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摘要:《传热学》作为热工类课程,是21世纪工科学生所学的公共技术基础课。它是建筑环境与设备工程专业必修的理论课之一,如何提高《传热学》课堂教学效率是保证教学培养方案实施和取得良好教学效果的关键。本文从《传热学》课程特点出发,浅谈提高课堂教学效率的几点看法。
关键词:传热学教学效率建筑环境与设备工程
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0140-02
Abstract:Improve heat transfer teaching efficiency for its importance in build environment and equipment engineering. Discuss some effective measures to improve teaching efficiency based on heat transfer characteristics.
Key Words:Heat transfer;teaching efficiency;Build environment and equipment engineering
《传热学》是研究热量传递规律的工程技术科学,是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。《传热学》不仅为建筑环境与设备工程专业的学生学习有关专业课提供基本的和必备的理论知识,而且也为该专业学生今后从事工程中的热能合理有效利用和热力设备效率的提高等工作打下必要的基础。学生对《传热学》课程内容掌握是否牢固,对基础知识掌握是否全面,将直接影响到后续专业课的学习和实践环节。原来《传热学》大纲规定学时为80学时,现修订大纲规定学时为70学时,学时数减少。但随着人们对建筑环境要求的不断提高,空气品质问题日益得到关注,在《传热学》中关于相变换热和传质内容部分逐渐增加,如何提高《传热学》课堂教学效率,保证教学效果是非常重要的。本人结合《传热学》的实际教学,对提高教学效果和课堂教学效率浅谈几点看法。
1 认真准备每一堂课
教学实践表明,备好课是上好课的前提,是提高教学质量的重要一环。所谓备好课,首先必须熟悉教材,理清教材的脉络,把握教材的中心。不仅要了解本节课教学的总体任务,还要认准知识点,即应让学生了解哪些,掌握哪些;哪些只要懂得就行,哪些必须学会操作、应用;搞清一般知识、重点难点知识以及它们之间的关系。其次,确定教学方法,设计教学结构。即使相同的教材,同一教师执教,如果班级学生不同,教学的侧重点和过程的安排也应不尽相同。
备课包括三个方面:
(1)学习和理解教学大纲
大纲是教学的依据,它对各个阶段各科教学提出了具体的要求。教师通过钻研大纲,吃透精神,明确教学目标,才能做到教学有的放矢,保证教学任务的完成。反之,就会事不得体,偏离教学方向,教学质量就得不到保证。《传热学》是研究热量传递过程规律的一门科学。主要内容包括导热、对流换热、辐射换热和换热器的热工计算。大纲要求通过学习使学生掌握传热的三种基本方式和传热过程的规律,能对传热过程的增强和削弱进行分析。学会对复杂传热过程进行分析,会用工程计算图表和手册资料进行传热计算。掌握实验研究和整理实验数据的理论基础。
(2)理解和把握教材内容
教材是教师教学的基本内容,教师必须深入地钻研、消化、吃透教材,对教材的系统结构及每个章节内部之间的相互关系都要清楚地了解。建筑环境与设备工程专业使用的教材:《传热学》(第五版),章熙民 任泽霈梅飞鸣编著,中国建筑工业出版社,2005。在教材中,编者始终把学生对基本概念、基本理论和基本计算的理解和掌握作为第一任务。对全书的一些重要概念和计算按认识规律进行了深入探讨,力求精益求精地叙述基本内容,根据《传热学》的基本要求,在紧密地联系建筑环境与设备工程专业实际的同时,也适当地扩大知识面。
(3)编写质量高、符合要求的教案
教案是教师课堂教学书面材料的准备,也是教师组织安排课堂教学的主要依据,它集中体现了教师对教材的钻研和消化的程度,反映教师课前准备状况如何。对从事教学时间不长经验不足的青年教师尤为重要。一份较为完整的《传热学》教案包括以下几个方面:①教学目的;②重点、难点要求;③结构安排;④教学内容;⑤板书设计;⑥作业与思考题:⑦教学后记。
2 制定课堂教学目标
课堂教学要传授给学生一定量的知识和技能,教学的随意性一定要克服。教师对每个教学步骤,甚至每个问题都要明确为了什么样的目的。确定适当的教学目标,课堂教学才有努力的方向。教学目标的设置要准确、集中、具体,每一教学活动的目标要难易适度,即既有一定难度,又是可以达到的。通过《传热学》的学习,应使学生获得较为宽扩和坚实的传热规律的基础知识,掌握计算工程传热问题的基本方法。本课程侧重传热基础知识的理解和掌握,并为专业课的学习提供基础知识。本课程培养学生分析工程中传热问题的基本能力,掌握计算工程传热问题的基本方法,并且具有相当的计算与分析能力及一定的传热实验技能。主讲教师也得研究这个目标安排在这一教学环节是否恰当,它表述得是否明白,和学生的实际情况是否符合,能否激起学生认知的欲望。然后考虑把这个目的化解在每个教学步骤中,实实在在的实施目标教学、目标管理。
