時間:2022-08-03 08:18:27
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇傳熱學課程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:傳熱學;教學內容;教學方法;考試手段;教學改革
作者簡介:章學來(1964-),男,浙江海寧人,上海海事大學商船學院,教授,博士生導師;徐蔚雯(1991-),女,上海人,上海海事大學商船學院碩士研究生。(上海 201306)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0099-02
“傳熱學”是研究物體內部或物體與物體之間由溫度差引起熱量傳遞過程的學科。“傳熱學”在熱能與動力工程專業中有著舉足輕重的地位,它一直作為能源動力類專業研究生考試的必考課程之一。因此,如何搞好“傳熱學”教學,使學生深入理解傳熱學知識,是必須重要解決的問題。
一、“傳熱學”課程的教學現狀
近幾年本專業課程考試通過率從89%下降到85%左右,大部分學生集中在65~75分數段,高分較少,專業平均分下降3~5分,教學成果不盡理想,而造成這個結果的原因是什么呢?
一方面,由于大學生本科擴招,導致學生平均素質下降,以往的教學方式已無法完全滿足當今教學基本要求。另一方面,“傳熱學”一向“難教難學”。一是課程內容較為分散,缺乏很好連貫性,使學生不容易橫向理解;二是圖表、經驗公式以及半經驗公式較多;三是一部分理論與概念較為抽象深奧,學生理解普遍存在困難;四是課程課時少,54課時不足以將內容完全講解,因而同學無法很好地吸收知識。
根據以上教學困難,課程組決定從教學內容、教學方法以及考試手段等方面進行教學改革,以期改善教學成果,提高學生學習質量。
二、教學內容的改革
教學最主要的是教學內容。現在傳熱學發展十分迅速,而其教學內容相對滯后,這就要求教師在課堂增加一些傳熱學前沿內容,拓展學生視野。同時根據教學情況,適時對教學內容進行調整。
1.注重對流傳熱及其實際應用
考慮到上海海事大學(以下簡稱“我校”)熱能與動力工程專業學生畢業后主要從事于制冷及其相關行業,課程將加大對流傳熱的講解力度,并在課后作業與考試中引入其實際應用題,加深對該知識點的掌握程度。教師自行批改作業,并根據作業情況了解學生學習情況。在下節課堂中,教師將詳細講解學生錯誤題目以及題目要點,并且擴展題目類型以及應用實例。
2.注意本課程承上啟下的作用
教師講解知識要點,必須與專業的培養計劃聯系在一起,旁征學生已經學過的科目知識來幫助學生理解學習要點,博引學生即將學習的科目概念來印證課程內容。例如將鍋爐作為導熱實例,回顧鍋爐知識,切實印證導熱作用;將對流傳熱與流體力學聯系,方便于學生理解對流傳熱中流體的運動;將輻射傳熱與熱管相結合,為之后換熱器課程的學習做鋪墊。該措施已實行了2屆,皆取得了較為良好的效果,增強了同學專業的連貫性以及對專業知識的融合運用能力。
3.運用雙語教學,加強學生的專業英語
基于學生現階段的平均水平,教師在緒論、應用以及簡單概念的講述時通過自編英語講義、英語板書以及雙語口述實行雙語教學,并在考試時酌情添加一些英語題目檢驗學生的學習成果。該措施已試點3屆,取得了一些成效。自編講義不僅能夠減少學生閱讀專業英語的難度,更能較好地引導學生學習的進度,達到循序漸進的效果。此外,在平日里的講課與課后作業中,教師也將增加關鍵詞與專業術語的英語講解,進一步增強學生的專業英語水平,使學生能夠運用英語這種國際學術語言進行思考,在以后的工作和學習中更有效地掌握國際上傳熱傳質領域中的最新專業知識和專業技能。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外最新的教學動態與科研成果,而且還將提高教師的教學能力和專業水平,真正做到“教學相長”。[1]
4.增加熱管等專題
在完成課程教學但還未考試時,教師通過創新基地將給學生講授熱管等專題。在介紹熱管的原理以及相關應用后,要求學生完成特定條件下求取熱管周圍特定溫度點溫度變化的程序編制。這個舉措既使學生熟悉編程語言以及計算機相關軟件的使用方法,而且也通過熱管這個當今十分普遍的應用實例鞏固了學生對“傳熱學”知識的理解與運用,大大有利于學生在日后工作中適應現代工程的發展要求。[2]
三、教學方法的發展
現今的大學教學中,“傳熱學”的教學內容基本相差不大,而學校與學校之間的教學成果卻大相徑庭,而造成這個結果的最重要原因之一則是各校教學方法的不同。
1.課前提問回顧,課后作業預習
課程教師通過每次上課前隨意對學生的提問來幫助學生回顧上次課的主要內容,同時檢驗學生對上次課知識的掌握程度,起到查缺補漏的作用;通過每次課后布置2~3道預習作業來要求學生自主學習之后的課程,以加強聽課效果。該措施已嘗試多年,取得了較好的教學成果。它可很好地將“傳熱學”課程串聯起來,解決了課程內容較為分散、缺乏連貫性等問題,并通過課前提問的總結以及預習問題的解答,理清了學生及教師的思路,增強了學生對離散知識的概括總結能力,提高了學生的學習質量。
2.學生自主備課,上臺講解
對一些重要的理解難點,教師會根據教學進度,酌情要求學生自學難點并且自備教案。之后,教師將在課上隨機挑選學生上臺演講,并查缺補漏總結難點內容。通過自學―教授―補充不僅可以激發學生學習的興趣,提高學生自我學習、總結歸納以及口頭表達的能力,還可活躍課堂氣氛,使學生的思維始終處于興奮狀態,間接提高學生學習的質量。[2]
3.學生自行設計實驗方案,實踐中完善方案
在54課時中有6課時用于“傳熱學”相關課程實驗。教師在實驗前講解實驗要求、基本原理以及提供的設備后,要求學生自行設計實驗方案以達到實驗目的。實驗時,學生按照自己設計的實驗方案操作,并且通過實驗發現問題、解決問題,修改實驗方案,最終提出一套正確、可行、完整的實驗方案。在設計實驗方案的過程中,學生可以查詢各種資料,與同學討論或是詢問求教于導師。而教師在實驗期間維護學生安全,解答學生的各種問題,并在實驗最后總結歸納實驗精髓。通過此舉培養學生獨立設計一套完整實驗方案的能力,以及主動發現問題、動手解決問題的能力。
四、考試手段的調整
眾所周知,考試是目前檢驗學生學習效果的最有效手段,同時它也對學生的學習態度和學習方法起著引導作用。因而,根據學生學習狀況選擇合適的考試手段則成為每個教師必須嚴陣以待的一個重要問題。
1.傳統考試的形式及其優缺點
傳統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,這也是應用最為廣泛的一種考試。閉卷考試有著鮮明的優點:一是學生通過考前背誦與復習,能夠熟練掌握本課程的基本概念以及基礎知識;二是學生不會心存僥幸,為了通過考試,考試前必定會做一定程度的復習;三是考試監考比較方便,能夠通過比較簡單的手段杜絕學生的作弊現象。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”課程圖表、經驗公式以及半經驗公式較多,這些公式與參考資料所需數量龐大無法在試卷中一一列出,而學生又無法全部背出且也無這個必要,所以試卷的出題范圍就受到了很大的限制,為了規避這些參考資料,所出試題難度較低,不能客觀地衡量學生真實的學習狀況。
第二種考試手段就是開卷考試,這也是教學上比較常用的一種考試形式。開卷考試的優缺點正好與閉卷相反。開卷考試能列出一部分公式與參考資料,減輕學生的復習壓力,使學生有更多的時間與精力去理解知識難點,增添學習的深度與廣度。但是在開卷考試中,教師無法很好地監控學生的考試情況,很難做到杜絕作弊現象的發生。同時,學生一旦在考試中被允許翻開書本,就會忽視考前復習的重要性,對基本概念以及基礎知識的掌握就缺乏穩固,并且在考試中如果遇到問題,學生不會首先自行思考解決,而是通過翻閱書本來尋求答案。[3]
2.“1+1”考試手段及其優缺點
所謂“1+1”考試就是閉卷考試加“一頁紙”的考試,“一頁紙”是指允許學生將印有學院考試專用圖章的紙帶入考場,這張紙上允許學生記錄自己認為對答卷有幫助的任何內容,如公式、解題方法或重要結論等。[3]一是通過一頁紙資料的整理,學生擁有了一個“傳熱學”課程,歸納重要知識點的過程,這不僅僅培養了學生的概括總結能力,更加深了學生對本課程知識的理解與運用;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要點,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。同時學生在考試時無法完全依靠這張紙,所以依舊會重視考前知識點的復習,相信一張紙最后也將只是一個心理安慰。
但是“1+1”考試手段并非毫無缺點,它依舊有著需要繼續研究與探討的部分。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,引起學生精力及時間的浪費;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生的學習水平。
3.“開卷加閉卷”考試形式
目前課程運用的是開卷加閉卷的形式,對兩種考試取長補短,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,又考察了學生基本概念以及基礎知識的掌握程度,督促學生必須重視考前復習。根據近幾屆的試驗情況,筆者發現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,違背了考查學生學習質量的初衷。
五、總結
“傳熱學”是一門十分重要的專業基礎課,希望通過上述改革能給“傳熱學”的教學帶來一絲新的氣息,幫助學生更好地掌握“傳熱學”的基本理論及計算,提高學生發現問題以及解決問題的能力,滿足后續課程的學習基本要求,為未來的就業奠定堅實的理論基礎。[2]
參考文獻:
[1]鐘曉暉,趙斌.“傳熱學”精品課建設的探索與實踐[J].河北理工大學學報(社會科學版),2009,(5):108-111.
