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摘要:新工科背景下,建筑環境與能源應用工程專業傳熱學課程教學改革勢在必行;通過將思想政治教育、良好學習習慣培養和教學方法相結合,同時改革考核方法,強化學習過程評價,體現教書育人的本質要求。在保證學習效果的同時,塑造學生良好品行,引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。
關鍵詞:新工科;建筑環境與能源應用工程;傳熱學;教學改革
2017年2月以來,教育部大力推進新工科建設,提升我國高等教育建設。建筑環境與能源應用工程專業(簡稱“建環”專業)于2012年由建筑環境與設備工程、建筑節能技術及建筑智能設施(部分)調整、合并而成[1],專業內容涵蓋了熱工、建筑環境、能源應用、控制和節能等領域,具有顯著的新工科特征。傳熱學是建環專業核心專業基礎課程之一,在專業知識體系和課程體系中占有重要地位。傳熱學主要講述建環專業所涵蓋的暖通空調、供熱工程、制冷技術、鍋爐房工藝與設備等工程技術中共同的熱量傳遞規律[2,3]。學生通過傳熱學課程的學習,可獲得熱量傳遞的基本理論、基本知識和基本技能以及傳熱計算的基本方法,培養學生的思維能力、分析和解決實際工程問題的能力,為學習后續課程打下必要的基礎,掌握熱工設備設計、提高能效等基本理論和方法,形成初步的工程實踐能力。該門課程的學習好壞直接影響學生對后續專業課程相關知識學習以及在專業實際工程中的應用分析能力。在新工科背景下,建環專業傳熱學課程教學面臨更高要求和挑戰,勢必需要加強和完善傳熱學課程建設。本文結合時展需要和作者教學實踐,對傳熱學教學內容、教學方式和教學方法進行探討。
1融入思想政治教育
高等教育要堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人[4],因而首先要塑造好學生的品行。思想政治教育雖然不是課程教學的主要任務,但在教學中可將思想政治教育與專業知識教育內容有機融合起來,使學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,做到能吃苦,勤于學習,勇于探索,勇于創新。比如,當前,大部分的大學生為獨生子女,個人主義較強,紀律意識相對較弱。教學中,要求學生不要遲到、早退、曠課,上課時認真聽講、勤于思考,認真完成相關作業,并嚴格做好相關的考核,以端正學生學習態度;節能環保是當今世界發展的重要主題,在講解導熱系數、增強和削弱傳熱等知識點時,引導學生要具有節能環保理念,進而建立起正確的價值觀念。
2培養良好的學習習慣
要得到良好的學習效果,需要學生在校期間養成良好的學習習慣。大學學習與中小學學習存在顯著差異,中小學課程學習計劃、作息時間基本由老師主導,而大學學習賦予學生更大的學習自主權,需要學生合理安排好課余時間、制定好學習計劃。大學課程教學課堂上主要教授學生課程基本概念、原理及應用,進度很快,不同于中小學的“細嚼慢咽”,也沒有大量的反復練習及日常測驗。大學課程學習要求學生能很好從“被動學習”轉變為“主動學習”,這就要求教師在教學時對學生做好引導,讓他們學會利用好課余時間,做好課程預習、課堂學習及課后復習,善于查閱資料擴充知識,提升靈活應用知識解決問題能力。通過大學學習,使學生掌握一整套適合自己的行之有效的學習方法,養成不斷學習、善于學習的學習習慣。這就能讓學生在今后的學習、工作中,能很好地、及時地掌握新知識、新方法和新技術,更好地適應社會的發展,在激烈的競爭者中立于不敗之地,為社會、國家作出更大的貢獻。
3教學方式、方法改革
傳熱學課程在傳統教學方法上,主要采用注入式教學方法,以面面俱到的灌輸式教學方法為主,學生普遍為被動式接受教育,不能調動學生學習積極性,不利于學生對課程的理解和掌握,從而影響教學效果。這就需要改革教學方法,以提高學生學習的積極性,提升教學效果。在教學中,大力推行啟發式、討論式及案例教學,提高學生學習主觀能動性,培養學生主動思考、分析和討論問題,讓學生在掌握新知識的同時,啟發學生的創造性思維,鍛煉學生運用知識解決實際問題的能力。
3.1培養學生學習興趣
傳熱學作為建環專業基礎課程之一,其理論知識的學習是相對較為枯燥的。如果學習主要靠任課教師的講授,學生被動地學習,學習的效率和效果通常不理想。偉大的科學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”在傳熱學的教學中,首先要做的是培養學生學習本門課程的興趣。傳熱現象在日常生活中比比皆是,在課程教學中通過引入生活中的傳熱現象,讓學生體會到傳熱就在身邊,拉近傳熱學與學生的“距離”,進而對課程產生興趣。例如在緒論課講授時,先舉出生活中常見的傳熱現象,如:冬天,經過在白天太陽底下曬過的棉被,晚上蓋起來感到很暖和,并且經過拍打以后,效果更加明顯;夏天人在同為25℃溫度的空氣和水中的感覺不一樣;若房間里空氣的溫度在夏天和冬天都保持20℃,夏季穿單衣感到舒服,而冬季卻須穿絨衣。學生會很自然從生活現象轉而關注傳熱學中的導熱、對流傳熱及輻射傳熱問題,對學習傳熱學相關知識產生興趣。
