热能与动力工程论文大全11篇

热能与动力工程论文篇（1）

作者简介：代乾（1981-），男，河北沧州人，天津城市建设学院能源与安全工程学院，讲师；王泽生（1964-），男，天津人，天津城市建设学院能源与安全工程学院，教授。（天津 300384）

基金项目：本文系天津城市建设学院2012年度教育教学改革与研究项目（项目编号：JG-1207）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）05-0074-02

2012年9月，教育部颁布实施新的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，热能与动力本科专业更名为能源与动力工程专业。由专业名称可见该专业的内涵更加广阔和深远，从而也说明随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题地提出，社会对人才的培养提出了新的要求。目前，大约有170多所高校设置了热能与动力工程专业。[1]随着经济的发展，能源与环境逐渐成为世界各国所面临的重大科技和社会问题。培养高素质的具有创新意识的能源工程专业人才是本学科义不容辞的责任。而热工系列课程作为重要的专业基础课程，其重要性不言而喻。合理的课程体系是体现教育教学理念的重要载体，是实现专业培养目标、构建学生知识结构的中心环节，建立适应社会主义市场经济发展需要、体现热能动力技术学科内在规律、科学合理的课程体系极为重要。[2]为了使该课程适应新的要求，非常有必要对其进行一定的改革，以培养适应21世纪社会发展需要的人才，同时对推动我国可持续发展战略具有重要的意义。

一、实施混合式教育方式

开发混合式学习方案的关键因素在于确定适当的时机，使用适当的混合方式，为适当的学生施行教学。而教师想要运用适当的混合方式需要考虑学习地点的设置、信息传输技术及时间的安排、教学策略和绩效援助策略等。[3]混合式教学模式一般可分为以下几个阶段：[4-6]

1.前期分析

学生作为学习活动的主体是有认知、有情感的，学生本身的知识水平、学习能力和社会特征都对学习的信息加工过程产生影响，教师进行学生特征分析有助于了解学生的学习准备和学习风格，从而为后面的学习环境设计和媒体的选择提供依据。

2.混合式教学的组织与管理

教师应按照教学进度有针对性地选择和设计教学活动，同时要参照已经设计好的课程目标、课程内容及其呈现形式，将其与具体的章节知识点相关联。教学活动的作用在于为学生创造具体的学习情境，并加强师生、生生之间的交流互动，因此恰当的教学策略对于教学活动的顺利展开尤为重要。

3.网络教学平台及教学资源建设

网络的对于教学来说不应当只是教学内容，而更多的应该是支持教学交互、教学评价和教学管理，教学交互、教学评价和教学管理是保证教学质量的重要环节，这就需要有一个集教学内容与管理、课堂教学、在线教学交互、在线教学评价、基于项目的协作学习、发展性教学评价和教学管理等功能于一体的网络教学平台来支撑混合式教学。本校对“工程热力学”、“传热学”、“工程流体力学”原有的教学网站进行了全面改版，并于2010年先后投入运行。其中“工程热力学”课程教学网站主页如图1所示。网站按照省部级精品课程的要求制作，网上教学内容详实，包括课程的概况、教学文件、习题及答案、实验实践教学等各种资源。学生可通过浏览网站学习更多的知识，这对课堂教育来说是一个非常有益的补充，并有助于实现教与学的互动。

二、教学内容优化

“工程流体力学”是理解能源动力系统工质流动与流量、能量分配的基础。“工程热力学”是研究如何充分和有效利用能量的学科，其基本内容是热力学基本定律和工质热物性、热过程的研究，是理解能源动力系统中能量转换基本规律和提高系统能源利用效率的理论基础。“传热学”研究热量传递的基本规律，是理解和控制能源动力系统热量传递过程的理论基础。“热工学”集成了“工程热力学”、“传热学”的基本理论和核心内容，为能源动力类安全工程专业等提供必要和少量学时的热工理论基础教育，也是其他非能源动力类专业节能技术及应用的理论基础课程。“热工测量技术”和“流体热工基础实验”课程则是关于“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”的实验理论的技术基础课程，旨在揭示相关课程的实验研究目标、原理、方法以及应用。

1.热工系列课程间内容关联性分析

（1）“工程流体力学”与“工程热力学”在教学内容的关联性之处主要体现以下两个方面：“工程流体力学”中的一维无粘性重力流体流动能量方程（伯努利方程）与“工程热力学”中的热力学第一定律稳态稳流能量方程式具有相同的理论基础，后者是普遍适用的能量方程式，而后者是前者在一维无粘性重力流体条件下的特例和不同的表达方式；“工程流体力学”中的可压缩流体流动基础与“工程热力学”中的气体和蒸汽的流动研究对象及理论基础完全相同，只不过研究的侧重点不同，前者强调流动特性，后者注重能量传递与转换过程。

（2）“工程流体力学”与“传热学”课程在教学内容方面具有紧密的关联性和延续性，主要体现在“工程流体力学”中粘性流动方面与“传热学”中对流换热方面的相关内容，具体为：

1）研究对象均为传递现象，“工程流体力学”研究的是动量的传递，而“传热学”研究的则是热量的传递，其规律及分析方法具有类比性。首先，传递驱动力分别为速度差和温度差；其次，传递方式均为分子扩散和对流扩散，其中对于分子扩散基本规律两者具有类似的形式，即牛顿摩擦定律及傅里叶定律，也均有描述传递能力的物性参数，即运动粘度（m2/s）和热扩散系数（m2/s），而且流动边界层与热（温度）边界层具有相似的定义和相同的边界层结构；最后，描述传递现象的控制方程，即动量微分方程式（N-S方程）和能量微分方程，也具有相似的形式。这也是“传热学”中动热类比分析方法（类比律，即将阻力实验结果直接用于表面传热系数的计算）的理论基础。

2）如果粘性流体流经壁面且具有与壁面不同的温度时，就会同时发生动量传递和热量传递现象。此时“工程流体力学”与“传热学”研究的是同一现象的不同方面的特性，即阻力特性和传热特性。一般阻力特性是传热特性研究的基础，某些特殊情况（流动及对流换热具有耦合特征）下两者相互影响，如流体外掠平板的层流与紊流流动及对流换热、圆管内层流与紊流流动及对流换热、外掠圆柱的层流与紊流流动及对流换热、各类自由流动及对流换热等等。显然在此类教学内容中，“工程流体力学”是“传热学”的基础。

3）具有相同的分析、计算方法。正是由于动量方程和能量方程具有相似的形式，理论分析法（包括微分方程组求解及积分方程组求解）、模化实验方法（相似原理）、数值计算方法均可应用于阻力特性和传热特性的研究，甚至同一数值计算商业软件（如FLUENT、ANSYS、PHINICS等）可同时分析求解同一现象的阻力特性和传热特性。因此在研究方法上，“工程流体力学”与“传热学”是并行的或者说是相同的。

（3）“工程热力学”与“传热学”课程在教学内容具有关联性之处主要体现以下两个方面：“工程热力学”中有关热量传递只是讨论热力过程中热量传递的量，而“传热学”研究的是热量传递的机理、方式、影响因素、计算方法。在“热力学”中热量的单位是q（J/kg），而“传热学”中热量（热流密度）单位是q（W/m2），可见后者强调的是热量传递的速率及能力，而后者以前者的理论（即热力学第一定律—能量守恒规律）为基础；“工程热力学”中有关湿空气焓及含湿量变化规律与“传热学”中的热质交换有着内在联系。如电厂冷却塔中，“工程热力学”讨论了其工作原理及状态参数的变化，而“传热学”则讨论了其热湿交换的具体方式和传递速率。

2.热工系列课程教学内容体系优化原则

依据培养方案，流体热工系列课程时间安排顺序是“工程流体力学”—“工程热力学”—“传热学”（或“热工学”）—“热工测量技术”，“流体热工基础实验”课程与上述课程并行安排。因此，热工系列课程教学内容体系优化按照以下原则进行：

（1）安排在前的课程。教师除完成本课程教学内容外，须根据上述各课程之间知识点的关联性，有意识地为后续课程涉及的内容打下牢固的理论基础。“工程流体力学”课程的教师需要向“工程热力学”、“传热学”课程任课教师了解相关的内容，如一元绝热稳定流动的能量转换规律、相似原理等等，在“工程流体力学”的教学中兼顾这些内容的教学需求。

（2）安排在后的课程。教师依据上述各课程之间知识点的关联性分析，在相关内容的教学过程中，须了解前面课程任课教师的授课内容和方法，精选授课内容，避免不必要的重复，使该课程与前面课程有机衔接，且注意采取比较教学法，让学生更容易掌握课堂知识。

（3）“热工测量技术”和“流体热工基础实验”课程。课程任课教师应了解和引用其他理论课程相关教学内容，使实验教学与理论教学内容有机结合。如温度测量，教师除加强温度测量原理、仪表、标定及使用方法教学外，对于高速气流温度测量，需引用“工程热力学”中气流一维绝热流动能量方程以及滞止温度和气流温度的关系等相关理论知识，说明气流速度对温度测量误差的影响；而对于高温气流温度测量，需引用“传热学”的辐射换热相关理论，说明辐射对测温误差的影响以及消除误差的措施；而对于铠装热电偶或在加温度计套管情况下，还需引用“传热学”的通过肋壁导热的相关理论，说明套管的存在对温度测量误差的影响以及消除误差的措施。

三、结束语

经过一定时间的教学体验和学生的反馈表明，该教学模式使教学效果得到很大提高。笔者认为在以后的教学当中，要把这种模式继续深化并推广到其他课程的教学当中，热工系列课程的教学改革也必然会取得成功。

参考文献：

[1]宋文武，符杰，李庆刚，等.关于构建“热能与动力工程”大专业多方向课程体系的思考——基于培养复合型应用人才的视角[J].高等教育研究，2011，28（4）：44-48.

[2]战洪仁，张建伟，李雅侠，等.热能与动力工程专业人才培养模式及课程体系探讨[J].化工高等教育，2008，99（1）：19-21.

[3]Matt Donovan，Melissa Carter.Blended Learning：What Really Works[J].CLASTD，2004，（2）.

