热能与动力工程论文精选(九篇)

第1篇：热能与动力工程论文范文

[关键词]能源与动力工程 国际化教学模式 工程热力学 传热学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）06-0112-03

一、引言

随着全球化环境与能源问题的日益突出，迫切要求能源动力工程的高等教育建立与国家经济发展相适应的工程教育体系与结构，提高能源动力工程技术人才的培养质量。[1]本专业学生培养目标将从传统的以“知识、能力和素质”为主转变为“国际化、高素质、创新型”人才的培养目标，专业课程在教学内容、方式、教学形式等方面与现培养目标存在一定差距，能源动力领域的高等工程教育存在诸多不足[2]，还不能很好满足现代工业对工程技术人才的需求。[3]因此对专业课程的改革势在必行。

针对所确定的新培养目标，我们在热能学科中组建了“工程热力学”与“传热学”教学团队，针对课程特点，设计和开展“工程热力学”与“传热学”课程国际化教学模式改革，引进国际先进教学模式，提出了适合热能与动力工程专业特点的国际化教学模式。从教学理念、教学方式、评价机制等环节入手，探索了本专业基础课程的新型教学模式。针对本专业骨干基础课程基础性突出、与工程实际密切相关的特点，在国际化教学模式改革研究中，还进行了与工业界的合作，旨在激发学生探究科学真理的兴趣，巩固学生基础理论知识，提高学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。同时培养学生的团队合作意识、沟通能力、工程创新实践能力，使学生具备国际视野，实现“国际化、高素质、创新型”的人才培养目标。

“工程热力学”、“传热学”都是理论性突出、应用背景广泛的专业基础课，是研究热能与机械能转换规律、工质热物性、热量传递过程基本规律的课程。这两门课程为学生学习后续的专业课提供必要的基础理论知识，也是现代工程技术人员必备的技术基础知识。课程存在理论性突出、部分内容抽象、经验与半经验公式较多等特点。在传统教育模式下，这两门课程的“教”与“学”都存在着较大的难度。

传统教学模式以教师为中心，注重知识的传授;在一定程度对学生主动参与无特殊要求，师生间主要交流方式是你问我答，这种偏单向的教学模式往往使学生缺乏主动参与意识。此外，在课程教学过程中往往偏向于介绍基本原理和相关公式推导，套用公式解题，容易使学生失去兴趣。学生所接受的信息大部分来源于教师的灌输，而非自身对知识的探求。因此，这样的教学方法难以使培养的学生具有独立分析、解决问题的能力，更难以达到“国际化、高素质、创新型”人才培养目标。

目前，课程考试大多为闭卷考试和开卷考试两种。闭卷考试方式可以促使学生系统地复习所学知识，教师也通过考试了解学生对知识的掌握情况，以便改进教学工作，这种方式较适合于“工程热力学”课程考核。但对于“传热学”课程，由于该课程经验公式与图表较多，往往限制了考试的命题范围。而开卷考试方式，容易导致学生不注重平时学习，不去记忆本应熟练掌握的基本概念和公式，形成依赖考试时翻书的坏习惯。此外，传统考试方式考查学生对书本知识的掌握情况，是对相对理想情况的分析、计算，所出试题与实际情况存在一定差距。特别是对于“传热学”这类工程性很强的课程，现有考试方式较难反映出学生解决实际问题的能力。此外传统考试要求学生在规定的有限时间内完成，不易考查学生对相关知识掌握的深度。

综上所述，在新形势与环境下，为适应全社会对能源与动力工程专业人才的更高要求，对这两门课程进行改革势在必行。

二、改革方案

（一）教学团队建设

为保证教改工作的顺利开展，热能学科专门成立“工程热力学”与“传热学”国际化教学团队，团队主要成员由本专业具有丰富教学经验的教师和部分青年教师组成，为体现课程国际化及与工程实践紧密结合的特点，教学团队中还包括国外知名大学（如加拿大滑铁卢大学、香港科技大学）的知名教授及国内企业（如天津滨海能源有限公司、约翰迪尔公司、天津松正电动科技有限公司、天津科斯特汽车有限公司、天津清源电动汽车有限公司）的专家。

（二）教学内容研究

“工程热力学”课程改革由三部分构成：基础理论教学、国外课程视频教学、国外教师及企业教师讲授。基础理论教学以教材内容为主，占40学时;国外课程视频教学选用MIT的《Thermodynamics》中涉及热力学基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律的相关内容，占6学时;国外教师及企业教师则主要讲授热力学的最新发展与前沿动态以及工程热力学的工程应用案例，占4学时;另安排有4学时的实验教学;总计54学时。“工程热力学”教学过程中突出了基础理论的训练，强调运用理论知识分析实际问题能力的培养。

“传热学”课程改革由三部分构成：基础教学、项目实施和语言训练，其中语言训练主要由学生自己在课外完成，基础教学、项目实施则安排在学时数以内。基础理论教学以课本内容和课堂教学为主，占48学时;项目实施部分包括项目相关知识的教学、项目实施指导、学生节点汇报等，占16学时。“传热学”国际化教学模式体现了研究式教学、以问题为导向的教学方式和以构思、设计、实现、运作模式为主的CDIO式教学的有机结合，将“传热学”设计成基础教学―项目实施―国际语言训练三条线同时展开、互相辅助的教学形式。

（三）教学形式

“工程热力学”国际化教学模式改革中，针对课程理论性强、概念抽象的特点，对其中的难点部分，在本校教师讲授的基础上，采用MIT视频教程辅助教学，使学生可以从其他角度理解问题，接触世界一流名校的教育方式，加深对热力学基本概念和基本理论的理解。由于MIT视频教程采用英文讲授，对学生的英语能力的提高也起到了一定的作用。而国外和企业界教师的讲解，可以充分开拓学生的专业视野。

“传热学”国际化教学模式设计了基础教学―项目实施―国际语言训练体系。课程在讲授基础知识的基础上，针对工程实际问题设计相关课题，学生以项目团队形式共同完成项目课题，基础教学成为项目实施的辅助工具。在项目课题实施过程中，设计2个汇报节点，考核团队中每位学生的研究进展及团队整体的项目实施进展。第一次节点汇报采用英语进行并提交研究报告，将语言训练融入项目实施过程中。第二次节点汇报为项目课题的总结汇报。为了保证项目的顺利实施，安排了一次企业参观，使学生对所承担的项目课题内容有一个直观、明确的了解。课程结束后，由教学团队组成的评选委员会评选出优秀项目团队、项目组和项目实施方案。

三、项目实施

为保证课程教学质量，制订了两门课程的教学计划和实施方案，其中“工程热力学”课程的教学按照如下要求进行：

1.课程讲授内容涵盖工程热力学全部内容，无遗漏点。

2.增加英文教学内容，如国外视频教学内容突出了对热力学难点问题的讲授，锻炼了学生的英语能力。

3.结合工程实际及学科前沿动态。国外教师及企业教师讲解突出了本专业领域与热力学相关的最新前沿进展及工程应用情况，使学生了解热力学的发展与工程应用背景。

在教学过程中，强调教师与学生的互动与交流。如针对疑难问题，专门安排了三次问题讨论课，以解决问题为目标，对学生中普遍存在的问题进行针对性讲解与讨论。为加强学生对热力学工程应用背景的了解，企业教师针对热力发电厂的设备运行流程、常见故障、现存主要问题进行了详细讲解;同时利用本专业的本科生创新实验室，为学生讲解了蒸汽压缩制冷系统的设备组成、工作原理、使用维修等问题。这些措施提高了学生的学习热情，激发了学生的求知欲，对教学工作起到了很好的促进作用。在MIT视频课程教学过程中，要求学生理解主要内容，并加以复述，以促进其英语能力的提高。课程考核形式为笔试，其中平时成绩（作业与实验成绩）占30%，考试成绩占70%。

“传热学”课程的教学则根据课程的特点，确定了如下原则：

1.增加了项目课题内容，所谓项目课题就是根据实际工程问题，结合传热学基本理论所提出的具体问题。项目须涵盖传热学内容，尽可能多包含热传导、对流换热和热辐射的基本内容。确保每位学生开展的项目课题以传热学教学内容为主。

2.项目涉及传热学的范围要广，保证每位学生完成独立的子课题。

3.项目具有包容性和开放性，适合不同层次学生的需求。

以班为单位按照企业项目团队的模式组建3支项目团队开展项目课题。每支项目团队设立1名总经理，2名总工程师，下设5-6个项目组，每支各项目组再设1名项目经理，项目经理负责组织本组工作，总经理、总工程师负责各组的协作和队伍的运作。总经理、总工程师、项目经理均融入各组中，总经理、总工程师、项目经理共同组成项目管理委员会，每个项目团队配置1名研究生助教。在项目实施过程中，要求每个团队成员独立承担一项研究内容，并且与本组成员协调配合，实现整个项目团队的高效、科学运行，进而完成项目的研究任务和目标。

项目设置2个时间节点，每个节点均设置需完成的计划目标，并对项目进展进行评估，以此为依据对学生实行考核与奖励。每个节点汇报包括书面报告和口头陈述两种形式，书面报告按照学术报告的要求撰写整个项目团队报告，同时体现个人的研究和工作;口头陈述要求每位成员在规定的时间内阐述对研究任务的理解、解决方法、取得的成果和提出的创新点。

要求学生自学“传热学”参考教材以及相关英文文献，第一次节点汇报中要求英文书面报告和英文口头陈述。加拿大滑铁卢大学李献国老师组织英语教学和报告。课堂教学考核形式为笔试，其考核分值占总成绩的50%，即50分（100分制）。项目考核主要从书面报告和口头陈述两个方面进行考核。考核小组制定了书面报告和口头陈述的评价标准，从研究内容、创新思维、陈述表现、报告撰写质量等多个角度进行评价。

在项目实施方面，考核分值占总成绩的50%，即50分（100分制），并且将分值分配到各个节点汇报中，具体为：第一次节点汇报20分，第二次节点汇报30分。

四、课程改革总结与认识

对能源与动力工程专业骨干课程“工程热力学”、“传热学”国际化教学模式所进行的教学实践工作，使本专业学生对专业基础理论知识的掌握更加牢固，提高了学生运用专业理论知识解决实际工程问题的能力，增强了学生的综合素质，拓展了学生的专业视野。同时也加深了教师对专业骨干课程教学规律的正确理解与认识，促进了青年教师教学业务水平的提高。

通过教改的实施，基础教学与实际工程案例分析、项目实施相互配合，共同促进，大大地调动了学生的学习热情。课堂教学过程中，学生带着问题学，教师针对问题讲解，形成了教与学双向互动的良好学习氛围，有效解决了单向灌输的教学模式存在的问题。课堂教学与项目实施基本同步进行。如在热力学课程中，学生会针对发电厂中存在的问题，运用热力学知识加以分析;在传热学课程的项目实施中，学生经常会遇到课堂教学尚未触及的传热学知识，由此促使学生通过自学的方式学习传热学知识，提高了学习主动性，也开阔了视野。由于传热学项目课题的选择具有开放性和包容性，即使是相似的问题，学生解决问题的方式、方法也不尽相同，这样可以最大限度地提高学生解决实际问题的能力。

