时间:2023-09-27 16:06:39
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇计算机在化学化工中的应用,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:计算机图形学 群众文化 应用
简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看,图形主要分为两类,一类是基于线条信息表示的,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类是明暗图,也就是通常所说的真实感图形。1963年,伊凡・苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文,它标志着计算机图形学的正式诞生。至今已有四十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统,自从有了计算机图形学,计算机可以部分地表现人的右脑功能了,所以计算机图形学的建立具有重要的意义。
计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此,必须创建图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时,真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。
图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说更强调场景的几何表示,是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。
计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。
计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是研究怎样用计算机表示、生成、处理和显示图形的一门学科。简单地说,计算机图形学主要是研究怎样运用计算机进行图形的表示以及运用计算机实现图形的计算、处理和显示等相关原理与算法。随着数字化娱乐时代的到来,三维图形的生产与显示技术成为吸引群众眼球的产物,群众文化作为宣传的窗口,信息的交流和传播平台,多方面引入了计算机图形学相关的技术,借以来推动了群众文化工作的持续发展。在此,笔者粗略的谈一下计算机图形学在群众文化工作中的应用。
1 计算机图形学丰富了群众文化的表现内容
随着计算机技术的迅猛发展,目前计算机图形学成为各个领域中加强信息理解与传递的重要技术和工具。同时计算机图形无论是硬件还是软件的盛大生产,对人们的生活产生了一定的影响,使得人们的精神水平迅速提升,不再满足于一般的精神文化需求,更多的是需要高科技的文化产物。文化馆作为文化的宣传窗口、群众交流信息的平台,应科技发展的需求,开始广泛运用计算机图形学。如:运用CAD技术进行动画制作、仿真模拟;即:运用计算机图形学的CAD技术真实的模拟一些教育实践案例、法律小故事、交通故事、群众热点事情重现等,加强对群众经济、法律、教育等知识的渗透,同时还运用计算机图形学中的造型仿真技术再现原始动物、外星人等各种场景等等,还可以将群众配以实际的背景运用计算机图形技术大放异彩,制作出群众自己的电影巨片。此外,运用计算机图形学中的科学计算技术能够让人们直观的看到一些数据的发展规律,诸如:力学、气象科学、天体物理、分析生物学等等,充实了文化馆的文化内容,有效的丰富了群众文化的表现内容。
2 计算机图形学创新了群众文化的表现形式
近些年来我国市场经济发展迅猛,人民群众的生活水平也越来越高,连带着对文化娱乐的欣赏水平也越来越高。新兴剧场的多功能特色,即:舞台演出、会议、报告、影院等等成为了人民群众的最爱。多功能剧场的出现对群众文化馆的发展来说是机遇也是挑战。为了人民群众的需求,文化馆必须革新自己的文化娱乐表现形式,运用计算机图形学的相关技术。如:文化馆采取多媒体计算机的矩阵控制系统来控制整体的音响系统,这样一来,整个过程都可以以数码方式进行处理,使得他们无论在精度、信噪比、还是失真方面都高于传统的模拟设备。这样,运用媒体矩阵音响系统,就可以创新群众文化工作的表现形式,即:能够在礼堂、音乐厅、体育馆、体育场、公园一些大型的场地实现扩声。能够为群众文化活动的顺利开展提供有保障的后盾力量。同时,媒体矩阵还可以随时执行替换功能,文化馆工作人员可以根据实际需求随时修改或者添加诸如:调音台、眼分音器、自动音压控制器、信号分配器等设备。群众文化娱乐活动大都是通过声音来组织、引导群众开展的,运用计算机图形学中的技术能够将音频处理带到一个全新的网络境界,提升了文化工作人员的工作效率和质量。
在这种形式下,我们必须充分发挥现代传媒技术的优势,加强对传统文化精髓的提炼与传播,打造民族文化精品,这不仅可以对国民进行循序渐进的传统文化的精神洗礼,还可以充分利用媒介重新建构起更加符合现在形势的文化观。同时,避免传统艺术形式因内涵意义不易理解而从我们的视野中消失,也避免产生因为计算机形式轻内涵而导致主流艺术缺乏文化深度的社会现象,而要以媒体语言整合传统文化精神,让世界更清楚地认识中国的现在和过去,从而实现文化传承,打造民族艺术精品。
3 计算机图形学拓展了群众文化的宣传途径
群众文化工作是对外宣传的窗口,更是当地老百姓进行文化信息交流、传播的平台。现如今是数字化时代,网络成为人们生活的重要组成部分,群众文化运用网络的特性实现高速度、高质量的宣传,进而推动群众文化的繁荣发展。如:建设一个具有当地群众文化特色的网络,让全国各地的人通过互联网就能够浏览文化信息,通过留言板、email、QQ、MSN等工具进行文化信息的交流,拓展了传统群众文化的宣传途径。笔者所在的文化馆,结合安徽的相关文化状态、生活习俗等运用计算机图形学的相关知识建设了一个自己群文网络,有:本馆信息、非物质文化介绍、在线服务(联系我们)、艺术展厅、艺术图画展览、活动展示等等内容,同时,将各地市级、县级群文网站的链接也成立一个板块设置在网站的首页,形成网络群众文化联盟,为浏览文化信息的群众提供方便。这样运用计算机图形学技术将群众文化活动以影视、图片加以文字制作成群众文化的宣传材料上传至网站上,以互联网为传播路径,推动群众文化形成全球化的宣传、互动、交流新格局。
群众文化是人们生活娱乐所不可缺少的,而人们运用计算机生活娱乐、运用计算机进行数据处理等等成为发展的必然趋势。计算机图形以其科学性、技术性为群众文化的建设与发展提供了无限的帮助,有着“催化剂”的作用。可以说,计算机图形学在群众文化工作中的应用涉及甚广,是群众文化可持续发展的后盾力量。
参考文献:
[1]伏玉琛,周洞汝.计算机图形学――原理、方法与应用[M].华中科技大学出版社,2003.
