自然科学基础课程总结

自然科学基础课程总结

自然科学基础课程总结 篇1

班级:开放教育专科小教专业教师：仲家明

自然科学基础属于秋季中央电大推出的“人才培养模式改革和开放教育试点”小学教育专业的必修课程。为保证“开放教育试点”工作的顺利实施，特依据本课程教学大纲和本专业实施方案制定本课程的实施方案。

一、一、课程设计方案

适用教材：张民生主编的文科方向的《自然科学基础》教材

课时分配：

辅导材料：《自然科学基础课程学习指导书》、《课程作业》、《自然科学基础课程辅导提纲》

多媒体运用：每章内容全部做成较为详细的电子辅导材料

中央电大“电大在线”、安徽电大在线

二、习方法指导意见

本课程的学习实施模式是学习过程模式的内化和具体实践。它包括以下几个 环节：

（1）以自主学习法为核心学习各种文字学习材料（文字主教材、学习指导书、课程作业、期末复习提要及综合练习等）；

（2）重难点集中面授辅导；

（3）以教育技术为核心充分利用中央电大、安徽电大、马鞍山电大提供的各种教学服务（如电话答疑、课程辅导、课件、电子邮件等）；

（4）重难点内容：根据自然科学基础课程辅导提纲中提出的重难点，面授辅导时重点讲解，并对重难点内容辅之以练习

（5）进行一次期中考试

自然科学基础课程总结 篇2

关键词：无机材料科学基础,教学内容,教学方法

无机材料科学基础是无机非金属材料专业最重要的专业技术基础课, 也是研究生入学的必考课, 该课程内容对构建无机材料类工程技术人员的专业知识体系, 培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力具有基础作用。

这门课内容多、概念性强、理论性强, 比较抽象。因此学生普遍反映该课程难学, 教师讲授起来也感觉困难。笔者通过数年的教学实践, 结合我校学生的特点, 摸索出了一些教学方法, 和大家探讨一下。

一强调课程重要性, 培养学生学习兴趣

自古以来, 材料的发展一直是人类文明进步的里程碑。材料、能源、信息被公认为是现代文明的三大支柱。新材料已成为各个高技术领域的突破口。材料学主要是研究材料组成与结构、合成与制备、性能以及使用效能四者之间相互关系和变化规律的一门应用基础学科。无机非金属材料是材料学的重要组成部分。传统的无机非金属材料主要以硅酸盐材料为主, 包括水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料四大类。随着现代高科技的发展, 现已在传统硅酸盐材料基础上开发出许多具有特殊性能的高温高强、电子、光学以及激光、铁电、压电等新型无机材料, 所涉及的化合物远远超出硅酸盐范畴, 而是整个无机非金属, 包括含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗、Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等。其基础科学理论, 除了物理、化学外, 结构化学、晶体化学、晶体缺陷化学、高温熔体化学、固体物理中的基本理论也日益渗透交叉。因此本门课程名为无机材料科学基础, 这既是适应新型无机材料飞速发展对本专业人才基础理论与知识结构的要求, 又能使本专业基础理论知识与材料学这门学科相对应。

二提纲挈领, 脉络清晰

在第一次课的绪论中, 我会给学生详细介绍本课程的主要内容、特点和学习方法, 让学生在头脑中建立大的轮廓, 并采取相应的学习方法。无机材料科学基础课程内容定位于以基础理论为主, 结合实际无机材料阐述其制备、组成、结构、性质及应用。具体来说是综合晶体学基础、晶体结构和晶体缺陷理论、高温熔体化学、固体表面和界面化学、固体材料热力学和相平衡理论、固体动力学, 包括扩散、相变、固相反应和烧结理论等基础知识来分析实际无机材料问题。将基础理论具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中, 用基础理论来阐明无机材料形成过程, 揭示无机材料结构与性能的内在联系与规律;并从基本理论出发, 指导无机材料的实际生产及科研, 解决无机材料使用过程中的问题, 为认识和改进无机材料的性能以及生产、研究、开发新型无机材料提供必备的基础理论知识。据此, 学生学习时应以理解为主, 死记为辅, 在深刻理解的基础上才能记忆准确、牢固。

在每一章的概论中, 给学生介绍本章的主要内容、讲授次序、重点和难点在哪里, 让学生学习起来脉络分明, 主次清楚, 将主要精力放在掌握重点内容上面, 能起到事半功倍的作用。

三讲清重点, 突破难点

本门课程学生反映难学, 教师感觉难教, 一个很重要的因素就是重点和难点重合, 不好突破。例如:在黏土-水系统章节中, ζ电位是一个至关重要的概念, 是学生学习本章节其他性能的基础, 自始至终贯穿着整章, 是重中之重, 但也是本章的难点, 因此必须花费时间详细讲解清楚。我从ζ电位的本质开始, 让学生明白:在黏土-水系统中, 黏土颗粒带上负电后为平衡电荷, 就会吸附水化的阳离子, 水化阳离子分为两层:吸附层和扩散层。ζ电位的实质就是黏土胶核表面的负电荷被吸附层中的水化阳离子中和后净余电荷的度量。只有让学生从根本上理解了ζ电位的实质, 才能正确掌握其影响因素的变化规律和本章其他变化规律。

四根据教学内容和学生情况, 因材施教

本门课程内容多, 学时紧, 因此多采取单向灌输式的讲授形式, 但有时效果并不是很理想。针对这种情况, 我尝试了新的教学模式:重点讲解和提问式、启发式、讨论式等形式相结合的方式, 取得了很好的效果。例如:在黏土-水系统章节中, 讲授清楚阳离子的交换顺序——霍夫曼斯特顺序后, 提出一个问题:如果序列后面的阳离子要交换前面的阳离子怎么办?增大序列后面阳离子的浓度!当然可以, 但不增加浓度能不能交换?一阵思考之后, 又出现新的答案……通过提问、启发, 最后学生想到了解决办法, 从中加深了对知识点的理解。

五温故而知新, 强化知识点

本课程概念多、知识点杂, 学生不好掌握, 易遗忘。针对这种情况, 除了采取及时布置作业, 要求学生课前预习、课后复习外, 每次上课前我都将上次课的主要内容简单做一下概括和复习, 为本次课的内容做铺垫, 也能引导学生跟上上课思路。在讲授新课的过程中碰到相关的知识点, 需适当复习停顿, 做到温故而知新。如在相图学习时, 讲授顺序是相律、单元相图、二元相图、三元相图和四元相图。讲授每种相图时, 强调相律是基础, 必须服从相律;讲授三元相图时, 适时复习二元相图, 让学生充分理解它们之间的关系, 尽快实现知识点的相互转化, 力图达到融会贯通。

六理论联系实际, 学以致用

引导学生用无机材料科学基础中的一些知识解决实际生产科研中的一些问题。如在学习了热力学的基本原理后, 在合成材料时原材料的选择、温度的选择计算。又如在学习了三元相图后, 针对Mg O-Al2O3-Si O2实际相图, 为学生讲授制备铝镁浇注料时配方制定的原则和相图依据, 让学生明白相图对实际生产的指导意义和作用。

