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课题组 胡兴 胡鹏鹏
课题提出的背景
我们的教育由学校教育、家庭教育和社会教育组成。其中家庭教育是最容易被忽视和弱化的部分。而在人的一生所接受的教育中,家庭教育是长久性教育。家庭教育先于学校教育。并且在学校教育的整个阶段内,一般都自始自终伴有家庭教育。而留守儿童的父母外出务工,由于长期亲子分离,得不到父母面对面的教育和关爱,使得家庭教育的严重缺失。往往会形成孤僻、不合群、厌学、易冲动等问题,在学习上他(她)们不愿意(也没有机会)张扬个性,成为教师教育教学“看客”。能力得不到训练,教育得不到实效。往往是学校几年工作还不如游戏机房的几分钟。形成了非智力因素的后进生。新课标要求我们的教育必须要面向所有的学生,去关爱每一学生,让每一个人都能得到应有发展。留守儿童的教育成了值得我们去重视和深思的问题。鉴于此,提出农村中小学留守儿童的个别教育问题研究,目的在于让这部分留守儿童能乐于学习,生活与学习上都不至于孤独。学到有价值的知识,提高学生自身的能力,得到不同的发展。
课题实施的意义
农村中小学留守儿童的个别教育问题研究,将依据课程理论,现代教学设计理论,教育心理学。遵循中小学教育的规律,适应儿童身心发展特点,用科学理论指导自己,并将优秀的实践经验进行理性的概括,努力建构起改善学生学习方式的理论框架和实践操作模式。
通过研究,力求让教师能够具备先进的课程理念 、教育教学观念、开放的教学思想、开创适合儿童发展的课堂,形成自己独具的教学特色,学生能产生乐学的情绪,能从学习活动中获得愉悦体验,培养动手实践、合作探究的意识和能力,提高解决问题的能力,全面提升中小学生学习的品质和水平。
研究对象
本课题研究主要在盘州市的乡村中小学留守儿童学生中组织实施。
研究的主要内容:
1.农村中小学留守儿童学习现象与发展状况调查分析
对农村中小学留守儿童学习现象与发展状况进行调查,主要反映该类学生学习素质与个性心理以及其它素质的差异及其形成原因分析。
2.农村中小学留守儿童发展现状与实践研究
在调查分析的基础上,借助教育学、心理学等现代教育理论对该类学生的发展实施可行性的研究,并运用与实践中,尝试形成可操作性模式。
3. 农村中小学留守儿童素质和活动评价研究。
促进农村中小学留守儿童的发展,应及时的适度的对学生进行评价。此类儿童对待评价感觉敏感,应注重对学生学习过程的评价,重视对学生多维素质的评价,要将检测和其它的评价放啊有机地结合起来,全面描述学生发展的状况,有效促进学生的自主发展。
主要选择以下三个方面进行重点研究:
(1)建立留守儿童成长记录袋,并进行跟踪评价的研究。
(2)建立合适的学习小组,将他们融入进集体学习生活中去。
(3)课间活动与放学后学生情况的调查研究。
课题研究的主要方法:
1. 跟踪研究法:在教育过程中采取一对一的跟踪研究,运用必要又合乎教育情理的控制方法,适时的记录每一个有效的数据。探索教育的因果规律,以点到面,层层推开。按阶段制定计划,做好记录,完成总结,并及时撰写体会,总结成果。
2. 文献资料法:利用各种渠道合理的搜集与运用各种文献和资料,进行信息的分析与研究,可达到准确地界定课题研究的价值性、可行性及关键概念的内涵与外涵,并及时的制定相应研究目标与实施方案等。
3. 行动研究法:教师按照计划、行动、观察和反思的顺序,创造性地运用自己已经选择的、有针对性地教育理论,解决具体教育教学问题,改善教育教学工作,并对实践的结果做出总结和反思。
4.经验总结法:是对教育实践活动中所积累起来的教育经验进行归纳与分析,使之系统化、理论化。是自己或其他老师教育实践中的直接感受,实践性强、简便实用。由感性认识转化为理性认识,并且及时通过论文、案例等形式将研究中的经验、心得、理论与实践结合总结出来,归纳提炼。
课题研究的实施步骤及时间安排:
课题研究时间:2017年9月——2019年4月
第一阶段;初步开展阶段2017年9月——2018年1月
1. 研究课题前期准备;
2. 拟定课题研究方案;
3. 确定跟踪研究的对象。
第二阶段:重点研究阶段2018年3月——2018年12月
1. 进行具体实施课题的研究;
2. 不定期举行问卷调查,深入了解留守儿童教育发展状况;
3. 开展留守儿童教育教学评价活动,探索教育与发展的操作方式;
4. 积累研究资料,总结阶段性成果,完成阶段性研究报告;
5. 撰写案例和论文,展示优秀颗粒、优秀教学设计和优秀论文。
