《熱工過程與設備》課程教學改革與探索

周芬 郜建全

摘要：基于工程教育專業認證的“學生為中心”理念，結合《熱工過程與設備》課程特點及存在問題，對課程教學內容、考核方式及網絡教學平臺建設三個層面進行教學改革與探索，可以發現教學改革提高了學生學習興趣，也在一定程度上提升了課程教學質量。

關鍵詞：熱工過程與設備;教學改革;教學設計

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）49-0072-02

一、課程教學改革背景

2016年6月，我國在國際工程聯盟大會上被接納為《華盛頓協議》的正式會員國。這不僅標志著我國高等工程教育得到國際的認可，同時也意味著我國工程教育認證工作進入新的階段[1]。以此為契機，自2017年以來，我校材料與冶金學院的無機非金屬材料工程專業也在積極開展專業認證相關工作。

工程認證的核心理念有三個，即學生為中心、成果導向、持續改進。其中，以學生為中心和成果導向的理念與傳統的一些教學理念不盡相同。工程教育認證的理念更強調以學生為中心，要體現出學生學會了什么，也更注重能力的培養，尤其是培養學生解決復雜工程問題的能力。這不僅僅是傳統意義上教師對學生知識的傳授和學生對知識的掌握，從本質上來說，也使得課程教學的內涵發生質的轉變。因此，在不斷推進工程教育專業認證的過程中，如何結合專業工程教育認證要求在課程教學中凸顯“學生為中心”的理念，并做到以成果導向為原則，最終實現培養學生解決復雜問題的能力，是目前課程教學中亟須解決的問題。

二、課程特點及現狀

《熱工過程與設備》是無機非金屬材料工程專業一門重要的專業基礎課。其教學內容一方面包括熱工基本理論，如氣體力學、傳熱學、傳質原理、干燥理論、燃料與燃燒等基礎理論知識;另一方面，還涉及硅酸鹽工業常用熱工設備的構造、工作原理及熱工特性等相關知識。從特點上說，該門課程既具有理論嚴謹、概念抽象、公式繁多及難度大的基礎課特征[2]，同時其理論又與工程實際問題聯系緊密，具有一定的應用性和技術性[3]。

近年來，我校該門課程的教學效果不盡如人意。這有課程學時偏少、招生質量不佳的客觀因素，而這些外界因素非任課教師所能改變的。拋開外界因素，該門課程教學中主要存在以下問題：（1）課堂教學基本上沿用教師講授、學生被動接受知識的教學模式。這導致學生課程學習興趣和主動性不高，課堂參與度偏低。（2）考核方式較為單一。在考核方式方面，此前對學生學習效果的評價主要是通過課程考試來實現的，由期末閉卷考試卷面成績（80%）加上平時作業情況及出勤（20%）構成。從某種程度上說，這種考核方式存在考核形式單一、評價內容片面的弊端。比如，教學內容中對流換熱計算這部分的知識點，考核時需要學生通過查相關的圖表，選擇適用條件下的公式進行計算，諸如此類的內容并不適合閉卷考核，因此，在閉卷考試中缺少對這類內容的考核。從根本上講，這種考核也不利于我們應用型人才的培養。（3）缺少網絡教學資源建設。網絡課程教學資源包括課程大綱、教案、課件、題庫、習題講解、視頻等。以學生為中心和成果導向的教育理念，要求課程教學環節能從課堂延伸到課后。網絡教學資源平臺建設正是提高課程教學質量的重要教學環節之一。由于課程本身所具有的難學難教的特點，課堂教學及課后答疑輔導仍不能滿足部分學生課后自學課程的需要。為此，建設課程教學網絡資源平臺將利于學生課后的學習和復習。基于以上情況，本著以學生為中心、以學生學習成果為導向的理念，我們對《熱工過程與設備》課程從教學內容、教學方式上根據教學內容的特點，結合啟發式、案例式、互動式等教學方法對教學內容進行設計，旨在激發對課程的學習熱情，提高學生的學習興趣，進而提高課程教學質量。

