应用型本科院校材料物理性能课程改革探索.pdf
付萍 孙茜茜 潘金龙 刘滢
摘要 本文首先根据目前应用型本科学校与“传热学”课程的特点指出了现有教学方式中存在的矛盾与问题，然后从课程建设、教学改革等方面阐述了适用于应用型本科教育的、有关‘传热学”课程教学的几点探索。
关键词 应用型本科 传热学 教学探索
应用型本科学校在我国高校中己占有越来越高的比重，一般来说所有的本科第三批次录取学校都可以算作应用型本科学校，而“应用”二字也成为了这类学校主流的办学定位，这极大地推进了我国高等教育的大众化进程，也满足了我国社会发展过程中逐渐增长的高层次应用型人才需求。“传热学”是高等学校中包括建筑环境与能源应用工程专业（以下简称“建环专业”）在内的多个专业和学科的重要专业基础课程之一。以建环专业为例，这门学科在整个专业体系中起到了重要的奠基石作用。因此，应用型本科学校的教师应合理而有效地安排课程教学内容，提高相关专业学生学习传热学的积极性，并通过实验课程等方式帮助学生加深对相关知识的理解，使学生可以在实际的生产、生活中活学活用在传热学中学到的知识。本文将以南京工业大学浦江学院为例，结合传热学课程的主要特点，对传热学的教学体系与未来的改革方向进行初步的探索。
1应用型本科学校与“传热学”课程的主要特点与矛盾
1.1应用型本科学校的主要特点
应用型本科学校的主体是“应用”，这类学校的出现也正体现了当今社会的发展趋势。在新的社会发展背景下，高等教育的主要方向逐渐转向培养满足社会和经济发展需要的综合性人才。高校应积极探索新的学科方向、专业结构和课程体系，教师应通过更新教学内容和教学手段，提高教学质量，为社会培养具有更强适应力和竞争力的毕业生。
南京工业大学浦江学院作为我国本三类应用型学校，其生源质量上不如本一、本二类院校，普遍具有以下特点：心理上表现为思想不够成熟，意志薄弱、缺乏刻苦钻研的精神；学习上表现为知识储备量少，基础知识相对薄弱，并且缺少良好的学习习惯。因此，本三类学生的培养既不能以本一、本二类学术型、科研型人才为目标，也不能按照高职类纯操作型、岗位型的人才培养，而是应该立足于自身情况，在教育中既让学生掌握理论知识，又锻炼学生动手能力，从而培养出一批既具有专业知识，又具备动手技能，符合社会和经济发展需求的应用型人才。
1.2“传热学”课程的主要特点
“传热学”是建环、能源、动力等理工科专业交叉的经典学科，始于工业革命时期，发展至今已经有了一百多年的历史，核心理论体系是传热的三大基本理论，即热传导、热对流和热辐射。该课程建立在基础课“高等数学”、专业基础课“工程热力学”、“流体力学”等课程之上。其基本理论，如传热基本定律、传热方式、传热条件、影响传热的因素、增强和减弱传热的方法等，又是暖通空調、供热工程、制冷技术等工程技术中所有涉及热量传递规律理论的基础。所以，传热学中涉及的定律多、公式多、概念多、方法多，且这些定律、公式、概念与方法应用十分广泛。
针对应用型本科学校的学生，在学习该门课程时，首先要注意系统掌握有关热量传递的基本知识，提高分析和计算传热问题的能力，提升基本的实验技能。另外，教师还应通过实验、实习等实践教学方式，培养学生的动手能力，从而使之掌握相关热工流体设备的设计与使用方法，培养学生的工程实践能力。
1.3应用型本科学校与“传热学”课程的主要矛盾
应用型本科学校的生源大多不具备较为丰富的知识储备和较强的学习能力，但是由于传热学中涉及的公式、概念和定律数量多、范围广，学生在学习过程中普遍存在以下问题：“
（1）概念理解不深刻。传热学以高等数学等学科为基础，涉及的实际应用学科又较为广泛，并经常会用到较深的数理基础知识。因此本来就基础薄弱的学生对如此庞杂的概念和公式只能机械记忆，而难以深刻理解。
（2）分析计算能力弱。传热学课程中的热传导、热对流与热辐射的计算和推导涉及大量的经验公式与数理方法，计算过程繁杂且难度较大。很多学生面对计算时只会生搬硬套已有公式，不能捋清正确的计算步骤和方法。
（3）理论、实践结合能力弱。受传统教学方式的影响，学生在学习过程中更多停留在理论层面，难以针对实际问题的特点运用已有的知识进行具体分析，并利用传热理论解决实际生产、生活问题。
针对上面几点普遍存在的问题，结合应用型本科学校的培养方针和具体特点，在培养方式上，首先应该引导学生正确认识应用型本科学校的培养方针和目标，具体到学习传热学的基本要求及在专业学习中的重要性，帮助学生正确定位传热学在专业知识体系中的位置；同时切实改革“传热学”课程的教学方法，以将学生培养成符合社会和经济发展需求的应用型人才为目标，合理安排课程教学。
2课程建设
2.1认真了解授课对象
