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摘要：高等工程教育是工程科技人员培养的主渠道，其人才培养水平直接决定工程技术的水平和发展的速度，对国家的工业竞争力起重要影响。如何改善大学工程教育的质量，以提升毕业生符合工程界需求的能力以及未来的竞争力，是目前各个大学积极努力的方向。本文以桂林航天工业学院能源与动力工程专业传热学课程教学为例，探讨工程教育模式下学生学习传热学课程的现状。以问卷调查形式了解学生学习的成效和学习困扰，评价工程教育（CDIO）的实施效果和存在的问题，指明未来教学中需要改进的方向。
关键词：工程教育；传热学；课程；教学质量
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0075-02
现代能源工程系统的复杂化、大规模化及跨领域发展对工程师的学习能力、创新能力和对新技术的应用能力提出了更高的要求。对于能源与动力类专业的学生来说，工程能力和创新能力是步入社会体现各种能力的基础。传热学课程是能源与动力工程专业一门重要的专业基础课程，是学习后续相关专业课程的核心基础。本课程内容知识点多、概念多，具有较强的理论性和抽象性，且实际工程应用面广，这对学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力提出了很高的要求。在近几年的教学实践中，注意到多数学生能够掌握传热学的知识点，但在应用传热学理论知识分析实际问题能力欠缺，对工程的认知程度较低。有鉴于此，传热学教学团队尝试借鉴国际上先进的工程教育模式构建新的传热学教学体系，期望能改善能源与动力工程教育质量，达到工程教育的人才培养目标。为了评估工程教育的实施效果，本文采用调卷问查的形式了解学生对课程内容的接受度，考察学生的学习成效以及评估学生的工程应用与认知能力的程度，期望为未来的教学改进指明了努力的方向。
一、研究方法与过程
本研究以桂林航天工业学院能源与动力工程大三、大四学生已修传热学课程的学生为研究对象，根据传热学课程CDIO工程教育改革的目标提出研究框架。采用无记名网络问卷调查方法收集课程教学成果，共计回收可用问卷66份。问卷的设计内容包括：基本资料、传热学学习困扰、学习成效、工程应用与认知等方面。考虑学生的背景因素可能直接或间接影响学习过程，故本次调查项目设定如下：受访对象的基本信息：年级、性别、兴趣专长、公共事务参与意愿、专业方向（低温工程、空调工程以及动力工程）、平常表现、成绩分布以及传热学课程的考核分数。公共事务参与指班级干部与实验组长及大学创新项目负责人，以了解学生是否具有组织领导能力。课程学习困扰共分四大项：首先是课程方向性与未来就业，主要了解学生对传热学课程内容的掌握程度，能否顺利完成不同层次的实验项目以及课程融入就业市场与未来趋势的可行性。其次是实验参与度方面，含学生与教师的互动、实验气氛的融入、实验设备的操作、了解学生的互动有无责任心。再次是实验能力的表现、实验的整理数据及其分析的能力。最后是资源与分配部分，叙述学习资源、测量仪器布置、材料分配、学习负荷、实验流程安排能否达到学生的需求。依据实际状况设置“非常困扰”、“有困扰”、“基本没有”、“完全没有”、“不清楚”五种选项。学习成效调查主要关注学生在主要学习单元的学习成果，分如下主要知识点：稳态导热、非稳态导热、对流换热、辐射换热、传热过程及换热器等，探讨的重点是专业知識的了解，包含传热的物理机制、数学推演、试题求解、工程应用等，根据受访者自我实际认知选填“毫无所知”、“不太了解”、“一般”、“基本了解”和“完全了解”五个选项，以了解受访者在课程学习后的学习成效，本项采用逆向计分。传热学应用与认知是CDIO工程教育成果考察的重点，主要包括以下考察点：工程的认知度增加与否、是否形成节能减排、能源高效利用的可持续发展理念、是否可自主设计和执行实验、是否能提升数据分析解析能力、团队合作的配合度以及教师评分方法和课程的满意度。在教师评分方法和课程满意度处预留开放空格，期许学生能够提供更有效的评分及教学方式，以作为日后教学上的改进。
二、结果与分析
本研究对象的背景为男性占大多数为80%，女性则为20%；大三和大四学生约各占一半。上述受访人员比例与专业方向人数比例基本一致。成绩表现以70～80分占38.1%为主分布，分数为80～90分（22.33%）和60～70分（25.4%）居中，而60分以下占7.94%。公共事务以没有参与者（46.3%）占最多，仅参与一次者（33.33%）次之，两次参与者（6.35%）最少。由上述背景信息可以看出，研究对象以男性为主，此点正好为理工科专业常态分布学生。
