工程热力学论文范文
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第1篇
工程热力学夜上海论坛课程的特点是理论性强、概念抽象，教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下，学生在学习过程中普遍感觉较为困难，甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容，是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中，我们发现在课堂教学中，除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程，更需要激发学生学习热力学的兴趣，在引入一些工程实例的基础上，激励学生去思考，及时地与学生就教学内容进行讨论，促进学生对知识点的掌握和领悟。与常规教学方法相比，课堂教学不再是文字、公式的罗列，PPT动画的简单演示，而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上，使学生在学习课程内容的同时，熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等，形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握，而不是零散地去背诵记忆一些片段。通过这种激励启发式的教学，使学生做到理论和实际工程案例的结合，从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中，并且达到灵活应用的目的。激励启发式教学，需要教师在课堂教学前充分准备，精心设计课堂教学内容的每个环节，围绕章节内容中的重点知识内容，设计问题及启发实例，并完成课堂互动讨论的教学组织，在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心，使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。
夜上海论坛 二、改进课堂教学PPT，增加工程实例
工程热力学作为一门专业基础课，与工程实际密切相关。在教学过程中，需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示，并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识，迫切需要在传统课件中加入工程实例，利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用，使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习，使课堂教学内容图文并茂，声像结合，使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例，我们选取了真空做功、制冷循环，内燃机等工程机械作为实例，进行详细分析和讲授。工程案例的引入，将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中，用所学知识来解释工程问题，在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题，从而实现“从理论中来，到实践中去”，实现对创新型人才的培养。
三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中
在创新型人才培养中，需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施，有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才，促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式，倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革，充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识，同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。结合大学生创新项目，结合建筑环境与能源应用工程的专业特点，在指导学生大创项目时，将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中，使学生明白能源利用的守恒性，以及如何提高热力循环的效率，减少不可逆损失，这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中，深化了对热力学知识的认识，同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时，鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等，通过这些竞赛活动进一步提升自己的创新能力。
夜上海论坛 四、改进课后作业完成形式，增加分析报告
工程热力学课程是一门实践性很强的课程，其中很多理论已用于工业过程。因此，在课后作业中，需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进，增加一些实际工业循环的实例，让学生通过分析其所应用的原理，提交分析报告，并指出该工业过程效率提高的方式和途径，以这样的方式来激发学生学习的兴趣，提高学生理论联系实际的能力。同时，精选一些课后习题，通过详解的方式，激发学生的创新意识和解决问题的能力，进一步促进创新型人才的培养。创新是实现社会持续不断向前发展的原动力，也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才，保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂，更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。