该课程的授课对象是指该校建环专业大二或大三的全体学生，教师应充分了解这些学生的心理特征、知识基础与培养目标，根据学生的具体特点，结合学校的教学能力，树立正确的教学目标，选择合适的教学方法，活化自己的教学艺术。
2.2合理选择教学内容
南京工业大学浦江学院建环专业使用的教材是由杨世铭、陶文铨编著（高等教育出版社，2006）的“传热学”（第四版），该教材将学生对基本概念、基本理论和基本计算方法的理解作为第一任务，对基本知识点进行详细的叙述，对传热学中一些重要概念、公式和计算进行分步介绍，并深入剖析公式背后的理论，并适时的结合实际的例题，阐述传热学在建环专业相关案例中的应用。
2.3积极重组考核内容
传热学考核应分为闭卷考试（60%）、平时作业（15%）、学习表现（10%）和研究性学习（15%）四个部分。其中闭卷考试主要是为了加强学生对课程的记忆，考试内容为传热学的基本概念、理论和计算方法；平时作业是为了帮助学生在课后巩固当天的学习内容，包括一般性的习题，综合性工程问题的解答以及安排的相关实验等；学习表现主要是反映学生在平时课堂上的表现，如回答问题、参与课堂讨论的情况。研究性学习可以培养学生的动手能力，训练学生运用知识的熟练程度，提高学生独立思考的能力，同时积极调动学生的主观能动性，为培养创新能力创造机会。如：通过给定一个换热目的，让学生自行设计一台换热器或完成换热相关的数值模拟等。相比于传统的考核方式，通过这四个方面的组合，可提高学生对传热学的学习兴趣，从而提高教学质量。
2.4打造“双师型”教师
所谓“双师型”教师是指具备以下两方面能力的教师：在理论上具有较高的专业理论水平和教学水平，同时具有较强的科研能力：在实践上具有熟练的专业实践技能，能够组织生产经营，能够指导学生进行自主创新创业。
作为应用型本科学校的教师，都应该以成为“双师型”教师为目标，严格要求自己：及时了解和掌握所授专业最新科技动态和行业发展水平；在教学中通过专业授课、实训、实习等方式，使学生掌握必需的职业技能；引领学生学会理论联系实际，掌握分析问题和解决实际问题的能力，提高学生自身技能；通过介绍当下最新研究成果和行业新型技术等活动，培养学生的技术革新意识和动手能力。
3课程教学方法的改革
3.1注重启发、注重兴趣
“传热学”课程贴近生活，可以很好地解决生活中遇到的问题，应该引导和启发学生主动进行思考，提高学生的学习兴趣。
例如学习之初，在课堂上提出生活中显而易见但却容易被大家忽略的问题，如“冬天的时候为什么白天太阳晒过的棉被，晚上盖起来会比较暖和？并且经过拍打之后，效果会更加明显？”这种与生活息息相关的问题，可以让学生带着疑问与热情跟着老师去探索传热学藏在生活当中的秘密。
3.2融入最新科技
随着科技的不断发展，传热学的许多理论被应用到很多专业工程领域的最新成果中，在课堂上应向学生介绍传热学发展的最新研究成果，如數值传热学、微尺度传热学以及纳米流体、微肋管等新型换热设备等。当然对于刚刚接触本学科的本科生而言，理解这些新概念、认识这些新现象、了解这些新设备都是比较困难的，但从人才培养的长远角度来讲，这样的教学方法可以拓展学生的视野，提高学生的创新意识。
3.3教学多样化
（1）多媒体教学：随着信息技术的飞速发展，使得传统的教学模式有了很大的变化，PPT、动画、视频等多媒体技术的介入，对理解一些抽象的术语、概念和定理有了很大的帮助。教师应该充分利用这些新的教学工具，解决教学中的一些复杂问题，例如可以用动画等方式将传热学中一些难以理解的问题直观、生动地传递给学生，从而营造一种立体的、全面的、轻松的、动态的学习场景，激发学生的学习热情。（2）模型教学：课堂教学时配备一部分教学模型，如换热器模型，让每位学生在学到相应知识点时，能够近距离接触设备实体，有个感官的概念，以培养学生的动手操作能力及空间想象思维。
3.4注重实用软件
数值模拟作为研究、设计和技术开发的手段，将是“传热学”未来研究的重点。应用型本科学校教师应充分向学生介绍利用计算机数值模拟方法学习课程的方式，并介绍相关软件的使用方法。例如目前国际上比较流行的商用计算流体力学软件包Fluent，该软件具有强大的解决流动传热耦合问题功能，能够呈现换热设备内流体流场、温度场分布等，是工程人员常用的模拟软件，介绍该软件可以让学生对当前的前沿技术形成一个初步的认识。
4结语
应用型本科学校中学生的培养目标是将其培养成既具有专业知识，又具备动手技能，符合社会和经济发展需求的应用型人才。因此“传热学”作为学生解决一类工程实际问题的知识源泉和学科基础，应根据学生的最终培养目标，在课程建设与教学方法的改革实践中不断摸索、研究和总结，使教学体系更科学、结构更合理，更能适合于应用型人才的成长。
