以《工程热力学》为核心的“能源转换课程群”建设刍议

虞效益+郑皎+陈光明

摘 要：为了提高课程的教学质量，使教与学更加系统化，提出將能源动力类专业的《工程热力学》《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》三门与能源转换密切相关的课程进行有机整合，构建以《工程热力学》为核心的“能源转换课程群”。分析讨论了课程群建设的必要性和可行性，并提出了课程群的若干项建设措施，为后续开展具体的建设工作提供指导。

关键词：工程热力学 发电厂热力系统工程 制冷原理 课程群

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0229-02

Abstract：To improve the teaching quality of courses and systemize the teaching and learning， the construction of “energy conversion course group” with “engineering thermodynamics” as the core was proposed. Three courses， namely engineering thermodynamics， thermal power plant and principles of refrigeration， were integrated in the course group. The necessity and feasibility of the course group construction were discussed， and some suggestions on how to construct the course group were proposed as well， which can guide the subsequent specific work.

Key Words：Engineering thermodynamics； Thermal power plant； Principles of refrigeration； Course group

浙江大学宁波理工学院能源与环境系统工程专业（以下简称“能环专业”）创建于2004年，重点培养具备热学、力学、电学、机械、自动化等宽厚理论基础，掌握能源与环境系统工程专业知识，能从事清洁能源生产、火力发电及其自动化、工业企业节能减排及环境保护、新能源利用、制冷与人工环境、暖通空调、资源综合利用与循环经济等领域的科学研究、工程设计、操作运行与生产管理、设备制造与维护的跨学科高级应用型人才。该校能环专业下设“能源生产”和“制冷空调”两个方向，并相应开出一系列的专业方向课程。

1 能源转换相关课程概况

《工程热力学》是高等学校能源动力类专业一门重要的专业基础课程，它在能源学科中的地位就如《物理》《数学》在工科中的地位。《工程热力学》以能量转换为研究对象，重点阐述热能与机械能之间相互转换的基本规律和方法。《工程热力学》不仅在能源专业本科教学体系中扮演着核心的重要角色，而且也是学生今后从事专业研究和工作不可或缺的理论基础[1]。《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》分别是“能源生产”和“制冷空调”两个专业方向的课程，是学生从基础课程学习进入到后续专业课程学习的过渡桥梁。《发电厂热力系统工程》主要以热力发电厂整体为研究对象，着重研究汽轮机发电厂的热功转换理论及其热力系统和设备，在安全、经济的前提下，分析其经济效益，并进行热经济性的定性分析和定量计算[2]。《制冷原理》课程主要讲授制冷工质性质，各种制冷方法和制冷循环的理论及其应用[3]。这三门课程一直以来都是各校能源动力类专业的重点建设课程，研究报道了大量教学改革与研究方面的成果[4-9]。然而，鉴于现有教学体系下《工程热力学》《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》三门课程之间形式上多相互独立、各自为政，因此在教研教改方面也多局限于单门课程。

2 组建“能源转换课程群”的可行性

课程群是由在内容上紧密相承、相互渗透、互补性较强的几门同系列课程组合而成的有机整体，各自配有相应的课程大纲，并按照大课程框架组织课程建设，以获得课程体系的整体优化，是具有学科优势的课程。相对于独立式的课程观，课程群在教学上独具特色和优势[10]。

《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》是《工程热力学》在“能源生产”和“制冷空调”两个专业方向上的应用和延伸。《发电厂热力系统工程》在热力学基本概念的基础上，重点以水蒸气性质、蒸汽动力循环的实际应用为讲授对象；与之相似，《制冷原理》是气体性质、制冷循环等热力学相关知识点的应用，当然也离不开热力学第一定律、第二定律等基础知识。可以说，三门课程之间形成了一种“螺旋上升”的关系，通过《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》的学习，一方面复习了《工程热力学》的相关知识，同时加深了对相关知识的理解程度。因此，将《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》纳入到以《工程热力学》为核心的课程群中，在教学过程中兼顾前后续课程的互补性、互助性，有利于巩固整体的热学知识体系。

