小學(xué)時(shí)高等傳熱學(xué)的教學(xué)改革探討

高虹+楊曉宏+田瑞

摘要：本文針對(duì)目前高等傳熱學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少的情況以及在教學(xué)實(shí)踐上存在的一些問(wèn)題，對(duì)高等傳熱學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了一些思考和改革。認(rèn)為在小學(xué)時(shí)的情況下，要根據(jù)本校的專業(yè)特色選取教學(xué)內(nèi)容，采用精講與課堂討論的方式進(jìn)行教學(xué)，加大平時(shí)作業(yè)成績(jī)的比例，才能使高等傳熱學(xué)教學(xué)能夠有的放矢，為研究生的后續(xù)的科研工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；高等傳熱學(xué)；小學(xué)時(shí)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）01-0138-02

一、引言

高等傳熱學(xué)是一門(mén)學(xué)位專業(yè)課，涉及到工程熱物理、動(dòng)力工程、供熱、通風(fēng)及空調(diào)等專業(yè)，通常會(huì)被各個(gè)學(xué)校作為精品課程來(lái)建設(shè)。高等傳熱學(xué)是一門(mén)理論基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容涉及的工程領(lǐng)域廣，數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)多，講不好就會(huì)脫離傳熱學(xué)課程的本質(zhì)，而變成一門(mén)數(shù)學(xué)課。傳統(tǒng)的高等傳熱學(xué)課程教學(xué)都以一本教材為主，以教師講學(xué)生聽(tīng)的方式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，最終以期末考試成績(jī)來(lái)評(píng)定學(xué)生掌握的程度。這種情況下，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，很難用學(xué)到的知識(shí)去解決一個(gè)實(shí)際的問(wèn)題。隨著教學(xué)改革的深入，以及對(duì)研究生培養(yǎng)提出的創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)、國(guó)際交流能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的培養(yǎng)目標(biāo)，[1]高等傳熱學(xué)的課程教學(xué)也面臨著新的挑戰(zhàn)，對(duì)授課教師也提出了更高的要求。

二、小學(xué)時(shí)的必然趨勢(shì)

筆者從網(wǎng)上查閱了幾所高校研究生培養(yǎng)方案中高等傳熱學(xué)課程的學(xué)時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于工程熱物理專業(yè)的研究生教學(xué)來(lái)說(shuō)，高等傳熱學(xué)最大的學(xué)時(shí)是60學(xué)時(shí)，最少學(xué)時(shí)是32學(xué)時(shí)。造成各校高等傳熱學(xué)課程學(xué)時(shí)不同的原因，主要在于研究生培養(yǎng)方向的不同。西安交通大學(xué)的熱工全國(guó)著名，擁有工程熱物理專業(yè)博士后站點(diǎn)和國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，師資力量更是全國(guó)一流，因此其高等傳熱學(xué)教學(xué)學(xué)時(shí)最長(zhǎng)。有些學(xué)校學(xué)時(shí)少，是因?yàn)橥瑫r(shí)還開(kāi)設(shè)有對(duì)流換熱、輻射換熱、相變傳熱、傳質(zhì)和熱物性等課程，也就是說(shuō)把傳熱學(xué)中有些內(nèi)容單獨(dú)拿出來(lái)進(jìn)行教學(xué)，為避免重復(fù)而減少了高等傳熱學(xué)的課程學(xué)時(shí)。而有些學(xué)校則是由于專業(yè)培養(yǎng)方向的原因，高等傳熱學(xué)僅僅是作為專業(yè)基礎(chǔ)課開(kāi)出，并不要求學(xué)生做深入的了解和掌握。除了一些一流學(xué)校，其他普通的理工類學(xué)校，小學(xué)時(shí)課程將成為主流。這些學(xué)校在考慮高等傳熱學(xué)課程學(xué)時(shí)設(shè)置時(shí)，更多的是要兼顧相近的專業(yè)，以及不同的專業(yè)方向普遍適用的問(wèn)題，并不需要學(xué)生在高等傳熱學(xué)方面掌握太深的理論知識(shí)。因此高等傳熱學(xué)的教學(xué)內(nèi)容壓縮和精簡(jiǎn)成為必然。