总之, 针对无机材料科学基础课程的特点, 因材施教, 采用灵活的教学方法, 提高学生的学习积极性, 就能取得较好的学习效果。

参考文献

[1]王艳荣.《无机材料科学基础》教学实践与改革探讨[J].高教论坛, 2007 (2) :128～129[1]王艳荣.《无机材料科学基础》教学实践与改革探讨[J].高教论坛, 2007 (2) :128～129

[2]宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨[J].理工高教研究, 2004 (2) :109～111[2]宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨[J].理工高教研究, 2004 (2) :109～111

[3]陆佩文.无机材料科学基础[M].武汉:武汉工业大学出版社, 1996[3]陆佩文.无机材料科学基础[M].武汉:武汉工业大学出版社, 1996

新课程下生命科学基础教学研究 篇3

关键词:教学 实验 实践活动

科学技术的飞速发展,使知识总量激增,更新速度加快。当代科学技术发展的特点是,既高度分化又高度综合而以高度综合为主的整体化趋势。在这信息化高度集中的时代,我们发现,传统的教学方法已经越来越不能满足同学们的需要。在笔者的教学实践中发现新的理念、新的课标、新的教材、新的教法,使教师充满激情,学生充满活力,课程改革使课堂教学变得更为精彩。几年生命科学基础的教学实践中,不断尝试,充分落实以学生为主体,以教师为主导的理念,不断总结经验,不断改进。

一、认真研读教材,与同专业的教师探讨教学进程

在新教学理念指导下,认真研读教材,研究新课标,领会编写者的意图,全面提高学生的科学素养,培养学生的创新精神和实践能力,根据学生的认知层次及接受能力,教学中尽力把握好难易程度。生命科学基础是农科类的专业基础课,是为专业课服务的,而且实践性较强,在教学过程中,根据专业课教学内容的需要,调整章节顺序,依实验材料好获得的季节学习相应的内容,例如在学习根、茎、叶、花、果实结构的时候,安排在植物生长旺盛和开花结实的季节,比较好得到所需的实验材料,有利于教学和实验课的开展,把组织培养技术调到在学习育种方法之前。

二、研究学生,因材施教

传统的教学方式是学生跟着教师的思路走,不注重学生的反应和要求。新课程下注重学生是学习的主体,学生的基础、学生的需求、学生的反映都是教师应重视的,教师只起主导作用,学生个体间的差异是客观存在的,充分认识这一现象,在了解学生具体情况的基础上,对不同学生采取不同的方法。对学习方法、习惯、成绩都好的学生,只在具体问题上给予指导,适当增加训练难度,鼓励他们创新,比如说一些探究性实验中让他们积极参与,勇挑重担,让他们起到带头的作用。对学习态度端正、勤奋,但成绩不太理想的学生,侧重指导他们的学习方法,经常检查笔记及作业,提出指导性意见和建议。对智力较好,不认真学习的学生,注重在品质上培养教育,并有意指派他做课外小组或实验的负责人,以增加他们的责任心及认真学习、做事的态度。对极个别的不爱学习、不时犯点小错的问题学生不刺激,低要求,努力发现他们的闪光点,多表扬,以培养他们的自信心。总之,对不同学生利用不同的方法,就是使教师和学生之间发生实质性的互动,让每一个学生都在自己原有的基础上获得发展。

三、优化教学方法,提高教学效果

教学方法是完成教学目标的途径。教学目标确定后,有效的课堂教学要靠有效的教学方法来实现。生命科学基础是一个实践性较强而又与农科专业课联系非常密切的一门学科,所以教学中,采取多种多样的教学方法,有讨论法、自学辅导法、合作探究法、实验学习法。

多媒体进入课堂,它通过文字、声音、动画、视频等把一些不易用语言描述清楚的现象、物体、结构及过程等直观的展现在学生的面前,调动学生多种感官,提高学生的学习积极性,对课堂教学起到积极作用。众所周知,细胞非常小、形态结构很复杂,染色体的形态、结构和数目,细胞的分裂过程,很难通过语言的描述认识和想象出是什么样子,通过多媒体教学,使学生能在愉悦中学习,轻而易举认清它们的真面目,并且记忆也深刻。种子的萌发和幼苗的生长部分通过多媒体演示文稿动画设计,胚根如何首先突破种皮向下生长,然后胚芽突破种皮向上生长,形成幼苗的过程,同学们一目了然。孟德尔遗传规律的实验采取自学加辅导的方法。当然,应用先进的教学手段,也不能抛弃传统的教学方法,在复习课时,引导学生回忆所学知识的同时,逐步把知识框架用图形或表格的形式展现在黑板上,比用幻灯片直接打出效果更有利于学生对所学知识的系统掌握。其他部分教学使用适宜的方式辅助教学,以取得取得最好效果为宜,探究性学习是让学生通过自学发现问题,提出问题,并通过同学之间的讨论、查找资料、教师的点拨,解决问题,这样可拓宽学生的思路,提高解决问题的能力。

四、实验活动可以培养学生的多种能力

生命科学基础是一门实验性很强的学科,通过实验可更好掌握所学的知识,在分组实验的过程中,同学们要根据实验目标,选择实验用具,制订实验方案,并实施试验方案,在实验过程中分工合作,各负其责,共同完成实验过程,才能得出结果,如果试验结果与实际不符,则需共同查找原因,有时还需重复实验,最终得出正确的结论。实验的整个过程,同学之间需要分工合作,不仅提高了学生积极动脑思考、动手操作、认真观察记录的能力,还提高了团结协作的能力,培养了学生的集体荣誉感。

五、社会实践活动是不可缺少的课程

我们和多家农户建立合作关系,农民为我们提供实习基地,在不同的时期学生们都要到田间观察,实际操作,把所学的知识运用到社会实践中加以验证和巩固,掌握更多的实践技能,以便将来更好地运用到新农村的建设中。学生为农民提供理论上的指导,比如帮农民测定土壤的养分含量,根据缺少的成分的量确定施肥的数量,既能保证农作物对营养物质的需求,又不至于造成肥料的浪费,这样可节省投入。帮助农民预测病虫的发生情况及提供防治的指导性意见,受到农民的好评,学生们也将来的升学或就业积累经验。

自然科学基础课程总结 篇4

第一部分 课程性质与目的要求

一、课程性质

二、课程目的和要求

目的：帮助学员开拓科学文化视野，逐步建立合理的知识结构，汲取人文社会科学的新成果、新方向，处理好初等教育中理科教育和文科教育的关系。

要求：了解人文社会科学的基础知识；了解社会科学在物质文明和精神文明建设中的地位和作用，现代人文社会科学的若干主干学科的发展概貌和总体发展趋势，以及人文社会科学发展与初等教育改革的关系；理解人文社会科学与自然科学的区别和联系，初步确立完整的现代科学文化概念；学习运用人文社会科学的知识、观点、方法分析现实社会问题和教育问题，提高初等教育中理科文科互补互渗、开展综合性教育的理性认识和实践能力。

第二部分 教学时数 本课程学分为4学分。

(略)

