流体力学相关专业范文

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关键词：顶岗实习；问题；解决办法

中图分类号：G712 文献标识码：A

Abstract： This paper mainly analyzes the logistics management major in higher vocational college students' post practice after have quit widespread problems， taking the logistics management specialty of Jiangsu Food and Drug Vocational and Technical College as an example， through the investigation of 2013 to 2015 three consecutive graduates analysis of current logistics management professional students quit reason， explore the logistics management major in higher vocational college students' post practice mode， and also provides certain reference for vocational training and post practice work.

Key words： substituted post exercitation； problems； solutions

顶岗实习是学校安排在校学生实习的一种方式，高职学校通常会安排学生在毕业前进行实习。顶岗实习是学生从课堂走向工作前，作为实践教学的一个关键环节，由于顶岗实习不同于其它就业实习，它决定了“以就业为导向”目标能否实现。

据权威机构调查，物流专业人才已被列为我国12类紧缺人才之一，缺口达60余万。据了解，目前物流人才是非常抢手的，但是，我国物流管理市场上却存在着供求之间的矛盾。一方面，物流企业急需大批高素质、高技能、踏实肯干，而又富有创新精神的人才；另一方面，大批的物流管理专业学生在择业时，纷纷放弃自己的专业，离职、改行的现象非常普遍，成为行业人才流失的主体。

顶岗实习作为物流管理专业整体教学计划中的重要组成部分，是实践教学的终结性环节，顶岗实习使学生尽可能地将实习与今后的就业工作紧密结合起来，为毕业后顺利投身工作岗位并融入社会做好准备。然而，不少学生参加顶岗实习之后却放弃到物流行业就业的机会，这说明顶岗实习对学生择业具有重大影响。

1 顶岗实习学生基本情况调查

为了掌握高职物流管理专业的学生在参加顶岗实习后不从事自己所学专业的工作，纷纷选择其他岗位情况，课题组选择了江苏食品药品职业技术学院2013～2015年连续三届物流管理专业的毕业生进行了问卷调查和访谈。2013～2015年连续三届物流管理专业的毕业生分别为94、97和46人，参加问卷调研及访谈的同学分别为85、87和43人，共计215人参与调查。参与调查的这些学生顶岗实习岗位都是与物流行业相关，从数据（90.7%）可见物流管理专业顶岗实习有较高的专业对口率。近年来，物流管理专业毕业生一次就业率在所有专业中一直位居榜首，被调研的这部分学生顶岗实习的岗位大多是通过学校的双选会、社会招聘和亲友介绍选择的，调研时间是在顶岗实习结束后，论文答辩之前。希望其调研结果能对物流管理专业顶岗实习建设提供实证依据。调研具体情况见图1～图3。

从图1～图3可看出，顶岗实习结束后只有30%左右的学生基本满足现有岗位，剩于60%以上的学生顶岗实习结束后纷纷选择离职。其中的大多数学生认为物流行业是一个升迁机会少，工作枯燥且强度较大，就业实际与他们的就业期望值相差甚远。而准备离职的大部分学生都希望转入其它相对轻松的职业。这说明了物流管理专业的学生参加顶岗实习后不仅不能对本岗位的肯定，反而60%以上的学生产生了转行的念头，这一现象应引起物流管理专业教育工作者的高度重视。

2 调查结论分析

2.1 工作内容枯燥，企业环境差、劳动强度大。从图1、图3可以看出，物流管理专业顶岗实习结束后24%与20%的学生认为物流管理专业工作枯燥且劳动强度大。物流行业不同于其它行业，是一个对实践要求较高，但行业壁垒很低的职业。任何一个物流企业对接收到的大学生都要安排在基层岗位进行锻炼，例如：储存、装卸、包装、运输、配送等基层岗位。比如有些同学在南京苏宁电器顶岗实习，所在部门是配送部，每天的工作对象是货物，除了接货、送货、退货就是清点数量，在调研时绝大多数同学都认为每天重复相同的工作较为枯燥、乏味。再加上一部分同学感觉劳动强度较大，在仓库工作环境较差，夏热、冬冷，这时往往就会选择放弃。这说明参与顶岗实习的学生对到企业顶岗实习和工作岗位缺乏了解。

2.2 升迁机会少、薪资待遇低。调查显示（见图1、图3），物流管理专业顶岗实习结束后25%与20%的同学认为物流管理专业的升迁机会少，薪资待遇低。由于受校内实训条件的限制，学生在校期间学不到实际操作的技术和技巧，当学生走向顶岗实习岗位后还需要一段时间进行实践技能的积累，顶岗实习的学生进入企业数月后难以融入企业，要适应企业的工作环境和工作流程更需要一段时间，如果要成为部门负责人更得经过3～5年的时间，可见物流管理专业短时间内升迁机会并不大。通过调研，发现物流管理专业升迁岗位较少，3～5年内大部分学生还是从事着物流基层操作工作，学生反映不是不够优秀而是物流专业迁移岗位太少。通过调研还发现物流公司一般工资较低，实习期1 200～1 500元，转正后不过1 800元左右，再加上如果发生事故还要被罚款，工资就更低了。如此低的工资，再加上升迁机会较少，没有做好心理准备的学生因此选择逃离物流公司。

2.3 按部就班，不善于思考和创新。从图3可以看出，2015届毕业生中有14%的学生参加顶岗实习后，认为物流管理专业的就业实际与就业期望相差甚远。调研显示江苏食品药品职业技术学院连续三届物流管理专业学生的顶岗实习岗位90%以上是物流管理操作岗位，而这些岗位较为规范、重复性强，只要按部就班地按照标准流程进行操作，就足以满足岗位要求。或者仅仅停留在“工作导师”教过的基本技能，不懂在日常工作中运用创新精神来更大地提高生产效率，只知道保质保量地完成领导分配的任务就足够了，甚至有的学生遇到问题也不主动处理，而是把问题推向领班或组长。不能将专业理论知识与实践工作紧密结合起来，缺少主动思考和解决问题的能力，更难以进行创新。在被调查的学生中近一半从未认认真真地思考过自己在岗位所具备的职业能力，而只是完成领导交给的任务，所以他们认为每天重复相同的工作没有成就感，现实工作与当初期望相差甚远，往往这个时候他们会选择离开。

3 对策建议

3.1 发挥顶岗实习平台效应，转变就业观念。江苏食品药品职业技术学院物流管理专业学生顶岗实习的时间是从当年12月份到第二年的4月份，学生在这段时间是通过手机和QQ与辅导员及论文指导老师联系，由于学生反馈信息的不及时性，老师不能在第一时间了解到学生每天工作的情况及心情变化。虽然学校有顶岗实习平台，但是真正的效应没有完全发挥出来，现阶段顶岗实习这个平台效应只起到让学生论文答辩前完成12篇日志和1个总结，而且这12篇日志很多学生都是离论文答辩前一周一气呵成，根本没有依据实习工作内容来完成，平全失去了应有作用。顶岗实习平台实际上应是一个能够及时掌握学生动态的平台，学校可以要求学生每天登录平台写出自己的当天实习日志及实习中遇到的难题，辅导员及论文指导老师应及时掌握学生的实习状态，及时帮助学生解决实习中的难题，并积极与企业指导教师及时地进行沟通协调等。让学生逐渐了解到物流管理专业岗位的特殊性，让学生们做好心理准备，慢慢适应物流岗位环境。

3.2 在提升实践教学质量同时，教会学生“两条腿”走路。高职高专学生以增强学生的实践能力为目标，加大实践培训力度。调研中发现，22%学生认为在校所学专业技能不能满足工作需要。这就要求学校要加强实践教学，加大技能培训力量。学校在利用好校内实践资源的同时，充分利用好校外资源。江苏食品药品职业技术学院的学生顶岗实多在苏宁电器工作，在学生顶岗实习之前有2个月的认知实习，学校可以和苏宁电器联合建立实训基地，保障学生在校期间有一定的实践经历，在走出校门时具备一定的实践能力，更快更好地适应顶岗实习工作。

在利用好校内资源与校外资源的同时要借鉴兄弟院校成功经验，以淮安信息职业学院物流管理专业为例，该专业毕业生专业对口率达90%以上，其成功的经验是：校内真实的物流操作实训室，能承担集装箱操作，货运和泊位策划的模拟实训，还有一些先进的软件操作系统。

高职物流管理专业人才培养目标定位，要在培养物流基层操作人员的同时，培养物流基层管理人员。基层管理人员的培养为以后学生职业岗位的升迁打下坚实的基础，教会学生要用“两条腿”走路。

3.3 顶岗内容融入到毕业论文中。高职物流管理专业培养目标是面向一线操作型岗位，操作中的创新非常重要。例如学生在顶岗实习中盘点库存时发现，如果在商品入库时专门贴上标签，出库时再把它撕下，那么在盘点库存时核对撕下的标签和剩余库存商品的数量是一种很好的方法。经调查参加顶岗实习35%的学生表示在实习中收获很大，能够发现一些问题，并找到解决的方法。在学生顶岗实习中，要求论文指导老师切实指导好学生按照自己的顶岗实习岗位进行毕业论文选题。毕业论文内容与解决工作中实际问题的能力密切联系起来。既帮助学生完成了毕业论文，又强化学生社会实习实践的有效性和针对性。

4 总 结

物流管理专业毕业生的高离职率，不仅对学生本人带来不利，浪费几年在校学到的专业知识，而且对企业、对社会也带来一定的损失。进入新的职场，还要花时间去钻研新的专业知识，需要花费更大的精力才能取得成就。特别是对于那些刚走出校门的学生来说，离职的次数越多，越不利在职场中的进步。

对于企业而言企业员工的培养需要一个过程，需要很多的投入，作为企业经营和管理的载体，员工的流失将给企业带来潜在的损失。因此，关注核心员工的离职原因和对企业的影响，做到未雨绸缪，才能做好企业人力资源规划和管理工作。

近年来物流管理专业毕业生离职率居各行业之首，物流管理顶岗实习是对学校理论知识的主要应用，通过顶岗实习学生可以将所学理论知识应用到对口岗位中去，积累相应的工作经验，并在此过程中获得岗位所要求的操作技能。因此，学校和企业有责任做好学生顶岗实习的管理工作，解决学生们顶岗实习过程的思想及生活、工作中的实际问题，才能真正解决学生在顶岗实习后离职的问题。

参考文献：

[1] 刘小红. 高职物流管理专业学生就业调查与分析[J]. 重庆电力高等专科学校学报，2011（6）：13-15.

