首页 > 文章中心 > 工程热力学的基本概念

工程热力学的基本概念

工程热力学的基本概念

工程热力学的基本概念范文第1篇

关键词 工程热力学 教学方法 教学质量 实践

中图分类号:G420 文献标识码:A

Research and Practice of Teaching Method on "Engineering Thermodynamics"

ZHANG Yong, LIU Yiwen, FU Lijuan

(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract Engineering thermodynamics the basic course is to train engineering students' scientific quality in the 21st century, but also important technology-based course of heat and power engineering and related fields. Articles with "thick foundation, wide caliber" of education reform ideas, the teaching practice, from the curriculum, teaching content, teaching methods and means of performance evaluation, etc., made a number of reform ideas and methods. Teaching should be a clear learning objective, integration of knowledge structure, and update course content to highlight and to grasp the dynamic interdisciplinary research, focusing on integrating theory with practice, to strengthen the practice of teaching, in order to facilitate a comprehensive evaluation of teaching quality.

Key words engineering thermodynamics; teaching methods; teaching quality; practice

工程热力学是一门以热力学普遍原理为基础,讲述热能与其他形式能量(主要是机械能)之间的转换规律及其工程应用的基础学科,是动力、能源、机械、材料、航空航天、生物(医学)、化学以及环境工程等专业的重要技术基础课,也是培养21世纪工科学生科学素质的公共基础课。

然而长期以来,由于工程热力学的概念抽象、理论深奥,对知识的理解和掌握有一定的难度,造成教师不易教,学生也不易学。学生对很多概念似懂非懂,缺乏学习兴趣,教学效果欠佳。显然,如何教好“工程热力学”,使学生掌握热力学基本原理及其工程应用,已成为该课程教学的关键。

1 课程特点及学习中存在的问题

工程热力学是以热力学普遍原理为基础,针对具体问题采用抽象、概括、简化和理想化的方法,建立分析模型,推导出一系列有用的公式,得到若干重要结论,并用这些公式和结论指导和解决工程实际问题。其显著特点如下:

1.1 概念多且抽象难懂

工程热力学不但概念多,并且概念的物理意义在不同使用条件下又有不同的引申,学习中很容易混淆。例如,功的概念,有体积变化功、有用功、排斥大气功、推动功、流动功和技术功等等。热容的概念,既可从定义出发分为质量热容、摩尔热容、体积热容;又可按热力过程的不同分为比定压热容和比定容热容;还可以根据热量计算方法的不同分为真实比热容、平均比热容和定值比热容等。热力系统的概念、热力过程的概念和循环的概念等也是如此。

工程热力学的概念、定律和分析过程较为抽象,都不涉及物质的具体结构,初学者很难深入领会。而且工程热力学的很多概念和结论都是用数学公式来表达的,且推导过程并没有结合具体的物理过程,而仅仅是通过数学关系式间的变换得出其物理结论。例如,从熵的定义式来看,熵应该与换热量和系统温度有关,但定义式又是怎样反映热过程进行的方向、限度和条件呢?由于学生以前很少接触用数学语言描述物理概念的方法,普遍感觉热力学的概念抽象难懂。

1.2 内容相互交叉且难理解

工程热力学的研究内容也很多,主要包括热力系统、状态参数等基本概念,热力学第一、第二定律等基本定律,常用工质的性质,过程和循环的分析及计算方法,化学热力学等等。有些章节的内容还可以单独成为一门学科方向,如研究燃气动力循环的内燃机学,研究气体流动的空气动力学等。

可见,这些具体的研究内容,即与热力学的基本原理相关联,又引伸出许多复杂的公式和结论,还有自己相对独立的结构体系。在学习过程中,学生普遍感觉课程的内容繁多,应付不暇,难于理解,顾此失彼。

1.3 公式应用条件复杂且难记忆

工程热力学与工程实际问题联系密切,涉及面广,公式很多。即使同一个公式,在不同的应用条件下,也有很多不同的表达形式。例如,热力学第一定律对于闭口系和开口系有两种不同的表达式;对于可逆过程也有不同的表达形式;对于理想气体的可逆过程还有不同的表达形式。这么多不同形式的公式,许多学生很难吃透公式的物理意义和具体的应用条件,在遇到热工实际问题时,往往无法确定选用哪一个公式,灵活应用就更不用说了。

