機(jī)械大類專業(yè)熱工基礎(chǔ)理論課程內(nèi)容的整合與教學(xué)的探討-最新教育資料

1、機(jī)械大類專業(yè)熱工基礎(chǔ)理論課程內(nèi)容的整合與教學(xué)的探討一、前言2006年，我校機(jī)械與能源工程系的機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)與熱能與動(dòng)力工程專業(yè)合并為機(jī)械大類專業(yè)，并進(jìn)行了首次按機(jī)械大類招生，確定了機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化、現(xiàn)代制造技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造、熱能工程、內(nèi)燃機(jī)與汽車、制冷與空調(diào)6個(gè)專業(yè)方向，其中后3個(gè)專業(yè)方向?yàn)闊崮芘c動(dòng)力工程專業(yè)的范疇。按大類招生是專業(yè)整合的發(fā)展方向，這有利于教學(xué)資源的優(yōu)化配置，有利于學(xué)生掌握更多專業(yè)基礎(chǔ)理論，有利于學(xué)生更靈活地選擇專業(yè)方向，有利于學(xué)生未來的發(fā)展，符合本科教育厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、會(huì)創(chuàng)新的教學(xué)要求，無(wú)疑是一種教學(xué)創(chuàng)新。但是，原兩個(gè)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程的側(cè)重點(diǎn)不同，經(jīng)過專業(yè)

2、整合后，在四年的教學(xué)總課時(shí)不變的情況下，課程門數(shù)大大增加，給教學(xué)帶來諸多困難。因此，如何優(yōu)化整合好各門課程，值得我們?nèi)ヌ接?。本文就其中熱工基礎(chǔ)理論課程內(nèi)容的整合與教學(xué)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析，并提出有效的解決辦法。二、熱工基礎(chǔ)理論課程的歷史沿革我校機(jī)械大類專業(yè)熱工基礎(chǔ)理論課程涵蓋了工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三門課程，它是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)十分重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程。從建校時(shí)的內(nèi)燃機(jī)專業(yè)開設(shè)熱工基礎(chǔ)理論課程至今已有近四十年；1986年開設(shè)的熱能工程、制冷與空調(diào)專業(yè)，相繼開出工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)課程，均為多學(xué)時(shí)課程。在此期間，熱能工程專業(yè)對(duì)熱工基礎(chǔ)理論課程進(jìn)行過部分整合，即將工程

3、流體力學(xué)和泵與風(fēng)機(jī)兩門課程整合成為流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)一門課程。2000年創(chuàng)辦“專本溝通”熱能與動(dòng)力工程本科專業(yè)后，根據(jù)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)本科教學(xué)要求，又恢復(fù)成了工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三門課程。三、機(jī)械大類專業(yè)中開設(shè)熱工基礎(chǔ)理論課程的必要性熱工基礎(chǔ)理論課程是許多學(xué)科的基礎(chǔ)理論，如熱物理、機(jī)械、建筑、電子、生命科學(xué)、化學(xué)、環(huán)境工程等。機(jī)械工程涉及液、氣壓的傳動(dòng)與控制、潤(rùn)滑、熱處理、散熱、材料成型等很多領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)主要側(cè)重于機(jī)械零件、機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造，在本科學(xué)習(xí)階段，對(duì)于熱工理論有一定的基礎(chǔ)理論即可。而對(duì)于熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，側(cè)重于熱動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與維護(hù)。熱力機(jī)械主要

4、是以熱能為動(dòng)力，以各種流體為載體，實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，牽涉到流體的運(yùn)動(dòng)、工質(zhì)及設(shè)備的傳質(zhì)傳熱和能量的轉(zhuǎn)換，因而該專業(yè)既要有機(jī)械理論基礎(chǔ)，又要有扎實(shí)的熱工基礎(chǔ)理論。另外，本課程還是本專業(yè)學(xué)生考研的必考課程?？傊?，在機(jī)械大類專業(yè)下，不但有開設(shè)該課程的必要性，而且應(yīng)該放在極為重要的位置。四、機(jī)械大類專業(yè)的熱工基礎(chǔ)理論課程教學(xué)內(nèi)容的整合機(jī)械大類專業(yè)，由于包含了機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化與熱能與動(dòng)力工程兩個(gè)專業(yè)，六個(gè)專業(yè)方向，因此，教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃必須符合各專業(yè)方向的培養(yǎng)要求。在我們的培養(yǎng)計(jì)劃中，確定了公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科平臺(tái)課通用，專業(yè)課程根據(jù)各專業(yè)方向確定的原則；兩個(gè)專業(yè)未合并前，公共基礎(chǔ)課程是相同的，因而重點(diǎn)

