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热能与动力工程论文模板(10篇)

时间:2022-09-20 15:53:27

热能与动力工程论文

热能与动力工程论文例1

李学文,太原市48中高中语文高级教师,太原市优秀教师,太原市优秀班主任,太原市十佳百优教师,太原市语文学科带头人,太原市名师培养对象。

专业介绍・能源与动力工程

【历史沿革】能源与动力工程,2012年前称为热能与动力工程。该专业涉及传统能源的利用、新能源的开发和如何更高效地利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源,也包括核能、风能、生物能等新能源,以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。

【专业缘起】热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细,比如热能与动力工程专业中就包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业。但随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的出现,浙江大学率先将热能与动力工程专业改成能源与环境系统工程专业,得到广大青年学子和社会各界的认同。不久后,清华大学也将热能与动力工程专业改成能源动力系统及自动化专业。

【培养目标】(1)以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向(含能源环境工程、新能源开发和研究方向);(2)以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程,船舶动力方向;(3)以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向;(4)以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。

【培养要求】本专业学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识,热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等学科的理论基础,热能动力工程专业知识和实践能力,掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。

【毕业生应获得以下的知识和能力】(1)具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;(2)较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括工程力学、机械学、工程热物理、流体力学、电工与电子学、控制理论、市场经济及企业管理等基础知识;(3)获得本专业领域的工程实践训练,具有较强的计算机和外语应用能力;(4)具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,了解其科学前沿及发展趋势;(5)具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

【主干学科】动力工程与工程热物理、机械工程、流体力学。

【主要课程】工程力学、机械设计基础、机械制图、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、燃烧学等。

【主要实践性教学环节】包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

【主要专业实验】传热学实验、工程热力学实验、动力工程测试技术实验、流体力学实验等。

西安交通大学能源与动力工程学院的前身为创建于1921年的机械工程科动力组,1952年全国大规模院系调整时,脱离机械工程系变为动力机械系,1956年随学校主体迁往西安,是当时交通大学整体西迁的科系之一。

学院师资力量雄厚,荟萃了国内外能源与动力工程、工程热物理、核能科学与工程等学科领域享有盛誉的教授、专家和学者。现有教职工258名,其中教师172人,实验技术人员62人,行政管理人员24人。其中中国科学院院士2名、中国工程院院士1名、部级教学名师2名、部级有突出贡献专家8名,教授75名、副教授59名。教师队伍士学位获得者占73.3 %。

学院拥有动力工程及工程热物理、核科学与技术等2个一级学科博士点和博士后流动站。拥有包括工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械、核科学与工程、核技术与应用、化学工程等在内的9个二级学科博士点以及2003年增设的能源环境工程、后续能源与能源新技术、航空动力与空间环境工程3个博士备案点,其中动力工程及工程热物理一级学科,热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷及低温工程、工程热物理、核能科学与工程6个全国重点学科,热能工程、流体机械及工程2个二级学科是我国最早批准的首批全国重点学科。下设热能工程系、制冷及低温工程系、流体机械及工程系、动力机械及工程系、化工过程机械系、核科学与技术系、化学工程系、环境工程系等8个系和热与流体中心、教学实验中心。完成了大量国家和省部级科研项目以及与企业的合作项目,作为首席科学家和主持单位主持国家973重大项目2项,并与多个国家与地区的研究机构和企业建立了合作关系,承担了与美、英、日、韩、希腊、香港等国家和地区的多项合作项目。

在有史以来的多次部级评估中,该院热能工程、流体机械及工程2个二级学科的评分均始终名列全国第一,动力工程及工程热物理一级学科博士点的评分也始终在全国名列前茅。

有问必答・关于报考

问题1:能源与动力工程专业的学生应有怎样的知识和能力?

(1)具有较扎实的自然科学基础,熟练掌握高等数学、工程数学、大学物理、工程化学等基础性课程的基本理论和应用方法;具有较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力。

(2)掌握一门外国语,具有较好的听、说、读、写能力,能较顺利地阅读本专业的外文书籍和资料。若外语为英语应达到国家四级以上水平(含四级)。

(3)系统地掌握本专业必需的技术基础理论,主要包括力学理论(理论力学、材料力学、流体力学),热学理论(热力学、传热学等),机械设计基本理论,电工与电子基本理论,自动控制理论,能源动力工程基础理论等。

(4)熟悉本专业领域内1~2个专业方向或有关方面的专业知识,了解其学科前沿和发展趋势。

(5)具有本专业必需的制图、计算、测试、调研、查阅文献和基本工艺、操作、运行等基本技能。

(6)具有一定的计算机知识和较强的计算机应用能力,较熟练使用计算机工具,解决工程中的有关问题。

(7)具有较强的自学能力、分析能力和创新意识。

问题2:能源与动力工程专业的学生就业方向?

根据专业方向不同,毕业生可在大型企业、相关公司以及相关的研究所、设计院、高等院校和管理部门从事热能工程、动力工程、制冷工程方面的研究与设计、产品开发、制造、试验、管理、教学。或发电厂、内燃机厂、汽车制造厂、物流调控、锅炉厂、大型机械厂、造船厂、空调厂、制冷设备厂、暖通工程等领域工作。也可从事能源与动力工程及相关方面的研究、教学、开发、制造、安装、检修、策划、管理和营销等工作。还可在本专业或其他相关专业继续深造,攻读硕士、博士学位。

问题3:能源与动力工程专业人才培养目标和培养规格,专业方向的不同有差异么?

根据专业人才培养目标和培养规格,因专业方向的不同而有所差别。

(1)热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

(2)热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机(或透平机)原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。

(3)制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

(4)水利水电动力工程方向

掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

问题4:能源与动力工程专业的学生需要系统掌握哪些知识?

掌握高等数学、大学物理、工程化学、生命科学、环境科学等方面的知识。

掌握工程制图、工程数学、理论力学、材料力学、机械设计基础、金属工艺学、电工学、电子技术基础、工程流体力学、工程热力学、传热学、计算机原理与应用、自动控制原理等方面的知识(对水利水电动力工程方向,工程热力学、传热学知识要求可适当降低)。

问题5:能源与动力工程中的能源动力系统及自动化专业主要研究什么?

