时间：2022-08-03 08:18:27
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇传热学课程，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：传热学；教学内容；教学方法；考试手段；教学改革
作者简介：章学来（1964-），男，浙江海宁人，上海海事大学商船学院，教授，博士生导师；徐蔚雯（1991-），女，上海人，上海海事大学商船学院硕士研究生。（上海 201306）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0099-02
“传热学”是研究物体内部或物体与物体之间由温度差引起热量传递过程的学科。“传热学”在热能与动力工程专业中有着举足轻重的地位，它一直作为能源动力类专业研究生考试的必考课程之一。因此，如何搞好“传热学”教学，使学生深入理解传热学知识，是必须重要解决的问题。
一、“传热学”课程的教学现状
近几年本专业课程考试通过率从89%下降到85%左右，大部分学生集中在65～75分数段，高分较少，专业平均分下降3～5分，教学成果不尽理想，而造成这个结果的原因是什么呢？
一方面，由于大学生本科扩招，导致学生平均素质下降，以往的教学方式已无法完全满足当今教学基本要求。另一方面，“传热学”一向“难教难学”。一是课程内容较为分散，缺乏很好连贯性，使学生不容易横向理解；二是图表、经验公式以及半经验公式较多；三是一部分理论与概念较为抽象深奥，学生理解普遍存在困难；四是课程课时少，54课时不足以将内容完全讲解，因而同学无法很好地吸收知识。
根据以上教学困难，课程组决定从教学内容、教学方法以及考试手段等方面进行教学改革，以期改善教学成果，提高学生学习质量。
二、教学内容的改革
教学最主要的是教学内容。现在传热学发展十分迅速，而其教学内容相对滞后，这就要求教师在课堂增加一些传热学前沿内容，拓展学生视野。同时根据教学情况，适时对教学内容进行调整。
1.注重对流传热及其实际应用
考虑到上海海事大学（以下简称“我校”）热能与动力工程专业学生毕业后主要从事于制冷及其相关行业，课程将加大对流传热的讲解力度，并在课后作业与考试中引入其实际应用题，加深对该知识点的掌握程度。教师自行批改作业，并根据作业情况了解学生学习情况。在下节课堂中，教师将详细讲解学生错误题目以及题目要点，并且扩展题目类型以及应用实例。
2.注意本课程承上启下的作用
教师讲解知识要点，必须与专业的培养计划联系在一起，旁征学生已经学过的科目知识来帮助学生理解学习要点，博引学生即将学习的科目概念来印证课程内容。例如将锅炉作为导热实例，回顾锅炉知识，切实印证导热作用；将对流传热与流体力学联系，方便于学生理解对流传热中流体的运动；将辐射传热与热管相结合，为之后换热器课程的学习做铺垫。该措施已实行了2届，皆取得了较为良好的效果，增强了同学专业的连贯性以及对专业知识的融合运用能力。
3.运用双语教学，加强学生的专业英语
基于学生现阶段的平均水平，教师在绪论、应用以及简单概念的讲述时通过自编英语讲义、英语板书以及双语口述实行双语教学，并在考试时酌情添加一些英语题目检验学生的学习成果。该措施已试点3届，取得了一些成效。自编讲义不仅能够减少学生阅读专业英语的难度，更能较好地引导学生学习的进度，达到循序渐进的效果。此外，在平日里的讲课与课后作业中，教师也将增加关键词与专业术语的英语讲解，进一步增强学生的专业英语水平，使学生能够运用英语这种国际学术语言进行思考，在以后的工作和学习中更有效地掌握国际上传热传质领域中的最新专业知识和专业技能。同样，教师在阅读英文教材、编写英文教案的过程中也将受益匪浅，不仅可以使教师了解国内外最新的教学动态与科研成果，而且还将提高教师的教学能力和专业水平，真正做到“教学相长”。[1]
4.增加热管等专题
在完成课程教学但还未考试时，教师通过创新基地将给学生讲授热管等专题。在介绍热管的原理以及相关应用后，要求学生完成特定条件下求取热管周围特定温度点温度变化的程序编制。这个举措既使学生熟悉编程语言以及计算机相关软件的使用方法，而且也通过热管这个当今十分普遍的应用实例巩固了学生对“传热学”知识的理解与运用，大大有利于学生在日后工作中适应现代工程的发展要求。[2]
三、教学方法的发展
现今的大学教学中，“传热学”的教学内容基本相差不大，而学校与学校之间的教学成果却大相径庭，而造成这个结果的最重要原因之一则是各校教学方法的不同。
1.课前提问回顾，课后作业预习
课程教师通过每次上课前随意对学生的提问来帮助学生回顾上次课的主要内容，同时检验学生对上次课知识的掌握程度，起到查缺补漏的作用；通过每次课后布置2～3道预习作业来要求学生自主学习之后的课程，以加强听课效果。该措施已尝试多年，取得了较好的教学成果。它可很好地将“传热学”课程串联起来，解决了课程内容较为分散、缺乏连贯性等问题，并通过课前提问的总结以及预习问题的解答，理清了学生及教师的思路，增强了学生对离散知识的概括总结能力，提高了学生的学习质量。
2.学生自主备课，上台讲解
对一些重要的理解难点，教师会根据教学进度，酌情要求学生自学难点并且自备教案。之后，教师将在课上随机挑选学生上台演讲，并查缺补漏总结难点内容。通过自学―教授―补充不仅可以激发学生学习的兴趣，提高学生自我学习、总结归纳以及口头表达的能力，还可活跃课堂气氛，使学生的思维始终处于兴奋状态，间接提高学生学习的质量。[2]
3.学生自行设计实验方案，实践中完善方案
在54课时中有6课时用于“传热学”相关课程实验。教师在实验前讲解实验要求、基本原理以及提供的设备后，要求学生自行设计实验方案以达到实验目的。实验时，学生按照自己设计的实验方案操作，并且通过实验发现问题、解决问题，修改实验方案，最终提出一套正确、可行、完整的实验方案。在设计实验方案的过程中，学生可以查询各种资料，与同学讨论或是询问求教于导师。而教师在实验期间维护学生安全，解答学生的各种问题，并在实验最后总结归纳实验精髓。通过此举培养学生独立设计一套完整实验方案的能力，以及主动发现问题、动手解决问题的能力。
四、考试手段的调整
众所周知，考试是目前检验学生学习效果的最有效手段，同时它也对学生的学习态度和学习方法起着引导作用。因而，根据学生学习状况选择合适的考试手段则成为每个教师必须严阵以待的一个重要问题。
1.传统考试的形式及其优缺点
传统的考试形式一般有闭卷和开卷两种。
一般课程平日里都采用闭卷考试，这也是应用最为广泛的一种考试。闭卷考试有着鲜明的优点：一是学生通过考前背诵与复习，能够熟练掌握本课程的基本概念以及基础知识；二是学生不会心存侥幸，为了通过考试，考试前必定会做一定程度的复习；三是考试监考比较方便，能够通过比较简单的手段杜绝学生的作弊现象。但是凡事无完美，闭卷考试也有其不可避免的劣势。由于“传热学”课程图表、经验公式以及半经验公式较多，这些公式与参考资料所需数量庞大无法在试卷中一一列出，而学生又无法全部背出且也无这个必要，所以试卷的出题范围就受到了很大的限制，为了规避这些参考资料，所出试题难度较低，不能客观地衡量学生真实的学习状况。
第二种考试手段就是开卷考试，这也是教学上比较常用的一种考试形式。开卷考试的优缺点正好与闭卷相反。开卷考试能列出一部分公式与参考资料，减轻学生的复习压力，使学生有更多的时间与精力去理解知识难点，增添学习的深度与广度。但是在开卷考试中，教师无法很好地监控学生的考试情况，很难做到杜绝作弊现象的发生。同时，学生一旦在考试中被允许翻开书本，就会忽视考前复习的重要性，对基本概念以及基础知识的掌握就缺乏稳固，并且在考试中如果遇到问题，学生不会首先自行思考解决，而是通过翻阅书本来寻求答案。[3]
2.“1+1”考试手段及其优缺点
所谓“1+1”考试就是闭卷考试加“一页纸”的考试，“一页纸”是指允许学生将印有学院考试专用图章的纸带入考场，这张纸上允许学生记录自己认为对答卷有帮助的任何内容，如公式、解题方法或重要结论等。[3]一是通过一页纸资料的整理，学生拥有了一个“传热学”课程，归纳重要知识点的过程，这不仅仅培养了学生的概括总结能力，更加深了学生对本课程知识的理解与运用；二是一页纸资料的参考，可以很大程度地避免公式与参考资料的背诵，使学生免于无用功的困扰；三是一页纸篇幅有限，只能誊抄有限的知识要点，因而出题依旧保留很大的余地，解决了开卷范围过广 ，出题偏怪偏难的问题。同时学生在考试时无法完全依靠这张纸，所以依旧会重视考前知识点的复习，相信一张纸最后也将只是一个心理安慰。
但是“1+1”考试手段并非毫无缺点，它依旧有着需要继续研究与探讨的部分。一页纸的篇幅大小决定着考试开卷范围的大小，如果篇幅过小，则无法涵盖所需公式与参考资料，引起学生精力及时间的浪费；如果篇幅过大，则限制了考试的出题范围，考试将无法全面客观地检测学生的学习水平。
3.“开卷加闭卷”考试形式
目前课程运用的是开卷加闭卷的形式，对两种考试取长补短，既兼顾了公式以及参考资料的查阅便利性，拓宽了教师的出题范围，又考察了学生基本概念以及基础知识的掌握程度，督促学生必须重视考前复习。根据近几届的试验情况，笔者发现由于开卷考试的开卷范围过广，使开卷试卷的考试难度大大降低，如果提高出题难度，又不免出题偏于难题与怪题，违背了考查学生学习质量的初衷。
五、总结
“传热学”是一门十分重要的专业基础课，希望通过上述改革能给“传热学”的教学带来一丝新的气息，帮助学生更好地掌握“传热学”的基本理论及计算，提高学生发现问题以及解决问题的能力，满足后续课程的学习基本要求，为未来的就业奠定坚实的理论基础。[2]
参考文献：
[1]钟晓晖，赵斌.“传热学”精品课建设的探索与实践[J].河北理工大学学报（社会科学版），2009，（5）：108-111.
