基于CDIO工程教育理念的《传热学》课程实践教学环节的设计和建设,本文是有关教育理念在职研究生论文范文和理念和实践教学和《传热学》类学术论文怎么写.
教育理念论文参考文献：
摘 要：传热学作为油气储运工程专业最重要的专业基础课程之一,具有理论强、概念多、重点散、理解难等特点,传统的完全依靠教师课堂讲授的教学模式已无法满足高素质、工程化、创新性专业人才的培养目标.为此,基于CDIO工程教育理念,结合课程特点,设立课堂教学实践环节.以项目为依托,采取团队协作模式,引导学生积极思考、自行设计,充分应用CDIO理念下的构思、设计、实现、运作的思想完成实践环节操作,将教师课堂的被动灌输授课转变为学生课下的主动实践学习,激发学生学习兴趣,实现CDIO教育模式中“做中学”的教育原则和学生个人能力的培养.
关键词：CDIO工程教育；传热学；实践环节
中国民航大学油气储运工程专业于 2013 年获批为校级专业综合改革本科专业之一.专业改革总体思路为：总结专业发展过程中的经验和不足,明确专业定位及专业建设存在的问题.针对存在的问题,以实施“专业综合改革”为契机,借鉴CDIO 等先进工程教育模式的教学理念[1],构建综合化实践教学体系,以建设符合工程教育理念、具有显著特色的油气储运工程专业,为行业发展培养高素质人才,实现工程化创新人才的培养目标.
1 CDIO工程教育模式简介
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果[2],2001年由四所国际著名工科院校（瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、美国麻省理工学院、瑞典皇家技术学院）创立的国际组织所提出来的[3].CDIO是“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实现”（Implement）、“运作”（Operate）4个英文单词的缩写,它以工程项目（包括产品、生产流程和系统）从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动学习、主动实践的方式学习工程,是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”（Project based education and learning）的集中体现[4].
CDIO教育模式旨在为学生提供一种学习经验和情境,使学生在学习专业科学知识的同时,养成个人能力以及产品系统构思、设计、实施、运行的能力[5],而这些能力正是广大企业对工程类毕业生的要求,同时学生本身也对这些能力的培养有着迫切需要.目前,大学教育的基本模式还是以传统的课堂面授为主,尤其是理论基础课程,怎样在授课中将CDIO教育理念贯穿其中是广大教育工作者应一直不断思考、研究和探索的问题.
2 《传热学》课程定位及教学现状分析
2.1 《传热学》课程定位
研究热能传递、转换与控制的传热学,是一门来源于生活、应用性极强的课程,在能源动力、航空航天、建筑节能、交通运输、生物工程等各个工程领域均有广泛的应用[6].在本校油气储运工程专业本科教学计划中,传热学安排在大三上学期,在整个专业课程体系中起到承上启下的作用,是以后专业课程学习的理论基石.对本专业毕业生来说,不论将来是进行输油管道、油库等的设计与管理、燃气输运、油气集输处理还是热能的合理利用、热工设备效能的提高及换热器的设计开发等相关方向的工作或研究,都需要应用传热学的相关理论知识.因此,传热学对于油气储运工程专业来说是非常重要的一门专业基础课程.
2.2 《传热学》课程教学现状分析
传热学是研究热量传递规律及其应用的一门科学,导热、对流换热、辐射换热、传热过程与换热器是其四大核心内容,其中,导热、对流换热和辐射换热这三部分具有相对的独立性,而传热过程与换热器则是导热、对流换热和辐射换热的综合应用.课程理论性强,包含有大量的偏微分方程推导,这就要求学生具有较为扎实的高等数学、流体力学和工程热力学基础.此外,课程体系复杂而庞大,存在概念多、重点散、理解难等问题[7],学生普遍反映传热学学习较为抽象、枯燥乏味,学习难度大.
