如何理解教学过程的本质属性是

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一)音乐教学过程的本质
   音乐教学过程其本质是由教师、学生、教材、教学场境、教学情境等诸要素构成的。是教学系统中有序运作的一种程式,是实现&教&与&学&的相互转化、变换过程的时间流程。其基本特征是:
  1、音乐教学过程的复杂性
   (1)由于音乐教学过程是由诸多基本要素构成的,因而就产生了教师的&教&与学生的&学&之间的矛盾,教师的教学方式、方法不同,传授知识的多少、讲解过程的快慢、都与教学的&主体&发生某种作用,磨擦碰撞,显露出教师传授的容量,与学生掌握知识的容量的矛盾;
   (2)教材与学生之间的矛盾,由于教材出版周期的限制性,与时代新的信息知识存在差别,由于教材有版面的容量的所定性,与学生的现时需求的多少存在差别,暴露出把教学内容变为学习内容之间的矛盾;
   (3)教学与教学条件之间的矛盾,由于音乐教学的特殊性、音乐的器材有种依赖性,在现阶段有条件的地方要研究如何运用现代化教学媒体解决传统音乐教学之间的矛盾。
  2、音乐教学过程的多元性
   音乐教学过程是音乐教育一个重要环节,是完成音乐教育、教养、养成的重要途径。音乐的教育过程着重培养学生对音乐的理解和认识,并通过音乐审美教育使学生具有和谐的个性,健美的人格和高尚的情操;音乐的教养过程着重培养学生对学习音乐的感悟,音乐的养成过程则着重培养学生对学习音乐的自觉习惯和主动意识。
  3、音乐教学过程的可变性
   音乐教学过程会因为构成要素之间的变化而变化的,它是相互关系、相互制约一个动态的活动组织,它会受来自教学目标、教学内容、教学对象、教学场境、教学情境等诸多因素的影响而产生变化,教师要善于驾驭把握这种变化的过程,因势利导,排除非教学因素的干扰,优化音乐教学过程。
(二)基本特征是? 音乐课的&教学过程&是达到音乐教学目标所必须经历的各项活动的总称。它是音乐教师在分析研究了教学内容的基础上,为接近、达到目标而精心研制的所可能实施的多种认知、体验、表现、感受等参与活动和大致活动安排程序。在实施新课标、使用新教材、操作新教学的今天,如何正确认识、理解、设计、把握教学过程是至关重要的,它是新理念、新教材在教学中的具体体现。
一、以新课标为依据,重新认识音乐教学过程
新课程倡导的教学过程与通常意义上所说的&教学环节&、&教学步骤&、&教学程序&、&&教学过程&等既有外在形似之处,又有内在质的区别。其中最主要的区别是:以往的&教学过程&是为直取结果而采用的&显性&、&具体&、&封闭&的过程模式。&显性&,是指以教师为主体,以教论学,重学会,轻会学的教学过程;&具体&,指过细的每一步骤都按部就班地预先设定的活动安排;&封闭&,指一经进入教学便不可调整,如果调整,将影响教师期待的教学结果的过程模式。新课程的&教学过程&则应该是为强调过程而采用的&隐性&、&简略&、&开放&的过程范型。&隐性&,指学生主体,以学论教,重学会,更重会学的过程范型;&简略&,指教学设计的粗线条活动,为师生互动留有充足空间的过程范型;开放,指教师根据教学需要灵活掌握课堂进度,不把结果当作横定目标的惟一尺度的过程范型。
经过比较,我们发现,多少年来音乐教师们所操作的为&教&而教、重结果、轻过程的教学,实际只是一种形式上走捷径的教学。它把生成的、开放的、吸收的、鲜活的人的成长过程变成了单调的、呆板的、肢解的固定模式。它排斥了学生的情感态度与价值取向,忽视了学生的个性发展,把教学庸俗化、单&化,割裂了知识技能与智慧、知识技能与情感的内在联系,更有甚者,则可能使本应该成为开启人类智慧、丰富个人情感、培养创造潜能的音乐活动课堂,变成&束缚人的牢笼&和&制造人的模具&。
