赫海靈

摘要：傳熱學(xué)是研究熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)，是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課之一。傳熱學(xué)可以為學(xué)生本專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)必備知識(shí)，同時(shí)也為學(xué)生日后從事保溫、絕熱以及熱量傳遞等工作打下必要的工程基礎(chǔ)。文章闡述了傳熱學(xué)課程較為有效的學(xué)習(xí)方法，探討了授課實(shí)踐采取的一些措施。

關(guān)鍵詞：傳熱學(xué)；學(xué)習(xí)方法；授課實(shí)踐

1引言

傳熱學(xué)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的三大基礎(chǔ)課之一。其內(nèi)容邏輯性強(qiáng)，涉及大量公式推導(dǎo)，對(duì)學(xué)生微積分應(yīng)用能力要求較高。該課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)課程提供基礎(chǔ)理論，同時(shí)也為日后從事與傳熱有關(guān)的設(shè)計(jì)工作或研究生學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)教學(xué)大綱的要求和該課程的特點(diǎn)，對(duì)課程教學(xué)的一些措施加以探討和總結(jié)。

2課程基本情況

2.1 教材選擇

考慮到建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的要求和本校教學(xué)大綱，選用了章熙民等編寫(xiě)的傳熱學(xué)第6版作為教材，重點(diǎn)使教學(xué)內(nèi)容與注冊(cè)公用設(shè)備師（暖通空調(diào)）基礎(chǔ)考試傳熱部分相對(duì)接，滿足后續(xù)專(zhuān)業(yè)課對(duì)傳熱學(xué)的要求，同時(shí)考慮到傳熱學(xué)是多所高校研究生入學(xué)考試初試的科目，所以在習(xí)題上也適當(dāng)加深。

2.2 學(xué)習(xí)方法

2.2.1強(qiáng)化理解

傳熱學(xué)的一些基本理論，如導(dǎo)熱微分方程式的推導(dǎo)、第三類(lèi)邊界條件下無(wú)限大平板的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，解的形式復(fù)雜難以記憶。但如果在掌握了方程的推導(dǎo)過(guò)程的基礎(chǔ)上理解相關(guān)公式，掌握公式的推導(dǎo)過(guò)程則有利于加深記憶。

2.2.2課前預(yù)習(xí)、課中筆記和課后練習(xí)

傳熱學(xué)問(wèn)題來(lái)源于工程實(shí)踐，讓學(xué)生在課前多思考，上課中記筆記，課后加以總結(jié)、歸納。同時(shí)使學(xué)生積極參與課堂討論，勇于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，既可以活躍課堂氣氛也加深對(duì)授課內(nèi)容的理解。

2.2.3認(rèn)真完成作業(yè)

傳熱學(xué)課后習(xí)題既有思考題，又有大量的計(jì)算題，獨(dú)立完成作業(yè)對(duì)于加深課程內(nèi)容理解非常重要。在解題過(guò)程中，要重視理論推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生解決傳熱學(xué)綜合問(wèn)題的能力。學(xué)生在完成指定的課后習(xí)題時(shí)，由于會(huì)涉及到高等數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、工程熱力學(xué)等其他科目的內(nèi)容，可以起到對(duì)相關(guān)內(nèi)容歸納總結(jié)的作用。

2.2.4加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)課是傳熱學(xué)教學(xué)課程中的重要環(huán)節(jié)，本校課程安排了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定、對(duì)流換熱系數(shù)的測(cè)定等四個(gè)實(shí)驗(yàn)。傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)與授課內(nèi)容緊密相關(guān)，比如說(shuō)導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定原理就是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱在第二類(lèi)邊界條件下的應(yīng)用，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)可以起到對(duì)授課內(nèi)容加深理解的作用。

2.2.5參考書(shū)及網(wǎng)絡(luò)資源

傳熱學(xué)作為一門(mén)考研課程，不僅有較多版本的課本，同時(shí)練習(xí)冊(cè)、參考書(shū)也較多。學(xué)生可以結(jié)合自身的實(shí)際情況，選讀一兩本合適的參考書(shū)。這方面學(xué)生可以根據(jù)自己的職業(yè)規(guī)劃，比如考研還是準(zhǔn)備注冊(cè)考試，從而選擇難度相對(duì)應(yīng)的參考資料。

3教學(xué)實(shí)踐措施

教學(xué)質(zhì)量的提高是教學(xué)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)的重要指標(biāo)。在教學(xué)實(shí)踐中要根據(jù)傳熱學(xué)特點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)：

3.1注重緒論

傳熱學(xué)的第一節(jié)課是緒論，這次課應(yīng)該把傳熱學(xué)做一個(gè)基本的介紹，比如說(shuō)傳熱學(xué)包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流與熱輻射。對(duì)每一種熱量傳遞方式又給出了一種最簡(jiǎn)單情況下的熱流量計(jì)算公式，這些公式很簡(jiǎn)單，但在以后的應(yīng)用反而是最多。所以上好緒論課在培養(yǎng)學(xué)生興趣、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)等方面具有不可低估的作用。在緒論課上，教師可以多列舉日常生活和本專(zhuān)業(yè)工程實(shí)踐中遇到的傳熱學(xué)問(wèn)題，特別是傳熱學(xué)在工程上的應(yīng)用，比如紅外輻射儀測(cè)溫、利用絕熱瓦對(duì)航天飛機(jī)保溫，利用熱管加強(qiáng)散熱，以及專(zhuān)業(yè)中有哪些專(zhuān)業(yè)現(xiàn)象需要用傳熱學(xué)的知識(shí)來(lái)解釋。比如，給建環(huán)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生講一些傳熱學(xué)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用，像北方的圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫，可以讓學(xué)生對(duì)課程有大致的了解，同時(shí)要強(qiáng)調(diào)本課程在專(zhuān)業(yè)知識(shí)架構(gòu)體系中的地位和作用，特別是以后的研究生入學(xué)考試以及國(guó)家注冊(cè)考試傳熱學(xué)都是重要科目，以使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 激發(fā)興趣，突出重點(diǎn)并與基礎(chǔ)課相呼應(yīng)

