重慶大學“工程熱力學”全英文授課教學模式的實踐與探索

李期斌，劉 朝

(重慶大學 a 能源與動力工程學院； b 低品位能源利用技術(shù)及系統(tǒng)教育部重點實驗室，重慶 400044)

0 引言

工程熱力學課程主要涉及熱能與機械能和其它能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律及其應用，在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要的作用和地位，是能源動力類專業(yè)重要的基礎課程，也是重要的技術(shù)課程。雖然重慶大學熱力學教研組在教學改革、課程建設、教學實驗等方面都有較深厚的功底與多方面的建樹，但隨著近年來我國國際地位和形象的不斷提高，隨著人才培養(yǎng)和教學改革的不斷深入，學生出國深造的機會增多，來華學習交流的學生也與日俱增，目前中文的“工程熱力學”難以滿足國際化需求，因此有必要開展全英文“工程熱力學”課程建設。

1 教學背景

同發(fā)達國家相比，我國能源利用效率較低，節(jié)能潛力較大。2020年底，我國正式提出了2030年實現(xiàn)“碳達峰”、2060年實現(xiàn)“碳中和”的目標，將降低碳排放、使用清潔能源、提升能源利用效率寫入國家戰(zhàn)略。進一步提高能源利用效率、實現(xiàn)能源的高效清潔利用是我國經(jīng)濟、能源、環(huán)境持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要保證，這也對我國能源動力類高等教育工作提出了新的要求。

工程熱力學課程是重慶大學能源與動力工程學院各專業(yè)的主干專業(yè)基礎課， 1952年，重慶大學院系調(diào)整，建立了“熱能動力裝置專業(yè)”。在歷經(jīng)多半個世紀的教學歷程中，這門課程堅持與時俱進，一直在成長和改革。為幫助教學，開發(fā)了與所采用教材配套的“工程熱力學輔導軟件”，該軟件獲“重慶市優(yōu)秀電教科研成果三等獎”。為擴展教學內(nèi)容，開辟了網(wǎng)上師生研討園地，便于師生的即時對話與交流。為提高學生自主學習和動手能力，開設了課程基本及創(chuàng)新實驗，將理論學習與實踐教學相結(jié)合，具有直觀性，并配有專門的實驗教學人員即時指導，解決出現(xiàn)的問題，具有時效性。這些環(huán)節(jié)的逐步完善對提高工程熱力學課程的教學效果和對學生學術(shù)素質(zhì)的提高均有顯著的作用，大大提升了課程的教學成效。

2 教改策略

重慶大學工程熱力學課程教研組同仁基于OBE-CDIO理念和原有課程建設優(yōu)勢，梳理凝煉了工程熱力學課程的基本教學內(nèi)容，從而提煉拓展出英文教學內(nèi)容，改變舊的教學模式，形成新的線上中文線下英文混合式教學模式，構(gòu)建特色鮮明的考核模式，打破傳統(tǒng)課程體系，運用創(chuàng)新、學術(shù)、實踐的觀點選擇、組合和設計課程教學內(nèi)容，其具體涉及如下幾個方面。

2.1 基于課程團隊優(yōu)勢，深入開展國內(nèi)外高校同類課程調(diào)研

工程熱力學程教學團隊擁有近10名教師，全部有海外學習交流經(jīng)驗，本教學改革實施中以此為基礎，并聯(lián)絡國內(nèi)工程熱物理學科相關(guān)院校，深入開展國內(nèi)外高校工程熱力學課程全英文課程調(diào)研，重點調(diào)研課程的開設情況、開課特點、教學內(nèi)容與教學重點、教學方法與教學手段、教學評價方法以及本課程的現(xiàn)狀及建設方向、建設思路。

2.2 優(yōu)化現(xiàn)有課程標準及教學內(nèi)容和考核體系

調(diào)整教學內(nèi)容，編制一套既體現(xiàn)“創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度、國際化”又富有學院專業(yè)特色的課程標準，使英文教學切合專業(yè)要求和學生實際，提高學生學習的積極性、創(chuàng)新性和能動性。完善“工程熱力學”全英文課程的基本信息，建立課程網(wǎng)絡教學平臺。

2.3 實施實踐和理論相結(jié)合的多元融合課程教學方法

從工程熱力學理論與行業(yè)需求、教學實踐、工程應用、實驗驗證、科技創(chuàng)新、科研訓練等多方面，結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)典工程案例,實現(xiàn)教學方法的多元融合。在教學過程中，以先進的能源系統(tǒng)為工程實踐案例，基于熱力學基本原理，建立物理和數(shù)學模型，進而實現(xiàn)高效熱功轉(zhuǎn)化，圍繞熱力學基礎知識這一主線組織教學內(nèi)容，強化理論知識和工程實踐的結(jié)合。調(diào)整、優(yōu)化了實驗內(nèi)容，新開設了空氣絕熱指數(shù)測定、噴管流動實驗、蒸汽動力循環(huán)仿真和水蒸氣熱力性質(zhì)計算機和熱力性質(zhì)圖繪制等綜合性實驗，強化學生對基本熱力學知識的深入理解。

2.4 注重課程團隊梯隊建設，大力培養(yǎng)青年教師

定期開展示范課、教學研討，促進教師間的互相學習，并對青年教師實行傳幫帶，促進其教學能力的提升。組織主講教師在國內(nèi)外進行教學交流和培訓，獲取先進的教學方法與理念，并在教學實踐中進行實施。

3 課程改革成效

學生學習主動性大幅提高，積極參加能源領域科研活動。教學內(nèi)容的改進調(diào)整以及多樣化靈活的教學手段，使學生的學習熱情有了極大地提高，學習興趣濃厚，學生主動通過線上課程進行學習，參與熱力學教學綜合實驗訓練，課堂教學互動更積極。重慶大學能源與動力工程學院學生在全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、大學生科研訓練計劃項目SRTP等項目中獲得優(yōu)異成績。尤其是2020年，在第十三屆全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽中，重慶大學學生獲特等獎1項、一等獎7項，創(chuàng)下歷史最佳成績。

全英文教學模式廣受外界好評。東北電力大學、中北大學等院校及長安汽車動力研究院等相關(guān)企業(yè)對本課程的教學改革模式和人才培養(yǎng)模式給與一致好評。美國哥倫比亞大學、弗吉尼亞大學、德國埃爾朗根-紐倫堡大學等知名機構(gòu)的熱力學教研人員對本課程英文版做出了正面評價,尤其是弗吉尼亞大學O’Coonell教授(美國化學工程師學會主席，工程熱力學經(jīng)典英文教材《Thermodynamics: Fundamentals for Applications》主編)高度肯定本課程理論和實踐相結(jié)合的創(chuàng)新教學模式，并指導修改了部分英文教學資料。

4 結(jié)語

重慶大學工程熱力學課程教研組基于原有課程基礎，梳理凝煉工程熱力學課程教學基本內(nèi)容，提煉研究教學拓展內(nèi)容，改變舊的教學模式，形成全英文教學模式，構(gòu)建特色鮮明的考核模式，打破傳統(tǒng)課程體系，運用創(chuàng)新、學術(shù)、實踐的觀點選擇、組合和設計課程教學內(nèi)容，形成一套科學的工程熱力學英文教學模式和體系。通過“工程熱力學”全英文課程建設，實現(xiàn)新的教育理念和以學術(shù)型為主的多元化教學方法，為學生學習后續(xù)能源動力類相關(guān)課程提供重要的理論基礎。全面提高了學生的綜合素質(zhì)，抓住熱力學理論的內(nèi)核和新形勢的發(fā)展趨勢，探索了卓越型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式。