“工程熱力學(xué)”課程短學(xué)時班教學(xué)探索

錢中 陳孚江

[摘 要] “工程熱力學(xué)”作為一門研究能源轉(zhuǎn)換及利用的經(jīng)典學(xué)科，是能源動力、化工機械、航空航天等多個專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。課程具有概念多、內(nèi)容抽象、學(xué)習難度大等特點。在短學(xué)時課程班教學(xué)中，“教”不能深入，“學(xué)”時間緊迫。針對教學(xué)中存在的各種問題，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，提出解決教學(xué)實際問題的新策略。通過改換思路、知識重構(gòu)、實際應(yīng)用、科學(xué)取舍、科研助力、改進作業(yè)講評、引入課程思政等措施，提高教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 工程熱力學(xué);短學(xué)時;教學(xué)新策略;課程思政

[基金項目] 2017年度常州大學(xué)教學(xué)創(chuàng)新項目“OBE理念下專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)方法探索”（CDSG2017008）

[作者簡介] 錢 中（1978—），男，江蘇昆山人，博士，常州大學(xué)石油工程學(xué)院講師，主要從事計算流體力學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.41? ? ?[文獻標識碼] A? ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）23-0085-04? ? [收稿日期] 2021-03-16

“工程熱力學(xué)”作為一門研究能源轉(zhuǎn)換與利用的經(jīng)典學(xué)科，它是能源、化工、動力、航空航天等多個專業(yè)本科生的必修基礎(chǔ)課。它具有概念多而散、內(nèi)容抽象、學(xué)習難度大等特點[1-5]，以至于不少學(xué)生畢業(yè)多年后回憶起熱力學(xué)課程的學(xué)習經(jīng)歷都記憶猶新?！肮こ虩崃W(xué)”學(xué)習需要一定數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)，但又不需要很深入數(shù)學(xué)推導(dǎo)，課程部分章節(jié)與大學(xué)物理相近，初學(xué)者易陷入教材例題好理解，作業(yè)題卻無從下手的似懂非懂狀態(tài)。歷年來，該課程的掛科率一直偏高。為切實提高學(xué)生學(xué)習效率與教師授課成效，全面提高教學(xué)質(zhì)量，許多專業(yè)教師進行了一系列教學(xué)改革與創(chuàng)新[1-5]。

近些年，“工程熱力學(xué)”課程處理實際問題時采用從整體出發(fā)，抓住重點，適當簡化，運用宏觀系統(tǒng)理論解決問題的思路，成功地推廣到各類科學(xué)研究和工程實踐中，并建立一整套規(guī)范的項目處理流程。因此，該課程得到越來越多非能源與動力類專業(yè)學(xué)生的認可，開課專業(yè)、選課人數(shù)不斷增加。因此，許多大學(xué)專門開設(shè)了32學(xué)時的短學(xué)時教學(xué)班。然而，這種理論性較強的短學(xué)時課程教學(xué)中存在“教”不能深入，“學(xué)”時間緊迫的困境。隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，以微信為代表的網(wǎng)絡(luò)交流平臺對該課程的教學(xué)起到了部分課外教學(xué)功能[5]，一定程度上彌補了課時少的不足，但實際應(yīng)用中依舊存在一些問題。本文結(jié)合筆者六年來對短學(xué)時教學(xué)班的授課經(jīng)驗，進行討論與分析。

一、教學(xué)中存在的問題

（一）缺乏專門針對短學(xué)時班的教學(xué)指導(dǎo)方案

能動類專業(yè)“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)體系較為成熟，一般設(shè)置64學(xué)時，以沈維道等編寫的《工程熱力學(xué)》為教材，相應(yīng)的教學(xué)計劃、教學(xué)方法及課程考核都一應(yīng)俱全。教學(xué)過程中，點、線、面、體層層推進，知識體系分布與整合較為成熟，從概念講解到理論應(yīng)用較為順暢。實際教學(xué)中，由于“工程熱力學(xué)”課程存在較多抽象概念，且各知識點環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生要達到融會貫通，確實有一定的困難。即使是多學(xué)時教學(xué)班中，也有較多學(xué)生反映在學(xué)習中存在“看著明白，碰到實際問題卻不知所措”。對于短學(xué)時“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)，無法按傳統(tǒng)流程開展。部分學(xué)生對層出不窮、層層遞進的概念不能及時消化，理解不夠深入，導(dǎo)致后續(xù)學(xué)習愈發(fā)艱難，最終讓他們望而卻步，失去學(xué)習的動力。因此，亟須制定針對性強的教學(xué)方案。

