1、29第 18 期(总第 816 期)科学咨询29课题研究信息技术的飞速发展、人工智能与教育的深度融合使教学方式向多元化方向发展，线上教学发挥了极大的作用1-2。大规模在线教育的实施，为我们提供了大量基于实践的探索教育数字化转型的经验。党的二十大首次将“推进教育数字化”写进了党代会报告，强调建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国3。人才培养模式以及需求的变化，推动教育实现数字化转型成为当前教育改革发展的首要任务。教师如何转变角色以适应线上教育是摆在所有一线教师面前的迫切问题。本文以“光电源散热设计与分析”课程线上教学为例进行探索，分享线上教学实施过程中的一些体会。一、案例背景“光电源散热设计与
2、分析”课程是光源与照明本科专业学生的专业课程，要求学生通过本课程的系统学习，掌握光电产品不同的散热方法和散热途径，对光源及其电源散热的重要性与必要性有深入的认识，具备的电子产品热设计领域的理论技能。课程共32学时，其中课堂教学28学时（含仿真实验教学2学时），课内实验4学时。主要内容包含四大模块：第一，光源（LED）与电源热设计的基本原理与原则。热设计的主要内容是为产品制定热设计方案，并通过热仿真、热测试等方法预测和验证产品的热设计方案，以及优化和改进产品的热设计，以保证产品长期安全、可靠地运行。热设计的核心就是设计一个冷却系统，在热源至热沉之间提供一条低热阻通道，保证热量顺利传递出去。第二，
3、传热学基础理论及常用散热方法。本章是传热学的理论基础，旨在揭示热传导、对流等传热过程的物理本质、数学描述方法以及进行试验研究的基本原则。着重掌握各种数学表达式所反映的物理意义，以能较好地理解传热过程的物理本质。第三，散热设计常用于模拟软件的学习使用。数值计算是在最近三四十年里快速发展起来的传热方法。除了计算机硬件的发展提供了坚实的物质基础外，还因为无论分析的方法或实验的方法都有较大的限制。仿真方法具有成本较低、开发周期短、便捷、能模拟较复杂或较理想的过程等优点，在给定的参数下用计算机对现象进行一次数值模拟相当于进行了一次数值实验。第四，不同功率器件光电源的热分析及散热设计。学生通过实验课程的学
4、习，能掌握相关实验的一些基本操作技能，具有独立思考，独立准备和进行实验的实践能力，增强分析与处理实验数据的能力。“光电源散热设计与分析”课程已经连续开设了8届，累计授课学生480余人。在创新竞赛方面，学生利用本课程专业知识积极参加各类赛事，参与人次占总人数70%以上。学生在全国半导体光源系统创新竞赛、中国大学生物理学术竞赛（省赛和华东赛）、数学建模、物理实验竞赛、节能减排项目、“挑战杯”项目、“互联网+”项目均斩获奖项。本专业学生基于课程内容申请的大学生创新创业项目获批国家级5项，省级3项，校级2项，学生以第一作者发表论文7篇，参与发表论文5篇，申请发明专利2项，实用新型专利授权2项，相关研究
5、成果多次在工程热物理传热传质分会进行口头报告。我多平台协同下“光电源散热设计与分析”课程线上教学实施案例邹勇，丁守军(安徽工业大学 微电子与数据科学学院，安徽马鞍山 243000)摘 要：光电源散热设计与分析是光源与照明本科专业的课程之一。信息技术的不断发展，极大地推动了教学手段和教学模式的变革。多平台协同下的线上教学手段，能够增加信息量，增强学生的学习兴趣，提高教学效率。本文以学生为主体，结合具体案例，融合多种教学手段，使学生处理问题的综合能力明显提升，极大地提高课程教学效果，创新教育成效显著。关键词：教学案例；线上教学；多平台协同；创新教育基金项目：安徽省“双基”教学示范课程建设项目(20
6、20-430)；安徽省质量工程项目：线上线下混合式课程（2021xsxxkc045）；安徽省教育教学研究一般项目(2022jyxm184)；安徽工业大学教育教学研究重点项目（2021jy13）；安徽工业大学“课程思政”建设项目(2020 xkcsz094)。作者简介：邹勇（1981），男，博士，副教授，研究方向为电子器件热设计。30第 18 期(总第 816 期)科学咨询30课题研究们通过多年的课程建设，课程荣获安徽工业大学线上教学优秀课堂，是安徽省双基教学示范课程，线上课程视频资料22时38分。“光电源散热设计与分析”课程教学始终以专业人才培养目标为导向，以学生为中心，以立德树人为根本，利用
