注重內(nèi)涵教育的高校傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

摘要：走內(nèi)涵式發(fā)展道路是新時(shí)期高等教育發(fā)展的總體規(guī)劃。作為高等教育主體的高校應(yīng)該在教學(xué)環(huán)節(jié)，特別是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)堅(jiān)持內(nèi)涵發(fā)展，走品質(zhì)路線。從能源動(dòng)力工程專業(yè)傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)出發(fā)，著眼于提高課堂質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)，分析了實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀及問(wèn)題，探討并提出了可行性改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：內(nèi)涵教育；實(shí)踐教學(xué)；傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）29-0068-01

從傳統(tǒng)上以外延式發(fā)展為主的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅靥岣哔|(zhì)量的內(nèi)涵式發(fā)展道路是十八大對(duì)高等教育發(fā)展未來(lái)發(fā)展作出的總體規(guī)劃，也是未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)高等教育發(fā)展必由之路。所謂“內(nèi)涵式發(fā)展”就是要抓住事物的本質(zhì)屬性，強(qiáng)調(diào)事物“質(zhì)”的發(fā)展，是美英等國(guó)世界著名大學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)。內(nèi)涵式發(fā)展之路的核心追求應(yīng)該是始終把提高質(zhì)量、培養(yǎng)世界創(chuàng)新型人才作為高等教育的核心任務(wù)。高校培養(yǎng)學(xué)生最主要的環(huán)節(jié)就是教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)又可分為理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，兩者相輔相成，互不可缺。如何在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)抓住內(nèi)涵、注重內(nèi)涵是值得研究的問(wèn)題。本文以熱能與動(dòng)力工程專業(yè)建設(shè)中傳熱學(xué)課程建設(shè)為例，對(duì)傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵建設(shè)進(jìn)行了思考和探討。

傳熱學(xué)是研究熱量傳遞過(guò)程規(guī)律的一門科學(xué)，是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在整個(gè)專業(yè)課程鏈體系中起到承上啟下的作用，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課的重要鏈接紐帶。作為一門經(jīng)典的課程，傳熱學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)研究和理論分析密切結(jié)合的課程。它的課程體系完備嚴(yán)謹(jǐn)，課程中大量采用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述熱量傳遞的基本規(guī)律和基本理論，具有很強(qiáng)的理論性。同時(shí)，它又是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性極強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的工程實(shí)際應(yīng)用背景。傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅起著驗(yàn)證理論、鞏固和擴(kuò)大所學(xué)課程內(nèi)容的作用，而且更重要的是起著培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)踐精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的作用，是培養(yǎng)學(xué)生工程觀點(diǎn)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在傳熱學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中具有重要的地位。

一、高校傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)現(xiàn)狀

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單調(diào)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上，教師普遍采用的方式是編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，讓學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一步步操作、分析、得出結(jié)論。更有甚者，在實(shí)驗(yàn)課開始之前，實(shí)驗(yàn)老師提前為學(xué)生調(diào)試好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，規(guī)定好具體實(shí)驗(yàn)工況，規(guī)定好實(shí)驗(yàn)時(shí)間。在上課過(guò)程中，把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)設(shè)備具體操作都詳細(xì)地給學(xué)生做講解。讓學(xué)生傻瓜式地被動(dòng)重復(fù)幾次老師的操作過(guò)程，記錄下相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较聦W(xué)生實(shí)驗(yàn)課前不需要預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)中也不需要思考，整個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)完全是被動(dòng)的。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全程序化，學(xué)生雖有動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，仍會(huì)感覺(jué)枯燥乏味，激不起學(xué)習(xí)興趣，更無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力，部分學(xué)生甚至連基本的儀器還都不會(huì)選用。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足

國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都在實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面存在問(wèn)題。首先，實(shí)驗(yàn)設(shè)備種類少，導(dǎo)致可供學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很少，比如測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)，只有穩(wěn)態(tài)球體法粒狀材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定，沒(méi)有常見的液體、單管、平板等工程常用材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定裝置。其次，實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)數(shù)少，通常采用的是幾人一組，部分甚至是十幾人一組，保證不了學(xué)生的動(dòng)手操作機(jī)會(huì)；再次，實(shí)驗(yàn)設(shè)備本身的可操作性不強(qiáng)，設(shè)備高度集成，學(xué)生需要做的只是調(diào)節(jié)加熱功率旋鈕、讀數(shù)、記錄。而且，實(shí)驗(yàn)設(shè)備自身的保護(hù)系統(tǒng)不完善，電加熱功率不能調(diào)節(jié)很大，否則容易燒毀設(shè)備。這些問(wèn)題在很大程度上影響了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，削弱學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和效果。

3.成績(jī)考核片面

成績(jī)考核方面，傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)很難像理論課那樣對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰o出一個(gè)準(zhǔn)確的量化考核。學(xué)生的動(dòng)手能力也只能憑印象給分，學(xué)生成績(jī)優(yōu)劣更多地從實(shí)驗(yàn)報(bào)告上來(lái)體現(xiàn)。由于傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)分較低，只有0.5學(xué)分，部分高校甚至不計(jì)學(xué)分，對(duì)成績(jī)績(jī)點(diǎn)影響很小，造成很多學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課。學(xué)生上課前不主動(dòng)預(yù)習(xí)、上課過(guò)程中也不主動(dòng)思考，看別人操作，自己則只記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，抄襲別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣的考核缺乏科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，不能真實(shí)地反映出學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識(shí)，自然也無(wú)法得到較高的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。此外，這種傳統(tǒng)的考核方式也不利于激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性、積極性，并會(huì)給學(xué)生造成一種不勞而獲、投機(jī)取巧的錯(cuò)覺(jué)。

