时间:2023-08-06 10:46:30
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇工程问题的概念范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
第一步:就是在收集资源的时候,给顾客进行有效的沟通,通过讲解食谱(见附录)、化验单(检测结果)、运动饮食指导达到收集顾客信息的目的,同时,又拉近了顾客与员工的感情,给顾客留下了良好的印象,巧妙的留下上门预热的由头。
第二步:第一次预热,即上门预热。以送《洪昭光教授的大型科普巡讲录》为由头,拜访顾客。说是预热其实还是和顾客沟通,我们知道沟通是双向的,即参与谈话的双方都得进行交谈、沟通。但我们一定要注意,第一次上门预热沟通应该有所偏重,即我们要充分了解顾客,这就要求我们在沟通中占主导地位,多问,让顾客多回答。 我们需要了解顾客的信息包括:年龄、病症、保健意识、文化层次、爱好、原工作单位、经济收入、子女情况、现服用何种保健产品、效果如何等等。本次预热时间不要太长,控制在15~20分钟即可。结合顾客的病症,把重点内容画出来,同时暗示顾客下一次送电影票的时候要把书拿走,督促顾客看,然后礼貌告辞。
第三步:第二次预热。此次预热和发电影票同时进行,其实还是沟通,询问顾客是否看了小册子,如果没看,督促其赶快看,等明天看电影的时候把书带过去。如果看完了顾客询问了,我们就简单地向其渗透核苷酸的知识。由此,我们可以看出在本次沟通中重心发生了转移,即让顾客了解我们,了解我们公司,我们的核苷酸,但要注意我们在顾客家中千万不能大讲特讲。如果讲得太多,就把顾客讲跑了,他就不敢参加我们第二天的会议了,这就叫做预热过度。另一情况是预热不充分,如果顾客没问,我们就要提醒他,引导他看。比如说,叔叔,我送您的巡讲录有关糖尿病的那部分内容看了吗?没有,叔叔那您赶紧看,它与明天咱们的电影内容有关,您先看看,到时间有助于您理解,同时,咱们现场还有有奖知识问答。叔叔,把书上的这些内容记住,到时候回答问题,还能得到一份精美的纪念品呢。
如果顾客看了,但看得比较粗糙,没有表现出明显的兴趣,这时候我们还是要引导他,告诉他说:“叔叔您看了我们的小册子,应该了解了糖尿病产生的根源了吧?对,就是基因受损,葡萄糖基酶基因、线粒体基因、胰岛素基因受损,也就是说细胞内的基因受损,是导致糖尿病的根源,怎样从根源上控制和治疗糖尿病,这就靠核苷酸、寡核苷酸了。核苷酸是小分子核酸。咱们平时吃的大米、馒头、肉类中含的都有核苷酸。它是人体细胞的核心物质,能修复受损基因并能稳定血糖,调节新陈代谢,全面控制并发症的发生。另一个需要您特别注意的是寡核苷酸能消除耐药性,且具有一定的抗癌功效。比如说叔叔您吃了 ‘平糖宝’一段时间后,感觉治疗效果不如以前明显了。这就是您的机体出现了耐药性。咱们的寡核苷酸能解决这个问题,同时呢,咱家用的是微波炉,它对人体的辐射很厉害,寡核苷酸还有一定的抗辐射作用。叔叔您了解了这些,对于您的糖尿病的预防和阿姨高血压的预防都有很好的指导作用,对吧。
如果顾客吃过核酸,了解核酸,这时候我们就可以给他多讲一些,把我们的产品本身的核心优势都讲给他听(盒子上面的七大卖点)同时也可以在顾客家里面做实验,以证明我们产品的优势(见促销篇)。
需要说明的是每个地区的人都有每个地区的地域性格,有的地域的人群性格开放、豪爽、明朗,我们在其家中预热时就可以多讲,有的地区,比如西北地区的人性格很保守、谨慎,那我们就不要多讲,不能过分暴露,否则的话,就可能导致他们不来参会。但总的来说,我们在预热过程中要把握一个“度”字,因地制宜,适可而止,过犹不及!
最后再强调一下预热过程中的细节:
1、收集资源时的预热(见资源收集)
2、上门预热前,一定要打预约电话,打电话的时候,要明朗、殷勤、热情“喂,您好,胡生仁叔叔家吗?”(是)“叔叔,您好!我是小赵,今天早上在公园给您测血压,送食谱的小赵,叔叔还记得吧?”(记得)“叔叔,是这样的,在公园里咱俩聊得挺投缘的,看您很关心自己的健康,我特地向公司申请了几本《洪昭光教授的大型科普电影巡讲录》,里面的内容挺好的,尤其是对糖尿病如何从根源上预防、治疗和保健,写得很详细,我想给您送一本看看,顺便再跟您聊点保健知识,叔叔,您上午有时间还是下午有时间?”(上午9点钟有空还是10点钟有空?)“那行,叔叔我等会就过去,大约9:30到您家,叔叔咱家在……(重新核对详细住址)叔叔,呆会见。”
我们要注意,如果顾客问我们现在在哪,我们千万不要说在公司,就说一个离他家很近的地方,意思是马上就到,否则,顾客要么有事要出门,要么就嫌太麻烦我们了,就会拒绝上门,导致预热失败。
3、在寻找顾客的过程中,有些顾客家不好找,一定要记住,“路长在嘴上”,勤问,不要放弃。或者在打预约电话的时候,核对顾客住址的时候,询问顾客怎么走,他家周围有什么明显标志,以节约时间。上完楼梯,要在顾客家门口停上半分钟,待呼吸平静后,敲门三下,或按门铃一次,等待开门。开门后,我们一定要面带微笑,热情大方的打招呼“胡叔叔,您好,您吃早饭了吗?”进门后,不要动,哪怕人家屋里面是水泥地,也一定要请求换鞋后再进,如果主人执意不肯,这才进去。这样做,第一突出礼貌,留下好的印象,更重要的是消除有些顾客的后顾之忧:把我们家的地弄脏了,走了又得拖。一旦顾客有了这个想法,压根听不进去你在讲什么,不能很好的与你沟通。
