徐 青，凌長明

(廣東海洋大學(xué)工程學(xué)院，廣東湛江524025)

熱工基礎(chǔ)是能源與動力工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，其研究內(nèi)容主要是熱能與其它形式能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系、轉(zhuǎn)換規(guī)律及應(yīng)用;熱量傳遞的基本方式及其傳遞過程。熱工基礎(chǔ)課程是學(xué)生從基礎(chǔ)課到專業(yè)基礎(chǔ)課的過渡，在工科學(xué)生中學(xué)習(xí)面較大。該課程的概念性強(qiáng)，涉及的理論較為抽象，同時(shí)與工程實(shí)際又有十分密切的聯(lián)系。熱工基礎(chǔ)課程包括工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)兩部分內(nèi)容，這兩部分內(nèi)容單獨(dú)開課的學(xué)時(shí)合計(jì)140學(xué)時(shí)，但熱工學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)為96學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)雖然大幅減少但教學(xué)內(nèi)容很多。在該課程的教學(xué)過程中，授課教師普遍覺得課程難教，上課學(xué)生覺得課程難于理解，在教學(xué)過程中處于兩難的境地。

當(dāng)前采用的傳統(tǒng)講授及多媒體教學(xué)模式講授的深度和廣度不夠，學(xué)生只能是囫圇吐棗，一知半解。許多教育工作者也從借鑒國內(nèi)外大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)、改革教學(xué)手段和模塊化教學(xué)等方面對教學(xué)方法進(jìn)行了探索［1－3］。本文分析熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀和課程特點(diǎn)，采用了案例教學(xué)法和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等教學(xué)方法改革，讓學(xué)生在具體的案例中牢固掌握該課程的理論知識，形成理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)方法，并在此基礎(chǔ)上，主動探索，積極思考，提高自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，并能夠?qū)峁せA(chǔ)課程知識體系應(yīng)用到今后的學(xué)習(xí)和工作中。

一 樹立工程觀念，培養(yǎng)實(shí)踐能力

熱工基礎(chǔ)課程具有概念多、教學(xué)內(nèi)容豐富和知識點(diǎn)廣泛等特點(diǎn)。同學(xué)們學(xué)習(xí)過程中感覺比較枯燥，為此在教學(xué)過程中，通過理論知識結(jié)合實(shí)際問題的授課方式，來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，樹立工程觀念，增強(qiáng)對理論知識的理解。

(一)課前專業(yè)認(rèn)知

本門課程開課前帶領(lǐng)學(xué)生到電廠、化工廠、冷庫和發(fā)動機(jī)廠等單位進(jìn)行參觀，初步了解這些企業(yè)生產(chǎn)過程中的實(shí)際流程和生產(chǎn)設(shè)備，對課程所涉及的知識預(yù)先有個(gè)視覺上的認(rèn)識。開課后遇到具體的理論知識可結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行講解，比如講到蒸汽動力裝置循環(huán)一節(jié)，就引導(dǎo)學(xué)生回顧電廠運(yùn)行流程，結(jié)合課件中的動畫模擬，加深對循環(huán)過程的理解，并對熱力設(shè)備每一部分的特點(diǎn)和作用增強(qiáng)記憶。通過這種教學(xué)方式，學(xué)生對課堂知識覺得不陌生，從而對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。

(二)科研案例教學(xué)

科研案例教學(xué)法在案例教學(xué)法的基礎(chǔ)上，從分析課程特點(diǎn)及課程教學(xué)現(xiàn)狀入手，在教學(xué)內(nèi)容上嘗試選用專業(yè)任課教師及課題組已完成的應(yīng)用到該課程基礎(chǔ)知識的科研項(xiàng)目，將其設(shè)計(jì)、組織并呈現(xiàn)于課堂［4］。工科生熱工基礎(chǔ)課程一般由各工科院校能源與動力工程專業(yè)承擔(dān)，因能源與動力工程專業(yè)每年承接或參與多項(xiàng)科研項(xiàng)目，其中大多是國家級和省級科研項(xiàng)目，具有較高的科研水平和參考價(jià)值。教師收集教研室歷年來承接或參與的科研項(xiàng)目，以及文獻(xiàn)資料中可用于工科生熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)的科研案例。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的興趣特點(diǎn)，對案例進(jìn)行精心的概括、組織。比如在講解肋片的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，利用課題組承擔(dān)的渦輪葉片尾緣擾流柱的流動和換熱問題研究的科研項(xiàng)目，分析肋片導(dǎo)熱的機(jī)理和效率等。授課章節(jié)需選擇代表本章重點(diǎn)的科研案例，并針對專業(yè)特點(diǎn)做重點(diǎn)選擇，讓學(xué)生在具體的科研案例中牢固的掌握該課程的理論知識，形成理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)方法。

