核物理工程基础

核物理工程基础（精选7篇）

核物理工程基础 篇1

自20世纪70年代以来,世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响,工程活动对知识技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。从动力生产、能源节约、环境保护以及工业生产过程本身特点来看,工程专业学生应该具备合理用能、节能和环保的意识并懂得其基本的技术,而热物理基础课程的内容是合理用能及节能理论中的最基础与核心的部分。因此,作为介绍热能的有效、合理的利用和转换、传递技术的热物理基础课程,不仅应是大工程观下能源动力类专业高等工程教育中的重要理论基础课[1～2],而且也应是21世纪所有大工程观下工程专业学生的公共理论基础课。

高等工程教育[3～4]的热物理基础课程教学是培养具有热物理工程技术的“大工程观”要求的高等工程人才的唯一途径。因此,热物理基础课程和教学的改革占据着“大工程”培养观的重要地位,在大工程观下高等工程技术人才的培养方案中,热物理基础课程体系是整个工程专业课程体系的基础,应首先进行改革,为整个培养具有大工程理念的高级工程技术人才打好基础。

一、热物理基础课程体系现状分析

(一)热物理基础课程特征分析

在中国,热物理基础课程一般指《工程热力学》与《传热学》两门课程。同时,由《工程热力学》与《传热学》组成的《热工学》、《热工基础》或《热物理学》也属于热物理基础课程的范畴。高等数学与大学物理是热物理基础课程的前续课程。对于工程专业而言,高等数学与大学物理是基础中的基础,很多学不好热物理基础课程的学生,主要是因为高等数学基础知识或者大学物理基础不扎实所造成的[5,6]。《工程热力学》是一门较完善的课程,已形成较完整的理论体系,并具有完整的理论结构和实际应用内容。《工程热力学》课程中的基本概念和理论基础是热力学工程实际应用的基础,若基本概念和理论基础没掌握好,必然导致不能熟练推导出数学公式,从而会致使热力学工程实际应用学习的难度大大增大,甚至会使得学生产生厌学的情绪。与《工程热力学》不同,《传热学》的公式很多是来自于实验的归纳整理,需要记熟背熟。《传热学》主要是使用其原理或知识进行分析,而《工程热力学》主要是推导计算。两门课程的共同特点是必须大量做思考题和习题,才能真正掌握,熟练应用。

(二)热物理基础课程体系存在的问题

与大工程观背景下工业先进国家的热物理基础课程教学相比较,还有较大的差距,主要表现为[7]:(1)轻视实际、脱离实际;(2)人才培养的热物理知识结构体系不够完善,面向实际的热物理工程训练不足,与企业联系不够紧密;(3)办学方向面向热物理工程不够,教学模式和教学方法陈旧,文化陶冶过弱,专业教育过窄,功利导向过重,共性制约过强等。

二、大工程观下热物理基础课程体系构建

针对目前中国高等工程教育中热物理基础课程教学存在的问题,其改革思路是:以“大工程观”教育理念为指导,以理论教学与实践教学结合为基础,以热物理与其他课程交叉渗透为依托,以热物理工程的实践性与培养学生的创新性为核心,以具备合理用能、节能和环保能力的培养为主线对工程专业的热物理基础课程进行适应性改革,探索大工程观背景下工程专业热物理基础课程改革新途径(如下页图1所示)。

(一)大工程观下热物理基础理论课程体系构建

1. 统筹规划,合理安排工程专业热物理基础课程体系结构和内容。

(1)研究适应各大类工程专业学生培养需要的热物理基础课程结构和内容。根据各大类工程专业学生培养所需要热物理基础知识的不同,各大类工程专业可分成三大类:1)热物理基础课程是该类型专业的重要技术基础课;2)热物理知识是某一大类中部份专业的技术基础,而对另一些专业则关系则要远一些(工业设计)或者热物理知识是某类专业(如材料成型与控制工程)中的某一方向(如铸造、焊接)的主要技术基础课但与另一些方向(如真空技术及设备)关系较远;3)热物理知识与该大类专业的主干技术无直接的关系。因此,可针对此三大类工程专业开设不同结构和内容的热物理基础课课程,并可分为高学时(必修)的《工程热力学》和《传热学》、中学时(必修与选修)的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》和少学时(必修与选修)的《热物理学》等三种。对于同一大类中的不同类型专业在教学内容上还可有所不同侧重或以专题形式作适当补充。对于中学时(必修与选修)的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》;和少学时(必修与选修)的《热物理学》,应强调理解基本概念,掌握方法,而不深究公式的推导,通过典型问题的分析,达到举一反三的目的。(2)热物理基础课程的相互渗透和相互融合。由于热物理基础课程的内容是相互渗透、密切联系的,必然存在交叉、重复部分。经过综合分析,可对那些有益的或是讨论角度不同造成的重复内容进行谨慎处理(如有些内容压缩,而有些内容则须加强)。其处理原则是:既要考虑课时的有效利用,又要保持热物理基础课程之间的衔接和层次。(3)拓宽热物理基础课程的工程应用,增强与工程专业的联系。热物理基础课程在工程实际中有广泛的应用,在教学过程中,应突出地反映这一特点。从两个方面着手,首先把每个教学单元划分为基础篇和应用篇,基础篇着重掌握基本概念、定律,应用篇则力求培养分析能力,采用点面结合的方法。所谓点,就是讲清某单元基础知识在工程实际或专业课某方面的应用,其中包括一定数量的例题或习题;所谓面,则是针对教师的科研、技术开发课题或科技论文做专题讨论,综合所学的知识。学生对这种教学方式反映热烈,觉得学有所用。(4)更新热物理基础课程内容,适应现代发展要求。近代工程技术的发展给本科《传热学》教学带来了巨大的变化,《工程热力学》的教学内容也不同程度地存在类似的情况。例如,二十年前的本科生教材很少有关于火用分析方面的内容,而现在这个状态参数已经被广泛接受并用来分析工程设备过程的能量利用情况。

