境外大学工程教育中热工课程的开设情况介绍

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1、西安交通大学能源与动力工程学院2002年全国热工课程教学改革研讨会境外大学工程教育中 热工课程的开设情况介绍何雅玲 陶文铨西安交通大学 能源与动力工程学院 2002年10月11日 ,北京西安交通大学能源与动力工程学院前 言 在教育部的下列两个教改项目支持下： “热工系列课程教学内容与课程体系改革 的研究与实践”（面向21世纪教改项目）“能源动力类人才培养方案改革的研究与 实践”（新世纪教育工程世行贷款项 目）西安交通大学能源与动力工程学院最近几年，通过问卷调查、检索及访问，我们 对 境外高等学校工科类专业中热工课程的开设情况作 了 比较深入与广泛的调查，这些调查得到的结果颇具 启 发性，而且对

2、于深入开展热工课程的教学改革、研 究 讨论热工课程在各大类专业人才培养中的作用与地 位 具有参考价值。 问卷调查的对象有陈景仁、钟道藩等国外40余 所 大学机械系教授以及 20余位目前在国外工作的我国 的博士。西安交通大学能源与动力工程学院 目 录一. 返回问卷的学校、调查问卷的内容与一般反 应 二热学课程是境外高等学校中工程类专业普遍 开设的课程 三境外高等学校中机械工程学科所复盖的研究 范围远远超出目前我国机械类专业研究范围 四境外高等学校机械工程系技术基础与专业课 程的设置 五美国两所大学中机械工程系的四年课程安排 六. 美国麻省理工学院机械系介绍 七. 发达的继续教育系统是美国大通才培

3、养模式 的 基础 八. 几点小结西安交通大学能源与动力工程学院一.返回问卷的学校、调查问卷的内容与一般反应1. 对我们调查问卷给以返回的学校美 国： 依利诺依斯大学（Urbana-Champain分校），明尼苏达大学，加州大学（Santa Barbra分校），赖斯(Rice）大学，克列姆逊（Clemson）大学，夏威夷大学，佛罗里达国际大学，宾州大学，佛罗理达大学，阿克隆大学，新奥良大学。 加拿大 ： 多伦多大学西安交通大学能源与动力工程学院日 本： 京都大学、九州大学，群马，广岛，九 州工业大学；英 国：杜汉（Durham）大学、里兹（Leeds）大学及格拉斯哥（Glasgow）大学；利物浦

4、大学；新加 坡：南洋理工大学，国立新加坡大学；韩 国：汉城大学，韩国科学技术学院（KAIST） ，仁荷大学香 港：香港大学及香港科技大学等西安交通大学能源与动力工程学院2.向国外大学教授关于热工课程开设的调查内容1）所在学校名称2）所在系的名称3）所在系的研究领域4）所在系本科生的专业方向（或高年级选修课类型）5）传热学与工程热力学是否是所在系本科生的必修课程6）传热学与工程热力学的学时各为_7) 所用传热学课程的教材是，工程热力学的教材是8）传热学与热力学的教学实验是否单独设课西安交通大学能源与动力工程学院3.国外教授与校友的共同反应总的反应是国内工科教育的知识面比较窄 ， 需要拓宽。以美国

5、Akron大学机械系系主任钟道藩教 授的来信为例： “我深感国内机械系课程专业分割太细微，与 美 国机械系课程诧异颇大。我们机械系的必修课 很广泛但不深入。机械系学生必须念：西安交通大学能源与动力工程学院Thermal-Fluid Science，Solid mechanics及 System control三大类, 大四的学生 Concepts of design, Design of energy system, Design of mechanical system 及Control system Design 亦是每人的必修课。”西安交通大学能源与动力工程学院“由于大部分课程的差异，国

6、内来美的研究生往往需要补修大学部的课程。譬如 Mechanical Engineering 的毕业生要补 Heat Transfer, Thermal Design Components 及 Control System Design. 若是 Thermal Engineering 的毕业生又缺Vibrations, Design of Mechanical Components等，这是美国各大学机械系主任的共同感觉。所以我一直鼓吹国内机械系本科生课程应加强拓宽，减少专业化。”西安交通大学能源与动力工程学院二热工学课程是境外高等学校中工程类专业普遍开设的课程热现象几乎是每一个工程领域中都会碰到

7、的物理现象，能量的有效与合理的利用几乎是 每一个工程师都需要解决的问题。在一些领域 中，热现象的规律还是制约技术发展的瓶颈问 题。因而在境外的高等工程教育中，传热学， 热力学与流体力学课程的开设相当普遍。 西安交通大学能源与动力工程学院许多学校把热学类课程作为工学院的公共课程 ，如美国依阿华（lowa）州立大学工学院在2000年 开出的81门课程中（不含基础课），包括有电子、 信息、计算机、控制、电磁场等系列课程，其中热 学方面的基本课程有四门，即热力学I，热力学II， 传热学及热流系统设计（Thermal fluid system design）。在境外高等学校各种工程学科中，机械工程学 科

8、是把热工类课程作为必修课程的最主要学科之一 。 以下，我们将详细介绍美国主要大学机械系的课程 设置情况。西安交通大学能源与动力工程学院三境外高等学校中机械工程学科所复盖的研 究范围远超出目前我国机械类的专业研究范围1. 美国麻省理工学院机械工程系 （1）热流科学； （2）计算工程； （3）能量利用与传输； （4）生物工程； （5）机械制造与材料加工； （6）力学与材料； （7）信息； （8）设计； （9）系统、计算机与控制。西安交通大学能源与动力工程学院2. 美国柯耐尔大学机械工程系（1）空气动力学；（2）生物力学；（3）机械系统、动力学与控制；（4）流体力学；（5）制造与材料的加工过程；（6

