工程熱力學(xué)研究范文

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篇1

關(guān)鍵詞：工程熱力學(xué)；教學(xué)研究；教學(xué)措施

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）04-0097-02

一、前言

《工程熱力學(xué)》是能源動力、化學(xué)工程、航空航天等眾多工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)在涉及能源特別是與熱能相關(guān)的各領(lǐng)域中具有創(chuàng)新能力人才的基礎(chǔ)。該門課程學(xué)習(xí)的好壞將直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)效果，從而最終影響學(xué)生的專業(yè)綜合水平。與其他課程相比較，《工程熱力學(xué)》課程具有公式較多、邏輯性和理論性較強、概念多而抽象、應(yīng)用條件較復(fù)雜等特點，因而很多學(xué)生反映這是一門較難學(xué)的課程。甚至有些學(xué)生在剛接觸這門課時便感覺學(xué)習(xí)困難，產(chǎn)生了抵觸情緒。

二、《工程熱力學(xué)》課程的研究內(nèi)容及目前教學(xué)現(xiàn)狀

《工程熱力學(xué)》主要研究與熱能工程相關(guān)的熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律，它著重應(yīng)用熱力學(xué)兩個基本定律分析熱能過程中有關(guān)的各種熱力過程及熱力循環(huán)，從理論上研究提高熱能和機械能轉(zhuǎn)換有效程度的途徑。其內(nèi)容包括熱力學(xué)的基本概念、熱力學(xué)第一定律、理想氣體的熱力學(xué)能等基本參數(shù)的計算、理想氣體的熱力過程、熱力學(xué)第二定律、氣體的流動、壓氣機的壓氣過程、氣體動力循環(huán)、制冷循環(huán)等，其主要特點是理論分析、實驗研究和工程實際應(yīng)用緊密結(jié)合，分析推理的結(jié)果具有高度的可靠性，條理清楚，邏輯性強[1]。《工程熱力學(xué)》課程具有的特點使得學(xué)生反映難學(xué)，教師反映難教，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，學(xué)生對知識點掌握不夠，考試不及格率較高。傳統(tǒng)的教學(xué)以理論傳授為主，但對于一些以應(yīng)用型培養(yǎng)為定位的新建本科院校來說，更重要的是要培養(yǎng)工程背景下學(xué)生利用所學(xué)理論知識去分析、解決實際工程問題的能力，因此深入開展《工程熱力學(xué)》的教學(xué)研究顯得十分必要。

三、《工程熱力學(xué)》課程的教學(xué)措施

1.上好緒論課。很多學(xué)生誤認為緒論課中沒有涉及到具體的、重要的知識點，而且也不屬于課程的主要考試內(nèi)容，因此覺得它不重要，上課也不認真聽講和記筆記。事實上，緒論課作為《工程熱力學(xué)》課程的第一課，在教學(xué)中具有特殊的教學(xué)地位和重要意義[2]。緒論課中教師可以講授熱能動力工程的重要地位，介紹一些典型的能量轉(zhuǎn)換裝置工作過程（例如蒸氣動力裝置、內(nèi)燃機、燃氣輪機裝置以及蒸氣壓縮制冷裝置等）、《工程熱力學(xué)》的研究對象及研究方法（宏觀法和微觀法）等內(nèi)容。通過緒論課，教師不僅可以讓學(xué)生初步建立起《工程熱力學(xué)》的基本概念，使學(xué)生掌握本課程的思維方式和基本理論體系，而且能使學(xué)生明白本專業(yè)為什么要開設(shè)《工程熱力學(xué)》、《工程熱力學(xué)》的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法以及學(xué)好這門課的注意事項，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)《工程熱力學(xué)》課程的興趣和愛好，堅定學(xué)習(xí)該門課程的決心。

2.充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性。由于《工程熱力學(xué)》課程公式多、概念多，計算復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定難度，有些學(xué)生在剛開始接觸這門課時就有抵觸情緒，這就需要充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性。首先，必須要求教師課前充分備好課，合理組織教學(xué)過程，恰當(dāng)運用有效的教學(xué)方法；做到教學(xué)內(nèi)容精煉充實，重難點突出，邏輯嚴(yán)密，使學(xué)生易于接受講解的知識點。學(xué)生只有在聽懂課的前提下才會對課程產(chǎn)生興趣，從而調(diào)動他們的主動性和積極性，激發(fā)他們的潛能。其次，在上課過程中可以適當(dāng)引入一些生活中常見的實例，通過對這些實例進行分析，把枯燥乏味的理論知識運用到具體的實際問題中，并采用啟發(fā)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力，提高他們學(xué)習(xí)的主動性。第三，教師應(yīng)結(jié)合當(dāng)前工程熱力學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)熱點問題[3]，如提高熱機效率、節(jié)能降耗、低碳環(huán)保以及核電事故等，開展課堂討論和專題研討，通過這些熱點問題培養(yǎng)他們對《工程熱力學(xué)》的興趣。

3.在知識難點上完善教學(xué)方法。以熱力學(xué)第一定律為例[4]，在學(xué)習(xí)該定律時，不少同學(xué)對熱力學(xué)第一定律的兩套符號的掌握有困難，經(jīng)常混淆教材提供的兩個公式。這種情況下，教師就應(yīng)在課本的基礎(chǔ)上，進一步完善教學(xué)方法。例如授課時可以在教材提供的知識點的基礎(chǔ)上進一步延伸，將熱力學(xué)第一定律在形式上概括總結(jié)成：體系內(nèi)能的增加等于體系增加的能量（Q）減去體系消耗的能量（W）。當(dāng)假設(shè)體系從環(huán)境吸入熱量時，公式中的Q自然就為正；而當(dāng)環(huán)境從體系吸入熱量時，Q自然就為負；同理，體系對環(huán)境做功，W為正，環(huán)境對體系做功，W為負。關(guān)于Q和W數(shù)值的正負號選取時只要注意下列原則即可：實際發(fā)生的情況和定義一致則取正，和定義相反則取負。例如當(dāng)W定義為環(huán)境對體系做功時，若環(huán)境確實是對體系做功，則W的數(shù)值取正，否則W取負值；Q在數(shù)值上的正負號取法同W。這樣一來就避免了學(xué)生對公式中Q和W的正負號以及Q和W數(shù)值的正負號不能很好把握的問題，可以幫助學(xué)生更好地掌握并運用熱力學(xué)第一定律。

4.正確對待公式的記憶與推導(dǎo)。《工程熱力學(xué)》課程的公式比較多，學(xué)生反映記不住，而且有的公式在形式上相類似，很容易記混淆。其實要讓學(xué)生記住所有的公式一是不現(xiàn)實，二是也沒必要，這就需要在教學(xué)過程中理清哪些公式需要記憶，哪些可以根據(jù)記憶的公式現(xiàn)場推導(dǎo)。例如閉口系統(tǒng)能量方程的四個式子可以要求記憶，一是比較簡單，二是這四個式子非常重要，講解后面的知識點時需要用到。但理想氣體的各種過程（包括定容、定壓、定溫）中比熵的變化就不需要記憶，完全可以根據(jù)比熵的原始定義再結(jié)合閉口系統(tǒng)能量方程直接推導(dǎo)而得到，如果同學(xué)對基本概念和基本公式的掌握足夠熟練，對這些推導(dǎo)會形成條件反射，不需要借助草稿紙直接在腦海中就可完成整個推導(dǎo)過程。這樣無形之中就減少了很多公式的記憶，但需要用到的時候又能立刻得到。

5.采用現(xiàn)代化教學(xué)手段。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)越來越廣泛地應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域。利用多媒體教學(xué)中圖像、動畫、聲音等元素的優(yōu)勢，既進一步豐富了教學(xué)內(nèi)容，又使教學(xué)過程更加形象生動，加深學(xué)生對知識點的理解，便于學(xué)生接受。例如在講解活塞式壓氣機的壓氣過程時，如果利用板書在黑板上講解壓氣過程，學(xué)生會感覺比較抽象，但如果利用flash制作的動畫來演示時，學(xué)生對壓氣機的壓氣過程就會一目了然，感覺更直觀，更加便于理解和接受。另外在講解壓縮過程、平衡態(tài)等一些相對抽象的過程和概念時，如果借助于多媒體技術(shù)也會起到事半功倍的效果。

6.注重學(xué)生工程意識的培養(yǎng)。全日制大學(xué)生一般對工程常識較缺乏[5]，針對這一特點，教師授課時可以以課程為載體，適時向?qū)W生介紹所學(xué)理論知識在實際熱工設(shè)備中的應(yīng)用。例如授課時可以多舉一些例如鍋爐、熱水器、散熱器、渦輪機、壓氣機、噴管等典型熱工設(shè)備的例子，分析這些設(shè)備在實際工作工程中消耗的軸功、系統(tǒng)和外界交換的熱量、能量轉(zhuǎn)換關(guān)系等。通過分析這些實際工程設(shè)備的工作工程，能夠使學(xué)生掌握不同設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系和特點，并了解在哪些情況下，可以將工程實際問題進行簡化，從而建立他們的工程意識。

《工程熱力學(xué)》作為眾多工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生接觸較早，對他們后續(xù)學(xué)好其他專業(yè)課會產(chǎn)生一定的影響。如何上好這門課，是每一位《工程熱力學(xué)》教師應(yīng)仔細思考的問題。只有在教學(xué)實踐中不斷豐富和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，不斷改革和探索教學(xué)方法和教學(xué)手段，才能達到較好的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]印洪浩.基于建構(gòu)主義理論的工程熱力學(xué)教學(xué)研究與實踐[J].航海教育研究，2007，（2）：53-55.