建筑工程经济课程的专业跨度较大,与中职学校建筑施工专业的其它专业课程联系较弱,课程理论性较强,需要讲解的概念较多,教师往往辅以大量的练习和计算来帮助学生理解和巩固这些基本概念,如资金时间价值、净现值、净现值率、盈亏平衡分析等概念的含义、经济意义和计算方法等。但由于学生缺乏相应的经济和财会知识基础,在学习的过程中对这些概念不容易理解,造成学生学习只能靠死记硬背,影响学习的积极性。另外,建筑工程经济课程学习的目的是为了让学生在以后的工作中运用学过的这些基本概念、理论和方法去解决工程中的实际问题。但在课程教学过程中,教师很大程度上还是偏重于工程经济基本理论、概念和知识点的讲解,再经过大量例题和练习题来加深理解和记忆。如果学生工作以后,只掌握这些基本概念和原理,而不会灵活运用这些经济学方法去分析和解决实际工程中的问题,那么很显然是没有达到设置这门课程的初衷。所以建筑工程经济课程教学更应该偏重于那些经济学原理和方法的运用,例如在实际工程中可能会遇到哪些问题,如何对问题进行分析,应采取何种方法来解决问题,解决问题的步骤是什么,具体如何实施等。因此,建筑工程经济课程需对以往的教学内容和教学方式进行一定的变革,使之更能适应人才培养方案和职业素养的要求,为学生以后的发展打下更坚实的基础。
2教学改革思路及实施途径
2.1合理选择教材和教学内容
现在的教材可谓是五花八门,种类繁多,教材的质量也是参差不齐。如果选取的教材质量不高,概念描述不准确,内容编排杂乱,错漏较多,会严重影响教师的教学和学生的学习、理解。因此对教材的选择,应放在首要位置,一定要选择正规的、有一定知名度的出版社和业内有一定影响力的作者出版的教材。一般的建筑工程经济教材多偏重于经济学基本理论的讲解,对经济学基本概念和方法讲解比较透彻和深刻,但对这些方法的实际运用涉及不多。书中也有部分例题,但这些例题题干都很抽象或与建筑行业相关性不强,只是帮助学生理解例题前文中的某个公式或方法。考虑到加强学生实际运用知识的能力,我们在选择一本建筑工程经济教材的基础上再增加一本建造师执业资格考试所用的工程经济教材。这样做的好处是:建造师执业资格考试教材中有非常多的实际案例,而且都是与建筑行业密切相关的案例,更能更好的帮助学生理解和运用所学的知识;但建筑师教材对基本概念和原理的讲解很少或很简单,需要再配备一本专业教材来讲解基础知识;建造师教材的内容都是与时俱进的,反映的是现在工程实际的最新情况,避免了知识的滞后。由于有两本教材,内容难免庞杂,因此需要任课老师对实际教学内容进行合理的选取和安排,灵活调整。当教学内容和方法成熟并积累了一定经验后,也可以结合老师和学生的特点和人才培养方案的需求,编写校本教材更好的满足自身的需要。
2.2采用案例教学法
为了增强学生灵活运用知识解决问题的能力,最有效的方法就是案例教学法。现在的执业资格考试大都采取案例的方式来考察考生的知识运用能力,可见案例是与实际非常接近的。教师在课堂教学过程中,可以通过引入案例,引导学生运用所学知识解决工程问题。案例教学的形式可以多种多样,教师可以先设置一定的情景,将案例再现,把里面的具体的任务分配下去,可以采取课堂讨论、情景再现、角色扮演等多种形式,或个人独立思考或小组分工合作,逐步帮助学生思考和讨论问题,并最终得到解决问题的方法。案例教学可以让学生摆脱枯燥的理论学习,增加学生的代入感,激发学生的学习兴趣,将课堂教学由学生被动接受为主动思考。案例呈现的也是以后工作中可能出现的具体问题,通过案例教学解决了实际问题,将大大增强学生应对具体问题,分析并解决问题的能力。
2.3结合建造师考证
中职学校建筑施工专业的学生毕业后主要的就业方向是施工单位一线施工技术人员,其理想的职业发展目标就是担任项目经理。为了让学生的发展有可持续性,并更容易达到目标,在学习的学习当中就应该有针对性。注册建造师的考试中也有工程经济课程,因此在学校的教学中就及时引入建造师考试的内容作为课堂内容,执业资格考试用书作为教材,让学生的学习有明确的目标。同时执业资格考试的教材经常更新,能够让学生掌握最新的知识和动态。考虑到课堂教学时间有限,同时中职学生的基础比较薄弱,不可能将建造师执业资格考试的内容都涉及到,因此需将课堂讲授内容根据人才培养方案和教学大纲的要求对教材内容进行合理的取舍和安排。
2.4丰富教学手段
教学手段是指师生教学时相互传递信息的工具或媒介。由于建筑工程经济课程教学内容较多,在教学上也要采用多种教学手段相结合。传统的教学手段就是“一本书、一块板、一支笔、一张嘴”。教师讲,学生被动听,遇到学生难理解的概念或事物,任凭教师如何极尽所能的描述,学生可能还是不理解。现代化的教学手段都是采用电化的多媒体教学,在课件中可以利用多种形式,如图片、声音、动画等手段,将一些事物直观的展示在学生面前,帮助学生理解。
3结论
【关键词】工程力学 思维方式 抽象思维 发散思维
【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)22-0011-02
一 工程力学介绍
工程力学作为一门应用范围极其广泛的工科专业基础课程,它包含了传统学科中的理论力学与材料力学两门学科中的主要内容,是认识与分析工程技术问题一项必备的基础知识与研究工具,是材料、机械、建筑、机电等专业的重要专业基础课之一。课程内含大量的基本概念、基本术语如约束与约束反力等很多易混淆的名词,概念性强是工程力学的一个重要特点,如果死记硬背,必然会东挪西借,一团雾水。抽象性强是本课程的又一特点,尤其在材料力学篇,如材料的轴力、弯矩等内力的概念,学生中有很多疑点,必须给予明确而有说服力的解释,否则不利于培养学生的分析、思维能力。实践应用性强是它的第三个特点,各种起重装置的设计、减速器中传动轴的设计等都离不开力学知识,都需要经过周密的科学计算才能设计尺寸选取材料。而作为一门基础课程,工程力学与其说是一门知识,不如说是一种思维方式,课程内含大量的分析问题、解决问题的方法,是一门重要的思维方式培养课程。
二 思维方式及其重要性
所谓思维方式,就是体现一定的思想内容和一定的思考方法,使用于特定领域的思维模式。如在游击战时期,为了有效地保存自己消灭敌人提出了“16字诀”:敌进我退、敌驻我扰、敌疲我打、敌退我追。这就是当时最为优秀的思维方式。以思维的凭借物维度划分,可以把思维分为动作思维、形象思维和抽象思维,概念是人反映事物本质属性的一种思维形式,因而抽象思维是人类思维的核心形态。以思维探索问题答案的方向划分,可以把思维分为聚合思维和发散思维、以思维的创造性维度划分,可以把思维分为再造性思维和创造性思维、以思维的目的维度划分,可以把思维分为上升性思维、求解性思维和决策性思维 。