关键词:技工院校;计算机教学;模块化
受现阶段技工院校中教学改革的影响,计算机教学的重要性也逐渐凸显。为了提高学生计算机水平,利用模块化的教学方法对学生进行计算机教学十分必要。传统的计算机教学已经不再适用于现在的学生,而现在信息化的发展也需要技工院校的计算机教学进行完善。现阶段学生只是掌握基本的计算机技术已经无法满足快速发展的社会。为此,技工院校要逐渐改革教学方法,运用先进的模块化教学法进行教学。因此,文章中笔者针对技工院校中计算机教学模块化的运用进行了研究。
一、计算机教学模块化概述
1.计算机模块化教学的含义
模块化最早是被应用于建筑行业,即将建筑工程细化为很多独立的部分,施工队分别施工完成,最后再整合成为完整的工程。而在计算机教学中运用模块化教学,也就是将计算机教学过程分为教、学两个部分,再将其过程逐步细化分为众多独立的部分,在教学的过程中与学生的实际情况进行结合,采用有针对性的教学方法,对不同计算机水平的学生进行分层教学,通过模块化计算机教学方法提高技工院校计算机教学质量,培养社会所需要的全面发展型人才。
2.技工院校中运用模块化教学的意义
(1)计算机模块化教学与学生实际学习状况相符。现阶段高中学生逐渐扩招,给技工院校的招生带来了一定的影响。一些家庭条件较差的学生接触计算机的机会较少,因此计算机水平便会与其他学生形成一定差距。在学习计算机的过程中,由于计算机掌握水平不同,这些学生便会由最初充满学习兴趣,逐渐感受到学习计算机的困难,最后便会失去学习兴趣。因此技工院校在计算计教学中运用模块化教学,在细化计算机教学内容的过程中,将复杂的教学内容简单化,让学生更加容易地学习计算机知识,提高了计算机学习水平。(2)有利于教师计算机教学的顺利开展。传统形式的计算机教学往往缺少一定的针对性,教师在教学时尽管教学内容十分全面,但是因为教学受学制的影响,教师在教学的过程中无法将计算机知识详细讲解,尤其是对学生今后就业时可能会面临的问题,教师也只是为学生讲解面临问题时应该怎么办,却无法详细解释为何这么做,导致学生在面临问题时无法有效解决。因此教师在计算机教学时运用模块化教学方法,在教学内容细化的基础上,能够帮助教师顺利开展计算机教学,提高技工院校计算机教学水平。(3)有利于促进学生的全面发展。技工院校在计算机教学中运用模块化的教学方式,在教学过程中将教学内容细化,不同的教学模块代表不同的工作情境,与其对应的便是工作相关的问题。学生在不断解决问题的过程中能够提升自身的观察能力、思考能力,同时在学习的过程中强化了学生的合作意识,促进全面学生发展。
二、技工院校计算机教学中模块化的运用
1.充分了解计算机教学,细化计算机教学内容
技工院校在进行计算机教学之前,需要提前对学生的计算机掌握水平进行了解,掌握学生兴趣爱好,按照学生对计算机教学不同的需求将计算机教学内容进行细化,分为不同的模块,便于教师开展计算机教学计划。如果技工院校计算机教学内容太过全面,学生在学习的过程中很难快速将知识消化并掌握,所以,教师在进行计算机教学时运用模块化教学的方法,让学生对计算机某一方面进行侧重学习,从而激发了学生学习的积极性。计算机教学内容比较丰富,其中包括计算机的维护、编程、网络管理、计算机办公自动化以及多媒体程序设计这五个模块。这五个模块的内容比较独立。教学模块多也就意味着着教师的教学内容多。如果系统地对学生进行教学,学生并不能将其完全消化,对于计算机内容的掌握也不具体,对提升学生计算机水平造成一定不利影响。长此以往,学生的社会竞争力也会受到影响,进而影响技工院校教学质量。所以,为了提高学生的社会竞争力,技工院校在计算机教学中运用模块化教学方法,对计算机教学内容进行细化,有利于学生掌握计算机教学内容。学生通过有针对性的教学,促进了自身的全面发展,从而成为社会所需要的全面发展型人才。
2.提高学生在课堂中的主体地位,激发学生学习兴趣
技工院校在开展计算机教学的过程中,教师应该充分考虑学生学习的意愿与兴趣,提高学生在计算机教学中的主体地位,允许学生结合自身兴趣选择计算机教学模块,以此激发学生学习计算机的兴趣,提高学习质量,进而促进学生计算机水平的提高。兴趣是学习的基础,学生在技工院校中学习计算机技术也是一样,只有足够的学习兴趣才能为学生学习计算机奠定基础。在传统的计算机教学中,由于计算机教学内容过于繁琐且枯燥,学生在学习的过程中缺乏学习的兴趣,但是为了考试又不得不勉强学习,这就失去了技工院校进行计算机教学的意义,同时也会对学生心理造成影响。在技工院校的计算机教学中运用模块化的教学方法,通过将计算机教学内容细化,结合学生兴趣进行教学,可以全面提高学生学习计算机的兴趣,提高学生在课堂中的主体地位,让学生结合自身的兴趣爱好选择计算机教学内容,全面提高学生学习计算机的效率,为学生未来的发展奠定基础。
3.加大计算机模块化教学的应用力度,提高计算机教学质量在技工院校计算机教学中,除了要运用模块化教学方法之外,也要运用其他教学方法进行巩固,例如分组学习法、社会实践法等等。不同教学方法的运用,能够提高技工院校中计算机教学的质量。教师在运用计算机教学方法的过程中,要注意与实际相结合,充分结合教学环境与教学内容,例如教师在模块教学的过程中同时运用分组教学的方法。如果在教学的过程中学生面临困难,可以采用小组讨论的方式进行解决,这样不仅提高了学生学习计算机的兴趣,同时也有利于促进学生合作意识的提高,从而推动学生的全面发展。
三、小结
综上所述,掌握计算机技术成为学生未来成功就业的一项重要条件。在技工院校计算机教学中运用模块化的教学方法,不仅有利于激发学生对于计算机的学习兴趣,同时也提高了学生计算机水平。笔者针对技工院校中计算机教学中模块化运用的问题,从充分了解计算机教学,细化计算机教学内容,提高学生在课堂中的主体地位,激发学生学习兴趣,加大计算机模块化教学的应用力度,提高计算机教学质量等方面进行了分析。模块化的教学方法通过对计算机教学内容的细化,有效避免了教师在教学时的重复,提高学生在教学中的主体地位,提高学生对计算机学习的积极性,进而提高了技工院校中计算机教学质量。
作者:姚菊娣 单位:镇江技师学院
参考文献:
[1]吴芳.浅谈技工院校计算机网络基础模块化教学[J].职业,2015(29).
