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關(guān)鍵詞:能源與動(dòng)力工程;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái);混合式教育
作者簡(jiǎn)介:代乾(1981-),男,河北滄州人,天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院,講師;王澤生(1964-),男,天津人,天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院,教授。(天津 300384)
基金項(xiàng)目:本文系天津城市建設(shè)學(xué)院2012年度教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JG-1207)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)05-0074-02
2012年9月,教育部頒布實(shí)施新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(2012年)》,熱能與動(dòng)力本科專業(yè)更名為能源與動(dòng)力工程專業(yè)。由專業(yè)名稱可見(jiàn)該專業(yè)的內(nèi)涵更加廣闊和深遠(yuǎn),從而也說(shuō)明隨著能源動(dòng)力科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新問(wèn)題地提出,社會(huì)對(duì)人才的培養(yǎng)提出了新的要求。目前,大約有170多所高校設(shè)置了熱能與動(dòng)力工程專業(yè)。[1]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源與環(huán)境逐漸成為世界各國(guó)所面臨的重大科技和社會(huì)問(wèn)題。培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新意識(shí)的能源工程專業(yè)人才是本學(xué)科義不容辭的責(zé)任。而熱工系列課程作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其重要性不言而喻。合理的課程體系是體現(xiàn)教育教學(xué)理念的重要載體,是實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的中心環(huán)節(jié),建立適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、體現(xiàn)熱能動(dòng)力技術(shù)學(xué)科內(nèi)在規(guī)律、科學(xué)合理的課程體系極為重要。[2]為了使該課程適應(yīng)新的要求,非常有必要對(duì)其進(jìn)行一定的改革,以培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展需要的人才,同時(shí)對(duì)推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的意義。
一、實(shí)施混合式教育方式
開(kāi)發(fā)混合式學(xué)習(xí)方案的關(guān)鍵因素在于確定適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī),使用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞剑瑸檫m當(dāng)?shù)膶W(xué)生施行教學(xué)。而教師想要運(yùn)用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞叫枰紤]學(xué)習(xí)地點(diǎn)的設(shè)置、信息傳輸技術(shù)及時(shí)間的安排、教學(xué)策略和績(jī)效援助策略等。[3]混合式教學(xué)模式一般可分為以下幾個(gè)階段:[4-6]
1.前期分析
學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體是有認(rèn)知、有情感的,學(xué)生本身的知識(shí)水平、學(xué)習(xí)能力和社會(huì)特征都對(duì)學(xué)習(xí)的信息加工過(guò)程產(chǎn)生影響,教師進(jìn)行學(xué)生特征分析有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)風(fēng)格,從而為后面的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)和媒體的選擇提供依據(jù)。
2.混合式教學(xué)的組織與管理
教師應(yīng)按照教學(xué)進(jìn)度有針對(duì)性地選擇和設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),同時(shí)要參照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容及其呈現(xiàn)形式,將其與具體的章節(jié)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。教學(xué)活動(dòng)的作用在于為學(xué)生創(chuàng)造具體的學(xué)習(xí)情境,并加強(qiáng)師生、生生之間的交流互動(dòng),因此恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略對(duì)于教學(xué)活動(dòng)的順利展開(kāi)尤為重要。