“工程熱力學與傳熱學”是汽車服務工程、熱能與動力工程等專業的必修課程。它是研究熱能與機械能相互轉換及熱量傳遞規律的一門學科。作為工科類的一門專業基礎課,“工程熱力學與傳熱學”課程教學歷史悠久,至今已有五十多年。然而該課程存在“理論性強”、“知識點多”、“難于理解”等特點,長期困擾著廣大師生。因此對該課程進行教學改革,探索提高“工程熱力學與傳熱學”課程教學質量的方法是十分必要的。
1 課程特點及教學現狀
“工程熱力學與傳熱學”課程主要包括熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力過程計算、傳熱學的基本概念、換熱器熱計算等。由于該課程源于實際生活的總結,包括理論知識的推導及經驗公式的應用,教學內容需要聯系大學物理和高等數學等方面的知識,教學難度大,存在的主要問題有:
1.1 課程總學時偏少
“工程熱力學與傳熱學”課程圍繞能量轉換與傳遞這一主線,是對工程熱力學與傳熱學兩個研究方向的綜合。其特點是涉及內容廣,知識點多。然而,隨著社會的發展,教育思想、教育觀念在不斷變化著,大學階段開設的課程越來越多,分配給每一門課程(特別是專業基礎課)的學時數不斷減少。①總學時數不斷減少與教學內容不斷增加之間的矛盾,是“工程熱力學與傳熱學”授課教師面臨的一個重要矛盾。要繼續保持或提高該課程的教學質量,就必須要調整教學大綱,改革教學方法,對授課內容有所取舍,突出重點和難點。
1.2 實踐環節少
“工程熱力學與傳熱學”作為一門專業基礎課程,其知識點的歸納,大多是來源于人們對實踐知識的長期積累和總結。因此該課程必須與實踐教學緊密結合起來。由于實驗設備的有限性,而現有每個班級的人數眾多,必須分多個組進行實驗。這必然導致實驗課程時間過長、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基礎課實驗時,往往采取集中統一安排實驗的方式,且實驗學時占總學時的比例非常小。這樣實驗課程與理論課程完全分開,學生對于實驗缺乏深刻的認識,影響了他們對于理論知識的理解和消化。比如在講授穩定流動能量方程應用領域的時候,需要做蒸汽輪機的熱交換、換熱器的熱交換、壓縮機的熱交換及噴管的流速試驗等等,然后在部分高校中由于受到設備的限制等原因,往往只做其中一個實驗,這大大影響了學生對知識的認知度,不利于對穩定流動能量方程的理解。
1.3 學生積極性不高、缺少互動
“工程熱力學與傳熱學”課程用到的理論知識多,內容涉及面廣,不少章節還需要聯系“大學物理”等課程的知識,因此難度較大。學生需要花大量的經歷去消化理解。而該課程還涉及一些復雜的計算公式(比如換熱器的熱計算),學生的學習積極性差。授課教師的教學方法缺乏吸引力,一些專業基礎課教師為給學生們傳授更多的知識,甚至能講滿整節課,不給學生一點消化的時間。在師生交流方面、課程作業的修改反饋等方面,學生與教師缺乏良好的溝通,這些都降低了學生的學習興趣。
“工程熱力學與傳熱學”課程教學的最終目的是服務于社會。而社會在不斷發展著,這就要求“工程熱力學與傳熱學”課程的教學也需要與時俱進,授課教師要有敏銳的觀察力,從培養高素質人才的角度出發,對現有的“工程熱力學與傳熱學”課程進行教學改革。
2 課程教學改革及教學方法探索
2.1 改革教學內容
“工程熱力學與傳熱學”作為一門傳統課程,知識體系在不斷變化著,如果還把以前那些傳統的能量轉換設備拿出來重點講,顯然是不能適應新世紀人才培養需求的。那些過時的觀點和思想,不僅影響學生對最新領域知識的掌握,同時使學生對書本知識產生懷疑,嚴重影響其積極性。因此授課教師要對“工程熱力學與傳熱學”教學內容進行更新,緊跟學科發展前沿。要綜合各個教材的優缺點,對自己的教義進行定期修改和完善。在教學中,要對教學內容有所取舍,突出重點。這樣既減輕了學生負擔,又為教師節省了上課時間。
2.2 改善實驗教學
“工程熱力學與傳熱學”理論知識較多,難于理解,因此通過實踐課程來加深理論知識的理解顯得尤為重要。學校應充分認識到實驗教學的重要性,增加對實驗設備的投入,調動實驗教師的積極性。實驗教學應更多地發揮學生的主觀能動性,讓他們盡可能多的參與到實驗的設計和分析之中,以提高其動手能力。授課教師可開設開放性實驗、綜合性實驗及對比試驗,鼓勵學生自己動手、獨立完成,以促進知識的融會貫通。比如換熱器的設計,可以讓學生根據所學的傳熱學理論知識,自己動手設計一些散熱片,并進行熱計算,分析其散熱性能。
2.3 改進教學手段
課程總學時的不斷減少,迫使授課教師必須要進行教學改革。現代化的多媒體教學手段,可以在短時間內傳遞更多的信息量。因此,教學手段改革目標是將現代化的教學手段融合到的“工程熱力學與傳熱學”課程教學之中,實現與傳統教學的有機結合。例如,在緒論部分關于熱能的利用現狀就可以采用播放影片的方式來激發同學們的興趣。而在講授傳熱學中的計算公式時,可以將推導過程制成多媒體的形式,授課課時,教師只需在黑板板書推導思路,然后用多媒體PPT展示推導過程。這樣極大地節省了時間,而且有助于學生的理解。此外,還可以采用FLASH動畫、影片等方式來激發學生的興趣,提高其學習的積極性。
2.4 加強師生互動交流
提高學生學習興趣和積極性,調動學習氣氛。將互動式教學方法②引入“工程熱力學與傳熱學”課程的教學中,使學生主動思考問題。在教學中促成授課教師和學生之間的相互交流和探討。比如講授熱力學第二定律的發展過程時,可以首先向學生提出問題“是否所有滿足熱力學第一定律的自然現象都能夠實現呢?”要求學生結合實際生活經驗,提出自己的觀點,并給出理由。然后將學生所總結的規律與熱力學第二定律進行比較,找出差異。通過這種方式必然會使學生對熱力學第二定律的理解更加深刻。“提問式”互動,是實現師生交流的一種良好途徑。“工程熱力學與傳熱學”授課教師宜更多地采用互動交流的方式來傳授知識,從而提高學生的學習積極性。
3 結束語
“工程熱力學與傳熱學”課程教學改革需要授課教師需要克服重重困難,是一項漫長的過程,離不開教育系統各個部門的配合。通過改革教學內容、改善實驗教學、改進教學手段、加強師生互動交流等等,將知識教育與素質教育結合起來,探索適應該課程特點的教學方法,必將使課堂教學效果達到一個嶄新的水平,為培養新世紀高素質人才奠定堅實的基礎。
注釋
關鍵詞:節能;新能源;傳熱學
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)11-0100-02
隨著地球上的化石能源日漸消耗殆盡,“節能”已成為應對世界性能源危機的重要手段,節能觀念的深入人心,將對整個社會能否實現可持續性發展產生舉足輕重的作用。而大學生的節能意識對整個社會的節能意識則產生著十分重要的示范和引導作用,因此,通過言傳身教為大學生滲透灌輸節能觀念,應是每一位大學教師責無旁貸的使命。
“傳熱學”作為一門重要的專業基礎課,廣泛開設于熱動、建環、機械、化工、交通、電子等各個大學工科專業。[1]這門課程主要是研究熱能傳遞過程的規律,與節能觀念息息相關。在本門課程的教學活動中培養學生的節能意識不僅可以宣傳國家的節能政策,而且可以激發學生的學習動機和學習熱情,另外對本門課程教學內容的拓展深化也將大有裨益。
一、傳熱學中的節能實例
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,其根源在于其內部豐富的孔隙結構。然而孔隙越多并不一定意味著保溫性能越好,濕度也對其保溫性能具有顯著影響,這里不僅涉及到導熱的知識,也涉及到對流方面的相關知識。因此,選擇合適的保溫材料和合理的施工方法,對其節能效果具有重大意義。[2]
空心墻和空心磚到底有沒有節能效果,這個問題同樣涉及到導熱和對流兩個方面,可與保溫材料的問題進行類比,得出符合工程實際的結論,并進一步加以分析總結,使學生了解使用空心材料進行節能設計時需要注意的一些問題以及可以采取的各種方法。
對于圓形管道保溫,保溫層是否一定越厚越好,這涉及到“臨界熱絕緣直徑”的相關知識,需要通過數學上求取駐點的方法對此問題進行全面分析。對于這種與“常識”相悖的問題,在教學中更是要尤為重視,重點講解,否則極易使學生得出與節能目標相違背的結論。
對于烹飪器具的節能問題,則涉及到非穩態導熱。對于同樣的一種食材,水煮時屬于三類邊界問題,烘烤時屬于二類邊界問題,而微波爐加熱則屬于有內熱源的問題。當學生明白了為何不同的灶具可以烹飪出不同質感的食物,也必然會對其中的節能效果有所領悟。
周期性導熱部分知識的學習,則可使學生了解圍護結構朝向與建筑能耗的密切關系,對節能型建筑設計具有一定的指導意義。此部分知識同時還涉及到“等溫層”這個概念,對這個概念的掌握可以使學生深入了解地下深埋建筑和深埋管道在節能方面的優越性。
物體的顏色反映出該物體對可見光光譜的吸收特性,對于太陽等可見光占據較大比例的光源,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,從而降低建筑內部能耗,起到節能的作用;而特朗勃墻表面采用深色涂料,可以在冬季吸收和儲存更多的太陽能,用來在夜間更好地向室內供熱,同樣可以起到節能的作用。
功率相同的白熾燈和節能燈,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射情況在總光譜中所占的比例。在對普朗克定律進行深入探尋的基礎上,學生將對推廣節能型燈具的重要意義了然于心。
對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,這同樣也是一個與“常識”相悖的問題。對于這個問題,需要引入輻射發射率的知識,利用綜合傳熱的熱阻分析方法,對兩種情況的總熱阻進行比較,才能夠得出正確的結論,從而滿足節能的目標。
雙層中空玻璃的傳熱計算不僅是傳熱學中的一個綜合性問題,也是關于節能的一個典型問題,空氣夾層厚度、真空度、玻璃表面發射率、窗框密封性,諸多因素都將對玻璃窗最終的節能性能產生不同程度的影響,這其中涉及到導熱、對流、輻射各方面的知識,并且互相關聯耦合,使其設計計算工作具有相當的難度。
二、傳熱學中的新能源利用
隨著太陽能、地熱能、核能、風能等對常規能源的逐漸替代,新能源的開發利用已成為節能工程中最為重要的一個環節,這其中也涉及到許多傳熱問題。
材料在電磁波譜中所體現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5761K,它向地球輻射的能量有99%集中在波長3μm以下的短波區,其中可見光和紫外線部分的能量所占的比例達到53%。根據不同材料對于不同波段能量的吸收、反射和透射特性不同,可以設計出各種不同的太陽能利用裝置。例如設計太陽能集熱器或溫室用的玻璃時,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,也同樣可以起到節能的作用。
地源熱泵系統是一種利用地面淺層地熱能進行供熱和制冷的節能技術,其中地下埋管的設計和傳熱計算對系統的節能效果起著至關重要的作用。這種傳熱計算不但涉及到土壤傳熱,而且還包括孔隙中空氣導熱、地下水體的自然對流和遷移傳熱,土壤的熱物性、含水量、溫度、埋管材料、管內流體物性和流速這些參數都將對傳熱過程產生影響。對于如此復雜的傳熱模型,必須在合理簡化的基礎上,采用數值傳熱學的求解方法加以研究。另外,地源熱泵的土壤熱平衡問題,也是系統得以正常運行的關鍵問題,為了防止系統運行效率逐年降低,就必須要運用周期性非穩態導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。
核反應堆的安全傳熱是核能利用中一個至關重要的問題。反應堆瞬態運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理,這些都涉及到傳熱學的相關知識。對于反應堆冷卻水加熱的“沸騰危機”問題,更是核能利用中的一個基本問題。如果熱流密度超過峰值,會導致沸騰工況突變,溫度驟然升高1000℃,從而使設備瞬間燒毀。為了避免這種事故的出現,必須在了解沸騰換熱曲線的基礎上,對熱流密度進行嚴密的監視和控制,確保其處在安全的工作范圍之內。
利用熱對流引起的空氣流動效應實現自然通風,從而在建筑物中利用風能,也是建筑節能的一種常用手段。近年來,“微能耗”、“零能耗”建筑成為當今建筑行業的發展方向,將風能與太陽能、地熱能結合起來進行利用,是新一代節能建筑的重要特征。這類建筑的設計建造必然涉及到傳熱學方面的知識,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,必須采用對流傳熱的數值方法進行研究分析。
三、一些節能新技術在傳熱學中的應用
納米孔氣凝膠材料是近幾年來新出現的一種超級保溫材料。通常情況下,當保溫材料的孔隙率較高的時候,導熱系數很低的空氣會對材料的導熱起到抑制的作用,但卻往往會使小孔彼此貫通形成大孔,空氣在孔隙間流動,從而增強材料的對流傳熱。納米孔氣凝膠材料通過嚴格的生產工藝,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。這種材料內部能在具有豐富孔隙結構的同時又不彼此貫通,同時遏制了導熱和對流這兩種傳熱過程,使其表觀導熱系數完全可以達到與空氣相同的量級。這種技術作為一種高效絕熱技術,已經被美國頂級期刊《Science》列為世界十大熱門技術之一,如將這種材料廣泛應用于建筑領域,必然會帶來巨大的節能收益。
納米玻璃隔熱膜技術是一種新型的隔熱保溫技術。該技術通過本體染色、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。該技術可用于建筑幕墻、櫥窗、柜臺、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,也具有成本和節能效果方面的優勢,因而是一種在傳熱學領域極有前途的發展研究方向。
相變儲能技術是一種可廣泛應用于太陽能利用、電力調峰、工業余熱利用、跨季節儲能、綠色電池等各個領域的新型儲能技術。該技術是利用熔融鹽、石蠟、脂酸等相變材料的潛熱,將熱量儲存起來,并在需要時釋放,由此實現一個循環的過程。如要掌握這種技術,就必須全面了解相變儲熱材料的傳熱特性,利用相變傳熱的知識對其傳熱過程加以分析研究。
四、結束語
掌握能源知識、強化節能意識是保障人類社會可持續性發展的必然途徑,也是每個工科大學生的必備素質。[3]“傳熱學”是一門應用性很強的工學學科,課程中的節能知識比比皆是。在本門課程的教學活動中,通過教師的言傳身教,將節能觀念滲透每一位學生的思想意識之中,不僅可以激發學生的學習興趣,更可使其養成良好的節能行為習慣和科學的能源消費方式,并對社會各階層人員的節能觀念予以示范和引導,從而樹立起學生的時代使命感,對未來社會的發展必將大有裨益。
參考文獻:
[1]楊世銘,陶文銓.傳熱學[M].第四版.北京:高等教育出版社,2011.
