時間:2023-05-29 17:59:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇節能基礎知識,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
提高企業工作人員的自身素質
為保證化工分析的順利進行,提高工作人員的素質是很重要的一個方面。提高企業中的工作人員的素質主要分為兩給方面。首先,是對工作人員的化學基礎知識水平的提高,針對這個要求,企業可以對工作人員進行定期的考核,并建立一定的獎懲制度,以此來加強員工的危機感,促使他們主動對化學基礎知識進行鞏固和學習,達到提高員工化學基礎知識水平的目的,保證化工分析的正常進行。另外,是對員工職業道德素養的提高,企業管理人員可以不定期的走近實驗室進行監督,提高他們的警覺性,促使他們在分析的過程中,形成嚴謹的工作觀。
嚴格控制終點誤差
提高終點誤差的方法多種多樣,比如正確選擇指示劑的種類和指示劑的用量等等。對指示劑的正確選擇對于專業人員來說并不是很困難的事情,他們完全可以依靠自身的專業知識來達到這個目的。所以,嚴格控制終點誤差最簡單的方法就是正確選擇分析中的指示劑。
對分析過程力求嚴謹
上文中已經提到過,化工分析是一件“細致”的活,顧名思義,這是一個很嚴謹的工作過程,而且,在化工分析的過程中,要想少出問題,而力求分析過程的嚴密性,這也是一個很有效的方法。所謂的嚴密性,除了對工作人員的嚴格要求外,另外一個就是對儀器的要求,必須是很潔凈的儀器才能參與到分析的過程。
尋找節能環保的新方法
近年來,關于節能環保的話題成為了一個流行元素?;て髽I也積極順應這種形式的發展,加人了節能環保的行列?;し治霾粌H要以分析結果的質量力求生存,同時還要不斷的尋找節能環保的新方法,為節能環保貢獻出自己的力量,促進社會的健康發展。在當今節能環保成為全球關注熱點的情況下,化工企業積極尋找節能環保的新方法有利于企業走向世界,促進企業的進一步的發展。
雖然我國的化工分析行業起步較晚,但在科學技術水平迅速發展的情況下,我國的化工行業正處于健康快速發展的新階段,加上政府的一些扶持政策,我國未來的化工企業一定可以呈現出蓬勃發展的態勢。
本文作者:趙冬野作者單位:大唐阜新能源化工工程有限公司
關鍵詞:項目化教學 課程改造 探索與實踐
課 題:中國交通教育研究會教育科學研究(交教研1202-18)。
工程熱力學與傳熱學是輪機工程技術專業的專業基礎課程。這門課程既是三管輪適任證書的考試科目,又對學生今后學好船舶柴油機、船舶輔機等后續專業課程有著不可替代的奠基作用。現在,全球性的能源危機和溫室效應日益嚴重,如何最大限度地提高能源的利用率,做到“節能、減排、可持續發展”,成為新一代輪機員所必須面對的問題。而船舶是一個利用能量的系統工程,熟練掌握關于工程熱力學與傳熱學的相關知識,全面考慮船舶各系統的相互影響因素,最大限度地提高能量的利用率,是學生成為一名優秀輪機員所必備的技能。
但是,在傳統的教學方法下,學生普遍反映該課程較為抽象,學習吃力。隨著我國教學課程改革的進程加快,項目教學法在高職課程中得到了逐步推廣應用。它是目前教育主管部門較為推薦的一種先進教學模式。它與傳統的“應試式”教學不同的是突破了傳統的課程設置,更能適應現代的教學現狀,主動適應了經濟的發展趨勢,滿足了社會對人才的需求。但是,現在課程的項目化改造大多集中在專業課程上,而基礎課程由于距離實踐較遠,很難找到合適的項目。在多次從事工程熱力學與傳熱學教學的基礎上,筆者嘗試著對本門課程進行了項目化改造。
一、項目化教學項目的構建
我們通過理順教學內容,結合船舶工作實際需要的知識和能力,同時考慮學生沒有船上工作經歷,對船舶設備不了解的具體情況,共設計了3個教學項目。
1.船舶柴油機節能方案的制訂
這個項目是整門課程中最重要的一個項目,遵循“我教你學”的教學方式,使學生掌握本門課程所需用到的基本概念,熱力學第一、第二定律,理想氣體狀態方程等基礎知識,并同教師一起將這些知識應用到船舶柴油機經濟性的分析中,制定出船舶柴油機的節能方案。在教學過程中,首先遵循“我教你學”的教學方式,使學生充分掌握在工程熱力學與傳熱學中需要使用的基本概念和定律,并將之應用于實際。
2.空壓機節能方案的制訂
這一項目定位為“你做我導”的訓練,利用空壓機基本工作原理與空壓機相同的但在生活中常用到的打氣筒作為道具,引導學生根據前面所學到的知識自行推導出單級壓縮機的效率公式并制訂出節能方案,達到在做中學的目的,在培養學生分析問題、解決問題的能力的同時,鞏固了本課程的基礎知識。教師不但要在課前給學生以充分的指導,還要解決學生在完成項目的過程中所遇到的問題,從而發現學生基礎知識的欠缺,查遺補漏。
3.船舶冷庫節能方案的制訂
這一項目定位為“你做我評”,主要強化學生對知識的應用能力。教師站在公司的立場評價學生所制定的節能方案,使學生了解企業的需求,在掌握基本知識技能的同時明確自己的努力方向。
二、項目化教學的實施
項目化教學實施的思路是以職業能力為核心,以學生小組為基本單位,通過教師引導學生走入課堂,使學生從“旁觀者”轉變為“參與者”,在項目的實施過程中培養學生的職業能力和職業素養。項目實施的概要步驟如下。
1.前期回顧、肯定
在一個項目開始時,首先回顧上一個項目訓練的得失,并對在上一個項目中表現較好的小組進行肯定,起到正面激勵學生的作用。
2.項目引入
教師對實際船舶工作的需求進行描述或啟發性提問,引入新的項目訓練內容,使學生明白本次項目訓練的意義以及要求,各小組明確自己的任務及組內成員的分工。
3.項目知識講解
教師講解完成項目所需的基礎知識,使學生能夠初步掌握本課程的知識目標,并能夠將這些知識應用到項目訓練中去。
4.項目的完成
各小組按照分工完成項目,教師流動指導。小組成員在項目進行過程中遇到的疑惑可以通過與小組內的其他成員探討或通過手機上網查詢相關資料,也可以向教師尋求幫助,但每次的教師尋求幫助會適當扣除項目完成部分的分數。
5.項目成果的展示
在完成項目任務后,各小組選派代表展示本組成果,教師予以點評,使學生了解自己在項目完成過程中的不足,并系統梳理在項目中所用到的知識點。
三、項目化教學考核方式的改革
隨著教學方式的改變,原有的以一張試卷決定學生成績的方法顯然已經不能滿足教學改革的要求,因此,探索一種全新的考核、評價方式成為課程項目化改革急需解決的問題。
1.考核方式必須與教學方法同時變化
傳統的教學方法以教師為主體,教師在課堂上具有絕對權威??荚囈彩且砸粡堅嚲韥砜疾閷W生對教師所講授內容的掌握情況,不允許學生自由發揮,在很大程度上扼殺了學生的想象能力和創造能力。而項目化教學則是教師只提供任務目標,學生可采取自己任務最合適的方法來完成項目,只要學生最后能說服項目的評價者(教師),就可以認為該方法是可行的。因此,不同的學生對同一問題就會有不同的方法,這就使得項目的過程變的重要于結果。因此,在項目化教學模式下,必須加強對過程的考核。
2.項目的考核形式
由于項目化教學的最終目的是在提高學生專業知識技能的同時提高其職業素養,因此在對過程考核時要包含對素質能力的考核。在工程熱力學與傳熱學考核中,最終的期末考試占40%,主要考查學生對知識點的掌握情況;平時的項目完成情況占60%,其權重為課堂表現12%,項目完成情況30%,資料搜集情況6%,團隊協作情況6%,創新意識6%,所有項目的平均成績,即為該生的過程成績。
四、在項目化改革過程中存在的問題及應對方案
1.在項目化改革過程中遇到的問題
在課程的項目化改造過程中,最主要的問題就是學生的學習素質問題。今年來,高校不斷擴招,部分基礎很差或是根本不想上學的學生在家長的壓力下也來到了高校,造成了部分學生學習動機不強,學習積極性不高,甚至出現了厭學情緒。這就使得教師在布置完任務后,總有部分學生參與積極性不高,在課堂上一直將自己作為“旁觀者”而非“參與者”,從而影響教學效果。
2.應對方案
首先,采取均衡分組的方法,將學習較好的學生和學習存在困難的學生混合編組,使每組都有學習好的學生作為主力,避免整個小組因為對任務束手無策而影響參與的積極性。其次,細化任務分工,強調團隊意識,要求小組中的每名成員必須有明確的任務目標,同時培養學生作為團隊一員,對團隊的責任意識,通過團隊的力量來督促參與不積極的同學,提高其完成任務的積極性。
項目化教學作為一種高職院校大力推行的先進教學模式,目前仍然處于探索階段,還需要不斷從理論依據、知識體系的構建、考核方式等多方面進行研究,將之不斷深入。
參考文獻:
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關鍵詞:化學教學;學生;節能環保
中圖分類號:G642
文獻標志碼:A
文章編號:1000-8772(2012)09-0139-01
隨著各學科之間的聯系越來越緊密,人文教育和科學教育相互滲透,形成你中有我,我中有你的局面。因此對學生進行節能環保意識的培養,思想政治教育當然是主陣地,但是理科教育,特別是化學教學在培養學生節能環保意識中也起著不可替代的作用。
一、化學教師的示范帶頭作用
教師是學生的楷模,他的一舉一動對學生都有潛移默化的影響。因此,化學教師在教學過程中,要對節能環保起到模范帶頭作用。實驗過程中,化學教師必須考慮到如何節約使用化學試驗品,如何避免取用的化學試劑、化學實驗生成物對環境的污染。如在實驗中注意節約藥品和洗滌用水;在制備有毒氣體的時,要注意做好尾氣回收和通風式處理,對有毒物品應妥善保管和處理,對產生的廢渣、廢液要規范處理等等。
二、結合教學內容,滲透環保教育
