传热学课程范文

导语：如何才能写好一篇传热学课程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：传热学；多媒体教学；启发式教学

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）19-0038-01

教学改革是高等学校本科教学中一项重要的工作，对于提高教学水平和教学质量具有深远的意义。“传热学”是能源机械类及其相关专业的专业基础课，是一门理论性强、基础性强、应用性强的课程。[1，2]开展“传热学”课程教学改革，对提高专业型人才培养质量有着重要的意义。[3，4]

“传热学”课程是上海电力学院（以下简称“我校”）为热能与动力工程专业以及其他相关专业开设的重要的专业基础课，主要面向本科教育。课程的教学目标是培养学生运用传热学的基本理论和研究方法进行分析、解决实际工程中热量传递问题的能力，为学生学习后续课程和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。该课程的教学质量对本专业学生专业素质的提高有着重要的影响。但是，“传热学”课程组成员在近几年的教学过程中发现，教学方法死板、教学手段陈旧等问题往往会导致学生听课兴趣不高，在一定程度上影响了课程的教学质量。为此，课程组针对在教学中发现的问题，进行教学方法、教学手段的改革，激发了学生的学习兴趣，提高了教学质量。

一、“传热学”课程教学中存在的一些问题

“传热学”是一门理论性强、基础性强、应用性强的课程，学生反映学习难度较大，具体表现在：学生对本课程的学习和理解感觉比较困难；课堂内容学完后，学生很难将知识贯通使用。与此同时，教师在教学中也体会到存在的一些问题。一是学生对先修课程（如高等数学、流体力学等）的知识有所忘记，而“传热学”是一门承上启下的专业基础课，对先修基础课程的要求较高，因此导致学生学习起来就有些吃力；二是传统的教学方法较为死板，教师讲，学生听，“一言堂”式的上课模式让学生觉得上课枯燥无味，学生上课兴致不高；三是教学手段落后，教师难以在黑板上表达工程中复杂的传热问题，单凭“粉笔+黑板”和教师的口述，学生很难想象和理解复杂的传热关系。

二、教学改革的思考与实践

上述问题的存在促使课程组不断思考，寻求解决问题的方法。经过思考、讨论以及教学中的实际实践，在以下几方面进行了教学改革的尝试。

1.脱节知识的弥补

在长期的教学实践中，课程组体会“传热学”是一门专业基础课，在基础课、专业基础课、专业课整个课程体系中处于承前启后的地位，教学中应该注重该课程与前、后课程的关系，注意弥补学生知识的脱节。尽管课程中涉及的高等数学、流体力学等知识已经学过，但是多数同学已有所忘记，因此在教学中有必要进行适当的复习，唤起学生对这部分知识的深层记忆。同时，在教学中还要注意加强基础理论与工程实践结合，适时地引出传热学知识在锅炉、空调、制冷、通风等专业方向中的用途和重要性，激发学生的学习兴趣。

2.启发式教学方法的使用

尽管“传热学”课程还是以课堂讲授的教学方式为主，但要避免“填鸭式”的讲授方式。课程组对课堂教学方法进行了研讨和交流，为了提高学生的听课兴趣，对任课老师提出了以启发式讲授为主的建议。“启发式”教学方法在教学过程中要做到以下几个注重：

（1）注重按照先易后难、循序渐进的原则展开。譬如：先将传热过程与电路相类比，由热流=驱动力/热阻，引出导热热阻、对流换热热阻以及辐射换热空间热阻和表面热阻的概念，使学生一下子掌握了传热的计算。

（2）注重教思路，教方法。课堂教学中对于教学内容中理论、定律、公式不是简单地列出，满足于讲授某些具体的内容，而是在理论、定律、公式的引出、物理意义及应用的整个过程中启发学生思考，锻炼学生的思维能力，学会举一反三、活学活用。

（3）注重引导学生围绕课程内容，提出传热问题。如：身边的哪些物理现象属于传热现象？本专业领域哪些地方用到传热学的知识？是如何应用的？哪些学科领域涉及传热的强化、削弱问题？哪些学科领域涉及对温度场的控制？如何解决？

3.多媒体教学手段的引入

“传热学”是一门重要的专业基础课，基本概念和基础理论部分内容较多，涉及的公式、图表和复杂的传热现象也比较多，传统的“黑板板书”的教学手段对教学信息的处理和呈现都比较单一，造成学生对于传热学内容的理解和掌握有一定的难度。随着计算机辅助教学技术的发展，课程组觉得将具有生动性、直观性和简明性等特点的多媒体教学手段引入课堂能够使教学更加生动，诸如烦琐的公式推导、难以描述的传热问题等教学问题通过多媒体手段的展现可以得到较好地解决。为此，课程组以教材为蓝本进行了多媒体电子课件的制作。制作完成的电子课件具有以下特点：教学内容详尽，对需要学生重点理解的内容，增加公式推导的细节和步骤，并辅助图片说明，有利于学生对内容的深入理解；图片穿插于电子课件中，加强学生对传热现象的感性认识；电子课件显示具有节奏感，教师讲到哪里，内容显示到哪里，有利于学生紧跟教师的讲课思路；文字的字体大小适中，使每位学生都能清晰地观看屏幕内容；画面整体布局合理，整齐有序，避免分散学生注意力。制作完成的多媒体电子课件已供任课老师引入到课堂教学中，并且已上传至教学网页上供学生课后参考使用。

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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。”

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关键词：CDIO;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）43-0118-02

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思、设计、实现和运作，将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。传热学课程是能源类专业一门重要的专业基础课程，是学习后续相关专业课程的核心基础。该课程内容知识点多、具有较强的理论性且实际工程应用面广，这对学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力提出了很高的要求。本文结合我校近年来基于CDIO工程教育模式的传热学课程教学改革与实践成果，就如何提高传热学实际教学效果提出一些经验。

一、传热学课程特点及教学现状

（一）课程特点与地位

作为能源与动力工程专业一门主要的专业基础课程，传热学课程是学习后续相关专业课程核心基础。本课程是研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科，在科学技术各个领域中都有十分广泛的应用，如强化传热、削弱传热（热绝缘）和温度控。在制冷空调领域，通过强化传热可缩小制冷空调设备的尺寸，降低系统运行能耗。在能源输送和利用环节中通过削弱传热则可减少散热损失或降低冷量损失，对我国能源可持续发展有着重要意义。此外，在温度控制方面，与传热直接相关的是电子元器件的冷却问题。

（二）教学现状

1.教学内容与工程实际脱节。传热学是一门应用性很强的专业基础课程，在学习过程需要高等数学微积分知识，且内容广泛，图表、经验公式多，学生掌握起来比较困难。现行的教材，虽包含20世纪后半叶的研究成果，但很大程度上仍保留了上世纪传统的课程内容体系，内容变化不大，灵活性不足，学生缺乏自主研究性学习和训练，未体现出CDIO模式培养计划中的基本要求，与生产实际要求的能力培训仍存在一定的差距。

2.教学方法及手段单一。近年来，随着多媒体技术的发展，很多教师采用多媒体授课，积极引入图片、视频等教学素材丰富教学内容。相比传热的黑板教学方式，多媒体教学手段确实表现出良好的教学效果。但教学过程仍表现为教师讲、学生听的老模式，教学过程与工程实景联系不够紧密。学生主动性、创新性仍达不到CDIO模式培养学生工程能力的要求。

3.实践教学环节脱离实际，缺乏创新性。传热学课程实验教学多为验证性实验和演示性实验，教师讲解相关实验原理、操作方法，学生不需要动脑，只需按照教师的讲解及要求按图索骥进行实验并完成实验报告。这种按部就班的实验教学过程，难以达到启发学生思维，培养其动手设计和独立完成实验能力的目的。

4.成绩评价方式单一。传热学课程多采用的是期末闭卷考试的考核方式，最终成绩给定综合平时成绩和期末考试成绩，以学生掌握基本理论知识的程度作为唯一评价指标，缺乏知识综合应用和工程实践能力的考核，未体现出学生应用理论知识分析解决工程实际问题的能力。传热学课程重理论、轻应用的考核方式，与CDIO模式培养工程型、应用型人才的理念不符。

二、传热学课程教学改革建议

1.建立丰富的工程项目教学资源库。课堂教学要注重可视化教学素材的使用，在PPT中多插入动态图片、实景拍摄图片及传热过程Flash视频。在实验教学环节，采用虚拟实验与现场实验相关结合的方式，实验前学生通过网络虚拟实验平台观看实验内容，熟悉实验操作流程及注意事项。如换热器换热系数测定、稳态法测量材料的导热系数等，将传统的课堂教学形象化，增加趣味性和启迪性，以培养符合CDIO工程教育理念的创新性、工程型、应用型人才。此外，通过Fluent开发虚拟实验平台也是一种有效的教学资源开发途径，通过数值计算对传统的导热问题进行求解，如平板导热、外掠平板换热、多排管束换热器流场及温度场分布、狭小腔室自然对流、换热器强化传热等。对于简单的传热问题，可让学生操作Fluent进行传热仿真，有利于激发学生的学习兴趣。而对于一些复杂传热问题，教师通过Fluent仿真可实现传热过程的可视化，可弥补三维仿真动画信息不足的问题。