本文从工程热力学教学与工程实例结合，与科研活动结合，改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面，探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践，希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。
作者:高蓬辉 张东海 王义江 黄 炜 单位:中国矿业大学力学与建筑工程学院建筑环境与能源应用工程系
参考文献：
[1]岳丹婷,吕欣荣,李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002,(4):86-88.
夜上海论坛 [2]谭羽非.突出专业特点改革工程热力学课程教学的研究与实践[J].高等建筑教育,2004,(13):39-43.
第2篇
夜上海论坛 课程要求学生应掌握金属热处理基本的理论知识，了解金属热处理工艺设计的基本依据，熟悉生产中常用的材料及其热处理工艺、组织、性能与应用及环境之间的关系，根据零件技术要求，能正确地选择材料和制订工艺，并初步具备热处理操作的基本能力。对培养学生综合分析问题的能力和工程应用能力很重要，在整个专业人才培养方案中，对培养应用型创新人才的目标具有重要作用。
2课程设计的理念与思路
夜上海论坛 高职学生在学习基本专业知识的基础上，如何把知识转化为技能，技能转变为职业素质是我们需要破解的难题。金属热处理生产工艺是金属材料及热处理技术专业必修的核心主干课程，是培养金属材料热处理专业实用型人才的重要组成部分。在金属热处理生产工艺精品课程建设中，坚持以金属热处理生产典型工作任务为载体，培养学生掌握金属热处理生产的基本知识和基本技能，初步形成分析问题和解决问题的能力，熟练掌握金属热处理生产的工艺设备和机械设备的相关知识，使学生毕业后能在金属热处理生产企业进行生产和解决实际操作技术问题，成为高级技术技能型的专门人才。通过对本课程的学习，学生应具备以下主要技能:①掌握常规金属材料热处理的基本知识，能编制钢铁件的典型热处理工艺;②能对热处理设备、常用的工装及辅助设备、热处理炉的温度进行测量与控制;③会典型零件热处理的基本操作;④能进行表面改性热处理的工艺制订;⑤能进行化学热处理的工艺制订;⑥掌握复杂工件的畸变规律与矫正方法，掌握分析判断工件变形的原因及预防工件畸变的方法;⑦能借助金相检验报告判断材料及热处理质量的方法，能分析工件淬火产生常见缺陷的原因并提出预防和补救的方法;⑧能对金属材料进行常规检验及对常见的热处理缺陷进行分析。
3教学内容的改革
3.1根据热处理典型的工作任务，组织教学内容，改革教学方法
在教学内容的选择上，以《金属热处理工国家职业标准》为依据，确定热处理工的岗位职责、工作任务和技能要求，在教学的实施过程中把典型的工作任务转换为学习情境，制定课程标准，围绕热处理设备操作、热处理工艺的编制、典型零件热处理的操作技能等典型工作任务，遵循由浅入深、由简单到复杂的原则，设置了8个学习情景:①热处理工艺准备;②热处理设备与操作;③退火与正火;④淬火与回火;⑤表面改性热处理;⑥化学热处理;⑦复杂工件的畸变规律与矫正方法;⑧质量检验与缺陷分析。通过对8个教学子领域的学习让学习者能在金属热处理生产企业进行生产，并具备编制热处理工艺的能力和热处理操作技能。同时编制实训指导书，完成实训室实训项目的开发，在教学过程中聘请企业技术人员担任实践指导教师，使课程体现工学结合的特点。在本课程8个学习情景中，以典型的工作任务为载体，以项目为导向，按“理实一体化”展开教学。在课程教学中根据不同要求的教学内容的不同特点，采用讲授教学法、项目教学法、任务驱动教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。表1列出了8个教学情景所须学习的内容、项目和使用的教学方法。
3.2教学内容的针对性与适用性
夜上海论坛 课程教学内容选取针对热处理岗位群的职业标准，以就业为导向，以金属材料热处理人才培养目标为标准，以满足就业岗位对所学人才能力的要求为宗旨，进行面向岗位的教学内容设计。充分体现教学内容来源于企业、服务于企业的教学宗旨，密切联系生产实践，做到学以致用。通过对热处理生产各岗位知识、能力、素质要求进行分析，以学习内容和工作过程为导向的原则，课程设计创设“三结合”的学习情景:学习内容与工作内容相结合，学习过程与工作过程相结合，学习情景与工作情景相结合。按照热处理生产岗位的需求，以热处理工的职业标准为依据，设计了8个学习情景。课程内容在设计过程中参考热处理岗位群多工种的职业标准，归纳出典型的工作任务作为教学情景，每个情景由若干项目任务组成，形成8个教学情景。各情景教学内容以热处理工国家职业标准中初级工—高级工的知识和技能要求为依据选取教学内容，设计实训项目，进行单元考核。由于教学内容考虑了工种职业资格的需要，不仅适合教学，还可作为企业员工培训教材使用。
3.3教学方法的多样性
传统的教学模式具有其自身的优势，如传授的知识系统、严密，较好地发挥了教师的主导性，但弊病也十分明显:其一，教材抽象，体系严密，学生难以学习;其二，学生的主体地位难以体现;其三，重理论轻实践，学生动手的能力比较差，与素质教育的要求不相适应;其四，以教师为中心，只强调教师的“教”而忽视学生的“学”。在这样的教学模式中，学生参与教学活动的机会少，动手更少，大部分时间处于被动接受状态，学生的学习主动性很难发挥，更不利于创新、创造型人才的培养，不利于学生的发展［3］。为此，在课程教学中针对不同要求的教学内容既采用了传统的讲授教学法，又采用了任务驱动教学法、项目教学法、分组讨论法、以实践技能为导向的课题式教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高教学效果。
4课程的特色与创新
4.1采用任务驱动式教学法，实现“理实一体化”教学模式
