熱工基礎(chǔ)課程發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究.ppt

熱工基礎(chǔ)課程發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究陶文銓何雅玲2004年10月28日于上海,2004年全國熱工課程發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研討學(xué)術(shù)會議教育部能源動力學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究項(xiàng)目,國內(nèi)外熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展沿革和現(xiàn)狀熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位3.熱工基礎(chǔ)課程知識體系的基本要求4.對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工基礎(chǔ)課程的建議5.開設(shè)熱工類課程的必備教學(xué)條件6.今后5年熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革發(fā)展思路,1,目錄,教育部2004年3月1日正式批復(fù)能源動力學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會負(fù)責(zé)進(jìn)行能源動力學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)劃的研究。鑒于熱工課程是能源動力類學(xué)科的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，同時在其它多個大類專業(yè)的人才培養(yǎng)中也具有重要地位。因此，熱工課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會在發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究中承擔(dān)了本課程發(fā)展戰(zhàn)略研究的任務(wù)。,前言,終身教育，素質(zhì)教育，創(chuàng)新教育,前言,本課程在國內(nèi)外工科教學(xué)中開設(shè)的歷史和現(xiàn)狀課程教學(xué)在各類專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位在不同大類專業(yè)中熱工課程的開設(shè)方案今后我國熱工課程教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略等問題進(jìn)行了探討,前言,1.國內(nèi)外熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展沿革和現(xiàn)狀,追溯熱工課程教學(xué)的歷史發(fā)展軌跡，希望：總結(jié)教育經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高等教育的一些規(guī)律；了解目前現(xiàn)狀，把握發(fā)展趨勢;為制定發(fā)展戰(zhàn)略提供縱向參考系。,1.國內(nèi)外熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展沿革和現(xiàn)狀,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放前,1.國內(nèi)外熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)發(fā)展沿革和現(xiàn)狀,在我國工科教學(xué)中，熱工基礎(chǔ)課程的設(shè)立，據(jù)目前可以查到的正式出版物的記載，始于1911年（宣統(tǒng)3年）。在當(dāng)時的郵傳部高等實(shí)業(yè)學(xué)堂（交通大學(xué)前身）：鐵路專科（學(xué)制3年）課程表中，列出了18門課程，其中有“熱力學(xué)”，學(xué)時每周3鐘點(diǎn)，講授2個學(xué)期；在電機(jī)?？疲▽W(xué)制3年）的課程表中，有14門課程，其中也有熱力學(xué)，每周3鐘點(diǎn)，講授1學(xué)期。這以后熱工課程就一直是該校工學(xué)專業(yè)的課程之一。,表11949年前交通大學(xué)各個時段熱工課程開設(shè)情況,由于缺乏資料，一時無法得到其它歷史悠久高校工科教學(xué)中熱工課程開設(shè)的記錄。,但是總的說來，當(dāng)時各個高校中開設(shè)熱工課程的工科專業(yè)面是相當(dāng)寬的。,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放前,解放后50年代初，全國進(jìn)行院系調(diào)整。從課程設(shè)置而言，凡是設(shè)有機(jī)械系的學(xué)校都開設(shè)熱力學(xué)課程。后各校動力機(jī)械部分紛紛從機(jī)械系分出，單獨(dú)設(shè)系，在動力機(jī)械系內(nèi)熱力學(xué)課程教學(xué)得到進(jìn)一步加強(qiáng)。至于傳熱學(xué)在50年代初一般只作為工程熱力學(xué)中的幾章予以介紹，并未單獨(dú)設(shè)課。當(dāng)時國家提出全面向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)，哈工大被定為工科院校全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的樣板。50年代中期學(xué)制定為五年。哈工大與有關(guān)學(xué)校聘請了一批蘇聯(lián)專家，培養(yǎng)了一批教師，建立了一批專業(yè)，教學(xué)計(jì)劃基本上采用蘇聯(lián)的。當(dāng)時所用教材主要為前蘇聯(lián)作者的譯本.,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放后,【1】李特文.工程熱力學(xué)(1，2，3冊).