3 规范教学环节
教学工作,一般都有这佯的程序:计划——备课——上课——批改——辅导——考查。这六个环节是相互作用的。比如“备课”其规范要求,要坚持“四备”。“四备”:即备人,备人就是备对象。建筑环境与设备工程专业大三的全体同学即为教学对象。备书,备书就是备教材。这里的备教材,指深刻理解和掌握本堂课的教学内容,及与其他各章节的关系。备方法,教学选择切合实际的教学方法(启发式教学),活化自己的教学艺术。备作业,设计练习,巩固课堂教学成果。为了巩固所学理论,培养学生运用理论解决实际问题的能力,课外习题不应少于60题,授课教师安排一定时间进行辅导答疑。
4 改革教学方法
在传统教学模式中,课堂教学是教学的主要形式。课堂教学教师传授知识,培养分析问题、解决问题的方法是以讲授书本知识为主,教材是知识的主要载体,课堂是教学场所。通过教师的讲授和互动,学生易于接受,并且师生之间可以面对面地解决和探讨疑难问题。教师可以根据学生的学习情况,具体分析、灵活讲解。然而,以“黑板+粉笔”的教学模式,课堂效率低,教师需要教师写大量板书,既浪费时间又消耗体力。并且大纲要求的教学学时缩短,为了在较短的时间内让学生获得更多知识,传统的教学模式已经不能满足课堂要求了。
教学方法是达到良好教学效果的一个重要手段,只有抓好教学过程中的各个环节,改进教学方法,采用新的教学手段,才能在有限的时间内,将最有用的信息提供给学生,从而提高教学效率的目的。在应用中根据《传热学》的特点,从中琢磨、创造,形成自己的教学风格。在讲授中应选择有代表性的内容讲解,做到举一反三,搞启发式教学,部分章节(如第十章传热和换热器)采用多媒体教学,着重培养学生分析问题和解决问题的能力。
5 传统教学与多媒体教学相结合
传热学的基本理论主要内容包括导热、对流换热、辐射换热。通过学习使学生掌握传热的三种基本方式和传热过程的规律,能对传热过程的增强和削弱进行分析。学会对复杂传热过程进行分析,会用工程计算图表和手册资料进行传热计算。懂得实验研究和整理实验数据的理论基础。掌握导热的基本定律,能对无内热源的简单几何体在常物性条件下的稳态导热进行熟练计算。较深刻地了解物体在加热或冷却以及受到周期性作用的温度场及热流随时间的变化规律。会用诺谟图计算简单几何形状物体的加热和冷却过程,掌握导热问题的数值解法的基本原理。较深刻地了解各种因素对对流换热的影响,正确理解常见的各种对流换热的过程的特征,并能熟练地运用一般准则公式进行计算。掌握热辐射的基本规律。会用线图确定角系数。掌握透热介质隔开的物体表面的辐射计算。
以上内容涉及基本概念、基本理论、基本方程,其中对基本概念的理解可采用多媒体课件,有助于理解和应用;对基本理论和基本方程,可采用传统板书,将各种方法统一应用,帮助学生理解,以便更好地推导、验证。
传热学的第二部分是应用部分,主要包括传热的增强和削弱、换热器的类型和计算。要求能进行一般的换热器的传热计算,对常见换热器的传热系数的数值范围做出正确的定性判断。学生在学习这部分内容时,已经具备了一定的基本理论和基本知识,对传热学的基本内容有了初步掌握。讲授这部分知识时,全部采用多媒体教学,通过图片、录像等资料更好地显示换热器的形式、种类,减少传统板书时间,增强学生的感官认识。
6 激发学生学习兴趣,树立学生学习信心
提高学生学习兴趣,是保证课堂教学质量的关键。苏联教育家霍姆林斯机说:“兴趣的源泉还在于体验到自己劳动的成就,体验到一种无可比拟的自豪感”。选择部分内容,教师可适当地安排学生登上讲台,让学生体验学习乐趣。《传热学》的主要先修课程有高等数学、大学物理等,主讲教师应注意为使课程的内容相互衔接,彼此呼应。在讲解中把泰勒级数在近似计算中的应用、场论、傅立叶级数、线性方程组的解以及偏微分方程组的数值解法等内容与专业内容紧密结合,提高学生学习兴趣。《传热学》是我院及其他建筑类院校建筑环境与设备工程专业考研的重点课程之一。经不完全统计,近三年考研同学的《传热学》成绩大部分在120分以上(满分150分),增加了在校同学的学习信心。
关键词:传热学教学效率建筑环境与设备工程
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0140-02
Abstract:Improve heat transfer teaching efficiency for its importance in build environment and equipment engineering. Discuss some effective measures to improve teaching efficiency based on heat transfer characteristics.
