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舞蹈《婺魁》由于其自身以婺剧为根基的基本特色，在其表演过程中能够有效激发大学生对于传统戏剧艺术的热爱，加强戏剧教育，并提升自我的审美能力。积极树立起一个科学正确的审美观，培养加强其鉴赏美的能力。戏剧教育作为高度综合多种艺术形式的教育门类，在丰富大学生审美体系上具有重要意义。采用戏剧教育影响大学生群体，可以使他们交替地从音乐、舞蹈、表演等艺术形式中接受美的启迪。另外还能够促使大学生将自身的审美体系进一步的完善建立，使其接受更多方向、层次的审美融合及塑造。有了一个丰富科学的审美体系作为基础前提，大学生便能运用一些自主思考及实践的方式，对自身建立起的审美观进行完善，提升自我对美的创造能力。戏剧可以让大学生通过对戏剧人物感情的发现、平衡，对所扮演人物感情的感知、控制，达成大学生对人际情感自然的沟通。正如舞蹈《婺魁》的创作一般，为了将舞蹈的效果发挥到最强最大化，需通过多方面的合作配合，凝聚多方人群的集体力量。激发大学生对中国传统艺术的重视热爱，加强戏剧教育能够使得参与其中的创作、表演以及后台支持的大学生对于协调合作重要性的认识度进一步技巧，并在逐步的实践中形成惯性。
三、启发大学生对传统艺术的热爱进行戏剧教育应采取的措施
要将大学生对于传统艺术的热情度进一步激发，对其进行戏剧艺术教育，其首要前提是积极建设起一支具有专业化素质水平的艺术师资团队。一方面国家相关部门应对艺术院校的招生规模进一步放大化，积极培养出高校艺术专业的师资力量；另一方面，应将社会中存在的专业艺术优秀人才资源进行科学的优化配置，积极建立起一个特聘使得教师制度，引入一些优秀的音乐家、舞蹈家等作为客座教授。在解决师资力量严重不足的同时也能够将全新科学的教育观念进一步引入，加强高校与社会之间的交流往来。中国传统艺术—戏剧艺术所包含的内容丰富广博，但在其教育传承过程中，常常会因为固定课时的限制，无法做到面面俱到，只能科学的选取一些侧重点。将戏剧作为例子，在戏剧教育过程中可以适当的开设一些京剧、黄梅戏以及越剧等。另外，大部分的当代大学生对于现代舞蹈具有浓厚的兴趣，在教学过程中，可以适当的选择开设舞蹈赏析相关课程。通过对优秀舞蹈的赏析，能够促使大学生在舞蹈欣赏过程中，将原有的审美方式进一步突破，了解到现代舞蹈的程式结构及张扬特色。对于当代大学生进行传统艺术教育的途径应呈现出多元化的趋势，即多层次与多元化。首先应做到的是进行学科式的教育，积极开设单独专属性的传统艺术教育学科内容；第二，应积极进行各项渗透性的传统艺术教育。在其余学科中也应不忘进行传统艺术教育内容的进一步渗透。第三，尽可能举办一些与传统艺术相关联的课外活动，依照学生的自我兴趣组织创建一些课外性质的兴趣小组，利用课余的时间进行课外活动的开展举办，促使大学生在活动过程中互相学习，弥补自身的缺点。第四，积极举办一些传统戏剧艺术文化节，给予大学生展示自我的舞台，以此激发大学生对于传统艺术的热情。
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21世纪是科技高速发展的时代，新知识、新方法的不断涌现为高等教学事业的发展提供了良好的手段和机遇。《传热学》课程作为建筑环境与设备工程专业和热能动力工程专业的重要专业基础课程，它的课程体系和教学内容都相对成熟和固定，即使如此，我们也必须与时俱进，不断用现代科技手段改进课程教学的各个方面，使得它成为教学手段先进、充满吸引力的优秀课程。近年来，我们在计算机技术应用于《传热学》课程方面进行了探索和实践，取得了良好的效果。
2充分发挥多媒体教学课件的功能
在当今信息时代，知识更新的周期越来越短，大量的新知识、新思想不断涌现，为适应这种情况，新的多媒体技术应用于《传热学》课堂教学是大势所趋。因此我们必须将传统的教育思想转变为现代教育思想。免费论文参考网。为了培养厚基础、宽专业、强能力、高综合素质的人才，必须由传统的以教师、课堂、书本为中心转变为以学生学习、个体实践、信息交流为中心，要实现这一巨大转变是靠传统教学模式无法完成，只有采用基于多媒体先进技术的新教学模式、方法和手段才能得以实现。免费论文参考网。
2．1 加大教学信息量，突破教学难点
《传热学》课程是建筑环境与设备工程专业和热能动力工程专业的主要专业基础课程之一，该课程的教学内容分为导热、对流和辐射三大模块，各部分相对独立，每一部分都有自己的知识体系与核心内容，理论概念较多，计算公式推导复杂、公式数量庞大，这使得教师的讲课时间紧张，形成了授课进度快、略去内容多时易造成学生跟不上教师思路，对基本概念、基本方法未很好理解其实质内容，而讲课进度慢时又不能完成预定教学任务的矛盾。应用多媒体教学可很好地解决这一问题。
多媒体教学具有信息量大，屏幕投影显示清晰、图文并茂、表达方便快捷的特点，我们在教学中充分利用了这一优势。例如对于非稳态导热中无限大平壁在第三类边界条件下导热问题，过去一直是传热课程重点和难点之一，应用多媒体教学时，讲授过程中我们将分离变量法的具体求解方法、温度通解中每一积分常数的具体求解过程都讲得很全面清楚，教师从写黑板的重复性劳动中解脱出来，着重在于讲清思路，讲清问题的重点和难点。用两小时轻松地完成了过去传统粉笔加黑板教学时三个小时都难以完成的教学任务。近两年来，在学校课堂教学时数总体精简的大背景下，我们用60学时仍然完成了教学大纲上规定的68学时才能完成的教学任务。
《传热学》课程中例题、习题的讲解也是教学的一个重要方面，我们应用多媒体教学可以在较短的时间内完成多个高难度、高综合性的习题的讲解工作，整个课程中课堂习题讲解数量有较大提高，拓展了学生的思路，也很好地提高了课堂教学的信息量和教学效率。
多媒体教学可有效突破教学难点，例如对于二维、三维非稳态导热过程，如何表达物体内的温度场让学生建立起温度分布空间的概念一直使师生感到棘手，我们利用多媒体课件信息容量大、表达形象具体、切换快捷的特点，用多幅类似于图1的立体图形来反复说明这个
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“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
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传热学是安全工程专业的一门必修课程，讲述的是与热量传递相关的自然现象及研究热量传递规律的一门学科，对于与热相关的自然现象有很多，例如我们知道人的身体为恒温体，在夏天和冬天，人们在相同室温（比如25摄氏度）的房间里穿着衣服能一样吗？热天人们为什么喜欢在游泳馆里的水里而不喜欢在相同温度的空气里？ 这都是在日常生活中常见的现象，对于这些现象的解释就需要学习传热学的知识，需要知道热量传递的规律。并且随着经济的发展，与热量传递相关的企业、公司越来越多，与热量传递相关技术的发展也越来越快，基本上可以分为三种类型的技术[1]，即强化传热技术，削弱传热技术，温度控制技术，上面的三种类型的技术代表着传热技术的三个方向，在相应的领域有着重要的应用，比如强化传热技术，现在的家用空调或者车载空调体积越来越小，所需的能量消耗也越来越低，同时制冷效果也明显提高，这要得益于强化传热技术的发展与应用。传热学是和生活息息相关的一门学科，对于传热学课程的学习无论是对自然界热现象的认识还是热量传递技术的学习都是有必要的。
1 内容讲解和学习方法
对于传热学课程的研究有很多的文献，分别从传热学的教学方法[2]，课程教学改革[3]，实践教学体系的构建[4]等方面进行了研究，本论文从以下二个方面探讨传热学课程，分别是课程内容的讲解和学习方法。
根据传热的三种方式及传热技术的应用可以把传热学内容分为四大块内容，每一块内容又可以分类，下面分四方面对传热学的内容进行讲解。
1.1 热传导
在教授过程中，首先求得物体内的温度分布，再利用傅里叶定律可以求得传递的热流量，求解物体内的温度分布是关键。明确解决物体内温度分布的完整的数学描写是导热微分方程及定解条件，导热微分方程是一个二阶的微分方程，通过能量守恒和傅里叶定律推导而来，是解决导热问题的基础。定解条件分为初始条件和边界条件，边界条件分三类对应着高等数学上解二阶微分方程时三类边界条件，所以学生可以把前面学习解二阶微分方程的方法用到这里，能更好地理解热传导问题。对于稳态热传导的几种常见的情形是通过平壁的导热，又分单层平壁和多层平壁。通过圆筒壁的导热，可分为单层圆筒壁和多层圆筒壁，前面的导热满足共同的特点即已知边界上的温度值，这些都属于第一边界条件的热传导问题。对于第二类及第三类边界条件的导热问题，可以通过举电熨斗底面的导热问题为例进行讲解。对于稳态导热的一个特例-肋片导热，在学习过程中，要注意对于复杂的工程传热问题的处理方法，即忽略影响问题的次要因素，经过适当的简化建立合理的物理与数学模型，从而运用已有的数学和传热学知识进行求解。对于非稳态导热的内容讲述首先明确非稳态导热的基本概念，理解非正规状况阶段和正规状况阶段及Bi数对平板中温度分布的影响。然后理解常见的几类非稳态导热。对于零维问题的解决方法-集中参数法，其适用范围是针对特征数Bi的大小来确定的。热电偶是讲述零维问题的特例，对于理解零维问题和集中参数法有着很大的帮助。对于一维物体非稳态导热分三种情形，分别为平板，圆柱，球，这三种情况下的解很复杂，从而有必要对结果进行简化，简化的依据是特征数FO>0.2后，略去第二项及后面的项所得结果与不忽略时的完整结果偏差小于0.1%[5]，从而对结果进行了简化。在工程上对于非稳态导热正规状况阶段的解决方法是图线法（海斯勒图）及近似拟合公式法。热传导内容多，公式多，在学习过程中可以用类比法更好地识记各种情形下的公式。达到对公式的理解和应用。
