传热学课程建设规划

《传热学》课程建设规划及措施《传热学》是新能源科学与工程专业的必修课，是研究热量传递规律的一门科学，广泛应用于能源、动力、化工、电工、机械能领域；是现代技术科学的主要技术基础学科之一。课程目的是通过该门课程的学习，使学生基本掌握典型结构的导热、对流换热，辐射换热的计算方法，热交换器选型和设计方法。因此，建设好这门课是非常有必要的。一、课程建设目标重点课程建设是我院进一步推动教学改革，全面提高教育教学质量的一项重大举措。为保证我院重点课程建设的顺利开展，结合我院实际，我们要将《传热学》建设成具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教学管理等特点的示范性课程，体现我院的教学优势和特色，为校级重点课程和精品课程建设奠定基础。二、课程建设内容1、师资队伍建设通过重点课程的建设，逐步形成一支结构合理、人员稳定、教学水平和科研水平都较高、富有团队合作精神的师资队伍，并按一定比例配备实验教师和辅导教师。2、教学内容和课程体系改革教学内容既要反映教学内容的基础性、应用性和前沿性，又要实现教学与科研的有效结合；突出基础理论的运用实例，调整学生的知识能力和素质结构，加强人才培养的应用性、针对性、可塑性。并准确定位《传热学》这门课程在人才培养过程中的地位和作用，正确处理单门课程建设与系列课程改革的关系。3、使用先进的教学方法和手段根据课程特点恰当运用现代教育技术，改革传统的教学思想观念、教学方法、教学手段和教学管理。进一步充实和完善现有的教学资源，鼓励将上述教学资源上网开放，实现优质教学资源共享。4、理论教学与实践教学并重高度重视实验教学环节，使实验开出率能满足教学大纲的要求，提高实验教学的效果。三、课程建设实施的方法具体实施方案从以下几方面进行：1、师资队伍建设本课程由学术造诣较高、教学经验丰富的教授主讲。教师队伍中吸纳相当比例的高学历的青年教师，为了尽快提高课程组的整体教学质量和水平，充分发挥其高学历、高素质、充满朝气和活力的优势，通过规范教学管理、以科研促教学、鼓励开展教学研究来加强对青年教师的培养。通过学习和研讨，让青年教师具备坚实的传热学基础；具有专业全局观念，了解专业人才培养模式与规格要求，清楚专业课程体系及各门课程、各实践环节在人才培养方面的作用，掌握所承担的课程与其他课程或教学环节的衔接关系；具有丰富的工程实践经验，理解实践对人才能力的需求；了解学科前沿和发展动态，具有新技术研发能力。逐步形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队。2、教学内容和课程体系改革教学内容与课程体系改革是《传热学》课程建设的重要组成部分。其实施包括：首先，整合教学内容，调整教学内容组织形式，反映课程特点和当前热力学传递的新需求、新技术和发展动态。对于冶金工程专业来说，本课程主要讲授导热理论基础、稳态导热、非稳态导热、有限差分法、稳态及非稳态问题的数值计算、换热微积分方程的求解与相似理论基础、单相对流传热的实验关联式、相变对流传热、基本概念及热辐射的基本定律、角系数定义及确定，固体间辐射换热计算及传热和换热器等知识。一方面可以满足当前对金属材料基础与热处理的需要，另一方面，这些内容可以让学生了解传热学与冶金工程的关联性。从而使学生学到的知识是适应社会现实需要的。其次，优化课程体系。本课程是整个专业课程体系中的一个环节。在前有工程热力学、能源系统工程、流体力学等专业基础课程。在这些课程基础上介绍典型结构的导热、对流换热，辐射换热的计算方法，热交换器选型和设计方法。后续专业课程有《轻金属冶金》、《冶金传输原理》等，开好本课程，为后续课程奠定了基础。因此，通过课程建设，整合教学内容，处理好本课程与前置、后继课程之间的相互衔接，可以保证整个课程体系的高效性、系统性和完整性，优化课程体系。从而达到优化学生的知识结构和提高综合素质的作用。3、使用先进的教学方法和手段由于本课程涉及到的理论非常多，概念性强、知识点纷杂、内容抽象，因此在教学中，不仅需要注意教学内容的组织安排，更需要引入新的教学方法和手段，努力做到化纷杂为系统，化抽象为直观。可采用下列先进的教学方法和手段：1.采用形象生动的多媒体课件授课。本课程教学内容中有大量仪器、部件的照片，数据曲线和形貌照片，这些都是黑板板书所无法表达的。而对这些图片的展示和讲解，一方面可加强学生对相应知识的理解和掌握；另一方面，丰富了教学内容，使授课内容直观、形象，活跃课堂气氛。