流体力学知识要点篇1
关键词:高中物理电磁学基本知识点
电磁学是高中物理极为重要的一部分,主要包括电场、磁场、电磁感应、恒定电流、交变电流、电磁波等等,内容庞杂,很多概念非常抽象,对学生的抽象思维能力要求较高,学生普遍反映难度很大。那么教师应该怎样引导学生学好电磁学呢?在多年的教学过程中,笔者深刻感受到重视基本知识点的教学是关键,重点应抓好以下三个方面。
一、深度挖掘电磁学基本知识点
很多重要的基本知识点,只有深度挖掘,做到深入透彻的理解,而非一知半解,才能避免在遇到实际问题时盲目地套用公式,出现错误。
比如库仑定律就是在电磁学部分遇到的第一个重要知识点,书本中是这样描述库仑定律的:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷的电荷量的乘积成正比,与这两个电荷的距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个电荷的连线。很多学生就只注意到库仑定律中关于力的大小特点的描述,而往往忽略了这句话中隐含的重要信息,即三个适用条件:(1)“真空”,即两个电荷要处于真空中或者空气中;(2)“静止”,即两个电荷要处于静止状态;(3)“点电荷”,点电荷是一种典型的物理模型,两个电荷间的距离远大于电荷自身的大小时电荷才可以看成是点电荷,也就是说当两个带电体相距很近的时候库仑定律是不适用的。
在电磁感应部分最重要的知识点就是楞次定律,书本中是这样描述楞次定律的:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。我们不妨把引起感应电流的磁通量称为原磁通量,那么我们就可以把楞次定律简单地表述为:感应电流总是阻碍原磁通量的变化。可见楞次定律中最为关键的字眼就是“阻碍”,但是很多学生往往搞不清楚阻碍的是什么?怎么阻碍?阻碍的不是原磁通量,而是原磁通量的变化。所以我们首先要分析清楚原磁通量的方向及变化情况,然后根据阻碍关系就能分析出感应电流的磁场的方向,最后根据右手螺旋定则得出感应电流的方向。
二、注重知识点之间的联系与区别
虽然电磁学部分知识点很多,给人的感觉会很乱,但是我们仔细分析就会发现很多知识点之间还是有着一定联系的,把相关的类似的知识点放在一起分析比较,学生对知识点的印象就会更深刻,有利于学生更好地理解。
比如可以把电场和磁场的性质、电场线和磁感线的性质放在一起比较其联系与区别。电场和磁场虽然我们看不见摸不着,但都是客观存在的,电场对放入其中的电荷有力的作用,磁场对电流和运动电荷也会有力的作用,即电场和磁场都能提供力的作用。但电场线和磁感线都是为了方便描述电场和磁场而人为假想出来的,不是真实存在的,其指向都有着一定的特点,其切线均表示电场或者磁场的方向,其疏密均表示电场和磁场的强弱。区别之处在于电场线是不闭合的,磁感线是闭合的。还可以把点电荷和质点的性质放在一起比较,两者都是理想化的物理模型,现实生活中并不存在点电荷和质点,只有当满足了所需条件时,才能将现实生活中的电荷和实际物体看作是点电荷和质点。
再比如重力加速度g、电场强度E和磁感应强度B也有着很多相似之处。物体在重力场中会受到重力G=mg,在电场中会受到电场力F=Eq,在磁场中会受到磁场力(包括安培力F=BIL和洛伦兹力f=Bqv)。重力加速度g决定于物体所处的重力场、电场强度E决定于电荷所处的电场、磁感应强度B决定于电流或者电荷所处的磁场,所以我们就可以说g、E和B这三个量均只决定于场,与其他因素无关,所以我们分别用这三个量描述三种场的强弱和方向。
又如重力势能和电势能之间也有着很多相似之处。物体在重力场中具有重力势能,当物体在重力场中移动时,重力可能做功也可能不做功,类似的电荷在电场中具有电势能,当电荷在电场中移动时,电场力可能做功也可能不做功。当重力或电场力做功时就会引起重力势能和电势能的变化,力做正功势能就减少,力做负功势能就增加。故这两种能的变化均决定于相应的力做功的情况。我们还可以进一步推广到动能、机械能以及今后在热学部分将会学到的分子势能,我们会发现,所有的能的变化,都决定于相应的力做功的情况。
三、重视初中已学知识点的拓展延伸
有些知识点难度不大,但由于学生在初中时已经接触过,学生在遇到这部分知识点时就会比较大意,以为自己已经掌握了,其实是一知半解,导致遇到实际问题时错漏百出。
比如欧姆定律U=IR,初中时仅涉及纯电阻电路,即能量全部被电阻用于产生热量,即W=Q,W=UIt,Q=I2Rt,故有U=IR,故初中时在电路中欧姆定律均是适用的。但在高中物理中由于会遇到非纯电阻电路,此时欧姆定律已经不再适用,因为在非纯电阻电路中,能量不再全部被电阻用于产生热量,即W>Q,W=UIt,Q=I2Rt,故有U>IR,所以遇到电路问题时一定要看清楚是否包含电动机、电风扇等非纯电阻。
流体力学知识要点篇2
【关键词】互动式教学模式中等职业教育物流教学应用
一、物流教学问题的提出
中国物流业近7年才开始起步,是典型的朝阳产业。而中国目前连锁经营、物流配送、电子商务等新型流通方式的迅速发展,是个大企业对物流人才需求急剧上升,物流人才的热度直逼IT人才。仅上海一地,人才缺口就达60万。
物流业的飞速发展以及物流人才的紧缺,促使物流学科成了各职业学校最热门的专业。但是由于物流行业的新兴化、现代化、技术化的特点,给物流教学带来了如下的问题:
1.物流行业与学生生活脱离甚远,学生对所涉及的知识没有感性认识。许多学生第一次接触物流,没有见过港口、码头、集装箱、自动立体仓库,对配送、流通加工等概念更是闻所未闻。
