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教学目标
知识目标
1.知道电功率及其单位.
2.理解额定功率.
能力目标
了解从能量分析入手去认识物理规律是物理学的重要研究方法.
情感目标
使学生获得解决实际用电的初步知识.
教学建议
教材分析
本节教材从比较在相等时间内做功的多少引入电功率的概念,再根据电功率的定义和电功公式导出电功率的计算公式,给出电功率的单位.然后从电功率的单位引出电功的单位千瓦时,说明1度就是1千瓦时.为帮助学生理解额定功率教材安排了小灯泡在不同电压下工作的演示,教材还介绍了不同用电器的两个重要指标,额定电压、额定电功率,以使学生对常见用电器设备的功率有所了解.
1.重点:掌握电功率的概念、公式及其应用.
2.难点:实际功率的概念、额定功率和实际功率的区别.
3.疑点:灯泡的亮度决定于什么?
教法建议
本节教材包括电功率和用电器额定功率两块内容.教师可以利用前面学生学过的功率的知识和研究方法,突出比较做功快慢的方法:比较单位时间内用电器做功的多少.在讲解电功率的公式时,注意强调公式中的各量的对应关系,是同一段电路中的各量.不易同时给出电功率的导出公式,使学生感觉公式多不易掌握.额定功率和实际功率的区别学生不易做到,教师要通过实验讲清对一个用电器额定功率和额定电压只有一个,而实际电压和实际功率有很多.
教学设计方案
重难点:重点是电功率的概念和单位,难点是额定功率.
教学过程:
一.引入新课
方案一:复习功率概念引入电流做功有快慢的问题,然后可以举出一些实例如:电力机车每秒做功400多万焦,公共电车的电机每秒做功6万焦,洗衣机的电机每秒做功100多焦,而小收录机的电机每秒做功几焦.再举出时间不同做功不同的实例,问学生如何比较做功快慢,引出电功率的定义.
方案二:分析类比建立电功率的概念:可用幻灯片设计一组问题:1)怎样比较运动快慢?2)这样比较力对物体做功快慢?3)这样比较电流做功快慢?引出电功率的概念.
二、电功率:
电功率的概念要讲清:电流做功快,电功率就大;电流做功慢,电功率就小.电功率的定义公式为P=W/t,电功率的普遍适用公式是P=U·I,比较电功率大小时,要全面考虑到公式中各物理量的关系,才能确定电功率的大小关系.例如:在相等的时间内,根据P=W/t,电流做的功越多,电功率就越大.
电功率的单位容易和电功单位千瓦时混淆,可采用让学生计算1千瓦时的电功是多少焦,让学生体会千瓦时的意义.
三、额定功率:
方案一:可以用并进式的教学方法,让学生通过实验体会用电器的工作有正常工作问题,然后引进额定功率的概念.学生实验可以设计三组,1)是在比额定电压低的情况下工作;2)是在额定电压下工作;3)是在比额定电压高出1/5的情况下工作.
方案二:教师拿出“220V60W”和“220V100W”的灯泡,问将他们串联起来,哪盏灯亮?然后做实验,引出额定功率的概念.
例题1、一只额定电压为220伏特的电热煮水器,在正常工作时通电12分钟,电度表的示数增加0.1度,问:
这个电热煮水器的功率多大?
【分析解答】正常工作的用电器,其实际电压应等于额定电压,所以该题中的电热煮水器的实际电压应为220伏特,工作12分后,电度表的示数增加0.1度,即用电0.l度.根据P=W/t=500瓦
例题2、有两盏灯连接方式如图所示,已知电压U相同并保持不变,两灯均可发光,在甲、乙两图中比较灯1的亮度是[]
A.甲图亮B.乙图亮C.同样亮D.无法判断
【分析解答】同一盏灯的亮度与它的实际功率情况有关,在甲乙两图中,灯1的实际电压不同,甲图中的实际电压小于乙图中,所以灯1在甲图中实际功率小于乙图中,所以灯1在乙图中较亮.B选项正确.
课型:新授课
教学目的:
1、理解和掌握电功率的概念、公式和单位;
2、理解额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
3、能综合运用学过的知识简单的电功率问题。
教学重点难点:
1、电功率的定义、公式和单位;
2、额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
教具准备:
36V40W电灯1只,洗衣机、电动机铭牌若干,电流表、
电压表各1只,变阻器、电源各1个。
教学方法:复习引入、演示实验、归纳总结。
教学过程:
一、复习引入:
1、怎样比较物体运动的快慢?
2、怎样比较物体做功的快慢?
3、怎样比较电流做功的快慢?
[例题1]
电流通过电扇的电动机,通电半小时,电流做功72000J;电流通过起重机的电动机,通电2s,做功40000J,电流通过哪一个电动机做功多?
二、讲授新课:
1、电功率
(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
(2)公式:
根据定义:P=W/t,W=UIt
所以,P=W/t=UIt/t=UI
上式表明:电功率等于电压与电流的乘积。
(3)单位:瓦、千瓦,1kW=1000W
由公式得W=Pt得
W=Pt=1kW×1h=1kW·h
=1000W×3600s=3.6×106J
即:1kW·h=3.6×106J
[例题2]
一盏电灯边在电压是220V的电路中,灯光中通过的电流是68mA,这个灯光的电功率是多少瓦?一个月总共通电100h,电流所做的功是多少焦,多少千瓦时?
(4)演示实验:(运行课件)
实验数据比较:
2、额定电压与额定功率:
(1)定义:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
(2)额定电压和额定功率的关系:
当U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作
U实>U额,则P实>P额,用电器容易损坏
U实<U额,则P实<P额,用电器不能正常工作
三、小结:电功和电功率的比较
四、作业:
1、课本本节的练习3、4。
2、预习下节实验:
⑴实验的目的是什么?
⑵必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
⑶需要哪些实验器材?
⑷实验中为何要用滑动变阻器?它和灯泡如何连接?
⑸怎样组成电路?请画出实验电路图。
知识目标
1.会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻.
2.理解计算实际功率的思路.
能力目标
培养学生审题能力和初步综合运用学过的电学知识解题的能力.
情感目标
使学生获得解决实际用电的初步知识.
教学建议
教材分析
有关电功率的计算涉及的物理量较多,综合性较强,而且灵活性强,对学生来说有一定难度.
本节习题课就是要帮助学生解决问题.教师在选择例题时应精心选择,要有目的性,如:课本上的例题1要解决的问题是要学生学会在使用电功率的公式时,应注意公式各个量的对应关系,熟悉电功率公式,为下道例题做铺垫.
例题2的目的是要学生掌握解电功率习题的思路,抓住解题中的变量和不变量,其中不变量在初中就是电阻不变.电压变电功率、电流变.
教材(人教版)中的例题2没有从最简便的方法解题突出了电功率的决定式的作用.
重点·难点·疑点及解决办法
理解计算实际功率的思路.
教法建议
有关电功率的计算涉及的物理公式较多对初中学生来说,有一定难度.在讲例题前可以帮助学生复习一下电功率的公式和欧姆定律的公式.讲例题前应给学生一定的思考时间,要在教会学生独立思考上下功夫.鼓励学生一题多解,教师也应在一体多变上下功夫.
计算涉及的物理量比较多,题目的难度比较大.解题时要认真审题,理清解题思路,挖掘题目中的隐含条件,加深对额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的认识和理解,提高运用知识的能力,弄清串、并联电路中电功率的特点,加深对计算过程中必须对各物理量一一对应的重要性的认识.
明确目标
会根据用电器的额定电压、额定功率算出用电器正常工作时的电流和用电器的电阻.
培养学生的审题能力.
理解计算实际功率的思路.培养学生的审题能力,通过一题多解、一题多变,训练学生思维的灵活性.
培养学生运用电功率知识解决实际问题的能力.
进一步理解计算实际功率的思路.
培养归纳解题思路的能力.
教学设计方案
重难点:重点电功率公式的运用,难点是灵活运用电功率、欧姆定律公式解决问题.
教学过程:
一.引入新课
方案一.复习引入新课
问:(1)欧姆定律的内容是什么?
(2)串联电路的电流、电压、电阻有什么特点?
(3)什么叫电功?什么叫电功率?
(4)用电器在什么情况下正常工作?
(5)实际功率和额定功率之间有什么关系?
方案二:直接引入课题
二.进行新课
解决问题:
1)已知用电器铭牌,求用电器正常工作时,电流.
2)已知用电器铭牌,求用电器实际工作时,电压或电流或功率.
3)电功率在串联、并联电路中的应用.
例1:课本中的[例题1].
例题小结:
①若已知用电器的额定状态,可求出用电器正常工作时的电流I=P额/U额和用电器的电阻R=U额2/P额.(一般地说,应当把用电器上所标明的额定条件,理解为给出了用电器的电阻.不考虑温度对电阻的影响.)
②额定电压相同的灯泡,额定功率大的灯泡电阻小,灯丝粗.
分析:当电灯两端电压发生变化时,可认为灯丝的电阻没有改变,根据欧姆定律I=U/R可知,I随U的变化而变化,所以灯泡实际发出的功率也变化.
解题思路:
①根据额定状态求出灯泡的电阻.
②根据I=U/R求出灯泡在新电压上的电流.
③根据P=UI求出新电压下的功率.
请两位同学上黑板分别算出灯泡在210伏和230伏电压下的功率P1和P2,其他同学在课堂作业本上解此题.
讨论:本题还有没有其他解法?学生回答,教师指出:用比例法P1∶P额=(U12∶U额)2求P1较为方便.
例题小结:
①用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变的;
②求实际功率的思路.
例3:将灯L1(PZ220-25)和灯L2(PZ220-60)并联接在220伏的电压上再将它们串联接在220伏的电路上,两种情况下哪盏灯泡亮些?为什么?
分析:要判断两灯的亮与暗,只要比较二灯的实际功率大小就可以了.
解:并联时,每盏灯的实际电压均为220伏,则其实际功率就等于灯的额定功率,因此可直接判断出灯L1比灯L1亮.
串联时,因每盏灯两端的电压均小于220伏,所以两灯均不能正常发光,根据例1的结果知道,灯L1的电阻R1大于灯L2的电阻R2,又因为两盏灯串联,所以通过它们的电流一样大.因此可根据P=UI=I2R判断出P1>P2,L1这盏灯亮些.
例题小结:在并联电路中,电阻大的用电器消耗电功率小;在串联电路中,电阻大的用电器消耗的电功率大.
例4:标有"6V3W"的小灯泡能不能直接接到9伏的电源上?若要使小灯泡接上后正常发光,应怎么办?
