原创《高等工程热力学教学改革》
本文是工程热力学方面论文范本和工程热力学和教学改革和初探相关毕业论文提纲范文。
摘 要：高等工程热力学在内容的深度和广度上应高于本科工程热力学教材,其改革重点是提高研究生的科研综合能力.本文从教学内容、教学方式、课后沟通及考核模式方面给出了高等工程热力学研究型教学方式的改革思路,有助于实现教师、学生的共同提高.
关键词：高等工程热力学；研究型教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）31-0242-02
一、教学改革背景
高等工程热力学是上海电力学院动力机械、工程热物理等相关专业研究生的重点专业基础课程.要求在本科已学工程热力学的基础上,从深度和广度两方面进一步学习热功转换的基础理论和研究方法,寻求热功转化的最大化,同时结合实际工程或关键设备,掌握正确评价热力系统及其能量转换效率的方法[1].现新入学的研究生大多为“90后”,“90后”研究生大都为独生子女,成长环境较好,独立性较强,但也存在思想稳定性差、学习态度不端正、无危机意识及学习方法不科学等现象,给他们的科研学习带来了较大问题.而目前中国社会处于社会转型期,经济发展及文化素养提升具有明显的不匹配性,同时网络的发展将功利主义和非理性主义的思潮扩大化,深刻影响着“90后”的世界观、人生观和价值观,使得“90后”在躁动的同时增添了更多的功利性色彩[2].
“90后”功利性的学习学风,再加上高等工程热力学课程概念多、理论性强、覆盖面广的特点,采用传统的教学模式,很难达到预期的教学效果.为此,国内一些院校在积极探索本课程的教改工作[3-5].
研究型教学模式是指“教学与科研相统一”,使研究生在课堂上学习掌握一些科研技能,为后续开展科研课题奠定基础,目前已有许多大学把科研引入研究生教学之中[6].研究型教学模式强调对学生科研能力的训练.学生的学习过程是独立发现问题、分析问题、解决问题的过程,并在探究的过程中获取知识、发展技能、培养能力.研究型教学与“90后”独立性强的特点相契合.但研究型教学培养的是综合能力,需结合多种考核方式来综合评价教学效果.
二、研究性教学改革
（一）课程教学内容建设
现在已有的高等工程热力学教材及参考书大都内容较多,但全面讲解分析的很少,只能根据所在学校学科特点,讲授其框架及精髓部分,梳理课程的教学内容及思路是教改中首先需要完成的工作.上海电力学院是以电力为特色的综合性大学,因此本课程的教学内容也是为电力专业服务,侧重热功转换过程中基础理论的讲授.主要包括热力学基础、纯净流体的热力性质、多组分系统的热力学基础、化学反应及燃烧系统、热力循环及其性能评价.各部分教学内容具体如下：
热力学基础部分：需要做好与本科阶段课程工程热力学的衔接工作.主要讲述基本概念,热力学第一、第二定律,重点是讲解熵、有效能分析法.通过熵、有效能的讲解引出平衡稳定的判据、功函数及损的计算,加深基础理论的学习及理解.
纯净流体热力性质部分：重点讲述热力学基本关系式和麦克斯韦方程,指导学生合理设计实验；深入讲解实际气体的状态方程、工质热力性质的计算及常用的热力性质推算方法,使学生掌握实际流体的热力学性质,从事相关方向研究的同学可以学以致用.
多组分系统热力学基础部分：重点讲述多组分单相混合物、气液两相的相平衡,以及基于逸度、活度等参数的多元混合物的热力性质计算；同时掌握偏摩尔参数在多组分单相混合物系统的实际应用.
化学热力学基础主要是着眼于热力学系统的宏观热量变化,不考虑其微观变化过程,这里主要讲解化学反应过程中生成焓、燃烧焓的含义,同时结合盖斯定律和基尔霍夫定律进行反应过程的计算及分析.另外,重点讲解化学反应常数在实际应用中的指导.热力循环及其性能评价部分：一方面重点讲述利用热力学第一定律和第二定律？分析法评价热力循环的能量利用效率；另一方面简单讲述更多与本领域相关的热力循环,扩展学生视野.此外,在教学过程中,结合学校学科专业特色,以电厂中实际的设备如风机、换热器等为例进行相关的热力循环或热力系统评价及优化的计算及分析.如有可能,可结合实际的工程改造案例进行分析讲解,增强学生的代入感.
