二、项目概况

本项目研究内容综述

　　工程热力学、流体力学和传热学是我校建筑环境与设备工程专业的三大支柱技术基础课程，对给水排水工程、环境工程、土木工程、材料工程以及机械工程等专业也必不可少。它们构成了后续专业课程学习的基础平台，也是培养 21 世纪工科学生科学素质的公共基础课 , 并为研究生阶段进一步深入学习高等工程热力学、高等流体力学、高等传热学和数值传热学奠定基础。

　　工程热力学、传热学与流体力学从能量守恒、热量传递方式和规律、流体中的力学性质与理论，阐明了工程中流体流动、热量转换和传递的规律。流体是能量的最佳载体，能量交换中不可缺少的介质，基于能量守恒定律可以建立流动理论，了解流体的力学性质又可以更好地实现能量交换和传递问题的计算。三门课程相互支撑、相互渗透，具有十分广泛的应用领域。它们是我校建筑环境与设备工程、给排水工程、环境工程专业的基础平台课程。但长期以来因概念抽象、学生缺乏相应的工程概念和工程背景而使这三门课程一直被认为既难教也难学，学过之后又很难将学到的理论知识和相关的工程实际结合起来。而且近年来这一课程群的教学总学时也一再缩减，如，建环专业 1998 年此三门课程共 240 学时，现已缩减为 206 学时，使课程讲授过程中难以兼顾教学要求、实践能力及科学素质的培养 。 该教改立项旨在抓住三门课程间的依托和支撑关系，摸索出这一课程群的理论教学、实践教学和科学研究相结合的新教学模式，改变以教师为中心的现状，以学生为主体，采取多种教学手段和教学方法，激发学生的学习兴趣，重视能力的培养，尝试双语教学和多媒体教学，将知识以易于接受的最佳方式传授给学生，提高学生解决实际工程问题的能力，以适应人才培养“厚基础，宽口径”的要求，使我校的毕业生在工程实践中适应性强，进步快，后劲足。该教改项目将在课程的内容及衔接、课程体系的建设、教学方法和手段的改进等方面进行如下改革：

　　1.  优化整合教学和实验内容，建立分层次新课程体系

　　根据该课程群各课程的特点及衔接关系，结合各专业的具体要求，根据实际的课时数，各有侧重，制定出适合我校各专业面向的教学大纲和教学计划，优化教学内容，建立分层次新课程体系，以符合各专业人才培养目标。

　　2.  探索理论教学、实践教学与科学研究相结合的教学模式，培养学生分析问题的一般方法以及工程应用的初步能力，注重学生的科学素质和科学思维方式的培养

　　（ 1 ）提出一套 启发式 教学方法，结合实物教学法、问题教学法，基于各个专业所涉及的典型工程案例，讲述理论的应用，为今后工程实践打下坚实的基础；

　　（ 2 ）引入 国外优秀教材，吸取其精华， 优化教学内容 ，适当地采用 双语教学 ，扩大学生的专业知识面，把握三门学科的国际发展趋势；

　　（ 3 ）将量纲分析与相似理论引入实验教学， 开出个性化实验 ，丰富实验内容，提高实验教学水平；

　　（ 4 ）将 课堂教学与课外科技活动结合 起来，因材施教，激发学生的创新思维，培养学生的理论分析、计算机分析、实验测试分析以及小论文写作等能力。

　　3.  完成一套立体化教材的编写

　　建设包括纸制教材、电子教材、习题集及典型题分析与解答书、试题库、实验指导书在内的立体化教材，优化教学内容，其中包括编写一本适合中国大学生阅读的 双语工程热力学教材 ；制作多媒体课件，加强网络课堂、答疑、部分课程录像的建设。

　　4. 重视实践能力的培养，进一步拓宽专业口径，把握学科发展方向

　　（ 1 ）在现有条件上优化资源，充实设备，建设开放式热工、流体力学实验室，同时完成为配合开放式教学实验的开展所需要的实验指导材料的编制。

　　（ 2 ）加强学院资料室的建设，及时购买有关这一课程群的最新书籍供教学参考。

三、立项依据

　　1 ．立项依据：本项目研究的基本内容与重点难点；国内外同类项目研究状况及趋势；本项目的理论意义和实践意义以及创新之处。

　　工程热力学、传热学与流体力学 三门课程的内容联系紧密，相互支撑、相互渗透，共同构成了与流体流动和能量转换相关专业的公共基础课体系。 工程热力学的第一、二定律是进行传热学研究的基础， 流体作为热能的载体，其力学性能对其输送、转换和传递规律有很重要的影响。 从学科上讲，工程热力学、传热学与流体力学 这三门课程 各成体系，它们既是基础学科，又属于用途广泛的应用学科；既是古老的学科，又是不断发展、充满活力的学科。 这三门课程服务于不同的专业方向时，结合专业特点各有侧重。

