熱能與動(dòng)力工程教學(xué)創(chuàng)新探索范文

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本門實(shí)驗(yàn)課授課對(duì)象是大四學(xué)生，對(duì)于本科高年級(jí)學(xué)生而言存在一些矛盾：一方面學(xué)生需要這些課程來(lái)完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和技能；另一方面該階段又有著考研、找工作、出國(guó)考試等壓力，結(jié)果往往是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課沒有學(xué)習(xí)積極性，學(xué)習(xí)效果非常差。實(shí)驗(yàn)教師仍較多采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，教學(xué)過程中即使教師苦口婆心的反復(fù)講解，但由于直觀性差，仍不能很好地表現(xiàn)出各零部件之間的相互聯(lián)接、配合、運(yùn)動(dòng)關(guān)系以及實(shí)驗(yàn)條件的限制，影響了教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被嚴(yán)格限定，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中只能被動(dòng)地接受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大。許多制冷及空調(diào)方向?qū)嶒?yàn)臺(tái)使用了8年以上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值之間的誤差很大，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)效果。而隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生不僅需要掌握實(shí)驗(yàn)要求的傳統(tǒng)測(cè)試方法，還要了解新材料、新工藝、新技術(shù)在實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)中的應(yīng)用。為此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式已無(wú)法適應(yīng)創(chuàng)新教育的需求，提高實(shí)驗(yàn)效果的教學(xué)方法改革勢(shì)在必行，改革將提高本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，形成本專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特色，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。

一、改革方案

1.變封閉式實(shí)驗(yàn)教學(xué)為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為減輕大四學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，首先從實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排上著手。實(shí)驗(yàn)教師在學(xué)期初給出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的個(gè)數(shù)及學(xué)時(shí)總數(shù)要大于學(xué)生要求的總學(xué)時(shí)數(shù)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定人數(shù)上限及下限，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求自行選定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、內(nèi)容，寫出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書交實(shí)驗(yàn)教師審閱同意后實(shí)施。在實(shí)踐教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，以取得較好的實(shí)驗(yàn)效果。鼓勵(lì)教師充分相信學(xué)生、尊重學(xué)生個(gè)性，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，改變“填鴨式”的知識(shí)傳授方式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)并進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，將教學(xué)目標(biāo)由知識(shí)的轉(zhuǎn)移和傳授轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Φ募ぐl(fā)與提高。

2.合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

對(duì)內(nèi)容相近的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合并，有效的避免重復(fù)實(shí)驗(yàn)。淘汰設(shè)備陳舊且不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展與技術(shù)發(fā)展要求的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，嘗試將科研課題的研究成果引入到實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生更好地掌握新技術(shù)與新方法，讓他們能夠更快地適應(yīng)社會(huì)，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)一些綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論的能力，從而掌握新的知識(shí)和技能，達(dá)到實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的預(yù)期目的。另外，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上注重新技術(shù)的引進(jìn)，開拓學(xué)生的視野，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。如綜合性實(shí)驗(yàn)“制冷機(jī)組性能實(shí)驗(yàn)”中采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要求學(xué)生結(jié)合Agilent系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)曲線，微量調(diào)節(jié)低溫箱中電加熱器的電壓、暖風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小來(lái)穩(wěn)定蒸發(fā)溫度，使系統(tǒng)處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)。

3.豐富教學(xué)手段提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

將理論教學(xué)中廣泛使用的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段等新技術(shù)應(yīng)用到專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去。結(jié)合實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)的繪圖、動(dòng)畫技術(shù)、三維軟件對(duì)某些實(shí)驗(yàn)設(shè)備建模，對(duì)于直觀性差，各零部件之間的相互聯(lián)接、配合、運(yùn)動(dòng)關(guān)系受到實(shí)驗(yàn)條件限制的實(shí)驗(yàn)，將其結(jié)構(gòu)、原理、工作過程融于動(dòng)畫之中，[6]使一些難以理解的靜止圖形變成栩栩如生的動(dòng)畫圖形。如綜合性實(shí)驗(yàn)“制冷機(jī)組性能實(shí)驗(yàn)”中，要求學(xué)生掌握蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的組成和工作原理，但采用的是全封閉式壓縮機(jī)，其工作原理及內(nèi)部運(yùn)動(dòng)關(guān)系很不直觀；要求學(xué)生掌握單級(jí)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)性能測(cè)試方法，但是為保證實(shí)驗(yàn)效果，管路及換熱設(shè)備多處保溫，弄清楚流體的走向及各部件間的聯(lián)接都會(huì)有些難度。為此采用三維建模軟件對(duì)此實(shí)驗(yàn)臺(tái)建模，可以將整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行模擬拆裝，壓縮機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)也以動(dòng)畫視頻展示。

