传热学课程范文第1篇

根据传热学课程知识点多，内容抽象，应用性强的特点，本文从四方面对传热学内容进行讲解，对每一块内容的重要知识点进行了归纳总结及讨论了学习时的方法。

【关键词】

热传导；对流换热；辐射换热；换热器

0引言

传热学是安全工程专业的一门必修课程，讲述的是与热量传递相关的自然现象及研究热量传递规律的一门学科，对于与热相关的自然现象有很多，例如我们知道人的身体为恒温体，在夏天和冬天，人们在相同室温（比如25摄氏度）的房间里穿着衣服能一样吗?热天人们为什么喜欢在游泳馆里的水里而不喜欢在相同温度的空气里?这都是在日常生活中常见的现象，对于这些现象的解释就需要学习传热学的知识，需要知道热量传递的规律。并且随着经济的发展，与热量传递相关的企业、公司越来越多，与热量传递相关技术的发展也越来越快，基本上可以分为三种类型的技术[1]，即强化传热技术，削弱传热技术，温度控制技术，上面的三种类型的技术代表着传热技术的三个方向，在相应的领域有着重要的应用，比如强化传热技术，现在的家用空调或者车载空调体积越来越小，所需的能量消耗也越来越低，同时制冷效果也明显提高，这要得益于强化传热技术的发展与应用。传热学是和生活息息相关的一门学科，对于传热学课程的学习无论是对自然界热现象的认识还是热量传递技术的学习都是有必要的。

1内容讲解和学习方法

对于传热学课程的研究有很多的文献，分别从传热学的教学方法[2]，课程教学改革[3]，实践教学体系的构建[4]等方面进行了研究，本论文从以下二个方面探讨传热学课程，分别是课程内容的讲解和学习方法。根据传热的三种方式及传热技术的应用可以把传热学内容分为四大块内容，每一块内容又可以分类，下面分四方面对传热学的内容进行讲解。

1．1热传导

在教授过程中，首先求得物体内的温度分布，再利用傅里叶定律可以求得传递的热流量，求解物体内的温度分布是关键。明确解决物体内温度分布的完整的数学描写是导热微分方程及定解条件，导热微分方程是一个二阶的微分方程，通过能量守恒和傅里叶定律推导而来，是解决导热问题的基础。定解条件分为初始条件和边界条件，边界条件分三类对应着高等数学上解二阶微分方程时三类边界条件，所以学生可以把前面学习解二阶微分方程的方法用到这里，能更好地理解热传导问题。对于稳态热传导的几种常见的情形是通过平壁的导热，又分单层平壁和多层平壁。通过圆筒壁的导热，可分为单层圆筒壁和多层圆筒壁，前面的导热满足共同的特点即已知边界上的温度值，这些都属于第一边界条件的热传导问题。对于第二类及第三类边界条件的导热问题，可以通过举电熨斗底面的导热问题为例进行讲解。对于稳态导热的一个特例-肋片导热，在学习过程中，要注意对于复杂的工程传热问题的处理方法，即忽略影响问题的次要因素，经过适当的简化建立合理的物理与数学模型，从而运用已有的数学和传热学知识进行求解。对于非稳态导热的内容讲述首先明确非稳态导热的基本概念，理解非正规状况阶段和正规状况阶段及Bi数对平板中温度分布的影响。然后理解常见的几类非稳态导热。对于零维问题的解决方法－集中参数法，其适用范围是针对特征数Bi的大小来确定的。热电偶是讲述零维问题的特例，对于理解零维问题和集中参数法有着很大的帮助。对于一维物体非稳态导热分三种情形，分别为平板，圆柱，球，这三种情况下的解很复杂，从而有必要对结果进行简化，简化的依据是特征数FO＞0．2后，略去第二项及后面的项所得结果与不忽略时的完整结果偏差小于0．1％[5]，从而对结果进行了简化。在工程上对于非稳态导热正规状况阶段的解决方法是图线法（海斯勒图）及近似拟合公式法。热传导内容多，公式多，在学习过程中可以用类比法更好地识记各种情形下的公式。达到对公式的理解和应用。

1．2对流换热

对流传热的内容在教授过程中，首先明确要得到各种对流情形下的换热量，可以利用牛顿冷却公式，公式中的表面传热系数是未知量，故求解各种情况下的表面传热系数是关键。影响表面传热系数的因素有很多，有必要按照主要的影响因素进行分类.求解对流传热问题需要解定解条件下的对流传热微分方程。对流传热微分方程包括质量守恒，动量守恒和能量守恒的数学表达式，共四个非线性偏微分方程，解析解很难获得，进展一直很小，直到20世纪初由普朗特和波尔豪森提出的边界层概念对上述方程组进行了简化，使得在理论上求解较为简单的对流传热成为可能，层流外掠平板就是典型的一例。应该明确的是即使对方程进行了简化，但影响对流传热的因素很多，在理论上无法得出解析解，在现阶段，对流传热规律的研究主要是通过实验法来进行。在实验上通过相似原理或者量纲分析法得到相似特征数方程，使得在实验上研究对流换热成为可能。对于对流传热分类树上常用的实验关联式，要明确实验验证范围，热边界条件明确，定性温度，特征长度怎样规定的。对于相变对流传热主要是掌握凝结与沸腾传热，其基本特点，计算关联式的使用及强化相变传热的主要实现技术是主要内容。这一块内容的微观物理图像很难想象，在讲述过程中，为了增加学生的兴趣，可以举相关的例子，讲述沸腾换热时，可提到“响水不开，开水不响”，引发学生的思考，再讲述沸腾换热的原理，使得同学们对沸腾换热有更深的理解。对流换热的情形多，在讲述过程可以通过案例分析法对某一些对流换热进行讲解，到达举一反三，更好的理解对流换热。

1．3辐射换热

热辐射的物理机制与导热和对流截然不同，后者是物体的宏观运动和微观粒子的热运动引发的能量转移，而前者是物质的电磁运动引起的能量传递，与前面的研究方法截然不同，用到更多物理学上的知识。热辐射引入了很多新的概念与定律，比如黑体、辐射力、光谱辐射力、吸收比，穿透比、辐射四次方定律、普朗克定律、维恩位移定律等等，理解这些概念和定律是学好热辐射的基础。

