流体力学及传热学基础精选(九篇)

第1篇：流体力学及传热学基础范文

关键词：大工程观；热物理基础；教学内容；工程专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）36-0300-04

自20世纪70年代以来，世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响，工程活动对知识技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。从动力生产、能源节约、环境保护以及工业生产过程本身特点来看，工程专业学生应该具备合理用能、节能和环保的意识并懂得其基本的技术，而热物理基础课程的内容是合理用能及节能理论中的最基础与核心的部分。因此，作为介绍热能的有效、合理的利用和转换、传递技术的热物理基础课程，不仅应是大工程观下能源动力类专业高等工程教育中的重要理论基础课[1～2]，而且也应是21世纪所有大工程观下工程专业学生的公共理论基础课。

高等工程教育 [3～4] 的热物理基础课程教学是培养具有热物理工程技术的“大工程观”要求的高等工程人才的唯一途径。因此，热物理基础课程和教学的改革占据着“大工程”培养观的重要地位，在大工程观下高等工程技术人才的培养方案中，热物理基础课程体系是整个工程专业课程体系的基础，应首先进行改革，为整个培养具有大工程理念的高级工程技术人才打好基础。

一、热物理基础课程体系现状分析

（一）热物理基础课程特征分析

在中国，热物理基础课程一般指《工程热力学》与《传热学》两门课程。同时，由《工程热力学》与《传热学》组成的《热工学》、《热工基础》或《热物理学》也属于热物理基础课程的范畴。高等数学与大学物理是热物理基础课程的前续课程。对于工程专业而言，高等数学与大学物理是基础中的基础，很多学不好热物理基础课程的学生，主要是因为高等数学基础知识或者大学物理基础不扎实所造成的[5-6]。《工程热力学》是一门较完善的课程，已形成较完整的理论体系，并具有完整的理论结构和实际应用内容。《工程热力学》课程中的基本概念和理论基础是热力学工程实际应用的基础，若基本概念和理论基础没掌握好，必然导致不能熟练推导出数学公式，从而会致使热力学工程实际应用学习的难度大大增大，甚至会使得学生产生厌学的情绪。与《工程热力学》不同，《传热学》的公式很多是来自于实验的归纳整理，需要记熟背熟。《传热学》主要是使用其原理或知识进行分析，而《工程热力学》主要是推导计算。两门课程的共同特点是必须大量做思考题和习题，才能真正掌握，熟练应用。

（二）热物理基础课程体系存在的问题

与大工程观背景下工业先进国家的热物理基础课程教学相比较，还有较大的差距，主要表现为[7]：（1）轻视实际、脱离实际；（2）人才培养的热物理知识结构体系不够完善，面向实际的热物理工程训练不足，与企业联系不够紧密；（3）办学方向面向热物理工程不够，教学模式和教学方法陈旧，文化陶冶过弱，专业教育过窄，功利导向过重，共性制约过强等。

二、大工程观下热物理基础课程体系构建

针对目前中国高等工程教育中热物理基础课程教学存在的问题，其改革思路是：以“大工程观”教育理念为指导，以理论教学与实践教学结合为基础，以热物理与其他课程交叉渗透为依托，以热物理工程的实践性与培养学生的创新性为核心，以具备合理用能、节能和环保能力的培养为主线对工程专业的热物理基础课程进行适应性改革，探索大工程观背景下工程专业热物理基础课程改革新途径（如下页图1所示）。

（一）大工程观下热物理基础理论课程体系构建

1.统筹规划，合理安排工程专业热物理基础课程体系结构和内容。（1）研究适应各大类工程专业学生培养需要的热物理基础课程结构和内容。根据各大类工程专业学生培养所需要热物理基础知识的不同，各大类工程专业可分成三大类：1）热物理基础课程是该类型专业的重要技术基础课；2）热物理知识是某一大类中部份专业的技术基础，而对另一些专业则关系则要远一些（工业设计）或者热物理知识是某类专业（如材料成型与控制工程）中的某一方向（如铸造、焊接）的主要技术基础课但与另一些方向（如真空技术及设备）关系较远；3）热物理知识与该大类专业的主干技术无直接的关系。因此，可针对此三大类工程专业开设不同结构和内容的热物理基础课课程，并可分为高学时（必修）的《工程热力学》和《传热学》、中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》和少学时（必修与选修）的《热物理学》等三种。对于同一大类中的不同类型专业在教学内容上还可有所不同侧重或以专题形式作适当补充。对于中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》；和少学时（必修与选修）的《热物理学》，应强调理解基本概念，掌握方法，而不深究公式的推导，通过典型问题的分析，达到举一反三的目的。（2）热物理基础课程的相互渗透和相互融合。由于热物理基础课程的内容是相互渗透、密切联系的，必然存在交叉、重复部分。经过综合分析，可对那些有益的或是讨论角度不同造成的重复内容进行谨慎处理（如有些内容压缩，而有些内容则须加强）。其处理原则是：既要考虑课时的有效利用，又要保持热物理基础课程之间的衔接和层次。（3）拓宽热物理基础课程的工程应用，增强与工程专业的联系。热物理基础课程在工程实际中有广泛的应用，在教学过程中，应突出地反映这一特点。从两个方面着手，首先把每个教学单元划分为基础篇和应用篇，基础篇着重掌握基本概念、定律，应用篇则力求培养分析能力，采用点面结合的方法。所谓点，就是讲清某单元基础知识在工程实际或专业课某方面的应用，其中包括一定数量的例题或习题；所谓面，则是针对教师的科研、技术开发课题或科技论专题讨论，综合所学的知识。学生对这种教学方式反映热烈，觉得学有所用。（4）更新热物理基础课程内容，适应现展要求。近代工程技术的发展给本科《传热学》教学带来了巨大的变化，《工程热力学》的教学内容也不同程度地存在类似的情况。例如，二十年前的本科生教材很少有关于火用 分析方面的内容，而现在这个状态参数已经被广泛接受并用来分析工程设备过程的能量利用情况。

相对于《传热学》，《工程热力学》的国内外教材的内容显得似乎过于稳定，近年来出版的教材中新技术的概念介绍极少。比如，当前中国的长期能源问题已经十分突出，为保护环境，执行可持续发展的方针，在“十二五”规划教材上，《工程热力学》应该对新的、先进的能源利用方式（联合循环发电、氢能利用、燃料电池、分布式发电和热电冷三联供、新能源发电等等）有适当的反映。超临界和超超临界循环是传统燃煤汽轮发电机组提高经济性与环保性的有效途径，也是近年来国外燃煤火电厂的重要发展方向及中国要积极研发的方向，在热物理基础课程新教材和今后的教学中也应有相应的地位。如在这方面予以充分重视，在热物理基础课程新教材和今后的教学中注意扬弃旧的思想、研究方法及其内容，利用一定学时介绍各学科的新方法、新内容，努力使教学内容适应现代科技的发展趋势。

2.热物理基础课程与其他课程交叉渗透。（1）热物理基础课程与物理课程的交叉。热物理基础课程中的部分内容与大学物理中的热学存在重复。大学物理中，热学内容总学时数为12～14学时，且热力学两个定律只安排6学时。由于物理学主要解决“是什么”、“为什么”的问题，而热物理基础课程主要解决“做什么”、“怎么做”的问题，因此在热物理基础课程中，应着重讨论热力学系统与环境（外界）相互作用的形式；热平衡态与准静态过程的矛盾与统一；热力学中如何延拓力学中的力、位移、功、热力学能概念；为什么要讨论可逆过程，如何由不可逆过程抽象出可逆过程概念，熵是如何引入的，为什么要定义一个熵函数等等。（2）热物理基础课程与流体力学课程的交叉。例如，《传热学》的对流换热部分，有大量的边界层和绕流理论，是重复流体力学的内容。又如，流体力学和热力学中都有气体在管道、喷管中流动的理论。经过综合分析，可以对那些完全重复内容予以削减，或者进行谨慎处理，但要保持热物理基础课程与流体力学课程之间具有较好的衔接性。（3）整合出新型热物理课程。为适应不同类型专业的需要，可以开设出一些综合性的、新的热工类课程。无论是能量转换、热量传递还是质量传输，都存在如何提高转换效率、传递效率和节约能源的问题，其中的关键是要减少过程的熵产（或不可逆损失）以及强化传递过程。为此，可开设一门综合《工程热力学》、《传热学传质学》和《流体力学》的新课——例如可称之为《工程装备热流设计与优化》。如果关于“优化”的内容能具体结合一些工程专业过程中的具体问题，那么这样的课程就会受到相关专业的欢迎。

（二）大工程观下热物理基础实验课程体系构建

从热物理基础课程发展历史来看，实验研究和数学物理方法是并行发展、相互补充、相互促进的；而从教学角度分析，实验是锻炼学生动手能力，培养学生理论联系实际和解决问题能力的重要环节。如何完善和合理组织实验内容将直接影响课堂教学的效果。为此，在热物理基础实验教学中突破以往的传统模式，以配合理论教学、巩固课堂效果为目的，以培养应用型人才为目标，改革实验教学方法，加强实验室建设，有效地发挥了实验室的功能。

1.科学设置热物理基础课程实验项目。实验室应成为理论联系实际，培养学生动手操作能力的场所。为满足这种功能，应增加热物理基础课程实验学时，增设热物理基础课程实验项目，并相应设置演示实验（包括课堂演示）、验证性实验、应用性实验以及设计性实验。演示、验证性实验是不可缺少的内容，可帮助学生理解抽象概念，印证热物理基本理论和基本定律，巩固课堂学习内容，熟悉各种仪器设备及其操作规程，培养严谨的科学态度。应用性、设计性实验则是一般实验的一个飞跃，其作用更多的是为了培养锻炼学生的综合能力，引导他们的纵向和横向思维以及创新思想。这样，通过多方面、多层次循序渐进的实验过程，以求达到掌握基本技能和提高应用能力的目的。