中學化學教材中,涉及環保知識的內容較多,教學中應該把這些內容的教學與環境保護教育有機地結合起來,做到適時、恰當的滲透。如結合氯氣、硫化氫和苯蒸氣等有毒氣體的教學,在課堂上介紹其對環境和人體的影響和相關的實驗操作注意事項;結合硫酸、硝酸的工業制法及煉鋼煉鐵的工業流程,介紹工業污染及廢氣、廢渣的處理;結合重金屬元素的教學,介紹重金屬對水的污染并給人體健康帶來的危害;結合硫、氮的氧化物,介紹酸雨的形成及其危害;結合磷酸鹽的相關知識,介紹湖泊水質的富營養化;結合烴的有關知識介紹光化學煙霧的幾次事件及其原因;結合有機物中高聚物的內容,介紹白色污染及其危害和解決方法等等。教學中強調環境與人類生活的密切關系,使學生明白環境污染對人類自身生存的威脅。
三、利用化學原理和化學實驗,培養學生的環境保護能力
首先,利用實驗和生產過程中確實存在對環境污染的現象,讓學生去思考和解決實驗和生產過程中的實際問題。例如,在實驗和生產過程中可能產生一些硫化氫、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等廢氣,為了不使這些廢棄擴散到大氣中,你用什么原理或方法將它們分別除去?又怎樣利用這些廢氣制得有用的化工產品?在組織學生討論的基礎上,歸納出基本的原理和方法:對于酸性物質,一般可用堿溶液吸收或制成相應的化工產品(如NO、NO2,可用NaOH溶液吸收,制成相應的硝酸鹽)。同理堿性物質,通常就用酸液來吸收(如NH3用濃H2SO4吸收,制成相應的硫酸鹽)。某些有毒物可使它轉化為沉淀或可溶物(如H2S可通入CuSO4溶液中,轉化為CuS沉淀)等等。其次,還要培養學生的創新精神和創新能力,鼓勵學生進行實驗分析和實驗研究,進行創造性的實驗設計,改進和挑選實驗方案,選取實驗藥品。
四、發揮訓練和單元測驗的導向功能,強化環保教育
教師在編制平時作業、練習和單元測驗時,在不偏離教材和課標要求的前提下,穿插安排除雜質、氣體、提純溶液和消除環境污染等方面的思考題或習題,使之成為在作業、單元練習、單元測驗中的“??汀?。開始滲透環保試題的時候,考察知識的落腳點是化學基礎知識,命題的目的是發揮考試的導向作用和教育功能,引導學生關心社會、了解社會,推動素質教育,培養學生對環境的保護意識。
五、在課外實踐活動中,滲入環保教育
關鍵詞:建筑環境與能源應用工程;建筑節能;教學改革;翻轉課堂
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2017)03-0036-05
2012年9月教育部對建筑環境與設備工程進行調整,并入了建筑智能設施(部分)、建筑節能技術與工程兩個專業,更名為“建筑環境與能源應用工程”,主要涉及建筑環境和建筑能源兩個主要方向[1]。該專業自成立以來,曾幾次更名:從20世紀50年代初期的“供熱、供煤氣及通風”,到 1987年調整為“供熱、供燃氣、通風及空調工程”與“城市燃氣工程”兩個專業,1998年合并為“建筑環境與設備工程”,再到如今的“建筑環境與能源應用工程”。每次更名都與當時國民經濟水平與社會發展息息相關,專業名稱具有一定的指向性,在一定程度上反映了不同時期國家對專業人才提出的不同戰略需求。新名稱強調“建筑環境”“能源”方向,符合“十三五”規劃中有關全球氣候變化及綠色低碳發展的應對要求,與規劃中“綠色”“協調”的發展理念不謀而合,對大力推進綠色改革,推動協調發展,加強生態文明建設有著積極意義。從國家戰略規劃與市場需求的層面看,新專業要以節能減排、發展低碳經濟為導向,
應在原有暖通、燃氣等專業課程基礎上增加建筑節能、綠色建筑、新能源應用等相關內容,以符合當前社會需求,培養專業復合型人才。
此外,中國是能源消耗大國,近20年建筑行業的飛速發展使得建筑能耗在社會總能耗中占比越來越大,這說明中國建筑節能有著廣闊的提升空間和社會前景,而降低建筑能耗刻不容緩。在提倡建設資源節約型、環境友好型社會的大環境背景下,建筑節能課程應被更多專業納入本科教育中,成為土建行業各專業的通識課程。
一、問題的提出
(一)建筑節能技術涉及的多學科性
建筑能技術是一門綜合性較強、學科內容高度交叉的課程,它不僅涉及建筑材料、土木工程、建筑學等工科知識,也與社會學、經濟學、管理學等人文學科緊密相關。主要包括建筑環境、建筑被動設計、圍護結構材料、建筑設備(暖通空調、照明、給排水)、建筑施工、建筑管理等內容。
由于建筑節能課程涉及的學科較多,不同專業教師在講解時會有不同的側重點,例如建筑能源與應用工程專業,教師會偏向介紹空調節能方法,建筑學教師會較多關注建筑單體設計與節能,若采用不同專業教師合作講解建筑節能課程則可避免產生這種情況,但是課時安排的不足、知識體系的龐雜會讓學生覺得所學知識深奧晦澀難懂,從而對建筑節能技術的認識只停留在表面。不同專業學生在學習時由于對其他專業領域的知識不太熟悉,更愿意關注自己所學專業部分的節能手段,一定程度上也限制了學生對節能知識的了解。
(二)與新的建筑環境與能源應用工程專業課程體系的銜接與融合
在最新版的建筑環境與能源應用工程專業規范中,課程體系大體沿用原建筑環境與設備工程專業的設置,被并入的專業如建筑節能技術與工程的關鍵專業知識單元,建筑節能技術、節能建筑計算與仿真等均未包含在內。新規范課程側重點依舊是傳統的暖通與燃氣模塊,對節能、智能設施領域涉及不深。隨著社會的發展,能源消耗量劇增,結合國家對行業人才提出新的戰略需求,本專業所涉及建筑能源方向不再僅限于燃氣應用,更多地是建筑能源的有效利用,即建筑如何節能。在本科教學中增強對建筑節能重要性的認識,增加建筑節能技術相關課程迫在眉睫。
在此背景下,如何將建筑節能技術與新專業課程體系有效融合,諸如建筑環境學、暖通空調、土木工程材料、綠色建筑設計原理、建筑環境測試技術、低能耗建筑理論與應用,避免和其他專業課程理論教學與實踐教學重復顯得尤為重要。
(三) 建筑節能方向人才培養存在斷層
自工業革命以來的幾次經濟危機表明,能源利用效率低下極大程度限制了經濟的發展,走建設節約型社會、實現可持續發展的道路是必經之路,也是歷史的選擇。中國當今社會能耗主要集中在工業、交通、建筑三個領域,建筑能耗占社會總能耗的三分之一以上[2],建筑節能具有較大的潛力,是降低中國社會能耗的重要組成部分,社會發展迫切需要建筑節能領域相關人才。
目前,國內研究建筑節能技術主要集中在建筑學專業下的建筑技術方向和土木工程專業下的供熱、供燃氣、通風及空調工程方向。由于建筑技術方向的學生對數學、傳熱學、工程流體力學、建筑環境學等基礎知識學習不夠深入,在建筑節能仿真與能耗模擬、建筑物理環境等方面的知識儲備遠沒有建筑環境與能源應用工程專業的學生豐富,在分析流體、熱環境、建筑能耗的實驗、模擬數據時,缺少對結果準確的判斷力和深入的分析能力,從而在一定程度上阻礙了研究的順利進行。同時,由于供熱、供燃氣、通風及空調工程方向的學生本科專業大多為建筑環境與能源應用工程,對建筑設計、建筑構造等建筑知識不夠了解,在建筑區域小環境設計、遮陽構件的選擇等建筑設計方面缺少經驗。因此,在建筑環境與能源應用工程專業本科階段加入綠色建筑設計原理等相關課程,讓學生掌握一定的建筑被動式設計等交叉學科知識,有助于建筑節能領域復合型、創新型人才培養。
二、建設內容
(一)教材建設
目前市面上有關于建筑節能主題的教材雖然多,但是質量參差不齊,內容重疊性強,經典的教材較少,內容更新的速度較慢。此外,現有建筑節能類教材,部分適合建筑學專業的學生,內容偏建筑節能設計;部分適合高職高專學生或工程技術人員,重全面性,偏科普性;部分適合高校研究人員,重理論,缺少工程實例。因此,建筑環境與能源應用專業需要編制適應建筑環境與能源應用工程專業規范要求,強調專業課程間的銜接與融合,注重節能理論性與知識系統性結合、理論與實踐相互促進、國際化的建筑節能教材。
教材編撰可從以下三個方面進行優化。
(1)提煉、梳理基本理論與方法。本科專業教材的特性應是系統講授基本理論、原理與方法,重在教授學生為什么(Why),而不僅僅是傳授學生怎么做(How),做什么(What)。因此,在眾多有關建筑節能主題的圖書資料中,如何脫離科普類特征,遵循建環專業規范的課程體系要求,提煉出基本理論、原理與方法是建筑節能教材編撰的核心問題。
(2)注重理論知識、設計計算與工程案例融合。理論知識內容應與建筑節能相關設計規范標準相適應,以加深理論知識在應用層面的理解,提升學生節能設計與計算技能。另外,工程案例內容不應局限于簡單節能技術的介紹,應融合理論知識與設計計算內容,構建各知識點理論、設計與案例的鏈條式體系。
(3)增加建筑節能研究分析方法與國內外最新技術發展等內容。教材內容需顧及不同層次學生學習能力需求,增加建筑節能研究分析方法與最新技術發展等內容,以拓寬學生的知識面,促進知識應用能力的提升。例如建筑與風環境知識單元可以增加Fluent、EnergyPlus等軟件模擬內容,以講授不同的組團布局對建筑能耗的影響。
(二)理論教學
建筑節能課程的理論框架系統較為固定,包括建筑節能基本知識、建筑節能設計原理、建筑規劃設計與節能、建筑單體設計與節能、圍護結構節能設計、遮陽設計、采暖節能設計、制冷節能設計、采光與照明節能設計、太陽能利用等單元,但由于建筑節能是一門與時俱進的學科,新技術、新工藝、新材料的出現推動著建筑節能技術的不斷革新,很多成果具有一定的時效性,教師應多關注國際先進的建筑節能理念,關注建筑節能領域的最新研究進展,不能一味地照本宣科。
建筑節能課程強調應用性與實踐性,教師不能單單只講授生硬的理論,還應將理論聯系實際,多結合工程實例分析節能技術在建筑中的應用。理論給予實踐支撐,實踐豐富理論內涵。單純的理論過于枯燥,不利于深化學生對原理的認識,也會使得學生失去學習的興趣。例如教師可以重點分析當地某一節能建筑的設計原理和途徑,探討當地地域氣候和建筑特點對節能設計的影響等。
(三) 課程設計
根據建筑環境與能源應用工程新專業規范,教學課程主要分為理論課與實踐課兩個類別。知識的輸入主要集中在理論課上,幫助學生建立對專業基礎知識的了解,以備在日后工程實踐中準確運用;知識的輸出與檢驗主要體現在設計實踐中,這不僅是對理論原理的鞏固,還是對已掌握內容的檢驗。
