熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程教學(xué)方法探討

顏蘇芊++趙陽(yáng)

摘要：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)平臺(tái)課程，結(jié)合授課實(shí)踐，積極研究教學(xué)方法，合理組織教學(xué)內(nèi)容，探討運(yùn)用多媒體技術(shù)的教學(xué)手段和調(diào)查問(wèn)卷，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。通過(guò)組織學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃訓(xùn)練項(xiàng)目等實(shí)踐活動(dòng)，著重討論在創(chuàng)新實(shí)踐性思維下嘗試展開(kāi)的教學(xué)方法以及取得的效果和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：熱質(zhì)交換；教學(xué)改革；多媒體；調(diào)查問(wèn)卷；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題

中圖分類(lèi)號(hào)：G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10052909（2015）05008304

熱質(zhì)交換原理與設(shè)備是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)理論課，主要包括熱質(zhì)交換原理和熱質(zhì)交換設(shè)備兩大部分，起著連接專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的紐帶作用。課程涉及面較廣、理論性強(qiáng)、難度較大，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒，影響教學(xué)效果[1]。因此，授課教師必須在深入掌握課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，積極研究教學(xué)方法，不斷改進(jìn)授課方式及內(nèi)容。筆者根據(jù)熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程的實(shí)踐與體會(huì)，結(jié)合課程特點(diǎn)，采用課堂教學(xué)與課外實(shí)踐相結(jié)合的方式對(duì)授課進(jìn)行了改革，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)，尤其是實(shí)際操作在課程學(xué)習(xí)中的重要性。將所開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)成綜合性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)課外實(shí)踐鞏固課堂所授知識(shí)并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性[2]。 文章介紹了熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路及具體做法，闡述了在培養(yǎng)創(chuàng)新型高等專(zhuān)業(yè)人才的過(guò)程中，課堂教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，著重提出了講練學(xué)與課題實(shí)踐的綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)中的重要地位。基于創(chuàng)新教育的理念，提出若干教學(xué)改革的設(shè)想，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐與探索，總結(jié)出教好、學(xué)好該課程的有效方法。

一、深刻領(lǐng)悟課程體系，科學(xué)組織教學(xué)內(nèi)容

熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程由原理和設(shè)備兩大塊構(gòu)成，包括傳質(zhì)的理論基礎(chǔ)、傳熱傳質(zhì)問(wèn)題的分析和計(jì)算、空氣熱濕處理途徑、吸收和吸附處理空氣的原理與方法、熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算等內(nèi)容。

在講授時(shí)首先回顧流體力學(xué)、傳熱學(xué)中動(dòng)量傳遞、熱量傳遞的相關(guān)概念和基本定律，讓學(xué)生建立起三種傳遞現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，帶著類(lèi)比的思路學(xué)習(xí)質(zhì)量傳遞的相關(guān)理論，

理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

課程原理部分內(nèi)容復(fù)雜，公式繁多，也是該課程學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。例如熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算可選取典型的設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，在每一步驟中貫穿其原則和公式，并提出存在的問(wèn)題或局限性，引導(dǎo)學(xué)生作優(yōu)化思考。

此外，還要盡量拓展課程的教學(xué)廣度、深度和前瞻性，以適應(yīng)新時(shí)代對(duì)人才的要求。該課程涉及面廣，內(nèi)容繁復(fù)，需要著重從傳熱傳質(zhì)角度分析和認(rèn)識(shí)建筑物的熱濕環(huán)境、散熱器的熱工性能等問(wèn)題，結(jié)合教師的研究方向，使學(xué)生在全面了解熱質(zhì)課程的基礎(chǔ)上，對(duì)熱質(zhì)環(huán)境有明確的認(rèn)識(shí)和理解，從而掌握利用課程相關(guān)知識(shí)分析實(shí)際現(xiàn)象的科學(xué)手段和方法[3]。

