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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)37-0150-02
一、引言
思維定式即思維慣性,是指人們把在以往學習過程中已經(jīng)掌握的思維活動經(jīng)驗和思維規(guī)律應用到后續(xù)的學習活動中,經(jīng)過多次反復使用形成的一種定型化的思維程序和模式。思維定式對學生的學習既能產(chǎn)生正遷移作用,又能產(chǎn)生負遷移作用。學生在掌握新概念、新規(guī)律時總是要利用已有的知識,使原本孤立的新概念、新規(guī)律同大腦里原有的認知結構中儲存的知識信息相聯(lián)系,以促進和加強對新概念、新規(guī)律的認識與理解。如在進行“機械振動概念的引入”教學時,教師利用教材,從日常生活的實例出發(fā),選取彈簧振子、單擺、水中的浮沉子、不倒翁等為振動的物體,啟發(fā)學生抓住這些物體振動的共同特點——物體在中心位置兩側做往復運動,從而建立起機械振動的概念,形成正確的思維定式,為往后學習和理解簡諧運動打下了堅實的基礎。大學生在中學階段的學習過程中積累了許多解決問題的經(jīng)驗和方法,那些方法對于解決中學物理問題大都是行之有效的。當他們進入大學后,仍然習慣套用中學時解決問題的方法去解決大學物理問題,其結果可想而知。因此,學生在學學物理過程中,若能正確地利用思維定式將會事半功倍,否則將事倍功半。
二、高中與大學物理教學和學習的特點
1.高中物理教學和學習的特點。高中學生的認知能力已基本成熟,其抽象思維能力有了很大提高,他們已經(jīng)可以用推理的方式去思考和解決物理問題,具有了較強的探究性學習能力。為了高考,教師會給學生總結出各類物理問題的解決方法,使他們形成一種固定的思維模式。
2.大學物理教學和學習的特點。學生進入大學的初期,大都會經(jīng)歷一段學習上的不適應時期。他們在學習上遠離了名目繁多的考試,獲得了更多的自由支配時間,這對于他們進行自主學習和研究性學習是非常有利的。就大學物理學科而言,其特點是教學內(nèi)容多,課堂信息量大,注重推理、論證。上課時以教師講授為主,學生必須在課外花費很多時間自學才能理解教學內(nèi)容。
三、思維定式對物理教學的作用
由思維定式引起的遷移可分為正遷移和負遷移兩種,一種是舊知識的學習能幫助和促進新知識的學習,這種遷移就是正遷移;另一種是舊知識的學習干擾或抑制新知識的學習,這種遷移就是負遷移。
1.思維定式的正遷移作用。在教學實踐中發(fā)現(xiàn),由于思維定式的作用,學生在解決問題時通常會按照某種習慣的思路去考慮問題。當這種習慣思路與新問題的正確解決途徑一致時,思維定式將產(chǎn)生正遷移作用,促進問題得到快速解決。在大學物理教學過程中,可引導學生在解決物理問題時善于聯(lián)想高中時解決過的類似問題,通過分析對比,找出問題的共同點,學會舉一反三,從而找到解決問題的有效途徑,促進正遷移作用的形成。如教師在講授《力學》中運動學部分關于速度和加速度的定義時,可讓學生首先回憶一下高中物理中速度和加速度是怎樣定義的,教師只需講解在大學物理中速度的定義是v=■,學生聯(lián)想到高中物理中加速度a=■,模仿速度的定義方法不難得出加速度的定義為a=■=■。
2.思維定式的負遷移作用。思維定式是一種“以不變應萬變”的固定思維模式,它注重的是問題之間的相似性和不變性。因此,當遇到的新問題與過去解決過的舊問題的相似度較高時,在舊問題解決過程中形成的思維定式通常有助于新問題的順利解決;而當新問題與舊問題相比其差異十分明顯時,思維定式就會干擾,甚至阻礙新問題的解決。
大學生思維定式負遷移作用的具體表現(xiàn)是:不善于具體問題具體分析,常常用記憶替代思維;不注重物理概念和物理規(guī)律之間的聯(lián)系,總是孤立地看待物理現(xiàn)象和問題;不注重物理公式和物理規(guī)律的適用范圍;不善于多動腦子,發(fā)散思維能力欠缺;總想用中學物理中解決常量問題的方法去解決大學物理的變量,不習慣利用微積分求解有關變量問題。例如:一人手握啤酒瓶使其處于靜止狀態(tài),當手的握力增大時,手和瓶之間的靜摩擦力是否改變?學生在學習滑動摩擦力時知道,滑動摩擦力隨著正壓力的變化而變化,這種概念在學生的頭腦中深深扎根,久而久之形成一種思維定式。當遇到靜摩擦力這樣的新問題時不假思索地照搬套用,從而想當然地得出“手和瓶之間的靜摩擦力增大”的錯誤結論。
四、消除思維定式負遷移作用的對策
1.強調(diào)物理問題中變量的概念。大學物理和高中物理的顯著差異使研究問題的深度和范圍不同,所使用的數(shù)學工具也不相同。高中物理研究的問題主要是常量,使用的數(shù)學工具主要是初等數(shù)學;而大學物理研究的大多是變量,使用的數(shù)學工具主要是高等數(shù)學。初學大學物理的學生很難適應這種變化,他們很難接受變量的概念,不善于用高等數(shù)學表達和分析物理問題,這也是他們學學物理的主要障礙之一。因此,在教學實踐中,教師要把變量的思想和處理變量問題的方法滲透到每節(jié)課的教學中。
2.注意物理規(guī)律的適用范圍。由于思維定式的作用,學生常常會犯經(jīng)驗主義錯誤,忽視物理公式、定理的適用范圍,從而造成分析問題或解題的錯誤。物理概念、定理及公式都是在一定的條件下,通過對某類物理現(xiàn)象的歸納,或者對某些物理過程所具有的共性進行總結得出的,因此它們都有其適用范圍和成立的條件。在教學過程中,要注意向?qū)W生闡明物理公式、定理、定律的適用范圍和條件,防止學生將相對真理絕對化或者把局部經(jīng)驗普遍化。
一、引言
自20世紀后半葉,新技術特別是高新技術發(fā)展之快是前所未有的。高新技術包含的科學知識高度密集,綜合性極高,如紅外和紅外成像技術、激光技術、計算技術、信息技術、航天技術、生物技術等等,都無一例外地與物理學等學科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關,其發(fā)展在很大程度上依賴包括物理學在內(nèi)的各學科的發(fā)展。然而,大學物理是學生最懼怕也是最頭疼的一門課程,從一開始學習,同學們就帶著抵觸的情緒,對它望而生畏。如果大學物理教學能夠體現(xiàn)這些新的成果,以現(xiàn)代教育思想為指導,對傳統(tǒng)教學方法加以改革,運用多種教學方法與教學手段進行教學,真正讓物理“從生活走向物理,從物理走向社會”,結合現(xiàn)實中的實例去講解有關問題,提高物理學習的趣味性,那么學生物理學習的積極性和主動性就能大大提高。
二、從現(xiàn)實生活中抽象物理模型,從生活走向物理
