以學生為本的“傳熱學”教學方法改革與實踐

“傳熱學”是能動專業的一門主要的專業基礎課，它具有將基礎課與后續專業課聯系在一起的橋梁與紐帶作用，在能動專業類專業培養方案中占有重要地位。隨著國家經濟、社會和科技的不斷發展，高等學校人才培養不斷提出了新的問題和要求。課堂教學是實施高等教育的主渠道，“傳熱學”課程教學也應不斷有創新的思維、創新的方法和手段適應這些變化和要求。

隨著教育改革的不斷深入，“傳熱學”的授課形式已從“黑板+粉筆+教具+一張嘴”的傳統教學方式，發展成為集“聲、文、圖”于一體的多媒體教學作為輔助教學的現代教學模式。但由于“傳熱學”這門課理論性強、概念抽象、經驗公式及圖表繁多的特點，“傳熱學”的教學過程并沒有改變學生被動的填鴨式的學習方式，學生在學習中常會感到枯燥和難以理解。

筆者根據多年積累的教學經驗，針對“傳熱學”知識本身的特點，以學生為主體，按照“學習、實踐、創新交融”的教學理念，強化教學與實踐的融合，采用多種形式、多層次的多維的教學模式，在教與學的過程中啟發學生主動參與、主動思維、主動學習，從而培養了學生學習的興趣和獨立探索的能力、創新精神和創新能力，提高了教學質量。

多種教學形式培養學生主動學習的能力

傳統的教學是教師一言堂，忽視了學生的主動性和能動性，抑制了學生的思維發揮，學生被動接受知識，造成了學生對學習的厭倦。筆者除了應用現代化的多媒體教學外，還根據“傳熱學”課程特點采取了多種的教學形式，激發學生的學習興趣，培養學生主動學習的能力。

教學內容與生活經驗相聯系的感受式教學，激發學生的學習興趣

教育心理學的研究表明：興趣是不可忽視的學習動因。當學習內容與學生已有的知識和生活經驗相聯系時，就能激發學生學習和解決問題的興趣。因此，在“傳熱學”教學過程中，如將學生的生活體驗與教學內容巧妙結合起來，引起學生的聯想，觸類旁通，是激發學生的學習興趣的重要因素。

傳熱學是一門應用學科，其理論知識在現實生活中得到廣泛應用，因而在授課過程中采用感受式教學。感受式教學是指根據學生的認知特點和規律，從教學需要出發，通過創造實際的或重復經歷的情境和機會，引入、創造或創設與教學內容相適應的具體場景和氛圍，以引起學生的情感感受，幫助學生迅速而正確地理解教學內容。溫差是熱量傳遞的推動力，有溫差存在就有熱量傳遞。學生生活的環境中到處都存在溫差，因而熱量傳遞這一現象，在學生的生活中也就是一種極其普遍的現象，學生在生活中對此已積累了大量的經驗，只是并沒有與傳熱學知識有機地結合。如將這些生活體驗融入到傳熱學的教學內容中，使學生如臨其境，如聞其聲，從直觀引起學生的注意力。既能提高學生的理解能力，同時也能激發學生的學習熱情，加深所學知識的印象。例如在講對流換熱系數的影響因素時，課堂上只是照書本那樣介紹說“影響對流換熱系數的因數很多”，學生聽后會感到很抽象不易理解，如讓學生拿起書本在自己的臉前煽動幾下，學生們就會根據自己的體驗，總結出對流換熱系數與流體的流動的起因有關。再如介紹黑體這一概念時，可以讓學生們觀察其他教學樓窗內是什么顏色，然后解釋說明這就所要講的黑體這一個概念。在講授肋片這一概念時，可以引導學生回想在冬天外出時，人體的什么部位最冷，學生會很有興致地回答“耳朵”。通過體驗這些逼真的生活情景教學，使學生輕松愉快理解所學的知識。理解了才深刻，理解了才能使學生掌握，理解了才能讓學生應用，理解了才能做到獨特，才能充分調動學生學習的主動性、自覺性，激發學生學習興趣。

縱向貫通的比擬式教學，提高學生接受新知識的能力

學習的過程就是認知的過程。學生在認知的過程中，往往對已經了解的東西覺得簡單，對不了解的東西覺得復雜。所以在教學活動過程中，教師應注重了解學生的知識基礎，密切聯系學生已有的知識基礎，善于把新知識并歸于已學知識體系中，并對新舊知識分化對比，區分其異同點。通過這種教學方式，可以將教學內容化難為易，化繁為簡。學生在理解知識時，就會印象深刻、記憶牢、效果好。例如將學生熟練掌握的歐姆定律應用到熱量傳遞的過程中；將兩個幾何圖形的相似應用于兩物理現象的相似。這些知識中研究內容雖然不同，但在形式上類似或相同。在教學過程中應用這些已知知識的類似或相同點，演繹出傳熱學中所傳授的新知識。學生可以從已認知的知識中逼真、形象、易理解地聯想到新知識，熟練遷移到新知識上。幫助學生輕松學習、掌握新知識，建立了學生學習的信心，加深學生學習的興趣，豐富了學生的想象力，培養了學生分析問題及邏輯思維的能力，提高了教學效果。