思维方式是社会意识的形成途径。千百年来人类通过对自然、社会的不断深入了解,在实践中逐步形成不同领域、不同阶段的思维方式。不同的思维方式是形成不同的思想成果的必备条件,它就像不同的加工车床,相同原料经过加工之后就会出现不同的加工产品。形式虽多样,本质却多有相似,解决方案的确定过程也就是思维方式的形成过程。伏尔泰曾说:“除了野蛮的国度,世界上所有地方都被书统治着。”人类社会之所以能进步和发展,是因为国民掌握了先进的价值体系、思维方式知识体系。价值体系确定了处理事情的目标与方向,而思维方式就是理解和处理事情的方法,掌握好了就有可以顺利地解决很多难题。教育的主要任务,是训练良好的思维方式。
三 工程力学中的思维方式
1.工程力学中的抽象思维
抽象思维也称逻辑思维,是利用概念进行的思维活动。它又分为形式逻辑思维和辩证逻辑思维。形式逻辑中的概念是无矛盾性的,具有确定、绝对、静止、单一的特性,而辩证逻辑中的概念是有矛盾的、具有变化、相对、运动、多样的特征。辩证逻辑思维是在形式逻辑思维发展的基础上形成的,是抽象思维的高级阶段,是对自然界中到处盛行的对立中的运动的反映。
工程力学中概念较多,力、力矩、力偶矩、约束、约束力、平衡、弹性变形以及塑性变形等,是对事物本质属性的一种高度概括。学生需要从多个个体中分析其联系,抽象总结出其内在本质的统一,进而得到其概念。如从具体的力中抽象出其统一的本质(机械作用),从具体的约束中抽象出其统一的本质(对运动的限制),从具体的内力中抽象出其统一的本质(与外力相关,影响变形等)。力学中很多知识是抽象的,并不是针对某一问题,而是针对一大类工程问题,其解决思路也是一种抽象思维。
2.工程力学中的发散思维
发散思维又称求异思维、辐射思维,是从一个目标出发,沿着各种不同途径寻求各种答案的思维方式。体现着哲学中的相对性。如平衡方程的多种形式(平面一般力系的一矩式、二矩式、三矩式,体现同一问题的不同解法),合力投影定理(合力在某轴上的投影等于各分力在该轴上投影的代数和,将矢量运算简化为标量运算),合力矩定理(合力在某点的力矩等于各分力在该点力矩的代数和)等都表现了该课程中的发散思维,体现着同一目标不同解决思路的发散性,即可以通过转化思维简化问题,对解决工程实际问题有很高的指导价值。
3.工程力学中的上升性思维、求解性思维、决策型思维
上升性思维是从个别的事物经验中,通过分析、综合、比较、归纳、概括出具有一般特征和普遍规律性的思维。求解性思维是寻求解决某个具体问题的思维。决策性思维是对未来事件发生的可能性予以估计并从中选择最理想解决方案的思维。工程力学中的解题方法的总结实际上是一种上升性思维,而将该方法应用于具体的问题是一种求解性思维,利用该方法对事物的发展的可能性预测并提出解决方案。如结构的强度条件体现了求解性思维,而利用强度条件解决强
度校核问题并对杆件截面的设计则体现了决策性思维。
4.工程力学中的其他思维
工程力学是一门专业基础课,力学从诞生之日起就与数学相生相息,两者都是解决问题的方法、解决问题的思路。力学中的理想模型的建立,蕴含着抓住主要矛盾,忽略次要矛盾去分析问题的思路,力学中的重心、形心蕴含着数学的微积分的思想,蕴含着加权平均的思想,力学中变形与外力、内力的关系则蕴含着内因与外因的哲学思想,联系的观点等。
四 结束语
工程力学是一门专业基础课,更是一种思维方式,本文对工程力学中蕴含的思维方式做了小结,对工程力学的教学有一定的参考意义。
参考文献
[1]张秉荣、章秉荣主编.工程力学[M].北京:机械工业出版社,2007
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[3]蔡迎军.马克思实践观点的思维方式及其哲学意义[J].齐齐哈尔大学报(哲学社会科学版),2013(4):21~23
关键词:系统工程 民用飞机 需求确认 专家意见
中图分类号:V37 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(b)-0066-03
在民用航空研制领域广泛使用的ARP4754A,民用飞机系统开发指南,推荐将系统与外界的接口需求以协议的方式形成机载系统规范。系统规范的具体形式包括工作说明、计划、手册、需求文档、接口文档或合同[1],是完整和详细的系统接口描述。从本体论的角度来看,系统规范就是机载系统的知识本体,是该系统“共享概念模型的明确的形式化规范说明”[2-3]。除了该系统内部的系统工程师,共享这些知识概念的专家还包括适航代表,飞行员代表,软硬件工程师,系统验证工程师和其他相关系统的系统工程师等外部人员。以上所有专家会在飞机研制的不同阶段分别参与到该系统的确认过程。ARP4754A建议使用模板/检查单、用户操作场景描述和原型建模等确认方法来保障系统规范的正确性和完整性[1]。这些方法在实际操作过程中普遍存在着以下问题:
(1)模板订制(裁剪、扩展和修改)缺乏依据。
(2)检查单项目含义模糊,难以判断。
(3)用户操作场景描述不准确或相关条件尚未确定。
(4)原型建模受问题特点的制约,使用范围有限。
因此,作为上述方法的重要补充,各类专家会根据各自的工作职责针对性地提出问题作为专家意见,参与到系统需求的确认过程中。汇总的专家意见是系统利益相关人对该系统的客观要求,是飞机设计评审中的重要参照,是飞机研制过程向前迈进和适航取证的必要条件,是决定民机项目成功的关键因素。所有系统工程师都很重视这些意见。不过,由于专家知识背景不同,描述问题的角度和层次不同,系统工程师如果直接纳入这些意见和反馈进行系统规范开发就会产生知识冲突。综合分析以上情况,本人提出以专家意见为主线的机载系统需求的确认方法,在一个新的系统工程框架下实现理论与实践的结合。
1 专家意见驱动的需求确认方法
系统规范的开发是一个迭代的过程,一开始就需要确定知识领域和系统范围。这将会涉及到以下基本问题:
(1)该系统规范覆盖什么领域?
(2)该系统规范用来干什么?
(3)该系统规范能回答哪些类型的问题?
(4)谁使用和维护该系统规范?
