工程教育认证背景下“热工基础”课程教学改革初探

张学民 李银然 王英梅 马高生

[摘 要] “热工基础”是理工科院校能源与动力类专业一门重要的专業基础课程，同时也是一门理论与实践联系紧密的课程。针对新形势下“热工基础”课程的教学现状及其存在的问题，以工程教育认证的三大基本理念为导向，从“热工基础”的教学内容与课程体系、教学方式与教学手段、课程的考评机制与考核方式等方面进行全面改革，探索理论与实践有机融合的教学模式，使“热工基础”课程教学更加切合工程教育认证背景下人才培养的基本要求，提高新形势下人才培养的质量。

[关键词] 热工基础;工程教育认证;教学改革

[基金项目] 2020年度兰州理工大学高等教育研究项目“工程教育认证背景下热工基础课程的教学模式、评价机制的研究与实践”（GJ2020C-35）

[作者简介] 张学民（1987—），男，甘肃康乐人，博士，兰州理工大学能源与动力工程学院副教授，主要从事可再生能源利用技术理论及教学研究。

[中图分类号] TK121   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）28-0072-04    [收稿日期] 2020-11-11

热现象及热过程是自然界中一种最普遍的物理现象，热能是自然界中人类能够利用的一种最主要的能量形式。随着社会的不断进步和科学技术的快速发展，热科学已逐渐渗透到机械制造、石油化工、金属冶炼、信息技术、航空航天等诸多领域，是新工科背景下各类专业技术人才工程素质的重要组成部分[1-3]。当前世界性的技术革命对人类社会的生产生活产生了巨大影响，节能和环保已成为当今时代发展的主题，以新技术、新工艺、新业态为特点的产业经济已成为社会发展和进步的重要牵引，对新形势下高等院校的教育教学及其人才培养提出了新的更高要求。“热工基础”是以热科学基本理论和基本原理为主线的一门重要的理论课程，该课程的主要内容包括工程热力学和传热学两部分，主要研究热能与其他形式能量之间的转换规律和转换关系、热量传递的基本方式及其传递过程。在新形势下面对新的机遇与挑战，需要紧密围绕国家中长期能源发展战略，准确把握未来的能源利用技术的发展方向，推进工程教育认证背景下“热工基础”课程的教育教学改革，培养大学生的创新思维、理论知识的综合应用能力和分析解决实际问题的能力，为培养适应时代发展和社会需要的复合型高素质工程技术创新型人才提供良好的基础和保障[4，5]。

一、“热工基础”课程教学的现状与改革的必要性

“热工基础”是理工科院校能源与动力类专业一门重要的专业基础课，主要包括两部分内容：工程热力学和传热学。工程热力学和传热学单独开设的课程学时合计为120学时，课程所占的学时较多，课程教学时间较为充足。在工程教育认证背景下，“热工基础”课程已成为大多数高校能源与动力类专业的必修课程，同时课程的两部分内容均需独立讲授，包含了工程热力学和传热学的绝大多数内容，教学内容很多但学时却缩减至32学时[4-6]。在课程教学过程中，由于课程学时较少、两部分内容相对独立，使课程教学处于教师普遍感觉难教、学生普遍感觉难学的状态，陷入两难境地。

“热工基础”课程具有内容丰富、知识面广、独立性好、系统性强的特点，对不同的专业讲授时需要有所侧重，需要对课程教学内容和课程体系进行合理地调整和删减。在当前工程教育认证的大背景下，高等院校的人才培养应坚持“新工科理念”，更加注重大学生创新思维能力和工程实践能力的培养和提高。在课程教学过程中，教学内容应该根据专业的性质和特点进行适当调整和合理取舍，需要有针对性地根据行业需求和行业特点进行“热工基础”课程的教学改革，整合现有资源，优化课程结构，构建工程教育认证背景下“热工基础”课程的教学体系和教学模式，进一步提高新形势下高等院校的人才培养质量。

二、“热工基础”课程教学改革实践

（一）教学内容与课程体系

“热工基础”课程的教学内容要针对不同专业的特点和行业需求，从整体上进行把握和设置，充分围绕工程热力学和传热学课程的主线，既要将“热工基础”课程两部分的内容融会贯通，又要将该课程的教学内容与专业需求和行业发展紧密结合，同时也要注重不同板块知识之间的迁移。在课程内容设置方面，要充分发挥需求的导向作用，与主线相关的内容要作为重点部分进行讲解，主线以外作为了解的部分略讲或一带而过[5]。

在新形势下高等院校的人才培养过程中，“以能力为导向”已成为当前高等院校教育教学改革的主要任务和主流方向[7，8]。新形势下课程教学是人才培养的主要形式和重要支撑，在工程教育认证背景下课程内容的设置要紧密围绕工程教育认证的基本理念，教学内容要立足当前社会和行业发展中的热点和前沿问题，注重知识的应用和迁移，做到理论联系实际、学以致用，培养新形势下大学生的工程思维能力和解决实际工程问题的能力。同时，课程教学内容的设置要根据不同专业的特点，将“热工基础”课程的讲授内容与生产实践紧密结合，将工程实践能力的培养寓于理论教学中去，注重理论知识的工程应用，课堂教学内容中适当增加一些紧密相关的案例，让理论知识落地生根，进一步夯实课堂教学的理论基础，在让学生掌握基本理论和原理的同时做到工程实践能力的培养。另外，课程教学内容和课程体系的设置要增强系统性，有助于学生对课程体系的把握和课程内容的理解。从表面上看，“热工基础”课程的工程热力学和传热学两部分内容相对独立，工程热力学部分的研究主要侧重于热能和其他形式的能的转化、转换规律，而传热学部分的研究主要侧重于热能的传递过程、传热规律;但从课程本身来看，“热工基础”课程的两部分内容之间存在一定的联系，形成一个统一的有机体。因此，就“热工基础”课程的教学过程而言，在其课程内容与课程体系的设置上要增强教学过程的系统性和完整性，同时也要增加课程体系的连贯性和灵活性，做到课程教学内容和课程体系与专业需求和行业发展有机融合，进一步提高工程教育认证背景下人才培养的质量和新形势下大学生的工程实践能力。