國內(nèi)外熱工基礎(chǔ)課程

熱工根底課程開展戰(zhàn)略規(guī)劃研究

陶文銓何雅玲

2024年10月28日于上海2024年全國熱工課程開展戰(zhàn)略規(guī)劃研討學(xué)術(shù)會議教育部能源動力學(xué)科專業(yè)開展戰(zhàn)略研究工程國內(nèi)外熱工根底課程教學(xué)開展沿革和現(xiàn)狀熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位3.熱工根底課程知識體系的根本要求4.對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工根底課程的建議5.開設(shè)熱工類課程的必備教學(xué)條件6.今后5年熱工根底課程教學(xué)改革開展思路1目錄教育部2024年3月1日正式批復(fù)能源動力學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會負(fù)責(zé)進(jìn)行能源動力學(xué)科專業(yè)開展戰(zhàn)略和專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)劃的研究。鑒于熱工課程是能源動力類學(xué)科的重要技術(shù)根底課程，同時在其它多個大類專業(yè)的人才培養(yǎng)中也具有重要地位。因此，熱工課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會在開展戰(zhàn)略規(guī)劃研究中承擔(dān)了本課程開展戰(zhàn)略研究的任務(wù)。前言終身教育，素質(zhì)教育，創(chuàng)新教育前言熱工基礎(chǔ)課程工程熱力學(xué)傳熱學(xué)熱工學(xué)或熱工基礎(chǔ)主要針對這三類課程來進(jìn)行本課程在國內(nèi)外工科教學(xué)中開設(shè)的歷史和現(xiàn)狀課程教學(xué)在各類專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位在不同大類專業(yè)中熱工課程的開設(shè)方案今后我國熱工課程教學(xué)開展戰(zhàn)略等問題進(jìn)行了探討前言1.國內(nèi)外熱工根底課程教學(xué)開展沿革和現(xiàn)狀追溯熱工課程教學(xué)的歷史開展軌跡，希望：●總結(jié)教育經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)高等教育的一些規(guī)律；●了解目前現(xiàn)狀，把握開展趨勢;●為制定開展戰(zhàn)略提供縱向參考系。1.國內(nèi)外熱工根底課程教學(xué)開展沿革和現(xiàn)狀國內(nèi)歷史國內(nèi)現(xiàn)狀

境外歷史境外現(xiàn)狀國內(nèi)境外1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放前1.國內(nèi)外熱工根底課程教學(xué)開展沿革和現(xiàn)狀在我國工科教學(xué)中，熱工根底課程的設(shè)立，據(jù)目前可以查到的正式出版物的記載，始于1911年〔宣統(tǒng)3年〕。在當(dāng)時的郵傳部高等實業(yè)學(xué)堂〔交通大學(xué)前身〕：鐵路?？啤矊W(xué)制3年〕課程表中，列出了18門課程，其中有“熱力學(xué)〞，學(xué)時每周3鐘點，講授2個學(xué)期；在電機?？啤矊W(xué)制3年〕的課程表中，有14門課程，其中也有熱力學(xué)，每周3鐘點，講授1學(xué)期。這以后熱工課程就一直是該校工學(xué)專業(yè)的課程之一。表11949年前交通大學(xué)各個時段熱工課程開設(shè)情況

由于缺乏資料，一時無法得到其它歷史悠久高校工科教學(xué)中熱工課程開設(shè)的記錄。但是總的說來，當(dāng)時各個高校中開設(shè)熱工課程的工科專業(yè)面是相當(dāng)寬的。