2.物流学科技术含量高,内容高、抽象、难以理解,而学生专业知识少,专业基础薄弱,学习起来难度较大。例如各种货架的比较、保管作业流程的图表(见下表)。
3.物流行业和物流学科的以上问题的存在,造成了物流教学中学生知识掌握不牢固,世纪运用困难的问题。例如《物流技术与实务》中,拣货策略中的订单别拣货、批量拣货的优缺点、适用范围、定义及其延伸策略的应用,知识量大、容易混淆,运用起来困难。
物流学科的以上问题给实际授课造成了很大的难度。如果运用传统教学模式,多数学生在不理解的情况下,很难对知识产生兴趣,学习效果不理想。在实际教学中,我尝试着从教学过程入手,运用互动教学模式,让学生在互动中参与课堂,把抽象的内容变成了现实中易懂、有趣的东西。
二、互动教学模式的理论基础
(一)互动教学模式的概念
互动式教学模式是在现代教育理论吓冲破旧的教学观念、改革旧的教堂教学模式,按照现代的教学理论,应用新的教学模式。互动式教学突出“以人为本”的教育思想:根据学生的心理、年龄、特点,按照数学教学的规律进行教学,为学生创造愉快与和谐的学习气氛,给学生创造成功机会,培养他们自学能力和新精神,采取鼓励手段,培养学生兴趣,调动学生学习积极性。
(二)互动教学模式的理论基础
1.从学生认知结构发展原理分析
物流课的教学目标是通过有限时间的讲授,对所新学知识获得螺旋式上升的认识,从而达到知识的系统化、网络化,是认知结构经过顺应和同化得到发展。然而,由于原有认知结构的不同,学生在相同信息的刺激下产生的心里活动也不痛,这是因为他们原有的物流认知结构的层次和水平不同,而反映出对输入信息的学则、整理和加工的能力的不同结果,一次,只有通过交流、论辩等参与形式,让学生主动掌握知识,才能进一步完善认知结构,“互动式”教学模式正是遵循了这条认知结构发展原理
2.从信息加工理论分析
为了促进学生最佳的学习,必须提供信息,但是掌握信息本身,并不是学习的目的,学习应超越所给信息,将得到的信息通过外推、内插、变换等方法,以超越所学的信息。物流课不应仅仅是让学生学会记忆知识点,而应使学生在探究问题的过程中,学会如何根据提供的信息,通过自身的加工处理,达到提高能力、运用知识的目的。在教学过程中,学生必须进入主动积极地状态,根据已有的知识,完成信息的接受、加工、传递的动态过程。“互动式”教学课中,学生的思维一直处于活跃状态,学生对每个问题都开展了热烈的讨论、质疑、答辩,并在教师的点拨下,形成了共识,整个过程始终遵循着实践—认识—再实践—再认识的认知规律。
三、互动教学模式的在物流教学中的时间应用
互动式教学强调学生是学习的主体,教师要调动学生的学习积极性,实现教师主导作用,与学生积极性相结合,强调学生智力的充分发展,实现系统知识的学习与智力的发展。强调激发学生内在的学习动力,实现内在动力与学习的责任感相结合,强调理论与实践联系,实现书本知识与直接经验相结合。针对物流学科的特点,从实践的教学经验中我总结初互动教学模式在物流教学中的几点应用:
(一)运用直观互动,增加对物流知识的感性认识
由于物流知识距离生活较远,学生没有具体的感性认识,如果按照传统的讲解模式,教学变得很空洞,学生不能把新的知识与旧的知识相结合,难以产生学习兴趣,学习边的枯燥乏味,长此以往很容易产生厌学情绪。300多年前,捷克教育家夸美纽斯在《大教学论》中写道:“一切知识都是从感官开始的。”这种论述反映了教学过程总学生认识规律的一个重要方面:直观可以是抽象的知识具体化、形象化,有助于学生感性知识的形成。直观互动就是通过给学生展示鲜明具体的形象(包括直接和间接形象),使学生身临其境,一则使学生从形象的感知达到抽象的理性的顿悟,二则激发学生的学习情绪和学习兴趣,是学习活动成为学生主动的、自觉的活动。
在实际教学中,我运用该方法,为学生提供直接的感知。比如在物流教学中,对于学生没有接触过的物流设施和设备,如手推车、托盘、堆垛车等,我利用网络资源,搜索有关的图片与影片,尽量给学生提供直观、视觉上的感知。对于抽象的概念与原理,我尽量利用图片、图表喂学生讲解,如配送的基本流程。对于技术性较强的技术,我采用录像教学。如在学习《自动立体仓库》一节,我运用网络下载了一段国外自动立体仓库的工作流程,学生在观看录像的过程中,不仅充分认识了走动拣选系统,而且根据录像总结出了自动分拣系统的工作原理、分类、核心组成部分等知识。实践证明,这样方法很快的吸引学生,激发学生浓厚的兴趣,并在愉快的情绪中获得知识,在轻松的气氛中受到启发和教育。
(二)采用案例分析互动,解决难题,增强学习能力
大量的案例研究本专业非常重要。由于物流专业性质决定了理论学习多于实践操作,故学生会对周而复始的理论学习产生枯燥与反感情绪,如果这是增加适当的案例分析可以调节课堂气氛,加强教师与学生、学生与学生之间的交流与沟通,这种教学方法非常适合在中职学校使用。
采用案例教学有两种方式。第一种是结合教学上的讨论法来进行。比如,在讲到物流中心的选址与规划时,我先把物流中心选址已更改考虑的因素一一列举给学生,并详细的讲解每个因素的内涵,然后再提供一个有关物流中心的案例,让学生自己阅读案例内容,结合学过的知识,思考案例中物流中心的选址是如何进行的,最后分组讨论和发言,再由我来进一步总结。采用这种方法能够促进学生独立思考,加深对知识的理解,同时开展积极的讨论,可以发扬学生之间的合作精神。
