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工程热力学实验教学改革探索 摘要：实践教学是课程教学的重要环节，是培育学生动手实力和创新实力的重要途径。分析了以往工程热力学试验教学存在的问题，介绍了当前在试验内容、教学方法、试验考核等方面进行的教学改革探究。 关键词：工程热力学；试验教学；教学改革 作者简介：江海斌（11015-），男，浙江温岭人，嘉兴学院建筑工程学院，试验师；吴晓艳（11010-），女，山东莱西人，嘉兴学院建筑工程学院，讲师。（浙江 嘉兴 314001） 中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1017-0079（2022）34-0152-02 当前就业形势较为严峻，就业市场竞争很激烈，用人单位对高校生的素养要求越来越高，导致越来越注意学生的理论与实践相结合的综合实力。1嘉兴学院作为一所应用型本科院校，其教化是以培育高级应用本科人才为目标，这既不同于以侧重探讨实力培育为目标的重点高校本科生教化，又与以单纯的技能培育为目标的高职院校教化有所区分，而是在强调基本理论学问重要性的同时，加强学问的应用和基本技能的培育。 “工程热力学”课程是工科热能动力类专业的一门重要的专业基础课，其试验教学作为理论联系实际的主要环节，是实践教学的重要内容，是学生巩固和深化理解理论学问的重要途径，也是学生驾驭基本试验方法，养成实事求是、严谨的科学作风的重要途径。2，3因此，为适应人才培育的要求，应重视工程热力学的试验教学，主动探究和改革该课程的试验教学。 一、以往工程热力学试验教学中存在的问题 1.对试验课程重视不够 在中学阶段，许多初、中学学校为了提高学校的升学率，对理论课的重视程度远远超过实践课程，往往将试验课占用来上理论课，无形中使学生养成了重理论轻实践的习惯。进入高校后，学生本应当充分发挥自己的想象力和创新力，利用学到的学问，验证、设计和创新各种试验。然而受错误习惯的影响，许多学生轻视教学试验，认为试验课可上可不上，认为试验教学的作用最多只是帮助了解理论学问。也有一些老师对试验课程的重要性相识不足，特殊是对验证型试验，认为在指导书上已经有了试验结果，只要记住结果就行，做不做以及如何做对学生驾驭学问帮助不大。 2.试验教学内容不合理 “工程热力学”课程是一门专业基础课，理论概念困难，公式繁多，要驾驭这些概念与公式，特别须要通过试验来加深理解和巩固，但在教学过程中，该课程的试验课时设置较少，试验教学内容不合理。以嘉兴学院为例，设置了气体定压比热测定、二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定以及喷管试验等三个试验，共六个课时，试验的课时数较少，涉及的学问点较少，不能涵盖本课程的重点内容，并且这些试验大多是验证性试验，试验结论在相关资料中就能查到，不能充分激发学生探究创新的爱好。 3.试验教学方法不合理 试验教学方法比较单调，试验教学时老师通常先讲解试验目的和原理，介绍试验设备以及试验步骤和试验过程中的留意事项，再演示试验过程，然后再让学生自己动手试验。在此过程中，学生被动地学习、仿照老师做试验，对试验过程中出现的各种疑问没有爱好，往往是人在心不在。4当他们动手做试验时，还是不能独立进行试验，要么参考试验指导书做，要么请教老师。对于试验步骤只知道要如何做，不知道为什么要这样做，所以试验效果大打折扣，难以较快地提高学生的动手实力和创新实力。学生的试验数据常常出现错误，却不知道错在什么地方，数据处理的方法也不够科学严谨，而试验报告也常有抄袭现象。 4.试验考核方式不全面 “工程热力学”课程的成果包括试验成果和理论课成果，通常试验成果只占该课程成果的20%左右。试验成果通常由出勤纪律（10%）、试验操作（50%）、试验报告（40%）三部分组成。试验成果占总成果的分值较低，使许多学生认为只要学好理论课就能使课程成果及格，甚至还可能拿到高分。由于过于强调试验操作与试验报告的重要性，学生在试验过程中因怕试验错误而被扣分，就会按部就班地根据老师讲解的或指导书上的步骤进行，不思索、探究和创新；为获得较好的试验报告成果，个别同学抄袭其他学生的数据和问题探讨，甚至修改试验数据，以达到理论分析的预期结果。因此，现有的考核方式不能很好地促进学生的实践实力和创新实力的培育。 二、工程热力学试验教学改革的探究 1.重视试验教学 老师和学生都要将试验教学环节作为工程热力学教学中的重要环节来对待。试验教学的效果取决于能否激发学生对试验的剧烈爱好，试验老师和理论课老师须要仔细细致地打算试验的各个环节，正确引导学生动手做试验。学生也要养成良好的试验习惯，试验前要预习试验目的、试验原理等，了解试验装置，以及查找相关资料，对本次试验的目的、原理、如何设计和进行试验以及可能得到的结果要有充分的相识。试验时要用心致志，边动手做边思索问题。试验结束时先整理和分析试验数据，再清理试验台，发觉试验数据异样时能刚好重做。做完试验后，要仔细填写试验报告，进行必要的探讨和总结。对每个试验都要总结出试验胜利之处和不足之处，使下次试验能做到扬长避短，得到满足的试验效果。 2.改革试验教学内容 原有工程热力学试验只有气体定压比热测定、二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定以及喷管试验三个试验，试验数量较少，试验时间较短，仅有一个综合型试验。