《传热学》利用课程网站进行混合式教学的研究

赵仕琦，凌长明，谢爱霞

（广东海洋大学机械与动力工程学院，广东湛江524088）

广东海洋大学机械与动力工程学院热能与动力工程系的《传热学》课程群，在该校已有50多年的教学实践，迄今同时开设的传热学课程群有：传热学、传热传质学、热工基础、高等传热学、数值传热学。其专业知识的覆盖面比较宽，是海大能源与动力工程及建筑环境与能源应用工程等专业的专业的核心专业基础课之一，该课程与实际生活的联系紧密，应用性强，涉及的数学理论和经验公式多，还有很多工程实践的内容，学生理解起来有一定的难度。为了使学生更好地掌握本门课程的知识，为学习有关的后续课程打下必要的基础，传统课堂授课的方式，很难满足要求，虽然《传热学》课程群已具有精品资源共享课课程网站，但传统授课方式对网站的利用率不高，因此，需要进行课堂教学的改革，完善网站建设，利用课程网站进行混合式教学。

1 《传热学》课程群网站建设现状与存在的问题

通过多年的建设，《传热学》课程群精品资源共享课的网络平台包括以下几个板块：（1）网络教学平台：内容包括：申报材料、课程简介、教师队伍、课程大纲、教案、教学内容、教学条件、教学效果以及教学课件。（2）资源中心：包括课程题库、图片与视频资源、书籍、下载及动画资源。（3）自主学习平台以及试题库：可以测试平时学习中学生对知识点的掌握程度。（4）交流互动中心：包括问题讨论、考研相关、及教师交流。

目前，网站内容已较为完善，但更多的是属于课程展示，并不涉及过多的资源与共享；其次，传统课堂45min的教学录像学习时间较长，学生课前很难通过录像预习，并且听课注意力容易下降；最后，从目前网站的实际效果来看，提问与交流比较有限，并且留言板的性质决定了无法实时解决学生的问题，导致学生在网站提问的热情不高[1]。

2 做好混合式教学的网站准备

《传热学》若进行混合式教学，应该要形成学生线上自学、课堂翻转讨论、老师辅导、远程见面课互动、小组讨论相结合的教学模式，并通过长期建设，不断探索，逐步形成具有宽专业覆盖面的专业基础课，同时，建设好课程网站为更多需要学习传热学的学生及社会人员提供共享交流平台。

在传统教学模式向混合式教学模式转变的过程中，首先应当对网站已有内容进行教学条件分析，主包括:教学资源、学生学习情况统计与教师状况。

（1）教学资源分析。主要是指与教学相关的资料包括：教学大纲、章节练习、课程题库、教学动画、视频等；多元的教学方式以及线上教学所需的软硬件设备等；做好线上的教学准备。目前，这些内容在课程网站都有丰富的资料支撑；学校实验教学中心具有网络教室25间，另学院还有网络教室4间，能够满足网络探索式教学开展的需求，已具有网络教学的条件。但对于课程视频需要完善，做成利于学生预习的形式。目前互联网加教育技术产生的教育产品多是以短视频或直播方式出现，如根据知识点设置的微课视频，时长较短，可以利用碎片化的学习时间，便于学生根据想了解的内容预习。将一部分容易理解的知识点，通过微课让学生提前学习，才能在课堂拿出更多的时间讨论。此外，在微课视频中可以插入一些随堂测试小题，检验学生的理解程度。

（2）学生学习情况统计。网站需要增加一些统计功能，主要统计学生的登录人数，登录时间，微课播放次数，资料下载次数等，以了解学生的学习习惯、学习规律、知识掌握的水平等，从而做到以学生为本，为学生的自主学习提供条件。

（3）老师的状况分析。教师是混合式教学的重要参与者和关键环节，对网站建设来说，教师需要保持经常性的关注、保持更新内容的节奏、持续改进，才能保证线上与线下教学的无缝对接。

3 混合式教学的思路设计

《传热学》进行混合式教学，可以采用多种新颖的教学方法。将《传热学》分课前、课中、课后三个教学环节，教学内容包括理论与实践，分别进行教学设计。下面通过实例进行具体说明。

课前环节，学生通过微课进行提前学习，因此重点是微课内容的确定与制作。《传热学》课程的微课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，主要包含热传导、对流换热、辐射换热和传热过程四个模块[2]。围绕这四个模块的知识点，分别制作微课，每个知识点都尽量寻找两个以上的案例，学生看微课预习时清晰明了，容易理解。例如，对于传热热阻这个知识点，在微课讲解之后，加入两个生活中的例子，（1）为什么冰箱结霜后耗电量增加。当冰箱结霜后，蒸发器与冷藏室中增加了传热热阻，那么如果希望冷藏室的温度保持初始温度，需要冰箱中的食物向制冷剂传递更多的能量，则制冷剂的温度要降得更低，这就要求增加压缩机的功率，增加了耗电量。（2）“热得快”为什么要及时清除水垢。这是由于水垢的存在相当于在传热过程中串联了一个热阻，如果不及时清除水垢，要达到相同的加热效果(把水烧开)会使耗电量增加。通过两个同学们生活中熟知的例子，可以帮助同学们课前更好的理解知识点[2]。

课中环节，要注意与案例相配合的授课方法。根据课程知识点的特点不同，各种形式的教学案例根据教学内容和教学时间适度组织[3]。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，例如，在讲授自然对流换热这个知识点时，可以让同学们思考一个问题，地面上按自然对流设计的换热装置，在太空中是否还能正常工作，为什么?解答这个问题，要引导同学们从自然对流换热的概念入手，自然对流换热是由于流体各部分温度度不均匀而形成密度差，从而在重力场作用下产生浮升力所起的对流换热现象。因此到了太空中完全处于失重状态，因而该装置在太空中无法正常工作[5-6]。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。例如玻璃房温室效应的问题，可以让同学们到一间窗墙比比较大的教室，在晴天有太阳辐射透过玻璃时封闭门窗，切身体会保温室里的温度明显高于外界温度的感觉，从而帮助理解成因，是由于玻璃对太阳辐射具有强烈的选择性吸收，它对可见光为主的太阳光透射率大，但对室内物体红外范围内的(长波辐射)热辐射透射率低，所以产生温室效应[5-6]。涉及案例分析的教学内容教师可以通过线上教学的方式完成与学生的互动，更能够提高学习效率。

课后环节，通过理论与实践结合的练习中采用线上教学方法则更能够使学生加深对知识点的理解；在课程网站积极开发虚拟仿真实验实训系统[4]，如边界层实验、传热可视化实验等，方便学生们课后自选实验项目进行操作；此外，学生可以在网站试题库得到不同章节，不同难度，不同题型的试题，巩固课堂所学。

4 结语

在教学中，教师需要利用各种资源和手段充分调动学生的积极性，启发学生思考，利用课程网站线上资源、雨课堂等新颖的软件，结合工程实践进行混合式教学，学生通过提问、讨论或翻转式课堂解决问题，整个课堂，学生和教师都能参与到教学中，师生有更好的互动，学生在对问题的思考和问题的解决中，逐渐梳理、理解和掌握了知识。目前“传热传质学”作为省级精品课程资源共享课，取得了一定的成果，接下来教师还要不断完善充实网站内容，在网站增加更新率和网络浏览量，对课程组的教师们形成一个激励，投入更大的热情和努力进行建设更新与维护。进一步推进它的共享，为混合式教学的实施创造一个良好的资源环境。