热能动力工程论文范文精选

一、热能与动力工程中锅炉的相关概述

1.热能与动力工程存在的问题分析

早在商周时期，我们国家就已经开始了工业炉的生产工作，那时主要是通过加热来提炼铜器。铸铁工艺最早出现于春秋战国时期。与此同时熔炼铸铁相关高炉出现于十八世纪九十年代，且马丁于十九世纪六十年代有机改造同气体燃料相关的那些加热平炉。此时的热能项目在锅炉中应用中获取了一些成绩，不过还是有不利点。热能与动力工程中工业炉的应用发展分析对于工业生产来讲，工业炉的地位非常关键。在早些时候，工业炉一般是经由燃烧材料的方法来提供热能。在这种过程中，人们发现此种方法虽然能够带来热能，但是也会对我们的环境产生非常恶劣的影响。随着技术的不断发展，人们发现可以通过工业炉来实现电和热的有效转化。目前热能相关的研究工作在不断开展，而且锅炉的管理能力也得到了很大的提升，目前已经可以使用电脑控制锅炉，这就在无形中将能量的利用率显著的提升了。当前锅炉有两大类型，分别是推钢型的和步进型。这两者的差别是它们的输送材料方法不一样。

2.热能项目中风机面对的问题

锅炉设计风机的目的是为了压缩并且运输气体，也就是说把机械能合理的变化为动能。当设备运行的时候，风机能够将有关的气体运输到特定的设备中，它的功效比较显著。最近几年，我们国家的经济和社会获取了非常显著的成就，人们对于能源也更为需求，有关能源生产单位若想在激烈的竞争中获取发展，实现效益最大化，就应该切实的提升锅炉的工作总量。正是因为不断的增加其活动量导致风机因为长久的运转而发生破损，一旦破坏就会影响到设备的正常运行。所以必须变换风机的工作模式。除此之外我们还需要注意一个事项，叶轮本身结构非常复杂，在其测量温度的时候外在要素会对它的工作产生一定干扰。对于这个问题当前还没有合理的解决方法。虽然如此，然而值得一提的是为采取热能与动力工程已研发出的相关软件可从多种方向对风机叶片燃烧的速度进行有效测定，且可对数值进行二维模型的模拟，通过此创建来对网格进行有效划分，之后采取求解器对网格输出、所需结果进行有效求取，最终获取较为准确的一些模拟结果。

二、热能与动力工程的广泛运用了所取得的科技创新

1.燃烧控制

对于设备的燃烧控制来讲，其中非常重要的一个部分是怎样调节能量。我们国家的设备大多数使用的是人力模式，通过手工将燃料放到炉中，这样能够保证运转稳定，不过非常的耗费人力。最近几年大部分的单位都开始使用自动化模式。当前的燃烧方式有以下类型：第一是持续控制体系，它是由控制器和有关分析部件组合得到的，利用热电来测定数值，进而使用电脑分析存在的偏差数值，只有这种方法可以确保结果是精确的，进而对设备燃烧合理控制。通过不断的实践我们发现上述这种设备在开工时存在一定的偏差，所以需要进行合理的研究以此来保证数值的精确性。交叉式燃烧控制系统。锅炉由燃烧的控制器、烧嘴、流量阀、热电偶等相关部分构成，其对所需测量的温度进行转换是经过温度进行计算测量，分析设备能否和设定好的数值保持一致，进而起到控制燃烧的意义。这种燃烧方法的优点非常多，不但能够节省零件，还能够更为精准的控制温度，所以在当前的工业生产中被大范围的应用。

1.热能与动力工程的基本内容

热能与动力工程所研究的内容主要是指热能与动力之间的合理转化。在实际应用的过程中，可以依赖于多种不同的方式，实现热能动力或热能电能的合理转换，以促进能源的高效率利用，发挥其在提升经济效应水平方面的重要价值。结合实践经验来看，热能与动力工程的应用在解决能源利用问题方面有着非常重要的价值，直接关系到电力企业的经济效益水平。当前实践中，热能与动力工程涉及多个学科，且各个学科相互关系非常复杂与系统，后期应用中还可以支持电能与机械能的相互转换，为社会经济的高速发展奠定了非常良好的基础。从专业构成的角度来说，热能与动力工程的研究内容可以划分为以下几个专业模块：第一是建立在热能转换与利用基础上的热能动力及其控制工程（包括新能源的开发、能源环境利用工程在内）；第二是建立在内燃机及其驱动系统基础之上的热力发电机及汽车工程；第三是建立在电能转化为机械功基础上的流体机械与制冷低温工程；第四是建立在机械功转化为电能基础上的火力火电与水利水电动力工程。

