時間:2023-07-21 16:49:27
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇工程問題的概念,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
第二步:第一次預熱,即上門預熱。以送《洪昭光教授的大型科普巡講錄》為由頭,拜訪顧客。說是預熱其實還是和顧客溝通,我們知道溝通是雙向的,即參與談話的雙方都得進行交談、溝通。但我們一定要注意,第一次上門預熱溝通應該有所偏重,即我們要充分了解顧客,這就要求我們在溝通中占主導地位,多問,讓顧客多回答。 我們需要了解顧客的信息包括:年齡、病癥、保健意識、文化層次、愛好、原工作單位、經濟收入、子女情況、現服用何種保健產品、效果如何等等。本次預熱時間不要太長,控制在15~20分鐘即可。結合顧客的病癥,把重點內容畫出來,同時暗示顧客下一次送電影票的時候要把書拿走,督促顧客看,然后禮貌告辭。
第三步:第二次預熱。此次預熱和發電影票同時進行,其實還是溝通,詢問顧客是否看了小冊子,如果沒看,督促其趕快看,等明天看電影的時候把書帶過去。如果看完了顧客詢問了,我們就簡單地向其滲透核苷酸的知識。由此,我們可以看出在本次溝通中重心發生了轉移,即讓顧客了解我們,了解我們公司,我們的核苷酸,但要注意我們在顧客家中千萬不能大講特講。如果講得太多,就把顧客講跑了,他就不敢參加我們第二天的會議了,這就叫做預熱過度。另一情況是預熱不充分,如果顧客沒問,我們就要提醒他,引導他看。比如說,叔叔,我送您的巡講錄有關糖尿病的那部分內容看了嗎?沒有,叔叔那您趕緊看,它與明天咱們的電影內容有關,您先看看,到時間有助于您理解,同時,咱們現場還有有獎知識問答。叔叔,把書上的這些內容記住,到時候回答問題,還能得到一份精美的紀念品呢。
如果顧客看了,但看得比較粗糙,沒有表現出明顯的興趣,這時候我們還是要引導他,告訴他說:“叔叔您看了我們的小冊子,應該了解了糖尿病產生的根源了吧?對,就是基因受損,葡萄糖基酶基因、線粒體基因、胰島素基因受損,也就是說細胞內的基因受損,是導致糖尿病的根源,怎樣從根源上控制和治療糖尿病,這就靠核苷酸、寡核苷酸了。核苷酸是小分子核酸。咱們平時吃的大米、饅頭、肉類中含的都有核苷酸。它是人體細胞的核心物質,能修復受損基因并能穩定血糖,調節新陳代謝,全面控制并發癥的發生。另一個需要您特別注意的是寡核苷酸能消除耐藥性,且具有一定的抗癌功效。比如說叔叔您吃了 ‘平糖寶’一段時間后,感覺治療效果不如以前明顯了。這就是您的機體出現了耐藥性。咱們的寡核苷酸能解決這個問題,同時呢,咱家用的是微波爐,它對人體的輻射很厲害,寡核苷酸還有一定的抗輻射作用。叔叔您了解了這些,對于您的糖尿病的預防和阿姨高血壓的預防都有很好的指導作用,對吧。
如果顧客吃過核酸,了解核酸,這時候我們就可以給他多講一些,把我們的產品本身的核心優勢都講給他聽(盒子上面的七大賣點)同時也可以在顧客家里面做實驗,以證明我們產品的優勢(見促銷篇)。
需要說明的是每個地區的人都有每個地區的地域性格,有的地域的人群性格開放、豪爽、明朗,我們在其家中預熱時就可以多講,有的地區,比如西北地區的人性格很保守、謹慎,那我們就不要多講,不能過分暴露,否則的話,就可能導致他們不來參會。但總的來說,我們在預熱過程中要把握一個“度”字,因地制宜,適可而止,過猶不及!
最后再強調一下預熱過程中的細節:
1、收集資源時的預熱(見資源收集)
2、上門預熱前,一定要打預約電話,打電話的時候,要明朗、殷勤、熱情“喂,您好,胡生仁叔叔家嗎?”(是)“叔叔,您好!我是小趙,今天早上在公園給您測血壓,送食譜的小趙,叔叔還記得吧?”(記得)“叔叔,是這樣的,在公園里咱倆聊得挺投緣的,看您很關心自己的健康,我特地向公司申請了幾本《洪昭光教授的大型科普電影巡講錄》,里面的內容挺好的,尤其是對糖尿病如何從根源上預防、治療和保健,寫得很詳細,我想給您送一本看看,順便再跟您聊點保健知識,叔叔,您上午有時間還是下午有時間?”(上午9點鐘有空還是10點鐘有空?)“那行,叔叔我等會就過去,大約9:30到您家,叔叔咱家在……(重新核對詳細住址)叔叔,呆會見?!?/p>
我們要注意,如果顧客問我們現在在哪,我們千萬不要說在公司,就說一個離他家很近的地方,意思是馬上就到,否則,顧客要么有事要出門,要么就嫌太麻煩我們了,就會拒絕上門,導致預熱失敗。
概念在數學中具有較強的抽象性,然而小學生在進行數學概念學習時,通常只關注與自身生活緊密相連的屬性,教師在進行概念教學時如能有效應用比較教學法,就能幫助學生更好的理解概念的內涵,從而揭示概念的本質屬性。那么應該如何確保應用的有效性呢?
1.求同比較
很多概念雖然不同,但也具有一定的共性,只要經過精心分析就能找出二者的關聯,從而更好地掌握概念間的聯系。
例1.小明家今年喂養了10只雞,每只雞的平均重量為3.5千克,總共賣得910元,雞的單價是多少錢一斤?
分析:在這一問題中,千克與斤的概念不同,但二者共性都是重量單位,且1千克等于2斤。通過這一問題的設計,學生不僅溝通了千克與斤之間的關系,而且與實際生活緊密相連,從而激發學習興趣。
2.求異比較
數學中很多概念、題目、公式看似相同且存在較大的差異。一旦觀察不仔細、分析不認真,則會產生混淆。因而在數學中更多的是尋求不同概念的異同點,但這必須確保比較教學法應用的有效性,從而更好的引導學生理解概念的本質屬性。
例2.(1)剪掉一根繩子的1/4后剩下4米,這根繩子有多少米?
(2)剪掉一根繩子的1/4米后剩下4米,這根繩子有多少米?
在這一組例題中,“1/4”和“1/4米”所表達的含義截然不同,前者表示是繩子的1/4,而后者則是繩子的1/4米,即0.25米。學生如果不注意區分二者的概念,那么就會出錯。因而應在解題之前引導學生注重概念的求異比較,才能更好的提高解題的正確率。
二、注重結構比較以體現解題的規律
1.厘清應用題結構變化規律
學生學習每一種新的應用題型,通常會與已經學過的應用題產生混淆。因而在教學設計時教師應注意新舊應用題的比較,使其更好地掌握新學應用題的特點。
例3.(1)超市運來了大米1000千克,第一天就賣了1/4,請問賣了多少千克的大米?
(2)超市運來了大米1000千克,第一天就賣了1/4,請問還剩下多少千克的大米?
在這一組例題比較過程中,題2是對題1的升級,這就需要對題1到題2的變化進行講解,使學生明白在沒有明確給出簡單條件的同時還隱藏了一個中間問題,將問題變得更復雜,如上述例題中要解答題2,必須解答出題一中的“賣了多少千克的大米”才能進行題2的解答,而這一比較過程中,通過引導學生分析比較能找出新舊知識的結合,從而更好的掌握應用題結構
2.洞察應用題的數量關系
小學生在初學應用題時,往往只能淺顯地理解表面而對本質的理解且相對缺乏。因而在幫助其弄清應用題的數量關系時,應將數量與內容相同但關系不同的應用題擺在一起來比較用于區別和比較,從而在比較中幫助學生掌握應用題中的數量關系,從而掌握正確的應用題解題辦法。
例4.(1)A、B兩地的距離為100公里,某汽車從A地開往B地,當走完全程的4/5時,汽車行駛了多少公里?