第三阶段:总结成果阶段2019年2月——201年4月
1. 撰写课题研究报告和结题报告
2. 接受课题鉴定组的评估鉴定。
研究成果展示:
1. 课题实施方案
2. 优秀教学案例,教学设计、论文集
3. 学生学习日记、周记,小论文展示
4. 课题研究专题报告和课题实验报告
5. 课题实验经验材料汇编
6. 建立农村中小学留守儿童教育问题研究QQ群。
课题研究的保证措施:
1.完成课题研究任务的条件分析
(1)课题组成员的研究能力。课题组核心成员都是从事一线教学的骨干力量,大多具备本科及以上学历。教育教学经验丰富,教科研能力强,朝气蓬勃并积极投身于各种教改实践,科研氛围浓厚。
(2)课题研究经验丰富。课题主研人员均是市、县教育骨干,具有很好的科研经验。
(3)区位优势明显。我校处于县城周边。外出务工人员众多,留守儿童数量较大,研究工作的典型性较为明显,工作开展的可行性较强。
2.研究的保障措施
(1)教师的常规教学为载体,以课堂教学为行动保证,把“教”和“研”结合,采取边研究、边实验、边总结的研究方式,在实际教学工作中形成农村中小学留守儿童的个别教育问题的可操作性方式,并且在探索、验证的过程中不断修改,完善。
(2)加强组织领导。组织相关人员围绕本课题积极开展前期准备工作,包括文献搜集工作、调研工作等。
(3)加大校本培训力度。调动广大教师的参与意识,努力提高参与研究的教师的素质。
(4)建立健全研究制度,定时间、定地点、定内容,保证研究落到实处。
【参考文献】
《留守儿童的教育问题》 宝林镇 、邓媛
《关注留守儿童的教育问题》作者:刘丽丽
《“留守儿童”教育问题的思考》(《环球时报》);
《农村留守儿童教育问题研究》作者:青永红 、周林;
《留守儿童教育问题之探究》(《现代交际》2011年01期 )
《浅谈农村留守儿童问题——基于隔代教育对其的影响》作者:李雯婷,载《四川 教育学院学报》
《我国留守儿童状况研究》.作者:段成荣、周福林
《留守儿童和流动儿童成长环境的缺失与重构》作者:吴帆、杨伟伟
《农村留守儿童教育现状的思考》载于《唐山师范学院学报》
二、课题开题论证结论
课题开题论证专家组论证结论:
课题立足于学校实际选题具有研究价值;课题研究目标明确. 旨在通过研究了解留守儿童;课题研究内容具体,方法得当;课题研究目标明确,计划全面;课题研究预期成果多样化。
建议课题组应进一步修改并完善开题报告,定期组织开展研讨会,合理分工,展开课题研究并定期交流研究心得与成果,还要根据时间顺序分阶段对研究过程性材料及佐证材料进行归档与整理。
专家组一致同意本课题按开题报告进行研究。
2017年 9月 12日
三、开题论证专家名单一览表
参
加
开
题
论
证
专
家
名
单
序号
姓 名
专业技术职称
工 作 单 位
专家签名
1
操明良
高级教师(中)
盘州市英武镇中心校
2
支坤
高级教师(中)
盘州市教育局
3
蒋泽山
高级教师(中)
盘州市英武镇马场中学
4
张春明
高级教师(中)
盘州市英武镇英武中学
5
向永健
高级教师(中)
盘州市英武镇中心校
6
廖浩
[关键词]农村;学前留守儿童;心理行为问题;成因
[中图分类号]G610 [文献标识码]A
近几十年来,由于我国大力推进城镇化建设,大量农村劳动力涌入城镇,有力促进了城镇化建设,这也产生了大量弱势留守人员――留守儿童,尤其是学前留守儿童。
一、农村学前留守儿童的界定及研究这一群体心理行为问题的意义
(一)农村学前留守儿童的界定
农村学前留守儿童指农村地区0-6岁的幼儿因父母一方或双方外出工作而被留在户籍所在地,由祖父母或亲友代行使监护权的儿童。他们是一群本应恣意享受父母之爱、尽情撒娇的孩子,却要面临亲子分离之痛。他们本应天真烂漫的笑脸却露出焦虑与无助,本应初生牛犊不怕虎的年龄却表现出懦弱、内向。他们是一群在人生刚开始起步时就缺少父母呵护的孩子。
(二)研究农村学前留守儿童心理行为问题的意义
1.现实的警钟,期待关注。小梦茹,一个1岁8个月大的留守小女孩,从出生不久就由奶奶独自照顾。因为奶奶在家中突然暴毙,无人看管、照顾,独自陪伴奶奶的尸体达七天之久,等到最后被发现时已经昏厥在奶奶的臂弯里,浑身爬满了蛆虫……
我们不难看出,这样的事件背后存在着这样一个事实――学前留守。对于学前儿童来说,他们基本上没有独立生活能力,更不用说应对生活中的突发事件了。在一些情况下,学前留守对孩子来说面临着生存的挑战,更不用说心理上的创伤了。小梦茹的生命在最后关头被挽救了,而她心灵创伤的愈合却需要更长的时间。这一现象也需要我们整个社会的警惕与关注。