1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放前解放后50年代初，全國進(jìn)行院系調(diào)整。從課程設(shè)置而言，但凡設(shè)有機械系的學(xué)校都開設(shè)熱力學(xué)課程。后各校動力機械局部紛紛從機械系分出，單獨設(shè)系，在動力機械系內(nèi)熱力學(xué)課程教學(xué)得到進(jìn)一步加強。至于傳熱學(xué)在50年代初一般只作為工程熱力學(xué)中的幾章予以介紹，并未單獨設(shè)課。當(dāng)時國家提出全面向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)，哈工大被定為工科院校全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的樣板。50年代中期學(xué)制定為五年。哈工大與有關(guān)學(xué)校聘請了一批蘇聯(lián)專家，培養(yǎng)了一批教師，建立了一批專業(yè)，教學(xué)方案根本上采用蘇聯(lián)的。當(dāng)時所用教材主要為前蘇聯(lián)作者的譯本.1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放后【1】李特文.工程熱力學(xué)(1，2，3冊).寧榥，徐華舫譯，上海：龍門聯(lián)合書局，1953-1954年【2】闊爾尼茨基，魯濱斯坦主編.普通熱工學(xué)〔1，2，3，4冊〕，李佑華，東北工學(xué)院熱工教研組譯，北京：高等教育出版社，1956-1957【3】雅斯特列姆斯基著.工程熱力學(xué)〔1，2冊〕，沈維道譯，北京:水利電力出版社，1956-1957年【4】雷科夫著.熱傳導(dǎo)理論，裘列均，丁履德譯，北京:高等教育出版社,1955【5】維尼克著.工程熱學(xué)及傳熱學(xué)根底.嚴(yán)家祿，張正榮譯.北京：冶金工業(yè)出版社,19591.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放后1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放后1952年時在北京大學(xué)任教的王補宣教授編著的“熱力學(xué)〞由上海中外書局出版。1954年由王補宣教授翻譯的前蘇聯(lián)米海耶夫的教材“傳熱學(xué)根底〞在國內(nèi)出版。該書俄文版曾兩度獲得前蘇聯(lián)的斯大林獎，翻譯本又以忠實原著、譯文流暢而膾炙人口，被國內(nèi)有關(guān)院校普遍采用。我國在能源動力類等專業(yè)中的熱工教學(xué)，自此按工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)分別進(jìn)行。從1956年開始，國家號召我國高等學(xué)校教師在學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)教材的根底上，根據(jù)我國實際情況自己編寫教材。此后我國作者自行編著了一批熱工教材。1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放后傳熱學(xué)楊世銘、陳大燮電力出版社出版19581960年當(dāng)時的高教部組建了熱工教材編審委員會，陳大燮教授出任主任，王補宣、楊世銘教授為副主任，委員有夏彥儒教授等。該委員會制定了我國工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)及熱工學(xué)的第一部教學(xué)大綱，組織作者出版了一批我國學(xué)者自行編寫的教材，奠定了我國熱工類課程的教學(xué)根底。1985年教育部重新組建了高等工業(yè)學(xué)校熱工課程教學(xué)指導(dǎo)委員會，王補宣、楊世銘教授受命出任主任與副主任。至今已經(jīng)是第五屆，該委員會主持制定了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)課程的根本要求，屢次召開了全國熱工課程教學(xué)研討會，對我國熱工課程教材的建設(shè)與教師隊伍的成長起了重要作用。1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－解放后在我國熱工課程教學(xué)中，值得大書一筆的是教育部熱工教材編審委員會〔后改為教學(xué)指導(dǎo)委員會〕的設(shè)立和所進(jìn)行的工作到上世紀(jì)末，我國共有150余所高等工業(yè)學(xué)校開設(shè)有熱工類課程，分布在除臺灣，西藏，青海三省以外的境內(nèi)有關(guān)高校。全國熱工課程教學(xué)的一般情況是：〔1〕熱工課程的設(shè)置主要在能源動力類、石油化工類、航天航空類、土建類、交通運輸、輕紡食品等大類專業(yè)；〔2〕熱工教學(xué)實驗以驗證性為主，測試手段比較落后，設(shè)備比較陳舊；〔3〕已經(jīng)出版了一批由我國作者自行編寫的工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)與熱工學(xué)的教材。1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－現(xiàn)狀開課的大類專業(yè)面也有所擴大，機械類專業(yè)目前也大多開出了少學(xué)時的熱工學(xué)課程，例如清華大學(xué)對機械系，精密儀器系、汽車系，力學(xué)系等開設(shè)有48學(xué)時的熱工根底教程；經(jīng)過近5年來211工程建設(shè)等工程的支持，我國熱工實驗教學(xué)情況有了較大的改觀；同時出版了一批面向21世紀(jì)的教材。但是與國際上工業(yè)先進(jìn)國家的熱工課程教學(xué)相比較，還有較大的差距。1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀－現(xiàn)狀〔1〕近代熱科學(xué)的產(chǎn)生與初期的開展集中在歐洲國家。熱科學(xué)研究的起源可以追溯到Galileo(1592)的時代。而且早期熱學(xué)作為物理學(xué)的一局部，熱力學(xué)與傳熱學(xué)的研究是溶為一體的。例如Boltzmann從熱力學(xué)證明了Stefan由實驗得出的輻射四次方定律。又如熱力學(xué)第二定律的創(chuàng)立人之一，LKelvin在1862年按半無限大物體傳熱問題的計算，估算了地球的年齡。1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀－歷史〔2〕無論熱力學(xué)還是傳熱學(xué)，其開展都經(jīng)歷了從“科學(xué)〞到“工程〞的過程，即，從初期作為物理學(xué)一局部的熱學(xué)演變、開展成為密切結(jié)合工程實際的“工程熱力學(xué)〞與“工程傳熱學(xué)〞。一批德國科學(xué)家Prandtl，Karman，Nusselt，Blasius以及后來的Eckert，還有前蘇聯(lián)科學(xué)家〔如Kirpichev等〕作出了?！?〕二次大戰(zhàn)以后，傳熱學(xué)的研究中心由德國轉(zhuǎn)移到美國，其中Jakob，Karman以及Eckert三位德國科學(xué)家的移居美國起了很大的作用。〔4〕歐美國家工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)課程的開設(shè)始于何時，暫時無法查考。1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀－歷史1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀－歷史最早的一本傳熱學(xué)可能是德國科學(xué)家Grober的著作〔1921〕然而影響比較大的那么要推McAdams的“Heattransmission〞〔1933〕隨后Jakob與Hawkins的教材，Eckert的教材相繼問世，成為20世紀(jì)40－50年代的代表作。Holman的傳熱學(xué)第一版出版于1963年。到20世紀(jì)80年代以后，工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)已經(jīng)成為歐美國家機械類學(xué)生的必修課，有的學(xué)校還設(shè)為工科學(xué)生根底課程。根據(jù)我們的調(diào)查統(tǒng)計，在境外的高等工程教育中，傳熱學(xué)與熱力學(xué)課程的開設(shè)相當(dāng)普遍。1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀－現(xiàn)代美國：依利諾依斯大學(xué)〔Urbana-Champain分校〕，明尼蘇達(dá)大學(xué)，加州大學(xué)〔SantaBarbra分校〕，賴斯〔Rice〕大學(xué)，克列姆遜〔Clemson〕大學(xué)，夏威夷大學(xué)；佛羅里達(dá)國際大學(xué)；英國：杜漢〔Durham〕大學(xué)、里茲〔Leeds〕大學(xué)及格拉斯哥〔Glasgow〕大學(xué)；利物浦大學(xué)；加拿大：多倫多大學(xué)；日本：京都大學(xué)、九州大學(xué)，群馬，廣島，九州工業(yè)大學(xué)；新加坡：南洋理工大學(xué)，國立新加坡大學(xué)；韓國：漢城大學(xué)，韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院〔KAIST〕，仁荷大學(xué)香港：香港大學(xué)，香港科技大學(xué)等1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀－現(xiàn)代2.001材料力學(xué)；2.002材料力學(xué)II；2.003系統(tǒng)、模態(tài)與控制；2.005熱流工程I；2.006熱流工程II；2.007設(shè)計引論；2.008設(shè)計與制造II；2.009產(chǎn)品工程過程；2.14控制系統(tǒng)原理；2.171數(shù)字控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計；2.192動態(tài)戰(zhàn)略規(guī)劃；2.25高等流體力學(xué)；2.26可壓縮流體動力學(xué)；2.40熱力學(xué)；2.51傳熱傳質(zhì)學(xué)；2.52熱遷移過程?；c方法；2.63技術(shù)的應(yīng)用；2.672實驗室工程；2.739產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)；2.744產(chǎn)品設(shè)計；2.792J定量生理學(xué)；器官移植系統(tǒng)；2.852制造系統(tǒng)分析；2.993機械工程專題舉例1：麻省理工學(xué)院機械工程系ME200 熱力學(xué)I；ME203 力學(xué)工程設(shè)計引論；ME270 力學(xué)根底I；ME274 力學(xué)根底II；ME290 一年級講座；ME300 熱力學(xué)II；ME309 流體力學(xué)；ME325 傳熱傳質(zhì)學(xué)；ME352 機械設(shè)計I；ME413 噪聲控制；ME444 CAD；ME452 機械設(shè)計II；ME46 工程設(shè)計；ME475 自動控制系統(tǒng)。另有，本科生及研究生均可從21門專業(yè)課程中選修學(xué)分。舉例2：普渡大學(xué)工學(xué)院機械系密西根大學(xué)的機械系在美國名列前茅。UM機械系相當(dāng)于我國高校學(xué)科根底和專業(yè)課的44必修學(xué)分中熱流理論類課程有9學(xué)分：工程熱力學(xué)?，3學(xué)分和傳熱學(xué)，4學(xué)分、流體力學(xué)3學(xué)分。占23%，選修課程中還有工程熱力學(xué)Ⅱ，3學(xué)分。舉例3：密西根大學(xué)機械系表2密西根大學(xué)工學(xué)院機械系學(xué)科根底和專業(yè)課課程學(xué)分力學(xué)類

