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关键词:高职水工类专业;水文化素;水文化教育
高职水工类专业的水文化素质教育,就是将人类优秀文化传承及水文化知识成果通过传授、熏陶等,培养学生“兴利除害,造福人民” 的行业思想、“献身、负责、求实” 的行业精神、“科教兴水” 的行业职责,进一步增强水利事业接班人的认同感、归属感,使水工类学生更加热爱其所终生从事的水利行业。
1 高职水工类专业水文化教育存在的问题
1.1 重视程度不够
当下,水文化研究教育虽然在各水利类高校如火如荼地开展,但相比较专业知识和专业技能在人才培养的主导地位,水文化教育仍然不够受重视,水文化研究教育的师资力量不足、水文化教育途径单一、水文化教育的资金投入不足、水文化教育缺乏长期的系统规划等问题还是十分突出。
1.2 普及率不高
水文化课程体系还未完善,水文化相关课程大多限于公共选修课、参加水文化社会实践活动的学生数量有限、水文化相关宣传活动辐射范围小等问题造成水文化普及率不高,未普及到水工类专业的所有学生,更不用说其他专业的学生。
1.3 效果不明显
水文化教育是文化素质教育中的一项内容,其教育成效需要经过一定时间方能显现,而且更多的是在学生的综合素质中体现,短期效果并不明显,因此容易使水文化教育的各项活动流于形式,难以持久进行。
2 高职水工类专业水文化教育的探索与实践
重庆水利电力职业技术学院作为高职水利院校,紧紧围绕“水文化”建设校园文化,积极开展水文化教育。我院的水工类专业从专业人才培养模式改革、专业教学计划、专业教学过程、学生社会活动、校园水文化建设、企业水文化与校园水文化结合等方面探索了水文化教育实施的途径和方法。
2.1 在专业人才培养模式改革中重视学生水文化素质培养
水利行业是个专业性强、实践性强的行业,从业者的工作环境较为艰苦,工作周期长,因此高职水工类专业的培养目标除了一般专业高职教育的共性之外,还具有一定的特殊性,即正确的人生观和价值观的培养,要把培养学生甘于奉献、吃苦耐劳的献身精神纳入水工类专业高职教育的培养目标中。
2.2 在课程体系设计中体现水文化教育
2.2.1在专业教学计划中,构建水文化教育核心课程。在高职水工类专业教学计划中专门设置水文化教育方面的必修课和选修课,完善水文化课程体系,开设《水文化》、《水利形势》、《水与美学》、《水与人类文明》、《水与社会》、《水与地域文化》等课程对学生进行水历史教育、水文化教育、水资源教育、水科普教育、水警示教育、水法规教育,通过专门的课程系统培训,尽早培育学生的水利情怀,使学生热爱水利这一行业。
2.2.2在教学过程中渗透水文化教育。水工类专业课是技术性很强的课程,在课堂上要注意挖掘其文化因素,如在水工类专业课程教学过程中,我们常常结合工程实例,加强对学生的素质教育。例如当讲到无坝取水枢纽一节时,结合都江堰布置的无坝引水枢纽, 讲述调节水流的“鱼嘴” 的分流工程, 控制流量的“宝瓶口” 的引水工程, 以及泄洪排沙的“飞沙堰” 工程,让同学们在学习专业技能的同时,了解著名工程人水和谐的理念,把中国几千年的治水实践及水利名人的不朽事迹引入到课堂教学中,让水文化的影响力在学生们心中生根发芽。
2.2.3 在社会实践活动过程中让学生体会水文化。水文化教育等文化素质教育除了体现在课堂里,还可以渗透到校内外文化活动之中,我校有组织有计划地开展丰富多彩的课外活动(包括文化活动、科技活动、社会调查等), 使学生走出校门、走向社会去亲身感受和体验。我校每年都会组织学生参加“世界水日” “中国水周”的宣传活动、社科普及周和科普周宣传活动、文化艺术节、学术科技节,水利知识竞赛、辩论赛、演讲赛,水文化作品展等一系列校园水文化活动,在一系列的活动中,学生既宣传了水利知识, 又锻炼了自己的能力。
2.3 通过校园水文化建设对学生进行水文化熏陶
重庆水利电力职业技术学院作为高职水利院校,紧紧围绕“水文化”建设校园文化,形式上校园建筑、景观建设充分展现以“水”为载体的校园文化,内涵上强化水文化研究,建设重庆市水利数字科技馆、水文化研究推广中心,积极打造以“水文化”为特色的校园文化。
2.4 校园水文化教育与企业水文化的结合
加强校园水文化教育与企业水文化的结合有利于学生更快地融入企业文化,更好地服务于水利行业。校园水文化教育与企业水文化的结合有以下两个途径,第一,高职水工类专业学生通过认识实习、课程实习、工学结合、顶岗实习等教学环节,深入企业,亲身感受水利企业文化。第二,充分发挥校园文化的引领和辐射作用,着力把学校建设成为具有一定社会影响力的水文化社会传播基地、水文化培训教育基地、水文化研究推广基地,把水文化品牌融入学校的办学特色,成为学校的办学亮点。
3 结语
2011 年11 月,水利部《水文化建设规划纲要》出台,该纲要指出水文化教育是水文化建设的重要任务之一。在水工类专业加强水文化教育,提高学生的水文化素质,用水文化、水精神滋养每一位水工类专业学子,为水利事业的可持续健康发展奠定坚实的人才基础,水文化教育的途径和措施值得进一步探索与实践。
参考文献:
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2.加强物理实验教学是提高学生综合能力、提高物理成绩的必然选择。近年来,为促进中学重视物理实验教学,提高学生的科学素养,北京市通过中考这根“指挥棒”,提高了学校对学生物理实验探究能力培养的要求。北京市中考物理试卷中,实验探究题分值逐年提高,2016年已高达48分,较2014年提高了37%。从中考物理试卷总体得分情况来看,实验探究题也是失分率较高的题型之一。可见,物理实验教学在初中物理教学中的作用之重要,它已成为中考物理考题的一个重要发展趋向。究其原因,一方面,通过物理实验教学,可以让学生从熟知的生活现象入手,来逐步接触、了解并最终深刻地掌握所学的物理知识和物理规律,从而使物理教学达到“化难为简”的效果;另一方面,学生通过物理实验,可明显提高科学实践动手能力,培养浓厚的物理学习兴趣,这为学生学好物理学科打下了坚实的基础。
二、提高物理实验教学的几点建议
传统的物理教学方式存在较多弊端,不利于学生创新精神和创新能力的培养。结合新课标,改革与创新初中物理实验教学,切实提高物理教学质量,在帮助学生牢固掌握物理知识、提高科学素养的同时,培养学生的学习兴趣和探索精神,是今后物理教学发展的必然趋势。笔者结合多年来的一线物理教学经验,对如何提高初中物理实验教学效果提出以下几点建议。
