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工科物理论文范文1
1.1一般资料
浙江省绍兴第二医院为一所综合性医院,肛肠外科是浙江省绍兴第二医院护理管理中重点关注的部分。共计固定床位42张,每年累计收治患者1500名左右,肛肠科室有全科护士10名。护理工作主要采取轮班制,以7日为一个周期。白天设置辅助治疗护士与管床护士,晚上则分为上、下夜,各设置值班护士1人,主要采取分工合作的形式,对肛肠科住院患者进行整体护理。将2012年3月~2013年3月于我院肛肠外科接受治疗的100例患者作为研究对象,其中男性62例,女性38例;年龄16~62岁,平均年龄(43.7±2.3)岁。
1.2“五心”工作法内容与组织实施方法
①内容:热心接待住院患者,对其病症情况进行细心评估,细心计划针对性的护理方案,耐心为患者解答治疗疑虑,与患者进行暖心沟通。
②工作培训:对所有肛肠外科护士进行工作培训,转变其服务观念,帮助其掌握“五心”工作法的实际意义与操作方法,在医院内部组织有关职业道德及工作守则的相关培训,由医院内部有专业培训经验的护士长进行培训,讲授与患者的沟通方式、技巧、相关礼仪,开展以“五心”工作法为核心的演讲活动。
③对所有肛肠外科护士进行礼仪考评,经考核后确定上岗。
④成立专业考评小组,评价护理人员的服务流程,内容包括患者的满意度评价、护理效果、健康教育、住院氛围等方面。
1.3“五心”工作法在肛肠外科的具体实施
根据肛肠外科科室特点,制定针对性的护理服务计划,在我院肛肠外科试行。
①热心接待:由助理护士负责,对每位肛肠外科入院新患者微笑迎接,介绍病区的基本环境与科室特点,规章制度,在入院后由责任护士进行健康宣教。
②精心诊疗:在与肛肠外科患者接触的过程中,做到有礼貌、有温暖。开口时指定称谓,善用礼貌用语,开展亲人式的沟通、交流模式,与患者建立信任关系,深入了解患者的心理诉求,时刻注意引导、关心患者。
③细心规划护理流程:根据患者的治疗情况,制定恢复期的护理计划。为其创造良好的休整环境,利用温盐水擦拭患者创口残留的血迹与消毒液体,缓解患者心理上的紧张情绪,告知术后注意事项及创口防感染措施,做好对患者的饮食护理。
④耐心治疗:将耐心解答与服务贯穿于患者入院后的整个治疗过程中,关心患者、尊重患者,为其讲述治疗方案,确保治疗技术的娴熟、准确,满足患者心理诉求及生理需要,包括协助进食、安抚患者、鼓励与关心患者、解答其疑虑等。
⑤暖心沟通:积极做好出院指导,告知患者出院后的相关注意事项,并发放调查表格,统计患者对护理满意度的评价,协助患者及其家属办理出院手续,发放健康指南,与患者微笑道别。
1.4统计学方法
选用统计学软件SPSS19.0对研究数据进行分析和处理,计数资料采取率(%)表示,组间对比进行X2检验;计量资料采取(X±s)表示,进行t检验,以P<0.05为有显著性差异和统计学意义。
2结果
2.1“五心”工作法实施前后肛肠外科患者护理满意度评分比较结果。对比“五心”工作法实施前后,我院肛肠外科患者对护理满意度的评价,实施后评分为(40.12±5.62)分,显著高于实施前的(34.09±4.32)分,差异有明显统计学意义(P<0.05)。
2.2“五心”工作法实施前后护理效果比较对比实施前后肛肠外科护理效果,实施“五心”工作法后,护士被点名表扬人数为53名,显著高于实施前的27名(P<0.05)。
3讨论
工科物理论文范文2
关键词:物理化学;课程改革;化工专业;实践导向
0引言
“物理化学”课程是高等院校化学、化工、制药、材料和生化等专业的学生必修专业基础课之一.“物理化学”课程综合运用数学、物理等学科的理论和实验手段来解决化学反应中出现的问题,并研究在化学变化中所遵循的规律.物理化学是多种学科的理论基础,尤其在理科、工科化学系列课程体系中起着重要作用.由于“物理化学”课程的理论性强、公式多,学生在学习过程中难免觉得内容过于抽象而难以理解[1-2],同时所学内容与实际应用联系较小,造成学习的畏惧感,学习效果不理想.鉴于物理化学在化工相关专业知识结构中所处的重要位置,尤其对后面要学习的“化工原理”“化工热力学”和“催化原理”等课程起着重要的铺垫作用,因此,“物理化学”课程的建设对高质量化工专业人才的培养至关重要.多年来,我校化学与材料科学学院物理化学课程组通过更新教育理念,在物理化学的教学内容、教学方法、教学思想和教师队伍建设等方面取得显著成效.完成“物理化学”省级精品课程的建设和验收工作,成效显著.“物理化学”课程团队被遴选为学校重点建设的课程团队.在这样的背景下,如何以实践为导向,在教学过程中培养学生的工科思维,提高他们解决实际问题的能力是工科物理化学教学值得思考的重要问题.