第二种是结合教学上的发现来开展。比如讲到《配送的工作步骤》时,我给学生一个案例:假设物流公司就在我们学校,我们现在的工作是为附近的快餐店进行午餐送饭。然后给出不同的地方的不同客户的需求,必须**单位的要麦当劳巨无霸汉堡10份。让学生先阅读案例,然后让他们设计过程中他们会主动思考影响配送的因素、车辆的配载问题、员工的分配、交通条件与道路状况,然后根据这些综合因素设计配送的路线。通过这样,学生能够明确学习目的,激发他们的学习动机提高他们的探索能力。教师在整个过程中可以不断地启迪学生。引导学生分析问题,并且做最终的总结。学生也通过自己的努力,最终能够巩固知识。
(三)运用情景模拟互动,使学生综合掌握所学知识,并能解决实际工作中的问题
在实际授课中,学生容易受课本章节的限制,对知识不能形成宏观的知识体系,难以将所学知识融会贯通,进行实际的应用。在这种情况下,我运用情景模拟互动法。情景模拟互动是指在教学过程中,教师有目的地引入或创造具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体场景,以引起学一定的态度体验,从而帮助学生理解教材,并使学生的心理机能得到发展的教学方法。情境教学法的核心在于激发学生的情感。
比如在学习《拣货策略》一节,由于内容较多、抽象难懂,利用传统的教学方式学生很容易产生厌学情绪,掌握起来有很大难度。针对这样的问题,我把教室变成模拟仓库,在各个角落放上不同科目的书,让学生自行选择拣货策略、安排拣货人员、组织拣货方式,通过小组合作的形式,来完成我给出的订单(见下面表格)。学生在拿到订单后,对这种工作非常感兴趣,主动分析个张订单的不同、书放的位置,然后根据教室书放的位置调整订单的拣货顺序,同时根据每个同学的特点进行分工,比如体力好的男生进行拣货,比较仔细的女同学负责二次分货和最后的验货工作。整个课堂在学生的积极参与、主动思考、自主解决问题的高涨气氛中进行,把大容量的课堂内容消化在了快乐工作中。
订单内容:
运用此方法的好处是,学生不仅可以加深对已学知识的理解,学会运用知识,更重要的是,学生在运用这种方法拣货的过程中,能对自己工作的实际情况尽心反思评价,总结出拣货工作注意的问题、两种拣货策略的优缺点以及它们各自的适用范围,将课本的内容进行了升华。在享受自己分析成果的基础上,锻炼了分析问题、解决问题的能力。
四、互动教学模式在物流教学中的优势
(一)真正体现学生课堂上的主体地位
学生的发展,很大程度伤取决于问题意识形成和主体参与能力培养。互动式教学模式,是学生在教师的启发下,通过自己去操作时间,小组讨论,自己去寻找解决问题途径,让学生全身心参与获取知识的全过程,发挥他们主观能动作用和创造才能,突出学生的主体地位。
(二)有效促进学生知识和能力的同步发展
学生在探索新知的同时,必须经过分析、推理、综合、归纳、概括等思维活动,所以当学生在获取新知同时,学生思维能力也有了进一步提高发展。反之,当学生能力发展增强了,将促进学生更顺利地进行知识迁移,就会获得更多的新知。
(三)有利于培养学生集体意思和群体合作精神
流体力学知识要点篇3
关键词:流体力学;多元化;课堂教学模式
作者简介:张明辉(1972-),女,河北沧州人,山东科技大学机械电子工程学院,副教授;陈庆光(1969-),男,山东临沂人,山东科技大学机械电子工程学院,教授。(山东青岛266590)
基金项目:本文系山东科技大学省级机械电子工程品牌专业建设项目的研究成果。
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1007-0079(2013)01-0064-02
“流体力学”课程是我国高等院校工科各专业的一门主干专业基础课。该课程是联系前期“高等数学”、“理论力学”等基础课程和后续专业课程的桥梁和纽带,在学生能力培养和知识体系构建过程中起着“承上启下”的作用。[1]当前的“流体力学”主要以经典理论或实验内容为主,教材中包含大量的计算公式及理论推导,这就要求学生具备一定的高等数学知识及较高的综合分析和处理问题能力。但由于大多工科学生数学知识相对薄弱,再加上学生自主学习的能力较差,导致教师难教、学生厌学成为较普遍的现象。如何提高学生的学习兴趣,让学生正确理解和掌握流体力学知识,使“流体力学”课程的教学水平迈上一个新台阶,是教育工作者的责任和使命。许多文献[2][3]为了提高流体力学的教学效果,在课堂教学模式、教学手段、实验教学等方面进行了探讨和研究。通过多年来在“流体力学”教学中的若干思考和实践,笔者提出了构建多元化教学模式的教学理念,即将启发式教学、对比分析法教学贯穿课堂教学中,以加深学生对理论知识的感性认识。同时,为了适应个性化发展和高素质教育,培养学生创新能力,在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时,还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。另外,为了提高教学效果,课堂教学中还运用多媒体技术作为辅助教学手段,工程图片、计算机动画和视频素材等各种教育信息使得教学更加生动、直观和多样化,开阔了学生的视野,激发了学习兴趣。
一、启发式教学模式