[關鍵詞]傳熱學 多媒體 教學方法
[中圖分類號] G423.07 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)03-0118-02
“傳熱學”是研究由溫差引起的熱能傳遞規律的科學,在現代各個生產領域中所遇到的大多數技術問題,乃至自然界中的許多現象都與熱量的傳遞有關,而且幾乎任何一種形式的能量最終都是以熱能的形式耗散于環境及宇宙之中,因此“傳熱學”是能源、動力和土建等大多數工科專業的一門重要的技術基礎課程,也是當今科學技術領域發展最重要的技術基礎之一。能否學好這門課程不僅影響學生對后續專業課程的學習,還影響學生在未來工作中解決實際傳熱問題的能力。目前東北石油大學建筑環境與能源應用工程專業“傳熱學”課程計劃學時為64學時,其中理論課56學時,實驗課8學時。“傳熱學”課程具有內容廣、習題多、難度大的特點,如何在較少課時下,改進教學方式,提高教學效果,培養高素質工程人才是當前傳熱學教學中面臨的主要問題。[1]筆者結合在“傳熱學”實際教學中的探索和實踐,淺談教學改革的幾點看法。
一、教學存在的問題
“傳熱學”在我校有20多年的教學歷史,多年來一直采用板書授課,板書授課有利于學生跟隨教師的思路,但隨著現代“傳熱學”課程信息量的不斷增大,對學生綜合素質培養能力的要求越來越高,單純板書授課已經不能滿足教學需要。在板書基礎上增加多媒體教學手段,可以大大節約課堂上書寫公式、圖形、習題所占用的時間,克服手繪圖形的不準確和不美觀問題,通過動畫形象直觀地演示傳熱過程。
“傳熱學”與多學科交叉內容日益增多,新版本教材增加了大量專業前沿中的傳熱問題,一成不變的教學內容不能滿足專業發展的需要,教師應及時更新教學內容,增加對專業新領域中傳熱問題的介紹。在授課中,講課內容不宜貪多。簡單問題講得過細,學生會感覺講課嗦、浪費時間;難點問題講得過細,學生會感覺困難重重,失去興趣。因此,教師應根據學生的實際情況安排教學內容,力求重點突出。
傳統的灌輸式教學,課堂上幾乎全部由教師講解,而學生只是被動地聽課。對于典型例題,也多數是由教師自問自答,直接教給學生做題的方法和步驟,雖然看似教師講課熟練,學生聽課輕松,但這種教學方式學生不動腦筋,不能培養學生獨立分析和解決問題的能力。
在考試方面,我校“傳熱學”課程總成績是由考卷成績(占75%)、實驗課(占15%)、平時成績(占10%)構成的。平時成績根據出勤情況、課堂測驗和作業成績來評定。從分數構成上來看,成績主要取決于考卷成績,平時成績所占比例較小。為突出素質教育,應加強對學生平時學習質量的監控,增加平時成績比例。
二、教學資源庫建設
(一)動畫演示實驗
實踐教學是“傳熱學”課程教學的重要環節,通常實驗演示在教學中受到時間、場地等諸多限制,制作Flash實驗演示課件,可以生動直觀地對實驗操作過程進行演示,通過網絡共享更加便于學生預習和復習。例如:準穩態法材料導熱系數測定、氣流橫掠管管外放熱系數測定、鉑絲表面黑度測定和換熱器傳熱系數測定等。
(二)虛擬實驗
借助Matlab語言或CFD軟件開發“傳熱學”虛擬實驗平臺,通過計算機數值計算和圖像顯示,對系統傳熱現象進行求解分析。例如:不同邊界條件下多維穩態導熱、集中參數法、導熱數值解、外掠平板、豎壁自然對流、輻射角系數、換熱器傳熱過程等內容都可采用虛擬實驗進行輔助教學。講解導熱數值解部分時,利用CFD軟件對研究對象進行網格劃分,然后建立節點方程,設定迭代初值,運用CFD軟件進行計算,最后對迭代計算的斂散性進行分析。網格劃分后的圖形以及計算得到的溫度場通過CFD軟件可以直觀立體地展現給學生,學生也可以自己操作軟件,設定不同的定解條件進行模擬實驗,這種教學方式不僅激發了學生對“傳熱學”學習的興趣,更加深了學生對導熱過程的理解。
(三)視頻和圖片素材
圍繞教學內容收集照片、圖片、視頻,并制作一些有特色的動畫素材,將這些運用于授課過程中就能把沉悶、死板的課堂氣氛轉變得活躍、充滿生氣,學生會自動參與課堂的教學活動中,積極配合教師,回答或提出問題,大大提高了課堂教學效果。利用分解動畫可以有效突破“傳熱學”教學難點,例如通過肋片的導熱、典型形狀多維非穩態導熱、大容器沸騰傳熱,多表面系統的輻射傳熱、換熱器平均溫差,等等。多媒體素材可以形象、生動而又清晰地向學生展示出復雜問題的溫度分布及傳熱過程,使學生建立起空間概念,加強了對問題的理解。
三、課堂教學方法改革
(一)互動教學提高學生的學習興趣
要想使學生學好“傳熱學”課程,首先應該提高學生的學習興趣,將課堂教學的主體由教師轉移到學生。做好教學“互動”,課堂教學活動不僅是一種認知過程,更是一種師生、生生之間的交互過程,只有學生的真正參與,才會提高學生學習的積極性,使其變被動為主動。因此,可選擇學生在生活中熟知的傳熱現象作為范例,創造逼真的教學情景,使學生感受到傳熱學領域就在自己的身邊,進而增強學習“傳熱學”的興趣;可采用提問式、啟發式、討論式等多種形式的教學方法,調動學生學習的自覺性,激發學生的學習興趣。例如:在講解“傳熱學”緒論中的三種熱量傳遞方式時,首先給出一些生活中的傳熱現象讓學生思考,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。讓學生分析這些現象產生的原因,并舉出他們所知道的與傳熱相關的例子,這樣順其自然地就將導熱、對流和輻射內容引出來。教師用理論知識對上述傳熱現象進行總結,加深了學生對三種傳熱方式的理解。用“提問式”引起學生的注意,使學生集中精力聽課,再利用“啟發式”激發學生思考,發揮想象力,這樣就會充分地調動起學生學習的積極性和主動性。
(二)教學內容與學科專業有機結合
近幾十年,科學技術在世界范圍內有了突飛猛進的發展,“傳熱學”的研究內容也有了很大的變化與進步,因此,授課時教師在講授教材內容的同時應與相關專業的前沿學術動態有機結合,這樣可以拓寬學生視野,提高學生學習興趣,讓他們學習如何利用理論知識解決本專業的實際問題。例如:針對建環的學生,在導熱換熱部分,增加新型散熱器、新型保溫墻體、冷熱橋問題的講解。在對流換熱部分,增加納米流體、風洞實驗、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,增加空調除霜、節能冷卻塔、新型換熱器的講解。
(三)培養學生的工程觀念以及工程實踐能力
樹立工程觀念,重視工程教育是“傳熱學”教學改革的首要任務。為此,在“傳熱學”的教學中引入先進的CDIO教育培養理念,按照先基礎、后綜合、再創新的思路安排課程內容,增加了接近工程實際的專業應用案例,注重對復雜傳熱過程的分析,鼓勵學生主動學習、主動實踐,強化對學生分析能力、創新精神和合作意識的培養。[2]例如:在每個章節內容講完后,將學生分成幾組,以大作業的形式給學生布置應用例題,讓每組學生按照三步來完成:傳熱分析、傳熱計算、強化或削弱傳熱的措施。然后在課堂上組織學生展開分析和討論,鼓勵學生提出新的設計構想,最后由教師評分和小組互相評分。這種以學生為主體的啟發式教學方式不僅增強了學生分析問題和解決問題的能力,還培養了學生的工程實踐意識,收到了很好的效果。
四、結語
隨著現代計算機技術的飛速發展,多媒體技術在“傳熱學”課程教學中發揮出越來越重要的作用。[3]引用直觀生動的圖片、動畫、視頻、仿真進行授課,可以激發學生學習興趣,提高課堂教學效率,改善課堂教學效果。但多媒體教學只是幫助“傳熱學”課程教學的手段之一,要真正實現培養優秀工程人才的目標,“傳熱學”課程的授課教師還需要以教授知識、培養能力和提高素質等方面為切入點,充分發揮學生的積極性與主動性,注重培養學生分析問題和解決問題的能力,積極轉變教學思想,努力探索行之有效的教學方法,不斷推進教學改革創新。
[ 注 釋 ]
[1] 何雅玲,陶文銓.對我國熱工基礎課程發展的一些思考[J].中國大學教學,2007(3):12-15.
