熱工系列課程啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法研究

肖東++林竹++李永杰++葉峰++申潔

摘要：針對熱工系列課程特點，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，筆者認為提高熱工系列課程教學(xué)質(zhì)量的有力途徑是實施啟發(fā)互動式教學(xué)方法。本文闡述了啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法，提出了在熱工系列課程課堂教學(xué)中實施啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法的具體解決措施。

關(guān)鍵詞：熱工系列課程；啟發(fā)式教學(xué)；聯(lián)想式教學(xué)

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）52-0160-02

一、引言

熱工系列課程包括工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)。工程熱力學(xué)是熱力學(xué)最先發(fā)展的一個分支，它主要研究熱能與機械能和其他能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律及其應(yīng)用；傳熱學(xué)是研究熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科，傳熱學(xué)的作用是利用可以預(yù)測能量傳遞速率的一些定律去補充熱力學(xué)分析[1，2]。熱工系列課程內(nèi)涵豐富、概念抽象、公式數(shù)量多、聯(lián)系工程實際范圍廣，是本校油氣儲運、石油工程、機械工程等工科專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此，針對本課程教學(xué)過程，必須定位在要保持學(xué)科基本理論的嚴密性和系統(tǒng)性基礎(chǔ)上，考慮高新技術(shù)的應(yīng)用和新型人才培養(yǎng)模式的要求，突出專業(yè)特點，使學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高他們的理論分析和解決工程問題的應(yīng)用能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

然而，在多年從事該課程的教學(xué)工作過程中，學(xué)生普遍反映該課程是一門非常難于學(xué)習(xí)掌握的課程。究其原因，一方面是由課程本身特點決定的，工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)具有理論較難，基本概念和基本方程較多，對學(xué)生用高等數(shù)學(xué)知識處理和解決實際問題能力的要求較高等特點，學(xué)生認為該課程的學(xué)習(xí)過程非常困難；另一方面和教師“填鴨式”的教學(xué)方法有關(guān)，教師往往只是把知識一味灌輸給學(xué)生，使學(xué)生覺得原本就枯燥的物理概念和數(shù)學(xué)方程更加索然無味，提不起學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗，筆者認為，要提高熱工系列課程的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而最有力的途徑就是采用啟發(fā)聯(lián)想式的教學(xué)方法。

二、關(guān)于啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)的思考

啟發(fā)式教學(xué)是中國的傳統(tǒng)教育方式，在中華民族的發(fā)展過程中發(fā)揮著巨大的作用?？鬃诱f：“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅，不以三隅反，則不復(fù)也”[3]。這是孔子論述啟發(fā)式教學(xué)的重要名言，對后世影響非常深遠。學(xué)生如果不經(jīng)過思考并有所體會，想說卻說不出來時，就不去開導(dǎo)他；如果不是經(jīng)過冥思苦想而又想不通時，就不去啟發(fā)他?！安粦嵅粏?，不悱不發(fā)”經(jīng)常用來說明對學(xué)生要嚴格要求，先讓學(xué)生積極思考，再進行適時啟發(fā)。所謂“教”是為了“不教”，就是要學(xué)生提高創(chuàng)新能力，掌握適合自己的學(xué)習(xí)方法。只有這樣，他們才離得開教師，甚至可以超越教師，最終成為適應(yīng)經(jīng)濟高速發(fā)展現(xiàn)狀的人才。這種教育方式對目前的高等教育有著巨大的指導(dǎo)意義。

聯(lián)想教學(xué)法是啟發(fā)式教學(xué)方法的一種有效手段。所謂聯(lián)想教學(xué)法，就是把首次接觸的知識，通過連接點，將新穎的、有價值的東西與我們過去的見識、思考、觀念，盡可能多地予以聯(lián)系，被充分吸收后成為自己的思考、認識、判斷與熟知的知識[4]。我們在教授一門新課程時，總是從基本的概念說起。要讓學(xué)生學(xué)習(xí)、理解這些基本的概念，往往要通過舉例來說明。舉例，就是一種聯(lián)想，就是將已知事物和新事物的本質(zhì)特征，通過某些相同或相似之處的比較、參照，將彼此聯(lián)系在一起。由此，學(xué)生就可以通過對已知事物的認識，去學(xué)習(xí)、理解未知的新事物。

