融研于教式教學(xué)模式的研究與探索

齊 聰 連 佳 史玉鳳

(中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

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融研于教式教學(xué)模式的研究與探索

齊 聰 連 佳 史玉鳳

(中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

基于《傳熱學(xué)》課程在國內(nèi)及校內(nèi)的研究現(xiàn)狀，提出了融研于教式的教學(xué)模式，并從總體規(guī)劃、課堂教學(xué)改革、科研與教學(xué)融合三方面，提出了相應(yīng)的實(shí)施方案，解決了教學(xué)與科研脫節(jié)的現(xiàn)象。

傳熱學(xué)，教學(xué)模式，融研于教，實(shí)踐教學(xué)

1 概述

1.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

傳熱學(xué)作為一門研究溫差引起的熱能傳遞規(guī)律的熱工課程，是能源與動(dòng)力工程、建筑環(huán)境、化工等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。課程教學(xué)的主要任務(wù)和目的在于通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以具備分析工程傳熱問題的基本能力，掌握熱量傳遞的基本方式及其傳熱機(jī)理，并具有相應(yīng)的計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)技能。另一方面，傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)有效地提高能源利用效率、減少廢料排放量、降低材料成本等方面意義重大，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)方面作用舉足輕重。

國外傳熱學(xué)學(xué)科的起步較早，可以追溯到18世紀(jì)30年代的工業(yè)革命。在20世紀(jì)60年代以前，傳熱學(xué)的研究以熱量傳遞的三種方式為主線，對(duì)不同方式的傳熱過程進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究；20世紀(jì)后半葉以后，傳熱學(xué)的研究主要集中在強(qiáng)化傳熱、生物傳熱學(xué)、焊接傳熱學(xué)、數(shù)值傳熱學(xué)、微—納尺度傳熱學(xué)等方面。所以國外目前已形成了相對(duì)完整的教學(xué)體系和比較全面的理論基礎(chǔ)。國外的教學(xué)模式基本遵從“實(shí)踐與科研結(jié)合”的體制，基本實(shí)現(xiàn)了“以研促教”及“教研結(jié)合”的教學(xué)模式。

國內(nèi)傳熱學(xué)課程的建設(shè)及起步相對(duì)較晚，目前本科生的教學(xué)模式仍以課堂講授為主，教學(xué)和科研的結(jié)合落后于歐美發(fā)達(dá)國家。但隨著學(xué)科的逐漸發(fā)展，依托雄厚的基礎(chǔ)實(shí)力和豐富的資源，國內(nèi)的部分名牌高校在該課程領(lǐng)域經(jīng)過不斷探索與創(chuàng)新，在教學(xué)方法和教材優(yōu)化等方面取得了一定成果，形成了賽教結(jié)合[1]、探究式[2,3]、課題式[4]、體驗(yàn)式[5]、參與式[6]、滲透式[7]、產(chǎn)學(xué)研式[8]、合作學(xué)習(xí)式[9]、研究式[10]等教學(xué)模式。目前，國內(nèi)的大多數(shù)普通高校也在逐步加快本課程的建設(shè)，但因師資配置、教學(xué)資源、科研項(xiàng)目等因素的影響，課程發(fā)展程度與名牌高校差距仍比較明顯，形成了我國典型的教育質(zhì)量梯度分布。

綜上，國內(nèi)外高校對(duì)傳熱學(xué)課程的教學(xué)模式和教學(xué)方法各有特點(diǎn)，然而從課程的發(fā)展和長遠(yuǎn)的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略來看，高校仍處于對(duì)課程的探索和不斷改革優(yōu)化階段。故通過結(jié)合高校自身的特點(diǎn)和實(shí)際情況，探索出一條具有本校特色的傳熱學(xué)課程發(fā)展的道路是現(xiàn)階段課程建設(shè)和發(fā)展的重要方向。

