张京兆+吴奉亮+李莉+马砺

摘要：针对《传热学》课程教学的基本情况，通过教学效果调查分析，结合消防工程专业的特点，对该课程的教学方法进行改革。通过合理利用多媒体教学手段，加强学生的参与力度，辅助于类比教学法、团队协作教学法等，是教学改革的主要手段。只有教师和学生共同努力，才是培养学生综合能力的教学方法改革之路。

关键词：传热学;教学改革;消防工程;团队合作学习法

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）07-0087-02

一、引言

西安科技大学消防工程专业的前身源于1984年成立的西安矿业学院矿井通风与安全学科，该学科于1999年获批陕西省重点学科，2002年被评为国家重点学科，2011年被调整为一级学科。2009年，依托安全科学与工程国家重点学科，由陕西省公安厅、陕西省消防武警总队和陕西省教育厅批准，报请教育部审批后设立消防工程专业，并于当年招收第一届本科生。西安科技大学消防工程系是西北地区唯一的消防工程专业培养单位。

研究热能传递、转换与控制的《传热学》，是消防工程专业的重要基础课之一，以微分方程、热力学、流体力学等为基础发展起来，但发展过程又与现代实验科学紧密相连。该课程自身学科发展的特征具有以下特点：内容多且不系统，缺乏连贯性，图表和微分方程、经验公式、半经验公式多。

随着教学改革的不断深化，《传热学》教学课时越来越少。按照传统的教学方式方法，学生容易失去学习兴趣，教学效果不佳。为了满足消防工程专业《传热学》教学大纲的要求，根据多年的教学情况总结，结合消防工程专业自身特点，本文对其教学方式方法进行分析和改革。

二、《传热学》教学基本情况

西安科技大学消防工程专业选用由杨世铭和陶文铨主编的第四版《传热学》教材（以下简称教材）。该教材荣获国家级教学成果二等奖、中国高等学校科学技术奖一等奖，是目前国内大多数热能类相关专业教学的首选教材。教材从学习研究方法的角度，导热部分主要介绍分析解法以及数值解法，对流换热部分以介绍在相似原理指导下的实验研究内容为主，辐射部分则以介绍分析解法为主;从工程应用的角度，全部教学内容紧紧围绕三个基本主题，即传热的强化、传热的削弱及温度场的控制。

在西安科技大学消防工程专业教学培养计划的不断改革中，教学内容增加与授课学时减少间的矛盾，致使教师和学生在授课与学习的过程中都感觉吃力。而且，《传热学》教材拓展的知识面与不同专业需求之间的矛盾，[2]使得教学改革势在必行。

为了更好地完成消防工程专业《传热学》课程教学改革，笔者对西安科技大学消防工程专业的毕业生和在校生进行问卷调查，有效问卷206份。经分析归纳后，总结如下：（1）理论性偏强，应增加工程应用;（2）多媒体教学课堂信息量大，难以有效吸收;（3）团队协作教学法部分学生未参与工作。综合调查结果及西安科技大学消防工程专业《传热学》课程多位任课教师的教学经验，本文对该课程教学进行改革。

三、《传热学》教学方法改革

传统教学经常采用和最习惯的方法是课堂灌输法，这种方法对学生掌握科学文化知识是必要的。但如果只有这种方法，课堂教学显得非常单调，学生也会感到枯燥乏味，调动不起学习的主观能动性，教学效果也不会太好。要想让学生成为学习的真正主人，应注意各种方法的综合运用。

西安科技大学消防工程专业《传热学》课程教学改革采用的主要教学方式方法包括以下五部分。

1.合理利用多媒体教学。据消防工程专业《传热学》授课调查结果可知，多媒体教学存在课堂信息量多、学生接受吃力的缺点，完全采用板书教学又存在课时紧张的问题，因此，采用板书和多媒体相结合的方式，是比较好的选择。

对于热量传递过程的物理机理、基本规律和主要的计算方法，采用板书教学，尤其是导热及对流换热微分方程的推导。微分方程的推导及简化是《传热学》课程的教学难点，采用多媒体教学的结果显示，大部分学生跟不上教师的节奏，来不及消化，效果较差。