2.庞大的规模,亟待关注。《人民日报》报道我国留守儿童的人数约为5800万,其中14岁以下的留守儿童超过4000万,80%以上的留守儿童由祖父母隔代监护或亲友临时监护。全国妇联2006年对12个省市的调查结果也显示,0-6岁的儿童占总数的8.9%。而在湖北省135.3万留守儿童中,0-6岁留守儿童占留守儿童总人数的29.6%。从这些调查中可知,目前我国处于学前阶段的留守儿童大约有520万,这其中还不包括许多因其身处偏远地区而尚未统计在内、没及时上户口的幼儿和许多超生黑户儿童。如此庞大的数据告诉我们,学前留守儿童也是亟需我们更多关注的留守群体。在我国几千万留守儿童之中,又有多少像小梦茹一样,在自己还没有咿呀学语时就要承受亲子分离、关爱缺失等伤痛?留守儿童问题是社会转型期的一大痛点,而学前留守儿童问题更是痛中之痛,更应受到社会的关注。
3.个体的学前期是人生发展的起航期、关键期,需要全社会的关注。许多早教机构都在宣传:“不要让你的孩子输在起跑线上。”如果说人生是一场场的比赛,那么人生的赛事从一出生就开始了。每个个体都有自己的起跑线,至于谁先达到终点,这与其在起跑线的前后位置、后天的教育和自身的努力有关。而在这三个因素中,后天教育对个体发展的速度和高度起着决定性作用。对于学期留守儿童来说,早期人文关怀和教育的缺失无疑会对他们将来的人生方向和发展高度有很大的影响。对一个国家来说,我们经常说孩子是祖国的未来,即他们应该是健康、乐观并拥有许多美好品质的人,国家才有少年强则国强的希望。而这一切美好品质的拥有,都有赖于早期的教育与引导。因而,对学前留守儿童的心理行为问题的关注不仅关系到幼儿自身的发展,也关系到祖国的未来。
二、农村学前留守儿童心理行为问题的表现
关于留守儿童的研究多认为,留守会造成儿童心理行为上的一系列问题,比如焦虑、敏感与易冲动等,主要表现如下:
(一)认知上的不足与偏差
调查显示,留守儿童80%由祖父母或亲友代替监护。在监护中,许多人只注重养而忽视了教,而学前留守儿童正处于认知的敏感期,忽视对他们教育的教育,就会限制个体认知的发展。同时,农村祖父母自身的教育观念落后、文化水平低下及其精力所限也阻碍了学前留守儿童的认知发展。而在亲友监护中,由于与学前留守儿童在亲情联系上相对微弱,加上自身工作也很忙,其也很难做到耐心、系统与有技巧地去进行教育引导,从而影响学前留守儿童的认知发展。而认知又会直接影响其上学以后的智育水平。同时有研究表明,农村留守儿童的智力总体水平低于同龄非留守儿童的智力水平。此外,有许多留守儿童存在自己是父母的负担、累赘等方面的消极认知,这容易使他们有被遗弃感,并产生一系列消极的情绪体验。
(二)情感上的脆弱、敏感
监护教育上的缺失导致学前留守儿童认知上的不足和一些片面的偏差认知(我是爸爸妈妈的累赘、我被遗弃了),而周围人的逗乐话语“你爸爸妈妈呢,爸爸妈妈不要你了”等都会使处于学前留守期儿童的心理受到伤害,使其变得敏感、脆弱。
(三)意志行为上的偏差
心理学研究表明,认知与情感会影响个体的意志和行为。因而学前留守儿童认知的不足与偏差、情感的脆弱和敏感往往导致他们产生一些不适当的自我防御反应,如攻击行为和退缩懦弱。
(四)农村学期留守儿童个性发展缺陷
中国人口宣教中心对农村留守儿童调查研究表明,留守儿童存在个性发展上的缺陷,如学习焦虑、交往焦虑、处事敏感与容易冲动,即留守容易导致神经质个性的形成。因此,学前留守儿童在认知、情绪和行为上的不良倾向最终有可能造成学前留守儿童焦虑、敏感与易冲动的神经质个性。
1.师幼关系对农村学前留守儿童心理行为的影响。幼儿教师作为幼儿教育的主要执行者,对幼儿的心理和行为有着重要的影响。同时,幼儿教师对师幼关系的建立起着主导和决定性作用。要想建立良好的师幼关系,幼儿教师首先要有足够的爱心,能爱幼儿教育事业和每个孩子。只有幼儿教师用爱心去对待每个孩子,使每个孩子在她们身上寻找到妈妈的爱和感觉,孩子才能尽快适应幼儿园的环境,从爱老师上升到爱幼儿园,从而逐渐削弱以前的不良心理反应和行为,重塑积极的心理特质。其次,幼儿教师要秉持公平原则对待每个孩子,公平体现在态度和机会的提供上。在态度上,教师不歧视任何孩子,对每个孩子态度要一致,幼儿教师不一致的态度会挫伤受忽视孩子尤其是学前留守儿童的敏感心灵。在机会上,给每个孩子尽量提供同等的锻炼机会。通过教师公平对待每个孩子,孩子们才能切实感知到老师对他们的爱是无差别的,逐渐从内心深处接纳老师,建立良好的师幼关系,从而逐渐削弱以前的不良心理和行为,重塑积极的心理特质。
