热能与动力工程论文范文
时间：2023-10-15 11:19:47
热能与动力工程论文篇1
关键词：创新能力；工程热力学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0133-02
创新能力由多种能力构成，主要包括学习能力、分析能力、综合能力、想象能力、创造能力、解决问题的能力与实践能力等多种能力。创新能力的培养是一项系统工程，贯穿人才培养的全过程，渗透教学过程的各个方面。在当前的教学活动中，一般将课程设计、实验和毕业设计（论文）等环节，作为创新能力培养的主要途径。但对于工程热力学之类的基础课，如何在专业课程的教学中实现对学生创新能力的培养成为专业课教师深入思考的问题。笔者结合自己多年来的教学实践，对工程热力学教学活动中学生创新能力的培养进行了如下一些探讨。
一、采用激励启发方式组织课堂教学
工程热力学课程的特点是理论性强、概念抽象，教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下，学生在学习过程中普遍感觉较为困难，甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容，是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中，我们发现在课堂教学中，除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程，更需要激发学生学习热力学的兴趣，在引入一些工程实例的基础上，激励学生去思考，及时地与学生就教学内容进行讨论，促进学生对知识点的掌握和领悟。
与常规教学方法相比，课堂教学不再是文字、公式的罗列，PPT动画的简单演示，而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上，使学生在学习课程内容的同时，熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等，形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握，而不是零散地去背诵记忆一些片段。通过这种激励启发式的教学，使学生做到理论和实际工程案例的结合，从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中，并且达到灵活应用的目的。
激励启发式教学，需要教师在课堂教学前充分准备，精心设计课堂教学内容的每个环节，围绕章节内容中的重点知识内容，设计问题及启发实例，并完成课堂互动讨论的教学组织，在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心，使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。
二、改进课堂教学PPT，增加工程实例
工程热力学作为一门专业基础课，与工程实际密切相关。在教学过程中，需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示，并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识，迫切需要在传统课件中加入工程实例，利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用，使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习，使课堂教学内容图文并茂，声像结合，使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例，我们选取了真空做功、制冷循环，内燃机等工程机械作为实例，进行详细分析和讲授。
工程案例的引入，将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中，用所学知识来解释工程问题，在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题，从而实现“从理论中来，到实践中去”，实现对创新型人才的培养。
三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中
在创新型人才培养中，需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施，有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才，促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式，倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革，充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识，同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。
结合大学生创新项目，结合建筑环境与能源应用工程的专业特点，在指导学生大创项目时，将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中，使学生明白能源利用的守恒性，以及如何提高热力循环的效率，减少不可逆损失，这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中，深化了对热力学知识的认识，同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时，鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等，通过这些竞赛活动进一步提升自己的新能力。
四、改进课后作业完成形式，增加分析报告
工程热力学课程是一门实践性很强的课程，其中很多理论已用于工业过程。因此，在课后作业中，需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进，增加一些实际工业循环的实例，让学生通过分析其所应用的原理，提交分析报告，并指出该工业过程效率提高的方式和途径，以这样的方式来激发学生学习的兴趣，提高学生理论联系实际的能力。同时，精选一些课后习题，通过详解的方式，激发学生的创新意识和解决问题的能力，进一步促进创新型人才的培养。
创新是实现社会持续不断向前发展的原动力，也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才，保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂，更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。本文从工程热力学教学与工程实例结合，与科研活动结合，改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面，探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践，希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。
参考文献：