1调整理论教学内容,侧重工程实践导向
相比而言,我校开设化工专业的历史较短,所用物理化学教材也一直沿用我校化学(师范)、应用化学和材料化学专业使用的《物理化学》(第五版、南京大学傅献彩等编写)教材,以相应的《物理化学学习指导》(南京大学孙德坤和沈文霞等编写)作为学生的指导资料.在授课的过程中,虽然也积极拓展部分内容,在一定程度上解决与化工实践过程联系不密切的矛盾.但随着我校化工专业的建设和发展,如果继续使用偏重理论教学的物理化学教材显然不合时宜.以课程体系的改革为契机,基于实践导向的新教材的选用成为物理化学教学改革的出发点.从2014开始,精选天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》(第五版)[3]工科教材作为我校化工专业物理化学课程教材.与原教材相比,天津大学编写的工科“物理化学”教材增加许多与实际工业生产相关的知识点,如真实气体的液化及临界参数、真实气体状态方程、二组分液体部分互溶系统的温度-组成图和完全不互溶系统的温度-组成图,以及多相化学反应等,目的是帮助学生能更好地了解和掌握物理化学原理在化工生产中的应用,有利于化工专业学生的工科思维的养成.另外,工科“物理化学”教材将电解质溶液、可逆电池电动势及其应用和电解与极化作用3部分内容合并为电化学,将化学动力学基础和化学动力学基础合并为化学动力学,既优化教学内容,又适当降低理论深度,更重要的是拓展学生的实践视野.本教材在我院近几年的使用过程中,获得学生良好的反响.
另外,随着现代科学技术的快速发展,图文并茂、生动形象的教学课件对工科物理化学课堂教学的支撑作用是显而易见的.由于物理化学课程内容的抽象性,注重通过演示与基本原理相关的实验现象对接实践应用,让学生更好地理解所学理论知识与工程实践的直接关系[4],更好地突出物理化学理论知识对工程实践的指导作用.在授课过程中,除讲授教材上的基础知识外,还注重把从事物理化学方面的科研体会以及最新科研成果有机地融入到物理化学教学过程中,更好地激发学生对“物理化学”课程的学习兴趣,使学生更加认识到物理化学在生活和化工行业中的重要性,同时也培养学生加快适应工业生产的能力和科学创新的思维能力[5].
2优化课堂教学方法,注重实例说明理论
由于化工专业的学生将来所从事的职业与生产实践更加紧密相连,所以,采用何种教学方法才能更加有效地提高学生的工程实践能力是物理化学教学过程中面临的问题之一.物理化学内容抽象、公式多而杂,在课堂讲授中要更加注重结合具体实例来阐述理论内容,才能有效地帮助学生深入理解和接受所学的理论知识.例如,讲授界面现象中弯曲液面下的附加压力时,用他们所熟悉的人工降雨和暴沸现象来说明开尔文公式,只有水蒸汽液化凝结成新相小液滴(凸液面),小液滴逐渐长大才能从天上落下雨滴.由于新相小液滴刚开始很难形成,即水蒸汽的过饱和蒸气压pr非常大,天空中的水蒸汽气压很难达到pr,因而需要采用人工的方式提供小液滴形成时的凝聚中心,大幅度降低pr的数值,使雨滴顺利形成.同理,液体受热气化形成新相小气泡(凹液面),小气泡逐渐长大才能从液体里逸出,但新相小气泡开始很难形成,即液体过热也不沸腾,是因为液体中的小气泡压力很小达不到外界大气压的数值,因而需要向液体中加入实验中常用的沸石(孔中含空气)增加初始小气泡的大小,使气泡压力很快达到外界大气压值,保证气体从液体中顺利逸出,避免形成过热液体,引起事故.总之,利用具体实例讲授比较抽象的物理化学知识,使学生在学习理论中更接近实际生产和生活,激发他们将理论运用于实践的潜能.
3多方位理解实验原理,提高动脑与动手能力
伴随着物理化学理论教学内容的调整,也将相关的实验教学内容进行优化.例如:化学反应过程中常常伴随着反应热的形成,如果不能及时地移除多余的热量导致反应温度升高,反应速率加快,将对化工生产安全带来极大的隐患.所以,反应过程中温度的测量与调控在化工生产中显得尤为重要.目前,在物理化学实验中涉及到多种类型的温度计(如玻璃温度计、贝克曼温度计、热电偶等)用于测量反应体系的温度.作为温差测量的贝克曼温度计,广泛应用在恒温槽的组装和性能测试、稀溶液的凝固点降低实验中.由于精密电子温度测量仪器的普遍使用,使得贝克曼温度计在实验中的利用率逐渐降低,但它仍可以作为一种简便的辅助仪器使用.另外,温度效应常常在实验中有所体现.如醋酸-水-氯仿三组分系统的相图绘制实验,其成败与温度的关系比较密切.然而,大部分学生在实验过程中并没有注意到这个现象,也并不清楚隐含的实验原理.实验过程中,温度影响到各组分间的溶解度,在温度较高的条件下无法观察到明显的浑浊现象,导致不能很好地判定滴定终点.因此,如果能够测定不同温度下的相图,可以使学生更深入地了解萃取过程,理解相图中物系点和相点的概念,对于化工产品分离条件的筛选起到良好地指导作用.其他的实验项目,例如:溶液表面张力的测定、活性炭比表面积的测定、蔗糖水解反应速率常数的测定、高聚物的分子量测定等,温度的影响均不可忽视.
