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【关键词】高职教育 流体力学 教学改革 理实一体化 学习工作页
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)04-0237-02
1.引言
流体力学是力学的一个分支,在动力工程、城市建筑工程、环境工程、航空航天工程、航海工程、水利工程等领域广泛应用[1]。因此《流体力学》是建筑工程、建筑设备工程、道路与桥梁工程等高职建筑类专业的一门重要的专业基础课。该课程的理论性强,抽象概念多,与数学、物理、理论力学等学科有紧密联系,一直以来都是教师 “难教”、学生 “难学”的一门课程。本文根据该课程在高职建筑类专业中的应用需要,结合目前高职学生特点,从教学手段、理实一体化、教学过程设计、课程考核方式等方面进行教学改革探索,并分析教师和学生角色转换对教学效果的影响。
2.教学中存在的一些问题
2.1学生基础差
随着近几年高考生源大幅减少,全国各省市的高职高专分数线降低至200分甚至更低,由此可知高职教学面对的生源学习成绩较差,数学和物理基础薄弱。因此,学生基础差成为目前高职《流体力学》教学面临的一项重大障碍,但是我们无法改变学生的过去,必须根据目前教学对象的特点调整教学方法,提高教学效果。
2.2 教学手段单一
《流体力学》是一门传统经典学科,教学内容非常固定,于是长年从事该课程教学的教师往往根据自己的喜好,采用一种固定的教学手段。有的教师每次上课都是一本书、一根粉笔,根本不采用现代教学手段,不宜帮助学生理解《流体力学》中抽象的概念或现象;有的教师将教材中的文字转移到PPT课件中照本宣科,学生很快就会在课堂上进入“梦乡”。如此单一的教学手段,势必事倍功半,教师感觉上课很累,学生学习效果也不好。
2.3 教学设计过于简单
大部分教师仍然采用传统的以讲授为主的“填鸭式”教学模式,上课只是为了完成自己的讲课任务,不关心教学效果,不重视教学设计。教学设计只是采用“集中讲授、集中听课”的简单过程。
2.4 考核方式单一[2]
《流体力学》由于其理论性强的特点,传统教学中大多数教师采用单一的期末考试形式评价学生的学习效果。考试从一定程度上确实能反应学生对知识的掌握程度,但不能全面反应平时的学习态度和学习效果,不能反应学生对知识的综合应用能力。
3.教学改革
3.1 教学手段多样化
随着科技的发展,现代教学手段越来越多,多种教学手段的组合可以充分调动学生的视觉、听觉、触觉等各种感官。
(1)PPT课件
PPT课件是目前应用最广泛的一种教学手段,通过PPT可以充分的展示教学的文字内容和图片,并且PPT中的动画设置可以突出一部分教学内容,吸引学生注意力。比如“测压管水头线和总头线”的教学中,可以在PPT图片中设置测压管水头线和总头线用不同的颜色显示,并根据讲解需要自定义线条出现的时间顺序。
(2)板书
板书是最传统的教学手段,但是在PPT广泛应用的今天,板书的利用率在降低[3]。不过,笔者认为如果将PPT和板书结合起来能够发挥它们各自的长处,比如《流体力学》计算题的讲解,如果只用板书需要将题干内容和插图以及解题过程均书写到黑板上,费时费力;如果全部以PPT显示,学生往往很难体会到解题的过程,且长时间看PPT很容易感觉单调分散精力;如果将板书和PPT结合起来,将题干内容和插图在PPT中显示,而解题过程由教师随着讲解按步骤书写到黑板上,既节省了题干书写和画图的过程,又能够通过板书带着学生一步步展开解题过程[4]。
(3)视频