熱工理論類

振動類

機械設(shè)計類

系統(tǒng)與控制類

材料類

實驗

9441244820％9％9％27％9％9％18％ME205熱力學(xué)；ME211氣體動力學(xué)引論；ME213傳熱學(xué)；ME231工程材料；ME240動力系統(tǒng)?；c分析；ME250熱科學(xué)實驗；ME261信號處理、儀表及控制根底；ME271機械設(shè)計I；ME272機械設(shè)計II；ME280高級機械設(shè)計工程；ME291講座〔以上為ME必修課〕；ME293專門工程；ME296榮譽工程；ME297榮譽講座。舉例4：依利諾依斯大學(xué)〔Urbana-Champain分?！硨ｉT化課程：ME301中級熱力學(xué)；ME302核能工程；ME303應(yīng)用燃燒學(xué)；ME304能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)〔ME必修〕；ME305中級氣體動力學(xué)；ME306中級傳熱學(xué)；ME307太陽能利用；ME308對流換熱的流體力學(xué)問題；ME310流動與傳熱的數(shù)值技術(shù)；ME312現(xiàn)代控制現(xiàn)論；ME313機械工程系統(tǒng)的計算機控制；ME314摩擦學(xué)引論；ME315摩擦學(xué)；ME320機械系統(tǒng)的運動學(xué)與動力學(xué)；M321制冷與低溫；M323熱系統(tǒng)設(shè)計；M331內(nèi)燃機；M336汽車動力學(xué)；M342運動學(xué)分析與綜合；ME345有限元分析引論；ME346工程材料失效機理；ME347機械零件失效分析；ME351材料加工過程；ME388工業(yè)控制系統(tǒng)舉例4：依利諾依斯大學(xué)〔Urbana-Champain分?！矼E1750生物工程引論；ME/CE1770工程制圖與可視化引論；ME2024計算技術(shù)；ME2110創(chuàng)造性的決定與軟件；ME2751力學(xué)引論；ME2202剛體動力學(xué)；ME3015系統(tǒng)動力學(xué)與控制;ME3056實驗方法論；ME3180機械設(shè)計；ME3201材料力學(xué)；ME3322熱力學(xué)；ME3340流體力學(xué)；ME3345傳熱學(xué)；ME3720熱流工程引論。舉例5：佐治亞理工學(xué)院〔GIT〕機械系ME318工程計算方法；ME324機械系統(tǒng)的運動學(xué)與動力學(xué)；ME330流體力學(xué)； ME333T技術(shù)交流；ME334材料工程； ME134L材料工程實驗；ME335概率與設(shè)計；ME336材料加工；ME136L材料加工實驗； ME338機械另件；ME339傳熱學(xué)； ME242L熱流科學(xué)實驗；ME343熱流系統(tǒng)； ME344動力學(xué)與控制；ME244L動力系統(tǒng)與控制實驗； ME353工程經(jīng)濟分析；ME366J機械工程設(shè)計方法學(xué)； ME466K機械工程設(shè)計工程。舉例6：德克薩斯大學(xué)〔Austin〕機械系專業(yè)方向課