合理的安排实验是保证学生理解并掌握实验原理的前提.但由于参与实验的学生人数较多,普遍的做法是将学生分成若干小组,采用循环的方式开展实验.如果物理化学的理论课与实验课在同一学期开设,在循环实验过程中将不可避免地导致部分实验项目早于理论课程的学习,学生在实验过程中则显得非常被动,对实验理论一知半解,造成他们更多地关注实验操作过程,只动手、缺乏动脑,实验效果并不理想.鉴于此,将实验课的开出时间较理论课程滞后一学期,先让学生充分学习理论知识,再开展相关实验.通过在实验过程中让学生试讲实验内容、回答问题等方式让学生进一步理解实验过程中的理论知识和操作步骤,更好地理论联系实际,教学效果良好.同时,依托我校的安徽省化学工程实训中心,还可以进一步开设与物理化学相关的综合性实验和创新性实验,为学生深入理解物理化学原理、提高学生的动手实践能力奠定基础.
4结语
通过对我校化工专业本科生“物理化学”课程的教学和改革结果,以实践能力培养为目标,优化教学内容,注重理论与实践相结合,逐渐培养学生的工科思维,才能提高学生利用物理化学原理知识综合解决化工实践问题的能力.
参考文献:
[1]黄玉成,杜金艳.工科物理化学教学内容的几点思考[J].广州化工,2015,43(2):161-162.
[2]胡碧茹,吴文健.《物理化学》课程教学改革的相关探索与实践[J].高等教育研究学报,2013,36(2):113-115.
[3]天津大学物理化学教研室.物理化学[M].5版.北京:高等教育出版社,2009.
工科物理论文范文3
关键词:物理学史,工科院校,实验教学
1. 引言
物理学是研究物理现象及其规律的一门科学, 物理学史是研究物理学发展的过程,描述物理学发展的历史, 包括物理思想、物理概念、物理规律的发展过程, 记载和放映了物理学逐步建设和完善, 融合了与物理学有关的自然科学、人文科学、思维科学等多门科学的渗透、交叉的综合学科。物理学是以实验为基础的, 在某种程度上说物理学史就是物理实验的发展史。物理实验是工科院校中绝大多数学生的必修基础课,它既是学生系统的接受实验技能训练的开端, 也是培养学生科研能力和科学素质的重要途径[1]。物理学史不但记述了物理实验和理论的发展过程, 而且还描述了物理学家的思维过程、对待科学的兴趣和态度以及物理研究方法上的创新和突破。因此,把物理学史渗透到物理实验教学中, 是激发学生学习物理兴趣、培养学生正确的世界观、人生观和培养学生具备科学素质的重要手段之一。对提高教学质量、培养学生综合素质起着不可替代的作用。
2. 物理学史在实验教学中的作用
2.1解决实验课为了“实验”而实验的问题
在工科院校中,由于过分强调所谓的“实验技能”、“动手能力”的训练,使得学生只知道机械的进行仪器的使用调整、实验步骤和数据的记录处理,力求得到符合理论的结果和结论, 而对实验的理论依据和实验所包含的科学精神知之甚少。出现了为“实验”而实验,忽视物理思想和方法论的现象。论文大全。实际上,在大学物理实验课程中,大多数的实验都不是孤立的、单纯的实验,它们大都具有丰富、精彩的物理思想,揭示了解决问题的途径和方法,这些思想和方法已经超越了具体实验而具有普遍的指导意义。而通过实验掌握这些思想和方法对工科学生是很有益处的。
2.2使课程内容系统化,降低学生学习的难度
不同于中学物理实验是物理课的附属,工科院校的物理实验作为基础课与大学物理是相对独立的, 可能大学物理课程还未涉及的内容而在物理实验中却已经要作为实验的理论依据了。物理学史整合了物理学科的知识体系,能够为教学提供宏观、中观、微观的背景,将其融入物理实验教学中,不但能够克服“知识片断化”的现象,加深学生对实验本身的理解,还可以帮助学生澄清疑难问题。例如,学生在大学物理中还没学习到爱因斯坦的光子理论,却要到实验室进行光电效应实验了。同时,实验课程的10 多个实验课题大都独立, 彼此间的独立性使得学生学习起来感到难度较大。实际教学中,如果把这10 多个实验课题比作是节点的话, 那么引入物理学史则可以很好的把这10 多个节点连成线,构成面,提高物理实验课程的系统连贯性,从而降低学生学习的难度。
2.3增强教学趣味性,激发学生的实验兴趣和求知欲,锻炼学生的科学思维能力
物理实验教学过程中,引入物理学史的内容,使学生通过学习物理学史,认识到正是物理实验的突破和飞跃,才推动了化学、生物学、天文学的发展和新兴交叉学科的诞生,促进了技术进步。使学生感受到物理实验充满了生机和乐趣,具有实际应用价值和广阔前景[2]。在教学实际中,结合物理学史给学生展示科学家在物理实验中的思想和方法,对学生进行具体的科学思想和方法教育,以促进学生的实践和创新能力培养。物理实验中建立的许多理想模型、理想过程,运用了比较法、放大法、转换法、模拟法、补偿法、干涉法等。如迈克尔逊干涉仪实验中,放入补偿玻璃,它的作用是使两束相干光相遇干涉时不致具有额外的光程差:动态悬挂法测量工程材料的杨氏模量实验中采用放大法观察金属棒的振动信号;固体线胀系数的测定实验中采用光杠杆的方法测量微小量。这些实验设计都十分巧妙,可以开拓学生思路,使学生深刻体会到运用科学思想和方法去发现真理的重要性,用获得的实验思想和方法去解决实际问题。论文大全。
2.4培养学生的求实创新和团结协作精神
在实验过程中对于实验数据不能随意捏造,只有尊重事实,才能有所发现,这些对学生的实践能力的提高和全面素质的培养都有积极作用。物理学史表明很多物理成就的取得都是物理学家团结协作的结果,如麦克斯韦和法拉第共同建立了完整的电磁场理论,开普勒结合第谷等人大量的测量数据总结出后人以他名字命名的三个定律。大学物理的综合性和设计性实验,更需要学生像物理学家一样,发扬团结协作的精神,才能很好地完成实验。
