ＩＳＳＮ１ ６７２．１４３８ ＣＮ１１４９９４／＇１＂ 中目玩代表靖装备 ２０总第１１ １年第１２５期 ３期 换热器原理与设计课程建设与改革 崔晓钰孙慎德徐之平李科群上海关欣 ２０００９３ 上海理工大学能源与动力工程学院摘要：课程建设与改革是适应经济发展和知识经济社会的客观要求，也是培养具有应用与创新能力的工程技术人才的必 要手段。为此，以能力培养为宗旨，依托动力工程与工程热物理传统优势学科及多门能源动力类优秀课程，在结合教学实 际情况的基础上，展开换热器原理与设计课程教学大纲、内容、方法、手段的改革，使得这门实践性很强的专业必修课具 有鲜明的特色和创新。 关键词：课程建设与改革；换热器原理与设计 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ Ｃｕｉ Ｘｉａｏｙｕ，Ｓｕｎ Ｓｈｅｎｄｅ，Ｘｕ Ｚｈｉｐｉｎｇ，Ｌｉ Ｋｅｑｕｎ，Ｇｕａｎ Ｘｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ ｆｏｒ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００９３，Ｃｈｍａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｏｃｉｅｔｙ ｎｏｗａｄａｙｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅｓ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｉｌｙ ｔｏ ａｄａｐｔ ｔｏ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｉｅｄ ｔｆｅｃｈｎｉｃｉａｎｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｒｅｌｙｉｎｇ ｏｎ ｏｕｒ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｏｕｒ ｍａｎｙ ｆｉｒｓｔ－ｃｌａｓｓ ｃｏｕｒｓｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｉｕａｔｉｔｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｎｄ ｄｅｓｉａｇｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ：ｍｅｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｓｙｌｌａｂｕｓ，ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｍｅａｎｓ．Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍａｄｅ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｈａｓ ｍｏｒｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｄｅ ｉｔ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒ￣：ｃｏｕｒｓｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ 换热器原理与设计作为热能动力专业选修课在我 为了建设好这门课程，我们调研和参考了多门国 家级精品课程的建设经验，根据课程特点，制定了具 体建设任务：（１）规范教学内容与计划，通过课程内容 的加强、改革与创新，提高学生学习兴趣，夯实课程 基础；（２）增加现代化教学手段，完善课件与增加计算 校己开设多年，学生选课人数多，专业面广。由于一 直是选修课，学时数为４８课时、选课学生专业不同， 因此课程内容也不能很全面、很深入。２００４年我校工 程热物理专业恢复招生，换热器原理与设计为该专业 主干课，成为专业必修，课时增加为８０学时，两学期 机实习内容：（３）加强实践训练环节，完善课程设计、 课程实验、课外教学活动内容；（４）不断建设一个界 面友好、互动性强的课程网页，便于学生与教师的交 修完上下两部分。该课程教学直接关系到我校工程热 物理专业办学水平和培养特色，课程性质发生了重大 改变，要求不同以往，内容要更专业、更深入、更全 面，这就对课程有了新的要求。在学院教学思路的规 流；（５）培养课程教学教师梯队。