高等建筑教育

2015年第24卷第5期

顏蘇芊，等 熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程教學(xué)方法研討

二、充分利用多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效果

多媒體技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)提供了新的手段。采用多媒體課件教學(xué)能大大提高課堂教學(xué)信息量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，既保證了課程的教學(xué)質(zhì)量，又大大提高了教學(xué)效率。該課程有相當(dāng)一部分教學(xué)內(nèi)容采用了多媒體課件教學(xué)，比如涉及大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱質(zhì)交換設(shè)備，僅采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難幫助學(xué)生了解這些設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過(guò)播放這些設(shè)備工作原理及流程的三維動(dòng)畫(huà)，豐富課堂內(nèi)容，讓學(xué)生廣泛地了解了專(zhuān)業(yè)工程實(shí)際問(wèn)題，形象、直觀地了解設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝流程，從而有效保證教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)[4]。但是需要注意的是，在使用多媒體時(shí)應(yīng)注意板式與其有效結(jié)合，在推導(dǎo)復(fù)雜的公式和補(bǔ)充課外內(nèi)容時(shí)一定要采取板書(shū)形式，強(qiáng)化學(xué)生的理解力和教學(xué)效果。

三、利用問(wèn)卷及時(shí)反饋信息

為真實(shí)了解課程的教授情況，利用調(diào)查問(wèn)卷反饋各類(lèi)信息。問(wèn)卷調(diào)查涉及 “教”與“學(xué)”兩大內(nèi)容，在教的層面主要從知識(shí)的闡述、問(wèn)題的引導(dǎo)、習(xí)題的訓(xùn)練等方面展開(kāi)，在學(xué)的層面主要是調(diào)查學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受、熟悉和掌握程度，以及課程的難易程度等。抽選了兩個(gè)年級(jí)的全部208名學(xué)生展開(kāi)調(diào)查，共發(fā)放問(wèn)卷208份，其中有效問(wèn)卷193份，學(xué)生參與積極性較高。有效問(wèn)卷能實(shí)事求是地反映

課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，反映學(xué)生對(duì)課程教學(xué)改革的意見(jiàn)和建議。學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查表定量分析如下表。

問(wèn)卷可以看出，學(xué)生對(duì)課程重要性的認(rèn)識(shí)不夠，主要原因是學(xué)生對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題陌生，理論與實(shí)際聯(lián)系不夠密切。由于傳熱傳質(zhì)理論抽象且邏輯思維縝密，難以在較短時(shí)間培養(yǎng)出來(lái)，因此

造成學(xué)生學(xué)習(xí)難度加大，學(xué)習(xí)興趣降低。為了完成機(jī)械式的課程任務(wù)，學(xué)生不得不堅(jiān)持聽(tīng)課，課下自學(xué)，有問(wèn)題看書(shū)自學(xué)、找老師答疑或者詢(xún)問(wèn)同學(xué)。學(xué)生認(rèn)為教與學(xué)的方法協(xié)調(diào)對(duì)課程的學(xué)習(xí)有幫助，所以教師要不斷與學(xué)生溝通，不斷總結(jié)和改進(jìn)教學(xué)方法，指導(dǎo)學(xué)生采用合理的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。通過(guò)回訪發(fā)現(xiàn)：在實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)相結(jié)合的問(wèn)題上，學(xué)生更愿意動(dòng)手實(shí)踐，愿意親手驗(yàn)證所學(xué)的基礎(chǔ)理論，喜歡具有挑戰(zhàn)的創(chuàng)新型課題。這也對(duì)指導(dǎo)教師的課外拓展提出了更高要求。

問(wèn)卷還對(duì)課程今后的教學(xué)改進(jìn)作了提問(wèn)，如：“課程教與學(xué)的成功之處有哪些”，“本課程教與學(xué)應(yīng)如何改進(jìn)”，“你認(rèn)為本課程理論與實(shí)踐的結(jié)合度如何”，“你對(duì)多媒體教學(xué)的看法”等。從統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來(lái)看，學(xué)生能認(rèn)識(shí)到課程的重要性，并且渴望更多地接觸真實(shí)的暖通空調(diào)各類(lèi)設(shè)備，因此在課堂教學(xué)中應(yīng)盡

可能多做演示實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生深入實(shí)驗(yàn)室觀摩各種儀器和設(shè)備，激發(fā)學(xué)生的想象力和科學(xué)思維，以及創(chuàng)新能力。

四、建立創(chuàng)新實(shí)踐型教育思維

教學(xué)工作是大學(xué)培育人才的生命線，是教師的本職工作，而科研是一所大學(xué)活力的源泉，是教師各方面工作得以提升的動(dòng)力。要成為一名稱(chēng)職的高校教師，必須首先是一位學(xué)者、研究者，只有做好研究才能成為更優(yōu)秀的老師。作為理工科專(zhuān)業(yè)的教師，應(yīng)該走出校園，多與企業(yè)對(duì)接搞科研，帶著科研反哺教學(xué)，將企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的鮮活知識(shí)移植到課堂里。多年來(lái)，筆者