2.以项目案例导入教学内容。在传热学课程教学中，不仅要求学生系统地学习传热学基本理论知识，更重要的是培养学生灵活应用课堂所学传热理论知识去分析和解决实际工程中具体复杂的传热问题，这是CDIO理念所倡导的构思设计实现和运作的人才培养的核心思想。因此，建议教学过程宜采用“问题导入”、“问题分析”、“解决途径”、“所需知识”和“内容学习”等的教学组织流程。因此，教师应善于利用项目教学资源库中传热案例，由浅而深地剖析其中涉及的传热问题，不断提出解决问题所需掌握的知识。如能在课堂上实现的传热过程，教师应积极创造实际的传热情景让学生亲身感受，如让学生赤脚踩在木质地板和地板砖上感受冷热程度，然后提出问题进行互动讨论。这样就顺其自然地将传热学中热传导、热对流和热辐射课程内容引出来，从而有效加深学生对热量传递的三本基本方式的理解和实际工程问题的解决能力，符合CDIO理念倡导工程情景教育。

目前，传热学研究发展日新月异，授课时教师应注重将书本基础知识与传热学前沿科技相结合，如超极速传热、微纳米传热、微尺度热运输等，以拓宽学生的视野，提高学生的兴趣。此外，在传热学的教学中引入“先基础，后综合，再创新”的CDIO教育培养理念，教学中增加工程案例，鼓励学生主动学习、主动创新，注意培养学生分析能力、创新思维、合作意识，如可对学生进行分组，每组分配不同的实际工程案例，组内进行协调分工共同完成一个工程，最后汇总做成PPT汇报，并由教师和其他小组共同打分。这种以学生为主的课堂教学方式，不仅提升了学生独立思考、创新和团队合作的素质，还提高了学生运用课本基础知识分析和解决实际工程难题的能力。

3.采用知识与能力相结合的考核方式。课程考核是测试学生学习知识与培养能力的基本手段，是教学过程的重要环节。合理的考核方式有利于学生培养正确的学习方法，达到课程教学的理想效果。传统的期末考试不管是闭卷考试还是开卷考试，考试时学生依赖于课本和教师考前复习，因而达不到较好教学目的。根据21世纪对创新应用型工程人才的要求，传热学课程考核应包括自主学习能力、实践创新能力、综合能力。因此，传热学考核必须摒弃传统的“一考定终身”的期末卷面考核方式，采用持续整个学期的多指标综合考核方式，传热学课程总评成绩包含：平时成绩、实验实践、模拟工程和期末考试等四部分构成。各部分可按一定比例来分配，其中平时成绩包含课堂出勤、课后作业;实验实践包含实验实训时的表现及实验报告;模拟工程以小组为单位分工合作，课堂汇报PPT，综合评定成绩;期末考试采取闭卷考试，考察课程基本理论、基本方法。这种综合考核方式可充分发展学生个性，培养创新素养，提升团队合作能力，从而提高学生的综合素质。

三、总结

本文对能源类专业传热学课程教学特点和教学实践中学生反馈的问题做了探讨，从教学资源库、教学理念及方法改革、改进考核等方面提出一些可供参考的教学经验。然而，CDIO教育理念是一个复杂的系统工程，具体教学方案需结合课程内容特点和专业人才培养目标来组织实施，且需在教学实践中不断修正和加以完善。

参考文献：

[1]顾学雍.联结理论与实践的CDIO.清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，1（1）：11-23.

[2]刘增辉.CDIO――颠覆性的工科教育模式改革[J].中国远程教育，2008，（14）：64-67.

[3]王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式――基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[4]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.

[5]纪军，刘涛，张兴，等.热质理论及其应用研究进展[J].中国科学基金，2014，（6）：446-454.

Curriculum Teaching Reform Based on CDIO Mode of Heat Transfer and Explored

YANG Hui，ZHUANG Guang-liang，ZHU Hui

（Guilin Aerospace Industry College School of Energy and Building Environment， Guilin，guangxi 541004，China）

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关键词：教学改革；高等传热学；小学时

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0138-02

一、引言

高等传热学是一门学位专业课，涉及到工程热物理、动力工程、供热、通风及空调等专业，通常会被各个学校作为精品课程来建设。高等传热学是一门理论基础课，课程内容涉及的工程领域广，数学理论推导多，讲不好就会脱离传热学课程的本质，而变成一门数学课。传统的高等传热学课程教学都以一本教材为主，以教师讲学生听的方式开展教学活动，最终以期末考试成绩来评定学生掌握的程度。这种情况下，学生学习积极性不高，很难用学到的知识去解决一个实际的问题。随着教学改革的深入，以及对研究生培养提出的创新能力强、实践能力强、国际交流能力强、综合素质高的培养目标，[1]高等传热学的课程教学也面临着新的挑战，对授课教师也提出了更高的要求。

二、小学时的必然趋势

笔者从网上查阅了几所高校研究生培养方案中高等传热学课程的学时，发现对于工程热物理专业的研究生教学来说，高等传热学最大的学时是60学时，最少学时是32学时。造成各校高等传热学课程学时不同的原因，主要在于研究生培养方向的不同。西安交通大学的热工全国著名，拥有工程热物理专业博士后站点和国家级重点实验室，师资力量更是全国一流，因此其高等传热学教学学时最长。有些学校学时少，是因为同时还开设有对流换热、辐射换热、相变传热、传质和热物性等课程，也就是说把传热学中有些内容单独拿出来进行教学，为避免重复而减少了高等传热学的课程学时。而有些学校则是由于专业培养方向的原因，高等传热学仅仅是作为专业基础课开出，并不要求学生做深入的了解和掌握。除了一些一流学校，其他普通的理工类学校，小学时课程将成为主流。这些学校在考虑高等传热学课程学时设置时，更多的是要兼顾相近的专业，以及不同的专业方向普遍适用的问题，并不需要学生在高等传热学方面掌握太深的理论知识。因此高等传热学的教学内容压缩和精简成为必然。

三、小学时下教学内容的选取

以32学时为例，全面铺展开讲解高等传热学课本涉及到的理论已成为不可能。如果以热传导，对流换热和辐射换热三部分作为主要讲解内容，平均下来，每部分的学时大概在10个学时左右。因此如何取舍教学内容变成重中之重。不同的学校会根据自己学校的专业特色，重点讲解某些内容，三部分的学时比例也可能各有侧重。但是作为学位基础课，每一部分必要的基础理论肯定是都要涉及的。

针对我校研究生专业设置的特色，对于高等传热学的内容进行了取舍，以四个学时为一个教学单元，选取了八个主要教学内容，如表2所示。从表2可以看出，我们在导热部分和辐射换热部分的学时较少，偏重于对流换热。其中教师精讲部分偏重于理论分析，而课堂讨论部分重点是将研究生课题所涉及到的传热内容都提炼出来，提前使研究生接触到将要研究课题的最基本原理和理论。

四、教学方法选取

教学方法的多样化已成为高等传热学教学的新趋势。如国内一些学校教师采用的“娱导式”、“开放互动式”、“Seminar教学法”、“参与式”、“研究性”等教学方法。[4，5]不管采用哪种教学方法，其目的就是改变过去单一输入型的教学模式，增强学生在教学过程中的积极性和参与性，从而提高学生独立思考和解决问题的能力。

引进参与式的教学，对于学生和教师都提出更高的要求，老师在上课前要对整个课程教学有整体宏观的把握，学生在上课前必须具备相关的知识储备，这时课堂才能有条不紊地活跃起来，不然难以达到预期的目标。我们在每次课前都会给学生留自学作业，其内容与表2中课堂讨论内容一一对应。为了避免部分学生偷懒不自学，我们将自学作业分成3-4个题目，同时将学生也分成3-4个小组，每组学生大约是4-5个人，将每个题目又细化成4-5个方向，保证每个学生都有一个小题目，而每个小题目都是一个自学题目的一部分。这样既保证了每个同学都要参与其中，又要相互协调为同一个题目从不同的方向上说明。

如第一次讨论题目“一维稳态导热的理论求解”，将其分为“大平壁、圆筒壁、球壁、肋壁”四个方向，在“大平壁一维稳态导热”题目下，又分为“第一类边界条件、第三类边界条件、第二类边界条件的探讨、附加内热源求解的探讨”四个小问题。由于是第一次上课，所以题目比较简单，学生通过查找本科的教学内容就可得到。这样本科的传热学内容学生通过自学可以获得，课堂上教师就不需再花费时间去重新回顾本科知识，可以更加侧重新知识的讲解上。

五、成绩评定方法的选取

高等传热学教学的目标实质上是要求学生掌握高等传热学的基本理论知识和能够应用所学知识解决传热问题。现在大部分学校不再以期末考试作为唯一的教学效果检查方式，通常以期末考试和课程大作业的方式来考查学生对于高等传热学课程的掌握程度。[5-7]