第三部分 教学内容与要求

绪 言

一、教学要求

1． 了解《人文社会科学基础》课程的性质和意义。

2． 了解《人文社会科学基础》课程的内容的轮廓和学习的原则、方法。

二、内容要点

1．《人文社会科学基础》课程的性质。

2．学习《人文社会科学基础》的意义。

3．《人文社会科学基础》课程的基本内容：人文社会科学的基本结构、基本概念、基本原理；人文社会科学的现状和趋势；人文社会科学发展与初等教育改革的关系。

4．《人文社会科学基础》的学习原则和学习方法：运用马克思主义的立场、观点、方法，把现代人文社会科学的相关理论同初等教育的实践联系起来。

三、重点难点

1． 重点：本课程开设的目的意义、内容轮廓、学习方法。

2． 难点：“科学是人类对客观世界的认识过程”。

四、教学建议 针对学员学习这门新课程的实际思想问题进行讲授，激发他们的学习积极性。

第一编 人文社会科学的基础知识

一、教学要求

1．了解人文社会科学的内涵、结构，基本特征，发展规律。

2．了解人文社会科学的社会功能和研究方法。

3．理解人文社会科学和自然科学的区别和联系。

4．初步运用上述知识解说教育学在人文社会科学中的地位及其社会功能。

二、内容要点

第一章 人文社会科学概述

1．人文社会科学的基本含义：人文社会科学研究的对象和目的；人文社会科学的主干学科和结构体系；人文社会科学的孕育、生成和拓展。

2．人文社会科学的特征：人文社会科学与自然科学的共性--是人类对客观存在的认识过程，是一种理论知识体系，是创造性的社会活动，是推动历史发展的实践性力量；人文社会科学的个性--人文社会科学在阶级社会中一般具有某种阶级倾向性，人文社会科学通常体现出一定的民族性，人文社会科学的时代性。

3．人文社会科学的发展规律：人类社会实践与人文社会科学理论的互动关系；社会需要和人文社会科学自身发展需要的辩证统一；常规性发展与革命性发展相互交替。

第二章 人文社会科学的社会功能

1．人文社会科学的功能定位：人文社会科学具有积极的社会功能；人文社会科学社会功能实现的特殊条件。

2．人文社会科学的多种社会功能：认识功能；思想建设功能；文化建设功能；政治建设功能；经济建设功能；社会管理功能；社会决策功能；咨询功能。

第三章 人文社会科学的研究方法

1．人文社会科学研究的一般方法：理性批判与情感激发；定性研究与定量研究；直觉领悟与技术分析。

2．人文社会科学研究的具体方法：调查方法；实地方法；文献情报方法。

三、重点难点

1．重点：人文社会科学研究的对象和目的；人文社会科学的主干学科和结构体系；人文社会科学与自然科学的区别与联系；人类社会实践与人文社会科学理论的互动关系；人文社会科学的认识功能、思想建设功能、文化建设功能、政治建设功能、经济建设功能、社会管理功能；人文社会科学研究的一般方法和具体方法。

2．难点：人文社会科学的基本含义和发展规律；人文社会科学研究方法中的“理性批判与情感激发”、“直觉领悟与技术分析”。

四、教学建议

1．重点和难点部分在讲授中宜多援引实例，帮助学员切实理解相关的重要概念和基本原理。其他部分略讲，主要引导学员自学。

2．第一章三节的教学时数的分配依次为4学时，3学时，3学时（指离职进修的学时分配，业余进修及函授进修可按比例类推，下同）；第二章两节的学时分配依次为1学时，5学时；第三章两节的学时分配依次为3学时，3学时。

3．设计图表，简明扼要地显示以“人类的自我认识”为核心的人文社会科学各主

干学科所构成的体系。

4．力求采用现代教育技术，增大教学信息量，提高学习效果。

5．按照教学要求并结合学员实际分章设计讨论题和练习题，引导学员开始思考教育学在人文社会科学体系中的地位和作用。

第二编 人文社会科学的现状与趋势

一、教学要求

1．了解20世纪以来特别是第二次世界大战之后人文社会科学发展的概貌。

2．了解现代若干人文社会学科的重要进展，初步认识它们的科学价值。

3．了解当代人文社会科学的发展趋势。

4．初步运用某一门人文社会学科的观点、方法，分析与初等教育密切相关的现实社会问题。

二、内容要点 第四章 20世纪人文社会科学发展概貌

1．20世纪人文社会科学发展的背景：不断深化的时代主题；飞速发展的自然科学技术；日益尖锐化的当代全球问题。

2．20世纪人文社会科学的发展脉络：20世纪上半叶以分化发展为主导倾向，分化中有综合；20世纪下半叶逐步走向整体联动，综合中有分化；20世纪末期进入反思-展望期。

3．20世纪中国人文社会科学发展概貌：20世纪中国人文社会科学发展的特殊背景；中国人文社会科学发展的曲折道路。

4．20世纪人文社会科学发展的总体特点：社会实践与科学理论的交互作用日趋明显；多科性综合性的科学体系逐步形成；人的解放和发展受到广泛关注。

第五章 哲学历史学文艺学宗教学的新突破

1．哲学、历史学、文艺学、宗教学都是在20世纪取得了新突破的传统人文学科。

2．感应着时代脉搏的现代哲学：20世纪哲学发展的理论先导；马克思主义哲学的广泛传播和重大发展；西方非马克思主义哲学的演化；当代中国马克思主义哲学研究的突破性进展。

3．实现了重要变革的现代历史学：20世纪历史学研究模式的变革；马克思主义在史学领域中的影响不断扩大；当代中国历史学的发展充满希望。

4．对文学艺术发展规律进行深入探讨的现代文艺学：20世纪文艺研究的总体特征；20世纪文艺学的突破性进展；当代中国文艺研究。

5．对宗教进行科学研究的现代宗教学：20世纪宗教学的发展轨迹；当代中国宗教学的重要进展。

第六章 语言学心理学人类学的进展和影响

1．语言学、心理学、人类学在20世纪成为跨越人文社会科学和自然科学两大部类而总体上仍然倚重于人文社会科学的重要学科。

2．20世纪语言学与现代科学：现代语言学的重要进展；现代语言学：跨越并影响人文社会科学与自然科学；中国语言学：继承、吸纳与开拓。

3．20世纪心理学的重要进展及其广泛影响：现代心理学的重要进展；现代心理学对科学体系发展的全方位影响；当代中国心理学的成就。

4．20世纪人类学的变革及其科学意义：20世纪人类学的拓展和变革；现代人类学对于现代科学发展的意义；在探索中前进的中国人类学。

第七章 管理学经济学社会学法学适应时代需要迅速发展

1．管理学、经济学、社会学、法学是社会科学中具有典型意义的主干学科，它们的科际关系十分密切。

2．20世纪管理学迅速崛起：现代管理学研究对象和研究方法的发展；世界管理学的思潮流派；当代中国管理学的发展与社会主义现代化建设。

3．20世纪经济学不断接受挑战：现代经济学研究对象和研究方法的发展；现代西方经济学的主潮和流派；马克思主义经济学及其在当代中国的发展。

4．20世纪社会学面对日趋复杂的社会问题：现代社会学研究对象和研究方法的发展；现代西方社会学的思潮流派；马克思主义与现代社会学。

5．20世纪法学与现代社会法制建设：现代法学研究对象和研究方法的发展；现代西方法学的主要流派及发展走向；马克思主义法学及其对当代中国实现法治的指导意义。

第八章 人文社会科学的发展趋势

1．当代人文社会科学面临的挑战和机遇：当代社会的新的特点；挑战和机遇并存。

2．当代人文社会科学发展的趋势：东西方文化在碰撞中互补的趋势；科学主义与人文主义交融的趋势；分析综合走向系统化的趋势；注重应用研究的趋势；研究手段高技术化的趋势。