研究将煤炭、石油、天然气等一次能源转化为电力、热能等二次能源的生产和利用过程;研究人工环境、制冷空调、低温生物医学等领域的科学技术问题;还研究风能、太阳能、生物质能等新能源的开发利用。能源转换与利用过程排放的有害物质将造成环境污染,因此能源的生产必须高效、清洁。能源与环境系统专业不仅对自动化控制十分依赖,而且是一个复杂系统工程,集合了热科学、力学、材料科学、机械制造、环境科学、计算机科学、自动控制科学、系统工程科学等高新科学技术。能源与环境系统工程专业具有很宽的专业知识面,是一个能源、环境与控制三大学科交叉的复合型专业。

【意林散文】

羞 涩

文/刘心武

在我的艺术世界里,羞涩几乎无处不在。

我羞涩地画水彩和油画,不仅是因为我没受过扎实的基本功训练,也不仅是因为我害怕别人对我的画作鄙薄,而主要是因为我对色彩、明暗、笔触、韵味等充满了虔诚。对于我来说,那相当于宗教信徒走进了教堂。

我更常常羞涩地面对着大自然。

热能与动力工程论文例2

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)06-0112-03

一、引言

随着全球化环境与能源问题的日益突出,迫切要求能源动力工程的高等教育建立与国家经济发展相适应的工程教育体系与结构,提高能源动力工程技术人才的培养质量。[1]本专业学生培养目标将从传统的以“知识、能力和素质”为主转变为“国际化、高素质、创新型”人才的培养目标,专业课程在教学内容、方式、教学形式等方面与现培养目标存在一定差距,能源动力领域的高等工程教育存在诸多不足[2],还不能很好满足现代工业对工程技术人才的需求。[3]因此对专业课程的改革势在必行。

针对所确定的新培养目标,我们在热能学科中组建了“工程热力学”与“传热学”教学团队,针对课程特点,设计和开展“工程热力学”与“传热学”课程国际化教学模式改革,引进国际先进教学模式,提出了适合热能与动力工程专业特点的国际化教学模式。从教学理念、教学方式、评价机制等环节入手,探索了本专业基础课程的新型教学模式。针对本专业骨干基础课程基础性突出、与工程实际密切相关的特点,在国际化教学模式改革研究中,还进行了与工业界的合作,旨在激发学生探究科学真理的兴趣,巩固学生基础理论知识,提高学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。同时培养学生的团队合作意识、沟通能力、工程创新实践能力,使学生具备国际视野,实现“国际化、高素质、创新型”的人才培养目标。

“工程热力学”、“传热学”都是理论性突出、应用背景广泛的专业基础课,是研究热能与机械能转换规律、工质热物性、热量传递过程基本规律的课程。这两门课程为学生学习后续的专业课提供必要的基础理论知识,也是现代工程技术人员必备的技术基础知识。课程存在理论性突出、部分内容抽象、经验与半经验公式较多等特点。在传统教育模式下,这两门课程的“教”与“学”都存在着较大的难度。

传统教学模式以教师为中心,注重知识的传授;在一定程度对学生主动参与无特殊要求,师生间主要交流方式是你问我答,这种偏单向的教学模式往往使学生缺乏主动参与意识。此外,在课程教学过程中往往偏向于介绍基本原理和相关公式推导,套用公式解题,容易使学生失去兴趣。学生所接受的信息大部分来源于教师的灌输,而非自身对知识的探求。因此,这样的教学方法难以使培养的学生具有独立分析、解决问题的能力,更难以达到“国际化、高素质、创新型”人才培养目标。

目前,课程考试大多为闭卷考试和开卷考试两种。闭卷考试方式可以促使学生系统地复习所学知识,教师也通过考试了解学生对知识的掌握情况,以便改进教学工作,这种方式较适合于“工程热力学”课程考核。但对于“传热学”课程,由于该课程经验公式与图表较多,往往限制了考试的命题范围。而开卷考试方式,容易导致学生不注重平时学习,不去记忆本应熟练掌握的基本概念和公式,形成依赖考试时翻书的坏习惯。此外,传统考试方式考查学生对书本知识的掌握情况,是对相对理想情况的分析、计算,所出试题与实际情况存在一定差距。特别是对于“传热学”这类工程性很强的课程,现有考试方式较难反映出学生解决实际问题的能力。此外传统考试要求学生在规定的有限时间内完成,不易考查学生对相关知识掌握的深度。

综上所述,在新形势与环境下,为适应全社会对能源与动力工程专业人才的更高要求,对这两门课程进行改革势在必行。

二、改革方案

(一)教学团队建设

为保证教改工作的顺利开展,热能学科专门成立“工程热力学”与“传热学”国际化教学团队,团队主要成员由本专业具有丰富教学经验的教师和部分青年教师组成,为体现课程国际化及与工程实践紧密结合的特点,教学团队中还包括国外知名大学(如加拿大滑铁卢大学、香港科技大学)的知名教授及国内企业(如天津滨海能源有限公司、约翰迪尔公司、天津松正电动科技有限公司、天津科斯特汽车有限公司、天津清源电动汽车有限公司)的专家。

(二)教学内容研究

“工程热力学”课程改革由三部分构成:基础理论教学、国外课程视频教学、国外教师及企业教师讲授。基础理论教学以教材内容为主,占40学时;国外课程视频教学选用MIT的《Thermodynamics》中涉及热力学基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律的相关内容,占6学时;国外教师及企业教师则主要讲授热力学的最新发展与前沿动态以及工程热力学的工程应用案例,占4学时;另安排有4学时的实验教学;总计54学时。“工程热力学”教学过程中突出了基础理论的训练,强调运用理论知识分析实际问题能力的培养。

“传热学”课程改革由三部分构成:基础教学、项目实施和语言训练,其中语言训练主要由学生自己在课外完成,基础教学、项目实施则安排在学时数以内。基础理论教学以课本内容和课堂教学为主,占48学时;项目实施部分包括项目相关知识的教学、项目实施指导、学生节点汇报等,占16学时。“传热学”国际化教学模式体现了研究式教学、以问题为导向的教学方式和以构思、设计、实现、运作模式为主的CDIO式教学的有机结合,将“传热学”设计成基础教学―项目实施―国际语言训练三条线同时展开、互相辅助的教学形式。

(三)教学形式

“工程热力学”国际化教学模式改革中,针对课程理论性强、概念抽象的特点,对其中的难点部分,在本校教师讲授的基础上,采用MIT视频教程辅助教学,使学生可以从其他角度理解问题,接触世界一流名校的教育方式,加深对热力学基本概念和基本理论的理解。由于MIT视频教程采用英文讲授,对学生的英语能力的提高也起到了一定的作用。而国外和企业界教师的讲解,可以充分开拓学生的专业视野。

“传热学”国际化教学模式设计了基础教学―项目实施―国际语言训练体系。课程在讲授基础知识的基础上,针对工程实际问题设计相关课题,学生以项目团队形式共同完成项目课题,基础教学成为项目实施的辅助工具。在项目课题实施过程中,设计2个汇报节点,考核团队中每位学生的研究进展及团队整体的项目实施进展。第一次节点汇报采用英语进行并提交研究报告,将语言训练融入项目实施过程中。第二次节点汇报为项目课题的总结汇报。为了保证项目的顺利实施,安排了一次企业参观,使学生对所承担的项目课题内容有一个直观、明确的了解。课程结束后,由教学团队组成的评选委员会评选出优秀项目团队、项目组和项目实施方案。

三、项目实施

为保证课程教学质量,制订了两门课程的教学计划和实施方案,其中“工程热力学”课程的教学按照如下要求进行:

1.课程讲授内容涵盖工程热力学全部内容,无遗漏点。

2.增加英文教学内容,如国外视频教学内容突出了对热力学难点问题的讲授,锻炼了学生的英语能力。

3.结合工程实际及学科前沿动态。国外教师及企业教师讲解突出了本专业领域与热力学相关的最新前沿进展及工程应用情况,使学生了解热力学的发展与工程应用背景。

在教学过程中,强调教师与学生的互动与交流。如针对疑难问题,专门安排了三次问题讨论课,以解决问题为目标,对学生中普遍存在的问题进行针对性讲解与讨论。为加强学生对热力学工程应用背景的了解,企业教师针对热力发电厂的设备运行流程、常见故障、现存主要问题进行了详细讲解;同时利用本专业的本科生创新实验室,为学生讲解了蒸汽压缩制冷系统的设备组成、工作原理、使用维修等问题。这些措施提高了学生的学习热情,激发了学生的求知欲,对教学工作起到了很好的促进作用。在MIT视频课程教学过程中,要求学生理解主要内容,并加以复述,以促进其英语能力的提高。课程考核形式为笔试,其中平时成绩(作业与实验成绩)占30%,考试成绩占70%。

“传热学”课程的教学则根据课程的特点,确定了如下原则:

1.增加了项目课题内容,所谓项目课题就是根据实际工程问题,结合传热学基本理论所提出的具体问题。项目须涵盖传热学内容,尽可能多包含热传导、对流换热和热辐射的基本内容。确保每位学生开展的项目课题以传热学教学内容为主。

2.项目涉及传热学的范围要广,保证每位学生完成独立的子课题。

3.项目具有包容性和开放性,适合不同层次学生的需求。

以班为单位按照企业项目团队的模式组建3支项目团队开展项目课题。每支项目团队设立1名总经理,2名总工程师,下设5-6个项目组,每支各项目组再设1名项目经理,项目经理负责组织本组工作,总经理、总工程师负责各组的协作和队伍的运作。总经理、总工程师、项目经理均融入各组中,总经理、总工程师、项目经理共同组成项目管理委员会,每个项目团队配置1名研究生助教。在项目实施过程中,要求每个团队成员独立承担一项研究内容,并且与本组成员协调配合,实现整个项目团队的高效、科学运行,进而完成项目的研究任务和目标。

项目设置2个时间节点,每个节点均设置需完成的计划目标,并对项目进展进行评估,以此为依据对学生实行考核与奖励。每个节点汇报包括书面报告和口头陈述两种形式,书面报告按照学术报告的要求撰写整个项目团队报告,同时体现个人的研究和工作;口头陈述要求每位成员在规定的时间内阐述对研究任务的理解、解决方法、取得的成果和提出的创新点。

要求学生自学“传热学”参考教材以及相关英文文献,第一次节点汇报中要求英文书面报告和英文口头陈述。加拿大滑铁卢大学李献国老师组织英语教学和报告。课堂教学考核形式为笔试,其考核分值占总成绩的50%,即50分(100分制)。项目考核主要从书面报告和口头陈述两个方面进行考核。考核小组制定了书面报告和口头陈述的评价标准,从研究内容、创新思维、陈述表现、报告撰写质量等多个角度进行评价。

在项目实施方面,考核分值占总成绩的50%,即50分(100分制),并且将分值分配到各个节点汇报中,具体为:第一次节点汇报20分,第二次节点汇报30分。

四、课程改革总结与认识

对能源与动力工程专业骨干课程“工程热力学”、“传热学”国际化教学模式所进行的教学实践工作,使本专业学生对专业基础理论知识的掌握更加牢固,提高了学生运用专业理论知识解决实际工程问题的能力,增强了学生的综合素质,拓展了学生的专业视野。同时也加深了教师对专业骨干课程教学规律的正确理解与认识,促进了青年教师教学业务水平的提高。

通过教改的实施,基础教学与实际工程案例分析、项目实施相互配合,共同促进,大大地调动了学生的学习热情。课堂教学过程中,学生带着问题学,教师针对问题讲解,形成了教与学双向互动的良好学习氛围,有效解决了单向灌输的教学模式存在的问题。课堂教学与项目实施基本同步进行。如在热力学课程中,学生会针对发电厂中存在的问题,运用热力学知识加以分析;在传热学课程的项目实施中,学生经常会遇到课堂教学尚未触及的传热学知识,由此促使学生通过自学的方式学习传热学知识,提高了学习主动性,也开阔了视野。由于传热学项目课题的选择具有开放性和包容性,即使是相似的问题,学生解决问题的方式、方法也不尽相同,这样可以最大限度地提高学生解决实际问题的能力。

通过多种形式的教学活动,学生对“工程热力学”与“传热学”基础知识的需求更加明确和迫切,在调查的反馈意见中也提到了这种情况。2009级学生认为“做项目是在基础知识掌握的基础上进行研究的,两者是串联由浅至深的关系,而不是并联分流的关系”。2011级学生认为“在做项目的过程中,需要将基础知识深入理解,对平时看书起到积极的促进作用”。在教学过程中,学生以项目问题为牵引,经历了查阅文献资料、确定需解决的问题、学习基础理论、扩展相关知识、建立数学模型、获得初步数据、小组讨论、提出创新思路、优化设计结构和项目完善等过程,经受了较完整的研发过程的培训。

课程教学中,教学内容与企业联系在一起,通过企业专家讲解、组织学生到企业参观、企业人员对项目中涉及设备的介绍以及与工程技术人员座谈,加深了学生对相关工程实际问题的理解与认识。

以“工程热力学”、“传热学”国际化教学模式为部分内容的教学成果,获2013年天津市教学成果一等奖,在2014年3月8至9日在天津举行的成果鉴定会上,来自能源与动力工程专业教学指导委员会的领导专家对本专业国际化教学模式给予了高度评价,该成果还获2014年部级教学成果二等奖。

五、结论与展望

本项目所开展的教改实践取得了一定的成绩,同时也存在着一些问题,需要在今后的教改实践中加以解决。工程热力学教学中的英文视频课部分学生受英语能力所限,接受程度不高;国外及企业教师讲解内容虽很受学生欢迎,但受课时所限,多数学生感觉“不解渴”。传热学课堂教学与项目实施几乎同时开始,项目实施过程中,一些学生承担的项目涉及的传热学知识教师可能还没有介绍,因此对参与这类项目的学生要求比较高,需要自学的内容较多,部分学生感觉吃力、负担较重。

随着人们对教育本质认识的不断深入,素质教育深入人心。“授之以鱼”不如“授之以渔”,培养学生良好的学习方法,提高学生解决实际问题的能力,强化学生的综合素质,将是今后教育的发展方向。因此,尽管“工程热力学”与“传热学”国际化教学模式中存在着一些问题,但这些问题可以在不断深化的教改过程中逐步加以解决,本研究所提出的新型教学模式的基本方向是正确的。

总之,通过几年的教学实践,本项目教学团队基本建立了一种本专业课程的新国际化教学模式;在基础教学和实践教学等环节取得了一定的经验,形成了一套较为完整的国际化教学模式实施办法,为今后进一步完善新教学模式打下了一定的基础。

[ 注 释 ]

[1] 朱高峰.工程教育的几个问题探讨[J].中国高等教育,2010.

