時(shí)間：2022-08-03 08:18:27
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇傳熱學(xué)課程，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：傳熱學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；考試手段；教學(xué)改革
作者簡介：章學(xué)來（1964-），男，浙江海寧人，上海海事大學(xué)商船學(xué)院，教授，博士生導(dǎo)師；徐蔚雯（1991-），女，上海人，上海海事大學(xué)商船學(xué)院碩士研究生。（上海 201306）
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）09-0099-02
“傳熱學(xué)”是研究物體內(nèi)部或物體與物體之間由溫度差引起熱量傳遞過程的學(xué)科?！皞鳠釋W(xué)”在熱能與動(dòng)力工程專業(yè)中有著舉足輕重的地位，它一直作為能源動(dòng)力類專業(yè)研究生考試的必考課程之一。因此，如何搞好“傳熱學(xué)”教學(xué)，使學(xué)生深入理解傳熱學(xué)知識(shí)，是必須重要解決的問題。
一、“傳熱學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀
近幾年本專業(yè)課程考試通過率從89%下降到85%左右，大部分學(xué)生集中在65～75分?jǐn)?shù)段，高分較少，專業(yè)平均分下降3～5分，教學(xué)成果不盡理想，而造成這個(gè)結(jié)果的原因是什么呢？
一方面，由于大學(xué)生本科擴(kuò)招，導(dǎo)致學(xué)生平均素質(zhì)下降，以往的教學(xué)方式已無法完全滿足當(dāng)今教學(xué)基本要求。另一方面，“傳熱學(xué)”一向“難教難學(xué)”。一是課程內(nèi)容較為分散，缺乏很好連貫性，使學(xué)生不容易橫向理解；二是圖表、經(jīng)驗(yàn)公式以及半經(jīng)驗(yàn)公式較多；三是一部分理論與概念較為抽象深?yuàn)W，學(xué)生理解普遍存在困難；四是課程課時(shí)少，54課時(shí)不足以將內(nèi)容完全講解，因而同學(xué)無法很好地吸收知識(shí)。
根據(jù)以上教學(xué)困難，課程組決定從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考試手段等方面進(jìn)行教學(xué)改革，以期改善教學(xué)成果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
教學(xué)最主要的是教學(xué)內(nèi)容。現(xiàn)在傳熱學(xué)發(fā)展十分迅速，而其教學(xué)內(nèi)容相對(duì)滯后，這就要求教師在課堂增加一些傳熱學(xué)前沿內(nèi)容，拓展學(xué)生視野。同時(shí)根據(jù)教學(xué)情況，適時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。
1.注重對(duì)流傳熱及其實(shí)際應(yīng)用
考慮到上海海事大學(xué)（以下簡稱“我?！保崮芘c動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要從事于制冷及其相關(guān)行業(yè)，課程將加大對(duì)流傳熱的講解力度，并在課后作業(yè)與考試中引入其實(shí)際應(yīng)用題，加深對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。教師自行批改作業(yè)，并根據(jù)作業(yè)情況了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。在下節(jié)課堂中，教師將詳細(xì)講解學(xué)生錯(cuò)誤題目以及題目要點(diǎn)，并且擴(kuò)展題目類型以及應(yīng)用實(shí)例。
2.注意本課程承上啟下的作用
教師講解知識(shí)要點(diǎn)，必須與專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃聯(lián)系在一起，旁征學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的科目知識(shí)來幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)要點(diǎn)，博引學(xué)生即將學(xué)習(xí)的科目概念來印證課程內(nèi)容。例如將鍋爐作為導(dǎo)熱實(shí)例，回顧鍋爐知識(shí)，切實(shí)印證導(dǎo)熱作用；將對(duì)流傳熱與流體力學(xué)聯(lián)系，方便于學(xué)生理解對(duì)流傳熱中流體的運(yùn)動(dòng)；將輻射傳熱與熱管相結(jié)合，為之后換熱器課程的學(xué)習(xí)做鋪墊。該措施已實(shí)行了2屆，皆取得了較為良好的效果，增強(qiáng)了同學(xué)專業(yè)的連貫性以及對(duì)專業(yè)知識(shí)的融合運(yùn)用能力。
3.運(yùn)用雙語教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)英語
基于學(xué)生現(xiàn)階段的平均水平，教師在緒論、應(yīng)用以及簡單概念的講述時(shí)通過自編英語講義、英語板書以及雙語口述實(shí)行雙語教學(xué)，并在考試時(shí)酌情添加一些英語題目檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。該措施已試點(diǎn)3屆，取得了一些成效。自編講義不僅能夠減少學(xué)生閱讀專業(yè)英語的難度，更能較好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度，達(dá)到循序漸進(jìn)的效果。此外，在平日里的講課與課后作業(yè)中，教師也將增加關(guān)鍵詞與專業(yè)術(shù)語的英語講解，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)英語水平，使學(xué)生能夠運(yùn)用英語這種國際學(xué)術(shù)語言進(jìn)行思考，在以后的工作和學(xué)習(xí)中更有效地掌握國際上傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域中的最新專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能。同樣，教師在閱讀英文教材、編寫英文教案的過程中也將受益匪淺，不僅可以使教師了解國內(nèi)外最新的教學(xué)動(dòng)態(tài)與科研成果，而且還將提高教師的教學(xué)能力和專業(yè)水平，真正做到“教學(xué)相長”。[1]
4.增加熱管等專題
在完成課程教學(xué)但還未考試時(shí)，教師通過創(chuàng)新基地將給學(xué)生講授熱管等專題。在介紹熱管的原理以及相關(guān)應(yīng)用后，要求學(xué)生完成特定條件下求取熱管周圍特定溫度點(diǎn)溫度變化的程序編制。這個(gè)舉措既使學(xué)生熟悉編程語言以及計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件的使用方法，而且也通過熱管這個(gè)當(dāng)今十分普遍的應(yīng)用實(shí)例鞏固了學(xué)生對(duì)“傳熱學(xué)”知識(shí)的理解與運(yùn)用，大大有利于學(xué)生在日后工作中適應(yīng)現(xiàn)代工程的發(fā)展要求。[2]
三、教學(xué)方法的發(fā)展
現(xiàn)今的大學(xué)教學(xué)中，“傳熱學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容基本相差不大，而學(xué)校與學(xué)校之間的教學(xué)成果卻大相徑庭，而造成這個(gè)結(jié)果的最重要原因之一則是各校教學(xué)方法的不同。
1.課前提問回顧，課后作業(yè)預(yù)習(xí)
課程教師通過每次上課前隨意對(duì)學(xué)生的提問來幫助學(xué)生回顧上次課的主要內(nèi)容，同時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)上次課知識(shí)的掌握程度，起到查缺補(bǔ)漏的作用；通過每次課后布置2～3道預(yù)習(xí)作業(yè)來要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)之后的課程，以加強(qiáng)聽課效果。該措施已嘗試多年，取得了較好的教學(xué)成果。它可很好地將“傳熱學(xué)”課程串聯(lián)起來，解決了課程內(nèi)容較為分散、缺乏連貫性等問題，并通過課前提問的總結(jié)以及預(yù)習(xí)問題的解答，理清了學(xué)生及教師的思路，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)離散知識(shí)的概括總結(jié)能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
2.學(xué)生自主備課，上臺(tái)講解
對(duì)一些重要的理解難點(diǎn)，教師會(huì)根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，酌情要求學(xué)生自學(xué)難點(diǎn)并且自備教案。之后，教師將在課上隨機(jī)挑選學(xué)生上臺(tái)演講，并查缺補(bǔ)漏總結(jié)難點(diǎn)內(nèi)容。通過自學(xué)―教授―補(bǔ)充不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、總結(jié)歸納以及口頭表達(dá)的能力，還可活躍課堂氣氛，使學(xué)生的思維始終處于興奮狀態(tài)，間接提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。[2]
3.學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)踐中完善方案
在54課時(shí)中有6課時(shí)用于“傳熱學(xué)”相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)。教師在實(shí)驗(yàn)前講解實(shí)驗(yàn)要求、基本原理以及提供的設(shè)備后，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案操作，并且通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，修改實(shí)驗(yàn)方案，最終提出一套正確、可行、完整的實(shí)驗(yàn)方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中，學(xué)生可以查詢各種資料，與同學(xué)討論或是詢問求教于導(dǎo)師。而教師在實(shí)驗(yàn)期間維護(hù)學(xué)生安全，解答學(xué)生的各種問題，并在實(shí)驗(yàn)最后總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)精髓。通過此舉培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)一套完整實(shí)驗(yàn)方案的能力，以及主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、動(dòng)手解決問題的能力。
四、考試手段的調(diào)整
眾所周知，考試是目前檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的最有效手段，同時(shí)它也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法起著引導(dǎo)作用。因而，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況選擇合適的考試手段則成為每個(gè)教師必須嚴(yán)陣以待的一個(gè)重要問題。
1.傳統(tǒng)考試的形式及其優(yōu)缺點(diǎn)
傳統(tǒng)的考試形式一般有閉卷和開卷兩種。
一般課程平日里都采用閉卷考試，這也是應(yīng)用最為廣泛的一種考試。閉卷考試有著鮮明的優(yōu)點(diǎn)：一是學(xué)生通過考前背誦與復(fù)習(xí)，能夠熟練掌握本課程的基本概念以及基礎(chǔ)知識(shí)；二是學(xué)生不會(huì)心存僥幸，為了通過考試，考試前必定會(huì)做一定程度的復(fù)習(xí)；三是考試監(jiān)考比較方便，能夠通過比較簡單的手段杜絕學(xué)生的作弊現(xiàn)象。但是凡事無完美，閉卷考試也有其不可避免的劣勢。由于“傳熱學(xué)”課程圖表、經(jīng)驗(yàn)公式以及半經(jīng)驗(yàn)公式較多，這些公式與參考資料所需數(shù)量龐大無法在試卷中一一列出，而學(xué)生又無法全部背出且也無這個(gè)必要，所以試卷的出題范圍就受到了很大的限制，為了規(guī)避這些參考資料，所出試題難度較低，不能客觀地衡量學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)狀況。
第二種考試手段就是開卷考試，這也是教學(xué)上比較常用的一種考試形式。開卷考試的優(yōu)缺點(diǎn)正好與閉卷相反。開卷考試能列出一部分公式與參考資料，減輕學(xué)生的復(fù)習(xí)壓力，使學(xué)生有更多的時(shí)間與精力去理解知識(shí)難點(diǎn)，增添學(xué)習(xí)的深度與廣度。但是在開卷考試中，教師無法很好地監(jiān)控學(xué)生的考試情況，很難做到杜絕作弊現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，學(xué)生一旦在考試中被允許翻開書本，就會(huì)忽視考前復(fù)習(xí)的重要性，對(duì)基本概念以及基礎(chǔ)知識(shí)的掌握就缺乏穩(wěn)固，并且在考試中如果遇到問題，學(xué)生不會(huì)首先自行思考解決，而是通過翻閱書本來尋求答案。[3]
2.“1+1”考試手段及其優(yōu)缺點(diǎn)
所謂“1+1”考試就是閉卷考試加“一頁紙”的考試，“一頁紙”是指允許學(xué)生將印有學(xué)院考試專用圖章的紙帶入考場，這張紙上允許學(xué)生記錄自己認(rèn)為對(duì)答卷有幫助的任何內(nèi)容，如公式、解題方法或重要結(jié)論等。[3]一是通過一頁紙資料的整理，學(xué)生擁有了一個(gè)“傳熱學(xué)”課程，歸納重要知識(shí)點(diǎn)的過程，這不僅僅培養(yǎng)了學(xué)生的概括總結(jié)能力，更加深了學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的理解與運(yùn)用；二是一頁紙資料的參考，可以很大程度地避免公式與參考資料的背誦，使學(xué)生免于無用功的困擾；三是一頁紙篇幅有限，只能謄抄有限的知識(shí)要點(diǎn)，因而出題依舊保留很大的余地，解決了開卷范圍過廣 ，出題偏怪偏難的問題。同時(shí)學(xué)生在考試時(shí)無法完全依靠這張紙，所以依舊會(huì)重視考前知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，相信一張紙最后也將只是一個(gè)心理安慰。
但是“1+1”考試手段并非毫無缺點(diǎn)，它依舊有著需要繼續(xù)研究與探討的部分。一頁紙的篇幅大小決定著考試開卷范圍的大小，如果篇幅過小，則無法涵蓋所需公式與參考資料，引起學(xué)生精力及時(shí)間的浪費(fèi)；如果篇幅過大，則限制了考試的出題范圍，考試將無法全面客觀地檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。
3.“開卷加閉卷”考試形式
目前課程運(yùn)用的是開卷加閉卷的形式，對(duì)兩種考試取長補(bǔ)短，既兼顧了公式以及參考資料的查閱便利性，拓寬了教師的出題范圍，又考察了學(xué)生基本概念以及基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，督促學(xué)生必須重視考前復(fù)習(xí)。根據(jù)近幾屆的試驗(yàn)情況，筆者發(fā)現(xiàn)由于開卷考試的開卷范圍過廣，使開卷試卷的考試難度大大降低，如果提高出題難度，又不免出題偏于難題與怪題，違背了考查學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的初衷。
五、總結(jié)
“傳熱學(xué)”是一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，希望通過上述改革能給“傳熱學(xué)”的教學(xué)帶來一絲新的氣息，幫助學(xué)生更好地掌握“傳熱學(xué)”的基本理論及計(jì)算，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力，滿足后續(xù)課程的學(xué)習(xí)基本要求，為未來的就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。[2]
參考文獻(xiàn)：
[1]鐘曉暉，趙斌.“傳熱學(xué)”精品課建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，（5）：108-111.
