“热工理论基础”涵盖了“工程流体力学”、“工程热力学”和“传热学”三门课的基本内容。 长沙理工大学由原长沙交通学院和原长沙电力学院组建而成,已经有五十年的办学历史。原长沙电力学院的能源动力类专业和原长沙交通学院的交通运输类专业都开设了热工理论基础类课程,课程内容包括工程流体力学、工程热力学、传热学,开设热工理论基础类课程的历史有近五十年。随着学校专业数的增加,在应用化学、自动化(热工过程自动化)、土木工程、建筑环境与设备工程等专业都开设了热工理论基础类课程。其中,热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业对热工理论基础知识要求高而将此类课程开设成工程流体力学、工程热力学、传热学三门独立的课程,而其它几个专业则开设热工理论基础课程。 根据我国各高校课程改革的发展趋势,除了能源动力类专业外,机械工程、石油化工、航天航空、土建、交通运输、轻纺食品工程等几大类专业都开设名称为“热工理论基础”的课程,内容覆盖了上述三门课程的主要内容,只是不同学校及不同专业根据自己本身专业的特点在课程学时安排上有所差别。我校的主要专业具有电力和交通两大行业背景。根据这个特点,我们对热工理论基础课程的内容进行了多年的整合实践。整合的初期,是将工程热力学和传热学整合成热工学理论基础课程,将工程流体力学和泵与风机两门课程整合成流体力学泵与风机一门课程。近几年,随着教学改革的深入,思想观念的革新,以及新形式下高等教育提出的更高要求,对热工理论基础理论课程进行了更进一步调整与整合,提出了“以流体介质这个能量载体为研究对象,将其力学规律、热量传递规律和能量转换规律进行横向融合,专业基础课向专业课领域进行纵向渗透”的课程整合思路,加强了课程间思维联系方式,开设了包含“工程流体力学”、“工程热力学”与“传热学”三部分经典内容的“热工理论基础”课。新课程不只是三门课程的简单组合,是三门课程内容的优化组合,更强调了以流体介质这个能量载体为主线的力学规律、热量传递规律和能量转换规律的讲解,使三门课程避免重复,突出知识主线。在对这三门课程内容长期整合实践的基础上,编写出版了《热工理论基础》教材,该教材获得了“湖南省高等教育教材建设资助项目”资助。该教材在自动化(热工过程自动化)专业2002~2005级使用,效果良好。 我校在将“工程流体力学”“工程热力学”与“传热学”三门课程整合成“热工理论基础”课程实践方面,在国内外算起步比较早的。这种整合的科学合理性已经得到国内外本领域知名专家的认可。国内外知名专家提出,“无论是能量转换、热量传递还是质量传输,都有个如何提高转换效率、传递效率和节约能源的问题,这其中的关键是要减少过程的熵产(或不可逆损失)以及强化传递过程。这是它们共同的最重要的东西,可否开设一门综合热力学,传热学、传质学和流体力学的新课——例如可称之‘热设计及优化’”。国外目前已经有这类图书出版。专家同时指出,“如果关于‘优化’的内容能具体结合一些专业过程中的具体问题,那么这样的课程就会受到相关专业的欢迎”。因此,我校在热工理论基础课程的改革方面的思路是对的,方向是符合学科专业发展及课程改革方向的。 多年来,我校在重视热工理论基础类课程内容建设的同时,也重视师资队伍建设,近几年引进年轻的博士、硕士充实教师队伍,使得教师队伍年龄结构、学历结构、学缘结构更加合理,也为把此课程建成精品课程奠定了基础。当前,青年教师在教学岗位上,兢兢业业,努力工作,反映了本课程良好的发展势头,如青年教师朱先锋努力钻研多媒体课件制作,所制作的工程热力学多媒体课件获长沙理工大学2006年度多媒体课件制作比赛三等奖。经过几十年的发展建设,该课程已经建立了较完备的配套体系和教学队伍。目前,该课程组有14名教师,其中71.43 %具有硕士研究生学历。近几年来,本课程组教师队伍中,获湖南省优秀教师1人次、学校优秀教师8人次。 该课程实验室—“热工理论基础实验室”2004年被列为“中央与地方共建高校建设专项资金”资助对象,获100万资助,当年年底完成了建设任务;2006年又被列为“湖南省普通高等学校基础课示范(建设)实验室”。目前,该课程配套实验条件十分完善,可以开出课程教学大纲规定的实验项目。“热工基础实验室”目前拥有的主要实验装置包括:空气定压比热测定实验台6套;工质P-V-T关系实验台6套;喷管性能测定实验台6套;流体力学综合实验台1套;仿真离心水泵1台;仿真轴流水泵1台;自循环流动演示仪1台;固体热物性测定实验台6套;圆筒壁材料导热系数的测定实验台6台;空气纵掠平板时局部换热系数测定实验台6台;空气横掠圆柱体时局部换热系数测定实验台6台;换热器性能测试实验台6套;固体表面黑度测定实验台6套;热边界层演示实验台2台;风机性能实验台2台。同时,以“高校热交换技术及设备”湖南省重点实验室为依托的高效热交换综合实验台系统(1套)投资120万元,可开设传热、流体流动方面的设计性实验和创新性实验。总实验台套数达115套。 目前,该课程组已经编写出版了湖南省高校规划教材《热工理论基础》1部,编写了《热工理论基础习题集》1部,《热工理论基础实验指导书》1部,制作了《热工理论基础》多媒课件,完成了《热工理论基础》电子讲稿,网上虚拟实验室、网上交流信息平台、网上实验室预约系统。