《流体力学》一些抽象的概念或现象,有时仅仅用语言或图片很难生动地描述或展示给学生,比如流线的概念,教师可以借助流线演示实验视频,通过多媒体展示给学生。视频至少播放两遍,第一遍完整播放让学生对实验现象先有个初步认识,然后带着疑问观看第二遍,第二遍播放过程中教师根据需要点击暂停键进行讲解。视频教学手段的应用有效解决了缺乏实验装置无法演示或者学生人数过多实验装置现场演示观看不清的问题。
(4)flas
flas在教学中的应用也越来越广泛,《流体力学》中一些实验现象比如雷诺实验可以做成flas代替视频演示。教师也可以结合本校的实验装置将实验操作步骤做成flas,在学生实验操作前通过多媒体演示,比教师守着实验装置讲解更清晰更生动。
上述教学手段在一次课的教学过程中根据教学内容的需要至少要用到两种,只有不断的变换教学手段,才能够将“爱走神”学生的心思拉回到课堂上来。
3.2 理实一体化
在传统教学中,往往将《流体力学》课程分为理论教学与实验教学两个阶段,一般在学期最后1~2周集中进行实验教学,这种教学方式将理论学习与实验操作隔离开。笔者改变这种教学方式,将理论教学和实验教学融为一体,即将实验教学插入到相关章节理论教学过程中,使学生在实验室同时完成理论知识的学习和实验任务。这种理实一体化的教学方式,可以通过实验现象演示帮助学生理解抽象的理论知识,比如恒定流与非恒定流的演示、虹吸现象演示;通过实验操作和数据处理,帮助学生掌握理论知识的应用,比如将“毕托管测速实验”插入到“能量方程的应用――毕托管测速原理”的教学中,“沿程阻力实验”插入到“紊流沿程阻力系数”的教学中。
3.3 教学设计过程化
教学设计主要是以促进学生的学习为根本目的,运用系统方法,将学习理论与教学理论等的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体计划、创设有效的教与学系统的“过程”或“程序”[5]。随着对课堂教学的不断反思,“满堂灌”的教学方式已为人诟病。如何避免出现“满堂灌”的教学方式,就需要教师课前进行精心的教学设计,结合教学内容不断调整教学手段,变换学生行为状态,让每一次课堂教学都处于动态变化中,充分调动学生积极性。教学设计要带着“为什么学”、“学什么”、“如何学”、“如何评价”四个问题进行,进而确定教学目标、教学内容、教学策略、评价策略。
教学目标的设定要将传统的以知识为出发点的目标转换为以能力为出发点的目标,比如将“掌握恒定流能量方程”转换为“(1)使学生能写出总流能量方程并复述各项的含义;(2)使学生能绘制总水头线与测压管水头线;(3)使学生能应用总流能量方程解决有关工程实际问题”。
教学内容应根据具体专业的需求进行选取,比如管路的计算在建筑设备工程技术专业应用广泛应增加相应学时比重,而明渠水流应在道路与桥梁工程专业教学中增加学时比重。
教学策略是教学设计的重中之重,是为实现教学目标而制定的、付诸于教学过程实施的整体方案,它包括合理组织教学过程,选择具体的教学方法和材料,制定教师与学生所遵守的教学行为程序[6]。因此,教师应将课堂教学划分为几个阶段,比如“沿程阻力系数”一节内容的学习,笔者将其划分为4个阶段。第1阶段理论讲解综合应用PPT、视频录像、板书等教学手段。第2阶段提出沿程阻力系数如何测定的问题,结合实验装置布置实验任务。第3阶段各小组合作完成实验操作与数据处理。第4阶段抽查1~2个小组进行汇报。在整个教学过程中充分调动了学生的脑、眼、耳、手各个器官。上课前,教师给每位学生下发提前制作好的学习过程工作页,让学生明了每个阶段要做的事情,并认真填写工作页,也方便教师检查每位学生的学习过程。
评价策略就是如何对学生的学习过程和成果进行评价,评价是课堂教学的最后环节,也是重要环节,一个科学、合理、公平的评价策略能充分调动学生的积极性,直接影响教学程序的执行情况。比如把课堂回答问题、完成任务的先后顺序、成果展示等都赋予一定的分值,让“挣分”成为教学过程有效执行的动力。