教師通過文字描述、多媒體和圖表等多種手段引入教學(xué)案例。教師呈現(xiàn)案例后，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)來循序漸進(jìn)地啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生積極思考;學(xué)生可以分小組合作進(jìn)行案例中的各種問題的分析和討論，發(fā)現(xiàn)和探索解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力。

在案例教學(xué)的環(huán)節(jié)同時(shí)引入學(xué)生參加節(jié)能減排大賽和大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，利用學(xué)生自己的方案來分析如何結(jié)合理論知識解決實(shí)際問題的能力［5］。通過這樣的方式使學(xué)生覺得自己能更好的參與到學(xué)習(xí)之中，既加強(qiáng)了對理論知識的理解，又增強(qiáng)了大家參與科研的熱情，很多學(xué)生由此愛上科研，從而考取研究生，為就業(yè)也擴(kuò)寬了渠道。

(三)工程案例教學(xué)

熱工基礎(chǔ)課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，主要為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。但課程本身也具有很多實(shí)踐問題。教研室部分教師長期從事冷庫設(shè)計(jì)、中央空調(diào)設(shè)計(jì)安裝和換熱器改造等工程項(xiàng)目，將這些工程實(shí)際項(xiàng)目與課程知識對接，使學(xué)生更好地體會到知識如何應(yīng)用于實(shí)際工程，擴(kuò)寬了學(xué)生的視野，消除了學(xué)習(xí)理論知識無用和不知如何用的想法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化了學(xué)生的工程觀念［6］。

工科專業(yè)一般都與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的典型企業(yè)有緊密合作關(guān)系，可聘請企業(yè)的工程師結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。通過這種教學(xué)空間的拓展和延伸、生產(chǎn)一線的工程實(shí)踐，增強(qiáng)了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，豐富了學(xué)生的專業(yè)前沿知識，更好地實(shí)施學(xué)校與企業(yè)的對接，學(xué)生與工程師的轉(zhuǎn)變。

(四)授課后的生產(chǎn)實(shí)習(xí)

工科專業(yè)學(xué)生在大三下學(xué)期去企業(yè)進(jìn)行為期一個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)，更好地接觸工程實(shí)際，了解產(chǎn)品加工過程，可以重新系統(tǒng)地回顧理論知識，加深對課本知識的印象。通過這種課前認(rèn)知、課堂學(xué)習(xí)和課后實(shí)習(xí)的模式，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成了理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)方法。

(五)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

除了在課堂教學(xué)中加入與工程實(shí)際及生活密切相關(guān)的案例及問題外，我們還加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。除基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，我們還開設(shè)了專業(yè)實(shí)驗(yàn):針對各專業(yè)方向的設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，如內(nèi)燃機(jī)設(shè)備、鍋爐設(shè)備、制冷設(shè)備、建筑環(huán)境設(shè)備等性能實(shí)驗(yàn)，約占計(jì)劃實(shí)驗(yàn)總量的30%;實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn):針對本?？葡嚓P(guān)專業(yè)方向進(jìn)行的技能培訓(xùn)，例如壓縮機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)、制冷工程實(shí)訓(xùn)、空調(diào)裝置實(shí)訓(xùn)、制冷工程基本技能實(shí)訓(xùn)、暖通空調(diào)基本技能實(shí)訓(xùn)、HAVC基本技能實(shí)訓(xùn)，約占計(jì)劃實(shí)驗(yàn)總量的30%;創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn):結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐課題、企業(yè)實(shí)習(xí)等，配合導(dǎo)師的科研課題并利用導(dǎo)師的科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備或在與企業(yè)聯(lián)合的產(chǎn)學(xué)研基地完成。不納入教學(xué)計(jì)劃，由導(dǎo)師、學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況自由組合，涉及大約20%本專業(yè)學(xué)生。設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)一部分在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，約占基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)量的20%，一部分在教師科研課題中，約占計(jì)劃總實(shí)驗(yàn)量的25%。綜合性實(shí)驗(yàn)主要在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中，專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)量的80%為綜合性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生加深理論理解的重要方法，并能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和獨(dú)立工作能力。熱工基礎(chǔ)課程中的內(nèi)容多并且抽象廣泛，為了加深對理論知識的理解和掌握，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如，通過二氧化碳p-v-t關(guān)系實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到在臨界點(diǎn)汽液兩相轉(zhuǎn)變瞬間完成而不存在汽液兩相共存的濕蒸汽狀態(tài)，使課堂上抽象的描述變得非常具體，易于記憶和理解。隨著社會對高校畢業(yè)生工程實(shí)際能力要求的提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要進(jìn)行相應(yīng)的加強(qiáng)和改進(jìn)，如完善實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、增加實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的內(nèi)容和分量，并開設(shè)一些由學(xué)生自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)等［7］。

