余萬+++徐翔+++蘇華山+++趙美云+++湯雙清

【摘要】為了提高動力工程及工程熱物理專業(yè)研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，本文結(jié)合三峽大學本學科的發(fā)展概況，從課程教學的內(nèi)容與體系、教學的方法、實踐教學環(huán)節(jié)、考試方式、科學前沿問題等方面進行了分析，對課程教學提出了新的要求，努力增強課程教學在研究生培養(yǎng)中的作用，進一步提高本學科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】動力工程及工程熱物理 研究生 課程教學

【基金項目】2017年三峽大學研究生教學改革研究項目：面向能源裝備的動力工程及工程熱物理專業(yè)研究生課程體系的構(gòu)建與實踐（SDYJ201717）。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）48-0155-02

1.引言

能源是國家經(jīng)濟的動力與命脈，能源開發(fā)與合理有效利用是社會發(fā)展源泉[1]。動力工程及工程熱物理是研究能源轉(zhuǎn)換、傳輸和利用的理論和技術(shù)，提高能源利用率，減少一次性能源消耗和污染物排放，推動國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)用工程技術(shù)領(lǐng)域，主要學科方向有熱力循環(huán)理論與仿真、熱流體力學與葉輪機械、內(nèi)燃機燃燒與排放、汽車動力總成與控制、工程熱物理、制冷空調(diào)中的能源利用、多相流燃燒熱物理等。隨著社會的發(fā)展，節(jié)能減排與新型能源產(chǎn)業(yè)的逐漸成為學科的發(fā)展趨勢，這對能源技術(shù)人才提出更高更新的要求，人才培養(yǎng)上需要跟上改革的步伐，研究生教育作為培育高水平科技人才的重要環(huán)節(jié)尤其要得到重視。

研究生教育包括課程學習、實踐教學和學位論文等多個環(huán)節(jié)，其中課程學習是研究生培養(yǎng)的基礎(chǔ)，決定著人才培養(yǎng)的質(zhì)量水平。2013年教育部等部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于深化研究生教育改革的意見》，明確要充分發(fā)揮課程教學在研究生培養(yǎng)中的作用[2]。

在湖北省高校當中，開展動力工程及工程熱物理相關(guān)方向研究生教育的學校并不多，且各個學校的側(cè)重點不一樣。武漢大學以傳統(tǒng)的火電及水電設(shè)備為對象，研究狀態(tài)監(jiān)測、運行控制等。華中科技大學主要圍繞化石能源的低碳高效安全利用和污染物脫除、能源終端利用優(yōu)化與節(jié)能、可再生能源、先進動力裝置等方面開展科學研究和人才培養(yǎng)。武漢理工大學則以船舶柴油機為對象，面向船廠、柴油機廠、船舶設(shè)計院及汽車行業(yè)。武漢科技大學以冶金能源為主、武漢工程大學則以制冷及化工機械為主。因此如何因地制宜，合理開展本專業(yè)的研究生教學是一個亟待解決的問題。

2.學科發(fā)展

三峽大學位于湖北省宜昌市，該地區(qū)及周邊區(qū)域有一大批大型的能源與動力企業(yè)（如三峽水電站、葛洲壩水電站、宜昌安能熱電、宜昌宜化太平洋熱電、宜昌船舶柴油機有限公司等），從事能源生產(chǎn)以及流體機械、動力機械、化工過程機械等領(lǐng)域裝備的設(shè)計、制造、安裝、檢測與維護工作，從而為本學科的發(fā)展提供的廣闊的科研平臺。其次，學校與其他高校在能源動力方面的科學研究展開的廣泛的合作，在清華大學主導(dǎo)下的“節(jié)能減排-創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”也將以三峽大學為基地，開展ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)、船舶噴水推進技術(shù)等方面的研究工作。

三峽大學于2016年獲批動力工程及工程熱物理一級學科碩士學位授權(quán)點。該一級學科點的設(shè)立，將使我校形成能源基地建設(shè)、能源裝備開發(fā)、能源控制、能源運行和輸送等較為完整的教學科研體系，優(yōu)化我校碩士學位點布局；其次，促進“能源與動力工程”、“核科學與核技術(shù)”等相關(guān)專業(yè)的發(fā)展，促進其它專業(yè)研究內(nèi)容的交融，培養(yǎng)更多高水平人才，增強服務(wù)能源動力行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的能源裝備研發(fā)能力，而且可在科技攻關(guān)、國家重大基礎(chǔ)研究等方面發(fā)揮更大作用。

