傳熱學課程范例6篇

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傳熱學課程

傳熱學課程范文1

關鍵詞:傳熱學;換熱器;優化整合

作者簡介:李志國(1977-),女,江蘇連云港人,淮海工學院理學院,講師。(江蘇 連云港 222005)

中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)30-0051-01

傳熱學是高等院校能源動力類專業的重要專業基礎課,研究熱量的傳遞規律;換熱器原理與設計是其后續的專業主干課程,介紹工程實際應用中重要的換熱設備的原理與設計方法。在以往的教學中,兩門課程分兩學期單獨開設,緊密銜接,總共112學時,但隨著不斷進行的大學教學改革趨勢,課堂教學時數不斷減少。據此,針對淮海工學院能源專業(太陽能的光熱利用)的特點,將兩門課程合并為一門課程“傳熱學與換熱器”,學時數80,含實驗8學時。如何在保證教學質量的前提下,優化整合兩門課程是新形勢下必須考慮的問題。

一、兩門課程的特點

“傳熱學”是一門應用性很強的基礎課程,著重研究熱量傳遞的規律和方法。這門學科的發展歷史雖長,但仍是一門發展中的實用性較強的工程學科。三種傳熱方式分別受不同物理定律的制約,三種基本傳熱方式自成體系,有很多“物理模型”仍處于研究階段。所以,該課程的內容連貫性和系統性較差,表現為基本概念繁多、圖表和經驗公式及半經驗公式多且紊亂、重點分散等,學生掌握起來有比較大的困難。

“換熱器原理與設計”是“傳熱學”的后續課程,重點介紹實用性較強的換熱器的基本理論、設計方法及相關的設計資料和制造工藝。“傳熱學”的最后部分也有換熱器的內容,簡要介紹了換熱器的類型和熱設計的基本理論,對于具體的換熱器型式的特點、應用場合以及不同換熱器設計的步驟、阻力設計、結構設計等均未涉及,而“換熱器原理與設計”以這些內容為主,并結合工程實際介紹了具體的設計步驟,對學生掌握實際的換熱器設計有很大的幫助,能提高學生的創新思維能力和工程素質。

二、兩門課程的優化整合

鑒于兩門課程的特點和對能源專業的重要性及實用性,在縮短課時的新形勢下探討了這兩門課程的整合問題并進行了相關的教學改革。

1.整合課程內容,優化課程結構

從課程內容的角度,將傳熱學涉及的三種不同的熱量傳遞方式融合到一起,先簡單介紹三種傳熱方式及傳熱過程,在緒論中通過生活實例引出導熱、對流、輻射以及傳熱過程的基本概念,使學生對傳熱學和換熱器有基本的認識;然后對不同的傳熱機理分別進行深入介紹,討論三種傳熱方式各自的基本規律;到課程教學的后半段綜合不同的傳熱方式對傳熱過程進行深入的探討,以換熱器這一工程實用的換熱設備為對象,研究傳熱學在工程中的應用。也就說,將整門課程分成四大模塊進行分模塊教學,如圖1所示。這種在結構上對課程的整合、優化,使學生能在更高的認知層面上進一步綜合、靈活應用傳熱學的知識去解決問題,熟悉掌握換熱設備的設計原則及設計步驟。

現階段,該課程我們采用的教材為兩本,其中《傳熱學》第四版(楊世銘)的第十章內容與《換熱器原理與設計》(余建祖)的第一、二章內容有重復,為此我們對教材內容進行了調整。《傳熱學》第十章中關于“傳熱過程控制”部分的內容將其提到前面,講完每個傳熱方式的傳熱機理、規律之后就介紹其強化削弱機理和工程實際應用,這樣就使前面模塊的內容體系更加完整,講授更具有條理性、邏輯性,學生可通過對比、比較三種傳熱方式講授步驟的異同點更加深刻地認識傳熱學的基本理論。以三種傳熱方式的綜合應用為問題,引入換熱器的概念,將《傳熱學》第十章與《換熱器原理與設計》第一、二章揉合在一起,介紹換熱器的類型、特點,分析換熱器設計的步驟、原理。然后再按不同換熱器型式具體介紹設計過程中應掌握的內容。這樣處理之后,兩本教材的內容有機銜接在一起了,講授過程也不會出現斷點,學生學起來也有連貫性。

2.整合教學方法和手段

如今,高等教育的任務是培養面向21世紀的高素質人才,只有教學現代化才能順應時代要求,而現代化教學中的一個重要環節就是教學手段和教學方法的現代化。

在“傳熱學和換熱器”的教學過程中,將教學內容和學生實際緊密聯系,巧妙地采用各種行之有效的教學方法,努力激發學生的學習興趣。如講解緒論部分時,選擇學生熟知的生活傳熱現象作為引入點,創造逼真的教學情景,使學生感受到傳熱的“無孔不入”,進而增強學習“傳熱學與換熱器”的興趣。采用發現式、啟發式、問題討論式、比較分析等多種形式的教學方法,調動學生學習的主動性、自覺性。如,在講授肋片的導熱時,先提出問題:為什么我們見到很多換熱設備的表面常有凸出的部分等,合理設置問題情景,將所講授的內容作為一個個問題向同學提出,通過課堂上的一問一答、討論的問難質疑上課方式,引入肋片概念,進而分析肋片導熱的機理和對換熱的影響。如,講到多層材料的導熱時,通過對比計算來分析所提出的問題:實際管道保溫層材料的包覆應先敷設哪種材料后再敷設哪種才能有好的保溫效果,是不是所有管道敷設的保溫材料越厚保溫效果越好。用問題引起學生的注意,使學生集中精力,用理論的分析啟發學生的積極思維,使其主動思考問題、解決問題,發揮想象力,調動學生學習的積極性和主動性。

