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摘要 热工基础是工科院校本科生的专业基础课，当前热科学已深入到能源动力外的多个领域，对热现象的了解和认识是现代工程技术人才必备的技术基础知识，为了提高教学质量，为社会、高等院校和科研院所培养出高素质工程技术人才，针对工科热工基础课程内容抽象、复杂、学生难以理解和学时紧的特点，结合笔者常年从事热工基础教学的经验，我们从改进教学方法、激发学生的学习兴趣和素质教育等方面进行了教学改革的探讨。
关键词 热工基础；教学改革；教学方法
热工基础是工科院校本科生的专业基础课。然而，由于这门课涉及高等数学、物理、流体力学等方面的知识，内容抽象、复杂。对于数学物理基础较薄弱的工科学生来讲，学习上存在很大的难度。此外，目前工科院校热工基础的授课时数较少，例如我院木材与科学工程专业的热工基础授课时数只有32学时，交通运输专业只有24学时。本文针对目前热工基础教学内容多，学时紧的矛盾，结合自己的教学实践，对该课程的教学改革进行了探讨，以期使热工基础课程达到“难中见趣”，“杂中有用”的效果，同时达到适合工科学生的自身特点和提高学生的学习兴趣的目的。
1 激发学生的学习热情和积极性
为了达到这一目的，我们除了在绪论部分强调热工基础的重要性之外，同时，还要结合学生专业特点，让学生认清专业基础课是在学生掌握一定文化知识的基础上，根据专业需要，把有关知识向深度拓展，从而为学习专业课和从事专业工作提供理论和技术准备。比如，木材专业就有木材干燥过程，而木材干燥原理就会涉及到热工基础里的湿空气的加热吸湿等内容；而对于交通运输学生来说，热工学是学习汽车发动机的理论基础，比如发动机工作循环图，发动机散热等问题，这些都与热科学休息相关。另外在平时和学生的接触中，强调该课程对后续课程的影响。经常列举一些工程实例，说明该课程的实际应用价值，还可以根据学生较为相信往届学生这一心理特点安排高年级学生做经验介绍。
2 明确教学重点。精讲多练。着重应用
热工基础是研究能量转换规律、热能利用与热量传递的专业基础课程，内容抽象复杂，公式概念多，是学生普遍感到畏惧的一门专业基础课。根据这门课抽象、难学的特点，在教学过程中应首先让学生明确教学大纲，明确哪些是必须深刻理解和准确记忆的内容，哪些是需熟悉和理解的内容，哪些是仅需了解和参考的内容。在此基础上，对重点和知识点着重讲解，对于浅显的或扩展的内容则留给学生自学或浏览，这样有助于调动学生学习的积极性和培养学生的思维能力。例如关于导热问题，将一维稳态导热问题的求解，包括平壁、圆筒壁和肋片的导热讲透，而对于非稳态导热可以简单介绍一下其特点，忽略繁杂的分析解讨论。这样可大大减轻老师的教学压力和学生的学习压力。
教学中只做到精讲是不够的，还要多练。学生通过做练习，熟悉理论公式的应用方法，加深对所学知识的理解，明确专业知识的实际用途。学生练习容易出现的问题是：或概念不清，或省去必要的计算过程，或忘写计算数值单位，或缺少必要的文字阐释等。所有这些，看似虽小，但都必须指出，要以一个设计工程师的要求严格对待。只有通过多练，才能深刻地理解讲述的知识，并利用这些知识分析问题和解决问题。教学中，要抓住专业基础课程中有关设计的环节，引导学生接近工程实践。比如，课程中水蒸气与湿空气这部分内容中，关于饱和水、饱和水蒸气及过热蒸汽的热力性质表，以及焓湿图，单纯依靠老师的讲解，学生并不能很好的掌握，而这部分内容对今后从事设计工作尤为重要，因此需要精心准备典型的实例，教师与学生一起查取标准表格和图表，在查表的过程中联系已经学过的知识，让学生知其然也知其所以然，以此激发学生的学习兴趣，教会他们处理问题的方法。再比如换热器的传热计算，学生在掌握了有关传热的知识后，应指导学生根据已知条件，选择相应的公式来进行设计或校核，可以使学生认识理论和产品的内在关系，为学生以后学习专业课和毕业设计打下基础。