通过多种形式的教学活动，学生对“工程热力学”与“传热学”基础知识的需求更加明确和迫切，在调查的反馈意见中也提到了这种情况。2009级学生认为“做项目是在基础知识掌握的基础上进行研究的，两者是串联由浅至深的关系，而不是并联分流的关系”。2011级学生认为“在做项目的过程中，需要将基础知识深入理解，对平时看书起到积极的促进作用”。在教学过程中，学生以项目问题为牵引，经历了查阅文献资料、确定需解决的问题、学习基础理论、扩展相关知识、建立数学模型、获得初步数据、小组讨论、提出创新思路、优化设计结构和项目完善等过程，经受了较完整的研发过程的培训。

课程教学中，教学内容与企业联系在一起，通过企业专家讲解、组织学生到企业参观、企业人员对项目中涉及设备的介绍以及与工程技术人员座谈，加深了学生对相关工程实际问题的理解与认识。

以“工程热力学”、“传热学”国际化教学模式为部分内容的教学成果，获2013年天津市教学成果一等奖，在2014年3月8至9日在天津举行的成果鉴定会上，来自能源与动力工程专业教学指导委员会的领导专家对本专业国际化教学模式给予了高度评价，该成果还获2014年部级教学成果二等奖。

五、结论与展望

本项目所开展的教改实践取得了一定的成绩，同时也存在着一些问题，需要在今后的教改实践中加以解决。工程热力学教学中的英文视频课部分学生受英语能力所限，接受程度不高;国外及企业教师讲解内容虽很受学生欢迎，但受课时所限，多数学生感觉“不解渴”。传热学课堂教学与项目实施几乎同时开始，项目实施过程中，一些学生承担的项目涉及的传热学知识教师可能还没有介绍，因此对参与这类项目的学生要求比较高，需要自学的内容较多，部分学生感觉吃力、负担较重。

随着人们对教育本质认识的不断深入，素质教育深入人心。“授之以鱼”不如“授之以渔”，培养学生良好的学习方法，提高学生解决实际问题的能力，强化学生的综合素质，将是今后教育的发展方向。因此，尽管“工程热力学”与“传热学”国际化教学模式中存在着一些问题，但这些问题可以在不断深化的教改过程中逐步加以解决，本研究所提出的新型教学模式的基本方向是正确的。

总之，通过几年的教学实践，本项目教学团队基本建立了一种本专业课程的新国际化教学模式;在基础教学和实践教学等环节取得了一定的经验，形成了一套较为完整的国际化教学模式实施办法，为今后进一步完善新教学模式打下了一定的基础。

[ 注 释 ]

[1] 朱高峰.工程教育的几个问题探讨[J].中国高等教育，2010.

[2] 于娟，吴静怡.能源动力专业的高等工程教育研究与实践[J].中国电力教育，2011.

[3] 何雅玲，陶文铨.对我国热工基础课程发展的一些思考[J].中国大学教学，2007.

[收稿时间]2014-12-13

第2篇：热能与动力工程论文范文

关键词：工程热力学；教学方法；教学手段；教学改革

作者简介：裘薇（1976-），女，浙江临安人，上海电力学院能源与环境工程学院，讲师；朱群志（1972-），男，浙江台州人，上海电力学院能源与环境工程学院，教授。（上海?200090）

基金项目：本文系上海市教育委员会重点课程建设项目（编号：20105302）的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0062-02

工程热力学是研究热能和其它形式能量（特别是机械能）相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科，是热能与动力工程专业的一门必修的主干专业基础课程，也是学生开始接触的第一门和热能工程有关的课程。工程热力学不仅为学生学习相关的专业课程提供必要的基础理论知识和基本技能，也为学生日后从事热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的专业技术和科学研究工作打下必要的理论基础。

近几年，随着学校的不断发展，上海电力学院先后开设了“热动卓越工程师班”、“电厂自动控制”、“电厂测控”、“电厂核电”新专业和获得了“热能工程”硕士点的授予权。为了适应新时期人才培养及“085工程”的需要，教师除了继续承担“热动专业”的“工程热力学”教学任务外，还将面向“电专业”和研究生开设不同层次内容的工程热力学课程，因此，为了提高本课程的教学质量，有必要对“工程热力学”课程教学方法及手段开展更高层次的研究工作。

一、教学目标

根据专业人才培养的需要，“工程热力学”课程的教学目标是通过本课程的学习，应使学生掌握工程热力学的基本理论和基本知识，受到较强的基本技能训练，能正确进行热力过程和热力循环的分析和计算。教学方向定位于基础科学理论与工程实际之间的桥梁，着重培养学生应用基础知识解决工程实践问题的能力，为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础。课程的特点是：将工程热力学作为一个整体来组织教学，并借助于现代教育手段、密切结合实验与专业课程，进行完整、系统的教学。

二、教学改革采取的措施

教学方法和教学手段的改革是服务于课程体系和教学内容的改革，它是实现教学目标的重要措施。”工程热力学”课程的逻辑性很强，各部分内容又交叉渗透，一环扣一环，而且概念抽象，是一门难教难学的课程，所以在教学的过程中，需要注意教学的方法和手段，使学生能较好又容易地理解教学内容。

1.教学方法的改革

（1）开展教学研讨活动，理解教学思路。通过开展多次教师试讲活动，对本课程的教学目标、教学要求、教学方法等有比较清楚的认识。教学目标要从学生专业课的学习以及职业发展的需求考虑。基础课不只是为后续课程服务，为专业的学习服务，更重要的是培养学生的科学素质和科学思维方式，提高他们分析问题和解决问题的科学研究能力，使学生眼光远、层次高、后劲足。教学上需要控制教学内容的难度。注意将教学内容及习题的难度控制在适当的水平，难度太大的习题，会过度加大学生的负担，不提倡作为作业而布置。教学中需要清楚讲述知识点产生的背景和来龙去脉，争取用一条主线将各章节的内容穿起来，避免对知识点的孤立讲授，避免学生孤立地理解知识。教学中需要介绍本学科在工业、民用及高新技术领域的一些应用实例，加深学生对基础知识的理解，使学生充分认识本门课程的重要性，提高学习的兴趣和积极性。

（2）注重学生应用能力和创新能力培养。在课程教学过程中注意理论联系实际，注重工程应用。以往学生反映“孤立系统熵增原理和作功能力损失”这部分内容抽象难懂。在教学中可举一个工程实例：大气环境温度为-10℃，为保持计算机房内20℃，需每小时向机房供热7500kJ。若采用三种方式供热：（1）电热器；（2）电动机带动热泵；（3）温度为80℃的热水供暖，让学生分析三种情况的熵增和作功能力损失。使用这种工程例子好处是：学生接触的概念和原理不再枯燥空洞，而是富有工程背景和实用价值，可以使学生加深对这部分内容的理解。同时从实例的比较中，学生自己也可领悟出一个道理：对能量应从量和质两方面综合评价，才能真正找到节能途径。

讲述教材内容和工程实践有机联系。例如：制冷循环的原理与制冷装置、冷藏库、家用空调、电冰箱的联系，湿空气的相关知识在空气调节、电厂冷却塔中的应用，郎肯循环与火力发电厂实际循环等。通过介绍这种内在联系，使课堂教学内容生动，帮助学生理解所学知识和原理在实际中运用。

改变以往全部由教师做习题点评的方式，请学生上讲台讲演自己的解题方法，其他同学评判和讨论。通过各抒己见，对比分析，最后达到“明辩是非”。教学实验表明：采用这种做法，激发了学生学习兴趣，学生的解题方法明显增多，有些学生的解题思路相当活跃。

鼓励同学撰写生活中应用工程热力学知识解决实际问题的小论文。指导学生关心身边的热力学现象，引导学生利用所学知识分析实际问题，鼓励学生构思的创新性。通过这一环节使学生充分理解热力学的方法，引起对相关领域的浓厚兴趣，加强对学生理论联系实际、提高科学素质，并且学生与老师互动、老师通过课外指导来因材施教。在2009年的试验过程中，绝大多数学生撰写了相关论文，达到了预期效果。

第3篇：热能与动力工程论文范文

关键词：工程热力学 课程建设 教学质量

中图分类号：G642 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.093

《工程热力学》是研究与热能工程有关的热能和其他形式能量（特别是机械能）相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科[1]，作为我校飞行器系统与工程专业的主干课程之一，为学好专业核心课程《导弹发动机原理》打下必备的理论基础。该专业最终目标是培养适应科技发展和军队建设需要、能胜任初级专业技术职务岗位工作的导弹发动机工程类干部，因此，与军内外同类课程相比，《工程热力学》具有明显的工程使用特色。

课程建设作为高校可持续发展的生命线，是最基本的教学建设，也是提高教学质量、抓好专业与学科建设的关键。工程热力学课程组以深化教育改革、切实提高教学质量[2，3]、突出专业应用特色、激发学生学习兴趣、培养高素质人才为目的，有计划、有步骤地从师资队伍、教学条件、教学内容及教学实施等方面进行了建设，效果明显。

1 加强师资队伍建设，提高教师业务水平

建立一支高水平和稳定的师资队伍是各项教学工作开展的基本保证。为满足教学要求，形成了一支年龄、职称、学历和学缘结构相对合理，人员相对稳定的高水平课程教学梯队[4]。从课程建设开始，教研室通过调研摸底，根据每个人的专业方向，选择表达能力和逻辑思维能力强的教师作为一线授课教师，组成包括1名正高、2名副高和2名讲师（4名博士、1名硕士）的教学梯队，年龄从28岁到45岁，毕业院校包括国防科技大学、第二炮兵工程学院和西北工业大学。

实行主讲教师负责制。为提高教学质量，主讲教师必须严过教案关、试讲关和课堂质量督导检查关，针对主讲教师的自身特点，根据专家教授的建议，听课检查落实教师业务素质和授课水平的提高情况。

加强交流学习，提高业务水平。选送部分教师到部队锻炼，了解部队实际需求，在授课过程中能够进行针对性教学；派送任课教师到具有相应精品课程的地方高校进行教学观摩和进修学习，以提高授课质量。

2 改善教学条件，保障教学顺利开展

2.1 精心选用教材

为了切合火箭发动机的专业特点和部队建设的实际需要，经过任课教师的精心挑选，选取了内容和难度适中、华自强编写的第四版《工程热力学》作为授课教材，该教材融合了化学热力学的基础内容，使教学内容体系更加完善合理。辅导教材则选择美国M.C.波特尔编著的《Engineering Thermodynamics》，学生反响良好，认为该书英文通俗易懂，既提供了一个阅读外文文献的实践锻炼平台，又能从中学习了解国外学者表述热工知识的思维方式。

2.2 制作多媒体课件

利用现代教学手段，提高教学效果。以二维FLASH动画技术制作了内容生动的《工程热力学》典型动力装置和典型热力过程的动画演示软件，包括35种不同理论模型的动画。利用多媒体教室播放不同理论模型的动画、结合教师理论讲解，学生可以较好理解实际工程中热能和机械能相互转换的抽象过程，增强学生的感性认识。

