六、典型教学案例

六、典型教学案例

案例1

1.知识点

流体静力学方程及应用、流体阻力的影响因素及计算、不同物体的导热系数、多层平壁和多层圆筒壁的计算。

2.思政目标

增强民族自豪感和自信心、学以致用。

3.教学过程

首先,从学生熟悉的茶壶出发,引导学生利用高中所学的知识分析其中所涉及的静力学基本原理,进而从受力分析的角度推导出流体静力学方程,体会其中所涉及的工程思想,在学习静力学基本方程式的应用时,引导学生寻找生活中的流体力学例子,并利用所学的基本原理进行分析解释,能够做到学以致用。

其次,在学习流体阻力的影响因素及计算时,从学生熟悉的溜冰出发,从地面粗糙程度对溜冰速度的影响引导学生分析其中可能的原因,进而分析流动阻力的影响因素,然后引出中国交通史上的伟大成就——高铁,从流体力学的角度分析高铁高速度的技术原理,体会流体力学在提高高铁速度方面的应用。

再次,在学习不同物体的导热系数时,首先明确气液固三种状态下的物体导热系数的大小关系,明确气体导热系数较小,然后让学生进行头脑风暴,列举气体在保温、金属在导热方面的应用,并布置一项不同地区购买被子的任务,让学生去超市调查被子的种类、材质、价格,分析无暖气且温度较低的南方和有暖气的北方应如何选择被子,从而理解物体导热系数在保温和传热方面的应用。

最后,在学习多层平壁和多层圆筒壁传热时,从热量损失的角度分析冬天应如何穿衣。(https://www.daowen.com)

案例2

1.知识点

精馏原理和精馏过程设计。

2.思政目标

培养学生节能意识、安全生产意识。

3.教学过程

首先,通过学习精馏的原理,明确精馏是一个耗能过程,在这样一个过程中既需要在塔釜提供大量的热量,又同时需要在塔顶移除大量热量。让同学们先计算塔釜需要提供的热量和塔顶需移除的热量,再计算塔釜需要加热蒸汽的量和塔顶需要冷却水的量,然后进行经济核算,算一笔能源账。

其次,通过核算学生了解到精馏过程能耗巨大、能源成本较高,引导学生思考如何进行合理的能量利用、降低能量消耗。

最后,精馏过程处理的多是挥发性液体,比如乙醇、丙酮以及各类挥发油等,易发生爆炸危险,以江苏响水天嘉宜化工有限公司3·21特大化工厂爆炸案、河南义马化工厂爆炸案为例,说明化工生产过程的危险性,强调安全生产的重要性,并引导学生思考可以采用什么样的替代方案降低化工生产过程中的不安全因素。