基于创新能力培养的传热学实践教学改革研究

摘要：传热学实验是建筑环境与设备工程专业的重要实践教学环节，进行实践教学改革对提高学生实验技能和培养创新能力具有积极意义。本文分析了传统实验教学中存在的问题，从多方面探讨和提出了适合创新型人才培养的实验教学途径和方法，并进行实施，效果良好。可以对国内高校其他类似课程或专业的教学提供一些参考和借鉴。

关键词：传热学；创新能力；实验教学

作者简介：黄柳钧（1958-），男，广西柳州人，桂林电子科技大学机电工程学院，工程师；周志平（1979-），女，湖北天门人，桂林电子科技大学机电工程学院，讲师。（广西 桂林 541004）

中图分类号：G642.42     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）22-0110-01

2011年4月24日，中共中央总书记胡锦涛在庆祝清华大学建校100周年大会上发表了重要讲话，向各高校提出了“全面提高高等教育质量”的要求，把创新作为今后工作的重点。[1]当代社会教育的任务是培养一批具有创新能力、创造性思维和工程实践能力的人才。对高等学校来说，我们首先必须提供一个创新平台，学生在此平台上可发挥出他们的创新潜能，开启他们的创新思维。而实践教学就是最能发挥创新潜能的教学环节。大学生实践创新能力的锻炼和提高，在很大程度上依赖于实验教学。实践教学是高等教育教学手段的重要形式，是有效促使学生理论联系实际，进一步深化理论知识、将知识转化为能力的关键环节。传热学是研究热量传递规律的工科技术学科，是建筑环境与设备工程专业的专业基础必修课之一。传热学是连接基础课和专业课学习不可缺少的重要纽带，也是培养学生分析和解决工程实际问题能力的一门关键课程，在本专业课程体系建设中具有承上启下的作用。其中传热学实验教学是理论联系实际最直观的体现，因此传热学实验教学也具有很重要的地位。为了提高建筑环境与设备工程专业的教学质量，培养学生的实践创新能力，本文对传热学实践教学进行了思考和实践，以便给国内高校其他类似课程或专业的教学提供一些参考和借鉴。

一、传统的实践教学模式不利于培养学生的创新能力

当今社会对人才创新能力的要求越来越高。大学是创新人才培养的重要基地，学校教育是创新人才培养的核心因素，具有基础性和主导性的地位。所谓创新人才，是具有创新精神、创新意识、创新思维、创新能力，并且能够取得创新成果的人才。现在大学生就业形势严峻，如何提高大学毕业生的竞争意识、创业能力是高等教育一直在思考的问题。传统的教学模式以传授知识为主，学生在校期间的学习能力和学习水平主要以考试分数来体现，分数越高表明其掌握的知识越多，越全面。而传授知识的主要途径是课堂理论教学，与理论教学相配合的实验基本上是验证性的，在校期间学生很少参加生产和社会实践活动。

近年来，很多高校都对理论教学进行了改革，而实践性教学改革涉及较少。传统实践教学的不足主要表现在以下4方面。

1.教学方法单一

在实验教学方式上，普遍实行的是规定实验的具体内容和步骤、规定实验使用仪器和仪表以及规定实验完成时间的“三规定”制度。[2]如以前在上“粒状材料导热系数的测定”实验时，很多学生只是带了一张纸，记下当天的数据，回去后根据实验报告指导书上的步骤一一验算，最后得出结论。这种实验既不用课前预习，也不用课后思考，完全程序化，学生们会感到枯燥乏味，激发不了他们学习的兴趣和创新欲望。这样的实验虽然做了不少，但还有相当一部分同学不会设计实验，也不会观察、分析问题，有的甚至连基本仪器都不会选用。学生完成教学大纲中规定的学习内容，掌握基本原理或方法，测试验证所学知识的正确性，甚至有的仅是演示性实验。[3]

2.理论与实验分离

目前许多高校实验教学都是从属于各门课程的，特别是专业课程的实验，没有系统和相对独立的实验教学计划；从课程体系的考核中也很难体现实验教师的指导能力和学生实验能力，这样使得学生在实践学习过程中，不能象理论课程那样认真，同时由于实验设备的有限，往往是几个学生共同完成一组实验，学生实际动手的机会少，工程实践能力的锻炼就更不足。

3.只能进行虚拟性工程设计

如各种课程设计、毕业设计等，教师往往虚拟一个工程项目，给定建筑或设备的底图，要求学生根据教材或工程指导手册中讲授的原则和方法，做出设计施工图。这样训练的结果使得学生设计出来的成果犹如空中楼阁，是否实用没有把握，工程造价更是一概不管，完全与实际脱节。

4.考核方式不合理

由于实践教学考试很难像理论教学一样有标准的试卷、标准的答案，学生成绩优劣更多地从实验报告上来体现，至于学生的动手能力也只能凭印象给分。这样的考核缺乏科学的标准，学生在参加实验教学时缺乏主动性。这种传统的考核方式不利于培养学生的创新能力，难以解决实际工程问题。