热能与动力工程论文篇（2）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0133-02

创新能力由多种能力构成，主要包括学习能力、分析能力、综合能力、想象能力、创造能力、解决问题的能力与实践能力等多种能力。创新能力的培养是一项系统工程，贯穿人才培养的全过程，渗透教学过程的各个方面。在当前的教学活动中，一般将课程设计、实验和毕业设计（论文）等环节，作为创新能力培养的主要途径。但对于工程热力学之类的基础课，如何在专业课程的教学中实现对学生创新能力的培养成为专业课教师深入思考的问题。笔者结合自己多年来的教学实践，对工程热力学教学活动中学生创新能力的培养进行了如下一些探讨。

一、采用激励启发方式组织课堂教学

工程热力学课程的特点是理论性强、概念抽象，教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下，学生在学习过程中普遍感觉较为困难，甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容，是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中，我们发现在课堂教学中，除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程，更需要激发学生学习热力学的兴趣，在引入一些工程实例的基础上，激励学生去思考，及时地与学生就教学内容进行讨论，促进学生对知识点的掌握和领悟。

与常规教学方法相比，课堂教学不再是文字、公式的罗列，PPT动画的简单演示，而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上，使学生在学习课程内容的同时，熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等，形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握，而不是零散地去背诵记忆一些片段。通过这种激励启发式的教学，使学生做到理论和实际工程案例的结合，从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中，并且达到灵活应用的目的。

激励启发式教学，需要教师在课堂教学前充分准备，精心设计课堂教学内容的每个环节，围绕章节内容中的重点知识内容，设计问题及启发实例，并完成课堂互动讨论的教学组织，在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心，使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。

二、改进课堂教学PPT，增加工程实例

工程热力学作为一门专业基础课，与工程实际密切相关。在教学过程中，需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示，并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识，迫切需要在传统课件中加入工程实例，利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用，使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习，使课堂教学内容图文并茂，声像结合，使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例，我们选取了真空做功、制冷循环，内燃机等工程机械作为实例，进行详细分析和讲授。

工程案例的引入，将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中，用所学知识来解释工程问题，在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题，从而实现“从理论中来，到实践中去”，实现对创新型人才的培养。

三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中

在创新型人才培养中，需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施，有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才，促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式，倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革，充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识，同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。

结合大学生创新项目，结合建筑环境与能源应用工程的专业特点，在指导学生大创项目时，将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中，使学生明白能源利用的守恒性，以及如何提高热力循环的效率，减少不可逆损失，这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中，深化了对热力学知识的认识，同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时，鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等，通过这些竞赛活动进一步提升自己的新能力。

四、改进课后作业完成形式，增加分析报告

工程热力学课程是一门实践性很强的课程，其中很多理论已用于工业过程。因此，在课后作业中，需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进，增加一些实际工业循环的实例，让学生通过分析其所应用的原理，提交分析报告，并指出该工业过程效率提高的方式和途径，以这样的方式来激发学生学习的兴趣，提高学生理论联系实际的能力。同时，精选一些课后习题，通过详解的方式，激发学生的创新意识和解决问题的能力，进一步促进创新型人才的培养。

创新是实现社会持续不断向前发展的原动力，也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才，保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂，更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。本文从工程热力学教学与工程实例结合，与科研活动结合，改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面，探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践，希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。

参考文献：

[1]岳丹婷，吕欣荣，李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002，（4）：86-88.

热能与动力工程论文篇（3）

项目名称：黑龙江省高等教育综合改革试点专项项目（GJZ201301036）

《热能利用与节能》课程是热力学的基础课程，将热能热力和节能技术衔接起来，认为节能是一门科学，且热能利用时更应该做到有效利用和热能节约。该课程在实施教学时需要学生掌握必要的热力动力学原理，了解热能和其他形式能量之间的转换，并懂得热工设备的基本构造，能够熟悉热工设备的工作原理、性能指标等等。《热能利用与节能》课程是热力学中的一门基础课程，集理论与实践为一体，相关院校在新形势下开展教学活动时，除了要培养学生对理论知识的掌握之外，还要培养学生的动手实践能力，提高其创新性。下面，笔者就创新型人才培养目标下《热能利用与节能》课程教学的改革进行探讨，并提出几点相应的课程教学改革措施。

一、课程教学内容要突出实践性和应用性

根据新教学大纲的要求，《热能利用与节能》课程在实际教学时，教职人员应该注重对学生动手实践能力的培养，有针对性、实用性的开展教学活动。所以，结合实际教学情况，在遵循教学大纲要求规定的前提下，教职人员有必要组织调研活动，对其他兄弟院校的教学成果和教学方法进行交流分析，并全面掌握好国内《热能利用与节能》课程的学科特点，掌握国内相关院校在该课程上的教学情况，再回过头来建立一套符合本校校情、适应社会发展以及满足专业需求的教学体系，有针对性、实用性和专业性的开展《热能利用与节能工程》课程教学，使教学内容变得更加丰富、与时俱进和贴合实际。

为了实现创新型人才培养目标，在实际教学时，院校和相关教师可以选择将《热能利用与节能》课程的理论知识与实践活动相结合，带领学生走出教室，走进实验室和生活，将课程理论知识应用到实际生活中，突出教学内容的实践性。这一教学方法既可以让学生在实际应用中掌握更加牢靠的课程知识，还能在一定程度上提高学生的学习积极性，激发其学习兴趣。

另外，在教学机制上，院校还需要改变过去原有的教学机制，或者在原来的教学机制上建立一套新的，支持教学、科研相辅相成，互相促进的创新教学机制。具体做法可以有：引进业界内最新的科研成果，或者跟踪该学科的发展动态，掌握最新的教学思想并将其引进，全力争取将教学和科研融为一体，达到提高教学质量，促进学生创新能力发挥的目的。

二、理论和实践的融合教学

《热能利用与节能》课程在开展实际教学时，由于会涉及到各种能量之间的转换与利用，所以课程中关于能量的计算公式很多，推导工序也极为繁琐，这些复杂且抽象的内容可能会让学生产生畏惧，进而厌学。面对这样的难题，教师教学时就应该根据该专业课程的特点，按照创新型人才培养目标的基本要求，采取以人为本、以学生为主导的个性化教育教学模式来进行创新式教学，注重理论、能力和学生综合素质的培养。

实际教学过程中，教师可以将理论知识掌握定为教学重点，然后引入实践应用教学，将理论知识适当穿插在实践活动中，向学生强调热能利用与节能工程的应用，让学生能够在学习过程中深刻体会到“学有所用”、“学以致用”的重要性。理论和实践结合教学方式可以有效提高学生的学习能力，让其在教学中跟随教师的思路，牢固的掌握住《热能利用与节能》课程的基础理论知识，并且，能在教学中利用学生的好奇心来激发其学习兴趣，培养其创新能力，让学生能够在掌握应用理论的同时，也提升自身思考问题、动手解决问题的能力。

三、突出课程教学的互动性，鼓励学生自主学习

采用“三结合”的教学方式，对教学重点难点内容按照教师讲授、学生针对实际问题思考和课堂讨论的方式组织教学。搜集事实材料，创设学习情景，引导学生思考，让学生大胆质疑，大胆设想，勇于实践探索，激发学习欲望。在课堂教学中从工程实际出发，通过启发式、自学讨论式、问答式、角色换位式等多种既有明确目的又灵活多变的教学方法，避免枯燥的灌输，开启学生思维心智之门，拓展学生的思维空间，以提高学生的创新能力。通过教师的精心备课，耐心细致而富有趣味地讲解，以及情感的投入，感染学生，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。倡导自学，培养学生主动学习的精神和捕捉信息、获取知识、更新知识的能力以及创造性思维能力，使学生懂得基本理论在实践中如何发挥作用，怎样去指导实践，加强对学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练，提高学生独立分析和解决实际问题的能力。

另外，要加强学生和老师之间的互动，不仅仅只是课堂互动，还包括课后的沟通和交流。可以通过网络搭建交互讨论平台，促进老师与学生、学生与学生之间的交互和协作交流，学生通过网络可以即时提出自己的问题，教师通过网络随时进行解答。开设网上虚拟实验，供学生选做。积累各种教学资源，包括参考资料、网上课件、电子教材、习题集、模拟试题、虚拟实验软件、实验指导书等，全部教学资源上网，为学生自主学习提供丰富的文献资料。

四、突出实验教学体系的综合性和创新性

实验教学是培养学生动手能力的重要实践性环节，通过在实验中的实际演示和操作，使学生能对抽象的理论知识有直观的了解和认识，将理论和实际联系起来，进一步深刻理解本课程的基本内容，增强学生对热工设备的感性认识，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。加强实践教学环节，注重培养学生的创新思维和动手能力，为培养高素质创新型人才提供平台。根据专业特点，确定与专业实践紧密结合的实验项目，培养学生的专业兴趣和分析解决实际问题的能力。

五、结束语

本文通过对基于创新型人才培养目标下《热能利用与节能》课程教学改革的方法作了分析，提出在新形势下，《热能利用与节能》课程教学应该注重培养学生的创新能力，提高其综合素质，切实实现创新型人才培养目标。

参考文献

热能与动力工程论文篇（4）

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0113-02

核反应堆热工本科专业是核工程与核技术的核心专业课之一。核反应堆热工是一门工程性较强的课程，它着重讲述了反应堆热工的基础理论和一些分析、计算方法，是核能科学与工程专业方向的一门专业主干课程。核反应堆热工课程实际上是一门较难的课程，因为它要求的课程基础较多，课程内容较为复杂抽象，能实践的内容较少。因此，各大开设核专业的高校对这么课程的教学都十分重视，如何能较好的开展核反应堆热工课程的教学已经成为高校教育中的一个难题。该文结合核反应堆热工课程的教学实践，通过教学内容的编排、教学模式的改善开展了一些教学的创新探索，收获了一定的效果。

1 核反应堆热工课程概况

核反应堆热工课程是核工程专业的必修课，其的性质和任务是分析燃料元件内的温度分布、冷却剂的流动和传热特性以及预测在各种运行工况下反应堆的热力参数，以及在各种瞬态和事故工况，压力、温度、流量等热力参数随时间变化的过程。要求学生前修课程包括反应堆物理分析、核反应堆工程原理、流体力学、传热学、高等数学、数值分析等。核反应堆热工课程的主要教学内容包括堆的热源及其分布、堆的传热过程、堆内流体的流动过程及水力分析、堆芯稳态热工分析及堆芯瞬态热工分析，此外还要求学生对传热学方面的知识非常了解。该课程40个学时，占2.5个学分，一般上课人数为40～50人。开设该课程的目的在于培养学生能够掌握反应堆领域热工水力学的基本分析方法，运用先修课程流体力学、传热学、工程热力学和反应堆物理中学到的基本概念、基本公式和基本结论，以压水堆堆芯为主要分析对象，达到既了解反应堆稳态工况下的工作情况以及在瞬态工况下的变化特点，又能训练和培养独立分析问题的技能和能力。通过该课程的学习为学生在毕业后从事核反应堆安全分析和设计运行等工作打下坚实的理论基础并提供有益的工程借鉴。

核反应堆热工课程的主要特点有以下几方面。

（1）课程基础多。热工课程不仅要求学生对核反应堆无力分析的知识非常了解，还需要掌握核反应堆工程的专业知识，在具体的知识点学习中，还需要了解传热学的知识。在进行具体的热工设计中，还需要流体力学方面的知识，进行计算时，高等数学、线性代数及数值分析等基础理论的知识也不少。因此，要求如此多的课程基础，少了任何一门都会使学生觉得此课程非常的有难度。

（2）课程内容抽象。从以上的介绍可以看出，课程中的许多内容涉及到很多基本概念和公式，在一一进行推导的时候十分的枯燥，难以引起学生的兴趣。而且，课程的内容一环套一环，如果刚开始的课程学生没有认真的学习，出现脱节现象，到后面的章节，学生学习起来难度将非常大。这也就导致学生在后面的学习失去了学习的热情和信心。

（3）实践的环节少。因为课程内容涉及到热工水力和反应堆，但无论是流体力学还是反应堆，学校都不具备进行实验的条件，这也就给本来枯燥、难度较大的教学内容带来了更打的困难。