3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及教學(xué)資源建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)的對(duì)于教學(xué)來(lái)說(shuō)不應(yīng)當(dāng)只是教學(xué)內(nèi)容,而更多的應(yīng)該是支持教學(xué)交互、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理,教學(xué)交互、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理是保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),這就需要有一個(gè)集教學(xué)內(nèi)容與管理、課堂教學(xué)、在線教學(xué)交互、在線教學(xué)評(píng)價(jià)、基于項(xiàng)目的協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)展性教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來(lái)支撐混合式教學(xué)。本校對(duì)“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“工程流體力學(xué)”原有的教學(xué)網(wǎng)站進(jìn)行了全面改版,并于2010年先后投入運(yùn)行。其中“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)網(wǎng)站主頁(yè)如圖1所示。網(wǎng)站按照省部級(jí)精品課程的要求制作,網(wǎng)上教學(xué)內(nèi)容詳實(shí),包括課程的概況、教學(xué)文件、習(xí)題及答案、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等各種資源。學(xué)生可通過(guò)瀏覽網(wǎng)站學(xué)習(xí)更多的知識(shí),這對(duì)課堂教育來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常有益的補(bǔ)充,并有助于實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng)。
二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
“工程流體力學(xué)”是理解能源動(dòng)力系統(tǒng)工質(zhì)流動(dòng)與流量、能量分配的基礎(chǔ)。“工程熱力學(xué)”是研究如何充分和有效利用能量的學(xué)科,其基本內(nèi)容是熱力學(xué)基本定律和工質(zhì)熱物性、熱過(guò)程的研究,是理解能源動(dòng)力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換基本規(guī)律和提高系統(tǒng)能源利用效率的理論基礎(chǔ)。“傳熱學(xué)”研究熱量傳遞的基本規(guī)律,是理解和控制能源動(dòng)力系統(tǒng)熱量傳遞過(guò)程的理論基礎(chǔ)。“熱工學(xué)”集成了“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的基本理論和核心內(nèi)容,為能源動(dòng)力類安全工程專業(yè)等提供必要和少量學(xué)時(shí)的熱工理論基礎(chǔ)教育,也是其他非能源動(dòng)力類專業(yè)節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用的理論基礎(chǔ)課程。“熱工測(cè)量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程則是關(guān)于“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的實(shí)驗(yàn)理論的技術(shù)基礎(chǔ)課程,旨在揭示相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)、原理、方法以及應(yīng)用。
1.熱工系列課程間內(nèi)容關(guān)聯(lián)性分析
(1)“工程流體力學(xué)”與“工程熱力學(xué)”在教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面:“工程流體力學(xué)”中的一維無(wú)粘性重力流體流動(dòng)能量方程(伯努利方程)與“工程熱力學(xué)”中的熱力學(xué)第一定律穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程式具有相同的理論基礎(chǔ),后者是普遍適用的能量方程式,而后者是前者在一維無(wú)粘性重力流體條件下的特例和不同的表達(dá)方式;“工程流體力學(xué)”中的可壓縮流體流動(dòng)基礎(chǔ)與“工程熱力學(xué)”中的氣體和蒸汽的流動(dòng)研究對(duì)象及理論基礎(chǔ)完全相同,只不過(guò)研究的側(cè)重點(diǎn)不同,前者強(qiáng)調(diào)流動(dòng)特性,后者注重能量傳遞與轉(zhuǎn)換過(guò)程。
(2)“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面具有緊密的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性,主要體現(xiàn)在“工程流體力學(xué)”中粘性流動(dòng)方面與“傳熱學(xué)”中對(duì)流換熱方面的相關(guān)內(nèi)容,具體為:
1)研究對(duì)象均為傳遞現(xiàn)象,“工程流體力學(xué)”研究的是動(dòng)量的傳遞,而“傳熱學(xué)”研究的則是熱量的傳遞,其規(guī)律及分析方法具有類比性。首先,傳遞驅(qū)動(dòng)力分別為速度差和溫度差;其次,傳遞方式均為分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散,其中對(duì)于分子擴(kuò)散基本規(guī)律兩者具有類似的形式,即牛頓摩擦定律及傅里葉定律,也均有描述傳遞能力的物性參數(shù),即運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)和熱擴(kuò)散系數(shù)(m2/s),而且流動(dòng)邊界層與熱(溫度)邊界層具有相似的定義和相同的邊界層結(jié)構(gòu);最后,描述傳遞現(xiàn)象的控制方程,即動(dòng)量微分方程式(N-S方程)和能量微分方程,也具有相似的形式。這也是“傳熱學(xué)”中動(dòng)熱類比分析方法(類比律,即將阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接用于表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算)的理論基礎(chǔ)。