2.3 开发网络教学平台

充分利用校园网络优势实现教学资料的上网，开发网上答疑系统进行在线讨论，让网络教学作为辅助教学手段提高教学质量。制作渐缩喷管和状态参数测定的虚拟实验，学生可以在开放的网络平台上进行交互的虚拟实验。按照教学大纲开发课程练习题库，为学生提供一种通过习题强化加深对所学知识理解的手段。题库包括5种题型共1000余道试题，系统随机组题，学生可以进行在线测试。

2.4 搭建《工程热力学》实验平台

结合现有实验条件，编著适合我校实际的《工程热力学实验指导书》，通过与西安重点院校的交流协商，搭建了在西安交通大学开展《工程热力学》实验的教学平台，开展了喷管内气体流动的热力过程与性能参数测定实验，使学生深刻理解了喷管设计和环境压力对喷管流动影响中涉及的理论知识。

3 优化教学内容，体现专业特色

考虑到专业特色，将传统的热力学理论列为重点内容讲述的同时，把火箭发动机工作过程中涉及的化学热力学理论列为重点内容讲述。在内容安排上，结合二炮院校的专业特点和部队实际需求，增加火箭发动机的动力循环知识点和导弹测试时用到的湿空气相关内容。并且把湿空气的性质安排在理想气体混合物的性质之后，这样可以把湿空气当做理想气体混合物的一个特例加以介绍，使学生能够从抽象到具体、从一般到特殊，既能理解理想气体混合物和湿空气理论知识，又能在发动机相关操作中学以致用。

4 激发学生学习兴趣，强化创新能力

在本课程学习中，主要从两方面激发学生兴趣、促进创新能力发展。

一是善于设疑提问，促其思考。在绪论介绍中强调“热”与人类文明进步的联系，热能的利用渗透在社会的方方面面。怎样描述热能与其他形式能量的转换？怎样做到节能减排、提高能量转化效率？工程热力学基本理论、定律是如何体现在我们日常生活当中？通过上述启发式提问，极大地启迪学生的思维，激发他们学习工程热力学的兴趣。

二是注重学以致用，在创新中深化知识的理解和运用。在课程学习中，引导学生运用《工程热力学》基本理论去指导专业应用。拟定课题“温度、湿度对固体火箭发动机气密性检查的影响分析”，要求从理论上分析环境温度和气体湿度变化可能对阵地测试项目造成的影响。该课题紧密结合部队实际，学生兴趣大，研究热情高，成为历届学生本科毕业设计的选题热门。在研究过程中，大大加深学生对《工程热力学》知识的理解，在此基础上指导教师与学生共同撰写并发表了相关学术论文。既强化了学生的创新能力，又促进了教师科研学术水平的提高。

5 重视教学全过程，提高教学质量

课程组监管教学全过程，旨在全方位提高工程热力学教学质量。①教学准备：在教研室的指导和帮评下，主讲教师认真备课、撰写教案，进行课前实讲。②课堂教学：教学采用理论授课、讨论、观看工程及实验录像、动手实验等多种教学形式，灵活采用研讨式、启发式等多种教学方法，按基本概念、理论分析、工程应用的顺序进行。教研室组织听课帮评加强对教学过程的监控管理和全程评价。③课后总结：在课堂授课后及时将本次授课的经验得失进行总结。④课程考核：采取平时学习表现与期终考试相结合的考核方法。⑤问卷调查：对学生进行不记名问卷调查，对调查结果进行总结分析，对照反思，有针对性地改进，力求本课程的教学水平达到新高。

6 结束语

《工程热力学》经过近五年的建设，课堂教学质量和教师教学水平得到明显提高，在学校有很高的教学评价。工程热力学先后在学校第五批重点课程建设和第二炮兵首批优质课程建设中评为优秀。

针对我校没有工程热力学实验室的现状，在学校领导和课程组的共同努力下，“2110”三期建设规划在今年正式启动热工基础实验室的新建工作，热工基础实验室建成及投入使用必将为学生提供《工程热力学》实验平台，缩短抽象概念和具体工程应用之间的距离；为学生提供实践和自主创新的场所，使工程热力学的教学质量再上一个新的台阶。

参考文献：

[1]华自强，张忠进，高青等编.工程热力学（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]周丽萍，蔡康旭.关于《工程热力学》课程教学改革之浅见[J].时代教育（教育教学版），2009，（1）：191.

[3]李文杰，余晓平，彭宣伟.工程热力学课程教学现状与改革思考――以重庆科技学院工程热力学课程为例[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2012，（13）：350.

[4]艾春安.《工程热力学与传热学》第二炮兵优质课程建设评审材料（内部资料）[Z].2011.

作者简介：李红霞（1979-），女，博士，讲师，主要从事工程热力学教学工作，研究方向为含能材料合成、性能分析和模拟计算，第二炮兵工程大学601室，陕西西安 710025

艾春安，第二炮兵工程大学601室，陕西西安 710025

第4篇：热能与动力工程论文范文

关键词：传热学;教学改革;课程建设;创新能力

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0071-02

面对社会对人才培养的需求，2012年普通高等学校本科专业目录将建筑环境与设备工程专业、建筑智能设施（部分）、建筑节能技术与工程三个专业合并，调整为建筑环境与能源应用工程专业[1]。建筑环境与能源应用工程专业是工学土木类4个本科专业之一，与土木工程、建筑学、环境科学与工程、能源与动力工程等专业交叉，专业范围扩展为建筑环境控制、城市燃气应用、建筑节能、建筑设施智能技术等领域。

在“重基础、宽口径”的形势下，夯实基础、凝练特色、优化课程体系成为专业教学改革的核心问题之一。辽宁工业大学建筑环境与能源应用工程专业作为辽宁省普通高校本科重点支持专业，经过多年的发展，形成了“夯实专业基础、强化工程实践、注重创新、培养专业素质高和实践能力强的应用型工程技术人才”的专业特色。笔者所在的传热学课程教学团队在课程内容体系、教学方法改革等方面不断探索、实践。本文以辽宁工业大学建筑环境与能源应用工程专业为例，从传热学的课程定位出发对课程内容优化、案例分析的运用、新成果的吸纳、师资力量建设以及教学方法改革措施等进行探讨。

一、课程描述

1.在培养方案中的定位

传热学是建筑环境与能源工程专业的一门主干专业基础课[2]，它建立在专业基础课工程热力学、流体力学之上，主要讲述建筑环境与能源应用工程专业所涵盖的暖通空调、供热工程、制冷技术、锅炉房工艺与设备等工程技术中共同的热量传递规律的科学。学生通过传热学课程的学习，可获得热量传递的基本理论、基本知识和基本技能以及传热计算的基本方法，培养学生的思维能力、分析和解决实际工程问题的能力，为学习后续课程打下必要的基础，并通过设计、实验、实习等实践教学的配合，掌握热工设备设计、提高能效等基本理论和方法，形成初步的工程实践能力。

2.与其他课程的关系

如果把本科生专业知识体系构建过程比作是教学生如何建造房子的过程[3]，那么基础课和专业基础课是教会学生如何打造房子基础的过程，专业课就是教会学生如何在基础上建造各种房子的过程。传热学作为一门核心的专业基础课，其本质是一门科学，内容相对稳定，每一个进步都会带来技术上质的变化。剖析传热学课程与其他课程之间的关系，探讨教学与学生认知过程的契合，是提高教学质量的基础。

（1）与流体力学和工程热力学课程的关系。流体力学和工程热力学是传热学的先修课程。学生通过课程的学习掌握热现象中物质能量平衡的关系及流体流动过程的力学性质和边界特点。通过基本概念、基本理论和实际应用，为学生进入建筑环境与能源应用工程专业课学习打下坚实的基础知识。同时，积极引导学生对物理概念、物理现象本质的理解，培养学生科学的思维方法。

（2）与暖通空调、热质交换原理与设备、供热工程、制冷技术、锅炉房工艺与设备等专业课的关系。这五门课程的共性问题包括热量传递过程、换热设备的类型及适用范围、换热器的设计计算与校核计算、换热过程的强化与削弱等，上述理论知识均涵盖在传热学的教学内容中。在传热学教学过程中，应概述其基本理论在其他专业课中的应用，并结合相关专业工程实例掌握传热学的基本理论，帮助学生正确理解传热学在专业课学习中的重要性。

（3）与认识实习和生产实习的关系。传热学课堂教学安排在认识实习实践环节与生产实习实践环节之间。认识实习环节帮助学生认识各类换热器的形式和功能，生产实习环节安排冷热源系统中换热器运行调试的相关内容，帮助学生巩固课程所学的理论知识，并将理论与实践相结合。

（4）与课程设计和毕业设计的关系。传热学为课程设计和毕业设计实践环节提供围护结构传热计算及各类换热器（如散热器、地埋管换热器、空气处理机组、一次网/二次网换热器、蒸发器、冷凝器、余热回收装置等）设计计算的基本理论和基本方法。通过实际工程案例的引入，使学生体会相关理论和方法的应用过程，帮助学生初步形成分析、计算与解决工程问题的能力。

二、课程建设

在专业课程体系建设中，如果每门课都片面强调自身科学的、系统的、完整的、严密的体系，势必引起专业培养方案学时的不适当膨胀。因此，将整个专业知识结构设计成为一个科学的、系统的、完整的、严密的体系，所涉及的课程服从整个体系的需要，可以使每门课程在专业知识结构中起到恰如其分的作用。在上述思想的指导下，围绕传热学课程建设提出了如下措施：

1.突出建筑环境与能源应用工程专业中传热学共性的提炼

在绪论部分引导学生认识传热学的任务、基本要求及在专业学习中的重要性。通过对传热学功能与作用的阐述，帮助学生在专业知识体系中恰当定位。传热学作为具有百年历史的经典学科，内容极其丰富，也早已自成体系，核心理论包括传热的三大基本理论模块――导热、对流和辐射，外延理论模块包括凝结、沸腾和质交换。课程理论性和逻辑性强，符合学生学习活动的心理逻辑。根据上述特点，以能量守恒定律为主线，串联起导热、对流和辐射三个理论模块，适当涉及到凝结、沸腾和质交换等相关外延理论模块。按照热量传递机理、传热过程计算方法、增强或削弱传热措施等方面归纳三类基本传热方式的共同性与区别，以及在建筑环境与能源应用工程领域的典型应用。

2.提高案例分析在课程内容中的比重

传热学理论分析较多，公式复杂且难以理解，因此在理论教学中通过典型案例来揭示抽象理论更容易被学生接受。可以通过授课中案例导入、小结中典型案例分析应用以及布置大作业等不同的方式开展，使学生深入理解基本概念、原理，并学习如何利用课程理论与方法解决实际工程问题。

3.适时吸纳本学科的创新成果

随着传热学学科的不断发展，许多新成果不断被应用于建筑环境与能源应用工程领域，这些新的知识也逐渐被引入到传热学教学中。例如微尺度传热学、生物传热学，以及螺旋折流板、双斜内肋管、微肋管等新型换热设备。对于本科学生而言，对这些新概念、新现象、新设备的认识和理解有时是比较困难的，但与专业应用关联起来可以有效拓展学生的视野，助力创新性人才培养。

