第一篇：传热学小论文范文
案例教学在行业类高校“传热学”中的实践
摘要：针对当前大学生普遍存在理论脱离实际的问题，结合课程教学内容，将案例教学法引入到“传热学”课程的教学课堂中。文中从案例选择的原则、案例的制作、案例的运用和教学过程中的体会等多个方面阐述了将“案例”嵌入到电力行业类高校“传热学”课程教学中的实践过程。
关键词：行业高校;传热学;案例教学;探讨与实践
传热学是工程科学的重要领域之一，是理论与实践结合十分密切的专业基础课，课程修完后要求学生能够运用传热学理论分析计算实际的热量传递过程，在大机械类专业本科生的培养中占有重要的地位。
上海电力学院是一所电力行业类高校，培养的“能源与动力工程”专业学生主要面对发电企业，而电力产生过程中的传热现象可以说无处不在，这就要求所培养的学生不仅要掌握传热学的基础知识，而且要能将传热学知识电厂的实际现象相结合。
但是，作者在多年的实际教学过程中发现，学生在该课程的学习过程中比较迷茫，究其原因，是因为教材讲授知识的思路多是先讲述基本定律或方程，再描述从工程实践中抽象出来的数学模型，然后运用数学知识或引用经验公式加以求解。而该阶段的学生还缺少对电力生产过程的感性知识，缺少对电力生产过程中涉及到的传热现象和传热设备的认识和了解，因此普遍感觉“传热学”的理论知识和计算方法抽象，不易理解，较难将“传热学”课程与自己所学的专业切实地联系起来。
近几年，有些教育工作者结合自己的工作经验分享了授课中案例式教学的应用心得[1-5]，这让作者深受启发，由此萌发出结合实际问题讲授理论知识，围绕日常生活案例以及与电厂联系紧密的工程案例来组织教学的想法。为此作者所在的课程组结合多年的“传热学”教学经验，设计与编写相关教学案例，将其运用于课堂教学，取得了较好的课堂授课效果，为行业类高校课程教学的有效开展提供了有益的参考。
一、教学案例的制作
教学案例的搜集与制作是案例教学实施首当其冲的第一个环节。案例准备得恰當、充分与否关系着案例教学的成败。
1.教学案例的选择原则：课程组通过深入研究教学内容与教学目标，结合我校“能源与动力工程”专业主要培养“电力工程师”的人才培养目标，首先确立了教学案例的选择原则。
①教学案例要贴切、恰当。案例教学法是一种教学方法，本质上还是要服务于教学的。因此所选的案例要能反映教学内容，不能“离题千里”，以免给学生造成知识体系的混乱。
②教学案例要生动、具有吸引力。所选的教学案例不能过于刻板，要具有一定的趣味性，这样才能提起学生的兴趣，调动学生的积极性，吸引他们参与和思考，让学生真正掌握所学内容。
③教学案例还要难易适度。所选的教学案例要充分考虑学生知识面和学习能力的差异，尽量不要选择分析难度大的教学案例，不要让学生产生畏难心理而达不到预期的教学效果。
④教学案例要贴近生活和电厂实际。讲解知识点用到的案例应尽可能是学生们耳熟能详的例子以增加案例与学生的亲近感，帮助学生消化、理解枯燥的知识;而在知识点应用阶段的案例应尽可能的源于电力生产中的传热知识应用，凸显我们教学中的电力特色，让学生明白如何“学以致用”。
2.教学案例的模块化。“传热学”课程内容以能量守恒为基础、以三种不同的热量传递规律为主线，教学内容主要包含热传导、对流换热、辐射换热和传热过程及换热器四大模块。依照上述原则，紧紧围绕这四大模块的知识点，分别制作了“传热现象”、“热传导”、“对流换热”、“辐射换热”、“换热器”五个案例库。而且每个案例库又都是针对模块中的各个知识点来建立的。另外，每个知识点都尽量寻找两个以上的案例，每个案例都表明所对应的知识点。建立起的模块化案例库清晰、明了，便于教师后期使用的便利化，便于加强学生对知识的巩固。
3.教学案例的形式多样化。根据课程知识点的特点不同，教学案例的组织还设计了多种形式。对于理解起来相对容易的知识点，采用“讲授型”的形式;对于需要有一定应用拓展的知识点，采用“讨论型”的形式;而对于需要亲自实践才能较好掌握的知识点，则采用“参与完成型”的形式。各种形式的教学案例根据教学内容和教学时间适度组织。
二、案例教学的实施
案例教学是对常规教学方法的改进，是一种以日常和工程案例为导向的教学方法。在案例教学的过程中，我们注意了与案例相配合的授课方法。