相对于《传热学》,《工程热力学》的国内外教材的内容显得似乎过于稳定,近年来出版的教材中新技术的概念介绍极少。比如,当前中国的长期能源问题已经十分突出,为保护环境,执行可持续发展的方针,在“十二五”规划教材上,《工程热力学》应该对新的、先进的能源利用方式(联合循环发电、氢能利用、燃料电池、分布式发电和热电冷三联供、新能源发电等等)有适当的反映。超临界和超超临界循环是传统燃煤汽轮发电机组提高经济性与环保性的有效途径,也是近年来国外燃煤火电厂的重要发展方向及中国要积极研发的方向,在热物理基础课程新教材和今后的教学中也应有相应的地位。如在这方面予以充分重视,在热物理基础课程新教材和今后的教学中注意扬弃旧的思想、研究方法及其内容,利用一定学时介绍各学科的新方法、新内容,努力使教学内容适应现代科技的发展趋势。

2. 热物理基础课程与其他课程交叉渗透。

(1)热物理基础课程与物理课程的交叉。热物理基础课程中的部分内容与大学物理中的热学存在重复。大学物理中,热学内容总学时数为12～14学时,且热力学两个定律只安排6学时。由于物理学主要解决“是什么”、“为什么”的问题,而热物理基础课程主要解决“做什么”、“怎么做”的问题,因此在热物理基础课程中,应着重讨论热力学系统与环境(外界)相互作用的形式;热平衡态与准静态过程的矛盾与统一;热力学中如何延拓力学中的力、位移、功、热力学能概念;为什么要讨论可逆过程,如何由不可逆过程抽象出可逆过程概念,熵是如何引入的,为什么要定义一个熵函数等等。(2)热物理基础课程与流体力学课程的交叉。例如,《传热学》的对流换热部分,有大量的边界层和绕流理论,是重复流体力学的内容。又如,流体力学和热力学中都有气体在管道、喷管中流动的理论。经过综合分析,可以对那些完全重复内容予以削减,或者进行谨慎处理,但要保持热物理基础课程与流体力学课程之间具有较好的衔接性。(3)整合出新型热物理课程。为适应不同类型专业的需要,可以开设出一些综合性的、新的热工类课程。无论是能量转换、热量传递还是质量传输,都存在如何提高转换效率、传递效率和节约能源的问题,其中的关键是要减少过程的熵产(或不可逆损失)以及强化传递过程。为此,可开设一门综合《工程热力学》、《传热学传质学》和《流体力学》的新课——例如可称之为《工程装备热流设计与优化》。如果关于“优化”的内容能具体结合一些工程专业过程中的具体问题,那么这样的课程就会受到相关专业的欢迎。

(二)大工程观下热物理基础实验课程体系构建

从热物理基础课程发展历史来看,实验研究和数学物理方法是并行发展、相互补充、相互促进的;而从教学角度分析,实验是锻炼学生动手能力,培养学生理论联系实际和解决问题能力的重要环节。如何完善和合理组织实验内容将直接影响课堂教学的效果。为此,在热物理基础实验教学中突破以往的传统模式,以配合理论教学、巩固课堂效果为目的,以培养应用型人才为目标,改革实验教学方法,加强实验室建设,有效地发挥了实验室的功能。

1. 科学设置热物理基础课程实验项目。

实验室应成为理论联系实际,培养学生动手操作能力的场所。为满足这种功能,应增加热物理基础课程实验学时,增设热物理基础课程实验项目,并相应设置演示实验(包括课堂演示)、验证性实验、应用性实验以及设计性实验。演示、验证性实验是不可缺少的内容,可帮助学生理解抽象概念,印证热物理基本理论和基本定律,巩固课堂学习内容,熟悉各种仪器设备及其操作规程,培养严谨的科学态度。应用性、设计性实验则是一般实验的一个飞跃,其作用更多的是为了培养锻炼学生的综合能力,引导他们的纵向和横向思维以及创新思想。这样,通过多方面、多层次循序渐进的实验过程,以求达到掌握基本技能和提高应用能力的目的。

2. 合理组织热物理基础课程实验。

以往的热物理基础课程实验模式,大多是学生根据实验指导书给出的原理和步骤等,机械地照搬硬套,做完实验、写出实验报告。这样既束缚了学生的积极性、创造性,也不能满足能力训练的要求。针对弊端,可对热物理基础课程实验方式进行合理组织。根据不同实验的性质,有的安排预习,在实验开始前由指导教师提出问题,让学生回答解决方法,以此评定预习成绩;有的则让学生分组,自己动手组装实验台,做完实验后集中评议,对比优劣,公开评定成绩;设计性实验则完全抛开指导书,代之以设备说明书、实验任务和要求等,让学生自己拟定实验方案,发挥学生的创造力。

3. 更新热物理基础课程实验设备和内容。

随着科技的进步和学科的发展,热物理基础实验的技术和手段也更加完善,内容不断推陈出新。要适应这种发展,不能仅仅依靠学校的拨款。在有限的财力、物力条件下,调动教师积极性,自行研制、设计新实验,改造原有设备,开发新项目。例如,可以自行设计改造对流传热过程阻力实验的微机采集和处理系统、热管换热器试验台等项目,这样既可节省大量的经费,锻炼了教师队伍,又可保证学生能够在实验中学习新知识、新技术,开拓视野。

4. 制订严格合理的考核制度。

实验成绩的好坏,应有一个合理的考核方法。以往的考核大多以实验报告为依据,而实验报告中大部分内容是从实验指导书上照抄的实验目的、原理、步骤等,考核成绩不能反映学生的实际水平和能力以及相互之间的差别,影响了学生学习的主动性和积极性。为此,可制订一套考核方法,分为纪律情况和学习态度、预习程度、操作和解决问题能力、实验结果、实验报告等多项考核内容,贯穿了整个实验过程,每项内容按10分制评定成绩,在统一印制的学生实验卡上反映出来,这样能促使学生在实验的各个环节都认真对待,可提高实验效果。