[2]王志軍，高保彬，宋文婷.工程熱力學(xué)緒論課的重要作用及其課堂教學(xué)設(shè)計[J].教育教學(xué)論壇，2012，（9）：237-238.

[3]耿凡，王迎超.工程熱力學(xué)課程的研討式教學(xué)改革[J].中國電力教育，2013，（5）：76-77.

[4]蔣亞龍.熱力學(xué)第一定律的教學(xué)探討[J].時代教育，2011，（7）：6-7.

篇2

【關(guān)鍵詞】能源新形勢 動力工程及工程熱物理 研究生 課程教學(xué)

【基金項目】長沙理工大學(xué)2016年度校級研究生教研教改項目：新形勢下動力工程及工程熱物理研究生課程優(yōu)化設(shè)置研究（JG2016YB05）。

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0158-02

1.引言

能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，社會的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源。對于目前的中國而言，實現(xiàn)經(jīng)濟增長與保護環(huán)境的平衡將是未來面臨的一個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為此， 2014年國務(wù)院了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》，明確強調(diào)要深化能源體制改革，加快重點領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)改革步伐。2016年，國家發(fā)改委等聯(lián)合《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出了未來十年中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的路線圖。改革與發(fā)展已經(jīng)成為了能源行業(yè)的顯著特征。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與培育新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)步伐加速，節(jié)能減排與新型能源產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位將愈加突出，能源行業(yè)的機制體制改革以及能源互聯(lián)網(wǎng)的興起，對能源技術(shù)人才提出了更新和更高的要求。中國能源產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展迅速，社會各界都積極投入到先進能源技術(shù)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)的建設(shè)當(dāng)中，但在這繁榮的表象背后，由于技術(shù)、管理、投資等原因，還存在諸多問題。這些問題究其本質(zhì)仍然是人才的問題，要解決這個問題，就必須從教育入手，大力培養(yǎng)人才[1]。然而，目前我國新型能源技術(shù)人才普遍匱乏，高校的科技資源優(yōu)勢還未完全在能源領(lǐng)域釋放出來，在人才培養(yǎng)方面急需跟上國家戰(zhàn)略發(fā)展新常態(tài)。

研究生教育是一項系統(tǒng)工程，它包括了課程學(xué)習(xí)、實踐研究和學(xué)位論文等諸多環(huán)節(jié)。其中，課程學(xué)習(xí)是整個研究生培養(yǎng)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接決定著研究生教育的質(zhì)量和水平。因此，良好的課程教學(xué)是達到學(xué)習(xí)目標(biāo)、提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的前提。為此，2013年教育部等部門聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于深化研究生教育改革的意見》，明確要求加強課程建設(shè)，重視發(fā)揮課程教學(xué)在研究生培養(yǎng)中的作用。

動力工程及工程熱物理一級學(xué)科以能源的開發(fā)、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和利用作為主要的學(xué)科應(yīng)用背景，在整個能源領(lǐng)域起著支撐和促進作用。經(jīng)過多年的探索和努力，國內(nèi)研究生教育在動力工程及工程熱物理領(lǐng)域取得了較好的成績。但總體上看，我國研究生教育還未能完全適應(yīng)經(jīng)濟社會快速發(fā)展的多樣化需求。隨著研究生教育的深入發(fā)展，現(xiàn)行的研究生課程體系出現(xiàn)了許多亟待解決的問題。因而，如何根據(jù)國家的戰(zhàn)略需求及行業(yè)的人才需求， 改革和完善現(xiàn)行的研究生課程教學(xué)狀況， 是一項十分緊迫的任務(wù)。

2.現(xiàn)狀及存在的問題

2.1對研究生課程教學(xué)認識上存在偏差

就目前我國大部分高校研究生教育重點而言，以各省、直轄市相應(yīng)的優(yōu)秀研究生學(xué)位論文評選為契機（2013年之前還有全國百篇優(yōu)秀博士論文），各高校每年也進行相應(yīng)的優(yōu)秀研究生學(xué)位論文評選，此外學(xué)校還制定了各種優(yōu)秀研究生論文獎勵辦法等相關(guān)的質(zhì)量激勵措施，出臺了研究生創(chuàng)新計劃，研究生國家獎學(xué)金的評選也直接與學(xué)生的論文及參與的項目直接掛鉤，研究生培養(yǎng)過程中“學(xué)術(shù)論文為重”的培養(yǎng)取向日益明顯，這在一定程度上確實能保障研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，無疑具有積極意義[2]。但作為研究生培養(yǎng)過程中的另一個基本環(huán)節(jié)――課程教學(xué)，獲得的相對關(guān)注較少，這直接導(dǎo)致了高校研究生課程教學(xué)工作相對滯后，其課程教學(xué)質(zhì)量還有待進一步提升。

2.2研究生課程結(jié)構(gòu)有待進一步優(yōu)化

我國特色的研究生教育課程體系一般由學(xué)位課程和非學(xué)位課程組成。但是動力工程及工程熱物理是一門綜合性學(xué)科，涉及到工程熱力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱傳質(zhì)、多相流等多方面知識，此外隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們在不同的學(xué)科基礎(chǔ)上不斷開拓新的研究熱點，學(xué)科交叉的趨勢越來越明顯。然而課程內(nèi)容是實現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的有效載體，因此在科學(xué)知識更新速度的加快和人才培養(yǎng)課程結(jié)構(gòu)的滯后性之間，矛盾日趨明顯，課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性、先進性和綜合性承載著調(diào)和這一矛盾的重擔(dān)[3]。盡管課程優(yōu)化設(shè)置已經(jīng)成為我國研究生教育改革的一項重要內(nèi)容，但與國外一流研究生教育機構(gòu)相比，差距仍很大。因此，如何建立科學(xué)的研究生課程體系，滿足不斷發(fā)展的行業(yè)和國家需求，是一項重要而緊迫的任務(wù)。

2.3 跨學(xué)科課程和有關(guān)科學(xué)研究方法的課程缺乏

在現(xiàn)有的課程教學(xué)體系中，一個比較薄弱的環(huán)節(jié)是只開設(shè)了傳統(tǒng)的研究生理論課程，而忽視了一些重要的跨學(xué)科課程和有關(guān)科學(xué)研究方法的課程。目前我國研究生課程教學(xué)管理實行的是學(xué)分制，從課程內(nèi)容上看，包括政治課、英語課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及本研究方向的專業(yè)課程。動力工程及工程熱物理下轄若干個二級學(xué)科，其學(xué)科交叉性強，理論與技術(shù)發(fā)展迅速，許多問題僅靠某一學(xué)科的專業(yè)知識是難以解決的，需要多學(xué)科知識去協(xié)同應(yīng)對，如若缺乏跨學(xué)科課程及科研能力培養(yǎng)方面的課程，那么對于學(xué)生在該領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展極為不利。

3.對策及建議

3.1 提高對研究生課程教學(xué)的認識

首先要真正重視課程設(shè)置在研究生培養(yǎng)中的作用，改變長期以來重學(xué)術(shù)論文、輕課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀。針對此問題，以長沙理工大學(xué)為例，2015年學(xué)校研究生院出臺了《長沙理工大學(xué)研究生課程建設(shè)實施方案》，把研究生教學(xué)工作的重要性提到了一個新的高度，規(guī)范了課程設(shè)置審查，加強了教學(xué)質(zhì)量評價，研究生院還成立了由教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師組成的課程教學(xué)督導(dǎo)小組，實時檢查研究生課堂教學(xué)并反饋意見，教學(xué)效果將直接影響教師的個人考評。這些措施都極大地強化了研究生課程教學(xué)在培養(yǎng)過程中的作用。

3.2 對課程內(nèi)容進行國際化和工程化

總體上，我國的能源科學(xué)與工程與發(fā)達國家相比還是有一定的差距，多年前美國、澳大利亞等國就投入巨額資金大力發(fā)展能源學(xué)科，大力培養(yǎng)能源人力資源。因此，可以通過與國外高校間研究生聯(lián)合培養(yǎng)項目，設(shè)置國際化課程，增強課程內(nèi)容的國際前沿性，也可以通過發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分利用國外豐富的網(wǎng)絡(luò)課程資源，加強國際化課程設(shè)置。動力工程及工程熱物理學(xué)科面向能源科學(xué)，具有極強的工程應(yīng)用性，已經(jīng)滲透到工業(yè)社會的各行業(yè)中，因此研究生課程也必須具有較強的工程適用性，可適當(dāng)引入實踐課程，在師資隊伍中引入企業(yè)導(dǎo)師或者與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。此外，針對該學(xué)科快速發(fā)展的特點，可以增加專業(yè)選修課的比例，拓寬學(xué)生的知識面，增強專業(yè)科學(xué)素質(zhì)。

3.3 增設(shè)跨學(xué)科選修課及科學(xué)研究方法的課程

根據(jù)研究生研究方向與培養(yǎng)目標(biāo)，適當(dāng)增設(shè)跨學(xué)科選修課更有利于學(xué)生科學(xué)能力的培養(yǎng)。如對于太陽能研究方向的學(xué)生，可以跨學(xué)科選修物理學(xué)、材料類的課程；對于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方向的學(xué)生，可以選修部分機械結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)完整性等方面的課程。研究生只有具備跨學(xué)科的知識，才能更好地從另一個角度了解本專業(yè)，才能夠充分借鑒相近領(lǐng)域的理論和方法，在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)做出新的成績。學(xué)習(xí)一定的科學(xué)研究方法，對剛開始從事研究工作的研究生十分必要，提高研究效率，也能使得學(xué)生在不斷發(fā)展的科學(xué)中始終具有學(xué)習(xí)與研究的能力，始終保持較強的創(chuàng)新能力。