[2] 于娟,吴静怡.能源动力专业的高等工程教育研究与实践[J].中国电力教育,2011.

[3] 何雅玲,陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教学,2007.

热能与动力工程论文例3

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.

热能与动力工程论文例4

中图分类号:G642.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2013)26-0033-02

教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见教高(2006)16号文件中指出,“高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容,建立突出职业能力培养的课程标准,规范课程教学的基本要求,提高课程教学质量。改革教学方法和手段,融“教、学、做”为一体,强化学生能力的培养。”可以说高职教育实行课程改革是提高教学效果的必由之路。为此我院对所有课程都进行了课改。

一、《热工技术与应用》课程的特点

城市热能应用技术专业是我院的主干专业,《热工技术与应用》课程是本专业的一门主要专业基础课,在东北地区主要研究制热方向。一方面,它为学生今后学习专业课,如《锅炉原理》、《热工仪表与自动控制》等提供必要的基础理论知识和热工分析与热工计算能力,另一方面,通过实验、测试技能等综合训练,提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。但是该课理论性强、概念抽象、公式繁多,是学生公认的较难的课程。尤其对于城市热能应用技术专业(高职层次)教学来讲,由于学生高等数学基础薄弱,很多学不好本课程的学生,主要问题是出现在数学基础上。加上学时(56学时)有限,让初次接触该课的学生难以入门,从而产生畏惧心理。如何使《热工技术与应用》课程化难为易、化繁为简、化抽象为具体,以提高教学效果,在这里做初步研究。

二、课程改革的内容

1.教学内容的改革。本课程主要是研究热功转换及热传递规律的基本原理、概念,以及在热能工程问题上的应用。针对本课程概念多、公式多和线图多、理论性和应用性较强这些特点,在组织教学内容时努力做到:①重视基本概念和理论,精简公式推导,让学生理解基本概念和定理的实质,不必过分强调公式如何推导。②强化实际工程应用,将大量实际热力工程知识引入教学,列举大量工程实例,使学生能用热工知识分析和专业相关的实际问题,突出热工知识在城市热能应用技术专业中的应用,有助于培养学生对知识的理解和分析问题、解决问题的能力。③运用图表分析,紧密联系实际。图表分析是热工课中很重要的一部分内容,无论是工程热力学中的过程、循环、热量与功量分析,还是传热学中的换热分析计算,都以图表分析为基本工具。

2.教学方法和教学手段的改革。教学方法和教学手段的改革目的就是要提高课程教学内容的形象性、生动性和通俗易懂性,提高教与学的效率,提高教学质量。根据本课程的性质和内容,选择切实可行的教学方法,如头脑风暴法、分组讨论法、案例分析法和现场教学法等。充分利用现代化教学手段,制作了实用的多媒体课件;借助计算机多媒体演示,使抽象的概念具体化,复杂的问题简单化,繁琐的内容精炼化,实际问题形象化。①头脑风暴法。在教学过程中,针对基本概念和基本理论内容的讲解,应多引用学生身边的例子、工程应用的实例。教师引出问题,有意识地启发学生思考,让他们积极踊跃回答问题,提出自己的见解和方案。最后老师总结,选取最佳方案。这样既加深了学生对概念的理解,又充分调动了学习的积极性、主动性和创造性,并且提升了学生的工程意识和分析问题、解决问题的能力。比如在讲解圆筒壁导热章节时,向学生提出问题:为什么保温饭盒具有保温性能,并设计几种提高保温性能的方案。引导学生积极思考,最后再引申到工程实际-供热管道保温问题上来。②案例分析法。在《热工技术与应用》的教学过程中,应始终把握理论教学联系实际案例的教学思想,突出热工理论和专业相结合的重要性,让学生体会到本课程是与专业密切相关的,进一步增强学生的学习兴趣。比如讲解热力过程与循环时,联系到热力设备是如何制热的。讲解水蒸气饱和压力与饱和温度对应关系时,联系到锅炉热力设备额定工作压力与温度的调解关系。在讲到传热学稳态导热部分时,提出冬天怎样穿衣服会更温暖等问题。学生往往会反应热烈,感到热工学就在自己身边,热工理论并不是高深莫测的,从而消除了畏惧心理,提高了学习兴趣。然后再从身边的问题引申到工程实例,比如锅炉等动力设备的工作原理、热工计量测试仪器仪表的设计开发等,由浅入深,使学生由被动学习变为主动学习,充分提高的了学习效果。③现场教学法。利用实验实训室、实训基地、校企合作单位等途径,组织学生现场教学,帮助学生更好地理解、巩固所学的理论知识,也可以学到更多课堂上学不到的知识,同时加强了学生实践技能的培养。在实际授课过程中,由于我们学院地处哈尔滨,冬天特别寒冷。学院有自己的供暖锅炉房,夏天正值锅炉维修期间,我们可以带领学生到锅炉房现场讲解锅炉炉墙的组成结构。冬天是锅炉运行的季节,我们可以带领学生到现场体会锅炉炉墙的保温效果,并可以参与锅炉的热工测试全过程。不但提高了教学效果,还培养了学生的职业能力。

3.考试改革。在以往的教学过程中,对学生学习效果的评价,无论考试课还是考查课,主要是通过课程考试来实现,存在评价目标单一、评价内容片面、评价方法简单化的缺陷。所以,应该在评价标准方面做改进,督促学生学习。为了体现学生是否对所学知识真正掌握和使用,克服学生为了考试而学习的弊端,使学生走出死记硬背的学习习惯,应探讨灵活多变的考核形式,发挥学生的学习潜能。通过多种考核方式,来评定学生的成绩,有助于督促学生对基础知识的掌握与巩固,以及分析问题解决问题的能力和实际动手操作的能力。

我院是骨干高职院校,城市热能应用技术专业的人才培养模式不同于其他院校,我院的特色和优势是更加强调对学生实践应用能力的培养,注重对学生应用开发、研究、科学咨询和技术转换能力的训练。因此《热工技术与应用》课程作为城市热能应用技术专业的主要专业基础课程,通过课程改革,更加注重行业化的专业方向、应用化的课程教学方法的实施,达到工程热力学和传热学在课程设置上条理清晰,内容关联性强;充分发挥教师备课的创造性,有效避免照本宣科;更能适应行业就业特点和社会经济的发展需求,更能激发学生学习的兴趣,有利于培养学生独立思考问题的能力。

参考文献:

[1]黄敏.热工与流体力学基础[M].北京:机械工业出版社,2011.

[2]徐红梅.高职热工基础课程的教学改革与实践[M].中国西部科技,2006,(16).

[3]李广华.关于热工基础系列课程改革的建议[J].装备制造技术,2010,(6):197.

[4]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,(9:73.