三、重点难点

1．重点：20世纪人文社会科学的发展脉络和总体特点；传统人文社会学科哲学、历史学、文艺学、宗教学20世纪发展的共通特点；20世纪马克思主义哲学的广泛传播和重大发展及当代中国哲学研究的突破性进展；语言学、心理学、人类学在20世纪的发展道路、功能影响诸方面的共通特点；语言学、心理学的重要进展及其广泛影响；管理学、经济学、社会学、法学的学科性质的相通之处；管理学、经济学迅速发展的原因、轨迹和前景；当代人文社会科学发展的趋势。

2．难点：各重要学科研究对象和研究方法的发展；西方非马克思主义哲学的演化；现代语言学、心理学、管理学、经济学的主要思潮流派；当代人文社会科学发展过程中东西方文化在碰撞中互补、科学主义与人文主义交融、分析综合走向系统化的趋势。

四、教学建议

1．突出重点部分，深入浅出地解说难点；其他部分略讲，主要引导学员自学。

2．第四章四节的教学时数的分配依次为1学时，3学时，1学时，3学时；第五章第二、三、四、五节的学时分配依次为3学时，1学时，1学时，1学时；第六章第二、三、四节的学时分配依次为2学时，3学时，1学时；第七章第二、三、四、五节的学时分配依次为2学时，3学时，1学时，1学时；第八章两节的学时分配依次为1学时，6学时。

3．运用图表化繁为简。

4．力求采用现代教育技术。

5．按照教学要求并结合学员实际分章设计讨论题和练习题，引导学员初步思考

各门人文社会学科与初等教育实践的关系。

第三编 人文社会科学与初等教育

一、教学要求

1．了解人文社会科学与教育学的学科建设的关系。

2．了解综合运用人文社会科学的原理和方法研究初等教育的重要性。

3．提高文理互渗、改革初等教育的自觉性。

4．学习运用跨学科方法分析在初等教育改革过程中出现的某一具体问题。

二、内容要点

第九章

人文社会科学与教育学的学科建设

热工基础课程总结 篇5

摘要：本文就热工基础这门课程的学习进行了以下三方面的总结。第一：说明这门课程的研究目的和研究方法；第二：简单总结各章节的主要内容和知识框架体系；第三：从个人角度论述一下学习这门课程的心得体会及意见。

关键词：热力学

传热学

循环

正文：自然界蕴藏着丰富的能源，大部分能源是以热能的形式或者转换为热能的形式予以利用。因此，人们从自然界获得的的能源主要是热能。为了更好地直接利用热能，必须研究热量的传递规律。热工基础的研究目的和研究方法

1.1 研究目的

热的利用方式主要有直接利用和间接利用两种。前者如利用热能加热、蒸煮、冶炼、供暖等直接用热量为人们服务。后者如通过个证热机把热能转化为机械能或者其他形式的能量供生产和生活使用。

能量的转换和传递是能量利用中的核心问题，而热工基础正是基于实际应用而用来研究能量传递和转换的科学。

传热学就是研究热量传递过程规律的学科，为了更好地间接利用热能，必须研究热能和其他能量形式间相互转换的规律。工程热力学就是研究热能与机械能间相互转换的规律及方法的学科。由工程热力学和传热学共同构成的热工学理论基础就是主要研究热能在工程上有效利用的规律和方法的学科。

作为一门基于实际应用而产生的学科，其最终还是要回归到实际的应用中，这样一来，就要加强对典型的热工设备的学习和掌握。

1.2研究方法

热力学的研究方法有两种：宏观研究方法和微观研究方法。宏观研究方法是以热力学第一定律和热力学第二定律等基本定律为基础，针对具体问题采用抽象、概括、理想化简化处理的方法，抽出共性，突出本质。建立合适的物理模型通过推理得出可靠和普遍适用的公式，解决热力过程中的实际问题。微观研究方法是从物质的微观基础上，应用统计学方法，将宏观物理量解释为微观量的统计平均值，从而解释热现象的本质。

传热学的研究方法主要有理论分析，数值模拟和实验研究。理论分析是依据基本定律对热传递现象进行分析，建立合适的物理模型和数学模型，用数学分析方法求解；对于难以用理论分析法求解的问题，可采用数值计算和计算机求解；对于复杂的传热学问题无法用上述两种方法求解时，必须采用实验研究方法，实验研究法是传热学最基本的研究方法。

2主要章节内容总结 2.1基本概念（热力学基础知识）

热力系统：根据某种研究目的认为地划定的研究对象。按照热力系统和外界的物质和能量交换情况进行分类。常用的热力系统有开口系统、闭口系统、绝热系统和孤立系统。

工质：实现能量转换的媒介物质。如水蒸气，液态水，空气等都是常用的工质 热力系统某一瞬间呈现的宏观物理状态称为热力学状态。用于描述工质所处状态的宏观物理量称为状态参量。基本状态参量有压力、温度和比体积。

平衡态具有确定的状态参数。准静态过程是实际过程进行的足够缓慢的极限情况。实现准静态过程的条件是推动过程进行的不平衡势差无限小。

可逆过程与准静态过程的差别就在于无耗散损失。一个可逆过程必须同时是准静态过程，但准静态过程不一定可逆。

2.2热力学第一定律

热力学第一定律阐述了能量间相互转换的数量关系。本质是能量在转换过程中守恒，但依赖于物质的形态变化。

热力学第一定律应用于闭口系统的能量方程是：QUW

热力学第一定律应用于稳流系时的能量关系式即为稳流系能量方程。其表达式也有以下几种形式，它们的使用条件也不同：（1）qhwt或QHWt(适用条件：任意工质、任何过程)（2）qh-vdp或QH1Vdp（适用条件：任意工质、可逆过程）（3）qcpT-vdp或QmcpT-1Vdp（适用条件：理想气体、可逆过程）

2.3理想气体的性质与热力性质

理想气体的状态方程的基本形式为PV=nRT 气体常数Rg是随工质而异的常数，工质一定，其值是一个确定的常数，摩尔气体常数是与工质无关的常数。

22二者的关系为：Rg=R/M 理想气体的比热容有真实比热容、平均比热容、平均比热容直线关系式及定值比热容。可根据精度要求选用。

理想气体混合物仍具有理想气体的一切特性，利用理想气体混合物的成分可以求解折合气体常数和折合摩尔质量。

在理想气体的热力过程部分主要讨论了4个典型基本过程，即定容过程、定压过程、定温过程、定熵过程以及具有一般意义的多变过程。前4种过程中总有一个状态参数保持不变；对于多变过程，则过程中所有的状态参数都在变。关于过程方程，应记住基本方程pvnconst，可认为理想气体在可逆过程中都遵循该关系式。多变指数n的取值范围为从0之间的任一实数，所以该过程方程适用于所有的可逆过程。而4种基本热力过程则是所有可逆多变过程中的几个特例，根据过程特点分别为定容过程：n=±∞，定压过程：n=0，定温过程：n=1，定熵过程：n=，所以4种基本热力过程的过程方程不需要死记硬背就可以推出。

