關(guān)于高職《傳熱學(xué)》教學(xué)方法之我見

馮耀勛，鄭曉峰，凌長明，賈明生

（廣東海洋大學(xué)工程學(xué)院﹐廣東 湛江 524088）

《傳熱學(xué)》是研究具有溫差情況下不同傳熱方式下的熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)，其與《工程熱力學(xué)》、《流體力學(xué)》是能源動(dòng)力類、化工類和建環(huán)類等學(xué)科本科和高職專業(yè)的三大主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是這些專業(yè)的支柱課程，因此學(xué)習(xí)好這些課程非常的重要[1]。

《傳熱學(xué)》這門課程，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，同時(shí)熱傳遞現(xiàn)象的理論分析，又涉及到許多數(shù)學(xué)理論與方法，其理論推導(dǎo)常用數(shù)理方程等數(shù)學(xué)知識(shí)；此外，這門學(xué)科的發(fā)展歷史較長，因此經(jīng)驗(yàn)公式也很多，比較難于理解，學(xué)生掌握起來有比較大的困難。特別對(duì)于高職類學(xué)生，他們的基礎(chǔ)比較薄弱，如果不考慮到這個(gè)特點(diǎn)，而按照本科生的教學(xué)模式對(duì)其展開教學(xué)，就不會(huì)得到很好的效果。結(jié)合這些特點(diǎn)，筆者在多年的教學(xué)過程中，逐步調(diào)整教學(xué)方法，并進(jìn)行嘗試性試驗(yàn)，取得了一定的效果，其主要包括教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)手段調(diào)整及考試方式調(diào)整這3個(gè)方面。

1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)的關(guān)鍵，只有合適的教學(xué)內(nèi)容，才能保證教學(xué)效果。教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，是關(guān)系高職學(xué)生能夠?qū)W好傳熱學(xué)的最核心、最基本問題。

1.1 簡省繁復(fù)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)

從歷年學(xué)生的反應(yīng)情況來看，他們往往對(duì)基礎(chǔ)的概念還是可以接受的，但是一看到傳熱學(xué)課本上的微分方程推導(dǎo)時(shí)，就傻眼了，望而卻步，就再也不想看下去了。這主要由于高職院校學(xué)生基本功還不是很扎實(shí)，在高中的數(shù)學(xué)功底就不是很強(qiáng)，而在現(xiàn)有的高職教學(xué)計(jì)劃中，也減少了數(shù)學(xué)這類基礎(chǔ)課的教學(xué)學(xué)時(shí)，在傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，不少章節(jié)還涉及到微分方程的求解，這對(duì)于高職學(xué)生來講是一個(gè)難點(diǎn)，所以在教學(xué)過程中應(yīng)該盡量克服這些不利因素。

針對(duì)筆者所帶的高職學(xué)生，畢業(yè)后大多從事空調(diào)和制冷設(shè)備的運(yùn)行、安裝和檢修方面的工作，而且高職類院校主要的教學(xué)目標(biāo)就是培養(yǎng)應(yīng)用型人才。根據(jù)教學(xué)實(shí)際需求，在講清楚基本的物理概念及數(shù)學(xué)模型建立的基礎(chǔ)上，簡化或者省略掉部分與工作聯(lián)系不大的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。例如在通過肋片導(dǎo)熱的教學(xué)過程中，直接給學(xué)生講清楚模型，至于方程的求解涉及到數(shù)理方程的求解，由于數(shù)理方程這門課程學(xué)生沒學(xué)，那就沒有必要講解，直接給出結(jié)果即可。

同理，對(duì)于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中的集中參數(shù)法、典型的一維物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題分析解、對(duì)流換熱問題微分方程組等內(nèi)容，都可以簡化講解。

1.2 強(qiáng)化與實(shí)際緊密相關(guān)的知識(shí)

對(duì)與實(shí)際緊密相關(guān)的內(nèi)容，要加強(qiáng)講解。例如傳熱過程分析與換熱器的熱計(jì)算，在后續(xù)課程制冷原理與設(shè)備中大量利用到傳熱過程和換熱器的知識(shí)，而這些知識(shí)點(diǎn)不涉及到微分方程，學(xué)生能夠接受。而教材中的內(nèi)容，只是對(duì)這些基本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了介紹，可以適當(dāng)擴(kuò)充這些內(nèi)容。

教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，要根據(jù)學(xué)生的情況來調(diào)整，如果教學(xué)班級(jí)學(xué)生功底扎實(shí)，可以適當(dāng)講深一些，如果教學(xué)班級(jí)學(xué)生功底較薄弱，就可以講淺一些。