“工程热力学与传热学”是汽车服务工程、热能与动力工程等专业的必修课程。它是研究热能与机械能相互转换及热量传递规律的一门学科。作为工科类的一门专业基础课，“工程热力学与传热学”课程教学历史悠久，至今已有五十多年。然而该课程存在“理论性强”、“知识点多”、“难于理解”等特点，长期困扰着广大师生。因此对该课程进行教学改革，探索提高“工程热力学与传热学”课程教学质量的方法是十分必要的。
1 课程特点及教学现状
“工程热力学与传热学”课程主要包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力过程计算、传热学的基本概念、换热器热计算等。由于该课程源于实际生活的总结，包括理论知识的推导及经验公式的应用，教学内容需要联系大学物理和高等数学等方面的知识，教学难度大，存在的主要问题有：
1.1 课程总学时偏少
“工程热力学与传热学”课程围绕能量转换与传递这一主线，是对工程热力学与传热学两个研究方向的综合。其特点是涉及内容广，知识点多。然而，随着社会的发展，教育思想、教育观念在不断变化着，大学阶段开设的课程越来越多，分配给每一门课程（特别是专业基础课）的学时数不断减少。①总学时数不断减少与教学内容不断增加之间的矛盾，是“工程热力学与传热学”授课教师面临的一个重要矛盾。要继续保持或提高该课程的教学质量，就必须要调整教学大纲，改革教学方法，对授课内容有所取舍，突出重点和难点。
1.2 实践环节少
“工程热力学与传热学”作为一门专业基础课程，其知识点的归纳，大多是来源于人们对实践知识的长期积累和总结。因此该课程必须与实践教学紧密结合起来。由于实验设备的有限性，而现有每个班级的人数众多，必须分多个组进行实验。这必然导致实验课程时间过长、教师的工作量过大等。因此为回避这些问题，许多高校在讲授专业基础课实验时，往往采取集中统一安排实验的方式，且实验学时占总学时的比例非常小。这样实验课程与理论课程完全分开，学生对于实验缺乏深刻的认识，影响了他们对于理论知识的理解和消化。比如在讲授稳定流动能量方程应用领域的时候，需要做蒸汽轮机的热交换、换热器的热交换、压缩机的热交换及喷管的流速试验等等，然后在部分高校中由于受到设备的限制等原因，往往只做其中一个实验，这大大影响了学生对知识的认知度，不利于对稳定流动能量方程的理解。
1.3 学生积极性不高、缺少互动
“工程热力学与传热学”课程用到的理论知识多，内容涉及面广，不少章节还需要联系“大学物理”等课程的知识，因此难度较大。学生需要花大量的经历去消化理解。而该课程还涉及一些复杂的计算公式（比如换热器的热计算），学生的学习积极性差。授课教师的教学方法缺乏吸引力，一些专业基础课教师为给学生们传授更多的知识，甚至能讲满整节课，不给学生一点消化的时间。在师生交流方面、课程作业的修改反馈等方面，学生与教师缺乏良好的沟通，这些都降低了学生的学习兴趣。
“工程热力学与传热学”课程教学的最终目的是服务于社会。而社会在不断发展着，这就要求“工程热力学与传热学”课程的教学也需要与时俱进，授课教师要有敏锐的观察力，从培养高素质人才的角度出发，对现有的“工程热力学与传热学”课程进行教学改革。
2 课程教学改革及教学方法探索
2.1 改革教学内容
“工程热力学与传热学”作为一门传统课程，知识体系在不断变化着，如果还把以前那些传统的能量转换设备拿出来重点讲，显然是不能适应新世纪人才培养需求的。那些过时的观点和思想，不仅影响学生对最新领域知识的掌握，同时使学生对书本知识产生怀疑，严重影响其积极性。因此授课教师要对“工程热力学与传热学”教学内容进行更新，紧跟学科发展前沿。要综合各个教材的优缺点，对自己的教义进行定期修改和完善。在教学中，要对教学内容有所取舍，突出重点。这样既减轻了学生负担，又为教师节省了上课时间。
2.2 改善实验教学
“工程热力学与传热学”理论知识较多，难于理解，因此通过实践课程来加深理论知识的理解显得尤为重要。学校应充分认识到实验教学的重要性，增加对实验设备的投入，调动实验教师的积极性。实验教学应更多地发挥学生的主观能动性，让他们尽可能多的参与到实验的设计和分析之中，以提高其动手能力。授课教师可开设开放性实验、综合性实验及对比试验，鼓励学生自己动手、独立完成，以促进知识的融会贯通。比如换热器的设计，可以让学生根据所学的传热学理论知识，自己动手设计一些散热片，并进行热计算，分析其散热性能。
2.3 改进教学手段
课程总学时的不断减少，迫使授课教师必须要进行教学改革。现代化的多媒体教学手段，可以在短时间内传递更多的信息量。因此，教学手段改革目标是将现代化的教学手段融合到的“工程热力学与传热学”课程教学之中，实现与传统教学的有机结合。例如，在绪论部分关于热能的利用现状就可以采用播放影片的方式来激发同学们的兴趣。而在讲授传热学中的计算公式时，可以将推导过程制成多媒体的形式，授课课时，教师只需在黑板板书推导思路，然后用多媒体PPT展示推导过程。这样极大地节省了时间，而且有助于学生的理解。此外，还可以采用FLASH动画、影片等方式来激发学生的兴趣，提高其学习的积极性。
2.4 加强师生互动交流
提高学生学习兴趣和积极性，调动学习气氛。将互动式教学方法②引入“工程热力学与传热学”课程的教学中，使学生主动思考问题。在教学中促成授课教师和学生之间的相互交流和探讨。比如讲授热力学第二定律的发展过程时，可以首先向学生提出问题“是否所有满足热力学第一定律的自然现象都能够实现呢？”要求学生结合实际生活经验，提出自己的观点，并给出理由。然后将学生所总结的规律与热力学第二定律进行比较，找出差异。通过这种方式必然会使学生对热力学第二定律的理解更加深刻。“提问式”互动，是实现师生交流的一种良好途径。“工程热力学与传热学”授课教师宜更多地采用互动交流的方式来传授知识，从而提高学生的学习积极性。
3 结束语
“工程热力学与传热学”课程教学改革需要授课教师需要克服重重困难，是一项漫长的过程，离不开教育系统各个部门的配合。通过改革教学内容、改善实验教学、改进教学手段、加强师生互动交流等等，将知识教育与素质教育结合起来，探索适应该课程特点的教学方法，必将使课堂教学效果达到一个崭新的水平，为培养新世纪高素质人才奠定坚实的基础。
注释
关键词：节能；新能源；传热学
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0100-02
随着地球上的化石能源日渐消耗殆尽，“节能”已成为应对世界性能源危机的重要手段，节能观念的深入人心，将对整个社会能否实现可持续性发展产生举足轻重的作用。而大学生的节能意识对整个社会的节能意识则产生着十分重要的示范和引导作用，因此，通过言传身教为大学生渗透灌输节能观念，应是每一位大学教师责无旁贷的使命。
“传热学”作为一门重要的专业基础课，广泛开设于热动、建环、机械、化工、交通、电子等各个大学工科专业。[1]这门课程主要是研究热能传递过程的规律，与节能观念息息相关。在本门课程的教学活动中培养学生的节能意识不仅可以宣传国家的节能政策，而且可以激发学生的学习动机和学习热情，另外对本门课程教学内容的拓展深化也将大有裨益。
一、传热学中的节能实例
泡沫塑料、加气混凝土、离心玻璃棉等材料具有良好的隔热保温性能，其根源在于其内部丰富的孔隙结构。然而孔隙越多并不一定意味着保温性能越好，湿度也对其保温性能具有显著影响，这里不仅涉及到导热的知识，也涉及到对流方面的相关知识。因此，选择合适的保温材料和合理的施工方法，对其节能效果具有重大意义。[2]
空心墙和空心砖到底有没有节能效果，这个问题同样涉及到导热和对流两个方面，可与保温材料的问题进行类比，得出符合工程实际的结论，并进一步加以分析总结，使学生了解使用空心材料进行节能设计时需要注意的一些问题以及可以采取的各种方法。
对于圆形管道保温，保温层是否一定越厚越好，这涉及到“临界热绝缘直径”的相关知识，需要通过数学上求取驻点的方法对此问题进行全面分析。对于这种与“常识”相悖的问题，在教学中更是要尤为重视，重点讲解，否则极易使学生得出与节能目标相违背的结论。
对于烹饪器具的节能问题，则涉及到非稳态导热。对于同样的一种食材，水煮时属于三类边界问题，烘烤时属于二类边界问题，而微波炉加热则属于有内热源的问题。当学生明白了为何不同的灶具可以烹饪出不同质感的食物，也必然会对其中的节能效果有所领悟。
周期性导热部分知识的学习，则可使学生了解围护结构朝向与建筑能耗的密切关系，对节能型建筑设计具有一定的指导意义。此部分知识同时还涉及到“等温层”这个概念，对这个概念的掌握可以使学生深入了解地下深埋建筑和深埋管道在节能方面的优越性。
物体的颜色反映出该物体对可见光光谱的吸收特性，对于太阳等可见光占据较大比例的光源，在同等的条件下，深色物体可以比浅色物体吸收更多的能量。例如浅色屋顶可以在夏季更多地反射阳光，从而降低建筑内部能耗，起到节能的作用；而特朗勃墙表面采用深色涂料，可以在冬季吸收和储存更多的太阳能，用来在夜间更好地向室内供热，同样可以起到节能的作用。
功率相同的白炽灯和节能灯，其照明亮度却大相径庭，这其中涉及到某一波段光谱的能量发射情况在总光谱中所占的比例。在对普朗克定律进行深入探寻的基础上，学生将对推广节能型灯具的重要意义了然于心。
对于热流体管道外表刷白漆或包铝皮两种情况，并非触感较热的情况保温性能不好，这同样也是一个与“常识”相悖的问题。对于这个问题，需要引入辐射发射率的知识，利用综合传热的热阻分析方法，对两种情况的总热阻进行比较，才能够得出正确的结论，从而满足节能的目标。
双层中空玻璃的传热计算不仅是传热学中的一个综合性问题，也是关于节能的一个典型问题，空气夹层厚度、真空度、玻璃表面发射率、窗框密封性，诸多因素都将对玻璃窗最终的节能性能产生不同程度的影响，这其中涉及到导热、对流、辐射各方面的知识，并且互相关联耦合，使其设计计算工作具有相当的难度。
二、传热学中的新能源利用
随着太阳能、地热能、核能、风能等对常规能源的逐渐替代，新能源的开发利用已成为节能工程中最为重要的一个环节，这其中也涉及到许多传热问题。
材料在电磁波谱中所体现的辐射特性是太阳能利用中的核心问题。由于太阳表面的平均温度高达5761K，它向地球辐射的能量有99%集中在波长3μm以下的短波区，其中可见光和紫外线部分的能量所占的比例达到53%。根据不同材料对于不同波段能量的吸收、反射和透射特性不同，可以设计出各种不同的太阳能利用装置。例如设计太阳能集热器或温室用的玻璃时，如果能够采用短波透射率高、长波反射率高的低铁平板玻璃，可以大大提高能量收集效率，起到充分节能的作用；反之，在需要保温的建筑外窗上使用能够有效反射长波辐射的Low-E玻璃，也同样可以起到节能的作用。
地源热泵系统是一种利用地面浅层地热能进行供热和制冷的节能技术，其中地下埋管的设计和传热计算对系统的节能效果起着至关重要的作用。这种传热计算不但涉及到土壤传热，而且还包括孔隙中空气导热、地下水体的自然对流和迁移传热，土壤的热物性、含水量、温度、埋管材料、管内流体物性和流速这些参数都将对传热过程产生影响。对于如此复杂的传热模型，必须在合理简化的基础上，采用数值传热学的求解方法加以研究。另外，地源热泵的土壤热平衡问题，也是系统得以正常运行的关键问题，为了防止系统运行效率逐年降低，就必须要运用周期性非稳态导热的原理加以分析研究，确保冬季取热量和夏季放热量收支平衡。
核反应堆的安全传热是核能利用中一个至关重要的问题。反应堆瞬态运行和事故过程的堆芯传热，燃料及其冷却剂的传热特性，再淹没传热、再湿传热等各种特殊情况下的传热机理，这些都涉及到传热学的相关知识。对于反应堆冷却水加热的“沸腾危机”问题，更是核能利用中的一个基本问题。如果热流密度超过峰值，会导致沸腾工况突变，温度骤然升高1000℃，从而使设备瞬间烧毁。为了避免这种事故的出现，必须在了解沸腾换热曲线的基础上，对热流密度进行严密的监视和控制，确保其处在安全的工作范围之内。
利用热对流引起的空气流动效应实现自然通风，从而在建筑物中利用风能，也是建筑节能的一种常用手段。近年来，“微能耗”、“零能耗”建筑成为当今建筑行业的发展方向，将风能与太阳能、地热能结合起来进行利用，是新一代节能建筑的重要特征。这类建筑的设计建造必然涉及到传热学方面的知识，例如特朗勃墙、阳光间式太阳房等建筑形式中的温度场和气流组织，必须采用对流传热的数值方法进行研究分析。
三、一些节能新技术在传热学中的应用
纳米孔气凝胶材料是近几年来新出现的一种超级保温材料。通常情况下，当保温材料的孔隙率较高的时候，导热系数很低的空气会对材料的导热起到抑制的作用，但却往往会使小孔彼此贯通形成大孔，空气在孔隙间流动，从而增强材料的对流传热。纳米孔气凝胶材料通过严格的生产工艺，将几乎所有的孔隙尺寸控制在70nm以下，小于空气分子的平均自由程，材料的密度仅为空气的3～4倍。这种材料内部能在具有丰富孔隙结构的同时又不彼此贯通，同时遏制了导热和对流这两种传热过程，使其表观导热系数完全可以达到与空气相同的量级。这种技术作为一种高效绝热技术，已经被美国顶级期刊《Science》列为世界十大热门技术之一，如将这种材料广泛应用于建筑领域，必然会带来巨大的节能收益。
纳米玻璃隔热膜技术是一种新型的隔热保温技术。该技术通过本体染色、金属化镀层、磁控溅射、夹层合成等多种工艺处理方法，在玻璃表面添加一层选择性涂层。该技术可用于建筑幕墙、橱窗、柜台、车船玻璃等不同场合，可以在保证可见光穿透率的前提下，大幅度阻隔红外线和紫外线的辐射。与普通玻璃相比，这种技术可减少60%～85%透过玻璃的太阳辐射能量，即使与双层真空玻璃相比，也具有成本和节能效果方面的优势，因而是一种在传热学领域极有前途的发展研究方向。
相变储能技术是一种可广泛应用于太阳能利用、电力调峰、工业余热利用、跨季节储能、绿色电池等各个领域的新型储能技术。该技术是利用熔融盐、石蜡、脂酸等相变材料的潜热，将热量储存起来，并在需要时释放，由此实现一个循环的过程。如要掌握这种技术，就必须全面了解相变储热材料的传热特性，利用相变传热的知识对其传热过程加以分析研究。
四、结束语
掌握能源知识、强化节能意识是保障人类社会可持续性发展的必然途径，也是每个工科大学生的必备素质。[3]“传热学”是一门应用性很强的工学学科，课程中的节能知识比比皆是。在本门课程的教学活动中，通过教师的言传身教，将节能观念渗透每一位学生的思想意识之中，不仅可以激发学生的学习兴趣，更可使其养成良好的节能行为习惯和科学的能源消费方式，并对社会各阶层人员的节能观念予以示范和引导，从而树立起学生的时代使命感，对未来社会的发展必将大有裨益。
参考文献：
[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].第四版.北京：高等教育出版社，2011.