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”是汽車服務(wù)工程、熱能與動(dòng)力工程等專業(yè)的必修課程。它是研究熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換及熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科。作為工科類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)歷史悠久，至今已有五十多年。然而該課程存在“理論性強(qiáng)”、“知識(shí)點(diǎn)多”、“難于理解”等特點(diǎn)，長期困擾著廣大師生。因此對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革，探索提高“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量的方法是十分必要的。
1 課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程主要包括熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力過程計(jì)算、傳熱學(xué)的基本概念、換熱器熱計(jì)算等。由于該課程源于實(shí)際生活的總結(jié)，包括理論知識(shí)的推導(dǎo)及經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容需要聯(lián)系大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)，教學(xué)難度大，存在的主要問題有：
1.1 課程總學(xué)時(shí)偏少
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程圍繞能量轉(zhuǎn)換與傳遞這一主線，是對(duì)工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)兩個(gè)研究方向的綜合。其特點(diǎn)是涉及內(nèi)容廣，知識(shí)點(diǎn)多。然而，隨著社會(huì)的發(fā)展，教育思想、教育觀念在不斷變化著，大學(xué)階段開設(shè)的課程越來越多，分配給每一門課程（特別是專業(yè)基礎(chǔ)課）的學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少。①總學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少與教學(xué)內(nèi)容不斷增加之間的矛盾，是“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”授課教師面臨的一個(gè)重要矛盾。要繼續(xù)保持或提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，就必須要調(diào)整教學(xué)大綱，改革教學(xué)方法，對(duì)授課內(nèi)容有所取舍，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。
1.2 實(shí)踐環(huán)節(jié)少
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其知識(shí)點(diǎn)的歸納，大多是來源于人們對(duì)實(shí)踐知識(shí)的長期積累和總結(jié)。因此該課程必須與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合起來。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的有限性，而現(xiàn)有每個(gè)班級(jí)的人數(shù)眾多，必須分多個(gè)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這必然導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間過長、教師的工作量過大等。因此為回避這些問題，許多高校在講授專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往采取集中統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)的方式，且實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的比例非常小。這樣實(shí)驗(yàn)課程與理論課程完全分開，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)缺乏深刻的認(rèn)識(shí)，影響了他們對(duì)于理論知識(shí)的理解和消化。比如在講授穩(wěn)定流動(dòng)能量方程應(yīng)用領(lǐng)域的時(shí)候，需要做蒸汽輪機(jī)的熱交換、換熱器的熱交換、壓縮機(jī)的熱交換及噴管的流速試驗(yàn)等等，然后在部分高校中由于受到設(shè)備的限制等原因，往往只做其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這大大影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知度，不利于對(duì)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的理解。
1.3 學(xué)生積極性不高、缺少互動(dòng)
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程用到的理論知識(shí)多，內(nèi)容涉及面廣，不少章節(jié)還需要聯(lián)系“大學(xué)物理”等課程的知識(shí)，因此難度較大。學(xué)生需要花大量的經(jīng)歷去消化理解。而該課程還涉及一些復(fù)雜的計(jì)算公式（比如換熱器的熱計(jì)算），學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性差。授課教師的教學(xué)方法缺乏吸引力，一些專業(yè)基礎(chǔ)課教師為給學(xué)生們傳授更多的知識(shí)，甚至能講滿整節(jié)課，不給學(xué)生一點(diǎn)消化的時(shí)間。在師生交流方面、課程作業(yè)的修改反饋等方面，學(xué)生與教師缺乏良好的溝通，這些都降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)的最終目的是服務(wù)于社會(huì)。而社會(huì)在不斷發(fā)展著，這就要求“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程的教學(xué)也需要與時(shí)俱進(jìn)，授課教師要有敏銳的觀察力，從培養(yǎng)高素質(zhì)人才的角度出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有的“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)改革。
2 課程教學(xué)改革及教學(xué)方法探索
2.1 改革教學(xué)內(nèi)容
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”作為一門傳統(tǒng)課程，知識(shí)體系在不斷變化著，如果還把以前那些傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備拿出來重點(diǎn)講，顯然是不能適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)需求的。那些過時(shí)的觀點(diǎn)和思想，不僅影響學(xué)生對(duì)最新領(lǐng)域知識(shí)的掌握，同時(shí)使學(xué)生對(duì)書本知識(shí)產(chǎn)生懷疑，嚴(yán)重影響其積極性。因此授課教師要對(duì)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿。要綜合各個(gè)教材的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)自己的教義進(jìn)行定期修改和完善。在教學(xué)中，要對(duì)教學(xué)內(nèi)容有所取舍，突出重點(diǎn)。這樣既減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)，又為教師節(jié)省了上課時(shí)間。
2.2 改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”理論知識(shí)較多，難于理解，因此通過實(shí)踐課程來加深理論知識(shí)的理解顯得尤為重要。學(xué)校應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入，調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教師的積極性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)更多地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓他們盡可能多的參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析之中，以提高其動(dòng)手能力。授課教師可開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)及對(duì)比試驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手、獨(dú)立完成，以促進(jìn)知識(shí)的融會(huì)貫通。比如換熱器的設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的傳熱學(xué)理論知識(shí)，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一些散熱片，并進(jìn)行熱計(jì)算，分析其散熱性能。
2.3 改進(jìn)教學(xué)手段
課程總學(xué)時(shí)的不斷減少，迫使授課教師必須要進(jìn)行教學(xué)改革?，F(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段，可以在短時(shí)間內(nèi)傳遞更多的信息量。因此，教學(xué)手段改革目標(biāo)是將現(xiàn)代化的教學(xué)手段融合到的“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)之中，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。例如，在緒論部分關(guān)于熱能的利用現(xiàn)狀就可以采用播放影片的方式來激發(fā)同學(xué)們的興趣。而在講授傳熱學(xué)中的計(jì)算公式時(shí)，可以將推導(dǎo)過程制成多媒體的形式，授課課時(shí)，教師只需在黑板板書推導(dǎo)思路，然后用多媒體PPT展示推導(dǎo)過程。這樣極大地節(jié)省了時(shí)間，而且有助于學(xué)生的理解。此外，還可以采用FLASH動(dòng)畫、影片等方式來激發(fā)學(xué)生的興趣，提高其學(xué)習(xí)的積極性。
2.4 加強(qiáng)師生互動(dòng)交流
提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛。將互動(dòng)式教學(xué)方法②引入“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程的教學(xué)中，使學(xué)生主動(dòng)思考問題。在教學(xué)中促成授課教師和學(xué)生之間的相互交流和探討。比如講授熱力學(xué)第二定律的發(fā)展過程時(shí)，可以首先向?qū)W生提出問題“是否所有滿足熱力學(xué)第一定律的自然現(xiàn)象都能夠?qū)崿F(xiàn)呢？”要求學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，提出自己的觀點(diǎn)，并給出理由。然后將學(xué)生所總結(jié)的規(guī)律與熱力學(xué)第二定律進(jìn)行比較，找出差異。通過這種方式必然會(huì)使學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解更加深刻?！疤釂柺健被?dòng)，是實(shí)現(xiàn)師生交流的一種良好途徑。“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”授課教師宜更多地采用互動(dòng)交流的方式來傳授知識(shí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3 結(jié)束語
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)改革需要授課教師需要克服重重困難，是一項(xiàng)漫長的過程，離不開教育系統(tǒng)各個(gè)部門的配合。通過改革教學(xué)內(nèi)容、改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)、改進(jìn)教學(xué)手段、加強(qiáng)師生互動(dòng)交流等等，將知識(shí)教育與素質(zhì)教育結(jié)合起來，探索適應(yīng)該課程特點(diǎn)的教學(xué)方法，必將使課堂教學(xué)效果達(dá)到一個(gè)嶄新的水平，為培養(yǎng)新世紀(jì)高素質(zhì)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
注釋
關(guān)鍵詞：節(jié)能；新能源；傳熱學(xué)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0100-02
隨著地球上的化石能源日漸消耗殆盡，“節(jié)能”已成為應(yīng)對(duì)世界性能源危機(jī)的重要手段，節(jié)能觀念的深入人心，將對(duì)整個(gè)社會(huì)能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)生舉足輕重的作用。而大學(xué)生的節(jié)能意識(shí)對(duì)整個(gè)社會(huì)的節(jié)能意識(shí)則產(chǎn)生著十分重要的示范和引導(dǎo)作用，因此，通過言傳身教為大學(xué)生滲透灌輸節(jié)能觀念，應(yīng)是每一位大學(xué)教師責(zé)無旁貸的使命。
“傳熱學(xué)”作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，廣泛開設(shè)于熱動(dòng)、建環(huán)、機(jī)械、化工、交通、電子等各個(gè)大學(xué)工科專業(yè)。[1]這門課程主要是研究熱能傳遞過程的規(guī)律，與節(jié)能觀念息息相關(guān)。在本門課程的教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識(shí)不僅可以宣傳國家的節(jié)能政策，而且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)熱情，另外對(duì)本門課程教學(xué)內(nèi)容的拓展深化也將大有裨益。
一、傳熱學(xué)中的節(jié)能實(shí)例
泡沫塑料、加氣混凝土、離心玻璃棉等材料具有良好的隔熱保溫性能，其根源在于其內(nèi)部豐富的孔隙結(jié)構(gòu)。然而孔隙越多并不一定意味著保溫性能越好，濕度也對(duì)其保溫性能具有顯著影響，這里不僅涉及到導(dǎo)熱的知識(shí)，也涉及到對(duì)流方面的相關(guān)知識(shí)。因此，選擇合適的保溫材料和合理的施工方法，對(duì)其節(jié)能效果具有重大意義。[2]
空心墻和空心磚到底有沒有節(jié)能效果，這個(gè)問題同樣涉及到導(dǎo)熱和對(duì)流兩個(gè)方面，可與保溫材料的問題進(jìn)行類比，得出符合工程實(shí)際的結(jié)論，并進(jìn)一步加以分析總結(jié)，使學(xué)生了解使用空心材料進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的一些問題以及可以采取的各種方法。
對(duì)于圓形管道保溫，保溫層是否一定越厚越好，這涉及到“臨界熱絕緣直徑”的相關(guān)知識(shí)，需要通過數(shù)學(xué)上求取駐點(diǎn)的方法對(duì)此問題進(jìn)行全面分析。對(duì)于這種與“常識(shí)”相悖的問題，在教學(xué)中更是要尤為重視，重點(diǎn)講解，否則極易使學(xué)生得出與節(jié)能目標(biāo)相違背的結(jié)論。
對(duì)于烹飪器具的節(jié)能問題，則涉及到非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。對(duì)于同樣的一種食材，水煮時(shí)屬于三類邊界問題，烘烤時(shí)屬于二類邊界問題，而微波爐加熱則屬于有內(nèi)熱源的問題。當(dāng)學(xué)生明白了為何不同的灶具可以烹飪出不同質(zhì)感的食物，也必然會(huì)對(duì)其中的節(jié)能效果有所領(lǐng)悟。
周期性導(dǎo)熱部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，則可使學(xué)生了解圍護(hù)結(jié)構(gòu)朝向與建筑能耗的密切關(guān)系，對(duì)節(jié)能型建筑設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。此部分知識(shí)同時(shí)還涉及到“等溫層”這個(gè)概念，對(duì)這個(gè)概念的掌握可以使學(xué)生深入了解地下深埋建筑和深埋管道在節(jié)能方面的優(yōu)越性。
物體的顏色反映出該物體對(duì)可見光光譜的吸收特性，對(duì)于太陽等可見光占據(jù)較大比例的光源，在同等的條件下，深色物體可以比淺色物體吸收更多的能量。例如淺色屋頂可以在夏季更多地反射陽光，從而降低建筑內(nèi)部能耗，起到節(jié)能的作用；而特朗勃墻表面采用深色涂料，可以在冬季吸收和儲(chǔ)存更多的太陽能，用來在夜間更好地向室內(nèi)供熱，同樣可以起到節(jié)能的作用。
功率相同的白熾燈和節(jié)能燈，其照明亮度卻大相徑庭，這其中涉及到某一波段光譜的能量發(fā)射情況在總光譜中所占的比例。在對(duì)普朗克定律進(jìn)行深入探尋的基礎(chǔ)上，學(xué)生將對(duì)推廣節(jié)能型燈具的重要意義了然于心。
對(duì)于熱流體管道外表刷白漆或包鋁皮兩種情況，并非觸感較熱的情況保溫性能不好，這同樣也是一個(gè)與“常識(shí)”相悖的問題。對(duì)于這個(gè)問題，需要引入輻射發(fā)射率的知識(shí)，利用綜合傳熱的熱阻分析方法，對(duì)兩種情況的總熱阻進(jìn)行比較，才能夠得出正確的結(jié)論，從而滿足節(jié)能的目標(biāo)。
雙層中空玻璃的傳熱計(jì)算不僅是傳熱學(xué)中的一個(gè)綜合性問題，也是關(guān)于節(jié)能的一個(gè)典型問題，空氣夾層厚度、真空度、玻璃表面發(fā)射率、窗框密封性，諸多因素都將對(duì)玻璃窗最終的節(jié)能性能產(chǎn)生不同程度的影響，這其中涉及到導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射各方面的知識(shí)，并且互相關(guān)聯(lián)耦合，使其設(shè)計(jì)計(jì)算工作具有相當(dāng)?shù)碾y度。
二、傳熱學(xué)中的新能源利用
隨著太陽能、地?zé)崮堋⒑四?、風(fēng)能等對(duì)常規(guī)能源的逐漸替代，新能源的開發(fā)利用已成為節(jié)能工程中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這其中也涉及到許多傳熱問題。
材料在電磁波譜中所體現(xiàn)的輻射特性是太陽能利用中的核心問題。由于太陽表面的平均溫度高達(dá)5761K，它向地球輻射的能量有99%集中在波長3μm以下的短波區(qū)，其中可見光和紫外線部分的能量所占的比例達(dá)到53%。根據(jù)不同材料對(duì)于不同波段能量的吸收、反射和透射特性不同，可以設(shè)計(jì)出各種不同的太陽能利用裝置。例如設(shè)計(jì)太陽能集熱器或溫室用的玻璃時(shí)，如果能夠采用短波透射率高、長波反射率高的低鐵平板玻璃，可以大大提高能量收集效率，起到充分節(jié)能的作用；反之，在需要保溫的建筑外窗上使用能夠有效反射長波輻射的Low-E玻璃，也同樣可以起到節(jié)能的作用。
地源熱泵系統(tǒng)是一種利用地面淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供熱和制冷的節(jié)能技術(shù)，其中地下埋管的設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能效果起著至關(guān)重要的作用。這種傳熱計(jì)算不但涉及到土壤傳熱，而且還包括孔隙中空氣導(dǎo)熱、地下水體的自然對(duì)流和遷移傳熱，土壤的熱物性、含水量、溫度、埋管材料、管內(nèi)流體物性和流速這些參數(shù)都將對(duì)傳熱過程產(chǎn)生影響。對(duì)于如此復(fù)雜的傳熱模型，必須在合理簡化的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值傳熱學(xué)的求解方法加以研究。另外，地源熱泵的土壤熱平衡問題，也是系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的關(guān)鍵問題，為了防止系統(tǒng)運(yùn)行效率逐年降低，就必須要運(yùn)用周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的原理加以分析研究，確保冬季取熱量和夏季放熱量收支平衡。
核反應(yīng)堆的安全傳熱是核能利用中一個(gè)至關(guān)重要的問題。反應(yīng)堆瞬態(tài)運(yùn)行和事故過程的堆芯傳熱，燃料及其冷卻劑的傳熱特性，再淹沒傳熱、再濕傳熱等各種特殊情況下的傳熱機(jī)理，這些都涉及到傳熱學(xué)的相關(guān)知識(shí)。對(duì)于反應(yīng)堆冷卻水加熱的“沸騰危機(jī)”問題，更是核能利用中的一個(gè)基本問題。如果熱流密度超過峰值，會(huì)導(dǎo)致沸騰工況突變，溫度驟然升高1000℃，從而使設(shè)備瞬間燒毀。為了避免這種事故的出現(xiàn)，必須在了解沸騰換熱曲線的基礎(chǔ)上，對(duì)熱流密度進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)視和控制，確保其處在安全的工作范圍之內(nèi)。
利用熱對(duì)流引起的空氣流動(dòng)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，從而在建筑物中利用風(fēng)能，也是建筑節(jié)能的一種常用手段。近年來，“微能耗”、“零能耗”建筑成為當(dāng)今建筑行業(yè)的發(fā)展方向，將風(fēng)能與太陽能、地?zé)崮芙Y(jié)合起來進(jìn)行利用，是新一代節(jié)能建筑的重要特征。這類建筑的設(shè)計(jì)建造必然涉及到傳熱學(xué)方面的知識(shí)，例如特朗勃墻、陽光間式太陽房等建筑形式中的溫度場和氣流組織，必須采用對(duì)流傳熱的數(shù)值方法進(jìn)行研究分析。
三、一些節(jié)能新技術(shù)在傳熱學(xué)中的應(yīng)用
納米孔氣凝膠材料是近幾年來新出現(xiàn)的一種超級(jí)保溫材料。通常情況下，當(dāng)保溫材料的孔隙率較高的時(shí)候，導(dǎo)熱系數(shù)很低的空氣會(huì)對(duì)材料的導(dǎo)熱起到抑制的作用，但卻往往會(huì)使小孔彼此貫通形成大孔，空氣在孔隙間流動(dòng)，從而增強(qiáng)材料的對(duì)流傳熱。納米孔氣凝膠材料通過嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝，將幾乎所有的孔隙尺寸控制在70nm以下，小于空氣分子的平均自由程，材料的密度僅為空氣的3～4倍。這種材料內(nèi)部能在具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的同時(shí)又不彼此貫通，同時(shí)遏制了導(dǎo)熱和對(duì)流這兩種傳熱過程，使其表觀導(dǎo)熱系數(shù)完全可以達(dá)到與空氣相同的量級(jí)。這種技術(shù)作為一種高效絕熱技術(shù)，已經(jīng)被美國頂級(jí)期刊《Science》列為世界十大熱門技術(shù)之一，如將這種材料廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，必然會(huì)帶來巨大的節(jié)能收益。
納米玻璃隔熱膜技術(shù)是一種新型的隔熱保溫技術(shù)。該技術(shù)通過本體染色、金屬化鍍層、磁控濺射、夾層合成等多種工藝處理方法，在玻璃表面添加一層選擇性涂層。該技術(shù)可用于建筑幕墻、櫥窗、柜臺(tái)、車船玻璃等不同場合，可以在保證可見光穿透率的前提下，大幅度阻隔紅外線和紫外線的輻射。與普通玻璃相比，這種技術(shù)可減少60%～85%透過玻璃的太陽輻射能量，即使與雙層真空玻璃相比，也具有成本和節(jié)能效果方面的優(yōu)勢，因而是一種在傳熱學(xué)領(lǐng)域極有前途的發(fā)展研究方向。
相變儲(chǔ)能技術(shù)是一種可廣泛應(yīng)用于太陽能利用、電力調(diào)峰、工業(yè)余熱利用、跨季節(jié)儲(chǔ)能、綠色電池等各個(gè)領(lǐng)域的新型儲(chǔ)能技術(shù)。該技術(shù)是利用熔融鹽、石蠟、脂酸等相變材料的潛熱，將熱量儲(chǔ)存起來，并在需要時(shí)釋放，由此實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)的過程。如要掌握這種技術(shù)，就必須全面了解相變儲(chǔ)熱材料的傳熱特性，利用相變傳熱的知識(shí)對(duì)其傳熱過程加以分析研究。
四、結(jié)束語
掌握能源知識(shí)、強(qiáng)化節(jié)能意識(shí)是保障人類社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展的必然途徑，也是每個(gè)工科大學(xué)生的必備素質(zhì)。[3]“傳熱學(xué)”是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的工學(xué)學(xué)科，課程中的節(jié)能知識(shí)比比皆是。在本門課程的教學(xué)活動(dòng)中，通過教師的言傳身教，將節(jié)能觀念滲透每一位學(xué)生的思想意識(shí)之中，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更可使其養(yǎng)成良好的節(jié)能行為習(xí)慣和科學(xué)的能源消費(fèi)方式，并對(duì)社會(huì)各階層人員的節(jié)能觀念予以示范和引導(dǎo)，從而樹立起學(xué)生的時(shí)代使命感，對(duì)未來社會(huì)的發(fā)展必將大有裨益。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué)[M].第四版.北京：高等教育出版社，2011.
