應用型本科學校中“傳熱學”課程教學探索

付萍　孫茜茜　潘金龍　劉瀅

摘要 本文首先根據目前應用型本科學校與“傳熱學”課程的特點指出了現有教學方式中存在的矛盾與問題，然后從課程建設、教學改革等方面闡述了適用于應用型本科教育的、有關‘傳熱學”課程教學的幾點探索。

關鍵詞 應用型本科 傳熱學 教學探索

應用型本科學校在我國高校中己占有越來越高的比重，一般來說所有的本科第三批次錄取學校都可以算作應用型本科學校，而“應用”二字也成為了這類學校主流的辦學定位，這極大地推進了我國高等教育的大眾化進程，也滿足了我國社會發展過程中逐漸增長的高層次應用型人才需求。“傳熱學”是高等學校中包括建筑環境與能源應用工程專業（以下簡稱“建環專業”）在內的多個專業和學科的重要專業基礎課程之一。以建環專業為例，這門學科在整個專業體系中起到了重要的奠基石作用。因此，應用型本科學校的教師應合理而有效地安排課程教學內容，提高相關專業學生學習傳熱學的積極性，并通過實驗課程等方式幫助學生加深對相關知識的理解，使學生可以在實際的生產、生活中活學活用在傳熱學中學到的知識。本文將以南京工業大學浦江學院為例，結合傳熱學課程的主要特點，對傳熱學的教學體系與未來的改革方向進行初步的探索。

1應用型本科學校與“傳熱學”課程的主要特點與矛盾

1.1應用型本科學校的主要特點

應用型本科學校的主體是“應用”，這類學校的出現也正體現了當今社會的發展趨勢。在新的社會發展背景下，高等教育的主要方向逐漸轉向培養滿足社會和經濟發展需要的綜合性人才。高校應積極探索新的學科方向、專業結構和課程體系，教師應通過更新教學內容和教學手段，提高教學質量，為社會培養具有更強適應力和競爭力的畢業生。

南京工業大學浦江學院作為我國本三類應用型學校，其生源質量上不如本一、本二類院校，普遍具有以下特點：心理上表現為思想不夠成熟，意志薄弱、缺乏刻苦鉆研的精神；學習上表現為知識儲備量少，基礎知識相對薄弱，并且缺少良好的學習習慣。因此，本三類學生的培養既不能以本一、本二類學術型、科研型人才為目標，也不能按照高職類純操作型、崗位型的人才培養，而是應該立足于自身情況，在教育中既讓學生掌握理論知識，又鍛煉學生動手能力，從而培養出一批既具有專業知識，又具備動手技能，符合社會和經濟發展需求的應用型人才。

1.2“傳熱學”課程的主要特點

“傳熱學”是建環、能源、動力等理工科專業交叉的經典學科，始于工業革命時期，發展至今已經有了一百多年的歷史，核心理論體系是傳熱的三大基本理論，即熱傳導、熱對流和熱輻射。該課程建立在基礎課“高等數學”、專業基礎課“工程熱力學”、“流體力學”等課程之上。其基本理論，如傳熱基本定律、傳熱方式、傳熱條件、影響傳熱的因素、增強和減弱傳熱的方法等，又是暖通空調、供熱工程、制冷技術等工程技術中所有涉及熱量傳遞規律理論的基礎。所以，傳熱學中涉及的定律多、公式多、概念多、方法多，且這些定律、公式、概念與方法應用十分廣泛。

針對應用型本科學校的學生，在學習該門課程時，首先要注意系統掌握有關熱量傳遞的基本知識，提高分析和計算傳熱問題的能力，提升基本的實驗技能。另外，教師還應通過實驗、實習等實踐教學方式，培養學生的動手能力，從而使之掌握相關熱工流體設備的設計與使用方法，培養學生的工程實踐能力。

1.3應用型本科學校與“傳熱學”課程的主要矛盾

應用型本科學校的生源大多不具備較為豐富的知識儲備和較強的學習能力，但是由于傳熱學中涉及的公式、概念和定律數量多、范圍廣，學生在學習過程中普遍存在以下問題：“

（1）概念理解不深刻。傳熱學以高等數學等學科為基礎，涉及的實際應用學科又較為廣泛，并經常會用到較深的數理基礎知識。因此本來就基礎薄弱的學生對如此龐雜的概念和公式只能機械記憶，而難以深刻理解。

（2）分析計算能力弱。傳熱學課程中的熱傳導、熱對流與熱輻射的計算和推導涉及大量的經驗公式與數理方法，計算過程繁雜且難度較大。很多學生面對計算時只會生搬硬套已有公式，不能捋清正確的計算步驟和方法。

（3）理論、實踐結合能力弱。受傳統教學方式的影響，學生在學習過程中更多停留在理論層面，難以針對實際問題的特點運用已有的知識進行具體分析，并利用傳熱理論解決實際生產、生活問題。

針對上面幾點普遍存在的問題，結合應用型本科學校的培養方針和具體特點，在培養方式上，首先應該引導學生正確認識應用型本科學校的培養方針和目標，具體到學習傳熱學的基本要求及在專業學習中的重要性，幫助學生正確定位傳熱學在專業知識體系中的位置；同時切實改革“傳熱學”課程的教學方法，以將學生培養成符合社會和經濟發展需求的應用型人才為目標，合理安排課程教學。