采用多媒体教学等多样化的教学手段，将抽象的概念、复杂的过程化成浅显易懂、形象具体的知识传授给学生多媒体课件通过动态模拟、动画技术、二维图形等使教学更加生动、直观、形象、鲜明、具体、简明、快捷，使学生能全方位地接受信息，对学生理解能力的提高大有裨益。热工学的特点决定了其采用形象化的多媒体教学模式，可以动态的演示并且比较一些复杂抽象的热工现象，使学生易于理解。比如：热工基础中层流和湍流，在传统的教学中，光靠一张嘴、一个平面黑板加一只粉笔，很难让学生理解、信服并主动接受。而在多媒体教学中，可以采用适合的多媒体课件，将层流和湍流的流动状态制成动画或视频进行播放。有了计算机模拟这些过程，教与学都简单多了，效果也大不一样。例如关于边界层的形成，教科书和黑板式教学均无法良好地表现这一动态过程，学生总不好掌握，应用多媒体教学，将边界层形成的动态过程加以演示，学生就会清晰明了，掌握相关内容。
另外，多媒体教学也很适合热工基础包含内容多、学时紧的情况。简化了教师教学与学生学习的过程，并提高了教学效果，节约了大量的板书时间。它可以在短时间内引入相关的知识供学生了解。比如，热工学的发展史，热工学的应用领域等，有利于扩展学生的知识面，提高学生学习的积极性。
当然，并不是所有内容都要采用多媒体教学，有的内容并不适用，如采用就如同走马观花，使学生无法吸收消化。比如在一维稳态导热求解中，就需要在黑板上一步步进行推导，使学生清楚求解过程。
另外，对于抽象的概念和术语，尽量采用生产实际及日常生活中的例子来讲述。比如讲到辐射换热，可以举出这样的例子“烤火时，对着火堆的这面感觉比背对火堆的这面热”，“冬天和夏天在同样温度的屋子里，辐射换热不一样，人要穿不一样的衣服”，这些形象生动的例子可以使学生印象深刻，使学生加强理解。同时，还可以用比较法，区分相似概念。比如热对流和对流换热，热对流是指流体的宏观运动使温度不同的流体相对位移而产生的热量传递现象，而对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的热量传递现象。只有对这些概念进行比较和归纳，才能增进学生的理解和记忆。而这些概念也可以用多媒体的图片或动画来进行比较演示。
因此，在教学中广泛利用多媒体等多种教学手段，可以使教学快慢适当，松紧结合，可以有助于提高热工基础课的教学效果。
3 教与学的互动交流，启发学生的求知欲，增强学生的主体意识
在教学中，要注意调动学生情绪，鼓励学生参与，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。授课时注意引导学生运用本课程知识来解释生活中的一些现象，比如关于制冷这部分内容，可以提出“空调是如何实现制冷和制热的?”，在讲液化时联系生活实际尝试发散改成这样的问题：①一杯热水冒白气“与冰棍冒白气”有什么不同?②冬天为什么能看到口中吐出 的“白气”，而夏天却看不到?③夏天，打开冰箱门，为什么能看到“白气”而冬天却不能?④夏天，为什么常会看到水管“冒汗”，而冬天却不会?在讲导热时可提出“为什么被子晒过后会变暖?北方为什么采用双层玻璃?”先让学生带着这些问题进行网上搜索相关资源，对比所得素材，在此基础上再分组学习。通过学生的讨论、探索后，最后教师再把具体的答案分别讲解呈现。这样就可以充分发挥学生的创造力和想象力，挖掘学生的潜力，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
在教学中，要把教知识和教方法相结合，教师不仅要授业，更重要的是教会学生学习的方法，培养学生自我获得知识的能力。例如，理想气体的基本热力过程这一部分，一共有定容过程、定压过程、定温过程、定熵过程和多变过程五个内容。教师可以把定容过程这部分进行仔细讲解，然后其它四部分让学生自学，分组讨论，并且让其中一个学生把本组理解到的内容来讲解，老师再来进行归纳总结，这样就可以激发学生学习的主动性和自觉性。例如，在学习导热、对流和热辐射这三部分的内容之后，引导学生对这三种基本的传热方式进行归纳比较，既利于学生复习记忆，又可培养学生的综合比较能力。