2 明确学习目的,激发学习兴趣

兴趣是学习的动力源泉之一,教学成功的关键是培养学生的学习兴趣。教师可以从多个方面激发学生学习的兴趣,但最重要的就是在第一堂课上让学生明确学习的目的。教师除了要对工程热力学的发展历史,主要研究对象、内容和方法作一个常规的介绍外,还应对课程的开设情况、课程的实用价值和重要作用进行深入细致的阐述。首先,热现象几乎是每一个工程领域中都会碰到的物理现象,能量的有效与合理的利用几乎是每一个工程师都需要解决的问题。在一些领域中,热现象的规律还是制约技术发展的瓶颈问题。所以,在境内外的高等工程教育中,传热学、热力学与流体力学课程的开设相当普遍。其次,无论从工业生产过程来看,还是从节约能源消耗来看,理工科学生都应该具备合理节能、用能的意识,并懂得其基本的应用技术。而热工类课程的内容就是合理用能及节能理论中的最基础与最核心的部分。最后,还应结合生产和生活中的实例,让学生明白学到的热力学知识可以解决和解释很多实际问题,特别要强调专业与课程的联系,和实际问题在课程中的理论基础。这样,才能使学生明确学习《工程热力学》的专业目的性,对学习该门课程充满期待。

3 教学方法的改革与实践

实践证明,提高课程教学质量的关键是改进教学方法。针对工程热力学课程的特点,经过探索发现,实行启发式教育,在课堂上加强互动,就一两个中心问题展开讨论,让学生在思考中吸收新知识。先进的教学方法既可活跃学生的学术思想,激发学生的创新精神,又可显着提高本课程的教学质量。

3.1 整合知识结构,优化课程体系

调整后的新专业所牵涉的知识结构比以前广泛的多,要求学生掌握的知识面也比以前更宽。从培养复合型人才考虑,在不增加学时数的基础上,应对课程体系进行优化和整合。

教学内容应提高起点、后移重点,简化大学物理热学中已涉及的部分内容,并略去繁琐的公式推导。强调课程体系中理论与应用的有机结合和相互渗透,注意培养学生工程应用的观念。同时,适当地介绍新型制冷循环、新型节能材料的工质热物性等,本学科的最新研究成果及其应用,以扩大学生的知识面,启发学生的创造性思维。另外,注意与其它课程之间的协调,上挂高等数学、理论和材料力学等基础课程,下挂内燃机原理、锅炉原理、供热工程、制冷工程等专业课程,保证其作为技术基础课程能为后续课程的学习、今后的工作和进一步的研究奠定扎实的理论基础。

3.2 突出重点,精讲多练

在课堂教学中,根据工程热力学的特点和教学改革的要求,应采用精讲多练的教学方法。这是因为,课程的内容多而课时少,教学中也不可能做到面面俱到,而某些原理在后续专业课程的学习中还会应用,授课时应有所侧重,实行“精讲”;课程有诸多应用条件复杂的公式,只有通过多做练习,才能深入理解公式的物理意义、变换规律及具体应用条件,做到融会贯通,灵活的应用它们来分析解决工程实际问题。

3.3 正确应用图表,化抽象为形象

图表具有直观、形象、方便的特点,在工程热力学中有其特殊的作用,应用也是经常性的。因为有些热力过程或循环十分复杂,一般的分析计算根本不可能,只能凭借各类绘制的图表进行计算;借助图表还可利用计算机进行数值计算和模拟。所以,引导学生正确使用图表是工程热力学教学中应该特别重视的。

在刚开始接触简单的P-V图、T-S图时,为了给理解水蒸气和湿空气的图表奠定基础,就应提醒学生注意图表的作用和细节,如怎样在图上区分吸热、放热,对内、对外作功;怎样在图上表示热过程的方向等等。在介绍水蒸气的h-s图和湿空气的h-d图时,应重点说明它们的构图原理,并通过各种等值线簇的绘制,讲解各参数的变化规律。另外,为了让学生掌握各种图表的使用方法,还应安排一定数量的、通过图表进行热力计算的习题。