美国路易斯安那州州立大学课程与教育系的教授小威廉姆E.多尔认为:&新的课程概念中将出现一种新的教育秩序,并形成一种新的师生关系。今日主导教育领域的线性的、序列的、易于量化的秩序系统&&侧重于清晰的起点和明确的终点&&将让位于更为复杂的、多元的、不可预测的系统或网络。这一复杂的网络,像生活本身一样,永远处于转化和过程之中。处于过程之中的网络是一种转变性的网络,不断地发生变化&&超越稳定性以激发内在于不稳定性之中的创造性潜能。在这种转变性的网络中,作为现代主义课程模式中关键要素的预测与控制变得较少&有序&而更为&模糊&了。实际上,一种全新的秩序在此出现了。&他还指出:&教师与学生之间的关系将发生巨大的变化。这种关系将更少地体现为有知识的教师教导无知的学生,而更多地体现为一群个体在共同探究有关课题的过程中相互影响。&多尔的阐述为我们描述了一个既&新&又&旧&的教学过程框架。说它新,是因为我们每天操作教学过程却从未认真研究它,每天从这条&固定的&、&先验的&&跑道&上经过,只强调跑道本身,较少重视&&跑步的过程和许多人一起跑步所形成的模式&;说它旧,是因为杜威和皮亚杰在他们的研究中早已强调过,一些有识之士也早已在课堂上实践过。多尔说:&不幸的是,现代主义者对他们的话充耳不闻,&&我们的音乐教师对教学也缺少研究,致使模式化了的教学过程毫无生机,千篇一律沿用至今,甚至出现泱泱大国不分东西南北,在同一个时间、同一个层面的音乐课堂上唱着同一首歌,套用着几乎相同的模式,操作着几近雷同的教学过程的现象。
过程是相对结果而言的,它们是矛盾的统一体。当我们以教学策略的方式提出&注重过程&&时,并不是说不要结果,而是因为以往的音乐教学中,传授式教育太多,自主教育过程太少;关注结果太多,探究性学习过程太少;强调知识技能太多,关注情感态度价值观太少,以至于我们多数地区的音乐教育往往缺少艺术、缺少兴趣、缺少情感、缺少创造。
在新课标指导下编制的新教材,充分体现了以人为本、以人的发展为本的教育理念。如何将这一理念体现于音乐教学中,是我们每一个音乐教师必须思考的问题。新教材呼唤着一种关注学生的情感、能力、发展的开放、民主、活动、探究式的音乐教学过程,也呼唤着在教师指导下的学生自主教育的课堂。这就需要教师根据自身的能力、知识结构与性格,根据学生的接受能力、整体水平与基本素质,根据课程的目标、内容与方法以及教室的设备、技术手段与教学环境等,重新建构与新课标、新教材、新理念、新方法相适应的音乐教学过程。
二、音乐的基本特性决定着音乐教学的过程性
人类从诞生的那天起,音乐就作为精神食粮,时刻伴随着我们的生活与发展。无论强大还是弱小,文明还是蛮荒,只要有人群存在,音乐始终作为一种&过程&与之共进。为什么说它是一个&过程&,而不是其他什么&终结物&?这是由音乐的基本特性决定的。
l.音乐是听觉的艺术。音乐的音响构成以声波为物质材料,随着声源的震动,向周围世界传播。它回荡在空间,通过人的听觉,直接作用于人的心底,音乐听觉对人的情感与心灵产生影响和震撼。没有这个传递过程,人类就无法接受到音响信息。
2.音乐是时间的艺术。音乐在时间的流动过程中展开,又在时间流动过程中结束,时而激情磅暗,时而低回委婉,在时间流动过程中诉说情感。
3.音乐是表现的艺术。音乐必须通过表现这一特定的中间环节才能完成其创作,才能让人聆听、观看、体验、感受与鉴赏。因此,音乐的表现即是一个过程。
4.音乐是情感的艺术。音乐通过组成音响的各种要素,在相互运动的过程中塑造形象,表达情感。情感在音响的流动过程中得以抒发,音乐在声波的传送过程中传递情感。
5.音乐是弥漫(生活)的艺术。音乐是人的心声,音乐又源于大自然,音乐就在你的身边,无时无处不与你相伴。音乐与人的生存环境和生长过程紧密相连。
可以说,音乐的基本特征注定了音乐的&过程性&,这一&过程性&决定了音乐课堂上不可忽视的&过程&教学。它提示我们:在教学中必须要注意音乐的特殊性,即关注音乐的情感、关注音乐教学的情境、关注听觉的效果、关注表现中的创造。这里,不仅有音乐自身的流动过程,还有音乐课堂的学习过程,因此教师要特别注意将这两种过程有机地结合在一起。首先要遵循音乐的基本规律,其次要利用音乐的基本特征,在教学过程中体验音乐丰富的情感,在情感体验中感受音乐过程的美。
