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大学物理机械振动总结样例十一篇

时间:2022-10-26 01:37:17

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大学物理机械振动总结

篇1

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)37-0150-02

一、引言

思维定式即思维惯性,是指人们把在以往学习过程中已经掌握的思维活动经验和思维规律应用到后续的学习活动中,经过多次反复使用形成的一种定型化的思维程序和模式。思维定式对学生的学习既能产生正迁移作用,又能产生负迁移作用。学生在掌握新概念、新规律时总是要利用已有的知识,使原本孤立的新概念、新规律同大脑里原有的认知结构中储存的知识信息相联系,以促进和加强对新概念、新规律的认识与理解。如在进行“机械振动概念的引入”教学时,教师利用教材,从日常生活的实例出发,选取弹簧振子、单摆、水中的浮沉子、不倒翁等为振动的物体,启发学生抓住这些物体振动的共同特点——物体在中心位置两侧做往复运动,从而建立起机械振动的概念,形成正确的思维定式,为往后学习和理解简谐运动打下了坚实的基础。大学生在中学阶段的学习过程中积累了许多解决问题的经验和方法,那些方法对于解决中学物理问题大都是行之有效的。当他们进入大学后,仍然习惯套用中学时解决问题的方法去解决大学物理问题,其结果可想而知。因此,学生在学学物理过程中,若能正确地利用思维定式将会事半功倍,否则将事倍功半。

二、高中与大学物理教学和学习的特点

1.高中物理教学和学习的特点。高中学生的认知能力已基本成熟,其抽象思维能力有了很大提高,他们已经可以用推理的方式去思考和解决物理问题,具有了较强的探究性学习能力。为了高考,教师会给学生总结出各类物理问题的解决方法,使他们形成一种固定的思维模式。

2.大学物理教学和学习的特点。学生进入大学的初期,大都会经历一段学习上的不适应时期。他们在学习上远离了名目繁多的考试,获得了更多的自由支配时间,这对于他们进行自主学习和研究性学习是非常有利的。就大学物理学科而言,其特点是教学内容多,课堂信息量大,注重推理、论证。上课时以教师讲授为主,学生必须在课外花费很多时间自学才能理解教学内容。

三、思维定式对物理教学的作用

由思维定式引起的迁移可分为正迁移和负迁移两种,一种是旧知识的学习能帮助和促进新知识的学习,这种迁移就是正迁移;另一种是旧知识的学习干扰或抑制新知识的学习,这种迁移就是负迁移。

1.思维定式的正迁移作用。在教学实践中发现,由于思维定式的作用,学生在解决问题时通常会按照某种习惯的思路去考虑问题。当这种习惯思路与新问题的正确解决途径一致时,思维定式将产生正迁移作用,促进问题得到快速解决。在大学物理教学过程中,可引导学生在解决物理问题时善于联想高中时解决过的类似问题,通过分析对比,找出问题的共同点,学会举一反三,从而找到解决问题的有效途径,促进正迁移作用的形成。如教师在讲授《力学》中运动学部分关于速度和加速度的定义时,可让学生首先回忆一下高中物理中速度和加速度是怎样定义的,教师只需讲解在大学物理中速度的定义是v=■,学生联想到高中物理中加速度a=■,模仿速度的定义方法不难得出加速度的定义为a=■=■。

2.思维定式的负迁移作用。思维定式是一种“以不变应万变”的固定思维模式,它注重的是问题之间的相似性和不变性。因此,当遇到的新问题与过去解决过的旧问题的相似度较高时,在旧问题解决过程中形成的思维定式通常有助于新问题的顺利解决;而当新问题与旧问题相比其差异十分明显时,思维定式就会干扰,甚至阻碍新问题的解决。

大学生思维定式负迁移作用的具体表现是:不善于具体问题具体分析,常常用记忆替代思维;不注重物理概念和物理规律之间的联系,总是孤立地看待物理现象和问题;不注重物理公式和物理规律的适用范围;不善于多动脑子,发散思维能力欠缺;总想用中学物理中解决常量问题的方法去解决大学物理的变量,不习惯利用微积分求解有关变量问题。例如:一人手握啤酒瓶使其处于静止状态,当手的握力增大时,手和瓶之间的静摩擦力是否改变?学生在学习滑动摩擦力时知道,滑动摩擦力随着正压力的变化而变化,这种概念在学生的头脑中深深扎根,久而久之形成一种思维定式。当遇到静摩擦力这样的新问题时不假思索地照搬套用,从而想当然地得出“手和瓶之间的静摩擦力增大”的错误结论。

四、消除思维定式负迁移作用的对策

1.强调物理问题中变量的概念。大学物理和高中物理的显著差异使研究问题的深度和范围不同,所使用的数学工具也不相同。高中物理研究的问题主要是常量,使用的数学工具主要是初等数学;而大学物理研究的大多是变量,使用的数学工具主要是高等数学。初学大学物理的学生很难适应这种变化,他们很难接受变量的概念,不善于用高等数学表达和分析物理问题,这也是他们学学物理的主要障碍之一。因此,在教学实践中,教师要把变量的思想和处理变量问题的方法渗透到每节课的教学中。

2.注意物理规律的适用范围。由于思维定式的作用,学生常常会犯经验主义错误,忽视物理公式、定理的适用范围,从而造成分析问题或解题的错误。物理概念、定理及公式都是在一定的条件下,通过对某类物理现象的归纳,或者对某些物理过程所具有的共性进行总结得出的,因此它们都有其适用范围和成立的条件。在教学过程中,要注意向学生阐明物理公式、定理、定律的适用范围和条件,防止学生将相对真理绝对化或者把局部经验普遍化。

篇2

一、引言

自20世纪后半叶,新技术特别是高新技术发展之快是前所未有的。高新技术包含的科学知识高度密集,综合性极高,如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等,都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关,其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展。然而,大学物理是学生最惧怕也是最头疼的一门课程,从一开始学习,同学们就带着抵触的情绪,对它望而生畏。如果大学物理教学能够体现这些新的成果,以现代教育思想为指导,对传统教学方法加以改革,运用多种教学方法与教学手段进行教学,真正让物理“从生活走向物理,从物理走向社会”,结合现实中的实例去讲解有关问题,提高物理学习的趣味性,那么学生物理学习的积极性和主动性就能大大提高。