1.“点明式”教学方法。对于课程内容中比较明朗的知识点，配合以“讲授型”案例，采用直接明了的“点明式”教学方法，通过直接的描述将案例与知识点相结合。比如在讲到多层圆管壁面导热时，我们配合以凝汽器冷却管污垢的清洗案例，让同学们知道污垢积结就好比多了一层圆管壁，增加了一层圆管壁热阻，不利于热量的传递，制作的案例如下：
案例名称：凝汽器冷却管的污垢清洗案例(圆管壁导热)
凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起到冷源的作用。凝汽器真空过低会严重影响电厂机组的安全经济运行，而造成凝汽器真空过低其中一个重要原因就是凝汽器冷却水管结垢。凝汽器的结垢对凝集器的性能影响较大，它不仅使汽机端差增大，而且使汽机真空度降低，排气温度升高，影响汽轮机的经济性和安全性。……
2.“提问式”教学方法。对于课程内容中需要拓展的知识点，配合以“讨论型”案例，通过“有的放矢”的提问，让学生的认知有一定的顺序性和层次性，从而达到掌握所学知识的目的。比如在讲到等截面直肋片在温度计套管上的应用时，设计启发式的提问，逐步将问题深入化，引导学生将知识点拓展到应用实例。制作的案例如下。
案例名称：温度计套管的热分析(等截面直肋片导热分析)(参考答案略)
提问1：温度计套管如何使用?
提问2：温度计套管的作用?
提问3：温度计的读数能否准确地代表被测点处的温度?
提问4：既然存在测量误差，那误差的原因是什么?
提问5：根据上面的分析，温度计测量高温流体和低温流体时测得结果有什么不同?
3.“指导式”教学方法。对于课程内容中需要切身实践才能较好掌握的知识点，配合以“参与完成型”案例，教学活动采用老师指导、学生课外完成和课堂报告的形式完成。比如为了帮助学生初步掌握计算机求解传热问题的技能，提高学生应用计算机解决工程实际问题的能力，课程组由易到难设计了一维稳态导热、二维稳态导热和一维非稳态导热三种题型供学生选作练习。教学活动中，教师首先在课堂上将导热问题数值计算的问题分析、方程列出和离散、计算流程设计、计算程序编写等步骤进行讲解和指导，并将计算任务布置给学生;然后同学自由结合，各自组成小组，再利用课外时间完成计算任务;最后每一小组派出一位代表上台讲解计算思路，逐句分析计算程序，展示计算结果。
三、案例教学的效果与体会
本课程的案例工作从设想、组织到实施，历经两年有余的时间。案例教学通过在我校的“热能与动力工程”专业“卓越工程师”班的试点实施，取得了较好的效果，同学们普遍反映书本中的知识与日常生活和电厂实际联系起来了，也学会了用“传热学”的眼光来发现周围的世界，尤其在导热问题的数值求解的案例教学中，同学们反映收获最大，通过对活动的参加，同学们巩固了编程语言的熟练度，训练了编程的设计能力，加深了对导热问题的理解，增强了团队协作意识，锻炼了口头表达能力，受益匪浅。
在工作开展的过程中我们也深刻体会到案例教学是一项系统工程，它涉及到案例库的制作、教学方法的设计、教学过程的实施、教学效果的总结等环节，每一个环节的工作状况都会影响到案例教学的效果。与此同时，案例教学过程中除了涉及案例这一主要要素外，还涉及到其他两个要素：教师、学生。这两個要素也关乎着案例教学效果的好坏。对于教师来说，案例教学对教师提出了更高的要求，不仅要求教师对课程知识和专业知识具有很好的掌握，而且要求教师要具备组织、驾驭和协调的能力。对于学生来说，要求学生能够给予积极的配合，从被动学习转变成勤于思考、主动参与。此外，案例教学中的案例还应在教学反馈中根据真实的教学不断地进行完善和更新。
四、结束语
案例教学法是现今大学教育中比较先进的教学方法之一，其优势在于密切联系实际，具有较强的针对性、目的性和实效性。案例教学法在电力行业类高校的“传热学”课程教学中的实施让学生在学专业基础知识的同时也接触到了电厂中的传热现象，理论联系实际，促进了学生学业成绩的提高，有利于高素质人才的培养。但同时我们也认识到案例也不是万能的，如何将案例教学与传统教学方法相融合，取得更好的教学效果，值得我们继续深入研究与探索下去。
参考文献：
[1]郝俊才，赵春香，于月民，盖芳芳.材料力学案例教学方式研究[J].经济师，2015，(1)：259，261.