[关键词]传热学 多媒体 教学方法
[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）03-0118-02
“传热学”是研究由温差引起的热能传递规律的科学，在现代各个生产领域中所遇到的大多数技术问题，乃至自然界中的许多现象都与热量的传递有关，而且几乎任何一种形式的能量最终都是以热能的形式耗散于环境及宇宙之中，因此“传热学”是能源、动力和土建等大多数工科专业的一门重要的技术基础课程，也是当今科学技术领域发展最重要的技术基础之一。能否学好这门课程不仅影响学生对后续专业课程的学习，还影响学生在未来工作中解决实际传热问题的能力。目前东北石油大学建筑环境与能源应用工程专业“传热学”课程计划学时为64学时，其中理论课56学时，实验课8学时。“传热学”课程具有内容广、习题多、难度大的特点，如何在较少课时下，改进教学方式，提高教学效果，培养高素质工程人才是当前传热学教学中面临的主要问题。[1]笔者结合在“传热学”实际教学中的探索和实践，浅谈教学改革的几点看法。
一、教学存在的问题
“传热学”在我校有20多年的教学历史，多年来一直采用板书授课，板书授课有利于学生跟随教师的思路，但随着现代“传热学”课程信息量的不断增大，对学生综合素质培养能力的要求越来越高，单纯板书授课已经不能满足教学需要。在板书基础上增加多媒体教学手段，可以大大节约课堂上书写公式、图形、习题所占用的时间，克服手绘图形的不准确和不美观问题，通过动画形象直观地演示传热过程。
“传热学”与多学科交叉内容日益增多，新版本教材增加了大量专业前沿中的传热问题，一成不变的教学内容不能满足专业发展的需要，教师应及时更新教学内容，增加对专业新领域中传热问题的介绍。在授课中，讲课内容不宜贪多。简单问题讲得过细，学生会感觉讲课嗦、浪费时间；难点问题讲得过细，学生会感觉困难重重，失去兴趣。因此，教师应根据学生的实际情况安排教学内容，力求重点突出。
传统的灌输式教学，课堂上几乎全部由教师讲解，而学生只是被动地听课。对于典型例题，也多数是由教师自问自答，直接教给学生做题的方法和步骤，虽然看似教师讲课熟练，学生听课轻松，但这种教学方式学生不动脑筋，不能培养学生独立分析和解决问题的能力。
在考试方面，我校“传热学”课程总成绩是由考卷成绩（占75%）、实验课（占15%）、平时成绩（占10%）构成的。平时成绩根据出勤情况、课堂测验和作业成绩来评定。从分数构成上来看，成绩主要取决于考卷成绩，平时成绩所占比例较小。为突出素质教育，应加强对学生平时学习质量的监控，增加平时成绩比例。
二、教学资源库建设
（一）动画演示实验
实践教学是“传热学”课程教学的重要环节，通常实验演示在教学中受到时间、场地等诸多限制，制作Flash实验演示课件，可以生动直观地对实验操作过程进行演示，通过网络共享更加便于学生预习和复习。例如：准稳态法材料导热系数测定、气流横掠管管外放热系数测定、铂丝表面黑度测定和换热器传热系数测定等。
（二）虚拟实验
借助Matlab语言或CFD软件开发“传热学”虚拟实验平台，通过计算机数值计算和图像显示，对系统传热现象进行求解分析。例如：不同边界条件下多维稳态导热、集中参数法、导热数值解、外掠平板、竖壁自然对流、辐射角系数、换热器传热过程等内容都可采用虚拟实验进行辅助教学。讲解导热数值解部分时，利用CFD软件对研究对象进行网格划分，然后建立节点方程，设定迭代初值，运用CFD软件进行计算，最后对迭代计算的敛散性进行分析。网格划分后的图形以及计算得到的温度场通过CFD软件可以直观立体地展现给学生，学生也可以自己操作软件，设定不同的定解条件进行模拟实验，这种教学方式不仅激发了学生对“传热学”学习的兴趣，更加深了学生对导热过程的理解。
（三）视频和图片素材
围绕教学内容收集照片、图片、视频，并制作一些有特色的动画素材，将这些运用于授课过程中就能把沉闷、死板的课堂气氛转变得活跃、充满生气，学生会自动参与课堂的教学活动中，积极配合教师，回答或提出问题，大大提高了课堂教学效果。利用分解动画可以有效突破“传热学”教学难点，例如通过肋片的导热、典型形状多维非稳态导热、大容器沸腾传热，多表面系统的辐射传热、换热器平均温差，等等。多媒体素材可以形象、生动而又清晰地向学生展示出复杂问题的温度分布及传热过程，使学生建立起空间概念，加强了对问题的理解。
三、课堂教学方法改革
（一）互动教学提高学生的学习兴趣
要想使学生学好“传热学”课程，首先应该提高学生的学习兴趣，将课堂教学的主体由教师转移到学生。做好教学“互动”，课堂教学活动不仅是一种认知过程，更是一种师生、生生之间的交互过程，只有学生的真正参与，才会提高学生学习的积极性，使其变被动为主动。因此，可选择学生在生活中熟知的传热现象作为范例，创造逼真的教学情景，使学生感受到传热学领域就在自己的身边，进而增强学习“传热学”的兴趣；可采用提问式、启发式、讨论式等多种形式的教学方法，调动学生学习的自觉性，激发学生的学习兴趣。例如：在讲解“传热学”绪论中的三种热量传递方式时，首先给出一些生活中的传热现象让学生思考，如为什么夏天穿浅颜色衣服，冬天穿深色衣服；为什么冬夏相同室温下，人们夏天穿T恤，冬天却穿毛衣；热水瓶为什么可以保温；铝水壶为什么不能干烧；冬季室外摸铁和摸木头感觉有什么不同，等等。让学生分析这些现象产生的原因，并举出他们所知道的与传热相关的例子，这样顺其自然地就将导热、对流和辐射内容引出来。教师用理论知识对上述传热现象进行总结，加深了学生对三种传热方式的理解。用“提问式”引起学生的注意，使学生集中精力听课，再利用“启发式”激发学生思考，发挥想象力，这样就会充分地调动起学生学习的积极性和主动性。
（二）教学内容与学科专业有机结合
近几十年，科学技术在世界范围内有了突飞猛进的发展，“传热学”的研究内容也有了很大的变化与进步，因此，授课时教师在讲授教材内容的同时应与相关专业的前沿学术动态有机结合，这样可以拓宽学生视野，提高学生学习兴趣，让他们学习如何利用理论知识解决本专业的实际问题。例如：针对建环的学生，在导热换热部分，增加新型散热器、新型保温墙体、冷热桥问题的讲解。在对流换热部分，增加纳米流体、风洞实验、地源热泵、相变蓄热墙体的讲解。在辐射换热部分，增加太阳能集热器、辐射供暖、辐射制冷的讲解。在传热过程部分，增加空调除霜、节能冷却塔、新型换热器的讲解。
（三）培养学生的工程观念以及工程实践能力
树立工程观念，重视工程教育是“传热学”教学改革的首要任务。为此，在“传热学”的教学中引入先进的CDIO教育培养理念，按照先基础、后综合、再创新的思路安排课程内容，增加了接近工程实际的专业应用案例，注重对复杂传热过程的分析，鼓励学生主动学习、主动实践，强化对学生分析能力、创新精神和合作意识的培养。[2]例如：在每个章节内容讲完后，将学生分成几组，以大作业的形式给学生布置应用例题，让每组学生按照三步来完成：传热分析、传热计算、强化或削弱传热的措施。然后在课堂上组织学生展开分析和讨论，鼓励学生提出新的设计构想，最后由教师评分和小组互相评分。这种以学生为主体的启发式教学方式不仅增强了学生分析问题和解决问题的能力，还培养了学生的工程实践意识，收到了很好的效果。
四、结语
随着现代计算机技术的飞速发展，多媒体技术在“传热学”课程教学中发挥出越来越重要的作用。[3]引用直观生动的图片、动画、视频、仿真进行授课，可以激发学生学习兴趣，提高课堂教学效率，改善课堂教学效果。但多媒体教学只是帮助“传热学”课程教学的手段之一，要真正实现培养优秀工程人才的目标，“传热学”课程的授课教师还需要以教授知识、培养能力和提高素质等方面为切入点，充分发挥学生的积极性与主动性，注重培养学生分析问题和解决问题的能力，积极转变教学思想，努力探索行之有效的教学方法，不断推进教学改革创新。
[ 注 释 ]
[1] 何雅玲，陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教学，2007（3）：12-15.