此外，引导学生对某些图的形象记忆，对某些概念顾名思义地记忆其特点，采用讨论式、助讲式或答辩式教学，理论联系实际，将热工基础和相关专业课相结合都是生动、有效的方法。这样就可以大大减少上课时教师自己滔滔不绝地讲解，而有的学生思想开小差、说话、甚至睡觉的现象。
4 加强实验教学，培养创新人才
实验教学可以加深学生对基本概念和基本方法的理解，提高分析问题、解决问题和实践动手能力，培养学生严谨的学习和工作作风。例如，在第一章基本概念的学习中，准平衡过程就是一个非常抽象难懂的概念，如果能够开设相关的演示实验，比如用漏斗漏沙的演示，可以使学生加强对概念的理解；而在第五章水蒸气的产生过程中，通过让学生自己动手进行水蒸气的产生实验，可以使学生进一步理解水蒸气产生过程经历的阶段、状态，为后面的进一步学习打下基础。而在后边传热部分中，开设强迫流动、自然对流、沸腾和凝结、遮热板等实验，让学生自己动手操作，就会解决学生容易混淆、感觉难学的问题。使之巩固所学的知识。针对热工学时紧的情况，很多实验也可以设成随堂演示实验，教师在讲到相关部分内容时，就当场做相关的演示实验，这样就会大大提高教学效果。
总之，实验课是非常重要的一个教学环节，应该尽可能的开设实验课，以提高教学效果，锻炼学生的实际操作能力和数据处理能力。
5 改革考试考核方式，全面检查学生能力
现在对学生学习情况的检查大都是通过一份考卷来确定，这往往会引起考察不全面、作弊、高分低能等问题的出现。因此，教师应注意对学习过程的考核，发挥考核在培养学生的创新能力方面的作用。如果条件时间允许，可以让学生自己做一个小课题，查阅相关内容后写一篇论文。此外，在笔试中应该减少客观性试题，避免学生死记硬背。
6 结束语
总之，教学改革不是一朝一夕的事情，课堂教学是一个多因素、多层次的系统。教无定法，方法要为内容服务，只有选择合适的方法，多法并行，对教学过程中的每一个环节都进行改革，才能上好一堂生动的热工课，取得良好的教学效果。本文是笔者在教学实践中思考和总结出的一点心得，还有待今后进一步研究、探索。
关键词 热工基础；教学改革；教学方法
热工基础是工科院校本科生的专业基础课。然而，由于这门课涉及高等数学、物理、流体力学等方面的知识，内容抽象、复杂。对于数学物理基础较薄弱的工科学生来讲，学习上存在很大的难度。此外，目前工科院校热工基础的授课时数较少，例如我院木材与科学工程专业的热工基础授课时数只有32学时，交通运输专业只有24学时。本文针对目前热工基础教学内容多，学时紧的矛盾，结合自己的教学实践，对该课程的教学改革进行了探讨，以期使热工基础课程达到“难中见趣”，“杂中有用”的效果，同时达到适合工科学生的自身特点和提高学生的学习兴趣的目的。
1 激发学生的学习热情和积极性
为了达到这一目的，我们除了在绪论部分强调热工基础的重要性之外，同时，还要结合学生专业特点，让学生认清专业基础课是在学生掌握一定文化知识的基础上，根据专业需要，把有关知识向深度拓展，从而为学习专业课和从事专业工作提供理论和技术准备。比如，木材专业就有木材干燥过程，而木材干燥原理就会涉及到热工基础里的湿空气的加热吸湿等内容；而对于交通运输学生来说，热工学是学习汽车发动机的理论基础，比如发动机工作循环图，发动机散热等问题，这些都与热科学休息相关。另外在平时和学生的接触中，强调该课程对后续课程的影响。经常列举一些工程实例，说明该课程的实际应用价值，还可以根据学生较为相信往届学生这一心理特点安排高年级学生做经验介绍。
2 明确教学重点。精讲多练。着重应用