针对我校高等传热学的教学特点，将高等传热学的课程成绩取为期末试卷成绩占总成绩的40%，平时自学作业成绩占总成绩的50%，实验占总成绩的10%。加大平时作业成绩，可以使学生更加注重学习的过程，而不是只为了最后应付考试。

实际上无论是教学方式和考核方式的改革，都会对教师提出更高的要求。为了使平时作业成绩能够充分地体现出学生自学的能力和自学的深度，教师必然要对每一个平时自学的题目精心准备，同时对作业成绩的评定要有明确的标准。

六、小结

在建成世界一流大学和一流学科建设战略的指导下，各高校的学科建设必会百花齐放。高等传热学作为能源动力类研究生的学位课，在学时不断减少的情况下，如何有针对性地进行高等传热学课程的建设成为每个学校和授课教师面临的艰巨任务。

在小学时下，精简教学内容成为必然趋势，在保证整个高等传热学教学体系完整的情况下，教学内容的选取与学校专业特色紧密相关，甚至一部分教学内容会具体到每个学生将来的专业方向上去。教学方法和教学手段会越来越多样化，其目的就是使学生更多的参与到高等传热学的教学过程中，从而在整个教学过程中实现培养学生思考问题、解决问题的能力。

参考文献：

[1]张靖周.高等传热学教学中的“三强一高”特质培养[J].科技资讯，2015，（19）：167-168.

[2]李俊梅，李炎锋，毕月虹.关于暖通专业“高等传热学”教学的几点思考[J].土木建筑教育改革理论与实践，2010，（12）：365-367.

[3]何雅玲，陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教育，2007，（3）：12-15.

[4]邱林.开放互动式教学方式在高等传热学研究生课程教学中的实践[J].高等建筑教育，2008，17（4）：95-97.

[5]赵斌，钟晓晖，张磊.高等传热学研究型实验教学探析[J].中国冶金教育，2013，（6）：48-49.

[6]朱群志，姜未汀，张莉，等.研究生课程“高等传热学”教学改革初探[J].中国电力教育，2014，（30）：49-50.

[7]黄金.“传热学”教学改革探讨[J].广东工业大学学报，2007，（7）：72-73.

Reform Practice on Advanced Heat Transfer Teaching under Reduced Course Hours

GAO Hong，YANG Xiao-hong，TIAN Rui

（College of Energy and Power Engineering，Inner Mongolia University of Technology，Huhhot，Inner Mongolia 010051，China）

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论文摘要：“传热学”是热能与动力工程专业的一门重要基础课，在民族大学生能力培养和知识结构体系中起着承前启后的作用。针对民族大学生基础薄弱特点，结合近几年来民族大学生的教学情况，提出课堂教学应以知识传授为载体，树立独立学习能力、分析问题能力和创新能力的教学指导思想，对民族大学生“传热学”的课堂教学进行了探讨与研究。

论文关键词：传热学；民族大学生；案例教学

“传热学”是研究由温差所引起的热量传递规律的科学，是热动专业学生的一门重要的专业基础课，是联系基础课和专业课的桥梁和纽带。传热学在生产技术领域的应用十分广泛，在能源动力、化工、材料、机械、电气、建筑、交通以及航空航天等领域中存在大量的热量传递问题。传热学的理论体系日臻完善，内容不断得到充实及改进，已成为现代科技中充满活力的主要基础学科之一。本课程在民族大学生能力培养和知识结构体系中起着承前启后的作用。因此，如何完善这门课程的课堂教学，使民族大学生成为有用人才是一个严肃的问题。笔者将结合近几年在“传热学”教研中的经验，谈谈在“传热学”在民族大学生教学中的一些认识。

一、民族大学生的学习情况

从学习的主体——民族大学生入手考虑问题，具体包括如下几个方面：

1.民族大学生基础薄弱

根据新疆大学新生入学成绩统计，2009级到2011级入学的热动民族大学生高考平均分为450分左右。学生基础不好，学习起来难度就很大，也就没有信心，要在热动行业有所作为就要多努力。

2.民族大学生学习习惯

民族大学生语言能力很强，有一名维族女学生会八种语言。但是，一名合格的工科大学生不仅仅要会语言，更重要的是要懂工程技术。然而，他们的学习习惯非常不好，比如上课不注意听讲、不做笔记、课下很少看书、不认真做作业、实验课上不专心、考前背课本、很少做题等。作为工科学生，不做题很难取得好成绩，因此就导致基础课尤其是数学课、流体力学也包括传热学不及格率很高。老师时刻提醒他们如何听课、如何学习，以改变不良的习惯及作风，使其养成良好的学习习惯。

3.民族大学生学习兴趣

民族大学生爱歌舞，但是，一提到学习就无精打采，这就是问题关键所在：没有学习兴趣。因此，这就需要老师多去鼓励他们，给他们自信心，让民族大学生对学习感兴趣，真正成为学习的主角。

对民族大学生学习情况有所了解之后，如何让民族大学生在薄弱基础上，养成良好的学习习惯，让他们真正成为学习的主角，那么就需要结合“传热学”提出具体教学指导思想，进一步探讨民族大学生“传热学”的教学方法。

二、“传热学”的教学指导思想

“传热学”课程的内容主要包括：导热、对流传热、辐射传热以及传热过程和换热。该课程连贯性和系统性较差，表现为基本概念繁多、公式紊乱、重点分散等，不利于学生的理解和记忆。那么，如何学好“传热学”，其教学指导思想又是什么呢？中国古语说：“授人以鱼，三餐之需；授人以渔，终生之用。”因此，课堂教学的指导思想应是以知识传授为载体，通过本课程的教学，民族大学生全面掌握传热学的基本规律，深刻理解导热、对流传热、辐射传热、传热过程和换热器以及传质学等知识体系，并关注在工程实际中的应用，努力培养民族大学生应用传热学理论，发现、分析并解决实际问题的能力。

要想使民族大学生学好传热学，首先应了解他们是怎么想的，知道他们的优点和缺点，区别于汉族同学，最重要的还是提高他们的学习兴趣，将课堂教学的主体由教师转移到学生，让他们成为学习的主角，这就需要授课老师做好教学的“互动”。课堂教学师生互动的过程，教师要多观察学生的课堂表现，不要急于讲知识，要让学生参与进来，真正让学生变被动学习为主动。目前，国内外的教育工作者提出了很多的教学方法，总结起来这些教学方法应该说都从某些方面体现教学“互动”让学生成为学习的主角的思想。

三、“传热学”教学方法

“传热学”是热动专业重要的专业基础课，也是重要的技术课。其主要任务是通过多种教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生理解掌握传热学的基本概念、基本原理及基本计算方法；培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，以及实验动手技能，为后继课程的学习、从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的理论基础。

传统的教学方式仍然是“填鸭式”，德国教育家第斯多惠说过“教育的艺术不在于传授本领，而在于激励唤醒”。“填鸭式”教学如果灌输得好，学生受益，但是大部分时候，学生只能消极被动地适应课程和适应老师。这种以大纲、教材、教参为主线的传统教学观念及做法，严重束缚了学生的全面发展。因此，现代教育理念是把学生、教师、教材、教育为四大要素加以合理地结合，对旧的教育体系重新调整，将“填鸭”转变为“问题解决及能力培养”，强调师生的合作精神，注重学生的个性培养以及个人能力的全面发展。

下面笔者将结合新疆大学热动专业的民族大学生谈谈传热学的课堂教学的一些方法。

1.做好笔记，加强学习效果

要求学生在上课时做好学习笔记，将解决问题的思路、方法、重点、学习心得及存在的问题等认真做好记录，以加强学习效果，便于检查复习，并且要硬性要求，与最后成绩考评直接挂钩。实践表明做一些硬性要求是必要的，有助于民族大学生的教学。

2.提问启发式教学

“启发”源于孔子的“不愤不启，不悱不发”。朱熹解释：启，谓开其意；发，谓达其辞。对于民族大学生，如果采用纯理论数学公式授课，多数学生会听不懂，因此就需要有针对性，多讲一些实例，比如冬天室内的空气是如何流动换热呢？学生们就会积极回答，因为暖气附近的空气热密度小，而离暖气远的地方空气冷密度大，这样就产生了密度差压力差，空气就流动，热量随之发生了交换。在此基础上教师可以引出对流换热。再比如，太阳是维吾尔族的象征图腾，那么在讲授辐射换热时，可以提问太阳是怎样将热量传播到地球，从而使地球有了阳光和生命。学生就很自然地听讲，学习主动性就会大大提高。

因此，在课堂授课时，教师应尽量多讲生活中的实例，少讲公式推导，公式能认识、会用，达到工程应用的目的就可以了；多提一些实际工程中的简单问题，尤其是举一些与维族、哈族及乌兹别克族等民族有关的实例，从而让他们对学习具有很大的积极性。总之，启发式教学拉近了老师与民族大学生之间的距离，从而有助于“传热学”的课堂教学。

