工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革

張學(xué)民　李銀然　安周建　王英梅　李壽圖

［摘 要］熱工基礎(chǔ)課程是高等院校機(jī)械類(lèi)和能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，該研究針對(duì)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題與不足，對(duì)熱工基礎(chǔ)課程進(jìn)行教學(xué)改革。文章提出構(gòu)建模塊化的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式和項(xiàng)目制相結(jié)合的課程教學(xué)模式，注重知識(shí)的遷移和融合，創(chuàng)新課程評(píng)價(jià)機(jī)制和考核方式，重視學(xué)習(xí)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控和對(duì)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的考查，使課程教學(xué)更加符合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下高素質(zhì)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)要求，取得了良好的教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］熱工基礎(chǔ)；工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；教學(xué)改革；評(píng)價(jià)機(jī)制

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0；TK121 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）04-0069-03

全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對(duì)工程技術(shù)人才的要求越來(lái)越高。熱工基礎(chǔ)課程是高等院校理工科專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容是科學(xué)認(rèn)識(shí)熱現(xiàn)象和熱過(guò)程的重要基礎(chǔ)。熱能的利用過(guò)程實(shí)質(zhì)上是熱量的傳遞、轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)化過(guò)程，是自然界中一種非常普遍的現(xiàn)象，與人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)生活息息相關(guān)。熱科學(xué)及熱過(guò)程已經(jīng)深入滲透到機(jī)械、能源、化工、冶金、電子信息、交通、航空、航天等諸多領(lǐng)域，其相關(guān)知識(shí)是高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才工程素質(zhì)的重要組成部分，掌握好其知識(shí)是當(dāng)前工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的必然要求[1-4]。

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為新形勢(shì)下高等院校的專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供了新思路，同時(shí)也要求課程教學(xué)體系要更加符合人才培養(yǎng)的基本要求，因此，優(yōu)化課程教學(xué)體系，創(chuàng)新課程教學(xué)模式，全面進(jìn)行課程教育教學(xué)改革勢(shì)在必行。熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革應(yīng)以國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略為導(dǎo)向，深入理解和把握未來(lái)能源利用與轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展方向。扎實(shí)推進(jìn)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下熱工基礎(chǔ)課程的教育教學(xué)改革是未來(lái)復(fù)合型人才培養(yǎng)的基本方向，也是創(chuàng)新型高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的有效途徑[5-6]。

一、熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的問(wèn)題

在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，熱工基礎(chǔ)課程作為機(jī)械類(lèi)和能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)新形勢(shì)下高等院校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。熱工基礎(chǔ)課程的內(nèi)容包括工程熱力學(xué)篇和傳熱學(xué)篇兩部分。在傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)體系中，這兩部分內(nèi)容單獨(dú)開(kāi)課，分為工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)，合計(jì)120學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)所占學(xué)時(shí)較多，教學(xué)時(shí)間較為充足。然而，在目前的高等院校人才培養(yǎng)體系中，這兩部分內(nèi)容整合為一門(mén)課程，課程教學(xué)過(guò)程中這兩部分內(nèi)容均需獨(dú)立講授，且其教學(xué)涵蓋了原來(lái)工程熱力學(xué)課程和傳熱學(xué)課程的絕大多數(shù)內(nèi)容，課程教學(xué)內(nèi)容較多但其教學(xué)時(shí)間卻縮減為32學(xué)時(shí)[6-10]。這就導(dǎo)致教師普遍感到課程難教、學(xué)生普遍感到課程難學(xué)現(xiàn)象的存在[6]。

同時(shí)，熱工基礎(chǔ)課程具有內(nèi)容豐富、知識(shí)面廣、獨(dú)立性好、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，而當(dāng)前高等院校不同專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和側(cè)重點(diǎn)不同，不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的需求也不同，因此根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和定位對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理整合，是課程體系建設(shè)的重要方面[9-10]。熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)要求教師在相對(duì)緊張的時(shí)間內(nèi)完成熱能利用過(guò)程中所涉及的基本概念、基本定律和基本理論的講授。課程教學(xué)是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)和支撐，然而，現(xiàn)有的課程教學(xué)模式以講授式教學(xué)和知識(shí)型考核為主，存在學(xué)生參與度不高、考核內(nèi)容缺乏綜合性以及知識(shí)能力與現(xiàn)實(shí)需求脫節(jié)等問(wèn)題，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)不足，這就需要針對(duì)學(xué)生知識(shí)能力和人才培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容和課程教學(xué)體系，深入推進(jìn)課程教學(xué)模式和評(píng)價(jià)機(jī)制改革，提升課程教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、工程實(shí)踐能力和知識(shí)綜合應(yīng)用能力。

