工程热力学原理范文
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第1篇
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0199-02
夜上海论坛 《工程热力学》是高等院校机械工程类、能源与动力类等专业的一门必修专业基础课程。该课程主要研究热能与机械能相互转换的规律，以及合理有效利用热能的基本理论，对培养学员科学素养、创新性思维和实践能力，以及专业课程学习都将起到奠基的作用。通过《工程热力学》课程的学习，使学员掌握热力学的基本概念和基本规律，并能正确运用这些规律进行热力过程、热力循环分析和计算；培养学员科学分析和逻辑思维能力。养成实事求是的科学态度和勇于探索、刻苦钻研的科学作风。经过数十年的持续建设，《工程热力学》课程在教学内容、教学方法和手段、实验保障设施、师资队伍建设等方面进行了大量的建设和改革，取得了显著的效果。
一、教材和教学内容改革
夜上海论坛 在教材和教学内容方面，课程组近年来开展了《工程热力学》“立体教材”体系的建设工作。以课程教学为基本形式，以综合能力的培养和提高为基本目标，利用多种教育化教育手段，构建新颖教材、网络课程、多媒体课件、教学辅导书等组成的内容丰富、功能齐全的《工程热力学》综合性立体化教学资源。从而使教学质量和教学效率大为提高。在人才培养方面，取得了丰硕的教学成果。多年来不断更新选取适合本科人才培养和专业需求的高水平教材，以满足课程标准的要求。《工程热力学》目前采用华自强等主编的《工程热力学》第四版，由高等教育出版社2009年11月出版。该教材是国家“普通高等教育十一五国家级规划教材”，被众多院校广泛采用。该教材还有配套习题，方便学员进行课后复习和自测。此外，课程还指定了多部教材和教学辅导书，供学员学习和研究使用，包括清华大学出版社2011年6月出版，朱明善主编的《工程热力学（第2版）》；高等教育出版社2007年6月出版，童钧耕主编的《工程热力学学习辅导与习题解答》；McGraw-Hill2005年出版的由Yunus A.Cengel主编的《Thermodynamics An Engineering Approach the 4th edition》等。针对授课专业增多，内容增加，学时减少及面向装备扩大和发展的实际，在对后续专业课程需求和部队需求深入调研的基础上，着眼当前需要和未来发展，从以下三个方面入手进行了课程内容体系的优化重组。
1.突出重点内容，贴近装备实际，针对装备特点突出与动力系统工作原理密切相关的热力学知识。弱化蒸汽的热力性质及其动力循环方面的内容。
夜上海论坛 2.以计算机网络为平台，结合《工程热力学》理论在武器装备上的具体应用和实验室发展，引入了计算机编程求解和虚拟实验等现代教学实践内容。
夜上海论坛 3.利用自主研制的和虚拟实验软件，以及课程组成员科研项目多的优势，引入了创新实验等研究性教学内容。优化重组后的新课程内容体系，以经典《工程热力学》内容为主体，科学处理了经典与现代的关系，引入了新知识和新技术，强调了知识的综合运用和实践训练，保持了课程教学内容的系统性、科学性和前沿性。
夜上海论坛 二、教学设施建设
《工程热力学》课程在教学设施方面取得了明显的进步。特别是近年来，本校充分利用各种科研项目成果，进一步完善本课程实验设备，更新了多套空气定压比热测试设备。对喷管流动演示实验的硬件平台进行改造，设计编制了具有虚拟实验和在线分析的分布式喷管流动演示实验网络平台。保障实践环节均能以实物操作为教学的主要手段，实验教学水平达到国内先进水平。为使学员在课堂以外能够及时的复习和总结，补充课堂教学内容的不足，针对课程的特点设计并完成了《工程热力学》的网络课程。该网络课程集教学指导、教学实施、自主学习、测试考试等功能于一体。目前已经完成本课程的网络课程建设，学员可以在校园网上观看课程授课的视频录像，课程内容的在线学习和测试，该网络课程的建设丰富了学员的学习途径，对于促进学员的学习积极性，提高教学效果发挥了积极的作用。通过多年来的建设，课程网络教学环境建设成效显著，形成了以教材、多媒体为主和网络教学环境为辅，集理论教学和实践教学于一体的课程网络教学特色。从毕业学员反馈的情况来看，利用网络教学环境，不仅显著地增加了课堂的信息量，而且有效改善了教学效果。利用新技术更新了实验平台，培养学员实践、创新能力的新做法。通过自主设计、研制的喷管流动演示虚拟实验软件平台，该虚拟实验平台具有良好的开放性、自主性、综合性，而且突破了实验受设备、场所、环境、时间的限制，有效提高了学员的实践创新能力和综合素质。
三、教学方法改革
夜上海论坛 教学改革是提高教学水平和教学质量的根本保障，多年来课程组一直十分注重加强和深化教学改革，并取得了一定的成果，具体做法如下。