傳熱學的教學應當采用多媒體教學和傳統教學相結合的方式,根據教學內容的不同選擇最為合適的教學手段。利用多媒體中的圖片、動畫和視頻輕松地將課程中的一些抽象術語、概念、定理生動地以實體展示或者模擬直觀地傳遞知識點給學生,使學生非常輕松地感受到生活中的傳熱學、換熱器知識,自然地將學習與生活聯系,清晰地在腦海中構建傳熱的現實模型,理解深刻,記憶牢固。

3.整合考試和評分方式

“傳熱學與換熱器”課程的考核成績的評定在傳統的依靠平時成績和期末閉卷考試成績的基礎上,將兩門課程的成績評定進行了優化整合。因為傳熱學的公式多且多為經驗公式,內容多且散,換熱器的重點在于掌握設計的原則和方法步驟,所以我校的成績評定除平時表現、考勤外還包含了以下內容:期末考試為半開卷形式,A4紙張上老師給出需要的圖、表之后,空白部分由學生自己抄寫需要的任何內容,如公式、概念、解題步驟等。這樣學生可以在復習掌握簡單、基礎內容的基礎上將重難點、不需要記憶的公式和自己無把握的東西記在上面,提高復習效率和考試效果;在學習課程內容的基礎上針對老師給出的實際任務進行換熱器課程設計,上交課程設計任務書;進行相關的課內實驗。這樣能夠有效地綜合評定學生對該課程的掌握程度,而不再是以考試為主,能真正起到評價作用。

三、結束語

將“傳熱學”與“換熱器原理與設計”兩門課程整合為一門課程是新形勢下教學改革的必然,結合我校的教學實際對保證教學質量的前提下如何整合課程進行了探索,但還不夠,如何能更好地優化課程、提高課程的教學效果還需要繼續努力。

參考文獻:

[1]楊世銘.傳熱學[M].第四版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]章學來,施敏敏,等.多媒體在傳熱學教學中的應用[J].中國電力教育,2009,3(132):67-68.

傳熱學課程范文2

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?!皞鳠釋W”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{、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,如抵蕩熱學、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。

傳熱學課程范文3

關鍵詞 工程熱力學與傳熱學;輪機工程專業;網絡課程

中圖分類號:TK122 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)33-0095-02

工程熱力學與傳熱學課程主要包括工程熱力學和傳熱學兩部分內容,主要向學生介紹熱功相互轉換規律及熱傳遞規律的基本概念、基本原理以及在熱能工程問題上的應用,是輪機工程專業的基礎課程,也是后續專業課程學習的基礎平臺。一般說來,工程熱力學和傳熱學是能源動力類的主要專業基礎課,兩門課程單獨開設,教學課時較多。而整合成工程熱力學與傳熱學課程之后,兩部分內容仍是以獨立的篇幅出現,學時卻大大縮減。

對于輪機工程專業的學生來說,長期以來因概念抽象、難點多、計算關聯式多,且學生缺乏相應的工程概念和工程背景,而使這門課程一直被認為既難教也難學,學過之后又很難將學到的理論知識和相關的工程實際結合起來,初次接觸該課的學生往往較難入門,對該課程的學習產生畏懼心理。針對如何使該課程化繁為簡,化難為易,化抽象為具體,本文結合輪機工程專業工程熱力學與傳熱學課程的教學實踐進行初步探討。

1 根據專業特點調整課程教學體系,提倡教學內容彈性化

由于輪機工程專業開設的專業課程較多,因此將工程熱力學和傳熱學兩門課的課時數適當刪減,合并為一門68學時的工程熱力學與傳熱學。但是由于教學內容并未減少,這就造成課程進度快,章節小結和習題課的課時壓縮量大,處理不好反而使學生產生畏難心理,感覺本課程很難學。

針對這一問題,在實際的授課過程中提倡教學內容彈性化,該措施可以給學生創造自由發展的更大空間,提高學生掌握知識和解決工程實際問題的能力。教師要靈活駕馭教材,科學設計教學內容,在學生認知規律的基礎上,刪去或從略處理學生通過自學就可以了解的內容,盡量突出最主要、最本質的教學內容。該門課中含有大量的數學推導內容,教師在講解時可以刪去,或者僅在課堂上點一下,詳細的推導或其他細節則留給學生課后自學[1-2]。教學內容彈性化一定程度上可能會給學生增加課外的壓力,但是對培養學生獨立工作的能力大有好處。

在教學實踐中發現,輪機專業的學生由于尚未接觸專業知識,因此對船上的有關機械等內容充滿好奇。為調動學生學習的積極性,為以后的專業學習做鋪墊,盡可能地在每章節的講解中聯系船舶工程實例。比如在講到氣體和蒸汽流動時,可以將噴管和擴壓管在柴油機渦輪增壓系統中的實際應用作為例子,將原本抽象的概念具體化。通過加強工程熱力學與傳熱學及后續專業課的聯系,來激發學生的學習熱情,從而增強教學效果。另外,時代的發展使得教材內容有所滯后,所以在教學中需要補充豐富的具有時代氣息的學習材料來激發學生學習的積極性,尤其是跟輪機工程專業有聯系的工程應用實例[3]。將許多來源于大量熱工技術的知識融于教材,使學生能用工程熱力學與傳熱學的知識分析和專業相關的實際問題。突出這些知識在輪機工程專業中的應用,有助于培養學生理解和分析問題、解決問題的能力。

2 采用啟發式教學、師生互動,營造寬松愉悅的學習環境

結合以往的教學經驗,針對以往學生反映的工程熱力學與傳熱學知識抽象和難理解的情況,教師在講解各章節時,應盡量聯系生活和工程中遇到的熱力現象,合理設置問題情景,啟發學生積極思維,使抽象的理論具體化,可以大大增強教學效果[4]。