分析:学生根据已有的知识不难判断,因为9伏已大于灯泡的额定电压6伏,如果直接接上去,因实际功率比额定功率大得多,灯泡会烧坏,所以不能直接接入.若要接,应和灯泡串联一个电阻R再接入,让电阻R分担3伏的电压.
解:不能直接接入.应和一个阻值是R的电阻串联后再接入.
I=I额=P额/U额=3瓦/6伏=0.5安.
R=(U-U额)/I=(9伏-6伏)/0.5安=6欧.
讨论此题还有哪些方法求R.
例题小结:当加在用电器两端的实际电压比额定电压大许多时,用电器可能会烧坏,应和它串联一个电阻再接入.
探究活动
【课题】观察比较两只灯泡灯丝的粗细,判断额定功率的大小.
【组织形式】学生分组或个人
【活动方式】
1.提出问题
关键词:初中物理 电功率 安全用电 家庭 教学
电功率不仅仅是初中物理课本中的理论知识,它还和我们的生活密切相关,对于学生在学习电功率时感到的抽象、困难,我们可以从家庭生活用电安全的角度进行讲解,理论联系实际,才能让学生脱离困境,掌握好这个重要的知识点。
首先我们要了解电功率,然后在此基础上联系实际生活。
一、电功率
电功率的定义:单位时间消耗的电能,它是衡量消耗电能快慢的物理量,通常它用P表示,它的单位是瓦特(W),由它的定义可知P=W/t,其中电能的单位是焦耳(J),时间的单位是秒(S)。这个公式可以改写为W=Pt,由它可以算出用电器在一段时间中所消耗的电能。
电功率还可以由以下公式得出:P=UI,这是一个普遍实用的公式,它表示电功率与电压和电流成正比。当用电器不变且是纯电阻电路时,可以根据欧姆定律I=U/R进行变换得:U=IR、P=UI推出P=U2/R或P=I2R,这样就可以在只知道电压或电流之一的情况下,再知道电阻就可以求电功率了。
灵活运用各种公式的变形,熟记各种公式的运用条件,才能在做题时心中有数。
二、家庭生活安全用电
引起家庭用电危险主要有以下几个方面:电线老化、接触不良、电路接入用电器的总功率过大等。针对电线老化、接触不良等问题只需更换电线,检查线路就可以了,对于电路接入用电器总电功率过大的问题,就可以利用初中物理中电功率的相关知识来解决。
三、初中物理教学中电功率与家庭生活用电安全问题
物理并不只是纯粹的理论知识,而是一门和实际生活联系很紧密的科学,只有理论联系实际,才能轻松掌握,学以致用。
目前,中考物理题型出现了以下几个趋势,这值得我们重视:突出探究,重视能力;体现创新,迁移应用;与生活联系越来越紧密。下面是电功率与生活密切相关的内容。
额定电压、额定功率与实际电压、实际功率。在家里我们总能发现电视、电风扇等家用电器上的铭牌标有电压值,那是额定电压值,用U表示,指该电器正常工作时的电压。额定功率就是在额定电压下工作时的电功率,用P表示。额定功率和额定电压值是一个定值,是不随用电器两端电压的改变而改变的。与之对应的是实际电压值和实际电功率,实际电压值是指用电器在实际工作中两端的电压值,在实际电压值下工作的电功率就是实际电功率,根据实际情况下用电器两端电压的不同可以有多个不同的实际电压,相应的也有多个实际电功率。额定电压值和额定功率只是一个参考,实际电压在额定电压以下,由公式P=U2/R知,实际功率比额定功率小,用电器就有可能运行不正常,如灯泡不能正常发光、电风扇转速变慢等,如果实际电压在额定电压以上,同样由公式P=U2/R知,实际功率比额定功率大,就有可能损坏用电器。通常在物理中也会出现关于这方面的题目,如题:“某同学自制了一只电烙铁,它的电阻为1100欧姆,正常工作时的电压为220V ,把电烙铁分别接在110V、 220V、 230V的电路中,它的电功率各是多少?”这就说明了额定功率和实际功率的不同,实际电压可以有多个,实际功率也有多个,所以在学习电功率后就应该知道家里的每一个用电器额定功率是多少,不同时让多个用电器工作,以免使电路中的总电流过大而造成危险。
保险丝,它安装在开关中,它的作用是在电路中电流过大时自动切断电路。所以保险丝要选用电阻较大,熔点较低的金属,通常选铅锑合金。家庭电路中一般按照实际情况选择规格合适的保险丝,保险丝不能用铜丝、铁丝代替。当保险丝烧断时,如果不是短路,家庭电路中U是220V,由P=UI知, I过大,说明电路中接入的总功率过大,就需要减少家里同时工作的电器,避免引起事故。
要灵活运用公式P=UI,如果家里接入用电器过多,可以通过计算I=P/U,得出电路中的电流,如果电流超出家庭电路中电线的额定电流,就要减少接入的用电器,直到电路中的电流不超过电线和电能表额定电流为止,往往考试中也会涉及这类题目。
四、总结
考试中涉及家庭安全用电关于电功率的内容多是考查电路中能否接入新的用电器,能接入多少个用电器等,这都可以使用P=UI这个普遍使用的实验公式来解答,如果要用到其他公式,需要注意前提条件。教师可以结合多年的教学经验发现学生易犯的错误,总结出一套系统的理论知识,如公式P=U2/R、P=I2R使用的条件,并列一个相关题目来帮助学生轻松掌握、加深理解。学生可以通过多学多练来攻破这个重点、难点。
参考文献
[1] 顾福敢.第七讲电功电功率和家庭电路[J].初中生世界(九年级物理版),2011,(2).
[2] 陆坤.浅谈初中物理电功率教学 [J].科海故事博览科技探索,2011,(1).
[3] 曾雕,刘勇.电功、电功率、家庭电路检测试题[J].物理教学探讨,2008,26(24).
关键词:直流电机;电枢电流;弱磁保护
中图分类号:TM33 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2011)023(C)-0216-01
张集矿北区副井采用JKMD-4×4(Ⅲ)多绳摩擦式提升机,主电机为大功率直流驱动,于2004年12月正式投入使用。其电控系统由上海华菱公司生产,引入较先进的PLC(S7―400)技术,传动部分采用了全数字直流调速系统(C30)。该电机于04年12月正式投入使用以后,副井提升机在运行一段时期后,出现跳电现象:当罐笼满载下放时,突然跳电,绞车紧急制动,复位后,系统恢复正常,绞车可以重新启动运行。该现象直接威胁到入井职工的人身安全,成为大的安全隐患。队领导立即带领技术员和检修工进行现场调研,并与生产厂家交换意见。该现象在整个集团公司机电故障中没有先例,同样使用该系统的兄弟矿井也未发生。厂方认为硬件部分问题不大,建议我们通过上位机对系统内部流程进行监视。根据现场实测数据,从电气方面入手,深入分析,逐步查明电机突然跳电,绞车紧急制动原因,具体如下:
一、直流调速系统
我矿副井提升机采用电枢可逆方案,磁场采用三相全控桥式整流装置,电枢采用两组可逆整流桥并联组成主电路。本装置即为电枢反并联、逻辑无环流反向调速系统。电机在待机时为半磁状态,运行时转换为全磁,磁场并不参与调速,主要通过电枢可逆换向调速。该电机电枢电流调速范围很广,为50A――2350A,在这个范围内可以实现平滑的无极调速,且机械特性较硬,是比较理想的恒转矩调速方式。但在电机低速运行时,根据公式①n=U-Ia(Ra+R)/CeФ,电机转速n与电枢电流Ia成正比,此时电枢电流很小,仅靠回路中的电感L来维持(电感L总是阻碍电流的变化趋势),电枢电流绝对值在小于50A这一区间内(电机低速或换向),出现电流断续现象,电流时有时无,形成调速盲区,这是造成电机突然跳电,绞车紧急制动的主要原因。
二、弱磁保护系统
由WINCC(上位机监控系统)给出的故障报警很复杂,只要发生跳电,就会有一系列报警汇总,我们判断这些报警有连锁效应,可能由其中某一两个故障派生出来的。考虑到报警系统设定有优先级别,报警信号的路径也不一样,我们认为最先到达WINCC的那条信息就是系统跳电的主要原因。技术人员通过上位机对PLC安全回路进行24小时连续监控,发现一个脉冲信号总是最先到达――弱磁保护报警,即系统跳电之前,磁场强度不够,安全回路扫描不到,视为磁场故障,自动断电,引起紧急制动。进一步分析原因,副井电机为降压弱磁混合调速,常态下保持恒定的半磁状态,从直流电机运行原理考虑,重载下放属于反向制动运行,工作特性切换到第四象限,反馈电能,处于发电状态。这时磁场方向改变,由正变负,相当于一个降低的过程,电枢电流已经起不到调速作用,改由励磁电流提供电磁转矩进行制动,磁通势下降很快,迅速经过零点,并反向增大,安全回路中弱磁保护在磁场接近零点时动作,断开电源。
三、故障处理
(一)优化电枢电流调速系统。电机突然跳电,绞车紧急制动原因构成较为复杂,尤其是电控部分,要克服电枢电流断续,填补控制死角,就必须对调速系统进行改造。当前使用的电枢可逆逻辑无环流调速系统,只能对50A以上的大电流进行较为精确的控制。而在{-50A―+50A}区间内,电枢电流时断时续,还要过零点(换向),电流越微弱,电流断续情况越严重。我们首先想到调整电流自适应比例积分器(ACR)的时间常数,以保持电流环的动态性能,但电机在原始设计时所采用的ACR精度不够,无法将时间常数降低至有效范围,调整后收效甚微。为此,需要一个反应周期较长(0.2ms左右),频率波动小,电流等级较低(在-50A―+50A内可以精确控制)的电磁转矩T,而且还要保持恒转矩T=T0,所以可考虑引入励磁电流来提供恒定的电磁转矩。根据公式②T=IaCeФ,若要保持T不变,就要调整Ф,即磁通。由于该电机的磁通势由励磁电流提供,励磁电流在300A左右,基数较低,可以在-50A―+50A范围内精确控制,且该电机为电枢可逆而磁场不可逆,也就是说磁场不参与调速,只是利用它获取一个较为恒定的电磁转矩,以保证在小电流情况下电机能稳定运行,体现在C30程序中,就是将励磁电流的地址变量直接代入电磁转矩计算公式以取代原有的电流值,通过上位机修改程序后下载即可。