1．4换热器

换热器的传热过程传递的热量由传热方程确定，对于换热器需要理解它的稳态工况的热设计，包括设计计算（确定传热面积）或者校核计算（承担的热负荷），基本依据是能量守恒定律和对数平均温差的四个假定。设计计算时应采用对数平均温差方法，根据实际的传热过程选择合适的换热形式，进而计算出传热系数。对于校核计算，采用迭代法计算对数平均温差，初始值的选取对于计算的结果有较大的影响。需要确定传热器的多少传热面积作为计算面积，不同的传热面积可以导致传热系数相差很多。辐射换热和换热器内容抽象，理解困难，在讲授过程中，可以通过设定一个问题，让同学讨论，即通过讨论法来加深对内容的理解。

2结论

传热学课程涉及的知识点多，数学表达式多，在讲述过程中要避免一味地推导公式和罗列结论，而是简化推导过程，重点放在每一个公式在工程上有什么用，怎样用，有什么注意事项，力求能理解每个公式在工程上的应用，为以后的就业打好基础。或者将每一个公式，知识点与考研，学科竞赛相联系，让学生从思想上意识到现在学习的知识的重要性。传热学课程的内容虽然多，但具有连贯性，可以学习完每一部分后做一个表格或者思维导图，总结知识点和公式,加深理解。通过对传热学课程四大块内容的归纳总结和学习方法的探讨，相信在学习传热学课程时目的性更强，能更好地理解内容，达到教学目标。

作者：逯田力 高德营 单位：聊城大学东昌学院

【参考文献】

［1］杨世铭,陶文铨.传热学[M].4版.北京:高等教育出版社,2006.

［2］阮芳,龙激波,等.传热学课程教学方法的研究与实践[J].高等建筑教育,2015,24(6):93-96.

［3］李友荣,杨晨,等.“传热学”课程教学改革研究与思考[J].中国电力教育,2010,32:66-67.

传热学课程范文第2篇

关键词：传热学；研究性教学；教学方法；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0120-02

传热学是研究由温差引起的热量传递规律的一门学科。由于传热学在科学技术领域的广泛应用，它已成为许多工科专业的一门基础技术课程。在华北电力大学（以下简称“我校”），传热学作为能源与动力工程（原热能与动力工程）及建筑环境与设备工程专业的核心专业基础课，其学时数为72学时，它不仅要为今后学习有关的后续课程打下理论基础，而且课程本身涉及的一些基本概念、原理和基本分析方法对于培养学生分析问题和解决问题的能力也十分重要。

像目前许多的大学课程一样，传统的传热学教学中存在着如下的问题：（1）教学目标过于重知识的传授，而忽视学生能力的培养。一般制定的教学大纲都是对课程知识点的要求，而没有明确课程在学生能力培养方面的要求。因此，教师在选择教学内容和教学方法上，也就主要围绕课程知识的传授而进行，特别是在教学学时限制的情况下，问题尤为突出；（2）教学内容多以学科体系为线索，内容过于理论化，很难与工程实际紧密结合；（3）教学方法多以教师为中心的讲授式，忽视学生在教学中的主体作用。课堂教学中基本上是教师的独自教授，学生在教学中基本处于被动和从属的位置。这种由教师主导的单向传播的方式使学生只能被动地学习知识，而难以发挥其学习的主动性，成了知识的“容器”。这种简单机械的学习无法培养学生的求知欲，反而消磨了他们原本的好奇心和求知欲。[1]

自2012年开始，我校传热学教学组的4位教师在传热学课程的教学上采用了研究性教学模式，学生主要是热能与动力工程专业的学生，含我校“卓越工程师教育培养”试点班的学生，每个教学班级的学生人数在30-50人之间，课程安排在学生的第五学期。现以2013-2014第一学期的传热学为例，介绍本课程的实践情况。

一、“传热学”课程的教学目标

按照研究性教学的理念，课程的教学目标是：课程教学不单是使学生更好的掌握系统的学科知识，而更重要的是使学生综合运用知识去发现、分析和解决问题，得到思维训练，学会知识的迁移或应用，真正学会学习，同时在以小组合作的研究中，学会与他人沟通交流的技能，形成健全的人格和丰富的思想[3]。它体现了教学目标从单一的知识传授到知识和能力并重的转变。

为此，本课程按照研究性教学的理念重新制定了本课程的教学目标。使学生：（1）系统了解传热学的基本概念、基本定律和知识框架；（2）能够正确判断一些实际问题中所存在的热量传递模式；（3）能够利用能量守恒的方法确定传热问题中各种热量传递之间的关系；（4）能够选择合适的计算方法或公式，对工程中典型的传热问题进行计算，并定性分析判断计算结果的合理性；（5）对一般的导热问题，能够建立其数学模型，并了解分析求解和数值求解的基本思路；（6）初步掌握有关传热的工程设计方法；（7）在计算机技能、合作能力、交流表达、学习能力等方面有所锻炼。

二、课程内容的整合

研究性教学的形式是多种多样的，教学内容的“问题性”是其研究性教学最突出特点。教学的过程是以围绕问题展开的教学过程，注重从问题开始而不是从结论开始，以探索学科知识的产生和发展规律为路径，以剖析工程原理的形成过程为载体，以分析、研究和解决工程实际和工程学科问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合，使学生在学习学科知识、工程原理和思考、分析、探究问题的过程中获取、应用和更新知识，在解决问题的过程中培养和训练发现、研究和解决问题的能力，在合作学习和团队交流过程中形成和提高综合素质。

按照研究性教学的要求，对原有的教学内容调整为如下两部分。

1.基础传热学

将传热学中最基本的概念、理论和方法等提炼出来，形成传热学的主干知识，称之为基础传热学。主要内容包括：热量传递的机理和模式、能量守恒定律在分析传热现象中的应用、导热问题分类和导热基本定律、一维稳态导热分析解、非稳态导热的集总参数模型、对流传热的分类、边界层概念及其对流传热的研究方法、对流传热的特征数关联式、辐射的基本概念、两表面间的辐射传热计算、综合传热问题的分析等。[2]