　　这一课程群的理论性较强，概念抽象，较难掌握，计算关联式多，且易混淆。对学生利用高等数学知识进行综合分析和处理问题的能力要求较高，而且由于学生普遍缺乏对流体的感性认识和实际工程问题的背景知识，使工程热力学、流体力学和传热学历来被认为是既难教、也难学的三门课程。而且，以往教材体系，对三门课程的支撑和衔接关系强调不够，内容重叠部分在教学安排上也存在前后搭接上的矛盾。为改变这一状况，提高教学质量，特申请该教改项目，旨在修订教学大纲，根据专业特色优化教学内容，传授知识、培养学生对能量转换问题、简单流体力学问题和传热问题的分析和求解能力，使学生掌握一定实验技能的同时，更注重提高学生科学素质、自学能力、综合分析问题与解决问题的能力、实践创新能力等。

　　国内外就工程热力学、传热学及流体力学单门课程的教学改革开展较多，比如清华大学、西安交通大学分别在这几门课程与科研活动相结合、建设开放性实验室等方面都做了不少工作。上海海事大学目前正针对轮机专业进行这一课程群的改革和建设。由于 工程热力学、流体力学和传热学是航空航天、能源动力、化工、车辆工程、机械工程等众多专业的重要基础理论课，适用面广，教材往往侧重能动、航天和化工领域的应用，会使其他专业学生在学习时产生其应用与自己所涉足的领域相去甚远的感觉而失去学习动力和兴趣，殊不知这一课程群的理论在与我校专业结合的领域也应用频繁，不可缺少。目前，国内在这一领域的研究急需开展。

项目的基本内容及重点和难点：

　　本教改项目突出课程群建设的重点是：教学内容的优化及更新，新教学模式的探索和应用等。

　　1). 结合建筑环境与设备工程、给排水工程、环境工程、土木工程及机械工程专业的特点，分析三门课之间的衔接以及与后续专业课的关系，分层次编制适应各专业需求的教学大纲和教学计划。

　　2). 结合各专业的特点，以学生有感性认识的事例、模型实物教学，制作多媒体课件，有声有色地引出理论，深入讲解，以增加学生对相关理论的理解。采用启发式教学方法，结合问题教学法， 如将换热问题按管内、管外区分，针对自然对流和强制对流问题分别讲述，强调其异同点， 提高学生利用基础理论解决实际工程问题的能力。试行工程热力学双语教学。因材施教，激发学生的创新思维，培养其创新能力。

　　3) ．教材及有专业特色的习题库建设， 收集、整理和完善思考题库，给学生更多的创新思维空间。

　　4) ．加强实验室建设，开设个性化实验，诸如实际气体性质、提高循环效率、强化传热、射流等方面都能允许学生自行设计方案进行实验，以深入理解教学内容。

创新点：

　　1) ．课程体系与面向专业相结合更加紧密；

　　2) ．采用启发式教学方法，多种教学手段和方法相结合，注重系统性和完整性，充分强调解决工程问题的重要性，加强素质教育；用形象生动的实例和问题引出理论，采用可视化教学，演示问题的解，使复杂抽象的数学公式直观化。

　　3) ．注重三门课程相互支撑和衔接的立体化新教材以及有专业特色的习题库建设；

　　4) ．因材施教，对部分或个别拔尖学生组织课外兴趣或较高层次的科学研究活动。

2 ．项目实施方案：项目拟采用的研究方法技术路线；拟解决的关键问题；预期成果及效果分析。

　　拟采用的研究方法和技术路线 ：

1.  完善课程体系的建设，改进教学方法

　　首先，结合我校内该课程群所支撑的 建筑环境与设备工程、给排水工程、环境工程、土木工程等 各专业的特色和要求，广泛调研，吸取名校的教学经验 ，改革并建设 适应我校人才培养目标的 《工程热力学》、《流体力学》与《传热学》技术基础课程群体系， 改进和制定教学大纲和教学要求，充分体现教改的思路。