[2]卢信源.技工院校计算机教学中模块化的应用实践探微[J].信息与电脑(理论版),2015(24).
关键词:教学;模式;学生;学习
中图分类号:TP3-4 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 13-0000-01
"Course of Engineering Tasks" Application Research in the Vocational"Computer Culture"Teaching
Yao Xu,Yu Yue,Yu Shuang
(Institute of Qiqihar,Qiqihar161005,China)
Abstract:"Computer Culture"course is offered by a vocational college in public basic course.It's teaching goal is to nurture students to become able in their own area of expertise,skilled use of modern management of complex computer talents.
Keywords:Teaching;Mode;Students;Learning
一、目前《计算机文化基础》课程在教学中存在的问题
一方面,学生学习的起点不一,需求不同。由于计算机、网络普及程度的提升,高校不再是计算机教育的起点。一些中小学已开设了计算机课程,由于各地区经济发展的不平衡和教学设施设备的差异,造成了高职院校新生入学的计算机水平参差不齐。
另一方面,教学模式陈旧,学生学习个性无法发挥。计算机教学分为理论和实验两部分。理论课上采用“计算机+大屏幕”的形式,教师讲解的内容多、进程快,课堂50分钟几乎全都交给了老师,学生完全成了知识的被动接受者。实验课多是“验证性”实验,而不是“创造性”实验,很少有鼓励、刺激学生创造性、开发性的实验内容。因此我们在教学中提出了“工程任务课程化”的教学模式,并且把它应用到《计算机文化基础课》的教学中。
二、“工程任务课程化”教学模式的内涵
“工程任务课程化”是一种教和学的模式,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它把学生融入有意义的任务完成的过程中,让学生积极地学习、自主地进行知识的建构,从而获得理解和解决实际问题或任务的知识与技能。
(一)“工程任务课程化”教学应满足的条件。1.具有一个轮廓清晰的工程任务说明,工作成果具有一定的应用价值,学生通过项目遇到和学到课程的核心概念。2.学生有独立进行计划工作的机会,在一定的时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为,并且能够自己克服处理在工作中出现的困难和问题。3.“具有一定的难度,不仅是已有知识、技能的应用,而且还要求学生运用已有知识,在一定范围内学习新的知识技能,解决过去从未遇到过的实际问题”。4.与企业实际生产过程或商业经营行动有直接关系。5.学习结束时,师生共同对工程任务成果进行评价。
“工程任务课程化”教学与传统的教学相比,区别主要体现在三个中心的转变,即由“以教师为中心(主体),以课程为中心,以课堂为中心”转变为“以学生为中心(主体),以项目活动为中心,以实践、探究为中心”。所以,在进行教学活动的时候,学生是认知的主体,是知识意义的主动建构者。工程任务课程化教学突破了传统的教学模式,即通过解决学生身边或未来职业岗位上的一些实际问题来实现学生对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性,使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。
(二)实施策略。在“工程任务课程化”教学中,教师和学生都面临一个全新的角色。在这里学生要成为学习活动的主体,在学习过程中不断的靠自己发现问题、解决问题、建构知识。教师的职责是越来越少地传授知识,越来越多地激励思考,越来越成为一位顾问、一位交换意见的参加者,要像学生一样投入到学习活动中去。在实施项目教学过程中,教师的任务是先诊断出学生的学习需求,然后向学生提供他们所需的帮助。教师采取的应是一种友好、建设性的态度和行为,既不能过多地干预学生思考的过程和结果,又不能对学生的困难和疑问袖手旁观。
(三)实施步骤。整个项目教学的过程可以分为以下六个步骤:1.确定项目,小组分工。2.选择主题,制定计划;这两个阶段为准备阶段。3.自主协作,收集资料。4.分析资料,共享资源。5.活动探究,作品制作;这三个阶段为实施阶段。6.成果交流,活动评价。此阶段为评价阶段。
三、“工程任务课程化”教学模式在《计算机文化基础》课程中运用的优势
“工程任务课程化”教学在高职《计算机文化基础》教学中实践,突破了传统的课堂教学范式,实现了以“教”为中心,向以“学”为中心的转化,体现了学校与企业教育的融合,实现了学生专业能力和职业能力的综合培养。
(一)提高了学生利用计算机解决问题的能力。对于实践性较强的《计算机文化基础》课程来说,运用“工程任务课程化”教学,提高了学生综合应用计算机知识解决实际问题的意识和能力。工程任务结束时,他们不仅学会了新知识,更重要的是培养了他们获取信息的能力、思考能力和处理信息的能力。
(二)提高了学生自主、协作学习的能力。计算机课程实践性、应用性强,但是深奥难懂的理论较少。这为学生自主学习和协作学习提供了可能。在工程任务实施的过程中,由学生小组讨论并制定完成项目的个体实施方案,学生自主决定用何种策略、何种方式、何种方法。教师的作用主要以组织、指导的方式去帮助学生,至于学习的步调、方式等则由学生自主决定,学生真正成为了学习的主体。另外,在小组学习过程中,每一位学生不仅要了解自己的状况,也要了解他人的信息,并及时地与他人进行沟通。可以使不同程度的同学在互助学习的过程中从不同的角度共同得到提高,体会成就感。这对学生学习能力以及团队精神的培养大有益处。同时也让他们毕业后走上工作岗位,能够与他人愉快合作、顺畅沟通。
