多种教学法在热工实验课程中的应用初探

摘要：在热工实验实际教学过程中，采用可视化教学、逻辑化教学、比较式教学相结合的多种教学法交叉应用的教学方式，突破了实验课程时间、空间、结构的限制，可以将各种类型的事物进行可视化、逻辑化、比较式教学，使得实际情况一目了然，简明直接，直达重点，目的突出，便于理解和记忆，同时提高学生的自主学习积极性，调动学生的思维能力、分析能力和判断能力。

关键词：可视化教学法;逻辑教学法;比较式教学法

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0180-03

本科教育是高等教育的主体和基础，是培养创新型、研究型人才的重要阶段。实验教学是培养学生理论联系实际、提高创新意识和实践能力的高等学校教学的重要环节，是训练学生观察、分析、处理数据以及完成实验报告等各方面综合能力的保障，是培养学生实践性、创新性能力的重要教学组成部分。同时随着现代教育教学技术的迅速发展，大量的先进应用技术与科技正在逐步纳入大学实验教育的课堂教学体系中，使得学生在实践课堂教育中受到诸多的阻碍，并不能完全的接受技能型的实践教育。因此，对过去的旧的实验教学模式进行改革，将多种教学法相结合应用于实验教学课堂中，不断创新、改进、发展多种教学法相结合的实验教学模式就成为突破现有固定教学模式的尖端力量。

一、可视化实验教学

在现代大学实践教育的过程中，实验室教学占据了实践教育的绝大部分比例，因此，抓好实验室教学，对全面实施创新教育、培养创新人才具有十分重要的意义。而在实验室教学中，设备、地域、时间的限制就愈加明显，为了最大限度的突破这些限制，可以将可视化教学法应用于热工实验课程中。

1.演示实验可视化。针对演示实验内容简单、但演示实验可以将基础知识直观、充分的展示在学生面前，使得学生可以深刻领会相关理论知识这一特点，适当扩大演示实验比重，提高演示实验重视度。在演示实验进行过程中，充分利用演示实验将相关知识点进行概括总结，完全体现出演示实验直观、冲击力强的特点，同时注意积攒不同阶段、不同时期、不同特点的演示实验台以及不同的热工材料样品、热工设备样品和设备模型，逐步搭建一个开放性的、综合性的热工过程与设备演示实验平台。

2.三维立体热工设备结构及热过程可视化。随着现代化技术的发展，多媒体资源日益丰富，三维立体软件愈加普遍应用。多媒体资源和三维软件资源具有使实验教学内容更为直观、逼真的特点。因此，我们利用多媒体资源的本身特点，搜集、整理和编辑了各种有关热工过程及设备的视频、音频、录像等;同时针对热工过程复杂、热工设备和工艺多样，利用计算机的三维动画技术，制作了完整的、典型的热工设备结构和操作过程的三维演示;还对各种工业热过程进行了模拟，并对模拟结果进行了动画制作，让学生在热工实验课程中，能够从多媒体资源库以及三维动画系统中，冲破时间和空间的限制，使学生通过视觉、听觉等方面可以更加全面、直观、详细的去了解和学习热过程和热工设备，同时加深学生对学科基础理论与基础设备的理解，并为学生的自我设计、创新、提高提供了牢固坚实的基础。

3.创新性实验可视化。以上两部分大多是针对基础性、验证性的实践知识，而在实验教学过程中，我们日益重视学生创新能力的培养。因此，在热工实验教学中充分利用高校修购款建设以及“211工程”建设所购买的大型设备，建立集演示型实验、基本型实验、综合型实验于一体的大型教学研究型实验台，使学生将本学科的各门专业基础课知识紧密联系在一起，让学生建立起工程的概念，强化热工过程控制、热工设备设计等概念和实践。同时结合各种大型工业创新性竞赛，让学生自行搭建创新性实验台，在此过程中自我解决所遇到的问题，锻炼学生的独立思考、自行设计、自主操作的能力，培养学生的钻研、探索、创新精神。

二、逻辑教学法的应用

逻辑教学跟一般的教学一样，主要分为两个方面：一方面是教师，一方面是学生。教学中的逻辑问题就是如何把逻辑规则和规律运用于教学的各个环节和各个方面的问题。逻辑教学具有教学过程顺畅、教学内容规律性强、利于理解并深化教学内容的特点，更适合应用于内容多点、多交叉、复杂性高的实验课程教学。在热工实验教学中采用逻辑教学法，有利于一步一步引导启发学生进行积极的思维活动，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，从而能够加深所学内容的深度、广度，使得学生能够充分掌握规律性及多样化的知识。

1.逻辑教学对象的明确。在实验教学过程中采用逻辑教学法，首先我们必须明确逻辑教学的对象。本科教育中的学生同小学生、中学生不同，他们已经具有了独立的思想和见解，自我意识增强。在实验教学过程中，学生对实践教学知识的渴求程度并不能完全按照教师的意愿来进行，因此，我们必须在注意尊重学生自主意识的同时，还要注意吸引学生的学习注意力。在实验课程的进行过程中，时刻注意课堂状况、学生的学习状态，要随时关注、及时反馈调整，严格要求。