2.热能与动力工程对经济环境的影响

1）从经济角度来说，热能与动力工程在我国的经济发展体系中有着非常普遍的应用，涉及多个相关的行业与领域。包括电力、钢铁、金属、石油，以及建筑在内的多个行业领域在自身发展过程中均对热能有着相当大的需求。当前已形成的风力发电技术以及动力发电技术能够通过一定的技术手段，将动力能转化为电力，从而为电力事业的发展提供源源不断的动力支持，为社会大众创造更加良好的生活环境。结合我国的实际情况来看，电能是整个经济发展体系中的基础与支柱，热能与动力工程的应用势必会为电能的发展营造一个更加良好的环境氛围，以促进社会经济的良性发展。当然，在这一过程中，新能源的有效利用是实现社会健康可持续性发展的主要动力，因此必须充分结合社会发展的现状，最大限度地利用并促进新能源的开发，以创造出更加丰富的社会经济价值。2）从环境角度来说，结合我国各个行业领域对能源的利用现状，发电功能的实现主要是通过煤炭或石油等常规能源来实现。然而，传统意义上的生产方式无法控制污染物的排放。在此类常规能源转化为电能的过程中，势必会排出大量的有毒有害物质，所产生的物质不但会造成环境污染，同时也会对大众的健康造成危害。为了促进经济水平的高速发展，很多时候会忽略环境保护的重要性，最终对整个生态环境造成非常不良的影响，当然也给人们的生活带来了很大的不变。而在电力生产中通过对热能与动力工程的应用，能够很好地缓解生产中存在的困境，通过对各类清洁能源的综合应用，减少生产过程中排放的污染物质，减轻环境污染，不但符合社会发展需求，还能够为社会大众提供优良的生活环境，促进社会和谐可持续发展。

3.热能与动力工程的创新应用

3.1热能与动力工程在锅炉及热电厂中的应用现状

1）热能与动力工程得益于科学技术的不断进步以及信息技术的应用使得其能够被应用在锅炉中。锅炉是由外壳以及锅炉使用过程中的电器控制系统组成，锅炉在使用过程中主要是燃烧的过程，鉴于燃烧使得锅炉产生极大的热能，在炉底安装控制器就是为了能够随时监控锅炉的运行情况，这也是保护锅炉安全的重要手段之一。在锅炉实际运行过程中，其自身就会形成一个自我保护系统，它会将一定的机械热能转化为其他能量以达到保护自身的目的，但是，意外在所难免，往往或因为这部分转化的能量而烧坏锅炉，因此，必须要对锅炉的运行进行智能化的管理与控制，从而能够有效地使锅炉的运行精密度得到提高。2）热能与动力工程的应用主要表现在两个方面：第一，在节流调节中改变工作状况可能会造成不小的节流损失，但在温度恒定的条件下，截流调节的负载适应性明显高于喷管调节，因此节流调节多适用于容量较小的机组；第二，喷管调节是在满足负荷适应性的基础上，为了能够提高汽轮机的工作效率，达到平衡各种不同汽轮机的调节以及变化。

3.2热能与动力工程在锅炉与热电厂中的技术创新

摘 要：北京工业大学热能与动力工程专业着眼于培养本科生的创新精神与实践能力，将本科毕业设计（论文）环节作为重要抓手。通过加强毕业设计（论文）管理的规范化，采取“0.5+0.5”毕业设计模式，与开放实验室、本科生导师制、组建混合型研究团队、学生科技竞赛等多种途径紧密结合，显著提高了毕业设计（论文）质量。

关键词：热能与动力工程专业 毕业设计模式 开放实验室 本科生导师制 混合型研究团队 科技竞赛

Reform and practice on graduation design of undergraduate students majoring in thermal energy and power engineering

Li Yanxia， Zhang Hongguang， Liu Zhongliang， Wang Yan， Yao Baofeng

Beijing university of technology， Beijing， 100124， China

Abstract： It is one of important measures for graduation project in thermal energy and power engineering in Beijing university of technology to promote the spirit of innovation and practice ability of undergraduate students. By adopting a series of methods such as strengthening the standardization of the management of graduation project， taking "0.5+0.5" graduation project mode， opening laboratory for undergraduate students， undergraduate's tutorial system， hybrid research group， science & technology contest， the quality of graduation project is significantly improved.

