“探-思-智-行”进阶培养模式在《热力学与传热学基础》中探索与实践

2025-12-06 11:10:25 任春平

《热力学与传热学基础》作为机械类工科专业的核心基础课,兼具理论抽象性与工程实践性,传统教学模式往往难以兼顾知识深度与应用广度,学生易出现“听得懂、不会用”的现象。为破解这一难题,课程教学团队立足课程特点和学生认知规律,结合新工科建设对工程人才的能力要求,系统构建了“探-思-智-行”四阶进阶教学培养模式,实现从知识输入到能力输出的全链条培育。

“探”为起点,激活自主探究动力。教学团队打破“教师讲、学生听”的传统模式,以工程实际问题为导向设计探究主题,将抽象的热力学定律、传热机理与新能源储能、工业余热回收、建筑节能等真实场景相结合。通过设置“太阳能集热器传热效率优化”“动力电池热管理系统设计”等探究任务,引导学生以小组为单位查阅资料、梳理思路、提出假设。同时搭建“线上+线下”探究平台,线上共享行业案例库、虚拟仿真资源,线下依托实验室开展预实验探究,让学生在主动探索中夯实理论基础,培养问题意识。

“思”为核心,锤炼逻辑思辨能力。在探究基础上,教学团队通过课堂研讨、案例剖析、思维可视化等方式,引导学生深度思考探究过程中的核心问题。针对“卡诺循环在实际热机中的偏差分析”“不同传热方式在工程中的适配性选择”等关键内容,组织辩论式教学和头脑风暴,鼓励学生多角度分析问题、论证观点。同时引入“认知跃迁—实践创新—素养落地”三阶思维训练方法,帮助学生构建“现象—原理—应用”的逻辑链条,突破惯性思维,提升批判性思维和系统思维能力。

“智”为支撑,赋能工程创新实践。紧跟数智时代发展趋势,将人工智能、数字孪生等新技术融入教学过程,破解传统实践教学的时空限制。依托学校智能制造实践中心和虚拟仿真平台,开发“AI+传热仿真”“热力学过程数字孪生”等教学模块,让学生运用AI工具进行传热过程模拟、参数优化和结果分析;联合企业共建数字教学资源,引入工程一线的智能监测数据和优化案例,引导学生学习运用智能技术解决复杂工程问题,实现从“传统实验操作”向“智能工程探究”的升级。

“行”为落点,强化实践应用能力。构建“课程实验—综合设计—工程实战”三级实践体系,将探究、思考、智创的成果转化为实际应用能力。课程实验环节侧重基础技能夯实,让学生验证理论知识、掌握实验方法;综合设计环节设置开放性课题,鼓励学生结合智能技术自主设计方案、完成实验验证;工程实战环节则联合头部企业,引入真实工程项目,让学生参与余热利用系统设计、设备热效率提升等实际任务,打通“课堂学习”与“工程实践”的最后一公里。

经过多年的教学实践,“探-思-智-行”模式取得显著成效。学生的学习主动性和参与度大幅提升,课程满意度较之前提高30%,在课程设计和实验操作中展现出更强的创新思维和解决问题能力。

“‘探-思-智-行’模式的核心是回归育人本质,让学生成为学习的主体。”该模式通过层层递进的培养环节,不仅帮助学生扎实掌握了热力学与传热学的核心知识,更重要的是培养了他们的探究精神、思辨能力和工程创新素养。下一步,教学团队将总结实践经验,进一步优化教学资源和评价体系,推动该模式在更多工科课程中推广应用,为新工科背景下拔尖创新工程人才培养贡献更大力量。


责任编辑:任春平

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    《热力学与传热学基础》作为机械类工科专业的核心基础课,兼具理论抽象性与工程实践性,传统教学模式往往难以兼顾知识深度与应用