“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)

鄭曉峰?馮耀勛?凌長明?賈明生

摘要：介紹了“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的開發(fā)設(shè)計(jì)方法以及主要組成部分。該課件主要包括管理員管理、課程教學(xué)、師生互動(dòng)以及在線測試系統(tǒng)四個(gè)功能模塊，運(yùn)用此課件可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：傳熱傳質(zhì)學(xué)；網(wǎng)絡(luò)課件；師生互動(dòng)

作者簡介：鄭曉峰（1977-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古赤峰人，廣東海洋大學(xué)工程學(xué)院，實(shí)驗(yàn)師；馮耀勛（1978-），男，湖北黃岡人，廣東海洋大學(xué)工程學(xué)院，講師。（廣東 湛江 524088）

基金項(xiàng)目：本文系廣東省2012年度省精品資源課項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0078-02

“傳熱傳質(zhì)學(xué)”、“工程熱力學(xué)”及“流體力學(xué)”是能源動(dòng)力、化工和建筑環(huán)境設(shè)備類學(xué)科的主干技術(shù)基礎(chǔ)課，這三門課是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，是這些專業(yè)的支柱課程，因此學(xué)習(xí)好這幾門課非常重要。相對于其他兩門課，“傳熱傳質(zhì)學(xué)”是一門理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。三種傳熱方式涉及較多的高等數(shù)學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)公式及微分方程求解涉及高等數(shù)學(xué)的三重積分及數(shù)理方程，理論性很強(qiáng)。同時(shí)由于傳熱傳質(zhì)學(xué)發(fā)展歷史較長與實(shí)踐接觸很緊密，應(yīng)用性很強(qiáng)。當(dāng)前的教學(xué)過程中學(xué)生接觸實(shí)踐的機(jī)會(huì)較少，在這種情況下學(xué)生學(xué)習(xí)“傳熱傳質(zhì)學(xué)”這門課有很大困難。當(dāng)前大部分學(xué)校都是采用講授式教學(xué)模式，這種教學(xué)模式不能形象地表示換熱的實(shí)際過程，此外這種模式也使學(xué)生和教師之間除了在課間的交流外較少有接觸，無法實(shí)現(xiàn)“傳熱傳質(zhì)學(xué)”教學(xué)課堂外的相互交流。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日漸成熟，使這些功能的實(shí)現(xiàn)成為可能。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的開發(fā)，教師即可以在課堂利用多媒體制作課件進(jìn)行教學(xué)，能夠形象地展示各種換熱設(shè)備和換熱過程，而且課后學(xué)生與教師之間也可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行相互交流、相互探討、答疑和批改作業(yè)，實(shí)現(xiàn)課外的教學(xué)交流。此外學(xué)生還可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件進(jìn)行自我測試，讓學(xué)生明白自己對相關(guān)知識(shí)的掌握程度。基于這種構(gòu)思同時(shí)也為了更好地促進(jìn)“傳熱傳質(zhì)學(xué)”的教學(xué)工作，本教研室開發(fā)了“傳熱傳質(zhì)學(xué)”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件。

一、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的設(shè)計(jì)思想

采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式?jīng)Q定了網(wǎng)絡(luò)課件的構(gòu)成。根據(jù)傳熱傳質(zhì)學(xué)教研室多位老教師的經(jīng)驗(yàn)，并通過對“傳熱傳質(zhì)學(xué)”教材進(jìn)行分析，本課程組認(rèn)為，教材中基本概念和微分方程的推導(dǎo)，如導(dǎo)熱基本定律、導(dǎo)熱微分方程、對流微分方程等最好還是采用傳統(tǒng)的講授方法，但將所有的內(nèi)容制作成多媒體課件，這部分內(nèi)容的關(guān)鍵是建立詳細(xì)和生動(dòng)的模型和微分方程的推導(dǎo)。教材中有關(guān)微分方程的推導(dǎo)都是建立在學(xué)生掌握前面知識(shí)基礎(chǔ)之上的，例如在推導(dǎo)導(dǎo)熱、對流的微分方程時(shí)會(huì)涉及高等數(shù)學(xué)中三維積分以及工程流體力學(xué)中的很多知識(shí)，這些知識(shí)很多學(xué)生都忘記了，此時(shí)教師應(yīng)該理清與前面知識(shí)的聯(lián)系，但如果教師僅僅是利用黑板也很難完全寫出這些知識(shí)點(diǎn)，而采用多媒體教學(xué)手段可將這些知識(shí)點(diǎn)通過提示的形式呈現(xiàn)出來，輔助學(xué)生去理解現(xiàn)在學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