[關(guān)鍵詞]傳熱學(xué) 多媒體 教學(xué)方法
[中圖分類號(hào)] G423.07 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）03-0118-02
“傳熱學(xué)”是研究由溫差引起的熱能傳遞規(guī)律的科學(xué)，在現(xiàn)代各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中所遇到的大多數(shù)技術(shù)問題，乃至自然界中的許多現(xiàn)象都與熱量的傳遞有關(guān)，而且?guī)缀跞魏我环N形式的能量最終都是以熱能的形式耗散于環(huán)境及宇宙之中，因此“傳熱學(xué)”是能源、動(dòng)力和土建等大多數(shù)工科專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最重要的技術(shù)基礎(chǔ)之一。能否學(xué)好這門課程不僅影響學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，還影響學(xué)生在未來工作中解決實(shí)際傳熱問題的能力。目前東北石油大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)“傳熱學(xué)”課程計(jì)劃學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，其中理論課56學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課8學(xué)時(shí)?！皞鳠釋W(xué)”課程具有內(nèi)容廣、習(xí)題多、難度大的特點(diǎn)，如何在較少課時(shí)下，改進(jìn)教學(xué)方式，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才是當(dāng)前傳熱學(xué)教學(xué)中面臨的主要問題。[1]筆者結(jié)合在“傳熱學(xué)”實(shí)際教學(xué)中的探索和實(shí)踐，淺談教學(xué)改革的幾點(diǎn)看法。
一、教學(xué)存在的問題
“傳熱學(xué)”在我校有20多年的教學(xué)歷史，多年來一直采用板書授課，板書授課有利于學(xué)生跟隨教師的思路，但隨著現(xiàn)代“傳熱學(xué)”課程信息量的不斷增大，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)能力的要求越來越高，單純板書授課已經(jīng)不能滿足教學(xué)需要。在板書基礎(chǔ)上增加多媒體教學(xué)手段，可以大大節(jié)約課堂上書寫公式、圖形、習(xí)題所占用的時(shí)間，克服手繪圖形的不準(zhǔn)確和不美觀問題，通過動(dòng)畫形象直觀地演示傳熱過程。
“傳熱學(xué)”與多學(xué)科交叉內(nèi)容日益增多，新版本教材增加了大量專業(yè)前沿中的傳熱問題，一成不變的教學(xué)內(nèi)容不能滿足專業(yè)發(fā)展的需要，教師應(yīng)及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，增加對(duì)專業(yè)新領(lǐng)域中傳熱問題的介紹。在授課中，講課內(nèi)容不宜貪多。簡單問題講得過細(xì)，學(xué)生會(huì)感覺講課嗦、浪費(fèi)時(shí)間；難點(diǎn)問題講得過細(xì)，學(xué)生會(huì)感覺困難重重，失去興趣。因此，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況安排教學(xué)內(nèi)容，力求重點(diǎn)突出。
傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，課堂上幾乎全部由教師講解，而學(xué)生只是被動(dòng)地聽課。對(duì)于典型例題，也多數(shù)是由教師自問自答，直接教給學(xué)生做題的方法和步驟，雖然看似教師講課熟練，學(xué)生聽課輕松，但這種教學(xué)方式學(xué)生不動(dòng)腦筋，不能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。
在考試方面，我?！皞鳠釋W(xué)”課程總成績是由考卷成績（占75%）、實(shí)驗(yàn)課（占15%）、平時(shí)成績（占10%）構(gòu)成的。平時(shí)成績根據(jù)出勤情況、課堂測驗(yàn)和作業(yè)成績來評(píng)定。從分?jǐn)?shù)構(gòu)成上來看，成績主要取決于考卷成績，平時(shí)成績所占比例較小。為突出素質(zhì)教育，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)質(zhì)量的監(jiān)控，增加平時(shí)成績比例。
二、教學(xué)資源庫建設(shè)
（一）動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)
實(shí)踐教學(xué)是“傳熱學(xué)”課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通常實(shí)驗(yàn)演示在教學(xué)中受到時(shí)間、場地等諸多限制，制作Flash實(shí)驗(yàn)演示課件，可以生動(dòng)直觀地對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行演示，通過網(wǎng)絡(luò)共享更加便于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。例如：準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法材料導(dǎo)熱系數(shù)測定、氣流橫掠管管外放熱系數(shù)測定、鉑絲表面黑度測定和換熱器傳熱系數(shù)測定等。
（二）虛擬實(shí)驗(yàn)
借助Matlab語言或CFD軟件開發(fā)“傳熱學(xué)”虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對(duì)系統(tǒng)傳熱現(xiàn)象進(jìn)行求解分析。例如：不同邊界條件下多維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱、集中參數(shù)法、導(dǎo)熱數(shù)值解、外掠平板、豎壁自然對(duì)流、輻射角系數(shù)、換熱器傳熱過程等內(nèi)容都可采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行輔助教學(xué)。講解導(dǎo)熱數(shù)值解部分時(shí)，利用CFD軟件對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后建立節(jié)點(diǎn)方程，設(shè)定迭代初值，運(yùn)用CFD軟件進(jìn)行計(jì)算，最后對(duì)迭代計(jì)算的斂散性進(jìn)行分析。網(wǎng)格劃分后的圖形以及計(jì)算得到的溫度場通過CFD軟件可以直觀立體地展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生也可以自己操作軟件，設(shè)定不同的定解條件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這種教學(xué)方式不僅激發(fā)了學(xué)生對(duì)“傳熱學(xué)”學(xué)習(xí)的興趣，更加深了學(xué)生對(duì)導(dǎo)熱過程的理解。
（三）視頻和圖片素材
圍繞教學(xué)內(nèi)容收集照片、圖片、視頻，并制作一些有特色的動(dòng)畫素材，將這些運(yùn)用于授課過程中就能把沉悶、死板的課堂氣氛轉(zhuǎn)變得活躍、充滿生氣，學(xué)生會(huì)自動(dòng)參與課堂的教學(xué)活動(dòng)中，積極配合教師，回答或提出問題，大大提高了課堂教學(xué)效果。利用分解動(dòng)畫可以有效突破“傳熱學(xué)”教學(xué)難點(diǎn)，例如通過肋片的導(dǎo)熱、典型形狀多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱、大容器沸騰傳熱，多表面系統(tǒng)的輻射傳熱、換熱器平均溫差，等等。多媒體素材可以形象、生動(dòng)而又清晰地向?qū)W生展示出復(fù)雜問題的溫度分布及傳熱過程，使學(xué)生建立起空間概念，加強(qiáng)了對(duì)問題的理解。
三、課堂教學(xué)方法改革
（一）互動(dòng)教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
要想使學(xué)生學(xué)好“傳熱學(xué)”課程，首先應(yīng)該提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將課堂教學(xué)的主體由教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生。做好教學(xué)“互動(dòng)”，課堂教學(xué)活動(dòng)不僅是一種認(rèn)知過程，更是一種師生、生生之間的交互過程，只有學(xué)生的真正參與，才會(huì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使其變被動(dòng)為主動(dòng)。因此，可選擇學(xué)生在生活中熟知的傳熱現(xiàn)象作為范例，創(chuàng)造逼真的教學(xué)情景，使學(xué)生感受到傳熱學(xué)領(lǐng)域就在自己的身邊，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)“傳熱學(xué)”的興趣；可采用提問式、啟發(fā)式、討論式等多種形式的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如：在講解“傳熱學(xué)”緒論中的三種熱量傳遞方式時(shí)，首先給出一些生活中的傳熱現(xiàn)象讓學(xué)生思考，如為什么夏天穿淺顏色衣服，冬天穿深色衣服；為什么冬夏相同室溫下，人們夏天穿T恤，冬天卻穿毛衣；熱水瓶為什么可以保溫；鋁水壺為什么不能干燒；冬季室外摸鐵和摸木頭感覺有什么不同，等等。讓學(xué)生分析這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并舉出他們所知道的與傳熱相關(guān)的例子，這樣順其自然地就將導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射內(nèi)容引出來。教師用理論知識(shí)對(duì)上述傳熱現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，加深了學(xué)生對(duì)三種傳熱方式的理解。用“提問式”引起學(xué)生的注意，使學(xué)生集中精力聽課，再利用“啟發(fā)式”激發(fā)學(xué)生思考，發(fā)揮想象力，這樣就會(huì)充分地調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
（二）教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科專業(yè)有機(jī)結(jié)合
近幾十年，科學(xué)技術(shù)在世界范圍內(nèi)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，“傳熱學(xué)”的研究內(nèi)容也有了很大的變化與進(jìn)步，因此，授課時(shí)教師在講授教材內(nèi)容的同時(shí)應(yīng)與相關(guān)專業(yè)的前沿學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)有機(jī)結(jié)合，這樣可以拓寬學(xué)生視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓他們學(xué)習(xí)如何利用理論知識(shí)解決本專業(yè)的實(shí)際問題。例如：針對(duì)建環(huán)的學(xué)生，在導(dǎo)熱換熱部分，增加新型散熱器、新型保溫墻體、冷熱橋問題的講解。在對(duì)流換熱部分，增加納米流體、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、地源熱泵、相變蓄熱墻體的講解。在輻射換熱部分，增加太陽能集熱器、輻射供暖、輻射制冷的講解。在傳熱過程部分，增加空調(diào)除霜、節(jié)能冷卻塔、新型換熱器的講解。
（三）培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念以及工程實(shí)踐能力
樹立工程觀念，重視工程教育是“傳熱學(xué)”教學(xué)改革的首要任務(wù)。為此，在“傳熱學(xué)”的教學(xué)中引入先進(jìn)的CDIO教育培養(yǎng)理念，按照先基礎(chǔ)、后綜合、再創(chuàng)新的思路安排課程內(nèi)容，增加了接近工程實(shí)際的專業(yè)應(yīng)用案例，注重對(duì)復(fù)雜傳熱過程的分析，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)實(shí)踐，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生分析能力、創(chuàng)新精神和合作意識(shí)的培養(yǎng)。[2]例如：在每個(gè)章節(jié)內(nèi)容講完后，將學(xué)生分成幾組，以大作業(yè)的形式給學(xué)生布置應(yīng)用例題，讓每組學(xué)生按照三步來完成：傳熱分析、傳熱計(jì)算、強(qiáng)化或削弱傳熱的措施。然后在課堂上組織學(xué)生展開分析和討論，鼓勵(lì)學(xué)生提出新的設(shè)計(jì)構(gòu)想，最后由教師評(píng)分和小組互相評(píng)分。這種以學(xué)生為主體的啟發(fā)式教學(xué)方式不僅增強(qiáng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)，收到了很好的效果。
四、結(jié)語
隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，多媒體技術(shù)在“傳熱學(xué)”課程教學(xué)中發(fā)揮出越來越重要的作用。[3]引用直觀生動(dòng)的圖片、動(dòng)畫、視頻、仿真進(jìn)行授課，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率，改善課堂教學(xué)效果。但多媒體教學(xué)只是幫助“傳熱學(xué)”課程教學(xué)的手段之一，要真正實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)優(yōu)秀工程人才的目標(biāo)，“傳熱學(xué)”課程的授課教師還需要以教授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)等方面為切入點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，積極轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，努力探索行之有效的教學(xué)方法，不斷推進(jìn)教學(xué)改革創(chuàng)新。
[ 注 釋 ]
[1] 何雅玲，陶文銓.對(duì)我國熱工基礎(chǔ)課程發(fā)展的一些思考[J].中國大學(xué)教學(xué)，2007（3）：12-15.