Key Words:Heat transfer;teaching efficiency;Build environment and equipment engineering
《传热学》是研究热量传递规律的工程技术科学,是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。《传热学》不仅为建筑环境与设备工程专业的学生学习有关专业课提供基本的和必备的理论知识,而且也为该专业学生今后从事工程中的热能合理有效利用和热力设备效率的提高等工作打下必要的基础。学生对《传热学》课程内容掌握是否牢固,对基础知识掌握是否全面,将直接影响到后续专业课的学习和实践环节。原来《传热学》大纲规定学时为80学时,现修订大纲规定学时为70学时,学时数减少。但随着人们对建筑环境要求的不断提高,空气品质问题日益得到关注,在《传热学》中关于相变换热和传质内容部分逐渐增加,如何提高《传热学》课堂教学效率,保证教学效果是非常重要的。本人结合《传热学》的实际教学,对提高教学效果和课堂教学效率浅谈几点看法。
1 认真准备每一堂课
教学实践表明,备好课是上好课的前提,是提高教学质量的重要一环。所谓备好课,首先必须熟悉教材,理清教材的脉络,把握教材的中心。不仅要了解本节课教学的总体任务,还要认准知识点,即应让学生了解哪些,掌握哪些;哪些只要懂得就行,哪些必须学会操作、应用;搞清一般知识、重点难点知识以及它们之间的关系。其次,确定教学方法,设计教学结构。即使相同的教材,同一教师执教,如果班级学生不同,教学的侧重点和过程的安排也应不尽相同。
备课包括三个方面:
(1)学习和理解教学大纲
大纲是教学的依据,它对各个阶段各科教学提出了具体的要求。教师通过钻研大纲,吃透精神,明确教学目标,才能做到教学有的放矢,保证教学任务的完成。反之,就会事不得体,偏离教学方向,教学质量就得不到保证。《传热学》是研究热量传递过程规律的一门科学。主要内容包括导热、对流换热、辐射换热和换热器的热工计算。大纲要求通过学习使学生掌握传热的三种基本方式和传热过程的规律,能对传热过程的增强和削弱进行分析。学会对复杂传热过程进行分析,会用工程计算图表和手册资料进行传热计算。掌握实验研究和整理实验数据的理论基础。
(2)理解和把握教材内容
教材是教师教学的基本内容,教师必须深入地钻研、消化、吃透教材,对教材的系统结构及每个章节内部之间的相互关系都要清楚地了解。建筑环境与设备工程专业使用的教材:《传热学》(第五版),章熙民 任泽霈梅飞鸣编著,中国建筑工业出版社,2005。在教材中,编者始终把学生对基本概念、基本理论和基本计算的理解和掌握作为第一任务。对全书的一些重要概念和计算按认识规律进行了深入探讨,力求精益求精地叙述基本内容,根据《传热学》的基本要求,在紧密地联系建筑环境与设备工程专业实际的同时,也适当地扩大知识面。
(3)编写质量高、符合要求的教案
教案是教师课堂教学书面材料的准备,也是教师组织安排课堂教学的主要依据,它集中体现了教师对教材的钻研和消化的程度,反映教师课前准备状况如何。对从事教学时间不长经验不足的青年教师尤为重要。一份较为完整的《传热学》教案包括以下几个方面:①教学目的;②重点、难点要求;③结构安排;④教学内容;⑤板书设计;⑥作业与思考题:⑦教学后记。
2 制定课堂教学目标
课堂教学要传授给学生一定量的知识和技能,教学的随意性一定要克服。教师对每个教学步骤,甚至每个问题都要明确为了什么样的目的。确定适当的教学目标,课堂教学才有努力的方向。教学目标的设置要准确、集中、具体,每一教学活动的目标要难易适度,即既有一定难度,又是可以达到的。通过《传热学》的学习,应使学生获得较为宽扩和坚实的传热规律的基础知识,掌握计算工程传热问题的基本方法。本课程侧重传热基础知识的理解和掌握,并为专业课的学习提供基础知识。本课程培养学生分析工程中传热问题的基本能力,掌握计算工程传热问题的基本方法,并且具有相当的计算与分析能力及一定的传热实验技能。主讲教师也得研究这个目标安排在这一教学环节是否恰当,它表述得是否明白,和学生的实际情况是否符合,能否激起学生认知的欲望。然后考虑把这个目的化解在每个教学步骤中,实实在在的实施目标教学、目标管理。