金属热处理生产工艺课程实践性强，为了加强实践性教学的效果，教学中注重理论与实践相结合，在教学中以典型工作任务为载体，以任务为导向，突出“练”，边讲基础知识，边应用到典型的工作任务中。实现“理实一体化”教学模式，提高学生学习的积极性和能动性，当下发了项目任务书后，学生必须积极学习基础知识，才能完成相关的项目任务。本课程以提高学生分析、发现、解决工程实际问题的能力为重点，强调学生个性发展。深化教育改革的关键，是改变以往单一的课堂讲授的教学形式，改变传统的系统式学科教学体系，提倡进行“教、学、做”一体化改革，使学生在专业理论知识方面以“够用”为主，更多突出技能的培养。采用任务驱动式教学法，就是要兼顾理论知识与技能的合理配置。任务的设计很重要，它是为实现一定的教学目标，依据课程内容主题，为学生策划学习资源和学习活动的过程。教学任务设计的最终目的是使学生掌握实际工作岗位对本课程所要求的知识和技能［4］。通过项目任务和专题设计等自主学习方式，体现学中做、做中学，活学活用，注重了学生的实践能力、创新能力及团队协作能力等综合素质培养。金属材料热处理技术校内实训基地的建设及实训项目的开发应用，解决了困扰热处理技术专业进行生产性实训所面临的困难和矛盾，实现了课堂与实习地点一体化的行动导向教学。通过系统实训，不断训练，极大地提高了学生岗位操作能力，同时也促进了学生的学习方式由个人竞争学习模式向团队协作学习模式的重要转变，提高了学生对企业生产组织方式的适应能力，实现与企业的“零距离”接触。以“淬火与回火”学习情景为例，任务驱动教学模式如表2、3所示。
夜上海论坛 4.2遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则
夜上海论坛 遵循了职业成长的规律。以学习情景4的淬火与回火为例，设计了2个项目任务，项目8与项目10虽然都是淬火与回火工艺，但前者是试样的淬火与回火，后者是零件的淬火与回火，项目任务书如表4所示。2个项目任务中，1个是实验室试样，1个是轴，在编制淬火工艺时，淬火方法、加热温度、冷却介质、加热设备的选择都有差异。20钢、45钢、T10钢制试样按AC3或AC1±(30～50)℃的原则选择加热温度，按t=αkD选择保温时间，在箱式炉中进行加热后，以水作为介质进行冷却即可获得马氏体组织，硬度达到55～63HRC。对于轴，从技术要求上看，心部和表面硬度不同，在选择淬火方法和加热设备时需要充分考虑。结合材料65Mn淬透性曲线，可采用水－油双液淬火的方法进行处理。操作时掌握好在第一种淬火剂中的停留时间，同时注意上下移动工件。2个项目遵循了由浅入深、由简单到复杂的原则，通过反复训练，使学生工艺编制和操作技能由生疏到熟练，遵循了职业成长的规律。
夜上海论坛 4.3构建了TEST评价系统
夜上海论坛 评价的实质在于肯定学生的学习过程，重视学生学习中的知识积累和实践能力的发展，培养科学的思维方法，这是评价学生的理论依据，也是学生学习过程的目标导向［5］。传统课程的考试都是在课程结束后进行一次闭卷考试，这对该课程的学习来说是有局限性的，它难以测试学生综合性分析问题的能力，故此在精品课程建设中构建了TEST评价系统。新评价系统构建思路重视考核评价学生学习的过程及过程的动态化、评价内容的多元化。TEST评价系统是指课程总成绩由教师评价(T)、企业工程师评价(E)、学生评价(S)、总评价(T)组成。教师评价主要对学生的学习行为过程(包括学习态度、学习意识、精神、态度、价值观、行为习惯等)进行相应的评价。企业工程师评价主要根据项目任务从加热温度、加热设备、保温时间、冷却介质的选择进行考核评价，学生评价是对各组查阅资料、PPT的效果、汇报表现、实训准备和完成情况进行互评，使评价触及到学生的内心深处，使评价产生教育意义。总评价(T)由项目考核(40%)、期末考核(30%)、过程考核(30%)组成。其中项目考核由教师评价(T)(15%)、工程师评价(E)(15%)、学生评价(S)(10%)3部分组成。为方便不同角色对课程进行评价，开发了昆明冶金高等专科学校金属材料与热处理技术专业教学资源库，在这个网络平台上，教师、企业工程师、学生以不同角色进行登录，即可完成T、E、S的评价，理论考试课由网络系统根据考试大纲生成不同的试题，可进行在线测试，最终由系统按不同角色的权重自动生成总成绩(T)。在金属材料与热处理教学资源库社会评价系统中，用人企业登录后可对毕业生进行评价，教师根据企业的评价对教学进行改进，校企合作不断提高教学质量，共同培养出大批社会需求的高级技术技能型人才。
5教学效果
昆明冶金高等专科学校金属热处理工生产工艺课程于2012年获批云南省精品课程建设立项，如图1所示。金属热处理生产工艺的教学改革从2010级金属材料与热处理专业开始实施，为了对比教改前后的教学效果，分别对采用传统教学法、多媒体教学法、项目教学+任务驱动教学法的学生成绩进行统计分析，结果见表4。由表4可知，在试卷难度基本不变的情况下，采用项目教学+任务驱动教学法后，学生成绩优良率和平均分均明显高于传统教学，不及格率明显下降。通过4年的教学实践，学生反映项目教学+任务驱动教学法能调动学习的积极性:每次课都有不同任务，带着任务查阅资料，互相讨论，完成项目任务，把任务完成的结果上传到教学网络系统进行评价，得到项目考核的成绩。最终成绩中，项目考核占40%，期末考试占30%，过程(作业和考勤)考核占30%。在项目+任务教学过程中，教师的主导地位没有动摇，以项目和任务作为载体，运用网络平台提供的学习资源，引导学生自主学生，不断培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生专业综合素质和创新能力，构建学生知识、能力、素质协调发展的合理结构，并得到用人企业的好评。
6结语
第3篇
关键词：创新能力；工程热力学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0133-02
夜上海论坛 创新能力由多种能力构成，主要包括学习能力、分析能力、综合能力、想象能力、创造能力、解决问题的能力与实践能力等多种能力。创新能力的培养是一项系统工程，贯穿人才培养的全过程，渗透教学过程的各个方面。在当前的教学活动中，一般将课程设计、实验和毕业设计（论文）等环节，作为创新能力培养的主要途径。但对于工程热力学之类的基础课，如何在专业课程的教学中实现对学生创新能力的培养成为专业课教师深入思考的问题。笔者结合自己多年来的教学实践，对工程热力学教学活动中学生创新能力的培养进行了如下一些探讨。
一、采用激励启发方式组织课堂教学
夜上海论坛 工程热力学课程的特点是理论性强、概念抽象，教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下，学生在学习过程中普遍感觉较为困难，甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容，是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中，我们发现在课堂教学中，除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程，更需要激发学生学习热力学的兴趣，在引入一些工程实例的基础上，激励学生去思考，及时地与学生就教学内容进行讨论，促进学生对知识点的掌握和领悟。