關鍵詞:傳熱學;教學改革;教學方法
作者簡介:齊曉霓(1974-),女,山東淄博人,山東理工大學交通與車輛工程學院,講師。(山東 淄博 255049)魏麗霞(1976-),女,山東濰坊人,中國石油大學(華東)理學院,助理實驗師。(山東 青島 266555)
基金項目:本文系山東理工大學教學項目基金《傳熱學教學方法的研究與探索》(項目編號:112024)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0123-02
熱工基礎課程是一門專門研究探討如何提高功熱轉換效率、熱能轉換及傳遞基本規律的工科課程。在工科領域,熱工基礎課程占有舉足輕重的地位,為培養專業化綜合型人才起到了重要作用。在前幾年,高等院校為了適應社會需要和時展,許多院校提出了要培養具有跨學科知識、淵博學識、基礎扎實、專業技能過硬的高級人才目標。在這樣的目標指引下,眾多高等院校在工科類以機械大類進行招生,[1]在大類下面進行專業細分,比如清華大學、哈爾濱理工大學、西北工業大學、上海交通大學、東南大學等國內知名高校。在西方國家的高等工程教育中,對熱工基礎課程很重視,基本都開設了“熱力學”與“傳熱學”。陶文銓與何雅玲教授為了探索熱工基礎課程教學方案,對開設了熱工基礎課程的國外二十多所大學進行了調查研究。[2,3]筆者從調查結果中發現,材料學院、核能工程系、化工學院以及機械學院等工科類院系都開設了熱工基礎課程。還有不少大學將“傳熱傳質學”和“熱力學”設置為機械類學院的重要課程,比如普渡大學、麻省理工大學等世界知名大學。也有些大學將熱工基礎課程設置為工科學院的公共課程,比如美國依阿華州立大學工學院將“傳熱學”、“熱力學I”、“熱力學II”和“熱流系統設計”這四門熱學設置為他們的公共課程。山東理工大學(以下簡稱“我校”)機械學院在2006年時進行了專業設置改革,開始實行機械大類招生,但作為熱工基礎的核心課程——傳熱學僅在機械創新實驗班被設置為專業基礎課(44教學學時+4實驗學時),而沒在機械大類全部專業中進行開設。筆者基于考慮“傳熱學”課程的重要性以及機械大類綜合型人才的培養目標,有必要對傳熱學的教學范圍、內容、方法、教材選用和實驗進行深入研究和改善。
一、機械大類所有專業設置熱工基礎課程的必要性
在我國高等教育中,主要將熱力學與傳熱學歸類為熱工基礎,也有不少學校將流體力學的基礎部分添加了進來。熱工基礎課程是工程學科的基礎學科,其主要研究的內容是能量傳遞與轉換的基本規律、提高能量利用率。機械大類中的熱能工程專業、制冷與空調、內燃機方向將熱工基礎課程設為基礎課程,其中主要包括了傳熱學與熱力學,同時都設置了較多的教學學時。不過隨著我校開始實行機械大類招生后,大部分機械類專業都開始了熱工基礎課程,不過學時量不大。機械大類設置熱工課程的有其時代背景,即機械工程專業人才所從事的工作內容基本都會遇到能量傳遞與轉換問題,具有扎實熱工基礎知識才能良好應對。比如動力機械設備、家庭供暖、家用電器、汽車等各種機械產品的研究設計階段,以及生產運輸等各領域環節都需要熱工基礎知識來解決相關熱能問題。
二、機械大類專業熱工基礎課程教學現狀
在課程教學規劃中,機械大類尚未以學科平臺課的方式設置熱工基礎課程,僅有機械創新實驗班開設了短學時的熱工基礎課,課程安排在大三上學期。由于學院領導和學科骨干在進行編寫教學大綱、制訂教學計劃與教學實踐上有不少分歧和不同見解,導致該校遭遇了不少新問題和障礙。
1.課程教學時數設置
我校能源動力類方向的專業對熱工基礎課程的設置比較合適,課時安排了不少。例如,熱力學有60課時,傳熱學50課時以及流體力學的40課時。目前,機械大類的機械創新實驗班開設了48課時的傳熱學,對于教學實踐環節,課時稍微過多。如果將傳熱學、熱力學和流體力學三門熱工基礎課結合為一門課程,即整合成學科平臺課,機械大類的全部專業都需要學習,這將會是機械大類知識面的極大拓寬。當然這個學科整合,不是單純的將這三門課程所有課時進行疊加,整合后的學科平臺應該設置多少個課時比較科學?是否應該根據各個方向的不同需求而進行個性化課時設置?這些都是需要進一步思考和研究的問題。
2.教學內容方面
傳熱學的主要內容是研究熱量宏觀傳遞規律和現象。傳熱學主要研究了導熱傳熱、對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一的理論將此三種傳熱方式整合,所以對傳熱現象研究的方式一般采用單個研究,而后進行綜合。導熱傳熱、對流傳熱以及輻射傳熱三種傳熱方式相互獨立,各自構成一個知識體系。[4]非能源動力類的機械大類學生由于熱工基礎的知識并未系統化,學習起來比較吃力,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需求上的低層次,將比較難的內容講表面化即可,或適當略過。但是對于能源動力類的學生,熱工基礎課程知識的掌握要求要高很多,必須熟練甚至精通,在教學課程規劃時,怎么進行內容的增減、知識點的側重,這些問題均還需要筆者更深刻的研討。
所以,在進行“傳熱學”教學的起始階段,首先應該本書的基本內容進行串聯,注重知識的系統性,讓學生能夠在一開始就能清楚學科輪廓,能理解這三種傳熱方式。
3.實驗教學方面
當前,我校傳熱學的教學實踐上過于注重知識的灌輸,而很少關注學生的實踐創新能力的鍛煉。而有效鍛煉學生這方面能力的實驗教學方面又存在較多欠合理之處,主要表現在如下幾方面:第一,課時安排較少,實驗教學內容不夠豐富,大部分內容依然是基于課堂所講知識而進行的驗證。第二,實驗教學是課堂教學的重要補充,但是對于實驗教學質量的考評,尚未有可靠的考核標準,導致實驗教學比較散漫。第三,學校可用的實驗教學設備和儀器數量不多,且機械大類的每期學生都較多,只能多人一機,不少想體驗實驗過程提高動手能力的同學最終也未能實現想法。
4.教學方法和教學手段方面
熱工基礎課程也是實行雙語教學的工程技術類課程,[5]但是受學生專業外語水平的限制,并未實現雙語教學。因為即使采用了,雙語教學也無法受到實際教學效果。
三、機械大類專業熱工基礎課程教學改革建議
筆者針對上文給出的幾個問題,提出了如下幾個解決方案。
1.科學設置教學學時數
由于以大類專業的方式進行的招生,導致大類教學的課程較大,但所有課程的總學時是一定的,所以考慮了諸如教學內容、大綱、教學對象等因素后,設計了AB兩套“傳熱學”課程設置方案,不同專業根據需要可以對其進行分類選修。
2.進行實驗教學改革
傳統的熱工教學模式采用填鴨式教學,注重知識的灌輸,在進行實驗教學改革上,有必要擺脫傳統教學模式,以培養實用型科技人才為教學目標。加快完善現代化實驗室建設,提高學生實踐創新能力,鍛煉學生在實際問題中應用理論知識的能力。
(1)科學設置實驗項目。在規劃實驗教學大綱時,對實驗項目的安排上進行了科學分配,降低驗證性實驗與演示性實驗比重,其比重分別為30%與10%,提高綜合性實驗項目比重,使其達到總項目的60%。演示性與驗證性實驗是屬于傳統實驗教學項目,是教學任務的基礎,通過它有益于學生更好的理解抽象概念,幫助他們更好解釋熱工現象,證實熱工基本規律與理論,并強化課堂所學知識,同時熟練掌握實驗流程及相關儀器設備。而通過大量的綜合性實驗,可以提高學生解決熱工基礎問題的綜合能力,培養學生思維的深度和廣度,激發他們的創造性。這種遞進式的實驗教學過程,可以有效的實現實驗教學任務,并培養學生應用基本技能的能力。
(2)合理組織實驗。根據實驗項目的不同,實驗教學也應該有針對性,有些實驗應讓學生進行預習,然后在實驗快開始時考察學生預習程度,并給出相關預習成績。有些實驗不能通過一人完成,需要團隊的配合,則進行實驗分組,讓他們根據實驗要求和目的以及設備說明書,通過合作完成實驗臺的組裝和實驗任務,完成后進行統一評比,公開評比優劣,并當場給予成績評定。而在綜合性實驗中則應該避開固化的實驗指導書,讓學生通過實驗任務和要求以及實驗儀器說明書為指導,自行擬定實驗方案,鍛煉學生解決問題的能力,并鍛煉其創新能力。
(3)裝配現代化實驗設備,及時更新實驗內容。當代科技正處于日新月異的快速發展中,陳舊的實驗儀器已無法滿足當代熱工實驗教學的要求,而內容上也顯得過于保守,缺乏新意。但是,由于我校機械類人力、物力資源有限,實現完全現代化設備的更新換代是不現實的,所以該校熱工教師團隊通過自行研究,將舊設備進行改造,并開發新的實驗臺。例如,該校教師將“水平管空氣自然對流傳熱實驗”中所用的人工手調測溫的實驗裝置改造成計算機自動測溫系統;再比如,改良了“準穩態法測定材料的導熱系數實驗”所用雙熱電偶測溫度與溫差環節,實驗中將熱工測量技術知識與傳熱學知識相結合,提升了實驗項目的綜合性價值。而且,該校在教學實驗中引入了計算機技術,比如在“流體沿程與局部阻力實驗”這一基礎實驗中,使用計算機進行實驗數據的采集和處理。
3.提高中青年熱工課程教師學術水平
提升熱工教師隊伍自身專業素質,強化與一流學校的學術交流與項目合作。充分利用各種渠道,加強學校之間的學術交流,讓教師隊伍在專業知識上相互學習,相互提高,定期開展學術研討會,以強化學校之間的聯系。國外高等工程學校具有豐富的熱工基礎教學理念,可以盡可能多地利用各種機會與他們建立聯系,并形成學術互訪機制,隨時了解國外教學改革動態,學習他們科學的教學模式。
四、結語
傳熱學作為機械大類專業的一門重要學科課程,必須對各個專業方向設置合適的教學課時,科學規劃教學內容,全面改進課堂教學模式、優化實驗教學方法,并著力改善熱工教師隊伍的專業水平,并重新選用合適的熱工基礎教材。筆者對于機械大類設置熱工基礎課程也僅是一次積極的探討,還需要實踐來檢驗,需要教師們的共同努力,將熱工課程更科學地進行施教。
參考文獻:
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[2]何雅玲,陶文銓.對我國熱工基礎課程發展的一些思考[J].中國大學教學,2007,(3).
[3]陶文銓,何雅玲,王秋旺.境外大學工科熱工類課程的設置[J].高等工程教育,2000,(S1).
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.