经过大家的共同努 力，换热器原理与设计课程有了比较大的改变，在教 划下，为加强学生的专业知识技能和实践能力培养、 规范和促进课程教学，换热器原理与设计课程被列为 学院重点建设课程，选择和组建了教学团队，启动了 课程建设工作。 学内容与要求、教学团队建设、实践环节和教学软件 等方面形成了比较鲜明的特色。 １ 教学特色 １．１教学大纲、内容与计划修订 原课程为选修课，面对能源与动力工程学院热 收稿日期：２０１０．１２—１４稿件编号：１０１２０８１ 作者简介：崔晓钰，博士，教授。 ２０１１年７月 ２０１ １年第１３期 中国砚代旁 装备 ＳＣＮ１ＳＮ１１６７２．１４３８ ４９９４／Ｔ 总第１２５期 能动力工程专业，学时数为４８学时，全部是课堂理论 教学，教学计划完全按照选用教材内容进行设计，教 师之间联系比较松散。这样的课程教学容易形成教学 比较死板，教师上课照本宣科，学生学习兴趣不大。 另外，对于这样一门实践性比较强的与设备有关的课 程，缺乏实践教学环节的课程教学是非常不妥当的。 换热器原理与设计改为工程热物理专业必修课意 味着这门课成为工程热物理主要专业课程，其知识结 构要求能够基本支撑起工程热物理专业内涵，课时增 加为８０学时。以往的教学内容显得明显不足，需要拓 展深度和广度，丰富课程教学内的专业知识，增加实 践教学环节，提升教学水平，使教学大纲、内容和计 划符合专业必修课要求，能够体现工程热物理专业办 学水平和培养特色。 重新规划和更新的教学内容与计划课程课堂教 学５２学时，实践教学２８学时。经过教学团队讨论理论 教学新增加了一倍教学内容，除了包括原来的热交换 器热计算、管壳式换热器、高效换热器、混合式换热 器、热管换热器、热交换器的优化设计简介外，增加 了热交换器性能评价、换热器网络、工程热分析方 法、肋片和冷板设计、热管散热器与热电制冷、计算 机辅助热分析技术及软件，换热器强化换热技术、新 进展以及专题讲座等。新增加的教学内容结合了当前 工业应用前沿和热点，其中相当部分内容是目前社会 上的热门培训课程，在国内院校中很少开设。 实践教学增加了课程设计、计算机上机实验、 换热器稳态实验和单吹瞬变法测量换热面性能实验。 另外还以团队教师课题为背景，开展课外教学活动， 开设若干选做的开发性实验及演示实验、设备模型展 示、生产认识等。 课程内容的充实使学生不仅通过换热器原理与设 计这门课学到了丰富的知识，贴近了社会需求，了解 了专业服务对象，而且通过教学内容的拓展和深入， 使学生看到了这门课无限拓展的外延，开阔了学生专 业视野、专业知识和技能得到提高。 １．２教学要求 在教学过程中，教师以提高学生专业技术素质和 能力为主要目的，工程意识、实践能力和创新意识应 该贯穿在换热器的原理与设计课程教学全过程中。为 此，对课程内容设计和教学方式进行了如下调整： （１）安排有实践经验的教师带教。 （２）在课堂讲授、课程设计和实验以及各种形象 ２０１１年７月 －教学（电教、仿真实验、认识实习等）活动中结合实 际，增加实物图片，尽量以工程应用案例为蓝本。 （３）在教授换热器设计时，不仅是以换热器分类体 系进行教学，还结合工业应用背景介绍各种具体换热 器的原理与设计，增加教学信息量和教学密度，扩大 视野和知识面。 （４）结合科研项目和工业应用，做到教学与专题 讲座相配合，将换热器和工程热分析工程实践、新 发展、新动向引进课堂，开阔学生的视野和思路， 激发学习兴趣，树立工程观点和创新意识，培养实 践能力。 １＿３教学团队 教学团队强调教学与最新的国内外科研成果和工 程实际相结合，要求一线教师必须具备换热器领域科 研或企业技术合作经验，同时具有比较丰富的教学实 践经验，青年教师全部参加与换热器有关的科研项目 工作，具有比较过硬的教学本领。 我校能源与动力领域具有传统的专业优势，有 一大批从事换热器科学研究的教师，另外动力类专 业课程有国家精品课、上海市精品课等很多优秀课 程，这为组建换热器原理与设计课程教学团队提供 了很好的资源。教学团队从组建起就达到了教师整 体水平过硬、结构层次高、教学严谨、科研实践经 验丰富、成果显著这个高度。一方面使基本理论教 学有保障，理论和实际不脱节，另一方面，教师良 好的科研背景能够将新的知识、新发展带入课堂教 学，打开学生的眼界。我们的实践环节从无到有， 全部是利用教师科研、企业合作项目积累的资源， 包括实训课程设计和计算机实习，科研实验台架转 换为教学实验台。另外学生还有机会参加科研活动 或者深入企业生产实训。教师是教学的灵魂，团队 教师尽一切可能和力量为学生提供不同方面不同层 次的学习与实践锻炼机会。 １．４实践教学 学生的知识转化为能力，实践是“载体”。实验 教学是实现知识与能力相结合，理论与实际相结合， 训练技能，培养研究能力和创新能力的根本保证，是 教学不可或缺的重要组成部分，同时也是其他教学形 式都无法取代的。换热器原理与设计是～门实践性强 和设备有直接联系的课程。