[2]吕悦晶，周兴林，张海霞.案例教学在道路施工组织与概预算教学中的实践[J].黑龙江教育学院学报，2011，30(2)：82-84.
[3]王学仁，艾春安，宁超.高等院校“传热学”案例式教学法探讨[J].中国电力教育，2010，(12)：74-76.
[4]范培珍，何其宝.基于案例教学的数控编程与操作课程教学改革[J].滁州学院学报，2014，16(5)：132-133，136.
[5]许璐.软件工程案例教学法探讨[J].中国管理信息化，2011，14(15)：120.
作者：张莉 姜未汀 任洪波 裘薇
第二篇：“传热学”课程教学改革与实践
摘要：结合传热学课堂教学的实践，从传热学的课程特点出发，以提高学生的学习兴趣，树立学生的工程实际观点，增加课堂教学的互动性，培养学生分析问题、解决问题的能力为思路，从课程内容体系上合理组织教学内容，采用多种教学方法相结合，充分发挥学生在课堂教学中的主体作用，并对实践环节和考核方式等方面进行改革，使课堂教学融传授知识、培养能力和提高素质为一体，真正培养出具有独立学习能力，理论联系实际解决工程实际问题，面向工程实际的人才。
关键词：传热学;课堂教学;教学方法;教学内容
作者简介：衣秋杰(1978-)，女，山东栖霞人，山东科技大学机电学院，讲师。(山东 青岛 266590)
基金项目：本文系“2010年山东科技大学教育教学研究‘群星计划’基金项目”(项目编号：qx102035)的研究成果。
“传热学”是热能与动力工程专业的专业基础课程之一，也是能源、化工、动力、土木、电子等学科的主要专业课之一。由于自然界和工业生产中到处都有热量传递现象，所以传热学理论在各个领域都有着广泛的应用。传热学是一门经典的传统课程，同时又是一门发展中的应用性极强的基础课程。山东科技大学(以下简称“我校”)自2001年首批招收热能与动力工程专业本科生起，就在专业培养方案中设置了“传热学”课程，自2009年开始在车辆工程专业加设“热工基础”课程(包括“工程热力学”和“传热学”)，目前我校开设传热学课程的专业还有建筑环境与设备工程专业、安全工程专业、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程专业。本课程既属于专业基础课程，又是与工程实际结合紧密的应用学科，“传热学”的课程教学质量直接关系到后续专业课程的工程应用及理论研究，在专业人才培养过程中发挥着重要的作用。为了在有限的学时中尽快引导学生入门，笔者在教学实施过程中对教学目标的确定、课程内容选择、课堂教学方法研究、学生情况和成绩考核等方面进行了一系列探索与实践。
一、课程体系和教学内容的改革
“传热学”的主要内容包括热量传递的基本方式，热量传递的基本规律及其应用，传热过程综合分析三大部分。专业不同，课时不同，对本课程的需求是不同的，在保持课程内容体系完整性，服务于专业的原则下，结合专业需要建立内容丰富、层次分明、针对性强的课程体系，丰富和完善与专业相适应的课程体系。在教学实践中根据不同学时数，安排不同的教学内容，制定不同的课程主线。比如，对车辆专业少课时传热学内容，教学重点内容放在热量传递的基本方式和基本规律的应用上，课堂教学围绕着专业需求安排教学内容，其课程主线图安排如图1所示。注重以理论联系实际的方式将相关内容的专业背景、科研信息与应用在课堂教学中体现出来，呈现给学生，使学生能够找到本课程内容与其专业的应用点和结合点，树立和强化学生的工程概念和意识，培养其解决实际问题的能力。