1.2 对流换热
对流传热的内容在教授过程中，首先明确要得到各种对流情形下的换热量，可以利用牛顿冷却公式，公式中的表面传热系数是未知量，故求解各种情况下的表面传热系数是关键。影响表面传热系数的因素有很多，有必要按照主要的影响因素进行分类.求解对流传热问题需要解定解条件下的对流传热微分方程。对流传热微分方程包括质量守恒，动量守恒和能量守恒的数学表达式，共四个非线性偏微分方程，解析解很难获得，进展一直很小，直到20世纪初由普朗特和波尔豪森提出的边界层概念对上述方程组进行了简化，使得在理论上求解较为简单的对流传热成为可能，层流外掠平板就是典型的一例。应该明确的是即使对方程进行了简化，但影响对流传热的因素很多，在理论上无法得出解析解，在现阶段，对流传热规律的研究主要是通过实验法来进行。在实验上通过相似原理或者量纲分析法得到相似特征数方程，使得在实验上研究对流换热成为可能。对于对流传热分类树上常用的实验关联式，要明确实验验证范围，热边界条件明确，定性温度，特征长度怎样规定的。对于相变对流传热主要是掌握凝结与沸腾传热，其基本特点，计算关联式的使用及强化相变传热的主要实现技术是主要内容。这一块内容的微观物理图像很难想象，在讲述过程中，为了增加学生的兴趣，可以举相关的例子，讲述沸腾换热时，可提到“响水不开，开水不响”，引发学生的思考，再讲述沸腾换热的原理，使得同学们对沸腾换热有更深的理解。对流换热的情形多，在讲述过程可以通过案例分析法对某一些对流换热进行讲解，到达举一反三，更好的理解对流换热。
1.3 辐射换热
热辐射的物理机制与导热和对流截然不同，后者是物体的宏观运动和微观粒子的热运动引发的能量转移，而前者是物质的电磁运动引起的能量传递，与前面的研究方法截然不同，用到更多物理学上的知识。热辐射引入了很多新的概念与定律，比如黑体、辐射力、光谱辐射力、吸收比，穿透比、辐射四次方定律、普朗克定律、维恩位移定律等等，理解这些概念和定律是学好热辐射的基础。
1.4 换热器
换热器的传热过程传递的热量由传热方程确定，对于换热器需要理解它的稳态工况的热设计，包括设计计算（确定传热面积）或者校核计算（承担的热负荷），基本依据是能量守恒定律和对数平均温差的四个假定。设计计算时应采用对数平均温差方法，根据实际的传热过程选择合适的换热形式，进而计算出传热系数。对于校核计算，采用迭代法计算对数平均温差，初始值的选取对于计算的结果有较大的影响。需要确定传热器的多少传热面积作为计算面积，不同的传热面积可以导致传热系数相差很多。辐射换热和换热器内容抽象，理解困难，在讲授过程中，可以通过设定一个问题，让同学讨论，即通过讨论法来加深对内容的理解。
2 结论
传热学课程涉及的知识点多，数学表达式多，在讲述过程中要避免一味地推导公式和罗列结论，而是简化推导过程，重点放在每一个公式在工程上有什么用，怎样用，有什么注意事项，力求能理解每个公式在工程上的应用，为以后的就业打好基础。或者将每一个公式，知识点与考研，学科竞赛相联系，让学生从思想上意识到现在学习的知识的重要性。传热学课程的内容虽然多，但具有连贯性，可以学习完每一部分后做一个表格或者思维导图，总结知识点和公式，加深理解。通过对传热学课程四大块内容的归纳总结和学习方法的探讨，相信在学习传热学课程时目的性更强，能更好地理解内容，达到教学目标。
【参考文献】
[1]杨世铭，陶文铨.传热学[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]阮芳，龙激波，等.传热学课程教学方法的研究与实践[J].高等建筑教育，2015，24（6）：93-96.
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至上世纪末，我国热工课程开设的情况是：有150余所高等工业学校开设热工类课程，分布在除台湾、、青海三省区以外的境内高校。全国热工课程教学的一般情况是：(1)热工课程的设置主要在能源动力类、石油化工类、航天航空类、土建类、交通运输、轻纺食品等大类专业；(2)热工教学实验以验证性为主，测试手段比较落后，设备比较陈旧：(3)已经出版了一批由我国作者自行编写的工程热力学、传热学与热工学教材。
6年多来，经过“211工程”、“985工程”建设项目的支持，我国热工实验教学情况有了较大改观，开课的大类专业面有所扩大，机械类专业目前大多开出了少学时的热工学课程。同时通过教育部组织的面向21世纪教学内容和课程体系的改革，以及21世纪初高等教育教学改革项目的实践，出版了一批面向21世纪课程教材，使我国热工课程教材的内容有了较大的更新，编著水平也明显提高。在近十年中，国际上工业先进国家也同时在进行着类似的改革，并出现了一批比较优秀的新教材。与这些先进国家的热工课程教学和新教材相比较，我国还有一定的差距，某些方面差距还比较大。
本文在简要回顾了热工课程教学的历史后，着重介绍和分析了工业发达国家近十年中热工及相关课程的教学与教材编著情况，最后提出作者的意见，以求教于国内同行专家和教师。
一、国外、境外热工课程教学发展情况
1．热工课程教学的历史
近代热科学的产生与初期的发展集中在欧洲国家。根据文献[1]的观点，热科学研究的起源可以追溯到Galileo时代(1592)，而且早期热学作为物理学的一部分，热力学与传热学的研究是溶为一体的，例如Boltzmann从热力学证明了Stefan由实验得出的辐射四次方定律。又如热力学第二定律的创建人之一Kelvin在1862年用以下的方法来估算地球的年龄：假设地球之初是温度均匀(3900℃)的圆球，热扩散率为常数，取为岩石沙砾之值，利用Fourier导热微分方程，按半无限大物体计算，从初温冷却到目前地层深处的温度梯度(1℃／27．8m)需要9800万年。按现代的观点看，Kelvin显然求解了一个传热学的问题。
无论热力学还是传热学，其发展都经历了从“科学”到“工程”的过程，即，从初期作为物理学一部分的热学演变、发展成密切结合工程实际的“工程热力学”与“工程传热学”。以传热学为例，[2]在19世纪的物理学中热量传递方式只有导热与辐射，其基本定律均已得到解决。然而大量的工程问题中还遇到流体与固体间的热交换，虽然牛顿早在1701年就提出了对流换热的初期思想，但并没有真正解决工程计算问题，一直到进入20世纪，经过一批主要是德国科学家的努力，包括Prandtl、Karmann、Nusselt、Blasius以及后来的Eckert，也有前苏联科学家(如Kirpichev等)的贡献，传热学开始由“科学”演变成“工程”，其中整理试验数据的量纲分析方法或相似原理引入传热学的对流换热是一个标志性的转折。第二次世界大战后，传热学的研究中心由德国转移到美国，其中Jakob、Karmann及Eckert三位德国科学家的移居美国起了很大的作用。欧美国家工程热力学与传热学课程的开设始于何时，暂时无法查考。就教材而言，最早的一本传热学可能是德国科学家Grober的著作(1921)。[3]然而影响较大的要推McAdams的“Heat transmission”(1933)。[4]随后Jakob与Hawkins的教材，[5]Eckert的教材[5]相继问世，成为20世纪40～50年代的代表作。Holman的传热学第一版出版于1963年。[7]此后欧美以及前苏联的传热学教材出版情况可见文献[8]。
2．近代热工课程开设情况
到20世纪80年代后，工程热力学与传热学已经成为欧美国家机械类学生的必修课，有的学校还设为工科学生的基础课。根据我们的调查统计，在境外的高等工程教育中，传热学与热力学课程的开设相当普遍。[9]我们曾经调查过国外20余所大学开设热工课程的情况。从返回的调查表看出，机械工程系、化工系、核能工程系、材料系等均普遍开设热工类课程。有的学校把热学类课程作为工学院的公共课程，如美国依阿华(Iowa)州立大学工学院在2000年开出的81门课程中(不含基础课)，包括有电子、信息、计算机、控制、电磁场等系列的课程，其中热学方面的基本课程有4门，即热力学I、热力学II、传热学及热流系统设计。麻省理工、普渡大学及密西根大学等，热力学和传热传质学都是机械系设置的主要课程之一。表1是密西根大学工学院机械系学科基础和专业课课程学分情况，从中可以看出热工理论课程所占的分量。
在美国高等学校中，机械工程系主修课程的设置一般分为两个层次，即(1)基本层次，该层次中的课程一般覆盖了该校机械系各个研究方向的最基本的原理，是所有学生的必修课，在这一层次课程中均包含热力学与传热学的基本原理课程在内。(2)专门化层次，该层次中按专门方向不同而分成若干组课程供学生选修。欧美这样的课程设置值得我们借鉴。
3．最近十年美国热工课程教学的发展
在最近十年中，美国高等学校工科热工课程的教学呈现出许多新的发展趋向值得我们重视。首先在热工课程教材方面，美国高校中出现了像Cengel与Boles的Thermodynamics――An Engineering Approach，[10]Cengel的Heat transfer――A practical approach，[11]Incropera／DeWitt的Fundamentals of heat transfer[12]这样取材丰富、构思新颖、内容先进的教材。有关这些教材特点的
