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冶金過程檢測(cè)與控制教學(xué)方法論文
冶金過程檢測(cè)與控制教學(xué)方法論文【1】
摘要:冶金過程檢測(cè)與控制是冶金技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課程。
課程具有實(shí)踐性強(qiáng),內(nèi)容繁雜,名詞概念多,教師教學(xué)過程容易單調(diào),學(xué)生學(xué)習(xí)遇到枯燥乏味、抽象難懂問題容易失去興趣。
在教學(xué)改革實(shí)踐中,本文從教學(xué)模式、教學(xué)方法和能力培養(yǎng)等方面結(jié)合創(chuàng)造輕松愉快教學(xué)氛圍實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)作一些嘗試和探索。
關(guān)鍵詞:檢測(cè)與控制 因材施教 教學(xué)方法 興趣
教學(xué)
冶金過程檢測(cè)與控制是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。
教師要通過以實(shí)踐為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué),把枯燥而深?yuàn)W的書本理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為豐富多彩的教學(xué)活動(dòng),打破學(xué)生厭學(xué)的心理,并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中解決問題,發(fā)現(xiàn)問題,從而提高學(xué)生的創(chuàng)造能力和解決檢測(cè)實(shí)際問題的能力,為走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
教師必須深入研究,積極探討教學(xué)方法,根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容靈活多變,因材施教,提高教學(xué)效果。
一、問題式教學(xué)
問題式教學(xué),即問題具體化,用提問引導(dǎo)學(xué)生的思考,培養(yǎng)思維能力。
古希臘學(xué)者普羅塔戈說過:“頭腦不是一個(gè)要被填滿的容器,而是一束需要被點(diǎn)燃的火把。”為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)、突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)、解決疑點(diǎn),根據(jù)中職教育和創(chuàng)新教育的精神,結(jié)合本課程內(nèi)容的實(shí)際特點(diǎn),確定本課程教法的指導(dǎo)思想是:想方設(shè)法引起學(xué)生注意,引導(dǎo)他們積極思維,熱情參與,獨(dú)立自主地解決問題。
具體做法如下:
組織教學(xué)內(nèi)容以問題開始,教師在解答的過程中將一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)講清、講透。
比如教師在講授溫度測(cè)量課程內(nèi)容之前,首先向?qū)W生提出問題,請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)回答測(cè)量概念,在搞清楚測(cè)量的概念之后,再進(jìn)入新課的教學(xué)內(nèi)容,以提問方式引導(dǎo)學(xué)生的思維。
二、舉例式教學(xué)
舉例式教學(xué),即結(jié)合生活物品,講解教材,吸引學(xué)生注意力。
舉例教學(xué)是貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)方法。
檢測(cè)與生活是密切相關(guān)的,只要注意觀察,在日常生活中有很多現(xiàn)象可以與教學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系。
教師首先列舉生活中的例子,然后逐漸引入教學(xué)內(nèi)容,這樣有利于學(xué)生掌握和記憶課本上的相關(guān)知識(shí)。
例如在講授溫度的概念時(shí),教師可以列舉日常生活中常見的天氣預(yù)報(bào)、人體體溫、大棚種菜、超市冰柜等溫度測(cè)量的生活常識(shí)進(jìn)行分析討論。
然后,筆者引導(dǎo)學(xué)生列舉一些生活中的檢測(cè)手段及其使用檢測(cè)工具的例子,如:電子秤、溫度計(jì)、加油站等,這樣就可以進(jìn)一步引入教材內(nèi)容,吸引學(xué)生注意力。
三、討論式教學(xué)
討論式教學(xué),即乏味的問題興趣化,抓住學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)。
結(jié)合教學(xué)內(nèi)容采用討論式教學(xué),這種教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,活躍課堂學(xué)習(xí)氣氛。
溫度測(cè)量課的重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)和了解熱電偶測(cè)溫,所以筆者讓學(xué)生分別以溫度測(cè)量的課題組成若干小組,各小組充分預(yù)習(xí)和討論,研究解決溫度測(cè)量的方法。
四、采用現(xiàn)代化教學(xué)手段
采用現(xiàn)代化教學(xué)手段,使抽象問題形象化、理性知識(shí)感性化。
教師運(yùn)用動(dòng)態(tài)的多媒體影像演示實(shí)物、操作、動(dòng)畫等內(nèi)容,可以形象地表示出一些難以理解和想象的物體空間或運(yùn)動(dòng)的情景。
對(duì)測(cè)溫過程的教學(xué)內(nèi)容,教師可以采用多媒體演示,既圖文并貌,又占用時(shí)間不多,教學(xué)效果良好。
利用多媒體,教師就可以把熱電偶實(shí)體展示給學(xué)生,使學(xué)生對(duì)它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直觀的認(rèn)識(shí)。
五、注意教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合
教師可以把本課程的內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合,例如在鋼鐵知識(shí)實(shí)習(xí)課中讓學(xué)生觀察鐵水測(cè)溫的熱電偶外部結(jié)構(gòu)。