3.学习运用参考资料

作为一名合格的当代大学生，善于从图书馆和网络中搜集有用的资料，培养自学能力是学好课程知识、丰富个人才能的重要途径。比如教师可以布置作业“谁提出了边界层理论”，下次课让学生自己讲解，学生就会通过网络查到是德国科学家普朗特，他在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、紊流理论等方面都作出了重要的贡献，被称作“空气动力学之父”，是近代力学奠基人之一。学生通过查资料的方式了解传热学名人，激发学习的热情和积极主动性。

4.实验课教学

新疆大学热动实验室随时为学生敞开，为其学习提供了便捷的途径，同时热动实验室还配备多媒体，使实验教学质量达到一个新台阶。

要培养民族大学生的动手能力，这就需要引导他们进实验室，做传热学的基本实验，开发传热学综合实训台，参观相关的锅炉和汽轮机设备模型，为后备课程学习打下基础。

使学生参与教师的研究课题。新疆大学热动专业教师几乎人手一个国家自治区自然科学基金项目课题，让民族大学生协助教师进行科研开发，实验研究，在实践中提高他们自身的科研能力。学生从中也学到了很多专业知识，在他们就业时就会受到很多用人单位的欢迎，在一定程度上解决民族大学生的就业问题。

实验课上教师要对民族大学生因势利导，鼓励学生创新，哪怕想法不是很完善的，甚至看似荒唐，都要给予鼓励表扬。培养学生创新能力，树立科学实验第一的观念，让他们养成严谨求实的良好作风。

5.多媒体教学与实例教学相结合

“传热学”有很多教学难点：如，导热微分方程式的求解、非稳态导热问题的求解、对流换热的边界层微分方程组、边界层积分方程组的求解及比拟理论、膜状凝结的分析解、膜状凝结影响因素和大容器饱和沸腾曲线和兰贝特定律及立体角的概念等。多媒体教学可以有效突破这些难点，例如非稳态导热过程，让学生建立起物体内温度分布空间的概念，就可以用多幅不同工况下的温度分布图来生动清晰地讲授，达到良好的授课效果。

但是，多媒体技术出现了许多亟待解决的问题，特别是如何将传统教学模式及教学手段合理结合。因此，在运用多媒体给民族大学生授课时应做到以下几点。第一，精心设计多媒体教课件，善于听取督导组老教师的意见、征求其他老师及同学的合理建议，做到课件既具有针对性又实用性。第二，优化多媒体教学与板书录像的组合，教学方式要根据学生和课堂内容而定，比如有以下几种组合：黑板+幻灯、黑板+幻灯+实物、黑板+幻灯+录像。对于民族大学生，黑板还是不可缺少的，当然他们最喜欢的还是录像讲授，实践证明教学手段太单一是不科学不合理的。第三，合理控制速度，语速要缓要慢，多次反复强调重点。

6.注意学生反映，讲究策略

有些民族大学生很有想法，教师要随时关注他们的反应，观察他们的听课效果，多和他们交流，他们喜欢课上说话，那就尽量多让他们发言，谈自己的想法，谈自己的认识，充分发挥他们主人翁的态度，让他们通过上课自由发言讨论的方式增强自信心。例如在讲授无限大平壁冷却过程中，要将数学依据交代清楚，并配合一些图表和多媒体教学，力求做到浅显易懂，让民族大学生谈自己的体会认识，使其体会到学习的乐趣。

篇6

“传热学”是一门研究由温度差引起的热能传递规律的学科，[1]根据热力学第二定律，只要是有温差存在，就有热能自发地从高温物体传递给低温物体。[2]而无论是自然环境里，还是在人类生产技术领域里，到处都存在着温差，所以热能传递现象在我们生存的世界中广泛存在。因此，作为一门研究热量传递规律的科学，传热学所涉及的范围极其广泛，成为了人类认识世界、改造世界的重要工具。

随着科技的进步，新能源、化工制药、航天航空等领域都在蓬勃发展，而它们都离不开大量的或简单、或复杂的传热过程。所以，在当代的高等教育中，“传热学”课程不仅是能源动力类专业主要的专业基础课，同样也是建筑环境、化学工程、机械制造等专业学科的重要课程。[3]

一、传热学课程存在的问题及CFD技术简介

1.传热学教学中存在的问题

传热学的教学内容丰富，因专业所需不同、所用教材版本不同，所以侧重点也不尽相同，但通常都包括稳态和非稳态的热传导及其数值解法、对流传热相关理论和计算、热辐射相关理论和计算，以及传热过程分析等内容。我国开设传热学的历史已颇悠久，广大教育工作者在长期的教学实践中总结出了很多有效、实用的教学方法。但由于热量的传递过程比较抽象，而且通常伴随着流体的流动现象，过程复杂多变，学生理解起来往往很吃力。

实验教学无疑是帮助学生理解传热现象的好途径，但成本甚高、操作复杂，如果实验设备昂贵笨重则更是根本无法带到课堂上来。而且流动传热过程往往瞬息万变，稍纵即逝的实验现象不易捕捉、显示，这也为实验教学带来了一定困难。传统的粉笔黑板式教学模式经济、简便，但相对古板、静态，难以将热量传递现象描述得流畅生动。新兴的多媒体教学是很适合讲解传热学的教学方式，但如果没有专门的配图、动画等资源来辅助，也很难将复杂的流动、传热过程表达清楚。所以，急需寻找一种能针对具体物理过程的演示方法，为课堂教学提供支持，以便学生更好地观摩、理解传热过程。

2.CFD技术简介

CFD是Computational Fluid Dynamics（计算流体力学）的简称，特指通过计算机的数值计算和数据汇总处理、图像显示等功能，是对包含有流体流动和传热等相关物理现象进行求解分析的技术。通过CFD技术，我们可以利用计算机来计算、分析并显示流动与传热现象，在较短的时间内解决流体力学、传热学问题。CFD的基本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的物理场（如速度场和压力场），用有限个离散点上的变量的集合来代替，通过一定的方式建立起关于这些离散点上场变量之间的代数方程组，然后通过对代数方程组的迭代求解，来获得场变量的近似值。[4]

一个完整的CFD模拟过程通常包含如下几个主要环节：根据实际情况建立数学模型；将计算区域离散化；选择合适的数值算法求解；计算结果的显示与后处理。

简单地说，CFD相当于“虚拟”地在计算机里做实验，用以模拟实际的流体流动与传热情况。由于其不用搭建实体的试验台，不用购买、制作真实的工程仪器，仅仅把计算机作为工具和场所，所以相对于传统实验研究具有速度快、成本低、操作性强等优势。

随着计算机技术的蓬勃发展，越来越多的科研工作者和工程技术人员把实验室搬到了电脑里，用数值模拟方式代替传统实验，取得了理想的结果。如今，CFD在各行各业都有广泛应用，大到飞机的外部流场和电站锅炉内部燃烧、传热过程的仿真，小到燃料电池内的化学反应、人体血管血液流动过程的模拟，都有CFD参与其中。

目前全世界已有几十种求解流动与传热问题的商用CFD软件，比较著名的有FLUENT、CFX、PHOENICS、Icepak等，而FLUENT是其中较为成熟、使用较为广泛的一款。FLUENT内置了多种算法（包括非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法），包含丰富而先进的物理模型，能够胜任对各种流体的对流换热、固体或流体间的热传导、热辐射等复杂传热现象的模拟。而且其操作界面友好、迭代过程迅速准确、计算结果显示美观清晰，无疑是传热学多媒体教学的好帮手。

作者基于多年传热学教学经验，希望通过用fluent软件模拟传热过程的方式，在课堂上简洁、生动地展示传热现象，为学生对流动传热过程的理解提供帮助。

二、CFD软件在课堂教学中的应用

1.CFD教学模式的优势

与常规的多媒体课件模式（以下简称为“传统模式”）相比，直接用CFD软件在课堂教学中进行演示（以下简称为“CFD模式”）有如下优势：

（1）CFD模式使学生产生强烈的“参与感”。在传统模式教学中，多媒体课件往往是教师根据教材和教学大纲在课下制作的，包括思路的整理、教学内容的展示、素材的选取等，都是由教师一手操办，再到课堂上宣讲。在这种传统模式下的教学，学生没有看到知识点的组织和梳理过程，更没有亲身去参与到其中，这样他们往往是在被动地接受知识，缺少参与感。而CFD模式则不然，它可以直接针对具体的传热过程实例，教师在课下先画好模型，在课堂上用fluent软件一步步地设置边界条件、物性参数、求解方法。这样，例子的求解全过程同学们都能参与到，该过程是对流还是辐射、是层流还是紊流、是可压缩还是不可压缩、是定常还是非定常，同学们都能亲眼看到。可见，CFD模式可以把知识概念的灌输，变成知识脉络的整理，这对巩固学生们的知识、加深同学们对传热流动现象的理解都有巨大帮助。

