传热学课程范文

传热学课程篇1

关键词：传热学；教学改革；教学方法

作者简介：齐晓霓（1974-），女，山东临淄人，山东理工大学交通与车辆工程学院，讲师；刘永启（1965-），男，山东枣庄人，山东理工大学交通与车辆工程学院，教授。（山东 淄博 255049）

基金项目：本文系山东理工大学教学项目基金“传热学教学方法的研究与探索”（项目编号：112024）的研究成果。

中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0091-02

“传热学”是高等学校能源动力类、化工制药类、航空航天类、机械类、环境与安全类等专业的主要专业基础课，其与“工程热力学”、“流体力学”一起被称作热工类专业的三大支柱，[1，2]由此可以看到这些课程在上面专业中占有非常重要的地位。只有认真掌握这三门课程，才有利于后面课程的学习和相关的工作研究，所以要求教师在实际教学过程中，运用新型教学方法，采取先进教学手段，保证教与学都能达到最佳目标。本文根据“传热学”的课程特点，依据笔者自己的教学经验，从课程定位、教学方法以及培养学生的实际应用水平和创新性思维等方面，针对教与学的过程中出现的问题及解决要点进行分析和探讨。

一、明确课程定位

传热学是研究具备温度差异时发生的热量传递规律和测试的科学。因为自然界和不同生产领域普遍存在着温度差异，所以传热现象非常广泛。传热学也普遍应用在现代科学技术当中，是能源动力、化工制药、机械、航空航天等领域的必备技术课程。具有很强的实践作用，在具体学习过程中要重视基本概念和基本理论的掌握。因此在教学中要重视理论与实践相结合，使学生学会分析问题和解决问题的思路和方法，提高工程分析的能力，注重学生能力的培养，提倡节约能源，让学生灵活运用各章的经验公式和通过图表进行计算的能力。同学们在传热学的学习过程中普遍存在的问题是学习时不觉得有多难，但处理具体问题时却感觉力不从心、无从下手。究其原因，传热学的理论推导较多，而且经验公式难以理解和记忆，做习题时学生难以下手。

在教学实践中，笔者发现并归纳出中学时学过的能量守恒原理作为一条横线贯穿着传热学计算问题的始终，能将复杂的问题简单化。以导热问题的数学描写为例来说明这种方法的思路，[3]在要研究的物体中任意去除一个微元平行六面体作为该微元体能量收支平衡的分析对象。假设物体中有内热源，它代表单位时间内单位体积中产生或消耗的热量，在空间三个坐标方向上，将任一方向上的热流量分解成x、y、z坐标轴方向的分热流量，对于微元体应用能量转化和守恒定律建立起能量平衡关系式，即导入微元体的总热流量+微元体内热源的生成热=导出微元体的总热流量+微元体热力学能的增量。将三个方向上的能量平衡关系式写出后，相加即可获得总的能量平衡关系式，然后将各项热量传递方式的表达式代入平衡关系中求解，该方程可以针对物体的边界条件用简单积分求解。无论使用导热微分方程式直接结合边界条件求解还是简单积分求解，通过上述两种方法的讲解，可以让学生思路清晰，处理实际问题时起到事半功倍之效。如果在实际问题中出现了更复杂的热传递问题，可以划分不同的单元，一个个解决。将这种能量守恒的思路融入整个教学过程中，可以使学生加深对各章节中定律的连贯理解，达到了相当好的教学效果。

二、优化教学内容，适应传热学技术发展

世界范围内科学技术的迅速发展和我国经济建设取得的显著成就都对“传热学”课程的发展产生了积极的影响。尽管传热学的基本规律并无变化，但是研究手段的发展和工程应用领域的扩大进一步丰富了传热学的内涵。与此同时，在我国加入世界贸易组织以后，关于高等教育的国际化与本土化已成为热门话题，部分国外优秀的原版教材被引进了大学讲台上。如何借鉴国外优秀教材，不断更新教学内容，让学生经常接触到本学科的前沿知识，成为“传热学”教学中的必要任务。传热学的发展日新月异，为了适应我国相关行业的发展，体现本学科的进展，要使学生学到最新的知识，必须不断更新教学内容，把最新的知识引入到教学中。因此在教学内容的选择上，删减了部分比较繁琐的数学推导内容，如一维无限大平板非稳态导热分析解的推导过程等；对于传统传热学中相对陈旧的内容也做了删减，包括管内湍流传热的齐德-泰特公式、米海耶夫公式、流体横掠管束的格里森公式等；增添了教材上没有涉及或涉及不深的有关传热学新技术的内容，如微纳米传热内容、强化单相对流换热的纵向涡方法。

向学生传授知识，同时也是培养学生分析问题、解决问题能力的过程。从人才培养的整体计划来看，培养能力是更为根本的任务，因此在教学过程中对这一任务做了很大的努力：在每一章节末增加了本章内容的应用部分，举例更为接近工程实际，需要学生应用更多知识进行综合分析；对例题进行讲解时更为注重较为复杂的实际问题的分析和讲授，对此类问题分层次进行剖析讲解；在每一章最后增加了小论文题目，在教学实践中组织学生撰写与课程学习内容相关的小论文，激发学生的学习兴趣，培养分析问题、解决问题的能力。

三、“传热学”教学中的教学方法分析

大部分高校教师的教学模式都已从“独角戏”式的填鸭式教学过渡到“教与学的互动阶段”，例如在课堂教学中不再是教师一人唱独角戏，而是采用提问回答式、小范围对话式、逻辑启发式等教学方式，因材施教，因人施教。随着教育改革的逐步深入，现代科技的发展对教学的影响越来越大，例如为了使教学过程信息量增大，生动形象，激发学生的学习兴趣，大学课堂中大部分课堂教学都采用多媒体教学。[4]那么，“传热学”采用多媒体教学是否能够达到预期的教学效果呢？“传热学”是以传导、对流、辐射和换热器四大内容去展开的。所以在教学中适当辅以多媒体课件有利于讲清有关现象的物理本质和基本原理。比如在介绍三种传热方式时用空调制冷过程、烧开水的过程等生动的动画，来说明热量传递的分类，就能使学生留下非常深刻的印象。肋片导热一节中，同学们对稳态下的肋片沿着热量传递方向的热量逐渐减少这一动画过程去分析问题时，很快就明白了肋片的导热实质与传统的一维稳态导热过程的差别。

但在实际教学中，运用多媒体课件教学并不是为了运用现代教学方法。那么运用多媒体课件是否可以收到良好的教学效果呢？笔者调查了很多学生，他们大多认为：“传热学”中的纯理论推导难度很大，如果仍然采用多媒体课件，很难留下较深的印象，无法真正领会推导过程，虽然多媒体课件信息量大，但不逐步推导，能接受的内容就会很少，收效甚微。所以“传热学”作为一门专业基础课程，如果在教学活动中运用多媒体，就要预先确定教学内容。在讲解基础理论时，要以板书为主。多媒体课件作为一种辅助手段，把抽象的事物用生动的语言和画面展现在学生面前，更加形象和具体，再列举一些生活当中的实际例子，可以使教学活动收到良好的效果。在讲解较为复杂的公式时，最好的办法是板书，再加上对学生的提问，可以调动学生的学习兴趣。把理论的讲解和生动形象的事物联系起来，有利于学生掌握。学生在学习过程中，对不易理解的内容要适当做些记录，不但可以调动学生的学习积极性，而且取得了良好的教学效果。

四、考试方法及成绩评定方法改革

为了考核学生解决实际问题的能力，调动学生的学习积极性，死记硬背的内容不列入考核范围。笔者在“传热学”的考核中也进行了改革。考试采用三种考核方式综合进行，这三种方式是闭卷、开卷和大作业。任课教师在进行课程考核时要出具两套试题：一套试题是开卷，主要目的是为了考核学生运用所学内容分析实际传热问题和解决实际传热问题的能力，并且在开卷试题中也要有考查学生创新能力和创造性思维的内容；另一套试题为闭卷试题，主要用于考查学生对课程的基本概念、基本理论和基本规律等基础知识的掌握程度，题目主要包括简答题、选择题、填空题、名词解释等。开卷试题和闭卷试题的考试时间和分值分别占总考试时间和分值的50%。开卷考试和闭卷考试在同一考场中先后进行。

学生的成绩评定方法由传统的考试成绩评定改为“考试成绩+实验成绩+平时成绩”综合评定。为了提高学生的学习积极性，并保证学生的大作业质量，提高学生参与课堂讨论和课堂讲授的能动性，任课老师在课程一开始就要在课堂上宣布最终成绩的评定方法：考试成绩占总成绩的60%；实验成绩占总成绩的10%；平时成绩考核根据课堂讨论情况、回答问题、大作业成绩综合评定，占总成绩的30%。

