《熱工過(guò)程與設(shè)備》課程教學(xué)改革與探索

周芬 郜建全

摘要：基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的“學(xué)生為中心”理念，結(jié)合《熱工過(guò)程與設(shè)備》課程特點(diǎn)及存在問(wèn)題，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、考核方式及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)三個(gè)層面進(jìn)行教學(xué)改革與探索，可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)改革提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也在一定程度上提升了課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：熱工過(guò)程與設(shè)備;教學(xué)改革;教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）49-0072-02

一、課程教學(xué)改革背景

2016年6月，我國(guó)在國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)上被接納為《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員國(guó)。這不僅標(biāo)志著我國(guó)高等工程教育得到國(guó)際的認(rèn)可，同時(shí)也意味著我國(guó)工程教育認(rèn)證工作進(jìn)入新的階段[1]。以此為契機(jī)，自2017年以來(lái)，我校材料與冶金學(xué)院的無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)也在積極開展專業(yè)認(rèn)證相關(guān)工作。

工程認(rèn)證的核心理念有三個(gè)，即學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)。其中，以學(xué)生為中心和成果導(dǎo)向的理念與傳統(tǒng)的一些教學(xué)理念不盡相同。工程教育認(rèn)證的理念更強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，要體現(xiàn)出學(xué)生學(xué)會(huì)了什么，也更注重能力的培養(yǎng)，尤其是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。這不僅僅是傳統(tǒng)意義上教師對(duì)學(xué)生知識(shí)的傳授和學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，也使得課程教學(xué)的內(nèi)涵發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變。因此，在不斷推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證的過(guò)程中，如何結(jié)合專業(yè)工程教育認(rèn)證要求在課程教學(xué)中凸顯“學(xué)生為中心”的理念，并做到以成果導(dǎo)向?yàn)樵瓌t，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，是目前課程教學(xué)中亟須解決的問(wèn)題。

二、課程特點(diǎn)及現(xiàn)狀

《熱工過(guò)程與設(shè)備》是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。其教學(xué)內(nèi)容一方面包括熱工基本理論，如氣體力學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)原理、干燥理論、燃料與燃燒等基礎(chǔ)理論知識(shí);另一方面，還涉及硅酸鹽工業(yè)常用熱工設(shè)備的構(gòu)造、工作原理及熱工特性等相關(guān)知識(shí)。從特點(diǎn)上說(shuō)，該門課程既具有理論嚴(yán)謹(jǐn)、概念抽象、公式繁多及難度大的基礎(chǔ)課特征[2]，同時(shí)其理論又與工程實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系緊密，具有一定的應(yīng)用性和技術(shù)性[3]。

近年來(lái)，我校該門課程的教學(xué)效果不盡如人意。這有課程學(xué)時(shí)偏少、招生質(zhì)量不佳的客觀因素，而這些外界因素非任課教師所能改變的。拋開外界因素，該門課程教學(xué)中主要存在以下問(wèn)題：（1）課堂教學(xué)基本上沿用教師講授、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)模式。這導(dǎo)致學(xué)生課程學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性不高，課堂參與度偏低。（2）考核方式較為單一。在考核方式方面，此前對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)主要是通過(guò)課程考試來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由期末閉卷考試卷面成績(jī)（80%）加上平時(shí)作業(yè)情況及出勤（20%）構(gòu)成。從某種程度上說(shuō)，這種考核方式存在考核形式單一、評(píng)價(jià)內(nèi)容片面的弊端。比如，教學(xué)內(nèi)容中對(duì)流換熱計(jì)算這部分的知識(shí)點(diǎn)，考核時(shí)需要學(xué)生通過(guò)查相關(guān)的圖表，選擇適用條件下的公式進(jìn)行計(jì)算，諸如此類的內(nèi)容并不適合閉卷考核，因此，在閉卷考試中缺少對(duì)這類內(nèi)容的考核。從根本上講，這種考核也不利于我們應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。（3）缺少網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源包括課程大綱、教案、課件、題庫(kù)、習(xí)題講解、視頻等。以學(xué)生為中心和成果導(dǎo)向的教育理念，要求課程教學(xué)環(huán)節(jié)能從課堂延伸到課后。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)正是提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。由于課程本身所具有的難學(xué)難教的特點(diǎn)，課堂教學(xué)及課后答疑輔導(dǎo)仍不能滿足部分學(xué)生課后自學(xué)課程的需要。為此，建設(shè)課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)將利于學(xué)生課后的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)?；谝陨锨闆r，本著以學(xué)生為中心、以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的理念，我們對(duì)《熱工過(guò)程與設(shè)備》課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式上根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，結(jié)合啟發(fā)式、案例式、互動(dòng)式等教學(xué)方法對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，旨在激發(fā)對(duì)課程的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高課程教學(xué)質(zhì)量。

