高等传热学教学中的“三强一高”特质培养

张靖周

摘 要：针对研究生教育教学改革所着力倡导的“三强一高”（即：创新能力强、实践能力强、国际交流能力强、综合素质高）培养目标，本文试图结合作者在高等传热学课程中的教学实践，从高等传热学教材建设、研究性教学方法实践、探究性实践环节强化等方面对教学改革中强化研究生“三强一高”培养的体会加以总结。作者认为：精心选编的国内外学术期刊的论文可作为高等传热学教材建设的有机组成或必要补充；研究性教学方法的实践可体现在教师与学生的互动环节，从而引导学生积极主动地思考传热学理论体系形成和发展过程曾经面临的科学难题；进一步将学习过程中的知识收获得以践行，促进学习与研究融入课堂教学。

关键词：高等传热学 研究性教学 “三强一高”特质

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（a）-0167-02

笔者所承担的高等传热学课程是南京航空航天大学航空宇航推进理论与工程、工程热物理、热能工程、环境与生命保障工程等学科专业的主干专业基础课。作为一门涉及面较广的研究生学位课程，高等传热学课程在促进研究生“三强一高”（即：创新能力强、实践能力强、国际交流能力强、综合素质高）培养方面具有重要的作用；同时，传热学领域的理论和技术发展蕴涵大量富有创新的研究课题，工程应用背景十分明确，为培养研究生“三强一高”能力提供了丰富的教学元素。如何在高等传热学课程教学工程中，运用先进的教学理念和教学方法，使教学过程彰显研究生“三强一高”特质培养的特征，是一个值得思考和探索的教学改革问题。作者在高等传热学教学改革中，以高等传热学教材建设、研究性教学方法实践和探究性实践环节强化为抓手，促进研究生“三强一高”培养。

1 高等传热学教材建设

在教学内容上，高等传热学的课堂教学在遵循传热学理论体系的基础上可以有机融入“研究性主题学习”的特点，这就需要讲授者精心组织有一定深度和开放度的研究性教学素材，引导学生开展探究性学习。从而使得课程教学活动不仅是传授知识的过程，而且是孕育研究生创新意识和能力、拓展国际化学术视野、强化实践能力和提升综合素质的过程。为此，作者在高等传热学教材建设上，一方面精心编著有特色的高等传热学教材，另一方面，精心编选一些国内外学术期刊的论文作为辅助教材，充实研究性教学内容。

在高等传热学教材编著过程中，作者对教材内容体系、教学内容的继承和更新、教学内容的特色和面向以及创新能力培养等问题进行了认真思考。突出表现在以下几点：（1） 尽量避免繁琐的数学分析解法的叙述，而关注物理模型和数学模型的有机结合，强调对传热过程物理模型和机理的阐述以及数学模型建立的思路；（2） 结合航空航天科学技术的发展和专业特点，挖掘传热学基础问题应用的素材；（3） 有意识将国内外部分学者的一些研究成果以及作者在科学研究中取得的研究成果有机纳入书本的相关章节，并提供了一定量的思考题和相关文献，可供读者深入学习时参考。

同时在教学过程中，为进一步适应研究生“三强一高”培养的需要，精心编选一些与教学内容相关的国内外学术期刊论文作为研究生课后探究性学习辅助教材，充实研究性教学内容。

2 研究性教学方法实践

作者在高等传热学研究性教学方法探索的教学实践中，深刻体会到营造“研究性教学环境”的重要性，“研究性教学环境”营造的方式有两种：提问和互动。在高等传热学课堂教学实践中，作者发现目前学生在教学初期对互动过程的适应性往往较弱，表现在提出的问题基本都是一些概念性的是非问题，对于凝练科学研究基本命题的思路还缺乏足够的认识，需要一个逐渐适应的过程。因此，这就需要教师有意识地设计一些利于共同参与讨论的研究性命题，为此，作者在高等传热学的教学过程，结合传热学科的理论体系发展和航空宇航推进理论与工程专业的传热问题，凝练出“传热学科的发展和传热学前沿问题的思考”、“热传导过程中的非傅里叶效应”、“对流换热的场协同视角”、“对流换热强化理论与技术”等共性主题教学单元以及结合专业特色的“航空发动机传热研究的挑战”、“多孔壁导热模型及其在涡轮叶片热分析中的应用”、“航空发动机热端部件强化冷却技术”等主题教学单元，引导学生积极主动地思考传热学理论体系形成和发展过程中曾经面临的科学难题，以及航空发动机热端部件强化冷却技术面临的技术挑战，从而进入“研究者”的角色状态。并通过介绍一些英文文献，供研究生课后进行阅读，以了解国际上传热学研究的前沿动态。

互动环节则以学生为主体，通过引导他们就某些主题进行文献阅读分析或探究性学习，提出自己的理解和认识，或就其各自的研究方向提炼出传热学相关问题进行交流，教师在互动环节中主要起到指导作用，促进其更深入的思考，引导学生积极主动地思考传热学理论体系形成和发展过程中曾经面临的科学难题，结合国内外传热学领域的研究现状和发展趋势，将“三强一高”特质培养融于不断创新的学科发展环境之中。

3 探究性实践环节强化

针对研究生创新意识培养和研究能力提升的要求，在高等传热学教学过程中加强实践性教学环节，注重科学研究能力的培养，特别是强化探究性研究内涵。这里所强调的实践内涵主要是指学习过程中的“实践”，即在学习过程中将知识收获得以践行，促进学习与研究融入课堂教学过程。主要从以下三个方面加以实践。

（1） 该校高等传热学课程的授课对象主要包括航空宇航推进理论与工程、工程热物理、热能工程、人机环境工程等二级学科的研究生，传热学在上述学科专业领域有着广泛的应用背景，通过鼓励研究生就各自熟悉领域的传热研究进展进行交流，不仅加强了他们对各自专业方向研究动态的认识，而且加强了不同专业方向学生知识面的拓展。

（2） 指导学生就科研活动中分解出来的传热问题开展研究，主要以商业化计算软件为平台（Fluent-CFD软件），培养学生理解和应用计算软件的能力，并在此基础上，完成某个传热问题命题的训练，并就一些强化传热新概念开展探究性研究。在这一研究过程中，安排青年教师和博士研究生加以辅导，就物理模型的建立、数值计算方法和研究结果分析等方面与研究生交流，从而培养他们科学研究的能力。

（3） 促进教学的科研的结合，鼓励研究生参与指导教师的科研活动，有效利用科研设施开展教学实践环节。为了激励研究生更好地开展探究性学习，作者对高等传热学课程考核模式进行了改革，将学生在探究性实践环节取得的成绩（包括研究论文、专利和学习报告等）作为平时成绩的一个重要部分，激发他们开展探究性实践的积极性。

4 结语

以培养研究生“三强一高” （即：创新能力强、实践能力强、国际交流能力强、综合素质高）为教学改革的目标导向，作者以高等传热学为例，在教材建设、研究性教学方法实践和探究性实践环节强化等方面进行了有益的探索、阐述和简要总结，以期能起到抛砖引玉之作用。

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