独立学院《工程热力学》教学改革的措施

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  摘要:《工程热力学》教学课时不断减少,有些独立学院已减至48学时。如何在有限的课时内保证教学质量,是一个迫切需要解决的问题。本文从教学手段、教学内容、教学细节、教学过程等方面,探讨了《工程热力学》教学的改革措施,以提高教学质量。
  关键词:独立学院 《工程热力学》 教学改革
  独立学院是中国在教育大众化发展过程中出现的新事物,按新机制、新模式建立的高等教育新形式,正逐渐成为当前和今后一个时期内,我国高等教育发展的重要组成部分。独立学院的生源、师资、人才培养目标与普通本科高校不同,因此课程设置及教学要求也不一样。
  《工程热力学》是研究热能有效利用,以及热能和其他形式能量(主要是机械能)之间转换规律及其工程应用的学科,它与“流体力学”及“传热学”合称为能源与动力工程专业(下文简称能动专业)的三大专业基础课。这三门课程是能动专业知识体系中的基础,而《工程热力学》更是重中之重,学生对《工程热力学》知识的掌握程度,将直接影响到后续专业课程的学习效果。
  《工程热力学》课程的概念多且抽象、公式多且复杂、理论深奥且难懂,致使学生不易理解和掌握,教师不易教。随着国内各高校教学改革的进行,《工程热力学》的教学课时由最初的144学时、96学时减至72学时,到现在普遍的64学时、56学时,有些独立学院中已减少至48学时,甚至32学时。学时大幅度减少,不仅增加了教师的教学难度,而且也增加了学生学好这门课程的难度。如何在有限的课时内保证良好的教学效果,成为广大教师迫切需要解决的问题。
  结合教学经验,笔者认为:教师应从多方面进行合理改革,把多媒体教学与传统板书教学结合起来,给学生提供丰富的教学资源;调整教学内容,优化教学细节,使授课内容具有连贯性;实现教学过程的动态化,加强师生互动。
  一、教学手段多样化
  当课时较充足的时候,以黑板板书结合教师口述的教学方式能较好地完成教学任务。但是,随着教学课时的不断减少,传统的教学方式已经很难保证教学进度,且短时间内大量的板书增加了教师的工作强度,在一定程度上影响了教学效果。因此,教师必须改变传统的教学手段,利用便捷、高效的多媒体教学工具。多媒体工具可以呈现文字、图片、照片、声音、动画和影片等形式多样的教学素材,使教学内容更直观、更生动,极大地调动了学生的学习热情,也把教师从沉重的板书中解放出来了。
  《工程热力学》是一门理论性较强的学科,学生只有通过理解和思考,才能掌握概念及原理。如“开口系”“闭口系”“绝热系”“孤立系”等概念都比较抽象,学生容易混淆。在讲解这部分内容时,教师可以利用形象的图片、动画帮助学生理解和掌握。
  多媒体教学虽然具备形象、便捷等优点,但是教师也不能完全放弃板书。在教学过程中,笔者发现,如果教师过多地使用多媒体教学,那么学生就会对重点内容的印象不深刻。因此,在教学重点内容时,教师必须以板书的形式呈现,才能加深学生的理解。由此可见,多媒体教学工具与板书的结合,是一种便捷、高效的教学手段。
  二、课程内容合理化
  以总课程48学时来计算,减去实验学时,那么理论学时只剩下40学时左右,教师不可能面面俱到地详细讲解每个章节。因此,教师必须针对《工程热力学》的特点,适当地精简授课内容,注重基础理论的讲解,突出其实用性。
  沈维道等编写的《工程热力学》第四版教材概括基础理论和工程应用两大部分。在教学基础理论内容时,教师必须精讲后续专业课程中运用频率较高的知识点,如“热力学第一定律”“热力学第二定律”“卡诺循环”等。它们频繁使用于多门专业课程中,属于课程基础核心内容,教师应安排较多的课时精讲;在教学工程应用部分时,教师可适当地精简在后续专业课程中重点讲述的内容。如能动专业动力工程方向的“热力发电厂”等课程会详细介绍“蒸汽动力装置循环”,能动专业制冷方向的“制冷原理”等课会详细介绍“制冷循环”,所以教师可以适当地减少这类知识点的课时,简单地介绍其原理即可。此外,对于课程中个别极少用到且理解难度较大的知识点,教师可让学生课后自学,授课时再为学生答疑,如“实际气体的性质”等。
  三、教学资源共享化
  首先,课前回顾,课后小结。在讲授新内容之前,教师先要回顾上节课的教学重点内容,强化学生的理解,使授课内容具有连贯性;在每节课下课前,教师都要简要地总结这堂课的重点内容。
  其次,重视例题、思考题。当讲到教学重点与难点时,教师可以通过例题来帮助学生理解,然后布置课后思考题,在下一节课时随机提问学生,促使学生利用课余时间主动学习。
  第三,每周设置固定的课程答疑时间,解决学生关于授课内容或自学内容的疑问。
  第四,定期举行“工程热力学”座谈会,抽选部分学生代表及班委成员参加,以便教师了解学生学习该课程的情况。对于大部分学生都难以掌握的重点知识,教师应考虑利用课堂时间及时复习。
  第五,创建网络教学平台,共享教学课件、习题库等学习资源,为学生自主学习提供充足的资源。
  四、教学过程动态化
  每一届不同班级的学生对《工程热力学》教学内容的理解和掌握能力都有差别,所以教师应以学生为主导,及时收集学生的反馈信息,评估学生的学习效果,以便及时调整教学内容,帮助学生更好地掌握课程重点,让教学成为一个教与学持续互动的立体性、动态化过程。
  另外,《工程热力学》作为专业基础课,有其完整的知识体系,为后续专业课程服务,所以教师可以问卷调查或座谈会的形式,了解学生在专业课学习过程中遇到的涉及“工程热力学”的问题,以及毕业生就业及工作过程中遇到的关于“工程热力学”的问题,然后分析学生在“工程热力学”知识运用方面存在哪些薄弱环节,以便在授课过程中强调或引入相关实例分析,从而提高学生运用知识的能力。
  五、结束语
  综上所述,为了解决独立学院教学课时短的问题,教师可以从教学手段、授课内容、教学细节、教学过程等方面进行合理改革,注重其实用性,充分调动学生的学习热情及主动性,追求教学内容减量不降质。《工程热力学》课程改革是一个循序渐进的过程,本专业教师团队虽然进行了课件优化、授课内容研究,强化了师生互动,但是在教学细节及其他方面仍存在不足,日后需不断总结与完善。
  参考文献:
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  [5]沈维道,童钧耕.工程热力学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
  ※本文系工程热力学课程教学探索与实践(2014年北京理工大学珠海学院教学改革项目)。
  (作者单位:北京理工大学珠海学院 )
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