關(guān)鍵詞：傳熱學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)方法
作者簡介：齊曉霓（1974-），女，山東淄博人，山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，講師。（山東 淄博 255049）魏麗霞（1976-），女，山東濰坊人，中國石油大學(xué)（華東）理學(xué)院，助理實(shí)驗(yàn)師。（山東 青島 266555）
基金項(xiàng)目：本文系山東理工大學(xué)教學(xué)項(xiàng)目基金《傳熱學(xué)教學(xué)方法的研究與探索》（項(xiàng)目編號(hào)：112024）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）02-0123-02
熱工基礎(chǔ)課程是一門專門研究探討如何提高功熱轉(zhuǎn)換效率、熱能轉(zhuǎn)換及傳遞基本規(guī)律的工科課程。在工科領(lǐng)域，熱工基礎(chǔ)課程占有舉足輕重的地位，為培養(yǎng)專業(yè)化綜合型人才起到了重要作用。在前幾年，高等院校為了適應(yīng)社會(huì)需要和時(shí)展，許多院校提出了要培養(yǎng)具有跨學(xué)科知識(shí)、淵博學(xué)識(shí)、基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)技能過硬的高級(jí)人才目標(biāo)。在這樣的目標(biāo)指引下，眾多高等院校在工科類以機(jī)械大類進(jìn)行招生，[1]在大類下面進(jìn)行專業(yè)細(xì)分，比如清華大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)等國內(nèi)知名高校。在西方國家的高等工程教育中，對(duì)熱工基礎(chǔ)課程很重視，基本都開設(shè)了“熱力學(xué)”與“傳熱學(xué)”。陶文銓與何雅玲教授為了探索熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)方案，對(duì)開設(shè)了熱工基礎(chǔ)課程的國外二十多所大學(xué)進(jìn)行了調(diào)查研究。[2，3]筆者從調(diào)查結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，材料學(xué)院、核能工程系、化工學(xué)院以及機(jī)械學(xué)院等工科類院系都開設(shè)了熱工基礎(chǔ)課程。還有不少大學(xué)將“傳熱傳質(zhì)學(xué)”和“熱力學(xué)”設(shè)置為機(jī)械類學(xué)院的重要課程，比如普渡大學(xué)、麻省理工大學(xué)等世界知名大學(xué)。也有些大學(xué)將熱工基礎(chǔ)課程設(shè)置為工科學(xué)院的公共課程，比如美國依阿華州立大學(xué)工學(xué)院將“傳熱學(xué)”、“熱力學(xué)I”、“熱力學(xué)II”和“熱流系統(tǒng)設(shè)計(jì)”這四門熱學(xué)設(shè)置為他們的公共課程。山東理工大學(xué)（以下簡稱“我?！保C(jī)械學(xué)院在2006年時(shí)進(jìn)行了專業(yè)設(shè)置改革，開始實(shí)行機(jī)械大類招生，但作為熱工基礎(chǔ)的核心課程——傳熱學(xué)僅在機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班被設(shè)置為專業(yè)基礎(chǔ)課（44教學(xué)學(xué)時(shí)+4實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)），而沒在機(jī)械大類全部專業(yè)中進(jìn)行開設(shè)。筆者基于考慮“傳熱學(xué)”課程的重要性以及機(jī)械大類綜合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，有必要對(duì)傳熱學(xué)的教學(xué)范圍、內(nèi)容、方法、教材選用和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究和改善。
一、機(jī)械大類所有專業(yè)設(shè)置熱工基礎(chǔ)課程的必要性
在我國高等教育中，主要將熱力學(xué)與傳熱學(xué)歸類為熱工基礎(chǔ)，也有不少學(xué)校將流體力學(xué)的基礎(chǔ)部分添加了進(jìn)來。熱工基礎(chǔ)課程是工程學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科，其主要研究的內(nèi)容是能量傳遞與轉(zhuǎn)換的基本規(guī)律、提高能量利用率。機(jī)械大類中的熱能工程專業(yè)、制冷與空調(diào)、內(nèi)燃機(jī)方向?qū)峁せA(chǔ)課程設(shè)為基礎(chǔ)課程，其中主要包括了傳熱學(xué)與熱力學(xué)，同時(shí)都設(shè)置了較多的教學(xué)學(xué)時(shí)。不過隨著我校開始實(shí)行機(jī)械大類招生后，大部分機(jī)械類專業(yè)都開始了熱工基礎(chǔ)課程，不過學(xué)時(shí)量不大。機(jī)械大類設(shè)置熱工課程的有其時(shí)代背景，即機(jī)械工程專業(yè)人才所從事的工作內(nèi)容基本都會(huì)遇到能量傳遞與轉(zhuǎn)換問題，具有扎實(shí)熱工基礎(chǔ)知識(shí)才能良好應(yīng)對(duì)。比如動(dòng)力機(jī)械設(shè)備、家庭供暖、家用電器、汽車等各種機(jī)械產(chǎn)品的研究設(shè)計(jì)階段，以及生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)雀黝I(lǐng)域環(huán)節(jié)都需要熱工基礎(chǔ)知識(shí)來解決相關(guān)熱能問題。
二、機(jī)械大類專業(yè)熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀
在課程教學(xué)規(guī)劃中，機(jī)械大類尚未以學(xué)科平臺(tái)課的方式設(shè)置熱工基礎(chǔ)課程，僅有機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班開設(shè)了短學(xué)時(shí)的熱工基礎(chǔ)課，課程安排在大三上學(xué)期。由于學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)科骨干在進(jìn)行編寫教學(xué)大綱、制訂教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)實(shí)踐上有不少分歧和不同見解，導(dǎo)致該校遭遇了不少新問題和障礙。
1.課程教學(xué)時(shí)數(shù)設(shè)置
我校能源動(dòng)力類方向的專業(yè)對(duì)熱工基礎(chǔ)課程的設(shè)置比較合適，課時(shí)安排了不少。例如，熱力學(xué)有60課時(shí)，傳熱學(xué)50課時(shí)以及流體力學(xué)的40課時(shí)。目前，機(jī)械大類的機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班開設(shè)了48課時(shí)的傳熱學(xué)，對(duì)于教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，課時(shí)稍微過多。如果將傳熱學(xué)、熱力學(xué)和流體力學(xué)三門熱工基礎(chǔ)課結(jié)合為一門課程，即整合成學(xué)科平臺(tái)課，機(jī)械大類的全部專業(yè)都需要學(xué)習(xí)，這將會(huì)是機(jī)械大類知識(shí)面的極大拓寬。當(dāng)然這個(gè)學(xué)科整合，不是單純的將這三門課程所有課時(shí)進(jìn)行疊加，整合后的學(xué)科平臺(tái)應(yīng)該設(shè)置多少個(gè)課時(shí)比較科學(xué)？是否應(yīng)該根據(jù)各個(gè)方向的不同需求而進(jìn)行個(gè)性化課時(shí)設(shè)置？這些都是需要進(jìn)一步思考和研究的問題。
2.教學(xué)內(nèi)容方面
傳熱學(xué)的主要內(nèi)容是研究熱量宏觀傳遞規(guī)律和現(xiàn)象。傳熱學(xué)主要研究了導(dǎo)熱傳熱、對(duì)流傳熱以及輻射傳熱三種傳熱方式，這三種傳熱方式由受制于不同的物理原理，所以到目前還沒有統(tǒng)一的理論將此三種傳熱方式整合，所以對(duì)傳熱現(xiàn)象研究的方式一般采用單個(gè)研究，而后進(jìn)行綜合。導(dǎo)熱傳熱、對(duì)流傳熱以及輻射傳熱三種傳熱方式相互獨(dú)立，各自構(gòu)成一個(gè)知識(shí)體系。[4]非能源動(dòng)力類的機(jī)械大類學(xué)生由于熱工基礎(chǔ)的知識(shí)并未系統(tǒng)化，學(xué)習(xí)起來比較吃力，教師授課要講透徹也不是那么簡單，所以，可以基于熱工課程在他們將來知識(shí)需求上的低層次，將比較難的內(nèi)容講表面化即可，或適當(dāng)略過。但是對(duì)于能源動(dòng)力類的學(xué)生，熱工基礎(chǔ)課程知識(shí)的掌握要求要高很多，必須熟練甚至精通，在教學(xué)課程規(guī)劃時(shí)，怎么進(jìn)行內(nèi)容的增減、知識(shí)點(diǎn)的側(cè)重，這些問題均還需要筆者更深刻的研討。
所以，在進(jìn)行“傳熱學(xué)”教學(xué)的起始階段，首先應(yīng)該本書的基本內(nèi)容進(jìn)行串聯(lián)，注重知識(shí)的系統(tǒng)性，讓學(xué)生能夠在一開始就能清楚學(xué)科輪廓，能理解這三種傳熱方式。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面
當(dāng)前，我校傳熱學(xué)的教學(xué)實(shí)踐上過于注重知識(shí)的灌輸，而很少關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的鍛煉。而有效鍛煉學(xué)生這方面能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面又存在較多欠合理之處，主要表現(xiàn)在如下幾方面：第一，課時(shí)安排較少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不夠豐富，大部分內(nèi)容依然是基于課堂所講知識(shí)而進(jìn)行的驗(yàn)證。第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，但是對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的考評(píng)，尚未有可靠的考核標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較散漫。第三，學(xué)?？捎玫膶?shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和儀器數(shù)量不多，且機(jī)械大類的每期學(xué)生都較多，只能多人一機(jī)，不少想體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程提高動(dòng)手能力的同學(xué)最終也未能實(shí)現(xiàn)想法。
4.教學(xué)方法和教學(xué)手段方面
熱工基礎(chǔ)課程也是實(shí)行雙語教學(xué)的工程技術(shù)類課程，[5]但是受學(xué)生專業(yè)外語水平的限制，并未實(shí)現(xiàn)雙語教學(xué)。因?yàn)榧词共捎昧?，雙語教學(xué)也無法受到實(shí)際教學(xué)效果。
三、機(jī)械大類專業(yè)熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革建議
筆者針對(duì)上文給出的幾個(gè)問題，提出了如下幾個(gè)解決方案。
1.科學(xué)設(shè)置教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)
由于以大類專業(yè)的方式進(jìn)行的招生，導(dǎo)致大類教學(xué)的課程較大，但所有課程的總學(xué)時(shí)是一定的，所以考慮了諸如教學(xué)內(nèi)容、大綱、教學(xué)對(duì)象等因素后，設(shè)計(jì)了AB兩套“傳熱學(xué)”課程設(shè)置方案，不同專業(yè)根據(jù)需要可以對(duì)其進(jìn)行分類選修。
2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
傳統(tǒng)的熱工教學(xué)模式采用填鴨式教學(xué)，注重知識(shí)的灌輸，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革上，有必要擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式，以培養(yǎng)實(shí)用型科技人才為教學(xué)目標(biāo)。加快完善現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生在實(shí)際問題中應(yīng)用理論知識(shí)的能力。
（1）科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排上進(jìn)行了科學(xué)分配，降低驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與演示性實(shí)驗(yàn)比重，其比重分別為30%與10%，提高綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比重，使其達(dá)到總項(xiàng)目的60%。演示性與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是屬于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，是教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)，通過它有益于學(xué)生更好的理解抽象概念，幫助他們更好解釋熱工現(xiàn)象，證實(shí)熱工基本規(guī)律與理論，并強(qiáng)化課堂所學(xué)知識(shí)，同時(shí)熟練掌握實(shí)驗(yàn)流程及相關(guān)儀器設(shè)備。而通過大量的綜合性實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生解決熱工基礎(chǔ)問題的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生思維的深度和廣度，激發(fā)他們的創(chuàng)造性。這種遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，可以有效的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本技能的能力。
（2）合理組織實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)該有針對(duì)性，有些實(shí)驗(yàn)應(yīng)讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，然后在實(shí)驗(yàn)快開始時(shí)考察學(xué)生預(yù)習(xí)程度，并給出相關(guān)預(yù)習(xí)成績。有些實(shí)驗(yàn)不能通過一人完成，需要團(tuán)隊(duì)的配合，則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組，讓他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和目的以及設(shè)備說明書，通過合作完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組裝和實(shí)驗(yàn)任務(wù)，完成后進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)比，公開評(píng)比優(yōu)劣，并當(dāng)場給予成績?cè)u(píng)定。而在綜合性實(shí)驗(yàn)中則應(yīng)該避開固化的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求以及實(shí)驗(yàn)儀器說明書為指導(dǎo)，自行擬定實(shí)驗(yàn)方案，鍛煉學(xué)生解決問題的能力，并鍛煉其創(chuàng)新能力。
（3）裝配現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)設(shè)備，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。當(dāng)代科技正處于日新月異的快速發(fā)展中，陳舊的實(shí)驗(yàn)儀器已無法滿足當(dāng)代熱工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，而內(nèi)容上也顯得過于保守，缺乏新意。但是，由于我校機(jī)械類人力、物力資源有限，實(shí)現(xiàn)完全現(xiàn)代化設(shè)備的更新?lián)Q代是不現(xiàn)實(shí)的，所以該校熱工教師團(tuán)隊(duì)通過自行研究，將舊設(shè)備進(jìn)行改造，并開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。例如，該校教師將“水平管空氣自然對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)”中所用的人工手調(diào)測溫的實(shí)驗(yàn)裝置改造成計(jì)算機(jī)自動(dòng)測溫系統(tǒng)；再比如，改良了“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測定材料的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)”所用雙熱電偶測溫度與溫差環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)中將熱工測量技術(shù)知識(shí)與傳熱學(xué)知識(shí)相結(jié)合，提升了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的綜合性價(jià)值。而且，該校在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)，比如在“流體沿程與局部阻力實(shí)驗(yàn)”這一基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。
3.提高中青年熱工課程教師學(xué)術(shù)水平
提升熱工教師隊(duì)伍自身專業(yè)素質(zhì)，強(qiáng)化與一流學(xué)校的學(xué)術(shù)交流與項(xiàng)目合作。充分利用各種渠道，加強(qiáng)學(xué)校之間的學(xué)術(shù)交流，讓教師隊(duì)伍在專業(yè)知識(shí)上相互學(xué)習(xí)，相互提高，定期開展學(xué)術(shù)研討會(huì)，以強(qiáng)化學(xué)校之間的聯(lián)系。國外高等工程學(xué)校具有豐富的熱工基礎(chǔ)教學(xué)理念，可以盡可能多地利用各種機(jī)會(huì)與他們建立聯(lián)系，并形成學(xué)術(shù)互訪機(jī)制，隨時(shí)了解國外教學(xué)改革動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)他們科學(xué)的教學(xué)模式。
四、結(jié)語
傳熱學(xué)作為機(jī)械大類專業(yè)的一門重要學(xué)科課程，必須對(duì)各個(gè)專業(yè)方向設(shè)置合適的教學(xué)課時(shí)，科學(xué)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，全面改進(jìn)課堂教學(xué)模式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，并著力改善熱工教師隊(duì)伍的專業(yè)水平，并重新選用合適的熱工基礎(chǔ)教材。筆者對(duì)于機(jī)械大類設(shè)置熱工基礎(chǔ)課程也僅是一次積極的探討，還需要實(shí)踐來檢驗(yàn)，需要教師們的共同努力，將熱工課程更科學(xué)地進(jìn)行施教。
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Abstract： Relying on the School of Electric Power Engineering， CUMT， based on the "heat transfer theory" course， under the support of research projects， the innovation and reform of teaching mode in colleges and universities has been studied， and a new teaching mode， which is supported by scientific research projects is established to train the students' ability of scientific research and innovation， and to serve the teaching. It solves problems that the practical teaching and scientific research are disjointed， lack of innovation， and lack of innovative talents training mechanism.