从本体论的角度看,专家意见就是一系列基于系统规范代表的领域知识模型应该能够回答的问题,即“资质性问题(Competency Questions)”[4]。它能够有效确定系统知识的广度和深度,可以用来评价和比较现有的不同系统规范,也可以作为以后需求确认的有效参照。
系统规范草案出炉之后,部门会先组织内部评审。一般情况下,系统规范都会参照以往机型相似系统的设计文件和航空业适用于该系统的指导规范。一个容易出现的错误做法就是把系统规范与行业指导规范做比较,找出两者的差异,然后研究出现差异的原因和减少差异的措施。这种做法没有抓住问题的关键。行业指导规范大多不是强制标准,不针对任一机型,允许不同机型参考并根据需要进行裁剪,扩充和修改。这种适应性修改的依据,不是看与行业指导参考规范的差异,而应该是看能否满足飞机设计和适航的各种需求。
系统规范草案通过了内部评审就会进行外部评审。一般的做法就是把系统规范的草案分发到相关专业和适航机构,要求同行评审。这种做法也有问题。首先每个飞机系统都有一套独立的术语系统来保证描述的一致性和准确性。要让其他专业背景的系统工程师在短时间内理解和掌握这套新建的术语系统是有难度的。另外,由机系统间的有机联系,从系统开始研制的相当长的时间内,系统规范的输入都没有办法完全确定,送审的系统草案本身也是不稳定的。草案不成熟蕴含的术语不一致性,会导致外专业评审人员从字面无法理解概念,提出的问题包含大量要求澄清概念的情形。当本系统工程师不得不花费时间和精力向外专业工程师讲解系统规范这个版本中的术语概念时,也注意到这些外部专家对概念的初步掌握对系统规范本身的质量提升一般不会起到很大作用。而实际上,外部专家并不真正关心这些概念。他们的最终目的在于确认能用系统规范中的概念表达他们感兴趣的问题并能推导出合理的外部结论。
通过对以上两种做法的分析,可以得出以下结论:系统需求的确认必须以专家意见为依据,以及确认的本质在于让专家明白系统规范能够表达他们关心的问题并能进行有效推理。因此,一种更好的确认方法是,系统工程师通过搜集专家意见来确定系统范围,并利用系统规范建立的领域知识模型来直接表示和解答专家意见,从而避免外部专家对系统规范的字面理解。以下分三个步骤来介绍这种需求确认方法的具体操作过程。
2 搜集专家意见
从系统研制启动就可以准备搜集专家意见。搜集问题可以从最简单的问题开始,然后逐步变得复杂。问题必须是具体的,要能够直接标识到飞机系统,设备,软件加载项或者硬件接口。问题需要有代表性,不必穷尽。
按问题来源,专家意见可以分为内部意见和外部意见。内部意见来自软硬件工程师,具体可以参考ARP4754A,4.6.1节“系统过程与配置项过程的信息流”。[1]来自诸如适航代表,飞行员代表,系统验证工程师和其他相关系统的系统工程师等系统外部人员的意见称为外部意见。需要特别注意的是系统验证工程师的尽早介入。系统需求的验证工作是在系统设备试验件提交之后,系统验证工程师按照既定的试验大纲进行试验并逐个确认是否满足预期结果。不过,为了尽早暴露问题,提高系统需求的可验证性,避免验证工程师误解系统概念导致的试验问题和不必要的进度延误,试验大纲也将作为专家问题的重要来源。
根据表述类型,专家问题又可以分为以下四类:[4-6]
存在性问题。某个对象是否存在?专家问题里涉及的概念需要明白无误地与特定飞机系统或部件对应。比如驾驶舱显示器的燃油简图页画面上有没有表示燃油温度的指示标识。
属性的问题。对象的属性是什么?通过某个飞机系统或系统部件找出所有的内在属性。比如,高升力系统的襟翼张开的角度是多少。
关系的问题。两个对象之间是这个关系吗?在不同状态下,要求明确给出不同系统或系统部件之间的关系。比如,在飞机单个发动机飞行状态下,哪些飞行画面要优先展示给飞行员。
推理的问题。回答这样的专家问题需要基于一定的规则或逻辑推理。在实例化系统或系统部件属性之后,可以根据这些数据进行有意义的推理。比如,在航电的IMA资源分配的时候,在保证现有平台资源安全冗余的条件下,能否为飞控系统的某驻留功能分配20 ms的周期性运行时间。
专家问题的提出不依赖任何目标系统规范的知识,只要是对专家所在系统的研制有意义就可以。专家问题需要由相关部门进行正式的认定和签发,确实代表该部门对目标系统的实际要求。
3 解答专家问题
在确立系统架构进行系统设计过程中,系统工程师就可以利用规范里的术语来表达专家意见,以衡量系统规范的成熟度。系统工程师通过列写出专家问题中的重要词汇,与搜集到的参考资料中的概念进行分析比较,可以判断这些参考资料的复用程度和使用价值。[5-6]
系统规范写好后,大多数专家问题都应该得到了解决。当然,考虑到专家的知识背景和特殊的观察视角,系统工程师不可能完全理解专家意见中所有词汇的含义。这需要和有关专家进行沟通,进一步挖掘用户和客户需求。不过,这与让专家学习系统规范不同的地方在于,系统工程师在理解了问题含义后,转换成自己熟悉的系统专业词汇来回答对方专家认为重要的问题,而不是学习对方词汇来进行表达和推理。在双方都在描述同一个知识领域的前提下,这点是可以在短时间内做到的。
上面已经提到,解答专家意见的过程就是利用新建系统规范的概念表示问题,并用定义的属性和关系对问题进行推导的过程。简单的问题,一句话就可以说清楚。对于复杂的情况,则可以使用用例/故事,描述操作场景,编写具体算法或者测试用例的方式来说明。某些特定的复杂问题还可以借助Enterprise Archtect,Rational Rhapsody或CATIA等CASE工具,用UML/SysML模型或数字三维模型来回答问题。例如,在IMA的资源分配过程中就可以利用UML对驻留应用进行建模并利用内置算法来自动优化计算和通信资源。对于保真度要求较高的问题,还可以使用模拟器仿真。比如,评估驾驶舱显示方案就可以在驾驶舱模拟器中进行,让飞行员和有关专家身临其境地评价和比较不同显示方案的优劣。
让专家仅凭阅读文档就表决通过一份系统规范是不现实的。以上各种手段的目的都是尽可能直接地向专家展示系统规范的表达能力和令人满意的推理结果,让对方相信他们关心的问题能够利用系统规范得到解答。具体做法上,在系统规范和问题演示材料准备好后,先发送给对方专家并进行多次面对面或者邮件沟通,尽可能地达成一致意见。对于有分歧的部分,则可以由部门出面组织研讨会,讨论修改意见或者解决办法。在飞机研制的重要评审会上,不仅要把定型的系统规范分发到相关专家和项目负责人,还要汇总说明各类专家问题的解决情况。对于影响较大的遗留问题,还需要在评审会上进行单独讨论。
4 总结经验/教训
专家意见的搜集和解答情况不仅仅标志着系统规范的成熟度,还体现着系统工程师对用户需求理解的深度和广度。每个问题的成功解答都是一个进步。即便系统规范还会随着飞机研制的深入而变更,问题的表述方式会变化,但原理和实质不会变。之前通过表达和解决问题与专家达成的共识仍然有价值,解决问题的方法也可以借鉴的。而且,解决专家问题的过程也是和专家互动的过程。良性的沟通可以与专家建立了令人愉快的工作关系。