(2)某汽車從A地開往B地,當走完全程的4/5時,剛好行駛了100公里,那么A、B兩地的距離是多少公里?
在上面兩道例題中,題1給出的條件是全程長度,要求就行駛的公里數,題2則只給出行駛的公里數,而需要求兩地的距離。分別給出的條件和求解對象均不同,因而在教學過程中,教師應引導學生進行比較和分析,才能得出總行程乘以分率等于所行駛公里數的數量關系,從而根據這一數量關系進行題1和題2的計算。從這一組例題中,通過引導學生分析比較,掌握應用題的基本結構,再逐步掌握此類行程問題的解題規律,最終提高學生的解題速率。
3.區分關鍵詞的含義促進理解
小學生在進行應用題解答時往往由于不細心而出錯,甚至根據某句話、某個詞就草率的得出解法。因而在教學時,為提高學生的審題能力與水平,應將內容大致相同卻極易混淆的應用題擺在一起并讓學生進行比較。
例5.(1)一輛汽車由A地駛往B地,當行駛至全程的1/4時,汽車離終點還剩下100公里,A、B兩地的距離是多少公里?
(2)一輛汽車由A地駛往B地,當行駛至全程的1/4時,汽車離中點還剩下100公里,A、B兩地的距離是多少公里?
在這一組例題中,兩道題只有一字之別,教師應引導學生進行自解,當發現學生由于不細心將“終點”和“中點”混為一談,那么就不可能得出正確的答案。因而教師在教學時應引導學生進行分析比較,讓學生在分析和比較過程中找出二者的不同點所在,只有這樣才能更加及時地發現真正的題意,以便提高學生的審題能力和水平。
三、通過變式比較提高綜合運用能力
因應用題結構發生變化導致學生一時找不出正確的解題思路。應采取變式教學策略比較拓展學生解題思路。因而在變式教學時,可以設置一組由復習題和變式題組成的案例,引導學生發現其中的規律。
例6.(1)一項工程如果由A、B兩隊獨立完成,分別需要8天和12天,若A、B兩隊合作要多少天完成這項工程?
(2)一項工程如果由A、B兩隊獨立完成,分別需要8天和12天,若A隊先做3天后再由B隊做剩下的工程,需要多少天完成這項工程?
(3)一項工程如果由A、B兩隊獨立完成,分別需要8天和12天,若B隊先做3天后再由A隊做剩下的工程,需要多少天完成這項工程?
(4)一項工程如果由A、B兩隊獨立完成,分別需要8天和12天,若A隊先做若干天,剩下的工程由A、B兩隊在3天內完成,那么A隊先做多少天?
(5)一項工程如果由A、B兩隊獨立完成,分別需要8天和12天,若由A、B兩隊合做若干天,剩下的工程由A隊在3天內完成,那么A、B兩隊合做多少天?
從這一組遞進式的例題來看,其隨著條件的變化,
解題的難度也在逐漸地加大。因而在教學過程中,作為教師只要引導學生通過分析比較找出其中的解題規律(即工作時間始終由工作總量和效率決定),才能拓展學生的解題思路,活躍學生的數學學習思維,提高學生的應用題解題能力。
“咬文嚼字見精神”,這個精神就是語言形式所表征的思維實質,是學好數學的基本前提,而比較法則是實現這一精神內核的重要方法。作為新課改背景下教育工作者,應在日常教學中引導學生注意分析和比較不同知識點之間的內在聯系和區別,從而確保學生具備良好的數學素養和過硬的數學知識,在促進小學數學教學質量提升的同時為新課改教學目標的順利實施注入強勁的動力。
參考文獻:
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2013)01-003-01
工程力學是非機械類專業工科學生的重要基礎,開設本課程的學生一般再無后續力學課程。目前的教學大綱中仍然將理論教學作為重點,在工程力學教學的過程中仍然僅僅重視工程力學相關理論公式以及微分方程的求解上。這種教學模式,會使工程力學教學陷入困境。一方面學生感覺工程力學知識晦澀難懂,另一方面工程力學教師在講解過程中也無法將工程力學知識清晰的表述出來,教學效果不理想。最終會導致學生學習興趣較低,深感這門課程難學,也是學生最難掌握的專業基礎課之一。那么如何激發學生的學習興趣,提高教學質量,提高學生分析能力,這是每一位一線力學教師所關注的問題。
一、加強教學環節,改進教學實踐的方法
1、充分利用多媒體教學,多種教學手段相結合 隨著時代的發展和科學技術的進步,人類的教育手段也不斷提高。計算機多媒體教學已經走進課堂,它以其鮮明的教學特點,豐富的教學內容,形象生動的教學情境逐步打破“一塊黑板,一支粉筆、一張嘴巴眾人聽”以教師灌輸為主的“填鴨式”的教學法。
工程力學與工程實際聯系緊密,所研究的問題都是工程中最基本的力學問題,而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識,單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。運用多媒體輔助教學,既發揮其形象具體直觀、圖文清晰規范、信息量大面寬的優勢,又保留板書教學節奏可控、交流自如等特點。各種工程實例可利用多媒體通過屏幕以圖片、動畫的形式展現在學生面前,有利于學生工程概念的建立,更容易接受和理解教學內容,激發學生的學習興趣。當然,多媒體教學也不是盡善盡美,存在進度較快、學生的思維較難跟上教師節奏等問題。因此,教學中應采取傳統教學與多媒體教學相結合的方式。
2、完善教學方法,提高教學質量 工程力學教學力求做到概念準確,敘述簡明,主干清晰,啟發思維。
(1)教學中突出一條主線,以固體力學的基本研究方法——力的平衡、變形的幾何協調、力與變形間的物理關系的研究,為分析研究工程力學問題的主線,貫穿整門課程,有利于學生建立對力學的整體認識。(2)講解時注重歸納思維方法。在討論不同問題的個性(特點)的時候,突出共性的歸納。如不同基本變形應力分析方法的共性;靜定問題與靜不定問題的共性;不同材料物理模型下變形體力學分析的共性等。(3)加強課堂討論。促進學生對于問題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與探究。每次課均設置有思考、討論題,使學生參與互動。可以通過情境的設置,理論結合實際,使學生能夠更透徹地掌握工程力學的相關概念,提高學生的學習興趣,使學生能夠受到更大的啟發,達到良好的教學效果。
3、重視習題課,提煉典型習題 學生在力學學習過程中,普遍會存在“上課聽懂了,習題不會做”的現象。因此,習題課在工程力學課程教學中有著重要的作用。習題課應以“討論”為中心組織教學,內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師需要挑選典型的、學生易出錯的、綜合性強的例題。講解時,重點講分析過程、解決辦法,最后討論一題多變的求解方法,輻射出更多有關的知識點,并加以小結。通過習題訓練,加深學生對知識點的理解、記憶和運用,提高學生分析問題、解決問題的能力。
二、課程教學中的重點、難點問題的解決辦法
解決好課程中的重點、難點問題是學生對所學內容能夠透徹理解、深化認識的一條重要途徑,也是培養分析思維能力的有效方法。
解決的辦法是精煉課程內容,突出研究主干,加強啟發討論,注重歸納思維。在授課過程中注意圍繞重點、難點精講多練,對講授內容注重講概念、講思路、講方法。以力的平衡—變形的幾何協調—材料的力學行為作為分析研究工程靜力學問題的主線,突出基本概念、基本理論、基本分析方法和基本計算能力的培養??刹捎脝l式、討論式的教學方法,即先提出一定的問題,引導學生積極思考和討論,使之有解決問題的愿望后,再通過教師的講解分析,將實際結構轉化為力學模型,并從力學的角度加以分析,最后將所得到的結果引入課堂教學的理論部分。另外,還可以留一些與生活相關的思考題,讓學生在課外思考、推理,力爭得到一些結論。這樣,就能使學生看到力學并不僅僅是一些枯燥的概念和理論,還是活生生的現實。這種啟發式教學不僅能引起學生的很大興趣,還可獲得一般教學方式所達不到的效果。
三、結束語
在工程力學的教學中,我們注重培養學生的工程意識和應用能力,根據專業特點優選教學內容、采用多樣的教學方法和手段,增強學生分析和解決實際問題的能力。
全面提高工程力學的教學質量,培養學生的創新能力,需要不斷地堅持和努力,必須采取積極有效以及循序漸進的方式。作為一名講授工程力學課程的一線教師,將積極探索,不斷完善教學過程的設計,不斷更新教學理念,不斷總結積累教學經驗,提高教學水平,培養社會需求的應用型、創新型工程技術人才。
參考文獻
