传热学

传热学（精选十篇）

传热学 篇1

经过多年的努力, 我校传热学课程建设已日臻完备, 并已形成自己的特色, 于2007年被评为校优秀课程, 2008年被评为省精品课程。教学实践表明, 对尚未接触传热学课程的低年级大学生而言, 受往届传热学课程挂科率比较高等原因的影响, 对传热学课程的学习仍存有畏惧心理。教师在课下与学生的交流发现, 很多学生在传热学这门课的学习上不得要领, 在初听多维非稳态导热问题、大容器沸腾传热实验关联式以及间壁式换热器热设计等类似问题时, 就有种惴惴不安的感觉。因此, 如何做好传热学课堂引入, 激发学生对传热学的学习兴趣, 排除畏难情绪, 愈发显得关键。

一、传热学简介

传热是一种自发的不可逆过程, 而传热学是一门跨行业、专业技术的基础性交叉学科, 它是在数学 (主要是微分方程理论) 、热力学、流体力学等基础上发展起来的基础应用学科。热能传递的三种基本方式为热传导、热对流和热辐射。三种传递方式的主要区别在于相对位移和传递介质。

传热过程大多伴随热传导、对流换热和辐射换热的综合影响[2]。例如, 生活中铁板烧的传热过程和水壶烧水的过程就兼具这三种换热方式, 而不同案例下, 这三种换热方式所占比例又不尽相同。由此可见, 对于传热过程的理解分析, 存有一定的难度。学生在学习传热学课程之初, 为消除大学生的畏难情绪, 尝试采用引入法从各个角度加深学生对热量传递现象的深入理解[3], 以激发大学生对传热学课程的学习兴趣。

二、引入法浅析

任课教师在传热学课堂上改变传统的授课模式, 初步探讨研究出几种教学引入方法。例如, 在讲到傅立叶定律时, 教师通常会简要介绍让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅立叶这位伟大的法国物理学家的生平事迹, 继而提及他是如何提出导热基本定律以及求解导热微分方程的无穷级数的。此外, 教师还可依据教学重点与难点, 为学生设疑, 让学生积极思考, 开拓思维, 主动发言, 以此调动学生学习传热学课程的兴趣。

1. 实验引入法。

在课堂上, 通过演示实验, 鼓励学生一起参加, 提高学生的动手操作能力, 更重要的是, 形象化的实物相比抽象的理论而言, 更容易让学生接受。

在传热学第一堂课中, 任课教师带着蜡烛、纸杯、托盘还有一瓶纯净水来到教室, 学生都惊讶地看着教师, 他们想象不到教师要在传热学课堂上为大家做一个简单的小实验, 那就是用纸杯烧开水 (见图1) 。实验很成功, 水也烧开了, 但纸杯并没有烧着。学生在底下议论纷纷, 猜测这到底是为什么。在大家各抒己见后, 总结出正确答案:纸的燃点在180℃左右, 而水的沸点在100℃左右, 当纸杯中装了水, 用蜡烛加热纸杯底部时, 纸杯吸热升温并将热量迅速地传递给水, 当纸杯中的水吸热升温至沸点时, 水开始沸腾。因此, 只要纸杯中有水, 纸就不能达到燃点而燃烧。学生合理地解释完实验现象, 教师可开始引入传热学内容, 告诉学生, 把水烧开的过程包含即将学习的三种换热方式。类似的趣味实验有很多, 如一块30mm×30mm×5mm的冰块静止地悬挂在20℃大气中, 冰块融化时的形状有什么变化, 也可让学生自己动手操作观察, 寻求原因, 以达到课堂引入的良效。由此, 学生带着好奇心与求知欲, 开始这学期的传热学课程。

2. 音像引入法。

如今, 高校教学大多是多媒体授课, 在开始课程讲解前, 可有效利用多媒体资源, 为学生播放相关影片。当然, 影片时长几分钟即可, 重在引入课堂知识。

任课教师曾在开始讲对流传热这章内容时, 为学生播放经典影片《泰坦尼克号》片段, 男主人公Jack在海水中被冻死, 而女主人公Rose却因躺在竹筏上幸存下来 (见图2) 。影片戛然而止, 学生兴趣盎然, 这时教师可以问大家为什么Jack没有像Rose那样撑到救援人员来的一刻?由于绝大多数的学生对该影片比较熟悉, 各抒己见。有的说因为Jack把外套脱下给了Rose;有的说海水比较凉, Jack体质比较差。整个课堂开始活跃起来, 大家争相回答, 而教师告诉学生, 可以用传热学理论解释:两人与环境之间属于自然对流换热, 但Jack是与海水发生自然对流换热, 而Rose在竹筏上, 是与空气发生自然对流换热, 在温度等条件相同的前提下, 水的自然对流强度要远大于空气, 因此Jack所处环境的换热强度要高于Rose, 单位时间内Jack向水传递的热量远高于Rose向空气传递的热量, 从而导致Jack被冻死, 而Rose却幸免于难。虽然只有短短几分钟的交流, 学生却明白课堂内容的重要性。为了获取更多的知识, 更合理地解释其他一些实例, 学生都开始认真听讲, 使得课堂引入效果甚佳。

3. 设置悬念法[4]。

教师还可以尝试根据课堂重点内容, 在一堂课开始前先给学生留下几个预先设计好的相关问题, 让大家思考, 然后互相讨论, 激发学生的学习主动性。

例如, 在讲到辐射换热这一章时, 教师可以先问大家, 我国北方地区在深秋季节的清晨, 树叶叶面上常常会结霜 (见图3) , 那么是树叶上表面结霜还是下表面结霜?根据常识与经验, 大家异口同声地回答是树叶上表面结霜。教师可紧接着继续问为什么?这时没有学生能准确说出其中的原因。这时, 教师要告诉学生, 学完这堂课, 你们就会找到其中的奥妙。这一堂课, 大家带着疑问听得津津有味, 而且全神贯注。课堂最后, 学生也可以自己找到答案。这是由于清晨时分, 树叶上表面朝向太空, 下表面朝向地面, 而太空温度低于地表温度, 即相对树叶下表面来说, 其上表面需要向太空辐射更多的能量, 导致树叶上表面温度低于下表面温度。在寒冷天气, 树叶上表面温度会先于下表面达到零度, 还有可能低于零度而出现结霜的现象。设置悬念的方法可以有效地引发学生的好奇心与积极探讨的情绪, 该方法实施的关键在于问题应符合教学内容, 难度不应太大, 使学生有一种“跳一跳, 摘得到”的感觉。

4. 联系生活法[5]。

在结束导热、对流换热与热辐射的讲解之后, 教师开始对热流传递的三种基本方式进行总结。即便是这样的复习课, 教师也可选取生活中的一些小事例进行课堂引入。这时的课堂引入不但是为了引发学生的兴趣, 更重要的是学以致用, 回顾学过的知识, 用学到的知识科学地解释生活现象, 提高思考能力与总结能力。

例如, 人们都有这样的经历, 对于相同的室温, 假设25℃, 夏天在该温度的房间内穿着单薄衣物, 可能仍然觉得热, 而冬天在这样的房间内穿着棉服, 却还有冷的感觉, 这是什么原因?这是由于人体表面与室内环境发生对流与辐射产生的复合换热量在冬夏之间差别巨大造成的。再如, 许多人喜欢在冬天的阳光中晒被子 (见图4) , 棉被经过白天在太阳底下暴晒后, 晚上盖起来会很暖和, 经过拍打后, 效果更明显。这时教师可以让学生用传热学知识解释原因, 即:棉被经过晾晒后, 棉花空隙中会进入更多的空气, 而空气在狭小的棉絮空间中的热量传递方式主要是导热, 由于空气的导热系数较小, 具有良好的保温性能, 当棉被经过拍打后, 可让更多的空气进入, 效果更明显。

5. 工程实践法。

课本中的理论知识往往是枯燥乏味的, 学生懂得应用传热学知识解释相关生活现象, 仅仅是基础要求, 但作为工科生, 其最理想的学习效果是把已学知识合理应用到工程实践中。往届的很多学生虽然结束了一学期的传热学课程学习, 但却从未了解过工程实践中的传热问题。因此, 教师将联系生产实例作为课堂教学引入方法, 不仅可以开阔学生视野, 同时也会把抽象的理论知识融合到具体的生产实例中, 让学生愿意听, 印象也更加深刻。

在讲到传热过程分析与换热器的热计算这一章内容时, 任课教师可以教室中的暖气片 (如图5) 为例, 告诉学生暖气是我国北方地区必不可少的家用设备, 其重要性不言而喻。暖气片是一种简单的换热器, 其设计与安装都有一定的学问。为使其能更有效地散热, 设计者会为其设计若干肋壁, 以此加大散热表面积, 降低对流换热的热阻, 增强传热作用。在安装时, 由所学对流换热分析可知, 应尽量将暖气片安装在窗户下方, 使进入室内的冷空气加热后上升, 在房屋上空循环冷却后, 下降回流到暖气片周围进行再次加热, 从而使房间达到一个有效的空气对流循环。这一引入法可让学生明白专业知识在生产实例中的重要性, 内心产生一种使命感和责任感, 更踏实地投入专业学习中。

