熱質交換原理與設備課程教學體會與方法探討

劉建龍 曾美玲

摘要：熱質交換原理與設備是一門介于專業基礎課與專業課之間起橋梁紐帶作用的課程，它既不等同于一般的基礎課，也不等同于具體的專業課。該課程包括原理部分與設備部分，原理部分理論復雜，涉及內容較多，抽象難懂，設備部分與工程聯系緊密，計算較煩瑣。課程比較難講授，學生難掌握。結合多年的授課實踐發現，只有通過合理組織課堂教學內容，利用互聯網、多媒體技術等多種教學手段，才能有效激發學生學習的積極性和主動性，達到預期的教學效果。

關鍵詞：熱質交換；多媒體；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0195-02

熱質交換原理與設備非等同于一般的基礎課，也非等同于具體的專業課。其理論基礎是以動量傳輸、熱量傳輸和質量傳輸共同構成的傳輸理論（Transport Theory）。主要包括熱質交換原理與熱質交換設備兩部分，起著連接專業基礎課和專業課的橋梁作用。課程涉及面較廣、理論性強、公式多、內容抽象、假設多、難度較大，學生學習時，特別是剛接觸傳質方面的知識，容易感到內容枯燥并產生畏難情緒，影響教學效果[1]。因此，授課教師在授課前必須要深入掌握課程內容，積極探索教學方法，采用多種授課方式進行互動式教學。本文針對熱質交換原理與設備課程的特點、結合多年講授的經驗與體會，結合學生對課程學習的要求，對教學方法進行歸納總結如下。

一、上好第一堂課，激發學生學習興趣

大學里幾乎每一門課程的第一堂課往往都是老師與學生的第一次見面，學生對老師和課程的第一印象很重要，對老師印象好就會認可老師，對課程印象好就會有學習的動力。所以大學老師上好課程的第一堂課至關重要，在大學課堂上，第一堂課是學生對一門新課程知識內容第一次接觸與全面了解。老師要抓住學生的心理特點，精心組織第一堂課，調動學生學習本課程的興趣與積極性。大學老師是課程學習活動的主持者、組織者與引導者。通過第一堂課的精心設計，營造出良好的課堂教學氛圍、激發大學生學習本門課程的興趣，才能在以后的教學中達到良好的教育教學效果。熱質交換原理與設備課程本身的特點，告訴學生以后學習起來會比較困難，但是如果掌握學習方法還是能學好它。另外，要強調熱質交換原理與設備課程在專業中的重要地位，讓學生知道在今后的工作中重要性而必須學好它。這樣，在以后的教學中就能夠達到意想不到的教學效果。

二、深刻領悟教材，精心組織教學內容

熱質交換原理與設備課程由傳質理論部分和設備部分兩大塊構成，理論部分的核心是擴散傳質與對流傳質，上課時主要讓學生抓住這個核心部分，也就抓住了傳質的理論基礎。其他就是在些基礎上的一些傳熱傳質問題分析和本專業涉及的空氣熱濕處理途徑與方法、吸收和吸附處理空氣的原理與方法。設備部分主要是間壁式、混合式和復合式等三大熱質交換設備的熱工計算等內容[1]。課程內容較多，理論假設多、設備傳質計算煩瑣，相對于專業基礎課的純理論和內容較單一的專業課學習，而且在學時普遍較少的情況下，學習難度培增。

熱質交換原理與設備課程的基礎是流體力學與傳熱學，要求授課老師對這兩門課程也要相當地熟悉，這樣才能較好地把握課程的精髓。老師講授時首先要引導學生回顧流體力學、傳熱學中動量傳遞熱量傳遞的相關概念和基本定律。通過組織教學內容，安排適當時期進行回顧性學習。如在講解質量傳遞過程之前，應提前要求學生在下一次上課前復習流體力學中動量傳遞過程與傳熱學中的熱量傳遞過程的基本知識并思考兩者之前的聯系。最終讓學生建立起動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞三種傳遞現象之前的內在聯系，帶著類比的思路學習質量傳遞的相關理論，理解相關知識點。課程原理部分內容復雜，公式繁多，也是講課的難點和重點。老師在講授本部分內容時一是采用上面的類比方法引導學生題解，二是老師要對講授的內容進行提煉，讓學生掌握，其實主要內容就是擴散傳質與對流傳質這兩個核心內容。講授本部分內容時，可以結合本校或其他知名學校教授在本專業的中關于熱質交換方面研究內容與研究方向進行講解，使學生在全面了解熱質課程的基礎上，對本專業中的熱質處理方法及所需熱濕環境的獲得有較明確的認識和理解，不但掌握了本課程相關知識分析實際現象的科學手段和方法，還能調動學生進一步學習的興趣[2]。

