1.实习教学模块
专业技能实习和专业认识实习：通过实习的实践教学，体会工程和工业环境，培养学生的感性认识和基本技能，提高学生自己对专业的兴趣和自信心，加强学生的动手能力和形象思维能力，这些都是学生在以后进行专业创造性设计所不可缺少的能力和素质，所以在确定“工程训练”和“认识实习”的内容和方式中，一方面强调学生实际操作的重要性，另一方面强调学生接触工程实际的必要性。
专题实习（如就业实习）：主要是针对特定的目的在校外企业、研究院所等单位，结合特定的任务开展实习工作，一方面提高相关的技能和素质，另一方面增强对社会的适应能力。
2.实验教学模块
实验教学环节是理论与实践相结合、学习与研究相结合、模仿与创新相结合的重要教学手段。对于机械类专业来说，很多课程都必须用相应的实验教学来加深、加强理论教学效果，尤其是机械设计系列课程和制造技术系列课程，其实践性都非常强。因此，在对实验教学内容进行改革和设置时，考虑到学生对事物的认知规律和创新思维的过程，我们将实验主要设置成工程认知性实验、原理验证性实验、技能操作性实验、综合应用性实验、设计开发性实验5个类别。
实验的教学组织形式也随实验内容和教学方法的改革而发生了变化，既开设了穿插在课程中的实验，又开设一些独立的实验课程，如机械工程系列实验课、现代制造技术实验课、创意设计实践及机器人基础与实践等，满足了不同学生对实验教学和知识能力培养的需求。
3.综合设计实践教学模块
综合设计实践环节是将以前各自独立的多门课程设计、综合性实验和毕业设计等训练内容进行整合、改革后的一种综合实践性教学环节，除毕业设计外包括4个主要的综合实践教学内容：微机原理与接口技术综合实践、机械系统创新设计综合实践、现代制造技术综合实践和机电系统综合实践，内容涵盖了专业基础和专业主修课程，真正做到在内容上互相渗透，体现“机为主，电为用，机电一体”的培养模式。
4.其他实践教学模块
其他实践教学模块包括专题研究、科研实践、各种技术培训和认证、学科竞赛等。因为能力和素质的培养不是一朝一夕完成的，它是一个综合培养和训练的过程，是一个通过实践不断强化和提高的过程，这些实践可以充分发挥学生的特长和兴趣，调动自主实践的积极性。为学生提供施展自己才华的机会，为学生提高自己的专业技能提供广阔的空间。
三、结束语
课程体系的改革充分体现了“以机为主，以电为用，机电一体”的厚基础、宽口径、高素质的复合型人才培养的模式，体现了现代素质教育和能力教育并重的教育思想和教学观念，同时也体现了对人才培养目标和模式的基本要求，这将有利于学生个性培养和自主发展，为培养21世纪具有竞争能力的创新人才发挥专业优势。
机械类专业“工程热力学”课程教学改革实践探索
陈淑玲，陈梅倩，张华
（北京交通大学机电学院，100044）
摘要：结合专业特色和培养目标，在机械类专业工程热力学课程教学过程中，从课程教学内容的整合和优化、研究性教学理念的渗透和教学方法的改革等方面进行了一些实践尝试，强化工程热力学课程在机械类专业素质形成中培养扎实的理论基础和工程实践能力的作用。
关键词：工程热力学 机械类专业 教学改革实践
按照1998年教育部颁布的新的专业目录，我校将原有的机车、车辆、内燃机、机车运用专业归并为机械大类专业，作为专业必修课开设48学时的“工程热力学”，2003年重新修订教学培养计划，将“工程热力学”列为机械类专业基础平台课，但课时缩减为32学时。如何在这样少的学时数内搞好课程的教与学，提高教学质量，使“工程热力学”这门课程在培养基础宽厚、能力强、素质高的复合型人才方面发挥应有的作用，我们在机械类专业“工程热力学”课程教学过程中，在教学内容、教学方法等方面，进行了一些改革实践，有一些认识和体会与大家进行交流。
一、课程的作用与特点
能源是全球关注的焦点，开发新能源，节约现存资源对人类的生存和发展至关重要。工程领域的技术工作都离不开用能，机械工程中也有许多技术问题的解决最终归结为能量的利用和传递问题，工程热力学是一门研究能量转换规律和能量合理有效利用的学科，是工科类学生的公共技术基础课之一，在培养21世纪复合型工程技术人才科学素质中起着重要的作用。
