傳熱學在三本院校機械專業中的推廣教學

廖丹　袁嚴輝　鄭茂溪

【摘要】三本院校需要培養出具備必要的學科基礎理論及一定的創新與技術革新的理論能力的學生。因此，在機械專業的培養計劃里并沒有多余的課時用于開設傳熱學的課程。而傳熱學在機械設計行業是非常重要的。本文簡要分析了傳熱學對機械專業的重要性及在教學過程中存在的問題，并根據三本院校的特殊情況，有針對性地制定適合本校學生的教學，為學生就業及工作打好基礎。

【關鍵詞】傳熱學 機械專業 icepak

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0255-02

三本院校是以獨立的辦學和管理模式創建起來的普通本科高校，由于其生源與一本、二本有著明顯的差距，使得在機械專業的教學上更趨于學生動手能力及應用技術能力的培養。因此培養計劃中并沒有相關的“傳熱學”的教學安排。但是作為機械行業，傳熱學的重要性不言而喻。不管是簡單的軸承設計、還是復雜的機器設計都需要對溫度進行一定的分析。因此，在沒有開設傳熱學基礎課程的前提下，通過課堂引導、畢業設計及學術報告使得學生對傳熱學產生一定的興趣，并教會其操作簡單的溫度流場分析軟件icepak。

一、傳熱學在機械專業的重要性和教學目的

“傳熱學”是一門研究由溫度差引起的熱能傳遞規律的學科，根據熱力學第二定律，只要有溫差，就一定有熱能從高溫物體傳到低溫物體。然而不管是在自然環境，還是在人類生產的各項領域，溫差是必然存在的，所以，熱能傳遞現象存在于世界的每一個角落。因此，作為一門研究熱量傳遞規律的科學，傳熱學在各行各業中都應用廣泛，尤其是在機械工業中。

通過對傳熱學的推廣教學，使得機械專業學生了解溫度分析的基本原理、知道溫度分析在機械工業生產中的重要性。并幫助部分感興趣的同學掌握簡單常用的溫度分析軟件icepak的使用方法、會根據結果分析產品結構的合理性及優化方法。最終目的是增加機械系學生就業的資本，幫助同學更好地就業及以后的工作。

二、“傳熱學”在校內推廣的難點

三本院校屬于應用型本科，在生源及師資上都明顯不如“一本”“二本”。將“傳熱學的基本理論及簡單軟件應用推廣開來，具有以下難點：

1.學生的基礎知識薄弱；就目前機械專業課程的設置對大部分學生來說已經足夠吃力，大家忙于應付。而且除了在大學物理中，有部分傳熱學知識以外，并沒有相關課程再涉及傳熱學。

2.缺少實驗室；一門理工科課程需要相關實驗的支持，實驗可以使學生直觀地觀察到一些現象，并對該課程產生一定的興趣。而學校僅有一些機械制造相關的實驗室，這一缺失會對學習傳熱學帶來一定的影響。

3.教師資源不足；本校從事傳熱學數值模擬研究的人員缺少，僅有一兩名老師有相關知識。這就使得每一名老師的工作比較繁多，不僅要上課、科研，還要調整時間來進行這項工作。

三、溫度分析推廣的措施及成果

針對三本院校的特殊情況，制定并實施了下列三項措施，對大家了解熟悉傳熱學有很大的幫助，效果都很明顯。

1.上課時在不影響教學任務的情況下，通過一些視頻資料對學生提及溫度的重要性，針對感興趣的同學，通過教他們icepak等簡單溫度分析軟件的操作讓他們對溫度分析有更深地了解，并降低畏懼心理。在講授理論力學及材料力學的課堂上，給學生灌輸溫度對機械材料的影響，比如溫升過高會導致材料蠕變，會導致電子零部件的不能正常工作。學生對此也頗感興趣，有部分學生會課下來拷貝軟件，自學并進行簡單的溫度分析。

2.通過講座的形式向機械系的學生講解目前工業生產中溫度分析的重要性，溫度分析的一些基本原理以及介紹一些簡單的溫度分析軟件。目前各種行業，對于溫升分析報告的需求越來越急迫，很多公司都面臨著這個問題。比如：電機行業，電機的溫升嚴重影響著電機的性能，轉子、定子、線圈以及控制器的溫度都有著嚴格的控制。作為機械專業的學生，如果能熟練地應用icepak等傳熱學數值模擬分析軟件，將極大地提高自己的就業的優勢。而且由于溫度分析軟件均可以做到動態演示，所以這個過程對于提高學生的興趣有很大的幫助。感興趣的同學自學軟件，也可以培養自己的自學能力，為以后工作做好鋪墊。

3.通過畢業設計的宣講，增加選擇溫度分析這方面的學生人數，參與的人多了，整個氛圍就會建立起來。學生對于傳熱學溫度分析方面還是有一定的抵觸，覺得難度大，不愿意多花時間，但是經過一次畢業設計的學習，學生普遍對溫度有了一定的了解，熱傳遞的方式及主要計算公式都能大致地記住，對傳熱分析軟件能做到熟悉建模、畫網格、網格優化、計算、結果分析等基礎過程。總的來說，基本達到了畢業設計的要求。

四、結論

綜上所述，將傳熱學的概念引入三本院校的機械專業教學中，可以使得學生在更加了解溫度在機械工業中的重要作用，為以后在工作中做好鋪墊。

參考文獻：

[1]楊世銘，陶文銓. 傳熱學[M]. 第三版. 北京： 高等教育出版社，1998.endprint