3. 将物理学史引入物理实验教学的方法和途径
由于物理实验的自身特点, 如何有机地、可行地把物理学史引入到物理实验中, 以加强实验效果、提高实践能力, 是物理实验教学应该认真探索和实践的问题[3]。首先,根据不同实验的具体情况, 适当引入物理学史 物理学史引入物理实验要取得较好的效果, 必须针对某个具体实验, 分析某个实验的任务、重点、难点及易出现的问题, 有针对性地引入, 不可一概而论。要分析实验内容, 看有哪些物理史料可以引入到实验中。要考虑引入的方式, 是引入物理思想方法还是科学实验的精神, 要制定一个切实可行的方案。其次,通过物理学史教育加强物理实验教学, 结合实际采取灵活多样的形式, 确实使物理学史融入到物理实验中。再次,搜集有关实验的物理学史内容, 作为某些实验的预习材料或者课外读物, 引导学生学习物理学史,指导自己的实验。论文大全。我们已经把很多有关的历史资料、实验内容等到物理示范中心的网站上, 供同学们查阅。材料内容也多种多样: 有故事、实验趣闻甚至音像资料等, 使学生在实验过程丰富多彩。引入物理学史既可以系统引入, 也可以灵活引入。对于历史资料丰富、线索清楚的实验内容, 可以比较系统的引入物理学史, 使学生深刻理解物理思想和物理规范深层次的东西。像近代物理实验中的“光电效应实验”、“康普顿效应实验”等。而物理学史上“量子力学”的建立曾引发了一场物理学革命, 爱因斯坦、普郎克更是物理学大师, 结合他们的研究过程讲解实验, 更能引人入胜, 使学生全身心投入到实验中。对于某些逻辑性强的经典实验, 可以结合严谨的逻辑系统, 培养学生的科学思维方法。同时可以用物理学史中的“亮点”调节课堂气氛, 增加学生的兴趣。例如比萨斜塔实验、电量减半的方法等, 十分的巧妙、有趣。更好的方法是能与前沿科技、物理结合起来。在进行粒子的加速和偏转实验时, 可以结合电视机和计算机显示器显像管的原理进行, 从而达到事半功倍的效果。
4. 结束语
在工科院校中,将物理学史引入物理实验教学中,不但可以优化实验教学过程,提高工科学生实验研究的兴趣和主动性,而且可使其通过物理实验更好的学习科学研究的思想和方法,从而养成实事求是的科学态度和勇于创新不畏失败的精神。
参考文献:
[1] 郭奕玲,沈慧君.物理学史[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]蔡厚贵 物理学史的课程功能及其应有的教学维度[J].毕节学院学报,2010,4(28),117-121.
[3]胡 轶 试析大学物理教学中物理学史的作用[J].太原大学教育学院学报,2010,2(28),101-102.
工科物理论文范文4
关键词: 大学物理实验 考核方式 网络考试 课程论文 口头答辩
考核是实验教学中的重要环节[1],是教学过程和教学方法的重要组成部分。物理实验既要考理论知识,又要考核实践操作能力。传统物理实验考核方法已难以适应现在教学规模,也不利于人才的培养。物理实验考核能否有效进行已成为决定大学物理实验课程教学质量高低的关键问题。
大学物理实验常常作为考查课开设,可以有灵活多样的考核方式或多种考核方式相结合,不一定要采用全校统一的考核方式[2-3],允许不同的专业选用不同的考核方式或不同的老师采用不同的考核方式。我校在大学物理实验教学过程中进行了考试方式的多样化、评价手段的多样化的改革与实践。
1.物理实验网络考试与自动判卷系统的应用
将计算机网络技术的发展为物理实验网络化考试带来了机遇,网络考试不仅能进行大面积的实验考核,还能节省人力,解决仪器不足的问题,降低仪器的损耗。计算机网络考试不仅能对实验原理、实验数据处理、实验数据的分析等理论部分进行考查,还能利用物理仿真实验及自动评分系统对学生的动手能力和实践能力进行全面考核,旨在强化学生实践能力的考核。
(1)仿真实验与自动评分系统功能结构模块。自动评分系统包括公告管理、试题库、试卷库、组卷系统、考试安排、成绩管理、用户信息管理和学生考试八个模块。整个考试评分系统将题库管理、评分和成绩管理三大功能融合在一起,共同完成系统成绩核算与管理。系统自带试题库和试卷库,教师可以增添或删减题库中的题目,也可以根据需要新增试卷存入试卷库,试卷可以以WORD的格式导出。在组卷模块中,教师可以根据考试的内容调用试题库习题组成试卷,提交到试题库,也可以直接调用试卷库中的试卷。教师根据教学计划安排考试,每场考试可以同时采用试卷库中的多份试卷,系统可以自动分配给不同的学生,从而实现不同学生考核同一实验项目或不同实验项目的目标。在教师安排完考试后,学生可以在规定的时间内进入考试大厅进行考试。考试分为理论考试和实验仿真操作考试,也可以只进行操作考试并提交答案和测量数据。系统根据提交的答案和测量数据自动判卷、自动评分,教师可以在系统中查看或以EXCEL格式导出成绩,也可以导出成绩分布图表、利用分布曲线调整成绩分布。
(2)仿真实验与自动评分考核方式特色和优点。传统操作考试必须随机安排同一批次学生考查不同实验项目,由于考核项目不同,操作的难易程度不一样,评分尺度也不一样,对学生的成绩认定存在偏差。利用网络考试评分系统在对学生进行实验考核时,可以实现同批次学生考查相同的项目,而且由系统随机生成考核项目的初始物理量,每个学生操作测量的正确结果不同,从根本上杜绝考场作弊的问题。同时,系统自动客观地评分,避免教师对主观题评分的误差,体现实验考核的公正公平性。