寧榥，徐華舫譯，上海：龍門聯(lián)合書局，1953-1954年【2】闊爾尼茨基，魯濱斯坦主編.普通熱工學(xué)（1，2，3，4冊），李佑華，東北工學(xué)院熱工教研組譯，北京：高等教育出版社，1956-1957【3】雅斯特列姆斯基著.工程熱力學(xué)（1，2冊），沈維道譯，北京:水利電力出版社，1956-1957年【4】雷科夫著.熱傳導(dǎo)理論，裘列均，丁履德譯，北京:高等教育出版社,1955【5】維尼克著.工程熱學(xué)及傳熱學(xué)基礎(chǔ).嚴(yán)家祿，張正榮譯.北京：冶金工業(yè)出版社,1959,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放后,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放后,1952年時在北京大學(xué)任教的王補(bǔ)宣教授編著的“熱力學(xué)”由上海中外書局出版。,1954年由王補(bǔ)宣教授翻譯的前蘇聯(lián)米海耶夫的教材“傳熱學(xué)基礎(chǔ)”在國內(nèi)出版。,該書俄文版曾兩度獲得前蘇聯(lián)的斯大林獎，翻譯本又以忠實(shí)原著、譯文流暢而膾炙人口，被國內(nèi)有關(guān)院校普遍采用。,我國在能源動力類等專業(yè)中的熱工教學(xué)，自此按工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)分別進(jìn)行。,從1956年開始，國家號召我國高等學(xué)校教師在學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)教材的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國實(shí)際情況自己編寫教材。此后我國作者自行編著了一批熱工教材。,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放后,傳熱學(xué)楊世銘、陳大燮電力出版社出版1958,1960年當(dāng)時的高教部組建了熱工教材編審委員會，陳大燮教授出任主任，王補(bǔ)宣、楊世銘教授為副主任，委員有夏彥儒教授等。該委員會制定了我國工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)及熱工學(xué)的第一部教學(xué)大綱，組織作者出版了一批我國學(xué)者自行編寫的教材，奠定了我國熱工類課程的教學(xué)基礎(chǔ)。1985年教育部重新組建了高等工業(yè)學(xué)校熱工課程教學(xué)指導(dǎo)委員會，王補(bǔ)宣、楊世銘教授受命出任主任與副主任。至今已經(jīng)是第五屆，該委員會主持制定了工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)課程的基本要求，多次召開了全國熱工課程教學(xué)研討會，對我國熱工課程教材的建設(shè)與教師隊(duì)伍的成長起了重要作用。,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀解放后,在我國熱工課程教學(xué)中，值得大書一筆的是教育部熱工教材編審委員會（后改為教學(xué)指導(dǎo)委員會）的設(shè)立和所進(jìn)行的工作,到上世紀(jì)末，我國共有150余所高等工業(yè)學(xué)校開設(shè)有熱工類課程，分布在除臺灣，西藏，青海三省以外的境內(nèi)有關(guān)高校。全國熱工課程教學(xué)的一般情況是：（1）熱工課程的設(shè)置主要在能源動力類、石油化工類、航天航空類、土建類、交通運(yùn)輸、輕紡食品等大類專業(yè)；（2）熱工教學(xué)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主，測試手段比較落后，設(shè)備比較陳舊；（3）已經(jīng)出版了一批由我國作者自行編寫的工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)與熱工學(xué)的教材。,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)狀,開課的大類專業(yè)面也有所擴(kuò)大，機(jī)械類專業(yè)目前也大多開出了少學(xué)時的熱工學(xué)課程，例如清華大學(xué)對機(jī)械系，精密儀器系、汽車系，力學(xué)系等開設(shè)有48學(xué)時的熱工基礎(chǔ)教程；經(jīng)過近5年來211工程建設(shè)等項(xiàng)目的支持，我國熱工實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況有了較大的改觀；同時出版了一批面向21世紀(jì)的教材。但是與國際上工業(yè)先進(jìn)國家的熱工課程教學(xué)相比較，還有較大的差距。,1.1國內(nèi)的歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)狀,（1）近代熱科學(xué)的產(chǎn)生與初期的發(fā)展集中在歐洲國家。熱科學(xué)研究的起源可以追溯到Galileo(1592)的時代。而且早期熱學(xué)作為物理學(xué)的一部分，熱力學(xué)與傳熱學(xué)的研究是溶為一體的。例如Boltzmann從熱力學(xué)證明了Stefan由實(shí)驗(yàn)得出的輻射四次方定律。又如熱力學(xué)第二定律的創(chuàng)建人之一，LKelvin在1862年按半無限大物體傳熱問題的計(jì)算，估算了地球的年齡。,1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀歷史,（2）無論熱力學(xué)還是傳熱學(xué)，其發(fā)展都經(jīng)歷了從“科學(xué)”到“工程”的過程，即，從初期作為物理學(xué)一部分的熱學(xué)演變、發(fā)展成為密切結(jié)合工程實(shí)際的“工程熱力學(xué)”與“工程傳熱學(xué)”。一批德國科學(xué)家Prandtl，Karman，Nusselt，Blasius以及后來的Eckert，還有前蘇聯(lián)科學(xué)家（如Kirpichev等）作出了。