3 规范教学环节
教学工作,一般都有这佯的程序:计划——备课——上课——批改——辅导——考查。这六个环节是相互作用的。比如“备课”其规范要求,要坚持“四备”。“四备”:即备人,备人就是备对象。建筑环境与设备工程专业大三的全体同学即为教学对象。备书,备书就是备教材。这里的备教材,指深刻理解和掌握本堂课的教学内容,及与其他各章节的关系。备方法,教学选择切合实际的教学方法(启发式教学),活化自己的教学艺术。备作业,设计练习,巩固课堂教学成果。为了巩固所学理论,培养学生运用理论解决实际问题的能力,课外习题不应少于60题,授课教师安排一定时间进行辅导答疑。
4 改革教学方法
在传统教学模式中,课堂教学是教学的主要形式。课堂教学教师传授知识,培养分析问题、解决问题的方法是以讲授书本知识为主,教材是知识的主要载体,课堂是教学场所。通过教师的讲授和互动,学生易于接受,并且师生之间可以面对面地解决和探讨疑难问题。教师可以根据学生的学习情况,具体分析、灵活讲解。然而,以“黑板+粉笔”的教学模式,课堂效率低,教师需要教师写大量板书,既浪费时间又消耗体力。并且大纲要求的教学学时缩短,为了在较短的时间内让学生获得更多知识,传统的教学模式已经不能满足课堂要求了。
教学方法是达到良好教学效果的一个重要手段,只有抓好教学过程中的各个环节,改进教学方法,采用新的教学手段,才能在有限的时间内,将最有用的信息提供给学生,从而提高教学效率的目的。在应用中根据《传热学》的特点,从中琢磨、创造,形成自己的教学风格。在讲授中应选择有代表性的内容讲解,做到举一反三,搞启发式教学,部分章节(如第十章传热和换热器)采用多媒体教学,着重培养学生分析问题和解决问题的能力。
5 传统教学与多媒体教学相结合
传热学的基本理论主要内容包括导热、对流换热、辐射换热。通过学习使学生掌握传热的三种基本方式和传热过程的规律,能对传热过程的增强和削弱进行分析。学会对复杂传热过程进行分析,会用工程计算图表和手册资料进行传热计算。懂得实验研究和整理实验数据的理论基础。掌握导热的基本定律,能对无内热源的简单几何体在常物性条件下的稳态导热进行熟练计算。较深刻地了解物体在加热或冷却以及受到周期性作用的温度场及热流随时间的变化规律。会用诺谟图计算简单几何形状物体的加热和冷却过程,掌握导热问题的数值解法的基本原理。较深刻地了解各种因素对对流换热的影响,正确理解常见的各种对流换热的过程的特征,并能熟练地运用一般准则公式进行计算。掌握热辐射的基本规律。会用线图确定角系数。掌握透热介质隔开的物体表面的辐射计算。
以上内容涉及基本概念、基本理论、基本方程,其中对基本概念的理解可采用多媒体课件,有助于理解和应用;对基本理论和基本方程,可采用传统板书,将各种方法统一应用,帮助学生理解,以便更好地推导、验证。
传热学的第二部分是应用部分,主要包括传热的增强和削弱、换热器的类型和计算。要求能进行一般的换热器的传热计算,对常见换热器的传热系数的数值范围做出正确的定性判断。学生在学习这部分内容时,已经具备了一定的基本理论和基本知识,对传热学的基本内容有了初步掌握。讲授这部分知识时,全部采用多媒体教学,通过图片、录像等资料更好地显示换热器的形式、种类,减少传统板书时间,增强学生的感官认识。
6 激发学生学习兴趣,树立学生学习信心
提高学生学习兴趣,是保证课堂教学质量的关键。苏联教育家霍姆林斯机说:“兴趣的源泉还在于体验到自己劳动的成就,体验到一种无可比拟的自豪感”。选择部分内容,教师可适当地安排学生登上讲台,让学生体验学习乐趣。《传热学》的主要先修课程有高等数学、大学物理等,主讲教师应注意为使课程的内容相互衔接,彼此呼应。在讲解中把泰勒级数在近似计算中的应用、场论、傅立叶级数、线性方程组的解以及偏微分方程组的数值解法等内容与专业内容紧密结合,提高学生学习兴趣。《传热学》是我院及其他建筑类院校建筑环境与设备工程专业考研的重点课程之一。经不完全统计,近三年考研同学的《传热学》成绩大部分在120分以上(满分150分),增加了在校同学的学习信心。