“工程热力学”是学生公认的一门比较难学的课程，它的特点是：①内容多，理论性强。工程热力学的内容是围绕着热能与其他能量转换这条主线展开的，包括能量转换必须满足的两个基本定律——热力学第一定律和第二定律；实现能量转换的内、外部条件——工质和热力过程；压气机、喷管、内燃机、制冷机等热力设备中的能量转换过程和循环的研究等，既有理论又有工程应用，内容多，而且各个部分之间联系紧密。②概念多而且抽象。
工程热力学为了研究问题建立了许多基本概念，如平衡状态、准平衡过程、可逆过程、焓、熵等，尤其是熵的概念，是以公式ds＝dq /T 定义的，从定义式看，熵与换热量和系统温度有关，似乎是过程量，但它却是个状态参数，而熵这个状态参数的变化又可以反映热力过程的不可逆性，如此多而抽象的概念，不易理解和掌握，增加了课程学习的难度。③公式多，应用条件复杂。工程热力学的基本理论数学推导严谨，应用基本理论解决工程实际问题，涉及很多公式的应用。在不同的应用条件下，同一个公式又有诸多简化的表达形式。比如热力学第一定律的数学表达式有闭口系统能量方程（基本能量方程）和开口系统能量方程，用于微元过程、可逆过程、理想气体、稳定流动等条件下又有不同的表达形式，要求学生熟悉公式的物理意义，明确不同公式的具体应用条件，才能正确运用。在上课的初始，就让学生了解工程热力学课程的作用与特点，结合列举机械专业相关的工程实例和存在问题，引出其中和热相关的背景材料，让学生初步了解该门课程的性质和任务，激发学生学习的热情和积极性，做好面对困难的准备。同时，也要让学生了解课程的定位——在专业能力形成中起到扎实的理论基础和对工程实践的指导作用，强调课程体系中理论和应用的有机结合、相互渗透，注重培养学生的工程观点和运用基本理论解决工程实践问题的能力。
二、改革教学内容，体现专业特色
（一）教材的选用
教学内容的改革首先要求有相适应的教材。教材是教师与学生之间教与学的桥梁，是体现教学内容的知识载体。为适应机械类专业的培养目标和教学要求，我们选用了陶文铨、李永堂教授主编，武汉理工大学出版社出版的《工程热力学》作为教材，该书是教育部高等教育面向21世纪课程教材，适用机械工程类专业的新编教材，充分考虑了机械类专业与能源动力类专业在课程要求方面的差别，内容的编排不仅简洁精练而且具有完整、系统的知识体系和反映学科领域的最新成果，为保证教学质量起到了关键作用。
（二）教学内容的整合和优化
机械类专业“工程热力学”课程课时少、内容多是一个十分突出的矛盾，面对这个问题，我们课程组的老师一致认为不能因为课时减少而降低授课质量、降低培养要求，应科学地进行教学内容的整合和优化。
首先，教学内容的精简必须保持课程基本理论的严密性和系统性。工程热力学的内容可概括为基本理论和工程应用知识两大部分，包括工程热力学的研究对象和方法；为了研究的需要而建立的基本体系和基本概念，热力学第一定律揭示了能量转换的量变规律，热力学第二定律揭示了能量转换的质变规律，热力学第一、第二定律是实现热功转换必须遵守的两大客观规律；能量转换的内因——理想气体、实际气体、水蒸气、混合气体和湿空气等工质的热力性质研究；能量转换的外因——各种热力工程研究；为了探讨在各类动力及制冷设备中能量转换的具体方法及提高能量转换效率的途径，还要进一步研究各类动力循环和制冷循环。其中基本概念、两大定律、工质的热力性质和热力过程是研究能量转换的基本理论，在课程内容的安排上应放在重要位置，保证其完整性，而工程应用部分则是应用基本理论从工程观点出发探讨各种热力设备中能量有效利用的基本途径和方法，具有一定的共性，可以触类旁通，因此可根据专业要求和学时情况做出适当的压缩，比如，在动力循环部分重点讲活塞式内燃机循环，在制冷循环部分以蒸汽压缩制冷循环为主，这样重点突出而且不会影响对课程内容的系统掌握。
