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案例选登 | 《传热学》课程思政的设计与实践

能源院孔凡红 中南大学教师教学发展中心 2022-06-09


一.课程简介



《传热学》是能源科学与工程学院的三大专业基础课之一,是学生的必修课,在专业知识结构中是至关重要。通过本课程的学习,学生能理解和把握热量传递的基本方式及机理,掌握传热增强与削弱的原理及应用方法,并对换热器有初步的认识。为后续专业课程学习打下必要的基础。







二、在线教学设计思路



SPOC异步课程(中国大学MOOC+慕课堂)、腾讯QQ。课前,有针对性的要求学生学习MOOC视频,上课前十分钟QQ群发布本节课知识导图、本节课目标及提问清单;课上通过慕课堂小练习和课上提问的方式巩固课前知识,腾讯视频直播授课在理清课程思路的基础上以重难点和课堂习题为主;下课后视频直播答疑。课后整理讨论答案上传慕课堂、小测试和章节作业等。






三、课程思政案例分享



1

案例名称

肋片导热的理论基础

2

教学目标

了解肋片特点及其节能原理,建立节能思想(课程思政目标);掌握肋片的传热特点;熟悉肋效率和肋面总效率及其影响因素。通过本节课的学习,进一步深度构建学生传热学思维,培养学生分析传热学问题的能力。

3

教学内容的组织及时间安排

4

教案设计

巩固课前学习知识:

提问自学清单、慕课堂发布小测试:


课程导入(包含课程思政)

以制冷循环的蒸发器、冷凝器为例分析增加肋片的目的和效果;通过太阳能集热器,分析世界能源危机和可再生能源的利用;换热器越来越小,换热效率越来越高与肋片的加入和不断的改良有很大的关系,肋片的发展过程反映的学科重要发展方向。培养学生的节能思想和专业责任感。


肋片导热数学描述的建立

导热微分方程:重点讲解1.二维降一维的过程:热阻分析法,2. 导热微分方程的建立:虚拟内热源法和能量平衡法。

边界条件:重点讲解第三类到第二类边界条件的简化过程。


肋片导热解析解的分析

引入过于温度后直接给出解析解,重点对解析解进行分析和应用。这部分内容以引导性提问+讲解为主。


肋片截面导热量:

重点辨析肋片导热量和表面对流换热量的关系。


肋效率和肋面总效率

重点讲解为什么要引进肋效率?引进肋效率有什么意义?及肋效率和肋面总效率的大小关系?(定性分析)


肋片换热的影响因素分析

通过换热量公式和肋面总效率分析肋片传热的影响因素:肋片个数、肋厚、肋片导热系数、肋高和肋侧对流换热系数,重点分析讲解后面四个。


深度辨析:在其他条件不变的条件下,过余温度曲线的不同分布能反向反应那些参数的相对大小!


肋片的选用

理论上+工程上


肋片换热的工程计算方法

着重介绍肋效率查图法


出门测


  • 本节内容小结及本节目标









通过课程思政,引入学科前沿知识,吸引大家的兴趣点。









本节重点


复习能量平衡法


提问:肋端实际是第几类边界条件?


慕课堂发布讨论题1
























提问:过余温度与对流换热温差是什么关系?







提问:温度分布是哪根曲线,为什么?





引导性提问:肋片截面到热量和肋片表面散热量什么关系?


慕课堂发布小测试,检测本章关于热流量和热流密度的掌握情况。


讲解节能思想(课程思政)

引导性提问:肋效率和肋面总效率哪个大?


本节难点,以直播讲解为主


引导学生分析方法的灵活应用,并时刻谨记分析的前提条件


慕课堂发布讨论题2


提问: 1.哪条对流换热系数更大?慕课堂发布讨论题3


提问:通过公式的对比,若想加肋片增强换热的条件是什么?










考察学生本节课难点的掌握情况








四、师生对教学效果的感受




学生反应效果良好, 94%的同学觉得教学资源针对性强,互补性高,教学工具使用方便(包括34%非常喜欢);85%的同学喜欢老师的学习安排(包括25%非常喜欢);约30%的同学觉得对于网上学习课前和课后的学习要求很好, 59%的同学觉得可以适应,有助于督促学习。








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中国大学MOOC+慕课堂,能够及时在线反馈学生学习效果,便于教师掌握学生线下的学习动态;课前提问及小练习能够更好的促进学生自学和预习,达到更好的学习效果;课上要注重启发引导的提问,带动学生思考,使学生不因空间的距离而远离课堂,以提高课堂的凝聚力。下课紧跟直播在线答疑,不让学生带着疑问下课,能够增强学生的学习积极性和学习兴趣;本节课目标,应用“了解”“掌握”“熟悉”“熟练应用”等不同程度词有助于学生的学习有的放矢。课前发布思维导图、课后要求学生完善细节,更有利于学生建立所学内容的清晰逻辑关系。








END ●


文案 | 能源科学与工程学院 孔凡红

编辑 | 曾劲标

审核 | 金一粟




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