9、）传热学；（7）机械设计；（8）计算机辅助设计；（9）机器人。 西安交通大学能源与动力工程学院3. 美国德克萨斯州（Austin）大学机械工程系（1）生物医学工程；（2）材料科学与工程；（3）机械系统与设计；（4）核与辐射工程；（5）运筹研究与工业工程；（6）热流系统；（7）计算机绘 图。 西安交通大学能源与动力工程学院4. 美国明尼苏达大学机械工程系（1）设计与制造；（2）工业工程；（3）环境工程；（4）能源与发动机；（5）传热学与热力学；（6）生物工程。西安交通大学能源与动力工程学院5. 美国卡内奇梅隆大学机械工程系（1）机械设计与制造:计算机辅助设计，快速成型等； （2）动力学、控制与机

10、器人； （3）固体问题薄膜与合成，燃气透平叶片工艺；（4）热流科学计算流体力学与传热学，喷射工艺，透平机械。西安交通大学能源与动力工程学院6. 美国佐治亚工学院机械工程系 （1）声学与动力学； （2）自动化； （3）生物工程； （4）计算机辅助工程与设计； （5）流体力学； （6）熔化； （7）健康物理； （8）传热，燃烧与能量系统； （9）制造； （10）材料力学； （11）微机电系统（MEMS）； （12）核工程； （13）摩擦学。西安交通大学能源与动力工程学院7. 美国德克萨斯农工大学机械工程系 （1）微重力下的沸腾； （2）燃烧与燃料； （3）腐蚀； （4）能量系统； （5）流体力学；

11、 （6）传热学； （7）创新与设计； （8）材料、力学及制造； （9）机械系统与控制； （10）非破坏性评价研究； （11）液态丙烷车辆研究； （12）测试、加工与修理设备。 西安交通大学能源与动力工程学院8.美国普渡大学机械工程系 （1）声学与噪声控制； （2）燃烧（湍流燃烧，燃气透燃烧，喷雾诊断，火焰诊断）； （3）设计（生物力学；计算机辅助绘图，摩擦学等）； （4）采暖、通风、空调与制冷中的能量利用； （5）流体力学与喷气推进（湍流、透平机械等） （6）传热学（沸腾与两相流，电子器件冷却；材料的激光处理）； （7）制造与材料加工过程度； （8）力学与振动； （9）系统，测量与控制。 西安

12、交通大学能源与动力工程学院由上可见，境外大学机械工程系的 教学与研究范围覆盖了目前国内本科生 专业目录中的材料类、机械类、能源动 力类、环境类、交通运输类、航空航天 类、工程力学类及生物工程类。同时还 可看出，目前境外高等学校的机械工程 系中大多把生物（医学）工程及热流科 学作为其主要研究方向之一，特别是生 物工程方向的研究在机械工程类专业中 的崛起最值得我们注意。西安交通大学能源与动力工程学院四境外高等学校机械工程系技术基础与专业课程的设置情况给我们的启示既然境外高等学校机械工程系教学与研究范围如此之广，而本科生在校学习的时间又是有限的，就学分而论本课生四年一般为120130学分，那么如何设

13、置有关的技术基础课及专业方向课程呢？下面我们来较仔细地剖析一下美国10所大学中机械工程系的课程设置情况。西安交通大学能源与动力工程学院1普渡大学 ME200 热力学I； ME203 力学工程设计引论； ME270 力学基础I； ME274 力学基础II； ME290 一年级讲座； ME300 热力学II； ME309 流体力学； ME325 传热传质学； ME352 机械设计I； ME413 噪声控制； ME444 CAD； ME452 机械设计II； ME46 工程设计； ME475 自动控制系统。 另有，本科生及研究生均可从21门专业课程中选修学分。西安交通大学能源与动力工程学院2麻省理工

14、学院机械工程系 2.001 材料力学； 2.002 材料力学II； 2.003 系统、模态与控制； 2.005 热流工程I； 2.006 热流工程II； 2.007 设计引论； 2.008 设计与制造II； 2.009 产品工程过程； 2.14 控制系统原理； 2.171 数字控制系统的 分析与设计； 2.192 动态战略规划； 2.25 高等流体力学； 2.26 可压缩流体动力学； 2.40 热力学； 2.51 传热传质学； 2.52 热迁移过程模化与方法； 2.63 技术的应用； 2.672 实验室项目； 2.739 产品设计与开发； 2.744 产品设计； 2.792J 定量生理学；器官

15、移植系统； 2.852 制造系统分析； 2.993 机械工程专题 西安交通大学能源与动力工程学院3依利诺依斯大学（Urbana-Champain分校） ME205热力学； ME211气体动力学引论； ME213传热学； ME231工程材料； ME240动力系统模化与分析； ME250热科学实验； ME261信号处理、仪表及控制基础； ME271机械设计I； ME272机械设计II； ME280高级机械设计项目； ME291讲座（以上为ME必修课）； ME293专门项目；ME296荣誉项目； ME297荣誉讲座。 西安交通大学能源与动力工程学院专门化课程： ME301中级热力学； ME302核能工程； ME303应用燃烧学； ME304能量转化系统（ME必修） ； ME305中级气体动力学；ME306中级传热学； ME307太阳能利用； ME308对流换热的流体力学问题； ME310流动与传热的数值技术； ME312现代控制现论； ME313机械工程系统的计算机控制； ME314摩擦学引论； ME315摩擦学； ME320机械系统的运动学与