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)該結(jié)合傳熱學(xué)的基礎(chǔ)理論，讓學(xué)生思考生活中的一些現(xiàn)象并給出傳熱學(xué)解釋?zhuān)热缍鞎癖蛔油砩纤X(jué)會(huì)感覺(jué)暖和；同樣房間的溫度是20度，但夏天和冬天給人的冷熱感不同；冬天騎摩托，車(chē)速越快人感覺(jué)越冷等。傳熱學(xué)教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)卻比較少，教學(xué)中無(wú)法做到將知識(shí)點(diǎn)完全覆蓋，所以必須有所側(cè)重，如理論應(yīng)用部分，總傳熱過(guò)程這部分內(nèi)容將對(duì)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)在后續(xù)專(zhuān)業(yè)課中冷負(fù)荷、熱負(fù)荷計(jì)算有重要幫助，因而這部分內(nèi)容就作為重點(diǎn)詳講，多加訓(xùn)練。《傳熱學(xué)》的主要先修課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)工程熱力學(xué)等，教師授課中應(yīng)注意為使課程的內(nèi)容相互銜接，彼此呼應(yīng)。在講解中把公共基礎(chǔ)課中的線性方程組的解以及偏微分方程組的數(shù)值解法等內(nèi)容與傳熱學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，做到學(xué)以致用。

3.3傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合

傳熱學(xué)的課程目標(biāo)是通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握傳熱的三種基本方式和傳熱過(guò)程的規(guī)律，特別對(duì)復(fù)雜傳熱過(guò)程進(jìn)行進(jìn)行簡(jiǎn)化并用數(shù)學(xué)工具求解，傳熱學(xué)有大量的工程圖表，學(xué)生應(yīng)該熟練掌握這些工程計(jì)算圖表和相關(guān)手冊(cè)資料，從而完成傳熱計(jì)算。以上內(nèi)容涉及工程應(yīng)用可采用多媒體課件，大量的工程圖片和動(dòng)畫(huà)有助于理解和應(yīng)用；對(duì)于公式推導(dǎo)，可采用傳統(tǒng)板書(shū)，這方面有著多媒體沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，而將各種教學(xué)方法統(tǒng)一應(yīng)用，則可揚(yáng)長(zhǎng)避短增加授課效果。比如說(shuō)傳熱學(xué)的工程應(yīng)用部分，最后一章是換熱器，主要包括換熱器傳熱的增強(qiáng)和削弱，要求能進(jìn)行一般的換熱器的傳熱計(jì)算，能計(jì)算換熱器的傳熱系數(shù)，理解對(duì)數(shù)溫差，掌握各種換熱器的特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，由于涉及較多圖表，并且此部分內(nèi)容已有大量的動(dòng)畫(huà)，所以講授這部分知識(shí)時(shí)，應(yīng)采用多媒體教學(xué)與板書(shū)相結(jié)合，通過(guò)圖片、錄像等資料顯示換熱器的形式、種類(lèi)，通過(guò)板書(shū)講解有關(guān)公式及原理。

3.4 加強(qiáng)工程訓(xùn)練，利用傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論求解實(shí)際工程問(wèn)題

傳熱學(xué)的內(nèi)容邏輯性強(qiáng)但公式推導(dǎo)復(fù)雜，經(jīng)常需要求解微分方程組和積分方程組，學(xué)生如果數(shù)學(xué)掌握不好就會(huì)覺(jué)得課程難，在課堂上教師除了完成公式推導(dǎo)，可以把課堂內(nèi)容向工程實(shí)際進(jìn)行延伸，利用傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問(wèn)題顯得尤為重要，比如在熱傳導(dǎo)中復(fù)合璧導(dǎo)熱的難點(diǎn)是求復(fù)合熱阻，復(fù)合熱阻的求解方法可以利用歐姆定律，先串聯(lián)后并聯(lián)，求出總熱阻后，利用 求導(dǎo)熱量。在這里可以加兩個(gè)例子加深學(xué)生對(duì)這部分的理解。例一是求混凝土空心砌塊的熱阻，例二是求混凝土空心樓板的熱阻。

通過(guò)這兩個(gè)例題，學(xué)生可以明確區(qū)分單位熱阻和面積熱阻的區(qū)別，掌握熱阻串聯(lián)和并聯(lián)的計(jì)算公式，由于熱阻的概念貫穿了整個(gè)傳熱學(xué)的教材，這一部分的熟練掌握為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

傳熱學(xué)是一門(mén)公式推導(dǎo)多，學(xué)習(xí)難度較大的課程。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐，學(xué)生傳熱學(xué)成績(jī)有了較大的提高，特別是綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到了增強(qiáng)，從而提高了傳熱學(xué)課堂教學(xué)效率，保證了良好的教學(xué)效果。

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編輯∕楊波