曹曉東 龐麗萍 柏立戰(zhàn) 林貴平

摘要：在“新工科”建設(shè)大力推進(jìn)的背景下，加強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)是高校深化教學(xué)改革的重要組成部分。高等工程熱力學(xué)是一門(mén)工程應(yīng)用性強(qiáng)的基礎(chǔ)理論課程，作為培養(yǎng)研究生理論聯(lián)系實(shí)踐能力的一個(gè)重要切入點(diǎn)，該課程教學(xué)始終貫穿“新工科”人才的培養(yǎng)理念。通過(guò)探討前沿教學(xué)拓展、工程案例設(shè)計(jì)、專題項(xiàng)目探究、綜合能力考核等“四位一體”的高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)模式，著力培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的興趣，形成師生交流融合的學(xué)習(xí)研究共同體，構(gòu)建教學(xué)相長(zhǎng)、教學(xué)和科研相互促進(jìn)的研究生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐平臺(tái)，提升學(xué)生工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：高等工程熱力學(xué);新工科;工程應(yīng)用能力;四位一體;教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G6420;TK1 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號(hào)：10052909（2021）05006807

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，目前我國(guó)面臨嚴(yán)峻的產(chǎn)業(yè)變革和激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)。為了適應(yīng)和應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)，我國(guó)積極推進(jìn)工程教育教學(xué)改革，著力培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[1]。在此形勢(shì)下，高等院校的研究生教育十分重視理論與實(shí)踐的結(jié)合[2]，尤其是在工科類研究生的課程教學(xué)方面不再局限于講授基礎(chǔ)理論知識(shí)，而是更注重結(jié)合工程應(yīng)用案例培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。近年提出的“新工科”人才概念就明確了對(duì)學(xué)生系統(tǒng)思維、問(wèn)題導(dǎo)向、大工程觀和解決復(fù)雜工程問(wèn)題等方面的培養(yǎng)要求， 這是中國(guó)科技界和教育界應(yīng)對(duì)智能化信息化科技革命與產(chǎn)業(yè)革命，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展而采取的重要舉措[3]。作為一所綜合性研究型高校，北京航空航天大學(xué)充分發(fā)揮學(xué)術(shù)資源豐富、學(xué)科建設(shè)前沿性強(qiáng)、科研實(shí)踐氣氛活躍等優(yōu)勢(shì)，致力為研究生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)提供良好平臺(tái)。人機(jī)與環(huán)境工程專業(yè)作為北航的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科，一直在全國(guó)同類專業(yè)評(píng)估中排名第一。高等工程熱力學(xué)是人機(jī)與環(huán)境工程專業(yè)研究生教育的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，為適應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)要求，多年來(lái)一直積極推進(jìn)和深化課程教學(xué)改革。本文以高等工程熱力學(xué)課程為切入點(diǎn)，探討一種強(qiáng)化研究生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)模式。該教學(xué)模式通過(guò)學(xué)科前沿教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍學(xué)生思維，開(kāi)拓學(xué)生視野;通過(guò)工程案例設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生探究工程實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的發(fā)展;通過(guò)專題項(xiàng)目探究，強(qiáng)化學(xué)生工程創(chuàng)新意識(shí)，體驗(yàn)完成項(xiàng)目的成就感;采取綜合考核的方式評(píng)定學(xué)生成績(jī)，既重視基礎(chǔ)理論的考核，又注重學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的考核，以提高學(xué)生的整體學(xué)術(shù)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

一、課程特點(diǎn)