详细分析见参考文献[8]。
在热工实验方面，20世纪末美国高校也进行了面向21世纪的探索，例如美国普渡大学DeWitt等三位教授进行了题为“Curriculum for the 21th Century”的研究，[13]对于传热学试验提出了以下改革内容：
(1)减少“传统”的实验，增加学生进行团队项目的时间；(2)增加有挑战性的工程设计项目；(3)给予动手训练机会；(4)训练与工程界合作；(5)培养交流项目结果的能力。
为此，该校改进了原有的实验系统，配备了数据采集系统，同时从工业界不断引入设计性的实验课题，并分解成为团队项目的内容。从普渡大学机械系的这一改革思路看强调了减少传统的实验，增加来自工业界实际项目的训练；强调了团队合作的训练；强调了培养交流与动手的能力。
当然传统的实验还是需要的，是加深学生对教学内容的理解以及培养动手能力的环节。在传统实验的内容与组织上也要注意综合性的培养。我们来看普渡大学的传统传热学实验课程的内容，参见表2。
由表2可见，就这些传统的实验内容而言，其综合性与测试技术的训练也是比较好的。
二、对今后教学改革与发展的一些思考
1．热工课程教材怎样适应不同类型学生的培养需要
热工课程的基本知识应当成为工科各专业学生必须具备的技术素质，热工课程应当成为我国工科学生、尤其是机械类专业的学生的共同的工程基础课程。这是由于：(1)热现象是自然界中最普遍的物理现象，同时各个工程技术领域中及日常生活中的各种其他形式能量最终大都是以热能的形式耗散于环境及宇宙之中。因而作为介绍热能的有效、合理的利用和转换、传递技术的热工课程，不仅应是许多大类专业的重要技术基础课，而且也应是21世纪所有工科类专业学生的一门公共技术基础课。(2)我国中长期能源发展规划制定了节能优先战略，提高能源利用率是确保我国中长期能源供需平衡的先决条件。无论是从国内资源还是世界资源的可获量考虑，中国只有创造比目前工业化国家更高的能源效率，才能在有限的资源保证下，实现高速经济增长和达到中等发达国家人均水平。因此，工科学生应该具备合理用能、节能的意识并懂得其基本技术。而热工课程的内容是合理用能及节能理论中最基础与核心的部分，热工基础课程在工科各专业人才培养中具有重要的作用和地位。
按照这一观点，在我国工科21类专业中，[14]至少有6大类(能源动力类、化工制药类、航空与航天类、环境与安全类、武器类、土建类)专业应该开出高学时的工程热力学与传热学的课程，其中能源动力类是最典型的一个大类专业。我国目前设有能源动力大类专业的学校有130余所。按照教育部分类办学的思想(研究型，教学型以及介于其间的类型)，这一百多所学校不可能是属于同一类型的学校。那么同是高学时工程热力学与传热学在教材上是否要有所区分?还是可以采用同一种教材由主讲教师酌情选讲?如果有区分，区分主要在哪些方面?这一问题涉及到热工课程教学指导委员会在制定基本要求以及今后组织教材编写方面的一个基本考虑，需要通过深入研究取得共识。
2．如何使教材内容适时地跟上学科与工程技术的发展
近代工程技术的发展给本科热工课程教学带来了巨大的变化。[8]例如，20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设备过程的能量利用情况。近代高新技术的发展给传热学增添了许多新的内容，近十年内发展起来的纳米微米传热学就是一例。
相对于传热学，工程热力学国内外教材的内容显得过于稳定，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，在工程热力学教材上，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)是否应该有适当的反映?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我国要积极研发的方向，在工程热力学的新教材和今后的教学中也应有相应的地位。
3．热工课程的实验教学改革与更新应当怎样进行
热工课程包含的两门学科，热力学与传热学，都是应用科学，实验教学无疑是完整的课程教学的组成部分。多年的经验表明，实验教学的改革与发展某种程度上比课程本身还要困难，主要是涉及到设备的购置、更新所需的经费问题。在国家实施“211工程”二期或者“985工程”的建设中怎样利用有限的资源(财力)来改革、更新热工教学实验值得重视。在建设实际动手的实验台位时，是否也可利用多媒体的工具建设或购置一些“软件实验”作为补充?[15]在动手的实验方面，前苏联曾经出版过有关传热学实验教学的图书，[16]20世纪80年代热工教学指导委员会也组织出版过这样的图书。[17]目前有否必要再组织出版这样的参考书?
4．在热工课程的教材与教学过程中怎样加强学生的能力与创新精神的培养
近期世界范围的内的教育改革都十分注意对学生解决问题的能力与创新精神的培养，这从最近出版的美国教材中可以明显看出。由于中外教育体制、教育传统和教学理念方面的不同，在吸收西方教材先进经验的同时，我们应当努力探索适应我国具体情况的措施与方法。过去的实践表明，首先教师本身除了从事教学以外一定要参加科研，以丰富自己的学识、提高自己的业务水平。在教学过程中每位教师都应努力将教学内容与自己的学术经历结合起来，努力使书本上的资料成为活生生的实例。在教学法方面注意启发性，辅以对部分学有余力学生的讲座等课外活动，等，这些都能收到一定成效。但是从总体上说，热工课程教学中探索对学生的能力与创新精神的培养仍然是进一步研究的课题。
5．是否要开出经过整合的新型热工课程
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，都有如何提高转换效率、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。这是它们共同的最重要的东西，可否开设一门综合热力学、传热学、传质学和流体力学的新课――例如可称为“热设计及优化”。国外目前已经有这类图书出版，第一步可以翻译过来作为参考教材。如果关于“优化”的内容能结合一些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。
6．热工课程的双语教学应当怎样进行
双语教学是目前教育部提倡进行的一项教学改革，
而热工基础课程也常常被选为进行工程技术课程的双语教学的对象。[18]这里涉及到许多具体问题：在编写汉语教材时怎样照顾到双语教学的需要?怎样选择英语工程热力学与传热学教材?怎样循序渐进地进行教学，以真正收到双语教学的实效而不流于形式?
7．对我国中青年热工课程教师学术趋向的思考
要提高我国热工课程教学质量，关键在于教师。与我国人才队伍总体情况一样，我国热工课程教师队伍的主体已经由30～45岁的中青年教师所构成。这个主体的特点是学历层次较高，大多数具有博士学位，一般具有硕士学位。为使我国热工课程教学接近或者达到发达国家的平均水平，关键在于这支教师队伍。就他们的学术发展而言，目前他们的学术趋向面临一个主要问题是：是否需要将热力学与传热学融为一体，固然可以有所侧重，但是不是不要截然分开?这方面，国外的一些情况值得我们借鉴：英国的Spalding是著名的计算传热学与流体力学专家，但是他也写过一本工程热力学的教科书：[19]Cengel以他的传热学教科书而知名，但他同时又是工程热力学教科书的作者，[10]而且Cengel的工程热力学与他的传热学同样著名；田长霖教授是熟知的传热学大家，但他与Lienhard合作写过一本统计热力学教科书。[20]将熵产分析用于传热问题的首创者Bejan也是集热力学与传热学于一身的知名学者。[21-22]我国的中青年热工课程教师值得对此进行思考。
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基金项目：本文系“2010年山东科技大学教育教学研究‘群星计划’基金项目”（项目编号：qx102035）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0054-02
“传热学”是热能与动力工程专业的专业基础课程之一，也是能源、化工、动力、土木、电子等学科的主要专业课之一。由于自然界和工业生产中到处都有热量传递现象，所以传热学理论在各个领域都有着广泛的应用。传热学是一门经典的传统课程，同时又是一门发展中的应用性极强的基础课程。山东科技大学（以下简称“我校”）自2001年首批招收热能与动力工程专业本科生起，就在专业培养方案中设置了“传热学”课程，自2009年开始在车辆工程专业加设“热工基础”课程（包括“工程热力学”和“传热学”），目前我校开设传热学课程的专业还有建筑环境与设备工程专业、安全工程专业、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程专业。本课程既属于专业基础课程，又是与工程实际结合紧密的应用学科，“传热学”的课程教学质量直接关系到后续专业课程的工程应用及理论研究，在专业人才培养过程中发挥着重要的作用。为了在有限的学时中尽快引导学生入门，笔者在教学实施过程中对教学目标的确定、课程内容选择、课堂教学方法研究、学生情况和成绩考核等方面进行了一系列探索与实践。
一、课程体系和教学内容的改革