3 课程群建设措施

3.1 制定课程标准，完善教学文件，做到课程之间的大统一

组建教学团队，打破以往“各自为政”的教学文件制定方式，以集体行为研究制定组内课程的教学目标和教学标准，明确课程任务。教学团队对各课程的教案进行讨论与研究，通过集体备课，统一设计教学环节，体现课程之间承前启后的关系，增强整体教学效果，提升教学水平。

以统一标准建立课程案例库、试题库，按统一出题，统一改卷的形式，规范考核评价体系。

3.2 丰富教学资源，打造精品课程

充分发挥教学团队的优势，分工合作，建设和完善教学辅助资料，制作多媒体教学资源，如教学视频、教学道具等。充分利用网络资源，建立课程论坛，并做到即时提问、即时答复。在此基础上，丰富教学方法和手段，不断提升课程建设的水平，提高课程的教学质量。以《工程热力学》为对象规划精品课建设方案，通过2～3年的建设，初步具备市级以上重点课程和精品课程的申报条件。

3.3 定期开展教研活动，夯實“内功”，逐步实现教学“外向型”

定期组织互相听课，充分发挥教学团队中教师的“帮、扶、带”作用，对青年教师的教学水平通过“手把手”的指导使其尽快提高。

以观摩学习国内外相同相近课程的教学方法为内容，定期开展教研活动，及时跟踪最新的教学动态。积极引入和研究国外一流大学的教材和公开课资源（如麻省理工学院的公开课“热力学与动力学”[11]），以案例分析、专题讨论的形式将英语教学资源引入该课程的教学环节，逐步实现双语教材、双语教案等“外向型”教学模式。

3.4 积极拓展实践教学的新领域和新模式

设置贯穿整个课程群学习过程的综合性设计、实验环节，将常规教学和课程实践活动紧密结合起来，培养学生认识问题、分析问题、解决问题的综合能力。充分利用教学团队的团队优势，实践环节可实现分组指导，实现“小班化，个性化”。

3.5 建立师生联系制度，确定具体的沟通渠道

定期开展调查工作，请学生代表参与教研活动，征求学生对课程的教学方式、教学内容、实践活动、考核方式的意见和要求，由学生对课程组的工作进行评价，评价结果将作为教学团队工作改进方向的重要依据。

3.6 开展课程学科及教学理论的研究工作

在开展教学工作的同时，关注课程所属学科理论研究进展，注重教学规律和教学理论的研究，及时总结。

4 结语

课程是高等教育整个教学活动的基础和核心，而相对于独立式的课程观，课程群在教学上独具特色与优势。鉴于能源动力类专业的《工程热力学》《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》三门课程之间固有的内在联系，该文提出建设以《工程热力学》为核心的“能源转换课程群”，以充分发挥课程群的特色和优势，从而实现整体上提高课程教学效果的目的。提出的课程群建设的若干项措施，将为后续的具体建设工作提供有效指导。

参考文献

[1] 沈维道，童钧耕.工程热力学[M].4版.北京：高等教育出版社，2007.

[2] 郑体宽.热力发电厂[M].2版.北京：中国电力出版社，2008.

[3] 陈光明，陈国邦.制冷与低温原理[M].2版.北京：机械工业出版社，2013.

[4] 谭羽非，赵金辉.《工程热力学》立体化教材建设与实践[J].吉林建筑工程学院学报，2010，27（2）：96-100.

[5] 鲍静静，李传统.“工程热力学”双语教学课程体系构建与重点内容设置初探[J].中国电力教育，2014（33）：69-70.

[6] 张国磊，杨龙滨，宋福元.热力发电厂课程教学实践与探索[J].教育教学论坛，2015（16）：148-149.

[7] 魏春枝，杨作梁.“发电厂热力系统”课程教学研究[J].中国电力教育，2013（27）：104-105，116.

[8] 虞效益，陈光明.EES软件应用于制冷原理课程教学的研究与实践[J].科技创新导报，2016（11）：130-132.

[9] 匡江红，夏鹏.“制冷原理及设备”教学改革探索与实践[J].现代教育技术，2008，18（13）：62-64.

[10] 卢绪祥，鄢晓忠.课程群发展及对能源动力类专业课程建设的启示[J].中国电力教育，2014（17）：79-81.

[11] 网易公开课[EB/OL].http：//open.163.com/special/opencourse/kinetics.html.