分別對生物醫(yī)學(xué)工程等列出了七個方向的選修的課程，例如對熱流系統(tǒng)方向列出課程為：可壓縮流體力學(xué)；電機與磁器件；透平機械與可壓縮流；中級傳熱學(xué)；能量系統(tǒng)實驗；計算流體動力學(xué)引論；燃燒機械過程；車輛工程；熱系統(tǒng)設(shè)計；空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計；太陽能系統(tǒng)設(shè)計等。舉例6：德克薩斯大學(xué)〔Austin〕機械系ME主修課ME1896熱力學(xué)；M19abc流體力學(xué)與氣體動力學(xué)；ME20傳熱學(xué)；ME70機械系統(tǒng)運動學(xué)引論；ME71工程設(shè)計引論；ME72工程設(shè)計實驗；ME73機械另件設(shè)計；ME90abc高級論文〔實驗〕；ME91abc高級論文〔分析〕；ME/CE96機械工程實驗；CE/ME97流體機械實驗。專門方向課程14門供學(xué)生選修，例如：ME115ab機器人運動學(xué)引論；ME119a傳熱學(xué)與熱力學(xué)；ME131高級機器人；操縱與定向；ME932高級機器人；導(dǎo)航與視覺舉例7：加州理工學(xué)院〔CIT〕機械系ME主修課：ME201-0力學(xué)I；ME202-0力學(xué)II；ME220-0熱力學(xué)I；ME224-0實驗工程I；ME240-0機械設(shè)計與制造引論；ME241-0流體力學(xué)；ME262-0應(yīng)力分析與有限元。專門方向課程21門：屬于熱能工程方向的有：ME370-0熱力學(xué)II；ME373-0工程流體力學(xué)；ME377-0傳熱學(xué)；ME379-0燃燒工程根底等四門。舉例8：美國西北大學(xué)機械系舉例8：英國利物浦大學(xué)機械系第1、2學(xué)年熱力學(xué)，流體力學(xué)，固體力學(xué)，動力學(xué)，數(shù)學(xué)電工，工業(yè)管理，計算方法第3學(xué)年

傳熱學(xué)，流體力學(xué)，固體力學(xué)，動力學(xué)，實驗方法，有限元分析，小組設(shè)計(groupdesign);

第4學(xué)年

壓力容器與管線；計算流體動力學(xué)；能量利用與控制，法語，德語，西班牙語；四個工程選修專題總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況(1)熱學(xué)課程境外高等學(xué)校中工程類專業(yè)普遍開設(shè)的課程

熱現(xiàn)象幾乎是每一個工程領(lǐng)域中都會碰到的物理現(xiàn)象，能量的有效與合理的利用幾乎是每一個工程師都需要解決的問題。在有一些領(lǐng)域中，熱現(xiàn)象的規(guī)律還是制約技術(shù)開展的瓶頸問題。因而在境外的高等工程教育中，傳熱學(xué)，熱力學(xué)與流體力學(xué)課程的開設(shè)相當(dāng)普遍。