（二）教学方式改革
为增强实际教学效果,培养学生的综合能力,同时与研究型教学相呼应,需在教学内容的基础上,积极探索相适宜的教学方法.
1.学生PPT授课.热力学基础部分内容学生有本科阶段的学习基础,另外每个新章节核心内容引入之前的背景介绍相对简单,以上内容可以以研究生授课,老师进行补充的形式进行.根据选课学生人数,将学生分成若干组.学生进行PPT授课过程中,学生与老师可对其授课内容进行提问,检查其对授课内容的理解程度.同时评分由学生评分及老师评分两部分组成,主要包括PPT制作、授课过程、内容精彩度等方面.PPT的制作过程是资料收集、整理、吸收、理解的综合过程,PPT授课增强了学生的参与度,可有效融洽课堂气氛,在培养学生团队合作精神的同时锻炼了学生的口才并提高了学生对授课内容的理解.
2.综述论文.模拟研究生课题研究的方式进行综述论文的写作.要求学生根据自己课题组的研究方向,查找相关方向的关于热力学系统的文献,并完成文献综述.学生在文献查阅过程中,可及时了解学科前沿动态；综述论文的写作可锻炼学生分析、理解及归纳能力.综述论文要求格式正确,内容能够反映所在课题组的研究方向,并且内容丰富,具有一定的前沿性及前瞻性.综述论文的写作贯穿于整个学期,一般是学期初布置下去,中期可以交一个初稿给授课老师,之后按照授课老师给出的意见进行适当的完善修改.
3.增强课后沟通.课后沟通是教学的重要补充,要善于引导研究生与授课老师之间的思想碰撞及交流.随着社会信息化及网络化的发展,借助网络增强课后沟通是新时代教学的要求.微博与微信具有成为教育载体的可能性和必要性.微博、微信具有“及时、互动、舆论多元”等特点和优势,可以借助微博、微信强大的传播功能深化课后教育及沟通.授课老师可随时将与本课程相关的内容或是文献分享给同学们,并与研究生进行交流和沟通.
4.考核方式.高等工程热力学期末的考核方式以闭卷考试为主,主要原因是由于高等工程热力学更注重基础理论,公式推导及演变多且复杂；工程应用部分涉及的复杂公式和工质热力性质图表也相对较多.死记硬背公式及图表会消耗掉大量的时间,学生很难理解,更难灵活运用,这使得闭卷考试的命题范围受到了很大限制.此外,研究生的培养更注重其借助已有的工具分析问题、解决问题的能力.死记硬背这些公式对其后续的科研并没有很大的帮助,同时也与研究生的培养目标相违背.
本课程的考核根据教学内容和教学方式,采用半开卷+文献综述论文+PPT授课+平时考勤相结合的形式,所占比例分别为50%、30%、15%和5%.半开卷是指学生可以携带一张不超过A4大小的纸,通过这种方式让学生在平时上课及复习准备时更具有目的性,凝练课程的重点及难点.多种考核方式的综合促使教师从教学内容的讲解者变为学生认识、理解、掌握教学内容的引导者.同时多种考核方式的综合给了研究生更多展示自己综合能力的机会.教师在讲课的过程中要不断地提高自身的专业水平和教学水平,学生在学习过程中也不断的积累专业知识及科研技能,实现老师、学生的共同提高.
三、总结
课程教学改革是研究生教育改革的重要组成部分,研究生教学时应加入科研技能的培养,同时研究生的教学过程应是老师与学生交流过程.教育教学改革要与按照以上方式进行高等工程热力学课程改革之后,提高了对教师和学生的要求,教师需不断学习以更好地教授、指导学生；同时考核方式多样化,学生也可得到自身综合能力的提升.
参考文献：
[1]杨思文.高等工程热力学[M].北京:高等教育出版社,1988.[2]吕斯思“. 90后”研究生群体学生建设初探[J].现代物业旬刊,2013,12(3):82-85.
[3]李晓明,张国磊,李彦军.研究型教学方法在《高等工程热力学》课程中的实践[J].中国校外教育,2010,(24):105-105.
[4]翟霄,陈叔平,余建平,等.研究型教学模式在高等工程热力学课程教学中应用的探索[J].广东化工,2014,41(20):152-153.
[5]谭羽非.研究生高等工程热力学课程教学中开卷测试的实践探索[J].高等建筑教育,2006,15(1):94-96.
[6]叶国荣,陈达强,吴碧艳.高校本科生教育中研究型教学模式探讨[J].中国高等教育,2009,(3):90-91.
工程热力学论文参考资料：
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