(二)优化弱磁保护系统。如果轻易改变励磁电流的大小,尤其在接近零点时,磁通势下降很快,将会导致弱磁升速,而在C30的安全保护回路中有弱磁保护环节,单纯改变磁场就会造成提升机超速而突然故停车,同样存在安全风险。想要解决这个难题,就必须改变C30程序中部分关于励磁的参数。这个环节可以在C30控制面板上直接操作,修改两处参数后,使得励磁电流在-50A―+50A(过零后取绝对值)范围继续提供稳定的电磁力矩可以维持电机的全程稳态运行,填补电枢电流不可控的断续区间。
四、处理后运行效果
原告:海安县角斜木器制镜厂。
法定代表人:李视杰,厂长。
被告:海安县供电局。
法定代表人:刘宝庆,局长。
被告:海安县角斜镇人民政府。
法定代表人:陈庆农,镇长。
1994年5月28日,角斜电管站派员到制镜厂抄表计费,发现三相电表读数与抄表底册记录数相差较大。电工遂将该电表拆卸校验,并记下了当时的电表读数,检测结果是电表正常。6月9日,电管站根据抄表读数开出三相电表电费发票,计45123.68元,制镜厂当即提出异议,认为两个月用不了6万度电。6月20日,电管站又开出927.33元的电费发票给制镜厂,并收回了45123.68元的发票。此后,双方一直为电费的收取发生争执。7月4日,电管站经请示县供电局后向制镜厂发出通知,要求立即缴纳三相电表电费23599.52元,否则将根据《全国供用电规则》予以停电。7月6日,电管站以制镜厂拒绝缴纳电费为由实施了停电。制镜厂不服,向人民法院提起行政诉讼,要求判决撤销被告所发出的停电通知书,立即恢复使电;判令被告赔偿制镜厂因停电205天所造成的经济损失并退还多收的电费6730.48元。
「审判
海安县人民法院经过审理认为:海安县供电局所属角斜电管站未能查清制镜厂尚欠23599.52元电费的证据,同时也未举出计电器误差的证据,制镜厂举证证实不欠电费。所以制镜厂要求依法判决撤销海安县供电局所属角斜电管站作出的停电通知、判令恢复供电的请求应予支持;判令海安县供电局赔偿因停电所造成的经济损失的部分请求应予采纳。遂根据《中华人民共和国行政诉讼法》第五十四条第二项、第六十八条、第五十八条的规定,判决撤销被告海安县供电局、角斜镇人民政府所属角斜电管站1994年7月2日作出的停电通知;被告海安县供电局赔偿原告制镜厂因停电造成的经济损失57655.14元,被告角斜镇人民政府负连带责任。
一审判决后,被告海安县供电局、角斜镇人民政府不服提起上诉。
南通市中级人民法院法院经审理认为:根据国家能源部颁发的《乡电管站管理办法》的规定,电管站接受海安县供电局和角斜镇人民政府的双重领导,海安县供电局、角斜镇人民政府作为本案的被告,主体资格合格。制镜厂在1994年5月28日的三相电表上的读数为8882,有多方面证据足以认定,其所拖欠的电费23599.52元应当缴纳。所以,制镜厂诉海安县供电局非法要求履行义务的请求没有根据。供电部门不如实抄表计费、积存大数量电费的做法,不符合供用电管理规定。且在制镜厂对电费收取存有异议的情况下强行停电,其行为不当。所以,上诉人对停电期间制镜厂所造成的损失应承担主要责任,制镜厂对自己所欠电费未能及时缴纳,也未提出缓缴申请,对停电造成的损失应承担次要责任。原审判决被告承担全部赔偿责任不当,应予撤销。根据《中华人民共和国行政诉讼法》第六十一条第三项之规定,该院于1996年1月10日作出判决:
一、维持海安县人民法院(1995)海行初字第5号行政判决第(一)项;
二、撤销海安县人民法院(1995)海行初字第5号行政判决第(二)项;
三、角斜木器制镜厂应缴纳拖欠的电费23599.52元,上诉人应赔偿制镜厂因停电而造成的损失中的21464.54元。两项相抵,制镜厂还需缴纳电费2134.98元。
「评析
审理当中,法院对本案是否属行政诉讼的受案范围,如果属行政诉讼的受案范围,谁是本案的适格被告等问题,产生了激烈的争论。
一、关于本案是否属行政诉讼的受案范围一种意见认为,本案不属行政诉讼的受案范围,而是一起供用电合同纠纷,属经济纠纷案件。其理由是,《全国供用电规则》规定,电力管理部门与电力用户按照经济合同法签订供用电合同,明确合同双方的权利、义务与违约责任。本案中,电力管理部门根据约定向制镜厂保质保量提供电力能源,制镜厂则必须依法使用并缴纳电费。任何一方违约,都应承担合同所约定的经济责任。至于停电行为,则属于合同一方当事人针对违约方行为所采取的一种相应措施。因而,本案属于平等民事主体之间的经济纠纷。
另一种意见亦即笔者认为,本案属行政诉讼的受案范围,理由如下:
1.停电行为属具体行政行为。停电行为是由行政主体作出的。根据国家能源部能源农电(1989)1286号文件规定,乡电管站是服务性的管电组织,行使乡人民政府的管电职能、受人民政府和县电力部门双重领导。因而,电管站是规章授权的组织,因规章的授权而具有了电力管理职能。电力管理是我国行政管理领域的有机组成部分,既然电管站是接受规章授权从事行政管理活动的,当然不可否认其管电行为的行政属性,否则,就无法理解电力管理部门目前在我国的法律地位。另外,电管站的停电行为是在供用电管理活动中,针对特定的对象,即制镜厂,就特定的具体事项,即电费争议,作出的单方的且具有强制性的行为。
2.供用电关系是一种行政契约,即行政合同。行政合同与民事、经济合同有着某些共同的属性,但也有着根本的区别:合同的目的不同,行政合同的目的是为执行国家公务,满足公共利益的需要,而民事、经济合同的目的则是公民、法人的自身利益;合同的主体不同,行政合同的当事人必有一方为行政主体,民事、经济合同在主体方面则无此限制;合同的内容不同,行政主体在行政合同中享有一定的特权,民事、经济合同双方当事人的法律地位平等;合同调整的法律规范不同,行政合同主要适用行政法律规范调整,民事、经合同则适用民事法律规范调整。因而,行政合同纠纷实际上是一种行政争议,是当事人因对行政主体的特权行为不服而发生的争议,运用民事诉讼规则无法解决行政合同纠纷,且背离我国的诉讼体制。需要强调的是,《全国供用电规则》制定于1983年,在当时的情况下,将其纳入经济法范畴是不奇怪的,但在行政诉讼法颁布实施五年后的今天,这种归属就值得商榷了。
3.原告是以被告违法要求履行义务为由提起诉讼的,并不是明知拖欠电费而不缴纳。这二者具有不同的内涵,明知拖欠电费而拒不缴纳是一种行政合同违约行为。本案中,制镜厂每月用电约在千元以内,对电管站的电费发票提出异议自在情理之中。电力管理部门对制镜厂提出的异议并未认真核查即强行停电,制镜厂以行政机关违法要求履行义务提起行政诉讼,对此显然无法适用民事诉讼法调整。
二、关于谁是本案的被告这也是本案的一个焦点问题,可谓众说纷纭,有人认为是供电局,也有人认为是乡政府,还有人认为是电管站。笔者认为,县供电局和乡政府应当是本案的共同被告,主要理由是:
1.规章授权的组织不能成为行政诉讼的被告。行政执法主体资格和行政诉讼被告主体资格是两个不同的概念,具备行政诉讼被告主体资格当然具备行政执法主体资格,而具备行政执法主体资格则不一定具备行政诉讼被告主体资格。电管站是乡属集体事业单位,它虽然是接受国家能源部的授权从事行政管理活动,但根据行政诉讼法的规定不能成为行政诉讼的被告。
关键词:初中物理电学教学;行动导向教学法; 课堂教学;尝试
初中物理课程标准要求学生学有价值的知识,有实用性的知识,促使学生的发展,提高课堂教学的有效性.通过在初中物理电学课堂上运用行动导向教学法进行教学,有利于提高初中物理课堂教学的有效性,使学生在物理学科电学知识上有提高和收获.行动导向教学法是在一定程度上建立在行为主义理论基础上的一种学习的模式,“行为”即“所作和所为”,“导向”即以行为作为一种向导.在初中教育中,教师一般以与课程相协调一致的行为和工作任务为一定主导方向,并通过对学科所要学习的目标、内容及方法进行合理的调整,创设出一种师生互动的交往的教学的情境,并把教和学紧密结合.通过教师积极开展课堂教学活动,让学生在认知和情感上能积极互动,营造良好的教学环境和氛围.只有积极实施行动导向教学法,才能彰显初中物理教学课堂的互动与活力,才能使每一位学生都投入到学习活动中,潜能得到充分发挥.
一、 对初中物理电学教学实践的思考
传统的初中物理教学课堂,教师是主体,学生在课堂上只是扮演着配合教师完成教学任务的角色,教师往往是一讲到底,学生处于被动接受的地位,没有积极主动参与的精神,也没有开展行动导向教学,很难获得良好的教学效果[1].素质教师要积极开展教学行动引导,在物理电学教学过程主动进行行动引导,积极开展实验教学,营造互动且具有实践性的学习环境和教学方法,激发学生的互动参与热情,使学生能在教师的行动引导下,积极开展学习、体验、观察、探究,全身心地投入到学习活动中.在初中物理电学教学中,教师所选择的教学方法和方式,直接影响学生学习物理的兴趣以及对他们思维的开发,一节有趣的物理课可以激发学生学习物理电学的兴趣,把书本上的内容灵活化、生活化,学生对知识点会记得比较深刻.在物理教学中,把讲授式的教学方法转换成启发、引导式的教学方式,在上课中注意设计问题情景,由浅入深,引导学生去思考、寻找答案,这样学生的印象会更加深刻.
二、进行初中电学行动导向教学法的主要经验及效果
在粤教沪科版九年级的物理上册课本中,主要以学习电学为主,重难点比较多,现结合本人的教学实践,介绍如下.
1.改革传统的教学模式,创建“行动导向”教学环境
教师应该为学生创造条件,充分发挥学生的主体作用,使学生顺利的获取新知识.要精心的备课,钻研教材,分析学生情况,考虑教法练法;教师由过去的“讲演者”变为“表演者”,学生由“听众”转为“发言人”,教师成了学生的组织者、监督者和帮手[2].同时教师应积极开展行动导向教学,在初中物理电学教学过程中积极开展各种实验和模拟教学,比如,作图题中考查家庭电路的连接情况时,应该引导学生懂得开关和灯泡是串联的,为了安全先接开关在火线上,再接灯泡,理解家庭线路的流向.