高等工程熱力學(xué)課程作為一門(mén)工程應(yīng)用廣泛的重要基礎(chǔ)課程，已納入多個(gè)工科專業(yè)研究生培養(yǎng)課程體系，如人機(jī)與環(huán)境工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、熱能工程、能源與動(dòng)力工程、工程熱物理、機(jī)械工程、化學(xué)工程等專業(yè)。研究生教育的高等工程熱力學(xué)課程是對(duì)本科階段工程熱力學(xué)課程[4-5]的深化和拓展，包括熱力系統(tǒng)的可用能分析、熱力學(xué)普遍關(guān)系式、工質(zhì)熱力性質(zhì)計(jì)算、實(shí)際氣體狀態(tài)方程、熱力循環(huán)組織與性能評(píng)價(jià)、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)等內(nèi)容，其理論知識(shí)可用于指導(dǎo)實(shí)際工程中復(fù)雜熱功轉(zhuǎn)化循環(huán)過(guò)程的設(shè)計(jì)，對(duì)提高能量的利用效率、減少能量的損耗和新能源開(kāi)發(fā)都具有重要理論和應(yīng)用價(jià)值。

然而，高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容具有知識(shí)點(diǎn)繁多、概念抽象、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)。學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)很難完全理解相關(guān)概念和理論，更沒(méi)有精力和興趣將所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。因此，采用傳統(tǒng)的授課方式既難以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的。鑒于此，國(guó)內(nèi)的一些知名學(xué)者積極探索和研究高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)模式的改革。譚羽非[6]對(duì)科技論文寫(xiě)作和開(kāi)卷測(cè)試相結(jié)合的考核方式進(jìn)行了實(shí)踐探索，結(jié)果表明，開(kāi)卷測(cè)試有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力。劉青榮[7]和張濤[8]分別對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的改革進(jìn)行了探討，目的是提高研究生的科研和創(chuàng)新能力。其中，張濤特別指出高等工程熱力學(xué)課程教材和參考書(shū)大多內(nèi)容較多，需要首先根據(jù)所在學(xué)校學(xué)科特點(diǎn)建立課程框架，梳理教學(xué)內(nèi)容及思路。劉迎文和雷祥舒[9]提出一種基于互動(dòng)和問(wèn)題的混合教學(xué)模式，旨在有效提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作和交流表達(dá)等綜合能力。何茂剛等人[10]將強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，精心組織、科學(xué)評(píng)價(jià)、持續(xù)改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的OBE（Outcome-Based Education）教學(xué)模式應(yīng)用于工程熱力學(xué)課程教學(xué)，并基于OBE工程教育理念設(shè)計(jì)“制冷循環(huán)”章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)。柏金和王謙[11]構(gòu)建“線上線下教學(xué)體系”，分析混合教學(xué)模式在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中可能面臨的問(wèn)題，為優(yōu)化學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果提供理論依據(jù)。

二、課程教學(xué)存在問(wèn)題

在人機(jī)與環(huán)境工程專業(yè)研究生課程體系中，高等工程熱力學(xué)課程起到了承上啟下的重要作用。該課程一方面注重基礎(chǔ)理論的教學(xué)，旨在鞏固和深化本科階段工程熱力學(xué)的理論知識(shí);另一方面也重視鍛煉學(xué)生應(yīng)用熱力學(xué)原理分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。目前高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)主要存在的問(wèn)題，是缺乏有效培養(yǎng)研究生工程應(yīng)用能力的教學(xué)模式和考核機(jī)制，具體表現(xiàn)在如下幾方面。

（一）教材內(nèi)容偏重于基礎(chǔ)理論，有關(guān)前沿科研成果和最新技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容較少

傳統(tǒng)教學(xué)模式過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的灌輸，忽視對(duì)學(xué)生學(xué)科視野和工程能力的培養(yǎng)。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)熱力學(xué)概念和理論的學(xué)習(xí)只能停留在背概念、解方程和做習(xí)題上，很難有效建立起書(shū)本知識(shí)與工程實(shí)際問(wèn)題之間的聯(lián)系，在學(xué)科視野和創(chuàng)新思維上也受到限制。此外，由于理論知識(shí)學(xué)習(xí)繁雜枯燥，又缺少面向?qū)嶋H工程問(wèn)題的接口，以致學(xué)生認(rèn)為所學(xué)知識(shí)對(duì)科研工作沒(méi)有幫助。因此，學(xué)生缺少明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，缺乏學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