近年來,建筑行業的快速發展、建筑環境與建筑能源領域對人才培養的要求變化較大,日益注重建筑節能。如圖1所示,在新專業規范體系中增大了建筑節能技術模塊比重,強調理論與實踐統一,從知識的輸入、輸出和檢驗三個方面對課程體系進行重新整合,增加了以設計實踐為主的綠色建筑設計、建筑節能等課程,以此形成適合建筑環境與能源應用工程新專業規范的建筑節能課程理論與實踐教學特色,體現時代性、體系相容性、專業創新性,既符合當代社會的專業人才培養要求,也展現了科學發展的必然趨勢。
三、教學方法改革
建筑節能是一門理論與實踐結合緊密的課程,不僅需要教師在課上對基礎理論進行系統講解、對典型案例進行詳細分析,而且要求學生在課下積累豐富的相關知識并動手實踐。目前老師講學生聽的傳統模式很容易讓學生產生枯燥感、無法集中精力,從而降低了學習效率與課堂教學質量。此外,課下作業類型單一,課程論文、試卷問答較多,社會調查實踐、課程設計類作業較少,無法讓學生充分吸收并利用所學進行成果輸出。這些因素導致了建筑節能課程流于形式,成了一門科普課,學生既]有深入理解知識,也沒有機會親自實踐,無法深刻理解建筑節能的真正意義,從而也失去了開設這門課的意義。
針對這些問題,信息時代提供了一種可有效平衡理論教學與課程實踐的教學模式,即 “翻轉課堂”?!胺D課堂”是一種利用互聯網進行教學的新興教學方式,學生課前在網上收看授課視頻,課堂上在教師指導下完成作業或實踐[3]。翻轉課堂分為課程、作業、答疑三個模塊,根據課程不同的性質可采用不同的組合方式。當課程的知識框架體系短期內不會有太大的革新時,則適合將其理論知識錄制成視頻,供學生反復觀看。相較傳統教學方式,“翻轉課堂”既節省了教師重復授課的時間與精力,又讓學生能較為靈活地安排學習計劃,從而留出更多的課堂時間進行有針對性的答疑。
建筑環境與能源應用專業中大量課程均可采用“翻轉課堂”進行教學,例如傳熱學是以理論的講授為主、作業與答疑為輔的課程,理論內容較為單一,作業通常為計算題,可采用線上基礎理論教學與線下作業、答疑相結合的方式。建筑環境與能源系統測試技術課程涉及較多的測量實驗,可采用線上視頻講解儀器使用方法與測量原理、線下學生親自操作儀器進行實地測量的模式。建筑節能課程則是強調理論與實踐的結合,理論與實踐同等重要,課程理論知識框架比較固定,實踐部分中課程設計作業的相關資料與設計規范要求一般比較多,適合網上,故適用于線上教學、布置作業,線下完成作業、答疑的教學模式。“翻轉課堂”通過將“預習時間”最大化來完成對教與學時間的延長,其關鍵之處在于教師需要認真考慮如何利用課堂時間,實現高效率的課堂教學[4]。因此,建筑節能課程的課堂內容和教學形式可多樣化:可以是師生面對面交流答疑,例如學生通過PPT、數值模擬等方式來解說自己的設計,教師針對其設計進行面對面點評,學生從教師點評中獲取信息來反省自己的設計;可以是建筑節能領域的最新研究成果分享與展示、線上理論視頻的補充案例;還可以是實踐調研類活動,例如參觀當地的節能建筑,調查統計當地民用建筑采用的節能方式等,使學生在實踐中探索、理解并運用理論,實現教學目標。
四、課程教學思考
(一)教學內容
建筑節能課程對學生的應用能力、創新能力和操作能力要求較高,學生只關注理論知識根本不足以融會貫通,必須輔以一定量的實踐課程加以深化。實踐是學生認識、完善、運用知識的最佳方式,因此可適當增加實踐課的課時。建筑節能理論知識系統龐雜,講授需要花費大量時間,教師若采用“翻轉課堂”教學模式,理論教學以線上視頻的方式教授,課堂則留出大量時間分配給實踐課,可有效解決課時安排不足的問題。
在踐課的所有形式中,課程設計是最為有效的輸出方式。設計課程一般為綠色建筑設計,內容可從小體量如小型別墅設計,大體量建筑如小區熱環境分析入手。前者可以結合《綠色建筑評價標準》進行建筑節能的設計與運用,后者可側重模擬軟件的使用,計算模擬小區熱、風環境。除此之外,在針對不同章節,可增設不同內容的調查課程。例如遮陽設計單元調查當地遮陽形式與熱工氣候區的關系;建筑節能常用學術名詞單元可通過讓學生記錄在宿舍的活動狀況、衣著類型、溫度感受等來理解室內熱舒適度;圍護結構節能設計單元增加實測墻體、門、窗等圍護結構的傳熱系數實驗等。通過設計、調查、模擬等多種形式相結合,豐富實踐課的內容和形式,讓學生有興趣、有樂趣、有志趣地主動學習。
(二)教學形式
建筑節能課程的傳統教學形式為課堂講解與考試或課堂講解與課程論文組合的形式,這兩種方式忽略了建筑節能課程的實踐性,將其當成工程熱力學一類的學科理論課程來教學,很大程度上只起到了科普的作用,制約了學生綜合能力的深入拓展。
在采用“翻轉課堂”教學后,設計實踐課占比增大,課堂將成為師生交流互動的平臺,拉近了師生之間的距離??荚囆问讲辉賰H限于試卷、課程論文,課程設計每個階段的成果、學生在課堂上的表現等按照一定權重成為學生最終成績考核的重要依據。
五、結語
根據建設節約型社會、走可持續發展道路的理念要求,實現能源高效利用是當務之急,而隨著建筑節能話題日趨受關注,社會對建筑節能領域的復合型人才需求不斷增大。在建筑環境與能源應用工程的新專業規范背景下,建筑節能作為一門不可或缺的課程,現實意義重大,實現與新規范專業體系的融合與銜接尤為重要。應從教學內容、形式等多方面進行改革,以滿足人才培養的需要。新興的“翻轉課堂”線上視頻線下課堂的教學模式恰好滿足了建筑節能課程特點的要求,體現了理論與實踐的相互融合,相互促進。
參考文獻:
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數字電子技術是支撐智能電子產品設計的重要技術,具有較強的理論性和實踐性。對機電工程類專業來說,《數字電子技術》課程是重要的專業基礎課程之一,為學習《單片機技術》《PLC技術》《嵌入式技術》和《電子創新設計》等后續重要專業課程作了重要的鋪墊。高職學生具有一定的理論學習和理解能力,不喜歡單一的理論鉆研,喜歡動手實踐,將基礎的理論與實踐相結合,在實踐中加深對理論知識的認知。在電子技術迅猛發展,電子元件材料和電子工藝層出不窮的背景下,針對高職教學,對《數字電子技術》課程項目式教學方法進行探索研究很有必要。將基礎知識、軟件仿真、實物制作和拓展訓練融入項目教學中,通過實踐來增加學生的學習興趣和提高對理論知識的掌握程度。給學生一個靈活自由的學習環境,以激發學生的創新創造性思維,提高學生的動手實現能力,提高學生的學習主動性和創新設計能力[1]。
2與時俱進,破舊立新
在這個快節奏的時代,科技迅猛發展,電子技術飛速發展,電子元件材料不斷更新換代[1]。我們的教學也要與時俱進,破舊立新。在選擇教材方面,選擇與新時代知識相符合的教材,選擇適合當前高職教學環境的項目式教材。有的教材曾經很經典,但是對于現代的高職教學來說,教材的編排過于守舊,教材里選用的例子和項目已經很舊版,缺乏新時代的朝氣。應該選用基礎知識與現代電子技術相結合的教材,教材里的項目例子等能跟現代生產生活相結合,有利于學生對相關知識的理解和對電子設計的創新改造。在選擇教具方面,也要與時俱進,選擇與現代生活生產相關的教具。例如在學習基本邏輯門的時候,可以選擇生活中使用的聲光控制燈,這樣,一來學生對聲光控制燈見得比較多,二來用學習的知識解釋常見的產品原理能增加學生的求知欲。在項目選擇方面,要讓項目接近現代的生活生產,富有趣味性和現代性。項目中電路中選用當前流行的電子元件及芯片,與企業生產接軌??傢椖磕芎〝底蛛娮蛹夹g的基本知識點。
3理論與實踐相結合
理論指導實踐,實踐能檢驗理論知識,能更好地豐富理論知識。單一的理論教學比較枯燥,知識難以被學生理解和掌握。連續上兩節理論課,很多學生就呈現出疲憊不堪、精神頹靡的狀態。為了改善這種情況,提倡使用理論與實踐相結合的項目式教學,以理論指導實踐,在實踐中尋找知識點的突破。在項目實踐中,可以知道數字電子技術能做哪些產品,能知道本課程有哪些局限的地方,引起學生對后續課程知識的聯想及渴望,能使學生提起精神,提高學習效率,增加學習興趣。項目的實施環節安排如圖1所示。在項目實施的過程中,先講解與項目相關的基礎知識,如數制、邏輯門、譯碼器等等,然后讓學生對項目進行討論及提問,了解項目的電路原理后,進行軟件仿真測試,最后進行實物制作。制作好實物后,對電路盡心調試,將調試中出現的問題進行歸納總結。軟件仿真環節能鍛煉學生的繪圖能力和電路分析能力。實物制作環節能培養學生實際操作能力、故障排查能力以及方案的驗證能力[2]。老師在學生的實踐過程中,進行監督和適時指導。
4拓展訓練,創新設計
技術發展,重在創新。學生是祖國的未來,是國家的后備軍,是科技發展的重要力量。在教學過程中,需要重點培養學生的創新能力和主動性。在做完一個項目后,安排課內拓展訓練,鞏固前面的知識,為后面的知識作鋪墊,還可以引導學生發揮想象進行創新改造或設計,鼓勵學生大膽提出自己的想法和設計思想。鼓勵學生參加課外的拓展訓練活動,如參加相關協會,參加相關知識的競賽,如校內外技能競賽、“大學生挑戰杯”比賽等等。通過拓展訓練,激發學生的創新靈感,提高學生學習的積極性和創新的主動性[3]。在小組合作中,鍛煉學生的團體合作能力、溝通交流能力及組織能力,提高學生的綜合素質和職業能力。模擬企業的生產活動,有利于學生以后與社會企業工作平滑接軌。
5綜合考核
在學生考核方面,摒棄常規的單一理論考核,注重過程考核,對學生進行綜合考核[4]。綜合考核不但注重基礎理論考核,還注重學生的平時項目考核、學生的創新能力考核及課堂表現??己朔绞饺鐖D2所示。理論考試重在考核學生對基礎理論知識的掌握程度,平時項目考核重要考核學生完成項目的情況及在項目實踐中的表現,課堂表現考核是檢查學生的課堂紀律及是否認真討論、積極提問和回答問題,課程作業考核重在考核學生的創新設計能力。
6結束語
