能源與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

姜萍　梁曉玲　徐靖　田瑞嬌

摘要：本文探究了皖江工學(xué)院能源與動(dòng)力工程實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，企圖通過改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及擬建仿真實(shí)驗(yàn)室來改變現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。

關(guān)鍵詞：能源與動(dòng)力工程專業(yè)? ?實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革? ?仿真實(shí)驗(yàn)室

皖江工學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)開設(shè)于2014年，有明確、合理的教學(xué)方案，目前該專業(yè)已建成熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。在本科教育教學(xué)過程中，教師運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)能提高學(xué)生動(dòng)手操作的能力、解決問題的能力、實(shí)踐應(yīng)用及綜合創(chuàng)新的能力。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

能源與動(dòng)力工程實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著三年級(jí)和四年級(jí)約三百多名本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，主要以演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，所以教師要綜合訓(xùn)練學(xué)生使用各種實(shí)驗(yàn)儀器的能力，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力。近年來，實(shí)驗(yàn)室取得了若干教學(xué)成果，但仍存在一些問題。第一，實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限。皖江工學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)是新開設(shè)的學(xué)科，投入的經(jīng)費(fèi)有限，目前實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，尤其是專業(yè)類實(shí)驗(yàn)設(shè)備更是不足，這對(duì)學(xué)生的認(rèn)知與學(xué)習(xí)具有很大影響。第二，實(shí)驗(yàn)室硬件條件落后。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新迅速，有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴，實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)有限，難以采購，這也影響了學(xué)生專業(yè)課程理論學(xué)習(xí)和運(yùn)行操作的實(shí)踐。第三，實(shí)驗(yàn)設(shè)置模式上不合理。皖江工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)課通常是一個(gè)班約35人一起上課，而實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，缺課、抄襲預(yù)習(xí)報(bào)告、應(yīng)付檢查等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能取得預(yù)想的效果。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

為了提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，鼓舞學(xué)生的創(chuàng)造性，能源與動(dòng)力工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。下面，筆者提出了一些改革措施。

1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

（1）科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型

在條件允許的情況下，教師應(yīng)盡量進(jìn)行小班教學(xué)，讓每個(gè)學(xué)生都能全面理解實(shí)驗(yàn)設(shè)備，熟悉儀器的原理，掌握儀器的使用方法。在實(shí)驗(yàn)完成以后，教師應(yīng)及時(shí)檢查學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)。

（2）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制，用項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要結(jié)合大學(xué)生節(jié)能減排大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽等各類科技競賽活動(dòng)，將創(chuàng)新思維與課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來。在競賽活動(dòng)過程中，教師要給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，自主完成實(shí)驗(yàn)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，處理數(shù)據(jù)，鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

2.擬建能源與動(dòng)力工程專業(yè)仿真實(shí)驗(yàn)室

仿真技術(shù)在航空領(lǐng)域、生物制藥、石油化工、核能等領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用，由于它有極好的可移植性、利用率高、易維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，吸引了很多高校教育者及科研人員的關(guān)注。皖江工學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室從數(shù)值模擬方面考慮擬建仿真實(shí)驗(yàn)室。

數(shù)值模擬主要是針對(duì)能源與動(dòng)力工程專業(yè)的流動(dòng)和傳熱等物理現(xiàn)象進(jìn)行仿真，模擬其復(fù)雜的物理過程，并得到合理的結(jié)果。如在探究鍋爐燃燒的過程中，教師和學(xué)生可選用FLUENT軟件，在探究制冷空調(diào)中傳熱傳質(zhì)問題時(shí)選用Matlab軟件。利用軟件建模仿真，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不足的問題，節(jié)省教師和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，有利于學(xué)生多次嘗試不同的實(shí)驗(yàn)方案。同時(shí)，學(xué)生可以對(duì)新設(shè)備、新現(xiàn)象進(jìn)行建模仿真，教師提供開放式實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)方法，為以后成為科研人才打下良好的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

教學(xué)改革永無止境，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)。目前，皖江工學(xué)院正在進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，并取得了不錯(cuò)的成果。如在數(shù)值模擬方面，已經(jīng)建成溶液除濕系統(tǒng)的仿真模型，其他方向的仿真模型正在建立。筆者相信，能源與動(dòng)力工程實(shí)驗(yàn)室最終形成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均衡發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)都會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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※本文系安徽馬鞍山皖江工學(xué)院探究項(xiàng)目“能源與動(dòng)力專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與研究”，項(xiàng)目編號(hào)：zl201743。

（作者單位：皖江工學(xué)院）