2.主要的研究课题或项目

以工程实际问题为线索，整合部分教学内容，作为学生研究性学习的课题或项目。目前主要有如下几个问题：（1）平板式太阳能集热器的传热分析和计算；（2）套管式和管壳式换热器的热设计；（3）等截面直肋散热特性的研究，包括对其一维和二维模型的分析解和数值解；（4）高温金属件冷却过程温度场的研究，研究对象有大平板、长圆柱、球等典型一维几何形状的物体，研究方法包括集总参数模型、一维模型的分析解和数值解；（5）冬季房间热负荷计算的研究；（6）不可压流体外掠平板对流传热的研究，包括分析解、实验解。

三、具体的教学实践

1.教学安排

首先用20-24学时的时间进行基础传热学的教学，这一部分内容仍以教师教授式为主，这样可以让学生在较短的时间内对传热学的最基本的概念、理论和方法形成认知，这些内容也为学生开展研究性学习提供了必要的理论基础。

接下来32-36学时的时间，主要是以研究课题或项目为主线开展教学，教师给出每个课题的研究内容和时间计划，并对必要的方法给予讲解，学生以2-3人小组的形式自主开展学习研究。教师及时了解学生的进展和困难，适时进行反馈和指导，学生最终提交研究论文或项目报告，教师选择性地进行交流展示。表1给出了其中4个课题的具体教学安排。

2.课程的考核模式

由于课程的教学与以往发生了巨大的改变，因此课程的考核方式也必须进行调整，以起到激励学生的学习积极性，确保教学改革的成功。学生的成绩由期中考试、课题或项目的研究评价和期末考试三部分组成。在第一阶段学习完成后进行期中考试，其成绩占总成绩20%；课题或项目的研究评价包括学生学习的态度、课题的整体质量、个人在小组中的贡献等，这一部分占总成绩的20%；期末考试采用开卷的形式，其成绩占总成绩的60%。

四、取得的成效

经过2年多的教学改革实践，基本达到了预期效果，取得的成效主要体现在：

1.极大调动了学生的学习积极性，激发了学生的学习兴趣

在原来的教学中，总会有部分学生逃课，即使学生到课堂也不一定认真听讲，现在每个教师课堂的到课率都能达到96%以上，同学对课程的大作业（课题或项目）也表现了很大的热情。下面是部分同学的体会：“尤其是大作业，让我感觉很新鲜，很愿意去完成它。能够实实在在地去求解一个实际问题让我感觉很有成就感，这就叫学以致用吧。”“感觉是一种新的学习模式，从自己做的过程中思考，发现问题，解决问题，我觉得，这个过程是一种更大的收获。这种教学很容易引起我们学习的兴趣。”“我想之所以完成这种研究性学习的作业的感觉这么好，大概是因为我们从中感受到，用所学知识解决身边问题的惊喜，以及克服困难后的这种成就感。”

2.学生真正学到了知识、锻炼了能力

多数同学认为通过本课程的学习，真正学懂了该课程的核心知识体系，并从中锻炼了自己的多方面能力。下面也是部分同学的体会：“让我们能把遇到的实际问题进行科学分析然后简化求解，真正做到了学以致用，而不是单纯的只会解书上的习题而已。”“经过几次大作业的完成，自己收获颇丰，这是一直以来我在学习生活中少有的感觉……不但对传热学知识加深了理解，也真正提高了自己的学术写作和计算机编程能力。”

参考文献：

[1]孟凡.本科研究性教学的基本特征探析[J].煤炭高等教育，

2009，27（6）：31-33.

传热学课程范文第3篇

关键词：传热学；网络资源；教学平台；精品课程

一、引言

在热能动力、机械制造、航空航天、化工、材料加工、冶金、电子与电气、建筑工程等生产技术领域中存在大量的传热问题。传热学是研究温差驱动下热量传递规律的一门科学，主要内容包括：导热基本定律，稳态导热，非稳态导热，导热问题数值解法，单相对流换热理论，对流换热的实验关联式，沸腾与凝结换热，热辐射基本定律，物体辐射特性，表面辐射换热，火焰辐射换热，传热过程及换热器，传质学等[1]。

通过本门课程的学习，能够使学生对热量传递这一普遍存在的现象有深入理性的认识，掌握传热学的基本理论、基本定律及基本计算，并初步具有解决实际传热问题的能力，为以后解决课程学习或工作中涉及的热问题，打下坚实的理论基础。传热学是热能动力、机械制造、航空航天、材料加工、电子电气、建筑工程等相关专业的一门技术基础课[2]。中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院的《传热学》素有重视教学、优质育人的光荣传统，注重教学与科研的结合，并及时将科研成果反映到教学中。教研组凝聚教学力量，坚持可持续发展的建设观，分层次，有目标，有步骤地开展教学基础条件建设及教学改革研究，确立了“以培养高素质创新型人才为目标，以山东省精品课程建设为主线，以教学基础条件建设及教学改革研究为基础，以多层次教学模式的相互促进为特色”的教学改革方针。将研究生层次的高等传热学教学、优秀本科生的创新研修课教学与本科生传热学教学结合起来；将最新科研成果融入教学内容之中，形成科研与教学的有效互动。为了配合和促进学生的主动学习，特别是促进学生结合专业进行学习，近年来我们编写了系列配套教材，并指定了大量与专业结合的参考教材，还编写了适用于不同层次学生的实验教材和讲义，能够按照大纲开出所有实验[3]。我们开发建设了传热学网站，教学资料全部上网，网站还具有在线答疑、网上实验预约等功能。通过多年的教学实践和探索，课程组在课程体系、教学方法与手段等方面形成了自己的特色，即：（1）建立了内容丰富、层次分明的课程体系；（2）强化课堂讲授、注重教学方法和手段的多样性；（3）紧密结合专业，注重学生工程概念和意识的培养。虽然存在着专业多、专业需求差异大、教师人数少、教学任务繁重等诸多困难，但经过教研室几代人的共同努力，1997年本课程在学校组织的第三次优质课程评估中被确定为校级优质课，于2001年和2004年的第四、五次校优质课评估中被再次确定为校优质课。2006年列入山东省精品课程建设。