3.2調動學生學習主動性
采用導入式教學方法,使學生主動去思考、解決問題,激發學生的主觀能動性。比如,在講解通過圓筒壁的導熱知識時,先提出問題,“在一條供熱道外敷設厚度相同而導熱系數不同的兩層保溫材料,從減小傳熱量的角度考慮,哪種材料應敷設在內層”。讓學生帶著問題去學習,可使學生更加集中精力聽講,主動尋求問題答案,避免被動式接受知識,從而達到良好教學效果。此外,通過課堂討論、讓學生走上講臺等方式,讓學生參與到教學中,發揮學生主觀能動作用,讓學生成為學習主體,將被動學習轉變為主動學習,在提升教學水平的同時,還活躍了課堂氣氛,鍛煉了學生。
3.3合理發揮互聯網作用
當今社會,互聯網技術已經相當發達,在教育方面已得到廣泛、成功地應用。在傳熱學教學中,也要與時俱進,充分發揮互聯網的優勢,將其作為課程教學的輔助手段。比如,通過建立課程QQ群和微信群,能方便、及時和學生溝通,了解學生學習動態,能更有針對性完善教學;網絡平臺上(如數字圖書館)有豐富的課程視頻、微課及圖書資料等,可為教學通過有效的補充;基于互聯網的虛擬仿真平臺,可讓學生方便進入平臺進行虛擬實踐操作,能更加直觀學習相關知識。
4考核方式改革
傳統課程考核方式以期末考試為主,然而,學習是系統性的,應從過程及期終進行全面評價。以期終為主進行評價,存在較大局限性,不能準確評價學習過程,甚至影響學生學習積極性。在貴州大學建環專業傳熱學課程考核中,強化學習過程評價,加大課程的過程性評價在課程考核中的比重,將比重從20%提高到40%,將課前預習、課后總結、課堂討論、隨堂測試、案例分析、大作業等納入課程考核評價,經常開展階段性測試和考核,對學生合理“增負”,督促并引導學生充分利用時間有效學習,確保學生將主要精力用在學習上,改變課程期末一張試卷決定課程成績的考核評價方式。嚴把質量關和出口關,改變學生輕輕松松過關的情況。通過改革,使學生主動、深入去學習課程,養成良好的學習方式,培養勤于思考、善于解決問題的能力。具體過程性考核構成:(1)考勤及課后作業(10%)。每一節課進行點名,記錄學生出勤情況;每一章節結束后布置課后作業,批改后登記作業情況。考勤及作業按扣分制管理,每缺一次扣5分,作業缺一次扣10分,扣完為止。缺課超過三分之一或缺交作業超過三分之一,取消考試資格。通過嚴格進行考勤及作業管理,使學生養成遵守學校紀律的習慣,勤于學習。(2)課前預習及復習(10%)。要求學生對每一章節進行課前預習,對將要學習的內容有所了解;每一章學完后進行歸納總結,清楚每一章節的重點、難點,加強對所學知識的理解和掌握。每一章結束后,每個學生應上交預習及復結報告。根據預習和復習的情況進行成績評定。督促學生養成預習和復習的習慣,扎實掌握所學理論知識,以利于學習后續專業課程和繼續深造、學習。(3)隨堂測試(10%)。針對課程的內容,采用隨堂測試以加強學生對相關知識理解和掌握。根據課程板塊內容,一共進行4次隨堂測試,測試內容主要為課程的主要概念及基本原理。測試主要題型為選擇題、名詞解釋及簡答題。通過測試,檢查學生掌握相關知識情況,一方面讓老師了解學生的學習情況,另一方面可對學生起到督促作用,讓學生對學習保持緊迫感,努力學好知識。(4)大作業(10%)。學完本門課程后,按小組完成大作業來解釋生活或工程中某種傳熱現象,以加強學生靈活應用知識解決實際問題能力。學生也可以設計創新性實驗來替代。大作業完成后,將成果做成PPT進行統一匯報,匯報內容包括小組分工、工作內容及心得體會。通過作業,培養學生創新思維能力、善于利用所學知識解決問題能力。通過匯報,培養學生集體榮譽感,鍛煉學生展現自我能力。
5結論
教學實踐表明,通過將思想政治教育融入傳熱學課程教學,教學過程中培養學生良好的學習習慣,不斷完善教學方法,改進課程考核方式,增強了學生學習興趣,調動了學生學習的積極性,能更加主動學習知識,能更靈活應用知識思考問題、解決問題,為后續課程學習打下了良好的基礎,取得了顯著的成效,可為工程類專業基礎課程的教學提供有價值參考。
參考文獻:
[1]高等學校建筑環境與設備工程學科專業指導委員會.高等學校建筑環境與能源應用工程本科指導性專業規范[M].北京:中國建筑工業出版社,2013.
[2]章熙民,朱彤,安青松,等.傳熱學(第六版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2014.
[3]楊世銘,陶文銓.傳熱學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[4]吳晶,胡浩.在全國高校思想政治工作會議上強調把思想政治工作貫穿教育教學全過程開創我國高等教育事業發展新局面[J].中國高等教育,2016(24):5-7.
作者:毛瑞勇 胡澄 單位:貴州大學