熱工根底課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺的建立與研究〔〕:

摘要：介紹了在教育部修購專項(xiàng)的支持下，中國石油大學(xué)〔北京〕熱能與動力工程專業(yè)熱工根底本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室在完成實(shí)驗(yàn)室建立任務(wù)的根底上，構(gòu)建了包括根底實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究三位一體的、多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺。同時在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、開展導(dǎo)生制實(shí)驗(yàn)教學(xué)、整合實(shí)驗(yàn)設(shè)備等方面進(jìn)展了一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的理論和研究。

關(guān)鍵詞：熱工根底；實(shí)驗(yàn)室建立；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

本文引用格式：郭煜,等.熱工根底課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺的建立與研究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(82):162-163.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是衡量高校教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)，是培養(yǎng)學(xué)生動手才能以及理論與創(chuàng)新精神的重要過程，是培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型大學(xué)生的重要手段【1】。從2022年起自2022年止，在三次教育部修購專項(xiàng)的支持下，中國石油大學(xué)〔北京〕能源與動力工程專業(yè)熱工根底本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過十年的建立，從無到有，不僅完成了實(shí)驗(yàn)室建立的全部內(nèi)容，滿足了熱工根底課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，而且，在實(shí)驗(yàn)室建立的規(guī)模上，構(gòu)建了包括根底實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究三位一體的、多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺【2】。同時，為進(jìn)一步進(jìn)步實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，開展導(dǎo)生制實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整合實(shí)驗(yàn)設(shè)備等方面進(jìn)展了理論和研究。本文主要介紹了在熱工根底實(shí)驗(yàn)室建立、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺建立等方面的工作和成果，以及在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的理論和研究。

一實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺建立的中心思想

以本科教學(xué)為立足點(diǎn)，以人才培養(yǎng)為目的，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺建立，標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理、保障和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行、探究和研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)、推進(jìn)和深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，全面進(jìn)步實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有較強(qiáng)理論才能，創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才。

二標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺建立

在實(shí)驗(yàn)室建立中，根據(jù)本科培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的要求，購置了實(shí)驗(yàn)設(shè)備。涉及的實(shí)驗(yàn)課程包括：?工程熱力學(xué)??傳熱學(xué)?、以及?工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)?，設(shè)置實(shí)驗(yàn)工程14個，實(shí)驗(yàn)設(shè)備總臺〔套〕數(shù)47臺〔套〕。

為標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，在學(xué)校、學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)一級、二級管理下，制定了熱工實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理文件，包括實(shí)驗(yàn)室工作條例、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理?xiàng)l例、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守那么、儀器設(shè)備管理方法等。對實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用要求：平安為先、標(biāo)準(zhǔn)操作、及時保養(yǎng)、定期維護(hù)、進(jìn)出記錄【3】。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料方面，編寫了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)講義。在實(shí)驗(yàn)成績評定方面，從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和設(shè)備使用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)報告撰寫、以及問題分析和討論等方面綜合評定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，并按一定比例計(jì)入課程總成績中【4】。在實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建立方面，招聘具有博士學(xué)位的專職實(shí)驗(yàn)教師，履行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的日常維護(hù)、調(diào)試、運(yùn)行和指導(dǎo)等職責(zé)。通過標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平安有序地進(jìn)展，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺的建立。

三構(gòu)建"根底實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究";多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺

在熱工實(shí)驗(yàn)室建立的根底上，緊緊圍繞人才培養(yǎng)目的，堅(jiān)持以學(xué)生為本、以質(zhì)量為重的根本原那么，通過科學(xué)地梳理和分析熱工根底課程實(shí)驗(yàn)工程的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，遵循加強(qiáng)理論根底知識、培養(yǎng)綜合理論才能、探究科學(xué)創(chuàng)新精神的循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律，構(gòu)建了包括根底實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究三位一體的、多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺。

第一層次：根底實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

依托根底實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，效勞于根本概念、根本理論的教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生理解、掌握、并穩(wěn)固加深熱工根底課程的根本理論和根本規(guī)律。該平臺側(cè)重于根底性、驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)。通過該平臺，一方面培養(yǎng)學(xué)生的根本實(shí)驗(yàn)操作和技能、根本分析和處理問題的才能、以及根本工程意識和素質(zhì)【5】；另一方面為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、知識的綜合運(yùn)用、以及綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究打下根底。

第二層次：綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

依托綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)工程建立。使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)儀器的綜合使用、理論知識的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測試、工程問題的實(shí)驗(yàn)研究方法等內(nèi)容。在此根底上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)工程的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和整合實(shí)驗(yàn)設(shè)備，防止單一設(shè)備單一用途的低效使用，充分挖掘現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的潛力，多角度、多側(cè)重的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)工程，編寫實(shí)驗(yàn)講義。

