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熱學實驗總結范文1
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118（2012）-06-000-02
傳熱學是一門研究熱量傳遞規律的科學，它所涉及的領域非常廣泛。特別是在能源動力、航空航天、建筑節能、材料冶金、機械制造、交通運輸、化工制藥、生物工程等領域更是蘊藏著大量的傳熱問題，形成了如相變與多相流傳熱、微尺度傳熱、生物傳熱、超常傳熱等傳熱學的多個學科分支[1-3]。
傳熱學課程是我校飛行器動力工程專業設置的專業基礎課程，飛行器動力工程是動力工程與航空院校的結合，通過專業課程的學習，該專業學生要求可以對發動機的總體性能分析、總體與部件設計、故障分析等。傳熱學本身也是一門與各工程領域關系密切、應用性極強的專業課程。它植根于大量的工程實際之中，也必須服務于工程實際。本論文結合該專業工程實際情況，結合在傳熱學的教學過程中的幾點講課體會，把傳熱學比較枯燥的理論與學生的已有知識和感興趣的實踐聯系起來，在實際教學中取得了令人滿意的效果。
一、精心授課，提高教學質量
當前科技發展的速度日新月異，傳熱學方面的理論更加如此。但是我們的教學內容與這些新理論嚴重脫節，這在傳熱學實驗方面尤為嚴重。同時部分同學認為傳熱學的實用性不強，對掌握專業技術幫助不大。因此導致大學傳熱學教學的受重視程度大大降低。這就需要把傳熱學知識與學生具體的專業應用及日常生活應用結合起來，提高同學們對該專業課程的學習興趣。
在講課時，我們要做到以下幾點：第一，重點突出。根據教學要求，結合學生的專業需要，抓住重點，講透概念，不斷深化；第二，理論聯系實際。在理論學習的同時，列舉實際生活與生產中的應用實例，加深學生的印象，提高學生的學習興趣。積極地引導學生對傳熱學、傳熱現象進行深人的思考。進行現代傳熱學的重要實驗，大提高學生學習的積極性。
充分利用網絡資源，結合飛行器動力工程專業，詳細講解傳熱學在飛行器發動機方面的應用。例如，在講到三種換熱方式及計算方式的環節，加入目前飛機發動機用到的幾種冷卻方式：輻射冷卻，燒蝕冷卻，膜冷卻，再生冷卻及發汗冷卻等。同時著重講解目前研究的前沿領域：再生冷卻技術[4]。該過程同時涵蓋了三種換熱方式，如圖1，包括燃油與壁面的對流換熱，壁面的熱傳導，由于發動機溫度較高，換熱方式同時還包括輻射換熱。收集相關實物圖片，如圖2所示，讓同學對其冷卻過程及相關的計算方法有直觀而深刻的認識和掌握。
把日常生活中的應用實例代入的傳熱學的教學課堂里，讓同學們了解到傳熱學應用的廣泛性。例如，引入CPU芯片中的散熱過程[5]，圖3是一典型的臺式計算機中的CPU散熱器的圖。在芯片內核內，電能轉換成熱能，發熱升溫，熱量通過內核與金屬外殼接觸導熱，傳到金屬外殼，熱量通過金屬外殼與散熱器上的導熱板的接觸導熱傳到導熱板，在導熱板內熱量以導熱方式擴散傳播到導熱板上的肋片根處，在肋片內，熱量以導熱方式傳播到肋片表面，風扇驅動空氣流經肋片表面，熱量最后以對流傳熱方式從肋片表面傳到空氣中。整個過程包括有：導熱過程（其中多數是接觸導熱），空氣對流傳熱過程。
圖4所示的是采用有熱管的筆記本計算機中CPU散熱器，熱量從導熱板傳到肋片，是通過熱管傳輸，中間還有兩處接觸導熱，在熱管內，有蒸發傳熱和冷凝傳熱過程。
另外還有水冷式CPU散熱器，熱量從導熱板傳輸到肋片，經由兩處管內液體強迫對流傳熱，還有肋片與水管之間的接觸傳熱。將CPU散熱過程分解成若干個傳熱過程，分別分析研究每個傳熱過程的機理，目的是將傳熱學知識與實際日常生活及工程應用相結合，使同學們認識到傳熱學的實際應用，提高同學們學習傳熱學的興趣，加深對傳熱學知識的掌握。
此外，利用多媒體教學時，為避免產生視覺疲勞，可以增加幻燈片的生動活潑性，適當設置一些動畫效果。在放映多媒體課件時，要注意恰當控制好教學節奏，使得課件播放進程與學生的思維節奏同步合拍。
二、增加英文教學內容
培養具有全球化視野和國際交流能力的高素質專業人才是我國經濟社會發展融入世界的需要。而傳熱學的基本概念很多來源于一些英文原著的翻譯，在教學過程中，適當添加一些英文原文，一方面加深同學們對概念的理解，調節學生學習的緊張氛圍，另一方面，增加同學們對專業詞匯的掌握。同時，有利于學生在課外查找一些相關的外文文獻，拓寬學生學習思路。對于提高教學質量、培養高素質的復合型人才具有很重要的意義。例如，引入傳熱的概念的英文介紹：Heat transfer：Thermal energy (heat): refers to the energy transported from one system to another as a result of difference temperature (%=T)。引入對流換熱英文：Convective heat transfer。層流和湍流邊界層：Laminar and turbulent boundary layers等。
三、注重課內教學與課外教學的有機結合