在講授章節新內容時,教師可以先通過日常生活或工程實際中的典型事例引出,學生會覺得這些事例就在自己身邊或非常實用,這樣就能一下子抓住他們的注意力。比如在講解肋片的穩態導熱這一章節內容時,首先以一杯熱騰騰的咖啡圖片吸引學生注意,然后拋出問題:“同學們在喝咖啡時要接觸杯子的哪部分把咖啡端起?杯身還是杯把手?為什么?”經過一系列的問答,通??梢哉{動學生的熱情,學生感到熱工學就在自己身邊,工程熱力學與傳熱學理論并不是深不可測的,一定程度上消除畏難心理。但是值得注意的是,在設計問題時教師要注意問題的難易程度,問題太難或過于簡單,都會使學生失去學習的興趣。

授課后注意提出有一定深度的問題讓學生思考。比如在講解完肋片穩態導熱這一部分內容后,可以設置“如何提高熱電偶測溫的精度?套管材料用銅還是鋼”以及“從傳熱學角度解釋為什么耳朵大的人冬天更容易生凍瘡”這兩個問題,讓學生利用本節課剛學過的知識內容進行分析,不僅可以鞏固課堂上所學知識,還可激發學生的思維能力,同時可以作為本堂課的教學反饋環節,了解學生知識掌握的程度如何。

3 傳統教學與圖像、文字、動畫并茂的多媒體技術結合,增強教學效果

現代信息技術的發展為改進和豐富教學手段提供了有力的保證。但在多年的工程熱力學與傳熱學教學中,多媒體教學也暴露出諸多不足之處。目前,課程組主要采取傳統教學手段和多媒體教學相結合的方式,充分發揮二者的優勢,將課堂教學提高到新的層次上,促進學生學習的積極性,從而增強課堂教學效果。

在課堂講授中,通常將純理論推導的部分以傳統講授(板書)方式為主,使公式推導條理化,通過教師邊板書邊講解的過程,學生掌握較容易,在記筆記的同時加深印象[5-6]。同時,本著將知識以易于接受的最佳方式傳授給學生的原則,輔以多媒體課件,多媒體以生動、活潑的語言將抽象的東西具體化,通過引進國內工程熱力學和傳熱學國家精品課程的課件、教學錄像以及動畫等素材,把抽象的概念和熱力裝置的工作原理、熱力過程形象、生動、直觀地呈現出來,并將鮮活的科研和工程實例引入課堂,將文字、圖形、圖像、視頻、動畫等多種媒體信息在不同的界面上進行有機的整合,來豐富完善現有的多媒體教學課件,使抽象的教學內容變得直觀、形象和生動,一方面降低授課難度,另一方面增加知識的信息量,可以激發學生的學習興趣。

4 利用網絡技術手段,建立互動式網絡課堂,引導學生自主學習

在教學實踐過程中,課題組建立工程熱力學與傳熱學課程網站,實現教學資料的上網。網絡課堂改變了傳統的教師單一授課的教學方式,實現了以學生為主體的現代教學模式。網絡課堂的開設,使得學生可以不受時間、地點的限制,按照學生自身的條件安排課程的學習,也可以根據個人的掌握情況選擇自己的學習內容,直到掌握為主。同時充分利用校園網絡優勢,開發網上答疑系統,實現全天候答疑,方便教師和學生隨時互動地教與學。使學生通過視、聽手段增加學習興趣,及時地了解自己的知識欠缺部分,并且可以按要求不斷調整學習,極大地提高學習效率。同時不定期地公布最新教學動態,更新網絡課程,反映最新學術動態。

在網絡課堂模塊中增設思維導圖模塊。由于這門課程概念太多,學生較難了解課程的整體框架,理不清各章之間、各節之間以及章節內部知識點的關系。因此,將思維導圖引入工程熱力學與傳熱學教學中,思維導圖加強了教學的條理性、邏輯性。思維導圖將整門課的條理脈絡給學生列出來,讓學生在學習之前就對這門課有一個整體的把握。比如從工程熱力學的幾個定義拓展開來,讓學生認識整個工程熱力學研究的內容。另外,要在條理性的基礎上進一步強調各個項目的邏輯關聯,促使學生從整體上把握知識,避免平鋪直敘,使學習效果達到知識點由點及線到面的程度。

另外增設網絡測驗模塊,評價形式不僅包括客觀題和問題簡答型的主觀題,同時增加基于案例的題目,考查學生分析和解決實際問題的能力。網絡測驗鞏固了課堂知識,增強了學生的綜合分析能力,使課堂講授達到比較好的教學效果。

5 結論

工程熱力學與傳熱學是一門應用性極強的專業基礎課程,與各工程領域、各專業關系密切,通過上述教學實踐活動探討,使教學過程趨于完善,一定程度上提高了教學質量,使學生奠定了堅實的理論基礎。同時,工程熱力學與傳熱學課的講授中也將傳統教學與多媒體技術相結合,形象化地闡釋理論和描述熱力設備的工作過程,豐富了教學內容。另外提供網絡課程、網絡討論、網絡測驗等,不定期地公布最新教學動態,安排網上輔導答疑,方便教師和學生隨時互動地教與學。

參考文獻

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[2]陶文銓,何雅玲.關于編寫傳熱學和工程熱力學教材的淺見[J].中國大學教學,2003(10):43-44.

[3]趙國文.提高輪機專業“熱工基礎”教學效果的思考[J].航海教育研究,2008(2):56-57.

[4]董麗娜.有限課時內“工程熱力學與傳熱學”教學效果改進[J].中國電力教育,2010(25):73-75.

