一、引言
熱工專業(yè)作為工科類高等教育，專業(yè)課程十分重要，專業(yè)課程既是知識性課程，更是實踐性、能力性課程；專業(yè)課教學質量如何，直接影響或決定著學生的就業(yè)和未來的發(fā)展。而作為熱工專業(yè)實踐性教學的重要組成部分，熱工實驗課程的效果更是決定了學生動手能力、實操能力、綜合分析能力、綜合實踐能力的高低，對全面實施創(chuàng)新教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有十分重要的意義。同時熱工專業(yè)設備復雜、熱工過程繁多，增加了學生理解、記憶、設計、分析等實際應用中的困難，在此，我們對過去的實驗教學模式進行改革，將可視化教學引入熱工實驗教學課程，以此作為突破設備、時間、空間限制，進一步提高學生的實踐創(chuàng)新能力的有力工具，取得了良好的實踐教學效果，為提高專業(yè)課程教學質量提供了又一保障，以培養(yǎng)提高學生自身的創(chuàng)新能力。
二、熱工實驗可視化教學方案
針對現(xiàn)有課程存在的學生無法從形象上認識熱工設備及部件結構、學生缺少動手實踐的機會、學生難于理解課堂內容、學生缺少接觸工程實際的機會、實際工程設備難于理解的平面化和抽象化的傳統(tǒng)教學模式不足，在熱工實驗教學過程中引入可視化教學，以期解決以上存在的教學不足，從而達到提高教學效果的目的。
1.基礎實驗可視化。基礎實驗包括演示實驗和驗證實驗。演示實驗是針對基礎知識的介紹，內容較為簡單，但對學生深刻領會相關知識起到一定的促進作用。驗證實驗是針對基礎知識的驗證，使得學生對基礎原理、定義、方程等加深了解、深刻記憶。因此，針對基礎實驗內容較簡單的特點，利用基礎實驗臺將實驗內容具體化、細化、綜合化、豐富化，盡可能多的展示基礎實驗內容。并將一些實際應用的簡單熱工材料、熱工設備、熱工模型、熱工設備掛圖擺放在實驗室內作為基礎實驗的一部分，由學生自行參觀、拆卸、組裝，以提高學生的自主學習能力和學習興趣。從而使得學生能夠從形象上認識熱工設備及部件結構。
2.綜合實驗可視化。針對現(xiàn)有實驗場地有限，實驗時間有限等問題，遵照注重理論基礎、優(yōu)化實驗內容、注重學生興趣的培養(yǎng)等原則，明確實驗課程主線，優(yōu)化實驗，精簡內容，削枝強干，為更好的幫助學生在較高的自然科學的層次上理解與掌握課程內容，我們開發(fā)了一套與現(xiàn)實存在的基礎實驗與綜合實驗課程相對應的虛擬實驗系統(tǒng)。采用多媒體手段對真實實驗進行再現(xiàn)和模擬，為學生提供逼真的實驗環(huán)境，并將虛擬實驗放到學習網絡上，由學生自己進行觀看，借助虛擬實驗的交互性，學生對實驗儀器進行操作，在虛擬實驗中，學生可以反復對同一步驟、同一過程進行多次實驗，針對自己不懂的實驗設備部件進行反復研究，觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數據，使得學生大大的發(fā)揮其主觀能動性，突破了實驗場地與時間的限制，便于學生的自主學習與創(chuàng)新。從而使得學生能夠從深層次理解課題內容。
3.創(chuàng)新實驗可視化。在實際教學過程中，利用現(xiàn)有大型設備，在科研大型設備上開設創(chuàng)新實驗，由學生自主設計實驗過程，實驗方案，完成實驗操作，對實驗結果進行分析、判斷，終得出結論。并相互對比，分析優(yōu)劣，良性競爭，相互促進，充分調動學生的自身積極性。例如針對蓄熱式多功能教學研究實驗平臺，讓學生自行拆裝、組建實驗設備，自行選擇實驗測量設備與部件，自行設計檢測安裝與自控系統(tǒng)，使學生將本學科的專業(yè)基礎課知識和實驗課程內容聯(lián)系在一起，使學生建立起工程的概念，強化熱工過程狀態(tài)檢測和過程控制等概念和實踐，并進一步鍛煉學時的綜合分析能力，綜合動手能力以及綜合應用能力，得到實際動手操作的機會，鍛煉學生的實際能力，增加了學生的工程實際機會。
4. 自主設計實驗可視化。在實驗教學中積極促進學生的自主設計與創(chuàng)新意識，針對現(xiàn)有實驗臺，提倡學生分析思考實際實驗臺所存在的問題，尋找解決問題的方法，并根據學生的學習興趣，由學生自主設計實驗臺，并將自主設計的實驗臺可視化，做出實驗臺圖形，同時將自主設計的實驗臺與實際實驗臺進行對比，從而找出兩相對比下的實驗臺的優(yōu)劣以及自主設計的優(yōu)勢，從而進一步提高學生的創(chuàng)新能力與改進意識。終使得工程實際設備在學生的理解中更加形象化、具體化，從而達到實驗教學輔助課程教學，提高教學質量的目的。
三、可視化教學效果
在現(xiàn)實的教學過程中，充分體現(xiàn)出了可視化教學方法所具有的傳統(tǒng)教學方法*的優(yōu)點。可視化教學具有直觀性、科學性、感知可視化等特點?？梢暬虒W的過程中，教師利用直觀手段，將現(xiàn)場實際工業(yè)設備與部件的內部結構良好的呈現(xiàn)在學生面前，生動的解釋了部件與設備的運動原理、使用原則、適用場合等內容，使學生對以前沒有接觸過的熱工裝置有形象化的感知，能使學生觀察、體驗各種熱工裝置實質細節(jié)，并了解觀察熱工設備的本質，在學生對現(xiàn)有設備、過程、原理充分理解并掌握的基礎上，通過學生的自我設計實驗，讓學生放開自己的思維，發(fā)揮自己的主觀能動性，協(xié)調合作，進一步對整體學習與知識的總體應用進行*，從而能夠更好的理解現(xiàn)場實際的應用內容，通過開展多種形式的可視化感知，豐富學生的感性認識，發(fā)展學生的觀察力和形象思維，為學生形成正確而深刻的理性認識奠定了基礎，同時大大增強學生學習的積極性，縮短認知過程，加深學生對知識的理解記憶，將基礎知識在學生的腦海中打下深深的烙印，同時在實驗設計與模型搭建過程中，自我發(fā)現(xiàn)問題，對問題進行深度分析，全面了解，提出完整的解決問題的可執(zhí)行方案，并對執(zhí)行方案不斷的進行補充與*，后得到切實可行的、性能先進的完整設計方案和執(zhí)行方案，提高學生的自身實踐能力，讓學生能夠愛上自己的專業(yè)，并樂于發(fā)明創(chuàng)造，增強學生主動學習的能力，提高教學質量。
四、結束語
近年來，正確認識創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在高等教育中的地位，尋求對大學生進行實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效途徑，成為我國高等教育推進素質教育的核心課題。應用可視化教學是對傳統(tǒng)實驗課程教學的一種提升，一種新的嘗試和改革。應用可視化教學不僅改變了傳統(tǒng)實驗教學枯燥無味的局面，讓實驗課程的學習變得生動活潑，而且增強了教與學的互動，讓學生學有所思、學有所得。