二、课程建设总结

1.注重师资队伍建设。教学组又是科研组，成员们经常在一起对教学中遇到的疑点难点、授课方式及科研方向等进行讨论，相互学习提高。我们注重教学与科研的结合，并及时将科研成果反映到教学中。教研组主讲教师均具有博士学位。优秀的教师团队成为培养高素质创新型人才的人员基础。

2.选用优秀教材与教材建设。本课程历史悠久，至今已有五十多年的历史。无论是北京石油学院建校初期开设的《热工学》，还是后来的《热工基础》，以及目前的《传热学》，开课对象均为我校的石油骨干专业，作为这些专业的技术基础课，它在石油类专业的人才培养体系中具有非常重要的地位和作用。1986年以来，随着我校热能与动力工程、建筑环境与设备工程等专业的招生，它自然地又成为这些专业的主干技术基础课。目前我校有十个专业、每年近40个班约1100名本科生学习本课程。教学组针对不同专业的本科生，选用不同版本的国内外优秀教材，有区别地制定教学计划与教学模块。同时撰写了四本参考教材，既可作为创新研修课及研究生教材也可作为本科生学习的课外参考书。我们完成了《传热学》教学网站建设（http：//121.251.254.2：8000/）。丰富的教学资源成为培养高素质创新型人才的有利工具。

3.探索适应创新型人才培养的多层次教学模式。将传热学教学分为本科生的传热学、优秀本科生创新研修课和研究生阶段的高等传热学三个不同层次。对于本科生传热学教学，采取启发性教学，注重基本知识传授与创新思维能力培养。针对学有余力的优秀本科生，开设创新研修课，开拓学生的视野。而研究生层次传热学知识的详细揣摩，又丰富了本科生传热学的教学内容。适宜的、多层次的教学方法成为培养高素质创新型人才的有力手段。

4.提高学生科研实践能力。在学校大学生自主创新基金的支持下，引导优秀的本科生积极参与到与本专业相关的创新型实验与设计中去。组织引导学生申请创新实验立项，利用教师的科研实验台作为创新研修课的实验平台，使学生尽早接触科研课题。多方位的实践教学手段为培养高素质创新型人才的“动手”能力提供了广阔的空间。学校的优秀本科生在全国节能减排大赛、全国挑战杯大赛等竞赛中屡创佳绩。

三、课程建设特色

教学与科研相结合，以高水平的科研工作促进教师自身素质的提高与成长，将教师在科学研究方面的深厚底蕴，变为教学内容更新与优化的丰富源泉，带动影响教学质量的课程要素建设，建设适应研究型教学的高水平多、层次课程体系，完成高素质创新型人才培养所需的高水平教学工作。注重基本知识传授与创新思维能力培养两层次目标的的有机结合，课堂教学过程中，将科研内容深入浅出地引入，针对学有余力的优秀本科生，开设创新研修课，实施精英教育，培养学生的科技创新能力。研究生层次的高等传热学教学、优秀本科生的创新研修课教学与本科生传热学教学相互促进，培养具有扎实传热基础知识的优秀学生。成立热能与动力工程系实验教学中心，建立依托动力工程及工程热物理一级学科知识体系的一体化管理，多层次开课的实验教学体系。组织引导学生申请创新实验立项，参加老师的科研项目，利用科研实验台进行本科生创新研修课实验等。

四、《传热学》课程网络教学平台建设步骤

结合课程自身教学建设的推进速度，从资源共享与立体化教学相融合的角度出发，制定精品课程网络资源建设的总体规划，分阶段安排任务并实施。

1.完善、修订、更新基本的教学文件建设，如教学大纲、实验大纲、课件、考试大纲等。

2.选择高质量的课外教材和参考书。结合现有的教材，引进国内、国际上经典的教辅材料，拓宽学生的知识面，完成相应的辅助教学资源的建设。在网上开展新技术、新知识专题讲座。

3.探讨建设在线实验室。在现有的常规实验室的基础上探讨增建网络实验室，结合教学内容，为补充常规实验测量技术不容易实现的实验，建设若干个网络数值试验平台，进一步培养学生动脑、动手的能力，提高学生的学习兴趣和科技创新能力。

4.加强基于网络的教学资源建设。利用网络优势，构建基于网络的学习平台，在资源的共享性，学习的自主性和师生的交互性方面建出特色。

五、《传热学》课程网络拓展资源建设目标

依托现有的网络平台，建设成一个既可供学生课外学习，又可供教师在课堂教学中辅助教学的网络课程，包括建设以本课程各知识点为单元的开放式网络课件库；建设若干既能为开展案例课程教学提供必需的教学资源，同时也为网络课程建设提供丰富的优秀教学素材的案例库；建设一个既能满足网上测试需要，又能够用于校内教学诊断的试题库，最终建设成一个立体化多模式教学平台。

1.完善平台自有的教学管理功能，为课程的教学管理提供方便。比如，用户可以分级为学生、教师、管理员、访客等，给各级用户赋予不同的权限。

2.增加网络教学平台的辅助教学功能，教师可以通过网络及时与更新教学资源信息，进行作业、批改作业、测试等教学活动；通过答疑信箱、师生园地（BBS）等互动交流空间，课程老师定期与学生进行在线交流，为学生答疑解惑，使得精品课程真正用于教学，克服课程建设与教学应用脱节、与人才培养目标脱节的弊端，使精品课程收到更加显著的教学效果。

3.增设网络教学平台的备课功能，教师可以随时自主修改、调整与更新课程内容，控制课程内容的；建设课程相关的案例库、专题讲座库、素材资源库、试题库系统、作业系统。

4.改善课程教学网站的可扩展性，使得所规划与设计的网站能更加灵活地适应因课程建设发展所带来的资源扩充需求。通过网络教学平台，教师、技术人员、管理人员、学生用户可以协同工作，发挥各方面的能动性和参与机制。

参考文献：

[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]傅秦生.热工基础与应用[M].北京：机械出版社，2007.

[3]李兆敏，黄善波.石油工程传热学：理论基础与应用[M].青岛：石油大学出版社，2008.