三、音乐教学过程弥散着审美情感活动
音乐能使人的精神愉悦、获得美感。这是由于音乐在流动过程中,通过人的听觉,直接作用给人的心,以至于每一根神经所产生的内在动力所形成的。它取决于音乐自身的规律与特性,是任何其他艺术形式不能替代的。要让音乐充分发挥这种功力,也需要一定的条件,就像处于巨大悲痛中的人对最美丽的景色都会无动于衷一样。如果学习者心情愉悦,就能更主动地投入到音乐审美活动中去,畅通无阻地接收美感信息。这也是为什么现代教育特别关注音乐学习过程中的愉悦性问题,强调过程的愉悦&甚至超过了对教学结果的期望。这是因为,艺术活动与其他活动相比有一个鲜明的特点,即个体参与艺术活动所获得的愉悦体验与美的享受更多的是来自于活动的过程,而不是像其他活动一样来自于活动的结果&(《音乐教育展望》戴定澄主编,华东师范大学出版社,2001年10月)这说明艺术活动的过程甚至会比艺术活动结果更令人愉快。这样,也就不难理解:为什么国外教学法大都重视教学过程了。
20世纪80年代末各种国外教学法逐渐被引进到国内。许多教师初次接触重参与、重过程、重愉悦、重情感的音乐教学法时,都不理解过程教学对人的情感、成长、能力与价值观的重要意义他们觉得过程仿佛是&浪费时间&,愉悦是&小儿科&,情感是&虚无缥纱的东西&。还认为孩子们&不正经学,什么都喜欢;一正经学,什么都不喜欢&,仿佛学习就像是掉入了无边的苦海,只有&头悬梁、锥刺骨&才能学有所成。因此,音乐教学也同其他学科一样,忽视了感知,丢掉了体验,失去了愉悦,忽略了情感。殊不知,音乐就是一种要求时间、要求实践、要求愉悦、要求情感的带有特殊过程性的艺术教学,丢掉了这一切,就等于丧失了音乐教育的审美作用。我国的音乐教育几十年来基本停留在一个不高的层面与水平,尽管曾做过几次调整,但没有产生质的飞跃,这种认识上的不足也是原因之一。
一些学者指出,美感的心理形式有感觉、想象、情感、理解四个方面,其中情感是审美心理中最活跃的因素。审美活动是愉悦性的情感活动,这种情感是超越个人功利的再体验活动。艺术集中概括了社会与自然界中分散的美,是专门为了让人欣赏而创造出来的永恒的美,是人类宝贵的精神财富,音乐教育将这些瑰宝纳入教材内容供学生学习、欣赏,理所当然应该产生愉悦,继而引发情感,最终达到美育的目的。
新课标解读指出,音乐教育要实现&育人&的目的,需要解决一个重要的观念问题:真正把美育作为目标,体现以审美为核心。音乐教育的&育人&目的是通过美育的方式实现的,因此,音乐教育的全部过程应是一种自觉的审美过程,应贯穿着所有的审美因素,并应以美感的产生为根本内容。这样,在长期的、多样的美感发生和发展中,音乐教育才会影响学生的情感状态和意向,形成审美情操,从而完善了人格发展。对于音乐教师来说,最重要的工作是在教学过程中不断地帮助学生发现美、感悟美、接受美、创造美。
有了美感自然产生愉悦,有了愉悦更易化为美感,审美,就是愉悦的最高兴奋点。在这种循环往复的过程中,愉悦帮助审美完成了&育人&的目的。因为在音乐教学中,愉悦只是一种表现形式,情感的陶冶与升华才是目的。《苟子&乐论》中说:&乐者,乐也。&音乐本身就具有快乐的属性,这种审美带来的快乐当然不只是简单的生理上的满足,而是精神上的愉悦,心理上的平衡,进而升华为一种高尚的情操,促使我们的整个精神世界更加充实和谐。
&&&&四、音乐教育的特点决定了目标即过程&
同其他艺术形式相比,音乐具有自身的特性&&非语义性和不确定性。这就决定了在音乐教学当中,体验的学习方式应有非常重要的地位。传统的音乐教学往往以教师活动为主,在课堂上,教师的表演和讲授多,学生的亲身参与体验少。新的课程标准要求音乐学习注重学生的亲身体验,强调情感、态度、价值观的统一,而这一切必须在活动过程中才能得以完成,有些东西是必须自己用心去体验才能实现的。因此,音乐的学习原则上是不能依靠讲授的,而必须以体验的方式进行。教师讲授的仅是教师对于音乐的感受,只能帮助学生理解,不能代替学生的感受和体验。在音乐面前,任何语言都显得苍白,一切文字都无法准确表达音乐的真谛,正所谓&只可意会不可言传&,最重要的是让孩子们去&感受&去&领悟&。从这个意义上来讲,音乐学习的过程比结果更为重要。