3.4 利用计算机辅助教学,促进师生互动

工程热力学课程内容含有许多抽象的工作原理图、系统循环图。常规的板书教学浪费时间效果也不太理想。如果把这部分内容制作成集声、光、色、图、文于一体的多媒体课件,既直观形象,又新颖生动。不但可加强授课的生动性,激发学生的学习兴趣,还可加大教学信息量,增加单位时间内授课内容的深度和广度,有利于学生理解和记忆课程内容。例如,我们可以用多媒体课件演示各种热过程曲线的生成,还可以利用计算机绘制水蒸气的各种图线,免除查图、查表的麻烦。

总之,在课堂上进行形象直观的教学,充分利用计算机辅助教学,发挥多媒体的作用,可以帮助教师有效地提高教学效果和教学效率,也可以改变学生死记硬背和被动接受知识的学习方式。

3.5 加强实践教学,理论联系实际

工程热力学有较强的工程应用背景,在加强基础理论教学时,还要注意紧密联系工程实际,吸收当今热工科技的新成果,培养学生的创新能力。

实验教学具有直观性强的特点,可以很好地配合课堂教学。除了开设“空气绝热指数的测定”、“饱和蒸汽P-T曲线关系的测定”等验证性试验外,还开设了综合设计性试验,要求学生根据试验目的,自己设计试验方案,写出详细的试验,并选择试验设备和用具,经教师审查合格后,方可开始试验,最后还要进行实验误差分析。通过试验,一方面加深了学生对热力学基本原理的理解和认识,另一方面也锻炼了学生的动手能力和独立分析问题、解决问题的能力。

在课堂教学中,还应注重理论联系实际,把抽象的理论知识与生动的工程实际问题相结合,用热力学理论剖析自然现象,做到学以致用。一方面,可以采用案例教学法。例如,用相对湿度的概念来解释为什么阴雨天晾衣服不易干,而晴天易干;用热效率的概念来解释为什么用电炉取暖比用电驱动热泵取暖浪费等等。另一方面,结合具体教学内容适时地向学生介绍学科的最新研究成果及其应用。例如,在讲解动力循环时,可以选择介绍目前内燃机利用兰金循环回收废热能量,提高整机效率的方法。实践证明,把教学内容与工程实际问题密切联系的教学方法,可以加强课堂教学的前瞻性和趣味性,能有效调动学生的求知欲,使其由“被动接受学习”转变为“主动研究学习”,对提高教学效果大有帮助。

4 强化考试对教学的推动作用

考试作为检验学生对课程内容掌握程度的标尺,关系到教学质量和效果。为了使考试成绩能科学、客观、公平地反映学生对工程热力学知识的掌握和应用能力,同时调动学生学习的主动性和积极性,可采用学生普遍认可的综合评定成绩的方式,即平时成绩占10%、考勤占10%、实验占10%、期末考试占70%。

为了有效避免学生死记硬背概念、定律和公式,教师应综合运用选择题、判断改错题、计算题和综合分析题编制试卷,灵活考察热力学的基本原理及应用。这是因为实际问题往往非常复杂,需要学生灵活应用多方面的理论知识才能做出正确解答。对于那些基础知识不扎实的学生,只是简单记住了书本上概念、定律和公式,面对各种似是而非的叙述也会举棋不定,做出错误判断也不足为奇。

5 结束语

工程热力学是一门充满生机的经典学科,大量的经典内容仍是现代学子为培养创新能力必须掌握的重要基础。由于课程具有概念多且抽象、知识点多且相互交叉、公式多且应用条件复杂的特点,教师要把这门课讲得精彩很不容易。因此,如何有效的提高“工程热力学”的教学质量、解决学生难学、教师难讲的问题,是值得长期研究的课题。

针对我校热能与动力工程专业课程体系的教学改革,并结合自己的教学实践,通过以上的尝试,有重点、有目的的讲解,取得了一定的效果,希望能对提高本课程的教学质量有所贡献。

参考文献

[1] 沈维道,童钧耕.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2] 曾丹苓,敖越等.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3] 何雅玲.工程热力学精要分析及典型题精解[M].西安:西安交通大学出版社,2000.

[4] 何宏舟,邹峥等.提高“工程热力学”课程教学质量的方法研究[J].集美大学学报,2002(3):3.