关键词：传热学；教学改革；教学方法
作者简介：齐晓霓（1974-），女，山东淄博人，山东理工大学交通与车辆工程学院，讲师。（山东 淄博 255049）魏丽霞（1976-），女，山东潍坊人，中国石油大学（华东）理学院，助理实验师。（山东 青岛 266555）
基金项目：本文系山东理工大学教学项目基金《传热学教学方法的研究与探索》（项目编号：112024）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0123-02
热工基础课程是一门专门研究探讨如何提高功热转换效率、热能转换及传递基本规律的工科课程。在工科领域，热工基础课程占有举足轻重的地位，为培养专业化综合型人才起到了重要作用。在前几年，高等院校为了适应社会需要和时展，许多院校提出了要培养具有跨学科知识、渊博学识、基础扎实、专业技能过硬的高级人才目标。在这样的目标指引下，众多高等院校在工科类以机械大类进行招生，[1]在大类下面进行专业细分，比如清华大学、哈尔滨理工大学、西北工业大学、上海交通大学、东南大学等国内知名高校。在西方国家的高等工程教育中，对热工基础课程很重视，基本都开设了“热力学”与“传热学”。陶文铨与何雅玲教授为了探索热工基础课程教学方案，对开设了热工基础课程的国外二十多所大学进行了调查研究。[2，3]笔者从调查结果中发现，材料学院、核能工程系、化工学院以及机械学院等工科类院系都开设了热工基础课程。还有不少大学将“传热传质学”和“热力学”设置为机械类学院的重要课程，比如普渡大学、麻省理工大学等世界知名大学。也有些大学将热工基础课程设置为工科学院的公共课程，比如美国依阿华州立大学工学院将“传热学”、“热力学I”、“热力学II”和“热流系统设计”这四门热学设置为他们的公共课程。山东理工大学（以下简称“我校”）机械学院在2006年时进行了专业设置改革，开始实行机械大类招生，但作为热工基础的核心课程——传热学仅在机械创新实验班被设置为专业基础课（44教学学时+4实验学时），而没在机械大类全部专业中进行开设。笔者基于考虑“传热学”课程的重要性以及机械大类综合型人才的培养目标，有必要对传热学的教学范围、内容、方法、教材选用和实验进行深入研究和改善。
一、机械大类所有专业设置热工基础课程的必要性
在我国高等教育中，主要将热力学与传热学归类为热工基础，也有不少学校将流体力学的基础部分添加了进来。热工基础课程是工程学科的基础学科，其主要研究的内容是能量传递与转换的基本规律、提高能量利用率。机械大类中的热能工程专业、制冷与空调、内燃机方向将热工基础课程设为基础课程，其中主要包括了传热学与热力学，同时都设置了较多的教学学时。不过随着我校开始实行机械大类招生后，大部分机械类专业都开始了热工基础课程，不过学时量不大。机械大类设置热工课程的有其时代背景，即机械工程专业人才所从事的工作内容基本都会遇到能量传递与转换问题，具有扎实热工基础知识才能良好应对。比如动力机械设备、家庭供暖、家用电器、汽车等各种机械产品的研究设计阶段，以及生产运输等各领域环节都需要热工基础知识来解决相关热能问题。
二、机械大类专业热工基础课程教学现状
在课程教学规划中，机械大类尚未以学科平台课的方式设置热工基础课程，仅有机械创新实验班开设了短学时的热工基础课，课程安排在大三上学期。由于学院领导和学科骨干在进行编写教学大纲、制订教学计划与教学实践上有不少分歧和不同见解，导致该校遭遇了不少新问题和障碍。
1.课程教学时数设置
我校能源动力类方向的专业对热工基础课程的设置比较合适，课时安排了不少。例如，热力学有60课时，传热学50课时以及流体力学的40课时。目前，机械大类的机械创新实验班开设了48课时的传热学，对于教学实践环节，课时稍微过多。如果将传热学、热力学和流体力学三门热工基础课结合为一门课程，即整合成学科平台课，机械大类的全部专业都需要学习，这将会是机械大类知识面的极大拓宽。当然这个学科整合，不是单纯的将这三门课程所有课时进行叠加，整合后的学科平台应该设置多少个课时比较科学？是否应该根据各个方向的不同需求而进行个性化课时设置？这些都是需要进一步思考和研究的问题。
2.教学内容方面
传热学的主要内容是研究热量宏观传递规律和现象。传热学主要研究了导热传热、对流传热以及辐射传热三种传热方式，这三种传热方式由受制于不同的物理原理，所以到目前还没有统一的理论将此三种传热方式整合，所以对传热现象研究的方式一般采用单个研究，而后进行综合。导热传热、对流传热以及辐射传热三种传热方式相互独立，各自构成一个知识体系。[4]非能源动力类的机械大类学生由于热工基础的知识并未系统化，学习起来比较吃力，教师授课要讲透彻也不是那么简单，所以，可以基于热工课程在他们将来知识需求上的低层次，将比较难的内容讲表面化即可，或适当略过。但是对于能源动力类的学生，热工基础课程知识的掌握要求要高很多，必须熟练甚至精通，在教学课程规划时，怎么进行内容的增减、知识点的侧重，这些问题均还需要笔者更深刻的研讨。
所以，在进行“传热学”教学的起始阶段，首先应该本书的基本内容进行串联，注重知识的系统性，让学生能够在一开始就能清楚学科轮廓，能理解这三种传热方式。
3.实验教学方面
当前，我校传热学的教学实践上过于注重知识的灌输，而很少关注学生的实践创新能力的锻炼。而有效锻炼学生这方面能力的实验教学方面又存在较多欠合理之处，主要表现在如下几方面：第一，课时安排较少，实验教学内容不够丰富，大部分内容依然是基于课堂所讲知识而进行的验证。第二，实验教学是课堂教学的重要补充，但是对于实验教学质量的考评，尚未有可靠的考核标准，导致实验教学比较散漫。第三，学校可用的实验教学设备和仪器数量不多，且机械大类的每期学生都较多，只能多人一机，不少想体验实验过程提高动手能力的同学最终也未能实现想法。
4.教学方法和教学手段方面
热工基础课程也是实行双语教学的工程技术类课程，[5]但是受学生专业外语水平的限制，并未实现双语教学。因为即使采用了，双语教学也无法受到实际教学效果。
三、机械大类专业热工基础课程教学改革建议
笔者针对上文给出的几个问题，提出了如下几个解决方案。
1.科学设置教学学时数
由于以大类专业的方式进行的招生，导致大类教学的课程较大，但所有课程的总学时是一定的，所以考虑了诸如教学内容、大纲、教学对象等因素后，设计了AB两套“传热学”课程设置方案，不同专业根据需要可以对其进行分类选修。
2.进行实验教学改革
传统的热工教学模式采用填鸭式教学，注重知识的灌输，在进行实验教学改革上，有必要摆脱传统教学模式，以培养实用型科技人才为教学目标。加快完善现代化实验室建设，提高学生实践创新能力，锻炼学生在实际问题中应用理论知识的能力。
（1）科学设置实验项目。在规划实验教学大纲时，对实验项目的安排上进行了科学分配，降低验证性实验与演示性实验比重，其比重分别为30%与10%，提高综合性实验项目比重，使其达到总项目的60%。演示性与验证性实验是属于传统实验教学项目，是教学任务的基础，通过它有益于学生更好的理解抽象概念，帮助他们更好解释热工现象，证实热工基本规律与理论，并强化课堂所学知识，同时熟练掌握实验流程及相关仪器设备。而通过大量的综合性实验，可以提高学生解决热工基础问题的综合能力，培养学生思维的深度和广度，激发他们的创造性。这种递进式的实验教学过程，可以有效的实现实验教学任务，并培养学生应用基本技能的能力。
（2）合理组织实验。根据实验项目的不同，实验教学也应该有针对性，有些实验应让学生进行预习，然后在实验快开始时考察学生预习程度，并给出相关预习成绩。有些实验不能通过一人完成，需要团队的配合，则进行实验分组，让他们根据实验要求和目的以及设备说明书，通过合作完成实验台的组装和实验任务，完成后进行统一评比，公开评比优劣，并当场给予成绩评定。而在综合性实验中则应该避开固化的实验指导书，让学生通过实验任务和要求以及实验仪器说明书为指导，自行拟定实验方案，锻炼学生解决问题的能力，并锻炼其创新能力。
（3）装配现代化实验设备，及时更新实验内容。当代科技正处于日新月异的快速发展中，陈旧的实验仪器已无法满足当代热工实验教学的要求，而内容上也显得过于保守，缺乏新意。但是，由于我校机械类人力、物力资源有限，实现完全现代化设备的更新换代是不现实的，所以该校热工教师团队通过自行研究，将旧设备进行改造，并开发新的实验台。例如，该校教师将“水平管空气自然对流传热实验”中所用的人工手调测温的实验装置改造成计算机自动测温系统；再比如，改良了“准稳态法测定材料的导热系数实验”所用双热电偶测温度与温差环节，实验中将热工测量技术知识与传热学知识相结合，提升了实验项目的综合性价值。而且，该校在教学实验中引入了计算机技术，比如在“流体沿程与局部阻力实验”这一基础实验中，使用计算机进行实验数据的采集和处理。
3.提高中青年热工课程教师学术水平
提升热工教师队伍自身专业素质，强化与一流学校的学术交流与项目合作。充分利用各种渠道，加强学校之间的学术交流，让教师队伍在专业知识上相互学习，相互提高，定期开展学术研讨会，以强化学校之间的联系。国外高等工程学校具有丰富的热工基础教学理念，可以尽可能多地利用各种机会与他们建立联系，并形成学术互访机制，随时了解国外教学改革动态，学习他们科学的教学模式。
四、结语
传热学作为机械大类专业的一门重要学科课程，必须对各个专业方向设置合适的教学课时，科学规划教学内容，全面改进课堂教学模式、优化实验教学方法，并着力改善热工教师队伍的专业水平，并重新选用合适的热工基础教材。笔者对于机械大类设置热工基础课程也仅是一次积极的探讨，还需要实践来检验，需要教师们的共同努力，将热工课程更科学地进行施教。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校专业设置大全[M].北京：高等教育出版社，2003.
[2]何雅玲，陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教学，2007，（3）.
[3]陶文铨，何雅玲，王秋旺.境外大学工科热工类课程的设置[J].高等工程教育，2000，（S1）.
Abstract： Relying on the School of Electric Power Engineering， CUMT， based on the "heat transfer theory" course， under the support of research projects， the innovation and reform of teaching mode in colleges and universities has been studied， and a new teaching mode， which is supported by scientific research projects is established to train the students' ability of scientific research and innovation， and to serve the teaching. It solves problems that the practical teaching and scientific research are disjointed， lack of innovation， and lack of innovative talents training mechanism.