热工基础是研究能量转换规律、热能利用与热量传递的专业基础课程，内容抽象复杂，公式概念多，是学生普遍感到畏惧的一门专业基础课。根据这门课抽象、难学的特点，在教学过程中应首先让学生明确教学大纲，明确哪些是必须深刻理解和准确记忆的内容，哪些是需熟悉和理解的内容，哪些是仅需了解和参考的内容。在此基础上，对重点和知识点着重讲解，对于浅显的或扩展的内容则留给学生自学或浏览，这样有助于调动学生学习的积极性和培养学生的思维能力。例如关于导热问题，将一维稳态导热问题的求解，包括平壁、圆筒壁和肋片的导热讲透，而对于非稳态导热可以简单介绍一下其特点，忽略繁杂的分析解讨论。这样可大大减轻老师的教学压力和学生的学习压力。
教学中只做到精讲是不够的，还要多练。学生通过做练习，熟悉理论公式的应用方法，加深对所学知识的理解，明确专业知识的实际用途。学生练习容易出现的问题是：或概念不清，或省去必要的计算过程，或忘写计算数值单位，或缺少必要的文字阐释等。所有这些，看似虽小，但都必须指出，要以一个设计工程师的要求严格对待。只有通过多练，才能深刻地理解讲述的知识，并利用这些知识分析问题和解决问题。教学中，要抓住专业基础课程中有关设计的环节，引导学生接近工程实践。比如，课程中水蒸气与湿空气这部分内容中，关于饱和水、饱和水蒸气及过热蒸汽的热力性质表，以及焓湿图，单纯依靠老师的讲解，学生并不能很好的掌握，而这部分内容对今后从事设计工作尤为重要，因此需要精心准备典型的实例，教师与学生一起查取标准表格和图表，在查表的过程中联系已经学过的知识，让学生知其然也知其所以然，以此激发学生的学习兴趣，教会他们处理问题的方法。再比如换热器的传热计算，学生在掌握了有关传热的知识后，应指导学生根据已知条件，选择相应的公式来进行设计或校核，可以使学生认识理论和产品的内在关系，为学生以后学习专业课和毕业设计打下基础。
采用多媒体教学等多样化的教学手段，将抽象的概念、复杂的过程化成浅显易懂、形象具体的知识传授给学生多媒体课件通过动态模拟、动画技术、二维图形等使教学更加生动、直观、形象、鲜明、具体、简明、快捷，使学生能全方位地接受信息，对学生理解能力的提高大有裨益。热工学的特点决定了其采用形象化的多媒体教学模式，可以动态的演示并且比较一些复杂抽象的热工现象，使学生易于理解。比如：热工基础中层流和湍流，在传统的教学中，光靠一张嘴、一个平面黑板加一只粉笔，很难让学生理解、信服并主动接受。而在多媒体教学中，可以采用适合的多媒体课件，将层流和湍流的流动状态制成动画或视频进行播放。有了计算机模拟这些过程，教与学都简单多了，效果也大不一样。例如关于边界层的形成，教科书和黑板式教学均无法良好地表现这一动态过程，学生总不好掌握，应用多媒体教学，将边界层形成的动态过程加以演示，学生就会清晰明了，掌握相关内容。
另外，多媒体教学也很适合热工基础包含内容多、学时紧的情况。简化了教师教学与学生学习的过程，并提高了教学效果，节约了大量的板书时间。它可以在短时间内引入相关的知识供学生了解。比如，热工学的发展史，热工学的应用领域等，有利于扩展学生的知识面，提高学生学习的积极性。
当然，并不是所有内容都要采用多媒体教学，有的内容并不适用，如采用就如同走马观花，使学生无法吸收消化。比如在一维稳态导热求解中，就需要在黑板上一步步进行推导，使学生清楚求解过程。
另外，对于抽象的概念和术语，尽量采用生产实际及日常生活中的例子来讲述。比如讲到辐射换热，可以举出这样的例子“烤火时，对着火堆的这面感觉比背对火堆的这面热”，“冬天和夏天在同样温度的屋子里，辐射换热不一样，人要穿不一样的衣服”，这些形象生动的例子可以使学生印象深刻，使学生加强理解。同时，还可以用比较法，区分相似概念。比如热对流和对流换热，热对流是指流体的宏观运动使温度不同的流体相对位移而产生的热量传递现象，而对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的热量传递现象。只有对这些概念进行比较和归纳，才能增进学生的理解和记忆。而这些概念也可以用多媒体的图片或动画来进行比较演示。