這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又可以促進(jìn)和加深學(xué)生對(duì)難點(diǎn)內(nèi)容的理解。
溫度測(cè)量這部分內(nèi)容抽象枯燥,學(xué)生容易產(chǎn)生厭煩情緒,因此,教師激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就成了課程教學(xué)需解決的首要問題。
教學(xué)過程中,教師可先給學(xué)生幾分鐘時(shí)間,舉出生活中常見的天氣,談?wù)剬?duì)溫度的認(rèn)識(shí)等,再通過數(shù)據(jù)、圖表說明溫度在生活和工業(yè)生產(chǎn)中使用的普遍性,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到溫度測(cè)量在國(guó)民生產(chǎn)中的地位和重要性,然后,舉出學(xué)生比較感興趣的例子,并提出疑問。
這種開頭可以使抽象的內(nèi)容與生活實(shí)際聯(lián)系起來,大大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生的求知欲。
教師在教學(xué)的過程中應(yīng)注意觀察生活,收集素材,以便在教學(xué)中充分使用,從而把抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成便于理解的實(shí)用知識(shí)。
總而言之,在冶金過程檢測(cè)與控制教學(xué)中,教師應(yīng)圍繞興趣教學(xué)這個(gè)中心點(diǎn)展開,針對(duì)課程中的某些疑難的內(nèi)容、概念,應(yīng)盡可能地采用有趣、直觀、多樣的方式進(jìn)行教學(xué);多列舉生活、生產(chǎn)中的實(shí)例,以學(xué)生為中心,活躍課堂氣氛,將抽象、深?yuàn)W的知識(shí),用生動(dòng)形象的語言和實(shí)例,深入淺出地講授給學(xué)生,使學(xué)生能夠相對(duì)容易地理解和吸收,且能舉一反三應(yīng)用到實(shí)際中去,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)求知。
因此,教師因材施教,對(duì)癥下藥,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,才能讓學(xué)生更好地學(xué)好這門課程。
冶金傳輸原理課程過程教學(xué)方法的論文【2】
[摘 要] 文章根據(jù)冶金傳輸原理課程特點(diǎn),分析了教學(xué)過程中的一些現(xiàn)象,在總結(jié)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上,采取多種方式相結(jié)合,加強(qiáng)理論和實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的過程教學(xué)模式,提高學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,提高教學(xué)質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞] 冶金傳輸原理 理論和實(shí)踐 過程教學(xué)
冶金傳輸原理是以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理和物理化學(xué)等課程為基礎(chǔ)并與冶金過程緊密聯(lián)系的冶金類專業(yè)基礎(chǔ)課。
廣大師生普遍認(rèn)為該課程“難學(xué)難教”[1],其中冶金傳輸原理的“難學(xué)”,主要體現(xiàn)在課程的相關(guān)概念、定理、定律,特別是相似原理、因次分析以及相似準(zhǔn)數(shù)等的抽象性,對(duì)于第一次接觸這些內(nèi)容的初學(xué)者,難以與實(shí)際的物理過程相結(jié)合,而表現(xiàn)為“難學(xué)”。
對(duì)于冶金傳輸原理的“難教”,是該門課程數(shù)學(xué)與物理高度結(jié)合的特點(diǎn),而學(xué)生專業(yè)知識(shí)的不足以及數(shù)學(xué)、物理知識(shí)不扎實(shí)等實(shí)際問題,在實(shí)際的教學(xué)過程中如何克服這些問題,能夠使學(xué)生理解和掌握教學(xué)大綱所規(guī)定的內(nèi)容,是“難教”的主要表現(xiàn)。
因此,針對(duì)這些問題,如何提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)具有實(shí)用型及創(chuàng)新型素質(zhì)人才的要求,是該門課程教學(xué)改革始終探索的方向。
冶金傳輸原理的課程特點(diǎn)
冶金傳輸原理課程的特點(diǎn)是數(shù)理解析較重,其理論和研究方法來源于流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及成熟的質(zhì)量傳遞理論而形成一門獨(dú)立的學(xué)科,解析方法著眼于物理概念和數(shù)學(xué)表達(dá)的統(tǒng)一,并且突出了物理過程的特點(diǎn)[2]。
它是一門既有較強(qiáng)的理論性,又有很強(qiáng)的實(shí)踐性的課程[3]。
傳輸理論應(yīng)用于冶金的實(shí)際過程,首先要對(duì)實(shí)際過程進(jìn)行觀察分析,建立簡(jiǎn)化的物理模型,然后建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,再用數(shù)學(xué)分析解法、相似原理—模型實(shí)驗(yàn)法和類比法等適合的方法求解給實(shí)際過程提供理論支持。
自上世紀(jì)80年代以來,由于計(jì)算機(jī)軟、硬件的快速發(fā)展為傳輸過程的數(shù)值計(jì)算提供了強(qiáng)大支撐,使計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算傳熱學(xué)等也隨之有了長(zhǎng)足的發(fā)展,目前,數(shù)值計(jì)算已成為傳輸原理的重要組成部分,同時(shí)也豐富了課程的內(nèi)容。
冶金傳輸原理過程教學(xué)的方法
把冶金傳輸原理基本概念以及理論模型和冶金工程應(yīng)用相結(jié)合,關(guān)鍵是介紹這些理論、模型與實(shí)際的冶金問題相結(jié)合的過程,實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用。
