[摘 要]文章根據(jù)冶金傳輸原理課程特點，分析了教學過程中的一些現(xiàn)象，在總結(jié)教學方法的基礎上，采取多種方式相結(jié)合，加強理論和實踐以及實驗相結(jié)合的過程教學模式，提高學習積極性，培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，提高教學質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]冶金傳輸原理 理論和實踐 過程教學

冶金傳輸原理是以高等數(shù)學、大學物理和物理化學等課程為基礎并與冶金過程緊密聯(lián)系的冶金類專業(yè)基礎課。廣大師生普遍認為該課程“難學難教”[1]，其中冶金傳輸原理的“難學”，主要體現(xiàn)在課程的相關(guān)概念、定理、定律，特別是相似原理、因次分析以及相似準數(shù)等的抽象性，對于第一次接觸這些內(nèi)容的初學者，難以與實際的物理過程相結(jié)合，而表現(xiàn)為“難學”。對于冶金傳輸原理的“難教”，是該門課程數(shù)學與物理高度結(jié)合的特點，而學生專業(yè)知識的不足以及數(shù)學、物理知識不扎實等實際問題，在實際的教學過程中如何克服這些問題，能夠使學生理解和掌握教學大綱所規(guī)定的內(nèi)容，是“難教”的主要表現(xiàn)。因此，針對這些問題，如何提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有實用型及創(chuàng)新型素質(zhì)人才的要求，是該門課程教學改革始終探索的方向。

冶金傳輸原理課程的特點是數(shù)理解析較重，其理論和研究方法來源于流體力學、傳熱學以及成熟的質(zhì)量傳遞理論而形成一門獨立的學科，解析方法著眼于物理概念和數(shù)學表達的統(tǒng)一，并且突出了物理過程的特點[2]。它是一門既有較強的理論性，又有很強的實踐性的課程[3]。傳輸理論應用于冶金的實際過程，首先要對實際過程進行觀察分析，建立簡化的物理模型，然后建立相應的數(shù)學模型，再用數(shù)學分析解法、相似原理—模型實驗法和類比法等適合的方法求解給實際過程提供理論支持。自上世紀80年代以來，由于計算機軟、硬件的快速發(fā)展為傳輸過程的數(shù)值計算提供了強大支撐，使計算流體力學、計算傳熱學等也隨之有了長足的發(fā)展，目前，數(shù)值計算已成為傳輸原理的重要組成部分，同時也豐富了課程的內(nèi)容。

把冶金傳輸原理基本概念以及理論模型和冶金工程應用相結(jié)合，關(guān)鍵是介紹這些理論、模型與實際的冶金問題相結(jié)合的過程，實現(xiàn)理論聯(lián)系實際，學以致用。這樣一方面培養(yǎng)學生的實際應用能力，另一方面提高學生興趣，加深理論知識的理解以及對專業(yè)的認識，提高教學質(zhì)量。結(jié)合教學經(jīng)驗采取相應的方法和針對性的措施。

1.課內(nèi)與課外相結(jié)合

課程數(shù)理解析較重的特點主要體現(xiàn)在涉及的數(shù)學、物理知識較多，為了更好地完成教學內(nèi)容，就需要學生掌握扎實的數(shù)理知識，這樣，課前有針對性的預習就顯得很重要。因此課內(nèi)與課外相結(jié)合就表現(xiàn)為課前的預習、課堂的聽講和筆記以及課后的復習和及時完成作業(yè)的模式。在課堂上，通過回想式的提問，鞏固上節(jié)課的知識點，起到承上啟下的作用，使本節(jié)的知識點能夠順暢銜接和充實，并且及時明確下節(jié)的內(nèi)容，學生在預習時能夠有針對性地查漏補缺，從而有效地利用課堂時間進行傳輸原理的教學。通過這些環(huán)節(jié)的積極實施，提高課堂的教學效果。

2.啟發(fā)式與能動性相結(jié)合

冶金傳輸過程的相關(guān)概念、定理、數(shù)學物理模型以及解析方法，對于初學者來說比較抽象，特別傳輸過程簡化物理模型、數(shù)學模型的建立，以及數(shù)學模型的解析等，是知識的綜合應用，特別是數(shù)理解析過程復雜、繁瑣，對于基礎知識薄弱的學生顯得猶為枯燥乏味，影響了教學的效果。針對這種情況，在課堂上采用適當?shù)奶釂栠M行啟發(fā)式互動，了解學生對基本概念的理解程度，及時引導概念的轉(zhuǎn)換。對于一些簡單的推導，在介紹基本的推導方法后，讓學生參與其中，共同完成過程的推導，使學生在這樣的方式中，掌握解析方法。另外，結(jié)合課堂教學內(nèi)容，布置適當?shù)恼n外作業(yè)，加深對所學內(nèi)容的理解，提高了學生學習的能動性。