[2] 红，冷凯君. 物流管理专业学生就业能力影响因素分析[J]. 物流工程与管理，2011（3）：144-145.

[3] 侯宏霞. 提高“C语言程序设计”课程教学质量的探索与实践[J]. 内蒙古师范大学学报，2012（1）：125-127.

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一、当前教学过程中存在的问题

1.学生学习兴趣不高

提到力学，多数学生会觉得很难，这种先入为主的感觉会使学生对这门课程产生很大的抵触情绪，不愿意学。再加上同时开设的工程热力学和传热学等重要的专业基础理论课，越发加重了学生的学习任务。另外，流体力学课程习题量大，需要学生花费大量课余时间复习和做题，就更加影响学生对这门课的学习兴趣。因此如何帮助学生克服对本课程的畏难情绪，激发他们学习流体力学的兴趣，是提高教学质量的首要因素，也是教学改革的目标之一。

2.教学方式单一，课堂气氛死板

现在是信息社会，对人才的要求很高，这就要求教师在教学过程中按照“厚基础、宽口径、高素质”的目标[2]进行专业人才的培养，这对传统的黑板加粉笔的教学方式是一种挑战。另一方面，随着课时与学分制的挂钩，学时被普遍压缩，这也给课堂教学带来很大的压力。众所周知，传统的教学方式把很多时间用在了绘图和板书上，无形中缩减了教与学的时间，教师要想在规定的时间内完成教学大纲规定的教学内容，就必须加快讲课节奏，删减授课内容，或者占用习题课或实验课的时间，这些都将导致这门课程的信息量不够，而且学生也没有机会及时消化所学的理论知识，更谈不上举一反三了。同时，“一言堂”式的教学方法使得课堂气氛死板，学生对课程的学习兴趣锐减，也影响了教学质量。

3.理论教学与实验教学的脱节

在流体力学的教学过程中，实验环节起着不可替代的作用。实验教学不仅可以培养学生的动手能力，帮助学生更好的理解理论知识，而且可以启发学生对理论知识的创新性应用[3]，很多学校不重视实验课的教学，实验教学完全放在理论教学之后甚至放在考试之后集中完成，大大降低了实验教学的作用。

二、课程教学改革的基本内容

1.传统教学方式与多媒体相结合

在现在的流体力学教学中，黑板加粉笔的教学方式是很多高校教师仍然采用的教学方式。这种方式对于公式的推导、例题的计算效果很好，但是在流体力学的教学中需要辅以很多图片，如果全用板书来讲，必然花费很多时间。传统的教学方法无法满足教师在教学中的信息量，当然也不能完全脱离板书，毕竟公式的推导，例题和习题的讲解用板书的效果要优于多媒体。在讲绪论部分内容时可以介绍流体力学的发展史及流体力学在现实生活和工程实践中应用的实例，如果单纯用板书讲，会很枯燥，达不到启发学生学习兴趣的目的，如果辅以多媒体，结合图片、短片、动画来讲就会有很好的效果。所以笔者认为，应当将传统的教学方式与多媒体教学方式很好的结合起来。

2.理论知识与专业知识相结合

流体力学这门课程不仅理论性很强，而且和工程实践结合的非常紧密。该课程是后继专业课程的重要理论基础，所以将相关专业知识穿插在流体力学课程中进行介绍有很多好处。首先，可以帮助学生加深对专业的理解。流体力学课一般在第五学期开设，此时学生已结束公共基础课的学习，开始了专业基础课和专业课的学习。调查表明很多学生此时对专业还处在迷茫的状态，不知道建环专业具体是做什么的，自己将来能干什么。在流体力学课程的教学中采用理论知识与专业知识有机结合进行讲解的授课方式可以帮助学生在学习理论知识的同时加深对专业的了解。再者，学生了解了专业也就有了学习的方向和动力，自然有助于提高学生对流体力学课程的学习兴趣。比如在讲授流体的热胀性时，介绍采暖系统膨胀水箱的作用及系统膨胀水量的计算方法，使学生既掌握了液体热胀性的计算公式，又了解了自然循环采暖系统的基本原理。再比如，在讲授伯努利方程的应用时，可以介绍水泵扬程的计算方法和建环专业水泵的适用场合，使学生明白水泵是建环专业最重要的设备之一。在学生学习管网计算基础这部分内容时，可以结合采暖系统和给排水系统或消防给水系统同时学习，毕竟这些系统在北方城市是到处可见的。在介绍气体射流知识的时候可以结合空调房间的气流组织进行介绍等等。

3.理论流体力学、计算流体力学与实验流体力学在教学中的结合

研究流体力学方法有理论分析的方法、数值分析的方法和实验研究的方法，在流体运动规律的研究中，三种方法相辅相成。但是在教学中，我们往往更多的是强调理论的重要性，而忽视了计算流体力学和实验流体力学对理论学习的帮助。应当充分将计算流体力学和实验流体力学的部分补充进来，这样才会使整个课程内容丰满，也可以扩宽学生的知识面，培养其解决问题的能力。

（1）理论流体力学与计算流体力学相结合

随着计算机技术的迅猛发展和数值计算技术的不断提高，计算流体力学（CFD—ComputationalFluidDynamics）技术得到了空前的发展，CFD技术可以在短时间内模拟流场内的温度、速度和压力的分布情况，可以较好地模拟流体的流动过程和传热过程以及污染物的扩散过程等，因此被广泛应用在各行各业。建环专业涉及大量与流动相关的问题，因此也不例外。可以用CFD技术模拟空调房间的气流组织和温度分布，模拟水和空气在管道内的流动情况，模拟火灾时建筑内烟气的流动规律。在CFD领域，目前世界上最具有代表性的计算商用软件有PHOENICS（英国）、CFX（美国）、FLUENT（美国）、STAR-CD（日本），这些软件均采用经典的流体理论和通用流体计算程序作为模型的核心，并提供丰富的计算方法处理湍流流动，具有强大的前后处理功能。这些新技术的发展对流体力学课程的教学提出了新的要求。在流体力学的教学过程中除了重点讲授理论流体力学的知识外，应当增加计算流体力学的知识，一方面可以增加信息量，拓宽学生的知识面，为进一步的学习和今后的发展奠定扎实的基础，另一方面可以用CFD技术模拟简单的流动规律和流动现象，帮助学生加深对流体理论知识的理解，起到相互促进的作用。图1是用CFD技术模拟的简单流动现象，（a）图验证了圆管中的层流运动，证明断面流速为旋转抛物面。（b）图给出了流体经过弯管时的断面压强分布规律，充分说明了离心力的作用是弯管中产生涡旋的主要原因。可以将这些模拟结果通过多媒体展示给学生，让他们在掌握理论的同时增加感性的认识，可以很好的提高学生的学习兴趣。图1只是两个简单的例子，流体力学中有很多例子可以通过数值计算和模拟穿插在教学过程中，得到很好的效果。

（2）授课与实验的有机结合

与流体力学课程相结合的有8个主要实验，分别是能量方程实验、总水头线实验、动量方程实验、毕托管实验、雷诺实验、沿程阻力系数和局部阻力系数测定实验以及孔口出流实验。另外还有诸如流线、绕流等演示实验。应当将这些实验的教学进度与理论的教学进度很好地结合，任课教师和实验教师共同指导，与学生形成很好的互动，及时启发和引导学生进行实验，充分启发学生对理论知识的创造性理解，同时锻炼其动手能力。实践证明这样做不仅可以提高学生的兴趣，还可以有意识的培养其观察流体现象的能力和分析解决问题的能力。

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关键词：能源与动力工程；实验教材；节能环保

一、引言

《能源与动力工程实验》作为能源与动力工程专业学生的实验参考用书，其既与本专业的基础理论紧密相关，又是一本独立的实验教材，其是本专业学生实验和工程实践能力培养的基础，在本专业的教学过程中占有重要的地位。

目前，能源与动力工程实验教材使用非常广泛。全国有上百所学校开设了能源与动力工程实验课程，每年有几万名大学生及相关工程技术人员都使用能源与动力工程实验教材，大部分学校只有临时内部讲义，并未有正式出版发行的教材，能源与动力工程实验教材的出版发行将受到很多高校及企业的青睐。武汉科技大学能源与动力工程专业自成立以来，三个班级共一百余名学生一直在使用本校教师编写的内部讲义，他们亦急需正式出版的教材。同时，此教材将涵盖冶金工程、材料学、矿物加工专业开设的冶金传输原理、热工基础、冶金炉原理等课程相对应的实验课。此教材的编写出版既能解决本校师生的燃眉之急，又能在其他高校及企业发挥重要作用。

目前，国内能源与动力工程专业的实验教材比较单一分散，如流体力学实验、传热学实验等，没有全面综合的实验教材。本教材涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程，以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容，同时增加了编者科研团队的科研成果。其主要目的是通过完成对一些理论的验证，增强学生的动手能力，让学生学会对实验数据的处理方法，巩固理论课程知识，培养学生辩证思维能力和逻辑推理能力，为今后其他专业课程的学习打好基础，也为毕业生今后从事与能源动力有关的工作提供一定的基础知识。

二、教材编写

1.工作基础

本教材的依托单位是武汉科技大学材料与冶金学院能源与动力工程系。该专业从2008年起开始招收本科生，目前该校的能源与动力工程专业毕业生就业前景良好，得到用人单位的一致好评。其下属的能源与动力工程实验室自成立以来，经过校、院、系教师的努力，已经成为集科研、教学于一体的实验室。目前实验室专职管理教师四名，实验室面积超过500平方米，拥有一百余台科研与教学设备，可进行热工检测、流体、热工、燃烧、炉窑等相关专业的实验。目前编者团队已经为本校能源与动力工程本科生、冶金工程本科生、矿物加工本科生的热工基础实验、热工综合实验、冶金基础实验、冶金炉原理实验、CAD技术等课程，共计56学时编写了教材，此教材也是在这些实验课的基础上编写的。

