时间:2023-03-08 14:54:04
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2.有利与有弊的权衡
在给学生讲解动力矩定理时,使学生理解动力矩定理的工程实际应用时,可以列举滑冰运动员收紧双臂加快自身的转动速度,这是动量矩定理的成功应用。同时在直升机的尾翼的设置是为了克服主螺旋桨带来的弊端,这也可以动量矩定理来解释。在设计飞行器时,由动量矩定理可知,加大转动惯量可以使飞行器飞行稳定,但若转动惯量太大,又影响飞行器的机动性。这种利弊的权衡有助于学生对动量矩定理的论述和工程应用的理解,也为后续的飞行器设计奠定基础。
3.普遍性和特殊性的运用
从马克思哲学中我们可以知道,人类的认识总是由特殊到一般,由一般到特殊循环往复地进行的,而每一次的循环都可能使人类的认识提高一步,使人类的认识不断深化,课程中所学的重要定理具有一定的普遍性,但对行器的设计中如何应用这些重要定理才是学生所必需掌握的。在讲授动量定理时,不仅应使学生掌握应用动量定理解释日常的诸如枪炮的后坐力、爆炸、碰撞等现象,同时更重要的是该定理在飞行器设计中的应用,利用动量定理推导变质量运动方程,从而解释飞行器能够飞行的实质原因。因此这些知识如何很好的为本门课的知识体系服务,使学生掌握使用普遍性原理解决特殊性问题的方法,这是在教学活动中应着重注意的问题。正是通过这种不断地从普遍到特殊,从特殊再到普遍的循环反复,使学生掌握分析问题、解决问题的思路和方法,取得了触类旁通、举一反三的良好效果。
2.《工程力学》课程教学思考
2.1鼓励为主,尽量用通俗易懂的方法调动学生的积极性
根据学生的生活经验,创设学生感到亲切的情境。由于工业设计专业的特殊性,教师可以尽量在工业产品设计过程中引入力学概念,如自行车设计中的车轮设计引入运动、座椅的设计中引入拉压弯扭等材料力学概念,等等。将工业设计中的某个细节放大化,从力学角度进行讲述。让学生觉得产品设计和力学息息相关,对力学产生学习兴趣和探索欲望。2.2合理调整学习内容,适当降低学习难度
2.2合理调整学习内容,适当降低学习难度
由于力学课程的学习需要一定的数学基础,并且课程内容比较抽象,多数是在力学模型基础之上的,使学生在学习过程中存在一定的困难。在教学中应当对学习内容进行调整。
2.2.1调整学纲,减少对理论性研究性内容的学习。从课程设置来讲这些属于必须要求掌握的内容,但是对于工业设计专业的学生而言,部分内容是多余的。工业设计主要是培养一部分产品设计人员,产品设计人员大多指产品的方案设计,而具体结构设计将交付给结构设计人员进行具体设计。产品设计人员只需要在对产品整体功能和人体工程学很好地把握的基础上进行产品功能设计和产品材料选择即可。对材料力学部分的强度理论、能量法等研究性内容的学习进行简单地讲解即可,重点强化拉伸压缩弯曲扭转和压杆稳定的内容学习。2.2.2强化概念的理解和掌握,适当减少计算作业量。
3.针对工业设计专业《工程力学》教学内容的调整
包含刚体静力学(受力分析、力系简化、平衡方程、摩擦)、材料力学中的拉压弯剪扭及组合变性条件下的内力计算及强度校核的方法、一般内力图的绘制、稳定分析即可。因为在掌握这些基本知识的条件下即可进行常规设计,并且在学习理论知识的同时,需要增强学生的动手实践能力。在学校课程设置合理的前提下,可以适当介绍一些和工业设计相关的力学计算软件,尽管软件学习增加了学习难度,但是学好这些软件对于加深对课程的理解及今后产品设计都将是一种助力。
建筑、机械与其他工业产业利用工程热力学来提高生产效率,提高资源利用率,以此实现降低成本得目标,这也是经济可持续发展的重要保证。目前我们国家的工程热力学的教学质量亟待提高,教学方式与课程教学内容急需改革,并且其实践过程中的运用效率偏低,这就需要我们针对工程热力学的特征与现状进行课程教学改革,提高其实践效率。课程教学改革是指在教育体制改革的背景下,课程内容与课程教学方式也应当发生相应的变化。课程改革的重点应当放在课程实施工作之上,课程的实施依赖课程的教学质量,因此我们必须充分重视课程教学改革的重要性。随着我国新一轮基础教育课程改革的推进,如何在新课程理念的指导下改革工程热力学课堂教学,把先进的教学理念融入到日常的教学行为之中,已日益成为工程热力学教师和教学研究人员关注和探讨的热点问题。工程热力学课程教学实践是指教师在讲授工程热力学知识的时候应当充分的结合其实际情况,将实践活动与课堂理论知识讲授充分的融合,这样才能够提高学生的课程学习质量,帮助学生掌握更加丰富的工程热力学知识。课程教学实践是提高学生实际操作能力的平台,也是提高工程热力学课程教学质量的重要基础,关系到教学质量与国民经济的发展速度。实践是检验真理的唯一标准,因此在工程热力学课程教学改革过程中应当将其改革的内容付诸实践,这有这样才能够检验其改革的内容是否符合教育体制改革发展的总目标。在实际的课程教学过程中,教师、研究者与学生应当提高实践活动的强度,改善当前的现状,为提高工程热力学课程教学改革质量奠定基础。
2工程热力学课程教学改革与实践的过程中存在的主要问题