工程热力学的基本概念范文第2篇

【关键词】物理化学教学;工科;教学效果

我校开设的物理化学是面向工科的重要基础理论课程,涉及化工、应化、环境、制药、材料、轻化等专业。它是物理和化学交叉学科,采用物理的方法来解决化学中存在的问题,归纳和研究化学的基本规律和理论的学科,主要包括热力学、动力学、电化学、胶体界面等内容。从某种意义上说比较抽象和复杂,不同于以往所学的无机化学、分析化学、有机化学,而且物理化学课程概念性、理论性、逻辑性、抽象性都很强,里面涉及到很多的公式,而且每一个公式适用的具体条件又千变万化。所以学生在学习的过程中觉得物理化学抽象难懂,公式复杂难记,觉得很难从实质上掌握,再加上工科基础课课时少。如何能让学生在有限的课时内轻松愉快的学习这门课程,激发学生的学习兴趣,从实质上掌握物理化学的核心内容,这是作为高校教师的我们首要解决的问题。所以我们必须对工科的物理化学的教学内容和教学效果进行改革。在有限的学时内精选课程内容,突出难易,采用理论联系实际的原则,促进学生创新思维的培养。

一、做好预习,提前复习和物理化学相关的数学知识

物理化学是物理与化学的交叉学科,和以往的无机、有机、分析的学习方法完全不同,里面很多重要的原理、公式和结论都是用数学公式总结的。在物理化学课讲授的过程中,公式和结论都是在数学公式的一步步推导过程中得出来的,这些过程就会依靠大量的数学知识。经验表明:整个物理化学所应用的主要的数学知识就是微积分方面的,在物理化学中所推到的公式都是用状态函数表示的,和以往学生学习高数的形式还有很大差别,这就要求同学们会举一反三,把学到的数学知识应用到物理化学中去。对于工科的学生在这一方面会掌握的更好一些,主要是因为工科的学生数学基础比较好,而且工科的学生男生居多,理性思维相对来说强一些。虽然同学以前学过这些相关数学知识,但是在准备上物理化学之前应该做好数学方面的预习,这样才能对物理化学相关的公式能掌握的更好。

例如:在学习热力学基本方程以及麦克斯韦关系式时,利用热力学第一定律和熵的定义式推导出,再根据焓的定义式,再对焓的状态函数进行全微分,得出,把代入到,得出,之后相继的就能推导出其他两个热力学基本方程。麦克斯韦关系式主要就是从热力学基本方程出发,利用状态函数的二阶偏导与求导顺序无关这一性质,就可得麦克斯韦关系式。上述只是举了一个简单的利用数学方面的例子,可以看出掌握数学相关知识,对于物理化学公式推导的重要性。

这就要求老师在教学之前,提前安排好学生复习相关的数学知识,在推导公式时有必要给学生简单的讲解一下,重点强调应用。

二、建立学习物理化学整体框架,注重知识点的衔接

物理化学整体的教学内容包括热力学、动力学、电化学以及胶体界面等内容。对于工科院校开设物理化学,课时少,内容多,这就要求老师在讲解的过程中有的放矢,难易适当,建立整体的学习框架,注重知识点之间的衔接。物理化学中有大量的基本概念和基本定律,对于这样的基本概念和定律,不能只给学生简单的复述内容,应该从具体生动或者是和实际相联系的例子讲解,这样才能让学生掌握这些基本概念和基本定律。理解概念和定律,首先要清楚这个概念和定律的来龙去脉,问题是在什么背景下提出来的?为什么要引用这样的概念和定律?根据哪些事实例子总结得出来的?如何给出定义以及这个概念或者是定律给出一个什么样的数学表达形式?这个定律和概念的物理意义是什么?它适用的范围和条件又是什么?利用这个概念或者是定律我们能解决什么样的问题?这些问题都是我们在学习概念或者是定律必须想到的问题。

例如:我们在讲解熵(S)这个状态函数的时,首先要清楚熵的引入是从卡诺循环的热温商之和出发得出的,它的定义式,这个状态函数虽然是克劳修斯定义的一个状态函数,它具有状态函数广度量的性质。但是不同于第二章定义的状态函数焓,熵具有实际的物理意义,是系统无序度的一个量度,它也是热力学第二定律的一个自然的结果。熵没有绝对值,只有初始状态确定后才能计算出熵变,熵变的定义式可逆热与温度的比值,如果利用熵的定义式来计算熵变,整个系统一定是一个可逆过程,不是可逆过程不能利用熵的定义式来计算熵变。