传热学课程范文第4篇

关键词：传热学；教学改革；教学方法

作者简介：齐晓霓（1974-），女，山东淄博人，山东理工大学交通与车辆工程学院，讲师。（山东 淄博 255049）魏丽霞（1976-），女，山东潍坊人，中国石油大学（华东）理学院，助理实验师。（山东 青岛 266555）

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

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0123-02

热工基础课程是一门专门研究探讨如何提高功热转换效率、热能转换及传递基本规律的工科课程。在工科领域，热工基础课程占有举足轻重的地位，为培养专业化综合型人才起到了重要作用。在前几年，高等院校为了适应社会需要和时展，许多院校提出了要培养具有跨学科知识、渊博学识、基础扎实、专业技能过硬的高级人才目标。在这样的目标指引下，众多高等院校在工科类以机械大类进行招生，[1]在大类下面进行专业细分，比如清华大学、哈尔滨理工大学、西北工业大学、上海交通大学、东南大学等国内知名高校。在西方国家的高等工程教育中，对热工基础课程很重视，基本都开设了“热力学”与“传热学”。陶文铨与何雅玲教授为了探索热工基础课程教学方案，对开设了热工基础课程的国外二十多所大学进行了调查研究。[2，3]笔者从调查结果中发现，材料学院、核能工程系、化工学院以及机械学院等工科类院系都开设了热工基础课程。还有不少大学将“传热传质学”和“热力学”设置为机械类学院的重要课程，比如普渡大学、麻省理工大学等世界知名大学。也有些大学将热工基础课程设置为工科学院的公共课程，比如美国依阿华州立大学工学院将“传热学”、“热力学I”、“热力学II”和“热流系统设计”这四门热学设置为他们的公共课程。山东理工大学（以下简称“我校”）机械学院在2006年时进行了专业设置改革，开始实行机械大类招生，但作为热工基础的核心课程——传热学仅在机械创新实验班被设置为专业基础课（44教学学时+4实验学时），而没在机械大类全部专业中进行开设。笔者基于考虑“传热学”课程的重要性以及机械大类综合型人才的培养目标，有必要对传热学的教学范围、内容、方法、教材选用和实验进行深入研究和改善。

一、机械大类所有专业设置热工基础课程的必要性

在我国高等教育中，主要将热力学与传热学归类为热工基础，也有不少学校将流体力学的基础部分添加了进来。热工基础课程是工程学科的基础学科，其主要研究的内容是能量传递与转换的基本规律、提高能量利用率。机械大类中的热能工程专业、制冷与空调、内燃机方向将热工基础课程设为基础课程，其中主要包括了传热学与热力学，同时都设置了较多的教学学时。不过随着我校开始实行机械大类招生后，大部分机械类专业都开始了热工基础课程，不过学时量不大。机械大类设置热工课程的有其时代背景，即机械工程专业人才所从事的工作内容基本都会遇到能量传递与转换问题，具有扎实热工基础知识才能良好应对。比如动力机械设备、家庭供暖、家用电器、汽车等各种机械产品的研究设计阶段，以及生产运输等各领域环节都需要热工基础知识来解决相关热能问题。

二、机械大类专业热工基础课程教学现状

在课程教学规划中，机械大类尚未以学科平台课的方式设置热工基础课程，仅有机械创新实验班开设了短学时的热工基础课，课程安排在大三上学期。由于学院领导和学科骨干在进行编写教学大纲、制订教学计划与教学实践上有不少分歧和不同见解，导致该校遭遇了不少新问题和障碍。

1.课程教学时数设置

我校能源动力类方向的专业对热工基础课程的设置比较合适，课时安排了不少。例如，热力学有60课时，传热学50课时以及流体力学的40课时。目前，机械大类的机械创新实验班开设了48课时的传热学，对于教学实践环节，课时稍微过多。如果将传热学、热力学和流体力学三门热工基础课结合为一门课程，即整合成学科平台课，机械大类的全部专业都需要学习，这将会是机械大类知识面的极大拓宽。当然这个学科整合，不是单纯的将这三门课程所有课时进行叠加，整合后的学科平台应该设置多少个课时比较科学？是否应该根据各个方向的不同需求而进行个性化课时设置？这些都是需要进一步思考和研究的问题。

2.教学内容方面

传热学的主要内容是研究热量宏观传递规律和现象。传热学主要研究了导热传热、对流传热以及辐射传热三种传热方式，这三种传热方式由受制于不同的物理原理，所以到目前还没有统一的理论将此三种传热方式整合，所以对传热现象研究的方式一般采用单个研究，而后进行综合。导热传热、对流传热以及辐射传热三种传热方式相互独立，各自构成一个知识体系。[4]非能源动力类的机械大类学生由于热工基础的知识并未系统化，学习起来比较吃力，教师授课要讲透彻也不是那么简单，所以，可以基于热工课程在他们将来知识需求上的低层次，将比较难的内容讲表面化即可，或适当略过。但是对于能源动力类的学生，热工基础课程知识的掌握要求要高很多，必须熟练甚至精通，在教学课程规划时，怎么进行内容的增减、知识点的侧重，这些问题均还需要笔者更深刻的研讨。

所以，在进行“传热学”教学的起始阶段，首先应该本书的基本内容进行串联，注重知识的系统性，让学生能够在一开始就能清楚学科轮廓，能理解这三种传热方式。

3.实验教学方面

当前，我校传热学的教学实践上过于注重知识的灌输，而很少关注学生的实践创新能力的锻炼。而有效锻炼学生这方面能力的实验教学方面又存在较多欠合理之处，主要表现在如下几方面：第一，课时安排较少，实验教学内容不够丰富，大部分内容依然是基于课堂所讲知识而进行的验证。第二，实验教学是课堂教学的重要补充，但是对于实验教学质量的考评，尚未有可靠的考核标准，导致实验教学比较散漫。第三，学校可用的实验教学设备和仪器数量不多，且机械大类的每期学生都较多，只能多人一机，不少想体验实验过程提高动手能力的同学最终也未能实现想法。