编写团队就实验教学问题先后承担了“热能与动力工程专业实验教学体系改革研究与实践”“跨学科宽口径节能环保型人才培养的改革与实践”等教学研究项目，对实验室及实验教学进行了系统的研究与建设。其已与国内知名大学取得紧密合作，此教材即是与东北大学共同编写完成的。

2.教材特色

目前国内能源与动力工程实验教材多偏重于汽轮机、锅炉、流体机械、空调制冷实验，适用于火力发电、发动机及汽车工程、流体机械及低温制冷专业方向。而我校设置的能源与动力工程专业是以冶金为背景的学科，偏重于冶金热能方向，其对专业实验有自己特殊的要求。本教材结合本校专业特色，同时注重与其他高校本专业的相同与相近，增加了编者科研团队的科研成果，使整合后的教材既能满足本校师生的需求，又可适用于其他高校及企业人员。

（1）结合专业特色，优化知识结构

在教学实践中，整合教学内容，拓宽专业口径，不仅可以作为能源与动力工程专业学生的重要专业基础课程应用教材，也可以作为其他冶金、流体、C械和暖通工程类专业本科生必修的专业基础课教材。本教材是在武汉科技大学《能源与动力工程实验》讲义的基础上重新编写出版的，其已在能源与动力工程专业以讲义形式试用了七年，从该校毕业的本专业及相关专业毕业生，都具备了热工、能源相关实验技能，在社会就业岗位上发挥了重要作用。

（2）简明、易读和突出实用性

本教材按照简明、易读和突出实用性的原则，归纳总结了能源动力类专业实验课程的内容，编写过程中注重对基本概念、基本理论的描述，始终贯彻理论联系实际、学以致用的原则；注重实践创新，结合开放实验的特点，力求教材内容符合学生的认识规律，便于学生独立操作。教材内容精练，符合教学特点，文字简明，深入浅出。为适应教学改革需要，教材针对部分教学内容进行整合，尤其适用于不同专业和不同教学内容的选择，便于教师的取舍。

（3）理论联系实际，体现学术价值

教材要有自主知识产权的内容，努力做到把本领域的最新科研成果引入实验教学中，不仅包括国内外知名学者的研究成果，也要体现编著者的科研成果。

3.编写方案

本书主要设置工程热力学实验、流体力学实验、传热学实验、燃料与燃烧实验、制冷原理实验、热工综合实验、流体综合实验等七章。每个章节包括2～8个不等的实验，涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程，以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容，还增加了编者科研团队的科研成果。每个实验下设实验目的、实验原理、实验装置、实验方法与步骤、实验数据及处理、实验分析与讨论、注意事项等部分，每个实验会略有调整。

三、结束语

能源与动力工程实验教材的编写是在武汉科技大学内部实验讲义的基础上编写的，已经得到七届师生的验证试用，培养的毕业生均得到用人单位的认可。本教材结合本校专业特色，同时注重与其他高校本专业的相同与相近，增加了编者科研团队的科研成果，使整合后的教材既能满足本校师生的需求又适用于其他高校及企业人员。

参考文献：

[1]吴美萍.“以生为本”的实验室开放体系构建与实践[J].中国电力教育，2014（32）：146-148.

[2]孙会兰，王波，国栋等.冶金工程专业实践教学改革的探索[J].中国电力教育，2014（24）：87-97.

[3]许国良，王晓墨.工程传热学[M].北京：中国电力出版社，2005.

[4]杨世铭，陶文铨.传热学（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[5]沈巧珍，杜建明.冶金传输原理[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[6]韩昭沧.燃料及燃烧（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[7]周国凡，薛正良.钢铁冶金实验[M].长沙：中南大学出版社，2008.

[8]黄希祜.钢铁冶金原理（第3版）[M].北京：冶金工业出版社，2008.

[9]毛根海.应用流体力学实验[M].北京：高等教育出版社，2009.

[10]丁祖荣等.流体力学（上册）[M].北京：高等教育出版社，2013.

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关键词：风机翼型 数值模拟 锅炉仿真

1.热能动力工程的研究方向

热动主要研究热能与动力方面，是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。目前我国有120多所院校开设有该专业，它由旧本科的九个相关专业合并而成，包括了原来的热力发动机（080311）、热能工程（080501）、流体机械及流体工程（080313）、热能工程与动力机械（080319W）、制冷与低温技术（080502）、能源工程（080506W）、工程热物理（080507W）、水利水电动力工程（080903）、冷冻冷藏工程（081409）专业。

热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。专业通过理论力学、材料力学、工程制图、机械设计、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、热工测试技术以及专业方向课程的学习，使我们具备工程热力学、流体力学、传热学和热工测试技术等热能与动力工程领域的基础理论、实验技能和基本专业知识，掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。在此基础上，它是一个宽口径的专业，拓展空间很大，就业方向很广，有电厂热能工程及其自动化方向、工程热物理过程及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向等。同时，热动还是现代动力工程师的基本训练，可见热动是现代动力工程的基础。

2.热能工程技术在能源方面需要解决的问题

能源问题在当今社会举足轻重，热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。

能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业，同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业，在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。

风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能，转变为推动气体流动的压力，从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风，矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等[1]。尤其是在电站，随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展，电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求，锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故，严重危害设备、人身安全，也给电厂造成巨大的经济损失[2]。此外，风机一直是电站的耗电大户，电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机，降低其耗电率是节能的一项重要措施。

3.热能专业中工业炉的发展

工业炉是在工业生产中，利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料或工件加热的热工设备。

中国在商代出现了较为完善的炼铜炉，在春秋战国时期，人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术，从而生产出了铸铁。1794年，世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年，法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理，建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。随着现代化管理水平的提高，计算机控制系统的不断完善，现代连续加热炉也应运而生. 现代连续加热炉炉型可以归入两大类：推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别，仅在于炉内的输料方式。

4.炉内燃烧控制技术

其燃烧控制是步进炉的核心技术之一，手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有：

（1）空燃比例连续控制系统，该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较，偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节，从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。

（2）双交叉限幅控制系统，该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是：通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号，该信号表示测量点的实际温度，该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小，PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制，借助于孔板和差压变送器来测量空气流量，燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量，使精确的温度控制得以实现。

5.软件仿真锅炉风机翼型叶片

由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂，并带有强烈的非定常特征，进行细致的实验测量非常困难，目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象，这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟，研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤：创建二维模型，进行网格划分，设定边界条件和区域，输出网格，再利用求解器求解，对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后，对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析，得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。（作者单位：辽宁工程技术大学）

参考文献：

[1] 安连锁.泵与风机[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2] 袁春杭.锅炉引风机事故的预防[J].中国锅炉压力容器安全，2005，14（6）：38-39.

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关键词： 空气动力学 创新实践 多媒体

飞机空气动力学作为流体力学的一个分支，通过研究飞机和气体做相对运动时气体的流动特点，分析飞机的受力特性，它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一门学科。近几年，随着我国民航事业的飞速发展，航空公司规模不断壮大，越来越多先进的机型陆续投入运营市场，需要大量机务维修人员，给开设相关专业的院校提出了新的挑战。空气动力学作为民航机务工程专业的一门专业基础课程，建立和健全有效的课程教学体系，是提高学生认知水平、培养学生实践与创新意识的重要基础。

一 、教学目标

通过本课程学习，学生对飞行器整个飞行速度范围内的空气动力特性有全面系统的理解，掌握空气动力特性求解的基本理论和方法，初步具备飞行器气动力设计所需知识。鉴于本课程为民航机务工程专业基础课程，教学实行理论教学、实践教学和创新实践相结合的教学方式，使学生掌握空气动力学的基本方法和应用。并在掌握基本理论的基础上，培养学生的创新实践能力，提高学生解决问题的能力。

二 、教学内容与方法

1.教学内容

本课程内容主要分成四大部分：流体的基本属性，流体静力学与动力学，飞机的低速空气动力特性，飞机的高速空气动力特性四大部分，在高速空气动力特性部分将飞机的速度范围细分至亚声速、跨声速和超声速三个速度阶段进行介绍，以便区分这三个速度范围空气动力特性的差别。同时，结合现在民航飞机的设计理念，介绍有限翼展和后掠翼的空气动力特性，实现理论与实际相结合。

2.教学方法

（1）理论教学

理论教学是飞机空气动力学教学过程中不可缺少的环节，也是基础性环节，该环节的关键在于概念及公式的理解及应用。

第一，教师作为教学的主体，首先要深入了解概念的本质，在授课过程中做到深入浅出，以概念清楚、推理严谨、重点突出为原则[1]，重视概念理解和公式的理论推导过程，推导过程即理解过程，一个正确有效的推导过程可以很大程度地帮助学生理解公式和概念，有利于强化教学效果；其次，在理论介绍和推导过程中，教师可以结合现实生活中的实际案例帮助学生理解，将生活中常见的现象与理论结合，便于学生更快更好地理解；最后，可以适当介绍国内外流体力学的研究现状，包括一些知名学者的科学贡献、人物事迹等，例如，在介绍描述流体的两种运动方法时，其中一种方法为欧拉法，便可以介绍欧拉的生平事迹及主要贡献，以便提高学生的上课兴趣及积极性，扩大学习知识面。

第二，在教学过程中学生同样是教学主体，传统教学过程属于注入式教学，教师过于注重讲授过程，而忽略学生的接收过程，导致学生上课效果不理想，因此，可以考虑改进教学过程，采用互动式教学，注重教师与学生之间的互动过程，可以采用上课提问、讨论交流的方式，提高学生在课堂上的主观能动性。例如，在飞机的亚声速空气动力特性理论知识讲授完毕之后，可以目前主流机型B737为例，采用课堂讨论的方式探讨B737飞机的设计理念和设计特点，结合机型的设计参数分析飞机的空气动力特性。