4.通過參加科技競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖容^僵化，束縛了學(xué)生的思維，不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。北京石油化工學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè)非常重視科技競(jìng)賽這一培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生能力的平臺(tái)，積極引導(dǎo)學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式參加科技競(jìng)賽，凝練新概念，設(shè)計(jì)新方案，在教師的指導(dǎo)下綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，利用實(shí)驗(yàn)室提供的條件，自己動(dòng)手將想法變成實(shí)物，使知識(shí)得到徹底的升華。以自2007年開始舉辦的大學(xué)生制冷空調(diào)科技競(jìng)賽為例，每一屆競(jìng)賽北京石油化工學(xué)院都有許多學(xué)生踴躍報(bào)名參加，并獲得了良好的成績(jī)。其中2012年北京石油化工學(xué)院本科生王欣等3人設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能空調(diào)傘，為炎炎夏日在太陽(yáng)傘下工作的人們提供了涼爽的工作環(huán)境，創(chuàng)新模塊得分很高，最終獲得了本次競(jìng)賽團(tuán)體一等獎(jiǎng)。在上述活動(dòng)中，教學(xué)突破了傳統(tǒng)模式，強(qiáng)化了能力訓(xùn)練。[7]實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供了自主實(shí)踐、自主研究、自主探索的機(jī)會(huì)，有效激發(fā)了他們的專業(yè)興趣，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，切實(shí)提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。在此過程中，本科生充分領(lǐng)略和體驗(yàn)了科研活動(dòng)的酸甜苦辣，也學(xué)會(huì)了如何開動(dòng)腦筋去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，拉近了書本知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的距離，動(dòng)手能力得到了極大鍛煉，創(chuàng)新意識(shí)有了較具體的體現(xiàn)。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，注意結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際設(shè)置與現(xiàn)場(chǎng)情況貼切的實(shí)驗(yàn)，鞏固專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，完全實(shí)現(xiàn)了綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)目標(biāo)。為了吸引學(xué)生更多的參加科技競(jìng)賽，同時(shí)減輕學(xué)習(xí)壓力，可以嘗試性的將競(jìng)賽項(xiàng)目成果替代一項(xiàng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或一項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn)成績(jī)，由于指導(dǎo)競(jìng)賽的教師也參與專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，這種方式有了執(zhí)行的便利。此外，這種方式增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)，學(xué)生的綜合能力得到了很大的提高；豐富了實(shí)驗(yàn)教師設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容；學(xué)生實(shí)踐積極性普遍提高，較好地貫徹了因材施教的方針。

5.實(shí)驗(yàn)課程改革的成效

為了考察課程改革的成效，對(duì)已經(jīng)修過本門課程的學(xué)生進(jìn)行了隨機(jī)問卷調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括以下方面：（1）課程本身：設(shè)置該課程的重要性、學(xué)生興趣度。（2）授課教師方面：包括教師駕馭能力、教師教學(xué)方法靈活多樣性、教師課程內(nèi)容熟悉度、教師講課清楚、重點(diǎn)突出情況。（3）授課方式方面：包括綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)置是否合理、多媒體使用是否合理、考核方式是否合理。（4）教學(xué)效果方面：包括能否學(xué)到新的技能、能否提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力、對(duì)該課程的滿意度。（5）參加科技競(jìng)賽項(xiàng)目取得的獎(jiǎng)項(xiàng)替代設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或綜合性實(shí)驗(yàn)成績(jī)是否可行。

二、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)教育體制不斷地進(jìn)行深化改革，對(duì)本科生的素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育已經(jīng)提到高校教育改革的首位。在充分調(diào)研一些高等院校實(shí)驗(yàn)課程運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，嘗試對(duì)北京石油化工學(xué)院熱能工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式從開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)、合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段、參加科技競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維等方面進(jìn)行改革。通過問卷調(diào)查的方式了解了熱能工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革的成效，學(xué)生對(duì)課程的關(guān)注度是最為權(quán)重的要素。因此，應(yīng)該注重教學(xué)方式的創(chuàng)新，應(yīng)把先進(jìn)的方法、手段引入到實(shí)驗(yàn)中，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，營(yíng)造研究性學(xué)習(xí)的氛圍，提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的全面素質(zhì)，培養(yǎng)適合工業(yè)界需求的合格工程師。

作者：張璟吳小華李愛琴俞接成鄒玉單位：北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院