1.受访者的学习困扰。通过对学习困扰的调查，可了解学生的学习状况，为下一步的教学改进提供努力方向。本研究问卷表将“传热学学习困扰”选项作为负面叙述。结果可发现六大学习能力培养中有学习困扰者较多，除传热学实验课程外，其他几项有困扰人数比例较高。其中，在传热机理和习题解答方面，有困扰的受访人数比例高达61.9%。在数学推演和工程应用方面表示非常困扰的比例分别为25.4%和20.63%，这一结果说明了目前学生的数学基础欠扎实，应用传热学知识解决实际工程问题能力亟待提高。这其中的原因可能是实际教学过程中缺乏对学生现实能力的正确估计。我校是一所新升本大学（2012年升本），学校的社会声誉远不如老牌的本科院校，入校学生学习基础相对薄弱。然而，目前的传热学教材主要是面向“985”和“211”高校本科的教学需要，与这些高校的学生学习能力相适应，这可能是造成学生在数学推演和工程应用方面深感困扰的主要原因。在实验分析方面，有42.86%学生表示基本没有困扰，这说明大多数学生对实验教学能够予以接收。上述分析说明多数学生在传热学学习过程中存在困扰，且多集中于与数学知识相关的学习内容（如传热机理分析、数学推演及习题解答），未来在授课方面应先考虑提高此部分的教学质量。
2.受访者的学习成果。学生学习成果是依据学生对所学内容的理解程度来评判。根据教学大纲安排，传热学授课课程内容共分为9个大类知识点和一个实验能力考查点。在所考察的学习内容中，选择“一般理解”和“基本理解”这两项的总计学生人数比例最高的是“传热实验方法”，达到69.84%；而最低的则为“导热数值方法”，人数比例仅为46.03%。可以看出大多受访学生通过传热学课程学习后能有效获得学习成就感，而认为学完该课程后完全没有学习成果（即毫无所知）的人数比例最高者为“导热数值方法”教学内容，比例高达17.46%，这可能是由于该章节为选学内容的缘故。根据我校应用型本科人才培养目标，传热学课程教学计划安排本章的学时数仅为2学时，且不作考核要求，故部分学生在平时上课时或期末复习时选择忽略这部分的内容。 3.受访者对传热学的工程认知及满意度。工程认知指从换热产品的设计到产品的工程运行，各项工程细部的认知。我校能源与动力工程专业学生毕业后，大多选择与热科学相关的工程领域发展，如换热器生产企业、制冷与空调设备企业和相关的能源利用部门，他们所面临的工作皆与工程息息相关，而实际工程中必然会遇到换热设备的选用。因此，如何在不同的环境情况下选用适当的换热设备，提高系统运行的安全性，同时降低系统运行能耗，这将是所有工程师所要面对的问题。因此，通过传热学课程学习，学生所获得的工程认识理应视为课程教育的重要教学成果。对课程满意度高低则可反映出学生学习的意愿。受访者对工程的认识程度和满意度的调查结果表明大多数受访者认为学习传热学课程可增加工程认知度，对工程的认识程度达到“一般”层次的人数比例为82.54%，仅有3.17%的人认为“完全不了解”。整体而言，各年级组学生均对工程认知有某一程度上的信心，即进入大三、大四之后，学生对自己学科的信心有较强的正面效应。在满意度这方面，调查结果显示近90.0%的学生表示非常满意、基本满意和可以接受。应指出，尽管大多数学生在学习困扰调查环节中表示存在学习困扰，但学生对课程教学的满意度仍很高，这表明学生对教师在授课方面的努力给予了相当高的肯定。
三、总结与认识
采用问卷调查方式对2012、2013级能源与动力工程专业学生进行传热学学习效果分析，以考察CDIO工程教学的实施效果、存在的问题以及未来教学改进的方向。结果表明：多数学生欢迎新的教学方式，但均普遍存在学习困扰，这一现状应引起授课教师的高度重视，亦是未来教学中亟待改进的环节；大多数学生认为基于工程教育模式的传热学课程学习可增进工程认知度；实施工程教学后，学生对教师授课的满意度有所提高，90%以上的学生对教学过程表示可以接受，说明CDIO工程教學模式可增进学生的学习意愿。
参考文献：
[1]李业发，杨廷柱.能源工程导论[M].第2版.中国科学技术大学出版社，2013.
[2]陈学俊.能源工程的发展与展望[J].西安交通大学学报：社会科学版，2003，23（2）：1-7.
[3]张光学，王进卿，池作和.时代背景下热能与动力工程专业教学改革与创新[J].中国电力教育：下，2014，（2）：37-38.
