改革“傳熱學(xué)”教學(xué)方法，培養(yǎng)現(xiàn)代工程師

【摘要】傳熱學(xué)是能源與動力工程專業(yè)的一門理論應(yīng)用性極強的專業(yè)基礎(chǔ)課。本文從教師和學(xué)生這兩個教學(xué)主體出發(fā)，積極改革“傳熱學(xué)”教學(xué)方法，努力提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展需要的能源動力專業(yè)工程師。

【關(guān)鍵詞】傳熱學(xué) ?教學(xué)方法 ?工程能力

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0031-01

一、引言

目前，我國的高等工程教育已經(jīng)達(dá)到了高等教育總規(guī)模的三分之一左右，培養(yǎng)規(guī)模位居世界第一。盡管如此，我國的工程教育長期以來由于受到教育經(jīng)費的限制等因素的影響，工科教育理科化，教育過程中重理論、輕實踐。近年來，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展，一方面對生產(chǎn)一線工程技術(shù)人員的需求不斷增長，另一方面大學(xué)畢業(yè)生的就業(yè)率卻越來越低。為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，教育部于2010年啟動實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。

傳熱學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，與各工程領(lǐng)域關(guān)系密切，是一門理論應(yīng)用性極強的基礎(chǔ)課程，是從事能量轉(zhuǎn)換過程的研究、開發(fā)及設(shè)計工作過程中必不可少的理論基礎(chǔ)。因此，國內(nèi)許多講授傳熱學(xué)的教師都在積極探索傳熱學(xué)課程的教學(xué)改革，以期改善學(xué)生學(xué)習(xí)傳熱學(xué)的積極性，有些學(xué)校還積極與國外高校合作，引進借鑒國外的教學(xué)經(jīng)驗。我校自2006年成立熱能與動力工程（現(xiàn)能源與動力工程）專業(yè)以來，在“傳熱學(xué)”課程的教學(xué)上依據(jù)我省制定的高校強省戰(zhàn)略，努力提高學(xué)生的工程素質(zhì)，力爭做到使學(xué)生學(xué)有所用，培養(yǎng)高素質(zhì)的現(xiàn)代工程師。

二、傳熱學(xué)在課程體系中的地位、作用

傳熱學(xué)課程是能源與動力工程專業(yè)的一門重要的本科專業(yè)基礎(chǔ)課，它是為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相應(yīng)專業(yè)課程而設(shè)置的，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的橋梁。所以，傳熱學(xué)在能源與動力工程專業(yè)的課程體系中處于核心地位。并且傳熱學(xué)的理論與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域都聯(lián)系密切，有著十分廣泛的應(yīng)用。同時傳熱學(xué)又是一門理論性非常強的專業(yè)基礎(chǔ)課，例如其中導(dǎo)熱微分方程、對流傳熱微分方程組的推導(dǎo)以及相似原理的理解等都需要學(xué)生有較好的高等數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)，因此，在平時的學(xué)習(xí)中，總遇到學(xué)生抱怨傳熱學(xué)難懂、抽象、不好學(xué)。

三、重視實踐應(yīng)用，努力培養(yǎng)現(xiàn)代工程師

（一）教師自身工程素質(zhì)的提高

教師是整個教學(xué)過程中的核心，要想培養(yǎng)出高素質(zhì)的現(xiàn)代工程師，首先要提高教師本身的工程素質(zhì)。我校非常重視對教師工程能力的提高，尤其是對青年教師在工程實踐能力上的培養(yǎng)。

1.為了更好地實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)校要求全校專業(yè)教師定期到企業(yè)生產(chǎn)一線開展調(diào)研活動。通過組織全校專業(yè)教師開展下廠調(diào)研工作，使教師深入工廠生產(chǎn)一線，對所教專業(yè)在生產(chǎn)實踐中的新問題、新工藝、新方法等進行調(diào)查研究，并且以此指導(dǎo)教案、教學(xué)實例、課程設(shè)計課題和畢業(yè)設(shè)計課題等內(nèi)容的修改。