高職教育要培養怎樣的人?怎樣培養人?帶著這兩個問題,高職老師一直在做調研研究,科學定位,不斷地優化教學方法。在現代的職業教育教學中,我們打破傳統的單一的理論教學,大膽嘗試新的教學方法,致力探索和研究最為合適高職學生的教學方法,提高我們的教學水平和教學效率,盡力為現代企業培養適用人才。在這條探索的路上高職老師不畏困難,不斷學習和研究新的教學方法,為培養高素質創新型人才不斷努力。
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為充分發揮質監部門在節能降耗工作中的作用,進一步推進我縣節能降耗工作,根據全省節能降耗工作現場會精神、國家質檢總局《關于貫徹落實〈中華人民共和國節約能源法〉的實施意見》(國質檢量函〔*〕568號)、《關于深入貫徹落實國務院關于節能減排、節油節電、全民節能行動有關工作的通知》(國質檢量〔*〕421號、《關于推進節能降耗工作的意見》(浙質量發〔2009〕45號)、麗質標發[2009]21號等文件精神,結合我縣質監工作實際,現制定如下方案:
一、加強領導,扎實推進。成立由吳忠明局長任組長,吳賢付、方軍任副組長,姚慶鵬、姚躍平、胡開炳、黃慶森、袁靈豐為成員的節能降耗工作領導小組,姚慶鵬兼任辦公室主任,領導小組辦公室設在局綜合業務科,主要負責落實節能降耗工作,協調解決節能降耗工作中的重點問題,確保節能降耗工作有組織、有步驟、有力度地開展。堅持“企業主體、行政推動、技術支持、政策激勵”的指導原則,會同經貿等部門深入基層調查研究,綜合運用監管職能,協調解決工作中出現的新情況、新問題,共同推進節能降耗工作。
二、發揮名牌戰略的示范效應。發揮名牌培育政策導向作用,將資源節約型、生產清潔型和擁有自主知識產權、具有可持續發展能力的企業納入名牌產品培育對象。在名牌產品申報評價工作中,同等條件下,對于綠色、節能、環保型產品,優先推薦中國名牌產品、*名牌、麗水名牌;對高能耗、高排放的產業和產品,不再推薦申報中國名牌產品、*名牌、麗水名牌。
三、夯實用能單位的能源計量管理基礎。大力宣貫新《節約能源法》、國家強制性標準《用能單位能源計量器具配備和管理通則》(GB17167--*)、省地方標準《用能單位能源計量管理要求》(DB33/656—*),開展能源計量基礎知識培訓,努力增強年耗1千噸標煤以上重點用能單位的節能責任和主體意識,切實提高應知應會水平,進一步掌握能源計量的基本知識和工作技能。引導幫助用能單位加強計量檢測體系建設,改進和規范企業計量檢測體系認證工作,把能耗限額標準和《用能單位能源計量器具配備和管理通則》中有關指標和要求納入到計量檢測體系認證中;幫助督促年耗1千噸標煤以上重點用能單位合理配備能源計量器具,力爭通過今明兩年的努力達到3個百分之百的目標,即進出用能單位的能源計量器具配備率達到100%;重點耗能企業所屬的主要次級用能單位的能源計量器具配備率達到100%;能源計量器具的受檢率達到100%,為企業節能減排提供準確可靠的計量平臺。指導督促重點用能單位做到“五實”,即能源計量組織機構實、能源計量制度實、能源計量管理專兼職人員情況實、能源計量器具管理情況實、能源計量檢測數據采集處理應用情況實。
四、促進重點用能單位節能增效。聯合相關部門加大對重點用能單位貫徹落實國家有關節能降耗的法律法規、強制性國家標準《用能單位能源計量器具配備和管理要求》(GB17167-*)、地方標準《用能單位能源消耗量化管理要求》、“能耗限額”等強制性標準的執法檢查力度,督促用能單位合理配備、科學管理、使用能源計量器具。幫助用能單位建立完善能源計量數據庫,并引導用能單位加強能源計量數據分析應用,開展能源成本核算,努力提高績效。進一步整合現有能源計量服務隊的力量,提高能源計量服務能力。聯合經貿部門深入開展能源計量示范單位創建活動,激勵和引導廣大重點用能單位進一步做好能源計量工作,在全縣形成節能降耗工作爭創一流的良好氛圍。
五、加強節能降耗產品認證管理。嚴格生產許可審查,嚴把市場準入關,堅決淘汰落后的生產設備和工藝,對不符合要求的,堅決不予受理;已獲證企業必須按期完成淘汰,不按期淘汰的,依法吊銷其生產許可證。及時跟蹤國家公布的節能、節水、可再生能源產品認證目錄,結合我縣實際,針對銷售家用電器、工業耗能設備、照明器具的經營單位以及生活用水、工作用水、太陽能熱水器等用能、用水產品,加強對認證和能效標識的監督檢查,嚴厲查處違規行為。圍繞能效標識制度的相關內容,組織開展能效標識培訓。積極開展能效標識制度宣傳,擴大能效標識的社會影響,促進能效標識的應用。
六、加強對高耗能特種設備的節能監管。一是要建立高耗能特種設備的準入和退出制度,強化特種設備設計環節審查,將能耗設計指標列入審查范圍;引導市場選用節能型特種設備產品;建立高耗能特種設備的退出機制,對明令淘汰的特種設備實施市場禁入;持續開展對使用“土鍋爐”、“土壓力容器”等不具安全性且能耗高的非法特種設備的專項整治。二是開展特種設備運行中的節能降耗工作。重點開展額定蒸發量1-35噸/時采用層狀燃燒方式且從未經過能效測試的鍋爐和*年前投入使用的換熱容器、電梯、起重機械等特種設備的能效測試工作,積極開展工業鍋爐能效狀況調查工作,對在用鍋爐的能耗實施監督。三是開展相關的技術指導和服務工作。引導特種設備使用單位集中使用能效高的大中型設備,減少能效較低的小型設備數量;在特種設備改造環節加強能耗指標監測,支持采用節能技術對特種設備進行改造;促進采用低品位余熱利用技術在鍋爐上的運用,降低鍋爐排煙溫度,提高熱效率。
七、加大對節能降耗產品監督檢查力度。重點加強自鎮流燈(節能燈)器、太陽能熱水等節能產品類,房間空調器、電冰箱(冷柜)、洗衣機等用能類產品,硅酸鹽水泥、熱軋帶肋鋼筋、熱軋圓盤條等耗能類產品,多孔磚、PVC塑料窗、鋁合金窗等保溫建材類,電能表等能源計量類產品等涉及節能降耗相關產品的監督抽查,突出抽查產品生產集中地的企業,加大抽查覆蓋面和抽查頻次。重點檢查產品的能效等級(效率)、壽命、節能、環保等質量指標。建立嚴重不合格企業的公告制度與退出機制,對生產許可準入管理及3C強制認證管理的產品,及時通報相關發證審查部門。對共性質量問題嚴重或存在區域性質量問題的,通過預警、關注等工作措施組織開展整治。進一步完善系統內外打假協作網等聯合打假協作機制,嚴厲打擊違法生產、銷售高能耗、高污染以及國家明令淘汰高耗能產品等行為,嚴格查處虛假標注、以假充真、以次充好等能效質量欺詐違法行為。
八、強化對節能降耗工作的技術支持。緊扣我縣企業開展節能減排工作的技術需求,依托省市縣技術機構的技術優勢,積極為企業提供便捷有效的計量和特種設備節能在線檢測服務;加強對能源平衡測試節能新方法推廣應用,依托省市縣技術機構的技術優勢,為企業提供現場技術診斷,提高服務能力水平。
九、加強內部管理,帶頭做好節能工作。進一步增強能源憂患意識和節能意識,自覺執行好各項節能政策,按照省局《關于進一步倡導厲行節約的意見》(浙質發〔*〕38號)要求,嚴格控制室內空調溫度,加強照明管理和辦公設備用電管理等,帶頭落實各項節能措施。
關鍵詞:智能建筑;建筑電氣與智能化;課程體系;培養計劃;專業規范
中圖分類號:G622.0文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)10-2317-03
The Construction of Curriculum System for Building Electrical and Intelligent Major
ZHANG Zhen-ya
(School of Electronics and Information Engineering, Anhui University of Architecture, Hefei 230026, China)
Abstract: The building electrical and intelligent major is one of testing majors in civil engineering disciplines and the major is related to electricity demand in the civil engineering practice. To plan the new education scheme for building electrical and intelligent major in our school, the new construction for the curriculum system of the mayor is discussed in this paper. With the premise that the new curriculum system should meet the discipline standard for building electrical and intelligent major, the role of practical aspects for personnel training is emphasized while the integrating of school characteristics is considered in the new curriculum system. Because the new curriculum system is set up with the considering of the teachers status of college, The organization of teaching can be organized easily and the improvement of teaching quality can be predicted while the needs of civil engineering practice are meet.
