“熱工過程及設備”課程互動式教學探討

摘要：針對現階段本科教育中傳統教學方式存在的問題，從互動式教學入手，以“熱工過程及設備”課程為例，對互動式教學的教育理念、教學實施過程及實施效果進行了探索與應用。

關鍵詞：熱工過程及設備；互動式教學；教學設計

作者簡介：陳希（1983-），女，河南鄭州人，華北水利水電大學土木與交通學院，講師；仝玉萍（1979-），女，河南鄭州人，華北水利水電大學土木與交通學院，副教授。（河南 鄭州 450045）

基金項目：本文系華北水利水電大學校級教改項目“熱工過程及設備課程教學改革和實踐”（項目編號：2011-41）、河南省教育廳科學技術研究重點項目“異價摻雜負熱膨脹ZrW2O8陶瓷材料研究”的研究成果。

中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0085-02

互動式教學是以學生為主體，立足于培養學生創新能力的一種全新的教學模式。在互動式教學中，科學的設計理念和巧妙的設計藝術是其成功的保證，實現互動式教學的全面創新是關鍵。在互動式教學中，教學重心由以教師為重心轉向了教師與學生并重，學生變成了教學活動的積極參與者、主體與主角；教師的主體和主角作用則由主演變為導演。師生在教學過程中共同探求新知，完成教學任務。[1] 由于互動式教學能營造教學雙方平等交流的教學環境，實現多邊互動，緊密合作，從而激發教學雙方的主動性和探索性，達成教學相長，成為教學中廣泛實施的一種方法。但是，由于工科課程概念多、理論性強，不易找到互動的“切入點”，因而在高校工科教學中，對互動式教學的應用及研究相對較少。本文以“熱工過程及設備”為例，探究了高校工科課程互動式教學的特征、形式、實施條件及注意事項。

一、“熱工過程及設備”課程實施互動式教學的重要性

葉圣陶先生曾經說過：“所謂教師之主導作用，蓋在善于引導啟迪，使學生自奮其力，自孜其如，非謂教師滔滔講說，學生默默聆聽。”[2]由此看來，教師在教學過程中，必須承擔導演的角色，激發學生興趣，引導學生思考，根據學生心理、情感和能力等制定適合學生特點的教學目標、教學計劃、教學內容、教學方法和教學評價方式，[3]營造合適的教學環境，培養學生學習能力和創新意識。在這種模式下，學生不僅是知識的“接收器”，更是新思想的“發射器”。

“熱工過程及設備”課程是無機非金屬材料專業的核心基礎課程，課程主要內容是熱工的基本原理與基本知識，包括氣體力學及窯爐生產中的傳熱、傳質過程，水泥、陶瓷等無機非金屬材料制品常用爐型的構造和操作特點。此門課程綜合性很強，而且隨著生產的發展不斷進步，學習此門課程，最終目的就是要讓學生根據所學知識和工廠產品特點，選用合適爐型和適當工藝并改進現有設備。此門課程實用性很強，但是受傳統教學模式講授為主的局限，學生實踐經驗少，許多教師認為理所當然的知識，由于學生對知識沒有感性的認識，只有囫圇吞棗記憶，必然會覺得枯燥無味。通過筆者對學生的問卷調查，學生普遍反映，課程知識過于晦澀難懂，插圖不能讓他們很清晰明白地理解窯爐的構造，選取窯爐時，又不知道是否能滿足實際生產需要。“在課堂上好像聽懂了，工作的時候到工廠里又什么都忘了”成了一種常態。因此，“熱工過程與設備”的教學重點應在專業基礎原理之上，引導學生分析解決問題，培養學生主動思考，積極參與。開放和參與成為教學的主要需求。只有開放，靈活運用多種信息渠道，例如工程實習，多媒體教學等，才可以激發學生對學習的興趣，使學生有克服困難的動力；只有參與，充分選擇課程和畢業設計、專題設置、課外師生問題探討等多種教學手段，才可以提高學生獨立思考和解決問題的能力，使學生不僅能深刻領會掌握知識，還使他們從學習過程中得到樂趣和自信。另一方面，開放互動式教學還使教師可以明確了解學生掌握知識的程度，防止了教師滔滔不絕，學生“望洋興嘆”的情景。教師也在和學生的討論當中，增進自我的知識儲備，自我知識不斷更新，增進自身對新信息、新問題和新材料的分析判斷能力，完成教學相長的過程。