(三)提高了学生探索创造的能力。计算机课程具有较强的发展性和创新性。通过开展工程任务,学生可以解决复杂的问题。通过对问题的多角度考察、多途径探讨,有效地训练了思维的发散性、创造性。同时,学生还要不断地优化工程任务解决方案,在这样一个观察、思考、探索的过程中,学生的分析问题、独立思考习惯不但得以培养,更养成了探索性和创造性解决问题的好习惯。
(四)提高了学生高层次的思维能力。在教学中,学生围绕着自己感兴趣的主题展开研究,需要他们去应用分析、综合、评价知识。在学生解决问题的过程中抽象专业知识的能力、解决问题的策略及学习策略会大为提高,同时也就发展了学生的高层次思维能力。
(五)提高了学生的职业、就业能力。由于在教学中,工程任务的主要内容是真实的工作岗位上所遇到的实际问题,所以它能够将学生学到的学科知识与社会工作紧密联系起来,充分实现“工学结合,深度融合”的教学目标。因此,“工程任务课程化”教学模式也是一种帮助学生适应未来职业要求的教学模式。
(六)促进了专业知识的学习。将《计算机文化基础》课程与专业课相结合,让学生去完成与专业相关的任务,这不仅提高了计算机知识和技能的水平,而且对专业知识进行了学习和深化。同时,为专业后续课程的学习打下了基础。
参考文献:
[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2008
作者:冯燕 吴振玉 单位:安徽大学化学与化工学院
调整课程内容
该课程在各高校开设较早,是多学科(化学化工、数学、计算机科学)的交叉,以前课程体系主要以讲述数值计算和编程的高级语言为主[6],改革后的《计算机在化学化工中的应用》突出课程的基础性与前沿性结合,充分反映当前计算机网络的飞速发展和大型优秀化学化工软件的出现这一趋势,适当缩减数值计算和编程内容,重点介绍多种化学化工软件,增加了因特网络资源利用的讲述。在课程内容的选择上考虑到实用性,主要设计如下章节:绪论:介绍计算机在化学化工中应用的各个领域和学科发展的历史、现状、未来,使学生了解该课程的研究内容和方法。第一章:程序设计基础。要掌握计算机在化学化工中的诸多应用,学生首先要能将实际的化学化工问题转化成数学模型,然后利用某种高级语言进行熟练地编程,这是学习计算机在化学化工中应用的必备技能。由于当前许多编程通常在Linux系统下进行,所以增加了并重点进行Linux操作系统命令的学习,要求学生了解Linux、Windows操作系统的区别,掌握Linux系统下的常用命令。同时,要求学生了解程序设计中算法的概念及其重要性,掌握程序设计的一般方法。但考虑到现代大学生计算机类基础课中已对编程做了大篇幅陈述,并且当前计算机软件的发展,大多数数值计算功能已包含在一些软件中,所以改革后,对这部分内容进行了压缩。第二章:因特网中的化学化工资源。因特网飞速发展逐步成为各种信息资源传递的重要载体,包括化学化工信息网站、化学化工信息数据库、计算机远程化工计算、远程化工教学和网上化工学术会议等内容的化学化工信息网络化趋势也日趋形成。作为新时代的大学生,应该熟练地利用因特网中的化学化工资源获取所需的信息,这是想进一步进行科研深造学生的必经之路。通过本章的学习,了解化学化工资源的分类,如何进行联机文献检索,了解科研中常用的全文数据库和文摘数据库,影响因子的含义,获取杂志的影响因子的方法。世界上著名的化学化工类杂志出版商和著名的化学化工类搜索引擎。第三章:化学化工设计中常用软件简介。重点介绍流程设计软件ASPEN或PROCESS,以及在此基础上二次开发出的合成氨、乙烯、石油气分离、乙二醇、聚丙烯、甲醇制烯烃和硫酸专用流程模拟程序;为化学化工设计计算如换热器、蒸馏塔等主要设备增添了有力工具的HTFS、HTRI、FRI、PFR和GFX软件;ECSS化学化工之星软件;大型化学化工装置管道设计软件;PDMS(CADCENTER)和PDS(INTERGRAPH)三维CAD软件;项目管理软件等。通过介绍,使学生了解化学化工生产中各类专业软件及其用途,从而扩大学生的知识面。这一部分课时进行了大幅增加。第四章:其它化学化工中的常用软件。如常用的数据处理软件Origin,功能十分强大的化学化工专业应用软件Chemoffice、文献管理软件Endnote。该章节要求学生了解这些软件和化学化工相关的主要功能和使用方法。要求学生熟练使用Origin软件进行化学化工数据的绘制,利用Chemoffice中组件Chemdraw画出化学结构式;利用Endnote软件进行文献数据库的建立和管理,简要介绍化学化工制图软件AutoCAD(该内容会开设独立的课程)。第五章:数值计算软件Matlab。该部分为新增内容。在科学研究和工程应用中,往往要进行大量的数值计算,Matlab是一种功能强大、效率高、便于进行科学和工程计算的交互式软件包。近年来,广泛应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、测试测量、计算生物学以及金融建模与分析等领域,是一种功能强大的数学软件及程序开发系统。学生经过学习,应会使用该软件进行初步数值分析运算。
更新教学方法