二 繼承傳統(tǒng)教學(xué)，創(chuàng)建現(xiàn)代教學(xué)手段

高等教育規(guī)模的擴(kuò)大使師資、經(jīng)費(fèi)等問題凸顯。這一點(diǎn)在省屬本科院校表現(xiàn)的尤其明顯。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是解決師資不足和充分利用現(xiàn)有高校名師和名課資源的有效措施。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益普及，要求每個(gè)工科學(xué)生畢業(yè)后能較為熟練的掌握和運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決具體工程實(shí)際問題。為此，我們將計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用知識貫穿在整個(gè)學(xué)習(xí)期間，解決一些與實(shí)際工程背景較為接近的問題，從而提高學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力，提高工程熱力學(xué)課程的教學(xué)效果［8－9］。

(一)培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提高學(xué)生自主、協(xié)作和研究學(xué)習(xí)能力

利用網(wǎng)絡(luò)獲取本課程的相關(guān)信息，選擇優(yōu)秀的教學(xué)資源，通過搜索使學(xué)生的信息素養(yǎng)得以提高，在資源的選擇和學(xué)習(xí)中提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同學(xué)之間的協(xié)作學(xué)習(xí)，這和企業(yè)要求具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作人才思路相吻合。利用網(wǎng)絡(luò)尋求問題答案的自主研究性學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，為更好的融入今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

(二)加強(qiáng)教師的講授深度和廣度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

專業(yè)教師通過多年的教學(xué)積累了大量的資料，采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難全部講授給學(xué)生，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，將相關(guān)的資料放入學(xué)習(xí)網(wǎng)站中，可以讓學(xué)生有針對性的學(xué)習(xí)，從而提高了學(xué)習(xí)的深度和廣度。此外，設(shè)計(jì)不同的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式可以促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，例如采用基于問題的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式等，通過這些模式，學(xué)生能參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最終變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

(三)加強(qiáng)師生之間的互動

采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)后，教師的引導(dǎo)作用加強(qiáng)，在不同的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式下教師可參與到學(xué)生的學(xué)習(xí)中，而且教師也可以通過教學(xué)網(wǎng)站進(jìn)行交流。通過教學(xué)網(wǎng)站的開發(fā)，還可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的功能。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)站還可以為從事熱工領(lǐng)域工作的往屆畢業(yè)生提供一個(gè)交流的平臺，通過這個(gè)平臺能幫助往屆畢業(yè)生解決工程實(shí)踐中碰到的問題，此外通過相互的交流還能夠豐富熱工基礎(chǔ)的實(shí)踐教學(xué)，從而達(dá)到“雙贏”目的。

(四)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境

工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容和手段應(yīng)有較大幅度的更新，以適應(yīng)熱工領(lǐng)域中科技的不斷發(fā)展，尤其是一些有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力、能反映熱工新技術(shù)的開放性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件可對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容、原理、裝置、步驟、注意事項(xiàng)、誤差分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等部份進(jìn)行準(zhǔn)確闡述、多角度講解(配音)、多種形式圖文演示、多渠道鏈接，使學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前有一個(gè)全面詳細(xì)的了解。采用仿真系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上實(shí)行教學(xué)訓(xùn)練，使學(xué)生在較短的時(shí)間反復(fù)實(shí)驗(yàn)，更好地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，大大提高學(xué)習(xí)效果，而且節(jié)省了設(shè)備資源和時(shí)間成本。采用虛擬實(shí)驗(yàn)臺仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)，不受試驗(yàn)臺數(shù)限制，可在多個(gè)終端同時(shí)進(jìn)行，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

網(wǎng)絡(luò)課件的設(shè)計(jì)主要包括教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)的確定、文字資料的搜集整理、動畫、視頻等多媒體設(shè)計(jì)等，并可吸收本專業(yè)具有計(jì)算機(jī)特長的本科生參加。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該充實(shí)，表現(xiàn)形式多樣，可設(shè)置根據(jù)章節(jié)目錄實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)的功能;提供教學(xué)內(nèi)容動態(tài)連接相關(guān)網(wǎng)頁的功能;提供文本、圖片、動畫和視頻等多種表現(xiàn)方式;提供方便的操作環(huán)境，在每節(jié)開始時(shí)列出本節(jié)的知識點(diǎn)、動畫演示、疑難解答、典型例題等的基本連接。通過采用網(wǎng)絡(luò)課件，在完成同樣教學(xué)任務(wù)的條件下，將節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)投入，而且可對軟件進(jìn)行不斷修改完善，有利于提高師生網(wǎng)上教育和網(wǎng)上學(xué)習(xí)能力，適應(yīng)教育改革與發(fā)展的需要;有利于及時(shí)跟蹤國內(nèi)外最新形勢，以適應(yīng)教學(xué)需求的不斷變化。