關鍵詞:教學模式;高校;創新;科研項目
Key words: teaching mode;university;innovation;scientific research project
中圖分類號:G472.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)03-0247-02
0 引言
①國內現狀。
《傳熱學》是能源與動力工程專業和建筑環境與設備工程專業的專業主干課,是研究熱量傳遞規律的科學。本課程的任務是使學生掌握熱量傳遞的基本規律和分析方法,熟悉傳熱學在生產技術領域中的廣泛應用及研究成果的關鍵作用,目的在于培養學生分析、解決實際工程傳熱問題的能力,為后續專業課程的學習,專業技術領域中的熱量傳遞過程的研究建立理論基礎,培養學生具有分析、解決實際工程傳熱問題的基本能力。國內工科學校的《傳熱學》課程的教學模式一般遵循著教師課堂講授,學生課堂聽講,課后留書本作業的形式。根據教育部科學技術司的《2015年高等學校科技統計資料匯編》,2015年科研經費上億的高校達到200多所,清華大學以43.52億元居首,中國礦業大學達到了5.15億。如此多的科研經費,讓高校老師能夠順利地開展教學與科研研究,但是教學和科研研究在高校一般是分開來進行,兩者之間沒有起到相互促進的作用。
近幾年,國內的高校也相應開展了教學模式的改革和創新,先后形成了互動式[1,2]、網絡式[3]、問題式[4]、體驗式[5]、參與式[6]、滲透式[7]、合作學習式[8]、自主式[9,10]等教學模式。但是關于“科研項目支撐下高校教學模式如何進行創新與改革”還沒有涉及。
②校內現狀。
中國礦業大學電力工程學院主打專業是能源與動力工程,而能源與動力工程的主干課之一就是《傳熱學》,《傳熱學》是針對大三的一門專業基礎課,目前的授課方式主要以教師課堂講授書本知識、學生被動接受為主的傳統的授課方式。這種授課模式嚴重脫離實際,學生只能從書本上學到一些純理論知識。一旦遇到實際問題就無從下手。例如到大四安排畢業設計時就會出現這樣的問題:凡是有關數值模擬或者實驗的畢業設計,學生從來沒有接觸過這方面的鍛煉,進展就非常緩慢。再比如,去電廠實習,所學到的知識和電廠對應不上。學生的創新能力得不到提高,教學和科研脫節。鑒于此,中國礦業大學啟動了一批教改項目,鼓勵教師來對教學模式的創新來進行研究。
③研究意義和應用前景。
中國礦業大學電力工程學院是一個年輕的學院,聚集了一大批青年教師,而青年教師申請了一系列的科研項目,而學院的科研和教學基本上是單獨進行的。本人正是基于這樣一個實際情況,提出了“科研項目支撐下高校教學模式的創新研究”這樣一個課題。通過本課題的執行,將在一定程度上改善學院教學與科研脫節的現象,這將極大地提高學生的科研創新能力。這種模式可以因地適宜的在高校中進行推廣,將對高校傳統的教學模式的改革提供一定的指導意義。
1 研究內容
基于中國礦業大學電力工程學院的《傳熱學》課程,以電力工程學院的本科生為服務對象,研究內容包括:
1.1 建立課堂教學的科研項目支撐
基于本人申請的一系列科研項目,提煉出與《傳熱學》課程有關知識點有關的子課題,分配相關經費,撰寫子課題的研究目標、研究內容、研究手段、預期目標。給學生分組,因材施教地安排子課題。建立完善的課堂教學的科研項目支撐材料。
1.2 培養學生的科研創新能力
本人申請的科研項目屬于傳熱傳質學,結合《傳熱學》課后科研性質的作業,讓學生利用數值模擬軟件進行數值模擬;利用科研實驗室,開設與傳熱有關的實驗公開課;指導學生參加各種創新訓練計劃、節能減排大賽等科研活動;利用業余時間讓學生進入實驗室,開展一些科研活動。通過科研活動來培養學生的科研創新能力。
1.3 建立科研項目服務于教學的新型教學模式
在講授《傳熱學》課程的基礎上,在教學PPT中增添與該知識點相關的科研案例,輔以主要科研結論,來充分闡釋傳熱學知識在科研中的應用。通過科研案例的展示,使學生對所學的傳熱學知識點有更深層次的認識。
2 實施方案
以能源與動力工程的專業基礎課《傳熱學》為背景,建立科研項目的支撐材料,對高校教學模式的創新改革進行研究,具體實施方案如下:
第一階段:課堂教學的科研項目支撐材料的建立。
①提煉與傳熱學有關的子課題。基于本人申請的科研項目,對項目進行細分,分配科研經費的使用,并配以相關的傳熱知識點。
②撰寫子課題的研究目標、研究內容、研究手段、預期目標。對子課題進行完善,形成一套完整的指導書,以便于學生按照指導書來進行科研活動。
③更新教學課件。添加與傳熱有關的科研案例,讓學生能夠在課堂上體驗理論與實踐的緊密聯系。
第二階段:學生科研創新能力的培養。
①結合《傳熱學》課后科研性質的作業,讓學生利用數值模擬軟件進行數值模擬,鍛煉學生的數值模擬能力和創新能力。
②利用科研實驗室,開設與傳熱有關的實驗公開課。比如納米流體的配制及熱物性的測量,讓學生明白影響導熱系數和粘度的因素。
③指導學生參加各種科研活動。帶領學生參加每年中國礦業大學的科研創新訓練計劃,指導學生申請一些科研項目。在參加校內科研創新訓練計劃的基礎上,指導學生參加全國節能減排大賽,鍛煉學生的自主能力和科研創新能力。
④直接參與項目的研究中。給學生分配一些科研子課題,讓學生真真實實地參加到科研項目中去,在科研項目中讓學生接觸到前沿的科研方向,充分鍛煉學生的科研創新能力。
第三階段:科研項目服務于教學的新型教學模式的建立。
①教學學時的優化。適當添加一些有關科研案例、前沿知識的講解的學時。
②教學PPT的完善。在教學PPT中增添與該知識點相關的科研案例,輔以主要科研結論,來充分闡釋傳熱學知識在科研中的應用。
③課堂分組討論的增設。在課堂教學中,把學生分組,開展科研討論,培養學生的團隊能力和創新能力。
④課后作業形式的多樣化。除了課本中的課后作業外,讓學生參與到科研中,可以用實驗報告作為課后作業。
⑤期末考試試卷的改進。在期末考試試卷中,適當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道題目放在平時的科研中。
第四階段:教學模式改革總結。
①在前期課堂教學的基礎上,總結教學規律;
②總結在科研項目支撐下如何對教學模式進行創新。
3 結束語
本文依托中國礦業大學電力工程學院,基于《傳熱學》課程,在科研項目的支撐下,對高校教學模式的創新改革進行了研究,這將對高校傳統的教學模式的改革提供一定的指導意義。
參考文獻:
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關鍵詞:傳熱強化與控制 課程建設 教學方法 考核手段
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0098-02
熱環境控制課程是熱能與動力工程專業一門專業課,也可作為航天、機械、電子、化工類相關專業的選修課。課程的教學目的是使本科學生在學習了大學傳熱學中的傳熱基本原理基礎上,進一步了解、掌握對相關工程技術中傳熱過程進行強化與控制的原理思路與技術方案,擴大知識面,培養根據基本原理進行技術研發、創新的能力。課程教學以課堂講授為主,輔之以適當的課堂討論。通過資料搜集、分析整理、評判,培養學生主動獲取知識能力;通過學生自主擬定設計題目、進行論證與初步設計訓練,達到教學目的。
熱環境控制課程的特點是屬于新開設課程、無合適教材、涉及面廣、無習題;接近研究生選修課、要求學習主動性;需查找文獻、大量閱讀,發揮主動性進行課程設計、撰寫論文;與一般專業課的課程設計訓練不同,主要考察主動性、創新性。本課程的教學正是圍繞培養能從事熱動系統設計、制造、運行管理和經營銷售等方面工作的高級復合型技術人才展開的,結合我校本科教學要點“以學生為本、以教學為教師第一要務,重點推進教學方法和考試方法改革”,依照培養高質量復合型人才的人才培養目標,以教學與科研一體化為教學思想,為深化教學改革進行了積極的探索,并從中獲得了一些有益的啟示。
1 教學與科研一體化的教學思想
熱環境控制的教學與科研是相對獨立又是一個具有內在聯系的、不可分割的統一體的兩項活動,在適宜的條件下,兩者可以得到強化,并相輔相成、互為促進。高校教學與科研一體化的基本思想基于建設具有地方工科特色的現代教育教學,以科研項目為依托,堅持側重工程和應用的研究型教學和科研思想,致力于教學與科研一體化的探索和實踐,使教學促進科研,科研服務教學。教學與科研一體化的教學思想在熱環境控制課程教學中體現為:通過理論的教學、科研活動和課程設計等,使學生適度地參與相關的科研項目中來,既可以鞏固學生的理論基礎,又可以加強本科生教育與實際課題的聯系。熱環境控制課程的教學目標、教學進程和教學方法都是按照這種教學思想進行。
教學組主持完成和正在進行的課題有973課題、863課題、國家自然科學基金項目等縱向課題,也有和航天院所、公司企業之間的橫向課題。這些課題涉及了強化換熱、計算傳熱及多相流動和相變換熱等各研究方向。通過科研活動不僅提高了教師的科研能力和學術水平,開拓了教師的知識面,同時為教學提供了第一手科學前沿資料,豐富了教學內容,提高了教學水平。課堂教學時,授課教師注重聯系實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活潑,從而提高了教學質量。如,圍繞863課題中近地空間飛行器熱控和熱防護研究,從課堂教學、理論教學、實踐教學等多方面設計了教學內容和教學方法。在課堂教學中,把項目的內容(包括近地空間飛行器的工作原理、熱環境和特有熱控系統設計思路和方法)融入到導熱強化與控制原理、對流傳熱強化與控制原理、輻射換熱強化與控制原理、耦合換熱與傳熱過程的強化與控制、新技術領域中的傳熱強化與控制問題等章節中,同時利用部分課堂時間開設了幾個由淺入深的專題學術講座。為了增加學生的感性認識,利用學生業余時間,帶領學生參觀相關的科研實驗平臺,通過一系列教學,學生不但理解了熱環境控制課程的基礎理論知識,真正把傳熱學理論知識拓展到實際應用中來。同時也了解了科研的基本程序、基本方法,鍛煉了學生的動手能力和思維能力,為將來參加社會工作或科研工作奠定了堅實的基礎。
2 現代與傳統相結合的多樣化教學方法
多媒體技術教學,已在眾多課程中得到了大量的運用。但在實際應用過程中,多媒體技術輔助教學也存在一些弱點和缺陷。例如,多媒體教學容易分散學生的注意力等,因此,本課程靈活運用現代教學手段和傳統教學手段,像錄像、小黑板、多媒體、課程互動討論、學生上臺講等多種教學手段,有效地提高學生上課的注意力,調動學生課上主動性和課后思考的學習積極性,并且培養了學生的獨立思考能力。教學的主要內容、授課教案等都可以在網站上瀏覽,學生可以通過網絡了解該課程的主要內容。網上教學與答疑可以通過傳熱學精品課程網站(資源共享課)進行。為了增強教師與學生的聯系,解決學生對于該課程存在的一些疑問,并及時了解學生對于本課程的反響,我們還開設了微信群和QQ群進行教學討論和答疑交流;另外網站設置了資源共享區,為授課教師與學生之間建立了資源共享的渠道。
講解課程時,積極引導學生從實際問題出發,學習理解基本概念、基本理論和基本計算方法。為使學生更好地理解和掌握課程基本知識,講解的例題都與實際生活和科研項目相聯系。比如講解緒論的時候,筆者在講課時問學生,人們在冬天一只手握鐵棒另一只手握木棒時,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?于是學生就有了反應,開始思考。這樣一來,自然而然,老師就把學生引入下面要介紹的導熱強化、對流換熱強化和輻射換熱強化等基本原理和控制手段。通過這些問題的提出,學生可以知道學習這門課以后,能夠運用所學的相關知識解決哪些實際問題,學生帶著問題學習,就不會盲目,大大激發了他們學習這門課程的興趣,引導學生從傳熱學的角度去發現、分析和解決實際工程問題,真正學會如何利用傳熱學知識去控制熱環境。
3 N+1的考核手段
考試方式改革如何客觀、公正、有效地考核學生,如何摒棄一張考卷定乾坤的現象,一直是廣大教師探討的問題。對于絕大多數大學課程來說,尤其是一些工科課程,我們所要考查的決不是學生記憶公式的能力,而是學生綜合運用知識分析和解決問題的能力。因此,怎樣通過考試來考查學生綜合運用傳熱學知識分析和解決問題的能力就很值得我們思考。為此,我們設計了N+1全方位多層次的考核辦法,辦法的內容如下:
(1)課堂提問,考核學生學習情況、表達能力與課堂出勤情況,以提高學生聽課的積極性和思考問題的獨立性。
(2)平時小測驗,考核學生知識積累能力與平時的學習態度。
(3)課程設計,考核學生綜合運用知識分析和解決問題的能力。
要求:構思、提出一種熱環境控制技術方案,并進行基本的論證。沒有應用領域限制,充分發揮。最后經過老師評定較好的方案將有機會上臺展示并講述5~10分鐘。
(4)課后資料查閱,鼓勵學生積極思考,通過文獻了解專業領域的最新進展,激發學生的學習興趣。
要求:自擬題目,要求圖文并茂,按正規學術論文形式撰寫,必須有自己的觀點或認識。可選擇下列之一:①針對某一工程領域的熱環境控制技術,進行文獻資料綜述、評價、分析,每人至少查找20篇國內外較新的論文(近10年)、技術報告及應用介紹。②針對某一傳熱方式的熱環境控制技術在不同領域的應用發展,進行文獻資料綜述、評價、分析,每人至少查找20篇國內外較新的論文(近10年)、技術報告及應用介紹。
(5)期末考試采取閉卷形式,進行基本概念、原理考試,加深學生對傳熱學和傳熱強化與控制的理解。
4 結論
熱環境控制是一種改善傳熱性能的先進科學技術。通過對熱環境控制的學習,使學生了解如何改善提高熱傳遞的速率,以達到利用最經濟的設備來傳遞規定的熱量,或是用最經濟的冷卻來保護高溫部件安全,或是用最高的熱效率來實現能源合理利用。不僅為專業知識拓展提供有效的手段,也是培養和提高學生分析問題和解決工程實際問題能力的重要環節。
我們對“熱環境控制”課程教學方法的進行了探討,主要目的就是提高教學效果,充分調動學生學習本課程的主動性和積極性,使他們在有限的學習時間中掌握熱量傳遞的高效途徑和控制方法,為后繼的專業課學習提供必要的基礎理論知識,同時培養和提高學生分析解決工程問題的能力。
參考文獻
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[3] 周繼軍,張敏,施偉,等.傳熱學課程建設實踐與教學改革[J].中國現代教育裝備,2009,2.