4.結(jié)語

各高校必須根據(jù)自身發(fā)展特色和國家戰(zhàn)略需要，緊跟能源行業(yè)發(fā)展新形勢， 對動力工程及工程熱物理研究生課程教學(xué)進行新的思考與研究， 深化課程教學(xué)理論、完善培養(yǎng)單位課程體系改進、優(yōu)化機制；增強研究生課程內(nèi)容的國際前沿性和工程實踐性，通過高質(zhì)量課程學(xué)習(xí)強化研究生的科學(xué)方法訓(xùn)練和學(xué)術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)，構(gòu)建符合專業(yè)學(xué)位特點的課程教學(xué)體系。這些對進一步提高學(xué)科建設(shè)水平具有重要意義。

參考文獻：

[1]張玨.新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需專業(yè)人才培養(yǎng)探討[J]. 中國人才， 2010，（8）： 29-30

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關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；工程熱力學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0133-02

創(chuàng)新能力由多種能力構(gòu)成，主要包括學(xué)習(xí)能力、分析能力、綜合能力、想象能力、創(chuàng)造能力、解決問題的能力與實踐能力等多種能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，貫穿人才培養(yǎng)的全過程，滲透教學(xué)過程的各個方面。在當(dāng)前的教學(xué)活動中，一般將課程設(shè)計、實驗和畢業(yè)設(shè)計（論文）等環(huán)節(jié)，作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要途徑。但對于工程熱力學(xué)之類的基礎(chǔ)課，如何在專業(yè)課程的教學(xué)中實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為專業(yè)課教師深入思考的問題。筆者結(jié)合自己多年來的教學(xué)實踐，對工程熱力學(xué)教學(xué)活動中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進行了如下一些探討。

一、采用激勵啟發(fā)方式組織課堂教學(xué)

工程熱力學(xué)課程的特點是理論性強、概念抽象，教學(xué)難度大。在缺少專業(yè)工程背景的情況下，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺較為困難，甚至茫然不知所云。如何使學(xué)生能夠較好地掌握教學(xué)內(nèi)容及熱力學(xué)基本內(nèi)容，是工程熱力學(xué)課程教學(xué)的根本所在。在多年的教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)在課堂教學(xué)中，除了需要借助優(yōu)美的PPT多媒體課件來展示熱力學(xué)過程，更需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣，在引入一些工程實例的基礎(chǔ)上，激勵學(xué)生去思考，及時地與學(xué)生就教學(xué)內(nèi)容進行討論，促進學(xué)生對知識點的掌握和領(lǐng)悟。

與常規(guī)教學(xué)方法相比，課堂教學(xué)不再是文字、公式的羅列，PPT動畫的簡單演示，而是把教學(xué)的核心放在啟迪學(xué)生對熱力學(xué)概念、原理的思考及把握上，使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的同時，熟悉熱力學(xué)的系統(tǒng)內(nèi)容、章節(jié)間的邏輯關(guān)系、基本原理等，形成對熱力學(xué)的一種系統(tǒng)的總體的認識和把握，而不是零散地去背誦記憶一些片段。通過這種激勵啟發(fā)式的教學(xué)，使學(xué)生做到理論和實際工程案例的結(jié)合，從而使熱力學(xué)知識很好地固化在學(xué)生的大腦中，并且達到靈活應(yīng)用的目的。

激勵啟發(fā)式教學(xué)，需要教師在課堂教學(xué)前充分準(zhǔn)備，精心設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容的每個環(huán)節(jié)，圍繞章節(jié)內(nèi)容中的重點知識內(nèi)容，設(shè)計問題及啟發(fā)實例，并完成課堂互動討論的教學(xué)組織，在此過程中需要教師飽含激情和較好的耐心，使學(xué)生在嚴(yán)肅活潑的氛圍中掌握熱力學(xué)的相關(guān)知識。

二、改進課堂教學(xué)PPT，增加工程實例

工程熱力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，與工程實際密切相關(guān)。在教學(xué)過程中，需要有很多的工程問題作為背景。以教科書為單一內(nèi)容的PPT演示，并不能滿足課堂學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣及深入掌握熱力學(xué)知識，迫切需要在傳統(tǒng)課件中加入工程實例，利用多媒體技術(shù)全面展示熱力學(xué)的工程應(yīng)用，使學(xué)生在工程案例的演示中發(fā)現(xiàn)并體會工程熱力學(xué)的重要性及美感。通過工程案例的學(xué)習(xí)，使課堂教學(xué)內(nèi)容圖文并茂，聲像結(jié)合，使學(xué)生在多方位、立體化地形成認知并達到對熱力學(xué)知識的理解、分析、記憶、掌握和應(yīng)用。對于熱力學(xué)工程案例，我們選取了真空做功、制冷循環(huán)，內(nèi)燃機等工程機械作為實例，進行詳細分析和講授。

工程案例的引入，將實際生活中與熱力學(xué)相關(guān)的問題引入到教學(xué)中，用所學(xué)知識來解釋工程問題，在講解中讓學(xué)生明白熱力學(xué)知識可以解決本專業(yè)涉及的實際專業(yè)問題，從而實現(xiàn)“從理論中來，到實踐中去”，實現(xiàn)對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

三、將工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)融入大學(xué)生創(chuàng)新項目中

在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中，需要提升學(xué)生運用基礎(chǔ)理論進行學(xué)術(shù)研究的能力和具有工程應(yīng)用背景的有關(guān)開發(fā)、設(shè)計的能力。大學(xué)生創(chuàng)新項目的實施，有利于促進高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的新型人才，促進高校探索并建立以科研活動為中心的教學(xué)模式，倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的本科人才培養(yǎng)和研究性學(xué)習(xí)教學(xué)改革，充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，同時在項目實施中使學(xué)生逐漸掌握思考問題、解決問題的能力。

結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新項目，結(jié)合建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程的專業(yè)特點，在指導(dǎo)學(xué)生大創(chuàng)項目時，將熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律和卡諾定律應(yīng)用其中，使學(xué)生明白能源利用的守恒性，以及如何提高熱力循環(huán)的效率，減少不可逆損失，這些都成為學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識來解決實際問題的一種鍛煉。學(xué)生在科研項目中，深化了對熱力學(xué)知識的認識，同時提高了自己思考問題、解決問題的能力。同時，鼓勵學(xué)生積極參加各類挑戰(zhàn)杯、建筑節(jié)能比賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等，通過這些競賽活動進一步提升自己的新能力。

四、改進課后作業(yè)完成形式，增加分析報告

工程熱力學(xué)課程是一門實踐性很強的課程，其中很多理論已用于工業(yè)過程。因此，在課后作業(yè)中，需要對傳統(tǒng)布置練習(xí)題來檢驗教學(xué)成果的方式進行改進，增加一些實際工業(yè)循環(huán)的實例，讓學(xué)生通過分析其所應(yīng)用的原理，提交分析報告，并指出該工業(yè)過程效率提高的方式和途徑，以這樣的方式來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。同時，精選一些課后習(xí)題，通過詳解的方式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力，進一步促進創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

創(chuàng)新是實現(xiàn)社會持續(xù)不斷向前發(fā)展的原動力，也是培養(yǎng)和造就一大批素質(zhì)過硬、勇于創(chuàng)新的新世紀(jì)人才，保證國家高速發(fā)展的有力保障。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)來自于理論和課堂，更在于理論和課堂之外的親身體會和具體的實踐操作。本文從工程熱力學(xué)教學(xué)與工程實例結(jié)合，與科研活動結(jié)合，改進課堂教學(xué)組織模式和課后作業(yè)完成形式等方面，探討了以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)下的工程熱力學(xué)教學(xué)改革與實踐，希望能夠進一步提高工程熱力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和效果。

參考文獻：

[1]岳丹婷，呂欣榮，李青.深化熱工教學(xué)改革加強學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].2002，（4）：86-88.

[2]譚羽非.突出專業(yè)特點改革工程熱力學(xué)課程教學(xué)的研究與實踐[J].高等建筑教育，2004，（13）：39-43.