二、“熱工過程及設備”課程互動式教學設計

將開放互動式教學運用到“熱工過程及設備”課程中，主要是教師要承擔好“導演”的角色，因此設計是重中之重。從課程教學方式、專題設置、工程實習選擇、設計畢業課題方向和課外師生探討等方面，重點討論如何在“熱工過程及設備”中進行開放互動式教學。

1.課程教學方式

互動式教學注重師生之間的對話與合作，這對教師提出了更高的要求。首先，要與學生建立良好的平等民主的師生關系，使學生在課堂上愿意提問，敢于發言，教師要注意調動學生積極性，拉近與學生的距離。其次，加強與實際的聯系，這就需要教師在備課的時候多準備工程實例，重點介紹設備的發展和革新，例如水泥窯余熱發電的問題等。由于教材經常會存在滯后性，所以這是對教材的有力補充。再次，由于學生性格有所差異，就要教師對學生充分了解之后分配任務。對于學習程度較好的學生，可以承擔起教師助手的角色，學習程度較差的學生，及時發現他們的問題并解決。此外，課堂可以采取多種討論方式，小組討論窯爐設計方法或是以學生為主體，講解課程內容，教師加以補充，都是促進師生交流的有利途徑。需要注意的是，由于課堂時間緊，教師一定要合理引導，控制課堂節奏，保證在重點問題上充分討論，花費時間較多的問題可以放在課后深入討論，及時講評總結，一切概念和內容都要準確簡練傳授給學生。在課程評價體系中體現此環節，對表現好的學生加以鼓勵，更加有利于激發學生積極性，體現學生主體地位。

2.專題設置

在課程內容之外，請相關工程技術人員或是有經驗的教授交流，座談工程實踐中遇到的問題或科研課題中的經驗，這種專題講解的形式，不僅擴寬學生視野，還可以使教師對所學知識認識進一步深化，達到教學相長的目的。在“熱工過程及設備”課程教學中，請產學研共建單位例如水泥廠、陶瓷廠的工程師來和學生交流，有利于學生接觸到相關產業中的最新發展，明確自身的發展方向。在交流的過程中，學生們了解到，在實際生產中，要結合專業知識，對工廠中的設備不斷進行改進，提高產業效率，減少能源消耗，在生產中不斷論證，方能成功。并且在這個過程中，要注意知識產權保護。

3.工程實習和畢業設計

對于“熱工過程及設備”課程，工程實習和畢業設計是重要的一環，是提升專業水平，深化工程認識的重要途徑。在材料工程專業設置中，有多次實習，包括認識實習和生產實習、實訓等，在“熱工過程及設備”課程開課之前，即大三上半學期，開展了工程實訓，組織學生去產學研合作單位耐火材料廠實習，在實踐過程中提高自身理論水平，在實踐中穿插理論教學部分，使學生有問題時能得到及時解決，并加深對設備的理解和認識，達到教學做一體化的要求。例如回轉窯部分，在水泥廠實習過程中，學生提問現代回轉窯和傳統回轉窯相比有何改進之處，教師借助現場設備講解旋風除塵器及窯外原料預燒設備的設置，使學生更直觀觀測到書本上描述的設備，

三、實踐效果

我們在2008級至2010級無機非金屬材料專業的“熱工過程及設備”課程中進行了互動教學改革，采取了課堂分組講演、生產實訓、設置專題多種教學模式啟發學生探究式學習，收到了非常好的效果。對學生的問卷調查表明，90%以上的學生認為，把課程與實訓和專題聯系起來，對他們理解本課程幫助很大，使他們在從課本學到知識的同時，從實際生活中認識并了解了相關的設備與技術，使學習變得具體化、實效化，拓寬了知識面，掌握知識更加牢固和高效。

四、結論

實踐證明，將開放互動式教學模式運用到“熱工過程及設備”教學及實踐中，可以取得良好的效果。該教學模式在互動中激發了學生的學習興趣，培養了學生創新精神和創新能力，鍛煉了學生運用所學知識獨立解決問題、自由思考和表達的能力，使學生和教師在互動過程中共同進步，達到教學相長的目的。

參考文獻：

[1]任紅杰.關于高校互動式教學的思考[J].高校理論戰線，2007，（5）.

[2]王春凈，代云霏.課堂教學中教師主導作用發揮芻議[J].科學教育導刊，2012，（5）.

[3]呂愛民，姚軍.高校工科互動式教學的探討[J].中國石油大學學報（社科版），2006，（6）.

（責任編輯：劉輝）