三、结论

时代在前进、教育在发展、教学工作在改革,包括教学内容也应改革,与时俱进。作为热物理基础,一方面为大工程观背景下各类工程专业学生学习后续专业课等提供预备知识;另一方面通过实验、测试技能训练,提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。

从教育改革的发展趋势和培养本科层次的工程技术人才的角度来看,理论与实际相结合,强化技能训练、培养学生的技术应用和开发能力应是技术基础课的重要任务。在大工程观下工程专业热物理基础课改革过程中,兼顾知识结构和能力培养两个方面,使之成为由基础到专业、从理论面向应用的桥梁,确保培养的工程人才具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力。

参考文献

[1]鄂加强,杨蹈宇,崔洪江,唐文武.工程热力学[M].北京:中国水利水电出版社,2010.

[2]邓元望,袁茂强,刘长青.传热学[M].北京:中国水利水电出版社,2010.

[3]李培根.工程教育需要大工程观[J].高等工程教育研究,2011,(3):1-2.

[4]谢笑珍“.大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究,2008,(3):35-38.

[5]黄凯旋,刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报,2001,(3):73-75.

[6]王永川,王胜捷,宁占武,李建新,刘志璋.面向21世纪热工课程教学体系及内容的改革[J].阴山学刊,2001,(4):67-68.

[7]李桂芬,朱亚珠.热工基础课程教学改革与建设的思考[J].廊坊师范学院学报:自然科学版,2008,(3):94-98.

现代物理前沿与基础物理教学 篇2

传统的物理教学长期在统一的教学大纲,统一的教材,统一的考纲,统一的考试的约束下,教师已习惯于把自己的思想和兴趣局限于这统一的框架内,教师的创造性逐渐被磨灭. 而且,教师又以这一切去框架学生,直接压抑了学生的进取精神和创新精神,致使他们很难对传统进行否定、向权威挑战. 我们历来认为教师负有“解惑”的天职. 这就是教师不敢轻易将有争议的尚未定论的或正处于发展之中的科技新成就、科学新思想介绍给学生,将物理学的新进展排斥在教育之外,为的是不给学生课后留下疑问和争论. 传统的物理教学讲课风格是细嚼慢咽式的. 教师把知识组织的井井有条,对课程的内容的每一个细节都作详尽的解释,对学生可能发生的误解一一予以告诫,知识传授的容量和密度大大受到制约. 久而久之,学生往往认为书本上、课堂上教师讲授的是绝对正确的知识. 结果,养成了他们唯书、唯师的学习习惯,只会继承,不会创新,只会接受,不会否定,迷信权威,缺乏怀疑和批判精神[1]. 他们误认为300年前由牛顿建立的经典力学就是力学知识的全部,150年前麦克斯韦建立的电磁场理论至今是唯一的经典,光的叠加原理是解释全部光学现象的不可动摇的基础,玻尔的原子轨道是神圣的法则. 或者说,在这样的物理教育思想的指导下,只让我们的学生了解到了物理学的昨天,而不懂得重要的是让我们的学生知道物理学的今天,更要让他们去探索物理学的明天.

二、更新基础物理教师的知识,扩展基础物理的内容

物理学的进展越来越表明,由于物理学研究对象的扩展,从宏观到微观,从传统物理过程到化学过程,从无生命到有生命,从线性走向非线性,从平衡走向非平衡,从可逆走向非可逆,以至于很难传统的眼光来界定什么是物理学了[2]. 物理学家玻尔曾说: “物理学所涉及的就是我们对于自然界所能说的东西. ”而今天的物理学,正如国外的物理学家风趣的说: “什么是物理学? 物理学家所做的工作就叫物理学. ”1995年在我国厦门召开的第十九届国际统计物理学大会,其中有近60篇论文的题目看起来不太像物理学,如“生物进化、蟑螂、药物DNA系统、心率、曲折的河流、聚丙烯、谷堆、文字的存储、交通流量、沸石笼”等[3]. 今天的物理学已代表着一套获得知识、组织知识和应用知识的有效步骤和方法,把这套方法运用到什么问题上,这问题就变成了物理学. 从这种发展趋势来看,基础物理教师必须跟踪物理学的现代进展,按照物理学的发展趋势改变我们陈旧的物理观念,改变我们单一的知识结构.

三、激发学生学习物理的兴趣

激发学生的学习物理的兴趣,还必须让学生认识到物理学是一门不断发展的学科,它不断的拓展人类认识自然的疆界,当对宏观世界的物理规律有所认识后,便深入到微观世界去寻求未知; 当对无生命体系的物理规律有所认识后,又开始对有生命体系物理规律的探索,因而,物理学成为一项激动人心的智力探险活动. 它呼唤人们为揭示自然奥秘不断开拓进取,它激励着年轻人展开想象的翅膀在浩瀚的宇宙中自由的翱翔[4]. 物理学还存在着许多不解之谜有待年轻一代去探索. 也许有的教师会认为将现代物理学发展前沿介绍给学生不现实,新闻式的匆匆介绍,学生不可能有真正的理解,谈不上激发学生学习物理的持久兴趣和热情. 但事实并非如此,青少年求知欲旺盛,好奇心强,正处于立志阶段,他们对尚不完全理解但能看到发展前途的科学会孜孜不倦地去追求,以至成为终身追求的目标. 著名科学家杨振宁教授曾谈到: 量子力学30年代发展迅速,那时他在中学图书馆读到有关量子力学的中译本,尽管作为中学生,他对这门新科学并不完全了解,但科学崭新的发展,奇妙的知识使他产生一种向往,这与他后来专攻物理学不无关系,这就是一个非常有说服力的典范.

