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建筑环境与能源应用工程课程教学改革

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摘要:新工科背景下,建筑环境与能源应用工程专业传热学课程教学改革势在必行;通过将思想政治教育、良好学习习惯培养和教学方法相结合,同时改革考核方法,强化学习过程评价,体现教书育人的本质要求。在保证学习效果的同时,塑造学生良好品行,引导学生形成正确的世界观、人生观和价值观。

关键词:新工科;建筑环境与能源应用工程;传热学;教学改革

2017年2月以来,教育部大力推进新工科建设,提升我国高等教育建设。建筑环境与能源应用工程专业(简称“建环”专业)于2012年由建筑环境与设备工程、建筑节能技术及建筑智能设施(部分)调整、合并而成[1],专业内容涵盖了热工、建筑环境、能源应用、控制和节能等领域,具有显著的新工科特征。传热学是建环专业核心专业基础课程之一,在专业知识体系和课程体系中占有重要地位。传热学主要讲述建环专业所涵盖的暖通空调、供热工程、制冷技术、锅炉房工艺与设备等工程技术中共同的热量传递规律[2,3]。学生通过传热学课程的学习,可获得热量传递的基本理论、基本知识和基本技能以及传热计算的基本方法,培养学生的思维能力、分析和解决实际工程问题的能力,为学习后续课程打下必要的基础,掌握热工设备设计、提高能效等基本理论和方法,形成初步的工程实践能力。该门课程的学习好坏直接影响学生对后续专业课程相关知识学习以及在专业实际工程中的应用分析能力。在新工科背景下,建环专业传热学课程教学面临更高要求和挑战,势必需要加强和完善传热学课程建设。本文结合时代发展需要和作者教学实践,对传热学教学内容、教学方式和教学方法进行探讨。

1融入思想政治教育

高等教育要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人[4],因而首先要塑造好学生的品行。思想政治教育虽然不是课程教学的主要任务,但在教学中可将思想政治教育与专业知识教育内容有机融合起来,使学生树立正确的世界观、人生观和价值观,做到能吃苦,勤于学习,勇于探索,勇于创新。比如,当前,大部分的大学生为独生子女,个人主义较强,纪律意识相对较弱。教学中,要求学生不要迟到、早退、旷课,上课时认真听讲、勤于思考,认真完成相关作业,并严格做好相关的考核,以端正学生学习态度;节能环保是当今世界发展的重要主题,在讲解导热系数、增强和削弱传热等知识点时,引导学生要具有节能环保理念,进而建立起正确的价值观念。

2培养良好的学习习惯

要得到良好的学习效果,需要学生在校期间养成良好的学习习惯。大学学习与中小学学习存在显著差异,中小学课程学习计划、作息时间基本由老师主导,而大学学习赋予学生更大的学习自主权,需要学生合理安排好课余时间、制定好学习计划。大学课程教学课堂上主要教授学生课程基本概念、原理及应用,进度很快,不同于中小学的“细嚼慢咽”,也没有大量的反复练习及日常测验。大学课程学习要求学生能很好从“被动学习”转变为“主动学习”,这就要求教师在教学时对学生做好引导,让他们学会利用好课余时间,做好课程预习、课堂学习及课后复习,善于查阅资料扩充知识,提升灵活应用知识解决问题能力。通过大学学习,使学生掌握一整套适合自己的行之有效的学习方法,养成不断学习、善于学习的学习习惯。这就能让学生在今后的学习、工作中,能很好地、及时地掌握新知识、新方法和新技术,更好地适应社会的发展,在激烈的竞争者中立于不败之地,为社会、国家作出更大的贡献。

3教学方式、方法改革

传热学课程在传统教学方法上,主要采用注入式教学方法,以面面俱到的灌输式教学方法为主,学生普遍为被动式接受教育,不能调动学生学习积极性,不利于学生对课程的理解和掌握,从而影响教学效果。这就需要改革教学方法,以提高学生学习的积极性,提升教学效果。在教学中,大力推行启发式、讨论式及案例教学,提高学生学习主观能动性,培养学生主动思考、分析和讨论问题,让学生在掌握新知识的同时,启发学生的创造性思维,锻炼学生运用知识解决实际问题的能力。

3.1培养学生学习兴趣

传热学作为建环专业基础课程之一,其理论知识的学习是相对较为枯燥的。如果学习主要靠任课教师的讲授,学生被动地学习,学习的效率和效果通常不理想。伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”在传热学的教学中,首先要做的是培养学生学习本门课程的兴趣。传热现象在日常生活中比比皆是,在课程教学中通过引入生活中的传热现象,让学生体会到传热就在身边,拉近传热学与学生的“距离”,进而对课程产生兴趣。例如在绪论课讲授时,先举出生活中常见的传热现象,如:冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来感到很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显;夏天人在同为25℃温度的空气和水中的感觉不一样;若房间里空气的温度在夏天和冬天都保持20℃,夏季穿单衣感到舒服,而冬季却须穿绒衣。学生会很自然从生活现象转而关注传热学中的导热、对流传热及辐射传热问题,对学习传热学相关知识产生兴趣。