例如開發(fā)的"強(qiáng)迫對流換熱綜合實(shí)驗(yàn)";，就是在原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備"空氣外掠平板時外表傳熱系數(shù)測試實(shí)驗(yàn)臺";的根底上，通過分析空氣外掠不同固體外表時，固體外表的幾何特點(diǎn)、對流換熱特點(diǎn)、以及不同換熱情況下測試外表傳熱系數(shù)時所涉及物理量的一樣點(diǎn)和不同點(diǎn)，利用更換不同固體插件、改變供電電源類型、擴(kuò)展溫度巡檢通道等手段，進(jìn)一步開發(fā)出空氣橫掠單管、橫掠圓柱、橫掠順排以及橫掠叉排等不同類型的強(qiáng)迫對流換熱實(shí)驗(yàn)工程，編寫相應(yīng)實(shí)驗(yàn)講義。因此不僅充分挖掘了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的潛力，進(jìn)步了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用效率，而且通過改變實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生更加全面地理解工程理論中典型強(qiáng)迫對流換熱問題的傳熱特點(diǎn)和測試方法。在注重培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的根底實(shí)驗(yàn)才能的同時，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)才能、創(chuàng)新思維方法、分析和解決工程實(shí)際問題的才能。

第三層次：創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

依托創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，鼓勵學(xué)生綜合融匯專業(yè)知識，進(jìn)展課外科技創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)研究，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維潛能，增強(qiáng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)才能和綜合應(yīng)用素質(zhì)【5】。通過該平臺，效勞于科技創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)、以及工程實(shí)際問題研究的需要。

例如結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新，在原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備"程度圓管自然對流換熱外表傳熱系數(shù)測試裝置";的根底上，進(jìn)展程度圓管、豎直圓管、傾斜圓管等典型自然對流換熱問題的研究。結(jié)合本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)，開發(fā)研制出：

"探針法測量松散材料導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究";、"非、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測量保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究";、以及"熱泵性能實(shí)驗(yàn)研究";等實(shí)驗(yàn)工程。

四深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不斷完善和提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺建立

在保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備正常運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有序開展的根底上，進(jìn)展了多方面實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探究和研究，從而不斷完善和提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合平臺建立，進(jìn)步實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，保證創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

〔一〕緊緊圍繞課程主線，科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

熱工根底課程的理論教學(xué)，有其自身的課程主線和研究內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與課程主線親密聯(lián)絡(luò)起來，通過合理地、科學(xué)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)工程、安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，從而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，全面地、系統(tǒng)地夯實(shí)理論教學(xué)的主要研究內(nèi)容，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論教學(xué)的輔助、提升和擴(kuò)展作用，做到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相輔相成、相得益彰。

〔二〕導(dǎo)生制實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式的探究和理論

導(dǎo)生制實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指，通過擇優(yōu)和自薦方式從本專業(yè)學(xué)生中選出占比約8%的學(xué)生作為導(dǎo)生。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先由教師指導(dǎo)導(dǎo)生完成實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析等環(huán)節(jié)，再由導(dǎo)生指導(dǎo)其他學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。形成了教師對導(dǎo)生、導(dǎo)生對學(xué)生的交互式實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。

導(dǎo)生制實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式不僅培養(yǎng)出一批具有較強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)才能的導(dǎo)生，而且極大地發(fā)揮了導(dǎo)生的先進(jìn)性和帶頭性，激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和實(shí)驗(yàn)氣氛，促進(jìn)了學(xué)生之間的交流、分析和研討，也有利地保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效率和高質(zhì)量的完成。

〔三〕實(shí)驗(yàn)設(shè)備的優(yōu)化和整合

通過一臺實(shí)驗(yàn)設(shè)備同一課程不同角度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一臺實(shí)驗(yàn)設(shè)備不同課程不同側(cè)重的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的穿插交融。從而啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究才能和綜合素質(zhì)。

五結(jié)語

在教育部修購專項(xiàng)的支持下，中國石油大學(xué)〔北京〕能源與動力工程專業(yè)熱工實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過十年的建立，構(gòu)建了包括根底實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究三位一體的、多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，滿足了正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科技創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的需要。通過探究和研究包括優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、開展導(dǎo)生制實(shí)驗(yàn)教學(xué)、整合實(shí)驗(yàn)設(shè)備等實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，使學(xué)生的根本實(shí)驗(yàn)技能、綜合實(shí)驗(yàn)才能、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)素質(zhì)等各方面均有所進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

【1】王紅萍,翟桂紅.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建立進(jìn)步實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報:哲學(xué)社會科學(xué)版,2022,34(7):367-369.

【2】俞愛輝,馮妍卉,張欣欣,等.傳熱學(xué)多層次、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式的研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2022,7:115-117.

【3】趙艷娥,陳步云,李紅,等.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室建立促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可持續(xù)開展[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探究,2022,29(8):294-297.

【4】姜寶成,譚羽非,黃怡民.構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系建立一流熱工實(shí)驗(yàn)中心[J].理工高教研究,2022,26(1):76-77.

【5】劉輝軍,李文軍,方波,等.實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范