以现有大规模的物理实验教学,要实现整齐划一地操作考试,基本上是不可能的,但通过计算机网络考试可以实现大规模实验考核。每一次考核所能容纳的人数取决于计算机中心的电脑数及服务器的运行能力。
2.课程论文评价方式在大学物理实验考核中的应用
撰写课程论文是对学生科学实验的基本方法、基本技巧和基本技能掌握程度的一种考核方法,是一种开放的考核方法,有利于激发学生自主学习的兴趣,增长物理实验知识,培养学生独立获取知识、科学观察与思维、分析和解决问题的能力。通过阅读文献课程论文的要求和内容,运用所学专业知识独立研究分析和解决理论或实验问题,是对所学专业知识的运用和深化,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。以课程论文在课程开始时布置,课程结束后提交作为期末考核,占总成绩的30%,课程论文包括考核的基本要求和评分标准。
(1)论文格式要求。符合论文基本格式,应包括题目、作者、摘要、关键词、引言、正文、结论和参考文献。对于引用的结论或观点应该有相对应的文献出处,做到不泛泛而谈,有理有据,有说服力,字数在2000字左右,题目自拟。
(2)内容基本要求。以大学物理实验两学期所开设的项目相关的项目为主,对实验内容进行加深加宽分析研究,拓展新应用,创新设计思路。或利用实验所测原始数据,分析解释物理变化的机理并得出结论。总结不同实验的共性部分,测量误差产生的原因或在不同实验中采用相同的数据处理方法,如逐差法、作图法等,各有什么好处,还有哪些应用等都可以写。也可以对实验创新、项目改进、测量方法改进等提出观点,必要时实验中心可以提供相应的仪器、器材和经费支持学生进行实验项目的改进。
(3)建立评分标准,从论文选题、文献查找、课题研究和论文写作几个方面进行评分。①论文选题对培养学生独立思考和发现问题的能力。选题要符合物理实验教学要求,要有一定的范围和深度,不能无主题无方向,占总分的15%。②文献的查找有利于培养学生评价文献获取知识的能力。文献的引用不能简单地复制和堆砌,占总分的15%。③课题研究是根据选题在查找文献的基础上,结合所学的理论和实验对所提观点进行论证和研究的过程,并得出正确的结论或结果。课题研究能培养学生刻苦钻研、严谨务实的科学态度。根据论文的创新性、前瞻性、应用价值进行评分,占总分的50%。④论文撰写有利于培养学生的语言表达和写作能力。论文写作要求格式规范,思路清晰,语言流畅,语言表达要科学准确,占总分的20%。
3.口头报告答辩评价方式
口头报告答辩的评价形式是学生灵活运用知识与技能,训练学生分析解决问题的综合能力,激发学生自主学习的兴趣,养成自主探索与思考的习惯。通过一年的大学物理实验的课程的学习,要了解学生对物理实验知识、实验方法和实验技能掌握的情况,以及学生实验素质提高的情况。这些只通过一个重复性的实验或者进行书面考核是达不到上述目的的,采用现场答辩的方法可比较全面深入地了解情况,以便实现教学方法、教学内容和考核方式的改革。
口头报告答辩在完成预定的实验项目后,学生根据抽签确定考核项目并进行答辩准备。报告答辩包括自我陈述和教师提问两部分,学生陈述内容包括实验背景知识、实验目的的提出、实验解决的方案、物理理论和实验原理、实验仪器的选择、实验方案实施过程、数据记录、实验结果和结论、误差产生的原因,陈述时间为5分钟。学生在规定的时间内完成口头报告,就要求学生在实验过程中细心观察实验现象,掌握操作技巧,对实验中出现的问题主动查找资料,或与老师和同学探讨,将被动学习转化为主动探究。教师针对学生陈述的内容,结合对该项目相关要点进行提问,时间为3分钟。通过教师的质疑和提问,真实地了解学生的实验水平和实验技能。就学生比较含糊表述不清的问题进行提问或追问,教师提出的问题可以是开放性的,可以是学生对大学物理实验课程的见解或建议,也可以是实验方法或技术的进一步应用。
口头报告答辩的评价方式有利于培养学生的自主学习习惯、提出问题和解决问题的能力、语言表达能力,让学生意识到只有真正理解、勤于思考并认真实践才能取得优异的成绩。
4.结语
传统大学物理实验考核方式对学生的约束力比较弱,降低了学生对物理实验的重视程度,不利于学生动手能力的锻炼和科学思维创新意识的培养,也不利于课程建设。结合物理实验课程的特点和课程教学目的,采用多种考核方式和多种考核手段相结合的方法,有利于调动学生学习的自主性和积极性,促进学生创新能力的培养和大学物理实验教学质量的提高。
参考文献:
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工科物理论文范文5
关键词:学科交叉 教学 科研素质 培养
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0089-02
理科是工科的基础,没有强大的理科就没有强大的工科,这一经验已为世界大学办学实践所证明[1]。理科和工科学生之间的最大差别在于对知识的应用能力,而科研正是知识应用的重要前提与体现。理科向工科延伸,同时工科又向理科延伸,两者相互渗透,相互促进[2]。科研能力的强弱对于本科毕业生今后的职业发展有着不容忽视的作用,所以无论是工科还是理科在本科培养期间除了正常的教学内容以外,都应该加强以下几方面的教学工作。