1.2 校內(nèi)現(xiàn)狀

傳熱學(xué)與中國礦業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程、礦業(yè)工程、建筑環(huán)境與設(shè)備等專業(yè)密切相關(guān)，礦井降溫、鍋爐與換熱器等技術(shù)問題中傳熱過程特性研究均依賴于傳熱學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。鑒于傳熱學(xué)在諸多領(lǐng)域發(fā)揮的重要作用，中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院將傳熱學(xué)作為能源與動(dòng)力工程專業(yè)的三大基礎(chǔ)課之一。但我校傳熱學(xué)課程的教授方式基本依賴傳統(tǒng)講課為主的教學(xué)方法，課程建設(shè)方面存在不足和問題亟需研究與解決。這種模式使學(xué)生脫離了實(shí)際，這會(huì)造成學(xué)生即使掌握了傳熱學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，但是遇到實(shí)際問題卻束手無策的困境。隨著我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)的快速發(fā)展，開設(shè)的方向課也越來越多，傳熱學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生們對(duì)傳熱學(xué)的認(rèn)識(shí)和掌握有待提高，只有把傳熱學(xué)的知識(shí)夯實(shí)，才能為將來的方向課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，傳熱學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式已逐漸不能適應(yīng)我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)的快速發(fā)展，我校傳熱學(xué)的教學(xué)模式亟需改進(jìn)。

通過教學(xué)工作發(fā)現(xiàn)，我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生對(duì)科研的興趣比較濃厚，課程教學(xué)過程中融入親身的科研經(jīng)歷和講述前沿的技術(shù)研究能夠極大程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，通過“融研于教”式教學(xué)模式可以起到事半功倍的效果。

目前本人對(duì)科研融于教學(xué)式實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行了初步探索，本人帶有3名大二的本科生，開始引導(dǎo)他們進(jìn)行一些科研訓(xùn)練和學(xué)習(xí)方法的探索，并取得了不錯(cuò)的成績：發(fā)表2篇會(huì)議論文；獲得1項(xiàng)省級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目，1項(xiàng)校級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目。在科研的同時(shí)，這3名本科生取得了不錯(cuò)的課程成績：全院成績排名分列第4，28和34名。這使我堅(jiān)信科研融于教學(xué)式實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)我校傳熱學(xué)的發(fā)展具有重要的推導(dǎo)作用。

1.3 研究意義和應(yīng)用前景

中國礦業(yè)大學(xué)是以礦業(yè)為背景的能源類高校，傳熱在采礦、礦井環(huán)境中無處不在。有時(shí)傳熱問題嚴(yán)重影響著其他學(xué)科的技術(shù)進(jìn)展，特別是能源學(xué)科。傳熱學(xué)與其他學(xué)科的交叉顯得越來越重要。有人說傳熱學(xué)是“萬金油”，這一說法一點(diǎn)也不為過。在學(xué)?？蒲心芰υ絹碓綇?qiáng)的同時(shí)，科研反過來怎么反哺教學(xué)，進(jìn)而提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，這一命題要求我們亟需對(duì)傳熱學(xué)課程進(jìn)行建設(shè)與改革，科研融于教學(xué)的實(shí)踐教學(xué)模式的探索迫在眉睫。

電力工程學(xué)院作為一個(gè)新成立不久的學(xué)院，能源與動(dòng)力工程專業(yè)是電力工程學(xué)院的主打?qū)I(yè)，傳熱學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，發(fā)揮著重要的作用。近幾年電力工程學(xué)院引進(jìn)了不少年輕的教師，這些年輕的教師來自不同的985高校，科研能力較強(qiáng)，各自的科研項(xiàng)目或多或少與傳熱問題有關(guān)，這些為科研融于教學(xué)提供了便利條件。本項(xiàng)目的實(shí)施可以為電力工程學(xué)院的教學(xué)與科研發(fā)展和學(xué)生素質(zhì)的提高帶來實(shí)實(shí)在在的好處，同時(shí)對(duì)礦大交叉學(xué)科的發(fā)展也有著重要意義。