　　提出一套启发式教学方法，结合问题教学法，基于建筑环境与设备工程、给排水工程、环境工程、土木工程、机械工程等专业的典型工程案例，说明理论的应用；同时， 加强实物教学和教学实践环节的建设，帮助 学生加深对概念、理论的理解； 因材施教，对部分或个别拔尖学生组织课外兴趣或较高层次的科学研究活动。

　　建设开放式热工、流体力学实验室，在现有条件上优化资源，充实设备，建成具有开放性的教学实验室，同时完成为配合开放式教学实验的开展所需要的实验指导材料的编制。

2 ．修订和编写教材，建设习题库，制作多媒体课件，加强网络教学环境的建设

　　（ 1 ）编写《工程热力学》双语教材 拟根据近四年来，工程热力学试行了双语教学教学经验，在吃透国外教材的前提下，吸取中、英文教材的长处，编写一部难度适中 、内容详略得当，语言准确精炼的 双语教材，改革习题构成，增加培养学生能力训练的题目。

　　（ 2 ） 完善自编教材《流体力学》 流体力学教学现采用的是由我校教师自编的教材、习 题集和实验指导书，仍存在诸如章节顺序安排不尽合理、某些概念表述不够准确等问题，拟对教材进行改编和修订。

　　（ 3 ） 进一步开发和完善与教材配套的多媒体课件 拟选用实景、动画等方式，将学生缺乏的背景知识形象地展现出来，制作图文结合，生动形象， 充实工程实例 通俗易懂的多媒体课件， 适应不同专业的教学要求， 激发学生的学习兴趣和创新思维，提高教学效率。建设网络习题集和测试训练题库，逐步完善网络答疑系统，以使教学相长。

　　（ 4 ） 现有电子文档资源全部上网， 建设网络课堂，包括网络课程、网络答疑、网络讨论、网络测验（考试）等等。

关键问题：

　　（ 1 ）结合课程所面向专业的要求，制定富有特色的教学大纲；

　　（ 2 ）提出新的教学方法，使理论和实际应用紧密联系，形象生动，易于理解；

　　（ 3 ）编写的教材及适合不同专业教学训练的习题集。

预期成果及效果分析：

　　（ 1 ）拟发表 1～2 篇教学改革、教材改革方面的论文；

　　（ 2 ）编写富有特色的教材 1 套（包含双语教材 1 本），习题集 1 套，多媒体课件 1 套；

　　（ 3 ）加强实验室建设，开设 1～2 个创新型实验；

　　通过本项目的建设，明显提高我校各专业热工与流体力学课程的教学质量，使学生在能量分析、传热和流体力学方面综合分析和处理问题能力得到提高。为进一步将热工及流体力学课程群建设成为建筑环境与设备专业的精品课程体系一部分奠定基础。

3 ．项目实施、完成条件和项目可行性分析：项目负责人已有教学研究成果和教学获奖；参加者的研究水平和时间保证；项目已有的研究基础；项目缺少的研究条件和拟解决的途径。

项目实施、完成条件和可行性分析

　　自我校 1956 年设立供热、供燃气、空调与通风专业以来，就开始开设了《工程热力学》、《传热学》及《流体力学》等三门课程，已具备完备的教学材料和一支合格的教师队伍。项目申报人自 2004 年起开始在建筑环境与设备工程专业试行 《工程热力学》课程的双语教学，自行编制的双语多媒体课件已连续应用于教学 4 年，有待进一步充实和完善；我校教师编写的《流体力学》教材已经连续使用 5 年，发现内容和编排等方面仍存在不少问题，继续修编。适合我校专业要求的《流体力学》及《传热学》多媒体辅助教学课件也已开始建设。 各主讲教师曾参与校教改项目“建筑环境与设备工程专业培养方案的优化研究与实践”的研究 （ 2005 年 1 月 -2007 年 6 月），加之多年的教学科研经验也为该项目的实施和开展奠定了基础。

　　通过该教改项目，探索出一套集知识、能力和素质培养为一体的教学新模式，激发学生学习的兴趣和主动性。通过教材建设、教学手段的更新、网络课堂的建设以及教师队伍业务能力的提高，进一步提高这一课程群的教学质量。基于已有条件，这一目标可以得以实现。

参加者的研究水平和时间保证；项目负责人已有教学研究成果和教学获奖及已有的研究基础；

　　项目参加人为这一课程群中各门课程的主讲教师，面向校内不同专业的学生开展教学工作，参与项目实施的时间可以得到充分保证；其中一位负责学院的教学管理，熟悉各专业的教学计划和教学要求，从管理层面为该项目的实施提供了的保证。