2.合理组织热物理基础课程实验。以往的热物理基础课程实验模式，大多是学生根据实验指导书给出的原理和步骤等，机械地照搬硬套，做完实验、写出实验报告。这样既束缚了学生的积极性、创造性，也不能满足能力训练的要求。针对弊端，可对热物理基础课程实验方式进行合理组织。根据不同实验的性质，有的安排预习，在实验开始前由指导教师提出问题，让学生回答解决方法，以此评定预习成绩；有的则让学生分组，自己动手组装实验台，做完实验后集中评议，对比优劣，公开评定成绩；设计性实验则完全抛开指导书，代之以设备说明书、实验任务和要求等，让学生自己拟定实验方案，发挥学生的创造力。

3.更新热物理基础课程实验设备和内容。随着科技的进步和学科的发展，热物理基础实验的技术和手段也更加完善，内容不断推陈出新。要适应这种发展，不能仅仅依靠学校的拨款。在有限的财力、物力条件下，调动教师积极性，自行研制、设计新实验，改造原有设备，开发新项目。例如，可以自行设计改造对流传热过程阻力实验的微机采集和处理系统、热管换热器试验台等项目，这样既可节省大量的经费，锻炼了教师队伍，又可保证学生能够在实验中学习新知识、新技术，开拓视野。

4.制订严格合理的考核制度。实验成绩的好坏，应有一个合理的考核方法。以往的考核大多以实验报告为依据，而实验报告中大部分内容是从实验指导书上照抄的实验目的、原理、步骤等，考核成绩不能反映学生的实际水平和能力以及相互之间的差别，影响了学生学习的主动性和积极性。为此，可制订一套考核方法，分为纪律情况和学习态度、预习程度、操作和解决问题能力、实验结果、实验报告等多项考核内容，贯穿了整个实验过程，每项内容按10分制评定成绩，在统一印制的学生实验卡上反映出来，这样能促使学生在实验的各个环节都认真对待，可提高实验效果。

三、结论

时代在前进、教育在发展、教学工作在改革，包括教学内容也应改革，与时俱进。作为热物理基础，一方面为大工程观背景下各类工程专业学生学习后续专业课等提供预备知识；另一方面通过实验、测试技能训练，提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。

从教育改革的发展趋势和培养本科层次的工程技术人才的角度来看，理论与实际相结合，强化技能训练、培养学生的技术应用和开发能力应是技术基础课的重要任务。在大工程观下工程专业热物理基础课改革过程中，兼顾知识结构和能力培养两个方面，使之成为由基础到专业、从理论面向应用的桥梁，确保培养的工程人才具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力。

参考文献：

[1] 鄂加强，杨蹈宇，崔洪江，唐文武.工程热力学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[2] 邓元望，袁茂强，刘长青.传热学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3] 李培根.工程教育需要大工程观[J].高等工程教育研究，2011，（3）：1-2.

[4] 谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究，2008，（3）：35-38.

[5] 黄凯旋，刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报，2001，（3）：73-75.

第2篇：流体力学及传热学基础范文

Abstract Heat transfer is a very important professional basic course in Energy and Environmental Systems Engineering professional direction， but also a comprehensive interdisciplinary curriculum. From the characteristics of the course， combined heat transfer teaching experience， analyzes some problems existing in the teaching on how to mobilize the enthusiasm of students， improve teaching quality is discussed. Hope to provide some reference for other similar courses or professional education.

Key words heat transfer； teaching； Energy and Environmental Systems Engineering

0 引言

传热学主要研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法等基础理论知识。传热现象与过程广泛存在于自然界和工农业生产、高新科技及交叉学科前沿的各个领域，在能源（包括常规能源、核能、可再生能源）、动力、制冷、化工、建筑环境、微电子、航空航天、微机电系统、新材料、纳米技术、军事科学与技术、生命科学与生物技术等领域中大量存在热质传递过程与热控技术问题。传热学是当今科学技术发展的最重要的技术基础之一。

目前，国内外高等学校都对该类课程给予了高度重视。传热学课程已经成为能源动力类、机械类与建工类等院系重要的平台课。传热学课程中除了介绍国内外成熟的定论以外，还要大量介绍国内外最新的有关研究成果。通过各环节的教学，应使学生获得热量传递规律的基础知识，具备分析工程传热问题的基本能力，掌握计算工程传热问题的基本方法及一定的实验技能，不仅为学生学习有关的专业课提供基本的理论知识，而且也为以后从事热能的合理利用、热工设备效能的提高及换热器的设计等方面的工作打下必要的基础。

1 传热学课程的特点

“传热学”课程从热量传递的三种基本方式入手，主要介绍热量传递的基本规律，为学习后续“供热工程”、“空气调节”、“制冷原理及设备”、“热源设备”、 “热泵技术”和“建筑节能技术”等课程提供必要的理论基础。“传热学”作为学科基础理论课，其牵扯的概念颇多，理论性很强。其中一些新的理论和新的概念对学生来说不易理解和掌握，增加了课程学习的难度。该课程（能源与环境系统工程专业）的知识模块顺序及对应的学时如下：热能传递基本方式及传热过程，4学时；导热基本定律，2学时；一维和多维稳态导热求解，2学时；非稳态导热，4学时；导热问题的数值解法，4学时；对流传热的理论基础，4学时；单相对流传热的实验关联式，4学时；相变对流传热，4学时；热辐射基本定律及物体的辐射特性，4学时；辐射换热的计算，4学时；传热过程分析与换热器热计算，4学时。

2 “传热学”教学中存在的问题

在教学过程中，学生普遍会反映“传热学”学习难度大。根据调查笔者认为难学的原因主要有以下几点：

（1）传热学本身内容涉及到的高等数学基础知识深而广，而且对传热的研究历史较长，前人总结了大量的概念、公式。例如在传热学的理论推导中经常用到微积分、泰勒展开、偏微分方程组的求解方法等。而且刚接触传热学的低年级学生在与高年级学生的交流中就会得到类似传热学特别难的印象，增加了畏难情绪。同时传热学内容分散，各主要部分相对独立。由于课时安排和教学大纲的限制，以学生为主体的研究性学习内容较少，以锻炼学生工程实践能力为目的的实验教学内容较少，使得学生缺乏分析和解决实际问题的能力。

（2）在对流传热内容的学习过程中，由于其牵扯到流体力学的纳维斯托克斯方程，而N-S方程本身就是流体力学学习的难点，所以大大增加了对流传热的复杂性。特别是关于湍流流态的对流传热和相变对流传热，目前还不能从理论上推导出实际情况下的努赛尔数计算公式，大部分都是使用经验关联式的状态。学生会感到难以理解。

（3）在传统的单向灌输式教学中，教师与学生之间的互动较少，很难激发学生的学习兴趣和独立分析解决问题的意愿。同时部分学生学习态度不够好，怕吃苦不努力，对新的课程未作预习，课后也没有独立完成作业和复习。学生对传热学的基本原理未能深刻理解，而是停留在机械记忆的层面上。

（4）期终考试采用传统的闭卷考核方法不够合理。为了应对考试，学生复习时认真推导公式，多做习题，但传热学这门课程的概念多、方程多、经验公式多，学生无法全部背出。对考试的命题范围有很大的限制。同时也不利于培养学生的独立思考能力，更无法对学生是否达到卓越工程师的要求进行考查。

3 教学方法的探讨

3.1 调动学生学习的积极性

兴趣是最好的老师，如果学生缺乏学习的兴趣，必将只能为了应付考试而机械记忆，更不可能做到运用学习的知识来解决实际中的问题。而调动学生的积极性，要从第一节课始，到最后一节课终。在一开始给学生介绍传热学这门课程时，可以通过图片展示传热学知识在传统工业、高新技术、节能环保和日常生活中的应用。在授课过程中，将授课内容与日常生活中的现象以及在建筑、冶金、化工、航天等行业的广泛应用结合起来。比如在讲授临界热绝缘直径内容时，先以生活中的现象为例，提问是不是冬天带上手套就一定能起到保暖的作用。再引申到在工业管道外部附加保温层是否就一定能达到保温的效果。学生通常都会想当然地认为是。这时以电线散热等实例说明附加保温层后散热量并不一定减少，甚至有时会起到增强散热的效果，这会大大激发学生的好奇心和探求原因的欲望。在明白了机理后，学生会深刻地理解和记忆能否保温还得看绝热层外径的大小，当绝热层外径小于临界热绝缘直径时起不到保温的作用，相反可以增强换热。再如对于能源与环境系统工程专业来说，空调系统中最重要的两个部件是蒸发器和冷凝器，都为相变对流换热器。其中蒸发器中制冷工质沸腾吸热，冷凝器中制冷工质凝结放热。其换热的机理都来自教材中相变对流传热章节。在该章节讲述之前，可以从学生们日常中经常接触的空调系统为引入点，提起学生的学习兴趣。这样能够激发学生的学习主动性与积极性，加深他们对知识的理解和掌握程度，增强他们分析问题和解决问题的能力，有利于他们学习能力的提高和创造性思维的培养。

3.2 优化组合教学方法和手段

教学方法是多种多样的，如发现式、启发式、提问式和讨论式等。不同课程采用的教学方法不同，即使是同一节课，也往往需要采用多种教学方法。同时在教学过程中采用现代化的电子技术和信息手段，包括光学媒体、音响媒体、计算机教学系统和各种教学软件的应用。这样可以使课堂教学包含更大的信息量，同时对实践教学的不足给予一定的补充。但要避免出现杨叔子院士列举的多媒体教学中多种错误形式和问题，如 ：“照屏宣科”、“人幕分离”、“对屏讲解”、“快速浏览”等。更不能将PPT变成“骗骗他”。