关注过程是新课程目标之一。过去的过程,仅仅是实现教学目标的操作环节是为终极目标服务的。而新课标要求教学过程与结果是同时存在的,强调二者的统一。目标不一定是学会什么东西,参与本身就是目标。音乐教育是审美的教育,其目标更多的应体现为一种&润物细无声&的潜效应。它对于学生的影响是潜移默化的,也就是说,许多目标是蕴含在学习过程中的,过程同时也就是目标,二者之间是相互作用、相互依存、相互转化的关系。
在音乐教学中,有时只要学生亲身参与了,就获得体验,就是收获,因此也就是目标。例如,有位老师在上《国歌》这一课时,没有像传统教学方式的那样,给学生放录音教唱、在黑板上讲解三连音、分析歌词等等,而是在晨曦中把学生带到天安门广场看升旗,让学生亲自感受那种神圣庄严的气氛。当国歌奏响,五星红旗伴随着朝阳徐徐升起时,同学们的眼睛里充满激动的泪花,心中涌动着对共和国的感情。我们相信,此时孩子们对于爱国主义已经有了更深地理解,这种体验对于学生心灵的震撼,远远超过在教室里一遍遍地教唱和讲解。正如这位教师所说:&学生通过亲身参与所得到的体验,甚至比多学几首歌曲、多掌握一点乐理知识还重要。&这堂课无疑是成功的。然而,这堂课却难以按照传统意义来划分&教学过程&和&教学目标&,二者的界限是模糊的,目标在过程当中已经不知不觉地达到了。
又如,我们音乐课堂每天都要进行表现、听赏、律动、创编等活动,这些由教师和学生共同构成的音乐活动,一经进入过程,目标其实也就在其中了。
综上所述,音乐教学过程的每个环节都紧密联系着音乐的特性,体现着音乐教学的特殊方式,没有适当的过程,就不能实现音乐教学目标,也就谈不上音乐学习。&
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对数学归纳法的本质理解——从一节课的教学过程中引发的思考
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官方公共微信《化工原理》教学过程中的认识论问题
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去年暑期的一篇文稿,近期发表在《化工高等教育》Epistemological Thinking on TeachingChemical Engineering Courses &JianminYan, Wende XiaoDepartmentof Chemical Engineering, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240&Abstract: It is significant forstudents to understand the essence of knowledge in learning specialized core coursesafter learning foundationcourses. In teaching course transportphenomena and unitoperations for students majoring in chemical engineering subject, wefound that the epistemological thinking is more important anduseful. In this paper, the general epistemological traditionsofobjectivism, interpretivismand pragmatismare analysed. Each kind ofthe threey is helpfulfor knowledge aquantance