工程实践引入法主要适用于有经验的教师, 对刚刚踏上讲台的教师来说, 需要在后续工作和生活中积累经验, 才能有效地引导学生把理论知识与实际生产结合起来。

总之, 课堂引入方法不胜枚举。例如, 断桥残雪是杭州西湖十景之一, 可采用美景欣赏法为学生讲述其中的传热原理;窗玻璃对红外线几乎不透明, 但隔着玻璃晒太阳却使人感觉很暖和, 可采用亲身感受法引入课堂内容。通过各种示例的引入、分享, 逐步加深学生对热量传递现象的认知理解。

三、结语

高等学校专业课程课堂教学引入法的目的是旨在提高学生的学习兴趣, 激发好奇心, 提高教学质量, 从而提高专业教学水平。但在课堂引入法的应用上, 应注意引入方法的简洁有效, 要妙趣横生, 紧贴教学内容, 具有科学依据。

在传热学课堂教学中, 教师应针对每堂课的具体教学内容选择行之有效的引入方法吸引学生, 让他们感受到传热学的魅力, 学会用传热学基础理论解释生活中的现象, 学会用所学专业知识指导生产实践。

参考文献

[1]蔡恒玲, 龙双涟.“卓越工程师计划”学校工作方案的探索与实践[J].中国电力教育, 2014, (2) :11-12

[2]杨世铭, 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[3]吴香侠.谈课堂教学的引入法[J].剑南文学, 2012, (11) :275.

[4]缪友谊.数学课堂教学引入探讨[J].语数外学习, 2013, (6) :53.

传热学试题 篇2

A ．等于

B ．大于

C ．小于

D ．可能大于、小于

．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K)、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（d）

A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（c）A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（d）

A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（a）A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了 的对比关系？（b）A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ c A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿

．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率 同温度下该物体的黑度。（c）A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较

．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（a）A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定

第二部分 非选择题

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

．已知某大平壁的厚度为 10mm，材料导热系数为 45W/(m · K)，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。

．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003（m 2 · K），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W（m 2 · K），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。13 ．采用小管径的管子是 对流换热的一种措施。14 ．壁温接近换热系数 一侧流体的温度。

．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。16 ．热对流时，能量与 同时转移。

．导热系数的大小表征物质 能力的强弱。

．一般情况下气体的对流换热系数 液体的对流换热系数。19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。20 ． 是在相同温度下辐射能力最强的物体。

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率

四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）

．不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？

．写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）

．两块平行放置的平板 1 和 2，相关尺寸如图示。已知： t 1 =177 ℃、t 2 =27 ℃、ε 1 =0.8、ε 2 =0.4、X 1，2 ＝ 0.2。试用网络法求：

• 两平板之间的辐射换热量；

• 若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？

．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为 2.5kg /s 的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为 15 ℃ 和 60 ℃，比热为 4174J/(kg · k)；热油进出口温度分别为 110 和 70，比热为 2190 J/(kg · k)。传热系数为 400W（m 2 · k）。试计算所需的传热面积。

传热学

（二）参考答案

一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1• A 2 ． B 3 ． D 4 ． C 5 ． D 6 ． A 7 ． B 8 ． C 9 ． C 10 ． A

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

． 2.22 × 10 － 4（m 2 · k）/W（若没写单位，扣 0.5 分。）

． 308.5W/（m 2 · k）[ 或 309W/（m 2 · k）或 308W/（m 2 · k）]（若不写单位，扣 0.5 分）13 ．强化 14 ．较大

．对流换热系数（或α c 均可）16 ．质量（或物质）17 ．导热 18 ．小于 19 ．逆流 20 ．黑体

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ． 【参考答案】

发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。

（或：物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。）22 ．【参考答案】

温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。）23 ．【参考答案】

依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。24 ．【参考答案】

热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。25 ．【参考答案】

肋侧表面总的实际散热量与肋壁 测温度均为肋基温度的理想散热量之比。

四、简答题）本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）26 ．【参考答案及评分标准】

（1）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 α c 降低。（3 分）

（2）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。（3 分，答 50% 左右也可）

（3）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。（2 分）27 ． 【参考答案及评分标准】

（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：（3 分）

（2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。（2 分）

（3）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）。（3 分）

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12，共 24 分）28 ． 【参考答案及评分标准】

（1）(3 分)4

=1105.65W（1 分）

• 若两表面为黑体表面，则

(2 分)（3 分）

=1492.63W（1 分）

（2 分）

若不写单位，扣 0.5 分若直接把值代入而没写出公式，也可给分。29 ． 【参考答案及评分标准】

已知： q m2 =2.5kg/s

• 计算平均温差

（2）计算水所吸收的热量

（3 分）

（3）计算传热面积

由 得

(4 分)

（5 分）

若不写单位，扣 0.5 分若没写公式，直接把值代入，也可给分。

传热学

（三）本试题分两部分，第一部分为选择题，1 页至 2 页，第二部分为非选择题，3 页至 7 页。本试题共 7 页；选择题 20 分，非选择题 80 分，满分 100 分。考试时间 150 分钟。

第一部分 选择题

一、单项选择题（本大题 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确项前的字母填在题后的括号内。1.在锅炉的炉墙中：烟气 内壁 外壁 大气的热过和序为 : 【 】 A.辐射换热 , 导热 , 复合换热 B.导热，对流换热，辐射换热 C.对流换热泪盈眶，复合换热，导热 D.复合换热，对流换热，导热

2.由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： X 1,2 _____ X 2,1。A.等于 B.小于 C.可能大于，等于，小于 D.大于 3.流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数 【 】 A.=1 B.>1 C.<1 D.=0 4.在其他条件相同的情况下 , 下列哪种物质的导热能力最差 ? 【 】 A.空气 B.水 C.氢气 D.油 5.下列哪种物质中不可能产生热对流 ? A.空气 B.水 C.油 D.钢板 6.Gr 准则反映了 ________ 的对比关系。A.重力和惯性力 B.惯性力和粘性力 C.重力和粘性力 D.角系数 7.表面辐射热阻与 ________ 无关。A.表面粗糙度 B.表面温度 C.表面积 D.角系数

8.气体的导热系数随温度的升高而 【 】 A.减小 B.不变

C.套管式换热器 D.无法确定

9.下列哪种设备不属于间壁式换热器 ? 【 】 A.1-2 型管壳式换热器 ? B.2-4 型管壳式换热器 C.套管式换热器 D.回转式空气预热器 10.热传递的三种基本方式为 【 】 A.导热、热对流和传热过热 B.导热、热对流和辐射换热 C.导热、热对流和热辐射 D.导热、辐射换热和对流换热

第二部分 非选择题

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

11.在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100，冷流体的进出口温度分别为 40 和 80，则对数平均温差为 ___________。

12.已知一灰体表面的温度为 127，黑度为 0.5，则其车辆射力为 ____________。13.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 ________ 一侧。14.灰体就是吸收率与 ________ 无关的物体。

15.冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于 ________ 换热。16.传热系数的物理意义是指 _________ 间温度差为１时的传热热流密度。17.黑度是表明物体 ________ 能力强弱的一个物理量。

18.肋壁总效率为 _______ 与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。

19.在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻 _______ 一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。

20.１－２型管壳式换热器型号中的“２”表示 _________。

三、名词解释（本大题５小题，每小题４分，共２０分）21.换热器的效能（有效度）22.大容器沸腾 23.准稳态导热

24.黑体 25.复合换热

四、简答题（本大题共２小题，每小题８分，共１６分）26.气体辐射有哪些特点？

27.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？

五、计算题（本大题２小题，每小题１２分，共２４分）

28.某炉墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为 200mm 和 80mm，导热系数分别为 0.8W/(m.K)和 0.11W/(m.K)，炉墙内外侧壁温分别为 600。C 和 70。C。求炉墙单位面积的热损失和两层材料间的温度。

29.以 0.8m/s 的流速在内径为 2.5cm 的直管内流动，管子内表面温度为 60。C，水的平均温度为 30。管长２ m。试求水所吸收的热量。（已知 30。C 时 , 水的物性参数为： C p =4.17KJ/(kg.K), λ =61.8 × 10-2 W/(m.K), ρ =995.7kg/m 3 , μ =0.805 × 10-6 m 2 /s,）Pr=5.42, 水 60。C 时的 υ =469.9 × 10-6 kg/(m.s))。已知水在管内流动时的准则方程式为

（１）Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 ε 1 ε R 适用条件： Re f =10 4 — 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水与壁面间的换热温差 t ≤ 30C °（２）Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3(μ f / μ w)0.11 ε 1 ε R 适用条件： Re f =10 4 ~ 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 ~ 700, 水与壁面间的换热温差 t > ３０ 以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度（μ w 的定性温度为管内壁温度）, 特性尺度为管内径。

传热学

（三）参考答案

一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1 ． A 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.D 8.C 9.D 10.C

二、填空题（本大题共 10 小题，每小 2 分，共 20 分）

． 61.7 ° C 或 61.7 ° C(若不写单位 , 扣 0.5 分)12 ． 725.76W/m 2 或 726W/m 2(若不写单位 , 扣 0.5 分)13 ．冷流体