3.4课程考核方式多元化
笔者采用平时表现(遵守纪律、完成作业、课堂作答等,占30%)+实验操作与数据处理(占30%)+期末考试(占40%)的综合考核方式,对于平时表现和实验操作与数据处理取得相应分值比例95%以上的学生采取免考的方式。通过这种考核方式既能全面检验学生的学习态度和学习效果,又能最大程度上调动学生学习参与性,让其重视学习的过程,这与教学设计的过程化是相呼应的。
4.角色转换
在传统教学中,教师的角色和学生的角色是固定的,教师是讲授者,学生是接受者。《流体力学》教学改革必须率先改革这种陈旧的思想意识,教师的角色应随着教学设计而不断变换,可能是讲授者,也可能是主持者或辅导者或评价者。而学生的角色也在不断转换,可能是实验操作者,也可能是数据记录者或团队代言者或评价者。
教师角色的转换改变教师的传统形象,有利于融入学生,增进师生感情交流,提高教学效果。学生角色转换改变死板学习气氛,有利于增加学习趣味性,培养学生团队意识,提高沟通交流、语言表达能力。
5.结语
总之,《流体力学》作为高职建筑类专业的一门重要基础课程,由于其自身特点和当前高职学生特点,必须不断进行教学改革,通过教学手段、理实结合、教学设计、考核方式等全过程优化,探索适合该课程的教学方法。教学改革必须以学生为主体,以增强教学效果为根本目的,培养学生知识应用、创新、团队合作等综合能力。
参考文献:
[1]白桦.流体力学泵与风机.北京:中国建筑工业出版社,2005
[2]苏新兵等. “应用流体力学”课程教学改革情况和几点体会.中国电力教育,2011(19)
[3]李欣.流体力学课程教学改革探讨.沈阳教育学院学报,2011(04)
[4]陈霞.流体力学教学方法的探讨和研究.科技文汇,2011(09)上旬刊
[5]邓泽民等.职业教育教学设计.北京:中国铁道出版社,2011
[6](美国)威廉・威伦等.有效教学决策.北京:教育科学出版社,2009
作者简介:
秦纪伟(1984-),男,河南周口人,北京京北职业技术学院讲师,硕士研究生学历。研究方向:建筑给水排水工程。
一、物理力学教学面临的问题
(一)部分教师的课堂提问仍以封闭型为主,激编辑。不起学生的探究欲望。
在新一轮的课程改革中,几乎所有教师都参加过不同类型的培训。大部分教师通过培训了解了新课程实施的目标与理念,转变了教学观念。但是部分教师已有的课堂提问技能跟不上学科发展的速度,课堂提问仍以封闭型为主。所谓封闭型问题,是指教师提问时要求学生朝某个特定的方向去思考,只有一个或者几个固定的标准答案的问题。而开放型问题是指没有明确的、固定的标准答案的问题或者说有多个正确答案的问题。他们虽有实施新课程改革的愿望,但实施效果不佳。
(二)对培养学生学习探究能力的重视不够。
在注重升学率的今天,物理教学只注重了教材知识的传授,而忽视对学生的探究能力的培养,这是学生感到物理难学的一个重要因素。另外,力学教学中还需要用数学工具解决物理问题。函数图像、矢量的运算、几何知识、极值等多种数学工具的综合运算对学生来说,是非常生疏和困难的。这更增加了学习的难度,导致学生的学习效率很难提高。
(三)物理力学教学中普遍存在指导学生学习方法不当的问题。
当前学生的学习更多地习惯于由教师传授知识,主动学习开展很少。加上目前我国的教育更多关注的是为高等学校输送人才,物理的实际教学目标与要求过高,多数学校用两年时间上完三年中学物理内容,平时加时加量,使一部分基础薄弱及思维反应稍慢的学生跟不上教学进度,导致问题越积越多,最后完全丧失学习物理的信心,无奈地选择文科。这是导致物理力学教学问题的人为因素。
二、提高物理力学教学效率的具体措施
(一)改革单一的师资培训模式,内化教育理念。
