《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程教學(xué)體會(huì)

摘要：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程?；谠撜n程的教學(xué)實(shí)踐，闡述了該課程的課程特點(diǎn)，并結(jié)合自己的教學(xué)認(rèn)識和體會(huì)，探討了該課程的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備；教學(xué)；課程；實(shí)踐

《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握熱質(zhì)傳遞的基本概念，掌握空氣熱質(zhì)處理的各種方法及途徑以及本專業(yè)常見熱質(zhì)交換熱備的熱工計(jì)算方法，并具有對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行性能評價(jià)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的初步能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程內(nèi)容

《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程主要由兩大部分組成，即：熱質(zhì)交換原理和熱質(zhì)交換設(shè)備。其中，熱質(zhì)交換原理部分主要包括傳質(zhì)的基本概念及主要的傳質(zhì)過程、固液相變熱質(zhì)交換的基本原理及其在冰蓄冷技術(shù)中的應(yīng)用、空氣熱質(zhì)處理方法、途徑和機(jī)理；熱質(zhì)交換設(shè)備部分主要介紹建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)常見的熱質(zhì)交換設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的熱工計(jì)算。從總體來講，本課程具有概念多、理論性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)的特點(diǎn)，又與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。因此，在教學(xué)過程中，教師要始終把握本課程的體系結(jié)構(gòu)，講清和夯實(shí)基本概念，注重學(xué)生理論思維能力的培養(yǎng)，還要將理論知識的講授與工程實(shí)際緊密結(jié)合，不斷拓寬學(xué)生的專業(yè)知識視野。只有這樣，學(xué)生才能更好的理解和掌握本課程的知識要點(diǎn)，并在工程實(shí)際中加以正確的應(yīng)用。

二、《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程教學(xué)實(shí)踐

1.教學(xué)內(nèi)容和生活實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。愛因斯坦說：“興趣是最好的老師，老師則是點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的火炬。”因此，在《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》的教學(xué)過程中，教師應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)際緊密的聯(lián)系起來，努力的激發(fā)學(xué)生興趣。如在講授熱質(zhì)傳遞的概念和方法時(shí)，可舉生活中炒黃豆的例子。教師首先設(shè)問：如何將黃豆炒的可口？爐火應(yīng)采用大火、中火還是小火？同學(xué)們會(huì)給出各種各樣的答案，在對同學(xué)們給出的答案進(jìn)行點(diǎn)評以后，教師可以給出自己答案，并將答案上升到炒黃豆的過程中，講授黃豆里面水分的質(zhì)量傳遞和熱傳遞規(guī)律。教師甚至可以鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識，建立相應(yīng)的物理和數(shù)學(xué)模型，在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行數(shù)值求解；并鼓勵(lì)大家回到家中，親身實(shí)踐一下。通過這個(gè)例子，學(xué)生對熱質(zhì)傳遞過程及其本質(zhì)有了更深層次的理解，對熱傳遞和質(zhì)傳遞的速率的相對大小有了定性的了解。這還會(huì)使學(xué)生感受到熱質(zhì)傳遞現(xiàn)象就在自己身邊，進(jìn)而增強(qiáng)他們對學(xué)習(xí)本課程的興趣。因此，在《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》的教學(xué)過程中，能否調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，關(guān)系到授課過程能否成功有效。在本課程的教學(xué)過程中有意識的激發(fā)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的興趣，就能使課堂教學(xué)效果得以強(qiáng)化。

2.教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用觀點(diǎn)。我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大部分將到建筑設(shè)計(jì)院（所）、空調(diào)公司、供熱公司、物業(yè)管理公司從事設(shè)計(jì)、技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)備運(yùn)行及管理工作?！稛豳|(zhì)交換原理與設(shè)備》作為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用的觀點(diǎn)是十分必要的。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)注重將《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》的教學(xué)內(nèi)容與供暖、通風(fēng)、空調(diào)工程實(shí)際緊密結(jié)合。如在講解各章節(jié)知識的時(shí)候，應(yīng)明確其工程實(shí)際背景，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容附以必要的討論，增強(qiáng)學(xué)生所學(xué)理論知識與工程實(shí)際相結(jié)合能力。例題應(yīng)盡量選取有明確工程背景的問題。解決問題的過程使學(xué)生熟悉如何獲取所需的數(shù)據(jù)，特別是教材圖表中參數(shù)的查取，并在計(jì)算過程中，使學(xué)生明確工程誤差的概念。

3.采用傳統(tǒng)授課形式與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。充分利用多媒體課件信息量大，圖片清晰生動(dòng)的特點(diǎn)，將抽象難懂的內(nèi)容圖示化、形象化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和注意力，增強(qiáng)了理論的可接受性。對于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，如理論公式的推導(dǎo)等，我們采用板書的方式進(jìn)行講解，在講解過程中，注重學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解程度，并與學(xué)生互動(dòng)，促使學(xué)生在整個(gè)推導(dǎo)過程中不斷思考，從而理解并掌握所學(xué)內(nèi)容。在本課程的教學(xué)過程中，我們采用板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，取得了很好的教學(xué)效果。

4.采用啟發(fā)式教學(xué)的教學(xué)方法。在本課程的授課過程中，我們主要采用啟發(fā)式教學(xué)方法，在教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如在講授質(zhì)量傳遞過程的章節(jié)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過《流體力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程，對動(dòng)量傳遞過程及熱量傳遞過程有了一定的了解。因此在講解質(zhì)量傳遞過程之前，應(yīng)布置學(xué)生復(fù)習(xí)動(dòng)量傳遞過程與熱量傳遞過程的基本知識。在講解完質(zhì)量傳遞的內(nèi)容后，教師應(yīng)拋出問題：在自然界及生產(chǎn)生活領(lǐng)域，普遍存在的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞現(xiàn)象，其內(nèi)在聯(lián)系時(shí)什么？在學(xué)生討論和充分發(fā)表意見之后，教師對同學(xué)們的看法進(jìn)行總結(jié)，并指出動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞這三種傳遞過程是可以類比的以及這三種傳遞過程在物理和數(shù)學(xué)描述及求解上的相似性。教師在此，還可舉例說明它們之間的類比性，如對于空氣的自然對流換熱系數(shù)直接測量比較困難，我們可以通過測量固體萘升華的傳質(zhì)系數(shù)間接測量空氣自然對流的換熱系數(shù)。至此，同學(xué)們對這三種傳遞過程的類比統(tǒng)一性有了進(jìn)一步的了解。

5.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)課的目的是將理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，以及將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐的能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生應(yīng)分組獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程、完成實(shí)驗(yàn)操作，并且擁有對所取得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。我校已開設(shè)空氣熱（冷）回收實(shí)驗(yàn)，未來還將開設(shè)與本課程有關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)，使本課程的實(shí)驗(yàn)條件更加完善。

在《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程的教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用觀點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，將培養(yǎng)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

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作者簡介：刁彥華，副教授，北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，主要從事相變傳熱和建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究。