基于培养创新人才的“热工基础”课程教学方法改革

李军 徐青

摘要：“热工基础”是能源与动力工程类专业一门重要的专业基础课。针对“热工基础”课程的特点及教学现状，从应用工程案例、网络资源利用、加强实验和实践环节等方面就教学中如何培养学生的创新精神和工程观念等进行了探讨，以期完善“热工基础”课程教学方法，培养具有创新能力的工科生。

关键词：课程改革;工程案例;網络资源

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0067-02

“热工基础”课程主要是研究热能与其他形式能之间的转换关系、转换规律及应用、热量传递的基本方式及其传递过程。“热工基础”课程是学生从基础课到专业基础课的过渡，在工科学生中学习面较大。该课程的概念性强，涉及的理论较为抽象，同时与工程实际又有十分密切的联系。“热工基础”课程包括工程热力学和传热学两部分内容。这两部分内容单独开课的学时合计140学时，但热工学基础课程学时为96学时，学时虽然大幅减少但教学内容很多。在该课程的教学过程中，授课教师普遍觉得课程难教，上课学生觉得课程难于理解，在教学过程中处于两难的境地。

当前采用的传统讲授及多媒体教学模式只能讲授一些最基本的知识，讲授的深度和广度不够，学生只能囫囵吞枣，一知半解。许多教育工作者也从借鉴国内为大学的经验和改革教学手段等方面对教学方法进行了探索。[1-2]本文分析“热工基础”课程教学现状和课程特点，采用了工程案例教学法和网络应用等教学方法改革，让学生在具体的案例中牢固掌握该课程的理论知识，形成理论结合实际的教学方法。

一、培养工程观念，提高实践能力

“热工基础”课程具有概念多、教学内容丰富和知识点广泛等特点。同学们在学习过程中感觉比较枯燥，为此在在教学过程中通过理论知识结合实际问题的授课方式，培养学生的实践能力，树立工程观念，增强对理论知识的理解。[3]

1.课前专业认知

本门课程开课前带领学生到电厂、化工厂、冷库和发动机厂等单位进行参观，初步了解这些企业生产过程中的实际流程和生产设备，对课程所涉及的知识预先有个视觉上的认识。开课后遇到具体的理论知识可结合企业生产实际进行讲解，比如讲到“蒸汽动力装置循环”一节，就引导学生回顾电厂运行流程，结合课件中的动画模拟，加深对循环过程的理解，并对热力设备每一部分的特点和作用增强记忆。通过这种方式教学，学生对课堂知识觉得不陌生，从而对学习产生兴趣。

2.工程案例教学

“热工基础”课程属于专业基础课，主要为后续专业课学习打下基础。但课程本身也有很多实践问题。教研室部分教师长期从事冷库设计、中央空调设计安装和换热器改造等工程项目，将这些工程实际项目与课程知识对接，使学生更好地体会到知识应用于实际工程，扩宽了学生的视野，消除了学习理论知识无用和不知如何用的想法，激发了学生的学习兴趣，强化了学生的工程观念。[4]

工科专业一般都和当地与专业相关的典型企业有紧密合作关系，可不间断聘请企业的工程师结合生产实际进行学术交流。通过这种教学空间的拓展和延伸、生产一线的工程实践，增强了学生的自主创新能力，丰富了学生的专业前沿知识，更好地促进学校与企业的对接，学生与工程师的转变。

教师通过文字描述、多媒体和图表等多种手段引入教学案例。教师呈现案例后，根据教学目标一步一步、循序渐进地启发、引导学生积极地进行思考;学生可以分小组合作进行案例中各种问题的分析和讨论，发现和探索解决问题的方法，培养学生应用知识解决问题的能力。

在案例教学的环节同时引入学生参加节能减排大赛和大学生创新实验项目的内容，利用学生自己的方案来分析如何结合理论知识解决实际问题的能力。[5]通过这样的方式使学生觉得自己能更好地参与到学习之中，既加强了对理论知识的理解，又激发了大家参与科研的热情，同时很多学生由此爱上科研，从而考取研究生，为就业也拓宽了渠道。

3.授课后的生产实习

我校工科专业在大三下学期组织学生去企业进行为期一个月的生产实习，通过生产实习更好地接触工程实际，了解产品加工过程，可以重新系统地回顾理论知识，加深对课本知识的印象。通过这种课前认知、课堂学习和课后实习的模式增强了学生的学习兴趣，形成了理论结合实际的教学方法。

4.加强实验环节

除了在课堂教学中加入与工程实际及生活密切相关的案例及问题外，我们还加强了实验环节。通过多媒体课件及教师现场讲解，使学生全面了解实验室仪器设备，熟练掌握各种设备的操作技巧，为学生进行综合性实验、创造性实验打下了坚实的基础;参加教师的科研工作，锻炼学生创新能力;要求学生自主设计并完成实验，从而锻炼了实践和创新能力;通过设置综合性实验项目，培养学生运用基本实验技术，利用各种仪器设备，融会贯通多门课程理论知识，分析解决实际问题的能力;吸引学生参与到教师的科研工作中，将实验内容与科研、生产、社会应用项目密切联系，锻炼学生的独立科研能力、获取丰富的工程实践经验。[6]

实验教学是学生加深理论理解的重要方法，并能够培养学生的动手能力和独立工作能力。“热工基础”课程中设计的内容多并且抽象广泛，为了加深对理论知识的理解和掌握，必须加强实验教学。