關鍵詞:連續性教學;專業基礎課;專業課
一、專業基礎課和專業課之間的聯系
專業基礎課是根據不同專業的需求,學習專業相關的基本理論知識,為之后的專業課奠定必要的理論基礎和技術準備。在實際的教學過程中,由于專業基礎課概念多、理論性強、分析層次多的特點,如果單純地教授概念理論知識,對學生來說就如同“空中樓閣”,通常會導致學生產生理解困難,學習興趣不足等問題[1]。而專業課的學習,是為了使學生能夠掌握必要的專業知識和專業技能,了解本專業的科學技術前沿和發展趨勢,培養分析解決專業范圍內相關實際問題的能力,這相對于專業基礎課來說,更加貼近于生產實際。但如果沒有專業基礎課的學習,積累扎實的理論基礎,學生對于專業課的學習只是停留在泛泛而談的層面,缺少必要的理論依據的支持。專業基礎課和專業課之間的聯系十分密切,所以在專業基礎課和專業課之間建立連續教學的體系和框架是十分有必要的[2]。
二、專業基礎課與專業課教學中存在的問題
在實際教學過程中,由于教育安排需要,專業基礎課和專業課存在承上啟下的關系,這種課程模式在原理上是非常合理的,但是忽略了學生存在遺忘的問題。而在專業課的課堂上,教師并沒有時間重復之前所學的知識,只能是默認為學生是在掌握專業基礎課的前提條件下進行專業課的教學,這對專業課的學習帶來了很大的困難,也就導致了學生在學習專業課的過程中,聽得十分辛苦甚至聽不懂的情況時常發生[3]。除此之外,專業基礎課和專業課之間脫節的現象也十分普遍,有很大一部分學生雖然專業基礎課的成績相當好,但是卻不知道如何利用基礎知識去分析實際問題,前后的知識框架相互獨立,出現“斷層”現象。教師在教授專業基礎課時,關注點更多在于幫助學生理解和掌握基本概念,以及基本理論、基本知識和基本技能的學習,很少將課本上的知識點與生產實際及日常生活中的案例相結合,導致學生對于一些抽象概念的理解十分空洞,往往出現概念混淆等問題,這對專業課的學習造成很大障礙。如何才能把專業基礎課和專業課之間進行更好的銜接,對專業課的授課講師提出了挑戰。作為專業課的教師,在上課時應當遵循“我中有你,你中有我,相互貫通,相互聯系”的原則,將理論與實際應用有機結合,注重培養學生運用已學的相關理論分析和解決問題的能力。在講授專業基礎課時,必須舉出實例讓學生充分理解所學知識在工業生產中的應用,為以后學習專業課打下基礎;而在專業課的教學過程中,教師應該對以前學過的知識進行回顧,這樣不僅能夠縮短理論與實踐的差距,減少“斷層”現象,提高學生對專業課的學習效率,同時還可以培養學生們的分析和解決問題的能力,為將來的升學與就業打下良好的專業基礎。
三、基于連續性教學的工科專業教學策略
(一)專業基礎課教學
在專業基礎課的教學過程中,教師需要將理論概念性的知識點與相關工程實際案例相結合,通過設置恰當的工程背景,把前后的知識點串聯起來,讓學生保持思維的流暢性,加強對知識點的認識和理解[4]。例如,在講解傳熱學“熱能傳遞的三種基本方式”這一知識點時,教師可以結合換熱器的設計過程,將其作為具體的工程案例進行分析。根據實際應用中具體的設計要求,綜合考慮以上三種熱能傳遞方式,進行工程計算,讓學生能夠更深刻地理解三種熱傳遞方式在工程中的應用。通過具體工程的實例,不僅加深了學生對較為抽象的知識點的理解,還建立了初步的工程認知,為接下來的專業課學習打下良好的基礎。
(二)專業課教學
在供熱工程的實際教學過程中,涉及專業基礎課傳熱學中的很多理論知識,由于學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間較長,所以在供熱工程的教學過程中,學生對于傳熱學中的理論知識存在較為嚴重的遺忘現象,因此,增加了專業課的教學難度。為了避免學生只是“囫圇吞棗”式的接受知識,在進行供熱工程的教學之前,教師必須先確定學生對于專業基礎知識的掌握程度,必要時對會應用到的傳熱學的相關基礎理論知識進行回顧,提高學生對新知識的接受能力,在學習過程中真正做到知其然,并知其所以然[5]。當然,在專業課的教學過程中,還需要根據具體的工程問題,合理地布置解題步驟,做到條理清晰,逐層深入,與基礎理論知識緊密結合,鼓勵學生大膽假設,發展個性化思維,培養學生的創新能力,這有利于學生在未來的學習和工作中能夠獨立分析、解決問題。以建筑物設計熱負荷的計算為例,教師應該具體闡述如何在供熱工程的教學過程中實現專業課和專業基礎課的連續教學。在計算建筑物設計熱負荷時,涉及傳熱學中“三種熱能傳遞方式”部分的相關知識,教師需要在備課的過程中,根據學生的實際情況對這部分知識進行回顧,讓學生能夠知道計算公式的理論支撐。利用少許時間回顧傳熱學的基礎知識,不僅能夠加強學生對于建筑物熱負荷計算過程的理解程度,而且有助于學生認識傳熱學中的專業術語和理論概念的本質,將其與工程應用結合起來,提高學生將理論與實踐相結合的能力,教學效率也能明顯得到提高[6]。
會,對機熱工基礎課程的教學內容、教學方法及實驗教學等方面進行研究與探討。這些建議對當前機械大類專業
短學時熱工基礎課程的教學有著重要的參考意義。
關鍵詞:機類專業熱工基礎短學時教學
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
熱工基礎是現代工程技術人才必備的技術基礎知
識,是 21 世紀工科各類專業人才工程素質的重要組成
部分。除了能源、動力類專業學生必須進一步深入學習
工程熱力學與傳熱學之外,熱工基礎課程也應該是機械
類大學本科生必修的一門技術基礎課。我校 2006 版教
學培養計劃中針對機械設計制造及其自動化專業大三第
一學期所開設熱工基礎課程,共計 32 學時。由于學時
有限,怎么能在有限的學時內讓學生了解更多有用的熱
工知識成為擺在主講教師面前的一道難題。針對機械大
類專業人才培養方案及熱工基礎課程其本身特點,筆者
結合實際教學經驗,對我校機械設計制造及其自動化專
業熱工基礎課程的教學內容、教學方法及實驗教學等方
面進行研究與探討。
一、教學內容
熱工基礎課程包括工程熱力學和傳熱學兩門學
科,在能源與動力專業這兩門課程的總學時在 100 以
上,而我們專業只有 32 學時,這在教學大綱的制定時
帶來許多問題。到底哪些知識需要講授?需要學生掌
握到什么程度?大家心里都沒底。教研組老師們仔細
研究熱工基礎課程內容,結合機械設計制造及其自動
化專業的特點,經過反復討論最終確定:熱力學第一
定律、理想氣體的性質與熱力過程、熱力學第二定律、
導熱、對流換熱和輻射換熱作為需掌握的內容,而水
蒸氣與濕空氣、動力裝置循環、制冷裝置循環和換熱
器作為了解內容。
二、教學方法
1)基本概念和基本理論的講解
熱工基礎課程的物理概念性很強 , 而且存在著大量
的公式推導。許多推導是從質量、動量和能量守恒定律
出發 , 應用數學、物理方法在微元體或控制體上形成微
分方程或積分方程。對這些繁瑣卻類似的推導過程 , 主
要強調理解基本概念 , 掌握方法 , 而不深究純數學的變
化 , 通過典型問題的分析 , 達到舉一反三的目的。講授
時要做到透徹明了 , 簡潔精練。盡量利用多媒體教學的
優勢,以生動的圖像和動畫使抽象的概念具體化。例如:
活塞式內燃機循環工作原理的介紹,由于教學對象是機
類專業學生,對內燃機的工作過程不是特別了解,利用
動畫將內燃機的工作過程重現,循環過程便一目了然。
2)結合生產生活實際,增強學習興趣
愛因斯坦說:"興趣是最好的老師,老師則是點
燃學生學習興趣的火炬。"教育心理學的研究表明:當
學習內容與學生已有的知識和生活經驗相聯系時,才能
激發學生學習和解決問題的興趣。要想使學生學好這門
課程,首先應提高學生的學習興趣,將課堂教學的驅動
因素由教師轉移到學生。而要提高學生的學習興趣,一
方面應是"還知識于本原",按照知識形成的本來過程
進行傳授;另一方面是做好教學的"互動",課堂教學
活動不僅是一種認知過程,更是一種師生、生生之間的交互過程,只有學生的真正參與,才會提高學生學習的
積極性,變被動為主動。因此,在"熱工基礎"教學過
程中,緊密聯系教學內容和學生實際,巧妙地采用各種
行之有效的教學方法,努力激發學生的學習興趣。例如
選擇學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、熱對流和熱輻射。采用發現式、啟發
式、討論式等多種形式的教學方法,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。要創造逼真的
教學情景,使學生感受到"傳熱學"領域就在自己的身
邊,進而增強學習熱工基礎的興趣。
3)教材教學內容與學科前沿有機結合
隨著近幾十年世界范圍內的科學技術突飛猛進的
發展,特別是信息工業的飛速發展,"傳熱學"的學科
內容也有了很大的變化與進步。能源問題的日益嚴峻,
以及溫室效應等世界主要問題都迫使我們提高熱能與機
械能以及其他形式的能量之間相互轉化的效率。因此,
授課時在講授教材內容的同時與相關的前沿學術動態有
機結合,多講解一些能源動態,這樣可以提高學生學習
的興趣和目的性,讓他們學習如何利用基本知識解決機
械專業的實際問題。
三、實驗教學
熱工基礎的試驗教學主要以數值模擬試驗為主,
主要目的在于掌握數值模擬計算類軟件使用方法。
隨著信息化時代的到來,當今計算機在我們生產
生活中變得越來越重要,筆者認為有必要增設少量上
機實驗,讓同學們了解傳熱方面仿真軟件,利用計算
機模擬計算基本的穩態傳熱過程,分析溫度場分布規
律。在講授相關傳熱問題數值求解相關章節時,嘗試
借助 CFD 軟件講解傳熱問題數值求解的基本概念和思
想。(ComputationalFluidDynamics,簡稱 CFD),是一
種重要的計算機模擬技術,其產生可以追溯到 20 世
紀 30 年代初,它是流體力學、數值計算方法以及計
算機圖形學三者相互結合的產物。CFD 是目前國際上
一個強有力的研究領域,是進行"三傳"(傳熱、傳
質、動量傳遞)及燃燒、多相流和化學反應研究的核
心與重要技術,廣泛應用于熱能動力、航空航天、機
械、土木水利、環境化工、暖通空調及空氣凈化等諸
多工程領域。針對機械類學生所接觸的應用軟件工程
•40?城市建設理論研究
圖形建模較多,而數值模擬計算相對較少,筆者認為
增加仿真計算軟件學習、掌握實體建模與網格劃分方
法對于機械類學生是必要的。另外,軟件的學習能提
高學生的學習興趣,對學生來說軟件學習要比單純的
理論講解更具有吸引力,教學效果可以得到明顯提高。
CFD 能夠分析與研究在各種復雜幾何形狀的空間(裝
置)內、外發生的高溫傳熱(導熱、對流、輻射換熱、
流固偶合傳熱等);對于短學時專業選修課來說,只
要求學生掌握一維穩態平壁導熱和穩態管流換熱的數
值模擬仿真計算即可,主要目的在于掌握數值模擬計
算類軟件使用方法,分析不同的網格劃分對計算結果
的影響。這樣既鍛煉了學生的動手能力和軟件學習能