四、基础物理教学渗透现代物理前沿知识的方法

1. 充分利用现代教育技术教学手段

随着时代的发展,信息技术、多媒体技术等现代教育技术手段与课堂教学的有机整合使我们的物理课堂教学更加丰富多彩. 由于现代教育技术能够化远为近,化繁为简,化难为易,化静为动,化抽象为具体,因为在物理教学中运用现代化教育技术,有利于打破时间,空间和课堂条件的限制,有利于揭示物理现象内部的发展变化,使得一些抽象的和不易看到的事物形象的显示出来,有利于弥补传统教学手段的不足. 比如,现代分形理论是认识自然界真实面目的一个有力工具,对它的渗透,如果只讲抽象的概念,就学生的认知水平,难以理解和接受. 如果利用电脑演示给学生,那奇妙的图象、美丽的色彩,那无尽的分形、无穷的变幻,必将给学生带来极大的惊喜,激起学生的好奇心和求知欲,调动起学生探求真理,崇尚科学的热情和兴趣.

2. 通过活动课程,渗透现代物理知识

在中学物理教学中,适当开展丰富多彩的科普活动,来渗透现代物理知识. 比如,组织学生参观科技展览; 开展常规性的科技教育活动; 聘请科学家作科普讲座、报告,科技课外阅读,收看科普节目等. 比如,收看我国第一位“太空教师”神舟十号女航天员王亚平在太空教授物理课,通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等五个物理实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象. 这些美妙的物理实验在全国激起了持久的科普热. 通过这些活动不仅让学生爱学物理,会学物理,而且激发他们对发展中的物理学产生一种向往和追求.

总之,在基础物理教学中渗透现代物理学知识,可以真正落实“教育要面向现代化,面向世界,面向未来”,改封闭式教学为开放式教学,使学生真正学有所得,学有所用,不断提高学生的综合素质,提高课堂教学质量.

摘要：物理学是整个自然科学的基础,是近代科学技术的源泉.几乎所有的科学技术体系中理论依据和技术手段都离不开物理学的研究成果.社会、科技的发展呼唤物理教学的现代化,联系现代物理前沿知识进行物理教学是促进物理教学现代化的重要措施.本文对基础物理教学中渗透现代物理前沿知识,变革物理教学的教育思想和教学方法进行了阐述,提出更新教师的知识,扩展基础物理的内容以及激发学生学习物理的兴趣等策略.

物理教学以“实验”为基础 篇3

关键词：物理教学,实验,实验技能

十多年的物理教学生涯, 我深刻地意识到学生亲自动手实验做的实验, 比起任何阅读, 比教师精心设计和操作的实验, 更能激发学生对这一学科的兴趣。所以学生的实验技能的培养是我们迫在眉睫的问题。

一、利用实验提高学生的学习兴趣, 调动学生学习的积极性和主动性, 体现物理实验教学的趣味性

我们在讲授每一节新课之前, 可以设计不同的演示实验, 激发学生的学习兴趣, 打开学生思路, 例如:“惯性”这一节的教学, 用事先准备好的一摞象棋子放在课桌上, 学生的注意力马上集中起来, 随后指导学生用薄塑料尺猛击最下面的棋子, 其他棋子安然无恙, 未曾倒塌, 让学生在愉快的环境中取获取知识。再如, “摩擦起电”这一节的教学, 上课前剪好的小纸人放在课桌上, 用硬泡沫塑料擦已经垫起的洁净玻璃的上表面, 放在玻璃下面的小纸人就翩翩起舞了。这样就能在活跃的气氛中, 激发学生的求知欲, 收到良好的教学效果。

二、利用实验, 形象直观地为学生提供感性认识, 培养学生的观察能力, 体现物理实验教学的直观性

观察是增长知识, 获得知识的基础, 是认知的途径。让学生通过实验, 观察实验现象, 身临其境, 耳闻目睹, 亲自获得具体的直接经验, 得到清晰的感性认识, 是学生形成物理概念, 理解物理规律的基础。例如, 人们天天生活在大气中, 但对大气有没有压强存在、大气压究竟有多大是不太清楚的, 或者即使知道也不一定信服。依据这一点, 我在课堂上成功地演示了“马德堡半球实验”和“托里拆利实验”让学生感受到大气压强的存在, 并获得了一定数值的观念, 留下了十分深刻的印象。这样, 学生就牢固地掌握了大气压的概念。反之, 若不做实验, 即使教师费尽九牛二虎之力, 恐怕学生也未必信服;做再多题, 学生也未必能真正地掌握。

三、利用实验, 启发学生深入思考, 培养他们发现

问题, 分析问题和运用知识解决问题的能力, 体现物理实验教学的综合性、多样性

通过实验, 学生得到的只是感性认识, 必须对实验现象进行分析、推理、归纳和概括, 对实验数据进行加工、处理, 去伪存真, 去粗取精, 在教师的引导下, 上升到理性认识, 形成物理概念, 导出物理规律, 或者验证概念、规律的正确性。如, 在做“凸透镜成像规律”的试验中, 我提出一个问题:若用一张不透明的纸挡住凸透镜的上半部分, 在光屏上还能成像吗?成的像是什么形状?像会怎样变化?先让学生猜想, 再做实验, 最后在教师的引导下分析总结实验。再如, 验证“牛顿第一定律”的实验, 让学生自己根据实验现象并进行推导, 得出结论, 推翻了亚里士多德的, 也是学生头脑中固有的“力是维持物体运动的原因”的错误观点, 进一步分析、概括出牛顿第一定律, 真正理解了牛顿第一定律。这也体现了以教师为主导, 学生为主体的教学方法。