（2）CFD模式能极好地活跃课堂氛围。在传统模式教学中，尽管多媒体课件中有较为丰富的图片、动画等元素，比粉笔黑板式教学要多元化得多，但教师在依靠其授课的过程中，本质仍是在照本宣科，只不过“本”换成了“课件”。除去教师个人能力因素来看，只依靠多媒体课件，课堂气氛难以活跃。在CFD模式中，对多媒体课件的“依靠”变成了对CFD软件的“操作”，教师把参数的设置过程、求解的迭代过程、后处理的显示过程全部展现在了同学们的面前。设置参数时的周密思考，求解时的紧张兴奋，结果显示时的成就感，甚至计算失误时的小失落，都会使课堂气氛变得活跃、热烈。

（3）CFD模式能有效激发学生对传热学的兴趣。在传统模式教学中，复杂的公式和抽象的边界条件只能借助一些相对活泼新鲜的图片或简单动画来显示，无法在学生脑中形成感性认识，更难以把传热问题复杂的求解过程“平易化”，很难激发学生的兴趣。我们知道，对于当代大学生来说，生活中最熟悉的东西莫过于电脑了，计算机技术的飞速发展使电脑普及到学生身边，新鲜的、功能强大的软件是大多数年轻人关注的热点，也是强烈的兴趣点。而CFD模式则正是利用fluent等商业软件，使相对枯燥的数学模型变得生动，把抽象的传热现象通过眼前新鲜的软件展示出来。这样能使学生对软件产生浓厚的兴趣，甚至会把兴趣带到课下，在摸索、学习软件的过程中自觉地加强对传热学、流体力学等基础课程的学习，把被动接受知识变成主动汲取知识。

2.CFD教学模式过程中需要注意的问题

作者通过在课堂上对CFD模式的摸索实践，深切感受到其优势，同时也发现了一些需要注意的问题。

（1）CFD模式对教师的软件操作能力要求较高。传统模式教学中，课件是事先做好的，课堂上只要按照预先的准备来放映即可，节奏与内容都很容易掌握。但在CFD模式中，由于教师要在课堂上当场用fluent演示全部求解过程，甚至即兴根据所讲的知识点进行建模和求解，所以需要教师对CFD软件有深刻的理解和高超的操作水平。

（2）CFD模式需要教师具备一定的临场应变能力。而且课堂上同学们可能会希望看到更多工况下的模拟结果，对于这些工况教师在课前未必会准备得很充分，不可避免会使教学过程出现小波折，比如出现求解不收敛、结果伪收敛等情况，这就需要教师有相应的应变能力，将这些小瑕疵转化成活跃课堂气氛的兴趣点。

（3）CFD模式对电脑有一定要求。CFD软件的求解过程需要电脑的CPU和内存共同高速运转，如果电脑状况很差，处理的模型比较大、网格比较多，就可能会出现死机现象。这种情况在课堂教学中真的很扫兴，应该尽量避免出现。所以需要教室内配备有相应配置的电脑，或是由教师自带性能足够的笔记本电脑，以便顺利完成教学。

三、教学实例

根据《传热学》中外部强制对流传热部分，[1]模拟流体横掠管束的传热过程。外掠管束换热在各种换热设备中极为常见，通常管束的排列有叉排和顺排两种方式。为帮助同学们理解，现假设了如下两个模型（见图1）：

温度为T1=300K的空气以u=1m/s的速度分别冲刷叉排和顺排的两组管束，管束的温度均为T2=700K。d=100mm，s1=s2=150mm。

网格事先画好，在课堂上利用fluent软件对此二维模型进行模拟，展示相应的参数设置（见图2）。湍流模型选用k-ε模型，气体的粘度等参数按照相应温度下的物性设置，松弛因子用软件默认的即可（若希望加快收敛，可以将相应方程的松弛因子调低些）。

计算收敛后可以清晰地得到流场的速度云图（见图3，图5）、温度云图（见图4，图6）、局部放大速度矢量图（见图7），非常直观地展示了两种排列方式流动、换热过程的异同。

通过观看、参与参数的设置过程，使同学们明确了解决传热学问题的步骤和条件；而通过计算后得到的这些物理场图，可以加深同学们对空气流冲刷管束时强制对流传热的感性认识。

为进一步帮助学生对传热过程的理解，可以将稳态问题转化成非稳态问题，逐时进行求解。即在求解器中将Steady改成Transient（见图8），并设置时间步长（见图9），模拟出传热过程定时刻的状态。

图10-图13分别显示了叉排横掠管束内t=0.03s、t=0.1s、t=0.5s和t=1s时的温度云图。从这几张图中可清晰地看到叉排横掠管束强制对流的换热过程：换热器内原本温度较高，当空气流入时，由于管子与空气间存在温差，二者间发生了热的传递。流入的空气逐渐被高温管子加热，而内部原本温度很高的流场则被流入的空气冷却。整个过程最终会趋于稳态，渐渐与图4的稳态温度云图相吻合。

最后，用fluent进行简单的后处理，生成两种排列方式出口处的温度曲线图（见图14），叠在一起后便可以看出两种方式的换热差别。

可见，通过对传热过程的稳态模拟和逐时模拟，可以把原本难以捕捉的传热过程生动地展现出来，把抽象问题具体化、形象化，大大加深学生对传热过程的理解，激发大家对传热学的兴趣。

四、结论

综上所述，将CFD软件引入传热学课堂教学的教学方式能使学生更清晰地观察到流动传热现象，弥补现有多媒体教学中存在的缺陷。教师可以根据教学计划，在课堂上实时地模拟稳态和非稳态的传热过程，加深学生对传热过程的理解。

篇7

关键词：实验教学；传热学；创新性；因材施教

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）12-0245-02

《传热学》是现代科学中最重要的基础学科之一，是一门实验研究和理论分析密切结合的学科，实验教学在整个《传热学》教学中占有重要的地位。中国石油大学（华东）能源与动力工程系承担全校《传热学》理论和实验教学任务，目前该课程已日臻完善，2013年已通过省级精品课的验收。但最薄弱的就是实验教学，以训练学生创新性思维、培养研究型人才为出发点[1]，调整实验课程内容，从根本上提高实验教学质量，已成为能动系的一个重要课题。

一、《传热学》实验课存在的问题

目前，《传热学》实验开设两项共4学时，均为综合性试验，虽能满足基本实验学时，但长期形成的实验教学模式、教学观念和方式没有与时俱进，多以理论验证为主，实验没有体现出设计性和创新性。学生被动接受教师安排，实验过程按部就班地完成规定程序，其学习自主性和个性发展被埋没。《传热学》实验项目较少，实验教学改革滞后于理论教学改革的进程，实验教学体系落后于专业培养目标，没有形成分门别类、因材施教的实验教学体系；实验过程中测试数据的准确性亟待提高，否则对定理的验证及参数的测定具有影响。

二、《传热学》创新性实验教学体系的设计和构想

（一）基础性实验

基础性实验是做好综合性和设计性实验的前提，重点是让学生掌握基本的热物理量的测量方法、热工基础实验设备的使用以及实验数据的处理[2]。在利用实验室现有设备的基础上，设置“探针法测泡沫的导热系数”和“热电偶测温”等实验，在验证《传热学》基础理论的前提下，使学生具备基本的实验操作技能，在实验中掌握电位差计的原理与使用、热电偶的焊接、热电偶测温线路和电路的连接方法，为综合设计性试验打下基础。

（二）综合设计性实验

1.优化“Bi

2.完善原“横管自然对流传热规律”实验。原实验项目只包含“传导”和“对流”的实验项目，“辐射”涉及的部分如加热管的黑度直接给出，学生操作部分也过于机械和程序化。完善“传导”、“对流”和“辐射”等综合实验项目，增加“辐射时物体黑度测试”的实验环节，使整节实验课更加饱满和充分[4]。教师给出实验目的，实验装置的连接和实验方案的制订由学生分成实验小组，通过课外查阅资料完成。

3.增设“空气强迫对流平均换热系数测定”综合设计性实验，通过使空气在横掠单管、横掠圆柱、横掠平板时比较三种情况的强迫对流换热系数、边界层内速度分布和边界层温度的不同变化规律，整理出准则方程式。增设“等截面伸展体内稳态导热温度分布的测定”的综合实验，掌握等截面稳态导热规律，鼓励学生自由灵活应用热电偶、电位差计、毕托管、分压箱、热线风速仪、微压计等实验器材，从实验方案的拟订到实行，从实验仪器的组装到调试，包括测实验数据的整理全部由学生自主完成。

（三）开放研究性实验

把科研引入教学，建设热工开放实验室，将课外科研活动与竞赛相结合，鼓励学生参与科学研究试验。依托实验室的条件积极参加国内各类科技竞赛，如“全国节能减排大赛”、“大学生科技竞赛”及各种创造发明。实验室根据科研项目情况开放研究型实验题目，吸收优秀学生进入实验室参加实验。本着以兴趣出发的原则，根据自己的专业背景和兴趣选作实验项目。在实验过程中，教师融入到学生中，与学生进行双向的交流，采用提示和设疑的方法让学生运用专业知识去寻找问题和答案[5]。为了将课外科研活动经常化、制度化和常规化，将学生参加开放研究性实验的经历和成果与推优保研相挂钩，提高学生的参与意识。

