《傳熱學》利用課程網站進行混合式教學的研究

趙仕琦，凌長明，謝愛霞

（廣東海洋大學機械與動力工程學院，廣東湛江524088）

廣東海洋大學機械與動力工程學院熱能與動力工程系的《傳熱學》課程群，在該校已有50多年的教學實踐，迄今同時開設的傳熱學課程群有：傳熱學、傳熱傳質學、熱工基礎、高等傳熱學、數值傳熱學。其專業知識的覆蓋面比較寬，是海大能源與動力工程及建筑環境與能源應用工程等專業的專業的核心專業基礎課之一，該課程與實際生活的聯系緊密，應用性強，涉及的數學理論和經驗公式多，還有很多工程實踐的內容，學生理解起來有一定的難度。為了使學生更好地掌握本門課程的知識，為學習有關的后續課程打下必要的基礎，傳統課堂授課的方式，很難滿足要求，雖然《傳熱學》課程群已具有精品資源共享課課程網站，但傳統授課方式對網站的利用率不高，因此，需要進行課堂教學的改革，完善網站建設，利用課程網站進行混合式教學。

1 《傳熱學》課程群網站建設現狀與存在的問題

通過多年的建設，《傳熱學》課程群精品資源共享課的網絡平臺包括以下幾個板塊：（1）網絡教學平臺：內容包括：申報材料、課程簡介、教師隊伍、課程大綱、教案、教學內容、教學條件、教學效果以及教學課件。（2）資源中心：包括課程題庫、圖片與視頻資源、書籍、下載及動畫資源。（3）自主學習平臺以及試題庫：可以測試平時學習中學生對知識點的掌握程度。（4）交流互動中心：包括問題討論、考研相關、及教師交流。

目前，網站內容已較為完善，但更多的是屬于課程展示，并不涉及過多的資源與共享；其次，傳統課堂45min的教學錄像學習時間較長，學生課前很難通過錄像預習，并且聽課注意力容易下降；最后，從目前網站的實際效果來看，提問與交流比較有限，并且留言板的性質決定了無法實時解決學生的問題，導致學生在網站提問的熱情不高[1]。

2 做好混合式教學的網站準備

《傳熱學》若進行混合式教學，應該要形成學生線上自學、課堂翻轉討論、老師輔導、遠程見面課互動、小組討論相結合的教學模式，并通過長期建設，不斷探索，逐步形成具有寬專業覆蓋面的專業基礎課，同時，建設好課程網站為更多需要學習傳熱學的學生及社會人員提供共享交流平臺。

在傳統教學模式向混合式教學模式轉變的過程中，首先應當對網站已有內容進行教學條件分析，主包括:教學資源、學生學習情況統計與教師狀況。

（1）教學資源分析。主要是指與教學相關的資料包括：教學大綱、章節練習、課程題庫、教學動畫、視頻等；多元的教學方式以及線上教學所需的軟硬件設備等；做好線上的教學準備。目前，這些內容在課程網站都有豐富的資料支撐；學校實驗教學中心具有網絡教室25間，另學院還有網絡教室4間，能夠滿足網絡探索式教學開展的需求，已具有網絡教學的條件。但對于課程視頻需要完善，做成利于學生預習的形式。目前互聯網加教育技術產生的教育產品多是以短視頻或直播方式出現，如根據知識點設置的微課視頻，時長較短，可以利用碎片化的學習時間，便于學生根據想了解的內容預習。將一部分容易理解的知識點，通過微課讓學生提前學習，才能在課堂拿出更多的時間討論。此外，在微課視頻中可以插入一些隨堂測試小題，檢驗學生的理解程度。

（2）學生學習情況統計。網站需要增加一些統計功能，主要統計學生的登錄人數，登錄時間，微課播放次數，資料下載次數等，以了解學生的學習習慣、學習規律、知識掌握的水平等，從而做到以學生為本，為學生的自主學習提供條件。

