雙一流建設(shè)背景下工程熱力學(xué)課程改革與實(shí)踐

范 晶

(東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，吉林 吉林 132012)

1 緒論

一流的本科教育是“雙一流”建設(shè)的重要基礎(chǔ)，建設(shè)一流本科專業(yè)和一流本科課程也是所有本科院校追求的主要目標(biāo)[1-3]。東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)是國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)，工程熱力學(xué)是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的必修課，是吉林省高校一流本科課程。工程熱力學(xué)主要內(nèi)容涉及傳統(tǒng)化石能源的高效利用、太陽(yáng)能及風(fēng)能等新能源利用、新型動(dòng)力循環(huán)的開發(fā)等方面[4-5]。通過本課程的學(xué)習(xí)，一方面，學(xué)生能夠準(zhǔn)確概括與描述有關(guān)能量轉(zhuǎn)換(主要是熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換)、能源高效利用的基本規(guī)律，并熟練應(yīng)用相關(guān)知識(shí)對(duì)熱力過程、熱力循環(huán)及循環(huán)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行理論分析與計(jì)算；另一方面，能夠具備一定的抽象思維、邏輯思維和發(fā)散思維能力，可以對(duì)本專業(yè)復(fù)雜的工程問題(如熱電合供循環(huán)、蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)等)進(jìn)行理論分析并提出解決方案，為后續(xù)鍋爐原理、汽輪機(jī)原理及熱力發(fā)電廠等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供必需的理論支撐，為學(xué)生將來從事動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)工作奠定理論基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)生還可以對(duì)本專業(yè)本學(xué)科的發(fā)展、國(guó)家的宏觀能源政策、世界能源現(xiàn)狀及能源動(dòng)力行業(yè)未來發(fā)展方向等方面進(jìn)行深入了解，增加其知識(shí)儲(chǔ)備、開闊其專業(yè)視野、培養(yǎng)其學(xué)術(shù)思路、堅(jiān)定其為建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)做貢獻(xiàn)的決心。此外，為實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本目的，通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)該使學(xué)生的價(jià)值觀、人生觀得到塑造，使學(xué)生的道德情操得到培養(yǎng)，使學(xué)生的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)玫郊ぐl(fā)。因此，根據(jù)工程熱力學(xué)課程的特點(diǎn)，以雙一流建設(shè)為背景，以課程思政為改革抓手，對(duì)工程熱力學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)模式進(jìn)行全方位探索具有重要意義。

2 工程熱力學(xué)課程改革與實(shí)踐

2.1 工程熱力學(xué)課程建設(shè)目標(biāo)

工程熱力學(xué)是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，該課程具有概念深、內(nèi)容廣、公式多等特點(diǎn)。在工程熱力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師在課堂上滿堂灌輸，學(xué)生的主動(dòng)性難以發(fā)揮。此外，以往的課程教學(xué)中普遍重視學(xué)生的專業(yè)性和技術(shù)性，缺乏人生觀、價(jià)值觀、職業(yè)觀及意志品質(zhì)等思想道德的培養(yǎng)。這些特點(diǎn)大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生對(duì)課程知識(shí)理解不夠，難以將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐。在雙一流建設(shè)前提下、在立德樹人課程思政要求下，為適應(yīng)能源動(dòng)力工程專業(yè)發(fā)展的新需要、為突出工程熱力學(xué)課程研究熱點(diǎn)及學(xué)科前沿知識(shí)，本課程結(jié)合當(dāng)下專業(yè)工程實(shí)際及前沿研究方向，以相關(guān)合作企業(yè)與科研平臺(tái)為基礎(chǔ)，對(duì)工程熱力學(xué)課程展開“教學(xué)-實(shí)踐-創(chuàng)新-科研”貫通式教學(xué)模式探索，促進(jìn)工程熱力學(xué)課程教學(xué)縱向深入的發(fā)展。本課程建設(shè)的目標(biāo)主要是：

A．學(xué)以致用。調(diào)研本專業(yè)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中的具體問題及其對(duì)人才的實(shí)際需求，并結(jié)合工程熱力學(xué)課程屬性，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。應(yīng)制定符合企業(yè)實(shí)際需求的應(yīng)用型人才課程培養(yǎng)方案，為本專業(yè)學(xué)生赴行業(yè)一線參觀實(shí)習(xí)提供機(jī)會(huì)，推進(jìn)企業(yè)中高等技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)與教師課堂教學(xué)的協(xié)作互補(bǔ)，探索校企結(jié)合的應(yīng)用型人才協(xié)同培養(yǎng)模式。

B．學(xué)以致新。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合工程熱力學(xué)課程內(nèi)容申報(bào)相關(guān)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，參與校級(jí)、省級(jí)及國(guó)家級(jí)“節(jié)能減排大賽”，進(jìn)行與課程相關(guān)的創(chuàng)新活動(dòng)培訓(xùn)，為學(xué)生制訂高效合理的創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，探索基于專業(yè)基礎(chǔ)的創(chuàng)新型人才發(fā)散培養(yǎng)模式。