2.激发学习电学兴趣,创设乐学的学习氛围
兴趣是最好的教师.在初中物理电学课堂教学中,引人入胜的启发导入、联系实际的应用设置及生动形象的直观教学,重视电学实验教学,对教材上规定的电学演示实验,并争取将某些演示实验改为“边学边实验”. 因此,初中物理教师应将电学教案与实际生活电学知识紧密联系,不断激发学生的兴趣,从而增强初中物理电学教学的互动性.
3.要强调“协作学习”的作用
协作的学习的环境与学生和周围环境之间的交互的作用,对于学生学习内容的具体理解有着关键性的作用.在初中物理电学课堂教学中,要通过这种协作学习,使得教师和学生的思维和智慧能被全体师生群体共享,使得整个电学教学的过程可以被全体师生共同完成,对所学的物理电学知识进行消化和吸收.
4.要强调对电学教学环境的设计
学习环境是学生可自由探索与自主学习的具体场所.在初中物理电学教学中,教师要为学生学习物理电学知识提供教学环境,积极进行教学设计,使得学生可以利用电学学习工具与信息资源来达到学习目标.
5.积极转换角色,促使学生探究参与
初中物理教师要实现角色转换,改变单纯的知识灌输的方式,要与学生进行交往与交流,促使学生参与到物理电学的教学过程中来,充分发挥学生的学习积极性,从而在互动引导的的气氛中协同完成教学任务[3].
三、开展形式多样的教学活动,引导学生学习求知
1.重视情境教学,充分调动学生的学习情感
初中物理教学应该注重情景教学,每一节课都有一定的教学任务.情境的创设,要有利于学生数学学习,有利于促进学生认知技能、学习思考等方面的发展.因此,初中物理教师在电学教学中既要紧紧围绕教学目标创设情境,又要充分发挥情境的作用,及时引导学生从情境中运用数学语言提炼出物理问题,教师提出的问题要具体明确,也要有新意和启发性.同时,情境的内容和形式应根据学生的生活经验与年龄特征进行设计.物理电学教学情境的形式有很多,如,问题情境、活动情境、实验情境、竞争情境等.
2.积极开展探究学习,培养学生思维
课堂教学的核心是调动全体学生主动参与学习全过程,使学生自主地学习、和谐地发展,而要做到这些,就需要教师积极开展行动引导,积极设计教学方式方案,引导学生开展探究学习.因此,只有发挥教师作为组织者、引导者、点拔者的作用,才能发挥学生的主体性、主动性,让学生学会学习. 在初中物理电学教学过程中,教师要积极培养学生的物理思维,使得学生在电学学习中,能快速地概括出各种电学、电流、电压以及电阻之间的关系及特征、规律以及相应的解题技巧,特别是对于电功率的计算和热量、电能的求法.通过积极引导,能缩短思考环节和推理过程,尽快地得到结果.同时,在学生疑难处、意见分歧处,或在知识、方法归纳概括时,更要物理教师及时加以点拔指导.
3.联系生活实际,积极开展电学教学
创设有效的生活情境是提高课堂教学有效性的重要条件.在初中物理电学教学中,要使学生从中感悟到物理的乐趣,产生学习兴趣,激发探索新知识的积极性,主动有效地参与学习.教师可直接选取教材中提供的学生熟悉的日常生活素材与物理电学的各类知识相关的生活情境进行加工或自己创设学生感兴趣的现实生活素材作为课堂情境进行教学.特别要注重物理电路图的学习,在电路图中,教师要结合生活实际,透彻解读实际电路.在实际课程教学中,比如,平常书本中电压表直接测量小灯泡的电压,而在练习求小灯泡的功率的实验图中,电压表测量的是滑动变阻器的电压,而学生因为惯性思维,以为电压表总是测量小灯泡的电压,导致在后面求小灯泡的实际功率时,直接就用所测电压乘以所读的电流[4].
4.注重教学反思,促进课堂教学质量
初中物理教师每上一节课,都要进行深入的剖析、反思,对每一个教学环节预设与实际吻合、学生学习状况、教师调控状况、课堂生成状况等方面认真进行总结,找出有规律的东西,在不断“反思”中学习.比如,在上“电功率”这节新课时,电功率的概念和理解是整个电学的重点,可以先用大小功率不同的两个灯泡做实验,让学生亲自观察这两个灯泡在电路中工作中时电能表的转速,从而引出电功率,在讲解的过程中注重区别开耗电的多少和耗电的快慢问题,这样学生能更容易掌握电功率这个知识点.
四、总结
行动导向教学法是初中阶段比较实用的教学方法,教师需要结合教学科目和学生的身心特点进行课程设计,注意趣味性与知识性的结合,注意培养学生实践和思考的能力,用多样化的方式提高学生的思维能力和逻辑能力.总之,在新课标下的初中物理电学教学中,教师要善于为学生搭建发现问题、思考问题、解决问题的平台,让学生在参与教学中主动学习、创造,这是提高学生数学能力的根本要求.只有积极加强行动导向教学法教学,发挥教师的导向作用,学生的主体作用,才能不断提高课堂教学的实效.
参考文献:
[1]何光华.对初中物理教学的思考[J].辽宁师范大学学报,2009(1).
[2]王德军.对初中物理的定位和教学现状的思考[J].教师之家,2005(5).
[3]姜小平.教学中激发学生学习兴趣的有效路径[J].教育与职业.2010(29).
一 、备好每一节课是实施高效课堂的前提
要构建高效课堂,充分用好四十分钟的每一秒,充分的课前准备就显得非常重要了。孔子曰:“工欲善其事,必先利其器。”备好课包括备教材、备学生、备课标、备教法、备学情、备学法。不仅要钻研教材,理解教材,琢磨教学的重难点,还要了解学生的实际情况,根据学生的认知规律,选择课堂教学的“切入点”,合理有序的设计教学活动,高效课堂要求是:不仅要认真备好教案,更要了解学生,做到因材施教。因此,要构建高效课堂,就必须扬好“备好课”这片帆。
二、开展丰富多彩的课堂教学活动,激发学生学习兴趣,是构建高效课堂的基础
兴趣是学习动机中最活跃的部分,它使人积极主动、心情愉快全神贯注的学习,正如爱因斯坦所说;“对于一切来说,只有热爱才是最好的老师。”
在日常教学中,我们可以通过创设教学情境,采用课件,让学生亲自动手实验等多种方法开展教学,激发学生的学习兴趣。现在科技的发展,为我们教师提供了越来越多的教学辅助手段,从最初的录音录像到投影仪器,以至于到现在的多媒体大屏幕,flas等等,这些手段的充分应用,对构建高效课堂起了重要作用。例如在讲解“电功率”的定义时,它是描述“用电器消耗电能快慢的物理量”。学生在理解时往往把它理解成“消耗电能的多少”,此时借助flas,把两个功率不同的灯泡接入到两个相同的电表中,用动画表示,功率大的灯泡铝盘转动得快,功率小的灯泡铝盘转动的慢。生动直观,易于理解,大大提高了学习效率。
三、有效的课堂练习设计是构建高效课堂的重要保证
课堂练习是一堂物理课的重要组成部分,是进一步深入理解知识,掌握技能、技巧,培养积极的情感和态度,促进学生深层次发展的有效途径,所以,紧扣所学知识的有效练习,将是一节课的点睛之笔。
例如我在讲简单机械在生活中的应用时,以生活中常见的指甲剪为例,让学生找出指甲剪中有几个杠杆,哪个省力杠杆,那个是费力杠杆,它们的支点分别在哪个位置。设置此练习题,一是可以让学生了解生活中的杠杆,二是让学生通过实例区别省力杠杆和费力杠杆的方法。此题表面上是对刚学过的知识的应用和巩固,实际上它更重要的价值是对教学内容进行规律性的概括和总结。有了巧妙地练习设计,使练和学融为一体,能大大节省教学时间,提高学习效率
四、应用幽默艺术营造愉快氛围是打造高效课堂的重要手段
关键词: 初中物理课堂教学 学案导学 教案
随着素质教育的不断推进、新课程改革的不断深入,“学案导学”的教学方式应运而生,得到了广大初中物理教师的认可,并加以运用。“学案导学”是指在物理课堂教学中,教师精心设计并编写学案,引导学生依据“学案”自学,主动探究物理知识的教学方法。这种教学方法充分体现了生本主义的教学理念,突出了学生的主体地位,培养了学生自主学习的良好习惯,提高了初中物理教学效率。笔者结合多年教学经验,就初中物理教学如何运用“学案导学”进行了探讨。
一、精心设计“学案”,提高“导学”质量
“导学”的前提是“学案”,因而“学案”的质量直接决定了“导学”的实际效果。所以,初中物理教师要优化“学案导学”的效果,必须结合物理教材和学生实际情况精心设计编写具有实用价值的“学案”。“学案”设计的教学目标不仅要体现物理学科的科学性,更要体现学生的实际情况。“学案”要突出学生自主学习和发现问题并进行质疑,要重视物理教材中的基本概念和基本规律,要培养学生自主分析物理现象、自主解决物理问题的能力,以便让“学案”成为学生学习的有效载体。
例如,在教学“牛顿第一定律”时,教师精心设计“学案”,并在“学案”中编写了关于牛顿第一定律发展历程的知识,包括牛顿生平的介绍、牛顿对物理学科的巨大贡献等。又如,我在教学“法拉第的电磁感应”时,在“学案”中编写了关于法拉第生平事迹介绍及对科学的巨大贡献等内容。同时,我在学案中编写了关于法拉第发明电的历史知识,介绍法拉第通过千辛万苦的漫长实验最终发明电的过程。通过精心设计和编写“学案”,提高了“导学”质量,提高了课堂教学效率。
二、精心设计问题,激发学习兴趣
亚里士多德说:“思维自疑问和惊奇开始。”因而,问题是学生物理思维的导火线,是学生学习物理知识的内在动力。当学生带着疑问自学时,思维就会不由自主地开始启动。有了活跃的学习思维,学习中遇到的各种问题将会迎刃而解。因此,初中物理教师在利用学案导学时,要精心设计各种问题,让学生带着问题自主学习,充分激发学生的学习兴趣,培养学生的自主探究能力。
例如,在教学“电功率”时,可以向学生提出以下问题:物体在单位时间内所做的功称作什么?与功率相比,电功率有哪些不同?在教学“摩擦力”时,可以设计如下问题:影响摩擦力的因素有哪些?如何减小有害摩擦力和增大有益摩擦力?在教学“滑轮”时,可以设计这样的问题:日常生活中有哪些定滑轮的实例吗?动滑轮有什么特点?日常生活中有哪些地方使用了动滑轮?在初中物理教学中,让学生带着问题自学,既能充分激发学生学习物理的兴趣,又能提高学生学习物理的积极性,更能强化“学案导学”实际效果。
三、开展合作探究,让各层次学生参与“学案导学”活动
“学案导学”的目的是让全体学生都能够参与课堂教学互动,师生共同发现问题,共同讨论问题的答案。但是,在初中物理“学案导学”过程中,通常只有少数成绩优秀的学生积极参与课堂教学活动,大部分基础薄弱的学生很少参与课堂教学活动。因此可以采用小组合作学习的方式,将前后两排的4名学生分成1个学习小组,让班级内全体学生以小组为单位,对“学案”的问题进行合作学习和分组讨论,由各小组代表对本组讨论的结果进行陈述,最终得出正确答案。
例如,在教学“滑轮”时,教师引导学生对“日常生活中哪些地方运用了定滑轮或动滑轮”进行分组讨论,让学生展开小组合作,自主探究问题的答案,让学生分组展示自己制作的定滑轮或动滑轮的小模型,评选出优秀作品,并进行展示。又如,在教学“力的概念”时,教师将全班学生分成若干个小组,让学生分组讨论“什么是力”。经过分组讨论和合作探究,学生归纳出力的概念。小组合作学习和合作探究让每个学生都能积极参与物理教学活动,有利于充分开发学生的学习潜能。
四、引导学生自主完成物理实验,培养学生观察能力和动手能力
物理学是一门实验科学,教师要引导学生在“学案”的指引下,自主动手开展物理实验,了解实验的基本原理和方法,从中学习和获取物理知识,让学生从已有生活经验出发,设想实验方案,并自主验证实验方案,得出实验结论,最后把结论应用到生活中,解决与物理有关的实际问题。
例如,在教学实验“电磁起重机的铁芯是软铁还是钢棒”时,让学生自己动手绘制继电器电路图,并根据电路图设计组装电路。又如,在教学“光的色散和物体的颜色”时,让学生亲自试验太阳光穿过棱镜片后的七彩光带,观察太阳光变成眩目光带的现象。再如,在教学“浮力”时,可以引导学生通过做实验验证猜想。让学生自己动手做实验,培养了学生的观察能力和动手能力,增强了他们的社会责任感。
五、结语
“学案导学”不同于传统的教学方式,以学生自主学习为目的,以师生互动为手段,以学生自主解决问题为主线,培养学生自主探究知识的综合能力,充分体现了以学生为主体的教学理念,符合现代教育的发展趋势和要求。在“学案导学”教学模式下,初中物理教师要不断提高素质,通过精心设计学案,提高学生对物理的学习兴趣,让学生积极主动地参与物理学习。
参考文献:
[1]汤建国.初中物理“学案导学”中的问题与思考[J].物理教师,2012(6).