2.專業(yè)教師參與實驗室建設(shè)。高校的實驗室基本都是由專門的實驗老師管理的，理論課老師對實驗設(shè)備不熟悉也不參與到實驗室的建設(shè)，不能夠?qū)崿F(xiàn)理論課堂與實驗課的有機結(jié)合，因此，專業(yè)教師應(yīng)該參與實驗課的教學(xué)工作，這樣更有利于實驗室的科學(xué)建設(shè)，也有利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的更深刻的理解。

（二）注重學(xué)生能力培養(yǎng)，突出實踐應(yīng)用

1.教學(xué)過程應(yīng)注意理論聯(lián)系實際，突出應(yīng)用。傳熱學(xué)是一門基礎(chǔ)理論較強的專業(yè)基礎(chǔ)課，許多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺到其難懂、乏味，提不起興趣。對此，我們提出了“三步走”的教學(xué)方法。

第一步，問題的提出。在講解一個新知識點時，盡量從學(xué)生們熟悉的日常生活中引入，以此激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高其探索新知識的興趣;

第二步，解決問題。利用傳熱學(xué)的理論結(jié)合必要的推導(dǎo)將提出的問題加以解決;

第三部，知識的應(yīng)用。將理論推導(dǎo)得出的結(jié)論應(yīng)用到工程實際從而實現(xiàn)知識的應(yīng)用。

例如在講解熱對流的概念時，可以從學(xué)生熟悉的家用空調(diào)出風(fēng)方向開始，提問“為使房間溫度快速地升高或下降，應(yīng)將空調(diào)出風(fēng)口的葉片往哪個方向撥？”;然后結(jié)合熱對流的概念得出結(jié)論，使問題得以解決;最后，引入工程應(yīng)用實例：“在青藏鐵路建設(shè)中，采用碎石路基，碎石之間的空隙不填實，可有效保持路基凍土的穩(wěn)定?！?/p>

采用這種“三步走”的教學(xué)方法，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更實現(xiàn)了知識點的工程實際應(yīng)用，有利于學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

2.改革實驗教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)造力。我們傳熱學(xué)的實驗教學(xué)是由理論課老師兼任的，這樣使理論與實踐更加緊密的結(jié)合，能夠使學(xué)生對所學(xué)知識有更深刻的理解。例如在講到大空間自然對流時，可以讓學(xué)生自行設(shè)計測量自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的實驗裝置，做實驗時，同學(xué)們將自己設(shè)計的實驗裝置與實驗室的實驗裝置進行比較，找出自己設(shè)計裝置的不足之處，這樣既加深了學(xué)生對實驗的理解又有助于學(xué)生工程創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

3.改革考核方式，增加工程設(shè)計內(nèi)容。對于必修課的考核方式，一般都是采取閉卷考試的方式，這是考核學(xué)生對知識點掌握情況的有效而簡便的方式。但是由于傳熱學(xué)存在經(jīng)驗公式多、圖表多的特點，有些內(nèi)容如非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的諾謨圖法、流體橫掠管束對流傳熱等不適合閉卷考試而在工程上又經(jīng)常用到的內(nèi)容無法考核。雖然很多高校都采用了一種“半開卷”的考試方法，即允許學(xué)生將其準(zhǔn)備的內(nèi)容寫在蓋了相關(guān)印章的白紙上帶入考場，但是由于考試時間的限制，試題內(nèi)容也不宜過于復(fù)雜，不利于學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)。為此，我們采取平時與期末考試相結(jié)合的考核方式：期末考試采用閉卷考試，占總成績的70%，對于需要用到的經(jīng)驗公式，在試卷上加以標(biāo)注;平時成績占30%，在平時成績的考核中，增加一些工程設(shè)計的內(nèi)容，提高了學(xué)生工程應(yīng)用的能力。

四、結(jié)語

隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，對一線工程技術(shù)人員需求的不斷增加，像我校這樣的應(yīng)用型本科院校應(yīng)抓住機遇，積極改革傳熱學(xué)教學(xué)方法，努力提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展需要的能源動力專業(yè)工程師。

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作者簡介：

潘鳳紅（1982-），女，江蘇鹽城人，碩士研究生，講師，研究方向：能源與動力工程專業(yè)的教學(xué)與科研。