多媒体环境下的传热学实验教学改革与探索

2022-12-31

传热学是建筑环境与能源应用工程专业学生的一门专业基础课程, 实验教学项目多、比例大, 实验教学的质量在很大程度上决定了传热学课程的教学质量。且传热传质的过程和规律较难直观表达, 仅仅通过在实验前向学生口头描述、然后演示实验过程的方法是很难达到实验的深度的。多媒体技术作为传热学实验教学的改革渗透, 能够将现代化的教学手段融入到实验教学中, 通过模拟实形象展示热对流、热传导等抽象的概念以及质量传递、热量传递等抽象内容。有助于学生对传热学规律的更深入理解。

一、多媒体融入传热学实验教学的改革优势

(一) 实验教学内容更加深入形象

相比于传统的板书教学、示范教学来看, 多媒体技术的教学手段, 能够增添传热学实验课程的教学内容, 增添“图片+文字”、音频等课程教材, 教学信息资源得到扩充, 这样不仅节省了传统课堂的教学时间, 而且能够提高实验教学的直观感受。有些实验利用传统方法根本不能很好的展示, 对流换热是热传递的基本方式之一, 在传统实验过程中, 只能得出对流换热的实际数据效果, 而对流换热的本质和规律较抽象, 学生难以理解, 而通过多媒体模拟演示对流换热过程中的温度场、速度场的变化过程, 重复观察边界层的变化, 学生就能够很好的建立对流换热的物理图景, 加深对实验的理解。

(二) 提高学生学习兴趣

多媒体教学能够通过更加直观的教学形式, 让学生在实验课程学习中, 对于实验准备、过程、结果的全过程更加清楚, 特别是传热现象的感官体验, 大大提高了学生的学习兴趣, 而且便于实验内容、操作的理解。提高实验的自动化程度, 减少实验人因误差。传热学是一门实验性很强的学科, 大多学校都会选择必开的实验项目开设:如:测定绝热材料的导热系数、测定自然对流横管放热系数、测定物体的辐射率、换热器热工性能测试等, 这对于更好的理解和运用传热学课程的理论和知识是远远不够的, 应提供更多的综合性实验和研究性实验、模拟实验和传统实验, 这样更好的激发学生的兴趣和创新、探索能力。

(三) 突破传统时间、空间的教学局限性

对于课堂中没有掌握或者不理解的实验课程, 学生可以直接下载和拷贝PPT教学课件, 不受时间、地点的限制, 不仅能够减轻教师的教学压力, 而且也有利于学生自主学习能力的提升。

二、多媒体在传热学实验教学中的改革应用

(一) 充分利用多媒体技术作的实验模拟演示工具作用

多媒体技术作为传热学实验课程的教学工具, 能够在明理论实验过程的基础之上, 渗透更加可视化、动态化的模拟验过程, 其演示工具的教学作用非常明显。具体到工具作用应用, 实践建议如下:

一是, 解决以往传热学理论教学难题。例如导热问题、流换热问题等, 对于部分传热学实验课程中的一些难题, 通过引入图片展示、模式实验演示等多媒体技术, 让实验教学中的实验数值变化、实验过程、变化规律等更加清楚的展现给学生, 进而更有利于学生建立完整的实验过程, 同时也提高实验教学质量。

二是, 实现“理论+实验+实践”相结合的教学效果。对于传热学来说, 理论知识难于理解, 必须要通过实验教学进行知识补充和分解。具体到应用中, 可以积极借助“多媒体+”, 引入虚拟信息实验技术, 通过多维一体的实验过程, 将理论与实验操作相结合, 同时还要引入一些案例分析模拟, 结合现实工程应用, 将实验与实践需求相结合。

(二) 搭建信息化虚拟实验室

现如今, 各大高校对于虚拟实验室并不陌生, 虚拟实验室作为信息技术的产物, 在传热学实验教学中的应用非常普遍, 也是传热学实验教学改革的一个创新方向。具体到多媒体技术在虚拟实验室中的应用, 则需要做到:

一方面, 实现多渠道教学资源共享。充分的利用“互联网+”、“多媒体+”技术, 在信息化虚拟实验室平台中, 合理的增设关于基础实验、专业实验、实验探讨、工程理论、创新实践等板块, 丰富虚拟实验平台内容。并对这些实验教学板块全面开放, 引导学生进行工程实验探讨, 同时发挥教师对平台信息资源的筛选。

另外一方面, 注重学科交叉的实验平台建设。对于传热学来说, 其学科的综合性较强, 因此很多实验都会涉及到跨专业的内容, 这就需要利用多媒体技术, 制作“精品”课程资源, 融入机械学科、生物传热学等交叉学科的理论、实验内容, 实现学科交叉、相互交流的教学效果。

(三) 把握“人机”与“人际”之间的实验教学转换

可以说, 多媒体技术在传热学实验教学中的渗透, 取得了较为明显的教学效果, 推动了教学改革的进程, 但是还需要注意“人际”与“人机”教学相结合:首先, 加强师生之间的人际互动。教师仍然要作为课堂教学的主导者, 针对传热学中的一些理论知识进行讲授, 并对于实验重点、难点知识进行形象化的引导, 在合适的时机引入多媒体教学。从人际互动顺利引入人机交流。其次, 充分调动学生的思维拓展能力。对于学生来说, 不仅要能够更加形象的了解实验的全过程, 更要求引导学生的主动学习能力。可以借助多媒体技术, 进行启发式教学, 通过可视化、动态化的教学展示, 让学生发现传热学某些现象的规律, 注重实验教学中的知识探讨, 更好的发挥“人机”教学效果, 提高学生思维拓展能力。