二、从现实生活中抽象物理模型,从生活走向物理

由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识,配以较多的插图,给学生一个形象生动的图像,然后建立相应的理论模型,进行理论上的分析、推理、论证。例如,对于刚体模型同学没有接触过,首先给同学们强调刚体是一个在外力作用下形状和大小都是不变的物体,初步让他们掌握刚体的概念,再给他们举面团,这种物体在外力的作用下形状和大小是变化的,就不是刚体,像砂轮等形状和大小等都是不变的物体就是刚体,这样同学们就轻松掌握了刚体的概念。再如,刚体中的角动量守恒问题,溜冰员、芭蕾舞蹈员的例子就是角动量守恒的,在她旋转开始时,双臂张开,旋转速度不是很快;但当她将双臂收拢时,她便转动得更快了;同样,空中飞人和高台跳水员的旋转动作也是角动量守恒的,运动员跳离跳水台后,仅受到地球重心作用于其质心,因此,就质心坐标系而言,重力对运动员产生的力矩为零,其角动量守恒。如果运动员收缩身体,使对质心的转动惯量减小,则身体相对于质心的转速将加快;如果将身体伸展,转动惯量增加,则身体的转速将减小。这样的实例让同学们得以理解。即从生活中的例子去讲解知识时同学们更能直观地理解、掌握。

讲述相对运动时,可用一个日常问题“雨中行走,如何使淋雨最少”引出。考虑了风向、雨速、人体形状(面积)等众多因素,通过建立模型分析,不同的模型得出的结论不尽相同。通常来说,若你发现雨是从你前方打来的,那么跑得越快越好;若雨是从后方或侧后方打来的,且速度较小,那么奔跑时也是越快越好;若雨是从后方或侧后方打来的,且速度较大,以致人站在雨中时,后背淋到的雨比身体其它部分还要多,那么奔跑时应使后背恰好不淋雨为最好。这种教学也可以看做是一种趣味教学,能够有效地调动学生思考积极性,引发学生的创新意识。

讲述液体的表面性质时,通过反复演示,提出“为什么毛笔入水毛散开,出水面又聚合”这样的问题,学生探究的活力顿时就会被激发出来。许多同学都会演奏一些乐器,但对于弦乐器的调试却无从下手。结合已经学过的振动学知识,浅析弦乐器的发声原理,并且可以为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。

结合现实中的实例去讲解有关问题,既能提高物理学习的趣味性,也能大大提高学生的积极性和主动性。

三、让物理知识在现实生活中获得应用,从物理走向社会

戴电子表的人一定都为它的方便和准确性而感到高兴。它不但能显示时间,而且能显示星期和日期。可你知道这种电子表是怎样造出来的吗?一提到时钟,大家一定会想起振动。机械表利用的是机械振动,电子表当然是利用电学振荡。最早的振荡电路是由电感器和电容器构成,称为LC电路,但其频率稳定性却不大好,后来,科学家们用石英晶体代替LC振荡器,就大大提高了频率稳定性。石英为规则的六边形晶体。在石英晶体上按一定方位切割下的薄片叫做三长两短英晶片。石英晶片有一个奇妙的特性:若晶片上加以机械力,则在相应的方向上就会产生电场。这种物理现象称为“压电效应”。当在石英晶片的极板上接上交流电场,当外加交变电压的频率与石英晶片的固有频率相等时,就会产生共振。这种现象称为“压电共振”。利用这种稳定的振荡特性,人们就创造出了精度极高的电子表和石英钟。

1953年5月24日立体电影首次出现,截至2010年3月底,中国内地立体银幕已有1100多块,仅次于美国而位居世界第二。那么,立体电影的原理又是什么呢?

这要从人眼看物体说起。人的两只眼睛同时观察物体,不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感。这是由于人的两只眼睛同时观察物体时,在视网膜上形成的像并不完全相同,左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多,这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近,从而产生立体视觉。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像,制成电影胶片。在放映时,通过两个放映机,把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。

观看立体电影常用的方法有两种:一是看黑白立体电影戴红绿眼镜的方法;二是看彩色立体电影戴偏光眼镜的方法。

1.戴红绿眼镜看黑白立体电影

两台放映机,其一透过红滤镜放映红色影像,另一透过绿滤镜放映绿色影像。这两影像同时在银幕上相叠。电影观众戴了红绿眼镜看银幕上一红一绿的画面时,左眼只看到绿像,(这是左方摄影机所拍摄的景象),而右眼只看到红像(这是右方摄影机所拍摄的景象),这就产生在现场观看到的立体感觉。

2.戴偏光眼镜看彩色立体电影

在每架放映机前装一块偏振片,它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光,通过偏振片后,就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到金属银幕上再反射到观众处,偏振光方向不改变。观众也戴上偏振片造成的眼镜。左眼的镜片只许左方摄影机的影像通过,而右眼的镜片只许右方摄影机的影像通过,于是,就产生立体感觉。

研究热辐射的规律时,可以加强对红外技术的讨论。现在,红外技术的应用已深入到各个领域,在各方面都发挥了重要作用。在军事上,红外线可以进行夜间侦察;用红外制导可打击军事目标;红外遥控在陆地上能搜索和跟踪目标;红外通讯距离远、保密性好。在工业上,用红外可在恶劣条件下、高温条件下测温;通过热成像仪可进行建筑物无损探伤;光纤通讯就是利用红外波段进行通信的;用红外进行各种检测和自动控制;用红外测量距离。在农业方面:用红外进行加热干燥粮食、农作物种子;红外遥感农作物生长情况。在医学上可用红外热像仪进行疾病诊断,进行红外治疗、理疗。在科研上,用红外进行光谱分析、文物考古研究、刑事侦察研究。在日常生活中:红外取暖;用红外线进行各种家电遥控和照明节能控制。通过这些例子,让学生了解新技术,应用新技术,培养学生对高新技术的敏感性。

这样,学生就不会觉得物理仅仅是做物理研究的人才需要的,他们能真切感受到物理学跟社会、生活的密切联系。

四、根据授课对象优化授课内容

物理学系统庞大,内容丰富,分支学科越来越多,在有限的学时里不可能做到面面俱到,因此在教学中既要精选教学内容,突出教学重点,又要保持物理体系的系统性和完整性。应针对不同专业的专业特色及后续课程的要求,对教学内容进行优化。突出专业基础的部分,重点讲授后继课程将涉及的基础,适当增加专业的边缘知识。