1.设计情景教学,培养学生的学习兴趣。初中生正处于青春发育期,大多数学生具有强烈的表现欲,而物理实验能够让学生展现自我,这一特征为教师引导学生热爱物理实验、培养学习兴趣提供了可能。教师在进行实验教学时,应该充分发挥学生的主体作用,在讲解完物理知识之后、学生动手实验之前,鼓励学生自己动脑设计实验,激发学生的创造思维;课堂上鼓励学生走上讲台,动手操作实验,激发学生的学习兴趣。例如,在重力这一节,提前让学生带一个玩具小球,在引入重力和讲重力的方向时,让学生平抛、竖直、下落小球,从而体会重力的存在,感知重力的方向。在光的直线传播这一节,让学生分成若干小组,每组同学在桌子的正中央放置一个稍高的不透光易拉罐(可用两个易拉罐叠加在一起),再以易拉罐为圆心,在其周围依次摆放点燃的蜡烛,观察易拉罐影子的变化情况,以启示学生光的传播为直线传播。
初中学生普遍认为物理较为难学,殊不知兴趣是最好的老师,只要物理教师能够成功让学生“爱物理”,“学好物理”便不是问题了。
2.贴近生活,激发学生学习的积极性。教师在物理教学中,应将物理知识与学生生活、社会生产实际联系起来,启发学生运用所学的物理知识解释与解决日常生活中的问题,让学生感受物理与生活的紧密联系,令其觉得学有所用,从而激发学生的学习积极性。将日常生活用品作为实验用具,让生活成为物理教学的大课堂。例如,讲物态变化时,拿出一块预先准备好的冰,提问学生它有几种状态,分别怎样实现,如果是夏天讲授该内容,还可承诺学生,回答正确的课后奖励冰淇淋一根,以活跃课堂气氛;讲质量的单位时,让学生用塑料袋到室外去装自己认为是100克的沙子(或泥土),然后回到教室用天平一一称量,看看谁装的沙子(或泥土)更接近100克;讲光的直线传播时,将适量豆奶粉加入矿泉水瓶中,拧紧瓶盖后充分摇匀,再用激光笔沿瓶底照射,可明显看到沿直线传播的光柱;讲大气压强时,现场在塑料矿泉瓶中倒入热水,摇晃几下后,倒出热水,再迅速拧紧瓶盖,让矿泉水瓶自然冷却几分钟,可看到矿泉水瓶变瘪,证明了大气压强的存在。生活当中处处都可以发现物理,教师要鼓励学生善于发现生活中的物理现象,引导学生思考与探究,让学生自己动手制作教具,这不仅能培养学生的创新精神和动手能力,同时还能提高学生学习物理的积极性,进而提高学生的综合能力和综合素质,真正体现新课改的精神和理念。
3.积极组织学生开展课外实践活动,拓宽学生的视野。在当前的物理教学活动中,教师很少组织学生进行课外实践活动,殊不知实践活动对于搞好物理教学具有重要的作用。对于物理教学而言,科技高度发展的当前社会是极好的课堂。教师可以带领学生(或倡导家长带领)走进科技馆、高科技园区和工厂,让学生了解到,以物理为基础的高科技正在改变着他们的生活,通过课外实践活动拓宽学生的视野。
社会生活中有很多实践活动的有利条件,教师可以组织学生到校外开展活动,不仅可以丰富学生的学习生活,还可以巩固物理科技知识。组织学生去工厂的配电室参观学习电力知识,让工作人员为学生讲解一些配电知识,让学生对基本知识能够得到直观的理解。还可以带领学生到工厂的车间进行参观,观察机器如何运转,有哪些杠杆、斜面的物理知识,让学生一边观察一边联想和学习。结合课堂知识参与这样的课外活动,不仅可以锻炼学生的思维能力,通过实践来真正的理解物理知识,让学生感受到物理知识在日常生产和生活中的重要意义,感受物理知识无处不在,而且还能激发学生实践创新的热情,提高学生运用知识的实践能力,实现物理教学的真正目的。对于北京地区的学生,则可以充分利用首都的优质社会资源开展课外实践活动。教师可以带领学生到航天科技城参观,让学生了解飞船知识,交流航天员训练与生活情况,培养学生对探索宇宙奥秘、探求未知真理的创新和求知精神;组织学生到中国科技馆开展实践活动,在主题展厅、特效影院、科普报告厅等教育区,通过科学性、知识性、趣味性相结合的展览内容和让学生参与互动的形式,反映科学原理及技术应用,鼓励学生动手探索实践,不仅让学生掌握了物理及科学知识,而且可以培养学生的科学思想、科学方法和科学精神。还可联系中国科学技术馆组织相关的科普实践和培训实验活动,让学生通过亲身参与,加深对科学的理解和感悟,在潜移默化中提高自身科学素质。
4.鼓励学生积极参加科技实践活动,提高学生的创新能力。科技实践活动是学生将所学物理知识融会贯通、学以致用的重要表现形式。教师应鼓励并积极指导学生利用所学知识进行“三小活动”,即科技小制作、科学小实验和科技小发明,为确有特长的学生参加各种科技活动节创造条件。通过科技实践活动,充分发掘学生的创造性和聪明才智,增强学生的学习自信。组织学生开展物理课外小调查、小参观,在活动中提高学生运用物理知识解决实际问题的能力,比如组织学生对家乡的生产、生活、经济状况、自然资源、生态环境做初步调查,鼓励他们发表自己的看法并写一些简单的调查分折报告,为日后参与当地经济建设打下基础,为当地培养高素质的实用型人才奠定基础。
1.1利用物理学史引入新课教学
(1)利用物理学史引入新的教学主题或新的一章
比如:鲁科版选修3-5除第一章外其它内容都是近代物理,为了让学生对即将要学习的知识有个整体了解,在这部分内容开始教学之前可以物理学史引入:
19世纪下半叶,科学家们开始研究阴极射线.伦琴在研究阴极射线时发现了X射线,J・J・汤姆孙从阴极射线证实了电子的存在.贝克勒尔在研究X射线时发现了放射性,居里夫妇发现并研究放射性元素钋和镭.在对放射性的进一步研究中,卢瑟福发现了α射线和β射线,维拉德发现了γ射线.
随着卢瑟福发现质子、查德威克l现了中子,原子核的结构被揭开;中子的发现还激发了一系列新课题的研究,引起一连串的新发现:人工放射性、慢中子和核裂变;并且打开了核能实际应用的大门.普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难提出了能量子假说,标志着量子力学的诞生;爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾提出了光量子假说和光电方程.玻尔将量子学说应用于卢瑟福的原子核式结构成功地解释了氢原子光谱.
爱因斯坦第一个肯定了光既有波动性又有粒子性,即波粒二象性;德布罗意把波粒二象性推广到微观粒子,提出了物质波的假说,论证了微观粒子也具有波动性,并得到了电子的衍射实验和双缝干涉实验的证实.
利用物理学史引入新的教学主题或新的一章时要尽可能把本主题或本章涉及到的物理学史有机的串起来,才能达到使学生对本主题或本章将要学到的知识有个框架上的了解的目的.