不可否认的是,肯定存在着某些问题不能得到很好表示或者推理无法令对方满意的情况。对方专家指出的演示过程中的不合理部分将激发系统工程师对现有系统规范中的架构设计和需求描述方式的深入思考。对于有争论问题,可以组织更高层级或者更大范围的讨论,听取更多人的意见。确实有问题的要修改,即使系统规范要推倒重来,也是值得的。在概念和开发阶段就发现问题并纠正,避免在验证和生产运营阶段出现更为严重的错误,这正是系统需求确认活动的意义。[1]
专家意见的解答方法可以写成工程协调纪要,以备将来参考和复用。一些解答问题的方法,例如算法,模型和原型等,都可以作为系统后续设计的重要参考。另外,解决的专家问题也是培训员工迅速了解本系统领域知识和工作方法的有效的第一手学习资料,可以帮助新员工或者刚接手相关事务的员工尽快上手,提高团队工作效率。
5 结语
民用机载系统需求的确认是一个复杂的过程。一方面要多领域专家共同参与,广泛听取各方意见;另一方面,要有专门的术语系统,维护规范的内部一致性和准确性。这就需要从系统工程的高度进行顶层设计。本文提出以专家意见为纽带构建一个框架:内部由系统工程师维护一套一致的、可自我辩护的术语体系;外部则让不同角色的利益相关人都能在自己的知识层次上提出问题,并通过系统工程师的演示来确认在系统规范的知识体系内确实可以找到问题的合理解答,满足预期的接口需求。本文提出的方法汲取了本体论研究成果,能够较好满足现有的航空工程实践基础的要求。
参考文献
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关键词:理解概念;沟通概念;分析辨别;理解思路
俗语说:“有比较才有鉴别。”比较是一种思维过程,更是一种数学思想。小学数学教材中有很多既有联系又有区别的内容,教学时充分运用比较有助于学生准确理解和系统掌握这些知识的联系和区别,收到事半功倍的效果。
一、运用比较准确理解和沟通概念
概念是数学知识的基本要素,对学生学好数学具有十分重要的意义。教学中充分运用比较手段可以帮助学生准确地理解和沟通概念。比如,在教学“比”时,对“比”“分数”“除法”三者进行了比较。
从而看到它们之间的联系与区别,既有利于准确理解每个概念,又沟通了三者的联系,有利于对三个概念的系统掌握。
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又如,在教学“梯形”时,可通过梯形与平行四边形的比较,使学生认识到梯形与平行四边形不存在包容与被包容的关系,是并列关系,而只有正方形、长方形、平行四边形才存在包容与被包容的关系,是从属关系。
二、运用比较区分易混知识
不少知识之间既有区别又有联系,容易产生混淆。教学中安排必要的环节,让学生对这些知识进行比较,促使易混知识在头脑中清晰分化,弄清它们之间的区别,准确理解与运用。例如,求比值和化简比是两个容易混淆的概念,通过列表比较,使学生对这两个易混概念有一个清晰的认识。
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三、运用比较正确辨别问题之间的细微差别
数学学习中,有些问题之间存在着细微的差别,如果不能正确辨别这些细微的差别,就会导致解题的失误。教学时可设计比较练习,培养学生细心审题的习惯,提高学生的辨别分析能力。例如,“一根绳子长3米,剪去■米,还剩多少米?”“一根绳子长3米,剪去■,还剩多少米?”这两道题都讲的是3米长的绳子,都有一个 ■,仅一字之差,就变成了两个本质不同的问题,前者是把3米看作单位“1”,剪去■米,还剩3-■=2■(米);后者是把3米看作单位“1”,剪去■,即把单位”1“平均分成2份,剪去其中的1份,还剩多少米?即3×(1-■)=■(米)。可见前者的■表示一个数量,其标志是带有计量单位名称;后者的■是表示一个分率,其标志是不带计量单位名称。
四、运用比较找寻不同类问题的同一性
数学是一门具有严密系统性的学科,有好多问题虽不属于同类问题,但它们之间却有着相同之处,教学时可以通过比较,使学生看到它们的同一性。如,在教学“工程问题”时,可通过工程问题“三量”关系与行程问题“三量”关系的比较,看到工程问题与行程问题在解题思路上的一致性。例如,“一段路,甲4小时走完,乙5小时走完,两人同时从路的两端相对而行,几小时可以相遇?”“一项工程,甲队单独做4天完成,乙队单独做5天完成,现两队合作,几天完成?”前者把路程看作单位“1”,后者把一项工程看作单位“1”;前者甲的速度是■,乙的速度是■;后者甲的工效是■,乙的工效是■;前者求相遇时间,列式是:1÷(■+■)(路程除以速度和);后者求合作完成的时间,同样列式是1÷(■+■)(工程总量除以工效和)。
五、运用比较理解数学意义,明确解题思路
数学中的好多问题都需依靠特定的数学意义去解决,教学时充分运用比较手段,可培养学生理解和运用数学意义解决问题的能力。例如,在教学“分数除法应用题”时,可以与分数乘法应用题相比较。
例1:五年级一班有学生60人,其中男生占■。男生有多少人?
这道题把全班人数看作单位“1”,男生占全班人数的■,根据题意可以写成下面的等量关系式:
全班人数×■=男生人数
在这道题中,单位“1”是已知的,根据一个数乘分数的意义, 列式为:
60×■=36(人)
例2:五年级一班有男生36人,占全班人数的■。五年级一班有多少人?
这道题也是把全班人数看作单位“1”,男生人数占全班人数的 ■,根据题意可以写成下面的等量关系式:
全班人数×■=男生人数
但在这道题中,单位“1”是未知的,根据“已知两个因数的积与一个因数,求另一个因数”,列式为:
36÷■=60(人)
【关键词】工程力学 形象化 改革 直观化 过程化
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)01-0239-01
工程力学是工科专业尤其是机械专业重要的基础课,不仅是工科专业的先行课和基础课,更有着很强的工程背景和工程应用性。工程力学的学好与否直接关系着学生对整个专业的学习兴趣。然而,由于这门课程的概念公式多,理论复杂、思维抽象,教学实践中普遍存在着“学生难学、老师难教”的现象。
鉴于工程力学的教学特点,教师有必要不断提高自身教学水平,在教学中采用形象化的教学手段和方法,激发学生学习兴趣,端正学习态度,增强学习自信心。为解决教学中存在的困难,提高教学质量,本文进行了积极的探索,提出以下几方面内容:
1.将基本概念和知识点形象化
工程力学的教学内容中包括大量的概念,为了在有限的学时内将基本概念和知识点传授给学生,就要提高授课效果,增强课堂趣味性。教师在讲授时不仅要进行科学分析,更要想办法将抽象思维形象化、直观化,缩短理论与生活的距离。如在课件中应用flas、录像、照片等影音资料,通过声情并茂的课堂演示,增强学生的感性认识,促进学生的求知欲望。