胡英院士说过:“作为一本教材,希望学生学了以后,能知道一类知识在框架中的位置,以便今后深入考察和钻研:更希望通过典型章节的学习,体会字里行间蕴藏着的科学方法。教学内容一定要少而精,这样才能为今后博而通打下坚实的基础” 。所以说老师在教学的过程中抓住重点内容,不需要面面俱到,主要帮助同学们理清整体的学习思路,建立相对比较完整的学习框架,这样学生才能学会自己学习,总结和应用。

三、合理设计物理化学公式的教学

工程热力学的基本概念范文第3篇

关键词:工程热力学;教学方法;学习方法

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.191

工程热力学是热能与动力工程、航空航天工程、动力机械工程、建筑环境工程等专业的重要专业基础课,其教学和研究的主要对象是热能与其他形式能之间的转换规律、转换关系,以及在工程上的实际应用。学好工程热力学,对学生学习后续专业课、课程设计和毕业设计产生积极的作用,甚至对毕业后的相关工作产生重要影响[1]。但是,这门课概念和理论繁多,逻辑性强,各章节之间的内容相互渗透,彻底理解与掌握有一定的难度,是一门难教、难学的课程。为了提高工程热力学的教学效果,让学生掌握热力过程对热力机械的实际应用,根据教学小组的实战经验,这里探究一些主要的教学方法与手段。

1 教学目的明确,突出教学主题

工程热力学这门课程内容繁多,各个章节之间内容相互联系,逻辑复杂。学生在学习过程中感到内容多,把每章看成独立的个体,不将各章节联系起来,反而增加了理解内容掌握理论的难度[2]。因此,教师在教学过程中要明确教学目的,突出教学主线。这要求教师能够将整个教学内容有机地联系在一起,梳理清楚公式和定理之间的关系,以及理论与工程应用之间的关系。这样,能够使学生在头脑中建立内容框架,从而形成记忆网络,复习之前内容的同时也掌握了当前学习的重点。

2 抓住章节内容特点,选择合适教学方法

从内容上看,工程热力学课程可以分为两个部分,一是基本理论部分,一是工程应用部分。基本理论部分也可以细分为,定理和公式两部分。在教学过程中可以发现每一章节每一部分内容都有相应的特点,教师应根据内容特点选择合适的教学方法,分清多媒体教学手段和传统板书教学方法的主次。在使用多媒体教学方面应将文字、图片、视频结合起来教学[3],在使用黑板板书教学时应一步步推导最终公式,让学生理解导出公式的来龙去脉。第一章内容中提出了几十个概念,这些概念大部分都很抽象,这时教师就可以用图片帮助学生理解,比如划分热力系统的图片。在工程应用部分,教材上出现了压气机、内燃机等工程机械,这种情况下可以利用视频向学生展示热力机械的运转过程。热力学第一定律、理想气体的热力过程、气体与蒸汽的流动等章节中公式推导非常多,这时需要借助黑板板书的教学手段帮助学生记住公式。在推导的过程中需要理清逻辑,边讲解边推导,达到使学生同时记住公式和公式推导过程的目的。

3 对比章节内容,总结基本理论和公式

在工程热力学这门课程的学习中会遇到很多概念和公式,这些知识点不容易记住,特别是有些参数有不同的计算公式,并且应用在不同的场合中。如果学生在没理解公式的前提下单纯地记下公式,是不能有效解决实际问题的。为了避免学生混淆概念和公式,老师应该总结概念、理论和公式,帮助学生理解记忆。例如,理想气体四个基本热力过程中多变指数n值的确定[4],教师不能要求学生去死记硬背,可以教学生首先判断四个基本热力过程参数变化特点,结合过程方程pvn=const,从而确定n值的大小。这样,学生不仅学会了确定n值的方法,也充分理解了四个基本热力过程的异同。类似的方法也可应用于功量的计算,学生只要记住热力过程的特点,结合基本公式就可计算出功量的值。万变不离其宗,这种教学方法能够使学生掌握举一反三的技巧,准确地解决实际问题。大部分基本公式通常简单好记,老师要通过对比概念理论总结出最原始、最基本的公式,同时讲解此公式的应用条件,进而提高教学效果。教学的目的不能只是让学生记住知识点,更重要的是让学生改善学习方法,这样就能使学生在今后的工作中独立自主地解决问题。

