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双一流建设背景下工程热力学课程改革与实践

2021-01-13

黑龙江科学 2021年17期
关键词:热力学一流思政

范 晶

(东北电力大学能源与动力工程学院,吉林 吉林 132012)

1 绪论

一流的本科教育是“双一流”建设的重要基础,建设一流本科专业和一流本科课程也是所有本科院校追求的主要目标[1-3]。东北电力大学能源与动力工程专业是国家级一流本科专业,工程热力学是能源与动力工程专业的必修课,是吉林省高校一流本科课程。工程热力学主要内容涉及传统化石能源的高效利用、太阳能及风能等新能源利用、新型动力循环的开发等方面[4-5]。通过本课程的学习,一方面,学生能够准确概括与描述有关能量转换(主要是热能与机械能之间的转换)、能源高效利用的基本规律,并熟练应用相关知识对热力过程、热力循环及循环经济性进行理论分析与计算;另一方面,能够具备一定的抽象思维、逻辑思维和发散思维能力,可以对本专业复杂的工程问题(如热电合供循环、蒸汽-燃气联合循环等)进行理论分析并提出解决方案,为后续锅炉原理、汽轮机原理及热力发电厂等专业课程的学习提供必需的理论支撑,为学生将来从事动力工程及工程热物理学科领域的相关工作奠定理论基础。同时,学生还可以对本专业本学科的发展、国家的宏观能源政策、世界能源现状及能源动力行业未来发展方向等方面进行深入了解,增加其知识储备、开阔其专业视野、培养其学术思路、坚定其为建设中国特色社会主义事业做贡献的决心。此外,为实现立德树人的根本目的,通过本课程的学习,应该使学生的价值观、人生观得到塑造,使学生的道德情操得到培养,使学生的家国情怀和使命担当得到激发。因此,根据工程热力学课程的特点,以双一流建设为背景,以课程思政为改革抓手,对工程热力学课程创新教学模式进行全方位探索具有重要意义。

2 工程热力学课程改革与实践

2.1 工程热力学课程建设目标

工程热力学是理论与实践紧密结合的课程,该课程具有概念深、内容广、公式多等特点。在工程热力学传统教学过程中,教师在课堂上满堂灌输,学生的主动性难以发挥。此外,以往的课程教学中普遍重视学生的专业性和技术性,缺乏人生观、价值观、职业观及意志品质等思想道德的培养。这些特点大大降低了学生的学习兴趣,使得学生对课程知识理解不够,难以将所学知识应用于工程实践。在双一流建设前提下、在立德树人课程思政要求下,为适应能源动力工程专业发展的新需要、为突出工程热力学课程研究热点及学科前沿知识,本课程结合当下专业工程实际及前沿研究方向,以相关合作企业与科研平台为基础,对工程热力学课程展开“教学-实践-创新-科研”贯通式教学模式探索,促进工程热力学课程教学纵向深入的发展。本课程建设的目标主要是:

A.学以致用。调研本专业相关企业生产发展过程中的具体问题及其对人才的实际需求,并结合工程热力学课程属性,对课程教学内容进行改革。应制定符合企业实际需求的应用型人才课程培养方案,为本专业学生赴行业一线参观实习提供机会,推进企业中高等技术人员现场教学与教师课堂教学的协作互补,探索校企结合的应用型人才协同培养模式。

B.学以致新。鼓励学生结合工程热力学课程内容申报相关创新实践项目,参与校级、省级及国家级“节能减排大赛”,进行与课程相关的创新活动培训,为学生制订高效合理的创新训练计划,探索基于专业基础的创新型人才发散培养模式。

C.学以致深。基于学院的相关科研平台,制定本科生进入相关领域实验室参观学习方案,鼓励本科生参与到研究生科研过程中,由浅入深地引导本科生参与甚至独立完成与专业课程相关的科学研究项目。通过科研过程使本科生进一步深入了解专业知识,探索课程与科研相匹配的研究型人才培养模式。

D.学以致行。结合工程热力学课程教学内容、本专业本学科行业发展现状及先进技术、国家的相关制度与政策,深入发现本课程所蕴含的思政元素并科学无痕地融入相应的课堂教学中,探索知行合一、德能一体的三全育人人才培养模式。

2.2 工程热力学课程教学路径

本课程教学团队从课程定位、教学思路、教学方法及思政元素设计等方面进行了全方位改革,形成了“因材施教”个性化的教学模式。第一,以学生为根本,根据其学习能力的差异及不同的职业规划将学生分为基础型、扩展型和拔高型三类。第二,针对不同的学生制定合理的教学方案,使教学培养有侧重性,实现以学生为主体的教学过程。第三,采用线上线下互补式教学方式,使学生带着问题和基本概念在课堂教学中强化理解,并辅以知识的综合应用:对于基本概念及基础知识点,以线上自学为主,并通过学生反馈,在课堂教学中有针对性地讲授;针对理论知识的实践运用,主要通过课堂讲解,并在课下根据学生类型布置不同的练习题;为了使学生对本专业本学科有一个全面认识,将学科研究前沿、行业研究现状等方面融入了课堂教学,并选取当前的一些研究热门(如超临界二氧化碳循环、有机朗肯循环、相变储能等)作为专题进行研讨,提升了学生的学习兴趣,拓宽了学生的学术视野。第四,结合工程热力学的课程特点及课程内容,深度挖掘了本课程的思政元素:在绪论能源应用部分的讲述中,加入能源现状的分析及节能减排的意义,培养学生节能减排的意识;在绪论学科发展部分的讲述中,穿插一些爱国者的事迹,培养学生的爱国主义精神;在热力学第一定律和第二定律的讲述中,引导学生用“实践是检验真理的唯一标准”以及能量守恒和能量品质来看待当下的努力与奋斗。

3 工程热力学课程后续完善措施

(1)在开放式课堂教学中,继续发挥教学团队优势,分析当代大学生的学习特点,将专业知识放到更广阔的社会背景下,引入更全面深入的知识,如研究前沿、行业现状等,革新知识传授中的教学手段和方法,完善符合多层次培养模式特点、具体全面的教学方案。

(2)在企业教学中,借助相关专业企业的力量,结合行业内关键问题与学生学习现状,从参观了解到现场指导再到实际操作,由浅入深地进行实践教学,并以企业评定作为学生学习状况的参照,进行针对性完善。

(3)在创新教学中,鼓励学生结合本课程相关知识申报参与各项创新实践项目及节能减排大赛,在完成创新项目的过程中进一步提高学生对本课程相关知识的应用能力。

(4)在科研教学中,依托于学院相关科研平台,鼓励学生深入专业相关实验室从事科研活动,将工程热力学理论知识与科研课题密切结合,促进学生热力学思维的建立以及培养学生理论联系实践的能力。

(5)在课程思政教学中,在继续挖掘课程德育元素的基础上,尝试将课程的相关内容、原理与中国传统文化相结合,进一步培养学生的四个自信。

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