4.教学方法和教学手段方面

热工基础课程也是实行双语教学的工程技术类课程，[5]但是受学生专业外语水平的限制，并未实现双语教学。因为即使采用了，双语教学也无法受到实际教学效果。

三、机械大类专业热工基础课程教学改革建议

笔者针对上文给出的几个问题，提出了如下几个解决方案。

1.科学设置教学学时数

由于以大类专业的方式进行的招生，导致大类教学的课程较大，但所有课程的总学时是一定的，所以考虑了诸如教学内容、大纲、教学对象等因素后，设计了AB两套“传热学”课程设置方案，不同专业根据需要可以对其进行分类选修。

2.进行实验教学改革

传统的热工教学模式采用填鸭式教学，注重知识的灌输，在进行实验教学改革上，有必要摆脱传统教学模式，以培养实用型科技人才为教学目标。加快完善现代化实验室建设，提高学生实践创新能力，锻炼学生在实际问题中应用理论知识的能力。

（1）科学设置实验项目。在规划实验教学大纲时，对实验项目的安排上进行了科学分配，降低验证性实验与演示性实验比重，其比重分别为30%与10%，提高综合性实验项目比重，使其达到总项目的60%。演示性与验证性实验是属于传统实验教学项目，是教学任务的基础，通过它有益于学生更好的理解抽象概念，帮助他们更好解释热工现象，证实热工基本规律与理论，并强化课堂所学知识，同时熟练掌握实验流程及相关仪器设备。而通过大量的综合性实验，可以提高学生解决热工基础问题的综合能力，培养学生思维的深度和广度，激发他们的创造性。这种递进式的实验教学过程，可以有效的实现实验教学任务，并培养学生应用基本技能的能力。

（2）合理组织实验。根据实验项目的不同，实验教学也应该有针对性，有些实验应让学生进行预习，然后在实验快开始时考察学生预习程度，并给出相关预习成绩。有些实验不能通过一人完成，需要团队的配合，则进行实验分组，让他们根据实验要求和目的以及设备说明书，通过合作完成实验台的组装和实验任务，完成后进行统一评比，公开评比优劣，并当场给予成绩评定。而在综合性实验中则应该避开固化的实验指导书，让学生通过实验任务和要求以及实验仪器说明书为指导，自行拟定实验方案，锻炼学生解决问题的能力，并锻炼其创新能力。

（3）装配现代化实验设备，及时更新实验内容。当代科技正处于日新月异的快速发展中，陈旧的实验仪器已无法满足当代热工实验教学的要求，而内容上也显得过于保守，缺乏新意。但是，由于我校机械类人力、物力资源有限，实现完全现代化设备的更新换代是不现实的，所以该校热工教师团队通过自行研究，将旧设备进行改造，并开发新的实验台。例如，该校教师将“水平管空气自然对流传热实验”中所用的人工手调测温的实验装置改造成计算机自动测温系统；再比如，改良了“准稳态法测定材料的导热系数实验”所用双热电偶测温度与温差环节，实验中将热工测量技术知识与传热学知识相结合，提升了实验项目的综合性价值。而且，该校在教学实验中引入了计算机技术，比如在“流体沿程与局部阻力实验”这一基础实验中，使用计算机进行实验数据的采集和处理。

3.提高中青年热工课程教师学术水平

提升热工教师队伍自身专业素质，强化与一流学校的学术交流与项目合作。充分利用各种渠道，加强学校之间的学术交流，让教师队伍在专业知识上相互学习，相互提高，定期开展学术研讨会，以强化学校之间的联系。国外高等工程学校具有丰富的热工基础教学理念，可以尽可能多地利用各种机会与他们建立联系，并形成学术互访机制，随时了解国外教学改革动态，学习他们科学的教学模式。

四、结语

传热学作为机械大类专业的一门重要学科课程，必须对各个专业方向设置合适的教学课时，科学规划教学内容，全面改进课堂教学模式、优化实验教学方法，并着力改善热工教师队伍的专业水平，并重新选用合适的热工基础教材。笔者对于机械大类设置热工基础课程也仅是一次积极的探讨，还需要实践来检验，需要教师们的共同努力，将热工课程更科学地进行施教。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校专业设置大全[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]何雅玲，陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教学，2007，（3）.

[3]陶文铨，何雅玲，王秋旺.境外大学工科热工类课程的设置[J].高等工程教育，2000，（S1）.

传热学课程范文第5篇

[关键词]能源与动力工程 国际化教学模式 工程热力学 传热学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）06-0112-03

一、引言

随着全球化环境与能源问题的日益突出，迫切要求能源动力工程的高等教育建立与国家经济发展相适应的工程教育体系与结构，提高能源动力工程技术人才的培养质量。[1]本专业学生培养目标将从传统的以“知识、能力和素质”为主转变为“国际化、高素质、创新型”人才的培养目标，专业课程在教学内容、方式、教学形式等方面与现培养目标存在一定差距，能源动力领域的高等工程教育存在诸多不足[2]，还不能很好满足现代工业对工程技术人才的需求。[3]因此对专业课程的改革势在必行。

针对所确定的新培养目标，我们在热能学科中组建了“工程热力学”与“传热学”教学团队，针对课程特点，设计和开展“工程热力学”与“传热学”课程国际化教学模式改革，引进国际先进教学模式，提出了适合热能与动力工程专业特点的国际化教学模式。从教学理念、教学方式、评价机制等环节入手，探索了本专业基础课程的新型教学模式。针对本专业骨干基础课程基础性突出、与工程实际密切相关的特点，在国际化教学模式改革研究中，还进行了与工业界的合作，旨在激发学生探究科学真理的兴趣，巩固学生基础理论知识，提高学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。同时培养学生的团队合作意识、沟通能力、工程创新实践能力，使学生具备国际视野，实现“国际化、高素质、创新型”的人才培养目标。

“工程热力学”、“传热学”都是理论性突出、应用背景广泛的专业基础课，是研究热能与机械能转换规律、工质热物性、热量传递过程基本规律的课程。这两门课程为学生学习后续的专业课提供必要的基础理论知识，也是现代工程技术人员必备的技术基础知识。课程存在理论性突出、部分内容抽象、经验与半经验公式较多等特点。在传统教育模式下，这两门课程的“教”与“学”都存在着较大的难度。

