任務教學法在傳熱學課程設計教學中的改革探索

摘要：傳熱學課程設計是傳熱學課程體系中重要的教學環節之一，為了達到幫助學生掌握解決工程實際問題所必需的綜合應用能力以及培養學生工程素質的教學目標，在傳熱學課程設計的教學改革實踐中引入任務教學法，制訂了以任務目標為驅動，有機地結合了理論和實踐部分各自的特點，并對具體實踐教學環節和考核方式等方面進行了改革和實踐，從而提高了學生的自主創造、分析和解決問題的能力。

關鍵詞：傳熱學；任務教學法；課程設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0044-02

傳熱學是一門研究由溫差引起的熱量傳遞規律的科學，是現代科學技術中最重要的基礎學科之一，它不僅是能源動力、交通運輸、石油化工等專業本科生的一門重要專業基礎課，而且在機械、電子、土木、航天航空和輕紡食品等工程技術領域里的應用也十分廣泛。目前大連海洋大學（以下簡稱“我校”）該課程體系是由理論、實驗、實習和課程設計四個環節所組成。其中傳熱學課程設計這個教學環節是緊接在傳熱學課程理論教學之后進行的一個綜合性實踐教學環節，也是學生綜合運用傳熱學、換熱器設計以及相關先修課程知識，聯系實際生產和日常生活，以完成以某一特定設計任務為主的一次工程設計實踐環節（包括自行完成主體設備的選型計算、材料選擇及內部結構設計、工藝計算及主要尺寸設計，主要附屬設備的選型設計，主體設備總圖的繪制等，同時還要綜合考慮制造成本、加工工藝難度、維護保養等因素）。因此，該課程設計在整個課程體系教學改革中的地位十分重要。[1-3]

一、傳熱學課程設計的現狀與改革方向

目前高校的課程設計大多數是依附于理論課程而開設的，與理論教學同步并在授課計劃范圍內完成，通常課程設計的過程往往是學生仿照教師的設計過程和設計指導書上的步驟來進行。因此課程設計的核心主要是指導教師，學生按教師預先給定好的設計流程進行，被動地接受設計方案，喪失了主動參與課程設計的積極性和熱情，而且在設計中發生問題也不能及時反饋。這樣的結果，將大大降低學生的動手能力、分析和解決問題的能力，更談不上對學生工程素質的培養了。

隨著對培養工程素質人才的需求和對傳統課程設計教學模式改革的呼聲越來越高，一種“以學生為中心”的教學理念即“任務學習法”越來越受到教育工作者的重視。這種教學模式主要是體現“任務導向”和“學生主體、教師主導”的教學原則，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，甚至于交流合作的能力，這同樣也是當前培養知識、能力、素質綜合發展的工程型人才的改革方向。[4，5]

二、基于任務型教學法的課程設計改革原則

為了將任務教學法成功而高效地運用于傳熱學課程設計這一實踐教學環節，在改革之前必須制訂某些行之有效的原則作為指導，以便使其更好地發揮功用。考慮到任務型教學法是一種以任務為核心單位計劃和組織教學的途徑，它強調在“做中學”，不僅吸收了以往多種教學方法的優點，而且和其他的教學方法并不排斥。因此，筆者在教學改革實施過程中根據此教學方法的特點提出了以下的課程設計原則。[6]

1.將較難的任務前置

大量的研究結果表明，學生在整個學習過程中的精力是有限的。根據筆者多年指導課程設計的教學經驗，發現學生往往在學習過程的前半階段思想最為活躍，精力也最為充沛。因此，在給定課程設計任務后，教師應有意識地把那些理論性強、需要花費大量精力才能掌握的較難的任務環節放在課程設計的前半階段，例如對換熱器的選型計算部分。這不僅僅是因為這些較難的學習任務往往更具有冒險性和創新性，而且這樣的設置可以極大地激發學生的學習興趣和好奇心，從實際教學反饋效果來看教學效果良好，也更有利于教師靈活地推動整個課程設計教學流程的進行。

2.將安靜的教學任務前置

激烈的教學活動能讓學生的大腦興奮，特別是在課程設計的后半階段，學生往往會感覺到疲憊，這個時候如果再進行安靜的教學活動，學生的大腦就會處于一種抑制狀態，從而影響整個課程設計的教學效果。因此，為了保證學生處于科學、合理的學習狀態，指導教師應當把相對較為安靜的教學任務安排在課程設計的前半階段。

3.將整個課程設計連貫化

根據任務型教學法的指導思想，任務的設計是實施任務型教學法的關鍵和前提。因此，在課程設計正式開始之前，教師應指導每名學生根據分配的相關參數獨立構建設計項目，每一項目均設計任務若干，在任務設計的過程中考慮行業發展、企業需求的實際情況，同時把傳熱學作為基礎技能貫穿于任務環中，讓學生提前對任務環的大體框架有一個較為清晰的了解。同時以任務為核心單位計劃和組織教學，在“教中做”，在“做中學”，通過一系列的集體活動或個人活動來開展課程設計，最后對所涉及的全部教學內容進行整合并總結。總之，每一個教學環節都應該緊密相連，從教學設計角度保證課程設計的連貫性，并讓學生能夠獲得最佳的學習效果。

