工程熱力學及傳熱學課程中的幾點教學體會

摘 要：“工程熱力學及傳熱學”是一門與工程實際聯系緊密、應用性很強的熱科學基礎課，它源于化工等工程領域中的實際工程問題。該課程具有概念抽象、難點多、計算關聯式多，并且與工程實際貼近等特點，而使這門課一直被認為是既難教也難學的一門課。本文作者結合自身在講授該課程過程中的實際教學經驗，就如何在課堂上調動學生的積極性、教學方法多樣化及最終考核方式談了幾點自己的體會。

關鍵詞：工程熱力學；傳熱學；N+2考核

Abstract："Engineering thermodynamics and heat transfer theory"is a basic course of thermal science which is closely related to engineering practice and has strong application. It is derived from practical engineering problems in engineering fields such as chemical engineering. The course has the characteristics of abstract concept， many difficulties， many calculation and connection with the engineering practice， and it has always been considered as a difficult and difficult course. The author， in combination with his own teaching experience in the course of teaching the course， talks about how to mobilize the enthusiasm of the students in the classroom， the diversification of teaching methods and the way of final assessment.

Key words：Engineering Thermodynamics；heat transfer；N+2assessment

熱傳遞現象無時無處不在，它的影響幾乎遍及現代所有的工業部門，像傳統的工業領域，如化工、能源動力、冶金等；高新技術領域，如航空航天、核能、材料等[1]。因此，“工程熱力學及傳熱學”是能源動力類專業重要基礎課，是學習后續專業課的基礎。課程包括工程熱力學和傳熱學兩部分內容，有的地方也把該課程稱為熱工基礎。工程熱力學是熱力學基本定律應用于熱能動力裝置，如蒸汽動力裝置、內燃機、燃氣輪機、冷凍機等，形成了工程熱力學，其主要內容是研究工質的基本熱力學性質以及各種裝置的工作過程，探討提高能量轉換效率的途徑。它是化工熱力學的基礎。傳熱學則是在闡述能量守恒原理的基礎上，研究熱量傳遞的學科，著重研究熱量傳遞的基本規律及其在工程上的應用[2]。該課程具有概念抽象、難點多、計算關聯式多，并且與工程實際貼近等特點，而使這門課一直被認為是既難教也難學的一門課。現就本人在這門課教學過程中的幾點教學體會與感受與各位同行專家共同探討。

1 如何調動學生的學習積極性

其實每個老師上課的時候都會遇到學生逃課和課堂上睡覺等問題，那到底是什么原因呢？我在上課之余，經常在課間的時候會與一些學生就行交流，發現學生出現上述情況，主要有3種原因，首先學生不能理解這門課與后續課，也就是他們的專業課的聯系，因此從思想就不夠重視。其次，課堂上講的理論和一些公式的推導太枯燥，提不起興趣。再次學生會根據他認為的課程的重要程度及授課老師的嚴厲程度進行取舍[3]。要改變這種狀況，調動學生的積極性，我覺得應該做到以下幾點：

①首先第一次課時，不要著急講授內容，而應該把這門課與學生所學專業的聯系，以及對后續課程起到的基礎作用重點講清楚，讓學生了解這門課的重要性，從而在思想上重視起來。

②在講授過程中，多聯系平時生活上和生產中較為熟悉的一些實例，讓學生感到能夠學以致用，感受到知識就在身邊，更能引起共鳴。如在引入傳熱學時，可以用一些生活中的例子：冬夏天房間溫度都是25℃人所穿的衣服卻不一樣？冬天棉被曬過后拍打為什么感覺特別暖和？冬天隔著玻璃曬太陽感覺更暖和？為什么水壺的提把要包上橡膠？等等。這樣即可使學生了解這門課學那些東西，而且還可以激發學生的好奇心。

③動態的東西比較容易引起學生的注意，因此，借助完善的多功能教室輔助教學，可以起到事半功倍的效果。工程熱力學有許多工程實際問題，比如，內燃氣循環、蒸汽動力循環等，可借助多媒體技術進行動態演示，更直觀、更生動。

④注重課堂上的互動，如果在課堂上老師只是一味的進行講授式地知識灌輸，學生就會很放心的上課玩手機、睡覺等。如果老師在課堂上，有意設置一些小問題，讓學生來回答，并且根據表現計入課堂筆記成績（課堂筆記一部分為對老師講授內容的記錄，一部分為上課回答問題情況）。這樣做就會增加學生上課的緊張感，盡可能地防止學生上課不專心聽講。

2 教學方法的多樣化

2.1 以講授法為主

“工程熱力學及傳熱學”有的部分理論和概念深奧繁雜且公式繁多，學生理解和掌握有一定的難度。因此還應以講授法為主，因為講授法有兩個特殊的優點，即通俗化和直接性。教師的講授能使深奧、抽象的課本知識變成具體形象、淺顯通俗的東西，從而排除學生對知識的神秘感和畏難情緒，使學習真正成為可能和輕松的事情；講授法采取定論的形式直接向學生傳遞知識，避免了認識過程中的許多不必要的曲折和困難，這比學生自己去摸索知識可少走不少彎路。當然在講授的過程中可以結合運用一些現代化多媒體技術，使講授過程生動、活潑[4]。

