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摘要：介绍了在教育部修购专项的支持下，中国石油大学（北京）热能与动力工程专业热工基础本科教学实验室在完成实验室建设任务的基础上，构建了包括基础实验—综合设计—创新研究三位一体的、多层次的实验教学综合平台。同时在优化实验教学内容、开展导生制实验教学、整合实验设备等方面进行了一系列实验教学改革的实践和研究。
关键词：热工基础；实验室建设；实验教学；实验教学平台
本文引用格式：郭煜,等.热工基础课程实验教学综合平台的建设与研究[J].教育现代化,2019,6(82):162-163.
实验教学是衡量高校教学质量的重要指标，是培养学生动手能力以及实践与创新精神的重要过程，是培养高素质、创新型大学生的重要手段[1]。从2008年起自2018年止，在三次教育部修购专项的支持下，中国石油大学（北京）能源与动力工程专业热工基础本科教学实验室经过十年的建设，从无到有，不仅完成了实验室建设的全部内容，满足了热工基础课程实验教学的需要，而且，在实验室建设的规模上，构建了包括基础实验—综合设计—创新研究三位一体的、多层次的实验教学综合平台[2]。同时，为进一步提高实验教学质量，在优化实验教学内容，开展导生制实验教学，整合实验设备等方面进行了实践和研究。本文主要介绍了在热工基础实验室建设、多层次实验教学综合平台建设等方面的工作和成果，以及在实验教学改革中的实践和研究。
一 实验教学综合平台建设的中心思想
以本科教学为立足点，以人才培养为目标，通过实验教学综合平台建设，规范和加强实验教学管理、保障和优化实验设备运行、探索和研究创新实验教学、推进和深化实验教学改革，全面提高实验教学质量，培养具有较强实践能力，创新精神的高素质人才。
二 规范和加强实验教学管理，保障实验教学综合平台建设
在实验室建设中，根据本科培养计划和教学大纲的要求，购置了实验设备。涉及的实验课程包括：《工程热力学》《传热学》、以及《工程热力学与传热学》，设置实验项目14个，实验设备总台（套）数47台（套）。
为规范和加强实验教学管理，在学校、学院实验教学一级、二级管理下，制定了热工实验室实验教学管理文件，包括实验室工作条例、实验教学管理条例、学生实验守则、仪器设备管理办法等。对实验仪器设备的使用要求：安全为先、规范操作、及时保养、定期维护、进出记录[3]。在实验教学材料方面，编写了实验教学大纲和实验讲义。在实验成绩评定方面，从实验预习、实验操作和设备使用、实验数据处理及实验报告撰写、以及问题分析和讨论等方面综合评定学生的实验成绩，并按一定比例计入课程总成绩中[4]。在实验教师队伍建设方面，招聘具有博士学位的专职实验教师，履行实验设备的日常维护、调试、运行和指导等职责。通过规范和加强实验教学管理，保障了实验教学安全有序地进行，以及实验教学综合平台的建设。
三 构建“基础实验—综合设计—创新研究”多层次的实验教学综合平台
在热工实验室建设的基础上，紧紧围绕人才培养目标，坚持以学生为本、以质量为重的基本原则，通过科学地梳理和分析热工基础课程实验项目的性质和实验研究的内容，在实验教学中，遵循加强理论基础知识、培养综合实践能力、探索科学创新精神的循序渐进的实验教学规律，构建了包括基础实验—综合设计—创新研究三位一体的、多层次的实验教学体系和实验教学综合平台。
第一层次：基础实验教学平台
依托基础实验教学平台，服务于基本概念、基本理论的教学内容，帮助学生理解、掌握、并巩固加深热工基础课程的基本理论和基本规律。该平台侧重于基础性、验证性和演示性实验。通过该平台，一方面培养学生的基本实验操作和技能、基本分析和处理问题的能力、以及基本工程意识和素质[5]；另一方面为后续课程的学习、知识的综合运用、以及综合创新实验研究打下基础。
第二层次：综合设计实验教学平台
依托综合设计实验教学平台，加强综合性实验教学项目建设。使学生掌握实验仪器的综合使用、理论知识的实验设计和测试、工程问题的实验研究方法等内容。在此基础上，根据实验项目的性质和实验设备的特点，进一步优化实验教学内容和整合实验设备，避免单一设备单一用途的低效使用，充分挖掘现有实验设备的潜力，多角度、多侧重的设计实验项目，编写实验讲义。