在境外高等學(xué)校各種工程學(xué)科中，機械工程學(xué)科是把熱工類課程作為必修課程的最主要學(xué)科之一。

許多學(xué)校把熱學(xué)類課程作為工學(xué)院的公共課程，如美國依阿華〔lowa〕州立大學(xué)工學(xué)院在2000年開出的81門課程中〔不含根底課〕，包括有電子、信息、計算機、控制、電磁場等系列課程，其中熱學(xué)方面的根本課程有四門，即熱力學(xué)I，熱力學(xué)II，傳熱學(xué)及熱流系統(tǒng)設(shè)計〔Thermalfluidsystemdesign〕?？偨Y(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況國外教授與校友的共同反響總的反響是國內(nèi)工科教育的知識面比較窄,需要拓寬。以美國Akron大學(xué)機械系系主任鐘道藩教授的來信為例：“我深感國內(nèi)機械系課程專業(yè)分割太細(xì)微，與美國機械系課程驚訝頗大。我們機械系的必修課很廣泛但不深入。機械系學(xué)生必須念：總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況Thermal-FluidScience，Solidmechanics及Systemcontrol三大類,大四的學(xué)生Conceptsofdesign,Designofenergysystem,Designofmechanicalsystem及Controlsystemdesign亦是每人的必修課?？偨Y(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況“由于大局部課程的差異，國內(nèi)來美的研究生往往需要補修大學(xué)部的課程。譬如MechanicalEngineering的畢業(yè)生要補HeatTransfer,ThermalDesignComponents及ControlSystemDesign.假設(shè)是ThermalEngineering的畢業(yè)生又缺Vibrations,DesignofMechanicalComponents等，這是美國各大學(xué)機械系主任的共同感覺。所以我一直鼓吹國內(nèi)機械系本科生課程應(yīng)加強拓寬，減少專業(yè)化。〞總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況〔2〕熱工課程的開設(shè)方式美國、英國等高等學(xué)校機械工程系主修課程的設(shè)置一般分為兩個層次：1〕根本層次中開設(shè)：該層次中的課程一般復(fù)蓋了該校機械系各個研究方向的最根本的原理，是該系所有學(xué)生的必修課，在這一層次課程中均包含流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)的根本原理課程在內(nèi)；在這個層次上，所必修的課程的門類均比我國機械類專業(yè)要廣的多；2〕專門化層次中開設(shè)：該層次中按專業(yè)方向不同而分成假設(shè)干組課程供學(xué)生選修。而在這一層次上，專門化課程的深度就比我國的淺，且內(nèi)容上未必是某一個方向的系統(tǒng)課程?？偨Y(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況〔3〕最近十年美國熱工課程教學(xué)的開展在最近10年中，美國高等學(xué)校工科熱工課程的教學(xué)呈現(xiàn)出許多新的開展趨向，值得我們重視。首先在熱工課程教材方面，美國高校中出現(xiàn)了像：Cengel的Thermodynamics－AnEngineeringApproachCengel的Heattransfer-ApracticalapproachIncropera/DeWitt的Fundamentalsofheattransfer。這些教材取材豐富、構(gòu)思新穎、內(nèi)容先進(jìn)。

總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況在熱工實驗方面，20世紀(jì)末美國高校也進(jìn)行了面向21世紀(jì)的探索，例如美國普渡大學(xué)DeWitt等三位教授進(jìn)行了題為“Curriculumforthe21thCentury〞的研究，對于傳熱學(xué)試驗提出了以下改革內(nèi)容：1〕toconductfewer“traditional〞experiments,creatingthetimeforthestudentstoperformteamprojects〔減少“傳統(tǒng)〞的實驗，增加學(xué)生進(jìn)行團隊工程的時間〕；2〕toprovidechallengingindustrialdesignprojects〔增加有挑戰(zhàn)性的工程設(shè)計工程〕；3〕tooffer“hand-on〞experience〔給予動手訓(xùn)練時機〕；4〕topartnerwithindustrialsponsors〔訓(xùn)練與工程界合作〕；5〕tonurturethecommunicationoftheprojectresult〔培養(yǎng)交流工程結(jié)果的能力〕。總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況為此，該校改進(jìn)了原有的實驗系統(tǒng)，配備了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，同時從工業(yè)界不斷引入設(shè)計性的實驗課題，并分解成為teamproject〔團隊工程〕的內(nèi)容。總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況強調(diào)了減少傳統(tǒng)的實驗，增加來自工業(yè)界實際工程的訓(xùn)練；強調(diào)了團隊合作的訓(xùn)練；強調(diào)了培養(yǎng)交流與動手的能力。當(dāng)然傳統(tǒng)的實驗還是需要的，是加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解以及培養(yǎng)動手能力的環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)實驗的內(nèi)容與組織上也要注意綜合性的培養(yǎng)。我們來看普渡大學(xué)ME315的傳統(tǒng)傳熱學(xué)實驗課程的內(nèi)容?？偨Y(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位我們認(rèn)為：熱工課程的根本知識應(yīng)當(dāng)成為工科各專業(yè)學(xué)生必須具備的技術(shù)素質(zhì)，熱工課程應(yīng)當(dāng)成為我國工科學(xué)生、尤其是機械類專業(yè)的學(xué)生的共同的工程根底課程。2.1從自然現(xiàn)象與各類工程物理過程的本身及執(zhí)行可持續(xù)開展能源政策來看2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看2.3從高新技術(shù)和近代數(shù)理理論的開展情況來看2.4對國內(nèi)局部大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位2.1從自然現(xiàn)象與各類工程物理過程的本身及執(zhí)行可持續(xù)開展能源政策來看2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位熱工課程以研究熱能與其它形式能量的轉(zhuǎn)換規(guī)律、有效利用及熱量傳遞規(guī)律為其基本內(nèi)容。熱現(xiàn)象是自然界中最普遍的物理現(xiàn)象，同時各個工程技術(shù)領(lǐng)域中及日常生活中的各種其它形式能量最終大都是以熱能的形式耗散于環(huán)境及宇宙之中。面臨的形勢既嚴(yán)峻又極具挑戰(zhàn)性

我國能源動力類相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)面臨著既嚴(yán)峻又極具挑戰(zhàn)性的形勢。能源及環(huán)境是目前世界各國所面臨的頭等社會問題，能源資源的國際間競爭愈演愈烈：伊拉克戰(zhàn)爭及戰(zhàn)后重建，中日雙方在俄羅斯輸油管線走向上的角逐等，都是國家間能源戰(zhàn)略利益沖突的具體反映。我國現(xiàn)有能源利用效率很低，與興旺國家存在著較大的差距：單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2.3倍.