1 本科教学的同时为学生营造科研氛围,增强学生对科研的兴趣
理工类大学中的本科教育使学生由全方位的基础知识学习转向了较强的专业化知识学习,也是学生的专业兴趣培养与专业技能学习实现的关键时期。无论是工科学生还是理科学生都应该注重此阶段学习过程,这是专业基础理论知识最初的积累时期。
为了能使本科生在专业科研方面有所成就,在教学中不断地培养学生的科研兴趣是最关键的一步。只有不断地运用所学的专业知识进行科研才能有创新,而创新能力是生产力中人的因素的最高体现,培养创新素质、提高创新能力已经成为人才培养的核心内容和重要目标[3]。本科教学期间学校先后安排了专业相关基础课程与专业课程的学习,在科研氛围营造方面还应该加强。如可以定期聘请相关的科研专家、业内资深人士、外国学者作学术及生产实践报告,是学生获悉目前所学专业研究进展和科研难题以及生产实践中面临的技术难关,由浅入深的为学生提供与所学专业科学研究成果及应用实践面对面的机会,激发学生对所学专业科学研究的兴趣;在专业课程授课中适当增加科研方向介绍相关内容,进一步引导学生对科研的了解,培养学生对科研的兴趣。
2 加强学生基础计算机语言编程与实现能力
计算机语言程序课程已经成为大学本科教学中不可缺少的课程,并且被纳入国家考试范畴。但是理工院校的非计算机专业更多的还只是停留在为考试而学习的状态,更需要加强的还应该是实际应用的能力。随着科技现代化的不断实现,计算机程序已经应用到各行各业。学生掌握计算机语言类课程的程度将直接影响到计算机在其专业领域中的应用[4]。而在科技创新与研发中通常对计算机编程能力要求较高,熟练应用计算机编程技能,对于科研工作的顺利开展有着不容忽视的作用。
具体来说,目前教学别是工科类主要以教授方法理论与应用软件等为主,虽然学生对所学方法很熟悉,也能够推导相应的公式,但如何将算法在计算机中编程实现的能力相对较弱。所以在本科教学中应该提高学生对所学专业方法的计算机编程实现能力。当然,计算机语言种类的培养还要在所学专业基础上进行选择。例如,在地球物理学相关专业中,Fortran语言是较为常用的编程语言,而在其他理工专业有可能有偏向于C语言或者Matlab语言等,应该根据本专业需要进行相关调整,不能一概而论的授一种计算机语言。所以分类选课、分类教学增强学生对计算机语言的实用能力,势必对今后的继续深造及出色工作起到重要的作用。
3 本科阶段培养学生的科研创新能力
知识更新周期的缩短,社会职业流动性的加快,大大提高了社会对高校人才培养的要求,社会需要更多具有高素质的创新型人才[5]。科学技术研究工作的重要意义在于除了巩固原有的技术成果之外,还要在已有的基础上不断的创新。科研素质的培养需要以创新思维为基础,而创新不但需要以大量的专业知识为源泉,还要有实现创新的条件。本科教学期间专业课本中学到的知识大多为专业的基础知识,甚至有些科目的知识已经是很早以前的专业科研成果,这就需要我们在教学中要注意所教授知识的更新换代,应该保证在学生学到最初专业课程基础知识的同时,也要了解本专业较前沿的科研成果。现代大学需要进行知识的创造[6]。
教学中可以通过提供最新科研成果等方法,为学生提供最新知识来源。创新正是在既有的先进科研成果之上提出的新的想法,这种想法需要有实现的条件,这需要专业教学期间增加学生对专业知识实践的课程,通过实践来提高学生的创新能力。为学生的创新想法提供实践的条件,增加由本科学生参与完成的科研项目。真正具备科研创新能力的毕业生,在今后从事专业相关工作中,特别是在继续求学或者科研工作中更能做到得心应手。
4 大力拓宽理工类本科学生的专业知识面
在人才培养中,应将知识的传授和能力的培养以及全面的发展结合起来[6]。素质是以人的先天禀赋为基础,在后天环境和教育影响下形成并发展起来的、相对稳定的、基础性、本质性的身心品质特征[7]。在大力提倡大学教育中培养全面发展的高素质人才的同时,更不应该忽视对所学专业的知识拓宽。一方面,在当前本科毕业生难于就业的巨大社会压力下,已经有大部分本科学生首先考虑加入了考研队伍。而科研能力的培养已经成为目前研究生培养中的一个重要指标,研究生科研能力的培养正是通过在本专业领域掌握见识宽广的基础理论来实现的[8]。可见,在本科教育期间就注重知识面的拓宽对今后继续深造的作用不一般;另一方面,随着科技的不断进步,各企事业单位也加快了对新技术的应用进程。仅靠在专业知识课堂学习的内容不足以应对在今后工作中的各种工作任务,这就需要本科生在大学学习阶段就接触更宽广的知识面。
理工类院校可以通过在本科教学阶段适当增加更多课程,如可以互通有无,在工科类教学中设置一些理科类课程,在理科类教学中设置一些工科类课程;在大学三年、四年级的教学中设置更多的选修课,让工科类和理科类学生有更多的机会接触对方学科方面的知识,为将来深造及工作打下良好的知识基础,缩小工科类和理科类学生由于专业性质不同导致的科研素质差异。
5 强化专业英语的听、说、读、写能力
目前,理工类大学教学中都设有专业英语课程,但教学强度及完成的目标并没有达到预期的效果。专业英语交流能力与专业英语读写水平仍有待提高。科学技术与国际接轨的过程中需要当代专业人才能够迅速的运用和掌握国际前端高科技成果,而英语正是这些高科技文献材料的表述媒介。在专业英语阶段的教学,应加强教学过程的交际化,培养学生专业范围内用英语进行口头或笔头的交际能力。[9]