（一）建立教學信息中心。在教學信息中心，介紹傳熱學的歷史與發展前景、最新理論的跟蹤以及傳熱學的科普知識，讓學生對傳熱學有充分的認識。
（二）采取設立選修課的手段，開辟“傳熱象探索園地”，讓有興趣的學生進行傳熱現象的深入探討和研究。
（三）開設課外專題講座。課外專題講座也是提高學生興趣的有效途徑。它不僅讓學生有機會接觸傳熱學的前沿，更深人地了解傳熱學的發展動向，激發他們的興趣及投身傳熱學研究的志向。
（四）要求學生通過各種方式收集信息，撰寫傳熱學原理的應用論文，作為平時作業。通過這個途徑拓寬學生的知識面。
四、理論與實驗相結合，構建先進的傳熱學實驗教學體系
傳熱學是一門實驗學科，傳熱學的一切原理和定律都是從生產的實踐和科學實驗中總結出來的，反之又經受生產的檢驗并推動其發展。因此，必須注重傳熱教學中理論學習與實驗探索的結合。在傳熱實驗教學方面，在預備性實驗、基礎性實驗、設計性實驗和綜合性實驗的基礎上可以引入模擬演示實驗。
通過預備性實驗為理論的學習打好基礎，通過基礎性實驗來驗證一些傳熱規律，從而使學生對這些傳熱學原理和規律有一個感性的認識。但由行器換熱實驗設備價格及操作條件的限制，發動機換熱實驗作為動手實驗實行比較困難，考慮到該專業的性質要求，可以在課堂上增加演示實驗，例如，模擬渦輪旋轉葉片冷卻通道換熱實驗，模擬氣流平行于旋轉軸方向的流動和氣流垂直于旋轉軸方向向外流及向內流等三種情況，基本概括冷卻系統的全貌。通過演示實驗，讓學生直觀認識到發動機渦輪葉片冷卻過程。
此外，實驗室應該建設成為自主型、開放式的實驗室，讓學生能夠根據自己的興趣愛好去進行傳熱現象的探索，充分培養學生對傳熱學的興趣。
五、加強中青年教師實踐鍛煉
目前大批高學歷的青年教師正在成為各高校講臺上的主力軍，他們正在成為我國高教戰線的棟梁。但也不可否認，長期的學校學習，嚴重缺乏工程實踐。同時，青年教師工作后，忙于應付各種日常工作，實踐環節進修的機會非常少，因而也不可能向學生傳播工程實踐知識。部分教師、特別是面臨職稱評聘的中青年教師對上課采取應付的態度，課余不鉆研教學法，上課時拿本教科書照本宣科，不能激發學生的學習熱情，使教學質量下降[6]。
為改變這種狀況，可以采用青年教師下工程現場或實驗室工作半年到一年、青年教師與老教師結對、定期進行教學法研究活動等。同時對教師的考核制度應作相應的變動，使青年教師愿在提高教學質量和增加實踐經歷上花費較多的精力。
六、結論
綜上所述，隨著傳熱學學科的不斷發展，教學內容的不斷增多，“傳熱學”教學改革勢在必行。只有全方位的教學改革，教師綜合素質的不斷提高，教材和教學方法的不斷創新，才能鞏固大學傳熱學的基礎地位，使學生學完大學傳熱學之后，思維能力和解決實際問題的能力有顯著的提高，為今后的專業課程和社會實踐活動奠定堅實的基礎。
參考文獻：
[1]楊世銘,陶文銓.傳熱學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]戴鍋生.傳熱學(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]王厚華.傳熱學[M].重慶:重慶大學出版社,2006.
[4]蔣勁.超燃沖壓發動機燃燒室再生冷卻研究[D].西北工業大學,2006,(6).
熱學實驗總結范文2
［關鍵詞］CFD傳熱學教學改革
［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）06-0119-02
引言
傳熱學課程是湖南城市學院建筑環境與能源應用工程專業的一門重要的專業基礎課，也是我校重點建設的課程。由于傳熱學課程的知識點多，課時在教學改革的推進中又不斷被壓縮，在這個矛盾中，學生們常感覺對知識點的學習不夠深入，有許多問題想進一步進行深究卻無法實現，導致教學質量有所下降。作為教師應當如何高效地利用課堂時間提高教學質量，使學生們能夠真正掌握該門課程所需要掌握的知識點，為以后專業課的學習打好基礎，是當前傳熱學進行教學改革的重點及難點。要解決以上矛盾問題就必須提高學習效率，筆者認為將目前常用的計算機輔助手段引入傳熱學教學將有效解決這一矛盾現象。
計算流體動力學CFD技術是利用質量守恒，牛頓第二定律和能量守恒這三大定律的最基本形式，即積分方程或者偏微分方程轉換成離散代數形式，然后求解代數方程得到離散的空間或時間上的流程數值，從而揭示其物理特性和規律的一門學科，目前已成為十分熱門的研究領域，目前已廣泛應用于換熱器流固熱耦合三維流場仿真、電子設備熱設計、通風空調設計、多種翅片管換熱及流動特性模擬、多孔介質區域流動模擬、建筑風場模擬、復雜幾何結構氣動外流場模擬等許多工程領域。目前已有部分高校教師嘗試將CFD技術應用到 “傳熱學”的教學中，該教學方法能夠將各種課堂上學習的傳熱現象在屏幕上生動、形象地通過CFD軟件模擬，對于穩態問題，可以通過計算結果的云圖方式表示出來，對于非穩態問題，可以以動態變化的動畫形式表示出來。通過模擬畫面與基礎理論知識進行對比，能夠加深學生對相應知識的理解，另外，計算機模擬又能十分靈活地改變各種參數，參數變化后能得到不同的結果，這也能激發學生的學習興趣，提高教學效果。
一、教學內容和方法的改革
