雙一流建設背景下工程熱力學課程改革與實踐

范 晶

(東北電力大學能源與動力工程學院，吉林 吉林 132012)

1 緒論

一流的本科教育是“雙一流”建設的重要基礎，建設一流本科專業和一流本科課程也是所有本科院校追求的主要目標[1-3]。東北電力大學能源與動力工程專業是國家級一流本科專業，工程熱力學是能源與動力工程專業的必修課，是吉林省高校一流本科課程。工程熱力學主要內容涉及傳統化石能源的高效利用、太陽能及風能等新能源利用、新型動力循環的開發等方面[4-5]。通過本課程的學習，一方面，學生能夠準確概括與描述有關能量轉換(主要是熱能與機械能之間的轉換)、能源高效利用的基本規律，并熟練應用相關知識對熱力過程、熱力循環及循環經濟性進行理論分析與計算；另一方面，能夠具備一定的抽象思維、邏輯思維和發散思維能力，可以對本專業復雜的工程問題(如熱電合供循環、蒸汽-燃氣聯合循環等)進行理論分析并提出解決方案，為后續鍋爐原理、汽輪機原理及熱力發電廠等專業課程的學習提供必需的理論支撐，為學生將來從事動力工程及工程熱物理學科領域的相關工作奠定理論基礎。同時，學生還可以對本專業本學科的發展、國家的宏觀能源政策、世界能源現狀及能源動力行業未來發展方向等方面進行深入了解，增加其知識儲備、開闊其專業視野、培養其學術思路、堅定其為建設中國特色社會主義事業做貢獻的決心。此外，為實現立德樹人的根本目的，通過本課程的學習，應該使學生的價值觀、人生觀得到塑造，使學生的道德情操得到培養，使學生的家國情懷和使命擔當得到激發。因此，根據工程熱力學課程的特點，以雙一流建設為背景，以課程思政為改革抓手，對工程熱力學課程創新教學模式進行全方位探索具有重要意義。

2 工程熱力學課程改革與實踐

2.1 工程熱力學課程建設目標

工程熱力學是理論與實踐緊密結合的課程，該課程具有概念深、內容廣、公式多等特點。在工程熱力學傳統教學過程中，教師在課堂上滿堂灌輸，學生的主動性難以發揮。此外，以往的課程教學中普遍重視學生的專業性和技術性，缺乏人生觀、價值觀、職業觀及意志品質等思想道德的培養。這些特點大大降低了學生的學習興趣，使得學生對課程知識理解不夠，難以將所學知識應用于工程實踐。在雙一流建設前提下、在立德樹人課程思政要求下，為適應能源動力工程專業發展的新需要、為突出工程熱力學課程研究熱點及學科前沿知識，本課程結合當下專業工程實際及前沿研究方向，以相關合作企業與科研平臺為基礎，對工程熱力學課程展開“教學-實踐-創新-科研”貫通式教學模式探索，促進工程熱力學課程教學縱向深入的發展。本課程建設的目標主要是：

A．學以致用。調研本專業相關企業生產發展過程中的具體問題及其對人才的實際需求，并結合工程熱力學課程屬性，對課程教學內容進行改革。應制定符合企業實際需求的應用型人才課程培養方案，為本專業學生赴行業一線參觀實習提供機會，推進企業中高等技術人員現場教學與教師課堂教學的協作互補，探索校企結合的應用型人才協同培養模式。

B．學以致新。鼓勵學生結合工程熱力學課程內容申報相關創新實踐項目，參與校級、省級及國家級“節能減排大賽”，進行與課程相關的創新活動培訓，為學生制訂高效合理的創新訓練計劃，探索基于專業基礎的創新型人才發散培養模式。

C．學以致深。基于學院的相關科研平臺，制定本科生進入相關領域實驗室參觀學習方案，鼓勵本科生參與到研究生科研過程中，由淺入深地引導本科生參與甚至獨立完成與專業課程相關的科學研究項目。通過科研過程使本科生進一步深入了解專業知識，探索課程與科研相匹配的研究型人才培養模式。

D．學以致行。結合工程熱力學課程教學內容、本專業本學科行業發展現狀及先進技術、國家的相關制度與政策，深入發現本課程所蘊含的思政元素并科學無痕地融入相應的課堂教學中，探索知行合一、德能一體的三全育人人才培養模式。

2.2 工程熱力學課程教學路徑

本課程教學團隊從課程定位、教學思路、教學方法及思政元素設計等方面進行了全方位改革，形成了“因材施教”個性化的教學模式。第一，以學生為根本，根據其學習能力的差異及不同的職業規劃將學生分為基礎型、擴展型和拔高型三類。第二，針對不同的學生制定合理的教學方案，使教學培養有側重性，實現以學生為主體的教學過程。第三，采用線上線下互補式教學方式，使學生帶著問題和基本概念在課堂教學中強化理解，并輔以知識的綜合應用：對于基本概念及基礎知識點，以線上自學為主，并通過學生反饋，在課堂教學中有針對性地講授；針對理論知識的實踐運用，主要通過課堂講解，并在課下根據學生類型布置不同的練習題；為了使學生對本專業本學科有一個全面認識，將學科研究前沿、行業研究現狀等方面融入了課堂教學，并選取當前的一些研究熱門(如超臨界二氧化碳循環、有機朗肯循環、相變儲能等)作為專題進行研討，提升了學生的學習興趣，拓寬了學生的學術視野。第四，結合工程熱力學的課程特點及課程內容，深度挖掘了本課程的思政元素：在緒論能源應用部分的講述中，加入能源現狀的分析及節能減排的意義，培養學生節能減排的意識；在緒論學科發展部分的講述中，穿插一些愛國者的事跡，培養學生的愛國主義精神；在熱力學第一定律和第二定律的講述中，引導學生用“實踐是檢驗真理的唯一標準”以及能量守恒和能量品質來看待當下的努力與奮斗。

3 工程熱力學課程后續完善措施

(1)在開放式課堂教學中，繼續發揮教學團隊優勢，分析當代大學生的學習特點，將專業知識放到更廣闊的社會背景下，引入更全面深入的知識，如研究前沿、行業現狀等，革新知識傳授中的教學手段和方法，完善符合多層次培養模式特點、具體全面的教學方案。

(2)在企業教學中，借助相關專業企業的力量，結合行業內關鍵問題與學生學習現狀，從參觀了解到現場指導再到實際操作，由淺入深地進行實踐教學，并以企業評定作為學生學習狀況的參照，進行針對性完善。

(3)在創新教學中，鼓勵學生結合本課程相關知識申報參與各項創新實踐項目及節能減排大賽，在完成創新項目的過程中進一步提高學生對本課程相關知識的應用能力。

(4)在科研教學中，依托于學院相關科研平臺，鼓勵學生深入專業相關實驗室從事科研活動，將工程熱力學理論知識與科研課題密切結合，促進學生熱力學思維的建立以及培養學生理論聯系實踐的能力。

(5)在課程思政教學中，在繼續挖掘課程德育元素的基礎上，嘗試將課程的相關內容、原理與中國傳統文化相結合，進一步培養學生的四個自信。