by itself, but on the other hand is harmful ifone goes to its extemity and absoluteness. The coupling and combination of the three epistemologicalthinking could be emphasized for a better performance inthe teaching processes.Keywords: chemical engineering, epistemology,teaching study&目前,大学的教学过程愈发注重引导学生的主动学习,因此,教师需要通过明确的目标问题帮助学生明晰每个学习阶段(章节、课时)的学习目的。同时,教师更重要的责任在于理解并影响学生的学习过程,并据此组织教学内容和考核方式[1]。学生学习的过程往往很个性化,但都不免受知识信念的影响,如何看待知识的性质对于学习过程的影响很大。在教育和心理学文献中存在三种主要的认识论取向[2]:客观主义(objectivism)认为现实独立于意识,知识应是在绝对意义上正确的,专业知识应能够客观地验证,或符合理性原则可以从原有的基础课知识体系经逻辑推理得到;解释主义(interpretivism)认为现实世界的真相是由人的思想主观构建出来而不是客观唯一的,在教科书中解释主义往往被称为经验性或半经验性方法,但经验主义的认识论更片面强调感性认知,而解释主义对外界物质世界的“解释”依据不仅包括了感性的经验,也可包含理性的逻辑;客观主义和解释主义通常被认为是对立的两极,而实用主义(pragmatism)则居于两者之间,也可认为两者的超越,认为知识仅是行动的工具,绝对意义上正确的知识是不可能达到的。实用主义是大多数心理学家的工作哲学,客观主义更受到教育学家的青睐,解释主义在工程科学研究中则更为重要。在《化工原理》这门专业基础课程学习过程中,每一种认识论传统都具有积极的意义,但片面强调任何一种认识论都会对学习形成不利影响。下面结合本课程的教学实践,分别对各种认识论传统进行分析,进而阐释教学过程需要关注的一些问题,并与同行探讨。客观主义的分析学生在学习《化工原理》之前,经历了中学和大学基础课程数理学习,因此心目中的知识应符合客观主义标准。同时,本课程中各操作单元对过程效率的计算方法也都基于质量守恒和能量守恒这两种客观规律,操作单元过程的方向则与前期刚学习的物理或化学平衡状态相关(表1),这也应该是本课程通常作为化工专业首门专业基础课程的原因。表1 化工单元中的守恒与平衡规律操作单元质量守恒规律能量守恒主要规律相关平衡流体流动连续性方程柏努利方程力平衡传热冷、热介质质量不变热量衡算与传热速率热平衡吸收操作线温度变化趋势气液相平衡萃取操作线温度变化趋势液液相平衡精馏操作线再沸器、冷凝器负荷汽液相平衡气流干燥气体用量热消耗热平衡气固相平衡更需要警惕某些学生(往往是优秀的学生)过于注重客观主义的知识标准,而陷于科学主义的误区。《化工原理》作为学生接触的第一门工程专业课程,教学过程中需要不断强调工程的本质[3]。工程是运用科学原理、经验、判断和常识来造福人类的艺术,一种通过生产技术产品或系统以满足具体需要的过程。《化工原理》不是物理学的化工分支,动量、热量和质量的传递理论是认识各种操作单元过程规律,进而解决化工实际问题的工具。解释主义的分析工程交融于科学、艺术和社会,本质上包含艺术元素。某些复杂工程现象的,不能采用符合客观主义标准的科学理论直接分析,而需要采用的一些经验和半经验的方法进行分析、解释和研究,工程的艺术元素集中体现于此。本文将在《化工原理》课程中涉及到的工程思维模式主要体现为近似和类似(类比)。工程实际现象的相关因素纷杂,近似简化体现了的工程科学中抓主要矛盾的分析特点。