（3）老師的狀況分析。教師是混合式教學的重要參與者和關鍵環節，對網站建設來說，教師需要保持經常性的關注、保持更新內容的節奏、持續改進，才能保證線上與線下教學的無縫對接。

3 混合式教學的思路設計

《傳熱學》進行混合式教學，可以采用多種新穎的教學方法。將《傳熱學》分課前、課中、課后三個教學環節，教學內容包括理論與實踐，分別進行教學設計。下面通過實例進行具體說明。

課前環節，學生通過微課進行提前學習，因此重點是微課內容的確定與制作。《傳熱學》課程的微課內容以能量守恒為基礎，以三種不同的熱量傳遞規律為主線，主要包含熱傳導、對流換熱、輻射換熱和傳熱過程四個模塊[2]。圍繞這四個模塊的知識點，分別制作微課，每個知識點都盡量尋找兩個以上的案例，學生看微課預習時清晰明了，容易理解。例如，對于傳熱熱阻這個知識點，在微課講解之后，加入兩個生活中的例子，（1）為什么冰箱結霜后耗電量增加。當冰箱結霜后，蒸發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的功率，增加了耗電量。（2）“熱得快”為什么要及時清除水垢。這是由于水垢的存在相當于在傳熱過程中串聯了一個熱阻，如果不及時清除水垢，要達到相同的加熱效果(把水燒開)會使耗電量增加。通過兩個同學們生活中熟知的例子，可以幫助同學們課前更好的理解知識點[2]。

課中環節，要注意與案例相配合的授課方法。根據課程知識點的特點不同，各種形式的教學案例根據教學內容和教學時間適度組織[3]。對于理解起來相對容易的知識點，采用“講授型”的形式;對于需要有一定應用拓展的知識點，采用“討論型”的形式，例如，在講授自然對流換熱這個知識點時，可以讓同學們思考一個問題，地面上按自然對流設計的換熱裝置，在太空中是否還能正常工作，為什么?解答這個問題，要引導同學們從自然對流換熱的概念入手，自然對流換熱是由于流體各部分溫度度不均勻而形成密度差，從而在重力場作用下產生浮升力所起的對流換熱現象。因此到了太空中完全處于失重狀態，因而該裝置在太空中無法正常工作[5-6]。而對于需要親自實踐才能較好掌握的知識點，則采用“參與完成型”的形式。例如玻璃房溫室效應的問題，可以讓同學們到一間窗墻比比較大的教室，在晴天有太陽輻射透過玻璃時封閉門窗，切身體會保溫室里的溫度明顯高于外界溫度的感覺，從而幫助理解成因，是由于玻璃對太陽輻射具有強烈的選擇性吸收，它對可見光為主的太陽光透射率大，但對室內物體紅外范圍內的(長波輻射)熱輻射透射率低，所以產生溫室效應[5-6]。涉及案例分析的教學內容教師可以通過線上教學的方式完成與學生的互動，更能夠提高學習效率。

課后環節，通過理論與實踐結合的練習中采用線上教學方法則更能夠使學生加深對知識點的理解；在課程網站積極開發虛擬仿真實驗實訓系統[4]，如邊界層實驗、傳熱可視化實驗等，方便學生們課后自選實驗項目進行操作；此外，學生可以在網站試題庫得到不同章節，不同難度，不同題型的試題，鞏固課堂所學。

4 結語

在教學中，教師需要利用各種資源和手段充分調動學生的積極性，啟發學生思考，利用課程網站線上資源、雨課堂等新穎的軟件，結合工程實踐進行混合式教學，學生通過提問、討論或翻轉式課堂解決問題，整個課堂，學生和教師都能參與到教學中，師生有更好的互動，學生在對問題的思考和問題的解決中，逐漸梳理、理解和掌握了知識。目前“傳熱傳質學”作為省級精品課程資源共享課，取得了一定的成果，接下來教師還要不斷完善充實網站內容，在網站增加更新率和網絡瀏覽量，對課程組的教師們形成一個激勵，投入更大的熱情和努力進行建設更新與維護。進一步推進它的共享，為混合式教學的實施創造一個良好的資源環境。