四、利用实验, 培养学生的操作能力和严谨的科学态度, 提高学生的实验技能, 体现物理实验教学的自主性

“应试教育”模式下的学生高分低能者居多物理实验教学恰能弥补“应试教育”下的这种弊端, 明年我市中考要加入“实验技能”的考查, 这就告诉我们要重视实验教学。不同的实验, 实验原理、操作过程不同;不同的仪器, 使用方法, 操作规则也不同。因此, 学生在实验前必须仔细阅读、分析实验原理, 正确选择仪器;实验中要仔细、细心地操作, 正确地进行读数和记录实验数据;教师边巡视, 边检查, 边指导学生及时纠正操作错误的地方, 通过长期的训练, 潜移默化, 养成自己动手的习惯, 培养学生的实验技能。例如, “测定小灯泡功率”的实验, 是电学部分综合性较强, 考察能力较多的也是较难的学生实验。学生在实验前首先让他们分析、选择合适的电源、电表的量程及滑动变阻器, 然后根据实验要求, 设计画出电路图, 依据电路图连接实物图, 在实验中让学生自己体会数值的变化情况, 最后让学生自己简单地进行误差分析, 培养学生的多种能力。

五、利用实验, 培养学生理论与实际相结合的科学的思考问题的方法

日常生活中的许多现象都是与物理紧密联系的, 都可以用实验的方法解释验证和说明。如学了杠杆平衡的原理后, 让学生自己动手制作杠杆, 并讨论“国家为什么要淘汰杠杆”的问题。

如何为云计算奠定坚实的物理基础 篇4

无论是私人、公共还是混合型云网络, 为了支持大数据量传输和网络访问, 分布式计算模式的分散化水平无时无刻不需要卓越的网络性能支持。随着“带宽密集型”内容的增多, 新应用程序的出现, 以及企业用户数量的增加, 防止性能的下降变得越来越重要。为了确保物理层能满足不断增长的带宽需求, 网络设计者必须审慎选择基础设施组件。只有选择数据传输速度最快的解决方案作为云网络的物理基础, 网络管理员才能确保企业用户获得最佳的连接性, 缩短停机时间并减少会话中断故障出现的机会。

永远持续运行、高速和可靠的网络是企业界的一个梦想, 作为一种计算能力的服务和交付模式, 云计算具有满足这一需求的潜力。根据摩尔定律, 集成电路 (IC) 技术的进步会使计算能力成本指数级下降, 从而在推动更高要求应用的同时增加用户的消费量。虽然云计算技术能够提高硬件使用效率和灵活性, 但如果没有智能的、可管理的和可快速扩展的物理网络, 高使用率网络仍无法保证实现可靠的全天候正常运行。

云计算平台能为企业带来灵活性, 但灵活性和适应性的提高也给网络管理和网络安全带来了挑战。为了充分利用降低的功耗和增加的性能与容量, 同时维持逻辑网络的完整性, IT管理员需要实时可见并掌握共享云网络与物理网络之间的关系。只有确保能够对网络进行敏锐、直接的观察, IT管理员才能帮助企业提高效率, 最大限度地提高生产力并确保网络安全。另外, 智能技术可以让云计算供应商控制网络, 确保为企业用户提供满意、可靠、高质量的服务。

以物理实验为基础进行讨论式教学 篇5

一、正确处理“教”与“学”的关系, 以“不学不会”教育思想指导教学改革

“教”与“学”是辩证统一的关系。从“教”的角度研究教学, 教是矛盾的主要方面, 教师应起主导作用。“名师出高徒”就是这个道理。从“学”的角度, 即从教育的目的是要培养一代新人来研究教学, 学生是教学的主体, “不学不会”充分体现了学生的主体地位。我们所讲的“导”是一个外部的激励和育导因素, 它必须通过学生刻苦地“学”起作用, 进而取得令人满意的教学效果。

在过去相当长的时间内, 教学过于强调教的作用, 把“教导”变成了“灌输”, 学生完全处在被动的地位。当前教学中的主要弊病“满堂灌”就是“不教不会”思想束缚人们头脑的结果。

人类特有的智慧就是通过自己的劳动, 通过大脑的思维加工、改造, 正确地获取知识, 正确地掌握事物发展的客观规律, 并用于改造自然、改造社会。从这个意义上讲, 人类在获取知识的过程中, 不教也是可以的。不仅如此, 人们还能将已经掌握的知识不断地筛选提炼, 逐步积累, 并将这些知识传授给下一代, 促使人类社会不断进步。教育科学就是在这个过程中逐步发展丰富起来的。为了提高中华民族的素质, 培养开拓型人才, 摆在教育工作者面前的迫切任务, 就是优化这个教学过程, 使之适应新形势的需要。

因此, 教改实施方案必须明确提出如下任务:1.在研究教法的同时, 着重研究学生的学习方法和学习规律;2.在充分发挥教师主导作用的同时, 还必须充分发挥学生的主体作用;3.在处理教与学的关系上要做到三个有机结合, 即“教”与“学”有机结合, 理论学习和实践应用有机结合, 课内学习和课外活动应用有机结合。

二、以物理实验为基础传授物理知识

物理学是研究物体运动、变化及其规律的一门自然科学。离开了对物体运动、变化现象的观察, 我们就无法了解各种现象的发生过程及其变化规律, 所以在传授物理知识的过程中做好物理实验是物理教学的重要内容, 也是提高物理教学效果的有效措施。

中学生的思维基本上仍处于形象思维阶段, 从思维发展趋势来看, 则是处于由经验型的形象思维向理论型的抽象思维转变的初期, 在这个阶段他们有广泛的兴趣和求知欲望, 好奇心强, 喜欢怀疑和争论, 具有强烈的“自我肯定”意识。所以我们要做好物理实验, 应用形象思维给学生提供充分的感性知识, 采用讨论的方法, 适时地诱导学生向抽象思维过渡。这种按照事物自身规律, 适应学生年龄特征和心理特点, 把“教”与“学”有机结合起来的教学设计是符合唯物论的“实践—认识—再实践—再认识”的认识论的。具体做法如下:

1. 把演示实验尽可能地改为师生同时做的实验。如, 讲压强时, 要求每个学生带自制的沙盘和实验小桌;讲电阻时, 要求学生带自制的铅笔芯电阻器、电键、干电池, 教师再发给电流表, 要求学生自己连接电路, 随堂实验, 探讨与总结规律。杠杆是历届学生的学习难点, 究其原因, 是教师使用了不合理的教具, 从杠杆上直接谈力臂, 并采用水平平衡这一特殊情况。这就在学生思想上造成了产生各种错误的思维定势, 铸成学习难点。对这个涉及教材、教具和教法的问题, 我采用改革手段, 即设计十字形力臂尺, 实验时要求学生反复用力臂尺测量在各种不同位置平衡时的由支点到力的作用线的距离法, 较好地解决了这一难点。

2. 对只陈述物理规律而无实验的教材内容, 根据人的认识规律, 设计一些简易而有说服力的实验。如讲光的折射, 我增加了将硬币放在碗中, 让学生各找一个刚好看不见硬币的位置并保持不动, 然后向碗中倒水, 要求学生仔细观察重见硬币的现象的小实验, 从而引入课题。讲热传递的控制时, 我增加了用薄纸紧包铁棒, 放在烛焰上烧片刻, 取下纸片后学生看见其完好的小实验。讲大气压的测定, 由于空气看不见摸不着, 在日常生活中学生又感觉不到大气压的存在, 而且在学生头脑中有一种“空”即无物的固定看法, 所以托里拆利实验就成了学习中的难点。在试验过程中我采用下述实验方法进行过渡, 收到了很好效果:取一根玻璃管, 用手指堵住下端管口, 装满红色水后倒转, 使上端管口朝下, 学生看到管中水柱并不下降, 我指出这是大气压作用在管口托住水柱的结果。然后我用托里拆利管装红色水重做实验, 学生自然认识到管内水柱不下降是大气压作用的结果。我再将托里拆利管口插入水槽中, 这时管口并不接触大气, 水柱仍不下降, 经过分析, 学生不难想到是水槽中的水把大气压传递到管口的作用。经过上述过渡, 再用水银做托里拆利实验, 学生很容易就理解了用托里拆利实验测定大气压强的道理。

另外, 在解答习题和进行物理复习时配上必要的实验, 是提高物理教学效果的好办法。

3. 认真上好学生分组实验课。上好学生分组实验课应抓好如下三个环节, 即: (1) 分组实验课前, 在讲新课阶段有计划、有目的地使学生熟悉有关仪器及其使用技能。如在分组实验前的新课学习阶段使学生掌握测力计、天平、温度计、滑动变阻器、电表等的使用技能, 从实验技术上促证实验课的顺利进行。 (2) 在分组实验过程中, 教师首先要做好实验示范和巡视指导工作, 充分发挥教师的主导作用。 (3) 实验后, 根据各个分组实验的教学目的, 要求学生记录处理实验数据, 分析实验结果, 写好实验报告;还可以布置适当的讨论题式思考题巩固实验效果, 拓宽知识面。

4. 开展小制作、小实验活动, 把学习实践活动引向课外。课堂教学过程中的“下课”, 只是完成了教学过程中的重要的课内学习阶段, 在这个阶段教师应充分发挥主导作用。课外学习是课内学习的延长和深化, 是整个教学活动中的重要组成部分, 是学生独立活动和增长才干、发展个性的重要途径。在这个阶段中, 学生的初期实践活动和创作活动, 对他们的志向、毅力、专业选择及成才道路等, 将会产生积极的甚至是终生的影响。所以在教学改革中我们应认真抓好这项工作, 使之更好地为培养“四有”人才服务。

三、采用“讨论式”的方法不断改革课堂教学

在课堂教学中, 要提高教学质量, 教师必须及时获得反馈信息。教学中反馈通道一般有两条:其一, 学对教的反馈, 用以矫正教的部署和方法;其二, 教对学的反馈, 用以矫正学习中的偏差与失误。“满堂灌”教学必然低效能的根本原因就是反馈通道被阻塞, “讨论式教学”就是为了克服这一弊病而提出的实验课题。

讨论式教学是属于启发式教学原则下的一种具体的教学形式和方法, 具有多向性和互补性的特点。在教学实践中, 信息转换频繁, 教师可以跟踪学生的思维活动, 直接得到反馈信息, 针对学生的反馈及时调整教学, 充分发挥教师的主导作用。

中专基础物理实验教学的新尝试 篇6

关键词：物理实验,教学框架,尝试

1 交叉体系的建立与具体策略

对于中学物理实验, 很大程度上不是物理实验中的每个因素的简单累加。从物理实验的课内到课外物理实验的教育包含课堂上的教学、实验的教具的制作、学生的自主实验、小课题小项目的推行、物理实验的竞赛、前言知识专题讲座。这六个主要的因素, 是物理实验教学的主要有机组成成分, 各个因素之间也是密不可分的。这个六个分别的印祖中, 各个部门也各自具有独立性和单独性。在实际中, 他们之间是互相联系的直接或者间接的综合体现出来。举例来说, 我们在进行浮力的教学实验的时候, 可以先让学生自己制作自己的教学用具, 可以使用若干块形状互不相同的模板, 结合一块铁皮。

物理实验教学中, 老师一般情况下都是利用实验演示, 使得学生主动积极, 最实验内容更加的感兴趣, 并且在教学过程当中利用问题来引导学生思考, 和设计实验。比如在引入浮力验证实验的时候, 老师可以拿着一块铁皮, 向同学们发问:“同学们, 我们把这块铁皮放在水中会发生什么情况呢?它一定会沉底吗?”“还有如果我们把一个木块放在水中, 或者放在油中会有相同的情况发生吗?”等等的问题。

