传热学论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇传热学论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

当英语走向世界各地时，

 二、语言学习的心理差异是汉语教学中的重要问题

篇（2）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0149-02

国家教育部于2009年决定实施的“卓越工程师教育计划”，是为顺应国际发展趋势，适应国家工业、企业需求，增强我国核心竞争力，建设创新型国家，走新型工业化道路，培养各类型工程师的重要决策。该计划要解决的重点问题是：企业一方面抱怨工科大学毕业生工程实践能力弱化、不适应企业要求等问题；另一方面又不愿意接受大学生实习，不愿意参与工程师培养。该计划旨在高校中培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

传热学课程着重研究热量传递的规律和方法。[1]建筑环境与设备工程专业是土木工程专业下属学科专业，主要包含供热、供燃气、通风与空调工程、建筑给排水工程、建筑电气工程等几个方向，涉及的主要专业课程有暖通空调、制冷技术、流体输配管网系统、锅炉设备、热质交换等。从这些课程所讲授的内容看，传热学知识有着相当重要的地位，因此传热学是建筑环境与设备工程专业毕业生知识结构中的一门非常重要的基础课。随着我国高等教育教学改革的不断深化，在“重基础、宽口径” 的指导方针下，建筑环境与设备工程专业传热学的课时减少到原来的一半。如何在较少课时内培养学生用传热学的规律分析工程问题的能力，面对“卓越工程师”培养的传热学教学方法改革势在必行。[2]

下面结合笔者对建筑环境与设备工程专业学生进行传热学课堂教学的工作实践，谈谈卓越工程师背景下推进“热传学”课程改革的几点体会。

一、传热学课程教学现状及存在的问题

1.教材的内容结构

杨世铭等主编的《传热学》为比较经典的教材，该教材总体上体现了传热学这门应用性很强的基础课程的特点。教材主要包含热传导、热对流和热辐射三方面的内容。其中热传导部分相对简单，通过简化实际物理模型，运用高等数学的知识能够得到一般问题的分析解。而对流换热过程则相对复杂，该部分在实验研究的基础上总结出大量的图表和经验、半经验公式，运用时需区别不同情况带入不同的计算公式。对于此部分的学习学生感觉公式繁多、复杂，需强化记忆，且应用时经常选择错误的经验公式。辐射传热部分由于理论的抽象性以及辐射换热方程次数较高的问题，学生不仅对概念的掌握困难，辐射换热问题的求解亦有比较大的难度。总的来说，到目前为止传热学学科的发展中对于三种传热方式分析方法差别较大，连贯性不强，导致学生对课本知识的理解有些被动。且由于学时的减少，课上主要介绍三种传热方式的基本概念及方法，对综合性问题的分析、训练环节必然相应减少，导致学生分析和解决综合实际问题的能力缺乏。

2.教学方法和手段单一

传热学的教学中，目前多采用多媒体授课。多媒体授课方式相对于以前的板书授课方式虽然大大增强了学生的直观感受，通过图、文、声、像多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣，但也存在许多新的问题。例如：对于重点公式的推导不够细致，通常忽略或者先于学生的反应便给出答案，学生无法真正领会推导过程；课上信息量大，只注重讲课进度，忽视学生接受程度，到头来学生收效甚微；与学生的互动缺乏，因为内容多，上课过程多是教师一人在上边喋喋不休，学生却在下面精神恍惚，特别是难度较大的章节，学生因为理解不了干脆放弃听讲，教师在讲台上唱独角戏，课堂气氛沉闷。

根据传热学课程现状及存在的问题，以下内容分别为笔者从教学内容、教学方法、考核方式等几方面进行的一些思考及尝试。

二、面对“卓越工程师”培养的改革

1.优化教学内容

正如教材中所述，最近几年，世界范围内科学技术的发展对于传热学课程的发展产生了积极的影响，也提出了新的挑战。尽管传热学的基本规律并无变化，但是研究手段的发展和工程应用领域的扩大进一步丰富了传热学的内涵。为了适应我国相关行业的发展，体现本学科的进展，要使学生学到最新的知识，必须不断更新教学内容，把最新的知识引入到教学中。因此在教学内容的选择上，考虑面对卓越工程师培养的目标，笔者适当删减了一些比较繁琐的数学推导内容，如一维无限大平板非稳态导热分析解的推导过程课堂上不再推导，直接给出最后解的表达形式，要求同学了解其物理意义即可；对于传统传热学中相对陈旧的内容也可根据情况做一些删减，例如管内湍流传热的齐德-泰特公式、米海耶夫公式、流体横掠管束的格里森公式等；此外，根据情况可以增加一些有关传热学新技术的内容，如微尺度传热内容、强化单相对流换热的纵向涡方法等，通过这些前言知识的渗透使学生了解目前传热学应用的热点技术，增加学习兴趣。

2.引入工程案例的教学方法

面对“卓越工程师”培养需加强基于工程应用的教学方法。传热学学习的最终目的是解决与传热有关的工程实际问题。教材中分析的主要问题都能够在工程实际中找到原型。对建筑环境与设备工程专业来说，空调系统中最主要的部件是两个换热器：蒸发器和冷凝器。其中分别发生的是制冷工质的沸腾吸热以及凝结放热过程，这两部分换热的理论基础分别来自于传热学课本中沸腾和凝结换热一章。为了增强换热器的传热面积，肋片的应用则增加了同学们对换热器表面不同结构的理解和认识。空调中冷量的载体―制冷剂在管路中的输送过程需要保温，经济保温层厚度的确定也离不开利用传热学知识的计算。此外，空调系统设计初期，计算维护结构的冷、热负荷时，建筑维护结构的热传导环节则多可简化为无限大平壁的稳态导热问题，与课本中重点分析无限大平壁的导热问题相对应，等等。因此，在教学工作中引入与本专业密切相关的典型案例，首先会激发同学的学习兴趣，让同学带着问题去理解、去学习。此外，融入大量实际案例也可以使同学对基础知识的理解更加深入，避免了单纯课本知识的枯燥无味。

3.讲解与讨论相结合的教学方式

提高学生学习效果的重要方法是让学生的学习从被动到主动。多媒体课件作为一种辅助手段，把抽象的事物用生动的语言和画面展现在学生面前，更加形象和具体，但讲解基础理论时，以板书为主的方式效果较好。

摒弃课堂上老师一言堂的局面，在整个学习过程中教师主动设置讨论环节。目前传热学作为建筑环境与设备工程专业研究生考试的专业课之一，许多时候专业课的复试是通过综合案例的分析来考查学生对传热学知识的掌握情况。因此，在本科生教学阶段就加强这方面的练习十分必要。例如在不同学习阶段，教师可以挑选某一综合的传热问题，让学生分成小组，分别通过查阅文献、分析和制订求解方案，最后以报告或论文形式提交不同的解决方案，让学生在课堂上进行汇报和讨论，最终获得大家认为较好的方案。期间避免教师完全控制讨论，教师应注意倾听学生的发言，并进行适当引导，使所有学生都参加讨论过这个过程。这样，让学生对传热学的学习从被动到主动，深切体会运用所学传热学知识解决实际工程问题的过程，增强学习兴趣，并能培养部分学生进行科学研究的能力。

4.CFD教学方法的应用

CFD（Computer Fluid Dynamics）是应用各种离散化的数值计算方法与计算机科学相结合来解决流动与传热问题的重要方法。对于典型情况下的传热问题，传热学课本中能够推导并以公式的形式给出某一特定物体的温度场，但对于几何形状或者边界条件复杂的传热问题，运用CFD技术获得其内部的温度场之后，再对其传热量进行分析，这种方式已经必不可少。因此，结合CFD的教学方法可以更形象、生动地展示特定复杂场景下的传热过程，增强学生学习的兴趣，运用巧妙的模拟方法又可以使学生加强对传热基本规律的理解和掌握。[3]

5.增加实践教学课程

传热学是理论与应用并重的课程，目前传统的授课却往往偏重理论。为提高学生的动手与分析能力，应增加形式多样的实践课程。例如：建立教学和实习示范基地，在学习过程中带学生到这些基地进行参观。例如到散热器或空调厂家，通过让学生参观各种形式的换热器，让学生感受到传热学知识与日常生活和工业生产的重要性；利用假期可以鼓励学生到这些示范基地进行短期实习，丰富实践经验的同时也加强了锻炼。笔者所在的学校就与大金、开利等空调公司建立了合作关系，也为学生的就业提供了很好的出路。此外，可以针对重要知识点开设实验环节，让学生亲自制订实验方案、获得并整理实验数据，最后运用理论方法获得不同条件下的实验规律等等。这样通过锻炼学生的动手能力，增强了工程师素质的培养。