關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；高校；創(chuàng)新；科研項(xiàng)目
Key words： teaching mode；university；innovation；scientific research project
中圖分類號(hào)：G472.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）03-0247-02
0 引言
①國內(nèi)現(xiàn)狀。
《傳熱學(xué)》是能源與動(dòng)力工程專業(yè)和建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的專業(yè)主干課，是研究熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握熱量傳遞的基本規(guī)律和分析方法，熟悉傳熱學(xué)在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用及研究成果的關(guān)鍵作用，目的在于培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際工程傳熱問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中的熱量傳遞過程的研究建立理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生具有分析、解決實(shí)際工程傳熱問題的基本能力。國內(nèi)工科學(xué)校的《傳熱學(xué)》課程的教學(xué)模式一般遵循著教師課堂講授，學(xué)生課堂聽講，課后留書本作業(yè)的形式。根據(jù)教育部科學(xué)技術(shù)司的《2015年高等學(xué)?？萍冀y(tǒng)計(jì)資料匯編》，2015年科研經(jīng)費(fèi)上億的高校達(dá)到200多所，清華大學(xué)以43.52億元居首，中國礦業(yè)大學(xué)達(dá)到了5.15億。如此多的科研經(jīng)費(fèi)，讓高校老師能夠順利地開展教學(xué)與科研研究，但是教學(xué)和科研研究在高校一般是分開來進(jìn)行，兩者之間沒有起到相互促進(jìn)的作用。
近幾年，國內(nèi)的高校也相應(yīng)開展了教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新，先后形成了互動(dòng)式[1，2]、網(wǎng)絡(luò)式[3]、問題式[4]、體驗(yàn)式[5]、參與式[6]、滲透式[7]、合作學(xué)習(xí)式[8]、自主式[9，10]等教學(xué)模式。但是關(guān)于“科研項(xiàng)目支撐下高校教學(xué)模式如何進(jìn)行創(chuàng)新與改革”還沒有涉及。
②校內(nèi)現(xiàn)狀。
中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院主打?qū)I(yè)是能源與動(dòng)力工程，而能源與動(dòng)力工程的主干課之一就是《傳熱學(xué)》，《傳熱學(xué)》是針對(duì)大三的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，目前的授課方式主要以教師課堂講授書本知識(shí)、學(xué)生被動(dòng)接受為主的傳統(tǒng)的授課方式。這種授課模式嚴(yán)重脫離實(shí)際，學(xué)生只能從書本上學(xué)到一些純理論知識(shí)。一旦遇到實(shí)際問題就無從下手。例如到大四安排畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這樣的問題：凡是有關(guān)數(shù)值模擬或者實(shí)驗(yàn)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生從來沒有接觸過這方面的鍛煉，進(jìn)展就非常緩慢。再比如，去電廠實(shí)習(xí)，所學(xué)到的知識(shí)和電廠對(duì)應(yīng)不上。學(xué)生的創(chuàng)新能力得不到提高，教學(xué)和科研脫節(jié)。鑒于此，中國礦業(yè)大學(xué)啟動(dòng)了一批教改項(xiàng)目，鼓勵(lì)教師來對(duì)教學(xué)模式的創(chuàng)新來進(jìn)行研究。
③研究意義和應(yīng)用前景。
中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院是一個(gè)年輕的學(xué)院，聚集了一大批青年教師，而青年教師申請(qǐng)了一系列的科研項(xiàng)目，而學(xué)院的科研和教學(xué)基本上是單獨(dú)進(jìn)行的。本人正是基于這樣一個(gè)實(shí)際情況，提出了“科研項(xiàng)目支撐下高校教學(xué)模式的創(chuàng)新研究”這樣一個(gè)課題。通過本課題的執(zhí)行，將在一定程度上改善學(xué)院教學(xué)與科研脫節(jié)的現(xiàn)象，這將極大地提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。這種模式可以因地適宜的在高校中進(jìn)行推廣，將對(duì)高校傳統(tǒng)的教學(xué)模式的改革提供一定的指導(dǎo)意義。
1 研究內(nèi)容
基于中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院的《傳熱學(xué)》課程，以電力工程學(xué)院的本科生為服務(wù)對(duì)象，研究內(nèi)容包括：
1.1 建立課堂教學(xué)的科研項(xiàng)目支撐
基于本人申請(qǐng)的一系列科研項(xiàng)目，提煉出與《傳熱學(xué)》課程有關(guān)知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的子課題，分配相關(guān)經(jīng)費(fèi)，撰寫子課題的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、研究手段、預(yù)期目標(biāo)。給學(xué)生分組，因材施教地安排子課題。建立完善的課堂教學(xué)的科研項(xiàng)目支撐材料。
1.2 培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力
本人申請(qǐng)的科研項(xiàng)目屬于傳熱傳質(zhì)學(xué)，結(jié)合《傳熱學(xué)》課后科研性質(zhì)的作業(yè)，讓學(xué)生利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬；利用科研實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)與傳熱有關(guān)的實(shí)驗(yàn)公開課；指導(dǎo)學(xué)生參加各種創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃、節(jié)能減排大賽等科研活動(dòng)；利用業(yè)余時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，開展一些科研活動(dòng)。通過科研活動(dòng)來培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。
1.3 建立科研項(xiàng)目服務(wù)于教學(xué)的新型教學(xué)模式
在講授《傳熱學(xué)》課程的基礎(chǔ)上，在教學(xué)PPT中增添與該知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的科研案例，輔以主要科研結(jié)論，來充分闡釋傳熱學(xué)知識(shí)在科研中的應(yīng)用。通過科研案例的展示，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)有更深層次的認(rèn)識(shí)。
2 實(shí)施方案
以能源與動(dòng)力工程的專業(yè)基礎(chǔ)課《傳熱學(xué)》為背景，建立科研項(xiàng)目的支撐材料，對(duì)高校教學(xué)模式的創(chuàng)新改革進(jìn)行研究，具體實(shí)施方案如下：
第一階段：課堂教學(xué)的科研項(xiàng)目支撐材料的建立。
①提煉與傳熱學(xué)有關(guān)的子課題?；诒救松暾?qǐng)的科研項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)分，分配科研經(jīng)費(fèi)的使用，并配以相關(guān)的傳熱知識(shí)點(diǎn)。
②撰寫子課題的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、研究手段、預(yù)期目標(biāo)。對(duì)子課題進(jìn)行完善，形成一套完整的指導(dǎo)書，以便于學(xué)生按照指導(dǎo)書來進(jìn)行科研活動(dòng)。
③更新教學(xué)課件。添加與傳熱有關(guān)的科研案例，讓學(xué)生能夠在課堂上體驗(yàn)理論與實(shí)踐的緊密聯(lián)系。
第二階段：學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
①結(jié)合《傳熱學(xué)》課后科研性質(zhì)的作業(yè)，讓學(xué)生利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，鍛煉學(xué)生的數(shù)值模擬能力和創(chuàng)新能力。
②利用科研實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)與傳熱有關(guān)的實(shí)驗(yàn)公開課。比如納米流體的配制及熱物性的測量，讓學(xué)生明白影響導(dǎo)熱系數(shù)和粘度的因素。
③指導(dǎo)學(xué)生參加各種科研活動(dòng)。帶領(lǐng)學(xué)生參加每年中國礦業(yè)大學(xué)的科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)一些科研項(xiàng)目。在參加校內(nèi)科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生參加全國節(jié)能減排大賽，鍛煉學(xué)生的自主能力和科研創(chuàng)新能力。
④直接參與項(xiàng)目的研究中。給學(xué)生分配一些科研子課題，讓學(xué)生真真實(shí)實(shí)地參加到科研項(xiàng)目中去，在科研項(xiàng)目中讓學(xué)生接觸到前沿的科研方向，充分鍛煉學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。
第三階段：科研項(xiàng)目服務(wù)于教學(xué)的新型教學(xué)模式的建立。
①教學(xué)學(xué)時(shí)的優(yōu)化。適當(dāng)添加一些有關(guān)科研案例、前沿知識(shí)的講解的學(xué)時(shí)。
②教學(xué)PPT的完善。在教學(xué)PPT中增添與該知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的科研案例，輔以主要科研結(jié)論，來充分闡釋傳熱學(xué)知識(shí)在科研中的應(yīng)用。
③課堂分組討論的增設(shè)。在課堂教學(xué)中，把學(xué)生分組，開展科研討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力和創(chuàng)新能力。
④課后作業(yè)形式的多樣化。除了課本中的課后作業(yè)外，讓學(xué)生參與到科研中，可以用實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為課后作業(yè)。
⑤期末考試試卷的改進(jìn)。在期末考試試卷中，適當(dāng)添加開放性的討論題或者科研題，可以把期末考試中的1-2道題目放在平時(shí)的科研中。
第四階段：教學(xué)模式改革總結(jié)。
①在前期課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，總結(jié)教學(xué)規(guī)律；
②總結(jié)在科研項(xiàng)目支撐下如何對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新。
3 結(jié)束語
本文依托中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院，基于《傳熱學(xué)》課程，在科研項(xiàng)目的支撐下，對(duì)高校教學(xué)模式的創(chuàng)新改革進(jìn)行了研究，這將對(duì)高校傳統(tǒng)的教學(xué)模式的改革提供一定的指導(dǎo)意義。
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關(guān)鍵詞：傳熱強(qiáng)化與控制 課程建設(shè) 教學(xué)方法 考核手段
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）01（a）-0098-02
熱環(huán)境控制課程是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)一門專業(yè)課，也可作為航天、機(jī)械、電子、化工類相關(guān)專業(yè)的選修課。課程的教學(xué)目的是使本科學(xué)生在學(xué)習(xí)了大學(xué)傳熱學(xué)中的傳熱基本原理基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解、掌握對(duì)相關(guān)工程技術(shù)中傳熱過程進(jìn)行強(qiáng)化與控制的原理思路與技術(shù)方案，擴(kuò)大知識(shí)面，培養(yǎng)根據(jù)基本原理進(jìn)行技術(shù)研發(fā)、創(chuàng)新的能力。課程教學(xué)以課堂講授為主，輔之以適當(dāng)?shù)恼n堂討論。通過資料搜集、分析整理、評(píng)判，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)能力；通過學(xué)生自主擬定設(shè)計(jì)題目、進(jìn)行論證與初步設(shè)計(jì)訓(xùn)練，達(dá)到教學(xué)目的。
熱環(huán)境控制課程的特點(diǎn)是屬于新開設(shè)課程、無合適教材、涉及面廣、無習(xí)題；接近研究生選修課、要求學(xué)習(xí)主動(dòng)性；需查找文獻(xiàn)、大量閱讀，發(fā)揮主動(dòng)性進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、撰寫論文；與一般專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練不同，主要考察主動(dòng)性、創(chuàng)新性。本課程的教學(xué)正是圍繞培養(yǎng)能從事熱動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級(jí)復(fù)合型技術(shù)人才展開的，結(jié)合我校本科教學(xué)要點(diǎn)“以學(xué)生為本、以教學(xué)為教師第一要?jiǎng)?wù)，重點(diǎn)推進(jìn)教學(xué)方法和考試方法改革”，依照培養(yǎng)高質(zhì)量復(fù)合型人才的人才培養(yǎng)目標(biāo)，以教學(xué)與科研一體化為教學(xué)思想，為深化教學(xué)改革進(jìn)行了積極的探索，并從中獲得了一些有益的啟示。
1 教學(xué)與科研一體化的教學(xué)思想
熱環(huán)境控制的教學(xué)與科研是相對(duì)獨(dú)立又是一個(gè)具有內(nèi)在聯(lián)系的、不可分割的統(tǒng)一體的兩項(xiàng)活動(dòng)，在適宜的條件下，兩者可以得到強(qiáng)化，并相輔相成、互為促進(jìn)。高校教學(xué)與科研一體化的基本思想基于建設(shè)具有地方工科特色的現(xiàn)代教育教學(xué)，以科研項(xiàng)目為依托，堅(jiān)持側(cè)重工程和應(yīng)用的研究型教學(xué)和科研思想，致力于教學(xué)與科研一體化的探索和實(shí)踐，使教學(xué)促進(jìn)科研，科研服務(wù)教學(xué)。教學(xué)與科研一體化的教學(xué)思想在熱環(huán)境控制課程教學(xué)中體現(xiàn)為：通過理論的教學(xué)、科研活動(dòng)和課程設(shè)計(jì)等，使學(xué)生適度地參與相關(guān)的科研項(xiàng)目中來，既可以鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)，又可以加強(qiáng)本科生教育與實(shí)際課題的聯(lián)系。熱環(huán)境控制課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)進(jìn)程和教學(xué)方法都是按照這種教學(xué)思想進(jìn)行。
教學(xué)組主持完成和正在進(jìn)行的課題有973課題、863課題、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等縱向課題，也有和航天院所、公司企業(yè)之間的橫向課題。這些課題涉及了強(qiáng)化換熱、計(jì)算傳熱及多相流動(dòng)和相變換熱等各研究方向。通過科研活動(dòng)不僅提高了教師的科研能力和學(xué)術(shù)水平，開拓了教師的知識(shí)面，同時(shí)為教學(xué)提供了第一手科學(xué)前沿資料，豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)水平。課堂教學(xué)時(shí)，授課教師注重聯(lián)系實(shí)際及本人的科研成果和他人的科研成果，使授課變得更加生動(dòng)活潑，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。如，圍繞863課題中近地空間飛行器熱控和熱防護(hù)研究，從課堂教學(xué)、理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等多方面設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。在課堂教學(xué)中，把項(xiàng)目的內(nèi)容（包括近地空間飛行器的工作原理、熱環(huán)境和特有熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和方法）融入到導(dǎo)熱強(qiáng)化與控制原理、對(duì)流傳熱強(qiáng)化與控制原理、輻射換熱強(qiáng)化與控制原理、耦合換熱與傳熱過程的強(qiáng)化與控制、新技術(shù)領(lǐng)域中的傳熱強(qiáng)化與控制問題等章節(jié)中，同時(shí)利用部分課堂時(shí)間開設(shè)了幾個(gè)由淺入深的專題學(xué)術(shù)講座。為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，利用學(xué)生業(yè)余時(shí)間，帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過一系列教學(xué)，學(xué)生不但理解了熱環(huán)境控制課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，真正把傳熱學(xué)理論知識(shí)拓展到實(shí)際應(yīng)用中來。同時(shí)也了解了科研的基本程序、基本方法，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力，為將來參加社會(huì)工作或科研工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 現(xiàn)代與傳統(tǒng)相結(jié)合的多樣化教學(xué)方法
多媒體技術(shù)教學(xué)，已在眾多課程中得到了大量的運(yùn)用。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，多媒體技術(shù)輔助教學(xué)也存在一些弱點(diǎn)和缺陷。例如，多媒體教學(xué)容易分散學(xué)生的注意力等，因此，本課程靈活運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)手段，像錄像、小黑板、多媒體、課程互動(dòng)討論、學(xué)生上臺(tái)講等多種教學(xué)手段，有效地提高學(xué)生上課的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生課上主動(dòng)性和課后思考的學(xué)習(xí)積極性，并且培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力。教學(xué)的主要內(nèi)容、授課教案等都可以在網(wǎng)站上瀏覽，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)了解該課程的主要內(nèi)容。網(wǎng)上教學(xué)與答疑可以通過傳熱學(xué)精品課程網(wǎng)站（資源共享課）進(jìn)行。為了增強(qiáng)教師與學(xué)生的聯(lián)系，解決學(xué)生對(duì)于該課程存在的一些疑問，并及時(shí)了解學(xué)生對(duì)于本課程的反響，我們還開設(shè)了微信群和QQ群進(jìn)行教學(xué)討論和答疑交流；另外網(wǎng)站設(shè)置了資源共享區(qū)，為授課教師與學(xué)生之間建立了資源共享的渠道。
講解課程時(shí)，積極引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問題出發(fā)，學(xué)習(xí)理解基本概念、基本理論和基本計(jì)算方法。為使學(xué)生更好地理解和掌握課程基本知識(shí)，講解的例題都與實(shí)際生活和科研項(xiàng)目相聯(lián)系。比如講解緒論的時(shí)候，筆者在講課時(shí)問學(xué)生，人們?cè)诙煲恢皇治砧F棒另一只手握木棒時(shí)，為什么感覺握鐵棒的手比握木棒的手更冰冷？為什么蔬菜大棚里的溫度比大棚外的溫度高？神舟飛船是如何克服大氣燒蝕返回地面的？于是學(xué)生就有了反應(yīng)，開始思考。這樣一來，自然而然，老師就把學(xué)生引入下面要介紹的導(dǎo)熱強(qiáng)化、對(duì)流換熱強(qiáng)化和輻射換熱強(qiáng)化等基本原理和控制手段。通過這些問題的提出，學(xué)生可以知道學(xué)習(xí)這門課以后，能夠運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決哪些實(shí)際問題，學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，就不會(huì)盲目，大大激發(fā)了他們學(xué)習(xí)這門課程的興趣，引導(dǎo)學(xué)生從傳熱學(xué)的角度去發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際工程問題，真正學(xué)會(huì)如何利用傳熱學(xué)知識(shí)去控制熱環(huán)境。
3 N+1的考核手段
考試方式改革如何客觀、公正、有效地考核學(xué)生，如何摒棄一張考卷定乾坤的現(xiàn)象，一直是廣大教師探討的問題。對(duì)于絕大多數(shù)大學(xué)課程來說，尤其是一些工科課程，我們所要考查的決不是學(xué)生記憶公式的能力，而是學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力。因此，怎樣通過考試來考查學(xué)生綜合運(yùn)用傳熱學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力就很值得我們思考。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了N+1全方位多層次的考核辦法，辦法的內(nèi)容如下：
（1）課堂提問，考核學(xué)生學(xué)習(xí)情況、表達(dá)能力與課堂出勤情況，以提高學(xué)生聽課的積極性和思考問題的獨(dú)立性。
