传热学精品资源共享课建设的探索与实践
贾冯睿 李小玲 潘颢丹 马丹竹
[摘 要]精品资源共享课不仅是对学习理念的一种更新，也是提高高等教育人才培养质量的重要教学改革措施之一。建设精品资源共享课程不仅是一次教学理念的升级，更是对学生自主学习能力，发现问题、解决问题的能力的更高要求。资源共享课程能够将网络学习的优势进一步扩大，并结合传统面授的优点，是一种非常有前途、发展空间广阔的学习模式。
[关键词]精品资源共享课；传热学；教学理念
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] B [文章编号] 2095-3437（2016）03-0113-02
精品资源共享课是教育部为了进一步促进高等教育教学质量的提升，提高大学生培养质量的一项重要教学改革措施，此次教学改革的尝试是建立在以前的精品课程建设基础之上的，其中最重要的变化是将“示意式”的视频教学更改为“知识点式”的模式，随之增多了配套的课堂习题、随堂测验、练习题、知识拓展、案例分析等方面的内容。对比于精品课程建设，此次的教学改革在教学理念、组织形式、信息量以及学习平台管理等方面进行了大幅度的改善。[1] [2] [3]
辽宁石油化工大学传热学校级精品课程始建于2009年，最初是围绕省级特色专业油气储运工程的基础课程而组建的，到2012年获批为辽宁省第二批省级资源共享课程。随着几年来的发展与建设，该课程已经扩展为一门重要的专业基础课程，为能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、材料加工工程以及油气储运工程等专业服务。与此同时，由于传热学课程应用性强，理论分析涉及数学理论公式繁多，理论推导常涉及三维高数，经验公式较多，学生难于理解和记忆。辽宁石油化工大学以2012级能源与动力工程专业和建筑环境与能源应用工程专业学生为授课对象，进行了大胆的尝试和探索，取得了一定的成绩和经验，希望能够为我国精品资源共享课程的建设提供一定的参考和借鉴。
一、课程基本情况及特点
传热学课程是介绍热传导、对流传热和辐射传热三种传热方式的定义及计算方法，并以此为基础进行深度扩展，应用于实际问题的课程。由于三种传热方式存在传输机理和控制方程的不同，而辐射传热又区别于另外两种传热方式，因此，很难做到一条主线贯通全课程，达到使学生融会贯通的目的。同时，由于传热学课程内容理论性很强，需运用大量的复杂经验公式，这使得这门课偏向于机械的公式推导讲解，导致学生感觉如高数学习不精，就无法学习好传热学，而最终放弃课程学习。[4] [5]
另外，针对学生毕业后就业方向，笔者在讲清楚基本的概念及数学模型基础上，根据不同的专业领域讲述的重点也不一样的原则，尽力做到教学有所侧重点。例如，对热能与动力工程专业的学生，多讲解一下管内两相流与沸腾传热、烟气混合传热、气体辐射原理等电厂工业方面的知识；而对于建筑环境与设备工程专业的学生，则注重讲解一些墙体的动态传热过程及房间热（冷）负荷设计计算等采暖和通风方面的知识；对化学工程与工艺专业的学生，则多讲解有关换热器设计与换热系统的传热计算过程等工艺传热方面的理论知识。这些都是教师在传热学课程教学中针对不同专业学生需要加强的内容，是不容忽视的。所以，教师根据教材，结合学生专业实际情况，充分备课，综合考虑各方面因素授课是非常重要的。
二、课程传统教学方式所面对的问题
（一）教学内容问题
传热学课程国内主流的教学内容大多是以杨世铭、陶文铨编著的《传热学》为蓝本进行讲授，该教材的教学内容具备了较为清晰、完整的理论体系，且丰富了大量的经验、半经验公式，微分方程公式推导等，所涉及高数理论知识逻辑性强。但是，由于授课教师无法完全将理论教学与科研、工程进行优化重组，而导致了课程偏向于传热原理的阐述和繁琐公式的推导，降低了学生的学习兴趣，进而无法为学生今后工作的实际应用奠定一定的基础。
另外，课程的补充材料，如习题、思考题、复习题等均是以书本的文字材料为主，缺少了对学生的分析和解决实际问题的能力以及动手能力的培养与训练。
（二）教学方法问题
教学方法直接影响到课程教学效果的质量，也是教学改革过程中矛盾最为突出的因素之一。传统的教学方法是根据教材的章节顺序依次讲授，教师机械的推导公式，基本没有学生参与教学活动。这种被动式的教学方法忽略了发现学习、探究学习和行动学习的价值，降低了社会经验和实践能力的获取机会。因此，如何充分将“被动式+灌输式”的学习方法改善为“主动式+交互式”是教学方法问题中亟待解决的问题。
