熱質交換原理與設備課程教學方法探討

顏蘇芊++趙陽

摘要：熱質交換原理與設備是建筑環境與能源應用工程專業的一門專業平臺課程，結合授課實踐，積極研究教學方法，合理組織教學內容，探討運用多媒體技術的教學手段和調查問卷，有效激發學生學習的積極性和主動性，達到了預期的教學效果。通過組織學生參加大學生創新創業計劃訓練項目等實踐活動，著重討論在創新實踐性思維下嘗試展開的教學方法以及取得的效果和經驗。

關鍵詞：熱質交換；教學改革；多媒體；調查問卷；創新創業課題

中圖分類號：G6420 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）05008304

熱質交換原理與設備是建筑環境與能源應用工程專業的一門專業理論課，主要包括熱質交換原理和熱質交換設備兩大部分，起著連接專業基礎課和專業課的紐帶作用。課程涉及面較廣、理論性強、難度較大，學生容易產生畏難情緒，影響教學效果[1]。因此，授課教師必須在深入掌握課程內容的基礎上，積極研究教學方法，不斷改進授課方式及內容。筆者根據熱質交換原理與設備課程的實踐與體會，結合課程特點，采用課堂教學與課外實踐相結合的方式對授課進行了改革，更加強調實踐環節，尤其是實際操作在課程學習中的重要性。將所開設實驗內容設計成綜合性實驗，通過課外實踐鞏固課堂所授知識并激發學生學習的主觀能動性[2]。 文章介紹了熱質交換原理與設備課程課堂教學和實驗教學改革的思路及具體做法，闡述了在培養創新型高等專業人才的過程中，課堂教學與實踐相結合的重要性，著重提出了講練學與課題實踐的綜合性實驗教學模式在學生創新實踐動手能力培養中的重要地位。基于創新教育的理念，提出若干教學改革的設想，結合多年的教學實踐與探索，總結出教好、學好該課程的有效方法。

一、深刻領悟課程體系，科學組織教學內容

熱質交換原理與設備課程由原理和設備兩大塊構成，包括傳質的理論基礎、傳熱傳質問題的分析和計算、空氣熱濕處理途徑、吸收和吸附處理空氣的原理與方法、熱質交換設備的熱工計算等內容。

在講授時首先回顧流體力學、傳熱學中動量傳遞、熱量傳遞的相關概念和基本定律，讓學生建立起三種傳遞現象的內在聯系，帶著類比的思路學習質量傳遞的相關理論，

理解相關知識點。

課程原理部分內容復雜，公式繁多，也是該課程學習的難點和重點。例如熱質交換設備的熱工計算可選取典型的設備進行詳細計算，在每一步驟中貫穿其原則和公式，并提出存在的問題或局限性，引導學生作優化思考。

此外，還要盡量拓展課程的教學廣度、深度和前瞻性，以適應新時代對人才的要求。該課程涉及面廣，內容繁復，需要著重從傳熱傳質角度分析和認識建筑物的熱濕環境、散熱器的熱工性能等問題，結合教師的研究方向，使學生在全面了解熱質課程的基礎上，對熱質環境有明確的認識和理解，從而掌握利用課程相關知識分析實際現象的科學手段和方法[3]。

高等建筑教育

2015年第24卷第5期

顏蘇芊，等 熱質交換原理與設備課程教學方法研討

二、充分利用多媒體教學手段提高教學效果

多媒體技術的發展為教學提供了新的手段。采用多媒體課件教學能大大提高課堂教學信息量，有助于培養學生的形象思維能力，既保證了課程的教學質量，又大大提高了教學效率。該課程有相當一部分教學內容采用了多媒體課件教學，比如涉及大量結構復雜的熱質交換設備，僅采用傳統的教學手段很難幫助學生了解這些設備的內部結構。通過播放這些設備工作原理及流程的三維動畫，豐富課堂內容，讓學生廣泛地了解了專業工程實際問題，形象、直觀地了解設備結構和工藝流程，從而有效保證教學質量，強化專業素養[4]。但是需要注意的是，在使用多媒體時應注意板式與其有效結合，在推導復雜的公式和補充課外內容時一定要采取板書形式，強化學生的理解力和教學效果。

三、利用問卷及時反饋信息

為真實了解課程的教授情況，利用調查問卷反饋各類信息。問卷調查涉及 “教”與“學”兩大內容，在教的層面主要從知識的闡述、問題的引導、習題的訓練等方面展開，在學的層面主要是調查學生對知識的接受、熟悉和掌握程度，以及課程的難易程度等。抽選了兩個年級的全部208名學生展開調查，共發放問卷208份，其中有效問卷193份，學生參與積極性較高。有效問卷能實事求是地反映

課程教學中存在的問題，反映學生對課程教學改革的意見和建議。學生問卷調查表定量分析如下表。

問卷可以看出，學生對課程重要性的認識不夠，主要原因是學生對工程實際問題陌生，理論與實際聯系不夠密切。由于傳熱傳質理論抽象且邏輯思維縝密，難以在較短時間培養出來，因此

造成學生學習難度加大，學習興趣降低。為了完成機械式的課程任務，學生不得不堅持聽課，課下自學，有問題看書自學、找老師答疑或者詢問同學。學生認為教與學的方法協調對課程的學習有幫助，所以教師要不斷與學生溝通，不斷總結和改進教學方法，指導學生采用合理的學習方法進行有效學習。通過回訪發現：在實踐環節與理論教學相結合的問題上，學生更愿意動手實踐，愿意親手驗證所學的基礎理論，喜歡具有挑戰的創新型課題。這也對指導教師的課外拓展提出了更高要求。