由演示實驗、生產(chǎn)實際、生活經(jīng)驗等引入相關知識,配以較多的插圖,給學生一個形象生動的圖像,然后建立相應的理論模型,進行理論上的分析、推理、論證。例如,對于剛體模型同學沒有接觸過,首先給同學們強調(diào)剛體是一個在外力作用下形狀和大小都是不變的物體,初步讓他們掌握剛體的概念,再給他們舉面團,這種物體在外力的作用下形狀和大小是變化的,就不是剛體,像砂輪等形狀和大小等都是不變的物體就是剛體,這樣同學們就輕松掌握了剛體的概念。再如,剛體中的角動量守恒問題,溜冰員、芭蕾舞蹈員的例子就是角動量守恒的,在她旋轉(zhuǎn)開始時,雙臂張開,旋轉(zhuǎn)速度不是很快;但當她將雙臂收攏時,她便轉(zhuǎn)動得更快了;同樣,空中飛人和高臺跳水員的旋轉(zhuǎn)動作也是角動量守恒的,運動員跳離跳水臺后,僅受到地球重心作用于其質(zhì)心,因此,就質(zhì)心坐標系而言,重力對運動員產(chǎn)生的力矩為零,其角動量守恒。如果運動員收縮身體,使對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量減小,則身體相對于質(zhì)心的轉(zhuǎn)速將加快;如果將身體伸展,轉(zhuǎn)動慣量增加,則身體的轉(zhuǎn)速將減小。這樣的實例讓同學們得以理解。即從生活中的例子去講解知識時同學們更能直觀地理解、掌握。
講述相對運動時,可用一個日常問題“雨中行走,如何使淋雨最少”引出??紤]了風向、雨速、人體形狀(面積)等眾多因素,通過建立模型分析,不同的模型得出的結論不盡相同。通常來說,若你發(fā)現(xiàn)雨是從你前方打來的,那么跑得越快越好;若雨是從后方或側后方打來的,且速度較小,那么奔跑時也是越快越好;若雨是從后方或側后方打來的,且速度較大,以致人站在雨中時,后背淋到的雨比身體其它部分還要多,那么奔跑時應使后背恰好不淋雨為最好。這種教學也可以看做是一種趣味教學,能夠有效地調(diào)動學生思考積極性,引發(fā)學生的創(chuàng)新意識。
講述液體的表面性質(zhì)時,通過反復演示,提出“為什么毛筆入水毛散開,出水面又聚合”這樣的問題,學生探究的活力頓時就會被激發(fā)出來。許多同學都會演奏一些樂器,但對于弦樂器的調(diào)試卻無從下手。結合已經(jīng)學過的振動學知識,淺析弦樂器的發(fā)聲原理,并且可以為演奏者檢音、調(diào)試提供理論依據(jù)和實驗結果參考。
結合現(xiàn)實中的實例去講解有關問題,既能提高物理學習的趣味性,也能大大提高學生的積極性和主動性。
三、讓物理知識在現(xiàn)實生活中獲得應用,從物理走向社會
戴電子表的人一定都為它的方便和準確性而感到高興。它不但能顯示時間,而且能顯示星期和日期??赡阒肋@種電子表是怎樣造出來的嗎?一提到時鐘,大家一定會想起振動。機械表利用的是機械振動,電子表當然是利用電學振蕩。最早的振蕩電路是由電感器和電容器構成,稱為LC電路,但其頻率穩(wěn)定性卻不大好,后來,科學家們用石英晶體代替LC振蕩器,就大大提高了頻率穩(wěn)定性。石英為規(guī)則的六邊形晶體。在石英晶體上按一定方位切割下的薄片叫做三長兩短英晶片。石英晶片有一個奇妙的特性:若晶片上加以機械力,則在相應的方向上就會產(chǎn)生電場。這種物理現(xiàn)象稱為“壓電效應”。當在石英晶片的極板上接上交流電場,當外加交變電壓的頻率與石英晶片的固有頻率相等時,就會產(chǎn)生共振。這種現(xiàn)象稱為“壓電共振”。利用這種穩(wěn)定的振蕩特性,人們就創(chuàng)造出了精度極高的電子表和石英鐘。
1953年5月24日立體電影首次出現(xiàn),截至2010年3月底,中國內(nèi)地立體銀幕已有1100多塊,僅次于美國而位居世界第二。那么,立體電影的原理又是什么呢?
這要從人眼看物體說起。人的兩只眼睛同時觀察物體,不但能擴大視野,而且能判斷物體的遠近,產(chǎn)生立體感。這是由于人的兩只眼睛同時觀察物體時,在視網(wǎng)膜上形成的像并不完全相同,左眼看到物體的左側面較多,右眼看到物體的右側面較多,這兩個像經(jīng)過大腦綜合以后就能區(qū)分物體的前后、遠近,從而產(chǎn)生立體視覺。立體電影是用兩個鏡頭如人眼那樣從兩個不同方向同時拍攝下景物的像,制成電影膠片。在放映時,通過兩個放映機,把用兩個攝影機拍下的兩組膠片同步放映,使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。
觀看立體電影常用的方法有兩種:一是看黑白立體電影戴紅綠眼鏡的方法;二是看彩色立體電影戴偏光眼鏡的方法。
1.戴紅綠眼鏡看黑白立體電影
兩臺放映機,其一透過紅濾鏡放映紅色影像,另一透過綠濾鏡放映綠色影像。這兩影像同時在銀幕上相疊。電影觀眾戴了紅綠眼鏡看銀幕上一紅一綠的畫面時,左眼只看到綠像,(這是左方攝影機所拍攝的景象),而右眼只看到紅像(這是右方攝影機所拍攝的景象),這就產(chǎn)生在現(xiàn)場觀看到的立體感覺。
2.戴偏光眼鏡看彩色立體電影
在每架放映機前裝一塊偏振片,它的作用相當于起偏器。從兩架放映機射出的光,通過偏振片后,就成了偏振光。左右兩架放映機前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。這兩束偏振光投射到金屬銀幕上再反射到觀眾處,偏振光方向不改變。觀眾也戴上偏振片造成的眼鏡。左眼的鏡片只許左方攝影機的影像通過,而右眼的鏡片只許右方攝影機的影像通過,于是,就產(chǎn)生立體感覺。
研究熱輻射的規(guī)律時,可以加強對紅外技術的討論?,F(xiàn)在,紅外技術的應用已深入到各個領域,在各方面都發(fā)揮了重要作用。在軍事上,紅外線可以進行夜間偵察;用紅外制導可打擊軍事目標;紅外遙控在陸地上能搜索和跟蹤目標;紅外通訊距離遠、保密性好。在工業(yè)上,用紅外可在惡劣條件下、高溫條件下測溫;通過熱成像儀可進行建筑物無損探傷;光纖通訊就是利用紅外波段進行通信的;用紅外進行各種檢測和自動控制;用紅外測量距離。在農(nóng)業(yè)方面:用紅外進行加熱干燥糧食、農(nóng)作物種子;紅外遙感農(nóng)作物生長情況。在醫(yī)學上可用紅外熱像儀進行疾病診斷,進行紅外治療、理療。在科研上,用紅外進行光譜分析、文物考古研究、刑事偵察研究。在日常生活中:紅外取暖;用紅外線進行各種家電遙控和照明節(jié)能控制。通過這些例子,讓學生了解新技術,應用新技術,培養(yǎng)學生對高新技術的敏感性。
這樣,學生就不會覺得物理僅僅是做物理研究的人才需要的,他們能真切感受到物理學跟社會、生活的密切聯(lián)系。
四、根據(jù)授課對象優(yōu)化授課內(nèi)容
物理學系統(tǒng)龐大,內(nèi)容豐富,分支學科越來越多,在有限的學時里不可能做到面面俱到,因此在教學中既要精選教學內(nèi)容,突出教學重點,又要保持物理體系的系統(tǒng)性和完整性。應針對不同專業(yè)的專業(yè)特色及后續(xù)課程的要求,對教學內(nèi)容進行優(yōu)化。突出專業(yè)基礎的部分,重點講授后繼課程將涉及的基礎,適當增加專業(yè)的邊緣知識。