除了教学生理解记忆,还可采用形象记忆法帮助学生快速识记。如在讲授弯矩的正负号规则时,教材中给出这样的规定:“作用在左侧截面上使截开部分逆时针方向转动;或者作用在右侧截面上使截开部分顺时针方向转动者为正;反之为负。”学生感觉拗口,容易混淆,笔者在课堂中提出下述形象记忆法:将自己的身体做为截断的一部分梁,左右手举过头顶做大猩猩状,手臂弯曲的方向即为相应截面的弯矩正方向,要求学生以此形象识记知识点,学生在老师形象展示时捧腹大笑,在活跃的课堂气氛中掌握了知识点,课堂反应良好,提高了课堂学习的积极性。为了使基本概念形象化,提高课程的趣味性,这就要求教师多留心,不断积累经验,帮助学生采用形象的方法理解和识记基本概念,为后续概念的应用打下坚实的基础。
2.采用形象化案例式教学模式
工程力学有很强的应用性,在课学中应广泛使用实际工程中的案例,引导学生想象工程实际场景,并用所学理论知识解决工程问题,培养学生的分析问题解决问题的能力,提高学生学习的自信心。
教师在讲解知识点之前,应先提出有关的工程案例,并同时展示图片,再展开讲解有知识点,之后先让学生思考解决问题的方法,教师可给予思路的引导,并不急于给出答案。如在讲解物体的重心内容时,就可以给出轿车图片,并提出问题:采取何种方法能够确定小轿车的重心位置?由学生讨论解决的方法,最后教师点评。这种生活实例不仅能吸引学生的注意力,又能启发学生积极思考。这种以学生解决问题为主,教师引导为辅的教学模式更能激发学生学习的自信心和求知欲。
3.力学模型直观化、瞬态运动过程化
随着国内高等教育体制的改革,许多工科院校减少了工程力学课内学时,就是为了给学生更多自主学习的空间,因此改进教学方法,利用计算机作为辅助教学工具就成为现代教学的发展趋势。MATLAB作为一种集成度很高的语言,由于其功能强大、使用方便已经在教学、科研和工程实际中广泛使用。
在学习有关运动学和动力学的内容时,对典型机构的运动,手动计算只能解出某些瞬时的力学参数,对于机构的整个运动过程,手动计算难度太高,且理解困难。利用仿真软件对机构的运动做过程分析,将机构运动过程中各个参数变化的过程以曲线、图表甚至动画的方式表现出来,将运动过程更加直观的展现给学生,降低了学生对动态运动的理解难度。目前已经有很多这方面的研究,如王清等[1]利用MATLAB绘制了滚动圆轮上一点的运动轨迹图、速度变化图等,把生硬的公式变成了二维图形。张宁等[2]利用simmechanics建立了曲柄连杆机构的仿真模型,对其进行了运动学和动力学仿真。敖文刚[3]利用matlab设计出友好的虚拟实验可视化用户界面,将分析结果以曲线、动画和表格表达出来。王繁生等[4]以matlab为仿真平台并以Visual C++为开发环境开发了材料力学辅助教学软件,使学生在课堂上直观地了解到工程实际问题的处理过程。
以上种种均说明了借助计算机技术进行形象化、直观化教学的可能性。教师可利用已有成果或自行研发典型力学模型或机构动态运动的程序,应用到学生课堂教学中和仿真实验课中,既可提高学习兴趣又可增强感性认识,还可提高力学建模和数学计算的能力,为将来更好地解决工程实际问题打下基础。
总之,在工程力学的教学中,鉴于该门课程的理论性和抽象性,教师应不断提高教学水平,采用一切形象化教学手段使教学内容更加直观化、可视化,帮助学生在有限的课时内尽快掌握基本知识点,增强学生对此门课程的感性认识,并培养学生利用理论知识解决工程实际问题的能力,培养学生的工程素质,也为后续课程的学习打下基础。
参考文献:
[1]王清,龚长清. MATLAB在“理论力学”教学中的应用[J].中国电力教育, 2011,9:200-203
[2]张宁,田杰,陈奇. 基于simmechanics的曲柄压力机机构仿真分析[J].宜春学院学报,2013,35(3):35-36,137
[3]敖文刚. 基于Matlab的可视化理论力学虚拟实验[J].重庆工商大学学报(科然科学版), 2012,29(9):101-105
[4]王繁生,蒋红旗. Matlab在材料力学教学中的应用[J].高等建筑教育,2009, 18(4):101-103
关键词:工程力学 习题课 职业教育 基本原则
从教34年,对《工程力学》一课的教学方法有一些初浅想法,尤其在习题课的安排上,有自己的方式方法,一点管见,仅供同行们借鉴和参考。
一、当前习题课存在的问题
总的来说,按教学大纲要求,各技校都设有工程力学习题课。但是,对习题课的地位和作用的认识仍不甚一致,对其教法的研究还很不够,从而导致习题课的质量高低不齐,乃至引起一些欠妥的做法。
(一)趋向于减少或取消习题课
1.有人认为目前技校学生学习工程力学能听懂课,但做题比较困难,这一现象的基本原因是学生基础差、底子薄。为解决这类矛盾只能增加讲课时间,要多讲例题。因此,有些教师采取压缩习题课来增加讲课时间。
2.有的认为习题课增加了学生的依赖性,而且课上教师的作用不大,只是被动的回答问题。因而教师和学生都没有兴趣。
3.教学大纲要求的内容多;讲课时间紧。因为挤掉一部分习题课的时数。
(二)把教师主导作用和学生独立解决问题对立起来。
1.把习题课是培养学生独立分析和解决问题的过程理解为要求学生独立解决问题。因此,衡量一次习题课质量是以解题数目多少为准。
2.在进行方式上,有的认为“不宜帮助过多”而忽视了引导作用。课堂上变成“教师看,学生做”,“学生问,教师答”,而对学生做题后,是否完全理解注意得不够。还有的教师把习题课变成小考试,课上还不准看书。
3.把教师作用理解为“课内以教师活动为中心”。习题课成了变相讲课,向学生灌输各类例题,进行“题海战术”。这种现象,在新参加工作的教师中更为多见。
二、习题课应注意的几个问题
习题课实际上就是一次在教师指导下的课堂练习题。它的目的是巩固学生学得基础知识和培养运用这些基础理论知识分析、解决问题的能力。也就是说,习题课是通过解题方式进行的教与学的过程。教师可以从下列几个方面进行指导:
(一)通过提问和讨论有意识地启发和引导学生注意基本概念的理解和巩固,注意各种不同表现的形式与讲课内容起呼应作用。这一点常常是学生做题后不善于归纳和明确的,需教师帮助和启发。
(二)正确引导学生遵循合理的思考方法和解题步骤,就是培养逻辑推理的能力,使之能够找出简捷思考路线解决比较复杂问题。
(三)运用并发展所学的基础理论。坚持“基础理论――分析解决实际问题――概括总结并发展提高”的原则。
(四)对个别学生给予具体帮助。习题课也是检查知识(水平)的一种形式。通过教师和学生面对面的了解(提问、巡视、观察学生解题等),就可以知道学生掌握知识的水平如何,基本理论是否已经理解和巩固,建立新的概念体系时思考路线是否正确,解题步骤和思维方法是够正确。从而,能够及时的发现缺陷,给予有益的帮助。
三、选择习题的基本原则
习题课的目的和意图主要是通过做题来达到的,所以,慎重选题是上好习题课的先决条件。