4.加强教师知识和能力

通过学习和研讨，让相关教师具备坚实的传热学、工程热力学、流体力学理论基础;具有专业全局观念，了解专业人才培养模式与规格要求，清楚专业课程体系及各门课程、各实践环节在人才培养方面的作用，掌握所承担的课程与其他课程或教学环节的衔接关系;具有丰富的工程实践经验，理解工程实践对人才能力的需求;了解学科前沿和发展动态，具有工程新技术研发能力。

三、课程教学方法改革

以突出学生主体性和专业学习的实用性为原则，在传热学授课过程中综合运用了启发式教学、案例教学等方法，旨在激发学生学习兴趣、提高教学效果。

1.启发式教学

改变传统专业基础课面面俱到的灌输式教学方法，转向适合学生认知过程的启发式教学方法。从基本概念到原理运用再到技术分析，层层递进，由教师引导学生一起去思考、分析和讨论问题，让学生在主动思考中掌握新知识，同时锻炼运用知识的能力。下面以传热学中“导热微分方程”一讲为例进行分析。

该讲包含大量的偏微分方程，内容抽象，教师在讲授时将重点放在分析导热微分方程及其各项的物理意义、推导的理论基础、如何简化与应用等方面。结合本专业典型的墙体导热过程，提出工程应用问题，即“如何计算在温差作用下由分子热运动产生的热量传递”;引出解决方法，即“物理模型―数学模型―求解”求解数学物理问题的一般方法和应用“能量守恒定律与傅里叶导热定律”的基本原理;阐述导热微分方程推导过程，剖析各项物理意义，例如“为热扩散项，表征的是单位时间内从x方向导入与导出微元体的净热量”;导热微分方程的应用，设定不同的墙体导热工程情景与学生讨论方程的简化条件，例如“导热系数是定值、无内热源、稳态”等等，启发学生建立导热微分方程的简化形式与高等数学中Poisson方程、Fourier方程、Laplace方程等的联系。

用这样一种启发式教学方法，使学生不仅理解了教材中理论性极强的推导过程，还能够使学生清楚为什么导热微分方程会有非稳态项、扩散项、源项以及什么时候可以省略，同时引导学生利用高等数学中的相关知识求解简单的导热微分方程。这样，教学过程不只是简单地教材重现，而是教材的导读与深化。教材是从抽象的概念和原理入门，再落实到实际应用;而教学要从实际问题出发，引出解决问题的方法，逐步掌握正确的概念和原理，进而形成普适性的抽象理念，二者的思路方向是相反的。

2.案例教学

传热学是一门与工程实践紧密联系的科学，有许多从生产实际中抽象简化出来的案例。案例教学可以从两个角度进行，一方面以案例为切入点，引出相关的概念、原理、技术等，可使教学内容更容易被学生接受，例如在“非稳态导热”一讲中可选择高温铁锭退火的案例;另一方面以根据实际案例分析讲解例题，展示给学生如何利用概念、原理、技术等解决实际问题，做到“授人以渔”。例如在“多层平壁导热”一讲中可选择外墙外保温系统传热系数计算及优化为案例。通过案例教学帮助学生举一反三、触类旁通，在有限的学时内达到较好的教学效果。

3.实践教学

实践教学是知识传授、创新能力培养的重要载体[4]，也是传热学教学的重要组成部分。传热学中的实践教学主要体现在专业实验、课程设计、毕业设计三个环节。通过缜密的设计，建立三者之间的有机联系，减少部分验证实验和重复内容，适当增加创新性能力培养的相关内容，使学生尽快将专业知识应用与转化。安排必修实验教学8学时，其中基本型实验4学时、综合型实验4学时，开设选修创新型实验4个。供热工程、制冷技术、暖通空调、锅炉房工艺及设备等课程设计及毕业设计中涵盖了维护结构传热计算、各类换热器选型计算等。此外，鼓励学生参与专业教师的科研课题。通过产学研用的过程帮助学生完成感知、注意、记忆、理解、实践、创新的学习过程。

4.考核机制

课程的考核机制与课程理念是一致的，我们要考查的是学生对基本原理、概念和方法的掌握程度，而不是考查学生的计算能力。单一的闭卷考试模式已不适用，通过弹性的、多样的考核方式才能全面考查学生对概念的理解程度和分析问题的能力。笔者将传热学考核分为闭卷考试（60%）、实践环节（20%）、大作业（10%）和研究性学习（10%）四个部分。闭卷考试主要用于考查学生对课程的基本概念、基本理论和基本规律等基础知识的掌握程度，题目主要包括选择题、名词解释、简答题、计算题等，特别注意避免大段背书、背公式的情况。实践环节主要用于考查学生的动手能力、数据处理能力、团队协作能力等，通过专业实验操作及实验报告质量确定。大作业是案例教学的一部分，通过设计作业内容不仅训练学生对知识的运用熟练程度，还要训练学生的独立思考能力。研究性学习包括选修创新型实验、参与科研课题等形式，将其纳入到考核内容中来，可以调动学生学习积极性和主观能动性，为创新能力的培养提供平台。

5.双语教学

双语教学外语教学与学科内容相结合的体现，顺应高等教育国际化的需求。主讲教师国际化的教育背景为双语教学提供了条件。根据课程的内容、难易程度等因素，笔者选择了“绪论”、“太阳辐射”两讲开展了双语教学。学生对该教学方式比较认可，认为有利于理解专业术语、有利于国际交流和继续深造、学习有挑战性、课堂气氛活跃等，希望增加双语学习的机会。

四、结语

传热学是建筑环境与能源工程专业专业基础课的一枚基石，是学生解决工程实际问题的知识源泉。随着学科的不断发展、专业方向的不断调整，社会对专业人才需求的不断变化，类似传热学这样的专业基础课程的教学改革势在必行。只有在课程建设与教学方法改革的实践中不断摸索、研究和总结，才能使教学体系更科学、结构更合理，不断提高学生的基础知识储备水平，增强学生解决专业实践问题的能力，进而满足社会对人才培养质量的要求。

参考文献：

[1]高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会.高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2013：1-2.

[2]付祥钊，康侍民，卢军，等.培养建筑环境与设备工程通识型人才的探索[J].高等建筑教育，2008，17（6）：30-34.

第5篇：热能与动力工程论文范文

关键词：研讨式教学；工程热力学；启发性原则

作者简介：耿凡（1982-），女，江苏徐州人，中国矿业大学电力工程学院，讲师；王迎超（1982-），男，山东滨州人，中国矿业大学力学与建筑工程学院，讲师。（江苏 徐州 221116）

基金项目：本文系2012年中国矿业大学青年教师教学改革资助计划项目（项目编号：2001263）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0076-02

工程热力学相关的热工技术和节能环保问题日益凸显，因此，“工程热力学”教学改革需要深入。那么，如何调动学生的学习兴趣，使其更清晰地理解并掌握抽象概念，把工程实际问题更形象地展示给学生并让学生应用所学知识去分析、解决实际问题，这对高校传统的教学方法和手段提出了挑战。因此，开展研讨式授课的教学模式改革被提上日程。[1，2]

一、研讨式教学改革的指导思想、原则及作用

1.指导思想

根据“工程热力学”课程的内容及特点，研讨式教学的指导思想是：以解决问题为中心，通过教师创设问题情境，学生按照课程要求在教师的教学指引下，对具体的热工理论及实际问题进行思考和研究，借助丰富的网络资源、必要的实验及模拟手段，探究其知识的发生过程、提出解决问题的方法。

2.实施原则

研讨式教学体现的主要教学原则是学生主体性原则、启发性原则、循序渐进原则及和谐性原则。

（1）学生主体性原则。学生在研讨式教学模式中成为学习行为的主人，始终处于稳定的自主地位，在教师的帮助下积极思考，多动手、多分析、多总结，积极发掘自己的创造潜力，有意识地占据课程学习的主体地位。

（2）启发性原则。教师在研讨式教学模式下以启发为主，设置贴近学生生活、富有吸引力的情境，提出有思考价值的问题，这要求教师有全面、深刻、独到的见解，了解学生原有知识基础和能力水平，并且有熟练利用现代化手段教学的能力。[3]如“门窗紧闭房间可否用电冰箱降温”，据笔者亲身授课经历，这一问题很能吸引学生的注意力，而且贴近生活。学生能够积极思考并能在教师的引导下用热力学第一定律进行分析得出结论。

（3）循序渐进原则。教师设计的问题要由易到难、由简到繁循序渐进地进行，便于让学生顺利进入状态，从而逐渐调动其积极性并提高其研讨的兴趣；另外，由于学生个体的差异，对设置问题的接受能力也有所不同，因此，教师也要针对学生个体的具体情况，对一个问题设置多个角度、多个层次、多个梯度便于学生理解，让学生由少到多、由个体到班级逐步理解问题。

（4）和谐性原则。研讨式教学过程中，教师通过设计的问题给学生指出方向，并适时启发学生思考，而学生在所设置的问题情境中要靠自己来解决问题，这种导与演的情境创设了师生之间、学生之间相互影响、共同进步的环境，呈现出平等和谐的教学氛围。

3.作用

研讨式教学包括对问题的认识、分析和解决各方面，主要或完全由学生自己来做，能够调动学生积极性，开阔其视野，有助于学生综合能力的提高。具体作用可分为以下几点：研讨式教学体现了以学为本的科学发展观，充分激发了学生的主体性；能够解决“工程热力学”理论与实践脱节的难题，能有效提高学生的实践能力；能够依托“工程热力学”课程设计，鼓励学生独立思考，着重培养其科研能力和创新精神。

二、研讨式教学改革可行性分析

从课程本身的性质和特点来看，研讨式教学方法和手段的改革是可行的。通过教学过程发现：学生能够通过课程教学了解和掌握了“工程热力学”的相关知识，但由于课堂及实验条件的限制，学生对于抽象概念认识模糊、对主要热工问题的认识不深，思路不清晰，解决问题能力十分有限，不少学生对此课程失去了学习兴趣。尽管引起该问题的原因很多，但教学方法和手段的局限是其重要原因。因此，教学方法和手段的改革十分重要。

“工程热力学”的研讨式教学打破讲授为主的模式，预期在教学过程中结合实际问题、以互动为主的方式使学生通过认识过程去掌握知识结构，从而掌握“工程热力学”的基本概念、理论和计算，并让其具有对各种“工程热力学”问题进行初步定性定量评价的能力和分析解决热工技术问题的能力。另外，在“工程热力学”研讨式教学初见成效后，可将其逐步推广到“工程流体力学”、“传热学”等课程中去。

三、研讨式教学改革具体内容

开展“工程热力学”研讨式教学的具体做法很多，本文拟采从以下几个方面进行分析：

1.常规教学为基础

教师应对当前典型热力学教材进行详细阅读，科学编辑，根据学科发展对课程内容进行部分更新和调整，优化课程内容。在已有的较扎实的“工程热力学”课程教案的基础上，制作与授课专业相符的具有较高专业水平的多媒体教学课件，采用图、文以及动画等形式为课程教学提供多样化、多视角、立体化的教学信息空间。[4]