五、教学效果

1.课堂和实验课教学效果

通过一个学期的教学改革思路下的教学设计和教学实践，笔者发现学生在课堂上能够积极主动地思考和回答问题，对“传热学”的学习比往届学生兴趣更高，在任课教师的引导下能够主动思考解决传热学问题的流程，主动查阅笔者提供的参考书目并提出问题。在导热、对流及辐射换热的实验课上，大多数同学能够自发、独立、主动地完成三个基本实验，有些同学还与教师探讨更深入的实验验证分析解的问题，完成笔者布置的选做内容。

2.大作业反馈教学效果

由于学生较多，从120个学生中抽查了交上来的50份大作业，学生在选题上发挥了积极性和主观能动性，选题范围从生活实例到气候变化，再到工程实践，如天气现象谚语中蕴含的传热基理、太阳能利用，制冷系统中的传热学应用等，涉及到“传热学”各个章节的内容。大部分学生还通过查阅相关文献和主动思考，初步掌握了模型建立、数值模拟及结果分析并验证这一流程，得到了一次系统的科学分析方法训练。学生在查阅资料并完成大作业的过程中，不仅巩固了课堂上教授的基本内容，还自发引入其它课程或参考资料中的信息并将信息加工消化，例如进行传热过程分析的火用分析方法等。

总之，学生在学习过程中发挥了主体作用，提高了综合分析能力和创新能力。

六、结束语

总之，课程教学没有固定的模式，在实际教学中做到因人而异、因材施教是有一定难度的。作为教师，要不断应用新型教学方法，提高个人修养，制作丰富多彩的多媒体课件。要想使全部学生顺利完成学习任务，不但要适当运用多媒体课件辅助教学，还应经常和学生进行交流，有目的地指导学生，提高学生的学习兴趣，使全部学生感受到学习的乐趣，获得努力学习的动力。

参考文献：

[1]刘立平，师少鹏.传热学课程教学的改革探索[J].高等农业教育，

2004，（3）.

[2]刘晓慧.传热学课程内容分类教学法[J].建材高教理论与实践，

1996，（3）.

[3]涂虬.热平衡法在传热学教学中的应用[J].武钢职工大学学报，

2000，（1）.

传热学课程篇2

关键词：传热学；教学内容；教学方法；考试手段；教学改革

作者简介：章学来（1964-），男，浙江海宁人，上海海事大学商船学院，教授，博士生导师；徐蔚雯（1991-），女，上海人，上海海事大学商船学院硕士研究生。（上海 201306）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0099-02

“传热学”是研究物体内部或物体与物体之间由温度差引起热量传递过程的学科。“传热学”在热能与动力工程专业中有着举足轻重的地位，它一直作为能源动力类专业研究生考试的必考课程之一。因此，如何搞好“传热学”教学，使学生深入理解传热学知识，是必须重要解决的问题。

一、“传热学”课程的教学现状

近几年本专业课程考试通过率从89%下降到85%左右，大部分学生集中在65～75分数段，高分较少，专业平均分下降3～5分，教学成果不尽理想，而造成这个结果的原因是什么呢？

一方面，由于大学生本科扩招，导致学生平均素质下降，以往的教学方式已无法完全满足当今教学基本要求。另一方面，“传热学”一向“难教难学”。一是课程内容较为分散，缺乏很好连贯性，使学生不容易横向理解；二是图表、经验公式以及半经验公式较多；三是一部分理论与概念较为抽象深奥，学生理解普遍存在困难；四是课程课时少，54课时不足以将内容完全讲解，因而同学无法很好地吸收知识。

根据以上教学困难，课程组决定从教学内容、教学方法以及考试手段等方面进行教学改革，以期改善教学成果，提高学生学习质量。

二、教学内容的改革

教学最主要的是教学内容。现在传热学发展十分迅速，而其教学内容相对滞后，这就要求教师在课堂增加一些传热学前沿内容，拓展学生视野。同时根据教学情况，适时对教学内容进行调整。

1.注重对流传热及其实际应用

考虑到上海海事大学（以下简称“我校”）热能与动力工程专业学生毕业后主要从事于制冷及其相关行业，课程将加大对流传热的讲解力度，并在课后作业与考试中引入其实际应用题，加深对该知识点的掌握程度。教师自行批改作业，并根据作业情况了解学生学习情况。在下节课堂中，教师将详细讲解学生错误题目以及题目要点，并且扩展题目类型以及应用实例。

2.注意本课程承上启下的作用

教师讲解知识要点，必须与专业的培养计划联系在一起，旁征学生已经学过的科目知识来帮助学生理解学习要点，博引学生即将学习的科目概念来印证课程内容。例如将锅炉作为导热实例，回顾锅炉知识，切实印证导热作用；将对流传热与流体力学联系，方便于学生理解对流传热中流体的运动；将辐射传热与热管相结合，为之后换热器课程的学习做铺垫。该措施已实行了2届，皆取得了较为良好的效果，增强了同学专业的连贯性以及对专业知识的融合运用能力。

3.运用双语教学，加强学生的专业英语

基于学生现阶段的平均水平，教师在绪论、应用以及简单概念的讲述时通过自编英语讲义、英语板书以及双语口述实行双语教学，并在考试时酌情添加一些英语题目检验学生的学习成果。该措施已试点3届，取得了一些成效。自编讲义不仅能够减少学生阅读专业英语的难度，更能较好地引导学生学习的进度，达到循序渐进的效果。此外，在平日里的讲课与课后作业中，教师也将增加关键词与专业术语的英语讲解，进一步增强学生的专业英语水平，使学生能够运用英语这种国际学术语言进行思考，在以后的工作和学习中更有效地掌握国际上传热传质领域中的最新专业知识和专业技能。同样，教师在阅读英文教材、编写英文教案的过程中也将受益匪浅，不仅可以使教师了解国内外最新的教学动态与科研成果，而且还将提高教师的教学能力和专业水平，真正做到“教学相长”。[1]

4.增加热管等专题

在完成课程教学但还未考试时，教师通过创新基地将给学生讲授热管等专题。在介绍热管的原理以及相关应用后，要求学生完成特定条件下求取热管周围特定温度点温度变化的程序编制。这个举措既使学生熟悉编程语言以及计算机相关软件的使用方法，而且也通过热管这个当今十分普遍的应用实例巩固了学生对“传热学”知识的理解与运用，大大有利于学生在日后工作中适应现代工程的发展要求。[2]

三、教学方法的发展

现今的大学教学中，“传热学”的教学内容基本相差不大，而学校与学校之间的教学成果却大相径庭，而造成这个结果的最重要原因之一则是各校教学方法的不同。

1.课前提问回顾，课后作业预习

课程教师通过每次上课前随意对学生的提问来帮助学生回顾上次课的主要内容，同时检验学生对上次课知识的掌握程度，起到查缺补漏的作用；通过每次课后布置2～3道预习作业来要求学生自主学习之后的课程，以加强听课效果。该措施已尝试多年，取得了较好的教学成果。它可很好地将“传热学”课程串联起来，解决了课程内容较为分散、缺乏连贯性等问题，并通过课前提问的总结以及预习问题的解答，理清了学生及教师的思路，增强了学生对离散知识的概括总结能力，提高了学生的学习质量。

2.学生自主备课，上台讲解

对一些重要的理解难点，教师会根据教学进度，酌情要求学生自学难点并且自备教案。之后，教师将在课上随机挑选学生上台演讲，并查缺补漏总结难点内容。通过自学―教授―补充不仅可以激发学生学习的兴趣，提高学生自我学习、总结归纳以及口头表达的能力，还可活跃课堂气氛，使学生的思维始终处于兴奋状态，间接提高学生学习的质量。[2]

3.学生自行设计实验方案，实践中完善方案

在54课时中有6课时用于“传热学”相关课程实验。教师在实验前讲解实验要求、基本原理以及提供的设备后，要求学生自行设计实验方案以达到实验目的。实验时，学生按照自己设计的实验方案操作，并且通过实验发现问题、解决问题，修改实验方案，最终提出一套正确、可行、完整的实验方案。在设计实验方案的过程中，学生可以查询各种资料，与同学讨论或是询问求教于导师。而教师在实验期间维护学生安全，解答学生的各种问题，并在实验最后总结归纳实验精髓。通过此举培养学生独立设计一套完整实验方案的能力，以及主动发现问题、动手解决问题的能力。