（二）課程考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單一

目前高校專業(yè)基礎(chǔ)課程考核通常采用閉卷試題考試的形式，以期末考試成績(jī)作為評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)的主要標(biāo)準(zhǔn)。這種“重知識(shí)，輕能力”的考核方式只能考查學(xué)生的知識(shí)記憶和解題技巧，卻無(wú)法評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。為了應(yīng)對(duì)最終的考試，常有部分學(xué)生圍繞所謂的考試重點(diǎn)臨時(shí)抱佛腳，死記硬背，做題刷分等。這些學(xué)生即使在考試中取得了不錯(cuò)的分?jǐn)?shù)，對(duì)知識(shí)的理解也只是停留在書(shū)本上，依然不具備應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。這些問(wèn)題必將影響對(duì)研究生的培養(yǎng)，以及今后研究生的職業(yè)發(fā)展。

三、“四位一體”教學(xué)模式

為解決上述問(wèn)題，提升高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，對(duì)前沿教學(xué)拓展、工程案例設(shè)計(jì)、專題項(xiàng)目探究、綜合能力考核相融合的“四位一體”教學(xué)模式進(jìn)行了探索與實(shí)踐。該教學(xué)模式堅(jiān)持理論與實(shí)踐并重，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究，開(kāi)拓學(xué)生視野，促進(jìn)師生交流融合，以解決工程問(wèn)題為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)研究生工程應(yīng)用和研究創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

（一）前沿教學(xué)拓展

教學(xué)過(guò)程中始終遵循“新工科”建設(shè)對(duì)學(xué)生系統(tǒng)思維、問(wèn)題導(dǎo)向、大工程觀培養(yǎng)的理念，“前沿教學(xué)拓展”是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維的關(guān)鍵，是課程學(xué)習(xí)過(guò)程中將學(xué)生帶到學(xué)科高站位的基點(diǎn)，是教師教學(xué)過(guò)程中把握問(wèn)題導(dǎo)向的關(guān)鍵，是培育學(xué)生大工程觀的啟智教學(xué)過(guò)程?！扒把亟虒W(xué)拓展”教學(xué)要點(diǎn)如下。

第一，做好高等工程熱力學(xué)課程的基礎(chǔ)教學(xué)，涉及熱力學(xué)基本概念和第一定律、熱力學(xué)第二定律和熵、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)普遍關(guān)系式等基礎(chǔ)知識(shí)的講解和剖析。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)從系統(tǒng)的角度對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行層次劃分，教學(xué)中不能僅滿足于按章節(jié)講清楚各知識(shí)點(diǎn)，更重要的是把握重點(diǎn)和難點(diǎn)，梳理知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，形成融會(huì)貫通的知識(shí)體系，為理論知識(shí)的拓展和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

第二，與基礎(chǔ)教學(xué)相融合，以啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維為先導(dǎo)，以課程知識(shí)體系為系統(tǒng)，選擇與代表性知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的案例進(jìn)行前沿教學(xué)拓展。教學(xué)中根據(jù)人機(jī)與環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)需求，選擇工程應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，如熱力系統(tǒng)的可用能（）分析及合理用能、工質(zhì)熱力性質(zhì)計(jì)算、熱力循環(huán)組織及性能評(píng)價(jià)等。該部分教學(xué)應(yīng)緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)前沿技術(shù)案例，充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性和創(chuàng)新性。例如，在講解發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，引入世界航空前沿研究“佩刀”發(fā)動(dòng)機(jī)案例，闡述高溫廢熱除直接傳輸?shù)綑C(jī)載熱沉以外，還可以利用熱機(jī)循環(huán)，將高溫廢熱部分轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎霉?，之后再將剩余廢熱傳輸?shù)綑C(jī)載熱沉中，這種另辟蹊徑的高溫廢熱降溫方法可大大減少機(jī)載熱沉需求量。通過(guò)類似具體案例的講解，提煉前沿技術(shù)中的理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，讓學(xué)生明白如何通過(guò)理論研究解決關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。將多組分系統(tǒng)熱力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、不可逆過(guò)程熱力學(xué)等章節(jié)作為選學(xué)內(nèi)容，教師僅進(jìn)行介紹性講解，學(xué)生可自主學(xué)習(xí)和探究。