（3）二次大戰(zhàn)以后，傳熱學(xué)的研究中心由德國轉(zhuǎn)移到美國，其中Jakob，Karman以及Eckert三位德國科學(xué)家的移居美國起了很大的作用。（4）歐美國家工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)課程的開設(shè)始于何時，暫時無法查考。,1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀歷史,1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀歷史,最早的一本傳熱學(xué)可能是德國科學(xué)家Grober的著作（1921）,然而影響比較大的則要推McAdams的“Heattransmission”（1933）,隨后Jakob與Hawkins的教材，Eckert的教材相繼問世，成為20世紀(jì)4050年代的代表作。Holman的傳熱學(xué)第一版出版于1963年。,到20世紀(jì)80年代以后，工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)已經(jīng)成為歐美國家機(jī)械類學(xué)生的必修課，有的學(xué)校還設(shè)為工科學(xué)生基礎(chǔ)課程。根據(jù)我們的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在境外的高等工程教育中，傳熱學(xué)與熱力學(xué)課程的開設(shè)相當(dāng)普遍。,1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)代,美國：依利諾依斯大學(xué)（Urbana-Champain分校），明尼蘇達(dá)大學(xué)，加州大學(xué)（SantaBarbra分校），賴斯（Rice）大學(xué)，克列姆遜（Clemson）大學(xué)，夏威夷大學(xué)；佛羅里達(dá)國際大學(xué)；英國：杜漢（Durham）大學(xué)、里茲（Leeds）大學(xué)及格拉斯哥（Glasgow）大學(xué)；利物浦大學(xué)；加拿大：多倫多大學(xué)；日本：京都大學(xué)、九州大學(xué)，群馬，廣島，九州工業(yè)大學(xué)；新加坡：南洋理工大學(xué)，國立新加坡大學(xué)；韓國：漢城大學(xué)，韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院（KAIST），仁荷大學(xué)香港：香港大學(xué)，香港科技大學(xué)等,1.2國外、境外的歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)代,2.001材料力學(xué)；2.002材料力學(xué)II；2.003系統(tǒng)、模態(tài)與控制；2.005熱流工程I；2.006熱流工程II；2.007設(shè)計(jì)引論；2.008設(shè)計(jì)與制造II；2.009產(chǎn)品工程過程；2.14控制系統(tǒng)原理；2.171數(shù)字控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)；2.192動態(tài)戰(zhàn)略規(guī)劃；2.25高等流體力學(xué)；2.26可壓縮流體動力學(xué)；2.40熱力學(xué)；2.51傳熱傳質(zhì)學(xué)；2.52熱遷移過程模化與方法；2.63技術(shù)的應(yīng)用；2.672實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目；2.739產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)；2.744產(chǎn)品設(shè)計(jì)；2.792J定量生理學(xué)；器官移植系統(tǒng)；2.852制造系統(tǒng)分析；2.993機(jī)械工程專題,舉例1：麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系,ME200熱力學(xué)I；ME203力學(xué)工程設(shè)計(jì)引論；ME270力學(xué)基礎(chǔ)I；ME274力學(xué)基礎(chǔ)II；ME290一年級講座；ME300熱力學(xué)II；ME309流體力學(xué)；ME325傳熱傳質(zhì)學(xué)；ME352機(jī)械設(shè)計(jì)I；ME413噪聲控制；ME444CAD；ME452機(jī)械設(shè)計(jì)II；ME46工程設(shè)計(jì)；ME475自動控制系統(tǒng)。另有，本科生及研究生均可從21門專業(yè)課程中選修學(xué)分。,舉例2：普渡大學(xué)工學(xué)院機(jī)械系,密西根大學(xué)的機(jī)械系在美國名列前茅。UM機(jī)械系相當(dāng)于我國高校學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)課的44必修學(xué)分中熱流理論類課程有9學(xué)分：工程熱力學(xué)，3學(xué)分和傳熱學(xué)，4學(xué)分、流體力學(xué)3學(xué)分。占23%，選修課程中還有工程熱力學(xué)，3學(xué)分。,舉例3：密西根大學(xué)機(jī)械系,表2密西根大學(xué)工學(xué)院機(jī)械系學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)課課程學(xué)分,ME205熱力學(xué)；ME211氣體動力學(xué)引論；ME213傳熱學(xué)；ME231工程材料；ME240動力系統(tǒng)模化與分析；ME250熱科學(xué)實(shí)驗(yàn)；ME261信號處理、儀表及控制基礎(chǔ)；ME271機(jī)械設(shè)計(jì)I；ME272機(jī)械設(shè)計(jì)II；ME280高級機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目；ME291講座（以上為ME必修課）；ME293專門項(xiàng)目；ME296榮譽(yù)項(xiàng)目；ME297榮譽(yù)講座。