5、是學(xué)科平臺(tái)課的整合，即打通兩專業(yè)的所有學(xué)科基礎(chǔ)課程，加重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和滿足學(xué)生選擇專業(yè)方向的需要。根據(jù)培養(yǎng)人才的目標(biāo)與專業(yè)定位的要求，集體研究認(rèn)為，在學(xué)科基礎(chǔ)課時(shí)占總課時(shí)比例不變的前提下，將原熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三門課程合并為熱工基礎(chǔ)理論課程裝入學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺(tái)內(nèi)，共100學(xué)時(shí)（含實(shí)驗(yàn)8課時(shí)）；課程內(nèi)容上，制訂了整合原三門課程公共的內(nèi)容，非公共內(nèi)容部分仍包含工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三個(gè)獨(dú)立部分的原則。熱工基礎(chǔ)理論是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，我系機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)此前并未開設(shè)此課程，所以如何整合熱工基礎(chǔ)理論課程的教學(xué)內(nèi)容成為我們的焦點(diǎn)問題。

6、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)對(duì)熱工基礎(chǔ)理論只要求有一定的了解即可，而熱能與動(dòng)力工程專業(yè)則要求厚重。原熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的熱工基礎(chǔ)理論課程分工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三門課開，且每門課時(shí)數(shù)為56學(xué)時(shí)，共計(jì)168學(xué)時(shí)（含實(shí)驗(yàn)課時(shí)）。而大類專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中，熱工基礎(chǔ)理論課程總共只有100學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)92學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，比原教學(xué)計(jì)劃少了68學(xué)時(shí)；這能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)的需要，但不能滿足熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的教學(xué)要求，最終形成了不能滿足機(jī)械大類專業(yè)培養(yǎng)人才要求的矛盾。我們解決矛盾的具體辦法是：把工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三門課程的內(nèi)容分解為基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用兩部分，在培養(yǎng)計(jì)劃中，學(xué)

7、科基礎(chǔ)課中的熱工基礎(chǔ)理論只包含基礎(chǔ)理論部分。92學(xué)時(shí)內(nèi)完成基礎(chǔ)理論教學(xué)，能同時(shí)滿足機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)與熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的培養(yǎng)要求。工程應(yīng)用部分，對(duì)于熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，則放在專業(yè)課程的教學(xué)中進(jìn)行。如熱能工程方向，將傳熱學(xué)的工程應(yīng)用部分放在鍋爐原理課程中進(jìn)行，工程流體力學(xué)工程應(yīng)用部分放在泵與風(fēng)機(jī)課程中進(jìn)行，而工程熱力學(xué)的應(yīng)用部分放在汽輪機(jī)原理課程中進(jìn)行；對(duì)于制冷與空調(diào)方向，傳熱學(xué)的工程應(yīng)用部分放在換熱器的課程中進(jìn)行，工程熱力學(xué)的應(yīng)用部分放在制冷原理的課程中進(jìn)行，這些課程的開設(shè)時(shí)間都居于其它專業(yè)課程之前。這樣，既保證了熱能與動(dòng)力工程專業(yè)熱工基礎(chǔ)理論課程內(nèi)容的完整性，又保證了專業(yè)課程教學(xué)中對(duì)熱工

8、理論知識(shí)的要求，從而，滿足了機(jī)械大類專業(yè)的教學(xué)要求。五、完成熱工基礎(chǔ)理論課程教學(xué)的思考任何新生事物的出現(xiàn)，都會(huì)存在許多的矛盾，關(guān)鍵是對(duì)矛盾的解決。機(jī)械大類專業(yè)2006年招生學(xué)生人數(shù)三百人，2007年招生人數(shù)近450人，2008年招生人數(shù)近500人，學(xué)生人數(shù)的大大增加和教學(xué)內(nèi)容的整合，為教學(xué)帶來了很多的問題與困難。如教學(xué)大綱的制訂、教材的建設(shè)、教師的安排與教學(xué)負(fù)擔(dān)增加、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開出（實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)量有限，要全部開出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就現(xiàn)在的條件，實(shí)驗(yàn)設(shè)備與人員數(shù)都不夠，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)）等。為此，我們進(jìn)行了如下的思考：1）制訂合理的教學(xué)大綱大類招生條件下，由于熱工基礎(chǔ)理論要滿足整個(gè)機(jī)械大類專業(yè)的學(xué)生對(duì)知識(shí)需要