2.实例研讨作穿插

教师在课堂讲述中适时引入工程和生活中常见的实例，如在讲“湿空气”时，让学生思考简单问题：“为何什么阴雨天晒衣服不易干，而晴天则容易干？”由此展开研讨式教学，通过教师对实例启发性的分析，把枯燥的理论变成具体的实际问题，开展课堂讨论，激发学生学习的兴趣。与此同时，教师启发学生独立思考，让学生以解决问题为目的，完成查资料、讨论、分析、提出整改措施、总结经验教训的一体化学习过程。

3.热点问题当点缀

教师结合当前的热工领域的热点问题，如提高热机效率、节能降耗、低碳环保以及日本核电事故等问题，开展课堂讨论调动学生积极性，在条件允许的情况下给学生课后试验的机会，让他们在动手过程中更深入地理解问题，或者借助模拟实验手段，鼓励学生多途径分析解决问题。最后总结、分析并撰写小论文。

4.课程本身问题

另外，在学生逐渐学会分析、解决、总结问题的同时，教师也要引导学生学会分析总结本门课程的学习，把课程本身作为一个问题去对待，学生要逐渐学会自己分析总结重点、难点和规律等，从宏观、微观两个角度认识课程。学生在学习过程中发现的疑点问题，在及时反映给教师的同时，要能够独立思考，并通过查资料、分析总结进而消除疑点问题。

通过研讨式教学，学生养成良好的思考习惯，从被动学习变为主动的学习，从而多角度地体会学习的过程。

四、实施方案

1.实时改进教学内容

教师要搜集“工程热力学”方面的教材、课件及教学改革论文，学习前人的教改思路和方法，深入分析兄弟院校的“工程热力学”课程建设经验及精品课程，取长补短。在大体保持传统内容及学时基础上，对教学体系和内容作进一步调整，适当增加与专业相关的内容，简化或删去部分比较陈旧的内容。

2.构建实例和热点问题资料集

教师搜集国内外“工程热力学”相关实例和典型热工问题，如针对性地引入日常生活常见的散热器管片、电冰箱和空调等生活中常见的电器循环、节能减排、低碳环保等热点问题，并运用“工程热力学”原理对具体热工过程、设备及工程热点问题进行深入剖析，形成与课程相配套的实例资料集。结合构建的实例集，增设课程实例研讨环节，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。

3.重视交流

教师应根据“工程热力学”大纲，明确课程定位，在教学过程重视与学生交流，及时了解学生兴趣、理解与接受能力。根据教学过程中发现的难点及疑点问题，鼓励学生根据所学有针对地加强相应习题的训练以加深对这些问题的认识。

4.习题训练

教师针对每一章的重点难点，构建相应题型，通过课题提问形式进行课堂讲授，并针对性地布置习题让学生进行课后复习和课前预习，使其独立解决问题，让其在作业同时实现对重点难点的及时掌握和有效巩固。同时，在课后多布置一些和实际生活相关的或者没有唯一答案的题目，例如“试分别举例说明热力学第一定律和第二定律对生产活动或日常生活的指导作用”等，通过对这些题目的思考与分析，学生的综合思维能力得到了锻炼，也活跃了学习的气氛。[4]

五、总结

研讨式教学在“工程热力学”课程的应用，可以调动课堂授课的生动性，激发学生的学习兴趣，学生可以集思考、行动、分析、总结于一体，有利于学生认知能力的开发和对教学内容的理解，具体的实施细节还有待于在教学实践中进一步摸索和完善。研讨式教学不仅对“工程热力学”教学改革有积极作用，对其他课程的改革也有借鉴意义。

参考文献：

[1]龙文希.研讨式教学法的实践与体会[J].广西教育学院学，2002，

（5）：116-117.

[2]王默晗.“工程热力学”教学方式探讨[J].中国电力教育，2010，

（3）：90-91.

第6篇：热能与动力工程论文范文

关键词：高职高专；热工理论及应用；教学手段

作者简介：陈明付（1964-），男，福建泉州人，福建电力职业技术学院机电工程系，副教授。（福建泉州362000）

中图分类号：G712     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）13-0061-02

高职高专的人才培养目标是为经济社会培养出适应生产、建设、管理、服务一线需要的、掌握“必需、够用”的专业理论知识、具有较强的高素质技能型人才。“热工理论及应用”是高职高专“电厂热能动力装置”和“火电厂集控运行”（以下简称热动、集控）等专业的一门必修的重要的职业技术基础课程，是福建电力职业技术学院（以下简称“我校”）热动、集控专业开设的第一门职业技术基础课程，安排在大一下学期开课。多年的教学座谈会反馈，该课程难教难学。那么如何在一学期内组织有效的教学，达到培养目标的要求，是摆在任课教师面前的一个重要课题。笔者在多年教学的经验上，总结了以下几点体会。

一、了解学生

1.文化基础总体比较薄弱，学习积极性不高

高职高专学生的录取批次是普通高校的最后一批，文化基础较本科高校的学生要差一些。同时不少学生由于高考成绩的限制，无法进入自己喜欢的学校或专业就读，学习缺乏动力；加上部分学生不适应老师的教学方法，或某些知识点听不懂，又未得到及时解决等原因，造成学生对所学专业或某课程缺乏热情，学习动力不足，影响了学习的积极性。

2.注重动手能力和专业技能

高职高专学生的学习情绪化较强，对于内容枯燥的理论性太强的内容，学习兴趣不高，学习效果不好；而对于实用的实践教学环节，他们的学习兴趣明显高于理论课程的学习，学习的积极性和主动性较高。

二、熟悉教材

1.课程的内容和教学目标

我校选用的教材，是由武汉电力职业技术学院景朝晖主编的《热工理论及应用》（第二版）。该教材包括工程热力学和传热学两部分的内容，其中工程热力学部分是研究热能和机械能相互转换的规律，以及在火电厂中的应用；传热学部分是研究热能传递的规律，以及在火电厂中的应用。[1]

学生通过学习，应掌握热力学和传热学的基本理论，能正确运用热力学知识定性分析和定量计算基本热力过程和蒸汽动力循环的技能，运用传热学知识定性分析和定量计算传热过程的技能，为后续的如锅炉、汽轮机、热力发电厂等职业技术课程的学习奠定基础，并为今后从事相关工作提供重要的基础理论。

2.课程的特点

工程热力学部分内容的特点是：内容多而且理论性较强、概念多而且抽象难理解、公式较多而且应用条件复杂。[2]传热学部分内容的特点是：三种传热方式有不同的传热机理、表现，自成体系，所以内容连贯性和系统性较差，但又有一定的规律可循。[3]

三、讲究教学方法、注重教学手段

1.培养学生的学习兴趣

笔者安排在学院的仿真机教室上第一次课，通过投影简介火电厂的生产过程和各种热工设备在火电厂中的应用、作用及所处的地位，让学生初步了解该课程所介绍的热工设备都是电厂生产中实实在在的东西，这些设备运行得正常与否，会直接影响到电厂生产的安全性和经济性；再提出一些诸如冬天用手分别触摸同一环境中的木块和铁块，为何感到铁块很凉，是因为铁块温度比木块温度低吗，[4]夏天吹电风扇为何感到凉快等生活中的实例。这些是生活中的常识，但又无法完全地解释清楚，这样学生就会带着好奇心去学习，于是就激发了学生的学习动机，培养了学生的学习兴趣。

第一次课，就给学生简介该课程的内容、特点和教学目标，让学生对该课程的总体情况有所了解，以便做好心理准备。另外，第一次课就给学生交代清楚该课程的学业成绩评价方法，并非仅仅通过期末闭卷考试来确定的，而是采用综合的评价方法，并且非常注重学习过程的成绩，使学生重视该课程的各个教学环节。

2.重组教学内容

在有限的课时里，紧紧围绕技能型人才的培养目标，根据“按需施教、学以致用”的原则，重组教学内容。“精讲”重点内容，比如对工程热力学部分，精讲压力、功、热量、焓、熵、可逆过程等基本概念和性质，理想气体的四个基本热力过程，热力学第一、二定律的涵义和在电厂中的应用，以及水蒸气的性质，状态和状态参数的确定和蒸汽的动力循环等，特别是蒸汽的动力循环；传热学部分，精讲三种传热方式的基本规律和传热器在电厂中应用的传热实例分析，传热的增强与削弱等，特别是传热器在电厂中应用的传热实例分析。

同时，上每一次课之前都要先给学生说明教学目标和重点、难点，这样就不会让学生感到盲目和主次不分。

3.灵活多样的教学方法

在教学中，教师可实行启发式、讨论式、互动式等教学方法，采用归纳法进行讲授，鼓励学生在自学的基础上提出问题、相互探讨、独立思考，然后由教师进行分析、总结，使学生不仅知其然，也知其所以然，能够建立自己的知识体系。[5]对一些有区别又有联系，而且难以理解的内容，教师通过上述教学方式，再列表归纳比较，可帮助学生加深理解。例如工程热力学部分：开口系稳定流动能量方程式的四个简化式；体积功、技术功、轴功、流动净功的涵义、表达式；理想气体四个基本热力过程的方程、比热、内能和焓的变化以及功和热量交换的表达式；朗肯循环、再热循环、回热循环、热电合供循环的汽耗率、热效率的表达式；传热学部分导热、对流、辐射三种传热方式的机理、表达式等内容，都可通过多种方法来组织教学，充分发挥学生的潜能，活跃课堂气氛，以此提高教学效果。在讲授传热学中用到的热阻和网络图时，将其与电工学中的电阻和电路图联系起来，学生就很容易理解并掌握了。

在讲授各知识点的时候，应时刻牢记高职高专的培养目标是培养第一线技能型的人才，因此应尽量讲该知识在电厂生产实际中的应用。

4.精选例题

由于受时间的限制，为了加深对重要公式的理解，必须精选有关本专业方向的、紧密联系电厂生产实际的例题，例如开口系稳定流动的能量方程的应用，朗肯循环、再热循环、回热循环和热电合供循环的经济指标的计算，导热、对流、辐射及换热器的传热计算等。

5.采用现代化的教学手段

高职高专教育是要培养高素质技能型人才，其特点是强化理论联系实际，因此在教学方法方面要强调工程实践性。在教学中，组织学生看幻灯片、动画展示，到学院模型室参观锅炉、汽轮机、回热加热器、空气预热器等模型，到学院实训中心参观水泵、风机等实物的办法，来分析它们构造、工作原理，以提高学生的感性认识，增强直观教学效果。但在推导一些简单的公式和讲解例题时，要用传统的板书方法，以展示分析和计算的过程。同时为了弥补多媒体教学进度太快的不足，教师可让学生把课件拷贝回去复习。

同时，为了理论联系实际，我校安排了下厂参观、认识实习、运行或检修实习（实训）等实践教学环节，让学生亲身感受电厂实际的工作氛围，缩小学校与电厂的距离。

6.培养获取信息的能力

工程热力学部分的内容已建成院级精品课程，一些相关的教学资料，如教师电子教案、课件、习题解答、实验指导书、学习指导书、参考文献目录、授课录像等均已上网络，任课教师应指导学生上网查阅，方便了学生自主学习。同时，我校还开通了教学论坛，便于师生课外交流、探讨。传热学部分的教学内容还未建成和上网，这样就告诉学生上其他兄弟院校的精品课程网站。

随着经济全球化的不断深入及知识、信息技术等的不断普及和火电厂新设备、新技术、新工艺的不断应用，高职高专学生需要培养创新精神和开拓能力，因此教师要在教学中训练学生利用Internet 获取相关信息的能力。

7.适时开展第二课堂，提高学生实践能力[6]

学院从设备、场地和资金上给予大力支持，选派教师跟踪指导、组织学生开展各类竞赛活动，如专业论文评奖、专业知识竞赛，适时结合实验、参观毕业班学生火电厂仿真系统的操作技能竞赛和就业应聘现场模拟会等活动，将课堂教学与课外活动有机结合起来，让学生感受职业氛围，培养严谨的工作作风，进一步激发学生的专业兴趣，提高学生职业素质和专业实践能力。

8.采用综合的学业成绩评价方式

改革一门课程、一份试卷、一个成绩的传统的学生学业成绩评价方式，采用综合评价，注重学习过程。此外，还应考虑学生的独特见解方面的成绩，且所占比例不应该小。如通过课外作业、课堂提问、课后辅导等途径加以收集，列成表格，建立《学生学业成绩登记表》，如表1。

四、结束语

为了使毕业生符合高素质技能型人才的要求，笔者通过分析高职高专学生的特点、培养学生的学习兴趣、重组教学内容、适时开展第二课堂、综合评价学生的学业成绩等教学方法和手段等方面进行了改革与创新，创造一个良好的学习氛围，培养了学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力，提高了教学效果。

参考文献：

[1]景朝晖.热工理论及应用(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2009.

