工程热力学与传热学课程改革效果分析

李文涛 张欣悦 赵胜雪 梁远 付晓明

摘 要： 在工程教育专业认证的背景下，对农业机械化及其自动化专业本科学生工程热力学与传热学课程教学改革探索的阶段性效果进行了调查，从学生学习的积极性、主动性、先修知识对学习课程的影响、教学过程中对内容的理解掌握程度及双语教学的接受度等方面进行了分析。反馈的数据说明部分学生课下主动学习积极性不高，重视程度不够，总体而言对课程的基本概念、定律和原理理解较好，对复杂理论推导过程的掌握较差。针对反映出的问题，对教学内容和手段进行有效改进。

关键词： 工程热力学与传热学;教学效果分析;改革

中图分类号： G642.0         文献标识码： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.051

Analysis on the Reform Effect of Engineering Thermodynamics and Heat Transfer

Li Wentao， Zhang Xinyue， Zhao Shengxue， Liang Yuan，Fu Xiaoming

（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）

Abstract：  Under the background of engineering professional accreditation， the teaching reform effect of engineering thermodynamics and heat transfer was investigated for undergraduate students from agricultural mechanization and automation. To explore the effect of periodic， learning enthusiasm， initiative， the influence of prior knowledge on the learning course， the understanding and mastery of the content in the teaching process， and the acceptance of bilingual teaching was analyzed. The feedback data shows that some students have low enthusiasm and less attention after class. The basic concepts， basic laws and principles of the course are comprehend enough， but the complex theoretical derivation process are insufficient grasp. In view of the problems reflected， the teaching contents and methods are continuously improved.

Keywords：  engineering thermodynamics and heat transfer; analysis of teaching effect; teaching reform

0 引言

工程热力学与传热学主要研究热量传递规律，是农机专业的专业基础课之一。该课程中很多专业知识或现象都与“热”有密切联系。随着“厚基础、宽专业”教学改革的推进，课堂教学学时数被大大压缩，增加了学生学习和教师教学的难度[1]。如何在较少课时内既使学生融汇掌握基本理论，同时又要求他们能够运用所学理论分析解决工程实际问题，是工程熱力学与传热学传统的教学模式及授课方式改革面临的主要问题。在工程教育专业认证的背景下，必须调整教学内容与学生的工程实践能力相匹配，注重培养学生分析和解决工程问题的能力，帮助学生建立工程思维和增强提炼科学问题的能力[2-3]。

1 学生基本情况

授课对象为农业机械化及其自动化专业本科学生，其中创新卓越人才班19人，普通班级63人。创新卓越人才班和普通班中能够课前认真预习与课后有效复习的学生分别为5.26%和19.04%，稍有预习及复习的同学分别为63.16%和66.67%，完全无预习和复习的分别为31.58%和14.29%，由于课程具有内容抽象、理论性强、公式繁多且复杂、涉及知识面大等特点[4]，先修知识如高等数学、流体力学等相关知识的遗忘和缺失，学生对部分理论知识难以完全理解，统计发现63.16%和55.56%的学生认为会对学习该门课程造成一定的困难，创新卓越人才班和普通班中能够主动了解过本学科的发展、前沿和发展趋势学生比例分别为15.79%和31.75%，47.37和61.9%的学生认为内容抽象、实践环节薄弱导致不感兴趣，造成学生主动学习积极性不高，重视程度不够。

在双语教学方面，为开拓学生的国际视野并培养学生获取专业前沿信息的能力[5-7]，对教学的部分内容逐步开展双语教学。由于创新卓越人才班和普通班分别仅有26.32%和7.94%的学生通过全国大学生英语四级等级考试，在一定程度上可以反应其英语真实水平，尽管实时调整英语授课速度和内容的比例，但学习效果不够理想，两班分别有5.26%和36.51%的学生不能较好地接受双语教学的英文内容。