启发式教学就是让学生充分运用他们拥有的知识和能力去正确比较、分析、综合、判断、概括、归纳和解决问题,探索结论。一方面可以使学生开动脑筋,积极思维,另一方面也能够开发学生的智力,培养学生的能力。笔者在教学过程中将启发式教学贯穿始终。例如,流体微团运动分析是流体力学中的一个难点问题,很多学生对微团运动过程中发生的角变形很困惑。为了让学生更好地理解角变形的原因,笔者将矩形流体微团四个角点的速度全部写出,如图1所示。然后分别用红笔标出C、D点和A、B两点X方向速度的第三项,让学生观察两者的差别,学生很快发现D点比C点、A点比B点在X方向的速度大,这势必产生一个与垂直方向的夹角。接着,笔者又用蓝色笔标出,C、B点和D、A两点Y方向速度的第二项,让学生观察两者的差别,学生很快发现B点比C点、A点比D点在Y方向的速度大,这势必产生一个与水平方向的夹角。这样,学生很自然就画出了流体微团的角变形图,如图2所示。最后,笔者又把问题引申到三维,让学生写出其他两个方向上的角变形公式。这样学生在学习过程中,在理解和接受理论知识的基础上,学会了发现、解决和总结。除了在分析问题时采用启发式教学外,也可以启发学生对所学的概念、理论、公式进行对比,在加深理解的同时找出它们的内在联系和区别。譬如,在推导伯努利积分方程时先让学生回忆流体静力学基本方程。这样学生很快发现两者之间仅相差动能项。从而明白在流体静力学中满足势能守恒,而在动力学中转换为机械能守恒。通过对比分析,学生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意义,也对静力学基本方程加深了印象。
二、对比分析法教学
由于“流体力学”课程涉及的知识比较广,如材料力学、大学物理、线性代数、工程热力学、高等数学等多学科的知识,再加上“流体力学”比较抽象,理解起来相当困难。在教学中“流体力学”这门课教师难教,学生难学。为了便于学生掌握流体力学的概念和基本原理,在讲授流体力学知识时,笔者经常采用对比分析教学法,让学生通过思考与对比增强所学知识的连贯性,提高学习效果。由于流体力学是力学的分支,因此力学的定律也适用流体力学,但流体的特性决定了流体力学在与固体力学有千丝万缕联系的同时,又有它独有的一些特性。所以,笔者在授课时会让学生先回忆相关的固体力学知识,再将固体力学定律引申到流体力学当中,让学生轻松地理解和掌握流体力学中的概念和原理。例如在讲授流体静平衡微分方程这一章节时,笔者就会问学生:在理论力学中,如果物体处于平衡状态应满足什么样的条件?学生很自然地想到要所有的合外力为零。然后笔者又会引导学生流体力学的研究对象为流体质点,而流体质点在空间上是很小的,需要对微元体建立平衡方程。换句话说就是微元体要保持平衡,其所受的合外力也需要为零,由此就可得到流体静平衡微分方程。这样静平衡微分方程的物理意义就很直观地展现在学生面前。除了将流体力学和固体力学进行对比分析外,笔者还会将流体力学中的一些概念通过列表的方式进行对比,让学生了解这些概念的异同点。比如,笔者在讲到流体运动学这一章节时讲解两种描述流体运动的方法,就给出了表1。学生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和欧拉法各自的特点。通过对比分析法不但有助于学生理解和掌握流体力学知识,还能让学生将所学知识融会贯通,提高分析问题、解决问题的能力。
三、多层次多视角分析问题
现代教育观念认为,高等教育应当融知识的传授和能力的培养于一体。[4]为了适应个性化发展和高素质教育,培养学生创新能力,在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时,还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。为此,笔者除了讲授基本方程、基本定理的推导,还会将问题进一步深化、演绎,将枯燥乏味的理论知识点进行归纳整合,建立学生的哲学思维观。例如,在学习静止流体对平面的总压力这一节时要求学生能够计算总压力大小、方向和作用位置。讲授首先从求解矩形水平面的总压力入手,再延伸到求解矩形垂直面总压力,再到求解矩形斜平面总压力,最后求解任意平面的总压力,如图3所示。这种层层剥茧的讲授让学生不知不觉中掌握了求解总压力的方法和技巧。逐层分析的方法教会了学生如何将一个复杂问题分解,然后再借助已有的知识进行求解,达到触类旁通的效果。同时,为了让学生更加深入、全面地了解平面所受的静压力,讲授时又分别采用了解析法和压力图法进行求解。通过这一章节的学习,学生明白了解决许多工程问题可以从多个侧面、多个视角分析,尽管采用的方法和理论不尽相同,但都可以获得正确的结果,殊途同归,增强了创新意识。
除了在教学过程中改变传统的教学方法,构建多元化的课堂教学模式以外,为了提高教学效果,运用多媒体技术为基础的立体化辅助教学手段也非常重要。随着计算机技术的发展,工程实际图片、动画和视频素材使各种教育信息的表达更加生动、直观和多样化,能很好地刺激学生的感官,激发学生学习的兴趣,开阔学生的视野,可以收到纯板书教学所无法达到的效果。因此,“流体力学”教学过程中对于难以理解的概念,如势流与旋流、流线与迹线的概念、流场的演示、流态的判别和波的传播、边界层的形成等内容均利用计算机动画给学生进行演示,起到了画龙点睛的作用。
四、结束语
多元化课堂教学模式是一个先进的教学理念。本文提出的启发式教学、对比分析和多视角教学模式将原本抽象的概念、复杂的理论推导直观地展现在学生面前,让学生在分析比较与思考中学会将固体力学遵循的原理定律融会贯通到流体力学中,寻求概念之间、知识点之间和章节之间内在的关联性,举一反三,把原本杂乱的概念形成清晰的知识体系。这种多元化的教学模式在很大程度上提高了学生的学习兴趣和学习积极性,培养了学生分析、解决工程实际问题的能力,改善了教学效果。
参考文献:
[1]王发辉,桑俊勇,等.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育,2009,(12):102-103.
