循環(huán)方便,教學(xué)內(nèi)容和模式是:工科各專業(yè)學(xué)生學(xué)完誤差理論后,統(tǒng)一從力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)各選幾個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,然后按實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難易分成基本物理量的測量與儀器使用性實(shí)驗(yàn)、綜合性物理量測量、簡單設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三個模塊,分三級梯度授課。在實(shí)驗(yàn)課的過程中我們發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)的學(xué)生對不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目反應(yīng)不同,電子信息工程專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生對電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣很濃,實(shí)驗(yàn)也很認(rèn)真,而對力、熱學(xué)的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如:拉伸法測金屬絲楊氏彈性模量、剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定等則不太感興趣,實(shí)驗(yàn)也常常敷衍了事。反之,生物工程、食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生則對電磁學(xué)的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如:靜電場描繪、磁場強(qiáng)度的測定等表示不可理解。并且經(jīng)常有學(xué)生問這個實(shí)驗(yàn)和他們學(xué)的專業(yè)有什么聯(lián)系。
面對這種情況,筆者認(rèn)為我們應(yīng)對各專業(yè)的知識結(jié)構(gòu),包括專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課設(shè)置情況以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行研究,在學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝備條件下,同時(shí)能夠保持物理課程的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上篩選盡可能與專業(yè)方向靠攏的必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。具體做法是針對不同專業(yè)知識點(diǎn)的需要,選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。生物工程類專業(yè)后續(xù)課程需要的力、熱學(xué)、光學(xué)的知識較多,從基本物理量的測量與儀器使用性實(shí)驗(yàn)開始就盡可能的選擇力、熱學(xué)、光學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如:楊氏彈性模量測定、物體密度測定、等厚干涉、分光計(jì)的調(diào)整與三棱鏡折射率測量、偏振光的觀察與應(yīng)用等。而計(jì)算機(jī)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇則緊緊圍繞電磁學(xué)、近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目展開,如:電橋測電阻、示波器的使用、靜電場描繪、普朗克常數(shù)測定等,然后再把所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成基本物理量的測量與基本儀器使用性實(shí)驗(yàn)、基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)、綜合和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),實(shí)施三級物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。
2.同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不同專業(yè)選擇不同的實(shí)驗(yàn)方法,使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課既結(jié)合專業(yè)應(yīng)用又滿足物理學(xué)的基本需要