[1]岳丹婷，吕欣荣，李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002，（4）：86-88.
[2]谭羽非.突出专业特点改革工程热力学课程教学的研究与实践[J].高等建筑教育，2004，（13）：39-43.
[3]苏亚欣，汝俭.专业基础课程教学中创新性思维培养的研究与实践[J].纺织服装教育，2006，（5）：45-47.
热能与动力工程论文篇2
关键词：动力工程及工程热物理；全国优秀博士论文；全国百优；研究生培养
中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0044-02
动力工程及工程热物理学科是与能源转换和利用紧密相关的一级学科，下设工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷与低温工程、化工过程机械6个二级学科。是国民生产生活和科学、文化活动的动力之源，也是社会日常生活的必要保证。能源动力科学与材料科学、信息科学一起，构成了现代社会发展的三大基本要素。
动力工程及工程热物理的理论与技术应用于交通、工业、农业、国防等领域，与此相适应，如何培养21世纪社会需要的能源动力类及相关专业人才，是每个大学相关专业以及每位从事该专业教育的工作者亟需解决的重要问题，尤其是代表本专业高水平人才培养的博士研究生的培养更是重中之重。
全国优秀博士学位论文是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》，提高研究生培养质量，鼓励创新，促进高层次创新人才脱颖而出的重要措施。因此，衡量博士研究生培养质量的指标之一就是全国优秀博士学位论文。下面以1999年至2013年动力工程及工程热物理全国优秀博士学位论文为基本素材，[1]分析讨论本学科的研究生培养的发展现状及趋势。
一、授予单位比重分析
从1999年到2013年，共有28篇动力工程及工程热物理学科的博士论文入选全国优秀博士学位论文，他们来自西安交通大学、浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学、江苏大学和海军工程大学等8所高校，各高校所占百分比如图1所示。
从图1中可以看到，占比由高到低依次是：西安交通大学29%，浙江大学25%，清华大学、哈尔滨工业大学和东南大学各占11%，上海交通大学7%，江苏大学和海军工程大学各占3%。除江苏大学和海军工程大学之外的其余6所高校都被列为国家“985”和“211工程”高校，占75%。据此可以看出“985”和“211工程”高校具有很强的竞争力。
西安交通大学、浙江大学、清华大学、上海交通大学和哈尔滨工业大学的动力工程及工程热物理都是一级学科国家重点学科，东南大学的热能工程和江苏大学的流体机械及工程是二级学科国家重点学科。依托“985”工程建设及国家重点学科优势，上述学校及学科几乎囊括了所有入选动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文。由此可见，“985”工程建设及国家重点学科建设对提高博士生培养质量，促进高层次创新人才脱颖而出方面的重大意义和作用。
此外，北京是国家政治经济文化中心，上海、江苏和浙江是经济发达地区，汇聚了大量的相关人才。优秀生源充足，这一优势也是对提高研究生培养质量方面起到促进作用。
二、学科比重分析
表1 工学及动力工程及工程热物理占比
全国优秀博士论文在学科门类分布上主要集中在工学、理学、医学三个门类，其中工学包含动力工程及工程热物理在内的21个学科类，共79个专业。历年工学入选全国优秀博士论文的具体数据如表1所示，平均每年入选论文占入选总数的37.9%，同时，全国优秀博士学位论文获奖总数在所有大学科中排名第一。
图2是本一级学科优秀博士论文在所有学科优秀博士论文中所占比重的柱状图。从图2中可以看到，1999～2001年动力工程及工程热物理占比出现较大下降，2001～2003年占比又逐年上升，2004年到2006年占比回落到1%左右，2007年到2009年期间波动比较大，2009～2012年则稳定在2%附近，2013年占比达到3%。
参考本学科优秀博士论文在工学学科中所占比重及工学在全部学科中占比的柱状图（图3）。可以看出，工学占比虽然略有波动，但大体而言比较平稳，维持在38%左右，本学科在工学中的占比在3.8%左右波动。
通过分析可以发现西安交通大学和浙江大学对本学科全国优秀博士学位论文的占比影响较大，本学科在工学中占比较高的1999年、2003年、2007年及2013年上述两高校均有入选论文，而本学科在工学中占比较低的2001年、2002年和2008年则上述两高校均没有入选论文。
由此可以看出，相对而言，两校是本学科研究生培养质量和水平的领头羊，在学科内具有重要的地位和影响力。
三、论文影响因子分析
影响因子是测度期刊有用性和显示度的指标之一，同时也是测度期刊的学术水平，乃至论文质量的重要指标之一，所以对于论文影响因子的分析就显得非常必要。
图4是动力工程及工程热物理学科全国优秀博士学位论文获得者在攻博期间发表的论文（注：这里只统计优博获得者作为第一作者的论文）的影响因子的分布图。
从图中可以看到，本学科高影响因子的论文数量偏少，在统计分析的105篇论文中，影响因子超过3.5的有8篇，占总数的7.62%；影响因子在3.0～3.5之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在2.5～3.0之间的论文5篇，占总篇数的4.76%；影响因子在2.0～2.5之间的论文有30篇，占总篇数的28.57%；影响因子在1.5～2.0之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在1.0～1.5之间的论文3篇，占总篇数的2.86%；而影响因子低于1.0的论文数量为45，占总篇数的42.86%，占比还是比较大的。
本学科的高影响因子论文偏少与本学科领域的研究特点有关，由于本学科是传统的工科学科，研究的新兴热点相对理学学科不会太多。因此与大多数工学学科一样，整体学术刊物的影响因子不会太高。因此，大多数全国优秀博士论文的研究发表在影响因子低于1.0的学术刊物上。同时，由于全国优秀博士学位论文评审强调创新性，这可以通过在高水平高影响引因子的学术刊物上有若干代表性的工作发表来体现，这样的代表性论文不会太多。因此，本学科优秀博士论文在影响因子3以上的学术刊物上发表的论文并不多。
四、二级学科及作者性别分析
1999年至2013年，获全国优秀博士学位论文的动力工程及工程热物理学科的28位作者中，有14人在博士期间攻读工程热物理，占到优博论文作者的一半；攻读热能工程的有6人，占比为21%；4人攻读制冷及低温工程，占比是14%；2人攻读流体机械及工程，占比7%；能源环境工程和动力机械及工程的各一人，分别占比4%。各专业所占比例如图5所示。
同时在这28人中，男性人数25，占总人数的89%。女性人数3人，仅占总人数的11%，男女比例差距较大。
由此可以发现，若假设所有优秀博士论文作者具有相当的智力水平和勤奋程度，其导师的指导水平也相当，则可说明工程热物理二级学科最有可能产生创新性的研究。或者说，该二级学科由于涉及学科的基础理论问题较多，研究偏基础，产生创新性突破的可能性相对其他二级学科较大。此外，男性优秀博士作者数远较女性作者大，则说明了本学科男性在开展创新性研究工作中的普遍表现高于女性。
五、指导教师分析