4 主动与学生交流,时刻了解教学效果

教学活动是双向的活动,老师和学生双方互动交流才能真正地提高教学效果。工程热力学是一门理论基础课,必须通过做题去考察学生的学习情况。老师授完课要立即布置相应内容的作业并及时批改,从作业中检查学生的学习情况,有针对性地对理解困难的内容进行二次讲解。课外与学生加强沟通,帮助学生树立学好的信心。此外,可以举例让学生了解工程热力学在实际中的应用情况,增强学生的兴趣。

结合自己的教学经验,从以上四个方面总结了工程热力学这门课程的教学手段。教学活动有一定的规律,但是没有固定的形式[5]。根据实际情况采用合理的教学手段,教授知识的同时激发学生的学习热情。及时与学生交流沟通,共同探索提高学习效率的方法,是工程热力学改革的长远目标。

参考文献:

[1]陈国杰.《工程热力学》教学改革探讨[J].教学教育论坛,2014(31):73-74.

[2]夏莉,冯国增,聂宇宏,姚寿广,杜军.提高“工程热力学”教学效果的途径探索[J].制冷与空调,2011,25(06):614-616.

[3]郁金华,史瑞莲.工程热力学教学法探析.课程教育研究,2014(06):282.

工程热力学的基本概念范文第4篇

2014年江苏省地理学科高考考试说明指出,命题将充分体现普通高中新课程的理念,坚持知识、能力与情感、态度、价值观的考查。从考试范围看,既包括显性知识,即教材明确表述的内容,也包括隐性知识,即教材和试题材料中没有直接表述出来,而实际上又隐藏在其中,需要学生体验和内化才能掌握的那些知识。从近几年高考试题来看,强调能力考查,更多的是考查隐性知识,好多考生考试结束后都抱怨试题太难,书本考得很少,这恰恰反映了学生隐性知识的匮乏。

高考是选拔性考试,历年的高考题一大高明之处就在于它对书本中隐性知识的挖掘和利用。书本知识言简意赅,文字表面虽然浅显易懂,内涵却极为丰富,也即隐藏在文字背后的内容无限。教师在迎考复习中若对教材的把握只停留在文字的表面,仅限于显性知识,忽视隐性知识的挖掘和训练,会造成学生知识结构的欠缺,在考试中失去很多不该丢的分。因此,在复习时有必要教材中隐性知识进行挖掘、归类,使隐性知识显性化,帮助学生构建完整、缜密的知识结构。

一、从概念的内涵外延中挖掘教材隐性知识

概念是知识的基本载体,是思维的基本单元,高考考核目标与概念的运用息息相关。概念中包含很多隐性知识,做题时能否准确、全面地解读千变万化的题目,归根到底是看能否正确理解概念。高考试题直接考查概念的很少,而是将基本概念隐藏在实际事件和社会生活之中,要求考生能正确判断推理,发现隐藏其后的基本道理,并应用它进行分析。

例1天津滨海地区已形成综合性工业地域,结合图文材料,回答问题。

图中1所示工业部门积聚的主要原因,是共同利用了天津滨海地区的

A.原料 B.基础设施

C.燃料 D.消费市场

本题主要考查工业集聚的积极意义,难度中等。要想准确的解决这道题目,我们就需要看图中工业部门之间有什么样的关系,知道工业地域如何形成。(如图2)

由图片可知选项B正确。

概念中的隐性知识蕴含在概念的内涵、外延中,蕴含在相近、相关概念的比较中。教师要引导学生认真分析概念的内涵和外延,把握概念内涵的每一层含义,把符合其内涵的事物或类别列举出来,外延不能过分扩大或缩小。同时要引导学生分析此概念与相关概念的异同、与其他知识点的内在联系,编织成一张概念网,比如:以“城市化”为中心,可以串联的概念有:城市化概念、表现、标志,城市化的特点及对地理环境的影响等。让一个富有“立体感”的概念呈现在学生面前,学生对概念的理解更深刻,运用也自如。

二、从相互关联的显性知识中由此及彼挖掘教材隐性知识

关联性是隐性知识的特点之一,所谓关联性,是指知识之间的内在联系及整体结构,即不同知识点间隐含着隐性联系,这些隐性联系在教材中没有直接写出来,具有隐蔽性。

例2 2013年5月2日《中国科学报》:据美国夏威夷冒纳罗亚天文台测定的数据,大气二氧化碳(CO2)浓度日均值将于今年5月初超过400ppm。图7是CO2浓度曲线(淤)与全国温度曲线(①)、黄河流域温度曲线(②)、江苏省温度曲线(③)、喜马拉雅山南麓尼泊尔温度曲线(④)比较图。读图回答14题。