2 研究內(nèi)容

基于中國礦業(yè)大學(xué)當(dāng)前能源與動(dòng)力工程的專業(yè)基礎(chǔ)課《傳熱學(xué)》的現(xiàn)狀，以電力工程學(xué)院的本科生為對(duì)象，把科研融入到教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)傳熱學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行研究與探索。研究內(nèi)容包括：

1)引領(lǐng)學(xué)生追蹤學(xué)科前沿的教學(xué)方法研究。結(jié)合我國當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中的傳熱現(xiàn)象，搜集傳熱學(xué)科的前沿知識(shí)，制作以圖片、視頻為載體的有關(guān)傳熱學(xué)前沿知識(shí)的課件，從傳熱學(xué)的角度出發(fā)，利用傳熱學(xué)的有關(guān)知識(shí)去解釋前沿物理現(xiàn)象，引領(lǐng)學(xué)生掌握傳熱學(xué)科的最新前沿知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)傳熱學(xué)課程的濃厚興趣。

2)引導(dǎo)學(xué)生以科研帶動(dòng)課程學(xué)習(xí)的教學(xué)方法研究。結(jié)合傳熱學(xué)的課堂教學(xué)，以傳熱學(xué)課后科研性質(zhì)的作業(yè)和本人的科研結(jié)合起來，輔以數(shù)值模擬軟件、小程序、實(shí)驗(yàn)手段等，把有關(guān)傳熱的科研案例融入到課堂教學(xué)中，讓學(xué)生在課堂上認(rèn)識(shí)并學(xué)習(xí)與傳熱學(xué)相關(guān)的科研現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)到所學(xué)專業(yè)的重要性，提高學(xué)生基于專業(yè)理論知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力。

3)啟發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新的教學(xué)方法研究。借助于本人的實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢，改進(jìn)普通課堂作業(yè)的形式，讓學(xué)生進(jìn)入到本人的實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生一些實(shí)際動(dòng)手的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生完成一些簡單的科研實(shí)驗(yàn)或數(shù)值模擬，并撰寫科研論文。讓學(xué)生參與本人的科研項(xiàng)目，啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

3 實(shí)施方案

以能源與動(dòng)力工程的專業(yè)基礎(chǔ)課《傳熱學(xué)》為背景，結(jié)合科研項(xiàng)目，把科研融于教學(xué)，實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)的融合，最大程度地實(shí)現(xiàn)科研促進(jìn)教學(xué)的發(fā)展，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與學(xué)科的共同發(fā)展。具體實(shí)施方案如下：

第一階段：總體規(guī)劃。1)對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行總體規(guī)劃。立足于中國礦業(yè)大學(xué)和本專業(yè)的實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)大綱，進(jìn)行具體分工；2)更新教學(xué)課件。加入本學(xué)科的前沿知識(shí)，豐富實(shí)際生產(chǎn)生活中的例子，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的緊密聯(lián)系。

第二階段：課堂教學(xué)的改革。1)教學(xué)學(xué)時(shí)的優(yōu)化。把教學(xué)學(xué)時(shí)的一部分安排本學(xué)科前沿知識(shí)的介紹、科研案例的講解；2)采取啟發(fā)式教學(xué)。開始每章內(nèi)容之前，拋出與本章內(nèi)容緊密聯(lián)系的幾個(gè)科研問題，讓學(xué)生帶著問題聽課，提高學(xué)生的思考能力；3)增設(shè)課堂分組討論。給學(xué)生布置一些與傳熱學(xué)緊密相連的科研題目，讓學(xué)生分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和思考能力；4)改進(jìn)課后作業(yè)的布置形式。在課后作業(yè)中補(bǔ)充一些科研題目，改善課后作業(yè)的多樣性，讓學(xué)生意識(shí)到所學(xué)知識(shí)的重要性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高利用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力；5)改進(jìn)考試試卷的構(gòu)成。在期末考試試卷中，適當(dāng)添加一些科研性質(zhì)的題目，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和科研能力。