关键词:热能系统分析;最优化;课程建设;教学改革
作者简介:张艾萍(1968-),男,内蒙古兴和人,东北电力大学能源与动力工程学院,教授;张炳文(1953-),男,天津人,东北电力大学能源与动力工程学院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金项目:本文系东北电力大学教学改革研究项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0083-02
教育部2003年发出了《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》,力图通过精品课程建设,推进高校课程建设,提高整体教学水平。[1]具有较高综合素质基础的应用型、复合型人才的培养,体现了东北电力大学(以下简称“我校”)办学的基本特色,这是我校课程建设工作的出发点。我校根据社会人才需求,依托学校原有优势着力在相关学科的交叉结合部开拓新专业方向,培养社会急需的复合型人才。[2]
当前我国火电厂每年烟尘排放量约360万吨,占全国工业烟尘排放量的35%,火力发电厂又是二氧化硫等有害气体的主要排放源,排放的有害气体进入大气,形成酸雨等有害物质,造成大气污染,使大气环境日益恶化。热能与动力工程专业作为火电厂生产的主要专业,深知自己的使命“在满足供电供热的前提下,尽量减少煤炭消耗、降低环境污染”,选择了自己的发展方向“应用基础研究不断深化,描述愈来愈定量化、精确化,节能减排成为电力规划建设和电站运行的努力目标”。基于此并为满足“一实两创”人才培养的需要,我校从2002年开始,为热能与动力工程专业本科生开设了“热能系统分析与优化”课程。该课程的设置主要为了使学生掌握火力发电厂节能减排的理论基础,同时也为具有综合素质的复合型技术人才的培养提供理论支撑。本文针对“热能系统分析与优化”课程的建设和教学改革进行了初步探索。
一、“热能系统分析与优化”课程建设和教学方法改革的必要性
“热能系统分析与优化”课程综合了热能与动力工程专业多门专业课程(工程流体力学、工程热力学、传热学、汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、热力发电厂)的知识点,以及现代运筹学理论和微机编程技巧,以火力发电厂节能减排、减少消耗的若干决策问题为训练科目,培养本科生解决本专业决策问题的实际动手能力。
“热能系统分析与优化”课程的内容和人才培养目标符合国家节能减排、减少消耗的总方针,符合热力发电厂“以安全发电供热为条件,以降低消耗减少污染为目标”的设计、运行基本原则。所以,将“热能系统分析与优化”课程建设成为精品课程,对该课程的教学方法和手段进行改革,使其更适合学生对知识的掌握,有利于学生深入认识本专业各门课程相互关联的实质内涵,有利于学生早日完成从理论学习到实际应用的跨越,有利于学生上岗后早日成为节能减排工程师,是培养“一实两创”人才的需要,是国家节能减排事业的需要。
人才培养目标主要是通过课程教学实现的。课程建设水平的高低及课程体系的合理性、科学性是实现人才培养目标的基本保证。[3]为了更好地实现人才培养目标,达到课程设置的目的,对“热能系统分析与优化”课程进行精品化建设和进行必要的教学方法、手段改革是非常必要的。
二、“热能系统分析与优化”课程建设
课程是由一个或几个学科的若干内容按一定的体系与结构组成的教学基本单位。课程建设包括形成和决定课程质量的各种条件和内涵建没:教学文件建设、教材建设、实验室建设及师资队伍建设等。精品课程是具有一流师资队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。[4,5]
1.切实加强教师队伍建设
教师在课程建设中起着关键的作用,学生获取知识的主要来源是教师。从长远来看,教学团队在未来的课程建设中将扮演极其重要的角色,随着远程网络技术、多媒体技术的发展以及教学联合体、学分互认的发展,学生选课时可选择各学校精品课程,通过网络学习最适合他的课程,因此各学校教学团队的激烈竞争将不可避免。
有了明确的教学目标和良好的教学条件,能否实现教学目标,教师起着决定性的作用,这是课程建设的关键。因此要建设一支结构合理、水平高、素质好,团结合作,并有学术带头人的师资队伍。这支队伍应该是由治学严谨、知识渊博、德高望重的老教师把关,由经验丰富、思想成熟、学有专长、教有成效的中年教师作中流砥柱,由年轻力壮具有教学科研良好素质的青年教师冲锋陷阵的合理匹配的有机整体。其职称和年龄结构,主讲教师的高、中职比和任课率,教学和科研工作量比,科研成果率等均能达到结构合理,既能满足教学的要求,又具有相当的科研能力和水平。
2.重视教学内容和课程体系改革
融合多门课程知识,提高综合应用能力,关联节能减排。在热力发电领域,无论是设备制造、工程设计还是电站运行,到处存在着“以安全发电供热为条件,以降低能耗为目标”的决策问题,直接关联着国家的节能减排目标。在多年的教学过程中,本课程组一直为将“热能系统分析与优化”课程建设成为培养节能减排工程师的培养平台而努力。结合火电厂在节能减排中的基本任务,精心编排了教学内容,融合了包括汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、集控运行、工程流体力学、工程热力学、传热学、高等数学、运筹学在内的多门课程的知识点,引导学生对热能系统或设备进行深入分析,指导学生针对火电工程实际决策问题建立数学优化模型,并编制微机程序求解,提高学生解决实际决策问题的能力。
3.重视教材建设
国内已经有一些关于火电厂热能系统综合分析与节能减排技术方面的教材,但是,都存在着某方面的不足:主要介绍其他行业的热能系统,火电厂的内容很少;主要针对小机组介绍,不能满足当前超临界600MW及1000MW机组的需要;原则多,应用少,只能作为一般的概念了解,不便于使用操作;由于峰谷差别日益加大,600MW机组也参加调峰调频,给定功率是多数机组的运行方式,例如有些教材中假设“余下的排挤抽汽(1-α1-2)将直达凝汽器”,在给定功率的运行方式下,必然引起发电功率的变化,调节汽门将关小,以改变蒸汽量,维持给定的功率。
本课程组编写的教材将克服上述同类教材的不足和缺点,达到教材建设目标。本教材的特色是“融合多门课程知识,提高学生综合应用能力”,创新点是“学生作业内容关联节能减排”。
本教材建成后,将成为:融合了汽轮机原理、锅炉原理、泵与风机、集控运行、热力发电厂、工程流体力学、工程热力学、传热学、高等数学、运筹学、微机编程等多门知识点的综合性教材用书;火电厂热能系统分析工具书和节能减排工作手册,其内容包括火电厂和热电厂的各种装机方案。
本教材将在人才培养中起到如下作用:各门课程知识点得到多次强化和应用训练;提高学生对复杂系统的综合分析能力和建立数学优化模型的能力;提高学生使用电脑编程求解的水平;提高学生参加热力发电节能减排工作的技能和意识。
4.理论教学与实践教学并重
采用的练习题都是每个火电工程实际存在的优化决策问题,以下举两个编程练习的例子:
编程练习一:以优化运行减少消耗为题材,与学生林志峰共同发表了论文《给定出力660MW机组最佳真空确定方法》(《汽轮机技术》2008年第5期)。该论文介绍了功率控制方式下单元机组最佳循环水量的寻找方法。传统的最佳循环水量寻找方法,也是目前教材中介绍的方法,是在汽轮机入口参数和调节门开度不变的前提下,寻找使供电功率达到最大的循环水量。这种方法不适合于功率控制方式下的单元机组。为此,本练习建立了全面的单元机组资源消耗数学模型,其C程序可以在1~2秒钟内求解得出给定发电功率下使资源消耗最低的最佳循环水量,能够为机组的在线优化运行提出合理建议。这里,资源消耗包括燃料费、水费和排污费。编程练习一的资源消耗数学模型符合汽轮机原理的有关定性结论,其微机程序给出的优化结果符合运行常识,学生得到了达到或接近实用水平的训练。
编程练:考虑更多因素的单元机组冷端优化设计参数。《火力发电厂水工设计技术规定》指出,新建火力发电机组,要根据当地气象条件变化规律和循环水管道系统布置方案,对于冷端设计参数(凝汽器换热面积、循环水量、冷却塔淋水面积、凝汽器管材规格、凝汽器管长度、循环水管道规格、循环水泵扬程、循环水温度)在一定的变化范围内进行多方案的优化计算。但是,目前火力发电设计单位没有包含上述多变化因素的优化计算方法和微机程序,手工进行优化计算又难以达到要求。为此,本练习建立了全面的单元机组冷端优化设计数学模型,考虑到有离散变量,采用枚举法求解,编制调试了Auto Lisp实用程序,计算结果符合正常规律,优化计算时间为1.5~2小时,为火力发电设计单位提出一个合理可行的优化设计工具。
三、“热能系统分析与优化”课程教学改革
教学方法和教学手段是实现教学目标,落实人才培养模式,提高教学质量的直接、具体实施环节,也是“热能系统分析与优化”课程教学改革的重头戏。
第一,开展研究性学习,提高工科学生素质。课程组在指导学生完成编程作业的教学过程中,鼓励学生探究解决实际问题的思维过程,鼓励学生进行研究性学习,提高学生独立深入思考的能力和习惯。
第二,建设课程教学网站。在“热能系统分析与优化”课程现有QQ群的窗口内扩建成课程教学网站,内容包括教学大纲、授课计划、教案、推荐教材、参考教材、参考文献、动态习题集、QQ在线答疑。教学网站内容与课程组教师授课内容一致,课程组教师也使用相同的授课计划和教案,于是,教学网站的投入使用,不但方便了学生,也扩大了课程组的教学容量。
第三,将培养学生思维能力和应用能力放在教学目标的第一位。对主要方法,要讲清思维本质、应用原则与其他方法的联系,要强调方法的科学性和灵活性等。教学中要特别注意引导学生抓住对所学知识的阅读、理解、分析和总结环节,勤于动脑和动手,提高计算的准确性,推理的逻辑性和表达的数学性。
第四,开发应用CAI课件,迈出教学手段现代化的步伐。
第五,通过教学改革,使学生受益。根据个体学生的不同类型,学生受益可以从以下两个方面分析:其一,综合性实用性的规划教材、随时可用的教学网站、老师实时在线的亲切感觉,为积极向上、勤奋好学的学生创建了良好的、温馨的自主学习环境;其二,对于死记硬背、不习惯于研究学习的学生,动态习题集是通过考试的捷径。
四、结论
通过对“热能系统分析与优化”课程设置的目的、师资队伍的建设、教学内容和教材的改革和建设以及教学方法和手段的改革等进行分析,得到如下结论:
“热能系统分析与优化”课程的设置主要为了使学生掌握火力发电厂节能减排的理论基础,同时也为具有综合素质的复合型技术人才的培养提供理论支撑,对该课程建设和教学改革是非常必要的。
“热能系统分析与优化”课程建设的内容包括师资队伍建设、教材建设、理论教学与实践训练并重,注重理论联系实际,培养学生的实践能力。
在教学方法改革方面采取了研究性教学、网络辅助教学等方法,并引进了多媒体、QQ群答疑等现代化教学手段,取得了良好的效果。
“热能系统分析与优化”课程的建设和改革为热能与动力工程专业的发展和其他类似课程的建设提供了思路。
参考文献:
[1]黄德群.高校精品课程建设研究特点、问题与趋势[J].中国电化教育,2010,(5):64-68.
