趙仕琦,凌長(zhǎng)明,謝愛(ài)霞
(廣東海洋大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院,廣東湛江524088)
廣東海洋大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院熱能與動(dòng)力工程系的《傳熱學(xué)》課程群,在該校已有50多年的教學(xué)實(shí)踐,迄今同時(shí)開(kāi)設(shè)的傳熱學(xué)課程群有:傳熱學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、熱工基礎(chǔ)、高等傳熱學(xué)、數(shù)值傳熱學(xué)。其專業(yè)知識(shí)的覆蓋面比較寬,是海大能源與動(dòng)力工程及建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)的專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課之一,該課程與實(shí)際生活的聯(lián)系緊密,應(yīng)用性強(qiáng),涉及的數(shù)學(xué)理論和經(jīng)驗(yàn)公式多,還有很多工程實(shí)踐的內(nèi)容,學(xué)生理解起來(lái)有一定的難度。為了使學(xué)生更好地掌握本門課程的知識(shí),為學(xué)習(xí)有關(guān)的后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ),傳統(tǒng)課堂授課的方式,很難滿足要求,雖然《傳熱學(xué)》課程群已具有精品資源共享課課程網(wǎng)站,但傳統(tǒng)授課方式對(duì)網(wǎng)站的利用率不高,因此,需要進(jìn)行課堂教學(xué)的改革,完善網(wǎng)站建設(shè),利用課程網(wǎng)站進(jìn)行混合式教學(xué)。
通過(guò)多年的建設(shè),《傳熱學(xué)》課程群精品資源共享課的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括以下幾個(gè)板塊:(1)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái):內(nèi)容包括:申報(bào)材料、課程簡(jiǎn)介、教師隊(duì)伍、課程大綱、教案、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)條件、教學(xué)效果以及教學(xué)課件。(2)資源中心:包括課程題庫(kù)、圖片與視頻資源、書籍、下載及動(dòng)畫資源。(3)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)以及試題庫(kù):可以測(cè)試平時(shí)學(xué)習(xí)中學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。(4)交流互動(dòng)中心:包括問(wèn)題討論、考研相關(guān)、及教師交流。
目前,網(wǎng)站內(nèi)容已較為完善,但更多的是屬于課程展示,并不涉及過(guò)多的資源與共享;其次,傳統(tǒng)課堂45min的教學(xué)錄像學(xué)習(xí)時(shí)間較長(zhǎng),學(xué)生課前很難通過(guò)錄像預(yù)習(xí),并且聽(tīng)課注意力容易下降;最后,從目前網(wǎng)站的實(shí)際效果來(lái)看,提問(wèn)與交流比較有限,并且留言板的性質(zhì)決定了無(wú)法實(shí)時(shí)解決學(xué)生的問(wèn)題,導(dǎo)致學(xué)生在網(wǎng)站提問(wèn)的熱情不高[1]。
《傳熱學(xué)》若進(jìn)行混合式教學(xué),應(yīng)該要形成學(xué)生線上自學(xué)、課堂翻轉(zhuǎn)討論、老師輔導(dǎo)、遠(yuǎn)程見(jiàn)面課互動(dòng)、小組討論相結(jié)合的教學(xué)模式,并通過(guò)長(zhǎng)期建設(shè),不斷探索,逐步形成具有寬專業(yè)覆蓋面的專業(yè)基礎(chǔ)課,同時(shí),建設(shè)好課程網(wǎng)站為更多需要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)的學(xué)生及社會(huì)人員提供共享交流平臺(tái)。
在傳統(tǒng)教學(xué)模式向混合式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,首先應(yīng)當(dāng)對(duì)網(wǎng)站已有內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)條件分析,主包括:教學(xué)資源、學(xué)生學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)與教師狀況。