[2]曾冬琪,林小闹.提高“工程热力学”教学质量的方法漫谈[J].中国电力教育,2010,(16).

[3]吴怡,雒婧.“传热学”教学方法探讨[J].中国电力教育,2011,(7).

[4]宋长华,张友利.热工基础学习指导与习题集[M].北京:中国电力出版社,2008.

第7篇：热能与动力工程论文范文

关键词：热力学第二定律实质；熵；不可逆；卡诺定理微观意义

中图分类号：TK123 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）48-0181-03

熵是热力学中一个非常重要并且抽象的概念，学生能否全面地、彻底地掌握第二定律，对熵概念以及热力学第二定律实质的理解至关重要。

目前工程热力学的教学中普遍存在一个问题[1，2]，就是熵概念的引入时机和方式。这些教材中，熵概念的第一次引出，即以其微分形式：dS=dQrev/T。熵的这个定义只给出了状态函数熵的微分或熵变，并没有熵的直接表达式[3]。这种只提出熵的定义，却不阐明熵自身的物理意义的引进方式，使得学生对熵的物理意义全然不知，只是一味的死记硬背熵变计算公式。这时候的熵可谓是“千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面”。然而，在后期进入到热力学第二定律的章节学习后，熵随着第二定律的数学表达式又突然冒了出来，而且还花样翻新，例如克劳修斯不等式：dS≥dQ/Tr。通常这个时候，学生开始犯糊涂了，与前面熵初次引入时的熵变定义式搞混了，而后紧接着还要推出孤立系统的熵增原理等，如果整体教学中缺乏清晰的主线和脉络、不阐明不可逆引起熵增的实质原因，却铺开来广讲或一味地让学生沉浸在大量的熵变计算中，效果差强人意，如很多学生常把孤立系统的熵只增不减理解为熵只增不减，或者不明白为什么处处可逆的卡诺循环的热效率也不能达到百分之百。这样的错误表明学生对热力学第二定律尚未真正掌握。

热力学第二定律的教学是从分析自然现象展开的：如打碎的鸡蛋不可能自行复原、水不能在自然条件下由低处流到高处等，这些现象表明一切自然发生过程都有其特殊的方向性。再者，我们熟悉这样的经验事实：当两个不同温度的物体相互接触时，热量不可能自动地由低温物体传到高温物体，而这恰恰就是由克劳修斯提出的热二定律的一种经典表述，此时热二定律看起来还如此简单，学生尚不难理解，但仅仅停留在这个层面理解热二定律，显然是不够的。热力学二定律虽来源于生活，但远高于生活。在指出另一种由开尔文从热转化功的角度阐述的热二定律时，学生开始有点迷糊了。开尔文表述为：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。

按照通常的教学程序，接下来的教学点就是卡诺循环。如果这个时候，再把讲课的重点放在对构成卡诺循环的两个定熵、两个定温过程的讲解上，学生感觉热二定律更难捉摸了，何况这之后还要推导熵的不等式，熵――这个令物理学家都“混乱”的概念可能一下子就把学生击倒了。如果这样安排教学，定会加剧学生对第二定律整章内容的恐惧心理，甚至最终导致放弃对热二定律整章的学习，

所以，在这些内容的教学中，绝不能循规蹈矩，应适时地对教学的顺序做相应的调整，紧紧抓住一条清晰的脉络讨论，不广讲、不偏离主线太多，抓住本质（类比干），在该过程中适时地、善巧地引出一些主要的第二定律表述（枝），顺藤摸瓜，最终完全揭示热力学第二定律的内涵。这样，学生容易抓住主线，对整章的知识框架有清晰的认识，就不会对纷繁的不同表述和不等式望而生畏。教师在后期的具体教学中，再去围绕其他各种表述进行细化讨论和延展，就可事半功倍。这种先抓本质的教学思路非常适合热力学第二定律和熵――这种既纷杂，又抽象的教学内容。

下面以一种脉络式的教学思路对热二定律进行探究，层层递进，分析现象得到结论，引出提问，再分析，得到下一个结论，直至把热力学第二定律实质诠释出来。

首先，通过两个热机的常见工程实例――火力发电厂和汽车发动机动力循环入手，引出热力学第二定律在热转化成功的过程中有低温热源存在、同时有部分热量被抛入低温热源的现实（讲解电厂冷却塔以及汽车尾气余热排放至外界环境）。由实例可初步得到任何热机的效率不仅不能大于百分之百，也不能等于百分之百，也即效率必须小于百分之百。该结论映证了开尔文说法。

结论1：热一定律告诉我们效率不能大于100%，开尔文说法得到热机效率只能小于100%。

提问1：效率不能等于百分之百，等于多少，99%？

在热力学第二定律尚未问世之前，热机工程师错误地把热机效率的最理想目标定为100%。1824年，法国工程师卡诺对此提出了质疑，他在确定的高温热源T1与低温热源T2之间，构建一个最理想（即热效率最大）的热机循环――卡诺循环。按最理想的假定，该循环至少应保证过程无摩擦（无耗散）和传热无温差（准静态）等条件，也即循环必须可逆。但即便这样一个最理想的热机循环效率也并不等于或者接近100%，而是依赖于高低温热源本身的温度（？浊c=1-T2/T1卡诺定理）。

以前述的两个典型的热机实例分析。目前，火电厂蒸汽动力循环[4]，一般T1=500℃，环境为T2=25℃，按照卡诺循环最理想效率为62%，大大低于100%；汽车燃气动力循环，T1=1000℃，T2=25℃，卡诺效率为76%，也低于100%。

结论2：在确定温度的高低温热源之间的全可逆理想循环，热效率有一峰值，受温度限制，可能远低于100%。（机理暂不解释，见结论6后的反推）

提问2：实际工程中，摩擦耗散等不可逆因素必定不可避免，这对热机的效率又有何影响？

经验和事实表明：一切实际过程都包含摩擦，粘滞，电阻等耗散因素，必然是不可逆的。仍以上面提到的热机实例来分析。实际工程中，蒸汽动力循环热效率为45%左右（

结论3：自然界中，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，不可逆损失造成热效率降低。

一个自发进行的不可逆过程，其逆过程决不可能不付任何代价的自动进行。例如：为什么热量可以从高温热源自动的传向低温热源，而不会自动地从低温热源传向高温热源。因此，一个过程的不可逆性与其说是决定于过程本身，不如说是决定于它的初态和终态。这也预示存在着一个与初态和终态有关的某个状态函数，用以左右一个过程的方向。

问题3：一个自发（不可逆过程）初态和终态有什么本质的不同？

以气体绝热自由膨胀分析自发过程初态与终态的区别：理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。一刚性绝热容器被隔板分开，左边有气态工质，右边真空，在隔板被抽去的瞬间，气体聚集在左半部，这是一种非平衡态，此后气体将自动膨胀充满整个容器，最终达到平衡态。其反过程由平衡态回到非平衡态的过程不可能自动发生。观察到绝热自由膨胀初终态有两方面的不同：

1.终态体积变大，分子相互位置分布更加无序；

2.可利用与右侧空间的势差推动活塞向外输出容积变化功，但由于进行自发膨胀，作功为零。

对于一个热力学系统，如果处于非平衡态（与外界存在势差，有作功能力），我们认为它处于较有序的状态，如果处于平衡态（与外界无势差，无作功能力），我们认为它处于较无序的状态。

再者，功热转换的自发过程：高速行驶的汽车，突遇事故瞬间停止，原有动能耗散成环境中的热能，能量的数量虽然守恒，但能量的无序性增加。而该过程的逆过程――环境热转换成动能显然不能自发进行。热是分子混乱运动的一种表现，而功是分子有序运动的结果。功转变成热是从规则运动转化为不规则运动，混乱度增加，是自发的过程；而要将无序运动的热转化为有序运动的功就不可能自动发生。

结论4：热力学第二定律：各种自发过程的方向性具有共同的本质：无序性（混乱度）增加，能量质衰退。

问题4：如何定量地描写状态的无序性的变化（如增加）和作功能力的变化（如衰减）？

从以上例子可以看出：热力学第二定律揭示一切不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行，可用一个新的状态函数作为表征系统混乱度的一种量度，状态函数――“熵S”被引出。

所以，熵的物理意义：系统无序性（混乱度）的量度。

结论5：孤立系统中的熵永不减少。孤立系统中发生可逆过程，其熵不变，作功能力无衰减；孤立系统中发生不可逆过程，其熵增加，作功能力降低。热力学第二定律也可表述为：一切自发过程总是向着熵增加的方向进行，向能质衰减的方向进行。

问题5：为什么宏观演化必定按“熵增”的方向进行，熵增的本质是什么？

以54张扑克牌的排序为例分析自发过程熵增的根本原因。新扑克最初的排序极其有序，我们称其为一种微观态，概率为1/54！。随机洗牌后，混乱度增大，此时排序非常混乱的微观态数要大很多。这样，扑克牌从有序自发到无序（孤立系统熵增大）的过程，就是扑克排序从小概率往大概率发展的过程。然而，这个过程的逆过程，也即微观态数减小的过程，是从概率大往概率小发展，不能自动进行。这就是为什么即使洗无数次牌，也不可能再出现当初最有序的低熵状态。这就反映了不可逆过程熵增的本质，即热力学概率增大。

可以从54张牌的系统拓展到由大量分子构成的热力学系统，同样遵从这样一个规律。

结论6：系统从热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行，这是热力学第二定律的统计意义。

再回到结论2，可对卡诺定理进行微观解释：可逆热机循环中，工质从高温热源吸收热量Q1，将其中最大可以转化为功的部分W转化为了功，这部分能量从热功，能量品质升高，这样一个非自发过程不能不费代价的进行，同时一定要使得另外一部分热量Q2从高温热源传向了低温热源，这部分能量的品质降低去与之补偿，两者正好相抵，这是可逆的情况。如果热机不可逆，相同的Q1情况下，传给低温热源的热量大于Q2，能量品质降低的份额大于能量品质升高的份额，总体由于不可逆造成能量品质衰退，作功减少。

经过以上脉络法教学方式层层递进，主线清晰，学生能够紧跟教学思路，分析现象，得到结论，引出新问，再分析，一步步接近热力学第二定律的实质。该教学方式最大的优势体现在只需要半个小时的课时就可清楚地揭示热力学第二定律的核心机理，而后可围绕这个核心再展开不等式推导等其他教学内容。这样的教学方式，做到了使学生概念清晰，思路明确，故能取得事半功倍的教学效果。

参考文献：

[1]沈维道，童钧耕.工程热力学[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]康乐明，吴家正等.工程热力学[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

第8篇：热能与动力工程论文范文

关键词：高职教育；金属材料热处理课程；教改

中图分类号：G642.1？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）45-0051-03

Abstract：based on the analysis of the social and industrial background，and higher vocational-technical education basic characteristics，this essay puts forward the working task orientated metal materials and heat treatment higher vocational education course reform model. The model highlights on the training of essential techniques，wide range of knowledge，certain understanding of inter-disciplines techniques stipulated by the course teaching syllabus and on the cultivation of the capabilities of knowledge learning，application and analysis，problem resolution，and innovation in order to achieve the course teaching objects of practicality，sufficiency，expertise and feasibility.