三、教學(xué)改革與實(shí)施

（一）教學(xué)內(nèi)容的精細(xì)化設(shè)計(jì)

根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計(jì)時(shí)，注意將一些教學(xué)方法，如啟發(fā)式、案例式及互動(dòng)式等運(yùn)用到教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中來(lái)，同時(shí)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)選擇合適的教學(xué)手段。由于課程中熱工理論部分的一些教學(xué)內(nèi)容與日常生活有較為密切的關(guān)系，因此，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，可將教學(xué)內(nèi)容與日常生活現(xiàn)象或?qū)嵗嘟Y(jié)合，讓學(xué)生感到熱工理論并不脫離生活，或引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的熱工現(xiàn)象并分析原因，從而提高學(xué)習(xí)興趣。比如，講述氣體流動(dòng)的局部阻力損失時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么管道的拐彎處要做成圓角而不是直角;講授輻射傳熱中兩灰體相包圍時(shí)的輻射傳熱計(jì)算時(shí)，可聯(lián)系工程實(shí)際，舉例講述熱風(fēng)管置于露天和磚槽內(nèi)時(shí)兩種情況下輻射熱損失的計(jì)算，然后進(jìn)行比較并得出結(jié)論。再如，在干燥理論部分的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中，在講授濕空氣的“相對(duì)濕度”這一概念時(shí)，以南北方空氣濕潤(rùn)程度上的差異引入教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)南北方空氣在差異上的思考，激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣。在一些內(nèi)容中，也可考慮案例式教學(xué)，比如以物料干燥的工程案例為切入點(diǎn)，引發(fā)學(xué)生對(duì)物料干燥理論的思考。在熱工設(shè)備部分的教學(xué)設(shè)計(jì)上，除了講授熱工設(shè)備的工作原理及特性外，還可通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料獲得相關(guān)技術(shù)發(fā)展的最新研究成果，將其充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中來(lái)。課后，給學(xué)生留一定的思考題，并結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研進(jìn)行總結(jié)。

（二）加強(qiáng)過(guò)程考核和能力考核

改革考核方式的出發(fā)點(diǎn)是將考核貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，避免學(xué)生僅為通過(guò)期末卷面考試而在考前“臨陣磨槍”。為此，對(duì)以往“一卷定終身”的考核模式進(jìn)行改革，用多種考核方式綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)。學(xué)生的最終成績(jī)?nèi)杂煽荚嚦煽?jī)和平時(shí)成績(jī)構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)包括日常課堂聽講狀態(tài)、平時(shí)課后作業(yè)完成情況、章節(jié)測(cè)驗(yàn)成績(jī)。作業(yè)類型按教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分，如熱工理論部分可留相應(yīng)的課后練習(xí)題，以利于學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固;對(duì)于設(shè)備部分，可留查閱資料或類似課程設(shè)計(jì)的作業(yè)，以提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

多種形式的考核，有助于促進(jìn)學(xué)生注重過(guò)程學(xué)習(xí)，明確自己學(xué)習(xí)中的不足，也利于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握與鞏固，以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

（三）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)

為方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)，將與課程相關(guān)的教學(xué)資源，如教學(xué)大綱、教案、課件、課程習(xí)題庫(kù)等放到學(xué)校的教學(xué)平臺(tái)上，利于學(xué)生對(duì)該門課的學(xué)習(xí)由課堂延伸到課外。

（四）實(shí)施效果

以上教學(xué)改革在我校無(wú)機(jī)非金屬材料工程2016級(jí)學(xué)生中實(shí)施。從調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果來(lái)看，學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)較為滿意，課堂教學(xué)互動(dòng)良好。課程的過(guò)程考核一定程度上避免了學(xué)生考前的突擊復(fù)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)對(duì)學(xué)生的課后學(xué)習(xí)起到一定的輔助作用。從綜合考核結(jié)果來(lái)看，本屆學(xué)生的綜合評(píng)定成績(jī)較上一屆有所提高?？己酥幸舶l(fā)現(xiàn)，學(xué)生在解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力及對(duì)重要概念的理解、應(yīng)用上尚有不足，在以后的教學(xué)中將針對(duì)以上問(wèn)題做持續(xù)改進(jìn)。

四、結(jié)語(yǔ)

基于工程教育認(rèn)證中“以學(xué)生為中心”的基本理念，本文對(duì)《熱工過(guò)程與設(shè)備》課程從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、考核設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)三個(gè)層面進(jìn)行教學(xué)改革與探索。實(shí)踐表明，教學(xué)改革提高了課程教學(xué)質(zhì)量，取得了一定的效果，但如何不斷提升學(xué)生學(xué)以致用和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，培養(yǎng)出具備較強(qiáng)創(chuàng)新能力和應(yīng)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的高質(zhì)量應(yīng)用型人才，這是今后本課程教學(xué)改革的重點(diǎn)和努力方向。

參考文獻(xiàn)：

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