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位202.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位我國的人均能源資源并不豐富，我國的資源開展必然走資源節(jié)約型的道路。我國中長期能源開展規(guī)劃制定了節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略。提高能源利用率是確保我國中長期能源供需平衡的先決條件，無論是從國內(nèi)資源還是世界資源的可獲量考慮，中國只有創(chuàng)造比目前工業(yè)化國家更高的能源效率，才可能在有限的資源保證下，實現(xiàn)高速經(jīng)濟增長和到達(dá)中等興旺國家人均水平。202.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位如果用國際上先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備替代現(xiàn)有落后技術(shù)和設(shè)備，全部節(jié)能潛力可達(dá)目前能源消費量的50％，如用國內(nèi)已有的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行落后設(shè)備的更新，總節(jié)能潛力可達(dá)目前能源消費量的30％。因此，無論從電力的生產(chǎn)，能源的節(jié)約以及工業(yè)生產(chǎn)過程的本身特點來看，工科學(xué)生應(yīng)該具備合理用能、節(jié)能的意識并懂得其根本的技術(shù)，而熱工課程的內(nèi)容是合理用能及節(jié)能理論中的最根底與核心的局部。2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位門類復(fù)蓋的專業(yè)名稱有關(guān)的熱現(xiàn)象或技術(shù)問題舉例地礦類1.

采礦工程2.

石油工程3.

礦物加工工程4.勘探技術(shù)與工程5.資源勘查工程礦物與石油的開采、儲運、加工過程中的加熱、冷卻、分離和精制等過程；加熱爐的熱設(shè)計、效率提高，余熱回收等；礦物加工過程中所用各種換熱設(shè)備的設(shè)計，開發(fā)及性能改進(jìn)等。

2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看(21大類〕

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位門類復(fù)蓋的專業(yè)名稱有關(guān)的熱現(xiàn)象或技術(shù)問題舉例材料

類

1冶金工程2金屬材料工程3無機非金屬材料工程4高分子材料與工程金屬熔化、凝固中的傳熱問題，板坯連鑄中的傳熱問題；加熱爐、熔化爐的熱設(shè)計；射流沖擊冷卻技術(shù)；陶瓷、玻璃等無機材料制造過程中的燃燒，干燥與冷卻過程的控制與組織；塑料成型過程中的加熱與冷卻過程的控制；單晶硅制造過程中的流動與傳熱問題。

2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位門類復(fù)蓋的專業(yè)名稱有關(guān)的熱現(xiàn)象或技術(shù)問題舉例電氣信息類電氣工程及其自動化自動化電子信息工程通訊工程計算機科學(xué)與技術(shù)電子科學(xué)與技術(shù)生物醫(yī)學(xué)工程

電子器件和微電子器件的有效冷卻技術(shù)；電子器件及通訊材料（如光纖）制造過程中的流動傳熱問題；流體力學(xué)、熱力學(xué)及傳熱學(xué)的基本原理在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用；流體傳動與控制中的流體力學(xué)問題；大規(guī)模集成電路制造過程中的傳熱問題（非傅里葉導(dǎo)熱，微電子焊接，超細(xì)薄膜形

成）；低溫冷凍在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位門類復(fù)蓋的專業(yè)名稱有關(guān)的熱現(xiàn)象或技術(shù)問題舉例土建類建筑學(xué)城市規(guī)劃土木工程建筑環(huán)境設(shè)備工程給水排水工程建筑物的散熱與保溫；太陽房與太陽能采暖設(shè)計；太陽能空調(diào)與制冷系統(tǒng)設(shè)計；建筑物的采暖空調(diào)與通風(fēng)；管網(wǎng)中的流動阻力與流量計算。

2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位門類復(fù)蓋的專業(yè)名稱有關(guān)的熱現(xiàn)象或技術(shù)問題舉例航空航天類飛行器設(shè)計與工程飛行器動力工程飛行器制造工程飛行器環(huán)境與生命保障工作航空發(fā)動機的工作原理；燃?xì)廨啓C葉片盤腔的有效冷卻方法；航天器重返大氣層時的冷卻與絕熱技術(shù)；發(fā)熱體在太空中的散熱技術(shù)；微重力下的各類傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象；地面上微重力環(huán)境的模擬技術(shù)；熱管用于控制航天器的表面溫度。2.3從高新技術(shù)的開展情況來看