7、“互联网+”的优势，增加信息化资源，发挥线上教学的优势和特点，提升课程的高阶性、突出课程的创新性、增加课程的挑战度，从课程目标、课程内容、课程设计及教学内容、教学方法、教学评价等方面着手，构建多平台协同的线上课程教学模式，夯实专业内涵建设，提升专业建设水平，切实提高人才培养质量。以下就“光电源散热设计与分析”课程“能量方程”知识点的线上教学情况具体展开。二、案例设计思路1.课前通知并在“学习通”发布签到；2.通过QQ群互动提问上节课知识点；3.直播讲授本节课知识点，选人答题；4.结合知识点开展课程思政：佩戴口罩自我防护的必要性；5.创新教育：获取科技文献方法；6.根据课前大家报名情况，通过腾讯
8、会议进行课程学习分享；7.发布课后作业、拓展阅读资料、上传学习笔记。三、教学目标（一）知识与能力目标 首先，能量守恒方程是对流换热过程中基本方程之一，通过对比分析前面学习的质量守恒方程及动量守恒方程，引导学生如何建立能量方程。能量方程和连续性方程及N-S方程组成完备的方程组。通过对知识点的阐述，学生在光电源等功率器件设计研发中，加深对热设计方面的理论与技能的理解，能对简单散热系统进行理论分析。其次，通过分享设计报告，培养学生对散热领域现状调研与分析能力、问题发现与解决能力、书面表达与口头答辩能力。（二）育人目标利用线上课堂，大家宅在家就能把“能量”聚集起来，用在学习上，培养学生做有知识、有技能
9、、有思想、有担当的新时代青年。四、教学过程采用QQ直播、腾讯会议进行直播教学，同时利用超星泛雅教学平台构建线上教学资源的混合式教学方式。（一）课前准备通过“学习通”平台发布签到活动，发布与知识点相关的主题问题讨论，设置任务点，分享预习课程资源等。（二）课堂教学使用腾讯QQ群屏幕分享功能进行直播。首先对上次课内容进行提问，了解学生对知识点的掌握情况。对以前知识点的回顾之后，引入本次课所要学习的新的知识点。在直播讲解PPT时，师生即时交流互动4，发布课堂随机提问活动。将较复杂的问题拆分为一系列的知识点的组合，符合学生的认知过程。例如：对于能量方程，它是一个二阶偏微分方程，乍一看，公式很长，学生看到
10、公式心里就会发怵。这就需要在教学过程中将知识点进行分解。做法如下：从中学阶段接触的物体吸放热公式Q=CMT出发，结合前面的知识点导热微分方程，运用“大学物理”课程中学过的热力学第一定律建立能量方程。在讲解的过程当中，教师调动学生的积极性，以抢答的形式引导学生给出推导过程中所用到的其他物理量，比如焓、内能等，达到温故而知新的目的。将这些知识点串起来，就完成了新的知识点的学习。这种教学方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，对知识点的组合使用，也是一种创新。这样的学习就属于创造性的学习。通过前期线上授课情况的调查发现，部分学生感觉信息量过多，学习有些吃力。针对这一情况，及时调整课程进度，安排一次学
11、习分享课。内容涵盖对课程知识点的总结、知识点的扩充、散热设计仿真心得等。通过分享，掌握学生学习情况，发现一些共同的特点，从而进行换位思考，从学生的角度对本课程进行分析，方便以后教学。教师应在总结发言中对学生分享的闪光点给予肯定和表扬，对知识点理解有偏差的地方给予鼓励，略作补充说明。本次教学过程中还与学生分享了如何利用VPN在家查阅文献的方法。突出了本课程的“设计”特色。并以优秀学长为榜样，鼓励大家开展相关创新活动，发表相关学术论文5-8等。（三）课后设置在“学习通”中分享教学课件、知识点短视频，推送拓展资源，发布作业、上传学习笔记等任务点，督促学生学习，巩固知识。开展测试、问卷等活动，提高学习
12、自觉性，保障教学效果。利用“学习通”强大的数据统计功能，对学生的线上线下学习进行量化管理，尽量做到公平公正。五、教学效果与特色创新1.各教学平台协同工作，合理分配学时。课程共3231第 18 期(总第 816 期)科学咨询31课题研究（学时含课内实验4学时）学时，11次课，理论部分每次3学时。采用QQ直播、腾讯会议等平台实时讲解。每次课分配2学时用于新知识点的学习，1学时用于知识点的复习及拓展，解决在热设计过程中遇到的难点问题。2.理论与实践相结合，每次课制作一个仿真专题视频，同时借鉴其他优秀视频资源。课程预习资源包括知识点内容、其他优秀的短视频等通过“学习通”提前发放，兼有理论和实践操作。每