,舉例4：依利諾依斯大學(xué)（Urbana-Champain分校）,專門化課程：ME301中級熱力學(xué)；ME302核能工程；ME303應(yīng)用燃燒學(xué)；ME304能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)（ME必修）；ME305中級氣體動力學(xué)；ME306中級傳熱學(xué)；ME307太陽能利用；ME308對流換熱的流體力學(xué)問題；ME310流動與傳熱的數(shù)值技術(shù)；ME312現(xiàn)代控制現(xiàn)論；ME313機(jī)械工程系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制；ME314摩擦學(xué)引論；ME315摩擦學(xué)；ME320機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)；M321制冷與低溫；M323熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)；M331內(nèi)燃機(jī)；M336汽車動力學(xué)；M342運(yùn)動學(xué)分析與綜合；ME345有限元分析引論；ME346工程材料失效機(jī)理；ME347機(jī)械零件失效分析；ME351材料加工過程；ME388工業(yè)控制系統(tǒng),舉例4：依利諾依斯大學(xué)（Urbana-Champain分校）,ME1750生物工程引論；ME/CE1770工程制圖與可視化引論；ME2016計(jì)算技術(shù)；ME2110創(chuàng)造性的決定與軟件；ME2751力學(xué)引論；ME2202剛體動力學(xué)；ME3015系統(tǒng)動力學(xué)與控制;ME3056實(shí)驗(yàn)方法論；ME3180機(jī)械設(shè)計(jì)；ME3201材料力學(xué)；ME3322熱力學(xué)；ME3340流體力學(xué)；ME3345傳熱學(xué)；ME3720熱流工程引論。,舉例5：佐治亞理工學(xué)院（GIT）機(jī)械系,ME318工程計(jì)算方法；ME324機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)；ME330流體力學(xué)；ME333T技術(shù)交流；ME334材料工程；ME134L材料工程實(shí)驗(yàn)；ME335概率與設(shè)計(jì)；ME336材料加工；ME136L材料加工實(shí)驗(yàn)；ME338機(jī)械另件；ME339傳熱學(xué)；ME242L熱流科學(xué)實(shí)驗(yàn)；ME343熱流系統(tǒng)；ME344動力學(xué)與控制；ME244L動力系統(tǒng)與控制實(shí)驗(yàn)；ME353工程經(jīng)濟(jì)分析；ME366J機(jī)械工程設(shè)計(jì)方法學(xué)；ME466K機(jī)械工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。,舉例6：德克薩斯大學(xué)（Austin）機(jī)械系,專業(yè)方向課分別對生物醫(yī)學(xué)工程等列出了七個方向的選修的課程，例如對熱流系統(tǒng)方向列出課程為：可壓縮流體力學(xué)；電機(jī)與磁器件；透平機(jī)械與可壓縮流；中級傳熱學(xué)；能量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；計(jì)算流體動力學(xué)引論；燃燒機(jī)械過程；車輛工程；熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)；空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。,舉例6：德克薩斯大學(xué)（Austin）機(jī)械系,ME主修課ME1896熱力學(xué)；M19abc流體力學(xué)與氣體動力學(xué)；ME20傳熱學(xué)；ME70機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)引論；ME71工程設(shè)計(jì)引論；ME72工程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；ME73機(jī)械另件設(shè)計(jì)；ME90abc高級論文（實(shí)驗(yàn)）；ME91abc高級論文（分析）；ME/CE96機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)；CE/ME97流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)。專門方向課程14門供學(xué)生選修，例如：ME115ab機(jī)器人運(yùn)動學(xué)引論；ME119a傳熱學(xué)與熱力學(xué)；ME131高級機(jī)器人；操縱與定向；ME932高級機(jī)器人；導(dǎo)航與視覺,舉例7：加州理工學(xué)院（CIT）機(jī)械系,ME主修課：ME201-0力學(xué)I；ME202-0力學(xué)II；ME220-0熱力學(xué)I；ME224-0實(shí)驗(yàn)工程I；ME240-0機(jī)械設(shè)計(jì)與制造引論；ME241-0流體力學(xué)；ME262-0應(yīng)力分析與有限元。專門方向課程21門：屬于熱能工程方向的有：ME370-0熱力學(xué)II；ME373-0工程流體力學(xué)；ME377-0傳熱學(xué)；ME379-0燃燒工程基礎(chǔ)等四門。,舉例8：美國西北大學(xué)機(jī)械系,舉例8：英國利物浦大學(xué)機(jī)械系,第1、2學(xué)年熱力學(xué)，流體力學(xué)，固體力學(xué)，動力學(xué)，數(shù)學(xué)電工，工業(yè)管理，計(jì)算方法第3學(xué)年傳熱學(xué)，流體力學(xué)，固體力學(xué)，動力學(xué)，實(shí)驗(yàn)方法，有限元分析，小組設(shè)計(jì)(groupdesign);第4學(xué)年壓力容器與管線；計(jì)算流體動力學(xué)；能量利用與控制，法語，德語，西班牙語；四個工程選修專題,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,(1)熱學(xué)課程境外高等學(xué)校中工程類專業(yè)普遍開設(shè)的課程熱現(xiàn)象幾乎是每一個工程領(lǐng)域中都會碰到的物理現(xiàn)象，能量的有效與合理的利用幾乎是每一個工程師都需要解決的問題。