《傳熱學(xué)》課堂教學(xué)探討

摘要:《傳熱學(xué)》作為熱工類課程，是21世紀(jì)工科學(xué)生所學(xué)的公共技術(shù)基礎(chǔ)課。它是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)必修的理論課之一，如何提高《傳熱學(xué)》課堂教學(xué)效率是保證教學(xué)培養(yǎng)方案實(shí)施和取得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。本文從《傳熱學(xué)》課程特點(diǎn)出發(fā)，淺談提高課堂教學(xué)效率的幾點(diǎn)看法。

關(guān)鍵詞:傳熱學(xué)教學(xué)效率建筑環(huán)境與設(shè)備工程

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)03(a)-0140-02

Abstract:Improve heat transfer teaching efficiency for its importance in build environment and equipment engineering. Discuss some effective measures to improve teaching efficiency based on heat transfer characteristics.

Key Words:Heat transfer;teaching efficiency;Build environment and equipment engineering

《傳熱學(xué)》是研究熱量傳遞規(guī)律的工程技術(shù)科學(xué)，是建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課之一。《傳熱學(xué)》不僅為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課提供基本的和必備的理論知識(shí)，而且也為該專業(yè)學(xué)生今后從事工程中的熱能合理有效利用和熱力設(shè)備效率的提高等工作打下必要的基礎(chǔ)。學(xué)生對(duì)《傳熱學(xué)》課程內(nèi)容掌握是否牢固，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握是否全面，將直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。原來(lái)《傳熱學(xué)》大綱規(guī)定學(xué)時(shí)為80學(xué)時(shí)，現(xiàn)修訂大綱規(guī)定學(xué)時(shí)為70學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)數(shù)減少。但隨著人們對(duì)建筑環(huán)境要求的不斷提高，空氣品質(zhì)問(wèn)題日益得到關(guān)注，在《傳熱學(xué)》中關(guān)于相變換熱和傳質(zhì)內(nèi)容部分逐漸增加，如何提高《傳熱學(xué)》課堂教學(xué)效率，保證教學(xué)效果是非常重要的。本人結(jié)合《傳熱學(xué)》的實(shí)際教學(xué)，對(duì)提高教學(xué)效果和課堂教學(xué)效率淺談幾點(diǎn)看法。

1 認(rèn)真準(zhǔn)備每一堂課

教學(xué)實(shí)踐表明，備好課是上好課的前提，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。所謂備好課，首先必須熟悉教材，理清教材的脈絡(luò)，把握教材的中心。不僅要了解本節(jié)課教學(xué)的總體任務(wù)，還要認(rèn)準(zhǔn)知識(shí)點(diǎn)，即應(yīng)讓學(xué)生了解哪些，掌握哪些;哪些只要懂得就行，哪些必須學(xué)會(huì)操作、應(yīng)用;搞清一般知識(shí)、重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)以及它們之間的關(guān)系。其次，確定教學(xué)方法，設(shè)計(jì)教學(xué)結(jié)構(gòu)。即使相同的教材，同一教師執(zhí)教，如果班級(jí)學(xué)生不同，教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)和過(guò)程的安排也應(yīng)不盡相同。

備課包括三個(gè)方面:

(1)學(xué)習(xí)和理解教學(xué)大綱

大綱是教學(xué)的依據(jù)，它對(duì)各個(gè)階段各科教學(xué)提出了具體的要求。教師通過(guò)鉆研大綱，吃透精神，明確教學(xué)目標(biāo)，才能做到教學(xué)有的放矢，保證教學(xué)任務(wù)的完成。反之，就會(huì)事不得體，偏離教學(xué)方向，教學(xué)質(zhì)量就得不到保證。《傳熱學(xué)》是研究熱量傳遞過(guò)程規(guī)律的一門科學(xué)。主要內(nèi)容包括導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱和換熱器的熱工計(jì)算。大綱要求通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握傳熱的三種基本方式和傳熱過(guò)程的規(guī)律，能對(duì)傳熱過(guò)程的增強(qiáng)和削弱進(jìn)行分析。學(xué)會(huì)對(duì)復(fù)雜傳熱過(guò)程進(jìn)行分析，會(huì)用工程計(jì)算圖表和手冊(cè)資料進(jìn)行傳熱計(jì)算。掌握實(shí)驗(yàn)研究和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論基礎(chǔ)。