[4]刘伟，蔡兆麟，黄树红，等.构建热能与动力工程专业创新教学体系[J].高等工程教育研究，2005，（1）：44-47.
[5]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.
[6]顾学雍.联结理论与实践的CDIO：清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，1（1）：11-23.
关键词：工程教育；传热学；课程；教学质量
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0075-02
现代能源工程系统的复杂化、大规模化及跨领域发展对工程师的学习能力、创新能力和对新技术的应用能力提出了更高的要求。对于能源与动力类专业的学生来说，工程能力和创新能力是步入社会体现各种能力的基础。传热学课程是能源与动力工程专业一门重要的专业基础课程，是学习后续相关专业课程的核心基础。本课程内容知识点多、概念多，具有较强的理论性和抽象性，且实际工程应用面广，这对学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力提出了很高的要求。在近几年的教学实践中，注意到多数学生能够掌握传热学的知识点，但在应用传热学理论知识分析实际问题能力欠缺，对工程的认知程度较低。有鉴于此，传热学教学团队尝试借鉴国际上先进的工程教育模式构建新的传热学教学体系，期望能改善能源与动力工程教育质量，达到工程教育的人才培养目标。为了评估工程教育的实施效果，本文采用调卷问查的形式了解学生对课程内容的接受度，考察学生的学习成效以及评估学生的工程应用与认知能力的程度，期望为未来的教学改进指明了努力的方向。
一、研究方法与过程
本研究以桂林航天工业学院能源与动力工程大三、大四学生已修传热学课程的学生为研究对象，根据传热学课程CDIO工程教育改革的目标提出研究框架。采用无记名网络问卷调查方法收集课程教学成果，共计回收可用问卷66份。问卷的设计内容包括：基本资料、传热学学习困扰、学习成效、工程应用与认知等方面。考虑学生的背景因素可能直接或间接影响学习过程，故本次调查项目设定如下：受访对象的基本信息：年级、性别、兴趣专长、公共事务参与意愿、专业方向（低温工程、空调工程以及动力工程）、平常表现、成绩分布以及传热学课程的考核分数。公共事务参与指班级干部与实验组长及大学创新项目负责人，以了解学生是否具有组织领导能力。课程学习困扰共分四大项：首先是课程方向性与未来就业，主要了解学生对传热学课程内容的掌握程度，能否顺利完成不同层次的实验项目以及课程融入就业市场与未来趋势的可行性。其次是实验参与度方面，含学生与教师的互动、实验气氛的融入、实验设备的操作、了解学生的互动有无责任心。再次是实验能力的表现、实验的整理数据及其分析的能力。最后是资源与分配部分，叙述学习资源、测量仪器布置、材料分配、学习负荷、实验流程安排能否达到学生的需求。依据实际状况设置“非常困扰”、“有困扰”、“基本没有”、“完全没有”、“不清楚”五种选项。学习成效调查主要关注学生在主要学习单元的学习成果，分如下主要知识点：稳态导热、非稳态导热、对流换热、辐射换热、传热过程及换热器等，探讨的重点是专业知識的了解，包含传热的物理机制、数学推演、试题求解、工程应用等，根据受访者自我实际认知选填“毫无所知”、“不太了解”、“一般”、“基本了解”和“完全了解”五个选项，以了解受访者在课程学习后的学习成效，本项采用逆向计分。传热学应用与认知是CDIO工程教育成果考察的重点，主要包括以下考察点：工程的认知度增加与否、是否形成节能减排、能源高效利用的可持续发展理念、是否可自主设计和执行实验、是否能提升数据分析解析能力、团队合作的配合度以及教师评分方法和课程的满意度。在教师评分方法和课程满意度处预留开放空格，期许学生能够提供更有效的评分及教学方式，以作为日后教学上的改进。
二、结果与分析
本研究对象的背景为男性占大多数为80%，女性则为20%；大三和大四学生约各占一半。上述受访人员比例与专业方向人数比例基本一致。成绩表现以70～80分占38.1%为主分布，分数为80～90分（22.33%）和60～70分（25.4%）居中，而60分以下占7.94%。公共事务以没有参与者（46.3%）占最多，仅参与一次者（33.33%）次之，两次参与者（6.35%）最少。由上述背景信息可以看出，研究对象以男性为主，此点正好为理工科专业常态分布学生。