“傳熱傳質(zhì)學(xué)”中除了基本概念以外還有一些與實(shí)際接觸很緊密的內(nèi)容，例如導(dǎo)熱中的肋片導(dǎo)熱問題、對流換熱中的經(jīng)驗(yàn)公式、換熱器的設(shè)計(jì)和校核等等。這樣的知識(shí)點(diǎn)可以采用基于問題的探究模式，由任課教師提出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生看書、上網(wǎng)查資料來解決，最后學(xué)生相互交流，最終教師要給予正確的引導(dǎo)，并能給出正確的答案。對于這種基于問題的探究式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，僅僅利用多媒體制作的課件是不夠的，還要有學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的交互平臺(tái)，讓教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間在學(xué)習(xí)過程中可以交流。

除了能進(jìn)行學(xué)習(xí)以及交流的功能以外，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件還應(yīng)該能夠讓學(xué)生了解自學(xué)所掌握的知識(shí)程度，因此應(yīng)該有一個(gè)自我檢測系統(tǒng)。通過自我檢測系統(tǒng)，教師可以對學(xué)生以及學(xué)生自己都可以對掌握知識(shí)的程度有一定的了解。

一般的網(wǎng)絡(luò)課件都是靜態(tài)的，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)課件的可擴(kuò)充性不好，只是將網(wǎng)頁所呈現(xiàn)的資料靜態(tài)地堆積。在“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的開發(fā)過程中要求整個(gè)課件是動(dòng)態(tài)、可擴(kuò)充的，最后開發(fā)為一個(gè)具有多種功能的教學(xué)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)的具體要求是學(xué)生能通過平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)；教師能在這平臺(tái)上進(jìn)行在線的課程教學(xué)；系統(tǒng)管理員能通過平臺(tái)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的管理。

以上種種需求就是開發(fā)“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的設(shè)計(jì)思想，本課程組在此基礎(chǔ)上開發(fā)了該課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的構(gòu)成

“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件主要由四個(gè)模塊組成，主要包括：管理員管理模塊、課程學(xué)習(xí)模塊、師生互動(dòng)模塊以及在線測試模塊。

1.管理員管理模塊

管理員管理模塊主要作用是讓管理員在網(wǎng)絡(luò)課件頁面輸入其用戶名、密碼進(jìn)入后臺(tái)對整個(gè)課件進(jìn)行管理。管理員管理模塊的功能主要在這幾方面：它可以管理教師和學(xué)生的權(quán)限，教師和學(xué)生取得了認(rèn)證才能在本課件上從事操作；教師在取得權(quán)限后可以對整個(gè)“傳熱傳質(zhì)學(xué)”課程進(jìn)行管理，在管理后臺(tái)上，任課教師可以對自己的多媒體教案以及相關(guān)的資料進(jìn)行增加、刪除以及修改；為在線測試系統(tǒng)增加或者刪除試題；發(fā)布信息功能，通過管理后臺(tái)可以把相關(guān)的信息及時(shí)地發(fā)布在基本頁面上，教師和學(xué)生能及時(shí)地掌握相關(guān)的信息例如考試、測試等等。除了“傳熱傳質(zhì)學(xué)”外，管理后臺(tái)還具有良好的擴(kuò)充性，它還可以對其他的課程進(jìn)行課程管理，現(xiàn)本校正準(zhǔn)備將研究生課程“高等傳熱學(xué)”的內(nèi)容擴(kuò)充到里面，形成一個(gè)完整傳熱傳質(zhì)學(xué)的體系；它可以實(shí)現(xiàn)菜單管理，對每一個(gè)模塊下的菜單進(jìn)行添加或者刪除，當(dāng)有新的需求時(shí)可以對每一個(gè)模塊下的菜單項(xiàng)進(jìn)行增減；在基本頁面上發(fā)布滾動(dòng)消息，在BBS論壇發(fā)布留言與學(xué)生交流等等。