（2）创新与实践教学

现代科学技术的高速发展对创新性人才的需求愈加重视，我国高等教育领域开始反思教学方法，越来越重视学生创新能力培养，该环节主要培养学生的动手实践能力与创新意识[2]。

第一，空气动力学的很多结论包括研究数据都是通过实验得来的，其中最重要最基本的实验便是风洞实验，风洞实验是研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。对于一些民办高校或者专科学校来说，专门建造具有一定规模的风洞专门用来采集数据和模拟气体是不现实的，教师可以启发和鼓励学生建造一座小型风洞用来模拟实验现象，并且可以借助简单的压力和温度传感器等测量数据。例如，可以通过风洞中的烟雾描述流体流过物体时的流态变化情况，还可以通过压力传感器所测数据分析空气低速流过翼型时的压力分布情况，从而理解升力的产生与变化过程。尽管所测数据或者观察的现象并不十分精确，但是制作过程和实验过程能很大程度帮助学生理解书本知识，真正实现理论与实践相结合的目标。在制作过程中教师可以灵活教学，采用分组制作方法，既通过竞赛方式调动学生的制作积极性，又培养学生的团队合作意识。同时，制作的小型风洞可以用于课堂教学用，在课堂上使用便携式的小型风洞模拟实验过程，通过观察实验现象理解飞机的空气动力特性。

第二，机务工程专业是一门应用型比较强的专业，学校会给学生提供相关实习与实训平台，学生在修完相关理论知识之后便可去相关实训单位参加实训，实训过程是一个把理论知识与实际应用相结合的最直接平台，在这个平台上，学生在深化所学知识的同时还可以接触很多课本之外的知识，帮助拓宽知识面，加深对专业知识的理解。另外实训作为一种社会实践会让学生提早接触工作岗位，明确岗位职责。

第三，为了充分培养学生的创新意识，学生可以借助学校或者其他教育机构提供的相关平台，通过参加丰富多彩的课外活动，拓展课堂所学知识。如航模比赛或者直升机设计大赛，参赛过程即学生将课堂知识应用到实践的过程，在这个过程中，可以发现自身所学知识的不足之处，有目的地进行补充，对学生充分掌握行业相关知识有事半功倍的作用。

（3） 传统教学与多媒体教学相结合

针对课程当中不同的教学内容，我们采用传统教学方式与多媒体教学方式相结合的方式。传统教学方式即黑板板书的教学方式，对于课本上的概念及公式的理论推导过程，采用黑板板书方式更符合知识本身的认知规律，板书的过程是教师启发学生按照一定逻辑思考的过程，使知识的讲授更条理、清晰，便于学生理解。

多媒体教学具有图、文、声并茂甚至活动影像这样的特点，具有许多对教育教学过程来说特别宝贵的特性与功能，而这些特点是其他媒体不完全具备的。相对黑板板书教学有很多优点，如教学过程不再单一呆板，更绘声绘色，甚至可以采用动画演示理论过程，使知识的呈现更生动直观，而且可以活跃课堂气氛，提高学生的学习积极性，使学生感受到学习过程的喜悦，寓学于乐。在飞机空气动力学的讲授过程中有很多内容需要借助多媒体实现，例如空气流过物体时的流态变化情况，翼型的设计特点及一些特殊机型的机身设计等，都需要多媒体展现，单单借助黑板板书不可能完全达到教学效果。因此，多媒体教学是空气动力学教学过程中不可缺少的教学手段。

三 、结语

飞机空气动力学是一门理论与实践相结合的过程，在理论教学的同时重视实践教学，适应社会需要，多培养学生的实践与创新意识，本课程经过几年研究与教学，已经形成一套完整的教学体系，但是仍然存在许多缺点和不足，需要在以后教学过程中不断改善，主要有以下几点：

1 .充分调动学生学习积极性，利用多媒体技术和丰富的课外知识使枯燥的课堂变得丰富多彩，提高学生学习效率。

2.发挥学生的主观能动性，对于一些特殊的知识点可以考虑采用学生讲授的方式，锻炼学生自主思考问题、解决问题的能力，还可以锻炼语言表达能力，提高综合素养。

3.制定合理的奖惩制度，合理的奖惩制度不但保证课堂教学质量，而且在一定程度上可以调动学习积极性。

参考文献：

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我校是率先开设煤层气抽采技术专业的高职院校之一，该专业于2010年申报成功，2011年开始招生，现在校学生共174人，第一届毕业生已全部就业。我校煤层气抽采技术专业是矿井通风与安全专业群中专业之一，也是矿井通风技术，安全技术管理专业向矿井瓦斯防治方向的一次延展和深入，侧重点在于煤矿井下煤层气抽采技术和管理。该专业立足于实际能力培养，主要涵盖煤矿井下开采、通风、监控、抽采、安全管理等方面学科，构建以煤层气开发与利用的设计、施工管理等工程技术为主线，兼顾相关知识、素质教育，培养出综合素质高、适应市场能力强的应用型高端技能专门人才的课程体系。

2目前存在问题

2．1课程定位的局限性

我院该专业毕业生主要面向煤层气开发企业和矿山企业，但现课程设置中较少涉及煤层气地面开采与利用，学生毕业后尚不具备到煤层气、页岩气相关企业进行地面开发、设计、施工及管理所需的技能、知识和专业素质，学生无法到地面开采的相关企业工作，尚不能扩展学生就业的需要。

2．2课程设置不尽合理，教学内容有待调整

该专业的课程设置是在我校煤矿开采技术、矿井通风与安全的相关课程较简单综合，造成部分教学内容不足。如地质课程，仅开设了普通地质、瓦斯地质，但该专业的地质课程应涵盖的矿床学中的煤地质学、石油天然气地质学，煤层气地质的基础理论和基础知识较少涉及，这些在《瓦斯地质课程教学内容探讨》中有详细论述。如瓦斯防治和煤层气抽采技术的课程设置部分内容重复，在瓦斯防治中已涉及了瓦斯抽采的部分内容，且深度较浅。

2．3教材体系建设薄弱，教材空缺现象突出

该专业的许多课程多来自于相关专业，因专业差异以及教材编者知识结构局限性，国家规划教材很少，所用教材只是编者专著或别的专业的适用教材，通识性差，对该专业并不完全适用，造成学生知识的掌握与实践脱钩或者实用性不强。很多课程还没有教材，授课教师只能根据自己的学识，在众多教材、专著内选择认为适合的内容进行授课，授课内容零散，涉及学科理论深浅不一，缺乏系统性、通识性和科学性。如煤层气勘探与开发，包括了煤层气地质、煤层气开发、煤层气利用等众多课程的教学内容，针对性不足。

3煤层气抽采技术专业课程设计与构建

3．1煤层气抽采技术体系分析

煤层气赋存状态、控气地质因素、产出机理、开采方式、产出特征的不同导致其赋存与产出均有其显著的特殊性，鉴于此，煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植，又有自己的独特性，还有与采煤技术交叉融合的耦合特性，是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。煤层气勘探与开发技术主要包括勘探技术、开采技术以及协同开采三大技术体系，勘探技术包括地球物理、地球化学、钻探3类方法，以及地质分析与选区的综合技术;地面开采的程序主要包括钻井、固井、完井和地面井增产技术及排采技术;矿井井下抽采技术中的模块化区域递进式抽采技术、分源双系统抽采技术、保护层抽采技术、卸压层抽采技术和采空区抽采技术等;在煤气共采技术形成了煤与煤层气协调开发的时间顺序、空间衔接和开发技术途径，形成了煤层气立体抽采工艺与配套技术;地面集输工艺较简单，一般为“井场一采气管道一集气站一集气管道一处理厂一输气管网”的工艺流程。

3．2根据所需技术体系分析课程设置

煤层气地面抽采技术是一项复杂的系统工程，涉及地质资源与地质工程、石油天然气工程、矿业工程等众多学科，煤层气藏的特殊性决定了我国的煤层气开采必须要具有针对性措施，需要煤田地质学与天然气地质学紧密结合、煤储层理论与常规天然气藏工程技术紧密结合、煤层气排采技术与钻完井紧密结合。因此，煤层气抽采技术专业要求掌握或熟悉地质学、煤层气及煤炭资源地质勘探与开发、煤矿安全生产和安全减灾、井下煤矿瓦斯抽采、地面煤层气(瓦斯)开采、储运与输送等多方面的技术，分析各院校煤层气相关专业课程开设情况，主要开设了包括涉及地质、力学、勘探、煤矿开采与安全、地面抽采技术、地面集输配技术、钻井与抽采设备、煤层气综合利用、管理等多方面的课程。

3．3专业课程设计

根据煤层气勘探与开发技术的特点，结合我校该专业主要是基于云贵川渝等煤炭行业及煤层气、页岩气开发企业的实际情况，在学校地质、煤矿开采技术、矿井通风与安全等专业的基础上设计该专业课程。课程设置主要考虑知识与所需能力相适应;岗位技能和应用型人才培养的要求相适应;与行业需求、企业需求相适应;与专业学习的需要相适应，使学生的知识、能力、素质协调发展等原则，主要设置有以下几大类专业课程，以满足学生在毕业后可在煤矿、煤层气、页岩气等相关企业单位的基本知识和技能要求，并为后续成长打下较好的基础。地质类课程:普通地质、煤矿地质、瓦斯地质、煤层气地质。力学类:矿山工程力学、流体力学、岩石力学。煤矿开采类:矿井开采与掘进、矿井通风、煤矿安全技术。井下抽采类:煤层气抽采技术、安全检测与监控、防突规范与管理。地面开采类:煤层气开采技术、钻井与完井技术、测井监测技术、煤层气输配技术、煤层气抽采设备及维护。其他:工程制图、AUTOCAD、流体机械、现代企业管理、安全评价技术、环保概论与煤层气综合利用、事故应急救援。