三、《传热学》实验准确性的提高

在传热学实验过程中，热电偶测温贯穿始终。在实验课中发现，热电偶测温误差的产生影响了理论验证的契合度和测试结果的准确性。综合分析实验中包括系统误差、粗大误差和随机误差在内的各种误差的影响，其中由热电偶低温点带来的误差影响最大，因此对热电偶测温冷端补偿十分关键。

1.0℃恒温法（冰浴法）。在实验课中，采用冰点参考端，即将水制成的冰用锤子制成冰块，与水混合后装入保温瓶，再将热电偶的参考端插入即可。但在实际应用中发现，此方法不佳。实验环境因为多组烧杯中热水的沸腾，使环境温度较高，冰瓶虽然有保温瓶的隔热作用也不能保证冰在实验过程中不融化。《传热学》实验课作为全校专业的基础课，上课班级多，冰屑需求量大，因不能及时向保温瓶里添加新冰，导致冷端温度很难保证一直为0℃。终上所述，冰浴法并不能很好的解决冷端补偿问题。

2.补偿导线法。热电偶补偿导线是在一定温度范围内（包括常温）具有与所匹配热电偶热电势相同标称值的一对带有绝缘层的导线，这些导线代替原有热电极将热电偶的自由端延伸出来，延伸到温度稳定的空间以保证冷端温度恒定。每一种热电偶都有与其相配的补偿导线，选择补偿导线时一定要根据热电偶的型号来选择。否则不但起不到补偿作用，可能还会加大误差。如原来的热电偶线为贵金属线，延长导线可选用便宜金属来降低成本。因为我系热工实验中所使用的热电偶为廉价的镍铬考铜热电偶，所以补偿导线和热电偶的材料相同。使用补偿导线时，补偿导线的正、负极必须与热电偶的正、负极同名端对应相接，正、负两极的接点温度t0应保持相同。通过实验验证，在相同实验条件下，可使相对误差降低0.9%。

3.热电势计算修正法。热电偶补偿导线的作用只是起延伸电极的作用，补偿导线冷端温度依然不为0℃，仪表接点也不为0℃，没有从根本消除冷端温度变化对测温的影响，因此还需要采取其他修正方法来补偿冷端温度T0≠0℃时对测量的影响。根据中间温度定律，热电偶回路两接点（温度为T、T0）间的热电势等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在Tn、T0时的热电势的代数和，Tn称为中间温度。即：

E（T，T0）=E（T，Tn）+E（Tn，T0） （1）

式中：E（T，T0）――冷端温度在0℃时的条件下热电偶的热电势；E（T，Tn）――热电偶在温度为T、Tn时的热电势；E（Tn，T0）――热电偶在温度为Tn、T0时的热电势。

以《Bi

四、结语

此次《传热学》实验改革在2012级各专业进行了实践，在重新构建的实验体系下，突出了实验过程的综合性和设计性，培养了学生独立分析和解决问题的能力，促进了学生创新性思维的发展。因材施教的授课模式，使学生由被动变主动，个人兴趣、目标和发展方向有的放矢。通过对热电偶冷端补偿，实验结果的准确率得到了大大提高。这次《传热学》实验课改革，大大提高了实验教学的质量，也更好地践行了我校“实施精英型本科教育、打造特色型本科教育、推进研究型本科教育”的办学宗旨。

参考文献：

[1]李颖，毕豫，崔巍.以综合性设计性实验建设为契机促进专业实验教学体系的改革[J].河南工业大学学报（社会科学版），2010，6（4）：145-147.

[2]G爱辉，冯妍卉，张欣欣.传热学多层次、创新性实验教学模式的研究[J].中国现代教育装备，2011，（7）：115-117.

[3]张宁，解东来，王卫星.能源工程及自动化专业实验教学改革的探索与实践[J].化工高等教育，2010，（2）：54-56.

篇8

关键词:农林高校;热工基础及流体力学;课程教学;实践创新

当前，在“绿色发展理念”深入人心的时代背景下，农林类高校迎来了很好的历史发展机遇;同时社会和企业对农林类专业人才的需求更加重视质量，对人才的知识深度、广度和对专业基础课、专业特色课核心知识的实践运用能力，均提出了更高要求。提高机械设计制造及其自动化专业学生林业装备系统总体及其子系统技术的掌握程度，拓展学生在林业装备系统上运用专业基础课、专业特色课中核心知识的科研能力，是农林类高教工作者面临的共同课题［4］。

1课程教学剖析

1．1课程内容

“热工基础及流体力学”这门课程是机械设计制造及其自动化专业的一门综合性专业基础课，是后续液压与气体传动、泵与风机、林业机械等专业及特色专业课的重要基础。课程目标包括:掌握工质的热力学性质、热力学第一定律、第二定律、热工转换的规律和理想气体的热力学过程，学会基本的理论分析与计算方法;通过对热量传递的三种基本方式、导热基本理论、对流换热基本规律、黑体辐射基本定律等内容的学习，使学生具备对基本的传热学问题进行分析和总结的能力;掌握流体的主要物理性质和流体静力学的基本理论知识，学会流体上的作用力分析，能够推导流体动力学方程的连续性方程和伯努利方程，针对黏性流体，能对管内流动状态进行判断;能够对“传热学”“工程流体力学”的实验结果进行分析和解释，通过实验数据综合分析工程中的现象及问题，并得到合理有效的结论。总体来看，本课程讲授内容包括工程热力学、传热学以及工程流体力学三大板块的内容，是在高等数学、大学物理、理论力学、材料力学的基础上进行深化学习，拓展到实际的工程问题，所以本课程不仅理论性强，而且工程应用性也很强;与机械设计制造及其自动化专业其他课程相比，该课程涵盖了本应三门独立开设的课程内容，知识难点聚集、微积分公式众多、三大知识板块思维跨度大、学生融会贯通掌握难。但是，学生对课程内容的掌握程度直接影响后续专业特色课程的学习情况。

1．2教学思路

目前，本课程总学时为48学时，理论授课42学时，实验授课6学时。三大板块的教学内容多，理论授课课时较少，矛盾突出:(1)学生由固体学科切换到流体学科的学习需要较长适应期;(2)课程中较多章节内容抽象，且涉及大量公式推导及专业的概念铺垫，加之为了跟上教学进度教学内容更新较快，学生普遍反映课程难度较大;(3)教学内容和后续专业及特色专业课内容衔接性不够紧密;(4)从内容的充实性和课程的结构上来看，“热工基础及流体力学”这门课程的教学内容已经满足要求，但是对接林业机械领域最新技术，强化学生创新思维方面，当前的课程建构仍无能为力;(5)由于本课程的学习不涉及具体的机械装备系统，使得同学们对本课程在专业中的地位认知不足，学习积极性欠佳，这些现状使得提升教学效果难度较大。针对上述课程特点及教学现状，结合农林类高校“机械设计制造及其自动化”专业的实际情况，制定了如下教学思路:(1)授课时，使学生从机电系统、固体力学等学科的思维中切换出来，将空间观测法跟同学们探讨透彻，基于空间观测法开展“热工基础及流体力学”的课程教学。(2)在教学大纲中删除过于抽象、应用面较窄的教学内容，深入讲解与后续“液压与气体传动”“泵与风机”“林业机械”等课程关联度较深的内容，为专业及特色专业课的学习做好扎实铺垫。(3)结合在林业机械领域与“热工基础及流体力学”紧密关联的科研经历，探索寓教学于科研、科研反哺教学的授课模式，强化同学们对“热工基础及流体力学”在“机械设计制造及其自动化”专业里占有重要地位的基础认知，显著提升同门们自愿学习、自主学习的热情。(4)注重思维方式、终身学习意识的培养。教学过程中注重切入问题角度的讲解，使得同学们在明白问题的同时更养成学习思考问题方法的习惯;从固体学科到流体学科是一个较大的跨越，在跨越的过程中，使同学们树立终身学习意识，为以后培养同学们提出、解决林业机械领域学科前沿性、热点性问题的能力打下坚实基础。

2课程构建探讨

在“碳达峰、碳中和”的硬性发展要求及“绿水青山就是金山银山”的发展理念加速推进的浪潮之下，农林高校“机械设计制造及其自动化”专业的毕业生在高等教育系统中的地位不断提升，所以基础专业课程构建更需获得与之地位匹配的重视。一方面，基础专业课课程构建要体现基础知识的深度和广度;另一方面，内容要很好衔接并服务于核心专业课、特色专业课，为学生后期毕业设计、研究生科研深造做好铺垫。

