傳熱學教學方法改革初探

◆牟湘蕓

(甘肅建筑職業技術學院)

《傳熱學》是研究熱量傳遞過程規律的科學，作為一門專業基礎課，廣泛開設于熱動、建環、化工、電子等各專業領域。這門課程與先修課程《工程熱力學》和《流體力學》相比較，具有更為復雜的知識結構，因此，在對這門課的學習過程中，部分學生感到困難頗多，甚至有些無所適從。

一、上好緒論課

緒論是傳熱學的第一堂課，俗話說:“良好的開端是成功的一半”。上好緒論課在培養學生興趣、引導學生學習等方面具有不可低估的作用。在緒論課上，教師可以多列舉日常生活中遇到的傳熱學問題，以及專業中有哪些專業現象需要用傳熱學的知識來解釋。比如，給建環專業的學生講一些傳熱學在建筑節能中的應用，可以讓學生對課程有個大致的了解，同時通過強調本課程在專業知識架構體系中的地位和作用，使學生產生強烈的求知欲望和濃厚的學習興趣。另外，緒論課的內容還應包括簡介三種傳熱方式，由于這是學生第一次接觸傳熱學的基本概念，所以給學生講授基本概念時要注意教學技巧，盡量將問題簡單化，重點講清三種基本傳熱方式之間的區別，以免學生在第一堂課就產生畏難情緒。

二、合理設置問題情境

設置問題情景，也叫“問題教學法”，就是教師在課堂講授時，并不是把教學內容作為現成的知識向學生傳授，而是將所要講授的內容作為一個個問題向學生提出，采用課堂上一問一答的上課方式。這樣不僅可以引起學生的注意，使學生集中精力聽課，而且還能激發學生積極思維，調動學生學習的積極性和主動性。

教師在講授教學內容之前，首先從應用實例中提出問題，例如，可以從家用冰箱中鮮肉冷凍時間提出非穩態導熱問題;從室內暖氣的安裝位置講到自然對流的概念等，引起學生注意。然后再切入主題，用所要講授的理論對問題進行定性分析，分析問題的性質、包含的傳熱原理、傳熱的過程等。在分析問題的過程中可以采用啟發的方法，逐步引導學生的思維。最后是解決問題，把工程上常用的解決這類問題的定量計算方法介紹給學生。在整個的教學過程中，師生間形成了互動，學生成為課堂教學的參與者，響應老師提出的問題，甚至對教學內容提出質疑，培養了學生探索創新的精神。

三、充分利用比擬法教學

比擬法是理論思維的一種重要的邏輯推理方法。它以比較為基礎，在已有知識的基礎上，通過對不同的事物及其運動規律進行比較，找出它們的相似點或相同點，然后將其中一事物的有關知識或結論推理比擬到另一事物中去。因此它是人們有效地認識自然界普遍規律的一種試探性工具。

我們在傳熱學的教學中，首先引入的就是電場與溫度場的類比，特別是學生在先學習了電工學，了解了電勢、電流、電阻的概念后，將溫度場中的溫度差、熱流及熱阻的特點與其相對比。隨后，在對流換熱中將已學的專業基礎課流體力學中的動量傳遞與傳熱學中的熱量傳遞，質量傳遞的特點相類比，找到它們之間的相互關系，而且流體力學中的一些原理及數學表達形式可以完全類比到傳熱學當中，使對流換熱及傳質問題得以大大簡化。熱傳遞的三種基本方式——導熱、對流及輻射是整個學科的精髓，對電阻與熱阻的類比也要始終貫穿在傳熱學的整個教學過程中。

四、多媒體教學手段的應用

一直以來，傳熱學的傳統教學都是借助黑板和粉筆等來進行的。而傳熱學作為高等院校工程類專業的一門專業基礎課，不僅要介紹基本概念、基本理論，還要介紹傳熱學中的分析問題、解決問題的研究方法以及傳熱學的實際應用，其最大的目的也就是要將知識和現實聯系起來，將理論知識應用于工程實踐中去。但是憑借傳統教學工具黑板和粉筆，教師很難將現實生活和工程案例形象生動地展現在課堂之上。有了多媒體技術，傳熱學傳統教學中的一些問題就可以迎刃而解了。我們可以利用多媒體中的圖片、動畫和視頻輕松地將傳熱學中一些抽象的術語、概念、定理生動地以實體展示或者模擬，將這些知識點直觀地傳遞給學生。教師不但可以不用再挖空心思地去組織語言或者描摹一些圖形去解釋這些抽象的內容，同時學生也可以非常輕松地感受到生活中的傳熱學知識，自然地將學習與生活聯系，清晰地在腦海中構建傳熱的現實模型，牢固記憶。舉個簡單的事例，就拿換熱器來說，如果不通過實驗和親身的參觀，僅憑書本上的圖片，很多同學即使學完了傳熱學，在生活中遇到了換熱器也不認識，更談不上對其分類、講述其特點，也不會將具體的原理和換熱器的器件對應起來。但是通過換熱器的實例圖和動畫模擬換熱器的換熱過程，教師不需要太多的表述，學生就可以清楚地認識換熱器，了解各自換熱器的特點，深刻理解和掌握各種換熱器的工作過程和工作原理。

在傳熱學教學中適當地輔助多媒體的手段，不僅可以使教師更加生動和清晰地講解知識點，及時便捷地完善教學內容，而且也有助于學生對知識的理解、記憶和應用，極大地提升了學習效率。

五、結束語

傳熱學教學方法改革的措施，在正常的教學試驗中取得了良好的效果，教學過程更加完善合理。學生既掌握了基本理論、基本計算的方法，又滿足了后續課程對傳熱學理論的基本要求。同時，學生在所學知識的實踐應用等方面也得到了綜合的鍛煉，滿足當前教育發展和人才培養的需要。

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