对于多学时的课程教学，教学内容既要结合工程实际，又要和学科前沿相结合，注重学生解决实际问题能力的培养和视野的开阔。教学内容要加强学生工程意识的培养，培养学生解决实际问题的能力。工科院校的教学必须加强对学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。传热学的数学推导较多，查图查表较多。传统教学观念中，偏重于介绍原理和公式推导，最后套用公式解题。学生虽然会解难题，可是遇到工程实际问题却无从下手。为此课堂教学中从工程应用的角度出发，结合学生的专业特点，举出与专业课程和实践环节密切相关的实例，根据实例建立起数学模型，并确定定解条件(包括边界条件和初始条件)，然后利用数学知识求解方程或方程组获得分析解或数值解或得到实验关联式。最后对所获得的解进行分析，用来解释传热现象，指导工程实际。例如，管道保温层的覆设、锅炉炉膛的辐射传热等，通过实例让学生初步树立工程观念。通过增加与工程密切相关的习题来加强学生工程实际意识的培养和工程设计能力的训练。例如，在讲用热电偶测量储气罐内气体温度这一实例时，可以提出如何降低测量误差的问题，引导学生学会在工程实际中如何用理论知识指导生产。这样一来，既可以增强学生的学习积极性，增强他们的工程观念，培养他们的工程意识，还可以培养学生全面考虑问题，解决实际问题的能力。
教材并非唯一的教学课程资源，在传热学中，为学生提供丰富多彩的具有时代特点的传热学学习材料可以拓宽学生的学习视野，激发学生的学习热情。教师可以把与课程相关的前沿学术动态和科研信息随时补充穿插在课堂教学中，鼓励学生利用网络和电子期刊获取与学科相关的论文信息，也可以鼓励学生利用所学知识通过大学生科研立项等科技创新活动解决生活中遇到的问题。例如，在讲解传热的连续介质假定的条件时，可以提到微尺度传热。在讲到强化传热时，可以提到场协同原理。这样可以提高学生的学习兴趣，培养学生的主动查阅科技文献的自学能力和发现问题解决问题的能力。
二、以学生为本的教学方法的灵活应用
传热学虽然是热能与动力工程专业的一门专业基础课，但是它在人们的日常生活和工程实践中都能找到实际应用。现在的大学生思想活跃，自主性强，如果仅仅对教材平铺直叙，照本宣科，教师只顾在黑板上进行公式推导，很容易让学生感到枯燥乏味，不积极思考，感受不到学科魅力，无法集中注意力学习专业基础知识，更谈不上学以致用。如果能够在教学过程中利用其身边感兴趣的实例加以引导，则能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。例如，笔记本的散热问题，室内暖气的安装位置问题。通过深入浅出的讲解，运用所要讲述的理论分析问题解决问题，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以激发他们的求知欲和探索精神。
教学过程中启发提问相结合，活跃课堂气氛，提高学生学习的积极性和主动性。教学过程中，学生是课堂教学中的主体，只有调动起学生主体的积极性和主动性才能提高课堂教学效果。专业基础课不可避免的会遇到一些理论分析和公式推导，这些往往是教学内容中比较枯燥乏味的部分，学生很容易失去学习兴趣。采用启发式提问，加强师生互动，可以营造生动活泼的学习环境，促使学生积极参与到教学过程中而不是被动接受知识的灌输。如果能够先分析公式推导的依据、目的和结论，并指出其中的关键点和推导思路，然后留出时间让学生自己动手推导或作为思考题的形式让学生课后思考，在下次课时让学生针对推导过程中遇到的问题各抒己见，鼓励学生勇于质疑，提出自己的新观点，学生可以提出自己的问题，甚至是对教学内容的质疑，这样不仅可以巩固学生对知识的掌握和理解，促使学生主动学习，促进学生发散思维和创造性思维的发展，进一步深化素质教育。在师生互动的过程中，可以提高学生口头表达能力和增强心理素质，还可以教学相长，对教师也是一种督促和激励，需要教师不断提高完善自己，不断与时俱进。