针对以上核反应堆热工课程的特点，在教学过程中，我们采取了一些创新的教学探索，以期实现提高学生学习兴趣，改善教学效果的目的。

2 教学创新探索

针对核反应堆热工课程的特点，在教学过程中，通过以下几个方面展开了教学创新探索。

2.1 抓好绪论课的教学

绪论课是教学的起点，有非常确定的目标，具有非常强的导向性。教师只有对课程的理解、掌握和控制到达了一定程度，才能在绪论课上将学生对教材的学习起到引领、提示和导向等作用，可以启发学生对课程的兴趣。通过绪论课使学生对这门课程的整体框架建立一个初步感观，了解学习内容、明确学习方向、掌握学习方法、认识课程的前沿动态，进一步解决“为何学、学什么”和“如何学”三个问题，从而充分调动他们日后学习该课程的积极性。尽管每门课程的内容都不尽相同，但绪论课的主要的模式大致相同。绪论课的授课方式主要有以下几个特点：从整体上介绍本课程、绪论课的内容求全不求精以及绪论课授课形式以老师讲授为主。

俗话说得好：“良好的开端是成功的一半”。结合多年的教学经验深刻体会到绪论课的重要性，可以说上好了绪论课，这个学期的教学就成功了一半。由于绪论课在整个课程内容中的特殊性，采取以上教学形式可以对学生进行有效引导，使学生快速地明白本课程的主旨和篇章结构，熟悉教材的知识系统，发挥主动学习课程的积极性，初步了解本课程的一般理论和研究方法[1-2]。但对于课程内容较为复杂、抽象和枯燥的课程，采取这种方式来组织绪论课的教学，未必能取得较好的效果。核反应堆热工这门课程主要涉及到传热学、热工水力、核反应堆物理分析等相关内容，各种物理原理、化学方法完全靠语言上的讲解十分的枯燥，完全采用老师讲授的方式，学生听起来费劲，效果也很差。因此，有必要重新考虑核反应堆热工绪论课的组织形式。通过认真的调研，本课程从重新编排绪论课的教学内容和调整绪论课的教学模式等方面对绪论课的教学进行了创新探索。

由于核反应堆热工课程的内容十分的庞杂，要想在短短的2个学时内，将这些内容面面俱到的一一介绍，有一定的难度，也没有必要。因此在本课程的编排上，必须对本课程的教学内容进行精简，重新编排教学内容的原则是以点带面。由于学生在前面的课程里已经上过一些专业课，对核反应堆物理分析的基础知识有了一定的了解，因此这部分的内容可以有一定的删减，既能对知识进行回顾，又要能引起学生们的兴趣，这是对这部分内容的编排要求。对于后面具体的课程专业知识介绍，则挑重点介绍，而不是一一涉及。这样重新编排绪论课的教学内容既继承了传统绪论课授课方式的优点，又在这个基础上有新的突破。学生们听起来既不会为庞杂而系统的知识感到厌倦，同时有兴趣的知识点的深入探讨又会引起他们足够的兴趣。虽然重新编排了教学内容，还是不能从根本上解决绪论课冗长的难题。因此，本课程也借鉴了研究型教学的模式。研究型教学是指在教学环节与过程中，有效促进教师主导地位与学生主体地位的双向互动、并有机融合课程大纲与内容、研究选题与实践、学生个性兴趣与专业发展的多维统一从而教学相长的新型教学方式与课改实践[3-4]。

2.2 使用好多媒体课件

多媒体课件是将文字、图形、声音、动画、影像等多种媒体融为一体，将其于教学中，可以节省教师板书、画图等大量的时间，在相同的时间单元，可以给学生提供更多更大的信息量，拓展了学生的视野和思维，是传统的“黑板+粉笔+教材”教学方法无法比拟的，而且显示出了巨大的优势。多媒体课件辅助教学在推动教育教学现代化、提高课堂教学效果等方面所起的积极作用是无可厚非[5]。在核反应对热工课程中，使用多媒体课件尤其是视频资料是非常适合的。因为在反应堆热工课程中，许多热工水力的原理及实验是暂时没有条件在现场或是实验室展示的，因此通过视频的方式来展现就变得尤为重要了，例如核电站核岛内一回路管道、二回路管道内流体流动以及温度分布等特点，通过讲述的方式难以理解，而如果引入视频的方式来展现就会变得特别直观，易于学生理解。但多媒体课件的使用也存在一些问题，例如课程中视频的时间不能过长，否则学生只看视频的话，虽然印象深刻，但对于原理性的内容的理解反而不容易。

2.3 做好课程设计

核反应堆热工课程内容非常多，需要检验学生对重点知识点的掌握和理解，以及是否有能力对这些知识加以综合运用，解决核反应堆热工中的问题。课程设计是一个非常好的选择，通过课程设计，可以使学生对课程的内容的理解更为深刻，同时也锻炼了他们的动手能力。例如，课程设计要求学生针对某压水堆燃料组件热工水力稳态特性进行分析计算，通过独立编程计算锻炼学生综合应用课本理论知识的能力和计算机编程能力，为学生毕业后从事核反应堆程序开发工作打下基础。例如，基于课程设计指导书内容，利用单通道模型思想对压水堆燃料组件的热工水力特性进行稳态分析计算，要求独立编程计算，给出计算结果图，并撰写课程设计总结报告。例如基于课程设计指导书内容，利用单通道模型思想对压水堆燃料组件的热工水力特性进行稳态分析计算，要求独立编程计算，给出计算结果图，并撰写课程设计总结报告。这些都是可以进行的课程设计内容。

3 教学实践

基于以上的讨论，我们展开了对核反应堆热工课程的教学实践。在教学实践的过程中，认真做好绪论课的教学工作。根据学生们反馈，明显能感觉到学生们对绪论课上教学内容的兴趣得到了明显的提高。在教学实践过程中，做好多媒体课件的使用工作。很多同学在观看多媒体课件时，尤其是播放核电站管道系统内流体流动的视频时，很多同学都非常仔细的观看。视频观看完毕后，有些同学立刻提出了自己的疑问，希望了解核电站内流体流动的具体情况。可见，在教师的引导下，学生们会自然而然的对核反应堆热工课程的内容产生了具体的兴趣。可见，多媒体课件特别是相关视频的播放，也对提高学生们的学习兴趣发挥巨大的作用。课程设计过程中，学生们展现的主观能动性给任课老师也留下了非常深刻的印象，他们不仅学习热情高，而且在课设过程中往往能有很多意想不到的创新性工作，使得这些课程设计在课程教学过程中发挥了巨大的作用。

4 结语

核反应堆热工课程具有一定的难度。该文结合了核反应堆热工课程的教学实践，讨论了在核反应堆热工课程中可以采取的创新教学模式。通过抓好绪论课的教学，多媒体课件的使用以及课程设计等手段，提高核反应堆热工课程的教学质量。实践结果表明，这些手段都能在核反应堆热工课程的教学过程中，发挥正面的作用，起到了良好的效果。

参考文献

[1] 仝卫卫，王彩虹.《高等数学》绪论课教学方法浅谈[J].中国西部科技，2015，14（1）：97-98.

[2] 杨燕霞.教师课堂的“首场秀”――浅谈关于“质量检验”绪论课的重要性[J].教育艺术，2015（5）：32.

热能与动力工程论文篇（5）

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0044-02

动力工程及工程热物理学科是与能源转换和利用紧密相关的一级学科，下设工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷与低温工程、化工过程机械6个二级学科。是国民生产生活和科学、文化活动的动力之源，也是社会日常生活的必要保证。能源动力科学与材料科学、信息科学一起，构成了现代社会发展的三大基本要素。

动力工程及工程热物理的理论与技术应用于交通、工业、农业、国防等领域，与此相适应，如何培养21世纪社会需要的能源动力类及相关专业人才，是每个大学相关专业以及每位从事该专业教育的工作者亟需解决的重要问题，尤其是代表本专业高水平人才培养的博士研究生的培养更是重中之重。

全国优秀博士学位论文是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》，提高研究生培养质量，鼓励创新，促进高层次创新人才脱颖而出的重要措施。因此，衡量博士研究生培养质量的指标之一就是全国优秀博士学位论文。下面以1999年至2013年动力工程及工程热物理全国优秀博士学位论文为基本素材，[1]分析讨论本学科的研究生培养的发展现状及趋势。

一、授予单位比重分析

从1999年到2013年，共有28篇动力工程及工程热物理学科的博士论文入选全国优秀博士学位论文，他们来自西安交通大学、浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学、江苏大学和海军工程大学等8所高校，各高校所占百分比如图1所示。

从图1中可以看到，占比由高到低依次是：西安交通大学29%，浙江大学25%，清华大学、哈尔滨工业大学和东南大学各占11%，上海交通大学7%，江苏大学和海军工程大学各占3%。除江苏大学和海军工程大学之外的其余6所高校都被列为国家“985”和“211工程”高校，占75%。据此可以看出“985”和“211工程”高校具有很强的竞争力。

西安交通大学、浙江大学、清华大学、上海交通大学和哈尔滨工业大学的动力工程及工程热物理都是一级学科国家重点学科，东南大学的热能工程和江苏大学的流体机械及工程是二级学科国家重点学科。依托“985”工程建设及国家重点学科优势，上述学校及学科几乎囊括了所有入选动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文。由此可见，“985”工程建设及国家重点学科建设对提高博士生培养质量，促进高层次创新人才脱颖而出方面的重大意义和作用。

此外，北京是国家政治经济文化中心，上海、江苏和浙江是经济发达地区，汇聚了大量的相关人才。优秀生源充足，这一优势也是对提高研究生培养质量方面起到促进作用。

二、学科比重分析

表1 工学及动力工程及工程热物理占比

全国优秀博士论文在学科门类分布上主要集中在工学、理学、医学三个门类，其中工学包含动力工程及工程热物理在内的21个学科类，共79个专业。历年工学入选全国优秀博士论文的具体数据如表1所示，平均每年入选论文占入选总数的37.9%，同时，全国优秀博士学位论文获奖总数在所有大学科中排名第一。

图2是本一级学科优秀博士论文在所有学科优秀博士论文中所占比重的柱状图。从图2中可以看到，1999～2001年动力工程及工程热物理占比出现较大下降，2001～2003年占比又逐年上升，2004年到2006年占比回落到1%左右，2007年到2009年期间波动比较大，2009～2012年则稳定在2%附近，2013年占比达到3%。

参考本学科优秀博士论文在工学学科中所占比重及工学在全部学科中占比的柱状图（图3）。可以看出，工学占比虽然略有波动，但大体而言比较平稳，维持在38%左右，本学科在工学中的占比在3.8%左右波动。

通过分析可以发现西安交通大学和浙江大学对本学科全国优秀博士学位论文的占比影响较大，本学科在工学中占比较高的1999年、2003年、2007年及2013年上述两高校均有入选论文，而本学科在工学中占比较低的2001年、2002年和2008年则上述两高校均没有入选论文。

由此可以看出，相对而言，两校是本学科研究生培养质量和水平的领头羊，在学科内具有重要的地位和影响力。

三、论文影响因子分析

影响因子是测度期刊有用性和显示度的指标之一，同时也是测度期刊的学术水平，乃至论文质量的重要指标之一，所以对于论文影响因子的分析就显得非常必要。

图4是动力工程及工程热物理学科全国优秀博士学位论文获得者在攻博期间发表的论文（注：这里只统计优博获得者作为第一作者的论文）的影响因子的分布图。

从图中可以看到，本学科高影响因子的论文数量偏少，在统计分析的105篇论文中，影响因子超过3.5的有8篇，占总数的7.62%；影响因子在3.0～3.5之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在2.5～3.0之间的论文5篇，占总篇数的4.76%；影响因子在2.0～2.5之间的论文有30篇，占总篇数的28.57%；影响因子在1.5～2.0之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在1.0～1.5之间的论文3篇，占总篇数的2.86%；而影响因子低于1.0的论文数量为45，占总篇数的42.86%，占比还是比较大的。