三、教學改革與實施

（一）教學內容的精細化設計

根據課程教學內容特點，對課堂教學內容進行細化設計，以激發學生的學習興趣。設計時，注意將一些教學方法，如啟發式、案例式及互動式等運用到教學內容設計中來，同時根據教學內容特點選擇合適的教學手段。由于課程中熱工理論部分的一些教學內容與日常生活有較為密切的關系，因此，進行教學設計時，可將教學內容與日常生活現象或實例相結合，讓學生感到熱工理論并不脫離生活，或引導學生發現生活中的熱工現象并分析原因，從而提高學習興趣。比如，講述氣體流動的局部阻力損失時，引導學生思考為什么管道的拐彎處要做成圓角而不是直角;講授輻射傳熱中兩灰體相包圍時的輻射傳熱計算時，可聯系工程實際，舉例講述熱風管置于露天和磚槽內時兩種情況下輻射熱損失的計算，然后進行比較并得出結論。再如，在干燥理論部分的教學內容設計中，在講授濕空氣的“相對濕度”這一概念時，以南北方空氣濕潤程度上的差異引入教學，引導學生對南北方空氣在差異上的思考，激發大家的學習興趣。在一些內容中，也可考慮案例式教學，比如以物料干燥的工程案例為切入點，引發學生對物料干燥理論的思考。在熱工設備部分的教學設計上，除了講授熱工設備的工作原理及特性外，還可通過查閱文獻資料獲得相關技術發展的最新研究成果，將其充實到教學內容中來。課后，給學生留一定的思考題，并結合文獻調研進行總結。

（二）加強過程考核和能力考核

改革考核方式的出發點是將考核貫穿整個教學過程，避免學生僅為通過期末卷面考試而在考前“臨陣磨槍”。為此，對以往“一卷定終身”的考核模式進行改革，用多種考核方式綜合評定學生成績。學生的最終成績仍由考試成績和平時成績構成。平時成績包括日常課堂聽講狀態、平時課后作業完成情況、章節測驗成績。作業類型按教學內容進行區分，如熱工理論部分可留相應的課后練習題，以利于學生對課堂知識的復習鞏固;對于設備部分，可留查閱資料或類似課程設計的作業，以提高學生應用所學知識解決實際問題的能力。

多種形式的考核，有助于促進學生注重過程學習，明確自己學習中的不足，也利于學生對基礎知識的掌握與鞏固，以及分析問題、解決問題能力的培養。

（三）建設網絡教學資源平臺

為方便學生課后學習，將與課程相關的教學資源，如教學大綱、教案、課件、課程習題庫等放到學校的教學平臺上，利于學生對該門課的學習由課堂延伸到課外。

（四）實施效果

以上教學改革在我校無機非金屬材料工程2016級學生中實施。從調查問卷結果來看，學生對課堂教學內容的設計較為滿意，課堂教學互動良好。課程的過程考核一定程度上避免了學生考前的突擊復習。網絡教學資源平臺建設對學生的課后學習起到一定的輔助作用。從綜合考核結果來看，本屆學生的綜合評定成績較上一屆有所提高。考核中也發現，學生在解決復雜工程問題的能力及對重要概念的理解、應用上尚有不足，在以后的教學中將針對以上問題做持續改進。

四、結語

基于工程教育認證中“以學生為中心”的基本理念，本文對《熱工過程與設備》課程從教學內容設計、考核設計及網絡教學資源建設三個層面進行教學改革與探索。實踐表明，教學改革提高了課程教學質量，取得了一定的效果，但如何不斷提升學生學以致用和解決復雜工程問題的能力，培養出具備較強創新能力和應對復雜工程問題的高質量應用型人才，這是今后本課程教學改革的重點和努力方向。

參考文獻：

[1]王治，葉霞飛.基于工程教育專業認證理念的《軌道交通線路設計》課程教學質量提升方法[J].教育教學論壇，2019，1（3）：189-192.

[2]李廣華.關于熱工基礎系列課程改革的建議[J].裝備制造技術，2010，（6）：195-197.

[3]王亞榮.對“熱工理論及應用”課程教學的思考[J].中國電力教育，2009，（128）：98-99.