“传热学”的主要内容包括热量传递的基本方式，热量传递的基本规律及其应用，传热过程综合分析三大部分。专业不同，课时不同，对本课程的需求是不同的，在保持课程内容体系完整性，服务于专业的原则下，结合专业需要建立内容丰富、层次分明、针对性强的课程体系，丰富和完善与专业相适应的课程体系。在教学实践中根据不同学时数，安排不同的教学内容，制定不同的课程主线。比如，对车辆专业少课时传热学内容，教学重点内容放在热量传递的基本方式和基本规律的应用上，课堂教学围绕着专业需求安排教学内容，其课程主线图安排如图1所示。注重以理论联系实际的方式将相关内容的专业背景、科研信息与应用在课堂教学中体现出来，呈现给学生，使学生能够找到本课程内容与其专业的应用点和结合点，树立和强化学生的工程概念和意识，培养其解决实际问题的能力。
对于多学时的课程教学，教学内容既要结合工程实际，又要和学科前沿相结合，注重学生解决实际问题能力的培养和视野的开阔。教学内容要加强学生工程意识的培养，培养学生解决实际问题的能力。工科院校的教学必须加强对学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。传热学的数学推导较多，查图查表较多。传统教学观念中，偏重于介绍原理和公式推导，最后套用公式解题。学生虽然会解难题，可是遇到工程实际问题却无从下手。为此课堂教学中从工程应用的角度出发，结合学生的专业特点，举出与专业课程和实践环节密切相关的实例，根据实例建立起数学模型，并确定定解条件（包括边界条件和初始条件），然后利用数学知识求解方程或方程组获得分析解或数值解或得到实验关联式。最后对所获得的解进行分析，用来解释传热现象，指导工程实际。例如，管道保温层的覆设、锅炉炉膛的辐射传热等，通过实例让学生初步树立工程观念。通过增加与工程密切相关的习题来加强学生工程实际意识的培养和工程设计能力的训练。例如，在讲用热电偶测量储气罐内气体温度这一实例时，可以提出如何降低测量误差的问题，引导学生学会在工程实际中如何用理论知识指导生产。这样一来，既可以增强学生的学习积极性，增强他们的工程观念，培养他们的工程意识，还可以培养学生全面考虑问题，解决实际问题的能力。
教材并非唯一的教学课程资源，在传热学中，为学生提供丰富多彩的具有时代特点的传热学学习材料可以拓宽学生的学习视野，激发学生的学习热情。教师可以把与课程相关的前沿学术动态和科研信息随时补充穿插在课堂教学中，鼓励学生利用网络和电子期刊获取与学科相关的论文信息，也可以鼓励学生利用所学知识通过大学生科研立项等科技创新活动解决生活中遇到的问题。例如，在讲解传热的连续介质假定的条件时，可以提到微尺度传热。在讲到强化传热时，可以提到场协同原理。这样可以提高学生的学习兴趣，培养学生的主动查阅科技文献的自学能力和发现问题解决问题的能力。
二、以学生为本的教学方法的灵活应用
传热学虽然是热能与动力工程专业的一门专业基础课，但是它在人们的日常生活和工程实践中都能找到实际应用。现在的大学生思想活跃，自主性强，如果仅仅对教材平铺直叙，照本宣科，教师只顾在黑板上进行公式推导，很容易让学生感到枯燥乏味，不积极思考，感受不到学科魅力，无法集中注意力学习专业基础知识，更谈不上学以致用。如果能够在教学过程中利用其身边感兴趣的实例加以引导，则能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。例如，笔记本的散热问题，室内暖气的安装位置问题。通过深入浅出的讲解，运用所要讲述的理论分析问题解决问题，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以激发他们的求知欲和探索精神。
教学过程中启发提问相结合，活跃课堂气氛，提高学生学习的积极性和主动性。教学过程中，学生是课堂教学中的主体，只有调动起学生主体的积极性和主动性才能提高课堂教学效果。专业基础课不可避免的会遇到一些理论分析和公式推导，这些往往是教学内容中比较枯燥乏味的部分，学生很容易失去学习兴趣。采用启发式提问，加强师生互动，可以营造生动活泼的学习环境，促使学生积极参与到教学过程中而不是被动接受知识的灌输。如果能够先分析公式推导的依据、目的和结论，并指出其中的关键点和推导思路，然后留出时间让学生自己动手推导或作为思考题的形式让学生课后思考，在下次课时让学生针对推导过程中遇到的问题各抒己见，鼓励学生勇于质疑，提出自己的新观点，学生可以提出自己的问题，甚至是对教学内容的质疑，这样不仅可以巩固学生对知识的掌握和理解，促使学生主动学习，促进学生发散思维和创造性思维的发展，进一步深化素质教育。在师生互动的过程中，可以提高学生口头表达能力和增强心理素质，还可以教学相长，对教师也是一种督促和激励，需要教师不断提高完善自己，不断与时俱进。
教师要善于总结，通过比较，加深学生对基本概念的理解，通过比较揭示不同现象的本质。例如，通过散热器内热水和室内空气的热量传递与热工设备换热器冷热流体间的热量传递的比较，引出传热过程的概念。通过比较还可以让学生找到知识点之间的相互联系与区别。例如，通过热量传递和动量传递的类比，理解热量传递与动量传递间的某些相同点，加深对热量传递的理解，学会比拟法研究对流换热问题。通过比较，还可以让学生认识到理想物体与实际物体间的差异，理论与实际的差距，认识到理论应用在具体不同条件下产生的个体差异，为今后解决工程实际问题积累经验培养能力。例如，理想物体黑体和实际物体辐射力及辐射换热量的计算的比较。教师不仅应善于总结通过比较教学法帮助学生建立完整清晰的知识体系，还应该引导学生学会独立运用比较方法，培养独立思考，主动学习，善于分析事物本质及联系的能力，形成自己的知识体系。
当然课堂教学灵活性很大，不能为了单纯运用教学方法而运用，适时灵活的将多种教学方法综合运用，才能达到良好的教学效果。例如，在讲授通过圆筒壁的传热过程时，可以由此联系到工程实际中管道的散热问题，这时可以提问相同厚度的保温层放在圆管内保温效果好还是放在圆管外好呢？学生可能认为放在管外好，结果答案恰恰相反，带着疑问就会认真听讲。待这个问题解决后，再问学生同样是在外面包裹一层，电线外面加了一层聚氯乙烯也是起到保温的作用吗？学生又会有疑问，这时引出“临界热绝缘直径”的概念，通过分析热流量和圆筒直径的关系，发现直径小于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层反而起不到保温的作用，起到散热的作用；当直径大于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层才能起到保温的作用。通过创设问题情境，运用比较法，启发提问相结合的教学方法，有利于学生解决实际问题能力的培养。
三、教学实践方式的改革
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(二)运用类比法
类比法是传热学、传质学发展过程中重要的研究手段。在课堂教学中合理运用类比法可以让学生更容易理解、接受新的知识，并且能让学生把所学的知识跟新的知识结合起来。比如在介绍传热过程和导热过程计算时，可以先复习电学中的欧姆定律，找出电量传递与热量传递相类似的规律“传递速率=推动力/阻力”，进而类比引入“热阻”的概念，再介绍计算方法“热阻分析法”。在介绍传质学时，也可以运用类比法将传质学和传热学、流体力学中相关的公式规律进行类比得到新的传质规律公式，比如传质膜系数的类比求取法。
(三)多媒体课件与传统板书结合
随着现代科学技术的发展，多媒体设备在课堂教学中得到了广泛的运用。多媒体课件可以实现声音、文字、图像、动画等的展示，跟传统的板书相比，它具有图文并茂的特点，可以使课堂教学更加生动具体，吸引学生的注意力，提高学生对传热传质过程的认知，提高课堂效率。但是多媒体教学也有其不足之处。如果仅仅结合多媒体讲解，学生可能会抓不住这堂课的重点，对课堂教学的内容印象不深刻，思路不清晰。老师在课堂教学中还应该在黑板上总结出这堂课的内容、要点，供学生复习参考。另外，在讲解一些重要公式的推导和应用时，如果只是通过多媒体课件进行展示的话，学生很容易“坐飞机”，对公式的推导和应用过程听不懂。因此，在进行重要公式推导时，应采用在黑板上进行推导讲解的方法，帮助学生理解，加深印象。传统的板书和现代的多媒体教学各有长处。在课堂教学中，应该将两者有机结合，既要做到课堂教学生动具体，又要使学生能够真正掌握所学的知识。
二、课外作业，发挥学生主观能动性
在完成课堂教学之外，结合石油工程专业的特点，布置科研小论文，激发学生的求知欲，充分发挥学生的主动学习性。让学生充分利用图书馆和网络资源，查取相关文献。学生一般分成10人一组，根据自己的兴趣，结合专业特点，选取传热传质知识在石油工程中某一相关领域的应用来完成小论文。比如，有的小组选取的是《注蒸汽过程中井筒温度的分布》，有的小组选取的是《酸化压裂过程中传质现象的研究》等。另外，笔者还结合所在科研团队的实际，让学生根据自己的专业知识和兴趣爱好参与了一些科研实验，比如《前置液酸压酸液指进实验》等。通过让学生将所学的传热传质学知识真正应用于石油工程的具体实例中，不仅能够巩固所学的知识，还能加深学生对石油工程专业的了解，激发学生“学石油、爱石油”的热情。
三、实验设置，提高学生动手能力