本学科的高影响因子论文偏少与本学科领域的研究特点有关，由于本学科是传统的工科学科，研究的新兴热点相对理学学科不会太多。因此与大多数工学学科一样，整体学术刊物的影响因子不会太高。因此，大多数全国优秀博士论文的研究发表在影响因子低于1.0的学术刊物上。同时，由于全国优秀博士学位论文评审强调创新性，这可以通过在高水平高影响引因子的学术刊物上有若干代表性的工作发表来体现，这样的代表性论文不会太多。因此，本学科优秀博士论文在影响因子3以上的学术刊物上发表的论文并不多。

四、二级学科及作者性别分析

1999年至2013年，获全国优秀博士学位论文的动力工程及工程热物理学科的28位作者中，有14人在博士期间攻读工程热物理，占到优博论文作者的一半；攻读热能工程的有6人，占比为21%；4人攻读制冷及低温工程，占比是14%；2人攻读流体机械及工程，占比7%；能源环境工程和动力机械及工程的各一人，分别占比4%。各专业所占比例如图5所示。

同时在这28人中，男性人数25，占总人数的89%。女性人数3人，仅占总人数的11%，男女比例差距较大。

由此可以发现，若假设所有优秀博士论文作者具有相当的智力水平和勤奋程度，其导师的指导水平也相当，则可说明工程热物理二级学科最有可能产生创新性的研究。或者说，该二级学科由于涉及学科的基础理论问题较多，研究偏基础，产生创新性突破的可能性相对其他二级学科较大。此外，男性优秀博士作者数远较女性作者大，则说明了本学科男性在开展创新性研究工作中的普遍表现高于女性。

五、指导教师分析

本学科28篇动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文是在22位博士生导师的指导下完成的。这22位指导教师中，有17人指导出1 篇全国优秀博士学位论文，4人指导出2篇全国优秀博士学位论文，1人指导出3篇全国优秀博士学位论文。

表2是历年指导教师的平均年龄。这22位导师指导的博士学位论文第一次被评为全国优秀博士学位论文时的平均年龄是57.5岁。50～59岁和60～69岁这两个年龄段的人数最多，分别是5人和10人，其次是40～49岁的有3人，70～79岁的有2人，40岁以下的有1人。

由此可见，从全国优秀博士指导教师所指导优秀博士数可以看出其在本学科领域内的学术水平和指导研究生的能力；同时，大多数年份的指导教师平均年龄在60～66岁，可以看出一般这个年龄段的研究学者其学术水平和造诣容易达到最高点。

六、总结

本文通过对本学科入选全国优秀博士学位论文相关情况进行分析，获得了本学科高层次研究生培养方面的整体情况。如本学科高水平研究生培养情况及分布，“985”工程及国家重点学科建设对提高研究生培养方面的贡献，本学科在工学及其他学科中的相对水平，本学科的高水平论文影响因子分布，二级学科的特点以及研究生导师的年龄分布等相关情况。使读者能够通过本文了解本学科高水平博士研究生培养的基本现状，为相关人员制订合理学科发展规划，提高研究生培养质量方面提供有益启示。

热能与动力工程论文篇（6）

【基金项目】本文系2013年哈尔滨工程大学教学改革项目“基于创新型人才培养的《燃料与燃烧》教学模式改革研究与实践”（JG2013YB09）的研究成果。

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）18-0057-02

现代社会能源主要来源于化石燃料的燃烧，能源短缺已成为世界各国面临的迫切问题，寻求新型燃料以及研发高效低污染燃烧装置已成为各国面临的重大任务。 “燃料与燃烧”是一门研究化石燃料及其燃烧规律的传统学科，同时又是一门反映最新燃料及燃烧技术，并与之保持同步的新学科。

作为高等院校热能与动力专业方向的重要专业基础课，“燃料与燃烧”以“高等数学”、“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等传统基础课程的知识为基础，由于涉及学科多，应用知识繁复，与其他基础课程相比，具有课程理论难度大、跨度大、知识点多且零散和对数学要求高等特点[1，2]。为此，针对我校热能与动力工程专业人才培养特点和要求，结合多年教学实践经验，对“燃料与燃烧”课程教学内容的制订及教学手段的选择提出自己的建议。

一、课程内容及特点

1.课程内容

“燃料与燃烧”包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃料的着火理论、火焰的传播与稳定理论、预混燃烧理论和扩散燃烧理论等基础理论，液体燃料、固体燃料的燃烧过程及其经典的模型等教学模块；课程主要包含：（1）燃料、（2）燃烧过程的物质平衡与热平衡、（3）化学反应动力学、（4）燃烧系统守恒方程、（5）着火和燃烧界限、（6）预混气的燃烧、（7）层流预混火焰、（8）层流扩散燃烧、（9）气体湍流燃烧、（10）液体燃料的扩散燃烧、（11）固体燃料的燃烧、（12）燃烧污染与防治、（13）船舶动力装置的燃烧等教学内容。

2.课程特点

实际燃烧过程涉及质量、动量和能量的交换和变换，涉及燃料和氧化剂之间的化学反应，具体过程十分复杂。“燃料与燃烧”课程知识点多、理论性强、学科交叉性强。因此，一方面，该课程的学习要求学生很好地掌握前期“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等专业基础课程的内容；另一方面，该课程的学习又可以促进了学生对上述课程知识点的理解。

“燃料与燃烧”课程理论性强、知识涉及面广，是一门典型的理论和实验相结合的学科。由于燃烧过程的复杂性，截至目前，燃烧科学的研究仍然以实验研究为主。先进诊断技术的不断出现使得燃烧实验获取的数据更加可靠、准确[3]。20世纪以来，着火模型、火焰传播理论、反应流体力学和计算流体力学等的建立使燃烧理论有了长足的发展。并且，随着大型计算机的出现，使得采用数值模拟方法研究燃烧过程已经成为发展趋势[4]，这些都有力地促进了燃烧技术的发展。但这些理论模型对于本科生而言很难理解。这就要求授课老师探索适合本科生知识结构及认知水平的教学内容和教学手段。

二、教学方法

1.教材的选择

“燃料与燃烧”这门课程知识点多、理论性强、概念抽象，如何上好这门课，选择适合的教材是非常重要的环节。好的教材有利于制订合理的教学内容和教学计划，可以有效促进教师的教学和学生的学习。目前市面上发行的教材主要有国外教材的国内翻译版和国内教材两类，比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及国内顾恒祥编著的《燃料与燃烧》教材和严传俊的《燃烧学》等，这两类教材各有特点。合适的教材应该能够与学生的知识结构及认知能力相适应，与该课程的教学目标相适应[5]。

针对本课程的特点，教材的内容要全要新，应能够较好地反映当前燃烧理论发展水平及技术发展现状。教材内容应当包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃烧物理基础、预混燃烧及扩散燃烧、液体及固体燃料的燃烧等。由于是面向本科生的教材，应当内容简单易懂、表述深入浅出、实例丰富直观、结构逻辑清晰，能有效衔接理论分析与工程实例，这样才能提高学生学习兴趣。目前国内出版的《燃料与燃烧》教材要么理论性太强，要么涵盖内容不全面，要么内容深度不够，总之都存在这样或那样的问题。为此，根据我校本科热能与动力工程专业方向学生培养的目标和特点，我校“燃料与燃烧”课程组的老师编写了适合我校学生使用的《燃料与燃烧》教材，该教材系统地阐述了燃烧的基本原理和理论；详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法，详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学，着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧；最后，为及时反映燃烧技术的最新研究进展，增添了新型船舶动力装置所采用的燃烧技术[6]。在教材的编撰过程中，大量引用了我校教师及研究生们的研究成果。教材针对性强、内容新颖，强调了“燃料与燃烧”课程的理论性和工程应用性，培养了学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。

2.教学内容设计

“燃料与燃烧”课程教学内容应该具有目标性、实效性、科学性、启发性，为此在其教学内容的设计过程中，应该注意以下几点：

①内容要重点突出。“燃料与燃烧”课程内容包括化学热力学、反应动力学基础、着火理论、火焰传播与稳定理论、液体燃料及固体燃料的燃烧等部分，但在各部分内容的讲解上要有重点。课程中化学热力学和化学动力学基础是整个课程的理论基础，讲解内容包括化学平衡、热化学、化学反应速率、质量作用定律、反应级数、活化分子碰撞理论及链锁反应理论等。其中，化学反应速率、质量作用定律、阿累尼乌斯公式和链锁反应理论可作重点讲解。关于着火理论，授课重点放在闭口系统着火理论模型的建立和结果分析上，并分析燃烧放热量和散热量随温度的变化曲线，确定着火温度与初始温度、物理化学因素和散热强度的关系。对于火焰传播与稳定理论，授课的重点在火焰传播概念、气体的动力燃烧与扩散燃烧及火焰稳定的基本原理与方法的讲解。对于预混燃烧，授课的重点在瑞利公式、郎肯-雨果尼奥公式的推导，以及爆震波、缓燃波的性质，并分析层流火焰的传播速度。对于扩散燃烧和液体燃料的燃烧，重点在伯克-舒曼理论、燃料射流的唯象分析、液体燃料的雾化、蒸发模型及液滴的质量燃烧速率。对于固体燃料的燃烧，碳的燃烧化学反应及碳粒的燃烧速度可作为授课重点。

②理论与实践相结合。“燃料与燃烧”是一门理论性及实践性都很强的学科。课程涉及的相关理论模型比较抽象，不易掌握。因此，该课程的教学内容必须与工程或生活实践紧密结合。在课程教学内容设计过程中必须将理论与具体工程案例或燃烧相关生活案例相结合，以具体案例作为切入点，将复杂抽象的理论概念穿插到生动、具体的案例中进行讲解。对于热能与动力专业的本科生，笔者结合船舶柴油机，利用燃烧学理论讲解燃烧室结构设计、燃油燃烧过程、过量空气系数、着火等这些具体设计方案背后的理论依据，从而强化对燃烧理论的理解；结合汽油机和柴油机，讲解点燃和压燃，讲解不同燃烧方式对汽油机和柴油机的影响，讲解烃类燃料着火点和自燃点的区别；结合家用燃气灶台，讲解燃料的扩散燃烧。通过以上措施，使学生课本理论与实践统一。

3.教学方法设计

①采用启发式教育。在“燃料与燃烧”课程教学过程中从学生的知识结构及认知能力出发，结合具体的教学内容和教学目标，采用提问、讨论和案例分析等多种方式，让学生参与教学过程，激发学生的学习热情，使他们在活跃、开放的教学氛围中理解掌握燃料与燃烧相关的知识点，并逐步掌握应用相关知识点分析解决实际问题的能力和提升团队合作能力。