二、熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下進(jìn)行熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，應(yīng)將理論、實(shí)踐、創(chuàng)新融為一體，使工程教育的理念融入課程教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)調(diào)整、優(yōu)化和更新課程教學(xué)內(nèi)容，改革和創(chuàng)新課程教學(xué)模式，構(gòu)建“知識(shí)講授、自主學(xué)習(xí)、交流研討、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)踐”六位一體的教學(xué)模式，提升熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果和學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

（一）模塊化的教學(xué)內(nèi)容和課程體系構(gòu)建

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的課程教學(xué)應(yīng)將學(xué)習(xí)產(chǎn)出作為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于不同專(zhuān)業(yè)人才的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方向不同，對(duì)知識(shí)的需求也不同，因而教師對(duì)其課程教學(xué)重難點(diǎn)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該存在差異。比如蘭州理工大學(xué)在2017版本科培養(yǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，秉承持續(xù)改進(jìn)的理念，堅(jiān)持需求導(dǎo)向，修訂并完善了2021版培養(yǎng)計(jì)劃，構(gòu)建合理的熱工基礎(chǔ)課程體系和教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)能源與動(dòng)力工程、機(jī)械電子工程、新能源科學(xué)與工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)對(duì)熱工基礎(chǔ)課程的知識(shí)能力要求，改變傳統(tǒng)課程教學(xué)存在僵化雷同的現(xiàn)象，在課程內(nèi)容設(shè)置和課程體系構(gòu)建方面力求達(dá)到學(xué)以致用的目的，進(jìn)一步凸顯專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需求，突出課程體系的系統(tǒng)性、科學(xué)性、綜合性和實(shí)踐性特點(diǎn)，創(chuàng)新課程教學(xué)體系，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力，為工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下培養(yǎng)符合社會(huì)需求的高素質(zhì)工程技術(shù)人才提供良好的基礎(chǔ)保障[11]。

在熱工基礎(chǔ)課程的內(nèi)容設(shè)置方面，比如蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)構(gòu)建和形成了以“熱力系統(tǒng)—熱力循環(huán)—熱能動(dòng)力裝置—傳熱過(guò)程”為主線(xiàn)的模塊化教學(xué)內(nèi)容，形成了以基礎(chǔ)理論為中心的輻射式課程教學(xué)體系。同時(shí)，在課程教學(xué)中以課堂講授為主，結(jié)合智慧樹(shù)線(xiàn)上資源，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的自主學(xué)習(xí)渠道，在夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)的同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的工程應(yīng)用能力，既做到了知識(shí)面廣，又注重術(shù)業(yè)專(zhuān)攻的專(zhuān)業(yè)差異和行業(yè)要求。課程教學(xué)過(guò)程堅(jiān)持因材施教、精準(zhǔn)施教的理念，針對(duì)不同類(lèi)型、不同專(zhuān)業(yè)和不同層次的人才培養(yǎng)要求，構(gòu)建不同的課程內(nèi)容，以促進(jìn)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)發(fā)展。

（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式課程教學(xué)模式創(chuàng)新

傳統(tǒng)的教學(xué)采用的是一種以教師課堂講授為主的灌輸式教學(xué)模式，這種模式已無(wú)法適應(yīng)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)要求。課程教學(xué)環(huán)節(jié)作為人才培養(yǎng)的重要載體，應(yīng)堅(jiān)持以能力為導(dǎo)向的教育理念和以學(xué)生為中心的課程教學(xué)原則，探索任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的課程教學(xué)模式，通過(guò)教學(xué)模式創(chuàng)新，提高學(xué)生在課堂教學(xué)中的主動(dòng)性和參與度[6，12]，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和實(shí)踐能力。