在學習傳熱學的過程中，大部分學生都反映傳熱學基礎理論比較晦澀難懂，特別是講到對流傳熱部分，大篇幅內容都是講經驗公式，讓學生印象不深。作為老師在課堂上沒有具體動態地將傳熱現象講授給學生，容易造成傳熱學理論知識學習無法與工程實踐相結合，對于傳熱學這樣實踐性較強的專業基礎課，該現象需要盡快轉變。傳統的教學把實踐部分的教學放在實驗室中，但是由于學校實驗經費、實驗條件以及實驗課時等問題約束，使得實驗教學無法滿足學生們的需要，比如實驗室的器材無法給每個學生都能動手的機會，導致許多實驗都成為演示性的實驗，理論與實際不能相結合的問題突出。僅使用傳統的教學方法講授傳熱學課程，其教學效果無法得到保障，而該學科在本專業中十分重要，對傳熱學知識的掌握程度將直接影響其他相關專業課程的學習。
CFD技術與傳熱學教學相結合是解決上述問題的捷徑，傳熱學中的一些傳熱過程是可以通過CFD軟件在課堂上進行簡單的演示性模擬的，特別是對一些在實驗室環境難以實現的實驗，更能體現出計算機模擬的優勢。而且模擬過程以及結果都以彩色畫面在屏幕上展示出來，很直觀，能增強學生對傳熱過程的感性認識。在課堂上也能傳授一部分CFD軟件的應用入門知識，學生們掌握一定的應用基礎知識后也能獨立地動手來模擬甚至探索書本以外的傳熱現象，如果在這個過程中遇到難題也更愿意探索深究其中的原因，如此良性循環不但能增加課堂生動性，提高每位學生的學習積極性，同時也得到了最佳的教學效果。
二、教學手段的改進
（一）多媒體教學
目前在課堂上應用最為廣泛的是PPT，其特點是形象、生動、容易制作，但對于建筑環境與設備工程專業這樣的工科專業而言，更重要的是理論與實踐相結合，PPT在直觀性方面還有待加強。而與實踐沒有緊密聯系的教學方法必然與當前學校教育改革的精神相背離，也與大學教育的本質相沖突。在這種情況下多媒體教學的改革勢在必行，筆者認為教學手段除了多媒體PPT教學外應該加入一部分CFD軟件的模擬教學內容。例如在導熱問題數值解法基礎一章中，如果按照教材中所提示的，在課堂中用PPT演示區域與時間的離散化，就會相當抽象，對于初次接觸導熱問題數值解法的學生們來說比較晦澀難懂，但是如果引入CFD技術，比如通過fluent軟件中的前處理軟件gambit對某一生活中常見的物體進行網格的劃分，就能生動形象地解釋離散的含義，有利于學生們對課堂知識的理解。
（二）雙語教學
在課堂中，特別是課件中應引入雙語教學。一方面，要了解傳熱學的最新的研究進展必須查閱外文期刊、國際會議論文集以及相關領域國際知名研究人員的研究報告，如果在該領域進行研究，無論是參加國際會議還是撰寫科技文章，都需要用到專業英語，因此在課堂中學習相關的專業英語是十分必要的；另一方面，各類CFD軟件都是英文界面的，掌握好專業英語對CFD軟件的理解也能提供很好的幫助，以FLUENT軟件為例，該軟件為全英文的，目前也有許多該軟件的教材，教材的形式往往是以實例教學為主。在這些教材中，對實例中的操作進行了詳細的講解，而對于專業英語學得好的學生，其中各種參數的設置含義將十分清晰，學習效果也將事半功倍，而如果專業英語不太好，對于參數設置半知半解，學習完這些教程也沒有理解其實質，往往事倍功半。學生如果想自學該軟件也必須學好專業英語。
三、實踐教學環節的改革
除了課堂上，傳熱學教學中另一個重要的部分就是實踐教學環節，充分利用實踐教學環節加深學生們對所學知識的掌握并提升其創新能力，是教學改革的一項重要任務。
傳統的實踐教學以實驗為主，這一點作為實踐教學的根本，必須繼續加強，一方面積極推進學校實驗裝置的建設，把硬件設備建設好是學生進行創新性研究的基礎。另外，作為實驗的補充，將CFD技術引入實踐教學環節也是十分可行的，CFD技術引入實踐教學后能提高實踐教學的深度和廣度，而且該技術在以后的學習工作中都將有用武之地。在設計CFD實驗中，可以通過設定不同的條件，來保證學生們的題目都不相同，都必須進行獨立思考，避免了互相抄襲的現象。同時CFD試驗帶有更多的不確定性，一個設定條件的改變都能影響最后模擬的結果，這勢必會帶來課下更多的學習探討，開拓了學生的思維，不光在課堂上聽老師講解，更要自己動腦學習，除了掌握所學知識，更能培養學生創新能力。
四、總結
將CFD技術引入“傳熱學”課堂教學中，通過CFD軟件強大的圖形顯示功能，使學生更易于理解和掌握課程中的基本理論，能有效解決課程教學中的一些難于講解的問題，提高多媒體課堂教學水平。在實踐教學環節中增加CFD試驗部分，提高了實踐教學的深度和廣度，為傳熱學教學改革開辟了一條新途徑。
［參考文獻］
［1］陶文銓.數值傳熱學［M］.西安:西安交通大學出版社,2001.
［2］鄧權威,劉欣華.CFD在本科教學中的應用―以傳熱學為例［J］.當代教育論壇,2009,（10）.
［3］李雪梅，黃麗芳，李金成．傳熱學課程教學改革的探討與實踐［J］．石油教育，2004，（3）．
［4］劉彥豐，粱秀俊，高正陽，等．關于傳熱學課程創新教育綜合改革的探討［J］．中國電力教育，2002，（4）．
［5］溫正,石良臣,任毅如.FLUENT流體計算應用教程［M］.北京:清華大學出版社,2009.