用来压缩空气或其他气体的设备称为压气机。活塞式压气机绝热压缩耗功最多，定温压缩最少，多变压缩介于两者之间，所以应尽量减少压缩过程中的多变参数，使压缩过程更接近于定温过程。但实际的活塞式压气机的余隙容积是不可避免的，余隙容积的存在，虽然对理论耗功没有影响，但使容积效率随压力比增大而减少。为了避免单级压缩因增压比大而影响容积效率，常采用多级压缩级间冷却的方法。

2.4热力学第二定律

热力学第二定律典型的说法是克劳修斯的说法和开尔文的说法。虽然两者在表述上不同，但实质是相同的，具有等效性。

热力学第二定律的数学表达式可归纳为以下几种：

（1）卡诺定理

ηt≤ηtc , ε≤εc , ε＇≤εc＇

（2）克劳修斯积分不等式

δQ∮Tr≤0

（3）由克劳修斯积分不等式推出

（4）熵方程

SδQdS≥Tr= dSf

QTrSgSfSg

（5）孤立系熵增原理

SisoSg≥0

熵是非常重要的状态参数，由可逆过程熵的定义式，得可逆过程熵变的基本计算公式为

SQT

上式可用于任意物质熵变的计算。但针对不同的工质，在结合该种工质热力性质的条件下，所推出的熵变计算公式不同。

2.5实际气体的性质及热力学一般关系式

实际气体由于距液态较近，构成气体的微观粒子间的作用力不容忽略，因而不能作为理想气体处理。

实际气体偏离理想气体的程度，通常采用压缩因子或压缩系数Z表示，Z=ｐｖ／ＲｇＴ，Ｚ是状态函数，Ｚ值与１偏离越远，越表明这时的实际气体与理想气体的偏差越大。Ｚ值的大小取决于气体种类、温度及压力。

目前研究实际气体热力性质的方法有以下两种：

（１）利用实际气体的状态方程，状态方程种类繁多，其中范德瓦尔方程最具代表意义。目前随着状态方程精度的提高，这种方法获得相当精确的结果。但状态方程往往也很复杂，因而难以通过解析法求解。通常可利用状态方程做成图表形式，以供查看。

（２）依据对比态原理，利用压缩因子对理想气体状态方程计算的结果进行修正，这种方法突出的优点在于通用性好，适用于任何气体。由于对比态只是一个近似的原理，因而这种方法计算结果精度不高，但在气体热力性质资料缺乏的情况下，这种方法较为简便，而且一般能够满足工程中的精度要求。

对于简单可压缩系，热力学中的状态参数主要有两个独立变量。依据热力学第一、第二定律及其参数的特性，导出了适用于任何工质的熵，热力学能和焓的一般关系式。同时提出了亥姆赫兹函数和吉布斯函数，其物理含义分别是：亥姆赫兹函数表示可逆过程外界对系统所做的膨胀功；吉布斯函数表示可逆定温过程中系统对外所做的技术功。

2.6 水蒸气和湿空气

水蒸气由液态水经汽化产生，它离液态较近；湿空气是指含有水蒸气的空气。这两种气体其性质较为复杂，因而不能作为理想气体来处理。

工业和生活中所用的水蒸气通常是在定压条件下对水加热产生的，水蒸气在定压情况下的产生过程表示在P-V图和T-S图，可概括为：一点（临界点）、两线（饱和水线和饱和蒸汽线）、三区（未饱和水区、湿蒸汽区和过热蒸汽区）及五态（未饱和水、饱和水、湿蒸气、干饱和蒸汽和过热蒸汽）。由于水蒸气复杂的热力性质，工程计算中通常采用一种简易方法，即利用水蒸气的热力性质图、表来确定其状态并进行热力过程的功量、热量的计算。

湿空气是一种由氮气、氧气等气体和水蒸气所组成的一种混合气体，其热力性质可通过一系列的概念来描述，如水蒸气的分压力、饱和压力、相对湿度、含湿量、比焓等。工业中存在两种典型的湿空气热力过程分别是冷却去湿过程和加热吸湿过程，有时可能是几种热力过程的结合。湿空气的热力计算通常也采用图表的简易算法，最常用的水蒸气热力性质图是h-d图。

2.7动力装置循环

将热能转换成机械能的设备称为热机。根据循环介质不同热机主要分为两种形式：蒸汽动力装置和气体动力装置。

实际循环都是复杂的不可逆的，为使分析简化，通常将实际循环抽象概括成可逆的理论循环，通过理论循环分析，找出影响循环效率的因素，从而获得提高热效率的有效措施。

郎肯循环是基本的蒸气动力循环，通过理论循环的热力学分析，得出提高循环的热效率主要有两种途径：一是改变循环初参数，即提高蒸气的初压、初温及降低乏汽压力；二是改变循环的方式，即采用回热、再热循环及热电联产。前者在改变参数的同时受到设备投资、运行等各种条件的限制，因此实际中通常两种途径配合采用。

活塞式内燃机循环和燃气轮机是典型的两种气体动力循环，前者根据工质不同可分为煤气机、汽油机和柴油机；根据循环方式不同又可分为混合加热循环、定压加热循环和定容加热循环。

通过柴油机的理论循环分析得出结论，提高循环的压缩比、定容增压比及降低定压预账比均可提高循环的热效率。燃气轮机也是一种以空气和燃气为工质的动力装置，通过理论循环分析可知，循环的热效率取决于循环增压比，而且随循环增压比的增大而提高，与循环增温比无关。

2.8 制冷循环

制冷循环是一种不完全逆向卡诺循环，它通过消耗机械能或外界驱动热源实现了热量从低温物体向高温物体的传递，是一种重要的热力循环。

评价制冷循环的性能指标主要是制冷系数和热力完善度。制冷系数表示循环获得的制冷量与所消耗的代价之比，热力完善度表示实际制冷循环接近于可逆卡诺循环的程度。

蒸气压缩制冷循环依靠相变潜热来制冷，单位质量制冷剂的制冷量较大，因而应用最为广泛。吸收式制冷由于不消耗电能，以热能来驱动，故在电力紧张而余热丰富的场合尤为适用。

热电制冷循环是一种利用温差热电效应的制冷方式，突出优点在于无污染、无噪音，但其效率低，故一般用于小容量小体积的场合。

热泵循环也是逆向循环，其不同于制冷循环之处在于热泵循环的目的在于向高温热源释放能量。由于热泵装置的供暖系数永远大于1，故在节能方面优于其他供热方式。但热泵循环的上限温度为被加热物体的温度，下限温度为环境温度，因而它的应用会受到一定限制。

