留学生“传热学课程”线上教学模式探索

王海 王军锋 唐爱坤 康灿 高波 王爽

摘要：做好来华留学生教育与培养，关乎我国教育国际化事业的发展。我国对来华留学生教育的资助力度正逐年提高，“一带一路”沿线国家学生成为来华留学主力。新冠肺炎疫情的爆发为来华留学生教育带来了巨大冲击，留学生传热学课程由传统的线下教学转变为线上教学模式。该文通过对传热学线上教学现状的分析，设计了课程线上教学方法，强化了实验课程与实践环节，优化了课程考核形式。结合传热学课程特点，初步建立了传热学课程线上教学新模式，加强了师生之间的互动交流，有效提高了学生的学习效率与教学质量，对于培养高素质、创新性的国际化复合型人才具有十分重要的意义。

关键词：传热学  线上教学 留学生 教学模式

中图分类号：G642   文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）01（b）-0000-00

Investigation of Online Teaching of “Heat Transfer Course” for International Students

WANG Hai WANG Junfeng TANG Aikun KANG Can GAO Bo WANG Shuang

（School of Energy and Power Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang， Jiangsu Province， 212013 China）

Abstract： Doing a good job in the education and training for international students in China is related to development of China's education internationalization. Funding of the education for international students is increasing every year and the students along “the Belt and Road”countries have become the main source of the international students. The outbreak of COVID-19 has brought great impact on the education of international students in China. The Heat Transfer course has changed from traditional class teaching to online teaching. This paper analyzes the current situation of online teaching of Heat Transfer course， and designs a mode of teaching. Moreover， this paper strengthened the experimental course and practice and optimizes the curriculum assessments. Combined with the characteristics of Heat Transfer course， a new online teaching mode of Heat Transfer course is established.  This teaching mode not only strengthens the interaction between teachers and students， but also effectively improve the learning efficiency of students and teaching quality. It is of great significance to cultivate high-quality and innovative international compound talents.

Key Words： Heat Transfer; Online teaching; International students;  Teaching mode

隨着我国综合国力日益增强以及“一带一路”合作倡议的提出，来华留学生的规模和数量出现了较快发展，新时期教育对外开放工作的推进，使得来华留学生教育进入了提质增效的新时代。来华留学生人数的持续攀升，既为来华留学教育事业的发展带来了新机遇，又为来华留学生的培养与管理带来了挑战。特别是，2020年初始爆发的新冠肺炎疫情为来华留学生教育带来了巨大冲击。疫情暴发初期正处高校寒假，假期期间留学生行踪复杂，有的回国，有的留校，也有的外出旅游。为做好疫情防控工作，各高校按照教育部的统一部署和各省市教育部门的统筹安排，结合各地疫情防控要求，推迟2019—2020学年春季学期的开学时间，同时，为保证疫情防控期间教学进度和教学质量，按照“停课不停教，停课不停学”的要求积极有序组织学校教师开展线上教学工作。

传热学是能源与动力类专业的核心基础课程，同时也是其他工科专业的基础课程之一，是一门研究由温差引起的热量传递规律的学科。作为一门应用性较强的基础课程，传热学课程内容与工程领域问题衔接紧密，是连接基础课程与专业课程的重要纽带。科学技术和工程领域中，存在着多种多样的热量传递问题，需要应用传热学来解决。目前，我国高等院校均积极开展传热学在线教学资源建设，并对传热学课程的教学方法、内容和形式进行了各种有益的探索。但由于留学生教育背景差异较大，传热学基础参差不齐，如何设计高效线上教学模式是提高传热学课程教学效果的关键。

1传热学线上教学现状

目前，传热学线上教学资源主要有慕课 、雨课堂，以及利用微信公众平台为媒介建立起来的传热学教辅资源库等。慕课（Massive Open Online Course，简称MOOC），是以教学视频为主，通过互联网平台，提供大规模在线开放课程的一种教学模式。MOOC具有开放、自由，不受时空限制等优势，打破了大学的围墙，催生了新的“学习革命”[1]。尽管慕课、雨课堂等在线上教学资源建设过程中有许多优势，但在引入高等院校教学过程中仍存在一些不足和需要改进的地方，主要体现在以下几个方面：一是教师与学生之间的互动性差，线上教学资源主要以录制视频、网络课件为主，缺乏教学过程中教师与学生之间的互动，任课教师不能很好地捕捉到学生的知识弱点，对其进行相应辅导训练;二是线上资源信息量大，学习过程中的针对性较差，容易造成学生盲目性学习，对于自控力较差的学生容易出现视觉疲劳、厌烦等现象，学习效果较差;三是由于不同高校，不同专业对传热学课程的培养目标和要求不同，而线上资源授课过程中未能就不同专业领域做到有侧重知识点形式的教学，如航海船舶类专业，燃气轮机的传热和冷却问题;机电类专业，高速切削工具的传热分析问题等。因此，采用同样的慕课、雨课堂等线上资源不能达到良好的授课效果。

