“熱工理論及應用”課程教學改革的探索與實踐

武小芳+張立峰

摘 要： 針對目前高職院校電廠熱能動力裝置專業“熱工理論及應用”課程普遍存在的問題，提出學情分析和課程特點分析基礎上的課程設計，并從課程內容組織、培養學生學習興趣、多元化的教學方法等方面闡述課程改革的實施，為高職院校“熱工理論及應用”的課程改革提供一些經驗依據。

關鍵詞： 課程設計 課程實施 教學方法

“熱工理論及應用”是研究能量轉換與熱量傳遞規律及其應用的工程技術學科，是電廠熱能動力裝置專業的一門必修的主干技術基礎課程。該課程理論性很強，理解上比較抽象，長期以來，大部分學校的任課教師都按照傳統教學模式進行教學，以知識為目標，教師為主體，學生缺乏能力訓練，沒有主動性。教師逐章逐節地講解，既費時費力，又容易使學生覺得枯燥無味，教學效果不理想[1]。為了增強教學效果，一部分職業院校做了精品課建設以推動課改探究與實施[2]，即使借鑒他們的經驗，但在多年來的教研會議上，大家仍反饋該課程難教，大部分學生仍反映該課程難學。那么如何在一學期內有效教學，是擺在任課教師面前的一道難題[3]。針對這些問題，我們組織課題組進行了課程改革。

一、課程設計理念

（一）學情分析

1.理論基礎知識薄弱，學習積極性不高。一般而言，高職院校學生主要來源于應屆和歷屆高考落榜生，職業高中畢業生、中專技校畢業生的文化基礎知識較差；再加上由于高考失利及社會對高職院校的負面評價，使他們在思想上背上了沉重的包袱，總覺得不如別人，因此學習沒有動力，有些自暴自棄；對于自己確定好的方向，一旦學習受挫或感覺難以完成，就容易放棄。

2.注重動手能力。高職高專學生學習情緒化，對感興趣的東西學習積極性較高，而對于枯燥內容則學習效率較低，學生對實踐性環節的學習興趣明顯高于理論課程學習。

（二）課程特點分析

工程熱力學部分內容的特點是：內容多而且理論性較強、概念多且抽象難理解、公式較多且應用條件復雜[4]。傳熱學部分內容的特點是：三種傳熱方式有不同的傳熱機理、表現，自成體系，所以內容連貫性和系統性較差，但又有一定的規律可循[5]。

（三）課程設計理念

本課程面向的職業崗位群體有：鍋爐、汽機運行值班員；鍋爐、汽機設備安裝工；鍋爐、汽機設備檢修工、集控運行值班員等。在學情分析和課程特點的基礎上，通過調研和職業崗位群能力分析，根據具體職業崗位工作任務所需能力要素設計課程標準中的具體理論部分和實踐部分內容，并形成突出職業能力培養為目標的教學模式。

（四）課程設計思路

結合崗位特點，構建模塊化的課程內容。根據本專業人才培養目標，通過電廠調研，與電廠司爐、集控運行值班員、專工等一起分解畢業生就業崗位需求及與前后續課程的銜接，將工程熱力學和傳熱學兩門課程進行優化整合，明確本課程的重點及難點，對理論推導部分進行適當刪減，補充適當的工程實踐內容，如各類換熱器的拆裝實訓等。

二、課程實施

（一）課程內容組織

重組教學內容，放棄傳統逐章逐節的講授，經課程內容整合為7大模塊：緒論；熱力學基本概念；熱力學第一、第二定律；理想氣體和水蒸氣；蒸汽動力循環；熱傳遞基本規律；傳熱及換熱器。在換熱器部分開設6-8個實訓課，完成換熱器的拆裝實訓，目的是讓學生清楚了解各類換熱器的結構。

（二）培養學生的學習興趣

模塊一為緒論，著重講火力發電廠的生產過程，第一次課安排在與我們深度合作的企業，讓學生身臨其境地體會電廠的真實生產過程。第二次課安排在仿真機房上課，首先讓學生感受汽包水位高低報警，讓學生充分體會該課程介紹的熱力設備都是電廠中實際的東西，它們的運行直接影響電廠生產的安全性和經濟性，影響到學生到電廠工作后的人身安全和獎金。