[2]范宝忠.加强课程建设,深化教学改革[J].辽宁高等教育研究,1998,(2):89-90.
[3]雷炜.高校课程建设现状分析与对策研究[J].高等工程教育研究,2008,(1):103-106.
[4]夏晓烨,段相林.课程建设的内涵、目标及相互关联[J].中国大学教学,2007,(9):59-60.
一、本学期的教学目的:1、完成本学期第六章到第十章的教学任务;2、以学生为主体,发挥教师的指导作用,提高学生的知识水平及思想道德水平;培养学生各方面的能力,使他们健康、全面地发展。3、本学期还要积极参加教学交流活动,多从其他教师身上获得经验、学习方法,取长补短,以提高自己的教学水平。
二、本学期的教学内容:本学期从第六章到第十章共五章内容,都和电有关,可以说是初中电学部分的全部内容。知识系统性强,难度大,特别是第七章《欧姆定律》和第八章《电功率》是本学期的重点和难点,也可以说是初中物理的重点和难点。学生学起来有一定的难度,所以要采取多种教学方法,比如多做实验、多测试、多进行实践活动等等。这样学生才能真正理解知识,才能会应用知识。最后一章是关于电磁波和信息技术,要让学生自己动手,多查资料,开阔视野。
三、本学期的教学计划行事历如下:
周次日期活动内容
12.22~2.23开学工作,制定计划,准备教案
22.25~3.1进行上学期教学内容的复习及第六章新课教学
33.3~3.8进行第六章内容的教学工作
43.10~3.15复习第六章内容,总结、讲解习题
53.17~3.22进行第七章内容的教堂学工作
63.24~3.29继续进行第七章内容的教堂学工作
73.31~4.5复习第七章内容测试、总结、反思、改进教学方法
84.7~4.12进行第八章内容的教堂学工作
94.14~4.19继续进行第八章内容的教堂学工作
10421~426复习第八章内容,测试、总结
114.28~5.3讲解习题,复习第六章到第八章内容迎接期中考试
125.5~5.10期中考试,试卷讲评,总结经验。
135.12~5.17进行第九章内容的教堂学工作
145.19~5.24继续进行第九章内容的教堂学工作
155.26~5.31复习第九章内容,讲解习题、总结知识
166.2~6.7进行第十章的教学工作
176.9~6.14复习第十章的内容,讲解习题
186.16~6.21复习本册书的内容,迎接期末考试
首先我们不能打无准备之战,在实验前要做好充分的准备,教师应将实验教案从物理课时教案中分离出来。
在实验教案中,教师应该将学生在实验过程中出现的问题等备写出来,还应该在实验教案中备写出“实验探究目的、实验探究猜想、实验探究设计(其中分为实验器材、实验原理图、实验原理、实验步骤)、实验探究数据统计表设计、实验论证、实验结论”等六大环节,并且,不能只写在纸面上,而要亲自预做实验,做到心中有数,实现“探究”。
然后,教师在平时的实验教学中,要及时指导学生实验时抓住“观察、操作、记录、分析、整理”五个环节。
1、 观察。所谓“观察”,即通过眼、耳、鼻、皮肤等感官感知。如选择测量工具时,我们一定要看清它的量程、最小刻度值、仪器是否完好无损等。实验中,数据的读取角度、现象的鉴别、线路的连接等,几乎每一实验的全过程都离不开观察。观察是人类认识世界的窗口,要求学生一定要仔细观察,防止走马观花、粗枝大叶。
2、 操作。操作,是学生实际动手参与实践的具体过程。每一种仪器,都有它的使用规则和要求,例如天平的平衡调节、电表的机械调零等,我们应严格地按照它的规则要求进行操作。特别是在做一些带有危险性或损坏性的实验时,应先通过教师的检查,避免一些不必要的损坏和意外。
3、记录。即在实验中正确地读取和记录数据,它包括读取的姿势(例如,刻度尺数值的读取时,视线要与尺面垂直)、读取的方法(读到分度值的下一位)、准确的记录(数字与单位要准确)。在此过程中,我们可以通过多媒体演示错误的读取姿势或方法,加深学生对错误和误差的了解,加强学生对动手操作的掌握。同时,也应注重实验的事实,而不能任意加大或减小实验数据,有意迎合实验的真实结果,应着力培养学生实事求是的科学态度。再次,对于实验数据的记录,还应该让学生自己制作实验数据统计表,使学生很容易从数据中总结规律等。
4、分析。
由于操作者不同、实验器材不同、操作方法不同等因素的影响,对于记录的数据,可能导致同一实验结果的不同,我们应及时加以总结和分析。例如做动滑轮可以省一半力的实验过程中,实验的结果与理论的数值存在偏差大的现象。我们应帮助学生指出,这并不是错误实验的原因,而是由于摩擦力存在导致的结果,为了使实验结果更趋于理想,我们应想办法,减少摩擦(学生分组讨论,老师加以归纳总结)。
5、整理。实验器材的适当选取、实验过程的正确操作、实验数据的准确读取、记录和分析,并不意味着实验的完整结束。实验后器材的归类、整理是各类实验的扫尾工作,也是一个不可忽视的工作,它是培养学生爱护仪器、培养学生有始有终的科学态度的重要环节。 转贴于 为了加强物理实验教学,教师在平常实验操作技能检查中,还可以通过口试、笔试、操作等方式对学生进行考核。
1、口试:主要考查学生对实验原理的理解、仪器的选择及性能、实验中应注意的事项以及误差的产生和讨论等。从口试中发现问题及时追问,从追问中既能发现学生的不足,又能及时纠正,还可以培养学生的口头表达能力,使学生对所学知识能正确理解及完整叙述。如在人教版八年级的实验口试中可增加这样一个问题:通过观察电流表,表盘刻度有什么特征?使用中应如何选择量程?使用不同的量程时刻度有何不同?如何调整零点?考试中要求学生画出电路图,说明各元件的作用并按要求回答老师提出的问题。
2、笔试:主要考查学生对实验中涉及到的原理、规律及公式的推导和论证,还可以考查学生的创造能力。如考试中有这样一个题目:根据学过的电学知识,选择适当的器材,你能设计出几种测定导体电阻的方法?画出电路图,指出直接测得的物理量,并用直接测得的物理量导出计算电阻的表达式。不管学生设计出几种方案,只要是切实可行的,都说明学生动脑了,学生的创造潜能是很大的。
3、操作:主要考查学生是否会正确使用实验仪器,是否会对实验仪器进行调整,是否能按正确步骤进行实验,能否在实验中正确测出实验数据等。如在实验操作中,我们把实验中所涉及的多种不同仪器放在一起,让学生挑选出合适的仪器进行实验。这样的实验操作不仅要求学生弄通实验原理,还要知道所选器材的型号及性能,如对电压表、电流表、滑动变阻器等仪器的使用。
课本实验及创设性情景实验考查:
课堂教学的对象是活生生的人,课堂教学是师生对话、生生对话的过程,因此不可能在课前完全预设好,完美的课堂教学应当是教学预设与生成的统一。没有课堂生成的教学,往往没有师生、生生真正的互动和交流。教学与演戏有着本质差异,演员在台上的表演一切都必须按剧本来演,不能临场更改,而教学中教师的教案不应当是不得更改的“剧本”,必须在课堂教学中根据学生的情况灵活更改,甚至一改再改,这才是真正的有效课堂教学。开发利用学生这一课程资源,一方面可以超越狭隘的教育内容,让师生的生活和经验进入教学过程,让教学活起来;另一方面可以提高学生在教学中的学习积极性和主动性。同时,还可以开阔教师的教育视野,转变教师的教育观念,从而更好地激发教师的创造性智慧,提高课堂教学的有效性。下面是笔者结合个人多年实施新课标的教学实践和体会,从四个方面对此进行研究和讨论。
1 营造和谐的课堂氛围
营造和谐的课堂氛围,凸显学生主体地位。在和谐的课堂氛围中,学生可以身心舒展,畅所欲言、各抒己见,可以心灵放飞、智慧激扬、展现真我,有效的发掘学生资源。例如在上“凸透镜成像”一节时,我让学生手拿凸透镜,看远处的行人。有的说,我看到某某同学怎么是倒立?有的说,我看到了大楼怎么是倒立?还这么小?有的学生还不相信自己的眼睛,拿起凸透镜看看远处的人和物,放下凸透镜看看远处的人和物。然后我把凸透镜放在我的眼前,让学生看我的眼睛,学生“轰”的一声笑开了,因为他们看到了一只很大很大的眼睛。引起了学生强烈的兴趣。再比如上“空气的‘力量…一节时,我在讲台上放一皮碗,把皮碗压在桌上,然后再请一位学生上来把碗取下来,一位学生上来拿了很长时间拿不下来,同学们议论纷纷,跃跃欲试,结果上来的学生仍拿不下来。我说:“看我的。”“我先放点气,再拿。”我自言自语,结果我把皮碗给拿下来。“老师,你怎么拿下来的?”“老师,你为什么放点气进去?”学生的兴趣被激发了。当学生的好奇心被触动时,正是学习兴趣被唤起之时,整个课堂骤时生趣盎然,为学生营造不了一个和谐、宽松、愉悦的学习环境,和谐的课堂氛围,本身就是一个有效的学生课程资源。
2 采用讨论式的对话教学
讨论式对话教学过程是一个师生相互影响和共同参与的过程,是一个动态变化的发展过程,不同学生迥然不同的知识经验、态度和价值观,必然会导致对于同样的学习内容的“仁者见仁,智者见智”,它是对教材解读的对话过程中激发出来的,体现了偶然性和生成性。
例如在讲评完“液体的压强”课后作业第3题“浮力产生的原因”时我的一个课堂案例:
师:知道了浮力产生的原因是物体上下表面的压力差。现在有一个需要重新审视的问题:如果一个物体浸在液体中,它受到几个力的作用呢?先思考后回答。
生甲:我认为物体受到四个力,分别是竖直向下的重力,竖直向上的浮力,还有竖直向上的压力和竖直向下的压力。
生乙:我不太同意他的观点,我认为应该只受两个力,分别是竖直向下的重力和竖直向上的浮力。
师:现在有两种观点,有两个力的,有四个力的,有没有五个、六个、七个……力呢?各组讨论,然后回答。
生乙:我们组一致认为,应该是两个力,理由是浮力产生的原因是上下表面的压力差。
师:为什么没有压力的存在?