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課作為工科學(xué)校大學(xué)生進(jìn)校的第一門科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不僅肩負(fù)著讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識、方法和技巧,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問題的能力的使命,同時(shí)也是使學(xué)生通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對物理概念理解的深化,了解物理概念和規(guī)律產(chǎn)生的科學(xué)技術(shù)背景及其歷史性的貢獻(xiàn)的必要手段。因此僅僅從后續(xù)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課及其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)用角度去設(shè)置大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目顯然是不夠的,為了使學(xué)生既能夠比較全面的掌握大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)所涉及的物理學(xué)概念和教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識、方法和技巧的要求,又能夠和學(xué)生自己所學(xué)專業(yè)有機(jī)結(jié)合,我們應(yīng)采取同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對不同專業(yè)選擇不同的實(shí)驗(yàn)方法。例如:金屬揚(yáng)氏彈性模量測定對于生物工程類專業(yè)的學(xué)生直接選用傳統(tǒng)的光杠桿尺讀望遠(yuǎn)鏡法進(jìn)行測量,而對于需要熟練掌握示波器、函數(shù)信號發(fā)生器計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生采用金屬動態(tài)揚(yáng)氏模量實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3.引入高新技術(shù),賦予大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課以現(xiàn)代氣息
高新技術(shù)的發(fā)展,科技信息的激增和知識更新的加快促使高等教育向更加重視素質(zhì)教育的方向發(fā)展,獨(dú)立學(xué)院的目標(biāo)是培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才,要培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才,就必須使工程技術(shù)人才培養(yǎng)的第一個環(huán)節(jié)――大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)接軌。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)只有和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)接軌才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情,也才能使現(xiàn)代科技進(jìn)步的成果滲透到傳統(tǒng)的經(jīng)典課程內(nèi)容之中,例如計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)信息處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、仿真技術(shù)、光譜技術(shù)等在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容中都已經(jīng)涉及,把這些先進(jìn)的技術(shù)引入到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情,同時(shí),從物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、物理實(shí)驗(yàn)方法、儀器的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用等方面拓寬了學(xué)生的知識面,培養(yǎng)了他們的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。這就要求我們必須改變和調(diào)整傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,同時(shí)有先進(jìn)的儀器設(shè)備和較為充足的經(jīng)費(fèi)保障。
4.建立開放實(shí)驗(yàn)室,營造多元化教學(xué)環(huán)境,實(shí)行以綜合能力判定學(xué)生成績的考核方法
篇10
一、根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn),把物理總復(fù)習(xí)分為三個階段:
第一階段:
以章、節(jié)為單元進(jìn)行單元復(fù)習(xí)練習(xí),時(shí)間上約從高三上學(xué)期到高三下學(xué)期期中考試前,即頭年九月到第二年三月初,大約需要六個月,這一階段主要針對各單元知識點(diǎn)及相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行分析、歸納、復(fù)習(xí)的重點(diǎn)在基本概念及其相互關(guān)系,基本規(guī)律及其應(yīng)用,因此,在這一階段里,要求同學(xué)們把握基本概念,基本規(guī)律和基本解題方法與技巧。
第二階段:
按知識塊(力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理、物理實(shí)驗(yàn))進(jìn)行小綜合復(fù)習(xí)練習(xí),時(shí)間上第二年三月到四月,大約需要二個月,這個階段主要針對物理學(xué)中的幾個分支(力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理)進(jìn)行小綜合復(fù)習(xí),復(fù)習(xí)的重點(diǎn)是在本知識塊內(nèi)進(jìn)行基本概念及其相互關(guān)系的分析與理解,基本規(guī)律在小綜合運(yùn)用。因此,在這一階段要求同學(xué)們能正確辨析各知識內(nèi)的基本概念及其相互關(guān)系,總結(jié)小范圍內(nèi)綜合問題的解題方法與技巧,初步培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。