与常规教学方法相比，课堂教学不再是文字、公式的罗列，PPT动画的简单演示，而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上，使学生在学习课程内容的同时，熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等，形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握，而不是零散地去背诵记忆一些片段。通过这种激励启发式的教学，使学生做到理论和实际工程案例的结合，从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中，并且达到灵活应用的目的。
激励启发式教学，需要教师在课堂教学前充分准备，精心设计课堂教学内容的每个环节，围绕章节内容中的重点知识内容，设计问题及启发实例，并完成课堂互动讨论的教学组织，在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心，使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。
二、改进课堂教学PPT，增加工程实例
工程热力学作为一门专业基础课，与工程实际密切相关。在教学过程中，需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示，并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识，迫切需要在传统课件中加入工程实例，利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用，使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习，使课堂教学内容图文并茂，声像结合，使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例，我们选取了真空做功、制冷循环，内燃机等工程机械作为实例，进行详细分析和讲授。
工程案例的引入，将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中，用所学知识来解释工程问题，在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题，从而实现“从理论中来，到实践中去”，实现对创新型人才的培养。
三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中
在创新型人才培养中，需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施，有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才，促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式，倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革，充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识，同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。
结合大学生创新项目，结合建筑环境与能源应用工程的专业特点，在指导学生大创项目时，将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中，使学生明白能源利用的守恒性，以及如何提高热力循环的效率，减少不可逆损失，这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中，深化了对热力学知识的认识，同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时，鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等，通过这些竞赛活动进一步提升自己的新能力。
四、改进课后作业完成形式，增加分析报告
工程热力学课程是一门实践性很强的课程，其中很多理论已用于工业过程。因此，在课后作业中，需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进，增加一些实际工业循环的实例，让学生通过分析其所应用的原理，提交分析报告，并指出该工业过程效率提高的方式和途径，以这样的方式来激发学生学习的兴趣，提高学生理论联系实际的能力。同时，精选一些课后习题，通过详解的方式，激发学生的创新意识和解决问题的能力，进一步促进创新型人才的培养。
创新是实现社会持续不断向前发展的原动力，也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才，保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂，更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。本文从工程热力学教学与工程实例结合，与科研活动结合，改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面，探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践，希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。
参考文献：
[1]岳丹婷，吕欣荣，李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002，（4）：86-88.
夜上海论坛 [2]谭羽非.突出专业特点改革工程热力学课程教学的研究与实践[J].高等建筑教育，2004，（13）：39-43.