篇4

關(guān)鍵詞：工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)；安全工程專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0041-03

“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”是一門與工程實際聯(lián)系緊密、應(yīng)用性很強的熱科學(xué)基礎(chǔ)課，它源于礦業(yè)、石油、冶金、化工、機械、環(huán)境、航空航天等工程領(lǐng)域中的實際工程問題，也發(fā)展、應(yīng)用于解決實際工程問題，在理工科本科生教育中占有重要地位，為理工科專業(yè)技術(shù)課的學(xué)習(xí)提供重要的理論基礎(chǔ)。近年來，隨著人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)水平的提高，實際工程領(lǐng)域所面臨的熱科學(xué)問題更加復(fù)雜，這使得“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式及授課內(nèi)容已面臨社會發(fā)展和學(xué)科發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，存在較多問題和不足。[1]作為中國礦業(yè)大學(xué)（北京）（以下簡稱“我校”）“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程的主講團隊，筆者結(jié)合近年來科研工作中關(guān)于熱力學(xué)與傳熱學(xué)的問題和多年對該課程的教學(xué)經(jīng)驗，對該課程在安全工程專業(yè)本科教育中的課程改革和教學(xué)實踐進行了一些探索，并得到了一些粗淺的體會和認識。

一、安全工程專業(yè)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)改革的必要性

1.該課程對安全工程專業(yè)本科教育的重要性

安全工程專業(yè)是一個涉及理、工、文、法、管等學(xué)科的綜合交叉工科專業(yè)，目前國內(nèi)開辦安全工程專業(yè)的高等院校的類型很多，有礦業(yè)、石油、化工、軍工、土木、交通、環(huán)境、經(jīng)濟等。“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”是安全工程專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在安全工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中有非常重要的地位。根據(jù)安全科學(xué)基本理論，事故是能量失去控制而意外釋放所造成的，而“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”正是研究能量轉(zhuǎn)化與傳遞過程的基本規(guī)律，由此可見該課程對安全工程專業(yè)本科生培養(yǎng)的重要性，其教學(xué)水平直接影響安全工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。

2.目前該課程教學(xué)中存在的問題和難點

（1）教學(xué)學(xué)時少，但教學(xué)內(nèi)容多，造成教與學(xué)矛盾。隨著21世紀(jì)國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略逐漸向拓寬專業(yè)口徑、培養(yǎng)復(fù)合型人才方向發(fā)展，安全工程專業(yè)本科教育的培養(yǎng)計劃和培養(yǎng)目標(biāo)也不斷調(diào)整，更加重視大安全“通才”教育。為滿足安全工程專業(yè)培養(yǎng)計劃改革和課程體系設(shè)置需要，我國多數(shù)高校對“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程學(xué)時都進行了縮減。比如我校，由起初64學(xué)時調(diào)整為48學(xué)時，雖然學(xué)時減少，但主體教學(xué)內(nèi)容并未刪減，這導(dǎo)致教學(xué)進度不得不加快。然而熱力學(xué)和傳熱學(xué)理論性、專業(yè)性強，因為教學(xué)進程加快，使得學(xué)生不能深入透徹理解重要知識點，造成教學(xué)效果較差，引起教與學(xué)的矛盾。

（2）課程概念多、公式多、理論性強，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程概念多、公式多、圖表多，盡管有些概念和公式在“大學(xué)物理”和“物理化學(xué)”課程中學(xué)習(xí)接觸過，但運用這些抽象概念和基本公式解釋、推導(dǎo)熱物理規(guī)律時，多數(shù)學(xué)生都會感覺到比較吃力，因為這要求學(xué)生具有扎實的數(shù)理基礎(chǔ)和較強的抽象思維能力。另外，該課程中一些概念比較抽象且比較相近，容易發(fā)生混淆，比如可逆過程與準(zhǔn)靜態(tài)過程的聯(lián)系與區(qū)別，技術(shù)功、軸功、容積功區(qū)別，導(dǎo)熱系數(shù)、傳熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)的聯(lián)系與區(qū)別等。同時，“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”中繁多的公式的關(guān)聯(lián)性極強，推導(dǎo)過程復(fù)雜。上述理論性和專業(yè)性很強的概念、公式及其之間的復(fù)雜關(guān)系，大大地降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力。

（3）教學(xué)內(nèi)容及參考教材安全專業(yè)應(yīng)用案例較少，學(xué)生專業(yè)實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)不足。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，熱力學(xué)與傳熱學(xué)領(lǐng)域一些新的概念和理論不斷涌現(xiàn)，目前多數(shù)新出版的“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”教材內(nèi)容豐富，知識面力求新穎和廣博，只配有少量簡單應(yīng)用案例。這對目前壓縮學(xué)時的安全工程專業(yè)本科教學(xué)來說不合適，不利于學(xué)生在有限學(xué)時內(nèi)深入學(xué)習(xí)和掌握重要熱力學(xué)和傳熱學(xué)理論，而且不能使學(xué)生深入了解熱力學(xué)和傳熱學(xué)理論在安全專業(yè)的應(yīng)用，從而造成專業(yè)實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)不足。因此，針對安全工程專業(yè)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)，應(yīng)有所側(cè)重，補充該專業(yè)應(yīng)用案例，強化學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力。

3.該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法優(yōu)化的必要性

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，人們對安全的要求越來越高，近幾年來安全學(xué)科發(fā)展迅猛，“安全科學(xué)與工程”已成為工學(xué)門類下第37個一級學(xué)科，安全學(xué)科涉及面越來越廣，已深入到礦業(yè)、石油、冶金、化工、環(huán)境、土木、交通等多個工程領(lǐng)域。“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”作為安全工程專業(yè)重要專業(yè)基礎(chǔ)課，面臨社會科技發(fā)展和安全科學(xué)發(fā)展的新形勢，特別是教學(xué)學(xué)時壓縮情況下，其傳統(tǒng)的教學(xué)模式、授課內(nèi)容、教學(xué)效果已充滿挑戰(zhàn)，存在較多問題和不足，其教學(xué)情況，在一定程度上影響安全專業(yè)人才在實際工程中解決相應(yīng)問題的能力。因此，在有限學(xué)時內(nèi)，對該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行改進和優(yōu)化是非常必要的。通過教學(xué)改革，提高該課程教學(xué)水平，才能使其充分發(fā)揮對安全專業(yè)技術(shù)課學(xué)習(xí)應(yīng)起到的橋梁和鋪墊作用，從而在一定程度上提高安全工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。[2]

二、安全工程專業(yè)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)改革思路及實施

1.該課程教學(xué)內(nèi)容調(diào)整和優(yōu)化

（1）根據(jù)安全專業(yè)方向和學(xué)時分配，強化和弱化部分教學(xué)內(nèi)容。為滿足安全工程專業(yè)培養(yǎng)計劃改革和課程體系設(shè)置需要，我校對“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程學(xué)時由起初64學(xué)時縮減為48學(xué)時。為在有限學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)計劃和提高教學(xué)質(zhì)量，筆者選用的參考教材為張學(xué)學(xué)教授主編的《熱工基礎(chǔ)》，該書基本內(nèi)容由工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)兩部分組成。[3]該書側(cè)重于熱力學(xué)和傳熱學(xué)基礎(chǔ)，有助于學(xué)生對基本理論知識和方法的理解和掌握，但對于安全工程專業(yè)基礎(chǔ)教育來說，其部分章節(jié)教學(xué)內(nèi)容不重要，比如工程熱力學(xué)篇的第六章內(nèi)燃機和燃氣輪機動力循環(huán)裝置和第七章制冷裝置循環(huán)等內(nèi)容，因此在教學(xué)過程中對上述內(nèi)容可以弱化。該書第五章中作為了解內(nèi)容的濕空氣性質(zhì)及其熱力學(xué)過程，是通風(fēng)安全理論的基礎(chǔ)，對安全工程專業(yè)來說就特別重要，因此在教學(xué)中對該部分內(nèi)容應(yīng)強化。總的來說，對該課程的教學(xué)應(yīng)因材施教，根據(jù)安全工程專業(yè)方向和教學(xué)計劃分配，靈活調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和重點，使得學(xué)生能深入透徹理解重要知識點，避免引起教與學(xué)的矛盾。

（2）擴充傳熱學(xué)數(shù)值計算知識及應(yīng)用算例，增強學(xué)生對基本公式及理論知識應(yīng)用方面的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力。“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程概念多、公式多、圖表多，通過實驗教學(xué)可以加深學(xué)生對熱力學(xué)與傳熱學(xué)理論知識的理解和掌握，但受于學(xué)時和實驗條件限制，目前該課程實驗教學(xué)課時還比較少。近年來隨著計算機技術(shù)和數(shù)值計算方法的快速發(fā)展，數(shù)值計算（或稱數(shù)值實驗）為熱力學(xué)和傳熱學(xué)研究開辟了一個新途徑。目前“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)中，只在導(dǎo)熱部分對數(shù)值計算基礎(chǔ)進行了簡要介紹，為了使學(xué)生能較系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)值計算在傳熱學(xué)的應(yīng)用，也需要對流換熱部分的數(shù)值解算進行補充。考慮到本科生對數(shù)值計算涉及的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和偏微分方程求解等知識的理解和掌握比較吃力，在課程教學(xué)中對MATLAB軟件在傳熱學(xué)數(shù)值計算中應(yīng)用進行介紹，并引入相關(guān)傳熱問題解算案例進行講解。MATLAB是一套綜合性的高性能數(shù)值計算和可視化軟件，借助MATLAB軟件不僅能使學(xué)生較快掌握傳熱學(xué)數(shù)值計算的應(yīng)用，同時借助其強大的計算和繪圖功能，也可以使學(xué)生對熱力學(xué)和傳熱學(xué)中的許多公式和熱物理規(guī)律推導(dǎo)進行圖像化展示，這有助于學(xué)生對熱力學(xué)和傳熱學(xué)基本理論知識的理解和掌握。[4]

（3）建立安全專業(yè)應(yīng)用案例庫，細化到具體章節(jié)教學(xué)內(nèi)容中。“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”與工程實際聯(lián)系緊密，應(yīng)用性很強，它源于工程實際，并應(yīng)用于解決實際工程問題。因此，若要提高“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量，在課程教學(xué)過程中應(yīng)將實際工程案例作為教學(xué)素材，引導(dǎo)學(xué)生對特定的教學(xué)案例問題進行分析，并借助熱力學(xué)和傳熱基本理論提出解決方案。針對安全工程專業(yè)說，工作中會遇到各種各樣的危險情景，引入專業(yè)案例教學(xué)非常重要，比如應(yīng)該補充講授熱力學(xué)能量傳遞、煙氣對流和輻射復(fù)合傳熱方面的案例、熱力學(xué)與傳熱學(xué)在事故演變分析中的應(yīng)用案例。通過案例教學(xué)不僅可以使學(xué)生對熱力學(xué)和傳熱學(xué)知識有深刻的理解和掌握，也有利于拓展學(xué)生的思維模式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用和實踐能力，對工作中危險情景問題應(yīng)該怎樣借助熱力學(xué)和傳熱學(xué)理論來分析和解決會有較好的把握。因此，筆者近幾年來特別重視對安全專業(yè)應(yīng)用案例庫的建設(shè)，對各個案例根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行分類，基本貫穿于各個章節(jié)的教學(xué)中。