生乙:浮力就是上下表面的压力差了,受力分析时,有浮力的存在,上下表面的压力就不用分析了,它们是一样的。
生甲:原本我认为是四个力,通过与同学的讨论,我发现我的观点错了。
师:探索的过程是崎岖坎坷的,有错误是难免的,敢于纠正,勇于承认,很可贵!大家给他掌声(全班同学为他鼓掌)。
这种一问一答的讨论式对话教学不仅营造了欢快的课堂学习氛围,调动了学生的学习积极性,参与面也大大提高,同时也发现了学生的认知错位,给予及时纠正,生成了一种不可预计的学生课程资源。
在对话教学中,静态的、有限的预设目标是教学活动的基础,而动态、无限的生成性目标是对于课堂教学中预设的深化和突破,这就更加充分地体现了教学的意义和价值。能对意想不到的情境进行崭新的出乎意料的塑造,才能真正焕发出教学的魅力。教师不能预设所有的课堂生成,但课堂因为无尽的生成而精彩。巴西教育家保罗·弗莱雷说“没有对话,就没有了交流;没有了交流,也就没有真工的教育”。新课标下的教学不再是教师主导的独角戏,而是师生间以交流对话、合作为基础,进行文化传承和创新的特殊交往活动。只有在课堂教学中确立学生的主体地位,才能真正有效开发利用学生的课程资源。在初中物理课堂教学过程中,采用讨论式的对话教学无疑是一条行之有效的开发利用学生课程资源的途径,以此来有效服务课堂教学。
3 捕捉动态的课程资源
美国学者巴森认为“教学的艺术依赖于教师对儿童心灵瞬间的直觉洞察”教师在课堂教学中要敏锐地观察学生的一举一动、言语、表情乃至整个课堂的氛围,切合时机创设情境拟造认知冲突,善于置疑激发认知冲动,慧眼独识巧用突发事件,竞争激励发挥表现欲望等,生成即时课程资源。学生资源在课堂中是转瞬即逝的,教师必须在几秒钟内作出反应,是否利用?怎样开发?
3.1 创设情境,拟造认知冲突,自然生成课程资源
认知冲突是指学生在学习过程中遇到的新知识或新事物与学生原有的知识结构产生矛盾时,急切想知道产生矛盾的原因,寻找问题答案的一种心理困境。教师如果适时创设情境,给学生拟造认知冲突,激发学生的求知欲,自然生成一种积极向上的课程资源。
例如,在“流体压强与流速的关系”一节新课引入时我做了一个小实验:将一个乒乓球放在开口向上的玻璃漏斗里,用嘴在漏斗下方向上吹气。演示前问学生将会看到什么现象?大多数学生都认为乒乓球会上升飞出漏斗。但演示时的现象并非如此,而是乒乓球紧紧地贴在漏斗的底部。这与他们的猜测大相径庭,人为拟造认知冲突,此时在学生中产生了极大的求知欲望,顺利引出课题。
可见,课前创设的情景让学生产生疑惑,拟造认知冲突,促使学生深入思考,激发学生的学习兴趣和强烈的求知欲,自然生成有效的课程资源。
3.2 善于置疑,激发认知冲动,引导生成课程资源
古人云“学源于思,思源于疑”。教师要善于在教学过程中切合教学实际适时置疑,促使学生产生认知冲动。伟大物理学家爱因斯坦说:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”一方面强调通过问题来进行学习,把问题看做是学
习的动力、起点和贯穿学习过程中的主线;另一方面通过学习来生成问题,把学习过程看成是发现问题、提出问题和解决问题的过程。有了强烈的问题意识,就能激发学生认知的冲动和思维的活跃性,激发学生的求异思维和创新思维,生成有效的课程资源。
例如在“测量小灯泡的电功率”的教学中,我先让学生在草稿纸上画出含有电源、开关、小灯泡及导线的简单电路图,待学生完成后抛出问题:用所学过的仪表能测量哪些物理量?大多数学生会提到能测量小灯泡的电流、电压、电阻及电功率。我进一步说明:本节课题为测量小灯泡的电功率,但实验探究的目的不是只简单测量小灯泡的电功率,要求在实验设计中去提出问题和发现问题,然后在实验探究过程中去解决问题。探究过程中可根据需要自主选用实验桌上提供的器材。在实验设计和探究过程中,我观察多数学生会发现并提出:同一只小灯泡为什么电功率不同?亮度不同?功率与亮度关系?功率与哪些因素有关?等等问题。经过我的启发引导和归纳,形成了共识问题,生成适时的有效课程资源。
思维始于问题,问题是思维的出发点,是教学的生命。一个好的问题,能使学生的思维处于兴奋、活跃的状态,更能激发学生学习的兴趣和内向力,能促使他们去主动思考、去探索。根据课堂教学的变化切合教学需要适时置疑,激发学生的认知冲动,让学生去探寻缘由。让问题成为一种活性因子,使学生在问题的驱动下变被动的接受学习为主动的发现学习,通过自主探究、合作学习等方式来解决问题,引导生成一种有效的课程资源。
3.3 慧眼独识,巧用突发事件,挖掘生成课程资源
在课堂教学过程中,教师要敏锐地观察,密切关注学生学习的情感过程、思维方式、课堂反应等等,及时发现和利用学生思维的火花,及时分析学生思维的差错,并及时对教学目标、教学方法、教学活动进行调整。可以是学生的一个创意、一种新方法、一次精彩的发言,可以是一次“口误”、一次错误。学生可能是“无心”的,但教师一定要“有意”,教师要有一双“慧眼”去发现。学生存在的问题多种多样,教师应细心观察,找出有价值的资源进行开发和利用,服务于课堂教学。
例如,在人教版“家庭电路”一节课堂教学中,文中提到保险丝不能用铜丝替代,这是常识,但教材中还特别加注了“千万不能代替”字样。当我反复强调这句时,一个学生却提出了不同看法,他说:“收音机、扩音机的管状保险丝不是铜丝吗?”一石激起千重浪,课堂气氛顿时十分活跃。我及时表扬这位学生勇于探索、善于发问、敢于批判的好学精神,并给予满意的答复。像这种在实际的课堂教学中突发的事件,它是教师始料不及但又是无法回避的。有的突发事件与学科教学目标关系密切,往往蕴涵着可贵的教学价值,教师首先要迅速判断其教学价值,巧用突发事件挖掘转化为新的资源。对教学作即兴策划和调整,创设新的良好的教学情境。“一千个读者,就有一千个哈姆雷特”。可见,同样的文本在不同人的解读下会产生不同的“作品”。新课标也指出“要珍视学生的独特理解和感受”。所以,将学生的理解纳入教学范畴,让学生在阅读中,思维和文本不断碰撞,创造的火花不断进发,新的学习需求、方向就不断产生。课堂上要广开言路,巧用突发事件,挖掘生成有效的课程资源,整个学习过程就会兴趣盎然,认识和体验不断加深。
3.4 竞争激励,发挥表现欲望,推动生成课程资源
古人云:“水不激不跃,人不激不奋。”心理学研究结果表明,良好的学习竞争,有助于激发学习热情,诱发学生的学习动机,增强学生的学习动力。比如:有一次上习题课时,我让学生在10分钟内演算一道计算题,做完后讲评,看谁做得快,做得快的有小奖品。结果有个别学生5分钟就完成了,而且做得很完整。在颁发小奖品时我问他们为什么有这么高的效率?有位学生说:“因为是竞赛,思维比较活跃,做得比较快”。把竞争引人教学,会激励学生学习的内在动力,促进学生积极主动的学习,最大限度的挖掘学生的潜力,充分发挥学生的表现欲,推动生成富有成效的学生课程资源。
但竞争须与激励结合在一起,一个学生如果在努力学习之后,能够得到老师的鼓励和赞扬,就会使他看到自己的进步,并获得愉快的情感,从而产生更加强烈的学习和表现的欲望,会形成努力、进步、赞扬、再努力、再进步的良性循环,因此要及时肯定和表扬学生的每一点进步,哪怕是微不足道,以此来增强学生学习的自我效能感。
综上所述,在课堂教学过程中,学生不仅是重要的课程资源,也是建构课程的主体,课程因学生而存在,也因学生而改变。课堂教学必须以学生为中心,将学生纳入课程资源领域,即学生在课堂教学过程中表现出的认知冲突、认知冲动、突发事件、表现欲望等动态性学生资源,纳入课程资源领域加以开发和利用。着眼于动态课堂生成的课程资源,课堂不再完全是预设的“计划教学”课堂教师在变动不已的课堂中发现、判断、整合信息,随时把握有价值的不确定因素展开课堂上的“弹性教学”。
4 反思设疑的课堂小结
首先我们感到,不能打无准备之战,在实验前做好充分准备。
教师将实验教案从物理课时教案中分离出来,在实验案中,教师应该将学生在实验过程中出现的问题等备写出来。教师还应该在实验案中备写出“实验探究目的、实验探究猜想、实验探究设计(其中分为实验器材、实验原理图、实验原理、实验步骤)、实验探究数据统计表设计、实验论证、实验结论等六大环节”。并且,不是写在纸面上,而且都要亲自预做实验,做到心中有数,实现“探究”。
然后,教师在平时的实验教学中,及时指导学生实验时抓住“观察、操作、记录、分析、整理”。