传统教学模式以教师为中心，注重知识的传授;在一定程度对学生主动参与无特殊要求，师生间主要交流方式是你问我答，这种偏单向的教学模式往往使学生缺乏主动参与意识。此外，在课程教学过程中往往偏向于介绍基本原理和相关公式推导，套用公式解题，容易使学生失去兴趣。学生所接受的信息大部分来源于教师的灌输，而非自身对知识的探求。因此，这样的教学方法难以使培养的学生具有独立分析、解决问题的能力，更难以达到“国际化、高素质、创新型”人才培养目标。

目前，课程考试大多为闭卷考试和开卷考试两种。闭卷考试方式可以促使学生系统地复习所学知识，教师也通过考试了解学生对知识的掌握情况，以便改进教学工作，这种方式较适合于“工程热力学”课程考核。但对于“传热学”课程，由于该课程经验公式与图表较多，往往限制了考试的命题范围。而开卷考试方式，容易导致学生不注重平时学习，不去记忆本应熟练掌握的基本概念和公式，形成依赖考试时翻书的坏习惯。此外，传统考试方式考查学生对书本知识的掌握情况，是对相对理想情况的分析、计算，所出试题与实际情况存在一定差距。特别是对于“传热学”这类工程性很强的课程，现有考试方式较难反映出学生解决实际问题的能力。此外传统考试要求学生在规定的有限时间内完成，不易考查学生对相关知识掌握的深度。

综上所述，在新形势与环境下，为适应全社会对能源与动力工程专业人才的更高要求，对这两门课程进行改革势在必行。

二、改革方案

（一）教学团队建设

为保证教改工作的顺利开展，热能学科专门成立“工程热力学”与“传热学”国际化教学团队，团队主要成员由本专业具有丰富教学经验的教师和部分青年教师组成，为体现课程国际化及与工程实践紧密结合的特点，教学团队中还包括国外知名大学（如加拿大滑铁卢大学、香港科技大学）的知名教授及国内企业（如天津滨海能源有限公司、约翰迪尔公司、天津松正电动科技有限公司、天津科斯特汽车有限公司、天津清源电动汽车有限公司）的专家。

（二）教学内容研究

“工程热力学”课程改革由三部分构成：基础理论教学、国外课程视频教学、国外教师及企业教师讲授。基础理论教学以教材内容为主，占40学时;国外课程视频教学选用MIT的《Thermodynamics》中涉及热力学基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律的相关内容，占6学时;国外教师及企业教师则主要讲授热力学的最新发展与前沿动态以及工程热力学的工程应用案例，占4学时;另安排有4学时的实验教学;总计54学时。“工程热力学”教学过程中突出了基础理论的训练，强调运用理论知识分析实际问题能力的培养。

“传热学”课程改革由三部分构成：基础教学、项目实施和语言训练，其中语言训练主要由学生自己在课外完成，基础教学、项目实施则安排在学时数以内。基础理论教学以课本内容和课堂教学为主，占48学时;项目实施部分包括项目相关知识的教学、项目实施指导、学生节点汇报等，占16学时。“传热学”国际化教学模式体现了研究式教学、以问题为导向的教学方式和以构思、设计、实现、运作模式为主的CDIO式教学的有机结合，将“传热学”设计成基础教学―项目实施―国际语言训练三条线同时展开、互相辅助的教学形式。

（三）教学形式

“工程热力学”国际化教学模式改革中，针对课程理论性强、概念抽象的特点，对其中的难点部分，在本校教师讲授的基础上，采用MIT视频教程辅助教学，使学生可以从其他角度理解问题，接触世界一流名校的教育方式，加深对热力学基本概念和基本理论的理解。由于MIT视频教程采用英文讲授，对学生的英语能力的提高也起到了一定的作用。而国外和企业界教师的讲解，可以充分开拓学生的专业视野。

“传热学”国际化教学模式设计了基础教学―项目实施―国际语言训练体系。课程在讲授基础知识的基础上，针对工程实际问题设计相关课题，学生以项目团队形式共同完成项目课题，基础教学成为项目实施的辅助工具。在项目课题实施过程中，设计2个汇报节点，考核团队中每位学生的研究进展及团队整体的项目实施进展。第一次节点汇报采用英语进行并提交研究报告，将语言训练融入项目实施过程中。第二次节点汇报为项目课题的总结汇报。为了保证项目的顺利实施，安排了一次企业参观，使学生对所承担的项目课题内容有一个直观、明确的了解。课程结束后，由教学团队组成的评选委员会评选出优秀项目团队、项目组和项目实施方案。

三、项目实施

为保证课程教学质量，制订了两门课程的教学计划和实施方案，其中“工程热力学”课程的教学按照如下要求进行：

1.课程讲授内容涵盖工程热力学全部内容，无遗漏点。

2.增加英文教学内容，如国外视频教学内容突出了对热力学难点问题的讲授，锻炼了学生的英语能力。

3.结合工程实际及学科前沿动态。国外教师及企业教师讲解突出了本专业领域与热力学相关的最新前沿进展及工程应用情况，使学生了解热力学的发展与工程应用背景。

在教学过程中，强调教师与学生的互动与交流。如针对疑难问题，专门安排了三次问题讨论课，以解决问题为目标，对学生中普遍存在的问题进行针对性讲解与讨论。为加强学生对热力学工程应用背景的了解，企业教师针对热力发电厂的设备运行流程、常见故障、现存主要问题进行了详细讲解;同时利用本专业的本科生创新实验室，为学生讲解了蒸汽压缩制冷系统的设备组成、工作原理、使用维修等问题。这些措施提高了学生的学习热情，激发了学生的求知欲，对教学工作起到了很好的促进作用。在MIT视频课程教学过程中，要求学生理解主要内容，并加以复述，以促进其英语能力的提高。课程考核形式为笔试，其中平时成绩（作业与实验成绩）占30%，考试成绩占70%。

“传热学”课程的教学则根据课程的特点，确定了如下原则：

1.增加了项目课题内容，所谓项目课题就是根据实际工程问题，结合传热学基本理论所提出的具体问题。项目须涵盖传热学内容，尽可能多包含热传导、对流换热和热辐射的基本内容。确保每位学生开展的项目课题以传热学教学内容为主。