比如,对于计算机的学生结合电磁学、光学的知识分析光盘、磁盘的读写原理,鼠标的定位原理;电子电气专业的学生可以适当增加电磁感应和涡电流的基础知识,从日常生活的电磁炉,电度表记录电量,到工业上对金属的加热,电视显象管的加热抽真空入手,引导学生应用物理的基础知识分析其工作原理;对机械专业的学生,则突出力学、热力学的内容,在光学部分只要求学生掌握最基础的概念,及对干涉、衍射、偏振有个感性的认识,做简单的计算。这样既突出了物理课作为基础课的地位,也引起了学生对物理课程的重视,让学生确实感受到了物理与日常生活相关,与其他学科密切联系,开拓了学生的思维,调动了学生学习的积极性,同时也增加学生应用物理思想、物理方法解决专业问题的意识和能力。

五、演示实验与开放实验相结合,让物理浮现于眼前

中学物理教材一般由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识,这种方式比较形象生动,容易激起学生的探究欲望,演示实验也应是大学物理理论教学的重要组成部分。学生可以对演示实验现象进行归纳总结,对实验结果进行讨论质疑。演示实验一方面活跃了课堂气氛,同时也有利于大家在争辩中掌握正确的物理概念,培养学生的科学素质和探索精神。除此之外,还可以为学生提供开放、自主的实验环境,让他们去实现、验证自己的想法,寻找质疑的答案。这一过程中教师可以指导学生学习和进行科学研究,从中培养学生的科研思维能力、创新能力和实际操作能力。

六、总结

大学物理课程教学内容广泛,如何正确地认识和阐释这些比较成熟的物理内容;如何把握学生对物理知识认识的规律性,发挥他们的主观能动性;如何在传授基础知识的过程中有目的地培养学生的科学素养;如何恰当地安排好每一次教学活动,是大学物理教师所应该思考的问题。为顺应科技和经济的发展,大学物理教师应紧密结合教学实际,加强对学生应用意识、创新能力的培养,并从课程结构、课程内容、教学方法和教学手段等方面进行改革,这样才能更好地发挥大学物理课程对促进学生知识、能力、素质的综合提高的积极作用。

参考文献:

[1]赵凯华.对当前物理教育改革的几点看法[J].大学物理,2000.

[2]牛军蕊.单相电子式电能表选购及运行故障判断[J].宁夏电力,2009,(6):30-32.

篇3

关键词:

案例教学;大学物理教学;教学成效;案例库

针对大学物理课程的学科属性,什么样的教学方法更加适合,这就需要深入分析高校理工科学生的学情、课程知识结构特点等。这样才能做到量体裁衣,因材施教,才能更好地激发出学生学学物理课程的浓厚兴趣,引导学生自主学、轻松学,变“要我学”为“我要学”。案例教学法是一种与传统教学方式完全不同的教学方式,其是对传统物理教学模式的革新,能够有效解决“重理论轻实践”的教学问题,是一种能够帮助学生更好地掌握物理知识和实现物理知识应用的教学方法。可见,就“案例教学在物理教学中的应用”这一课题展开探讨,将有着十分重要的意义。

1案例教学法的主要内涵

案例教学法是国内外高校在教学中广泛应用的一种教学方法,具体步骤实施如下:①案例准备。教师提供教学案例,学生针对教师提供的案例和提出的问题,在教师的指导下做好资料的搜集工作。②讨论及报告。各小组对同一案例进行剖析,并通过分析、梳理形成小组意见,为下一个讨论环节做好准备。那么,在讨论结束后,教师就可以指导各小组学生独立进行案例分析和评价报告的撰写。③评价总结。这一环节主要是做好学生案例分析成绩的评定,评定的内容包括资料的搜集情况、讨论的发言情况、案例报告分析等,是一个综合素质型的评价。大学物理教学中的案例教学主要指根据知识点,把实际案例作为基本的教学素材,让学生根据案例对教师所提出的问题进行分析和研究,并根据判断提出建设性的见解和看法,以增强学生对大学物理知识的理解,从而更好地实现知识的实践应用。

2高校物理课堂中应用案例教学的实践

2.1研究对象

我校在应用物理科研方法的基础上,遵照物理教研室的要求,随机抽取了120名学生和4名大学物理教师作为实验和研究对象。虽然对学生和教师所进行的调查只是整个案例教学研究工作中的一小部分,但是我校遵循了研究与应用同步进行的原则,从学校实际出发解决问题,取得了一定的成果。

2.2研究方法

研究方法包括以下3种:①文献资料法。查阅有关高校、高职院校开展大学物理课程教学的期刊、文献等相关资料,为本研究提供充足的理论基础依据。②问卷调查法。对我校学生发放调查问卷120份,收回问卷120份,回收率100%,有效问卷118份,有效率98.33%.通过对实验对象授课前、授课后的问卷调查,取得了学生对大学物理课程的学习期望、学习认知和学习建议等实验的第一手材料,对分析研究案例教学的意义、教学质量和学生满意度具有十分积极的作用。③数理统计法。运用spss11.5统计软件对调查结果进行相关分析。

2.3结果与分析

调查结果表明,90.8%的学生认为在物理课堂中应用案例教学法有较强的实用性,93.6%的学生对融合了案例教学后的物理课程有参与兴趣,92.4%的学生在案例教学中获得成就感,认为自己表现出色。

3案例教学在大学物理教学中的应用策略

3.1案例库建设选择阶段,夯实教学基础

虽然说物理课程教学的核心是实践性,但是在引进案例教学的实践过程中,要做到与时代接轨,就必须要建设好案例库,为案例教学提供一定的资料支撑。当然,教师在选择案例库建设时,要理性、系统地进行。教师要针对案例教学所需要的资料信息展开搜集工作,并对搜集所得的资料信息进行整理,将信息整合到案例库中,这样教师就可以在备课阶段节省出大量的时间,并快速地把教学所需要的信息定位下来。同时,教师还可以利用现代化信息技术,借助一些计算机软件设计物理课件,而在设计课件时要优先考虑学生的听课体验,观察所拟定的教学计划是否满足学生的实际需要,是否为学生所接受,并在此基础上,通过案例分析来确立学生的物理解题思路。除此之外,所选择的教学案例要具有一定的代表性,通过观察学生学习中所遇到的问题,对案例库进行完善,这样才能够避免案例分析阶段出现资源浪费的现象,才能使案例“物尽其用”。