本课程是在学生学完基础课程(无机化学化工、分析化学化工、有机化学化工、物理化学化工、高等数学、计算机文化基础、C语言)之后,大三下学期开设该课程。由于化学化工系的学生以前学习基础课程都是以化学化工实验和理论为基础,很少涉及到利用计算机去解决和处理化学化工问题,这门课程的学习对学生的学习方法、思维习惯都具有很大的挑战性,所以充分考虑到学生的认知规律,该课程改为以上机为主的实践性课程。改革前的课程从教学内容上分为理论讲述和上机实习两个环节,学时分配为理论讲述约占总学时的2/3,上机实习占1/3。现在出于鼓励学生自主、协作和研究学习的目的,调整为理论讲述和上机操作各占一半。教学方法上,由于大量的计算机命令以及这些命令的执行结果需要进行描述,大量网络工具的使用方法和效果需要采用彩色图形甚至动画说明,某些程序的说明和程序的运行结果也需要进行详细描述,所以采用传统的讲述加板书的教学方式很难进行清楚地表达,难以得到好的教学效果。针对上述特点,我们利用全课时的多媒体网络化教学,所有课时均在计算机房上课,采用边演示边讲述的方法,不仅克服了授课教师讲述上的困难,并且能够激发学生的兴趣,提高教学效果。学生上机练习是教授该课程的重要环节,对于常用的计算机命令和网络的基本工具,必须通过反复练习才能掌握,也只有通过浏览大量的网络资源,才能让学生了解网络中丰富的化学化工资源。所以为了巩固课堂教学效果,上机之前给学生布置具体的预习任务,让学生充分利用上机的时间,做到有的放矢。学生在预先完成一个个典型任务的过程中,有了感性认识,再通过课堂上教师的分析、总结,可巩固所学知识,融汇贯通。当学生利用所学知识独立地完成了化学化工问题的计算后,可以产生强烈的成就感,极大地激发了学生的学习兴趣。总之,随着计算机技术的发展,计算机技术已渗透到化学化工专业的各个领域。改革后的《计算机在化学化工中的应用》课程体系强调介绍与化学化工相关软件的基本应用,强化学生计算机实际应用能力的培养。对教学内容进行了优化与整合,以初步培养学生的建模能力,提高学生的实验数据处理能力,初步培养学生的工程设计能力和专业图形图象绘制能力,也提高了学生利用因特网获取化学化工信息的能力。教学方法上,运用现代化教学理念指导教学全过程,将该课程设计为以上机为主的实践性课程,激发了学生的学习兴趣。改革后的《计算机在化学化工中的应用》课程受到学生的普遍欢迎,学生的计算机实际应用能力有较大提高,教学效果提高明显。
(1)课程的综合性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是由计算机和化学化工等多个专业交叉融合而成的新课程,旨在使学生掌握利用计算机技术解决化学化工领域问题的基本方法,提高学生利用现代技术去解决本专业问题的综合能力。这就要求大学生不仅要掌握计算机的基本理论知识,熟悉常用化学化工专业软件的运用,还要提高通过互联网获取化学化工信息的检索能力等。
(2)课程的实践性特点。
《计算机在化学化工中的应用》与其它课程的不同之处在于其实践性非常强。除了规定的上机练习实践教学外,在计算机命令和执行的演示,化学化工软件程序说明和运行的示范,计算机网络技术应用和信息资源检索等都需要教师指导学生通过反复实践练习才能掌握,所以采用传统的单纯理论讲授的教学方式难以达到应有的教学效果。
(3)课程的前沿性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是运用计算机技术来解决化学化工领域中问题的一门新课,而计算机科学与技术在现代科技领域中又是更新换代最快的一个学科,再加上化学化工行业本身飞速发展的特点,势必要求在教学过程中不断探求相关知识前沿,及时注入最新的科技成果才能确保教学的质量和效果。
2不断拓展《计算机在化学化工中的应用》课程的教学内容
《计算机在化学化工中的应用》所涉及的范围异常广泛,所应用到的计算机软件也相当繁杂,而目前各个高校并没有一套较权威的专门教材。为了确保教学质量和教学效果,我们对该课程的教学内容进行了动态的设计与管理。
(1)电子讲义取代纸质课本。
随着科学技术的迅速发展,计算机技术在化学化工上的应用也日新月异。因此,为了开拓学生视野,把计算机技术在化学化工应用的新信息、新知识和新动向及时充实到教学内容中,以反映当前该学科领域的新理论和新动态,我们结合实际编写了本课程教学的电子讲义,取代了传统的纸质课本,不仅方便了学生课前预习与课后复习,而且博众家之长,有效避免了一书独大的局限性。
(2)师生共同设计学习内容。
传统的教学方法是教师根据教学大纲来设计和安排教学的具体内容,学生只是被动地接受知识。我们结合《计算机在化学化工中的应用》的课程特点,由主讲教师公布教学大纲和重点,广泛征求往届学生和应届学生意见,采取了教师主导,学生参与,共同完成学习内容设计的方法,受到了学生广泛好评。
3积极推进《计算机在化学化工中的应用》课程的教学形式及教学方法改革
教学质量的提高依赖于教学手段改进和教学方法创新。在《计算机在化学化工中的应用》的教学实践中,我们采取了多种形式和方法进行了教学改革与探索:
(1)理论教学与实践教学相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课我们采用了2/3理论和1/3实践的模块教学形式。理论教学以教师课堂讲授为主,课堂讨论为辅的交互式教学模式。与课堂上的教学相比,学生对于实践教学表现出更大的兴趣。通过上机练习实践教学不仅能巩固和融会贯通理论知识,更重要的是能反映出学习过程中存在的问题。
(2)现代技术与传统模式相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课的理论教学模块中,我们采用多媒体与传统模式并用的课堂教学方法。对于涉及计算机技术方面的内容,我们多采用多媒体演示的形式进行教学,而对于化学化工知识方面的内容,我们又运用了一些传统的板书和实物模型展示的方式进行教学。这种现代技术与传统模式相结合的教学方式,丰富了课堂教学形式,提高了学生的学习兴趣和学习效率。
(3)自主探究与课外辅导相结合。
培养学生的主体性是现代大学的基本理念,也是我国当前高等教育改革的重要内容。大学生的主体性是需要通过教育实践来培育、弘扬、规范和定型的。为此,我们通过探究式教学方法,让学生带着问题积极参与到教学的各个环节中,使其成为课堂学习的真正主人。在课后,教师要布置相应的课外练习作业,并辅导学生巩固课堂教学内容。
(4)大辅导与小专业相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课是化学化工所有专业学生的选修科目,选修的学生人数较多,但专业方向不同。在教学中,我们采用了基础知识大辅导,模拟实践与具体小专业方向相结合的方式,做到了个性与共性的有机统一。