(1)教學(xué)資源分析。主要是指與教學(xué)相關(guān)的資料包括:教學(xué)大綱、章節(jié)練習(xí)、課程題庫(kù)、教學(xué)動(dòng)畫、視頻等;多元的教學(xué)方式以及線上教學(xué)所需的軟硬件設(shè)備等;做好線上的教學(xué)準(zhǔn)備。目前,這些內(nèi)容在課程網(wǎng)站都有豐富的資料支撐;學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心具有網(wǎng)絡(luò)教室25間,另學(xué)院還有網(wǎng)絡(luò)教室4間,能夠滿足網(wǎng)絡(luò)探索式教學(xué)開(kāi)展的需求,已具有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的條件。但對(duì)于課程視頻需要完善,做成利于學(xué)生預(yù)習(xí)的形式。目前互聯(lián)網(wǎng)加教育技術(shù)產(chǎn)生的教育產(chǎn)品多是以短視頻或直播方式出現(xiàn),如根據(jù)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置的微課視頻,時(shí)長(zhǎng)較短,可以利用碎片化的學(xué)習(xí)時(shí)間,便于學(xué)生根據(jù)想了解的內(nèi)容預(yù)習(xí)。將一部分容易理解的知識(shí)點(diǎn),通過(guò)微課讓學(xué)生提前學(xué)習(xí),才能在課堂拿出更多的時(shí)間討論。此外,在微課視頻中可以插入一些隨堂測(cè)試小題,檢驗(yàn)學(xué)生的理解程度。
(2)學(xué)生學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)。網(wǎng)站需要增加一些統(tǒng)計(jì)功能,主要統(tǒng)計(jì)學(xué)生的登錄人數(shù),登錄時(shí)間,微課播放次數(shù),資料下載次數(shù)等,以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)規(guī)律、知識(shí)掌握的水平等,從而做到以學(xué)生為本,為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供條件。
(3)老師的狀況分析。教師是混合式教學(xué)的重要參與者和關(guān)鍵環(huán)節(jié),對(duì)網(wǎng)站建設(shè)來(lái)說(shuō),教師需要保持經(jīng)常性的關(guān)注、保持更新內(nèi)容的節(jié)奏、持續(xù)改進(jìn),才能保證線上與線下教學(xué)的無(wú)縫對(duì)接。
《傳熱學(xué)》進(jìn)行混合式教學(xué),可以采用多種新穎的教學(xué)方法。將《傳熱學(xué)》分課前、課中、課后三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),教學(xué)內(nèi)容包括理論與實(shí)踐,分別進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。下面通過(guò)實(shí)例進(jìn)行具體說(shuō)明。
課前環(huán)節(jié),學(xué)生通過(guò)微課進(jìn)行提前學(xué)習(xí),因此重點(diǎn)是微課內(nèi)容的確定與制作?!秱鳠釋W(xué)》課程的微課內(nèi)容以能量守恒為基礎(chǔ),以三種不同的熱量傳遞規(guī)律為主線,主要包含熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱、輻射換熱和傳熱過(guò)程四個(gè)模塊[2]。圍繞這四個(gè)模塊的知識(shí)點(diǎn),分別制作微課,每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都盡量尋找兩個(gè)以上的案例,學(xué)生看微課預(yù)習(xí)時(shí)清晰明了,容易理解。例如,對(duì)于傳熱熱阻這個(gè)知識(shí)點(diǎn),在微課講解之后,加入兩個(gè)生活中的例子,(1)為什么冰箱結(jié)霜后耗電量增加。當(dāng)冰箱結(jié)霜后,蒸發(fā)器與冷藏室中增加了傳熱熱阻,那么如果希望冷藏室的溫度保持初始溫度,需要冰箱中的食物向制冷劑傳遞更多的能量,則制冷劑的溫度要降得更低,這就要求增加壓縮機(jī)的功率,增加了耗電量。(2)“熱得快”為什么要及時(shí)清除水垢。這是由于水垢的存在相當(dāng)于在傳熱過(guò)程中串聯(lián)了一個(gè)熱阻,如果不及時(shí)清除水垢,要達(dá)到相同的加熱效果(把水燒開(kāi))會(huì)使耗電量增加。通過(guò)兩個(gè)同學(xué)們生活中熟知的例子,可以幫助同學(xué)們課前更好的理解知識(shí)點(diǎn)[2]。
