传热学课程教学改革探究

王昌龙,鲁进利,孙彦红

(安徽工业大学 建筑工程学院，安徽 马鞍山 243002)

传热学是建筑环境与能源应用工程专业(简称建环专业)的主干专业基础课程，在建环专业中具有重要的地位。该课程为学生后续专业课程学习及日后从事暖通空调、建筑节能、绿色建筑等相关工作打下必要的基础，还是大部分高校建环专业研究生招生考试中的考试科目。该课程主要讲解热传导、热对流和热辐射等三种基本传热方式的知识，具有较强的理论性。

一、教学过程中存在的问题

(一)教学手段陈旧

目前，传热学课程教师在课堂上主要以板书和PPT展示等手段进行讲授。这两种教学手段具有一些优点，然而也存在一些不足，如点名花费的时间较长、知识传递方式单一、互动性较差、课堂氛围沉闷、学生自主性较弱等。

(二)考核方式不合理

现有的课程考核方式以期末考试为主，以平时成绩(包括平时作业成绩和考勤成绩)为辅。这种考核方式不太合理：一方面，一些学生在期末考试前才开始认真复习，不利于调动学生在整个教学过程中的学习积极性；另一方面，如果学生在期末考试没有发挥正常，其最终成绩将会受到较大的影响，因而最终成绩不能准确地反映学生的学习效果。

(三)师生交流较少

在课堂上，一般是教师讲、学生听，学生的参与度较低，其中学生向教师提问的频率很低，而教师向学生提问的次数也偏少。在课下，学生问问题的情况很少见，并且师生之间的交流机会也很少。总之，师生交流较少，缺乏有效的互动和交流。

(四)学生积极性较低

由于传热学内容繁杂、理论性较强、公式推导较多、一些概念晦涩难懂、对前期知识(如高等数学、工程热力学、流体力学等课程中的知识)储备的要求较高，学生对课程学习普通感到有较高难度。此外，在上课过程中，学生的抬头率偏低，其中一些学生玩游戏、看视频等。总体而言，学生的学习热情不高，积极性较低。

二、教学改革探索

针对传热学课程教学中存在的问题，我们从四个方面开展教学改革。

(一)融合信息技术

在现有的教学手段的基础上，融合信息技术，使教学手段多样化。为此，依托“超星学习通”智慧教学系统，建设传热学课程网络教学平台。将课程PPT、教学大纲、教学日历、视频、作业、试卷等上传到该网络教学平台的资料库，并不断加以完善。该平台可实现签到、提问、抢答、测验、布置任务等功能，还可以发布教学信息、主题讨论、问卷调查等，因而有利于过程考核、检验学习效果、激发学生积极性、促进师生交流等。通过将网络教学、板书教学及电子PPT教学结合起来，发挥这三种教学手段各自的优点，有效提高教学效果。

(二)实施形成性评价

形成性评价是基于学生学习过程中的表现、态度、成绩等而做出的评价，其作用有加强教学反馈、培养学生的自学能力、提高教师的教学水平、合理评价学习情况等，可作为终结性评价(即以期末考试成绩作为主要依据的评价方式)的有效补充。

对传热学课程实施形成性评价，在前期评价方式的基础上增加部分考核内容并调整成绩占比。改革后传热学课程的总成绩包括平时成绩和期末成绩，其中这两者均占总成绩的50%。平时成绩包括考勤、教学互动、平时作业、阶段测验、专题报告等五项内容，每项的总分均为100分，并且这五项分别占平时成绩的10%、10%、30%、40%和10%。

利用网络教学平台的签到功能进行点名，其中整个教学过程中的点名次数为10次。学生每出勤一次得10分，每迟到或早退一次得5分，而每缺勤一次得0分。根据学生的出勤情况，计算其考勤的成绩。

在整个课堂教学过程中，教师对每位学生提问至少两次，通过学生的回答情况来给出综合评分，并以此作为教学互动的成绩。提问的内容主要为重要公式和基本概念，而提问的目的不仅是考核学生，更是复习相关内容并引导学生对相关内容加以重点关注。

根据课程教学进程，布置相应章节的课后作业，要求学生自主认真完成作业并按时上交。根据学生完成作业的次数、质量来评定平时作业的成绩。传热学课程的平时作业较多，能帮助学生巩固所学到的知识，因此其占平时成绩的比重较大。作业中存在的问题由教师在随后的课堂中集中讲解。