．波长或 “ λ ” 复合 15.复合

．热冷流体(或＂冷热流体＂也可，＂热流体和冷流体)也可)17.辐射 18.肋壁实际散热量

19.较大或 “ 大＂、“较高” 20.管程数

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．【参考答案及评分标准】

换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。或 22 ．【参考答案及评分标准】

高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。

• 【参考答案及评分标准】

物体内各点温升速度不变的导热过程。

• 【参考答案及评分标准】

吸收率等于 1 的物体。

• 【参考答案及评分标准】

对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。

四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）26 ．【参考答案及评分标准】

（1）气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。

（2）气体的辐射（和吸收）是在整个容积中进行的。固体和液体不能穿透热射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表面进行。

评分标准：（1）答出 4 分：（2）答出 4 分。27 ．【参考答案及评分标准】

（1）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。

（2）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备的安全运行。（3）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。

评分标准：（1）答出 2 分；（2）答出 2 分；

（3）答出 3 分。

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）

传热学 篇3

关键词：独立学院 传热学 教学方法 探讨与实践

“传热学”是能源与动力专业的一门重要的专业基础课，研究由温差引起的热能传递规律的科学，涉及的领域非常广泛，特别是当下的：航天航空、建筑节能、生物工程等热门领域都蕴藏着大量的传热传质问题。因此，传热学这门课程不仅是能源与动力工程专业课程的核心课程，同时也是机械制造、化学工程、建筑环境与设备工程专业重要的专业选修课。作者作为刚从事高等教育教学工作不久的青年教师，经过了系列的听课、试讲，现在已正式进行课堂教学。回过头来总结所经历过的这段教学，有颇多的体会。本文从分析“传热学”课程特点入手，结合日常教学经验，就如何提高独立学院“传热学”教学质量，浅谈“传热学”课程教学方法几点改进实践体会[1]。

一、课程特点

以杨世铭、陶文铨主编的《传热学》第四版教材为例，课程内容以热力学第一定律和热力学第二定律为基础，介绍热量传递的三种不同方式：热传导、热对流和热辐射的基本定义、计算方法以及三种传热过程在工程上的具体应用。由于三种方式机理不同，控制方程不同，研究方法不同，有着本质的区别，很难将三者贯穿一条主线。同时课程内容知识点多、概念多、应用广，学生难以长时间维持学习兴趣，学习起来非常吃力，使得教学矛盾越来越突出。

二、教学方法的改革

根据北京理工大学珠海学院新生入学成绩统计，2010级至2013级入学的能源与动力工程专业大学生高考录取分数为所当地省份的本科2B线。学生的基础相对较低，专业基础课和专业课学习起来难度较大，缺乏信心和刻苦研究的精神，普遍存在上课不专心听讲，不爱做笔记，课后少复习，很少做除了作业以外的习题。结合我校独立学院的办学特点，2011年北京理工大学珠海学院在2010版教学计划的基础上重新拟定了热能与动力工程专业的教学计划，其中对“传热学”课程的教学大纲和课时相对应做了调整，参考国内其他高校热能与动力专业拟定的“传热学”课程的教学大纲，将“传热学”课程由原来的64课时删减为48课时。另一方面，将原来杨世铭、陶文铨主编的《传热学》教材由第三版更换为第四版，新版教材在老版教材基础上修订增加了许多国内外的学术和工程实践研究成果，同时也增加教材的习题量。因此，受课时数的限制，要顺利完成教学任务，任课教师的工作难度和要求有所加大。

如何在相对有限的时间内让学生掌握“传热学”知识，顺利通过课程考核，与教师的授课的教学方式密不可分，总结分析几点如下：

1.提高课堂教学的趣味性

传热学是研究热量传递规律的科学，关于传热过程的记载在古今中外文献记载中极为常见。“传热学”课如果采用单一的纯理论数学公式授课，大多数学生会消极被动地接受知识，会造成多数人听不懂，因此需要一些形象的实例。对授课教师来说，在备课时应积累一些古今中外与传热学相关的知识和事例，在课堂教学过程中穿插讲授，以增加课堂趣味性，提高学生的听课效率。

比如在讲授第二章的导热微分方程的数学描写时，可以先一张电影画面幻灯片，同时提一个和幻灯片关的问题：为什么《泰坦尼克号》里男主人公杰克最后冻死了，女主人公露西却没有冻死？这个问题很容易吸引学生注意力，紧接着指出由于两人体内的温度分布不同造成的。那为什么不同呢？人体模型温度分布的控制方程是相同的，不同之处在于两人所处的环境不同，前者的身体泡在冰水里，后者的身体在空气中，从传热学的理论就是两者的边界条件不一样造成的不同结果。所以，对一个物体温度场完整的数学表达，应该包括两部分：导热微分方程和边界条件，缺一不可。接着，引出导热微分方程的推导。

讲授对流传热问题时，可以先提问学生自然界风是如何形成？紧接着从解释问题答案来阐释对流传热的机理，让大家能从生活点滴中思索和寻找传热学的踪迹，激发学习兴趣。

2. 重视授课对象

学生是课堂教学的对象，是学习的主体。教学必须以学生为出发点和归宿点。因此备课必须是为学生学习好课程知识而准备，不能脱离学生的实际情况去孤立地备课。必须要考虑到学生的接受能力、心理特点，同时也要考虑到学生学习的习惯及对这门课的学习兴趣等，以便制定出相应的教学策略、内容、深度、方式及媒体，使教学过程对学生的“胃口”。

经常听到有的教师抱怨，本来准备得很充分做足功课的一堂课，教学效果反而不理想，学生感到没听懂、没学会，反应效果很差。仔细分析，认真推敲后，发现造成这一现象的原因就是教师备课时忽视了教学对象。因此，备课前必须要了解和研究学生。

传热学课程的物理名词居多，对传热学名词概念掌握透彻才能更好的理解传热过程及其原理。比如，传热学中热流量的概念，其中包含了时间变量，热流量表示单位时间内传递的热量。实际上是一个功率的概念。在这个地方授课时不能一带而过，必须反复解释与强调热流量与热量是有区别的，学生的惯性思维会顺着原有的物理概念去理解认为是传递的热量，忽略了其中包含的重要时间是因素。如果对热流量概念含混不清，会间接影响学习热流密度及傅里叶定律的计算和应用。相反，用到热力学一些常见的物理名词时，在学生当前的水平应该很熟，比如热效率、热力学能、闭口系开口系的概念，大学物理以及工程热力学中都学习过，就不需要再解释了。

3.传统教学与多媒体教学各有侧重

多媒体教学目前在大学教育教学中相当普遍，与传统教学相比，多媒体教学有无法比拟的優点，可以让传热学的现代发展成果通过视频图片等可视化形象生动的给学生全方位的视觉展示。但在同时，也常出现信息量多大，学生学得快、忘得快，短时间内无法充分理解，没有吃透内容的缺点。

通过动画素材，可以直观的解释火力发电厂中能量是如何进行转化，热量是如何进行传递的。煤粉（燃料）在锅炉中燃烧将化学能转化为高温烟气热能，高温烟气通过对流传热将热量传递给水冷壁的外表面，水冷壁的外表面通过导热将热量传递给水冷壁内表面，内表面与水冷壁管内流动的水再进行对流传热交换，热量被水吸收水汽化变成了水蒸气，再热变成过热蒸汽，过热蒸汽输送到汽轮机，推动汽轮机的主轴转动（机械能），汽轮机带动发电机发电。煤粉源源不断地送往锅炉燃烧，电源源不断的向外输出。这就是典型的能量转化，热量传递形象生动的例子。

“传热学”同时也理论性较强的课程，导热微分方程的求解对学生高等数学的驾驭能力要求高。导热微分方程的推导授课前可先对高等数学中的齐次偏微分方程求解、泰勒级数进行简短的复习，接着从一个一维稳态大平板稳态导热问题数学描写展开，由简单到复杂，由特殊到一般，反向推导三维非稳态有内热源的导热微分方程的一般形式。可以帮助学生理解吃透导热微分方程相关的应用。公式的推导一方面可以培养了学生的科学研究逻辑思维，同时培养学生在工程领域的工程应用能力。另一方面学生通过推导公式，能透彻的理解公式的内涵和意义，所以一定的公式推导是必要的。公式推导的授课过程应以在板书在黑板进行为主，并辅以讲解，才能达到较好的教学效果。

对实验性较强的章节，如管内流动、蒸发与沸腾和辐射换热，换热器等工程应用多的章节，应以多媒体课件为主。通过借助先进的现代化教学手段，多媒体形象地演示动态实验，增强课堂的实效性，提高教学质量[3]。

4. 注重能力的培养

“传热学”的学习过程中，授课教师应注意培养学生解决实际问题的能力。本校产学研单位企业生产过程中存在一些待解决问题。比如：如何降低电容元件生产过程中的能耗；研制新型烹饪的加热模式等生产实践项目。对生产过程中存在的问题进行必要的抽象简化假

设，让学生参与学研项目的研究过程。对学生的专业思维能力和动手能力都有较大的提升。

三、考核方式的改进

从往年的考试分析来看，传热学课程闭卷考试的效果一般。按我院的教学要求，除了闭卷考试外，也可以根据课程的特点进行其他方式考核。比如采用开卷考试，或者采用分段小测试加上大论文相结合的方式考核。总评成绩和平时成绩计算如下：平时成绩=考勤（30%）+作业（70%），总评成绩=平时成绩（20%）+实验成绩（10%）+期末考核（70%）。

四、“立体化”多渠道的教学途径

传热学课程开通了网络课程，共享资料包括教学教学课件、大纲、日历、教材答案等，并链接国内重点高校的传热学精品课程网址，学生在课下可以利用网络教学资源，按自己的学习进度进行自习或复习，巩固所学的知识[1]。

五、结语

独立学院的“传热学”教学要针对学生的特点，多鼓励和因循诱导，增加学习的自信心。课程教学从各方面进行了改革，使得本课程教学相比较以前有了很大的改变和进步。作者是在多位经验丰富的老教师的指导帮助下进行“传热学”教学实践，结合教学及科研中的体会， 做了几点总结，希望与广大的教育工作者进行更多的研究、探讨和交流。

参考文献：

[1] 杨世铭，陶文铨.《传热学》第四版[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]邝华.理论力学课堂教学效果思考与探讨[J].广西物理，2011， 32（4）： 39-40.