新课程发展的核心是新课程理念的落实,改变教学行为首先要转变教学理念。上述问题存在的主要原因是教师没有内化教学理念,没有掌握新的教学方法。目前我国大多数地方采用的是单一的师资培训模式,即集中讲座式培训,专家讲,教师听,培训内容主要以课程纲要和标准的解读为主。但是,这种培训本身就是传统教育模式的反映,且仅靠一两次这样的培训整理就让教师们掌握和内化教育理念、掌握新的教学方法是不现实的。
(二)把握教学的起点,注意阶段性和层次性。
在教学衔接过程中,根据学生的知识基础和平均学习能力确定教学起点,认真抓好物理概念和物理规律的教学,注意概念形成的阶段性和层次性,防止出现忽略学生的接受和理解能力等问题。在教学时,设法创设思维情境,激活学生的思维,引导学生运用比较分析、抽象、概括、类比、等效、控制变量等方法,在学习中抓住主要因素和本质的联系,忽略次要因素和非本质的联系,抽象概括出事物的本质属性和规律,建立科学的物理概念和物理规律。总之,在不同的阶段应通过不同的物理规律来深化力的概念,通过解决具体的物理问题加深对力的概念的理解。
(三)强化学生学习的相关环节,做到有的放矢。
1.做好新课内容的预习。通过预习,初步了解新知识的大致内容,回顾所需要的旧知识并及时复习淡忘了的部分,找出本节内容的要点,初步学习导出新知识的思路和方法,找出那些仍不明白的问题。有了这样的准备工作,学生上课听课就具有针对性、主动参与性,由知识的表面深入知识的内涵,进入较高层次的学习阶段。为了增强预习的效果,在高一开始阶段,教师应引导学生学会预习。
2.认真听课。听课是学习物理的一个重要环节,为了能使学生更好地听好课,教师应根据课堂教学内容,尽量设置一些有利于学生积极主动参与的活动,包括动手、思考、讨论等,尽量发挥学生的主体作用,同时强调学生听课的几个环节,真正做到教师能有效地教,学生能有效地学。
3.课后复习。复习是学习知识的继续和深化。复习,一是要及时,当天的内容应当天复习,这是高效、省时的学习方法之一;二是要抓住课本,抓住基础知识的要点,进行一番认真深入的思考,融会贯通;三是注意总结、归纳,使知识系统化;四是记住、记牢所学的知识。
课后复习的总结,一章或一个单元后的总结相当重要。知识在于积累,积累不是简单的堆砌,而是要使知识系统化。要使学生在复习的过程中,注意及时总结所学的知识,归纳整理出本章的结构,找出章节之间的联系,建立起一个新的认识结构和知识系统。这样既巩固和加深了所学的知识,又学到了方法,更提高了能力。
(四)培养学生学习的兴趣。
1.增强教师个人魅力。教师作为教学活动中的主体,起到“传道、授业、解惑”的作用。大学生处于心理成熟期,生活中受到来自多方面的诱惑,有些学生反感某位老师时也会反感上这位老师的课。这就要求教师能吸引学生,将他们的注意力引导到课堂上,为他们指引学习的方向。教学需要教师与学生共同努力才能达到理想的效果。具体做法如让学生口头或书面向教师提出意见,指出教师的不足之处,以及提出他们能接受的或他们觉得更好的教学方法或讲授内容。
2.各章引言介绍。“良好的开端是成功的一半”。除了认真准备好第一堂课,激发学生的兴趣外,在讲授每一章前都准备一个精彩的引言,介绍高科技领域的新成果,让学生感到学有所用。
3.多媒体的合理使用。多媒体是指文字、图像、音频、影像等形式相互结合的媒体,通常是指在计算机程序控制下,将文字、图形、动画、视频、音频等结合的信息传播媒体。在流体力学课程的教学过程中,采用多媒体有利于学生对流动现象的感性认整理识,加深对概念的理解,提高学习兴趣。
(五)认真上好学生分组实验课,培养学生的创造性思维和实验操作技能。
关键词: 制冷剂传热