2.同伴关系对农村学前留守儿童心理行为的影响。幼儿园中的同伴关系对幼儿心理、行为也有重要的影响。良好的同伴关系有利于幼儿的心理健康,反之则不利于维护幼儿的心理健康。已有研究发现,幼儿都具备很强的模仿性,尤其喜欢模仿和追随他喜欢的同伴的行为。因此,老师和家长应协助孩子在幼儿园建立良好的同伴关系,尤其要帮助每个孩子找到好朋友,让每个孩子都感到自己在幼儿园不是孤独无助的。这种心理上的支持与信念会让孩子建立自信,变得勇敢、坚强。然而,对于农村学前留守儿童来说,留守已经给他们留下了阴影,想要建立良好的同伴关系可能存在更大的困难,这就更加需要老师从中协助,帮助他们建立良好的同伴关系,使他们逐渐从以前的阴影中走出来。
综上所述,亲子分离导致的一系列营养不良、安全没有保障、监管缺失、家庭教育缺失、亲情缺失及幼儿园人际关系等的局限是影响农村学前留守儿童的因素,这使学前留守儿童儿在认知、情感、行为等发展的关键期得不到正常的呵护和引导,造成其心理发展上的诸多创伤与缺陷。
参考文献:
[1] 王小波,谭琳,王英.农村大龄留守儿童问题与政策分析[J].南方论坛,2009(1).
[2] 凌辉,张建人,易艳,周立健,洪婉妍,文晶.分离年龄和留守时间对留守儿童行为和情绪问题的影响[J].中国临床心理学杂志,2012(5).
[3] 胡月,胡勇. 对留守儿童心理干预切入口的探究――依恋理论对留守儿童教育的启示专题研讨[J].教育与教学论坛,2012(29).
[4] Jones,D.J. ,Forehand,R.,Brody,G.,&Armistead,L.Psychosocial adjustment of African American children in single -mother families: A test of three risk models.Journal of Marriage and Family,2002(64):105-115.
关键词 流体力学 工程实例 教学模式改革
0引言
“流体力学”课程是工科专业的一门重要的专业基础课,综合了张量、场论、复变函数、数值方法等数学知识,在水利、土木、建筑和热能等工程技术领域中都涉及许多流体力学问题。目前许多高校教师在讲授该门课程时还是采用传统的以教师为主导的单向传授方式,课堂中注重基本概念的讲解和公式的推导,课堂教学与实验教学环节联系较弱,导致学生学习过程中对所学知识点理解不够深刻,逐渐失去了学习兴趣。因此此次教学模式改革提出以工程实例为导向,在授课中采用工程案例分析、增加实践环节和第二课堂等综合形式教学模式,培养学生的学习热情,调动学生积极性,提高学生分析问题和解决问题的能力。
1教学改革思路
第一,由于在流体力学教学过程中,知识点比较抽象,学生难理解。因此,打破以往“满堂灌”式授课方式,针对某些重要知识点,首先教师课前布置任务,学生初步了解课堂内容,培养学生的发现问题和主观学习能力。在授课过程中,教师针对课堂讲授的内容,运用多媒体教学方式,向学生展示图片、视频、动画等信息,比传统方式更直观、更容易被学生接受,与传统板书教学方式相结合,优势互补,尤其对于推导繁琐公式,教师运用多媒体方式可以强化学生的理解。并且,教师应注重理论联系实际,通过工程案例分析和讨论等方法,讲授某些特定知识点对应的工程问题,培养学生学习流体力学课程的兴趣,激发了学习的主观能动性,加深学生对该课程内容的理解和认识,激发学生学习热情,培养学生分析流体力学问题和建立相应模型和分析计算的能力。学生通过工程案例分析,可以理解不同流态流体所对应的工程背景及其理论基础,利用课堂所学理论知识总结其流动规律。课中针对某重要知识点,教师布置相关综合训练内容,学生自主完成综合报告,在此过程中学生能够充分理解相关知识点,建立知识体系,掌握该知识点在实际工程中应用,并能够在实际生产生活中合理运用该知识点。另外,对于某些特殊的知识点,教师还可以从学生的生活经验出发,列举生活中的流体力学问题,联系生活进行讲授,具体内容为:
第二,通过理论与实践相结合的方式,在保证课堂教学的基础上,采用多种形式的实践活动,增加实验教学环节。实验教学是理论与实践相结合,是培养学生创新能力和工程实践能力的重要环节,巩固所学基础理论,能够帮助学生更好地理解理论知识,培养学生实践动手能力。在学校工科专业,实验教学显得尤为重要。在实验的教学过程中,为使学生更好地掌握重点和难点,加深学生对实验操作技能的掌握,采用“教”、“学”、“做”相结合的教学方法,以精讲多练为主。在实验操作之前,让学生理解实验流程中的每一步骤,培养学生发现问题和解决问题的能力,对知识的重点和难点有进一步的理解。此外,在实验教学环节中,重视培养学生创新能力,鼓励学生创新,为学生提供创新空间。学生通过工程流体力学实验,直观明了地观察不同流态的流动现象,量测不同流态的流动参数,分析其流动特点,再与理论相结合总结流动规律,培养学生的学习兴趣,激发学生学习的主观能动性与创新性,为学生将来更好地投入工程实际奠定基A。