[2]孙恒,朱鸿梅,舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育,2011,(5):81-82.
流体力学知识要点篇4
数学教学过程必然伴随着“数学交流”过程。教师的讲授、提问,学生的听课、对问题的回答与质疑等,都是“数学交流”的形式;课外进行的数学活动,学生之间的问题探讨或论文报告中,也存在着“数学交流”;学生通过作业向教师汇报学习,教师通过批改作业,了解与评价学生的学习情况,也是在进行“数学交流”。一般地“数学交流”包括利用交流学习数学和用数学进行交流两方面,在这里主要指的是学校数学学习中利用交流来学数学。
二、“数学交流”的形式
“数学交流”按照不同的分类标准,有很多不同的形式。
1.根据“数学交流”的形态,可分为知识形态的交流和感情形态交流“数学交流”的知识形态表现于:①数学思想方法的接受。即通过听、视、触等知觉,以交谈、阅读、活动、游戏等方式接受他人的数学思想和方法。②数学思想的表达。把自己的数学认识用口头的或书面的,直观的或非直观的形式,以及日常的或数学的语言表达出来。③数学思想载体的转换。把自己对数学的认识由图表、文字、符号以及实物、动作中的一种载体转换成另一种载体,以发展对数学及问题的全面认识。“数学交流”的感情形态表现于师生在课堂上的感情交流。在数学交流中,师生利用语言、表情、体态等抒感(需要、兴趣、态度、意志等),激发热情,互相感染,互相促进。
2.根据“数学交流”所呈现的方式,可分为口头交流和书面交流,亦即“数学的谈论”和“数学的写”口头交流主要是通过数学语言的叙述、表达、说明、解释有关数学概念和数学体验。书面的数学交流主要是指一种数学表达,它可以是符号的、图形的、图表的,也可以是实物的。可以让学生用各种方式来写,如写解题过程,写数学笔记等等,它也包括画,画实物图、线段图等等。
3.根据“数学交流”的内容,可分为知识的交流、体验的交流和问题解决的交流数学知识的交流是较为普遍的“数学交流”。当教师或学生以口头的或书面的方式把自己对某一数学知识(概念、法则、定理、公式、方法等)的理解向他人表述,并试图去理解别人的观点,就是进行数学知识的交流。数学体验的交流往往表现为交流在数学学习过程中的感受、情绪、认识、观点等种种认识、情感体验,包括认识过程中对某一现象的概括性认识,对他人或自己学习过程及学习结果的评论,对学习活动的喜厌程度等等。解决问题的交流,是指学习者在思考问题,整理思路的基础上,选择适当的数学语言,采用合适的表达方式,将解决问题的思路、解法和结果,或者困惑与障碍予以表达的过程。解决问题的交流在当今十分重要,它要求人们改变以往一个人独自冥思苦想的解题习惯,采取与他人协商、合作的方式,共享观点与资料,以求得解决。
三、“数学交流”的能力
“数学交流”的基本方式主要包括:听、说、读、写、看等,通过听、说、读、写、看等活动,可以评价学生的思维活动过程,内化数学知识结构,进行“数学交流”。因此。笔者认为“,数学交流”的能力也就是“数学的听”、“数学的想”、“数学的说”、“数学的读”、“数学的写”的能力。
四、提高初中“数学交流”的途径
培养初中生“数学交流”能力的主要途径,笔者认为,概括而言,主要包括以下几个方面:
(1)积极调动学生参与交流的情感,形成交流的氛围。“亲其师而信其道”。轻松活泼的课堂气氛和民主平等的师生关系,是“数学交流”的基本保障。教师是形成学生交流学习的参与者和组织者,要充分调动学生参与交流的情感,点燃交流的火种。
(2)构建开放的数学教学体系,提高交流的意识。“数学交流”的意识就是进行“数学交流”的心理倾向,这对于加强“数学交流”,提高交流能力是至关重要的,要提高“数学交流”的意识,首先要是数学课堂开放。
(3)加强数学语言的学习,注重数学表达能力的训练。数学语言是一种由数学符号、数学术语和自然语言组成的科学语言。数学语言是数学思维的载体,是数学思维的外部形式,是“数学交流”的基础和工具。“数学交流”能力其实是运用数学语言进行知识信息、情绪感受、思想观念的交流能力。如数学语言不过关,就难以阅读和交流,难以准确表达自己的思想,难以听懂、看懂别人用数学语言表达的观点。数学语言的掌握是顺利进行“数学交流”的首要前提。
流体力学知识要点篇5
“电机与拖动基础”课程是自动化、机电一体化及相近专业的一门重要的专业基础课。[1,2]从教学内容来看,该课程涉及到电学、磁学、力学等方面的概念和定律,课程具有综合性、复杂性和抽象性的特点;从整个课程体系来看,其先修课程包括“大学物理”、“电路原理”,后续课程为“电力拖动与运动控制”,这就使得该课程处于承上启下的重要环节;从本科教学实践环节来看,无论是金工实习,还是学生参加各个级别竞赛,都离不开该课程的知识作为支撑。