　　赵蕾 ，博士，副教授，长期从事《工程热力学》与《高等工程热力学》教学工作，具有扎实的热工理论基础、系统的专业知识及丰富的科研教学经验。认真钻研业务，勇于开拓创新，在工程热力学课程教学过程中已经尝试采用国外原版教材进行双语教学（多媒体辅助）。曾师从中国科学院院士、西安交通大学热流中心 陶文铨 教授进行博士后研究，对其在工程热力学及传热学教学方面所开展的改革有较深入的了解。作为项目主持人，完成了陕西省教育厅专项科研计划项目 2 项，“制冷油添加剂 PROA 的最佳添加量与节能效果研究”（ 99JK210 ）及“辐射供冷复合空调系统的特性及热舒适性研究”（ 05JK252 ）；参与多项国家自然科学基金项目及省部级课题的研究，发表论文 20 余篇，参编教材多部，其中有代表性的有：

　　（ 1 ） “ 十一五”国家高等教育规划教材《空调工程》，机械工业出版社， 2006 年

　　（ 2 ） 《建筑设备施工与预算》，科学出版社， 2002 年

撰写教改论文：《工程热力学双语与多媒体教学实践与思考》（已录用）。

　　郭亚军 ，副教授，在读博士生，长期从事传热学教学工作，热工理论基础坚实，实际教学及科研工作经验丰富，参加了多项与强化传热有关的国家自然科学基金项目的研究。

　　张志政， 副教授，多年从事流体力学课程的教学工作，具有丰富的教学经验和优秀的教学效果。不断进行教学法的研究和改进，贯彻启发式教学思想，采用了“问题法教学”、“兴趣法教学”等教学方法。发表的教改论文：《运用形式逻辑进行启发式教学》、《工科技术基础课中的问题法教学》。参编教材：《流体力学》张鸿雁、张志政等，科学出版社；

　　《水力学》 严新华、张志政等，科技文献出版社。

　　朱常琳 ，副教授，工学硕士，多年来主讲《工程热力学》、《传热学》、《热工基础》、《车辆制冷与空气调节》、《制冷原理与设备》等课程，教学经验丰富，曾于 2006 年获青年教师教学奖。参编的教材《铁道车辆制冷与空气调节》，中国铁道出版社。

　　朱陆莉 ， 助研员，从事院系的教学管理工作，曾参加和主持多项教学改革项目，发表教学改革方面的论文多篇，荣获省级教学改革成果二等奖一项。长期的教学管理经验的积累也为该项目的完成提供了保障。近期发表的教学改革方面的论文有：

　　1.  石辉，王晓昌，黄廷林，朱陆莉，仵红洽 . 以学科群建设促进环境类专业教学改革的设想 . 高等理科教育（教育教学专辑） .2008. （ 2 ）

　　2.  朱陆莉，王晓昌，李安桂 . 双语教学模式的实践与探索 . 西北大学学报（自然科学版）． 2007 ，增刊

　　3.  王怡，郑庆红，朱陆莉 . 本科生科研训练计划培养方法探讨及城市环境测试研究 . 西安建筑科技大学学报（社会科学版） .2006 ， 25 （ 2 ）：

四、预期研究成果

五、项目所需经费预算 （单位：人民币）

六、项目评审组推荐意见

　　1 ．选题是否具备相当的研究价值；

　　2 ．研究内容是否充实，是否具有创新点；

　　3 ．研究方法和技术路线是否合理，预期成果是否具备推广价值。

　　工程热力学、流体力学和传热学是我校建筑环境与设备工程专业的三大支柱技术基础课程，但因概念性强、理论抽象，学生普遍缺乏实际工程背景及对流体的感性认识而致使课程既难教、也难学。该选题拟从教学内容、教学方法、教材建设（注重课程群中各课程间的支撑和衔接关系）等方面进行改革，旨在集知识、能力和素质培养于一体，提高教学质量。研究内容充实、创新点鲜明，研究方法和技术路线合理，选题有重要的理论意义和实践价值，研究队伍结构合理，经验丰富，可保证项目顺利实施。

　　建议予以重点资助 !

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　评审组组长签名：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日

七、项目负责人所在单位意见

　　1 ．申请表所填写的内容是否属实；

　　2 ．项目负责人和参加者的政治素质与业务水平是否适应于主持和参与本项目的研究；

　　3 ．所在单位是否能提供完成项目所必需的时间和条件。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　单位负责人签名： 　　推荐单位公章：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日

八、校教学分委员会意见