工程熱力學原理范文
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第1篇
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0199-02
《工程熱力學》是高等院校機械工程類、能源與動力類等專業的一門必修專業基礎課程。該課程主要研究熱能與機械能相互轉換的規律，以及合理有效利用熱能的基本理論，對培養學員科學素養、創新性思維和實踐能力，以及專業課程學習都將起到奠基的作用。通過《工程熱力學》課程的學習，使學員掌握熱力學的基本概念和基本規律，并能正確運用這些規律進行熱力過程、熱力循環分析和計算；培養學員科學分析和邏輯思維能力。養成實事求是的科學態度和勇于探索、刻苦鉆研的科學作風。經過數十年的持續建設，《工程熱力學》課程在教學內容、教學方法和手段、實驗保障設施、師資隊伍建設等方面進行了大量的建設和改革，取得了顯著的效果。
一、教材和教學內容改革
在教材和教學內容方面，課程組近年來開展了《工程熱力學》“立體教材”體系的建設工作。以課程教學為基本形式，以綜合能力的培養和提高為基本目標，利用多種教育化教育手段，構建新穎教材、網絡課程、多媒體課件、教學輔導書等組成的內容豐富、功能齊全的《工程熱力學》綜合性立體化教學資源。從而使教學質量和教學效率大為提高。在人才培養方面，取得了豐碩的教學成果。多年來不斷更新選取適合本科人才培養和專業需求的高水平教材，以滿足課程標準的要求。《工程熱力學》目前采用華自強等主編的《工程熱力學》第四版，由高等教育出版社2009年11月出版。該教材是國家“普通高等教育十一五國家級規劃教材”，被眾多院校廣泛采用。該教材還有配套習題，方便學員進行課后復習和自測。此外，課程還指定了多部教材和教學輔導書，供學員學習和研究使用，包括清華大學出版社2011年6月出版，朱明善主編的《工程熱力學（第2版）》；高等教育出版社2007年6月出版，童鈞耕主編的《工程熱力學學習輔導與習題解答》；McGraw-Hill2005年出版的由Yunus A.Cengel主編的《Thermodynamics An Engineering Approach the 4th edition》等。針對授課專業增多，內容增加，學時減少及面向裝備擴大和發展的實際，在對后續專業課程需求和部隊需求深入調研的基礎上，著眼當前需要和未來發展，從以下三個方面入手進行了課程內容體系的優化重組。
1.突出重點內容，貼近裝備實際，針對裝備特點突出與動力系統工作原理密切相關的熱力學知識。弱化蒸汽的熱力性質及其動力循環方面的內容。
2.以計算機網絡為平臺，結合《工程熱力學》理論在武器裝備上的具體應用和實驗室發展，引入了計算機編程求解和虛擬實驗等現代教學實踐內容。
3.利用自主研制的和虛擬實驗軟件，以及課程組成員科研項目多的優勢，引入了創新實驗等研究性教學內容。優化重組后的新課程內容體系，以經典《工程熱力學》內容為主體，科學處理了經典與現代的關系，引入了新知識和新技術，強調了知識的綜合運用和實踐訓練，保持了課程教學內容的系統性、科學性和前沿性。
二、教學設施建設
《工程熱力學》課程在教學設施方面取得了明顯的進步。特別是近年來，本校充分利用各種科研項目成果，進一步完善本課程實驗設備，更新了多套空氣定壓比熱測試設備。對噴管流動演示實驗的硬件平臺進行改造，設計編制了具有虛擬實驗和在線分析的分布式噴管流動演示實驗網絡平臺。保障實踐環節均能以實物操作為教學的主要手段，實驗教學水平達到國內先進水平。為使學員在課堂以外能夠及時的復習和總結，補充課堂教學內容的不足，針對課程的特點設計并完成了《工程熱力學》的網絡課程。該網絡課程集教學指導、教學實施、自主學習、測試考試等功能于一體。目前已經完成本課程的網絡課程建設，學員可以在校園網上觀看課程授課的視頻錄像，課程內容的在線學習和測試，該網絡課程的建設豐富了學員的學習途徑，對于促進學員的學習積極性，提高教學效果發揮了積極的作用。通過多年來的建設，課程網絡教學環境建設成效顯著，形成了以教材、多媒體為主和網絡教學環境為輔，集理論教學和實踐教學于一體的課程網絡教學特色。從畢業學員反饋的情況來看，利用網絡教學環境，不僅顯著地增加了課堂的信息量，而且有效改善了教學效果。利用新技術更新了實驗平臺，培養學員實踐、創新能力的新做法。通過自主設計、研制的噴管流動演示虛擬實驗軟件平臺，該虛擬實驗平臺具有良好的開放性、自主性、綜合性，而且突破了實驗受設備、場所、環境、時間的限制，有效提高了學員的實踐創新能力和綜合素質。