3.3 教学内容和实际实践相联系

在教材的选择上，本课程选用杨世铭、陶文铨所编的高等教育出版社的《传热学》（第四版），该书在内容上由浅入深，循序渐进，在介绍基础知识的同时，也积极反映了传热学发展的前沿知识，如纳米传热学的基本知识等。该教材包含典型的例题与习题，对较为复杂的实际问题进行了详尽的分析，十分接近工程实际。但随着传热技术的发展和其他学科之间的交叉程度大大提高，许多新的研究手段得以出现。传热技术的工程应用领域进一步扩大，也因此使得传热学的内涵得以丰富。随着能源学科和相关行业的发展，需要不断更新教学内容，使学生接收到最新的知识内容。因此在教学内容的选择上，适当删减了一些比较繁琐的数学推导内容，如非稳态导热中一维无限大平板分析解的推导过程。此外也增加了一些传热技术新发展的内容，如微尺度的传热等内容。同时在教学中要注重培养学生的工程观点以及工程实践能力。工科院校的教学必须注重学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。

3.4 改进实验教学

传热学的实践性很强，像一些复杂的传热问题的规律都是通过实验总结提出。当前，我校传热学的实验教学上对学生的实践创新能力的锻炼还有所欠缺，比如课时安排较少，实验教学内容不够丰富，大部分内容依然是基于课堂所讲知识而进行的验证性实验。再如实验教学设备和仪器数量不多，往往多人一机，不少想体验实验过程提高动手能力的学生未能得偿所愿。因此，对于传热学教学十分重要的实验教学需要加以改进，除了巩固课堂授课的内容以外，还应该注意培养学生的实际动手能力、综合设计能力和总结归纳能力。传热学的课内实验可不仅仅局限于验证性实验，同时应增加开放性、综合性的实验内容。以期提高学生的综合分析能力和解决问题的能力。

3.5 改进考核模式，注重考查学生能力

针对闭卷考核方式的不足，同时避免开卷考试带来学生的惰性和依赖性，我们尝试在考核成绩的最终评定时，采用平时成绩加考试成绩的形式。平时的课堂表现、互动参与情况、作业占总成绩的30%，考试成绩占总成绩的70%。提高课堂互动讨论中的表现占平时成绩的比重，以促进学生的参与度。同时对试卷的命题范围可以尝试参考大学英语四、六级考试，即将试卷分为A、B两部分。其中A部分主要考核学生对基本概念、基本方程、基本原理的掌握情况，采用闭卷的方式要求学生在一定的时间内完成并上交；B部分主要考核学生应用传热规律解决实际问题的能力，主要是实验关联式的应用，采用开卷形式。

4 结语

第3篇：流体力学及传热学基础范文

关键词：工程认证;传热学;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0119-02

《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议，该协议是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求[1]。2013年6月，中国成为该协议的第21个预备成员国，这必将对我国工程教育改革与发展产生深远影响。中国工程认证协会制订了与国际标准紧密对接的认证标准，并陆续在机械、计算机、化工与制药、电气信息等14个专业类开展了认证工作[2]。“传热学”既是能源动力类专业的技术基础课，也是与各工程领域关系密切相关的专业课程，它植根于工程实际，也必将服务于工程实际[3]。作为工程认证专业之一，江苏大学（以下简称“我校”）机械设计制造及自动化专业学生必须要学习“传热学”。传统的“传热学”课程体系及教学模式与工程认证的培养目的和教学需要还存在一定的差距。为了配合工程认证的标准，我校传热学课题组就工程认证的需求，针对机械专业班级的“传热学”教学，修订了教学大纲，并在实际的教学过程中紧扣工程认证的大背景做了一些工作。本文从“传热学”的课程特点出发，结合笔者在机械类班级课堂的教学实践和教学体会，对工程认证背景下“传热学”课程的教学改革进行了探讨和总结。

一、工程认证背景下机械类专业“传热学”教学中存在的主要问题

1.课时设置与课程特点、教学目标的矛盾。我校机械专业的“传热学”课程总学时仅为30学时，其中实验为4个学时，考试为2个学时，真正用于教学的只有24个学时。“传热学”是一门发展中的应用性极强的专业基础课程，首先热传递现象的理论分析又涉及到许多数学理论与方法，经验公式较多，难于理解和记忆;其次“传热学”分成导热、对流和辐射三部分内容，这三部分内容有各自相对独立的定律和解决方法，系统性较差，基本概念和公式繁多，重点分散，在短时间内学生学习有一定的困难[4]。而工程认证要求培养目标多样性，以传热学为例，其支撑的毕业要求指标点为：指标点1，具有解决机械工程问题所需的数学与传热问题及其应用能力;指标点2，能够将数学、传热学基本原理运用于机械工程问题的表述;指标点3，能够对于传热学模型的正确性进行论证并求解。

2.学生基础知识与“传热学”课程特点的矛盾。“传热学”是学习“工程热力学”、“流体力学”等专业基础课后学习的课程。而机械专业的学生却没有这方面的基础训练，上课时一些必备的基础知识的缺乏导致上课难以接受。比如热力学第一定律是推导导热微分方程的理论基础、伯努利方程在对流换热微分方程组的应用等，学生在学习这些方程时，不能深刻理解与工程实际问题之间的必然联系，造成学习动力不足，学习兴趣降低等问题。

3.课堂教学及实验教学与工程能力培养的矛盾。传统“传热学”教学以教师讲解、学生照本操作的模式进行，而工程认证核心理念是以学生为中心和目标。工程认证“传热学”教学方法的改进必须和工程实践环节如实验室操作、企业实践等相结合，其目的是训练学生的工程意识和思维，培养学生理论结合工程实际的能力。同时，使学生能够接触机械行业的生产实际并了解其前沿发展趋势。但现实情况是，我校和有关换热器的企业合作不多，另外我校的实验教学仪器多年来没有进行更新，有部分实验设备相对比较陈旧，实验室仪器设备明显不足。

二、教学改革的措施与方法

1.对照《工程教育认证标准》，全面修订“传热学”培养计划。此认证标准给高校带来的变化就是要以学生为本，不断为工程教育改革而持续改进。工程认证所要求的OBE教育模式，一是要求教师在教育活动之前对学生达到的发展水平有清晰的认识，要用精细的“教学大纲”控制教学开展;二是要选择与教学目标类型一致的教学方法[2]。因此，我校传热学课题组重新修订了培养计划和教学大纲，教学中注重讲解定理基本假设和应用范围;求解习题强调参数的获取及多种计算方法的比较;最后增加了部分与工程实际相关的课后习题。教学改革核心的问题是教学内容的改革。针对毕业后我校机械专业学生具备机械设计制造基础知识与应用能力，从事机械制造领域内的设计制造这一目标，在讲清“传热学”物理概念的基础上，简化或省略与今后工作联系不大的理论和公式的推导过程。如稳态导热中，不详细推导导热微分方程的普适形式，只要求学生能对实际导热问题建立微分方程即可。针对肋片导热问题，重点放在让学生熟练掌握工程上不同形状肋片效率的查法。在非稳态导热中，简化诺谟图的理论推导过程，重点放在如何应用诺谟图来求解内阻不可忽略的非稳态导热问题。在对流换热中，只介绍对流换热微分方程组的建立思路，重点讲述各种实验关联式的具体应用和使用条件。在辐射换热中，增加了火焰辐射的内容，强化了机械专业学生工作后有可能接触的加热炉、锻造炉等加工工艺中涉及的辐射换热问题。

2.优化整合，发挥课题组整体优势。我校能源与动力工程学院工程热物理系成立了传热学课题组，组员7人，以多年教授“传热学”的退休老教师为顾问和指导，由课程负责人具体负责“传热学”的教学组织、课程的建设与管理工作，充分调动所有课题组的教师参与课程建设和教材建设的积极性。明确责任，将“传热学”的教学任务分解并落实到个人。每隔1～2个月的时间，课题组的人员进行教学研讨，交流教学体会。同时向学院建议加大支持力度，提高“传热学”课程在考核、个人定级及津贴等方面的分量，形成良性循环的激励机制。

3.加强实验室建设，培养学生自我提升能力。经过传热学课题组的申请和建议，我校能源与动力工程学院在经费有限的情况下，购置了新的实验设备，修缮了一批传统的实验设备，目前传热学实验室具有足够的实验器材能够给学生提供自主动手的机会，以前平均7～8人一组的实验现在减少到每组2～3人，可以保证每个学生有机会进行实际动手操作，提高了实际动手能力。另外，笔者可以就机械专业学生在今后工作中可能涉及的实际问题进行正确引导。比如测量型砂导热系数问题，在实际的教学过程中，笔者注重引导学生自己去思考，修改并改善圆球法测量型砂导热系数的实验方案。当学生提出其他的实验方案后，及时进行评价和讲评，提高了学生处理工程实际问题的能力。

4.注重引导，拓宽校外实习基地。机械设计及其自动化作为实践能力很强的专业，其实践教学的作用在于引导学生进行正确的专业实践认知。我校能源与动力工程学院与驻镇的有关企业建立了良好的合作关系，如江苏唯益换热器有限公司、镇江天鸿新能源有限公司等。我们定期带学生过去参观和实习，重点了解这些企业的换热器和散热器等产品设计、生产和组装过程，培养学生思考与动手能力。经过我校和企业之间的积极合作，为机械等专业的学生提供实习机会，提高了学生的工程实践能力。

5.充分发挥网络多媒体教学的优势。多媒体教学能够增加课堂教学的信息量，容易激发学生的主动性和积极性。针对机械专业，我校传热学课题组首先收集整理了大量的工程图片和工程录像，将这些资料和课本上的相关内容进行链接，提高了学生的兴趣和多媒体教学的授课质量。其次，我校传热学课题组目前正在建立传热学教学网站，每位老师负责一项内容，进行传热学网上教学视频的录制，充分满足了学生个性化学习的需要。下一步我们将及时更新网上教学资源，建立传热学网上辅导答疑系统，采用课堂教学与网络教学并举的方式，进一步提高传热学的教学质量。