傳熱學課程范文4

[關鍵詞]傳熱學 多媒體 教學方法

[中圖分類號] G423.07 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)03-0118-02

“傳熱學”是研究由溫差引起的熱能傳遞規律的科學,在現代各個生產領域中所遇到的大多數技術問題,乃至自然界中的許多現象都與熱量的傳遞有關,而且幾乎任何一種形式的能量最終都是以熱能的形式耗散于環境及宇宙之中,因此“傳熱學”是能源、動力和土建等大多數工科專業的一門重要的技術基礎課程,也是當今科學技術領域發展最重要的技術基礎之一。能否學好這門課程不僅影響學生對后續專業課程的學習,還影響學生在未來工作中解決實際傳熱問題的能力。目前東北石油大學建筑環境與能源應用工程專業“傳熱學”課程計劃學時為64學時,其中理論課56學時,實驗課8學時?!皞鳠釋W”課程具有內容廣、習題多、難度大的特點,如何在較少課時下,改進教學方式,提高教學效果,培養高素質工程人才是當前傳熱學教學中面臨的主要問題。[1]筆者結合在“傳熱學”實際教學中的探索和實踐,淺談教學改革的幾點看法。

一、教學存在的問題

“傳熱學”在我校有20多年的教學歷史,多年來一直采用板書授課,板書授課有利于學生跟隨教師的思路,但隨著現代“傳熱學”課程信息量的不斷增大,對學生綜合素質培養能力的要求越來越高,單純板書授課已經不能滿足教學需要。在板書基礎上增加多媒體教學手段,可以大大節約課堂上書寫公式、圖形、習題所占用的時間,克服手繪圖形的不準確和不美觀問題,通過動畫形象直觀地演示傳熱過程。

“傳熱學”與多學科交叉內容日益增多,新版本教材增加了大量專業前沿中的傳熱問題,一成不變的教學內容不能滿足專業發展的需要,教師應及時更新教學內容,增加對專業新領域中傳熱問題的介紹。在授課中,講課內容不宜貪多。簡單問題講得過細,學生會感覺講課嗦、浪費時間;難點問題講得過細,學生會感覺困難重重,失去興趣。因此,教師應根據學生的實際情況安排教學內容,力求重點突出。

傳統的灌輸式教學,課堂上幾乎全部由教師講解,而學生只是被動地聽課。對于典型例題,也多數是由教師自問自答,直接教給學生做題的方法和步驟,雖然看似教師講課熟練,學生聽課輕松,但這種教學方式學生不動腦筋,不能培養學生獨立分析和解決問題的能力。

在考試方面,我?!皞鳠釋W”課程總成績是由考卷成績(占75%)、實驗課(占15%)、平時成績(占10%)構成的。平時成績根據出勤情況、課堂測驗和作業成績來評定。從分數構成上來看,成績主要取決于考卷成績,平時成績所占比例較小。為突出素質教育,應加強對學生平時學習質量的監控,增加平時成績比例。

二、教學資源庫建設

(一)動畫演示實驗

實踐教學是“傳熱學”課程教學的重要環節,通常實驗演示在教學中受到時間、場地等諸多限制,制作Flash實驗演示課件,可以生動直觀地對實驗操作過程進行演示,通過網絡共享更加便于學生預習和復習。例如:準穩態法材料導熱系數測定、氣流橫掠管管外放熱系數測定、鉑絲表面黑度測定和換熱器傳熱系數測定等。

(二)虛擬實驗

借助Matlab語言或CFD軟件開發“傳熱學”虛擬實驗平臺,通過計算機數值計算和圖像顯示,對系統傳熱現象進行求解分析。例如:不同邊界條件下多維穩態導熱、集中參數法、導熱數值解、外掠平板、豎壁自然對流、輻射角系數、換熱器傳熱過程等內容都可采用虛擬實驗進行輔助教學。講解導熱數值解部分時,利用CFD軟件對研究對象進行網格劃分,然后建立節點方程,設定迭代初值,運用CFD軟件進行計算,最后對迭代計算的斂散性進行分析。網格劃分后的圖形以及計算得到的溫度場通過CFD軟件可以直觀立體地展現給學生,學生也可以自己操作軟件,設定不同的定解條件進行模擬實驗,這種教學方式不僅激發了學生對“傳熱學”學習的興趣,更加深了學生對導熱過程的理解。

(三)視頻和圖片素材

圍繞教學內容收集照片、圖片、視頻,并制作一些有特色的動畫素材,將這些運用于授課過程中就能把沉悶、死板的課堂氣氛轉變得活躍、充滿生氣,學生會自動參與課堂的教學活動中,積極配合教師,回答或提出問題,大大提高了課堂教學效果。利用分解動畫可以有效突破“傳熱學”教學難點,例如通過肋片的導熱、典型形狀多維非穩態導熱、大容器沸騰傳熱,多表面系統的輻射傳熱、換熱器平均溫差,等等。多媒體素材可以形象、生動而又清晰地向學生展示出復雜問題的溫度分布及傳熱過程,使學生建立起空間概念,加強了對問題的理解。