三、教學方法改革
教學改革是提高教學水平和教學質量的根本保障，多年來課程組一直十分注重加強和深化教學改革，并取得了一定的成果，具體做法如下。
1.課堂教學采用啟發交流式，實現單向知識傳輸模式向師生交互模式的轉變。利用自主研制的功能完備，界面友好，集授課、自學、測試、管理等功能于一體的《工程熱力學網絡課程》，依托校園網和多媒體教室等，構建了教學互動，適合自主學習、協作學習、相對寬松的雙語多媒體網絡教學環境，實現了教員主導作用和學員主體作用的和諧統一，在提高教學效果的同時，培養了學員主動、有效地獲取知識的意識和能力。
2.在教學方法上，改進課堂講授方式，采用“研究型”的教學模式。針對課程特點，強調培養學員掌握理論、應用和試驗三個方面的知識與能力：《工程熱力學》的理論，《工程熱力學》基本理論和概念的掌握，培養理性思維和分析能力；《工程熱力學》的應用，面向裝備和工程實踐，熟悉了解實際《工程熱力學》問題，培養應用原理解決問題的能力；《工程熱力學》的實驗，通過綜合性試驗培養學員的動手能力和科研工作素質。
3.注重學生創新能力培養。結合課堂教學，開展科技創新活動，使學生綜合素質能力獲得提高。
4.根據學員的反饋不斷完善教學文件。對已有的教學計劃、教學大綱、優秀的教材進行及時的更新和完善，并作為素材之一放在教學網站上，作為學習的參考資料供學員下載學習使用。總結：筆者經過多年的教學實踐，對《工程熱力學》進行綜合的教學改革，收效明顯。教學質量和教學效率得到很大提高，在培養新型專業人才方面，取得了豐碩的教學成果。
參考文獻：
[1]譚羽非，趙金輝.工程熱力學立體化教材建設與實踐[J].吉林建筑工程學院學報，2010，（2）.
第2篇
關鍵詞：工程熱力學 發電廠熱力系統工程 制冷原理 課程群
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：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
浙江大學寧波理工學院能源與環境系統工程專業（以下簡稱“能環專業”）創建于2004年，重點培養具備熱學、力學、電學、機械、自動化等寬厚理論基礎，掌握能源與環境系統工程專業知識，能從事清潔能源生產、火力發電及其自動化、工業企業節能減排及環境保護、新能源利用、制冷與人工環境、暖通空調、資源綜合利用與循環經濟等領域的科學研究、工程設計、操作運行與生產管理、設備制造與維護的跨學科高級應用型人才。該校能環專業下設“能源生產”和“制冷空調”兩個方向，并相應開出一系列的專業方向課程。
1 能源轉換相關課程概況
《工程熱力學》是高等學校能源動力類專業一門重要的專業基礎課程，它在能源學科中的地位就如《物理》《數學》在工科中的地位。《工程熱力學》以能量轉換為研究對象，重點闡述熱能與機械能之間相互轉換的基本規律和方法。《工程熱力學》不僅在能源專業本科教學體系中扮演著核心的重要角色，而且也是學生今后從事專業研究和工作不可或缺的理論基礎[1]。《發電廠熱力系統工程》和《制冷原理》分別是“能源生產”和“制冷空調”兩個專業方向的課程，是學生從基礎課程學習進入到后續專業課程學習的過渡橋梁。《發電廠熱力系統工程》主要以熱力發電廠整體為研究對象，著重研究汽輪機發電廠的熱功轉換理論及其熱力系統和設備，在安全、經濟的前提下，分析其經濟效益，并進行熱經濟性的定性分析和定量計算[2]。《制冷原理》課程主要講授制冷工質性質，各種制冷方法和制冷循環的理論及其應用[3]。這三門課程一直以來都是各校能源動力類專業的重點建設課程，研究報道了大量教學改革與研究方面的成果[4-9]。然而，鑒于現有教學體系下《工程熱力學》《發電廠熱力系統工程》和《制冷原理》三門課程之間形式上多相互獨立、各自為政，因此在教研教改方面也多局限于單門課程。
2 組建“能源轉換課程群”的可行性
課程群是由在內容上緊密相承、相互滲透、互補性較強的幾門同系列課程組合而成的有機整體，各自配有相應的課程大綱，并按照大課程框架組織課程建設，以獲得課程體系的整體優化，是具有學科優勢的課程。相對于獨立式的課程觀，課程群在教學上獨具特色和優勢[10]。