因此，将实际的稳态及非稳态问题的数值计算、换热微积分方程的求解与相似理论基础、单相对流传热的实验关联式、角系数定义及确定等嵌入PowerPoint中，图文并茂，激发学生的学习兴趣。2.启发式教学。改变传统专业基础课面面俱到的灌输式教学方法，转向适合学生认知过程的启发式教学方法。从基本概念到原理运用再到技术分析，层层递进，由教师引导学生一起去思考、分析和讨论问题，让学生在主动思考中掌握新知识，同时锻炼运用知识的能力。下面以传热学中“导热微分方程”一讲为例进行分析。该讲包含大量的偏微分有程，内容抽象，教师在讲授时将重点放在分析导热微分方程及其各项的物理意义、推导的理论基础、如何简化与应用等方面。结合本专业典型的墙体导热过程，提出工程应用问题，即“如何计算在温差作用下由分子热运动产生的热量传递”；引出解决方法，即“物理模型一数学模型一求解”求解数学物理问题的一般方法和应用“能量守恒定律与傅里叶导热定律”的基本原理；阐述导热微分方程推导过程，剖析各项物理意义，例如“为热扩散项，表征的是单位时间内从x方向导入与导出微元体的净热量”；导热微分方程的应用，设定不同的墙体导热工程情景与学生讨论方程的简化条件，例如“导热系数是定值、无内热源、稳态”等等，启发学生建立导热微分方程的简化形式与高等数学中Poisson方程、Fourier方程、Laplace方程等的联系。用这样一种启发式教学方法，使学生不仅理解了教材中理论性极强的推导过程，还能够使学生清楚为什么导热微分方程会有非稳态项、扩散项、源项以及什么时候可以省略，同时引导学生利用高等数学中的相关知识求解简单的导热微分方程。这样，教学过程不只是简单地教材重现，而是教材的导读与深化。教材是从抽象的概念和原理入门，再落实到实际应用；而敦学要从实际问题出发，引出解决问题的方法，逐步掌握正确的概念和原理，进而形成普适性的抽象理念，二者的思路方向是相反的。3.案例教学。传热学是一门与工程实践紧密联系的科学，有许多从生产实际中抽象简化出来的案例。案例教学可以从两个角度进行，一方面以案例为切入点，引出相关的概念、原理、技术等，可使教学内容更容易被学生接受，例如在“非稳态导热”一讲中可选择高温铁锭退火的案例；另一方面以根据实际案例分析讲解例题，展示给学生如何利用概念、原理、技术等解决实际问题，做到“授人以渔”。例如在“多层平壁导热”一讲中可选择外墙外保温系统传热系数计算及优化为案例。通过案例教学帮助学生举一反三、触类旁通，在有限的学时内达到较好的教学效果。4.课堂教学以课堂讲授为主，辅以课堂提问、讨论等多种形式。通过课堂提问的方式，即吸引了学生的注意力，又可反馈其对知识点的理解和掌握的情况。此外，还可为学生指定需要阅读的扩充文献资料和图书，充分利用广泛的教学资源，扩展学生的视野。鼓励教师组织学生以课堂讨论的形式，实现师生之间、学生之间的互动，有效地调动学习积极性，激发学生的学习潜能。另外，鼓励将课程的教学大纲、教案、电子课件、习题、实验指导、参考文献目录等教学资源上网开放，实现优质教学资源共享。4、理论教学与实践教学并重本课程的另一个重要教学环节是实验教学。两个教学环节相互促进，通过实验教学，培养学生在冶金工程中利用实验手段分析问题、解决问题的能力。教学与实践活动相结合，鼓励自主实践、自主探索。利用实验室的实验设备、实验场地等优质硬件条件，带动和组织学生参加职业技能培训等多项实践活动。通过科技实践活动，给更多学生提供自主实践、自主研究、自主探索的机会，有效激发他们的专业兴趣，充分调动他们的学习积极性，培养他们追求卓越的竞争意识和团队合作精神。以切实提高人才培养质量。；另一方面，仍然需要调整和改进实验教学的形式和方法，继续修订和完善现有的实验大纲和指导书，加强现有仪器的功能开发，以进一步提高实验教学的效果。5、利用科研平台、做好教改课题研究在做好现有科研和教改项目的基础上，争取更高层次的、新的课题立项。四、课程建设预期目标经过重点课程建设，具体教学成果体现如下：①、修订和完善课程和实验教学大纲、教案、讲稿、实验指导书。②、进一步充实和完善自制的PowerPoint版多媒体课件、实例分析及参考文献目录。③、完成习题集、试卷库建设。《传热学》是新能源科学与工程专业专业基础课的一枚基石，是学生解决工程实际问题的知识源泉。综合考虑学校的具体教学情况和学生的自身条件，积极开展该课程建设和实践改革。只有在课程建设与教学方法改革的实践中不断摸索、研究和总结，才能使教学体系更科学、结构更合理，不断提高学生的基础知识储备水平，增强学生解决专业实践问题的能力。这样也体现我院的教学优势和特色，为校级重点课程和精品课程建设奠定基础。《传热学》课程组2016年10月