“傳熱傳質學”網絡教學課件的設計與開發

鄭曉峰?馮耀勛?凌長明?賈明生

摘要：介紹了“傳熱傳質學”網絡教學課件的開發設計方法以及主要組成部分。該課件主要包括管理員管理、課程教學、師生互動以及在線測試系統四個功能模塊，運用此課件可以實現網絡教學。

關鍵詞：傳熱傳質學；網絡課件；師生互動

作者簡介：鄭曉峰（1977-），女，蒙古族，內蒙古赤峰人，廣東海洋大學工程學院，實驗師；馮耀勛（1978-），男，湖北黃岡人，廣東海洋大學工程學院，講師。（廣東 湛江 524088）

基金項目：本文系廣東省2012年度省精品資源課項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0078-02

“傳熱傳質學”、“工程熱力學”及“流體力學”是能源動力、化工和建筑環境設備類學科的主干技術基礎課，這三門課是學習后續專業課的基礎，是這些專業的支柱課程，因此學習好這幾門課非常重要。相對于其他兩門課，“傳熱傳質學”是一門理論性和應用性都很強的基礎課程。三種傳熱方式涉及較多的高等數學知識，推導公式及微分方程求解涉及高等數學的三重積分及數理方程，理論性很強。同時由于傳熱傳質學發展歷史較長與實踐接觸很緊密，應用性很強。當前的教學過程中學生接觸實踐的機會較少，在這種情況下學生學習“傳熱傳質學”這門課有很大困難。當前大部分學校都是采用講授式教學模式，這種教學模式不能形象地表示換熱的實際過程，此外這種模式也使學生和教師之間除了在課間的交流外較少有接觸，無法實現“傳熱傳質學”教學課堂外的相互交流。但隨著計算機技術的高速發展，網絡技術日漸成熟，使這些功能的實現成為可能。通過網絡教學課件的開發，教師即可以在課堂利用多媒體制作課件進行教學，能夠形象地展示各種換熱設備和換熱過程，而且課后學生與教師之間也可以在網絡上進行相互交流、相互探討、答疑和批改作業，實現課外的教學交流。此外學生還可以通過網絡教學課件進行自我測試，讓學生明白自己對相關知識的掌握程度?；谶@種構思同時也為了更好地促進“傳熱傳質學”的教學工作，本教研室開發了“傳熱傳質學”的網絡教學課件。

一、網絡教學課件的設計思想

采用什么樣的網絡教學模式決定了網絡課件的構成。根據傳熱傳質學教研室多位老教師的經驗，并通過對“傳熱傳質學”教材進行分析，本課程組認為，教材中基本概念和微分方程的推導，如導熱基本定律、導熱微分方程、對流微分方程等最好還是采用傳統的講授方法，但將所有的內容制作成多媒體課件，這部分內容的關鍵是建立詳細和生動的模型和微分方程的推導。教材中有關微分方程的推導都是建立在學生掌握前面知識基礎之上的，例如在推導導熱、對流的微分方程時會涉及高等數學中三維積分以及工程流體力學中的很多知識，這些知識很多學生都忘記了，此時教師應該理清與前面知識的聯系，但如果教師僅僅是利用黑板也很難完全寫出這些知識點，而采用多媒體教學手段可將這些知識點通過提示的形式呈現出來，輔助學生去理解現在學習的內容。

“傳熱傳質學”中除了基本概念以外還有一些與實際接觸很緊密的內容，例如導熱中的肋片導熱問題、對流換熱中的經驗公式、換熱器的設計和校核等等。這樣的知識點可以采用基于問題的探究模式，由任課教師提出相關知識點的問題，引導學生看書、上網查資料來解決，最后學生相互交流，最終教師要給予正確的引導，并能給出正確的答案。對于這種基于問題的探究式網絡教學模式，僅僅利用多媒體制作的課件是不夠的，還要有學生與學生、學生與教師之間的交互平臺，讓教師與學生、學生與學生之間在學習過程中可以交流。