热能与动力工程论文例5

作者简介:裘薇(1976-),女,浙江临安人,上海电力学院能源与环境工程学院,讲师;朱群志(1972-),男,浙江台州人,上海电力学院能源与环境工程学院,教授。(上海?200090)

基金项目:本文系上海市教育委员会重点课程建设项目(编号:20105302)的研究成果。

中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)21-0062-02

工程热力学是研究热能和其它形式能量(特别是机械能)相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科,是热能与动力工程专业的一门必修的主干专业基础课程,也是学生开始接触的第一门和热能工程有关的课程。工程热力学不仅为学生学习相关的专业课程提供必要的基础理论知识和基本技能,也为学生日后从事热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的专业技术和科学研究工作打下必要的理论基础。

近几年,随着学校的不断发展,上海电力学院先后开设了“热动卓越工程师班”、“电厂自动控制”、“电厂测控”、“电厂核电”新专业和获得了“热能工程”硕士点的授予权。为了适应新时期人才培养及“085工程”的需要,教师除了继续承担“热动专业”的“工程热力学”教学任务外,还将面向“电专业”和研究生开设不同层次内容的工程热力学课程,因此,为了提高本课程的教学质量,有必要对“工程热力学”课程教学方法及手段开展更高层次的研究工作。

一、教学目标

根据专业人才培养的需要,“工程热力学”课程的教学目标是通过本课程的学习,应使学生掌握工程热力学的基本理论和基本知识,受到较强的基本技能训练,能正确进行热力过程和热力循环的分析和计算。教学方向定位于基础科学理论与工程实际之间的桥梁,着重培养学生应用基础知识解决工程实践问题的能力,为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础。课程的特点是:将工程热力学作为一个整体来组织教学,并借助于现代教育手段、密切结合实验与专业课程,进行完整、系统的教学。

二、教学改革采取的措施

教学方法和教学手段的改革是服务于课程体系和教学内容的改革,它是实现教学目标的重要措施。”工程热力学”课程的逻辑性很强,各部分内容又交叉渗透,一环扣一环,而且概念抽象,是一门难教难学的课程,所以在教学的过程中,需要注意教学的方法和手段,使学生能较好又容易地理解教学内容。

1.教学方法的改革

(1)开展教学研讨活动,理解教学思路。通过开展多次教师试讲活动,对本课程的教学目标、教学要求、教学方法等有比较清楚的认识。教学目标要从学生专业课的学习以及职业发展的需求考虑。基础课不只是为后续课程服务,为专业的学习服务,更重要的是培养学生的科学素质和科学思维方式,提高他们分析问题和解决问题的科学研究能力,使学生眼光远、层次高、后劲足。教学上需要控制教学内容的难度。注意将教学内容及习题的难度控制在适当的水平,难度太大的习题,会过度加大学生的负担,不提倡作为作业而布置。教学中需要清楚讲述知识点产生的背景和来龙去脉,争取用一条主线将各章节的内容穿起来,避免对知识点的孤立讲授,避免学生孤立地理解知识。教学中需要介绍本学科在工业、民用及高新技术领域的一些应用实例,加深学生对基础知识的理解,使学生充分认识本门课程的重要性,提高学习的兴趣和积极性。

(2)注重学生应用能力和创新能力培养。在课程教学过程中注意理论联系实际,注重工程应用。以往学生反映“孤立系统熵增原理和作功能力损失”这部分内容抽象难懂。在教学中可举一个工程实例:大气环境温度为-10℃,为保持计算机房内20℃,需每小时向机房供热7500kJ。若采用三种方式供热:(1)电热器;(2)电动机带动热泵;(3)温度为80℃的热水供暖,让学生分析三种情况的熵增和作功能力损失。使用这种工程例子好处是:学生接触的概念和原理不再枯燥空洞,而是富有工程背景和实用价值,可以使学生加深对这部分内容的理解。同时从实例的比较中,学生自己也可领悟出一个道理:对能量应从量和质两方面综合评价,才能真正找到节能途径。

讲述教材内容和工程实践有机联系。例如:制冷循环的原理与制冷装置、冷藏库、家用空调、电冰箱的联系,湿空气的相关知识在空气调节、电厂冷却塔中的应用,郎肯循环与火力发电厂实际循环等。通过介绍这种内在联系,使课堂教学内容生动,帮助学生理解所学知识和原理在实际中运用。

改变以往全部由教师做习题点评的方式,请学生上讲台讲演自己的解题方法,其他同学评判和讨论。通过各抒己见,对比分析,最后达到“明辩是非”。教学实验表明:采用这种做法,激发了学生学习兴趣,学生的解题方法明显增多,有些学生的解题思路相当活跃。

热能与动力工程论文例6

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。

热能与动力工程论文例7

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0098-02

热环境控制课程是热能与动力工程专业一门专业课,也可作为航天、机械、电子、化工类相关专业的选修课。课程的教学目的是使本科学生在学习了大学传热学中的传热基本原理基础上,进一步了解、掌握对相关工程技术中传热过程进行强化与控制的原理思路与技术方案,扩大知识面,培养根据基本原理进行技术研发、创新的能力。课程教学以课堂讲授为主,辅之以适当的课堂讨论。通过资料搜集、分析整理、评判,培养学生主动获取知识能力;通过学生自主拟定设计题目、进行论证与初步设计训练,达到教学目的。

热环境控制课程的特点是属于新开设课程、无合适教材、涉及面广、无习题;接近研究生选修课、要求学习主动性;需查找文献、大量阅读,发挥主动性进行课程设计、撰写论文;与一般专业课的课程设计训练不同,主要考察主动性、创新性。本课程的教学正是围绕培养能从事热动系统设计、制造、运行管理和经营销售等方面工作的高级复合型技术人才展开的,结合我校本科教学要点“以学生为本、以教学为教师第一要务,重点推进教学方法和考试方法改革”,依照培养高质量复合型人才的人才培养目标,以教学与科研一体化为教学思想,为深化教学改革进行了积极的探索,并从中获得了一些有益的启示。

1 教学与科研一体化的教学思想

热环境控制的教学与科研是相对独立又是一个具有内在联系的、不可分割的统一体的两项活动,在适宜的条件下,两者可以得到强化,并相辅相成、互为促进。高校教学与科研一体化的基本思想基于建设具有地方工科特色的现代教育教学,以科研项目为依托,坚持侧重工程和应用的研究型教学和科研思想,致力于教学与科研一体化的探索和实践,使教学促进科研,科研服务教学。教学与科研一体化的教学思想在热环境控制课程教学中体现为:通过理论的教学、科研活动和课程设计等,使学生适度地参与相关的科研项目中来,既可以巩固学生的理论基础,又可以加强本科生教育与实际课题的联系。热环境控制课程的教学目标、教学进程和教学方法都是按照这种教学思想进行。