1.受访者的学习困扰。通过对学习困扰的调查，可了解学生的学习状况，为下一步的教学改进提供努力方向。本研究问卷表将“传热学学习困扰”选项作为负面叙述。结果可发现六大学习能力培养中有学习困扰者较多，除传热学实验课程外，其他几项有困扰人数比例较高。其中，在传热机理和习题解答方面，有困扰的受访人数比例高达61.9%。在数学推演和工程应用方面表示非常困扰的比例分别为25.4%和20.63%，这一结果说明了目前学生的数学基础欠扎实，应用传热学知识解决实际工程问题能力亟待提高。这其中的原因可能是实际教学过程中缺乏对学生现实能力的正确估计。我校是一所新升本大学（2012年升本），学校的社会声誉远不如老牌的本科院校，入校学生学习基础相对薄弱。然而，目前的传热学教材主要是面向“985”和“211”高校本科的教学需要，与这些高校的学生学习能力相适应，这可能是造成学生在数学推演和工程应用方面深感困扰的主要原因。在实验分析方面，有42.86%学生表示基本没有困扰，这说明大多数学生对实验教学能够予以接收。上述分析说明多数学生在传热学学习过程中存在困扰，且多集中于与数学知识相关的学习内容（如传热机理分析、数学推演及习题解答），未来在授课方面应先考虑提高此部分的教学质量。
2.受访者的学习成果。学生学习成果是依据学生对所学内容的理解程度来评判。根据教学大纲安排，传热学授课课程内容共分为9个大类知识点和一个实验能力考查点。在所考察的学习内容中，选择“一般理解”和“基本理解”这两项的总计学生人数比例最高的是“传热实验方法”，达到69.84%；而最低的则为“导热数值方法”，人数比例仅为46.03%。可以看出大多受访学生通过传热学课程学习后能有效获得学习成就感，而认为学完该课程后完全没有学习成果（即毫无所知）的人数比例最高者为“导热数值方法”教学内容，比例高达17.46%，这可能是由于该章节为选学内容的缘故。根据我校应用型本科人才培养目标，传热学课程教学计划安排本章的学时数仅为2学时，且不作考核要求，故部分学生在平时上课时或期末复习时选择忽略这部分的内容。 3.受访者对传热学的工程认知及满意度。工程认知指从换热产品的设计到产品的工程运行，各项工程细部的认知。我校能源与动力工程专业学生毕业后，大多选择与热科学相关的工程领域发展，如换热器生产企业、制冷与空调设备企业和相关的能源利用部门，他们所面临的工作皆与工程息息相关，而实际工程中必然会遇到换热设备的选用。因此，如何在不同的环境情况下选用适当的换热设备，提高系统运行的安全性，同时降低系统运行能耗，这将是所有工程师所要面对的问题。因此，通过传热学课程学习，学生所获得的工程认识理应视为课程教育的重要教学成果。对课程满意度高低则可反映出学生学习的意愿。受访者对工程的认识程度和满意度的调查结果表明大多数受访者认为学习传热学课程可增加工程认知度，对工程的认识程度达到“一般”层次的人数比例为82.54%，仅有3.17%的人认为“完全不了解”。整体而言，各年级组学生均对工程认知有某一程度上的信心，即进入大三、大四之后，学生对自己学科的信心有较强的正面效应。在满意度这方面，调查结果显示近90.0%的学生表示非常满意、基本满意和可以接受。应指出，尽管大多数学生在学习困扰调查环节中表示存在学习困扰，但学生对课程教学的满意度仍很高，这表明学生对教师在授课方面的努力给予了相当高的肯定。
三、总结与认识
采用问卷调查方式对2012、2013级能源与动力工程专业学生进行传热学学习效果分析，以考察CDIO工程教学的实施效果、存在的问题以及未来教学改进的方向。结果表明：多数学生欢迎新的教学方式，但均普遍存在学习困扰，这一现状应引起授课教师的高度重视，亦是未来教学中亟待改进的环节；大多数学生认为基于工程教育模式的传热学课程学习可增进工程认知度；实施工程教学后，学生对教师授课的满意度有所提高，90%以上的学生对教学过程表示可以接受，说明CDIO工程教學模式可增进学生的学习意愿。
参考文献：
[1]李业发，杨廷柱.能源工程导论[M].第2版.中国科学技术大学出版社，2013.
[2]陈学俊.能源工程的发展与展望[J].西安交通大学学报：社会科学版，2003，23（2）：1-7.
[3]张光学，王进卿，池作和.时代背景下热能与动力工程专业教学改革与创新[J].中国电力教育：下，2014，（2）：37-38.
[4]刘伟，蔡兆麟，黄树红，等.构建热能与动力工程专业创新教学体系[J].高等工程教育研究，2005，（1）：44-47.
[5]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.
[6]顾学雍.联结理论与实践的CDIO：清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，1（1）：11-23.