Key words: intelligent building; building electrical and intelligent major; curriculum system; education scheme; discipline standard
“智能建筑”[1-2]以建筑為載體,在配置為建筑服務的與能源、環境有關的各種建筑設備的同時一般還需要配置自動控制、通訊、辦公系統、計算機網絡。智能化建筑是一個國家、地區科學技術和經濟水平的綜合體現之一。雖然目前我國智能建筑技術總體水平已接近21世紀的世界水平,國際上最先進的智能建筑技術設施在中國建筑物中都有應用,但是,調查顯示,我國“智能建筑”智能化系統的無故障運行率、節能增效的實際情況與預期的要求有較大差距。各個層次的智能建筑設計、施工建設、運行管理的專業化人才缺乏是產生這些問題的主要原因之一?!爸悄芙ㄖ惫δ艿陌l揮以大量的能源消耗為基礎,事實上,建筑領域是我國乃至全球能源需求增長較快的領域,目前,我國建筑能耗約占全社會總能耗的三分之一,而且,隨著工業化和城鎮化速度的加快,這一比例還將上升。為促進經濟社會的可持續發展,建立資源節約型、環境友好型社會,實現國家確定的節能減排約束性指標,建筑節能將發揮越來越重要的作用。但是,由于在保障新建建筑符合節能標準、促進既有建筑節能改造方面,任務更加繁重,專業人才的缺口更加突出。
在建筑物的規劃、設計、施工、使用以及維護的全過程,通常涉及到城市規劃、建筑學、結構、水、暖、氣(汽)、電等工程領域,除了“電”以外,這些工程領域可以被我國許多高等學校設置的土建學科中的建筑學、城市規劃、土木工程、建筑環境與設備工程、給水排水工程等專業鎖覆蓋。為填補了目前土建類學科中“電”專業的空缺,2005年起“建筑電氣與智能化”專業[2-7]作為土建類學科的新增試辦專業(專業代碼080712S)被批準納入本科專業目錄。該專業培養對象不但要掌握側重于強電的建筑電氣基本知識,還應具有適應于信息時代的弱電技術;專業定位不但是“智能+建筑”,更要注意“建筑節能+環?!?;即定位于“建筑+電氣+信息+節能”。該專業承擔著建筑電氣與智能化領域設計、施工、運行、維護高級專業技術人員的培養任務,人才數量和素質直接關系國家建筑節能事業的發展。
1課程體系建設
1.1課程體系建設原則
建筑電氣與智能化專業人才的培養總體上要體現素質教育、專業知識傳授、應用能力培養協調發展的原則。素質是人才培養的基礎,專業知識是人才培養的載體,應用能力是人才培養的核心。應用能力需要通過專業知識的傳授和必要的實踐環節來培 養。要遵循教育和教學的基本規律,學生素質的提高、應用能力的培養是在一個循序漸進、系統知識體系的傳授中逐漸培養出來的。學生通過系統的專業知識學習和實踐,掌握專業的基本理論和技能,掌握科學方法論,培養學生的工程設計、工程管理和系統集成能力,建立工程規范和標準的意識,學生在獲取知識的過程中形成良好的學習和工作習慣,達到一個優秀工程技術人員應具有的能力和素質?!敖ㄖ姎馀c智能化”專業培養的建筑電氣與智能化專業高級工程技術人才應素質、能力、知識協調統一,掌握電工電子技術、控制理論及技術、計算機技術、網絡通信技術、建筑及建筑設備、智能建筑環境學等較寬領域的基礎理論,掌握建筑電氣控制技術、建筑供配電、建筑照明、建筑設備自動化、建筑信息處理技術、公共安全技術等專業知識和技術,基礎扎實、知識面寬、綜合素質高、實踐能力強、有創新意識、具備執業注冊工程師基礎知識和基本能力。畢業生能夠從事工業與民用建筑電氣及智能化技術相關的工程設計、工程建設與管理、系統集成、信息處理等工作,并具有建筑電氣與智能化技術應用研究和開發的初步能力。
建筑電氣與智能化專業的教學組織應注意兩個因素的影響。首先是科學技術的進步。影響建筑電氣與智能化專業內容變化的主要技術因素來自于計算機、網絡與通信、自動控制、電氣與電子信息、建筑、等技術的快速發展,直接導致建筑電氣與智能化技術的進步和產品更新換代。與之相適應的建筑電氣與智能化專業教育的培養目標、知識體系、核心課程、教學方法和手段也必須緊跟技術的進步。其次,當今社會的教育理念也在不斷地發生變化。從過去僅著眼于傳授知識的觀念,發展為重視創新能力的培養,重視知識、能力、素質協調發展的新型人才培養觀,以及為了適應社會未來發展需求的終身教育理念等。
1.2課程體系建設規范
建筑電氣與智能化專業的辦學應該在確保共同基礎的前提下,各本科院校應發揮各自特色,擴展專業領域,強調寬口徑、多樣化、抓基礎、重實踐的辦學方向。具體的:1)人文社科類課程、公共基礎類課程的設置按教育部有關規定執行。2)核心課程是必須開設的課程,其中理論學時和實驗學時是保證教學質量的最低學時,各??筛鶕嶋H情況進行調整。3)選修課各校可根據學校實際情況,選擇相關課程,靈活地安排所側重的專業教學內容,以體現各校專業特色,開創各校的特色品牌。4)確保與本專業學科基礎類課程相關的實驗教學環節,提倡和鼓勵各校按專業及特色類課程,設置相關的教學實驗或實踐教學內容。需要強調的是,實踐教學環節在現代工科教育中占有十分重要的位置,本專業的實踐教學包括培養專業基本技能的實踐教學環節和培養專業核心應用能力的實踐教學環節兩部分。實踐教學涉及課程實驗、課程設計、社會實踐、科研訓練、教學實習、畢業設計等多種形式。建筑電氣與智能化專業的課程體系由人文社科課、公共基礎課、專業基礎課、專業課以及實踐環節五部分組成。
1.3專業課程體系建設實例
根據建筑電氣與智能化專業規范對課程設置的要求,在保證必需開設的核心課程的最低理論學時和實驗學時以保證教學質量的前提下,根據專業系的師資力量,結合學校的辦學特色,在2011版培養計劃制定時重新設置了我校建筑電氣與智能化專業的課程體系。新的課程體系總結了5年來來本專業試辦的經驗,并參照了兄弟院校相關專業的課程體系[4-6, 8]。
表1建筑電氣與智能化專業必修課
表2建筑電氣與智能化專業選修課和實踐環節
表1、表2給出了2011版培養計劃制定時我校建筑電氣與智能化專業的課程設置情況,其中,表1是必修課,表2時選修課和實踐環節。表1的通識教育基礎課程欄中用“*”標記的課程實際是大類學科基礎課程,只是根據學校的課程教學體系規劃將其歸結到通識教育基礎課大類;同時,表1中,大類學科基礎與專業基礎課程、專業與專業方向課程是本專業的核心課程,這些課程必須開設且理論學時和實驗學習至少要滿足建筑電氣與智能化專業規范的最低要求。表2的通識教育基礎課程欄中用“*”標記的課程是專業系所在學院開設的院內公共選修課程。表2中標記“”的課程是2011版培養計劃增設的特色選修課,這些選修課的設置是試圖在建筑電氣與智能化專業的教學組織時緊跟科學技術進步的步伐。
3結論
課程體系建設是培養計劃修訂的重要內容,也是教學執行計劃制定的基礎。根據課程體現再安排教學執行計劃時,需要在考慮課程的依賴關系確定開設順序的同時,還需要考量學生每個學期的學習負擔,只有這樣,從源頭保證教學質量才能落到實處。
“建筑電氣與智能化”課程體系建設是培養計劃的修訂的重要內容。培養計劃的修訂,一方面可以在堅持辦學特色的前提下保證人才培養與社會需求一致,另一方面也是在為該專業能夠進入新的普通高等學校本科專業目錄的努力。
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一、對2007年黑河市中考物理試題的研究
2007年中考物理試卷滿分100分,試卷圖文并茂。題型基本穩定,與過去幾年試題比較,將雙項選擇題改為多項選擇題,這樣做減少了學生猜測答案的幾率,試題具有更好的區分度。對考生來講,題型的變化增加了答卷的難度。試題編排比較注意低起點、緩坡度;難點比較分散;表述科學準確、表達清晰,適合學生閱讀和解答。
試題具有比較廣的覆蓋面。考查了“物理課程標準”3個一級主題下14個二級主題中的12個,對教材每一章的內容都進行了考查。
試題取材緊緊圍繞“物理課程標準”和教材,并根據學生生活背景知識適當加深、拓展。在“物理課程標準”、教材內容基礎上改編的試題占63分。如第1題A、C選項取材于教材“小資料”中的數據并配以實物圖片,D選項取材于“物理課程標準”中的活動建議;10題圖為教材中的原圖;24題取材于教材中的原圖。
全面考查三維目標,注重考查學生的科學探究能力,注重科學探究中過程與方法的考查,關注學生的親身經歷和體驗。除實驗與探究題外,在單項選擇題、多項選擇題、填空題中涉及“物理課程標準”中“獨立操作”部分要求的占13分。在單選題、填空題、綜合應用題中有17分考查了與學生親身經歷體驗相關的內容。對環保問題、節能問題、科技發展等內容進行了考查,滲透環保意識、節能意識和關心科技發展對社會的貢獻等問題。培養學生保護環境和合理利用資源的意識。
試題密切聯系實際,從學生身邊熟悉的生活現象捕捉試題資源,全卷34道題中有21道題與學生生活、實際相聯系,占63分。