熱學實驗總結范文3
關鍵詞：傳熱學；民族大學生；案例教學
中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）19-0039-02“傳熱學”是研究由溫差所引起的熱量傳遞規律的科學，[1]是熱動專業學生的一門重要的專業基礎課，是聯系基礎課和專業課的橋梁和紐帶。傳熱學在生產技術領域的應用十分廣泛，在能源動力、化工、材料、機械、電氣、建筑、交通以及航空航天等領域中存在大量的熱量傳遞問題。傳熱學的理論體系日臻完善，內容不斷得到充實及改進，已成為現代科技中充滿活力的主要基礎學科之一。本課程在民族大學生能力培養和知識結構體系中起著承前啟后的作用。因此，如何完善這門課程的課堂教學，使民族大學生成為有用人才是一個嚴肅的問題。筆者將結合近幾年在“傳熱學”教研中的經驗，談談在“傳熱學”在民族大學生教學中的一些認識。
一、民族大學生的學習情況
從學習的主體——民族大學生入手考慮問題，具體包括如下幾個方面：
1.民族大學生基礎薄弱
根據新疆大學新生入學成績統計，2009級到2011級入學的熱動民族大學生高考平均分為450分左右。學生基礎不好，學習起來難度就很大，也就沒有信心，要在熱動行業有所作為就要多努力。
2.民族大學生學習習慣
民族大學生語言能力很強，有一名維族女學生會八種語言。但是，一名合格的工科大學生不僅僅要會語言，更重要的是要懂工程技術。然而，他們的學習習慣非常不好，比如上課不注意聽講、不做筆記、課下很少看書、不認真做作業、實驗課上不專心、考前背課本、很少做題等。作為工科學生，不做題很難取得好成績，因此就導致基礎課尤其是數學課、流體力學也包括傳熱學不及格率很高。老師時刻提醒他們如何聽課、如何學習，以改變不良的習慣及作風，使其養成良好的學習習慣。
3.民族大學生學習興趣
民族大學生愛歌舞，但是，一提到學習就無精打采，這就是問題關鍵所在：沒有學習興趣。因此，這就需要老師多去鼓勵他們，給他們自信心，讓民族大學生對學習感興趣，真正成為學習的主角。
對民族大學生學習情況有所了解之后，如何讓民族大學生在薄弱基礎上，養成良好的學習習慣，讓他們真正成為學習的主角，那么就需要結合“傳熱學”提出具體教學指導思想，進一步探討民族大學生“傳熱學”的教學方法。
二、“傳熱學”的教學指導思想
“傳熱學”課程的內容主要包括：導熱、對流傳熱、輻射傳熱以及傳熱過程和換熱。該課程連貫性和系統性較差，表現為基本概念繁多、公式紊亂、重點分散等，不利于學生的理解和記憶。[2]那么，如何學好“傳熱學”，其教學指導思想又是什么呢？中國古語說：“授人以魚，三餐之需；授人以漁，終生之用?！币虼?，課堂教學的指導思想應是以知識傳授為載體，[3]通過本課程的教學，民族大學生全面掌握傳熱學的基本規律，深刻理解導熱、對流傳熱、輻射傳熱、傳熱過程和換熱器以及傳質學等知識體系，并關注在工程實際中的應用，努力培養民族大學生應用傳熱學理論，發現、分析并解決實際問題的能力。
要想使民族大學生學好傳熱學，首先應了解他們是怎么想的，知道他們的優點和缺點，區別于漢族同學，最重要的還是提高他們的學習興趣，將課堂教學的主體由教師轉移到學生，[4]讓他們成為學習的主角，這就需要授課老師做好教學的“互動”。課堂教學師生互動的過程，教師要多觀察學生的課堂表現，不要急于講知識，要讓學生參與進來，真正讓學生變被動學習為主動。目前，國內外的教育工作者提出了很多的教學方法，總結起來這些教學方法應該說都從某些方面體現教學“互動”讓學生成為學習的主角的思想。
三、“傳熱學”教學方法
“傳熱學”是熱動專業重要的專業基礎課，也是重要的技術課。其主要任務是通過多種教學環節，運用各種教學手段和方法，使學生理解掌握傳熱學的基本概念、基本原理及基本計算方法；培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，以及實驗動手技能，為后繼課程的學習、從事工程技術工作、科學研究以及開拓新技術領域，打下堅實的理論基礎。
傳統的教學方式仍然是“填鴨式”，德國教育家第斯多惠說過“教育的藝術不在于傳授本領，而在于激勵喚醒”?！疤铠喪健苯虒W如果灌輸得好，學生受益，但是大部分時候，學生只能消極被動地適應課程和適應老師。這種以大綱、教材、教參為主線的傳統教學觀念及做法，嚴重束縛了學生的全面發展。因此，現代教育理念是把學生、教師、教材、教育為四大要素加以合理地結合，對舊的教育體系重新調整，將“填鴨”轉變為“問題解決及能力培養”，強調師生的合作精神，注重學生的個性培養以及個人能力的全面發展。
下面筆者將結合新疆大學熱動專業的民族大學生談談傳熱學的課堂教學的一些方法。
1.做好筆記，加強學習效果
要求學生在上課時做好學習筆記，將解決問題的思路、方法、重點、學習心得及存在的問題等認真做好記錄，以加強學習效果，便于檢查復習，并且要硬性要求，與最后成績考評直接掛鉤。實踐表明做一些硬性要求是必要的，有助于民族大學生的教學。
熱學實驗總結范文4
關鍵詞：傳熱學；任務教學法；課程設計
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0044-02