6.考核方式改革

考核既是对教师课堂教学效果的检验，又会促进学生学习的效果。笔者曾经对传热学的考核方式尝试多次改革。目前，期末考试环节分成开卷加闭卷两个部分，其中开卷部分针对综合传热问题进行考核，着重考查学生综合分析问题的能力；而闭卷部分则重点考查学生对基本概念、定性分析方法的理解。此外，课程过程中穿插的小论文完成情况也会在平时成绩中体现。这样避免了单一环节失误导致学生成绩不理想而造成的心理负担，充分给予学生机会，也能够清楚了解到每个学生在不同方面的特长加以针对性培养。

三、结论

面对“卓越工程师”培养的要求，结合建筑环境与设备工程专业特点，本文提出了优化教学内容，引入工程案例的教学方法，讲解与讨论相结合的教学方式，应用CFD教学方法，增加实践教学课程，改革考核方式等传热学教学改革之方法，能够使学生学习从被动到主动，并培养学生在较少课时内用传热规律分析工程问题的能力。

参考文献：

篇（3）

论文关键词：传热学；民族大学生；案例教学

“传热学”是研究由温差所引起的热量传递规律的科学，是热动专业学生的一门重要的专业基础课，是联系基础课和专业课的桥梁和纽带。传热学在生产技术领域的应用十分广泛，在能源动力、化工、材料、机械、电气、建筑、交通以及航空航天等领域中存在大量的热量传递问题。传热学的理论体系日臻完善，内容不断得到充实及改进，已成为现代科技中充满活力的主要基础学科之一。本课程在民族大学生能力培养和知识结构体系中起着承前启后的作用。因此，如何完善这门课程的课堂教学，使民族大学生成为有用人才是一个严肃的问题。笔者将结合近几年在“传热学”教研中的经验，谈谈在“传热学”在民族大学生教学中的一些认识。

一、民族大学生的学习情况

从学习的主体——民族大学生入手考虑问题，具体包括如下几个方面：

1.民族大学生基础薄弱

根据新疆大学新生入学成绩统计，2009级到2011级入学的热动民族大学生高考平均分为450分左右。学生基础不好，学习起来难度就很大，也就没有信心，要在热动行业有所作为就要多努力。

2.民族大学生学习习惯

民族大学生语言能力很强，有一名维族女学生会八种语言。但是，一名合格的工科大学生不仅仅要会语言，更重要的是要懂工程技术。然而，他们的学习习惯非常不好，比如上课不注意听讲、不做笔记、课下很少看书、不认真做作业、实验课上不专心、考前背课本、很少做题等。作为工科学生，不做题很难取得好成绩，因此就导致基础课尤其是数学课、流体力学也包括传热学不及格率很高。老师时刻提醒他们如何听课、如何学习，以改变不良的习惯及作风，使其养成良好的学习习惯。

3.民族大学生学习兴趣

民族大学生爱歌舞，但是，一提到学习就无精打采，这就是问题关键所在：没有学习兴趣。因此，这就需要老师多去鼓励他们，给他们自信心，让民族大学生对学习感兴趣，真正成为学习的主角。

对民族大学生学习情况有所了解之后，如何让民族大学生在薄弱基础上，养成良好的学习习惯，让他们真正成为学习的主角，那么就需要结合“传热学”提出具体教学指导思想，进一步探讨民族大学生“传热学”的教学方法。

二、“传热学”的教学指导思想

“传热学”课程的内容主要包括：导热、对流传热、辐射传热以及传热过程和换热。该课程连贯性和系统性较差，表现为基本概念繁多、公式紊乱、重点分散等，不利于学生的理解和记忆。那么，如何学好“传热学”，其教学指导思想又是什么呢？中国古语说：“授人以鱼，三餐之需；授人以渔，终生之用。”因此，课堂教学的指导思想应是以知识传授为载体，通过本课程的教学，民族大学生全面掌握传热学的基本规律，深刻理解导热、对流传热、辐射传热、传热过程和换热器以及传质学等知识体系，并关注在工程实际中的应用，努力培养民族大学生应用传热学理论，发现、分析并解决实际问题的能力。

要想使民族大学生学好传热学，首先应了解他们是怎么想的，知道他们的优点和缺点，区别于汉族同学，最重要的还是提高他们的学习兴趣，将课堂教学的主体由教师转移到学生，让他们成为学习的主角，这就需要授课老师做好教学的“互动”。课堂教学师生互动的过程，教师要多观察学生的课堂表现，不要急于讲知识，要让学生参与进来，真正让学生变被动学习为主动。目前，国内外的教育工作者提出了很多的教学方法，总结起来这些教学方法应该说都从某些方面体现教学“互动”让学生成为学习的主角的思想。

三、“传热学”教学方法

“传热学”是热动专业重要的专业基础课，也是重要的技术课。其主要任务是通过多种教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生理解掌握传热学的基本概念、基本原理及基本计算方法；培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及实验动手技能，为后继课程的学习、从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的理论基础。

传统的教学方式仍然是“填鸭式”，德国教育家第斯多惠说过“教育的艺术不在于传授本领，而在于激励唤醒”。“填鸭式”教学如果灌输得好，学生受益，但是大部分时候，学生只能消极被动地适应课程和适应老师。这种以大纲、教材、教参为主线的传统教学观念及做法，严重束缚了学生的全面发展。因此，现代教育理念是把学生、教师、教材、教育为四大要素加以合理地结合，对旧的教育体系重新调整，将“填鸭”转变为“问题解决及能力培养”，强调师生的合作精神，注重学生的个性培养以及个人能力的全面发展。

下面笔者将结合新疆大学热动专业的民族大学生谈谈传热学的课堂教学的一些方法。

1.做好笔记，加强学习效果

要求学生在上课时做好学习笔记，将解决问题的思路、方法、重点、学习心得及存在的问题等认真做好记录，以加强学习效果，便于检查复习，并且要硬性要求，与最后成绩考评直接挂钩。实践表明做一些硬性要求是必要的，有助于民族大学生的教学。

2.提问启发式教学

“启发”源于孔子的“不愤不启，不悱不发”。朱熹解释：启，谓开其意；发，谓达其辞。对于民族大学生，如果采用纯理论数学公式授课，多数学生会听不懂，因此就需要有针对性，多讲一些实例，比如冬天室内的空气是如何流动换热呢？学生们就会积极回答，因为暖气附近的空气热密度小，而离暖气远的地方空气冷密度大，这样就产生了密度差压力差，空气就流动，热量随之发生了交换。在此基础上教师可以引出对流换热。再比如，太阳是维吾尔族的象征图腾，那么在讲授辐射换热时，可以提问太阳是怎样将热量传播到地球，从而使地球有了阳光和生命。学生就很自然地听讲，学习主动性就会大大提高。

因此，在课堂授课时，教师应尽量多讲生活中的实例，少讲公式推导，公式能认识、会用，达到工程应用的目的就可以了；多提一些实际工程中的简单问题，尤其是举一些与维族、哈族及乌兹别克族等民族有关的实例，从而让他们对学习具有很大的积极性。总之，启发式教学拉近了老师与民族大学生之间的距离，从而有助于“传热学”的课堂教学。

3.学习运用参考资料

作为一名合格的当代大学生，善于从图书馆和网络中搜集有用的资料，培养自学能力是学好课程知识、丰富个人才能的重要途径。比如教师可以布置作业“谁提出了边界层理论”，下次课让学生自己讲解，学生就会通过网络查到是德国科学家普朗特，他在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、紊流理论等方面都作出了重要的贡献，被称作“空气动力学之父”，是近代力学奠基人之一。学生通过查资料的方式了解传热学名人，激发学习的热情和积极主动性。

4.实验课教学

新疆大学热动实验室随时为学生敞开，为其学习提供了便捷的途径，同时热动实验室还配备多媒体，使实验教学质量达到一个新台阶。

要培养民族大学生的动手能力，这就需要引导他们进实验室，做传热学的基本实验，开发传热学综合实训台，参观相关的锅炉和汽轮机设备模型，为后备课程学习打下基础。

使学生参与教师的研究课题。新疆大学热动专业教师几乎人手一个国家自治区自然科学基金项目课题，让民族大学生协助教师进行科研开发，实验研究，在实践中提高他们自身的科研能力。学生从中也学到了很多专业知识，在他们就业时就会受到很多用人单位的欢迎，在一定程度上解决民族大学生的就业问题。

实验课上教师要对民族大学生因势利导，鼓励学生创新，哪怕想法不是很完善的，甚至看似荒唐，都要给予鼓励表扬。培养学生创新能力，树立科学实验第一的观念，让他们养成严谨求实的良好作风。