（三）教学实践问题
传热学与实际联系非常密切，例如，三种传热方式都是建立在实际物理模型分析的基础上，在教学过程中，应经常结合理论内容介绍相关的实际背景及应用，可以适当介绍教师从事的相关科研内容。如讲授“平壁导热”问题时，教师可利用课本理论知识与身边实际情况相结合，让学生通过调研，发现一些关于身边建筑墙壁导热情况，这样不但能引发学生学习兴趣，而且能加深学生对内容的理解。因而，应尽量把学生的生活常识与学术问题相联系，用最贴近学生自身生活体验的语言深入浅出地讲清楚。
（四）教学考试方式问题
考试方式上主要是由平时成绩和期末试卷成绩根据一定比例组成，由于课程的教学内容较多，公式内容繁杂，教师将日常教学重心放在了授课方面，而忽略了学生的日常表现情况，比如，无法了解到学生的预习情况、学习过程中的疑问、学生日常学习时间、学习难懂的知识点等方面，基于此，单纯的依靠最终的试卷成绩，无法了解学生的学习状态，这些都与高校培养高素质专业人才宗旨相违背。
三、课程教学建设研究
（一）优化教学内容及方法
精品资源共享课程的特点能够很好地对传统的教学内容和方法进行补充和完善，并且注重体现了教学方法的多样性和灵活性，强调了对学生自主学习能力的要求。针对相对简单的内容部分，可以通过知识点视频以及与之配套的课堂测验、学习讨论、随堂设问，将多媒体教学应用到一个新的层次和高度。与此同时，任课教师可以在后台观察每一位学生的学习动态和完成效果，并在交流平台上进行即时的指点。针对教学内容的重点和难点，对应的知识点学习可以起到预习或者复习的作用，成了课堂教学之外非常有效的补充和完善。
（二）教学内容与实践相结合
传热学是一门理论性很强的专业基础课程，必须结合实践使学生充分理解原理。在传热学的教学中，应增加学生对换热设备的了解以及换热过程的理解，有助于学生掌握各种传热方式，进而加深对课程内容的理解，同时也能够培养学生的分析和解决问题的能力。
传热学资源共享课程中创新性的融入了实验课的教学过程和省级教学仿真平台，学生可以利用这个开放的平台，进行对流换热系数的测定、换热管综合设计等，以提高学生主动发现问题、动手解决问题的能力。
（三）考试方式改革
1.提高平时成绩的比例
传热学资源共享课充分利用了网络和学习管理平台的优势，为了充分调动学生的自主学习能力，降低了传统期末考试的比重，而加大了平时成绩的考核。考试成绩由课程视频得分、课程视频进度、课程测验得分、课程测验进度、讨论得分、访问数得分、线下得分以及期末成绩组成。上述8部分具体比例可以根据学校各自情况酌情设置比重。
2.采用网考、开卷、闭卷分阶段结合的考试模式
依托网络学习平台，对学生实施网络考试、开卷、闭卷分阶段结合的考试模式，即在一定章节知识点学习过程中回答问题并在完成后进行一个在线的网络考试。在期末依然保留闭卷考试的方式，但总成绩则是由上面各部分的考试成绩按照一定权重进行累加，实现学生的自主学习动力的提升，能够较为客观公平的反映出学生的日常学习状态，能够让学生对知识点有更好的理解。
3.设置在线测试环节
课程的在线测试环节共有2大部分，其一是学生在视频学习过程中，学习平台会随着知识点的进程定期设置提问，学生只有在回答正确的情况下才能够继续学习，这种测试能够保证学生思维与教学同步，也是对知识点的一种重复和突出；另一种是在章节结束后的案例测验、本章小结测试，这部分内容是作为学生期末考试成绩中的一部分测试，用于检查学生在这部分章节学习的状态和效果。
四、结论
建设精品资源共享课程不仅是一次教学理念的升级，更是对学生自主学习能力，发现问题解决、问题的能力的更高要求。资源共享课程能够将网络学习的优势进一步扩大，并结合传统面授的优点，是一种非常有前途、发展空间广阔的学习模式。
[ 注 释 ]
[1] 胡来林.精品资源共享课建设策略研究[J].远程教育杂志，2012（6）：80-85.
[2] 郑旭东，陈琳，陈耀华，等.MOOCs对我国精品资源共享课建设的启示研究[J].远程教育与网络教育，2014（1）：76-81.
[3] 吴宁，冯博琴.对国家精品课程转型升级与资源共享建设的认识与实践[J].中国大学教育，2012（11）：6-9.
[4] 张喜明，赵嵩颖.“传热学”课堂教学探讨[J].科技创新导报，2011（7）：140-142.