中圖分類號:V37 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0066-03
在民用航空研制領域廣泛使用的ARP4754A,民用飛機系統開發指南,推薦將系統與外界的接口需求以協議的方式形成機載系統規范。系統規范的具體形式包括工作說明、計劃、手冊、需求文檔、接口文檔或合同[1],是完整和詳細的系統接口描述。從本體論的角度來看,系統規范就是機載系統的知識本體,是該系統“共享概念模型的明確的形式化規范說明”[2-3]。除了該系統內部的系統工程師,共享這些知識概念的專家還包括適航代表,飛行員代表,軟硬件工程師,系統驗證工程師和其他相關系統的系統工程師等外部人員。以上所有專家會在飛機研制的不同階段分別參與到該系統的確認過程。ARP4754A建議使用模板/檢查單、用戶操作場景描述和原型建模等確認方法來保障系統規范的正確性和完整性[1]。這些方法在實際操作過程中普遍存在著以下問題:
(1)模板訂制(裁剪、擴展和修改)缺乏依據。
(2)檢查單項目含義模糊,難以判斷。
(3)用戶操作場景描述不準確或相關條件尚未確定。
(4)原型建模受問題特點的制約,使用范圍有限。
因此,作為上述方法的重要補充,各類專家會根據各自的工作職責針對性地提出問題作為專家意見,參與到系統需求的確認過程中。匯總的專家意見是系統利益相關人對該系統的客觀要求,是飛機設計評審中的重要參照,是飛機研制過程向前邁進和適航取證的必要條件,是決定民機項目成功的關鍵因素。所有系統工程師都很重視這些意見。不過,由于專家知識背景不同,描述問題的角度和層次不同,系統工程師如果直接納入這些意見和反饋進行系統規范開發就會產生知識沖突。綜合分析以上情況,本人提出以專家意見為主線的機載系統需求的確認方法,在一個新的系統工程框架下實現理論與實踐的結合。
1 專家意見驅動的需求確認方法
系統規范的開發是一個迭代的過程,一開始就需要確定知識領域和系統范圍。這將會涉及到以下基本問題:
(1)該系統規范覆蓋什么領域?
(2)該系統規范用來干什么?
(3)該系統規范能回答哪些類型的問題?
(4)誰使用和維護該系統規范?
從本體論的角度看,專家意見就是一系列基于系統規范代表的領域知識模型應該能夠回答的問題,即“資質性問題(Competency Questions)”[4]。它能夠有效確定系統知識的廣度和深度,可以用來評價和比較現有的不同系統規范,也可以作為以后需求確認的有效參照。
系統規范草案出爐之后,部門會先組織內部評審。一般情況下,系統規范都會參照以往機型相似系統的設計文件和航空業適用于該系統的指導規范。一個容易出現的錯誤做法就是把系統規范與行業指導規范做比較,找出兩者的差異,然后研究出現差異的原因和減少差異的措施。這種做法沒有抓住問題的關鍵。行業指導規范大多不是強制標準,不針對任一機型,允許不同機型參考并根據需要進行裁剪,擴充和修改。這種適應性修改的依據,不是看與行業指導參考規范的差異,而應該是看能否滿足飛機設計和適航的各種需求。
系統規范草案通過了內部評審就會進行外部評審。一般的做法就是把系統規范的草案分發到相關專業和適航機構,要求同行評審。這種做法也有問題。首先每個飛機系統都有一套獨立的術語系統來保證描述的一致性和準確性。要讓其他專業背景的系統工程師在短時間內理解和掌握這套新建的術語系統是有難度的。另外,由機系統間的有機聯系,從系統開始研制的相當長的時間內,系統規范的輸入都沒有辦法完全確定,送審的系統草案本身也是不穩定的。草案不成熟蘊含的術語不一致性,會導致外專業評審人員從字面無法理解概念,提出的問題包含大量要求澄清概念的情形。當本系統工程師不得不花費時間和精力向外專業工程師講解系統規范這個版本中的術語概念時,也注意到這些外部專家對概念的初步掌握對系統規范本身的質量提升一般不會起到很大作用。而實際上,外部專家并不真正關心這些概念。他們的最終目的在于確認能用系統規范中的概念表達他們感興趣的問題并能推導出合理的外部結論。
通過對以上兩種做法的分析,可以得出以下結論:系統需求的確認必須以專家意見為依據,以及確認的本質在于讓專家明白系統規范能夠表達他們關心的問題并能進行有效推理。因此,一種更好的確認方法是,系統工程師通過搜集專家意見來確定系統范圍,并利用系統規范建立的領域知識模型來直接表示和解答專家意見,從而避免外部專家對系統規范的字面理解。以下分三個步驟來介紹這種需求確認方法的具體操作過程。
2 搜集專家意見
從系統研制啟動就可以準備搜集專家意見。搜集問題可以從最簡單的問題開始,然后逐步變得復雜。問題必須是具體的,要能夠直接標識到飛機系統,設備,軟件加載項或者硬件接口。問題需要有代表性,不必窮盡。
按問題來源,專家意見可以分為內部意見和外部意見。內部意見來自軟硬件工程師,具體可以參考ARP4754A,4.6.1節“系統過程與配置項過程的信息流”。[1]來自諸如適航代表,飛行員代表,系統驗證工程師和其他相關系統的系統工程師等系統外部人員的意見稱為外部意見。需要特別注意的是系統驗證工程師的盡早介入。系統需求的驗證工作是在系統設備試驗件提交之后,系統驗證工程師按照既定的試驗大綱進行試驗并逐個確認是否滿足預期結果。不過,為了盡早暴露問題,提高系統需求的可驗證性,避免驗證工程師誤解系統概念導致的試驗問題和不必要的進度延誤,試驗大綱也將作為專家問題的重要來源。
根據表述類型,專家問題又可以分為以下四類:[4-6]
存在性問題。某個對象是否存在?專家問題里涉及的概念需要明白無誤地與特定飛機系統或部件對應。比如駕駛艙顯示器的燃油簡圖頁畫面上有沒有表示燃油溫度的指示標識。
屬性的問題。對象的屬性是什么?通過某個飛機系統或系統部件找出所有的內在屬性。比如,高升力系統的襟翼張開的角度是多少。
關系的問題。兩個對象之間是這個關系嗎?在不同狀態下,要求明確給出不同系統或系統部件之間的關系。比如,在飛機單個發動機飛行狀態下,哪些飛行畫面要優先展示給飛行員。
推理的問題?;卮疬@樣的專家問題需要基于一定的規則或邏輯推理。在實例化系統或系統部件屬性之后,可以根據這些數據進行有意義的推理。比如,在航電的IMA資源分配的時候,在保證現有平臺資源安全冗余的條件下,能否為飛控系統的某駐留功能分配20 ms的周期性運行時間。
專家問題的提出不依賴任何目標系統規范的知識,只要是對專家所在系統的研制有意義就可以。專家問題需要由相關部門進行正式的認定和簽發,確實代表該部門對目標系統的實際要求。
3 解答專家問題
在確立系統架構進行系統設計過程中,系統工程師就可以利用規范里的術語來表達專家意見,以衡量系統規范的成熟度。系統工程師通過列寫出專家問題中的重要詞匯,與搜集到的參考資料中的概念進行分析比較,可以判斷這些參考資料的復用程度和使用價值。[5-6]
系統規范寫好后,大多數專家問題都應該得到了解決。當然,考慮到專家的知識背景和特殊的觀察視角,系統工程師不可能完全理解專家意見中所有詞匯的含義。這需要和有關專家進行溝通,進一步挖掘用戶和客戶需求。不過,這與讓專家學習系統規范不同的地方在于,系統工程師在理解了問題含義后,轉換成自己熟悉的系統專業詞匯來回答對方專家認為重要的問題,而不是學習對方詞匯來進行表達和推理。在雙方都在描述同一個知識領域的前提下,這點是可以在短時間內做到的。
上面已經提到,解答專家意見的過程就是利用新建系統規范的概念表示問題,并用定義的屬性和關系對問題進行推導的過程。簡單的問題,一句話就可以說清楚。對于復雜的情況,則可以使用用例/故事,描述操作場景,編寫具體算法或者測試用例的方式來說明。某些特定的復雜問題還可以借助Enterprise Archtect,Rational Rhapsody或CATIA等CASE工具,用UML/SysML模型或數字三維模型來回答問題。例如,在IMA的資源分配過程中就可以利用UML對駐留應用進行建模并利用內置算法來自動優化計算和通信資源。對于保真度要求較高的問題,還可以使用模擬器仿真。比如,評估駕駛艙顯示方案就可以在駕駛艙模擬器中進行,讓飛行員和有關專家身臨其境地評價和比較不同顯示方案的優劣。
讓專家僅憑閱讀文檔就表決通過一份系統規范是不現實的。以上各種手段的目的都是盡可能直接地向專家展示系統規范的表達能力和令人滿意的推理結果,讓對方相信他們關心的問題能夠利用系統規范得到解答。具體做法上,在系統規范和問題演示材料準備好后,先發送給對方專家并進行多次面對面或者郵件溝通,盡可能地達成一致意見。對于有分歧的部分,則可以由部門出面組織研討會,討論修改意見或者解決辦法。在飛機研制的重要評審會上,不僅要把定型的系統規范分發到相關專家和項目負責人,還要匯總說明各類專家問題的解決情況。對于影響較大的遺留問題,還需要在評審會上進行單獨討論。