本学科28篇动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文是在22位博士生导师的指导下完成的。这22位指导教师中，有17人指导出1 篇全国优秀博士学位论文，4人指导出2篇全国优秀博士学位论文，1人指导出3篇全国优秀博士学位论文。
表2是历年指导教师的平均年龄。这22位导师指导的博士学位论文第一次被评为全国优秀博士学位论文时的平均年龄是57.5岁。50～59岁和60～69岁这两个年龄段的人数最多，分别是5人和10人，其次是40～49岁的有3人，70～79岁的有2人，40岁以下的有1人。
由此可见，从全国优秀博士指导教师所指导优秀博士数可以看出其在本学科领域内的学术水平和指导研究生的能力；同时，大多数年份的指导教师平均年龄在60～66岁，可以看出一般这个年龄段的研究学者其学术水平和造诣容易达到最高点。
六、总结
本文通过对本学科入选全国优秀博士学位论文相关情况进行分析，获得了本学科高层次研究生培养方面的整体情况。如本学科高水平研究生培养情况及分布，“985”工程及国家重点学科建设对提高研究生培养方面的贡献，本学科在工学及其他学科中的相对水平，本学科的高水平论文影响因子分布，二级学科的特点以及研究生导师的年龄分布等相关情况。使读者能够通过本文了解本学科高水平博士研究生培养的基本现状，为相关人员制订合理学科发展规划，提高研究生培养质量方面提供有益启示。
参考文献：
[1] 历年全国优秀博士学位论文评选结果[EB/OL].http：//www.china
热能与动力工程论文篇3
关键词：传热学；课堂教学；教学方法；教学内容
作者简介：衣秋杰（1978-），女，山东栖霞人，山东科技大学机电学院，讲师。（山东 青岛 266590）
基金项目：本文系“2010年山东科技大学教育教学研究‘群星计划’基金项目”（项目编号：qx102035）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0054-02
“传热学”是热能与动力工程专业的专业基础课程之一，也是能源、化工、动力、土木、电子等学科的主要专业课之一。由于自然界和工业生产中到处都有热量传递现象，所以传热学理论在各个领域都有着广泛的应用。传热学是一门经典的传统课程，同时又是一门发展中的应用性极强的基础课程。山东科技大学（以下简称“我校”）自2001年首批招收热能与动力工程专业本科生起，就在专业培养方案中设置了“传热学”课程，自2009年开始在车辆工程专业加设“热工基础”课程（包括“工程热力学”和“传热学”），目前我校开设传热学课程的专业还有建筑环境与设备工程专业、安全工程专业、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程专业。本课程既属于专业基础课程，又是与工程实际结合紧密的应用学科，“传热学”的课程教学质量直接关系到后续专业课程的工程应用及理论研究，在专业人才培养过程中发挥着重要的作用。为了在有限的学时中尽快引导学生入门，笔者在教学实施过程中对教学目标的确定、课程内容选择、课堂教学方法研究、学生情况和成绩考核等方面进行了一系列探索与实践。
一、课程体系和教学内容的改革
“传热学”的主要内容包括热量传递的基本方式，热量传递的基本规律及其应用，传热过程综合分析三大部分。专业不同，课时不同，对本课程的需求是不同的，在保持课程内容体系完整性，服务于专业的原则下，结合专业需要建立内容丰富、层次分明、针对性强的课程体系，丰富和完善与专业相适应的课程体系。在教学实践中根据不同学时数，安排不同的教学内容，制定不同的课程主线。比如，对车辆专业少课时传热学内容，教学重点内容放在热量传递的基本方式和基本规律的应用上，课堂教学围绕着专业需求安排教学内容，其课程主线图安排如图1所示。注重以理论联系实际的方式将相关内容的专业背景、科研信息与应用在课堂教学中体现出来，呈现给学生，使学生能够找到本课程内容与其专业的应用点和结合点，树立和强化学生的工程概念和意识，培养其解决实际问题的能力。
对于多学时的课程教学，教学内容既要结合工程实际，又要和学科前沿相结合，注重学生解决实际问题能力的培养和视野的开阔。教学内容要加强学生工程意识的培养，培养学生解决实际问题的能力。工科院校的教学必须加强对学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。传热学的数学推导较多，查图查表较多。传统教学观念中，偏重于介绍原理和公式推导，最后套用公式解题。学生虽然会解难题，可是遇到工程实际问题却无从下手。为此课堂教学中从工程应用的角度出发，结合学生的专业特点，举出与专业课程和实践环节密切相关的实例，根据实例建立起数学模型，并确定定解条件（包括边界条件和初始条件），然后利用数学知识求解方程或方程组获得分析解或数值解或得到实验关联式。最后对所获得的解进行分析，用来解释传热现象，指导工程实际。例如，管道保温层的覆设、锅炉炉膛的辐射传热等，通过实例让学生初步树立工程观念。通过增加与工程密切相关的习题来加强学生工程实际意识的培养和工程设计能力的训练。例如，在讲用热电偶测量储气罐内气体温度这一实例时，可以提出如何降低测量误差的问题，引导学生学会在工程实际中如何用理论知识指导生产。这样一来，既可以增强学生的学习积极性，增强他们的工程观念，培养他们的工程意识，还可以培养学生全面考虑问题，解决实际问题的能力。
教材并非唯一的教学课程资源，在传热学中，为学生提供丰富多彩的具有时代特点的传热学学习材料可以拓宽学生的学习视野，激发学生的学习热情。教师可以把与课程相关的前沿学术动态和科研信息随时补充穿插在课堂教学中，鼓励学生利用网络和电子期刊获取与学科相关的论文信息，也可以鼓励学生利用所学知识通过大学生科研立项等科技创新活动解决生活中遇到的问题。例如，在讲解传热的连续介质假定的条件时，可以提到微尺度传热。在讲到强化传热时，可以提到场协同原理。这样可以提高学生的学习兴趣，培养学生的主动查阅科技文献的自学能力和发现问题解决问题的能力。
二、以学生为本的教学方法的灵活应用
传热学虽然是热能与动力工程专业的一门专业基础课，但是它在人们的日常生活和工程实践中都能找到实际应用。现在的大学生思想活跃，自主性强，如果仅仅对教材平铺直叙，照本宣科，教师只顾在黑板上进行公式推导，很容易让学生感到枯燥乏味，不积极思考，感受不到学科魅力，无法集中注意力学习专业基础知识，更谈不上学以致用。如果能够在教学过程中利用其身边感兴趣的实例加以引导，则能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。例如，笔记本的散热问题，室内暖气的安装位置问题。通过深入浅出的讲解，运用所要讲述的理论分析问题解决问题，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以激发他们的求知欲和探索精神。
教学过程中启发提问相结合，活跃课堂气氛，提高学生学习的积极性和主动性。教学过程中，学生是课堂教学中的主体，只有调动起学生主体的积极性和主动性才能提高课堂教学效果。专业基础课不可避免的会遇到一些理论分析和公式推导，这些往往是教学内容中比较枯燥乏味的部分，学生很容易失去学习兴趣。采用启发式提问，加强师生互动，可以营造生动活泼的学习环境，促使学生积极参与到教学过程中而不是被动接受知识的灌输。如果能够先分析公式推导的依据、目的和结论，并指出其中的关键点和推导思路，然后留出时间让学生自己动手推导或作为思考题的形式让学生课后思考，在下次课时让学生针对推导过程中遇到的问题各抒己见，鼓励学生勇于质疑，提出自己的新观点，学生可以提出自己的问题，甚至是对教学内容的质疑，这样不仅可以巩固学生对知识的掌握和理解，促使学生主动学习，促进学生发散思维和创造性思维的发展，进一步深化素质教育。在师生互动的过程中，可以提高学生口头表达能力和增强心理素质，还可以教学相长，对教师也是一种督促和激励，需要教师不断提高完善自己，不断与时俱进。