2)如果粘性流體流經(jīng)壁面且具有與壁面不同的溫度時(shí),就會(huì)同時(shí)發(fā)生動(dòng)量傳遞和熱量傳遞現(xiàn)象。此時(shí)“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”研究的是同一現(xiàn)象的不同方面的特性,即阻力特性和傳熱特性。一般阻力特性是傳熱特性研究的基礎(chǔ),某些特殊情況(流動(dòng)及對(duì)流換熱具有耦合特征)下兩者相互影響,如流體外掠平板的層流與紊流流動(dòng)及對(duì)流換熱、圓管內(nèi)層流與紊流流動(dòng)及對(duì)流換熱、外掠圓柱的層流與紊流流動(dòng)及對(duì)流換熱、各類自由流動(dòng)及對(duì)流換熱等等。顯然在此類教學(xué)內(nèi)容中,“工程流體力學(xué)”是“傳熱學(xué)”的基礎(chǔ)。
3)具有相同的分析、計(jì)算方法。正是由于動(dòng)量方程和能量方程具有相似的形式,理論分析法(包括微分方程組求解及積分方程組求解)、模化實(shí)驗(yàn)方法(相似原理)、數(shù)值計(jì)算方法均可應(yīng)用于阻力特性和傳熱特性的研究,甚至同一數(shù)值計(jì)算商業(yè)軟件(如FLUENT、ANSYS、PHINICS等)可同時(shí)分析求解同一現(xiàn)象的阻力特性和傳熱特性。因此在研究方法上,“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”是并行的或者說(shuō)是相同的。
(3)“工程熱力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容具有關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面:“工程熱力學(xué)”中有關(guān)熱量傳遞只是討論熱力過(guò)程中熱量傳遞的量,而“傳熱學(xué)”研究的是熱量傳遞的機(jī)理、方式、影響因素、計(jì)算方法。在“熱力學(xué)”中熱量的單位是q(J/kg),而“傳熱學(xué)”中熱量(熱流密度)單位是q(W/m2),可見(jiàn)后者強(qiáng)調(diào)的是熱量傳遞的速率及能力,而后者以前者的理論(即熱力學(xué)第一定律—能量守恒規(guī)律)為基礎(chǔ);“工程熱力學(xué)”中有關(guān)濕空氣焓及含濕量變化規(guī)律與“傳熱學(xué)”中的熱質(zhì)交換有著內(nèi)在聯(lián)系。如電廠冷卻塔中,“工程熱力學(xué)”討論了其工作原理及狀態(tài)參數(shù)的變化,而“傳熱學(xué)”則討論了其熱濕交換的具體方式和傳遞速率。
2.熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化原則
依據(jù)培養(yǎng)方案,流體熱工系列課程時(shí)間安排順序是“工程流體力學(xué)”—“工程熱力學(xué)”—“傳熱學(xué)”(或“熱工學(xué)”)—“熱工測(cè)量技術(shù)”,“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程與上述課程并行安排。因此,熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化按照以下原則進(jìn)行:
(1)安排在前的課程。教師除完成本課程教學(xué)內(nèi)容外,須根據(jù)上述各課程之間知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性,有意識(shí)地為后續(xù)課程涉及的內(nèi)容打下牢固的理論基礎(chǔ)。“工程流體力學(xué)”課程的教師需要向“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程任課教師了解相關(guān)的內(nèi)容,如一元絕熱穩(wěn)定流動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律、相似原理等等,在“工程流體力學(xué)”的教學(xué)中兼顧這些內(nèi)容的教學(xué)需求。
(2)安排在后的課程。教師依據(jù)上述各課程之間知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析,在相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中,須了解前面課程任課教師的授課內(nèi)容和方法,精選授課內(nèi)容,避免不必要的重復(fù),使該課程與前面課程有機(jī)銜接,且注意采取比較教學(xué)法,讓學(xué)生更容易掌握課堂知識(shí)。
(3)“熱工測(cè)量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程。課程任課教師應(yīng)了解和引用其他理論課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。如溫度測(cè)量,教師除加強(qiáng)溫度測(cè)量原理、儀表、標(biāo)定及使用方法教學(xué)外,對(duì)于高速氣流溫度測(cè)量,需引用“工程熱力學(xué)”中氣流一維絕熱流動(dòng)能量方程以及滯止溫度和氣流溫度的關(guān)系等相關(guān)理論知識(shí),說(shuō)明氣流速度對(duì)溫度測(cè)量誤差的影響;而對(duì)于高溫氣流溫度測(cè)量,需引用“傳熱學(xué)”的輻射換熱相關(guān)理論,說(shuō)明輻射對(duì)測(cè)溫誤差的影響以及消除誤差的措施;而對(duì)于鎧裝熱電偶或在加溫度計(jì)套管情況下,還需引用“傳熱學(xué)”的通過(guò)肋壁導(dǎo)熱的相關(guān)理論,說(shuō)明套管的存在對(duì)溫度測(cè)量誤差的影響以及消除誤差的措施。
三、結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的教學(xué)體驗(yàn)和學(xué)生的反饋表明,該教學(xué)模式使教學(xué)效果得到很大提高。筆者認(rèn)為在以后的教學(xué)當(dāng)中,要把這種模式繼續(xù)深化并推廣到其他課程的教學(xué)當(dāng)中,熱工系列課程的教學(xué)改革也必然會(huì)取得成功。
參考文獻(xiàn):
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[4]Driscol1 M.Blended learning:Let’s get beyond the hype[J].learning and Training Innovations[R].2002.