关键词：教学模式；高校；创新；科研项目
Key words： teaching mode；university；innovation；scientific research project
中图分类号：G472.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0247-02
0 引言
①国内现状。
《传热学》是能源与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业的专业主干课，是研究热量传递规律的科学。本课程的任务是使学生掌握热量传递的基本规律和分析方法，熟悉传热学在生产技术领域中的广泛应用及研究成果的关键作用，目的在于培养学生分析、解决实际工程传热问题的能力，为后续专业课程的学习，专业技术领域中的热量传递过程的研究建立理论基础，培养学生具有分析、解决实际工程传热问题的基本能力。国内工科学校的《传热学》课程的教学模式一般遵循着教师课堂讲授，学生课堂听讲，课后留书本作业的形式。根据教育部科学技术司的《2015年高等学校科技统计资料汇编》，2015年科研经费上亿的高校达到200多所，清华大学以43.52亿元居首，中国矿业大学达到了5.15亿。如此多的科研经费，让高校老师能够顺利地开展教学与科研研究，但是教学和科研研究在高校一般是分开来进行，两者之间没有起到相互促进的作用。
近几年，国内的高校也相应开展了教学模式的改革和创新，先后形成了互动式[1，2]、网络式[3]、问题式[4]、体验式[5]、参与式[6]、渗透式[7]、合作学习式[8]、自主式[9，10]等教学模式。但是关于“科研项目支撑下高校教学模式如何进行创新与改革”还没有涉及。
②校内现状。
中国矿业大学电力工程学院主打专业是能源与动力工程，而能源与动力工程的主干课之一就是《传热学》，《传热学》是针对大三的一门专业基础课，目前的授课方式主要以教师课堂讲授书本知识、学生被动接受为主的传统的授课方式。这种授课模式严重脱离实际，学生只能从书本上学到一些纯理论知识。一旦遇到实际问题就无从下手。例如到大四安排毕业设计时就会出现这样的问题：凡是有关数值模拟或者实验的毕业设计，学生从来没有接触过这方面的锻炼，进展就非常缓慢。再比如，去电厂实习，所学到的知识和电厂对应不上。学生的创新能力得不到提高，教学和科研脱节。鉴于此，中国矿业大学启动了一批教改项目，鼓励教师来对教学模式的创新来进行研究。
③研究意义和应用前景。
中国矿业大学电力工程学院是一个年轻的学院，聚集了一大批青年教师，而青年教师申请了一系列的科研项目，而学院的科研和教学基本上是单独进行的。本人正是基于这样一个实际情况，提出了“科研项目支撑下高校教学模式的创新研究”这样一个课题。通过本课题的执行，将在一定程度上改善学院教学与科研脱节的现象，这将极大地提高学生的科研创新能力。这种模式可以因地适宜的在高校中进行推广，将对高校传统的教学模式的改革提供一定的指导意义。
1 研究内容
基于中国矿业大学电力工程学院的《传热学》课程，以电力工程学院的本科生为服务对象，研究内容包括：
1.1 建立课堂教学的科研项目支撑
基于本人申请的一系列科研项目，提炼出与《传热学》课程有关知识点有关的子课题，分配相关经费，撰写子课题的研究目标、研究内容、研究手段、预期目标。给学生分组，因材施教地安排子课题。建立完善的课堂教学的科研项目支撑材料。
1.2 培养学生的科研创新能力
本人申请的科研项目属于传热传质学，结合《传热学》课后科研性质的作业，让学生利用数值模拟软件进行数值模拟；利用科研实验室，开设与传热有关的实验公开课；指导学生参加各种创新训练计划、节能减排大赛等科研活动；利用业余时间让学生进入实验室，开展一些科研活动。通过科研活动来培养学生的科研创新能力。
1.3 建立科研项目服务于教学的新型教学模式
在讲授《传热学》课程的基础上，在教学PPT中增添与该知识点相关的科研案例，辅以主要科研结论，来充分阐释传热学知识在科研中的应用。通过科研案例的展示，使学生对所学的传热学知识点有更深层次的认识。
2 实施方案
以能源与动力工程的专业基础课《传热学》为背景，建立科研项目的支撑材料，对高校教学模式的创新改革进行研究，具体实施方案如下：
第一阶段：课堂教学的科研项目支撑材料的建立。
①提炼与传热学有关的子课题。基于本人申请的科研项目，对项目进行细分，分配科研经费的使用，并配以相关的传热知识点。
②撰写子课题的研究目标、研究内容、研究手段、预期目标。对子课题进行完善，形成一套完整的指导书，以便于学生按照指导书来进行科研活动。
③更新教学课件。添加与传热有关的科研案例，让学生能够在课堂上体验理论与实践的紧密联系。
第二阶段：学生科研创新能力的培养。
①结合《传热学》课后科研性质的作业，让学生利用数值模拟软件进行数值模拟，锻炼学生的数值模拟能力和创新能力。
②利用科研实验室，开设与传热有关的实验公开课。比如纳米流体的配制及热物性的测量，让学生明白影响导热系数和粘度的因素。
③指导学生参加各种科研活动。带领学生参加每年中国矿业大学的科研创新训练计划，指导学生申请一些科研项目。在参加校内科研创新训练计划的基础上，指导学生参加全国节能减排大赛，锻炼学生的自主能力和科研创新能力。
④直接参与项目的研究中。给学生分配一些科研子课题，让学生真真实实地参加到科研项目中去，在科研项目中让学生接触到前沿的科研方向，充分锻炼学生的科研创新能力。
第三阶段：科研项目服务于教学的新型教学模式的建立。
①教学学时的优化。适当添加一些有关科研案例、前沿知识的讲解的学时。
②教学PPT的完善。在教学PPT中增添与该知识点相关的科研案例，辅以主要科研结论，来充分阐释传热学知识在科研中的应用。
③课堂分组讨论的增设。在课堂教学中，把学生分组，开展科研讨论，培养学生的团队能力和创新能力。
④课后作业形式的多样化。除了课本中的课后作业外，让学生参与到科研中，可以用实验报告作为课后作业。
⑤期末考试试卷的改进。在期末考试试卷中，适当添加开放性的讨论题或者科研题，可以把期末考试中的1-2道题目放在平时的科研中。
第四阶段：教学模式改革总结。
①在前期课堂教学的基础上，总结教学规律；
②总结在科研项目支撑下如何对教学模式进行创新。
3 结束语
本文依托中国矿业大学电力工程学院，基于《传热学》课程，在科研项目的支撑下，对高校教学模式的创新改革进行了研究，这将对高校传统的教学模式的改革提供一定的指导意义。
参考文献：
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[8]薛晶，张娅，韩芳.合作学习教学模式在体育教学中的应用研究[J].社会科学论坛，2006，9（1）.
关键词：传热强化与控制 课程建设 教学方法 考核手段
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0098-02
热环境控制课程是热能与动力工程专业一门专业课，也可作为航天、机械、电子、化工类相关专业的选修课。课程的教学目的是使本科学生在学习了大学传热学中的传热基本原理基础上，进一步了解、掌握对相关工程技术中传热过程进行强化与控制的原理思路与技术方案，扩大知识面，培养根据基本原理进行技术研发、创新的能力。课程教学以课堂讲授为主，辅之以适当的课堂讨论。通过资料搜集、分析整理、评判，培养学生主动获取知识能力；通过学生自主拟定设计题目、进行论证与初步设计训练，达到教学目的。
热环境控制课程的特点是属于新开设课程、无合适教材、涉及面广、无习题；接近研究生选修课、要求学习主动性；需查找文献、大量阅读，发挥主动性进行课程设计、撰写论文；与一般专业课的课程设计训练不同，主要考察主动性、创新性。本课程的教学正是围绕培养能从事热动系统设计、制造、运行管理和经营销售等方面工作的高级复合型技术人才展开的，结合我校本科教学要点“以学生为本、以教学为教师第一要务，重点推进教学方法和考试方法改革”，依照培养高质量复合型人才的人才培养目标，以教学与科研一体化为教学思想，为深化教学改革进行了积极的探索，并从中获得了一些有益的启示。
1 教学与科研一体化的教学思想
热环境控制的教学与科研是相对独立又是一个具有内在联系的、不可分割的统一体的两项活动，在适宜的条件下，两者可以得到强化，并相辅相成、互为促进。高校教学与科研一体化的基本思想基于建设具有地方工科特色的现代教育教学，以科研项目为依托，坚持侧重工程和应用的研究型教学和科研思想，致力于教学与科研一体化的探索和实践，使教学促进科研，科研服务教学。教学与科研一体化的教学思想在热环境控制课程教学中体现为：通过理论的教学、科研活动和课程设计等，使学生适度地参与相关的科研项目中来，既可以巩固学生的理论基础，又可以加强本科生教育与实际课题的联系。热环境控制课程的教学目标、教学进程和教学方法都是按照这种教学思想进行。
教学组主持完成和正在进行的课题有973课题、863课题、国家自然科学基金项目等纵向课题，也有和航天院所、公司企业之间的横向课题。这些课题涉及了强化换热、计算传热及多相流动和相变换热等各研究方向。通过科研活动不仅提高了教师的科研能力和学术水平，开拓了教师的知识面，同时为教学提供了第一手科学前沿资料，丰富了教学内容，提高了教学水平。课堂教学时，授课教师注重联系实际及本人的科研成果和他人的科研成果，使授课变得更加生动活泼，从而提高了教学质量。如，围绕863课题中近地空间飞行器热控和热防护研究，从课堂教学、理论教学、实践教学等多方面设计了教学内容和教学方法。在课堂教学中，把项目的内容（包括近地空间飞行器的工作原理、热环境和特有热控系统设计思路和方法）融入到导热强化与控制原理、对流传热强化与控制原理、辐射换热强化与控制原理、耦合换热与传热过程的强化与控制、新技术领域中的传热强化与控制问题等章节中，同时利用部分课堂时间开设了几个由浅入深的专题学术讲座。为了增加学生的感性认识，利用学生业余时间，带领学生参观相关的科研实验平台，通过一系列教学，学生不但理解了热环境控制课程的基础理论知识，真正把传热学理论知识拓展到实际应用中来。同时也了解了科研的基本程序、基本方法，锻炼了学生的动手能力和思维能力，为将来参加社会工作或科研工作奠定了坚实的基础。
2 现代与传统相结合的多样化教学方法
多媒体技术教学，已在众多课程中得到了大量的运用。但在实际应用过程中，多媒体技术辅助教学也存在一些弱点和缺陷。例如，多媒体教学容易分散学生的注意力等，因此，本课程灵活运用现代教学手段和传统教学手段，像录像、小黑板、多媒体、课程互动讨论、学生上台讲等多种教学手段，有效地提高学生上课的注意力，调动学生课上主动性和课后思考的学习积极性，并且培养了学生的独立思考能力。教学的主要内容、授课教案等都可以在网站上浏览，学生可以通过网络了解该课程的主要内容。网上教学与答疑可以通过传热学精品课程网站（资源共享课）进行。为了增强教师与学生的联系，解决学生对于该课程存在的一些疑问，并及时了解学生对于本课程的反响，我们还开设了微信群和QQ群进行教学讨论和答疑交流；另外网站设置了资源共享区，为授课教师与学生之间建立了资源共享的渠道。
讲解课程时，积极引导学生从实际问题出发，学习理解基本概念、基本理论和基本计算方法。为使学生更好地理解和掌握课程基本知识，讲解的例题都与实际生活和科研项目相联系。比如讲解绪论的时候，笔者在讲课时问学生，人们在冬天一只手握铁棒另一只手握木棒时，为什么感觉握铁棒的手比握木棒的手更冰冷？为什么蔬菜大棚里的温度比大棚外的温度高？神舟飞船是如何克服大气烧蚀返回地面的？于是学生就有了反应，开始思考。这样一来，自然而然，老师就把学生引入下面要介绍的导热强化、对流换热强化和辐射换热强化等基本原理和控制手段。通过这些问题的提出，学生可以知道学习这门课以后，能够运用所学的相关知识解决哪些实际问题，学生带着问题学习，就不会盲目，大大激发了他们学习这门课程的兴趣，引导学生从传热学的角度去发现、分析和解决实际工程问题，真正学会如何利用传热学知识去控制热环境。
3 N+1的考核手段
考试方式改革如何客观、公正、有效地考核学生，如何摒弃一张考卷定乾坤的现象，一直是广大教师探讨的问题。对于绝大多数大学课程来说，尤其是一些工科课程，我们所要考查的决不是学生记忆公式的能力，而是学生综合运用知识分析和解决问题的能力。因此，怎样通过考试来考查学生综合运用传热学知识分析和解决问题的能力就很值得我们思考。为此，我们设计了N+1全方位多层次的考核办法，办法的内容如下：
（1）课堂提问，考核学生学习情况、表达能力与课堂出勤情况，以提高学生听课的积极性和思考问题的独立性。
（2）平时小测验，考核学生知识积累能力与平时的学习态度。
（3）课程设计，考核学生综合运用知识分析和解决问题的能力。
要求：构思、提出一种热环境控制技术方案，并进行基本的论证。没有应用领域限制，充分发挥。最后经过老师评定较好的方案将有机会上台展示并讲述5～10分钟。
（4）课后资料查阅，鼓励学生积极思考，通过文献了解专业领域的最新进展，激发学生的学习兴趣。
要求：自拟题目，要求图文并茂，按正规学术论文形式撰写，必须有自己的观点或认识。可选择下列之一：①针对某一工程领域的热环境控制技术，进行文献资料综述、评价、分析，每人至少查找20篇国内外较新的论文（近10年）、技术报告及应用介绍。②针对某一传热方式的热环境控制技术在不同领域的应用发展，进行文献资料综述、评价、分析，每人至少查找20篇国内外较新的论文（近10年）、技术报告及应用介绍。
（5）期末考试采取闭卷形式，进行基本概念、原理考试，加深学生对传热学和传热强化与控制的理解。
4 结论
热环境控制是一种改善传热性能的先进科学技术。通过对热环境控制的学习，使学生了解如何改善提高热传递的速率，以达到利用最经济的设备来传递规定的热量，或是用最经济的冷却来保护高温部件安全，或是用最高的热效率来实现能源合理利用。不仅为专业知识拓展提供有效的手段，也是培养和提高学生分析问题和解决工程实际问题能力的重要环节。
我们对“热环境控制”课程教学方法的进行了探讨，主要目的就是提高教学效果，充分调动学生学习本课程的主动性和积极性，使他们在有限的学习时间中掌握热量传递的高效途径和控制方法，为后继的专业课学习提供必要的基础理论知识，同时培养和提高学生分析解决工程问题的能力。
参考文献
[1] 郭永辉，王子云.关于《传热学》课程教学改革之我见[J].制冷与空调，2004（1）：69-70.