四、考试手段的调整

众所周知，考试是目前检验学生学习效果的最有效手段，同时它也对学生的学习态度和学习方法起着引导作用。因而，根据学生学习状况选择合适的考试手段则成为每个教师必须严阵以待的一个重要问题。

1.传统考试的形式及其优缺点

传统的考试形式一般有闭卷和开卷两种。

一般课程平日里都采用闭卷考试，这也是应用最为广泛的一种考试。闭卷考试有着鲜明的优点：一是学生通过考前背诵与复习，能够熟练掌握本课程的基本概念以及基础知识；二是学生不会心存侥幸，为了通过考试，考试前必定会做一定程度的复习；三是考试监考比较方便，能够通过比较简单的手段杜绝学生的作弊现象。但是凡事无完美，闭卷考试也有其不可避免的劣势。由于“传热学”课程图表、经验公式以及半经验公式较多，这些公式与参考资料所需数量庞大无法在试卷中一一列出，而学生又无法全部背出且也无这个必要，所以试卷的出题范围就受到了很大的限制，为了规避这些参考资料，所出试题难度较低，不能客观地衡量学生真实的学习状况。

第二种考试手段就是开卷考试，这也是教学上比较常用的一种考试形式。开卷考试的优缺点正好与闭卷相反。开卷考试能列出一部分公式与参考资料，减轻学生的复习压力，使学生有更多的时间与精力去理解知识难点，增添学习的深度与广度。但是在开卷考试中，教师无法很好地监控学生的考试情况，很难做到杜绝作弊现象的发生。同时，学生一旦在考试中被允许翻开书本，就会忽视考前复习的重要性，对基本概念以及基础知识的掌握就缺乏稳固，并且在考试中如果遇到问题，学生不会首先自行思考解决，而是通过翻阅书本来寻求答案。[3]

2.“1+1”考试手段及其优缺点

所谓“1+1”考试就是闭卷考试加“一页纸”的考试，“一页纸”是指允许学生将印有学院考试专用图章的纸带入考场，这张纸上允许学生记录自己认为对答卷有帮助的任何内容，如公式、解题方法或重要结论等。[3]一是通过一页纸资料的整理，学生拥有了一个“传热学”课程，归纳重要知识点的过程，这不仅仅培养了学生的概括总结能力，更加深了学生对本课程知识的理解与运用；二是一页纸资料的参考，可以很大程度地避免公式与参考资料的背诵，使学生免于无用功的困扰；三是一页纸篇幅有限，只能誊抄有限的知识要点，因而出题依旧保留很大的余地，解决了开卷范围过广 ，出题偏怪偏难的问题。同时学生在考试时无法完全依靠这张纸，所以依旧会重视考前知识点的复习，相信一张纸最后也将只是一个心理安慰。

但是“1+1”考试手段并非毫无缺点，它依旧有着需要继续研究与探讨的部分。一页纸的篇幅大小决定着考试开卷范围的大小，如果篇幅过小，则无法涵盖所需公式与参考资料，引起学生精力及时间的浪费；如果篇幅过大，则限制了考试的出题范围，考试将无法全面客观地检测学生的学习水平。

3.“开卷加闭卷”考试形式

目前课程运用的是开卷加闭卷的形式，对两种考试取长补短，既兼顾了公式以及参考资料的查阅便利性，拓宽了教师的出题范围，又考察了学生基本概念以及基础知识的掌握程度，督促学生必须重视考前复习。根据近几届的试验情况，笔者发现由于开卷考试的开卷范围过广，使开卷试卷的考试难度大大降低，如果提高出题难度，又不免出题偏于难题与怪题，违背了考查学生学习质量的初衷。

五、总结

“传热学”是一门十分重要的专业基础课，希望通过上述改革能给“传热学”的教学带来一丝新的气息，帮助学生更好地掌握“传热学”的基本理论及计算，提高学生发现问题以及解决问题的能力，满足后续课程的学习基本要求，为未来的就业奠定坚实的理论基础。[2]

参考文献：

[1]钟晓晖，赵斌.“传热学”精品课建设的探索与实践[J].河北理工大学学报（社会科学版），2009，（5）：108-111.

[2]郭永辉，王子云.关于“传热学”课程教学改革之我见[J].制冷与空调，2004，（1）：69-70.

传热学课程篇3

关键词：节能；新能源；传热学

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0100-02

随着地球上的化石能源日渐消耗殆尽，“节能”已成为应对世界性能源危机的重要手段，节能观念的深入人心，将对整个社会能否实现可持续性发展产生举足轻重的作用。而大学生的节能意识对整个社会的节能意识则产生着十分重要的示范和引导作用，因此，通过言传身教为大学生渗透灌输节能观念，应是每一位大学教师责无旁贷的使命。

“传热学”作为一门重要的专业基础课，广泛开设于热动、建环、机械、化工、交通、电子等各个大学工科专业。[1]这门课程主要是研究热能传递过程的规律，与节能观念息息相关。在本门课程的教学活动中培养学生的节能意识不仅可以宣传国家的节能政策，而且可以激发学生的学习动机和学习热情，另外对本门课程教学内容的拓展深化也将大有裨益。

一、传热学中的节能实例

泡沫塑料、加气混凝土、离心玻璃棉等材料具有良好的隔热保温性能，其根源在于其内部丰富的孔隙结构。然而孔隙越多并不一定意味着保温性能越好，湿度也对其保温性能具有显著影响，这里不仅涉及到导热的知识，也涉及到对流方面的相关知识。因此，选择合适的保温材料和合理的施工方法，对其节能效果具有重大意义。[2]

空心墙和空心砖到底有没有节能效果，这个问题同样涉及到导热和对流两个方面，可与保温材料的问题进行类比，得出符合工程实际的结论，并进一步加以分析总结，使学生了解使用空心材料进行节能设计时需要注意的一些问题以及可以采取的各种方法。

对于圆形管道保温，保温层是否一定越厚越好，这涉及到“临界热绝缘直径”的相关知识，需要通过数学上求取驻点的方法对此问题进行全面分析。对于这种与“常识”相悖的问题，在教学中更是要尤为重视，重点讲解，否则极易使学生得出与节能目标相违背的结论。

对于烹饪器具的节能问题，则涉及到非稳态导热。对于同样的一种食材，水煮时属于三类边界问题，烘烤时属于二类边界问题，而微波炉加热则属于有内热源的问题。当学生明白了为何不同的灶具可以烹饪出不同质感的食物，也必然会对其中的节能效果有所领悟。

周期性导热部分知识的学习，则可使学生了解围护结构朝向与建筑能耗的密切关系，对节能型建筑设计具有一定的指导意义。此部分知识同时还涉及到“等温层”这个概念，对这个概念的掌握可以使学生深入了解地下深埋建筑和深埋管道在节能方面的优越性。

物体的颜色反映出该物体对可见光光谱的吸收特性，对于太阳等可见光占据较大比例的光源，在同等的条件下，深色物体可以比浅色物体吸收更多的能量。例如浅色屋顶可以在夏季更多地反射阳光，从而降低建筑内部能耗，起到节能的作用；而特朗勃墙表面采用深色涂料，可以在冬季吸收和储存更多的太阳能，用来在夜间更好地向室内供热，同样可以起到节能的作用。

功率相同的白炽灯和节能灯，其照明亮度却大相径庭，这其中涉及到某一波段光谱的能量发射情况在总光谱中所占的比例。在对普朗克定律进行深入探寻的基础上，学生将对推广节能型灯具的重要意义了然于心。

对于热流体管道外表刷白漆或包铝皮两种情况，并非触感较热的情况保温性能不好，这同样也是一个与“常识”相悖的问题。对于这个问题，需要引入辐射发射率的知识，利用综合传热的热阻分析方法，对两种情况的总热阻进行比较，才能够得出正确的结论，从而满足节能的目标。

双层中空玻璃的传热计算不仅是传热学中的一个综合性问题，也是关于节能的一个典型问题，空气夹层厚度、真空度、玻璃表面发射率、窗框密封性，诸多因素都将对玻璃窗最终的节能性能产生不同程度的影响，这其中涉及到导热、对流、辐射各方面的知识，并且互相关联耦合，使其设计计算工作具有相当的难度。

二、传热学中的新能源利用

随着太阳能、地热能、核能、风能等对常规能源的逐渐替代，新能源的开发利用已成为节能工程中最为重要的一个环节，这其中也涉及到许多传热问题。

材料在电磁波谱中所体现的辐射特性是太阳能利用中的核心问题。由于太阳表面的平均温度高达5761K，它向地球辐射的能量有99%集中在波长3μm以下的短波区，其中可见光和紫外线部分的能量所占的比例达到53%。根据不同材料对于不同波段能量的吸收、反射和透射特性不同，可以设计出各种不同的太阳能利用装置。例如设计太阳能集热器或温室用的玻璃时，如果能够采用短波透射率高、长波反射率高的低铁平板玻璃，可以大大提高能量收集效率，起到充分节能的作用；反之，在需要保温的建筑外窗上使用能够有效反射长波辐射的Low-E玻璃，也同样可以起到节能的作用。

