論案例式教學(xué)在《傳遞工程原理》課程教學(xué)中的作用

常娜

摘要：本文鑒于《傳遞工程原理》課程的特點(diǎn)、教學(xué)現(xiàn)狀的分析，結(jié)合案例式教學(xué)的概念和特點(diǎn)，論述了案例式教學(xué)在《傳遞工程原理》課程教學(xué)中的作用。表明案例式教學(xué)有助于《傳遞工程原理》課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，利于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，為進(jìn)一步改革優(yōu)化課程提供了思路。

關(guān)鍵詞：案例式教學(xué)；傳遞工程原理；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）25-0185-02

《傳遞工程原理》是資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)極為重要的專業(yè)課程之一，是本專業(yè)本科生必修課。本文針對(duì)本校資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)課程教學(xué)的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀的分析，闡述案例式在《傳遞工程原理》課程教學(xué)中的作用，為進(jìn)一步改革優(yōu)化課程提供思路。

一、課程背景

資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)是為解決國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的資源短缺和環(huán)境污染兩大根本問題而設(shè)置的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)，涉及材料科學(xué)與工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、電子信息工程等多個(gè)學(xué)科，是國家鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)能環(huán)保和新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)急需的新興交叉學(xué)科，培養(yǎng)這方面人才對(duì)于我國建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。本專業(yè)旨在培養(yǎng)具有良好的人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)道德，掌握資源循環(huán)科學(xué)與工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，熟悉資源—產(chǎn)品—再生資源—產(chǎn)品的多向式資源循環(huán)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展規(guī)律，了解資源循環(huán)科學(xué)與工程技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和學(xué)科前沿，具有解決資源綜合利用方面科學(xué)與工程實(shí)際問題的能力，能在資源循環(huán)科學(xué)與工程領(lǐng)域從事科學(xué)研究、工程技術(shù)開發(fā)、工藝流程設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)營管理和政策咨詢等方面工作的創(chuàng)新性應(yīng)用型高級(jí)專門人才?！秱鬟f工程原理》是資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)《傳遞工程原理》所講述的“三傳”基礎(chǔ)理論在化工、冶金、環(huán)境、材料等學(xué)科是一門傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程系統(tǒng)論述工程中動(dòng)量、熱量與質(zhì)量傳遞（簡稱“三傳”）的基本原理、數(shù)學(xué)模型及求解方法、傳遞速率的理論計(jì)算、“三傳”的類比及傳遞理論的工程應(yīng)用等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，旨在要求學(xué)生進(jìn)一步理解各種傳遞過程的本質(zhì)，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)和物理知識(shí)及實(shí)驗(yàn)方法來分析、解決工程中的實(shí)際問題，啟發(fā)和指導(dǎo)改善各類傳遞過程的途徑，以及過程和設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作、控制等問題，為工程過程的研究開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型。在傳授知識(shí)的同時(shí)，要通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)逐步培養(yǎng)學(xué)生具有思維能力、自學(xué)能力、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，還要特別注意培養(yǎng)學(xué)生工程研究能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決問題的能力。綜上所述，傳統(tǒng)經(jīng)典課程《傳遞工程原理》作為新興專業(yè)——資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其傳統(tǒng)的教育模式已無法與如今高速發(fā)展的時(shí)代相適應(yīng)，為培養(yǎng)適應(yīng)新形勢(shì)下的創(chuàng)新性應(yīng)用型高級(jí)專門人才，有必要進(jìn)行課程改革優(yōu)化。

