“傳熱學”課堂教學方法研究

楊新樺　馮仁華

摘 要 針對“傳熱學”課堂教學的特點，文章采用了包括師生互動和翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學方法提高學生參與課堂的積極性，學習的主動性。通過課堂實踐與反思，提出課堂教學的改進方向。

關(guān)鍵詞 傳熱學 課堂教學 教學方法 翻轉(zhuǎn)課堂

Abstract In this paper， according to the characteristic of heat transfer course the author found some problems in the heat transfer course teaching. Some reform and innovation methods of heat transfer course teaching contend and measures have been presented in order to improve the heat transfer course teaching efficiency， which include the interactions between teachers and students， the flip of the classroom.

Keywords Heat transfer； classroom teaching； teaching methods； flipped classroom

能源與動力工程專業(yè)涉及技術(shù)領(lǐng)域主要包括四個：熱能動力工程及控制方向，熱力發(fā)動機及汽車工程，船舶動力方向，流體機械與制冷低溫工程方向，火力火電和水利水電動力工程方向。該專業(yè)所包含的技術(shù)領(lǐng)域非常寬廣，專業(yè)課程較其他專業(yè)更加繁多而且難度也相對較高。其中“傳熱學”在能源與動力工程專業(yè)課程中重要的專業(yè)核心課程，在人才培養(yǎng)方案和學生知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建中有非常重要的地位。

由于我校的能源與動力工程專業(yè)發(fā)展是以車用發(fā)動機為主要方向，而“傳熱學”的知識在后續(xù)專業(yè)應用中主要集中在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，車用空調(diào)系統(tǒng)以及燃燒分析中，這些知識在后續(xù)專業(yè)課程以及畢業(yè)設計中應用得較少，甚至不會應用到。而課堂上講解的例子，往往與發(fā)動機無關(guān)，導致同學們學習目標不明確，嚴重影響了課堂學習動力和效果。另一方面，“傳熱學”主要講授傳導，對流和輻射三種熱量傳遞方式，而這三種傳遞方式研究方法各有不同，知識存在較大的落差，又多出現(xiàn)各種數(shù)學推導，學生掌握起來比較困難。再次，課堂教學手段一般沿用多媒體教學，依靠“老師講，學生聽”的方式，教學方法比較單一，難以吸引普通同學專心上課。最后，和其他大學課堂一樣，學生上課不專心，玩手機的現(xiàn)象也比較普遍。為此，我們課程組教師通過不斷改進課堂教學方法，引入先進教學理念和方法，取得了比較好的教學效果。

1 課堂教學方法介紹

1.1 開課前明確學習目的，結(jié)束時總結(jié)

在正式開課時，老師除了介紹本門課程的學習內(nèi)容、考核方式、學習方法等等，還告訴同學們，做事情是有目的的，如果沒有需求，就沒有動力。然后從人生目的縮小到5年計劃，到本學期目標，最后要求同學們每個人都將來上這門課的目的用簡短的一句話寫到黑板上。同學們的話寫滿了一黑板，大部分同學明確了自己的目標，都表示要努力上好課，學習積極性和目的性得到了比較大的激發(fā)。

課堂結(jié)束時，老師將第一堂課學生寫在黑板上的目標的照片投影到屏幕，提醒各位同學“不忘初心”。然后給學生一點時間進行反思，所有同學都可以檢視下自己的學習情況和效果，看看自己是否達到了最初的目標，對自己的學習進行總結(jié)，同時重新認識自己。

1.2 分組討論

分組討論是以行動為導向教學法最基礎的教學方法。經(jīng)過小組學習與討論的方式，同學們不僅自覺學習知識，還通過討論從他人那里學到了知識，而且在討論中知識往往得到了加深和升華。學習的方式也變成了老師引導性提問，學生自己學，自己尋找問題的答案。在學習熱量傳遞的方式和熱量傳遞的原因這個知識點的時候，就讓學生分組討論，分組形式：4人一組，按就近原則自由組合，每組推舉一名同學做發(fā)言。最后同學們總能從其他同學那里學到很多知識。

1.3 頭腦風暴

這種教學方法是老師拋出問題，學生自由發(fā)言，想到什么說什么。往往前一個同學的發(fā)言對于后面的同學有一個啟發(fā)的作用，最后同學們的答案越來越接近正確的答案。這種教學方法適合開放性的問題，對于學生發(fā)散思維的培養(yǎng)特別有好處。比如我們在講解傳熱學在復雜換熱問題的應用時就采用了這種方法。由于換熱條件比較復雜，老師引導同學思考換熱過程，同學提出問題的解決方法，并不斷完善，讓同學們逐步接近正確，從而獲得“頓悟”與“靈感”。