在有一些領(lǐng)域中，熱現(xiàn)象的規(guī)律還是制約技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題。因而在境外的高等工程教育中，傳熱學(xué)，熱力學(xué)與流體力學(xué)課程的開設(shè)相當(dāng)普遍。,在境外高等學(xué)校各種工程學(xué)科中，機(jī)械工程學(xué)科是把熱工類課程作為必修課程的最主要學(xué)科之一。許多學(xué)校把熱學(xué)類課程作為工學(xué)院的公共課程，如美國依阿華（lowa）州立大學(xué)工學(xué)院在2000年開出的81門課程中（不含基礎(chǔ)課），包括有電子、信息、計(jì)算機(jī)、控制、電磁場等系列課程，其中熱學(xué)方面的基本課程有四門，即熱力學(xué)I，熱力學(xué)II，傳熱學(xué)及熱流系統(tǒng)設(shè)計(jì)（Thermalfluidsystemdesign）。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,國外教授與校友的共同反應(yīng)總的反應(yīng)是國內(nèi)工科教育的知識面比較窄,需要拓寬。以美國Akron大學(xué)機(jī)械系系主任鐘道藩教授的來信為例：“我深感國內(nèi)機(jī)械系課程專業(yè)分割太細(xì)微，與美國機(jī)械系課程詫異頗大。我們機(jī)械系的必修課很廣泛但不深入。機(jī)械系學(xué)生必須念：,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,Thermal-FluidScience，Solidmechanics及Systemcontrol三大類,大四的學(xué)生Conceptsofdesign,Designofenergysystem,Designofmechanicalsystem及Controlsystemdesign亦是每人的必修課。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,“由于大部分課程的差異，國內(nèi)來美的研究生往往需要補(bǔ)修大學(xué)部的課程。譬如MechanicalEngineering的畢業(yè)生要補(bǔ)HeatTransfer,ThermalDesignComponents及ControlSystemDesign.若是ThermalEngineering的畢業(yè)生又缺Vibrations,DesignofMechanicalComponents等，這是美國各大學(xué)機(jī)械系主任的共同感覺。所以我一直鼓吹國內(nèi)機(jī)械系本科生課程應(yīng)加強(qiáng)拓寬，減少專業(yè)化。”,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,（2）熱工課程的開設(shè)方式美國、英國等高等學(xué)校機(jī)械工程系主修課程的設(shè)置一般分為兩個層次：1）基本層次中開設(shè)：該層次中的課程一般復(fù)蓋了該校機(jī)械系各個研究方向的最基本的原理，是該系所有學(xué)生的必修課，在這一層次課程中均包含流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)的基本原理課程在內(nèi)；在這個層次上，所必修的課程的門類均比我國機(jī)械類專業(yè)要廣的多；2）專門化層次中開設(shè)：該層次中按專業(yè)方向不同而分成若干組課程供學(xué)生選修。而在這一層次上，專門化課程的深度就比我國的淺，且內(nèi)容上未必是某一個方向的系統(tǒng)課程。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,（3）最近十年美國熱工課程教學(xué)的發(fā)展在最近10年中，美國高等學(xué)校工科熱工課程的教學(xué)呈現(xiàn)出許多新的發(fā)展趨向，值得我們重視。首先在熱工課程教材方面，美國高校中出現(xiàn)了像：Cengel的ThermodynamicsAnEngineeringApproachCengel的Heattransfer-ApracticalapproachIncropera/DeWitt的Fundamentalsofheattransfer。這些教材取材豐富、構(gòu)思新穎、內(nèi)容先進(jìn)。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,在熱工實(shí)驗(yàn)方面，20世紀(jì)末美國高校也進(jìn)行了面向21世紀(jì)的探索，例如美國普渡大學(xué)DeWitt等三位教授進(jìn)行了題為“Curriculumforthe21thCentury”的研究，對于傳熱學(xué)試驗(yàn)提出了以下改革內(nèi)容：1）toconductfewer“traditional”experiments,creatingthetimeforthestudentstoperformteamprojects（減少“傳統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的時間）；2）toprovidechallengingindustrialdesignprojects（增加有挑戰(zhàn)性的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目）；3）tooffer“hand-on”experience（給予動手訓(xùn)練機(jī)會）；4）topartnerwithindustrialsponsors（訓(xùn)練與工程界合作）；5）tonurturethecommunicationoftheprojectresult（培養(yǎng)交流項(xiàng)目結(jié)果的能力）。