选题时,应首先自习进行教材分析,明确划分讲课与习题课的界限,确定习题的具体意图。并把复习题、课内题、课外题统一考虑。下面分别加以叙述。
复习题:主要指基础理论知识方面的思考题。它应针对基本概念、原理、工程实际中的约束及其受力分析方法等,其目的在于帮助学生消化和理解讲课中的基本概念,掌握具体结构的受力分析方法。所M行的实践,一般不宜过长。
课内题:应该对基本理论起巩固作用,并能发展学生对它的理解和运用能力。具体应考虑以下几点:
1.密切配合讲课内容,每一个中心概念都应有一定的题目来概括。
2.题目应能保证所选内容对深入理解基本理论是有帮助的,并且有一定的解题技巧。
3.题目应具有思考性,能引起学生的思考和分析,易于引起讨论和多种解题方案的比较。
4.每一题目应具有明确的目的性,一个题目中不宜过多的集中几个不同的内容。
课外题:是课内题的继续。不宜再提高或过多增加题的复杂性。
四、习题课的进行方式
没有良好的方式,不可能保证达到习题课的预期效果。应该指出,习题课的方式是比较灵活的,要根据每次课的具体内容选择适当的进行方式和程序。总的来说,选择方式应满足下列要求:
1.习题课应以在教师指导下学生的时间活动为中心。在课内应保证有一定的个人做题时间。
2.使学生思维处于积极状态,能积极的体现出教与学的过程。
3.不只以学生解出题目为满足,重要的是教师在习题课中能确信学生已充分领会到应掌握所有的概念、公式、原理的意义以及学生对问题的分析能力有所发展。
一般来说,习题课的基本形式可分一下四个步骤:1.就有关理论知识进行提问;2.学生解题;3.教师在课堂上巡视,检查学生解题情况并进行必要的指导;4.进行讨论。
提问:是对所学有关理论知识的检查,提出的问题应根据习题课的意图和题目内容事先确定。提问时间一般在5~8分钟。对初期习题或某些内容较难的题目,不应忽略在解题前的提问和口述回答解题方法与步骤。这种提问,可以使学生按教师的引导思考问题,学习分析解决题目的方法和步骤,发展已学的概念、原理(指应用)。这种提问可使教师了解学生对题目的理解程度和运用基本理论分析解题方法的能力,指导学生如何按正确思考路线解题。
作题:课堂上的大部分时间是学生在独立作题。他们初步尝试如何解决实际问题,此时,不只是分析解题的方法、步骤,而且要在纸上做出正确答案,这就在独立工作的道路上迈出几步。此时,教师在课堂上巡视,发现存在的困难给以及时的帮助,同时,也要注意那些共同的错误和缺点,以便组织讨论。
讨论:课堂上的大部分时间都是学生独立讨论。其目的是,是要通过它启发引导建立正确的解题思考路线,检查题目的答案,集中讨论不同的解题方法,并通过所讨论的题目总结巩固讲课中的基本概念。这样,就可以使学生在独立作题中得到的体验加以深化和扩展。
[关键词] 化工热力学 概念 化学工程 教学
化工热力学课程是在本科三年级开设的,在此之前学生接触的课程都属于基础课,与中学课程的学习方法相差不大,而化工热力学等专业基础课讲授的是化工生产中的一般规律。由于工程问题复杂多变,采用的是实验研究方法和数学模型法,与基础课中严密的数学分析或逻辑推理有所不同。这是工程学科和基础学科的重要区别,也是学生不能很好的掌握化工热力学课程学习方法的关键。因此要想提高化工热力学的学习效果,使学生树立工程观点,并培养其独立解决实际问题的能力,我们认为在化工热力学的教学过程中应紧紧把握以下几点。
一、精心组织教学内容,注意与相关课程的联系
化工热力学的主要内容是平衡状态下热力学性质的计算,相平衡与化学平衡的计算,化工过程的能量分析和能量有效利用等方面。只有将热力学原理与反映体系特征的模型相结合,才能应用解决实际问题。原理、模型及应用是化工热力学内容的基本组成部分,教学内容的组织要紧密围绕原理、模型及应用三个部分来展开。原理是基础,模型是工具,应用是目的。尤其是目前节能工作的深入开展,更要求学生掌握能量利用过程的原理,并对实际过程中的能量利用情况作出合理的评价。
化工热力学与化学工程与工艺专业的许多其它课程密切相关,它在课程链中起着承上启下的作用,又担负着由基础课到专业课过渡的特殊使命。物理化学是本课程的基础,而本课程又是分离过程、化学反应工程及化工设计等课程的基础。在课堂教学内容组织上要注意前后内容的相互联系,化工热力学公式较多,其推导过程需要高等数学的基本知识,进行结果计算需要用到数值分析的知识,因此对课程中用到的数学知识进行必要的准备有助于新内容的学习。而计算机是方便的计算工具,可以解决热力学复杂的计算问题,可使计算结果更加准确。物理化学中的热力学内容是以建立基本概念为主要目的,而化工热力学是在完善概念的基础上以应用为主要目的,所以化工热力学的教学内容主要体现以应用为目的的特点,因此在教学过程中要特别注意避免与物理化学课程在内容上的重复。同时注意从物理化学到化工热力学课程的几个转变,即:从理想体系、二元体系向非理想体系、多元体系的转变,从隔离体系、封闭体系向敞开稳流体系的转变,而热力学性质的计算从以公式为主转向以热力学图表为主。让学生明确这些转变,可帮助学生掌握经典热力学解决问题的方法,并培养学生应用热力学原理和方法解决实际问题的能力。
二、把握课程内容体系与问题分析方法
化工热力学系统介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法,它以热力学第一、第二定律为基础,研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用,深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件、状态及组成变化,是化工过程研究、开发和设计的理论基础。课程教学内容包括流体的p-V-T关系及热力学性质、化工过程的能量分析、蒸汽动力循环与制冷循环、流体的相平衡以及化学反应平衡等方面。其中流体的p-V-T关系及热力学性质是其它内容的基础,流体的相平衡及化学反应平衡内容是热力学和传质、分离、反应工程之间联系的纽带。要让学生正确理解化工热力学所研究和阐述的内容之间不是孤立的,而是相互联系的,理清化工热力学的内容体系与结构层次(见图1),这样才能更好地理解和掌握课程内容及其实际应用。
图1 热力学各内容之间的相互联系
每个学科都有自己的知识体系和独特的解决问题的方法,热力学课程与学生之前接触的课程特点不同,为了使学生能够尽快地掌握热力学,首先要学生清楚热力学研究问题的方法,即理想化的方法、状态函数法和元过程方法,然后指出解决热力学问题的思路,即对于一个热力学问题如何得到需要的结果,具体的步骤见图2,这样就可使学生尽快的适应热力学处理问题的特点,掌握热力学解决实际问题的方法。
三、重视热力学概念教学和思路的引导
