学科教育论文-整合资源,构建面向热能与动力工程大专业的实验教学平台.doc学科教育论文-整合资源,构建面向热能与动力工程大专业的实验教学平台.doc

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学科教育论文整合资源,构建面向热能与动力工程大专业的实验教学平台作者周萍周乃君艾元方张全黄学章摘要针对实验内容零散,实验数目多,实验设备低效、封闭等问题,通过改革实验室管理体制、整合人力资源与设备资源、建立多层次的实验教学平台等措施,取得了良好的效果。自1998年我国推行“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”、“厚基础,宽口径”的教育思想以来,根据国家教育部专业目录的设置,中南大学将热能工程、制冷及低温工程两个专业整合为一个大专业,即热能与动力工程专业。同时,为了满足经济市场对人才的需求,该专业设有四个方向热能工程、制冷及低温工程、动力工程、热工检测与控制。其培养计划前三年立足于基础教育,后一年突出专业方向的特色。经过几年来的建设与发展,这种“通才”式的人才培养模式取得了良好的效果,学生的创新意识强,对人才市场的适应性强。在近几年就业形势严峻的情况下,本专业本科生的就业率前几年一直保持在100%,2006~2007年也在97%以上。但在培养计划的调整过程中,实验教学仍然按课程进行设置,实验内容零散,实验数目多,实验设备低效、封闭等问题日益突出。为高效发挥实验设备的作用、促进创新人才的培养,笔者在怎样整合实验室资源、构建面向热能与动力工程大专业的实验教学平台方面,进行了积极的探索与实践。一、改革实验室管理体制随着学科发展和教学改革的深入,学科交叉渗透已经反映到实验教学上来。根据热能工程、制冷及低温工程、动力工程、热工检测与控制四个专业方向功能与特点,打破原有学科内部实验室的界限,成立了热能与动力工程实验中心。其目的在于有效克服原有设备管理体制分散、重复、低效和封闭的弊端,合理配置实验人员、实验仪器设备和实验用房等资源,有利于创建学科实验大平台,为培养学生的创新能力提供条件。过去,实验室按专业方向设置,不可避免地存在信息不够畅通、仪器设备重复购置或使用率低的现象。另一方面,将有限的实验经费分散到各个实验室,实验室建设经费不足的问题更为突出。建立实验中心后,实验人员统一管理、资产统一安排、实验设备统一调配,显著地提高了仪器设备的利用率。实验室建设的项目等均由教授委员会根据学科全面发展的需要,通过集体讨论来决定,使有限的资金得到最大程度的利用效益。二、构建科学的实验教学体系实验中心坚持育人为本、学生为先、质量为重的基本原则,遵循循序渐进的教学规律,优化实验课程内容。通过打破每一分支学科自身的系统性、完整性,追求科学技术的综合性与整体性来实现教学内容的整体优化,使实验教学内容突出重心低、知识新、面向宽的特点。在教学组织实施方面,形成由多模块或多门课程组成的新的实验教学体系,实施基础性实验必做、综合性和设计探索性实验选做,适合因材施教的分层次教学模式。完善了热能与动力工程专业的实验教学体系,形成“三个层次”的实验教学平台,旨在加强学生实践能力和创新能力的工程实践,促进学生的知识、能力、素质综合协调发展。第一层次热工理论基础实验教学平台。该平台一方面为理论课教学服务,帮助学生加深对传热学、流体力学、工程热力学、热工检测与仪表等热工基础理论课程教学内容和机理的理解。其实验内容是根据相关理论课程学习的进度进行设置,以演示、验证性实验为主。通过实验,学生对某些难以描述的现象与概念形成一些感性认识与理解。另一方面注重培养学生的基本实验技能,帮助学生掌握温度、压强、流量、液位等基本热工参数的测量方法与测量仪表的基本知识,训练学生掌握常用仪表的使用、实验的规范操作、实验数据的记录与处理方法等,使学生能根据实验教学的目的,自己设计实验步骤,选择实验仪器,独立完成实验和处理实验数据,进行误差分析,最后给出科学的评价,以培养学生进行科学实验的基本能力。这类实验课侧重于基础性实验,不过分强调独立设计实验,避免搞形式主义的实验教学。其实验学时数约占专业课程实验的50,同时要求学生严格按照培养计划选择实验项目。热工理论基础实验教学平台,既配合了理论课程的教学,也为后续的专业实验教学打下了基础。第二层次专业综合实验教学平台。这类实验课程要求学生在教师的指导下,综合运用本课程以及与本课程相关的知识、实验方法与实验手段等完成相关实验,旨在培养学生综合运用知识的能力与素质。