(2)理解和把握教材內(nèi)容

教材是教師教學(xué)的基本內(nèi)容，教師必須深入地鉆研、消化、吃透教材，對(duì)教材的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及每個(gè)章節(jié)內(nèi)部之間的相互關(guān)系都要清楚地了解。建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)使用的教材:《傳熱學(xué)》(第五版)，章熙民 任澤霈梅飛鳴編著，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005。在教材中，編者始終把學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論和基本計(jì)算的理解和掌握作為第一任務(wù)。對(duì)全書的一些重要概念和計(jì)算按認(rèn)識(shí)規(guī)律進(jìn)行了深入探討，力求精益求精地?cái)⑹龌緝?nèi)容，根據(jù)《傳熱學(xué)》的基本要求，在緊密地聯(lián)系建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實(shí)際的同時(shí)，也適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大知識(shí)面。

(3)編寫質(zhì)量高、符合要求的教案

教案是教師課堂教學(xué)書面材料的準(zhǔn)備，也是教師組織安排課堂教學(xué)的主要依據(jù)，它集中體現(xiàn)了教師對(duì)教材的鉆研和消化的程度，反映教師課前準(zhǔn)備狀況如何。對(duì)從事教學(xué)時(shí)間不長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)不足的青年教師尤為重要。一份較為完整的《傳熱學(xué)》教案包括以下幾個(gè)方面:①教學(xué)目的;②重點(diǎn)、難點(diǎn)要求;③結(jié)構(gòu)安排;④教學(xué)內(nèi)容;⑤板書設(shè)計(jì);⑥作業(yè)與思考題:⑦教學(xué)后記。

2 制定課堂教學(xué)目標(biāo)

課堂教學(xué)要傳授給學(xué)生一定量的知識(shí)和技能，教學(xué)的隨意性一定要克服。教師對(duì)每個(gè)教學(xué)步驟，甚至每個(gè)問(wèn)題都要明確為了什么樣的目的。確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo)，課堂教學(xué)才有努力的方向。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置要準(zhǔn)確、集中、具體，每一教學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)要難易適度，即既有一定難度，又是可以達(dá)到的。通過(guò)《傳熱學(xué)》的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生獲得較為寬擴(kuò)和堅(jiān)實(shí)的傳熱規(guī)律的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握計(jì)算工程傳熱問(wèn)題的基本方法。本課程側(cè)重傳熱基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握，并為專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)知識(shí)。本課程培養(yǎng)學(xué)生分析工程中傳熱問(wèn)題的基本能力，掌握計(jì)算工程傳熱問(wèn)題的基本方法，并且具有相當(dāng)?shù)挠?jì)算與分析能力及一定的傳熱實(shí)驗(yàn)技能。主講教師也得研究這個(gè)目標(biāo)安排在這一教學(xué)環(huán)節(jié)是否恰當(dāng)，它表述得是否明白，和學(xué)生的實(shí)際情況是否符合，能否激起學(xué)生認(rèn)知的欲望。然后考慮把這個(gè)目的化解在每個(gè)教學(xué)步驟中，實(shí)實(shí)在在的實(shí)施目標(biāo)教學(xué)、目標(biāo)管理。

3 規(guī)范教學(xué)環(huán)節(jié)

教學(xué)工作，一般都有這佯的程序:計(jì)劃——備課——上課——批改——輔導(dǎo)——考查。這六個(gè)環(huán)節(jié)是相互作用的。比如“備課”其規(guī)范要求，要堅(jiān)持“四備”。“四備”:即備人，備人就是備對(duì)象。建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)大三的全體同學(xué)即為教學(xué)對(duì)象。備書，備書就是備教材。這里的備教材，指深刻理解和掌握本堂課的教學(xué)內(nèi)容，及與其他各章節(jié)的關(guān)系。備方法，教學(xué)選擇切合實(shí)際的教學(xué)方法(啟發(fā)式教學(xué))，活化自己的教學(xué)藝術(shù)。備作業(yè)，設(shè)計(jì)練習(xí)，鞏固課堂教學(xué)成果。為了鞏固所學(xué)理論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，課外習(xí)題不應(yīng)少于60題，授課教師安排一定時(shí)間進(jìn)行輔導(dǎo)答疑。

4 改革教學(xué)方法

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，課堂教學(xué)是教學(xué)的主要形式。課堂教學(xué)教師傳授知識(shí)，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法是以講授書本知識(shí)為主，教材是知識(shí)的主要載體，課堂是教學(xué)場(chǎng)所。通過(guò)教師的講授和互動(dòng)，學(xué)生易于接受，并且?guī)熒g可以面對(duì)面地解決和探討疑難問(wèn)題。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，具體分析、靈活講解。然而，以“黑板+粉筆”的教學(xué)模式，課堂效率低，教師需要教師寫大量板書，既浪費(fèi)時(shí)間又消耗體力。并且大綱要求的教學(xué)學(xué)時(shí)縮短，為了在較短的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生獲得更多知識(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足課堂要求了。