[5] 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（32）：66-67.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]精品资源共享课不仅是对学习理念的一种更新，也是提高高等教育人才培养质量的重要教学改革措施之一。建设精品资源共享课程不仅是一次教学理念的升级，更是对学生自主学习能力，发现问题、解决问题的能力的更高要求。资源共享课程能够将网络学习的优势进一步扩大，并结合传统面授的优点，是一种非常有前途、发展空间广阔的学习模式。
[关键词]精品资源共享课；传热学；教学理念
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] B [文章编号] 2095-3437（2016）03-0113-02
精品资源共享课是教育部为了进一步促进高等教育教学质量的提升，提高大学生培养质量的一项重要教学改革措施，此次教学改革的尝试是建立在以前的精品课程建设基础之上的，其中最重要的变化是将“示意式”的视频教学更改为“知识点式”的模式，随之增多了配套的课堂习题、随堂测验、练习题、知识拓展、案例分析等方面的内容。对比于精品课程建设，此次的教学改革在教学理念、组织形式、信息量以及学习平台管理等方面进行了大幅度的改善。[1] [2] [3]
辽宁石油化工大学传热学校级精品课程始建于2009年，最初是围绕省级特色专业油气储运工程的基础课程而组建的，到2012年获批为辽宁省第二批省级资源共享课程。随着几年来的发展与建设，该课程已经扩展为一门重要的专业基础课程，为能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、材料加工工程以及油气储运工程等专业服务。与此同时，由于传热学课程应用性强，理论分析涉及数学理论公式繁多，理论推导常涉及三维高数，经验公式较多，学生难于理解和记忆。辽宁石油化工大学以2012级能源与动力工程专业和建筑环境与能源应用工程专业学生为授课对象，进行了大胆的尝试和探索，取得了一定的成绩和经验，希望能够为我国精品资源共享课程的建设提供一定的参考和借鉴。
一、课程基本情况及特点
传热学课程是介绍热传导、对流传热和辐射传热三种传热方式的定义及计算方法，并以此为基础进行深度扩展，应用于实际问题的课程。由于三种传热方式存在传输机理和控制方程的不同，而辐射传热又区别于另外两种传热方式，因此，很难做到一条主线贯通全课程，达到使学生融会贯通的目的。同时，由于传热学课程内容理论性很强，需运用大量的复杂经验公式，这使得这门课偏向于机械的公式推导讲解，导致学生感觉如高数学习不精，就无法学习好传热学，而最终放弃课程学习。[4] [5]
另外，针对学生毕业后就业方向，笔者在讲清楚基本的概念及数学模型基础上，根据不同的专业领域讲述的重点也不一样的原则，尽力做到教学有所侧重点。例如，对热能与动力工程专业的学生，多讲解一下管内两相流与沸腾传热、烟气混合传热、气体辐射原理等电厂工业方面的知识；而对于建筑环境与设备工程专业的学生，则注重讲解一些墙体的动态传热过程及房间热（冷）负荷设计计算等采暖和通风方面的知识；对化学工程与工艺专业的学生，则多讲解有关换热器设计与换热系统的传热计算过程等工艺传热方面的理论知识。这些都是教师在传热学课程教学中针对不同专业学生需要加强的内容，是不容忽视的。所以，教师根据教材，结合学生专业实际情况，充分备课，综合考虑各方面因素授课是非常重要的。
二、课程传统教学方式所面对的问题
（一）教学内容问题
传热学课程国内主流的教学内容大多是以杨世铭、陶文铨编著的《传热学》为蓝本进行讲授，该教材的教学内容具备了较为清晰、完整的理论体系，且丰富了大量的经验、半经验公式，微分方程公式推导等，所涉及高数理论知识逻辑性强。但是，由于授课教师无法完全将理论教学与科研、工程进行优化重组，而导致了课程偏向于传热原理的阐述和繁琐公式的推导，降低了学生的学习兴趣，进而无法为学生今后工作的实际应用奠定一定的基础。
另外，课程的补充材料，如习题、思考题、复习题等均是以书本的文字材料为主，缺少了对学生的分析和解决实际问题的能力以及动手能力的培养与训练。
（二）教学方法问题
教学方法直接影响到课程教学效果的质量，也是教学改革过程中矛盾最为突出的因素之一。传统的教学方法是根据教材的章节顺序依次讲授，教师机械的推导公式，基本没有学生参与教学活动。这种被动式的教学方法忽略了发现学习、探究学习和行动学习的价值，降低了社会经验和实践能力的获取机会。因此，如何充分将“被动式+灌输式”的学习方法改善为“主动式+交互式”是教学方法问题中亟待解决的问题。