教师要善于总结，通过比较，加深学生对基本概念的理解，通过比较揭示不同现象的本质。例如，通过散热器内热水和室内空气的热量传递与热工设备换热器冷热流体间的热量传递的比较，引出传热过程的概念。通过比较还可以让学生找到知识点之间的相互联系与区别。例如，通过热量传递和动量传递的类比，理解热量传递与动量传递间的某些相同点，加深对热量传递的理解，学会比拟法研究对流换热问题。通过比较，还可以让学生认识到理想物体与实际物体间的差异，理论与实际的差距，认识到理论应用在具体不同条件下产生的个体差异，为今后解决工程实际问题积累经验培养能力。例如，理想物体黑体和实际物体辐射力及辐射换热量的计算的比较。教师不仅应善于总结通过比较教学法帮助学生建立完整清晰的知识体系，还应该引导学生学会独立运用比较方法，培养独立思考，主动学习，善于分析事物本质及联系的能力，形成自己的知识体系。
当然课堂教学灵活性很大，不能为了单纯运用教学方法而运用，适时灵活的将多种教学方法综合运用，才能达到良好的教学效果。例如，在讲授通过圆筒壁的传热过程时，可以由此联系到工程实际中管道的散热问题，这时可以提问相同厚度的保温层放在圆管内保温效果好还是放在圆管外好呢?学生可能认为放在管外好，结果答案恰恰相反，带着疑问就会认真听讲。待这个问题解决后，再问学生同样是在外面包裹一层，电线外面加了一层聚氯乙烯也是起到保温的作用吗?学生又会有疑问，这时引出“临界热绝缘直径”的概念，通过分析热流量和圆筒直径的关系，发现直径小于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层反而起不到保温的作用，起到散热的作用;当直径大于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层才能起到保温的作用。通过创设问题情境，运用比较法，启发提问相结合的教学方法，有利于学生解决实际问题能力的培养。
三、教学实践方式的改革
除了以课堂教学为依托的认识实践，通过课堂讲授、课堂讨论、讲座、实验等方式通过知识的传授和习得来增加知识，提高分析和解决问题的能力，还加强实践教学的比重。注重实践，以课外活动为依托通过课外活动锻炼学生的实际动手能力和应用知识的能力。主要方式有本科生科研、社团活动、小组活动、实习等。具体措施有改革课程结构，增加课程的实践环节，更新实验课、习题课、见习课的内容，增加其学时数，促进理论教学和实践教学的融合;实行本科生科研制度，通过科研提高学生的动手能力和解决问题的能力。这为增强学生运用理论知识解决实际问题的能力打下了良好的基础。例如，热能与动力工程专业2008级边鑫超等同学利用课余时间设计完成的作品《一种新型风力与太阳能互补供电系统(路灯)的设计》在2011年“泰汽新能源杯”第八届山东省大学生机电产品创新设计竞赛获一等奖，还有多名同学获得优秀奖。
四、结束语
授之以鱼不如授之以渔，教授一门课程的主要目的不仅在于让学生掌握必需的科学知识，更应该在于教会学生一种分析问题解决问题的方法和思路，培养其能力提高其素质。要求每一名大学教师在以后的教学过程中还必须不断学习，不断摸索，不断积累，通过教学环节的精心设计，教学内容的取舍分析，教学方法的灵活运用，因材施教，注重实践，真正培养出具有独立学习能力，理论联系实际解决工程实际问题，面向工程实际的人才。
(责任编辑：刘丽娜)
作者：衣秋杰
第三篇：安全工程专业“工程热力学与传热学”课程教学改革
摘要:“工程热力学与传热学”课程是安全工程本科专业一门重要的专业技术课程,在安全人才培养中起着重要的作用。为了提高教学质量和效果,培养适应社会需要的安全专业综合型人才,这门课程应该从课程人才培养目标出发,结合学校办学特色,从修订教学大纲、调整教学内容、深化教学改革、加强教学实验建设等方面着手进行建设。