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作者簡(jiǎn)介:曹麗華(1973-),女,黑龍江齊齊哈爾人,東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,教授;李勇(1964-),男,遼寧本溪人,東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金項(xiàng)目:本文系2010年吉林省高等教育省級(jí)教學(xué)研究課題——能源動(dòng)力類專業(yè)本科生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)02-0133-02
研究性學(xué)習(xí),即改變?cè)械摹疤铠喪健苯虒W(xué)方式,變學(xué)生“被動(dòng)”學(xué)習(xí)為“主動(dòng)”學(xué)習(xí),教師根據(jù)學(xué)科知識(shí)的特點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程。從廣義理解,它是一種學(xué)習(xí)的理念、策略、方法,適用于學(xué)生對(duì)所有學(xué)科的學(xué)習(xí)。[1]開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)生的好奇心,讓其思維發(fā)生變化,對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生興趣。同時(shí),還能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)。研究性學(xué)習(xí)的核心是要改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,強(qiáng)調(diào)一種主動(dòng)探究式的學(xué)習(xí),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,推行素質(zhì)教育的一種新的嘗試和實(shí)踐。[2,3]
熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求理論和實(shí)踐相結(jié)合,既有已學(xué)專業(yè)知識(shí)的使用過(guò)程,又有對(duì)專業(yè)知識(shí)的創(chuàng)新過(guò)程,非常適合以這種“研究性學(xué)習(xí)”的方式開(kāi)展教學(xué)工作。該學(xué)習(xí)方法能通過(guò)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)來(lái)不斷激勵(lì)學(xué)生,并為教師提供了與學(xué)生建立相互關(guān)系的獨(dú)特機(jī)會(huì)。
一、熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求
熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析與解決實(shí)際問(wèn)題(或工程實(shí)踐問(wèn)題)的能力或理論推理能力;培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、查閱中外文獻(xiàn)和收集資料的能力;培養(yǎng)學(xué)生理論分析、制定設(shè)計(jì)或試驗(yàn)方案的能力;培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力;培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力;培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及撰寫(xiě)科技論文的能力;培養(yǎng)學(xué)生外語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等,使學(xué)生在創(chuàng)新和實(shí)踐方面得到一次系統(tǒng)的基本訓(xùn)練,達(dá)到從事科學(xué)研究的初步能力和實(shí)踐性人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)基于問(wèn)題、面向?qū)嶋H,凸顯自主探究、合作互動(dòng),重點(diǎn)體現(xiàn)在“提出問(wèn)題、自主研究、討論互動(dòng)、批判改進(jìn)”等核心環(huán)節(jié)。[4]研究性學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)方法體系,按照學(xué)習(xí)專題的內(nèi)容的性質(zhì)和學(xué)習(xí)方式劃分,其主要形式有基于問(wèn)題的探究式學(xué)習(xí)、基于案例的討論式學(xué)習(xí)和基于項(xiàng)目的參與式學(xué)習(xí)。[4]因此,在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),可以很好地實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和獨(dú)立性,實(shí)現(xiàn)畢業(yè)生的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),以培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)定和學(xué)生的選題
第一,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目設(shè)定的基本要求是遵循畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)大綱,符合熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。
第二,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)定要理論聯(lián)系實(shí)踐,既有理論研究又有工程實(shí)際,體現(xiàn)出教學(xué)和科研相結(jié)合的原則,用以增強(qiáng)學(xué)生的興趣和知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。讓學(xué)生能夠?qū)W以致用,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)際、理論學(xué)習(xí)和科學(xué)研究相輔相成的認(rèn)識(shí)。
第三,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)定要因?qū)W生個(gè)體的差異難易結(jié)合,因材施教,使所有學(xué)生都能感到所學(xué)知識(shí)的有用之處,又能在原有基礎(chǔ)上有所提高、有所創(chuàng)新。
第四,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)定范圍和深度應(yīng)符合學(xué)生及本專業(yè)的實(shí)際情況,但又不失對(duì)本專業(yè)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。