將前沿教學(xué)與基礎(chǔ)教學(xué)融合，其目的是通過(guò)前沿教學(xué)使學(xué)生了解前沿科研成果和工程技術(shù)，并且能夠與熱力學(xué)理論知識(shí)相關(guān)聯(lián)，以強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)理論應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新意識(shí)。

（二）工程案例設(shè)計(jì)

教學(xué)過(guò)程中應(yīng)體現(xiàn)“新工科”建設(shè)對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力培養(yǎng)的要求。工程案例設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的關(guān)鍵，是學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系工程實(shí)踐能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)過(guò)程中教師培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的著力點(diǎn)。工程案例設(shè)計(jì)教學(xué)要點(diǎn)如下。

第一，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的第一性，工程熱力學(xué)的重要理論皆源于工程實(shí)踐，是對(duì)實(shí)際熱工過(guò)程現(xiàn)象的總結(jié)和升華。相較于工程熱力學(xué)，高等工程熱力學(xué)在理論上的提升也主要體現(xiàn)在從理想工況向?qū)嶋H工況的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用的重要性。研究生學(xué)習(xí)該課程的主要目的是服務(wù)工程實(shí)踐和科研創(chuàng)新，應(yīng)克服以往教學(xué)中學(xué)生主要學(xué)習(xí)精力用在理論推導(dǎo)和做習(xí)題上，忽視理論聯(lián)系實(shí)際，缺乏應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的弊端。

第二，工程案例設(shè)計(jì)是在前沿教學(xué)拓展基礎(chǔ)上引入的，強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)踐手段掌握和應(yīng)用知識(shí)。比如，根據(jù)教學(xué)進(jìn)程引入虛擬仿真軟件的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模和模擬仿真的能力。通過(guò)講解工程案例設(shè)計(jì)，使學(xué)生直面工程問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與工程應(yīng)用密切結(jié)合。例如，在熱力系統(tǒng)的可用能（）分析教學(xué)中，結(jié)合專業(yè)需求引入飛行器熱管理系統(tǒng)綜合性能評(píng)價(jià)與能量需求分析。不同型號(hào)、用途、任務(wù)的飛行器所面臨的熱載荷條件不同，其能量需求也不相同，需要將外環(huán)境熱載荷及內(nèi)部產(chǎn)熱進(jìn)行有效管理，盡可能地將直升機(jī)能量需求與熱管理系統(tǒng)配置有效匹配起來(lái)，不僅使其溫度保持在合理范圍之內(nèi)，而且使其熱管理系統(tǒng)的綜合性能保持最優(yōu)。掌握以固定質(zhì)量代償、輸出軸功代償、引氣代償?shù)娜加痛鷥斣u(píng)價(jià)，以及能質(zhì)評(píng)價(jià)為核心的飛行器熱管理系統(tǒng)綜合性能評(píng)價(jià)理論。結(jié)合工程實(shí)例，不僅使學(xué)生能對(duì)飛行器熱管理系統(tǒng)質(zhì)量、功耗、引氣代價(jià)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，還能夠?qū)峁芾硐到y(tǒng)的能質(zhì)匹配性進(jìn)行評(píng)估。