第三階段:
進(jìn)行大綜合(包括理科綜合和學(xué)科內(nèi)綜合)復(fù)習(xí)練習(xí),時(shí)間為第二年五月至六月,這一階段主要針對物理學(xué)科各個知識點(diǎn)間和理、化、生各學(xué)科之間知識點(diǎn)進(jìn)行大綜合復(fù)習(xí)練習(xí),復(fù)習(xí)的重點(diǎn)是進(jìn)行重要概念及相互關(guān)系的辨析、重要規(guī)律的應(yīng)用,因此,在這一階段里,要求同學(xué)們進(jìn)一步總結(jié)解題的方法與技巧,培養(yǎng)分析和解決綜合、復(fù)雜問題的能力。
二、復(fù)習(xí)方法
在制定好復(fù)習(xí)計(jì)劃后,就要選定科學(xué)的、適合本人具體情況的復(fù)習(xí)方法,而且要根據(jù)不同的復(fù)習(xí)階段確定不同的復(fù)習(xí)方法:
第一階段:
以章或相關(guān)章節(jié)為單元復(fù)習(xí)時(shí),首先要求同學(xué)們自己分析、歸納本單元知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)一步充實(shí)、完整、使之系統(tǒng)化。其次,要對本單元的基本概念及其相互關(guān)系進(jìn)行辨析,對本單元的典型問題及其分析方法進(jìn)行有針對性的分析與歸納,并著重總結(jié)解題方法與技巧,然后對本章知識點(diǎn)進(jìn)行針對性練習(xí),但練習(xí)題不宜過多,應(yīng)精選練習(xí)題,不能搞題海戰(zhàn)術(shù),最后要根據(jù)練習(xí)中和考試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有針對性的分析和小結(jié)。
第二階段:
本階段可根據(jù)各知識塊的特點(diǎn),將有關(guān)內(nèi)容分為幾個專題,進(jìn)行專題復(fù)習(xí),著重進(jìn)行思維方法與解題技巧的練習(xí)。
第三階段:
本階段主要是練習(xí)知識的大綜合,較為復(fù)雜問題的分析方法,并將整個物理知識分為幾個重要大專題,著重練習(xí)某些重要規(guī)律的應(yīng)用,或某些重要的解題方法。如:動能定理及其在解題中的應(yīng)用、變力做功問題的分析方法、極值問題的分析方法、臨界問題的分析方法、假設(shè)法解題技巧等等。
本階段要突出練習(xí)同學(xué)們的思維能力、分析問題的能力。具體方法有進(jìn)行一題多解、一題多變、多題一解等方法,在本階段要進(jìn)行大綜合模擬考的套題練習(xí),試題要求在難度、覆蓋面上均接近高考或達(dá)到高考的要求。
三、處理好幾個關(guān)系
高考物理總復(fù)習(xí)中要處理好以下幾個關(guān)系:
(一)“考綱”與“教綱”的關(guān)系
“考綱”即“考試說明”,它是高考復(fù)習(xí)的綱領(lǐng);而“教綱”即“教學(xué)大綱”,它是中學(xué)物理教學(xué)的綱領(lǐng),兩者有相同的地方,也有不同之處,在高考總復(fù)習(xí)備考時(shí),應(yīng)以“考綱”為準(zhǔn)。
(二)課本與復(fù)習(xí)資料的關(guān)系
目前,各種高考復(fù)習(xí)資料很多,往往會造成你以復(fù)習(xí)資料代替課本的現(xiàn)象,這是大錯特錯的,將會直接影響復(fù)習(xí)效果,因此,在復(fù)習(xí)備考時(shí),應(yīng)以課本為本,充分發(fā)揮課本的主導(dǎo)作用,并選擇適合本人具體情況的復(fù)習(xí)料輔復(fù)習(xí),有利于提高復(fù)習(xí)效果。
(三)點(diǎn)與面的關(guān)系
在高考復(fù)習(xí)備考時(shí),既要抓住本學(xué)科的重要知識點(diǎn),也要全面、系統(tǒng)、完整地復(fù)習(xí)所有必考的知識點(diǎn),要做到重點(diǎn)突出、覆蓋面廣。只有這樣做,才能達(dá)到復(fù)習(xí)的效果。
(四)基礎(chǔ)與能力的關(guān)系
在高考總復(fù)習(xí)中,要處理好與能力的關(guān)系,非凡是在第一階段的復(fù)習(xí)過程中,重點(diǎn)是復(fù)習(xí)基本概念、基本規(guī)律及其應(yīng)用,基本解題方法與技巧等基礎(chǔ)知識,只有在打好基礎(chǔ)的前提下,才能逐步提高自己的分析問題和解決問題的能力,假如忽視基礎(chǔ)知識,專門做難題、怪題,是達(dá)不到培養(yǎng)能力的目的的。
四、要培養(yǎng)的幾種能力
(一)加強(qiáng)信息遷移問題的練習(xí),提高閱讀能力、理解能力和分析問題的能力。
信息遷移問題一般都是給出一段文字或圖片信息,要求通過閱讀該信息去回答或解決一些物理問題,信息遷移問題著重考查學(xué)生臨場閱讀,提取信息和進(jìn)行信息加工、處理,以及靈活運(yùn)動基本知識分析和解決問題的能力,如:給出有關(guān)磁懸浮列車的文字資料和圖片,要求學(xué)生通過閱讀資料,去回答和分析有關(guān)磁懸浮列車的問題。
(二)加強(qiáng)科技應(yīng)用問題的練習(xí),提高運(yùn)用物理知識去分析和解決實(shí)際問題的能力。
科技應(yīng)用問題一般都是運(yùn)用物理科學(xué)知識、原理和方法去解決生活、生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)中的實(shí)際問題,如:用物理科學(xué)技術(shù)原理去分析和解決我國在實(shí)施的“南水北調(diào)”“西電東送”“西氣東輸”幾大重點(diǎn)工程中有關(guān)問題。