[2] 尹先清，李赓.化学反应工程教学方法探讨[J].长江大学学报：社会科学版，2010，33（5）：32-33.
[3] 周继军，张敏，施伟，等.传热学课程建设实践与教学改革[J].中国现代教育装备，2009，2.
关键词：连续性教学；专业基础课；专业课
一、专业基础课和专业课之间的联系
专业基础课是根据不同专业的需求，学习专业相关的基本理论知识，为之后的专业课奠定必要的理论基础和技术准备。在实际的教学过程中，由于专业基础课概念多、理论性强、分析层次多的特点，如果单纯地教授概念理论知识，对学生来说就如同“空中楼阁”，通常会导致学生产生理解困难，学习兴趣不足等问题[1]。而专业课的学习，是为了使学生能够掌握必要的专业知识和专业技能，了解本专业的科学技术前沿和发展趋势，培养分析解决专业范围内相关实际问题的能力，这相对于专业基础课来说，更加贴近于生产实际。但如果没有专业基础课的学习，积累扎实的理论基础，学生对于专业课的学习只是停留在泛泛而谈的层面，缺少必要的理论依据的支持。专业基础课和专业课之间的联系十分密切，所以在专业基础课和专业课之间建立连续教学的体系和框架是十分有必要的[2]。
二、专业基础课与专业课教学中存在的问题
在实际教学过程中，由于教育安排需要，专业基础课和专业课存在承上启下的关系，这种课程模式在原理上是非常合理的，但是忽略了学生存在遗忘的问题。而在专业课的课堂上，教师并没有时间重复之前所学的知识，只能是默认为学生是在掌握专业基础课的前提条件下进行专业课的教学，这对专业课的学习带来了很大的困难，也就导致了学生在学习专业课的过程中，听得十分辛苦甚至听不懂的情况时常发生[3]。除此之外，专业基础课和专业课之间脱节的现象也十分普遍，有很大一部分学生虽然专业基础课的成绩相当好，但是却不知道如何利用基础知识去分析实际问题，前后的知识框架相互独立，出现“断层”现象。教师在教授专业基础课时，关注点更多在于帮助学生理解和掌握基本概念，以及基本理论、基本知识和基本技能的学习，很少将课本上的知识点与生产实际及日常生活中的案例相结合，导致学生对于一些抽象概念的理解十分空洞，往往出现概念混淆等问题，这对专业课的学习造成很大障碍。如何才能把专业基础课和专业课之间进行更好的衔接，对专业课的授课讲师提出了挑战。作为专业课的教师，在上课时应当遵循“我中有你，你中有我，相互贯通，相互联系”的原则，将理论与实际应用有机结合，注重培养学生运用已学的相关理论分析和解决问题的能力。在讲授专业基础课时，必须举出实例让学生充分理解所学知识在工业生产中的应用，为以后学习专业课打下基础；而在专业课的教学过程中，教师应该对以前学过的知识进行回顾，这样不仅能够缩短理论与实践的差距，减少“断层”现象，提高学生对专业课的学习效率，同时还可以培养学生们的分析和解决问题的能力，为将来的升学与就业打下良好的专业基础。
三、基于连续性教学的工科专业教学策略
（一）专业基础课教学
在专业基础课的教学过程中，教师需要将理论概念性的知识点与相关工程实际案例相结合，通过设置恰当的工程背景，把前后的知识点串联起来，让学生保持思维的流畅性，加强对知识点的认识和理解[4]。例如，在讲解传热学“热能传递的三种基本方式”这一知识点时，教师可以结合换热器的设计过程，将其作为具体的工程案例进行分析。根据实际应用中具体的设计要求，综合考虑以上三种热能传递方式，进行工程计算，让学生能够更深刻地理解三种热传递方式在工程中的应用。通过具体工程的实例，不仅加深了学生对较为抽象的知识点的理解，还建立了初步的工程认知，为接下来的专业课学习打下良好的基础。
（二）专业课教学
在供热工程的实际教学过程中，涉及专业基础课传热学中的很多理论知识，由于学校的课程安排需要综合考虑多方位因素，两门课程中间间隔的时间较长，所以在供热工程的教学过程中，学生对于传热学中的理论知识存在较为严重的遗忘现象，因此，增加了专业课的教学难度。为了避免学生只是“囫囵吞枣”式的接受知识，在进行供热工程的教学之前，教师必须先确定学生对于专业基础知识的掌握程度，必要时对会应用到的传热学的相关基础理论知识进行回顾，提高学生对新知识的接受能力，在学习过程中真正做到知其然，并知其所以然[5]。当然，在专业课的教学过程中，还需要根据具体的工程问题，合理地布置解题步骤，做到条理清晰，逐层深入，与基础理论知识紧密结合，鼓励学生大胆假设，发展个性化思维，培养学生的创新能力，这有利于学生在未来的学习和工作中能够独立分析、解决问题。以建筑物设计热负荷的计算为例，教师应该具体阐述如何在供热工程的教学过程中实现专业课和专业基础课的连续教学。在计算建筑物设计热负荷时，涉及传热学中“三种热能传递方式”部分的相关知识，教师需要在备课的过程中，根据学生的实际情况对这部分知识进行回顾，让学生能够知道计算公式的理论支撑。利用少许时间回顾传热学的基础知识，不仅能够加强学生对于建筑物热负荷计算过程的理解程度，而且有助于学生认识传热学中的专业术语和理论概念的本质，将其与工程应用结合起来，提高学生将理论与实践相结合的能力，教学效率也能明显得到提高[6]。
会，对机热工基础课程的教学内容、教学方法及实验教学等方面进行研究与探讨。这些建议对当前机械大类专业
短学时热工基础课程的教学有着重要的参考意义。
关键词：机类专业热工基础短学时教学
Exploring and thinking about the teaching of short period Thermodynamic Engineering
Abstract: Based on the writer's teaching practical experiences of thermodynamic engineering, the authors study that
theshortperiodthermodynamicengineeringteachingmethod,contentandexperimentation. Thispaperpresentssome
suggestions, which may solve some problems.
Keywords: Mechanical specialty; Thermodynamic Engineering; Short period; Teaching
热工基础是现代工程技术人才必备的技术基础知
识，是 21 世纪工科各类专业人才工程素质的重要组成
部分。除了能源、动力类专业学生必须进一步深入学习
工程热力学与传热学之外，热工基础课程也应该是机械
类大学本科生必修的一门技术基础课。我校 2006 版教
学培养计划中针对机械设计制造及其自动化专业大三第
一学期所开设热工基础课程，共计 32 学时。由于学时
有限，怎么能在有限的学时内让学生了解更多有用的热
工知识成为摆在主讲教师面前的一道难题。针对机械大
类专业人才培养方案及热工基础课程其本身特点，笔者
结合实际教学经验，对我校机械设计制造及其自动化专
业热工基础课程的教学内容、教学方法及实验教学等方
面进行研究与探讨。
一、教学内容
热工基础课程包括工程热力学和传热学两门学
科，在能源与动力专业这两门课程的总学时在 100 以
上，而我们专业只有 32 学时，这在教学大纲的制定时
带来许多问题。到底哪些知识需要讲授？需要学生掌
握到什么程度？大家心里都没底。教研组老师们仔细
研究热工基础课程内容，结合机械设计制造及其自动
化专业的特点，经过反复讨论最终确定：热力学第一
定律、理想气体的性质与热力过程、热力学第二定律、
导热、对流换热和辐射换热作为需掌握的内容，而水
蒸气与湿空气、动力装置循环、制冷装置循环和换热
器作为了解内容。
二、教学方法
1）基本概念和基本理论的讲解
热工基础课程的物理概念性很强 , 而且存在着大量
的公式推导。许多推导是从质量、动量和能量守恒定律
出发 , 应用数学、物理方法在微元体或控制体上形成微
分方程或积分方程。对这些繁琐却类似的推导过程 , 主
要强调理解基本概念 , 掌握方法 , 而不深究纯数学的变
化 , 通过典型问题的分析 , 达到举一反三的目的。讲授
时要做到透彻明了 , 简洁精练。尽量利用多媒体教学的
优势，以生动的图像和动画使抽象的概念具体化。例如：
活塞式内燃机循环工作原理的介绍，由于教学对象是机
类专业学生，对内燃机的工作过程不是特别了解，利用
动画将内燃机的工作过程重现，循环过程便一目了然。
2）结合生产生活实际，增强学习兴趣
爱因斯坦说："兴趣是最好的老师，老师则是点
燃学生学习兴趣的火炬。"教育心理学的研究表明：当
学习内容与学生已有的知识和生活经验相联系时，才能
激发学生学习和解决问题的兴趣。要想使学生学好这门
课程，首先应提高学生的学习兴趣，将课堂教学的驱动
因素由教师转移到学生。而要提高学生的学习兴趣，一
方面应是"还知识于本原"，按照知识形成的本来过程
进行传授；另一方面是做好教学的"互动"，课堂教学
活动不仅是一种认知过程，更是一种师生、生生之间的交互过程，只有学生的真正参与，才会提高学生学习的
积极性，变被动为主动。因此，在"热工基础"教学过
程中，紧密联系教学内容和学生实际，巧妙地采用各种
行之有效的教学方法，努力激发学生的学习兴趣。例如
选择学生在生活中熟知的暖水瓶作为范例讲解传热的基
本方法：热传导、热对流和热辐射。采用发现式、启发
式、讨论式等多种形式的教学方法，分析在暖水瓶保温
的过程中是怎样阻止热量传递的。参考给种材料的导热
率表，找出瓶塞用木头原因；瓶胆要抽成真空目的是什
么；瓶胆图上水银是怎样阻止热辐射的。要创造逼真的
教学情景，使学生感受到"传热学"领域就在自己的身
边，进而增强学习热工基础的兴趣。
3）教材教学内容与学科前沿有机结合
随着近几十年世界范围内的科学技术突飞猛进的
发展，特别是信息工业的飞速发展，"传热学"的学科
内容也有了很大的变化与进步。能源问题的日益严峻，
以及温室效应等世界主要问题都迫使我们提高热能与机
械能以及其他形式的能量之间相互转化的效率。因此，
授课时在讲授教材内容的同时与相关的前沿学术动态有
机结合，多讲解一些能源动态，这样可以提高学生学习
的兴趣和目的性，让他们学习如何利用基本知识解决机
械专业的实际问题。
三、实验教学
热工基础的试验教学主要以数值模拟试验为主，
主要目的在于掌握数值模拟计算类软件使用方法。
随着信息化时代的到来，当今计算机在我们生产
生活中变得越来越重要，笔者认为有必要增设少量上
机实验，让同学们了解传热方面仿真软件，利用计算
机模拟计算基本的稳态传热过程，分析温度场分布规
律。在讲授相关传热问题数值求解相关章节时，尝试
借助 CFD 软件讲解传热问题数值求解的基本概念和思
想。(ComputationalFluidDynamics，简称 CFD)，是一
种重要的计算机模拟技术，其产生可以追溯到 20 世
纪 30 年代初，它是流体力学、数值计算方法以及计
算机图形学三者相互结合的产物。CFD 是目前国际上
一个强有力的研究领域，是进行"三传"（传热、传
质、动量传递）及燃烧、多相流和化学反应研究的核
心与重要技术，广泛应用于热能动力、航空航天、机
械、土木水利、环境化工、暖通空调及空气净化等诸
多工程领域。针对机械类学生所接触的应用软件工程
•40・城市建设理论研究
图形建模较多，而数值模拟计算相对较少，笔者认为
增加仿真计算软件学习、掌握实体建模与网格划分方
法对于机械类学生是必要的。另外，软件的学习能提
高学生的学习兴趣，对学生来说软件学习要比单纯的
理论讲解更具有吸引力，教学效果可以得到明显提高。
CFD 能够分析与研究在各种复杂几何形状的空间（装
置）内、外发生的高温传热（导热、对流、辐射换热、
流固偶合传热等）；对于短学时专业选修课来说，只
要求学生掌握一维稳态平壁导热和稳态管流换热的数
值模拟仿真计算即可，主要目的在于掌握数值模拟计