5.多媒体教学与实例教学相结合

“传热学”有很多教学难点：如，导热微分方程式的求解、非稳态导热问题的求解、对流换热的边界层微分方程组、边界层积分方程组的求解及比拟理论、膜状凝结的分析解、膜状凝结影响因素和大容器饱和沸腾曲线和兰贝特定律及立体角的概念等。多媒体教学可以有效突破这些难点，例如非稳态导热过程，让学生建立起物体内温度分布空间的概念，就可以用多幅不同工况下的温度分布图来生动清晰地讲授，达到良好的授课效果。

但是，多媒体技术出现了许多亟待解决的问题，特别是如何将传统教学模式及教学手段合理结合。因此，在运用多媒体给民族大学生授课时应做到以下几点。第一，精心设计多媒体教课件，善于听取督导组老教师的意见、征求其他老师及同学的合理建议，做到课件既具有针对性又实用性。第二，优化多媒体教学与板书录像的组合，教学方式要根据学生和课堂内容而定，比如有以下几种组合：黑板+幻灯、黑板+幻灯+实物、黑板+幻灯+录像。对于民族大学生，黑板还是不可缺少的，当然他们最喜欢的还是录像讲授，实践证明教学手段太单一是不科学不合理的。第三，合理控制速度，语速要缓要慢，多次反复强调重点。

6.注意学生反映，讲究策略

篇（4）

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）06-0119-02

引言

传热学课程是湖南城市学院建筑环境与能源应用工程专业的一门重要的专业基础课，也是我校重点建设的课程。由于传热学课程的知识点多，课时在教学改革的推进中又不断被压缩，在这个矛盾中，学生们常感觉对知识点的学习不够深入，有许多问题想进一步进行深究却无法实现，导致教学质量有所下降。作为教师应当如何高效地利用课堂时间提高教学质量，使学生们能够真正掌握该门课程所需要掌握的知识点，为以后专业课的学习打好基础，是当前传热学进行教学改革的重点及难点。要解决以上矛盾问题就必须提高学习效率，笔者认为将目前常用的计算机辅助手段引入传热学教学将有效解决这一矛盾现象。

计算流体动力学CFD技术是利用质量守恒，牛顿第二定律和能量守恒这三大定律的最基本形式，即积分方程或者偏微分方程转换成离散代数形式，然后求解代数方程得到离散的空间或时间上的流程数值，从而揭示其物理特性和规律的一门学科，目前已成为十分热门的研究领域，目前已广泛应用于换热器流固热耦合三维流场仿真、电子设备热设计、通风空调设计、多种翅片管换热及流动特性模拟、多孔介质区域流动模拟、建筑风场模拟、复杂几何结构气动外流场模拟等许多工程领域。目前已有部分高校教师尝试将CFD技术应用到 “传热学”的教学中，该教学方法能够将各种课堂上学习的传热现象在屏幕上生动、形象地通过CFD软件模拟，对于稳态问题，可以通过计算结果的云图方式表示出来，对于非稳态问题，可以以动态变化的动画形式表示出来。通过模拟画面与基础理论知识进行对比，能够加深学生对相应知识的理解，另外，计算机模拟又能十分灵活地改变各种参数，参数变化后能得到不同的结果，这也能激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

一、教学内容和方法的改革

在学习传热学的过程中，大部分学生都反映传热学基础理论比较晦涩难懂，特别是讲到对流传热部分，大篇幅内容都是讲经验公式，让学生印象不深。作为老师在课堂上没有具体动态地将传热现象讲授给学生，容易造成传热学理论知识学习无法与工程实践相结合，对于传热学这样实践性较强的专业基础课，该现象需要尽快转变。传统的教学把实践部分的教学放在实验室中，但是由于学校实验经费、实验条件以及实验课时等问题约束，使得实验教学无法满足学生们的需要，比如实验室的器材无法给每个学生都能动手的机会，导致许多实验都成为演示性的实验，理论与实际不能相结合的问题突出。仅使用传统的教学方法讲授传热学课程，其教学效果无法得到保障，而该学科在本专业中十分重要，对传热学知识的掌握程度将直接影响其他相关专业课程的学习。

CFD技术与传热学教学相结合是解决上述问题的捷径，传热学中的一些传热过程是可以通过CFD软件在课堂上进行简单的演示性模拟的，特别是对一些在实验室环境难以实现的实验，更能体现出计算机模拟的优势。而且模拟过程以及结果都以彩色画面在屏幕上展示出来，很直观，能增强学生对传热过程的感性认识。在课堂上也能传授一部分CFD软件的应用入门知识，学生们掌握一定的应用基础知识后也能独立地动手来模拟甚至探索书本以外的传热现象，如果在这个过程中遇到难题也更愿意探索深究其中的原因，如此良性循环不但能增加课堂生动性，提高每位学生的学习积极性，同时也得到了最佳的教学效果。

二、教学手段的改进

（一）多媒体教学

目前在课堂上应用最为广泛的是PPT，其特点是形象、生动、容易制作，但对于建筑环境与设备工程专业这样的工科专业而言，更重要的是理论与实践相结合，PPT在直观性方面还有待加强。而与实践没有紧密联系的教学方法必然与当前学校教育改革的精神相背离，也与大学教育的本质相冲突。在这种情况下多媒体教学的改革势在必行，笔者认为教学手段除了多媒体PPT教学外应该加入一部分CFD软件的模拟教学内容。例如在导热问题数值解法基础一章中，如果按照教材中所提示的，在课堂中用PPT演示区域与时间的离散化，就会相当抽象，对于初次接触导热问题数值解法的学生们来说比较晦涩难懂，但是如果引入CFD技术，比如通过fluent软件中的前处理软件gambit对某一生活中常见的物体进行网格的划分，就能生动形象地解释离散的含义，有利于学生们对课堂知识的理解。

（二）双语教学

在课堂中，特别是课件中应引入双语教学。一方面，要了解传热学的最新的研究进展必须查阅外文期刊、国际会议论文集以及相关领域国际知名研究人员的研究报告，如果在该领域进行研究，无论是参加国际会议还是撰写科技文章，都需要用到专业英语，因此在课堂中学习相关的专业英语是十分必要的；另一方面，各类CFD软件都是英文界面的，掌握好专业英语对CFD软件的理解也能提供很好的帮助，以FLUENT软件为例，该软件为全英文的，目前也有许多该软件的教材，教材的形式往往是以实例教学为主。在这些教材中，对实例中的操作进行了详细的讲解，而对于专业英语学得好的学生，其中各种参数的设置含义将十分清晰，学习效果也将事半功倍，而如果专业英语不太好，对于参数设置半知半解，学习完这些教程也没有理解其实质，往往事倍功半。学生如果想自学该软件也必须学好专业英语。

三、实践教学环节的改革

除了课堂上，传热学教学中另一个重要的部分就是实践教学环节，充分利用实践教学环节加深学生们对所学知识的掌握并提升其创新能力，是教学改革的一项重要任务。

传统的实践教学以实验为主，这一点作为实践教学的根本，必须继续加强，一方面积极推进学校实验装置的建设，把硬件设备建设好是学生进行创新性研究的基础。另外，作为实验的补充，将CFD技术引入实践教学环节也是十分可行的，CFD技术引入实践教学后能提高实践教学的深度和广度，而且该技术在以后的学习工作中都将有用武之地。在设计CFD实验中，可以通过设定不同的条件，来保证学生们的题目都不相同，都必须进行独立思考，避免了互相抄袭的现象。同时CFD试验带有更多的不确定性，一个设定条件的改变都能影响最后模拟的结果，这势必会带来课下更多的学习探讨，开拓了学生的思维，不光在课堂上听老师讲解，更要自己动脑学习，除了掌握所学知识，更能培养学生创新能力。

四、总结

将CFD技术引入“传热学”课堂教学中，通过CFD软件强大的图形显示功能，使学生更易于理解和掌握课程中的基本理论，能有效解决课程教学中的一些难于讲解的问题，提高多媒体课堂教学水平。在实践教学环节中增加CFD试验部分，提高了实践教学的深度和广度，为传热学教学改革开辟了一条新途径。

［参考文献］

［1］陶文铨.数值传热学［M］.西安:西安交通大学出版社,2001.

［2］邓权威,刘欣华.CFD在本科教学中的应用―以传热学为例［J］.当代教育论坛,2009,（10）.