課中環(huán)節(jié),要注意與案例相配合的授課方法。根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)不同,各種形式的教學(xué)案例根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間適度組織[3]。對(duì)于理解起來(lái)相對(duì)容易的知識(shí)點(diǎn),采用“講授型”的形式;對(duì)于需要有一定應(yīng)用拓展的知識(shí)點(diǎn),采用“討論型”的形式,例如,在講授自然對(duì)流換熱這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí),可以讓同學(xué)們思考一個(gè)問(wèn)題,地面上按自然對(duì)流設(shè)計(jì)的換熱裝置,在太空中是否還能正常工作,為什么?解答這個(gè)問(wèn)題,要引導(dǎo)同學(xué)們從自然對(duì)流換熱的概念入手,自然對(duì)流換熱是由于流體各部分溫度度不均勻而形成密度差,從而在重力場(chǎng)作用下產(chǎn)生浮升力所起的對(duì)流換熱現(xiàn)象。因此到了太空中完全處于失重狀態(tài),因而該裝置在太空中無(wú)法正常工作[5-6]。而對(duì)于需要親自實(shí)踐才能較好掌握的知識(shí)點(diǎn),則采用“參與完成型”的形式。例如玻璃房溫室效應(yīng)的問(wèn)題,可以讓同學(xué)們到一間窗墻比比較大的教室,在晴天有太陽(yáng)輻射透過(guò)玻璃時(shí)封閉門窗,切身體會(huì)保溫室里的溫度明顯高于外界溫度的感覺(jué),從而幫助理解成因,是由于玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射具有強(qiáng)烈的選擇性吸收,它對(duì)可見(jiàn)光為主的太陽(yáng)光透射率大,但對(duì)室內(nèi)物體紅外范圍內(nèi)的(長(zhǎng)波輻射)熱輻射透射率低,所以產(chǎn)生溫室效應(yīng)[5-6]。涉及案例分析的教學(xué)內(nèi)容教師可以通過(guò)線上教學(xué)的方式完成與學(xué)生的互動(dòng),更能夠提高學(xué)習(xí)效率。
課后環(huán)節(jié),通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合的練習(xí)中采用線上教學(xué)方法則更能夠使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解;在課程網(wǎng)站積極開(kāi)發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)[4],如邊界層實(shí)驗(yàn)、傳熱可視化實(shí)驗(yàn)等,方便學(xué)生們課后自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行操作;此外,學(xué)生可以在網(wǎng)站試題庫(kù)得到不同章節(jié),不同難度,不同題型的試題,鞏固課堂所學(xué)。
在教學(xué)中,教師需要利用各種資源和手段充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,啟發(fā)學(xué)生思考,利用課程網(wǎng)站線上資源、雨課堂等新穎的軟件,結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行混合式教學(xué),學(xué)生通過(guò)提問(wèn)、討論或翻轉(zhuǎn)式課堂解決問(wèn)題,整個(gè)課堂,學(xué)生和教師都能參與到教學(xué)中,師生有更好的互動(dòng),學(xué)生在對(duì)問(wèn)題的思考和問(wèn)題的解決中,逐漸梳理、理解和掌握了知識(shí)。目前“傳熱傳質(zhì)學(xué)”作為省級(jí)精品課程資源共享課,取得了一定的成果,接下來(lái)教師還要不斷完善充實(shí)網(wǎng)站內(nèi)容,在網(wǎng)站增加更新率和網(wǎng)絡(luò)瀏覽量,對(duì)課程組的教師們形成一個(gè)激勵(lì),投入更大的熱情和努力進(jìn)行建設(shè)更新與維護(hù)。進(jìn)一步推進(jìn)它的共享,為混合式教學(xué)的實(shí)施創(chuàng)造一個(gè)良好的資源環(huán)境。
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐2019年10期