2 学习过程分析

创新卓越人才班和普通班学生对基本概念、基本定律和原理等学习情况进行了统计分析，89.47%和85.71%的学生能够较好地掌握理解基本的概念，78.94%和73.1%的学生能够较好地掌握热力学第一定律、第二定律和黑体辐射换热的基本定律的内容，84.21%和79.36%的学生能够运用所学原理分析计算热力过程或传热过程，如孤立系熵增原理、导热理论，但对较为复杂的理论推导过程的理解略低，分别为47.37%和60.32%。

该课程有工程热力学和传热学2篇组成，涉及10章的教学内容，但教学安排仅有30个学时，分别有31.58%和23.81%的学生认为学时偏少，课程教学内容方面分别有21.05%和28.57%的学生认为很合理，78.95%和71.43%的学生觉得较为合理，主要集中在课程理论性强且系统性不强，知识点分散等方面。84.21%和82.54%的学生认为所用教学案例很恰当，很好的帮助学习内容的理解，15.79%和17.46%的学生认为所用教学案例较为恰当，有助于教学内容的理解。在诸多的学习环节中，学生最青睐于案例教学、小组讨论结合实验的方式学习来提高解决实际问题的能力。

3 教学内容、手段的持续改进

在坚持产出为导向，以学生为中心和持续改进的基本理念前提下，进一步修订、完善教学大纲，精心组织教学设计，不断调整课程的内容，引入日常生活中的一些常见热现象，引导学生利用所学热力学知识对现象进行分析、做出解释，逐步提高学生学习的兴趣，提高积极性和主动性，激发起学生的思考意识。借助在线精品课程等优质资源和多媒体平台，结合内容要点以多种形式补充高等数学及流体力学等相关必要知识点，促进学生对本课程的理解和掌握。引入农机涉及热现象的应用案例，同时加强学科的发展前沿热点与动态的介绍，突出课程与专业的联系、作用与地位，鼓励学生分组讨论汇报，加强课程的随堂测验，锻炼学生自主学习能力，培养团队协作精神，巩固学习成果[8]。继续探索双语教学方式，针对不同层次的学生实时调整双语教学的内容和比例，逐渐让学生接受双语教学方式。

优化考评机制，加大过程考核比例。过程考核包括课堂出勤、课堂讨论及互动、课堂测验、课程实验，考试考核仍采用闭卷考试形式，对基本概念、基本原理的考核，无相关资料参考，对于综合类试题，考试时提供相关的资料参考，要求学生选用正确的理论和公式来分析解决问题，实现考查学生基本理论知识的掌握和解决工程问题的能力。教学质量不应简单的以教学成绩来评定，更多是通过学生自我评价获得了什么及进步程度来反映教师的教学效果[9]，通过学生的有效反馈，不断改进教学内容及授课方式，为学生的自主学习提供良好的条件。

4 结语

以工程教育专业认证为契机，以产出为导向，以学生为中心，以坚持持续改进为基本理念，改变传统工程热力学与传热学课程的教学模式，通过修订教学大纲，突出课程的系统性和逻辑性，激发学生的学习热情和主动性，培养学生利用所学理论知识开展创新活动，从而激发学生创新意识，逐步提高学生发现并解决实际工程传热等问题的能力;不断完善双语教学，开拓学生的国际视野并培养学生获取专业前沿信息的能力，提高专业素养和创新能力。

参考文献：

[1]  赵海波，孙津丽，周秋淑.改进“传热学”教学的方法[J].课程教育研究， 2014（32）： 234.

[2] 何茂刚，张颖，刘向阳. OBE教育模式在工程热力学教学中的应用[J].高等工程教育研究， 2019（S1）： 121-123.

[3]  张彭岗，张墨，唐爱坤.工程认证背景下机械类专业“传热学”课程教学的探索与改革[J].教育教学论坛， 2016，278（40）： 119-120.

[4] 林郑忠.热力学基本理论教学实践与思考[J].集美大学学报（教育科学版）， 2012， 13（3）： 112-115.

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[6] 張秀娟.内蒙古农业大学双语教学现状、问题及对策研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学， 2014.

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[9] 韩志涛，刘曙光，苏余昌，等.基于OBE理念的高校传热学实践教学模式探索[J].山西建筑， 2017， 43（19）： 205-206.