上海交通大学：新生研讨课手册（2014-2015-1）

新生研讨课手册 2014-2015-1 奇妙的低温世界 课程代码：SP155 开课院系：机械与动力学院 任课教师：巨水林 学 时：32 学 分：2 课程简介 自然界物质在低温下（一般指-150℃以下）呈现出在常温下所不 其有的特殊物理性质：如超导电性，超流动性，磁有序态，量子霍尔 效应等，改变了人类对自然物质世界的看法，并极大的促进了自然科 学进展，同时在工程技术上产生了一些新的应用，如超导MRI,SQUID, 低温冷凝真空泵，强磁体，特别是在低温下具有更好性能，更高运行 速度和灵敏度的低温光电子器件和红外湿感遥测。 本课程拟通过介绍低温科学和技术的发展历史（低温简史）、基 础知识（低温学）、讲解研究低温的方法和技术原理（低温制冷技术）， 说明获得低温的方法和机械（低温液化系统和低温制冷机），目前国 内外低温科学研究的主要问题（低温研究现状和进展），最后介绍低 温在航空航天、医学、电子、高能物理等方面的具体应用。通过木课 程的课堂讲授、小组讨论、实验室参观，一方面使学生对低温科学和 技术原理有一定的了解，引导学生进入低温奇妙而广阔的世界，激发 学生对科学研究的兴趣：另一方面使学生通过主动的学习、思考、对 特定专医分析和小组讨论，培养学生思考问题、发现问题和解决问题 的能力，为今后从事科研或其它工作奠定基础。 任课教师散学、科研成就简介 1995-2005年期间分别在中国科学院、荷兰艾因霍温大学，美国 哥伦比亚大学，从事小型低温制冷技术和低温粒子探测器科研工作。 22

新生研讨课手册 2014-2015-1 22 奇妙的低温世界 课程代码：SP155 开课院系：机械与动力学院 任课教师：巨永林 学 时：32 学 分：2 课程简介 自然界物质在低温下(一般指-1500 C 以下)呈现出在常温下所不 具有的特殊物理性质：如超导电性，超流动性，磁有序态，量子霍尔 效应等，改变了人类对自然物质世界的看法，并极大的促进了自然科 学进展，同时在工程技术上产生了一些新的应用，如超导 MRI，SQUID， 低温冷凝真空泵，强磁体，特别是在低温下具有更好性能，更高运行 速度和灵敏度的低温光电子器件和红外遥感遥测。 本课程拟通过介绍低温科学和技术的发展历史（低温简史）、基 础知识（低温学）、讲解研究低温的方法和技术原理（低温制冷技术）， 说明获得低温的方法和机械（低温液化系统和低温制冷机），目前国 内外低温科学研究的主要问题（低温研究现状和进展），最后介绍低 温在航空航天、医学、电子、高能物理等方面的具体应用。通过本课 程的课堂讲授、小组讨论、实验室参观，一方面使学生对低温科学和 技术原理有一定的了解，引导学生进入低温奇妙而广阔的世界，激发 学生对科学研究的兴趣；另一方面使学生通过主动的学习、思考、对 特定专题分析和小组讨论，培养学生思考问题、发现问题和解决问题 的能力，为今后从事科研或其它工作奠定基础。 任课教师教学、科研成就简介 1995-2005 年期间分别在中国科学院、荷兰艾因霍温大学，美国 哥伦比亚大学，从事小型低温制冷技术和低温粒子探测器科研工作

新生研讨课手册 2014-2015-1 2005年底回国任上海交通大学教授，博士生导师。长期从事低温工 程和低温物理方面的研究工作，在小型低温制冷机研究、新型低温制 冷技术、低温探测器等方面做出了创造性的突出贡献。已发表学术论 文120余篇，其中SCI/EI收录80余篇。作为第一发明人获得中国发 明专利12项。曾于1998年获得中国科学院发明二等奖，1999年获 得国家技术发明三等奖，2003年获得国际制冷学会Carl von Linde Award(林德奖)，2006年入选上海市浦江人才计划，2007年入选教 育部新世纪优秀人材计划。现为哈尔滨工业大学兼职教授，理学院物 理系客座教授，Frontiers of Energy and Power Engineering学术 期刊编委。曾在西安交通大学、哈尔滨工业大学、浙江大学等高校为 研究生做过多次专题学术讲座。2006至2010学年第一学期5次为本 科生开设新生研讨课《奇妙的低温世界》，2009和2010学年第一学 期2次为建筑环境和设备专业本科生开设《流体输配管网》，并参加 上海交通大学《制冷与低温工程学科前沿》的专愿讲座。 教学设计及成绩评定方案 教师将开设专题讲座8次、分别介绍：什么是低温(hat)、为什 么研究低温(y)、如何研究低温（付ow)、怎样获得和维持低温(How)、 低温有啸些应用(Where)、低温研究观状(Present)、低温在航空航 天、医学、电子、科学实验等方面的相关研究进展(Status)及低温 的发展前景(0ut1ook)。然后将根据授课内容及学生的兴趣，提出 8-10个体低温科学和技术专题，学生3-4人为一个小组展开相关资 料检索、汇总、分析、归纳和总结，准备PPT报告，在课堂上演讲、 学生提问，老师点评总结：最后每组学生根据特定专题讨论结果进行 资料汇总，分析总结，提交一份3000字左右的科研小论文。 教师根据学生课堂表现、专题演讲、论文写作给出最终成绩。 23