三、充分利用互聯網資源，采用多種教學手段

互聯網+時代下要充分利用互聯網資源促進教學。互聯網+課程，并不是簡單地理解為網絡課程，更重要的是它能讓整個大學課程體系從結構到內容都發生質的變化。正是因為互聯網具有海量資源，才使得各個學科幾乎所有的課程內容都有得到全面的拓展與更新，成為當代大學生的精神套餐。課程內容藝術化、生活化也使現實多媒體技術的發展為教學提供了新的手段。由于課堂教學空間有限，可以利用互聯資源擴展教學空間，提高教學的效果。互聯網+下的課程教學，還可以利用課余時間要求學生有意識地瀏覽一些專業的網站，了解熱質交換新技術、新設備。或者布置相關專題的作業，要求學生通過互聯網進行文獻搜索完成作業。另外，采用多媒體課件教學提升課堂信息量，借助動畫、視頻等圖像信息加深學生對所學內容的理解，既保證了課程的教學質量，又大大提高了教學效率。不管是熱質交換原理與設備課程的理論部分與設備部分，都可以通過動畫、視頻及圖片的形式展現傳熱傳質的過程，尤其是本專業中涉及到的大量傳熱傳質設備，學生很多都沒有見過。通過多媒體有助于加強對這些設備的了解，如通過圖片、播放視頻、動畫等讓學生了解實際設備的外觀、內部結構、工作原理及流程，能豐富課堂內容，讓學生廣泛地了解了本專業工程實際的傳熱傳質設備，形象直觀地理解設備結構和工藝流程，從而有效保證教學質量，提高學生的學習興趣，增強專業認同感。

四、結合工程實際進行教學，加深學習效果，提高分析解決實際問題的能力

建筑環境與能源應用工程專業培養的學生需要具備工程的思想，因為畢業出去就要與實際工程打交道，用人單位也需要具備這種素質的人才。利用課余時間帶學生參觀本地的熱質交換設備廠家、通過拍攝空調設備視頻或者向廠家索要視頻，有計劃、有組織地在課堂上展示給學生，并通過與學生互動，讓課堂增色，使學生能夠深入淺出地理解課本內容，建立起對空調設備及空調系統運行中各個熱濕交換設備的傳熱傳質情況的興趣[2]。如通過對實際中采用熱濕獨立空調系統辦公大樓案例的分析與思考，讓學生自己分析熱濕獨立處理方案中的優越性，加深對熱濕處理方法、原理和過程的掌握。此外，還可讓本科生參與到研究生的研究課題中來，與研究生一起搭建實驗平臺，一起進行測試。總之，盡量多創造機會讓本科學生參與進來，推進課程體系實踐教學，挖掘多種實踐教學方法和手段充分調動學生的創新思維，培養學生的工程實踐能力，促進課程的教學效果[3]。

五、結語

如何教好熱質交換原理與設備課程對每個授課教師都是一種挑戰。本文結合教學過程提出了熱質交換原理與設備課程課堂教學和實踐教學的一些思路，對該課程教學方法進行了探討。如果采用不當的教學方法，學生很容易產生厭學情緒，影響教學效果。通過多年的教學實踐發現，教師不僅要富有責任心，而且還要有組織合理的教學內容、靈活的教學方法和手段才能達到良好的教學效果。要達到良好的教學效果，就要以課程為中心、盡可能提高學生的學習興趣、營造認真學習的課堂氛圍。另外，采取引導式教學培養學生創新能力和自主學習能力也是學好本課程的必要條件。通過組織學生參與教師的課題，提高學生的動手能力，引導和鼓勵學生主動走進實驗室，進行一定的科學研究，通過科研促進學生學習興趣，提高教學效果。

參考文獻：

[1]連之偉.熱質交換原理與設備[M].第3版.北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]顏蘇芊，趙陽.熱質交換原理與設備課程教學方法探討[J].高等建筑教育，2015，24（5）：83-86.

[3]陣慶敏.熱質交換原理與設備課程教學效果探究[J].中國電力教育，2014，306（11）：147-148，152.

Abstract：Heat and Mass Transfer Fundamentals and Equipment is a curriculum which is a bridge between specialized basic curricula and specialized curricula. It is not equivalent to basic curricula，and it is not equal to the specific curricula. The curriculum includes such two parts as the principle part and equipment part. The principle part is complex，abstract and difficult to understand，involving much content；the equipment part is closely related to the project，and the calculation is complicated. Which Causes the curriculum difficult to teach and hard to grasp for the students. Based on many years of teaching practices，only through the use of a variety of teaching methods，such as the rational organization of teaching content，the use of Internet and multimedia technology，the students learning enthusiasm and initiatives can be effectively stimulated，reaching the expected teaching effect.

Key words：heat and mass transfer；multimedia；teaching methods