Key words： thermal energy and power engineering； graduation project mode； opening laboratory； undergraduate's tutorial system； hybrid research group； science & technology contest

毕业设计（论文）是本科生大学校园生活的最后学习阶段，是对本科阶段所学知识的系统梳理以及创新性的运用和提高。在毕业设计（论文）过程中，学生作为主体，在教师指导下，需要相对独立地从事一些系统化的学术活动。毕业设计（论文）应能充分表明学生确已较好地掌握了本专业的基础理论、专门知识和基本技能，并具有从事科学研究工作、担负专门技术工作或管理工作的基本能力或潜质。毕业设计（论文）是毕业生获得相应学位的必要条件。所以，毕业设计（论文）对于学生个人、教师及学校而言均是十分重要的工作。我校热能与动力工程专业始建于1960年，是建校初期开设的首批本科专业之一，一直非常重视培养本科生的创新精神与实践能力，近年来，我们对本科毕业设计（论文）环节进行了全面而深入的改革并收到明显成效。

摘要：创新能力是当前理工类学生应具备的能力之一，是实现社会不断向前发展的原动力。以创新型人才培养为目标的教学改革成为大学课程教学改革的重要内容。本课程改革旨在培养学生的创新型思维，将枯燥的热力学理论与工程实例相结合，通过激励启发式的课堂教学，使学生在掌握基本热力学知识的同时提升自己的创新能力，并结合大学生创新项目等科研活动进一步提高学生思考问题解决问题的实践能力和创新能力。

关键词：创新能力；工程热力学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0133-02

创新能力由多种能力构成，主要包括学习能力、分析能力、综合能力、想象能力、创造能力、解决问题的能力与实践能力等多种能力。创新能力的培养是一项系统工程，贯穿人才培养的全过程，渗透教学过程的各个方面。在当前的教学活动中，一般将课程设计、实验和毕业设计（论文）等环节，作为创新能力培养的主要途径。但对于工程热力学之类的基础课，如何在专业课程的教学中实现对学生创新能力的培养成为专业课教师深入思考的问题。笔者结合自己多年来的教学实践，对工程热力学教学活动中学生创新能力的培养进行了如下一些探讨。

一、采用激励启发方式组织课堂教学

工程热力学课程的特点是理论性强、概念抽象，教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下，学生在学习过程中普遍感觉较为困难，甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容，是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中，我们发现在课堂教学中，除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程，更需要激发学生学习热力学的兴趣，在引入一些工程实例的基础上，激励学生去思考，及时地与学生就教学内容进行讨论，促进学生对知识点的掌握和领悟。

与常规教学方法相比，课堂教学不再是文字、公式的罗列，PPT动画的简单演示，而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上，使学生在学习课程内容的同时，熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等，形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握，而不是零散地去背诵记忆一些片段。通过这种激励启发式的教学，使学生做到理论和实际工程案例的结合，从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中，并且达到灵活应用的目的。

激励启发式教学，需要教师在课堂教学前充分准备，精心设计课堂教学内容的每个环节，围绕章节内容中的重点知识内容，设计问题及启发实例，并完成课堂互动讨论的教学组织，在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心，使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。

摘要：本文从《工程热力学》课程的特点出发，根据作者对课程的理解和体会，探讨了绪论课在《工程热力学》教学中的重要作用，结合近几年的教学实践经验，总结设计出一套绪论课课堂教学方案。

关键词：工程热力学；绪论；课堂教学方案

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0237-02

作为一门专业基础课程，《工程热力学》是很多工科专业学生最早接触的专业基础课，一般在大二学年开设，能否学好这门课程不但直接影响到后续专业课的学习效果，更重要的是关系到学生对上好专业课的兴趣和信心。《工程热力学》内容较多而且理论性、逻辑性较强，概念较多而且抽象难理解，公式较多而且使用条件复杂，所以被很多教师和学生认为是一门难教难学的课程，尤其是刚接触该课程时，不容易入门，对学生学好这门课程的热情和信心有很大影响。