②多媒体与板书的有机结合。随着计算机技术的发展，多媒体技术已成为课堂教学的重要手段。多媒体教学课件图文并茂、内容丰富、信息量大。就“燃料与燃烧”而言，燃烧过程细节可以被生动地显示出来，危险实验也可被充分地展示出来，使学生能够更加深刻、有效地理解相关燃烧理论和燃烧过程。但是，使用多媒体技术授课，老师讲课速度加快，课程信息量增加，学生课堂紧张度增加，易造成学生的思维跟不上授课速度，影响教学效果。板书比较灵活，便于控制授课节奏，适合于讲解复杂理论模型，教师在授课过程中，可以通过板书引领学生的思维，进行详细的讲解和推导，学生易于理解和融会知识。但是，板书速度慢、效率低。因此，在“燃料与燃烧”课程教学过程中，将多媒体教学与传统板书有机结合，扬长避短，充分发挥各自优势，以达到最佳的教学效果。

③多种考核手段的结合。在教学过程中，采用多样化的考核手段，了解学生对课程知识点的掌握情况，督促学生的学习。平时成绩、课堂提问、课后作业、案例分析、阶段考试和小论文等都可以作为考核手段。但无论采用何种形式的考核手段都应当从激发学生的学习热情、提高学生的学习效果和增加学生对本课程本专业的认识出发。

三、结论

综上所述，“燃料与燃烧”融合了“大学物理”、“工程热力学”、“传热学”、“流体力学”、“气体动力学”和“高等数学”等课程的知识。在教学过程中应点面集合，重点突出，理论联系实际，加强对学生实践能力、团队合作能力和创新能力的培养，不断更新教学内容。同时，作为老师，需要不断学习，及时掌握该课程新的知识点，及时更新教学内容。

参考文献：

[1]邓文义，苏亚欣. “燃烧学”课程建设与探讨[J]. 中国电力教育， 2012（27）：70-71.

[2]苏磊. 燃烧学-教学有感[J]. 中国科教创新导刊，2009（34）：134.

[3]Kuo， Kenneth K. Principles of Combustion

[4]严传俊， 范玮. 燃烧学[M]. 西安： 西北工业大学出版社， 2008.

[5]王保文， 王为术， 高传昌. 电厂热能动力工程专业“燃烧学”教学内容设计[J]. 中国电力教育， 2010， （30）：100-102.

热能与动力工程论文篇（7）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0149-02

国家教育部于2009年决定实施的“卓越工程师教育计划”，是为顺应国际发展趋势，适应国家工业、企业需求，增强我国核心竞争力，建设创新型国家，走新型工业化道路，培养各类型工程师的重要决策。该计划要解决的重点问题是：企业一方面抱怨工科大学毕业生工程实践能力弱化、不适应企业要求等问题；另一方面又不愿意接受大学生实习，不愿意参与工程师培养。该计划旨在高校中培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

传热学课程着重研究热量传递的规律和方法。[1]建筑环境与设备工程专业是土木工程专业下属学科专业，主要包含供热、供燃气、通风与空调工程、建筑给排水工程、建筑电气工程等几个方向，涉及的主要专业课程有暖通空调、制冷技术、流体输配管网系统、锅炉设备、热质交换等。从这些课程所讲授的内容看，传热学知识有着相当重要的地位，因此传热学是建筑环境与设备工程专业毕业生知识结构中的一门非常重要的基础课。随着我国高等教育教学改革的不断深化，在“重基础、宽口径” 的指导方针下，建筑环境与设备工程专业传热学的课时减少到原来的一半。如何在较少课时内培养学生用传热学的规律分析工程问题的能力，面对“卓越工程师”培养的传热学教学方法改革势在必行。[2]

下面结合笔者对建筑环境与设备工程专业学生进行传热学课堂教学的工作实践，谈谈卓越工程师背景下推进“热传学”课程改革的几点体会。

一、传热学课程教学现状及存在的问题

1.教材的内容结构

杨世铭等主编的《传热学》为比较经典的教材，该教材总体上体现了传热学这门应用性很强的基础课程的特点。教材主要包含热传导、热对流和热辐射三方面的内容。其中热传导部分相对简单，通过简化实际物理模型，运用高等数学的知识能够得到一般问题的分析解。而对流换热过程则相对复杂，该部分在实验研究的基础上总结出大量的图表和经验、半经验公式，运用时需区别不同情况带入不同的计算公式。对于此部分的学习学生感觉公式繁多、复杂，需强化记忆，且应用时经常选择错误的经验公式。辐射传热部分由于理论的抽象性以及辐射换热方程次数较高的问题，学生不仅对概念的掌握困难，辐射换热问题的求解亦有比较大的难度。总的来说，到目前为止传热学学科的发展中对于三种传热方式分析方法差别较大，连贯性不强，导致学生对课本知识的理解有些被动。且由于学时的减少，课上主要介绍三种传热方式的基本概念及方法，对综合性问题的分析、训练环节必然相应减少，导致学生分析和解决综合实际问题的能力缺乏。

2.教学方法和手段单一

传热学的教学中，目前多采用多媒体授课。多媒体授课方式相对于以前的板书授课方式虽然大大增强了学生的直观感受，通过图、文、声、像多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣，但也存在许多新的问题。例如：对于重点公式的推导不够细致，通常忽略或者先于学生的反应便给出答案，学生无法真正领会推导过程；课上信息量大，只注重讲课进度，忽视学生接受程度，到头来学生收效甚微；与学生的互动缺乏，因为内容多，上课过程多是教师一人在上边喋喋不休，学生却在下面精神恍惚，特别是难度较大的章节，学生因为理解不了干脆放弃听讲，教师在讲台上唱独角戏，课堂气氛沉闷。

根据传热学课程现状及存在的问题，以下内容分别为笔者从教学内容、教学方法、考核方式等几方面进行的一些思考及尝试。

二、面对“卓越工程师”培养的改革

1.优化教学内容

正如教材中所述，最近几年，世界范围内科学技术的发展对于传热学课程的发展产生了积极的影响，也提出了新的挑战。尽管传热学的基本规律并无变化，但是研究手段的发展和工程应用领域的扩大进一步丰富了传热学的内涵。为了适应我国相关行业的发展，体现本学科的进展，要使学生学到最新的知识，必须不断更新教学内容，把最新的知识引入到教学中。因此在教学内容的选择上，考虑面对卓越工程师培养的目标，笔者适当删减了一些比较繁琐的数学推导内容，如一维无限大平板非稳态导热分析解的推导过程课堂上不再推导，直接给出最后解的表达形式，要求同学了解其物理意义即可；对于传统传热学中相对陈旧的内容也可根据情况做一些删减，例如管内湍流传热的齐德-泰特公式、米海耶夫公式、流体横掠管束的格里森公式等；此外，根据情况可以增加一些有关传热学新技术的内容，如微尺度传热内容、强化单相对流换热的纵向涡方法等，通过这些前言知识的渗透使学生了解目前传热学应用的热点技术，增加学习兴趣。

2.引入工程案例的教学方法

面对“卓越工程师”培养需加强基于工程应用的教学方法。传热学学习的最终目的是解决与传热有关的工程实际问题。教材中分析的主要问题都能够在工程实际中找到原型。对建筑环境与设备工程专业来说，空调系统中最主要的部件是两个换热器：蒸发器和冷凝器。其中分别发生的是制冷工质的沸腾吸热以及凝结放热过程，这两部分换热的理论基础分别来自于传热学课本中沸腾和凝结换热一章。为了增强换热器的传热面积，肋片的应用则增加了同学们对换热器表面不同结构的理解和认识。空调中冷量的载体―制冷剂在管路中的输送过程需要保温，经济保温层厚度的确定也离不开利用传热学知识的计算。此外，空调系统设计初期，计算维护结构的冷、热负荷时，建筑维护结构的热传导环节则多可简化为无限大平壁的稳态导热问题，与课本中重点分析无限大平壁的导热问题相对应，等等。因此，在教学工作中引入与本专业密切相关的典型案例，首先会激发同学的学习兴趣，让同学带着问题去理解、去学习。此外，融入大量实际案例也可以使同学对基础知识的理解更加深入，避免了单纯课本知识的枯燥无味。

3.讲解与讨论相结合的教学方式

提高学生学习效果的重要方法是让学生的学习从被动到主动。多媒体课件作为一种辅助手段，把抽象的事物用生动的语言和画面展现在学生面前，更加形象和具体，但讲解基础理论时，以板书为主的方式效果较好。

摒弃课堂上老师一言堂的局面，在整个学习过程中教师主动设置讨论环节。目前传热学作为建筑环境与设备工程专业研究生考试的专业课之一，许多时候专业课的复试是通过综合案例的分析来考查学生对传热学知识的掌握情况。因此，在本科生教学阶段就加强这方面的练习十分必要。例如在不同学习阶段，教师可以挑选某一综合的传热问题，让学生分成小组，分别通过查阅文献、分析和制订求解方案，最后以报告或论文形式提交不同的解决方案，让学生在课堂上进行汇报和讨论，最终获得大家认为较好的方案。期间避免教师完全控制讨论，教师应注意倾听学生的发言，并进行适当引导，使所有学生都参加讨论过这个过程。这样，让学生对传热学的学习从被动到主动，深切体会运用所学传热学知识解决实际工程问题的过程，增强学习兴趣，并能培养部分学生进行科学研究的能力。

4.CFD教学方法的应用

CFD（Computer Fluid Dynamics）是应用各种离散化的数值计算方法与计算机科学相结合来解决流动与传热问题的重要方法。对于典型情况下的传热问题，传热学课本中能够推导并以公式的形式给出某一特定物体的温度场，但对于几何形状或者边界条件复杂的传热问题，运用CFD技术获得其内部的温度场之后，再对其传热量进行分析，这种方式已经必不可少。因此，结合CFD的教学方法可以更形象、生动地展示特定复杂场景下的传热过程，增强学生学习的兴趣，运用巧妙的模拟方法又可以使学生加强对传热基本规律的理解和掌握。[3]

5.增加实践教学课程

传热学是理论与应用并重的课程，目前传统的授课却往往偏重理论。为提高学生的动手与分析能力，应增加形式多样的实践课程。例如：建立教学和实习示范基地，在学习过程中带学生到这些基地进行参观。例如到散热器或空调厂家，通过让学生参观各种形式的换热器，让学生感受到传热学知识与日常生活和工业生产的重要性；利用假期可以鼓励学生到这些示范基地进行短期实习，丰富实践经验的同时也加强了锻炼。笔者所在的学校就与大金、开利等空调公司建立了合作关系，也为学生的就业提供了很好的出路。此外，可以针对重要知识点开设实验环节，让学生亲自制订实验方案、获得并整理实验数据，最后运用理论方法获得不同条件下的实验规律等等。这样通过锻炼学生的动手能力，增强了工程师素质的培养。

6.考核方式改革

考核既是对教师课堂教学效果的检验，又会促进学生学习的效果。笔者曾经对传热学的考核方式尝试多次改革。目前，期末考试环节分成开卷加闭卷两个部分，其中开卷部分针对综合传热问题进行考核，着重考查学生综合分析问题的能力；而闭卷部分则重点考查学生对基本概念、定性分析方法的理解。此外，课程过程中穿插的小论文完成情况也会在平时成绩中体现。这样避免了单一环节失误导致学生成绩不理想而造成的心理负担，充分给予学生机会，也能够清楚了解到每个学生在不同方面的特长加以针对性培养。