(5)师生面对面与网上互动相结合。
在《计算机在化学化工中的应用》教学中,我们不仅在课堂上面对面辅导学生学习,课下还通过QQ群、电子邮箱、微信群等多种形式与学生进行课程内容的交流与互动,从而激发了学生的自主学习的兴趣,拓展了传统教学的内容和空间。
4优化创新《计算机在化学化工中的应用》课程的考核方式
学生的课程成绩评定是对其学习成果的一个总结,学习过程是一个动态变化的过程,课程考核方式对促进学生学习起着重要的导向作用。通过优化考核方式,使教师由课程成绩评定的仲裁者转化为课程学习的鼓励者。因此,优化考核方式是教学改革的重要组成部分,是实现优质教学效果的有力保障。在《计算机在化学化工中的应用》课的考核中,我们改变了一张卷子定成绩的传统方式,开展了学习过程评价和学习结果评价相结合的多种形式并举的考核方式探索。为提高学生对上课、作业、上机操作等各个教学环节的重视程度,也为了能科学合理的评定课程成绩,达到全面客观考核学生掌握知识情况的目的,该课程的考核方式采用平时考核、上机操作考核和期末考核相结合的方式。学生的成绩分为平时成绩、上机操作成绩和期末考试成绩三个部分,其中平时成绩占20%,上机操作成绩占20%,期末考试成绩占60%。平时成绩包括上课考勤、课堂互动表现和平时作业等;上机操作成绩包括预习报告、上机操作报告和师生互动信息反馈等;期末考试成绩由理论卷面成绩和上机实践成绩两个部分组成。通过考核方式的优化,一方面促使教师做到多策并举、因材施教,另一方面也激发了学生自主学习的积极性,达到了既关注学习过程又重视学习结果的目的。
5结语
(1)课程的综合性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是由计算机和化学化工等多个专业交叉融合而成的新课程,旨在使学生掌握利用计算机技术解决化学化工领域问题的基本方法,提高学生利用现代技术去解决本专业问题的综合能力。这就要求大学生不仅要掌握计算机的基本理论知识,熟悉常用化学化工专业软件的运用,还要提高通过互联网获取化学化工信息的检索能力等。
(2)课程的实践性特点。
《计算机在化学化工中的应用》与其它课程的不同之处在于其实践性非常强。除了规定的上机练习实践教学外,在计算机命令和执行的演示,化学化工软件程序说明和运行的示范,计算机网络技术应用和信息资源检索等都需要教师指导学生通过反复实践练习才能掌握,所以采用传统的单纯理论讲授的教学方式难以达到应有的教学效果。
(3)课程的前沿性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是运用计算机技术来解决化学化工领域中问题的一门新课,而计算机科学与技术在现代科技领域中又是更新换代最快的一个学科,再加上化学化工行业本身飞速发展的特点,势必要求在教学过程中不断探求相关知识前沿,及时注入最新的科技成果才能确保教学的质量和效果。
2不断拓展《计算机在化学化工中的应用》课程的教学内容
《计算机在化学化工中的应用》所涉及的范围异常广泛,所应用到的计算机软件也相当繁杂,而目前各个高校并没有一套较权威的专门教材。为了确保教学质量和教学效果,我们对该课程的教学内容进行了动态的设计与管理。
(1)电子讲义取代纸质课本。
随着科学技术的迅速发展,计算机技术在化学化工上的应用也日新月异。因此,为了开拓学生视野,把计算机技术在化学化工应用的新信息、新知识和新动向及时充实到教学内容中,以反映当前该学科领域的新理论和新动态,我们结合实际编写了本课程教学的电子讲义,取代了传统的纸质课本,不仅方便了学生课前预习与课后复习,而且博众家之长,有效避免了一书独大的局限性。
(2)师生共同设计学习内容。
传统的教学方法是教师根据教学大纲来设计和安排教学的具体内容,学生只是被动地接受知识。我们结合《计算机在化学化工中的应用》的课程特点,由主讲教师公布教学大纲和重点,广泛征求往届学生和应届学生意见,采取了教师主导,学生参与,共同完成学习内容设计的方法,受到了学生广泛好评。
3积极推进《计算机在化学化工中的应用》课程的教学形式及教学方法改革
教学质量的提高依赖于教学手段改进和教学方法创新。在《计算机在化学化工中的应用》的教学实践中,我们采取了多种形式和方法进行了教学改革与探索:
(1)理论教学与实践教学相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课我们采用了2/3理论和1/3实践的模块教学形式。理论教学以教师课堂讲授为主,课堂讨论为辅的交互式教学模式。与课堂上的教学相比,学生对于实践教学表现出更大的兴趣。通过上机练习实践教学不仅能巩固和融会贯通理论知识,更重要的是能反映出学习过程中存在的问题。
(2)现代技术与传统模式相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课的理论教学模块中,我们采用多媒体与传统模式并用的课堂教学方法。对于涉及计算机技术方面的内容,我们多采用多媒体演示的形式进行教学,而对于化学化工知识方面的内容,我们又运用了一些传统的板书和实物模型展示的方式进行教学。这种现代技术与传统模式相结合的教学方式,丰富了课堂教学形式,提高了学生的学习兴趣和学习效率。
(3)自主探究与课外辅导相结合。
培养学生的主体性是现代大学的基本理念,也是我国当前高等教育改革的重要内容。大学生的主体性是需要通过教育实践来培育、弘扬、规范和定型的。为此,我们通过探究式教学方法,让学生带着问题积极参与到教学的各个环节中,使其成为课堂学习的真正主人。在课后,教师要布置相应的课外练习作业,并辅导学生巩固课堂教学内容。
(4)大辅导与小专业相结合。
《[:请记住我站域名/]计算机在化学化工中的应用》课是化学化工所有专业学生的选修科目,选修的学生人数较多,但专业方向不同。在教学中,我们采用了基础知识大辅导,模拟实践与具体小专业方向相结合的方式,做到了个性与共性的有机统一。