3.2调动学生学习主动性

采用导入式教学方法,使学生主动去思考、解决问题,激发学生的主观能动性。比如,在讲解通过圆筒壁的导热知识时,先提出问题,“在一条供热道外敷设厚度相同而导热系数不同的两层保温材料,从减小传热量的角度考虑,哪种材料应敷设在内层”。让学生带着问题去学习,可使学生更加集中精力听讲,主动寻求问题答案,避免被动式接受知识,从而达到良好教学效果。此外,通过课堂讨论、让学生走上讲台等方式,让学生参与到教学中,发挥学生主观能动作用,让学生成为学习主体,将被动学习转变为主动学习,在提升教学水平的同时,还活跃了课堂气氛,锻炼了学生。

3.3合理发挥互联网作用

当今社会,互联网技术已经相当发达,在教育方面已得到广泛、成功地应用。在传热学教学中,也要与时俱进,充分发挥互联网的优势,将其作为课程教学的辅助手段。比如,通过建立课程QQ群和微信群,能方便、及时和学生沟通,了解学生学习动态,能更有针对性完善教学;网络平台上(如数字图书馆)有丰富的课程视频、微课及图书资料等,可为教学通过有效的补充;基于互联网的虚拟仿真平台,可让学生方便进入平台进行虚拟实践操作,能更加直观学习相关知识。

4考核方式改革

传统课程考核方式以期末考试为主,然而,学习是系统性的,应从过程及期终进行全面评价。以期终为主进行评价,存在较大局限性,不能准确评价学习过程,甚至影响学生学习积极性。在贵州大学建环专业传热学课程考核中,强化学习过程评价,加大课程的过程性评价在课程考核中的比重,将比重从20%提高到40%,将课前预习、课后总结、课堂讨论、随堂测试、案例分析、大作业等纳入课程考核评价,经常开展阶段性测试和考核,对学生合理“增负”,督促并引导学生充分利用时间有效学习,确保学生将主要精力用在学习上,改变课程期末一张试卷决定课程成绩的考核评价方式。严把质量关和出口关,改变学生轻轻松松过关的情况。通过改革,使学生主动、深入去学习课程,养成良好的学习方式,培养勤于思考、善于解决问题的能力。具体过程性考核构成:(1)考勤及课后作业(10%)。每一节课进行点名,记录学生出勤情况;每一章节结束后布置课后作业,批改后登记作业情况。考勤及作业按扣分制管理,每缺一次扣5分,作业缺一次扣10分,扣完为止。缺课超过三分之一或缺交作业超过三分之一,取消考试资格。通过严格进行考勤及作业管理,使学生养成遵守学校纪律的习惯,勤于学习。(2)课前预习及复习(10%)。要求学生对每一章节进行课前预习,对将要学习的内容有所了解;每一章学完后进行归纳总结,清楚每一章节的重点、难点,加强对所学知识的理解和掌握。每一章结束后,每个学生应上交预习及复习总结报告。根据预习和复习的情况进行成绩评定。督促学生养成预习和复习的习惯,扎实掌握所学理论知识,以利于学习后续专业课程和继续深造、学习。(3)随堂测试(10%)。针对课程的内容,采用随堂测试以加强学生对相关知识理解和掌握。根据课程板块内容,一共进行4次随堂测试,测试内容主要为课程的主要概念及基本原理。测试主要题型为选择题、名词解释及简答题。通过测试,检查学生掌握相关知识情况,一方面让老师了解学生的学习情况,另一方面可对学生起到督促作用,让学生对学习保持紧迫感,努力学好知识。(4)大作业(10%)。学完本门课程后,按小组完成大作业来解释生活或工程中某种传热现象,以加强学生灵活应用知识解决实际问题能力。学生也可以设计创新性实验来替代。大作业完成后,将成果做成PPT进行统一汇报,汇报内容包括小组分工、工作内容及心得体会。通过作业,培养学生创新思维能力、善于利用所学知识解决问题能力。通过汇报,培养学生集体荣誉感,锻炼学生展现自我能力。

5结论

教学实践表明,通过将思想政治教育融入传热学课程教学,教学过程中培养学生良好的学习习惯,不断完善教学方法,改进课程考核方式,增强了学生学习兴趣,调动了学生学习的积极性,能更加主动学习知识,能更灵活应用知识思考问题、解决问题,为后续课程学习打下了良好的基础,取得了显著的成效,可为工程类专业基础课程的教学提供有价值参考。

参考文献:

[1]高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会.高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]章熙民,朱彤,安青松,等.传热学(第六版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.

[3]杨世铭,陶文铨.传热学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[4]吴晶,胡浩.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[J].中国高等教育,2016(24):5-7.

作者:毛瑞勇 胡澄 单位:贵州大学

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