三、啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法的實施

啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)并不是一種具體的教學(xué)方法，針對熱工系列課程而言，參考和學(xué)習(xí)國內(nèi)外的教學(xué)經(jīng)驗并總結(jié)自己的教學(xué)體會，筆者認為可以通過下面幾個方面的解決措施來實施啟發(fā)互動式教學(xué)方法。

1.要突出新舊知識間的聯(lián)系與區(qū)別。學(xué)生在大學(xué)物理中的熱學(xué)部分已經(jīng)學(xué)習(xí)過本課程中的部分內(nèi)容。當這些知識重新出現(xiàn)時，應(yīng)先和學(xué)生一起復(fù)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的回憶，然后再引出熱工理論的定義，緊緊抓住新舊知識之間的聯(lián)系與區(qū)別，引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識的基礎(chǔ)上引出新知識，同時注意不是簡單地重復(fù)舊知識，而是從工程應(yīng)用的角度來論述并加以深化和推廣。

在教學(xué)活動中，新知識的學(xué)習(xí)常常受到與其相類似的舊知識的干擾。例如，有些學(xué)生總是將工程熱力學(xué)中壓力的概念和單位與中學(xué)物理中壓力的概念混淆起來。為克服這種干擾，需幫助學(xué)生找出二者之間的區(qū)別并劃清兩種類似知識的界限。例如說明工程熱力學(xué)中的壓力是一種應(yīng)力的概念，是單位面積上的力，是氣體分子撞擊容器壁產(chǎn)生的效果，其國際單位是帕斯卡，而物理學(xué)中的壓力是力的概念，其國際單位是牛頓。使學(xué)生對立地建立新知識中的概念，對新舊學(xué)習(xí)內(nèi)容進行概括，找出其共同的本質(zhì)。

2.通過有趣的比擬，啟發(fā)學(xué)生對生僻易混概念的理解。熱工系列課程的特點是概念多、邏輯性強。列寧說：自然科學(xué)的成果是概念。顯然，沒有力、速度、加速度等概念也就沒有力學(xué)這個科學(xué)[5]。但是，熱工課程中的各個概念是怎么引入的，不能只從定義出發(fā)給學(xué)生講解。這樣的教學(xué)效果往往是極差的，學(xué)生往往會對概念似是而非，無法正確把握各個概念，在該課程完成之后不久就輕而易舉地忘掉了幾乎所有的內(nèi)容。為了避免這種教學(xué)現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于概念的引入和講解應(yīng)符合人類的認知規(guī)律，即從具體到抽象的過程，也就是從感性認識到理性認識的過程。我們將熱工現(xiàn)象和概念與生活中一些廣為熟知的現(xiàn)象進行比擬，以此引入概念，學(xué)生往往能受到啟發(fā)，從而從根本上掌握這些概念，并且做到學(xué)以致用。

例如在剛進入傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)時，講到熱量傳遞規(guī)律，可將熱量傳遞比擬為電流流動，學(xué)生們對于直流電路的歐姆定律I=■是非常熟悉的。將溫差比擬為電壓，將熱阻比擬為電阻，由此學(xué)生們可以自然地將熱流量與電流聯(lián)想到一起，在這種教學(xué)方法下，學(xué)生們自然就可以很容易地記憶傳熱學(xué)非常重要的兩組公式Q=■、Q=■。再如，在講到對流換熱系數(shù)的影響因素——流態(tài)時，針對層流和紊流，可以將流體的運動狀態(tài)與學(xué)生排隊郊游進行比擬。同學(xué)們行進的隊伍非常整齊，每個隊列的同學(xué)接踵摩肩，不同隊列的同學(xué)互不影響即是“層流”的狀態(tài)；而各個隊列的同學(xué)打鬧嬉戲，相互影響，使得行進的隊列非常混亂，雜亂無章即是“紊流”的狀態(tài)。這樣的講授既生動又形象，學(xué)生們?nèi)菀捉邮?，更能較好地把握這些難以理解、容易混淆的概念。endprint