地源热泵系统是一种利用地面浅层地热能进行供热和制冷的节能技术，其中地下埋管的设计和传热计算对系统的节能效果起着至关重要的作用。这种传热计算不但涉及到土壤传热，而且还包括孔隙中空气导热、地下水体的自然对流和迁移传热，土壤的热物性、含水量、温度、埋管材料、管内流体物性和流速这些参数都将对传热过程产生影响。对于如此复杂的传热模型，必须在合理简化的基础上，采用数值传热学的求解方法加以研究。另外，地源热泵的土壤热平衡问题，也是系统得以正常运行的关键问题，为了防止系统运行效率逐年降低，就必须要运用周期性非稳态导热的原理加以分析研究，确保冬季取热量和夏季放热量收支平衡。

核反应堆的安全传热是核能利用中一个至关重要的问题。反应堆瞬态运行和事故过程的堆芯传热，燃料及其冷却剂的传热特性，再淹没传热、再湿传热等各种特殊情况下的传热机理，这些都涉及到传热学的相关知识。对于反应堆冷却水加热的“沸腾危机”问题，更是核能利用中的一个基本问题。如果热流密度超过峰值，会导致沸腾工况突变，温度骤然升高1000℃，从而使设备瞬间烧毁。为了避免这种事故的出现，必须在了解沸腾换热曲线的基础上，对热流密度进行严密的监视和控制，确保其处在安全的工作范围之内。

利用热对流引起的空气流动效应实现自然通风，从而在建筑物中利用风能，也是建筑节能的一种常用手段。近年来，“微能耗”、“零能耗”建筑成为当今建筑行业的发展方向，将风能与太阳能、地热能结合起来进行利用，是新一代节能建筑的重要特征。这类建筑的设计建造必然涉及到传热学方面的知识，例如特朗勃墙、阳光间式太阳房等建筑形式中的温度场和气流组织，必须采用对流传热的数值方法进行研究分析。

三、一些节能新技术在传热学中的应用

纳米孔气凝胶材料是近几年来新出现的一种超级保温材料。通常情况下，当保温材料的孔隙率较高的时候，导热系数很低的空气会对材料的导热起到抑制的作用，但却往往会使小孔彼此贯通形成大孔，空气在孔隙间流动，从而增强材料的对流传热。纳米孔气凝胶材料通过严格的生产工艺，将几乎所有的孔隙尺寸控制在70nm以下，小于空气分子的平均自由程，材料的密度仅为空气的3～4倍。这种材料内部能在具有丰富孔隙结构的同时又不彼此贯通，同时遏制了导热和对流这两种传热过程，使其表观导热系数完全可以达到与空气相同的量级。这种技术作为一种高效绝热技术，已经被美国顶级期刊《Science》列为世界十大热门技术之一，如将这种材料广泛应用于建筑领域，必然会带来巨大的节能收益。

纳米玻璃隔热膜技术是一种新型的隔热保温技术。该技术通过本体染色、金属化镀层、磁控溅射、夹层合成等多种工艺处理方法，在玻璃表面添加一层选择性涂层。该技术可用于建筑幕墙、橱窗、柜台、车船玻璃等不同场合，可以在保证可见光穿透率的前提下，大幅度阻隔红外线和紫外线的辐射。与普通玻璃相比，这种技术可减少60%～85%透过玻璃的太阳辐射能量，即使与双层真空玻璃相比，也具有成本和节能效果方面的优势，因而是一种在传热学领域极有前途的发展研究方向。

相变储能技术是一种可广泛应用于太阳能利用、电力调峰、工业余热利用、跨季节储能、绿色电池等各个领域的新型储能技术。该技术是利用熔融盐、石蜡、脂酸等相变材料的潜热，将热量储存起来，并在需要时释放，由此实现一个循环的过程。如要掌握这种技术，就必须全面了解相变储热材料的传热特性，利用相变传热的知识对其传热过程加以分析研究。

四、结束语

掌握能源知识、强化节能意识是保障人类社会可持续性发展的必然途径，也是每个工科大学生的必备素质。[3]“传热学”是一门应用性很强的工学学科，课程中的节能知识比比皆是。在本门课程的教学活动中，通过教师的言传身教，将节能观念渗透每一位学生的思想意识之中，不仅可以激发学生的学习兴趣，更可使其养成良好的节能行为习惯和科学的能源消费方式，并对社会各阶层人员的节能观念予以示范和引导，从而树立起学生的时代使命感，对未来社会的发展必将大有裨益。

参考文献：

[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].第四版.北京：高等教育出版社，2011.

[2]章熙民，任泽霈，梅飞鸣.传热学[M].第五版.北京：建筑工业出版社，2007.

传热学课程篇4

关键词：传热传质学；网络课件；师生互动

作者简介：郑晓峰（1977-），女，蒙古族，内蒙古赤峰人，广东海洋大学工程学院，实验师；冯耀勋（1978-），男，湖北黄冈人，广东海洋大学工程学院，讲师。（广东 湛江 524088）

基金项目：本文系广东省2012年度省精品资源课项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0078-02

“传热传质学”、“工程热力学”及“流体力学”是能源动力、化工和建筑环境设备类学科的主干技术基础课，这三门课是学习后续专业课的基础，是这些专业的支柱课程，因此学习好这几门课非常重要。相对于其他两门课，“传热传质学”是一门理论性和应用性都很强的基础课程。三种传热方式涉及较多的高等数学知识，推导公式及微分方程求解涉及高等数学的三重积分及数理方程，理论性很强。同时由于传热传质学发展历史较长与实践接触很紧密，应用性很强。当前的教学过程中学生接触实践的机会较少，在这种情况下学生学习“传热传质学”这门课有很大困难。当前大部分学校都是采用讲授式教学模式，这种教学模式不能形象地表示换热的实际过程，此外这种模式也使学生和教师之间除了在课间的交流外较少有接触，无法实现“传热传质学”教学课堂外的相互交流。但随着计算机技术的高速发展，网络技术日渐成熟，使这些功能的实现成为可能。通过网络教学课件的开发，教师即可以在课堂利用多媒体制作课件进行教学，能够形象地展示各种换热设备和换热过程，而且课后学生与教师之间也可以在网络上进行相互交流、相互探讨、答疑和批改作业，实现课外的教学交流。此外学生还可以通过网络教学课件进行自我测试，让学生明白自己对相关知识的掌握程度。基于这种构思同时也为了更好地促进“传热传质学”的教学工作，本教研室开发了“传热传质学”的网络教学课件。

一、网络教学课件的设计思想

采用什么样的网络教学模式决定了网络课件的构成。根据传热传质学教研室多位老教师的经验，并通过对“传热传质学”教材进行分析，本课程组认为，教材中基本概念和微分方程的推导，如导热基本定律、导热微分方程、对流微分方程等最好还是采用传统的讲授方法，但将所有的内容制作成多媒体课件，这部分内容的关键是建立详细和生动的模型和微分方程的推导。教材中有关微分方程的推导都是建立在学生掌握前面知识基础之上的，例如在推导导热、对流的微分方程时会涉及高等数学中三维积分以及工程流体力学中的很多知识，这些知识很多学生都忘记了，此时教师应该理清与前面知识的联系，但如果教师仅仅是利用黑板也很难完全写出这些知识点，而采用多媒体教学手段可将这些知识点通过提示的形式呈现出来，辅助学生去理解现在学习的内容。

“传热传质学”中除了基本概念以外还有一些与实际接触很紧密的内容，例如导热中的肋片导热问题、对流换热中的经验公式、换热器的设计和校核等等。这样的知识点可以采用基于问题的探究模式，由任课教师提出相关知识点的问题，引导学生看书、上网查资料来解决，最后学生相互交流，最终教师要给予正确的引导，并能给出正确的答案。对于这种基于问题的探究式网络教学模式，仅仅利用多媒体制作的课件是不够的，还要有学生与学生、学生与教师之间的交互平台，让教师与学生、学生与学生之间在学习过程中可以交流。

除了能进行学习以及交流的功能以外，网络教学课件还应该能够让学生了解自学所掌握的知识程度，因此应该有一个自我检测系统。通过自我检测系统，教师可以对学生以及学生自己都可以对掌握知识的程度有一定的了解。