在试验教学过程中发觉，学生对试验的主动性不高，对学生加深驾驭理论学问的帮助不明显。因此，须要增加试验课时数，优化试验教学内容，使试验目的、内容能覆盖重要学问点。试验教学内容应主要改革以下两方面： 一是增加一些设计型、综合型的试验项目。比如为加深对气体热力过程的理解，可以让学生设计一个闭口系统的试验，进行气体的定容、定压、定温以及定熵等基本热力过程，测量有关参数，驾驭这些热力工程的改变规律。还可以增加热力学第肯定律、热力学其次定律、动力循环和制冷循环等重要学问点的设计型、综合型试验。 二是将原来验证型试验改成设计型试验。比如将定压比热试验中的测温元件由温度计改成热电偶或热电阻元件，将采集到的数据输入到巡检仪中，应用VC或VB语言编写一个应用软件，将巡检仪上的测量数据输入到电脑中并显示这些数据，同时计算并显示出空气的定压含湿量、质量流量、水蒸气流量、水蒸气汲取的热量、干空气的定压比热等值，且画出比热随温度改变的曲线。学生在该过程中加深了对试验原理及方法的驾驭，在学习中激发了学习爱好，并且学会了运用VC或VB语言来解决专业学问的有关问题，提高了自己学习和解决问题的实力。 3.改革试验教学方法 （1）采纳“启发式”试验教学，激发学生的发散性思维。不采纳传统的老师讲解、演示试验，然后学生进行试验的方法，而是告知学生试验的目的和原理，让学生自己探究合理的试验方案和步骤。学生可以以小组为单位开探讨会，依据试验的目的和原理提出几种试验方案，比较各种方案的优缺点，然后确定最优方案，依据最优方案探讨并确定试验的步骤。在小组确定最优方案和步骤后，再在班级里进行探讨，小组成员对老师和班级其他同学提出的问题进行解答，接受建设性的建议，进一步完善试验方案和步骤。对于设计型试验，还要先进行可行性论证，再进行方案设计和步骤设计。试验过程中，学生是“主角”，自主进行探讨和设计，老师是“配角”，只对整个过程进行监控，对学生遇到的困难问题进行启发性指导。 （2）应用现代科学技术协助试验教学，使学生加深对相关理论和试验学问的了解。主要采纳以下两种方法： 一是制作试验视频。将每次的试验制作成视频，试验起先前播放相关视频内容，指导学生进行试验。视频内容可以涉及平安教化和试验留意事项、试验内容、问题与解答以及试验阅历与教训等方面。平安教化和试验留意事项主要包括试验人身平安、设备平安和试验的相关留意事项等内容，比如在二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定试验中，要留意用电平安以防触电、压力的间隔为0.20.5MPa、加压过程要缓慢进行，施加的压力不得超过10MPa等内容。试验内容可以包括试验目的、原理、方案设计、步骤设计、试验结果等，也可以是以往学长们的试验内容，包括以往试验过程中出现的问题、探讨过程、问题的解答、试验结果等，以及评价他们的试验效果。最终将胜利的试验成果和失败的试验结果显示出来，总结出阅历和教训。 二是运用专业CFD软件，对部分试验进行数值模拟。工程热力学试验中气体定压比热测定试验、喷管试验和定容、定压、定温以及定熵等基本热力过程试验等可以进行数值模拟。将数值模拟的初始参数设置成与试验的参数相同后进行数值模拟，得出的模拟结果与试验结果进行比较，以检验数值模拟方法的正确性。变更不同的初始参数，然后运用验证后的数值模拟方法，可以便利地预料试验结果，获得比真实试验更丰富的结果，比如可以用动画形象地演示试验过程，帮助学生理解试验，还可以得到真实试验难以得到的数据，比如温度场、速度场、压力场、流线等。运用CFD软件进行数值模拟试验拓宽了学生的学问面，学生既学会了软件的运用，学到了探讨问题的新方法，又初步驾驭了专业理论学问的运用，加深了对专业理论和试验学问的理解。 4.完善试验考核方式 重视试验考核，建立更科学的考核体系。提高试验成果在“工程热力学”课程成果中的比重，并实现试验成果“一票推翻”，也就是说假如试验成果不合格，“工程热力学”课程成果也不合格。试验过程既是个人运用专业理论学问的过程，更是小组共同合作与创新的过程，因此以小组为单位进行考核比较合理。试验考核成果由专业理论学问、试验过程中的问题回答、试验操作、试验设计以及试验创新、试验报告等几部分成果组成。试验成果要充分体现学生的动手实力和创新实力等，这有利于激发学生的学习爱好、提高自己的实力。 三、结语 工程热力学试验是“工程热力学”课程教学的重要组成部分，也是“工程热力学”课程教学特别重要的实践性环节。试验教学应理论与实践相结合，引导学生拓展学问面，充分激发学生的学习爱好，努力提高学生的动手实力和创新实力。培育学生养成实事求是、科学严谨的作风，提高独立分析问题、解决问题的实力。试验指导老师要完善学问结构，提高专业水平，转变教学观念，更新试验教学内容，改革试验教学方法和考核方式，切实提高试验教学质量，培育适应社会需求的专业人才。 参考文献： 1刘升，林希峰.试验教学改革中的创新项目J.中国冶金教化，2022，（1）：57-59. 2崔磊，潘天泉，刘雄伟.工程热力学试验课程改革的探讨J.教化与职业，2022，（23）：169-173. 3冯国增，聂宇宏，夏莉，等.“程热力学”教学过程中高校生综合素养培育的探讨和实践J.制冷与空调，2022，26（1）：90-92. 4史宝中，周腾蛟，吴隆坤.关于高校试验教学改革的思索J.黑龙江教化学院学报，2022，31（2）：65-66. （责任编辑：孙晴） 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页