通过开放式教学方式，加强了师生互动，以学生为主体，建立健全实验教学模式，形成基础型、专业型、综合型、自主型、科研型的实验类别。通过教师集中讲授或个别辅导，观察实验过程，学生分组协作，分析实验数据，提出问题质疑，讨论实验结果，教师集中解答等方法，增加了学生的团队合作意识，提高了学生的分析处理问题能力，激发了学生的科学创新潜能。

通过校企紧密合作完善了实习基地建设，与校外诸多企业建立了长期稳固的实习基地，使学生能够充分接受良好的工程实践训练，提高了处理实际问题的能力，达到了增强综合素质的教学目标。

采用多媒体，实现了实验教学的数字化中心采用多媒体辅助教学，实现了实验技术的直观讲解、实验过程的清晰再现、生产实践的虚拟观摩，明显改善了实验教学效果，激发了学生的参与意识及科研兴趣。

充分利用传热传质学网络平台，实现了实验中心教学资源的充分共享。不仅可以及时发布实验相关信息，还可以进行网络教学，使得学生能够随时查阅各种实验课件、完成课前预习、进行实验总结、交流实验心得、展开学术讨论等活动，为实验教学提供了高效优质的资源服务。

从培养学生实践技能、增强分析处理问题能力、提高综合素质、激发创新意识的角度出发，中心建立了系统的个性化、多元化实验考核体系，并不断加以完善和改进。学生实验总成绩由三部分组成：平时成绩+实验报告成绩+书面考试成绩。其中各部分成绩比例按照实验性质的不同科学合理分配。平时成绩根据学生出勤、课前预习、实验操作、实验创新综合评定;实验报告成绩根据实验原理总结、实验数据整理分析、实验结论及课后思考综合评定。书面考试题型根据不同实验性质分层次、按类别划分，分别考查学生的基础知识、专业技术、综合分析及自主创新能力。根據学生个性特点、实验项目特点，采取不同方式的考核方式，包括笔试、面试、自主创新设计等多种形式。

二、应用现代教学手段

本学科内容和学科动态变化较大，仅仅凭借教师课堂上的介绍是远远不够的，而学生学习主观能动性不够，如果没有任课教师强制要求，学生不会主动去了解学习本学科的最新进展。另外，现有的教学模式中教师和学生之间的相互交流时间过少，仅局限于课后及约定的答疑时间，很多时候学生有问题找不到教师交流获得正确的解答，从而打消了学生的学习积极性。[7-8]

发挥网络教学的优势，培养学生的信息素养，提高学生自主学习、协作学习和研究性学习能力。通过网络教学，教师的讲授深度和广度得以拓展，学生的学习积极性得以提高。通过多年的教学，专业教师积累了大量的资料，采用传统的教学模式很难讲授给学生，通过网络教学模式，将相关的资料放入学习网站中可以让学生有针对性地学习，从而提高学习的深度和广度。通过网络教学网站还可以为从事热工领域工作的往届毕业生提供一个交流的平台，通过这个平台能帮助往届毕业生解决工程实践中碰到的问题。此外通过相互的交流还能够丰富“热工基础”的实践教学，从而达到“双赢”目的。

网络教学资源的选择和自我开发是网络教学非常关键的一步，在进行网络教学前需要设计并开发基于网络环境各种类型教学模式需要的网上共享资源，此外还需要对网络上其他教学资源进行选择整合。

针对“热工基础”课程特点，结合项目组成员多年的教学经验，设计并开展基于网络资源各种类型的教学模式试验。通过几轮教学试验寻求最适合教学的网络教学模式。

进行评价研究，主要通过问卷分析、网络在线测试、教学进行情况等方式来评价，分析网络教学的实际效果和存在的问题。最后与传统教学方式进行比较研究，结合两者的优点寻求一种二者优势互补的教学模式。

三、结束语

课程体系改革是教育改革的核心。热工课程教学体系改革应以知识传授、能力培养、素质提高协调发展为指导思想，以理论结合实践、注重思维创新、鼓励科学探索为教学理念，理论教学、实验教学、工程实践紧密有机结合，以培养具有创新能力的工程型、应用型高素质人才为教学目标。

加强学生的创新意识，培养学生工程观念的教学模式就需要教师付出努力，必须不断学习，不断总结。教学没有固定的模式，但有共同的目的。合理采用多种教学手段，激发学生的学习热情，培养学生工程实践和创新意识，是热工基础课程教学改革的目标。

参考文献：

[1]陈梅倩，陈淑玲，张华.工程热力学课程教学方法的研究与实践[J].中国电力教育，2008，（1）：80-82.

[2]蒋亚龙.工程热力学课程教学研究初探[J].教育教学论坛，2014，

（4）：97-98.

[3]杨玉顺.在“工程热力学”课堂教学中实施素质教育的思考与实践[J].中国大学教学，2007，（7）：46-48.

[4]于兵川，吴红特.实验教学与科研有机结合培养学生创新意识和能力[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：76-78.

[5]崔虹云，尚东昌，肖仲杰.高等教育人才培养模式中实践教学的改革与探索[J].黑龙江高教研究，2014，（2）：163-165.

[6]孙芳，刘鹏，李殿伟.高师院校学生实验能力培养模式的探索[J].黑龙江高教研究，2013，31（10）：149-151.

[7]席新明，闫小丽.基于创新人才培养的热工基础课程教学改革研究[J].高等农业教育，2011，（9）：46-48.

[8]郑晓峰，冯耀勋，凌长明.“传热传质学”网络教学课件的设计与开发[J].中国电力教育，2013，（5）：78-79.

（责任编辑：王祝萍）