第三，工程案例設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如，在熱力循環(huán)組織及性能評(píng)價(jià)教學(xué)中開(kāi)展課程實(shí)踐，布置飛行器座艙熱管理系統(tǒng)熱力循環(huán)設(shè)計(jì)大作業(yè)。學(xué)生需要應(yīng)用熱力循環(huán)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、系統(tǒng)可用能分析等知識(shí)，從綜合性能和合理用能的角度出發(fā)，進(jìn)行座艙熱管理系統(tǒng)熱力循環(huán)設(shè)計(jì)，在這一過(guò)程中進(jìn)一步提升學(xué)生的工程應(yīng)用能力。實(shí)踐中有學(xué)生提出諸如一種基于滑油廢熱回收的熱泵空調(diào)系統(tǒng)等一些創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)滑油廢熱的回收利用和沖壓空氣換向等功能。學(xué)生還應(yīng)用能質(zhì)分析法對(duì)該系統(tǒng)應(yīng)用在直升機(jī)座艙環(huán)境中的熱管理綜合性能進(jìn)行了理論分析。這些實(shí)踐訓(xùn)練進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)系統(tǒng)和部件級(jí)的耦合熱力學(xué)過(guò)程形成的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化了學(xué)生在解決實(shí)際工程問(wèn)題過(guò)程中的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）專題項(xiàng)目探究

教學(xué)過(guò)程中應(yīng)全面領(lǐng)悟“新工科”人才概念。該概念明確了對(duì)學(xué)生系統(tǒng)思維、問(wèn)題導(dǎo)向、大工程觀和解決復(fù)雜工程問(wèn)題等能力的培養(yǎng)要求。專題項(xiàng)目探究是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維、問(wèn)題導(dǎo)向、大工程觀和解決復(fù)雜工程問(wèn)題等能力的融合環(huán)節(jié)，是學(xué)生結(jié)合課程學(xué)習(xí)提升實(shí)踐創(chuàng)新能力的關(guān)鍵過(guò)程，是研究型教學(xué)的關(guān)鍵抓手，是教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的具有可持續(xù)性的創(chuàng)新教學(xué)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅在課程教學(xué)過(guò)程中，而且在學(xué)生整個(gè)職業(yè)生涯過(guò)程中都將發(fā)揮重要的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)作用，這個(gè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兼具強(qiáng)化教師和學(xué)生共同學(xué)習(xí)和研究的作用?！皩ｎ}項(xiàng)目探究”教學(xué)要點(diǎn)如下。

第一，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的意識(shí)，克服傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師為主體進(jìn)行知識(shí)灌輸，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)接受、缺乏學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力的弊端。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師”。只有提高學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，才能引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力?，F(xiàn)代教育案例表明，好的教學(xué)模式需要在課堂上營(yíng)造自由活躍的交流氛圍，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程從被動(dòng)變成主動(dòng)。因此，在高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)以創(chuàng)造性思維創(chuàng)設(shè)活躍的課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的良好習(xí)慣。

第二，以專題項(xiàng)目探究的模式，強(qiáng)化全過(guò)程的研究型教學(xué)。在工程應(yīng)用性強(qiáng)的前沿教學(xué)部分（如系統(tǒng)可用能分析、工質(zhì)熱性質(zhì)、熱力循環(huán)）采用專題項(xiàng)目探究模式。首先由教師結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外前沿技術(shù)進(jìn)展，設(shè)計(jì)幾個(gè)專題研究大方向，比如，高超聲速飛行器、空天飛機(jī)、先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)能源與熱管理技術(shù)、多電飛機(jī)技術(shù)、民機(jī)環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)、熱管技術(shù)和人機(jī)熱力系統(tǒng)等。基于專題大方向，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立探索，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)興趣選擇專題方向，自主確定具體探究項(xiàng)目，如表1所示。要求學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，分析相關(guān)的熱力學(xué)概念、理論和工程案例，了解學(xué)科相關(guān)方向的前沿進(jìn)展和工程實(shí)踐。教師在該過(guò)程中主要起輔助作用，結(jié)合學(xué)生研究情況給予適度引導(dǎo)。學(xué)生需要凝練總結(jié)相關(guān)知識(shí)形成一份調(diào)研報(bào)告，以匯報(bào)答辯和課堂討論的形式，在課堂上進(jìn)行交流分享，由教師和學(xué)生共同點(diǎn)評(píng)。學(xué)校將學(xué)生的報(bào)告匯總成《高等工程熱力學(xué)課程研討報(bào)告集》，供師生共同學(xué)習(xí)和參考。該教學(xué)環(huán)節(jié)以專題項(xiàng)目探究的形式，構(gòu)建課程教學(xué)師生學(xué)習(xí)研究共同體，搭建教學(xué)相長(zhǎng)、教學(xué)和科研相互促進(jìn)的研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐平臺(tái)。