例如开发的“强迫对流换热综合实验”，就是在原有实验设备“空气外掠平板时表面传热系数测试实验台”的基础上，通过分析空气外掠不同固体表面时，固体表面的几何特点、对流换热特点、以及不同换热情况下测试表面传热系数时所涉及物理量的相同点和不同点，利用更换不同固体插件、改变供电电源类型、扩展温度巡检通道等手段，进一步开发出空气横掠单管、横掠圆柱、横掠顺排以及横掠叉排等不同类型的强迫对流换热实验项目，编写相应实验讲义。因此不仅充分挖掘了实验设备的潜力，提高了实验设备的利用效率，而且通过改变实验方法和实验内容，使学生更加全面地了解工程实践中典型强迫对流换热问题的传热特点和测试方法。在注重培养学生具有扎实的基础实验能力的同时，进一步培养了学生的综合实验能力、创新思维方法、分析和解决工程实际问题的能力。
第三层次：创新研究实验教学平台
依托创新研究实验教学平台，鼓励学生综合融汇专业知识，进行课外科技创新和实验研究，从而激发学生的创新思维潜能，增强学生的工程设计能力和综合应用素质[5]。通过该平台，服务于科技创新、毕业设计、以及工程实际问题研究的需要。
例如结合大学生科技创新，在原有实验设备“水平圆管自然对流换热表面传热系数测试装置”的基础上，进行水平圆管、竖直圆管、倾斜圆管等典型自然对流换热问题的研究。结合本科生毕业设计，开发研制出：
“探针法测量松散材料导热系数的实验研究”、“非、准稳态法测量保温材料导热系数的实验研究”、以及“热泵性能实验研究”等实验项目。
四深化实验教学改革，不断完善和提升实验教学综合平台建设
在保证实验设备正常运行，实验教学有序开展的基础上，进行了多方面实验教学改革的探索和研究，从而不断完善和提升实验教学综合平台建设，提高实验教学质量，保证创新人才培养。
（一）紧紧围绕课程主线，科学设置实验教学内容
热工基础课程的理论教学，有其自身的课程主线和研究内容。在实验教学中，将实验教学内容与课程主线密切联系起来，通过合理地、科学地设置实验项目、安排实验教学内容，从而在实验教学中，全面地、系统地夯实理论教学的主要研究内容，充分发挥实验教学对理论教学的辅助、提升和扩展作用，做到理论教学和实验教学相辅相成、相得益彰。
（二）导生制实验教学模式的探索和实践
导生制实验教学是指，通过择优和自荐方式从本专业学生中选出占比约8%的学生作为导生。在实验教学中，首先由教师指导导生完成实验前准备、实验操作、实验数据处理和分析等环节，再由导生指导其他学生完成实验。形成了教师对导生、导生对学生的交互式实验教学模式。
导生制实验教学模式不仅培养出一批具有较强综合实验能力的导生，而且极大地发挥了导生的先进性和带头性，激发了学生的实验兴趣和实验氛围，促进了学生之间的交流、分析和研讨，也有利地保障了实验教学高效率和高质量的完成。
（三）实验设备的优化和整合
通过一台实验设备同一课程不同角度的实验教学，一台实验设备不同课程不同侧重的实验教学，优化实验设备、整合实验教学、丰富实验教学内容，实现课程内容的交叉融合。从而启发学生的创新思维、培养学生的实验研究能力和综合素质。
五 结语
在教育部修购专项的支持下，中国石油大学（北京）能源与动力工程专业热工实验室经过十年的建设，构建了包括基础实验—综合设计—创新研究三位一体的、多层次的实验教学平台，满足了正常实验教学、科技创新、毕业设计等环节的需要。通过探索和研究包括优化实验教学内容、开展导生制实验教学、整合实验设备等实验教学改革，使学生的基本实验技能、综合实验能力、创新实验素质等各方面均有所提高。
参考文献
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[2]俞爱辉,冯妍卉,张欣欣,等.传热学多层次、创新性实验教学模式的研究[J].中国现代教育装备,2011,7:115-117.
[3]赵艳娥,陈步云,李红,等.强化实验室建设促进实验教学可持续发展[J].实验室研究与探索,2010,29(8):294-297.
[4]姜宝成,谭羽非,黄怡民.构建实验教学新体系建设一流热工实验中心[J].理工高教研究,2007,26(1):76-77.
[5]刘辉军,李文军,方波,等.实验教学示范中心的建设与思考[J].实验科学与技术,2008,6(2):130-132.
[6]李顺梅.普通高校改进和优化实验教学路径的机理探究[J].教育现代化,2017,4(42):194-195.
[7]马健.强化实验教学管理提高实验教学质量的对策[J].教育现代化,2017,4(20):103-104.
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