2 教學(xué)手段的調(diào)整

先進(jìn)的教學(xué)手段，是獲取好的教學(xué)效果的重要保障。相對(duì)于本科教學(xué)，采用合適的教學(xué)手段對(duì)于高職學(xué)生的教學(xué)更為重要。

當(dāng)前對(duì)于《傳熱學(xué)》教學(xué)，主要有兩種方式：一種采用黑板板書的方式教學(xué)，一種是采用多媒體方式教學(xué)。兩種方式，各有利弊。

2.1 板書方式結(jié)合多媒體教學(xué)

采用黑板板書方式，有利于學(xué)生掌握詳細(xì)的理論推導(dǎo)過程。高職學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，教學(xué)過程中很多理論推導(dǎo)，會(huì)涉及到很多相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于本科生而言，這些比較簡單，但對(duì)于高職學(xué)生，就有必要寫出來幫助他們掌握新的知識(shí)點(diǎn)，采用黑板能夠很方便的將所涉及的相關(guān)內(nèi)容列出。

而采用多媒體教學(xué)，有利于學(xué)生對(duì)實(shí)物模型的理解，例如各種類型肋片、換熱器等的結(jié)構(gòu)，采用多媒體能很形象地讓學(xué)生了解到不同了肋片和換熱器的結(jié)構(gòu)及形式。結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為在高職教學(xué)中，應(yīng)該結(jié)合黑板板書和多媒體這兩種教學(xué)模式，單獨(dú)采用一種會(huì)顧此失彼，兩者結(jié)合能夠相互彌補(bǔ)，取得較好的教學(xué)效果[2]。

2.2 借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式

課堂教學(xué)很重要，但僅僅進(jìn)行課堂教學(xué)還是不夠的，能否在課堂以外，學(xué)生還能夠進(jìn)行自我學(xué)習(xí)呢，筆者對(duì)此也進(jìn)行了以一些有益的教學(xué)探索?，F(xiàn)在的世界是一個(gè)信息開放的世界，借助于網(wǎng)絡(luò)，你可以找到很多信息，學(xué)生也很喜歡在網(wǎng)絡(luò)上去尋找自己感興趣的東西。鑒于此，筆者認(rèn)為可以借助網(wǎng)絡(luò)這個(gè)工具，為《傳熱學(xué)》教學(xué)所用，寄希望于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)這種模式，提高同學(xué)們學(xué)習(xí)《傳熱學(xué)》的興趣。

《傳熱學(xué)》課程，是筆者所在學(xué)校的校精品課程，給教學(xué)手段的調(diào)整提供了便利條件。借助于《傳熱學(xué)》這門校級(jí)精品課程，筆者所在課題組申請了將這門課程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，首先要有合適的網(wǎng)絡(luò)資源。筆者所在團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁模式下的傳熱學(xué)教學(xué)網(wǎng)站，除包含常見網(wǎng)站中多媒體課件、教學(xué)大綱等內(nèi)容外，我們還特意將課后習(xí)題掛在網(wǎng)站上，而且對(duì)部分習(xí)題做了習(xí)題精解，將解題思路的詳細(xì)步驟都列舉出來，授予學(xué)生以“漁”，讓學(xué)生掌握解決問題的方法。圖1給出了該傳熱學(xué)網(wǎng)站的首頁圖像[3]。

圖1 傳熱學(xué)教學(xué)網(wǎng)站基本概況圖

在常規(guī)的教學(xué)網(wǎng)站中，只是注重教學(xué)資源的收集和制作，對(duì)師生互動(dòng)涉及較少。本網(wǎng)站的特色就在于師生互動(dòng)環(huán)節(jié)的設(shè)置與強(qiáng)化。大學(xué)教學(xué)與中小學(xué)教育不同，教師與學(xué)生之間的接觸沒有那么緊密。如果學(xué)生遇到問題，只有較少的機(jī)會(huì)與教師面對(duì)面溝通。特別對(duì)于高職學(xué)生，他們基礎(chǔ)較差，自學(xué)能力有限，如若在教學(xué)中沒有弄懂一些問題，就更沒機(jī)會(huì)學(xué)明白。導(dǎo)致他們在將來的實(shí)踐中遇到相關(guān)問題一知半解。