9、，同時(shí)不能降低熱能與動(dòng)力工程專業(yè)對(duì)熱工基礎(chǔ)理論的要求，還要考慮熱能與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生考研的問題（熱工基礎(chǔ)理論是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)考研的必考課程），因此,制訂教學(xué)大綱時(shí)，要進(jìn)行全面的考慮，綜合權(quán)衡各方面的因素，制訂出科學(xué)合理的教學(xué)大綱。學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課中的熱工基礎(chǔ)理論內(nèi)容的教學(xué)大綱以滿足熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的要求為原則制訂。為此，我們對(duì)基本理論內(nèi)容進(jìn)行了具體分析和規(guī)劃，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教學(xué)的考核辦法做出了具體的要求。工程應(yīng)用部分的內(nèi)容體現(xiàn)在相應(yīng)的專業(yè)課程的教學(xué)大綱中。2）教材的選擇與建設(shè)良好的教材是很好完成教學(xué)的基本物質(zhì)條件。原熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的熱工基礎(chǔ)理論課程采用工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三本

10、國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。目前，在國(guó)內(nèi)，機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化與熱能與動(dòng)力工程專業(yè)合并為機(jī)械大類專業(yè)的學(xué)校不多，有關(guān)機(jī)械大類專業(yè)的熱工基礎(chǔ)理論課程教材很少。2006年，中國(guó)電力出版社出版了熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)這本教材，主要適用于電廠熱工控制及自動(dòng)化、環(huán)境工程、建筑環(huán)境及設(shè)備工程等專業(yè)，顯然不適應(yīng)我們的教學(xué)要求。我們?cè)诮滩慕ㄔO(shè)中考慮兩種方式：一是仍采用原熱能與動(dòng)力工程專業(yè)所采用的三本教材，但對(duì)應(yīng)教學(xué)的具體內(nèi)容進(jìn)行了整合，二是自行編寫教材。3）任課教師的安排本專業(yè)的熱工基礎(chǔ)理論課程包含的工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)三門課程，從內(nèi)容上講，是相互聯(lián)系的，但又各自獨(dú)立。目前2006級(jí)分6個(gè)班進(jìn)行上課，共552課時(shí)，顯

11、然教學(xué)工作量大，一位教師完成該課程的教學(xué)是不可能的。由三位教師承擔(dān)教學(xué)，每人184學(xué)時(shí)，工作量飽滿。據(jù)此我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種方案：一種是每個(gè)班的教學(xué)由三位教師共同完成，分別負(fù)責(zé)工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)部分的教學(xué)。另一種方案是由三位教師完成，每位教師負(fù)責(zé)兩個(gè)班的教學(xué)，則存在每位教師相當(dāng)于要上兩門新課的問題。考慮到教師的其它的工作安排，為減輕教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，偏向于采用第一種方案。在任課教師選用上，必須是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)課教師，因?yàn)闊峁せA(chǔ)理論課程是學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，專業(yè)課教師對(duì)此認(rèn)識(shí)深刻、對(duì)知識(shí)把握得準(zhǔn)，在教學(xué)中更能把握好教學(xué)的重點(diǎn)與教學(xué)方法。4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排原熱工基礎(chǔ)理論的三門課程

12、的教學(xué)在一學(xué)年內(nèi)完成，而現(xiàn)在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成，即92學(xué)時(shí)的教學(xué)在16周內(nèi)完成（每周6學(xué)時(shí)）c由于學(xué)生人數(shù)多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)有限，又只能在一個(gè)學(xué)期的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，難度大。目前，實(shí)驗(yàn)教師只有3人，2006級(jí)有學(xué)生300人，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只有四套設(shè)備，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目每套設(shè)備供3位學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，每次只能安排12位學(xué)生做實(shí)驗(yàn)；若每天24位學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，完成教學(xué)大綱中的5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要4位教師63個(gè)工作日才能完成該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可見工作量極大。目前，為完成該門課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們采用三種辦法：一是要增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備；二是增加實(shí)驗(yàn)人員；三是每天完成多組實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上，大類招生下，由于學(xué)生人數(shù)的增加，所有的學(xué)科基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)工作量均大大的增加，普遍存在實(shí)驗(yàn)工作量