前言
課程名稱(chēng)：拯救企鵝——通過(guò)工程設(shè)計(jì)講授熱學(xué)
課程簡(jiǎn)介：在“拯救企鵝”課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)工程師是如何通過(guò)設(shè)計(jì)節(jié)能型樓宇材料來(lái)應(yīng)對(duì)全球變暖問(wèn)題。學(xué)生將學(xué)習(xí)熱傳遞科學(xué)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去測(cè)試材料，然后扮演工程師的角色去設(shè)計(jì)和建造自己的節(jié)能型住宅并進(jìn)行測(cè)試。
課程框架
設(shè)置工程情景：在全球變暖的地球上拯救企鵝
定義工程問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)節(jié)能型住宅
背景經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)：
罐子：理解絕熱和熱傳導(dǎo)
托盤(pán)和湯勺：理解為什么金屬摸起來(lái)是冷的
房屋：理解空氣中的對(duì)流和光的輻射
光滑的鋁箔紙：理解輻射和反射
解決工程問(wèn)題：
測(cè)試建筑材料
建造保溫房屋
測(cè)試設(shè)計(jì)的房屋
改進(jìn)與第二輪測(cè)試
課程綜述
課程重點(diǎn)
熱轉(zhuǎn)移以可預(yù)測(cè)的方式
工程師遵循一般流程設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方法。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
第1課
課程介紹和隔熱概念
熱量會(huì)從高溫區(qū)域轉(zhuǎn)移到較低溫度區(qū)域。
隔熱物質(zhì)會(huì)降低傳熱速率。
工程師為了解決問(wèn)題需要先定義問(wèn)題。
第2課
熱傳導(dǎo),熱對(duì)流,熱輻射概念
熱傳遞的三種方式。
工程師必須研究和理解這個(gè)問(wèn)題以便解決它。
第3課
復(fù)習(xí)熱傳遞概念，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
材料影響傳熱速率。
不同材料的傳熱能力不同。
工程師必須運(yùn)用他們的科學(xué)知識(shí)來(lái)集思廣益，找到解決這個(gè)問(wèn)題的可能辦法。
第4課
設(shè)計(jì)與建造企鵝房屋
材料可以通過(guò)結(jié)合使用，影響傳熱速率。
不同的材料會(huì)防止不同類(lèi)型的熱傳遞。
工程師在限制（時(shí)間，材料，空間，金錢(qián)）中工作，需要運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和創(chuàng)造力來(lái)設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方法。
第5課
測(cè)試企鵝房屋，重新設(shè)計(jì)和最終測(cè)試
科學(xué)知識(shí)可用于設(shè)計(jì)、建造和評(píng)估設(shè)備。
工程是設(shè)計(jì)、測(cè)試、再設(shè)計(jì)和再測(cè)試的迭代過(guò)程。
工程師必須記錄他們的設(shè)計(jì)過(guò)程并提出解決問(wèn)題的方法。
注：每節(jié)課的教學(xué)時(shí)間為70-80分鐘。課程不一定對(duì)應(yīng)于一天的指令，可能需要根據(jù)課時(shí)的長(zhǎng)短進(jìn)行調(diào)整。
注：粗體部分為SEP，正常部分為DCI