2.2 其他方法為輔

對于相對來說比較簡單的章節，可以利用反轉課堂，比如工程熱力學的第一章基本概念中的前三節（熱力學系統的分類、狀態和狀態參數、基本狀態參數）相對比較簡單。從班中抽幾個同學，成立一個小組。事先把這部分內容相關的一些講解重點及難點發給他們，幾個同學進行分析討論，并制作ppt。在上課的時候，推薦1個同學來講授，等講授完后，進入提問環節，聽課的同學針對沒聽懂和有疑問的地方提問。然后進入反問環節，由5個同學把事前整理好的反應這部分內容的習題，進行反問聽課同學。如果中間出現雙方都不能解釋的知識點，由老師來回答。我發現這樣的方式給同學留下很深刻的印象，在期末試卷上如果出現這部分內容出錯率很低。反轉課堂教學方法雖好，但是我覺得卻不是每門課程每個章節都可以用的，因為每門課程都有自己的特點，如果不考慮課程特點及學生實際理解能力，而全部采用此類方法，不但會加重學生負擔，而且也會事倍功半。除此之外，對于一些難點與重點，還可以在互聯網下載一些大家的相關微課，放給學生看。不同老師對于同一問題有著不同的講授方法和理解，這樣集思廣益加深學生對這部分知識的理解[5-6]。

3 改革傳統的考試方式

課程考核是檢查學生學習好壞的重要環節。一直以來，我國高等學校在學生成績評價中仍采用傳統的考核方式，這種考核方式在形式和內容上都存在著明顯的弊端。合肥學院是一所新建本科院校，其在教育教學改革方面，大力推進創新工作，提出了n+2的考核模式，注重平時的過程考核，改變了傳統的"一考定成績”的慣性做法。n+2的考核模式中N的構成：考勤、作業、小論文、章節總結、理論課中包含的實驗課、期中考試、過程小考等。作為平時授課過程中對學生學習效果的檢測方式，只要合理即可。在n+2考核模式中，2代表期末考試（占總成績的50%）和課堂筆記（占總成績的10%），n指的是一學期內除了2之外的考核次數。本課程的考核方式也采用了此方式，依據課程特點及學時選擇了考核次數選擇了3次，具體的內容為：①兩次過程小考，一次為傳熱學部分，一次為熱力學部分，（權重各占15%）。時間安排在課程進行到一半地時候，目的是為了檢查學生對前一段的學習效果，通過試卷還可以分析學生那些是知識點掌握的不好，在后續的課程中，如果用到此知識點可以較為詳細的復習一下；②課程小論文（權重10%）。在學習完這門課程以后完成，要求每位同學寫一篇總結，字數不少于3000字，加深學生對以前所學理論知識的理解和認識。通過3次過程考核，學生對這門課的要學習的內容、重點有了深刻的了解。當然我們最終的目的不僅要學生通過課程考試而且還要學以致用[7]。

4 結束語

工程熱力學及傳熱學是現代工程技術人員和管理人員必備的技術基礎知識，是工科類專業人才工程素質的重要組成部分。機械工程系各專業人才所從事的工作內容基本都會遇到能量傳遞與轉換問題，具有扎實熱工基礎知識才能良好應對。因此，需要廣大同行教師在教學過程中不斷摸索，不斷改革提高教學效果，與實際應用能力。

參考文獻：

[1]吳建松，秦躍平，楊小彬，劉偉.“工程熱力學與傳熱學”教學內容和方法的優化方案及實踐應用[J].中國電力教育，2014（23）：41-43.

[2]于靖博，董麗娜，趙蘭英.工程熱力學與傳熱學課程教學改革與實踐[J].廣州化工，2013（11）：259-260.

[3]秦萍，袁艷平，畢海權.工程熱力學傳熱學教學改革即教學法研究[J].制冷與空調，2015（6）：614-617.

[4]武和全，薛瑩瑩，胡宏偉.“工程熱力學與傳熱學”課程教學改革的探索與實踐[J].機械工程，2012，172-173.

[5]董麗娜.有限課時內“工程熱力學與傳熱學”教學效果改進[J].中國電力教育，2010（25）：73-74.

[6]黃文先，龐麗東，李曉紅.基于翻轉課堂模式的工程熱力學課程教學改革[J].中國冶金教育，2018（1）：36-37.

[7]張全爭，田長安，程繼海.談N+2考核模式-以合肥學院為例[J].教師，2012：60-62.

作者簡介：

馮立品（1978- ），女，漢，河北石家莊人，副研究員，博士，研究方向：潔凈煤技術，相變材料合成。