三、課程設計的具體改革步驟

1.改革課程設計的教學大綱

課程設計中的教學目標和任務都是依據教學大綱提出的，而教學大綱中所提出的相關教學要求和教學任務就是開展課程設計的指揮棒，其作用不言而喻。顯然，大綱中的這些目標和要求應該能夠體現任務教學法的任務設計思想。

通過傳熱學課程設計這一實踐環節，應該讓學生掌握換熱器設備設計的基本程序和方法，熟悉查閱技術資料、國家技術標準的途徑，正確地選用公式和數據，加強工程計算和CAD繪圖能力，初步形成工程優化意識，并能運用簡潔的文字和工程語言正確表述設計思想和結果，從而培養學生的工程能力和創新能力。筆者在總結以往教改經驗的基礎上，將教學大綱作為前任務階段進行改革，根據行業的發展趨勢以及學生日后就業的企業需求，為每名學生都構建了不同的設計項目，引導學生自主地參與到任務設計環節中來。當學生對自身任務有了較為明確的認知后，就可以進入任務環階段了。

2.課程設計題目的設定

在任務環階段需要學生采用各種方法和手段去完成任務要求。如何能讓學生從課程設計中既學到有用的知識和技能，同時又符合傳熱學課程設計的教學要求，這是課程設計題目設定的最根本原則。考慮到傳熱學課程設計最多一般也就兩周的時間，同時受各種條件的限制，學生到現場測量考察換熱器實物的可能性很小。如果設置的課程設計題目過大過深，學生可能會沒有時間深入研究任務而只是忙于完成形式上的設計報告。因此，在設計題目的設定上，指導書中會盡量選取學生在學校和日常生活中能接觸到的常見換熱器類型，同時做到每名學生的初始設計參數都不一樣，從而培養學生自主設計的獨立工作意識。[7]

3.教學環境的改革

傳統的課程設計教學環境已經不能很好地適應新形勢下的課程設計教學要求。任務教學法就是要以學生為中心，創新教學模式和教學方法，建立以學生為主體、教師為主導的教學模式，通過組建課程設計小組，激發學生學習興趣，引導學生通過組內分工、信息資源共享、技術難題攻關、組內討論、組外交流等多種方式參與到教師的各個教學環節中去，鼓勵每一名學生發揮自身特點，積極參與到設計團隊的任務中，充分利用學生主觀能動性，師生共同營造一個輕松熱烈的教學環境。

基于以往的課程設計教學經驗，采用靈活的情景式教學比較有利于任務教學法的開展，同時適當結合CDIO（構思、設計、實現、運作）模式等先進教學方法，展開對設計任務的團隊討論及研究模式，注重原理和應用相結合，強化以工程實例為載體的案例教學，將課程設計與工程體系有機結合，強化綜合設計和工程實踐訓練。同時開展專題討論，強化能力的培養。教學中增加一些專題討論、工程案例、工程項目研究報告，有助于培養學生分析、解決問題的能力，創新意識和創新能力。

4.評價與考核方式的改革

從學生的長遠發展來看，對學生的評價與考核不過是激勵他們不斷學習和進步的一種手段。既然實踐環節的教學目的是側重提高學生的動手實踐能力，那么其評價考核方式就應與傳統的理論教學有所區別，針對任務教學法更應如此。

由于任務教學法是以任務作為教學的主線，以學生實踐作為中心，以老師作為輔導。因此，在考核方式上也應以學生為主體，以設計任務完成的質量作為考核依據，而不再以最終的課程設計報告作為終結性評價指標。每個學生作為個體既是自己任務的設計者，也是其他同學的“同行”，可以對其他同學的設計進行評價打分，因為學生在一起共同完成課程設計任務的同時，對彼此平時的表現也是最為了解的，這樣可以提升評價考核的公平性與透明度，有效促進學生們的學習積極性。

四、結束語

總而言之，任務教學法有效地打破了傳統的教學模式，最大限度地發揮了學生學習的積極性和主動性，不僅符合新形勢下對高素質工程技術人才培養的需要，同時在教學實踐中也取得了良好的教學效果。在教學中，教師要不斷地總結實際經驗，運用任務教學法，實現傳熱學課程設計教學效果的不斷提高。

參考文獻：

[1]楊世銘，陶文銓.傳熱學[M].第四版.北京：高等教育處出版社，

2006.

[2]于靖博，董麗娜， 趙蘭英.《工程熱力學與傳熱學》課程教學改革與實踐[J].廣州化工，2013，（11）.

[3]顧麗莉，張登峰， 趙文波，等.關于化工原理課程設計的幾點思考[A].2013年創新教育學術會議（CCE2013）論文集[C].2013.

[4]金華.運用任務驅動教學法的思考和實踐[J].新課程（教研），

2010，（11）.

[5]李廣華，李華彥， 于靖博，等.“傳熱學”課程實踐性教學環節的探索[J].中國電力教育，2010，（13）.

[6]常寧.課程設計的要素[J].考試周刊，2011，（49）.

[7]令狐蓉.關聯理論與任務教學法[J].長春理工大學學報，2011，

6（11）.

（責任編輯：王意琴）