4 總結經驗/教訓
專家意見的搜集和解答情況不僅僅標志著系統規范的成熟度,還體現著系統工程師對用戶需求理解的深度和廣度。每個問題的成功解答都是一個進步。即便系統規范還會隨著飛機研制的深入而變更,問題的表述方式會變化,但原理和實質不會變。之前通過表達和解決問題與專家達成的共識仍然有價值,解決問題的方法也可以借鑒的。而且,解決專家問題的過程也是和專家互動的過程。良性的溝通可以與專家建立了令人愉快的工作關系。
不可否認的是,肯定存在著某些問題不能得到很好表示或者推理無法令對方滿意的情況。對方專家指出的演示過程中的不合理部分將激發系統工程師對現有系統規范中的架構設計和需求描述方式的深入思考。對于有爭論問題,可以組織更高層級或者更大范圍的討論,聽取更多人的意見。確實有問題的要修改,即使系統規范要推倒重來,也是值得的。在概念和開發階段就發現問題并糾正,避免在驗證和生產運營階段出現更為嚴重的錯誤,這正是系統需求確認活動的意義。[1]
專家意見的解答方法可以寫成工程協調紀要,以備將來參考和復用。一些解答問題的方法,例如算法,模型和原型等,都可以作為系統后續設計的重要參考。另外,解決的專家問題也是培訓員工迅速了解本系統領域知識和工作方法的有效的第一手學習資料,可以幫助新員工或者剛接手相關事務的員工盡快上手,提高團隊工作效率。
5 結語
民用機載系統需求的確認是一個復雜的過程。一方面要多領域專家共同參與,廣泛聽取各方意見;另一方面,要有專門的術語系統,維護規范的內部一致性和準確性。這就需要從系統工程的高度進行頂層設計。本文提出以專家意見為紐帶構建一個框架:內部由系統工程師維護一套一致的、可自我辯護的術語體系;外部則讓不同角色的利益相關人都能在自己的知識層次上提出問題,并通過系統工程師的演示來確認在系統規范的知識體系內確實可以找到問題的合理解答,滿足預期的接口需求。本文提出的方法汲取了本體論研究成果,能夠較好滿足現有的航空工程實踐基礎的要求。
參考文獻
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WEN Zhi-xiong,CHEN Zhen-ting
(Brief Introduction of Kunming Metallurgy College, Kunming 650033, China)
Abstract: This paper proposes a teaching scheme based on the idea of software engineering, which is teaching together with examples, attaching importance to convey the key concepts, persisting in engineering awareness cultivating and practice training during all the school period.
Key Words: Software Engineering; Concepts and terminology; Example; Practice
1 引言
高職軟件技術專業培養目標是:“能夠從事軟件企業桌面應用開發、軟件生產企業編碼、系統支持、軟件銷售與應用開發、非IT企業事業單位信息化等工作?!?/p>
軟件工程是專業培養方案核心課程之一,它是指導計算機軟件開發與維護的一門工程學科。
計算機專業的學生畢業之后,無論從事軟件開發、維護還是銷售,都離不開軟件工程的知識??梢哉f,軟件工程概論課是他們參加工作后馬上就要直接應用的一門專業課。
但是,由于下述原因:
(1)由于為了推進就業,各學校都采取最后一個學期進行畢業設計和就業實習的做法,所以,學制三年的高職,課堂學習時間兩年半;作為國家緊缺人才培養工程的二年制軟件技術專業,課堂學習時間一年半。而學習軟件工程涉及的前驅課程比較多,學習時間緊。
(2)計算機高職學生對動手解決實際問題的能力較強,但對《軟件工程》理論學習,普遍感到內容比較抽象,不易理解,學生學習的積極性很難調動起來。
因此,如果沒有一整套科學、合理的教學方案設計,就不可能在短時間內,培養出具有較強工程能力的軟件人才。
2 教學方案設計的依據
(1)在軟件工程的理論學習中,有些概念、術語反復出現,它們對內容的理解起著至關重要的作用,所以,我們的教學要重視這些概念的傳達。
(2)Jennifer Niederst Robbins在他的廣受讀者歡迎的著作《學習Web設計》一書中寫到:“很多人通過讀書和理解并修改存在的例子自學JavaScript”[1],等。所以,實例軟件工程教學是一種好方法。
(3)L.G.Alexander在其編著的《新概念英語》教程中,就外語學習的基本原理,致教師和學生:“學習語言與學習樂器十分相似”。同樣,“軟件設計是一個創造性的過程。從書本上學不會設計,只能經過實踐,通過對實際系統的研究和實踐才能學會”[2]。所以,我們的軟件工程教學要加強實踐教學。
總之,通過重視關鍵概念、重點難點內容的講解,實施實例教學以及加強實踐環節,使學生成為教學的主體,通過自主學習來了解、掌握相關知識和技能。
3 教學方案設計
3.1 重視幾個重要概念和術語的傳達
在軟件工程中有幾個出現頻率非常高的術語,理解掌握它們對促進學生的自我學習將起到一兩撥千金的作用。
3.1.1 模型
(1)定義:模型就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象,是對事物的一種無歧義的書面描述。通常,模型由一組圖形符號和組織這些符號的規則組成[3]。
(2)建立模型的一般步驟:1)客觀、正確地調查和分析所要解決的問題;2)在明確問題的性質和關鍵所在后,根據知識進行歸納和總結;
(3)抽象地建立起求解問題的模型;4)考察和證實模型是否準確地反映了實際問題運行的規律。
結構化分析主要建立功能模型和數據模型。數據流圖是建立功能模型的基礎,實體-聯系圖是用于建立數據模型的圖形。軟件設計的目標是設計出所要開發的軟件的模型,等等。
3.1.2 抽象
人類在認識復雜現象的過程中使用的最強有力的思維工具是抽象。人們在實踐中認識到,在現實世界中一定事物、狀態或過程之間總存在著某些相似的方面(共性)。把這些相似的方面集中和概括起來,暫時忽略它們之間的差異,這就是抽象。或者說抽象就是抽出事物的本質特性而暫時不考慮它們的細節,即在解決問題的過程中集中考慮與當前目標有關的方面,忽略與當前目標無關的方面。
軟件工程中從軟件定義到軟件開發要經歷多個階段。在這個過程中每前進一步都可以看作是對軟件解法的抽象層次的一次細化。抽象的最低層就是實現該軟件的源程序代碼。
3.1.3 逐步求精
逐步求精是一種求解問題的技術。Miller在他于1956年3月發表的著作"The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Procession Information"中指出,一個人在任何時候只能將注意力集中到7+-2的信息塊上。
1971年,Wirth在他的"Program Development by Stepwise Refinement"中首先提出了逐步求精的開發技術。他指出,逐步求精可以幫助工程師將精力集中到當前的開發階段,而忽略其他細節問題。Miller規則是人類的智力限制,我們不可能戰勝我們的自然本性,所以我們要與之共存,接受自身局限,并在這個前提下盡我們的最大努力。
所以,逐步求精是一種“為了求解重要問題而盡量推遲對細節進行考慮”的基本解題方法。
3.1.4 演繹、歸納
歸納和演繹是人們認識過程中的兩種推理形式。歸納是從個別事實走向一般的結論、概念的思維方法。演繹法是從一般原理、概念走向個別結論的思維方法。
3.2 在校期間持續培養工程意識
關鍵詞:
巖土工程專業;實驗性;實踐性;實戰性;教學改革
一、引言