1.课堂教学采用启发交流式，实现单向知识传输模式向师生交互模式的转变。利用自主研制的功能完备，界面友好，集授课、自学、测试、管理等功能于一体的《工程热力学网络课程》，依托校园网和多媒体教室等，构建了教学互动，适合自主学习、协作学习、相对宽松的双语多媒体网络教学环境，实现了教员主导作用和学员主体作用的和谐统一，在提高教学效果的同时，培养了学员主动、有效地获取知识的意识和能力。
夜上海论坛 2.在教学方法上，改进课堂讲授方式，采用“研究型”的教学模式。针对课程特点，强调培养学员掌握理论、应用和试验三个方面的知识与能力：《工程热力学》的理论，《工程热力学》基本理论和概念的掌握，培养理性思维和分析能力；《工程热力学》的应用，面向装备和工程实践，熟悉了解实际《工程热力学》问题，培养应用原理解决问题的能力；《工程热力学》的实验，通过综合性试验培养学员的动手能力和科研工作素质。
3.注重学生创新能力培养。结合课堂教学，开展科技创新活动，使学生综合素质能力获得提高。
夜上海论坛 4.根据学员的反馈不断完善教学文件。对已有的教学计划、教学大纲、优秀的教材进行及时的更新和完善，并作为素材之一放在教学网站上，作为学习的参考资料供学员下载学习使用。总结：笔者经过多年的教学实践，对《工程热力学》进行综合的教学改革，收效明显。教学质量和教学效率得到很大提高，在培养新型专业人才方面，取得了丰硕的教学成果。
参考文献：
[1]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，（2）.
第2篇
关键词：工程热力学 发电厂热力系统工程 制冷原理 课程群
夜上海论坛 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
夜上海论坛 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。
夜上海论坛 2 组建“能源转换课程群”的可行性
夜上海论坛 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]。
夜上海论坛 《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，有利于巩固整体的热学知识体系。
3 课程群建设措施
夜上海论坛 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。
第3篇
夜上海论坛 【关键词】能源新形势 动力工程及工程热物理 研究生 课程教学
夜上海论坛 【基金项目】长沙理工大学2016年度校级研究生教研教改项目：新形势下动力工程及工程热物理研究生课程优化设置研究（JG2016YB05）。
夜上海论坛 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0158-02
1.引言
能源是人类活动的物质基础，社会的发展离不开优质能源。对于目前的中国而言，实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。为此， 2014年国务院了《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》，明确强调要深化能源体制改革，加快重点领域和关键环节改革步伐。2016年，国家发改委等联合《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，提出了未来十年中国能源互联网发展的路线图。改革与发展已经成为了能源行业的显著特征。随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速，节能减排与新型能源产业的战略地位将愈加突出，能源行业的机制体制改革以及能源互联网的兴起，对能源技术人才提出了更新和更高的要求。中国能源产业近几年发展迅速，社会各界都积极投入到先进能源技术的开发与产业的建设当中，但在这繁荣的表象背后，由于技术、管理、投资等原因，还存在诸多问题。这些问题究其本质仍然是人才的问题，要解决这个问题，就必须从教育入手，大力培养人才[1]。然而，目前我国新型能源技术人才普遍匮乏，高校的科技资源优势还未完全在能源领域释放出来，在人才培养方面急需跟上国家战略发展新常态。
夜上海论坛 研究生教育是一项系统工程，它包括了课程学习、实践研究和学位论文等诸多环节。其中，课程学习是整个研究生培养中的基础环节，其质量直接决定着研究生教育的质量和水平。因此，良好的课程教学是达到学习目标、提高研究生培养质量的前提。为此，2013年教育部等部门联合发出《关于深化研究生教育改革的意见》，明确要求加强课程建设，重视发挥课程教学在研究生培养中的作用。
夜上海论坛 动力工程及工程热物理一级学科以能源的开发、生产、转换和利用作为主要的学科应用背景，在整个能源领域起着支撑和促进作用。经过多年的探索和努力，国内研究生教育在动力工程及工程热物理领域取得了较好的成绩。但总体上看，我国研究生教育还未能完全适应经济社会快速发展的多样化需求。随着研究生教育的深入发展，现行的研究生课程体系出现了许多亟待解决的问题。因而，如何根据国家的战略需求及行业的人才需求， 改革和完善现行的研究生课程教学状况， 是一项十分紧迫的任务。