(2)利用物理学史引入新的一堂课
比如鲁科版必修1的第6章第1节《牛顿第一定律》可以用再现物理学史的方式引入新课:先给出马拉车的图(如图1所示),问学生看这个图能得出什么结论,然后根据学生的回答引出亚里士多德的观点:马不拉车,车就不动;这证明了有力才有运动,运动需要外力来维持.亚里士多德被奉为圣贤,他的观点人们相信了很长的时间,但慢慢的不断有人批驳,伽利略就是其中一个.伽利略利用如图2所示的光滑斜面实验进行批驳:假设沿斜面AB落下的物体,以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动,则物体不受BC倾斜的影响仍将达到和A点同样的高度,只是需要的时间不同而已.笛卡尔进一步完善了伽利略的结论:运动一旦加于物体,就会永远保持下去,除非受到某种外来手段的破坏.换言之,某一物体在真空中开始运动,将永远运动并保持同一速度.牛顿将前人的观点进行了大综合,提出了牛顿第一定律.
用物理学史引入新课教学可以增强学生对物理学的兴趣,可以很快就把学生的学习积极性调动起来,吸引学生的注意力.
1.2以物理学史为线索串讲一堂新课
比如鲁科版必修2第5章第1节《万有引力定律及引力常量的测定》,可以用天文学的进展为线索串起整堂课:托勒密的地心说哥白尼的日心说开普勒和伽利略捍卫哥白尼的日学说第谷的天文观测开普勒的贡献开普勒三定律牛顿对天体的研究牛顿发现万有引力定律发现万有引力定律的意义卡文迪许对引力常量的测量测出引力常量的意义.
再比如鲁科版选修3-5的第3章第1节《原子核结构》,也可以用原子核物理学的发展为线索串起整堂课:卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子(含布拉凯特的贡献)发现质子的意义卢瑟福的中子假说玻特、约里奥-居里夫妇双双错过发现中子的机会查德威克发现中子发现中子的意义.
以物理学史为线索串讲一堂课,可以使学生更加深刻地了解科学探索的过程,了解知识的形成过程,进一步理解所学的知识.
1.3在新课教学结束时补充本节相关物理学史
比如鲁科版必修2第3章第3节《匀变速直线运动实例――自由落体运动》,在教学什么是自由落体运动及自由落体运动的规律后可以补充历史上对于落体运动的研究:亚里士多德的错误观点伽利略对落体运动的猜想假说与逻辑推理伽利略的实验验证(斜面实验)合理外推至倾角为90°(即物体自由下落).
补充的目的是让学生了解物理学史上关于自由落体运动的研究发展过程,了解伽利略对物理学的贡献,同时让学生了解伽利略研究运动学的方法(如图3所示)是:把实验和数学结合在一起,既注重逻辑推理,又依靠实验检验.
对现象的一般观察提出假设运用数学和逻辑进行推理
实验检验
形成理论
图3
再比如鲁科版选修3-1第1章第2节《静电力 库仑定律》,在学习库仑定律时学生可能会有这样的想法:怎么库仑定律和万有引力定律这么像?二个定律间有什么关联吗?利用学生的疑惑,可以在课堂的最后几分钟补充库仑定律的发现过程:
1759年德国的爱皮努斯猜测电荷之间的斥力和吸力随物体的距离的减少而增大1760年瑞士的D・伯努利猜测电力会不会也跟万有引力一样,服从平方反比关系1767年英国化学家普利斯特利从富兰克林的空罐实验中得出:电的吸引与万有引力服从同一定律,即距离的平方1773年卡文迪许的同心球实验确定了电力服从平方反比定律,但没有及时发表而未对科学发展起到应有的推动作用1785年法国的库仑从电扭秤实验得出:带同号电的两球之间的斥力,与两球中心之间距离的平方成反比;库仑又从电摆实验得出:正电与负电的相互吸引力,也与距离的平方成反比.
可以看出科学家在研究电力的规律时都是按万有引力的模式来探讨电力的规律性,即应用了类比法,可见类比法在库仑定律的发现过程中起到重要的作用.
1.4针对新课教学过程中的某一知识点渗透相关物理学史
比如鲁科版选修3-4第4章第2节《光的全反射》,可以在全反射及其产生条件教学完后补充全反射现象的发现:1611年,开普勒系统研究光的折射现象,并在《折光学》一书中记载了他做的两个实验:一个是比较入射角和折射角的实验,另一个是圆柱玻璃实验,虽然开普勒没有从这两个实验中找到折射定律表达式,但他却通过这些实验利用光的可逆性应用反面倒推法发现了光的全反射现象.
再比如鲁科版选修3-4第5章第2节《光的衍射》中关于泊松亮斑可以补充:1818年,为鼓励对衍射现象的研究,法国科学院悬赏征集这方面的论文.菲涅耳以严密的数学推理定量地计算了圆孔、圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹,推出的结果与实验相符得很好.评审委员泊松在审查菲涅耳的理论时,运用菲涅耳方程推导圆盘衍射,得到一个令人稀奇的结果:在盘后方一定距离的屏幕上影子的中心应出现亮斑.泊松认为这是荒谬的,但阿拉果对泊松提出的问题进行了实验,结果实验中影子中心果然出现了一个亮斑.这一事实轰动了法国科学院,于是菲涅耳荣获了这一届的科学奖,而后人戏剧性地称这个亮斑为泊松亮斑.
针对新课教学过程中的某一知识点渗透相关物理学史,目的是让学生加深对这一知识点的理解,同时拓展学生的知识面,开拓学生的眼界.
2在实验课教学中渗透物理学史
物理学是一门实验学科,大量的物理规律是建立在实验基础之上.物理实验是高中物理教学的重要手段,实验教学是高中物理教学的有机组成部分.在实验课教学中也可适当地渗透相关的物理学史.
2.1在分组实验教学中渗透物理学史
比如鲁科版必修1第3章第2节《匀变速直线运动的实验探究》,在介绍打点计时器是个简便的计时仪器时,可以顺带给学生讲讲伽利略时代的计时方法:把一只盛水的大容器置于高处,在容器底部焊上一根口径很细的管子,用小杯子收集每次物体运动时由细管流出的水,用接收到的水的多少来代表物体运动时间的长短.这种方法不但麻烦还只能间接测量时间,可见当时的科学家要做研究是多么的困难.
再比如鲁科版选修3-4第5章第1节《光的干涉》,在“科学探究――测定光的波长”中学生发现将各光学元件在光具座上装配好后,要把双缝干涉仪调节到能观察到明显的实验现象有点难度,这时为了增加学生的信心,可以给学生讲讲18世纪初的英国医生托马斯・杨在没有这些先进的光学仪器的情况下是如何克服困难做出干涉实验的:在百叶窗上开了一个小洞,然后用厚纸片盖住,再在纸片上戳一个很小的洞.让光线透过,并用一面镜子反射透过的光线.然后再用一个厚约三十分之一英寸的纸片把这束光从中间分成两束.结果看到了相交的光线和阴影.