新生研讨课手册 2014-2015-1 23 2005 年底回国任上海交通大学教授，博士生导师。长期从事低温工 程和低温物理方面的研究工作，在小型低温制冷机研究、新型低温制 冷技术、低温探测器等方面做出了创造性的突出贡献。已发表学术论 文 120 余篇，其中 SCI/EI 收录 80 余篇。作为第一发明人获得中国发 明专利 12 项。曾于 1998 年获得中国科学院发明二等奖, 1999 年获 得国家技术发明三等奖，2003 年获得国际制冷学会 Carl von Linde Award（林徳奖），2006 年入选上海市浦江人才计划，2007 年入选教 育部新世纪优秀人材计划。现为哈尔滨工业大学兼职教授，理学院物 理系客座教授，Frontiers of Energy and Power Engineering 学术 期刊编委。曾在西安交通大学、哈尔滨工业大学、浙江大学等高校为 研究生做过多次专题学术讲座。2006 至 2010 学年第一学期 5 次为本 科生开设新生研讨课《奇妙的低温世界》，2009 和 2010 学年第一学 期 2 次为建筑环境和设备专业本科生开设《流体输配管网》，并参加 上海交通大学《制冷与低温工程学科前沿》的专题讲座。 教学设计及成绩评定方案 教师将开设专题讲座 8 次、分别介绍：什么是低温(What)、为什 么研究低温(Why)、如何研究低温(How)、怎样获得和维持低温(How)、 低温有哪些应用（Where）、低温研究现状（Present）、低温在航空航 天、医学、电子、科学实验等方面的相关研究进展（Status）及低温 的发展前景（Outlook）。然后将根据授课内容及学生的兴趣，提出 8-10 个体低温科学和技术专题，学生 3-4 人为一个小组展开相关资 料检索、汇总、分析、归纳和总结，准备 PPT 报告，在课堂上演讲、 学生提问，老师点评总结；最后每组学生根据特定专题讨论结果进行 资料汇总，分析总结，提交一份 3000 字左右的科研小论文。 教师根据学生课堂表现、专题演讲、论文写作给出最终成绩

新生研讨课手册 2014-2015-1 可再生能源的高效转换与利用 课程代码：SP009 开课院系：机械与动力学院 任课教师：王如竹 学 时：32 学 分：2 课程简介 我国是人口大国，人均能源资源并不丰富。要实现能源供应的可 持续发展，必须坚持“节能优先、结构多元、环境保护、市场推动” 的能源发展战略。可再生能源利用是实现能源结构多元化的重要因 素。 可再生能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热、海洋能等 资源量丰富，且可循环往复使用的一类能源资源，其转化利用具有涉 及领域广、研究对象复杂多变、交叉学科门类多、学科集成度高等特 点。在可再生能源工程领域中，工程热物理学科主要研究可再生能源 利用过程中能量和物质转化、传递原理及规律等相关热物理问愿。可 再生能源利用形式多样，涉及工程热物理各个分支学科，具有多学科 交叉与耦合的特点。2006年开始实施的可再生能源法将大大推进中 国在可再生能源的研究、开发和应用。可再生能源的开发利用已成为 我国能源工业发展的重要战路目标，必须高度重视可再生能源利用技 术的基础研究。 本课程拟从各可再生能源特点、在我国分布与应用前景、常见及 最新转换技术、政策激励等，多角度探讨在我国推广可再生能源的策 路与技术。 任课教师散学、科研成就简介 ①1995年被评为国家教委跨世纪优秀人才。②1997年获得了上 24

