基于培養創新人才的“熱工基礎”課程教學方法改革

李軍 徐青

摘要：“熱工基礎”是能源與動力工程類專業一門重要的專業基礎課。針對“熱工基礎”課程的特點及教學現狀，從應用工程案例、網絡資源利用、加強實驗和實踐環節等方面就教學中如何培養學生的創新精神和工程觀念等進行了探討，以期完善“熱工基礎”課程教學方法，培養具有創新能力的工科生。

關鍵詞：課程改革;工程案例;網絡資源

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0067-02

“熱工基礎”課程主要是研究熱能與其他形式能之間的轉換關系、轉換規律及應用、熱量傳遞的基本方式及其傳遞過程。“熱工基礎”課程是學生從基礎課到專業基礎課的過渡，在工科學生中學習面較大。該課程的概念性強，涉及的理論較為抽象，同時與工程實際又有十分密切的聯系。“熱工基礎”課程包括工程熱力學和傳熱學兩部分內容。這兩部分內容單獨開課的學時合計140學時，但熱工學基礎課程學時為96學時，學時雖然大幅減少但教學內容很多。在該課程的教學過程中，授課教師普遍覺得課程難教，上課學生覺得課程難于理解，在教學過程中處于兩難的境地。

當前采用的傳統講授及多媒體教學模式只能講授一些最基本的知識，講授的深度和廣度不夠，學生只能囫圇吞棗，一知半解。許多教育工作者也從借鑒國內為大學的經驗和改革教學手段等方面對教學方法進行了探索。[1-2]本文分析“熱工基礎”課程教學現狀和課程特點，采用了工程案例教學法和網絡應用等教學方法改革，讓學生在具體的案例中牢固掌握該課程的理論知識，形成理論結合實際的教學方法。

一、培養工程觀念，提高實踐能力

“熱工基礎”課程具有概念多、教學內容豐富和知識點廣泛等特點。同學們在學習過程中感覺比較枯燥，為此在在教學過程中通過理論知識結合實際問題的授課方式，培養學生的實踐能力，樹立工程觀念，增強對理論知識的理解。[3]

1.課前專業認知

本門課程開課前帶領學生到電廠、化工廠、冷庫和發動機廠等單位進行參觀，初步了解這些企業生產過程中的實際流程和生產設備，對課程所涉及的知識預先有個視覺上的認識。開課后遇到具體的理論知識可結合企業生產實際進行講解，比如講到“蒸汽動力裝置循環”一節，就引導學生回顧電廠運行流程，結合課件中的動畫模擬，加深對循環過程的理解，并對熱力設備每一部分的特點和作用增強記憶。通過這種方式教學，學生對課堂知識覺得不陌生，從而對學習產生興趣。

2.工程案例教學

“熱工基礎”課程屬于專業基礎課，主要為后續專業課學習打下基礎。但課程本身也有很多實踐問題。教研室部分教師長期從事冷庫設計、中央空調設計安裝和換熱器改造等工程項目，將這些工程實際項目與課程知識對接，使學生更好地體會到知識應用于實際工程，擴寬了學生的視野，消除了學習理論知識無用和不知如何用的想法，激發了學生的學習興趣，強化了學生的工程觀念。[4]

工科專業一般都和當地與專業相關的典型企業有緊密合作關系，可不間斷聘請企業的工程師結合生產實際進行學術交流。通過這種教學空間的拓展和延伸、生產一線的工程實踐，增強了學生的自主創新能力，豐富了學生的專業前沿知識，更好地促進學校與企業的對接，學生與工程師的轉變。

教師通過文字描述、多媒體和圖表等多種手段引入教學案例。教師呈現案例后，根據教學目標一步一步、循序漸進地啟發、引導學生積極地進行思考;學生可以分小組合作進行案例中各種問題的分析和討論，發現和探索解決問題的方法，培養學生應用知識解決問題的能力。

在案例教學的環節同時引入學生參加節能減排大賽和大學生創新實驗項目的內容，利用學生自己的方案來分析如何結合理論知識解決實際問題的能力。[5]通過這樣的方式使學生覺得自己能更好地參與到學習之中，既加強了對理論知識的理解，又激發了大家參與科研的熱情，同時很多學生由此愛上科研，從而考取研究生，為就業也拓寬了渠道。

3.授課后的生產實習

我校工科專業在大三下學期組織學生去企業進行為期一個月的生產實習，通過生產實習更好地接觸工程實際，了解產品加工過程，可以重新系統地回顧理論知識，加深對課本知識的印象。通過這種課前認知、課堂學習和課后實習的模式增強了學生的學習興趣，形成了理論結合實際的教學方法。

4.加強實驗環節

除了在課堂教學中加入與工程實際及生活密切相關的案例及問題外，我們還加強了實驗環節。通過多媒體課件及教師現場講解，使學生全面了解實驗室儀器設備，熟練掌握各種設備的操作技巧，為學生進行綜合性實驗、創造性實驗打下了堅實的基礎;參加教師的科研工作，鍛煉學生創新能力;要求學生自主設計并完成實驗，從而鍛煉了實踐和創新能力;通過設置綜合性實驗項目，培養學生運用基本實驗技術，利用各種儀器設備，融會貫通多門課程理論知識，分析解決實際問題的能力;吸引學生參與到教師的科研工作中，將實驗內容與科研、生產、社會應用項目密切聯系，鍛煉學生的獨立科研能力、獲取豐富的工程實踐經驗。[6]

實驗教學是學生加深理論理解的重要方法，并能夠培養學生的動手能力和獨立工作能力。“熱工基礎”課程中設計的內容多并且抽象廣泛，為了加深對理論知識的理解和掌握，必須加強實驗教學。