2．1课程内容深度衔接核心专业课

“林业机械”是南京林业大学“机械设计制造及其自动化”专业的核心专业课，内容涵盖林业动力、整地、清理、苗圃、造林、抚育、保护、防火、采伐、采摘、智能化等机械。其中，和“热工基础及流体力学”专业基础课相关的包括动力、清理、保护、采摘等板块。林业动力机械(包括泵、风机)涉及“工程热力学”中热能和机械能之间的转化问题，同时也涉及“工程流体力学中”可压缩混合气体压强、温度变化和装置的动力匹配问题;林业清理机械涉及“工程流体力学中”不可压液态水在管道内部的流动，在雾化器内的流态分布、出口后雾化粒径分布等复杂多相流问题，如图1所示;林业保护机械中喷雾射程、喷雾穿透涉及“工程流体力学中”可压缩流体空气的外部流动及耦合风场、雾滴的多相流动问题，如图2所示;林业采摘机械中，基于负压的采摘系统涉及可压缩流体空气的管内流动问题。从衔接核心专业课的角度来看，一方面，农林类高校“热工基础及流体力学”这门专业基础课程应该深耕“工程热力学”和“工程流体力学”，而“工程流体力学”应该是重点中的重点;另一方面，也好兼顾课程内容的完整性，“传热学”也要适度调整。

2．2匹配三大板块关系，优化课程结构

建议协调、平衡三大板块的课时占比，同时明晰课程内容的内在逻辑关系，在此基础上进一步优化课程结构。在“工程热力学”(热能的间接应用)板块中，我们将实现热力学能向机械能转化的媒介称之为“工质”，媒介一般是“单一气体”或者“混合气体”，热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力学性质及理想气体的热力过程等课程内容和专业核心课程林业机械吻合度较好。“工程流体力学”中，对流体的终结性定义是“抓不起来的物体”，一般性的定义是“气体和液体”的总称，但课程内容中流体基本概念的铺垫、流体静力学、流体运动学、流体动力学及黏性流体等课程内容都是基于不可压的液体，同为流体，但气体和液体的性质及研究重点相差甚远，“气体”这种流体相关课程内容的缺失为后续专业核心课程的学习带来很大知识结构缺陷。“传热学”(热能的直接应用)中，对导热、对流传热(混合传热，主要是流体和固体之间)、辐射传热的基本原理、工程应用等课程内容做了比较详细的讲解，但是后续专业核心课程对传热学中的知识需求很少，仅仅在脉动燃烧技术这一研究领域有所涉及。总体来看，不管是“工程热力学”中的“工质”，还是“工程流体力学”中的“气体”，再或者“对流换热”中的“流体”，其中“气体”是课程的“最大公约数”，也是和林业机械这一专业核心课程相关的“最大公约数”。鉴于此，“工程热力学”教学内容总体上可以维持不变，部分章节可以简化，不重要的知识点减少不必要的推导，侧重理论、公式概念的理解和应用，这样可省出一部分课时。总课时不变的情况下可以合理缩减“传热学”的课时，对辐射传热只做一般性介绍;考虑到相似原理在流体力学的试验研究中也有重要应用，可以在这里对相似准则进行深入讲解，省出较多课时。将“工程流体力学”放在最突出的位置，省出来的课时分配给这一部分;增加可压缩流体“漩涡势流理论”“相似理论中的量纲分析法”、包括气体动力学中“扰动在外空间流场中的传播”及“管内气体的流动”等内容，以匹配林业机械核心专业课。

2．3树立自主学习、终身学习意识

目前，流体力学板块中关于可压缩流体的课程内容匮乏，教学中会鼓励同学们在MOOC上寻找优秀资源进行线上学习，使同学们树立自主学习意识。通过工程流体力学板块，我们在体力学的范畴内将研究运动的方法由拉格朗日法提升到欧拉法，这是一个显著的改变，也是重要的进步，通过这一步，有助于培养同学们的终身学习意识。

结语

篇9

关键词：热工基础；传热学与传质学；教学方法；教书育人

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）14-0122-02

《热工理论基础》包括工程热力学与传热学两门课程，它和流体力学并称为能源动力类专业的三大支柱。这三门课程同时也是石油、化工、机械、电子、土木等学科的主干技术基础课。工程热力学和传热学构成了在热能工程这门综合性的技术学科中如何有效利用热能的热工理论基础。我校近几年根据石油工程学科的特点和发展需要，又将石油工程的课程改设为《传热学与传质学》。这两门课程的主要特点是概念性强、公式多、理论抽象，既有严格的理论证明，又具有很强的工程应用背景。对还没有接触到专业课和工程实际的学生来说，本课程听起来容易枯燥无味，做题又无从下手。因此，笔者结合自己在这两门课程中多年的教学实践，分享几点教学的实施方法和认识。

一、根据课程特点实施教学方法

这两门课程的特点是概念多、公式多、内容多。教师在教学设计时应以应用为目的，以必需够用为度，不要盲目追求基础理论的系统性和完整性，而要突出应用性和实践性。在讲绪论课时，强调学习本课程对解决工程问题所具有的意义及其在人才培养中所处的地位和作用，介绍我国的能源现状及与发达国家的差距，激发学生建立起强烈的责任感和强烈的求知欲望。

在授课过程中，教师还要注意不断渗透和强调知识的承上启下和储备性，以及和各个专业的联系。承上启下性是指本课程作为专业基础课，承担着与基础课和专业课的桥梁作用，因此在授课时，既要对所学基础课进行复习对比，便于学生进行知识的迁移，又要密切结合工程实践，为今后专业课的学习，奠定理论基础。比如讲温度的定义时，先引出传统意义上温度的定义，指出这种定义的狭隘性，再引出热力学中温度的定义。储备性是指现代化社会要求学生具备扎实的基础、知识面宽、能力强、素质高。因此授课过程中，除本门课程所牵涉的应用知识外，应尽可能地介绍本门课程在其他领域的应用，使学生在学习过程中不断受到举一反三的训练，培养学生的综合素质和严谨的科学态度。比如在讲对流换热时以烧开水为例分析对流换热的具体过程，然后让学生思考：假设在太空中提供燃烧现象，能否烧开一壶水？水传热的机理和在地球上是否一样？从而引出微重力传热专题，让同学们课下在网上积极搜索微重力传热现象和理论。这样既拓展和丰富了学生的知识面，又激发了学生的学习兴趣，还巧妙地利用了学生的课余时间和网络资源。

二、课堂互动教学的有效实施

课堂互动教学模式是一种非常理想的教学模式，也是很多老师所追求和向往的一种教学模式。但是它的有效开展和实施却并非宜事。我们可能在刚开始授课时尤其是讲绪论时可以很好地实施课堂互动，但是在随后的课堂教学中迫于学时压缩的压力和知识信息量大的原因，慢慢就开始变成满堂灌的授课方式，对于“互动”心有余而力不足。其实根据学时安排教师应有效把握教学内容和合理安排教学重点。即要摒弃全面讲、满堂灌的授课方式，把精讲与指导相结合；系统讲解与问答式讲解相结合。教师在每一次课的教学设计时，多挖掘现实中的实例，我们可以把教学活动分为三个层次：由教师诱导、学生回答、教师分析和评价的三部曲所构成的互动程序；由若干个互动程序构成较大的单元或阶段；由若干个阶段积累为课。比如讲授圆筒壁的传热过程，先举些例子，例子可以从浅到深，从小到大，从日常生活到工程应用。可以先举装满热水的杯子放在空气中的传热现象，再举换热器中换热管的传热过程。然后引发问题：如何分析计算圆筒壁的传热过程。让同学们通过类比平壁的传热过程然后思考并大胆试写圆筒壁计算热流量的公式，然后老师进行点评。在讲到难懂之处时，要有意识地留给学生思考的余地，并提倡学生提出异议和不懂之处。这样就把课堂教学变为教师和学生共唱一台戏，使学生在课堂上积极思考，不容易分散注意力，使课堂气氛活跃，更有效地利用了课堂时间，提高了课堂效率。