如今,社會經濟結構的大調整對人才的要求也發生明顯的改變,為社會不斷輸送高素質人力資源的中國高等教育也正處在變革之中,在有限的社會資源與競爭日益激烈的環境影響下,一定程度上壓縮了學生的有限學習空間,使得培養的學生在專業知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此,分析當前巖土工程專業教學過程中存在的主要問題,強化實驗性、實踐性與實戰性教學改革,構建適合就業市場需求和行業發展需要的能力綜合型素質教學體系與模式,是所有承擔專業教學任務的教師不斷深入研究的課題。
二、當前巖土工程專業教學過程中主要存在問題
長期以來,巖土工程專業的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向,實踐教學管理松散、經費投入相對不足,教師的教學積極性和教學激情不高,學生的學習能力與實踐能力偏弱,從而影響了學生的培養質量。主要有以下幾種表現。
1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規律的發現上升為統一的定律與定理,如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性,很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來,國內的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足,表現為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經費的投入偏少甚至缺失、教學質量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數的增加,一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經驗的不足,教學過程中很難提高教學積極性,學生的學習懈怠心理也被突出地放大,對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學科專業的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業要求缺乏信心等。
2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現場的認識實習、參與工程的生產實習是巖土工程專業學生進行實踐性教學的主要方式,也是學生提升專業理解、增進行業認識的重要途徑。由于工程建設的實效性,實習基地可分為兩大類:一類是固定實習基地,這類基地的教學內容基本上是不變的,幾乎每屆學生都可以前往參觀學習,主要用于基礎性實習教學;另一類是臨時(動態)實習基地,這類基地是在實習準備階段聯系的,教學內容隨工程建設本身而變化,而且隨著工程建設的進度而變化,主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習時間安排相對集中且短暫,再加上路途與安全等問題的考慮,導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現場的情況及細節,而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監控,實習基地的偏少和時間的壓縮,必然不利于學生全面了解各類工程項目,學生的見識也得不到有效擴展。
3.處理問題等實戰性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養更注重的是對教科書中理論知識的反復考查,在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此,當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時,動手實踐能力普遍較差,科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下,若要培養學生們的科研能力,只能從最初步和最簡單的工作開始,在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧,我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始,學生沒有真正地理解所學知識的基本概念,又由于實踐性教學環節的種種不足,導致學生的第一認識本身存在很多的疑惑,從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學研究時,研究的科學問題在哪里,什么是工程人員必須要把控的,研究出來的規律、結論等成果對現實有如何的指導意義,這些都是需要讓學生去了解的,當面對這些問題時,我們的學生往往腦海里是一片空白。
三、提出一些擬改革措施意見
基于目前普通高校中巖土工程專業本科生的實際教學過程中存在的問題,筆者通過調研及在教學科研中不斷總結,提出以下幾點解決問題的思考。
1.基本概念、理論的網格節點化教育教學。與傳統的結構、材料、力學等學科不同,巖土工程是一門綜合性較強的復雜體系學科,研究的對象如土、巖石本身的物理、化學與力學特性等就很多元,且涵蓋的內容十分廣泛,包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學目標,其本身是十分艱巨的任務。然而,萬丈高樓平地起,古樹千年幼成苗。我們巖土工程領域有很多杰出的大師,沒有一位不是對巖土工程專業學科基本概念高度重視,往往在談論浩大工程問題的時候,都是從一個小小的基礎理論為出發點,正所謂大海無邊百川融,只要把基本的理解問題解決了,就能找到關鍵的科學問題,大事就成功了一半??梢?,日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要,從專業基礎課程(如土力學、基礎工程)開始,就把概念的由來給學生解釋清楚,如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型,演示給學生看到具體的實物;再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時,演示給學生看土的狀態與實物的對比定義過程??傊?,教師在教學過程中,一定是以學生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網中的一個個節點來編織,形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學方法,在日常的教學中普及開來,配合以規律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練,學好一門課程。
2.實驗操作、認識實習、生產實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀,高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主,個人經歷只是簡單地從家庭到學校,學習過程也僅限于從課堂到書本,缺乏生活歷練,動手能力十分有限。而且,高等教育由精英教育向大眾教育的轉變,學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時,有的實踐性教學從屬于理論課,甚至是分開教學,實驗過程中往往前期準備工作已經完成,學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟,缺乏全局的統籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經作了明確的課時、內容與目標要求,如果按照專業建設去執行,理應達到較好的效果。實際的情況是,我們培養出來的學生動手能力很差,畢業以后到了工作崗位角色適應能力不足。通過調研分析發現,目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素,如實踐經費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制,但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位,落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明,對于學生認識實習、生產實習的兩種考核,一般高校都是讓學生提交一份實習報告,實習單位以章蓋戳等證明,考核效果并不理想。筆者思考,可以通過項目考核的形式來完成對實習過程與效果的鑒定,并以匯報答辯的形式進行打分,同時兼顧接收單位的日常考核與實習評價三者結合以達到對學生的客觀評價,填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅動力去執行實踐課程的要求,并且得到的結果也能令人信服。