一、工程热力学绪论课的重要性

作为课程教学的第一课，绪论对于《工程热力学》课程来说显得尤为重要，主要表现在以下四个方面：（1）绪论课要帮助学生认识《工程热力学》课程的重要性。（2）绪论课是激发学生学习热情的第一把火，要激发学生对新课程的向往，调动学生的学习热情，使学生产生学习的动力，从而主动去学习。（3）古人云：“授之以鱼不如授之以渔”，绪论课要教会学生学习的方法。（4）绪论课是树立教师形象的最佳时机，教师要充分利用好绪论课，树立好教师的威信和地位，给学生留下良好的第一印象。

二、工程热力学绪论课教学方案

1.以节能作为切入点，使学生明确课程的重要性与学习目的。《工程热力学》的研究目的最终可归结为节能。节能减排是近年来我国的基本国策，以节能作为切入点，介绍当前面临的能源问题，说明热能在能源利用中的重要作用，进而说明提高能量利用率是节能的一种途径。当前，我国经济快速发展，但能源浪费巨大，为实现经济的可持续发展，节能工作大有可为，而《工程热力学》主要研究提高转化效率的途径，显然，《工程热力学》为节能提供了理论基础，强调学习本课程对解决能源问题所具有的意义，这样使学生明确了课程的重要性及学习目的，同时使学生建立起强烈的责任感和求知欲望。

摘要：热工系列课程作为能源与动力工程专业的专业基础课，旧的课程体系已不适应时展，故需要进行一定范围的改革。提出了混合式教学方式，并将课程的教学内容进行优化，教学效果良好。

关键词：能源与动力工程；网络教学平台；混合式教育

作者简介：代乾（1981-），男，河北沧州人，天津城市建设学院能源与安全工程学院，讲师；王泽生（1964-），男，天津人，天津城市建设学院能源与安全工程学院，教授。（天津 300384）

基金项目：本文系天津城市建设学院2012年度教育教学改革与研究项目（项目编号：JG-1207）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0074-02

2012年9月，教育部颁布实施新的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，热能与动力本科专业更名为能源与动力工程专业。由专业名称可见该专业的内涵更加广阔和深远，从而也说明随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题地提出，社会对人才的培养提出了新的要求。目前，大约有170多所高校设置了热能与动力工程专业。[1]随着经济的发展，能源与环境逐渐成为世界各国所面临的重大科技和社会问题。培养高素质的具有创新意识的能源工程专业人才是本学科义不容辞的责任。而热工系列课程作为重要的专业基础课程，其重要性不言而喻。合理的课程体系是体现教育教学理念的重要载体，是实现专业培养目标、构建学生知识结构的中心环节，建立适应社会主义市场经济发展需要、体现热能动力技术学科内在规律、科学合理的课程体系极为重要。[2]为了使该课程适应新的要求，非常有必要对其进行一定的改革，以培养适应21世纪社会发展需要的人才，同时对推动我国可持续发展战略具有重要的意义。

一、实施混合式教育方式

开发混合式学习方案的关键因素在于确定适当的时机，使用适当的混合方式，为适当的学生施行教学。而教师想要运用适当的混合方式需要考虑学习地点的设置、信息传输技术及时间的安排、教学策略和绩效援助策略等。[3]混合式教学模式一般可分为以下几个阶段：[4-6]

摘 要：核反应堆热工本科专业是核工程与核技术的核心专业课之一。核反应堆热工分析是一门工程性较强的课程，它着重讲述了反应堆热工的基础理论和一些分析、计算方法。该文通过结合核反应堆热工课程的多年教学实践，利用抓好绪论课教学、使用好多媒体课件以及丰富的课程设计等手段，使学生们既了解了反应堆稳态工况下的工作情况以及在瞬态工况下的变化特点，又能训练和培养独立分析问题的技能和能力，为学生在毕业后从事核反应堆安全分析和设计运行等工作打下坚实的理论基础并提供有益的工程借鉴，取得了良好的教学效果。