算类软件使用方法，分析不同的网格划分对计算结果
的影响。这样既锻炼了学生的动手能力和软件学习能
力又扩大了学生的知识面，为今后的学习和工作奠定
了一定的专业基础。
四、结束语
课堂教学仍然是大学培养学生的主要途径，其教
学质量的好坏直接影响着培养学生的质量。作为热工基
础课程授课教师依照热工课程教学改革的指导思想，努
力以知识、能力和素质等方面为切入点，积极转变教学
思想，探索有效的教学方式和方法，充分发挥学生的积
极性与主动性，提高教学质量和效率，培养学生的创新
能力和解决实际工程问题的能力，为培养高素质的社会
主义事业建设人才不断努力。
参考文献
[1] 张学学主编，《热工基础》（第二版），北京：
高等教育出版社，2006
[2] 李桂芬，《提高热工基础课程函授教学质量的
对策》，高等函授学报（J），2008（12）：37-38
[3] 李桂芬、朱亚珠，《热工基础课程教学改革与
建设的思考》，廊坊师范学院学报（J），2008（6）：
94-95
[4] 尤长春，《关于热工基础教学的思考》，中国
科教创新导刊（J），2007（476）：74
作者简介：王 瑞，男，（ 1983 年 7 月―），硕士，
讲师。2007 年 7 月毕业于北京理工大学工程热物理专业，
关键词：网络课程；公式素材；页面配色
中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673—8454（2012）17—0069—03
一、引言
网络课程主要包括两个组成部分：一是按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容；二是网络教学支撑环境。[1]网络课程的教学内容呈现多层次与多样化，有利于因材施教并实现学生学习的个性。另外，通过网络课程的学习能使学生冲破以书本为中心的局限，拓展学生的学习内容。[2]
笔者以教育部下达的“面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革”计划中“热工课程教学内容和课程体系改革的研究和实践”为教学指导，以《现代远程教育规范》的指标体系为参照，以计算机网络技术和多媒体技术为手段，开发了“工程热力学与传热学”网络课程。该课程在教育部教育管理信息中心举办的“第四届全国多媒体课件大赛”上，从全国大学组参赛的400多个课件中脱颖而出，获得高评分。
二、网络课程中公式素材的制作
除了文本图形外，公式也是大量使用的课件素材，尤其是理工科课件。当所开发的课程涉及大量的公式，找到一种方便快捷的制作公式素材的方法能够降低制作网络课件的工作量。要制作能够在网络上传输的公式素材，一般分为两个步骤：
1.在字处理软件中输入公式
输入公式，一般可采用公式编辑器。我们都知道在Word中，可以选择菜单【插入】>【对象】，从列表中选择【Microsoft公式3.0】，打开公式编辑器窗口，如图1所示，利用工具栏输入公式。
如果要制作更为专业的公式，还可选择Design Science公式的专门工具MathType5.2，实际上微软Office内置的公式编辑器就是该工具的精简版。该工具功能非常强大，且直观易用，如图2所示。
2.通过合适的转换，把公式插入到网页课件中
（1）一般可把输入的公式转换成图片集成到课件中。
1）通过MathType工具输入的公式，可以直接选择菜单【文件】>【保存复制到……】，把公式转换为gif图片，然后插入到网页课件中；
2）通过编辑器输入的公式，只有通过抓图工具，把其存为图片，然后插入到网页课件中；
3）对于有大量公式的一页文本，可以把其整个转化为图片，然后使用Fireworks软件打开该图片，使用“切片”工具，把每个公式建立一个切片，然后选择所有切片，最后选择菜单【文件】>【导出……】，实现把每个公式存为一个文件，如图3所示。
这种把公式转化为图片的形式，便于在网页中合理安排公式素材的位置，缺点是工作量大、效率低。
（2）也可以ActiveX对象的形式插入到网页课件中。
在字处理软件中对某公式进行【复制】操作，然后在FrontPage中直接选择【粘贴】操作，即可把该公式ActiveX对象的形式插入到网页课件（注：在Dreamwaver该操作无效）。
这种方法的优点是直接、快捷，缺点是增加了html代码量，影响了html代码的可读性。并且当一个文档中包含公式的公式过多的时候，采用直接【复制】和【粘贴】的方法，容易造成公式错位现象。
（3）把包含公式的Word文档直接存成网页形式
首先，把包含大量公式的Word文档保存为“筛选过的Web页”，如图4所示；
然后，用Dreamwaver打开该文件，同时新建一文件；
接着，在Dreamwaver中直接拷贝所需内容到新建的文件中；
最后，保存新建的文件。
采用该方法来制作公式素材克服上述两种方法的缺点，不仅提高了效率，而且还便于页面的布局。
三、网络课程页面配色
网络课程页面在一定意义上说也是一种艺术品，因为它既要求文字的优美流畅，又要求页面的新颖、整洁，使用色彩可以产生强烈的视觉效果，使页面更加生动。而且，浏览者在浏览页面时，留下的第一印象就是页面的色彩设计，它的好坏直接影响阅读者的观赏兴趣。因此页面配色在网络课程设计中居于十分重要的地位。
在对网络课程页面配色过程中，应注意以下几点：
（1）不要将所有颜色都用到，尽量控制在三种色彩以内。 太多的颜色会导致混淆，也会分散读者的注意力。
（2）背景和前文的对比尽量要大（绝对不要用花纹繁复的图案作背景），以便突出主要内容。颜色太接近无法产生足够的对比效果，也会妨碍观众阅读。白底黑字的阅读效果最好。
（3）同时要避免高饱和度的文字与明亮的背景配合，这样可能比较刺眼，容易造成视觉疲劳。
四、网页制作软件配合
这里主要指的是FrontPage和Dreamwaver软件的相互配合使用。FrontPage最大的特点是简单易学，只要会使用Word编辑文档，就能很快学会使用FrontPage制作网页。Dreamwaver侧重于网页控制、设计能力及创意，适合中高级网页制作人员。我们在制作网页的时候，有时会需要两种软件相互配合使用，能够提高制作效率和实现某种效果。下面结合“工程热力学与传热学”网络课件的制作实践，举一个例子来说明。
例如FrontPage可以使大纲或多层次列表具有可折叠性，以便网站访问者可以查看或隐藏列表的不同层次。具体操作步骤：
（1）在FrontPage中创建一个多级列表，如图5所示；
关键词 卓越工程师；课程融合；开放性实验平台
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）10-0151-03
Research on Open Experimental Platform based on Curriculum Integration of Thermal Energy & Power Engineering//XU Li
Abstract Under the guidance of excellent engineer training program，
active exploration was carried out for the open experimental platform based on curriculum integration according to the professional characteristics， which can change the status of the present single experimental content of the traditional professional courses， and the method to solve the problem can be enhanced and the practice ability and innovation ability can also be improved consequently.
Key words excellent engineer； curriculum integration； open experi-mental platform
1 前言
近年来，通过对国内一些高校的专业实验室建设进行调研，发现普遍存在建设投资较大，但利用效率相对较低、应用范围相对较窄的问题[1]。专业实验室的建设初衷是为了更好地培养学生的实验和实践技能，理应让专业实验室充分向本科生开放，然而目前国内大多数高校的实验室侧重服务于科研项目，参与人员基本上是研究生，专有的本科教学实验设备相对陈旧，一般仅仅按课程教学计划开展指定的实验，因而大多数本科生除了教材知识之外，对科研工作并没有足够的认识，缺乏新时代所需要的各种实践能力和创新能力。现今大学生参与科学研究的积极性很高，众多本科生都在申请自主创新基金项目、节能减排大赛等科技竞赛活动，因此，为提升创新实践能力，使本科生在将来的科研工作和生产工作中奠定良好基础，是本科教学实验改革需要重点关注的方向。
目前主流的实验教学改革思路是打破传统专业实验室相互独立的局限和过去只在课程内开设有限学时数实验的机制，在充分保证基础实验项目的基础上，以开设大型综合性实验和开放自主创新性实验为建设目标，通过相关联专业课程融合、跨实验室进行实验，使实验教学能够融入多学科理论知识和实验资源，既能有机结合各门课程的核心理论体现其关联性，又能让学生通过实验更深刻理解专业知识并运用知识。合理引导本科生参与科学实验工作[2]，充分理解科学研究的内涵，为大学生今后走入社会或融入科研工作起到促进作用，将有利于培养学生在多学科交叉并且快速发展的科学领域中发现问题和寻找解决问题突破口的初步科研能力。
本文结合武汉理工大学热能工程系实验教学现状以及科研项目特色，进行课程融合的开放性实验平台探索研究。
2 实验教学现状分析
热能工程系经过“十一五”和“十二五”前几年的实验室建设，取得一定成绩，但也还存在诸如设备严重老化、一些新设计实验甚至传统基础实验难以开展的问题。
1）动力装置设计平台方面：目前在船舶动力装置教学方面偏重于理论，与造船企业的实际需求有一定偏差。就现状而言，实验室购置的软件中已经包含船舶工艺设计的内容，但由于计算机数量的限制并且实验目的单一，无法实现在有限学时数内让本科生得到充分的实践机会。
2）动力装置实验室方面：船舶动力装置实验室设备老化较为严重，无法开展动力装置原理与设计、船舶动力装置课程教学大纲中要求完成的部分实验环节；同时由于相关基本物理量的测试仪器在动力装置实验室和热工实验室中大量重复配置，资源存在一定闲置。
3）热工实验仪器方面：主要服务于工程热力学、传热学课程，利用率相对较高，但也存在设备台套数不足、设备老化的问题；制冷实验设备现在主要用于每年少量的开放性实验教学，利用率非常低，未能充分应用于本科生创新性科技竞赛中。
不仅如此，本科生在完成各实验室的实验内容之后，对学科体系的认识依然不足，不知道专业基础课程工程热力学、传热学的理论如何应用到核心专业课程动力装置原理与设计的动力系统设计中，因而亟待建立一套服务于相关课程实验教学的综合实验平台。
3 课程融合的开放性实验平台建设目的
基于如上分析，搭建一套课程融合的开放性实验平台显得尤为迫切和重要，建设目的包括：
1）通过利用实践环节反向补充理论教学，拓展传统热力循环理论框架，阐明热能与动力知识体系在工程应用中的基本规律和合理性；
2）按照通用标准和行业标准培养本科生的工程测试能力，能源与动力系统的设计、优化能力以及不断探索和创新的意识；
3）为本科生船舶动力装置原理、工程热力学与传热学、工程热力学、传热学、热能动力机械测试技术、机械振动分析与应用、轮机工程测试技术及船舶管理等课程提供完善的实验平台。
4 课程融合的开放性实验平台建设意义