14.各地年平均气温的年际波动不一致说明

A.CO2浓度不是影响各地年平均气温波动的唯一因素

B.纬度位置是影响各地年平均气温波动的唯一因素

C.海陆位置是影响各地年平均气温波动的唯一因素

D.海拔高度是影响各地年平均气温波动的唯一因素

本题中考的比较明显的一个知识就是二氧化碳的温室效应,这个知识点在教材中有明确的章节讲解。影响气温的因素在大气的受热过程中讲到:地面是对流层大气主要的直接热源,而地面的能量又来自太阳。但实际上影响气温的因素很多,例如,地面状况(包括地形、植被覆盖状况等)、大气环流、洋流及人类活动等。从例题中可以看到,对知识的学习不能仅仅停留在书本的显性知识,而要善于挖掘显性知识背后的隐性知识。隐性知识依附于显性知识,并通过显性知识呈现出来,显性知识是“形”,隐性知识是“神”,“形”“神”合一才能使知识升华。教材知识的隐性联系存在于知识点间,存在于教材的编排结构中,存在于不同模块的教材间。

三、从时政热点问题中透过现象看本质挖掘教材隐性知识

理论联系实际是地理课教学的基本原则和生命力所在,关注社会热点问题是高考地理的一大特点。国内外的社会热点、焦点是地理试题设置情境的原材料,社会热点与教材的结合点是高考命题的重点。这就要求我们平时多关注国内外重大的典型事件,重视本年度的社会政治、经济发展动态,运用新近发生的时政热点材料来说明教材的内容和观点,弥补教材列举的事例及一些观点的滞后性,拓宽学生的知识视野;运用教材原理多角度、多层次地理解分析时政热点,真正领会其实质,学以致用。

例3(2013年江苏卷28题)

材料一为走新型城镇化道路,实现区域协调和城乡统筹发展,提高城镇化质量,江苏将城镇空间结构调整为“一带两轴,三圈一极”(沿江城市带、沿海城镇轴和沿东陇海城镇轴,南京都市圈、徐州都市圈、苏锡常都市圈和淮安增长极),以强化城镇空间集聚效应。

材料二

(1)图17是2011年江苏城镇化水平分布和空间结构规划示意图,图18是江苏不同地区城镇化水平变化图。江苏省城镇化水平空间分布的差异是( ),其形成的主要原因是( )。(2分)(2)与苏中、苏北地区相比,苏南地区城镇化进程特点主要( )。(3分)(3)在沿江城市带,苏锡常都市圈与南京都市圈相比,最主要的有利区位条件是( );在苏北地区,规划淮安增长极的作用是( )。(3分)(4)为走新型城镇化道路,江苏城镇化今后应从强调数量和速度转变为强调( ),主要体现在( )。(3分)(5)江苏实施差别化的城镇化发展战略。请将适宜的城镇化发展策略序号填写在相应的横线上。苏南地区( )苏中地区( )苏北地区。(3分)

①强化人口向城镇轴和都市圈集聚,以大城市带动区域发展②以人口就地转移为主,建成城乡一体化城市带③引导人口本地城镇化,提升融入长三角核心地区的能力。

本题以考察考生最为熟悉的本省乡土地理位切入点,关注热点问题,关注家乡发展。考查城市化水平的空间差异、不同城市化进程的特点、城市区位条件、城市在区域中的作用等。结合国情和区域差异考了走新型城市化道路的不同方向。这提醒我们平时的复习中,要坚持书本知识与现实热点结合,一方面,书本知识是认识理解现实热点问题的“工具”,要学会运用书本知识去分析说明热点问题;另一方面,要掌握一定的时代主题和国家的重大方针政策,挖掘其深层次的理论内涵,在“寻根”中重新整合学科知识,将学科知识进行迁移、组合、拓宽和加深。高中地理人文内容部分具有很强的理论性,许多内容很抽象,仅从书本的字面上难以理论联系实际,活学活用。教师在复习中要通过联系当前的一些时政热点,化时政知识于地理课的基本观点和原理之中,揭示书本所没有揭示的知识,建构科学的、综合性的、开放性的知识体系。