2.2在随堂演示实验教学中渗透物理学史
比如鲁科版必修2第3章第3节《匀变速直线运动实例――自由落体运动》,在演示完纸片和硬币在接近真空的玻璃管内下落的快慢后,可以补充伽利略著名的比萨斜塔实验:从斜塔上同时释放一轻一重的两个物体,结果两个物体几乎同时落地.
在实验课教学中适当地渗透相关物理学史,可以让学生体会科学上没有平坦的大道,科学家使用最简单的仪器和设备进行科学研究是多么不容易,让学生学会珍惜现在优越的学习条件勤奋学习.
3在复习课教学中渗透物理学史
复习课也是高中物理教学中常见的形式之一,特别是高三的总复习阶段更是以复习课为主.由于近年的高考中频现与物理学史相关的考题,因此在高三总复习阶段有必要把重点章节比如力学、电磁学、原子物理的物理学史再次渗透到相应的复习课中,但不能只是新课教学中已讲过的物理学史的简单再现,而是在广度和深度上要有所提高.
比如在复习电磁感应的探索历程时,可以在原来新课教学已讲过的基础上重点补充以下几点:
“跑失良机”的科拉顿:科拉顿的实验装置设计得完全正确,如果磁铁磁性足够强,导线电阻不大,电流计十分灵敏,那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时,电流计的指针确实会摆动.也就是说,产生了电磁感应现象.只不过科拉顿没有看见,他跑得还是“太慢”,连电流计指针往回摆也没看见.
阿拉果圆盘实验:1822年,阿拉果和德国科学家洪堡测量格林威治附近小山的磁场强度时,注意到磁针附近的金属物对磁针的振动有阻尼作用.1824年阿拉果把磁针当做单摆,让它在铜盘上方摆动,发现磁针的摆动会很快衰减;如果在磁针下面迅速转动铜盘,磁针也会跟着转动.当时,阿拉果无法解释这种现象,只是如实地向公众宣布了这个实验结果.阿拉果因此而获得1825年科普利奖,此盘也被命名为阿拉果盘.这个实验震动了欧洲的物理学家,毕奥认为铜盘在转动时产生了磁性,而安培提出~盘在运动中产生了电流,但都没有找到问题的实质.当时,这个现象谁也不能解释,历史上称之为阿拉果之迷.
[论文摘要] 对高校环境工程专业英语教学现状和存在的问题进行了剖析,探索了环境工程专业英语教学改革的新思路、新方法,提出了在调动学生学习积极性、教材建设、改进教学方法和课程考核方式、加强师资队伍建设等方面可尝试的一些方法。
环境工程开设专业英语课程的主要目的在于通过教学使得学生掌握环境工程专业术语的英文表达,学会撰写英文摘要,提高英文写作能力,掌握阅读和翻译环境工程英文文献的基本技能。一方面,为毕业论文服务;另一方面,为适应学生将来从事实际工作和专业研究的需要。结合本专业教学的实际情况,对环境工程专业英语教学进行了一些改革和尝试。
一、环境工程专业英语教学现状及存在的问题
1.专业英语课程设置不合理,学时少,任务重
环境工程专业英语课程设置不太合理,课程学时安排少。很多学校往往把专业英语开设在大三第一学期,与专业课程的开设基本上是同步的。由于此时学生的专业课程刚刚开始,学生对专业知识的了解和理解不够深入和全面。此外,环境工程专业英语专业词汇量大,长句多,知识性强,要通过短短的20~30学时掌握相应外文文献的阅读、翻译和写作技巧难度较大,学生在学习过程中很容易产生畏难情绪,学习缺乏主动性。
2.教材种类少,教学内容不明确
目前,环境工程专业英语教材公开出版的很少,很多学校采用的教材均是自行编写的,选文大多来源于欧美大学相关专业的一些教材、硕(博)士论文、相关的书籍和杂志、国际会议发表的论文、从网站下载的材料、报刊科技评论等,有的是全文选用,有的是节选部分章节或段落,难度深浅不一,随意性强,缺乏明确的教学目标。此外,由于学时少,很多任课教师往往会选择自己熟悉和擅长的领域筛选相应的内容,存在较大的主观随意性。
3.教学方法单一,教学手段落后
专业英语课堂教学多以教师和课本为中心,采用翻译和阅读相结合的方式,“一言堂”、“满堂灌”,形式单一,课堂气氛沉闷,学生只是被动的接受知识,没有机会发挥其积极性和主动性。与此同时,教学手段也相对落后,多采用教师讲授和板书的形式,很少采用多媒体教学。即使使用多媒体教学,也只有枯燥的词句翻译,没有图示讲解,也没有相配套的语音辅助资料,直接导致了学生学习兴趣的下降,甚至产生厌倦情绪,不利于教学的顺利进行,影响了教学效果和教学质量。
4.师资力量薄弱,教学水平不高
目前,很多高校的环境工程专业英语教学一般都是由专业教师担任的,很多专业教师的专业学术水平较高,但是没有经过专门的英语教学训练和口语训练,缺乏用英语授课的能力,对英语教学的方法不熟悉,直接导致教学质量的下降。而且,由于对专业英语课程不够重视,任课老师队伍不稳定,教学质量难以保证。
5.课程考核方式
专业英语的考核主要采取开卷笔试的形式,考试内容侧重对词汇掌握、阅读翻译能力的考核,对听、说、写能力缺乏具体的考核内容。而且很多内容都是课文中讲解过的,这样主观上给学生一种消极应对的态度,无法真正地检验教师的教学水平和学生的学习效果。
二、环境工程专业英语教学方法探索
1.明确教学目标,重视教材建设
专业英语注重实用性,不仅包括本科毕业论文中的英文摘要,还包括进入社会后的诸如英语面试、基本专业资料的阅读等应用。因此,文章难度选择应该在能够清楚地介绍专业知识的基础上,难度适中,篇幅不宜太长,有代表性的专业词汇出现频率要高些。在课堂讲授过程中注意专业知识的导入,减轻学生学习的难度。文体的选择也应注意形式的多样性,除了专业文献,还应增加广告、产品说明书、设计说明书等文体。
2.改革授课形式,加强师生互动
(1)教学内容与教学方式多样化,
环境工程专业英语的学习本身是枯燥的,再加上专业课程的滞后,畏难情绪导致学生的积极性不高。这就要求尽可能采用趣味性和多样化的教学手段,来提高学生学习的积极性和主动性。环境工程专业英语涉及很多水、气、土壤等介质中的环境现象与过程的描述以及污染控制工程流程等内容。在教学过程中,可以将学生已经熟悉的知识或较抽象、学习起来较困难的内容借助多媒体、录像、图片、电影、动画等工具,以此来提高学习兴趣。这种教学手段形象、生动、直观、信息量大,使学生在视觉和听觉上受到直接的刺激,提高学习热情。例如,在讲解各类除尘器(precipitator)的教学过程中,可以结合各类除尘器的内部结构剖面图和工作原理的仿真动画,使之生动易懂。
(2)课前预习,课后复习