（2）平時(shí)小測驗(yàn)，考核學(xué)生知識(shí)積累能力與平時(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。
（3）課程設(shè)計(jì)，考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力。
要求：構(gòu)思、提出一種熱環(huán)境控制技術(shù)方案，并進(jìn)行基本的論證。沒有應(yīng)用領(lǐng)域限制，充分發(fā)揮。最后經(jīng)過老師評(píng)定較好的方案將有機(jī)會(huì)上臺(tái)展示并講述5～10分鐘。
（4）課后資料查閱，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，通過文獻(xiàn)了解專業(yè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
要求：自擬題目，要求圖文并茂，按正規(guī)學(xué)術(shù)論文形式撰寫，必須有自己的觀點(diǎn)或認(rèn)識(shí)?？蛇x擇下列之一：①針對(duì)某一工程領(lǐng)域的熱環(huán)境控制技術(shù)，進(jìn)行文獻(xiàn)資料綜述、評(píng)價(jià)、分析，每人至少查找20篇國內(nèi)外較新的論文（近10年）、技術(shù)報(bào)告及應(yīng)用介紹。②針對(duì)某一傳熱方式的熱環(huán)境控制技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展，進(jìn)行文獻(xiàn)資料綜述、評(píng)價(jià)、分析，每人至少查找20篇國內(nèi)外較新的論文（近10年）、技術(shù)報(bào)告及應(yīng)用介紹。
（5）期末考試采取閉卷形式，進(jìn)行基本概念、原理考試，加深學(xué)生對(duì)傳熱學(xué)和傳熱強(qiáng)化與控制的理解。
4 結(jié)論
熱環(huán)境控制是一種改善傳熱性能的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。通過對(duì)熱環(huán)境控制的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解如何改善提高熱傳遞的速率，以達(dá)到利用最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備來傳遞規(guī)定的熱量，或是用最經(jīng)濟(jì)的冷卻來保護(hù)高溫部件安全，或是用最高的熱效率來實(shí)現(xiàn)能源合理利用。不僅為專業(yè)知識(shí)拓展提供有效的手段，也是培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決工程實(shí)際問題能力的重要環(huán)節(jié)。
我們對(duì)“熱環(huán)境控制”課程教學(xué)方法的進(jìn)行了探討，主要目的就是提高教學(xué)效果，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的主動(dòng)性和積極性，使他們?cè)谟邢薜膶W(xué)習(xí)時(shí)間中掌握熱量傳遞的高效途徑和控制方法，為后繼的專業(yè)課學(xué)習(xí)提供必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)和提高學(xué)生分析解決工程問題的能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：連續(xù)性教學(xué)；專業(yè)基礎(chǔ)課；專業(yè)課
一、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的聯(lián)系
專業(yè)基礎(chǔ)課是根據(jù)不同專業(yè)的需求，學(xué)習(xí)專業(yè)相關(guān)的基本理論知識(shí)，為之后的專業(yè)課奠定必要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)準(zhǔn)備。在實(shí)際的教學(xué)過程中，由于專業(yè)基礎(chǔ)課概念多、理論性強(qiáng)、分析層次多的特點(diǎn)，如果單純地教授概念理論知識(shí)，對(duì)學(xué)生來說就如同“空中樓閣”，通常會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生理解困難，學(xué)習(xí)興趣不足等問題[1]。而專業(yè)課的學(xué)習(xí)，是為了使學(xué)生能夠掌握必要的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，了解本專業(yè)的科學(xué)技術(shù)前沿和發(fā)展趨勢，培養(yǎng)分析解決專業(yè)范圍內(nèi)相關(guān)實(shí)際問題的能力，這相對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)課來說，更加貼近于生產(chǎn)實(shí)際。但如果沒有專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，積累扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)于專業(yè)課的學(xué)習(xí)只是停留在泛泛而談的層面，缺少必要的理論依據(jù)的支持。專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的聯(lián)系十分密切，所以在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間建立連續(xù)教學(xué)的體系和框架是十分有必要的[2]。
二、專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課教學(xué)中存在的問題
在實(shí)際教學(xué)過程中，由于教育安排需要，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課存在承上啟下的關(guān)系，這種課程模式在原理上是非常合理的，但是忽略了學(xué)生存在遺忘的問題。而在專業(yè)課的課堂上，教師并沒有時(shí)間重復(fù)之前所學(xué)的知識(shí)，只能是默認(rèn)為學(xué)生是在掌握專業(yè)基礎(chǔ)課的前提條件下進(jìn)行專業(yè)課的教學(xué)，這對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)帶來了很大的困難，也就導(dǎo)致了學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課的過程中，聽得十分辛苦甚至聽不懂的情況時(shí)常發(fā)生[3]。除此之外，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間脫節(jié)的現(xiàn)象也十分普遍，有很大一部分學(xué)生雖然專業(yè)基礎(chǔ)課的成績相當(dāng)好，但是卻不知道如何利用基礎(chǔ)知識(shí)去分析實(shí)際問題，前后的知識(shí)框架相互獨(dú)立，出現(xiàn)“斷層”現(xiàn)象。教師在教授專業(yè)基礎(chǔ)課時(shí)，關(guān)注點(diǎn)更多在于幫助學(xué)生理解和掌握基本概念，以及基本理論、基本知識(shí)和基本技能的學(xué)習(xí)，很少將課本上的知識(shí)點(diǎn)與生產(chǎn)實(shí)際及日常生活中的案例相結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于一些抽象概念的理解十分空洞，往往出現(xiàn)概念混淆等問題，這對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)造成很大障礙。如何才能把專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間進(jìn)行更好的銜接，對(duì)專業(yè)課的授課講師提出了挑戰(zhàn)。作為專業(yè)課的教師，在上課時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循“我中有你，你中有我，相互貫通，相互聯(lián)系”的原則，將理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的相關(guān)理論分析和解決問題的能力。在講授專業(yè)基礎(chǔ)課時(shí)，必須舉出實(shí)例讓學(xué)生充分理解所學(xué)知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，為以后學(xué)習(xí)專業(yè)課打下基礎(chǔ)；而在專業(yè)課的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該對(duì)以前學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行回顧，這樣不僅能夠縮短理論與實(shí)踐的差距，減少“斷層”現(xiàn)象，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生們的分析和解決問題的能力，為將來的升學(xué)與就業(yè)打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。
三、基于連續(xù)性教學(xué)的工科專業(yè)教學(xué)策略
（一）專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)
在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)過程中，教師需要將理論概念性的知識(shí)點(diǎn)與相關(guān)工程實(shí)際案例相結(jié)合，通過設(shè)置恰當(dāng)?shù)墓こ瘫尘埃亚昂蟮闹R(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，讓學(xué)生保持思維的流暢性，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解[4]。例如，在講解傳熱學(xué)“熱能傳遞的三種基本方式”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以結(jié)合換熱器的設(shè)計(jì)過程，將其作為具體的工程案例進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中具體的設(shè)計(jì)要求，綜合考慮以上三種熱能傳遞方式，進(jìn)行工程計(jì)算，讓學(xué)生能夠更深刻地理解三種熱傳遞方式在工程中的應(yīng)用。通過具體工程的實(shí)例，不僅加深了學(xué)生對(duì)較為抽象的知識(shí)點(diǎn)的理解，還建立了初步的工程認(rèn)知，為接下來的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
（二）專業(yè)課教學(xué)
在供熱工程的實(shí)際教學(xué)過程中，涉及專業(yè)基礎(chǔ)課傳熱學(xué)中的很多理論知識(shí)，由于學(xué)校的課程安排需要綜合考慮多方位因素，兩門課程中間間隔的時(shí)間較長，所以在供熱工程的教學(xué)過程中，學(xué)生對(duì)于傳熱學(xué)中的理論知識(shí)存在較為嚴(yán)重的遺忘現(xiàn)象，因此，增加了專業(yè)課的教學(xué)難度。為了避免學(xué)生只是“囫圇吞棗”式的接受知識(shí)，在進(jìn)行供熱工程的教學(xué)之前，教師必須先確定學(xué)生對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，必要時(shí)對(duì)會(huì)應(yīng)用到的傳熱學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行回顧，提高學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受能力，在學(xué)習(xí)過程中真正做到知其然，并知其所以然[5]。當(dāng)然，在專業(yè)課的教學(xué)過程中，還需要根據(jù)具體的工程問題，合理地布置解題步驟，做到條理清晰，逐層深入，與基礎(chǔ)理論知識(shí)緊密結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生大膽假設(shè)，發(fā)展個(gè)性化思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，這有利于學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中能夠獨(dú)立分析、解決問題。以建筑物設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算為例，教師應(yīng)該具體闡述如何在供熱工程的教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的連續(xù)教學(xué)。在計(jì)算建筑物設(shè)計(jì)熱負(fù)荷時(shí)，涉及傳熱學(xué)中“三種熱能傳遞方式”部分的相關(guān)知識(shí)，教師需要在備課的過程中，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況對(duì)這部分知識(shí)進(jìn)行回顧，讓學(xué)生能夠知道計(jì)算公式的理論支撐。利用少許時(shí)間回顧傳熱學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，不僅能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于建筑物熱負(fù)荷計(jì)算過程的理解程度，而且有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)傳熱學(xué)中的專業(yè)術(shù)語和理論概念的本質(zhì)，將其與工程應(yīng)用結(jié)合起來，提高學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，教學(xué)效率也能明顯得到提高[6]。
會(huì)，對(duì)機(jī)熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行研究與探討。這些建議對(duì)當(dāng)前機(jī)械大類專業(yè)
短學(xué)時(shí)熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)有著重要的參考意義。
關(guān)鍵詞：機(jī)類專業(yè)熱工基礎(chǔ)短學(xué)時(shí)教學(xué)
Exploring and thinking about the teaching of short period Thermodynamic Engineering
Abstract: Based on the writer's teaching practical experiences of thermodynamic engineering, the authors study that
theshortperiodthermodynamicengineeringteachingmethod,contentandexperimentation. Thispaperpresentssome
suggestions, which may solve some problems.
Keywords: Mechanical specialty; Thermodynamic Engineering; Short period; Teaching
熱工基礎(chǔ)是現(xiàn)代工程技術(shù)人才必備的技術(shù)基礎(chǔ)知
識(shí)，是 21 世紀(jì)工科各類專業(yè)人才工程素質(zhì)的重要組成
部分。除了能源、動(dòng)力類專業(yè)學(xué)生必須進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)
工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)之外，熱工基礎(chǔ)課程也應(yīng)該是機(jī)械
類大學(xué)本科生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。我校 2006 版教
學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大三第
一學(xué)期所開設(shè)熱工基礎(chǔ)課程，共計(jì) 32 學(xué)時(shí)。由于學(xué)時(shí)
有限，怎么能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生了解更多有用的熱
工知識(shí)成為擺在主講教師面前的一道難題。針對(duì)機(jī)械大
類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及熱工基礎(chǔ)課程其本身特點(diǎn)，筆者
結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專
業(yè)熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方
面進(jìn)行研究與探討。
一、教學(xué)內(nèi)容
熱工基礎(chǔ)課程包括工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)兩門學(xué)
科，在能源與動(dòng)力專業(yè)這兩門課程的總學(xué)時(shí)在 100 以
上，而我們專業(yè)只有 32 學(xué)時(shí)，這在教學(xué)大綱的制定時(shí)
帶來許多問題。到底哪些知識(shí)需要講授？需要學(xué)生掌
握到什么程度？大家心里都沒底。教研組老師們仔細(xì)
研究熱工基礎(chǔ)課程內(nèi)容，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)
化專業(yè)的特點(diǎn)，經(jīng)過反復(fù)討論最終確定：熱力學(xué)第一
定律、理想氣體的性質(zhì)與熱力過程、熱力學(xué)第二定律、
導(dǎo)熱、對(duì)流換熱和輻射換熱作為需掌握的內(nèi)容，而水
蒸氣與濕空氣、動(dòng)力裝置循環(huán)、制冷裝置循環(huán)和換熱
器作為了解內(nèi)容。
二、教學(xué)方法
1）基本概念和基本理論的講解
熱工基礎(chǔ)課程的物理概念性很強(qiáng) , 而且存在著大量
的公式推導(dǎo)。許多推導(dǎo)是從質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒定律
出發(fā) , 應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理方法在微元體或控制體上形成微
分方程或積分方程。對(duì)這些繁瑣卻類似的推導(dǎo)過程 , 主
要強(qiáng)調(diào)理解基本概念 , 掌握方法 , 而不深究純數(shù)學(xué)的變
化 , 通過典型問題的分析 , 達(dá)到舉一反三的目的。講授
時(shí)要做到透徹明了 , 簡潔精練。盡量利用多媒體教學(xué)的
優(yōu)勢，以生動(dòng)的圖像和動(dòng)畫使抽象的概念具體化。例如：
活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)工作原理的介紹，由于教學(xué)對(duì)象是機(jī)
類專業(yè)學(xué)生，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的工作過程不是特別了解，利用
動(dòng)畫將內(nèi)燃機(jī)的工作過程重現(xiàn)，循環(huán)過程便一目了然。
2）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣
愛因斯坦說："興趣是最好的老師，老師則是點(diǎn)
燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的火炬。"教育心理學(xué)的研究表明：當(dāng)
學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系時(shí)，才能
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問題的興趣。要想使學(xué)生學(xué)好這門
課程，首先應(yīng)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將課堂教學(xué)的驅(qū)動(dòng)
因素由教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生。而要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，一
方面應(yīng)是"還知識(shí)于本原"，按照知識(shí)形成的本來過程
進(jìn)行傳授；另一方面是做好教學(xué)的"互動(dòng)"，課堂教學(xué)
活動(dòng)不僅是一種認(rèn)知過程，更是一種師生、生生之間的交互過程，只有學(xué)生的真正參與，才會(huì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的
積極性，變被動(dòng)為主動(dòng)。因此，在"熱工基礎(chǔ)"教學(xué)過
程中，緊密聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際，巧妙地采用各種
行之有效的教學(xué)方法，努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如
選擇學(xué)生在生活中熟知的暖水瓶作為范例講解傳熱的基
本方法：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。采用發(fā)現(xiàn)式、啟發(fā)
式、討論式等多種形式的教學(xué)方法，分析在暖水瓶保溫
的過程中是怎樣阻止熱量傳遞的。參考給種材料的導(dǎo)熱
率表，找出瓶塞用木頭原因；瓶膽要抽成真空目的是什
么；瓶膽圖上水銀是怎樣阻止熱輻射的。要?jiǎng)?chuàng)造逼真的
教學(xué)情景，使學(xué)生感受到"傳熱學(xué)"領(lǐng)域就在自己的身
邊，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)熱工基礎(chǔ)的興趣。
3）教材教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿有機(jī)結(jié)合
隨著近幾十年世界范圍內(nèi)的科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的
發(fā)展，特別是信息工業(yè)的飛速發(fā)展，"傳熱學(xué)"的學(xué)科
內(nèi)容也有了很大的變化與進(jìn)步。能源問題的日益嚴(yán)峻，
以及溫室效應(yīng)等世界主要問題都迫使我們提高熱能與機(jī)
械能以及其他形式的能量之間相互轉(zhuǎn)化的效率。因此，
授課時(shí)在講授教材內(nèi)容的同時(shí)與相關(guān)的前沿學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)有
機(jī)結(jié)合，多講解一些能源動(dòng)態(tài)，這樣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)
的興趣和目的性，讓他們學(xué)習(xí)如何利用基本知識(shí)解決機(jī)
械專業(yè)的實(shí)際問題。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)
熱工基礎(chǔ)的試驗(yàn)教學(xué)主要以數(shù)值模擬試驗(yàn)為主，
主要目的在于掌握數(shù)值模擬計(jì)算類軟件使用方法。