由于本學科學位點為新增，2017年才正式開始招生，研究生專業(yè)教學才剛剛起步，如何提高教學效果需要深入的思考與實踐。通過了解省內(nèi)其它高校動力工程及工程熱物理學科的研究生教學情況，并結(jié)合三峽大學自身的學科發(fā)展方向和地方經(jīng)濟需求，以及本科生培養(yǎng)的相關(guān)經(jīng)驗[3，4]，特對本學科研究生教學提出以下對策與建議。

3.課程教學的對策與建議

3.1 教學內(nèi)容與體系銜接

結(jié)合專業(yè)實際教學情況及人才培養(yǎng)目標，選擇適合研究生教學的參考教材。同時根據(jù)學科方向來制定相應(yīng)的教學大綱，對教學內(nèi)容進行合理選取。例如，高等流體力學以本科階段的工程流體力學為基礎(chǔ)，從理論上分析偏微分方程及差分法；高等熱力學在熱力學第一定律和第二定律的基礎(chǔ)上，以熵方法為核心，重點講述變質(zhì)量系統(tǒng)熱力學以及化學熱力學；數(shù)值傳熱學則以非穩(wěn)態(tài)傳熱及對流換熱的數(shù)值計算為中心，結(jié)合能源裝備中的傳熱問題進行講解；計算流體力學則以軟件仿真為主，研究能源裝備的流動特性；流體傳動與控制以液壓為基礎(chǔ)，結(jié)合控制理論，研究流體響應(yīng)問題。課程內(nèi)每個模塊內(nèi)容的學習不必局限于教材，可根據(jù)教學需要，適當?shù)膶⑾嚓P(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容進行融會貫通，整理成一個較完整的知識系統(tǒng)。

3.2教學方法改革

本學科的課程內(nèi)容豐富，理論性較強，相關(guān)概念多且較為抽象，課堂教學形成了“教師課堂板書推導(dǎo)公式，學生課后使用公式做題”的傳統(tǒng)教學模式，學生難以理解。因此，需要對課堂理論教學進行改革，增加相應(yīng)的圖片和動畫，通過課堂討論和與生活工程相結(jié)合的實力增加學生的興趣和理解能力。

以計算流體力學為例，由于學生都有了一定的流體力學基礎(chǔ)，故本課程更應(yīng)注重學生學習方法的掌握和能力的提高，主要講授流體力學仿真的思路與解決問題的步驟。可結(jié)合授課教師的研究領(lǐng)域或各自導(dǎo)師的研究領(lǐng)域來講解實例，并通過小組討論的形式來比較各自方法的優(yōu)劣，交流各自的經(jīng)驗。課后作業(yè)應(yīng)布置與學生研究課題較為接近的內(nèi)容，學生完成后在課堂上自行講解交流，提升教學效果。

每門課程都應(yīng)根據(jù)授課內(nèi)容，合理采用不同的方法進行教學，如介紹流體力學在工程上的應(yīng)用時，可預(yù)先布置文獻查閱任務(wù)，讓學生利用網(wǎng)絡(luò)收集相關(guān)文字、圖片等信息資料，自己做成課件，課堂上與同學分享，以提高學生的資料收集能力和表述能力；課程的教學可以采取翻轉(zhuǎn)課堂的方式進行小組討論，讓學生通過文獻的閱讀和自身的理解進行舉例，以加深學生的學習能力和理解能力，讓學生理解研究科學問題的一般方法，以實現(xiàn)學生的科學研究和實踐能力的提高。