［3］李雪梅，黄丽芳，李金成．传热学课程教学改革的探讨与实践［J］．石油教育，2004，（3）．

［4］刘彦丰，粱秀俊，高正阳，等．关于传热学课程创新教育综合改革的探讨［J］．中国电力教育，2002，（4）．

篇（5）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0044-02

传热学是一门研究由温差引起的热量传递规律的科学，是现代科学技术中最重要的基础学科之一，它不仅是能源动力、交通运输、石油化工等专业本科生的一门重要专业基础课，而且在机械、电子、土木、航天航空和轻纺食品等工程技术领域里的应用也十分广泛。目前大连海洋大学（以下简称“我校”）该课程体系是由理论、实验、实习和课程设计四个环节所组成。其中传热学课程设计这个教学环节是紧接在传热学课程理论教学之后进行的一个综合性实践教学环节，也是学生综合运用传热学、换热器设计以及相关先修课程知识，联系实际生产和日常生活，以完成以某一特定设计任务为主的一次工程设计实践环节（包括自行完成主体设备的选型计算、材料选择及内部结构设计、工艺计算及主要尺寸设计，主要附属设备的选型设计，主体设备总图的绘制等，同时还要综合考虑制造成本、加工工艺难度、维护保养等因素）。因此，该课程设计在整个课程体系教学改革中的地位十分重要。[1-3]

一、传热学课程设计的现状与改革方向

目前高校的课程设计大多数是依附于理论课程而开设的，与理论教学同步并在授课计划范围内完成，通常课程设计的过程往往是学生仿照教师的设计过程和设计指导书上的步骤来进行。因此课程设计的核心主要是指导教师，学生按教师预先给定好的设计流程进行，被动地接受设计方案，丧失了主动参与课程设计的积极性和热情，而且在设计中发生问题也不能及时反馈。这样的结果，将大大降低学生的动手能力、分析和解决问题的能力，更谈不上对学生工程素质的培养了。

随着对培养工程素质人才的需求和对传统课程设计教学模式改革的呼声越来越高，一种“以学生为中心”的教学理念即“任务学习法”越来越受到教育工作者的重视。这种教学模式主要是体现“任务导向”和“学生主体、教师主导”的教学原则，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，甚至于交流合作的能力，这同样也是当前培养知识、能力、素质综合发展的工程型人才的改革方向。[4，5]

二、基于任务型教学法的课程设计改革原则

为了将任务教学法成功而高效地运用于传热学课程设计这一实践教学环节，在改革之前必须制订某些行之有效的原则作为指导，以便使其更好地发挥功用。考虑到任务型教学法是一种以任务为核心单位计划和组织教学的途径，它强调在“做中学”，不仅吸收了以往多种教学方法的优点，而且和其他的教学方法并不排斥。因此，笔者在教学改革实施过程中根据此教学方法的特点提出了以下的课程设计原则。[6]

1.将较难的任务前置

大量的研究结果表明，学生在整个学习过程中的精力是有限的。根据笔者多年指导课程设计的教学经验，发现学生往往在学习过程的前半阶段思想最为活跃，精力也最为充沛。因此，在给定课程设计任务后，教师应有意识地把那些理论性强、需要花费大量精力才能掌握的较难的任务环节放在课程设计的前半阶段，例如对换热器的选型计算部分。这不仅仅是因为这些较难的学习任务往往更具有冒险性和创新性，而且这样的设置可以极大地激发学生的学习兴趣和好奇心，从实际教学反馈效果来看教学效果良好，也更有利于教师灵活地推动整个课程设计教学流程的进行。

2.将安静的教学任务前置

激烈的教学活动能让学生的大脑兴奋，特别是在课程设计的后半阶段，学生往往会感觉到疲惫，这个时候如果再进行安静的教学活动，学生的大脑就会处于一种抑制状态，从而影响整个课程设计的教学效果。因此，为了保证学生处于科学、合理的学习状态，指导教师应当把相对较为安静的教学任务安排在课程设计的前半阶段。

3.将整个课程设计连贯化

根据任务型教学法的指导思想，任务的设计是实施任务型教学法的关键和前提。因此，在课程设计正式开始之前，教师应指导每名学生根据分配的相关参数独立构建设计项目，每一项目均设计任务若干，在任务设计的过程中考虑行业发展、企业需求的实际情况，同时把传热学作为基础技能贯穿于任务环中，让学生提前对任务环的大体框架有一个较为清晰的了解。同时以任务为核心单位计划和组织教学，在“教中做”，在“做中学”，通过一系列的集体活动或个人活动来开展课程设计，最后对所涉及的全部教学内容进行整合并总结。总之，每一个教学环节都应该紧密相连，从教学设计角度保证课程设计的连贯性，并让学生能够获得最佳的学习效果。

三、课程设计的具体改革步骤

1.改革课程设计的教学大纲

课程设计中的教学目标和任务都是依据教学大纲提出的，而教学大纲中所提出的相关教学要求和教学任务就是开展课程设计的指挥棒，其作用不言而喻。显然，大纲中的这些目标和要求应该能够体现任务教学法的任务设计思想。

通过传热学课程设计这一实践环节，应该让学生掌握换热器设备设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准的途径，正确地选用公式和数据，加强工程计算和CAD绘图能力，初步形成工程优化意识，并能运用简洁的文字和工程语言正确表述设计思想和结果，从而培养学生的工程能力和创新能力。笔者在总结以往教改经验的基础上，将教学大纲作为前任务阶段进行改革，根据行业的发展趋势以及学生日后就业的企业需求，为每名学生都构建了不同的设计项目，引导学生自主地参与到任务设计环节中来。当学生对自身任务有了较为明确的认知后，就可以进入任务环阶段了。

2.课程设计题目的设定

在任务环阶段需要学生采用各种方法和手段去完成任务要求。如何能让学生从课程设计中既学到有用的知识和技能，同时又符合传热学课程设计的教学要求，这是课程设计题目设定的最根本原则。考虑到传热学课程设计最多一般也就两周的时间，同时受各种条件的限制，学生到现场测量考察换热器实物的可能性很小。如果设置的课程设计题目过大过深，学生可能会没有时间深入研究任务而只是忙于完成形式上的设计报告。因此，在设计题目的设定上，指导书中会尽量选取学生在学校和日常生活中能接触到的常见换热器类型，同时做到每名学生的初始设计参数都不一样，从而培养学生自主设计的独立工作意识。[7]

3.教学环境的改革

传统的课程设计教学环境已经不能很好地适应新形势下的课程设计教学要求。任务教学法就是要以学生为中心，创新教学模式和教学方法，建立以学生为主体、教师为主导的教学模式，通过组建课程设计小组，激发学生学习兴趣，引导学生通过组内分工、信息资源共享、技术难题攻关、组内讨论、组外交流等多种方式参与到教师的各个教学环节中去，鼓励每一名学生发挥自身特点，积极参与到设计团队的任务中，充分利用学生主观能动性，师生共同营造一个轻松热烈的教学环境。

基于以往的课程设计教学经验，采用灵活的情景式教学比较有利于任务教学法的开展，同时适当结合CDIO（构思、设计、实现、运作）模式等先进教学方法，展开对设计任务的团队讨论及研究模式，注重原理和应用相结合，强化以工程实例为载体的案例教学，将课程设计与工程体系有机结合，强化综合设计和工程实践训练。同时开展专题讨论，强化能力的培养。教学中增加一些专题讨论、工程案例、工程项目研究报告，有助于培养学生分析、解决问题的能力，创新意识和创新能力。

4.评价与考核方式的改革

从学生的长远发展来看，对学生的评价与考核不过是激励他们不断学习和进步的一种手段。既然实践环节的教学目的是侧重提高学生的动手实践能力，那么其评价考核方式就应与传统的理论教学有所区别，针对任务教学法更应如此。

由于任务教学法是以任务作为教学的主线，以学生实践作为中心，以老师作为辅导。因此，在考核方式上也应以学生为主体，以设计任务完成的质量作为考核依据，而不再以最终的课程设计报告作为终结性评价指标。每个学生作为个体既是自己任务的设计者，也是其他同学的“同行”，可以对其他同学的设计进行评价打分，因为学生在一起共同完成课程设计任务的同时，对彼此平时的表现也是最为了解的，这样可以提升评价考核的公平性与透明度，有效促进学生们的学习积极性。

四、结束语

总而言之，任务教学法有效地打破了传统的教学模式，最大限度地发挥了学生学习的积极性和主动性，不仅符合新形势下对高素质工程技术人才培养的需要，同时在教学实践中也取得了良好的教学效果。在教学中，教师要不断地总结实际经验，运用任务教学法，实现传热学课程设计教学效果的不断提高。

参考文献：

[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].第四版.北京：高等教育处出版社，

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[2]于靖博，董丽娜， 赵兰英.《工程热力学与传热学》课程教学改革与实践[J].广州化工，2013，（11）.