制冷专业是现在社会上比较热门的专业,为了配合社会的需要,各职中都开设了相关的制冷专业,但对职中开设制冷专业,要求学生能掌握什么技术,或者技术达到什么的高度,本人谈谈职中制冷教学的一些要求。
制冷技术是职业技术教育电类专业的一个组成部分。其培养目标是熟悉并掌握基本的制冷技术原理和制冷维修技术,具有一定的小家电维修能力的,具有初、中级资格的制冷设备维修工。但由于国家教育改革,职业技术教育的生源整体素质呈现下滑趋势,加大了教学难度。同时由于制冷专业起步晚,师资及教学经验不足,故该课程的考证合格率不高,学生的技能不达标,使制冷专业的就业前景不容乐观。
1、钻研教材,更要充实教材
教学过程是教师向学生传递教学内容,并使学生掌握的过程。因为教学的方向、内容、方法、进程、结果、质量等,都主要由教师决定和负责,所以,教师在教学过程中的主导作用是具有必然性的。只有借助教师的主导作用,学生才能以简捷有效的方式,掌握基本文化科学知识,迅速站到科学技术的前沿。
当前,科学技术迅猛发展,制冷技术也出现了日新月异的变化,并涌现出大量以高、精、尖技术为特征的新产品、新技术。制冷技术行业的这种变化和挑战,对具有教学主导作用的教师提出了新的要求——应具有敏锐的科技触觉,及时吸收和更新专业新元素。
而且,当代的制冷专业技术工的就业范围已不在局限于小家电生产维修,更多的是定位于建筑工程中的暖通空调部分安装维护、中小型冷库的维护及汽车空调养护方面。这些都已远远超出了原有教学大纲的要求。为了更好地帮助学生适应社会适应发展,教师就必须要精通专业基本知识,对教材做到懂、透、化的基础上,精选教材,加强教学的预见性和计划性,适当地调整章节顺序,更新教学知识点,在职业教育中及时充实教材内容,才能真正发挥教师在教学中的主导作用。
2、因材施教,更要措施灵活
教师的教是为了学生的学,故教师选择教学方法时必须先考虑学生的实际情况,包括年龄特征、个性特征、知识智力和班级状况。而且制冷涉及热力学、传热学、流体力学等理论知识,教学中还对实际操作动手能力提出了较高要求,教学难度极大。对此,根据学生的实际情况和教学内容,及时调整教学措施,采取不同的教学方法,才能真正取得好的教学效果。
2.1 对同一专业,学生基础的不同,决定着教学方法的不同
就以电工专业02电气班和02电信班为例。笔者了解到电信班由于专业的不同,之前电类教学的深度或实践不如电气班,学生整体的电工基础和思维灵活性较差,但纪律性好,学习主动;而电气班则在接收新知识方面有优势,能动性强,但组织纪律性和学习主动性差。根据这些特点,在教学中就要针对不同的教学群体采用不同的措施。如对制冷技术中常用测量仪表,包括万用表、钳形电流表和兆欧表的讲解。电信班电工基础差,故应采用实验课形式,结合实物进行详细介绍;而电气班电工基础扎实,故可利用课堂练习,以问答卷的形式,帮助学生回顾制冷技术中常用的仪表要点,采用简略的讲法,巩固学生记忆即可。
而课后作业方面,对市外班多出基础题,对市内班则多出思考提高题。诸如此类的区别对待,都能调动学生积极性,并使不同群体发挥了特长,都取得了较好的教学成果。
2.2 对同一个知识点,学生理解能力的不同,也决定着教学方法的不同
如蒸汽压缩式制冷循环过程的讲解。一般采用直观教学方法,在实验室现场,对照各实物部件,先介绍制冷循环的基本组成,再连接起来,介绍整个循环过程和原理。这对普通学生有直观形象的优势,但对整个循环过程的理解,则存在死记硬背的隐患。