比如,對于計算機的學生結合電磁學、光學的知識分析光盤、磁盤的讀寫原理,鼠標的定位原理;電子電氣專業(yè)的學生可以適當增加電磁感應和渦電流的基礎知識,從日常生活的電磁爐,電度表記錄電量,到工業(yè)上對金屬的加熱,電視顯象管的加熱抽真空入手,引導學生應用物理的基礎知識分析其工作原理;對機械專業(yè)的學生,則突出力學、熱力學的內(nèi)容,在光學部分只要求學生掌握最基礎的概念,及對干涉、衍射、偏振有個感性的認識,做簡單的計算。這樣既突出了物理課作為基礎課的地位,也引起了學生對物理課程的重視,讓學生確實感受到了物理與日常生活相關,與其他學科密切聯(lián)系,開拓了學生的思維,調(diào)動了學生學習的積極性,同時也增加學生應用物理思想、物理方法解決專業(yè)問題的意識和能力。
五、演示實驗與開放實驗相結合,讓物理浮現(xiàn)于眼前
中學物理教材一般由演示實驗、生產(chǎn)實際、生活經(jīng)驗等引入相關知識,這種方式比較形象生動,容易激起學生的探究欲望,演示實驗也應是大學物理理論教學的重要組成部分。學生可以對演示實驗現(xiàn)象進行歸納總結,對實驗結果進行討論質(zhì)疑。演示實驗一方面活躍了課堂氣氛,同時也有利于大家在爭辯中掌握正確的物理概念,培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)和探索精神。除此之外,還可以為學生提供開放、自主的實驗環(huán)境,讓他們?nèi)崿F(xiàn)、驗證自己的想法,尋找質(zhì)疑的答案。這一過程中教師可以指導學生學習和進行科學研究,從中培養(yǎng)學生的科研思維能力、創(chuàng)新能力和實際操作能力。
六、總結
大學物理課程教學內(nèi)容廣泛,如何正確地認識和闡釋這些比較成熟的物理內(nèi)容;如何把握學生對物理知識認識的規(guī)律性,發(fā)揮他們的主觀能動性;如何在傳授基礎知識的過程中有目的地培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng);如何恰當?shù)匕才藕妹恳淮谓虒W活動,是大學物理教師所應該思考的問題。為順應科技和經(jīng)濟的發(fā)展,大學物理教師應緊密結合教學實際,加強對學生應用意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并從課程結構、課程內(nèi)容、教學方法和教學手段等方面進行改革,這樣才能更好地發(fā)揮大學物理課程對促進學生知識、能力、素質(zhì)的綜合提高的積極作用。
參考文獻:
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關鍵詞:
案例教學;大學物理教學;教學成效;案例庫
針對大學物理課程的學科屬性,什么樣的教學方法更加適合,這就需要深入分析高校理工科學生的學情、課程知識結構特點等。這樣才能做到量體裁衣,因材施教,才能更好地激發(fā)出學生學學物理課程的濃厚興趣,引導學生自主學、輕松學,變“要我學”為“我要學”。案例教學法是一種與傳統(tǒng)教學方式完全不同的教學方式,其是對傳統(tǒng)物理教學模式的革新,能夠有效解決“重理論輕實踐”的教學問題,是一種能夠幫助學生更好地掌握物理知識和實現(xiàn)物理知識應用的教學方法??梢?,就“案例教學在物理教學中的應用”這一課題展開探討,將有著十分重要的意義。
1案例教學法的主要內(nèi)涵
案例教學法是國內(nèi)外高校在教學中廣泛應用的一種教學方法,具體步驟實施如下:①案例準備。教師提供教學案例,學生針對教師提供的案例和提出的問題,在教師的指導下做好資料的搜集工作。②討論及報告。各小組對同一案例進行剖析,并通過分析、梳理形成小組意見,為下一個討論環(huán)節(jié)做好準備。那么,在討論結束后,教師就可以指導各小組學生獨立進行案例分析和評價報告的撰寫。③評價總結。這一環(huán)節(jié)主要是做好學生案例分析成績的評定,評定的內(nèi)容包括資料的搜集情況、討論的發(fā)言情況、案例報告分析等,是一個綜合素質(zhì)型的評價。大學物理教學中的案例教學主要指根據(jù)知識點,把實際案例作為基本的教學素材,讓學生根據(jù)案例對教師所提出的問題進行分析和研究,并根據(jù)判斷提出建設性的見解和看法,以增強學生對大學物理知識的理解,從而更好地實現(xiàn)知識的實踐應用。
2高校物理課堂中應用案例教學的實踐
2.1研究對象
我校在應用物理科研方法的基礎上,遵照物理教研室的要求,隨機抽取了120名學生和4名大學物理教師作為實驗和研究對象。雖然對學生和教師所進行的調(diào)查只是整個案例教學研究工作中的一小部分,但是我校遵循了研究與應用同步進行的原則,從學校實際出發(fā)解決問題,取得了一定的成果。
2.2研究方法
研究方法包括以下3種:①文獻資料法。查閱有關高校、高職院校開展大學物理課程教學的期刊、文獻等相關資料,為本研究提供充足的理論基礎依據(jù)。②問卷調(diào)查法。對我校學生發(fā)放調(diào)查問卷120份,收回問卷120份,回收率100%,有效問卷118份,有效率98.33%.通過對實驗對象授課前、授課后的問卷調(diào)查,取得了學生對大學物理課程的學習期望、學習認知和學習建議等實驗的第一手材料,對分析研究案例教學的意義、教學質(zhì)量和學生滿意度具有十分積極的作用。③數(shù)理統(tǒng)計法。運用spss11.5統(tǒng)計軟件對調(diào)查結果進行相關分析。
2.3結果與分析
調(diào)查結果表明,90.8%的學生認為在物理課堂中應用案例教學法有較強的實用性,93.6%的學生對融合了案例教學后的物理課程有參與興趣,92.4%的學生在案例教學中獲得成就感,認為自己表現(xiàn)出色。
3案例教學在大學物理教學中的應用策略
3.1案例庫建設選擇階段,夯實教學基礎
雖然說物理課程教學的核心是實踐性,但是在引進案例教學的實踐過程中,要做到與時代接軌,就必須要建設好案例庫,為案例教學提供一定的資料支撐。當然,教師在選擇案例庫建設時,要理性、系統(tǒng)地進行。教師要針對案例教學所需要的資料信息展開搜集工作,并對搜集所得的資料信息進行整理,將信息整合到案例庫中,這樣教師就可以在備課階段節(jié)省出大量的時間,并快速地把教學所需要的信息定位下來。同時,教師還可以利用現(xiàn)代化信息技術,借助一些計算機軟件設計物理課件,而在設計課件時要優(yōu)先考慮學生的聽課體驗,觀察所擬定的教學計劃是否滿足學生的實際需要,是否為學生所接受,并在此基礎上,通過案例分析來確立學生的物理解題思路。除此之外,所選擇的教學案例要具有一定的代表性,通過觀察學生學習中所遇到的問題,對案例庫進行完善,這樣才能夠避免案例分析階段出現(xiàn)資源浪費的現(xiàn)象,才能使案例“物盡其用”。
3.2案例布置準備階段,激發(fā)學習動機