三、課堂教學方法改革

(一)互動教學提高學生的學習興趣

要想使學生學好“傳熱學”課程,首先應該提高學生的學習興趣,將課堂教學的主體由教師轉移到學生。做好教學“互動”,課堂教學活動不僅是一種認知過程,更是一種師生、生生之間的交互過程,只有學生的真正參與,才會提高學生學習的積極性,使其變被動為主動。因此,可選擇學生在生活中熟知的傳熱現象作為范例,創造逼真的教學情景,使學生感受到傳熱學領域就在自己的身邊,進而增強學習“傳熱學”的興趣;可采用提問式、啟發式、討論式等多種形式的教學方法,調動學生學習的自覺性,激發學生的學習興趣。例如:在講解“傳熱學”緒論中的三種熱量傳遞方式時,首先給出一些生活中的傳熱現象讓學生思考,如為什么夏天穿淺顏色衣服,冬天穿深色衣服;為什么冬夏相同室溫下,人們夏天穿T恤,冬天卻穿毛衣;熱水瓶為什么可以保溫;鋁水壺為什么不能干燒;冬季室外摸鐵和摸木頭感覺有什么不同,等等。讓學生分析這些現象產生的原因,并舉出他們所知道的與傳熱相關的例子,這樣順其自然地就將導熱、對流和輻射內容引出來。教師用理論知識對上述傳熱現象進行總結,加深了學生對三種傳熱方式的理解。用“提問式”引起學生的注意,使學生集中精力聽課,再利用“啟發式”激發學生思考,發揮想象力,這樣就會充分地調動起學生學習的積極性和主動性。

(二)教學內容與學科專業有機結合

近幾十年,科學技術在世界范圍內有了突飛猛進的發展,“傳熱學”的研究內容也有了很大的變化與進步,因此,授課時教師在講授教材內容的同時應與相關專業的前沿學術動態有機結合,這樣可以拓寬學生視野,提高學生學習興趣,讓他們學習如何利用理論知識解決本專業的實際問題。例如:針對建環的學生,在導熱換熱部分,增加新型散熱器、新型保溫墻體、冷熱橋問題的講解。在對流換熱部分,增加納米流體、風洞實驗、地源熱泵、相變蓄熱墻體的講解。在輻射換熱部分,增加太陽能集熱器、輻射供暖、輻射制冷的講解。在傳熱過程部分,增加空調除霜、節能冷卻塔、新型換熱器的講解。

(三)培養學生的工程觀念以及工程實踐能力

樹立工程觀念,重視工程教育是“傳熱學”教學改革的首要任務。為此,在“傳熱學”的教學中引入先進的CDIO教育培養理念,按照先基礎、后綜合、再創新的思路安排課程內容,增加了接近工程實際的專業應用案例,注重對復雜傳熱過程的分析,鼓勵學生主動學習、主動實踐,強化對學生分析能力、創新精神和合作意識的培養。[2]例如:在每個章節內容講完后,將學生分成幾組,以大作業的形式給學生布置應用例題,讓每組學生按照三步來完成:傳熱分析、傳熱計算、強化或削弱傳熱的措施。然后在課堂上組織學生展開分析和討論,鼓勵學生提出新的設計構想,最后由教師評分和小組互相評分。這種以學生為主體的啟發式教學方式不僅增強了學生分析問題和解決問題的能力,還培養了學生的工程實踐意識,收到了很好的效果。

四、結語

隨著現代計算機技術的飛速發展,多媒體技術在“傳熱學”課程教學中發揮出越來越重要的作用。[3]引用直觀生動的圖片、動畫、視頻、仿真進行授課,可以激發學生學習興趣,提高課堂教學效率,改善課堂教學效果。但多媒體教學只是幫助“傳熱學”課程教學的手段之一,要真正實現培養優秀工程人才的目標,“傳熱學”課程的授課教師還需要以教授知識、培養能力和提高素質等方面為切入點,充分發揮學生的積極性與主動性,注重培養學生分析問題和解決問題的能力,積極轉變教學思想,努力探索行之有效的教學方法,不斷推進教學改革創新。

[ 注 釋 ]

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

傳熱學課程范文5

關鍵詞:傳熱學;教學改革;教學方法

作者簡介:齊曉霓(1974-),女,山東淄博人,山東理工大學交通與車輛工程學院,講師。(山東 淄博 255049)魏麗霞(1976-),女,山東濰坊人,中國石油大學(華東)理學院,助理實驗師。(山東 青島 266555)

基金項目:本文系山東理工大學教學項目基金《傳熱學教學方法的研究與探索》(項目編號:112024)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0123-02

熱工基礎課程是一門專門研究探討如何提高功熱轉換效率、熱能轉換及傳遞基本規律的工科課程。在工科領域,熱工基礎課程占有舉足輕重的地位,為培養專業化綜合型人才起到了重要作用。在前幾年,高等院校為了適應社會需要和時展,許多院校提出了要培養具有跨學科知識、淵博學識、基礎扎實、專業技能過硬的高級人才目標。在這樣的目標指引下,眾多高等院校在工科類以機械大類進行招生,[1]在大類下面進行專業細分,比如清華大學、哈爾濱理工大學、西北工業大學、上海交通大學、東南大學等國內知名高校。在西方國家的高等工程教育中,對熱工基礎課程很重視,基本都開設了“熱力學”與“傳熱學”。陶文銓與何雅玲教授為了探索熱工基礎課程教學方案,對開設了熱工基礎課程的國外二十多所大學進行了調查研究。[2,3]筆者從調查結果中發現,材料學院、核能工程系、化工學院以及機械學院等工科類院系都開設了熱工基礎課程。還有不少大學將“傳熱傳質學”和“熱力學”設置為機械類學院的重要課程,比如普渡大學、麻省理工大學等世界知名大學。也有些大學將熱工基礎課程設置為工科學院的公共課程,比如美國依阿華州立大學工學院將“傳熱學”、“熱力學I”、“熱力學II”和“熱流系統設計”這四門熱學設置為他們的公共課程。山東理工大學(以下簡稱“我?!保C械學院在2006年時進行了專業設置改革,開始實行機械大類招生,但作為熱工基礎的核心課程——傳熱學僅在機械創新實驗班被設置為專業基礎課(44教學學時+4實驗學時),而沒在機械大類全部專業中進行開設。筆者基于考慮“傳熱學”課程的重要性以及機械大類綜合型人才的培養目標,有必要對傳熱學的教學范圍、內容、方法、教材選用和實驗進行深入研究和改善。