隨著信息化時(shí)代的到來，當(dāng)今計(jì)算機(jī)在我們生產(chǎn)
生活中變得越來越重要，筆者認(rèn)為有必要增設(shè)少量上
機(jī)實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們了解傳熱方面仿真軟件，利用計(jì)算
機(jī)模擬計(jì)算基本的穩(wěn)態(tài)傳熱過程，分析溫度場分布規(guī)
律。在講授相關(guān)傳熱問題數(shù)值求解相關(guān)章節(jié)時(shí)，嘗試
借助 CFD 軟件講解傳熱問題數(shù)值求解的基本概念和思
想。(ComputationalFluidDynamics，簡稱 CFD)，是一
種重要的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，其產(chǎn)生可以追溯到 20 世
紀(jì) 30 年代初，它是流體力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)
算機(jī)圖形學(xué)三者相互結(jié)合的產(chǎn)物。CFD 是目前國際上
一個(gè)強(qiáng)有力的研究領(lǐng)域，是進(jìn)行"三傳"（傳熱、傳
質(zhì)、動(dòng)量傳遞）及燃燒、多相流和化學(xué)反應(yīng)研究的核
心與重要技術(shù)，廣泛應(yīng)用于熱能動(dòng)力、航空航天、機(jī)
械、土木水利、環(huán)境化工、暖通空調(diào)及空氣凈化等諸
多工程領(lǐng)域。針對(duì)機(jī)械類學(xué)生所接觸的應(yīng)用軟件工程
•40?城市建設(shè)理論研究
圖形建模較多，而數(shù)值模擬計(jì)算相對(duì)較少，筆者認(rèn)為
增加仿真計(jì)算軟件學(xué)習(xí)、掌握實(shí)體建模與網(wǎng)格劃分方
法對(duì)于機(jī)械類學(xué)生是必要的。另外，軟件的學(xué)習(xí)能提
高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生來說軟件學(xué)習(xí)要比單純的
理論講解更具有吸引力，教學(xué)效果可以得到明顯提高。
CFD 能夠分析與研究在各種復(fù)雜幾何形狀的空間（裝
置）內(nèi)、外發(fā)生的高溫傳熱（導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射換熱、
流固偶合傳熱等）；對(duì)于短學(xué)時(shí)專業(yè)選修課來說，只
要求學(xué)生掌握一維穩(wěn)態(tài)平壁導(dǎo)熱和穩(wěn)態(tài)管流換熱的數(shù)
值模擬仿真計(jì)算即可，主要目的在于掌握數(shù)值模擬計(jì)
算類軟件使用方法，分析不同的網(wǎng)格劃分對(duì)計(jì)算結(jié)果
的影響。這樣既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和軟件學(xué)習(xí)能
力又?jǐn)U大了學(xué)生的知識(shí)面，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定
了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語
課堂教學(xué)仍然是大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的主要途徑，其教
學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響著培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量。作為熱工基
礎(chǔ)課程授課教師依照熱工課程教學(xué)改革的指導(dǎo)思想，努
力以知識(shí)、能力和素質(zhì)等方面為切入點(diǎn)，積極轉(zhuǎn)變教學(xué)
思想，探索有效的教學(xué)方式和方法，充分發(fā)揮學(xué)生的積
極性與主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量和效率，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新
能力和解決實(shí)際工程問題的能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)的社會(huì)
主義事業(yè)建設(shè)人才不斷努力。
參考文獻(xiàn)
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高等教育出版社，2006
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建設(shè)的思考》，廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)（J），2008（6）：
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[4] 尤長春，《關(guān)于熱工基礎(chǔ)教學(xué)的思考》，中國
科教創(chuàng)新導(dǎo)刊（J），2007（476）：74
作者簡介：王 瑞，男，（ 1983 年 7 月―），碩士，
講師。2007 年 7 月畢業(yè)于北京理工大學(xué)工程熱物理專業(yè)，
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)課程；公式素材；頁面配色
中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673—8454（2012）17—0069—03
一、引言
網(wǎng)絡(luò)課程主要包括兩個(gè)組成部分：一是按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來的教學(xué)內(nèi)容；二是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境。[1]網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)多層次與多樣化，有利于因材施教并實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)性。另外，通過網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)能使學(xué)生沖破以書本為中心的局限，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。[2]
筆者以教育部下達(dá)的“面向21世紀(jì)高等教育教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革”計(jì)劃中“熱工課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的研究和實(shí)踐”為教學(xué)指導(dǎo)，以《現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育規(guī)范》的指標(biāo)體系為參照，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)為手段，開發(fā)了“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”網(wǎng)絡(luò)課程。該課程在教育部教育管理信息中心舉辦的“第四屆全國多媒體課件大賽”上，從全國大學(xué)組參賽的400多個(gè)課件中脫穎而出，獲得高評(píng)分。
二、網(wǎng)絡(luò)課程中公式素材的制作
除了文本圖形外，公式也是大量使用的課件素材，尤其是理工科課件。當(dāng)所開發(fā)的課程涉及大量的公式，找到一種方便快捷的制作公式素材的方法能夠降低制作網(wǎng)絡(luò)課件的工作量。要制作能夠在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)墓剿夭?，一般分為兩個(gè)步驟：
1.在字處理軟件中輸入公式
輸入公式，一般可采用公式編輯器。我們都知道在Word中，可以選擇菜單【插入】>【對(duì)象】，從列表中選擇【Microsoft公式3.0】，打開公式編輯器窗口，如圖1所示，利用工具欄輸入公式。
如果要制作更為專業(yè)的公式，還可選擇Design Science公式的專門工具M(jìn)athType5.2，實(shí)際上微軟Office內(nèi)置的公式編輯器就是該工具的精簡版。該工具功能非常強(qiáng)大，且直觀易用，如圖2所示。
2.通過合適的轉(zhuǎn)換，把公式插入到網(wǎng)頁課件中
（1）一般可把輸入的公式轉(zhuǎn)換成圖片集成到課件中。
1）通過MathType工具輸入的公式，可以直接選擇菜單【文件】>【保存復(fù)制到……】，把公式轉(zhuǎn)換為gif圖片，然后插入到網(wǎng)頁課件中；
2）通過編輯器輸入的公式，只有通過抓圖工具，把其存為圖片，然后插入到網(wǎng)頁課件中；
3）對(duì)于有大量公式的一頁文本，可以把其整個(gè)轉(zhuǎn)化為圖片，然后使用Fireworks軟件打開該圖片，使用“切片”工具，把每個(gè)公式建立一個(gè)切片，然后選擇所有切片，最后選擇菜單【文件】>【導(dǎo)出……】，實(shí)現(xiàn)把每個(gè)公式存為一個(gè)文件，如圖3所示。
這種把公式轉(zhuǎn)化為圖片的形式，便于在網(wǎng)頁中合理安排公式素材的位置，缺點(diǎn)是工作量大、效率低。
（2）也可以ActiveX對(duì)象的形式插入到網(wǎng)頁課件中。
在字處理軟件中對(duì)某公式進(jìn)行【復(fù)制】操作，然后在FrontPage中直接選擇【粘貼】操作，即可把該公式ActiveX對(duì)象的形式插入到網(wǎng)頁課件（注：在Dreamwaver該操作無效）。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是直接、快捷，缺點(diǎn)是增加了html代碼量，影響了html代碼的可讀性。并且當(dāng)一個(gè)文檔中包含公式的公式過多的時(shí)候，采用直接【復(fù)制】和【粘貼】的方法，容易造成公式錯(cuò)位現(xiàn)象。
（3）把包含公式的Word文檔直接存成網(wǎng)頁形式
首先，把包含大量公式的Word文檔保存為“篩選過的Web頁”，如圖4所示；
然后，用Dreamwaver打開該文件，同時(shí)新建一文件；
接著，在Dreamwaver中直接拷貝所需內(nèi)容到新建的文件中；
最后，保存新建的文件。
采用該方法來制作公式素材克服上述兩種方法的缺點(diǎn)，不僅提高了效率，而且還便于頁面的布局。
三、網(wǎng)絡(luò)課程頁面配色
網(wǎng)絡(luò)課程頁面在一定意義上說也是一種藝術(shù)品，因?yàn)樗纫笪淖值膬?yōu)美流暢，又要求頁面的新穎、整潔，使用色彩可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺效果，使頁面更加生動(dòng)。而且，瀏覽者在瀏覽頁面時(shí)，留下的第一印象就是頁面的色彩設(shè)計(jì)，它的好壞直接影響閱讀者的觀賞興趣。因此頁面配色在網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)中居于十分重要的地位。
在對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程頁面配色過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）不要將所有顏色都用到，盡量控制在三種色彩以內(nèi)。 太多的顏色會(huì)導(dǎo)致混淆，也會(huì)分散讀者的注意力。
（2）背景和前文的對(duì)比盡量要大（絕對(duì)不要用花紋繁復(fù)的圖案作背景），以便突出主要內(nèi)容。顏色太接近無法產(chǎn)生足夠的對(duì)比效果，也會(huì)妨礙觀眾閱讀。白底黑字的閱讀效果最好。
（3）同時(shí)要避免高飽和度的文字與明亮的背景配合，這樣可能比較刺眼，容易造成視覺疲勞。
四、網(wǎng)頁制作軟件配合
這里主要指的是FrontPage和Dreamwaver軟件的相互配合使用。FrontPage最大的特點(diǎn)是簡單易學(xué)，只要會(huì)使用Word編輯文檔，就能很快學(xué)會(huì)使用FrontPage制作網(wǎng)頁。Dreamwaver側(cè)重于網(wǎng)頁控制、設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)意，適合中高級(jí)網(wǎng)頁制作人員。我們?cè)谥谱骶W(wǎng)頁的時(shí)候，有時(shí)會(huì)需要兩種軟件相互配合使用，能夠提高制作效率和實(shí)現(xiàn)某種效果。下面結(jié)合“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”網(wǎng)絡(luò)課件的制作實(shí)踐，舉一個(gè)例子來說明。
例如FrontPage可以使大綱或多層次列表具有可折疊性，以便網(wǎng)站訪問者可以查看或隱藏列表的不同層次。具體操作步驟：
（1）在FrontPage中創(chuàng)建一個(gè)多級(jí)列表，如圖5所示；
關(guān)鍵詞 卓越工程師；課程融合；開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2015）10-0151-03
Research on Open Experimental Platform based on Curriculum Integration of Thermal Energy & Power Engineering//XU Li
Abstract Under the guidance of excellent engineer training program，
active exploration was carried out for the open experimental platform based on curriculum integration according to the professional characteristics， which can change the status of the present single experimental content of the traditional professional courses， and the method to solve the problem can be enhanced and the practice ability and innovation ability can also be improved consequently.
Key words excellent engineer； curriculum integration； open experi-mental platform
1 前言
近年來，通過對(duì)國內(nèi)一些高校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)普遍存在建設(shè)投資較大，但利用效率相對(duì)較低、應(yīng)用范圍相對(duì)較窄的問題[1]。專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)初衷是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能，理應(yīng)讓專業(yè)實(shí)驗(yàn)室充分向本科生開放，然而目前國內(nèi)大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)室側(cè)重服務(wù)于科研項(xiàng)目，參與人員基本上是研究生，專有的本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)陳舊，一般僅僅按課程教學(xué)計(jì)劃開展指定的實(shí)驗(yàn)，因而大多數(shù)本科生除了教材知識(shí)之外，對(duì)科研工作并沒有足夠的認(rèn)識(shí)，缺乏新時(shí)代所需要的各種實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。現(xiàn)今大學(xué)生參與科學(xué)研究的積極性很高，眾多本科生都在申請(qǐng)自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目、節(jié)能減排大賽等科技競賽活動(dòng)，因此，為提升創(chuàng)新實(shí)踐能力，使本科生在將來的科研工作和生產(chǎn)工作中奠定良好基礎(chǔ)，是本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革需要重點(diǎn)關(guān)注的方向。
目前主流的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路是打破傳統(tǒng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室相互獨(dú)立的局限和過去只在課程內(nèi)開設(shè)有限學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)制，在充分保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，以開設(shè)大型綜合性實(shí)驗(yàn)和開放自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為建設(shè)目標(biāo)，通過相關(guān)聯(lián)專業(yè)課程融合、跨實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠融入多學(xué)科理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)資源，既能有機(jī)結(jié)合各門課程的核心理論體現(xiàn)其關(guān)聯(lián)性，又能讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)更深刻理解專業(yè)知識(shí)并運(yùn)用知識(shí)。合理引導(dǎo)本科生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作[2]，充分理解科學(xué)研究的內(nèi)涵，為大學(xué)生今后走入社會(huì)或融入科研工作起到促進(jìn)作用，將有利于培養(yǎng)學(xué)生在多學(xué)科交叉并且快速發(fā)展的科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)問題和尋找解決問題突破口的初步科研能力。
本文結(jié)合武漢理工大學(xué)熱能工程系實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀以及科研項(xiàng)目特色，進(jìn)行課程融合的開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)探索研究。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析
熱能工程系經(jīng)過“十一五”和“十二五”前幾年的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，取得一定成績，但也還存在諸如設(shè)備嚴(yán)重老化、一些新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)甚至傳統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)難以開展的問題。
1）動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)平臺(tái)方面：目前在船舶動(dòng)力裝置教學(xué)方面偏重于理論，與造船企業(yè)的實(shí)際需求有一定偏差。就現(xiàn)狀而言，實(shí)驗(yàn)室購置的軟件中已經(jīng)包含船舶工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但由于計(jì)算機(jī)數(shù)量的限制并且實(shí)驗(yàn)?zāi)康膯我?，無法實(shí)現(xiàn)在有限學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)讓本科生得到充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)。
2）動(dòng)力裝置實(shí)驗(yàn)室方面：船舶動(dòng)力裝置實(shí)驗(yàn)室設(shè)備老化較為嚴(yán)重，無法開展動(dòng)力裝置原理與設(shè)計(jì)、船舶動(dòng)力裝置課程教學(xué)大綱中要求完成的部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；同時(shí)由于相關(guān)基本物理量的測試儀器在動(dòng)力裝置實(shí)驗(yàn)室和熱工實(shí)驗(yàn)室中大量重復(fù)配置，資源存在一定閑置。
3）熱工實(shí)驗(yàn)儀器方面：主要服務(wù)于工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)課程，利用率相對(duì)較高，但也存在設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足、設(shè)備老化的問題；制冷實(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)在主要用于每年少量的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用率非常低，未能充分應(yīng)用于本科生創(chuàng)新性科技競賽中。
不僅如此，本科生在完成各實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之后，對(duì)學(xué)科體系的認(rèn)識(shí)依然不足，不知道專業(yè)基礎(chǔ)課程工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)的理論如何應(yīng)用到核心專業(yè)課程動(dòng)力裝置原理與設(shè)計(jì)的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，因而亟待建立一套服務(wù)于相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
3 課程融合的開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)目的
基于如上分析，搭建一套課程融合的開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)顯得尤為迫切和重要，建設(shè)目的包括：
1）通過利用實(shí)踐環(huán)節(jié)反向補(bǔ)充理論教學(xué)，拓展傳統(tǒng)熱力循環(huán)理論框架，闡明熱能與動(dòng)力知識(shí)體系在工程應(yīng)用中的基本規(guī)律和合理性；
2）按照通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)本科生的工程測試能力，能源與動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化能力以及不斷探索和創(chuàng)新的意識(shí)；
3）為本科生船舶動(dòng)力裝置原理、工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、熱能動(dòng)力機(jī)械測試技術(shù)、機(jī)械振動(dòng)分析與應(yīng)用、輪機(jī)工程測試技術(shù)及船舶管理等課程提供完善的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
4 課程融合的開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)意義