第三,采用工程性质形式的试题帮助学生掌握知识点及其应用。同时,授课时增加课堂对话、采用互动式教学方法,及时了解学生掌握情况并对课程教学内容进行调整。另外,开设理论学习和实践操作的第二课堂,充分调动学生学习的积极性,并加大课外作业量,使学生通过作业消化课堂教学内容,每次作业批改结束后,通过习题课帮助学生辨析原理理解的误区、概念混淆之处等习题中出现的问题。任课教师定期进行教学研讨,对教学中的难点、重点进行讨论,群策群力,寻求好的解决方法。平时注意收集教学中的难点、重点问题,组织老师进行研究,在教学研讨时集中交流。
2教学组织过程
2.1课堂讲授
以学生为中心,以教师为导学、助学为主,利用工程案例分析、生活实例和小组讨论等形式,激发学生学习参与热情与积极性。课前布置工程案例分析,学生自行查阅资料,课堂上分组讨论,引导学生提出问题、分析问题、解决问题,培养学生主动获取已有知识和创造新知识的能力。以工程问题为主线,提出与之相互对应的课程内容,进而解释课程内容的性质、原理以及适用条件,总结解决此类工程问题的方法和规律,使得学生对于知识点内容的理解更加生动具体。
2.2增加实践环节
本专业流体力学课程共64学时,此次教学模式改革准备通过理论与实践相结合的方式,融入实践教学环节。传统体系中实验环节为辅助教学部分,各实验互相独立,综合性不强,造成学生被动学习,学生学习积极性较差。目前学校拥有两个流体力学实验室,不仅可以开展流体力学基础演示实验,学生还可以动手参与伯努利方程实验、毕托管测速实验等相关实验。在实验操作过程中,结合工程中流体流动问题,学生能够更加直观明了地观察到流体处于不同工程问题中所对应的流动现象和规律,量测不同流态的流动参数,进而结合课堂讲授的内容验证实践结果。同时,教师应为学生留有一定空间,学生可以在充分理解所需知识内容的基础之上,开展创新型实验设备的设计,这一过程充分调动学生科学研究热情,突出培养学生创新意识,教师引导学生提出问题并解决问题,培养学生科学严谨的逻辑思维及创新能力。
2.3第二课堂
流体力学课程包括流体静力学、流体运动学和流体动力学三大部分,课程讲述内容较多。针对这种知识内容多而学时短的情况,此次课程建设增加理论第二课堂和实践第二课堂。对于理论学习第二课堂,学生可通过微信或QQ等网络通讯工具,随时给授课教师留言或在线沟通,说明不懂的知识点,教师可以在网上给予学生详细的解答,既利用了课余时间答疑,又为同学提供了方便,同时又解决了课程学时的限制,极大地调动学生学习的积极性。实践第二课堂主要体现在实验室全天开放制度,在保证学生一定数量的前提下,学生可提前预约做实验。这样学生就有充足的时间来完成实验过程,既丰富了学生的课余生活,又充分地培养了学生自己动手的能力。
2.4增加综合训练
针对重点章节知识点,如伯努利方程、N-S方程等,结合工程案例,教师布置综合训练任务。学生通过上网、借阅相关书籍,获取相关资料并独立深入学习分析,再与小组成员讨论,集思广益,进而理解工程案例中方程应用原理,并与所学理论知识相联系,掌握相关知识点及模型建立方法,集中答辩汇报所学知识内容和实验数据。通过综合训练,学生可以构建相关知识体系,并联系工程实际,将其融会贯通,真正实现“理论联系实际”。在此过程中,也培养了学生团队合作、人际交往、自主探究、分析问题、解决问题及应用实践的能力。
2.5考核方式改革
对于流体力学课程考核方式,应注重教学过程中的质量控制,主要采取课堂考核、实验考核和期末考核相结合的形式,加大平时成绩所占比重,课堂考核主要包括工程案例分析大作业、课堂考试、出勤和课堂提问等形式;实验考核以培养学生动手能力为主,重点考核学生的实践操作能力和创新能力,如能设计出工程方面的创新型实验装置可以加分;期末考试就是学生的卷面成绩。
3结语
[论文摘要]结合学习主体所处的时代环境变化和流体力学知识体系的学科跨度大以及对数学基础知识要求很高的特点,分析了流体力学教学中存在的问题和难点,提出大量采用实验模型和实例教学以加强流体流动现象的观察理解对提高流体力学教学效果的必要性和重要性。
前言