2.該課程教學(xué)方法改進和優(yōu)化

近幾年來隨著國家對人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的調(diào)整以及工科類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的改革，為了保證和進一步提升“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量，筆者對該課程教學(xué)方法進行了一些探索和改進。

（1）以科研與工作實踐促進教學(xué)。大學(xué)教學(xué)不同于中學(xué)教學(xué)，大學(xué)是培養(yǎng)人才和創(chuàng)造知識的重要平臺，在大學(xué)教學(xué)過程中要講授傳播高深前沿的專業(yè)技術(shù)知識。只有通過科研歷練和工作實踐，大學(xué)教師才可以逐步提高專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，才能緊跟進而較好地把握本專業(yè)科技前沿。“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程作為工科類重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程任課教師更應(yīng)立足于科技前沿，通過科研工作不斷提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，并將科研成果轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)理論知識滲透到教學(xué)過程中，這樣才能克服教材內(nèi)容滯后于最新專業(yè)科技知識的不足，保證教學(xué)質(zhì)量，同時通過“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程教學(xué)也能拓寬學(xué)生的科研視野和提升學(xué)生專業(yè)知識水平。為此，筆者在教學(xué)過程中穿插介紹了課題組在采空區(qū)自然發(fā)火、礦井降溫等領(lǐng)域與熱力學(xué)和傳熱學(xué)有關(guān)的研究成果。

（2）設(shè)立課程助教和網(wǎng)絡(luò)討論課堂，增強課程教學(xué)答疑和交流。為了及時解答學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，在“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程教學(xué)過程中筆者安排了助教，助教一般由青年教師或高年級研究生擔(dān)任，主要負責(zé)課程作業(yè)批改和答疑，并不定時開展相關(guān)專題討論班，加強學(xué)生對重要章節(jié)的學(xué)習(xí)和理解。另外，在課外，筆者還充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立了網(wǎng)絡(luò)討論課堂（QQ群）。針對課程學(xué)習(xí)疑難問題、課程建設(shè)及改進建議等問題學(xué)生都可以在課程討論群中提出，助教或任課教師基本每天都會登陸討論群回答學(xué)生提出的問題。通過設(shè)立助教和建立網(wǎng)絡(luò)討論渠道，較大程度上增進了課堂教學(xué)以外老師和學(xué)生的交流，提升了該課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（3）借助現(xiàn)代多媒體教育技術(shù)豐富教學(xué)手段。近年來，隨著計算機科技和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體技術(shù)成為教育教學(xué)過程中一個非常重要和便利的工具。“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程涉及的公式和圖表非常多，采用多媒體技術(shù)可以顯著節(jié)省教師對一些公式和圖表的板書時間，不僅能提高教學(xué)效率，并且采用圖文并茂的PPT可以形象具體地展示教學(xué)內(nèi)容，利于學(xué)生理解。然而，對于比較重要的教學(xué)內(nèi)容，比如導(dǎo)熱微分方程、對流換熱方程等數(shù)學(xué)描述的推導(dǎo)，筆者仍采用傳統(tǒng)板書方式，詳細分析和講解重要定律和公式的提出和推導(dǎo)過程。另外，要充分利用多媒體技術(shù)的多種媒介形式，包括多種形態(tài)的文字、圖片、動畫、錄像等。[5]目前筆者已經(jīng)制作和收集了一些圖片和視屏（熱電偶等測溫器件、肋片、換熱器傳熱過程Flash、煤自燃實驗錄像等），在課堂教學(xué)實踐中取得了較好的效果，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，也加深了學(xué)生對傳熱學(xué)在科技生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的認識。

（4）改革和優(yōu)化考核方式。“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程涉及的公式和準(zhǔn)則特別多，有些公式較難記憶和推導(dǎo)，因此任課教師在閉卷考試命題時不得不壓縮范圍，這導(dǎo)致一些同學(xué)在考試復(fù)習(xí)時會忽略一些教學(xué)內(nèi)容。為了使學(xué)生能對熱力學(xué)和傳熱學(xué)基本理論知識有一個整體的把握和思考，特別是對該課程基本理論的應(yīng)用有較深刻的認識和理解，筆者采用多元化考核方式。多元化成績評定包括三部分：第一，課后習(xí)題作業(yè)、出勤、課堂表現(xiàn)、課下網(wǎng)絡(luò)討論表現(xiàn)情況；第二，專題大作業(yè)完成情況，專題大作業(yè)主要是基于熱力學(xué)和傳熱學(xué)基本理論開展相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計或數(shù)值模擬等；第三，閉卷考試成績。采取這種多元化考核方式，不僅能促進學(xué)生對熱力學(xué)和傳熱學(xué)理論知識的深入學(xué)習(xí)和掌握，也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性，提升實踐應(yīng)用能力，有助于培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

3.學(xué)生實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)引導(dǎo)

為了進一步提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，筆者在“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程教學(xué)過程中通過多種形式對學(xué)生進行引導(dǎo)或提供多種實踐渠道進行學(xué)習(xí)。

（1）設(shè)置熱力學(xué)和傳熱學(xué)專題大作業(yè)。在教學(xué)過程中，筆者精心選取了多個與熱力學(xué)和傳熱學(xué)密切相關(guān)的專業(yè)問題，讓學(xué)生分組協(xié)作，首先對這些問題進行調(diào)研，然后開展實驗設(shè)計和數(shù)值模擬分析，并寫出相應(yīng)的總結(jié)報告。最后，利用討論課時間，組織各組以PPT形式進行匯報，通過提問和討論意見進一步完善作業(yè)成果。專題大作業(yè)的成果作為期末考試總成績評定的一部分。在課堂教學(xué)過程中增加學(xué)生參與的比重，使學(xué)生成為課程學(xué)習(xí)的主體，能為培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力創(chuàng)造有利條件。[6]

（2）利用大學(xué)生創(chuàng)新計劃項目。目前，我校積極響應(yīng)國家、北京市有關(guān)開展大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的政策和工作安排，每年都組織設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目近300項，這為我校大學(xué)生參與科研工作、開展創(chuàng)新活動提供了重要的平臺和良好的條件。我校“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程剛好在大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目立項這學(xué)期開課，在教學(xué)過程中，筆者鼓勵學(xué)生應(yīng)用熱力學(xué)和傳熱學(xué)基本理論進行選題，并在開展研究工作過程中給予方法和技術(shù)指導(dǎo)。

（3）利用校外實踐基地現(xiàn)場實習(xí)交流。為了提高學(xué)生的實際工作能力和教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才，以盡快適應(yīng)社會發(fā)展的人才需求，和加強本科實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，我校資源與安全工程學(xué)院積極開展校企合作實踐教學(xué)，目前已建立了39個校外實習(xí)和實踐教學(xué)基地。在“工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)”課程教學(xué)過程中，筆者穿插介紹了安全工程專業(yè)相關(guān)應(yīng)用案例，同時，也經(jīng)常給學(xué)生灌輸實踐學(xué)習(xí)的思想，鼓勵學(xué)生好好利用實踐基地這個很好的學(xué)習(xí)平臺，到實踐基地去實習(xí)或社會實踐時現(xiàn)場觀察、學(xué)習(xí)熱力學(xué)和傳熱學(xué)的應(yīng)用實例。通過現(xiàn)場學(xué)習(xí)能較大程度上拓展學(xué)生實踐應(yīng)用思維和激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識。

三、結(jié)語

“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程在理工科本科生教育中占有重要地位，它源于工程實際問題，也發(fā)展、應(yīng)用于解決實際工程問題。為能使熱力學(xué)和傳熱學(xué)知識適應(yīng)社會發(fā)展需要和滿足現(xiàn)代社會對信息型、復(fù)合型人才的需求，“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法需不斷改進和優(yōu)化。

本文以安全工程專業(yè)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”教學(xué)為例，針對該課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)特點和目前教學(xué)中存在的典型問題和不足，提出了該課程教學(xué)改革和優(yōu)化的思路和具體改進實施方案。該課程教學(xué)改革在安全工程專業(yè)教學(xué)中實踐結(jié)果表明，新的人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式下“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量有較大改觀，學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)情況、分析解決問題能力、實踐應(yīng)用能力都得到較大提升。筆者對該課程在安全工程專業(yè)本科教育中的課程改革和教學(xué)實踐，希望能為國內(nèi)其他高校理工科“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)改革提供思路借鑒。

參考文獻：

[1]于靖博，董麗娜，趙蘭英.《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)》課程教學(xué)改革與實踐[J].廣州化工，2013，41（11）：259-260.

[2]林日億，梁金國，黃善波，等.安全工程專業(yè)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)改革[J].中國電力教育，2010，（167）：93-95.

[3]張學(xué)學(xué)，李桂馥，史琳.熱工基礎(chǔ)[M].第二版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]丁鵬.MATLAB在高校“傳熱學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用與實踐[J].中國電力教育，2011，（196）：149-150.