关键词:工程热力学与传热学;教学改革;安全工程;案例教学
作者简介:林日亿(1973-),男,湖南桂阳人,中国石油大学储运与建筑工程学院,副教授,工学博士,主要研究方向:热能利用;梁金国(1963-),男,山东昌乐人,中国石油大学储运与建筑工程学院,教授,主要研究方向:热能利用。(山东 东营 257061)
基金项目:本文系中国石油大学教改项目“安全工程专业‘工程热力学与传热学’课程体系的改革与实践”(项目编号:BK-B200625)的部分研究成果。
“工程热力学与传热学”课程是安全工程专业的专业基础课程之一,起着联结本专业基础课与技术课的桥梁作用。可见本课程在该专业的重要性,其教学水平直接影响安全专业本科生的质量。中国石油大学(华东)(以下简称“我校”)自2000年开始招生安全工程专业,并于2002年开设本课程。由于是新招专业的新开课程,在专业建设和课程建设方面较其他学校的同类专业存在较大的差距。在这几年的教学实践过程中,对本课程建设方面进行了一些探索,得到了一些粗浅的体会。
一、适应人才培养目标,修订课程教学大纲
1.课程的人才培养目标
任何一门学科都有自己的特点和独特的知识结构。因此,在安全工程专业教育过程中针对特殊行业的安全,应该进行突出行业特点的安全工程专业教育。只有通过科学而全面的课程设置,让学生充分掌握学科的基础知识,深入掌握安全科技知识,培养出安全工程技术及安全管理工程人才,才能较全面掌握安全科学理论和技术原理,对可能发生的事故进行预防性的处理,避免了经验主义造成的事故预防滞后性和片面性的缺点。[1]我校的安全工程专业正是通过石油、石化行业特点开展安全教育,培养出适于该行业的高层次安全专业人才,其培养目标为:培养掌握现代石油、石化工业生产过程中安全技术和安全管理方法,从事安全技术及工程、安全科学和研究、安全监察与管理、安全健康环境检测、安全设计与生产、安全教育与培训等方面工作的复合型高级工程技术人才。[2]
在专业培养目标的总体框架下,开设课程的培养目标就应与专业培养目标相符合。另外,随着社会发展和市场经济体制的完善,用人单位对人才需求提出了更高的要求,希望大学生既是懂理论又会实践的全才。在此基础上制定的“工程热力学与传热学”课程的培养目标为:通过课程的学习,学生应了解热力学的宏观研究方法,掌握热能与机械能之间的转换规律和能量有效利用的理论,获得热量传递规律的基础知识,能够正确运用热力学基本原理和定律分析计算各种热力过程、热力循环,能够正确利用传热规律分析工程传热问题,使学生具备分析解决实际工程热问题的基本能力,初步培养安全用热的能力,并为学生学习有关的专业课程提供必要的理论基础。
课程培养目标提出了培养学生安全用热的能力,并为后续课程的学习打下基础,这与以往“工程热力学与传热学”课程目标有所不同,以往仅仅对热能转换与利用、传递现象进行分析和具体应用,而对于安全工程专业就提出了更高的要求,也符合专业培养计划和目标。
2.课程的教学大纲
根据“工程热力学与传热学”课程培养目标,在原有教学大纲的基础上,对课程教学大纲进行了修订,主要表现在以下几方面。
(1)在课程目标中增加了“培养学生分析和避免热能转换与传递过程中可能产生的热安全问题的能力”,旨在培养该专业学生的安全用热能力。
(2)将教材改为高等教育出版社张学学、李贵馥编写的《热工基础》,并补充教学辅助材料。
(3)在课程基本要求中,将“混合气体及其性质”、“气体辐射”、“非稳态传热”、“导热问题的数值解法基础”作为重要内容提出,同时要求学生“了解由于热能的转换与传递过程中可能发生的安全问题,学会避免类似问题的计算方法”。