三、结论

面对“卓越工程师”培养的要求，结合建筑环境与设备工程专业特点，本文提出了优化教学内容，引入工程案例的教学方法，讲解与讨论相结合的教学方式，应用CFD教学方法，增加实践教学课程，改革考核方式等传热学教学改革之方法，能够使学生学习从被动到主动，并培养学生在较少课时内用传热规律分析工程问题的能力。

参考文献：

热能与动力工程论文篇（8）

作者简介：衣秋杰（1978-），女，山东栖霞人，山东科技大学机电学院，讲师。（山东 青岛 266590）

基金项目：本文系“2010年山东科技大学教育教学研究‘群星计划’基金项目”（项目编号：qx102035）的研究成果。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）01-0054-02

“传热学”是热能与动力工程专业的专业基础课程之一，也是能源、化工、动力、土木、电子等学科的主要专业课之一。由于自然界和工业生产中到处都有热量传递现象，所以传热学理论在各个领域都有着广泛的应用。传热学是一门经典的传统课程，同时又是一门发展中的应用性极强的基础课程。山东科技大学（以下简称“我校”）自2001年首批招收热能与动力工程专业本科生起，就在专业培养方案中设置了“传热学”课程，自2009年开始在车辆工程专业加设“热工基础”课程（包括“工程热力学”和“传热学”），目前我校开设传热学课程的专业还有建筑环境与设备工程专业、安全工程专业、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程专业。本课程既属于专业基础课程，又是与工程实际结合紧密的应用学科，“传热学”的课程教学质量直接关系到后续专业课程的工程应用及理论研究，在专业人才培养过程中发挥着重要的作用。为了在有限的学时中尽快引导学生入门，笔者在教学实施过程中对教学目标的确定、课程内容选择、课堂教学方法研究、学生情况和成绩考核等方面进行了一系列探索与实践。

一、课程体系和教学内容的改革

“传热学”的主要内容包括热量传递的基本方式，热量传递的基本规律及其应用，传热过程综合分析三大部分。专业不同，课时不同，对本课程的需求是不同的，在保持课程内容体系完整性，服务于专业的原则下，结合专业需要建立内容丰富、层次分明、针对性强的课程体系，丰富和完善与专业相适应的课程体系。在教学实践中根据不同学时数，安排不同的教学内容，制定不同的课程主线。比如，对车辆专业少课时传热学内容，教学重点内容放在热量传递的基本方式和基本规律的应用上，课堂教学围绕着专业需求安排教学内容，其课程主线图安排如图1所示。注重以理论联系实际的方式将相关内容的专业背景、科研信息与应用在课堂教学中体现出来，呈现给学生，使学生能够找到本课程内容与其专业的应用点和结合点，树立和强化学生的工程概念和意识，培养其解决实际问题的能力。

对于多学时的课程教学，教学内容既要结合工程实际，又要和学科前沿相结合，注重学生解决实际问题能力的培养和视野的开阔。教学内容要加强学生工程意识的培养，培养学生解决实际问题的能力。工科院校的教学必须加强对学生工程实践意识的培养和工程设计能力的训练。传热学的数学推导较多，查图查表较多。传统教学观念中，偏重于介绍原理和公式推导，最后套用公式解题。学生虽然会解难题，可是遇到工程实际问题却无从下手。为此课堂教学中从工程应用的角度出发，结合学生的专业特点，举出与专业课程和实践环节密切相关的实例，根据实例建立起数学模型，并确定定解条件（包括边界条件和初始条件），然后利用数学知识求解方程或方程组获得分析解或数值解或得到实验关联式。最后对所获得的解进行分析，用来解释传热现象，指导工程实际。例如，管道保温层的覆设、锅炉炉膛的辐射传热等，通过实例让学生初步树立工程观念。通过增加与工程密切相关的习题来加强学生工程实际意识的培养和工程设计能力的训练。例如，在讲用热电偶测量储气罐内气体温度这一实例时，可以提出如何降低测量误差的问题，引导学生学会在工程实际中如何用理论知识指导生产。这样一来，既可以增强学生的学习积极性，增强他们的工程观念，培养他们的工程意识，还可以培养学生全面考虑问题，解决实际问题的能力。

教材并非唯一的教学课程资源，在传热学中，为学生提供丰富多彩的具有时代特点的传热学学习材料可以拓宽学生的学习视野，激发学生的学习热情。教师可以把与课程相关的前沿学术动态和科研信息随时补充穿插在课堂教学中，鼓励学生利用网络和电子期刊获取与学科相关的论文信息，也可以鼓励学生利用所学知识通过大学生科研立项等科技创新活动解决生活中遇到的问题。例如，在讲解传热的连续介质假定的条件时，可以提到微尺度传热。在讲到强化传热时，可以提到场协同原理。这样可以提高学生的学习兴趣，培养学生的主动查阅科技文献的自学能力和发现问题解决问题的能力。

二、以学生为本的教学方法的灵活应用

传热学虽然是热能与动力工程专业的一门专业基础课，但是它在人们的日常生活和工程实践中都能找到实际应用。现在的大学生思想活跃，自主性强，如果仅仅对教材平铺直叙，照本宣科，教师只顾在黑板上进行公式推导，很容易让学生感到枯燥乏味，不积极思考，感受不到学科魅力，无法集中注意力学习专业基础知识，更谈不上学以致用。如果能够在教学过程中利用其身边感兴趣的实例加以引导，则能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。例如，笔记本的散热问题，室内暖气的安装位置问题。通过深入浅出的讲解，运用所要讲述的理论分析问题解决问题，不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以激发他们的求知欲和探索精神。

教学过程中启发提问相结合，活跃课堂气氛，提高学生学习的积极性和主动性。教学过程中，学生是课堂教学中的主体，只有调动起学生主体的积极性和主动性才能提高课堂教学效果。专业基础课不可避免的会遇到一些理论分析和公式推导，这些往往是教学内容中比较枯燥乏味的部分，学生很容易失去学习兴趣。采用启发式提问，加强师生互动，可以营造生动活泼的学习环境，促使学生积极参与到教学过程中而不是被动接受知识的灌输。如果能够先分析公式推导的依据、目的和结论，并指出其中的关键点和推导思路，然后留出时间让学生自己动手推导或作为思考题的形式让学生课后思考，在下次课时让学生针对推导过程中遇到的问题各抒己见，鼓励学生勇于质疑，提出自己的新观点，学生可以提出自己的问题，甚至是对教学内容的质疑，这样不仅可以巩固学生对知识的掌握和理解，促使学生主动学习，促进学生发散思维和创造性思维的发展，进一步深化素质教育。在师生互动的过程中，可以提高学生口头表达能力和增强心理素质，还可以教学相长，对教师也是一种督促和激励，需要教师不断提高完善自己，不断与时俱进。

教师要善于总结，通过比较，加深学生对基本概念的理解，通过比较揭示不同现象的本质。例如，通过散热器内热水和室内空气的热量传递与热工设备换热器冷热流体间的热量传递的比较，引出传热过程的概念。通过比较还可以让学生找到知识点之间的相互联系与区别。例如，通过热量传递和动量传递的类比，理解热量传递与动量传递间的某些相同点，加深对热量传递的理解，学会比拟法研究对流换热问题。通过比较，还可以让学生认识到理想物体与实际物体间的差异，理论与实际的差距，认识到理论应用在具体不同条件下产生的个体差异，为今后解决工程实际问题积累经验培养能力。例如，理想物体黑体和实际物体辐射力及辐射换热量的计算的比较。教师不仅应善于总结通过比较教学法帮助学生建立完整清晰的知识体系，还应该引导学生学会独立运用比较方法，培养独立思考，主动学习，善于分析事物本质及联系的能力，形成自己的知识体系。

当然课堂教学灵活性很大，不能为了单纯运用教学方法而运用，适时灵活的将多种教学方法综合运用，才能达到良好的教学效果。例如，在讲授通过圆筒壁的传热过程时，可以由此联系到工程实际中管道的散热问题，这时可以提问相同厚度的保温层放在圆管内保温效果好还是放在圆管外好呢？学生可能认为放在管外好，结果答案恰恰相反，带着疑问就会认真听讲。待这个问题解决后，再问学生同样是在外面包裹一层，电线外面加了一层聚氯乙烯也是起到保温的作用吗？学生又会有疑问，这时引出“临界热绝缘直径”的概念，通过分析热流量和圆筒直径的关系，发现直径小于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层反而起不到保温的作用，起到散热的作用；当直径大于临界热绝缘直径时，在外面敷设保温层才能起到保温的作用。通过创设问题情境，运用比较法，启发提问相结合的教学方法，有利于学生解决实际问题能力的培养。

三、教学实践方式的改革

热能与动力工程论文篇（9）

《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科，是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课。《热学》课程在实验基础上，通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导，培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力。其主要内容包括：分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。通过本课程的学习，既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律，建立正确的学习方法，努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风，又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备，还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。在目前《热学》课程的教学中，课程论文扮演着越来越重要的角色，探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视。课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上，通过调查研究，适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用，注意培养学生理论联系实际的能力，培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣，引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感。教学方法的改进是课程教学改革的重要方面，在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养，把课程建设的目标定位于造就新世纪人才，使学生终生受益。

二、课程论文的基础

课程论文实际上是对学生提出了更高的要求，因此，《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上。如果学生掌握的基础知识雄厚，基本功扎实，再加上广泛涉猎与深入钻研，专业课就能学得好，理解得深，在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快，回旋的余地也比较大。况且，“热学”课程在传授系统物理学知识的同时，还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言。这样，尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用，但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观，当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。总而言之，《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法，离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木。

三、课程论文的形式

课程论文的形式灵活，不仅包括论文、调查报告，还包含有实验研究、实物制作等多种形式。在教学过程中，教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究，常见的课程论文形式主要有以下几种。一是解题方法的探究，通过对一个例题或习题的多种方法求解，使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻；二是实验探究，例如，当讲解到气体玻一马定律与盖・吕定律知识点时，可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律；三是调研报告，例如在讲解卡诺循环这一知识点时，可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等；四是理论模拟与分析，例如讲到相变这一知识点时，可以通过理论分析各种相的稳定性。五是合理的估算，例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式，查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果，它是个级数，由前几项可得系数约为0.499，而如果充分考虑速度住留的简便方法，很容易就得到此系数等于1/2，又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式，再如可以用标准大气模型中数以千计的数据，考虑地面凹凸不平的影响，可求出精度较高的大气粒子总数，然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比，从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法；目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一，有的甚至还是有争议的，例如：任意逆循环的制冷系数的定义，等热容过程与多方过程的差异，卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环，等等。遇到这些内容时，就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生，同时也介绍自己的看法，然后让学生独立进行研究，自由思考，自己做出合理的判断。

四、总结

《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习，建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法，掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律，在此基础上，采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式，以教学论文为载体，实现《热学》课程的互动研究型教学，重视学生能力素质培养，通过精心设计方案，全面加强各个环节，合理运用各种方法手段，形成视野开阔、理论联系实际的特色风格。用搞科研的态度对待教学，积极开展教学论文的教学，从教学有关领域挖掘课题开展科研，再把科研成果引入教学丰富教学内容，使教学与科研两者有机地相结合。教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果，身教言传，课程里就会充满了研究与探索的特色和风格，使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶，养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯，并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境，使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升。

参考文献：

[1]国家教育委员会.高等学校理科本科专业基本培养规格和教学基本要求（I）.高等教育出版社，1992.59-60.