传热学教学方法改革初探 篇4

一、上好绪论课

绪论是传热学的第一堂课, 俗话说:“良好的开端是成功的一半”。上好绪论课在培养学生兴趣、引导学生学习等方面具有不可低估的作用。在绪论课上, 教师可以多列举日常生活中遇到的传热学问题, 以及专业中有哪些专业现象需要用传热学的知识来解释。比如, 给建环专业的学生讲一些传热学在建筑节能中的应用, 可以让学生对课程有个大致的了解, 同时通过强调本课程在专业知识架构体系中的地位和作用, 使学生产生强烈的求知欲望和浓厚的学习兴趣。另外, 绪论课的内容还应包括简介三种传热方式, 由于这是学生第一次接触传热学的基本概念, 所以给学生讲授基本概念时要注意教学技巧, 尽量将问题简单化, 重点讲清三种基本传热方式之间的区别, 以免学生在第一堂课就产生畏难情绪。

二、合理设置问题情境

设置问题情景, 也叫“问题教学法”, 就是教师在课堂讲授时, 并不是把教学内容作为现成的知识向学生传授, 而是将所要讲授的内容作为一个个问题向学生提出, 采用课堂上一问一答的上课方式。这样不仅可以引起学生的注意, 使学生集中精力听课, 而且还能激发学生积极思维, 调动学生学习的积极性和主动性。

教师在讲授教学内容之前, 首先从应用实例中提出问题, 例如, 可以从家用冰箱中鲜肉冷冻时间提出非稳态导热问题;从室内暖气的安装位置讲到自然对流的概念等, 引起学生注意。然后再切入主题, 用所要讲授的理论对问题进行定性分析, 分析问题的性质、包含的传热原理、传热的过程等。在分析问题的过程中可以采用启发的方法, 逐步引导学生的思维。最后是解决问题, 把工程上常用的解决这类问题的定量计算方法介绍给学生。在整个的教学过程中, 师生间形成了互动, 学生成为课堂教学的参与者, 响应老师提出的问题, 甚至对教学内容提出质疑, 培养了学生探索创新的精神。

三、充分利用比拟法教学

比拟法是理论思维的一种重要的逻辑推理方法。它以比较为基础, 在已有知识的基础上, 通过对不同的事物及其运动规律进行比较, 找出它们的相似点或相同点, 然后将其中一事物的有关知识或结论推理比拟到另一事物中去。因此它是人们有效地认识自然界普遍规律的一种试探性工具。

我们在传热学的教学中, 首先引入的就是电场与温度场的类比, 特别是学生在先学习了电工学, 了解了电势、电流、电阻的概念后, 将温度场中的温度差、热流及热阻的特点与其相对比。随后, 在对流换热中将已学的专业基础课流体力学中的动量传递与传热学中的热量传递, 质量传递的特点相类比, 找到它们之间的相互关系, 而且流体力学中的一些原理及数学表达形式可以完全类比到传热学当中, 使对流换热及传质问题得以大大简化。热传递的三种基本方式——导热、对流及辐射是整个学科的精髓, 对电阻与热阻的类比也要始终贯穿在传热学的整个教学过程中。

四、多媒体教学手段的应用

一直以来, 传热学的传统教学都是借助黑板和粉笔等来进行的。而传热学作为高等院校工程类专业的一门专业基础课, 不仅要介绍基本概念、基本理论, 还要介绍传热学中的分析问题、解决问题的研究方法以及传热学的实际应用, 其最大的目的也就是要将知识和现实联系起来, 将理论知识应用于工程实践中去。但是凭借传统教学工具黑板和粉笔, 教师很难将现实生活和工程案例形象生动地展现在课堂之上。有了多媒体技术, 传热学传统教学中的一些问题就可以迎刃而解了。我们可以利用多媒体中的图片、动画和视频轻松地将传热学中一些抽象的术语、概念、定理生动地以实体展示或者模拟, 将这些知识点直观地传递给学生。教师不但可以不用再挖空心思地去组织语言或者描摹一些图形去解释这些抽象的内容, 同时学生也可以非常轻松地感受到生活中的传热学知识, 自然地将学习与生活联系, 清晰地在脑海中构建传热的现实模型, 牢固记忆。举个简单的事例, 就拿换热器来说, 如果不通过实验和亲身的参观, 仅凭书本上的图片, 很多同学即使学完了传热学, 在生活中遇到了换热器也不认识, 更谈不上对其分类、讲述其特点, 也不会将具体的原理和换热器的器件对应起来。但是通过换热器的实例图和动画模拟换热器的换热过程, 教师不需要太多的表述, 学生就可以清楚地认识换热器, 了解各自换热器的特点, 深刻理解和掌握各种换热器的工作过程和工作原理。

在传热学教学中适当地辅助多媒体的手段, 不仅可以使教师更加生动和清晰地讲解知识点, 及时便捷地完善教学内容, 而且也有助于学生对知识的理解、记忆和应用, 极大地提升了学习效率。

五、结束语

传热学教学方法改革的措施, 在正常的教学试验中取得了良好的效果, 教学过程更加完善合理。学生既掌握了基本理论、基本计算的方法, 又满足了后续课程对传热学理论的基本要求。同时, 学生在所学知识的实践应用等方面也得到了综合的锻炼, 满足当前教育发展和人才培养的需要。

摘要：《传热学》是一门应用性、实践性较强的专业基础课, 由于该课程具有内容散、连贯性差、图表和经验公式多等特点。一直以来, 从教与学的两个方面来看, 师生们对该课程大多有“难教难学”的体会。

关键词：传热学,教学方法,改革

参考文献

[1]董丽娜.有限课时内“工程热力学与传热学”教学效果改进[J].中国电力教育, 2010, (25) .

[2]章学来, 施敏敏, 汪磊.多媒体在传热学教学中的应用[J].中国电力教育, 2009, (3) .

[3]吴雪梅, 潘艳秋, 贺高红.传热学课堂教学中的几点体会[J].化工高等教育, 2005, (4) .

[4]刘其鑫.建环专业传热学教学体会与探讨[J].山西建筑, 2011, (9) .

传热学教案1 篇5

② 传热过程及传热方程式； 2、掌握内容：黑体，传热系数，传热热阻。3、了解内容：传热学的研究内容

第一章介绍传热学的研究内容，传热学中热量传递的三种基本方式：导热、对流、热辐射。以及包含这三个基本方式的传热过程。

4、基本概念: 热传导、热对流、热辐射、黑体、传热过程、热阻、热流密度。

5、基本定律：傅里叶定律、牛顿冷却公式、斯蒂凡-波尔兹曼常数。学习目标：

①

能确定物体的传热方式。

②

能利用热量传递的速率方程计算热流密度或热流量。③ 能利用传热方程式计算传热过程的传热量。④ 掌握如黑体，传热系数等基本概念。

§1-1 热能传递的三种基本方式

包括热传导、热对流、热辐射三种方式 一、热传导 1、概念

物体各部分之间不发生相对位移，而依靠分子、原子等微观粒子的热运动产生的热能传递。

2、公式

由傅立叶定律知：单位时间通过一定面积的导热热流量与温度变化率和面积有关：

=—Adt（1-1）dxλ为材料导热系数，负号表明热量传递方向与温度升高方向相反。

通过单位面积的热流量称为热流密度：

dtq==-（1-2）Adx二、热对流

1、概念

由于流体宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所导致的热量传递。工程上主要研究流体流过一物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程，称为对流传热。根据流动起因，对流传热可分为两类：强制对流和自然对流。另外，液体相变时也伴有对流传热，一般分为沸腾传热和凝结换热。