教师要善于总结，通过比较，加深学生对基本概念的理解，通过比较揭示不同现象的本质。例如，通过散热器内热水和室内空气的热量传递与热工设备换热器冷热流体间的热量传递的比较，引出传热过程的概念。通过比较还可以让学生找到知识点之间的相互联系与区别。例如，通过热量传递和动量传递的类比，理解热量传递与动量传递间的某些相同点，加深对热量传递的理解，学会比拟法研究对流换热问题。通过比较，还可以让学生认识到理想物体与实际物体间的差异，理论与实际的差距，认识到理论应用在具体不同条件下产生的个体差异，为今后解决工程实际问题积累经验培养能力。例如，理想物体黑体和实际物体辐射力及辐射换热量的计算的比较。教师不仅应善于总结通过比较教学法帮助学生建立完整清晰的知识体系，还应该引导学生学会独立运用比较方法，培养独立思考，主动学习，善于分析事物本质及联系的能力，形成自己的知识体系。
当然课堂教学灵活性很大，不能为了单纯运用教学方法而运用，适时灵活的将多种教学方法综合运用，才能达到良好的教学效果。例如，在讲授通过圆筒壁的传热过程时，可以由此联系到工程实际中管道的散热问题，这时可以提问相同厚度的保温层放在圆管内保温效果好还是放在圆管外好呢？学生可能认为放在管外好，结果答案恰恰相反，带着疑问就会认真听讲。待这个问题解决后，再问学生同样是在外面包裹一层，电线外面加了一层聚氯乙烯也是起到保温的作用吗？学生又会有疑问，这时引出“临界热绝缘直径”的概念，通过分析热流量和圆筒直径的关系，发现直径小于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层反而起不到保温的作用，起到散热的作用；当直径大于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层才能起到保温的作用。通过创设问题情境，运用比较法，启发提问相结合的教学方法，有利于学生解决实际问题能力的培养。
三、教学实践方式的改革
除了以课堂教学为依托的认识实践，通过课堂讲授、课堂讨论、讲座、实验等方式通过知识的传授和习得来增加知识，提高分析和解决问题的能力，还加强实践教学的比重。注重实践，以课外活动为依托通过课外活动锻炼学生的实际动手能力和应用知识的能力。主要方式有本科生科研、社团活动、小组活动、实习等。具体措施有改革课程结构，增加课程的实践环节，更新实验课、习题课、见习课的内容，增加其学时数，促进理论教学和实践教学的融合；实行本科生科研制度，通过科研提高学生的动手能力和解决问题的能力。这为增强学生运用理论知识解决实际问题的能力打下了良好的基础。例如，热能与动力工程专业2008级边鑫超等同学利用课余时间设计完成的作品《一种新型风力与太阳能互补供电系统（路灯）的设计》在2011年“泰汽新能源杯”第八届山东省大学生机电产品创新设计竞赛获一等奖，还有多名同学获得优秀奖。
四、结束语
热能与动力工程论文篇4
关键词：工程材料与热处理；任务驱动；教学
1 前言
《工程材料及热处理》是高等学校工程机械类及近机械类专业的一门技术基础课，通过对该课程的学习，学生能够掌握机械工程材料和热处理的相关知识，并且为后续的专业课程打下良好的基础。但是《机械工程材料及热处理》课程内容相对复杂、抽象，学生学起来难度较大，教学效果不理想。课程任务驱动法是将课程任务与课程教学相结合，从而提升教学效果的教学方式。机械专业主要是为社会提供专业性人才，将课程任务驱动法应用于《工程材料及热处理》教学中，根据其特点和应用型本科教育“培养高素质复合型应用性人才”培养目标的要求，实现教、学、做一体的任务驱动教学模式，提升学生的学习积极性。
2 任务驱动式教学法概述
任务驱动教学法是基于构架主义学习理论的教学方法，在学习过程中，围绕着一个共同的任务中心，在问题动机、实践任务等驱动下开展教学的方式。任务驱动式教学法是基于建构主义学习理论的教学法，以知识的构建为基础，通过以提出问题、提出任务目标以及完成任务目标的教学方式。将任务驱动法教学导入《工程材料及热处理》教学中，在总体教学目标的框架下，将总体目标分为一个个小目标，根据学科的特点明确教学任务，在任务驱动下完成教学安排。
3 基于任务驱动法的《机械工程材料及热处理》教学方法
3.1 根据职业特点确定能力培养目标
《工程材料及热处理》教学的目标主要是为机械专业类学生未来的学习打下基础，通过将材料的加工与热处理和学生的职业生涯联系起来，根据专业和职业的特点确定培养目标，能够提升学生的职业素质，让学生更加重视课程的学习。在任务驱动法教学中，为了让学生获得机械工程材料以及热处理工艺的相关知识，让学生了解实际工件加工的全过程、了解热处理工艺的特点、根据零件要求合理选择热处理方式，实现工作过程中的学习与课堂上的学习的整合，在教导学生知识的同时培养学生的职业精神。
3.2根据岗位需求调整课程教学内容
《工程材料及热处理》是一门综合性技术基础课，对于未来机械人才的培养与学生的未来发展具有重要的意义。通过对相关行业与仓业人才需求进行调研，将《工程材料及热处理》教学与学生的岗位发展结合起来，能够更好的开展教学。本校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为63学时，其中的教学内容包括金属学的基本知识、机械工程常用金属材料、陶瓷材料与复合材料等内容。采用任务驱动法进行教学，对其中一些理论性强、岗位实用性较差的内容进行压缩，为了满足现代岗位的需求，及时补充新知识，确保教学的时效性。
3.3 以任务过程为导向的组织教学
任务引导型的《工程材料及热处理》的教学组织，需要采取问题教学的方式，通过教学导入，让学生的职业发展与课程组织相结合，从而激发学生的主动性，引导学生科学的思考问题，加深对课程的认识。《工程材料及热处理》教学组织中，以专业课程教学与课程教学相结合，将教育行动整合到教学过程中，改变传统的“知识传授型”的教学方式，将课程分为相应的项目组，从而完成教学。在《工程材料及热处理》教学中，在原有课程的基础上，优化课程体系，突出职业能力培养，以任务驱动与项目导向的教学方式，根据项目布置的方式完成教学任务。
3.4 针对不同基础的学生进行分组教学
学生的基础与学习能力并不相同，在《工程材料及热处理》教学过程中，应该开展差异化教学，以异质小组教学的方式，因材施教，促进学生的整体提升。任务导向式教学需要以学生的情况为基础，采取分层教学的方式，布置不同的教学任务与教学安排，有意识的让学生能够了解自己，明确发展方向，同时相应的教学难度能够激发学生的学习积极性，促进学生的全面提升。
3.5 以任务为导向的实验教学
实验教学是《工程材料及热处理》教学的重要内容，在理论教学的基础上，开展任务导向的实验教学，能够将理论与实践相结合，提升学生的实验动手能力与团队协作能力。《工程材料及热处理》课程的原有实验主要为简单的验证性实验，对于学生的提升有效，在原有实验的基础上加入以任务为导向的实验教学内容，与生产实践结合紧密，让学生能够了解实验方案，熟悉实验材料，提升学生的主观能动性，培养学生的创新精神。以企业典型应用为载体， 实现以实例项目为导向的教学模式，并借助教师的引导、 学生的动手实践和课堂讨论，以将学习过程转化为 “企业现场情景的再现”， 实现 “将理论知识转化为专业技能” 的学习目标。