傳熱學是一門研究由溫差引起的熱量傳遞規律的科學，是現代科學技術中最重要的基礎學科之一，它不僅是能源動力、交通運輸、石油化工等專業本科生的一門重要專業基礎課，而且在機械、電子、土木、航天航空和輕紡食品等工程技術領域里的應用也十分廣泛。目前大連海洋大學（以下簡稱“我校”）該課程體系是由理論、實驗、實習和課程設計四個環節所組成。其中傳熱學課程設計這個教學環節是緊接在傳熱學課程理論教學之后進行的一個綜合性實踐教學環節，也是學生綜合運用傳熱學、換熱器設計以及相關先修課程知識，聯系實際生產和日常生活，以完成以某一特定設計任務為主的一次工程設計實踐環節（包括自行完成主體設備的選型計算、材料選擇及內部結構設計、工藝計算及主要尺寸設計，主要附屬設備的選型設計，主體設備總圖的繪制等，同時還要綜合考慮制造成本、加工工藝難度、維護保養等因素）。因此，該課程設計在整個課程體系教學改革中的地位十分重要。[1-3]
一、傳熱學課程設計的現狀與改革方向
目前高校的課程設計大多數是依附于理論課程而開設的，與理論教學同步并在授課計劃范圍內完成，通常課程設計的過程往往是學生仿照教師的設計過程和設計指導書上的步驟來進行。因此課程設計的核心主要是指導教師，學生按教師預先給定好的設計流程進行，被動地接受設計方案，喪失了主動參與課程設計的積極性和熱情，而且在設計中發生問題也不能及時反饋。這樣的結果，將大大降低學生的動手能力、分析和解決問題的能力，更談不上對學生工程素質的培養了。
隨著對培養工程素質人才的需求和對傳統課程設計教學模式改革的呼聲越來越高，一種“以學生為中心”的教學理念即“任務學習法”越來越受到教育工作者的重視。這種教學模式主要是體現“任務導向”和“學生主體、教師主導”的教學原則，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，甚至于交流合作的能力，這同樣也是當前培養知識、能力、素質綜合發展的工程型人才的改革方向。[4，5]
二、基于任務型教學法的課程設計改革原則
為了將任務教學法成功而高效地運用于傳熱學課程設計這一實踐教學環節，在改革之前必須制訂某些行之有效的原則作為指導，以便使其更好地發揮功用?？紤]到任務型教學法是一種以任務為核心單位計劃和組織教學的途徑，它強調在“做中學”，不僅吸收了以往多種教學方法的優點，而且和其他的教學方法并不排斥。因此，筆者在教學改革實施過程中根據此教學方法的特點提出了以下的課程設計原則。[6]
1.將較難的任務前置
大量的研究結果表明，學生在整個學習過程中的精力是有限的。根據筆者多年指導課程設計的教學經驗，發現學生往往在學習過程的前半階段思想最為活躍，精力也最為充沛。因此，在給定課程設計任務后，教師應有意識地把那些理論性強、需要花費大量精力才能掌握的較難的任務環節放在課程設計的前半階段，例如對換熱器的選型計算部分。這不僅僅是因為這些較難的學習任務往往更具有冒險性和創新性，而且這樣的設置可以極大地激發學生的學習興趣和好奇心，從實際教學反饋效果來看教學效果良好，也更有利于教師靈活地推動整個課程設計教學流程的進行。
2.將安靜的教學任務前置
激烈的教學活動能讓學生的大腦興奮，特別是在課程設計的后半階段，學生往往會感覺到疲憊，這個時候如果再進行安靜的教學活動，學生的大腦就會處于一種抑制狀態，從而影響整個課程設計的教學效果。因此，為了保證學生處于科學、合理的學習狀態，指導教師應當把相對較為安靜的教學任務安排在課程設計的前半階段。
3.將整個課程設計連貫化
根據任務型教學法的指導思想，任務的設計是實施任務型教學法的關鍵和前提。因此，在課程設計正式開始之前，教師應指導每名學生根據分配的相關參數獨立構建設計項目，每一項目均設計任務若干，在任務設計的過程中考慮行業發展、企業需求的實際情況，同時把傳熱學作為基礎技能貫穿于任務環中，讓學生提前對任務環的大體框架有一個較為清晰的了解。同時以任務為核心單位計劃和組織教學，在“教中做”，在“做中學”，通過一系列的集體活動或個人活動來開展課程設計，最后對所涉及的全部教學內容進行整合并總結。總之，每一個教學環節都應該緊密相連，從教學設計角度保證課程設計的連貫性，并讓學生能夠獲得最佳的學習效果。
三、課程設計的具體改革步驟
1.改革課程設計的教學大綱
課程設計中的教學目標和任務都是依據教學大綱提出的，而教學大綱中所提出的相關教學要求和教學任務就是開展課程設計的指揮棒，其作用不言而喻。顯然，大綱中的這些目標和要求應該能夠體現任務教學法的任務設計思想。
通過傳熱學課程設計這一實踐環節，應該讓學生掌握換熱器設備設計的基本程序和方法，熟悉查閱技術資料、國家技術標準的途徑，正確地選用公式和數據，加強工程計算和CAD繪圖能力，初步形成工程優化意識，并能運用簡潔的文字和工程語言正確表述設計思想和結果，從而培養學生的工程能力和創新能力。筆者在總結以往教改經驗的基礎上，將教學大綱作為前任務階段進行改革，根據行業的發展趨勢以及學生日后就業的企業需求，為每名學生都構建了不同的設計項目，引導學生自主地參與到任務設計環節中來。當學生對自身任務有了較為明確的認知后，就可以進入任務環階段了。
2.課程設計題目的設定
在任務環階段需要學生采用各種方法和手段去完成任務要求。如何能讓學生從課程設計中既學到有用的知識和技能，同時又符合傳熱學課程設計的教學要求，這是課程設計題目設定的最根本原則?？紤]到傳熱學課程設計最多一般也就兩周的時間，同時受各種條件的限制，學生到現場測量考察換熱器實物的可能性很小。如果設置的課程設計題目過大過深，學生可能會沒有時間深入研究任務而只是忙于完成形式上的設計報告。因此，在設計題目的設定上，指導書中會盡量選取學生在學校和日常生活中能接觸到的常見換熱器類型，同時做到每名學生的初始設計參數都不一樣，從而培養學生自主設計的獨立工作意識。[7]
3.教學環境的改革