一般的网络课件都是静态的，整个网络课件的可扩充性不好，只是将网页所呈现的资料静态地堆积。在“传热传质学”网络教学课件的开发过程中要求整个课件是动态、可扩充的，最后开发为一个具有多种功能的教学平台。这个平台的具体要求是学生能通过平台进行学习；教师能在这平台上进行在线的课程教学；系统管理员能通过平台进行整个系统的管理。

以上种种需求就是开发“传热传质学”网络教学课件的设计思想，本课程组在此基础上开发了该课程的网络教学课件。

二、网络教学课件的构成

“传热传质学”网络教学课件主要由四个模块组成，主要包括：管理员管理模块、课程学习模块、师生互动模块以及在线测试模块。

1.管理员管理模块

管理员管理模块主要作用是让管理员在网络课件页面输入其用户名、密码进入后台对整个课件进行管理。管理员管理模块的功能主要在这几方面：它可以管理教师和学生的权限，教师和学生取得了认证才能在本课件上从事操作；教师在取得权限后可以对整个“传热传质学”课程进行管理，在管理后台上，任课教师可以对自己的多媒体教案以及相关的资料进行增加、删除以及修改；为在线测试系统增加或者删除试题；信息功能，通过管理后台可以把相关的信息及时地在基本页面上，教师和学生能及时地掌握相关的信息例如考试、测试等等。除了“传热传质学”外，管理后台还具有良好的扩充性，它还可以对其他的课程进行课程管理，现本校正准备将研究生课程“高等传热学”的内容扩充到里面，形成一个完整传热传质学的体系；它可以实现菜单管理，对每一个模块下的菜单进行添加或者删除，当有新的需求时可以对每一个模块下的菜单项进行增减；在基本页面上滚动消息，在BBS论坛留言与学生交流等等。

2.课程学习模块

该模块主要作用是两个，一是让学生通过教师给予的资料以及教材进行自我学习，二是教师通过网络课件内的授课内容对学生讲授课程。该模块主要包括以下几个方面：课程介绍，用来介绍本课程的基本情况；教学大纲，教学大纲主要规定“传热传质学”课程中主要掌握知识点、知识点掌握的程度、课程学时安排等；师资力量，这个主要是介绍本校“传热传质学”教学梯队的情况；课程教案，通过管理后台，授课教师可以将自己精心制作的多媒体课件放入其中，一方面授课教师可以用课件进行教学，同时学生可以用它进行自学，教师采用多媒体课件教学时节奏较快，在较短的时间内部分学生难以掌握课堂全部知识，在课程教案里提供下载功能，通过管理员授权后学生可以下载多媒体课件进行学习；重难点解析，这部分主要是将书中所有知识点列出，给出各个知识点的难易情况，应该掌握的程度，学生可以据此进行自学；重难点习题分析，在“传热传质学”学习过程中，学生只有学会建立模型的思想才能真正地搞懂它，同时也需要有合适的习题来加深他们对课程内容的印象，但教材中的习题解答往往比较精练，学生总有些细微的地方看不明白，而课时是有限的，教师也很难都一一讲到，针对这种情况，教师在每一章中选择几个经典且涉及知识点多的习题进行详细解答，这些解答并不是简单地堆砌在一起，而是在解答的每一步都把相关的知识点链接起来，学生可以根据自己的需要选择性学习；课后习题，本课程专门有重难点习题分析还不行，还得有适当的练习，教师可以布置作业，学生也可以通过师生论坛上交作业，教师批改后要给出正确的答案，通过这个栏目教师可以给出作业的正确的、详细的答案，学生可以通过它进一步了解自己在哪些方面还有不足可以加强学习；教学录像，学生除了可以按照多媒体课件以及重难点解析进行学习外，还可以通过教学录像进行学习，本课件选取了具有多年教学经验的学科带头人主讲的“传热传质学”教学录像，学生可以通过播放的录像学习；实验教学，在这个栏目中主要通过虚拟实验来提高学生的学习兴趣，从而有利于实验教学的开展，此外本课程组还录制了几个实验的实验教学录像，供学生观摩学习。

除提到的这几个栏目外，在课程学习模块还有考研真题、考研动向、学科动向等栏目来辅助教学。

3.师生互动模块

学生在采用网络模式习时，学生和学生之间、学生和教师之间需要相互交流，这个相互交流的功能主要是通过师生互动模块来实现。它主要包括以下几部分：教师答疑栏目，在这个栏目下，学生的疑问都可以通过在不同的主题中发帖子得以解决，而“传热传质学”教研室的教师轮流出任这个栏目的版主，对学生提出的问题进行解答，对于个性问题在网上直接解答就可以了，对于共性问题做成多媒体教案放入课程教案中在课堂上讲授；学生交流栏目，这个栏目主要是为学生与学生之间交流设置的，采用基于问题的网络教学模式进行教学时，学生有时需要协同学习，此时利用这个栏目可以方便他们之间的交流；作业下载上传栏目，教师在这个栏目下布置课后作业，供给学生下载，学生完成作业后将作业以附件形式上传至平台，教师可以凭借管理员授予的权限将作业取出进行批改；学生作品展示，采用基于问题的网络教学模式，教师提出问题，学生针对此问题提交总结性报告，教师可选取好的总结报告在此展示，这样一方面可以丰富网络课件内部资源，另一方面也可以更好地提高他们学习的兴趣。除此之外还有教师点评等栏目。

4.在线测试模块

无论采用哪种网络教学模式，教学的最终环节还是需要检测学生对知识的掌握程度，而网络教学课件的检测功能是利用在线测试系统来完成的。

在完成某一章节的学习后，学生可以登陆在线测试系统按照章节选择习题进行自我测试。在线测试系统提供按照相应的章节进行选题测试的功能，在线测试系统中的题目主要是选择题、填空题以及问答三种形式，其中系统能对选择和填空给予判断，提供问答的参考答案。通过这个在线测试系统，学生能很好地判断自己对知识的掌握程度，从而可以展开进一步的学习。

三、总结

为了开展“传热传质学”这门课程的网络教学，针对采用网络教学对教学资源的需求，本课题组开发了“传热传质学”网络教学课件。

“传热传质学”网络课件不但能综合利用网络这个工具方便地开展教学活动，而且这个课件比传统的讲授式教学更有利于拓展学生的思维，提高学生的兴趣，发展学生的能力，从而提高学生的综合素质。实践教学表明该课件能够提高学生兴趣，增强学生利用网络查询资料的能力，最终“传热传质学”课程的成绩得到提高。

参考文献：

[1]李敏，李湛.工程热力学与传热学多媒体应用分析[J].理工高教研究，2004，23（1）：101-102.

[2]陶文铨，杨世铭.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.

传热学课程篇5

关键词：计算机,传热学,教学改革

1 引言

21世纪是科技高速发展的时代，新知识、新方法的不断涌现为高等教学事业的发展提供了良好的手段和机遇。《传热学》课程作为建筑环境与设备工程专业和热能动力工程专业的重要专业基础课程，它的课程体系和教学内容都相对成熟和固定，即使如此，我们也必须与时俱进，不断用现代科技手段改进课程教学的各个方面，使得它成为教学手段先进、充满吸引力的优秀课程。近年来，我们在计算机技术应用于《传热学》课程方面进行了探索和实践，取得了良好的效果。

2充分发挥多媒体教学课件的功能

在当今信息时代，知识更新的周期越来越短，大量的新知识、新思想不断涌现，为适应这种情况，新的多媒体技术应用于《传热学》课堂教学是大势所趋。因此我们必须将传统的教育思想转变为现代教育思想。免费论文参考网。为了培养厚基础、宽专业、强能力、高综合素质的人才，必须由传统的以教师、课堂、书本为中心转变为以学生学习、个体实践、信息交流为中心，要实现这一巨大转变是靠传统教学模式无法完成，只有采用基于多媒体先进技术的新教学模式、方法和手段才能得以实现。免费论文参考网。

2．1 加大教学信息量，突破教学难点

《传热学》课程是建筑环境与设备工程专业和热能动力工程专业的主要专业基础课程之一，该课程的教学内容分为导热、对流和辐射三大模块，各部分相对独立，每一部分都有自己的知识体系与核心内容，理论概念较多，计算公式推导复杂、公式数量庞大，这使得教师的讲课时间紧张，形成了授课进度快、略去内容多时易造成学生跟不上教师思路，对基本概念、基本方法未很好理解其实质内容，而讲课进度慢时又不能完成预定教学任务的矛盾。应用多媒体教学可很好地解决这一问题。

