科学主义研究范式的教学思想应用.docx

《科学主义研究范式的教学思想应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《科学主义研究范式的教学思想应用.docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、科学主义研究范式的教学思想应用 摘要：为了更好地加强学生的科学素养培育，提高学生生活-理论-实践-理论的学习技能，本文基于冶金传输原理所涉及的数理学问并未超出高校数学和物理的教学范围，但工科专业体系总体对数理学问要求相对较少，且授课对象多为高校三年级学生，因而学生在进入专业课程学习时反而不太适应纯数理逻辑学习，从而造成了肯定的难度。其主要特征表现为学生数理基础差，数学建模的实力不足，数理结果的实践应用意识不强。笔者通过一年的教学阅历总结，对传统的冶课的教学思路、方法和目的提出了自己的一些看法，特殊是在加强学生科学素养的培育方面提出了自身的观点和建议，仅供教学沟通。 1 教学目标 近现代以来，很

2、多科学探讨人员和工程应用人员通过学科交叉、学问融汇渐渐从流体静力学和动力学、各种热传输理论以及质量传输理论三位一体的角度绽开了对液态金属成型过程的微观机理分析探讨，从而发展成为现代的“传输原理”。“传输原理”属于交叉学科，各学科理论学问层次分明，在实践应用上又相互融汇；概念、公式繁多，数理推导困难；数学模型多以微元积分/微分为主要方法，对读者的数理学问要求较高；生产实践联系紧密，综合性强。因此课程内容和学习方法的特点都给老师教和学生学带来了相当的难度。假如老师将留意力全部集中于抽象概念介绍和数学推演，学生对内容的背景、实际意义和应用场合缺乏必要理解，将导致学习爱好不足，严峻影响教学效果；假如突

3、出教学内容的好用性，重视短、平、快的教学效果，忽视科学方法的学习，往往导致学生科学思维的训练不足，形成依葫芦画瓢的错误学习习惯和方法。因此，以什么角度，采纳什么方法讲解并描述该课是老师面临的重要课题。 美国威斯康辛高校的R.B.Bird教授曾说：“当代的工科教化越来越倾向于着重基本物理原理的理解，而不是盲目地套用结论。”在将来的工程实践中，如何把所学学问和技能用于工程实践，指导工程实践；如何把实际工程问题抽象为科学问题，通过科学方法来解决工程问题，这是工科教化要解决的问题。西安工业高校众多学科目前均建立了以培育“卓越工程师”为主要目标的教改班，从学生的理论学问学习和工程实践实力方面都提出了更深

4、更广的要求，这也就明确了以科学素养和实践实力为主要培育目标的教化教学方式。 对于将来的卓越工程师，不仅须要很强的实践实力，而且必需具备相当的科学素养。因此，教化教学的特色和针对性必需紧紧围绕科学素养和工程实践实力培育。在课堂教学中，应当突出加强科学素养的培育，积累丰富的科学学问、驾驭科学的思想和方法，敏捷运用科学的思维方式和培育科学精神，为将来工程实践创新实力的培育打下良好的基础。 2 教学思想 2.1 以冶发展史为载体培育学生的科学素养 冶包含传热学、动量传输、传质学三大部分。本学科的发展和完善，凝合了古今中外众多科学家、数学家、物理学家的艰苦努力。它的很多成果不仅体现了科学家不畏艰险、一丝

5、不苟求的科学精神，而且也展示了近代工科各领域相互学习、相互贯穿，从而交叉发展的历史。历史赐予我们不断进取的养料，从每一位胜利的科学家毕生的奋斗历程上学生可以得到面对问题、理解问题、解决问题的启示。 在教学过程中结合教学内容，以学科发展史料为主线，通过一个理论、公式形成的思路、建模、推演、结论来介绍宏大的科学成就，并伴随科学家的探讨历程的授课方式，不仅能让学生更理性的理解公式和概念，而且学习了重大科学成就中的严谨和精细，同时也扩充了学生的人文历史学问，更有利于学生激发学习爱好和欲望，全面理解和驾驭学科学问。 2.2 通过科学主义探讨范式培育科学素养 17世纪，笛卡尔以“我思故我在”打破了以往神性

6、的统治，确立了人类理性的重要地位，强调人的理性的尊严和实力，并提出了科学探究的方法论。由此，近代科学渐渐从哲学中分化出来。以培根的阅历论、伽利略的试验加数学的科学方法及牛顿的经典力学说明模型为基础，形成了近代机械的自然观。科学的任务不是寻求最终的目的论的说明，而是对运动做出数学描述，说明数量间的因果关系。与此相对应的是将困难现象分解成简洁的量，通过数学演绎确立其数量关系，最终经试验证明的科学试验的探讨方法。总之，现代的经典科学是建立在试验和数学基础之上的，阅历的确证和数理模型化的胜利是科学生产者的范式。这种科学范式自培根和笛卡尔以来始终主导着人类的普遍理性，并指引着人们自身的实践。 科学探讨的

7、范式符合人们相识事物的普遍心理过程。人们相识事物总是从简洁到繁琐，从表象到本质的。从相识事物的心理过程角度讲，科学探讨范式的详细步骤为：感觉和知觉；抽象思维可以得出数理模型；经试验验证其正确性，得出理论，演绎推广到可用的生产或者生活实践。从解决问题的步骤上讲，科学范式就是提出问题，分析问题，解决问题。从生产实践的角度上讲，科学范式就是从实践中来到实践中去的过程。 “三传”作为一门学科，建立的过程是人们相识动量、能量、物质传递不断深化的过程，也是科学范式的胜利体现。在详细的科学学问的传授中，要贯彻科学范式的规定，符合学生的心理认知规律，谆谆教导学生对科学学问的驾驭，体会科学思想和方法的巨大作用，