6.构造合理的“传热学”质量考核标准。实践教学的质量是反应学生“工程实践能力水平”的关键，而传统的“传热学”质量考核体系很难真实反映学生的工程实践能力。笔者设置机械专业“传热学”课程的总评成绩=平时考核成绩×10%+实验成绩×10%+期末考试成绩×80%。平时考核主要以课堂表现和作业为主，实验成绩以实验报告和学生具体的动手能力为准，期末考试的题型包括填空题、简答分析题和计算题等，其中考核三种传热方式基础知识型题目占60%，考核针对三种传热方式在工程应用基础问题综合分析与验证的能力题目占40%。提交总评成绩后，针对工程认证的标准，针对每个毕业要求指标点，分项求各指标点对应的平均分，计算“传热学”对各指标点的评价值，从而获得“传热学”课程的达成度评价报告。从近两年的“传热学”教学结果分析来看，基本上达到了工程认证对机械专业学生学习“传热学”的要求和目标。

本文分析了我校机械类专业“传热学”教学的不足和现状，提出了教学改革的措施。笔者认为要实现工程认证对学生的培养要求和目标，必须对“传热学”设置合适的学时，调整教学内容与学生的工程实践能力相匹配，注重培养学生分析问题和解决问题的能力[5]，重新选用合适的热工基础教材，科学施教，不断推动机械类专业“传热学”教学的改革和发展。

参考文献：

[1]晋浩天.工程教育认证对我们意味着什么？[N].光明日报，2013-11-27.

[2]胡文龙.工程专业认证背景下的高校教师教学发展[J].高等工程教育研究，2015，（1）：73-78.

[3]刘爱萍.浅谈传热学课程的教学改革[J].中国电力教育，2002，（4）：73-76.

第4篇：流体力学及传热学基础范文

1.1核心课程体系构建的原则

钦州学院开设化学工程与工艺专业有良好的机遇,同时也有多方面的挑战。要办好钦州学院化学工程与工艺专业,贯彻学院打造五大品牌专业的精神,需要从紧密联系北部湾区域经济建设方面着眼,努力办出具有石化特色的化学工程与工艺专业,重点建立一套紧密结合石化下游产业链、注重过程开发和工程实践能力培养的核心课程体系。在核心课程设置方面,确立夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径,注重石化特色的原则。

1.2核心课程体系的内容与相互关系

所谓化工过程,主要包含分离过程和反应过程两种过程。与这两种过程紧密相关的一系列化工类课程共同构成了化工类课程的核心。按照“门数适宜,重点突出,相互支撑,形成一体”的要求,选择化工热力学、分离工程、传递原理、反应工程和化工工艺学等五门理论课以及与这五门理论课相关的化工专业实验课作为核心课程,建设具有石化特色化学工程与工艺专业的核心课程体系,全力打造化学工程与工艺这一品牌专业。在这五门理论课程中,分离工程和反应工程分别研究各类分离过程和反应过程,它们构成了化工过程课程最核心的部分。化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础,是化学工程的重要分支之一,与化学反应工程、分离工程关系密切。化工热力学的核心价值在于研究过程进行的方向和限度,为分离过程和反应过程提供相平衡、反应平衡数据,并对化工过程进行热力学分析[1]。反应工程是与工程实际紧密联系的课程之一,它广泛地将化工热力学、化学动力学、流体力学、传热、传质以及生产工艺、环境保护、经济学等反面的理论知识和经验综合于工业反应器的结构和操作参数的设计和优化中[2]。

分离工程是化工专业基础课程,讲述的是如何将混合物进行分离与提纯的学科。作为专门研究分离方法的分离工程课程对学生工程素养的培养有很重要的作用。该课程阐明了化工分离过程的本质规律,重点研究分离方法的工业化途径,设备设计放大效应,最优分离路线的工业化,及最优操作条件。在选择具体分离方法时,不仅要考虑技术上的可行性、经济上的合理性,而且要考虑能耗、环保、设备放大和开发成本等诸多问题[3]。传递原理旨在研究化工动量、热量及质量(俗称三传)的传递现象,用一种统一的观点来处理三种传递现象,并研究动量、热量和质量传递之间的类似性,是研究分离机理、分离效率和宏观反应动力学的基础理论,同时也是反应器放大研究的基础理论之一。与化工热力学不同,传递原理是一门探讨传递速率的课程,它对过程开发、过程设计、生产操作、优化控制及过程机理研究都有重要的使用意义[4]。化工工艺学重在工艺过程的分析,即在特定条件下,进行分离过程、反应过程的比较选择、整合优化。化工工艺学是大学基础化学、化工热力学、化工动力学、反应工程、分离工程等专业基础可和专业课的综合运用。化工热力学和传递原理旨在加强专业基础,化工专业实验、反应工程和分离工程重在强化工程意识,化工工艺学拓展了专业适应面,可以突出石化特色。

2核心课程体系的优化

为了保障以上核心课程体系的顺利实施,建议结合钦州学院化学工程与工艺现有的教学计划,从下面几个方面作出适当的调整。

2.1加强数理基础教学力度,适度拓展

新世纪的工程人才必须有熟练应用数学、科学与工程等知识的能力,有进行设计、实验分析与数据处理的能力。在两年的教学实践中,学生普遍反映数理基础不够扎实,一些数学问题不知所云,比如热力学计算中要应用迭代法求解状态方程、精馏过程计算、反映工程中的偏微分方程求解等等,问题大都源于数学基础较薄弱。因此建议加开线性代数、运筹学、概率论与数理统计、数值计算、C程序语言、数学物理方法,流体力学等数理和计算机基础课程。多所兄弟院校也早就开设了这些基础课程。线性代数和运筹学的开设可以解决反应器设计过程的优化问题;概率论与数理统计是实验数据处理和理解反应工程中一些基本概念的基础;数值计算和C程序语言两门课程是工科学生重要的基础课程,加开这两门课程也是落实我校化学工程与工艺专业培养计划中对学生计算机水平的要求,对学生的就业能力的提高有好处;数学物理方法和流体力学是传递工程等课程的基础,加开这两门课程可以大大的提高学生工程数学能力,为就业和进一步深造打下更坚实的数理基础。考虑到Matlab在科学和工程计算领域的突出作用,建议开设Matlab在化工中的应用的相关课程[5]。化工热力学和化工原理是反应工程的基础,故将化工热力学和从第四、五学期调整至第三、四学期;化工原理和反应工程两门课程共同构成了化学工程最核心的部分课程,将化工原理从第四、五学期调整至第二、三学期,反应工程从第三学期调整至第五学期,也是考虑到化工原理是反应工程的基础。同时,将计算机模拟与仿真删去,将其中的知识分散到加开的MATLAB在化工中的应用和数值计算这两门课程中。从上表2中还可以看出,加开的课程中,突出了数理课程的基础,同时,适度的拓展经济和计算机相关的课程,也增加化工制图和电工学等实践性较强的课程,这对培养学生的工程实践能力是必不可少的。

2.2整合化工专业实验

为了整合学院教学资源,最大限度地利用现有的一切教学设备,建议从各门化学工程与工艺核心课程的专业实验中选出一些经典的、与石化行业紧密相关的进行重新编排,单独设置一门大学化工基础实验课程,分成三个学期展开教学。另外,考虑到传统的化工专业实验教材以单一验证实验为主,无法满足新世纪综合素质人才培养的要求,可将化工实验按由浅入深的原则划分成验证型实验、设计型实验和综合型实验三个层次。尽量精简验证型实验,增加设计型实验和综合型实验。可以从教师的一些科研项目中选出一部分让学生参与,将这些项目设计成设计型或综合型实验, 这样,通过学生的亲身体验科研过程,培养了正确的科研习惯,为学生的就业和进一步的深造打下好的基础。

第5篇：流体力学及传热学基础范文

关键词：传热学；教学改革；教学方法；考试方式

作者简介：田娟荣（1976-），女，陕西渭南人，北京京北职业技术学院建筑工程系，讲师。（北京 101400）

中图分类号：G712     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）01-0077-02

“传热学”是研究由温差引起的热量传递规律的科学，与工程热力学、流体力学并称能源动力的三大支柱[1]。传热学课程是高职高专院校建筑设备工程技术专业的一门非常重要的职业基础课程，是从事通风空调、供热及锅炉设备工作的高等技术管理和施工安装技术人员必须掌握的基础理论知识，具有很强的应用性。本文针对该课程的特点和在教学中存在的问题，并结合自己的教学实践及教学体会，对传热学课程的教学改革做了探讨和总结。

一、“传热学”课程的特点和教学中存在的问题

1.课程的特点

“传热学”课程虽然属于职业基础课，但其不像流体力学和工程热力学那样系统严谨完备且偏重理论，而是一门发展中的应用性极强的基础课程，同时传递现象的理论分析又涉及到许多数学理论与方法，如导热微分方程是数学物理方法课程中的三大偏微分方程之一[2]。传热学课程为学习后继的专业课程提供必要的理论基础和分析解决工程问题的能力。传热学课程的内容多且散，各部分内容相对独立，连贯性差；同时图表及经验公式、半经验公式较多，且难以理解与记忆，这给学生的学习带来了一定难度。因此，如何提高传热学课程的教学质量，加强能力培养，是目前一个迫切需要解决的问题。

2.课程在教学中存在的问题

（1）课程内容的设计未突出“高职”特色。现有的高职传热学教材，仍然采用传统的教材编写模式，侧重知识的系统性和逻辑性，没有形成清晰、完整的技能培养体系。大部分传热学教材在内容上与本科教材并无太大区别，理论性很强，公式推导很多。同时教师大都采用传统的教学方法，使传热学课程偏向于介绍原理和公式推导，最后套用公式解题。另外，因为在推导过程中要用到很多高等数学的知识，而高职学生高等数学基础较差，所以学生感觉课程推导太多，太难，无从理解，从而丧失了学好这门课的信心。还有些学生认为这些原理和公式推导根本没有用，从而不愿去学习。总之，目前传热学课程内容的设计只重视了高等教育“高”的一般特性，而忽略了“职”的特色，使高职教育以应用能力为主线这一本质要求落不到实处。

