对“工程热力学及传热学”课程教学的几点思考
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.04.041
Reflections on Curriculum Teaching of the Course
"Engineering Thermodynamics and Heat Transfer"
WU Hequan， YAO Yongten
（College of Automotive and Mechanical Engineering，
Changsha University of Science and Technology， Changsha， Hu‘nan 410114）
Abstract This paper analyzes the characteristics and teaching status quo of the course "Engineering Thermodynamics and Heat Transfer". For problems that exist in Curriculum Teaching， this paper has made some reforms， such as the reform of teaching content， improve teaching methods， combination of theory and experiment， design innovation， and course defense.
Key words Engineering Thermodynamics; heat transfer; teaching reform; teaching methods
0 引言
“工程热力学及传热学”是研究热能与机械能相互转换及热量传递规律的一门课程，有的地方也把该课程称为热工基础。当今能源、环境、航空航天、微电子、信息工程、生物和医学工程、军事等领域内的许多进展都直接或间接建立在热工研究的基础之上，热工研究在高新科技发展中占有重要地位。因此提高“工程热力学及传热学”课程的教学质量对培养适应现代化建设需要的工程技术人才具有重要意义。然而长期以来，由于“工程热力学及传热学”课程存在概念多、内容广、公式计算复杂多等特点使得师生都有难教难学的体会。特别是对一些非动力类专业（比如工程机械专业），该课程往往是选修课，课时少，学生重视不够，教学难度大。本文从“工程热力学及传热学”课程教学现状出发探讨课程教学改革的方法。
1 课程特点及教学现状
“工程热力学及传热学”主要是讲述了热量的产生、传递以及转换，它是工程热力学与传热学两个研究方向的综合。其涉及面广，包含热力学第一定律、热力学第二定律、热力过程计算、传热学的基本概念、换热器热计算等。目前课程教学主要存在以下几个问题：
1.1 课程学时少
在这个知识爆炸的年代，教学计划的不断更新，使得越来越多的课程加入到教学进程之中，这样每门课程的平均学时大大减少。以工程机械专业的“工程热力学及传热学”课程为例，总共只有24课时。教学内容多与课时少的矛盾非常突出。在这种情况下，既要保证足够的教学内容又要保证教学质量，对授课教师来说是不小的挑战。同时学生的学习难度也加大了。由于“工程热力学与传热学”本身理论性就强与“数理化”联系紧密，学生需要花大量的时间来消化理解。
1.2 上课不够重视、课前课后缺少自主学习
大学生并非高中生，相对自由很多，许多大学生对于上课不够重视，导致缺课现象时有发生，而学生的缺课也影响了教师授课的积极性，导致课程教学质量下降。虽然针对学生缺课现象，大部分学校已经采取了相应的考勤措施，但是由于后续工作不彻底，许多考勤成绩最终并没有计入到学生成绩中，不少学生存在侥幸心理，对课程教学没有足够的重视。此外，“工程热力学及传热学”作为一门选修课程，学生对此的认识是觉得这样的课程无所谓，不重要。在课前，很少有学生提前预习课程内容，而一些复杂的计算公式或理论，在没有数学物理预备知识的情况下，教师需要花大量的时间来进行公式理论推导，影响了教学进度。课后缺少复习又使得课程上学到的知识没有得到巩固。由于对选修课不够重视，很少有学生能在课前课后进行自主学习。
1.3 缺少实践
由于“工程热力学与传热学”的知识涵盖面广，一些需要用实验来表达的知识点，教师很难通过讲授的方式直观表现出来。而很多学校工程机械专业的“工程热力学与传热学”课程是没有开始实验的。理论与实际脱节不利于学生对知识的理解与消化，难以与实际相结合，例如气体流经喷管的流速和流量，绝热节流过程、发动机动力循环等等。这些都很难用于普通的PPT来表达，也不利于学生的理解。由于学时以及学校教学资源有限的原因，所以通常对于需要实践的课程并没有相关的实验设备供学生操作。这对于部分验证性以及需要实验才能直观表达的教学内容，学生很难理解消化，也不利于学生去记忆其中的重要知识点。