因此，在教学中广泛利用多媒体等多种教学手段，可以使教学快慢适当，松紧结合，可以有助于提高热工基础课的教学效果。
3 教与学的互动交流，启发学生的求知欲，增强学生的主体意识
在教学中，要注意调动学生情绪，鼓励学生参与，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。授课时注意引导学生运用本课程知识来解释生活中的一些现象，比如关于制冷这部分内容，可以提出“空调是如何实现制冷和制热的?”，在讲液化时联系生活实际尝试发散改成这样的问题：①一杯热水冒白气“与冰棍冒白气”有什么不同?②冬天为什么能看到口中吐出 的“白气”，而夏天却看不到?③夏天，打开冰箱门，为什么能看到“白气”而冬天却不能?④夏天，为什么常会看到水管“冒汗”，而冬天却不会?在讲导热时可提出“为什么被子晒过后会变暖?北方为什么采用双层玻璃?”先让学生带着这些问题进行网上搜索相关资源，对比所得素材，在此基础上再分组学习。通过学生的讨论、探索后，最后教师再把具体的答案分别讲解呈现。这样就可以充分发挥学生的创造力和想象力，挖掘学生的潜力，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
在教学中，要把教知识和教方法相结合，教师不仅要授业，更重要的是教会学生学习的方法，培养学生自我获得知识的能力。例如，理想气体的基本热力过程这一部分，一共有定容过程、定压过程、定温过程、定熵过程和多变过程五个内容。教师可以把定容过程这部分进行仔细讲解，然后其它四部分让学生自学，分组讨论，并且让其中一个学生把本组理解到的内容来讲解，老师再来进行归纳总结，这样就可以激发学生学习的主动性和自觉性。例如，在学习导热、对流和热辐射这三部分的内容之后，引导学生对这三种基本的传热方式进行归纳比较，既利于学生复习记忆，又可培养学生的综合比较能力。
此外，引导学生对某些图的形象记忆，对某些概念顾名思义地记忆其特点，采用讨论式、助讲式或答辩式教学，理论联系实际，将热工基础和相关专业课相结合都是生动、有效的方法。这样就可以大大减少上课时教师自己滔滔不绝地讲解，而有的学生思想开小差、说话、甚至睡觉的现象。
4 加强实验教学，培养创新人才
实验教学可以加深学生对基本概念和基本方法的理解，提高分析问题、解决问题和实践动手能力，培养学生严谨的学习和工作作风。例如，在第一章基本概念的学习中，准平衡过程就是一个非常抽象难懂的概念，如果能够开设相关的演示实验，比如用漏斗漏沙的演示，可以使学生加强对概念的理解；而在第五章水蒸气的产生过程中，通过让学生自己动手进行水蒸气的产生实验，可以使学生进一步理解水蒸气产生过程经历的阶段、状态，为后面的进一步学习打下基础。而在后边传热部分中，开设强迫流动、自然对流、沸腾和凝结、遮热板等实验，让学生自己动手操作，就会解决学生容易混淆、感觉难学的问题。使之巩固所学的知识。针对热工学时紧的情况，很多实验也可以设成随堂演示实验，教师在讲到相关部分内容时，就当场做相关的演示实验，这样就会大大提高教学效果。
总之，实验课是非常重要的一个教学环节，应该尽可能的开设实验课，以提高教学效果，锻炼学生的实际操作能力和数据处理能力。
5 改革考试考核方式，全面检查学生能力
现在对学生学习情况的检查大都是通过一份考卷来确定，这往往会引起考察不全面、作弊、高分低能等问题的出现。因此，教师应注意对学习过程的考核，发挥考核在培养学生的创新能力方面的作用。如果条件时间允许，可以让学生自己做一个小课题，查阅相关内容后写一篇论文。此外，在笔试中应该减少客观性试题，避免学生死记硬背。
6 结束语
总之，教学改革不是一朝一夕的事情，课堂教学是一个多因素、多层次的系统。教无定法，方法要为内容服务，只有选择合适的方法，多法并行，对教学过程中的每一个环节都进行改革，才能上好一堂生动的热工课，取得良好的教学效果。本文是笔者在教学实践中思考和总结出的一点心得，还有待今后进一步研究、探索。