對于大學物理教學而言,要想順利開展案例教學,必須要做好案例的布置準備工作,才能以此為基礎,進一步落實教學活動。為此,教師應針對教學的實際需要,有針對性地篩選案例,充分考慮所選擇的案例是否能夠幫助學生解答所遇到的學習問題,并通過案例組合方法來強化學生對知識點的理解與掌握。案例的運用,需要經(jīng)過合理的計算分析,確保常規(guī)的教學任務能夠順利進行,課堂教學時間畢竟是有限的,倘若案例分析階段占據(jù)的時間過長,那么就會影響常規(guī)教學(即理論性教學)的進度,學生對理論知識掌握不足,也會影響到案例分析的效果。為此,教師在案例布置準備階段,應進行詳細的案例設計,并把案例設計成知識情境,以誘發(fā)學生的學習動機,讓學生在參與案例分析的過程中,增強問題解決能力,使學生能夠更好地運用物理知識。例如,在講解機械振動、機械波、光學時,教師就可以借助信息技術,使相關的知識形成過程動態(tài)性地顯示,幫助學生更加具體地理解教學內(nèi)容,從而提升學生自身的學習能力。在知識情境的引導下,為了鼓勵學生深入體驗,感悟物理的魅力,教師還可以建立與物理學習相關的論壇網(wǎng)站,讓學生能夠把自己對某一道物理習題的見解制作成微課或者其他的視頻形式,分享到網(wǎng)站平臺上,共同交流學習成果。如此一來,學生就可以在對案例進行分析、總結后,進一步強化對知識的應用。
3.3案例研究討論階段,切實增強教學成效
大學生的意識已成人化,他們的有意注意意識占據(jù)意識主導地位,倘若教師只是用語言來講述內(nèi)容,無論講得如何聲情并茂,學生也會覺得枯燥乏味,進而出現(xiàn)疲勞、注意力渙散的現(xiàn)象,更別說掌握所學知識了。在案例教學的案例討論環(huán)節(jié),教師就可以采用小組協(xié)助學習法,把學生分成小組,并由組長組織小組同學團結協(xié)助,共同完成任務。在學習時遇到什么困難,先在組內(nèi)進行討論解決,如果不行,再由教師去指導。例如,在學習角動量守恒定律時,教師就可以以飛機的運行狀態(tài)作為案例。在正式進行案例討論分析前,教師就可以先提出相關問題,再組織學生觀看一些戰(zhàn)爭電影片段,引導學生觀察影片中戰(zhàn)斗機被擊中直至墜落的特寫鏡頭。在觀看影片后,再開展小組協(xié)助學習,讓學生根據(jù)教師提出的問題,用小組的形式探討案例,那么學生就可以結合視頻案例所呈現(xiàn)的畫面,把抽象的物理知識具象化。在探討結束后,由各個小組的代表來對小組內(nèi)討論結果進行總結,實現(xiàn)各個小組之間的交流。
3.4案例考核的后期階段,學結案例
大學物理課程的教學并不是簡單地向?qū)W生傳授物理理論知識,而是在理論知識的基礎上,引導學生學會總結規(guī)律、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,最后學會知識的遷移應用。為此,在案例探討結束后,教師需要對案例教學的情況進行總結,分析學生的案例分析能力,以及學生在探討過程中存在的問題以及探討結果的不足,幫助學生從“問題解決能力”上升到“知識建構能力”。同時,教師還要對案例教學效果進行評定,判斷是否存在需要改善的部分,對欠缺的進行補充,總結學生所反饋的信息,為下次課堂教學提供參考。除此以外,為了進一步激發(fā)學生對物理的興趣,將物理學習作為一種樂趣,教師還需要對學生的學習效果、學習過程進行科學評價和點撥,讓他們明確自己在案例中所學到的知識有哪些。
4結束語
實踐證明,案例教學在大學物理教學活動中發(fā)揮著極其重要的作用,能夠有效實現(xiàn)理實一體化教學,化平淡為神奇。為此,大學有關教學工作者應立足大學物理課程的本質(zhì)屬性,根據(jù)理工科學生的實際情況,積極引進案例教學法,讓物理課堂在案例教學這一劑神奇催化劑的催化作用下綻放異彩。
參考文獻
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1.2教師教學模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學法,以教師講授為主,照本宣科,致使學生覺得課上枯燥無味.另外,教師教學中教學大綱統(tǒng)一化,不同專業(yè)采用同一教學大綱,沒有專業(yè)特色,與學生專業(yè)課課程結合不夠緊密和充實,因此學生對大學物理課程興趣不夠.
1.3考評方式單一本校大學物理的考評方式基本是采用期末成績?yōu)橹?,平時出勤和作業(yè)為輔的的方式.學生學部分還是以應試為向?qū)?,學習被動,沒有深入領會到物理的奧妙.
2改革方向
為了解決教學中遇到的這些問題,針對獨立學院特色,大學物理改革可以從以下幾方面入手.
2.1不同專業(yè)區(qū)分對待,應制定不同的教學大綱大學物理涵蓋的內(nèi)容是非常廣泛的,包括力學、熱學、電磁學、波動光學和近代物理等五篇,如果要全部授予學生,學時往往不夠,而且只授予學生點滴皮毛知識而已.教師應該深入各系進行調(diào)研,了解不同專業(yè)的需求.教學中做到心中有數(shù),有針對性的授課.讓學生深刻認識到大學物理有本專業(yè)的特色,為他以后的專業(yè)課學習以及之后的工作有所準備.比如對于機械類專業(yè),跟物理緊密相關的專業(yè)課程有“理論力學”“結構力學”“工程力學”等,對于他們大學物理教授時應重點放在力學和熱學篇章,如質(zhì)點運動學、牛頓運動定律、功和能、動量、剛體定軸轉(zhuǎn)動、機械振動、熱學等.教師在授課時就應該多注重力學的分析和計算,并且多舉一些跟專業(yè)相關的例子,如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉(zhuǎn)動問題,橋梁結構的承重、鋼架的頻率和周期等.而對于電子信息類專業(yè),后續(xù)的專業(yè)課程里“電路分析”“電子技術”跟物理關聯(lián)較大,對于他們大學物理教授時應重點放在電磁學篇章,并多介紹相關的科研新進展,以增強學生對大學物理的興趣.同時,增設電磁波的知識點并將其作為重點介紹,為后續(xù)專業(yè)課程電磁場與電磁波做好準備.
2.2物理理論與實驗教學結合大學物理是一門實驗性的科學,很多物理定律都是實驗總結得到的.但是很多學校的大學物理理論課和實驗課是分開設置的兩門課,由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學就有可能使得理論和實驗相脫節(jié).應該加強理論課和實驗課的統(tǒng)一,或者直接由同一部門來授課.有些比較復雜的實驗在實驗室操作,而有些儀器比較簡單的實驗可以直接搬到教室穿插在理論課上進行演示.建議可以學習麻省理工學院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式,用直觀的實驗來演示復雜深刻的物理原理,使得課程具有啟發(fā)性和趣味性.比如,靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進行演示.這樣不僅可以化抽象為具體,學生親眼看到,甚至親自參與驗證,對定理的理解會更加深刻,同時可以提高學生的學習興趣,激發(fā)他們的科研興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識.