一、《金属材料及热处理》课程教学改革的社会背景、行业背景

当前我国的高职专业教学一直走不出本科教学的固定模式，培养出来的学生论基础知识不如本科生扎实，论实践应用不如中等职业学校的学生熟练[1]。这种教育显然偏离了以就业为导向、以能力为本位的高职教育观。高职专业教学如何能够充分而有效地发挥其培养复合型人才的辅助作用，是我们一直在努力探索和解决的问题。于是我们在《金属材料及热处理》的课程教学中，在“订单”教育这种新型模式下改革《金属材料及热处理》教学模式，实现《金属材料及热处理》教学在人才培养上的实用、够用、能用、善用的目标。

二、《金属材料及热处理》课程教学改革设计思路

高职教育中的新型教育方式，强调以就业为导向，根据企业需求优化专业结构，创新教学模式，强化实际教学[2]。在这种教学模式下，专业课程教学如果不相应地进行教学内容、教学过程、教学评价等框架模式的改革，势必会违背“基础理论教学要以应用为目的，以必需、够用为度”（教高[2002]2号文件）的要求，并影响其发挥培养学生成为“具有使用从事某一业务领域工作的能力”，即“一线工作的实用能力”的复合型人才的辅助作用，无法实现高职教育人才培养目标的要求[3]。针对这种弊端，我们首先了解了企业发展对于专业应用型‘金属材料及热处理’人才的量、质和类的需求，强调知识的应用性和够用性；其次，适应教育发展的需要，即专业教学改革必须满足教育观念、教育规律、人才标准的发展需要；最后，适应受教育者个人发展的需要，即专业教学改革必须满足受教育者就业、职业发展和个人成才的需要，强调专业教学的“人本”性。这三方面统一的基础下，教改模式突出体现了专业教学大纲要求的“具有扎实的专业基本功，宽广的知识面，一定的专业知识，较强的能力和较好的素质，面向21世纪的复合型人才”和“要具备获取知识的能力、运用知识的能力、分析问题的能力、独立提出见解的能力和创新的能力”的要求。

首先，《金属材料及热处理》课程教学改革应该设置以岗位工作任务为导向的教学内容。倡导新的教学方式，以学生为主体，教师为主导。使用实效性强的学习材料，讲授在特定岗位工作任务中的教学实例，更好地激发学生的积极性，更有效地帮助学习者实现所希望达到的目标。特别强调“做中学”的教学方法，即通过完成一项工作任务或解决某个实际问题而获得知识，强调以学生获取直接经验的形式来掌握融合于各项实践活动中的知识和技能。因为“只有在职业实践活动中才能学会‘做’，才能符合社会经济和技术发展的需要。”在进行《金属材料及热处理》课程设计的时候，有必要对工作岗位中的典型环节进行分析。通过以工作任务为导向的教学内容和课程设置，更有效地指导《金属材料及热处理》的教学工作。在教学内容安排上考虑学生的现状；注重教材创新，内容创新，并要增加一些新元件、新技术，更好地反映技术的发展；同时要体现规范、贯标，做到标准化、规范化，考虑现场应用实际和国外的对照；教学要将基本概念、基本理论、基本方法、基本技能的介绍有机结合在一起，充分体现课程的系统性、科学性和应用性，并应针对高职高专学生基础理论薄弱并且差异较大等特点，适当增加选学内容。对于多数学生，遵循“必需、够用”原则，以“讲清概念、强化应用”为重点，只要求掌握金属材料及热处理的基本理论、方法和技能，而对于部分好同学，为扩大其知识面，拓展学生视野，利于将来发展，适当增加了教材内容的广度和深度。最终使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识，初步掌握零件设计时的合理选材、用材，并具有正确运用热处理技术、妥善安排加工工艺路线及材料检测等方面的知识和能力，使学生初步具有分析、解决实际工程问题的能力。

其次，《金属材料及热处理》课程教学改革应该采取教学和实训相结合的教学法。根据工作岗位的需求，采用实训教学法。通过这种教学方法让学生在一个真实的工作环境氛围中对自己未来的职业岗位有一个比较清晰的全面的理解，特别能使学生对一些行业特有规范得到认识和强化，促进学生职业素质的全面提高。使学生能够理论联系实际，真正做到学以致用。课堂上教师应尽可能为学生提供拓展学习的机会，并采用灵活多样的形式，增加趣味性。更多地为学生提供一系列金属材料如何进行热处理的实例音像材料，给学生以身临其境的感觉，实训时多进行训练，进一步激发学生的积极性，提高学生课堂的参与度和学习的积极性。在使用以岗位工作任务为导向的教学法时，培养学生的动手、动脑能力和应变能力，让学生体会到所学知识在真实工作岗位中的用途。

再次，《金属材料及热处理》是一门重要的、实践性很强的专业技术基础课。“金属材料及热处理”这门课程的内容包括金属学基础及热处理和机械工程常用的金属材料、非金属材料（高分子材料、陶瓷材料和复合材料）、零件毛坯的选用，主要讲授工程构件和机器零件用材料的成分、组织结构和性能之间的关系、变化规律和改变材料性能的途径等。不但是冶金类专业学生必修的一门专业基础课，也是机电、材料、焊接等专业学生必修的一门专业基础课。在课程开设上，主讲教师在以岗位工作任务为主选择教学内容时，还应针对高职高专课程的特点，遵循“必需、够用”原则，以“讲清概念、强化应用”为重点，要求学生掌握金属材料及热处理的基本理论、方法和技能，同时为了扩大其知识面，拓展学生视野，利于将来发展，适当增加教学内容的广度、深度和选学内容，以适应学生基础理论薄弱并且差异较大等特点。通过实验、实习实训与课堂教学的交互、渗透，使学生能更好地理解和掌握所学的知识，掌握分析问题方法和解决问题方法。根据各专业的岗位能力及安排的课时的不同，主讲教师应适当删选所需教学内容进行教学。

除此之外，在教学中，学校教师队伍也是培养人才的必要保障。教师必须有较强的理论知识，创新精神和良好的职业道德。教师必须具备现代教育观、学习观，并加强对教育内容、教育方法和手段的改革。在教学实践中，教师必须不断学习，掌握最新的教育教学理论，使理论在实践中应用。只有既具有丰富理论知识，又具有足够实践经验的教师在课堂上进行教学时，他的内容才会更真实，更有针对性，培养人才能围绕最新的工作岗位技能要求，培养出与实际工作无缝隙对接的专业人才。

三、以岗位工作任务为导向的教学模式的设计与创新

紧紧围绕高职高专人才培养目标，采用理论与实践的互动、教师与学生的互动、相关课程间互动的教学模式以及实验、实习与课程设计相互融合的实践教学体系，通过讲授理论、实验、实习实训、课程设计等环节，建立一整套全方位、全时段、动态的课程教学体系，使学生具有一定的基础理论知识和较强的专业实践能力。

1.以岗位工作任务为导向，引导启迪教学主体的互动。理论教学改变以往满堂讲授、学生被动学习的做法，鼓励学生发现问题、提出问题，并及时解决问题。教师讲课时把一些以岗位工作任务为导向的富有启发性和学习中的难点问题提出来，让学生独立思考，在教师的策划和组织下，师生一起讨论和交流。通过这样的交互学习环境，缩短了师生之间的距离，为学生提供了宽松的学习环境，减轻了学生的心理压力。教师的影响、引导、启迪，使学生更深刻地理解和应用所学知识，有助于学生发散性思维的培养和吸收知识能力的提高。

2.以岗位工作任务为导向，再现工程环境，积极开展现场教学。采取在学校实验室及校外实习实训基地现场教学的方式，结合具体设备，边教边听边看，在工程环境中有针对性地解决课程中的重点和难点问题。

3.以岗位工作任务为导向，加强和改革实践教学方法。创建了实验、实习实训与课堂教学互相融合的实践教学体系。边设计边实验，密切知与做、动脑与动手之间的关系，强化实践教学，使学生获得工程实践的体验和训练，极大地提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。通过实验，提高学生的认知能力，促进学生将课程和实验、实习结合起来，使学生将理论知识应用到实践中并解决实际问题。

4.以岗位工作任务为导向，充分利用各种教学资源，加强直观性教学。课堂教学中，充分利用模型、实物、录像片及自行开发的多媒体课件，通过直观教学的强大表现力，将丰富的教学资源以生动、具体、直观的形式予以充分利用和展现。以电教、多媒体配合，用“动”的实物、操作、动画等，形象地模拟热处理工艺过程，表示出难以理解和想象的空间或运动的问题。对某些生产过程采用电影放映的方式，声、图并貌，所用时间不多，但教学效果很好。

以岗位工作任务为导向的教学模式的设计与创新能最大限度地发挥课堂上每一分钟的作用。能使学生在处理知识与技能的关系上，对重点、难点、关键性的知识掌握更好；引导学生拓宽思路，理论联系实践；调动学生的多种感官同时运用，强化对所学材料的感知；提高学生的学习兴趣，加深理解，强化记忆，取得理想的教学效果。

四、以岗位工作任务为导向的教学模式的效果

使用以岗位工作任务为导向的教学模式后，能够围绕最新的工作岗位技能要求培养与实际工作无缝隙对接的专业人才。

可以使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识，初步掌握零件设计时的合理选材、用材，并具有正确运用热处理技术、妥善安排加工工艺路线及材料检测等方面的知识和能力，使学生初步具有分析、解决实际工程问题的能力。让学生在愉快的气氛中，既掌握了知识，又发展了解决问题的能力。在处理新旧知识上，善于利用已学过的知识来引导学生学习新知识和新技能，从而产生正迁移。同时也善于在学习新知识的同时，复习旧知识，使新旧知识相互渗透，形成整体。培养学生的动手、动脑能力和应变能力，让学生体会到所学知识在真实工作岗位中的用途。

因此，在进行《金属材料及热处理》课程设计的时候，有必要对工作岗位中的典型环节进行分析。通过以岗位工作任务为导向的教学内容和课程设置，更有效地指导《金属材料及热处理》的教学工作。

参考文献：

[1]国务院关于大力发展职业教育的决定[N].中国教育报，2005-11-18（1）.