同时,随着科技的不断进步和工业生产的不断发展,传热学的基础理论在不断完善,其应用领域也在不断扩张[8],因此,传热学的授课内容也在不断增多.这样,在课时有限的情况下,教师更多关注的是能否完成教学任务,对学生的动手能力、团队协作能力等能力的锻炼则略显有心无力.虽然课程目前安排有2次共4学时的实验课（分别为平板法测材料导热系数实验和综合传热性能实验）,但学生多数根据实验教材和指导书按照既定的实验目的和方法、实验设备的使用、实验操作步骤和流程等进行实验操作,缺乏对学生独立思考、分析和解决问题能力的有效培养.
因此,为配合油气储运工程专业的工程教育改革进程,传热学课程也吸收了工程教育理念,结合课程特点,设立了课堂实践环节,从而实现CDIO工程理念指导下的高素质、工程化、创新性专业人才的培养目标.
3 课程实践环节教学设计与实施
3.1 实践环节题目及要求
基于传热学授课现状,借鉴CDIO工程教育理念,选取生活中最简单、最常见的传热问题作为实践题目：运用所学的传热学知识（包含但不限于）,自行设计降温措施,将一杯90℃的热水温度降至15℃.要求：①时间最短；②降温过程中不得改变容器内水的体积.
3.2 实践环节实施方式
1. 分组进行,每组5~6人；
2. 在进行理论课教学之前,任课教师即宣布实践环节题目及要求；
3. 实践环节贯穿整个理论课学习过程,分成2次.要求第2次的降温措施需比上次有所改进,降温时间逐渐缩短（中途允许更换降温措施）；
4. 每次实践操作后进行PPT讲解,并提交总结报告；
5. 课程结束后,教师根据2次的综合表现进行考核打分,成绩计入期末总成绩中.
3.3 实践环节实施过程
1. 实践开始前教师准备好所需的基本实验材料,如烧杯、开水（100℃）、温度计、秒表、手套等；
2. 各组向烧杯内倒入一定体积的开水,用温度计测量初始温度,当开水温度降至90℃时,开始计时；
3. 各组开始进行自行设计的降温措施；
4. 当温度降至15℃时,结束计时,记录降温过程的时间；
5. 待所有组都完成任务后,教师任意指定组内的一名学生以PPT的形式对本次降温过程进行讲解.PPT应至少包含以下几方面的内容：
（1）上次降温措施存在的问题/造成降温时间长的原因；
（2）可以有哪些改进的方面；
（3）本次降温措施是如何改进的,用到了哪些传热学的知识；
（4）改进后的效果如何（如降温时间缩短了多少等）.
注：
（1）第一次PPT讲解仅需说明所选降温措施的原因以及所用到的传热学知识点即可；
（2）针对某一种措施,其他组成员如有更好的想法或意见可以进行补充,提出建设性意见的组考核时可获加分.
6. 以PPT内容为基础,记录实践操作的过程和结果,提交总结报告（word 1~2页）.
3.4 实践环节考核方式
考核由3部分组成：降温时间、PPT答辩以及总结报告,满分10分,各部分的占比分别为50%、30%和20%.
（1）降温时间：时间最短的组得满分5分,其他组依此按比例给分.但如果有某个组的降温时间虽然不是最短,但其降温措施新颖（例如自行设计了一个小元器件等）、甚至涉及了跨学科专业时,予以加分；
（2）PPT答辩：PPT制作简洁、美观、答辩人思路清晰、描述清楚的组给予高分.另外,在答辩过程中给其他组提出建设性意见的组也予以适当加分；
（3）总结报告：能完整、详细、真实地纪录实践过程的思路、步骤和结果,并有实践心得和体会的给予高分.
3.5 实践环节教学效果
自教学实践活动开展以来,学生们踊跃参与、积极思考,围绕实践题目和要求主动寻找合适的降温措施,并不断进行优化研究以缩短降温时间.实践前各组思考采取何种降温措施以及需要准备的素材、工具等；实践中各组形成一个团队,每人明确自身的任务并努力配合、协调完成降温工作；实践后分析、总结操作过程,对比、借鉴其他组的经验教训,思索下次降温措施的优化选择.通过教学实践活动,学生们的动手能力、团队协作能力、创新能力等都有了一定程度的提高,较好地实现了理论联系实际.图1和图2分别是这2次实践活动的记录,通过第1次的初步摸索,在第2次的实践活动中,学生们的思维更加开阔,选择的降温措施更加多元化,更注重实践过程中的操作细节,配合默契程度也明显提升.