工程热力学的基本概念范文第5篇

关键词:知识点 隐形知识点 完整性 弥补 补漏 铺垫 呈现

在教学过程中不难发现,由于教材篇幅的限制,或由于教材本身的缺陷,一些应该讲授的基础知识点,却被忽略了。造成知识体系的不完整,如不加以疏通,会直接影响学生对新课程的理解。而一些知识点本应在后来的课程中展开讲授,但却未能及时深化,致使学生对该知识点还是不能很好地理解。这种情况都会直接影响学生对课程的整体理解,影响教学效果。

教师应通过各种手段,把这种“隐形知识点”适时展开。这要求老师对学生的已有知识以及对教材的深浅准确把握,通晓教材体系,熟悉教材内容,熟知教材的重点难点。笔者在《金属材料与热处理》教材中发现多处这样需要额外向学生补充的知识,下面仅以教材中的两处与同行共同探讨。

一、关于热处理内应力

在讲授中国劳动社会保障出版社出版的王戟主编的《金属材料及热处理》第五章钢的热处理章节时,笔者发现教学内容中经常用到“热处理应力”的概念,尤其淬火和回火章节中的频率更高,而教材之前并未对该概念作交待或讲解,而直接拿它来解释新的教学内容。就好像用未知数去解未知数一样,学生对此一头雾水,影响了新课的教学效果。为弥补此缺陷,笔者对此进行专门的整理归类,利用已有知识点迅速“搭桥”,让学生在最短时间内对热处理的应力先有一个大概了解。

首先,提问学生,教材中有“热处理应力”,谁知道什么是“热处理应力”?结果会发现学生好像懂又好像不懂,或者说看起来是懂了结果不懂。这正和编教材的人想法一致,以为学生应该懂了,其实不然。然后又提问,热处理应力不懂,但“应力”懂不懂?回答是“懂的”。这时应顺便回顾一下应力的概念特点,本教材在第一章曾简单给出了应力的概念(试样单位截面上的拉力)。

再提问,“内力”和“内应力”懂不懂?大部分同学是懂的,在《工程力学》这门课学习过。接着问,你们所了解的内应力是如何产生的?引导学生了解到通常情况下是受到机械外力引起的。话锋一转:物体在加热情况下会发生变形,对不对?对的。为什么会变形?不懂。这时教师要告诉他们,也是因为内应力,不光是机械外力作用可以产生内应力,加热也可以产生内应力。如发生在钢的热处理过程中,即刚才所问的“热处理应力”。学生“噢”,似乎懂了。这时要趁势将热应力、组织应力等概念说个大概,至此,学生会对“热处理应力”有七分的掌握,再进新课就问题不大了。

二、关于热处理冷却后的组织

同样的问题又出现在《金属材料及热处理》第五章,本章为热处理知识,分五节来讲解,介绍热处理基本原理和常用热处理工艺。作为技校机械类专业的专业基础教材,该章的缺陷是理论基础知识与配套的习题册中实践练习存在脱钩现象,理论知识点缺少与应用的有机衔接,致使学生无法完成配套习题。如钢的热处理后的组织,只在热处理原理部分(第五章第二节钢在冷却时的转变)有所涉及——在等温转变图中介绍到,而在热处理工艺(第五章第三节至第六节)中未能明确加以讲解,也缺少与实践的联系。但习题册却出现如下的练习题:指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织,第一,20CrMnTi制造的传动齿轮;第二,T12钢制造的铣刀。这题令学生无从下手。笔者在讲课时有意识地注意了这部分知识与实践的衔接,在讲解热处理工艺各节时补充对应知识,如第五章第三节讲解退火与正火工艺时分别补充亚共析钢、共析钢、过共析钢退火与正火后的组织,并列举实例进行说明。在进行了类似的知识铺垫以后,学生有了较完整的理论与实践,增强了解决实际问题的能力,并有可能做到举一反三。

三、讲解隐形知识点的方法

把隐形知识点找出来并适时讲解给学生,处理起来不外乎两种方法。

1.临时抱佛脚

被动地现炒现卖,演变成讲新课的同时又要讲老课,或者干脆成为在进新课前插入另一堂新课。容易出现的问题有:原有的教学计划因此打乱,没有足够的课时可用来补充知识。

2.未雨绸缪