在课堂上我们提出具体的类似的问题后, 然后鼓励学生使用自己制作的实验道具进行对刚刚提出的理论进行实验验证, 证明或者否定刚刚提出的假设和猜想。中专学生自己通过验证试验验证自己的猜想, 或者纠正自己的猜想, 让学生很有成就感, 同时也培养了他们对基础物理试验的兴趣, 也加强了学生们对物理实验的信念。知行结合, 受益终生。再进一步, 可以向学生发问:“同学们, 大家想想浮力在日常生活中, 在哪些地方有体现呢?半升水会使两公斤中的重物浮起来吗?”浮力在生产中有没有具体应用呢?”等等具体的问题。然后呢让学生自己去用自己设计的实验去验证这些问题, 在这个过程中, 学生可以很好的把理论和实践结合起来, 一方面掌握了很多物理知识, 同时也在生产生活中得到了好的体现, 为这些物理知识在生活生产中的应用奠定了基础。同时培养了他们解决实际的工程问题的实践能力。通过这样的不断引导, 培养学生的提出问题和设计实验解决问题的能力, 而不是仅仅依靠实验演示来向学生灌输知识。而是通过引导式的教学, 激发学生的主观能动性, 培养他们独立思考、独立发现问题和独立解决问题的能力。

2 加强实验教学, 推广趣味实验

为了达到最优的目的, 就需要协调学校的各个部门, 让他们运行顺利。其关键点在于在实验课课堂上, 要激发学生的学习的兴趣。培养学生的兴趣需要寻找多种途径, 并且要结合多种方式来实现。作为重要的实验科学门类, 中等专科学校学生物理实验教育值得深入研究, 其基础在于要将物理规律解释清楚, 同时每个验证实验需要添加一些趣味性。举个例子, 为了解释水的传热效率比较低的实验的时候, 我们可以将一条小金鱼放置在一个试管的底部, 接着从试管的顶部位置加热水以至沸腾, 但是没有发现小金鱼发生变化, 很多学生感到非常惊讶。这样就很强烈的激发出了他们的学习兴趣, 也调动起了他们学习的积极性。使得中专学生的主观能动性得到很好的调动。在课堂上可以叫几个学生参与课堂趣味演示实验, 也就使得这几个同学在实验上得到很好的培养, 在后续的实验教学中这些同学可以成为实验的骨干学生。这样一去一来的演示实验, 学生会非常认真, 有很好的教学效果。

3 学生实事求是的科学精神培养

兴趣实验和趣味演示实验可以说很大程度的提高学生的积极性, 让学生们积极参与这样的实验活动。然而在课堂上其实时间是非常有限的, 只允许少数的学生参与演示。其主要目的在于引起学生对实验的重视程度, 其实在教学实践中, 学生一方面要认真完成教程上的学生验证实验, 同时还要独立自主的制作教具和学具, 这样锻炼了学生实验设计的能力, 也锻炼了他们实际动手解决问题的能力。

比如可以让学生自己设计浮力大小的演示, 验证电流电压关系实验设计等等。在实验的进行中, 不但要求学生有科学的精神, 还要有实事求是探求真理的科学态度。还要求学生完成试验后的实验报告, 让他们认真重视这一项目。实验教学的老师可以加强对学生的监督, 让他们实验的目的更明确, 帮助他们恰当正确的理解物理原理。学生在细心的设计实验步骤, 详细的记录实验数据和结果, 分析实验结果的过程中培养他们实际的操作能力。还有就是在实验出现问题后, 要参与实验的学生互相讨论和研讨, 分析实验失败的原因, 培养他们的科学精神和认真做事的态度以及分秒不差的严谨学风。

4 组织多样的课外时间活动, 参与各种竞赛活动

实验课使学生们的兴趣得到了很好的施展, 学生也学会了一些实验操作的技能, 而且培养了一些基本的科学精神。更进一步, 可以组织一些课外活动拓宽视野, 这些活动应该是配合实验教学的。同时要基于教材特点, 结合中专学生的心理特点, 细心设计这些课外活动。活动要确保趣味性, 同时应该和课堂教学互相呼应, 应该具有很好的内在联系。更要注意的是, 要狠抓落实, 在每个学期开始前确定这些活动的内容, 建立起这些课外活动的小组。让课外活动长期化, 也规范化。还可以举行一些专题讲座, 科技信息活动等等, 鼓励学生进行一些小制作小发明的创作。

可以进一步组织一些实验竞赛, 鼓励学生申请一些学生小项目参加一些校级或者更高级别的科技竞赛。培养他们的竞争意识, 让物理知识更加趣味性、群众知识性和科学性等等。这样也可以很好的巩固课堂实验的教学效果, 提升实验教学的吸引力。而且在实际操作中, 每个学期进行定期的实验竞赛, 培养学生的实际项目操作能力和实际解决问题的能力。

参考文献

[1]李潮锐, 吴深尚.创新性《基础物理实验》教学模式[J].

[2]中易红.高校实验教学与创新人才培养[J].实验室研究与探索, 2008.27 (2) :1-4.

[3]董有尔, 唐晋娥, 张天喆.近代物理实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理, 2001.18 (6) :79-82.

[4]李冬萍, 洪波, 栾小宁.发掘基础物理实验的创新空间[J].实验室研究与探索, 2009.28 (10) :99-101.