3.6 以学生创造力为主的考核方式
任务驱动式教学主要是以学生的能力提升为主，为了确保学生得到提升，取消传统的书面考核，而取代以综合性应用知识的考核，能够深化教学环节，促进学生的发展。采用项目报告的方式取代传统的考试，能够让学生在任务的基础上，对任务进行思考与分析，并且就此开展资料搜集，以小组的方式完成任务，对于学生的发展具有重要的意义。
4 结语
通过“工程材料与热处理工艺选择”课程教学模式创新与学习方式转变的研究，打破了传统的课程结构。本校近年来开展《工程材料及热处理》的任务教学，从教学的准备、教学的组织、教学的开展等方面开始，结合学生的未来职业发展情况开展教学，让学生能够掌握理论知识与应用知识，对提升教学效果具有重要的意义。
参考文献：
[1] 韩树明.基于项目驱动的教学过程设计--以“机械工程基础”课程为例[期刊论文]-苏州市职业大学学报2014（4）
[2] 李蓉.陈志平.张巨勇 工程材料及热处理课堂教学改革[期刊论文]-教育教学论坛2014（19）
作者简介：
刘红华（1974～ ），男，湖南桃江人，硕士，讲师，高级技师，主要从事机械工程材料的科研和教学工作。
热能与动力工程论文篇5
关键词：工程热力学；教学改革；教材；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0199-02
《工程热力学》是高等院校机械工程类、能源与动力类等专业的一门必修专业基础课程。该课程主要研究热能与机械能相互转换的规律，以及合理有效利用热能的基本理论，对培养学员科学素养、创新性思维和实践能力，以及专业课程学习都将起到奠基的作用。通过《工程热力学》课程的学习，使学员掌握热力学的基本概念和基本规律，并能正确运用这些规律进行热力过程、热力循环分析和计算；培养学员科学分析和逻辑思维能力。养成实事求是的科学态度和勇于探索、刻苦钻研的科学作风。经过数十年的持续建设，《工程热力学》课程在教学内容、教学方法和手段、实验保障设施、师资队伍建设等方面进行了大量的建设和改革，取得了显著的效果。
一、教材和教学内容改革
在教材和教学内容方面，课程组近年来开展了《工程热力学》“立体教材”体系的建设工作。以课程教学为基本形式，以综合能力的培养和提高为基本目标，利用多种教育化教育手段，构建新颖教材、网络课程、多媒体课件、教学辅导书等组成的内容丰富、功能齐全的《工程热力学》综合性立体化教学资源。从而使教学质量和教学效率大为提高。在人才培养方面，取得了丰硕的教学成果。多年来不断更新选取适合本科人才培养和专业需求的高水平教材，以满足课程标准的要求。《工程热力学》目前采用华自强等主编的《工程热力学》第四版，由高等教育出版社2009年11月出版。该教材是国家“普通高等教育十一五部级规划教材”，被众多院校广泛采用。该教材还有配套习题，方便学员进行课后复习和自测。此外，课程还指定了多部教材和教学辅导书，供学员学习和研究使用，包括清华大学出版社2011年6月出版，朱明善主编的《工程热力学（第2版）》；高等教育出版社2007年6月出版，童钧耕主编的《工程热力学学习辅导与习题解答》；McGraw-Hill2005年出版的由Yunus A.Cengel主编的《Thermodynamics An Engineering Approach the 4th edition》等。针对授课专业增多，内容增加，学时减少及面向装备扩大和发展的实际，在对后续专业课程需求和部队需求深入调研的基础上，着眼当前需要和未来发展，从以下三个方面入手进行了课程内容体系的优化重组。
1.突出重点内容，贴近装备实际，针对装备特点突出与动力系统工作原理密切相关的热力学知识。弱化蒸汽的热力性质及其动力循环方面的内容。
2.以计算机网络为平台，结合《工程热力学》理论在武器装备上的具体应用和实验室发展，引入了计算机编程求解和虚拟实验等现代教学实践内容。
3.利用自主研制的和虚拟实验软件，以及课程组成员科研项目多的优势，引入了创新实验等研究性教学内容。优化重组后的新课程内容体系，以经典《工程热力学》内容为主体，科学处理了经典与现代的关系，引入了新知识和新技术，强调了知识的综合运用和实践训练，保持了课程教学内容的系统性、科学性和前沿性。
二、教学设施建设
《工程热力学》课程在教学设施方面取得了明显的进步。特别是近年来，本校充分利用各种科研项目成果，进一步完善本课程实验设备，更新了多套空气定压比热测试设备。对喷管流动演示实验的硬件平台进行改造，设计编制了具有虚拟实验和在线分析的分布式喷管流动演示实验网络平台。保障实践环节均能以实物操作为教学的主要手段，实验教学水平达到国内先进水平。为使学员在课堂以外能够及时的复习和总结，补充课堂教学内容的不足，针对课程的特点设计并完成了《工程热力学》的网络课程。该网络课程集教学指导、教学实施、自主学习、测试考试等功能于一体。目前已经完成本课程的网络课程建设，学员可以在校园网上观看课程授课的视频录像，课程内容的在线学习和测试，该网络课程的建设丰富了学员的学习途径，对于促进学员的学习积极性，提高教学效果发挥了积极的作用。通过多年来的建设，课程网络教学环境建设成效显著，形成了以教材、多媒体为主和网络教学环境为辅，集理论教学和实践教学于一体的课程网络教学特色。从毕业学员反馈的情况来看，利用网络教学环境，不仅显著地增加了课堂的信息量，而且有效改善了教学效果。利用新技术更新了实验平台，培养学员实践、创新能力的新做法。通过自主设计、研制的喷管流动演示虚拟实验软件平台，该虚拟实验平台具有良好的开放性、自主性、综合性，而且突破了实验受设备、场所、环境、时间的限制，有效提高了学员的实践创新能力和综合素质。
三、教学方法改革
教学改革是提高教学水平和教学质量的根本保障，多年来课程组一直十分注重加强和深化教学改革，并取得了一定的成果，具体做法如下。
1.课堂教学采用启发交流式，实现单向知识传输模式向师生交互模式的转变。利用自主研制的功能完备，界面友好，集授课、自学、测试、管理等功能于一体的《工程热力学网络课程》，依托校园网和多媒体教室等，构建了教学互动，适合自主学习、协作学习、相对宽松的双语多媒体网络教学环境，实现了教员主导作用和学员主体作用的和谐统一，在提高教学效果的同时，培养了学员主动、有效地获取知识的意识和能力。
2.在教学方法上，改进课堂讲授方式，采用“研究型”的教学模式。针对课程特点，强调培养学员掌握理论、应用和试验三个方面的知识与能力：《工程热力学》的理论，《工程热力学》基本理论和概念的掌握，培养理性思维和分析能力；《工程热力学》的应用，面向装备和工程实践，熟悉了解实际《工程热力学》问题，培养应用原理解决问题的能力；《工程热力学》的实验，通过综合性试验培养学员的动手能力和科研工作素质。
3.注重学生创新能力培养。结合课堂教学，开展科技创新活动，使学生综合素质能力获得提高。
4.根据学员的反馈不断完善教学文件。对已有的教学计划、教学大纲、优秀的教材进行及时的更新和完善，并作为素材之一放在教学网站上，作为学习的参考资料供学员下载学习使用。总结：笔者经过多年的教学实践，对《工程热力学》进行综合的教学改革，收效明显。教学质量和教学效率得到很大提高，在培养新型专业人才方面，取得了丰硕的教学成果。
参考文献：
[1]谭羽非，赵金辉.工程热力学立体化教材建设与实践[J].吉林建筑工程学院学报，2010，（2）.
[2]黄凯旋，刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报，2001，（3）.