[3]顾丽莉，张登峰， 赵文波，等.关于化工原理课程设计的几点思考[A].2013年创新教育学术会议（CCE2013）论文集[C].2013.

[4]金华.运用任务驱动教学法的思考和实践[J].新课程（教研），

2010，（11）.

篇（6）

作者简介：衣秋杰（1978-），女，山东栖霞人，山东科技大学机电学院，讲师。（山东 青岛 266590）

基金项目：本文系“2010年山东科技大学教育教学研究‘群星计划’基金项目”（项目编号：qx102035）的研究成果。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）01-0054-02

“传热学”是热能与动力工程专业的专业基础课程之一，也是能源、化工、动力、土木、电子等学科的主要专业课之一。由于自然界和工业生产中到处都有热量传递现象，所以传热学理论在各个领域都有着广泛的应用。传热学是一门经典的传统课程，同时又是一门发展中的应用性极强的基础课程。山东科技大学（以下简称“我校”）自2001年首批招收热能与动力工程专业本科生起，就在专业培养方案中设置了“传热学”课程，自2009年开始在车辆工程专业加设“热工基础”课程（包括“工程热力学”和“传热学”），目前我校开设传热学课程的专业还有建筑环境与设备工程专业、安全工程专业、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程专业。本课程既属于专业基础课程，又是与工程实际结合紧密的应用学科，“传热学”的课程教学质量直接关系到后续专业课程的工程应用及理论研究，在专业人才培养过程中发挥着重要的作用。为了在有限的学时中尽快引导学生入门，笔者在教学实施过程中对教学目标的确定、课程内容选择、课堂教学方法研究、学生情况和成绩考核等方面进行了一系列探索与实践。

一、课程体系和教学内容的改革

“传热学”的主要内容包括热量传递的基本方式，热量传递的基本规律及其应用，传热过程综合分析三大部分。专业不同，课时不同，对本课程的需求是不同的，在保持课程内容体系完整性，服务于专业的原则下，结合专业需要建立内容丰富、层次分明、针对性强的课程体系，丰富和完善与专业相适应的课程体系。在教学实践中根据不同学时数，安排不同的教学内容，制定不同的课程主线。比如，对车辆专业少课时传热学内容，教学重点内容放在热量传递的基本方式和基本规律的应用上，课堂教学围绕着专业需求安排教学内容，其课程主线图安排如图1所示。注重以理论联系实际的方式将相关内容的专业背景、科研信息与应用在课堂教学中体现出来，呈现给学生，使学生能够找到本课程内容与其专业的应用点和结合点，树立和强化学生的工程概念和意识，培养其解决实际问题的能力。

对于多学时的课程教学，教学内容既要结合工程实际，又要和学科前沿相结合，注重学生解决实际问题能力的培养和视野的开阔。教学内容要加强学生工程意识的培养，培养学生解决实际问题的能力。工科院校的教学必须加强对学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。传热学的数学推导较多，查图查表较多。传统教学观念中，偏重于介绍原理和公式推导，最后套用公式解题。学生虽然会解难题，可是遇到工程实际问题却无从下手。为此课堂教学中从工程应用的角度出发，结合学生的专业特点，举出与专业课程和实践环节密切相关的实例，根据实例建立起数学模型，并确定定解条件（包括边界条件和初始条件），然后利用数学知识求解方程或方程组获得分析解或数值解或得到实验关联式。最后对所获得的解进行分析，用来解释传热现象，指导工程实际。例如，管道保温层的覆设、锅炉炉膛的辐射传热等，通过实例让学生初步树立工程观念。通过增加与工程密切相关的习题来加强学生工程实际意识的培养和工程设计能力的训练。例如，在讲用热电偶测量储气罐内气体温度这一实例时，可以提出如何降低测量误差的问题，引导学生学会在工程实际中如何用理论知识指导生产。这样一来，既可以增强学生的学习积极性，增强他们的工程观念，培养他们的工程意识，还可以培养学生全面考虑问题，解决实际问题的能力。

教材并非唯一的教学课程资源，在传热学中，为学生提供丰富多彩的具有时代特点的传热学学习材料可以拓宽学生的学习视野，激发学生的学习热情。教师可以把与课程相关的前沿学术动态和科研信息随时补充穿插在课堂教学中，鼓励学生利用网络和电子期刊获取与学科相关的论文信息，也可以鼓励学生利用所学知识通过大学生科研立项等科技创新活动解决生活中遇到的问题。例如，在讲解传热的连续介质假定的条件时，可以提到微尺度传热。在讲到强化传热时，可以提到场协同原理。这样可以提高学生的学习兴趣，培养学生的主动查阅科技文献的自学能力和发现问题解决问题的能力。

二、以学生为本的教学方法的灵活应用

传热学虽然是热能与动力工程专业的一门专业基础课，但是它在人们的日常生活和工程实践中都能找到实际应用。现在的大学生思想活跃，自主性强，如果仅仅对教材平铺直叙，照本宣科，教师只顾在黑板上进行公式推导，很容易让学生感到枯燥乏味，不积极思考，感受不到学科魅力，无法集中注意力学习专业基础知识，更谈不上学以致用。如果能够在教学过程中利用其身边感兴趣的实例加以引导，则能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。例如，笔记本的散热问题，室内暖气的安装位置问题。通过深入浅出的讲解，运用所要讲述的理论分析问题解决问题，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以激发他们的求知欲和探索精神。

教学过程中启发提问相结合，活跃课堂气氛，提高学生学习的积极性和主动性。教学过程中，学生是课堂教学中的主体，只有调动起学生主体的积极性和主动性才能提高课堂教学效果。专业基础课不可避免的会遇到一些理论分析和公式推导，这些往往是教学内容中比较枯燥乏味的部分，学生很容易失去学习兴趣。采用启发式提问，加强师生互动，可以营造生动活泼的学习环境，促使学生积极参与到教学过程中而不是被动接受知识的灌输。如果能够先分析公式推导的依据、目的和结论，并指出其中的关键点和推导思路，然后留出时间让学生自己动手推导或作为思考题的形式让学生课后思考，在下次课时让学生针对推导过程中遇到的问题各抒己见，鼓励学生勇于质疑，提出自己的新观点，学生可以提出自己的问题，甚至是对教学内容的质疑，这样不仅可以巩固学生对知识的掌握和理解，促使学生主动学习，促进学生发散思维和创造性思维的发展，进一步深化素质教育。在师生互动的过程中，可以提高学生口头表达能力和增强心理素质，还可以教学相长，对教师也是一种督促和激励，需要教师不断提高完善自己，不断与时俱进。

教师要善于总结，通过比较，加深学生对基本概念的理解，通过比较揭示不同现象的本质。例如，通过散热器内热水和室内空气的热量传递与热工设备换热器冷热流体间的热量传递的比较，引出传热过程的概念。通过比较还可以让学生找到知识点之间的相互联系与区别。例如，通过热量传递和动量传递的类比，理解热量传递与动量传递间的某些相同点，加深对热量传递的理解，学会比拟法研究对流换热问题。通过比较，还可以让学生认识到理想物体与实际物体间的差异，理论与实际的差距，认识到理论应用在具体不同条件下产生的个体差异，为今后解决工程实际问题积累经验培养能力。例如，理想物体黑体和实际物体辐射力及辐射换热量的计算的比较。教师不仅应善于总结通过比较教学法帮助学生建立完整清晰的知识体系，还应该引导学生学会独立运用比较方法，培养独立思考，主动学习，善于分析事物本质及联系的能力，形成自己的知识体系。

当然课堂教学灵活性很大，不能为了单纯运用教学方法而运用，适时灵活的将多种教学方法综合运用，才能达到良好的教学效果。例如，在讲授通过圆筒壁的传热过程时，可以由此联系到工程实际中管道的散热问题，这时可以提问相同厚度的保温层放在圆管内保温效果好还是放在圆管外好呢？学生可能认为放在管外好，结果答案恰恰相反，带着疑问就会认真听讲。待这个问题解决后，再问学生同样是在外面包裹一层，电线外面加了一层聚氯乙烯也是起到保温的作用吗？学生又会有疑问，这时引出“临界热绝缘直径”的概念，通过分析热流量和圆筒直径的关系，发现直径小于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层反而起不到保温的作用，起到散热的作用；当直径大于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层才能起到保温的作用。通过创设问题情境，运用比较法，启发提问相结合的教学方法，有利于学生解决实际问题能力的培养。

三、教学实践方式的改革

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[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2011)06-0074-03