3.2案例布置准备阶段,激发学习动机

对于大学物理教学而言,要想顺利开展案例教学,必须要做好案例的布置准备工作,才能以此为基础,进一步落实教学活动。为此,教师应针对教学的实际需要,有针对性地筛选案例,充分考虑所选择的案例是否能够帮助学生解答所遇到的学习问题,并通过案例组合方法来强化学生对知识点的理解与掌握。案例的运用,需要经过合理的计算分析,确保常规的教学任务能够顺利进行,课堂教学时间毕竟是有限的,倘若案例分析阶段占据的时间过长,那么就会影响常规教学(即理论性教学)的进度,学生对理论知识掌握不足,也会影响到案例分析的效果。为此,教师在案例布置准备阶段,应进行详细的案例设计,并把案例设计成知识情境,以诱发学生的学习动机,让学生在参与案例分析的过程中,增强问题解决能力,使学生能够更好地运用物理知识。例如,在讲解机械振动、机械波、光学时,教师就可以借助信息技术,使相关的知识形成过程动态性地显示,帮助学生更加具体地理解教学内容,从而提升学生自身的学习能力。在知识情境的引导下,为了鼓励学生深入体验,感悟物理的魅力,教师还可以建立与物理学习相关的论坛网站,让学生能够把自己对某一道物理习题的见解制作成微课或者其他的视频形式,分享到网站平台上,共同交流学习成果。如此一来,学生就可以在对案例进行分析、总结后,进一步强化对知识的应用。

3.3案例研究讨论阶段,切实增强教学成效

大学生的意识已成人化,他们的有意注意意识占据意识主导地位,倘若教师只是用语言来讲述内容,无论讲得如何声情并茂,学生也会觉得枯燥乏味,进而出现疲劳、注意力涣散的现象,更别说掌握所学知识了。在案例教学的案例讨论环节,教师就可以采用小组协助学习法,把学生分成小组,并由组长组织小组同学团结协助,共同完成任务。在学习时遇到什么困难,先在组内进行讨论解决,如果不行,再由教师去指导。例如,在学习角动量守恒定律时,教师就可以以飞机的运行状态作为案例。在正式进行案例讨论分析前,教师就可以先提出相关问题,再组织学生观看一些战争电影片段,引导学生观察影片中战斗机被击中直至坠落的特写镜头。在观看影片后,再开展小组协助学习,让学生根据教师提出的问题,用小组的形式探讨案例,那么学生就可以结合视频案例所呈现的画面,把抽象的物理知识具象化。在探讨结束后,由各个小组的代表来对小组内讨论结果进行总结,实现各个小组之间的交流。

3.4案例考核的后期阶段,学结案例

大学物理课程的教学并不是简单地向学生传授物理理论知识,而是在理论知识的基础上,引导学生学会总结规律、发现问题、分析问题、解决问题,最后学会知识的迁移应用。为此,在案例探讨结束后,教师需要对案例教学的情况进行总结,分析学生的案例分析能力,以及学生在探讨过程中存在的问题以及探讨结果的不足,帮助学生从“问题解决能力”上升到“知识建构能力”。同时,教师还要对案例教学效果进行评定,判断是否存在需要改善的部分,对欠缺的进行补充,总结学生所反馈的信息,为下次课堂教学提供参考。除此以外,为了进一步激发学生对物理的兴趣,将物理学习作为一种乐趣,教师还需要对学生的学习效果、学习过程进行科学评价和点拨,让他们明确自己在案例中所学到的知识有哪些。

4结束语

实践证明,案例教学在大学物理教学活动中发挥着极其重要的作用,能够有效实现理实一体化教学,化平淡为神奇。为此,大学有关教学工作者应立足大学物理课程的本质属性,根据理工科学生的实际情况,积极引进案例教学法,让物理课堂在案例教学这一剂神奇催化剂的催化作用下绽放异彩。

参考文献

[1]张苗,张艳,刘泉,等.在大学物理教学中引入探究型教学模式对学习成绩的影响[J].合肥师范学院学报,2014(06).

篇4

1.2教师教学模式固定化教师上课大部分还是采用老式的教学法,以教师讲授为主,照本宣科,致使学生觉得课上枯燥无味.另外,教师教学中教学大纲统一化,不同专业采用同一教学大纲,没有专业特色,与学生专业课课程结合不够紧密和充实,因此学生对大学物理课程兴趣不够.

1.3考评方式单一本校大学物理的考评方式基本是采用期末成绩为主,平时出勤和作业为辅的的方式.学生学部分还是以应试为向导,学习被动,没有深入领会到物理的奥妙.

2改革方向

为了解决教学中遇到的这些问题,针对独立学院特色,大学物理改革可以从以下几方面入手.

2.1不同专业区分对待,应制定不同的教学大纲大学物理涵盖的内容是非常广泛的,包括力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理等五篇,如果要全部授予学生,学时往往不够,而且只授予学生点滴皮毛知识而已.教师应该深入各系进行调研,了解不同专业的需求.教学中做到心中有数,有针对性的授课.让学生深刻认识到大学物理有本专业的特色,为他以后的专业课学习以及之后的工作有所准备.比如对于机械类专业,跟物理紧密相关的专业课程有“理论力学”“结构力学”“工程力学”等,对于他们大学物理教授时应重点放在力学和热学篇章,如质点运动学、牛顿运动定律、功和能、动量、刚体定轴转动、机械振动、热学等.教师在授课时就应该多注重力学的分析和计算,并且多举一些跟专业相关的例子,如飞轮、皮带轮、滑轮的转动问题,桥梁结构的承重、钢架的频率和周期等.而对于电子信息类专业,后续的专业课程里“电路分析”“电子技术”跟物理关联较大,对于他们大学物理教授时应重点放在电磁学篇章,并多介绍相关的科研新进展,以增强学生对大学物理的兴趣.同时,增设电磁波的知识点并将其作为重点介绍,为后续专业课程电磁场与电磁波做好准备.