2.9热量传递的基本方式

在物体内部或相互接触 物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象称为热传导（简称导热）。

热对流是指由于流体的宏观运动时温度不同的流体相对位移而产生的热量传递现象。

由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射辐射能的现象称为热辐射。

热辐射相对于导热和对流具有以下特点：

（1）热辐射总是伴随着热能与辐射能这两种能量形式之间的相互转化。

（2）热辐射不需要中介，可以在真空中传播。（3）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。

2.10导热

在某一时刻t，物体内所有各点的温度分布称为温度在t时刻的温度场

在温度场中，温度沿法线方向的温度变化率（偏导数）称为温度梯度。

对于物性参数不随方向变化的各向同性物体，傅里叶定律的数学表达式为

qgratdntn

在直角坐标系中，导热微分方程式的一般表达式为

t2t2t2t2ccy2z2x

它建立了导热过程中物体的温度随时间和空间变化的函数关系。导热微分方程和单值性条件一起构成了具体导热过程完整的数学描述。

热阻，是根据热量传递规律与电学中欧姆定律的类比得出的，“热流相当于电流，温差相当于电位差，热阻相当于电阻。根据电阻串、并联的原理，应用热阻网络图能够使计算多层物体及复合体的导热问题变得简单。但需要特别注意的是: 热阻网络分析只适用于无内热源、定壁温的一维稳态导热问题，对于其他一维稳态导热、非稳态导热及多维导热问题均不适用。

在非稳态导热问题中，物体内的温度场不仅随空间变化，而且还是时间的函数，求解方法有集总参数法、数值解法、分析解法或诺谟图法等。集总参数法是本章非稳态导热问题的重点，使用时应注意以下几点：

（1）只有满足Bi≤0.1或BiV≤0.1M条件的非稳态导热问题，才可以用集总参数法求解；

（2）一般情况下，Bi≠BiV（只有无限大平壁相等）；（3）如果用Bi作为判别条件，定型尺寸L为从绝热面到对流换热表面的垂直距离（两面换热的无限大平壁：壁厚的一半；单面换热的无限大平壁：整个壁厚；无限长圆柱体和球：半径）；

（4）如果用BiV作为判别条件，定型尺寸L=V/A；

exp(BiVFoV)（5）如果用式0计算温度场，注意

BiV和FoV中L=V/A。

计算从0到时刻通过物体传热表面传递的总热量Qτ 用以下公式

Q0Φd0hAd0hAhA0expcVd

cVhAhA01exphAcV cV01exphAcV2.11对流换热

对流传热的基本概念已经在前面介绍，这里不再重复。影响对流传热的因素很多而又复杂，归纳起来主要有流体运动发生的原因，流体运动的状态，流体的性质及换热面的形状、位置尺寸等方面。

对流换热系数α集中反映了放热过程中的一切复杂因素，能反应对流换热的程度，但它不能简化对流换热问题的计算。

相似原理是一种能使试验布置及实验数据综合处理的理论，主要有三个核心内容。

一是物理现象相似的性质；凡是彼此相似的现象，它们的同名相似准则必定相等。这解决了实验中测量什么量的问题。二是相似准则间的关系，物理现象中的物理量不是单个起作用的，而是由其组成的准则起作用，它解决了实验数据如何整理的问题。

三是判断相似的条件：凡同类现象，如单值条件相似，且同名准则相等，则准则必定相似，它解决了实际工程如何模拟实验，实验结果能否应用到实际工程中的问题。

2.12 辐射换热

物体对外界辐射来的热量具有吸收、反射和透射的能力。分别用吸收比、反射比和透射比反映物体相应能力的大小。黑体（α=1）、白体（ρ=1）和透明体（τ=1）都是假想的理想物体。

辐射力E： —单位时间内、单位辐射面积向其上半球空间所发射的全波长的辐射能总量(能流密度)有效辐射J：单位时间离开单位表面的总辐射能。包括自身辐射的能量和反射辐射能量。

角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的能量与表面1发出的总辐射能的比值称为表面1对表面2的角系数，记为X1, 2。同理也可定义表面2对表面1的角系数X2, 1。

在两个漫灰表面温度均匀、发射率均匀、反射率均匀、投射辐射也均匀的条件下，角系数为一个纯几何参数，它仅与物体的形状、大小、距离和位置有关。

角系数具有相对性（又称互换性）；完整性和分解性。

角系数可利用角系数定义直接判断，也可用积分法、查曲线图、或代数法（利用角系数特性和已知角系数求解）等方式获得，要求重点掌握利用角系数定义直接判断、查曲线图和代数法。

热阻网络图：画辐射换热热阻网络图（热路图）的原则：对于黑体，表面热阻为0，对于灰体，表面热阻＞0；任意两表面间辐射换热都有空间热阻。所以两黑体辐射换热热阻网络图只有一个空间热阻；两灰体辐射换热热阻网络图各有一个表面热阻，还有一个空间热阻（如图11.16）；一个黑体和一个灰体辐射换热热阻网络图有一个空间热阻，另在灰体表面还有一个表面热阻。

遮热板：在两辐射表面之间放置黑度很小的薄板来遮挡辐射热，称为遮热板。未加遮热板时，两个物体间的辐射热阻为两个表面辐射热阻和一个空间辐射热阻。加了遮热板后，在不考虑遮热板导热热阻的情况下，将增加两个表面辐射热阻和一个空间辐射热阻（遮热板本身的导热热阻忽略不计）。因此总的辐射热阻增加，物体间的辐射传热量减少。这就是遮热板的工作原理。如果遮热板表面的性质与原辐射物体表面的性质相同，则在两块大平行平板间插入n块发射率相同的遮热板（薄金属板）时的辐射传热热流量为无遮热板时辐射传热热流量的1/(n1)。规律：遮热板黑度越小，表面热阻越大，遮热效果越好。

2.13 传热过程与换热器

实现冷热流体间热量交换的设备称为换热器，流体在换热器中所进行的传热过程往往是导热、对流、辐射换热3种方式共同作用的复合传热过程。

处理这类复合传热问题的有效方法是采用热阻分析方法，并从中找出主导换热方式。然后把次要的换热方式归纳到主导传热方式中加以考虑，或者忽略不计。

换热器种类繁多，按其工作原理，可分为混合式、蓄热式及间壁式，其中间壁式应用最为广泛。

换热器的计算方法主要有两种，即对数平均温差法和效能传热单元数法，它们既可以用于换热器的设计计算，也可以用于换热器的校验计算。

考虑到对数平均温差法用于校验时需要复杂的试算过程，相比之下，效能传热单元数法显得更为方便。心得体会

通过对热工基础的学习，并与之前物理学专业课程相比较，发现一些既相通又相异的互相联系的方法和思想，这些方法和思想对于我从理科向工科的观念转变大有裨益。

第一：两者学科构建目的不同。物理学专业课程侧重在对整个物理学科整体框架的理解和构建，讲究的是理论的完整性，细节排布的紧密性，公式定理推导的严密性。是为以后从事与物理相关的工作打基础，面面俱到但不深入。有时为了引出一个定理，要做长篇的冗长的理论推导，环环相扣，缺一不可。因而对我们的数学功底，逻辑思维及性格都有很高的要求。