热能与动力工程论文篇6
关键词：专业基础课；演示性实验；综合性实验；开发实验室；仿真实验
一、实验教学在专业基础课中的地位及重要性
实验是科学探索的先导。大学生通过基本实验教学能掌握基本的实验技能，能深入理解专业基础课中的基本理论知识。实验教学是培养大学生专业领域创新意识和探索能力不可替代的手段。实验教学已被列为实现创新人才培养目标的重要教学环节。热能工程、建筑环境与设备工程等专业的专业基础课包括工程热力学、传热学和工程流体力学。它们普遍存在概念多、理论抽象、公式繁杂等问题，有必要通过实验环节加强教学方面的理解。本文从专业基础课的基础实验出发，在原有实验教学体系的基础上，对专业课程的实验室建设和教学改革提出一些构想。
二、能源动力类专业的实验教学体系基础
《工程热力学》、《工程流体力学》和《传热学》三门课程的实验是能源动力类专业最为重要的专业基础课程，一般包括：①换热器温差传热做功能力损失测定；②水的沸腾过程及其P-T汽化曲线测定；③喷管流动特性实验；④压缩机效率测定实验；⑤制冷循环性能系数ε测定；⑥冷却塔性能测试实验；⑦CO2超临界P-V-T实验测定；⑧空气的比热容的测定；⑨管道内雷诺实验；⑩能量方程（伯努利方程）实验等。
1.基础实验的作用。河北工业大学能源与环境工程学院热能工程专业为了充分发挥实验教学的功能，在实验课上引导和培养学生的实验技能及动手能力，理清实验课教学与专业基础理论课程的关系，要求学生以严谨求实的态度、以科学创新意识积极动手完成实验，让学生理解实验课中实验现象与教学理论的关系、实验现象得出的结论在理论教学中的作用以及现象与理论的过渡过程等，以期通过实验教学环节达到理解抽象理论和概念的目标。首先是基本测量仪器仪表以及测量系统的使用，包括温度、液位、流量、湿度、流速等基本热工参数的测量，目的是使学生了解和掌握基本物性参数中测量的基本原理与方法。指导教师在定压条件下帮助学生完成空气比热的测量实验、金属热导率等基本实验教学，让学生通过这些实验过程理解物质属性的测量方法，并在理论教学上逐步进行专业基础课的其他相关实验。
2.演示性实验在教学中的重要地位。在经费条件有限的情况下，演示性和验证性实验可以填充实验教学中的部分不足。演示性实验通过直观视觉反映抽象的概念或理论，对于学生理解抽象概念，印证基本理论有较大帮助，既可以达到巩固课堂上所学内容的目的，又可以使学生初步熟悉各种仪器设备及其操作规程。比如工程热力学课程是热能工程、建筑环境与设备等专业非常重要的专业基础课之一。它对后续专业课程的学习起着至关重要的作用。这是其本身知识体系所决定的。我们知道热力学理论是从热能与机械能相互转换的实践中发展起来的，主要内容围绕热与功转换。其中动力循环部分，有较多的抽象的概念，例如热力学第二定律，开尔文说：“不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机”。该定律用实验验证非常困难，而用仿真实验则比较容易做到。水的定压加热过程实验，包括水的一点（三相点）、二线（饱和水线、饱和蒸汽线）、三区（过冷水区、汽水两相共存区、过热蒸汽区）、五态（过冷水、饱和水、湿蒸汽、饱和蒸汽和过热蒸汽），加入动画仿真，学生就很容易掌握水蒸汽的热力性质。热力过程和热力循环中一些内容也可以加入动画仿真，在教学上引导学生自主分析，从而提高其对知识的理解和对知识的感受能力。工程流体力学可以进行自然循环静压传递扬水演示实验水流流动形态及绕流演示实验、流谱演示实验、水击现象演示实验、虹吸原理演示实验、空化机理演示实验、紊动机理演示实验等。
3.仿真实验室的建设和健全。仿真实验室可以利用动画软件进行研究演示，在节约财力的基础上，能部分达到学生理解实验的目的，特别是大型复杂实验。相关的例子如《工程热力学》锅炉中工质水的定压加热过程，由过冷水加热到饱和水、到饱和蒸汽、再到过热蒸汽的过程涉及复杂烦琐的计算，若通过计算机编程技术来计算此过程，不仅可提高计算效率，还可锻炼学生把编程技术用于工程计算的能力。《水和水蒸气热力性质图表》和《空气热力性质图表》等这些传统图表，通过编写程序的方法使用，可有效降低出错的可能性。现在很多设计和科研部门已采用一些工具软件。有一些工具软件使用的项目，可以借鉴其他高校正在进行的火电机组仿真实验室的建设和健全。模拟实验项目有200MW和300MW火电机组的全过程，包括锅炉启动前的准备：制粉系统首先投入运行，锅炉给水系统相继打开，引风系统相继作用，系统点火，空气预热器配风，相应参数维持到正常运行状态，汽轮机开始正常冲转、加负荷、并网等，给水三冲量控制投入，炉膛壁温的检测等环节的实施。让学生通过仿真实验加深对锅炉机组、汽轮机机组等主辅设备系统组成和运行原理的认识和理解；通过仿真实验来理解热力发电厂中锅炉给水控制、给煤控制和蒸汽控制系统的基本功能、组成和操作方法；通过模拟实际操作，对现代大型火力发电机组的运行方式进行比较深入的认识，同时对火电机组仿真技术有了一定的了解。学生通过对不同容量火电机组的全工况仿真运行实践，不仅可以提高动手能力，而且深入理解专业知识，也增加了专业自信。
4.综合性实验教学和开放实验室。逐步建立综合性实验教学和开放实验室是实验教学的重要环节。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与之相关课程的实验。为了进一步拓展学生的实验领域和实验技能，我们以专业基础课的理论指导开拓综合性实验，在有限物力及财力的条件下，通过自行研制设计开发新的实验内容，在现有设备和热工系统的基础上改造原有设备和系统，开发研制具有新功能的系统。例如，在换热器实验台上，把原来的换热管改成热管等项目；在利用太阳能集热器加热水的系统中，改造其成为小型溴化锂制冷系统中蒸汽发生器中的热源。在条件允许的情况下，可组织学生设计和安排实验的基础平台，以激发学生在此方面学习的积极性和探索精神的热情。目前正在做不同管道（螺纹管、波纹管等）的换热器的传热性能的研发，就让学生感受到了自主学习和探索的乐趣。我们在开展创新层次实践平台的构建，培养学生独立思考和创新能力方面还需要很多设想，要不断地将其付诸实现，需要不断的探索和努力。
依据热能工程和建筑环境与设备专业基础课的特点和需求，提出专业基础课中实验教学在优化理论课程中的重要地位，并使专业基础实验教学项目和教学手段，在教学中得到一体化的建设和整合，可以通过分阶段、有重点、分项目地安排实验教学课程，将传统的把工程流体力学、工程热力学和传热学的实验教学分割开来的实验教学整合为四个阶段的实验教学环境，在不同阶段有计划系统地培养和训练学生，不断提高教学效果。高等学校的根本任务是培养人才，无论高素质的工程技术人才还是具有科学探索精神的科技人才都离不开高素质的师资队伍和科学先进的教学理念以及过硬的实验教学方法和手段。
参考文献：
[1]陈由旺，杜秋萍.热工基础理论课与实验教学改革[J].石油教育，1997，62（7）：31-32.