三、将教书育人有效的融入课堂教学

第一次真正认识到教书育人这个词的含义是在教师岗前培训时一位老师说的一句话：教书是传道授业解惑，育人是培育每一个孩子的心灵。如果你只会教书而不会育人，那只能称为“教书匠”，而不能称为真正的教师。大学教育的终极目标不应该是让学生拿到学位证或者找到一份好工作，而是把学生培养成为一个幸福的人。“培育每一个孩子的心灵”和“把学生培养成为一个幸福的人”这两句话就一直萦绕在我的脑海里，让我经历了“感动”、“困惑”和“逐渐领悟”的过程。规范的教师岗前培训是一个非常重要的过程，也可以说是一个必要环节。大学教师大多数都是研究生或者博士毕业，虽然有扎实的专业知识理论，但是由于不是师范院校毕业，没有接受过专业的教师培训，岗前培训可以使高校教师具备一定的教育理论，同时要具备较强的教育专业素养和技能。在接受岗前培训之前，我常常庆幸自己找到了一份稳定的工作，岗培之后，我才意识到自己是一位太阳底下最光辉的职业的拥有者，知道了自己肩负的责任和使命。在之后的授课过程中，我常常困惑如何在这门枯燥的课程中“培育每一个孩子的心灵”呢？我在和学生教学互动中，能感受到当你非常认真地对待这门课程和真诚的对待每一位学生时，他们也会认真地学习和尊敬你。所以，教师强烈的责任心和认真备课的精神是十分重要的。每一次的授课都会有更深的教学体会。虽然这两门课程尤其是传质学，理论抽象，公式多，但再复杂的公式都是逻辑思维语言，而逻辑思维语言又来源于社会科学语言，所以在讲授异常抽象和复杂的理论和公式时，一定要深刻挖掘与之相关的物理现象，通过学生较容易接受的物理现象来分析与之对应的数学符号即公式。我在讲授传质学时学习了清华大学张寅平教授的“热质交换原理及应用”的教学视频，从中受益匪浅。张寅平教授通过举数学家希尔伯特的例子，告诉学生推导公式的重要性，使学生从怕推导公式到愿意主动推导公式；通过举爱因斯坦的例子，使学生明白人们在刚开始探索真理的时候是一个艰辛但却有意义的事情。要勇于探索、勇于创新、做科研要具备大胆的怀疑和猜想精神。

综上所述，在热工基础和传热传质学的教学过程中，教师作为教学的指导者，其教学理念和情感素养将直接影响到学生的学习效果甚至人生观价值观。教师在实施教学的过程中不仅教授了专业知识，更展示了自我的综合素养和人格魅力。将二者更完美地结合在一起，使学生有效而愉快地学习这门课程，是我们教师一直要为之努力和奋斗的目标。

参考文献：

篇10

关键词：暖通空调 绿色建筑 设计 可持续发展

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

引言

随着人们对可持续发展认识的进一步加深，对于环保问题的重视度不断提高，建设可持续发展的绿色建筑已经成为了当前最热门的话题。暖通空调在建筑整体功能中占有重要地位，它是能源与环境相结合的产物，作为暖通空调设计人员必须充分的思考我们的专业在可持续发展建筑中，怎样根据社会发展步伐，不断推动空调行业和社会、资源以及环境这三者间和谐一致的发展。

1．暖通空调与绿色建筑

回顾人类建筑发展历史，从远古时代到工业革命之前，人类的建筑仅是遮风避雨的掩蔽场所，工业革命之后，新材料、新设备不断进入建筑。照明、电梯、空调等标志现代文明的设施使西方国家富裕起来的人们有条件去追求建筑的舒适性，进入所谓 “舒适建筑”阶段，并进而出现了全封闭的、完全靠空调和人工照明来维持室内环境而与自然界隔绝的人造生物圈式的所谓“现代化”建筑。上世纪70年代中东石油战争，转瞬之间使赖以维系这种人工环境的能源供应产生了危机。于是，西方国家不得不降低供暖设定温度，减少新风量。上世纪8 O年代出现的智能化大楼又将 “白领”工人的劳动生产率与室内环境品质联系起来，西方国家又开始研究 “健康建筑”，研究室内空气品质。在这阶段，尽管建筑能耗有所反弹，但更多的研究还是集中在如何提高能源利用率。而信息技术的介入又使得提高效率、降低能耗有了可靠的保证。

实现“绿色建筑”，暖通空调业的参与和努力是不可或缺的。中国大部分地区的气候与欧洲不同，夏季的高温或高湿气候仅靠自然通风是无法应对的。而如何提高空调系统整体的能效比则是摆在我们面前的课题。从能源来说，有燃料电池技术、光电池技术、太阳能供暖和热水器、高效电机；从冷热源来说，有蒸发冷却技术、区域供冷供热.. (DHC；尤其是居住小区的区城供冷供热供热水 )技术、蓄冰空调技术、地源热泵、太阳能热泵、高COP的超级热泵、三效和四效的吸收式制冷机、蒸发冷却技求、去湿空调技术；从系统来说，有辐射供冷系统、下送风和置换通风系统、闭环路热回收热泵系统、变风量 (VAV)系统、变水量 (www)系统、波动风空调以及空调系统的直接数字控制 (DDC)等，它们都是各国正在着力研究和开发的技术。

2．现阶段，暖通空调可持续发展建筑提出的新要求

2．1树立起可持续发展建筑观

可持续发展的建筑观所提出的具体要求是，建筑与建成过程中的可持续性必须具备较高的功能，建筑物的空间必须具备良好的包容性、开放性以及使用过程的灵活性。总而言之，就是要将建筑物的多样化及建筑空间的可改造性进一步加大。所以，暖通空调设计人员实际设计过程中，应紧随建筑消费观的不断变化，将可持续发展作为设计基本理念，以此提高建筑的舒适度、灵活度以及地域度等。在制定设计方案时，应对未来使用功能可能发生变化方面的因素进行充分的考虑。

2．2树立新的设计理念

实际设计时，必须将环保节能作为重要内容，结合建筑方案，保持与自动控制专业间的融合畅通。同时，设计人员还应不断的提升自身的设计水平，全面掌握新知识，摒弃传统的设计理念，创建与当前社会发展相适应的新理念，将以往的静态设计转变为动态设计。之前的设计通常都是以静态设计为主，而现阶段，随着技术的迅猛发展，智能化的自动控制模式迅速崛起，使得静态设计逐渐的演变为了动态设计。现在，如果能源与环境的管理没有智能化自动控制模式的支持，那么，是很难取得较好效果的。所以，设计人员要对自动控制系统与自动检测系统等各方面的先进知识进行全面的掌握和了解，并且还要对新涌现的设计方法与设计手段进行细致的分析与研究。此外，设计人员还须具备系统工程设计理念；在诸多的工程实际设计过程中，纯技术设计一直沿用到现在，它是一项立体式的静态设计，已经无法与现阶段可持续发展的内涵及开放性设计理念相适应。所以，必须将以往的静态理念转换为动态理念，设计过程中应对其使用时的灵活性与功能具有的持久性进行充分的考虑，切实树立起系统工程设计理念，为业主进行良好的服务，将暖通空调使用过程中遇到的问题有效的解决，以确保业主安心的使用。设计人员要时刻关注最新的科研成果，同时合理的使用先进的技术，与制造设备单位形成良好的合作关系，将新的科研成果介绍给业主，以获取他们对新技术的认可，将能源与开发有机的结合，重视能源节约的重要性，这是国家强调节约环保过程中最基本的一项政策。

3．对暖通空调与可持续发展建筑的几点建议

3．1将建筑热力学及传热学融入到建筑设计中

在建筑类院校中，建筑热力学与传热学属于技术类专业课的范畴，学生在学习建筑专业时必须对这两项知识进行全面的掌握，然而，由于某种原因，建筑专业学生对这两方面的知识并没有过多的重视。同时，由于建筑课程体系的设置，严重制约了建筑热工学与传热学知识的推广，最终导致建筑工程师在建筑热力学与传热学设计方面的应用能力不够高。在专业的建筑设计中涵盖了建筑热力学与传热学知识，主要强调要具备材料与构造方面的知识。因此，实际中，设计人员应积极的与建筑学人员共同完成建筑热力学与传热学的设计，并形成良好的沟通交流机制，从初步方案设计阶段开始就要介入到工程设计中去，以确保建筑节能目标的实现。

3．2积极探索分户计量

由于集中供热与中央舒适性空调的快速发展，使得开发商与物业管理部门面临着收费难的问题，所以，应进行单户对供热（冷）计费。而要想确保单户计费的真正实施，就必须根据可动态调节的具体要求，将当前所采用的系统形式进行转变，以此实现计量与调节的目标。

当前，有部分厂家已经开发出了单户供热计量装置，并且在工程中进行了试验，效果良好。不过，目前还处于探索阶段，比较工作做的还不够好，只有纵向的，期望相关人员积极的参与到这项工作中，集中智慧，发表自己的看法与意见，力争制定出完善的、切实可行的系统形式。

3．3暖通空调节能是当前迫切需要解决的事项

最近几年时间里，空调的实际用电量在不断的攀升，导致和城市的用电设施及设备间发生了极为严重的矛盾，进一步加大了能源实际消耗量。此外，由于居住建筑中所使用的空调是分散式的，因此，能够明显的感觉到城市中的气温要与郊区的气温高很多，城市环境受到了严重的损害，与可持续发展目标背道而行。所以，必须将这些矛盾进行全面的缓解，采用节能效果高的中央空调，这是当前急需要解决的事项。

因此，我们应当从现在起就为“绿色建筑”作政策上和技术上的准备。绿色建筑为暖通空调业的技术进步和发展提供了前所未有的机遇。

4.结语

我们国家资源是有限的，我们的环境承载能力已经达到极限，在这种情况下，我们必要考虑换台空调的绿色建筑，以此实现中国暖通空调的可持续发展，是非常有意义的。

参考文献：

[1] 龙惟定;试论我国暖通空调业的可持续发展[J];暖通空调

[2] 肖兰生;住宅分户计量式供暖系统的设计要点[J];暖通空调