3.3科學前沿問題分析

研究生的主要任務(wù)是針對某一科學問題或領(lǐng)域展開研究。在教學過程中，教師應(yīng)在基本理論的基礎(chǔ)上，介紹相關(guān)科學前沿問題，引導(dǎo)學生積極思考，使學習更有目的性和方向性。例如講述泵內(nèi)部流動機理及產(chǎn)品開發(fā)時，可應(yīng)用理論分析、數(shù)值計算與實驗研究相結(jié)合的方法對泵內(nèi)部流動進行三維流場數(shù)值計算和性能預(yù)測，同時應(yīng)用國際先進的測試系統(tǒng)對泵內(nèi)部流動參數(shù)進行測量及研究。講述高等流體力學及流體傳動與控制時，可結(jié)合當前新興技術(shù)噴水推進問題來進行講解，講述噴水推進的基本原理及應(yīng)用領(lǐng)域，及其在軍工、節(jié)能等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。而在高熱工程熱力學和數(shù)值傳熱學中，可結(jié)合學校與清華大學主導(dǎo)下的“節(jié)能減排-創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”中ORC低溫余熱發(fā)電技術(shù)來進行講解，緊密結(jié)合國家相關(guān)政策及科研熱點，激發(fā)學生的科研熱情，開拓其視野。

3.4實踐教學環(huán)節(jié)改革

實踐環(huán)節(jié)包括實驗、課程設(shè)計和軟件學習等。很多時候由于實驗條件的限制，實驗教學多為演示性的，由實驗教師先上實驗課，然后演示講解，學生分組模仿實驗教師進行操作，寫出實驗報告，很容易流于形式。因此，通過實踐教學環(huán)節(jié)改革，首先需要明確實踐的目的，在告知學生基本理論、規(guī)范、操作和注意事項基礎(chǔ)上，結(jié)合學生的科研方向來設(shè)置問題啟發(fā)學生思考，讓學生掌握實驗設(shè)備、實驗?zāi)康?、實驗原理以及正常的操作步驟，剩余的工作交給學生自己動手，互相學習，在此期間，教師不定時對實驗中存在的問題進行指導(dǎo)，讓每個學生都有動手實踐的機會，同時鼓勵學生獨立思考，利用現(xiàn)有的實驗設(shè)備進行一些探索性的實驗研究。另外可以讓研究生進本科生的實驗室，了解現(xiàn)有實驗裝置，并協(xié)助實驗老師來指導(dǎo)本科實驗教學。

3.5考核方式改革

理論課程教學考核方式依然以試卷為主，但是題型從原有的全部客觀題逐步轉(zhuǎn)為主觀題的考測，盡可能要求學生對所學知識有宏觀的把握，并具有較強的實際應(yīng)用能力，也就是要求學生有較強的對知識的再應(yīng)用能力。例如，對某個流體現(xiàn)象的解釋，采用了什么原理，現(xiàn)象告訴我們什么道理等。

實踐課程可根據(jù)實踐環(huán)節(jié)的形式以及達成的目標進行考核，其成績的評定不是單純的根據(jù)出勤時間和報告質(zhì)量，通過一般筆試問題和面試問題的設(shè)置，如：該項目如何分工，是否有更好的工程方案等，從而讓學生真正投入到實踐環(huán)節(jié)中。

4.結(jié)論

三峽大學作為一所地方高校，研究生的培養(yǎng)在追求科技前沿的同時，也應(yīng)兼顧區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的技術(shù)需求。動力工程及工程熱物理作為新增碩士授權(quán)點，其課程的教學更不能照搬其他高校的培養(yǎng)模式，應(yīng)該結(jié)合自身發(fā)展特色和地方經(jīng)濟需求，對研究生課程教學進行調(diào)整，對教學內(nèi)容、教學方法、實踐教學環(huán)節(jié)、課程考核環(huán)節(jié)進行深入思考，努力增強課程教學在研究生培養(yǎng)中的作用，進一步提高本學科碩士生的培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]國家自然科學基金委員會工程與材料科學部.工程熱物理與能源利用學科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告（2011～2020）.北京：科學出版社，2011

[2]李聰，李傳常，李微，何建軍.能源新形勢下動力工程及工程熱物理研究生課程教學新思考.課程教育研究，2016（04）：158-159

[3]余萬，陳從平，徐翔，趙美云.能源與動力工程專業(yè)核心課程體系建設(shè)的研究.科教文匯，2014（34）：64-65

[4]陳從平，徐翔，余萬，方子帆，陳法法.能源動力類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革探索.科技視界，2014（34）：37，111