傳熱學課程教學改革探究

王昌龍,魯進利,孫彥紅

(安徽工業大學 建筑工程學院，安徽 馬鞍山 243002)

傳熱學是建筑環境與能源應用工程專業(簡稱建環專業)的主干專業基礎課程，在建環專業中具有重要的地位。該課程為學生后續專業課程學習及日后從事暖通空調、建筑節能、綠色建筑等相關工作打下必要的基礎，還是大部分高校建環專業研究生招生考試中的考試科目。該課程主要講解熱傳導、熱對流和熱輻射等三種基本傳熱方式的知識，具有較強的理論性。

一、教學過程中存在的問題

(一)教學手段陳舊

目前，傳熱學課程教師在課堂上主要以板書和PPT展示等手段進行講授。這兩種教學手段具有一些優點，然而也存在一些不足，如點名花費的時間較長、知識傳遞方式單一、互動性較差、課堂氛圍沉悶、學生自主性較弱等。

(二)考核方式不合理

現有的課程考核方式以期末考試為主，以平時成績(包括平時作業成績和考勤成績)為輔。這種考核方式不太合理：一方面，一些學生在期末考試前才開始認真復習，不利于調動學生在整個教學過程中的學習積極性；另一方面，如果學生在期末考試沒有發揮正常，其最終成績將會受到較大的影響，因而最終成績不能準確地反映學生的學習效果。

(三)師生交流較少

在課堂上，一般是教師講、學生聽，學生的參與度較低，其中學生向教師提問的頻率很低，而教師向學生提問的次數也偏少。在課下，學生問問題的情況很少見，并且師生之間的交流機會也很少。總之，師生交流較少，缺乏有效的互動和交流。

(四)學生積極性較低

由于傳熱學內容繁雜、理論性較強、公式推導較多、一些概念晦澀難懂、對前期知識(如高等數學、工程熱力學、流體力學等課程中的知識)儲備的要求較高，學生對課程學習普通感到有較高難度。此外，在上課過程中，學生的抬頭率偏低，其中一些學生玩游戲、看視頻等。總體而言，學生的學習熱情不高，積極性較低。

二、教學改革探索

針對傳熱學課程教學中存在的問題，我們從四個方面開展教學改革。

(一)融合信息技術

在現有的教學手段的基礎上，融合信息技術，使教學手段多樣化。為此，依托“超星學習通”智慧教學系統，建設傳熱學課程網絡教學平臺。將課程PPT、教學大綱、教學日歷、視頻、作業、試卷等上傳到該網絡教學平臺的資料庫，并不斷加以完善。該平臺可實現簽到、提問、搶答、測驗、布置任務等功能，還可以發布教學信息、主題討論、問卷調查等，因而有利于過程考核、檢驗學習效果、激發學生積極性、促進師生交流等。通過將網絡教學、板書教學及電子PPT教學結合起來，發揮這三種教學手段各自的優點，有效提高教學效果。

(二)實施形成性評價

形成性評價是基于學生學習過程中的表現、態度、成績等而做出的評價，其作用有加強教學反饋、培養學生的自學能力、提高教師的教學水平、合理評價學習情況等，可作為終結性評價(即以期末考試成績作為主要依據的評價方式)的有效補充。

對傳熱學課程實施形成性評價，在前期評價方式的基礎上增加部分考核內容并調整成績占比。改革后傳熱學課程的總成績包括平時成績和期末成績，其中這兩者均占總成績的50%。平時成績包括考勤、教學互動、平時作業、階段測驗、專題報告等五項內容，每項的總分均為100分，并且這五項分別占平時成績的10%、10%、30%、40%和10%。

利用網絡教學平臺的簽到功能進行點名，其中整個教學過程中的點名次數為10次。學生每出勤一次得10分，每遲到或早退一次得5分，而每缺勤一次得0分。根據學生的出勤情況，計算其考勤的成績。

在整個課堂教學過程中，教師對每位學生提問至少兩次，通過學生的回答情況來給出綜合評分，并以此作為教學互動的成績。提問的內容主要為重要公式和基本概念，而提問的目的不僅是考核學生，更是復習相關內容并引導學生對相關內容加以重點關注。

根據課程教學進程，布置相應章節的課后作業，要求學生自主認真完成作業并按時上交。根據學生完成作業的次數、質量來評定平時作業的成績。傳熱學課程的平時作業較多，能幫助學生鞏固所學到的知識，因此其占平時成績的比重較大。作業中存在的問題由教師在隨后的課堂中集中講解。