流体无固定形状,即使受到的剪切力再小,只要持续存在,其变形便会随时间持续增大,不像固体那样,一定的受力只能产生一定的变形。流体力学的基本理论非常严密,描述流体流动现象的数学方程非常复杂,高度非线性[1],因此学生对流体力学敬而远之的现象比较严重。此外由于因特网及电子计算机的普及,各种虚拟现象泛滥,在这样的环境下成长的学生接触和感受实际发生的各种流体流动现象的机会大大减少,对自然现象的观察和理解能力很弱。很多学生在接受流体力学教育之前所受的应试教育的影响下[2],学习只是为了在短时间内对给出的试题做出接近正解的答案获得高分,这种教育具有多大的意义,近年来许多学者从教育学的角度提出了疑问[2]。只有直面实际的流体流动现象,抓住问题的本质,才能诞生真正的学问和研究。笔者基于对本科和研究生的流体学教学中存在的难点和问题,指出了重视流体流动现象的观察和理解对提高流体力学的教学效果的必要性和重要性。
一、流体力学教学面临的问题
(一)新形势下学生所处的社会环境变化
学生从小利用电脑打电子游戏的玩耍时间和机会大大超过了自己亲自动手制作道具及模型的体感玩耍时间,通过体感玩耍接触和观察自然现象的机会大大减少。
因特网的普及使得在短时间内获得大量的信息或实时获得信息成为可能,近年来出现学生过度依赖因特网的倾向,疏远了纸质图书及相关文献这些知识比较系统逻辑性也有保证的传统信息载体。但因特网上除了正确的信息外,还有很多不准确甚至错误的信息,即使是正确的信息,各信息段之间也缺乏系统性,因此学生仅通过因特网难以建立系统的知识体系的。
手机在学生中的普及也使得学生们在实际问题时,不是自己独立分析问题,找出问题发生的原因,而是直接利用手机询问他人求得答案,这样很难培养独立制定计划,对可能事态进行预测,独立进行解决问题的能力。这恰恰是对一个未来走向社会成为一个优秀的技术人员的必经的磨砺之道。
(二)流体力学教学面临的问题
流体流动的力学模型及其运动的物理意义难以理解[3]。流体粘性产生的模型与牛顿粘性定律之间的对应关系就是最好的一个例证。大多数学生虽然能够使用牛顿粘性定律进行计算,但对运动的流体为何会产生粘性却不能正确的理解。的确,对于涉及到流体力学的某些技术或产品设计,只要懂得一定的计算即可,但是对于开发和设计全新的产品,如不能准确把握所涉及到的相关流体流动的物理本质,有时会产生完全错误的设计结果。
流体的运动状态繁多,流体力学融合领域广,要求学生掌握更多的学科预备知识,尤其对数学知识的要求更高,使部分学生觉得流体力学是难以接近的一门课。同一流动现象常常可以从多个角度进行解释,容易使学生产生混乱。比如对翼型的流体力学工作原理,可以从流体流动的动量变化、伯努利方程、压力积分、流线的曲率变化等几个方面进行解释,解释方法之多反而会使学生产生混乱,但每一种解释方法都是正确的,解释的都是一个本质,只有完全理解各种解释方法所依据的理论,才可以解除认识上的混乱,将学到的知识条理化、系统化。
描述流体流动的数学方程高度非线性化,数学上求解比较困难。描述流体流动的纳维斯方程和能量方程是否可以求解以及数学解的唯一性的证明需要微分方程、偏微分方程、多元积分等很深的数学功底,但近年来学生的数学和力学基础存在下降的趋势。
学生在进入大学前所接受的应试教育的影响很大,以考试成绩自评学习效果的认识根深蒂固[4]。实际的流体流动现象往往没有单纯的标准答案,有时甚至存在多个解,重要的是抓住流动现象的物理本质,系统的理解流体力学的基本原理。
二、教学方法对应
解决上述问题的根本方法,笔者认为只有从流体力学教学上,直面涉及流体的各种现象,使学生准确的把握物理本质。为此在流体力学课堂上,广泛采用流体模型教学和实例教学,增加学生观察理解各种流动现象的机会,唤起他们对本门课的兴趣的同时,让他们形成为探究流动现象背后的物理本质进行思考的习惯,这对解决流体力学教学所面临的问题至关重要。
使用电吹风斜向上吹一个让学生事先准备好的气球模型,没经验的学生会意外的发现气球会向斜上方飘起。这一流体流动现象可从风从气球上部通过时,由于气球表面的影响风的流向会产生变化,也就是流线产生弯曲,根据风的动量变化必然产生使得气球浮起的升力得到解释,还可以从物体绕流边界层效应得到解释。从这一简单的模型教学,还可以解释飞机的机翼通过改变空气的流向进而获得升力的流体力学上的工作原理。