二、考生成績及答卷存在的主要問題分析
(一)考生成績
2007年黑河市愛輝區參加中考考生1187人,物理成績最高分100分(4人),最低分7分,平均分67.01分。80分以上434人,占考生總數的36.56%;60分以上771人,占考生總數的64.95%。
(二)考生答卷存在的主要問題分析
1.基礎知識不夠扎實
一是對基本概念掌握不牢。如27題:將電流表的“正”、“負”接線柱寫成“正”、“負”極;28題“溫度”、“溫差”混淆;29題“漂浮”、“懸浮”混淆。二是基本規律、基本公式理解不透徹。如32題:將壓力和壓強的概念混淆,壓強計算公式寫錯。33題:電功、電功率概念混淆;公式列錯;對公式中各物理量應針對同一個研究對象沒有正確的理解,在計算奶奶家電水壺燒開一壺水耗電量時,在公式中帶入小明家電水壺的額定功率和奶奶家電水壺燒開一壺水用的時間;在計算時功率、時間單位換算錯誤;在應用公式W = Pt計算燒開一壺水耗電量時,功率單位用kW、時間單位用s,得到的電功單位是kWh等。
2.基本能力欠缺
一是審題不細、不能完全理解題意。如26題問題1:“當蠟燭到凸透鏡的距離大于2倍焦距時,在透鏡的另一側的光屏上得到一個倒立的清晰的像,如果他想使光屏上的像變大且清晰,該如何調整?”題意是調整后光屏上成的像與目前成的像比較變大且清晰,很多學生理解成調整后光屏上成的像比物體大且清晰,導致只有在f
三、對中學物理教學及中考復習的導向
(一)夯實基礎,抓住“物理課程標準”和教材
中考試題注重基礎知識和基本技能的考查。扎實的基礎知識是學生能力發展的根基,必須以扎實的學科知識為載體才能培養學生的能力。在教學過程和中考復習時,要緊緊抓住“物理課程標準”和教材。研讀“物理課程標準”,認真領會理解當中對每一個知識點的具體要求,認真對待“物理課程標準”中的每一個版塊內容,包括“內容標準”、“例”和“活動建議”。準確理解教材中的基本概念和基本規律,對知識的內涵和外延都要理解透徹,將每一個知識點落到實處。由于教材的每一個版塊都是中考命題的資源,所以都不能忽視。如,“想想議議”、“想想做做”、“小資料”、“演示”、“探究”、“科學世界”、“STS”、“動手動腦學物理”等。在復習時,結合教材,對教材的知識點進行梳理,形成知識網絡,學生能夠將知識系統化、條理化,在此基礎上進行適當的拓展和加深。在復習時脫離教材而選擇幾本參考資料或練習冊的做法是不可取的。
(二)密切聯系實際,關注知識應用
物理課程理念之一就是“從生活走向物理,從物理走向社會”。 在聯系實際、應用知識解決實際問題的過程中培養學生能力。中考試題很多是以學生日常生活、科技為背景的,如11題的夾子是學生日常生活中常用的物品,23題的轎車、31題的電熱毯、33題的電水壺等都是學生身邊的物理課程資源。13題揭示了機車的發展歷程,關注科技的發展。在教學中注重將知識與生活、科技相聯系,注重知識的應用,在面對新的問題情景時能夠迅速建立起與已有物理知識的聯系,將學過的物理知識和解決問題的方法迅速遷移到實際問題中。
(三)注重科學探究,在“親歷”中培養學生能力
關鍵詞:節能減排;綜合實驗;創新性
伴隨著經濟的發展和環境問題的日益嚴重,國家對高能耗企業加強了調控,對環境的污染加強了治理力度,目前隨著改革政策的步步深入,各方面都取得了一定的成效[1-3]。而節能減排是經濟發展的必然趨勢,是生態環境可持續發展的重要理念,只有節能減排才能為國家帶來長久發展的動力?!肮澞軠p排”就是指節約能源、節約資源、減少排放、減少污染,在我國“十一五”規劃綱要中首次提出。高校是資源占有和能源消耗的大戶,為落實科學發展觀,實現人與自然環境的協調發展,創建節能減排型校園勢在必行,同時也能大大提高學校的辦學效益,為自身的可持續發展提供必要條件[4]。隨著我國對科研及教育投資的增加和高校的擴招,實驗內容也在不斷地豐富和增多[5]。經過近幾年的實踐經驗,探索出新的實驗教學內容,其中融入了節能減排的最新科研成果,使實驗教學內容具有前沿性和挑戰性,在增強學生節能減排意識的同時,還能更好地鍛煉學生的實驗動手能力、解決實際問題的能力和創新思維能力[6-9]。
1實驗內容和安排
實驗內容著重強調節能減排觀點,并結合近年來的研究熱點來設計,使實驗在灌輸節能減排知識的基礎上更具有挑戰性,激發學生的學習積極性[10-11]。實驗選擇“以餐廚垃圾為原料固態發酵生產Bt生物農藥”作為本科生大四的綜合實驗內容[12]。蘇云金芽孢桿菌(bacillusthuringiensis)簡稱Bt,具有無公害、無殘留、不污染環境、選擇性強等優點,是目前世界上用途最廣、產量最大的微生物農藥。但是生物農藥受成本限制,難以得到廣泛應用,因此,根據節能減排觀點,從貼合學生生活的角度出發,將學校食堂的餐廚垃圾作為生產生物農藥的廉價原料,既節約了生產生物農藥的成本,又減少了餐廚垃圾。
1.1實驗流程
在整個實驗過程中,學生要經歷以下幾步:一是根據實驗目標獲取所需信息;二是查閱文獻及相關資料設計實驗方案;三是學校食堂餐廚垃圾的調研及取樣;四是餐廚垃圾的成分分析;五是正交實驗設計及固態發酵最佳物料配比研究、固態發酵過程中pH及芽孢數的測定;六是餐廚垃圾生產生物農藥成本核算、應用及節能減排程度評價;七是綜合整理所獲得資料、數據,撰寫實驗報告,并將所取得的成果進行相互討論交流。全方位地讓學生獨立經歷一遍科研基本素質訓練、成本核算,讓學生充分認識餐廚垃圾是一種高價值的生物物質資源和寶貴的可再生資源,但由于尚未引起高度重視,處置方法不當,它已成為影響食品安全和生態安全的潛在危險源。餐廚垃圾一方面具有較高的利用價值,另一方面必須對其進行適當處理,才能得到社會效益、經濟效益和環境效益的統一。這類垃圾若不進行適當處理,會對環境造成極大的危害。實驗主要針對化學、生物及環境專業大四學生,屬于綜合實驗。每4個學生一組,相互商討,共同協作完成實驗內容。
1.2實驗設計的實施
每組學生根據自己專業知識的掌握情況以及對實驗目的、內容的了解,搜集閱讀相關的文獻資料,在綜合文獻基礎上,通過小組討論擬訂實驗方案,最后在實驗教師的指導下形成“實驗方案設計報告”。學生按照實驗方案進行實驗,實驗過程中遇到問題及時與實驗教師溝通,以確保實驗的順利進行。實驗過程中,學生要對餐廚垃圾的成分進行分析測定,其中包括總固體、總氮、總磷、還原糖、總碳、鉀、鈣、鈉、鎂、鋁、鐵等含量的測定,這就要求學生要學習并掌握各個成分的測定方法。采用正交實驗找到生物農藥發酵過程中的最佳物料配比,要求學生能夠使用SPSS軟件設計出正交方案;發酵過程中pH、芽孢數的監測,要求學生學會平板計數法等。這就使得整個實驗的綜合性比較強,學生在鞏固大學所學到的基礎理論知識的基礎上,還學習到很多全新的,甚至跨學科的知識。除此之外,此實驗還需要一系列大型儀器的使用才能完成,如餐廚垃圾中離子含量的測定用到了離子色譜、芽孢形態的確定用到了掃描電鏡。我校的基礎實驗平臺能夠面向學生開放使用,并有專門的儀器負責教師進行指導,確保了實驗的順利實施。
2節能減排融入實驗教學的特點
2.1改善高校食堂浪費情況
“民以食為天”的說法已是廣為人知,糧食是人類生存極其重要的一種資源。從高校食堂這一小視角,就會發現各種各樣的浪費現象屢見不鮮,而且浪費驚人。此次實驗中,學生對餐廚垃圾進行調查,發現還沒到就餐的高峰期,一個收餐盤區就積起了一整盆的剩飯剩菜,隨著就餐高峰的來臨,收餐盤區積累剩飯剩菜的速度也更快了,平均每層食堂每頓飯就有3~4桶剩飯菜被倒掉,浪費非常嚴重。站在垃圾桶邊目睹這些浪費,學生意識到問題很嚴重,不僅從自身做起,還自發地向其他學生推進“光盤行動”,爭取做到不浪費。雖然學生做的是一件小事,但對于改善食堂浪費情況、建設節約型校園具有非常重要的現實意義。
2.2提高節能減排意識
當前大學生群體較少主動去了解各種節能減排的知識信息,缺乏節能減排的敏感度,在平時學習和生活中也缺乏對于節能減排的研究創新,較少參與節能減排活動。在校園中開展節能減排相關活動時,學生參與度比較低。把節能減排理念引入實驗教學中,設計出一套貼近學生生活的節能減排實驗,從實驗中認識餐廚垃圾也是一種可再生的寶貴資源,通過學生自己動手,將餐廚垃圾變廢為寶,制成生物農藥,不僅可以用于學校植被蟲害的防治,還可以就地解決餐廚垃圾,從而達到節能減排的目的。學生在此過程中大大提高了節能減排意識。
2.3強化理論基礎及操作技術
在整個實驗過程中,以及后面數據處理和論文撰寫方面都用到了很多學過的理論知識,如微生物培養、成分分析測定方法、LC分析原理等,通過本實驗,學生對所學的內容進行了很好的總結,在獲得全面訓練的學習過程中,鞏固理論基礎知識、掌握基本操作技術,將所學理論知識和已掌握的實驗基本技能運用到實踐中。
2.4促進創新型人才培養