（2）教学方法和教学手段不能满足高职教育的要求。传热学课程理论性强、公式多，历届学生都反映课程难度大。以前在本课程的教学当中，主要采用传统的教学方法，教师讲学生听，学生基本不参与教学活动，教学内容主要根据传统教材的章节顺序一一讲授。这种教学方法是以灌输学科知识为宗旨，把学习理解为封闭在书本上知识的获得过程，过多倚重接受学习，忽视发现学习、探究学习和行动学习在人的发展中的价值，忽视社会经验的获得和实践能力的形成。事实证明这种教学方式不能满足如今高职教育的要求，对该课程的教学改革势在必行。

（3）考试方式太单一。目前，传热学课程的考试方式大都采用闭卷考试的形式。这种考试方式也存在着很大的问题。因为该课程中有大量的经验公式，特别是对流换热这部分内容，大部分公式都是经验公式，而且往往对同一个问题又有好几个公式可供选择，加之这些公式较为复杂，若让学生将这些公式熟记，这根本不可能，而且也没有必要。因此，闭卷考试时这部分内容的命题将面临很大难度，最后将不得不将这些内容删除，这样使考试命题范围必然受到很大的限制。如果采用开卷考试的形式，又可能使学生过于依赖课本，考前不做复习，考试中遇到问题不独立思考，而是急于翻书找答案，使考试达不到应有的目的。因此，单一的考试方式已不适合高职教育的人才培养宗旨。

综上所述，认真分析目前传热学教学中存在的问题，对现行传热学课程的教学内容、教学方法、教学手段和考试方式等内容进行改革势在必行。

二、教学内容的改革

教学内容的改革是教学改革的核心。为了突出“高职”特色，本课程采用了项目化教学方式，以职业岗位所需的基本技能为依据来设计课程内容，向着学时缩短、注重应用、内容更新等方向发展。讲授的内容系统、注重经典知识的讲解和现代科学技术应用与发展的结合。根据实际工程的施工需要，将课程分为五个学习项目，供学生学习。五个学习项目分别为管道保温层设计计算、换热器设计计算、换热器校核计算、空调房间的负荷计算和冷库围护结构隔热计算。每个学习项目又分为若干个学习情境。由于高职学生毕业后大部分从事施工工作，所以在力求讲清基本概念及数学模型建立的基础上，简化或省略一些与今后工作联系不大的数学推导过程，而将重点放在这些知识点的应用上。教学中结合补充传热学的最新研究成果、研究方法和日常生活和工业生产中的各种传热学问题，增加学生的感性认识、扩大知识面和提高解决实际问题的能力，突出高职教育以应用能力为主线的培养目标。

为了使学生对传热学课程的教学内容、教学进度有一个全面的了解，根据实际教学情况，自编了传热学教学补充材料。补充材料包括课程标准、教学计划、习题与思考题、复纲、实验及实训指导书与任务书等。

三、教学方法和教学手段的改革

1.教学方法改革

在教学过程中，结合课程特点，根据不同的教学内容实施特色的教学模式，分别采用了项目教学法、课堂讲授法、分组讨论法、自学指导法等多种形式。

（1）项目教学法。全部学习内容根据传热学的五个学习项目展开，通过师生共同实施一个完整的项目工作而进行教学活动。在项目教学中，教师处于主导地位，学生处于主体地位，人人参与创造性实践活动，注重完成项目的过程性；学习过程成为学生在项目中实践的过程，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。

（2）案例教学法。根据本课程的教学内容，选用提高学生对实际工程问题的处理能力。在教学过程中，紧密联系课程的教学内容和学生的专业方向，选用实际工程案例及学生在生活中熟悉的传热现象作为范例进行教学，创造逼真的教学情境，使学生感受到传热学领域跟自己的实际生活息息相关，努力地激发学生学习传热学的兴趣。例如有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却，为使稀饭凉得更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水，为什么？冬天，新建的居民楼刚住进去时比住了很久的旧楼感觉更冷，为什么？同样的室内温度，为什么夏天在室内穿短袖就可以了，而冬天却要穿毛衣呢？通过这些问题的提出，学生开始对传热学知识感兴趣，而且感觉传热学知识的应用无时不在，无处不在。学生通过对这些问题的思考和讨论，会提出很多问题，老师通过回答问题会自然地引入传热学的基本内容。

（3）分组讨论法。分组讨论法是双向交流的教学方法，它可以激发学生就所要讨论的问题进行积极地思考，提高学生的思维能力和认识水平。组织学生分组，小组成员之间交流对工作任务的认识，分组按照讨论方案进行工作任务的学习，最后小组派代表进行汇报答辩，进行自评与互评。

通过学生与学生之间的交流培养团体合作精神，通过学生与教师的交流促进了师生关系，通过学生的大胆发言提高学生的口头表达能力和增强心理素质，通过引导树立对立面，鼓励学生勇于质疑，提出自己的新观点，促进学生的创造性思维的发展，从而进一步深化素质教育[2]。

（4）自学指导法。对于传热学的发展现状、传热学在各个领域中的应用概况及当前存在的问题等内容，可以安排学生进行自学。一般提前将题目布置给学生，学生通过上网搜索或在图书馆找资料学习，来完成学习任务。最后再讲自己总结的内容与小组成员进行交流讨论，小组进行总结，派代表进行汇报。通过自学指导法，引导学生学会科学的学习方法，培养学生自主学习的能力。

2.教学手段改革

在教学过程中注意现代教学技术手段的应用，给学生营造一种立体的、全面的、动态的学习情景，借助多媒体技术，使抽象的概念具体化，复杂问题简单化，让学生易学易懂，激发学生学习的积极性、主动性和创造性。但是，纯理论推导的部分采用多媒体课件的效果并不理想，虽然信息量很大，但接受下来的不多，课后又无笔记可查。因此，在讲解一些理论推导等理论性很强的内容时，仍然采用传统的板书教学。板书教学条理性强，还可以以提问的方式刺激并调动学生积极参与课堂教学活动。这种多媒体教学与板书结合的方式深受学生的欢迎。

四、考试方式的改革

全面、合理、客观、严格的考试内容和考试方法，也是提高教学质量的一种手段。合适的考题、恰当的考试方式，可以较准确地检测学生掌握所学知识和应用能力提高的情况，也可以促使学生在考前更好地按教学要求进行复习，而且还可以较客观地检验教师的教学效果，对整个教学状况有一个客观、科学的评价[3]。为此，我们设计了“全方位多层次”的考核办法。课程成绩以100分计，其中平时成绩占20%，设计性实验、讨论汇报等占30%，期末成绩占50%。平时成绩中，作业、小测验占10%，课堂提问、互动占5%，学习态度、纪律占5%。

对于期末考试，如果采用传统的闭卷考试形式，则会使教师的出题范围受到很大的限制。因为传热学课程中有大量的经验公式，这些公式不可能也没必要让学生死记硬背，但若闭卷考试，这部分内容就不太好出题。如果采用开卷考试，则很多学生就会认为考试很简单，没有从思想上重视考试，对于一些基本概念、基本原理也不去详细复习，考试时过于依赖教材，反而导致及格率偏低。这样学生对于基本概念、基本原理的掌握也非常不利。针对以上分析及传热学课程的特点，笔者认为采用“一页纸开卷”的考试形式最佳。也就是教师在考试之前给每个学生发一张盖有公章及教师签名的A4纸，学生在复习过程中可以在这张纸上写上公式等任何自己认为对考试有帮助的内容，在考试时可将这张纸带入考场参加考试。采用“一页纸开卷”的考试方式，教师出题范围不受限制，又为学生节省了大量死记硬背公式的时间，同时还有助于学生对课程重点知识的总结、归纳和筛选。

五、结语

通过几届学生的试验表明，传热学课程按照上述方法改革之后取得了良好的教学效果。学生通过学习，可以熟练掌握传热学课程的基本理论知识，为后续专业课程奠定了坚实的理论基础，同时，学生的实践知识、计算机应用能力、团队协作能力及自主学习能力等都得到了综合锻炼，满足高等职业教育的人才培养目标。

参考文献：

[1]李敏,李湛.工程热力学与传热学多媒体应用分析[J].理工高教研究,2004,(1):101-102.