2.现状及存在的问题
2.1对研究生课程教学认识上存在偏差
夜上海论坛 就目前我国大部分高校研究生教育重点而言，以各省、直辖市相应的优秀研究生学位论文评选为契机（2013年之前还有全国百篇优秀博士论文），各高校每年也进行相应的优秀研究生学位论文评选，此外学校还制定了各种优秀研究生论文奖励办法等相关的质量激励措施，出台了研究生创新计划，研究生国家奖学金的评选也直接与学生的论文及参与的项目直接挂钩，研究生培养过程中“学术论文为重”的培养取向日益明显，这在一定程度上确实能保障研究生的培养质量，无疑具有积极意义[2]。但作为研究生培养过程中的另一个基本环节――课程教学，获得的相对关注较少，这直接导致了高校研究生课程教学工作相对滞后，其课程教学质量还有待进一步提升。
2.2研究生课程结构有待进一步优化
夜上海论坛 我国特色的研究生教育课程体系一般由学位课程和非学位课程组成。但是动力工程及工程热物理是一门综合性学科，涉及到工程热力学、燃烧学、传热传质、多相流等多方面知识，此外随着科学技术的飞速发展，人们在不同的学科基础上不断开拓新的研究热点，学科交叉的趋势越来越明显。然而课程内容是实现课程教学目标的有效载体，因此在科学知识更新速度的加快和人才培养课程结构的滞后性之间，矛盾日趋明显，课程结构的基础性、先进性和综合性承载着调和这一矛盾的重担[3]。尽管课程优化设置已经成为我国研究生教育改革的一项重要内容，但与国外一流研究生教育机构相比，差距仍很大。因此，如何建立科学的研究生课程体系，满足不断发展的行业和国家需求，是一项重要而紧迫的任务。
夜上海论坛 2.3 跨学科课程和有关科学研究方法的课程缺乏
夜上海论坛 在现有的课程教学体系中，一个比较薄弱的环节是只开设了传统的研究生理论课程，而忽视了一些重要的跨学科课程和有关科学研究方法的课程。目前我国研究生课程教学管理实行的是学分制，从课程内容上看，包括政治课、英语课、专业基础课以及本研究方向的专业课程。动力工程及工程热物理下辖若干个二级学科，其学科交叉性强，理论与技术发展迅速，许多问题仅靠某一学科的专业知识是难以解决的，需要多学科知识去协同应对，如若缺乏跨学科课程及科研能力培养方面的课程，那么对于学生在该领域的创新发展极为不利。
3.对策及建议
3.1 提高对研究生课程教学的认识
首先要真正重视课程设置在研究生培养中的作用，改变长期以来重学术论文、轻课程学习的现状。针对此问题，以长沙理工大学为例，2015年学校研究生院出台了《长沙理工大学研究生课程建设实施方案》，把研究生教学工作的重要性提到了一个新的高度，规范了课程设置审查，加强了教学质量评价，研究生院还成立了由教学经验丰富的老教师组成的课程教学督导小组，实时检查研究生课堂教学并反馈意见，教学效果将直接影响教师的个人考评。这些措施都极大地强化了研究生课程教学在培养过程中的作用。
夜上海论坛 3.2 对课程内容进行国际化和工程化
总体上，我国的能源科学与工程与发达国家相比还是有一定的差距，多年前美国、澳大利亚等国就投入巨额资金大力发展能源学科，大力培养能源人力资源。因此，可以通过与国外高校间研究生联合培养项目，设置国际化课程，增强课程内容的国际前沿性，也可以通过发达的网络技术充分利用国外丰富的网络课程资源，加强国际化课程设置。动力工程及工程热物理学科面向能源科学，具有极强的工程应用性，已经渗透到工业社会的各行业中，因此研究生课程也必须具有较强的工程适用性，可适当引入实践课程，在师资队伍中引入企业导师或者与企业联合培养学生。此外，针对该学科快速发展的特点，可以增加专业选修课的比例，拓宽学生的知识面，增强专业科学素质。
夜上海论坛 3.3 增设跨学科选修课及科学研究方法的课程
夜上海论坛 根据研究生研究方向与培养目标，适当增设跨学科选修课更有利于学生科学能力的培养。如对于太阳能研究方向的学生，可以跨学科选修物理学、材料类的课程；对于风力发电技术方向的学生，可以选修部分机械结构强度、结构完整性等方面的课程。研究生只有具备跨学科的知识，才能更好地从另一个角度了解本专业，才能够充分借鉴相近领域的理论和方法，在专业领域内做出新的成绩。学习一定的科学研究方法，对刚开始从事研究工作的研究生十分必要，提高研究效率，也能使得学生在不断发展的科学中始终具有学习与研究的能力，始终保持较强的创新能力。
4.结语
夜上海论坛 各高校必须根据自身发展特色和国家战略需要，紧跟能源行业发展新形势， 对动力工程及工程热物理研究生课程教学进行新的思考与研究， 深化课程教学理论、完善培养单位课程体系改进、优化机制；增强研究生课程内容的国际前沿性和工程实践性，通过高质量课程学习强化研究生的科学方法训练和学术素养培养，构建符合专业学位特点的课程教学体系。这些对进一步提高学科建设水平具有重要意义。
参考文献：
[1]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J]. 中国人才， 2010，（8）： 29-30