二、可行改進(jìn)措施探討

1.科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

高校在制訂相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)計(jì)劃時(shí)，要破除傳統(tǒng)觀念，不要單單考慮學(xué)分和學(xué)時(shí)問(wèn)題，要充分考慮實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。例如，某校為了完成16個(gè)學(xué)時(shí)的傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)任務(wù)量，安排了8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2個(gè)學(xué)時(shí)。由于傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及到加熱和穩(wěn)態(tài)平衡過(guò)程，大多數(shù)加熱過(guò)程都會(huì)需要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)。如果把實(shí)驗(yàn)時(shí)間固定在2個(gè)課時(shí)，那么實(shí)驗(yàn)過(guò)程就很難同時(shí)保證足夠多的實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)和相對(duì)準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，學(xué)生在誤差分析時(shí)一股腦地把誤差原因歸結(jié)為平衡問(wèn)題，不會(huì)去考慮和深究其他誤差產(chǎn)生的原因。這種實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式不僅讓學(xué)生無(wú)法準(zhǔn)確驗(yàn)證課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，而且還會(huì)干擾學(xué)生的思考和判斷能力。學(xué)校應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況縮減實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總數(shù)，按照傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射和綜合傳熱來(lái)挑選5～6個(gè)最具代表性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，保證每個(gè)實(shí)驗(yàn)都具有高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和教學(xué)效果。

此外，還可采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方式。真實(shí)實(shí)驗(yàn)具有直觀、形象、可操作性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，作為實(shí)驗(yàn)主體的學(xué)生可通過(guò)親自動(dòng)手操作來(lái)彌補(bǔ)抽象理論帶來(lái)的模糊感，并鍛煉自己的實(shí)際操作能力、動(dòng)手能力。虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在于：首先，可用來(lái)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)無(wú)法顯現(xiàn)的微觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如溫度場(chǎng)、等溫線、流線、速度場(chǎng)等傳熱學(xué)中非常重要卻無(wú)法直觀觀察到的教學(xué)內(nèi)容；其次，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)帶來(lái)的效率過(guò)低問(wèn)題以及部分演示實(shí)驗(yàn)具有較高危險(xiǎn)性問(wèn)題。兩者相互結(jié)合，充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，有助于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受程度，拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)空間，取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性

實(shí)驗(yàn)課教學(xué)環(huán)節(jié)的主體應(yīng)該是學(xué)生，授課教師在指導(dǎo)學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候應(yīng)該是指導(dǎo)而不是教導(dǎo)，不要把實(shí)驗(yàn)原理、步驟，甚至連實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝、接線等都介紹得詳盡之至。應(yīng)該重點(diǎn)給學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约氨緦?shí)驗(yàn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，把較多的精力放在引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生思考、引導(dǎo)學(xué)生嘗試、引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新。對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作，要重點(diǎn)介紹操作安全規(guī)程，強(qiáng)調(diào)安全意識(shí)。具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程由學(xué)生去思考、去學(xué)習(xí)、去實(shí)現(xiàn)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某些學(xué)生對(duì)部分調(diào)節(jié)量大小的模棱兩可、猶豫不定情況，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手嘗試，培養(yǎng)學(xué)生的思考和創(chuàng)新意識(shí)；對(duì)于某部分學(xué)生動(dòng)手能力差，不善于思考，教師應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行引導(dǎo)，允許并鼓勵(lì)學(xué)生做嘗試性的動(dòng)手操作。對(duì)于沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)課上課時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)的部分學(xué)生，提供開放實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提升實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量。

3.綜合式成績(jī)考核方式

在成績(jī)考核方面，要摒棄以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書論成績(jī)的方式?？蓪?shí)驗(yàn)成績(jī)分成課前、課中和課后三個(gè)部分并約定課前部分占20%，課中部分占50%，課后部分占30%。實(shí)驗(yàn)課開始，教師根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題情況給出代表學(xué)生預(yù)習(xí)情況的課前成績(jī)；根據(jù)學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課過(guò)程中思考問(wèn)題、動(dòng)手操作、實(shí)驗(yàn)進(jìn)度以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等多個(gè)方面的表現(xiàn)，給出課中成績(jī)；等實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給出課后成績(jī)。最后，計(jì)算得出學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這種考核方式充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、實(shí)踐動(dòng)手能力、思維能力、創(chuàng)新能力以及對(duì)理論知識(shí)的理解程度，可較好地反映出學(xué)生真實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)課教學(xué)的情況。

三、結(jié)束語(yǔ)

改革現(xiàn)有教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，更大程度促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力鍛煉和創(chuàng)新能力培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)環(huán)節(jié)落實(shí)“內(nèi)涵式”發(fā)展的根本舉措，也是促進(jìn)高校教學(xué)環(huán)節(jié)整體“內(nèi)涵式”建設(shè)的一部分。高校落實(shí)“內(nèi)涵式”發(fā)展，必須在教學(xué)環(huán)節(jié)堅(jiān)持改革創(chuàng)新，狠抓教學(xué)質(zhì)量建設(shè)，提高課堂質(zhì)量，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新型社會(huì)和創(chuàng)新型中國(guó)做好人才培養(yǎng)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]丁美榮，柴少明.基于虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)整合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2007，17（7）：99-102.

[3]王靖，李慶剛.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].高等教育研究，2004，20（1）：75-76.

[4]張學(xué)軍，王鎖萍.全面改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，（1）.

[5]黃柳鈞，周志平.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的傳熱學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].中國(guó)電力教育，2011，（22）.

（責(zé)任編輯：王祝萍）