這樣一方面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,另一方面提高學(xué)生興趣,加深理論知識(shí)的理解以及對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí),提高教學(xué)質(zhì)量。
結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的方法和針對(duì)性的措施。
1.課內(nèi)與課外相結(jié)合
課程數(shù)理解析較重的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在涉及的數(shù)學(xué)、物理知識(shí)較多,為了更好地完成教學(xué)內(nèi)容,就需要學(xué)生掌握扎實(shí)的數(shù)理知識(shí),這樣,課前有針對(duì)性的預(yù)習(xí)就顯得很重要。
因此課內(nèi)與課外相結(jié)合就表現(xiàn)為課前的預(yù)習(xí)、課堂的聽講和筆記以及課后的復(fù)習(xí)和及時(shí)完成作業(yè)的模式。
在課堂上,通過回想式的提問,鞏固上節(jié)課的知識(shí)點(diǎn),起到承上啟下的作用,使本節(jié)的知識(shí)點(diǎn)能夠順暢銜接和充實(shí),并且及時(shí)明確下節(jié)的內(nèi)容,學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)能夠有針對(duì)性地查漏補(bǔ)缺,從而有效地利用課堂時(shí)間進(jìn)行傳輸原理的教學(xué)。
通過這些環(huán)節(jié)的積極實(shí)施,提高課堂的教學(xué)效果。
2.啟發(fā)式與能動(dòng)性相結(jié)合
冶金傳輸過程的相關(guān)概念、定理、數(shù)學(xué)物理模型以及解析方法,對(duì)于初學(xué)者來說比較抽象,特別傳輸過程簡(jiǎn)化物理模型、數(shù)學(xué)模型的建立,以及數(shù)學(xué)模型的解析等,是知識(shí)的綜合應(yīng)用,特別是數(shù)理解析過程復(fù)雜、繁瑣,對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的學(xué)生顯得猶為枯燥乏味,影響了教學(xué)的效果。
針對(duì)這種情況,在課堂上采用適當(dāng)?shù)奶釂栠M(jìn)行啟發(fā)式互動(dòng),了解學(xué)生對(duì)基本概念的理解程度,及時(shí)引導(dǎo)概念的轉(zhuǎn)換。
對(duì)于一些簡(jiǎn)單的推導(dǎo),在介紹基本的推導(dǎo)方法后,讓學(xué)生參與其中,共同完成過程的推導(dǎo),使學(xué)生在這樣的方式中,掌握解析方法。
另外,結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容,布置適當(dāng)?shù)恼n外作業(yè),加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。
3.專業(yè)知識(shí)與自然知識(shí)相結(jié)合
根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,冶金傳輸原理課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課,安排在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)之后,學(xué)生雖然完成了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),但對(duì)于專業(yè)的認(rèn)識(shí)、工藝知識(shí)的理解還是有很大的局限性,加之冶金過程的高溫和不可見性,實(shí)際的冶金物理過程更具有抽象性,這些都加大了教學(xué)過程中與實(shí)際結(jié)合的難度,降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,影響教學(xué)效果。
因此,把冶金傳輸原理與實(shí)際生活中的應(yīng)用結(jié)合起來,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
例如自然對(duì)流傳熱在換熱方面的應(yīng)用,即密度是溫度的函數(shù),由于溫度的變化使密度變化而產(chǎn)生了自然流動(dòng),完成熱量的交換,這就是土暖氣的原理,以及煙囪是伯努利方程的實(shí)際應(yīng)用、流體的黏性與渦流的產(chǎn)生等。
這樣的實(shí)際應(yīng)用提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。
4.教學(xué)與科研相結(jié)合
本科的教學(xué)與科研有著密切的關(guān)系,把教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的研究成果與實(shí)際的教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,擴(kuò)充了學(xué)生的視野,豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容,提高了學(xué)習(xí)的興趣和教學(xué)質(zhì)量。
如動(dòng)量傳輸中流體流量的測(cè)量,就是伯努利方程的具體應(yīng)用,其中對(duì)節(jié)流裝置的標(biāo)定是采用實(shí)流標(biāo)定或者風(fēng)洞試驗(yàn),利用相似原理確定相關(guān)相似準(zhǔn)數(shù),根據(jù)相似充要條件,建立試驗(yàn)?zāi)P拖到y(tǒng)和實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)的相似準(zhǔn)數(shù)方程,通過確定的相似準(zhǔn)數(shù)將試驗(yàn)?zāi)P拖到y(tǒng)與實(shí)際流體流量的測(cè)量連接起來,由于實(shí)際流體流量的測(cè)量。