核物理工程基础 篇7

中等卫生职业教育的培养目标为:以服务为宗旨、以就业为导向、以岗位需求为标准, 培养与我国社会主义建设要求相适应, 与就业岗位要求相符合, 为卫生事业发展服务的技能型高素质劳动者。本着这一点, 新教材在课程结构、内容选取等方面体现了“新”、“简”、“趣”的特点, 较过去教材有了明显的创新, 体现了编者的别具匠心。

1 新教材突出了一个“新”字

新教材一个显著的特点就是结构创新, 每章在正文前都新设了“预备知识”一项内容, 这样可以方便教师通过利用“预备知识”这项内容来了解毕业于不同中学学生的知识储备情况, 以便更好地备课和组织教学。新教材还在每章中新设了“小链接”和“知识拓展”项目, 例如在第一章“力学基本知识及应用”中通过“小链接”介绍了标量和矢量, “知识拓展”中介绍了纳米技术和力的合成及应用。通过“小链接”和“知识拓展”项目, 学生了解到了许多与课本内容相关的、有趣味和较前沿的新知识。

新教材不仅在结构上创新, 而且在内容的选取上也体现了“新”。在内容的选取上, 注重把最新的物理信息、最新的科技成果收入教材中, 使学生能够获取新知识, 了解科学新成果。例如在第二章中介绍了多普勒效应及彩超;在第四章中介绍了冠状动脉支架植入术与冠状动脉旁路移植术及电子血压计;在第五章中介绍了CPAP呼吸机及高压氧舱等;在第六章中介绍了电磁污染等;在第八章中介绍了X射线电子计算机断层技术等。

2 新教材体现了一个“简”字

新教材的修订原则和特点体现了“以就业为导向、以能力为本位, 以发展技能为核心”的职业教育理念, 理论知识强调“必需、够用即可”, 基于此, 本教材在以往教材的基础上, 进行了大幅度的删减。例如在机械运动中删除了匀变速直线运动、平抛运动和斜抛运动、动量守恒定律和动量定理、功和机械能等内容;在热学中删除了分子运动论、热力学第一定律、固体的性质及物态变化等内容;在电学中删除了大量内容, 只保留了电场、磁场、交流电及电磁现象在医学中的应用。在这里对其他章节内容的删减就不一一赘述了。

总之新教材注重基础知识, 删除了复杂的、难度大的内容, 降低了难度, 体现了一个“简”字。以往的教材内容多、难、涩, 学生学起来痛苦, 教师教起来头疼。新教材简明扼要、通俗易懂, 学生易学, 教师易教, 提高了学生学习的积极性, 减轻了学生的学习负担。

3 新教材还体现了一个“趣”字

“趣”是人们在认识某种事物或从事某种活动时的心理倾向。心理学研究表明, 学习兴趣的水平对学习效果能产生很大影响。恩格斯曾说过:“兴趣和爱好是最好的老师。”布鲁纳也曾说过:“最好的学习动机莫过于学生对所学材料本身具有内在的兴趣。”所以培养兴趣是走向成功的第一步。如果学生对所学的知识感兴趣, 他就会兴致勃勃、积极主动地学习, 在遇到挫折时就会表现出顽强的钻研精神。所以, 要使学生积极主动学习, 就必须激发和培养其学习兴趣。

新教材不断创设情境以激发学生的学习兴趣, 例如在每一章内容里设有“问题与思考”项目, 通过不断提问可充分调动学生的主动性, 活跃课堂气氛, 从而提高教学质量。新教材注重物理学与学科、技术、社会的关系, 加强了与社会生活、生产技术的联系。新教材还强调了物理学与医学知识的关系, 例如在第一章中就增设了机体的力学性质、分离血液和尿液的离心分离器等。这样使教材变成了内容丰富、图文并茂、学生易读乐学的趣味书, 只有当学生对学习感兴趣了, 才能把学习当成一件既轻松又愉快的事情。

4 新教材中的瑕疵部分

总之, 新教材以崭新的面目出现, 给人许多新意, 实属难得的好教材。笔者通过试用和研读发现新教材中还存在着部分不尽如人意的地方, 值得大家商榷, 这里列出其中的一部分, 旨在抛砖引玉, 使新教材不断完善。

如第七页第十二行“摩擦力的方向始终和相对运动的方向或者相对运动趋势的方向相反。因此, 摩擦力是一种阻力。”笔者认为:一方面在生活中, 摩擦力不一定是阻力。例如对于汽车, 空气中的摩擦力是阻力, 汽车刹车时, 轮胎与地面的摩擦力也是阻力, 但是当汽车匀速或加速行驶时, 轮胎与地面的摩擦力不但不是阻力, 而是推动汽车前进的动力。另一方面摩擦力的方向还有一种特殊情况, 一木块相对转盘静止, 随盘做匀速圆周运动, 木块做圆周运动所需的向心力, 由圆盘对木块的静摩擦力f提供, 此摩擦力的方向与木块运动方向垂直 (见图1) 。又如第十五页第十二行“人走路时, 脚蹬地的力常被作为作用力, 地面对脚的支持力为反作用力。”笔者认为:当人在地面上前进时, 脚蹬地的力应是摩擦力, 若把此摩擦力看作作用力, 根据本教材中第十四页最后一行“作用力和反作用力总是同性质的力”, 则地面对脚的反作用力也应是摩擦力, 而非支持力。因为支持力是弹力的一种, 并非摩擦力, 若将支持力作为作用力的话, 则人对地面的压力才是反作用力。还如第十七页至二十页间关于向心力的公式多处都写成了F=mr2w, 应改为F=mw2r。

以上只是笔者的一些肤浅看法, 不足之处敬请各位同行专家批评指正。

摘要：笔者通过试用和研读新版《物理应用基础》教材, 归纳新教材的特点, 并指出新教材中存在的部分瑕疵, 旨在使新教材不断改进、不断完善。

关键词：中等卫生职业教育,《物理应用基础》,新教材

参考文献

[1]宋大卫.物理应用基础[M].北京:人民卫生出版社, 2008.

[2]陈永涛.技术物理基础[M].上海:华东师范大学出版社, 2001.