热工基础侧重于知识在实际工程中的应用，更看重知识整体的宏观性，并不特别在意那些在工程中作用甚微的环节，所以有的时候公式定理的推导给出并不是很连贯，要不就是由某些基础学科的结论直接给出，要不就是由实际的经验给出一些参数，至于其深层的物理原理，则不是热工基础课程要研究的内容。其典型代表就是以Bi数、Fo数、Gr数、j因子、Nu数、Pr数、Re数、St数为代表的相似准则数在传热学中对流传热中的提出和应用。我们在实际的应用中只要知其然，有时未必用知其所以然。

热工基础源于物理学，是其在工程中的综合应用，一门课程包括了力学、热学、统计物理、量子力学等课程内容。而门类界限不是那么清晰，是根据应用需要而展开的。比如在传热学的章节中，既有类似于牛顿力学得出的热传导的傅里叶定律，也有用量子力学等推导得出的热辐射规律。还有牛顿流体概念的提出，更是牛顿力学的相似利用，或者说本质就是牛顿力学，只不过是换上了传热学实用的外衣，焕发了第二春。

至于说质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律在解决热传导问题时的应用。更是将自然界放之四海而皆准的守恒律在工程中的完美应用。还有熵、火用、火无这三个典型概念的提出及应用分析，集直观性，精辟性，实用性于一身，其他如技术功、过程功更是如此。都是在理论的基础上大大地增加了其实用性。

第二：两者学科思想不同。整个物理学课程学下来，见证了一部恢宏壮丽的物理学史，每一部分都是那么的紧凑，来不得半点马虎，尤其是理论模型的建立和认识，更是凝聚了无数科学家的智慧和心血，反过来促进了物理学的发展。

热工基础课程是因其在工程中的应用而建立的，重在其用。故而就不如前者那么显得完美，感觉像拼凑在一起的。至于说理论模型更是在实际应用的基础上进行简化，有时未必真实，但是在应用上有与生俱来的优势，正是哲学上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾的完美诠释。

根据能量和质量的流动对系统的分类过程中，现实中系统不能简单的归于某种情况（严格的说闭口系、开口系、绝热系、孤立系是不存在的），只是根据实际过程中的弛豫时间，取其主要效果归于某个系统模型，然后用模型检验实际系统，再进行适当修正。再比如热力过程中的可逆过程，循环过程中的卡诺循环等等都是类似的情况。既是在工程应用中误差允许的范围内，对实际问题进行简化，然后进行适当修正。

然而正是根据这些定义中的理想，应用中的趋近模型和过程，制造或改进了各种动力循环装置，在现实中发挥了举足轻重的作用，大大地加速了工业革命的进程，提高了经济社会效益。

第三：两者在计算方面的要求不同。物理学课程重在公式的推导，以加强对整个学科的理解。推导过程中用到的大部分是字母形式的变量，而不是具体数值。简而言之，没有太多的涉及到具体数值的计算。最典型的就是理论力学里面问题的推导，基本上自始至终都是字母，很少涉及具体数值，有的也是为数不多的物理学常数。

而热工基础大部分计算都是以数值的直接带入计算为主，因为实际中的应用太复杂，对我们直接进行数值计算的细心程度要求很高。另外，由于实际应用的复杂，如何在复杂的应用中抓住主要的环节，进行模型的简化和近似，也是计算能力的一部分。整体而言，热工基础对于我们的计算能力的要求还是很高的。如各种气体在各种条件下的比热容等各种性质参数，都是根据实际测量得出的，而在计算中直接带入。还有各种物质的热力学性质也是没有现成的规律可循，有的只是前人在实验基础上得出的具体近似值。还有一类是以坐标图的形式给出的。一句话，大部分的参数都要带入具体数据，算出最后所要求解的数值才有其在工程上的意义。

第四：两者用到的辅助工具不同。因为物理学课程的基础性，全面性，对我们而言，基本上一支笔一张纸，运用传统的学习方式就能将其掌握。当然还要进行一些实验的操作和学习。

而热工基础就不同了，由于实际应用的复杂，传统的一支笔一张纸已经不能满足了，必须借助计算机等大型计算工具进行模型的建立和计算。另外还要借助一些软件进行必要的模拟和计算。如热传导问题的数值解法，单相对流传热中的相似原理和量纲分析就要借助计算机软件进行建模计算。这样的例子在工程中甚为常见。

归根结底，我们学这些知识最终都要用于实际。所以我们不光要掌握书本上的原理，还要熟悉实际应用中的相关设备。如本课程涉及到的各种动力循环设备，不能只为了学而学，要为了用而学。做一个既有扎实理论基础，又善于动手，熟知各种设备内部构造的全面发展的工程型人才。

【参考文献】

热工基础（电力热力设备运行专业）唐莉萍

中国电力出版社 2004 热工基础（大机械系列）于秋红 北京大学出版社 2009 热工学基础（建筑设备类）余宁

中国建筑工业出版社 2012 传热学 杨世铭 陶文栓

高等教育出版社 2012 工程热力学 沈维道 童钧耕

建筑设计基础课程总结 篇6

在教学过程中，根据课程教育特点，突出理论与实践相结合，遵循学以致用的原则，注重培养学生的动手能力，让学生通过本课程的学习，毕业后可迅速投入到项目工程造价工作。

课程目的：主要通过实例实践操作，来掌握工程概预算的基本概念、作用、编制方法、编制依据、编制程序，从根本上了解掌握学习课程的重要性。

主要内容：定额计价、清单计价。

教学安排：讲授基本理论和课程实践相结合。

教学方式：理论讲授与实践操作相结合。

自然科学基础课程总结 篇7

1 传统实验教学体系现状及问题[8,9,10]

1.1 传统实验教学体系的现状

传统材料科学教学体系对实验的重要性认同度不高,实验项目的设置严重依附于理论教学,实验课程仅作为理论课程的一部分出现,实验的存在只是为了验证理论教学内容。各实验具有独立性、零散性、从属性特征,有些实验在内容设置上也有重复现象。从实验教学资源的利用来看,以教研室划分的传统实验教学管理体系,人员、用房和仪器设备使用率不高,具有重复建设现象。

1.2 存在的问题

随着对社会经济的发展、人才需求的变化,这种实验与理论的不平等关系出现了种种问题,即学校对实验教学研究成果评价不足,激励机制和考核体系不健全,阻碍了教师更新实验教学内容和提高教学质量的积极性[4]。传统的材料科学实验的教学过程、教学内容、教学手段与教学方法已经无法满足学生的需求。在教学过程中,现有的实验教学或是开设实验课数太少而不能给学生留下印象,或是注重了通过实验帮助学生对材料科学基本原理和基础知识的掌握,而忽视了学生对材料科学系统认识的引导。在教学内容上,学生缺乏进行教材以外的实验训练,这种按部就班、毫无新意的实验教学内容,影响了学生对材料科学基础的兴趣和创新思维。在教学方法和教学手段上,传统实验教学体系中仍然以传统的静态观察和表达方式概括动态的组织演变过程,以多媒体技术为代表的实践教学课件设计及应用,特别是从资料收集、实验补充、数据处理、过程描述和表达等设计性综合实验不多[4]。传统的材料科学实验教学模式割断了材料科学内在的联系,导致了学生对实验缺乏兴趣,实验学习纯属应付,主动设计和创新实验无从谈起,严重影响了学生创新能力的培养,无法适应当前社会科学发展对人才培养综合化、多样化的要求。