2.3將物理理論和現(xiàn)實生活和社會實際結合起來物理學并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來的學科,它反映的是自然界萬物的規(guī)律,是一門和生活息息相關的學科.物理課程改革要強調(diào)“從生活走向物理,從物理走向社會”,即注重與社會實際和生活實際相聯(lián)系.而物理教師就可以起到這個橋梁的作用,教師在上課時,要特別注意將物理內(nèi)容和實際生活的應用聯(lián)系起來介紹,激發(fā)學生學習興趣.比如,講到渦流時,就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測金屬(安檢、掃雷)等例子;講到角動量守恒定律的應用時,就可以舉跳水運動員空中翻轉(zhuǎn)、花樣滑冰運動員旋轉(zhuǎn)、舞蹈演員旋轉(zhuǎn)等例子;講到熱學循環(huán)時,就可以介紹冰箱、空調(diào)的工作原理等.把物理理論知識跟生活社會實際結合起來,學生能夠深切體會到物理是一門很有用的學科,變被動接受知識為主動學習.
2.4考評多樣化,注重素質(zhì)教育對學生大學物理課程的考評單純采用平時作業(yè)和期末考試的形式的話,不能完全反映學生對物理知識的掌握和應用程度,這種考核方法不適應素質(zhì)教育的要求.比較全面而科學的評價標準應該包括對知識的理解、應用和創(chuàng)新.教師可在傳統(tǒng)考核方式的基礎上增設其他比較開放、靈活的考核方式,比如李元杰推薦的數(shù)字物理教學方法。可根據(jù)學生專業(yè)特點在開學初開設一些小課題或者小應用公布給學生選做,學生可以自由組隊選題,也可以個人單獨選題.讓學生自己檢索資料、分析原理,并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報分享和討論,有些模型還可以做成動畫的形式演示出來給大家看.這樣不僅可以開闊學生的視野和思路,也能培養(yǎng)學生自學能力、科研能力和創(chuàng)新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動起來,并讓學生充分參與到課堂教學上來,同時鍛煉了他們的團隊協(xié)作精神和社會實踐能力.課題的成果最終計入本門課程總成績中,教師評價的話也可以靈活一點,直接讓全班學生現(xiàn)場評分.
2.5成立物理興趣小組大學物理作為一門公共課,一般都是大班授課,很多學生有問題也很難全部在課上反應給老師,師生互動也會受到限制.為了解決這個問題,可以在班里或者整個學校內(nèi)成立物理興趣小組,也可以建立相關的物理網(wǎng)站和論壇,大家可以聚在一起或者在論壇上討論問題,各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中,并隨時到物理論壇上跟同學交流討論.同時還可以把課件、題庫、演示實驗、上課視頻、物理學史介紹等資料上傳到網(wǎng)上,還可以設置網(wǎng)上輔導、在線提問等模塊,以彌補課上教學課時的限制,同時擴充大家的視野,拉近師生距離.只有當學生和老師之間建立起個人的直接聯(lián)系的情況下———這時學生可以討論概念、思考問題和討論問題———才能達到最好的教學效果.
2.6承上啟下大學物理教學要做到承上啟下.所謂的承上,指的是要結合中學物理和高等數(shù)學的基礎.首先要讓學生理解大學物理不是中學物理的簡單重復,大學物理比中學物理要更加廣博,內(nèi)容也更加深奧.教師在授課過程中,要與已經(jīng)學過的中學物理內(nèi)容聯(lián)系起來,進行比較和區(qū)別,引導學生應用新的思維,采用新的方法來解決大學物理問題.其次要讓學生明白高等數(shù)學與大學物理的密切聯(lián)系,在大學物理授課之前,都要先了解學生的高等數(shù)學基礎,對于高數(shù)基礎比較薄弱的,還要適當?shù)慕o他們補習高數(shù)的知識,特別是矢量代數(shù)和微積分運算.大學物理教學也要做到啟下,即為學生后續(xù)的專業(yè)學習和工作服務,讓學生認識到大學物理的意義所在.
中圖分類號 G642 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2009)07-0105-02
對于以理工科為主的高校來說,大學物理教學擔負著為多個專業(yè)夯實基礎的任務,要面對廣泛的教學對象,影響力較大。近年來,廣大高校的物理教師、科研工作者都對如何更好地開展大學物理教學,不斷提高教學質(zhì)量進行了大量的研究,取得了豐碩的成果,也提出了諸多的針對教學方式、內(nèi)容的改革方案,有些已在教學實踐中得以實施。筆者也曾就大學物理教學內(nèi)容的改革問題進行了研究,在參考前人研究成果的基礎上,立項完成了《大學物理系統(tǒng)化擴展知識庫的建立》課題,提出了在大學物理教學過程中拓深和延展知識內(nèi)容,使學生在領會、掌握基礎知識的同時能夠開闊視野,把握衍生知識的觀點。兩年來的實踐證明,這種對大學物理知識的拓深與延伸能夠激發(fā)學生的學習興趣,調(diào)動學生學習的積極性,促進主動學習習慣的養(yǎng)成,收到了較好的效果。但在實踐中也發(fā)現(xiàn),對物理知識的拓深與延展如果把握不好,由于內(nèi)容的不恰當、過多過繁容易造成顧此失彼、頭重腳輕,學生無所適從的情況,因此,在進行大學物理教學內(nèi)容拓深與延展時要把握好一定的原則。
1 區(qū)別不同教學對象在內(nèi)容的拓深上堅持深淺有別的原則
作為基礎課,大學物理教學承擔了傳授物理學基礎知識、培養(yǎng)大學生素質(zhì),提高創(chuàng)新能力的重要任務,有必要在講授基礎知識、基本理論的同時,對教學內(nèi)容進行拓深和延展,但并不是因此就要把大學物理的教學內(nèi)容不加控制、漫無邊際地加深,而是要根據(jù)本校的專業(yè)特點、學生畢業(yè)后的就業(yè)方向,以及本校的教學條件、硬件設施等制定客觀的教學內(nèi)容。從知識的難易程度上看,建議從專業(yè)的角度選擇教學內(nèi)容拓深的水平。對于學生畢業(yè)后可能從事的工作角度反過來推導應加深的教學內(nèi)容,比如,針對于電氣與自動化專業(yè)的學生,在教學內(nèi)容上,可以在靜電場、導體電學、電介質(zhì)、穩(wěn)恒磁場、磁介質(zhì)、變化的電磁場、電磁波等內(nèi)容上適當加深,特別是對于將來在工作實踐中可能遇到而教學內(nèi)容中又未著重指出,很少涉及的,可以適當拓深,類似地,如果授課的對象是建筑工程專業(yè)的學生,則應就質(zhì)點運動學、質(zhì)點運動定律、機械能和功、動量和角動量、剛體力學、機械振動等內(nèi)容進行適當拓深。
2 在知識延展上堅持寬窄得當?shù)脑瓌t