比如圆管层流流动的抛物线速度分布需要一系列的近似假设:稳态流动、流体等温、流体不可压缩、忽略了进口端效应,等;库特流用于描述狭缝中的流体流动忽略了两段的界面摩擦阻力;固体边界的无滑移是受限流动分析的重要定解条件,需要基于流体连续性的前提,在微小尺度流道中流体的非连续性特征(滑动流或分子流)影响增强,固体表面的无滑移条件将不再成立;普朗特建立边界层方程采用的数量级分析是具有数学依据的近似简化。同学们在前期课程学习中对近似简化的方法多有接触,相对容易接受由此所得结论。比较而言,教学中对类比方法需要做更多讲解阐释。类比方法在人类工程实践的运用具有悠久历史,欧洲中世纪缺乏力学知识的情况下,主要依靠这种方法能够建造几十米高的教堂。对过程的物理本质和变量具有认识基础上,感性的尺度类比发展为动态过程的量纲分析方法,这种用无量纲准数描述过程规律的方法至今仍广泛用于许多工程装置的放大研究。量纲分析是实验数据分析手段,与正交实验表一样可以指导实验方案的设计,可大幅度减少实验工作量。三种相际传递系数(流动摩擦系数、对流传热系数和传质系数)是《化工原理》课程内容的核心,许多关联式都是采用量纲分析进行实验研究的结果。除了量纲分析,类比方法更多体现为知识和概念的移植,将类似的其他领域的方法类比用于分析一些工程现象,这样的知识点在《化工原理》课程中比比皆是:如借助当量直径将圆形管路的流动规律用于各种非圆形或不规则形状的流道,借助当量长度将局部阻力类比为直管阻力。普朗特提出的湍流“混合长”概念则移植了分子运动论中的“分子自由程”,所导出摩擦系数方程的形式(具有开方和对数项)仍出现在各种版本的《化工原理》教科书中,如Nikuradse与Karman公式,以及Colebrook公式。类比和概念移植也是很高超的科研技巧,著名的化工科学家Cussler教授将化工研究人员分类为adaptors、innovator和champions,他也很认同具有创新能力,并将创新成果应用于工程实际的champions,但自认为不过是“将已有知识移植应用到其他场合”的adaptors[4]。《化工原理》教学过程中,帮助学生理解相关的工程思维模式,不仅可以领会一些工程规律之“所以然”,还可以为学生以后从事科研工作提供思想准备。随着科学和计算技术的发展,客观主义的应用领域正在扩展,解释主义的方法则从一些领域逐渐退出。如湍流流动的混合长模型和Karman相似理论已经让位于N-S方程相关联的二阶模式,量纲分析曾经主导的许多工程放大也渐由CFD替代。实用主义的分析《庄子•徐无鬼》有言:“足之于地也践,然恃其所不蹍而后善博也;人之知也少,而恃其所不知而后知天之所谓也”。人的脚板很小,如果期望去踩踏见到的每一寸土地,那么将不可能欣赏到山川壮美、湖泊秀丽的景色。旅游如此,学习中亦然。教学中引导学生避免有些细节末枝的对学习干扰,能够恰当地有所“不蹍”或“不知”,首先需要教师对课程的知识点的作用了然于心,同时,借助实用主义的认识论,以明确的目标问题可以帮助学生避开专业学习过程可能遭遇的雷区。比如离心泵蜗壳内流动分析,首先要明确其目的在于得到一些机械因素对扬程影响的定性规律,而旋转流场中粘性流体的严格分析需要深厚的流体力学背景,远非《化工原理》学习中可以做到;再如湍流“混合长”模型推导过程中有关应力分布的假设并不合适实际情况[5],这里的解释主义方法显然经不起严格推敲,其目的仅在于理解Nikuradse与Karman公式等摩擦系数方程之“所以然”。《化工原理》教学中,笔者认为可从如下三个方面选择化工职业素养相关的目标问题以引导学习过程。化工过程的规划是根据一些已知条件确立某个状态或过程参数,在《化工原理》中通常被归纳为设计型和操作性计算问题,教学中受到了普遍重视。学生在掌握基本原理之后求解复杂的规划问题,需要思考方法上的指导,通过例题讨论向学生介绍Wankat和Oreovicz提出的工程计算问题思考步骤[6],以及Arnold Arons提出的十项批判性思考原则[1],并建议学生在一些复杂的习题求解中采用,可以增强学生面对复杂计算问题的自信心。目前需要迭代计算的过程规划问题通常可以使用专业计算软件完成,但诸如ASPENPlus的使用也需要对单元原理和计算方法的理解。