2.2物理理论与实验教学结合大学物理是一门实验性的科学,很多物理定律都是实验总结得到的.但是很多学校的大学物理理论课和实验课是分开设置的两门课,由不同的教研室不同的老师教授.这样的教学就有可能使得理论和实验相脱节.应该加强理论课和实验课的统一,或者直接由同一部门来授课.有些比较复杂的实验在实验室操作,而有些仪器比较简单的实验可以直接搬到教室穿插在理论课上进行演示.建议可以学习麻省理工学院的WalterLewin教授在公开课《电和磁》课上的的授课方式,用直观的实验来演示复杂深刻的物理原理,使得课程具有启发性和趣味性.比如,静电屏蔽、光的偏振、驻波等都可以穿插在理论课上进行演示.这样不仅可以化抽象为具体,学生亲眼看到,甚至亲自参与验证,对定理的理解会更加深刻,同时可以提高学生的学习兴趣,激发他们的科研兴趣,培养创新意识.

2.3将物理理论和现实生活和社会实际结合起来物理学并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起来的学科,它反映的是自然界万物的规律,是一门和生活息息相关的学科.物理课程改革要强调“从生活走向物理,从物理走向社会”,即注重与社会实际和生活实际相联系.而物理教师就可以起到这个桥梁的作用,教师在上课时,要特别注意将物理内容和实际生活的应用联系起来介绍,激发学生学习兴趣.比如,讲到涡流时,就可以举电磁炉、涡流探伤、探测金属(安检、扫雷)等例子;讲到角动量守恒定律的应用时,就可以举跳水运动员空中翻转、花样滑冰运动员旋转、舞蹈演员旋转等例子;讲到热学循环时,就可以介绍冰箱、空调的工作原理等.把物理理论知识跟生活社会实际结合起来,学生能够深切体会到物理是一门很有用的学科,变被动接受知识为主动学习.

2.4考评多样化,注重素质教育对学生大学物理课程的考评单纯采用平时作业和期末考试的形式的话,不能完全反映学生对物理知识的掌握和应用程度,这种考核方法不适应素质教育的要求.比较全面而科学的评价标准应该包括对知识的理解、应用和创新.教师可在传统考核方式的基础上增设其他比较开放、灵活的考核方式,比如李元杰推荐的数字物理教学方法。可根据学生专业特点在开学初开设一些小课题或者小应用公布给学生选做,学生可以自由组队选题,也可以个人单独选题.让学生自己检索资料、分析原理,并以科技论文或课件的形式在课上跟大家回报分享和讨论,有些模型还可以做成动画的形式演示出来给大家看.这样不仅可以开阔学生的视野和思路,也能培养学生自学能力、科研能力和创新能力.这样的考核方式还可以让师生很好的互动起来,并让学生充分参与到课堂教学上来,同时锻炼了他们的团队协作精神和社会实践能力.课题的成果最终计入本门课程总成绩中,教师评价的话也可以灵活一点,直接让全班学生现场评分.

2.5成立物理兴趣小组大学物理作为一门公共课,一般都是大班授课,很多学生有问题也很难全部在课上反应给老师,师生互动也会受到限制.为了解决这个问题,可以在班里或者整个学校内成立物理兴趣小组,也可以建立相关的物理网站和论坛,大家可以聚在一起或者在论坛上讨论问题,各抒己见.老师可以定期参与到兴趣小组的讨论中,并随时到物理论坛上跟同学交流讨论.同时还可以把课件、题库、演示实验、上课视频、物理学史介绍等资料上传到网上,还可以设置网上辅导、在线提问等模块,以弥补课上教学课时的限制,同时扩充大家的视野,拉近师生距离.只有当学生和老师之间建立起个人的直接联系的情况下———这时学生可以讨论概念、思考问题和讨论问题———才能达到最好的教学效果.

2.6承上启下大学物理教学要做到承上启下.所谓的承上,指的是要结合中学物理和高等数学的基础.首先要让学生理解大学物理不是中学物理的简单重复,大学物理比中学物理要更加广博,内容也更加深奥.教师在授课过程中,要与已经学过的中学物理内容联系起来,进行比较和区别,引导学生应用新的思维,采用新的方法来解决大学物理问题.其次要让学生明白高等数学与大学物理的密切联系,在大学物理授课之前,都要先了解学生的高等数学基础,对于高数基础比较薄弱的,还要适当的给他们补习高数的知识,特别是矢量代数和微积分运算.大学物理教学也要做到启下,即为学生后续的专业学习和工作服务,让学生认识到大学物理的意义所在.

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中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2009)07-0105-02

对于以理工科为主的高校来说,大学物理教学担负着为多个专业夯实基础的任务,要面对广泛的教学对象,影响力较大。近年来,广大高校的物理教师、科研工作者都对如何更好地开展大学物理教学,不断提高教学质量进行了大量的研究,取得了丰硕的成果,也提出了诸多的针对教学方式、内容的改革方案,有些已在教学实践中得以实施。笔者也曾就大学物理教学内容的改革问题进行了研究,在参考前人研究成果的基础上,立项完成了《大学物理系统化扩展知识库的建立》课题,提出了在大学物理教学过程中拓深和延展知识内容,使学生在领会、掌握基础知识的同时能够开阔视野,把握衍生知识的观点。两年来的实践证明,这种对大学物理知识的拓深与延伸能够激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,促进主动学习习惯的养成,收到了较好的效果。但在实践中也发现,对物理知识的拓深与延展如果把握不好,由于内容的不恰当、过多过繁容易造成顾此失彼、头重脚轻,学生无所适从的情况,因此,在进行大学物理教学内容拓深与延展时要把握好一定的原则。