通過開放式教學方式，加強了師生互動，以學生為主體，建立健全實驗教學模式，形成基礎型、專業型、綜合型、自主型、科研型的實驗類別。通過教師集中講授或個別輔導，觀察實驗過程，學生分組協作，分析實驗數據，提出問題質疑，討論實驗結果，教師集中解答等方法，增加了學生的團隊合作意識，提高了學生的分析處理問題能力，激發了學生的科學創新潛能。

通過校企緊密合作完善了實習基地建設，與校外諸多企業建立了長期穩固的實習基地，使學生能夠充分接受良好的工程實踐訓練，提高了處理實際問題的能力，達到了增強綜合素質的教學目標。

采用多媒體，實現了實驗教學的數字化中心采用多媒體輔助教學，實現了實驗技術的直觀講解、實驗過程的清晰再現、生產實踐的虛擬觀摩，明顯改善了實驗教學效果，激發了學生的參與意識及科研興趣。

充分利用傳熱傳質學網絡平臺，實現了實驗中心教學資源的充分共享。不僅可以及時發布實驗相關信息，還可以進行網絡教學，使得學生能夠隨時查閱各種實驗課件、完成課前預習、進行實驗總結、交流實驗心得、展開學術討論等活動，為實驗教學提供了高效優質的資源服務。

從培養學生實踐技能、增強分析處理問題能力、提高綜合素質、激發創新意識的角度出發，中心建立了系統的個性化、多元化實驗考核體系，并不斷加以完善和改進。學生實驗總成績由三部分組成：平時成績+實驗報告成績+書面考試成績。其中各部分成績比例按照實驗性質的不同科學合理分配。平時成績根據學生出勤、課前預習、實驗操作、實驗創新綜合評定;實驗報告成績根據實驗原理總結、實驗數據整理分析、實驗結論及課后思考綜合評定。書面考試題型根據不同實驗性質分層次、按類別劃分，分別考查學生的基礎知識、專業技術、綜合分析及自主創新能力。根據學生個性特點、實驗項目特點，采取不同方式的考核方式，包括筆試、面試、自主創新設計等多種形式。

二、應用現代教學手段

本學科內容和學科動態變化較大，僅僅憑借教師課堂上的介紹是遠遠不夠的，而學生學習主觀能動性不夠，如果沒有任課教師強制要求，學生不會主動去了解學習本學科的最新進展。另外，現有的教學模式中教師和學生之間的相互交流時間過少，僅局限于課后及約定的答疑時間，很多時候學生有問題找不到教師交流獲得正確的解答，從而打消了學生的學習積極性。[7-8]

發揮網絡教學的優勢，培養學生的信息素養，提高學生自主學習、協作學習和研究性學習能力。通過網絡教學，教師的講授深度和廣度得以拓展，學生的學習積極性得以提高。通過多年的教學，專業教師積累了大量的資料，采用傳統的教學模式很難講授給學生，通過網絡教學模式，將相關的資料放入學習網站中可以讓學生有針對性地學習，從而提高學習的深度和廣度。通過網絡教學網站還可以為從事熱工領域工作的往屆畢業生提供一個交流的平臺，通過這個平臺能幫助往屆畢業生解決工程實踐中碰到的問題。此外通過相互的交流還能夠豐富“熱工基礎”的實踐教學，從而達到“雙贏”目的。

網絡教學資源的選擇和自我開發是網絡教學非常關鍵的一步，在進行網絡教學前需要設計并開發基于網絡環境各種類型教學模式需要的網上共享資源，此外還需要對網絡上其他教學資源進行選擇整合。

針對“熱工基礎”課程特點，結合項目組成員多年的教學經驗，設計并開展基于網絡資源各種類型的教學模式試驗。通過幾輪教學試驗尋求最適合教學的網絡教學模式。

進行評價研究，主要通過問卷分析、網絡在線測試、教學進行情況等方式來評價，分析網絡教學的實際效果和存在的問題。最后與傳統教學方式進行比較研究，結合兩者的優點尋求一種二者優勢互補的教學模式。

三、結束語

課程體系改革是教育改革的核心。熱工課程教學體系改革應以知識傳授、能力培養、素質提高協調發展為指導思想，以理論結合實踐、注重思維創新、鼓勵科學探索為教學理念，理論教學、實驗教學、工程實踐緊密有機結合，以培養具有創新能力的工程型、應用型高素質人才為教學目標。

加強學生的創新意識，培養學生工程觀念的教學模式就需要教師付出努力，必須不斷學習，不斷總結。教學沒有固定的模式，但有共同的目的。合理采用多種教學手段，激發學生的學習熱情，培養學生工程實踐和創新意識，是熱工基礎課程教學改革的目標。

參考文獻：

[1]陳梅倩，陳淑玲，張華.工程熱力學課程教學方法的研究與實踐[J].中國電力教育，2008，（1）：80-82.

[2]蔣亞龍.工程熱力學課程教學研究初探[J].教育教學論壇，2014，

（4）：97-98.

[3]楊玉順.在“工程熱力學”課堂教學中實施素質教育的思考與實踐[J].中國大學教學，2007，（7）：46-48.

[4]于兵川，吳紅特.實驗教學與科研有機結合培養學生創新意識和能力[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：76-78.

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

[6]孫芳，劉鵬，李殿偉.高師院校學生實驗能力培養模式的探索[J].黑龍江高教研究，2013，31（10）：149-151.

[7]席新明，閆小麗.基于創新人才培養的熱工基礎課程教學改革研究[J].高等農業教育，2011，（9）：46-48.

[8]鄭曉峰，馮耀勛，凌長明.“傳熱傳質學”網絡教學課件的設計與開發[J].中國電力教育，2013，（5）：78-79.

（責任編輯：王祝萍）