《發電廠熱力系統工程》和《制冷原理》是《工程熱力學》在“能源生產”和“制冷空調”兩個專業方向上的應用和延伸。《發電廠熱力系統工程》在熱力學基本概念的基礎上，重點以水蒸氣性質、蒸汽動力循環的實際應用為講授對象；與之相似，《制冷原理》是氣體性質、制冷循環等熱力學相關知識點的應用，當然也離不開熱力學第一定律、第二定律等基礎知識。可以說，三門課程之間形成了一種“螺旋上升”的關系，通過《發電廠熱力系統工程》和《制冷原理》的學習，一方面復習了《工程熱力學》的相關知識，同時加深了對相關知識的理解程度。因此，將《發電廠熱力系統工程》和《制冷原理》納入到以《工程熱力學》為核心的課程群中，在教學過程中兼顧前后續課程的互補性、互，有利于鞏固整體的熱學知識體系。
3 課程群建設措施
3.1 制定課程標準，完善教學文件，做到課程之間的大統一
組建教學團隊，打破以往“各自為政”的教學文件制定方式，以集體行為研究制定組內課程的教學目標和教學標準，明確課程任務。教學團隊對各課程的教案進行討論與研究，通過集體備課，統一設計教學環節，體現課程之間承前啟后的關系，增強整體教學效果，提升教學水平。
以統一標準建立課程案例庫、試題庫，按統一出題，統一改卷的形式，規范考核評價體系。
第3篇
【關鍵詞】能源新形勢 動力工程及工程熱物理 研究生 課程教學
【基金項目】長沙理工大學2016年度校級研究生教研教改項目：新形勢下動力工程及工程熱物理研究生課程優化設置研究（JG2016YB05）。
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0158-02
1.引言
能源是人類活動的物質基礎，社會的發展離不開優質能源。對于目前的中國而言，實現經濟增長與保護環境的平衡將是未來面臨的一個嚴峻挑戰。為此， 2014年國務院了《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》，明確強調要深化能源體制改革，加快重點領域和關鍵環節改革步伐。2016年，國家發改委等聯合《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，提出了未來十年中國能源互聯網發展的路線圖。改革與發展已經成為了能源行業的顯著特征。隨著產業結構調整與培育新興戰略產業步伐加速，節能減排與新型能源產業的戰略地位將愈加突出，能源行業的機制體制改革以及能源互聯網的興起，對能源技術人才提出了更新和更高的要求。中國能源產業近幾年發展迅速，社會各界都積極投入到先進能源技術的開發與產業的建設當中，但在這繁榮的表象背后，由于技術、管理、投資等原因，還存在諸多問題。這些問題究其本質仍然是人才的問題，要解決這個問題，就必須從教育入手，大力培養人才[1]。然而，目前我國新型能源技術人才普遍匱乏，高校的科技資源優勢還未完全在能源領域釋放出來，在人才培養方面急需跟上國家戰略發展新常態。
研究生教育是一項系統工程，它包括了課程學習、實踐研究和學位論文等諸多環節。其中，課程學習是整個研究生培養中的基礎環節，其質量直接決定著研究生教育的質量和水平。因此，良好的課程教學是達到學習目標、提高研究生培養質量的前提。為此，2013年教育部等部門聯合發出《關于深化研究生教育改革的意見》，明確要求加強課程建設，重視發揮課程教學在研究生培養中的作用。
動力工程及工程熱物理一級學科以能源的開發、生產、轉換和利用作為主要的學科應用背景，在整個能源領域起著支撐和促進作用。經過多年的探索和努力，國內研究生教育在動力工程及工程熱物理領域取得了較好的成績。但總體上看，我國研究生教育還未能完全適應經濟社會快速發展的多樣化需求。隨著研究生教育的深入發展，現行的研究生課程體系出現了許多亟待解決的問題。因而，如何根據國家的戰略需求及行業的人才需求， 改革和完善現行的研究生課程教學狀況， 是一項十分緊迫的任務。
2.現狀及存在的問題
2.1對研究生課程教學認識上存在偏差
就目前我國大部分高校研究生教育重點而言，以各省、直轄市相應的優秀研究生學位論文評選為契機（2013年之前還有全國百篇優秀博士論文），各高校每年也進行相應的優秀研究生學位論文評選，此外學校還制定了各種優秀研究生論文獎勵辦法等相關的質量激勵措施，出臺了研究生創新計劃，研究生國家獎學金的評選也直接與學生的論文及參與的項目直接掛鉤，研究生培養過程中“學術論文為重”的培養取向日益明顯，這在一定程度上確實能保障研究生的培養質量，無疑具有積極意義[2]。但作為研究生培養過程中的另一個基本環節――課程教學，獲得的相對關注較少，這直接導致了高校研究生課程教學工作相對滯后，其課程教學質量還有待進一步提升。