根据“厚基础、重实践、强能力”的人才培养战略，华北电力大学制订了热能动力工程专业2008版本科专业人才培养方案，确定了“培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，具有一定创新能力、较强实践能力和良好发展潜力的高级专门人才”的培养目标。教学计划中突出了创新型人才的培养，要求明确各课程及其教学环节在人才培养中的地位，进一步发挥其培养创新型人才的作用。

专业基础课程作为提高人才培养质量和培养创新型人才的基础环节，起着举足轻重的地位[1]。其教学目的是要求学生掌握课程的基本理论、基本方法和基本实验技能，培养学生分析和解决实际问题的能力，通过知识的不断积累和融合，为后续课程的学习打下扎实的基础。教学过程涉及教学目的、教学内容、教学方法、实验教学和考试方法等多个环节。目前，各教学环节均存在可深层次挖掘的潜力，尚未充分发挥在人才培养、尤其是创新型人才培养中的作用。这表现在教学方法上仍为“师授生录”的传统模式、学生主体作用不突出；教学内容上为重理论、轻实践的“一手硬、一手软”现象；实验内容多为验证性实验，深层次和边缘性的实验现象未被重视和挖掘；考试方法多为理论内容，忽视实验教学内容等诸多方面。教学实践中，如能对上述各环节进行深入研究和探讨，充分挖掘其深层次内涵，并在实践中加以实施，必能有效提高人才培养质量。

本文以华北电力大学热能动力工程专业的专业基础课工程热力学、流体力学和传热学为研究对象，旨在通过深入研究各教学环节在人才培养，尤其是创新型人才培养中的地位和作用，达到全面提高教学效果的目的，将培养目标真正落到实处。

1 明确教学目的

教学目的是培养创新型人才的指南和方向。热能动力工程专业设置有电厂热能动力工程、电厂集控运行、制冷与空调工程等三个专业方向。三个方向虽有不同，但其专业基础课均为工程热力学、流体力学和传热学，是学习各后续专业课的前提和基础。这三门课程既相互独立，又相互衔接，如流体力学的学习需要工程热力学的知识，传热学的学习又以工程热力学和流体力学的内容为基础，因此开课顺序依次为工程热力学、流体力学和传热学。

三门专业基础课程教学目的又各具特色。工程热力学的教学目的是通过学习工程热力学的基本理论和基本知识，重点掌握热力学基本概念，热力学第一、第二定律，水和水蒸气性质，动力装置循环和制冷循环等。流体力学要求学生掌握流体力学基本概念和基本理论，重点掌握流体的平衡和运动规律、势流理论、边界层理论、相似原理和气体动力学基础等。传热学的目的是使学生掌握有关热量传递的基本理论知识（热传导、对流换热、辐射换热和换热器），具备分析和计算传热学问题的能力。同时，各专业基础课均要求掌握一定的实验技术和实验操作技能。

热能动力工程专业中的诸多实际现象或科学问题，可能需要其中一门或多门课程的知识，或者可以从不同方向进行分析，进而达到全面认识的目的。因此，上述三门课程的学习不可偏废，而且只有明确了各专业基础的教学目的和要求，才能达到人才培养的基本要求。

2 优化教学内容

教学内容是培养创新型人才的核心。教师应根据课程教学大纲的要求，明确教学内容中的基本要求和核心要求。在此基础上，适当拓宽、拓展教学内容，同时密切关注、跟踪本专业不断涌现的新的发展方向，不断将与课程相关的新问题、新现象和新理论补充进来，通过丰富和优化教学内容，从而激发学生的学习兴趣和动力。

如工程热力学中，对于复杂动力装置的分析以往多从热I律（焓）角度进行研究，而目前文献多从热II律（焓和熵）角度出发，以找到节能降耗的薄弱环节和实现能量的梯级利用；又如流体力学和传热学近年来涌现了大量新问题，如微纳尺度内流体的流动与传热，活性剂溶液铺展过程的指进现象，负压状态下液滴的雾化过程等，以及新技术的应用，如高速摄像技术、PIV测速技术等等。在这些方面，教师可结合相关领域的研究和应用现状，或自身的科研进展和兴趣，将新的科学现象、科研成果融入本科教学，在拓宽知识面和提高学生科研兴趣时，逐渐培养和发现创新型人才，并使部分有想法的同学提前进入预研状态。

3 改进教学方法

教学方法是培养创新人才的关键环节，教学方法不同其教学效果也会有所不同。对于专业基础课，教学内容多为经典的理论内容或方程推导，并由此展开实际应用的讨论，目前这类课程多采用以教师为主的讲授式方法。授课中，以教师为主体，学生基本处于被动位置，学生在课堂上很少主动提问或敢于就不同见解与教师商榷[2,3]。实践表明，这种传统的教学模式不仅不能发挥学生的主动性，也不利于创新型人才的培养。因此，转变教学观念、改进教学方法，逐步形成研究型教学的现代教育理念就成为培养创新型人才的迫切需要。当然，不同的教学内容应选择恰当的教学模式，切不可盲目“一刀切”。对于基础性和原理性的内容，仍以教师讲授为主；在此前提下，针对课程有关内容（如持不同观点），通过合理运用启发式教学、讨论式教学、准研讨式教学[4]等形式，鼓励学生广开思路，敢于“于不疑处有疑”，在积极主动的教学活动中促进学生创新意识的培养。

发挥学生主体作用是培养创新人才的催化剂。为此，教师应逐步树立教师主导、学生主体的教学理念[5]。教学中，积极创造良好的课堂氛围，充分调动学生的主观能动性，激发其学习动机和兴趣，使其逐步成为教学活动的主角，从而将知识转化为能力、将兴趣转化为动力、将质疑和问题转化为研究课题。例如流体力学中，机翼理论中关于机翼升力的形成过程，又如关于边界层分离现象中的分离位置，这些内容在不同教材有着不同的观点，同学可自行查阅书籍和文献，进而展开讨论；传热学中，如何正确理解外掠圆管换热局部换热系数在不同雷诺数下的回升现象与边界层发展和分离的关系，以及各种新型高效换热器的型式和机理，而且同学均充分发挥想象力，从理论上提出新型换热器。另外，有些拓展性内容也可让学生讲解，如流体力学讲到超声速流动及其现象时，对于音障现象及其对飞机的影响，可由1名同学来讲，既拓展了知识面，又激发了学习兴趣。

教学之外，针对学生对知识的求知欲、对新问题和未知现象的探索精神，充分发挥其主观能动性和独立思考的能力，鼓励学生敢于想象，大胆提出自己的设想和观点，逐步达到学以致用、能力和水平逐步提高的目的。目前，部分学生在专业教师指导下，利用动力系实验基地，积极参与全国和学校大学生创新计划、数学建模比赛、大学生挑战杯和大学生节能大赛等科技活动，以及教师的一些纵、横向科研项目中。通过主持或参与具体的科研项目，不断发现和解决新问题，逐步提高了自身的创新能力，同时也锻炼了组织能力，培养了团队精神，综合能力得到明显提升。通过上述实践活动，目前已涌现出一些具有一定创新意识和创新能力的学生，或发表了学术论文，或授权了实用新型专利。而且也作为保送研究生的优选条件之一，也进一步促进了学生的参与热情和科研积极性。

4 挖掘实验教学内容

实验教学是培养创新人才的有力手段。实验教学不仅是对理论内容的实际验证，更重要的是培养学生实验技能和分析能力的重要措施[6]，也是发挥学生主体作用的最有效的实践环节之一。专业基础课实验分为验证性和综合性实验，验证性实验侧重对基本原理的验证和再现，综合性实验则侧重于较复杂现象的分析，二者侧重点各有不同。实验中，若能充分发挥学生的主体作用和探究精神，通过深挖实验教学内容的内涵，鼓励对有关边缘性现象的观察和深层次问题的探索，势必能在很大程度上提高培养学生的创新意识和能力。因此，实验中，强调学生亲自动手操作实验、主动分析实验现象、独立思考问题和解释问题。

验证性实验也能在很大程度上提高学习效果。如流动演示实验中，在突然扩大的流动通道内，可清晰地观察到突扩前的截面上其流线为接近于平行直线，这也是为何在理论分析中可以把该截面近似作为缓变流截面的原因所在，若不通过实验现象，仅靠想象既不直观又缺乏说服力，而且可通过改变流速，进一步验证这一假设是否始终成立。又如流体力学中的伯努利方程实验，该实验再现了各测点处的总水头和静水头在不同流量下沿流动方向的变化规律，若脱离实验过程，也可以从能量守恒和能量转换的角度得出上述规律，这当然需要扎实的理论基础和分析能力，但理论和实验教学的有机结合，可起到事半功倍的效果。

