传热学实验创新能力培养的探索与实践.docx

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1、传热学实验创新能力培养的探索与实践 摘 要 传热学试验是热能与动力工程等多个专业的重要实践教学环节，改革传热学试验教学过程，培育学生创新实力，构建创新性的传热学试验教学体系对于提高本科教学质量、培育创新性人才具有重要的意义。提出调整本科培育方案，将传热学试验开设为一门独立的课程，在此基础上提出优化传热学试验教学内容，调整试验教学体系的详细方案，结合开放性试验室的管理模式和试验考核与嘉奖等实施方法，增加传热学试验教学效果，对于本科试验教学过程创新实力培育进行新的尝试和探究。 关键词 传热学试验教学；热能与动力工程；开放性试验室 中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1673-4

2、89X（2022）18-0144-02 1 引言 传热学是一门试验探讨和理论分析亲密结合的学科1，课程内容上具有基本概念性强且抽象、基本规律和公式多、基本应用广泛的特点。该门课程是中国石油高校（北京）热能动力工程和油气储运工程、石油工程、平安工程以及机电工程等专业的一门特别重要的专业基础课程。传热学试验是课程教学中一个特别重要的环节，通过传热学试验能提高学生对热量传递规律的感性相识，巩固并加深对理论的理解。传热学试验对于提高学生的创新实力和对学问的综合应用实力，提高学生解决实际工程问题的实力，发挥着极其重要的作用2。如何通过改革传热学试验教学过程对学生进行创新实力的培育，是从事传热学试验教学的

3、老师须要仔细面对的课题。 目前，中国石油高校（北京）热能与动力工程试验室开放了六个传热学试验项目，它们分别是“常功率平面热源法同时测定绝热材料的导热系数和导温系数”“球体法测量粒状材料的导热系数”“空气横掠单圆管平均换热系数的测定”“空气纵掠平板时局部对流换热系数的测定试验”“中温法向辐射时物体黑度的比较法测定试验”“横管表面空气自然对流换热试验”。这些试验项目面对热能与动力工程、油气储运工程、平安工程等专业的本科生，受众面比较大。改革传热学试验教学过程，培育学生创新实力，构建创新性的传热学试验教学体系，对于提高本科教学质量、培育创新性人才具有重要的意义。 2 传统传热学试验教学模式的弊端 传

4、热学试验学时受限 传统的传热学试验学时是传热学总学时的一部分，为了不挤掉过多的理论课学时，保证理论课的授课效果，试验学时往往比较少。以热能与动力工程专业为例，其传热学中的试验学时只有六个，老师只能选取三个试验项目为学生开设，试验资源没有得到充分利用。另外，试验部分的成果只占传热学总成果的10%，许多学生因此对试验课的重视程度不够，上课主动性并不高。 教学项目内容陈旧 教学试验内容大多是理论教学中的理论或定律的验证，综合性、探讨性、设计性的试验项目比例不足，学生的思维限制于相应的理论课程，缺乏试验以及工程实际的联系。这种模式大大限制了学生的思维，不能适应学生创新实力的培育，学生的主动性和创建性大

5、打折扣。 教学形式呆板 传统试验教学过程中，从试验前打算到试验原理、试验步骤的讲解，四平八稳，详尽之至，学生只是被动地根据试验要求和操作步骤进行。这种教学模式下学生的学习完全是被动的，不能将理论课学习的学问转化为实际实力，更无法培育学生的创新思维和实际动手实力。另外，由于试验设备台套数有限，一般几个学生共同完成一组试验，学生实际动手的机会较少，工程实践实力的熬炼就更不足。 试验与各专业的工程实际相分别 中国石油高校（北京）的传热学试验项目不仅面对热能与动力工程，还面对油气储运工程、平安工程等专业的本科生。每个专业的学生的专业背景不同，传热学理论应用的工程领域不同。而传统的传热学试验课只是根据统

6、一的试验教学大纲绽开教学，不能因专业而异，学生普遍反映枯燥，教学效果比较差，学生不能获得更多跟自己专业有关的传热学方面的实践实力。 考核方式不合理 首先，传统培育安排中，传热学试验成果只占传热学总成果的10%，部分看法不仔细的学生不会因为试验成果低而重修，因此对试验课的重视程度不够，主动性较差。其次，由于实践教学的考核很难像理论课一样有标准的试卷、标准的答案，学生成果大部分从试验报告评判，对于学生的动手实力也只能凭印象给分。这种考核方式缺乏科学的标准，学生在参与试验教学时缺乏主动性和主动性。 3 传热学试验教改方案的探究与实践 调整本科生培育方案和教学大纲 在中国石油高校（北京）新修订的培育安