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[3]颜爱斌，殷洪亮，张蕊.流体热工基础实验教学综合改革的探讨[J].实验室科学，2012，15（5）：39-41.
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[5]陈占秀.论工程热力学作为专业基础课的核心作用[J].高等建筑教育，2010，19（2）：90-92.
[6]黄解军，等.创新性实验教学体系的改革与实践[J].实验科学与技术，2007，（5）：80-82.
热能与动力工程论文篇7
关键词：化工热力学 教学 课程质量
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0213-01
化工热力学是是化学工程一个重要的基础学科，是工程与工艺等各类化工专业的必修课程。该课程把热力学的基本原理应用于化工技术领域，结合表征实际体系特性的状态方程、活动系数模型进行各种热力学性质的计算。由于该课程相对于其他课程而言理论性强，概念多、公式多，学生往往觉得抽象不易掌握。大篇幅的公式推导也让学生望而生畏[1-2]。
如何引导学生掌握本课程的基本原理、应用及实验技能，了解学科发展动态，培养学习的严谨作风，也是本课程教学必须回答的问题。本文试从以下几个方面进行改进，以期提高化工热力学的教学质量。
1 理论联系实际，激发学生学习兴趣
对日常生活中一些常见的现象用专业的化工热力学知识给予科学的解释。这样可以使学生感受到该课程对生活实践的指导意义，从而激发学生的学习热情和兴趣，达到既掌握了化工热力学的知识又培养了学生分析问题和解决问题能力的目的。
例如：冰箱的工作原理与空调是否相同？夏天打开冰箱门是否能当空调？空调与取暖器哪个更省电？将冰箱和空调的工作原理与第六章的制冷循环相联系。为何从天然植物中提取香精、色素等有效成分常用超临界萃取技术？萃取剂为何常选CO2？在第二章PVT关系的应用当中着重介绍了超临界萃取技术以及萃取剂的选择[3-4]。在讲到相关的理论知识时，适时的把这些学生感兴趣的问题穿来，使理论知识不再那么枯燥。
比如说在讲第六章熵增原理的时候，可以做适度的延伸，将熵增原理与宇宙的变化过程联系起来。霍金[5]在《时间的方向》这一报告中，提出了热力学时间箭头、时间箭头和宇宙学时间箭头的一致性。根据热力学第二定律，事物总是向无序状态变化，称为“熵”的不断增大。因此，我们只能看见杯子打碎成碎片的过程，从来不会看见杯子的碎片复原成为杯子，相对来说，杯子是有序的状态，碎片是无序的状态。阿姆斯特丹大学理论物理学院埃里克.弗林德教授（Erik Verlinde）认为引力从本质上是一种熵力，如果一个物体在其它物体周围发生微小移动会改变周围的无序度，就会感受到引力。
通过这样一些理论的提出，让学生通过讨论，首先能培养学生勤于思考、开拓创新的精神；其次将热力学的理论与哲学、物理学等其他学科相联系，能让学生了解自然科学其实没有学科的边界，科学是相通的思想；三是介绍一些化工热力学在实际生活中的应用。例如在讲授范德华方程时，讲述了莱顿低温实验室的创始人著名低温物理学家卡末林-昂内斯如何利用范德华方程成功地把一种又一种“永久气体”（氧气、氢气、氦气等）液化，乃至作出对人类社会产生巨大影响的贡献—— 超导电性的发现。最后如何利用超导电性实现磁悬浮列车，让学生感受到化工热力学在实际生活中的重大指导意义。
2 与时俱进，借助计算机软件来辅助教学
在化工热力学教学过程中，公式多，计算复杂成为严重影响教学效果的主要因素。为了使学生在今后的工作实际当中能更好的运用化工热力学知识解决实际问题，我们在教学过程中，专门作了一个专题，介绍了目前应用较多的几种软件，包括Aspen Plus，Simulis Thermodynamics， HSC chemistry等。其中着重介绍了目前应用最广的Aspen Plus （Advanced System for P
rocess Engineering）。该软件美国AspenTech公司研制，由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司参与开发。是基于序贯模块法的稳态过程模拟软件，并附带有庞大的数据库，包含了丰富的状态方程和活度系数模型。在各章节的计算过程中，分别对这几种软件相关的热力学计算部分进行了演示。
3 尊重传统，培养学生严谨的学习作风
化工热力学是一门严谨的课程，有人称之为完美的学科，就是因为它的理论和公式都有严密的理论基础，都是通过层层推导得到的。而本课程中最主要的内容就是热力学性质的计算。尽管有相应的软件工具可以进行辅助计算，但在教学过程中还是不能忽视学生的计算和推理能力的培养。通过日常的作业和课堂上的习题演练，让学生在做题过程中领会化工热力学的精髓，培养其严谨的学习态度和作风。
4 把握主线，纵观全局，理清脉络
化工热力学课程主要由原理、模型和应用三部分所组成。原理是基础，应用是目的，模型是应用中不可缺少的工具[7]。如果把化工热力学比作一个大树，那么原理就是它庞大的根系，模型是它的主干和枝丫，而应用这是化工热力学所开出的花朵和果实。
因此在每一章学习之前，我们都会给学生提供两副结构图。一是本门课程所研究体系的框架图。二是每章之间的关系及联系图。使学生能全面把握化工热力学的整体框架，正确理解热力学概念，灵活运用热力学原理。在学习时能做到，“提起是一串，放下是一堆”的学习方式。
参考文献
[1] 刘守军，何秀丽.《化工热力学》教学中应把握的几个问题[J].太原理工大学学报：社会科学版，2001，19（1）：80-86.
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[3] 冯新，陆小华，吉远辉，等.化工热力学中从生活中来到生产中去的实例[J].化工高等教育，2009（1）.
[4] 陆小华，冯新，吉远辉，等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等教育，2008（3）：19-21.
[5] 包科达.热物理学基础[M].高等教育出版社，2004.
[6] 霍金.宇宙的起源与归宿：听霍金讲万物之理[M].译林出版社，2009.