新生研讨课手册 2014-2015-1 24 可再生能源的高效转换与利用 课程代码：SP009 开课院系：机械与动力学院 任课教师：王如竹 学 时：32 学 分：2 课程简介 我国是人口大国，人均能源资源并不丰富。要实现能源供应的可 持续发展，必须坚持“节能优先、结构多元、环境保护、市场推动” 的能源发展战略。可再生能源利用是实现能源结构多元化的重要因 素。 可再生能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热、海洋能等 资源量丰富，且可循环往复使用的一类能源资源，其转化利用具有涉 及领域广、研究对象复杂多变、交叉学科门类多、学科集成度高等特 点。在可再生能源工程领域中，工程热物理学科主要研究可再生能源 利用过程中能量和物质转化、传递原理及规律等相关热物理问题。可 再生能源利用形式多样，涉及工程热物理各个分支学科，具有多学科 交叉与耦合的特点。2006 年开始实施的可再生能源法将大大推进中 国在可再生能源的研究、开发和应用。可再生能源的开发利用已成为 我国能源工业发展的重要战略目标，必须高度重视可再生能源利用技 术的基础研究。 本课程拟从各可再生能源特点、在我国分布与应用前景、常见及 最新转换技术、政策激励等，多角度探讨在我国推广可再生能源的策 略与技术。 任课教师教学、科研成就简介 ①1995 年被评为国家教委跨世纪优秀人才。②1997 年获得了上

新生研讨课手册 2014-2015-1 海市优秀教学成果一等奖。③1998年获得了中国青年科技奖、上海 市十佳青年科技启明星、上海市优秀学科带头人等光荣称号。④2000 年入选教育部优秀青年教师教学和科研奖励基金资助计划。⑤2000 年被聘为教有部“长江学者奖励计划”特聘教授。⑥2002年获得国 家杰出青年科学基金。⑦2002年被授予上海市“曙光杰出人才”光 荣称号。⑧作为第一完成人获国家教委科技进步二等奖1项：作为第 二完成人获云南省科技进步二等奖1项。 主讲课程情况： ●制冷空调学科前沿、制冷与低温工程学科前沿、热环境工程、 制冷原理、“制冷原理与技术”多媒体教学建设项目 ●本科生毕业设计5届20人，目前指导博士生16名、硕士生 5名，在研博士后1名 教学设计及成绩评定方案 本课程将采用教授指导，学生主讲，教授与学生，学生与学生互 动讨论的方法，让学生对可再生能源特点、我国可再生能源分布、常 规及最新可再生能源转换技术、可再生能源的推广等有深入的认识。 结合我校研究特色，将重点探究太阳能、生物质能、地热能的应用。 研讨课题有： ①可再生能源特点：②我国可再生能源分布与应用现状：③太阳 能热利用技术：④最新太阳能制冷空调技术：⑤太阳能发电：⑥生物 质能转换技术：⑦地热能转换技术：⑧可再生能源制氢：⑨可再生能 源法与可再生能源大规模低成本利用。 以上专题将通过学生分组，由每个小组根据兴趣或专业负责一个 或多个课题，然后在教授指导下，通过查阅资料、小组讨论准备1~ 2小时的讲课内容。每次课由学生讲授，之后再研讨。最后在课外形 成研究报告。 本课程将根据学生上课讨论情况与研究报告情况进行考核。 25

新生研讨课手册 2014-2015-1 25 海市优秀教学成果一等奖。③1998 年获得了中国青年科技奖、上海 市十佳青年科技启明星、上海市优秀学科带头人等光荣称号。④2000 年入选教育部优秀青年教师教学和科研奖励基金资助计划。⑤2000 年被聘为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。⑥2002 年获得国 家杰出青年科学基金。⑦2002 年被授予上海市“曙光杰出人才”光 荣称号。⑧作为第一完成人获国家教委科技进步二等奖 1 项；作为第 二完成人获云南省科技进步二等奖 1 项。 主讲课程情况：  制冷空调学科前沿、制冷与低温工程学科前沿、热环境工程、 制冷原理、“制冷原理与技术”多媒体教学建设项目  本科生毕业设计 5 届 20 人，目前指导博士生 16 名、硕士生 5 名，在研博士后 1 名 教学设计及成绩评定方案 本课程将采用教授指导，学生主讲，教授与学生，学生与学生互 动讨论的方法，让学生对可再生能源特点、我国可再生能源分布、常 规及最新可再生能源转换技术、可再生能源的推广等有深入的认识。 结合我校研究特色，将重点探究太阳能、生物质能、地热能的应用。 研讨课题有： ①可再生能源特点；②我国可再生能源分布与应用现状；③太阳 能热利用技术；④最新太阳能制冷空调技术；⑤太阳能发电；⑥生物 质能转换技术；⑦地热能转换技术；⑧可再生能源制氢；⑨可再生能 源法与可再生能源大规模低成本利用。 以上专题将通过学生分组，由每个小组根据兴趣或专业负责一个 或多个课题，然后在教授指导下，通过查阅资料、小组讨论准备 1～ 2 小时的讲课内容。每次课由学生讲授，之后再研讨。最后在课外形 成研究报告。 本课程将根据学生上课讨论情况与研究报告情况进行考核