(4)在教学内容与学时分配建议中,将工程热力学内容缩减2学时,主要删除了热力学第二定律一章中“克劳修斯不等式”和“热能的可用性即火用参数”等内容。增加2学时用于辅助教学材料主要内容的讲解。
二、完善课程教学内容,调整课程教学体系
1.教学内容与学校办学特色相统一
“工程热力学与传热学”课程主要阐述热能的有效利用以及与此有关的热现象的基本规律。本课程总的教学思想是:通过热力学的学习,掌握基本热力过程与典型热力循环分析、提高循环效率的途径;通过传热学的学习掌握导热、对流换热、辐射换热的基本规律和求解方法,掌握控制(强化或削弱)热量传递过程的技术措施及换热器的热计算方法。
我校是2002年开始新设安全工程专业,依托我校以“石油”作为办学特色的思想,主要培养学生从事涉及石油、石化等设施系统安全方面的工作。因此,在教学内容上必须进行适当的调整,以符合学校的专业特色。基于此,对教学内容进行了补充和调整,具体有如下几点。
(1)调整了部分教学重点内容:1)由于混合气体存在燃烧、爆炸的可能性,将“混合气体及其性质”作为重点教学内容提出,而将“克劳修斯不等式”和“热能的可用性即火用参数”等内容作为了解性内容讲解;2)将传热学部分的“导热”内容作为重点,这是基于工程材料受热后应力改变方面考虑,力求让学生掌握热应力分析方法避免安全隐患。
(2)补充了教学辅助教学材料:为了体现我校的石油特色且与学生毕业后的工作挂钩,补充了一些在石油开采和运输环节热能转换与传递过程中可能发生安全问题的内容作为教学辅助内容,包括:热采井井筒应力数值计算、换热器管板和壳体热应力的强度分析、油池火灾热辐射下的最小安全距离、爆炸极限在油库安全中的应用分析等。利用上课小专题、课后发材料给学生自学等形式进行相关内容的学习。使学生能认识该课程在专业中的重要性,同时也提高了学生学习的积极性。
2.教学内容应与专业平台建设相吻合
为了适应社会的发展和培养综合素质人才的要求,拓宽专业口径、增强就业的适应性,需要进行专业平台建设。安全专业从众多的专业课中提炼本专业共同的工程技术原理和方法,构建专业平台课程体系。[3,4]课程教学体系一般由基础课、专业基础课和专业课3个层次组成,新办专业必须明确哪些课程是专业基础课、哪些是专业课,以便任课教师明确课程性质,确定课程教学内容。“工程热力学与传热学”课程就是其中的专业基础课程之一,是后续专业课程中涉及热能转换与传递规律和设备内容的基础和桥梁。因此,课程的开始就应按照课程体系层次安排,而不能先开设专业基础课,后开基础课。进行学科建设时,应组织召开专业教学研讨会,进行教学计划的安排和课程教学内容的调整,避免不按照课程衔接顺序开课,同时避免出现有些教学内容重复和遗漏等问题。
三、深化课程教学改革,加强实验教学环节
1.板书结合多媒体教学,构成立体教学结构
“工程热力学和传热学”属于专业基础课,具有较深的理论和丰富的数学表达方式,表现为理论推导多、公式多。以往的传统板书式教学方法非常适合,通过教师边写黑板边讲解的过程,学生掌握非常容易,且印象深刻。但是,随着多媒体技术的发展,单一的板书教学形式已经不能完全呈现一些教学内容,而通过多媒体技术的声、形、色及动作,能更好地将深奥的抽象内容、实际工业过程得以充分的展示,便于学生理解和掌握,教学效果毋庸置疑。但是,多媒体教学也应避免简单的文字描述、大量的文字罗列、页面切换快、教师讲得快等不足,应利用生动的动画图像、清晰的文字注解和优美的声音等多媒体信息将课程内容展现出来。另外,应对教学内容进行划分,哪些内容采用板书讲解,哪些内容采用多媒体展示。通过传统和新型教学手段结合,能增加学生的学习兴趣,促进学习的积极性,从而提高课堂教学效果。
2.教学与科研相结合,相得益彰