1 区别不同教学对象在内容的拓深上坚持深浅有别的原则

作为基础课,大学物理教学承担了传授物理学基础知识、培养大学生素质,提高创新能力的重要任务,有必要在讲授基础知识、基本理论的同时,对教学内容进行拓深和延展,但并不是因此就要把大学物理的教学内容不加控制、漫无边际地加深,而是要根据本校的专业特点、学生毕业后的就业方向,以及本校的教学条件、硬件设施等制定客观的教学内容。从知识的难易程度上看,建议从专业的角度选择教学内容拓深的水平。对于学生毕业后可能从事的工作角度反过来推导应加深的教学内容,比如,针对于电气与自动化专业的学生,在教学内容上,可以在静电场、导体电学、电介质、稳恒磁场、磁介质、变化的电磁场、电磁波等内容上适当加深,特别是对于将来在工作实践中可能遇到而教学内容中又未着重指出,很少涉及的,可以适当拓深,类似地,如果授课的对象是建筑工程专业的学生,则应就质点运动学、质点运动定律、机械能和功、动量和角动量、刚体力学、机械振动等内容进行适当拓深。

2 在知识延展上坚持宽窄得当的原则

从知识的宽窄来看,当今社会需要的是涉猎知识广泛和创新能力强的复合型人才,因此,在大学物理教学内容中完全可以加宽知识的覆盖面,即使学生多长见识,以便在未来能够“由此及彼”、“蓦然想到”,这也是延展教学内容的主要目的,但与之相矛盾的是相对固定的教学时间等实际问题,因此,就要在延展时有所选择,做到宽窄得当。既要照顾到教学时间安排,又要尽力教授更多的内容,不能“有感而发,越说越远”。在有限的时间内选择有代表性、与未来工作关系密切的延展知识。另外,也可以把这部分延展知识放到互联网的公开空间中,充分利用网络的开放性,使学生能够在课后去学习。比如,在教授牛顿定律时,在讲授完大纲的内容后,可以大量延伸相关的知识,但由于材料很多,在课堂内不可能全都展示、讲解,因此,考虑学生大部分是学“电”的,将来也很有可能从事这个行业,可只选择像“潮汐产生的原因”一项内容作为重点,联系利用潮汐发电的情况详细分析讨论,而对于其它的内容学生可以利用知识延展库自行学习。

3 在内容选择上坚持与时俱进,不断更新的原则

与基本知识、基本原理的讲授不同,拓深和延展的知识以新技术、新产品为代表,能够更多地反映出当今世界最新的科学技术水平和科研成果。因此,在选择拓深和延展的教学内容时,就要与进俱进,关注涉及先进的知识与成果,并及时地融入到课堂中去。要做到这一点,就要求任课教师具有敏锐的信息捕获能力和对相关知识信息的分析处理能力。比如,近年来,发展最快的就应该是计算机和网络了,学生们也普遍应用计算机和网络,这已成为他们生活学习的一部分,而这项技术的发展又离不开作为支撑的电子技术。因此,在讲授这部分内容时,就要思考如何把最先进的知识以拓深和延展部分引入到教学中来。在拓深上,由于学生们对计算机和网络的基本原理不是很了解,可以作为教学的一个重点加以传授,但考虑到将来有的专业要专门学习(如计算机、通信专业),而其它专业只要会用就行,故要“重点考虑,点到为止”。在延展上,可以大做文章。众所周知,计算机、网络的快速发展,已使之融入到我们生活的方方面面,并可预见,在未来会与生活结合得越来越紧密,甚至会发展到与穿衣吃饭一样重要的程度。因此,既可以将3G技术、高清显示、无线网络、图像识别等当下知识介绍给学生,也有必要开阔学生思路介绍一些未来可能出现的诸如全光网技术、网络学习技术、新型网络安全模式等内容。

4 在内容整合上以保基础、强延展、轻拓深为原则

在基本教学内容、拓深内容、延展内容三者的整合上,要处理好分配比例问题。根据实践及理论分析可知,作为基础课,万变不离其宗,必须在内容和时间上给予基础知识以充分的保证,即不能为了拓深延展而轻视基础。毕竟只有掌握好了基础知识才能谈得上进一步的拓深和延展,这是根本。在延展和拓深的内容分配问题上,要强调延展的突出地位,也就是说,我们要拓宽学生的知识面,使之成为多面手、全面人才,以便培养学生的素质,提高创新能力,即要进行通识教育,故此,延展内容处于整个教学内容的居中位置。对于拓深,则由于针对性很强,既受专业因素的影响,也要考虑到具体的相关基础和教学时间,因此,要放在相对较轻的位置上。只要这3个方面的内容安排得当,就能够丰富教学内容,拓展学生视野,提高大学物理教学的效果和质量。

参考文献

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第十一届中国科协年会分会场总结表彰会议在京召开

近日,第十一届中国科协年会分会场总结表彰会议在北京国宏宾馆召开。中国科协有关同志及本届年会34个分会场组织单位负责人共70余人参加了会议。年会办公室主任、中国科协学会学术部部长沈爱民出席会议并讲话。会议由年会办公室副主任、中国科协学会服务中心副主任王江宏主持。

首先,年会办公室学术交流组组长、学会服务中心学术活动组织处处长夏震总结了本届年会学术交流分会场的组织情况,并对优秀分会场评选工作进行了介绍。夏震表示,在中国科协领导和学会学术部领导的高度重视下,各分会场的共同努力,本届年会分会场学术交流质量与去年相比有了明显提高,具备了国际元素进一步增加、组织工作更趋完善、地方单位积极参与、分会场重视考评工作等四个特点。在筹备过程中,分会场组织单位高度重视,积极与举办地配合,在论文征集、会议安排、会场布置等方面做了大量工作,为分会场的成功提供了基本保障。同时,各分会场结合自身工作经验和体会,对年会的组织工作提出了好的建议和意见。

会议还邀请中国毒理学会、中国环境诱变剂学会分会场负责人分别介绍了分会场组织及学术交流情况,在分会场选题、会议组织安排、论文质量等方面交流了成功经验,并提出了建议。

年会综合协调组组长、学会学术部学术交流处处长刘兴平宣布了本届年会学术交流优秀分会场表彰名单。根据《中国科协年会学术交流优秀分会场评选表彰办法(试行)》,学术交流组对本届年会的34个分会场进行考评,经年会办公室总结会议通过,对前10名的学术交流优秀分会场进行表彰奖励:分13中国铁道学会、分21中国环境诱变剂学会、分3中国毒理学会、分9中国林学会、分25中华预防医学会、分23中国生物医学工程学会、分11中国农业工程学会、分31中国通信学会、分1中国气象学会、分28中国农村专业技术协会(按照分数排名)。