“电机与拖动基础”课程存在以下一些特点:
1.内容多,课时少
“电机与拖动基础”课程由原来的72学时减少到现在的56学时,但内容并没有减少。这就给课程的教学提出了更高的要求,如何用最少的时间学到最多的知识,并能理解、掌握、应用和创新,给“电机与拖动基础”的教学提出了挑战。
2.学生畏难情绪大,兴趣少
由于“电机与拖动基础”课程与大学物理和电路等知识紧密相关,这些课程内容的缺失会增大“电机与拖动基础”课程的学习难度;并且电机原理中的复杂物理知识,使得学生望而生畏,更谈不上感兴趣了。
3.学生对知识的综合应用能力差
由于第二个特点,造成学生对所学知识只知其然,而不知其所以然,难以达到灵活应用的程度。
针对以上特点,基于知识分类理论开展“电机与拖动基础”课程教学改革试验研究。
二、“电机与拖动基础”知识分类理论
信息加工心理学广义知识分类和学习阶段理论认为,[3,4]知识分为陈述性知识和程序性知识。陈述性知识回答“是什么”的问题,程序性知识回答“怎么做”的问题。陈述性知识是一种静态的知识,它的激活是输入信息的再现;而程序性知识是一种动态的知识,它的激活是信息的变形和操作。也就是陈述性知识达到的目标是“记忆”,而程序性知识达到的目标是“应用”。
对不同类型知识的学习,其达到的目标不同,因此学习活动也会相应不同,对学生需达到的能力要求也会不同。为了提高教学质量,拟采取以知识分类为前提,教学过程为主线,教学活动为载体,师生为主体的教学模式。
基于知识分类理论的教学模式包括陈述性知识的教学和程序性知识的教学。
1.陈述性知识的学习过程
陈述性知识的学习过程包括四个阶段:[4]知识的选择、知识的整合、知识的组织和知识的精加工等。在每个阶段中,教学主体(教师和学生)开展相应的教学活动。
2.程序性知识的学习过程
程序性知识的学习过程包括三个阶段:[4]知识的学习、知识的应用和知识的创新等。在每个阶段,教学主体开展相应的教学活动。其中创新是程序性知识学习过程非常重要的步骤。
我国目前普遍的大学生教学模式,对大学生的综合应用能力和创新能力培养不够,造成了大学生普遍存在的综合应用能力差、创新能力不足等问题。究其原因,一方面是学生在学习程序性知识的时候,学生能基本达到知识的简单应用,但是解决问题的能力和创新能力很难得到培养;另一方面是学生学得的知识表现为碎片化,即获得的知识单就某一知识学习效果比较好,但不够完整、系统。如何将碎片化的知识根据自己的需要进行加工整理,与原有的知识体系相互整合形成新的个人化知识体系,是面临的另一大挑战。
针对以上两个挑战,就“电机与拖动基础”课程进行教学改革初步探索。
三、“电机与拖动基础”教学改革措施
将“电机与拖动基础”教学内容中所涉及的知识分为两大类:陈述性知识和程序性知识。以直流电机的部分教学内容为例,进行教学改革措施举例。陈述性知识包括:直流电机的工作原理、结构、磁场、运行原理等。程序性知识包括:直流电机拖动系统的运动方程、机械特性、起动、制动、调速等。
1.陈述性知识的教学改革措施
以直流电机工作原理的教学为例进行说明。
在直流电机工作原理知识的教学之前,首先选择与电机知识关系比较密切的大学物理和电路中的有关电磁概念与定律进行复习,这些知识对于学生来说都属于旧知识,包括磁感应强度、磁通量、磁场强度、磁通势、磁路等物理概念,安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律、电磁力定律、电磁感应定律等基本定律。对这些旧知识的复习,能够使学生很快产生熟悉感,消除或减弱畏难情绪,同时温故而知新,为新知识的学习打下铺垫。
接着给出直流电机的工作原理示意图,如图1所示。图1(a)是直流发电机的工作原理示意图,图1(b)是直流电动机的工作原理示意图。
直流电机的基本工作原理就是基于电磁力定律和电磁感应定律的。在直流发电机中,运动的带电线圈切割磁力线,产生感应电动势;在直流电动机中,载流线圈在磁场中受到电磁力的作用。这些都是学生已经掌握的知识,将这些旧知识用于直流电机,整合得到新知识:直流电机的工作原理。这样直流电机工作原理这个新知识点就很容易被学生接受、掌握和记忆了。
然后对所学知识进行比较和组织。对于直流发电机和直流电动机的工作原理进行比较教学。两者的相同点是主体结构基本相同;不同点是直流发电机是先有运动后有电,而直流电动机是先有电后有运动。同时引入直流电机的可逆性,也就是直流发电机和直流电动机的统一性。这样两个知识点可以合并为一个知识点,利于学生记忆和掌握。
最后完成知识的精加工。通过对直流电机工作原理的理解和总结,可以将其概括为三个词:电动生磁、磁动生电、电磁生力。学生只要记住这三个词,就能掌握直流电机的工作原理。
