傳熱學教學研究與實踐

赫海靈

摘要：傳熱學是研究熱量傳遞規律的科學，是建筑環境與能源應用工程專業的主要技術基礎課之一。傳熱學可以為學生本專業課程學習提供理論基礎和專業必備知識，同時也為學生日后從事保溫、絕熱以及熱量傳遞等工作打下必要的工程基礎。文章闡述了傳熱學課程較為有效的學習方法，探討了授課實踐采取的一些措施。

關鍵詞：傳熱學；學習方法；授課實踐

1引言

傳熱學是建筑環境與能源應用工程專業的三大基礎課之一。其內容邏輯性強，涉及大量公式推導，對學生微積分應用能力要求較高。該課程不僅為學生學習本專業課程提供基礎理論，同時也為日后從事與傳熱有關的設計工作或研究生學習奠定了基礎。根據教學大綱的要求和該課程的特點，對課程教學的一些措施加以探討和總結。

2課程基本情況

2.1 教材選擇

考慮到建筑環境與能源應用工程專業的要求和本校教學大綱，選用了章熙民等編寫的傳熱學第6版作為教材，重點使教學內容與注冊公用設備師（暖通空調）基礎考試傳熱部分相對接，滿足后續專業課對傳熱學的要求，同時考慮到傳熱學是多所高校研究生入學考試初試的科目，所以在習題上也適當加深。

2.2 學習方法

2.2.1強化理解

傳熱學的一些基本理論，如導熱微分方程式的推導、第三類邊界條件下無限大平板的非穩態導熱，解的形式復雜難以記憶。但如果在掌握了方程的推導過程的基礎上理解相關公式，掌握公式的推導過程則有利于加深記憶。

2.2.2課前預習、課中筆記和課后練習

傳熱學問題來源于工程實踐，讓學生在課前多思考，上課中記筆記，課后加以總結、歸納。同時使學生積極參與課堂討論，勇于表達自己的觀點，既可以活躍課堂氣氛也加深對授課內容的理解。

2.2.3認真完成作業

傳熱學課后習題既有思考題，又有大量的計算題，獨立完成作業對于加深課程內容理解非常重要。在解題過程中，要重視理論推導，培養學生解決傳熱學綜合問題的能力。學生在完成指定的課后習題時，由于會涉及到高等數學、計算機語言、工程熱力學等其他科目的內容，可以起到對相關內容歸納總結的作用。

2.2.4加強實驗環節

實驗課是傳熱學教學課程中的重要環節，本校課程安排了導熱系數測定、對流換熱系數的測定等四個實驗。傳熱學實驗與授課內容緊密相關，比如說導熱系數的測定原理就是非穩態導熱在第二類邊界條件下的應用，學生做實驗可以起到對授課內容加深理解的作用。

2.2.5參考書及網絡資源

傳熱學作為一門考研課程，不僅有較多版本的課本，同時練習冊、參考書也較多。學生可以結合自身的實際情況，選讀一兩本合適的參考書。這方面學生可以根據自己的職業規劃，比如考研還是準備注冊考試，從而選擇難度相對應的參考資料。

3教學實踐措施

教學質量的提高是教學目標是否實現的重要指標。在教學實踐中要根據傳熱學特點做好以下幾點：

3.1注重緒論

傳熱學的第一節課是緒論，這次課應該把傳熱學做一個基本的介紹，比如說傳熱學包括熱傳導、熱對流與熱輻射。對每一種熱量傳遞方式又給出了一種最簡單情況下的熱流量計算公式，這些公式很簡單，但在以后的應用反而是最多。所以上好緒論課在培養學生興趣、引導學生學習等方面具有不可低估的作用。在緒論課上，教師可以多列舉日常生活和本專業工程實踐中遇到的傳熱學問題，特別是傳熱學在工程上的應用，比如紅外輻射儀測溫、利用絕熱瓦對航天飛機保溫，利用熱管加強散熱，以及專業中有哪些專業現象需要用傳熱學的知識來解釋。比如，給建環專業的學生講一些傳熱學在建筑節能中的應用，像北方的圍護結構保溫，可以讓學生對課程有大致的了解，同時要強調本課程在專業知識架構體系中的地位和作用，特別是以后的研究生入學考試以及國家注冊考試傳熱學都是重要科目，以使學生產生濃厚的學習興趣。