早在2010年6月23日，教育部聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)會(huì)共同在有關(guān)高校中組織實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”[3-4]。武漢理工大學(xué)作為第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校之一，清晰的定位也對(duì)本校教育培養(yǎng)工作提出更明確的要求。“卓越計(jì)劃”具有三個(gè)特點(diǎn)：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。
本文提出的綜合節(jié)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正是在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的要求下，結(jié)合國際形勢和行業(yè)背景，培養(yǎng)卓越工程人才，切實(shí)有效地應(yīng)對(duì)航運(yùn)業(yè)面臨的主流問題。
5 編制的依據(jù)
在環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究廣泛開展的態(tài)勢下，嚴(yán)格控制溫室氣體排放、保護(hù)大氣環(huán)境問題已經(jīng)受到航運(yùn)界的普遍關(guān)注。CO2是最重要的人為溫室氣體。由于目前大多數(shù)船舶仍然依賴燃油燃燒獲取的推進(jìn)力來驅(qū)動(dòng)船舶前進(jìn)，而該結(jié)果必然產(chǎn)生大量CO2排入大氣。為此，國際海事組織的部分成員國（包括歐盟國家、澳大利亞、新西蘭和日本等）全力主張?jiān)诤竭\(yùn)界應(yīng)不加區(qū)分地對(duì)所有船舶實(shí)行全球一致的溫室氣體排放強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。而船舶作為船旗國的浮動(dòng)領(lǐng)土，能源系統(tǒng)具有一定的獨(dú)立性，對(duì)能源的依賴性也較強(qiáng)，因而能源系統(tǒng)的合理有效應(yīng)用及可再生能源的應(yīng)用顯得非常重要。
目前工業(yè)應(yīng)用較多的能源綜合梯級(jí)利用解決方案是冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（CCHP，Combined Cooling Heating and Power），其總的能源利用率可以達(dá)到75%～90%的程度。該系統(tǒng)一般以燃?xì)猓ㄈ缣烊粴?、生物質(zhì)氣等）作為一次能源，是將發(fā)電系統(tǒng)和供熱、供冷系統(tǒng)相結(jié)合的一種綜合供能方式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于商用辦公樓等處所，在大幅提高能源轉(zhuǎn)換效率和降低溫室氣體排放方面，相較于常規(guī)能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)動(dòng)力船舶上進(jìn)行節(jié)省燃料或提高能效的設(shè)計(jì)或改造顯得極為迫切，而作為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的本科生畢業(yè)后即將走向船舶、航運(yùn)、能源企業(yè)工作，承擔(dān)著節(jié)能減排這項(xiàng)責(zé)無旁貸的重要任務(wù)。因此，在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)行相關(guān)的先進(jìn)船舶節(jié)能系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)培養(yǎng)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正是依據(jù)這樣的能源技術(shù)進(jìn)行搭建設(shè)計(jì)。
6 建設(shè)內(nèi)容
本文所研究的“船舶CCHP綜合節(jié)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”按本科專業(yè)教學(xué)課程的特點(diǎn)，可以構(gòu)建工程熱物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、船舶節(jié)能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的部分，本科生可以通過科技活動(dòng)指導(dǎo)教師的啟發(fā)，也可以結(jié)合縱向、橫向科研項(xiàng)目或畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，利用開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，選擇合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并有效地處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
1）工程熱物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
功能模塊1：吸收式制冷模塊。單效熱水型吸收式制冷機(jī)組可以利用98 ℃左右的熱水作為機(jī)組的熱源，將冷劑水加熱汽化，然后冷凝成液體去真空度較高的蒸發(fā)器中吸熱汽化，對(duì)冷媒水進(jìn)行降溫達(dá)到制冷的目的。該設(shè)備具有的優(yōu)點(diǎn)包括：①能利用柴油機(jī)的余熱；②具有自動(dòng)抽空的能力；③具有防止溶液結(jié)晶的保護(hù)功能；④能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；⑤可以裝在室外，節(jié)約實(shí)驗(yàn)室的使用面積。
功能模塊2：換熱器性能綜合測試模塊。換熱器性能綜合測試試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)由工業(yè)控制臺(tái)和工業(yè)過程控制軟件組成。工業(yè)過程控制軟件由專用的組態(tài)軟件組成，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、顯示、信號(hào)處理及過程自動(dòng)控制等功能。除此之外，還要求軟件具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，包括對(duì)數(shù)據(jù)值的記錄、整理、保存和打印。數(shù)據(jù)整理結(jié)果可記錄于數(shù)據(jù)表內(nèi)，并可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，如計(jì)算對(duì)數(shù)誤差、傳熱系數(shù)或換熱量等，并可根據(jù)這些數(shù)據(jù)和傳熱理論形成趨勢曲線，擬合得出努謝爾特?cái)?shù)（Nu）的實(shí)驗(yàn)關(guān)系式。
2）工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
功能模塊1：基本物理量測試模塊。本系統(tǒng)主要檢測的功能有：①天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)的測試；②天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水的流量、進(jìn)出口溫度測試；③冷媒水的流量、進(jìn)出口溫度測試；④電加熱器的進(jìn)出口溫度、熱水流量測
試；⑤制冷空調(diào)房間的溫度、濕度測試；⑥天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)房間的可燃?xì)怏w檢測與報(bào)警功能。
功能模塊2：振動(dòng)噪聲測試模塊。本系統(tǒng)主要檢測的功能有：①實(shí)驗(yàn)區(qū)域噪聲監(jiān)測；②柴油機(jī)振動(dòng)烈度測試分析實(shí)驗(yàn)。
功能模塊3：DW電渦流測功測試模塊。DW系列測功器具有寬廣的測試范圍，容許轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，測量控制精度高，對(duì)突變負(fù)荷響應(yīng)快，不受冷卻水進(jìn)水壓力變化的影響，且對(duì)輔助設(shè)施要求低，尤其適合于各種自動(dòng)化的試驗(yàn)臺(tái)架，與具有自動(dòng)化控制功能的電控系統(tǒng)配套，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱及數(shù)顯測量。相對(duì)水力測功器而言，電渦流測功器在低速、小功率加載以及配套實(shí)現(xiàn)電控方面具有無可比擬的優(yōu)越之處。
功能模塊4：綜合集成虛擬儀器模塊。上述功能模塊1～3需要對(duì)基本物理量、振動(dòng)噪聲和DW電渦流等物理量進(jìn)行監(jiān)測，可以對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合集成顯示，建立虛擬儀器模塊。虛擬儀表模塊由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、主控計(jì)算機(jī)和相關(guān)的虛擬儀器軟件平臺(tái)等組成。數(shù)據(jù)采集卡從傳感器和其他待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動(dòng)采非電量或者電量信號(hào)，送到主控計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析、處理?；贚abVIEW開發(fā)相應(yīng)的虛擬儀器軟件平臺(tái)，以動(dòng)態(tài)曲線、虛擬儀表等形式實(shí)時(shí)地顯示測試數(shù)據(jù)，并自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果。此模塊便于教師引導(dǎo)大學(xué)生開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)大學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，有助于提高大學(xué)生的實(shí)際操作能力。
3）船舶節(jié)能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
功能模塊1：船舶節(jié)能系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)模塊。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的主要功能：①船舶CCHP綜合節(jié)能系統(tǒng)發(fā)電單元設(shè)計(jì)和改造模擬；②船舶CCHP綜合節(jié)能系統(tǒng)制冷單元設(shè)計(jì)和改造模擬；③船舶CCHP綜合節(jié)能系統(tǒng)熱利用單元設(shè)計(jì)和改造模擬。
功能模塊2：船舶節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)化模塊。該系統(tǒng)結(jié)合相關(guān)測試數(shù)據(jù)對(duì)節(jié)能效能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行重新調(diào)整，優(yōu)化CCHP零部件及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較為滿意的節(jié)能效果。
7 結(jié)語
在國家實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的大背景下，為有效提升本科生的工程實(shí)踐能力和科研素養(yǎng)，結(jié)合當(dāng)前船舶行業(yè)節(jié)能減排的嚴(yán)峻形勢，本文進(jìn)行了將相關(guān)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以整體形式有機(jī)融合的開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的探索，從而尋求一種能有效提供本科生完成課程實(shí)驗(yàn)、參加學(xué)科競賽、進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)等的基礎(chǔ)平臺(tái)，最終提高本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力，努力培養(yǎng)優(yōu)秀的畢業(yè)生，使其為今后的科研工作和生產(chǎn)工作中奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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[2]姜麗偉.教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用與管理的優(yōu)化[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（10）：206-208.
關(guān)鍵詞 工程熱力學(xué) 教學(xué) 策略
【中圖分類號(hào)】G712
一、工程熱力學(xué)的特點(diǎn)
工程熱力學(xué)是熱能與動(dòng)力工程、化工機(jī)械及油氣儲(chǔ)運(yùn)等許多工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是這些專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在高等院校教學(xué)工作中占有重要地位。工程熱力學(xué)是熱力學(xué)最早的一個(gè)分支，主要是研究熱能與其它能量之間相互轉(zhuǎn)換規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。工程熱力學(xué)包含的內(nèi)容較多、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)、熱力學(xué)理論和公式較繁雜、很多內(nèi)容比較抽象，對(duì)于剛接觸這門課的許多大學(xué)生來說是非常難的一門課程。雖然工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)同為專業(yè)基礎(chǔ)課程，但其學(xué)習(xí)難度要遠(yuǎn)高于傳熱學(xué)，因?yàn)閭鳠釋W(xué)的主要內(nèi)容就是傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等三種傳熱方式，而工程熱力學(xué)中既包括熱力學(xué)三大定律、各種工質(zhì)的熱物理性質(zhì)，還包括郎肯循環(huán)等各種熱力循環(huán)。基于工程熱力學(xué)學(xué)科的上述特點(diǎn)，必須積極探討工程熱力學(xué)課程的有效教學(xué)方法，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到真正掌握工程熱力學(xué)知識(shí)的目的。
二、工程熱力學(xué)的教學(xué)方法
要做好工程熱力學(xué)的教學(xué)工作，必須改進(jìn)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法，通過教學(xué)法的改進(jìn)來不斷增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和對(duì)知識(shí)的理解掌握程度。筆者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在工程熱力學(xué)的教學(xué)過程中可以采用以下幾點(diǎn)策略。
1、明確工程熱力學(xué)教學(xué)的目的
在教學(xué)的過程中，老師應(yīng)該對(duì)工程熱力學(xué)有一個(gè)明確的定位。工程熱力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，因此教學(xué)的首要目的是讓學(xué)生對(duì)工程熱力學(xué)的知識(shí)有比較牢固的掌握。但與此同時(shí)，老師應(yīng)該對(duì)教學(xué)目標(biāo)有更高的要求，由于工程熱力學(xué)的特點(diǎn)，學(xué)好這門課非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和分析問題、解決問題的能力，也就是說可以通過這門課使學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題的方法，為他們今后的工作和科研打下良好的基礎(chǔ)。雖然高職院校的學(xué)生底子普遍比較薄弱，但通過正確的引導(dǎo)也會(huì)使他們?cè)趯W(xué)好課本知識(shí)的同時(shí)使自己的綜合素質(zhì)得到提高。如在學(xué)習(xí)熵的概念時(shí)，由于這個(gè)概念比較抽象，很多學(xué)生可能會(huì)比較困惑，這時(shí)老師應(yīng)將課本內(nèi)容與社會(huì)現(xiàn)象相結(jié)合，組織大家辯論社會(huì)的發(fā)展符不符合孤立系統(tǒng)熵增原理。同學(xué)們通過積極的辯論，不僅可以加深對(duì)熱力學(xué)中熵的概念的理解，而且也提高了他們學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣，鍛煉了他們的思維能力，使教學(xué)效果得到顯著提升。
2、在教學(xué)過程中運(yùn)用好現(xiàn)代教學(xué)手段
現(xiàn)代技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展使得多媒體教學(xué)的應(yīng)用也越來越普遍，但與此同時(shí)也出現(xiàn)了許多問題需要解決，最典型的就是多媒體教學(xué)成了老師的閱讀式教學(xué)和學(xué)生的瀏覽式教學(xué)，一堂課下來學(xué)生并沒有收獲多少東西。因此，在多媒體教學(xué)的過程中老師必須要認(rèn)真準(zhǔn)備自己的電子教案。在電子教案的制作過程中必須要根據(jù)工程熱力學(xué)課程的特點(diǎn)引入大量的信息和動(dòng)畫，這樣便于學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，如在學(xué)習(xí)郎肯循環(huán)時(shí)，通過向?qū)W生進(jìn)行動(dòng)畫演示，可以使學(xué)生對(duì)該循環(huán)的流程和循環(huán)過程中所涉及到的設(shè)備有一個(gè)非常清楚的了解。另外，在制作多媒體課件的時(shí)候，老師必須要注意揚(yáng)長避短，大到內(nèi)容的收集與調(diào)整、小到字體的顏色與大小等問題必須要認(rèn)真對(duì)待。在多媒體教學(xué)的過程中必須將老師、學(xué)生、課件及教材作為一個(gè)有機(jī)的整體來考慮，使教師成為整個(gè)教學(xué)過程的組織者、學(xué)生成為工程熱力學(xué)知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者，多媒體僅僅是教學(xué)的工具和輔助手段，并不能替代教師的作用，教學(xué)過程中仍然要以老師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體。
3、積極在課堂教學(xué)中開展“研究型”學(xué)習(xí)的模式
高等職業(yè)院校培養(yǎng)的是實(shí)踐性和應(yīng)用性比較強(qiáng)的人才，因此在課堂教學(xué)中必須貫徹“學(xué)以致用”的教學(xué)理念。就以熱力學(xué)第二定律的學(xué)習(xí)為例，雖然熱力學(xué)第二定律僅僅是簡單的一句話，但該定律卻是用來判斷熱力過程能否進(jìn)行的重要依據(jù)。利用該定律學(xué)生很容易對(duì)基本的物理現(xiàn)象進(jìn)行判斷，如熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體等。但在熱力系統(tǒng)比較復(fù)雜的情況下，很多學(xué)生往往不知如何下手去判斷該過程能不能進(jìn)行。在進(jìn)行該部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)老師應(yīng)多結(jié)合具體的案例，讓學(xué)生根據(jù)課本的知識(shí)去判斷有些表面看起來可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的熱力過程能不能實(shí)現(xiàn)。如可以讓學(xué)生討論汽輪機(jī)做完功的乏汽有沒有利用的價(jià)值，因?yàn)檫@是很多沒有學(xué)過工程熱力學(xué)的人經(jīng)常會(huì)提出的問題，要解決這個(gè)問題，就需要學(xué)生有一個(gè)宏觀的思維，對(duì)郎肯循環(huán)的整個(gè)過程有深入的了解，多進(jìn)行類似的“研究型”學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生將自己的所學(xué)用到實(shí)踐中去，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。
4、教學(xué)手段多樣化，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力
一個(gè)好的老師教給學(xué)生的是終身學(xué)習(xí)的能力，而不僅僅是給學(xué)生書本上的知識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，知識(shí)更新的速度越來越快。高職院校的學(xué)生畢業(yè)后大部分從事的都是一線的技術(shù)工作，由于技術(shù)更新?lián)Q代的速度非?？?，因此這就對(duì)他們的學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。由于工程熱力學(xué)的內(nèi)容十分豐富，并且只要涉及到能源的行業(yè)都能用上工程熱力學(xué)的知識(shí)，這為工程熱力學(xué)教學(xué)手段的多樣化提供了非常便利的條件。在教學(xué)過程中除了讓學(xué)生學(xué)好課本知識(shí)和進(jìn)行必要的習(xí)題訓(xùn)練外，可以給學(xué)生布置實(shí)踐性比較強(qiáng)的大作業(yè)，大作業(yè)的形式可以多種多樣。如可以讓學(xué)生就熱力學(xué)中的某個(gè)熱點(diǎn)問題進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，根據(jù)自己查找的資料寫成報(bào)告；在學(xué)習(xí)完熱力學(xué)中的主要熱力循環(huán)過程以后可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)理論上可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的熱工設(shè)備等；另外，還可以讓學(xué)生針對(duì)某個(gè)企業(yè)的能耗特點(diǎn)進(jìn)行分析，找出其中潛在的節(jié)能潛力并提出實(shí)現(xiàn)的方案等。通過以上多種多樣的教學(xué)手段，不僅可以使學(xué)生對(duì)基本的理論知識(shí)有了更好的掌握，而且也真正培養(yǎng)了他們的綜合學(xué)習(xí)能力，對(duì)他們順利完成大學(xué)學(xué)業(yè)及今后的工作都有著巨大的幫助作用。
三、結(jié)語
結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從幾個(gè)方面提出了做好工程熱力學(xué)教學(xué)工作的措施。由于篇幅所限，僅就幾個(gè)主要方面展開論述，希望能為從事工程熱力學(xué)教學(xué)工作的大學(xué)老師提供一些有益的參考。
參考文獻(xiàn)