3．4专业课程构建

为更好地达到该专业人才培养目标，将课程构建分成了公共课程、专业必修课、实践课程、专业选修课四大方面。在完成大学基本素质教育即(公共课程)的前提下，对应未来就业岗位(群)所需的专门技能设置了专业基础课和专业课，并结合我校特点开设了一般的实习实训课程和增设了技能鉴定这一教学和考核实践教学内容，还为扩大学生的知识面和职业素质设置了一组专业选修课。公共课程主要包括了思想政治、英语、数学、计算机、体育、应用文写作等。专业必修课:工程制图与CAD、普通地质与煤矿地质、瓦斯地质、煤层气地质、矿山工程力学、流体力学与流体机械、矿井开采与掘进、矿井通风、矿井灾害防治、安全检测与监控、煤层气抽采技术、煤层气开采技术、钻井与完井技术、煤层气输配技术、煤层气抽采设备及维护、测井监测技术、现代企业管理。实践教学课程贯穿与整个教学活动当中，分为课程实训和集中实习两大部分，除了一般工科专业的入学教育、军训、公益劳动、毕业实习及毕业论文(设计)等实践课程外，针对本专业的特点，特设置了地质认识实习、煤矿(煤层气)认识实习，瓦斯灾害防治、抽采工程顶岗实习及其设计、安全检测与控制课程设计等实践教学活动。实践教学中增设了瓦斯检查工、煤矿抽采工、钻井工、煤矿防突工等技能鉴定实训内容。专业选修课:环保概论与煤层气综合利用、防突规范与管理、事故应急救援、安全评价技术、工程项目管理。

4结语

(1)我校在办该专业之初，将专业定位于地面开采与井下抽采两个方面，面临煤炭行业困难时期，生源不足以开设两个方面，急需整合此两个方向一并教学，经过教学实践，该课程设置能够较好的融合地面开采与煤矿井下瓦斯抽采两个方向，课程设置中体现了“适专业，宽口径”的目标，能够基本满足行业人才的需求，也扩展了学生就业的需要。

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关键词：大工程观；热物理基础；教学内容；工程专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）36-0300-04

自20世纪70年代以来，世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响，工程活动对知识技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。从动力生产、能源节约、环境保护以及工业生产过程本身特点来看，工程专业学生应该具备合理用能、节能和环保的意识并懂得其基本的技术，而热物理基础课程的内容是合理用能及节能理论中的最基础与核心的部分。因此，作为介绍热能的有效、合理的利用和转换、传递技术的热物理基础课程，不仅应是大工程观下能源动力类专业高等工程教育中的重要理论基础课[1～2]，而且也应是21世纪所有大工程观下工程专业学生的公共理论基础课。

高等工程教育 [3～4] 的热物理基础课程教学是培养具有热物理工程技术的“大工程观”要求的高等工程人才的唯一途径。因此，热物理基础课程和教学的改革占据着“大工程”培养观的重要地位，在大工程观下高等工程技术人才的培养方案中，热物理基础课程体系是整个工程专业课程体系的基础，应首先进行改革，为整个培养具有大工程理念的高级工程技术人才打好基础。

一、热物理基础课程体系现状分析

（一）热物理基础课程特征分析

在中国，热物理基础课程一般指《工程热力学》与《传热学》两门课程。同时，由《工程热力学》与《传热学》组成的《热工学》、《热工基础》或《热物理学》也属于热物理基础课程的范畴。高等数学与大学物理是热物理基础课程的前续课程。对于工程专业而言，高等数学与大学物理是基础中的基础，很多学不好热物理基础课程的学生，主要是因为高等数学基础知识或者大学物理基础不扎实所造成的[5-6]。《工程热力学》是一门较完善的课程，已形成较完整的理论体系，并具有完整的理论结构和实际应用内容。《工程热力学》课程中的基本概念和理论基础是热力学工程实际应用的基础，若基本概念和理论基础没掌握好，必然导致不能熟练推导出数学公式，从而会致使热力学工程实际应用学习的难度大大增大，甚至会使得学生产生厌学的情绪。与《工程热力学》不同，《传热学》的公式很多是来自于实验的归纳整理，需要记熟背熟。《传热学》主要是使用其原理或知识进行分析，而《工程热力学》主要是推导计算。两门课程的共同特点是必须大量做思考题和习题，才能真正掌握，熟练应用。

（二）热物理基础课程体系存在的问题

与大工程观背景下工业先进国家的热物理基础课程教学相比较，还有较大的差距，主要表现为[7]：（1）轻视实际、脱离实际；（2）人才培养的热物理知识结构体系不够完善，面向实际的热物理工程训练不足，与企业联系不够紧密；（3）办学方向面向热物理工程不够，教学模式和教学方法陈旧，文化陶冶过弱，专业教育过窄，功利导向过重，共性制约过强等。

二、大工程观下热物理基础课程体系构建

针对目前中国高等工程教育中热物理基础课程教学存在的问题，其改革思路是：以“大工程观”教育理念为指导，以理论教学与实践教学结合为基础，以热物理与其他课程交叉渗透为依托，以热物理工程的实践性与培养学生的创新性为核心，以具备合理用能、节能和环保能力的培养为主线对工程专业的热物理基础课程进行适应性改革，探索大工程观背景下工程专业热物理基础课程改革新途径（如下页图1所示）。

（一）大工程观下热物理基础理论课程体系构建

1.统筹规划，合理安排工程专业热物理基础课程体系结构和内容。（1）研究适应各大类工程专业学生培养需要的热物理基础课程结构和内容。根据各大类工程专业学生培养所需要热物理基础知识的不同，各大类工程专业可分成三大类：1）热物理基础课程是该类型专业的重要技术基础课；2）热物理知识是某一大类中部份专业的技术基础，而对另一些专业则关系则要远一些（工业设计）或者热物理知识是某类专业（如材料成型与控制工程）中的某一方向（如铸造、焊接）的主要技术基础课但与另一些方向（如真空技术及设备）关系较远；3）热物理知识与该大类专业的主干技术无直接的关系。因此，可针对此三大类工程专业开设不同结构和内容的热物理基础课课程，并可分为高学时（必修）的《工程热力学》和《传热学》、中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》和少学时（必修与选修）的《热物理学》等三种。对于同一大类中的不同类型专业在教学内容上还可有所不同侧重或以专题形式作适当补充。对于中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》；和少学时（必修与选修）的《热物理学》，应强调理解基本概念，掌握方法，而不深究公式的推导，通过典型问题的分析，达到举一反三的目的。（2）热物理基础课程的相互渗透和相互融合。由于热物理基础课程的内容是相互渗透、密切联系的，必然存在交叉、重复部分。经过综合分析，可对那些有益的或是讨论角度不同造成的重复内容进行谨慎处理（如有些内容压缩，而有些内容则须加强）。其处理原则是：既要考虑课时的有效利用，又要保持热物理基础课程之间的衔接和层次。（3）拓宽热物理基础课程的工程应用，增强与工程专业的联系。热物理基础课程在工程实际中有广泛的应用，在教学过程中，应突出地反映这一特点。从两个方面着手，首先把每个教学单元划分为基础篇和应用篇，基础篇着重掌握基本概念、定律，应用篇则力求培养分析能力，采用点面结合的方法。所谓点，就是讲清某单元基础知识在工程实际或专业课某方面的应用，其中包括一定数量的例题或习题；所谓面，则是针对教师的科研、技术开发课题或科技论专题讨论，综合所学的知识。学生对这种教学方式反映热烈，觉得学有所用。（4）更新热物理基础课程内容，适应现展要求。近代工程技术的发展给本科《传热学》教学带来了巨大的变化，《工程热力学》的教学内容也不同程度地存在类似的情况。例如，二十年前的本科生教材很少有关于火用 分析方面的内容，而现在这个状态参数已经被广泛接受并用来分析工程设备过程的能量利用情况。

相对于《传热学》，《工程热力学》的国内外教材的内容显得似乎过于稳定，近年来出版的教材中新技术的概念介绍极少。比如，当前中国的长期能源问题已经十分突出，为保护环境，执行可持续发展的方针，在“十二五”规划教材上，《工程热力学》应该对新的、先进的能源利用方式（联合循环发电、氢能利用、燃料电池、分布式发电和热电冷三联供、新能源发电等等）有适当的反映。超临界和超超临界循环是传统燃煤汽轮发电机组提高经济性与环保性的有效途径，也是近年来国外燃煤火电厂的重要发展方向及中国要积极研发的方向，在热物理基础课程新教材和今后的教学中也应有相应的地位。如在这方面予以充分重视，在热物理基础课程新教材和今后的教学中注意扬弃旧的思想、研究方法及其内容，利用一定学时介绍各学科的新方法、新内容，努力使教学内容适应现代科技的发展趋势。

2.热物理基础课程与其他课程交叉渗透。（1）热物理基础课程与物理课程的交叉。热物理基础课程中的部分内容与大学物理中的热学存在重复。大学物理中，热学内容总学时数为12～14学时，且热力学两个定律只安排6学时。由于物理学主要解决“是什么”、“为什么”的问题，而热物理基础课程主要解决“做什么”、“怎么做”的问题，因此在热物理基础课程中，应着重讨论热力学系统与环境（外界）相互作用的形式；热平衡态与准静态过程的矛盾与统一；热力学中如何延拓力学中的力、位移、功、热力学能概念；为什么要讨论可逆过程，如何由不可逆过程抽象出可逆过程概念，熵是如何引入的，为什么要定义一个熵函数等等。（2）热物理基础课程与流体力学课程的交叉。例如，《传热学》的对流换热部分，有大量的边界层和绕流理论，是重复流体力学的内容。又如，流体力学和热力学中都有气体在管道、喷管中流动的理论。经过综合分析，可以对那些完全重复内容予以削减，或者进行谨慎处理，但要保持热物理基础课程与流体力学课程之间具有较好的衔接性。（3）整合出新型热物理课程。为适应不同类型专业的需要，可以开设出一些综合性的、新的热工类课程。无论是能量转换、热量传递还是质量传输，都存在如何提高转换效率、传递效率和节约能源的问题，其中的关键是要减少过程的熵产（或不可逆损失）以及强化传递过程。为此，可开设一门综合《工程热力学》、《传热学传质学》和《流体力学》的新课——例如可称之为《工程装备热流设计与优化》。如果关于“优化”的内容能具体结合一些工程专业过程中的具体问题，那么这样的课程就会受到相关专业的欢迎。