由此可见,通过知识选择、整合、组织和精加工,很容易就完成了对直流电机工作原理这种陈述性知识的教学。
2.程序性知识的教学改革措施
以直流电动机拖动系统调速内容的教学为例进行说明。教学分为三个阶段:知识学习、知识应用和知识创新。
在直流电动机拖动系统调速知识的学习阶段,首先创设问题情境。采用实验的方法,使学生在实验中发现问题,提出问题,解决问题。比如,在讲述直流他励电动机调速课程之前,安排学生做直流他励电动机实验。在该实验中,直流测功机按他励发电机连接,作为直流电动机的负载,用于测量电动机的转矩和输出功率。通过调节直流电动机励磁回路中的励磁电阻来调节直流电动机的磁场,电枢回路由可调电源供电,电枢回路中串有可调电阻。实验过程中,首先起动电动机,电动机转速平稳后,分别调节励磁电阻、电枢回路电阻及电源电压,观察在不同物理量变化时,电动机转速、感应电动势、电枢电流等的变化情况,由此使学生直观了解电动机调速方法和调速过程中电动机各物理量的变化过程和特点。接着联系前面学过的直流电动机的机械特性相关知识,在验证了所学知识的正确性的同时,理解和掌握直流电动机的调速知识。另外,还可以由实验室老师给大家演示了一个他励直流电机失磁出现“飞车”的现象,然后引导学生讨论“失磁飞车”的危害,最后提示学生从电磁转矩的产生、转速特性等方面去思考飞车产生的原因,从而进一步加深了学生对直流电动机调速知识的理解。
在对直流电动机调速知识有了初步的掌握之后,教师选择一些实际应用中的相关例子,使学生对直流电动机的调速知识进一步的巩固,并能应用所学知识解决问题,从而加深对直流电动机调速知识的理解。比如给出某一型号他励直流电动机的铭牌数据,让学生根据铭牌数据回答下面的问题:降低电动机电枢电压时的瞬间转速和电枢电流是多大?降低电动机电枢电压时电动机稳定状态的电枢电流和转速是多大?在回答上面的问题中,使学生学会应用所学知识解决问题,从而对直流电动机的调速过程有更为具体的认识。
在学生具备使用直流电动机调速知识解决简单问题的能力之后,教师引导学生对知识进行创新理解。由教师创设比较复杂问题的情境,并让学生划分小组进行讨论,同时教师指导学生选择所学知识资源,通过分析和整理,寻求问题的解决方案。在整个创新过程中,教师起引导和监督的作用。教师应在课前把要问题情境的主要内容告诉学生,以便学生在课前查阅有关资料,做好准备。通过课上讨论,既能使学生对所学内容有清晰而深刻的理解,又能培养学生的阅读能力、思辨能力和语言表达能力,是一种非常有效的教学活动。
问题情境的选择可以从实际生产或生活过程中选择,也可以从大学生科技创新项目中选择。各类科技竞赛能引起学生极强的兴趣,无论是部级诸如“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛,还是校内的“校董杯”巡线机器人大赛均在学生中有很大影响。小型直流电动机是这些竞赛中广泛应用的动力装置,在教学过程中,注重以这些竞赛题目为对象,鼓励学生参与此类竞赛,并提供指导。问题情境的创设需要考虑以下几个问题:
(1)问题情境应源于学生的现实生活。从同学们喜闻乐见的生活现象或大学生活动入手。分析生活现象,就会使学生产生浓厚兴趣,而且使学生真切地感受到直流电动机调速知识应用的广泛性和重要性。
(2)创设情境要符合学生的年龄特征。“电机与拖动基础”课程一般在大学三年级讲授,学生还有一年多的时间就要面临就业的考验。所以教师可以从已就业学生的工作中遇到的有关直流电机的问题选择问题情境,引起学生的兴趣和解决问题的欲望,从而促进学生更加积极地去开动脑筋,活跃思维,解决问题。
(3)问题情境的创设须参照学生的社会环境特征、思维活动水平和教学条件。由于不同的学生所处的社会环境不尽相同,所具备的知识背景与活动经验也各异,例如统招本科学生和自考本科学生有其自身的特点。教学中要关注所在地区的社会环境,所教学生的思维活动水平并考虑当地教学条件,创设适合学生发展,有利于学生思维训练并切合实际的问题情境,搞好电机教学。
四、结束语
通过采用基于知识分类理论的教学方法,降低了学生对该课程的畏难情绪,提高了学生的学习积极性和学习效率,同时也提高了学生参与科技创新的积极性。因此,该教学改革在活跃大学生创新思维和提高大学生对所学知识的综合应用能力、解决问题的能力上迈出了新的台阶。
参考文献:
[1]刘启新,张丽华,祁增慧,等.电机与拖动基础[M].第三版.北京:中国电力出版社,2012.
[2]钟国梁,卢帆兴,李明辉.“电机与拖动基础”核心课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2013,(13):63-64.