2课程“线上直播+微课视频”教学模式的探索与实践

留学生线上教学与国内学生线上教学情况不同，教学条件更加复杂[2]。有的留学生本国与中国有时差，有的来华留学生来自欠发达国家或地区，本国网络基础设施建设不完备，还有的留学生在校本部学习。因此，在教学中要统筹协调各方面因素，做好充分的准备[3，4]。按照教学内容区分，传热学线上课程建设的表现形式分层次建设，具体分为课前准备、课中教学和课后总结三方面，呈现出层层递进的关系，如图1所示。

2.1课前准备

分析教学内容中哪些知识点可以通过微视频教学，哪些知识点通过线上直播授课。设计并创建微课视频，每个视频的长度尽量控制在10～20min，微视频中适当增加一些三维动画或者运用商业软件如COMSOL、FLUENT等向學生展示流场、温度场中的图像 ，激发学生的学习兴趣。比如：在讲解非稳态导热时，可以利用FLUENT 软件模拟空气预热器蓄热元件温度的变化，向学生展示温度随时间的变化规律，以此引入集中参数法的介绍。细化知识点，适当加入工程案例分析，帮助学生对课上知识点的巩固与加深[5]。在微课视频基础上，设置课前思考题等知识题目，帮助学生提前预习所学内容，以便在线上教学环节中有针对性地对各知识点查缺补漏。

2.2课中教学

课程开始前10 min，利用超星泛雅平台进行在线“签到”，知晓学生出勤率等数据信息，同时获得学生对课前思考题的答题情况，并将相应量化结果汇总到最终考核成绩。线上教学过程中，首先介绍本节课的教学内容和知识重点，通过联系工程领域中的实际问题寻找切入点，开展相关知识介绍。教学课件中引入视频、图像与动画等文件，更直观地展现传热学知识，便于学生对机理的掌握。比如：推导热边界层方程中温度场分布时，如果仅从公式层面展开推导，学生往往感到枯燥、无趣，难以理解内在的含义。通过多媒体软件对圆管内流体来流时的流场和温度场分析，热边界层的定义、厚度及能量方程等都能够清晰地表达出来，有助于学生对流传热条件下，主流与壁面边界层的理解。课程中穿插播放教学微课视频，并根据教学内容增加课堂互动环节，积极提问，一方面，有利于掌握学生对知识点的理解情况，根据学生对课程内容的掌握情况，及时调整线上教学的侧重点;另一方面，以较为简单的传热学工程问题引发学生对相关知识内容的兴趣，提高课堂教学效果。比如：5G数字通信中常用的高效均温板和微通道散热技术，引入沸腾、冷凝等相变传热的内容展开介绍，使学生能充分了解气液两相流中的传热传质知识;同时，利用腾讯会议中的直播功能将视频中提到的重点内容进行梳理、总结，对于学生理解起来较难的公式和定理，在线上直播过程中进行精讲，提高授课效果。线上教学过程中，适当将相关科研领域中的最新研究成果如学术文章、发明专利等融入教学当中，让学生能够充分了解该领域中的研究前沿，扩展学生的知识面，培养学生对科研的兴趣以及从传热学的角度去发掘科学问题的能力[6]。课程结束前15 min，随机设置课堂小测验（Quiz），再次检测学生对该次教学内容的掌握情况，查缺补漏，Quiz成绩同时反馈到学生的最终考核成绩中，激励学生对重点内容的理解与掌握。

2.3课后总结

通过设计课后作业，检查学生对线上教学内容的掌握情况。利用学生喜爱计算机软件技术的特点，将FLUENT或COMOSOL软件的使用方法介绍给学生，并把画好的网格文件和求解过程发给学生，让他们在课下利用计算机进行求解计算，并制作出能够反映测试物体温度场和速度场等相关图片或动画文件，作为课后作业上交。通过此种方式让学生感受到依靠现代科技技术解决传热学中的复杂问题，让他们了解现代计算方法在工程中的应用[7]。此外，学生还可将平时课后作业上传至超星泛雅平台，教师可在平台上进行作业批改，完成作业成绩记录。课后，学生通过建立的课程微信群对有关传热学问题向老师进行提问，老师可以随时了解并掌握学生对课程内容学习的反馈，对于一些学生经常提问的问题，可以安排在下一次线上直播时有针对性地进行讲解，提高授课效率。