3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作。要培養學生認識問題、分析問題和解決問題的能力,結合巖土工程學科的特點,要讓學生進入實戰化的針對性課題訓練。由于現行教育制度的不足,學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱,但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導,將課堂教學內容與實踐工程活動相結合,專業教師和課輔老師可以激發他們的學習興趣。學生能力的培養是個系統工程,需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動,才能取得良好的效果。筆者思考,需要建立針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作的方式,充分利用一些公開或個人的師資資源,鼓勵學生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊,既要明確具體的負責任務,又要加強課題組成員的合作。例如:學?;驅W院可以設立一些學生創新科技項目基金,選拔一些品學兼優的學生,以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題;或者,有明確研究課題或經費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊,分配學生協助查閱相關文獻,參與進行相關試驗工作;另外,給予學生一些方向性的指導,幫組學生自主地發現或理解一些科學問題,自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題,教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧;還可以讓學生參與一些生產性的橫向課題,讓學生參與到實際生產項目活動中,加強了學生的社會溝通能力與協作能力,提高了學生的工作能力。
四、結語
新時代下,對高等教育培養學生的能力素質要求越來越高,如何全面提高學生的認識問題、分析問題與解決問題的能力,是我們高等院校當前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作,如何加強巖土工程專業實驗性、實踐性和實戰性教學環節,充分調動學生學習的主動性、積極性,提高其適應新形勢下的工作能力,是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業的實際教學過程的一些改革,必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性,進一步提升學生專業素養與專業水平,提高學生實踐動手能力和創新能力,為新時期巖土工程建設提供更多高素質的合格人才。
作者:呂偉華 張永興 單位:南京林業大學土木工程學院
從教34年,對《工程力學》一課的教學方法有一些初淺想法,尤其在習題課的安排上,有自己的方式方法,一點管見,僅供同行們借鑒和參考。
一、當前習題課存在的問題
總的來說,按教學大綱要求,各技校都設有工程力學習題課。但是,對習題課的地位和作用的認識仍不甚一致,對其教法的研究還很不夠,從而導致習題課的質量高低不齊,乃至引起一些欠妥的做法。
(一)趨向于減少或取消習題課
1.有人認為目前技校學生學習工程力學能聽懂課,但做題比較困難,這一現象的基本原因是學生基礎差、底子薄。為解決這類矛盾只能增加講課時間,要多講例題。因此,有些教師采取壓縮習題課來增加講課時間。
2.有的認為習題課增加了學生的依賴性,而且課上教師的作用不大,只是被動的回答問題。因而教師和學生都沒有興趣。
3.教學大綱要求的內容多;講課時間緊。因為擠掉一部分習題課的時數。
(二)把教師主導作用和學生獨立解決問題對立起來。
1.把習題課是培養學生獨立分析和解決問題的過程理解為要求學生獨立解決問題。因此,衡量一次習題課質量是以解題數目多少為準。
2.在進行方式上,有的認為“不宜幫助過多”而忽視了引導作用。課堂上變成“教師看,學生做”,“學生問,教師答”,而對學生做題后,是否完全理解注意得不夠。還有的教師把習題課變成小考試,課上還不準看書。
3.把教師作用理解為“課內以教師活動為中心”。習題課成了變相講課,向學生灌輸各類例題,進行“題海戰術”。這種現象,在新參加工作的教師中更為多見。
二、習題課應注意的幾個問題
習題課實際上就是一次在教師指導下的課堂練習題。它的目的是鞏固學生學得基礎知識和培養運用這些基礎理論知識分析、解決問題的能力。也就是說,習題課是通過解題方式進行的教與學的過程。教師可以從下列幾個方面進行指導:
(一)通過提問和討論有意識地啟發和引導學生注意基本概念的理解和鞏固,注意各種不同表現的形式與講課內容起呼應作用。這一點常常是學生做題后不善于歸納和明確的,需教師幫助和啟發。
(二)正確引導學生遵循合理的思考方法和解題步驟,就是培養邏輯推理的能力,使之能夠找出簡捷思考路線解決比較復雜問題。
(三)運用并發展所學的基礎理論。堅持“基礎理論――分析解決實際問題――概括總結并發展提高”的原則。
(四)對個別學生給予具體幫助。習題課也是檢查知識(水平)的一種形式。通過教師和學生面對面的了解(提問、巡視、觀察學生解題等),就可以知道學生掌握知識的水平如何,基本理論是否已經理解和鞏固,建立新的概念體系時思考路線是否正確,解題步驟和思維方法是夠正確。從而,能夠及時的發現缺陷,給予有益的幫助。
三、選擇習題的基本原則
習題課的目的和意圖主要是通過做題來達到的,所以,慎重選題是上好習題課的先決條件。
選題時,應首先自習進行教材分析,明確劃分講課與習題課的界限,確定習題的具體意圖。并把復習題、課內題、課外題統一考慮。下面分別加以敘述。
復習題:主要指基礎理論知識方面的思考題。它應針對基本概念、原理、工程實際中的約束及其受力分析方法等,其目的在于幫助學生消化和理解講課中的基本概念,掌握具體結構的受力分析方法。所M行的實踐,一般不宜過長。
課內題:應該對基本理論起鞏固作用,并能發展學生對它的理解和運用能力。具體應考慮以下幾點:
1.密切配合講課內容,每一個中心概念都應有一定的題目來概括。
2.題目應能保證所選內容對深入理解基本理論是有幫助的,并且有一定的解題技巧。
3.題目應具有思考性,能引起學生的思考和分析,易于引起討論和多種解題方案的比較。
4.每一題目應具有明確的目的性,一個題目中不宜過多的集中幾個不同的內容。
課外題:是課內題的繼續。不宜再提高或過多增加題的復雜性。
四、習題課的進行方式
沒有良好的方式,不可能保證達到習題課的預期效果。應該指出,習題課的方式是比較靈活的,要根據每次課的具體內容選擇適當的進行方式和程序??偟膩碚f,選擇方式應滿足下列要求:
1.習題課應以在教師指導下學生的時間活動為中心。在課內應保證有一定的個人做題時間。
2.使學生思維處于積極狀態,能積極的體現出教與學的過程。
3.不只以學生解出題目為滿足,重要的是教師在習題課中能確信學生已充分領會到應掌握所有的概念、公式、原理的意義以及學生對問題的分析能力有所發展。
一般來說,習題課的基本形式可分一下四個步驟:1.就有關理論知識進行提問;2.學生解題;3.教師在課堂上巡視,檢查學生解題情況并進行必要的指導;4.進行討論。