篇5

關(guān)鍵詞：工程熱力學(xué) 課程建設(shè) 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.093

《工程熱力學(xué)》是研究與熱能工程有關(guān)的熱能和其他形式能量（特別是機械能）相互轉(zhuǎn)換規(guī)律以及提高能量轉(zhuǎn)換效率的一門學(xué)科[1]，作為我校飛行器系統(tǒng)與工程專業(yè)的主干課程之一，為學(xué)好專業(yè)核心課程《導(dǎo)彈發(fā)動機原理》打下必備的理論基礎(chǔ)。該專業(yè)最終目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)科技發(fā)展和軍隊建設(shè)需要、能勝任初級專業(yè)技術(shù)職務(wù)崗位工作的導(dǎo)彈發(fā)動機工程類干部，因此，與軍內(nèi)外同類課程相比，《工程熱力學(xué)》具有明顯的工程使用特色。

課程建設(shè)作為高校可持續(xù)發(fā)展的生命線，是最基本的教學(xué)建設(shè)，也是提高教學(xué)質(zhì)量、抓好專業(yè)與學(xué)科建設(shè)的關(guān)鍵。工程熱力學(xué)課程組以深化教育改革、切實提高教學(xué)質(zhì)量[2，3]、突出專業(yè)應(yīng)用特色、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)高素質(zhì)人才為目的，有計劃、有步驟地從師資隊伍、教學(xué)條件、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)實施等方面進行了建設(shè)，效果明顯。

1 加強師資隊伍建設(shè)，提高教師業(yè)務(wù)水平

建立一支高水平和穩(wěn)定的師資隊伍是各項教學(xué)工作開展的基本保證。為滿足教學(xué)要求，形成了一支年齡、職稱、學(xué)歷和學(xué)緣結(jié)構(gòu)相對合理，人員相對穩(wěn)定的高水平課程教學(xué)梯隊[4]。從課程建設(shè)開始，教研室通過調(diào)研摸底，根據(jù)每個人的專業(yè)方向，選擇表達能力和邏輯思維能力強的教師作為一線授課教師，組成包括1名正高、2名副高和2名講師（4名博士、1名碩士）的教學(xué)梯隊，年齡從28歲到45歲，畢業(yè)院校包括國防科技大學(xué)、第二炮兵工程學(xué)院和西北工業(yè)大學(xué)。

實行主講教師負責(zé)制。為提高教學(xué)質(zhì)量，主講教師必須嚴(yán)過教案關(guān)、試講關(guān)和課堂質(zhì)量督導(dǎo)檢查關(guān)，針對主講教師的自身特點，根據(jù)專家教授的建議，聽課檢查落實教師業(yè)務(wù)素質(zhì)和授課水平的提高情況。

加強交流學(xué)習(xí)，提高業(yè)務(wù)水平。選送部分教師到部隊鍛煉，了解部隊實際需求，在授課過程中能夠進行針對性教學(xué)；派送任課教師到具有相應(yīng)精品課程的地方高校進行教學(xué)觀摩和進修學(xué)習(xí)，以提高授課質(zhì)量。

2 改善教學(xué)條件，保障教學(xué)順利開展

2.1 精心選用教材

為了切合火箭發(fā)動機的專業(yè)特點和部隊建設(shè)的實際需要，經(jīng)過任課教師的精心挑選，選取了內(nèi)容和難度適中、華自強編寫的第四版《工程熱力學(xué)》作為授課教材，該教材融合了化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容體系更加完善合理。輔導(dǎo)教材則選擇美國M.C.波特爾編著的《Engineering Thermodynamics》，學(xué)生反響良好，認為該書英文通俗易懂，既提供了一個閱讀外文文獻的實踐鍛煉平臺，又能從中學(xué)習(xí)了解國外學(xué)者表述熱工知識的思維方式。

2.2 制作多媒體課件

利用現(xiàn)代教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。以二維FLASH動畫技術(shù)制作了內(nèi)容生動的《工程熱力學(xué)》典型動力裝置和典型熱力過程的動畫演示軟件，包括35種不同理論模型的動畫。利用多媒體教室播放不同理論模型的動畫、結(jié)合教師理論講解，學(xué)生可以較好理解實際工程中熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換的抽象過程，增強學(xué)生的感性認識。

2.3 開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

充分利用校園網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢實現(xiàn)教學(xué)資料的上網(wǎng)，開發(fā)網(wǎng)上答疑系統(tǒng)進行在線討論，讓網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為輔助教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量。制作漸縮噴管和狀態(tài)參數(shù)測定的虛擬實驗，學(xué)生可以在開放的網(wǎng)絡(luò)平臺上進行交互的虛擬實驗。按照教學(xué)大綱開發(fā)課程練習(xí)題庫，為學(xué)生提供一種通過習(xí)題強化加深對所學(xué)知識理解的手段。題庫包括5種題型共1000余道試題，系統(tǒng)隨機組題，學(xué)生可以進行在線測試。

2.4 搭建《工程熱力學(xué)》實驗平臺

結(jié)合現(xiàn)有實驗條件，編著適合我校實際的《工程熱力學(xué)實驗指導(dǎo)書》，通過與西安重點院校的交流協(xié)商，搭建了在西安交通大學(xué)開展《工程熱力學(xué)》實驗的教學(xué)平臺，開展了噴管內(nèi)氣體流動的熱力過程與性能參數(shù)測定實驗，使學(xué)生深刻理解了噴管設(shè)計和環(huán)境壓力對噴管流動影響中涉及的理論知識。

3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)專業(yè)特色

考慮到專業(yè)特色，將傳統(tǒng)的熱力學(xué)理論列為重點內(nèi)容講述的同時，把火箭發(fā)動機工作過程中涉及的化學(xué)熱力學(xué)理論列為重點內(nèi)容講述。在內(nèi)容安排上，結(jié)合二炮院校的專業(yè)特點和部隊實際需求，增加火箭發(fā)動機的動力循環(huán)知識點和導(dǎo)彈測試時用到的濕空氣相關(guān)內(nèi)容。并且把濕空氣的性質(zhì)安排在理想氣體混合物的性質(zhì)之后，這樣可以把濕空氣當(dāng)做理想氣體混合物的一個特例加以介紹，使學(xué)生能夠從抽象到具體、從一般到特殊，既能理解理想氣體混合物和濕空氣理論知識，又能在發(fā)動機相關(guān)操作中學(xué)以致用。

4 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，強化創(chuàng)新能力

在本課程學(xué)習(xí)中，主要從兩方面激發(fā)學(xué)生興趣、促進創(chuàng)新能力發(fā)展。

一是善于設(shè)疑提問，促其思考。在緒論介紹中強調(diào)“熱”與人類文明進步的聯(lián)系，熱能的利用滲透在社會的方方面面。怎樣描述熱能與其他形式能量的轉(zhuǎn)換？怎樣做到節(jié)能減排、提高能量轉(zhuǎn)化效率？工程熱力學(xué)基本理論、定律是如何體現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中？通過上述啟發(fā)式提問，極大地啟迪學(xué)生的思維，激發(fā)他們學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的興趣。

二是注重學(xué)以致用，在創(chuàng)新中深化知識的理解和運用。在課程學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生運用《工程熱力學(xué)》基本理論去指導(dǎo)專業(yè)應(yīng)用。擬定課題“溫度、濕度對固體火箭發(fā)動機氣密性檢查的影響分析”，要求從理論上分析環(huán)境溫度和氣體濕度變化可能對陣地測試項目造成的影響。該課題緊密結(jié)合部隊實際，學(xué)生興趣大，研究熱情高，成為歷屆學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計的選題熱門。在研究過程中，大大加深學(xué)生對《工程熱力學(xué)》知識的理解，在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)教師與學(xué)生共同撰寫并發(fā)表了相關(guān)學(xué)術(shù)論文。既強化了學(xué)生的創(chuàng)新能力，又促進了教師科研學(xué)術(shù)水平的提高。

5 重視教學(xué)全過程，提高教學(xué)質(zhì)量

課程組監(jiān)管教學(xué)全過程，旨在全方位提高工程熱力學(xué)教學(xué)質(zhì)量。①教學(xué)準(zhǔn)備：在教研室的指導(dǎo)和幫評下，主講教師認真?zhèn)湔n、撰寫教案，進行課前實講。②課堂教學(xué)：教學(xué)采用理論授課、討論、觀看工程及實驗錄像、動手實驗等多種教學(xué)形式，靈活采用研討式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法，按基本概念、理論分析、工程應(yīng)用的順序進行。教研室組織聽課幫評加強對教學(xué)過程的監(jiān)控管理和全程評價。③課后總結(jié)：在課堂授課后及時將本次授課的經(jīng)驗得失進行總結(jié)。④課程考核：采取平時學(xué)習(xí)表現(xiàn)與期終考試相結(jié)合的考核方法。⑤問卷調(diào)查：對學(xué)生進行不記名問卷調(diào)查，對調(diào)查結(jié)果進行總結(jié)分析，對照反思，有針對性地改進，力求本課程的教學(xué)水平達到新高。

6 結(jié)束語

《工程熱力學(xué)》經(jīng)過近五年的建設(shè)，課堂教學(xué)質(zhì)量和教師教學(xué)水平得到明顯提高，在學(xué)校有很高的教學(xué)評價。工程熱力學(xué)先后在學(xué)校第五批重點課程建設(shè)和第二炮兵首批優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)中評為優(yōu)秀。

針對我校沒有工程熱力學(xué)實驗室的現(xiàn)狀，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和課程組的共同努力下，“2110”三期建設(shè)規(guī)劃在今年正式啟動熱工基礎(chǔ)實驗室的新建工作，熱工基礎(chǔ)實驗室建成及投入使用必將為學(xué)生提供《工程熱力學(xué)》實驗平臺，縮短抽象概念和具體工程應(yīng)用之間的距離；為學(xué)生提供實踐和自主創(chuàng)新的場所，使工程熱力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量再上一個新的臺階。

參考文獻：

[1]華自強，張忠進，高青等編.工程熱力學(xué)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]周麗萍，蔡康旭.關(guān)于《工程熱力學(xué)》課程教學(xué)改革之淺見[J].時代教育（教育教學(xué)版），2009，（1）：191.