一直以来这门课缺乏实践 环节，给学生学习带来很多困扰。 在建设实践教学过程中，我们充分利用了能源与 ５９ ＩＳＳＮ １ １５７２・１ ４３８ ＣＮ１１－４９９４／Ｔ 中目观代 装备 ２０总第１１１年第１２５期 ３期 动力学院具有比较好的换热器研究与工程实践科研基 础，科研与工程经验丰富的教师资源等有利条件，采 取了以下措施做成了几件事：（１）结合工程案例实际开 展教学，这些案例部分来源于教师以往的工程实践。 （２）增加换热器和电子设备热设计两部分课程设计内 容，将工程设计案例作为实践训练融合在教学中。（３） 增加计算机实习内容，将计算机辅助设计手段和热分 析软件运用融入教学中，提升学生知识运用水平；计 算机实习内容为换热器及工程热分析的设计求解及优 化，也是实践案例。（４１课程开设了两个校内实验台， 即换热器稳态和单吹瞬变换热器性能课程实验，对换 热器传热特性实验和阻力特性进行实验测试。这两个 实验均是将教师科研项目建立的实验台架转化为教学 实验台，让学生有直接接触生产实际产品开发和测试 的机会。（５）增加课程设计内容。换热器原理与设计 １课程设计要求学生完成壳管式换热器的传热设计、 强度和结构设计，可以直接作为换热器生产和加工依 据。换热器原理与设计２课程设计为完成一件工程实 例封闭机箱的热设计。在设计过程中，对学生的个性 化和创新设计思路给予鼓励和支持。（６）３Ｉ］用校外产学 研结合机构，为学生提供校外研究和实训基地，组织 学生参观换热器生产厂家生产流程与测试实验台，并 安排学生课外有偿工作实习。目前与企业共建实训基 地４个。（７）鼓励学生加入教师课题组，参与进行课题 讨论和实验过程，为学生创造课外动手机会，培养他 们的认识和解决问题能力、实际动手能力。 通过这些工作使实践教学环节大为改观，从感性 认识、原理设计、性能实验、实物生产及测试到产品 研发，这个比较完整的实践环节已经初步建立起来， 可以满足学生不同层次的学习和实践需求。 １．５教学软件、考核及教材 根据课程新教学要求增加了现代化教学手段，制 作多媒体课件以加强课堂教学的形象性，提高教学效 果与质量；另外，制作教学网站，课程内容简介，教 师队伍，教学视频、多媒体教学课件，课后习题、课 程设计、复习资料等内容，便于学生预习、复习和与 教师互动，另外提供换热器相关网站信息，使学生熟 悉该领域的工业状况。 换热器原理与设计是一门实践性很强的专业课 程，考核既要注重基础理论知识的掌握，也要强调在 课程范围内学生认识与解决问题能力的培养。卷面成 绩与平时成绩比例做了一些调整，考核对学生自主进 行实践和创新活动的做法给予肯定，更加注重实践环 节的完成情况。初步拟定理论考试在总成绩的比重为 ４０％，课程设计、课程实验、计算机实习的报告和口 试占６０％。 目前课程使用的教材为东南大学新出版的《换热 器原理与设计》及高等教育出版社出版的《电子设 备的热控技术》。这两本教材都是最近两年修订出 版的，包含了一些新知识和新内容。尽管有教材参 考，可内容与教学要求还有差距，尤其是实践教学 部分，需要编写课程设计、计算机实习、课程实验 指导等辅助教材，另外有些新的知识、专题需要及 时补充。这部分内容由任课教师集体组织，自编辅 助教材已经完成。 ２结束语 换热器原理与设计课程建设目的在于加强学生的 专业知识技能和实践能力。为此根据专业培养目标， 我们详细规划和更新换热器原理的教学内容与计划。 依靠教学团队，教师进行了教学方法、实践环节及教 学软件等各个方面的建设，使得这门课程有了很大的 改变。同时，由于教学周期比较短，新增加的课程内 容辅助材料归纳总结还不够严谨和规范，需要进一步 完善。教学工程案例需要进一步收集和补充，校外产 学研结合的研究和实训基地还需要加强联系和进一步 开拓。醪 参考文献 【１］ 朱子彬，徐佩若，赫崇衡．以课程建设为核心，建设化学工程与 工艺品牌专业［Ｊ］．化工高等教育，２００７，４ 【２］ 施养杭．基于实践性教学模式的精品课程建设与探索【Ｊ】．实验 室研究与探索，２００９，１２ ［３ ３】韩文爱，成桂田．化工原理精品课程建设的探索与实践［Ｊ］．河北 化工，２００９，ｌ１ 【４】 林权．浅谈机械制造技术精品课程建设——基于提升就业竞 争力的视角ｆＪ１．长春理工大学学报（高教版），２０１０，１ ［５】 王苏龙．探讨课程建设中的几个问题【Ｊ】，山西财经大学学 报，１９８８，６ ［６ ６］王哲，季菊英．工程管理专业实践教学改革浅议［Ｊ］．咸宁学院学 报，２００６，２ ［７】 冯静．以职业能力为本位深化课程建设改革——高职院校国 际贸易实务课程改革实践与探索［Ｊ】．福建政法管理干部学院 学报，２００９，６（２）：１０１～１０５ ｌ 刘建华，钱波．精品课程建设思考［Ｊ］．科技创新导报，２００９， １７：１ ３４ ２０１１年７ｆｌ
