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基于理论-实验-案例分析的传热学理实一体化教学改革与实践

何联格 张岩 齐创 章月朦 林春景
  
卷宗
2023年34期
重庆理工大学车辆工程学院

摘要:传热学作为工程基本理论学科,其具有基本理论简单,应用广泛,扩展理论丰富的特点。将理论、实验和案例分析结合结合,优化教学方式,实现以理论为主导,实验和案例分析为手段的教学方式,践行理实一体化人才培养理念,提高学生学习兴趣和教师教学效果,从而切实提高学校高水平应用型本科生高素质综合人才培养质量。

关键词:传热学;理实一体化;理论水平;综合能力

我国正面临着重大的工业和与科技革命,对于工业与科技的主力军-工科学生的教育方式也面临改变,为深入贯彻全国教育大会精神和《中国教育现代化2035》,坚持立德树人,围绕学生和教师的角度,深化本科教育教学改革,教育部发布了关于深化本科教育教学改革的许多意见[1]。

传热学是作为工科学生(特别是面向制造业的学生)的核心专业基础课程之一,对与车辆工程和能源与动力工程专业的学生而言,传热学在其专业课程中占重要地位,且应用相当广泛,一旦涉及摩擦、冷却、电化学和燃烧都会考虑热量传递的问题[2-3]。然而,由于教学方式单一,教学设施的缺乏,难以对学生进行全面培养。为此对本科生和研究生传热学课程教学方式的改变迫在眉睫[4-6]。

本文针对传热学教学过程中面临的一些现实问题,提出在以理论知识为主导,实验和案例分析为手段的解决办法,从多维度对学生进行培养,使其具有良好的分析和解决实际工程问题的能力,为今后的学习和工作打下坚实的基础。

一、传热学课程教学面临的问题

任何课程教学都面临一些问题亟待解决,传热学课程教学的问题与许多工科课程一样,存在理论教学与实验实践教学联系不密切的问题。虽然很多学者对各种教学方式作了大量的研究和报道,但是以理论、实验和案例分析综合性教学,达到理实一体化的教学方式研究相对较少。因此以我校的传热学课程教学实际情况,对传热学课程理实一体化教学改革与实践进行初步探索。

(一) 理论教学课时比例过大

理论教学作为传热学的基础,在教学过程中,与实验和案例分析教学相比,占据较大的课时比例。基本理论对于已经有数学和物理基础的本科生而言是容易理解的,在教学过程中花费大量时间进行过度讲解,通过灌输式的教学方式使学生被动接受知识,学生的求知欲未被唤醒,仅记得一些容易忘记的理论知识。

(二) 实验课未充分利用

实验课未充分加强学生对基本理论知识的理解,提高其动手能力和创造力,为案例分析做铺垫。在本科教学过程中的实验课上,通常会考虑安全性和经济性,学生在实验课程中经常出现眼睛会而手不会的现象。并且实验课一般会统一单独安排,这导致学生无法正确地与所学理论和案例分析进行联系。

(三) 案例分析难易程度难以把握

过难或过易得案例分析都难以达到教学目的。过于简单的案例无法提高学生理论知识的综合应用能力,难度过大学生难以完成,降低学生积极性。学生是具有差异性的群体,不同的学生有不同的学习能力,难以针对性地进行案例选取。

二、针对教学和考核方式的建议

(一) 教学方式建议

理论、实验和案例分析相互配合,合理分配课时占比。理论学习主要在于基本理论的熟悉掌握,对于较难的扩展知识只作了解,以降低理论学习的课时量。实验教学不应与理论教学脱节,应该紧跟理论教学,从而加强学生对基本理论的理解,或者在理论教学之前,提高学生求知欲。设计不同难易程度,不同工程方向的案例分析,以满足不同学生需求,学生根据自己需求和能力选择不同等级案例。

(二) 考核方式建议

针对理论考核,调整考核方式和考核内容。结合开卷和闭卷考试,设计半闭卷模式,不允许学生带公式以外的其他材料进入考场,因为公式在应用过程中是最容易忘记的,也难以作为资料查询线索。增加概念性和专业名词的考核内容,有利于今后学习和工作的资料检索。

对学生综合能力考核,通过平时实验和案例分析对学生进行考核。实验考核主要在于学生对课堂实验的现象理解和与理论联系的能力考核。案例分析考核可根据不同难度等级的工程案例进行分数区分,将与专业相关的机械设计、CAE仿真计算分析等与传热学相关的工程案例设计计算规范分配给学生,不同难度的案例规范分析有不同的分数,从而达到对学生的分类考核。

三、总结

传热学教学改革的目的在于唤起学生求知欲和学习兴趣,加深学生对理论知识的理解,提高学生动手能力、工程分析能力和创新能力,为学生在未来学习和工作中能更好更快地应用传热学相关知识解决实际工程问题打下坚实基础。本文从理论-实验-案例分析的理实一体化教学入手,总结了本校传热学教学所面临的问题,并从教学和考核两方面提出了创新性的改革建议,通过高效全面的教育方式,为科学技术行业培养高水平应用型和创新型人才。

参考文献:

[1]教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见(教高〔2019〕6号)[J].中华人民共和国国务院公报, 2020.

[2]传热学(第四版)[M].北京: 高等教育出版社,2006.

[3]李威,张亮.多维度优化《传热学基础》课程教学改革实践[J].科技创新导报,2021,18(20):127-129.

[4]王昌龙,鲁进利,孙彦红.传热学课程教学改革探究[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2021,38(5):83-84.

[5]张俊霞,赵红星.基于应用技术型人才培养的传热学课程建设探索[J].中国电力教育,2014(34):105-106.

[6]赵金秀.提高传热学课程教学效果的方法研究与实践[J].高等建筑教育,2017,26(4):90-93.

课题:

重庆理工大学本科教育教学改革研究项目(2020YB05)。

作者简介:

何联格(1984-),男,工学博士,讲师,陕西西安人,重庆理工大学车辆工程学院教师,研究方向:新能源汽车整车热管理。

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