因此，我們通過在網(wǎng)站上設(shè)置師生論壇來解決課后師生互動(dòng)的問題。針對(duì)同學(xué)們提出的不同的傳熱學(xué)問題，在論壇中設(shè)置了不同的版塊，在版塊中同學(xué)們之間通過相互討論、相互解答來解決學(xué)習(xí)、實(shí)踐中碰見的傳熱學(xué)問題，每個(gè)版塊的版主都由傳熱學(xué)任課教師擔(dān)任，對(duì)于同學(xué)們之間討論以后仍然覺得很不清楚的問題給予正確的結(jié)果，此外版主還可以引導(dǎo)學(xué)生在上面進(jìn)行一些與這些問題相關(guān)的討論，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面。

在這個(gè)師生互動(dòng)論壇中，還可以實(shí)現(xiàn)效果評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)心得、老師點(diǎn)評(píng)等功能。通過互動(dòng)論壇中這些功能，教師和學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)了較好的課后教學(xué)交流。

除課堂教學(xué)和課后網(wǎng)絡(luò)教學(xué)外，筆者還有目的進(jìn)行了基于問題的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的探索。在基于問題的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)這種模式下，學(xué)生自學(xué)作用較大，老師在其中主要起引導(dǎo)作用。

首先是教師設(shè)計(jì)相關(guān)要求學(xué)習(xí)章節(jié)的“問題”，例如在《傳熱學(xué)》第九章?lián)Q熱器中就可以設(shè)計(jì)：什么是換熱器、換熱器的形式有那些，在三大熱機(jī)循環(huán)和制冷循環(huán)中，有那些環(huán)節(jié)涉及到了換熱器、換熱器如何進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、換熱器的作用以及意義等等。在老師提出問題后，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課室進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，將數(shù)名學(xué)生分為一小組，以小組為單位進(jìn)行以自我開發(fā)的網(wǎng)站為主進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程，同時(shí)利用網(wǎng)上資源、搜索工具等方式，進(jìn)行小組的協(xié)作學(xué)習(xí)，小組之間也可以通過論壇，自己建立主題進(jìn)行交流，解決問題，最終形成自己小組答案并以ppt形式做成報(bào)告，每個(gè)小組派一位代表進(jìn)行專題學(xué)習(xí)成果的匯報(bào)。結(jié)合所有小組的匯報(bào)情況，對(duì)于學(xué)習(xí)過程中還不明確的問題，教師給予明確的答復(fù)。

對(duì)于可以開拓的專題，授課教師還可以要求各小組進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，將結(jié)果寫成論文。例如利用程序?qū)崿F(xiàn)簡單穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的數(shù)值計(jì)算，可以引導(dǎo)大家進(jìn)行各種編程語言進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，最終可以將其結(jié)果放在自己開發(fā)的網(wǎng)站上進(jìn)行展示，一方面可以豐富網(wǎng)站的內(nèi)容，另一方面還可以提高同學(xué)們的自信心，促進(jìn)他們學(xué)習(xí)《傳熱學(xué)》的興趣。此外，還可以在課內(nèi)提出問題，讓學(xué)生課后通過網(wǎng)絡(luò)及其他相關(guān)手段進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后再進(jìn)行課內(nèi)交流。

2.3 加強(qiáng)習(xí)題課的教學(xué)

除采用多種教學(xué)模式相結(jié)合外，習(xí)題課的教學(xué)對(duì)于高職生的教學(xué)也非常重要。高職學(xué)生基礎(chǔ)較為薄弱，課堂教學(xué)后留下的作業(yè)很難完成。雖然在教學(xué)網(wǎng)站上有一部分經(jīng)典習(xí)題的詳細(xì)解題步驟，但是這還不夠，有必要加強(qiáng)習(xí)題課教學(xué)。

筆者認(rèn)為，需要在兩方面加強(qiáng)：一方面習(xí)題的選擇要合適，要選擇難度適宜而且有助于促進(jìn)理解教學(xué)內(nèi)容的經(jīng)典題目，可以適當(dāng)?shù)馗淖冋n本中的例題，選擇課后習(xí)題多選擇和工程實(shí)踐結(jié)合緊密的題目，讓所學(xué)即為所用，同時(shí)也能提高同學(xué)們的興趣；另外一方面就是習(xí)題的講解，相對(duì)于題目的選擇，習(xí)題的講解更為重要。習(xí)題的講解，分教材中習(xí)題講解和課后布置習(xí)題的講解。教材中的習(xí)題，由教師詳細(xì)講解，講解過程中要將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)以及以前學(xué)過課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)講出，讓90%的同學(xué)能聽明白；課后布置的習(xí)題，在布置時(shí)給一些提示，習(xí)題課時(shí)請學(xué)生上講臺(tái)講解，講習(xí)題的學(xué)生可以是教師指定，也可以是同學(xué)們推薦，學(xué)生講完后教師再做補(bǔ)充。這種方式相對(duì)于全部由教師講解，效果要好很多。為了在講臺(tái)上將習(xí)題講解明白，學(xué)生課后會(huì)認(rèn)真準(zhǔn)備，這有助于學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的鞏固。