該節能減排實驗的設計是在實驗室的科研成果上進行轉化的,把科研工作的新進展、國際上研究領域的最新內容及時補充到實驗教學中,使教學內容得到補充和更新,具有前沿性、挑戰性和新穎性。表1及圖1—3是學生實驗中做出的一些成果。學生看到實驗題目就產生好奇,從而積極主動地去查閱相關資料,思考如何去做、去完成實驗,并且各種先進大型設備令學生耳目一新。實驗整體設計讓學生感覺置身于科研工作者的地位去研究課題,使學生從中得到創新思維的訓練,為創新型人才的培養奠定堅實的基礎。
3結語
將節能減排理念融入實驗教學內容中,至今已經有3屆本科生進行了實驗,受到了學生廣泛的好評和認可。通過實驗,學生的節能減排意識大大增強。節能減排意識不僅僅是一個認知問題,更是對環境所持的態度和行為方式。讓學生通過實驗把節能當成非??岬姆绞?,把環保和節能減排當作是發自內心的感受,使它滲透到生活的每個方面。學生要牢固掌握所學知識,將其學有所用,創新提高,為節能減排貢獻自己的一份力量。
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關鍵詞:應用 化學 造氣 化妝品
一、引言
化學工程是研究化學工業以及其相關產業生產過程中所進行的化學過程、物理過程及其所用設備的設計與操作和優化的共同規律的一門工程學科。它以化學工程學科為指導,基礎理論與工程應用相結合,涉及產品研制、工藝開發、過程設計、系統模擬、裝備強化、操作控制、環境保護、生產管理等內容。化學工程領域含基本無機與有機化工、石油化工與煤化工、精細化工、生物化工、材料化工、冶金化工、環境化工等工業行業?;瘜W工程領域既是國民經濟建設與社會發展的重要工程領域,又與信息、生物、材料、計算機、資源、能源、海洋、航天等高新技術領域相互滲透,推動高新技術的發展。目前化學工程領域正向集約化、連續化、高效化、自動化、精細化的方向發展。由于化學工程涵蓋的范圍非常廣泛,因此,從總體上對化學工程技術的發展進行探索有一定的意義,有利于掌握研究動態,吸收國內外最新的研究成果,提高研究工作的效率。
二、應用化學在富陽造氣中的應用
富氧造氣主要是為合成氨做準備,目前,中國是世界上最大的化肥生產和消費大國,合成氨年生產能力已達4222萬噸。但合成氨一直是化工產業的耗能大戶。6月7日~8日,全國合成氨節能改造項目技術交流會在北京召開,明確了“十一五”期間合成氨節能工程在降耗、環保等方面要達到的具體目標。 大型合成氨裝置采用先進節能工藝、新型催化劑和高效節能設備,提高轉化效率,加強余熱回收利用;以天然氣為原料的合成氨推廣一段爐煙氣余熱回收技術,并改造蒸汽系統;以石油為原料的合成氨加快以潔凈煤或天然氣替代原料油改造;中小型合成氨采用節能設備和變壓吸附回收技術,降低能源消耗。煤造氣采用水煤漿或先進粉煤氣化技術替代傳統的固定床造氣技術。到2010年,合成氨行業節能目標是:單位能耗由目前的1700千克標煤/噸下降到1570千克標煤/噸;能源利用效率由目前的42.0%提高到45.5%;實現節能570萬~585萬噸標煤,減少排放二氧化碳1377萬~1413萬噸。
富富氧造氣的物理性質:以含氧量大于21%的空氣和水蒸氣為氣化劑在高溫下進行煤)連續氣化的方法。富氧空氣可由空氣分離或變壓吸附方法制得。富氧氣化可在固定床爐中也可在流化床爐中進行。采用含氧量50%左右的富氧空氣可制得符合合成氨原料氣要求的合成氣。 富氧造氣的化學性質:以無煙煤塊、小籽煤、煤棒為原料,采用間歇式固定層氣化法,在高溫條件下,交替同空氣和蒸汽進行氣化反應,制得合格、充足的半水煤氣。富氧造氣的用途 :富氧造氣的氣體主要是半水煤氣,是氣體燃料的一種。主要成分是氫和一氧化碳。由水蒸氣和赤熱的無煙煤或焦炭作用而得。工業上大多用蒸氣和空氣輪流吹風的間歇法,或用蒸氣和氧一起吹風的連續法。熱值約為10500千焦/標準立方米。此外,尚有用蒸氣和空氣一起吹風所得的“半水煤氣”??勺鳛槿剂?,或用作合成氨、合成石油、有機合成、氫氣制造等的原料。富氧造氣的生產方法:目前的中氮廠大多以焦炭或山西無煙煤(白煤)為原料,采用間歇法工藝技術,生產半水煤氣加工合成氨。
三、應用化學在化妝品中的應用
化妝品的作用有:抗氧??寡鮿┦悄軌蜃柚够蜓泳徰趸奈镔|。由于化妝品中的基質原料是油脂,其不飽和鍵很容易氧化而發生酸敗,為此需要加入抗氧劑。抗氧劑有兩種作用,一是阻止易酸敗的物質吸收氧,二是自身被氧化而防止油脂氧化?;瘖y品中常用的抗氧劑為:叔丁基羥基苯甲醚(BHA)、二叔丁基對甲酚(BHT)、沒食子酸丙酯、生育酚(維生素E)等;保濕。保濕劑又稱滋潤劑,它能保持皮膚滋潤,防止表皮角質層水分的流失。同時保濕劑還能保持化妝品本身的水分,有助于保持整個系統的穩定性,并能起到抑菌和保香作用。在皮膚的角質層中,存在著一種天然調濕因子(NMF)的親水性吸濕物質,對皮膚的保濕作用起著重要作用,其起調濕作用的主要成分是吡咯烷酮羧酸鹽。因此,在化妝品中加入吡咯烷酮羧酸鹽就有保濕作用。此外,甘油、丙二醇、山梨糖醇、1,3-丁二醇等也是常用保濕劑。
三是防腐。防腐劑的作用是防止微生物和霉菌的繁殖。由于化妝品都是含碳和氮的化合物,又有足夠的水分,所以最適宜于微生物和細菌的生存和繁殖,這不僅使化妝品容易變質以及產生不愉快的氣味,還會對使用者造成危害。即使是加了防腐劑的化妝品,也還有保質期。過期的化妝品一般不適宜再使用?;瘖y品中允許使用的防腐劑有:尼泊金酯類(尼泊金甲酯、乙酯、丙酯等);有機酸(安息香酸、山梨糖酸、脫氫醋酸、水楊酸)及其鹽類;酚類(苯酚、間苯二酚、甲酚等);對羥基苯甲酸酯類等。 四是斂。收斂劑又稱抑汗劑,是能使皮膚毛孔收斂,暫時性抑止或減少汗液和皮脂分泌的物質。收斂劑主要用于抑汗類化妝品,它能使皮膚表皮的蛋白質凝固、汗腺口膨脹,阻塞汗液的流通。常用于化妝品的收斂劑是鋁鹽和鋅鹽。為減少因酸度過低,而造成刺激皮膚和腐蝕組織,常加入少量ZnO,MgO,Al(OH)3或三乙醇胺來調節pH值。五是紫外線吸收。紫外線吸收劑是能吸收會引起皮膚發炎的紫外線光,并能將其轉變成熱能的物質。人體長時間照射紫外線,會傷害皮膚,促進色素細胞形成黑色素而使皮膚變黑,嚴重時會引起急性皮炎和灼燒。在化妝品中常用的)紫外線吸收劑有:對氨基苯甲酸乙酯、水楊酸苯酯、4-甲氧基肉桂酸-2-乙氧基乙酯、苯并三唑、2-羥基-4-甲氧基二甲酮等。
化工分析是基于分析化學在化工生產方面的應用而產生的,在生產生活各方面起著不可替代的作用。目前我國的化工分析行業正處于茁壯成長時期,發展狀況十分良好,但由于起步晚,發展速度過快,人員、技術等原因,化工分析過程中還存在很多問題。
一、我國化工分析行業存在的問題
1.化工分析員工的素質不夠高
一個企業要在市場中利于不敗之地,質量是首位,而影響質量的關鍵因素是企業員工的自身素質,化工分析行業也是如此?;し治龉さ膫€人素質和能力直接影響到產品的質量和企業的信譽。但目前大多數化工分析企業的員工素質偏低,能力不強,沒有嚴謹的科學思想和扎實的化工理論基礎知識,對自己負責的崗位的工作深度和廣度把握的不十分準確,在分析過程中往往出現操作失誤,操作程序不完善等問題。這些問題可能導致產品質量降低,企業信譽差。
2.滴定分析中的終點誤差過大導致產品的質量差
在滴定分析中,指示劑發生顏色變化而停止滴定時成為滴定終點,簡稱終點。由于指示劑不一定恰好在化學計量點時變色,所以滴定終點與化學計量點常常不一致,由此引起的滴定誤差稱為終點誤差。由于員工的忽略等各種原因,終點誤差大都超出科學的標準范圍,直接影響產品的質量和企業信譽。
3.溶液濃度不穩定問題
在化工分析過程中,因為各種人為原因而導致的溶液濃度不穩定問題也很嚴重,這里僅舉硫代硫酸鈉標準溶液試劑濃度不穩定這一例進行說明:
在日?;し治鲋形覀儼l現,Na2S2O2標準溶液在儲存過程中濃度變化較大,有時溶液還會因為出現沉淀而變渾濁。在硫代硫酸鈉溶液的配置問題上,一些反應由于不能正常進行而影響溶液濃度,具體有以下幾方面:(1)與溶解在水中的CO2反應:Na2S2O2+CO2+H2O=NaHCO3+NaHSO3+S(2)與空氣中的O2反應:Na2S2O2+O2=2Na2+SO4+2S;(3)與水中的微生物反應:Na2S2O3,=Na2SO4+S; 這幾個反應如果在硫代配置的時候不能正常進行,將使配置出來的溶液濃度不穩定,從而給分析結果帶來嚴重誤差。也會影響公司產品的質量。
4.高科技的分析儀器使用不當
高科技信息時代的來臨,給化工分析技術的發展帶來了巨大推動,各種現代分析儀器技術的發展,改變了化工分析的面貌,解決了很多過去不能解決的問題,使化工分析成為名副其實的信息科學。
二、糾正措施
針對存在的問題,化工分析行業應該從以下幾方面著手進行改進。
1.提高企業員工的自身素質
