【课程思政教学案例】《传热学》课程

一、课程简介

热能传递过程是与人类生存和发展最为密切的物理过程之一，在人们的日常生活和科学技术的各个领域都有十分广泛的应用，而研究温差作用下热能传递规律的学科就是传热学。大家都知道，热能传递有三种基本方式，因此传热学主要介绍热能传递三种基本方式的概念、原理和计算方法，目的是使学生获得扎实的热能传递规律的理论基础，掌握解决工程复杂传热问题的基本方法并具备相应的计算和分析能力。

我校是石油石化特色鲜明的高水平大学，毕业生广泛就业于石油石化等能源开发、生产和加工领域。近年来，尽管行业在能源利用方面取得了广泛的技术进步，但仍然是我国的高耗能行业之一。因此，节能降耗成为行业可持续发展的关键。传热学作为我校能源动力类专业、石油类优势骨干专业的学科基础课程，不仅要讲授课程的学科专业知识，还要将课程与行业发展和社会需要紧密结合起来，在传授知识的同时，不断提高学生的家国情怀、人文素养和职业规范，建立起“节能优先”的意识，使他们成为能适应行业和社会发展需要的高素质人才。

二、课程思政设计思路

从落实“立德树人”需要的角度重新审视课程及课程教学。作为我校能源动力类专业和石油类优势特色专业的学科基础课，传热学以满足“高素质工程技术人才”培养为目标，以“知冷知热，舒适生活；调温控热，和谐工程”为理念，构建了“知行合一”的课程思政教学模式。

传热现象是人们日常生活中最为常见的现象，衣食住行都离不开传热的应用，因此授课过程中首先从学生身边最熟悉的传热现象出发，激发学生的兴趣，引导学生积极思考，在解释了现象的同时实现了知识的传授，使学生能够从专业的角度理解身边的冷热现象。在工程领域，能源动力、石油化工、建筑等传统行业离不开传热学，航空航天、微电子、新能源等许多高科技领域需要传热学的最新研究成果。针对课程知识点，以温度调节或热量控制为目标，引入科技或工程领域的应用背景，形成教学案例，贴着具体应用场景展开教学内容，在解决了问题的同时实现能力的提升。同时，无论是日常生活，还是工程应用，课程最后都会为学生留下关于“节能”的问题思考。

所谓“知行合一”的思政教学模式，就是在进行知识传授和能力培养的同时，深入挖掘课程中蕴含的思政元素，培养和激发学生的家国情怀，使学生“知晓”爱家爱国之理；实施教学改革并严格课程管

理，激发学生爱学、乐学、善学，培养其爱岗敬业和诚信守则素养，使学生“践行”修身养德之道，实现“知”与“行”在课程学习过程中的统一。

课程以新时代立德树人要求和新工科建设作为课程思政切入点，融入并践行社会主义核心价值观，引入并对标工程教育认证标准，形成了“家国情怀、爱岗敬业、诚信守则”的思政目标。其中，家国情怀旨在帮助学生建立正确的“三观”，激发和培养学生的爱国情怀，牢固树立“四个自信”，坚定为民族复兴事业努力读书的信念和决心；爱岗敬业将学生学习本分视为未来工作本分，通过课程教学改革和严格教学管理，培养学生爱学、乐学、善学，进而培养学生未来的爱岗、守业、乐业的职业规范和社会责任感；诚信守则是通过严格教学管理，强化学生的规则意识、诚信意识，夯实学生的立身之本、立德之基。

学生通过本课程学习，达成以下三个目标：

（1）理解热传导、热对流、热辐射三种基本热量传递方式和综合传热过程的基本概念、基本原理和规律以及工程计算方法，掌握一定的传热学实验技能，理解热传导、对流传热和热辐射中典型热量传递过程的特征。

（2）针对工程中的复杂传热问题，能够基于过程特点做出合理的简化假设，建立物理模型和数学模型，并采用恰当的方法进行计算，同时能够分析和判断计算结果的准确性和合理性。

（3）具有正确的世界观、价值观和人生观，具备家国情怀；理解工程师应当承担的社会责任，具有“节能优先”意识；爱学乐学善学，具备良好的职业道德和规范，诚信守则。

三、课程思政教学案例

案例1——无处不在的传热现象

（1）知识点简介

传热的定义及特征：通过引入生活中常见的热量传递现象，启发学生思考什么是传热现象？如何定义传热现象？传热现象发生的条件是什么？通过系列生活实例帮助学生理解。

（2）知识点对应的思政元素

作为课程的开场白，引入大量学生熟悉的生活案例，使学生明确传热学就在我们的身边，培养学生观察生活、提出问题、思考问题的意识，同时激发学生的好奇心和学习兴趣。

（3）教学设计

首先从人的冷暖标准谈起，提出“人的冷暖是以什么为标准？有人说是以环境温度为标准。你是否认可这一说法？”，通过雨课堂发起投票，给出几个“认可环境温度是标准”的例子，引导学生反思这一说法的正确性。

接着提问，如果“不认可”，能否给出反例？随机请同学讨论作答。根据大家的讨论，给出反例。如吹风扇和游泳，环境温度一致，为什么感觉不同？再如泰坦尼克号的男女主角，一个在救生筏上、一个在水里，为什么结局不同？

接着再举出若干生活中的实例：春捂秋冻是什么道理？为什么千层单不如一层棉？鸳鸯火锅哪个开得快？为什么要晒被子？冰桶挑战为什么称为“挑战”？（这里强调：要有仁爱之心，尽自己可能通过各种方式参与慈善事业，贡献自己的爱心）由冰桶挑战再进一步，改用-195℃的液氮进行挑战，结果会如何？抛出问题，进一步激发学生的好奇心。

案例2——家国情怀、勤奋敬业精神的代表-陶文铨院士

（1）知识点简介

热传导问题的数值解法：导热问题数值解法的基本思想、基本步骤，能够用Taylor级数展开法建立内节点温度场的离散方程，根据运用能量守恒原理建立温度场离散方程，采用高斯-赛德尔迭代法求解温度场离散方程。

（2）知识点对应的思政元素

两个方面：一是从方法论的角度使学生认识到数值方法是和理论分析法、实验研究法并列的科学研究方法，掌握导热问题数值解法是

课程的教学目标之一；二是介绍一位传热学者—陶文铨院士，也是教材编著者。陶文铨院士的贡献是推动了我国计算传热学科的形成和发展，简要介绍陶文铨先生的家国情怀、勤奋敬业、淡泊名利等事迹。

（3）教学设计

通过作业、研究性作业使学生采用数值方法解决导热问题，从而掌握方法的基本步骤。在本章的开篇，通过工程实例说明理论分析法的局限性后，引出数值方法，直接介绍推动我国计算传热学科形成和发展的陶文铨院士。在简要介绍其学术贡献之后，介绍他的各种事迹，激励学生以陶文铨院士为榜样，学习陶院士的家国情怀、勤奋敬业的精神。