第6篇：流体力学及传热学基础范文

关键词：传热学；网络资源；教学平台；精品课程

一、引言

在热能动力、机械制造、航空航天、化工、材料加工、冶金、电子与电气、建筑工程等生产技术领域中存在大量的传热问题。传热学是研究温差驱动下热量传递规律的一门科学，主要内容包括：导热基本定律，稳态导热，非稳态导热，导热问题数值解法，单相对流换热理论，对流换热的实验关联式，沸腾与凝结换热，热辐射基本定律，物体辐射特性，表面辐射换热，火焰辐射换热，传热过程及换热器，传质学等[1]。

通过本门课程的学习，能够使学生对热量传递这一普遍存在的现象有深入理性的认识，掌握传热学的基本理论、基本定律及基本计算，并初步具有解决实际传热问题的能力，为以后解决课程学习或工作中涉及的热问题，打下坚实的理论基础。传热学是热能动力、机械制造、航空航天、材料加工、电子电气、建筑工程等相关专业的一门技术基础课[2]。中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院的《传热学》素有重视教学、优质育人的光荣传统，注重教学与科研的结合，并及时将科研成果反映到教学中。教研组凝聚教学力量，坚持可持续发展的建设观，分层次，有目标，有步骤地开展教学基础条件建设及教学改革研究，确立了“以培养高素质创新型人才为目标，以山东省精品课程建设为主线，以教学基础条件建设及教学改革研究为基础，以多层次教学模式的相互促进为特色”的教学改革方针。将研究生层次的高等传热学教学、优秀本科生的创新研修课教学与本科生传热学教学结合起来；将最新科研成果融入教学内容之中，形成科研与教学的有效互动。为了配合和促进学生的主动学习，特别是促进学生结合专业进行学习，近年来我们编写了系列配套教材，并指定了大量与专业结合的参考教材，还编写了适用于不同层次学生的实验教材和讲义，能够按照大纲开出所有实验[3]。我们开发建设了传热学网站，教学资料全部上网，网站还具有在线答疑、网上实验预约等功能。通过多年的教学实践和探索，课程组在课程体系、教学方法与手段等方面形成了自己的特色，即：（1）建立了内容丰富、层次分明的课程体系；（2）强化课堂讲授、注重教学方法和手段的多样性；（3）紧密结合专业，注重学生工程概念和意识的培养。虽然存在着专业多、专业需求差异大、教师人数少、教学任务繁重等诸多困难，但经过教研室几代人的共同努力，1997年本课程在学校组织的第三次优质课程评估中被确定为校级优质课，于2001年和2004年的第四、五次校优质课评估中被再次确定为校优质课。2006年列入山东省精品课程建设。

二、课程建设总结

1.注重师资队伍建设。教学组又是科研组，成员们经常在一起对教学中遇到的疑点难点、授课方式及科研方向等进行讨论，相互学习提高。我们注重教学与科研的结合，并及时将科研成果反映到教学中。教研组主讲教师均具有博士学位。优秀的教师团队成为培养高素质创新型人才的人员基础。

2.选用优秀教材与教材建设。本课程历史悠久，至今已有五十多年的历史。无论是北京石油学院建校初期开设的《热工学》，还是后来的《热工基础》，以及目前的《传热学》，开课对象均为我校的石油骨干专业，作为这些专业的技术基础课，它在石油类专业的人才培养体系中具有非常重要的地位和作用。1986年以来，随着我校热能与动力工程、建筑环境与设备工程等专业的招生，它自然地又成为这些专业的主干技术基础课。目前我校有十个专业、每年近40个班约1100名本科生学习本课程。教学组针对不同专业的本科生，选用不同版本的国内外优秀教材，有区别地制定教学计划与教学模块。同时撰写了四本参考教材，既可作为创新研修课及研究生教材也可作为本科生学习的课外参考书。我们完成了《传热学》教学网站建设（http：//121.251.254.2：8000/）。丰富的教学资源成为培养高素质创新型人才的有利工具。

3.探索适应创新型人才培养的多层次教学模式。将传热学教学分为本科生的传热学、优秀本科生创新研修课和研究生阶段的高等传热学三个不同层次。对于本科生传热学教学，采取启发性教学，注重基本知识传授与创新思维能力培养。针对学有余力的优秀本科生，开设创新研修课，开拓学生的视野。而研究生层次传热学知识的详细揣摩，又丰富了本科生传热学的教学内容。适宜的、多层次的教学方法成为培养高素质创新型人才的有力手段。

4.提高学生科研实践能力。在学校大学生自主创新基金的支持下，引导优秀的本科生积极参与到与本专业相关的创新型实验与设计中去。组织引导学生申请创新实验立项，利用教师的科研实验台作为创新研修课的实验平台，使学生尽早接触科研课题。多方位的实践教学手段为培养高素质创新型人才的“动手”能力提供了广阔的空间。学校的优秀本科生在全国节能减排大赛、全国挑战杯大赛等竞赛中屡创佳绩。

三、课程建设特色

教学与科研相结合，以高水平的科研工作促进教师自身素质的提高与成长，将教师在科学研究方面的深厚底蕴，变为教学内容更新与优化的丰富源泉，带动影响教学质量的课程要素建设，建设适应研究型教学的高水平多、层次课程体系，完成高素质创新型人才培养所需的高水平教学工作。注重基本知识传授与创新思维能力培养两层次目标的的有机结合，课堂教学过程中，将科研内容深入浅出地引入，针对学有余力的优秀本科生，开设创新研修课，实施精英教育，培养学生的科技创新能力。研究生层次的高等传热学教学、优秀本科生的创新研修课教学与本科生传热学教学相互促进，培养具有扎实传热基础知识的优秀学生。成立热能与动力工程系实验教学中心，建立依托动力工程及工程热物理一级学科知识体系的一体化管理，多层次开课的实验教学体系。组织引导学生申请创新实验立项，参加老师的科研项目，利用科研实验台进行本科生创新研修课实验等。

四、《传热学》课程网络教学平台建设步骤

结合课程自身教学建设的推进速度，从资源共享与立体化教学相融合的角度出发，制定精品课程网络资源建设的总体规划，分阶段安排任务并实施。

1.完善、修订、更新基本的教学文件建设，如教学大纲、实验大纲、课件、考试大纲等。

2.选择高质量的课外教材和参考书。结合现有的教材，引进国内、国际上经典的教辅材料，拓宽学生的知识面，完成相应的辅助教学资源的建设。在网上开展新技术、新知识专题讲座。

3.探讨建设在线实验室。在现有的常规实验室的基础上探讨增建网络实验室，结合教学内容，为补充常规实验测量技术不容易实现的实验，建设若干个网络数值试验平台，进一步培养学生动脑、动手的能力，提高学生的学习兴趣和科技创新能力。

4.加强基于网络的教学资源建设。利用网络优势，构建基于网络的学习平台，在资源的共享性，学习的自主性和师生的交互性方面建出特色。

五、《传热学》课程网络拓展资源建设目标

依托现有的网络平台，建设成一个既可供学生课外学习，又可供教师在课堂教学中辅助教学的网络课程，包括建设以本课程各知识点为单元的开放式网络课件库；建设若干既能为开展案例课程教学提供必需的教学资源，同时也为网络课程建设提供丰富的优秀教学素材的案例库；建设一个既能满足网上测试需要，又能够用于校内教学诊断的试题库，最终建设成一个立体化多模式教学平台。

1.完善平台自有的教学管理功能，为课程的教学管理提供方便。比如，用户可以分级为学生、教师、管理员、访客等，给各级用户赋予不同的权限。

2.增加网络教学平台的辅助教学功能，教师可以通过网络及时与更新教学资源信息，进行作业、批改作业、测试等教学活动；通过答疑信箱、师生园地（BBS）等互动交流空间，课程老师定期与学生进行在线交流，为学生答疑解惑，使得精品课程真正用于教学，克服课程建设与教学应用脱节、与人才培养目标脱节的弊端，使精品课程收到更加显著的教学效果。

3.增设网络教学平台的备课功能，教师可以随时自主修改、调整与更新课程内容，控制课程内容的；建设课程相关的案例库、专题讲座库、素材资源库、试题库系统、作业系统。

4.改善课程教学网站的可扩展性，使得所规划与设计的网站能更加灵活地适应因课程建设发展所带来的资源扩充需求。通过网络教学平台，教师、技术人员、管理人员、学生用户可以协同工作，发挥各方面的能动性和参与机制。

参考文献：

[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]傅秦生.热工基础与应用[M].北京：机械出版社，2007.

[3]李兆敏，黄善波.石油工程传热学：理论基础与应用[M].青岛：石油大学出版社，2008.

第7篇：流体力学及传热学基础范文

【关键词】传热学 教学方法 工程能力

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）09-0031-01

一、引言

目前，我国的高等工程教育已经达到了高等教育总规模的三分之一左右，培养规模位居世界第一。尽管如此，我国的工程教育长期以来由于受到教育经费的限制等因素的影响，工科教育理科化，教育过程中重理论、轻实践。近年来，随着我国工业化、城镇化的发展，一方面对生产一线工程技术人员的需求不断增长，另一方面大学毕业生的就业率却越来越低。为适应经济社会发展的需要，教育部于2010年启动实施了“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。

传热学作为一门专业基础课，与各工程领域关系密切，是一门理论应用性极强的基础课程，是从事能量转换过程的研究、开发及设计工作过程中必不可少的理论基础。因此，国内许多讲授传热学的教师都在积极探索传热学课程的教学改革，以期改善学生学习传热学的积极性，有些学校还积极与国外高校合作，引进借鉴国外的教学经验。我校自2006年成立热能与动力工程（现能源与动力工程）专业以来，在“传热学”课程的教学上依据我省制定的高校强省战略，努力提高学生的工程素质，力争做到使学生学有所用，培养高素质的现代工程师。

二、传热学在课程体系中的地位、作用

传热学课程是能源与动力工程专业的一门重要的本科专业基础课，它是为学生学习后续相应专业课程而设置的，是基础课与专业课之间的桥梁。所以，传热学在能源与动力工程专业的课程体系中处于核心地位。并且传热学的理论与现代科学技术的各个领域都联系密切，有着十分广泛的应用。同时传热学又是一门理论性非常强的专业基础课，例如其中导热微分方程、对流传热微分方程组的推导以及相似原理的理解等都需要学生有较好的高等数学和物理基础，因此，在平时的学习中，总遇到学生抱怨传热学难懂、抽象、不好学。

三、重视实践应用，努力培养现代工程师

（一）教师自身工程素质的提高

教师是整个教学过程中的核心，要想培养出高素质的现代工程师，首先要提高教师本身的工程素质。我校非常重视对教师工程能力的提高，尤其是对青年教师在工程实践能力上的培养。

1.为了更好地实现应用型人才的培养目标，学校要求全校专业教师定期到企业生产一线开展调研活动。通过组织全校专业教师开展下厂调研工作，使教师深入工厂生产一线，对所教专业在生产实践中的新问题、新工艺、新方法等进行调查研究，并且以此指导教案、教学实例、课程设计课题和毕业设计课题等内容的修改。

