節(jié)能增效背景下能動(dòng)專業(yè)《傳熱學(xué)》教學(xué)改革*

劉春梅，王學(xué)濤，白秀娟

(河南科技大學(xué)車輛與交通工程學(xué)院，河南　洛陽　471003)

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節(jié)能增效背景下能動(dòng)專業(yè)《傳熱學(xué)》教學(xué)改革*

劉春梅，王學(xué)濤，白秀娟

(河南科技大學(xué)車輛與交通工程學(xué)院，河南洛陽471003)

能源與動(dòng)力工程專業(yè)與能源的綜合利用息息相關(guān)，是節(jié)能增效背景下對(duì)口專業(yè)的主力軍。傳熱學(xué)是能源機(jī)械類及其相關(guān)專業(yè)的主要技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性強(qiáng)、基礎(chǔ)性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的課程。如何合理地安排教學(xué)環(huán)節(jié)、組織教學(xué)內(nèi)容、且在教學(xué)過程中滲透節(jié)能增效的理念是一個(gè)需要深入研究和探討的問題。本文針對(duì)這一問題，提出了四個(gè)具體舉措，以提高學(xué)生對(duì)傳熱學(xué)課程中節(jié)能增效理念的認(rèn)知。

節(jié)能增效；能源與動(dòng)力工程；傳熱學(xué)；教學(xué)改革

目前，世界能源消耗量巨大，主要耗能方式仍是來自于煤、石油和天然氣的燃燒，這些化石燃料在利用過程中產(chǎn)生了大量的污染物，如煙塵、二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物，嚴(yán)重影響了人們的正常生活，甚至威脅著人類的生存與發(fā)展。為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，我國(guó)大力推廣節(jié)能增效政策[1-2]。作為高校，為培養(yǎng)適合新形勢(shì)下的專業(yè)型技術(shù)人才，在教學(xué)環(huán)節(jié)中也要對(duì)教學(xué)方法和內(nèi)容有所調(diào)整。

現(xiàn)今傳統(tǒng)的能源消耗形式已逐步向清潔能源(風(fēng)能、太陽能、潮汐能、水能等)方向發(fā)展，雖然所占比例還比較低，不過對(duì)于緩解嚴(yán)重的環(huán)境壓力而言將發(fā)揮積極性的作用。能源與動(dòng)力工程專業(yè)與能源的綜合利用息息相關(guān)，是節(jié)能增效背景下對(duì)口專業(yè)的主力軍。

傳熱學(xué)是能源機(jī)械類及其相關(guān)專業(yè)的主要技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性強(qiáng)、基礎(chǔ)性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的課程[3-4]。在能源動(dòng)力、建筑節(jié)能、航空航天、材料冶金、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、化工制藥、生物工程等領(lǐng)域更是蘊(yùn)藏著大量的傳熱問題，并且形成了如相變與多相流傳熱、微尺度傳熱、生物傳熱、超常傳熱等傳熱學(xué)的多個(gè)學(xué)科分支。在節(jié)能增效背景下，對(duì)傳熱學(xué)課程開展教學(xué)改革，對(duì)提高專業(yè)型人才的培養(yǎng)質(zhì)量有著重要的意義[5-6]。

《傳熱學(xué)》課程是河南科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)以及其它相關(guān)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。本校能源與動(dòng)力工程專業(yè)下設(shè)三個(gè)專業(yè)方向：熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、熱能工程以及制冷與空調(diào)。在能源與動(dòng)力工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中規(guī)定，該課程學(xué)時(shí)數(shù)為64(含9個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí))，共計(jì)4個(gè)學(xué)分。該課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用傳熱學(xué)的基本理論和研究方法進(jìn)行分析、解決實(shí)際工程中熱量傳遞問題的能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程和今后從事內(nèi)燃機(jī)熱效率的提高、熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的分析、鍋爐設(shè)備的改造、熱工設(shè)備換熱效率的提高及換熱器的設(shè)計(jì)等方面的工作打下必要基礎(chǔ)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，節(jié)能增效也愈加重要。而有關(guān)傳熱學(xué)的基礎(chǔ)理論不斷完善，傳熱學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，因此，《傳熱學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容也不斷增多，所使用的教材也越來越厚，所以，如何合理地安排教學(xué)環(huán)節(jié)、組織教學(xué)內(nèi)容、且在教學(xué)過程中滲透節(jié)能增效的理念是一個(gè)需要深入研究和探討的問題。

1　《傳熱學(xué)》課程教學(xué)改革措施

《傳熱學(xué)》課程具有概念多、理論多、公式多等特點(diǎn)。如何將教學(xué)基本內(nèi)容與節(jié)能增效實(shí)踐之間、在經(jīng)驗(yàn)理論與工程應(yīng)用之間有所突破，取得新的進(jìn)展，在傳熱學(xué)教學(xué)中，增加利用傳熱學(xué)知識(shí)進(jìn)行節(jié)能減排的專題講座和進(jìn)行一些實(shí)踐是提高傳熱學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素?！秱鳠釋W(xué)》課程教學(xué)改革措施主要內(nèi)容如下：

1.1針對(duì)具體章節(jié)內(nèi)容，選擇合適的實(shí)例

傳熱學(xué)教材均按導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、熱輻射和換熱器的設(shè)計(jì)及計(jì)算等四部分基本內(nèi)容進(jìn)行安排和講述。在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱章節(jié)中，講授串聯(lián)熱阻疊加原則時(shí)，可以比較雙層玻璃與單層玻璃的熱損失大小，對(duì)學(xué)生進(jìn)行定性地分析雙層玻璃的熱損失小，節(jié)約了能源。在輻射換熱章節(jié)，講授遮熱板用于削弱輻射換熱的工作原理后，以抽氣式帶隔熱罩的熱電偶為例，解釋了熱電偶為何采用抽氣式、且需帶隔熱罩。而對(duì)于傳熱學(xué)知識(shí)的應(yīng)用部分—換熱器的設(shè)計(jì)和計(jì)算章節(jié)中，主要通過具體的某一換熱器指出造成換熱器熱效率降低的主要因素。這些實(shí)例大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)傳熱學(xué)的熱情。

