工程教育認證背景下“熱工基礎”課程教學改革初探

張學民 李銀然 王英梅 馬高生

[摘 要] “熱工基礎”是理工科院校能源與動力類專業一門重要的專業基礎課程，同時也是一門理論與實踐聯系緊密的課程。針對新形勢下“熱工基礎”課程的教學現狀及其存在的問題，以工程教育認證的三大基本理念為導向，從“熱工基礎”的教學內容與課程體系、教學方式與教學手段、課程的考評機制與考核方式等方面進行全面改革，探索理論與實踐有機融合的教學模式，使“熱工基礎”課程教學更加切合工程教育認證背景下人才培養的基本要求，提高新形勢下人才培養的質量。

[關鍵詞] 熱工基礎;工程教育認證;教學改革

[基金項目] 2020年度蘭州理工大學高等教育研究項目“工程教育認證背景下熱工基礎課程的教學模式、評價機制的研究與實踐”（GJ2020C-35）

[作者簡介] 張學民（1987—），男，甘肅康樂人，博士，蘭州理工大學能源與動力工程學院副教授，主要從事可再生能源利用技術理論及教學研究。

[中圖分類號] TK121 ? [文獻標識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）28-0072-04 ? ?[收稿日期] 2020-11-11

熱現象及熱過程是自然界中一種最普遍的物理現象，熱能是自然界中人類能夠利用的一種最主要的能量形式。隨著社會的不斷進步和科學技術的快速發展，熱科學已逐漸滲透到機械制造、石油化工、金屬冶煉、信息技術、航空航天等諸多領域，是新工科背景下各類專業技術人才工程素質的重要組成部分[1-3]。當前世界性的技術革命對人類社會的生產生活產生了巨大影響，節能和環保已成為當今時代發展的主題，以新技術、新工藝、新業態為特點的產業經濟已成為社會發展和進步的重要牽引，對新形勢下高等院校的教育教學及其人才培養提出了新的更高要求。“熱工基礎”是以熱科學基本理論和基本原理為主線的一門重要的理論課程，該課程的主要內容包括工程熱力學和傳熱學兩部分，主要研究熱能與其他形式能量之間的轉換規律和轉換關系、熱量傳遞的基本方式及其傳遞過程。在新形勢下面對新的機遇與挑戰，需要緊密圍繞國家中長期能源發展戰略，準確把握未來的能源利用技術的發展方向，推進工程教育認證背景下“熱工基礎”課程的教育教學改革，培養大學生的創新思維、理論知識的綜合應用能力和分析解決實際問題的能力，為培養適應時代發展和社會需要的復合型高素質工程技術創新型人才提供良好的基礎和保障[4，5]。

一、“熱工基礎”課程教學的現狀與改革的必要性

“熱工基礎”是理工科院校能源與動力類專業一門重要的專業基礎課，主要包括兩部分內容：工程熱力學和傳熱學。工程熱力學和傳熱學單獨開設的課程學時合計為120學時，課程所占的學時較多，課程教學時間較為充足。在工程教育認證背景下，“熱工基礎”課程已成為大多數高校能源與動力類專業的必修課程，同時課程的兩部分內容均需獨立講授，包含了工程熱力學和傳熱學的絕大多數內容，教學內容很多但學時卻縮減至32學時[4-6]。在課程教學過程中，由于課程學時較少、兩部分內容相對獨立，使課程教學處于教師普遍感覺難教、學生普遍感覺難學的狀態，陷入兩難境地。

“熱工基礎”課程具有內容豐富、知識面廣、獨立性好、系統性強的特點，對不同的專業講授時需要有所側重，需要對課程教學內容和課程體系進行合理地調整和刪減。在當前工程教育認證的大背景下，高等院校的人才培養應堅持“新工科理念”，更加注重大學生創新思維能力和工程實踐能力的培養和提高。在課程教學過程中，教學內容應該根據專業的性質和特點進行適當調整和合理取舍，需要有針對性地根據行業需求和行業特點進行“熱工基礎”課程的教學改革，整合現有資源，優化課程結構，構建工程教育認證背景下“熱工基礎”課程的教學體系和教學模式，進一步提高新形勢下高等院校的人才培養質量。

二、“熱工基礎”課程教學改革實踐

（一）教學內容與課程體系

“熱工基礎”課程的教學內容要針對不同專業的特點和行業需求，從整體上進行把握和設置，充分圍繞工程熱力學和傳熱學課程的主線，既要將“熱工基礎”課程兩部分的內容融會貫通，又要將該課程的教學內容與專業需求和行業發展緊密結合，同時也要注重不同板塊知識之間的遷移。在課程內容設置方面，要充分發揮需求的導向作用，與主線相關的內容要作為重點部分進行講解，主線以外作為了解的部分略講或一帶而過[5]。

在新形勢下高等院校的人才培養過程中，“以能力為導向”已成為當前高等院校教育教學改革的主要任務和主流方向[7，8]。新形勢下課程教學是人才培養的主要形式和重要支撐，在工程教育認證背景下課程內容的設置要緊密圍繞工程教育認證的基本理念，教學內容要立足當前社會和行業發展中的熱點和前沿問題，注重知識的應用和遷移，做到理論聯系實際、學以致用，培養新形勢下大學生的工程思維能力和解決實際工程問題的能力。同時，課程教學內容的設置要根據不同專業的特點，將“熱工基礎”課程的講授內容與生產實踐緊密結合，將工程實踐能力的培養寓于理論教學中去，注重理論知識的工程應用，課堂教學內容中適當增加一些緊密相關的案例，讓理論知識落地生根，進一步夯實課堂教學的理論基礎，在讓學生掌握基本理論和原理的同時做到工程實踐能力的培養。另外，課程教學內容和課程體系的設置要增強系統性，有助于學生對課程體系的把握和課程內容的理解。從表面上看，“熱工基礎”課程的工程熱力學和傳熱學兩部分內容相對獨立，工程熱力學部分的研究主要側重于熱能和其他形式的能的轉化、轉換規律，而傳熱學部分的研究主要側重于熱能的傳遞過程、傳熱規律;但從課程本身來看，“熱工基礎”課程的兩部分內容之間存在一定的聯系，形成一個統一的有機體。因此，就“熱工基礎”課程的教學過程而言，在其課程內容與課程體系的設置上要增強教學過程的系統性和完整性，同時也要增加課程體系的連貫性和靈活性，做到課程教學內容和課程體系與專業需求和行業發展有機融合，進一步提高工程教育認證背景下人才培養的質量和新形勢下大學生的工程實踐能力。