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,為此，該校改進(jìn)了原有的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，配備了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，同時從工業(yè)界不斷引入設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)課題，并分解成為teamproject（團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目）的內(nèi)容。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,強(qiáng)調(diào)了減少傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，增加來自工業(yè)界實(shí)際項(xiàng)目的訓(xùn)練；強(qiáng)調(diào)了團(tuán)隊(duì)合作的訓(xùn)練；強(qiáng)調(diào)了培養(yǎng)交流與動手的能力。,當(dāng)然傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)還是需要的，是加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解以及培養(yǎng)動手能力的環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與組織上也要注意綜合性的培養(yǎng)。我們來看普渡大學(xué)ME315的傳統(tǒng)傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容。,總結(jié)：境外熱工課程的開設(shè)情況,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,我們認(rèn)為：熱工課程的基本知識應(yīng)當(dāng)成為工科各專業(yè)學(xué)生必須具備的技術(shù)素質(zhì)，熱工課程應(yīng)當(dāng)成為我國工科學(xué)生、尤其是機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生的共同的工程基礎(chǔ)課程。,2.1從自然現(xiàn)象與各類工程物理過程的本身及執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展能源政策來看2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看2.3從高新技術(shù)和近代數(shù)理理論的發(fā)展情況來看2.4對國內(nèi)部分大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.1從自然現(xiàn)象與各類工程物理過程的本身及執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展能源政策來看,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,面臨的形勢既嚴(yán)峻又極具挑戰(zhàn)性,我國能源動力類相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)面臨著既嚴(yán)峻又極具挑戰(zhàn)性的形勢。能源及環(huán)境是目前世界各國所面臨的頭等社會問題，能源資源的國際間競爭愈演愈烈：伊拉克戰(zhàn)爭及戰(zhàn)后重建，中日雙方在俄羅斯輸油管線走向上的角逐等，都是國家間能源戰(zhàn)略利益沖突的具體反映。我國現(xiàn)有能源利用效率很低，與發(fā)達(dá)國家存在著較大的差距：單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2.3倍.,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,20,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,我國的人均能源資源并不豐富，我國的資源發(fā)展必然走資源節(jié)約型的道路。我國中長期能源發(fā)展規(guī)劃制定了節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略。提高能源利用率是確保我國中長期能源供需平衡的先決條件，無論是從國內(nèi)資源還是世界資源的可獲量考慮，中國只有創(chuàng)造比目前工業(yè)化國家更高的能源效率，才可能在有限的資源保證下，實(shí)現(xiàn)高速經(jīng)濟(jì)增長和達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家人均水平。,20,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,如果用國際上先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備替代現(xiàn)有落后技術(shù)和設(shè)備，全部節(jié)能潛力可達(dá)目前能源消費(fèi)量的50，如用國內(nèi)已有的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行落后設(shè)備的更新，總節(jié)能潛力可達(dá)目前能源消費(fèi)量的30。因此，無論從電力的生產(chǎn)，能源的節(jié)約以及工業(yè)生產(chǎn)過程的本身特點(diǎn)來看，工科學(xué)生應(yīng)該具備合理用能、節(jié)能的意識并懂得其基本的技術(shù)，而熱工課程的內(nèi)容是合理用能及節(jié)能理論中的最基礎(chǔ)與核心的部分。