提問:是對所學有關理論知識的檢查,提出的問題應根據習題課的意圖和題目內容事先確定。提問時間一般在5~8分鐘。對初期習題或某些內容較難的題目,不應忽略在解題前的提問和口述回答解題方法與步驟。這種提問,可以使學生按教師的引導思考問題,學習分析解決題目的方法和步驟,發展已學的概念、原理(指應用)。這種提問可使教師了解學生對題目的理解程度和運用基本理論分析解題方法的能力,指導學生如何按正確思考路線解題。
作題:課堂上的大部分時間是學生在獨立作題。他們初步嘗試如何解決實際問題,此時,不只是分析解題的方法、步驟,而且要在紙上做出正確答案,這就在獨立工作的道路上邁出幾步。此時,教師在課堂上巡視,發現存在的困難給以及時的幫助,同時,也要注意那些共同的錯誤和缺點,以便組織討論。
1水力學課程特點
水力學是給排水等非力學專業的一門重要的技術基礎課,是一門理論性、實踐性、運用性均較強的課程。水力學課程中的基本概念和理論推導比較多,在學習中需要對基本概念、基本公式及其運用條件有比較清楚的了解,才能對整個課程的知識有系統而連貫的認識;實驗是學習本課程的重要環節,其對培養學生的動手能力以及對理論知識的進一步認識起到至關重要的作用;水力學課程與《排水工程》、《水泵與泵站》等后續專業課程聯系緊密,在實際工程運用中許多環節都需要《水力學》知識,這些對該課程的實際運用提出了較高的要求。
在水力學教學過程中,發現水力學教學中還存在一些問題:水力學研究的是以水為代表的液體,由于水流運動多變,研究邊界條件復雜,水力學基本理論通常借助許多假定來簡化復雜的問題,因此公式中往往有許多系數待定,這給水力學教學帶來許多學生難以理解、感到疑惑的地方;水力學課程內容安排中實踐性教學內容不太突出,習題和例題與工程實際聯系不十分緊密,章節中相應的工程實例應用問題較少,也沒有專門的課程設計或綜合練習,對培養學生的綜合分析能力及向工程設計過渡起不到積極作用;目前開設的實驗多為驗證性實驗和演示型實驗,限制了學生思考問題、分析問題和解決問題的能力,不利于學生素質和能力的培養,也不適應工程實際對工程技術人員的培養要求。
培養學生解決實際問題的能力是當前水力學教學改革的重要任務之一。基于水力學教學的以上特點,本文就如何提高水力學教學質量進行了研究分析,并且在實際教學過程中進行了實施,認為采取多樣化的教學方法、加強課程與實際工程的聯系以及重視實驗教學的改革是切實可行的措施,可以取得較好的教學效果。
2理論教學改革
2 .1采取多樣化的教學方法
在教學過程中采用多種教學方法相結合的方式,不同的內容采用不同的教學方法。對不涉及難以理解的基本概念,主要是公式推導的教學內容,例如能量方程、動量方程等的推導和應用,采用傳統板書和講授的方式進行教學,這樣有利于學生跟隨教師思路,逐漸理解掌握方程的推導過程,同時也可根據推導過程鍛煉其分析問題和解決問題的能力。
對于某些抽象的概念,僅僅依靠板書和教師的口頭解釋是難以讓學生順利理解的,如真空的概念、氣穴的現象、急流與緩流的區別等,則采取多媒體輔助教學進行相應的動畫演示。
在實驗條件允許的條件下,讓學生自己進行一些流動演示實驗,如邊界層分離,漩渦,射流紊亂擴散等,這樣使得非常抽象的流動概念變得十分具體而容易接受。
課堂教學中,積極實施啟發式、互動式教學,為使學生注意聽講和主動思考問題,常采用教師主講與課堂討論相結合的方法,并將每節課的最后幾分鐘留作專題討論,增強學生敢想、敢問及敢于動手實踐的信心和勇氣。
課后結合實際生活中碰到的水力學問題布置思考題,增加學生學習的主觀能動性,同時也加深學生對課堂知識的理解。例如在講解伯努利方程時,讓同學思考為什么足球運動中高速飛行的球能夠在水平方向做曲線運動,即所謂的香蕉球;在講解氣穴的時候讓學生思考為什么潛水員每次深潛上岸后,需要在減壓艙內呆幾個小時以防止潛水病;在講解層流紊流的時候考慮心血管疾病的成因及其防治等。通過這些與生活緊密相關的水力學問題的思考,學生學習水力學的興趣大為增加。
2.2充實教學內容與專業課程相結合
學生上水力學課前沒有參加過工程實習,缺乏對工程的感性認識,對抽象的理論在理解土有一些困難,為此在授課的過程中經常為學生補上這部分的內容。在學生進行一段時間的課程學習、有了一定的基本概念后,組織學生觀看水力學原型水流錄像片,并進行詳細的講解,畫面中的水流現象真實可信,并清楚的展示了實際水流現象與理論描述的差異,讓學生對實際水流現象有直觀的認識,利于其對基本概念的理解。對常用的一些工程應用問題,著重在原理上進行深人講解,如能量方程的應用,讓學生能夠靈活運用。
將水力學課程的知識點與專業課相結合,并在教學中結合專業課的特點深化和豐富水力學課程的內涵,使教學內容更加充實,更加結合工程實際,從而提高學生學習的興趣,提高教學質量。例如結合隧洞、涵管、給水管道講授管流的水力計算;結合渠道、排水管道等的水力計算講授明渠均勻流;結合閘門、擋土墻的設計講靜水壓強及其分布規律及靜水總壓力的計算等。
3實驗教學的改革
實驗教學是水力學教學的重要組成部分,它獨立于理論教學體系又和理論教學密切相關,在理論知識的驗證和理解方面有著理論課程無法替代的作用,是實現知識與能力,理論與實踐相結合的關鍵環節。國內外經驗證明,要培養高質量人才,必須加強基礎理論、基礎技能和基本知識的教育,重視能力的培養。學生主動深入的鉆研理論,認真深入實驗,是提高自己動手能力和創新能力的重要途徑。如何充分發揮學生在實驗中的主動性和創造性、提高學生的實驗技能,是實驗教學的首要問題。
在實驗教學中,安排形式多樣的實驗項目,包括驗證實驗、設計性實驗、綜合性實驗等,使學生在水流現象的觀察、理論的驗證和量測水位、流量、流速、壓強等基本技能上獲得足夠多的經驗,提高動手能力。對于驗證性試驗,實驗過程中不直接回答學生提出的問題,只是多引導、多啟發、提出分析問題的方法,指出解決問題的方向,并強調學生對實驗數據的整理分析;設計性實驗則以培養學生獨立思考能力和自主設計能力為目標;綜合性實驗在于培養學生的創造思維,如水面曲線實驗、堰流實驗等,把實驗任務布置給學生后,在老師的指導下,各個實驗小組根據實驗方案進行可行化分析,研究和解決在實驗過程中出現的各種問題。
工程力學的概念、知識、計算原理都比較復雜、抽象,學生反映這門課程學起來很枯燥。職業學校學生大都是初中畢業生,他們對工程實際的認識幾乎是空白。如何激發學生的學習興趣,提高工程力學課程的教學質量,搞好工程力學課堂教學,是每一位力學教師所關注的問題。 近幾年來,筆者承擔了機械類專業班級的工程力學課程教學工作,在實際教學活動中積累了一些經驗,現提出來與大家探討。
一、理論聯系實際,多舉實例
對工程力學中一些抽象的概念、定理和公式,可聯系生活實例加以解釋,使學生覺得力學并不難學。如講力偶時,可以汽車方向盤和鉗工攻絲為例;講光滑接觸面約束時,可以講臺上的粉筆盒為例;講力對軸之矩時,可以教室的門進行演示;講疲勞極限時,可以反復折鐵絲使鐵絲斷裂為例;講桿件的四種基本變形時,拉伸與壓縮就以橡膠棒演示,剪切變形就以鋼絲鉗剪斷鋼絲為例,扭轉變形就以洗臉時擰毛巾為例,彎曲變形就以用扁擔挑重物為例。通過這些常見的實例,加深學生對基本概念的理解,使學生感受到工程力學并不深奧,而是與生活實際密切聯系,覺得學有所用,從而激發他們的學習動力。
二、巧設疑問,啟發學生的思維
巧設疑問,啟發學生的思維,有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。學生對學習感興趣,就會激發強烈的學習動機,從而積極主動且心情愉悅地投入到學習中去;反之,如果失去興趣,將會影響學習動機?!豆こ塘W》課程的內容涉及大量生產實際中的力學問題,而且其中一些內容較為抽象、單調和枯燥,學生比較陌生,如果我們在教學過程中一味地墨守成規,僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科,學生必然會感覺到索然無味,難于集中精力,久而久之就極容易失去學習興趣,使學習處于被動狀態。在教學過程中,我對有些課程內容巧妙地引入“提問”等方式教學,較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節時,筆者就先提出問題:生產車間鉗工攻螺紋時為什么要用雙手,單手操作為什么不行?學生回答不知道,筆者要求學生帶著這個問題認真聽課。于是筆者結合課本內容,首先播放多媒體動畫,讓學生有親臨其境的感受,然后由淺入深,解釋攻螺紋要用雙手,主要因為雙手分別握絞杠兩端,推力和拉力相等,用力平衡,這是力偶矩m=Fd作用的效果,如圖1所示。若單手握絞杠一端,則形成力矩m0(F)=Fd作用的效果,如圖2所示。雖然能照常轉動,但相當于在0點作用了一對等值、反向、共線的平衡力,其中F和F'形成力偶矩m'=F'd=Fd(與圖1中的等效),F作用于0點,絲錐受此橫向力作用,容易折斷,如圖3所示,所以不能單手操作。這樣學生聽課時便全神貫注,且開動腦筋,聽完課后既知道了問題的答案,又對“力偶只能用力偶來平衡”、“力的平移定理”等概念理解透徹。