從知識的寬窄來看,當今社會需要的是涉獵知識廣泛和創(chuàng)新能力強的復合型人才,因此,在大學物理教學內(nèi)容中完全可以加寬知識的覆蓋面,即使學生多長見識,以便在未來能夠“由此及彼”、“驀然想到”,這也是延展教學內(nèi)容的主要目的,但與之相矛盾的是相對固定的教學時間等實際問題,因此,就要在延展時有所選擇,做到寬窄得當。既要照顧到教學時間安排,又要盡力教授更多的內(nèi)容,不能“有感而發(fā),越說越遠”。在有限的時間內(nèi)選擇有代表性、與未來工作關系密切的延展知識。另外,也可以把這部分延展知識放到互聯(lián)網(wǎng)的公開空間中,充分利用網(wǎng)絡的開放性,使學生能夠在課后去學習。比如,在教授牛頓定律時,在講授完大綱的內(nèi)容后,可以大量延伸相關的知識,但由于材料很多,在課堂內(nèi)不可能全都展示、講解,因此,考慮學生大部分是學“電”的,將來也很有可能從事這個行業(yè),可只選擇像“潮汐產(chǎn)生的原因”一項內(nèi)容作為重點,聯(lián)系利用潮汐發(fā)電的情況詳細分析討論,而對于其它的內(nèi)容學生可以利用知識延展庫自行學習。
3 在內(nèi)容選擇上堅持與時俱進,不斷更新的原則
與基本知識、基本原理的講授不同,拓深和延展的知識以新技術、新產(chǎn)品為代表,能夠更多地反映出當今世界最新的科學技術水平和科研成果。因此,在選擇拓深和延展的教學內(nèi)容時,就要與進俱進,關注涉及先進的知識與成果,并及時地融入到課堂中去。要做到這一點,就要求任課教師具有敏銳的信息捕獲能力和對相關知識信息的分析處理能力。比如,近年來,發(fā)展最快的就應該是計算機和網(wǎng)絡了,學生們也普遍應用計算機和網(wǎng)絡,這已成為他們生活學習的一部分,而這項技術的發(fā)展又離不開作為支撐的電子技術。因此,在講授這部分內(nèi)容時,就要思考如何把最先進的知識以拓深和延展部分引入到教學中來。在拓深上,由于學生們對計算機和網(wǎng)絡的基本原理不是很了解,可以作為教學的一個重點加以傳授,但考慮到將來有的專業(yè)要專門學習(如計算機、通信專業(yè)),而其它專業(yè)只要會用就行,故要“重點考慮,點到為止”。在延展上,可以大做文章。眾所周知,計算機、網(wǎng)絡的快速發(fā)展,已使之融入到我們生活的方方面面,并可預見,在未來會與生活結合得越來越緊密,甚至會發(fā)展到與穿衣吃飯一樣重要的程度。因此,既可以將3G技術、高清顯示、無線網(wǎng)絡、圖像識別等當下知識介紹給學生,也有必要開闊學生思路介紹一些未來可能出現(xiàn)的諸如全光網(wǎng)技術、網(wǎng)絡學習技術、新型網(wǎng)絡安全模式等內(nèi)容。
4 在內(nèi)容整合上以?;A、強延展、輕拓深為原則
在基本教學內(nèi)容、拓深內(nèi)容、延展內(nèi)容三者的整合上,要處理好分配比例問題。根據(jù)實踐及理論分析可知,作為基礎課,萬變不離其宗,必須在內(nèi)容和時間上給予基礎知識以充分的保證,即不能為了拓深延展而輕視基礎。畢竟只有掌握好了基礎知識才能談得上進一步的拓深和延展,這是根本。在延展和拓深的內(nèi)容分配問題上,要強調(diào)延展的突出地位,也就是說,我們要拓寬學生的知識面,使之成為多面手、全面人才,以便培養(yǎng)學生的素質(zhì),提高創(chuàng)新能力,即要進行通識教育,故此,延展內(nèi)容處于整個教學內(nèi)容的居中位置。對于拓深,則由于針對性很強,既受專業(yè)因素的影響,也要考慮到具體的相關基礎和教學時間,因此,要放在相對較輕的位置上。只要這3個方面的內(nèi)容安排得當,就能夠豐富教學內(nèi)容,拓展學生視野,提高大學物理教學的效果和質(zhì)量。
參考文獻
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第十一屆中國科協(xié)年會分會場總結表彰會議在京召開
近日,第十一屆中國科協(xié)年會分會場總結表彰會議在北京國宏賓館召開。中國科協(xié)有關同志及本屆年會34個分會場組織單位負責人共70余人參加了會議。年會辦公室主任、中國科協(xié)學會學術部部長沈愛民出席會議并講話。會議由年會辦公室副主任、中國科協(xié)學會服務中心副主任王江宏主持。
首先,年會辦公室學術交流組組長、學會服務中心學術活動組織處處長夏震總結了本屆年會學術交流分會場的組織情況,并對優(yōu)秀分會場評選工作進行了介紹。夏震表示,在中國科協(xié)領導和學會學術部領導的高度重視下,各分會場的共同努力,本屆年會分會場學術交流質(zhì)量與去年相比有了明顯提高,具備了國際元素進一步增加、組織工作更趨完善、地方單位積極參與、分會場重視考評工作等四個特點。在籌備過程中,分會場組織單位高度重視,積極與舉辦地配合,在論文征集、會議安排、會場布置等方面做了大量工作,為分會場的成功提供了基本保障。同時,各分會場結合自身工作經(jīng)驗和體會,對年會的組織工作提出了好的建議和意見。
會議還邀請中國毒理學會、中國環(huán)境誘變劑學會分會場負責人分別介紹了分會場組織及學術交流情況,在分會場選題、會議組織安排、論文質(zhì)量等方面交流了成功經(jīng)驗,并提出了建議。
年會綜合協(xié)調(diào)組組長、學會學術部學術交流處處長劉興平宣布了本屆年會學術交流優(yōu)秀分會場表彰名單。根據(jù)《中國科協(xié)年會學術交流優(yōu)秀分會場評選表彰辦法(試行)》,學術交流組對本屆年會的34個分會場進行考評,經(jīng)年會辦公室總結會議通過,對前10名的學術交流優(yōu)秀分會場進行表彰獎勵:分13中國鐵道學會、分21中國環(huán)境誘變劑學會、分3中國毒理學會、分9中國林學會、分25中華預防醫(yī)學會、分23中國生物醫(yī)學工程學會、分11中國農(nóng)業(yè)工程學會、分31中國通信學會、分1中國氣象學會、分28中國農(nóng)村專業(yè)技術協(xié)會(按照分數(shù)排名)。
中圖分類號:TU;G642文獻標志碼:A文章編號:10052909(2012)05001304課程體系是指諸多課程相互聯(lián)系而構成的整體,包括根據(jù)培養(yǎng)目標設置哪些課程,如何設置課程,內(nèi)容、形式、形態(tài)各異的課程如何結合才能達到整體優(yōu)化的效果。課程體系直接反映人才的培養(yǎng)目標。機械專業(yè)課程體系的研究對特色專業(yè)建設和培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才都具有重要的意義。
中澳教育存在很多差異,不少學者從不同角度進行了論述[1-5]。筆者通過對比新南威爾士大學(以下簡稱“UNSW”)與沈陽建筑大學(以下簡稱“SJZU”)機械專業(yè)本科生培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案,分析兩所學校在課程體系建設(包括專業(yè)課程設置、課程群、實踐教學環(huán)節(jié)等)方面的特色,對借鑒澳大利亞高等教育教學經(jīng)驗,培養(yǎng)應用型高級人才提出建議。
一、課程設置對比