实验一直是科学研究的重要手段。通过开设实验教学课，不仅可以提高学生的动手能力和实践能力，还可以培养学生在专业领域的创新意识和探索能力。我们开设了2个必修实验，分别是《自然对流换热实验》与《换热器实验》，共4个学时。在此基础上，我们还开设了《强迫对流换热实验》、《二维温度场电模拟实验》、《喷管实验》、《理想气体比热比测定》等4个开放性实验。学生可以根据自己的兴趣与时间安排，与实验教学中心预约进行开放实验。在实验教学中，加大了学生对预习实验的要求。在进行实验之前，学生必须首先掌握实验目的、原理等内容。比如在自然对流换热实验进行之前，学生必须了解实验测定自然对流换热系数的方法和原理、实验数据的处理方法、实验中可能存在的误差以及预期的结果等，在进行该实验课时，老师会提一些跟实验相关的问题以考察学生预习情况，并将学生的预习情况跟实验操作、实验报告一起作为实验成绩的组成部分。
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为适应上述形势需要和公选课要求，苏州大学于2006年面向全校非动力机械与工程专业开设能源可持续发展公选课。公共选修课是高校课程体系的重要组成部分，是学生扩展横向知识、培养自学和动手能力的最佳平台。多年来，学校在加强全校本科生能源与环境意识的培养上不断探索与创新，逐步摸索出一套行之有效的方法。由于其他专业的学生不具备相关的专业基础，因此，在授课过程中讲授能源与环境的基本概念、国内、国际能源使用现状与严峻形势、能源与世界政治、经济的关系、新能源的开发与使用、世界环境现状、环境与人类的生存以及各种环境保护的一般方法等科普性的知识，以使学生易于理解和接受。
这门课程主要讲授以下内容：当代科学技术发展趋势及我国科技发展的战略部署；热工基础（热力学、传热学及流体力学和燃烧学基础部分）；工程热物理学科的发展战略；能源基础知识；可持续发展；能源科技发展及可再生能源发展状况（生物能、太阳能、地热能、风能、潮汐能、氢能和燃料电池）和开发利用技术；火力发电厂基本知识；核能发电；大气环境保护原理基础；洁净煤技术概论；洁净煤技术（SOx）产生机理及控制技术；洁净煤技术（NOx）的产生机理及排放控制技术；节能原理简介及相关技术（能量系统的分析方法、工业过程节能的途径与方法）；针对当下能源与环境中的热点问题和新技术进行专题讨论。
在近些年的“能源与可持续发展”教学摸索与实践中，学生反映良好，笔者总结出一些方法和经验，以下就较为典型的几个突出问题谈谈自己的认识与实践。
一、与时俱进引入新概念，引发学生思考
科研为教学创设一种学术氛围和探索研究的环境，将新的科学技术成就和成果及时引入教学，则能使课程教学更具现实性、前沿性，提高教学质量和水平。能源利用基础部分涉及到热学知识，笔者引入了过增元院士提出的热学新概念，但是并不深入介绍，而是介绍现有概念来龙去脉，引起学生思考，感受大师的思维方法。
先从日常生活中的热现象着手，介绍热学基本概念。
其次从热的本质讲其发展简史，引经据典，如介绍南北朝成书的《关尹子》、东汉王充的著作《论衡·寒温篇》、汉代《淮南万毕术》、《武林旧事》等热现象记载，讲述古希腊科学家对热的认识，引出两种观点即热质说和热动说。热质说认为热是一种没有质量的特殊物质，热动说认为热是物质粒子的微观运动。这两种思想相互碰撞、辩论了好几个世纪，但是这两种思想并不是鲜明的对立，很多思想中都包含着两种思想的影子。
再就现有传热学面临的挑战引发同学思考，如：
其一，经典的传热规律面临极端条件下传热现象的巨大挑战。例如以激光的利用为代表的超快速加热，如激光武器和激光加工技术，激光脉冲宽度可达到飞秒量级，如何预测激光加热过程是传统热学原理遇到的问题。
其二，经典热学中还没有以提高能源利用率为目的的传热过程的优化理论和技术。当前面临世界性的能源短缺问题，我国面临的节能减排的形势更为严峻。因此，提高能源利用效率更为重要。然而，传热学中只有热量传递速率而没有热量传递效率的概念，所以只有传热过程的强化而无传热过程优化的理论和技术。
其三，傅立叶导热定律导致热传播速度为无穷大的缺陷还没有很好地解决。早在1822 年，法国的数学家、物理学家傅利叶就提出了著名的傅立叶导热定律，即热流与温度梯度成正比。尽管作为实验定律的傅利叶导热定律已为大量的工程实践所证实，并获得了广泛的应用。然而，用傅利叶导热定律描述瞬态导热过程时，由于所得到的热传导方程是抛物型的。这隐含着热是以扩散的方式传播，因此出现了热扰动传播速度无穷大的佯谬。傅立叶定律的这一缺陷表明，它只是一个唯象的近似定律，在物理上是不完善的。
其四，传热学缺乏同物理其他分支学科之间共性的量和规律。傅立叶在他的热学专著《热的解析理论》中指出“……无论力学理论的研究范围如何，它们都不能应用于热效应。这些热效应构成一个特殊的现象类，它们不能用运动和平衡的原理来解释……自然哲学的这一部分不可能与动力学的理论有关，它有它本身特有的原理。”
与物理学的其他分支学科相比，热学没有的概念有：质量、力、速度、动量；波、振动等。热学独有的概念有：熵、可用能、状态量和过程量等。
由于学生们是学过大学物理学的，对物理学内容的构架有基本认识。通过以上纵向比较，同学们一致认为对物理学有了更深刻的认识，激发了学生的学习兴趣，收到了良好效果。
二、加强学生的社会、生产实践，培养工程的观念
社会实践、调研是本科生教学的一个重要教学环节，是学生接触社会、工程或生产实际的一个基本手段。同时，教学中实际例题分析是最具说服力的，对学生知识认知、理解和分析帮助很大，他们也比较感兴趣。
例如笔者结合实际项目介绍：在分布式能源系统中，让学生实践调研华东地区气候条件，统计华东四省一市主要城市月度气温，调查华东四省一市或华东地区主要城市天然气资源、华东四省一市或华东地区主要城市电价及华东地区医院、酒店、商业、娱乐设施、办公、机场、学校、居民等用户的冷负荷、热负荷和电负荷需求、持续时间。同学们利用假期在所在地区积极调研，得出华东地区民用电价平均值为0.5645元/度，燃气销售价格2.2元/立方米，工业电价平均值为0.9元/度，燃气销售价格3.5元/立方米。通过调查，同学们得到华东地区空调供应时间一般是：制冷100～150天，采暖90～100天，过渡期110～170天，制冷和采暖的需求时间相对比较长些。这些是华东地区发展天然气分布式能源系统的有利条件和基础。而学生实践也为笔者丰富了教学内容，使笔者感受到教学的乐趣，实现了教学相长。
笔者结合具体设计案例引发学生思考，如：宾馆的主楼建筑面积27000m2，裙房建筑面积约3000m2。宾馆用电量较高，同时也有夏季冷负荷、冬季热负荷和全年热水的需求。本宾馆分布式能源系统主要由1台内燃机发电机组和2台溴化锂吸收式冷温水机组组成。系统的总发电量、制冷量、制热量、制热水量分别为600kW、3000kW、2400kW、7.7t，分布式能源系统设计年运行天数330天（扣除检修时间）。本项目为全年运行，其中供冷期主要为夏季年运行120天左右，供热期主要为冬季年运行105天左右，热水供应全年运行330天左右（扣除检修）。
系统配置从原理上进行科普性介绍，而不详细展开，如本分布式能源系统所用发电机组选用曼海姆的TCG2016V12C。选用的两台远大溴化锂吸收式冷温水机组分别为1台BZHEY125XD 一体化烟气热水直燃机和1台 BZY125XD 一体化直燃机。
分布式能源系统注重技术与经济的结合，结合本案例分析气价、电价对系统影响，指出技术上合理还要经济上合算的工程经济学思想，介绍最简单的投资回收年限的概念。本案例中主要取决于投资成本和收益额的大小。其中，投资成本是指购买设备所需要的费用，主要指新设备的初投资、收益额表示系统年收益（输出的冷、热、电）减去系统运行及维护费用。
理论方法与生产和生活实际相结合，调动学生学习的积极性，通过案例分析使学生初步掌握工程思想，并学会用所学知识解决实际问题。
三、可持续发展与古代朴素的人与自然的基本关系
鉴于公选课从内容到教学形式相对自由一些，针对学生的专业特点逐年加大了素质教育的内容。
“可持续发展”一词是在1980年的《世界自然保护大纲》中首次作为术语提出的。在此期间还提出了“可持续性”和“持续发展”等概念。“可持续性”是指社会系统、生态系统或任何其他不断发展中的系统继续正常运转到无限将来而不会由于耗尽关键资源而被迫衰弱的一种能力。1987年，挪威首相布伦特兰夫人主持世界环境与发展委员会，在长篇专题报告《我们共同的未来》中第一次明确提出了可持续发展的定义。“可持续发展”概念应该是“可持续性”和“持续发展”的结合，既要考虑发展也要考虑环境、资源、社会等各方面保持一定水平。
但是讲到这些，强调可持续发展的思想其实在中国源远流长，下面列举如下例子以引发人们对中国传统文化的崇尚：“为人君而不能谨守其山林菹泽草莱，不可以立为天下王”；“斩伐养长，不失其时，故山林不童，而百姓有余材也”；“竭泽而渔，岂不得鱼，而明年无鱼；焚薮而田，岂不获得，而明年无兽”。孔子说：“断一树，杀一兽，不以其时，非孝也。”他还说：“启螫不杀则顺人道，方长不折则恕仁也。”孔子在他自己的生活实践中一向是“钓而不网，戈不射宿”。
中国传统文化的“天人合一”思想即把人类放在大自然生态环境中加以考虑，主张人与大自然息息相通，和谐一致，天、地、人一体化。孔子说：“大哉，尧之为君也，巍巍乎，唯天为人，唯尧则之。”孔子肯定了天之可则，即肯定了自然的可则、人与自然具有统一性。《中庸》中有“万物并育而不相害，道并行而不相悖”，把人与自然的发展变化看作是相辅相成的和谐、平衡运动。人与大自然的关系不是对抗的而是协和共存的，不应把天、地、人孤立起来考虑，而应把三者放在一个大系统中作整体的把握，强调天人的协调、和谐，人与自然的协调、和谐。“天人合一”是中国传统文化对于人与自然关系的最基本的信念。人是大自然中的一群生命体，是属于大自然的一个组成部分，人不应该随心所欲地征服自然、统治自然、支配自然。人必须学会尊重自然，爱惜自然。人与大自然的关系是一种相互依存的关系。