对抽象理解力较好的学生,我们可以换用研讨式教学方式。首先给出研讨的课题,就是“如何将教室的温度降低至低于室外温度?”学生可以根据已学的热力学定理得出:“热量总是自动地从高温物体传到低温物体”。即教室要降温,热量就要传递给低温的制冷剂。那么室内就应该有一个换热效果好的热量交换装置,同时,从生产实际考虑,同等量制冷剂,在释放潜热时热量交换最大,即效率最高,所以应该保证进入房间的制冷剂是液态的,在房间吸收热量后,蒸发为气态。所以我们称这个房间里的,直接制造冷量的换热器为蒸发器。而制冷剂又如何实现流动和循环使用?这就需要一个类似心脏的动力源了,即压缩机。它能将电能转换为动能,不断地将低温低压制冷剂蒸汽压缩为高温高压的制冷剂蒸汽,借压力差,实现制冷剂在系统中的自行流动。照此讨论下去,就可以把整个蒸汽压缩制冷循环过程推导出来,并且也将四大组成部件的功能原理解释清楚。
3、授之以鱼,更要授之以渔
现代社会是一个学习化的社会,强调可持续发展。职业技术教育也不再是简单的授人以一技之长,谋得一个职业的功利性教育,而是受教育者整个职业生涯发展的有效途径。我们培养的人才应该掌握文化基础知识、专业基础知识和基本技能,更要为将来进一步接受教育或学习打下基础,具有更新知识、提升知识、转换知识能力的可持续发展的人才。
叶圣陶先生说:“教是为了不教。”也正说明了教学的过程不单是传授知识的过程,更是学生掌握学习方法的过程。教师要有预见性,要帮助学生掌握有效的学习方法,培养学生的学习主动性,才能使学生在未来的岗位上不断提升个人技能,独立思考、勇于创造,最大限度地实现个人价值。
换句话说,教学的过程也应该是教师主导地位逐步减弱,而学生主动性逐渐增强的过程。在对制冷设备维修工的培养,乃至所有职业技术人员的教育过程中,我们都必须发挥学生的主动性,引导学生动脑、动口、动手,积极探索。
在不断的实践教学中,变成了学生自己动手解决问题的过程,使之掌握知识精髓的同时,更在主动探寻中摸索出了学习的方法,建立良好的思维方式。如今,02电气班和02电信班都一起在某空调公司进行毕业实践,经过将近一个学期的实践,公司领导和员工都对这两个班学生的动手能力和接受能力进行了高度的评价,这也是对我们教学的充分肯定。愿我们更多的制冷人才走向社会。
参考文献
[1]吴玉琨,张宗新,邱兴永.家用制冷设备原理与维修技术[J].北京:人民邮电出版社,2001.9.
(一)紧密结合专业背景
传热传质现象不仅在生活中非常普遍,传热传质知识在石油工程中应用也很广泛。在课堂教学中应突出这一特点,并加以应用。在授课过程中,将传热传质的内容跟生活常识以及石油工业中相关应用实例结合起来,激发学生学习的积极性,加深学生对传热传质知识的理解。比如,在讲传热学绪论部分时,首先跟学生探讨生活中的一些常识:为什么水烧干了之后水壶容易烧坏,为什么下雪不冷化雪冷等,然后给学生介绍石油行业中传热传质的运用实例:油的加热输送、煤油汽油等石油产品的生产过程、稠油热采等;在介绍圆筒壁温度场计算的时候,可以结合井筒温度场的计算;在介绍传质现象时,可以给学生介绍页岩气中气体的扩散、二元聚合物驱扩散现象等。另外,在课堂教学的过程中还可以给学生介绍石油工业中跟传热传质知识相关的一些前沿技术。比如微波在油气开采中的运用,酸蚀蚓孔计算中传质规律的运用等。通过跟生活中常见的现象和石油工业中相关运用实例的结合,让学生明白这门课程的重要性,激发学生的学习热情与求知欲望。
(二)运用类比法
类比法是传热学、传质学发展过程中重要的研究手段。在课堂教学中合理运用类比法可以让学生更容易理解、接受新的知识,并且能让学生把所学的知识跟新的知识结合起来。比如在介绍传热过程和导热过程计算时,可以先复习电学中的欧姆定律,找出电量传递与热量传递相类似的规律“传递速率=推动力/阻力”,进而类比引入“热阻”的概念,再介绍计算方法“热阻分析法”。在介绍传质学时,也可以运用类比法将传质学和传热学、流体力学中相关的公式规律进行类比得到新的传质规律公式,比如传质膜系数的类比求取法。
(三)多媒体课件与传统板书结合