综合实验更能全面考察学生的学习效果和运用知识的能力。如换热器综合实验中，为何对于相同的换热器结构，逆流情形下的传热系数要小于顺流情形；并联管路特性及流量分配实验中，为何具有相同结构的各并联管道其流量不同，压力损失也不同；离心泵并联及工况调节实验中，在不同负荷下，采用共用阀和非共用阀进行调节其经济性为何不同；边缘性现象，如泵性能实验中的汽蚀特征及噪声特性也值得进一步研究。

另外，对于实验数据的处理，坐标系选用线性坐标还是对数坐标，参数是以有量纲还是无量纲形式进行整理，实验数据坏点的正确剔除和有效数据的保留等，都有充分发挥的余地，也是培养学生科学思考问题和获得正确结果的关键之处。

5 改革考试方法和内容

考试作为教学活动的最后一环，是教学成效和学习效果的综合反映，教学过程的各个环节，尤其是薄弱环节都可以从成绩分布上反映出来。因此，考试方法和内容是否能够有效地反映了教和学的全过程，将在一定程度上影响创新型人才的培养。为此，笔者一改过去单纯采用闭卷考试的方法，从内容到形式上进行了多方面尝试，探讨了多种教学环节有机结合的考试方法，力求实现对教学效果的全过程评价。

目前，在考试内容方面，一是在符合教学大纲要求的前提下，将实验教学内容纳入考核范围，分值为150%，内容包括实验现象和参数变化的分析、仪器的测量原理和用途等。实践表明，此项措施的实施在很大程度促进了对实验教学全过程的重视，取得了预期的效果。二是增加了理论联系实际较强的题目，或综合性题目或拓展性题目，分值为10%，进一步提高提炼科学问题或全面综合运用知识的能力，也有助于发现创新型的学生。在考试方法方面，采取了包括开卷考试、期中+期末考试、实验成绩+期末考试、平时测评+期末考试等在内的多种方式。无论是开卷还是闭卷，均将复杂必要的公式附在试卷上或给出相关提示，将考核重点放在知识的应用能力和分析能力上面。期中+期末和平时+期末这两种方式通过强调平时的知识积累和复习，做到及时发现问题、及时解决问题。

总之，以专业基础课为载体，通过深挖和细化教学活动各环节的深层次潜力，将创新型人才的培养贯穿于教学的全过程，可促进教学效果和人才质量的全面提高。

参考文献

[1]张文慧,龚毅.加强专业基础课教学改革，培养学生实践创新能力[J].中国电力教育,2009,(15):70-71.

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[3]王志英,宁洪,戴葵,等.综合性人才创新能力与素质培养[J].高等教育研究学报,2005,28(1):80-82.

篇（8）

《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科，是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课。《热学》课程在实验基础上，通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导，培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力。其主要内容包括：分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。通过本课程的学习，既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律，建立正确的学习方法，努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风，又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备，还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。在目前《热学》课程的教学中，课程论文扮演着越来越重要的角色，探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视。课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上，通过调查研究，适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用，注意培养学生理论联系实际的能力，培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣，引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感。教学方法的改进是课程教学改革的重要方面，在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养，把课程建设的目标定位于造就新世纪人才，使学生终生受益。

二、课程论文的基础

课程论文实际上是对学生提出了更高的要求，因此，《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上。如果学生掌握的基础知识雄厚，基本功扎实，再加上广泛涉猎与深入钻研，专业课就能学得好，理解得深，在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快，回旋的余地也比较大。况且，“热学”课程在传授系统物理学知识的同时，还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言。这样，尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用，但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观，当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。总而言之，《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法，离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木。

三、课程论文的形式

课程论文的形式灵活，不仅包括论文、调查报告，还包含有实验研究、实物制作等多种形式。在教学过程中，教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究，常见的课程论文形式主要有以下几种。一是解题方法的探究，通过对一个例题或习题的多种方法求解，使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻；二是实验探究，例如，当讲解到气体玻一马定律与盖・吕定律知识点时，可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律；三是调研报告，例如在讲解卡诺循环这一知识点时，可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等；四是理论模拟与分析，例如讲到相变这一知识点时，可以通过理论分析各种相的稳定性。五是合理的估算，例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式，查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果，它是个级数，由前几项可得系数约为0.499，而如果充分考虑速度住留的简便方法，很容易就得到此系数等于1/2，又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式，再如可以用标准大气模型中数以千计的数据，考虑地面凹凸不平的影响，可求出精度较高的大气粒子总数，然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比，从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法；目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一，有的甚至还是有争议的，例如：任意逆循环的制冷系数的定义，等热容过程与多方过程的差异，卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环，等等。遇到这些内容时，就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生，同时也介绍自己的看法，然后让学生独立进行研究，自由思考，自己做出合理的判断。

四、总结

《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习，建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法，掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律，在此基础上，采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式，以教学论文为载体，实现《热学》课程的互动研究型教学，重视学生能力素质培养，通过精心设计方案，全面加强各个环节，合理运用各种方法手段，形成视野开阔、理论联系实际的特色风格。用搞科研的态度对待教学，积极开展教学论文的教学，从教学有关领域挖掘课题开展科研，再把科研成果引入教学丰富教学内容，使教学与科研两者有机地相结合。教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果，身教言传，课程里就会充满了研究与探索的特色和风格，使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶，养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯，并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境，使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升。

参考文献：

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[2]张辉，陈振乾.“高等传热学“教学的改革实践[C].第四届全国高等院校制冷空调学科发展与教学研讨会论文集.2006.172-175.

篇（9）

关键词： 动车组；制动盘；材料；仿真；试验

Key words： motor train unit；brake disc；material；simulation；test

中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0030-03

0 引言

国内高速铁路已经进入了高速发展的时期，随着郑西、京沪、武广等高速铁路线和五大城际客运铁路线路等竣工投入使用，国内对时速250公里及以上高速动车组的需求量也日益增大；因此时速250公里及以上动车组是我国现阶段引进和研发的重要项目。随着高动车组速度的不断提高，很大程度上节省了国内两地间的旅行时间，使得全国范围内很多城市之间能做到当天到当天回；然而由于运行速度的提高，对高速列车旅行的安全性要求也不断提高，也越来越受到大众的关注；列车安全性问题中，盘形基础制动系统的好坏是能否保证列车按要求停车的最终保障，而制动盘是其中最为关键的零部件之一，承担着制动过程中产生热能量的80%～90%，因此，制动盘耐温性能和摩擦性能的好坏，决定着列车运行的最终安全。现高速动车组制动盘基本全采用国外进口，按国家铁路部门要求急需进行国产化研制。

本文设计了一种高速动车组用制动盘结构，分析了1#和2#两种材料的材料性能，通过利用ANSYS对1#和2#两种材料盘体制动过程温度场、热应力场情况的仿真对比分析，确认适合用于高速列车制动盘的材料，为制动盘的顺利研发奠定理论基础。

1 制动盘结构和材料参数

1.1 结构设计 图1为设计的制动盘三维结构，该制动盘做了通风结构设计，主要有盘体摩擦面和各种不同结构和作用的散热筋，主要保证盘体制动时的通风散热效果，降低盘体制动过程中的温升。

1.2 材料选型 本文设计了1#和2#两种制动盘盘体材料，分别对两种盘体材料物理特性参数进行试验分析。图2为两种材料的导热系数随温度变化曲线。图3为两种材料线膨胀系数随温度变化曲线。

2 热分析仿真模型建立

2.1 结构模型 考虑到制动盘在制动过程中受力对称，而且制动盘的结构为中心对称，故采用整个模型的1/12进行计算，这样可以减少计算量，在边界上施加对称边界条件进行计算，扇形区的两个截面采用耦合结点进行处理，这样处理之后与整个盘体的模型等效，而单元数减低为原先的1/12，大大降低了计算成本。划分后的有限元计算模型如图4所示。

2.2 热载荷条件 根据传热学理论，对于无内热源的各向同性材料，其热传导方程为式如下：[1]

■+■+■=■■

式中，T为温度，（K）；t为时间，（s）；ρ为材料质量密度，（kg/m3）；C材料比热容，（J/（kg·K））；λ为材料导热系数（W/（m·K））。由能量折算法确定制动盘的热流密度[2]：根据能量守恒定律，从能量的角度分析列车的制动过程。假设列车动能全部转化为制动盘的热能，则制动过程中闸瓦与制动盘摩擦产生的热量可由如下公式表示：Q（t）=W=■Mv■■-v■■