(三)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能練習(xí),提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理實(shí)驗(yàn)技能的練習(xí)是高考物理復(fù)習(xí)的重要組成部分,通過以下幾個方面的練習(xí)可以提高實(shí)驗(yàn)技能:
1、對基本儀器使用的練習(xí)
物理實(shí)驗(yàn)要通過各種基本儀器來完成,因此,只有熟練把握各種基本儀器的構(gòu)造原理、使用方法和注重事項(xiàng),才能做好各種實(shí)驗(yàn),并提高實(shí)驗(yàn)技能。
如:要把握各種電表、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、彈簧秤等儀器的原理、使用方法和注重事項(xiàng)。
2、注重聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行操作的練習(xí)
物理實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)操作技能是很重要的實(shí)驗(yàn)技能,加強(qiáng)這方面的練習(xí),有助于提高實(shí)驗(yàn)技能。
3、加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)思想、原理、方法與技巧的練習(xí)
物理實(shí)驗(yàn)思維、原理、方法與技巧是衡量學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ暮诵?,如:伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中對實(shí)驗(yàn)條件的控制方法(滑動變阻器的接法)、實(shí)驗(yàn)誤差的控制方法(電流表的內(nèi)、外接)、作圖時(shí)對個別點(diǎn)的舍棄、圖線的“曲化直“(驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)畫 圖象)等等,只有加強(qiáng)這方面的練習(xí),才能提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
4、加強(qiáng)設(shè)計(jì)
性實(shí)驗(yàn)的練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),是要求學(xué)生根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)儀器,按要求設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的原理、方法、步驟,最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:或只給出實(shí)驗(yàn)課題,由學(xué)生自選儀器、自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、方法與步驟,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,這就要求學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)造性思維能力和綜合分析能力及實(shí)驗(yàn)技能與技巧。
如:在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,要求測電源的電動勢和內(nèi)電阻,自己設(shè)計(jì)方案,自選器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),看誰設(shè)計(jì)的方案多(有十幾種方案),哪種方案最佳?通過這樣的練習(xí),可培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
(四)加強(qiáng)創(chuàng)新思維練習(xí),提高創(chuàng)新思維能力
創(chuàng)新思維題是近幾年高考物理試題或理科綜合能力測試題中考查學(xué)生能否尋求獨(dú)特而新奇的,并具備社會價(jià)值的思維方法解決尚無先例的問題的能力,這些題大多數(shù)屬于開放性的實(shí)際應(yīng)用題,創(chuàng)新思維的主要成份是發(fā)散性思維和集中性思維。所謂發(fā)散性思維是一種不依常規(guī),尋求盡可能多種多樣的答案的思維,它具有流暢性、變通性和獨(dú)創(chuàng)性的特點(diǎn);而集中性思維則是依據(jù)已有的信息和各種設(shè)想,朝著問題解決的方向求得最佳方案和結(jié)果的思維操作過程,發(fā)散性思維以尋求解決問題的各種可能性為主,而集中性思維則在這些可能的途徑中選擇和比較出最優(yōu)的解決方案,兩者相互聯(lián)系,缺一不可。
1、類比推導(dǎo)法
將已知或新給出的原理、知識或方法橫向類推到類似的新情境中去,以解決新問題或得出新知識,即已知(或新知a)類推新知(或新知b),其要害在找好橫向類比遷移的“參照點(diǎn)“。
2、逆向思維法
物理學(xué)中有些問題按常規(guī)正向思維分析不方便,此時(shí)可改變思維方向,由正向思維改為逆向思維,就能使問題迎刃而解,如光學(xué)中的光路可逆原理,勻減速運(yùn)動倒過來考慮就變?yōu)閯蚣铀龠\(yùn)動等。
3、等效思維法
物理學(xué)中的問題,有時(shí)直接分析有困難,此時(shí),可用效果相同的模型來等效代換,使問題便于分析解決,如:平拋運(yùn)動可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動,力的分解與合成等。
(五)加強(qiáng)學(xué)科滲透練習(xí),提高綜合分析問題能力