解决生态环境问题的根本就集中在如何看待人与自然的关系上。对此，可以从博大精深的中国传统文化（孔教学说）所蕴含的生态环境理念中去汲取营养。孔教生态环境理念能够引导人们正确认识和处理人与自然、局部利益与全局利益、眼前利益和长远利益的关系，使全社会的生态意识、环境意识得到增强，从而达到可持续发展的目的。
通过上述内容引入，使同学们深入了解中华传统文化的博大精深。中华传统文化不仅对中国的经济和社会发展发挥着巨大影响，也为中国人的世界观和行为方式的形成奠定了基础。它的影响一直延续至今。课堂中引入和加强对中国传统文化的了解，同学们反映良好。
篇9
Key words： motor train unit；brake disc；material；simulation；test
中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0030-03
0 引言
国内高速铁路已经进入了高速发展的时期，随着郑西、京沪、武广等高速铁路线和五大城际客运铁路线路等竣工投入使用，国内对时速250公里及以上高速动车组的需求量也日益增大；因此时速250公里及以上动车组是我国现阶段引进和研发的重要项目。随着高动车组速度的不断提高，很大程度上节省了国内两地间的旅行时间，使得全国范围内很多城市之间能做到当天到当天回；然而由于运行速度的提高，对高速列车旅行的安全性要求也不断提高，也越来越受到大众的关注；列车安全性问题中，盘形基础制动系统的好坏是能否保证列车按要求停车的最终保障，而制动盘是其中最为关键的零部件之一，承担着制动过程中产生热能量的80%～90%，因此，制动盘耐温性能和摩擦性能的好坏，决定着列车运行的最终安全。现高速动车组制动盘基本全采用国外进口，按国家铁路部门要求急需进行国产化研制。
本文设计了一种高速动车组用制动盘结构，分析了1#和2#两种材料的材料性能，通过利用ANSYS对1#和2#两种材料盘体制动过程温度场、热应力场情况的仿真对比分析，确认适合用于高速列车制动盘的材料，为制动盘的顺利研发奠定理论基础。
1 制动盘结构和材料参数
1.1 结构设计 图1为设计的制动盘三维结构，该制动盘做了通风结构设计，主要有盘体摩擦面和各种不同结构和作用的散热筋，主要保证盘体制动时的通风散热效果，降低盘体制动过程中的温升。
1.2 材料选型 本文设计了1#和2#两种制动盘盘体材料，分别对两种盘体材料物理特性参数进行试验分析。图2为两种材料的导热系数随温度变化曲线。图3为两种材料线膨胀系数随温度变化曲线。
2 热分析仿真模型建立
2.1 结构模型 考虑到制动盘在制动过程中受力对称，而且制动盘的结构为中心对称，故采用整个模型的1/12进行计算，这样可以减少计算量，在边界上施加对称边界条件进行计算，扇形区的两个截面采用耦合结点进行处理，这样处理之后与整个盘体的模型等效，而单元数减低为原先的1/12，大大降低了计算成本。划分后的有限元计算模型如图4所示。
2.2 热载荷条件 根据传热学理论，对于无内热源的各向同性材料，其热传导方程为式如下：[1]
■+■+■=■■
式中，T为温度，（K）；t为时间，（s）；ρ为材料质量密度，（kg/m3）；C材料比热容，（J/（kg·K））；λ为材料导热系数（W/（m·K））。由能量折算法确定制动盘的热流密度[2]：根据能量守恒定律，从能量的角度分析列车的制动过程。假设列车动能全部转化为制动盘的热能，则制动过程中闸瓦与制动盘摩擦产生的热量可由如下公式表示：Q（t）=W=■Mv■■-v■■
式中，v0列车初速度，vt为列车制动过车过程中某一时刻速度，t为总制动时间，W为列车动能，M为列车质量。
根据热流密度的定义，热流密度q和摩擦热量Q可表出如下：q（t）=■/S
式中，S为参与摩擦的制动盘面积，即闸片在制动盘上划过的圆环面积S=πR■-r■。
考虑到实际制动过程中，由于存在轮轨摩擦和空气阻力等因素，列车动能只能有一部分转化为热能，又有一部分热量被闸片吸收；因此，引入转换效率概念η，可得热流密度q与时间t的函数关系如下：q（t）=-η■
式中，q（t）为t时刻加载于制动盘面的热流密度，（kW/m2）；M为列车质量，（kg）；a为制动加速度，（m/s2）；v0为制动初速度，（m/s）；n为每根轴上装配的制动盘个数；R和r分别为闸片与盘面摩擦的环形区域的外径和内径，（m）。
2.3 对流换热系数Hf[3] 对流换热系数与导热系数不同，它与材料无关，而取决于流体流动状态、流体物理性质、壁面温度以及壁面的几何形状。根据平面散热问题的传热学理论得H■=0.664■■p■■■
式中，pr为普朗特数；λα为空气导热系数，（W/（m·K））；L为壁面长度，（m）；u■为空气流动速度，（m/s）；v为空气得运动粘度，（m2/s）；忽略制动盘温度周围温度变化的影响，则v、pr、λ为定值，Hf只与u∞和L有关。
3 仿真分析
依据有关高速动车组制动技术参数，设计仿真计算轴重15t，制动初速度为300km/h，制动盘初始温度为20℃，进行边界条件以及热载荷的计算，并以此进行1#和2#两种不同材料制动盘在温度场、热应变及应力场等有限元仿真计算，并进行比较分析。
3.1 温度场仿真分析 根据所给已知条件对两种不同材料制动盘在同等条件下进行温度场的仿真分析，图5为制动盘各部位节点温度随时间变化曲线，图6为最高温度时刻制动盘温度云图，图中（a）表示1#材料制动盘，（b）表示2#材料制动盘，下同。从图中分析可以得知：两种材料的最高温度均出现在摩擦面上，最高温度均出现在约制动后80s，1#材料制动盘最高温度约645℃，2#材料制动盘最高温度较低，约529℃；摩擦面温度变化趋势为先升后降，盘体背面温度由于热传导作用升温趋势要缓于摩擦面。从仿真结果可以看出，2#材料制动盘在制动温升方面明显优于1#材料制动盘。
3.2 应力场仿真分析 通过温度场分析模型转化为结构分析模型，导入材料的非线性特性参数，给有限元模型加以对称边界和位移约束，同时步步加载所分析得到的各时段温度数值，进行制动盘热应力的求解计算。图7所示为两种材料在相同条件下不同位置热应力有限元仿真结果。从应力分析曲线可以看出，两种材料制动盘摩擦面应力均要高于其他部位，1#材料制动盘最高应力410MPa，2#材料制动盘最高应力215MPa，明显小于1#材料材料，这也预示着在相同疲劳强度基础下1#材料比2#材料更易出现裂纹，所以2#材料制动盘的抗热裂纹性能明显高。
4 结论
本文主要设计了一种高速动车组制动盘的结构，并通过制动盘温度场、热应力场仿真分析对1#材料和2#材料两种材料制动盘进行了材料选型工作，经过分析得出结论：2#材料制动盘的最高温度、最大应力均小于1#材料制动盘，具有更高的热容量，符合高速动车组对制动盘的性能和高热容量的要求，是理想的制动盘材料，可以进行进一步的试制和试验验证工作，同时，为高速动车组制动盘的材料国产化提供了依据。
参考文献：
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文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）17017502
1 引言
随着我国科技进步和经济的快速发展，为满足社会经济发展对人才的需求，从1999年开始各大高校快速地展开了扩招，根据《中国高等教育质量报告》，2015年中国大学生在校人数达到3700万人，全国各类高校达到了2852所，位居世界第2，高等教育也从以往的精英教育转化为今天的大众教育[1，2]。然而，人才培养与社会需求的矛盾却日益突出，在工科领域尤为明显。一方面，企业需要大量高素质的工程应用型人才，而另一方面，每年毕业生的就业状况却不容乐观。建筑环境与能源应用工程专业（以下简称建环专业）是与实际工程紧密相关的工科专业，具有很强的专业实践性，那么如何使学生在掌握理论知识的同时又能适应用人单位对应用型人才的要求，是我们从事一线教育工作的老师必须面对的问题。笔者通过分析目前建环专业人才培养模式的现状，提出自己的几点建议。
2 改变专业基础课和专业课教学模式
2.1 专业基础课与专业课密切联系
建环专业的专业基础课理论性较强，学生普遍反映课程太抽象，不知道学习到的知识将来可以用到什么地方，所以对专业基础课的学习没有兴趣，从而导致教学效果不够理想。专业基础课是学习专业课的前提，在教学的过程中我们应该将二者紧密联系在一起，一来能够激发学生学习专业基础课的兴趣，二来也有利于学生将学习的专业知识融会贯通[3]。
例如在传热学的教学中，首先应该使学生对传热学这门课的重要性有清醒的认识，培养学生对该课程学习的兴趣，因此在教学的过程中必须以学生为中心，设计新的教学模式。在传热学中讲到三种传热方式的时候，可以引入建筑围护结构节能的有关内容，让同学们思考在严寒和寒冷地区围护结构采取什么样的保温措施，利用传热学的有关内容解释工程实际当中采用的节能措施的理由。而提倡建筑节能也正是国内外进行节能减排的热点问题，这样教师在讲授专业基础课的时候，引入专业课的内容，并与工程或科研实例相联系，既可以使学生了解专业基础课在专业课中的应用范围，进而培养专业基础课的学习兴趣，又可以开阔学生眼界，把学习到的专业知识学以致用，解决实际工程中遇到的问题。
2.2 专业课教学与工程实际相结合
现阶段，建环专业的专业课教学普遍存在的问题是过度依赖教材，虽然教材的版本在不断的更新，但是作为工科专业，建环行业的发展瞬息万变，教材的编写和出版都需要耗费一定的时间，因此，教材内容的更新远远跟不上行业动态。而在专业课教学过程中，多数教师还是把教材作为教学的唯一依据，教材及教学内容的落后，更是拉大了课堂与工程实际之间的距离[4]。