一、機械大類所有專業設置熱工基礎課程的必要性

在我國高等教育中,主要將熱力學與傳熱學歸類為熱工基礎,也有不少學校將流體力學的基礎部分添加了進來。熱工基礎課程是工程學科的基礎學科,其主要研究的內容是能量傳遞與轉換的基本規律、提高能量利用率。機械大類中的熱能工程專業、制冷與空調、內燃機方向將熱工基礎課程設為基礎課程,其中主要包括了傳熱學與熱力學,同時都設置了較多的教學學時。不過隨著我校開始實行機械大類招生后,大部分機械類專業都開始了熱工基礎課程,不過學時量不大。機械大類設置熱工課程的有其時代背景,即機械工程專業人才所從事的工作內容基本都會遇到能量傳遞與轉換問題,具有扎實熱工基礎知識才能良好應對。比如動力機械設備、家庭供暖、家用電器、汽車等各種機械產品的研究設計階段,以及生產運輸等各領域環節都需要熱工基礎知識來解決相關熱能問題。

二、機械大類專業熱工基礎課程教學現狀

在課程教學規劃中,機械大類尚未以學科平臺課的方式設置熱工基礎課程,僅有機械創新實驗班開設了短學時的熱工基礎課,課程安排在大三上學期。由于學院領導和學科骨干在進行編寫教學大綱、制訂教學計劃與教學實踐上有不少分歧和不同見解,導致該校遭遇了不少新問題和障礙。

1.課程教學時數設置

我校能源動力類方向的專業對熱工基礎課程的設置比較合適,課時安排了不少。例如,熱力學有60課時,傳熱學50課時以及流體力學的40課時。目前,機械大類的機械創新實驗班開設了48課時的傳熱學,對于教學實踐環節,課時稍微過多。如果將傳熱學、熱力學和流體力學三門熱工基礎課結合為一門課程,即整合成學科平臺課,機械大類的全部專業都需要學習,這將會是機械大類知識面的極大拓寬。當然這個學科整合,不是單純的將這三門課程所有課時進行疊加,整合后的學科平臺應該設置多少個課時比較科學?是否應該根據各個方向的不同需求而進行個性化課時設置?這些都是需要進一步思考和研究的問題。

2.教學內容方面

傳熱學的主要內容是研究熱量宏觀傳遞規律和現象。傳熱學主要研究了導熱傳熱、對流傳熱以及輻射傳熱三種傳熱方式,這三種傳熱方式由受制于不同的物理原理,所以到目前還沒有統一的理論將此三種傳熱方式整合,所以對傳熱現象研究的方式一般采用單個研究,而后進行綜合。導熱傳熱、對流傳熱以及輻射傳熱三種傳熱方式相互獨立,各自構成一個知識體系。[4]非能源動力類的機械大類學生由于熱工基礎的知識并未系統化,學習起來比較吃力,教師授課要講透徹也不是那么簡單,所以,可以基于熱工課程在他們將來知識需求上的低層次,將比較難的內容講表面化即可,或適當略過。但是對于能源動力類的學生,熱工基礎課程知識的掌握要求要高很多,必須熟練甚至精通,在教學課程規劃時,怎么進行內容的增減、知識點的側重,這些問題均還需要筆者更深刻的研討。

所以,在進行“傳熱學”教學的起始階段,首先應該本書的基本內容進行串聯,注重知識的系統性,讓學生能夠在一開始就能清楚學科輪廓,能理解這三種傳熱方式。

3.實驗教學方面

當前,我校傳熱學的教學實踐上過于注重知識的灌輸,而很少關注學生的實踐創新能力的鍛煉。而有效鍛煉學生這方面能力的實驗教學方面又存在較多欠合理之處,主要表現在如下幾方面:第一,課時安排較少,實驗教學內容不夠豐富,大部分內容依然是基于課堂所講知識而進行的驗證。第二,實驗教學是課堂教學的重要補充,但是對于實驗教學質量的考評,尚未有可靠的考核標準,導致實驗教學比較散漫。第三,學校可用的實驗教學設備和儀器數量不多,且機械大類的每期學生都較多,只能多人一機,不少想體驗實驗過程提高動手能力的同學最終也未能實現想法。

4.教學方法和教學手段方面

熱工基礎課程也是實行雙語教學的工程技術類課程,[5]但是受學生專業外語水平的限制,并未實現雙語教學。因為即使采用了,雙語教學也無法受到實際教學效果。

三、機械大類專業熱工基礎課程教學改革建議

筆者針對上文給出的幾個問題,提出了如下幾個解決方案。

1.科學設置教學學時數

由于以大類專業的方式進行的招生,導致大類教學的課程較大,但所有課程的總學時是一定的,所以考慮了諸如教學內容、大綱、教學對象等因素后,設計了AB兩套“傳熱學”課程設置方案,不同專業根據需要可以對其進行分類選修。

2.進行實驗教學改革

傳統的熱工教學模式采用填鴨式教學,注重知識的灌輸,在進行實驗教學改革上,有必要擺脫傳統教學模式,以培養實用型科技人才為教學目標。加快完善現代化實驗室建設,提高學生實踐創新能力,鍛煉學生在實際問題中應用理論知識的能力。

(1)科學設置實驗項目。在規劃實驗教學大綱時,對實驗項目的安排上進行了科學分配,降低驗證性實驗與演示性實驗比重,其比重分別為30%與10%,提高綜合性實驗項目比重,使其達到總項目的60%。演示性與驗證性實驗是屬于傳統實驗教學項目,是教學任務的基礎,通過它有益于學生更好的理解抽象概念,幫助他們更好解釋熱工現象,證實熱工基本規律與理論,并強化課堂所學知識,同時熟練掌握實驗流程及相關儀器設備。而通過大量的綜合性實驗,可以提高學生解決熱工基礎問題的綜合能力,培養學生思維的深度和廣度,激發他們的創造性。這種遞進式的實驗教學過程,可以有效的實現實驗教學任務,并培養學生應用基本技能的能力。