（二）大工程观下热物理基础实验课程体系构建

从热物理基础课程发展历史来看，实验研究和数学物理方法是并行发展、相互补充、相互促进的；而从教学角度分析，实验是锻炼学生动手能力，培养学生理论联系实际和解决问题能力的重要环节。如何完善和合理组织实验内容将直接影响课堂教学的效果。为此，在热物理基础实验教学中突破以往的传统模式，以配合理论教学、巩固课堂效果为目的，以培养应用型人才为目标，改革实验教学方法，加强实验室建设，有效地发挥了实验室的功能。

1.科学设置热物理基础课程实验项目。实验室应成为理论联系实际，培养学生动手操作能力的场所。为满足这种功能，应增加热物理基础课程实验学时，增设热物理基础课程实验项目，并相应设置演示实验（包括课堂演示）、验证性实验、应用性实验以及设计性实验。演示、验证性实验是不可缺少的内容，可帮助学生理解抽象概念，印证热物理基本理论和基本定律，巩固课堂学习内容，熟悉各种仪器设备及其操作规程，培养严谨的科学态度。应用性、设计性实验则是一般实验的一个飞跃，其作用更多的是为了培养锻炼学生的综合能力，引导他们的纵向和横向思维以及创新思想。这样，通过多方面、多层次循序渐进的实验过程，以求达到掌握基本技能和提高应用能力的目的。

2.合理组织热物理基础课程实验。以往的热物理基础课程实验模式，大多是学生根据实验指导书给出的原理和步骤等，机械地照搬硬套，做完实验、写出实验报告。这样既束缚了学生的积极性、创造性，也不能满足能力训练的要求。针对弊端，可对热物理基础课程实验方式进行合理组织。根据不同实验的性质，有的安排预习，在实验开始前由指导教师提出问题，让学生回答解决方法，以此评定预习成绩；有的则让学生分组，自己动手组装实验台，做完实验后集中评议，对比优劣，公开评定成绩；设计性实验则完全抛开指导书，代之以设备说明书、实验任务和要求等，让学生自己拟定实验方案，发挥学生的创造力。

3.更新热物理基础课程实验设备和内容。随着科技的进步和学科的发展，热物理基础实验的技术和手段也更加完善，内容不断推陈出新。要适应这种发展，不能仅仅依靠学校的拨款。在有限的财力、物力条件下，调动教师积极性，自行研制、设计新实验，改造原有设备，开发新项目。例如，可以自行设计改造对流传热过程阻力实验的微机采集和处理系统、热管换热器试验台等项目，这样既可节省大量的经费，锻炼了教师队伍，又可保证学生能够在实验中学习新知识、新技术，开拓视野。

4.制订严格合理的考核制度。实验成绩的好坏，应有一个合理的考核方法。以往的考核大多以实验报告为依据，而实验报告中大部分内容是从实验指导书上照抄的实验目的、原理、步骤等，考核成绩不能反映学生的实际水平和能力以及相互之间的差别，影响了学生学习的主动性和积极性。为此，可制订一套考核方法，分为纪律情况和学习态度、预习程度、操作和解决问题能力、实验结果、实验报告等多项考核内容，贯穿了整个实验过程，每项内容按10分制评定成绩，在统一印制的学生实验卡上反映出来，这样能促使学生在实验的各个环节都认真对待，可提高实验效果。

三、结论

时代在前进、教育在发展、教学工作在改革，包括教学内容也应改革，与时俱进。作为热物理基础，一方面为大工程观背景下各类工程专业学生学习后续专业课等提供预备知识；另一方面通过实验、测试技能训练，提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。

从教育改革的发展趋势和培养本科层次的工程技术人才的角度来看，理论与实际相结合，强化技能训练、培养学生的技术应用和开发能力应是技术基础课的重要任务。在大工程观下工程专业热物理基础课改革过程中，兼顾知识结构和能力培养两个方面，使之成为由基础到专业、从理论面向应用的桥梁，确保培养的工程人才具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力。

参考文献：

[1] 鄂加强，杨蹈宇，崔洪江，唐文武.工程热力学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[2] 邓元望，袁茂强，刘长青.传热学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3] 李培根.工程教育需要大工程观[J].高等工程教育研究，2011，（3）：1-2.

[4] 谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究，2008，（3）：35-38.

[5] 黄凯旋，刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报，2001，（3）：73-75.

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（一）课程体系固化，以专业为主

从高校研究生培养计划可以看出，研究生的课程受专业限制很大，这就导致本专业研究生与跨专业研究生几乎没有什么区别，个体差异关注不够，课程内容前沿性、综合性不够，交叉学科课程、综合性课程较少。

（二）跨学科人才培养中，研究生课程体系构建导师起主导作用

首先，由于理工类研究生大多是在各自导师的指导下进行个别培养，受导师自身专业背景的局限与依赖，各学科之间存在着较大跨度等原因，致使学生很难进行跨学科研究。其次，当前的研究生培养模式中，导师的课题方向决定研究生的选课方向。

（三）院系设置以学科为主导，不利于跨学科课程整合

目前，我国高校主要以学科为主导设置院系，而以跨学科设置院系的高校较少。现有院系设置不利于不同学科之间的沟通与交流，不利于不同专业之间的课程整合。这样的局面势必会影响学生对知识的追求热情，势必会影响学生的科研积极性，势必会影响学生的创新欲望。

二、农业工程与土木工程跨学科课程体系的构建

前面系统地讨论了建立跨学科培养研究生课程体系的意义及目前存在的弊端，现结合黑龙江八一农垦大学工程学院农业工程与土木工程两个学科的实际，对北方寒区农业水利工程与水利资源利用和设施农业结构防灾减灾两个方向进行跨学科课程体系分析。在确立课程体系时我们设计了《农业工程和土木工程跨学科培养研究生课程体系建设调查问卷》。在制作调查问卷设计时，我们充分考虑两个交叉专业可能出现的课程共通性，尽可能设计更多的课程，力求使交叉学科的研究生具有宽泛的理论基础，使交叉学科的研究生所学到的知识适应两个专业发展的需要。

（一）调查问卷统计

本次发放调查问卷的对象是黑龙江八一农垦大学工程学院的在职教师，共收到23份有效问卷。参与问卷调查的教师年龄集中在28—38岁和38岁以上两个年龄区间，具有硕士研究生以上学历的占95.65%，具有副教授职称和教授职称的总和占65.20%，问卷填写教师的任职专业主要集中在机械设计制造及其自动化专业，农业机械化及其自动化专业和土木工程专业，其他专业总和低于10%。

（二）交叉学科课程体系分析

1.北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向。交叉学科研究生培养方案要求学术型研究生所修学分总数大于等于30学分，扣除英语、中国特色社会主义理论与实践研究及自然辩证法概论等必修课外，交叉学科研究生必须选修不少于五门的基础必修课，其中数值分析是学位必修课，还需要选修4门基础必修课。基础必修课的数据统计结果如下：在备选的15门课程中，数值分析得票最高23票，土壤水文过程模拟得票最少仅为8票。考虑到交叉学科研究内容的宽泛性，结合统计结果，去掉土壤水文过程模拟、土壤物理化学、喷微灌理论与技术三门课程。这样在北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向就剩下12门课在基础必修课模块内供交叉学科研究生选修。课程名称如下：数值分析、数学物理方程、土壤水动力学、水工建筑物健康监测与检测、节水灌溉工程学、计算流体力学、水土资源规划与评价、高等水工建筑物、新型建筑材料及其应用、灌溉原理与技术、地下水资源评价理论与方法、流体仿真与软件应用。研究生培养方案要求在选修课模块所修学分大于等于10学分，而每门课的学分分配是1.5或2学分。结合统计结果，选修课模块去除土壤学与肥料学及环境水利学两门课，保留其余12门得票较多的课程供交叉学科研究生选修。课程名称如下：水生态工程学、粘性流体动力学、弹塑性力学、生态水文学、现代环境监测与控制、环境水动力学、土壤学与农作物学、水工钢结构、水工混凝土、水文学与水利计算、农田水利学水力学。

2.设施农业结构防灾减灾方向。交叉学科研究生培养方案要求研究生所修学分大于等于30学分。去掉中国特色社会主义理论与实践研究、自然辩证法概论、英语及学位课数值分析，每位交叉学科的研究生必需选择不少于4门基础必修课。问卷结果表明，除设施环境工程学获得11票外，其他13门课，每门课程所得票数比较均衡，最低票数是15票，最高票数是22票。考虑到设施环境工程学和防灾减灾的关联性不是很大，结合统计结果把设施环境工程学去掉不作为基础必修课的选用课程，这样基础必修课就改成13门课，供交叉学科研究生选择。课程名称如下：数值分析、数学物理方程、农业设施概论、农业生物环境工程、结构动力学、高等结构力学、计算力学、有限元原理、工程结构加固技术、建筑火灾安全新技术、地震工程学、建筑结构抗风设计、工程结构优化设计。

在选修课模块中，共列出了10门课，供调查问卷填写人投票选择。统计结果可以看出土壤学与农作学仅有6人投票，考虑到这门课自身的内容和防灾减灾的关联性不大，所以决定把这门课去掉，不在研究生选修课范围内。振动信号处理虽然只得到11位问卷填写人的投票，考虑到模态分析与参数识别需要对数字振动信号处理的技巧和理论基础，所以，振动信号处理仍供交叉学科的研究生选修。其他8门课，每门课的票数相对较均衡，故不作调整。课程如下：弹塑性力学、工程结构分析与软件应用、模态分析与参数识别、振动信号处理、混凝土结构设计原理、钢结构、砌体结构、农业设施环境控制、农业设施设计制造。

篇9

【关键词】环境科学专业；环境工程学；困境；教学改革

国内多个高校的环境科学专业都开设了一门必修课程向学生系统介绍水、大气、固废污染控制方面的基本原理和技术方法。如北京师范大学开设的《污染控制工程基础》、清华大学开设的《环境工程原理》、同济大学开设的《环境工程学》。我校的环境科学专业也开设了《环境工程学》这一门必修课程，旨在使学生系统地掌握环境工程的基本原理、基本方法，较全面掌握水与废水处理、大气污染、固体废物管理的基本概念、原理和工艺特性等。针对我校环境科学专业学生和课程的特点，笔者通过近十年的教学实践，对本门课程的教学进行了一些探索和改革，以最大程度的提高教学效果和教学质量。