式中，v0列车初速度，vt为列车制动过车过程中某一时刻速度，t为总制动时间，W为列车动能，M为列车质量。

根据热流密度的定义，热流密度q和摩擦热量Q可表出如下：q（t）=■/S

式中，S为参与摩擦的制动盘面积，即闸片在制动盘上划过的圆环面积S=πR■-r■。

考虑到实际制动过程中，由于存在轮轨摩擦和空气阻力等因素，列车动能只能有一部分转化为热能，又有一部分热量被闸片吸收；因此，引入转换效率概念η，可得热流密度q与时间t的函数关系如下：q（t）=-η■

式中，q（t）为t时刻加载于制动盘面的热流密度，（kW/m2）；M为列车质量，（kg）；a为制动加速度，（m/s2）；v0为制动初速度，（m/s）；n为每根轴上装配的制动盘个数；R和r分别为闸片与盘面摩擦的环形区域的外径和内径，（m）。

2.3 对流换热系数Hf[3] 对流换热系数与导热系数不同，它与材料无关，而取决于流体流动状态、流体物理性质、壁面温度以及壁面的几何形状。根据平面散热问题的传热学理论得H■=0.664■■p■■■

式中，pr为普朗特数；λα为空气导热系数，（W/（m·K））；L为壁面长度，（m）；u■为空气流动速度，（m/s）；v为空气得运动粘度，（m2/s）；忽略制动盘温度周围温度变化的影响，则v、pr、λ为定值，Hf只与u∞和L有关。

3 仿真分析

依据有关高速动车组制动技术参数，设计仿真计算轴重15t，制动初速度为300km/h，制动盘初始温度为20℃，进行边界条件以及热载荷的计算，并以此进行1#和2#两种不同材料制动盘在温度场、热应变及应力场等有限元仿真计算，并进行比较分析。

3.1 温度场仿真分析 根据所给已知条件对两种不同材料制动盘在同等条件下进行温度场的仿真分析，图5为制动盘各部位节点温度随时间变化曲线，图6为最高温度时刻制动盘温度云图，图中（a）表示1#材料制动盘，（b）表示2#材料制动盘，下同。从图中分析可以得知：两种材料的最高温度均出现在摩擦面上，最高温度均出现在约制动后80s，1#材料制动盘最高温度约645℃，2#材料制动盘最高温度较低，约529℃；摩擦面温度变化趋势为先升后降，盘体背面温度由于热传导作用升温趋势要缓于摩擦面。从仿真结果可以看出，2#材料制动盘在制动温升方面明显优于1#材料制动盘。

3.2 应力场仿真分析 通过温度场分析模型转化为结构分析模型，导入材料的非线性特性参数，给有限元模型加以对称边界和位移约束，同时步步加载所分析得到的各时段温度数值，进行制动盘热应力的求解计算。图7所示为两种材料在相同条件下不同位置热应力有限元仿真结果。从应力分析曲线可以看出，两种材料制动盘摩擦面应力均要高于其他部位，1#材料制动盘最高应力410MPa，2#材料制动盘最高应力215MPa，明显小于1#材料材料，这也预示着在相同疲劳强度基础下1#材料比2#材料更易出现裂纹，所以2#材料制动盘的抗热裂纹性能明显高。

4 结论

本文主要设计了一种高速动车组制动盘的结构，并通过制动盘温度场、热应力场仿真分析对1#材料和2#材料两种材料制动盘进行了材料选型工作，经过分析得出结论：2#材料制动盘的最高温度、最大应力均小于1#材料制动盘，具有更高的热容量，符合高速动车组对制动盘的性能和高热容量的要求，是理想的制动盘材料，可以进行进一步的试制和试验验证工作，同时，为高速动车组制动盘的材料国产化提供了依据。

参考文献：

篇（10）

1.引言

随着我国研究生教育的快速发展，各大院校的研究生在教育规模上大幅度扩大，跨专业报考研究生早已不是个别现象[1]，成为研究生培养中的一个不容忽视的问题摆在我们面前。跨专业研究生在培养的过程中存在着问题又有其独特的优势，如何克服存在的问题、更好地发挥跨专业优势是各高校研究生教学中亟待解决的问题。

所谓跨专业研究生即录取考生的硕士学位专业与其已获得的本科学位专业不同，按照原本科专业与研究生专业的跨度的大小，可以把跨专业研究生分为三类：

1.1平行跨越：原本科专业与研究生专业属于相同一级学科下的不同二级学科；如：油气井工程专业跨为油气储运专业；

1.2学科跨越：相同学科门类下的不同一级学科的跨越；如：土木工程专业跨为油气储运工程专业；

1.3门类跨越：不同学科门类下的跨越。如：数学或计算机专业跨为油气储运工程专业。

根据调查，辽宁石油化工大学（以下简称本校）油气储运工程专业（以下简称储运专业）的跨专业研究生均为（2）类和（3）类跨越，近三年来我校储运专业跨专业研究生的比率均高于50%以上，分为为2009年的58.3%、52.3%、53.3%，有一半以上是跨专业研究生。在如此大的跨专业比率下，跨专业研究生的管理工作一定要引起研究生学院、导师以及任课教师的高度关注，否则其培养质量将会大幅度下降，势必同时引起我校储运专业的就业率、招生率等的下降，形成恶性循环[2]。

2.跨专业研究生的特点

2.2专业基础知识的相对薄弱

储运专业的专业基础课程为：工程热力学、流体力学和传热学，这些课程是在本科阶段讲授的，第（2）类和第（3）类跨专业研究生由于未能系统的学习过（不包括研究生入学考试前的应试学习）以上课程，而到了研究生阶段学习的高等工程热力学、高等流体力学和高等传热学等课程学时又少、同时有需要具有工程热力学、流体力学等课程的基础，这样导致在研究生第一、二学期的课程学习环节中处于弱势，这些课程都是储运专业研究生的理论基础，贯穿于实验、论文和科研工作的始终，如何有效的学好这些课程决定研究生的进一步发展。

2.2科研工作开展慢

对于跨专业研究生，入学考试的专业课程即使本科阶段没有学过，但是考试前是应试学习，由于本身是跨专业考试下了很大的苦工，考试成绩较高。但是，入学后除学好专业基础课程后还要完成研究生导师给定方向的论文科研工作，由于缺乏专业课程：如：输油管道、输气管道、油气集输和油库设计等的了解，又存在着科研工作展开慢的特点。

2.3发挥原有专业优势

跨专业研究生可以发挥其先前专业的优势，有机地与现有专业结合在一起，在学术方向上和研究方法为储运专业补充新鲜血液，将自己培养成复合型的高级人才。

3.培养管理的对策

3.1课程设置改革

我们在研究生课程设置中应考虑到跨专业研究生这个特殊群体的情况，针对跨专业研究生在本科阶段的学习情况对现有的课程设置体系进行改革，这关系到能否切实加强基础理论 、学科知识的学习，涉及到构建合理的知识结构，使学生具备进入学位论文阶段所需要的知识与技能，并为今后工作、研究打下基础。在新一轮《研究生培养管理方案》制定中，需要突出基础理论课程的地位，基础学科的授课时数应占50%。

3.2适当增加本硕贯通课程

在构建新的研究生课程体系时，对现有课程进行整合、优化，适当增加本硕贯通课程。可借鉴本科课程体系设置的思路，统筹考虑、突出重点，以弥补跨专业学生基础知识和基本理论的欠缺。

3.3适当增加选修课

选修课可分为限定选修课和任意选修课。限定选修课可因不同培养方向设置，导师和学生可根据需要从中选择2～3门。任意选修课是为跨专业研究生安排的课程，由学生自行选修。

3.4适当调整课程时间安排

对与跨专业研究生在课程时间安排方面，可将第一学期部分课程安排在第二学期。第一学期留出一定时间安排跨专业学生补进行集中补专业基础必修课，或采取分班授课的教学方式，分别照顾专业 “跨度大”（2）类和（3）类的研究生跨专业研究生。

3.5对跨专业研究生的要求

要求跨专业的研究生在思想上要持之以恒，不怕麻烦；学校给研究生开设足够多的选修课、必修课，将其领入专业的大门；在研究生阶段要多看书、多听课，广泛涉猎专业知识，珍惜学校资源，打好基础、弥补不足，补好理论这一课。

跨专业研究生的培养管理是艰巨的任务，任重而又道远，需要研究生学院、任课教师和指导教师，更重要的是研究生本人付出努力。在引起足够重视的基础上，通过调整培养方案和模式调整，各大高校的跨专业研究生的培养质量将会上一个大大的台阶，势必会形成校、师、生三方互应的新局面。

参考文献：

[1]何云信，李美中.跨专业与本专业硕士研究生差异化培养研究[J].2010（1）.