建環專業傳熱學教學體會與探討

劉其鑫

0 引言

傳熱學是研究熱量傳遞過程規律的科學，是建筑環境與設備工程專業十分重要的專業基礎理論課程。建筑環境與設備工程專業中很多專業知識或現象都與傳熱學有密切聯系，如:建筑圍護結構的保溫，暖通空調系統冷、熱負荷的計算，燃器具燃燒及換熱性能的提高等，所以《傳熱學》的學習效果對后續專業課程如《暖通空調》《冷熱源工程》等的學習至關重要。

1 《傳熱學》課程的特點

1)《傳熱學》作為專業理論課程，理論性強，概念多。《傳熱學》作為專業基礎課程，涉及很多理論知識，而其中部分理論知識不易被學生理解。同時作為一門基礎課程，傳熱學課程中有很多新的概念，有些概念對初學者不易理解和掌握，這些加大了《傳熱學》課程的學習難度。

2)《傳熱學》公式多，與其他基礎課程聯系緊密。由于很多傳熱規律與現象需要用數學語言來描述，所以《傳熱學》課程的學習過程中會涉及許多高等數學中的微積分內容。另一方面，傳熱學的研究內容涉及到與熱量傳遞相關的學科如工程熱力學、流體力學，這兩門課程本身就有相當的難度，具體到傳熱學上的應用對傳熱學的初學者有一定難度。同時，工程熱力學、流體力學等知識掌握得不好，加大了傳熱學的學習難度。

3)《傳熱學》同時是一門實踐性較強的課程。《傳熱學》包含很多理論知識，但這些理論知識都是人類在長期的實踐基礎上總結得出的，這個過程本身就是傳熱學的發展。為了讓學生更好的理解與運用傳熱學知識，課程學習過程中開設有實驗。但由于學時所限，實驗的內容還不足以讓學生具備較強的將傳熱學知識應用于實踐中的能力，且實驗的內容多為驗證性的內容，需要學生自己設計的實驗較少。這樣，《傳熱學》課程實踐性在實驗教學中難以得到很好的體現，學生將所學知識與實踐相結合的能力難以提高。

2 《傳熱學》教學中存在的問題

筆者講授建環專業的《傳熱學》，在講授過程中發現以下幾個問題:

1)學生普遍反映《傳熱學》難學。通過調查和平時課間交流筆者了解到學生普遍認為傳熱學難學，概念多，公式多，對很多概念和公式不知道怎么應用，部分課后作業感到無從下手。筆者在教學過程中體會到，由于傳熱學公式多，很多學生有一定的畏難情緒，學習主動性大大下降。

2)學生對傳熱學知識缺乏深刻的理解。學生對很多傳熱學公式與概念只停留在機械記憶上，缺乏對其物理意義的理解，如比渥數和努謝爾數兩者在公式表達上存在很大的相似性，但其物理意義有很大的區別。而很多學生卻不能說清楚其二者間物理意義上的區別。又比如灰表面的有效輻射與兩灰表面間的輻射換熱之間的區別與聯系，許多學生不能正確理解與掌握。

3)學生對基本原理的應用能力差。由于傳熱學本身有一定的難度，加之學生對某些概念缺乏深刻的理解。對基本原理在傳熱學中的具體應用能力表現也較差。比如，能量守恒原理是貫穿傳熱學學習中的一條重要原理，在方程、公式推導中有很多應用。但學生在面對某些具體問題時，卻不會靈活應用能量守恒原理去分析。同時，學生將傳熱學理論知識與生活及生產中實際問題結合起來的能力較弱。

3 《傳熱學》教學探討

1)盡力調動學生的學習積極性。上好《傳熱學》的第一堂課。第一堂課的內容為緒論，教師在這堂課上可多列舉日常生活中遇到的傳熱學問題，以及建環專業中有哪些專業現象需要用傳熱學知識來解釋，這樣既可以給學生解決那些傳熱學能問題的初步印象及傳熱學的重要性，同時也與本專業的發展結合起來，如給學生講傳熱學在建筑節能中的應用。當然，除了講授傳熱學在建環專業中的應用外，還應該給學生講授傳熱學在航空航天、工農業生產等的具體應用及傳熱學的前言研究內容。這樣既拓展了學生的知識面，又可以激發學生的學習興趣。

