小學時高等傳熱學的教學改革探討

高虹+楊曉宏+田瑞

摘要：本文針對目前高等傳熱學學時不斷減少的情況以及在教學實踐上存在的一些問題，對高等傳熱學課程教學進行了一些思考和改革。認為在小學時的情況下，要根據本校的專業特色選取教學內容，采用精講與課堂討論的方式進行教學，加大平時作業成績的比例，才能使高等傳熱學教學能夠有的放矢，為研究生的后續的科研工作奠定必要的理論基礎。

關鍵詞：教學改革；高等傳熱學；小學時

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2017）01-0138-02

一、引言

高等傳熱學是一門學位專業課，涉及到工程熱物理、動力工程、供熱、通風及空調等專業，通常會被各個學校作為精品課程來建設。高等傳熱學是一門理論基礎課，課程內容涉及的工程領域廣，數學理論推導多，講不好就會脫離傳熱學課程的本質，而變成一門數學課。傳統的高等傳熱學課程教學都以一本教材為主，以教師講學生聽的方式開展教學活動，最終以期末考試成績來評定學生掌握的程度。這種情況下，學生學習積極性不高，很難用學到的知識去解決一個實際的問題。隨著教學改革的深入，以及對研究生培養提出的創新能力強、實踐能力強、國際交流能力強、綜合素質高的培養目標，[1]高等傳熱學的課程教學也面臨著新的挑戰，對授課教師也提出了更高的要求。

二、小學時的必然趨勢

筆者從網上查閱了幾所高校研究生培養方案中高等傳熱學課程的學時，發現對于工程熱物理專業的研究生教學來說，高等傳熱學最大的學時是60學時，最少學時是32學時。造成各校高等傳熱學課程學時不同的原因，主要在于研究生培養方向的不同。西安交通大學的熱工全國著名，擁有工程熱物理專業博士后站點和國家級重點實驗室，師資力量更是全國一流，因此其高等傳熱學教學學時最長。有些學校學時少，是因為同時還開設有對流換熱、輻射換熱、相變傳熱、傳質和熱物性等課程，也就是說把傳熱學中有些內容單獨拿出來進行教學，為避免重復而減少了高等傳熱學的課程學時。而有些學校則是由于專業培養方向的原因，高等傳熱學僅僅是作為專業基礎課開出，并不要求學生做深入的了解和掌握。除了一些一流學校，其他普通的理工類學校，小學時課程將成為主流。這些學校在考慮高等傳熱學課程學時設置時，更多的是要兼顧相近的專業，以及不同的專業方向普遍適用的問題，并不需要學生在高等傳熱學方面掌握太深的理論知識。因此高等傳熱學的教學內容壓縮和精簡成為必然。

三、小學時下教學內容的選取

以32學時為例，全面鋪展開講解高等傳熱學課本涉及到的理論已成為不可能。如果以熱傳導，對流換熱和輻射換熱三部分作為主要講解內容，平均下來，每部分的學時大概在10個學時左右。因此如何取舍教學內容變成重中之重。不同的學校會根據自己學校的專業特色，重點講解某些內容，三部分的學時比例也可能各有側重。但是作為學位基礎課，每一部分必要的基礎理論肯定是都要涉及的。

針對我校研究生專業設置的特色，對于高等傳熱學的內容進行了取舍，以四個學時為一個教學單元，選取了八個主要教學內容，如表2所示。從表2可以看出，我們在導熱部分和輻射換熱部分的學時較少，偏重于對流換熱。其中教師精講部分偏重于理論分析，而課堂討論部分重點是將研究生課題所涉及到的傳熱內容都提煉出來，提前使研究生接觸到將要研究課題的最基本原理和理論。

四、教學方法選取

教學方法的多樣化已成為高等傳熱學教學的新趨勢。如國內一些學校教師采用的“娛導式”、“開放互動式”、“Seminar教學法”、“參與式”、“研究性”等教學方法。[4，5]不管采用哪種教學方法，其目的就是改變過去單一輸入型的教學模式，增強學生在教學過程中的積極性和參與性，從而提高學生獨立思考和解決問題的能力。