(2)合理組織實驗。根據實驗項目的不同,實驗教學也應該有針對性,有些實驗應讓學生進行預習,然后在實驗快開始時考察學生預習程度,并給出相關預習成績。有些實驗不能通過一人完成,需要團隊的配合,則進行實驗分組,讓他們根據實驗要求和目的以及設備說明書,通過合作完成實驗臺的組裝和實驗任務,完成后進行統一評比,公開評比優劣,并當場給予成績評定。而在綜合性實驗中則應該避開固化的實驗指導書,讓學生通過實驗任務和要求以及實驗儀器說明書為指導,自行擬定實驗方案,鍛煉學生解決問題的能力,并鍛煉其創新能力。

(3)裝配現代化實驗設備,及時更新實驗內容。當代科技正處于日新月異的快速發展中,陳舊的實驗儀器已無法滿足當代熱工實驗教學的要求,而內容上也顯得過于保守,缺乏新意。但是,由于我校機械類人力、物力資源有限,實現完全現代化設備的更新換代是不現實的,所以該校熱工教師團隊通過自行研究,將舊設備進行改造,并開發新的實驗臺。例如,該校教師將“水平管空氣自然對流傳熱實驗”中所用的人工手調測溫的實驗裝置改造成計算機自動測溫系統;再比如,改良了“準穩態法測定材料的導熱系數實驗”所用雙熱電偶測溫度與溫差環節,實驗中將熱工測量技術知識與傳熱學知識相結合,提升了實驗項目的綜合性價值。而且,該校在教學實驗中引入了計算機技術,比如在“流體沿程與局部阻力實驗”這一基礎實驗中,使用計算機進行實驗數據的采集和處理。

3.提高中青年熱工課程教師學術水平

提升熱工教師隊伍自身專業素質,強化與一流學校的學術交流與項目合作。充分利用各種渠道,加強學校之間的學術交流,讓教師隊伍在專業知識上相互學習,相互提高,定期開展學術研討會,以強化學校之間的聯系。國外高等工程學校具有豐富的熱工基礎教學理念,可以盡可能多地利用各種機會與他們建立聯系,并形成學術互訪機制,隨時了解國外教學改革動態,學習他們科學的教學模式。

四、結語

傳熱學作為機械大類專業的一門重要學科課程,必須對各個專業方向設置合適的教學課時,科學規劃教學內容,全面改進課堂教學模式、優化實驗教學方法,并著力改善熱工教師隊伍的專業水平,并重新選用合適的熱工基礎教材。筆者對于機械大類設置熱工基礎課程也僅是一次積極的探討,還需要實踐來檢驗,需要教師們的共同努力,將熱工課程更科學地進行施教。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部高等教育司.中國普通高等學校專業設置大全[M].北京:高等教育出版社,2003.

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

[3]陶文銓,何雅玲,王秋旺.境外大學工科熱工類課程的設置[J].高等工程教育,2000,(S1).

傳熱學課程范文6

Abstract: Relying on the School of Electric Power Engineering, CUMT, based on the "heat transfer theory" course, under the support of research projects, the innovation and reform of teaching mode in colleges and universities has been studied, and a new teaching mode, which is supported by scientific research projects is established to train the students' ability of scientific research and innovation, and to serve the teaching. It solves problems that the practical teaching and scientific research are disjointed, lack of innovation, and lack of innovative talents training mechanism.

關鍵詞:教學模式;高校;創新;科研項目

Key words: teaching mode;university;innovation;scientific research project

中圖分類號:G472.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)03-0247-02

0 引言

①國內現狀。

《傳熱學》是能源與動力工程專業和建筑環境與設備工程專業的專業主干課,是研究熱量傳遞規律的科學。本課程的任務是使學生掌握熱量傳遞的基本規律和分析方法,熟悉傳熱學在生產技術領域中的廣泛應用及研究成果的關鍵作用,目的在于培養學生分析、解決實際工程傳熱問題的能力,為后續專業課程的學習,專業技術領域中的熱量傳遞過程的研究建立理論基礎,培養學生具有分析、解決實際工程傳熱問題的基本能力。國內工科學校的《傳熱學》課程的教學模式一般遵循著教師課堂講授,學生課堂聽講,課后留書本作業的形式。根據教育部科學技術司的《2015年高等學??萍冀y計資料匯編》,2015年科研經費上億的高校達到200多所,清華大學以43.52億元居首,中國礦業大學達到了5.15億。如此多的科研經費,讓高校老師能夠順利地開展教學與科研研究,但是教學和科研研究在高校一般是分開來進行,兩者之間沒有起到相互促進的作用。

近幾年,國內的高校也相應開展了教學模式的改革和創新,先后形成了互動式[1,2]、網絡式[3]、問題式[4]、體驗式[5]、參與式[6]、滲透式[7]、合作學習式[8]、自主式[9,10]等教學模式。但是關于“科研項目支撐下高校教學模式如何進行創新與改革”還沒有涉及。

②校內現狀。

中國礦業大學電力工程學院主打專業是能源與動力工程,而能源與動力工程的主干課之一就是《傳熱學》,《傳熱學》是針對大三的一門專業基礎課,目前的授課方式主要以教師課堂講授書本知識、學生被動接受為主的傳統的授課方式。這種授課模式嚴重脫離實際,學生只能從書本上學到一些純理論知識。一旦遇到實際問題就無從下手。例如到大四安排畢業設計時就會出現這樣的問題:凡是有關數值模擬或者實驗的畢業設計,學生從來沒有接觸過這方面的鍛煉,進展就非常緩慢。再比如,去電廠實習,所學到的知識和電廠對應不上。學生的創新能力得不到提高,教學和科研脫節。鑒于此,中國礦業大學啟動了一批教改項目,鼓勵教師來對教學模式的創新來進行研究。