3实验课程与实践环节

传统实验教学方式多为教师讲述式，学生没有经过深入思考和分析相关传热学知识，被动式地接受课堂信息，因此不能很好地将理论与实验结合起来。针对实验教学，传热学线上教学，采用“微视频+线上直播”新模式。课前，实验老师将实验原理和实验设计等相关内容通过录制微视频的形式，上传至线上教学微信群，学生可以下载微视频，反复观看，提前预习实验内容，尽早掌握实验涉及的理论知识点。课堂上，实验教师通过线上直播向学生演示整个实验的操作过程并向学生介绍相关实验注意事项，实验数据由学生在线记录，课后进行分析处理。同时，实验教师根据课堂教学目标与任务设置思考题，在线上教学网站发布。学生课后整理实验数据并撰写实验报告，完成实验教师课堂布置的相关习题。

注重實践教学与课堂教学的密切配合。在学期初，给学生布置创新性课程任务，每班分为4～5个小组，每个小组负责一个传热学相关专题，如热管设计、辐射换热、强化相变传热领域等。学生利用线上图书馆资源查阅资料，在学期末时，每个小组将自己专题中的理论分析、应用背景及相应的传热学知识点以PPT形式向全班同学展示，然后大家通过线上课堂予以交流，这样能够让学生体验教与学的角色互换，加强运用所学知识解决实际问题的能力。同时，积极引导学生参与授课教师的科研课题，让学生能够了解当前传热学领域的研究热点与前沿技术，开阔学生的视野，培养学习传热学的兴趣。

4课程考核

在课程考核方式方面要完善当前的考核模式，注重基础知识的考核，加强基础理论知识与应用领域的结合，同时也要注重学生对所学知识灵活运用的程度，提高学生分析问题解决问题的能力。传热学课程考核分为平时考核、课程项目（专题）、实验考核和期末考核，如图2所示。考核的主要形式有课堂平时表现，课后作业，课程项目考核，实验报告以及期末测试等。注重考查学生平时对课堂内容的掌握情况，培养学生对学习的主动性和自主学习的能力。以课程项目（专题）为例，学期初，教师将每个小组的项目发布后，学生组建团队，围绕各自项目开展调研、查阅资料等，学期末，每个小组对各自项目进行汇报，采用“团队互评+教师评分”的模式，最终成绩作为量化分数计入期末总成绩中。该考核模式锻炼了学生自主学习的能力，培养了团队协作精神，提升了传热学课程的学习效果。

期末测试采用开卷考试线上方式进行，考虑到来华留学生来自不同国家和地区，提前与学生商议考试的具体时间。考试前10min，教师通过腾讯会议软件创建线上会议室，学生实名备注个人信息并打开摄像头，确保双手和面部均能暴露在视频画面中。打开摄像头的同时，学生应共享其电脑桌面以防通过其他方式查看试题答案。考试开始时，在线上会议室发布考试试卷电子版，教师全程在摄像头下监考考试过程。考试结束后，学生将试题答案扫描为PDF版文档，并通过电子邮件发送到教师邮箱。

5结语

来华留学生的培养关乎到我国教育国际化事业的发展，同时也是我国高等院校“双一流”建设的重要组成部分。随着“一带一路”倡议的持续推进，培养一批既熟悉中国文化，又能在本国发挥重要作用的国际化复合型人才和关键领域人才，有助于推动我国乃至世界文化、教育等各项事业的发展。传热学是动力类专业的核心基础课程，该文旨在构建与具有国际化创新性人才特色的培养模式相适应的教学模式，提出了教师录制“微视频”，并通过“线上直播”模式精讲传热学重点与难点内容，进而提升教学效果的模式。同时，强化实验课程和实践环节，改革考核方式，并给出“线上期末测试”的具体实施方案，激发学生的学习热情，发挥学生的主观能动性。努力探索和创新出一种适合留学生线上教学的新模式，达到培养具有扎实基础知识，较强创新实践能力的高素质国际化复合型人才的目标。

参考文献

[1]  王贞涛，王晓英，闻建龙，等.流体力学MOOC教学模式改革探讨[J].创新教育研究，2017（5）：12-16.

[2]  杨大伟，杨升荣，刘俭.新时期高校发展来华留学生教育的对策研究[J].高教探索，2016（5）：97-101.

[3]  李多絮.来华留学生媒介素养教育研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2020.

[4]  余赛程.“一带一路”倡议下来华留学生教育结构优化研究[D].武汉：华中农业大学，2018.

[5]  薛成龙，郭瀛霞.高校线上教学改革转向及应对策略[J].华东师范大学学报，2020（7）：65-74.

[6]  李庆华，陈莘莘.传热学课程教学方法研究与探讨[J].教育教学论坛，2020（3）：212-213.

[7]  谢火木，刘李春，陈移安.疫情背景下高校线上教学的思考[J].中国大学教学，2020（5）：57-60.