2課程建設

2.1認真了解授課對象

該課程的授課對象是指該校建環專業大二或大三的全體學生，教師應充分了解這些學生的心理特征、知識基礎與培養目標，根據學生的具體特點，結合學校的教學能力，樹立正確的教學目標，選擇合適的教學方法，活化自己的教學藝術。

2.2合理選擇教學內容

南京工業大學浦江學院建環專業使用的教材是由楊世銘、陶文銓編著（高等教育出版社，2006）的“傳熱學”（第四版），該教材將學生對基本概念、基本理論和基本計算方法的理解作為第一任務，對基本知識點進行詳細的敘述，對傳熱學中一些重要概念、公式和計算進行分步介紹，并深入剖析公式背后的理論，并適時的結合實際的例題，闡述傳熱學在建環專業相關案例中的應用。

2.3積極重組考核內容

傳熱學考核應分為閉卷考試（60%）、平時作業（15%）、學習表現（10%）和研究性學習（15%）四個部分。其中閉卷考試主要是為了加強學生對課程的記憶，考試內容為傳熱學的基本概念、理論和計算方法；平時作業是為了幫助學生在課后鞏固當天的學習內容，包括一般性的習題，綜合性工程問題的解答以及安排的相關實驗等；學習表現主要是反映學生在平時課堂上的表現，如回答問題、參與課堂討論的情況。研究性學習可以培養學生的動手能力，訓練學生運用知識的熟練程度，提高學生獨立思考的能力，同時積極調動學生的主觀能動性，為培養創新能力創造機會。如：通過給定一個換熱目的，讓學生自行設計一臺換熱器或完成換熱相關的數值模擬等。相比于傳統的考核方式，通過這四個方面的組合，可提高學生對傳熱學的學習興趣，從而提高教學質量。

2.4打造“雙師型”教師

所謂“雙師型”教師是指具備以下兩方面能力的教師：在理論上具有較高的專業理論水平和教學水平，同時具有較強的科研能力：在實踐上具有熟練的專業實踐技能，能夠組織生產經營，能夠指導學生進行自主創新創業。

作為應用型本科學校的教師，都應該以成為“雙師型”教師為目標，嚴格要求自己：及時了解和掌握所授專業最新科技動態和行業發展水平；在教學中通過專業授課、實訓、實習等方式，使學生掌握必需的職業技能；引領學生學會理論聯系實際，掌握分析問題和解決實際問題的能力，提高學生自身技能；通過介紹當下最新研究成果和行業新型技術等活動，培養學生的技術革新意識和動手能力。

3課程教學方法的改革

3.1注重啟發、注重興趣

“傳熱學”課程貼近生活，可以很好地解決生活中遇到的問題，應該引導和啟發學生主動進行思考，提高學生的學習興趣。

例如學習之初，在課堂上提出生活中顯而易見但卻容易被大家忽略的問題，如“冬天的時候為什么白天太陽曬過的棉被，晚上蓋起來會比較暖和？并且經過拍打之后，效果會更加明顯？”這種與生活息息相關的問題，可以讓學生帶著疑問與熱情跟著老師去探索傳熱學藏在生活當中的秘密。

3.2融入最新科技

隨著科技的不斷發展，傳熱學的許多理論被應用到很多專業工程領域的最新成果中，在課堂上應向學生介紹傳熱學發展的最新研究成果，如數值傳熱學、微尺度傳熱學以及納米流體、微肋管等新型換熱設備等。當然對于剛剛接觸本學科的本科生而言，理解這些新概念、認識這些新現象、了解這些新設備都是比較困難的，但從人才培養的長遠角度來講，這樣的教學方法可以拓展學生的視野，提高學生的創新意識。

3.3教學多樣化

（1）多媒體教學：隨著信息技術的飛速發展，使得傳統的教學模式有了很大的變化，PPT、動畫、視頻等多媒體技術的介入，對理解一些抽象的術語、概念和定理有了很大的幫助。教師應該充分利用這些新的教學工具，解決教學中的一些復雜問題，例如可以用動畫等方式將傳熱學中一些難以理解的問題直觀、生動地傳遞給學生，從而營造一種立體的、全面的、輕松的、動態的學習場景，激發學生的學習熱情。（2）模型教學：課堂教學時配備一部分教學模型，如換熱器模型，讓每位學生在學到相應知識點時，能夠近距離接觸設備實體，有個感官的概念，以培養學生的動手操作能力及空間想象思維。

3.4注重實用軟件

數值模擬作為研究、設計和技術開發的手段，將是“傳熱學”未來研究的重點。應用型本科學校教師應充分向學生介紹利用計算機數值模擬方法學習課程的方式，并介紹相關軟件的使用方法。例如目前國際上比較流行的商用計算流體力學軟件包Fluent，該軟件具有強大的解決流動傳熱耦合問題功能，能夠呈現換熱設備內流體流場、溫度場分布等，是工程人員常用的模擬軟件，介紹該軟件可以讓學生對當前的前沿技術形成一個初步的認識。

4結語

應用型本科學校中學生的培養目標是將其培養成既具有專業知識，又具備動手技能，符合社會和經濟發展需求的應用型人才。因此“傳熱學”作為學生解決一類工程實際問題的知識源泉和學科基礎，應根據學生的最終培養目標，在課程建設與教學方法的改革實踐中不斷摸索、研究和總結，使教學體系更科學、結構更合理，更能適合于應用型人才的成長。