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第1篇：動量守恒定律教案范文

關鍵詞：冶金傳輸原理；教學手段；啟發式教學；教學設計

中圖分類號：G482 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）27-0135-02

一、課程的性質、內容與任務

本課程是冶金工程專業本科學生必修的專業基礎課，通過學習《冶金傳輸原理》，可以使學生掌握動量傳輸、熱量傳輸和質量傳輸的基本概念理論以及研究分析方法，具備分析、研究冶金過程中傳輸問題的能力。理解“三傳”過程的內在聯系及本質區別，能夠應用該課程中的知識研究冶金過程中實際流體的傳輸問題，具備一定的計算能力，為冶金工程專業課程的學習和從事專業技術研究打下堅實的基礎。

《冶金傳輸原理》課程主要包括動量傳輸、熱量傳輸和質量傳輸三部分，故稱之為“三傳”。動量、熱量和質量的傳輸過程既有區別，又有緊密的聯系。課程內容中有大量的理論推導，包括各種守恒方程式的推導，如質量守恒定律下的連續性方程及動量守恒定律下的歐拉方程、N-S方程等。這些基本理論是在單獨的相關部分中講解的，因此部分公式推導不可避免地會出現重復，有時顯得凌亂，缺乏傳輸原理的系統性。除此之外，學習該課程要有扎實的數學基礎，學生普遍反映學習難度大，學習效率低。作為該課程的主講教師，筆者結合近幾年的教學經驗和體會，對該課程的教學做出以下幾方面的改革嘗試，使學生在課程所規定的學時內，能夠較好地掌握該課程的基礎知識和基本原理，取得較好的教學效果。

二、教學方法的改進

《冶金傳輸原理》是冶金工程專業最主要的專業基礎課程之一，該課程的最大特點是理論性非常強，涉及冶金過程的流體動力學原理、衡算方程式的推導及各種流體流動狀態下的“三傳”現象。在學習該課程的過程中，如果高等數學、無機化學、物理化學等課程掌握得不扎實，學習《冶金傳輸原理》就會感到有些吃力。針對上述情況，應對《冶金傳輸原理》進行教學設計和課堂教學方面的進一步改進。