当前我们国家的高等院校和高职院校对工程热力学课程教学的重要性认识不足,没有充分的认识到工程热力学教学质量与工业生产、环境保护、资源利用率提高等之间的关系。工程热力学对学生综合能力的提高有着不可或缺的作用,因此我们必须充分的探析在工程热力学课程教学改革与实践过程中存在的主要问题,这样才能够详细的了解其改革现状,为提高课程改革质量奠定良好的基础。
(1)国家教育部门与高等院校、高职院校等教育机构对工程热力学课程教学改革与实践工作的重视程度偏低,没有充分的认识到工程热力学课程教学改革与实践对提高教学质量、促进教育体制改革进程、提高经济发展质量与速度之间的关系。工程热力学是一门综合性比较强的学科,并且也是建筑专业、环境保护与机械设计等专业的基础课程,关系到这些工程热力学相关专业的发展前景。相关的教育部门与组织在资金投入、技术支持、人才引进等方面相对短缺,严重的影响了工程热力学课程教学改革与实践的进程,没有投入更多的基础设备让学生参与实践。这样下去就会严重的泯灭学生的学习积极性和创新性,不利于提高工程热力学课程教学改革的质量与效率。
(2)在工程热力学课程教学改革过程中重点不明确,相关方面的制度和政策不够完善。虽然我们国家正在实行新一轮课程改革,在教育体制改革方面的力度比较大,但是仍然没有彻底改变当前应试教育的局面,没有完全的实现从应试教育向素质教育过渡的目标。在课程教学改革的过程中教师没有积极创新,对课程教学改革与实践认识不清,导致在理论教学与实践教学时教学方式不当,没能完全激发学生的潜力,这为后来的工程热力学改革埋下隐患。不仅如此,相关的教育部门与学校在课程设置方面没有考虑市场的发展需要,在课时、教学内容、教学形式以及考核方式等方面存在着严重的问题。
(3)工程热力学课程教学改革过程中的教学方法不符合实际的情况,不能够很好的提高课程教学改革与实践的质量。许多教师仍然沿用传统的教学方式,在教学内容上没有较大的突破与创新,被陈旧与古板的方式与内容所束缚。在改革的过程中,其课程改革教学目标不够明确,与工程热力学相关的课程体系不够完善与健全。不仅如此,在工程热力学课程设置等方面没有突出课程的专业特色与个性,不利于提高工程热力学的地位与重要性。这样学生的学习积极性与热情会大大降低,无益于实现课程教学改革的目标。
3提高工程热力学课程教学改革与实践质量的相关对策
(1)国家教育部门与高等院校、高职院校等教育机构要不断提高对工程热力学课程教学改革与实践工作的重视程度,充分的认识到工程热力学课程教学改革与实践对提高教学质量、促进教育体制改革进程、提高经济发展质量与速度之间的关系。相关方面的教育部门与教育组织要加强政策支持与资金支持,为提高工程热力学课程教学改革提供良好的条件,引进先进的设备与基础设施为开展实践活动提供良好的平台,从而提高学生的理论知识水平与实践操作能力。目前人们对生活与生产的要求越来越高,对环境的保护意识也越来越深厚,因此我们必须加强相关方面的教学质量,培养全面型与综合型的人才,以此来适应经济社会的发展趋势。伴随着社会现代化进程的加快,社会各界对人才的素质和质量标准也越来越高,因此教育制度改革迫在眉睫。
(2)明确工程热力学课程教学改革的重点,逐渐完善与健全相关方面的课程教学改革体制,为高等院校和高职院校的课程教学改革与实践提供指导性方案。相关的教育部门与学校在课程设置方面要充分考虑市场的发展需要,在课时、教学内容、教学形式以及考核方式等方面要积极创新。保持学科基本理论的严密性和系统性,逐渐强化工程热力学相关专业所必须的教学内容,不断的优化课程教学的内容。在教学的时候要让学生充分的理解相关的工程热力学的理论知识、公式与条件等等,这样学生才能够有足够的理论知识进行实践操作。不仅如此,还要培养学生查图、查表的能力,要求学生学会用抽象、简化和假设的热力学方法去求解制冷、供暖等实际问题。
(3)工程热力学课程教学改革过程中的教学方法要不断适应市场的发展需要,这样才能够逐渐提高课程教学改革与实践的质量。工程热力学课程教学的相关教师和研究者应当积极创新,改变传统的教学方法,摒弃陈旧的教学方式,提高工程热力学课程教学改革与实践的质量。不仅如此,教学研究者还要积极改变教学方式,教师应当根据课堂教学情况与学生的学习情况来改进教学方式,以此来激发学生的学习热情。因为工程热力学属于一种理论性比较强的学科,学生在学习的过程中容易产生消极情绪,这样就会严重阻碍课程教学改革的进展,不利于全面提高学生的综合实力。教师要注重诱导式教学方式,提高学生的发散思维能力,贯彻创新意识。教师要根据课程教学内容和学生的差异性来帮助学生树立正确的学习观念,让学生掌握符合自己实际情况的学习方式。这样学生在学习工程热力学知识的时候就会比较容易上手,在理解相关概念和理论知识的时候也会更加容易。教师在讲解理论知识与进行实践操作教学的过程中要灵活运用比较式指导方法,将相关的理论知识进行比对,加深学生的理解程度。同时也要积极使用相关方面的图表,让学生快速的理解抽象理论知识。教师在教学的过程中要积极采用多媒体教学与网络教学,这也是充分利用教学资源的体现。由于学科本身具有的特性决定了工程热力学的理论知识、定义、概念、公式等比较复杂抽象,学生不易理解,利用多媒体能够帮助学生理解记忆,加深对工程热力学原理的理解。网络教学能够促进学生与教师之间的交流,提高课程教学改革的质量。
