科研促教学—传热学课程教学优化探究
贾明正孙悦马雪芹
摘要：传热学主要研究热量传递的规律，所涉及到的知识在能源、汽车、化工等领域有着广泛的应用。为了更好的优化教学效果，本文主要从科研融入教学、学生参与科研两个方面来优化教学，为传热学课程教学改革提供参考。
关键词：传热学教学科研优化
高校教师的主要工作是教学和科研，虽然对于高校教师来说，教学和科研工作都有自己的规律和侧重点。但实际上，教学与科研必须紧密结合，形成互动，才能更好的促进其共同发展。一方面，教学为科研明确方向，成为科研成果交流讨论的平台；另一方面，科学研究可以促进教学。如果没有扎实的科研基础和深厚的科研背景，没有长期科研工作积累的经验和成果，教學质量就无法保证。因此，教学与科研相辅相成，相互影响，密不可分，相互促进。
传热学是能源与动力工程专业的一门专业基础课，所涉及到的知识在许多工程技术领域有着广泛的应用。主要研究内容是由温差引起的热量传递的规律[1]，在教学过程中需要对经典理论、公式推导和例题进行讲解。本文结合传热学的教学经验，探索科研促教学的具体途径，通过对课程的进一步优化，提高传热学课程的教学效果。
1科研对于传热学教学的重要性
知识的更新可以促进能源与动力工程专业的发展，传热学作为能源与动力工程专业的一门专业基础课程，学生是否能掌握该门课程的知识点，是后续专业课程的能否学好，毕业设计能否做好的关键，同时也为毕业后进入发动机、换热器、制冷等行业打下一定的理论基础，这就要求授课教师既要认真研究课本中的内容，又要持续通过科研创新追踪课程前沿，持续更新自己的专业知识，将科研创新与课程结合起来，将科研成果融入教学，这样做可以对教学效果起到良好的促进作用。
2将科研成果融入课堂教学，增强学生学习积极性
传热学所学内容是换热器、发动机、动力电池冷却系统、保温隔热等研究的基础知识。因此，在传热学授课过程中，可以通过增加所讲知识对应的最新研究内容，来对教学内容进行优化，下面通过几个实例来阐述。
热辐射是传热学的重要内容，所讲内容主要包括热辐射定律、热辐射特性及计算等。基尔霍夫定律、兰贝特定律等都是黑体热辐射的重要定律，蒋晓熙[2]等通过应用基尔霍夫定律、兰贝特定律等定律探究了房屋结构、材料发射率对地暖的影响，那么在对黑体辐射相关定律进行讲解过程中，就可以把上述研究融入进去，让学生知道所学内容在科学研究中的应用。遮热板是用于削弱辐射传热的薄板，为了更好的讲解其原理和应用，在教学过程中可以把最新的科研成果融入其中。例如，王其良[3]等提出一种内置遮热板的新型高温集热管，并且对比分析了有无遮热板的两种真空集热管的性能，发现在给定工况条件下，有遮热板的集热管在集热温度高于285℃时辐射热损小。把王其良的研究内容融入到教学过程中，这样可以使学生更好的理解遮热板在辐射传热中的作用。
在对传热过程进行分析的教学过程中，可以把墙体保温研究成果融入其中，比如，刘超杰[4]等采用数值模拟方法分析了导热、对流传热和辐射传热对空心砖温度分布和热流量的形象。分析表明导热和辐射传热对空心砖总传热量影响较大，而对流传热影响较小。张勇[5]等通过实验研究对比分析了生产型建筑腔体表皮系统（PASS）和几种常用建筑材料的保温性能，实验平台如图1所示。实验研究表明，PASS的整体保温性能要好于中空玻璃双层窗和未铺设保温材料的其他几种建筑材料。生产型单元在冬季正常使用工况下，保温性能更加稳定，和保温空心砌砖的保温性能比较接近，内墙面界面的稳定热通量为18.03W/m2。通过把上述研究内容融入传热过程的教学中，可以让学生更好复习三种基本传热方式，更好的理解传热系数、热通量等概念和这些概念在实际科研、工程领域的作用，此外通过实验研究过程的讲解可以让学生了解应该如何进行实验研究。
换热器是能源、汽车、制冷等行业的重要换热设备[6]，也是传热学学习中学生要掌握的重要知识，为了更好的让学生掌握换热器的原理、计算、发展情况，把换热器的最新研究成果融入教学过程中就显得非常必要。比如，甘刘意[7]等提出了一种新型高效缩放板螺旋板式换热器，其流道结构如图2所示，利用Fluent软件分析了雷诺数对该换热器传热影响因子、阻力影响因子等参数的影响，并且发现该换热器相比于普通的螺旋板式换热器综合性能更优。莫逊[8]等研究分析了三维隐形翅片管的传热性能和流动性能，发现换热器的总传热系数和阻力都是评价换热器性能的重要指标。与其它强化管式换热器进行对比分析中发现前者管侧和壳侧的综合性能因子更优。为了更好的让学生理解雷诺数、传热因子、阻力因子、总传热系数等参数的意义以及知道这些参数在解决实际问题中的作用，并且了解换热器的优化方法及优化方向，就可以把上述研究内容融入换热器的教学，增加学生的理解能力。
通过上述实例可以发现，传热学教学过