3.2 激發興趣，突出重點并與基礎課相呼應

激發學生的學習興趣，應該結合傳熱學的基礎理論，讓學生思考生活中的一些現象并給出傳熱學解釋，比如冬天曬被子晚上睡覺會感覺暖和；同樣房間的溫度是20度，但夏天和冬天給人的冷熱感不同；冬天騎摩托，車速越快人感覺越冷等。傳熱學教學內容多，學時卻比較少，教學中無法做到將知識點完全覆蓋，所以必須有所側重，如理論應用部分，總傳熱過程這部分內容將對建筑環境與能源應用工程專業在后續專業課中冷負荷、熱負荷計算有重要幫助，因而這部分內容就作為重點詳講，多加訓練?！秱鳠釋W》的主要先修課程有高等數學、大學物理、計算機工程熱力學等，教師授課中應注意為使課程的內容相互銜接，彼此呼應。在講解中把公共基礎課中的線性方程組的解以及偏微分方程組的數值解法等內容與傳熱學內容緊密結合，做到學以致用。

3.3傳統教學與多媒體教學相結合

傳熱學的課程目標是通過學習使學生掌握傳熱的三種基本方式和傳熱過程的規律，特別對復雜傳熱過程進行進行簡化并用數學工具求解，傳熱學有大量的工程圖表，學生應該熟練掌握這些工程計算圖表和相關手冊資料，從而完成傳熱計算。以上內容涉及工程應用可采用多媒體課件，大量的工程圖片和動畫有助于理解和應用；對于公式推導，可采用傳統板書，這方面有著多媒體沒有的優勢，而將各種教學方法統一應用，則可揚長避短增加授課效果。比如說傳熱學的工程應用部分，最后一章是換熱器，主要包括換熱器傳熱的增強和削弱，要求能進行一般的換熱器的傳熱計算，能計算換熱器的傳熱系數，理解對數溫差，掌握各種換熱器的特點。學生在學習這部分內容時，由于涉及較多圖表，并且此部分內容已有大量的動畫，所以講授這部分知識時，應采用多媒體教學與板書相結合，通過圖片、錄像等資料顯示換熱器的形式、種類，通過板書講解有關公式及原理。

3.4 加強工程訓練，利用傳熱學基礎理論求解實際工程問題

傳熱學的內容邏輯性強但公式推導復雜，經常需要求解微分方程組和積分方程組，學生如果數學掌握不好就會覺得課程難，在課堂上教師除了完成公式推導，可以把課堂內容向工程實際進行延伸，利用傳熱學基礎理論解決實際問題顯得尤為重要，比如在熱傳導中復合璧導熱的難點是求復合熱阻，復合熱阻的求解方法可以利用歐姆定律，先串聯后并聯，求出總熱阻后，利用 求導熱量。在這里可以加兩個例子加深學生對這部分的理解。例一是求混凝土空心砌塊的熱阻，例二是求混凝土空心樓板的熱阻。

通過這兩個例題，學生可以明確區分單位熱阻和面積熱阻的區別，掌握熱阻串聯和并聯的計算公式，由于熱阻的概念貫穿了整個傳熱學的教材，這一部分的熟練掌握為后續學習打下了良好的基礎。

4 結論

傳熱學是一門公式推導多，學習難度較大的課程。通過教學內容的改革與實踐，學生傳熱學成績有了較大的提高，特別是綜合運用多種教學方法，使學生的學習興趣和理論聯系實際的能力得到了增強，從而提高了傳熱學課堂教學效率，保證了良好的教學效果。

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編輯∕楊波