第二方面问题是化工过程的定性判断,包括过程各种参量之间相互影响。东、西方思维方式在定性分析上有所不同,对于西方思维,性质固化是分析开展的前提,定量则是定性的前提,西方数理逻辑把被老子称为“非常道”的原理也试图用数字固定和神圣化。而对于东方思维,更多需要借助过程变化趋势的正确认识去“拍脑门”,决策过程参量的调整方向。有些定性分析问题只需要提供给学生去关注即可,如“如何从机械能差异判断流动方向?”,“回流比增加,精馏塔底和塔顶温度如何变化?”;也有些问题,如“复杂管路中各支路流量或不同位置压力的相互影响”,需要通过实例给予学生分析方法上的引导。此外,恰当的解释问题可以引导学生进行知识点的梳理,从学生提交的文字阐释可以判断对概念的理解是否准确,对过程分析是否存在疏漏。解释问题可以包括诸如“边界层如何形成,其厚度受那些因素影响”之类的概念题,也可以包含“铺设一条输水管线,从水源地向1000米外的建筑物供水,需要哪些已知条件?如何选择合适的管径?”之类综合性复杂计算的思路问题。教育过程作为“特殊的生活过程”,乃是受教育引导的个人生活逐渐展开的过程,知识赋予一个人的内涵绝非可一蹴而就。《化工原理》作为专业基础课程,首要目的在于引导学生建立科学有效的专业思维模式,知识的实用性需要基本概念、原理和方法的理解作为前提,功利色彩的实用主义必将导致“知识无用”。教育家B F Skinner的名言“Education is whatsurvives when what has been learned has been forgotten”很好诠释了这一点。认识论对教学过程的影响基于上述对三种认识论传统的分析,这里提出《化工原理》教学过程中要注重三种认识论观点的融合运用。如图1所示,本课程的基本理论框架(动量热量和质量传递)可以作为学生刚经历了数学、物理课程内容的延伸,同时借助明确的目标问题,帮助学生领会单元过程的原理和计算方法,并了解课程中分析工程问题的解释主义方法。此外,从学生的职业成长角度,应鼓励他们参与大学生创新实验和PRP(Participation in Reasearch Program,是我校针对本科生的研究项目计划)项目等科研活动中将解释主义的方法付诸实践,并在后续专业课程学习中注意从整体学科角度领会本课程知识的作用。图1三种认识论传统的融合&依靠知识性质的正确认知,同时借助适当的教学内容与考核方式安排,可以使避免避免进入被动认知和主观认知的学习境地,并强化学生的独立认知和关联认知能力,提高教学效果。我校学生的总体素质好,在学习中基本可以避免死记硬背式的被动认知模式。但《化工原理》教材在内容组织上基本以操作单元的设计和操作计算作为主线,传递原理讲解较少并缺乏与单元操作内容的有机融合[7],学生对诸多解释主义方法给出的规律(如流动摩擦系数、对流传热系数和传质系数)难以理解,即使根据关联式能够从数学意义上分析各因素的影响,经过习题训练后也往往停留在“知其然不知其所以然”的程序认知模式。为此,今年的教学中采取两种教材[5,8]并行,传递内容重点讲解与单元操作关系密切的相际传递原理、关联式包含的影响因素分析以及解释主义方法,帮助学生理解关联式之“所以然”。此外允许学生在闭卷考试时带入1页A4小抄,免除其死记硬背的负担。人们在主观认知模式下往往受到感觉或类似性误导,地球中心学说在欧洲得以盛行千年,显示主观认知思维模式的对人们的影响力。《化工原理》学习中对学生的主观认知判断要区别对待:一些重要的概念性问题务必运用传递基本原理讲清楚,如有的学生根据刚体力学的规律判断“光滑管”内没有流动阻力,个别优秀的学生在了解管路进口端效应之前对壁面无滑移很感怀疑:“进口处后面流体一定会推着向前走,怎么可能无滑移?”;而根据解释主义方法得出的一些规律,确实存在见仁见智的主观认知偏差,例如不同的湍流光滑圆管内摩擦系数关联式,对同一种流动情形的计算结果并不完全吻合,但这种偏差在工程允许的误差范围之内。