力又擴大了學生的知識面,為今后的學習和工作奠定
了一定的專業基礎。
四、結束語
課堂教學仍然是大學培養學生的主要途徑,其教
學質量的好壞直接影響著培養學生的質量。作為熱工基
礎課程授課教師依照熱工課程教學改革的指導思想,努
力以知識、能力和素質等方面為切入點,積極轉變教學
思想,探索有效的教學方式和方法,充分發揮學生的積
極性與主動性,提高教學質量和效率,培養學生的創新
能力和解決實際工程問題的能力,為培養高素質的社會
主義事業建設人才不斷努力。
參考文獻
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科教創新導刊(J),2007(476):74
作者簡介:王 瑞,男,( 1983 年 7 月―),碩士,
講師。2007 年 7 月畢業于北京理工大學工程熱物理專業,
關鍵詞:網絡課程;公式素材;頁面配色
中圖分類號:G434 文獻標識碼:B 文章編號:1673—8454(2012)17—0069—03
一、引言
網絡課程主要包括兩個組成部分:一是按一定的教學目標、教學策略組織起來的教學內容;二是網絡教學支撐環境。[1]網絡課程的教學內容呈現多層次與多樣化,有利于因材施教并實現學生學習的個性。另外,通過網絡課程的學習能使學生沖破以書本為中心的局限,拓展學生的學習內容。[2]
筆者以教育部下達的“面向21世紀高等教育教學內容和課程體系改革”計劃中“熱工課程教學內容和課程體系改革的研究和實踐”為教學指導,以《現代遠程教育規范》的指標體系為參照,以計算機網絡技術和多媒體技術為手段,開發了“工程熱力學與傳熱學”網絡課程。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,從全國大學組參賽的400多個課件中脫穎而出,獲得高評分。
二、網絡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。當所開發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絡課件的工作量。要制作能夠在網絡上傳輸的公式素材,一般分為兩個步驟:
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的公式,還可選擇Design Science公式的專門工具MathType5.2,實際上微軟Office內置的公式編輯器就是該工具的精簡版。該工具功能非常強大,且直觀易用,如圖2所示。
2.通過合適的轉換,把公式插入到網頁課件中
(1)一般可把輸入的公式轉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】>【保存復制到……】,把公式轉換為gif圖片,然后插入到網頁課件中;
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,然后插入到網頁課件中;
3)對于有大量公式的一頁文本,可以把其整個轉化為圖片,然后使用Fireworks軟件打開該圖片,使用“切片”工具,把每個公式建立一個切片,然后選擇所有切片,最后選擇菜單【文件】>【導出……】,實現把每個公式存為一個文件,如圖3所示。
這種把公式轉化為圖片的形式,便于在網頁中合理安排公式素材的位置,缺點是工作量大、效率低。
(2)也可以ActiveX對象的形式插入到網頁課件中。
在字處理軟件中對某公式進行【復制】操作,然后在FrontPage中直接選擇【粘貼】操作,即可把該公式ActiveX對象的形式插入到網頁課件(注:在Dreamwaver該操作無效)。
這種方法的優點是直接、快捷,缺點是增加了html代碼量,影響了html代碼的可讀性。并且當一個文檔中包含公式的公式過多的時候,采用直接【復制】和【粘貼】的方法,容易造成公式錯位現象。
(3)把包含公式的Word文檔直接存成網頁形式
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,同時新建一文件;
接著,在Dreamwaver中直接拷貝所需內容到新建的文件中;
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,不僅提高了效率,而且還便于頁面的布局。
三、網絡課程頁面配色
網絡課程頁面在一定意義上說也是一種藝術品,因為它既要求文字的優美流暢,又要求頁面的新穎、整潔,使用色彩可以產生強烈的視覺效果,使頁面更加生動。而且,瀏覽者在瀏覽頁面時,留下的第一印象就是頁面的色彩設計,它的好壞直接影響閱讀者的觀賞興趣。因此頁面配色在網絡課程設計中居于十分重要的地位。
在對網絡課程頁面配色過程中,應注意以下幾點:
(1)不要將所有顏色都用到,盡量控制在三種色彩以內。 太多的顏色會導致混淆,也會分散讀者的注意力。
(2)背景和前文的對比盡量要大(絕對不要用花紋繁復的圖案作背景),以便突出主要內容。顏色太接近無法產生足夠的對比效果,也會妨礙觀眾閱讀。白底黑字的閱讀效果最好。
(3)同時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最大的特點是簡單易學,只要會使用Word編輯文檔,就能很快學會使用FrontPage制作網頁。Dreamwaver側重于網頁控制、設計能力及創意,適合中高級網頁制作人員。我們在制作網頁的時候,有時會需要兩種軟件相互配合使用,能夠提高制作效率和實現某種效果。下面結合“工程熱力學與傳熱學”網絡課件的制作實踐,舉一個例子來說明。
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中創建一個多級列表,如圖5所示;
關鍵詞 卓越工程師;課程融合;開放性實驗平臺
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:B
文章編號: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,通過對國內一些高校的專業實驗室建設進行調研,發現普遍存在建設投資較大,但利用效率相對較低、應用范圍相對較窄的問題[1]。專業實驗室的建設初衷是為了更好地培養學生的實驗和實踐技能,理應讓專業實驗室充分向本科生開放,然而目前國內大多數高校的實驗室側重服務于科研項目,參與人員基本上是研究生,專有的本科教學實驗設備相對陳舊,一般僅僅按課程教學計劃開展指定的實驗,因而大多數本科生除了教材知識之外,對科研工作并沒有足夠的認識,缺乏新時代所需要的各種實踐能力和創新能力。現今大學生參與科學研究的積極性很高,眾多本科生都在申請自主創新基金項目、節能減排大賽等科技競賽活動,因此,為提升創新實踐能力,使本科生在將來的科研工作和生產工作中奠定良好基礎,是本科教學實驗改革需要重點關注的方向。
目前主流的實驗教學改革思路是打破傳統專業實驗室相互獨立的局限和過去只在課程內開設有限學時數實驗的機制,在充分保證基礎實驗項目的基礎上,以開設大型綜合性實驗和開放自主創新性實驗為建設目標,通過相關聯專業課程融合、跨實驗室進行實驗,使實驗教學能夠融入多學科理論知識和實驗資源,既能有機結合各門課程的核心理論體現其關聯性,又能讓學生通過實驗更深刻理解專業知識并運用知識。合理引導本科生參與科學實驗工作[2],充分理解科學研究的內涵,為大學生今后走入社會或融入科研工作起到促進作用,將有利于培養學生在多學科交叉并且快速發展的科學領域中發現問題和尋找解決問題突破口的初步科研能力。
本文結合武漢理工大學熱能工程系實驗教學現狀以及科研項目特色,進行課程融合的開放性實驗平臺探索研究。
2 實驗教學現狀分析
熱能工程系經過“十一五”和“十二五”前幾年的實驗室建設,取得一定成績,但也還存在諸如設備嚴重老化、一些新設計實驗甚至傳統基礎實驗難以開展的問題。
1)動力裝置設計平臺方面:目前在船舶動力裝置教學方面偏重于理論,與造船企業的實際需求有一定偏差。就現狀而言,實驗室購置的軟件中已經包含船舶工藝設計的內容,但由于計算機數量的限制并且實驗目的單一,無法實現在有限學時數內讓本科生得到充分的實踐機會。
2)動力裝置實驗室方面:船舶動力裝置實驗室設備老化較為嚴重,無法開展動力裝置原理與設計、船舶動力裝置課程教學大綱中要求完成的部分實驗環節;同時由于相關基本物理量的測試儀器在動力裝置實驗室和熱工實驗室中大量重復配置,資源存在一定閑置。
3)熱工實驗儀器方面:主要服務于工程熱力學、傳熱學課程,利用率相對較高,但也存在設備臺套數不足、設備老化的問題;制冷實驗設備現在主要用于每年少量的開放性實驗教學,利用率非常低,未能充分應用于本科生創新性科技競賽中。
不僅如此,本科生在完成各實驗室的實驗內容之后,對學科體系的認識依然不足,不知道專業基礎課程工程熱力學、傳熱學的理論如何應用到核心專業課程動力裝置原理與設計的動力系統設計中,因而亟待建立一套服務于相關課程實驗教學的綜合實驗平臺。
3 課程融合的開放性實驗平臺建設目的
基于如上分析,搭建一套課程融合的開放性實驗平臺顯得尤為迫切和重要,建設目的包括:
1)通過利用實踐環節反向補充理論教學,拓展傳統熱力循環理論框架,闡明熱能與動力知識體系在工程應用中的基本規律和合理性;
2)按照通用標準和行業標準培養本科生的工程測試能力,能源與動力系統的設計、優化能力以及不斷探索和創新的意識;
3)為本科生船舶動力裝置原理、工程熱力學與傳熱學、工程熱力學、傳熱學、熱能動力機械測試技術、機械振動分析與應用、輪機工程測試技術及船舶管理等課程提供完善的實驗平臺。
4 課程融合的開放性實驗平臺建設意義
早在2010年6月23日,教育部聯合有關部門和行業協會共同在有關高校中組織實施“卓越工程師教育培養計劃”[3-4]。武漢理工大學作為第一批“卓越工程師教育培養計劃”高校之一,清晰的定位也對本校教育培養工作提出更明確的要求。“卓越計劃”具有三個特點:一是行業企業深度參與培養過程;二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才;三是強化培養學生的工程能力和創新能力。
本文提出的綜合節能實驗平臺正是在“卓越工程師教育培養計劃”的要求下,結合國際形勢和行業背景,培養卓越工程人才,切實有效地應對航運業面臨的主流問題。
5 編制的依據
在環境保護科學研究廣泛開展的態勢下,嚴格控制溫室氣體排放、保護大氣環境問題已經受到航運界的普遍關注。CO2是最重要的人為溫室氣體。由于目前大多數船舶仍然依賴燃油燃燒獲取的推進力來驅動船舶前進,而該結果必然產生大量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)全力主張在航運界應不加區分地對所有船舶實行全球一致的溫室氣體排放強制標準。而船舶作為船旗國的浮動領土,能源系統具有一定的獨立性,對能源的依賴性也較強,因而能源系統的合理有效應用及可再生能源的應用顯得非常重要。