(5)师生面对面与网上互动相结合。
在《计算机在化学化工中的应用》教学中,我们不仅在课堂上面对面辅导学生学习,课下还通过QQ群、电子邮箱、微信群等多种形式与学生进行课程内容的交流与互动,从而激发了学生的自主学习的兴趣,拓展了传统教学的内容和空间。
4优化创新《计算机在化学化工中的应用》课程的考核方式
学生的课程成绩评定是对其学习成果的一个总结,学习过程是一个动态变化的过程,课程考核方式对促进学生学习起着重要的导向作用。通过优化考核方式,使教师由课程成绩评定的仲裁者转化为课程学习的鼓励者。因此,优化考核方式是教学改革的重要组成部分,是实现优质教学效果的有力保障。在《计算机在化学化工中的应用》课的考核中,我们改变了一张卷子定成绩的传统方式,开展了学习过程评价和学习结果评价相结合的多种形式并举的考核方式探索。为提高学生对上课、作业、上机操作等各个教学环节的重视程度,也为了能科学合理的评定课程成绩,达到全面客观考核学生掌握知识情况的目的,该课程的考核方式采用平时考核、上机操作考核和期末考核相结合的方式。学生的成绩分为平时成绩、上机操作成绩和期末考试成绩三个部分,其中平时成绩占20%,上机操作成绩占20%,期末考试成绩占60%。平时成绩包括上课考勤、课堂互动表现和平时作
关键词:实验教学 计算机 英语 研究动手能力 提高
前言
实验教学是实践教学的重要内容,它不仅能教育学生掌握实验的基本技能,而且能促使学生运用所学的理论知识分析问题、解决问题。实验教学的根本目的,就是培养学生的创新能力。当前的实验教学中,传统、经典的实验内容较多,注重实验内容与结果及验证,内容单一,而培养学生实验技能、创新能力、英语能力、计算机能力的实验很少,使学生完全处于被动状态,实验教学的质量相对不高。建议开设综合性、研究性实验培养学生的创新精神,提高学生研究及实践能力,通过实验来加强晦涩化学英文词汇的记忆,通过计算机演示来增强实验的生动性,提高学生的学习研究兴趣,加强教学效果。
1 开设综合性、研究性实验
形式单一、传统的实验教学不仅告诉学生实验项目,还有详细的实验原理、使用仪器、测试方法、实验步骤乃至数据记录表格等等。这实际上告诉了学生进行实验的全过程,学生只需按教师指导的过程进行操作就行了,不必进行独立思考和细致观察。这种方法对于初学者比较适用,但如果永远采用这种抱着走的教学模式,就不能发挥学生的实验积极性,学生的动手能力和实践技能就得不到应有的培养,教学的效果自然不高。
综合性实验综合性实验是指综合运用各种知识的实验[1]。在材料学综合实验中,我们设计了冶金材料的制备、组织与性能;材料的失效与抗失效设计;粉末冶金材料的制备、组织与性能;湿法冶金材料的制备、组织与性能;纳米材料的制备、组织与性能;复合材料的制备、组织与性能等六大类综合性实验的教学大纲。在实验过程中,让学生从查找资料开始进行积极思考、提出解决方法,到最后独立地完成实验,使学生体会到从耕耘到收获的成功喜悦,一定程度上激发起他们向更高目标追求的欲望。对少数没有动手习惯的学生来说,这样的教学对他们也是一种鞭策,会逐渐刺激其紧迫感和竞争意识,促使他们奋起直追,在暂时的弱势中获得前进的动力。
研究性实验完全脱离了常规的“预习――操作――报告”的传统教学模式,要求学生通过实验室的学习和实践,完成一个科学研究的小课题。这样的实验教学,虽然对教师提出了更高的知识要求、需要花费更多的时间和精力,但它的确能培养学生的创新精神和实践能力,受到了学生的普通欢迎。
2 提高化工英语能力
比如有机化学基础实验中利用Friedel-Crafts酰化反应制备乙酮反应(见图1)[2-3],在实验过程中教师有意给出各药品装置名称,学生在进行完实验后即记住了较难记忆的化学词汇。如果在各种化学化工化学实验中都注意了这种训练,那么化学化工词汇的学习就容易多了。如在本实验中药品乙酰氯、二氯甲烷、氯化铝的英文分别为acetyl chloride、methylene chloride、aluminium chloride,装置滴液漏斗、回流冷凝管、干燥管、三口烧瓶、冰浴、集气瓶、乳胶管、烧杯等英文分别为addition funnel、reflux condenser、drying tube、three necked flask、ice water bath、trap、rubber tubing、beaker等。
3 计算机软件
一些化学实验需要较长些的时间才能完成,而课堂教学时间有限,无法直接观察结果;一些实验危险性较强,不益于在课堂上演示;工业生产装置规模大,根本无法在课堂内进行,这些均可借助计算机多媒体技术进行演示。
现今流行的化学化工软件有chemoffice、Lab、Crystal Office 98、unitcell、Indx软件等。
借助这些软件,穿插实验录像,在录像中设置控制按钮,可实现在教学中能动地控制讲课内容,如工业生产流程图、爆炸实验、反应时间快的实验的慢镜头、腐蚀过程中现象的不同(水面的变化、有无气体产生),启发学生思考原因。这样的模拟使学生如临其境,更易发现问题的本质,提高了思考能力。把计算机及有关软件的使用引入物理化学实验的教学中,可使测试技术和教学水平得到较大的提高[4]。对原电池、电解池、电镀池的电子转移问题、铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀问题,借助计算机多媒体技术进行演示,让学生直观地观察到电子得失的情况,可使学生的创新意识得到最佳发挥,让学生更好地施展其研究创造才能。例如在Friedel-Crafts酰化反应制备乙酮反应之前,先运行Lab软件,将上述反应的各种药品标识出来,按反应装置图运用鼠标在电脑上调配装好,教师可以看到每个学生的安装是否正确,这样有利于学生对反应的熟悉与理解,在真正的实验中减少器皿的损失,并成功地得到实验所需要的最终产物。
参考文献:
[1] 王吉会,赵乃勤,李宝银,韩雅静,李群英.创建实验教学新体系培养学生创新能力.实验室研究与探索,2005,24(3).