化工热力学的最终目的是应用,但是只有理解了热力学的基本概念,以及这些概念的来源、背景和意义,才能够确实掌握热力学课程的基本内容,也才能够更好的应用于实际中。热力学中重要的基本概念很多,如体系、状态函数、广度性质、强度性质、隔离体系、封闭体系、敞开体系、可逆循环、热力学能、焓、熵、Gibbs自由能、偏摩尔性质、化学位、逸度、活度、理想气体、理想溶液、理想功、损失功、火用等等,只有深刻理解其内涵,才能掌握热力学的精华。比如对平衡的两相,其平衡的条件是各组分在两相的化学位相等,或者说各组分在两相的偏摩尔Gibbs自由能相等,对纯物质而言,偏摩尔Gibbs自由能就是摩尔Gibbs自由能,也就是该物质的化学位,而对混合物而言,某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分在混合物中的化学位,如果学生对这些概念认识不清楚,常常会导致对相平衡、化学平衡等概念产生错误的理解。
引导学生思路对于教学效果有重要影响。如溶液的热力学性质一章,为找出各种物质在溶液中所“具有”的性质之间的关系,引入“偏摩尔性质”的概念。而偏摩尔性质中常用的是偏摩尔Gibbs自由能、偏摩尔焓以及偏摩尔体积。在这一章中主要讲解偏摩尔Gibbs自由能的计算问题,主要为以后相平衡和化学平衡的计算打基础,为了计算偏摩尔Gibbs自由能引入逸度和逸度系数的概念,对纯气体、气体混合物中的组分以及混合物、纯液体分别讲解逸度的计算方法。但对于液体混合物而言为了计算其偏摩尔Gibbs自由能又引入活度和活度系数,而为了得到活度系数与组成之间的关系,又引入了超额性质的概念,只要知道超额性质与组成的关系即可推导出活度系数模型。这样整个章节的内容就很清晰,使得学生对各概念的来龙去脉能够很好的了解,可以避免学生陷入公式细枝末节的包围中,使得教学效果明显提高,同时对学生搭建热力学知识框架十分有益。
总之,为了提高化工热力学的教学效果,使学生能够确实掌握工程处理问题的方法,了解化工热力学与其它学科各自的特点,以便找到适合的学习方法。这就要求教师在教学过程中不断的引导学生,使其能够尽快地适应工程学科的学习。
参考文献:
[1]夏淑倩,马沛生,陈明鸣,常贺英.让应用实例使《化工热力学》教学更加生动[J].化学工业与工程,2005,22(增刊):98-99.
[2]郑立辉,韦一良,宋光森,高新蕾.化工热力学教学的实践与体会[J].化工高等教育,2007,93(1):77-79.
一、《新标准》的制定背景
1.美国的战略人才观
在全球贸易自由化的背景下,美国对人才的培养提出了更高的要求,认为学生应具备丰富的知识,而不是某一项专业的学科知识和能力。例如,与人沟通、协商并达成建设性成果的能力;有效解决问题的能力;自我主动管理及发展的能力;以科技为基础的整合式思考分析和判断的思维能力。这就意味着要开展跨学科的整合教育,培养其综合实践能力与创新应用能力。
2.教学内容与时间之间的矛盾
为解决这一矛盾,《新标准》提出的解决方案是:基础教育阶段科学教育课程的学习应力求通过少数“大概念”整合各学科知识,促进学生参与实践,实现对重要原理的深入探索及概念理解的逐级发展,也就是学生所学内容是综合了各科知识,并在其中渗透了科学本质教育。STEAM教育解决了内容和课时的矛盾。
二、《新标准》的框架体系
新一代科学教育标准首次提出了三维整合的框架体系,即科学与工程学实践、科学核心概念和跨学科共同概念三者有效地整合,例如初中生物学相关内容的框架体系。维度1科学与工程学实践:(1)提出问题(科学)和界定问题(工程);(2)开发和使用模型;(3)规划和实施调查;(4)分析和解释数据;(5)使用数学和计算思维;(6)形成解释(科学)和设计解决方案(工程);(7)参与基于证据的讨论;(8)获取、评价和交流信息。维度2学科核心概念:(1)从分子到生命体:结构和功能;(2)生态系统:相互作用、能量和动力;(3)遗传:性状的传递和变异;(4)生物进化:统一性和多样性。维度3跨学科共同概念:(1)模式(规律);(2)因果关系:机制与解释;(3)系统与系统模型;(4)物质与能量;(5)结构与功能;(6)尺度、比率和数量;(7)稳定与变化。
科学与工程学实践和跨学科共同概念一方面强化了跨学科学习,增强了学生对实际复杂问题的解决,更重要的是增强了学生的实践能力。科学核心概念始终统领这些学习活动的开展。
三、《新标准》的关键内容
1.科学核心概念
科学核心概念也称大概念,是指本学科内处于重要位置的概念,《新标准》筛选出12个核心概念,其中涉及生物学科的核心概念一共有四个(见维度2),可以看出每个核心概念都是需要关联学科整合研究的。
2.跨学科共同概念
例如,“能量”这一重要概念在物理、化学和生物学科中各有不同的内涵。如何全面系统地理解这些重要概念,需要各个学科之间的整合渗透,也需要各个学科反复强化并建立联系。
3.科学与工程学实践
用“科学实践”替代“科学探究”。强调从实践层面上理解科学的知识、方法和本质,更重要的是强调动手实践的重要意义。工程学实践是为解决具体的问题而进行的科学活动。
强调科学实践和工程学实践,可以把科学概念与科学探究和工程设计的实践融合起来,从而通过多年的学校教育培养学生的动手实践和创新能力。
四、对科学教育的启示
美国作为世界上最发达的科技强国,他们科学教育中的steam教育趋势势必影响到世界各国的科学教育观念,其中的一些核心理念值得我们认真学习和借鉴。
1.凸显科学核心概念
正如《科学教育的原则和大概念》序言所述:“科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实,而是应当慎重选择一些重要的科学观念,用恰当、生动的方法,帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解。”要学习重要的主题,科学学习的每个阶段都要指向这些主题。
2.强调跨学科的学习
跨学科共同概念不仅可以提高学生的理解能力,更重要的是可以教会学生用多学科、多维度和系统性的观点看待核心的学习内容,从而更好地提高其科学素养。
3.强调实践能力的培养
以“科学实践”替代“科学探究”,目前可以起到纠偏的作用,尤其对于那些只讲授科学知识,不重视科学实践和实验活动的教师来说,则显得更重要和迫切。
4.适当引入工程学实践
工程学实践的学习要求比科学实践要高,涉及更高层次的动手操作及设计活动,是培养学生解决现实问题能力的重要途径,更是培养未来工程学专才的重要推手。在现有课程中引入工程学实践对于我们来说是一件新鲜事物,可以尝试在单元中少量引入工程学实践,如对实验、制作等活动进行拓展和创新设计,在保证对重要概念理解的基础上,增加一些设计和工程方面的内容。
5.搭建学习技术的平台
要解决重要的现实问题,需要关联学科的整合学习,需要各学科的专业人员参与,如教师、学生、社区成员参加协作性的活动,一同寻找问题解决的方法,与专家解决问题是所处的社会情形类似。学习技术给学生提供了脚手架,帮助学生在活动的参与过程中提高兴趣和能力。