新生研讨课手册 2014-2015-1 神奇的催化剂一新能源开发和环境净化中的催化技术 课程代码：SP083 开课院系：机械与动力工程学院 任课教师：上官文峰 学时：16 学 分：1 课程简介 通过本研讨课的教学，使学生在了解能源利用和环境保护关系的 基础上，初步掌握能源转换和可再生能源开发、以及环境保护和污染 控制的主要方法，重点了解其中催化技术在新能源开发和环境净化中 的应用及其基本原理和技术方法，培养学生能源和环保意识，激发学 生对催化反应的好奇心和创新思维。主要内容如下：(1)从生活中的 “催化”说起一一谈谈催化的概念：(2)水能变油吗？一一谈谈太阳 能和可再生能源转换和开发中的催化科学与技术，包括光催化分解水 制氢、太阳能电池、生物能转换等：(3)环境净化中的催化技术，包 括汽车排放净化、大气净化和水质净化等科学和技术。 任课敦师教学、科研成就简介 主要从事环境催化与材料、光催化、太阳能制氢、燃烧排放及柴 油机尾气催化净化、纳米材料制备及其功能开发等领域的研究。主要 负责承担了国家863计划、国家973计划、国家自然科学基金、上海 市重点发展基金、海外合作等项目.在Chem Commun,J Phys Chem B, Appl Catal A&B,《科学通报》等国际国内权威期刊上发表了一系列 学术论文，SCI他引200余次，取得日本国发明专利4项，并获日 本政府“注目发明”奖1项。获得国家发明专利10项，获省部级 科学技术进步奖2项。日本国立长崎大学工学博士，原日本国工业 技术院科学技术特别研究员，曾先后任北京大学、东京大学高级访问 学者。现任上海交通大学教授、博士生导师。教有部“跨世纪优秀人 26

新生研讨课手册 2014-2015-1 26 神奇的催化剂—新能源开发和环境净化中的催化技术 课程代码：SP083 开课院系：机械与动力工程学院 任课教师：上官文峰 学 时：16 学 分：1 课程简介 通过本研讨课的教学，使学生在了解能源利用和环境保护关系的 基础上，初步掌握能源转换和可再生能源开发、以及环境保护和污染 控制的主要方法，重点了解其中催化技术在新能源开发和环境净化中 的应用及其基本原理和技术方法，培养学生能源和环保意识，激发学 生对催化反应的好奇心和创新思维。主要内容如下：（1）从生活中的 “催化”说起——谈谈催化的概念；（2）水能变油吗？——谈谈太阳 能和可再生能源转换和开发中的催化科学与技术，包括光催化分解水 制氢、太阳能电池、生物能转换等；（3）环境净化中的催化技术，包 括汽车排放净化、大气净化和水质净化等科学和技术。 任课教师教学、科研成就简介 主要从事环境催化与材料、光催化、太阳能制氢、燃烧排放及柴 油机尾气催化净化、纳米材料制备及其功能开发等领域的研究。主要 负责承担了国家 863 计划、国家 973 计划、国家自然科学基金、上海 市重点发展基金、海外合作等项目。在 Chem Commun, J Phys Chem B, Appl Catal A & B,《科学通报》等国际国内权威期刊上发表了一系列 学术论文，SCI 他引 200 余次，取得日本国发明专利 4 项，并获日 本政府 “注目发明”奖 1 项。获得国家发明专利 10 项，获省部级 科学技术进步奖 2 项。日本国立长崎大学工学博士，原日本国工业 技术院科学技术特别研究员，曾先后任北京大学、东京大学高级访问 学者。现任上海交通大学教授、博士生导师。教育部“跨世纪优秀人