多媒体教学具有信息量大，屏幕投影显示清晰、图文并茂、表达方便快捷的特点，我们在教学中充分利用了这一优势。例如对于非稳态导热中无限大平壁在第三类边界条件下导热问题，过去一直是传热课程重点和难点之一，应用多媒体教学时，讲授过程中我们将分离变量法的具体求解方法、温度通解中每一积分常数的具体求解过程都讲得很全面清楚，教师从写黑板的重复性劳动中解脱出来，着重在于讲清思路，讲清问题的重点和难点。用两小时轻松地完成了过去传统粉笔加黑板教学时三个小时都难以完成的教学任务。近两年来，在学校课堂教学时数总体精简的大背景下，我们用60学时仍然完成了教学大纲上规定的68学时才能完成的教学任务。

《传热学》课程中例题、习题的讲解也是教学的一个重要方面，我们应用多媒体教学可以在较短的时间内完成多个高难度、高综合性的习题的讲解工作，整个课程中课堂习题讲解数量有较大提高，拓展了学生的思路，也很好地提高了课堂教学的信息量和教学效率。

多媒体教学可有效突破教学难点，例如对于二维、三维非稳态导热过程，如何表达物体内的温度场让学生建立起温度分布空间的概念一直使师生感到棘手，我们利用多媒体课件信息容量大、表达形象具体、切换快捷的特点，用多幅类似于图1的立体图形来反复说明这个

问题，授课中与学生展开互动，启发课堂讨论，对此学生感到效果很好。教学中难题迎刃而解。

 

传热学课程篇6

论文摘要：“传热学”是热能与动力工程专业的一门重要基础课，在民族大学生能力培养和知识结构体系中起着承前启后的作用。针对民族大学生基础薄弱特点，结合近几年来民族大学生的教学情况，提出课堂教学应以知识传授为载体，树立独立学习能力、分析问题能力和创新能力的教学指导思想，对民族大学生“传热学”的课堂教学进行了探讨与研究。

论文关键词：传热学；民族大学生；案例教学

“传热学”是研究由温差所引起的热量传递规律的科学，是热动专业学生的一门重要的专业基础课，是联系基础课和专业课的桥梁和纽带。传热学在生产技术领域的应用十分广泛，在能源动力、化工、材料、机械、电气、建筑、交通以及航空航天等领域中存在大量的热量传递问题。传热学的理论体系日臻完善，内容不断得到充实及改进，已成为现代科技中充满活力的主要基础学科之一。本课程在民族大学生能力培养和知识结构体系中起着承前启后的作用。因此，如何完善这门课程的课堂教学，使民族大学生成为有用人才是一个严肃的问题。笔者将结合近几年在“传热学”教研中的经验，谈谈在“传热学”在民族大学生教学中的一些认识。

一、民族大学生的学习情况

从学习的主体——民族大学生入手考虑问题，具体包括如下几个方面：

1.民族大学生基础薄弱

根据新疆大学新生入学成绩统计，2009级到2011级入学的热动民族大学生高考平均分为450分左右。学生基础不好，学习起来难度就很大，也就没有信心，要在热动行业有所作为就要多努力。

2.民族大学生学习习惯

民族大学生语言能力很强，有一名维族女学生会八种语言。但是，一名合格的工科大学生不仅仅要会语言，更重要的是要懂工程技术。然而，他们的学习习惯非常不好，比如上课不注意听讲、不做笔记、课下很少看书、不认真做作业、实验课上不专心、考前背课本、很少做题等。作为工科学生，不做题很难取得好成绩，因此就导致基础课尤其是数学课、流体力学也包括传热学不及格率很高。老师时刻提醒他们如何听课、如何学习，以改变不良的习惯及作风，使其养成良好的学习习惯。

3.民族大学生学习兴趣

民族大学生爱歌舞，但是，一提到学习就无精打采，这就是问题关键所在：没有学习兴趣。因此，这就需要老师多去鼓励他们，给他们自信心，让民族大学生对学习感兴趣，真正成为学习的主角。

对民族大学生学习情况有所了解之后，如何让民族大学生在薄弱基础上，养成良好的学习习惯，让他们真正成为学习的主角，那么就需要结合“传热学”提出具体教学指导思想，进一步探讨民族大学生“传热学”的教学方法。

二、“传热学”的教学指导思想

“传热学”课程的内容主要包括：导热、对流传热、辐射传热以及传热过程和换热。该课程连贯性和系统性较差，表现为基本概念繁多、公式紊乱、重点分散等，不利于学生的理解和记忆。那么，如何学好“传热学”，其教学指导思想又是什么呢？中国古语说：“授人以鱼，三餐之需；授人以渔，终生之用。”因此，课堂教学的指导思想应是以知识传授为载体，通过本课程的教学，民族大学生全面掌握传热学的基本规律，深刻理解导热、对流传热、辐射传热、传热过程和换热器以及传质学等知识体系，并关注在工程实际中的应用，努力培养民族大学生应用传热学理论，发现、分析并解决实际问题的能力。

要想使民族大学生学好传热学，首先应了解他们是怎么想的，知道他们的优点和缺点，区别于汉族同学，最重要的还是提高他们的学习兴趣，将课堂教学的主体由教师转移到学生，让他们成为学习的主角，这就需要授课老师做好教学的“互动”。课堂教学师生互动的过程，教师要多观察学生的课堂表现，不要急于讲知识，要让学生参与进来，真正让学生变被动学习为主动。目前，国内外的教育工作者提出了很多的教学方法，总结起来这些教学方法应该说都从某些方面体现教学“互动”让学生成为学习的主角的思想。

三、“传热学”教学方法

“传热学”是热动专业重要的专业基础课，也是重要的技术课。其主要任务是通过多种教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生理解掌握传热学的基本概念、基本原理及基本计算方法；培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及实验动手技能，为后继课程的学习、从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的理论基础。

传统的教学方式仍然是“填鸭式”，德国教育家第斯多惠说过“教育的艺术不在于传授本领，而在于激励唤醒”。“填鸭式”教学如果灌输得好，学生受益，但是大部分时候，学生只能消极被动地适应课程和适应老师。这种以大纲、教材、教参为主线的传统教学观念及做法，严重束缚了学生的全面发展。因此，现代教育理念是把学生、教师、教材、教育为四大要素加以合理地结合，对旧的教育体系重新调整，将“填鸭”转变为“问题解决及能力培养”，强调师生的合作精神，注重学生的个性培养以及个人能力的全面发展。

下面笔者将结合新疆大学热动专业的民族大学生谈谈传热学的课堂教学的一些方法。

1.做好笔记，加强学习效果

要求学生在上课时做好学习笔记，将解决问题的思路、方法、重点、学习心得及存在的问题等认真做好记录，以加强学习效果，便于检查复习，并且要硬性要求，与最后成绩考评直接挂钩。实践表明做一些硬性要求是必要的，有助于民族大学生的教学。

2.提问启发式教学

“启发”源于孔子的“不愤不启，不悱不发”。朱熹解释：启，谓开其意；发，谓达其辞。对于民族大学生，如果采用纯理论数学公式授课，多数学生会听不懂，因此就需要有针对性，多讲一些实例，比如冬天室内的空气是如何流动换热呢？学生们就会积极回答，因为暖气附近的空气热密度小，而离暖气远的地方空气冷密度大，这样就产生了密度差压力差，空气就流动，热量随之发生了交换。在此基础上教师可以引出对流换热。再比如，太阳是维吾尔族的象征图腾，那么在讲授辐射换热时，可以提问太阳是怎样将热量传播到地球，从而使地球有了阳光和生命。学生就很自然地听讲，学习主动性就会大大提高。

因此，在课堂授课时，教师应尽量多讲生活中的实例，少讲公式推导，公式能认识、会用，达到工程应用的目的就可以了；多提一些实际工程中的简单问题，尤其是举一些与维族、哈族及乌兹别克族等民族有关的实例，从而让他们对学习具有很大的积极性。总之，启发式教学拉近了老师与民族大学生之间的距离，从而有助于“传热学”的课堂教学。

3.学习运用参考资料

作为一名合格的当代大学生，善于从图书馆和网络中搜集有用的资料，培养自学能力是学好课程知识、丰富个人才能的重要途径。比如教师可以布置作业“谁提出了边界层理论”，下次课让学生自己讲解，学生就会通过网络查到是德国科学家普朗特，他在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、紊流理论等方面都作出了重要的贡献，被称作“空气动力学之父”，是近代力学奠基人之一。学生通过查资料的方式了解传热学名人，激发学习的热情和积极主动性。