在一个装满水的塑料瓶内分别放入密度大于水和小于水的钢球和泡沫小球,然后放在一个可移动桌面上,使桌面等直线加速运动,可发现钢球运动较慢留在瓶底,而泡沫球运动较快停在瓶嘴附近。观察这一个现象引导学生:泡沫球运动得较快是因为等加速运动瓶内流体的静压在运动方向上递减形成压力梯度,小球的前进方向的压力大于等加速运动产生的惯性力,因此小球相对于塑料瓶向前运动;而作用于钢球的前进方向的静压力虽然与泡沫小球相同,但惯性力大于前进方向的静压力,因此钢球相对于塑料瓶向后移动。这一模型教学比一般教科书上关于流体等加速直线运动流体的静压分布的例题更容易使学生抓住问题本质,且能培养学生独立思考之习惯,使学生体会到透过流体流动现象来正确观察和理解把握流体力学基本规律的乐趣。
经常使用立式洗衣机的人都知道,洗完衣服后,衣兜总要被翻过来,假如原来兜里装有硬币等硬物,也会被掏出来[5]。把这个实例在课堂上讲出后,学生们甚有兴趣,追问其中的奥秘,当教师根据伯努利定律做出解释并介绍伯努利这位集物理学家、数学家、力学家及医学家于一身的瑞士的大科学家的基本情况后,学生们顿时对这位科学家充满了崇敬之情,通过大量这种实验模型及实例教学,学生们对学习流体力学这门课更有了兴趣和信心,教学效果的提高自不待言。
三、结语
本文详尽的分析了计算机、因特网、手机等现代化通讯工具普及后对学生产生的影响,由于流体力学课程知识体系的特点,这种影响产生的负面问题很多,尤其是教授成长在应试教育体制下走入大学的学生,更需要转换认识,改变教学观念,在课堂教学中广泛植入实验模型教学和实例教学,让学生直面实际存在的各种流体流动现象,通过实际的流体流动现象的观察和理解,达到生动及形象的把握这些流动现象背后的流体力学的基本定理,有效提升教学效果的同时,通过简单实验模型的制作还可提高学生的动手能力,这对学生走向社会成为一个具有创造性思维能力、独立思考的优秀技术人员也是一个必不可少的雏形磨砺。
[参考文献]
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[2]李丹,杨斯瑞.应试教育与创造性人才的培养[j].继续教育研究, 2009, 25(2): 180-185
[3]向文英,程光均.流体力学教学与实验创新[j].重庆大学学报(社会科学版),2003,18(4): 21-26.
论文关键词:工程流体力学;教学研究;改革探索
“工程流体力学”课程在能源动力类工科专业中占有非常重要的地位,主要研究流体(液体和气体)的平衡、运动规律及其实际工程应用的技术科学,是力学的一个重要的分支学科。通过本课程流体力学的基本概念和基本原理的学习,学生掌握分析和解决本专业中涉及流体力学问题的能力,为后续专业课程学习奠定基础,然而当前的教学效果并不理想。自然界和人类生活中,以及工农业生产的各行各业中均广泛存在流体流动现象,但是由于缺乏对生活的观察,学生很难做到对课本讲授内容形成直观映像。此外,自然界中的流动现象往往包含多种流动方式,在理论分析与公式推导中涉及许多复杂的数学理论与方法,经验公式多,且不易理解记忆,给学生的学习带来很大困难,导致教师难教、学生难学,实践与应用起来更是难上加难,教学效果不理想,教学目的难以实现。还对后续专业课的学习造成很大影响,进而影响本科教学的整体质量。因此,“工程流体力学”教学改革势在必行。
一、“工程流体力学”教学调查研究
“工程流体力学”课程通常是开设于热能动力工程专业二年级阶段。对扬州大学的学生的问卷调查显示,多数学生对“工程流体力学”课程的评价是“难学”。为何会有这样的评价,通过分析发现,存在几个方面的原因。
1.研究对象比较抽象
“工程流体力学”课程本身研究对象是流体,没有一定的形状和具有流动性,这是流体区别于固体的本质特征。这一特征决定了流体力学研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解、易混淆,进而导致了本课程教师难教、学生难学,教学效果不够理想。因此,能否将前面学习过的对“固体”平衡和运动物理规律的分析方法通过比拟的方式移植到“流体”上,并使其形成正向的学习迁移是学生能否很快的掌握本门课程学习方法、学好本课程的一个很重要的方面。
2.教师与学生
“教学”包括“教”与“学”两个方面的内容,忽视任何一个方面都有可能造成教学效果的不理想。理论课教学是工程流体力学课程教学的主要方面,是进行实验指导和应用于工程实践的基础。某些任课教师为了自己的方便省事,教材和教学内容仍然是多年前的老教材,对现阶段流体力学的发展方向和研究成果,以及本学科的最新科技前沿理论及工程应用进展不能做到及时更新,教学内容与实际应用严重脱节。