第五,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)定一般可分為理論研究、實(shí)驗(yàn)研究、工程設(shè)計(jì)(實(shí)踐)和綜合等類型。本專業(yè)學(xué)生結(jié)合工程實(shí)踐類課題的比例應(yīng)不少于80%,首先保證基本工程訓(xùn)練,并在此基礎(chǔ)上做一些提高性的、拓展性的研究專題;其次結(jié)合實(shí)際任務(wù)進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì),應(yīng)選擇那些能滿足教學(xué)要求,并有實(shí)際意義的課題。
第六,畢業(yè)設(shè)計(jì)題目設(shè)定后,學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選取課題,然后根據(jù)自選與分配相結(jié)合的辦法進(jìn)行最后的確定。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,學(xué)生可根據(jù)選取的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題進(jìn)行研究性的畢業(yè)設(shè)計(jì),但目標(biāo)要明確、工作量要適當(dāng)。
第七,學(xué)生除了選擇指導(dǎo)教師設(shè)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目外,也可根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn)和自己的興趣,選擇學(xué)習(xí)和生活中遇到的與專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題,然后請(qǐng)指導(dǎo)教師審定后確定畢業(yè)論文的題目。
三、在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的目標(biāo)、組織與實(shí)施
1.研究性學(xué)習(xí)的目標(biāo)
熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。其學(xué)習(xí)目的非常明確,就是利用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)去解決導(dǎo)師所設(shè)計(jì)的問(wèn)題,不但要學(xué)會(huì)查找資料、歸納總結(jié),還要選取恰當(dāng)?shù)姆椒ā⑹侄危瑢W(xué)會(huì)和導(dǎo)師交流,學(xué)會(huì)思考和創(chuàng)新。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的目的就是根據(jù)學(xué)生個(gè)體的特點(diǎn),有目的、有差異、有選擇的設(shè)定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,既做到理論聯(lián)系實(shí)際,又能使學(xué)生在研究中有所創(chuàng)新,培養(yǎng)其獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究性學(xué)習(xí)過(guò)程
畢業(yè)設(shè)計(jì)采取個(gè)人獨(dú)立研究的方式。指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)定要求,注重理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)定若干個(gè)題目,由學(xué)生自由選擇感興趣的題目。然后指導(dǎo)教師給出題目具體的研究目標(biāo)和要求,指導(dǎo)學(xué)生相對(duì)獨(dú)立的開(kāi)展研究,用17周的時(shí)間完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì),撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一本。畢業(yè)設(shè)計(jì)具體的研究性學(xué)習(xí)過(guò)程見(jiàn)圖1。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體實(shí)施過(guò)程
(1)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的理解。指導(dǎo)教師應(yīng)幫助學(xué)生就研究題目的意義、所涉及的知識(shí)及存在的爭(zhēng)議去理解畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。鼓勵(lì)學(xué)生從多種角度認(rèn)識(shí)、分析該畢業(yè)設(shè)計(jì)題目所涉及的問(wèn)題,有批判的去思考,大膽的去創(chuàng)新。
(2)搜集、分析、整理資料。查找與畢業(yè)設(shè)計(jì)題目設(shè)定的任務(wù)相關(guān)的國(guó)內(nèi)外資料,深入理解畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù),掌握國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和研究手段。
(3)開(kāi)展調(diào)查研究和擬定研究方法。學(xué)生可根據(jù)個(gè)人理解對(duì)課題進(jìn)行初步的研究,提出主要要解決的問(wèn)題和思路,以及擬采用的方法和手段,撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
(4)討論與修正。學(xué)生將初步研究的結(jié)果,在指導(dǎo)檢查時(shí)或課余時(shí)間,與指導(dǎo)教師和同學(xué)進(jìn)行討論,汲取他人意見(jiàn)和建議,及時(shí)修正部分畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的研究方法,體驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的快樂(lè)與收獲。
(5)開(kāi)展深入研究。學(xué)生根據(jù)之前對(duì)課題的理解和擬定的初步思路,對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行深入研究,利用以往所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題。在此過(guò)程中,還可能遇到新的問(wèn)題,或提出新的問(wèn)題,教師應(yīng)鼓勵(lì)其進(jìn)行獨(dú)立研究,開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和開(kāi)拓創(chuàng)新的能力,客觀地、辯證地去分析和思考,以達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。