环境工程专业英语是一门实践性很强的课程,需要大量的听、说、读、写、译训练,要想在短短的每周2~3学时的课堂上完成是不现实的。笔者在进行专业英语教学实践的过程中,对学生首先要做到课前预习,就下次课即将讲授的新词汇短语、新课文、背景等进行预习,并采取课堂随机点名检查的方式进行考核,计入平时成绩。其次,课后给学生布置适量的写译练习,要求用英文回答每个单元后的问答题,既巩固了专业知识,又复习了英语。
(3)课堂注重听、说、读、写、译全方位训练
与基础英语相比,专业英语有自身的特点,除了专业词汇、术语及特定的构词方法外,还有科技文体、句法结构、语态、时态等方面的特点,这些是专业英语课程需要重点传授给学生的知识。当然,考虑到专业英语的实用性,也不能忽略听说能力的培养。
听。听力训练可以穿插在整个课堂教学过程中。如教师用双语讲课,通过给学生提供一个语言环境,养成英语思维的习惯,激发学习的积极性。当然,也可以采用多种多样的教学形式和教学内容,如利用多媒体播放一些科教光盘,如Discovery中关于温室效应、全球变暖、臭氧层空洞、酸雨等科普类的环保小短片。在锻炼专业英语听力的同时,也极大地提高了学生学习的兴趣。
说。要让每个同学都有开口锻炼的机会。正式上课前,可以开展“3分钟演讲”之类的英语口语练习。在课堂教学中,可以轮流安排让每位同学朗读3~4个句子,或者就课堂提问要求学生尽量用英文回答。这样做提高了学生的自信和表达能力,能让每个同学都参与到教学活动中来。
读。要提高专业英语的阅读和翻译能力,首先要掌握一定数量的专业词汇和专业术语。环境工程专业词汇很多都是复合词、缩略词及利用前后缀构成的派生词。因此在每个单元的词汇教学中,应注重构词法的分析,介绍一些常见的前后缀和词根以及词性的变化规律,帮助学生理解和记忆。如硝酸盐(nitrate)、亚硝酸盐(nitrite)、硫酸盐(sulphate)、硫化物(sulfide),等等。在课堂上要多采用启发式的提问,学习一个词根后,立刻给出一个含有该词根的新词让学生进行联想学习。
专业英语注重行文连贯、简洁,力求客观和准确,句子以长句和被动语态居多,大量使用名词化结构、非限定动词和后主定语。因此,在教学过程中要穿插科技英语文体的介绍和翻译技巧的传授,注重培养学生分析句子结构尤其是复杂长句句子结构能力。通过典型句子分析,结合专业知识背景,训练学生分清句子种类、找句子主干的能力。教学过程中,可以利用多媒体将每个句子中的主句以不同颜色和字体与修饰成分区分开,将谓语以粗体字显示,并让学生共同参与朗读,使他们在读句和断句的同时了解句子的语法构成。
写译。对于很多高校,大三学生开设专业英语的一个主要目的是为毕业论文服务。这一点直接表现为毕业论文的外文翻译任务和正文中英文标题、英文摘要和图表的英文翻译。根据笔者多年指导本科毕业论文的体会,很多学生往往借助电子工具或在线翻译软件来完成,结果驴唇不对马嘴。因此,除了加强课堂讲解训练,课后布置适当的汉英和英汉翻译作业是非常有必要的,尤其是要让学生充分利用图书馆的数字资源,根据毕业论文课题的要求查阅相关外文文献,在阅读文献的同时,掌握英文摘要的撰写。
3.更新考核方式,注重课堂考核
考核是检查教学效果、督促学生学习的有效手段之一。为了提高学生学习的积极性,应加大平时成绩的比重,考核方式也应该多样化,如在每次课堂教学结束后安排适当的测试,综合课堂表现、课后作业、出勤等方面。期末考试试题题型尽量多样化,可以增加口试、摘要写作等内容。
4.加强师资队伍建设
环境工程专业英语既是一门语言课,又具有专业课的特点。专业英语任课教师既要熟悉本专业的课程体系,掌握各专业主干课程的内容,了解学科的前沿动态,还需要较高的听、说、读、写、译水平,同时具备一定的英语课堂教学组织能力。因此,学校应充分利用现有资源,多方式、多渠道的加强师资队伍建设。首先要稳定教师队伍,不能随意指定。其次,对专业英语任课教师进行培训或者提供出国或访学的机会,开阔眼界,提高英语口语授课的能力和水平。
“授之以鱼,不如授之以渔”。只有学生真正掌握了环境工程专业英语学习的方法和技巧,才能真正发挥专业英语的重要意义和作用。
参考文献
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[2]徐进.环境工程专业英语教学浅析[J].中国电力教育,2008,(10):227-228.
[3]俞乐.互动式教学法在生物专业英语教学中的应用[J].西江教育论坛,2010,(1):56-57.
【关键词】大学生;科技创新;激励机制
我国实施创新驱动发展战略以来,“大众创业,万众创新”的大潮席卷全国,呈现出生机勃勃的创新创业氛围。国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》,为深化高校创新创业教育改革做出了重要部署。高校作为当代大学生传播科学思想,弘扬科学精神,倡导科学方法,推广科学技术的平台,如何以大学生易于理解、接受和参与的方式开展好科技创新活动成为值得探讨的问题。结合工作实际和专题调研,提出“一个中心两个基本点”、“三化”、“三平台”大学生科技创新活动有效开展新路径。
1坚持“一个中心两个基本点”
一个中心,是指科技创新活动要以专业课程为中心,结合本校专业特色,立足本校实际,学以致用,在专业中提升学生科技能力。两个基本点是指:把帮助学生将课内理论知识应用到课外科技活动作为基本出发点;把帮助学生从课外科技活动实践中所积累的经验教训补充到课内理论知识作为落脚点。通过“一个中心,两个基本点”正确处理学生课内学习和课外实践的关系,通过对课内外两个课堂的正确把握,使学生在多元互动中得到锻炼,掌握扎实的理论文化知识和较强的动手实践能力。在开展科技活动的整体统筹上,要一手抓全校科技文化氛围建设,一手抓高、精、尖课外学术科技竞赛,两手抓两手都要硬,坚持两条腿走路,为培养学生科技创新意识,提高科技创新本领搭建广阔平台。
2推广“三化”“三化”即科技娱乐化、培养模式化、技术传承化。
2.1尝试科技娱乐化,即将科技活动赋予娱乐化的展示,为营造校园科技氛围起到良好带动作用,吸引更多学生参与到科技活动中来。如在我校特色活动车模设计制作大赛中,除了传统的车模展示,还增加了舞台剧、速度竞技赛和重量拉力赛等趣味比赛环节,组织学生用设计的车辆模型编排了舞台剧《机器人总动员之愤怒的小鸟》,将整场活动推向,用形象生动的剧情和配音演绎了机器人版鸟猪大战,人性化的展示了车模的高端性能,娱乐化的彰显了科技的独特魅力,在全校范围内掀起了科技创新的热情。