2.熱工根底課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位1.根據(jù)本行業(yè)的開展，請您對今后5年內(nèi)專業(yè)人才的需求情況進(jìn)行預(yù)測：相比目前狀況，對專業(yè)人才的需求規(guī)模將擴大[]還是減少[]?相比照例是多少？[]2.基于本行業(yè)的開展，對專業(yè)人才的要求是：〔1〕素質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體要求〔可按要求的上下順序打1，2，3，4，幾個指標(biāo)可打同一順序號，下同〕()思想道德素質(zhì)()()文化素質(zhì)()專業(yè)素質(zhì)()身心素質(zhì)〔2〕能力結(jié)構(gòu)的具體要求〔〕自學(xué)能力〔〕解決工程問題能力〔〕表達(dá)能力〔〕工程實踐能力〔〕社交能力〔〕工程綜合能力〔〕計算機及信息技術(shù)應(yīng)用能力〔〕創(chuàng)新能力2.4.1調(diào)查內(nèi)容2.4對國內(nèi)局部大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查〔3〕知識結(jié)構(gòu)的具體要求〔〕工具性知識〔〕〔〕自然科學(xué)知識〔〕工程技術(shù)知識〔〕經(jīng)濟管理知識〔〕專業(yè)知識3.

結(jié)合本行業(yè)的開展，您認(rèn)為對專業(yè)人才的培養(yǎng)還需要那些方面的專業(yè)知識？并請根據(jù)重要的程度由高到底排序。

4.現(xiàn)行的高等教育培養(yǎng)模式是否能適應(yīng)未來行業(yè)開展的需要?〔是[]否[]〕?存在缺乏表現(xiàn)在那些方面？〔〕學(xué)生心理素質(zhì)不高〔〕學(xué)生眼高手低〔〕學(xué)生專業(yè)知識太少〔〕學(xué)生缺乏實干精神〔〕學(xué)生不愿做具體業(yè)務(wù)工作〔〕學(xué)生知識面太窄〔〕學(xué)生出國熱太甚〔〕2.4對國內(nèi)局部大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查

5.目前培養(yǎng)出來的大學(xué)畢業(yè)生，在承擔(dān)專業(yè)任務(wù)和適應(yīng)未來行業(yè)開展需要方面存在的缺乏是什么？()專業(yè)知識欠缺()外語能力不夠()動手能力太差()知識面太窄()創(chuàng)新能力缺乏()應(yīng)用能力低下()合作精神不好()

6.請您對我國高等教育的教學(xué)改革提出珍貴的意見與建議：

發(fā)出49余份調(diào)查表，回收近1/3,包括：核電企業(yè)4個；鍋爐廠5個；制冷壓縮廠3個；研究院、勘探院3個。2.4對國內(nèi)局部大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查人才需求將擴大,大局部預(yù)計10～20%2.對專業(yè)人才的要求〔1〕素質(zhì)結(jié)構(gòu)思想道德〔1〕－13專業(yè)素質(zhì)〔1〕－6文化素質(zhì)〔1〕－0身心素質(zhì)〔1〕－3〔2〕能力結(jié)構(gòu)自學(xué)能力〔1〕－5社交能力〔1〕－1表達(dá)能力〔1〕－2計算機能力〔1〕－3解決問題能力〔1〕－8工程實踐能力〔1〕－5工程綜合能力〔1〕－7創(chuàng)新能力〔1〕—22.4.2企業(yè)反響意見綜合2.4對國內(nèi)局部大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查〔3〕知識結(jié)構(gòu)工具知識〔1〕－4經(jīng)濟管理〔1〕－0自然科學(xué)〔1〕－2專業(yè)知識〔1〕－8工程技術(shù)〔1〕－43.對我國高等教育改革的建議：〔1〕密切與企業(yè)界的合作與聯(lián)系；〔2〕加強專業(yè)根底學(xué)習(xí)，更新知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)；〔3〕加強與專業(yè)知識相關(guān)的實踐；〔4〕培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作與團隊精神。2.4對國內(nèi)局部大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查因此，如何培養(yǎng)適應(yīng)上述社會開展需要專業(yè)人才，是我們教育工作者需要解決的重要問題。243.熱工根底課程知識體系的根本要求不同大類專業(yè)中開設(shè)熱工課程的設(shè)想

4對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工根底課程的建議類型所屬專業(yè)大類特點開課建議 I

1．能源動力類2．化工制藥類3．航空與航天類4．環(huán)境與安全類5．武器類6．土建類熱工課程是該類型專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課1.開設(shè)高學(xué)時的“工程熱力學(xué)”與“傳熱學(xué)”；2.不同大類專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容上還可有所不同側(cè)重或以專題形式作適當(dāng)補充，如：化工制藥類增加多孔介質(zhì)中的流動與傳熱；航空航天類增加高速流動中的傳熱；兵器類增加氣體在極高壓、高溫下的流動與傳熱等。不同大類專業(yè)中開設(shè)熱工課程的設(shè)想

4對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工根底課程的建議類型所屬專業(yè)大類特點開課建議 II