在分别完成热传导、热对流和热辐射的教学内容后，对这三部分的内容各进行一次测验，并且每次测验的总分均为100分。阶段测验的成绩由这三次测验成绩构成，其中这三次测验的成绩占比可分别设置为40%、30%和30%。通过这三次测验考察学生对各部分内容的掌握情况，进而做好后续的复习工作，强化学生对知识的及时巩固。

在课程的中后期，将学生分为若干个小组(每组不超过5人)，布置与课程及专业相关的专题研究作业(如热舒适与传热学、暖气片与传热学、绿色建筑与传热学、建筑节能与传热学、墙体的隔热保温)。各小组在课后查阅资料、讨论、完成专题报告，在课堂中进行汇报并与台下的师生交流。根据学生的完成情况，教师对每组学生进行打分，并以此作为专题报告的成绩。通过完成专题报告，学生将理论和实际联系起来，加深对课程内容的理解，同时提升自主学习能力。

为了方便地实施形成性评价，有必要采用小班授课(小班人数不超过40人)，使教学互动、专题报告等考核方式不占用太多时间，同时可以促进班级的有效管理及教学效果的提升。

(三)加强线上及线下师生交流

首先，应该培养学生敢于提问的精神及善于提问的能力。教师鼓励学生在课上及课下主动提问，并表扬主动提问的学生，以缓解学生的心理压力，减轻学生提问时的紧张情绪。教师不轻视学生所提的任何问题，并耐心地解答问题。此外，教师需要设置有趣的、重要的、有意义的问题，激发学生提问的积极性，并对学生的思维模式产生积极影响。

其次，通过课堂上对学生的提问、让学生上台默写及汇报，加强师生间的互动，了解学生对知识点的掌握情况，敦促学生认真学习。

有些学生不太愿意和教师面对面地交流，那么线上交流是一个非常不错的选择。线上交流不局限于课堂，可弥补线下交流的不足，给学生提供敢于交流、充分交流的机会。为此，教师可以定期在网络教学平台上发布讨论话题，鼓励学生参与讨论、自由交流、提出问题等，在线上为学生答疑解惑，并营造良好的交流氛围。

通过上述举措，打造学生提问的自由氛围，提高学生在教学过程中的参与度及学习兴趣，提供师生交流的多种渠道，促进师生间充分、有效的交流。

(四)改进教学方法

教师在每次课开始的时候，随机抽取几个学生并分别对其提问，然后复习上一次课所学内容，之后再开始讲新的内容，最后做总结并让学生进行一分钟竞赛。参考魏书生的经验，传热学课程中的一分钟竞赛的规则为：首先教师指定本次课中的一个或几个重要公式(或概念)，然后所有学生在一分钟时间内背诵指定的内容，最后学生默写所记住的内容，其中还可以让两三个学生上台默写。这种一分钟竞赛对学生的影响有提升积极性、提高注意力、增强效率观念、增强竞争意识等作用。

在课程教学中，教师应注重梳理知识及复习，向学生说明教学要求及重难点，使学生更有效地学习、复习。多用形象、具体、幽默的语言，多使用更直观的图片、视频等材料，多举实例，多做类比，将理论与生活生产中的实际应用联系起来，从而化抽象为具体，进而调动学生的积极性。例如，在讲到传热过程的时候，可以举例说明，如茶杯内的热水通过茶杯壁与外界空气进行热量交换，家用空调风机盘管内的制冷剂与管外空气之间的传热。又如，在讲到水平板自然对流传热的时候，可以将该理论与冬天地板采暖、夏天毛细管吊顶辐射制冷等实际应用联系起来。

三、教学改革效果

在进行教学改革后，教学过程中学生参与度得到了大幅提高，学生的学习积极性有一定的提高。教学改革后中等成绩的学生人数占比大幅增加，不及格人数占比大幅下降，但是90分以上的学生人数出现了大幅下降。这是因为绝大部分学生都较为注重平时成绩，并且不同学生的平时成绩的差距不大，导致在提高平时成绩占比之后所有学生的最终成绩差距缩小，并且所有学生的整体成绩有一定的上升，但是最终成绩最大值由于平时成绩的拖累而有一定的下滑，这可能是因为阶段测验都有一定的难度，限制了平时成绩的最高分，进而影响最终成绩。

四、结语

传热学是建环专业重要的专业基础课程。这门课的教学改革从四个方面来开展：融合信息技术，发挥网络教学优势；实施形成性评价，合理地考核学生；加强线上及线下师生交流，促进教学相长；改进教学方法，提高学生学习的积极性。实践表明，通过改革提高了课程教学质量。