2.課程學(xué)習(xí)模塊

該模塊主要作用是兩個(gè)，一是讓學(xué)生通過教師給予的資料以及教材進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，二是教師通過網(wǎng)絡(luò)課件內(nèi)的授課內(nèi)容對學(xué)生講授課程。該模塊主要包括以下幾個(gè)方面：課程介紹，用來介紹本課程的基本情況；教學(xué)大綱，教學(xué)大綱主要規(guī)定“傳熱傳質(zhì)學(xué)”課程中主要掌握知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)掌握的程度、課程學(xué)時(shí)安排等；師資力量，這個(gè)主要是介紹本?！皞鳠醾髻|(zhì)學(xué)”教學(xué)梯隊(duì)的情況；課程教案，通過管理后臺(tái)，授課教師可以將自己精心制作的多媒體課件放入其中，一方面授課教師可以用課件進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)學(xué)生可以用它進(jìn)行自學(xué)，教師采用多媒體課件教學(xué)時(shí)節(jié)奏較快，在較短的時(shí)間內(nèi)部分學(xué)生難以掌握課堂全部知識(shí)，在課程教案里提供下載功能，通過管理員授權(quán)后學(xué)生可以下載多媒體課件進(jìn)行學(xué)習(xí)；重難點(diǎn)解析，這部分主要是將書中所有知識(shí)點(diǎn)列出，給出各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的難易情況，應(yīng)該掌握的程度，學(xué)生可以據(jù)此進(jìn)行自學(xué)；重難點(diǎn)習(xí)題分析，在“傳熱傳質(zhì)學(xué)”學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生只有學(xué)會(huì)建立模型的思想才能真正地搞懂它，同時(shí)也需要有合適的習(xí)題來加深他們對課程內(nèi)容的印象，但教材中的習(xí)題解答往往比較精練，學(xué)生總有些細(xì)微的地方看不明白，而課時(shí)是有限的，教師也很難都一一講到，針對這種情況，教師在每一章中選擇幾個(gè)經(jīng)典且涉及知識(shí)點(diǎn)多的習(xí)題進(jìn)行詳細(xì)解答，這些解答并不是簡單地堆砌在一起，而是在解答的每一步都把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)鏈接起來，學(xué)生可以根據(jù)自己的需要選擇性學(xué)習(xí)；課后習(xí)題，本課程專門有重難點(diǎn)習(xí)題分析還不行，還得有適當(dāng)?shù)木毩?xí)，教師可以布置作業(yè)，學(xué)生也可以通過師生論壇上交作業(yè)，教師批改后要給出正確的答案，通過這個(gè)欄目教師可以給出作業(yè)的正確的、詳細(xì)的答案，學(xué)生可以通過它進(jìn)一步了解自己在哪些方面還有不足可以加強(qiáng)學(xué)習(xí)；教學(xué)錄像，學(xué)生除了可以按照多媒體課件以及重難點(diǎn)解析進(jìn)行學(xué)習(xí)外，還可以通過教學(xué)錄像進(jìn)行學(xué)習(xí)，本課件選取了具有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)科帶頭人主講的“傳熱傳質(zhì)學(xué)”教學(xué)錄像，學(xué)生可以通過播放的錄像學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在這個(gè)欄目中主要通過虛擬實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，此外本課程組還錄制了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像，供學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)。