目前工業應用較多的能源綜合梯級利用解決方案是冷熱電聯產系統(CCHP,Combined Cooling Heating and Power),其總的能源利用率可以達到75%~90%的程度。該系統一般以燃氣(如天然氣、生物質氣等)作為一次能源,是將發電系統和供熱、供冷系統相結合的一種綜合供能方式,已經廣泛應用于商用辦公樓等處所,在大幅提高能源轉換效率和降低溫室氣體排放方面,相較于常規能源轉換系統具有很大的優勢。在傳統動力船舶上進行節省燃料或提高能效的設計或改造顯得極為迫切,而作為熱能與動力工程專業的本科生畢業后即將走向船舶、航運、能源企業工作,承擔著節能減排這項責無旁貸的重要任務。因此,在本科實驗教學中必須理論聯系實際,進行相關的先進船舶節能系統的實驗環節培養。本實驗平臺正是依據這樣的能源技術進行搭建設計。
6 建設內容
本文所研究的“船舶CCHP綜合節能實驗平臺”按本科專業教學課程的特點,可以構建工程熱物理實驗系統、工程測試技術實驗系統、船舶節能優化實驗系統三個相互關聯的部分,本科生可以通過科技活動指導教師的啟發,也可以結合縱向、橫向科研項目或畢業設計任務書,利用開放性實驗平臺,選擇合理的實驗設計并有效地處理、分析實驗數據。
1)工程熱物理實驗系統。
功能模塊1:吸收式制冷模塊。單效熱水型吸收式制冷機組可以利用98 ℃左右的熱水作為機組的熱源,將冷劑水加熱汽化,然后冷凝成液體去真空度較高的蒸發器中吸熱汽化,對冷媒水進行降溫達到制冷的目的。該設備具有的優點包括:①能利用柴油機的余熱;②具有自動抽空的能力;③具有防止溶液結晶的保護功能;④能實現遠程監控;⑤可以裝在室外,節約實驗室的使用面積。
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臺的控制系統由工業控制臺和工業過程控制軟件組成。工業過程控制軟件由專用的組態軟件組成,能夠進行數據采集、顯示、信號處理及過程自動控制等功能。除此之外,還要求軟件具有很強的數據處理功能,包括對數據值的記錄、整理、保存和打印。數據整理結果可記錄于數據表內,并可對數據進一步處理,如計算對數誤差、傳熱系數或換熱量等,并可根據這些數據和傳熱理論形成趨勢曲線,擬合得出努謝爾特數(Nu)的實驗關系式。
2)工程測試技術實驗系統。
功能模塊1:基本物理量測試模塊。本系統主要檢測的功能有:①天然氣發動機主要性能參數的測試;②天然氣發動機缸套水的流量、進出口溫度測試;③冷媒水的流量、進出口溫度測試;④電加熱器的進出口溫度、熱水流量測
試;⑤制冷空調房間的溫度、濕度測試;⑥天然氣發動機實驗房間的可燃氣體檢測與報警功能。
功能模塊2:振動噪聲測試模塊。本系統主要檢測的功能有:①實驗區域噪聲監測;②柴油機振動烈度測試分析實驗。
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,容許轉速高,轉動慣量小,測量控制精度高,對突變負荷響應快,不受冷卻水進水壓力變化的影響,且對輔助設施要求低,尤其適合于各種自動化的試驗臺架,與具有自動化控制功能的電控系統配套,能實現遠距離操縱及數顯測量。相對水力測功器而言,電渦流測功器在低速、小功率加載以及配套實現電控方面具有無可比擬的優越之處。
功能模塊4:綜合集成虛擬儀器模塊。上述功能模塊1~3需要對基本物理量、振動噪聲和DW電渦流等物理量進行監測,可以對監測數據進行綜合集成顯示,建立虛擬儀器模塊。虛擬儀表模塊由傳感器、數據采集卡、主控計算機和相關的虛擬儀器軟件平臺等組成。數據采集卡從傳感器和其他待測設備等模擬和數字被測單元中自動采非電量或者電量信號,送到主控計算機中進行分析、處理。基于LabVIEW開發相應的虛擬儀器軟件平臺,以動態曲線、虛擬儀表等形式實時地顯示測試數據,并自動記錄實驗測試結果。此模塊便于教師引導大學生開展相關實驗,加強大學生的感性認識,有助于提高大學生的實際操作能力。
3)船舶節能優化實驗系統。
功能模塊1:船舶節能系統虛擬設計模塊。該系統可以實現的主要功能:①船舶CCHP綜合節能系統發電單元設計和改造模擬;②船舶CCHP綜合節能系統制冷單元設計和改造模擬;③船舶CCHP綜合節能系統熱利用單元設計和改造模擬。
功能模塊2:船舶節能系統優化模塊。該系統結合相關測試數據對節能效能進行評價,并進行重新調整,優化CCHP零部件及系統,實現較為滿意的節能效果。
7 結語
在國家實施“卓越工程師教育培養計劃”的大背景下,為有效提升本科生的工程實踐能力和科研素養,結合當前船舶行業節能減排的嚴峻形勢,本文進行了將相關專業課程實驗內容以整體形式有機融合的開放性實驗平臺建設的探索,從而尋求一種能有效提供本科生完成課程實驗、參加學科競賽、進行畢業設計等的基礎平臺,最終提高本科生創新實踐能力,努力培養優秀的畢業生,使其為今后的科研工作和生產工作中奠定良好的基礎。
參考文獻
[1]劉燕,李曉波.開放的教學實驗平臺建設與創新性人才培養[J].實驗室研究與探索,2014,33(3):211-214.
[2]姜麗偉.教學實驗設備使用與管理的優化[J].實驗技術與管理,2011,28(10):206-208.
關鍵詞 工程熱力學 教學 策略
【中圖分類號】G712
一、工程熱力學的特點
工程熱力學是熱能與動力工程、化工機械及油氣儲運等許多工科專業的專業基礎課,是這些專業的學生進行專業課程學習的基礎,在高等院校教學工作中占有重要地位。工程熱力學是熱力學最早的一個分支,主要是研究熱能與其它能量之間相互轉換規律及其應用的一門學科。工程熱力學包含的內容較多、理論性和實踐性都很強、熱力學理論和公式較繁雜、很多內容比較抽象,對于剛接觸這門課的許多大學生來說是非常難的一門課程。雖然工程熱力學和傳熱學同為專業基礎課程,但其學習難度要遠高于傳熱學,因為傳熱學的主要內容就是傳導、對流和輻射等三種傳熱方式,而工程熱力學中既包括熱力學三大定律、各種工質的熱物理性質,還包括郎肯循環等各種熱力循環。基于工程熱力學學科的上述特點,必須積極探討工程熱力學課程的有效教學方法,不斷提高學生的學習效果,達到真正掌握工程熱力學知識的目的。
二、工程熱力學的教學方法
要做好工程熱力學的教學工作,必須改進傳統的課堂教學方法,通過教學法的改進來不斷增強學生學習的興趣和對知識的理解掌握程度。筆者根據自己多年的教學經驗,認為在工程熱力學的教學過程中可以采用以下幾點策略。
1、明確工程熱力學教學的目的
在教學的過程中,老師應該對工程熱力學有一個明確的定位。工程熱力學是一門專業基礎課,因此教學的首要目的是讓學生對工程熱力學的知識有比較牢固的掌握。但與此同時,老師應該對教學目標有更高的要求,由于工程熱力學的特點,學好這門課非常有利于培養學生的發散思維和分析問題、解決問題的能力,也就是說可以通過這門課使學生學會分析問題的方法,為他們今后的工作和科研打下良好的基礎。雖然高職院校的學生底子普遍比較薄弱,但通過正確的引導也會使他們在學好課本知識的同時使自己的綜合素質得到提高。如在學習熵的概念時,由于這個概念比較抽象,很多學生可能會比較困惑,這時老師應將課本內容與社會現象相結合,組織大家辯論社會的發展符不符合孤立系統熵增原理。同學們通過積極的辯論,不僅可以加深對熱力學中熵的概念的理解,而且也提高了他們學習熱力學的興趣,鍛煉了他們的思維能力,使教學效果得到顯著提升。
2、在教學過程中運用好現代教學手段
現代技術特別是計算機和信息技術的發展使得多媒體教學的應用也越來越普遍,但與此同時也出現了許多問題需要解決,最典型的就是多媒體教學成了老師的閱讀式教學和學生的瀏覽式教學,一堂課下來學生并沒有收獲多少東西。因此,在多媒體教學的過程中老師必須要認真準備自己的電子教案。在電子教案的制作過程中必須要根據工程熱力學課程的特點引入大量的信息和動畫,這樣便于學生對所學的內容有一個直觀的認識,如在學習郎肯循環時,通過向學生進行動畫演示,可以使學生對該循環的流程和循環過程中所涉及到的設備有一個非常清楚的了解。另外,在制作多媒體課件的時候,老師必須要注意揚長避短,大到內容的收集與調整、小到字體的顏色與大小等問題必須要認真對待。在多媒體教學的過程中必須將老師、學生、課件及教材作為一個有機的整體來考慮,使教師成為整個教學過程的組織者、學生成為工程熱力學知識的主動構建者,多媒體僅僅是教學的工具和輔助手段,并不能替代教師的作用,教學過程中仍然要以老師為主導和學生為主體。
3、積極在課堂教學中開展“研究型”學習的模式
高等職業院校培養的是實踐性和應用性比較強的人才,因此在課堂教學中必須貫徹“學以致用”的教學理念。就以熱力學第二定律的學習為例,雖然熱力學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行的重要依據。利用該定律學生很容易對基本的物理現象進行判斷,如熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體等。但在熱力系統比較復雜的情況下,很多學生往往不知如何下手去判斷該過程能不能進行。在進行該部分內容的教學時老師應多結合具體的案例,讓學生根據課本的知識去判斷有些表面看起來可以實現節能的熱力過程能不能實現。如可以讓學生討論汽輪機做完功的乏汽有沒有利用的價值,因為這是很多沒有學過工程熱力學的人經常會提出的問題,要解決這個問題,就需要學生有一個宏觀的思維,對郎肯循環的整個過程有深入的了解,多進行類似的“研究型”學習,可以使學生將自己的所學用到實踐中去,真正達到學以致用的目的。
4、教學手段多樣化,提高學生的綜合學習能力
一個好的老師教給學生的是終身學習的能力,而不僅僅是給學生書本上的知識。隨著科學技術的迅速發展,知識更新的速度越來越快。高職院校的學生畢業后大部分從事的都是一線的技術工作,由于技術更新換代的速度非常快,因此這就對他們的學習能力提出了更高的要求。由于工程熱力學的內容十分豐富,并且只要涉及到能源的行業都能用上工程熱力學的知識,這為工程熱力學教學手段的多樣化提供了非常便利的條件。在教學過程中除了讓學生學好課本知識和進行必要的習題訓練外,可以給學生布置實踐性比較強的大作業,大作業的形式可以多種多樣。如可以讓學生就熱力學中的某個熱點問題進行文獻調研,根據自己查找的資料寫成報告;在學習完熱力學中的主要熱力循環過程以后可以讓學生自己設計理論上可以實現節能的熱工設備等;另外,還可以讓學生針對某個企業的能耗特點進行分析,找出其中潛在的節能潛力并提出實現的方案等。通過以上多種多樣的教學手段,不僅可以使學生對基本的理論知識有了更好的掌握,而且也真正培養了他們的綜合學習能力,對他們順利完成大學學業及今后的工作都有著巨大的幫助作用。
三、結語
結合自己多年的教學經驗,從幾個方面提出了做好工程熱力學教學工作的措施。由于篇幅所限,僅就幾個主要方面展開論述,希望能為從事工程熱力學教學工作的大學老師提供一些有益的參考。
參考文獻