二、改革实验教学方法，培养学生的工程实践能力和创新能力

1.建设开放式实验信息平台与实验室

我們在每学期初，就将本学期开放性实验的项目内容、时间、地点放在网上供学生选择。并完善实验设备，为满足开放性实验教学的要求，增加了热辐射和换热器等实验设备，让学生选做其中一部分，其余的实验可供学有余力的同学课外选择进行，作为实践创新学分计入毕业总成绩。同时完善开放式实验室管理制度，建立健全开放式实验室运行模式，制定开放式实验室考核评价标准。[4]

2.调整教学体系，优化教学内容

对原实验教学体系进行调整优化，打破传统的实验教学内容大部分都是验证性的局面，加大综合性、设计性、研究性实验项目的比例，突出综合能力和创新能力的培养。近年来我校建筑环境与设备工程专业传热学课程理论讲授40学时，实验8学时，分别是《粒状材料导热系数的测定》、《绝热材料导热系数的测定》、《横管表面自然对流换热实验》、《横管表面受迫对流换热实验》等4个实验。通过这几年的实践教学经验总结以及近年来教育部关于本科课程学时数的调整，目前我校传热学理论课时调整为42学时，实验课6学时。为适应新的课时要求，我们进行实验改革，使实验的内容更丰富。

为此，我们将3个实验的时间共6小时合在一起，有2个综合性实验和1个设计性实验，共计3个实验，由一个实验小组6人一次完成，每2个学生主要负责一个实验的数据记录，同时还要监测其他两个实验数据，到了吃饭时间就由两个同学去帮大家打回来吃。因为传热学实验要达到热平衡往往需要很长的时间，这样得出的实验数据才比较接近真实值，大家对实验结果的讨论也很激烈，这样每个实验都耗费了近6个小时才完成实验数据的采集。这是以往在两小时内根本无法实现的。

3.提高学生科技创新能力

目前我校为在校大学生提供了许多参与科学研究、发明创造的机会，如开展各种“创新大赛”、“节能减排大赛”、“机器人大赛”等等，鼓励学生积极参加学校的学生科研立项课题。这些竞赛既培养了学生的科研兴趣，又提高了学生分析问题和解决问题的能力。我们指导学生参加了我校2007年校级创新性实验项目《综合传热性能实验》，获得了学校的经费支持，该项目于2009年通过学校验收，结论为优秀。在实验中需要用到多种导热材料，课题组通过查阅相关的资料，然后分组去寻找相关的材料，最后再进行各种材料的导热系数的测定。项目完成后，学生科研小组写出课题总结、验收报告和论文。整个过程全部由学生自主完成，教师只是做了方向性的指导，课余时间课题小组就在实验室进行实验，这样做使得学生们较早地进入了一个独立思考、自主创新的环境，极大地调动了他们的主观能动性和自主学习能力，发挥了他们的创新能力。

近年来，我们指导学生参加了各级各类竞赛：2009年指导学生参加“首届广西高校大学生创新设计与制作大赛”，获二等奖；2009年指导学生参加“中南地区港澳特区第4届大学生机械设计制造创新大赛”，获二等奖；2010年，指导学生参加“第三届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”，《太阳能自动跟踪装置》、《太阳能车载冷暖箱》两项均获得科技作品类三等奖。

4.改革实验考核方法

在实验考核中不能简单地看实验数据是否准确，要突出对学生自学能力、应用能力、创新能力的培养，充分利用现代教育技术，引入多媒体教学，采取了答辩的方式展示自己的实验内容和结果，并对老师和其他同学的提问进行回答。综合多方面的评价给出最终的成绩，这不仅提高了学生学习的积极性和主动性，而且获得了较好的教学效果。

三、结语

大学生实践创新能力的培养是一个长期的过程，并非一门或几门课的改革就能见成效，也并非只要加强实验教学就可以了，但是实验教学环节在提高学生创新能力方面起着不可或缺的重要作用。通过这几年对专业实践教学改革的不断尝试，激发了学生主动学习的积极性，增强了学生实际动手的能力。学生不仅从实验中学习到规定的实验技能，而且也培养了他们严谨的科学思维，这为今后的学习和工作奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]教育部.高校要“全面提高高等教育质量”[EB/OL].http://news.xinhuanet.com.

[2]焦永刚,罗勇,尤占平.基于建筑环境专业创新型人才培养的模块化实验教学体系研究[J].石家庄铁道学院学报(社会科学版),2009,3(2):113-116.

[3]王靖,李庆刚.加强实践教学环节培养学生创新能力[J].高等教育研究,2004,20(1):75-76.

[4]温小萍,张素梅.传热学开放性实验教学改革与探索[J].中国现代教育装备,2008,(10):109-110.

（责任编辑：麻剑飞）

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