教學(xué)方法是達(dá)到良好教學(xué)效果的一個(gè)重要手段，只有抓好教學(xué)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)方法，采用新的教學(xué)手段，才能在有限的時(shí)間內(nèi)，將最有用的信息提供給學(xué)生，從而提高教學(xué)效率的目的。在應(yīng)用中根據(jù)《傳熱學(xué)》的特點(diǎn)，從中琢磨、創(chuàng)造，形成自己的教學(xué)風(fēng)格。在講授中應(yīng)選擇有代表性的內(nèi)容講解，做到舉一反三，搞啟發(fā)式教學(xué)，部分章節(jié)(如第十章傳熱和換熱器)采用多媒體教學(xué)，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

5 傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合

傳熱學(xué)的基本理論主要內(nèi)容包括導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱。通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握傳熱的三種基本方式和傳熱過(guò)程的規(guī)律，能對(duì)傳熱過(guò)程的增強(qiáng)和削弱進(jìn)行分析。學(xué)會(huì)對(duì)復(fù)雜傳熱過(guò)程進(jìn)行分析，會(huì)用工程計(jì)算圖表和手冊(cè)資料進(jìn)行傳熱計(jì)算。懂得實(shí)驗(yàn)研究和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論基礎(chǔ)。掌握導(dǎo)熱的基本定律，能對(duì)無(wú)內(nèi)熱源的簡(jiǎn)單幾何體在常物性條件下的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱進(jìn)行熟練計(jì)算。較深刻地了解物體在加熱或冷卻以及受到周期性作用的溫度場(chǎng)及熱流隨時(shí)間的變化規(guī)律。會(huì)用諾謨圖計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀物體的加熱和冷卻過(guò)程，掌握導(dǎo)熱問(wèn)題的數(shù)值解法的基本原理。較深刻地了解各種因素對(duì)對(duì)流換熱的影響，正確理解常見(jiàn)的各種對(duì)流換熱的過(guò)程的特征，并能熟練地運(yùn)用一般準(zhǔn)則公式進(jìn)行計(jì)算。掌握熱輻射的基本規(guī)律。會(huì)用線圖確定角系數(shù)。掌握透熱介質(zhì)隔開的物體表面的輻射計(jì)算。

以上內(nèi)容涉及基本概念、基本理論、基本方程，其中對(duì)基本概念的理解可采用多媒體課件，有助于理解和應(yīng)用;對(duì)基本理論和基本方程，可采用傳統(tǒng)板書，將各種方法統(tǒng)一應(yīng)用，幫助學(xué)生理解，以便更好地推導(dǎo)、驗(yàn)證。

傳熱學(xué)的第二部分是應(yīng)用部分，主要包括傳熱的增強(qiáng)和削弱、換熱器的類型和計(jì)算。要求能進(jìn)行一般的換熱器的傳熱計(jì)算，對(duì)常見(jiàn)換熱器的傳熱系數(shù)的數(shù)值范圍做出正確的定性判斷。學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，已經(jīng)具備了一定的基本理論和基本知識(shí)，對(duì)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容有了初步掌握。講授這部分知識(shí)時(shí)，全部采用多媒體教學(xué)，通過(guò)圖片、錄像等資料更好地顯示換熱器的形式、種類，減少傳統(tǒng)板書時(shí)間，增強(qiáng)學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)。

6 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)信心

提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，是保證課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。蘇聯(lián)教育家霍姆林斯機(jī)說(shuō):“興趣的源泉還在于體驗(yàn)到自己勞動(dòng)的成就，體驗(yàn)到一種無(wú)可比擬的自豪感”。選擇部分內(nèi)容，教師可適當(dāng)?shù)匕才艑W(xué)生登上講臺(tái)，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂(lè)趣。《傳熱學(xué)》的主要先修課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等，主講教師應(yīng)注意為使課程的內(nèi)容相互銜接，彼此呼應(yīng)。在講解中把泰勒級(jí)數(shù)在近似計(jì)算中的應(yīng)用、場(chǎng)論、傅立葉級(jí)數(shù)、線性方程組的解以及偏微分方程組的數(shù)值解法等內(nèi)容與專業(yè)內(nèi)容緊密結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。《傳熱學(xué)》是我院及其他建筑類院校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)考研的重點(diǎn)課程之一。經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)，近三年考研同學(xué)的《傳熱學(xué)》成績(jī)大部分在120分以上(滿分150分)，增加了在校同學(xué)的學(xué)習(xí)信心。