除了能進行學習以及交流的功能以外，網絡教學課件還應該能夠讓學生了解自學所掌握的知識程度，因此應該有一個自我檢測系統。通過自我檢測系統，教師可以對學生以及學生自己都可以對掌握知識的程度有一定的了解。

一般的網絡課件都是靜態的，整個網絡課件的可擴充性不好，只是將網頁所呈現的資料靜態地堆積。在“傳熱傳質學”網絡教學課件的開發過程中要求整個課件是動態、可擴充的，最后開發為一個具有多種功能的教學平臺。這個平臺的具體要求是學生能通過平臺進行學習；教師能在這平臺上進行在線的課程教學；系統管理員能通過平臺進行整個系統的管理。

以上種種需求就是開發“傳熱傳質學”網絡教學課件的設計思想，本課程組在此基礎上開發了該課程的網絡教學課件。

二、網絡教學課件的構成

“傳熱傳質學”網絡教學課件主要由四個模塊組成，主要包括：管理員管理模塊、課程學習模塊、師生互動模塊以及在線測試模塊。

1.管理員管理模塊

管理員管理模塊主要作用是讓管理員在網絡課件頁面輸入其用戶名、密碼進入后臺對整個課件進行管理。管理員管理模塊的功能主要在這幾方面：它可以管理教師和學生的權限，教師和學生取得了認證才能在本課件上從事操作；教師在取得權限后可以對整個“傳熱傳質學”課程進行管理，在管理后臺上，任課教師可以對自己的多媒體教案以及相關的資料進行增加、刪除以及修改；為在線測試系統增加或者刪除試題；發布信息功能，通過管理后臺可以把相關的信息及時地發布在基本頁面上，教師和學生能及時地掌握相關的信息例如考試、測試等等。除了“傳熱傳質學”外，管理后臺還具有良好的擴充性，它還可以對其他的課程進行課程管理，現本校正準備將研究生課程“高等傳熱學”的內容擴充到里面，形成一個完整傳熱傳質學的體系；它可以實現菜單管理，對每一個模塊下的菜單進行添加或者刪除，當有新的需求時可以對每一個模塊下的菜單項進行增減；在基本頁面上發布滾動消息，在BBS論壇發布留言與學生交流等等。

2.課程學習模塊

該模塊主要作用是兩個，一是讓學生通過教師給予的資料以及教材進行自我學習，二是教師通過網絡課件內的授課內容對學生講授課程。該模塊主要包括以下幾個方面：課程介紹，用來介紹本課程的基本情況；教學大綱，教學大綱主要規定“傳熱傳質學”課程中主要掌握知識點、知識點掌握的程度、課程學時安排等；師資力量，這個主要是介紹本?！皞鳠醾髻|學”教學梯隊的情況；課程教案，通過管理后臺，授課教師可以將自己精心制作的多媒體課件放入其中，一方面授課教師可以用課件進行教學，同時學生可以用它進行自學，教師采用多媒體課件教學時節奏較快，在較短的時間內部分學生難以掌握課堂全部知識，在課程教案里提供下載功能，通過管理員授權后學生可以下載多媒體課件進行學習；重難點解析，這部分主要是將書中所有知識點列出，給出各個知識點的難易情況，應該掌握的程度，學生可以據此進行自學；重難點習題分析，在“傳熱傳質學”學習過程中，學生只有學會建立模型的思想才能真正地搞懂它，同時也需要有合適的習題來加深他們對課程內容的印象，但教材中的習題解答往往比較精練，學生總有些細微的地方看不明白，而課時是有限的，教師也很難都一一講到，針對這種情況，教師在每一章中選擇幾個經典且涉及知識點多的習題進行詳細解答，這些解答并不是簡單地堆砌在一起，而是在解答的每一步都把相關的知識點鏈接起來，學生可以根據自己的需要選擇性學習；課后習題，本課程專門有重難點習題分析還不行，還得有適當的練習，教師可以布置作業，學生也可以通過師生論壇上交作業，教師批改后要給出正確的答案，通過這個欄目教師可以給出作業的正確的、詳細的答案，學生可以通過它進一步了解自己在哪些方面還有不足可以加強學習；教學錄像，學生除了可以按照多媒體課件以及重難點解析進行學習外，還可以通過教學錄像進行學習，本課件選取了具有多年教學經驗的學科帶頭人主講的“傳熱傳質學”教學錄像，學生可以通過播放的錄像學習；實驗教學，在這個欄目中主要通過虛擬實驗來提高學生的學習興趣，從而有利于實驗教學的開展，此外本課程組還錄制了幾個實驗的實驗教學錄像，供學生觀摩學習。

