教学体系

      中心经过多年努力，坚持不懈的教学改革与创新，创建了极具特色的实验课程体系，该课程体系本着验证型、综合型、设计型和创新型的层次进行分类。 

      1.验证型实验。验证型实验即基本型实验，是实验课程的基础，所有学生必须完成，有利于对学生对理论知识的理解，对于学生的动手能力也有一定的益处；

      2.综合型实验。综合型实验即提高型实验，其内容适当超出大纲的要求，学生应在教材基础上参考其它资料、并经主动思考才能完成实验项目，可以在开设的范围内限定选择完成部分项目，对于提高学生的动手能力大有裨益；

      3.设计型实验项目。设计型实验中，学生的自由度和知识综合程度更高，学生可以以某一主题为背景，自主设计实验方案和实验目标，并进行实验，在实验考核上，为自由选做实验，适合学有余力的学生进行进一步的研究和探索，培养了学生的创新能力。

      4.创新型实验项目。创新型实验强调学生的自主性、探索性、实践性和协作性，重点培养学生的创新意识和创新能力。实验过程中，学生在导师指导下，自主进行研究性学习，自主选题设计、独立完成实验方法的设计、组织设备和材料、实施实验、分析处理数据、独立撰写总结报告等工作，并自主进行创新实验项目的过程管理。

      以上实验教学中的分层次教学，可以方便学生根据自身条件、特点和兴趣进行选择。其实验项目数量和实验关联知识的广度和辐射度见图1所示。 

 

      图1 实验项目数量和实验关联知识的广度和辐射度结构图

      在进行实验教学体系改革的过程中，理清了实验课程和相关理论课程之间的内在联系，并在此基础上对教学计划进行进一步的深化和拓展。图2是中心热能与动力工程专业方向实验课程和理论课程结构图。 

 

      图2 主干实验课和实验辐射课程结构图

      从图中可以清晰地看到，每一个实践环节都有一门核心课程，是与该实践环节关系最为密切的理论来源；同时，也有数门相关课程，这些先修的相关课程的有关内容可以在实践环节中得到充分的应用和认识，并通过实践环节建立相互之间的应用联系；辐射课程是指通过实践环节的锻炼，可以对以后将要学习的这些知识得到先期的认识，也是实践环节知识扩散的指引方向。通过核心课程、相关课程和辐射课程内在联系的清理，可以指导学生在掌握核心课程教学内容的同时，复习、应用相关课程的知识，并对进一步学习形成展望，提升他们主动学习的积极性和原动力。表2为中心热能与动力工程专业一些基础课程的实验项目及类型列表。 

表2热能与动力工程专业部分基础课程实验项目及类型

2-3-2.实验课程及实验项目

      实验涉及课程有：《热工实验与技术》、《专业综合实验》、《流体力学》、《工程热力学》、《传热学》、《燃烧学》、《热工测量及仪表》、《供热工程》、《热工过程自动控制》、《热交换器原理与设计》、《锅炉及锅炉房设备》、《制冷原理与技术》、《热工学》、《流体力学与流体机械》、《空调机制冷系统》、《能源与动力系统》、《空气调节》、《工业通风与空气净化》、《热工设备机械基础》、《环境保护与大气污染》、《新能源概论》、《光伏发电实验》、《太阳能电池光伏系统负载特性实验》、《新能源利用技术》、《太阳能光伏板能量转换》、《风力发电风速模拟实验》、《风电系统稳定性实验》、《风力发电并网控制》。 

      实验项目名称及类型见附件四。其中综合性实验占28.75%，设计性实验占11.25%、创新性实验所占8.75%。 

2-3-3.实验安排特点

      中心将相关体系的各类课程分别安排在不同的时间段，便于学生更好的自主选择实验项目。表3为实验教学安排情况，验证型实验随理论课程开设；综合型实验从第4学期开始作为验证型实验的深化开设；第六、七学期，当同学们的专业知识已经有一定底蕴之后，开设设计型及创新型实验，进一步提高同学们的综合能力。 

表3实验安排案例

教学模块	项目个数	每组人数	开设学期
基础验证性实验	41	1-2	3，4，5
综合性实验	23	1-2	4，5，6，7
设计型实验	9	1	6，7
创新型实验	7	1	6，7

      2-3-4.实验教学内容与科研、工程及社会应用实践结合情况

      中心注重传统与现代的结合，根据“能源动力系统及其自动化”、“新能源科学与工程”、“热能与动力工程”三个专业特点和教学要求，坚持走学科交叉发展之路，从科研、工程、教学改革等方面不断更新实验项目，主要是创新型实验项目。由于新能源类专业固有的特点，创新性实验具有“投入大、周期长”等特性，设定固定的创新性实验课题难度较大。经过实验中心的讨论研究，结合我校的建设目标，从以下几个方面来解决创新性实验的课题来源： 

      1.鼓励大学生积极申报实验教学创新计划。该计划旨在鼓励本科生自主创新进行专门的科研训练，由学生自由组队，自由提出研究课题，自由选择指导教师，向教务处提出申请。学校教务处聘请专家进行项目评审，评定出“学院一般”、“学院重点”、“学校一般”和“学校重点”4个等级，给予一定程度的资助。学生可以通过实验中心的开放式管理平台，利用实验中心的设备和师资力量开展项目研究；

      2.开设指导性的综合型设计型实验。实验中心开设的“热工实验与技术I”、“热工实验与技术II”课程，整合了对后续课程具有较为广泛辐射作用的四门课程实验，这四门课程涵盖了传热学、燃烧学、工程热力学和热工测量仪表等方面的知识，为实验内容的优化整合提供了条件，有利于学生对知识的交叉和融合的理解。学生可以进一步结合基本型和提高型实验的开展提出新的实验课题，向实验中心申请设备、材料和指导教师的资助；

      3.构建多元化、立体化实验教材体系

      中心为使实验教材随着实验仪器和实验内容的变更而得到及时更新，构建了多元化、立体化实验教材体系，如图3所示。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 图3多元化、立体化实验教材体系

 

4.每年定期举办创新大赛。实验中心组织各分中心在四个年级的本科生中开展一年一度的创新大赛。这一比赛同样由学生自由组队并提出设计方案，中心组成专家委员会，对所有方案进行点评并评选，选择创新型较强的方案进行重点资助，对于完成情况较好的课题报送天津市和全国参加大学生“挑战杯”大赛。通过点评，所有参赛学生了解了自己和他人方案的优点、缺点和改进方向，不仅有利于提高学生的方案水平，而且很大程度上激发了他们的学习兴趣。近年来依托中心提供的优良实验平台，已经有多个本科生团队获得多个省部级乃至国家级的挑战杯奖项。

5.鼓励学生参与研究生实验和教师的纵横向研究项目。积极推荐学生参与教师的纵向及横向科研项目，鼓励学生在课题组承担部分科研活动，包括参加课题组的实验研究。由于这些实验研究本身所具有的创新性，开拓了学生的视野，提高了学生的创新能力。同时，也鼓励低年级学生参加实验中心承接的研究生实验研究，实验中心在开放式管理平台中公布即将开展的研究生实验课题、目标、方案和本科生参与的需求，由感兴趣的同学自由报名参加。