1.課堂教學方面的改進。課堂教學是有計劃、有步驟地實行的。課程的每一堂課必須毫無例外地按照教學大綱和教案完成規定的教學進度，只有這樣才能按學時完成所有的教學課程任務。不管學生是否知道、掌握或提高，“趕”著學生按照指定的步驟“走”，完成教案內容，達到教學目的，這種教學方法實際上存在一定的封閉性，會使課堂教學變得程序、呆板和教條化，缺乏生趣和興趣，最終必然會導致僵化。因此，作為高校教師，重要的是要培養他們分析問題、解決問題的能力。所以在課堂教學中，應充分開展課堂討論，采用啟發式教學，提高學生自主思考、主動學習的能力。在講授新內容時，教師可以針對生活中的現象、冶金生產提出問題，然后再介紹如何解決這些問題以及解決這些問題需要具備怎樣的理論知識，由此引出要講解的新內容。（1）根據教學大綱，講深講透重點內容。例如，“穩定導熱”內容的教學中，需要掌握平壁、圓筒壁的一維穩態導熱及不穩態導熱的基本概念及薄材、半無限大物體、有限厚物體的不穩態導熱的基本方程。講解過程中，首先針對鋼鐵企業普遍存在的傳熱現象提出問題，包括熱風管道的傳熱、煙囪壁和熱煙氣之間的熱交換等，然后介紹要解決這個問題就必須了解流體與壁面之間的熱傳遞過程，從而引出傳熱過程的學習內容。在講解連續性方程、傳熱微分方程等基本公式時，應注重講解基本公式推導的思路、方法以及公式中每個物理量的具體的應用與意義。在課堂教學時，應避開復雜的數學公式推導，把授課重點放在基本概念的理解、公式推導方法的掌握及具體應用等方面，化煩瑣為簡單。（2）采用啟發式教學，注意培養學生自主思考、主動學習的能力。啟發式教學是任課教師在授課過程中依據學生學習的客觀規律，使學生積極主動、自發地掌握基本知識點的教學方法。啟發式教學在教育教學改革研究和實際學習中取得過許多成果。實行討論式和啟發式教學，可提高教學質量，培養學生獨立思考和創新的意識，是發展素質教育對教育教學提出的新要求之一。如何落實討論式和啟發式教學的新要求，特別是怎樣行之有效地實施啟發式和討論式教學需要認真的研究探討。比如，在介紹質量傳輸時，在講解完學習內容后，應再將提出的問題作為課堂討論的內容，要求學生提出解決方案。大量的實踐表明，這種發現問題、提出問題并逐步層層展開、剖析的啟發式教學會大大地激發學生主動思考問題的自覺性和學習興趣，提高分析和解決問題的能力。（3）注重課堂形象教學。《冶金傳輸原理》所包含的基本概念、相關公式比較抽象，學生很難在短時間內理解。所以在課堂教學中，應注重形象教學。隨著計算機的普及，計算機虛擬技術在冶金傳輸原理實驗中得到充分應用，同時提供寓教于樂的教學環境。多媒體授課無疑有著許多優點，可形象地展示圖形、圖像、生產工藝等教學內容，因此采用PPT、CAI、Matlab仿真工具等軟件制作多種類型的電子課件是豐富教學形式、完善教學內容從而進行形象化教學的重要途徑。但由于《冶金傳輸原理》課程的特殊性，概念、公式、理論擴展分析等內容則很難充分而完整地通過多媒體軟件進行展示，因此在教學過程中應充分利用多媒體展示的同時，適時采用板書教學能夠得到完美補充。（4）重視實踐性環節。《冶金傳輸原理》課程的授課過程中應重視相關理論要聯系工程實際，將具體的冶金生產流程和動態形象的3D動畫素材貫穿于理論教學的各個章節，將教師的科研成果和理論教學相結合，通過例題和習題鞏固工程觀點，開展習題課討論式教學。如“流體流動”一章，首先讓學生觀看模擬結晶器內鋼水的流動過程，使學生了解鋼水流動過程及其凝固原理。在介紹壓縮氣體流動時，以氣體流速達到音速為重點，使學生充分認識氧槍達到超音速氣流的條件。實踐環節是對理論教學的重要補充。通過不同形式的實驗，使學生增強對理論知識的理解，提高動手能力，通過金工實習、認識實習和生產實習，充分認識鋼鐵冶金的生產過程，增加感性認識，強化工程觀點，為學生由學校到工廠、由理論到實踐架起一座“橋梁”。通過冶金實驗研究方法課程的學習和專業課程設計，提高學生理論基礎知識與工程實際問題相結合的能力，將原來的經驗設計改為優化設計，將過去的工藝和設備校驗擴展成工藝設計、設備校驗、經濟評價和繪制工藝設備流程圖等“一條龍”設計，從而真正使學生得到工程設計的綜合鍛煉。（5）嚴格考核制度。嚴格考核制度能夠提高學生的學習積極性，培養嚴謹、科學的學習態度和腳踏實地的作風，同時也能夠提高理論知識的學習水平。在過去，課程的考核要依據期末考試來反映學生的學習情況，面對新形勢下高素質實踐型、創新型人才的社會需求，必須改革現階段應試教育的考核模式，可將期末總成績分為平時和卷面成績兩項。各部分的比例由任課教師靈活掌握。平時考核成績約占總成績的30%，包括學生的課堂精神面貌、課堂回答問題情況、課下答疑情況、出勤率、作業完成情況等；卷面成績占70%左右，試卷命題可選擇多種題型，全面覆蓋知識點。經過兩個學期的實踐，這種新形式的考核辦法對“教”和“學”都具有良好的促進作用，有利于教學水平和效果的全面提高。

2.教學設計和管理的改進。在教學設計中，始終堅持“以學生為主體”、與時俱進的教學理念。從課程和學生的實際情況出發，精心準備教學內容，豐富課堂知識，采用多種教學方法和手段，采用通俗易懂的語言，聯系生產和科研實例，運用例題和習題分析等新穎活潑的形式，活躍教學氣氛，啟發學生思考，增強教學效果，充分發揮學生的主體作用，激發學生學習的積極性和創造性。例如，學習“三傳”中的動量傳輸的目的是要解決冶金過程中煤氣流局部阻力損失和沿程阻力損失的問題，學習熱量傳輸的目的是要提高冶金加熱爐、保溫設備的熱效率和降低熱損失問題，學習質量傳輸的目的是要思考如何使冶金反應速率最大化的問題，從而提高傳質速率。在介紹熱量傳輸中的輻射傳熱部分時，對煉鐵車間熱風爐如何提高風溫的實際問題進行講解。學習完本章課程后，回過頭重新看原來提出的問題，讓學生自己提出方案來解決此類問題，并將其作為課堂討論內容。明確學習目的的學習方法是非常切實有效的。在實踐環節的教學設計中，注重加大學生的實踐動手能力，培養發現問題和分析、解決問題的能力以及創新能力。通過6周的生產實習，進一步學習冶金生產的過程，使學生最大限度地掌握冶金過程動力學的基本知識點和重難點，為下學期冶金工程的專業課學習奠定堅實的理論基礎。