[2]邹伟.高职教育工学结合人才培养模式改革创新的探索与实践[J].辽宁教育研究，2008，（1）：35.

第9篇：热能与动力工程论文范文

关键词：系统节能原理；课程改革；教学实践；石化特色

作者简介：马利敏（1978-），女，辽宁西丰人，中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，讲师；姬忠礼（1963-），男，山东汶上人，中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，教授。（北京 102249）

基金项目：本文系“2010年中国石油大学（北京）校级重点教学改革项目”及“2012年中国石油大学（北京）青年教师专项培养基金”（项目编号：KYJJ20120415）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0106-02

一、系统节能原理课程改革的背景

在强调节能、注重环保的今天，使从事与能源开发、利用与转化紧密相关工作的学生掌握系统节能原理的精髓并能够学以致用有着非常重要的社会意义。系统节能原理是中国石油大学（以下简称“我校”）能源与动力工程专业一门重要专业课，32学时。其基础理论部分，以工程热力学基本定律为基础。工程热力学重点讲授热力学第一定律和热力学第二定律的熵分析法，引入分析法。在本课程中，上述内容仍是重点，需重复介绍。基础理论是晦涩与枯燥的，如只是重复介绍，不易激发学生学习兴趣，难以获得满意的教学效果。因此，研究如何组织教学工作，使本课程与工程热力学做好衔接，激发学生学习兴趣，帮助其加深对基础理论的理解，提高解决实际问题的能力，是十分必要的。同时，本课程还缺乏适合的教材，需要编写课程讲义。目前，缺乏能够同时将经典及新兴能量分析法进行全面介绍的教材，而在能量分析法的应用部分，也需要结合我校行业特点、毕业生就业去向，针对石油石化领域工程应用背景设置教学案例。我校于2010年批准了该课程的教学改革计划，经过近几年的努力，该教改计划已经初步完成。

二、课程教学内容体系建设

教学内容改革是教学改革最核心、最基本的问题。教学内容主要由热力学第一定律、热力学第二定律熵分析法和分析、新的能量系统分析评价方法介绍组成。其中，根据教学目的与任务有效组织教学内容，要与基础课程工程热力学第一定律、第二定律知识点的学习有机结合，既避免教学内容的简单重复，又要使学生通过本课程的学习对第一定律、第二定律有更为深刻的认知，并使学生能够利用两个热力学基本定律熟练进行能量系统分析与评价、以及高效学习和应用新的分析、评价与优化方法。

1.热力学第一定律

热力学第一定律是工程热力学教学内容的重点，主要讲授闭口系统与稳流开口系的热力学第一定律能量方程式的表达式及应用。在本课程中，进一步强调热力学第一定律的一般表达式即：“进入系统的能量-离开系统的能量=系统总储存能的变化”的正确灵活应用，重点介绍如何分析、列出非稳态充、放气热力过程的能量方程式，帮助学生进一步增强利用第一定律进行能量分析的能力。同时，通过对节流、自由膨胀、混合、换热、可逆定温放热压缩等热力过程分析来帮助同学们对第一定律的局限性有更为深入的理解。

2.热力学第二定律熵分析法

热力学第二定律是工程热力学教学内容的重点与难点，主要讲授热力学第二定律的数学表达式，具体包括：卡诺循环+卡诺定理、克劳修斯积分不等式、闭口系及开口系统熵方程、孤立系统熵增原理。在本课程中，考虑到判断一个热力循环是否可行、可逆的数学判据容易理解而且是热力过程的特例，故重点讲述闭口系及开口系熵方程、孤立系统熵增原理。

在该部分从以下四个方面进行介绍：对于状态参数熵的辨析：辨析熵是状态参数与过程无关，强调判断一个热力过程能否进行、可逆的参量不是过程熵变而是过程熵产，引出后面由熵方程及孤立系统熵增原理计算过程熵产的知识点；重点讲授熵方程的一般表达式，即：“进入系统的熵-离开系统的熵+过程熵产=系统熵变化”，通过典型例题帮助同学能够利用熵方程列出闭口及开口系熵方程，并求取过程熵产；重点解析孤立系统熵增原理的实质及解题特点，并通过典型例题帮助学生认识到孤立系统熵增原理与熵方程的一致性：孤立系统熵增即熵方程中的熵产；作功能力损失方面除了介绍计算公式、通过计算热力过程熵产及作功能力损失，还着重结合对节流、自由膨胀、混合、换热、可逆定温放热压缩等具体热力过程分析让学生体会第一定律与第二定律之间的联系及第二定律的独有贡献。

3.热力学第二定律分析法

由于学时有限并且概念抽象难以理解，分析法在工程热力学中属于选讲内容，即便讲授，也多是简要介绍。本课程中，分析法是授课重点，从以下四个方面进行讲授：第一，概念及计算公式，包括机械、热量（冷量）、内能、焓和化学。第二，重点讲授方程的一般表达式“进入系统的-离开系统的-过程损=系统变化”，通过典型例题帮助同学能够利用方程列出闭口及开口系方程，并求取过程损。同时，在分析典型例题时，引导学生同时用熵分析法来计算过程的作功能力损失，让学生自觉地认识到分析法中所得到的损失即熵分析法中计算的作功能力损失、体会两种分析法的一致性及分析法的优势。第三，效率、损系数的概念及公式，以及在典型热力设备、过程及热力循环中的计算。第四，针对本学科领域典型的火力发电装置、燃气轮机发电装置和低温制冷装置、LNG液化装置、天然气净化装置、油田联合站等，设置工程背景很强的案例，教师与同学们一起分析循环装置及各组成设备的效率、损失及损系数等，让同学们认识到分析法在进行系统能量分析时的重要性及提高利用该方法解决实际工程问题的能力。

4.新发展起来的能量系统分析与优化方法

介绍能级分析法、经济学、夹点技术、全生命周期分析法、能值理论等新发展起来的能量系统分析与优化方法的基本理论及应用，鼓励学生查阅相关文献获取更多知识。这部分内容与留给学生的学习报告紧密相关，将在下文介绍。

目前还没有适合于本专业本科教学的系统节能方面的教材，本课程教学内容主要参考自沈维道等[1]主编《工程热力学》、朱明善等[2]编著《工程热力学》、傅秦生[3]编著《能量系统的热力学分析方法》和冯霄[4]编著《化工节能原理与技术》、何雅玲[5]主编《工程热力学精要分析典型题解》等教材及专著，结合教学团队多年来收集整理的工程案例编写成讲义供教师及学生使用。

三、教学方式改革

教学中的主体是学生，调动学生学习主动性，提高其学习兴趣和学习效果是教学方式改革的目的。学生们对于国际上最新的、与未来工作紧密相关及实用性强的知识以及确实能提高自身素质与能力的教学环节更感兴趣。

1.采用多媒体与板书有机结合的教学模式

充分利用多媒体教学信息量大，图像、视频生动形象的特点，同时结合传统板书讲解复杂推导更容易被学生掌握的优点以提升教学效果。这种授课方式既可以增大授课信息量、有效吸引学生注意力，同时又能使学生通过与老师一起板书推导对所学重点、难点有更为深刻的认知。

2.提高课堂教学吸引力

通过针对每一个重要概念及知识点设计的系列典型例题、思考题吸引学生注意力，激发学生学习兴趣，引导其积极参与到教学中来。而且教学团队经过多年的教学和科研积累，收集并提炼出与石化工程紧密关联的工程案例，通过案例的讨论和分析，增强学生学习理论知识的兴趣，提升课堂教学的互动效果，增强学生运用理论知识分析并解决工程实际问题的能力。

3.布置作业形式灵活多样

对于重要的基本概念，以读书笔记的作业形式激发学生学习兴趣。本课程涉及众多抽象概念和公式，追溯热量、温度、熵、热力学第二定律、等重要基本概念的由来、发展历程，可使学生在搜集资料的过程中对这些概念有一个直接的感性认知，同时也有助于学生认识到这些知识在本学科发展中的重要作用。

要求学生组成2～3人的学习小组，除常规课下作业外，课上作业以小组为单位完成。课上作业为教师针对每次课的重点和难点内容设计的多为填空、选择和问答形式的练习题，课前打印好分发给每个学习小组。在讲课过程中，留出适合时间让学生及时完成。教学实践表明课上作业非常利于学生把握住和消化吸收重难点知识，且能提高学生学习的注意力，达到良好的教学效果。

四、课程考核方式的教学改革

本课程考试采用闭卷+学习报告的形式。在闭卷考试中，只有一种类型题，即计算题。本课程一个重要教学目的就是使学生能够熟练、正确应用第一、第二定律尤其是分析法分析实际装置的用能情况，所以考查学生的学习效果应用型计算题是较为合适的。

学习报告要求每个学习小组（2～3人组成）围绕与本学科紧密相关的实际装置进行国内外能量分析与优化方面的调研，提交1份不少于4000字、有5篇以上参考文献的学习报告，并根据报告内容制作ppt，每小组选派1名学生进行报告，汇报10分钟，讨论5分钟。报告题目凭学生兴趣自选。学习报告这种考核形式不仅促使学生自主学习，开阔视野，加深认知，而且可以锻炼和提高学生多方面的能力。学生们自选的题目有：超临界及超超临界蒸汽动力装置；燃气轮机装置；燃气蒸汽联合循环装置；冷热电三联供装置；地源热泵装置；低温磁制冷装置；煤制油装置；燃料电池；低温地热发电装置；天然气压气站燃气轮机余热利用；天然气净化装置；油田联合站；LNG接收站冷能利用等等。

近4年的教学实践也表明学生们非常接受和欢迎这种考核形式，并且每一年都会有让教师感到惊喜的学习报告，这也说明要想学生切实提高学习能力、扎实掌握专业知识确实也需要教师有意识地去创造机会及科学引导。

五、教学效果

经过近4年的教学实践，团队通过对历年学生评教、学生考试成绩分析以及学生在本科毕业设计及成为本校研究生后所选与系统节能原理相关方向课题的表现等进行了调研，证明该课程改革是卓有成效的。学生对工程热力学及系统节能知识的接受能力增强，学习兴趣明显提高。灵活适宜的授课方式、作业形式以及考试方式受到学生的普遍欢迎。总之，通过课程建设与教学实践，使学生在学习过程中发挥了主体作用，激发了学生学习兴趣，提高了学生的综合能力，教学效果良好，达到了既定教学目标。

参考文献：

[1] 沈维道，童钧耕. 工程热力学[M]. 第四版.北京：高等教育出版社，2007.

[2] 朱明善，刘颖，林兆庄，等.工程热力学[M]. 第二版.北京：清华大学出版社，2011.

[3] 傅秦生. 能量系统的热力学分析方法[M]. 西安：西安交通大学出版社，2005.