教学组主持完成和正在进行的课题有973课题、863课题、国家自然科学基金项目等纵向课题,也有和航天院所、公司企业之间的横向课题。这些课题涉及了强化换热、计算传热及多相流动和相变换热等各研究方向。通过科研活动不仅提高了教师的科研能力和学术水平,开拓了教师的知识面,同时为教学提供了第一手科学前沿资料,丰富了教学内容,提高了教学水平。课堂教学时,授课教师注重联系实际及本人的科研成果和他人的科研成果,使授课变得更加生动活泼,从而提高了教学质量。如,围绕863课题中近地空间飞行器热控和热防护研究,从课堂教学、理论教学、实践教学等多方面设计了教学内容和教学方法。在课堂教学中,把项目的内容(包括近地空间飞行器的工作原理、热环境和特有热控系统设计思路和方法)融入到导热强化与控制原理、对流传热强化与控制原理、辐射换热强化与控制原理、耦合换热与传热过程的强化与控制、新技术领域中的传热强化与控制问题等章节中,同时利用部分课堂时间开设了几个由浅入深的专题学术讲座。为了增加学生的感性认识,利用学生业余时间,带领学生参观相关的科研实验平台,通过一系列教学,学生不但理解了热环境控制课程的基础理论知识,真正把传热学理论知识拓展到实际应用中来。同时也了解了科研的基本程序、基本方法,锻炼了学生的动手能力和思维能力,为将来参加社会工作或科研工作奠定了坚实的基础。

2 现代与传统相结合的多样化教学方法

多媒体技术教学,已在众多课程中得到了大量的运用。但在实际应用过程中,多媒体技术辅助教学也存在一些弱点和缺陷。例如,多媒体教学容易分散学生的注意力等,因此,本课程灵活运用现代教学手段和传统教学手段,像录像、小黑板、多媒体、课程互动讨论、学生上台讲等多种教学手段,有效地提高学生上课的注意力,调动学生课上主动性和课后思考的学习积极性,并且培养了学生的独立思考能力。教学的主要内容、授课教案等都可以在网站上浏览,学生可以通过网络了解该课程的主要内容。网上教学与答疑可以通过传热学精品课程网站(资源共享课)进行。为了增强教师与学生的联系,解决学生对于该课程存在的一些疑问,并及时了解学生对于本课程的反响,我们还开设了微信群和QQ群进行教学讨论和答疑交流;另外网站设置了资源共享区,为授课教师与学生之间建立了资源共享的渠道。

讲解课程时,积极引导学生从实际问题出发,学习理解基本概念、基本理论和基本计算方法。为使学生更好地理解和掌握课程基本知识,讲解的例题都与实际生活和科研项目相联系。比如讲解绪论的时候,笔者在讲课时问学生,人们在冬天一只手握铁棒另一只手握木棒时,为什么感觉握铁棒的手比握木棒的手更冰冷?为什么蔬菜大棚里的温度比大棚外的温度高?神舟飞船是如何克服大气烧蚀返回地面的?于是学生就有了反应,开始思考。这样一来,自然而然,老师就把学生引入下面要介绍的导热强化、对流换热强化和辐射换热强化等基本原理和控制手段。通过这些问题的提出,学生可以知道学习这门课以后,能够运用所学的相关知识解决哪些实际问题,学生带着问题学习,就不会盲目,大大激发了他们学习这门课程的兴趣,引导学生从传热学的角度去发现、分析和解决实际工程问题,真正学会如何利用传热学知识去控制热环境。

3 N+1的考核手段

考试方式改革如何客观、公正、有效地考核学生,如何摒弃一张考卷定乾坤的现象,一直是广大教师探讨的问题。对于绝大多数大学课程来说,尤其是一些工科课程,我们所要考查的决不是学生记忆公式的能力,而是学生综合运用知识分析和解决问题的能力。因此,怎样通过考试来考查学生综合运用传热学知识分析和解决问题的能力就很值得我们思考。为此,我们设计了N+1全方位多层次的考核办法,办法的内容如下:

(1)课堂提问,考核学生学习情况、表达能力与课堂出勤情况,以提高学生听课的积极性和思考问题的独立性。

(2)平时小测验,考核学生知识积累能力与平时的学习态度。

(3)课程设计,考核学生综合运用知识分析和解决问题的能力。

要求:构思、提出一种热环境控制技术方案,并进行基本的论证。没有应用领域限制,充分发挥。最后经过老师评定较好的方案将有机会上台展示并讲述5~10分钟。

(4)课后资料查阅,鼓励学生积极思考,通过文献了解专业领域的最新进展,激发学生的学习兴趣。

要求:自拟题目,要求图文并茂,按正规学术论文形式撰写,必须有自己的观点或认识。可选择下列之一:①针对某一工程领域的热环境控制技术,进行文献资料综述、评价、分析,每人至少查找20篇国内外较新的论文(近10年)、技术报告及应用介绍。②针对某一传热方式的热环境控制技术在不同领域的应用发展,进行文献资料综述、评价、分析,每人至少查找20篇国内外较新的论文(近10年)、技术报告及应用介绍。

(5)期末考试采取闭卷形式,进行基本概念、原理考试,加深学生对传热学和传热强化与控制的理解。

4 结论

热环境控制是一种改善传热性能的先进科学技术。通过对热环境控制的学习,使学生了解如何改善提高热传递的速率,以达到利用最经济的设备来传递规定的热量,或是用最经济的冷却来保护高温部件安全,或是用最高的热效率来实现能源合理利用。不仅为专业知识拓展提供有效的手段,也是培养和提高学生分析问题和解决工程实际问题能力的重要环节。

我们对“热环境控制”课程教学方法的进行了探讨,主要目的就是提高教学效果,充分调动学生学习本课程的主动性和积极性,使他们在有限的学习时间中掌握热量传递的高效途径和控制方法,为后继的专业课学习提供必要的基础理论知识,同时培养和提高学生分析解决工程问题的能力。

参考文献

[1] 郭永辉,王子云.关于《传热学》课程教学改革之我见[J].制冷与空调,2004(1):69-70.

[2] 尹先清,李赓.化学反应工程教学方法探讨[J].长江大学学报:社会科学版,2010,33(5):32-33.

热能与动力工程论文例8

中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.093

《工程热力学》是研究与热能工程有关的热能和其他形式能量(特别是机械能)相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科[1],作为我校飞行器系统与工程专业的主干课程之一,为学好专业核心课程《导弹发动机原理》打下必备的理论基础。该专业最终目标是培养适应科技发展和军队建设需要、能胜任初级专业技术职务岗位工作的导弹发动机工程类干部,因此,与军内外同类课程相比,《工程热力学》具有明显的工程使用特色。

课程建设作为高校可持续发展的生命线,是最基本的教学建设,也是提高教学质量、抓好专业与学科建设的关键。工程热力学课程组以深化教育改革、切实提高教学质量[2,3]、突出专业应用特色、激发学生学习兴趣、培养高素质人才为目的,有计划、有步骤地从师资队伍、教学条件、教学内容及教学实施等方面进行了建设,效果明显。

