新工科背景下《熱工過程與設(shè)備》課程教學(xué)改革的探索

吳 中，張現(xiàn)峰

(蚌埠學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

新工科是一項針對新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃。新工科建設(shè)以智能制造、云計算、人工智能、機器人等方式方法實現(xiàn)對于傳統(tǒng)工科的升級。涉及專業(yè)涵蓋了所有傳統(tǒng)工科專業(yè)，內(nèi)涵豐富，對于新時代新經(jīng)濟下的人才培養(yǎng)具有重要的意義?！靶鹿た啤笔恰肮た啤?，是新建的工科專業(yè)及原有工科+新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和/或新體系而形成的工科“新形態(tài)”[1-2]。按照教育部劃定的新工科建設(shè)行動路線，地方高校應(yīng)加快將"新工科"建設(shè)列入產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、人才發(fā)展規(guī)劃。

我校的辦學(xué)定位為地方性、應(yīng)用型、工程化；旨在培養(yǎng)適應(yīng)當?shù)亟?jīng)濟形態(tài)下產(chǎn)業(yè)發(fā)展對于專業(yè)人才的需求。蚌埠市在目前的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中正全力打造千億級硅基新材料產(chǎn)業(yè)園，已經(jīng)構(gòu)建了以新型顯示玻璃、太陽能電池、特種玻璃制品為發(fā)展中心點的三個產(chǎn)業(yè)鏈。為適應(yīng)當?shù)亟?jīng)濟的需求和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我校無機非金屬材料工程專業(yè)也依此為主要依據(jù)，培養(yǎng)“基礎(chǔ)扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高”的專業(yè)人才。一方面，人才培養(yǎng)著重于玻璃生產(chǎn)與加工方向的應(yīng)用型人才，適應(yīng)于傳統(tǒng)的玻璃制造行業(yè)的人才需求[2-4]。另一方面，由于地方新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的核心需求和核心地帶的轉(zhuǎn)變，人才的培養(yǎng)也要及時調(diào)整，以面對經(jīng)濟的主戰(zhàn)場如現(xiàn)代新型顯示玻璃和功能玻璃的快速發(fā)展。按照地方性、應(yīng)用型、工程化的人才培養(yǎng)定位，融入地方新產(chǎn)業(yè)對于人才培養(yǎng)的需求，轉(zhuǎn)變教育思想、更新教育理念，實現(xiàn)教學(xué)改革的不斷深化，全面提高教學(xué)質(zhì)量越來越受到人們的關(guān)注。新工科背景下，專業(yè)人才的培養(yǎng)中，課程建設(shè)在高等教育改革中始終居于十分重要的地位。課程建設(shè)對于高校教學(xué)而言是專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，其建設(shè)水平直接關(guān)系到高校的教育教學(xué)質(zhì)量及人才培養(yǎng)的水平；對于學(xué)科建設(shè)與發(fā)展而言是人才培養(yǎng)的支撐點，其建設(shè)水平直接關(guān)系到學(xué)科的發(fā)展方向及人才培養(yǎng)的水平。為適應(yīng)新工科建設(shè)背景下對學(xué)科改革和創(chuàng)新的要求，有必要對現(xiàn)有《熱工過程與設(shè)備》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和評價方式進行改革和探討。

《熱工過程與設(shè)備》課程屬于無機非金屬材料工程專業(yè)本科生的專業(yè)方向必修課。課程是培養(yǎng)無機非金屬材料工程技術(shù)及研究人才的整體知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分，具有不可替代的地位及作用[8]。在總的培養(yǎng)目標下著重掌握有關(guān)熱工設(shè)備的基本流程、基本結(jié)構(gòu)、基本原理以及新技術(shù)的論述的基本理論、基本知識和基本技能。其重點是在目前應(yīng)用廣泛的、新型高效的、有發(fā)展前途的無機非金屬材料熱工設(shè)備與技術(shù)。為生產(chǎn)及生產(chǎn)管理、設(shè)計及技術(shù)開發(fā)等工作奠定必備的理論基礎(chǔ)。

結(jié)合無機非金屬工程專業(yè)在新工科建設(shè)背景下無機非金屬工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的轉(zhuǎn)變與提高、培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新的要求，對《熱工過程與設(shè)備》課程的教學(xué)現(xiàn)狀進行分析，可以發(fā)現(xiàn)本課程的教學(xué)過程有存在內(nèi)容設(shè)置有待優(yōu)化、教學(xué)方式單一和評價方式不全面的問題。產(chǎn)生上述問題的原因在于傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法不適用于新工科建設(shè)背景下無機非金屬工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。因此，為適應(yīng)新工科建設(shè)背景下對學(xué)科改革和創(chuàng)新的要求，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和就業(yè)質(zhì)量，有必要對現(xiàn)有《熱工過程與設(shè)備》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及評價方式進行改革和探討。

1 內(nèi)容設(shè)置

《熱工過程與設(shè)備》作為無機非金屬材料工程專業(yè)基礎(chǔ)課，具有概念較為抽象，公式多計算復(fù)雜、內(nèi)容繁瑣等特點，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程具有較大的難度。但同時《熱工過程與設(shè)備》也是與工程實踐結(jié)合非常緊密的一門課程，因此可以在該課程的教學(xué)過程中結(jié)合大量的實例分析，不僅可以幫助學(xué)生理論聯(lián)系實際更容易理解抽象的材料工程概念，而且還有利于培養(yǎng)學(xué)生對于工程應(yīng)用與分析能力的思考。

隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多學(xué)科融合，多角度參與已成為新工科專業(yè)的重要特點。在此背景下，各學(xué)科之間的進一步交叉融合給《熱工過程與設(shè)備》這門傳統(tǒng)的課程帶來了很多新的內(nèi)容。然而，目前《熱工過程與設(shè)備》這門課程的教材內(nèi)容更新較慢，課程內(nèi)容及本課程與前期基礎(chǔ)課程和后期拓展課程的脈絡(luò)設(shè)置不夠清晰明了。先進的設(shè)備和處理工藝不能及時充實到教學(xué)內(nèi)容中。

在內(nèi)容設(shè)置的改革探索中，要注意《熱工過程和設(shè)備》課程內(nèi)容之間及其與前期的基礎(chǔ)課程及后期拓展課程之間的聯(lián)系。在課程內(nèi)容脈絡(luò)設(shè)置上：(1)通過已學(xué)會的前期課程導(dǎo)入本課程的內(nèi)容，尋找前期內(nèi)容與現(xiàn)學(xué)內(nèi)容的相互聯(lián)系便于學(xué)生接受和理解。(2)對于《熱工過程和設(shè)備》課程各章節(jié)內(nèi)容要找出其內(nèi)在規(guī)律，使其條理化、邏輯化，同時要注意知識點的歸納總結(jié)。(3)廣泛吸收和增加最新研究的成果，如新的熱工設(shè)備和熱處理工藝等?！稛峁み^程和設(shè)備》這門課程有助于培養(yǎng)玻璃生產(chǎn)與技術(shù)和功能硅基新材料加工與工藝方向人才，通過本門課程的學(xué)習(xí)在介紹相關(guān)章節(jié)時要注意人才培養(yǎng)方向后期課程的設(shè)置，在講解過程中給予適當?shù)难a充并引導(dǎo)學(xué)生對拓展延伸知識的興趣。

2 教學(xué)方式

教學(xué)方式是實現(xiàn)課程建設(shè)的重要手段。現(xiàn)行教學(xué)方式有講授法、演示法、實驗法、練習(xí)法等通過直接或者間接的方式完成教學(xué)過程。各種教學(xué)方式既有其優(yōu)越的一面，也有其不可避免的弊端。目前蚌埠學(xué)院無機非金屬材料工程《熱工過程與設(shè)備》課程采用的教學(xué)方法是以教師教授為主，學(xué)生則是以聽講為主，輔以習(xí)題指導(dǎo)。由于這一教學(xué)方法比較單一，對于詳細全面講解理論知識具有一定的優(yōu)勢。然而熱工過程和設(shè)備課程的許多知識比較抽象，熱處理設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這一教學(xué)方法使得學(xué)生很難通過教師的語言描述準確地理解。

為解決《熱工過程與設(shè)備》課程內(nèi)容繁瑣且抽象的問題，采用多元化教學(xué)方式以便于理解和掌握基本理論及基本的工程化和應(yīng)用分析能力。其中多媒體教學(xué)已成為提高學(xué)生綜合能力的有效載體和途徑。多媒體教學(xué)對于抽象概念的講解，公式的演示，內(nèi)容的結(jié)構(gòu)具有不可替代的優(yōu)勢。近年來對于多媒體教學(xué)方式的探索也使得這一教學(xué)手段得到更大的發(fā)展[9]。

3 評價體系

為檢驗人才培養(yǎng)是否復(fù)合新工科背景下工程人才培養(yǎng)的要求，評價體系的建立與執(zhí)行至為重要。評價體系在學(xué)生培養(yǎng)過程中起著“指揮棒”的作用，需全面考查學(xué)生的理論與實踐能力包括對知識的理解和掌握情況、工程應(yīng)用能力與團隊寫作能力等。目前《熱工過程與設(shè)備》課程的評價方式為平時成績30%加期末考試成績70%的評價方式。通過考試成績可以一定程度考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，但對于考核學(xué)生的問題分析能力、文獻查閱能力、團隊協(xié)作能力等方面顯得力不從心，迫切需要進一步完善評價體系。

因此，《熱工過程與設(shè)備》課程應(yīng)建立綜合得評價體系，以全面考察學(xué)生對于基礎(chǔ)理論的掌握以及進一步的工程化和應(yīng)用分析能力。評價不僅要注重對技能和成果評價，而且要對學(xué)生的態(tài)度和方法進行評價。評價既要有任務(wù)階段性評價，又要有結(jié)論性評價，應(yīng)注重可持續(xù)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、盡量突出能力為本的考核方式方法。

隨著新經(jīng)濟發(fā)展，《熱工過程與設(shè)備》課程在學(xué)科建設(shè)方面也要與時俱進，促進無機非金屬工程專業(yè)新工科建設(shè)。問題導(dǎo)向教學(xué)是按照新工科建設(shè)背景下無機非金屬工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的轉(zhuǎn)變與提高、培養(yǎng)模式的改革和創(chuàng)新展開并貫穿于整個教學(xué)。我校現(xiàn)已配備有完善的課程教學(xué)平臺(超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺www.chaoxing.com)和實驗教學(xué)平臺(省級硅基新材料工程實驗室)。課程教學(xué)平臺和實驗教學(xué)平臺保障了《熱工過程與設(shè)備》課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進行改革和探討的必要條件，適應(yīng)新時代本科教育改革。課程理論學(xué)習(xí)和實驗實踐課程的結(jié)合實現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)中做和在做中學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)生的專業(yè)熱情等，有助于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和無機非金屬工程專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量。