互動式教學，提高學生的學習能力

“互動式教學模式”是指教師“教”和學生“學”兩個過程互相作用的整體性動態過程。具體實施過程為：在備課時就根據課程的內容準備出一些問題，在教課時教師根據進度及學生的學習狀況適時提出一些相關的問題或引導學生自己去思考一些問題，讓學生來回答，并允許學生辯論。然后教師運用學生學過的知識來解決上述問題，最后歸納總結。通過這樣調節“教”和“學”之間相互聯系，形成了和諧的師生互動、生生互動、學習個體與教學中介的互動，產生了教、學共振，達到提高學生主動思維、主動學習的目的，提高了教學效果。

多層次的教學模式，提高學生的能動性和創新性

傳熱學中的許多公式和原理都是前人對實驗結果的歸納和總結，因而傳熱學不僅是一門應用學科，同時還是—門實驗學科。針對本課程實驗性較強的特點，除了課堂教學外，還構建了“實驗+課外活動+科研活動”的逐漸遞進式教學模式。

改革實驗教學手段，培養學生分析問題能力及善于創新的意思

實驗教學是課程體系實施過程的重要環節，是理論教學的發展和深入，實驗可分為演示性實驗、驗證性實驗、設計性實驗以及綜合性試驗。演示性實驗、驗證性實驗的主要目的是課堂理論教學的輔助，通過實驗可以加深學生對課堂理論和知識點的理解。“學起于思，思源于疑”。本課程的實驗主要著重設計性實驗以及綜合性試驗，以提高學生的創新精神和和理論聯系實際的能力。如以往測量絕熱材料的導熱系數的實驗室是演示性實驗，學生用準備好的實驗設備，只要按照實驗指導書的步驟操作即可得到實驗結果。現改為設計性實驗，在實驗課老師前將實驗目的、實驗所需的儀器、儀表和材料等交代給學生，要求學生在實驗前分組對實驗進行分析討論，擬出實驗方案，然后在課堂上進行討論、修改。然后根據自己設計的實驗方案組建實驗裝置，并操作實驗。學生通過對比自己設計實驗裝置與實驗室固有的實驗設備結構，找出不同和不足，從而鞏固和加深了對基本概念和基本原理的理解；驗證和運用了定理、法則和公式；擴大了知識面、開闊了思路；并能從分析問題到解決問題的過程中，得到精神滿足，增強了學習興趣。從而培養學生綜合運用已學知識分析問題的能力、解決問題的能力和創新的精神。

課外活動、鞏固理論知識、提高創新能力

在課堂教學及實驗教學的基礎上，授課教師組織學生參加多種形式的課外科技活動，應用傳熱學的知識，根據社會發展需求發現問題、解決問題。近三年在大學生創新創業計劃大賽、機械設計大賽、工程訓練競賽、技創新大賽、挑戰杯創業計劃大賽等各項大賽中屢獲殊榮，共獲得各類獎項30余項。通過參加各類科技大賽，學生對傳熱學的規律和實際應用有更深一步的認識和了解，理論水平、實踐能力及創新意識得到提升。

產學研合作、提高學生解決工程實際問題的能力

應用傳熱學的知識分析解決具體的工程問題，把學習與工程實踐緊密結合起來。利用豐富的產學研項目，構建面向項目（或課題）的工程性綜合實踐教學模式，利用產學研的工程實際性，建設了大學生參與科學研究的產學研制度，引入企業、設計院所介入實踐教學的模式。支持和鼓勵本科學生加入到教師的科研項目之中，通過具體的科研項目練習，提高學生的動手能力和思考能力，并增強學習的興趣和目的性。

按照“學習、實踐、創新交融”的教學理念，強化教學與實踐的融合，改革課程教學模式，建立了多種形式、多層次的多維的新型教學組織模式。建立以教師為主導、以學生為主體的教學觀，在教學過程中以學生為中心組織教學活動，引導學生提出新問題、發現新知識及解決問題的能力，充分發揮學生的主觀能動性，使學生從繼承性學習走向探究發現型學習。激發了學生學習傳熱學的興趣，使本課程從苦學、難學變成了樂學、好學，培養了學生思維能力和創新能力，提高了課堂教學的效果。（作者供職于沈陽化工大學能源與動力工程學院。基金項目：本文系沈陽化工大學教改項目（項目編號：2012C09）的研究成果）