2.2研究生課程結構有待進一步優化
我國特色的研究生教育課程體系一般由學位課程和非學位課程組成。但是動力工程及工程熱物理是一門綜合性學科，涉及到工程熱力學、燃燒學、傳熱傳質、多相流等多方面知識，此外隨著科學技術的飛速發展，人們在不同的學科基礎上不斷開拓新的研究熱點，學科交叉的趨勢越來越明顯。然而課程內容是實現課程教學目標的有效載體，因此在科學知識更新速度的加快和人才培養課程結構的滯后性之間，矛盾日趨明顯，課程結構的基礎性、先進性和綜合性承載著調和這一矛盾的重擔[3]。盡管課程優化設置已經成為我國研究生教育改革的一項重要內容，但與國外一流研究生教育機構相比，差距仍很大。因此，如何建立科學的研究生課程體系，滿足不斷發展的行業和國家需求，是一項重要而緊迫的任務。
2.3 跨學科課程和有關科學研究方法的課程缺乏
在現有的課程教學體系中，一個比較薄弱的環節是只開設了傳統的研究生理論課程，而忽視了一些重要的跨學科課程和有關科學研究方法的課程。目前我國研究生課程教學管理實行的是學分制，從課程內容上看，包括政治課、英語課、專業基礎課以及本研究方向的專業課程。動力工程及工程熱物理下轄若干個二級學科，其學科交叉性強，理論與技術發展迅速，許多問題僅靠某一學科的專業知識是難以解決的，需要多學科知識去協同應對，如若缺乏跨學科課程及科研能力培養方面的課程，那么對于學生在該領域的創新發展極為不利。
3.對策及建議
3.1 提高對研究生課程教學的認識
首先要真正重視課程設置在研究生培養中的作用，改變長期以來重學術論文、輕課程學習的現狀。針對此問題，以長沙理工大學為例，2015年學校研究生院出臺了《長沙理工大學研究生課程建設實施方案》，把研究生教學工作的重要性提到了一個新的高度，規范了課程設置審查，加強了教學質量評價，研究生院還成立了由教學經驗豐富的老教師組成的課程教學督導小組，實時檢查研究生課堂教學并反饋意見，教學效果將直接影響教師的個人考評。這些措施都極大地強化了研究生課程教學在培養過程中的作用。
3.2 對課程內容進行國際化和工程化
總體上，我國的能源科學與工程與發達國家相比還是有一定的差距，多年前美國、澳大利亞等國就投入巨額資金大力發展能源學科，大力培養能源人力資源。因此，可以通過與國外高校間研究生聯合培養項目，設置國際化課程，增強課程內容的國際前沿性，也可以通過發達的網絡技術充分利用國外豐富的網絡課程資源，加強國際化課程設置。動力工程及工程熱物理學科面向能源科學，具有極強的工程應用性，已經滲透到工業社會的各行業中，因此研究生課程也必須具有較強的工程適用性，可適當引入實踐課程，在師資隊伍中引入企業導師或者與企業聯合培養學生。此外，針對該學科快速發展的特點，可以增加專業選修課的比例，拓寬學生的知識面，增強專業科學素質。
3.3 增設跨學科選修課及科學研究方法的課程
根據研究生研究方向與培養目標，適當增設跨學科選修課更有利于學生科學能力的培養。如對于太陽能研究方向的學生，可以跨學科選修物理學、材料類的課程；對于風力發電技術方向的學生，可以選修部分機械結構強度、結構完整性等方面的課程。研究生只有具備跨學科的知識，才能更好地從另一個角度了解本專業，才能夠充分借鑒相近領域的理論和方法，在專業領域內做出新的成績。學習一定的科學研究方法，對剛開始從事研究工作的研究生十分必要，提高研究效率，也能使得學生在不斷發展的科學中始終具有學習與研究的能力，始終保持較強的創新能力。
4.結語
各高校必須根據自身發展特色和國家戰略需要，緊跟能源行業發展新形勢， 對動力工程及工程熱物理研究生課程教學進行新的思考與研究， 深化課程教學理論、完善培養單位課程體系改進、優化機制；增強研究生課程內容的國際前沿性和工程實踐性，通過高質量課程學習強化研究生的科學方法訓練和學術素養培養，構建符合專業學位特點的課程教學體系。這些對進一步提高學科建設水平具有重要意義。
參考文獻：
[1]張玨.新能源產業發展所需專業人才培養探討[J]. 中國人才， 2010，（8）： 29-30