7、排和教学大纲中，传热学试验已经作为一门独立的必修课程提出。传热学试验针对不同的专业可以开设812学时的试验课，并针对不同的专业培育目标，制定不同的教学大纲，开设不同的试验项目。本课程不能及格的学生必需进行重修。调整培育方案后，学生对传热学试验的重视程度和主动性明显提高。 针对调整后的传热学试验课程，编写传热学试验教材，除了针对试验项目的具体介绍外，还围绕本科生创新试验的方法与思路、传热学创新性试验的特点与思索等内容绽开，结合几个详细的传热学创新型试验项目，对传热学创新性试验的特点和实施方法进行具体论述，有利于提高学生的创新试验实力和技能。 优化试验教学内容，调整试验教学体系 优化原有的试验教学

8、体系，变更传统的试验教学内容，加大综合性、探讨性试验项目的比例，在原有试验内容的基础上进行改进和创新，增加学生自主设计试验的比例，给学生创建良好的试验创新平台，突出综合实力和创新实力的培育。 传统的试验教学中，以热能与动力工程专业传热学试验课为例，试验学时为六个，涉及五个试验项目，分别是“球体法测量粒状材料导热系数试验”“常功率平面热源法同时测定绝热材料的导热系数和导温系数”“空气横掠单圆管平均换热系数的测定”“空气纵掠平板时局部对流换热系数的测定试验”“中温法向辐射时物体黑度的比较法测定试验”。其中关于导热的试验两个，对流的试验两个，辐射的试验一个。由于学时数有限，传统试验教学中要求学生选做

9、一个导热的试验、一个对流的试验，辐射的试验必做。传统的试验教学中，以上五个项目都是偏验证性的试验，缺少综合性和探讨性的内容，指导书内容死板，不能突出学生综合实力和创新实力的培育。 针对以上不足，重新设计传热学试验教学内容和方案，增加综合性、探讨性试验内容，实现多层次试验教学。 1）在导热方面的试验中，常功率平面热源法测定绝热材料的导热系数和导温系数试验的特点是操作比较困难，但测量时间比较短，课堂内容不够饱满，试验台中的测试件更换便利，试验项目可以添加设计性和探讨性的内容。将传统的综合性试验常功率平面热源法同时测定绝热材料的导热系数和导温系数改为探讨型试验，试验课前提前两周给学生提出探讨试验的内

10、容，主题为利用常功率平面热源法测定专业领域内常用的保温材料的导热系数和导温系数，要求学生通过试验指导书提前了解试验台的原理和组成，学生自行提出试验目的并设计试验方案，调研和搜集本专业领域常用的保温材料，根据自行设计的试验方案进行试验，最终撰写一篇探讨性试验报告。 这种方式有利于提高学生试验的自主性和主动性，并使得试验学时内教学内容饱满，加强了试验和学科专业工程领域的联系，学生的创新性思维、设计实力、动手实力也得到了提高和训练。 2）依据试验台的特点，可以将对流换热系数测定试验作为探讨性试验项目。要求学生完成不同管束的对流换热系数的测定试验，并对管束的布置方式、管径大小对对流换热系数的影响进行分

11、析。 通过以上调整，探讨性试验比例有所提高，形成了探讨型、综合型、演示型多层次的试验教学体系，并加强了试验和学科专业工程领域的联系，学生学习的自主性和主动性得到改善，学生的创新实力和动手实力得到提高。 建设开放式试验信息平台与试验室 在每学期初，将本学期开放性试验的项目内容、时间、地点放在学校信息平台上供学生学习和自主选择时间。为满意开放性试验教学的要求，增加了横管表面自然对流换热试验台等试验设备，可供学有余力的学生课外选择进行。加强科技创新平台建设，购买稳压电源、热电偶、电位器、电流表、电压表、导线等基础试验元件，为本科生科技创新建立良好的平台。同时完善开放式试验室管理制度，建立健全开放式试

12、验室运行模式，制定开放式试验室考核评价标准。 改革试验考核方法 在试验考核中不再简洁地看试验数据是否精确，试验操作是否正确，要充分激励学生发挥自学实力、应用实力、创新实力，对探讨性的试验实行答辩的方式展示自己的探讨结果和设计思路，并对老师和其他学生的提问进行回答，给同学更多展示自己创新思维的机会和平台，综合多方面的评价给出最终的成果。这不仅提高了学生学习的主动性和主动性，而且可以获得较好的教学效果。 4 结语 综上所述，在传热学试验教学中就如何培育学生的创新实力进行新的探究和尝试，提出调整培育方案，优化传热学试验教学内容，调整试验教学体系的详细方案，结合开放性试验室的管理模式和试验考核与嘉奖等实施方法，增加传热学试验教学效果。 参考文献 1杨世铭，陶文铨.传热学M.4版.北京：高等教化出版社，2022. 2侴爱辉，冯妍卉，张欣欣，等.传热学多层次、创新性试验教学模式的探讨J.中国现代教化技术与装备，2022， 7（5）：115-117. 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页