（三）教学实践问题
传热学与实际联系非常密切，例如，三种传热方式都是建立在实际物理模型分析的基础上，在教学过程中，应经常结合理论内容介绍相关的实际背景及应用，可以适当介绍教师从事的相关科研内容。如讲授“平壁导热”问题时，教师可利用课本理论知识与身边实际情况相结合，让学生通过调研，发现一些关于身边建筑墙壁导热情况，这样不但能引发学生学习兴趣，而且能加深学生对内容的理解。因而，应尽量把学生的生活常识与学术问题相联系，用最贴近学生自身生活体验的语言深入浅出地讲清楚。
（四）教学考试方式问题
考试方式上主要是由平时成绩和期末试卷成绩根据一定比例组成，由于课程的教学内容较多，公式内容繁杂，教师将日常教学重心放在了授课方面，而忽略了学生的日常表现情况，比如，无法了解到学生的预习情况、学习过程中的疑问、学生日常学习时间、学习难懂的知识点等方面，基于此，单纯的依靠最终的试卷成绩，无法了解学生的学习状态，这些都与高校培养高素质专业人才宗旨相违背。
三、课程教学建设研究
（一）优化教学内容及方法
精品资源共享课程的特点能够很好地对传统的教学内容和方法进行补充和完善，并且注重体现了教学方法的多样性和灵活性，强调了对学生自主学习能力的要求。针对相对简单的内容部分，可以通过知识点视频以及与之配套的课堂测验、学习讨论、随堂设问，将多媒体教学应用到一个新的层次和高度。与此同时，任课教师可以在后台观察每一位学生的学习动态和完成效果，并在交流平台上进行即时的指点。针对教学内容的重点和难点，对应的知识点学习可以起到预习或者复习的作用，成了课堂教学之外非常有效的补充和完善。
（二）教学内容与实践相结合
传热学是一门理论性很强的专业基础课程，必须结合实践使学生充分理解原理。在传热学的教学中，应增加学生对换热设备的了解以及换热过程的理解，有助于学生掌握各种传热方式，进而加深对课程内容的理解，同时也能够培养学生的分析和解决问题的能力。
传热学资源共享课程中创新性的融入了实验课的教学过程和省级教学仿真平台，学生可以利用这个开放的平台，进行对流换热系数的测定、换热管综合设计等，以提高学生主动发现问题、动手解决问题的能力。
（三）考试方式改革
1.提高平时成绩的比例
传热学资源共享课充分利用了网络和学习管理平台的优势，为了充分调动学生的自主学习能力，降低了传统期末考试的比重，而加大了平时成绩的考核。考试成绩由课程视频得分、课程视频进度、课程测验得分、课程测验进度、讨论得分、访问数得分、线下得分以及期末成绩组成。上述8部分具体比例可以根据学校各自情况酌情设置比重。
2.采用网考、开卷、闭卷分阶段结合的考试模式
依托网络学习平台，对学生实施网络考试、开卷、闭卷分阶段结合的考试模式，即在一定章节知识点学习过程中回答问题并在完成后进行一个在线的网络考试。在期末依然保留闭卷考试的方式，但总成绩则是由上面各部分的考试成绩按照一定权重进行累加，实现学生的自主学习动力的提升，能够较为客观公平的反映出学生的日常学习状态，能够让学生对知识点有更好的理解。
3.设置在线测试环节
课程的在线测试环节共有2大部分，其一是学生在视频学习过程中，学习平台会随着知识点的进程定期设置提问，学生只有在回答正确的情况下才能够继续学习，这种测试能够保证学生思维与教学同步，也是对知识点的一种重复和突出；另一种是在章节结束后的案例测验、本章小结测试，这部分内容是作为学生期末考试成绩中的一部分测试，用于检查学生在这部分章节学习的状态和效果。
四、结论
建设精品资源共享课程不仅是一次教学理念的升级，更是对学生自主学习能力，发现问题解决、问题的能力的更高要求。资源共享课程能够将网络学习的优势进一步扩大，并结合传统面授的优点，是一种非常有前途、发展空间广阔的学习模式。
[ 注 释 ]
[1] 胡来林.精品资源共享课建设策略研究[J].远程教育杂志，2012（6）：80-85.
[2] 郑旭东，陈琳，陈耀华，等.MOOCs对我国精品资源共享课建设的启示研究[J].远程教育与网络教育，2014（1）：76-81.
[3] 吴宁，冯博琴.对国家精品课程转型升级与资源共享建设的认识与实践[J].中国大学教育，2012（11）：6-9.
[4] 张喜明，赵嵩颖.“传热学”课堂教学探讨[J].科技创新导报，2011（7）：140-142.
[5] 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（32）：66-67.
[责任编辑：钟 岚]