將用工廠里拍攝到的空調(diào)設(shè)備及其場(chǎng)景，試驗(yàn)、測(cè)試的掠影融入課堂展示給學(xué)生，通過(guò)互動(dòng)解答，讓課堂增色，使學(xué)生能夠深入淺出地理解課本內(nèi)容，建立起對(duì)空調(diào)設(shè)備及空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的興趣。通過(guò)對(duì)實(shí)際工廠、超市、辦公大樓案例的思考，讓學(xué)生自己提出新的建筑熱濕環(huán)境改進(jìn)方案和建議。此外，要與本科生、研究生保持良好的師生關(guān)系，在教師的課題及實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建和改造工作中，多創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，讓他們了解一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方法，推進(jìn)課程體系實(shí)踐工作，挖掘多種方法和手段充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

五、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)踐和推廣

（一） 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的要求

創(chuàng)新是國(guó)家發(fā)展的不竭動(dòng)力，提高自主創(chuàng)新能力成為我國(guó)近年來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略，這極大程度上刺激著科技的高速發(fā)展。培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)心理、創(chuàng)業(yè)素質(zhì)與能力的大學(xué)生是教師的職責(zé)，所以本著培養(yǎng)新時(shí)代高素質(zhì)且專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)過(guò)硬的創(chuàng)新型暖通空調(diào)行業(yè)新人才的目的，學(xué)校認(rèn)真開(kāi)展了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生通過(guò)訓(xùn)練得到鍛煉和啟發(fā)[5]。

（二）大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)踐

在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目的支持下，充分利用學(xué)校蒸發(fā)冷卻學(xué)科優(yōu)勢(shì)和研究條件，帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)參觀各類(lèi)換熱設(shè)備，分析各類(lèi)設(shè)備的性能特點(diǎn)，回顧

基礎(chǔ)概念和原理，強(qiáng)化記憶和認(rèn)識(shí)。通過(guò)課題訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生了解學(xué)科前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)科研素養(yǎng)，啟發(fā)創(chuàng)新思維，提高實(shí)踐動(dòng)手能力。

帶領(lǐng)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“紡織廠空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能潛力的研究”，讓學(xué)生切身認(rèn)識(shí)紡織廠空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀，并對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)行測(cè)試分析，了解噴水室的熱工計(jì)算、噴嘴的選型、水泵的選型、噴水壓力的調(diào)試形成

對(duì)噴水室熱質(zhì)交換設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識(shí)和對(duì)設(shè)備基本性能參數(shù)的基本把握。經(jīng)過(guò)分析、對(duì)比紡織廠空調(diào)系統(tǒng)，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)只要認(rèn)真鉆研，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力是巨大的，從而激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)一種科學(xué)的思維習(xí)慣，圖1、2為學(xué)生在紡織廠進(jìn)行測(cè)試的圖片。

（三）大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目在教學(xué)上的推廣

受各方面條件和時(shí)間的限制，在課程中學(xué)生難以全面了解所有相關(guān)的暖通設(shè)備和系統(tǒng)，因此，將大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目研究成果《紡織企業(yè)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施》中的相關(guān)傳熱傳質(zhì)理論[6]及實(shí)踐經(jīng)歷在課堂上進(jìn)行宣講，使更多的學(xué)生深受感染，萌生興趣并積極參與到教師的課題或?qū)嶒?yàn)臺(tái)的搭建中來(lái)，以豐富的實(shí)踐活動(dòng)和學(xué)科競(jìng)賽促使學(xué)生形成對(duì)專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)和研究氛圍，

培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需要。

六、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合教學(xué)過(guò)程提出了熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的一些思路，對(duì)該課程教學(xué)方法進(jìn)行探討。筆者認(rèn)為應(yīng)盡可能營(yíng)造認(rèn)真學(xué)習(xí)的課堂氛圍，組織學(xué)生參與教師的課題及實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建和改造工作，開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行一定的科學(xué)研究。此外，努力在學(xué)生中營(yíng)造科研氛圍，將課堂教學(xué)與課外實(shí)踐結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高等專(zhuān)業(yè)人才。參考文獻(xiàn)：

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