課程設置是人才培養(yǎng)方案的核心內(nèi)容。根據(jù)培養(yǎng)目標,要求學生在單一性的基礎上實現(xiàn)多樣性,即體現(xiàn)不同的個性發(fā)展,突出專業(yè)特色和個性。因此,課程設置要充分體現(xiàn)學科融合,突出專業(yè)特色;要著重加強綜合性教學實踐內(nèi)容,強化綜合能力。課程設置要有利于培養(yǎng)學生扎實的理論基礎,使他們既有通才的素質(zhì),又有專才的技能。課程設置的設計屬于課程體系范疇,它應以培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格為依據(jù),在一定教學方案設計原則的指導下,選擇課程內(nèi)容和組織教學過程。
UNSW機械學院和SJZU機械學院都建立于1949年。目前兩學院建設規(guī)模和招生人數(shù)都相似,都以培養(yǎng)機械工程類人才為目標,前者在澳大利亞工程院校排名前5位,后者于2008年獲批國家級特色專業(yè)建設點。
UNSW各專業(yè)方向每學期開設4門課,4年共開設32門課程。每門課程均為6學分,總共192分;總學時根據(jù)不同專業(yè)方向略有不同,以機械設計方向為例,總學時為2 028。其中所有的實踐環(huán)節(jié),包括實習、課程設計、畢業(yè)設計等都穿插在課程中,不單獨設置。SJZU機械專業(yè)分為理論課程和公共實踐環(huán)節(jié)及專業(yè)方向?qū)嵺`環(huán)節(jié),其中理論課共開設41門課程,其總學分為150,總學時為2 394,除此外所有實踐環(huán)節(jié)有52學分,共53周。
課程設置按照通識教育平臺、基礎教育平臺、專業(yè)基礎教育平臺和專業(yè)教育平臺歸類,從開課門數(shù)、所占學分和學時比例等幾個方面進行對比,如表1所示。
從表1可以看出,在通識教育平臺中,SJZU開設的課程數(shù)、所占學分和學時均比UNSW多,前者大約是后者的4倍;在基礎課程中,SJZU開設的課程數(shù)比UNSW少2門,所占學分和學時少8%~10%;在專業(yè)基礎課程中,SJZU開設的課程數(shù)是UNSW的2倍,所占學分比例比UNSW多12%;在專業(yè)教育平臺中,SJZU開設的課程數(shù)比UNSW的少4門,所占學分和學時比例少24%。總體看,SJZU在專業(yè)基礎平臺中所設置的課程較多,重點培養(yǎng)學生的專業(yè)基礎,有利于學生進一步深造;UNSW開設的基礎課程和專業(yè)課程所占比重大,說明該校對基礎教育和專業(yè)教育非常重視。重視基礎課程,即“厚基礎”可以提高學生的就業(yè)適應性;重視專業(yè)課程,即“強專業(yè)”有利于提高學生的工程適應性,這也是澳洲高校人才培養(yǎng)的普遍規(guī)律。
二、課程群對比
深入研究課程體系內(nèi)部的關系,考慮人才培養(yǎng)知識結構需求,根據(jù)課程內(nèi)容相關性等因素構建不同課程群。課程群就是把具有相關性或有一定目的的不同課程編排到一起,組成一個“群”,進行系統(tǒng)的學習和教授。在課程群內(nèi)部,以核心主干課為主線,優(yōu)化教學內(nèi)容,通過各課程相關知識點的有機結合,研究各課程之間的關系,使之相互促進,相映成彰。通過對UNSW和SJZU機械專業(yè)課程群進行對比,分析各自特色(表2)。表2UNSW和SJZU機械專業(yè)課程群對比表課程類型課程群UNSW機械專業(yè)開設課程SJZU機械專業(yè)開設課程通識教育平臺社科類通識教育1思想道德修養(yǎng)與法律基礎、中國近現(xiàn)代史綱要、思想和中國特色社會主義理論體系概論、基本原理科普類通識教育2軍事理論、健康教育、外語、體育基礎教育平臺計算機類計算機1計算機文化基礎、C語言數(shù)學類高等數(shù)學1A、高等數(shù)學1B、工程數(shù)學2E、數(shù)值方法與統(tǒng)計高等數(shù)學1、線性代數(shù)1、概率與統(tǒng)計物理類物理1A、固體力學1、固體力學2、熱力學、流體力學大學物理、物理實驗專業(yè)基礎平臺創(chuàng)新類機械工程與創(chuàng)新建筑機械概論、綜合素質(zhì)訓練制造類制造設計基礎、工程材料與化學機械制造技術基礎、機械精度設計與測量技術、機械工程材料力學類工程力學1理論力學2、材料力學2設計類工程設計2、機械設計1機械原理、機械設計電子與控制類電子與通訊工程、線性系統(tǒng)與控制電工技術1、電子技術1、控制工程基礎、機電傳動與控制、微機原理測試類工程試驗測試技術方法與管理類工程管理現(xiàn)代設計方法制圖類畫法幾何2、工程制圖與CAD2液壓類液壓傳動與控制專業(yè)教育平臺力學類設計類專業(yè)類工程力學2結構力學機械設計2工程機械、鋼結構高級熱流體學內(nèi)燃機與工機底盤計算機工程工程機械液壓系統(tǒng)高級振動學機械振動實踐實踐類專業(yè)工程、畢業(yè)設計1、畢業(yè)設計2生產(chǎn)實習、認識實習、畢業(yè)設計選修專業(yè)選修1、專業(yè)選修2專業(yè)選修1、專業(yè)選修2通過對比和深入調(diào)研,課程群的構建和課程內(nèi)容的深淺程度、涉及范圍等都有所不同。
(一)基礎教育課程群比較
學科基礎教育平臺主要由數(shù)學、物理和計算機這3個課程群組成。通過深入調(diào)研和對比發(fā)現(xiàn),在數(shù)學課程群中,UNSW開設的高等數(shù)學是分在2個學期開設,盡管基本內(nèi)容與SJZU大體相同,但是更有利于學生的吸收和消化;通過教學大綱了解到,UNSW開設的數(shù)值方法與統(tǒng)計,其內(nèi)容寬泛但難度較低。在物理課程群中,UNSW除了普通物理外,還開設了熱力學和流體力學,以后的專業(yè)課中還繼續(xù)熱傳導等方面的學習。在計算機課程群中,UNSW開設的計算機主要學習C語言,以鍛煉學生的編程能力為目標,其作業(yè)難度較大,學生要完成3個大的編程任務;SJZU開設的計算機課程則以掌握基礎知識為主。
(二)專業(yè)基礎課程群比較
在專業(yè)基礎教育平臺中,根據(jù)課程內(nèi)容的相似性劃分課程群,如力學類、設計類、制造類、電子與控制類、測試類、方法與管理類和創(chuàng)新類等類課程群,在專業(yè)教育平臺中有力學類、設計類和專業(yè)類等課程群。
在力學類課程群中:UNSW只開設了工程力學1、2,卻包含了理論力學、材料力學、機械原理、結構力學,以及疲勞斷裂等力學知識,所涉內(nèi)容廣泛,但難度較低。UNSW力學類課程群重點在于將不同的知識點融合在一起,培養(yǎng)學生解決工程中的綜合性問題的能力,避免對知識的割裂,并拉近與工程實踐的距離。而SJZU分別開設了理論力學、材料力學和結構力學等3門力學類課程,內(nèi)容難度較大,理論性較強,往往因用人單位的需求而設置。
在設計類課程群中,UNSW將機械零件的設計分在大二和大三的3門課程中,課程內(nèi)容前后銜接合理,有利于學生循序漸進地學習,且涉及范圍寬泛,普適性較強,但是比較零散,缺乏系統(tǒng)性。而SJZU開設的機械設計課程群學時雖不多,卻具有較強的系統(tǒng)性和內(nèi)容的完整性,有利于學生對這類知識模塊的迅速掌握。