(6)撰寫(xiě)畢業(yè)論文。讓學(xué)生按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)規(guī)范來(lái)匯報(bào)自己的結(jié)論,甚至可以鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表自己的研究成果以擴(kuò)大影響。撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)大論文可以培養(yǎng)學(xué)生歸納、總結(jié)、概括、推理和論述能力,學(xué)會(huì)展示自己的工作和成果,總結(jié)和反思自己的研究工作,不斷提高自己的科研水平。將自己所研究的感興趣的課題,通過(guò)查資料、鉆研、質(zhì)疑、解決的過(guò)程,最后以畢業(yè)論文的形式總結(jié)出來(lái),對(duì)他們以后參加工作進(jìn)行專業(yè)性的總結(jié)有很大的幫助。
四、在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)教師的要求
研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程應(yīng)該是教師與學(xué)生平等對(duì)話、相互合作、共同探索真理的過(guò)程。[4]因此,教師應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,平等地與學(xué)生進(jìn)行交流互動(dòng),平等地參與畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的研究,啟發(fā)引導(dǎo)、鼓勵(lì)和支持學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),做學(xué)生的啟發(fā)者、引導(dǎo)者、激勵(lì)者、支持者和合作者。尤其要注意在與學(xué)生相處時(shí)應(yīng)尊重學(xué)生的人格和自由;與學(xué)生交換和分享各自對(duì)知識(shí)、生活的認(rèn)識(shí)時(shí),應(yīng)尊重、理解和包容學(xué)生的不同看法,甚至允許學(xué)生對(duì)教師的思想和觀點(diǎn)進(jìn)行批評(píng)。
1.寬廣的知識(shí)面和較強(qiáng)的知識(shí)交叉應(yīng)用能力
研究性學(xué)習(xí)的性質(zhì)使得學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)時(shí),所涉及的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)某些固定的范圍,學(xué)生需要教師指導(dǎo)和幫助的問(wèn)題也與傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)不同。這就要求教師具有寬廣的知識(shí)面和知識(shí)的交叉應(yīng)用能力,才能解答學(xué)生的質(zhì)疑和困惑。
2.豐富的研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
這是在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。指導(dǎo)教師在對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)過(guò)程中,要剖析題目的研究思路、比較研究的方法,以及相關(guān)的工程實(shí)踐。如果自身沒(méi)有相關(guān)的研究成果,沒(méi)有這個(gè)領(lǐng)域的工程實(shí)踐,對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)就缺少了說(shuō)服力,也就不能激起學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)其解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力及啟發(fā)式思維。
3.工作的熱情和教學(xué)的投入
在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)具有針對(duì)性和啟發(fā)性。這就要求指導(dǎo)教師要做好研究性學(xué)習(xí)的教學(xué),要熱愛(ài)教學(xué)和投入教學(xué),要研究學(xué)生的需求、思維的方式和個(gè)體的差異,要有針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo),要注重學(xué)生獲取、應(yīng)用和創(chuàng)造知識(shí)的過(guò)程,而不是最后的結(jié)果。
4.畢業(yè)論文撰寫(xiě)指導(dǎo)
撰寫(xiě)畢業(yè)論文是學(xué)生對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目研究情況的歸納與總結(jié)。教師要使學(xué)生了解畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫(xiě)格式,引導(dǎo)學(xué)生了解研究成果的表現(xiàn)形式和交流形式。同時(shí),指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)所得到的收獲,包括心理上的成長(zhǎng)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯中去展示成果,讓學(xué)生的創(chuàng)新才智在進(jìn)一步的思辯爭(zhēng)論中得以發(fā)展。
五、結(jié)論
在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)不但能培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力,還能培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、解疑、創(chuàng)新、總結(jié)和交流的能力,真正實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo),同時(shí)也是進(jìn)行教學(xué)方法改革創(chuàng)新的一個(gè)體現(xiàn)。本文的研究?jī)?nèi)容為在畢業(yè)設(shè)計(jì)中開(kāi)展研究性教學(xué)提供了參考和借鑒。
參考文獻(xiàn):
[1]閆守發(fā).開(kāi)展研究性學(xué)習(xí) 培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J].遼寧師專學(xué)報(bào),2005,7(1).
[2]劉長(zhǎng)風(fēng),劉學(xué)貴,馮靜薇,等.研究性學(xué)習(xí)在環(huán)境工程專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2005,15(20).