為了確定氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉工藝參數(shù)而設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐冷態(tài)模擬實(shí)驗(yàn);以連續(xù)鑄鋼過程溫度場(chǎng)的模擬計(jì)算,根據(jù)結(jié)晶器、二冷卻區(qū)和空冷區(qū)的不同邊界條件,進(jìn)行連鑄溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算,并介紹典型的有限差分法、有限單元法和有限容積法等數(shù)值計(jì)算方法,介紹計(jì)算機(jī)在傳輸中的應(yīng)用,同時(shí)介紹在計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算傳熱學(xué)的方面有成熟應(yīng)用的如FLUENT、PHOENICS等商業(yè)軟件,使學(xué)生了解傳輸原理在數(shù)值計(jì)算方面的進(jìn)展情況以及在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用,如中間包流場(chǎng)的計(jì)算、鋼包桶式精煉爐底吹氬時(shí)流場(chǎng)的分布等。
5.理論與實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
冶金傳輸原理工程技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)決定了其實(shí)踐環(huán)節(jié)非常重要。
在課堂教學(xué)的課時(shí)外,安排有6個(gè)-8個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,主要有驗(yàn)證位能、靜能和動(dòng)能之和為常數(shù)的伯努利方程實(shí)驗(yàn);通過流速和差壓來進(jìn)行流體流量測(cè)量的實(shí)驗(yàn);轉(zhuǎn)爐冷態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)等。
采用教學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,均可使學(xué)生對(duì)相應(yīng)的物理過程有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí),強(qiáng)化理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程。
在傳輸原理的教學(xué)過程中,要結(jié)合冶金工程專業(yè)的工藝特點(diǎn)與相關(guān)的傳輸原理進(jìn)行有機(jī)的關(guān)聯(lián),如埃根公式在高爐煉鐵中的應(yīng)用、動(dòng)量傳輸在連鑄中間包流場(chǎng)分布方面的應(yīng)用以及渣-鋼間反應(yīng)的傳質(zhì)模型等,在這方面給學(xué)生一個(gè)有益的導(dǎo)向。
6.知識(shí)的持續(xù)更新
為了更好地實(shí)施冶金傳輸原理的過程教學(xué),在平時(shí)要不斷進(jìn)行教學(xué)方法、專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)以及工程實(shí)踐的積累。
對(duì)于教學(xué)方法的學(xué)習(xí),一方面要查找教學(xué)過程的不足,另一方面要請(qǐng)教教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師、專家,通過聽課的方式,取長(zhǎng)補(bǔ)短,積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
專業(yè)知識(shí)方面的積累,主要是通過平時(shí)的備課以及在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題,及時(shí)查閱相關(guān)資料進(jìn)行求證,如對(duì)流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及數(shù)值計(jì)算、計(jì)算方法等方面知識(shí)的學(xué)習(xí)、積累,通過自學(xué)或請(qǐng)教于專家,來加強(qiáng)自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解,同時(shí),利用帶隊(duì)實(shí)習(xí)、與企業(yè)橫向課題合作以及去企業(yè)實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì),不斷充實(shí)自己的工程實(shí)踐知識(shí),可以為過程教學(xué)提供更多、更豐富的工程實(shí)例,并且借助自己所在的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的平臺(tái),把冶金實(shí)際以及科研的內(nèi)容提煉為簡(jiǎn)潔明了的課堂語言傳輸給學(xué)生,提高過程教學(xué)的效果。
結(jié) 論
冶金傳輸原理教學(xué)過程貫穿于每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、每一節(jié)課教與學(xué)的小環(huán)節(jié),以及理論與實(shí)踐相結(jié)合的小環(huán)節(jié)之中,這樣的環(huán)環(huán)相扣,提高學(xué)生掌握知識(shí)的能力和教學(xué)質(zhì)量。
教學(xué)的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)踐問題的能力,授之以“漁”使學(xué)生在以后的工作中,在所掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上,能夠繼續(xù)得到豐富和提高,培養(yǎng)實(shí)用型人才。
參考文獻(xiàn):
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[2]王超,楊雙平,袁守謙,魯路.加強(qiáng)冶金傳輸原理課程理論聯(lián)系實(shí)際的過程教學(xué)[J].中國(guó)冶金教育,2010,9.
[3]高家銳.動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳輸原理[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1987:1-2.
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