淺談高中化學教育中學生學習興趣的培養論文

時間：2022-10-08 09:37:36 化學畢業論文我要投稿

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淺談高中化學教育中學生學習興趣的培養論文2000字

　　摘要：針對學生在學習油氣滲流力學中表現出來的創新能力和學習能力不足以及油氣滲流力學課程中存在的教學難，理解難等問題，結合CDIO教育理念和模式，從理論教學、實踐培養、人際交往和社會融合諸方面進行探索，將課堂教育與課后自主學習相結合，改進教學環境，提高學生認知水平，進而構建油氣滲流力學培養的新模式。

淺談高中化學教育中學生學習興趣的培養論文2000字

　　關鍵詞：地下滲流力學；CDIO；教學改革

　　瑞典皇家工程學院、美國麻省理工學院等國際知名大學在20世紀90年代創立了“CDIO”工程教育理念——CDIO是Conceive（構思）、Design（設計）、Implement（實施）和Operate（運行）4個英文單詞的縮寫[1]。其核心理念是利用豐富的大學資源、學科齊全等優勢，在專業核心課程教學中，結合產品從研發、設計、生產到運行過程中涉及到的相關經濟、技術、企業和社會等一系列團隊綜合大項目，融入工程實際，訓練和提高學生個人素養、基礎知識、工程意識和團隊精神[2-3]。滲流力學主要研究在多孔介質中流體的流動規律，不僅源自于流體力學，也與其他學科有不同程度的關聯性，經常運用在工程技術方面，如石油天然氣工程地下流體能源開發等。油氣層有著極其復雜的內部空間結構和不規則的外部幾何形態，油藏流體在內部分布特征和流動情況復雜多變，認識滲流的普遍規律、建立油氣儲層特征數學方程都需要滲流力學作為基礎[4]。滲流力學教學目標是掌握各種驅動條件下地層流體所表現出不同運動規律，能夠熟練計算產能，利用不穩定試井方法得出地層各個參數，為實際工程應用奠定堅實基礎。滲流力學具有3個比較突出的特點：紛繁復雜的理論所表現出的基礎性，能夠在工程中得到實踐的應用性，與其他多學科相關的前沿性。對學生來說，滲流力學研究對象為在多孔介質中流動的流體，研究目標為流體的流動規律。正是由于相對抽象的研究目標和對象，學生無法切實體驗，任課教師難以用闡述。另外，假設條件繁雜、數學模型抽象、理論推導理解困難、教學過程乏味，大部分學生感到無從學起。加之要求學生有一定數學建模基礎，但大部分學生并不了解數學建模，無法將實際生產與數學公式之間聯系起來，無法形成高效、系統的學習方法。對教師來說，現代滲流力學是與多種基礎學科相互滲透的交叉性學科[5]，知識跨度范圍大，由于不同專業學生所具備的背景知識有差別，難以掌控教學難度。高等工程教育改革迫在眉睫的問題是培養和提高創新性和實踐性。為了解決這些問題，在課程教學中，將教師單方面教授知識轉變為讓學生涉及其中的研究活動，理論與實踐相結合，挖掘學生潛力，培養創新性思維，提高探究性學習能力，學以致用。因此，需要利用“CDIO”工程教育理念對教學模式進行創新和改革，提高學生創新精神和實踐能力，從而培養創新意識和CDIO工程能力[6]。“CDIO”工程教育模式不僅能夠培養創新和實踐能力，還整合了4種能力結構：理論層面知識體系，實踐層面能力體系，人際交往技能體系，與社會融合技能體系。以培養這4種能力為目的，對滲流力學課程進行了探索和改革。教師主導基礎理論知識，主要任務是將學生思路引向實際，學生結合儲備知識具體分析實際問題，把基礎理論與實踐應用結合起來，客觀生動地理解課程內容。嘗試新的實踐教學方法，整合實踐教學內容，改變實踐課程系統，建立基本職業技能培訓與理論教學相輔相成的實踐教學新理念，鞏固學生基本技能，增強個人與團隊協作，學生開發創新能力和職業素質培養齊頭并進。