二、《傳遞工程原理》課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

《傳遞工程原理》課程的特點(diǎn)如下[1-2]：第一，涉及“三傳”微觀過程復(fù)雜、理論性和工程性強(qiáng)；第二，課程內(nèi)容公式多、推理邏輯性強(qiáng)；第三，要求理解復(fù)雜物理過程的能力強(qiáng)，基本規(guī)律多，需建立數(shù)學(xué)模型?？傊?，《傳遞工程原理》比基礎(chǔ)課程（《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》等）更接近實(shí)際應(yīng)用，比專業(yè)技術(shù)課程（《過程工程單元操作》等）更深刻理解現(xiàn)象本質(zhì)。《傳遞工程原理》目前一直延續(xù)著傳統(tǒng)的教學(xué)模式，按部就班、墨守成規(guī)。學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，教學(xué)與工程脫節(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生不能全面深刻掌握課程內(nèi)容和能力要求，從而導(dǎo)致學(xué)生分析和解決問題的能力缺乏、創(chuàng)新能力弱等問題，可歸納如下：第一，教師滿堂灌。由于本課程采用大量的數(shù)學(xué)模型來描述傳遞過程中的物理現(xiàn)象，涉及大量抽象的數(shù)學(xué)公式，教師很容易在教學(xué)過程中較多地分析抽象概念和建立數(shù)學(xué)模型，而忽視對(duì)講授內(nèi)容的實(shí)際意義和應(yīng)用場合的介紹，從而會(huì)導(dǎo)致學(xué)生普遍缺乏獨(dú)立思考、發(fā)散思維的空間，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。第二，學(xué)生被動(dòng)學(xué)。（1）學(xué)生積極性調(diào)動(dòng)不起來。本課程學(xué)生普遍反映比較難掌握，對(duì)物理過程和數(shù)學(xué)模型的本質(zhì)理解不清，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中常產(chǎn)生畏難情緒，制約了學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的積極性，影響課程教學(xué)效果。（2）學(xué)生創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)欠缺。學(xué)生在初接觸本門課程時(shí)，了解到本門課程的意義和地位時(shí)，非?？释苡盟鶎W(xué)知識(shí)解決這些工程實(shí)際問題。但在課堂教學(xué)過程中，對(duì)講授內(nèi)容的實(shí)際意義和實(shí)際應(yīng)用涉及較少，學(xué)生不能理解工程本質(zhì)的問題，何談樹立學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維？因此，改變《傳遞工程原理》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決問題的能力及創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力是一個(gè)值得考慮的問題。

三、案例式教學(xué)在《傳遞工程原理》課程教學(xué)中的作用

案例式教學(xué)，是一種開放式、互動(dòng)式的新型教學(xué)方式，是指在教學(xué)過程中打破以教師講授為主體，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的教學(xué)模式。該教學(xué)法通過案例所呈現(xiàn)的具體典型情境，引領(lǐng)學(xué)生對(duì)隱藏于其中的特定疑難問題進(jìn)行思考、分析、判斷、決策，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，提高學(xué)生解決實(shí)際問題能力的一種教學(xué)方法。案例式教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決問題的能力[3]，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力，同時(shí)案例式教學(xué)也有利于《傳遞工程原理》課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。目前不少研究[4-6]均提到案例式教學(xué)在課程教學(xué)中應(yīng)用的可行性。陳金慶等[7]提出在“以學(xué)生為中心，以學(xué)為主”的教學(xué)觀念指導(dǎo)下，以板書教學(xué)和多媒體教學(xué)方法結(jié)合，輔以情景教學(xué)、案例教學(xué)、問題教學(xué)和軟件教學(xué)等自主教學(xué)模式。李運(yùn)姣[8]等人從教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、考核方式和教學(xué)效果等多方面分析了開放式課堂教學(xué)改革的優(yōu)勢(shì)和亮點(diǎn)，教學(xué)改革的主要內(nèi)容包括師生交互主講、大型案例分析、新型考核評(píng)價(jià)體系三個(gè)主要部分，涉及課堂教學(xué)方式、教學(xué)手段和考核方式等多個(gè)層面的改革。經(jīng)過一段時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)案例式教學(xué)可以很好地激發(fā)學(xué)生對(duì)《傳遞工程原理》課程的學(xué)習(xí)興趣。由生產(chǎn)實(shí)踐可知，水泥廠中回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的散熱損失較大，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)筒體表面溫度較高，可達(dá)300℃—350℃，大量熱能直接散發(fā)到大氣中。并且根據(jù)資料分析，窯筒體表面散熱占整個(gè)熟料系統(tǒng)表面散熱的34.28%—56.6%；占整個(gè)熟料系統(tǒng)總能耗的3.1%—6.6%。因此，對(duì)回轉(zhuǎn)窯筒體表面溫度、環(huán)境的風(fēng)速和風(fēng)向等進(jìn)行了測量，并根據(jù)“三傳”中熱量傳遞的知識(shí)計(jì)算了回轉(zhuǎn)窯表面的散熱量，將此例作為傳熱學(xué)的教學(xué)案例在課堂上與學(xué)生進(jìn)行探討，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，幫助學(xué)生鞏固了熱量傳遞的基礎(chǔ)知識(shí)，取得了較好的教學(xué)效果。

四、結(jié)語

案例式教學(xué)在《傳遞工程原理》教學(xué)中的應(yīng)用，可望改變《傳遞工程原理》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決問題的能力及創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力，促進(jìn)《傳遞工程原理》課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，利于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，以適應(yīng)新世紀(jì)對(duì)創(chuàng)新性應(yīng)用型高級(jí)專門人才的需求。

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