在分別完成熱傳導、熱對流和熱輻射的教學內容后，對這三部分的內容各進行一次測驗，并且每次測驗的總分均為100分。階段測驗的成績由這三次測驗成績構成，其中這三次測驗的成績占比可分別設置為40%、30%和30%。通過這三次測驗考察學生對各部分內容的掌握情況，進而做好后續的復習工作，強化學生對知識的及時鞏固。

在課程的中后期，將學生分為若干個小組(每組不超過5人)，布置與課程及專業相關的專題研究作業(如熱舒適與傳熱學、暖氣片與傳熱學、綠色建筑與傳熱學、建筑節能與傳熱學、墻體的隔熱保溫)。各小組在課后查閱資料、討論、完成專題報告，在課堂中進行匯報并與臺下的師生交流。根據學生的完成情況，教師對每組學生進行打分，并以此作為專題報告的成績。通過完成專題報告，學生將理論和實際聯系起來，加深對課程內容的理解，同時提升自主學習能力。

為了方便地實施形成性評價，有必要采用小班授課(小班人數不超過40人)，使教學互動、專題報告等考核方式不占用太多時間，同時可以促進班級的有效管理及教學效果的提升。

(三)加強線上及線下師生交流

首先，應該培養學生敢于提問的精神及善于提問的能力。教師鼓勵學生在課上及課下主動提問，并表揚主動提問的學生，以緩解學生的心理壓力，減輕學生提問時的緊張情緒。教師不輕視學生所提的任何問題，并耐心地解答問題。此外，教師需要設置有趣的、重要的、有意義的問題，激發學生提問的積極性，并對學生的思維模式產生積極影響。

其次，通過課堂上對學生的提問、讓學生上臺默寫及匯報，加強師生間的互動，了解學生對知識點的掌握情況，敦促學生認真學習。

有些學生不太愿意和教師面對面地交流，那么線上交流是一個非常不錯的選擇。線上交流不局限于課堂，可彌補線下交流的不足，給學生提供敢于交流、充分交流的機會。為此，教師可以定期在網絡教學平臺上發布討論話題，鼓勵學生參與討論、自由交流、提出問題等，在線上為學生答疑解惑，并營造良好的交流氛圍。

通過上述舉措，打造學生提問的自由氛圍，提高學生在教學過程中的參與度及學習興趣，提供師生交流的多種渠道，促進師生間充分、有效的交流。

(四)改進教學方法

教師在每次課開始的時候，隨機抽取幾個學生并分別對其提問，然后復習上一次課所學內容，之后再開始講新的內容，最后做總結并讓學生進行一分鐘競賽。參考魏書生的經驗，傳熱學課程中的一分鐘競賽的規則為：首先教師指定本次課中的一個或幾個重要公式(或概念)，然后所有學生在一分鐘時間內背誦指定的內容，最后學生默寫所記住的內容，其中還可以讓兩三個學生上臺默寫。這種一分鐘競賽對學生的影響有提升積極性、提高注意力、增強效率觀念、增強競爭意識等作用。

在課程教學中，教師應注重梳理知識及復習，向學生說明教學要求及重難點，使學生更有效地學習、復習。多用形象、具體、幽默的語言，多使用更直觀的圖片、視頻等材料，多舉實例，多做類比，將理論與生活生產中的實際應用聯系起來，從而化抽象為具體，進而調動學生的積極性。例如，在講到傳熱過程的時候，可以舉例說明，如茶杯內的熱水通過茶杯壁與外界空氣進行熱量交換，家用空調風機盤管內的制冷劑與管外空氣之間的傳熱。又如，在講到水平板自然對流傳熱的時候，可以將該理論與冬天地板采暖、夏天毛細管吊頂輻射制冷等實際應用聯系起來。

三、教學改革效果

在進行教學改革后，教學過程中學生參與度得到了大幅提高，學生的學習積極性有一定的提高。教學改革后中等成績的學生人數占比大幅增加，不及格人數占比大幅下降，但是90分以上的學生人數出現了大幅下降。這是因為絕大部分學生都較為注重平時成績，并且不同學生的平時成績的差距不大，導致在提高平時成績占比之后所有學生的最終成績差距縮小，并且所有學生的整體成績有一定的上升，但是最終成績最大值由于平時成績的拖累而有一定的下滑，這可能是因為階段測驗都有一定的難度，限制了平時成績的最高分，進而影響最終成績。

四、結語

傳熱學是建環專業重要的專業基礎課程。這門課的教學改革從四個方面來開展：融合信息技術，發揮網絡教學優勢；實施形成性評價，合理地考核學生；加強線上及線下師生交流，促進教學相長；改進教學方法，提高學生學習的積極性。實踐表明，通過改革提高了課程教學質量。