傳統的課程設計教學環境已經不能很好地適應新形勢下的課程設計教學要求。任務教學法就是要以學生為中心，創新教學模式和教學方法，建立以學生為主體、教師為主導的教學模式，通過組建課程設計小組，激發學生學習興趣，引導學生通過組內分工、信息資源共享、技術難題攻關、組內討論、組外交流等多種方式參與到教師的各個教學環節中去，鼓勵每一名學生發揮自身特點，積極參與到設計團隊的任務中，充分利用學生主觀能動性，師生共同營造一個輕松熱烈的教學環境。
基于以往的課程設計教學經驗，采用靈活的情景式教學比較有利于任務教學法的開展，同時適當結合CDIO（構思、設計、實現、運作）模式等先進教學方法，展開對設計任務的團隊討論及研究模式，注重原理和應用相結合，強化以工程實例為載體的案例教學，將課程設計與工程體系有機結合，強化綜合設計和工程實踐訓練。同時開展專題討論，強化能力的培養。教學中增加一些專題討論、工程案例、工程項目研究報告，有助于培養學生分析、解決問題的能力，創新意識和創新能力。
4.評價與考核方式的改革
從學生的長遠發展來看，對學生的評價與考核不過是激勵他們不斷學習和進步的一種手段。既然實踐環節的教學目的是側重提高學生的動手實踐能力，那么其評價考核方式就應與傳統的理論教學有所區別，針對任務教學法更應如此。
由于任務教學法是以任務作為教學的主線，以學生實踐作為中心，以老師作為輔導。因此，在考核方式上也應以學生為主體，以設計任務完成的質量作為考核依據，而不再以最終的課程設計報告作為終結性評價指標。每個學生作為個體既是自己任務的設計者，也是其他同學的“同行”，可以對其他同學的設計進行評價打分，因為學生在一起共同完成課程設計任務的同時，對彼此平時的表現也是最為了解的，這樣可以提升評價考核的公平性與透明度，有效促進學生們的學習積極性。
四、結束語
總而言之，任務教學法有效地打破了傳統的教學模式，最大限度地發揮了學生學習的積極性和主動性，不僅符合新形勢下對高素質工程技術人才培養的需要，同時在教學實踐中也取得了良好的教學效果。在教學中，教師要不斷地總結實際經驗，運用任務教學法，實現傳熱學課程設計教學效果的不斷提高。
參考文獻：
[1]楊世銘，陶文銓.傳熱學[M].第四版.北京：高等教育處出版社，
2006.
[2]于靖博，董麗娜， 趙蘭英.《工程熱力學與傳熱學》課程教學改革與實踐[J].廣州化工，2013，（11）.
[3]顧麗莉，張登峰， 趙文波，等.關于化工原理課程設計的幾點思考[A].2013年創新教育學術會議（CCE2013）論文集[C].2013.
[4]金華.運用任務驅動教學法的思考和實踐[J].新課程（教研），
2010，（11）.
[5]李廣華，李華彥， 于靖博，等.“傳熱學”課程實踐性教學環節的探索[J].中國電力教育，2010，（13）.
熱學實驗總結范文5
石蠟作為相變儲能材料具有相變焓高、相變溫度范圍廣、價格低等優點，但其較低的導熱系數限制了它的傳熱性能。本研究使用兩種不同相變溫度的石蠟復合，以得到更廣泛的使用溫度范圍；同時通過加入石墨提高材料的導熱速率。通過差示掃描量熱法測試復合后的相變溫度和相變焓。
關鍵詞：石蠟；復合；石墨；相變材料； 相變焓
復合相變材料是充分利用各類相變材料的優點，克服相變溫度過低或者過高的缺點，或者相變過程中形變過大的缺陷等，通過將多種材料復合的方法合成具有特定相變溫度和較高相變焓的復合材料[1]。石蠟作為提煉石油的副產品，來源豐富，價格便宜，無毒且無腐蝕性。但石蠟因導熱性能較差在石蠟類儲熱相變材料中加入其它導熱率高的物質，使之成為具有高導熱率的新型復合相變材料，常見的方法有：石蠟與金屬材料的復合[2]。石蠟與石墨的復合[3]。石蠟與交聯樹脂高分子的復合[4]。
本文采用熔融共混法將不同熔點的石蠟進行復合，同時加入石墨以改善導熱速率。通過差示掃描量熱法測試復合后的相變溫度和相變焓。
1、材料制備
1.1 原料
本實驗選取兩種不同熔點的石蠟做相變材料，分別為石蠟80（熔點為80°）和石蠟100（熔點為100°）。原材料來自中國石油化工股份有限公司。選用細度為10000目的石墨，來自青島金來石墨有限公司。
1.2 制備過程
1.2.1 主要設備
本實驗的主要設備有電爐、石棉網、電子秤、燒杯、玻璃棒。
1.2.2 制備過程
本實驗的具體制備方法采用熔融共混法，是將石蠟與石墨以一定的質量比在較高溫度下熔解攪拌，使兩種材料均勻混合，然后降溫冷卻。
（1）用電子秤分別稱取石蠟80（2份，各5g）、石蠟110（2份，各5g）
（2）將石棉網放電爐上，打開電爐；
（3）取一份石蠟80和和石蠟110倒入1號燒杯，用電爐對燒杯進行加熱，同時用玻璃棒緩慢攪拌，直到熔融；
（4）停止加熱，直至復合物冷卻凝固，由此得到復合石蠟，即樣品3。
（5）再取一份石蠟80和和石蠟110倒入2號燒杯，用電爐對燒杯進行加熱，用玻璃棒緩慢攪拌，直到熔融；
（6）再往加熱的燒杯加入0.2g石墨，快速攪拌，讓石蠟與石墨充分融合；
（7）停止加熱，直至復合物冷卻凝固，得到樣品4；
（8）實驗結束。
1.3 石蠟/石墨復合相變材料形態表征
制成的復合物石蠟80/石蠟110和石蠟80/石蠟110/石墨用數碼相機拍攝得到如圖1和圖2所示。
圖1 石蠟80/石蠟110圖2 石蠟80/石蠟110/石墨
Fig 1 Paraffin 80/ Paraffin 110Fig 2 Paraffin 80/ Paraffin 110/ Graphite
從圖中可看出，復合物表觀透亮、均勻，說明熔合均勻，已制備出符合預期的復合相變材料。
2.熱學性能測試
利用差示掃描量熱儀對4個樣品的熱學性能進行研究，即石蠟80（樣品1）、石蠟110（樣品2）、石蠟80/石蠟110（樣品3）、石蠟80/石蠟110/石墨（樣品4）。