,2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看(21大類）,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.2從各大類專業(yè)所包括的技術(shù)領(lǐng)域中所固有的熱現(xiàn)象來看,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,2.3從高新技術(shù)的發(fā)展情況來看,2.熱工基礎(chǔ)課程在工科各專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位,1.根據(jù)本行業(yè)的發(fā)展，請您對今后5年內(nèi)專業(yè)人才的需求情況進(jìn)行預(yù)測：相比目前狀況，對專業(yè)人才的需求規(guī)模將擴(kuò)大還是減少?相對比例是多少？2.基于本行業(yè)的發(fā)展，對專業(yè)人才的要求是：（1）素質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體要求（可按要求的高低順序打1，2，3，4，幾個指標(biāo)可打同一順序號，下同）()思想道德素質(zhì)()()文化素質(zhì)()專業(yè)素質(zhì)()身心素質(zhì)（2）能力結(jié)構(gòu)的具體要求（）自學(xué)能力（）解決工程問題能力（）表達(dá)能力（）工程實(shí)踐能力（）社交能力（）工程綜合能力（）計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力（）創(chuàng)新能力,2.4.1調(diào)查內(nèi)容,2.4對國內(nèi)部分大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查,（3）知識結(jié)構(gòu)的具體要求（）工具性知識（）（）自然科學(xué)知識（）工程技術(shù)知識（）經(jīng)濟(jì)管理知識（）專業(yè)知識3.結(jié)合本行業(yè)的發(fā)展，您認(rèn)為對專業(yè)人才的培養(yǎng)還需要那些方面的專業(yè)知識？并請根據(jù)重要的程度由高到底排序。4.現(xiàn)行的高等教育培養(yǎng)模式是否能適應(yīng)未來行業(yè)發(fā)展的需要?（是否）?存在不足表現(xiàn)在那些方面？（）學(xué)生心理素質(zhì)不高（）學(xué)生眼高手低（）學(xué)生專業(yè)知識太少（）學(xué)生缺乏實(shí)干精神（）學(xué)生不愿做具體業(yè)務(wù)工作（）學(xué)生知識面太窄（）學(xué)生出國熱太甚（）,2.4對國內(nèi)部分大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查,5.目前培養(yǎng)出來的大學(xué)畢業(yè)生，在承擔(dān)專業(yè)任務(wù)和適應(yīng)未來行業(yè)發(fā)展需要方面存在的不足是什么？()專業(yè)知識欠缺()外語能力不夠()動手能力太差()知識面太窄()創(chuàng)新能力不足()應(yīng)用能力低下()合作精神不好()6.請您對我國高等教育的教學(xué)改革提出寶貴的意見與建議：,發(fā)出49余份調(diào)查表，回收近1/3,包括：核電企業(yè)4個；鍋爐廠5個；制冷壓縮廠3個；研究院、勘探院3個。,2.4對國內(nèi)部分大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查,人才需求將擴(kuò)大,大部分預(yù)計(jì)1020%2.對專業(yè)人才的要求（1）素質(zhì)結(jié)構(gòu)思想道德（1）13專業(yè)素質(zhì)（1）6文化素質(zhì)（1）0身心素質(zhì)（1）3（2）能力結(jié)構(gòu)自學(xué)能力（1）5社交能力（1）1表達(dá)能力（1）2計(jì)算機(jī)能力（1）3解決問題能力（1）8工程實(shí)踐能力（1）5工程綜合能力（1）7創(chuàng)新能力（1）2,2.4.2企業(yè)反饋意見綜合,2.4對國內(nèi)部分大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查,（3）知識結(jié)構(gòu)工具知識（1）4經(jīng)濟(jì)管理（1）0自然科學(xué)（1）2專業(yè)知識（1）8工程技術(shù)（1）4,3.對我國高等教育改革的建議：（1）密切與企業(yè)界的合作與聯(lián)系；（2）加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，更新知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)；（3）加強(qiáng)與專業(yè)知識相關(guān)的實(shí)踐；（4）培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作與團(tuán)隊(duì)精神。,2.4對國內(nèi)部分大中型能源動力企業(yè)的調(diào)查,因此，如何培養(yǎng)適應(yīng)上述社會發(fā)展需要專業(yè)人才，是我們教育工作者需要解決的重要問題。,24,3.熱工基礎(chǔ)課程知識體系的基本要求,不同大類專業(yè)中開設(shè)熱工課程的設(shè)想,4對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工基礎(chǔ)課程的建議,不同大類專業(yè)中開設(shè)熱工課程的設(shè)想,4對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工基礎(chǔ)課程的建議,不同大類專業(yè)中開設(shè)熱工課程的設(shè)想,4對各大類工科專業(yè)開設(shè)熱工基礎(chǔ)課程的建議,5.1教師條件45歲以下的本課程教師應(yīng)具備動力工程及工程熱物理一級學(xué)科的博士或碩士學(xué)位。5.2實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)能開出由課程基本要求規(guī)定的必須的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)積極創(chuàng)造條件為學(xué)有余力的學(xué)生開出綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可以單獨(dú)設(shè)課。