[3]李文杰，余曉平，彭宣偉.工程熱力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革思考――以重慶科技學(xué)院工程熱力學(xué)課程為例[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2012，（13）：350.

[4]艾春安.《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)》第二炮兵優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)評審材料（內(nèi)部資料）[Z].2011.

作者簡介：李紅霞（1979-），女，博士，講師，主要從事工程熱力學(xué)教學(xué)工作，研究方向為含能材料合成、性能分析和模擬計算，第二炮兵工程大學(xué)601室，陜西西安 710025

艾春安，第二炮兵工程大學(xué)601室，陜西西安 710025

篇6

關(guān)鍵詞：Aspen；化工熱力學(xué)教學(xué)；均相性質(zhì)推算；PR狀態(tài)方程

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0179-03

一、引言

學(xué)習(xí)化工熱力學(xué)課程的目的是為了解決實際問題，物性數(shù)據(jù)的計算是本課程的重要內(nèi)容，因為過程工程的研究、設(shè)計、操作與優(yōu)化中都離不開物性數(shù)據(jù)。從容易測量的性質(zhì)推算如U、H、S等難測量的性質(zhì)；從溫和條件的物性數(shù)據(jù)推算航天發(fā)射、深潛高壓等苛刻條件下所需的物性數(shù)據(jù)；等等。這些都有重要的理論與實際意義。

由經(jīng)典熱力學(xué)原理能方便地建立起不同性質(zhì)之間的聯(lián)系（即普遍化關(guān)系式），為實現(xiàn)不同性質(zhì)之間的推算提供依據(jù)。但要推算出具體系統(tǒng)的性質(zhì)數(shù)據(jù)，還必須引入反映系統(tǒng)特征的模型，如狀態(tài)方程等。

化工熱力學(xué)的研究對象更接近實際過程，實際過程所涉及的系統(tǒng)如此復(fù)雜，溫度、壓力范圍如此寬廣，化學(xué)工程師們不能再依靠簡單的理想氣體或理想溶液模型來計算物性了，而是需要適用范圍更廣、準(zhǔn)確性更好、復(fù)雜性更高的模型，如PR等狀態(tài)方程，借助商業(yè)化的化工流程模擬軟件Aspen來促進化工熱力學(xué)教學(xué)是一個很好的選擇，對促進學(xué)生掌握概念、強化基礎(chǔ)、提高應(yīng)用能力具有重要作用，同時對后續(xù)的化工設(shè)計、化工計算等課程的教學(xué)十分有益。化工熱力學(xué)教學(xué)中引入Aspen具有如下優(yōu)點：（1）Aspen軟件中物性計算原理與本課程熱力學(xué)性質(zhì)的計算原理是一致的，用該軟件輔助熱力學(xué)教學(xué)能提高教學(xué)效率，簡化計算過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另一方面，也能使學(xué)生掌握Aspen軟件物性計算原理的內(nèi)核，了解更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，提高應(yīng)用能力，不至于再像從前那樣，只知計算結(jié)果，不知計算原理，不明所用的模型，不能分析結(jié)果，真正掌握物性推算的“核心技術(shù)”。（2）國內(nèi)許多高校的后續(xù)課程，如化工設(shè)計、化工計算等教學(xué)中也開始采用Aspen輔助教學(xué)，化工熱力學(xué)作為這些課程的基礎(chǔ)，采用Aspen進行熱力學(xué)性質(zhì)計算，無疑會使后續(xù)課程的基礎(chǔ)更加扎實。

篇7

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)節(jié)能原理；課程改革；教學(xué)實踐；石化特色

作者簡介：馬利敏（1978-），女，遼寧西豐人，中國石油大學(xué)（北京）機械與儲運工程學(xué)院，講師；姬忠禮（1963-），男，山東汶上人，中國石油大學(xué)（北京）機械與儲運工程學(xué)院，教授。（北京 102249）

基金項目：本文系“2010年中國石油大學(xué)（北京）校級重點教學(xué)改革項目”及“2012年中國石油大學(xué)（北京）青年教師專項培養(yǎng)基金”（項目編號：KYJJ20120415）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0106-02

一、系統(tǒng)節(jié)能原理課程改革的背景

在強調(diào)節(jié)能、注重環(huán)保的今天，使從事與能源開發(fā)、利用與轉(zhuǎn)化緊密相關(guān)工作的學(xué)生掌握系統(tǒng)節(jié)能原理的精髓并能夠?qū)W以致用有著非常重要的社會意義。系統(tǒng)節(jié)能原理是中國石油大學(xué)（以下簡稱“我校”）能源與動力工程專業(yè)一門重要專業(yè)課，32學(xué)時。其基礎(chǔ)理論部分，以工程熱力學(xué)基本定律為基礎(chǔ)。工程熱力學(xué)重點講授熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的熵分析法，引入分析法。在本課程中，上述內(nèi)容仍是重點，需重復(fù)介紹。基礎(chǔ)理論是晦澀與枯燥的，如只是重復(fù)介紹，不易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，難以獲得滿意的教學(xué)效果。因此，研究如何組織教學(xué)工作，使本課程與工程熱力學(xué)做好銜接，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助其加深對基礎(chǔ)理論的理解，提高解決實際問題的能力，是十分必要的。同時，本課程還缺乏適合的教材，需要編寫課程講義。目前，缺乏能夠同時將經(jīng)典及新興能量分析法進行全面介紹的教材，而在能量分析法的應(yīng)用部分，也需要結(jié)合我校行業(yè)特點、畢業(yè)生就業(yè)去向，針對石油石化領(lǐng)域工程應(yīng)用背景設(shè)置教學(xué)案例。我校于2010年批準(zhǔn)了該課程的教學(xué)改革計劃，經(jīng)過近幾年的努力，該教改計劃已經(jīng)初步完成。

二、課程教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)

教學(xué)內(nèi)容改革是教學(xué)改革最核心、最基本的問題。教學(xué)內(nèi)容主要由熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律熵分析法和分析、新的能量系統(tǒng)分析評價方法介紹組成。其中，根據(jù)教學(xué)目的與任務(wù)有效組織教學(xué)內(nèi)容，要與基礎(chǔ)課程工程熱力學(xué)第一定律、第二定律知識點的學(xué)習(xí)有機結(jié)合，既避免教學(xué)內(nèi)容的簡單重復(fù)，又要使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)對第一定律、第二定律有更為深刻的認知，并使學(xué)生能夠利用兩個熱力學(xué)基本定律熟練進行能量系統(tǒng)分析與評價、以及高效學(xué)習(xí)和應(yīng)用新的分析、評價與優(yōu)化方法。

1.熱力學(xué)第一定律

熱力學(xué)第一定律是工程熱力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重點，主要講授閉口系統(tǒng)與穩(wěn)流開口系的熱力學(xué)第一定律能量方程式的表達式及應(yīng)用。在本課程中，進一步強調(diào)熱力學(xué)第一定律的一般表達式即：“進入系統(tǒng)的能量-離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)總儲存能的變化”的正確靈活應(yīng)用，重點介紹如何分析、列出非穩(wěn)態(tài)充、放氣熱力過程的能量方程式，幫助學(xué)生進一步增強利用第一定律進行能量分析的能力。同時，通過對節(jié)流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等熱力過程分析來幫助同學(xué)們對第一定律的局限性有更為深入的理解。

2.熱力學(xué)第二定律熵分析法

熱力學(xué)第二定律是工程熱力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重點與難點，主要講授熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式，具體包括：卡諾循環(huán)+卡諾定理、克勞修斯積分不等式、閉口系及開口系統(tǒng)熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。在本課程中，考慮到判斷一個熱力循環(huán)是否可行、可逆的數(shù)學(xué)判據(jù)容易理解而且是熱力過程的特例，故重點講述閉口系及開口系熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。

在該部分從以下四個方面進行介紹：對于狀態(tài)參數(shù)熵的辨析：辨析熵是狀態(tài)參數(shù)與過程無關(guān)，強調(diào)判斷一個熱力過程能否進行、可逆的參量不是過程熵變而是過程熵產(chǎn)，引出后面由熵方程及孤立系統(tǒng)熵增原理計算過程熵產(chǎn)的知識點；重點講授熵方程的一般表達式，即：“進入系統(tǒng)的熵-離開系統(tǒng)的熵+過程熵產(chǎn)=系統(tǒng)熵變化”，通過典型例題幫助同學(xué)能夠利用熵方程列出閉口及開口系熵方程，并求取過程熵產(chǎn)；重點解析孤立系統(tǒng)熵增原理的實質(zhì)及解題特點，并通過典型例題幫助學(xué)生認識到孤立系統(tǒng)熵增原理與熵方程的一致性：孤立系統(tǒng)熵增即熵方程中的熵產(chǎn)；作功能力損失方面除了介紹計算公式、通過計算熱力過程熵產(chǎn)及作功能力損失，還著重結(jié)合對節(jié)流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等具體熱力過程分析讓學(xué)生體會第一定律與第二定律之間的聯(lián)系及第二定律的獨有貢獻。