随着现代科学技术的发展,多媒体设备在课堂教学中得到了广泛的运用。多媒体课件可以实现声音、文字、图像、动画等的展示,跟传统的板书相比,它具有图文并茂的特点,可以使课堂教学更加生动具体,吸引学生的注意力,提高学生对传热传质过程的认知,提高课堂效率。但是多媒体教学也有其不足之处。如果仅仅结合多媒体讲解,学生可能会抓不住这堂课的重点,对课堂教学的内容印象不深刻,思路不清晰。老师在课堂教学中还应该在黑板上总结出这堂课的内容、要点,供学生复习参考。另外,在讲解一些重要公式的推导和应用时,如果只是通过多媒体课件进行展示的话,学生很容易“坐飞机”,对公式的推导和应用过程听不懂。因此,在进行重要公式推导时,应采用在黑板上进行推导讲解的方法,帮助学生理解,加深印象。传统的板书和现代的多媒体教学各有长处。在课堂教学中,应该将两者有机结合,既要做到课堂教学生动具体,又要使学生能够真正掌握所学的知识。
二、课外作业,发挥学生主观能动性
在完成课堂教学之外,结合石油工程专业的特点,布置科研小论文,激发学生的求知欲,充分发挥学生的主动学习性。让学生充分利用图书馆和网络资源,查取相关文献。学生一般分成10人一组,根据自己的兴趣,结合专业特点,选取传热传质知识在石油工程中某一相关领域的应用来完成小论文。比如,有的小组选取的是《注蒸汽过程中井筒温度的分布》,有的小组选取的是《酸化压裂过程中传质现象的研究》等。另外,笔者还结合所在科研团队的实际,让学生根据自己的专业知识和兴趣爱好参与了一些科研实验,比如《前置液酸压酸液指进实验》等。通过让学生将所学的传热传质学知识真正应用于石油工程的具体实例中,不仅能够巩固所学的知识,还能加深学生对石油工程专业的了解,激发学生“学石油、爱石油”的热情。
三、实验设置,提高学生动手能力
实验一直是科学研究的重要手段。通过开设实验教学课,不仅可以提高学生的动手能力和实践能力,还可以培养学生在专业领域的创新意识和探索能力。我们开设了2个必修实验,分别是《自然对流换热实验》与《换热器实验》,共4个学时。在此基础上,我们还开设了《强迫对流换热实验》、《二维温度场电模拟实验》、《喷管实验》、《理想气体比热比测定》等4个开放性实验。学生可以根据自己的兴趣与时间安排,与实验教学中心预约进行开放实验。在实验教学中,加大了学生对预习实验的要求。在进行实验之前,学生必须首先掌握实验目的、原理等内容。比如在自然对流换热实验进行之前,学生必须了解实验测定自然对流换热系数的方法和原理、实验数据的处理方法、实验中可能存在的误差以及预期的结果等,在进行该实验课时,老师会提一些跟实验相关的问题以考察学生预习情况,并将学生的预习情况跟实验操作、实验报告一起作为实验成绩的组成部分。
四、结束语
4月3日,我国自主建造的国内首艘10 000标箱集装箱船,在南通中远川崎船舶工程公司举行命名、交付仪式。该船成功建造,使我国一举成为当今世界继韩国之后第二个能够自主建造10 000标箱集装箱船的国家。
被命名为“中远大洋洲”号的10 000标箱集装箱船由南通中远川崎建造,总长348.5米,型宽45.6米,型深27.2米,设计吃水13米,总吨位11.8万吨,可装载10 062个20英尺标准集装箱。最大服务航速25.8节。该船将入级美国ABS船级社,投运后将加入中远集运中欧航线的运输,有利于我国国有航运企业进一步提升集装箱运输能力和企业核心竞争力。
我国首座深海钻井平台在沪开工
4月29日,世界第六代3 000米深水半潜式钻井平台在上海外高桥造船有限公司开工兴建。这是我国首次建造深海钻井平台,对提高我国深水作业能力和海洋工业装备制造水平具有重要的战略意义。
这座世界级深水半潜式钻井平台为中国海洋石油总公司所有,由中国船舶工业集团708研究所和上海外高桥造船有限公司联合设计制造,是我国实施深水海洋石油开发战略的重点配套项目之一,被纳入国家重大科技专项。钻井平台自重30 670吨,最大工作水深3 050米,钻井深度12 000米,计划于2010年年底交付,并配备大功率的主动力系统和高精度的动力定位系统。