关键词：核反应堆 热工水力 教学 探索

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0113-02

核反应堆热工本科专业是核工程与核技术的核心专业课之一。核反应堆热工是一门工程性较强的课程，它着重讲述了反应堆热工的基础理论和一些分析、计算方法，是核能科学与工程专业方向的一门专业主干课程。核反应堆热工课程实际上是一门较难的课程，因为它要求的课程基础较多，课程内容较为复杂抽象，能实践的内容较少。因此，各大开设核专业的高校对这么课程的教学都十分重视，如何能较好的开展核反应堆热工课程的教学已经成为高校教育中的一个难题。该文结合核反应堆热工课程的教学实践，通过教学内容的编排、教学模式的改善开展了一些教学的创新探索，收获了一定的效果。

1 核反应堆热工课程概况

核反应堆热工课程是核工程专业的必修课，其的性质和任务是分析燃料元件内的温度分布、冷却剂的流动和传热特性以及预测在各种运行工况下反应堆的热力参数，以及在各种瞬态和事故工况，压力、温度、流量等热力参数随时间变化的过程。要求学生前修课程包括反应堆物理分析、核反应堆工程原理、流体力学、传热学、高等数学、数值分析等。核反应堆热工课程的主要教学内容包括堆的热源及其分布、堆的传热过程、堆内流体的流动过程及水力分析、堆芯稳态热工分析及堆芯瞬态热工分析，此外还要求学生对传热学方面的知识非常了解。该课程40个学时，占2.5个学分，一般上课人数为40～50人。开设该课程的目的在于培养学生能够掌握反应堆领域热工水力学的基本分析方法，运用先修课程流体力学、传热学、工程热力学和反应堆物理中学到的基本概念、基本公式和基本结论，以压水堆堆芯为主要分析对象，达到既了解反应堆稳态工况下的工作情况以及在瞬态工况下的变化特点，又能训练和培养独立分析问题的技能和能力。通过该课程的学习为学生在毕业后从事核反应堆安全分析和设计运行等工作打下坚实的理论基础并提供有益的工程借鉴。

核反应堆热工课程的主要特点有以下几方面。

（1）课程基础多。热工课程不仅要求学生对核反应堆无力分析的知识非常了解，还需要掌握核反应堆工程的专业知识，在具体的知识点学习中，还需要了解传热学的知识。在进行具体的热工设计中，还需要流体力学方面的知识，进行计算时，高等数学、线性代数及数值分析等基础理论的知识也不少。因此，要求如此多的课程基础，少了任何一门都会使学生觉得此课程非常的有难度。

摘要：“热能转换与利用”课程是热能与动力工程专业的专业特色课程。对于学生掌握热能转换与利用的基本原理和分析方法、实际转换设备与转换系统的特点和设计计算具有重要作用。本文针对热能动力工程专业的要求，对教学内容的设计进行了探讨，提出将热力系统分析作为教学的主要侧重内容，以培养学生的素质，开拓学生的视野。

关键词：热能动力；热能转换与利用；教学内容

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0139-02

在能源的利用中，绝大部分是通过热能这一形态加以利用的，或由热能转换成其他形式的能量后再加以利用。在未被充分利用的余能中，绝大部分也是以余热的形式存在的。对各种余热的回收与利用，也离不开热能转换与利用的知识[1]。自热力学理论确立后，人们虽然从理论上认识到，热力学过程中能量的交换及其利用，应根据热力学第一定律和第二定律对能量的数量和品质两方面进行分析研究。但是，在实际热能工程技术的设计、管理和改进上，主要还是依据热力学第一定律，即能量守恒与转换定律。也就是说，只是单一地从能量的数量角度出发，以焓为基础的热平衡计算分析方法。然而，由于此法未考虑热力学第二定律所表明的能量品质，因为人们生活在地球表面的一定客观环境中，供给人们所需的能量有可以利用的部分（称有用能或“火用”）和受环境限制无法利用的部分（称无用能或“火无”），即相同数量的不同形式的能量所含的“火用”和“火无”的数量是不一定相同的，或者说能量还具有另一方面的问题――品质。因此，在认识所谓能量损失上就产生一定程度的混淆，由此在确定能量损失的分布及采取提高能量利用效率的技术措施时，就难免在热力学上得出错误的结论，达不到预期的效果。为此，近几十年来，国内外有关专家学者在热力学的理论领域内和工程技术的管理上大力提倡把热力学第一定律和第二定律综合起来考虑，并以第二定律为主，即从热力过程不可逆性引起可用能损失变成无用能的角度出发，以用火用为基准的火用分析方法来评价能量利用的科学性和合理性。由于此“火用分析法”中的“火用效率”更能准确地反映各热力设备或整个装置系统技术上或热力学的完善程度，可以从中明确提高能源利用效率的正确目标，并采取相应的措施。所以最近几十年来，前苏联、德、日、法、美等国家已将“火用分析法”广泛应用于能源利用及动力、低温、制冷、热泵、化工、冶金等方面。最近二三十年来，我国也在火用分析的基础理论及其实际应用方面做了大量的研究，并已引起了科技界和高等工科院校的广泛重视。许多院校的热动专业都增设了“火用分析”的相关课程[2]。