三、小學(xué)時(shí)下教學(xué)內(nèi)容的選取

以32學(xué)時(shí)為例，全面鋪展開(kāi)講解高等傳熱學(xué)課本涉及到的理論已成為不可能。如果以熱傳導(dǎo)，對(duì)流換熱和輻射換熱三部分作為主要講解內(nèi)容，平均下來(lái)，每部分的學(xué)時(shí)大概在10個(gè)學(xué)時(shí)左右。因此如何取舍教學(xué)內(nèi)容變成重中之重。不同的學(xué)校會(huì)根據(jù)自己學(xué)校的專業(yè)特色，重點(diǎn)講解某些內(nèi)容，三部分的學(xué)時(shí)比例也可能各有側(cè)重。但是作為學(xué)位基礎(chǔ)課，每一部分必要的基礎(chǔ)理論肯定是都要涉及的。

針對(duì)我校研究生專業(yè)設(shè)置的特色，對(duì)于高等傳熱學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行了取舍，以四個(gè)學(xué)時(shí)為一個(gè)教學(xué)單元，選取了八個(gè)主要教學(xué)內(nèi)容，如表2所示。從表2可以看出，我們?cè)趯?dǎo)熱部分和輻射換熱部分的學(xué)時(shí)較少，偏重于對(duì)流換熱。其中教師精講部分偏重于理論分析，而課堂討論部分重點(diǎn)是將研究生課題所涉及到的傳熱內(nèi)容都提煉出來(lái)，提前使研究生接觸到將要研究課題的最基本原理和理論。

四、教學(xué)方法選取

教學(xué)方法的多樣化已成為高等傳熱學(xué)教學(xué)的新趨勢(shì)。如國(guó)內(nèi)一些學(xué)校教師采用的“娛導(dǎo)式”、“開(kāi)放互動(dòng)式”、“Seminar教學(xué)法”、“參與式”、“研究性”等教學(xué)方法。[4，5]不管采用哪種教學(xué)方法，其目的就是改變過(guò)去單一輸入型的教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的積極性和參與性，從而提高學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。

引進(jìn)參與式的教學(xué)，對(duì)于學(xué)生和教師都提出更高的要求，老師在上課前要對(duì)整個(gè)課程教學(xué)有整體宏觀的把握，學(xué)生在上課前必須具備相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備，這時(shí)課堂才能有條不紊地活躍起來(lái)，不然難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。我們?cè)诿看握n前都會(huì)給學(xué)生留自學(xué)作業(yè)，其內(nèi)容與表2中課堂討論內(nèi)容一一對(duì)應(yīng)。為了避免部分學(xué)生偷懶不自學(xué)，我們將自學(xué)作業(yè)分成3-4個(gè)題目，同時(shí)將學(xué)生也分成3-4個(gè)小組，每組學(xué)生大約是4-5個(gè)人，將每個(gè)題目又細(xì)化成4-5個(gè)方向，保證每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)小題目，而每個(gè)小題目都是一個(gè)自學(xué)題目的一部分。這樣既保證了每個(gè)同學(xué)都要參與其中，又要相互協(xié)調(diào)為同一個(gè)題目從不同的方向上說(shuō)明。

如第一次討論題目“一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的理論求解”，將其分為“大平壁、圓筒壁、球壁、肋壁”四個(gè)方向，在“大平壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱”題目下，又分為“第一類邊界條件、第三類邊界條件、第二類邊界條件的探討、附加內(nèi)熱源求解的探討”四個(gè)小問(wèn)題。由于是第一次上課，所以題目比較簡(jiǎn)單，學(xué)生通過(guò)查找本科的教學(xué)內(nèi)容就可得到。這樣本科的傳熱學(xué)內(nèi)容學(xué)生通過(guò)自學(xué)可以獲得，課堂上教師就不需再花費(fèi)時(shí)間去重新回顧本科知識(shí)，可以更加側(cè)重新知識(shí)的講解上。

五、成績(jī)?cè)u(píng)定方法的選取

高等傳熱學(xué)教學(xué)的目標(biāo)實(shí)質(zhì)上是要求學(xué)生掌握高等傳熱學(xué)的基本理論知識(shí)和能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決傳熱問(wèn)題?，F(xiàn)在大部分學(xué)校不再以期末考試作為唯一的教學(xué)效果檢查方式，通常以期末考試和課程大作業(yè)的方式來(lái)考查學(xué)生對(duì)于高等傳熱學(xué)課程的掌握程度。[5-7]