三、教學過程中多采用比較法
工程力學中很大一個特點是概念多、公式多、定理多,這對于學生來講是一個難點,鑒于此教學中多采用比較法,能達到一個比較好的教學效果。下面舉一個例子:材料力學中桿件的四種基本變形的概念和公式比較多,學生容易混淆,為了便于學習和記憶,我把它們歸納分類,列出表格對比,學生可以記住其中一個,其他的進行對比記憶,就能準確地記住這一知識點。
四、合理運用多媒體技術
當前,在課堂講授中應用多媒體教學已成為大家的共識。工程力學與工程實際聯系緊密,所研究的問題都是工程中最基本的力學問題,而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識,單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。而采用多媒體輔助教學,可以將書本上靜止不動的各種機構、工程實例通過屏幕以動畫的形式展現在學生面前,從視覺上讓學生接觸工程實際,有助于他們接受和理解工程力學中的基本概念和基本理論,從而達到培養分析問題、解決問題能力的目的。例如在講擠壓變形一般是伴隨著剪切變形產生這一規律時,可以用多媒體制作動畫,演示在剪切變形時伴隨著擠壓變形的產生,從而讓學生知道我們在考慮剪切變形的同時還得考慮構件的擠壓變形。
五、實驗教學環節
學生在學習低碳鋼拉伸時的應力-應變曲線時,對于曲線的四個階段各有何特點感覺很抽象,還有為什么低碳鋼適用于做受拉構件而鑄鐵適用做受壓構件不能理解。對于這節知識點的理解,我們就用力學實驗來展示,讓學生在實驗中理解知識。同時通過實驗提高學生學習興趣,積極、主動參與實驗設備的操作使用,愿意動腦、動手的學生大大增加,實驗技能也得到了很大的提高。對提高學生的認識能力、動手能力、實踐能力都是大有幫助的。
六、重視習題課,精選例題
工程力學課程的教學必須安排一定學時的習題課,所以在我的授課計劃中,每章中我都會安排一次習題課。習題課應以“討論”為中心組織教學,內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師對例題要精選,要選典型的、學生易出錯的、綜合性強的題目。講解時,重點講分析過程、解決辦法,最后討論一題多變的求解方法,輻射出更多有關的知識點,并加以小結。通過習題訓練,加深學生對知識點的理解、記憶和運用,提高學生分析問題、解決問題的能力。
總之,在教學過程中,教師起主導作用,學生處于主體地位。教師要多探索、多實踐高效的教學方法,要始終本著引導、激勵的原則盡一切可能提高學生的學習興趣,提升學生實際應用知識的能力。
參考文獻:
工程力學是一門應用廣泛的專業基礎課,在工科類中等專業學校教學中有著重要地位.學
生普遍反映工程力學難學,研究如何根據工程力學的教學內容和教學特點進行課程教學,是一
個需要反復探討的課題. 而在目前本科院校的工程力學教育中,面臨著諸多困難,主要表現在教學內容多、教學時數少、教材不規范、生源素質總體較低和學生學習積極性不高等問題,給教師的教學帶來了諸多不便。因此,圍繞工程力學教學目標進行教學改革,迫在眉睫。
一、工程力學的概念
工程力學的某些概念、理論和分析方法,相對于物理力學來說,進一步深入并且更接近工
程實際.例如物理力學著重單個物體的受力分析,工程力學則著重物系的受力分析.物理力學
對靜參考系分析運物,而工程力學要對靜、動兩個參考系分析運動.又如對物體系統進行受力
分析時,有的學生總是習慣把物系拆開,而不是先從整體分析,有需要再拆開,分析問題的思路
和方法仍停留在物理力學的概念和分析方法上.因此,針對這些問題,教師要幫助學生認清學
習中的“臺階”,指導學生認識工程力學中所研究的力學模型和物理力學中的不同之處.幫助學生進行分析和對比,使學生明確不同的力學模型,相應地需要用到不同的概念、理論和方法.
二、工程力學教學存在的問題
1.教材內容不夠豐富
目前,工程力學教材內容層次差別不大,無法滿足不同專業、不同層次學生的學習需求。教材是教學的根本和重要依據,選好教材對提高教學質量是非常重要的。目前我院校所用教材基本上是本科教材的壓縮,忽略了教學的特點。對于不同專業、基礎水平參差不齊的學生采用統一的教材,不但忽視了不同層次學生的差異,更忽視了院校學生就業渠道多樣性的特點。教材內容偏重邏輯性,忽視應用性。
2.教學課時設計不合理
絕大多數院校都把教學重點放在專業課的教學和職前的實訓上,基礎理論課教學課時減少,削減了工程力學理論分析部分,使學生只知其然不知其所以然,降低了學生理論分析的能力。
3.教學方式老套
這種教學方法以教師為教學活動主體,學生只能當被動的聽眾,師生間的互動性差。學生無法表達自己的觀點,無法及時將自己的疑問傳遞給授課教師。教師無法實時了解學生學習上存在的問題,無法及時為學生解惑,授課效果不佳。
4.學生積極性不高
力學是數學的化身,力學是由數學演變而來的,兩者聯系緊密。要想學好工程力學,須數學基礎功底扎實。目前在我院校中,很多學生在工程力學開課之前已經側面了解到工程力學難學,與數學聯系緊密,且考試通過率低,無形中給學生造成了一定的心理壓力。數學基礎差的學生,存在抵觸情緒。
三、工程力學教學問題的對策
1.改革教材,優化教材內容
學校的教學目的是培養面向生產一線的技術應用型人才,課程內容的側重點應放在培養學生分析解決問題的能力上面,而不是一味地強調基本技能和技術訓練。教材內容應圍繞以掌握概念為基礎,以強化應用為重點,以分析計算為手段的中心內容展開,結合專業特色,對教材內容進行重組、刪減、拓展,優化教材內容[2]。
2.將傳統板書與多媒體教學結合進行教學
我校工程力學的教學方式采用多媒體教學手段,將文字、圖片、聲音、動畫視頻融為一體,展現在課堂上,打破沉悶的學習氣氛,改變過去傳統板書的單調教學模式。但是多媒體教學也不是萬能的,多媒體放映教學時,翻頁比較快,教學內容缺乏連貫性,要求學生的注意力比傳統板書教學更集中,容易引起學習上的疲勞。而好的板書,能夠有效反映教學內容之間的關系,使學生直觀地比較前后教學內容,提高學習興趣。因此,在工程力學教學中發揮各自的特長,可以達到更加理想的教學效果。
3.幫助學生端正學習態度,激發學習積極性
在學校,大部分學生理科基礎薄弱,在沒有學好高等數學、大學物理等課程的情況下,一聽到要開設工程力學這門課,就緊張害怕,存在抵觸心理。在學習工程力學時感覺知識點難以掌握,從而導致畏難、厭煩的情緒。如果發現此類情況,教師不能一味地埋怨學生,而要端正他們的學習態度,打消他們對課程的偏見,幫助他們重拾信心。
4.改革考試形式,提高學生綜合素質
長期以來,院校工程力學考核的唯一形式就是限時筆試,試題的類型基本上是例題的翻版。這種規范化的試題導致部分學生“平時學習不努力,概念原理全放棄,期末突擊去做題,考試通過沒問題”,考試成績與學生的實際水平相差甚大。因而,必須對現行的考核方式進行改革。將學生的總評考試成績采用多形式、多方面進行考核。
四、結束語
目前,我院工程力學教學存在諸多困難,而改革是社會發展的必然趨勢,作為我院的教師,必須努力提高教育、教學水平,不斷更新教學理念,不斷改變教學方式與方法,不斷優化教學體系,提高教學質量,為我院工程力學教學改革上新臺階,為社會培養實用型人才做貢獻。
教學中教師要用科學辯證的立場、觀點、方法來處理工程力學的內容,揭示工程力學這門學科本身所固有的辯證法.例如由軸的扭轉強度理論可知,在載荷、軸長、材料和扭轉強度相等的情況下,空心軸的重量比實心軸輕.采用空心軸較合理,可以節省材料.并且空心軸的壁厚越薄,材料的利用率將越高,經濟性好.教學中,教師應充分利用工程力學的理論和方法所反映出的辯證觀點,使學生學會科學辯證地看問題,提高具體問題具
體分析的能力.
參考文獻:
[1] 哈力旦•馬木提. 工程力學教學改革的思考與實踐[J]. 新疆職業技術教育, 2005, (03) .