1 加强师资队伍建设,提高教师业务水平

建立一支高水平和稳定的师资队伍是各项教学工作开展的基本保证。为满足教学要求,形成了一支年龄、职称、学历和学缘结构相对合理,人员相对稳定的高水平课程教学梯队[4]。从课程建设开始,教研室通过调研摸底,根据每个人的专业方向,选择表达能力和逻辑思维能力强的教师作为一线授课教师,组成包括1名正高、2名副高和2名讲师(4名博士、1名硕士)的教学梯队,年龄从28岁到45岁,毕业院校包括国防科技大学、第二炮兵工程学院和西北工业大学。

实行主讲教师负责制。为提高教学质量,主讲教师必须严过教案关、试讲关和课堂质量督导检查关,针对主讲教师的自身特点,根据专家教授的建议,听课检查落实教师业务素质和授课水平的提高情况。

加强交流学习,提高业务水平。选送部分教师到部队锻炼,了解部队实际需求,在授课过程中能够进行针对性教学;派送任课教师到具有相应精品课程的地方高校进行教学观摩和进修学习,以提高授课质量。

2 改善教学条件,保障教学顺利开展

2.1 精心选用教材

为了切合火箭发动机的专业特点和部队建设的实际需要,经过任课教师的精心挑选,选取了内容和难度适中、华自强编写的第四版《工程热力学》作为授课教材,该教材融合了化学热力学的基础内容,使教学内容体系更加完善合理。辅导教材则选择美国M.C.波特尔编著的《Engineering Thermodynamics》,学生反响良好,认为该书英文通俗易懂,既提供了一个阅读外文文献的实践锻炼平台,又能从中学习了解国外学者表述热工知识的思维方式。

2.2 制作多媒体课件

利用现代教学手段,提高教学效果。以二维FLASH动画技术制作了内容生动的《工程热力学》典型动力装置和典型热力过程的动画演示软件,包括35种不同理论模型的动画。利用多媒体教室播放不同理论模型的动画、结合教师理论讲解,学生可以较好理解实际工程中热能和机械能相互转换的抽象过程,增强学生的感性认识。

2.3 开发网络教学平台

充分利用校园网络优势实现教学资料的上网,开发网上答疑系统进行在线讨论,让网络教学作为辅助教学手段提高教学质量。制作渐缩喷管和状态参数测定的虚拟实验,学生可以在开放的网络平台上进行交互的虚拟实验。按照教学大纲开发课程练习题库,为学生提供一种通过习题强化加深对所学知识理解的手段。题库包括5种题型共1000余道试题,系统随机组题,学生可以进行在线测试。

2.4 搭建《工程热力学》实验平台

结合现有实验条件,编著适合我校实际的《工程热力学实验指导书》,通过与西安重点院校的交流协商,搭建了在西安交通大学开展《工程热力学》实验的教学平台,开展了喷管内气体流动的热力过程与性能参数测定实验,使学生深刻理解了喷管设计和环境压力对喷管流动影响中涉及的理论知识。

3 优化教学内容,体现专业特色

考虑到专业特色,将传统的热力学理论列为重点内容讲述的同时,把火箭发动机工作过程中涉及的化学热力学理论列为重点内容讲述。在内容安排上,结合二炮院校的专业特点和部队实际需求,增加火箭发动机的动力循环知识点和导弹测试时用到的湿空气相关内容。并且把湿空气的性质安排在理想气体混合物的性质之后,这样可以把湿空气当做理想气体混合物的一个特例加以介绍,使学生能够从抽象到具体、从一般到特殊,既能理解理想气体混合物和湿空气理论知识,又能在发动机相关操作中学以致用。

4 激发学生学习兴趣,强化创新能力

在本课程学习中,主要从两方面激发学生兴趣、促进创新能力发展。

一是善于设疑提问,促其思考。在绪论介绍中强调“热”与人类文明进步的联系,热能的利用渗透在社会的方方面面。怎样描述热能与其他形式能量的转换?怎样做到节能减排、提高能量转化效率?工程热力学基本理论、定律是如何体现在我们日常生活当中?通过上述启发式提问,极大地启迪学生的思维,激发他们学习工程热力学的兴趣。

二是注重学以致用,在创新中深化知识的理解和运用。在课程学习中,引导学生运用《工程热力学》基本理论去指导专业应用。拟定课题“温度、湿度对固体火箭发动机气密性检查的影响分析”,要求从理论上分析环境温度和气体湿度变化可能对阵地测试项目造成的影响。该课题紧密结合部队实际,学生兴趣大,研究热情高,成为历届学生本科毕业设计的选题热门。在研究过程中,大大加深学生对《工程热力学》知识的理解,在此基础上指导教师与学生共同撰写并发表了相关学术论文。既强化了学生的创新能力,又促进了教师科研学术水平的提高。

5 重视教学全过程,提高教学质量

课程组监管教学全过程,旨在全方位提高工程热力学教学质量。①教学准备:在教研室的指导和帮评下,主讲教师认真备课、撰写教案,进行课前实讲。②课堂教学:教学采用理论授课、讨论、观看工程及实验录像、动手实验等多种教学形式,灵活采用研讨式、启发式等多种教学方法,按基本概念、理论分析、工程应用的顺序进行。教研室组织听课帮评加强对教学过程的监控管理和全程评价。③课后总结:在课堂授课后及时将本次授课的经验得失进行总结。④课程考核:采取平时学习表现与期终考试相结合的考核方法。⑤问卷调查:对学生进行不记名问卷调查,对调查结果进行总结分析,对照反思,有针对性地改进,力求本课程的教学水平达到新高。

6 结束语

《工程热力学》经过近五年的建设,课堂教学质量和教师教学水平得到明显提高,在学校有很高的教学评价。工程热力学先后在学校第五批重点课程建设和第二炮兵首批优质课程建设中评为优秀。

针对我校没有工程热力学实验室的现状,在学校领导和课程组的共同努力下,“2110”三期建设规划在今年正式启动热工基础实验室的新建工作,热工基础实验室建成及投入使用必将为学生提供《工程热力学》实验平台,缩短抽象概念和具体工程应用之间的距离;为学生提供实践和自主创新的场所,使工程热力学的教学质量再上一个新的台阶。

参考文献:

[1]华自强,张忠进,高青等编.工程热力学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]周丽萍,蔡康旭.关于《工程热力学》课程教学改革之浅见[J].时代教育(教育教学版),2009,(1):191.

[3]李文杰,余晓平,彭宣伟.工程热力学课程教学现状与改革思考――以重庆科技学院工程热力学课程为例[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2012,(13):350.

[4]艾春安.《工程热力学与传热学》第二炮兵优质课程建设评审材料(内部资料)[Z].2011.

作者简介:李红霞(1979-),女,博士,讲师,主要从事工程热力学教学工作,研究方向为含能材料合成、性能分析和模拟计算,第二炮兵工程大学601室,陕西西安 710025

热能与动力工程论文例9

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

热能与动力工程论文例10

中图分类号:TU-4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(b)-0126-02

Course Teaching of Built Environment

Li Shuzhan,Li Hongxin

(College of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou Henan,China 450001)

Abstract:In the paper,we analyzed the problems in the teaching of the course of built environment and carried out a comprehensive teaching reform form many aspects such as course orientation,course continuity,teaching methods and assessment methods combined with several years of experience in teaching.