海洋工程装备产业是上海发展先进制造业的重要内容。近年来,上海外高桥造船有限公司先后在番禺油田15万吨FPSO、渤中油田17万吨FPSO工程中施展拳脚,并击败韩国三星、大宇等国际知名海洋工程建造商,拿到世界领先、国内第一的30万吨FPSO“海洋石油117号”船体建造合同。3 000米深水半潜式钻井平台的开工兴建,为上海成为中国深海油气装备开发的创新引领基地打下坚实基础。 当天,上海临港海洋工程有限公司海洋工程及高技术船舶工程配套项目,在南汇临港新城规划重装备产业区内开工奠基。项目由外高桥造船有限公司出资建造,规划用地面积约103万平方米,主要生产半潜式钻井平台、自升式钻井平台、船用生活模块等,年投钢量约25.5万吨。
上海造最大吨位运输船“长江之珠”下水
日前,由中船江南长兴造船有限公司为中国长江航运集团南京油运公司建造的29.7万吨“长江之珠”油轮,在长兴岛造船基地下水。这是国内第一艘拥有自主知识产权的VLCC,也是上海造船工业有史以来建造的最大吨位运输船舶。
“长江之珠”油轮是中船上海江南长兴造船有限公司首次承建的超大型油轮,总长330米,型宽60米,型深29.7米,由中船集团708所自主开发设计。该轮结构吃水21.5米,航速15.8节,燃油消耗91吨/天,为国际同类船舶中最低的,续航力28 000海里。其经济性、环保性和安全性在国际上也处于领先地位。
利用风浪使船舶定位的装置
俄罗斯一家公司研制成一种利用风浪使船舶在海上保持稳定,以便进行长时间定点作业的装置。
有多种船舶需要经常在海上进行长时间定点作业,但是海上很少有风平浪静的日子。为了保持稳定,船舶必须启动马达低速行驶,或者掉转船头迎着风浪前进,否则船舶将被风浪推出定点作业区,甚至有发生倾覆的危险。
新研制的特殊流体力学装置,能够利用海上风浪的能量帮助船舶实现定点作业。该装置由一个特制的水下旋转翼和一套滑行机件组成。当船舶与海浪运动方向成某一角度时,水下旋转翼会转动并产生水平和垂直牵引力,其中水平牵引力可保证船舶不偏离航向,垂直牵引力可减少船舶颠簸。滑行机件由船尾的风动船舵和船头的水动船舵组成,风动船舵能保证船舶在风浪中的定点不移位,水动船舵则能利用水的阻力,防止船头转向。 (李有观)
船舶防碰撞预测系统
新加坡海事及港务管理局研制成并计划安装一种船舶防碰撞预测系统,以加强航行于新加坡海域船舶的安全。该系统能在3小时前预测可能发生的船舶碰撞,这样海港局的海上指挥中心就能提前给两船船长发出警报,使两船及早采取必要的防范措施。
这种船舶防碰撞预测系统是根据雷达装置探测出船舶的位置、航速、类别等资料,然后预先拟定船舶驶向目的地的航线。如果该系统屏幕预定航线出现交叉信号,便表示有两艘船可能会在交叉点相撞。该系统每隔3分钟便会更新资料,所以预定航线也会随时调整。 (李有观)
冷藏箱温度传感追踪技术
德国盖博瑞尔为全球领先的冷藏箱管理企业研发出独一无二的温度传感追踪技术。
专门为此客户而设计的冷藏箱标签应用的是已取得专利的智能远距离(ILR)系列标签,使用这种冷藏标签后,系统的应用变得更加灵活简单。报告及监控敏感物料的温度,冷藏箱标签有效地降低了商业损失。
过去传统的集装箱追踪使用的是一个非常繁杂的计算机系统,当集装箱通过运输链的重要点时对集装箱进行追踪,一个非常棘手的问题是如何不断地监控冷藏箱。过去,航运公司、运输公司、集装箱港口及其他集装箱货运公司需要定期地对冷藏箱上的冷藏设备状态进行检查,并且通过人工读取温度,检查发出警报的机器。整个过程不但耗费大量时间,而且并不能完全应对其所面临的挑战。