[2]张辉，陈振乾.“高等传热学“教学的改革实践[C].第四届全国高等院校制冷空调学科发展与教学研讨会论文集.2006.172-175.

热能与动力工程论文篇（10）

化工热力学是化学工程与工艺专业一门重要的专业基础课，是化学工程学的一个重要分支。该课程把热力学原理应用于化学工程之中，要求学生掌握根据热力学原理求取化工基础数据和计算热量衡算的计算方法，分析和解决化工生产、工程设计和科学研究中有关的实际问题，为今后学习分离工程等后续课程打下坚实的理论基础[1-2]。通过化工热力学的学习，培养学生在化工生产、设计和科学研究中运用相应的的热力学理论知识[3]，提高分析能力和解决化工实际问题的能力，同时树立工程观念[4]。

1 《化工热力学》课程教学过程中存在的问题

虽然该课程起着承上启下的作用，但在教学过程中发现，学生的学习热情并不高，两级分化严重。学生普遍反映课程概念抽象难懂、推导公式多且复杂、内容杂乱，在实际环境中难以应用。其次是认为化工热力学里的的部分内容与物理化学的内容重复，是浪费时间。由于上述原因导致学习困难，有较大的畏难情绪。

化工热力学课程教学的特点是：内容抽象、逻辑性强、概念严谨、公式推导较难且较多地应用高等数学知识。例如气体逸度的求取，可用三种方法求取，分别是从实验数据、用状态方程和用对应态原理计算，每一类方法下面还可分别采用其它方法，如从实验数据求取下还可采用P-V-T数据和焓熵计算；用状态方程法当选用的状态方程不同时，公式结果不同，结果需要用试差和迭代法反复试算；对应态原理可有对比态双参数法和三参数法。这一部分内容看似不多，实际上是将前面所讲述的实际气体状态方程、逸度概念等相关内容都进行了串联。如果学生对前述知识没有熟练掌握，则会认为公式繁琐、各项内容相关性差，抓不住重点，造成学习困难，产生厌学情绪。导致这种现象的出现，主要是学生认为化工热力学知识与工业实际相差太远，实际中不会出现这样的问题，认为知识理论上的推导，从而失去学习兴趣。

课堂教学的主要任务是培养学生的理论思维能力，采用热力学严谨的逻辑思维方式去分析和解决化学工程中的实际问题，这就要求学生深入了解并掌握有关涉及理想系统的概念和模型，并能够去繁从简地建立实际模型。教师作为课堂教学的主体，主要擅长于理论教学，讲授大量抽象的概念和繁杂的公式，采用的是灌输式教学。从知识传授方向看是知识传授的单方向，缺乏互动。唯一的互动就是课堂提问和课后练习习题。这种方式还是以教师为主导，从理论到理论，被迫学习，激发不起学习的积极性[5-6]。

2 《化工热力学》课程教学改革采取的方法

作为教师，如何改变这种不利的教学状态，使学生能够明白学有所用的道理。就要求授课教师理顺教学思路、优化教学内容、改变授课方式，调动学生学习积极性。由注重基本理论、公式推导，转变为解决工程实际问题和综合素质的培养，转变为强调综合素质的提高、工程实际的训练和解决问题能力的提高。笔者结合多年的教学经验，并借鉴同行教学经验，对化工热力学进行了改革和实践。

2.1 注重绪论

一般情况下教师认为绪论是对整门课程的初步了解，只需要简单介绍发展过程和研究内容即可。但实践中发现学生即使有了初步了解，还是一头雾水，不明白所学的内容与化学工程直接的联系。一个好的绪论内容，可以使学生详细了解化工热力学的发展历程、热力学的体系和学科意义，从整体上把握课程的内容和特点。这就要求授课教师对热力学的发展和典型过程、事件和人物有较清楚的了解，对基础课程与热力学的衔接有深刻的认识，对课程中讲述的内容条理清晰。

在讲授过程中，应充分利用现代多媒体技术，将著名人物、实验过程和工艺流程以图片和动画的形式表现出来，让学生有直观的认识。讲清楚化工热力学的内容不是物理化学等课程的重复，而是在理想模型的基础上不断加入实际因素，不断得到与实际接近的模型，说明理想方程与实际方程的差别。例如实际气体状态方程的获取，首先有理想气体模型，才得到理想气体状态方程，而实际气体不具备理想气体的特性，对理想气体状态方程进行改进，得到范德华方程。状态方程的发展方向是普遍化，基础是对比态定律，又可得到多个如R-K等方程，分别有有各自的优缺点。通过该例子，说明化工热力学课程的研究特点、方法和课程的框架，采用由易到难、由简到繁的思路，理解从纯物质转换到利用混合规则求取混合物的热力学数据。从而让学生将后续的学习重点转移到更接近实际的系统上，明确目的是为解决工厂中的能量利用和平衡问题。此外还应介绍化工热力学研究的三大类：过程进行的可行性分析和能量有效利用、平衡问题和平衡状态下的热力学性质计算，使学生有一个系统总体的认识。

2.2 重视热力学概念教学和思路的引导

化工热力学中重要的基本概念很多，每一个概念都有其严格的定义和适用范围，这些概念对课程的学习极为重要，是推理和演绎的基础。讲清这些概念的背景、内涵和意义，多讲为什么和用途，对于理解化工热力学的基本内容，掌握其精华都极为重要。在教学过程中，对经验或半理论、半经验的公式可采取只讲解不推导的办法，避免重要的概念和从事被大量的推导所掩盖，防止学生本末倒置、眼花缭乱。例如在流体的P-V-T关系一章中，首先讲述三次方方程和多常数状态方程，讲清不同气体的特性可用临界状态参数进行描述，接着可直接讲述Z-pr图中，当pr=1、Tr=1时Z与pr曲线的斜率接近无穷，当pr有微小变化时Z难以准确确定，从而引出另一个比较容易测定的参数—偏心因子ω的概念，再讲述偏心因子的求取，然后顺理成章的直接给出Pitzer提出的三参数对应态方程。这样就使学生不至于感到偏心因子概念的引出过于唐突，认为不过是一个新概念的出现而已，被动吸收。这样可明显提高理论教学的效果，对学生搭建热力学知识框架十分有益。

引导学生思路对于教学效果有重要的影响。如讲解流体混合物的热力学性质时，先说明在实际的化工生产中极少有纯物质，大部分的工作都是在进行性物质的分离，当纯物质中添加摩尔某物质时则引起总体系热力学性质的变化，热力学性质与所添加物质的量的偏摩尔关系就可得到偏摩尔性质，如果计算出偏摩尔性质就可得到溶液的性质M。这样一步一步的深入，由纯物质引入到实际混合物的热力学性质，进而提出偏摩尔性质的计算，使学生感觉到内容的顺理成章，学习思路清晰。当然这样的方式还要在课堂教学中不断地给学生提示，理清思路，加深印象。

2.3结合例题，注重理论联系实际，与工程实际应用相结合

化工热力学是一门理论性很强的学科，如何让学生能够意识到化工热力学可以解决许多工程实际问题，是解决问题的有效工具，这要求教师结合各章节的特点，通过适当的工程应用举例加以说明。通过实例能够使学生加深对所学理论知识的理解消化，学会分析实际问题的方法，为将来在工作中解决问题打下良好的基础。

例如卡诺循环在朗肯循环中的应用。由于学生的工程实际经验少，如果不把二者结合起来讲清楚之间的关系和存在的问题，学生认为这是两个孤立的内容，没有直接关系，而且卡诺循环十分抽象，在工程中没有模型。授课教师应指出在实际中若采用卡诺循环，下述问题无法解决：（1）若在单相区，等温传热无法实现；（2）蒸汽比体积比水大上千倍，压缩的设备体积和功耗过大，生产成本不经济；（3）等熵膨胀末期，蒸汽湿度大，对高速运转的汽轮机不利；（4）在湿蒸汽区上限温度受限于临界温度，热效率不高。如何解决这些问题，可逐步讲解在实际中的改进，然后引出现在蒸汽动力循环所使用的模型—朗肯循环。这样就可帮助学生将抽象的问题转化为实际的问题。

此外，在教学过程中，经常采用的方式是由浅入深、从简单到复杂的处理问题模式[3]。化工热力学中存在着大量从一些简单现象出发，建立理想数据模型，然后对其修正，再解决复杂问题。例如在讲授透平机理想功和损失功的时候，往往只画出透平机的模型，使学生难以有直观的意识。但如果先介绍多种具体设备的内外部和外部结构，分析各部分对简化模型的影响、哪些因素是主要因素、为什么要采用可逆过程的概念，经过简化以后得到模型。理解这些理论和方法的来龙去脉， 使学生能够触类旁通、举一反三地学习其它知识，针对实际设备得到可进行计算并接近实际的模型，从而实现知识传授和能力培养的有机结合，解决“学无所用”的尴尬局面。

2.4 采用讨论启发式教学

在常规课堂教学中教师为主体，学生被动学习，教学效果差。采用讨论启发式教学方式，让学生参与教学过程，调动学生的积极性和主动性，积极思考，发表自己的见解，活跃课堂气氛。通过讨论，可以突出重点和难点，巩固和消化所学习的热力学知识，培养学生应用所学知识对新内容提出问题和见解，并解决问题。鉴于国内学生参与讨论意识差的问题，讨论可采用两种方式，一种是由教师带领学生讨论，教师在授课过程中，不断“抛出”问题，启发学生采用什么样的内容去解决问题。另一种方式还可采用学生在教学内容允许范围内自行设计问题，指定学生分成小组讨论，教师启发指出问题的关键所在，最后将结论进行比较。通过充分的讨论解答问题和教师进行指引、归纳总结，指出问题所在，可使学生从不同角度对自己设计的问题进行分析，最后得出结论。同时教师应根据学生提出的问题和讨论了解其对课程内容的理解和掌握等情况，不断调整思路，灵活改进教学过程中的不足之处，引导学生朝着积极的方向发展。

为了调动学生参与讨论的积极性，对参与讨论的同学和讨论内容正确的同学，应根据不同情况分别在最后考试成绩中占有一定比例，给予奖励。通过讨论启发式教学方式，可加深学生对前后化工热力学基本知识的综合运用，培养学生独立查找问题、分析问题和解决问题的能力。例如对逸度推导过程中，给出适用于理想气体的dGi=RTdlnp（等温），给学生提问如果该式用于真实气体，是否仍然是这种写法，继续使用压力p。引导学生回顾在真实气体状态方程中，p的概念。讨论p在理想气体中是指分子对器壁的撞击力，但对于真实气体由于多分子之间作用力的情况，对器壁的撞击力与理想气体的p肯定不相同，所以采用逸度fi代替压力p，看作是校正压力或有效压力，二者单位相同。通过讨论，学生就会理解为什么对于真实压力要采用逸度的原因，使学生能够很自然地转到逸度的学习内容上去。