13、次课课后布置一项专题作业，目的是通过仿真设计巩固加深对所学知识的运用。配合专题作业，将仿真设计过程制作成教学视频，方便学生反复观看学习。3.教师作为引导，突出学生主体作用。将传统的习题课、复习课改为学习分享课。变被动学习为主动思考学习。指导学生查阅相关资料，培养学生文献调研能力，通过撰写设计报告，为后续毕业设计打下坚实的基础。4.通过线上线下开展丰富多彩的教学活动。例如，通过发布作业、讨论、选人、测试、上传学习笔记、答疑等方式巩固所学知识。利用超星平台数据统计功能，及时了解学生在线学习进度和自主学习完成度，对进度缓慢的学生进行督促辅导。六、教学总结与反思首先，教师要与时俱进。掌握新的线上教育教
14、学方法，并把它融入到以后的教学中去。整合各种教学平台，使之协同作业，发挥其最大功效。重视教学研究，积极参与教学改革，不断提高学术水平和业务水平。其次，教师要保持一颗年轻的心，积极接受再教育，系统学习新形势下的教育理念，消化吸收新思想、新技能，顺应新时代的教育教学潮流。作为扩展资料，本次课程中向大家推送了芬兰研究机构模拟的飞沫运动轨迹，将课程知识运用与前期新冠疫情防护结合起来。从推送的视频资料可知，人体打喷嚏飞出的飞沫速度可以高达160Km/h，这个速度相当于14级台风过境。以具体的数字信息来说明科学道理，引起人们对疫情的重视，为大家普及了出门一定要戴口罩的观念。同时，还可以引导学生自己建立模型
15、，类比热量的扩散，仿真病毒或气溶胶的扩散过程。了解到病毒的传播途径之后，同学们就会积极响应国家号召，自觉宅在家里，不给社会添乱。再次，教师要调动学生的主观能动性。除了课堂互动外，学习分享环节也比较成功。全班55位学生，有10余人报名参加分享，学生参与度较高，根据课程进行情况，后续还会安排类似的课堂活动。课后要求学生结合所学内容上传学习笔记，通过查阅文献完成仿真报告，既有理论又有实践，打破了传统课堂的时空界限。重视教学活动中学生的主体性，重视学生对教学的参与，根据教学的需要合理设计“教”与“学”的活动。强化现代信息技术与教育教学深度融合，解决好“教”与“学”模式创新的问题，杜绝信息技术应用的简单
16、化、形式化。最后，教师要整理分析学情数据，总结教学设计及反思。以超星“学习通”平台的教学督导及管理体系为基础，及时关注学生完成任务点的动态过程，把握任务点设置的难易程度及学生的完成度，再根据学生的反馈情况，调整授课方案。教师在教学实践过程中，不断完善过程性考核与结果性考核有机结合，培养学生解决复杂工程问题的综合能力和高级思维能力。对于直播视频，不但要求学生观看回放，自己也要回看，发掘在课程教学方面还可以进行改进的地方，使以后的授课更加深入、生动，把教学工作做得更好。对课程教学总结和反思，不断加强课程体系的整体设计，进一步促进知识、能力、素质的有机融合，提升课程的高阶性，由此达到一个良性的循环，
17、使“两性一度”在教学实践中构成闭环。参考文献：1 教育部应对新型冠状病毒感染肺炎疫情工作领导小组办公室关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见(教高厅 20202号)EB/OL(2020-02-04).http:/ 教育部办公厅工业和信息化部办公厅关于中小学延期开学期间“停课不停学”有关工作安排的通知(教基厅函20203号)EB/OL(2020-02-12).http:/ 李萍.以二十大精神为指引 深入推进教育数字化战略行动N.中国教育报,2022-12-21(1).4 邹勇,马建军.大学物理多媒体教学中引入讨论课的探索J.安徽工业大学学报(社会科学版),2011(2):125-126.5 张海娟,王霞,卢晨燕,等.翅片散热器和针形散热器性能对比研究J.河南科技,2018(25):60-62.6 邹勇,仇汝冬,王霞.石蜡相变材料蓄热过程的模拟研究J.储能科学与技术,2020,9(1):101-108.7 谌琪,曹倩文,张怡,等.管壳式换热器性能的数值研究J.高师理科学刊,2020,40(11):41-45.8 宿文志,钱靖,吴义云,等.基于LED不同封装类型散热分析J.中国照明电器,2021(9):9-14.