Key Words:Built Environment;The Core Basic Course;Teaching Eeform

建筑环境学是1998年专业调整以后,建筑环境与设备工程专业新设置的专业基础课,该课程与传热学、工程热力学及流体力学共同组成了建筑环境与设备工程学科的专业基础平台,但是,唯有建筑环境学反映了本学科本质特点,是本学科区别于其他学科的核心基础。

1 课程特点及教学难点

建筑环境学课程涉及内容广泛,从与采暖空调密切相关的建筑外环境、建筑热湿环境以及由此产生的人体对建筑热湿环境的反应,到建筑空气环境,再到建筑光环境和声环境,包含了建筑、传热、声、光、材料、生理、心理等多门学科内容[1],其中很多内容都是学术界的前沿,而且很多问题仍在讨论中,这就给教学带来了很大的难度。在实际教学过程中,学生普遍感觉本课程信息量大而且不连贯,术语与理论公式较多,理解困难。

建筑环境学部分内容与后续专业课的教学内容重复。例如,建筑环境学在建筑热湿环境章节中针对建筑热湿环境的内、外扰量及透光围护结构和不透光围护结构的传热性能从机理分析到实际运算进行了详尽的介绍,但这部分内容在后续的“空气调节”专业课中仍将重复介绍,从而导致了课时不必要的浪费。

建筑环境学课程教学的实用性不突出。目前环保与节能减排已成为社会关注的热点,各种建筑环境测试、建筑及建筑设备的节能评估、节能诊断已成为社会急需的技术,但是作为其学科基础的建筑环境学课程则侧重于理论分析而缺乏实际技能和方法介绍。这往往使学生觉得课程脱离实际,没有实践操作性,因此缺少学习热情。

2 教学探讨

根据建筑环境与设备工程专业的培养要求,结合我院的具体情况,笔者在教学中对本专业数届本科生进行了教学改革探讨,总结几年的实际教学经验,得到以下几点体会,希望对建筑环境学课程建设的良好发展起到抛砖引玉的作用。

2.1 充分认识,明确定位

建筑环境学是学生真正接触本专业实质性内容的第一课[2],因此,该课程的学习是激励学生热爱本专业并由此建立社会责任感的契机。在课程教学中,特别是绪论介绍中,应采用浅显生动的讲述,使学生了解建筑-设备-环境之间的关系,使学生明确建筑环境学是建筑环境与设备专业特色与核心基础,它反映了本专业与热能动力专业的根本区别,明确本专业的根本任务就是贯彻“以人为本”的主线,营造舒适、健康、绿色的室内居住环境和工作环境,后续所有课程的学习都是围绕该目标而进行的。学生通过该课程学习,能够树立节能环保、可持续发展的观念。

2.2 结合后续课程,注意前后衔接

根据教学计划安排,建筑环境学课程总学时数为48学时,课时少而内容多,因此不能面面俱到。由于后续课程中有部分内容重复,所以在本课程讲解过程中应互相结合,侧重点不同。例如,冷热负荷计算在建筑环境学中热湿环境章节占有较大部分,但是该内容在后续空气调节课程中将更加详细介绍,因此,在本课程讲解中将侧重于定义、成因分析,详细讲解负荷形成机理,而具体公式计算过程、计算机程序应用则由后续课程重点讲解。这样,“少讲”优于“多讲”,可使学生将知识点“吃透”,而不至于“囫囵吞枣”。

在教学体系设置上,应当使建筑环境学的教学内容与“空气调节、供热工程”等专业课的教学内容建立起有效的衔接。我院在课程设置上,将“建筑环境学”安排在大二第二学期,将“空气调节、供热工程、建筑环境测试技术”安排在大三第一学期。学生经过建筑环境学课程的“垫底”后,立刻接触到专业技能的训练,这样前后连贯,学生将更加清楚前期良好地建筑环境目标是如何通过后期一系列的设备技术实现,更加明确各门专业课程目的与任务,学习系统性更强。

2.3 多种教学手段应用,增强实践性

目前,建筑环境学的讲解主要依靠课堂讲述和多媒体课件的演示,虽然相比传统理论教学模式直观性增强,但仍存在不足,学生在学习过程中需要进一步增强参与性和实践性。建筑环境学是一门与生活息息相关的科学,要想让学生将课程的理论知识理解透彻,需要教师充分发挥主观能动性,将课本知识与实际生活现象联系起来,借助一些简单仪器、设计一些小实验或小调查,让学生通过切身体会加深对教学内容的理解和掌握。例如,笔者在课堂授课的同时,组织学生分别体会室外阳光下和背阴处体感温度差别,加深对室外空气综合温度的认识和理解;通过测试不同朝向、不同围护结构的教室的温度变化,向学生说明建筑布局、围护结构的热湿传递与建筑节能的关系;通过实地参观建材市场,使学生掌握甲醛等有害物质的来源、危害及释放特性,加深对室内空气品质重要性的感受。这一系列的观察实践活动使得枯燥的课本内容变得生动起来,使教学内容与实际生活密切联系,激发学生主动学习的热情,可以得到事半功倍的教学效果。

2.4 课程考核方式改革,注重能力培养

目前,多数高校的考核机制是理论成绩所占比例高,因此,学生只注重学习理论知识,而忽视了工程实践能力的培养。这样的考核方式必须进行改革,应把专业知识应用的程度作为考核的重点内容。我院采取的考核方式是:课后思考题作为小作业,占50%;科研论文作为大作业,占50%。通过课后思考题的论述,学生对于课本理论知识有了更加深刻的理解,而通过科研论文的撰写,则培养了学生的创新能力和实践工程能力。针对学生初次接触专业知识、没有撰写论文经验的特点,笔者将学生分为数组,每组建议1~2个与建筑环境学相关的科研题目,鼓励学生通过查找资料、问卷调查、简单实验操作等步骤独立完成课题,并指导学生参考固定的论文格式形成较为规范的科研论文,并进行课堂汇报。学生普遍对这样的考核方式很感兴趣,在论文选题、实践操作中不断主动提出问题并形成热烈讨论。通过这样的考核过程,学生的动手能力和灵活解决问题的能力明显增强,具有了一定自我培养工程能力的素质,对后期专业课程的学习建立了充分的自信心。

建筑环境学是后续专业课程的基础,是学生初步宏观认识建筑环境与设备工程学科的一个窗口,是正确合理运用暖通空调等专业技术手段的基础。因此,在教学过程中应格外重视,应通过不断的教学探讨,加强该课程与各门专业课的衔接,改进教学手段与考核方法,增强课程的实践性,培养学生的创新能力与工程能力,从而真正发挥建筑环境与设备工程专业核心基础课程的作用。

参考文献

[1] 朱颖心.建筑环境学课程建设与教学方法[J].高等建筑教育,2003,2(3):26-29.