2、公式

q=ht（1-3）=hAt（1-4）

h为表面传热系数，Δt为壁面与流体间温差，永远取正值。

三、热辐射

1、概念

物体会因各种原因发出辐射能，其中因为热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。

物体间通过辐射方式进行热量传递成为辐射换热。辐射传热的两个特点：

① 能在真空中传递，而且在真空中传递最有效。② 不仅伴随能量的转移，而且有能量形式的转换。

理想黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。

2、公式

斯蒂凡-波尔兹曼定律：黑体在单位时间内发出的热辐射热量

=AT4（1-5）

实际物体辐射热流量采用发射率（黑度）修正：

=AT4（1-6）

两种简单的情况：两块非常接近的互相平行黑体壁面间辐射传热、封闭空腔内物体表面辐射换热。

（1-7）=1A1（T14-T24）

§1-2 传热过程和传热系数

一、传热方程式

1、概念

传热过程：热量由壁面一侧流体通过壁面传递到另一侧流体的过程。包括串联着的三个环节：

① 热流体与壁面高温侧的换热 ② 壁面高温侧倒壁面低温侧的热量传递 ③ 壁面低温侧与冷流体换热。这三个过程中的热流量应该是相等的。

=A（tf1-tf2）（1-8）

11++h1h2也可以表示成：

（1-9）=Ak（tf1-tf2）K为传热系数，数值上等于冷热流体见温差为1℃、传热表面积1㎡时热流量的值。

二、传热热阻

由（1-8）和（1-9）式可得

111=++（1-10）kh1h2两边同乘以1/A得：

传热学 篇6

【摘要】三本院校需要培养出具备必要的学科基础理论及一定的创新与技术革新的理论能力的学生。因此，在机械专业的培养计划里并没有多余的课时用于开设传热学的课程。而传热学在机械设计行业是非常重要的。本文简要分析了传热学对机械专业的重要性及在教学过程中存在的问题，并根据三本院校的特殊情况，有针对性地制定适合本校学生的教学，为学生就业及工作打好基础。

【关键词】传热学 机械专业 icepak

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0255-02

三本院校是以独立的办学和管理模式创建起来的普通本科高校，由于其生源与一本、二本有着明显的差距，使得在机械专业的教学上更趋于学生动手能力及应用技术能力的培养。因此培养计划中并没有相关的“传热学”的教学安排。但是作为机械行业，传热学的重要性不言而喻。不管是简单的轴承设计、还是复杂的机器设计都需要对温度进行一定的分析。因此，在没有开设传热学基础课程的前提下，通过课堂引导、毕业设计及学术报告使得学生对传热学产生一定的兴趣，并教会其操作简单的温度流场分析软件icepak。

一、传热学在机械专业的重要性和教学目的

“传热学”是一门研究由温度差引起的热能传递规律的学科，根据热力学第二定律，只要有温差，就一定有热能从高温物体传到低温物体。然而不管是在自然环境，还是在人类生产的各项领域，温差是必然存在的，所以，热能传递现象存在于世界的每一个角落。因此，作为一门研究热量传递规律的科学，传热学在各行各业中都应用广泛，尤其是在机械工业中。

通过对传热学的推广教学，使得机械专业学生了解温度分析的基本原理、知道温度分析在机械工业生产中的重要性。并帮助部分感兴趣的同学掌握简单常用的温度分析软件icepak的使用方法、会根据结果分析产品结构的合理性及优化方法。最终目的是增加机械系学生就业的资本，帮助同学更好地就业及以后的工作。

二、“传热学”在校内推广的难点

三本院校属于应用型本科，在生源及师资上都明显不如“一本”“二本”。将“传热学的基本理论及简单软件应用推广开来，具有以下难点：

1.学生的基础知识薄弱；就目前机械专业课程的设置对大部分学生来说已经足够吃力，大家忙于应付。而且除了在大学物理中，有部分传热学知识以外，并没有相关课程再涉及传热学。

2.缺少实验室；一门理工科课程需要相关实验的支持，实验可以使学生直观地观察到一些现象，并对该课程产生一定的兴趣。而学校仅有一些机械制造相关的实验室，这一缺失会对学习传热学带来一定的影响。

3.教师资源不足；本校从事传热学数值模拟研究的人员缺少，仅有一两名老师有相关知识。这就使得每一名老师的工作比较繁多，不仅要上课、科研，还要调整时间来进行这项工作。

三、温度分析推广的措施及成果

针对三本院校的特殊情况，制定并实施了下列三项措施，对大家了解熟悉传热学有很大的帮助，效果都很明显。

1.上课时在不影响教学任务的情况下，通过一些视频资料对学生提及温度的重要性，针对感兴趣的同学，通过教他们icepak等简单温度分析软件的操作让他们对温度分析有更深地了解，并降低畏惧心理。在讲授理论力学及材料力学的课堂上，给学生灌输温度对机械材料的影响，比如温升过高会导致材料蠕变，会导致电子零部件的不能正常工作。学生对此也颇感兴趣，有部分学生会课下来拷贝软件，自学并进行简单的温度分析。

2.通过讲座的形式向机械系的学生讲解目前工业生产中温度分析的重要性，温度分析的一些基本原理以及介绍一些简单的温度分析软件。目前各种行业，对于温升分析报告的需求越来越急迫，很多公司都面临着这个问题。比如：电机行业，电机的温升严重影响着电机的性能，转子、定子、线圈以及控制器的温度都有着严格的控制。作为机械专业的学生，如果能熟练地应用icepak等传热学数值模拟分析软件，将极大地提高自己的就业的优势。而且由于温度分析软件均可以做到动态演示，所以这个过程对于提高学生的兴趣有很大的帮助。感兴趣的同学自学软件，也可以培养自己的自学能力，为以后工作做好铺垫。

3.通过毕业设计的宣讲，增加选择温度分析这方面的学生人数，参与的人多了，整个氛围就会建立起来。学生对于传热学温度分析方面还是有一定的抵触，觉得难度大，不愿意多花时间，但是经过一次毕业设计的学习，学生普遍对温度有了一定的了解，热传递的方式及主要计算公式都能大致地记住，对传热分析软件能做到熟悉建模、画网格、网格优化、计算、结果分析等基础过程。总的来说，基本达到了毕业设计的要求。

四、结论

综上所述，将传热学的概念引入三本院校的机械专业教学中，可以使得学生在更加了解温度在机械工业中的重要作用，为以后在工作中做好铺垫。

参考文献：

建环专业传热学教学体会与探讨 篇7

传热学是研究热量传递过程规律的科学，是建筑环境与设备工程专业十分重要的专业基础理论课程。建筑环境与设备工程专业中很多专业知识或现象都与传热学有密切联系，如:建筑围护结构的保温，暖通空调系统冷、热负荷的计算，燃器具燃烧及换热性能的提高等，所以《传热学》的学习效果对后续专业课程如《暖通空调》《冷热源工程》等的学习至关重要。

1《传热学》课程的特点

1)《传热学》作为专业理论课程，理论性强，概念多。《传热学》作为专业基础课程，涉及很多理论知识，而其中部分理论知识不易被学生理解。同时作为一门基础课程，传热学课程中有很多新的概念，有些概念对初学者不易理解和掌握，这些加大了《传热学》课程的学习难度。

2)《传热学》公式多，与其他基础课程联系紧密。由于很多传热规律与现象需要用数学语言来描述，所以《传热学》课程的学习过程中会涉及许多高等数学中的微积分内容。另一方面，传热学的研究内容涉及到与热量传递相关的学科如工程热力学、流体力学，这两门课程本身就有相当的难度，具体到传热学上的应用对传热学的初学者有一定难度。同时，工程热力学、流体力学等知识掌握得不好，加大了传热学的学习难度。

3)《传热学》同时是一门实践性较强的课程。《传热学》包含很多理论知识，但这些理论知识都是人类在长期的实践基础上总结得出的，这个过程本身就是传热学的发展。为了让学生更好的理解与运用传热学知识，课程学习过程中开设有实验。但由于学时所限，实验的内容还不足以让学生具备较强的将传热学知识应用于实践中的能力，且实验的内容多为验证性的内容，需要学生自己设计的实验较少。这样，《传热学》课程实践性在实验教学中难以得到很好的体现，学生将所学知识与实践相结合的能力难以提高。

2《传热学》教学中存在的问题

笔者讲授建环专业的《传热学》，在讲授过程中发现以下几个问题:

1)学生普遍反映《传热学》难学。通过调查和平时课间交流笔者了解到学生普遍认为传热学难学，概念多，公式多，对很多概念和公式不知道怎么应用，部分课后作业感到无从下手。笔者在教学过程中体会到，由于传热学公式多，很多学生有一定的畏难情绪，学习主动性大大下降。

2)学生对传热学知识缺乏深刻的理解。学生对很多传热学公式与概念只停留在机械记忆上，缺乏对其物理意义的理解，如比渥数和努谢尔数两者在公式表达上存在很大的相似性，但其物理意义有很大的区别。而很多学生却不能说清楚其二者间物理意义上的区别。又比如灰表面的有效辐射与两灰表面间的辐射换热之间的区别与联系，许多学生不能正确理解与掌握。

3)学生对基本原理的应用能力差。由于传热学本身有一定的难度，加之学生对某些概念缺乏深刻的理解。对基本原理在传热学中的具体应用能力表现也较差。比如，能量守恒原理是贯穿传热学学习中的一条重要原理，在方程、公式推导中有很多应用。但学生在面对某些具体问题时，却不会灵活应用能量守恒原理去分析。同时，学生将传热学理论知识与生活及生产中实际问题结合起来的能力较弱。