在这类实验课程的设置中,改变以往不同的专业方向采用不同设备的思想,重点选择一些典型设备,对实验内容进行整合,根据不同专业方向的培养要求,其实验内容的侧重点有所不同,挖掘现有实验设备的潜力。如柴油机,对于动力培养方向,主要研究柴油机的特性(如万有特性、示功图、速度特性、排放特性等);对于热能工程研究方向,主要研究燃料的特性、燃料的燃烧状况以及机体的传热状况;对于热工检测与控制方向,主要研究流量、压力、温度、转速、气体成分等各种参数的检测方法以及控制模式。通过对溴化锂制冷机与现场总线系统的连接与开发,可以开出满足制冷与空调、热能工程、热工检测与控制三个方向培养目标的综合性实验。第三层次专业设计与研究探索性实验教学平台。学生在教师的指导下,根据给定的实验目的和实验条件,自己设计实验方案、确定实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序,自己加以实现并对实验结果进行分析处理;或者学生在教师指导下,在自己的研究领域或教师选定的学科方向,针对某一或某些选定研究目标进行具有研究、探索性质的实验。这类实验课程主要培养学生灵活运用所学专业知识提出问题、分析问题以及解决问题的能力,培养学生的创新意识。这类实验课程主要对高年级本科生开放,部分实验也适应于研究生,从而形成本研连通、高度共享的实验装备平台,实现资源的最大程度的利用。如低氧弥散燃烧装置、空调系统性能及空气品质实验平台、溴化锂现场总线控制系统等。三、加强实验师资队伍的建设由于我国教育领域长期受到重理论、轻实践思想观念的影响,实验教学还没有得到应有的重视,很多教师不太愿意去实验室,同时受到各方面条件的限制,实验室人员的引进比较困难,致使实验室师资不足的问题日益突出。为改变这种状况,我们一方面建立适当的激励机制,充分发挥现有实验人员的积极性。另一方面制定了一系列制度鼓励教师参加实验室建设,如规定任课教师必须参与实验室建设、实验指导等工作;建立实验室建设专项基金,资助教师投身于实验室建设;设立了实验室建设业绩突出的教师奖励专项基金。四、教学效果经过几年来的实验教学改革,取得了良好的效果,具体表现在①提高了实验的开出率,达到97;同时提高了实验课的质量,开设有“三性”实验的课程占开有实验课程的87;②涌现出了一批学生参与、教师设计制作的优秀实验装置与项目,如“制冷兼制热水一体化实验台”、“空调系统性能及空气品质实验平台”等均得到兄弟单位的肯定与赞赏,相继有多所高校委托我们加工制作上述实验装置;③涌现出了一批优秀的学生作品“强化辐射传热的技能环保燃气灶”获第八届“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛三等奖;“水蒸气吸热式空气温度调节器”获第二届“升华杯”学生创业计划大赛特等奖;“周期热流体导热系数测定仪”获第四届“升华杯”学生创业计划大赛一等奖;“泵综合性能实验可视化数据处理系统”,实现了利用计算机获取实验数据的功能,大大缩短了实验时间,提高了实验的准确性;低氧弥散燃烧关键部件蜂窝陶瓷蓄热体的周期传热过程,创新性地应用了数学物理方程方法中的摄动法求解,完善了薄壁蓄热体周期传热半解析数值理论方法,相关论文先后在5个EI和SCI源刊上发表,并申报了2项专利;论文“EXPERIMENTALRESEARCHONCOMPULSIVECOOLINGOFSWIRLINGJETIMPINGEMENT”在HDP’06(HIGHDENSITYMICROSYSTEMDESIGNANDPACKAGINGANDCOMPONENTFAILUREANALYSIS)国际会议上宣读,获得最佳学生论文奖。五、结束语几年来的教学实践表明新的实验教学平台,充分利用了人力资源与设备资源,使我院的实验教学条件与实验教学水平都得到了提高,为培养学生创新能力提供了良好的条件。同时我们也清楚地认识到实验教学改革,任重而道远,不断改进实验教学内容、手段、方法以提高教学质量,将是我们长期面临的任务。参考文献1杨天怡,胡新平,等创新教育与实践教学J中国高等教育,2005;(23)
编号:201312091924265656    类型:共享资源    大小:11.93KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-09
  
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