針對(duì)我校高等傳熱學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)，將高等傳熱學(xué)的課程成績(jī)?nèi)槠谀┰嚲沓煽?jī)占總成績(jī)的40%，平時(shí)自學(xué)作業(yè)成績(jī)占總成績(jī)的50%，實(shí)驗(yàn)占總成績(jī)的10%。加大平時(shí)作業(yè)成績(jī)，可以使學(xué)生更加注重學(xué)習(xí)的過(guò)程，而不是只為了最后應(yīng)付考試。

實(shí)際上無(wú)論是教學(xué)方式和考核方式的改革，都會(huì)對(duì)教師提出更高的要求。為了使平時(shí)作業(yè)成績(jī)能夠充分地體現(xiàn)出學(xué)生自學(xué)的能力和自學(xué)的深度，教師必然要對(duì)每一個(gè)平時(shí)自學(xué)的題目精心準(zhǔn)備，同時(shí)對(duì)作業(yè)成績(jī)的評(píng)定要有明確的標(biāo)準(zhǔn)。

六、小結(jié)

在建成世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，各高校的學(xué)科建設(shè)必會(huì)百花齊放。高等傳熱學(xué)作為能源動(dòng)力類研究生的學(xué)位課，在學(xué)時(shí)不斷減少的情況下，如何有針對(duì)性地進(jìn)行高等傳熱學(xué)課程的建設(shè)成為每個(gè)學(xué)校和授課教師面臨的艱巨任務(wù)。

在小學(xué)時(shí)下，精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容成為必然趨勢(shì)，在保證整個(gè)高等傳熱學(xué)教學(xué)體系完整的情況下，教學(xué)內(nèi)容的選取與學(xué)校專業(yè)特色緊密相關(guān)，甚至一部分教學(xué)內(nèi)容會(huì)具體到每個(gè)學(xué)生將來(lái)的專業(yè)方向上去。教學(xué)方法和教學(xué)手段會(huì)越來(lái)越多樣化，其目的就是使學(xué)生更多的參與到高等傳熱學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，從而在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張靖周.高等傳熱學(xué)教學(xué)中的“三強(qiáng)一高”特質(zhì)培養(yǎng)[J].科技資訊，2015，（19）：167-168.

[2]李俊梅，李炎鋒，畢月虹.關(guān)于暖通專業(yè)“高等傳熱學(xué)”教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].土木建筑教育改革理論與實(shí)踐，2010，（12）：365-367.

[3]何雅玲，陶文銓.對(duì)我國(guó)熱工基礎(chǔ)課程發(fā)展的一些思考[J].中國(guó)大學(xué)教育，2007，（3）：12-15.

[4]邱林.開(kāi)放互動(dòng)式教學(xué)方式在高等傳熱學(xué)研究生課程教學(xué)中的實(shí)踐[J].高等建筑教育，2008，17（4）：95-97.

[5]趙斌，鐘曉暉，張磊.高等傳熱學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析[J].中國(guó)冶金教育，2013，（6）：48-49.

[6]朱群志，姜未汀，張莉，等.研究生課程“高等傳熱學(xué)”教學(xué)改革初探[J].中國(guó)電力教育，2014，（30）：49-50.

[7]黃金.“傳熱學(xué)”教學(xué)改革探討[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，（7）：72-73.

Reform Practice on Advanced Heat Transfer Teaching under Reduced Course Hours

GAO Hong，YANG Xiao-hong，TIAN Rui

（College of Energy and Power Engineering，Inner Mongolia University of Technology，Huhhot，Inner Mongolia 010051，China）

Abstract：The thinking and reform practice had been done on advanced heat transfer teaching process under the condition of reduced course hours and teaching problems.The teaching content is selected according to the professional characteristics of the school.The concise and incisive explanation and classroom discussion had been held in the teaching process simultaneously.The proportion of usual schoolwork achievement had been increased in total score.These reform practices make advanced heat transfer teaching process have a definite target，and lay a necessary theoretical basis for graduate students of subsequent research work.

Key words：reform practice；advanced heat transfer；reduced course hours