　　一、理論知識教學

　　將理論知識與學科發展新成果結合起來，通過各種教學手段，傳遞學生需要掌握的內容，引導嚴謹思考，增強創新意識。為了使理論教學客觀生動，使用FLASH動畫等現代教育手段（尤其是在勢的疊加、水驅油理論、壓降漏斗等較為抽象的章節），激起了學生的學習興趣[7]。注意常規教學方法與現代教學技術手段相結合、理論與實際相結合、課堂與課后相結合及講授與課堂討論相結合，激發學生學習的主動性，使學生分析和解決問題能力得到提升。一是常規教學方法與現代技術手段結合。知識點存在難易，由簡到繁講解知識點，必然有相互聯系密切的知識點，引導學生在大腦中建立樹狀圖，由主干知識延伸到分支，分支越多，對于知識的掌握就越豐富。比如，在講解達西滲流時，從一維線性流動推廣為多維，從單相流推廣為多相流，從平面一維線性流推廣為徑向流。總之，通過知識點間的相互聯系和對比，使學生掌握新知識的同時復習舊知識[8]。在推導書本理論公式過程中，適當采用板書形式，使學生深刻記憶并且透徹理解公式中各個量的物理意義。對于工程案例，利用多媒體教學，采用課件形式不僅能夠動態表現工程實施，還使數學建模理論淺顯易懂，提升學習效果。二是理論與實際結合。針對課堂講授較為枯燥，課程理論性較強的特點，在教學中將一些生活中的知識融入，使學生感到理論知識貼近生活，減少對課程的疏離感，激發學習興趣。比如，可以通過營養液在植物內的流動來闡述“滲流”的概念。三是理論與實際研究結合。授課時將教師對“滲流力學”相關實際研究成果引入，將教師發表的有關論文作為延伸閱讀，豐富和延拓課堂教學內容。通過教學案例，把前沿知識傳遞給學生，在提高課程教學質量的同時，使學生加深對學科的認識和理解。四是理論與現場應用結合。學生在滲流力學的課堂教學中，開始要學習基礎概念和專業名詞，如流量、壓差；接著是掌握一系列規則和定律，并且理解概念間的關聯性，如達西定律之中通過壓差，可以聯想到流量和滲透率這兩個概念；最后是應用，即嚴格按照定律嘗試解決問題，如計算油田產能。可以通過滲流力學公式預估產量，甚至可以設計產能。應將主要精力放在引導學生解決問題上，使學生在學習過程逐步產生興趣，提高創新思維。五是課堂與課后結合。僅傳授知識無法培養創新意識，要在教學過程中激發學生創新思維。鼓勵學生參加全國石油工程知識競賽和石油工程設計大賽，學生可以直接應用所學知識。在設計大賽中，要求將多門石油學科相結合，以培養卓越工程師為目標，充分發揮創新能力，設計作品，鍛煉和提高專業素養和能力。另外，學校自行組織相關活動，促使學生參加，如西南石油大學組織了石油工程小知識競答，并為優勝者頒發獎狀。六是課堂講授與討論結合。結課時將學生分小組并進行課堂演講，學生自主討論如何分析與建立模型。具體學習步驟如下：聯系工程實際問題和理論知識，抽象出滲流數學模型；通過數學模型，轉換為理論計算；通過計算結果，進行分析，闡述問題本質與規律。