热能与动力工程论文篇8
关键词：热工基础；传热学与传质学；教学方法；教书育人
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）14-0122-02
《热工理论基础》包括工程热力学与传热学两门课程，它和流体力学并称为能源动力类专业的三大支柱。这三门课程同时也是石油、化工、机械、电子、土木等学科的主干技术基础课。工程热力学和传热学构成了在热能工程这门综合性的技术学科中如何有效利用热能的热工理论基础。我校近几年根据石油工程学科的特点和发展需要，又将石油工程的课程改设为《传热学与传质学》。这两门课程的主要特点是概念性强、公式多、理论抽象，既有严格的理论证明，又具有很强的工程应用背景。对还没有接触到专业课和工程实际的学生来说，本课程听起来容易枯燥无味，做题又无从下手。因此，笔者结合自己在这两门课程中多年的教学实践，分享几点教学的实施方法和认识。
一、根据课程特点实施教学方法
这两门课程的特点是概念多、公式多、内容多。教师在教学设计时应以应用为目的，以必需够用为度，不要盲目追求基础理论的系统性和完整性，而要突出应用性和实践性。在讲绪论课时，强调学习本课程对解决工程问题所具有的意义及其在人才培养中所处的地位和作用，介绍我国的能源现状及与发达国家的差距，激发学生建立起强烈的责任感和强烈的求知欲望。
在授课过程中，教师还要注意不断渗透和强调知识的承上启下和储备性，以及和各个专业的联系。承上启下性是指本课程作为专业基础课，承担着与基础课和专业课的桥梁作用，因此在授课时，既要对所学基础课进行复习对比，便于学生进行知识的迁移，又要密切结合工程实践，为今后专业课的学习，奠定理论基础。比如讲温度的定义时，先引出传统意义上温度的定义，指出这种定义的狭隘性，再引出热力学中温度的定义。储备性是指现代化社会要求学生具备扎实的基础、知识面宽、能力强、素质高。因此授课过程中，除本门课程所牵涉的应用知识外，应尽可能地介绍本门课程在其他领域的应用，使学生在学习过程中不断受到举一反三的训练，培养学生的综合素质和严谨的科学态度。比如在讲对流换热时以烧开水为例分析对流换热的具体过程，然后让学生思考：假设在太空中提供燃烧现象，能否烧开一壶水？水传热的机理和在地球上是否一样？从而引出微重力传热专题，让同学们课下在网上积极搜索微重力传热现象和理论。这样既拓展和丰富了学生的知识面，又激发了学生的学习兴趣，还巧妙地利用了学生的课余时间和网络资源。
二、课堂互动教学的有效实施
课堂互动教学模式是一种非常理想的教学模式，也是很多老师所追求和向往的一种教学模式。但是它的有效开展和实施却并非宜事。我们可能在刚开始授课时尤其是讲绪论时可以很好地实施课堂互动，但是在随后的课堂教学中迫于学时压缩的压力和知识信息量大的原因，慢慢就开始变成满堂灌的授课方式，对于“互动”心有余而力不足。其实根据学时安排教师应有效把握教学内容和合理安排教学重点。即要摒弃全面讲、满堂灌的授课方式，把精讲与指导相结合；系统讲解与问答式讲解相结合。教师在每一次课的教学设计时，多挖掘现实中的实例，我们可以把教学活动分为三个层次：由教师诱导、学生回答、教师分析和评价的三部曲所构成的互动程序；由若干个互动程序构成较大的单元或阶段；由若干个阶段积累为课。比如讲授圆筒壁的传热过程，先举些例子，例子可以从浅到深，从小到大，从日常生活到工程应用。可以先举装满热水的杯子放在空气中的传热现象，再举换热器中换热管的传热过程。然后引发问题：如何分析计算圆筒壁的传热过程。让同学们通过类比平壁的传热过程然后思考并大胆试写圆筒壁计算热流量的公式，然后老师进行点评。在讲到难懂之处时，要有意识地留给学生思考的余地，并提倡学生提出异议和不懂之处。这样就把课堂教学变为教师和学生共唱一台戏，使学生在课堂上积极思考，不容易分散注意力，使课堂气氛活跃，更有效地利用了课堂时间，提高了课堂效率。
三、将教书育人有效的融入课堂教学
第一次真正认识到教书育人这个词的含义是在教师岗前培训时一位老师说的一句话：教书是传道授业解惑，育人是培育每一个孩子的心灵。如果你只会教书而不会育人，那只能称为“教书匠”，而不能称为真正的教师。大学教育的终极目标不应该是让学生拿到学位证或者找到一份好工作，而是把学生培养成为一个幸福的人。“培育每一个孩子的心灵”和“把学生培养成为一个幸福的人”这两句话就一直萦绕在我的脑海里，让我经历了“感动”、“困惑”和“逐渐领悟”的过程。规范的教师岗前培训是一个非常重要的过程，也可以说是一个必要环节。大学教师大多数都是研究生或者博士毕业，虽然有扎实的专业知识理论，但是由于不是师范院校毕业，没有接受过专业的教师培训，岗前培训可以使高校教师具备一定的教育理论，同时要具备较强的教育专业素养和技能。在接受岗前培训之前，我常常庆幸自己找到了一份稳定的工作，岗培之后，我才意识到自己是一位太阳底下最光辉的职业的拥有者，知道了自己肩负的责任和使命。在之后的授课过程中，我常常困惑如何在这门枯燥的课程中“培育每一个孩子的心灵”呢？我在和学生教学互动中，能感受到当你非常认真地对待这门课程和真诚的对待每一位学生时，他们也会认真地学习和尊敬你。所以，教师强烈的责任心和认真备课的精神是十分重要的。每一次的授课都会有更深的教学体会。虽然这两门课程尤其是传质学，理论抽象，公式多，但再复杂的公式都是逻辑思维语言，而逻辑思维语言又来源于社会科学语言，所以在讲授异常抽象和复杂的理论和公式时，一定要深刻挖掘与之相关的物理现象，通过学生较容易接受的物理现象来分析与之对应的数学符号即公式。我在讲授传质学时学习了清华大学张寅平教授的“热质交换原理及应用”的教学视频，从中受益匪浅。张寅平教授通过举数学家希尔伯特的例子，告诉学生推导公式的重要性，使学生从怕推导公式到愿意主动推导公式；通过举爱因斯坦的例子，使学生明白人们在刚开始探索真理的时候是一个艰辛但却有意义的事情。要勇于探索、勇于创新、做科研要具备大胆的怀疑和猜想精神。
综上所述，在热工基础和传热传质学的教学过程中，教师作为教学的指导者，其教学理念和情感素养将直接影响到学生的学习效果甚至人生观价值观。教师在实施教学的过程中不仅教授了专业知识，更展示了自我的综合素养和人格魅力。将二者更完美地结合在一起，使学生有效而愉快地学习这门课程，是我们教师一直要为之努力和奋斗的目标。
参考文献：
[1]张学学.热工基础[M].北京：高等教育出版社，2006.