4.实验课教学

新疆大学热动实验室随时为学生敞开，为其学习提供了便捷的途径，同时热动实验室还配备多媒体，使实验教学质量达到一个新台阶。

要培养民族大学生的动手能力，这就需要引导他们进实验室，做传热学的基本实验，开发传热学综合实训台，参观相关的锅炉和汽轮机设备模型，为后备课程学习打下基础。

使学生参与教师的研究课题。新疆大学热动专业教师几乎人手一个国家自治区自然科学基金项目课题，让民族大学生协助教师进行科研开发，实验研究，在实践中提高他们自身的科研能力。学生从中也学到了很多专业知识，在他们就业时就会受到很多用人单位的欢迎，在一定程度上解决民族大学生的就业问题。

实验课上教师要对民族大学生因势利导，鼓励学生创新，哪怕想法不是很完善的，甚至看似荒唐，都要给予鼓励表扬。培养学生创新能力，树立科学实验第一的观念，让他们养成严谨求实的良好作风。

5.多媒体教学与实例教学相结合

“传热学”有很多教学难点：如，导热微分方程式的求解、非稳态导热问题的求解、对流换热的边界层微分方程组、边界层积分方程组的求解及比拟理论、膜状凝结的分析解、膜状凝结影响因素和大容器饱和沸腾曲线和兰贝特定律及立体角的概念等。多媒体教学可以有效突破这些难点，例如非稳态导热过程，让学生建立起物体内温度分布空间的概念，就可以用多幅不同工况下的温度分布图来生动清晰地讲授，达到良好的授课效果。

但是，多媒体技术出现了许多亟待解决的问题，特别是如何将传统教学模式及教学手段合理结合。因此，在运用多媒体给民族大学生授课时应做到以下几点。第一，精心设计多媒体教课件，善于听取督导组老教师的意见、征求其他老师及同学的合理建议，做到课件既具有针对性又实用性。第二，优化多媒体教学与板书录像的组合，教学方式要根据学生和课堂内容而定，比如有以下几种组合：黑板+幻灯、黑板+幻灯+实物、黑板+幻灯+录像。对于民族大学生，黑板还是不可缺少的，当然他们最喜欢的还是录像讲授，实践证明教学手段太单一是不科学不合理的。第三，合理控制速度，语速要缓要慢，多次反复强调重点。

6.注意学生反映，讲究策略

有些民族大学生很有想法，教师要随时关注他们的反应，观察他们的听课效果，多和他们交流，他们喜欢课上说话，那就尽量多让他们发言，谈自己的想法，谈自己的认识，充分发挥他们主人翁的态度，让他们通过上课自由发言讨论的方式增强自信心。例如在讲授无限大平壁冷却过程中，要将数学依据交代清楚，并配合一些图表和多媒体教学，力求做到浅显易懂，让民族大学生谈自己的体会认识，使其体会到学习的乐趣。

四、结束语

传热学课程篇7

关键词：建构主义；认知灵活性理论；热工理论

作者简介：衣晓青（1956-），女，山东青岛人，长沙理工大学能源与动力工程学院，教授；石尔（1979-），女，湖南长沙人，长沙理工大学能源与动力工程学院，讲师。（湖南 长沙 410004）

基金项目：本文系2011年湖南省普通高等学校教学改革研究立项项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0069-02

“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”既是热工理论的三大主干课程，又是能源动力类专业（方向）的主要技术基础课。传统的教学宗旨倾向于各门基础课程自成科学体系，分别独立教学，为后续专业课程打下牢固基础。但是这种传统的教学模式死板，致使学生缺乏学习兴致，不易明确学习目的。建构主义的认知灵活性理论发现了新的教学要素——“案例教学”。按照认知灵活性理论，对以上热工理论三大基础主干课程进行优化整合，以热能动力类专业为场景，建构诸多新的知识点教学，组织全新的热工理论基础课程体系，可以使热工理论基础课教学克服以上不足。

一、打破僵化教学：认知灵活性理论的应用

建构主义教学理论冲破了传统教学模式，克服了“填鸭式”教学把学生作为小绵羊驯服的弊端。[1]作为建构主义教学理论中的一个分支，斯皮罗提出的“认知灵活性”理论很好地解决了“死记硬背”传统与极端建构主义（忽视抽象养成）之间的矛盾。认知灵活性理论的主要思想就是：通过情景（境）展现基本概念和基础理论工具，学生既可以掌握基础理论知识，又可以按抽象思维方式，放开视野寻找新的分析问题的工具。

为了解决传统与极端的冲突，斯皮罗把知识抽象为两种不同性质的结构：良构的与非良构的两种领域。[2]良构的即是指：按照抽象思维，从概念到原理的演绎解析的知识体系，符合科学意义上的正统规范。非良构的即是指：在具体场景（案例）中，隐透出的各种良性结构的知识叠合；这种叠合的基础知识能够解释或解决具体场景问题；不同的场景有不同的良性结构知识叠合的诠释。由此得出结论，良性结构知识就存在于非良性结构知识之中，“认知灵活性”教学就可以让学生通过非良性知识教学获得更加深刻的良性结构的系统知识，而且是积极主动地、生动有趣地接受之。

热工理论是研究热（能）在释放、转换和传递中的流体流动及传热传质等问题的科学，涉及流体运动规律、热（能）转换与传递规律。按照认知灵活性理论的教学观，热工理论基础课教学也可分类为良构性和非良构性。热工理论的三大主干课程“工程流体力学”、“工程热力学”和“传热学”分别作为单独体系教学的基本概念、基本理论和基本知识的层次组织结构，应属于良构性领域，其传统的教学方式就是从概念到概念、从原理到原理、从公式到公式的演绎解析，逻辑性很强，范式文本较固定，程式较稳定，测验作业较死板。

“认知灵活性”教学理论认为，这种教学方式僵化、被动，既不能启动学生的兴趣，也不能启发学生的创造想象力，学生容易落入死记硬背、教条主义的套路，缺乏广泛的知识联系和举一反三的思维训练，更缺乏给学生以另辟蹊径的想象空间。如果以流体介质为对象将热工理论三大主干课程进行优化整合（杂交），并以热工理论应用为主线，将能源动力类相关专业作为场景，构成非良构性知识结构，其所涉及的具体问题具有复杂背景和综合影响因素，能够从问题入手引出综合知识的有机联系，开阔学生发展思路，引导学生融会贯通，指导学生熟知专业背景。这种按照认知灵活性教学理论建立起来的热工理论基础课程的非良构性知识体系会冲破传统的各自为主的单科系统性的课程教学模式，有利于克服“高分低能”的应试教育倾向，培养面对知识时代和信息社会的创新型人才。

二、创建问题教学：热工理论基础三大主干课程的优化整合

认知灵活性理论认为：学习者在建构知识意义的过程中，只有对知识进行多维表征，才能达到对知识的全面理解和灵活运用。这也是指导热工理论基础三大主干课程进行优化整合的基本思想。热工理论基础三大主干课程“工程热力学”、“传热学”和“工程流体力学”是主要以流体介质为研究对象而紧密联系在一起的动力类技术基础性课程，三门课程相互依存，共同构成了热工理论的主干课程体系。其中，工程流体力学是研究流体介质的位置势能、压力势能和动能之间的相互作用的关系；工程热力学是研究热能与机械能之间的相互转换的规律；传热学是研究热量从高温部分传递到低温部分的机理。由此可见，能（热）量转换与守恒定律是热工理论三大主干课程进行优化整合的内在动力。

基础课理论自身系统的完善性使任何改动需求都带有相当大的难度，只有进行优化整合，才能在不断调整和深化过程中发展新的学习要素。例如，“传热和流体流动的数值方法”课程就是将传热学、流体力学知识进行融合后加入到数值计算科学这一更为广泛的学科领域，为热工理论知识的进一步发展奠定了基础。同时，通过这一知识的优化整合，多维表征得以实现，使学生建构起在热科学和流体科学中可以直接迁移和引用的关于热物理方面的知识，超越了封闭、孤立课程所给的单一信息模式。

如果说热工理论的三大主干课程“工程流体力学”、“工程热力学”和“传热学”分别作为单独体系教学是良性结构知识的传授，那么，把“三课”拆分，再按照具体能量转换的场景问题有机组合，这种教学模式就属于非良性结构教学。乔纳生等人的研究把前者称作低阶学习阶段，把后者称作高级学习阶段。[3]高级学习阶段优于低级学习阶段的实质就是变公式学习为问题学习。问题学习对于热工基础理论教学来说，打破其三大主干课程的各自理论体系是必然的，是要针对具体的场景问题而进行知识交叉组合。值得注意的是：根据认知灵活性教学理论，这种知识体系重组，必须避免极端建构主义干扰，必须遵循“专业问题、溯本求源、知识联系”三原则，才是优化的、高级的教学模式。

