李文濤 張欣悅 趙勝雪 梁遠(yuǎn) 付曉明

摘 要： 在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)課程教學(xué)改革探索的階段性效果進(jìn)行了調(diào)查，從學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、先修知識(shí)對(duì)學(xué)習(xí)課程的影響、教學(xué)過程中對(duì)內(nèi)容的理解掌握程度及雙語(yǔ)教學(xué)的接受度等方面進(jìn)行了分析。反饋的數(shù)據(jù)說明部分學(xué)生課下主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性不高，重視程度不夠，總體而言對(duì)課程的基本概念、定律和原理理解較好，對(duì)復(fù)雜理論推導(dǎo)過程的掌握較差。針對(duì)反映出的問題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和手段進(jìn)行有效改進(jìn)。

關(guān)鍵詞： 工程熱力學(xué)與傳熱學(xué);教學(xué)效果分析;改革

中圖分類號(hào)： G642.0? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.051

Analysis on the Reform Effect of Engineering Thermodynamics and Heat Transfer

Li Wentao， Zhang Xinyue， Zhao Shengxue， Liang Yuan，F(xiàn)u Xiaoming

（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）

Abstract：? Under the background of engineering professional accreditation， the teaching reform effect of engineering thermodynamics and heat transfer was investigated for undergraduate students from agricultural mechanization and automation. To explore the effect of periodic， learning enthusiasm， initiative， the influence of prior knowledge on the learning course， the understanding and mastery of the content in the teaching process， and the acceptance of bilingual teaching was analyzed. The feedback data shows that some students have low enthusiasm and less attention after class. The basic concepts， basic laws and principles of the course are comprehend enough， but the complex theoretical derivation process are insufficient grasp. In view of the problems reflected， the teaching contents and methods are continuously improved.

Keywords：? engineering thermodynamics and heat transfer; analysis of teaching effect; teaching reform

0 引言

工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)主要研究熱量傳遞規(guī)律，是農(nóng)機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。該課程中很多專業(yè)知識(shí)或現(xiàn)象都與“熱”有密切聯(lián)系。隨著“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”教學(xué)改革的推進(jìn)，課堂教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)被大大壓縮，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的難度[1]。如何在較少課時(shí)內(nèi)既使學(xué)生融匯掌握基本理論，同時(shí)又要求他們能夠運(yùn)用所學(xué)理論分析解決工程實(shí)際問題，是工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式及授課方式改革面臨的主要問題。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，必須調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的工程實(shí)踐能力相匹配，注重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力，幫助學(xué)生建立工程思維和增強(qiáng)提煉科學(xué)問題的能力[2-3]。

1 學(xué)生基本情況

授課對(duì)象為農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生，其中創(chuàng)新卓越人才班19人，普通班級(jí)63人。創(chuàng)新卓越人才班和普通班中能夠課前認(rèn)真預(yù)習(xí)與課后有效復(fù)習(xí)的學(xué)生分別為5.26%和19.04%，稍有預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)的同學(xué)分別為63.16%和66.67%，完全無(wú)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的分別為31.58%和14.29%，由于課程具有內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、公式繁多且復(fù)雜、涉及知識(shí)面大等特點(diǎn)[4]，先修知識(shí)如高等數(shù)學(xué)、流體力學(xué)等相關(guān)知識(shí)的遺忘和缺失，學(xué)生對(duì)部分理論知識(shí)難以完全理解，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)63.16%和55.56%的學(xué)生認(rèn)為會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)該門課程造成一定的困難，創(chuàng)新卓越人才班和普通班中能夠主動(dòng)了解過本學(xué)科的發(fā)展、前沿和發(fā)展趨勢(shì)學(xué)生比例分別為15.79%和31.75%，47.37和61.9%的學(xué)生認(rèn)為內(nèi)容抽象、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱導(dǎo)致不感興趣，造成學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性不高，重視程度不夠。

在雙語(yǔ)教學(xué)方面，為開拓學(xué)生的國(guó)際視野并培養(yǎng)學(xué)生獲取專業(yè)前沿信息的能力[5-7]，對(duì)教學(xué)的部分內(nèi)容逐步開展雙語(yǔ)教學(xué)。由于創(chuàng)新卓越人才班和普通班分別僅有26.32%和7.94%的學(xué)生通過全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)四級(jí)等級(jí)考試，在一定程度上可以反應(yīng)其英語(yǔ)真實(shí)水平，盡管實(shí)時(shí)調(diào)整英語(yǔ)授課速度和內(nèi)容的比例，但學(xué)習(xí)效果不夠理想，兩班分別有5.26%和36.51%的學(xué)生不能較好地接受雙語(yǔ)教學(xué)的英文內(nèi)容。