(1)本科生毕业后在理工类科研院所深造或者在专业前沿单位工作的过程中,必然会面临出国或者在国内与外国相关行业专家进行专业技术知识交流的情况,只有深厚的专业英语知识基础才能满足这方面的需要。(2)在实际科研与工作的过程中接触英文文献及个人发表科研论文,尤其是高水平的英文论文已经成为重要的工作内容之一。特别是基础科研类,如果专业英语的水平不够,必然导致撰写和发表英文科研论文的表述能力不强,在竞争中必然落后于人。基于此,在理工类本科教学过程中就注重专业英语的听、说、读、写能力的教学,必然为将来的继续深造以及从事高科技工作打下良好的基础。
综上所述,理工类高等院校通过注重提高学生科研能力培养,一定能够为国家培养更多更好、更高素质的科研人才,毕业生也必定能够适应当代科技迅猛发展的大环境。科研素质的培养能够使理工类高等院校及其培养的高素质人才在科技时代大潮中处于不败之地。
参考文献
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工科物理论文范文6
【关键词】cdio工程教育大纲; 理论力学; 教学改革
【中图分类号】g642.42【文献标识码】a【文章编号】1009-5071(2011)05-0014-021
引言
面对经济全球化和知识经济时代,工程师的培养和职业发展面临国际化的挑战。我国现行的工程教育模式与现代工业实践对高级工程人才的要求不相适应,其存在的问题主要有以下几点:一是重理论轻实践。学科教育与工业实践脱节是我国当前高等教育面临的一个重大问题,有报告显示,我国2005 年毕业的约60 万工程类毕业生中不足10%的人能适应国际化公司的工作,产生这种现象的原因之一在于我国当前的工程教育重理论轻实践,学生接受到项目和团队工作的实际训练较少。二是专业设置口径窄。长期以来,专业的定向型培养体制及学生重授课轻自学的思想造成了学生的知识面窄,专业口径狭窄使得学生的学习能力、自主性和创造性难以得到充分的发挥,培养出来的学生缺乏很强的适应性和竞争力。三是工程教育缺乏系统规划。因此,我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师,应按照国际工程教育大纲改革现有的人才培养模式,逐步解决目前工程教育中存在的重课程轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作能力、重视知识学习而轻视创新能力培养等问题,满足全球化经济环境下对创新型人才的需求。
cdio工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。cdio 是由麻省理工学院连同瑞典三所顶尖工业大学共同倡导,集多国工程教育精英耗资数百万美元所建立的一整套工程教育理念和实施体系,这种模式注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识,在此基础上通过贯穿于整个人才培养过程的团队设计和创新实践环节的训练,培养既有过硬的专业技能,又有良好的职业道德的国际化工程师[1]。cdio国际工程教育组织提出的新型的工程教育大纲在美国麻省理工学院等前沿的工程大学得到了很好的检验和应用[2-3]。国内外的经验都表明cdio“做中学”的理念和方法是先进可行的,适合工科教育教学过程各个环节的改革。
《理论力学》研究物体机械运动的一般规律,是高等院校工科专业的一门核心技术基础课程之一,是与工程实际紧密联系的课程。教学内容是以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础,系统介绍静力学、运动学与动力学的基本概念、基本原理以及处理问题的基本方法,属于古典力学的范畴。不仅为《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《弹性力学》、《塑性力学》等后续课程的学习打下基础,更在于培养学生逻辑思维、抽象思维的能力[4-7]。因此,近年来对于它的教学改革和教学研究引起了学术界的广泛关注。为了培养与国际接轨的创新型人才,我们引入cdio工程教育大纲,并据此进行理论力学的教学改革与实践。
2将cdio工程教育大纲应用于理论力学教学改革
cdio代表构思(conceive)、设计(design)、实现(implement)和运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。cdio培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、 个人能力、 人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
就理论力学课程本身而言,具有一些对激发学习兴趣和培养创新人才不利的因素。其一,理论力学的发展历史悠久,传统性知识所占比例极大,内容大多几代沿袭,知识陈旧,力学模型过于抽象,工程背景不够明显,和学生普遍觉得它枯燥、乏味,又难以掌握。其二,受传统观念的束缚和影响,与其它基础课程一样,无论是教材还是教学内容,都重理论,轻应用。其三,理论力学的一般研究方法多为演绎法,反映在教材和教学中均是从已知的基本公理或定律出发,进行理论分析,导出一些定理和推论,由此来对力学问题做出预示[8-10]。这样,学生在课程中很少接触归纳法和发散性思维的训练,这对学生创新思维的培养极为不利。理论力学课程的教学创新迫在眉睫。
