工程熱力學與傳熱學課程改革效果分析

李文濤 張欣悅 趙勝雪 梁遠 付曉明

摘 要： 在工程教育專業(yè)認證的背景下，對農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)本科學生工程熱力學與傳熱學課程教學改革探索的階段性效果進行了調(diào)查，從學生學習的積極性、主動性、先修知識對學習課程的影響、教學過程中對內(nèi)容的理解掌握程度及雙語教學的接受度等方面進行了分析。反饋的數(shù)據(jù)說明部分學生課下主動學習積極性不高，重視程度不夠，總體而言對課程的基本概念、定律和原理理解較好，對復雜理論推導過程的掌握較差。針對反映出的問題，對教學內(nèi)容和手段進行有效改進。

關鍵詞： 工程熱力學與傳熱學;教學效果分析;改革

中圖分類號： G642.0? ? ? ? ?文獻標識碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.051

Analysis on the Reform Effect of Engineering Thermodynamics and Heat Transfer

Li Wentao， Zhang Xinyue， Zhao Shengxue， Liang Yuan，F(xiàn)u Xiaoming

（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）

Abstract：? Under the background of engineering professional accreditation， the teaching reform effect of engineering thermodynamics and heat transfer was investigated for undergraduate students from agricultural mechanization and automation. To explore the effect of periodic， learning enthusiasm， initiative， the influence of prior knowledge on the learning course， the understanding and mastery of the content in the teaching process， and the acceptance of bilingual teaching was analyzed. The feedback data shows that some students have low enthusiasm and less attention after class. The basic concepts， basic laws and principles of the course are comprehend enough， but the complex theoretical derivation process are insufficient grasp. In view of the problems reflected， the teaching contents and methods are continuously improved.

Keywords：? engineering thermodynamics and heat transfer; analysis of teaching effect; teaching reform

0 引言

工程熱力學與傳熱學主要研究熱量傳遞規(guī)律，是農(nóng)機專業(yè)的專業(yè)基礎課之一。該課程中很多專業(yè)知識或現(xiàn)象都與“熱”有密切聯(lián)系。隨著“厚基礎、寬專業(yè)”教學改革的推進，課堂教學學時數(shù)被大大壓縮，增加了學生學習和教師教學的難度[1]。如何在較少課時內(nèi)既使學生融匯掌握基本理論，同時又要求他們能夠運用所學理論分析解決工程實際問題，是工程熱力學與傳熱學傳統(tǒng)的教學模式及授課方式改革面臨的主要問題。在工程教育專業(yè)認證的背景下，必須調(diào)整教學內(nèi)容與學生的工程實踐能力相匹配，注重培養(yǎng)學生分析和解決工程問題的能力，幫助學生建立工程思維和增強提煉科學問題的能力[2-3]。

1 學生基本情況

授課對象為農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)本科學生，其中創(chuàng)新卓越人才班19人，普通班級63人。創(chuàng)新卓越人才班和普通班中能夠課前認真預習與課后有效復習的學生分別為5.26%和19.04%，稍有預習及復習的同學分別為63.16%和66.67%，完全無預習和復習的分別為31.58%和14.29%，由于課程具有內(nèi)容抽象、理論性強、公式繁多且復雜、涉及知識面大等特點[4]，先修知識如高等數(shù)學、流體力學等相關知識的遺忘和缺失，學生對部分理論知識難以完全理解，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)63.16%和55.56%的學生認為會對學習該門課程造成一定的困難，創(chuàng)新卓越人才班和普通班中能夠主動了解過本學科的發(fā)展、前沿和發(fā)展趨勢學生比例分別為15.79%和31.75%，47.37和61.9%的學生認為內(nèi)容抽象、實踐環(huán)節(jié)薄弱導致不感興趣，造成學生主動學習積極性不高，重視程度不夠。

在雙語教學方面，為開拓學生的國際視野并培養(yǎng)學生獲取專業(yè)前沿信息的能力[5-7]，對教學的部分內(nèi)容逐步開展雙語教學。由于創(chuàng)新卓越人才班和普通班分別僅有26.32%和7.94%的學生通過全國大學生英語四級等級考試，在一定程度上可以反應其英語真實水平，盡管實時調(diào)整英語授課速度和內(nèi)容的比例，但學習效果不夠理想，兩班分別有5.26%和36.51%的學生不能較好地接受雙語教學的英文內(nèi)容。