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中图分类号:TU;G642文献标志码:A文章编号:10052909(2012)05001304课程体系是指诸多课程相互联系而构成的整体,包括根据培养目标设置哪些课程,如何设置课程,内容、形式、形态各异的课程如何结合才能达到整体优化的效果。课程体系直接反映人才的培养目标。机械专业课程体系的研究对特色专业建设和培养高素质应用型人才都具有重要的意义。

中澳教育存在很多差异,不少学者从不同角度进行了论述[1-5]。笔者通过对比新南威尔士大学(以下简称“UNSW”)与沈阳建筑大学(以下简称“SJZU”)机械专业本科生培养模式和培养方案,分析两所学校在课程体系建设(包括专业课程设置、课程群、实践教学环节等)方面的特色,对借鉴澳大利亚高等教育教学经验,培养应用型高级人才提出建议。

一、课程设置对比

课程设置是人才培养方案的核心内容。根据培养目标,要求学生在单一性的基础上实现多样性,即体现不同的个性发展,突出专业特色和个性。因此,课程设置要充分体现学科融合,突出专业特色;要着重加强综合性教学实践内容,强化综合能力。课程设置要有利于培养学生扎实的理论基础,使他们既有通才的素质,又有专才的技能。课程设置的设计属于课程体系范畴,它应以培养目标和培养规格为依据,在一定教学方案设计原则的指导下,选择课程内容和组织教学过程。

UNSW机械学院和SJZU机械学院都建立于1949年。目前两学院建设规模和招生人数都相似,都以培养机械工程类人才为目标,前者在澳大利亚工程院校排名前5位,后者于2008年获批国家级特色专业建设点。

UNSW各专业方向每学期开设4门课,4年共开设32门课程。每门课程均为6学分,总共192分;总学时根据不同专业方向略有不同,以机械设计方向为例,总学时为2 028。其中所有的实践环节,包括实习、课程设计、毕业设计等都穿插在课程中,不单独设置。SJZU机械专业分为理论课程和公共实践环节及专业方向实践环节,其中理论课共开设41门课程,其总学分为150,总学时为2 394,除此外所有实践环节有52学分,共53周。

课程设置按照通识教育平台、基础教育平台、专业基础教育平台和专业教育平台归类,从开课门数、所占学分和学时比例等几个方面进行对比,如表1所示。

从表1可以看出,在通识教育平台中,SJZU开设的课程数、所占学分和学时均比UNSW多,前者大约是后者的4倍;在基础课程中,SJZU开设的课程数比UNSW少2门,所占学分和学时少8%~10%;在专业基础课程中,SJZU开设的课程数是UNSW的2倍,所占学分比例比UNSW多12%;在专业教育平台中,SJZU开设的课程数比UNSW的少4门,所占学分和学时比例少24%。总体看,SJZU在专业基础平台中所设置的课程较多,重点培养学生的专业基础,有利于学生进一步深造;UNSW开设的基础课程和专业课程所占比重大,说明该校对基础教育和专业教育非常重视。重视基础课程,即“厚基础”可以提高学生的就业适应性;重视专业课程,即“强专业”有利于提高学生的工程适应性,这也是澳洲高校人才培养的普遍规律。

二、课程群对比

深入研究课程体系内部的关系,考虑人才培养知识结构需求,根据课程内容相关性等因素构建不同课程群。课程群就是把具有相关性或有一定目的的不同课程编排到一起,组成一个“群”,进行系统的学习和教授。在课程群内部,以核心主干课为主线,优化教学内容,通过各课程相关知识点的有机结合,研究各课程之间的关系,使之相互促进,相映成彰。通过对UNSW和SJZU机械专业课程群进行对比,分析各自特色(表2)。表2UNSW和SJZU机械专业课程群对比表课程类型课程群UNSW机械专业开设课程SJZU机械专业开设课程通识教育平台社科类通识教育1思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、基本原理科普类通识教育2军事理论、健康教育、外语、体育基础教育平台计算机类计算机1计算机文化基础、C语言数学类高等数学1A、高等数学1B、工程数学2E、数值方法与统计高等数学1、线性代数1、概率与统计物理类物理1A、固体力学1、固体力学2、热力学、流体力学大学物理、物理实验专业基础平台创新类机械工程与创新建筑机械概论、综合素质训练制造类制造设计基础、工程材料与化学机械制造技术基础、机械精度设计与测量技术、机械工程材料力学类工程力学1理论力学2、材料力学2设计类工程设计2、机械设计1机械原理、机械设计电子与控制类电子与通讯工程、线性系统与控制电工技术1、电子技术1、控制工程基础、机电传动与控制、微机原理测试类工程试验测试技术方法与管理类工程管理现代设计方法制图类画法几何2、工程制图与CAD2液压类液压传动与控制专业教育平台力学类设计类专业类工程力学2结构力学机械设计2工程机械、钢结构高级热流体学内燃机与工机底盘计算机工程工程机械液压系统高级振动学机械振动实践实践类专业工程、毕业设计1、毕业设计2生产实习、认识实习、毕业设计选修专业选修1、专业选修2专业选修1、专业选修2通过对比和深入调研,课程群的构建和课程内容的深浅程度、涉及范围等都有所不同。

(一)基础教育课程群比较

学科基础教育平台主要由数学、物理和计算机这3个课程群组成。通过深入调研和对比发现,在数学课程群中,UNSW开设的高等数学是分在2个学期开设,尽管基本内容与SJZU大体相同,但是更有利于学生的吸收和消化;通过教学大纲了解到,UNSW开设的数值方法与统计,其内容宽泛但难度较低。在物理课程群中,UNSW除了普通物理外,还开设了热力学和流体力学,以后的专业课中还继续热传导等方面的学习。在计算机课程群中,UNSW开设的计算机主要学习C语言,以锻炼学生的编程能力为目标,其作业难度较大,学生要完成3个大的编程任务;SJZU开设的计算机课程则以掌握基础知识为主。

(二)专业基础课程群比较

在专业基础教育平台中,根据课程内容的相似性划分课程群,如力学类、设计类、制造类、电子与控制类、测试类、方法与管理类和创新类等类课程群,在专业教育平台中有力学类、设计类和专业类等课程群。