一、“热能转换与利用”课程定位

首先，从学科角度讲，认识到“热能转换与利用”课程的衔接和过渡作用。本课程向上承接“工程热力学”等前期专业基础课程，是对上述基础课程内容的扩展和深化；向下则与后续的“热力发电厂”、“燃气―蒸汽联合循环发电”、“制冷与低温技术”、“能源与节能技术”等专业课程紧密相连，为学生理解掌握相关专业知识奠定基础[3]。热能动力工程专业的学生通过本课程的学习，可掌握热能转换的基本原理，并具备一定的分析研究和解决热能利用中的具体问题的能力，为今后在实际工作中，管好、用好能源，降低企业的能源消耗，提高能源利用率打下基础。热能转换与利用内容丰富、发展迅速、学科交叉性强，涉及热力学、流体力学、传热学等诸多专业课程，是热能动力工程专业的一门重要的技术基础课程。因此开设“热能转换与利用”课程非常必要，对于学生回顾深化所学过的“热力学”等专业基础课程，深入学习掌握后续专业课程，培养锻炼学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力，都有着非常重要的作用[4]。

二、热能动力工程专业“热能转换与利用”课程设计

本课程要介绍有关热能转换与利用的基本原理、分析方法，以及实际转换设备与系统地特点和设计计算方法。给学生在“工程热力学”的基础上提供“火用分析法”的基本理论、基本知识和基本方法，培养学生分析、解决实际问题的能力，为将来合理地利用能源及从事节能工作打下必要的基础。“热能转换与利用”课程是热能动力工程专业的专业必修课，共48学时。先后介绍了能源概论、能量转换基础、热力系统分析、工业企业中的热能利用、热回收用换热设备。

以热力过程为研究对象的工程热力学课程在以过程工业为背景的过程装备与控制工程专业教学中的作用日益凸显。分析了工程热力学课程在过程装备与控制工程专业中的地位。结合我校特点，分析了课程教学中存在的若干问题，并针对过程装备与控制工程专业要求及热力学课程特点，对工程热力学课程的教学方法和手段进行了探索和思考。

过程装备与控制工程工程热力学教学改革过程装备与控制工程（文中均简称“过控专业”）学科是机械类学科的一个重要分支，其自身属于机械领域，但同时其又服务于过程工业。因此其主要以过程工业为专业背景。过程工业是以流程性物料（如气体、液体、粉体等）为主要对象，以改变物料的状态和性质为主要目的。其包括冶金、化工、化学、炼油、制药、食品、环保、能源、动力等诸多行业与部门。过程工业所涉及的一些物理、化学过程，主要有传质过程、传热过程、流动过程、反应过程、机械过程、热力学过程等。正是这些物理、化学过程，构成了过程工业的生产过程。过程工业所涉及的对象是流程性物料，从原料到产品需经过复杂的工艺过程，因而整个过程需要由为数众多的单元构成，而每一个单元又需要由能实现这一功能的设备来完成，而将这些单元设备连在一起便构成了过程装备。

工业过程中的物理、化学过程无不涉及能量的转换和传递问题，而热力过程又是实现能量转换和传递的必要途径。以热力过程为研究对象的工程热力学课程在专业学习中起到重要的作用。结合这几年热力学教学改革实践以及我校实际，本文将分析过控专业所开设的工程热力学课程教学中存在的问题，并就其改革的方向和方法进行探索和思考。