3《传热学》教学探讨

1)尽力调动学生的学习积极性。上好《传热学》的第一堂课。第一堂课的内容为绪论，教师在这堂课上可多列举日常生活中遇到的传热学问题，以及建环专业中有哪些专业现象需要用传热学知识来解释，这样既可以给学生解决那些传热学能问题的初步印象及传热学的重要性，同时也与本专业的发展结合起来，如给学生讲传热学在建筑节能中的应用。当然，除了讲授传热学在建环专业中的应用外，还应该给学生讲授传热学在航空航天、工农业生产等的具体应用及传热学的前言研究内容。这样既拓展了学生的知识面，又可以激发学生的学习兴趣。

第一堂课的内容还包括简介三种传热方式，由于这是学生第一次接触传热学的基本概念，所以给学生讲授基本概念时要注意教学技巧，尽量将问题简单化，以免学生在第一堂课就产生畏难情绪。在讲授三种基本传热方式时还重点要讲清楚它们之间的区别。

通过对第一堂课的认真组织及讲解可激发学生对传热学学习的兴趣，兴趣是最好的老师，学生一旦对传热学产生了兴趣，以后的学习就会有积极主动性。

2)在平常的教学过程中多讲解例题和习题。由于传热学课程中涉及的概念多，公式多，学生对这些公式与概念的掌握除了自己理解记忆外，做习题是巩固学习的重要途径之一。通过习题，学生可以将所学的概念和公式进行巩固，加深印象，同时学会了如何运用传热学知识解决实际问题。所以，在平常的教学过程中可以多讲解课本上的例题。笔者在讲授《传热学》时采用中国建筑工业出版社的教材《传热学》第5版，该教材上的例题与建环专业内容相近，通过对这些例题的深入讲解可加强学生应用传热学知识解决专业问题的能力。

对于布置的课后习题，可采用习题课的形式集中讲解，讲解过程中不只停留在习题本身上，可有意识地对习题内容进行拓展，使学生能举一反三，触类旁通。

总之，通过多讲解例题和习题可使学生加深对概念和公式的理解，加深对传热学知识的理解。

3)课堂教学注意多举例，将授课内容与生产生活实际结合起来。传热学虽然其理论性强，但由于其基础性，在建筑、冶金、化工、航天等行业有着广泛的应用。因此，老师在课堂上讲授传热学知识时，除了讲解教材上的内容外，可补充讲解该知识点在生产和生活中的应用，这样在扩大学生视野的同时还可启发学生自己将所学的传热学知识与本专业及生产生活实际结合起来。比如在讲解辐射换热与对流换热的特点时，可结合暖通空调里冷负荷与得热量的区别进行讲解，在讲清楚辐射换热与对流换热特点的同时还能引导学生如何将传热学知识与专业课知识结合起来进行思考。

4)改革教学实验课内容设置。传热学是一门实践性很强的课程，很多传热规律都是通过实验发现的，所以实验对传热学的教学有着十分重要的作用。笔者认为传热学课程实验除了巩固课堂上所学理论知识外，还应有意识培养学生通过实验发现问题、总结归纳实验现象的能力。

所以，笔者认为传热学课程实验可不仅局限于验证性实验。验证性实验能加深学生对传热规律的理解，在做好验证性实验的同时可出开放性的实验题目，如如何测量某一对流换热过程中流体的对流换热系数等。通过这种开放性的实验内容，除培养学生应用传热学知识的能力外还可培养综合分析问题及解决问题的能力。

4 结语

传热学作为建环专业重要的专业基础课程，其教学效果对学生后续专业课程的学习十分重要，而学生普遍反映传热学难学。作为传热学任课老师应尽力调动学生学习积极性，在课堂上多举生产和生活中的实例，对例题和习题进行详细讲解，使学生能举一反三，同时改革教学实验课的内容以培养学生应用传热学知识的能力、综合分析问题及解决问题的能力。

参考文献

[1]吴怡,雒婧.“传热学”教学方法探讨[J].中国电力教育,2011(7):17-18.

[2]赵忠超,周根明,陈育平.“传热学”教学方法的探索与实践[J].中国电力教育,2009(1):93-94.

传热学 篇8

一、《焊接传热学》教学内容改革

课程教学内容必须适应人才培养目的和人才规格, 以相对稳定的教学内容和课程体系实施人才教育过程。随着焊接技术的发展, 在传统焊接工艺基础发展和新出现了焊接新工艺, 其热过程对焊接质量的影响规律需要进一步得到深入研究。开展研究生对新工艺的理解和认识, 并以此增强学生的感性认识, 提高学生的学习热情。

(一) 教学内容组织的调整。

针对教师难教, 学生难学的局面, 为拓展研究生视野和创新能力, 本课程建设在教学内容及结构方面拟作较大的变动, 针对目前有限单元法的广泛应用和焊接新工艺的发展, 教学内容删除有限差分计算, 增设具体焊接工艺的热过程分析 (TIG焊接, MIG焊接, PAW焊接及特种焊接) 。在课程讲解内容的选择上突出“少而精、精而新”, 重点讲解焊接热源模型的建立、焊接热过程有限单元法等理论性较强、通过自学不易掌握的章节, 工程应用类的章节通过学生完成读书报告或课堂讨论的方式组织教学。由于焊接热过程涉及焊接过程中热的输入和传播, 包括被焊金属的加热、熔化和随后的连续冷却过程, 因此, 课程教学宜重点讲解TIG、MIG、PAW及特种焊接过程的热过程分析, 结合各种焊接工艺特点, 建立适合各工艺特点的焊接热源模型、熟悉各焊接工艺热过程的计算, 掌握分析焊接热过程的基本技巧和基本过程, 能够通过计算结果分析焊接热过程的基本机理, 从而渐进地提升学生的分析能力和创新能力。针对焊接新工艺层出不穷, 课程教学内容应稳步扩充教学内容资料, 例如结合学校船舶特色研究方向, 增加激光复合焊和埋弧焊在船舶工业中的应用实例。这些扩充性教学内容, 可以学生专题作业的形式进行, 让学生课下完成综述的总结和撰写。同时建立扩充性资料数据库, 为后届的学生学习打下基础。

(二) 实践性教学内容的改革。

本课程开始没有开设实验环节, 不利于创新型人才的培养。即使修订大纲后增设了试验, 仍为验证性实验, 缺少综合性、开放性的实验。为有利于创新性人才的培养, 提升学生的动手能力和解决问题能力, 改革实验教学内容和体系, 对课程增加了两个综合性、研究性实验, 修订《焊接传热学》的实验教学大纲和实验指导书。两个综合性研究实验分别为:TIG焊热过程与实验测量和搅拌摩擦焊产热机理与边界条件对搅拌摩擦焊热分布。同时, 增设TIG焊热过程和实验测量, 增加分析对TIG焊接产热机理的分析研究, 增设的搅拌摩擦焊产热机理和边界条件对搅拌摩擦焊热分布的研究内容。这部分内容涉及搅拌摩擦焊产热和热耗散机理。后续教学实践环节可依托新购20吨连续驱动摩擦焊机, 增设异种金属连续驱动摩擦焊产热机理和热分布的内容。

(三) 教学内容组织方式。

教师用足够时间和精力横向拓展教学内容, 把最新科学技术融入课堂教学, 开阔学生视野、拓宽学生的知识面, 在潜移默化中教会学生如何学习、思考和创新。与此同时, 在课堂教学中教师要将充分使用自制和外购的《焊接传热学》多媒体课件, 通过多种媒体的信息图形、声音、图像、动画、视频等, 向学生生动、直观、灵活和深入地展示《焊接传热学》的知识内涵, 达到提高教学效率、丰富课堂教学内容的效果。课程组织形式可灵活进行, 采用启发式、讨论式、探索发现式等现代化的教学方法, 注重学生能力培养。与此同时, 实现主讲教授负责的助教助学制, 全面负责学生的作业和辅导答疑。课下的学习以项目式进行, 学生分成几个小组, 围绕不同专题, 以小组为单位进行课题的调研、资料查找、程序编写、研究报告的撰写等工作。课程建设后要从总体做到:教学内容组织严谨, 组织方式科学规范, 批改作业、辅导、答疑等环节形成制度化。

(四) 实践性教学的设计思想与效果。

进一步增加综合性、研究性实验, 通过开展第二课堂和课外研究增加研究生实践性教学的效果。《焊接传热学》是焊接方向一门理论性很强的课程, 理论性教学是实施素质教育和培养学生能力的重要组成部分。由于《焊接传热学》课程总学时有限, 为了培养学生的动手能力和创新能力, 除了正常的课内实验教学之外, 我们拟采用第二课堂的形式进一步加强对学生分析解决问题能力的培养。

二、结语

科学和经济的飞速发展对《焊接传热学》教学提出了更高的要求, 必须不断总结, 不断探索, 改进教学内容和教学体系, 才能不断促进焊接工程人才的培养, 为国家培养出更多综合素质高、具有工程应用能力和创新能力的焊接专业人才。