在力学类课程群中:UNSW只开设了工程力学1、2,却包含了理论力学、材料力学、机械原理、结构力学,以及疲劳断裂等力学知识,所涉内容广泛,但难度较低。UNSW力学类课程群重点在于将不同的知识点融合在一起,培养学生解决工程中的综合性问题的能力,避免对知识的割裂,并拉近与工程实践的距离。而SJZU分别开设了理论力学、材料力学和结构力学等3门力学类课程,内容难度较大,理论性较强,往往因用人单位的需求而设置。

在设计类课程群中,UNSW将机械零件的设计分在大二和大三的3门课程中,课程内容前后衔接合理,有利于学生循序渐进地学习,且涉及范围宽泛,普适性较强,但是比较零散,缺乏系统性。而SJZU开设的机械设计课程群学时虽不多,却具有较强的系统性和内容的完整性,有利于学生对这类知识模块的迅速掌握。

在电子与控制类、制造类、方法与管理类和测试类课程群中,UNSW都具有一个共同的特点,就是课程紧密结合实际工程,以课程任务为主线引导学生掌握知识和技能,培养学生动手动脑能力。如UNSW开设的工程试验就是以测试为主要内容的实践性课程,在实验室进行教学,要求学生完成对不同传感器的测试、安装及实际应用等任务,从而达到学以致用的目的。

在创新类课程群中,双方各有特色:如UNSW开设的机械工程与创新课,内容涵盖了机械制图、快速设计、工具使用、项目规划和作品制作等内容,综合性和实践性非常强,将机械工程基本素质培养集于一体,强化培养学生的创新意识和动手能力,也培养了学生的项目管理能力和团结协作能力。又如SJZU开设了综合素质训练实践环节,学生通过拆装机械产品增强感性认识,并通过机械创新方案的构思和制作增强动手能力和创新意识。

(三)专业教育课程群比较

比较两校专业课有以下特点:(1)UNSW注重培养学生解决实际问题的能力。如开设的专业工程课程,是一个类似毕业实习的一门实践课,要求学生到企业解决实际问题,如设计环保装置等,应用以前学过的理论知识提出解决方案,并为以后的毕业设计打下伏笔。(2)SJZU在专业课程设置上更重专业化,知识分门别类,系统性和专业性强,如机械设计专业方向开设了钢结构、工程机械和工程机械液压系统等特色课程,突出了面向建设行业特色的培养模式,紧密联系建筑机械装备,为培养学生建筑机械产品的设计制造与运行管理能力打下基础,有利于学生就业。

UNSW课程内容宽泛而难度较低,注重知识点衔接和综合应用,理论与实践环节相辅相成,注重实用性和工程应用,并着力培养学生的动手能力和创新意识;SJZU课程设置注重知识的系统性和完整性,重视理论知识学习,课程具有行业特色,为培养高级专业技术人才做准备。

三、实践环节对比

中澳高校在实践教学环节设置安排上差别很大。国内工科院校普遍都将课程设计、毕业设计、实习等环节单独设置,集中训练,用整周的时间完成某一环节;而UNSW的所有实践环节都穿插在不同的课程中,没有独立的课程设计或实习,课堂内容直接与实践结合,边学边练,在实践中发现问题并找到解决问题的方法。

其一,金工实习。国内高校一般安排2~3周在金工实习基地集中训练;而UNSW则作为一年级的工程设计与创新课程中的一个环节,带学生去车间培训,学习加工工具的使用和简单的实物制作。国内高校都有独立生产实习和毕业实习环节;而UNSW不统一安排,只是要求学生在假期找企业进行12周的实习,完成实习报告并带回企业反馈,并在专业工程课程上完成实习内容和结果的汇报和验收。

其二,对于机械原理、机械设计等课程的课程设计,国内采用集中训练的方式,便于学生集中思路完成设计;而UNSW以大作业的形式根据课程进度进行课程设计,并且大多数课程中都有多个设计类的大作业,以课程任务为主线引导学生学习,从而达到知识的活学活用。

其三,国内大部分高校安排在最后一个学期进行毕业设计,作为对几年理论学习的总结和对所学知识的应用。UNSW则作为两门课程分布在大四的两个学期,也就是用一年的时间完成毕业设计,同时还要学习其他的专业课程,边学边做。前一学期不写毕业论文,但要完成对课题的深入了解,提出问题并找到解决方法,并在专业工程课程中参加答辩;后一学期根据具体的研究项目撰写毕业论文,根据相关要求制作出实体,并进行最终的答辩。尽管毕业设计在组织形式等方面有所不同,但两校对毕业设计的要求同样严格。

四、结语

综合比较UNSW和SJZU的课程体系,从课程设置、课程群特点、实践环节等几方面进行了对比,找出各自特点,借鉴国外的经验,提出一些操作性强、易于实践的新想法,为深化教学改革、优化课程体系,完善课程体系建设以及特色专业建设提供依据。

其一,在课程设置上,UNSW重基础,更重专业教育。“厚基础”可以提高学生的就业适应性,“强专业”有利于提高学生的工程适应性;SJZU更重视专业基础教育,有利于学生进入更高层次的学习。借鉴国外的课程设置情况,取长补短,在兼顾通才与专才教育的前提下,要进一步完善修订培养方案,调整课程体系,探索适应SJZU特色专业的人才培养模式。

其二,在课程群建设上,既要保持知识的系统性和行业特色,又要注重知识点的融合以及理论和实践教学的融合,并侧重知识的宽泛性和工程实用性。在课程群建设中,删减重复课程,加强知识点之间的内在联系,注重课程内容的衔接,强化知识的综合应用。

其三,在实践环节中,实施课堂教学与实践教学的衔接,并逐步形成以“课程任务”为主线的教学思路。通过课堂中的“课程任务”,锻炼学生的动手能力,培养创新意识,使他们在完成各种课程任务过程中,将知识学以致用,不仅掌握知识,锻炼能力,而且也培养他们的学习兴趣,增强自信心,最终达到理解知识、运用知识的目的。

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Comparative study of mechanical undergraduate curriculum system between

China and Australia

LUO Jiman1, ZHENG Xijian1, YUN Yanbin2, DUAN Chunzheng3

(1. Traffic and Mechanical Engineering College, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, Liaoning Province, P. R. China;

2. College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China;