校内新闻

全国高校教师网络培训课程《传热学》学习心得

作者:陈娟 | 来源:核学院 | 发布日期:2014-10-09
 

历经一个月,我在线完成了传热学课程培训。这门课程由清华大学姜培学和张学学两位教授主讲,内容涵盖丰富。首先,姜培学教授介绍了清华大学热能工程系传热学课程的教学团队,详细讲述了该教学团队在课程建设中的主要措施。其次,张学学教授引出四个问题,并围绕这四个问题开展了讲解,给出解答。1 、绪论课的教学;2 、教学方法和内容的合理安排,以非稳态导热为例;3 、对流换热的主要模型应该如何来讲; 4 、如何把实际工程中的传热问题带入到课堂教学中。最后,姜培学教授讲解了《公式推导和基本关联式应该怎么讲?》、《32学时的传热学应该讲哪些内容?》。

通过观看视频,有如下几点体会:

1)要注重教学与科研相结合

视频中姜培学教授讲到,清华大学热能工程系传热学教学团队在讲授《传热学》课程时,注意将鲜活的科研和工程实例引入课堂,引入传热学相关领域的最新发展和现代科学技术问题,激发学生的学习兴趣。张学学教授就以“载人飞船座舱内空气对流换热的地面模拟”课题为例,讲述了如何把科研工作中和工业生产中的传热学问题带到教学过程中。从课题来源和课题目的讲起,结合相似分析理论讲述了如何克服重力场的影响如何克服自然对流的影响,保证地面试验时座舱内的空气对流换热与太空分析的相似或完全相同,并给出了误差分析。姜培学教授还提到,作为传热学补充,甚至为本科生开设了选修课《高新科技中的传热学与应用》。上述教学方法,均是将科研工作中和工业中的传热学问题带入到传热学教学,一方面可以启发学生学习传热学的兴趣,另一方法可以使同学认识到运用传热学的一些理论可以解决现代高新技术领域中的一些传热的瓶颈问题。让学生认识到,学习传热学是有用的。

我个人的主要课题方向是超临界水堆的流动换热,属于微小尺度的热点问题。在传热学授课过程中,可以有选择性地将其引入至课堂教学中。

2)可适当地调整部分教学内容

一方面,涉及教学内容的讲解次序。以非稳态导热问题为例,在杨世铭和陶文铨编著的第四版传热学教材中,关于非稳态导热问题的安排是:首先给出非稳态导热的基本概念包括两个基本阶段,然后结合毕渥数的定义给出集中参数法及其求解,最后介绍无限大平板和半无限大平板的分析解。张学学教授建议在讲解非稳态导热这部分时,在介绍完非稳态导热的两个阶段之后,首先来讲非稳态导热的一般求解,然后再讲特殊情况的求解即集中参数法求解。不一定完全按照教材给出的顺序。采用由一般推出特殊的思路。

另一部分,涉及教学内容的侧重点判断。应该抓住教学内容的重点,层次分明,同时需要根据学生的普遍理论水平明确讲解的深入程度和外延范围。张学学教授提出,在讲解对流换热问题时,要重点讲授一下数学模型。对流换热数学模型要用到流体力学的知识。通过个人的教学经验,课堂教学时提问在流体力学的学习中,它的速度场有几个数学模型?有极个别的同学可以回答出来,表明学生学习流体力学时这方面知识学习地不够深入。不必要详细推导,但要说明微分方程是根据什么原理推导出来的。对流换热微分方程的数学模型应该介绍速度场和温度场的数学模型,包括连续性方程、动量微分方程和能量守恒方程。其中,能量微分方程是根据微元体的能量守恒推导得到的。能量微分方程是建立温度场和速度场之间的关系,并且用到了传热学的知识,因此在高学时传热学课程中应该讲解能量微分方程的推导。姜培学教授同样指出推导能量微分方程的必要性。可以看出,对流换热数学模型的讲解在传热学授课时是必要的,特别是在高学时传热学的教学当中。

3)应适当引入图例或引申论据,丰富学生视觉,避免学生乏味

传热学对流换热问题的求解部分,涉及大量的经验关联式。仅仅机械地讲解不同的传热关联式,往往会使学生感觉乏味。姜培学教授指出,可以补充实验关联式提出之后,后续的研究学者根据实际传热问题对实验关联式的适用性严重和误差分析,使学生可以更加多角度地了解传热关联式,能够在一定程度上减少讲述对流关联式时的乏味性。

4)要善于灵活运用传热基本机理来解决具体问题

在完成传热学学习后,要求学生不仅要掌握其中的重要概念、基本机理以及传热学问题的求解,同时要求学生能够灵活运用传热学知识。因此,在讲授时要注意抛出问题,引导学生学习灵活运用。引用张学学教授提出的例子说明如下:为什么对流换热的温度场与流体的速度场有关?可以从对流换热的基本概念来分析。对流换热是两种基本方式共同作用的结果,一种是热传导,一种是热对流。热对流即流体由一处运动到另外一处所携带的热量的多少,产生的热量传递。那么流体由一处运动到另外一处,运动的快慢即跟速度场有关。

综上,通过此次传热学在线培训,确实从有丰富经验的老教师身上学到了很多。在以后传热学授课过程中,会尝试地采用能够拿来用的,以达到良好的效果。