,5開設(shè)熱工類課程的必備教學(xué)條件,5.3教材條件一般應(yīng)當(dāng)采用由部省級出版社出版的經(jīng)過某一層次審閱的教材，鼓勵有較豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研實(shí)踐的教師根據(jù)各校具體情況自行編寫教材，建議其內(nèi)容要經(jīng)過一定程序的審核；學(xué)校應(yīng)該積極購置近期國外相關(guān)的教材，以為教師備課等參考。5.4其它教學(xué)資源條件要積極采取條件，積累各種教學(xué)資源，包括課程素材庫，CAI教學(xué)軟件，國家認(rèn)可的試題庫。為適應(yīng)學(xué)生個性教學(xué)的需要，為部分學(xué)有余力的學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)一步鉆研的條件，可組織講座、課外科技活動等。,5開設(shè)熱工類課程的必備教學(xué)條件,6.1熱工課程教材怎樣適應(yīng)不同類型學(xué)生的培養(yǎng)需要？在工科21類專業(yè)中，至少有6大類專業(yè)應(yīng)該開出高學(xué)時的工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的課程，其中能源動力類是最典型的一個大類專業(yè)。我國目前設(shè)有這個大類專業(yè)的學(xué)校有150余所。按照教育部分類辦學(xué)的思想（研究型，教學(xué)型以及介于其間的類型），這一百多所學(xué)校在高學(xué)時工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)在教材上是否要有所區(qū)分？還是可以采用同一種教材由主講教師酌情選講？這一問題涉及到熱工課程教學(xué)指導(dǎo)委員會在制定基本要求以及今后組織教材編寫方面的一個基本考慮，需要有一個共識。,6今后5年熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革發(fā)展思路,6.2如何使教材內(nèi)容適時地跟上學(xué)科與工程技術(shù)的發(fā)展？以傳熱學(xué)為例，傳熱學(xué)近年內(nèi)在內(nèi)容方面改觀較大，熱力學(xué)教材則顯得似乎過于穩(wěn)定，新技術(shù)的概念介紹極少。比如，近期中國的長期能源問題已經(jīng)十分突出，為保護(hù)環(huán)境，執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展的方針，在面向21世紀(jì)工程熱力學(xué)教材上，對新的、先進(jìn)的能源利用方式（聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、氫能利用、燃料電池、分布式發(fā)電和熱電冷三聯(lián)供、新能源發(fā)電等等）是否應(yīng)該有適當(dāng)?shù)姆从?？超臨界和超超臨界循環(huán)是傳統(tǒng)燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組提高經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的有效途徑，也是近年來國外燃煤火電廠的重要發(fā)展方向及我國要積極研發(fā)的方向，然而教材和教學(xué)中也并沒有占有相應(yīng)的重要地位等。,6今后5年熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革發(fā)展思路,6.3熱工課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與更新應(yīng)當(dāng)怎樣進(jìn)行？熱工課程所反映的兩門學(xué)科，熱力學(xué)與傳熱學(xué)，都是應(yīng)用科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)無疑是完整的課程教學(xué)的組成部分。多年的經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與發(fā)展某種程度上比課程本身還要困難，主要是涉及到設(shè)備的購置、更新所需的經(jīng)費(fèi)問題。在國家實(shí)施211工程二期或者985工程的建設(shè)中怎樣利用有限的資源（財(cái)力）來改革、更新熱工教學(xué)實(shí)驗(yàn)值得重視。在建設(shè)實(shí)際動手的實(shí)驗(yàn)臺位時，是否也可利用多媒體的工具建設(shè)或購置一些“軟件實(shí)驗(yàn)”，作為補(bǔ)充？在動手的實(shí)驗(yàn)方面，前蘇聯(lián)曾經(jīng)出版過有關(guān)傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的圖書，80年代熱工教學(xué)指導(dǎo)委員會也組織出版過這樣的圖書。目前有否必要再組織出版這樣的參考書？,6今后5年熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革發(fā)展思路,6.4在熱工課程的教材與教學(xué)過程中怎樣加強(qiáng)學(xué)生的能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)？近期世界范圍的內(nèi)的教育改革都十分注意對學(xué)生解決問題的能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，這從最近出版的美國教材中可以明顯看出。由于中外教育體制、教育傳統(tǒng)和教學(xué)理念方面的不同，在吸收西方教材先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時，我們應(yīng)當(dāng)努力探索適應(yīng)我國具體情況的措施與方法。過去的實(shí)踐表明，首先教師本身除了從事教學(xué)以外一定要參加科研，以豐富自己的學(xué)識、提高自己的業(yè)務(wù)水平；在教學(xué)過程中