[2] Donald L. Pavia, et al.. Introduction to organic laboratory Techniques. Saunders College Publishing, 1982.
[3] 邢其毅.有机化学.北京:高等教育出版社,1958.
结合辽东学院上述四类专业的实际授课情况,提出适应各专业的计算机应用技术课程设置方案,方案主要包括不同专业的教学目标、授课重点和实训项目案例,其中的实训项目案例将不同专业知识和与之相对应的计算机技术结合得更加紧密,实现课程体系的建立。表2为非计算机专业计算机课程调整后设置一览表。由表2可见,四类专业的计算机应用技术课程的实训项目内容相对于教改前做了更加有针对性、更加实用的修改,以下分别介绍这四类专业的实训项目案例的具体建设及授课情况。
首先,详细了解一下金融类实训项目案例的具体建设及授课情况:金融类包括会计学院的财务管理、会计电算化及经济学院的金融学等专业,针对培养目标中要求学生具备财务决策、财务控制、财务分析、财务核算的能力,在课程中设置了财务管理系统实训项目案例,实现财务管理系统的信息化、智能化。此项目案例采用C/S架构,涉及两个计算机相关技术,一个是前台开发语言,如VisualBasic或C#,另一个是后台Access数据库管理系统软件。图3为“财务管理系统”项目案例体系结构示意图。由图3可见,在项目案例创建过程中,无论后台数据库的创建、前台功能实现,还是使用此系统的用户都需要有财务方面的基础知识作为前提,用户通过客户端与后台数据库进行信息交流。如财务管理的应收账款模块,属于总分类账中的资产类账户,跟踪和记录客户购买公司产品以后应该支付给公司的款项。在进行教学时,首先运用财务基础知识分析、设计项目案例的数据结构并创建后台数据库,这部分需要向学生讲解Access建库部分知识;
其次,用户通过客户端进行查询、购买产品,完成这项功能需要向学生讲授VisualBasic或C#语言的相关语法知识;这样学生针对这项功能,需要同步学习两方面计算机技术,其它知识点的授课也是遵循这种方法。虽然知识点有难度,但是由于直接和一个项目案例结合讲授,学生反而更容易接受。根据上述项目案例的建设思想,以下给出管理类、机电机械类和化学化工类三类实训项目案例的概要建设情况:
(1)管理类:如工商管理学院的工商企业管理和人力资源管理、旅游学院的旅游管理和酒店管理等专业,针对培养目标中对管理系统商务化要求,在课程中设置了电子商务系统实训项目案例。此案例系统客户端采用B/S架构,选用功能强大的ASP.NET做前台网页设计,并配置C#或VisualBasic做网页功能代码编写,服务器端采用C/S架构,数据库也选用Access数据库管理软件。此案例教授学生如何实现大量数据的电子商务化管理。
(2)机电机械类:如机电学院的测控技术与仪器、数控技术与应用、应用电子技术专业,针对培养目标中对单片机系统开发的要求,开设KeilC51课程做单片机及接口功能开发,如KeilC51对非编码键盘的软件实现。
(3)化学化工类:如化工与材料学院的化学工程与工艺,针对培养目标中化工过程模拟优化的要求,开设了MicrosoftC语言课程完成模拟模块设计,如利用C程序仿真酯化反应过程,从而降低实验风险,提高实验精确度。上述各类专业的相应专业知识点都合理的结合了计算机技术,其中金融类和管理类的实训项目与以往计算机技术课程实训项目的区别是增加了前台的功能设计,让学生掌握更多软件开发技能;机电机械类和化学化工类的实训项目则摆脱以往计算机技术课程实训内容的无针对性,结合本专业开设了实践性很强的实训项目。由此,让学生学会利用计算机技术开发更加专业化、具体化、实用化的项目系统。
2计算机应用技术课程实施的教改效果
计算机应用技术课程方案实施后,取得了良好的教学效果,主要体现在以下两方面:第一,由于课程内容设置向着学生本专业方面调整,更加符合学生的思维模式和专业特性,使学生摆脱了对计算机学科的陌生感,极大提高了学生的学习积极性和学习热情。通过对近两年学生座谈会资料发现学生对课程的兴趣极大提高,明确了计算机应用技术课程对自身专业的重要性,从以往的“被动学习”变为“主动学习”。
第二,对四类专业的专业课程和计算机应用技术课程的考试成绩进行了跟踪分析,表3为教改后计算机应用技术课程执行效果数据一览表。由表3可见,教改后无论是专业课程还是计算机应用技术课程,考试通过率明显高于教改前,可见教改后的计算机应用技术课程更加有利于学生巩固本专业知识,同时也易于计算机知识的理解、掌握。在教学过程中,学生对课程的掌握程度是一个高低起伏的波形图,总会有部分学生对知识的领悟优于其他同学,实训项目案例可以增强课程的直观性、可操作性,应注意积累学生对不同知识点的接受情况,适当调整实训项目内容,以适应更多学生的课程学习,不断完善课程体系建设。
3结语