教学方法单一呆板,无法吸引学生的兴趣。经常看到这样一种现象:教师在讲台上只顾着自己滔滔不绝地讲,忽视了课堂教学的互动性和学生的主观能动性,学生了无兴趣的在座位上睡觉、开小差、玩手机,基本上是教师在向学生单方面地传授知识,这样的教学效果是很低的。
本专业本科生新的培养方案中课程设置有这样一个特点:课程增加,课时压缩,总学分保持不变。“工程流体力学”课程理论课学时从64压缩到48学时,在教学内容总量不变的情况下,每堂课教授的内容,即学生需要接受的信息量就大大增加了,严重增加了学生的负担。“浮躁”是当代很多大学生所普遍具有的心理特征,导致的直接结果是学生自制力差、怕吃苦,上课前不预习、课后不认真复习、作业普遍抄袭。
二、教学改革的目标
围绕当前“工程流体力学”课程教学中存在的问题,以提高课程教学质量、实现教学目标为目的,进行了如下方面的改革:改变教育理念,以课程改革与教学适应新时代的要求为目的;加强教学方法与教学手段的改革,提高“教”的质量;加强课程的应用性,解决基础理论课程的知识教育、应用能力与创新能力的培养,全面提升学生的综合素质;加强课程教学评价与考核体系改革,引入全程教学评价与考核机制。
三、“工程流体力学”教学改革探索
从上面的分析可知,“工程流体力学”课程教学效果不理想存在很多方面的原因,因此,教学改革也要同时从多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是笔者在扬州大学热能与动力工程专业本科生课程教学中进行的探索与尝试,取得了较好的效果。
1.教学方法的探索与实践
(1)俗话说“良好的开端是成功的一半”,第一堂课的重要性也就不言而喻了。兴趣是学生学习的直接原动力,能否在开始就激发学生对“工程流体力学”课程的学习兴趣是学好本课程的关键。运用多媒体技术,通过生动的视频和动画向学生展示生活中随处可见的流体力学现象。如,男孩子喜欢足球、乒乓球的比较多,可以用“香蕉球”和“弧圈球”现象的流体力学解释来吸引他们的注意力,还有其他的现象如高尔夫球表面的凹坑设计依据,飞机机翼能够产生巨大升力,跑车外形设计成流线型又是什么道理等等。此外我国正在实施的“南水北调”工程同样涉及很多流体力学相关知识,以上这些事例都是学生所非常熟悉而又在学习之前无法用理论来解释的现象,很容易引起学生的注意力和想要探索的兴趣。
(2)合理使用多媒体。在流体力学的教学过程中,采用多媒体有利于学生对流动现象的感性认识,加深对概念的理解,提高学习兴趣。但是,采用过多或华丽的多媒体也会产生一些负面作用,如多媒体教学替代板书节约了时间,增加了授课容量,但相应的讲课速度也就比较快,学生不易吸收和消化,容易造成学生“跟不上”进度,产生厌学情绪。因此,传统板书与多媒体有机结合的教学方式可以充分利用各自的优点,达到最佳教学效果。当然,不同教学方式之间的比例分配的“度”是需要关注的问题。
2.教学内容的选择
“工程流体力学”课程是机械、能源、化工、动力、建筑、生物、航天等专业的重要的专业基础课,这些专业具有不同的特点,对流体力学知识需求的侧重点也不同。因此,教材的选取要有针对性,即根据本专业特点和要求、学生层次来选择教材。此外,教师要能够跟踪掌握现阶段流体力学最新的发展方向与研究成果,不断更新和补充教学内容,做到课程内容的与时俱进。
3.重视实验教学
实验教学是“工程流体力学”课程教学必不可少的组成部分,属于实践教学环节。通过实验对理论进行验证,从而加深对课程基本概念和理论的理解和掌握。在基础实验外增加设计性实验、建立开放性实验室,锻炼学生的动手能力,培养学生发现问题、分析问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力。
4.课程评价与考核体系
对于“工程流体力学”课程来说,学习要达到的目的是学生运用所学知识对实际工程问题的进行分析和解决的能力,而不是对课本理论知识和大量复杂公式的记忆能力。因此建立合理、公正、客观的课程评价与考核体系非常重要。针对学生普遍存在的平时不努力、考前几天突击考试的现象,摒弃“一考定成绩”的考核方式,采用灵活的、全程考核方式取得了很好的教学效果。具体做法是:提高平时成绩所占最终成绩权重,包括出勤率、课堂互动和讨论、小测试、作业质量等平时学习各方面的表现;期末考试成绩权重减少,采用闭卷方式,但考题中所涉及的公式、图表等会在试卷中集中给出,并增加一些干扰公式进去,既避免了学生花大量时间去记忆毫无规律可言、而又易忘的经验公式,同时也达到了考核学生选取基本理论和公式去分析、解决实际问题的能力,实现了教学目的。