第三階段：科研與教學(xué)的融合。1)利用業(yè)余時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)入本人的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的操作步驟，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力；2)結(jié)合課后科研性質(zhì)的作業(yè)，傳授給學(xué)生如何運(yùn)用軟件來解決一些實(shí)際的傳熱問題，拋磚引玉，帶領(lǐng)學(xué)生入門，發(fā)掘?qū)W生的自主創(chuàng)新能力。

第四階段：教學(xué)改革總結(jié)。1)在前期實(shí)踐教學(xué)模式探索的基礎(chǔ)上，總結(jié)教學(xué)規(guī)律與經(jīng)驗(yàn)；2)總結(jié)科研如何能夠與教學(xué)更好地融合。

4 結(jié)語

本文以中國礦業(yè)大學(xué)為背景，基于《傳熱學(xué)》課程對(duì)教學(xué)模式的改革進(jìn)行了論述，提出了融研于教式的教學(xué)模式，此教學(xué)模式可以因地適宜地在高校中推廣，對(duì)教學(xué)模式的改革將起到一定的指導(dǎo)意義。

[1] 蔡勤生.“賽教結(jié)合;寓學(xué)于賽;以賽促改”教學(xué)模式實(shí)踐探索[J].職業(yè)技術(shù)教育,2010,31(26):40-43.

[2] 方麗梅,孫云卿,王 慧,等.“數(shù)字化,結(jié)構(gòu)化,探究式”教學(xué)模式在工科大學(xué)物理教學(xué)中的運(yùn)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007(8)：71.

[3] 王麗珍,馮秀琪.以活動(dòng)課為切入點(diǎn)在信息技術(shù)教育中實(shí)施探究式教學(xué)[J].中國遠(yuǎn)程教育,2002(9):19.

[4] 謝 兵.以實(shí)踐技能為導(dǎo)向的課題式教學(xué)法初探[J].職業(yè)教育研究,2005(5):1-6.

[5] 韓琳琳,孟祥革.體驗(yàn)式教學(xué)法在國際貿(mào)易課教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育探索,2011(8):23.

[6] 黃江泉,于普選,張世仁.參與式教學(xué)在“管理學(xué)”教學(xué)中的五個(gè)設(shè)計(jì)原則[J].中國地質(zhì)教育,2010(3):81-84.

[7] 王立冬,張 友.研究式,滲透式教學(xué)方法探討[J].教育科學(xué),2006(3):48-49.

[8] 馬曉瓊,蔡金平,凌有鑄.基于問題驅(qū)動(dòng)法的產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].長沙大學(xué)學(xué)報(bào),2011,25(2):122-123.

[9] 薛 晶,張 婭,韓 芳.合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式在體育教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].社會(huì)科學(xué)論壇,2006,9(1)：92.

[10] 王龍樟,王立云,田家華.研究生教學(xué)重在培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)——兼議研究式教學(xué)[J].中國地質(zhì)教育,2012,21(3):16-19.

On research and exploration for integration of research and teaching model

Qi Cong Lian Jia Shi Yufeng

(PowerEngineeringCollege,ChinaUniversityofMiningTechnology,Xuzhou221116,China)

Based on the research at home and abroad based on eatTransmissionTheory, the paper points out the teaching model of integrating the research into teaching, and points out the respective implementation scheme from the overall planning, class teaching reform, and integration of research and teaching, so as to solve the disconnection of the teaching and research.

heat transmission theory, teaching model, integration of research and leaning, practical teaching

1009-6825(2016)31-0242-02

2016-08-25

齊 聰(1983- )，男，講師； 連 佳(1986- )，女，講師； 史玉鳳(1982- )，女，講師

G642.0

A