2.项目涉及传热学的范围要广，保证每位学生完成独立的子课题。

3.项目具有包容性和开放性，适合不同层次学生的需求。

以班为单位按照企业项目团队的模式组建3支项目团队开展项目课题。每支项目团队设立1名总经理，2名总工程师，下设5-6个项目组，每支各项目组再设1名项目经理，项目经理负责组织本组工作，总经理、总工程师负责各组的协作和队伍的运作。总经理、总工程师、项目经理均融入各组中，总经理、总工程师、项目经理共同组成项目管理委员会，每个项目团队配置1名研究生助教。在项目实施过程中，要求每个团队成员独立承担一项研究内容，并且与本组成员协调配合，实现整个项目团队的高效、科学运行，进而完成项目的研究任务和目标。

项目设置2个时间节点，每个节点均设置需完成的计划目标，并对项目进展进行评估，以此为依据对学生实行考核与奖励。每个节点汇报包括书面报告和口头陈述两种形式，书面报告按照学术报告的要求撰写整个项目团队报告，同时体现个人的研究和工作;口头陈述要求每位成员在规定的时间内阐述对研究任务的理解、解决方法、取得的成果和提出的创新点。

要求学生自学“传热学”参考教材以及相关英文文献，第一次节点汇报中要求英文书面报告和英文口头陈述。加拿大滑铁卢大学李献国老师组织英语教学和报告。课堂教学考核形式为笔试，其考核分值占总成绩的50%，即50分（100分制）。项目考核主要从书面报告和口头陈述两个方面进行考核。考核小组制定了书面报告和口头陈述的评价标准，从研究内容、创新思维、陈述表现、报告撰写质量等多个角度进行评价。

在项目实施方面，考核分值占总成绩的50%，即50分（100分制），并且将分值分配到各个节点汇报中，具体为：第一次节点汇报20分，第二次节点汇报30分。

四、课程改革总结与认识

对能源与动力工程专业骨干课程“工程热力学”、“传热学”国际化教学模式所进行的教学实践工作，使本专业学生对专业基础理论知识的掌握更加牢固，提高了学生运用专业理论知识解决实际工程问题的能力，增强了学生的综合素质，拓展了学生的专业视野。同时也加深了教师对专业骨干课程教学规律的正确理解与认识，促进了青年教师教学业务水平的提高。

通过教改的实施，基础教学与实际工程案例分析、项目实施相互配合，共同促进，大大地调动了学生的学习热情。课堂教学过程中，学生带着问题学，教师针对问题讲解，形成了教与学双向互动的良好学习氛围，有效解决了单向灌输的教学模式存在的问题。课堂教学与项目实施基本同步进行。如在热力学课程中，学生会针对发电厂中存在的问题，运用热力学知识加以分析;在传热学课程的项目实施中，学生经常会遇到课堂教学尚未触及的传热学知识，由此促使学生通过自学的方式学习传热学知识，提高了学习主动性，也开阔了视野。由于传热学项目课题的选择具有开放性和包容性，即使是相似的问题，学生解决问题的方式、方法也不尽相同，这样可以最大限度地提高学生解决实际问题的能力。

通过多种形式的教学活动，学生对“工程热力学”与“传热学”基础知识的需求更加明确和迫切，在调查的反馈意见中也提到了这种情况。2009级学生认为“做项目是在基础知识掌握的基础上进行研究的，两者是串联由浅至深的关系，而不是并联分流的关系”。2011级学生认为“在做项目的过程中，需要将基础知识深入理解，对平时看书起到积极的促进作用”。在教学过程中，学生以项目问题为牵引，经历了查阅文献资料、确定需解决的问题、学习基础理论、扩展相关知识、建立数学模型、获得初步数据、小组讨论、提出创新思路、优化设计结构和项目完善等过程，经受了较完整的研发过程的培训。

课程教学中，教学内容与企业联系在一起，通过企业专家讲解、组织学生到企业参观、企业人员对项目中涉及设备的介绍以及与工程技术人员座谈，加深了学生对相关工程实际问题的理解与认识。

以“工程热力学”、“传热学”国际化教学模式为部分内容的教学成果，获2013年天津市教学成果一等奖，在2014年3月8至9日在天津举行的成果鉴定会上，来自能源与动力工程专业教学指导委员会的领导专家对本专业国际化教学模式给予了高度评价，该成果还获2014年部级教学成果二等奖。

五、结论与展望

本项目所开展的教改实践取得了一定的成绩，同时也存在着一些问题，需要在今后的教改实践中加以解决。工程热力学教学中的英文视频课部分学生受英语能力所限，接受程度不高;国外及企业教师讲解内容虽很受学生欢迎，但受课时所限，多数学生感觉“不解渴”。传热学课堂教学与项目实施几乎同时开始，项目实施过程中，一些学生承担的项目涉及的传热学知识教师可能还没有介绍，因此对参与这类项目的学生要求比较高，需要自学的内容较多，部分学生感觉吃力、负担较重。

随着人们对教育本质认识的不断深入，素质教育深入人心。“授之以鱼”不如“授之以渔”，培养学生良好的学习方法，提高学生解决实际问题的能力，强化学生的综合素质，将是今后教育的发展方向。因此，尽管“工程热力学”与“传热学”国际化教学模式中存在着一些问题，但这些问题可以在不断深化的教改过程中逐步加以解决，本研究所提出的新型教学模式的基本方向是正确的。

总之，通过几年的教学实践，本项目教学团队基本建立了一种本专业课程的新国际化教学模式;在基础教学和实践教学等环节取得了一定的经验，形成了一套较为完整的国际化教学模式实施办法，为今后进一步完善新教学模式打下了一定的基础。

[ 注 释 ]

[1] 朱高峰.工程教育的几个问题探讨[J].中国高等教育，2010.

[2] 于娟，吴静怡.能源动力专业的高等工程教育研究与实践[J].中国电力教育，2011.

[3] 何雅玲，陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教学，2007.

[收稿时间]2014-12-13