　　二、實踐能力培養

　　在滲流力學課程實踐教學方面，要求學生不僅有處理理論問題與工程實踐技能，還要有知識創新與實驗驗證技能。聯系所需人才要求和特點以及行業發展，將有關實際現場項目和知識系統結合，制訂成實踐教學內容。在學生項目設計過程中，掌握要求內容，豐富知識面，核心是CDIO工程教育理念，將構思、設計、實施、運行這四大環節融匯在實踐教學中。在設計實踐教學過程中，指導學生有條不紊地完成CDIO的四個環節，具體實踐過程中，以工程和實驗設計實現學生實踐能力培養。（一）實驗項目側重訓練學生實驗基本技能、創新研究和綜合設計能力，努力減小教學性實驗與工程實踐的差別。創建了“以基本實踐教學為主體、創新能力提升和知識技能拓展為兩翼”的工程實踐創新機制。經過實驗環節，提升學生對理論知識的認識。學生能夠實際上手的是驗證性實驗，其大致分兩類，一類是單向穩定滲流和徑向穩定滲流實驗，另一類是多井干擾滲流場模擬實驗。比如，不可壓縮流體單向穩定滲流實驗和平面徑向流，觀察壓降情況，并且驗證達西定律。實驗結果與現場相差較大，實際情況下油氣儲集和滲流通道中充滿了縫隙，學生需要分析產生誤差的原因。首先，分析實驗設計部分，實驗原理是否正確，實驗步驟是否合理，是否契合實際情況，假設條件是否得當，是否考慮了流體流動狀態、地層是否均質（非均質程度）、井間干擾的狀況。其次，分析實驗操作，基本的操作是否得當，是否產生了偶然誤差。增開“滲流力學”虛擬實驗，選擇開設水電比擬實驗研究，了解徑向流、井間干擾和井段之間的相互作用；水力積分儀實驗模擬地層條件，觀察壓力隨時間的變化過程。通過多媒體、仿真和虛擬現實等技術手段創建模擬實驗操作環境，實驗者同樣可以完成一系列實驗項目，得到的結果與實際操作中所獲得的結果相差不大。開放研究生滲流力學實驗室，為申請科研課題和愛好科技創新的學生提供實驗平臺。通過專題講座、導師論壇、配置專門指導教師等形式，幫助學生學會課題研究和科技創新方法，多渠道建設創新實踐平臺，為學生提供創新機會。組織和幫助學生設計實踐教學，學生參與課題研究。將學生分成多個小組，教師提出一個大課題，學生以此為基礎討論小課題，經過調研、設計、試驗、總結、成果展示等一系列過程完成課題研究。（二）軟件應用將各類數學軟件進引入課程學習，能夠快捷計算、繪圖、優化、處理數據。利用主打具有豐富工具包Matlab、主打符號計算的Maple和主打建模的Eclipse等軟件對偏微分方程進行數值模擬、分析和仿真。例如，滲流力學中的各種符號計算以及數值計算，能夠加深學生對滲流力學的熟悉程度，明白公式所代表的意義，提高分析以及解決問題能力。

　　三、人際交往能力培養

　　人際交往能力包括與個人、團體協作能力、溝通能力以及大局意識。基于“CDIO”教學模式的改革，能夠培養學生團隊合作、交流溝通、積極創新等品質。在教學過程中，將學生分為多個項目組，每組設立一個組長，組員與組員互相協作形成有效的團隊。除此之外，學生走向社會，積極深入相關企業學習團隊合作，逐漸培養團體協作精神、創新精神、工程精神、社會交往和實際運用能力等。對考核方式進行改革。改變過去陳舊的“教師對學生進行評價”模式，學生既擔當項目參與者角色，也是評價者。通過這種模式，學生能夠將自己的主觀能動性發揮出來。結課時，要求每組學生分別從如何設計構思、如何操作運行、最后結論、項目總結和最終收獲5個層面進行答辯。項目最終評分分為3部分：任課教師給每個小組評分，小組討論互相評分，小組自評打分。3個方面的得分按照一定比例加權就是每個小組的最終得分。在這種小組協作互動型考核模式中，通過自評與互評，最大程度利用了教學資源以及最優化教學效果，學生能夠不斷相互學習與自我提升。

　　參考文獻：

　　[1]CRAWLEYE，MALMQVISTJ，OSTLUNDS，etal.，Rethinkingengineeringeducation[J].TheCDIOApproach，2007：302.

　　[2]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012（3）：24-40.

　　[3]胡文龍.創新時代的工程教育發展：挑戰與應對—2016年“CDIO工程教育聯盟成立會議”紀要[J].高等工程教育研究，2016（2）：32-33.

　　[4]李曉平.地下油氣滲流力學[M].北京：石油工業出版，2008：1-21.

　　[5]卞小強，李靖.基于MOOC的油氣層滲流力學教學改革啟示[J].石油教育，2015（3）：94-98.

　　[6]楊學鋒，曹樹坤，陳乃建，等.基于CDIO的機械工程類學生創新能力培養的研究[J].中國現代教育裝備，2015（15）：77-79.

　　[7]陳軍斌，黃海，張榮軍.深化課程教學改革與實踐建設特色鮮明的滲流力學省級精品課程[J].教育教學論壇，2011（12）：107-109.

　　[8]陳軍斌.“油氣滲流力學”課程教學改革的研究與實踐[J].石油教育，2016（3）：32-35.

　　作者:卞小強黃金輝楊火海單位:西南石油大學石油與天然氣工程學院

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