傳熱學(xué)在三本院校機械專業(yè)中的推廣教學(xué)

廖丹　袁嚴(yán)輝　鄭茂溪

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

【關(guān)鍵詞】傳熱學(xué) 機械專業(yè) icepak

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

三本院校是以獨立的辦學(xué)和管理模式創(chuàng)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(yè)的教學(xué)上更趨于學(xué)生動手能力及應(yīng)用技術(shù)能力的培養(yǎng)。因此培養(yǎng)計劃中并沒有相關(guān)的“傳熱學(xué)”的教學(xué)安排。但是作為機械行業(yè)，傳熱學(xué)的重要性不言而喻。不管是簡單的軸承設(shè)計、還是復(fù)雜的機器設(shè)計都需要對溫度進行一定的分析。因此，在沒有開設(shè)傳熱學(xué)基礎(chǔ)課程的前提下，通過課堂引導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計及學(xué)術(shù)報告使得學(xué)生對傳熱學(xué)產(chǎn)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(xué)在機械專業(yè)的重要性和教學(xué)目的

“傳熱學(xué)”是一門研究由溫度差引起的熱能傳遞規(guī)律的學(xué)科，根據(jù)熱力學(xué)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(huán)境，還是在人類生產(chǎn)的各項領(lǐng)域，溫差是必然存在的，所以，熱能傳遞現(xiàn)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(guī)律的科學(xué)，傳熱學(xué)在各行各業(yè)中都應(yīng)用廣泛，尤其是在機械工業(yè)中。

通過對傳熱學(xué)的推廣教學(xué)，使得機械專業(yè)學(xué)生了解溫度分析的基本原理、知道溫度分析在機械工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。并幫助部分感興趣的同學(xué)掌握簡單常用的溫度分析軟件icepak的使用方法、會根據(jù)結(jié)果分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性及優(yōu)化方法。最終目的是增加機械系學(xué)生就業(yè)的資本，幫助同學(xué)更好地就業(yè)及以后的工作。

二、“傳熱學(xué)”在校內(nèi)推廣的難點

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

1.學(xué)生的基礎(chǔ)知識薄弱；就目前機械專業(yè)課程的設(shè)置對大部分學(xué)生來說已經(jīng)足夠吃力，大家忙于應(yīng)付。而且除了在大學(xué)物理中，有部分傳熱學(xué)知識以外，并沒有相關(guān)課程再涉及傳熱學(xué)。

2.缺少實驗室；一門理工科課程需要相關(guān)實驗的支持，實驗可以使學(xué)生直觀地觀察到一些現(xiàn)象，并對該課程產(chǎn)生一定的興趣。而學(xué)校僅有一些機械制造相關(guān)的實驗室，這一缺失會對學(xué)習(xí)傳熱學(xué)帶來一定的影響。

3.教師資源不足；本校從事傳熱學(xué)數(shù)值模擬研究的人員缺少，僅有一兩名老師有相關(guān)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(diào)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(xué)有很大的幫助，效果都很明顯。

1.上課時在不影響教學(xué)任務(wù)的情況下，通過一些視頻資料對學(xué)生提及溫度的重要性，針對感興趣的同學(xué)，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(xué)及材料力學(xué)的課堂上，給學(xué)生灌輸溫度對機械材料的影響，比如溫升過高會導(dǎo)致材料蠕變，會導(dǎo)致電子零部件的不能正常工作。學(xué)生對此也頗感興趣，有部分學(xué)生會課下來拷貝軟件，自學(xué)并進行簡單的溫度分析。

2.通過講座的形式向機械系的學(xué)生講解目前工業(yè)生產(chǎn)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(yè)，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(yè)，電機的溫升嚴(yán)重影響著電機的性能，轉(zhuǎn)子、定子、線圈以及控制器的溫度都有著嚴(yán)格的控制。作為機械專業(yè)的學(xué)生，如果能熟練地應(yīng)用icepak等傳熱學(xué)數(shù)值模擬分析軟件，將極大地提高自己的就業(yè)的優(yōu)勢。而且由于溫度分析軟件均可以做到動態(tài)演示，所以這個過程對于提高學(xué)生的興趣有很大的幫助。感興趣的同學(xué)自學(xué)軟件，也可以培養(yǎng)自己的自學(xué)能力，為以后工作做好鋪墊。

3.通過畢業(yè)設(shè)計的宣講，增加選擇溫度分析這方面的學(xué)生人數(shù)，參與的人多了，整個氛圍就會建立起來。學(xué)生對于傳熱學(xué)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(jīng)過一次畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)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(wǎng)格、網(wǎng)格優(yōu)化、計算、結(jié)果分析等基礎(chǔ)過程。總的來說，基本達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的要求。

四、結(jié)論

綜上所述，將傳熱學(xué)的概念引入三本院校的機械專業(yè)教學(xué)中，可以使得學(xué)生在更加了解溫度在機械工業(yè)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(xué)[M]. 第三版. 北京： 高等教育出版社，1998.endprint