[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力;應(yīng)用;動(dòng)力
中圖分類號(hào):TK12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)17-0035-01
引言
熱能動(dòng)力工程對(duì)于整個(gè)中國(guó)社會(huì)的發(fā)展的貢獻(xiàn)是毋庸置疑的,就算是在科技信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天我們?nèi)匀徊荒懿怀姓J(rèn),熱能動(dòng)力工程仍舊在影響著我們社會(huì)生活的方方面面,而在經(jīng)濟(jì)和生活的領(lǐng)域,熱能動(dòng)力工程更是正在發(fā)揮著其不能取代的力量,人們?cè)絹?lái)越想要追求一種生態(tài)綠色的生活方式。本文就熱能動(dòng)力工程的熱能動(dòng)力工程,這個(gè)現(xiàn)代社會(huì)的文明動(dòng)力技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。
1、當(dāng)前熱能動(dòng)力工程的現(xiàn)狀
我國(guó)的煤炭資源總量相對(duì)豐富、石油資源日漸短缺、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)資源的需求增加、煤化工技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步等共同推動(dòng)了煤炭深加工戰(zhàn)略的實(shí)施。我國(guó)煤炭資源人均占有量較低.僅為世界平均水平的60%左右:隨著物質(zhì)文化生活水平的提高,對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求日益嚴(yán)格等,因此.煤炭的高效加工轉(zhuǎn)化利用任務(wù)艱巨。多能源互補(bǔ)與多功能綜合是當(dāng)代世界能源動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展的主要特征和趨勢(shì)。熱能動(dòng)力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)多種形式原燃料及電能等能源輸入、多種形式產(chǎn)品及熱能動(dòng)力等能量輸出的復(fù)雜系統(tǒng)。在此過(guò)程中,原燃料、化工產(chǎn)品、熱能動(dòng)力等能源存在不等價(jià)性,使得科學(xué)合理地評(píng)價(jià)化工熱能動(dòng)力多聯(lián)產(chǎn)成為難題:而且原燃料、化工產(chǎn)品、熱能動(dòng)力等具有不同品質(zhì).其多樣性又使得比較對(duì)照變得更加復(fù)雜。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源、環(huán)境問(wèn)題日益突出,由此而誕生的能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等綜合的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則受到重視。
2、熱能動(dòng)力工程設(shè)計(jì)的基本要求
眾所周知,不管是什么項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì),都需要有專業(yè)高素質(zhì)的設(shè)計(jì)人才和先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)為基礎(chǔ),同時(shí)設(shè)計(jì)企業(yè)還需要對(duì)程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行考慮。
2.1 高素質(zhì)的設(shè)計(jì)專業(yè)人才
熱能動(dòng)力工程的設(shè)計(jì)需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人才。在招聘設(shè)計(jì)人員的時(shí)候要通過(guò)各種方式選拔具有扎實(shí)的熱能動(dòng)力設(shè)計(jì)基本功,有創(chuàng)新性、靈活的應(yīng)變力的高素質(zhì)人才。社會(huì)是不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)日新月異,人們的需求也在不斷的改變。所以要定時(shí)的對(duì)熱能動(dòng)力設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn),培養(yǎng)出能夠與時(shí)俱進(jìn)的設(shè)計(jì)人才。
2.2 設(shè)計(jì)技術(shù)的先進(jìn)性
設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)性的考量標(biāo)準(zhǔn)是要符合客戶的需求,要符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)水平要達(dá)到甚至超越當(dāng)前的國(guó)際水平。同時(shí)在工程系統(tǒng)的設(shè)備選型和組合方式等設(shè)計(jì)內(nèi)容也要具有先進(jìn)性。要確保在后期設(shè)計(jì)的修改和完善的過(guò)程中,系統(tǒng)工程可以自行維護(hù)。在具體的電廠熱能動(dòng)力設(shè)計(jì)中,要根據(jù)自己廠里面實(shí)際情況引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。
2.3 經(jīng)濟(jì)效益的合理性
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天,企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)就是經(jīng)濟(jì)實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng),所以在電廠熱能動(dòng)力工程中要以取得經(jīng)濟(jì)效益為目的。在熱能動(dòng)力系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)中要綜合考慮工程建設(shè)的費(fèi)用,設(shè)備的費(fèi)用,維修的費(fèi)用,以及其他的一切系統(tǒng)資金費(fèi)用。要是經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到合理性。工程系統(tǒng)費(fèi)用要在合理的范圍之內(nèi),保證在取得足夠的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),能夠提高工作質(zhì)量和保證安全。