此外，筆者認(rèn)為，在確保完成教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，應(yīng)該加多習(xí)題課的時(shí)間，這更有利于學(xué)生更好的掌握所學(xué)的內(nèi)容。

3 考試方式調(diào)整

對(duì)《傳熱學(xué)》教學(xué)效果的檢測方法，主要是通過考試。除了課程結(jié)束后的那次考試成績外，筆者認(rèn)為應(yīng)該將學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)結(jié)合起來，這有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而興趣是學(xué)習(xí)最好的老師。

3.1 提高平時(shí)成績的比例

在幾年的教學(xué)中，筆者逐步對(duì)原有的考試方式進(jìn)行了一些調(diào)整，降低卷面成績在最終成績的比例，將卷面成績的比例由70%降至50%，其余的50%全部由平時(shí)成績組成。

平時(shí)成績比例的提高，更要求有一個(gè)合適的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。筆者結(jié)合基于問題的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中的表現(xiàn)、習(xí)題課上講解情況、課堂教學(xué)上的表現(xiàn)、作業(yè)完成情況以及實(shí)驗(yàn)完成情況等，將各項(xiàng)都明細(xì)化。例如代表小組做報(bào)告的平時(shí)成績加5分，講解習(xí)題的平時(shí)成績加5分，回答問題的平時(shí)成績加2分等等。通過這些方式，促使學(xué)生能夠積極的去表現(xiàn)，能夠真正多花點(diǎn)時(shí)間來學(xué)習(xí)《傳熱學(xué)》，同時(shí)這樣考核方式，也給予了學(xué)生鍛煉的機(jī)會(huì)，讓他們能上講臺(tái)展示自己，為將來找工作時(shí)的自我推銷做了一些準(zhǔn)備。

3.2 開卷考試

此外，對(duì)考試也做了一些調(diào)整，大部分學(xué)校在進(jìn)行《傳熱學(xué)》考試時(shí)是閉卷的，這就要求學(xué)生需要記憶大量的公式，或者掌握比較多的推導(dǎo)，這對(duì)于高職學(xué)生也是比較難的。為了解決這個(gè)問題，考試時(shí)允許學(xué)生帶一張寫滿公式的白紙進(jìn)考場，學(xué)生能夠花更多的時(shí)間在知識(shí)點(diǎn)本身上，更好的去理解所學(xué)內(nèi)容。

3.3 設(shè)置在線測試系統(tǒng)

為了讓同學(xué)們了解對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，在教學(xué)網(wǎng)站中還設(shè)置有在線測試系統(tǒng)。在線測試系統(tǒng)中試題庫的測試題涵蓋了所有的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生登錄在線測試系統(tǒng)后，系統(tǒng)隨機(jī)生成考試題目，學(xué)生既可以選擇分章節(jié)測試，也可以選擇全書測試。完成答題后，系統(tǒng)會(huì)給出成績，判斷學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，促使學(xué)生有針對(duì)性的復(fù)習(xí)掌握不到位的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

4 結(jié)束語

筆者利用自己所總結(jié)方法，對(duì)數(shù)屆學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。實(shí)踐表明，通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考試方式的調(diào)整，《傳熱學(xué)》教學(xué)取得了比較好的教學(xué)效果，學(xué)生對(duì)《傳熱學(xué)》這門課程的興趣得以提高，學(xué)習(xí)成績得到了提高。此外，通過教學(xué)手段的調(diào)整，學(xué)生還學(xué)會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)這種新模式，進(jìn)行《傳熱學(xué)》課程的自我學(xué)習(xí)，通過上講臺(tái)講解自己總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生也得到了極大的鍛煉。

[1]楊世銘，陶文詮.傳熱學(xué)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]李 敏，李 湛.工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)多媒體應(yīng)用分析[J].理工高教研究，2004，23(1)：101-102.

[3]馮耀勛，孫曉燕，凌長明.基于網(wǎng)絡(luò)模式下的《傳熱學(xué)》教改試驗(yàn)研究[J].桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2006，42（2）：78-80.