学生的学习风格是很具个性化的,没有一种教学理论能够准确考量一个教学班内所有学生的学习过程,学习风格问卷[9]可以帮助教师有针对性地关注与自己风格迥异的学生。此外,在课程教学的后期,学生对课程的内容特征和学习方法具有了一定认识之后,可以布置一些与成绩相关联的大作业供学生根据兴趣选做,并给出难度系数,对教材给出的一些规律和方法的合理性进行质疑,以提升学生从客观主义和解释主义角度的独立认知能力,或从实用主义角度梳理运用相关知识,以强化关联认知能力。如下是笔者采用的部分大作业题目:²圆管内流体流动的抛物线速度分布的需要什么前提?对每个前提考虑一种不能满足的情况,并说明对速度分布的影响。(客观主义角度的独立认知,难度系数0.95)²推导Bingham塑性流体在垂直圆管中的速度分布,以及Buckingham-Reiner方程,即体积流量与流动阻力之间的关系。(客观主义角度的独立认知,难度系数1.0)²举例说明量纲分析方法的适用前提条件和局限性。(解释主义角度的独立认知,难度系数0.95)²煮水饺是沸腾传热过程。同时水的剧烈湍动(曳力)会导致水饺皮破裂,采用小火盖、敞开锅、间歇加入冷水,维持至皮馅熟并避免皮破裂。应用所学沸腾和其他传热原理,分析煮水饺过程中的技术如下问题:肉馅难熟、普通面粉煮易破裂,如何操作;冻饺子与手工即时煮的操作区别?锅内放入的水量及加热功率对过程的影响?说明理由。(实用主义角度的关联认知,难度系数0.9)²长春市的民警零下20度严冬执勤的轮换时间为两个小时,为防止手脚出现冻伤,穿戴的手套和皮靴需要满足什么要求?交警服装厂希望在技术咨询公司供职的你提供技术报告,你准备如何考虑?需要对方提供或自行测定什么数据?(实用主义角度的关联认知,同时需要从客观主义角度运用非稳态传热知识,难度系数1.0)²在电镀过程中,金属离子从稀电解液中流向旋转圆盘式电极的速率,一般是由离子到圆盘的扩散率来控制的。这个过程的变量包括:k = 传质系数,量纲L/t;D = 扩散系数,量纲L2/t;d = 盘径,量纲L;a = 角速度,量纲1/t;r = 密度,量纲M/L3;m = 黏度,量纲M/Lt。试以这些变量导出一组无量纲参数并使k、m、D分别出现在不同的参数中。另外,对这个系统,应该如何采集和记录实验数据?(理解过程背景并运用量纲分析,实用主义角度的关联认知,难度系数0.95)&参考文献KenBain著,明廷雄,彭汉良译. 如何成为卓越的大学教师[M]. 北京:北京大学出版社, 2007. Page 22,84.MP Driscoll著,王小明等译. 学习心理学[M]. 上海:华东师范大学出版社, 2008. Page41.李正,林风. 从工程的本质看工程教育的发展趋势[J]. 高等工程教育研究-25.ELCussler. The nature of chemical research[J]. Chem Eng Sci 7-1961.阎建民,刘辉. 化工传递过程导论[M]. 北京:科学出版社 .Wankat,P C, and F S, Oreovicz. (1993). Teaching engineering[DB/OL]. New York:McGraw-Hill. https://engineering. purdue.edu/ChE/News_and_Events/Publications/teaching_engineering/index.html阎建民, 肖文德. &化工原理教学中关于转子流量计和离心泵的讲解[J].化工高等教育 &-93.夏清, 贾绍义. &化工原理(第2版) [M]. &天津大学出版社 2012.BarbaraA, Soloman, Richard M Felder. Index of Learning Styles Questionnaire[DB/OL]. learningstyles/ilsweb.html
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