2 學習過程分析

創(chuàng)新卓越人才班和普通班學生對基本概念、基本定律和原理等學習情況進行了統(tǒng)計分析，89.47%和85.71%的學生能夠較好地掌握理解基本的概念，78.94%和73.1%的學生能夠較好地掌握熱力學第一定律、第二定律和黑體輻射換熱的基本定律的內(nèi)容，84.21%和79.36%的學生能夠運用所學原理分析計算熱力過程或傳熱過程，如孤立系熵增原理、導熱理論，但對較為復雜的理論推導過程的理解略低，分別為47.37%和60.32%。

該課程有工程熱力學和傳熱學2篇組成，涉及10章的教學內(nèi)容，但教學安排僅有30個學時，分別有31.58%和23.81%的學生認為學時偏少，課程教學內(nèi)容方面分別有21.05%和28.57%的學生認為很合理，78.95%和71.43%的學生覺得較為合理，主要集中在課程理論性強且系統(tǒng)性不強，知識點分散等方面。84.21%和82.54%的學生認為所用教學案例很恰當，很好的幫助學習內(nèi)容的理解，15.79%和17.46%的學生認為所用教學案例較為恰當，有助于教學內(nèi)容的理解。在諸多的學習環(huán)節(jié)中，學生最青睞于案例教學、小組討論結合實驗的方式學習來提高解決實際問題的能力。

3 教學內(nèi)容、手段的持續(xù)改進

在堅持產(chǎn)出為導向，以學生為中心和持續(xù)改進的基本理念前提下，進一步修訂、完善教學大綱，精心組織教學設計，不斷調(diào)整課程的內(nèi)容，引入日常生活中的一些常見熱現(xiàn)象，引導學生利用所學熱力學知識對現(xiàn)象進行分析、做出解釋，逐步提高學生學習的興趣，提高積極性和主動性，激發(fā)起學生的思考意識。借助在線精品課程等優(yōu)質(zhì)資源和多媒體平臺，結合內(nèi)容要點以多種形式補充高等數(shù)學及流體力學等相關必要知識點，促進學生對本課程的理解和掌握。引入農(nóng)機涉及熱現(xiàn)象的應用案例，同時加強學科的發(fā)展前沿熱點與動態(tài)的介紹，突出課程與專業(yè)的聯(lián)系、作用與地位，鼓勵學生分組討論匯報，加強課程的隨堂測驗，鍛煉學生自主學習能力，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，鞏固學習成果[8]。繼續(xù)探索雙語教學方式，針對不同層次的學生實時調(diào)整雙語教學的內(nèi)容和比例，逐漸讓學生接受雙語教學方式。

優(yōu)化考評機制，加大過程考核比例。過程考核包括課堂出勤、課堂討論及互動、課堂測驗、課程實驗，考試考核仍采用閉卷考試形式，對基本概念、基本原理的考核，無相關資料參考，對于綜合類試題，考試時提供相關的資料參考，要求學生選用正確的理論和公式來分析解決問題，實現(xiàn)考查學生基本理論知識的掌握和解決工程問題的能力。教學質(zhì)量不應簡單的以教學成績來評定，更多是通過學生自我評價獲得了什么及進步程度來反映教師的教學效果[9]，通過學生的有效反饋，不斷改進教學內(nèi)容及授課方式，為學生的自主學習提供良好的條件。

4 結語

以工程教育專業(yè)認證為契機，以產(chǎn)出為導向，以學生為中心，以堅持持續(xù)改進為基本理念，改變傳統(tǒng)工程熱力學與傳熱學課程的教學模式，通過修訂教學大綱，突出課程的系統(tǒng)性和邏輯性，激發(fā)學生的學習熱情和主動性，培養(yǎng)學生利用所學理論知識開展創(chuàng)新活動，從而激發(fā)學生創(chuàng)新意識，逐步提高學生發(fā)現(xiàn)并解決實際工程傳熱等問題的能力;不斷完善雙語教學，開拓學生的國際視野并培養(yǎng)學生獲取專業(yè)前沿信息的能力，提高專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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