（四）綜合能力考核

考核是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)體現(xiàn)“新工科”人才綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。實(shí)行綜合考核機(jī)制對(duì)提升課程教學(xué)質(zhì)量有積極作用，應(yīng)建立以工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的綜合考核機(jī)制。為保證教學(xué)效果，對(duì)基礎(chǔ)教學(xué)、前沿教學(xué)拓展、工程案例設(shè)計(jì)、專題項(xiàng)目探究等方面，進(jìn)行綜合能力考核。將解決實(shí)際工程問(wèn)題和自主學(xué)習(xí)探究的能力作為重要考核指標(biāo)，融入學(xué)生最終成績(jī)?cè)u(píng)定體系中。比如，最終成績(jī)?cè)u(píng)定權(quán)重采用期末考試成績(jī)占50%，工程案例設(shè)計(jì)大作業(yè)成績(jī)占20%，專題項(xiàng)目探究匯報(bào)答辯成績(jī)占30%。這種考核方式，有利于鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生從掌握理論知識(shí)向工程應(yīng)用的思維轉(zhuǎn)換。同時(shí)，通過(guò)引入大作業(yè)和匯報(bào)答辯兩種過(guò)程考核形式，促使學(xué)生重視工程案例設(shè)計(jì)和項(xiàng)目探究中的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)。需要注意的是，采用這種考核方式，需要制定合理的大作業(yè)和匯報(bào)答辯成績(jī)?cè)u(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，以確保學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定的公正性和規(guī)范性。

四、結(jié)語(yǔ)

高等工程熱力學(xué)課程是一門(mén)工程應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)理論課程，是研究生理論聯(lián)系實(shí)際能力培養(yǎng)的一個(gè)重要切入點(diǎn)。為適應(yīng)“新工科”背景下研究生綜合能力培養(yǎng)要求和大工程對(duì)創(chuàng)新人才的迫切需求，本文著力探討了前沿教學(xué)拓展、工程案例設(shè)計(jì)、專題項(xiàng)目探究、綜合能力考核交互融合的“四位一體”高等工程熱力學(xué)課程教學(xué)模式，旨在鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究，開(kāi)拓學(xué)生視野，促進(jìn)師生交流，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，加深學(xué)生對(duì)實(shí)際工程中應(yīng)用熱力學(xué)概念和理論的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新和應(yīng)用能力。通過(guò)前沿教學(xué)拓展，開(kāi)拓學(xué)生的學(xué)科視野，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí);通過(guò)引入工程案例設(shè)計(jì)實(shí)踐，搭建理論知識(shí)和工程應(yīng)用之間的橋梁，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力;通過(guò)基于專題項(xiàng)目的探究，構(gòu)建師生學(xué)習(xí)研究共同體，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立探索、歸納總結(jié)和交流表達(dá)的綜合能力;通過(guò)采用綜合能力考核的方式，強(qiáng)化學(xué)生理論密切聯(lián)系實(shí)際的創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、工程應(yīng)用能力強(qiáng)、具備自主創(chuàng)新意識(shí)的復(fù)合型人才的目標(biāo)?！八奈灰惑w”教學(xué)模式的實(shí)施，對(duì)師生提出了更高的要求。教師需要進(jìn)行大量的前期準(zhǔn)備工作，制定完備的教學(xué)計(jì)劃和考核標(biāo)準(zhǔn)，還要具備良好的引導(dǎo)和把控能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，需要花費(fèi)一定的時(shí)間和精力進(jìn)行工程案例設(shè)計(jì)和項(xiàng)目探究。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展教學(xué)反思，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況和學(xué)生反饋，對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，依據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化過(guò)程設(shè)計(jì)。

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