2 學(xué)習(xí)過程分析

創(chuàng)新卓越人才班和普通班學(xué)生對(duì)基本概念、基本定律和原理等學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，89.47%和85.71%的學(xué)生能夠較好地掌握理解基本的概念，78.94%和73.1%的學(xué)生能夠較好地掌握熱力學(xué)第一定律、第二定律和黑體輻射換熱的基本定律的內(nèi)容，84.21%和79.36%的學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)原理分析計(jì)算熱力過程或傳熱過程，如孤立系熵增原理、導(dǎo)熱理論，但對(duì)較為復(fù)雜的理論推導(dǎo)過程的理解略低，分別為47.37%和60.32%。

該課程有工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)2篇組成，涉及10章的教學(xué)內(nèi)容，但教學(xué)安排僅有30個(gè)學(xué)時(shí)，分別有31.58%和23.81%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)時(shí)偏少，課程教學(xué)內(nèi)容方面分別有21.05%和28.57%的學(xué)生認(rèn)為很合理，78.95%和71.43%的學(xué)生覺得較為合理，主要集中在課程理論性強(qiáng)且系統(tǒng)性不強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)分散等方面。84.21%和82.54%的學(xué)生認(rèn)為所用教學(xué)案例很恰當(dāng)，很好的幫助學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，15.79%和17.46%的學(xué)生認(rèn)為所用教學(xué)案例較為恰當(dāng)，有助于教學(xué)內(nèi)容的理解。在諸多的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，學(xué)生最青睞于案例教學(xué)、小組討論結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方式學(xué)習(xí)來(lái)提高解決實(shí)際問題的能力。

3 教學(xué)內(nèi)容、手段的持續(xù)改進(jìn)

在堅(jiān)持產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)的基本理念前提下，進(jìn)一步修訂、完善教學(xué)大綱，精心組織教學(xué)設(shè)計(jì)，不斷調(diào)整課程的內(nèi)容，引入日常生活中的一些常見熱現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)熱力學(xué)知識(shí)對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析、做出解釋，逐步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高積極性和主動(dòng)性，激發(fā)起學(xué)生的思考意識(shí)。借助在線精品課程等優(yōu)質(zhì)資源和多媒體平臺(tái)，結(jié)合內(nèi)容要點(diǎn)以多種形式補(bǔ)充高等數(shù)學(xué)及流體力學(xué)等相關(guān)必要知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)本課程的理解和掌握。引入農(nóng)機(jī)涉及熱現(xiàn)象的應(yīng)用案例，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)科的發(fā)展前沿?zé)狳c(diǎn)與動(dòng)態(tài)的介紹，突出課程與專業(yè)的聯(lián)系、作用與地位，鼓勵(lì)學(xué)生分組討論匯報(bào)，加強(qiáng)課程的隨堂測(cè)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，鞏固學(xué)習(xí)成果[8]。繼續(xù)探索雙語(yǔ)教學(xué)方式，針對(duì)不同層次的學(xué)生實(shí)時(shí)調(diào)整雙語(yǔ)教學(xué)的內(nèi)容和比例，逐漸讓學(xué)生接受雙語(yǔ)教學(xué)方式。

優(yōu)化考評(píng)機(jī)制，加大過程考核比例。過程考核包括課堂出勤、課堂討論及互動(dòng)、課堂測(cè)驗(yàn)、課程實(shí)驗(yàn)，考試考核仍采用閉卷考試形式，對(duì)基本概念、基本原理的考核，無(wú)相關(guān)資料參考，對(duì)于綜合類試題，考試時(shí)提供相關(guān)的資料參考，要求學(xué)生選用正確的理論和公式來(lái)分析解決問題，實(shí)現(xiàn)考查學(xué)生基本理論知識(shí)的掌握和解決工程問題的能力。教學(xué)質(zhì)量不應(yīng)簡(jiǎn)單的以教學(xué)成績(jī)來(lái)評(píng)定，更多是通過學(xué)生自我評(píng)價(jià)獲得了什么及進(jìn)步程度來(lái)反映教師的教學(xué)效果[9]，通過學(xué)生的有效反饋，不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容及授課方式，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供良好的條件。

4 結(jié)語(yǔ)

以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，以堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)為基本理念，改變傳統(tǒng)工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)課程的教學(xué)模式，通過修訂教學(xué)大綱，突出課程的系統(tǒng)性和邏輯性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)開展創(chuàng)新活動(dòng)，從而激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，逐步提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際工程傳熱等問題的能力;不斷完善雙語(yǔ)教學(xué)，開拓學(xué)生的國(guó)際視野并培養(yǎng)學(xué)生獲取專業(yè)前沿信息的能力，提高專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

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