C．學(xué)以致深?；趯W(xué)院的相關(guān)科研平臺(tái)，制定本科生進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室參觀學(xué)習(xí)方案，鼓勵(lì)本科生參與到研究生科研過程中，由淺入深地引導(dǎo)本科生參與甚至獨(dú)立完成與專業(yè)課程相關(guān)的科學(xué)研究項(xiàng)目。通過科研過程使本科生進(jìn)一步深入了解專業(yè)知識(shí)，探索課程與科研相匹配的研究型人才培養(yǎng)模式。

D．學(xué)以致行。結(jié)合工程熱力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、本專業(yè)本學(xué)科行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及先進(jìn)技術(shù)、國(guó)家的相關(guān)制度與政策，深入發(fā)現(xiàn)本課程所蘊(yùn)含的思政元素并科學(xué)無痕地融入相應(yīng)的課堂教學(xué)中，探索知行合一、德能一體的三全育人人才培養(yǎng)模式。

2.2 工程熱力學(xué)課程教學(xué)路徑

本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從課程定位、教學(xué)思路、教學(xué)方法及思政元素設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了全方位改革，形成了“因材施教”個(gè)性化的教學(xué)模式。第一，以學(xué)生為根本，根據(jù)其學(xué)習(xí)能力的差異及不同的職業(yè)規(guī)劃將學(xué)生分為基礎(chǔ)型、擴(kuò)展型和拔高型三類。第二，針對(duì)不同的學(xué)生制定合理的教學(xué)方案，使教學(xué)培養(yǎng)有側(cè)重性，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)過程。第三，采用線上線下互補(bǔ)式教學(xué)方式，使學(xué)生帶著問題和基本概念在課堂教學(xué)中強(qiáng)化理解，并輔以知識(shí)的綜合應(yīng)用：對(duì)于基本概念及基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，以線上自學(xué)為主，并通過學(xué)生反饋，在課堂教學(xué)中有針對(duì)性地講授；針對(duì)理論知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用，主要通過課堂講解，并在課下根據(jù)學(xué)生類型布置不同的練習(xí)題；為了使學(xué)生對(duì)本專業(yè)本學(xué)科有一個(gè)全面認(rèn)識(shí)，將學(xué)科研究前沿、行業(yè)研究現(xiàn)狀等方面融入了課堂教學(xué)，并選取當(dāng)前的一些研究熱門(如超臨界二氧化碳循環(huán)、有機(jī)朗肯循環(huán)、相變儲(chǔ)能等)作為專題進(jìn)行研討，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬了學(xué)生的學(xué)術(shù)視野。第四，結(jié)合工程熱力學(xué)的課程特點(diǎn)及課程內(nèi)容，深度挖掘了本課程的思政元素：在緒論能源應(yīng)用部分的講述中，加入能源現(xiàn)狀的分析及節(jié)能減排的意義，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能減排的意識(shí)；在緒論學(xué)科發(fā)展部分的講述中，穿插一些愛國(guó)者的事跡，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義精神；在熱力學(xué)第一定律和第二定律的講述中，引導(dǎo)學(xué)生用“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”以及能量守恒和能量品質(zhì)來看待當(dāng)下的努力與奮斗。

3 工程熱力學(xué)課程后續(xù)完善措施

(1)在開放式課堂教學(xué)中，繼續(xù)發(fā)揮教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)，分析當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，將專業(yè)知識(shí)放到更廣闊的社會(huì)背景下，引入更全面深入的知識(shí)，如研究前沿、行業(yè)現(xiàn)狀等，革新知識(shí)傳授中的教學(xué)手段和方法，完善符合多層次培養(yǎng)模式特點(diǎn)、具體全面的教學(xué)方案。

(2)在企業(yè)教學(xué)中，借助相關(guān)專業(yè)企業(yè)的力量，結(jié)合行業(yè)內(nèi)關(guān)鍵問題與學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，從參觀了解到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)再到實(shí)際操作，由淺入深地進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，并以企業(yè)評(píng)定作為學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的參照，進(jìn)行針對(duì)性完善。

(3)在創(chuàng)新教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合本課程相關(guān)知識(shí)申報(bào)參與各項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目及節(jié)能減排大賽，在完成創(chuàng)新項(xiàng)目的過程中進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)本課程相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用能力。

(4)在科研教學(xué)中，依托于學(xué)院相關(guān)科研平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生深入專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室從事科研活動(dòng)，將工程熱力學(xué)理論知識(shí)與科研課題密切結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生熱力學(xué)思維的建立以及培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。

(5)在課程思政教學(xué)中，在繼續(xù)挖掘課程德育元素的基礎(chǔ)上，嘗試將課程的相關(guān)內(nèi)容、原理與中國(guó)傳統(tǒng)文化相結(jié)合，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的四個(gè)自信。