2.2推广培养模式化,即学校对学生科技能力培养制定计划,有步骤、有层次分类引领,打造科技创新一条龙、生产线式培养模式。针对大一学生开展广泛的科研立项搜集项目,引导学生对自己感兴趣的科技项目进行基本初步的研究,以此作为对研究课题进行项目依据、研究方法、文献综述、预期完成标准等进行论证的第一道程序;大二以校内科技比赛获奖或作为科研立项结题,并形成初步的理论研究成果;大三学校会提供平台,依托比赛实战演练来选拔出优秀的人才和作品进一步参加全国比赛,对学生的科技成果进行更权威的检验;大四积极推动优秀项目作品进行专利申请,引导项目由理论型向实用型转化,并将可行的项目入驻产业园区进行实体孵化,注册公司,转化为经济效益,从而促进学生创业就业。
2.3坚持技术传承化,是通过“课题认领”、“科技明星交流会”等活动,加强学生自主科技梯队建设。科技活动水平提高除了依靠教师的教学指导,更重要的是要提升学生自主学习能力,任何一个成功的科技成果都不是一蹴而就的,都需要经历几年、几届人的磨砺才能打造出一个有价值、含金量高的项目,因此技术传承在高校开展科技活动中发挥着重要的作用。我们探讨可以通过开展“课题认领项目”来加强技术传承,即每年毕业生在毕业前会将自己未完成课题已取得的阶段性成果无偿全面的交出,由低年级学生根据自己的兴趣进行认领,从而有效的防止了项目半途而废,也提高了项目研究的深度和效率。同时定期开展“科技明星交流会”,引导学生分享经验、共享资源,坚持走出去学习、引进来发展的理念,使项目得到更好的继承和发展。
3打造“三平台”
“三平台”即有针对性的根据不同年级、不同专业、不同层次学生进行分类引导,着力分类打造科技普及、科技竞赛和科技实践的学生课外科技创新创业活动三平台。(1)科技普及教育活动平台以科普教育、学术讲座、学生论坛为主要形式,它既是为学生传播新思想、新知识的平台,又是学生深入专业领域,完善知识结构、拓展学术视野、培养创新思维的交流平台。(2)科技竞赛活动平台依托学校学科专业优势,以竞赛营造校园科技文化的浓郁氛围,以大学创新实验室为依托、以大学生科技创新协会等学生组织体系为辅助,以赛促创,推动学生应用专业知识、提升实践能力。(3)科技实践活动平台以大学生“众创空间”为载体,实现项目化、基地化、实现科技项目的实体孵化,将科技理论化向实用化转变,并对科技产品商业化进行探索,最终实现以创新带创业、以创业促就业。总之,科技创新活动作为培养学生创新精神和实践能力的重要载体,是高校创新创业教育工作有效开展的重要手段。当代大学生所具备的科技活动竞争力正是一个学校整体办学理念、办学实力和办学成果的最直观体现。在新形势下,要坚持继承与创新并重,普及与提高并举,扎实做好科技创新活动,努力完善科技创新平台,不断开拓高校科技活动的创新之路。
参考文献
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关键词:植物营养;肥料;教改
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0184-03
课程实习是课程教学的重要组成部分,是课堂教学的自然延伸和有益补充[1]。但课程实习又不同于课堂教学,教学目的、内容及形式等均有自身的特殊之处[2]。尽管不同的课程有不同的实习设计,但总的目标是一致的。就是通过设计不同的实习活动,使学生将课堂上学习的理论知识与实际生产联系起来,加深对理论知识的了解,提高分析及解决现实问题的能力,同时也能间接培养学生的社会沟通能力、增强团队精神等,从而起到提高综合素质的作用[3-5]。我国学生一般理论知识丰富,但实践能力特别是动手能力较差[6]。鉴于此,国家和教育行政主管部门要求高等学校深化教学改革,大力推行素质教育[7],培养具有创新精神和实践能力的综合人才[8]。因此应加倍重视实践教学,使学生在实践过程中逐步培养起以研究的眼光去观察事物,逐渐形成创新意识和创新思维[9]。实践教学主要通过室内实验和野外实习两方面来实现[10]。野外实习更加贴近生产实际,更加贴近社会需要,更能培养学生的综合素质。通过野外实习,不仅能增加学生见识,使理论与实际相结合,还能建立和加强学生与潜在用人单位的联系,有利于全面锻炼和提高学生综合素质[12]。
《植物营养学》是农学、园艺、农业资源与环境等专业的专业基础课。是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与环境之间营养物质和能量交换的科学[13]。由植物营养生理,肥料性质与合理施用三部分构成[14]。该课程以《植物营养原理》为理论基础,通过合理的施肥措施和植物营养特性遗传改良技术,达到培肥土壤、提高作物产量、改良作物品质的目的。《植物营养学》课程既强调理论知识,又介绍实际应用技术,从而培养学生综合运用植物营养理论解决农业生产实际问题的能力[15]。整个《植物营养学》课程包括基础理论知识、常用实验技术和校内外实习3部分内容。其中实习是既依附于理论教学,又具有相对的独立性。实习不但可以克服单纯从书本上、黑板上和实验室里学习专业课的弊端,还可以让学生在教师的指导下进行多方面的实践活动,这对于学生了解生产实际,理论联系实践,提高学生专业素养,增强学生的专业意识和社会责任感等方面都具有十分重要的意义[16]。从同行反应的情况看,《植物营养学》实习还存在不少问题。例如:实习流于形式,有的实习是以组织学生参观学习、观看相关视频资料为主,学生基本处于被动学习状态,难以提起学习的兴趣;实习时间安排不尽合理;学生对实习重视不够;政策支持力度不够,学校对一周的实习只算10个课时的工作量,远远不能与老师实际付出的劳动量想匹配[16];实习经费不足及校外实习安全问题[11],等。
笔者从2014年开始讲授园艺专业《植物营养学》课程,为了充分达到课程实习部分的教学目标,避免出现上述不良状况。笔者进行了精心的安排,以下是一些具体做法,现提出来与教师同行就行讨论。
一、实习前精心选择实习内容,周密准备
为了避免实习课程流于形式,取得实实在在的效果,我们进行了针对性较强的准备。第一,根据《植物营养学》的学科特点,结合本地实际农业生产情况,精心选择实习内容;二是联系校外实习单位,请从事实际生产的第一线技术人员进行讲解;三是做好实习前动员工作,讲清楚实习课程的目的、意义,要求学生认真对待实习活动,在实习过程中勤于动脑、动手,积极向实习讲解老师提问,做好笔记。宣布实习纪律,要求学生必须准时、尊敬实习接待单位的领导、员工,听从安排,不得擅自活动,不得损花折草,保持良好形象。同时告诫学生,违反纪律者将视严重程度扣一定的分数,再三提醒学生注意安全。最后对实习活动及安排做出详细的部署。
二、实习中精心组织