計(jì)算機(jī)教學(xué)還有個(gè)重要部分是習(xí)題庫的建立，建立網(wǎng)上自測試題庫，學(xué)生可以在網(wǎng)上反復(fù)研究、反復(fù)練習(xí)、自我檢查;在網(wǎng)上完成、提交習(xí)題作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告并查看成績。這樣學(xué)生只能獨(dú)立自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，無法弄虛作假，學(xué)習(xí)成績評定也更客觀。

三 完善考試方法

考試能夠檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)對學(xué)生的學(xué)習(xí)具有激勵作用。為加強(qiáng)學(xué)生在考試和學(xué)習(xí)過程中的主體地位，就需要將考試融入學(xué)習(xí)的過程中，使考試成績能更公正的反映出學(xué)生的水平和能力。選擇恰當(dāng)?shù)目荚嚪椒▽⒅苯佑绊懙綄W(xué)生實(shí)際水平的正確考評。教研室對學(xué)生的成績采取平時(shí)成績結(jié)合期末考試的成績進(jìn)行考核。平時(shí)成績除了作業(yè)外，主要是參與案例討論和網(wǎng)上學(xué)習(xí)的表現(xiàn)等。期末考試可采用閉卷考試和開卷考試相結(jié)合的形式。開卷部分就是允許學(xué)生將自備的“一頁紙”帶入考場，紙上允許學(xué)生記錄自己認(rèn)為對答卷有幫助的公式、解題方法、重要結(jié)論等［10］。這樣學(xué)生就會對這張紙的內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，這實(shí)際上是最好的復(fù)習(xí)。另外考試可加入一些主觀性的題目，以便能更全面地考查學(xué)生。

通過這種方式的考核，學(xué)生可知道自己的不足，教師也可對教學(xué)過程進(jìn)行思考，針對結(jié)果進(jìn)行教學(xué)的完善。

四 結(jié)束語

加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念的教學(xué)模式需要教師不斷學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)。目前高校青年教師承擔(dān)了大量的教學(xué)任務(wù)，青年教師理論知識較好，但工程實(shí)踐欠缺，可采取青年教師在企業(yè)生產(chǎn)一線培訓(xùn)一段時(shí)間再授課的方式，同時(shí)青年教師與老教師結(jié)對，選定教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)對教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研究討論等，使青年教師能提高教學(xué)質(zhì)量和增加實(shí)踐經(jīng)歷，提高教學(xué)效果。

熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革應(yīng)以知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高為指導(dǎo)思想，以理論結(jié)合實(shí)踐、注重思維創(chuàng)新和鼓勵科學(xué)探索為教學(xué)理念，將理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的工程型和應(yīng)用型人才。

［1］何雅玲，陶文銓．對我國熱工基礎(chǔ)課程發(fā)展的一些思考［J］．中國大學(xué)教學(xué)，2007(3):12－15．

［2］王紅艷，唐嬋．熱工基礎(chǔ)類課程模塊教學(xué)改革初探［J］．中國電力教育，2011(17):75 －76．

［3］章國芳．機(jī)械專業(yè)“熱工基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革的實(shí)踐與思考［J］．中國電力教育，2011(11):119－120．

［4］王修彥．準(zhǔn)案例教學(xué)法在《工程熱力學(xué)》課程中的實(shí)施［J］．中國電力教育，2002(4):92－94．

［5］崔虹云，尚東昌，肖仲杰．高等教育人才培養(yǎng)模式中實(shí)踐教學(xué)的改革與探索［J］．黑龍江高教研究，2014(2):163－165．

［6］楊艷娟．試析應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“橋梁工程”課程教學(xué)［J］．黑龍江高教研究，2013，31(10):162－164．

［7］孫芳，劉鵬，李殿偉．高師院校學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)模式的探索［J］．黑龍江高教研究，2013，31(10):149－151．

［8］席新明，閆小麗．基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究［J］．高等農(nóng)業(yè)教育，2011(9):46－48．

［9］鄭曉峰，馮耀勛，凌長明．“傳熱傳質(zhì)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)［J］．中國電力教育，2013(5):78－79．

［10］莫松平．“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)改革探討［J］．廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會科學(xué)版，2010(10):147－149．