流体力学知识要点篇6
一、学案导学教学模式
“学案”与“导学”是教学改革中出现的新概念,是全新的教学手段与方法。“学案导学”教学法是以“学案”为载体,以“导学”为方法,以教师的指导为主导,学生的自主学习为主体,师生共同完成教学任务的一种教学模式。这种教学模式一方面满足了学生思维发展的需要,另一方面满足了学生自我意识发展的需要,对学生自我发展和自我价值的体现有十分积极的作用。教师不仅是知识的传授者,更是学生自主学习能力的培养者。
二、何为导学案
导学案即指导学生学习的方案。“导”就是指导、引导;“学”不是讲,更不是教,而是以学生为出发点和归宿的自主学习。“导”是一种方案、一种设计,因此导学案的编写过程即是学生学习方案的设计过程。整个过程不仅让学生知道知识的来龙去脉,还蕴含着对学生自主学习能力、合作探究能力和分析推理能力的培养。
三、导学案的作用
导学案以课前自主学习、课堂合作探究和课后巩固训练三位一体进行设计。
1.前置性学习载体――预习案
根据教材的编排顺序、内容特点,以及学生的知识水平和认知能力,认真分析研究,设计出一个教学单元的基础性、预备性和铺垫性知识,引导学生初步理解物理概念和规律,通过基础性题目检测预习效果。
2.探究性学习的依据――探究案
对于教学中的重点、难点和疑点,采用递进式的问题设计,引导学生分析、探究和交流,弄清知识或规律的来龙去脉。师生以学案为载体,共同构建知识体系,提炼物理规律和方法。
3.巩固性学习作业――训练案
知识和规律的理解、方法的应用,还要通过训练解决,课下要布置适量和难度适宜的练习题巩固教学效果。
四、导学案的基本结构
1.学习目标定位
从知识、能力和情感三方面对教学内容进行明确定位,特别通过对教材内容的分析,准确把握本节课的重点和难点。
2.相关知识链接
(1)复习性知识
根据学案的教学内容,梳理对本节教学内容具有铺垫性的知识、规律和方法,以填空或思考性问题的形式进行设计,为新课的学习铺垫台阶,才符合学生的认知特点。
例如:物理人教必修1“运动快慢的描述――速度”一节,我们可以设计这样的知识填空,为本节课的学习做铺垫。①物体运动的?摇?摇用速度表示,速度等于运动物体在单位时间内通过的?摇?摇。②路程是质点运动?摇?摇,位移用由质点的?摇?摇指向的有向线段来表示,位移是?摇?摇量。③物体沿直线运动,若以这条直线为x轴,则位移用?摇?摇来表示,即Δx=x■-x■。
(2)基础性知识
在阅读教材的基础上,对于基础概念和基础规律,学生已有初步认识和把握。把教材中基本概念和规律设计成填空形式,通过对关键词语进行挖空,从而加深理解,为课堂探究储备知识打基础。
例如:对于“平均速度和瞬时速度”的理解,我们可以这样设计:(1)平均速度:公式v=■,表示的是物体在t内的?摇?摇快慢程度,称为平均速度。平均速度只能?摇?摇地描述运动的快慢。(2)瞬时速度:运动物体在某一?摇?摇或某一位置的速度。它可以精确地描述物体运动的快慢。瞬时速度的大小通常叫做?摇?摇.
3.重点问题探究
问题探究应遵循的原则:知识问题化、问题情景化、设问层次化。
(1)知识问题化
①不管是新授课、习题课还是复习课,教师都要根据学生的认知特点、教学内容的结构特点,把知识点设计成具体的问题。问题应该明确,学生一看就懂,不能似是而非、模棱两可。学生解决问题的过程就是完成学习任务的过程。
②怎样设计问题?
a.问题要能启发学生思维,激发学生学习热情。
b.问题不宜太多、太碎;问题设计要有明确的指向性,学生对问题的回答要有方向。
c.问题设计要有利于学生探究和交流。
通过精心设计问题,学生意识到要解决老师设计的问题,不看书不行,看书不详细也不行,光看书不思考不行,思考不深不透也不行,让学生真正从老师设计的问题中找到解决问题的方法,学会看书,学会自学。
例如:在讲解加速度的概念时,可以这样设计问题:“速度(v)大”、“速度变化(Δv)大”和“速度变化得快”的意义相同吗?物体的速度很大,加速度一定很大吗?物体的速度变化大,加速度一定很大吗?物体的速度变化快,加速度一定很大吗?
(2)问题情景化
问题设计要围绕某一物理现象、物理过程,脱离物理情景的设计空洞乏味,学生缺乏探究兴趣。在对某一物理情景进行问题设计时,要围绕教学内容设计,可以适当拓展,以开阔学生的视野,但不应该偏离教学重点和主题。
(3)设问层次化
对某一物理知识、规律和方法进行设问时,应充分考虑学生的认知特点、知识能力水平。问题设计应具有梯度性和层次性。有的问题设计就像爬楼梯一样,一步一个台阶,逐渐上升到较高层次的理解和应用。而有的问题设计就像剥洋葱一样,层层剥皮,去伪存真,最终得到知识的核心内容。比如:感应电流产生条件的判断实验:
实验1:如图1所示,导体AB做切割磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB顺着磁感线运动时,线路中无电流产生。这两种运动对回路的什么影响是不一样的?
实验2:如图2所示,条形磁铁插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生,但条形磁铁在线圈中静止不动时,线圈中无电流产生。条形磁铁动和不动对线圈中的磁通量有什么影响?
图2
实验3:如图3所示,将小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关S接通或断开时,电流表中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;而开关一直闭合,滑动变阻器不动时,电流表中无电流产生。电流的变化将对螺线管B中的磁通量产生什么样的影响呢?
图3
思考:上述三个实验产生感应电流的情况不同,但其中肯定有某种共同的原因,真正原因是什么呢?
上面的例子是对探究实验的设计,即使是对某一题目的分析,也可以为学生解题设计一个阶梯方案。此时的问题设计应该围绕审题、挖掘隐含条件和解题的基本程序,学生完成问题设计,也就完成了一个题目的解题方案。
(4)总结要点化
问题探究的目的是让学生弄清楚知识、规律和方法的生成过程;或者通过问题的层层剖析,得到某一物理规律和方法,因此探究后的总结应该是水到渠成的课堂环节。导学案是给学生用的,是学生学习知识的“拐杖”,也是学生巩固所学知识的习题。因此,导学案的总结性语言一定要简明扼要,要让学生一看就明白。
4.限时巩固训练
(1)巩固限时化
平时就要让学生形成做题的时间观念,提高学习效率。
(2)题目梯度化
题目的选择既要注意对本节内容的覆盖,又要注意从三个不同的层次要求上排序,即对基本概念的理解;规律方法的应用;综合问题的分析。