教学过程中要注意科研与教学的有机结合,使教学科研并举。一方面,教学能促进科研。教学过程本身就是一个不断学习的过程,不仅需要看教材教参、查文献资料等进行备课,而且还要向同事、同行请教,课堂教学中学生或好或差的反映也需要我们不断思考和总结。此外,备课、讲课和答疑等环节也不断加深对教材内容的理解,及时纠正自身原来的一些对概念和问题不清晰、似是而非的理解,强化一些基本理论和基本方法的掌握,对科研工作有所帮助。同时,在教学过程中,还会形成一些新的想法和思路,成为科学研究的火花。另一方面,科研也能促进教学。通过参与和开展与教学内容相关的科研,就能及时掌握本学科最新的发展动态,准确地理解和把握本学科的特点、研究方法及其与其他学科之间的关系,并在讲课时,将自己的科研体会、科研成果、学术动态等补充到教学过程中,不仅开拓学生的视野,提高学习的动力,而且能提高教学质量。反之,就难以对所教学的内容深刻理解、融会贯通,思路狭隘,讲起来生硬空洞,听起来索然无味,课堂死气沉沉。
3.采用案例教学法
案例教学法[5,6]是安全专业最为常见的教学方法。教学过程中的典型安全事故案例一方面能囊括专业工程的所有知识点,是对专业工程的全面认识;另一方面各种经典的案例本身就是一个良好的教育典范,大部分的安全法律法规、规范都是通过血的教训总结出来的。通过案例分析法使枯燥的理论变成一个个具体的案例,提高了学生学习的兴趣。同时,使学生完成查资料、讨论、分析、提出整改措施、总结经验教训的一体化学习过程,既锻炼了学生的动手能力,又激发了思维积极性。比如讲混合气体热力性质时,结合某瓦斯爆炸案例,可以给学生讲解瓦斯爆炸必须具备三个条件:一定浓度的甲烷、一定温度的引火源和足够的氧,从而分析混合气体配比的极限条件,如何避免等。又如讲非稳态导热问题时,可以结合某过热器管破裂案例,分析其破裂的原因:长期超温,外表面在高温粉尘的冲刷和氧化作用下逐渐减薄,局部热应力集中导致材料屈服变形等。
4.课程实验教学建设
实验教学是课程教学的延续,也是课堂教学的辅助手段。通过实验教学环节,不仅能使学生进一步理解课堂教学的理论知识,而且能提高学生的动手和实践能力。实验的开设应注意一些问题:(1)避免以往“小型、分散、积少成多”的实验室建设思路。我校安全专业实验室建设起步晚,在实验室建设中应遵循“结合学科前沿和专业特色”的原则,通过邀请专家科学论证,集中资金进行建设、并实现院系实验资源的共享。(2)与教学大纲一致。新修订的教学大纲一般考虑了学科和课程的发展,实验教学也应跟上形势,不能凭借单一的仪器仪表进行,可采用先进的科学技术手段来丰富实验教学,如采用计算机模拟实验、可视化教学录像等。(3)防止实验和课程教学脱节。[6]以往的教学环节安排往往先学习理论知识,再做实验,时间跨越比较大,容易导致脱节现象。应当把实验融入到教学环节中去,利用实验环节学习理论知识,而不是巩固理论知识。
四、结束语
我校安全工程专业是结合学校行业特点开设的特色专业,随着石油、石化行业科学技术迅猛发展,安全专业由于其本身的特殊性和复杂性,要求我们不断的探索和思考。在课程建设过程中,应顺应时代发展对人才培养的要求,不断学习、发现和总结,才能有效的提高“工程热力学和传热学”课程的教学质量和效果,才能培养出符合时代精神的人才。
参考文献:
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[4]林日亿.热质交换原理与设备课程建设的思考[J].中国石油大学学报(社会科学版),2007(S1):67-69.
[5]葛秀坤,邵辉,赵庆贤.高素质安全工程专业人才培养的探讨[J].江苏工业学院学报,2008,9(3):113-115.
[6]陈川.关于安全专业教学的若干思考[J].管理观察,2009,(2):148-149.
(责任编辑:苏宇嵬)
作者：林日亿 梁金国 黄善波 张克舫