1 课程教学中的困境

1.1 学生工学基础薄弱

《环境工程学》涉及的内容不可避免的会涉及到部分流体力学、化工原理、水力学等工科课程的内容，而我校环境科学专业学生工学基础薄弱，在课程设置中无相关的课程。因此，在授课过程中，如何让这部分内容不影响学生对于相关知识的理解是一个值得深思的问题，同时也对教师提出了更高的要求。

此外，工程基础薄弱对实际工程的了解仅仅限于课本上的基本知识， 缺少实际认识， 从而在真正设计时无从下手；学生在设计时缺乏对设计手册、设计规范等相关资料查阅的能力， 不能综合运用所学的理论知识来分析解决实际存在问题。

1.2 学时少，理论与实践脱节严重

我校该课程采用的教材一直沿用的是蒋展鹏主编的《环境工程学》，现已经历三版（第三版为蒋展鹏和杨宏伟主编）。教材主要系统的论述环境工程的基本理论、污染防治技术与污染控制工程及发展趋势，主要包括3篇内容[1]，及主要涉及三大污染控制工程，内容范而多。但实际的课堂教学学时只有51个学时，如何在有限的学时内向学生讲授相关的知识，同时达到相应的教学目的，是一个需要深思和探索的问题。

同时，该门课程本身是一门理论和实践性都很强的课程，由于总课时偏少、内容多， 教师教学更偏重于理论教学，从而导致该课程理论教学、实验教学、实践教学三者之间的互动和渗透不够， 脱节现象比较严重。

1.3 教学手段与方法单一

教学手段与方法的正确与否事关教学工作的成败和教学效率的高低，是实现教学目的、完成教学任务的关键[2]。在传统的教学过程中，教师主宰课堂的“一言堂”，只会导致学生被动地接受知识；同时，多媒体工具使用单一，只是简单的将教材内容编辑后照搬到幻灯片上，照本宣科。这种单一的教学手段使学生的主体地位没有得到充分发挥，限制了教学质量水平的提高。

2 教学改革

2.1 整合更新教学内容，突出重点，讲授与自学相结合

课程教学内容多而范，课时少，且随着时代和社会的发展，新技术和工艺流程不断涌现，因此要以教学大纲和教材为根本，合理安排教学内容，不断更新和整合教学内容，突出重点。针对教材相对于实际工程工艺的滞后性，增加一些环境工程学方面尤其是污染处理技术方面的新知识，不断拓展教学内容的深度和广度，提高学生的学习兴趣和对专业相关知识的储备。同时注重新旧工艺的联系与区别，提高学生的思维能力，让学生明白新工艺的改进之处，甚至提出一些改进方案，充分调动学生的学习兴趣。本课程旨在使学生掌握三大污染控制工程的基本原理和方法，且学生工科基础薄弱，因此对于涉及到部分工科基础课程如流体力学、化工原理、水力学等工科课程的内容时，一般不做深究，对于设计方面的内容，亦不做要求。在课堂教学中讲解这些学科一些基础知识，引导学生自学，同时鼓励学生参加环境工程的一些相关专业课程学习和选修本专业如《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》等课程；鼓励学生多查阅当代环境工程新技术、新理念的中英文文献，作为本学科知识的课余补充，这样学生不仅可以直接了解国内外在污染控制方面的最新动态，增强学生的英语阅读的理解能力，更主要的是教给学生一种自主学习的态度与技能。

2.2 采用多元化教学手段和方法

课程涉及内容广泛，在教学方法上应该将讲授法、讨论式、案例式和现场观摩相结合，根据教学内容不同采用不同的教学方法，更好的调动学生学习的积极性和主动性，激发学生在环境工程学术领域中的求知欲望和创新意识。考虑到本课程的特点，本课程主要采样以多媒体教学为主，板书为辅的教学手段。通过多媒体教学手段，可以以丰富的图片、逼真的动画及实地录像，以学生为中心，通过简洁的文字叙述和深入的语言讲解，将抽象的概念和理论直观化展示将涉及的装置、材料的外观和运行状况等信息进行生动描述，以提升学生的兴趣和关注力，提高课堂教学的效果同时可以可节约课堂板书的时间，提高课堂教学信息量[3]。笔者在教学过程中发现，如果整堂课都采取多媒体的教学手段，学生会产生视觉疲劳；此外，对于一些繁琐的计算过程，板书的教学效果要优于多媒体教学。在课余时间组织学生赴学校相关实习基地进行现场参观，弥补课堂教学对相关工艺和设备直观认识的不足，提高学生的实践能力。要求学生针对某种污染，通过查阅相关资料，提出相应的污染控制技术，达到学以致用的目的，同时也能了解相关污染物控制技术的最新进展，让学生也走上讲台，实现“教”与“学”的良好互动。

2.3 加强理论课与实验实践课程的结合

“纸上得来终觉浅”，《环境工程学》本身就是一门实践性很强的课程，需与相关的实验和实践课程紧密联系。实验课是环境科学专业的必修课的重要组成部分，在教学过程中加强相关实验课程的教学有助于学生对理论知识的理解和掌握。但我校的本门课程不设实验课，设单独的环境科学专业实验课程，因此在教学过程中要重视这两门课程的衔接和结合。

增强学生的自主创新能力，根据学生兴趣，结合国家级和校级的创新型实验项目，要求学生完成课外实践活动，比如对工艺流程的设计改动，加强他们对课本知识的理解；鼓励学生参与到研究生和导师的相关科研工作当中去，增强学生的实验实践能力。

【参考文献】

[1]蒋展鹏， 杨宏伟.环境工程学[M].3版.北京：高等教育出版社，2004.

篇10

Abstract： Teaching plans for all students should be made according to their differences in learning ability and learning foundation， especially in learning objective in the process of stratified teaching. Stereoscopic teaching patterns can largely stimulate students' learning interests and train their abilities in independent thinking， analyzing problems and solving problems. Based on the teaching practice of the author， this paper proposes the stratified stereoscopic teaching method for engineering thermodynamics. This method can reveal the internal relationship among the scattered knowledge points， weave stratified knowledge network and link theory with practice， which can stimulate students' learning interest. All the students can be divided into three classes： basic type， extended type and high type， who can be taught in accordance of their aptitude. To mobilize and inspire different types of students' interest will make the classroom atmosphere active and improve the overall learning effect. And good effects that all the students got greater than 70 and 89.5% of all the students greater than 80 have been obtained in the teaching practice of this method.

关键词： 分层次；立体化；工程热力学

Key words： stratified；stereoscopic；engineering thermodynamics

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）04-0154-03

0 引言

《工程热力学》是众多专业重要的基础理论课，尤其对热能动力工程、能源工程、建筑环境、车辆工程及机械制造等类专业的学生而言，掌握这门课程的基本理论，对今后从事科学研究、工程应用及管理工作都非常重要[1-2]。不得不承认，每个班上都有一批学生对这门课都非常感兴趣，在这门课上也非常用功，学习效果也不错，但还有一少部分学生对该课程不是太感兴趣，课堂上无精打采，甚至会上课玩手机，心不在焉，学习效果当然会很差。如何改变这种现状是实现《工程热力学》教学目标的关键环节。美国心理学家布鲁姆在掌握学习理论中指出，“许多学生在学习中未能取得优异成绩，主要问题不是学生智慧、能力欠缺，而是由于未得到适当的教学条件和合理的帮助造成的”。的确，在网络游戏盛行的今天，确实有一部分大学生因为沉迷网络游戏无法自拔而最终不得不辍学。“如果提供适当的学习条件，大多数学生在学习能力、学习速度、进一步学习动机等多方面就会变得十分相似”。“分层次”教学就是要最大限度地为不同层次的学生提供这种“学习条件”和“必要的全新的学习机会”。分层次教学近年来被越来越多的学校采用，它面向全体学生，承认学生差异，根据学生学习基础的不同和学习能力的差异，更重要的是学习目标的不同，制定不同的教学计划，实施不同层次的教学。而立体式教学模式在很大程度上能够激发学生的学习兴趣，培养其独立思考问题、分析问题与解决问题的能力。因此，本文根据自己的教学实践提出了针对《工程热力学》的分层次立体式教学方法，该教学方法通过立体地编织知识网络，阐释零星知识点之间的内在联系，并将课本理论联系到实际中去来激发学生的学习兴趣。同时将听课对象人为的划分为三类，即：基础型、扩展型和拔高型，分别针对三类学生因材施教，并充分利用三类学生各自的爱好和兴趣来活跃课堂气氛，激发各类学生的学习兴趣，提高学生学习的主观能动性，以全面提高整体学习效果。

1 分层次教学

“分层次”教学思想，源于孔子提出的“因材施教”。分层次教学是近年来被越来越多的学校采用的一种教学模式，它是面向全体学生，承认学生差异，根据学生学习基础的不同和学习能力的差异，更重要的是学习目标的不同，制定不同的教学计划，实施不同层次的教学，进行不同层次的评价。许泽明等[3]对计算机基础的分层次教学进行了研究，针对班内差异着重对教学目标、课堂教学和作业辅导三方面的分层次教学进行了论述。杨晶[4]对分层次教学模式在“高等数学”教学中的应用进行了分析，提出将学生分成不同的层次进行教学，把教学内容按照不同的层次进行教学以及把教学知识模块按照不同的层次进行教学的分层次教学策略。分层次教学[5]是以班级为单位，以课堂为主阵地，以大纲、教材和学生学习能力差异的情况制定的分层教学目标为中心，以班级教学、分组教学和个别辅导的有机结合为基本形式，对每个学生负责的教学模式。张培红等[6]对流体力学课程分层次教学模式研究，探讨了流体力学分层次教学模式改革中学生主体层次、教学大纲的层次化、课堂训练和作业布置的层次化、实验课教学的层次化以及考核方法和手段的改革，并分析了保障层次化教学改革的其他关键措施。而贾银江等[7]针对计算机等专业提出了数据结构实验的分层次教学。总之，分层次教学在公共基础课教学和专业基础课教学中具有重要的理论和实践意义。