每一個樣品的測試量為8～10mg，測試溫度從0～300℃，升溫速率10℃/min。本實驗的測試過程是將樣品裝入標準鋁坩堝，然后放入DSC測試儀器中。先從室溫升溫至300℃保溫然后自然降溫至室溫，就完成一次測試，得到DSC曲線。4個試樣的DSC測試結果顯示在圖3中。我們將其熱學指標總結在表1中。
從表1中可以看出，相較于石蠟的相變溫度，石蠟和石墨復合而成的相變材料相變溫度變化不大。石蠟80的的相變焓為167.6j/g，石蠟110的相變焓為168.0j/g，石蠟80/石蠟110的相變焓為173.5j/g，石蠟80/石蠟110/石墨的相變焓為172.3j/g。對比相變焓的變化，石蠟/石墨復合相變材料有所變化，但變化很小，說明復合相變材料具有較大的蓄熱能力，對單位質量石蠟的蓄熱能力影響很小。
3.結論
本論文經過實驗設計和分析測試，順利完成了預定的各項研究工作，制備得到石蠟/石墨復合相變材料，提高了傳熱性能。驗證了石蠟/石墨復合相變材料仍然具有石蠟相變焓高、儲熱能力強的特點。
[參考文獻]
[1]楊樹，葉瑩.聚乙二醇/聚丙烯定形相變材料的制備及表征[J].紡織學報，2013，34（7）.
[2]KHAN M A，ROHATGI P K.Numerical solution to a moving boundar pmblem in a composite medium[J].Numerica1 Heat Transfer，1994，25：209-221.
[3]MEHLING H，HIEBLER S，ZIEGLER F.Latent Heat Storage Using a PCM-Graphite Composite Material[M].Stuttgart，Germlly：TERRASTOCK，2000.
[4]YE Hong，GE Xueshi.Preparation of polyethylene-paraffin compound as a form-stable solid-liquid pbase change material[J]. Solar Energy Materials&Solar Cells，2000，64：37-44.
熱學實驗總結范文6
關鍵詞 熱力學第一定律 熱力學第一定律 卡諾定理
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.04.039
Teaching of the First Law of Thermodynamics and
the Second Law of Thermodynamics
WU Hequan， XIE Wenhong
（College of Automative and Mechanical Engineering，
Changsha University of Science & Technology， Changsha， Hu'nan 410114）
Abstract Details of the emergence and development of the first law of thermodynamics， the second law of thermodynamics and the linkages between them. Further understanding of the process of teaching the knowledge of thermodynamics has played a good role in promoting， improving the quality of teaching.
Key words First Law of Thermodynamics; Second Law of Thermodynamics; Carnot theorem
0 引言
“工程熱力學及傳熱學”課程是主要研究熱能與機械能互相轉換以及熱量傳遞規律的一門學科。“工程熱力學及傳熱學”圍繞能量轉換與傳遞這一主線，是對工程熱力學及傳熱學兩個研究方向的綜合。其特點是涉及內容廣，知識點多，主要包括熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力過程計算、傳熱學的基本概念、換熱器熱計算等。它在社會生活中的應用是非常廣泛的，在很多領域包括現代工業、農業、交通運輸和國防建設等。雖然熱機發展一百多年，已經非常完善，很多熱力學理論已經在實踐中得到了應用。但是在面對如今國際社會能源短缺、環境污染等問題中，推進熱力學的研究，提高能源的利用效率是解決這些問題的一個關鍵。而熱力學第一和第二定律是熱力學基礎，學好并掌握這些基本理論，才能更好地研究熱能傳遞和轉換的規律并把它轉化成實際成果應用到社會生產生活之中。
1 熱力學第一定律概述
熱力學第一定律實質是能量守恒定律在熱現象上的應用。能量守恒定律可以表示為：自然界的一切物質都具有能量，能量有多種不同的表現形式，可以從一種形式轉化為另外一種形式，也可以從一個物體傳遞給另外的物體，在轉化和傳遞過程能量保持不變。熱力學第一定律則可以表述為：熱可以變為功，功也可以變為熱;當一定量的熱消失時，必產生等量的功;消耗一定量的功時，必產生與之相應數量的熱。表達式為： = +。熱力學第一定律否認了能量的無中生有，正因為如此那種不需要任何動力和燃料就能持續做功的第一類永動機只能是幻想。