引進參與式的教學，對于學生和教師都提出更高的要求，老師在上課前要對整個課程教學有整體宏觀的把握，學生在上課前必須具備相關的知識儲備，這時課堂才能有條不紊地活躍起來，不然難以達到預期的目標。我們在每次課前都會給學生留自學作業，其內容與表2中課堂討論內容一一對應。為了避免部分學生偷懶不自學，我們將自學作業分成3-4個題目，同時將學生也分成3-4個小組，每組學生大約是4-5個人，將每個題目又細化成4-5個方向，保證每個學生都有一個小題目，而每個小題目都是一個自學題目的一部分。這樣既保證了每個同學都要參與其中，又要相互協調為同一個題目從不同的方向上說明。

如第一次討論題目“一維穩態導熱的理論求解”，將其分為“大平壁、圓筒壁、球壁、肋壁”四個方向，在“大平壁一維穩態導熱”題目下，又分為“第一類邊界條件、第三類邊界條件、第二類邊界條件的探討、附加內熱源求解的探討”四個小問題。由于是第一次上課，所以題目比較簡單，學生通過查找本科的教學內容就可得到。這樣本科的傳熱學內容學生通過自學可以獲得，課堂上教師就不需再花費時間去重新回顧本科知識，可以更加側重新知識的講解上。

五、成績評定方法的選取

高等傳熱學教學的目標實質上是要求學生掌握高等傳熱學的基本理論知識和能夠應用所學知識解決傳熱問題。現在大部分學校不再以期末考試作為唯一的教學效果檢查方式，通常以期末考試和課程大作業的方式來考查學生對于高等傳熱學課程的掌握程度。[5-7]

針對我校高等傳熱學的教學特點，將高等傳熱學的課程成績取為期末試卷成績占總成績的40%，平時自學作業成績占總成績的50%，實驗占總成績的10%。加大平時作業成績，可以使學生更加注重學習的過程，而不是只為了最后應付考試。

實際上無論是教學方式和考核方式的改革，都會對教師提出更高的要求。為了使平時作業成績能夠充分地體現出學生自學的能力和自學的深度，教師必然要對每一個平時自學的題目精心準備，同時對作業成績的評定要有明確的標準。

六、小結

在建成世界一流大學和一流學科建設戰略的指導下，各高校的學科建設必會百花齊放。高等傳熱學作為能源動力類研究生的學位課，在學時不斷減少的情況下，如何有針對性地進行高等傳熱學課程的建設成為每個學校和授課教師面臨的艱巨任務。

在小學時下，精簡教學內容成為必然趨勢，在保證整個高等傳熱學教學體系完整的情況下，教學內容的選取與學校專業特色緊密相關，甚至一部分教學內容會具體到每個學生將來的專業方向上去。教學方法和教學手段會越來越多樣化，其目的就是使學生更多的參與到高等傳熱學的教學過程中，從而在整個教學過程中實現培養學生思考問題、解決問題的能力。

參考文獻：

[1]張靖周.高等傳熱學教學中的“三強一高”特質培養[J].科技資訊，2015，（19）：167-168.

[2]李俊梅，李炎鋒，畢月虹.關于暖通專業“高等傳熱學”教學的幾點思考[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010，（12）：365-367.

[3]何雅玲，陶文銓.對我國熱工基礎課程發展的一些思考[J].中國大學教育，2007，（3）：12-15.

[4]邱林.開放互動式教學方式在高等傳熱學研究生課程教學中的實踐[J].高等建筑教育，2008，17（4）：95-97.

[5]趙斌，鐘曉暉，張磊.高等傳熱學研究型實驗教學探析[J].中國冶金教育，2013，（6）：48-49.

[6]朱群志，姜未汀，張莉，等.研究生課程“高等傳熱學”教學改革初探[J].中國電力教育，2014，（30）：49-50.

[7]黃金.“傳熱學”教學改革探討[J].廣東工業大學學報，2007，（7）：72-73.

Reform Practice on Advanced Heat Transfer Teaching under Reduced Course Hours

GAO Hong，YANG Xiao-hong，TIAN Rui

（College of Energy and Power Engineering，Inner Mongolia University of Technology，Huhhot，Inner Mongolia 010051，China）

Abstract：The thinking and reform practice had been done on advanced heat transfer teaching process under the condition of reduced course hours and teaching problems.The teaching content is selected according to the professional characteristics of the school.The concise and incisive explanation and classroom discussion had been held in the teaching process simultaneously.The proportion of usual schoolwork achievement had been increased in total score.These reform practices make advanced heat transfer teaching process have a definite target，and lay a necessary theoretical basis for graduate students of subsequent research work.

Key words：reform practice；advanced heat transfer；reduced course hours