一、工程热力学在过程装备与控制工程专业中的地位

过控专业的总体框架为以“过程设备”为主体，以“过程工程”和“过程控制”为两翼的“一体两翼”。其中，过程设备主要是以焊接为主要制造手段的（诸如换热器和锅炉等）过程设备和以机械加工为主要的制造手段的（诸如压缩机、离心机、泵、内燃机和汽轮机等）过程设备。这些过程设备的共性在于，其目的是要通过一系列过程来获得产品，这些过程伴随着流体工质的运动和能量的转换。而工程热力学的研究内容就是通过工质的状态变化实现能量的转换、通过掌握能量的转换规律获得提高能量转化效率的途径。同时，过程装备与控制工程专业的知识结构有三个层次：专业理论基础知识、专业技术基础知识和专业知识。在专业理论基础知识中，热力学基础就是其中重要的内容之一。因此工程热力学是过程装备与控制工程专业的一门重要的专业理论基础课。查阅相关文献，不难发现目前在工程热力学教学方法的探讨和改进方面有许多有效的措施，但其中绝大部分都集中在能源动力类专业工程热力学教学上。虽然这些方式方法大多也可借鉴到过控专业工程热力学的教学改革中。但由于专业发展方向的不同，使得课程改革相应的侧重点也难免会有所差异。具体针对过控专业工程热力学教学改革还少有文献发表。为此本文仅针对内蒙古科技大学的实际情况，提出过控专业工程热力学教学改革的一些建议和思考。

二、工程热力学在过控专业存在的问题

1.我校过控专业设在机械工程学院。学院在制定培养方案和在学生培养过程当中均主要偏向于机械装备方面。因此，过控专业学生的能源应用意识和对能源转换的理解上要滞后于能源动力类专业的学生。但正如本文前面所分析的，过控专业实际上又是与能源应用和转换密不可分的。

2.工程热力学课程内容知识点非常多，而且各个知识点之间又相互紧密联系。同时课程中的概念十分抽象，具有较强的理论性。这在一定程度上增加了学生学习的难度和积极性。而这在过控专业更为突出，在教学中学生普遍反映热力学课程太难，书中公式太多，内容抽象，从一开始就产生了厌学情绪。

摘要：传统的热工理论三大主干课程分别单独教学，根据认知灵活性理论，这属于知识良构性传授，是低级学习，教学死板，枯燥乏味。为克服上述弊端，将能源动力类专业知识渗透其中的热工理论三课进行整合，整合后的非良构性知识教学能使学生进入高级学习和专家知识学习阶段，有效增加课程教学的深度和广度，激发学生的学习热情，培养学生的丰富想像力。

关键词：建构主义；认知灵活性理论；热工理论

作者简介：衣晓青（1956-），女，山东青岛人，长沙理工大学能源与动力工程学院，教授；石尔（1979-），女，湖南长沙人，长沙理工大学能源与动力工程学院，讲师。（湖南 长沙 410004）

基金项目：本文系2011年湖南省普通高等学校教学改革研究立项项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0069-02

“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”既是热工理论的三大主干课程，又是能源动力类专业（方向）的主要技术基础课。传统的教学宗旨倾向于各门基础课程自成科学体系，分别独立教学，为后续专业课程打下牢固基础。但是这种传统的教学模式死板，致使学生缺乏学习兴致，不易明确学习目的。建构主义的认知灵活性理论发现了新的教学要素——“案例教学”。按照认知灵活性理论，对以上热工理论三大基础主干课程进行优化整合，以热能动力类专业为场景，建构诸多新的知识点教学，组织全新的热工理论基础课程体系，可以使热工理论基础课教学克服以上不足。

一、打破僵化教学：认知灵活性理论的应用

建构主义教学理论冲破了传统教学模式，克服了“填鸭式”教学把学生作为小绵羊驯服的弊端。[1]作为建构主义教学理论中的一个分支，斯皮罗提出的“认知灵活性”理论很好地解决了“死记硬背”传统与极端建构主义（忽视抽象养成）之间的矛盾。认知灵活性理论的主要思想就是：通过情景（境）展现基本概念和基础理论工具，学生既可以掌握基础理论知识，又可以按抽象思维方式，放开视野寻找新的分析问题的工具。