因此，针对专业课的教学，应在理论教学中突出工程实际。在教学的过程中，可以有针对性地采用板书与多媒体相结合的方式，根据行业发展和学生的职业需求及时更新内容补充新的知识，让学生对专业知识有更加全面的认识。例如在节能的大环境下，现在建筑设计领域开始提倡绿色建筑，它包含节能建筑、低碳建筑和生态建筑，这方面的知识跟建环专业联系密切，在讲到建筑能耗等内容的时候我们可以给学生补充相关绿色建筑的知识。
此外，在条件允许的情况下，有些专业课的教学可以把上课场地由教室移到施工现场，比如设备与管道安装、暖通空调系统运行调节等内容可以借助施工现场的条件给学生讲解，让学生易于理解并且印象深刻。
3 注重实践教学环节
实践性课程是建环专业的重要教学内容之一，主要实践环节有工程实习（包括认识实习、生产实习和毕业实习）、课程设计、毕业设计等。实践教学是培养具有丰富理论知识、具有一定实践能力、德才兼备的工程技术人才必不可少的环节。然而实践教学的效果却不尽如人意。
3.1 拓宽实习思路
建环专业的实习受到多方面的制约。①学校实习经费有限，实习场地来源多是依赖教师、学院或学校的社会关系，实习机会数量受到限制；②施工企业和设备制造厂家出于安全、劳动效率等方面考虑不愿或很少让学生从事实际的工作，实习环节能简化就简化。
如果想达到预期的实习效果，我们必须摆脱传统的实习形式另辟蹊径，笔者认为可以尝试以下做法：①改变实习的内容和方式。以分散实习为主，学校可以为每位去实习的学生开具介绍信，由学生自己去联系实习单位，如果在规定时间内没有联系到实习单位再由教师带领集中实习。这样做不仅能够锻炼学生各方面的能力，还能在资源充足的情况下可以得到更好的实习效果。②建立稳定的实习基地。要积极地与设计、施工、设备等企业确立教研一体的合作关系，解决学生的实习需要，为实习效果提供可靠的保障，同时也可以利用校内的资源开展校内实习，如参观校内的热交换站、设备用房、空调系统、采暖系统等。③可以把实际工程中的典型施工、生产工艺等过程录制成视频，在教室放给学生观看，这样可以作为现场实习的补充，既节省了人力物力，又提高了实习效率[5]。
3.2 改变课程设计模式
课程设计是学生巩固所学的专业知识，利用专业基本原理解决实际工程问题的一个过程。传统的课程设计是在每门专业课上完后，利用一到两周的时间完成该门课的课程设计任务，由于课时少、时间短，设计内容往往受到限制，甚至有些学校把课程设计统一安排在大四上学期，距离专业课上完的时间较长，学生对专业课内容较为生疏，都会影响课程设计的效果。为了有效利用课程设计环节，可采用专业课教学与课程设计同步的方法，在学生学习理论知识的同时布置课程设计任务，让理论知识与实际应用能够更加有效结合在一起，使学生在学习理论知识的过程中更加有目的性，同时也能提高学生学习的积极性。
3.3 加强毕业设计教学
毕业设计是学生完成毕业实习后进行的最后一次综合性演练，其目的是培养学生运用所学知识能够进行实际工程设计并基本达到施工图设计水平，通过撰写毕业论文对专业性问题提出更深刻的认识和见解[6]。毕业设计是本科阶段重要的实践学习环节，与学生今后的工作内容紧密相连，因此毕业设计的选题更要注重与工程实际相结合。目前，建环专业的毕业设计选题普遍采用两种形式，一是在假设的工程条件下进行演练，二是对以前的真实的工程进行模拟演练，学生在做这类毕业设计的时候往往积极性不高。为了增强学生学习的主动性，培养其工程设计的责任感，可以尝试从社会获取真实的工程作为毕业设计课题，由于它直接来源于实际，设计的成果也回归于实际，可使学生在毕业设计过程中锻炼解决实际工程问题的能力。
4 结语
建环专业作为工程实践性很强的学科，需要在教学的各个环节都要贯穿“培养应用型人才”的理念。只有这样才能将“厚基础、宽口径、高视野”的教学目标落到实处，培养出更多高素质的工程技术人才。
参考文献：
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[5]谢 东.建环专业工程应用能力培养体系改革与实践[J].高等建筑教育，2010（19）：53～56.
篇11
同一物体的内部或者物体之间存在温度差时，将产生热量传递，这种现场叫导热。当物体的温度随时间发生变化时，叫非稳态温度场（瞬态温度场），这种热量传递方式对应的导热问题就叫做非稳态导热。建筑围护结构的导热过程就是非稳态导热。对建筑围护结构的导热进行分析时，可以添加边界条件，人为的把环境温度变成稳定值，这样在建筑导热过程就变成了稳态传热的过程，建筑物所在区的月、季、年度的最大、最小值是温度值取值。这种方法进行研究建筑节能设计、检验和建筑的传热系数，实践证明具有绝对的可靠性和可行性。
2、传热方式
传热方式的分为三种：即导热、对流[1]和热辐射[2]。两个物体之间或物体内部之间发生热能转移的现象称为传热。只要一个物体内部的各个部分或者两个物体之间存在着温差，就会发生热能转移和传递的现象。一般建筑结构中的热量转移并非单一的方式，通常有两种或两种以上的综合作用。为了满足工程设计的要求，计算方法应该以基本原理为基础进行一些变化，使计算得以简化同时又保证必要的精确度。
3、围护结构稳态传热理论
建筑的围护结构就是建筑物各面房间的围挡系统。当围护结构受到恒定的温度作用时，其内部温度分布的传热量和通过围护结构的传热量，是不随时间而改变的稳定传热状态，这种情况称为稳态传热[3]。
3.1 围护结构传热过程
稳态传热是最基本也是最简单的传热过程 [4]。在建筑热工学中，大部分围护结构都为平壁，如：地板、墙体、平屋顶、拱顶、曲率半径很大的穹顶等结构都称为“平壁”。在“平壁”结构中，当室内外存在温度之差时，会从围护结构的高温一侧向低温一侧传递，为传热现象。假设有一个均质材料的平壁，平壁的长和宽尺寸都远远大于厚度，则通过平壁的传热认为只沿厚度一个方向传递，假定室内空气温度为 ，高于室外空气温度 ，室内温度高于室外温度，当平壁的内、外表面温度保持稳定时，其传热过程为一维稳态传热。系统整个的传热过程可分为三个步骤：第一步壁体内表面的吸热、第二步壁体材料层导热、第三步壁体外表面散热。
3.2 围护结构的传热阻计算
内表面换热阻 、壁体传热阻 以及外表面换热阻 之和，为围护结构传热阻。内表面换热阻 为内表面换热系数 的倒数；围护结构热阻 的计算按照围护结构构造和组成材料的不同，可以分为单一材料层、多层匀质材料层、组合材料层及封闭空气间层等类型；外表面换热阻 为外表面换热系数 的倒数，
（1）单一材料层的热阻
由一种材料做成的构造层垂直于热流方向，单一材料层如：钢筋混凝土层、砂浆层、砖砌体层、装修层等，其热阻 为：材料层的厚度 除以材料的导热系数 。
（2）多层匀质材料层的热阻
当由多层匀质材料做成的构造层垂直于热流方向时，如内、外粉饰的墙体、夹芯墙体、外保温节能墙体等，其热阻 为各单一材料热阻之和。
（3）非匀质材料的热阻
当垂直于热流方向上非匀质材料，如：围护结构内部有些材料层由两种以上材料组合而成，如钢筋混凝土空心板。计算结构层的热阻时，可在平行于热流方向沿着组合材料中不同材料的界面，可以划分成若干部分。非匀质材料的平均热阻计算公式如下：
（4）封闭空气间层的热阻
在围护结构中，为满足某些特别需要而设有封闭空气间层时，按构成间层的材料、间层厚度、位置以及热流方向等因素，最后计入围护结构总热阻之中。围护结构总热阻值应按下式计算： （ 从《民用建筑热工设计规范》中相关数据取值 ） 。
3.3 围护结构的传热系数计算
传热阻是表征围护结构阻抗传热能力的物理量，也是围护结构保温隔热性能优劣的特征指标。传热阻值的多少反应了围护结构保温隔热效果的好坏，但是在实际工程中对围护结构传热阻值的测量不够直观、便捷，通常在围护结构节能计算中，采用传热系数K值进行评价围护结构的节能设计是否符合要求。
建筑围护结构的稳态传热是一种较为理想化的模式。将建筑围护结构的传热过程简化成稳态传热，虽然不能客观反映围护结构传热的基本特性，但这种方法有操作方便、计算简单等优点，大量工程实践证明：用稳态传热法对建筑围护结构的热工性能进行研究，计算出的结果能够反映建筑围护结构具体的能耗状况和节能标准。稳态传热法研究围护结构的热工性能，有利于我国建筑节能设计工作的开展。
4、小结
本文通过介绍，得出以下结论：通过对建筑围护结构的传热方式和热工性能的研究，为以后建筑围护结构热工性能研究提供一定理论依据。壁体总传热阻和总传热系数是衡量围护结构在稳定传热状态下重要的热工性能指标。稳态传热法研究建筑围护结构的热工性能具有简捷性、易操作性和可行性。
参考文献
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【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）18-0057-02
现代社会能源主要来源于化石燃料的燃烧，能源短缺已成为世界各国面临的迫切问题，寻求新型燃料以及研发高效低污染燃烧装置已成为各国面临的重大任务。 “燃料与燃烧”是一门研究化石燃料及其燃烧规律的传统学科，同时又是一门反映最新燃料及燃烧技术，并与之保持同步的新学科。