除提到的這幾個欄目外，在課程學習模塊還有考研真題、考研動向、學科動向等欄目來輔助教學。

3.師生互動模塊

學生在采用網絡模式習時，學生和學生之間、學生和教師之間需要相互交流，這個相互交流的功能主要是通過師生互動模塊來實現。它主要包括以下幾部分：教師答疑欄目，在這個欄目下，學生的疑問都可以通過在不同的主題中發帖子得以解決，而“傳熱傳質學”教研室的教師輪流出任這個欄目的版主，對學生提出的問題進行解答，對于個性問題在網上直接解答就可以了，對于共性問題做成多媒體教案放入課程教案中在課堂上講授；學生交流欄目，這個欄目主要是為學生與學生之間交流設置的，采用基于問題的網絡教學模式進行教學時，學生有時需要協同學習，此時利用這個欄目可以方便他們之間的交流；作業下載上傳欄目，教師在這個欄目下布置課后作業，供給學生下載，學生完成作業后將作業以附件形式上傳至平臺，教師可以憑借管理員授予的權限將作業取出進行批改；學生作品展示，采用基于問題的網絡教學模式，教師提出問題，學生針對此問題提交總結性報告，教師可選取好的總結報告在此展示，這樣一方面可以豐富網絡課件內部資源，另一方面也可以更好地提高他們學習的興趣。除此之外還有教師點評等欄目。

4.在線測試模塊

無論采用哪種網絡教學模式，教學的最終環節還是需要檢測學生對知識的掌握程度，而網絡教學課件的檢測功能是利用在線測試系統來完成的。

在完成某一章節的學習后，學生可以登陸在線測試系統按照章節選擇習題進行自我測試。在線測試系統提供按照相應的章節進行選題測試的功能，在線測試系統中的題目主要是選擇題、填空題以及問答三種形式，其中系統能對選擇和填空給予判斷，提供問答的參考答案。通過這個在線測試系統，學生能很好地判斷自己對知識的掌握程度，從而可以展開進一步的學習。

三、總結

為了開展“傳熱傳質學”這門課程的網絡教學，針對采用網絡教學對教學資源的需求，本課題組開發了“傳熱傳質學”網絡教學課件。

“傳熱傳質學”網絡課件不但能綜合利用網絡這個工具方便地開展教學活動，而且這個課件比傳統的講授式教學更有利于拓展學生的思維，提高學生的興趣，發展學生的能力，從而提高學生的綜合素質。實踐教學表明該課件能夠提高學生興趣，增強學生利用網絡查詢資料的能力，最終“傳熱傳質學”課程的成績得到提高。

參考文獻：

[1]李敏，李湛.工程熱力學與傳熱學多媒體應用分析[J].理工高教研究，2004，23（1）：101-102.

[2]陶文銓，楊世銘.傳熱學[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]劉國輝，康奕飛，李建華，等.動態網頁技術在生理學中的應用探索[J].西北醫學教育，2005，13（4）：387，389.

（責任編輯：宋秀麗）