（二）學(xué)生缺乏工程背景，對動力裝備缺乏了解，不利于課程教學(xué)實施

“工程熱力學(xué)”將經(jīng)典熱力學(xué)理論與工程實際相結(jié)合，并合理作了一些簡化?？陀^地講，我國大學(xué)生的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)對學(xué)習這門課程是足夠的。教學(xué)中主要涉及內(nèi)燃機、壓氣機、汽輪機等動力裝置，并圍繞這些裝置工作過程進行分析討論。由于短學(xué)時班實驗課極其有限，本科生基本沒有工程經(jīng)驗，對許多動力裝備不熟悉，缺乏相應(yīng)知識儲備，理論與實踐脫節(jié)導(dǎo)致他們學(xué)習較為迷茫，教學(xué)效果不及預(yù)期。

（三）新一代“00后”大學(xué)生學(xué)習過程中與教師交流溝通的積極性較以往有所下降

近三年，“00后”逐漸成為大學(xué)校園里的主力軍。課堂中，他們相對沉默，課堂筆記也不如“90后”仔細認真，他們更注重通過網(wǎng)絡(luò)獲取知識。騰訊、超星、大學(xué)慕課等網(wǎng)絡(luò)課堂給學(xué)生創(chuàng)造了更多自主學(xué)習的機會，使得部分學(xué)生在課內(nèi)有所松懈，課堂積極性不夠高。事實上，網(wǎng)課通常只講解知識要點、各知識點間承接不夠緊密、實例應(yīng)用較少。不少學(xué)生喜歡網(wǎng)課學(xué)習的方便、自由，但在解決實際問題時發(fā)現(xiàn)自身基礎(chǔ)不扎實，應(yīng)用知識能力不足。只有做到課內(nèi)認真聽講，課外自主學(xué)習，有疑問及時與教師溝通，才能保證學(xué)習的高質(zhì)量。

任課教師通常會通過微信、QQ、釘釘?shù)绕脚_建立課程群，用以了解學(xué)生學(xué)習狀態(tài)，提高教學(xué)質(zhì)量。但課程群里“有積極行動”的學(xué)生人數(shù)有時偏少，建群促學(xué)目標達成度偏低。近三年的“工程熱力學(xué)微信群”互動情況顯示：（1）能與教師每周交流3次以上的學(xué)生數(shù)不足總?cè)藬?shù)30%;（2）共享文件中每章授課PPT下載次數(shù)約為總?cè)藬?shù)的80%;（3）大多數(shù)學(xué)生聯(lián)系老師都是在考試前2周，咨詢的問題集中在“考試重點是什么”;（4）令人欣喜的是，有約20%的學(xué)生對課程學(xué)習較為投入，積極認真，經(jīng)常主動發(fā)消息與教師進行互動。他們多是學(xué)習成績較好，今后準備考研或出國留學(xué)的學(xué)生?？傮w上，相當一部分學(xué)生的學(xué)習狀態(tài)是比較被動的。授課對象卻不斷更新，授課內(nèi)容、方式的更新略有滯后，這一客觀情況可能也是導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習熱情的一個原因。因此，亟須探索一些能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣的新方法、新措施。

二、探索的改革方案

為提高教學(xué)質(zhì)量，更好地幫助學(xué)生掌握知識，提高其運用知識分析解決問題的能力，踐行OBE教學(xué)理念，應(yīng)進行一系列教學(xué)改革。最近三年，面向機械大類專業(yè)的課程教學(xué)質(zhì)量明顯提高，課程通過率從以往的約65%提高到79%、82%、86%，許多學(xué)生把本課程作為研究生考試科目，順利進入了東南大學(xué)、大連理工大學(xué)、山東大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等重點高校繼續(xù)深造有20人以上。歸納總結(jié)已完成的工作，所采取改進措施具體如下。