作为高等院校热能与动力专业方向的重要专业基础课，“燃料与燃烧”以“高等数学”、“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等传统基础课程的知识为基础，由于涉及学科多，应用知识繁复，与其他基础课程相比，具有课程理论难度大、跨度大、知识点多且零散和对数学要求高等特点[1，2]。为此，针对我校热能与动力工程专业人才培养特点和要求，结合多年教学实践经验，对“燃料与燃烧”课程教学内容的制订及教学手段的选择提出自己的建议。
一、课程内容及特点
1.课程内容
“燃料与燃烧”包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃料的着火理论、火焰的传播与稳定理论、预混燃烧理论和扩散燃烧理论等基础理论，液体燃料、固体燃料的燃烧过程及其经典的模型等教学模块；课程主要包含：（1）燃料、（2）燃烧过程的物质平衡与热平衡、（3）化学反应动力学、（4）燃烧系统守恒方程、（5）着火和燃烧界限、（6）预混气的燃烧、（7）层流预混火焰、（8）层流扩散燃烧、（9）气体湍流燃烧、（10）液体燃料的扩散燃烧、（11）固体燃料的燃烧、（12）燃烧污染与防治、（13）船舶动力装置的燃烧等教学内容。
2.课程特点
实际燃烧过程涉及质量、动量和能量的交换和变换，涉及燃料和氧化剂之间的化学反应，具体过程十分复杂。“燃料与燃烧”课程知识点多、理论性强、学科交叉性强。因此，一方面，该课程的学习要求学生很好地掌握前期“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等专业基础课程的内容；另一方面，该课程的学习又可以促进了学生对上述课程知识点的理解。
“燃料与燃烧”课程理论性强、知识涉及面广，是一门典型的理论和实验相结合的学科。由于燃烧过程的复杂性，截至目前，燃烧科学的研究仍然以实验研究为主。先进诊断技术的不断出现使得燃烧实验获取的数据更加可靠、准确[3]。20世纪以来，着火模型、火焰传播理论、反应流体力学和计算流体力学等的建立使燃烧理论有了长足的发展。并且，随着大型计算机的出现，使得采用数值模拟方法研究燃烧过程已经成为发展趋势[4]，这些都有力地促进了燃烧技术的发展。但这些理论模型对于本科生而言很难理解。这就要求授课老师探索适合本科生知识结构及认知水平的教学内容和教学手段。
二、教学方法
1.教材的选择
“燃料与燃烧”这门课程知识点多、理论性强、概念抽象，如何上好这门课，选择适合的教材是非常重要的环节。好的教材有利于制订合理的教学内容和教学计划，可以有效促进教师的教学和学生的学习。目前市面上发行的教材主要有国外教材的国内翻译版和国内教材两类，比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及国内顾恒祥编著的《燃料与燃烧》教材和严传俊的《燃烧学》等，这两类教材各有特点。合适的教材应该能够与学生的知识结构及认知能力相适应，与该课程的教学目标相适应[5]。
针对本课程的特点，教材的内容要全要新，应能够较好地反映当前燃烧理论发展水平及技术发展现状。教材内容应当包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃烧物理基础、预混燃烧及扩散燃烧、液体及固体燃料的燃烧等。由于是面向本科生的教材，应当内容简单易懂、表述深入浅出、实例丰富直观、结构逻辑清晰，能有效衔接理论分析与工程实例，这样才能提高学生学习兴趣。目前国内出版的《燃料与燃烧》教材要么理论性太强，要么涵盖内容不全面，要么内容深度不够，总之都存在这样或那样的问题。为此，根据我校本科热能与动力工程专业方向学生培养的目标和特点，我校“燃料与燃烧”课程组的老师编写了适合我校学生使用的《燃料与燃烧》教材，该教材系统地阐述了燃烧的基本原理和理论；详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法，详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学，着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧；最后，为及时反映燃烧技术的最新研究进展，增添了新型船舶动力装置所采用的燃烧技术[6]。在教材的编撰过程中，大量引用了我校教师及研究生们的研究成果。教材针对性强、内容新颖，强调了“燃料与燃烧”课程的理论性和工程应用性，培养了学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。
2.教学内容设计
“燃料与燃烧”课程教学内容应该具有目标性、实效性、科学性、启发性，为此在其教学内容的设计过程中，应该注意以下几点：
①内容要重点突出。“燃料与燃烧”课程内容包括化学热力学、反应动力学基础、着火理论、火焰传播与稳定理论、液体燃料及固体燃料的燃烧等部分，但在各部分内容的讲解上要有重点。课程中化学热力学和化学动力学基础是整个课程的理论基础，讲解内容包括化学平衡、热化学、化学反应速率、质量作用定律、反应级数、活化分子碰撞理论及链锁反应理论等。其中，化学反应速率、质量作用定律、阿累尼乌斯公式和链锁反应理论可作重点讲解。关于着火理论，授课重点放在闭口系统着火理论模型的建立和结果分析上，并分析燃烧放热量和散热量随温度的变化曲线，确定着火温度与初始温度、物理化学因素和散热强度的关系。对于火焰传播与稳定理论，授课的重点在火焰传播概念、气体的动力燃烧与扩散燃烧及火焰稳定的基本原理与方法的讲解。对于预混燃烧，授课的重点在瑞利公式、郎肯-雨果尼奥公式的推导，以及爆震波、缓燃波的性质，并分析层流火焰的传播速度。对于扩散燃烧和液体燃料的燃烧，重点在伯克-舒曼理论、燃料射流的唯象分析、液体燃料的雾化、蒸发模型及液滴的质量燃烧速率。对于固体燃料的燃烧，碳的燃烧化学反应及碳粒的燃烧速度可作为授课重点。
②理论与实践相结合。“燃料与燃烧”是一门理论性及实践性都很强的学科。课程涉及的相关理论模型比较抽象，不易掌握。因此，该课程的教学内容必须与工程或生活实践紧密结合。在课程教学内容设计过程中必须将理论与具体工程案例或燃烧相关生活案例相结合，以具体案例作为切入点，将复杂抽象的理论概念穿插到生动、具体的案例中进行讲解。对于热能与动力专业的本科生，笔者结合船舶柴油机，利用燃烧学理论讲解燃烧室结构设计、燃油燃烧过程、过量空气系数、着火等这些具体设计方案背后的理论依据，从而强化对燃烧理论的理解；结合汽油机和柴油机，讲解点燃和压燃，讲解不同燃烧方式对汽油机和柴油机的影响，讲解烃类燃料着火点和自燃点的区别；结合家用燃气灶台，讲解燃料的扩散燃烧。通过以上措施，使学生课本理论与实践统一。
3.教学方法设计
①采用启发式教育。在“燃料与燃烧”课程教学过程中从学生的知识结构及认知能力出发，结合具体的教学内容和教学目标，采用提问、讨论和案例分析等多种方式，让学生参与教学过程，激发学生的学习热情，使他们在活跃、开放的教学氛围中理解掌握燃料与燃烧相关的知识点，并逐步掌握应用相关知识点分析解决实际问题的能力和提升团队合作能力。
②多媒体与板书的有机结合。随着计算机技术的发展，多媒体技术已成为课堂教学的重要手段。多媒体教学课件图文并茂、内容丰富、信息量大。就“燃料与燃烧”而言，燃烧过程细节可以被生动地显示出来，危险实验也可被充分地展示出来，使学生能够更加深刻、有效地理解相关燃烧理论和燃烧过程。但是，使用多媒体技术授课，老师讲课速度加快，课程信息量增加，学生课堂紧张度增加，易造成学生的思维跟不上授课速度，影响教学效果。板书比较灵活，便于控制授课节奏，适合于讲解复杂理论模型，教师在授课过程中，可以通过板书引领学生的思维，进行详细的讲解和推导，学生易于理解和融会知识。但是，板书速度慢、效率低。因此，在“燃料与燃烧”课程教学过程中，将多媒体教学与传统板书有机结合，扬长避短，充分发挥各自优势，以达到最佳的教学效果。
③多种考核手段的结合。在教学过程中，采用多样化的考核手段，了解学生对课程知识点的掌握情况，督促学生的学习。平时成绩、课堂提问、课后作业、案例分析、阶段考试和小论文等都可以作为考核手段。但无论采用何种形式的考核手段都应当从激发学生的学习热情、提高学生的学习效果和增加学生对本课程本专业的认识出发。
三、结论
综上所述，“燃料与燃烧”融合了“大学物理”、“工程热力学”、“传热学”、“流体力学”、“气体动力学”和“高等数学”等课程的知识。在教学过程中应点面集合，重点突出，理论联系实际，加强对学生实践能力、团队合作能力和创新能力的培养，不断更新教学内容。同时，作为老师，需要不断学习，及时掌握该课程新的知识点，及时更新教学内容。
参考文献：
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篇13
项目一：食品加工单元操作的计算。根据不同食品生产工艺，进行分组，对不同食品加工单元操作典型设备进行设计计算。
项目二：牛奶列管式换热器的设计。在灭菌后牛奶的冷却过程中，随着温度、压力参数变化以及冷却水温度变化，设计一台列管式换热器，完成相应生产任务。
三、食品工程原理课程设计指导
在课程设计过程，对项目一，指导教师收集食品生产企业工程实例作为课程设计题目，每2～3个学生是单独的题目，由于这些实际问题，涉及到食品生产中关键或者特殊的设备，所以每组学生都有很高的学习兴趣，学生通过查阅资料和相关工程手册，结合食品工程原理每个单元操作的原理每组学生能够独立完成各自的设计任务。通过课程设计，每组学生的查阅资料的能力、计算能力、绘图能力以及综合运用所学知识的能力等都得到了充分的锻炼，这些训练和指导对学生将来毕业后，完成工程师相应技术工作，有很大的帮助。