③研究意義和應用前景。

中國礦業大學電力工程學院是一個年輕的學院,聚集了一大批青年教師,而青年教師申請了一系列的科研項目,而學院的科研和教學基本上是單獨進行的。本人正是基于這樣一個實際情況,提出了“科研項目支撐下高校教學模式的創新研究”這樣一個課題。通過本課題的執行,將在一定程度上改善學院教學與科研脫節的現象,這將極大地提高學生的科研創新能力。這種模式可以因地適宜的在高校中進行推廣,將對高校傳統的教學模式的改革提供一定的指導意義。

1 研究內容

基于中國礦業大學電力工程學院的《傳熱學》課程,以電力工程學院的本科生為服務對象,研究內容包括:

1.1 建立課堂教學的科研項目支撐

基于本人申請的一系列科研項目,提煉出與《傳熱學》課程有關知識點有關的子課題,分配相關經費,撰寫子課題的研究目標、研究內容、研究手段、預期目標。給學生分組,因材施教地安排子課題。建立完善的課堂教學的科研項目支撐材料。

1.2 培養學生的科研創新能力

本人申請的科研項目屬于傳熱傳質學,結合《傳熱學》課后科研性質的作業,讓學生利用數值模擬軟件進行數值模擬;利用科研實驗室,開設與傳熱有關的實驗公開課;指導學生參加各種創新訓練計劃、節能減排大賽等科研活動;利用業余時間讓學生進入實驗室,開展一些科研活動。通過科研活動來培養學生的科研創新能力。

1.3 建立科研項目服務于教學的新型教學模式

在講授《傳熱學》課程的基礎上,在教學PPT中增添與該知識點相關的科研案例,輔以主要科研結論,來充分闡釋傳熱學知識在科研中的應用。通過科研案例的展示,使學生對所學的傳熱學知識點有更深層次的認識。

2 實施方案

以能源與動力工程的專業基礎課《傳熱學》為背景,建立科研項目的支撐材料,對高校教學模式的創新改革進行研究,具體實施方案如下:

第一階段:課堂教學的科研項目支撐材料的建立。

①提煉與傳熱學有關的子課題。基于本人申請的科研項目,對項目進行細分,分配科研經費的使用,并配以相關的傳熱知識點。

②撰寫子課題的研究目標、研究內容、研究手段、預期目標。對子課題進行完善,形成一套完整的指導書,以便于學生按照指導書來進行科研活動。

③更新教學課件。添加與傳熱有關的科研案例,讓學生能夠在課堂上體驗理論與實踐的緊密聯系。

第二階段:學生科研創新能力的培養。

①結合《傳熱學》課后科研性質的作業,讓學生利用數值模擬軟件進行數值模擬,鍛煉學生的數值模擬能力和創新能力。

②利用科研實驗室,開設與傳熱有關的實驗公開課。比如納米流體的配制及熱物性的測量,讓學生明白影響導熱系數和粘度的因素。

③指導學生參加各種科研活動。帶領學生參加每年中國礦業大學的科研創新訓練計劃,指導學生申請一些科研項目。在參加校內科研創新訓練計劃的基礎上,指導學生參加全國節能減排大賽,鍛煉學生的自主能力和科研創新能力。

④直接參與項目的研究中。給學生分配一些科研子課題,讓學生真真實實地參加到科研項目中去,在科研項目中讓學生接觸到前沿的科研方向,充分鍛煉學生的科研創新能力。

第三階段:科研項目服務于教學的新型教學模式的建立。

①教學學時的優化。適當添加一些有關科研案例、前沿知識的講解的學時。

②教學PPT的完善。在教學PPT中增添與該知識點相關的科研案例,輔以主要科研結論,來充分闡釋傳熱學知識在科研中的應用。

③課堂分組討論的增設。在課堂教學中,把學生分組,開展科研討論,培養學生的團隊能力和創新能力。

④課后作業形式的多樣化。除了課本中的課后作業外,讓學生參與到科研中,可以用實驗報告作為課后作業。

⑤期末考試試卷的改進。在期末考試試卷中,適當添加開放性的討論題或者科研題,可以把期末考試中的1-2道題目放在平時的科研中。

第四階段:教學模式改革總結。

①在前期課堂教學的基礎上,總結教學規律;

②總結在科研項目支撐下如何對教學模式進行創新。

3 結束語

本文依托中國礦業大學電力工程學院,基于《傳熱學》課程,在科研項目的支撐下,對高校教學模式的創新改革進行了研究,這將對高校傳統的教學模式的改革提供一定的指導意義。

參考文獻:

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[3]余勝泉,何克抗.基于Internet的教學模式[J].中國電化教育,1998(4):58-61.

[4]吳應鋒.以問題為基礎的學習與傳統教學模式的比較[J].國外醫學:醫學教育分冊,1995,16(3):1-4.

[5]胡尚峰,田濤.體驗式教學模式初探[J].教育探索,2003(11):49-51.

[6]黃江泉,于普選,張世仁.參與式教學在“管理學”教學中的五個設計原則[J].中國地質教育,2010(3):81-84.

[7]王立冬,張友.研究式,滲透式教學方法探討[J].教育科學,2006(3):48-49.

[8]薛晶,張婭,韓芳.合作學習教學模式在體育教學中的應用研究[J].社會科學論壇,2006,9(1).

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