2.教学内容的逻辑性。在实验课程开始之前，做到备课充分，将教材成竹在胸，从整体上把握教材，了解知识的阶段性、连续性，抓住教材重难点，把教材的知识变成自己的知识，感知教材、理解教材、掌握教材。同时多看参考书，借鉴经验、消化吸收，使自己的知识丰富起来。在充分的基础教学知识的大前提下，将实验教学内容逻辑化处理，进一步明确实验教学内容的逻辑化关系，并确定实验教学过程的逻辑化顺序，设定教学时间点，什么时间进行什么实验，什么时间进行什么讲解，什么状态引用什么知识点，什么阶段进行什么总结归纳。在逻辑清晰的情况下准备授课计划、教案、教学大纲等材料。

3.教学语言的逻辑性。在实验教学过程中教师还要增强教学语言的逻辑性。一个教师即使有丰富的专业知识，但所讲授的概念不明确，所作的判断不恰当，所进行的推理和论证缺乏逻辑性，也不能提高教学质量。因此，要不断学习与增强教学语言的逻辑性。在实验教学过程中把逻辑知识与语法知识有机结合起来，使自己的教学语言准确、规范，并把逻辑知识与修辞知识有机结合起来，锤炼词语，优选句式，活用辞格，使自己的教学语言逻辑鲜明、生动有吸引力，最终达到吸引学生注意力，并在潜移默化的过程中培养学生敏捷的逻辑思维能力的目的。

三、比较教学法的应用

比较教学法是指在教学活动中将两个或两个以上的认识对象放在一定的条件下，按照同一标准进行对照比较，从而确定认识对象属性的同异、地位的主次、作用的大小、性能的优劣、问题的难易或认识的正误深浅，以达到辨识、了解和把握认识对象之目的的一种方法。比较教学法具有比较对象的广泛性、比较思维的贯穿性、比较功能的鉴别性、比较方法的对照性等特点。比较教学法内容非常丰富，其遵循的原则就是经过比较，使易混淆、模糊的知识清晰起来，便于掌握，因此比较教学法是最常用的教学方法之一，也是使用最广泛的教学方法之一。在热工实验课程中涉及到的基础内容多且杂，但是各个内容之间存在着深层次的内在联系，因此，在课程开始之前的准备工作中，教师要将内容的内在联系烂熟于心，利用比较法将相关内容进行对比，得到各个内容的基本特点与记忆要点。

1.基本实验工质相关状态特性的比较。通过比较各种工质状态，能够充分认识工质本体特征、工质不同状态下的特性，更有利于学生进一步掌握基础知识、基础理论，并将基础知识、理论与实际情况有机的结合在一起，相互映证，加深理解，为实际应用打下基础。同时，在对比的过程中，我们可以看到对于一种工质适用的研究方法和研究内容，并不一定适用于另外一种工质，因此，在研究对象不同的情况下所选用的研究方法和研究内容也不尽相同，要选用适合的方式方法方能发挥作用。同样，对于相同的工质在不同状态下也要采用与之相适应的研究方式与方法，这是进行研究的第一步基础论断。

2.基本实验方案的选择比较。针对不同的实验目的，会有很多种实验方法，那么在众多实验方法都能达到实验目的的情况下，怎样才能根据现有的实际状态得到最优化的实验方法，这就需要我们在实验课程进行之前，列举出所有相关的实验方案，比较各自的优越性，再根据实际状况选取最佳实验方案进行实验设计。

3.基本实验相同参数相关计量方式的理论比较与实际应用比较。在实验实际进行过程中，我们总是会去关心一些实验参数的测量，那么在实验进行前就要对相应的测量手段做出理论上的选择。在理论选择的过程中，对比得出各种测量手段、方式的优劣，进行最优化论断，这是进行研究的重要基础部分。在实际实验过程中要考虑到实验室的实际状况，因此在理论选择的基础上，进行实际应用的考虑，在简化性、经济性、完成性、准确性的基础上，对理论选择进行一定的修正，搭建实际应用的实验台。比较法教学在实际应用过程中要首先选取比较内容，然后对内容进行分析比较，最后进行归纳得出结论。这三部分的进行分别要求学生具有自我提出问题的能力、自我分析的能力和自我解决问题的能力，进而提高学生的自主创新意识和自我创新能力。

在热工实验实际教学过程中，适当的采用可视化教学法、逻辑教学法、比较教学法交叉应用的方法，将基础理论内容归纳总结，在实际应用过程中突破了实验课程时间、空间、结构的限制，可以将相同、相类、不同事物可视化、逻辑化、比较化，从而得到属性同异、地位主次、作用大小、性能优劣、结构设计、逻辑优化等结果，使得实际情况一目了然，简明直接，直达重点，且结果是归纳总结后的结论，目的突出，便于理解和记忆。通过多种教学法的实际应用能够充分展示各种实验之间的共同点与不同点，还可以根据可视化、逻辑化、比较角度的不同得到各种不同的结论，而在发现这些比较角度的过程中又有着各种各样的趣味性，可以大大调动学生的自主学习积极性，提高学生的思维能力、分析能力和判断能力。可视化、逻辑化、比较实验课程的进行充分体现了启发教学的基本理念，是启发教学的具体应用，通过对教学内容的多种应用来实现对学生的启发，使得学生的发散性思维在多种教学法的实际应用中逐步推进。因此，可视化教学法、逻辑教学法、比较教学法交叉应用的教学方法，在热工实验教学过程中有着无可比拟的优势，我们将在以后的教学过程中不断的进行实际应用与改进，以期得到更好、更优的实际教学效果。

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作者简介：郭美荣（1980-），女，吉林公主岭秦家屯镇人，热能工程硕士，中级工程师，热能实验室教师，主要从事热工实验教学的工作与研究。