摘要：《焊接传热学》课程作为焊接方向硕士研究生必修的一门专业基础课程, 具有很强的工程应用背景, 其教学内容将直接关系到学生的培养质量和综合素质。在教学内容上, 以能力培养为目标, 以工程实践能力培养原则设计理论课教学内容, 强化工程实践能力培养, 及时更新教学内容, 把课堂学习与课外实践有机结合起来, 贯穿于课程教学的各个环节。课程内容有所删减, 有所增设, 与时俱进, 及时更新。

关键词：焊接传热学,教学内容,实践性教学

参考文献

[1] .武传松.焊接热过程与熔池形态[M].北京:机械工业出版社, 2008

英文《传热学》教学过程中的思考 篇9

关键词：传热学,英文教学,能源动力工程

一、英文《传热学》教学的重要意义

《传热学》、《工程热力学》和《流体力学》被是能源动力专业的三大核心专业基础课[1]。传热学是研究在温差存在的情况下,物理内部或者物体与物体之间发生的能量传递规律的一门课程。由于自然界和科学生产中均处处存在导致热量传递的温差,所以传热不仅是一种常见的自然现象,而且广泛存在于各工程领域,如能源动力、机械制造、建筑节能、航空航天、生物工程等[2]。随着科学技术的不断发展,传热学的应用范围也不断扩展,对《传热学》课程的教学要求也在不断提高。为提高教学质量,培养出能够参与国际化竞争和挑战的“专业+外语”的复合型人才,2001年教育部颁布了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》[3]。在意见中提出,要在国家发展急需的专业开展双语教学,这是教育部首次从国家战略的高度提出要发展双语教学[4]。而后,教育部分别在2005年、2007年多次颁布意见[5,6,7],大力推广双语教学和英文教学。

英文教学的顺利开展不仅有利于学生掌握专业术语,获取学科前沿知识,为以后的国际交流打下基础,而且有利于培养出更多的国际化、复合型人才,在我国高校的人才培养格局中发挥着重要作用。此外,要实现高等教育走出去的国家战略,并实现高等教育国际化,英文教学是重要的基础和手段[8]。在传热学领域中,为了了解时下的前沿动向,学习到国外先进的科学理念,借鉴最新的科研成果,与国际上的优秀学者进行有效地沟通与交流,加之国际上大多数的优秀科研期刊都是英文资料,国际会议也是用英文进行交流,我们必须要不断提高自身的英语水平。由于学科交流中涉及到大量的专业术语,普通的英语教学已不能满足需求,因此有针对性的专业英文教学势在必行。在能源动力专业中的本科《传热学》教学中引入全英文教学也可以更好地提高国际化办学程度,推进教育国际化的进度,不仅能够有的放矢、大幅度提高中国学生该领域的英语水平,而且能够吸引外国留学生,方便他们对该领域学科的学习,促进了国际间的学术交流和沟通。

二、英文《传热学》教学的现状和问题

文本作者在国外留学期间从事《传热学》的教学和研究工作。曾在爱荷华州立大学机械工程系开展了三个学期的《传热学》教学工作,既包括实验课也参与了课堂教学,具有一定的《传热学》全英文教学基础。在国内工作期间,利用中文《传热学》课程的教学机会,部分穿插了双语教学和全英文授课的尝试,并引入国外大学教授直接授课的模式,丰富了《传热学》课程的教学,并使学生受益。在开展这项工作的过程中,逐渐发现了全英文和双语教学中的优势,更发现了当前教学过程中的一些问题。因此对此进行了思考和总结。

教学过程中发现,学生对开展英文授课模式较为感兴趣,可以极大地吸引学生的注意力。结合美国本科生课堂中比较注重与学生互动这一特点,英文《传热学》的教学比中文授课更加激发学生的学习兴趣。对于进入重点大学进行本科学习的学生英语水平基本达到参加双语课程的要求[9]。结合自身英语学习提高的方面,面对《传热学》英文课,学生在自身能够理解课堂内容的基础上,常抱着浓厚的兴趣学习。与平时的中文课相比,英文课从形式展示上做了全新的改变,这对学生无疑有着强烈的吸引力,学好这样的课对于他们也是一项挑战。

然而在教学的过程中也发现存在部分问题,比如学生的表达部分受阻。由于缺少英语口语使用的语言环境以及本科学习对英语口语水平要求有限,国内学生的英语水平普遍为“哑巴”英语,所以在英文课堂上,也存在着和必须要面对的一些问题。受口语水平的局限,多数学生在课堂上不愿意用英语提问,学生与老师之间的课堂沟通机会会有所限制,学生对教学活动的参与主要为被动式。因此在授课中需要注意要采取循序渐进的方式,初期先穿插进行外语教学,随着讲解的不断深入,学生理解能力的增强和专业知识的提高,可以过渡到全英文授课的模式。此外,教师通过有趣的研究故事和经历调动学生的积极性,同时关注学生情感,及时关注关心学生的学习过程、认知反映和学习效果,及时发现问题,建立师生之间双语交流的常态关系,从而提高双语教学质量。随着全英文课程的逐步推进,学生逐渐愿意交流,并在课堂上用英文大胆提问。

在课程内容上,英文《传热学》与中文《传热学》的授课内容基本一致,但是对于具体的标点符号、公式形式,以及解题思想上有部分区别,因此对这一问题要进行注意。目前,双语教学的学校大多采用国外进口的原版教材。因为与国内教材相比,国外原版教材英文规范,表达清晰,内容丰富、新颖,阅读量大,可读性强,能提供该领域较新的专业知识[10]。然而,国外出版的英文《传热学》教材种类很多,但基本上是针对母语为英语的学生编写的教材。所以在教材选择方面还存在一些问题。与国内教材相比,国外教材在公式表达、标点符号运用,甚至解题思想方面都存在着一定差异,这给学生顺利使用教材带来了一些困难。

全英文教学中的考核不易控制。比如学生作业中,受英文水平的限制,学生对英文写作表达规范和标准把握不到位,他们完成的课后作业往往存在水平不一、表达不清晰、前后顺序不统一等问题,在考试中也存在这一问题。此外,《传热学》课程涉及公式、专业词汇较多,考虑到学生不同的学习目的,他们有的侧重于大量掌握专业词汇,有的侧重于理解和掌握专业知识重点和难点,为此考试标准难以制定和统一。

三、英文《传热学》教学的对策和建议

在对《传热学》英文教学过程中存在的部分问题,可以尝试以以下方式进行解决:

1.尝试对学生分类管理,分别开设《传热学》中文和《传热学》英文班,让学生自由选择(针对自己的发展方向进行),考试时对不同班级分开考核。为了兼顾学生不同的学习目的,可以尝试分别开设《传热学》中文和《传热学》英文班。其中,中文班侧重于讲授《传热学》中的理论、公式推导、实验原理以及应用问题的解决,英文班侧重于讲授《传热学》中的理论、公式推导等及相关的专业词汇和表达规范、该领域较新的专业知识英文文献阅读等。学生可以依据各自的发展方向进行自由选择相应的课程学习。考试时对这两种班级进行分开考核,依据各自教授的重点制定考试形式和题目等。

2.《传热学》中英文半交叉上课,学生可以自由流动,课程内容加深理解。在开设两种班级的基础上,利用两种班级教授内容侧重不一、上课时间不重合的新颖形式,吸引和鼓励学生在上好各自选择的课程的基础上,自由流动,参与另一种形式的课程学习,以期积累浓厚学习《传热学》的兴趣,拓展自己专业视野,加深对课程内容的理解。然而具体的问题还有,因此需要在教学的实践过程中,不断丰富,继而找到全英文教学有效地实施之路。

参考文献

[1]吕留根.《传热学》教学改革实践与思考[J].广州化工,2011,39(14):183-184.

[2]李友荣,杨晨,吴双应,等.“传热学”课程教学改革研究与思考[J].中国电力教育:中,2010(11):66-67.

[3]教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[Z].教育部,2001.

[4]郑大湖,戴炜华.我国高校双语教学研究十年,回顾与展望[J].现代外语,2013,1(1):2.

[5]教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[Z].教育部,2005

[6]教育部.教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z].教育部,2007.

[7]教育部.关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[Z].教育部,2007.

[8]谈多娇.双语教学:中国高等教育国际化的战略选择[J].教育研究,2013,(11):83-86.