2.专业教师参与实验室建设。高校的实验室基本都是由专门的实验老师管理的，理论课老师对实验设备不熟悉也不参与到实验室的建设，不能够实现理论课堂与实验课的有机结合，因此，专业教师应该参与实验课的教学工作，这样更有利于实验室的科学建设，也有利于学生对所学内容的更深刻的理解。

（二）注重学生能力培养，突出实践应用

1.教学过程应注意理论联系实际，突出应用。传热学是一门基础理论较强的专业基础课，许多学生在学习过程中感觉到其难懂、乏味，提不起兴趣。对此，我们提出了“三步走”的教学方法。

第一步，问题的提出。在讲解一个新知识点时，尽量从学生们熟悉的日常生活中引入，以此激发学生的好奇心，提高其探索新知识的兴趣;

第二步，解决问题。利用传热学的理论结合必要的推导将提出的问题加以解决;

第三部，知识的应用。将理论推导得出的结论应用到工程实际从而实现知识的应用。

例如在讲解热对流的概念时，可以从学生熟悉的家用空调出风方向开始，提问“为使房间温度快速地升高或下降，应将空调出风口的叶片往哪个方向拨？”;然后结合热对流的概念得出结论，使问题得以解决;最后，引入工程应用实例：“在青藏铁路建设中，采用碎石路基，碎石之间的空隙不填实，可有效保持路基冻土的稳定。”

采用这种“三步走”的教学方法，不仅激发了学生的学习兴趣，更实现了知识点的工程实际应用，有利于学生工程能力的培养。

2.改革实验教学方法，培养学生的工程创造力。我们传热学的实验教学是由理论课老师兼任的，这样使理论与实践更加紧密的结合，能够使学生对所学知识有更深刻的理解。例如在讲到大空间自然对流时，可以让学生自行设计测量自然对流表面传热系数的实验装置，做实验时，同学们将自己设计的实验装置与实验室的实验装置进行比较，找出自己设计装置的不足之处，这样既加深了学生对实验的理解又有助于学生工程创造力的培养。

3.改革考核方式，增加工程设计内容。对于必修课的考核方式，一般都是采取闭卷考试的方式，这是考核学生对知识点掌握情况的有效而简便的方式。但是由于传热学存在经验公式多、图表多的特点，有些内容如非稳态导热的诺谟图法、流体横掠管束对流传热等不适合闭卷考试而在工程上又经常用到的内容无法考核。虽然很多高校都采用了一种“半开卷”的考试方法，即允许学生将其准备的内容写在盖了相关印章的白纸上带入考场，但是由于考试时间的限制，试题内容也不宜过于复杂，不利于学生工程素质的培养。为此，我们采取平时与期末考试相结合的考核方式：期末考试采用闭卷考试，占总成绩的70%，对于需要用到的经验公式，在试卷上加以标注;平时成绩占30%，在平时成绩的考核中，增加一些工程设计的内容，提高了学生工程应用的能力。

四、结语

随着我国工业化的发展，对一线工程技术人员需求的不断增加，像我校这样的应用型本科院校应抓住机遇，积极改革传热学教学方法，努力提高学生的工程实践能力和创新能力，培养适应时展需要的能源动力专业工程师。

参考文献：

[1]朱泓，李志义，. 高等工程教育改革与卓越工程师培养的探索与实践[J].高等工程教育研究，2013 ，（6）：68-71

[2]李静，宋飞虎，蒲宏杰等.传热学课程中任务驱动式研究型教学方法的实践与探讨[J].考试周刊，2015 ，（5）：166

[3]蔡杰进.法国工程师培养模式本土化过程中“传热学”的教学实践[J].中国电力教育，2014 ，（30）：51-52

第8篇：流体力学及传热学基础范文

关键词：传热学；研究性教学；教学方法；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0120-02

传热学是研究由温差引起的热量传递规律的一门学科。由于传热学在科学技术领域的广泛应用，它已成为许多工科专业的一门基础技术课程。在华北电力大学（以下简称“我校”），传热学作为能源与动力工程（原热能与动力工程）及建筑环境与设备工程专业的核心专业基础课，其学时数为72学时，它不仅要为今后学习有关的后续课程打下理论基础，而且课程本身涉及的一些基本概念、原理和基本分析方法对于培养学生分析问题和解决问题的能力也十分重要。

像目前许多的大学课程一样，传统的传热学教学中存在着如下的问题：（1）教学目标过于重知识的传授，而忽视学生能力的培养。一般制定的教学大纲都是对课程知识点的要求，而没有明确课程在学生能力培养方面的要求。因此，教师在选择教学内容和教学方法上，也就主要围绕课程知识的传授而进行，特别是在教学学时限制的情况下，问题尤为突出；（2）教学内容多以学科体系为线索，内容过于理论化，很难与工程实际紧密结合；（3）教学方法多以教师为中心的讲授式，忽视学生在教学中的主体作用。课堂教学中基本上是教师的独自教授，学生在教学中基本处于被动和从属的位置。这种由教师主导的单向传播的方式使学生只能被动地学习知识，而难以发挥其学习的主动性，成了知识的“容器”。这种简单机械的学习无法培养学生的求知欲，反而消磨了他们原本的好奇心和求知欲。[1]

自2012年开始，我校传热学教学组的4位教师在传热学课程的教学上采用了研究性教学模式，学生主要是热能与动力工程专业的学生，含我校“卓越工程师教育培养”试点班的学生，每个教学班级的学生人数在30-50人之间，课程安排在学生的第五学期。现以2013-2014第一学期的传热学为例，介绍本课程的实践情况。

一、“传热学”课程的教学目标

按照研究性教学的理念，课程的教学目标是：课程教学不单是使学生更好的掌握系统的学科知识，而更重要的是使学生综合运用知识去发现、分析和解决问题，得到思维训练，学会知识的迁移或应用，真正学会学习，同时在以小组合作的研究中，学会与他人沟通交流的技能，形成健全的人格和丰富的思想[3]。它体现了教学目标从单一的知识传授到知识和能力并重的转变。

为此，本课程按照研究性教学的理念重新制定了本课程的教学目标。使学生：（1）系统了解传热学的基本概念、基本定律和知识框架；（2）能够正确判断一些实际问题中所存在的热量传递模式；（3）能够利用能量守恒的方法确定传热问题中各种热量传递之间的关系；（4）能够选择合适的计算方法或公式，对工程中典型的传热问题进行计算，并定性分析判断计算结果的合理性；（5）对一般的导热问题，能够建立其数学模型，并了解分析求解和数值求解的基本思路；（6）初步掌握有关传热的工程设计方法；（7）在计算机技能、合作能力、交流表达、学习能力等方面有所锻炼。

二、课程内容的整合

研究性教学的形式是多种多样的，教学内容的“问题性”是其研究性教学最突出特点。教学的过程是以围绕问题展开的教学过程，注重从问题开始而不是从结论开始，以探索学科知识的产生和发展规律为路径，以剖析工程原理的形成过程为载体，以分析、研究和解决工程实际和工程学科问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合，使学生在学习学科知识、工程原理和思考、分析、探究问题的过程中获取、应用和更新知识，在解决问题的过程中培养和训练发现、研究和解决问题的能力，在合作学习和团队交流过程中形成和提高综合素质。

按照研究性教学的要求，对原有的教学内容调整为如下两部分。

1.基础传热学

将传热学中最基本的概念、理论和方法等提炼出来，形成传热学的主干知识，称之为基础传热学。主要内容包括：热量传递的机理和模式、能量守恒定律在分析传热现象中的应用、导热问题分类和导热基本定律、一维稳态导热分析解、非稳态导热的集总参数模型、对流传热的分类、边界层概念及其对流传热的研究方法、对流传热的特征数关联式、辐射的基本概念、两表面间的辐射传热计算、综合传热问题的分析等。[2]

2.主要的研究课题或项目

以工程实际问题为线索，整合部分教学内容，作为学生研究性学习的课题或项目。目前主要有如下几个问题：（1）平板式太阳能集热器的传热分析和计算；（2）套管式和管壳式换热器的热设计；（3）等截面直肋散热特性的研究，包括对其一维和二维模型的分析解和数值解；（4）高温金属件冷却过程温度场的研究，研究对象有大平板、长圆柱、球等典型一维几何形状的物体，研究方法包括集总参数模型、一维模型的分析解和数值解；（5）冬季房间热负荷计算的研究；（6）不可压流体外掠平板对流传热的研究，包括分析解、实验解。

三、具体的教学实践

1.教学安排

首先用20-24学时的时间进行基础传热学的教学，这一部分内容仍以教师教授式为主，这样可以让学生在较短的时间内对传热学的最基本的概念、理论和方法形成认知，这些内容也为学生开展研究性学习提供了必要的理论基础。

接下来32-36学时的时间，主要是以研究课题或项目为主线开展教学，教师给出每个课题的研究内容和时间计划，并对必要的方法给予讲解，学生以2-3人小组的形式自主开展学习研究。教师及时了解学生的进展和困难，适时进行反馈和指导，学生最终提交研究论文或项目报告，教师选择性地进行交流展示。表1给出了其中4个课题的具体教学安排。

2.课程的考核模式

由于课程的教学与以往发生了巨大的改变，因此课程的考核方式也必须进行调整，以起到激励学生的学习积极性，确保教学改革的成功。学生的成绩由期中考试、课题或项目的研究评价和期末考试三部分组成。在第一阶段学习完成后进行期中考试，其成绩占总成绩20%；课题或项目的研究评价包括学生学习的态度、课题的整体质量、个人在小组中的贡献等，这一部分占总成绩的20%；期末考试采用开卷的形式，其成绩占总成绩的60%。

四、取得的成效

经过2年多的教学改革实践，基本达到了预期效果，取得的成效主要体现在：

1.极大调动了学生的学习积极性，激发了学生的学习兴趣

在原来的教学中，总会有部分学生逃课，即使学生到课堂也不一定认真听讲，现在每个教师课堂的到课率都能达到96%以上，同学对课程的大作业（课题或项目）也表现了很大的热情。下面是部分同学的体会：“尤其是大作业，让我感觉很新鲜，很愿意去完成它。能够实实在在地去求解一个实际问题让我感觉很有成就感，这就叫学以致用吧。”“感觉是一种新的学习模式，从自己做的过程中思考，发现问题，解决问题，我觉得，这个过程是一种更大的收获。这种教学很容易引起我们学习的兴趣。”“我想之所以完成这种研究性学习的作业的感觉这么好，大概是因为我们从中感受到，用所学知识解决身边问题的惊喜，以及克服困难后的这种成就感。”

2.学生真正学到了知识、锻炼了能力

多数同学认为通过本课程的学习，真正学懂了该课程的核心知识体系，并从中锻炼了自己的多方面能力。下面也是部分同学的体会：“让我们能把遇到的实际问题进行科学分析然后简化求解，真正做到了学以致用，而不是单纯的只会解书上的习题而已。”“经过几次大作业的完成，自己收获颇丰，这是一直以来我在学习生活中少有的感觉……不但对传热学知识加深了理解，也真正提高了自己的学术写作和计算机编程能力。”

参考文献：

[1]孟凡.本科研究性教学的基本特征探析[J].煤炭高等教育，

2009，27（6）：31-33.