三、重复多变教学：能源动力类专业问题逆向渗透于热工理论基础课程

非良构的知识体系与良构性知识体系的区别就在于：一是前者比后者建立的概念庞大、复杂，它往往是多个不同学科孤立概念的交集；二是前者比后者建立的概念有很大的多变性，这是由问题教学场景多变性所决定的。热工理论基础知识在航天、航空、热能动力、化工、核热工、低温工程、冶金热工、微电子技术、材料和建筑等各个领域都有具体的应用，从知识体系的角度来看，其展现的知识点都是非良性的。实际上，在能源动力类相关专业的不同场景下，其呈现的非良性知识结构也存在着很大的差异性。例如，工程热力学中的热经济性指标在热机循环中的应用是热效率，而在制冷循环中的应用是制冷系数。这说明热经济性概念在实际应用过程中具有复杂性。又如，流体力学在电厂中的应用以管内流动、物体绕流为主，而在建筑环境与设备工程专业中的应用以室内外环境通风、换气的流动为主。传热学中对于散热器来说需要强化传热效果，对于建筑物屏蔽掩体则要抵制传热。

在针对能源动力类专业的热工理论基础课程进行新的建构中，按照认知灵活性教学理论，必须将原有良性结构体系的知识与专业场景结合起来。这种有专业针对性的知识渗透，有学者称其为专家知识学习阶段，属于更高层次。[2]比如，把能源动力类专业（方向）的“流体力学”、“泵与风机”两门课程整合为热工理论基础课“泵与风机的流体流动”一章，以流体力学知识为基础，反映了流体力学基本原理在流体机械中的具体应用场景，通过多媒体教学课件可以使学生建构泵与风机工作原理和结构的多维图式，达到对流体力学基础理论知识全面理解和灵活运用的目的。

按照斯皮罗的认知灵活性理论规范，对应专家知识学习阶段的教学模式即“随机通达教学法”，它的主要特点就是针对专业的众多场景链，反复从不同问题视角，以不同的基本知识、基本公式、基本理论的多样组合，不断给予学习者良性知识的刺激，这会使学习者通过反复的从各种变式到抽象的过程，不断加深对良性结构知识的各种理解，而且有助于学习者历练分析问题和解决问题的能力，发挥创造性思维，为今后在专业上有所建树打下坚实的学习基础。贯穿于这一思想的新的“热工理论基础”课程体系，组织“锅炉工质流动与热交换”、“汽轮机流体流动与功能转换效率”、“热力发电厂工质循环与热效率”等章节，探讨基于专家知识学习理念的非良构知识领域的显性建构，加入热能动力类专业知识对热工理论基础课的反向渗透，有效增加课程教学的深度和广度这一结果就自然生成了。

除了书本专业知识的反向渗透以外，通过与科研、生产单位合作的科研课题的有机结合，也是专家知识学习阶段的案例来源。例如，教师通过某钢铁公司锅炉尾部烟道声学振动问题的科研活动，向学生们提出卡门涡街产生机理、影响因素以及卡门涡街产生后对设备及系统的危害和消除卡门涡街的措施等诸多学科问题，从而认知基本理论。

参考文献：

[1]朱新卓.中国高等教育管理学：从拔苗助长到建构主义[J].高等工程教育研究，2005，（2）.

[2]武法提.认知灵活性理论和基于WEB的教学[J].中国电化教育，2000，（5）.

传热学课程篇8

关键词：连续性教学；专业基础课；专业课

一、专业基础课和专业课之间的联系

专业基础课是根据不同专业的需求，学习专业相关的基本理论知识，为之后的专业课奠定必要的理论基础和技术准备。在实际的教学过程中，由于专业基础课概念多、理论性强、分析层次多的特点，如果单纯地教授概念理论知识，对学生来说就如同“空中楼阁”，通常会导致学生产生理解困难，学习兴趣不足等问题[1]。而专业课的学习，是为了使学生能够掌握必要的专业知识和专业技能，了解本专业的科学技术前沿和发展趋势，培养分析解决专业范围内相关实际问题的能力，这相对于专业基础课来说，更加贴近于生产实际。但如果没有专业基础课的学习，积累扎实的理论基础，学生对于专业课的学习只是停留在泛泛而谈的层面，缺少必要的理论依据的支持。专业基础课和专业课之间的联系十分密切，所以在专业基础课和专业课之间建立连续教学的体系和框架是十分有必要的[2]。

二、专业基础课与专业课教学中存在的问题

在实际教学过程中，由于教育安排需要，专业基础课和专业课存在承上启下的关系，这种课程模式在原理上是非常合理的，但是忽略了学生存在遗忘的问题。而在专业课的课堂上，教师并没有时间重复之前所学的知识，只能是默认为学生是在掌握专业基础课的前提条件下进行专业课的教学，这对专业课的学习带来了很大的困难，也就导致了学生在学习专业课的过程中，听得十分辛苦甚至听不懂的情况时常发生[3]。除此之外，专业基础课和专业课之间脱节的现象也十分普遍，有很大一部分学生虽然专业基础课的成绩相当好，但是却不知道如何利用基础知识去分析实际问题，前后的知识框架相互独立，出现“断层”现象。教师在教授专业基础课时，关注点更多在于帮助学生理解和掌握基本概念，以及基本理论、基本知识和基本技能的学习，很少将课本上的知识点与生产实际及日常生活中的案例相结合，导致学生对于一些抽象概念的理解十分空洞，往往出现概念混淆等问题，这对专业课的学习造成很大障碍。如何才能把专业基础课和专业课之间进行更好的衔接，对专业课的授课讲师提出了挑战。作为专业课的教师，在上课时应当遵循“我中有你，你中有我，相互贯通，相互联系”的原则，将理论与实际应用有机结合，注重培养学生运用已学的相关理论分析和解决问题的能力。在讲授专业基础课时，必须举出实例让学生充分理解所学知识在工业生产中的应用，为以后学习专业课打下基础；而在专业课的教学过程中，教师应该对以前学过的知识进行回顾，这样不仅能够缩短理论与实践的差距，减少“断层”现象，提高学生对专业课的学习效率，同时还可以培养学生们的分析和解决问题的能力，为将来的升学与就业打下良好的专业基础。

三、基于连续性教学的工科专业教学策略

（一）专业基础课教学

在专业基础课的教学过程中，教师需要将理论概念性的知识点与相关工程实际案例相结合，通过设置恰当的工程背景，把前后的知识点串联起来，让学生保持思维的流畅性，加强对知识点的认识和理解[4]。例如，在讲解传热学“热能传递的三种基本方式”这一知识点时，教师可以结合换热器的设计过程，将其作为具体的工程案例进行分析。根据实际应用中具体的设计要求，综合考虑以上三种热能传递方式，进行工程计算，让学生能够更深刻地理解三种热传递方式在工程中的应用。通过具体工程的实例，不仅加深了学生对较为抽象的知识点的理解，还建立了初步的工程认知，为接下来的专业课学习打下良好的基础。

（二）专业课教学

在供热工程的实际教学过程中，涉及专业基础课传热学中的很多理论知识，由于学校的课程安排需要综合考虑多方位因素，两门课程中间间隔的时间较长，所以在供热工程的教学过程中，学生对于传热学中的理论知识存在较为严重的遗忘现象，因此，增加了专业课的教学难度。为了避免学生只是“囫囵吞枣”式的接受知识，在进行供热工程的教学之前，教师必须先确定学生对于专业基础知识的掌握程度，必要时对会应用到的传热学的相关基础理论知识进行回顾，提高学生对新知识的接受能力，在学习过程中真正做到知其然，并知其所以然[5]。当然，在专业课的教学过程中，还需要根据具体的工程问题，合理地布置解题步骤，做到条理清晰，逐层深入，与基础理论知识紧密结合，鼓励学生大胆假设，发展个性化思维，培养学生的创新能力，这有利于学生在未来的学习和工作中能够独立分析、解决问题。以建筑物设计热负荷的计算为例，教师应该具体阐述如何在供热工程的教学过程中实现专业课和专业基础课的连续教学。在计算建筑物设计热负荷时，涉及传热学中“三种热能传递方式”部分的相关知识，教师需要在备课的过程中，根据学生的实际情况对这部分知识进行回顾，让学生能够知道计算公式的理论支撑。利用少许时间回顾传热学的基础知识，不仅能够加强学生对于建筑物热负荷计算过程的理解程度，而且有助于学生认识传热学中的专业术语和理论概念的本质，将其与工程应用结合起来，提高学生将理论与实践相结合的能力，教学效率也能明显得到提高[6]。

四、连续性教学的意义