1.4 学生积极性不高，缺乏学习兴趣
“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”这句名言就提到了学习某个东西最重要的是对于它的兴趣，倘若我们有极大的兴趣，那么将事半功倍。而现在的学生普遍地缺乏学习“工程热力学及传热学”课程的兴趣。以前一直是学生排队等老师讲解问题，而现在则是老师请学生提问题，而就算是这样，还是很少人去提问，这有可能是学生根本就没有问题，这并不是说学生学得很好，反而是学得不透彻，根本就没有发现问题;也有可能是学生有问题，但是懒得去问，缺乏对于知识的渴望。这些都说明学生缺少学习“工程热力学与传热学”的兴趣。 “工程热力学及传热学”课程具有很强的综合性、实践性和应用性。同时社会在不断发展进步，对于高素质人才的需求也越来越严格，所以为适应社会市场需求，培养出一批掌握最新技术的高素质人才，校方和教师都应该共同反思，一起探索，建立起一份属于专业特色的教学体系，就必须结合目前的就业动向，对“工程热力学及传热学”课程教学改革进行研究。
2 课程教学改革及教学方法探索
2.1 改革教学内容
“工程热力学及传热学”是一门传统课程，知识体系正在不断发展，不断更新，所以会存在不少过时的观点，这在教学中，会严重影响到新型高素质高技能人才的培养，甚至会让学生对此门课程产生怀疑，失去学习的信心。那么教师在教学过程中要以够用为原则对其删繁就简，还要随时了解最新最前沿的学科知识并讲给同学们听，培养学生们的学习兴趣，降低该课程的学习难度。
2.2 改善教学手段
上课是学生掌握知识的重要途径，教师的教学方式十分重要，应该杜绝“复读机”这种现象。现在社会进步了，多媒体等教学手段是必不可少也是不可避免的，既然不能没有多媒体，那可以改变多媒体上展示的内容，比如PPT里不再只是书本上的翻版，更多的是教师自己的理解和自己提出的问题，而且PPT上不能有解答，这样交给学生自己去思考，而后教师再把正确的解答写在黑板上，这样就加深了学生对于一些题目的印象。此外，既然此门课程理论性强，那么课程上教师可通过多媒体搜索一些自然界中热力现象，通过多媒体展示给学生，并给学生讲解这种现象。而且教师还可以布置一些课程小练习，让学生说出自己想到的自然界中的热学现象并试着解释。同时，教师也要注重提问，多提问，这对于集中学生们的注意力还是很有作用的。等等这些，都能消除学生的厌学情绪，并集中精力上课，保证了课程的效率。
2.3 开设实验实践课程
现代社会进步，相应的教学设备也齐全了，学校应该逐步完善“工程热力学与传热学”的课程安排，应该相应地对应每一章上的内容增添新的实验实践课程，尤其比较繁杂难懂的内容，更要多地设置一些实验课程，学生通过动手实验，教师在一旁教导，这样教师既能检验学生的学习效果和进度，也能加强学生对于课本知识的理解和记忆。学校也可以考虑安排学生到与热力有关的工厂实习，让学生通过对工厂机器工作的了解，强化课程的学习效果，最后还可以让学生写一篇关于该工厂机器的研究论文，以检验学生的实习效果。实践加理论才能更好地加深学生对学习到的知识的理解。
2.4 设计创新，激发学生兴趣
创新是发展之根本，科技的发展离不开创新，“工程热力学与传热学”作为一门实用性强的课程，在学生学完之后，教师可以给学生分组，让每组自主设计一个有关热力学的小部件，配上元件说明，并有计算分析过程，然后安排一节课程来让学生自行讲解自己设计的小部件，最后教师再评比，排出名次，给予奖励，并计入课程成绩。同时这也会激发学生对于此门课程的学习兴趣，更深刻地理解“工程热力学与传热学”这门课程。
2.5 课程答辩
教师给学生时间来进行答辩，通过对某一个概念、公式、定律或者现象的理解进行答辩，每个学生要说出自己的理解，而后教师进行纠正，给出正确的答案，然后教师可以自行提出一个论题，让学生自己分组，在课下找资料学习，然后上课的时候让各组学生辩论，得胜者记入成绩。最后让学生把自己的问题提给教师，教师一一解答。这样，加强了学生与教师的互动交流，培养了学生的学习兴趣，加深了学生对于该门课程的认识。
3 结束语
“工程热力学及传热学”课程教学改革是适应新时期高等教育发展的必由之路。教学的进行应该建立在师生愉快教学，帮助学生顺利发展的前提下，努力让学生掌握自主学习、独立思考的能力。以加强学生创新思维和实际创新能力的培养为目标，通过对教学内容的更新、多媒体的合理应用、课程氛围的调动、理论与实验的相互结合、设计创新、课程答辩等手段的有机结合，探索出一套更适合本课程的教学方法，使得“工程热力学及传热学”的课程达到一个新的水平，为培养出掌握学科最前沿技术的实用性人才发挥应有的作用。
基金项目：长沙理工大学教改课题项目
