传热学教学研究与实践

赫海灵

摘要：传热学是研究热量传递规律的科学，是建筑环境与能源应用工程专业的主要技术基础课之一。传热学可以为学生本专业课程学习提供理论基础和专业必备知识，同时也为学生日后从事保温、绝热以及热量传递等工作打下必要的工程基础。文章阐述了传热学课程较为有效的学习方法，探讨了授课实践采取的一些措施。

关键词：传热学；学习方法；授课实践

1引言

传热学是建筑环境与能源应用工程专业的三大基础课之一。其内容逻辑性强，涉及大量公式推导，对学生微积分应用能力要求较高。该课程不仅为学生学习本专业课程提供基础理论，同时也为日后从事与传热有关的设计工作或研究生学习奠定了基础。根据教学大纲的要求和该课程的特点，对课程教学的一些措施加以探讨和总结。

2课程基本情况

2.1 教材选择

考虑到建筑环境与能源应用工程专业的要求和本校教学大纲，选用了章熙民等编写的传热学第6版作为教材，重点使教学内容与注册公用设备师（暖通空调）基础考试传热部分相对接，满足后续专业课对传热学的要求，同时考虑到传热学是多所高校研究生入学考试初试的科目，所以在习题上也适当加深。

2.2 学习方法

2.2.1强化理解

传热学的一些基本理论，如导热微分方程式的推导、第三类边界条件下无限大平板的非稳态导热，解的形式复杂难以记忆。但如果在掌握了方程的推导过程的基础上理解相关公式，掌握公式的推导过程则有利于加深记忆。

2.2.2课前预习、课中笔记和课后练习

传热学问题来源于工程实践，让学生在课前多思考，上课中记笔记，课后加以总结、归纳。同时使学生积极参与课堂讨论，勇于表达自己的观点，既可以活跃课堂气氛也加深对授课内容的理解。

2.2.3认真完成作业

传热学课后习题既有思考题，又有大量的计算题，独立完成作业对于加深课程内容理解非常重要。在解题过程中，要重视理论推导，培养学生解决传热学综合问题的能力。学生在完成指定的课后习题时，由于会涉及到高等数学、计算机语言、工程热力学等其他科目的内容，可以起到对相关内容归纳总结的作用。

2.2.4加强实验环节

实验课是传热学教学课程中的重要环节，本校课程安排了导热系数测定、对流换热系数的测定等四个实验。传热学实验与授课内容紧密相关，比如说导热系数的测定原理就是非稳态导热在第二类边界条件下的应用，学生做实验可以起到对授课内容加深理解的作用。

2.2.5参考书及网络资源

传热学作为一门考研课程，不仅有较多版本的课本，同时练习册、参考书也较多。学生可以结合自身的实际情况，选读一两本合适的参考书。这方面学生可以根据自己的职业规划，比如考研还是准备注册考试，从而选择难度相对应的参考资料。

3教学实践措施

教学质量的提高是教学目标是否实现的重要指标。在教学实践中要根据传热学特点做好以下几点：

3.1注重绪论

传热学的第一节课是绪论，这次课应该把传热学做一个基本的介绍，比如说传热学包括热传导、热对流与热辐射。对每一种热量传递方式又给出了一种最简单情况下的热流量计算公式，这些公式很简单，但在以后的应用反而是最多。所以上好绪论课在培养学生兴趣、引导学生学习等方面具有不可低估的作用。在绪论课上，教师可以多列举日常生活和本专业工程实践中遇到的传热学问题，特别是传热学在工程上的应用，比如红外辐射仪测温、利用绝热瓦对航天飞机保温，利用热管加强散热，以及专业中有哪些专业现象需要用传热学的知识来解释。比如，给建环专业的学生讲一些传热学在建筑节能中的应用，像北方的围护结构保温，可以让学生对课程有大致的了解，同时要强调本课程在专业知识架构体系中的地位和作用，特别是以后的研究生入学考试以及国家注册考试传热学都是重要科目，以使学生产生浓厚的学习兴趣。

3.2 激发兴趣，突出重点并与基础课相呼应

激发学生的学习兴趣，应该结合传热学的基础理论，让学生思考生活中的一些现象并给出传热学解释，比如冬天晒被子晚上睡觉会感觉暖和；同样房间的温度是20度，但夏天和冬天给人的冷热感不同；冬天骑摩托，车速越快人感觉越冷等。传热学教学内容多，学时却比较少，教学中无法做到将知识点完全覆盖，所以必须有所侧重，如理论应用部分，总传热过程这部分内容将对建筑环境与能源应用工程专业在后续专业课中冷负荷、热负荷计算有重要帮助，因而这部分内容就作为重点详讲，多加训练。《传热学》的主要先修课程有高等数学、大学物理、计算机工程热力学等，教师授课中应注意为使课程的内容相互衔接，彼此呼应。在讲解中把公共基础课中的线性方程组的解以及偏微分方程组的数值解法等内容与传热学内容紧密结合，做到学以致用。

3.3传统教学与多媒体教学相结合

传热学的课程目标是通过学习使学生掌握传热的三种基本方式和传热过程的规律，特别对复雜传热过程进行进行简化并用数学工具求解，传热学有大量的工程图表，学生应该熟练掌握这些工程计算图表和相关手册资料，从而完成传热计算。以上内容涉及工程应用可采用多媒体课件，大量的工程图片和动画有助于理解和应用；对于公式推导，可采用传统板书，这方面有着多媒体没有的优势，而将各种教学方法统一应用，则可扬长避短增加授课效果。比如说传热学的工程应用部分，最后一章是换热器，主要包括换热器传热的增强和削弱，要求能进行一般的换热器的传热计算，能计算换热器的传热系数，理解对数温差，掌握各种换热器的特点。学生在学习这部分内容时，由于涉及较多图表，并且此部分内容已有大量的动画，所以讲授这部分知识时，应采用多媒体教学与板书相结合，通过图片、录像等资料显示换热器的形式、种类，通过板书讲解有关公式及原理。

3.4 加强工程训练，利用传热学基础理论求解实际工程问题

传热学的内容逻辑性强但公式推导复杂，经常需要求解微分方程组和积分方程组，学生如果数学掌握不好就会觉得课程难，在课堂上教师除了完成公式推导，可以把课堂内容向工程实际进行延伸，利用传热学基础理论解决实际问题显得尤为重要，比如在热传导中复合璧导热的难点是求复合热阻，复合热阻的求解方法可以利用欧姆定律，先串联后并联，求出总热阻后，利用 求导热量。在这里可以加两个例子加深学生对这部分的理解。例一是求混凝土空心砌块的热阻，例二是求混凝土空心楼板的热阻。

通过这两个例题，学生可以明确区分单位热阻和面积热阻的区别，掌握热阻串联和并联的计算公式，由于热阻的概念贯穿了整个传热学的教材，这一部分的熟练掌握为后续学习打下了良好的基础。

4 结论

传热学是一门公式推导多，学习难度较大的课程。通过教学内容的改革与实践，学生传热学成绩有了较大的提高，特别是综合运用多种教学方法，使学生的学习兴趣和理论联系实际的能力得到了增强，从而提高了传热学课堂教学效率，保证了良好的教学效果。

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编辑∕杨波