1．地礦類2．儀器儀表類3．材料類4．工程力學(xué)類5．機械類6．海洋工程類7．輕工紡織食品類8．電氣信息類9．交通運輸類10．生物工程類11．農(nóng)業(yè)工程類12．林業(yè)工程類13．公安技術(shù)類14．水利類1.熱科學(xué)的知識是某一大類中部份專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)，而對另一些專業(yè)則關(guān)系則要遠(yuǎn)一些；如機械類的材料成型為前者，工業(yè)設(shè)計為后者；2.熱科學(xué)知識是某類專業(yè)（如材料成型與控制工程）中的某一方向（如鑄造、焊接）的主要技術(shù)基礎(chǔ)課但與另一些方向（如真空技術(shù)及設(shè)備）關(guān)系較遠(yuǎn)方案之一：開設(shè)中等學(xué)時的熱力學(xué)、傳熱學(xué)課程，為必修課；方案之二：開設(shè)高學(xué)時傳熱學(xué)作為選修課，中等學(xué)時熱力學(xué)作為必修課；方案之三：對于同一大類中與熱學(xué)關(guān)系不密切的專業(yè)開設(shè)熱工基礎(chǔ)或能源概論與管理不同大類專業(yè)中開設(shè)熱工課程的設(shè)想

4對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工根底課程的建議類型所屬專業(yè)大類特點開課建議 III測繪類熱科學(xué)知識與該大類專業(yè)的主干技術(shù)無直接的關(guān)系開設(shè)能源概論與管理，使學(xué)生具備最基礎(chǔ)的熱科學(xué)知識。5.1教師條件45歲以下的本課程教師應(yīng)具備動力工程及工程熱物理一級學(xué)科的博士或碩士學(xué)位。5.2實驗條件應(yīng)能開出由課程根本要求規(guī)定的必須的教學(xué)實驗，應(yīng)積極創(chuàng)造條件為學(xué)有余力的學(xué)生開出綜合性、設(shè)計性的實驗。實驗可以單獨設(shè)課。5開設(shè)熱工類課程的必備教學(xué)條件5.3教材條件一般應(yīng)當(dāng)采用由部省級出版社出版的經(jīng)過某一層次審閱的教材，鼓勵有較豐富教學(xué)經(jīng)驗和科研實踐的教師根據(jù)各校具體情況自行編寫教材，建議其內(nèi)容要經(jīng)過一定程序的審核；學(xué)校應(yīng)該積極購置近期國外相關(guān)的教材，以為教師備課等參考。5.4其它教學(xué)資源條件要積極采取條件，積累各種教學(xué)資源，包括課程素材庫，CAI教學(xué)軟件，國家認(rèn)可的試題庫。為適應(yīng)學(xué)生個性教學(xué)的需要，為局部學(xué)有余力的學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)一步鉆研的條件，可組織講座、課外科技活動等。5開設(shè)熱工類課程的必備教學(xué)條件6.1熱工課程教材怎樣適應(yīng)不同類型學(xué)生的培養(yǎng)需要？在工科21類專業(yè)中，至少有6大類專業(yè)應(yīng)該開出高學(xué)時的工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的課程，其中能源動力類是最典型的一個大類專業(yè)。我國目前設(shè)有這個大類專業(yè)的學(xué)校有150余所。按照教育局部類辦學(xué)的思想〔研究型，教學(xué)型以及介于其間的類型〕，這一百多所學(xué)校在高學(xué)時工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)在教材上是否要有所區(qū)分？還是可以采用同一種教材由主講教師酌情選講？這一問題涉及到熱工課程教學(xué)指導(dǎo)委員會在制定根本要求以及今后組織教材編寫方面的一個根本考慮，需要有一個共識。6今后5年熱工根底課程教學(xué)改革開展思路6.2如何使教材內(nèi)容適時地跟上學(xué)科與工程技術(shù)的開展？以傳熱學(xué)為例，傳熱學(xué)近年內(nèi)在內(nèi)容方面改觀較大，熱力學(xué)教材那么顯得似乎過于穩(wěn)定，新技術(shù)的概念介紹極少。比方，近期中國的長期能源問題已經(jīng)十分突出，為保護(hù)環(huán)境，執(zhí)行可持續(xù)開展的方針，在面向21世紀(jì)工程熱力學(xué)教材上，對新的、先進(jìn)的能源利用方式〔聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、氫能利用、燃料電池、分布式發(fā)電和熱電冷三聯(lián)供、新能源發(fā)電等等〕是否應(yīng)該有適當(dāng)?shù)姆从常砍R界和超超臨界循環(huán)是傳統(tǒng)燃煤汽輪發(fā)電機組提高經(jīng)濟性與環(huán)保性的有效途徑，也是近年來國外燃煤火電廠的重要開展方向及我國要積極研發(fā)的方向，然而教材和教學(xué)中也并沒有占有相應(yīng)的重要地位等。6今后5年熱工根底課程教學(xué)改革開展思路6.3

熱工課程實驗教學(xué)的改革與更新應(yīng)當(dāng)怎樣進(jìn)行？熱工課程所反映的兩門學(xué)科，熱力學(xué)與傳熱學(xué)，都是應(yīng)用科學(xué)，實驗教學(xué)無疑是完整的課程教學(xué)的組成局部。多年的經(jīng)驗說明，實驗教學(xué)的改革與開展某種程度上比課程本身還要困難，主要是涉及到設(shè)備的購置、更新所需的經(jīng)費問題。在國家實施211工程二期或者985工程的建設(shè)中怎樣利用有限的資源〔財力〕來改革、更新熱工教學(xué)實驗值得重視。在建設(shè)實際