除提到的這幾個(gè)欄目外，在課程學(xué)習(xí)模塊還有考研真題、考研動(dòng)向、學(xué)科動(dòng)向等欄目來輔助教學(xué)。

3.師生互動(dòng)模塊

學(xué)生在采用網(wǎng)絡(luò)模式習(xí)時(shí)，學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生和教師之間需要相互交流，這個(gè)相互交流的功能主要是通過師生互動(dòng)模塊來實(shí)現(xiàn)。它主要包括以下幾部分：教師答疑欄目，在這個(gè)欄目下，學(xué)生的疑問都可以通過在不同的主題中發(fā)帖子得以解決，而“傳熱傳質(zhì)學(xué)”教研室的教師輪流出任這個(gè)欄目的版主，對學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答，對于個(gè)性問題在網(wǎng)上直接解答就可以了，對于共性問題做成多媒體教案放入課程教案中在課堂上講授；學(xué)生交流欄目，這個(gè)欄目主要是為學(xué)生與學(xué)生之間交流設(shè)置的，采用基于問題的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)時(shí)，學(xué)生有時(shí)需要協(xié)同學(xué)習(xí)，此時(shí)利用這個(gè)欄目可以方便他們之間的交流；作業(yè)下載上傳欄目，教師在這個(gè)欄目下布置課后作業(yè)，供給學(xué)生下載，學(xué)生完成作業(yè)后將作業(yè)以附件形式上傳至平臺(tái)，教師可以憑借管理員授予的權(quán)限將作業(yè)取出進(jìn)行批改；學(xué)生作品展示，采用基于問題的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，教師提出問題，學(xué)生針對此問題提交總結(jié)性報(bào)告，教師可選取好的總結(jié)報(bào)告在此展示，這樣一方面可以豐富網(wǎng)絡(luò)課件內(nèi)部資源，另一方面也可以更好地提高他們學(xué)習(xí)的興趣。除此之外還有教師點(diǎn)評等欄目。

4.在線測試模塊

無論采用哪種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，教學(xué)的最終環(huán)節(jié)還是需要檢測學(xué)生對知識(shí)的掌握程度，而網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的檢測功能是利用在線測試系統(tǒng)來完成的。

在完成某一章節(jié)的學(xué)習(xí)后，學(xué)生可以登陸在線測試系統(tǒng)按照章節(jié)選擇習(xí)題進(jìn)行自我測試。在線測試系統(tǒng)提供按照相應(yīng)的章節(jié)進(jìn)行選題測試的功能，在線測試系統(tǒng)中的題目主要是選擇題、填空題以及問答三種形式，其中系統(tǒng)能對選擇和填空給予判斷，提供問答的參考答案。通過這個(gè)在線測試系統(tǒng)，學(xué)生能很好地判斷自己對知識(shí)的掌握程度，從而可以展開進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。

三、總結(jié)

為了開展“傳熱傳質(zhì)學(xué)”這門課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，針對采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對教學(xué)資源的需求，本課題組開發(fā)了“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件。

“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)課件不但能綜合利用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)工具方便地開展教學(xué)活動(dòng)，而且這個(gè)課件比傳統(tǒng)的講授式教學(xué)更有利于拓展學(xué)生的思維，提高學(xué)生的興趣，發(fā)展學(xué)生的能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。實(shí)踐教學(xué)表明該課件能夠提高學(xué)生興趣，增強(qiáng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)查詢資料的能力，最終“傳熱傳質(zhì)學(xué)”課程的成績得到提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]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.

[2]陶文銓，楊世銘.傳熱學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]劉國輝，康奕飛，李建華，等.動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)在生理學(xué)中的應(yīng)用探索[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2005，13（4）：387，389.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）