2.5 适度引入多媒体教学，提高课堂教学效果

多媒体辅助教学，具有直观、生动、形象和及时的声像效果，能够吸引学生的注意力，将课堂上一些抽象、难以用图或板书形式表现出来的内容以直观地表现出来，激发学生的学习兴趣，获得较为深刻的感性认识，有利于理解和记忆所学内容。同时多媒体辅助教学还减轻了板书工作量，提高了教学效率。所以，许多高校都在大面积推广多媒体教学方式。但在实际应用中发现，多媒体辅助教学也有缺点，主要是房间昏暗和密闭，空气不流畅，学生易瞌睡；由于幻灯片的知识量丰富，画面切换过快导致学生无法及时记笔记，过慢又会影响教师的思路；对于化工热力学中大量的公式推导显得呆板，缺乏灵活性；如果学生课前不预习，课上就像看电影。正因为多媒体有这些不足之处，多媒体教学只能是辅助手段，不能成为教学的主体形式。

根据笔者的教学经验，对化工热力学中流体的P-V-T关系、化工过程能量分析和蒸汽动力循环与制冷循环等与实际生产联系紧密章节，可采用对媒体教学为主体，对气体的状态参数坐标图有很好地表现，用图片和动画形象生动地描述蒸汽动力循环和制冷循环的设备和工艺流程。对纯流体和流体混合物热力学性质、相平衡等大量推导公式的章节，要充分利用板书的灵活性，发挥教师推导公式的强项，在推导过程中根据课堂情况的需要，穿插一些额外的有助于理解或是即兴的内容。灵活地调动学生的积极性，让学生部分参与公式的推导。此时，多媒体是作为辅助教学手段，以弥补如对一些性能图、汽液平衡图等板书无法表现的不足之处。

再者，虽然多媒体课件的使用，能够提高课堂效率，但教师不应该把课件拷贝给学生，可把总结性的课件复制给学生。防止学生课上产生依赖和偷懒行为，课上不记笔记，上课就像看电影，强迫学生手脑并用，加强学习内容的理解和印象。所以，化工热力学应采用多媒体与板书相结合的方式，才能提高课堂教学的灵活性和学生的学习兴趣，更好地理解化工热力学的内容。

2.6 引入科研内容，激发学生学习兴趣

化工热力学课程的理论性和逻辑性比较强，当学生学习了一段时间后，会觉得这些理论无非就是一些推导公式的组合，在实践中难以应用。有些文献提出让学生参与教师科研中，但在实际中发现除非有极个别优秀的学生，领悟能力和自学能力较强，能够很好地深入到课题中，大部分人由于知识背景和个人的因素，仅仅是名义上的参加而已，达不到“学有所用”的目的。并且，就全班整体而言，参与课题的人只能是各别人，达不到以点带动面、大部分人受教育的结果，也达不到化工热力学教学改革的初衷。

故为了提高学生的学习兴趣，在适当的章节学习完后，从教师的科研项目中选择与教学相关内容引入课堂，让学生真正理解和掌握相关知识。例如在我院教师有关无机盐相图的国家自然科学基金项目工作中，选取二元和三元体系相图，结合生产实践，向学生介绍并展开讨论；引入我院超临界流体分离天然产物的研究项目内容，配合流体PVT关系的教学；结合我院教师有关太阳能空调的课题，丰富制冷部分的教学内容等。

2.7 循序渐进，加强外语教学

近些年随着国家经济的不断发展，化工企业在经济发展中占据越来越重要的地位。随着与技术先进国家交往的不断增加，我国科技和化学工程中外来成分越来越多。学生作为未来的科技主力军，在学习和工作中需要不断掌握来自国内外的新知识和新技术，专业英语是交流的主要工具，英语水平和能力对学生未来的发展具有重要的意义[7]。

经过调查发现，现在学生大部分学生都考有国家大学英语四六级证书，但若阅读专业英语文献还是有一定的困难，主要面临的是专业词汇缺乏。虽然在专业后续课程中有专业英语课程，但通过一学期的学习还是达不到满意的教学效果。作为英语的学习，是一个长期积累的过程，需要在平时课程学习中不断接触相应的专业词汇和简短文章，锻炼阅读能力。笔者曾在早期的班级中做过相应的试验，把整个学期大致分为三个时间段，在教学初期不断给出专业词汇的中英文对照，一是学生加强词汇量和加强印象；中期对已给出的词汇只写英文，对新出现的词汇仍然给出中英文对照；末期给出前面相关内容的小短文，并要求学生用英文计算相关的计算题，不断锻炼学生的读写能力。通过练习，学生反映阅读能力提高，在后续学习专业英语课程时能够较快地进行学习。目前在前期的基础上，实行平行班教学制，采取自愿报名的方式，形成汉语和双语两种类型的班级，错时授课，学生可以利用课余互相听课，经过不断的实践，每年报双语教学班的人数不断增加，总体反映效果良好。

但对于双语班，还采用了以下激励措施，鼓励学生更多地优先选择双语班：（1）对学生设立成绩奖励，在学院组织的一些活动中优先选拔；（2）学生成绩有平时成绩和期末成绩综合评定。平时成绩包括作业、提问、讨论发言等，用英语表达的同学视其完成的比例给予不同的奖励；（3）期末考试卷中除有一定难度的概念题用中文表达外，其余均采用英文出题；（3）采用英文答题的学生，根据答题程度的不同，给予奖励分数。

总之，化工热力学作为专业基础课在整个化工类课程体系中起着重要的作用。作为授课教师，只有在平时的教学工作中不断总结经验、开发出新的教学思路，把课程讲活、讲顺、讲精，才能更好地引导和促进学生积极地学习，培养出能力强、素质高、能适应现代化工业生产需要的科技人才。

[参考文献]

[1]冯新，陆小华.以学生为本的化工热力学课程教学改革[J] .化工高等教育， 2006， 87（4） ： 30- 34.

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热能与动力工程论文篇（11）

1 前言

《工程材料及热处理》是高等学校工程机械类及近机械类专业的一门技术基础课，通过对该课程的学习，学生能够掌握机械工程材料和热处理的相关知识，并且为后续的专业课程打下良好的基础。但是《机械工程材料及热处理》课程内容相对复杂、抽象，学生学起来难度较大，教学效果不理想。课程任务驱动法是将课程任务与课程教学相结合，从而提升教学效果的教学方式。机械专业主要是为社会提供专业性人才，将课程任务驱动法应用于《工程材料及热处理》教学中，根据其特点和应用型本科教育“培养高素质复合型应用性人才”培养目标的要求，实现教、学、做一体的任务驱动教学模式，提升学生的学习积极性。

2 任务驱动式教学法概述

任务驱动教学法是基于构架主义学习理论的教学方法，在学习过程中，围绕着一个共同的任务中心，在问题动机、实践任务等驱动下开展教学的方式。任务驱动式教学法是基于建构主义学习理论的教学法，以知识的构建为基础，通过以提出问题、提出任务目标以及完成任务目标的教学方式。将任务驱动法教学导入《工程材料及热处理》教学中，在总体教学目标的框架下，将总体目标分为一个个小目标，根据学科的特点明确教学任务，在任务驱动下完成教学安排。

3 基于任务驱动法的《机械工程材料及热处理》教学方法

3.1 根据职业特点确定能力培养目标

《工程材料及热处理》教学的目标主要是为机械专业类学生未来的学习打下基础，通过将材料的加工与热处理和学生的职业生涯联系起来，根据专业和职业的特点确定培养目标，能够提升学生的职业素质，让学生更加重视课程的学习。在任务驱动法教学中，为了让学生获得机械工程材料以及热处理工艺的相关知识，让学生了解实际工件加工的全过程、了解热处理工艺的特点、根据零件要求合理选择热处理方式，实现工作过程中的学习与课堂上的学习的整合，在教导学生知识的同时培养学生的职业精神。

3.2根据岗位需求调整课程教学内容

《工程材料及热处理》是一门综合性技术基础课，对于未来机械人才的培养与学生的未来发展具有重要的意义。通过对相关行业与仓业人才需求进行调研，将《工程材料及热处理》教学与学生的岗位发展结合起来，能够更好的开展教学。本校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为63学时，其中的教学内容包括金属学的基本知识、机械工程常用金属材料、陶瓷材料与复合材料等内容。采用任务驱动法进行教学，对其中一些理论性强、岗位实用性较差的内容进行压缩，为了满足现代岗位的需求，及时补充新知识，确保教学的时效性。

3.3 以任务过程为导向的组织教学

任务引导型的《工程材料及热处理》的教学组织，需要采取问题教学的方式，通过教学导入，让学生的职业发展与课程组织相结合，从而激发学生的主动性，引导学生科学的思考问题，加深对课程的认识。《工程材料及热处理》教学组织中，以专业课程教学与课程教学相结合，将教育行动整合到教学过程中，改变传统的“知识传授型”的教学方式，将课程分为相应的项目组，从而完成教学。在《工程材料及热处理》教学中，在原有课程的基础上，优化课程体系，突出职业能力培养，以任务驱动与项目导向的教学方式，根据项目布置的方式完成教学任务。

3.4 针对不同基础的学生进行分组教学

学生的基础与学习能力并不相同，在《工程材料及热处理》教学过程中，应该开展差异化教学，以异质小组教学的方式，因材施教，促进学生的整体提升。任务导向式教学需要以学生的情况为基础，采取分层教学的方式，布置不同的教学任务与教学安排，有意识的让学生能够了解自己，明确发展方向，同时相应的教学难度能够激发学生的学习积极性，促进学生的全面提升。

3.5 以任务为导向的实验教学

实验教学是《工程材料及热处理》教学的重要内容，在理论教学的基础上，开展任务导向的实验教学，能够将理论与实践相结合，提升学生的实验动手能力与团队协作能力。《工程材料及热处理》课程的原有实验主要为简单的验证性实验，对于学生的提升有效，在原有实验的基础上加入以任务为导向的实验教学内容，与生产实践结合紧密，让学生能够了解实验方案，熟悉实验材料，提升学生的主观能动性，培养学生的创新精神。以企业典型应用为载体， 实现以实例项目为导向的教学模式，并借助教师的引导、 学生的动手实践和课堂讨论，以将学习过程转化为 “企业现场情景的再现”， 实现 “将理论知识转化为专业技能” 的学习目标。

3.6 以学生创造力为主的考核方式

任务驱动式教学主要是以学生的能力提升为主，为了确保学生得到提升，取消传统的书面考核，而取代以综合性应用知识的考核，能够深化教学环节，促进学生的发展。采用项目报告的方式取代传统的考试，能够让学生在任务的基础上，对任务进行思考与分析，并且就此开展资料搜集，以小组的方式完成任务，对于学生的发展具有重要的意义。

4 结语

通过“工程材料与热处理工艺选择”课程教学模式创新与学习方式转变的研究，打破了传统的课程结构。本校近年来开展《工程材料及热处理》的任务教学，从教学的准备、教学的组织、教学的开展等方面开始，结合学生的未来职业发展情况开展教学，让学生能够掌握理论知识与应用知识，对提升教学效果具有重要的意义。

参考文献：

[1] 韩树明.基于项目驱动的教学过程设计--以“机械工程基础”课程为例[期刊论文]-苏州市职业大学学报2014（4）

[2] 李蓉.陈志平.张巨勇 工程材料及热处理课堂教学改革[期刊论文]-教育教学论坛2014（19）