1.4 你問我答

這種教學手段是以游戲的方式進行的。在課堂教學到一定階段，需要對前期知識進行復習的時候采用。游戲開始時，老師提出一個問題，然后將問題拋給一位學生，這位學生回答正確的話就可以提出另一個新問題，然后將問題拋給另一位學生，如此循環(huán)。若回答錯誤，將受到懲罰，比如表演節(jié)目。

1.5 使用網(wǎng)絡教學平臺進行翻轉(zhuǎn)課堂學習

翻轉(zhuǎn)課堂是目前非常流行的新的教學模式和方法，國內(nèi)也有很多教育工作者開展了大量的實踐工作，并進行了總結(jié)。我們在“超星學習通”搭建了課程的網(wǎng)絡教學平臺。在該平臺上構(gòu)建了課程學習資源和習題庫，每個章節(jié)設置了學生必須課后自學的任務點。通常的任務點包括知識點小視頻，小測試等。學生必須完成這些任務點才能獲得相應的平時成績。同時也上傳了大量課外學習資料以供同學們下載。在該平臺上，教師可以跟蹤學生的學習進度，掌握每位同學的學習情況。對于不完成任務，不進行線上學習的同學，還可以根據(jù)統(tǒng)計信息加以有針對性的督促。這樣有效地強化了對學習過程的考核，

同學們還可以通過手機APP與老師實時互動，實現(xiàn)簽到，提問，搶答，直播等，一定程度上激發(fā)了學生學習的熱情和積極性。學生也可以進行在線的小測驗以檢驗學習效果。endprint

翻轉(zhuǎn)課堂的另一個優(yōu)點是課堂上教師可以盡可能地精講，更多地關(guān)注難點和重點。一些比較簡單的知識點可以讓學生在網(wǎng)絡平臺上進行自學。對于傳熱學這種知識量大，學時短的課程就非常有用了。

翻轉(zhuǎn)課堂的教學方式目前處于起步階段，教師和學生的經(jīng)驗都不足，另外網(wǎng)絡教學平臺上的資源還需要時間進行不斷的積累，相信經(jīng)過幾年的教學，這種教學方式和教學資源都將得到極大的提高。

2 教學反思

我國大學主要傳授學生的是理論知識，對于實踐知識，特別是實踐技能的培養(yǎng)非常欠缺，對于工科大學生尤其如此。荀子曰：不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之。學至于行而止矣。行之，明也。

對于“傳熱學”的教學而言，學生對于知識的掌握，最終體現(xiàn)在對所學知識的應用上，因此在教學過程中應當注重理論與實踐的結(jié)合，強化學生對于知識的理解與應用。具體的說，要求學生不僅懂了，還要會用，特別是對于各類習題。經(jīng)過一個學期的教學實踐，我們發(fā)現(xiàn)學生們普遍反映課堂學習效果特別好，知識都懂了，但是一遇到?jīng)]有見過的習題就不會做了。特別是期末考試，大部分同學準備不充分，認為課堂知識都懂了，不需要額外練習，結(jié)果考試成績及格率是多年來最低的一次。這是典型的缺乏習題鍛煉的結(jié)果。這也在另一方面提醒老師，要更進一步加強這方面的練習，特別是提高習題課所占課時，幫助學生實踐學到的知識。當然，考試不是學習的目的。因此我們課程組正在考慮將科研項目中將有關(guān)內(nèi)燃機溫度場分析，燃燒分析，甚至新能源汽車電池組溫度場分析與控制等引入教學，采用案例分析與介紹的方式，引導學生開展自主學習。部分優(yōu)秀學生直接參與科研項目，提高學生對理論知識的理解與應用能力。這還需進一步地開展教學改革和探索。

我?！皞鳠釋W”課程組教師在課堂教學過程中積極探索，采用多種手段和方法激發(fā)學生學習積極性，提高學生在課堂上對知識的掌握效果。目前所采用的教學方法主要以主動學習為主。這些教學法使得課堂不再是之前的以老師講授為主，在一些時候?qū)W生已經(jīng)開始主動去獲取信息，尋找問題的答案。同時課堂不再禁止學生使用手機，反而鼓勵學生通過手機上網(wǎng)功能或者其他各種可能的渠道獲取需要的各種信息，以解決當前的問題。教師在課堂上的角色不再是導演兼主角，而是旁觀者和主持人。教師的作用僅僅是引導學生的思維和控制課堂的進程，學生的學習變成了主動的，從之前的“老師教，學生學”，變成了“我要學”。而學生的這種轉(zhuǎn)變是在不知不覺中完成的。

3 總結(jié)

為了提高教學質(zhì)量，作者在“傳熱學”的課堂教學中采取了包括師生互動和翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學方法。這些方法提升了學生的學習興趣，強化了學習過程的考核，加強了師生之間在課堂和課后的交流。通過近幾年的教學實踐，這些方法獲得了比較良好的教學反饋，對于提高學生的學習積極性和主動性有很好的效果。

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