8、培育科学精神。首先，提出问题。通过创设问题情境或者引导学生回到现实生活中，从生活或生产现象中明确提出问题。科学学问作为间接的阅历或者理性的抽象规定，往往很难引起学生的干脆爱好，因此问题提出就成为抓住学生留意力和爱好，引起学生主动思索的手段。其次，建立模型。引导学生主动思索，运用科学的思维方式去粗存精、去伪存真建立数理模型。例如流体力学中连续介质模型的建立。从微观上看，流体是分散的，不是连续介质。假如把流体作为分散介质，那么从数学上则无法解决流体的任何问题。因此，该课程讲授的一个重点就是模型建立的缘由和前提，这是“三传”中最基本的数学思想基础。再者，模型优化。模型的建立蕴含着突出主要因素、忽视次

9、要因素的重要科学方法。假如严格把每个因素考虑到，最终得到的模型往往无法给出数学描述或者在数学上无法解决，因此建模必需突出主要因素，忽视次重因素。而这种突出-忽视的把握是对学生能否抓住主要问题、忽视次要因素或者表面现象的科学素养的最好培育。再次，得出结论。对优化后的模型经过严密的数理推导得出结论的过程，是本科生较为头疼的环节。许多授课老师在此往往一笔带过，干脆给出结论。对于学生来讲，这恰恰失去了一次缜密思维，严密推演的熬炼。例如在奈维-斯托克斯方程的建立过程中，应当引导学生根据科学探讨范式、追寻大师的思维轨迹建立模型后，一丝不苟地导出奈维-斯托克方程。这种做法不仅使学生进行了一次严密逻辑推演的训

10、练，而且可以感受收获“方程”的喜悦，从而增加学习的信念、增加学习爱好。最终，回来实践。得出结论并用于解决现实问题可以增加学生运用科学方法解决实际问题的实力。又例如，流体静力学中平板受力点的确定。运用静力矩和惯性矩移轴定律进行较繁杂的数学推导后，可以得出受力点在平板形心下方某处的结论。那么受力点的物理意义是什么，实践应用时的价值又何以体现？许多教材对这一结论在实践中的价值没有进一步说明，调查发觉大多学生对这一结论也显得不知所云。在本质上，对于大型铸件侧浇道通向型腔的位置应当是平板的受力点。在受力点上，流体受力集中，增大了浇道和型腔间的动量传输和质量传输，有利于铸件的致密和杂质去除。尽管静流体压力

11、相对于金属凝固时体积收缩的应力特别小，体现的传质结果也不明显，但是其物理价值和含义不容忽视。 科学来源于实践，高于实践，最终指导实践。冶对于自然界或者工程实践中的物质、动量和能量传递过程，通过建立物理模型，然后依据物理原理运用高等数学学问，建立微分方程。可见，这门学问的形成就是建立在把工程问题抽象为科学问题基础上的。同时这种上升到理论高度的科学，又可以指导普遍的实践。这就要求在教学过程中，以提高学生的科学素养为教学目标和主线，老师的教授思想和方法要根据符合学生认知心理规律的科学主义探讨范式的要求，通过从实践中来到实践中去的过程，培育学生从现实生活或者工程实践中提出科学问题的实力；训练学生抓住关

12、键要素建立数学模型的科学思维方式和一丝不苟，严谨仔细的逻辑推导实力；以及运用科学方法解决生活或者工程实践问题的科学意识和科学精神。 3 结论 以冶课发展史和科学主义探讨范式为主要载体的教学思路破除了传统冶课的教学模式。以学生科学素养培育为教化教学目标突破了教学大纲的局限。在详细的教学过程中，强化学生数理实力，引导学生深化理论，并回来到实际问题的分析、解决实力的训练上。这种教学理念不仅变更了授课的角度，而且增加了教学内容的趣味性和好用性，为卓越工程师的培育供应了一种新的思路和方法。 参考文献： 1康.走进材料科学M.化学工业出版社，2022. 2许岗.冶金传输原理教学方法改革探究J.高教探讨学报

13、，2022. 3张胤.“冶金传输原理”教学的改革与实践J.中国冶金教化，11019. 4林万明，王皓，陈津.冶金传输原理教学的改革与实践J.科学之友，2022B版. 5朱光俊，杨艳华，曾红.“冶金传输原理”课程的教学改革与实践J.教化与职业，2022. 6韩丽辉，郭美蓉，吴懋林.“冶金传输原理”三级试验教学模式J.试验技术与管理，2022，26. 7王超，杨双平，袁守谦，等.加强冶金传输原理课程理论联系实际的过程教学J.中国冶金教化，2022. 8金永丽，李保卫，赵增武，等.冶金传输原理课程的教学内容与教学方法改革J.中国冶金教化，2022. 基金项目： 感谢西安工业高校教学改革探讨项目的资助。 作者简介： 靳长清，男，山东东平县人，西安工业高校，博士，副教授，材料物理教研室副主任，探讨方向：纳米功能材料。 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页