观察:所谓“观察”,即通过眼、耳、鼻、皮肤等感官感知。如选择测量工具时,我们一定要看清它的量程、最小刻度值、仪器是否完好无损等。实验中,数据的读取角度、现象的鉴别、线路的连接等,几乎每一实验的全过程,都离不开观察。观察是人类认识世界的窗口。经常注意要求学生一定要仔细观察,防止走马观花,粗枝大叶。
操作:操作,它是学生实际动手参与实践的具体过程。每一种仪器,都有它的使用规则和要求,例如天平的平衡调节,电表的机械调零等,我们应严格地按照它的规则要求进行操作。特别是在做一些带危险性的或损坏性的实验时,应先通过教师的检查,避免一些不必要的损坏和意外。例如:在八年级电学中使用电流表测量电路电流的连接电路时,开关应断开,电流表应与被测部分串联,要保证电流必须从电流表的正极流入负极流出,被测电流不超过电流表的量程,(在不能确定的情况下,可以采用点触或试触的方法),不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。当然,我们可以事先将电路图画好,然后按电路图连接,达到操作时降低难度的目的。这个过程中必须得到教师的检查同意以后,方才可闭合开关进行实验。否则一旦电流表的正负接线柱接反或电路中发生了短路现象,很容易烧坏电流表。
记录:即在实验中,正确的读取和记录数据,它包括:读取的姿势(例:刻度尺数值的读取时,眼睛应水平垂直或竖直垂直刻度);读取的方法(读到分度值的下一位)和准确的记录(数字与单位要准确)。在此过程中,我们可以通过多媒体演示错误的读取姿势或方法,加深学生对错误和误差的了解,加强学生对动手操作的掌握。同时,也应注重实验的事实,而不能任意加大或减小实验数据,有意迎合实验的真实结果,应着力培养学生实事求是的科学态度。
再次对于实验数据的记录,还应该让学生自己制作实验数据统计表,使学生很容易从数据中总结规律等。
分析:由于操作者不同,实验器材的不同,操作方法的不同等因素的影响,对于记录的数据,可能导致同一实验结果的不同。我们应及时加以总结和分析。帮助学生分析哪些是错误导致的结果,哪些是误差造成的原因,与学生共同探求对实验器材和实验方法的改进,进一步激发学生学习兴趣,拓宽他们的思维。例:做动滑轮可以省一半力的实验过程中,实验的结果与理论的数值存在偏大的现象,我们应帮助学生指出,这并不是错误实验的原因,而是由于摩擦力存在导致的结果,为了使实验结果更趋于理想,我们应想办法,减少摩擦(学生分组讨论,老师加以归纳和总结)。
整理:实验器材的适当选取,实验过程的正确操作,实验数据的准确读取,记录和分析,并不意味着实验的完整结束。实验后器材的归类、整理是各类实验的扫尾工作,也是一个不可忽视的工作,它培养学生爱护仪器,培养学生有始有终的科学态度的重要环节。
为了加强物理实验教学,教师在平常实验操作技能检查中,还可以通过口试、笔试、操作等方式对学生进行考核。具体内容根据教学要求设定,时间可安排在单元结束、期中、期末考试前进行。促进学生自主探究,真正达到对知识的理解和掌握。
口试:主要考查学生对实验原理的理解、仪器的选择及性能、实验中应注意的事项以及误差的产生和讨论等。从口试中发现问题及时追问。从追问中既能发现学生的不足,又能及时纠正,还可以培养学生的口头表达能力,使学生对所学知识能正确理解及完整叙述。如在人教版八年级的实验口试中可增加这样一个问题:通过观察电流表,表盘刻度有什么特征?使用中应如何选择量程?使用不同的量程时刻度有何不同?如何调整零点?考试中要求学生画出电路图,说明各元件的作用并按要求回答老师提出的问题。
笔试:主要考查学生对实验中涉及到的原理、规律及公式的推导和论证,还可以考查学生的创造能力。如考试中有这样一个题目:根据学过的电学知识,选择适当的器材,你能设计出几种测定导体电阻的方法。画出电路图,指出直接测得的物理量,并用直接测得的物理量导出计算电阻的表达式。不管学生设计出几种方案,只要是切实可行的。说明学生是动脑了,可见学生的创造潜能是很大的。
操作:主要考查学生是否会正确使用实验仪器,是否会对实验仪器进行调整,是否能按正确步骤进行实验,能否在实验中正确测出实验数据等。如在实验操作中,我们把实验中所涉及的多种不同仪器放在一起,让学生挑选出合适的仪器进行实验。这样的实验操作不仅要求学生弄通实验原理,还要知道所选器材的型号及性能,如对电压表、电流表、滑动变阻器等仪器的使用。
随着智能手机的普及和运用,利用无线技术高速传输图像、图形、音频、视频等多媒体变成现实,移动终端的处理能力及扩展能力的提高为移动学习的开展提供了基本条件.同时由于手机方便、随身携带的特点,使其成为移动学习的首选工具.手机在物理教学中的运用,这对于教师教学方式的改变、学生学习方式的改变,提高课堂教学效果,起到了有力的作用。
1交互式电子白板结合自身素材在教学中的应用
教育教学活动不仅仅是教师的有效教学以及学生主动的对教育进行接受这一个双人舞,此外,教学环境亦是在整个过程扮演着舞曲这一至关重要的角色,但相对于教师而言,学生的舞步相当逊色,需要教师悉心的教导,而电子交互白板技术为其提供了有力的支持,从技术上促进了围绕学生学习的课堂教学的形成.就交互式电子白板而言,存在有两个突出优势,具体表现可以总结为:第一、实现了教师数字化教案的建立,从而有利于教师在课堂上开展与学生更有效的互动;第二、使得数字化记录贯穿于整个教学活动中,利用交互式电子白板能够支持学生对教师制作的教案进行补充和修改,并且学生的整个修改等参与活动能够被白板有效的记录,从而为教师进行有针对性的教学提供依据,并且还能够为教师以后教案的制作提供材料.以《杠杆》一节教学为例,在讲授相应的杠杆概念以及原理的时候可以充分的利用资源库相应材料,比如说图片以及视频等,更有利于学生对杠杆的认识,同时学生也能够直接在白板上进行练习,包括杠杆分类、手画力臂等等,而且学生这些板演将会实时得到保存.此外,电子白板在PPT、Flash等微软软件具有良好的兼容性,支持在线进行课程资源的补充,从而最大化的实现资源――教育资源的获得与演示畅通无阻。
电子白板的操作配置十分丰富,不仅仅支持拖放与拉幕,还具有区域放大、照相等功能,从而为教学活动顺利进行创造条件,而且操作系统在视觉效果上比传统的多媒体教学方式更加完善.比如说利用电子白板的操作配置中的“探照灯”工具,能够及时有效的对教学的重难点进行强调,此外还能够起到吸引集中学生注意力的作用;而在教师对晶体熔化曲线进行解释的时候便可以利用工具的“区域放大”功能,形象地为学生展示晶体熔化所表现出的特征,从而加深学生对熔点的理解.总体而言,电子交互白板为学生的参与学习以及教师的有效教学创造多样性环境,有利于提升课堂的教学效益。
2交互式电子白板结合视频摄像头在教学中的应用
学生的课堂作业,如电路设计可以在黑板上展示,也可以通过实物展台展示.黑板方便实用,但能在黑板上展示的学生数量有限,而且学生在黑板上画出的电路图也不一定具有典型性;使用实物展台,教师可以选择具有代表性的设计进行展示点评,但是在实际运用中,学生与教师由于双方所关注的点―― 一个集中在媒体屏幕一个集中在展台――并不是在一个平面上,自然而然会降低教学效果.而且教师视频展台的位置的不同也会影响教学效果.一台手机和一个无线网就可以彻底解决这个问题,以iPhone为例,让手机与电脑在同一网络下,利用第三方软件iTools,用Airplay的镜像文件,可以直接把手机拍的图像投影到白板上,可以拍照、拍视频并保存,等到需要的时候直接利用.用移动的视频摄像头,代替现有的视频展台展示学生的作业或实验设计,能使点评更有效、更精彩.并且利用电子白板的批注功能支持对标注的自由修改,这在一定程度上促进了师生关注点的一致性程度的提升,这是单独使用交互式电子白板或视频展台无法达到的效果.
3交互式电子白板结合云技术在教学中的应用
实验在物理教学中极为普遍,同时它作为基础贯穿于整个学科始终.在物理课堂上不乏静态实验以及动态实验活动,其中甚至还可能产生一些新颖的想法.对于静态实验现象而言,要进行分享仅需要一部智能手机以及云技术便能完成.在课堂上进行实验,通常会以班级为单位进行内部分组,而对于这十来个分开的小组,首先笔者用手机对其中出现的典型问题进行拍照,随后进行云端服务器的上传工作,而同时这些信息能够被计算机执行同步更新.然后利用交互式电子白板的批注、放大、旋转、遮幕等功能将其显示在屏幕上.接着由其他学习小组的同学进行点评修改。
利用交互式电子白板等新媒体能够很好的对课堂上出现的典型错误进行收集,并作为教学资源接受随后教师的随时性调动使用.
4交互式电子白板结合仿真物理实验室在教学中的应用