3.6 实践环节的目的和意义
首先,以生活中最简单、最常见的小问题作为实践题目,比较容易调动学生的兴趣和积极性,学生也比较容易上手,可以较好地锻炼学生的动手能力.同时,让学生意识到,通过传热课程的学习,可以用专业的理论知识去解释生活中一些最普遍的现象,做到透过现象看本质,实现理论联系实际.
其次,在进行理论课教学之前任课教师即宣布了实践环节题目及要求,这样,从课程一开始,为了完成实践任务,学生能一直带着问题、带着思考并且有重点、有目的地去学习接下来的理论课程,而不再是被动地接受教师知识的灌输.
再次,实践环节贯穿整个理论课学习的过程并且要求不断改进措施,这样,随着理论知识学习的深入,可以推动学生一直不断思索,如何运用新的知识更有效地去解决同一个问题.
最后,PPT答辩可以很好地锻炼学生的口头表达能力和逻辑思维能力.同时,采取“教师任意点名汇报人”的措施,可以督促组内所有学生事先都会积极参与进来,否则会影响整组的得分,避免了分组实践活动中最常见的问题——“永远只有一人在干活”,有效地锻炼了学生的团队协作能力.
4 结论
传热学作为油气储运工程专业最重要的专业基础课程之一,具有理论强、概念多、重点散、理解难等特点,传统的完全依靠教师课堂讲授的教学模式已无法满足高素质、工程化、创新性专业人才的培养目标,为此,以实施“专业综合改革”为契机,借鉴CDIO等先进工程教育模式的教学理念,结合课程特点,设立课堂教学实践环节.从生活中最常见、最简单的传热问题——热水降温入手,通过学生分组、以项目形式协同合作、发现问题并解决问题、再将项目的实施过程通过PPT的形式展现出来,充分应用CDIO理念下的构思、设计、实现、运作的思想完成整个实践环节的操作过程,激发了学生学习兴趣,提高了学生动手能力、独立思考能力和分析解决实际工程问题的能力,实现了理论联系实际.
参考文献：
[1]崔艳雨,丁清苗, 杨广峰等. 基于CDIO工程理念的油气储运工程专业综合改革方案设计[J]. 课程教育研究, 2014(13): 233-234.
[2]韩智,张振虹, 李兴娟. 基于CDIO理念的软件工程课程教学改革[J]. 计算机教育, 2010(11): 56-59.
[3]陶勇芳, 商存慧. CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J]. 中国高教研究, 2006(11): 81-83.
[4]查建中. 论“做中学”战略下的CDIO模式[J]. 高等工程教育研究, 2008(3): 1-6+9.
[5]王刚. CDIO工程教育模式的解读与思考[J]. 中国高教研究, 2009(5): 86-87.
[6]刘春梅, 王学涛, 白秀娟. 节能增效背景下能动专业《传热学》教学改革[J]. 2016, 44(1): 188-189.
[7]曲明璐, 王昕, 吕静. 高校建筑环境与能源应用工程专业传热学教学体会浅谈[J]. 新校园旬刊, 2015(2):76.
[8]郭晓娟, 左远志, 尹辉斌. 增加实践环节在《传热学》课程教学的探讨[J]. 东莞理工学院学报, 2014, 21(5): 114-116.
【基金项目】中国民航大学高校基本科研业务费项目（3122016C004,机坪管道气塞形成机理及改进消气技术研究）.
概括总结:该文是一篇关于经典教育理念专业范文可作为理念和实践教学和《传热学》方面的大学硕士与本科毕业论文教育理念论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.
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