2 课程的改革思路

2.1 实验体系的改革

(1)建立新的实验教学机制,开设大实验课

将实验课程从理论课程中独立出来,并列入学分制,建立独立的课程体系。众所周知,理论是构建于实践基础之上的,在构建新实验教学体系时,不必过于关注与某门理论课的关系,实验项目可以和理论教学并列开设,先于理论课。在实验项目的设置上,考虑到不同层次的人才培养需要,实行分级实验教学。在实验课程上主要以材料科学与工程四大要素为基础,构建新型的实验教学体系,整合重组实验课程内容,多开设具有设计性、创新性和课题性的实验,减少实验内容重复,加强学科交叉。

(2)建立专业实验室

依托先进的实验仪器设备建立专业实验室,充分利用专业实验室的优势,将科研和实验教学有机地结合,鼓励学生参与部分科研工作,使学生了解到科研工作的内容、手段和目的[4]。通过参与科学研究,可以激发学生成就感和创新积极性,形成创新能力培养的良性循环。

(3)建立开放实验室

开放实验室不仅是指仪器设备与时间概念上的开放,更是指实验课程、实验项目、研究课题的开放[4,11]。开放实验可由担任课堂教学任务的教师带领助教共同指导,由实验室技术人员辅助。通过科学的管理为基础、良好的实验设备为平台、由指导老师精心设计的实验课题以及一定的实验研究基金为依托,增强教师和学生的参与开放实验的积极性。开放性实验不仅为学生开展课外科技活动打下了良好的基础、使学生具有更多的实际动手操作机会,也为增开综合性、设计性、创新性实验创造了条件。

(4)建立新的实验管理模式

高校的材料科学实验室应具有一定的专业技术能力的实验技术人员队伍,且由具有较高学历的专任教师负责组建新实验和实验教学的管理。在实验室管理体制方面采取实行以院(系)为主,学校调控的多层次、开放式的“校、院”二级管理体制[4]。实验室的设置方面按照学科(专业)相近,实验方法手段设备相似的原则,建立各专业共同使用的开放型专业实验室。其中综合实验室(或实验中心)为教学实践型实验室,打破狭窄学科的分类,按学科群的研究层次和研究方向进行管理与规划[4,12]。

(5)加强校企合作

在实验教学中,通过有经验的老师指导,设立与企业实际生产密切相关的实验研究课题,结合学生学习的理论知识与企业现存的问题展开小型科研项目,引导学生参与实验项目。加强与企业的合作,本着“请进来,走出去”的原则,学生在提升自身的专业素养的同时,也与企业建立了沟通桥梁,为就业打下了基础。

2.2 实验教学方法与手段的改革

(1)适时更新实验项目

开设形式多变的实验项目,鼓励学生对创新性实验的设计和研究。通过对实验的选题、研究、调试等训练,学生不仅学到了更多的书本外的知识,也了解了科研的环节和方法、培养了科研能力[4]。

课程内容的设置不能局限于教材,也要注意课程内容的趣味性以及科学技术的新发展,将科研成果融于课程内容之中,不断更新实验内容。同时,要根据材料科学的新发展,社会的需求及时开设新的实验课,将实验教学与学科的建设与发展有机地结合起来,在实验教学中引入现代材料制备的新技术工艺和材料分析检测的新手段,多开设现代新材料、新技术类的实验项目[13]。

(2)多样化的授课方法

综合运用多种现代化教学工具吸引学生的学习兴趣,加强知识的吸收。更重要的在于加强交流,鼓励学生课堂提问,促进师生之间的交流,提高学生学习的积极性。无论是在课程内容还是在授课方法上都要灵活,充分利用现代教育技术的优势,为受教育者提供一个逼真的仿真环境和更直观的模拟操作训练、模拟实验和考试环境[4],提供多种与外界交流的渠道,为学生搭建一个能够触更多、更新、更全的材料科学基础实验信息平台[12]。

(3)改革实验教学考核方式

实验成绩由平时成绩和实验报告两部分组成。平时成绩主要以学生的动手能力为考核依据,主要包括实验操作、实验能力。鼓励学生多动手,实验报告中除了记录主要的实验现象和数据外,能运用自己的知识对实验结果进行分析,提出自己的见解,对实验提出好的建议和看法的学生,实验成绩从优。另外,还可以采用多种灵活变通的考核形式,如随机选题、实验方案设计和实验报告现场答辩等,多方面、多角度,全面地评价学生的实验成绩。

3 结语

自然科学基础课程总结 篇8

出席本届论坛的有中国科技大学施蕴渝院士、北京师范大学张新时院士、南开大学校长饶子和院士、同济大学校长裴钢院士、上海交通大学邓子新院士、高等教育出版社张增顺总编辑、全国高等学校教学研究中心常务副主任杨祥等。

继首届生命科学基础课程报告论坛在上海交通大学成功举办之后，今年来自全国150余所高校的近400名代表又相聚在海河之滨，参加了这次论坛。两院院士、国家级教学名师、国家精品课程主持人、高校生命科学学院院长、知名教授和一线教师共聚一堂，围绕“宏观生物学与人才培养”这一主题进行了深入的交流与研讨。

大会开幕式由南开大学副校长许京军教授主持，本届论坛执行委员会主任、教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会主任委员施蕴渝院士及南开大学校长饶子和院士、高等教育出版社张增顺总编辑分别致辞。张新时院士作了题为“宏观生物学的现状和展望”的专题报告。

高校生命科学基础课程报告论坛作为系列报告论坛的重要组成部分，旨在为全国高校生命科学教师提供一个长期、稳定的教学研讨和交流平台，推动优质教学资源的建设与共享，提高教学质量和水平。本届论坛共设8个大会报告、一场院士访谈、一场院长访谈，并分4组进行分组报告与交流，另有近百篇书面交流论文张贴展示。大会报告从不同角度，结合各校教学实际，围绕生命科学的学科结构与中外生物学高等教育、生物学课程体系与人才培养、国内宏观生物学教学、宏观与微观渗透发展、宏观生物学与交叉学科人才培养等进行了深入的分析与阐释，引起了与会代表的广泛认同和深入思考。

本届论坛除继续设置深受代表欢迎的院士访谈栏目外。又增设了院长实话实说栏目，特邀复旦大学生命科学学院院长金力教授、中国科学技术大学生命科学学院院长牛立文教授、南京大学生命科学学院院长张辰宇教授、南开大学生命科学学院院长尹芝南教授、厦门大学生命科学学院院长林圣彩教授从一线教学管理者的角度，对大家共同关心的课程建设和改革中的热点问题展开了讨论。

与会代表充分分享了在改革探索和实践中积累的宝贵经验。在课程体系、教学内容、教材与教学资源建设、实验与实践教学以及教学方法和教学手段改革等方面有了更多新的认识和共识。

本届论坛筹备井然有序，内容精彩丰富，气氛热烈和谐，取得了圆满成功。论坛对推动高校生命科学基础课程改革，促进生命科学高素质人才培养起到了积极的作用。生命科学基础课程报告论坛已经成为广大教师及时了解生命科学教学改革信息和发展趋势的窗口，并作为教学研讨和交流的平台吸引着广大教师的持续关注和参与。