提高企業員工的自身素質能保障企業的正常運行,提高企業的信譽,提升企業產品的質量。提高員工的素質主要有以下幾種措施:(1)根據企業需求,對員工進行培訓,培訓的內容一是提高分析工的質量意識和責任心,二是工作中一些容易被忽視而又非常重要的基礎知識。(2)對企業新人進行定期考試考核,由于化工分析技術更新很快,企業的人才更新也非常迅速,因此,對新員工考試考核就是必不可少的。(3)提高企業對人才的選拔標準。企業對員工的選拔標準的提高也是企業能立于不敗之地的原因之一。(4)注重培養化工分析員工的強烈的職業責任感和良好的職業道德。只有這樣,企業才能蒸蒸日上。
2.嚴格控制終點誤差
正常情況下滴定分析的誤差在0.1%左右,提高終點誤差的方法有很多種,比如提高待測物質化學反應的完全程度,指示劑的正確選擇,指示劑的用量多少等等。但是在正常情況下,待測物的反應完全程度無法準確預料,所以選擇合適的指示劑是滴定終點誤差的最佳方法。
3.對分析過程力求嚴謹
在化工分析過程中,要想少出問題,就要力求分析過程的嚴密性。這里僅舉硫代硫酸鈉溶液的配置問題來說明:
根據上文提過的溶液不穩定的原因,Na2S2O3溶液的配制應采取下列措施:第一,為了更好的除去CO2和殺滅微生物,必須要將配制溶液進行煮沸。第二,配制時,為了除去水中的銅離子,防止其酸性分解,應加入少量Na2CO3使溶液呈弱堿性,使溶液的濃度穩定。第三,務必要將配制溶液置于棕色瓶中放置到14天,用基準物標定,如果發現溶液渾濁,還需重新配制。第四;要注意玻璃儀器的干燥問題。
對于不著急用的儀器,要在蒸餾水沖洗后在無塵處倒置處控去水分,然后自然干燥。放在木釘架子上或帶有透氣孔的玻璃柜上。對于硬質試管,要用酒精燈加熱進行烘干,從底部烤起,把管口向下,以免水珠倒流把試管炸裂,烘到無水珠后把試管口向上趕凈水氣。對于急于干燥的儀器或不適于放入烘箱的較大的儀器可用吹干的辦法。通常用少量乙醇、丙酮(或最后再用乙醚)倒入已控去水分的儀器中搖洗,然后用電吹風機吹,開始用冷風吹1~2分鐘,當大部分溶劑揮發后吹入熱風至完全干燥,再用冷風吹去殘余蒸汽,不使其又冷凝在容器內。
第五:配制工作中的各步操作均應非常細致,所用儀器必須潔凈配制工作中的各步操作均應非常細致,所用儀器必須潔凈。
4.尋找節能環保新方法
化工分析行業除了要以質量求生存外,還要不斷尋找節能環保的新方法,為社會做貢獻,為人類造福。節能環保是我國化工分析行業發展的必由之路,節能環保有利于提高我國化工分析行業的全球化視野,促進企業通過創新來不斷的提高節能減排能力,從而降低產品生產成本。
三、結語
隨著我國經濟的不斷發展,化工分析行業也在不斷的創新進步中,相信化工分析行業存在的各種不足問題在不久的將來就會煙消云散,未來的化工分析將逐步走向節能、環保、安全的道路,向著“綠色革命進發。
參考文獻:
論文摘要:通過實例教學使學生系統地掌握具體的工程設計流程,培養學生發現問題的主動性,在系統分析中引入能源領域最新的技術、案例,拓寬學生的知識面,有助于提高學生對課堂教學內容的關注程度以及培養學生對課程所在領域進行探索的積極性,加深學生對原有知識的理解并增強其靈活運用知識的能力。
一、“工程設計方法與系統分析”課程改革的必要性
“工程設計方法與系統分析”是建筑環境與設備工程專業的一門專業選修課,課程設置在第七學期進行,共28學時。在時間上,學生已完成全部專業基礎課和絕大部分專業課程的學習,具備了建環專業較為完備的基礎知識和一定的專業認識。通過這門課程的有效學習,可以使學生系統地、明確地掌握暖通空調工程的設計方法,并針對不同形式的暖通空調系統能夠對實際工程的可行性、經濟性以及節能性做出客觀、正確的分析。該課程的學習不僅能夠產生溫故而知新的效果,同時可以使學生對本專業及今后可能的工程應用有更深入的認識,對今后的學習和工作都有很好的指向性。但是,根據以往的教學反饋,學生普遍反映該課程較為抽象,難以與實際發生聯系,學習起來有困難。在這種情況下,作為教師,怎樣提高課堂教學效果,引導學生主動發現問題,培養其學習興趣,是值得認真探討、研究的問題。通過總結、分析與摸索,筆者在近兩年的教學實踐中進行了如下改革探索,取得了較好的教學效果。
二、課堂教學的改革重點
1.注重實例教學
暖通空調系統的設計本身是面向工程應用的,對于這種實踐操作性很強的課程,只講課本中的理論和設計規范中的條文,不可能讓學生真正掌握實際工程的具體設計方法與步驟,過多的理論、條文灌輸,甚至會使學生在學習中產生認識混亂和厭學情緒。只有結合具體實例,讓學生對設計流程產生全面的感性認識,真正體會到設計方法的實用性,才會產生學習興趣,有進一步探索的渴望。同時,在講解實例時,教師要用深入淺出的語言對工程設計的步驟進行分析。例如,在講授負荷計算時,可結合教室中的墻體和窗戶對圍護結構導熱系數、遮陽系數、朝向修正系數以及窗墻比等參數的選用進行逐一分析,并讓學生通過查表和對比自己求得結果,這樣,絕大多數同學都可以正確地理解這些參數的含義并掌握其選取方法,同時,通過這種“貼身”實例的親自實踐,也會加強學習過程中的記憶效果。
2.重視新技術、新方法的補充介紹
眾所周知,教材中編入的是課程領域內最基本的、通常也是經受了長時間檢驗的素材,這些內容無疑是應當掌握的根本內容,但其內容的新穎性相對而言則有所不足。教師在授課過程中應注意根據學科的發展向學生補充介紹課程涉及的新技術和新方法。例如,在講授怎樣確定初步設計階段的設備容量時,可以地埋管地源熱泵系統為例,補充介紹地埋管換熱器長度的設計。這樣,不僅可以及時地將這種已在我國經濟較為發達地區得到大量應用但尚未在課本中系統地出現的新能源利用技術介紹給學生,開拓其知識面,同時,新事物也更容易引起學生的好奇心和求知欲,使之產生課堂教學不僅僅是照本宣科,還可以獲得課本以外的新體驗的認識。需要注意的是,介紹新技術時,應緊密與專業基礎知識相聯系,以學生容易接受的方式進行。仍以地埋管換熱器為例,講解其長度設計時,應將地埋管的傳熱分析與專業基礎課“傳熱學”中的傳熱過程一節的內容進行對照分析,并與常規空調散熱器從傳熱方式、傳熱介質、設備形式等方面進行比較,使學生感覺到這種換熱設備是其所熟悉的換熱器的一種變化而已。這樣,在輕松、易掌控的心態下學習,可以提高學生的興趣和持久性。
3.培養學生的學習主動性
專業課不同于英語或計算機等基礎課程,有等級考試或升學考試成為學生為之長期努力的現實目標。作為專業課教師,使學生專注于一堂課容易,但要培養其長期的學習自覺性,則非調動學生的內在求知欲并提高其解決問題的能力不可。這就要引導學生主動發現問題、分析問題進而解決問題,使之通過學習產生充實感和自信心,才能使學生長期保持學習的動力和熱度,不至輕易放棄或中斷。在課堂教學中,講授暖通空調的系統分析這一部分內容時,可以聯系我國正在建設節能型社會這一時代特點,重點強調各種暖通空調系統的能耗特點和節能潛力,促使學生找出既有建筑中暖通空調系統需要改進的問題。例如,在講授熱源的設計時,可向學生介紹近年來我國對小型燃煤鍋爐的應用限制,以及國外污水源熱泵的供暖應用,同時可安排學生進行既有建筑采暖能耗的家庭調研,引導其關注節能和可再生能源技術,而這一方向將是今后我國社會的長期目標,隨著日新月異的技術發展,只有不斷地更新知識儲備才能跟上社會的需求。如此,學生會感受到該課程的重要性和緊迫性,促使其加強學習的自覺性。
4. 有效利用多媒體教學設備
與建環專業的專業基礎課相比,“工程設計方法與系統分析”這門課程沒有繁瑣的公式推導和大量的計算,而是更強調對已有知識的系統運用。實踐表明,基于圖表進行數據對比分析,根據流程圖進行步驟講解,以及通過照片給予學生全面、直觀的感性認識,比單一的口授、板書更有效。舉例來說,對常規供暖系統與地熱供暖系統的能效比和經濟性進行比較分析時,通過柱狀圖的直觀對比,可使學生更好地掌握兩種系統的量化差異;將初步設計、深化設計和施工圖設計等階段及各階段的重點步驟用流程圖表示,有利于學生更清楚地把握整個設計過程的層次和任務;對太陽能輔助熱泵供暖的應用等新能源技術的講授,如果配以適當的照片實例,則更容易使學生了解這些平時不常見到的暖通系統的形式和工作原理。這些都是在有限的學時內達到預期教學效果所應采取的措施,也是建環教改組近年教學研究的成果之一。
三、“工程設計方法與系統分析”教學改革的初步成果
專業課程的教學是一個復雜的系統工程,關系到前后知識的銜接與拓展,以及今后的實際工程應用,筆者近年來將以上一些改革和探索應用在“工程設計方法與系統分析”課程教學中,取得了一些效果,但教無定法,只要將教學過程中獲得的啟發積極地付諸教學改革的探索與研究,在實踐中摸索提高教學效果的新模式,都將是有助于改善課堂教學的有益嘗試。實踐證明,通過“工程設計方法與系統分析”課程教學改革的實施,提升了建筑環境與設備工程專業的學生對課本知識內涵的理解力,以及應用知識解決實際問題的能力,對學生的就業或進一步深造都產生了非常好的影響。
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