其次，要注重本课程与其他课程的衔接，比如在大学物理中学过的热学部分已经涉及热力学的两大定律、卡诺循环和卡诺定理、4个基本热力过程等内容，在讲课过程中，注重调动学生以前储备的知识，讲清楚本课程内容与已学知识的区别联系所在、处理方法的不同，这样联系对比的讲解不仅可以节省课时，而且有利于对本课程更深层次的理解掌握。
另外，工程热力学的公式推导比较多，如在课堂上详细讲解推导过程则要占用大量课时，而采用电子教案快速讲解公式推导则效果很差。因此，对课程中有关公式推导的内容要进行精心挑选提炼，根据专业特点，按照上海交通大学童钧耕教授提出的“重公式，轻推导”的方法处理，强调对最后推导出的公式的理解，掌握公式的意义和应用，让学生抓住重点，学会科学的思维分析方法，并能够理论联系实际。
总之，课程教学内容的改革应从学生培养的需要出发，重在培养学生的科学素质和科学思维方式，提高分析问题和解决问题的科学研究能力，把教学重点放在基础理论部分，可使学生理论基础扎实、后劲足，同时强调工程应用训练，使学生掌握一般实际工程问题的模型建立和简化方法，达到加强基础、培养能力的目的。
三、强化研究性教学理念，改革教学方法
课堂讲授是教师最多采用的教学方法，事实上，任何一门课程的教学都离不开讲述，尤其对于课时紧张的课程，采用直接讲述的方法可以节省教学时间，况且现在大家都采用电子教案，配合投影、视频等多媒体手段，可使讲述更为生动。但是，讲述式教学很容易形成“输入式”教学或称为“满堂灌”，教师辛苦地演讲，学生被动地接受，缺乏创新思维能力的锻炼。要避免这种情况，就要对讲述式教学方法进行改革，首先要在“精讲”上下足工夫，精心准备课堂内容，必要的讲授一定要条理性强、重点突出，这样可以节省出一些时间进行研究性教学方法的应用探索，比如，采用提问式教学、案例式教学，开展课堂讨论，学生动手写课程总结、问题归纳等并进行交流，活泼多样的启发式教学，让学生在思考中吸收新知识，活跃学生的学术思想，为他们的独立思维和激发创新精神提供充分的空间。
提问式教学法是以学生为中心的教学法，通过问答增加学生参与的机会，刺激学生积极思考，引起学生主动学习的兴趣，集中注意力，沉闷的课堂可以变得生动活泼，教师也可以借此及时考查学生对教学内容的领悟与接受情况。变单纯讲述为提问式教学，教师必须认真地去设计各种问题，针对不同内容设置难易程度不同的问题，学生回答问题的方式可以是自由回答，或点名回答，或请学生上讲台发言，也可以组织课堂讨论，或者将问题带回去思考下次课再来讨论等，不拘形式。实践证明，这种提问式教学方式可促使学生积极参与教学，课堂上师生互动，气氛热烈，教学效率高，效果好。比如，在学习“气体与蒸气的流动”这部分内容时向学生提出一系列问题，如“这里我们研究什么样的流动问题？”、“研究依据的基本方程是什么？”、“解决了什么工程问题？”、“研究的方法是什么？”等，通过问题的解答，使学生从课程内容中跳出来，站到一定的高度进行思考和总结，找出工程热力学中研究的流动问题的特点，掌握喷管这种特殊管道中流动工质实现热能与机械能转换的规律。实施提问式教学应该注意把握以下几点：①对提出的问题要仔细推敲，有针对性，有启发性，难易适中；②课堂上提出问题的频率要适中，不可过频；③要很好掌控课堂节奏，使师生互动有序、和谐地进行。
我们还尝试其他一些研究性教学方法，比如安排学生完成一些较系统的章节总结，要求学生认真梳理知识脉络，总结重点、难点，提供机会让学生上讲台演讲展示，学生提出问题进行课堂讨论，教师在其中主要起到指导、引导和把关的作用，这样的做法提高了学生的发现问题、解决问题的能力和语言表达能力，使学生综合素质提高。而且还提倡鼓励学生在课堂上随时提问，勇于质疑，鼓励学生通过网络和老师进行交流，充分营造研究性教学氛围。
实践证明，对于少学时课程，加强研究性教学方法的应用，改变传统的灌输式教学为启发式教学，提高教学质量，在高质量人才培养中可以发挥很好的作用。