3.針對不同專業(yè)，通過熱工課程在本專業(yè)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)有實踐能力的高級專門人才。在講授熱工理論的過程中，對于涉及熱工應(yīng)用的部分，可以采用開放式的教學(xué)理念。在遵守課堂紀律的前提下，學(xué)生可以在課堂上隨時提問題，大膽發(fā)表關(guān)于熱工理論在本專業(yè)應(yīng)用的見解。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上，教師要注意設(shè)計符合學(xué)生實際的教學(xué)內(nèi)容，符合學(xué)生的心理，以教師為主導(dǎo)，引領(lǐng)、啟發(fā)和傳遞信息；以學(xué)生為主體，感受、感知和反饋信息；以問題為基礎(chǔ)，設(shè)問、思考和分析探究；以能力、方法為主線，有計劃培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析能力、思維能力、觀察和實踐能力、應(yīng)用知識解決實際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

例如，在講授“傳熱過程”一節(jié)，對于石油工程專業(yè)的學(xué)生，可以介紹熱力采油的例子，讓學(xué)生用熱工理論描述注蒸汽采油的過程，描述每個傳熱環(huán)節(jié)，進而結(jié)合傳熱學(xué)的基本公式，提出提高熱力采油效率的基本措施；在講授“壓縮機”及“換熱器”一節(jié)，對于油氣儲運專業(yè)的學(xué)生，可以介紹天然氣及石油管道輸送工藝，結(jié)合管道工藝流程圖，介紹泵站、加熱站的作用，并對其進行討論，由此可衍生出“蒸汽伴熱”和“油氣混輸”等輸油工藝，從而加深了對熱工理論內(nèi)容的理解。

4.要充分利用多媒體進行課堂教學(xué)和輔助教學(xué)。利用多媒體計算機具有的豐富的圖、文、聲等處理功能，使學(xué)生能在輕松的環(huán)境中達到對知識的理解、分析、記憶，掌握和運用知識，提高了教學(xué)效率，也為教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定提供了保障。熱工系列課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，與工程實踐密切相連，需要很多工程問題作為背景，而課本中單調(diào)的文字敘述和簡單的圖形說明，往往不能準確形象地描述這些工程問題。在這種情況下，如果我們能借助多媒體手段，讓學(xué)生能通過多媒體文件，讓他們形象地認識知識，教學(xué)效果要好很多。例如在講授壓氣機的工作過程時，用動畫來表達，較之單純用文字描述更加形象，學(xué)生也更容易接受。然而，多媒體教學(xué)容量大，畫面豐富，多方位剌激學(xué)生的各種感官，容易造成學(xué)生注意力不集中，因此要根據(jù)課堂的實際和學(xué)生的接受能力，安排適當?shù)闹v解、提問、啟發(fā)和點評，并留有學(xué)生思考問題的時間。對于熱工系列課程的教學(xué)內(nèi)容中方程和公式的講解，其推導(dǎo)過程用板書的形式來講授更加符合人們的邏輯思維習(xí)慣，更易于被學(xué)生接受，在寫板書的過程中，學(xué)生會跟著教師的板書一同思考、琢磨和消化，更加有利于學(xué)生對所學(xué)理論的理解和掌握。所以教師應(yīng)采用板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段，要“善用而不是濫用”多媒體教學(xué)。

總之，在熱工系列課程的教學(xué)過程中實施啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動參與性，通過該教學(xué)方法的實施，取得了良好的教學(xué)效果，它是大學(xué)教學(xué)改革的必然要求。

參考文獻：

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