而导热、对流换热、热辐射这三大块的总结及工程应用，可以采用多媒体教学。以导热问题为例。通过对教材第二、第三和第四章的板书学习，学生基本可以了解导热问题主要用于解决什么样的问题及采用什么样的方法。用一个学时的多媒体教学，将这三章的内容串起来进行总结，帮助学生回顾刚学过的知识，不会让他们觉得信息量太大。另外，用一个课时的多媒体教学，进行诺模图的工程应用学习，学生不仅可以掌握傅里叶数和毕渥数对非稳态导热问题的影响，同时也能避免图表难以板书的问题。

2.教与学并进的教学方法。在所有的教学过程中，教师都在不断探索怎样提高学生学习主观能动性的方式和方法。比如，如何提高学生的听课兴趣，教师可通过提高自己授课的音量、授课的趣味性和课堂提问等方式引起学生注意。笔者有时也会采用趣味教学来提高学生的听课兴趣，但即使学生在课上集中注意力，听懂教师授课内容，可是课后呢？大部分学生又将刚刚学习的知识返还给了课堂。

所以，教师应采用教师讲与学生练相结合的教学方法，以教材第二章第三和第五节为例。教师用15分钟的时间讲授第三节的一维无限大平壁分析解的简化处理及求解过程，然后给学生10分钟的时间练习第五节的具有内热源的一维导热问题，这既节省时间，又能使学生更深层次地了解简单导热工程问题的处理方法。

3.类比教学法。由于《传热学》课程中有些概念比较抽象，采用比拟法能使学生把对已知对象的明晰性和可理解性转移到被研究对象身上去，化抽象为形象，从而有利于认识新事物的本质规律。在介绍导热、对流换热及热辐射的基本定律时，采用导热和导电比拟法教学，三个定律都可写成欧姆定律形式，引入“热阻”概念。对照热阻与电阻，根据物理学相关电学知识，学生容易理解掌握传热的基本机理及如何强化换热。多表面封闭系统辐射换热求解的网络法，是该对比教学法的具体应用。

4.综合能力培养教学法。教材第四章的导热问题数值解法是新版本教材新加进来的内容，部分教师在讲授《传热学》课程时跳过该部分内容，笔者认为不妥。随着计算机技术的发展，越来越多的工程问题选择商用软件进行处理，所以掌握工程问题数值解法的基本原理对学生来说是必要的。笔者在讲授消防工程专业《传热学》课程时，用一课时讲授数值解法的基本原理和方法步骤，结合简单工程实例安排一次课的上机实践。学生通过自行编写程序、调试和计算，真正掌握数值解法的基本思路，同时将《传热学》课程与计算机语言课程联系起来。

5.团队协作教学法。团队精神是任何个人单位和集体取得事业和科研成功的主要因素之一。通过布置一些与本课程有关的工程问题，将学生按四到六人分为一个小组，每个小组一个问题，最后完成一篇小论文，作为整个小组期末考核的一部分。学生分工合作，互相讨论，通过查阅文献，分析总结，提出自己的想法来完成这篇论文。这既能提高学生查阅文献的能力，还能培养团队合作精神，易于培养学生成为研究型工程人才。但在问卷调查时发现，对于这种方法，一些学生在完成整个小论文的过程中，没有参与任何工作，仍在改进完善中。

《传热学》是消防工程专业的一门重要的基础课，教学改革是一个需要不断研究、不断创新的课题。教学的关键是在教师，只有教师能被调动起来，学生才能有兴趣听，教学改革才能成功。因此，必须不断探索，创造以现代化教育科学理论为指导的、符合消防工程专业实际情况的、具有特色的、行之有效的教学方法，为培养一代新人做出更大贡献。

参考文献：

[1]郭永辉，王子云.关于”传热学”课程教学改革之我见[J].制冷与空调，2004，16（2）：69-70.

[2]李友荣，杨晨，吴双应，等.“传热学”课程教学改革研究与思考[J].中国电力教育，2010，183（32）：66-67.

[3]阴继翔.比拟法在“传热学”教学中的作用[J].太原理工大学学报，2001，19（3）：64-66.

[4]何宏舟，郑捷庆，邹峥，等.提高“传热学”课程教学质量的有效途径[J].集美大学学报，2009，10（3）：73-76.