問卷還對課程今后的教學改進作了提問，如：“課程教與學的成功之處有哪些”，“本課程教與學應如何改進”，“你認為本課程理論與實踐的結合度如何”，“你對多媒體教學的看法”等。從統計分析結果來看，學生能認識到課程的重要性，并且渴望更多地接觸真實的暖通空調各類設備，因此在課堂教學中應盡

可能多做演示實驗，帶領學生深入實驗室觀摩各種儀器和設備，激發學生的想象力和科學思維，以及創新能力。

四、建立創新實踐型教育思維

教學工作是大學培育人才的生命線，是教師的本職工作，而科研是一所大學活力的源泉，是教師各方面工作得以提升的動力。要成為一名稱職的高校教師，必須首先是一位學者、研究者，只有做好研究才能成為更優秀的老師。作為理工科專業的教師，應該走出校園，多與企業對接搞科研，帶著科研反哺教學，將企業生產實踐中的鮮活知識移植到課堂里。多年來，筆者

將用工廠里拍攝到的空調設備及其場景，試驗、測試的掠影融入課堂展示給學生，通過互動解答，讓課堂增色，使學生能夠深入淺出地理解課本內容，建立起對空調設備及空調系統運行的興趣。通過對實際工廠、超市、辦公大樓案例的思考，讓學生自己提出新的建筑熱濕環境改進方案和建議。此外，要與本科生、研究生保持良好的師生關系，在教師的課題及實驗臺的搭建和改造工作中，多創造機會讓學生參與進來，讓他們了解一些實驗設計思路和方法，推進課程體系實踐工作，挖掘多種方法和手段充分調動學生的創新思維，培養學生的創新能力。

五、大學生創新創業項目的實踐和推廣

（一） 大學生創新創業能力培養的要求

創新是國家發展的不竭動力，提高自主創新能力成為我國近年來的發展戰略，這極大程度上刺激著科技的高速發展。培養具有創新意識、創新思維、創業心理、創業素質與能力的大學生是教師的職責，所以本著培養新時代高素質且專業素養過硬的創新型暖通空調行業新人才的目的，學校認真開展了大學生創新創業項目訓練，使學生通過訓練得到鍛煉和啟發[5]。

（二）大學生創新創業項目的實踐

在大學生創新創業訓練項目的支持下，充分利用學校蒸發冷卻學科優勢和研究條件，帶領學生到企業參觀各類換熱設備，分析各類設備的性能特點，回顧

基礎概念和原理，強化記憶和認識。通過課題訓練，引導學生了解學科前沿和發展動態，培養科研素養，啟發創新思維，提高實踐動手能力。

帶領學生參加大學生創新創業訓練項目“紡織廠空調系統節能潛力的研究”，讓學生切身認識紡織廠空調系統現狀，并對空調系統能耗進行測試分析，了解噴水室的熱工計算、噴嘴的選型、水泵的選型、噴水壓力的調試形成

對噴水室熱質交換設備的形式與結構的初步認識和對設備基本性能參數的基本把握。經過分析、對比紡織廠空調系統，使學生發現只要認真鉆研，空調系統的節能潛力是巨大的，從而激發他們的求知欲和創新能力，培養一種科學的思維習慣，圖1、2為學生在紡織廠進行測試的圖片。

（三）大學生創新創業項目在教學上的推廣

受各方面條件和時間的限制，在課程中學生難以全面了解所有相關的暖通設備和系統，因此，將大學生創新創業項目研究成果《紡織企業空調系統節能技術措施》中的相關傳熱傳質理論[6]及實踐經歷在課堂上進行宣講，使更多的學生深受感染，萌生興趣并積極參與到教師的課題或實驗臺的搭建中來，以豐富的實踐活動和學科競賽促使學生形成對專業的熱愛和研究氛圍，

培養學生的知識應用能力和創新能力，以適應社會的發展需要。

六、結語

結合教學過程提出了熱質交換原理與設備課程課堂教學和實踐教學的一些思路，對該課程教學方法進行探討。筆者認為應盡可能營造認真學習的課堂氛圍，組織學生參與教師的課題及實驗臺的搭建和改造工作，開展創新創業項目訓練，引導和鼓勵學生主動走進實驗室，進行一定的科學研究。此外，努力在學生中營造科研氛圍，將課堂教學與課外實踐結合，充分調動學生學習的積極性，培養具有實踐能力和創新精神的高等專業人才。參考文獻：

[1]連之偉.熱質交換原理與設備[M].三版.北京：中國建筑

工業出版社，2011.

[2]張寅平.熱質交換原理和設備課教學體會[J].高等建筑教育，2003，04：36-38.

[3]楊春宇，吳靜，梁樹英，尹軼華.建筑環境控制課程教學改革研究[J].高等建筑教育，2013（06）：75-77.

[4]孫始財，叢曉春.“熱質交換原理與設備”教學方法探討[J].中國電力教育，2009（06）：27-28.

[5]倪美琴，劉光遠，楊衛波.更新教育理念，培養創新人才——《熱質交換原理與設備》課程的教學改革與實踐[J].制冷與空調（四川），2012（02）：191-193+197.

[6]趙陽，顏蘇芊，孫曉冬.紡織企業空調系統節能技術措施[J].棉紡織技術，2014，42（7）：75-78.