在電子與控制類、制造類、方法與管理類和測試類課程群中,UNSW都具有一個共同的特點,就是課程緊密結合實際工程,以課程任務為主線引導學生掌握知識和技能,培養(yǎng)學生動手動腦能力。如UNSW開設的工程試驗就是以測試為主要內(nèi)容的實踐性課程,在實驗室進行教學,要求學生完成對不同傳感器的測試、安裝及實際應用等任務,從而達到學以致用的目的。
在創(chuàng)新類課程群中,雙方各有特色:如UNSW開設的機械工程與創(chuàng)新課,內(nèi)容涵蓋了機械制圖、快速設計、工具使用、項目規(guī)劃和作品制作等內(nèi)容,綜合性和實踐性非常強,將機械工程基本素質(zhì)培養(yǎng)集于一體,強化培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手能力,也培養(yǎng)了學生的項目管理能力和團結協(xié)作能力。又如SJZU開設了綜合素質(zhì)訓練實踐環(huán)節(jié),學生通過拆裝機械產(chǎn)品增強感性認識,并通過機械創(chuàng)新方案的構思和制作增強動手能力和創(chuàng)新意識。
(三)專業(yè)教育課程群比較
比較兩校專業(yè)課有以下特點:(1)UNSW注重培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。如開設的專業(yè)工程課程,是一個類似畢業(yè)實習的一門實踐課,要求學生到企業(yè)解決實際問題,如設計環(huán)保裝置等,應用以前學過的理論知識提出解決方案,并為以后的畢業(yè)設計打下伏筆。(2)SJZU在專業(yè)課程設置上更重專業(yè)化,知識分門別類,系統(tǒng)性和專業(yè)性強,如機械設計專業(yè)方向開設了鋼結構、工程機械和工程機械液壓系統(tǒng)等特色課程,突出了面向建設行業(yè)特色的培養(yǎng)模式,緊密聯(lián)系建筑機械裝備,為培養(yǎng)學生建筑機械產(chǎn)品的設計制造與運行管理能力打下基礎,有利于學生就業(yè)。
UNSW課程內(nèi)容寬泛而難度較低,注重知識點銜接和綜合應用,理論與實踐環(huán)節(jié)相輔相成,注重實用性和工程應用,并著力培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識;SJZU課程設置注重知識的系統(tǒng)性和完整性,重視理論知識學習,課程具有行業(yè)特色,為培養(yǎng)高級專業(yè)技術人才做準備。
三、實踐環(huán)節(jié)對比
中澳高校在實踐教學環(huán)節(jié)設置安排上差別很大。國內(nèi)工科院校普遍都將課程設計、畢業(yè)設計、實習等環(huán)節(jié)單獨設置,集中訓練,用整周的時間完成某一環(huán)節(jié);而UNSW的所有實踐環(huán)節(jié)都穿插在不同的課程中,沒有獨立的課程設計或?qū)嵙?,課堂內(nèi)容直接與實踐結合,邊學邊練,在實踐中發(fā)現(xiàn)問題并找到解決問題的方法。
其一,金工實習。國內(nèi)高校一般安排2~3周在金工實習基地集中訓練;而UNSW則作為一年級的工程設計與創(chuàng)新課程中的一個環(huán)節(jié),帶學生去車間培訓,學習加工工具的使用和簡單的實物制作。國內(nèi)高校都有獨立生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習環(huán)節(jié);而UNSW不統(tǒng)一安排,只是要求學生在假期找企業(yè)進行12周的實習,完成實習報告并帶回企業(yè)反饋,并在專業(yè)工程課程上完成實習內(nèi)容和結果的匯報和驗收。
其二,對于機械原理、機械設計等課程的課程設計,國內(nèi)采用集中訓練的方式,便于學生集中思路完成設計;而UNSW以大作業(yè)的形式根據(jù)課程進度進行課程設計,并且大多數(shù)課程中都有多個設計類的大作業(yè),以課程任務為主線引導學生學習,從而達到知識的活學活用。
其三,國內(nèi)大部分高校安排在最后一個學期進行畢業(yè)設計,作為對幾年理論學習的總結和對所學知識的應用。UNSW則作為兩門課程分布在大四的兩個學期,也就是用一年的時間完成畢業(yè)設計,同時還要學習其他的專業(yè)課程,邊學邊做。前一學期不寫畢業(yè)論文,但要完成對課題的深入了解,提出問題并找到解決方法,并在專業(yè)工程課程中參加答辯;后一學期根據(jù)具體的研究項目撰寫畢業(yè)論文,根據(jù)相關要求制作出實體,并進行最終的答辯。盡管畢業(yè)設計在組織形式等方面有所不同,但兩校對畢業(yè)設計的要求同樣嚴格。
四、結語
綜合比較UNSW和SJZU的課程體系,從課程設置、課程群特點、實踐環(huán)節(jié)等幾方面進行了對比,找出各自特點,借鑒國外的經(jīng)驗,提出一些操作性強、易于實踐的新想法,為深化教學改革、優(yōu)化課程體系,完善課程體系建設以及特色專業(yè)建設提供依據(jù)。
其一,在課程設置上,UNSW重基礎,更重專業(yè)教育?!昂窕A”可以提高學生的就業(yè)適應性,“強專業(yè)”有利于提高學生的工程適應性;SJZU更重視專業(yè)基礎教育,有利于學生進入更高層次的學習。借鑒國外的課程設置情況,取長補短,在兼顧通才與專才教育的前提下,要進一步完善修訂培養(yǎng)方案,調(diào)整課程體系,探索適應SJZU特色專業(yè)的人才培養(yǎng)模式。
其二,在課程群建設上,既要保持知識的系統(tǒng)性和行業(yè)特色,又要注重知識點的融合以及理論和實踐教學的融合,并側重知識的寬泛性和工程實用性。在課程群建設中,刪減重復課程,加強知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系,注重課程內(nèi)容的銜接,強化知識的綜合應用。
其三,在實踐環(huán)節(jié)中,實施課堂教學與實踐教學的銜接,并逐步形成以“課程任務”為主線的教學思路。通過課堂中的“課程任務”,鍛煉學生的動手能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,使他們在完成各種課程任務過程中,將知識學以致用,不僅掌握知識,鍛煉能力,而且也培養(yǎng)他們的學習興趣,增強自信心,最終達到理解知識、運用知識的目的。
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Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between
China and Australia
LUO Jiman1, ZHENG Xijian1, YUN Yanbin2, DUAN Chunzheng3
(1. Traffic and Mechanical Engineering College, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, Liaoning Province, P. R. China;
2. College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China;