改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力,吸收世界先进的工程教育理念,建立符合国际工程教育共识的课程体系。培养目标是使学生具有:较强的项目开发、设计和建造的能力;较强的创新能力;较强的团队精神和领导能力;较强的沟通能力;较强的、英语语言表达能力。
3理论力学教学改革的主要内容
主要包括以下几个方面:
(1)革新教学手段,提高教学质量:依据cdio教学大纲,教学内容上注重先进性、科学性,力求与工程实际相结合,借助多媒体视听素材,集文字、声音、图片、动画等信息于一体,进行图文并茂、生动形象的课堂教育。如利用动画技术,显示各种机构的运动过程,让学生在感性认识的基础上加深对基本概念的理解,提高条理性分析问题的能力。开创新的教学模式,给学生营造一种立体的、全面的、动态的学习情境,使一些抽象的概念、理论变得直观明了;使一些难以言传的知识形象化,使学生对教学内容吸收得快,理解得深,激发他们学习的兴趣和积极性,增强教学效果。
(2)注重实验教学:《理论力学》实验课是让学生通过实验掌握某种测试方法或研究某类具体工程结构的实验方法。长期以来,对实验课不够重视。因此,开设紧密联系科技新动态的力学实验,是培养学生实际动手能力和综合素质的重要手段之一。结合学科的具体情况实施再创造,对理论力学的静力学、运动学及动力学三大部分分别安排相关的实验,切实抓好学生实验报告的完成质量,对于加强学生对理论知识的深入理解有很大的帮助,同时,对于他们的动手能力、创新能力及团队协作能力的培养也非常重要。
通过理论教学与实验操作相结合的教学模式,提高学生的综合能力,培养学生运用课程知识分析和解决实际问题的能力。在这里,教师不再是传统教学的“传道授业解惑”角色,而是在引导、帮助学生了解解决问题的基本思路,鼓励学生自己探究解决问题。
(3)研究型力学建模综合实践(3-4人团队完成):建模能力是cdio工程教育大纲中的重要内容。建立力学模型是用力学知识分析新的工程实际问题的第一步。基于理论力学课程的力学建模与分析从选题开始,然后进行考察、查阅资料、分析研究、到写结题报告,此过程就是进行科学研究的过程。参加这样的实践不仅使学生对科学研究的全过程有了初步的感受和认识,还能培养学生研究分析问题的能力,提高学生电子文稿的表达与沟通能力。开展基于理论力学课程的建模与分析实践教学活动,具体要求和内容如下:
1)从身边的生活和工程实际问题中,提炼、抽象出一个力学模型,确定约束链接方式,并画出力学模型的简图;
2)对力学模型进行受力分析,包括对主动力的简化和约束力的分析计算;
3)对力学模型进行运动分析,确定自由度,建立坐标系等;
4)根据力学模型的受力情况和运动情况选择动力学定理,建立动力学方程;
5)选定若干个参数进行分析;
6)有条件的可对分析的结果进行实验测量分析;
7)完成并提交电子版的小论文。
通过学生主动实践,发现问题,提出解决问题的方法,进行讨论与交流,培养学生分析归纳、沟通与交流等方面的能力。通过上述训练,引导学生在团队协作的环境里,通过与人有效地沟通、交流,体验合作开发产品/系统的“构想-设计-实施-操作”的全过程的学习,把“高智能型学生”转化为“高创造型学生”,培养具备一定专业级别的知识、能力和素质协调发展的创新型工科毕业生,使他们具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力和多学科、大系统掌控能力。
(4)评价方法的改革:学生学习《理论力学》的效果如何,传统的检查方法主要是基于期末考试学生的成绩,这也从很大程度上影响了学生参与实践学习的积极性,造成了学生平时不学习,临考前搞突击的学习态度,更无法保证与国际接轨的高层次、创新型人才的培养。要改变这种状态,只有改革考核方法。把作业成绩、实验成绩、小论文的成绩作为课程最终成绩的一部分, 作业成绩(10%)、实验成绩(10%)、小论文的成绩(20%)、考试成绩(60%),这种考核机制可帮助提高作业、实验及小论文的完成质量,充分调动学生学习的主动性和积极性,培养学生解决实际问题的能力及团队协作能力。
(5)人文精神的熏陶:在理论力学教学中渗透物理学史料,既可以增加教学内容的亲和力。又可以对学生进行人文教育。因为物理学史中充满了唯物论与辩证法的思想,充满了科学家们追求真理、献身科学的事例与典范,体现了物理学家求实、求真、开拓创新精神,揭示了解决问题的途径和方法。通过介绍牛顿、伽利略、开普勒、傅科、拉格朗日、达朗贝尔、哈密顿等科学家的研究历程、研究方法、科学贡献等史料,可以渗透物理知识和理论的产生、发展背景,把物理学家的创造过程展示给学生,能使学生获得科学思想、科学精神、科学观念和创新精神的熏陶和培养,避免学生对物理概念、规律的绝对化和模式化理解。树立正确的科学价值观。
同时,在基于cdio进行教学改革的同时,强调职业道德的重要性,注重职业道德与构思-设计-实现-运作进行有机结合、并在培养过程中注重人文精神的熏陶,从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德。
4结束语
本文提出了基于cdio工程教育大纲的理论力学教学改革的思想,并就如何实现这一思想提出了具体的改革内容和方法,通过引入cdio工程教育大纲,推行研究型教学等先进教学模式,强调基础教育应同与工程实际相结合,以培养工科大学生自主创新、沟通、协调及团队合作的能力。
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