为了拓展学生的视野,增强见识,有效弥补《植物营养学》理论及实验课程的不足,我们组织了以下几项活动。
1.请一位《植物营养学》的老师做学术讲座,该老师有较强的植物营养学方面的学术素养,在国际刊物发表过多篇文章,也一直致力专业研究。做讲座的目的,就是要营造一定的学术氛围,同时开阔学生的眼界和知识面,初步了解利用理论知识联系实际情况的生动案例。讲座的内容,老师也作了精心的挑选,主要讲了肥料生产、不当施用所造成的污染的原理、实例及解决方法,这有效平衡了平时课堂授课主讲各种肥料有益的一面和可能产生的弊端,尽管课堂上也会讲到肥料造成污染、但往往会轻描谈写,一语带过,而且分散在各章节中,不系统。另外,也让学生了解实际生产中使用肥料的两面性,以及农业生产存在的实际问题及具体解决方法。
2.带领学生参观学校的天麻、蓝莓种植基地。天麻和蓝莓都是学校所在地――黔东南地区非常重视的特色作物,产业化程度较高,是非常好农林创业项目。这两种作物都有自己独特的营养获取方式和需求,比如蓝莓,适合生长在酸性土壤中,在施肥时需要尽量施酸性肥料,同时,蓝莓的根是真菌共生的,可以通过其共生菌来吸收营养。天麻的营养获取方式就更加复杂了,天麻种子必需依靠萌发菌提供营养后才能发芽,长出原球茎,长出的原球茎又必须与蜜环菌共生才能获得营养继续长大,而萌发菌和蜜环菌又需要在腐生的树枝上或者其他基质上才能生长。因此,栽培天麻必须先培养菌材。通过这两个实习项目让学生了解到作物获取营养方式的多种多样,提醒学生在以后工作中要实际情况实际处理,不可拘泥于固定的思维模式。
3.组织学生去凯里小高山参观考察,凯里小高山是黔东南州府所在地凯里市一座山峰,也是学校周围附近最高的山峰之一。之所以选择这个地方,因为黔东南、乃至贵州是典型的山地地形,该地的耕作制度有较强的地域代表性,我们在小高山给学生讲述了玉米和水稻不同生长发育时期营养需求,同时还给学生讲了一些水稻田沤肥的制作方式。水稻和玉米分别是贵州最有代表性的作物和大宗作物,分别为典型的旱地作物和典型的水田作物。通过这样的实习项目让学生将学习到的理论知识进一步与日常生产实际结合,与本地生产实际相结合。
4.带领学生去麻将县宣威镇参观现代农业种植示范基地,宣威镇地势缓和,是黔东南乃至贵州农业最发达的地方之一,这里有机农业非常发达,采摘旅游业十分旺盛,比如有机草莓采摘,有机蓝莓采摘等。我们具体参观有机草莓种植基地,但由于时间不在草莓生长季节,但是我们看到了大棚设施的综合利用,请基地技术人员介绍了有机草莓的种植管理,尤其是肥料供应。接着,参观大型的有机蓝莓基地,正是蓝莓挂果旺季,我们请技术人员介绍了蓝莓的有机种植方式。回到车上,笔者给学生算了一笔帐,1亩地种植蓝莓在300株左右,一株挂果5kg,按照最低市场价格,30元/公斤,一亩地一年的收入可达45000元,除去人工施肥成本20000元/亩,利润在25000元以上。宣威的蓝莓基地大都在100亩以上,蓝莓种植户年收入上百万元。由于我们是园艺专业,这让学生看到了自己的专业前景,变得兴奋起来。同时,通过这次参观,学生亲身体会了有机农业的基本营养供应模式,不施用化肥,不打农药。只施用农家肥,不仅改善了农村的生态环境,也培肥了土壤,种植出来的农产品在品质味道方面均佳。
5.带领学生参观了由台商投资的现代农业种植示范基地―灵谷田园,这是一家集农业科普、旅游、观光、采摘的大型农业观光示范项目。从某种意义上,代表了现代农业先进设施的综合运用。我们请技术人员进行讲解,特别提醒学生注意植物营养的供给方式,如肥料溶解在水中,直接通过管道精确施入土壤,这样既节省了人力,同时精确进行施肥。此外,我们还见到了各种各样的营养液体栽培,即无土栽培的各种呈现形式,让学生充分领略现代农业的营养供给方式,极大地增加了见识和开阔了眼界。
三、实习后要求认真总结
由于实习是集体活动,很大一部分内容是参观考察,学生本身需要亲自动手的环节不多。当然,学生大都表现的积极主动,在需要动手操作时总有人站出来,但以班干部居多。所以,学生的心得体会在很大程度上反应了他们的实习态度和收获。因此,我们要求学生必须认真进行总结,写好心得体会,相互之间不得抄袭,并作为考核的主要依据。从反馈的结果看来,确实有不少学生对这次实习目的、意义认识得非常到位,对具体实习项目有非常深刻的记忆和深入的思考。
总体而言,我们紧扣“植物营养”这个主题,通过多个实习活动从多方面增加了同学们植物营养学知识,起到了良好的效果,达到了预期的目标。凯里学院是贵州的一所地方性本科院校,近年来,学校响应国家对地方本科院校的总体要求,将办学目标定位于培养具有地方特色的应用型人才。学校主要为黔东南州、贵州省输送“够用、适用、管用”的合格毕业生,以满足地方生产一线的管理与技术推广的需要。因此,建议学校更加强调培养学生解决实际问题的能力,更加重视实习教学。
参考文献:
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关键词 误差分析与数据处理 教学改革 教学方法
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.02.048
On "Error Analysis and Data Processing" Course Teaching Method
SONG Jinbo, ZHANG Yan, DUAN Zhiwei, YIN Haishuang, ZHAO Zhihua
(School of Electrical Engineering & Information, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318)
Abstract Course "Error Analysis and Data Processing" is the most engineering colleges have opened a door measuring basic course, aiming at "Error Analysis and Data Processing" feature and teaching experience in curriculum, teaching in the analysis of the previous question, for of the corresponding reform measures proposed and achieved good results in teaching practice.