为什么要进行分层次教学？现代教育学与心理学的研究成果表明，教学是教师与学生以课堂为主渠道的交往过程，是教师的教与学生的学的统一活动。教学是教与学的统一，教学既是科学，又是艺术。具体地说有两点：

第一，教师的教应该适应学生的学。教师要以教的差异性主动适应学生学的差异性；学生之间的差别可以表现为层次上的差异，教也应该分层次。

第二，学生之间的差异一方面对教学带来困难，另一方面也是一种可供开发利用的资源。学生的主体性不仅表现为他是“学”的主体，而且在某种程度上他还可以成为“教”的主体。

分层教学的策略就是面向全体学生和学生的每个方面，承认差异，适应差异，利用差异，因材施教，促进学生的全面发展。因此，在《工程热力学》教学中进行全方位、多层面的分层次教学，是提高教与学的效果、搭建学生各自学习的最佳阶梯，使每个学生都能找到适合自己的培养方式，同时调动学生学习可能性中的易变因素，使教学要求与各级学生的可能性相互适应，它能使不同层次的学生在学习兴趣、学习成绩及思维能力等方面都有不同程度提高，使不同层次的学生在自己的“最近发展区”内获得发展。

2 立体式教学

立体式教学模式[8]在很大程度上能够激发学生的学习兴趣，培养其独立思考问题、分析问题与解决问题的能力。在《工程热力学》课程中采用立体式教学模式，立体化夯实课程基础、立体化搭建知识框架、立体化设计教学环节的教学实践与教学效果校验，使教与学皆受益匪浅。对学生的情况和所讲授课程的内容设计出立体的网络结构，交叉运用多种教学手段和辅助设备，使学生有目的、自觉地完成问题的发现和解决，并通过教学反馈及时完善等措施，可以立体化地夯实教学基础，立体化地搭建知识框架，立体化地设计教学环节。顾键萍[9]对高校计算机基础分层式立体化教学模式进行了有益探讨。王春晓[10]等以本科生教学为视角进行了立体式课堂教学的研究，提出立体式课堂教学的核心之处在于突破对本科生进行单纯的专业知识灌输，转而构造课堂教学内容的立体性，即以专业知识教育为核心，以思想政治教育为主线，以就业创业教育为精髓，以专业相关知识为辅助。《工程热力学》这门专业基础课也可以充分利用立体化教学方法，立体化夯实基础，立体化搭建专业知识框架，这样必然会促进学生学习。

3 分层次立体化教学的实施

笔者在《工程热力学》的教学中根据学生自己学习目标的不同，将学生分为了三类：基础型、扩展型和拔高型。基础型主要包括相关基础较差，平常还经常挂课，老师必须经常督促才会学习的少数学生。基础型学生一般都有累记的挂课学分，很多可能达到两位，甚至面临留级的尴尬局面。因此，利用适当的教学方法，使基础型学生达到《工程热力学》的教学目标，同时能使其对今后的大学学习产生自信和兴趣，是本文教学方法的重要目标。拔高型主要包括相关基础很好，立志保研，出国继续深造或将进入大型企业或研究所工作，学习成绩目前保持在专业较前的学生。这部分学生，学习很用功，并在课余时间他们甚至喜欢到实验室去做点力所能及的科研工作。如何引导学部分学生，掌握一定的书本之外又与《工程热力学》密切相关的知识是分层次立体化教学的重要目标。扩展型学生介于基础型和拔高型之间，也可以与其他两种类型进行转化，只要适当引导，他们一般都能达到较好的学习目标。

进行分层次教学的一个重要环节就是如何对三类学生进行划分，主要有两种方法。①向辅导员和班长及学委调查，将经常挂课而又学习懒散的划为基础型，将成绩排名较好的划为拔高型，其他的为扩展型。②通过上课提问进行划分，根据提问调查结果最终确认划分情况。作者本人在《工程热力学》的教学中，每次课经常利用15分钟左右时间，边回顾知识边提问10个小问题，这样很快就能找到基础型学生，这些学生也是教学关注的重点。基础型学生是最需要帮助的，让他们在这门课上取得较好成绩，产生学习兴趣，对其将来发展具有至关重要的引导作用。基础型学生主要督促其掌握基本原理及其内在联系，对于拔高型学生可以引导他们在科研中进一步认识深化所学基础知识，对于扩展型学生，可以引导他们适当地扩展书本知识。

《工程热力学》是热工等专业的基础课，是学习传热学及电厂相关专业课的基础，《工程热力学》与热工相关科目可以构成一张立体化的网络，同时《工程热力学》自身知识脉络也是一张立体化网络。基础型学生主要掌握《工程热力学》内部知识的主要脉络即可，这样既能适应他们的接收能力，又能培养其一定解决问题的能力，扩展型学生需掌握《工程热力学》绝大分知识网络，而拔高型学生，不但要掌握基础知识网络，还要了解整个专业知识网络，以加深其对《工程热力学》基础地位的认识。当然以上划分是基本目标，学生可以在掌握以上知识基础上，可以根据自己的兴趣进一步扩大知识面。

图1是一张基础知识立体网络图，本文就以此为例对分层次立体化教学进行分析。

热力系两大重点：分类和状态。状态包括平衡、准静、可逆及状态参数等重要知识点。同时要讲清楚，平衡条件，为什么引入准静，可逆，准静条件下，膨胀功表达式，可逆条件下热量表达式，状态参数的特征，这些是基础型学生必须掌握的。进一步结合状态参数的特征，引出疑问，δq=Tds，为什么只能适用于可逆过程？此问题将状态参数特征与热力学第二定律中的克劳修斯不等联系起来。是拔高型学生必须掌握的。热力学分类中，四个系统的特征及为什么引入这些系系统，及其内在联系是什么？闭口系与开口系为热一律提供了研究对象，分别对应两类方程（稳态），这两类方程又是等价的（难点），等价性能推导出技术功表达式。开口系方程用于描述喷管内流动现象，可以轻松地把喷管的基础知识引出。孤立系为热二律提供了研究对象，对应着熵增原理，熵增原理又可以用一个特殊的系统进行证明（难点），这又是热力学第一定律的内容，仅拔高学生掌握。简单可压缩系统，与状态公理联系起来，可以解释简单可压缩系统为什么有两个独立参数。综合开口系、闭口系，可逆过程，可以得到热力学一般关系式，结合理想气体的特征，可以得到理想气体焓和熵的微分表达式等，这又可以为p-v图或T-s图作图提供理论指导等，又可用于循环中热效率分析。通过以上一个小小立体图，就可以关联《工程热力学》非混合气体的绝大分部知识点，可以极大提高学生的学习兴趣，同时可以根据不同学生的学习层次提出不同的学习要求。

在《工程热力学》的立体化分层次教学过程中，作者还将全班57个学生划分为五组，每组中不同层次学生互相搭配，通过组内讨论形式，每组确定一个与工程热力学相关的研究或调研性课题，经过一个月时间充分准备后五个组分别进行答辩互评。被确定的课题包括：家用汽车涡轮增压的原理及实现方法，太阳能利用中热力学问题，相变储能问题，导热微分方程的推导，喷管内流动方程的推导等。同学们选题及ppt制作都非常认真，通过互相讲述和评论，同学们开阔了视野，增加了学习兴趣，取得了良好效果。

经过一学期的分层次立体化教学实践，两个实践班的成绩（见表1）基本让人满意。

两个班学生总共57人，80分以上达到51人，优良达到89.5%，并且没有70分以下的学生。这也是作者《工程热力学》教学成绩最好的一次，这次教学实践成绩与往年明显的不同是没有学生挂课，并没有成绩低于70分的学生，这说明所有学生的学习积极性都已经调动起来，所有学生都在学习。这也真正达到了分层次立体化教学的教学目标。

4 结论

目前网络游戏盛行，大学生沉迷游戏不得不辍学的现象时有发生，造成人才浪费和不良社会影响，即使正常学习的学生也有自己不同的学习目标和追求。面向全体学生，承认学生差异，根据学生学习基础的不同和学习能力的差异，更重要的是学习目标的不同，制定不同的教学计划，实施不同层次的教学，通过有效的手段最大程度上激发学生的学习兴趣，培养其独立思考问题、分析问题与解决问题的能力，对于各类学生都具有重要意义。

本文根据自己的教学实践提出了针对《工程热力学》的分层次立体式教学方法，该教学方法通过立体地编织知识网络，阐释零星知识点之间的内在联系，并将课本理论联系到实际中去来激发学生的学习兴趣。同时将听课对象人为的划分为三类，即：基础型、扩展型和拔高型，分别针对三类学生因材施教，并充分利用三类学生各自的爱好和兴趣来活跃课堂气氛，激发各类学生的学习兴趣，提高学生学习的主观能动性，以全面提高整体学习效果。作者采用分层次立体教学方法针对两个班的《工程热力学》进行了教学实践取得了良好的教学效果，80分以上学生占89.5%，并且没有低于70分的学生。这也是作者《工程热力学》教学成绩最好的一次，这次教学实践成绩与往年明显的不同是没有学生挂课，并没有成绩低于70分的学生，这说明所有学生的学习积极性都已经调动起来，所有学生都在学习。这也真正达到了分层次立体化教学的教学目标。这一门课的学习有可能让那些沉迷游戏将迷失自己的学习找回大学学习的自信，让他们重新找到学习的乐趣，将来成为国家栋梁之才。

参考文献：

[1]秦萍，蔡德源.“工程热力学”课程改革实践[J].西南交通大学学报（社会科学版），2003，03：116-118.

[2]陈国杰.《工程热力学》教学改革探讨[J].教育教学论坛，2014，31：73-74.

[3]许泽明，张耀文，任馨，王杨.大学计算机基础分层次教学研究[J].计算机教育，2008，02：59-62.

[4]杨晶.分层次教学模式在“高等数学”教学中的应用[J].兰州教育学院学报，2014，12：105-106，152.

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