實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)式課程教學(xué)模式，需要合理設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)和探究，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力。教師在教學(xué)過(guò)程中要以問(wèn)題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)學(xué)習(xí)、理解、掌握和消化轉(zhuǎn)換為利用所學(xué)知識(shí)解決綜合性實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，并基于特定的知識(shí)模塊和理論體系，設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)安排學(xué)生來(lái)完成，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。同時(shí)通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)式課程教學(xué)模式，讓學(xué)生在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和融會(huì)貫通。通過(guò)課程教學(xué)改革，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程意識(shí)，進(jìn)一步提高學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力。

（三）項(xiàng)目制課程教學(xué)方式探索

在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力是高等院校工程技術(shù)人才培養(yǎng)的重中之重。比如機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)的熱工基礎(chǔ)課程進(jìn)行項(xiàng)目制課程教學(xué)改革，將引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解寓于工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)之中，確保學(xué)生在課程教學(xué)中的主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神。充分利用線(xiàn)上資源、案例教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，切實(shí)提升熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)效果。

在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，融入工程思維的教學(xué)方式關(guān)鍵是要把理論教學(xué)的系統(tǒng)性和實(shí)踐教學(xué)的工程性統(tǒng)一起來(lái)。在課程教學(xué)過(guò)程中，合理利用線(xiàn)上資源和教學(xué)案例，將實(shí)踐能力培養(yǎng)和工程教育理念緊密結(jié)合，通過(guò)項(xiàng)目制的課程教學(xué)，將課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容滲透到利用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的探究活動(dòng)中，以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，推進(jìn)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的課程教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

三、熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制改革與實(shí)踐

（一）以學(xué)生為中心的課程考核改革

課程考核既是一種對(duì)課堂教學(xué)效果的評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)手段，也是一種對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行督促和對(duì)學(xué)習(xí)能力進(jìn)行鑒定的方式[13]。以蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程和機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)的熱工基礎(chǔ)課程為例，通過(guò)以學(xué)生為中心的課程考核改革，進(jìn)一步創(chuàng)新考核機(jī)制，優(yōu)化考核過(guò)程，將教、學(xué)、考有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在考查學(xué)生理論知識(shí)掌握程度的同時(shí)，更加注重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力，切實(shí)將課程教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)和學(xué)生能力的培養(yǎng)有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)。同時(shí)注重提高學(xué)生的課堂參與度和目標(biāo)達(dá)成度，使課程教學(xué)過(guò)程的考核方式和評(píng)價(jià)機(jī)制更加符合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下人才培養(yǎng)的基本要求，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（二）以能力考核為導(dǎo)向的課程考核改革

在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，熱工基礎(chǔ)課程考核內(nèi)容應(yīng)緊密?chē)@創(chuàng)新型高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的基本要求，突出對(duì)學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。比如蘭州理工大學(xué)構(gòu)建了形成性考試與總結(jié)性考試相結(jié)合的課程評(píng)價(jià)機(jī)制和考核方式，更加注重教學(xué)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控和學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在課程考核體系中，形成性考試考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、工程案例分析能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力，主要有專(zhuān)題討論、課后作業(yè)、課外設(shè)計(jì)等方式，考核形式可靈活選擇；總結(jié)性考試主要考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和基本原理的掌握程度及拓展應(yīng)用能力。在課程成績(jī)的構(gòu)成中，進(jìn)一步突出對(duì)學(xué)生能力的考查和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控，將總結(jié)性考試成績(jī)所占的比重設(shè)置在50%以?xún)?nèi)，力求將課程考核的重心轉(zhuǎn)移到學(xué)生工程實(shí)踐能力上來(lái)，提高復(fù)合型、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

熱工基礎(chǔ)課程是高等院校機(jī)械類(lèi)和能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的重要課程。蘭州理工大學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的基本理念，推進(jìn)和深化熱工基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，構(gòu)建了模塊化的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，實(shí)施了任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目制相結(jié)合的課程教學(xué)模式探索，優(yōu)化了課程評(píng)價(jià)機(jī)制和考核方式，突出了對(duì)學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力的考查，使課程教學(xué)更加符合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下高素質(zhì)工程技術(shù)人才的培養(yǎng)要求，并通過(guò)實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果。

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［責(zé)任編輯：龐丹丹］