Key words Error Analysis and Data Processing; teaching reform; teaching methods
“科学始于测量”,但是由于实验方法和实验设备的不完善,周围环境的影响,以及受到人们认识能力的限制,测量所得数据和被测量真值之间,不可避免地存在差异,这在数值上即表现为误差。在人类认识自然改造自然的过程中,测量无处不在,所以,误差也随之存在于每一次的测量过程中。虽然随着科技发展,可以将误差控制得越来越小,但是终究不能完全消除误差。为了充分认识和减小或者消除误差,国内的工科院校大部分仪器仪表类学科普遍开设了关于误差分析与数据处理的课程,虽然课程名称略有不同,但旨在培养对测试系统存在的误差具有一定分析处理能力的工程技术人员。
误差分析与数据处理课程是我校测控技术与仪器专业的一门专业基础课。本文针对测控技术未来几年的发展趋势和人才培养目标,结合目前误差分析与数据处理课程的特点及教学情况,对该门课程的教学方法进行了分析研究。
1 课程特点
误差分析与数据处理是一门以数学为基础的课程,以高等数学、概率论以及线性代数等数学课程作为先修课程,所学内容是传感器原理及测试理论与技术等课程实验数据处理的基础,并且也是将来工程测量过程中必须掌握的数据处理理论之一。该课程讲授各种物理量的静态测量和动态测量的误差分析与数据处理方法。通过该课程的学习,使学生掌握测试数据的分析与处理方法,获得最接近真值的测量结果,结合测量实际,能够选择合理有效的测量仪器,并制定科学的测量方案。
2 教学现状及存在的问题
2.1 理论与实践脱节
由于误差分析与数据处理课程涉及到很多数学知识,并且大部分的相关教材都是理论的,在实际应用方面偏弱,在教学中很多同学误以为这是一门数学课,而忘了理论学习的初衷是对测量系统的误差进行处理。由于实践环节的缺失,对误差来源的分析也只停留在理论上。这些理论和实践的脱节导致学生不知道如何学习这门课,学了有什么用,从而导致学习兴趣的缺失,教学效果不理想。
2.2 教学方法需改进
目前,数据误差分析与数据处理课程的教学方法还停留在传统的课堂“填鸭式”教学模式中。对于这样一门理论性、实践性和逻辑性都很强的课程,简单的多媒体一页一页讲授的方式,在学生的脑海里很难留下深刻的印象。同时,大量的数据处理工作都是通过手算的方式,没有与专业的计算软件之间建立联系,导致学生对如何运用所学方法对批量数据进行处理产生了困惑,影响了学生的学习热情。
3 教学改革措施
在教学改革过程中,要强调的是误差分析与数据处理的过程不是一个简单的对测量数据处理的过程,而是对测量过程的全面分析与掌握。
3.1 改革教学内容
一方面,加强教学内容的整合,使基本原理学习更具条理性。首先,经过对测量过程的全面分析,明确测量数据中的误差类型。其次,根据误差类型和分布的不同,选取不同的处理方法。最后,按照误差性质不同,对粗大误差进行剔除,确定系统误差大小并进行补偿,对随机误差进行界限的估计。由于实际测量过程中误差性质界面不是十分明显,会有系统误差和随机误差的相互转化。因此,必须对测量的各个环节进行精确的分析,包括测量环境、所使用的仪器状况、测量方法是否得当等等,从而才能选择合适的数据处理方法,做到对测量误差客观、合理、精确的估计。
其次,以教材为基础,以测量设计为根本,扩展教学内容。大部分的误差分析与处理教材只强调测量后数据列的处理原理,并没有对测量过程进行任何分析。实际的误差分析与处理过程并不是一个针对测量数据列的计算过程,而是针对测量过程中的任何可能出现的误差估计与综合。所以,在教学过程中一定要给学生明确这一观点,要对测量过程有深刻的认识。同时结合测控专业的特点,任何一个测量过程都离不开传感器、信号处理以及数据采集,可以从这三个方面分析误差的来源。
最后,引入科学计算软件,将理论推导转化为测量精度的实际计算。在教学过程中,无论是静态数据误差处理还是动态误差分析,都需要根据理论进行大量的数据计算,耗时耗力。在教学过程中将数据处理方法演示给学生,直观地让学生知道如何对实际测量的数据进行处理。Matlab软件的计算功能涵盖了误差分析中所有的数据处理要求。同时,还可以用Matlab中的GUI进行图形可视化界面设计,将对数据进行处理的设计在可视化窗口中,导入数据分析即可从窗口中获得误差信息。如图1所示为电压-电流测量实验的误差分析与数据处理GUI界面。
图1 实验数据误差分析GUI界面
3.2 改革教学方法
将传统教学的板书与现代教学的多媒体相结合。教学过程中,原理的推导过程晦涩繁琐,都写在板书上占用了大量的教学时间,可以直接做成多媒体形式,增加适当的放映动画效果,既吸引了学生的注意力,又节约了有限的教学时间。但是,完全的多媒体教学会让学生感觉一页一页的多媒体课件翻过去后,一节课的主要知识点不明确,没有深刻的印象。所以,将教学过程中的主要结论及知识点,或者数据处理过程以板书的形式写出来,加深同学对这部分知识的印象,有效避免了完全的多媒体教学给学生带来的空洞感。教师要合理安排多媒体与板书内容,做到二者完美衔接,引起学生对误差分析与数据处理课程的学习兴趣。
采用启发式教学,引导学生思考。老子说“授人以鱼,不如授之以渔”,大学教学过程中一定要引导学生思考,让学生在学习专业理论同时,学会学习。在合理利用了板书和多媒体讲解的同时,引导学生思考,使学生的疑问在教学过程中得以解决,引发听课兴趣。
将理论与实践联系起来,学以致用。误差分析与数据处理教材上的内容偏向于对测量数据进行误差计算处理,基本的模式是“分析测试误差(误差分类)――误差处理方法(针对不同性质误差选择不同的处理方法)――误差计算与精度估计”。但是,在实际应用过程中,误差分析与处理是针对测量系统的全面分析,是在给定测量系统精度要求前提下,选择所需要的测量仪器,组成测试系统,然后根据测量的实际条件及测量过程中可能产生误差的因素分析,综合评定可能产生的误差大小的过程。通过分析得到的误差大小看是否在给定精度允许范围内,如果满足要求则根据所选仪器确定最终的测试系统及测量方案;否则,继续重复仪器选型及测量实际分析过程,从而确定最佳的测量系统。确定了最佳测量系统及测量方案后,对被测量进行测量,进而计算在具体实际测量过程中的误差大小,给测量结果客观精确的精度估计。因此,可以在教学过程中,与传感器实验课程相结合,给定精度要求,利用实验室的教学资源,让学生自己设计测量系统及测量方案,分析测量过程中产生的误差,通过不同的测量仪器和测量方法的对比,确定最佳测量方案,以达到学以致用的目的。
3.3 完善考核方式
在对知识掌握情况考试时,主要进行两方面的考核,一是通过试卷考核学生对基础理论的掌握情况。要求题目灵活,注重原理结论的灵活应用,尽量避免繁杂的理论推导。二是适当增加实践环节的考核比重。通过安排测量方案设计作业,使学生在掌握理论的同时,应用于实验测量分析当中,通过软件对测量数据进行误差分析处理,将理论与实践结合起来。
4 结论
误差分析与数据处理是一门理论性和实践性很强的课程,是测控技术与仪器专业学生必须掌握的专业基础知识,是从事测量工作的基础。笔者在过去的教学过程中不断地积累经验,也不断地探索着有效的教学改革方法以提高教学质量。同时不断地整合丰富教学内容,合理安排教学学时,在有限的教学时间兼顾传统教学和学生讨论,将科技前沿融入教学,丰富学生的专业知识。希望通过不断的改革与创新,提高学生对误差分析与数据处理课程的学习主动性和应用能力。
黑龙江省教育科学十二五规划课题:GBB1213024
注释
[1] 费业泰.误差理论与数据处理[M].机械工业出版社,2005.
[2] 范锦彪,马铁华,杜红棉,沈大伟.“误差理论与数据处理”课程的教学改革与实践[J].中国电力教育,2014(5):140-141.
[3] 李成,钱政,樊尚春,井中武.《误差分析与数据处理》的探究式教学[J].实验科学与技术,2013.11(1):83-86.