（三）多元化的教學方法

1.仿真教學法：講到狀態參數時，可以讓學生看仿真系統上的各個參數，了解哪些參數是狀態參數，然后講解，效果非常好；講到蒸汽動力循環時，可以先讓學生看小機組的仿真系統，了解朗肯循環的流程。

2.多媒體教學法：由于學生缺乏工程實踐知識，教學中加強學生的感性認識相當重要，采用多媒體使內容更加形象化、講解更加生動化。如對于管殼式換熱器中流體的流動、水蒸氣的定壓加熱過程等利用黑板、掛圖等難以將細節表達清楚的問題，應適時采用三維動畫演示，將教師的抽象講解轉變為學生的感性觀察，學生觀看后反應很好。

3.案例教學法：教師要經常利用案例教學法，不僅能提高學生的學習興趣，而且有利于學生舉一反三能力的訓練，如講到導熱率時，可以提問：冬天用手摸鐵塊和木塊，感覺那個更涼，為什么？也可以問：天氣晴朗干燥時，晾曬后的棉衣或被褥使用時會感到暖和，如果晾曬后拍打拍打效果就會更好，為什么？這些是生活中的常識，但學生無法解釋清楚，這些問題式案例不僅能使學生思考問題，還能使學生帶著問題聽課，從而激發學生的學習興趣，達到事半功倍的效果。

4.啟發式教學法：講解中適時提問，引導學生思考，吸引學生注意力。通過教師與學生互動，活躍課堂氣氛，增強教學效果。講復合傳熱時，列舉分析暖氣片供暖由對流、導熱和輻射三部分組成的原理，由于采用啟發式，這樣的實例對學生來說直觀、熟悉，提高學生的學習興趣，把教學和實踐有機結合起來，使課堂教學更加生動、實用。

5.討論交流法：因為本課程較抽象，理論知識比例很大，教師應經常使用討論交流法。通過部分學生的討論交流帶動不愛學習的學生一起參與討論。例如：關于一個問題的討論：夏天吹電風扇為何感到涼快？空氣的溫度升高或降低？為什么；機組正常運行過程中，保持凝汽器汽側不含不凝結氣體的原因[6]。在大家討論過程中，老師隨堂觀察，不僅能了解學生的學習情況，而且能了解學生聽課的問題所在，從而因地制宜、因材施教。

6.理實一體教學法：講到換熱器時，有時單憑三維動畫演示，學生不能全面了解換熱器的結構、大小等，通過實訓室中換熱器的拆裝實訓了解換熱器的結構、大小。通過理論與實踐相結合的方式，激發學生學習興趣。

三、課程改革的效果分析

通過這樣的課程改革，學生學習興趣激發很快，學生在課堂上精神高度集中，尤其討論問題時，全員參與，為了給自己組的成員加分而做出各種努力，而他們努力的過程恰恰使他們學習了更多內容。而且學生學習后續課程時，教師不用再給學生不斷補習熱工知識。

參考文獻：

[1]王偉.仿真技術在《單元機組集控運行》職業教育中的應用[J].山東電力高等專科學校學報，2013VOL16（4）：54-57.

[2]國家精品課程資源網[EB/OL].http：//www.jingpinke.com/.

[3]陳明付.高職高專“熱工理論及應用”課程教學探討[J].中國電力教育，2012（236）：61-62.

[4]曾冬琪，林小鬧.提高“工程熱力學”教學質量的方法漫談[J].中國電力教育，2010，（16）.

[5]吳怡，雒婧“.傳熱學”教學方法探討[J].中國電力教育，2011，（7）.

[6]唐嬋，王紅艷，張翠珍.熱工基礎類課程的教學實踐[J].中國現代教育裝備，2015.

基金項目：內蒙古自治區高等學校科學研究項目，項目編號：NJZC367；鄂爾多斯職業學院科研基金項目，項目編號：EJD1501。