3.專業(yè)知識與自然知識相結(jié)合

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃，冶金傳輸原理課程屬于專業(yè)基礎課，安排在認識實習實踐環(huán)節(jié)之后，學生雖然完成了認識實習，但對于專業(yè)的認識、工藝知識的理解還是有很大的局限性，加之冶金過程的高溫和不可見性，實際的冶金物理過程更具有抽象性，這些都加大了教學過程中與實際結(jié)合的難度，降低了學生學習的興趣，影響教學效果。因此，把冶金傳輸原理與實際生活中的應用結(jié)合起來，以提高學生學習興趣。例如自然對流傳熱在換熱方面的應用，即密度是溫度的函數(shù)，由于溫度的變化使密度變化而產(chǎn)生了自然流動，完成熱量的交換，這就是土暖氣的原理，以及煙囪是伯努利方程的實際應用、流體的黏性與渦流的產(chǎn)生等。這樣的實際應用提高學生學習興趣的同時也加深了對專業(yè)知識的理解。

4.教學與科研相結(jié)合

本科的教學與科研有著密切的關(guān)系，把教學科研團隊的研究成果與實際的教學進行有機的結(jié)合，擴充了學生的視野，豐富了課堂教學的內(nèi)容，提高了學習的興趣和教學質(zhì)量。如動量傳輸中流體流量的測量，就是伯努利方程的具體應用，其中對節(jié)流裝置的標定是采用實流標定或者風洞試驗，利用相似原理確定相關(guān)相似準數(shù)，根據(jù)相似充要條件，建立試驗模型系統(tǒng)和實際測量系統(tǒng)的相似準數(shù)方程，通過確定的相似準數(shù)將試驗模型系統(tǒng)與實際流體流量的測量連接起來，由于實際流體流量的測量；為了確定氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉工藝參數(shù)而設計的轉(zhuǎn)爐冷態(tài)模擬實驗；以連續(xù)鑄鋼過程溫度場的模擬計算，根據(jù)結(jié)晶器、二冷卻區(qū)和空冷區(qū)的不同邊界條件，進行連鑄溫度場數(shù)值計算，并介紹典型的有限差分法、有限單元法和有限容積法等數(shù)值計算方法，介紹計算機在傳輸中的應用，同時介紹在計算流體力學、計算傳熱學的方面有成熟應用的如FLUENT、PHOENICS等商業(yè)軟件，使學生了解傳輸原理在數(shù)值計算方面的進展情況以及在冶金生產(chǎn)中的應用，如中間包流場的計算、鋼包桶式精煉爐底吹氬時流場的分布等。

5.理論與實踐以及實驗相結(jié)合

冶金傳輸原理工程技術(shù)基礎課程的特點決定了其實踐環(huán)節(jié)非常重要。在課堂教學的課時外，安排有6個-8個課時的實驗內(nèi)容，主要有驗證位能、靜能和動能之和為常數(shù)的伯努利方程實驗；通過流速和差壓來進行流體流量測量的實驗；轉(zhuǎn)爐冷態(tài)模擬實驗等。采用教學與實驗相結(jié)合的方法，均可使學生對相應的物理過程有一個深刻的認識，強化理論與實踐相結(jié)合的過程。

在傳輸原理的教學過程中，要結(jié)合冶金工程專業(yè)的工藝特點與相關(guān)的傳輸原理進行有機的關(guān)聯(lián)，如埃根公式在高爐煉鐵中的應用、動量傳輸在連鑄中間包流場分布方面的應用以及渣-鋼間反應的傳質(zhì)模型等，在這方面給學生一個有益的導向。

6.知識的持續(xù)更新

為了更好地實施冶金傳輸原理的過程教學，在平時要不斷進行教學方法、專業(yè)知識學習以及工程實踐的積累。對于教學方法的學習，一方面要查找教學過程的不足，另一方面要請教教學經(jīng)驗豐富的教師、專家，通過聽課的方式，取長補短，積累教學經(jīng)驗。專業(yè)知識方面的積累，主要是通過平時的備課以及在教學過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及時查閱相關(guān)資料進行求證，如對流體力學、傳熱學以及數(shù)值計算、計算方法等方面知識的學習、積累，通過自學或請教于專家，來加強自己對專業(yè)知識的理解，同時，利用帶隊實習、與企業(yè)橫向課題合作以及去企業(yè)實踐鍛煉的機會，不斷充實自己的工程實踐知識，可以為過程教學提供更多、更豐富的工程實例，并且借助自己所在的教學科研團隊的平臺，把冶金實際以及科研的內(nèi)容提煉為簡潔明了的課堂語言傳輸給學生，提高過程教學的效果。

冶金傳輸原理教學過程貫穿于每一個知識點、每一節(jié)課教與學的小環(huán)節(jié)，以及理論與實踐相結(jié)合的小環(huán)節(jié)之中，這樣的環(huán)環(huán)相扣，提高學生掌握知識的能力和教學質(zhì)量。教學的關(guān)鍵是培養(yǎng)學生解決實踐問題的能力，授之以“漁”使學生在以后的工作中，在所掌握知識的基礎上，能夠繼續(xù)得到豐富和提高，培養(yǎng)實用型人才。

參考文獻：

[1]林萬明,王皓,陳津.《冶金傳輸原理》教學改革與實踐[J].科學之友,2006,7:75-76.

[2]王超,楊雙平,袁守謙,魯路.加強冶金傳輸原理課程理論聯(lián)系實際的過程教學[J].中國冶金教育,2010,9.

[3]高家銳.動量、熱量、質(zhì)量傳輸原理[M].重慶：重慶大學出版社,1987:1-2.