早在2010年6月23日，教育部联合有关部门和行业协会共同在有关高校中组织实施“卓越工程师教育培养计划”[3-4]。武汉理工大学作为第一批“卓越工程师教育培养计划”高校之一，清晰的定位也对本校教育培养工作提出更明确的要求。“卓越计划”具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。
本文提出的综合节能实验平台正是在“卓越工程师教育培养计划”的要求下，结合国际形势和行业背景，培养卓越工程人才，切实有效地应对航运业面临的主流问题。
5 编制的依据
在环境保护科学研究广泛开展的态势下，严格控制温室气体排放、保护大气环境问题已经受到航运界的普遍关注。CO2是最重要的人为温室气体。由于目前大多数船舶仍然依赖燃油燃烧获取的推进力来驱动船舶前进，而该结果必然产生大量CO2排入大气。为此，国际海事组织的部分成员国（包括欧盟国家、澳大利亚、新西兰和日本等）全力主张在航运界应不加区分地对所有船舶实行全球一致的温室气体排放强制标准。而船舶作为船旗国的浮动领土，能源系统具有一定的独立性，对能源的依赖性也较强，因而能源系统的合理有效应用及可再生能源的应用显得非常重要。
目前工业应用较多的能源综合梯级利用解决方案是冷热电联产系统（CCHP，Combined Cooling Heating and Power），其总的能源利用率可以达到75%～90%的程度。该系统一般以燃气（如天然气、生物质气等）作为一次能源，是将发电系统和供热、供冷系统相结合的一种综合供能方式，已经广泛应用于商用办公楼等处所，在大幅提高能源转换效率和降低温室气体排放方面，相较于常规能源转换系统具有很大的优势。在传统动力船舶上进行节省燃料或提高能效的设计或改造显得极为迫切，而作为热能与动力工程专业的本科生毕业后即将走向船舶、航运、能源企业工作，承担着节能减排这项责无旁贷的重要任务。因此，在本科实验教学中必须理论联系实际，进行相关的先进船舶节能系统的实验环节培养。本实验平台正是依据这样的能源技术进行搭建设计。
6 建设内容
本文所研究的“船舶CCHP综合节能实验平台”按本科专业教学课程的特点，可以构建工程热物理实验系统、工程测试技术实验系统、船舶节能优化实验系统三个相互关联的部分，本科生可以通过科技活动指导教师的启发，也可以结合纵向、横向科研项目或毕业设计任务书，利用开放性实验平台，选择合理的实验设计并有效地处理、分析实验数据。
1）工程热物理实验系统。
功能模块1：吸收式制冷模块。单效热水型吸收式制冷机组可以利用98 ℃左右的热水作为机组的热源，将冷剂水加热汽化，然后冷凝成液体去真空度较高的蒸发器中吸热汽化，对冷媒水进行降温达到制冷的目的。该设备具有的优点包括：①能利用柴油机的余热；②具有自动抽空的能力；③具有防止溶液结晶的保护功能；④能实现远程监控；⑤可以装在室外，节约实验室的使用面积。
功能模块2：换热器性能综合测试模块。换热器性能综合测试试验台的控制系统由工业控制台和工业过程控制软件组成。工业过程控制软件由专用的组态软件组成，能够进行数据采集、显示、信号处理及过程自动控制等功能。除此之外，还要求软件具有很强的数据处理功能，包括对数据值的记录、整理、保存和打印。数据整理结果可记录于数据表内，并可对数据进一步处理，如计算对数误差、传热系数或换热量等，并可根据这些数据和传热理论形成趋势曲线，拟合得出努谢尔特数（Nu）的实验关系式。
2）工程测试技术实验系统。
功能模块1：基本物理量测试模块。本系统主要检测的功能有：①天然气发动机主要性能参数的测试；②天然气发动机缸套水的流量、进出口温度测试；③冷媒水的流量、进出口温度测试；④电加热器的进出口温度、热水流量测
试；⑤制冷空调房间的温度、湿度测试；⑥天然气发动机实验房间的可燃气体检测与报警功能。
功能模块2：振动噪声测试模块。本系统主要检测的功能有：①实验区域噪声监测；②柴油机振动烈度测试分析实验。
功能模块3：DW电涡流测功测试模块。DW系列测功器具有宽广的测试范围，容许转速高，转动惯量小，测量控制精度高，对突变负荷响应快，不受冷却水进水压力变化的影响，且对辅助设施要求低，尤其适合于各种自动化的试验台架，与具有自动化控制功能的电控系统配套，能实现远距离操纵及数显测量。相对水力测功器而言，电涡流测功器在低速、小功率加载以及配套实现电控方面具有无可比拟的优越之处。
功能模块4：综合集成虚拟仪器模块。上述功能模块1～3需要对基本物理量、振动噪声和DW电涡流等物理量进行监测，可以对监测数据进行综合集成显示，建立虚拟仪器模块。虚拟仪表模块由传感器、数据采集卡、主控计算机和相关的虚拟仪器软件平台等组成。数据采集卡从传感器和其他待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号，送到主控计算机中进行分析、处理。基于LabVIEW开发相应的虚拟仪器软件平台，以动态曲线、虚拟仪表等形式实时地显示测试数据，并自动记录实验测试结果。此模块便于教师引导大学生开展相关实验，加强大学生的感性认识，有助于提高大学生的实际操作能力。
3）船舶节能优化实验系统。
功能模块1：船舶节能系统虚拟设计模块。该系统可以实现的主要功能：①船舶CCHP综合节能系统发电单元设计和改造模拟；②船舶CCHP综合节能系统制冷单元设计和改造模拟；③船舶CCHP综合节能系统热利用单元设计和改造模拟。
功能模块2：船舶节能系统优化模块。该系统结合相关测试数据对节能效能进行评价，并进行重新调整，优化CCHP零部件及系统，实现较为满意的节能效果。
7 结语
在国家实施“卓越工程师教育培养计划”的大背景下，为有效提升本科生的工程实践能力和科研素养，结合当前船舶行业节能减排的严峻形势，本文进行了将相关专业课程实验内容以整体形式有机融合的开放性实验平台建设的探索，从而寻求一种能有效提供本科生完成课程实验、参加学科竞赛、进行毕业设计等的基础平台，最终提高本科生创新实践能力，努力培养优秀的毕业生，使其为今后的科研工作和生产工作中奠定良好的基础。
参考文献
[1]刘燕，李晓波.开放的教学实验平台建设与创新性人才培养[J].实验室研究与探索，2014，33（3）：211-214.
[2]姜丽伟.教学实验设备使用与管理的优化[J].实验技术与管理，2011，28（10）：206-208.
关键词 工程热力学 教学 策略
【中图分类号】G712
一、工程热力学的特点
工程热力学是热能与动力工程、化工机械及油气储运等许多工科专业的专业基础课，是这些专业的学生进行专业课程学习的基础，在高等院校教学工作中占有重要地位。工程热力学是热力学最早的一个分支，主要是研究热能与其它能量之间相互转换规律及其应用的一门学科。工程热力学包含的内容较多、理论性和实践性都很强、热力学理论和公式较繁杂、很多内容比较抽象，对于刚接触这门课的许多大学生来说是非常难的一门课程。虽然工程热力学和传热学同为专业基础课程，但其学习难度要远高于传热学，因为传热学的主要内容就是传导、对流和辐射等三种传热方式，而工程热力学中既包括热力学三大定律、各种工质的热物理性质，还包括郎肯循环等各种热力循环。基于工程热力学学科的上述特点，必须积极探讨工程热力学课程的有效教学方法，不断提高学生的学习效果，达到真正掌握工程热力学知识的目的。
二、工程热力学的教学方法
要做好工程热力学的教学工作，必须改进传统的课堂教学方法，通过教学法的改进来不断增强学生学习的兴趣和对知识的理解掌握程度。笔者根据自己多年的教学经验，认为在工程热力学的教学过程中可以采用以下几点策略。
1、明确工程热力学教学的目的
在教学的过程中，老师应该对工程热力学有一个明确的定位。工程热力学是一门专业基础课，因此教学的首要目的是让学生对工程热力学的知识有比较牢固的掌握。但与此同时，老师应该对教学目标有更高的要求，由于工程热力学的特点，学好这门课非常有利于培养学生的发散思维和分析问题、解决问题的能力，也就是说可以通过这门课使学生学会分析问题的方法，为他们今后的工作和科研打下良好的基础。虽然高职院校的学生底子普遍比较薄弱，但通过正确的引导也会使他们在学好课本知识的同时使自己的综合素质得到提高。如在学习熵的概念时，由于这个概念比较抽象，很多学生可能会比较困惑，这时老师应将课本内容与社会现象相结合，组织大家辩论社会的发展符不符合孤立系统熵增原理。同学们通过积极的辩论，不仅可以加深对热力学中熵的概念的理解，而且也提高了他们学习热力学的兴趣，锻炼了他们的思维能力，使教学效果得到显著提升。
2、在教学过程中运用好现代教学手段
现代技术特别是计算机和信息技术的发展使得多媒体教学的应用也越来越普遍，但与此同时也出现了许多问题需要解决，最典型的就是多媒体教学成了老师的阅读式教学和学生的浏览式教学，一堂课下来学生并没有收获多少东西。因此，在多媒体教学的过程中老师必须要认真准备自己的电子教案。在电子教案的制作过程中必须要根据工程热力学课程的特点引入大量的信息和动画，这样便于学生对所学的内容有一个直观的认识，如在学习郎肯循环时，通过向学生进行动画演示，可以使学生对该循环的流程和循环过程中所涉及到的设备有一个非常清楚的了解。另外，在制作多媒体课件的时候，老师必须要注意扬长避短，大到内容的收集与调整、小到字体的颜色与大小等问题必须要认真对待。在多媒体教学的过程中必须将老师、学生、课件及教材作为一个有机的整体来考虑，使教师成为整个教学过程的组织者、学生成为工程热力学知识的主动构建者，多媒体仅仅是教学的工具和辅助手段，并不能替代教师的作用，教学过程中仍然要以老师为主导和学生为主体。
3、积极在课堂教学中开展“研究型”学习的模式
高等职业院校培养的是实践性和应用性比较强的人才，因此在课堂教学中必须贯彻“学以致用”的教学理念。就以热力学第二定律的学习为例，虽然热力学第二定律仅仅是简单的一句话，但该定律却是用来判断热力过程能否进行的重要依据。利用该定律学生很容易对基本的物理现象进行判断，如热量不能自发地从低温物体传到高温物体等。但在热力系统比较复杂的情况下，很多学生往往不知如何下手去判断该过程能不能进行。在进行该部分内容的教学时老师应多结合具体的案例，让学生根据课本的知识去判断有些表面看起来可以实现节能的热力过程能不能实现。如可以让学生讨论汽轮机做完功的乏汽有没有利用的价值，因为这是很多没有学过工程热力学的人经常会提出的问题，要解决这个问题，就需要学生有一个宏观的思维，对郎肯循环的整个过程有深入的了解，多进行类似的“研究型”学习，可以使学生将自己的所学用到实践中去，真正达到学以致用的目的。
4、教学手段多样化，提高学生的综合学习能力
一个好的老师教给学生的是终身学习的能力，而不仅仅是给学生书本上的知识。随着科学技术的迅速发展，知识更新的速度越来越快。高职院校的学生毕业后大部分从事的都是一线的技术工作，由于技术更新换代的速度非常快，因此这就对他们的学习能力提出了更高的要求。由于工程热力学的内容十分丰富，并且只要涉及到能源的行业都能用上工程热力学的知识，这为工程热力学教学手段的多样化提供了非常便利的条件。在教学过程中除了让学生学好课本知识和进行必要的习题训练外，可以给学生布置实践性比较强的大作业，大作业的形式可以多种多样。如可以让学生就热力学中的某个热点问题进行文献调研，根据自己查找的资料写成报告；在学习完热力学中的主要热力循环过程以后可以让学生自己设计理论上可以实现节能的热工设备等；另外，还可以让学生针对某个企业的能耗特点进行分析，找出其中潜在的节能潜力并提出实现的方案等。通过以上多种多样的教学手段，不仅可以使学生对基本的理论知识有了更好的掌握，而且也真正培养了他们的综合学习能力，对他们顺利完成大学学业及今后的工作都有着巨大的帮助作用。
三、结语
结合自己多年的教学经验，从几个方面提出了做好工程热力学教学工作的措施。由于篇幅所限，仅就几个主要方面展开论述，希望能为从事工程热力学教学工作的大学老师提供一些有益的参考。
参考文献