二、改进课堂教学PPT,增加工程实例
工程热力学作为一门专业基础课,与工程实际密切相关。在教学过程中,需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示,并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识,迫切需要在传统课件中加入工程实例,利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用,使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习,使课堂教学内容图文并茂,声像结合,使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例,我们选取了真空做功、制冷循环,内燃机等工程机械作为实例,进行详细分析和讲授。工程案例的引入,将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中,用所学知识来解释工程问题,在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题,从而实现“从理论中来,到实践中去”,实现对创新型人才的培养。
三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中
在创新型人才培养中,需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施,有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才,促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式,倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革,充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识,同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。结合大学生创新项目,结合建筑环境与能源应用工程的专业特点,在指导学生大创项目时,将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中,使学生明白能源利用的守恒性,以及如何提高热力循环的效率,减少不可逆损失,这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中,深化了对热力学知识的认识,同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时,鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等,通过这些竞赛活动进一步提升自己的创新能力。
四、改进课后作业完成形式,增加分析报告
工程热力学课程是一门实践性很强的课程,其中很多理论已用于工业过程。因此,在课后作业中,需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进,增加一些实际工业循环的实例,让学生通过分析其所应用的原理,提交分析报告,并指出该工业过程效率提高的方式和途径,以这样的方式来激发学生学习的兴趣,提高学生理论联系实际的能力。同时,精选一些课后习题,通过详解的方式,激发学生的创新意识和解决问题的能力,进一步促进创新型人才的培养。创新是实现社会持续不断向前发展的原动力,也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才,保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂,更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。
本文从工程热力学教学与工程实例结合,与科研活动结合,改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面,探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践,希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。
作者:高蓬辉 张东海 王义江 黄 炜 单位:中国矿业大学力学与建筑工程学院建筑环境与能源应用工程系
参考文献:
[1]岳丹婷,吕欣荣,李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002,(4):86-88.