第一堂課的內容還包括簡介三種傳熱方式，由于這是學生第一次接觸傳熱學的基本概念，所以給學生講授基本概念時要注意教學技巧，盡量將問題簡單化，以免學生在第一堂課就產生畏難情緒。在講授三種基本傳熱方式時還重點要講清楚它們之間的區別。

通過對第一堂課的認真組織及講解可激發學生對傳熱學學習的興趣，興趣是最好的老師，學生一旦對傳熱學產生了興趣，以后的學習就會有積極主動性。

2)在平常的教學過程中多講解例題和習題。由于傳熱學課程中涉及的概念多，公式多，學生對這些公式與概念的掌握除了自己理解記憶外，做習題是鞏固學習的重要途徑之一。通過習題，學生可以將所學的概念和公式進行鞏固，加深印象，同時學會了如何運用傳熱學知識解決實際問題。所以，在平常的教學過程中可以多講解課本上的例題。筆者在講授《傳熱學》時采用中國建筑工業出版社的教材《傳熱學》第5版，該教材上的例題與建環專業內容相近，通過對這些例題的深入講解可加強學生應用傳熱學知識解決專業問題的能力。

對于布置的課后習題，可采用習題課的形式集中講解，講解過程中不只停留在習題本身上，可有意識地對習題內容進行拓展，使學生能舉一反三，觸類旁通。

總之，通過多講解例題和習題可使學生加深對概念和公式的理解，加深對傳熱學知識的理解。

3)課堂教學注意多舉例，將授課內容與生產生活實際結合起來。傳熱學雖然其理論性強，但由于其基礎性，在建筑、冶金、化工、航天等行業有著廣泛的應用。因此，老師在課堂上講授傳熱學知識時，除了講解教材上的內容外，可補充講解該知識點在生產和生活中的應用，這樣在擴大學生視野的同時還可啟發學生自己將所學的傳熱學知識與本專業及生產生活實際結合起來。比如在講解輻射換熱與對流換熱的特點時，可結合暖通空調里冷負荷與得熱量的區別進行講解，在講清楚輻射換熱與對流換熱特點的同時還能引導學生如何將傳熱學知識與專業課知識結合起來進行思考。

4)改革教學實驗課內容設置。傳熱學是一門實踐性很強的課程，很多傳熱規律都是通過實驗發現的，所以實驗對傳熱學的教學有著十分重要的作用。筆者認為傳熱學課程實驗除了鞏固課堂上所學理論知識外，還應有意識培養學生通過實驗發現問題、總結歸納實驗現象的能力。

所以，筆者認為傳熱學課程實驗可不僅局限于驗證性實驗。驗證性實驗能加深學生對傳熱規律的理解，在做好驗證性實驗的同時可出開放性的實驗題目，如如何測量某一對流換熱過程中流體的對流換熱系數等。通過這種開放性的實驗內容，除培養學生應用傳熱學知識的能力外還可培養綜合分析問題及解決問題的能力。

4 結語

傳熱學作為建環專業重要的專業基礎課程，其教學效果對學生后續專業課程的學習十分重要，而學生普遍反映傳熱學難學。作為傳熱學任課老師應盡力調動學生學習積極性，在課堂上多舉生產和生活中的實例，對例題和習題進行詳細講解，使學生能舉一反三，同時改革教學實驗課的內容以培養學生應用傳熱學知識的能力、綜合分析問題及解決問題的能力。

[1]吳 怡，雒 婧.“傳熱學”教學方法探討[J］.中國電力教育，2011(7):17-18.

[2]趙忠超，周根明，陳育平.“傳熱學”教學方法的探索與實踐[J］.中國電力教育，2009(1):93-94.

[3]章熙民，任澤霈，梅飛鳴.傳熱學[M］.第5版.北京:中國建筑工業出版社，2007.