第9篇：流体力学及传热学基础范文

【关键词】AspenPlus 化工原理 辅助教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0162-02

化工原理教学是我国高等学校中化工类高校教学设计中的重要环节，该门课程属于工程学科范畴，与工程实践和具体应用联系紧密。同时，该课程涉及诸多化工过程的原理及单元操作，具有理论性强、概念多、数学公式复杂及实用性强等特点。如何在教学过程中合理使用各种辅助教学软件帮助本科生理解并掌握化工原理的知识点，是高校化工教学工作者一直研究的课题。AspenPlus软件是美国麻省理工学院于20世界70年代开发的大型化工流程及模拟软件，自推出以来就占据世界性大型化工标准流程模拟软件的重要地位，已经成为大型化工企业研发新工艺的首选模拟软件。同时，也是相关化工高校教学环境中的必要教学辅助工具。该软件能够广泛模拟流体输送、精馏、吸收及化工反应等绝大多数化工生产过程。具有计算简单、模拟精确、可视化程度高、应用范围广的特点。

利用AspenPlus软件的工程模拟及设计计算功能，结合化工原理的教学特点，辅助化工原理的课堂教学和课下设计训练，对教学效果提升具有良好的促进作用。在课堂教学过程中，通过先提出化工单元操作问题，讲解解决问题方法，学生进行解题训练，在AspenPlus软件中模拟等环节，可以提高学生学习兴趣，提高计算和设计两种能力，为解决实际工业问题打下基础。通过教学改革研究，在化工原理教学过程中辅以AspenPlus软件的应用，提高了教学效果，具体的教学效果可以从以下方面体现。

一、单元操作可视化，提高学习理解能力

化工原理来源于美国麻省理工学院于1913年开设的“Unit Operations of Chemical Engineering ”。单元操作（Unit Operation）是化工原理课程设计的核心，授课内容也是围绕单元操作进行的模块化教学。但学生对单元操作概念的理解十分局限，认为是简单化工设备的组合形成的具有不同功能的过程，对其操作机理和数学过程理解有限。AspenPlus软件中的“单元模块”与“单元操作”的理念基本一致，都是将具有共同特点的操作单元独立出来进行数学建模，来理解和解决过程操作的实际问题。以化工原理教学中的传热一章为例，本章要求学生掌握传热的基本原理及计算方法、学会进行传热的数学模型求解。因此在教学中可以利用AspenPlus软件中提供的7种换热器模型进行传热过程基本原理的讲解，同时在计算中先利用AspenPlus软件进行换热过程求解，然后根据计算结果分析所利用的数学模型，并讲解数学模型。图1为AspenPlus软件中提供的2种常见的换热器模型。了解换热器传热原理后，可以提出如下问题：用20℃、60000kg/h的水冷却200℃、10000kg/h的化工产品（其中苯、苯乙烯、水、乙苯的质量百分含量依次为50%、20%、10%和20%，则在热交换过程中的传热量和换热面积为多少？利用AspenPlus软件中的Heater模型进行模拟计算，模拟结果为：传热量为436421cal/s，换热面积为20.2m2。引导学生分析计算结果的理论依据，并讲解数学模型，使学生能够融汇贯通，对概念上的传热过程有了具体形式上的认识和理解。化工原理课程教学中，诸如吸收、精馏、解吸等单元操作均可以采用以上方法进行辅助教学，提高学生学习兴趣和理解能力。

二、“三传”讲解模型化，提高工程素质

化工原理的教学过程本质上讲就是利用单元操作进行“质量传递、热量传递和动量传递”（简称三传）的理论介绍。“三传”包含很多操作过程，讲解复杂，学生也很难理解。在辅助教学过程中，利用AspenPlus软件架构了一个化工企业常见的甲醇-水精馏操作过程，具体精馏模型图和精馏操作模块流程连接图见图2和图3。通过具体模型化的精馏操作，来分别讲述工厂实践中的三传过程，使学生能够较快理解和掌握这一理论基础。同时，采用工厂实际案例来进行教学，利用AspenPlus模拟软件把化工原理教学中的复杂传递过程利用模型来模拟，并模拟出化工生产真实状态过程，不仅对学生提高学习主动性有帮助，而且促进学生提高解决工程问题的能力，对课堂教学过程起到了很好的补充作用。同时在工科化工专业的学习中，需要对化工原理讲授的课程内容进行工程训练，化工原理课程设计就是针对化工原理进行的工程训练。传统设计内容由于混合物的物化性质难于查找，而且在设计中所有的计算过程完全依靠学生自行计算，如果出现错误则所做计算就需要重新进行，学生的设计兴趣不浓。同时为减少设计压力，常采用简单的二元物系如甲醇-水或者甲苯-苯体系进行设计，这样造成工程训练水平下降，达不到设计的目的。而将AspenPlus软件应用与化工原理的辅助设计过程中，不但能够有效提高学生的工程训练水平，同时提高了学生的设计能力，巩固了所学的课程知识。

三、“创新”意识及先进技术课堂化，为未来发展打基础

化工专业的学生未来的发展方向主要是围绕着化工领域的相关生产和科研活动展开的，同时需要进行工程化的学习和训练。工作后必然要涉及到工程设计和工厂生产的相关内容，而在学校的学习过程中，恰恰缺少的就是这部分的训练，给学生较早适应工作造成阻碍，同时也是学校教学与工程实践脱轨的现实。AspenPlus软件集成了目前全球先进的化工生产过程所涉及的所有生产过程和数学模型，尤其是其生产过程可是进行产前设计模拟，为实际生产过程提供极其珍贵的参考资料。此外，其外带的用户设计模块为进行先进生产过程的创新设计提供了空间，这样也为进行创新性教学研究提供了辅助作用。化工原理是一门实践性很强的课程，要求能熟练掌握各种单元操作及其相关设备的原理，必然离不开实践和创新性思维。除带领学生参观化工厂对工艺过程有初步了解外，还可以利用AspenPlus软件中的工艺流程模拟在实习前就对化工工艺有系统认识，同时还可以利用软件中全面的设备及单元操作来熟悉化工单元操作及设备，开拓学生的创新空间。把学生从书本知识理解中解放出来，使其投入到工程实践训练中，这样的教学改革过程必然能提高学生的总体工程实践能力，为其在未来行业发展中奠定基础。

四、“以赛代练”精英化，培养化工专业人才

全国大学生化工设计竞赛是专门针对高校化工专业学生开展的以技能训练和能力培养为目标，选拔优秀化工专业人才的一项专业竞赛。化工设计竞赛是在学生已经具有较好专业基础知识和AspenPlus软件操作能力的基础上进行的，所选课题均为前沿性的课题，不仅可以作为教学课题，而且可以作为科研课题进行研究，培养学生的创新能力和科研能力。设计的广度也有一定要求，不仅要进行生产过程的模拟，而且要对过程结构和操作条件进行优化，对生产工艺进行技术经济分析等。化工设计竞赛涉及内容广泛，且以工程训练为主，化工原理的教学内容在化工设计竞赛中应用最为广泛。竞赛中的设计软件模拟部分要求必须采用AspenPlus软件进行，化工专业本科生在系统掌握化工原理教学内容的同时辅以流程模拟软件进行比赛，同时竞赛训练不但提高了对化工原理及其他化工专业课的理解程度，同时也能提高自身的工程设计及工程实践能力。同时参加化工设计竞赛并完成比赛且获奖的学生是本专业的优秀设计类学生，这样的学生恰恰是化工厂及设计单位所需的专业人才。通过竞赛培养化工专业精英人才，为社会塑造实用性和创新能力兼备的综合人才，是高等学校未来转型及专业设置和人才培养的一个主流方向。

五、结论

化工原理是由理论到工程实践过程中具有承上启下作用的过渡课程，因此，突出该课程的工程特色，开展创新教育和工程训练，对适应新时期高等学校教学理念创新和培养具有工程实践能力的专业人才具有重要意义，也是时代的客观需求。AspenPlus软件为代表的化工专业计算机教育和专业基础教育的有益结合，不但提供了一种新颖的教学方法和教育手段，也为培养适应现代化专业发展需求的人才提供了新的平台。但需强调的是，在化工专业教学中，基础教学过程仍是化工人才培养的基础，辅以AspenPlus软件进行教学设计是为了提高素质教育的效果和提升综合教学水平提升，不能因化工软件的参与而削弱了基础知识和基本技能的培养。在掌握基本化工原理知识和基本工程设计能力的基础上，借助AspenPlus软件这一高效化工软件，为化工原理的教学和综合人才培养加油助力，培养出更多更优秀的化工专业人才，提高我国化工专业的整体发展水平。

参考文献：

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