能量轉換與守恒定律首先是從力學中以“活力守恒”的形式提出來的。系統吸熱，內能應增加;外界對系統做功，內能也增加。若系統既吸熱，外界又對系統做功，則內能增加等于這兩者之和。熱力學第一定律就是能量轉化和守恒定律。十九世紀中期，在長期生產實踐和大量科學實驗的基礎上，它才以科學定律的形式被確立起來。著名物理學笛卡爾在1644年就提出了“運動守恒”的概念，隨后德國數學家萊布尼茲引入了“活力”的概念，意大利物理學家伽利略研究斜面問題和擺的運動，斯蒂芬研究杠桿定理。伯努利的流體運動方程實際上就是流體運動中的機械能守恒定律，1834年愛爾蘭物理學家哈密頓《論動力學的普遍方法》，提出了哈密頓原理。至此能量守恒定律及其應用已經成為力學中的基本內容，為能量守恒定律的建立準備了條件。1841～1843年，德國科學家邁克爾和英文物理學家焦耳提出了熱能與機械能相互轉換的觀點，為熱力學第一定律的建立奠定了基礎。
熱力學第一定律的確立，突破了人們關于物質運動的機械觀念的范圍，從本質上表明了各種物質運動形式之間相互轉換的可能性，說明運動形式相互轉換的能力也是不滅的，是物質本身固有的。
2 熱力學第二定律
熱力學第一定律說明了熱能是可以轉換的，可以由熱能轉換成機械能，也可以由機械能轉換成熱能，而且能量不會消失。但是如果僅僅只是這樣，那有很多現象是解釋不了的。比如一輛小車給它一定動能，讓它在路上行駛，走了一段路程后，由于小車和路面有摩擦，小車速度逐漸減小，最后停止。原來的動能全部轉化為摩擦產生的熱能，然而反過來，這些熱能能還給小車，再重新讓它動起來嗎？再比如一個燒紅了的鍛件，放在空氣中便會慢慢冷卻。顯然，熱能從鍛件散發到周圍環境中了;周圍環境獲得的能量等于鍛件放出的熱量。反過來，這個已經冷卻了的鍛件能從周圍環境中收回那部分散失的熱量，重新赤熱起來嗎？這樣的過程都不違反熱力學第一定律。然而，經驗告訴我們，這是不可能的。
所以在熱能轉換為機械能這一問題中，除了要遵循熱力學第一定律，還要滿足其它約束條件。這就是熱力學第二定律的研究內容。熱力學第二定律的實質就是指出了一切自然過程的不可逆性，也就是說自然界中的過程具有方向性。過程總是自發地朝著一定的方向進行。機械能總是自發地轉變為熱能;熱量總是自發地從高溫物體傳向低溫物體等等。這些自發過程的反向過程（稱為非自發過程）是不會自發進行的。這種不可逆的過程可以用熵來描述。自然界的一切自發過程都是朝著熵增大的方向進行的。只有可逆過程，系統的熵保持不變。這就是熵增原理，這是熱力學第二定律的其中一種表述方式。
在熱力學第二定律告訴我們能量轉化具有方向性。即機械能可以百分之百的轉化為熱能，但熱能轉化為機械能的效率不可能達到百分之百。那么熱機的效率最高能達到多少呢？1824年，法國工程師卡諾提出了一種熱效率最高的循環――卡諾循環。它包括兩個等溫過程和兩個絕熱過程。如果把高溫熱源的溫度記為，低溫熱源的溫度記為，通過熱力學計算可以得到卡諾循環的熱效率表達式 = /。當高溫熱源的溫度足夠高，而低溫熱源的溫度足夠低的時候，卡諾循環的熱效率理論上可以無限的接近1，因此可以說卡諾循環的熱效率最高。從中可以得出以下結論：（1）卡諾循環的熱效率只決定于高溫熱源和低溫熱源的溫度，也就是工質吸熱和放熱時的溫度;（2）增大，減少，可以提高卡諾循環的熱效率;（3）卡諾循環的熱效率只能小于1，不能可能等于1。因高溫熱源的溫度不能等于無窮大，低溫熱源的溫度也不可能等于零。這就表明熱能不可能全部轉變為機械能;（4）當 = 時，卡諾循環的熱效率為零。這表明，在沒有溫差存在的熱力系統中，熱能不可能轉變為機械能?；蛘哒f，單熱源的熱機，即第二類永動機是不可能造成的。
在卡諾定理的基礎上，人們總結出了熱力學第二定律的兩種主要表述方式?？藙谛匏拐f法：熱量不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。開爾文說法：不可能從單一熱源取熱使之完全變成有用功而不產生其它任何他影響。它們都說明了自發過程的不可逆性，可以證明這兩種表述方式是等價的。那種設想把海洋或空氣當作單一熱源，從中吸收熱量并完全轉化為有用功的第二類永動機是不可能實現的。
熱力學第二定律的意義實際已經遠遠超出了熱機熱效率的范疇，它指出了自然過程進行的方向性，說明了能量品質的高低。
3 結語
熱力學第一定律和熱力學第二定律是人們在日常社會生產實踐中總結出來的普遍規律，它們被許多實驗和具體實踐證明是正確的。熱力學第一定律和熱力學第二定律的建立，奠定了工程熱力學與傳熱學的理論基礎，也徹底了永動機的幻想。大學生在學習熱力學第一定律和熱力學第二定律時應該理解它的內容，實質，掌握它的重點和難點。了解熱力學第一定律和熱力學第二定律的發展過程，要學會自我歸納總結，做到獨立思考。教師應該把精力放在提高熱力學第一定律和熱力學第二定律的教學深度以及加強實踐應用上。熱力學第一定律和熱力學第二定律是自然界的普遍法則，蘊含了大道理，驗證了辯證唯物主義思想，所以教師應該把事物發展的科學道理在這一章充分展現出來。熱力學第一定律和熱力學第二定律是“工程熱力學及傳熱學”課程的重要內容，也是理工科學生必須掌握的基本知識，因此對它們進行深入研究有利于提高課程的教學質量。相信對熱力學第一定律和熱力學第二定律的研究一定會推動社會的進一步發展。
基金項目：長沙理工大學教改課題項目
參考文獻
[1] 李岳林，劉志強，武和全.工程熱力學與傳熱學[M].北京：人民交通出版社，2013.
[2] 沈維道，童鈞耕.工程熱力學[M].北京：高等教育出版社，2007.