3、熱能的特點(diǎn)以及利用
3.1 熱能的特點(diǎn)
現(xiàn)階段當(dāng)中,人類所使用的熱能,主要是通過(guò)一次能源的轉(zhuǎn)換而得來(lái)的,所以,分析熱能的特點(diǎn),需要從以下三個(gè)方面來(lái)入手進(jìn)行:(1)太陽(yáng)能及其能量的轉(zhuǎn)換。太陽(yáng)能,通過(guò)對(duì)植物的照射,進(jìn)而使植物的內(nèi)部存有的葉綠素,發(fā)生一系列的能源轉(zhuǎn)換以及光合作用,進(jìn)而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物的質(zhì)能,而太陽(yáng)能的光,則是經(jīng)過(guò)熱量的轉(zhuǎn)換以及點(diǎn)的轉(zhuǎn)換,進(jìn)而成為我們所使用的能源物質(zhì);(2)燃料化學(xué)能及其轉(zhuǎn)換過(guò)程。燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)換,主要是通過(guò)燃燒的方式,將存在于其中的化學(xué)能,轉(zhuǎn)換成為熱能,進(jìn)而再通過(guò)相關(guān)的技術(shù)手段,將其轉(zhuǎn)換成為人類生活和生產(chǎn)所需要的機(jī)械能,例如常見(jiàn)的汽輪機(jī)等,其工作的方式,就是首先將化學(xué)能源,轉(zhuǎn)換成為蒸汽的熱能,進(jìn)而再通過(guò)相關(guān)的設(shè)備以及技術(shù),將汽輪機(jī)之內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械發(fā)動(dòng)所需的機(jī)械能;(3)熱能的轉(zhuǎn)換,其中主要包括兩種能量的形式,即電能以及機(jī)械能,電能包括熱電發(fā)電機(jī),而機(jī)械能,則主要有汽輪機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)。
3.2 熱能的利用
熱能在我國(guó)許多行業(yè)當(dāng)中都有著廣泛的運(yùn)用,并且,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中,也占據(jù)了核心的地位。總的來(lái)講,熱能的相關(guān)利用,在以下幾個(gè)行業(yè)當(dāng)中最為廣泛:電力工業(yè),熱能動(dòng)力工程在其中有著非常重要的應(yīng)用,在核發(fā)電、火力發(fā)電等裝置設(shè)備的使用之中,熱能動(dòng)力工程及相關(guān)的技術(shù),是其工作的基礎(chǔ);鋼鐵工業(yè),尤其在高爐煉鐵、煉鋼以及軋鋼等工藝當(dāng)中,應(yīng)用極為廣泛;相關(guān)的有色金屬工業(yè),其中包括有鋁、銅等有色金屬,其冶煉,均使用的是熱能;化學(xué)工業(yè),在化學(xué)工業(yè)的相關(guān)應(yīng)用之中,合成氮、酸堿等的相關(guān)生產(chǎn)工藝程序,主要使用到的是熱能動(dòng)力工程之中的技術(shù)手段,以其基本的原理來(lái)作為理論依據(jù);石油工業(yè),其中包括石油的采集、冶煉、運(yùn)輸?shù)鹊榷鄠€(gè)環(huán)節(jié),都運(yùn)用到了熱能動(dòng)力工程當(dāng)中的相關(guān)技術(shù)理論;機(jī)械工業(yè)以及相關(guān)的建筑工業(yè),包括材料的生產(chǎn)、材料的制造、相關(guān)工藝鍛造、焊接技術(shù)以及鑄造等,都有熱能的利用;交通運(yùn)輸領(lǐng)域當(dāng)中,包括汽車、輪船、飛機(jī)等的使用;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面,也有著廣泛的運(yùn)用,包括蔬菜的溫室培養(yǎng)、魚(yú)池的加溫加熱、電力方面的農(nóng)業(yè)灌溉等方面,均有著廣泛的使用。同時(shí),在人們的日常生活之中,熱能也有著廣泛的使用,例如冬天之時(shí)的供暖設(shè)備等。根據(jù)上述的分析,可以看出,熱能及其相關(guān)的動(dòng)力工程,在人們的生活以及生產(chǎn)當(dāng)中,發(fā)揮著非常重要的作用,是一項(xiàng)極為重要的能源,下文將針對(duì)熱能的特點(diǎn),進(jìn)行深入細(xì)致的探究,幫助在日常的使用過(guò)程當(dāng)中,發(fā)揮出更大的效應(yīng)。
4、電廠熱能動(dòng)力工程系統(tǒng)的修改和完善
電廠熱能動(dòng)力工程系統(tǒng)安裝完成之后要對(duì)電廠熱能動(dòng)力工程系統(tǒng)的總系y和分系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試,測(cè)試各方面的功能是指標(biāo)是否滿足國(guó)家的相關(guān)技術(shù)規(guī)定,如果不滿足或者不完全滿足相關(guān)的規(guī)定要及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行修改。熱能動(dòng)力系統(tǒng)的建設(shè)一般都要經(jīng)過(guò)立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工、安裝、調(diào)試、評(píng)估和驗(yàn)收這個(gè)周期,所以說(shuō)熱能動(dòng)力系統(tǒng)的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的工程。
5、結(jié)束語(yǔ)
本文重點(diǎn)地分析了相關(guān)熱能動(dòng)力工程設(shè)備裝置的使用、工藝流程,并且針對(duì)熱能的特點(diǎn)、利用以及對(duì)于環(huán)境的污染、節(jié)能減排工作的重點(diǎn)等進(jìn)行了分析,力求更加全面地掌握熱能動(dòng)力工程的實(shí)際狀況,更好地加以運(yùn)用,逐步地提升生產(chǎn)的質(zhì)量和效率,為相關(guān)的節(jié)能減排工作做出突出的貢獻(xiàn)。
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