[9]韩建侠,俞理明.我国高校进行双语教学学生需具备的英语水平[J].现代外语:季刊,2007,30(1):65-72

传热学课程教学改革的分析与探讨 篇10

1 传热学课程的特点与现阶段教学过程存在的问题

根据笔者近几年的传热学课程教学经验,热学课程的特点和传热学教学过程中存在的问题是因与果的关系,具体分析如下。

(1)传热学与工程热力学、流体力学并称能源动力类专业的三大专业主干课程,但是传热学与其他两门课程又有所区别。工程热力学、流体力学相对偏重理论知识、概念虽然比较抽象,但是系统性较强。例如:工程热力学中先介绍热力学第一定律,然后再谈论第二定律,两大定律之间有区别亦有联系,知识层次有先易后难的关系。但是,传热学是研究自然界中3种基本传热方式的科学,并且每种传热方式都有各自的特点和理论体系,相互之间的关联不是太强,例如:传热学首先介绍热传导、再依次介绍热对流、热辐射,三者之间的知识点结合较少,知识体系相对较松散。另外,由于传热学课程中涉及的概念、公式、图表繁多,并且有些公式较为复杂,这造成了学生不知如何学习、不知如何运用已学知识的尴尬处境。

(2)传热学是一门发展中的科学。由于传热学与很多领域有关,因此传热学知识体系中有许多物理模型并不完善,还处于研究阶段。许多介绍传热学的书本根据不同学科的发展都加入了一些较新的前沿知识[1,2,3]。例如:杨世铭、陶文铨主编的《传热学》由第一版的450页增加到了第四版的591页,在原来的基础上增加了微尺度传热、射流冲击传热等传热学的新兴研究领域,图1所示的燃气轮机叶片冷却即为近几年衍生出的射流冲击传热的具体应用。传热学的知识点在增加,但传热学的学时并没有相应增加,以我校为例:传热学的教学学时却仍然维持在56学时不变,这就导致了教师在授课过程中将重点放在完成教学任务上,而很容易忽略培养学生掌握传热学知识体系的方法以及正确运用传热学知识解决实际问题的能力。学生由于不能正确掌握知识,久而久之就会产生畏学的消极情绪,积极性大大降低。

(3)不同的专业侧重点不同。例如,对能源与动力工程专业学生来讲,就希望多了解一些管内两相流动与沸腾传热、烟气复合传热等方面的知识[4],轮机工程的学生则希望多了解一些发动机内部燃烧过程涉及的传热现象,而其他专业也有相应的关注点。但是,大多数传热学书本上介绍的是适用于所有专业的基础知识,即使新增一些知识,也不一定满足某些专业的需求,这就造成了传热学的知识与现实需求相矛盾的结果。

2 教学方法的革新

2.1 教学内容方面

爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师,老师则是点燃学生学习兴趣的火炬”。因此教师合理选择教学内容是至关重要的。笔者认为,应当确立以能量守恒定律为基础,3种不同热量传递方式为主线的教学内容,并且在此基础上,教师在授课过程中应该引入与授课专业相关的工程知识或是同领域的前沿知识,例如,对于能源与动力工程专业,可以适当穿插一些工业领域的新型强化传热方式;对于建筑环境与设备工程专业,介绍一些人工环境、建筑节能的知识。这样的教学内容,可以使学生在学习到基本理论知识的同时,了解所学知识在实际工程中的应用,增强对工程的感性认识。另外,在介绍原理性知识的时候,教师应该多举一些生活中司空见惯的例子,例如:为什么手接触同一温度的金属和木头时会感觉到不同的温度;同样是25℃的室温,为什么在夏天人感到热,而冬天则感到冷;沸水和冷水同时放入冰箱,为什么沸水会先结冰?如此可以激发学生的兴趣,促使他们积极思考,既锻炼了学生的思维,又使其学习效率大大提高。

此外,由于传热学是一门以实验为基础发展起来的科学,因此在学习理论知识的同时,授课教师还应该强调实验的重要性。通过实验,学生不仅可以深化对理论知识的理解,同时还可以学习到某些热工参数的测量方法,这对学生在未来专业工作中制订参数测量方案、建立正确设计思路是极为重要的。

2.2 工程观点培养方面

传热学是一门与实际联系紧密的科学,这有别于工程热力学的抽象性。但是由于现有教材编写的固有模式以及传统的教学方式,导致教师在教学过程中侧重于理论与公式的讲解,这导致学生从心理上认为该课程不重要或是不实用,而当学生日后真正走上工作岗位遇到实际工程问题时才意识到“书到用时方恨少”。因此,在教学过程中,教师应该多引用一些实际的工程案例进行介绍。例如:对于能源与动力工程专业,可以举一个换热器综合设计的例子,分析换热器传热系数的大小,在分析该工程实例的过程中,一方面使学生掌握了管内强制对流、管外强制对流不同实验关联式的异同及正确地选用原则,同时也训练了学生将理论应用于实际的能力。

在引入工程实例的基础上,在教学过程中可适当开设一些工程专题讨论,指导教师课前布置一些工程题目,让学生分成不同小组,以小组为单位对该工程问题进行综合分析并得出结论。工程题目要求贴近实际且具有一定综合性,例如:一幢玻璃建筑有两种设计方案,即采用普通钢化玻璃与low-e玻璃,试分析两种情况下建筑在夏季的冷负荷、建筑成本与若干年内的运行费用。学生通过类似的例子,可以加强独立思考问题的能力,同时在综合考虑设计与成本时可以有效培养自己的工程思想,建立起对工程问题的理性认识。另外,在进行专题讨论时,教师应明确指出学生设计或分析的不合理之处,并讲明此类错误或是失误会造成怎样的危害,同时也可列举一些实际工程中的失败案例从反面教育学生,让学生建立起科学、严谨的对待问题的态度,培养学生的职业道德。

2.3 考评机制的优化

传统的传热学课程考评通常以期末考试成绩为主,以我校为例,总评成绩中期末考试成绩占70%,考勤及作业成绩占20%,课内实验成绩仅占10%。这样的考评机制导致学生只重视考试,对书本知识死记硬背,甚至有些学生指望考前突击、临时抱佛脚。为了改变这一现状,需要对现有的考评机制进行一定优化,具体优化方案如下。

(1)适当削弱期末考试成绩所占比重,例如从原来的70%下降到50%。

(2)为了让学生重视实验,可加大课内实验成绩所占比重,例如从原来的10%增加到20%。

(3)考评加入专题讨论的成绩,例如比重可占10%。一方面显示出专题讨论的重要性另一方面该激励机制也可增加学生对专题讨论的兴趣。

3 教学手段的创新

3.1 多媒体教学与传统教学结合

传热学是一门集理论知识、工程应用为一体的专业课程,由于经常涉及一些工程案例和物理现象,因此很难单纯通过教师的语言表达清楚。为了达到教学目的,应当采用传统教学与多媒体教学相结合的方式。传统教学以教师的口述、板书为主,这样的授课方式对于任何一门课程而言都是非常重要的。板书是课程的要点与精髓,通过板书教师不仅可以调动学生的注意力,也可以使学生清楚地了解教师上课的内容、明白知识点之间的关联与逻辑关系。而对于无法准确用语言阐述的工程案例,则可以采用多媒体的方式进行演示,演示方式包括:图片、动画、视频等。例如,传热学中关于流体外掠圆管边界层的发展与脱体现象,就可以采用动画演示,学生再也不用对着书本上呆板的文字苦思冥想而不得其解。

3.2 仿真软件教学

传热学的发展历程中,形成了实验研究、理论分析、数值计算3种主要的研究方法。实验研究是传热学的基础,也是传热学的起源,它为传热学的分析提供了很多重要数据,但是其代价高昂、需时较长。理论分析是利用数学方法在定解条件下解偏微分方程,准确地描述了不同传热现象的本质,是深入理解传热现象的重要手段,同时现阶段的理论公式、图表很多是通过此方法得出的,但是由于数学上的困难,大多数复杂的工程问题都无法通过理论分析求出,因此使用不便。数值计算是随计算机快速发展而衍生的产物,它将传热学中复杂的偏微分方程组转化为代数方程,采用不同的迭代方法得出近似解,具有易操作、形象直观、代价较低、耗时较少的优点,因此工程中越来越倾向于采用此方法,图2为利用Ice Pak仿真软件得出的电子器件温度分布。有关传热学及相关领域的专业软件非常多,如:ANSYS,Fluent,COMSOL,CFD-ACE+等。在传热学教学过程中,可引入数值模拟软件的学习。一方面,类似Fluent之类的模拟软件在很多领域都有广泛应用,成为一种重要工具,学生应当掌握;另一方面,学生可通过在软件中对边界条件进行定义,从而深化对传热学现象的认知以及对理论知识的理解。最后正确利用软件模拟出的结果,还可以使传热学的一些内容变得直观易懂,如在讨论一维平板非稳态导热的非正规过程时,学生就常常不理解平板内部的温度随时间的变化趋势,而利用Fluent计算得出的动画结果,学生就很容易掌握。

4 结束语

当前的大学教育以培养复合型工程人才为出发点,而传热学作为许多工科专业的重要基础课程,具有公式多、知识点分散、实用性强等特点。因此,在传热学的授课过程中,教师应当扭转传统的教育思想与教育方法,应该深入分析造成传热学教学过程中诸多问题的深层原因,在教学方法、教学手段上进行必要的创新,提高学生的学习兴趣、锻炼学生独立思考问题的能力、培养学生具有科学严谨的工程素质与解决实际工程问题的创新能力,努力为国家的发展、社会的建设培养综合型的优秀人才而努力。

摘要：根据传热学课程的特点以及教学过程中存在的问题,从教学方法革新、教学手段创新等方面探寻解决问题的途径,并在此基础上深化传热学课程的教学效果,以适应现代科学研究与产业发展对学生专业素质的需求。

关键词：传热学,教学方法,教学手段

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,2006.

[2]戴锅生.传热学[M].第二版.北京:高等教育出版社,1999.

[3]王厚华.传热学[M].重庆:重庆大学出版社,2006.