“工程熱力學”課程短學時班教學探索

錢中 陳孚江

[摘 要] “工程熱力學”作為一門研究能源轉換及利用的經典學科，是能源動力、化工機械、航空航天等多個專業的必修基礎課。課程具有概念多、內容抽象、學習難度大等特點。在短學時課程班教學中，“教”不能深入，“學”時間緊迫。針對教學中存在的各種問題，結合多年教學經驗，提出解決教學實際問題的新策略。通過改換思路、知識重構、實際應用、科學取舍、科研助力、改進作業講評、引入課程思政等措施，提高教學質量。

[關鍵詞] 工程熱力學;短學時;教學新策略;課程思政

[基金項目] 2017年度常州大學教學創新項目“OBE理念下專業基礎課程教學方法探索”（CDSG2017008）

[作者簡介] 錢 中（1978—），男，江蘇昆山人，博士，常州大學石油工程學院講師，主要從事計算流體力學研究。

[中圖分類號] G642.41? ? ?[文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）23-0085-04? ? [收稿日期] 2021-03-16

“工程熱力學”作為一門研究能源轉換與利用的經典學科，它是能源、化工、動力、航空航天等多個專業本科生的必修基礎課。它具有概念多而散、內容抽象、學習難度大等特點[1-5]，以至于不少學生畢業多年后回憶起熱力學課程的學習經歷都記憶猶新。“工程熱力學”學習需要一定數學物理基礎，但又不需要很深入數學推導，課程部分章節與大學物理相近，初學者易陷入教材例題好理解，作業題卻無從下手的似懂非懂狀態。歷年來，該課程的掛科率一直偏高。為切實提高學生學習效率與教師授課成效，全面提高教學質量，許多專業教師進行了一系列教學改革與創新[1-5]。

近些年，“工程熱力學”課程處理實際問題時采用從整體出發，抓住重點，適當簡化，運用宏觀系統理論解決問題的思路，成功地推廣到各類科學研究和工程實踐中，并建立一整套規范的項目處理流程。因此，該課程得到越來越多非能源與動力類專業學生的認可，開課專業、選課人數不斷增加。因此，許多大學專門開設了32學時的短學時教學班。然而，這種理論性較強的短學時課程教學中存在“教”不能深入，“學”時間緊迫的困境。隨著信息技術不斷發展，以微信為代表的網絡交流平臺對該課程的教學起到了部分課外教學功能[5]，一定程度上彌補了課時少的不足，但實際應用中依舊存在一些問題。本文結合筆者六年來對短學時教學班的授課經驗，進行討論與分析。

一、教學中存在的問題

（一）缺乏專門針對短學時班的教學指導方案

能動類專業“工程熱力學”課程教學體系較為成熟，一般設置64學時，以沈維道等編寫的《工程熱力學》為教材，相應的教學計劃、教學方法及課程考核都一應俱全。教學過程中，點、線、面、體層層推進，知識體系分布與整合較為成熟，從概念講解到理論應用較為順暢。實際教學中，由于“工程熱力學”課程存在較多抽象概念，且各知識點環環相扣，學生要達到融會貫通，確實有一定的困難。即使是多學時教學班中，也有較多學生反映在學習中存在“看著明白，碰到實際問題卻不知所措”。對于短學時“工程熱力學”課程教學，無法按傳統流程開展。部分學生對層出不窮、層層遞進的概念不能及時消化，理解不夠深入，導致后續學習愈發艱難，最終讓他們望而卻步，失去學習的動力。因此，亟須制定針對性強的教學方案。

（二）學生缺乏工程背景，對動力裝備缺乏了解，不利于課程教學實施

“工程熱力學”將經典熱力學理論與工程實際相結合，并合理作了一些簡化。客觀地講，我國大學生的數學物理基礎對學習這門課程是足夠的。教學中主要涉及內燃機、壓氣機、汽輪機等動力裝置，并圍繞這些裝置工作過程進行分析討論。由于短學時班實驗課極其有限，本科生基本沒有工程經驗，對許多動力裝備不熟悉，缺乏相應知識儲備，理論與實踐脫節導致他們學習較為迷茫，教學效果不及預期。

（三）新一代“00后”大學生學習過程中與教師交流溝通的積極性較以往有所下降

近三年，“00后”逐漸成為大學校園里的主力軍。課堂中，他們相對沉默，課堂筆記也不如“90后”仔細認真，他們更注重通過網絡獲取知識。騰訊、超星、大學慕課等網絡課堂給學生創造了更多自主學習的機會，使得部分學生在課內有所松懈，課堂積極性不夠高。事實上，網課通常只講解知識要點、各知識點間承接不夠緊密、實例應用較少。不少學生喜歡網課學習的方便、自由，但在解決實際問題時發現自身基礎不扎實，應用知識能力不足。只有做到課內認真聽講，課外自主學習，有疑問及時與教師溝通，才能保證學習的高質量。

任課教師通常會通過微信、QQ、釘釘等平臺建立課程群，用以了解學生學習狀態，提高教學質量。但課程群里“有積極行動”的學生人數有時偏少，建群促學目標達成度偏低。近三年的“工程熱力學微信群”互動情況顯示：（1）能與教師每周交流3次以上的學生數不足總人數30%;（2）共享文件中每章授課PPT下載次數約為總人數的80%;（3）大多數學生聯系老師都是在考試前2周，咨詢的問題集中在“考試重點是什么”;（4）令人欣喜的是，有約20%的學生對課程學習較為投入，積極認真，經常主動發消息與教師進行互動。他們多是學習成績較好，今后準備考研或出國留學的學生。總體上，相當一部分學生的學習狀態是比較被動的。授課對象卻不斷更新，授課內容、方式的更新略有滯后，這一客觀情況可能也是導致學生缺乏學習熱情的一個原因。因此，亟須探索一些能有效激發學生學習興趣的新方法、新措施。

二、探索的改革方案

為提高教學質量，更好地幫助學生掌握知識，提高其運用知識分析解決問題的能力，踐行OBE教學理念，應進行一系列教學改革。最近三年，面向機械大類專業的課程教學質量明顯提高，課程通過率從以往的約65%提高到79%、82%、86%，許多學生把本課程作為研究生考試科目，順利進入了東南大學、大連理工大學、山東大學、西北工業大學等重點高校繼續深造有20人以上。歸納總結已完成的工作，所采取改進措施具體如下。