1.2靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，不斷提高教學(xué)效果

有人把以紙張為載體的媒體稱為原子媒體，以光電介質(zhì)為載體的媒體稱為數(shù)字式媒體，以網(wǎng)絡(luò)為載體的媒體為虛擬媒體。這些媒體形式的出現(xiàn)與運(yùn)用，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容的表達(dá)方式，給教學(xué)改革提供了極大的空間；同時(shí)對(duì)教學(xué)理念，教學(xué)方法、教學(xué)手段的變革也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。我們將充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)改革提供的技術(shù)支持，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。為在課堂教學(xué)中盡可能多地采用多媒體教學(xué)手段，規(guī)劃、設(shè)計(jì)具有啟迪性、系統(tǒng)性的教案，在此基礎(chǔ)上開發(fā)適合于課堂教學(xué)風(fēng)格的多媒體教學(xué)課件；同時(shí)收集、整理和完善習(xí)題、思考題庫(kù)，并開發(fā)習(xí)題、思考題庫(kù)和疑難問題分析等輔助教學(xué)軟件。

1.3結(jié)合專業(yè)方向特點(diǎn)，舉行傳熱學(xué)專題講座

河南科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)下設(shè)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、熱能工程、制冷與空調(diào)等三個(gè)方向。針對(duì)這三個(gè)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的不同，可以開展不同方向的傳熱學(xué)專題講座。針對(duì)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)，可以開展熱沖擊問題在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用講座；針對(duì)熱能工程，可以開展傳熱學(xué)在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用等講座；針對(duì)制冷與空調(diào)專業(yè)，可以開展傳熱學(xué)在空調(diào)中的應(yīng)用等講座。通過這些專題講座，目的是使學(xué)生明確傳熱學(xué)在各自相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

1.4規(guī)劃和實(shí)施綜合型、開放型傳熱學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)

“傳熱學(xué)”課程涉及的知識(shí)面寬、實(shí)踐性強(qiáng)，有許多知識(shí)點(diǎn)僅僅通過課堂教學(xué)是不夠的，只有通過一定的實(shí)踐教學(xué)才能使學(xué)生取得深入的理解，因此實(shí)踐教學(xué)對(duì)本課程是十分必要的。在實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)上重點(diǎn)抓好三個(gè)環(huán)節(jié)：(1)是教學(xué)實(shí)驗(yàn)(包括上機(jī))，要求學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完成情況記入學(xué)生的傳熱學(xué)課程總成績(jī)；(2)是課外傳熱學(xué)興趣小組，開展對(duì)一些復(fù)雜傳熱問題的討論、學(xué)習(xí)和交流，從事一些實(shí)際的科研活動(dòng)；(3)增設(shè)一些設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動(dòng)性。

2　結(jié)　論

本文針對(duì)能源與動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程—傳熱學(xué)進(jìn)行展開，其主旨在于將節(jié)能增效的理念滲透在傳熱學(xué)課程教學(xué)過程中，以便學(xué)生從專業(yè)角度出發(fā)在今后的實(shí)際工作中提高能源的綜合利用效率。這一項(xiàng)目的實(shí)施，也可以推廣到能源類其它專業(yè)基礎(chǔ)課程中，比如流體力學(xué)和工程熱力學(xué)的教學(xué)改革中。

[1]羅來軍,朱善利,鄒宗憲.我國(guó)新能源戰(zhàn)略的重大技術(shù)挑戰(zhàn)及化解對(duì)策[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究,2015(2):113-143.

[2]陳云川.淺析低碳經(jīng)濟(jì)下可再生能源利用模式[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014(10):112-114.

[3]楊世銘,陶文銓. 傳熱學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社，2006:1-8.

[4]趙鎮(zhèn)南. 傳熱學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社，2002:4-10.

[5]何雅玲,陶文銓.關(guān)于建設(shè)大機(jī)械類的探討[J].中國(guó)大學(xué)教育,2003(3):14-16.

[6]陶文銓,何雅玲.境外大學(xué)工科專業(yè)熱工類課程的設(shè)置[J]. 高等工程教育,2000(z1):93-97.

Exploration on the Teaching Reform of "Heat Transfer" of the Energy and Power Specialty in the Background of Energy Saving and Efficiency*

LIU Chun-mei, WANG Xue-tao, BAI Xiu-juan

(Institute of Vehicle and Motive Power Engineering, Henan University of Science andTechnology,HenanLuoyang471003,China)

The major of energy and power engineering is closely related to the comprehensive utilization of energy, as the main force in the context of energy saving and efficiency. Heat transfer is a major technical and basic course of energy machinery and related majors. It is a highly theoretical and practical course. How to arrange the teaching process, the content of the organization and the idea of the energy saving and efficiency in the process of teaching is a problem which needs further study and discussion. Aimed at this problem, the four detailed measures were put forward to improve the cognition of the students about the context of energy saving and efficiency of the heat transfer course.

energy saving and efficiency；energy and power engineering；heat transfer；teaching Reform

河南科技大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目(2015YB-012)；河南科技大學(xué)博士啟動(dòng)基金(4003-13480033)。

劉春梅(1980-)，女，博士，講師，研究方向：熱工學(xué)。

G642

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1001-9677(2016)01-0188-02