3.熱力學(xué)第二定律分析法

由于學(xué)時有限并且概念抽象難以理解，分析法在工程熱力學(xué)中屬于選講內(nèi)容，即便講授，也多是簡要介紹。本課程中，分析法是授課重點，從以下四個方面進行講授：第一，概念及計算公式，包括機械、熱量（冷量）、內(nèi)能、焓和化學(xué)。第二，重點講授方程的一般表達式“進入系統(tǒng)的-離開系統(tǒng)的-過程損=系統(tǒng)變化”，通過典型例題幫助同學(xué)能夠利用方程列出閉口及開口系方程，并求取過程損。同時，在分析典型例題時，引導(dǎo)學(xué)生同時用熵分析法來計算過程的作功能力損失，讓學(xué)生自覺地認識到分析法中所得到的損失即熵分析法中計算的作功能力損失、體會兩種分析法的一致性及分析法的優(yōu)勢。第三，效率、損系數(shù)的概念及公式，以及在典型熱力設(shè)備、過程及熱力循環(huán)中的計算。第四，針對本學(xué)科領(lǐng)域典型的火力發(fā)電裝置、燃氣輪機發(fā)電裝置和低溫制冷裝置、LNG液化裝置、天然氣凈化裝置、油田聯(lián)合站等，設(shè)置工程背景很強的案例，教師與同學(xué)們一起分析循環(huán)裝置及各組成設(shè)備的效率、損失及損系數(shù)等，讓同學(xué)們認識到分析法在進行系統(tǒng)能量分析時的重要性及提高利用該方法解決實際工程問題的能力。

4.新發(fā)展起來的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法

介紹能級分析法、經(jīng)濟學(xué)、夾點技術(shù)、全生命周期分析法、能值理論等新發(fā)展起來的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法的基本理論及應(yīng)用，鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)文獻獲取更多知識。這部分內(nèi)容與留給學(xué)生的學(xué)習(xí)報告緊密相關(guān)，將在下文介紹。

目前還沒有適合于本專業(yè)本科教學(xué)的系統(tǒng)節(jié)能方面的教材，本課程教學(xué)內(nèi)容主要參考自沈維道等[1]主編《工程熱力學(xué)》、朱明善等[2]編著《工程熱力學(xué)》、傅秦生[3]編著《能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法》和馮霄[4]編著《化工節(jié)能原理與技術(shù)》、何雅玲[5]主編《工程熱力學(xué)精要分析典型題解》等教材及專著，結(jié)合教學(xué)團隊多年來收集整理的工程案例編寫成講義供教師及學(xué)生使用。

三、教學(xué)方式改革

教學(xué)中的主體是學(xué)生，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果是教學(xué)方式改革的目的。學(xué)生們對于國際上最新的、與未來工作緊密相關(guān)及實用性強的知識以及確實能提高自身素質(zhì)與能力的教學(xué)環(huán)節(jié)更感興趣。

1.采用多媒體與板書有機結(jié)合的教學(xué)模式

充分利用多媒體教學(xué)信息量大，圖像、視頻生動形象的特點，同時結(jié)合傳統(tǒng)板書講解復(fù)雜推導(dǎo)更容易被學(xué)生掌握的優(yōu)點以提升教學(xué)效果。這種授課方式既可以增大授課信息量、有效吸引學(xué)生注意力，同時又能使學(xué)生通過與老師一起板書推導(dǎo)對所學(xué)重點、難點有更為深刻的認知。

2.提高課堂教學(xué)吸引力

通過針對每一個重要概念及知識點設(shè)計的系列典型例題、思考題吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其積極參與到教學(xué)中來。而且教學(xué)團隊經(jīng)過多年的教學(xué)和科研積累，收集并提煉出與石化工程緊密關(guān)聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣，提升課堂教學(xué)的互動效果，增強學(xué)生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。

3.布置作業(yè)形式靈活多樣

對于重要的基本概念，以讀書筆記的作業(yè)形式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。本課程涉及眾多抽象概念和公式，追溯熱量、溫度、熵、熱力學(xué)第二定律、等重要基本概念的由來、發(fā)展歷程，可使學(xué)生在搜集資料的過程中對這些概念有一個直接的感性認知，同時也有助于學(xué)生認識到這些知識在本學(xué)科發(fā)展中的重要作用。

要求學(xué)生組成2～3人的學(xué)習(xí)小組，除常規(guī)課下作業(yè)外，課上作業(yè)以小組為單位完成。課上作業(yè)為教師針對每次課的重點和難點內(nèi)容設(shè)計的多為填空、選擇和問答形式的練習(xí)題，課前打印好分發(fā)給每個學(xué)習(xí)小組。在講課過程中，留出適合時間讓學(xué)生及時完成。教學(xué)實踐表明課上作業(yè)非常利于學(xué)生把握住和消化吸收重難點知識，且能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，達到良好的教學(xué)效果。

四、課程考核方式的教學(xué)改革

本課程考試采用閉卷+學(xué)習(xí)報告的形式。在閉卷考試中，只有一種類型題，即計算題。本課程一個重要教學(xué)目的就是使學(xué)生能夠熟練、正確應(yīng)用第一、第二定律尤其是分析法分析實際裝置的用能情況，所以考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果應(yīng)用型計算題是較為合適的。

學(xué)習(xí)報告要求每個學(xué)習(xí)小組（2～3人組成）圍繞與本學(xué)科緊密相關(guān)的實際裝置進行國內(nèi)外能量分析與優(yōu)化方面的調(diào)研，提交1份不少于4000字、有5篇以上參考文獻的學(xué)習(xí)報告，并根據(jù)報告內(nèi)容制作ppt，每小組選派1名學(xué)生進行報告，匯報10分鐘，討論5分鐘。報告題目憑學(xué)生興趣自選。學(xué)習(xí)報告這種考核形式不僅促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開闊視野，加深認知，而且可以鍛煉和提高學(xué)生多方面的能力。學(xué)生們自選的題目有：超臨界及超超臨界蒸汽動力裝置；燃氣輪機裝置；燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置；冷熱電三聯(lián)供裝置；地源熱泵裝置；低溫磁制冷裝置；煤制油裝置；燃料電池；低溫地?zé)岚l(fā)電裝置；天然氣壓氣站燃氣輪機余熱利用；天然氣凈化裝置；油田聯(lián)合站；LNG接收站冷能利用等等。

近4年的教學(xué)實踐也表明學(xué)生們非常接受和歡迎這種考核形式，并且每一年都會有讓教師感到驚喜的學(xué)習(xí)報告，這也說明要想學(xué)生切實提高學(xué)習(xí)能力、扎實掌握專業(yè)知識確實也需要教師有意識地去創(chuàng)造機會及科學(xué)引導(dǎo)。

五、教學(xué)效果

經(jīng)過近4年的教學(xué)實踐，團隊通過對歷年學(xué)生評教、學(xué)生考試成績分析以及學(xué)生在本科畢業(yè)設(shè)計及成為本校研究生后所選與系統(tǒng)節(jié)能原理相關(guān)方向課題的表現(xiàn)等進行了調(diào)研，證明該課程改革是卓有成效的。學(xué)生對工程熱力學(xué)及系統(tǒng)節(jié)能知識的接受能力增強，學(xué)習(xí)興趣明顯提高。靈活適宜的授課方式、作業(yè)形式以及考試方式受到學(xué)生的普遍歡迎。總之，通過課程建設(shè)與教學(xué)實踐，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮了主體作用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的綜合能力，教學(xué)效果良好，達到了既定教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻：

[1] 沈維道，童鈞耕. 工程熱力學(xué)[M]. 第四版.北京：高等教育出版社，2007.

[2] 朱明善，劉穎，林兆莊，等.工程熱力學(xué)[M]. 第二版.北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[3] 傅秦生. 能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法[M]. 西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.

篇8

從熱力學(xué)的觀點就有序無序而論,可以把物質(zhì)體系分為兩類:一類不需要和外界環(huán)境進行物質(zhì)和能量的交換,即在孤立的條件下和在平衡的條件下得以維持其結(jié)構(gòu)。另一類體系只有通過和外界環(huán)境進行物質(zhì)和能量的交換,在非平衡條件下才得以維持并呈現(xiàn)出宏觀范圍的時空有序。經(jīng)典熱力學(xué)只能對第一類體系做出解釋和預(yù)言,因此必須從封閉體系推廣到敞開體系。熱力學(xué)的這種推廣,形成了一門新的學(xué)科――不可逆過程熱力學(xué)。對非平衡態(tài)和不可逆過程作定量的描述,就是不可逆過程熱力學(xué)(或非平衡態(tài)熱力學(xué))的內(nèi)容和任務(wù)。不可逆過程熱力學(xué)雖然在理論系統(tǒng)上還不夠完善和成熟,但有廣闊的前景,已經(jīng)在一些領(lǐng)域中得到了應(yīng)用,如擴散、熱傳導(dǎo)、熱電效應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和電極過程等,特別是生物體系的應(yīng)用更為廣闊。

本書是一本優(yōu)秀的、能夠代表日新月異的不可逆過程熱力學(xué)發(fā)展水平的專著,收集了本領(lǐng)域各版本相關(guān)時段的上百篇的有代表性的學(xué)科成果。與其書名中的“廣延”一詞對應(yīng),本書在內(nèi)容上更加強調(diào)對“非平衡態(tài)”的開拓性的描述,即相比與經(jīng)典熱力學(xué)更加豐富的自變量,例如熱通量,熵通量等。從1988年第一版問世以來,廣受好評,已成為學(xué)科公認的經(jīng)典教材之一。本書為第四版,新增了從上一版(2001年)至今的新材料、新應(yīng)用及新的理論發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容,并對以前的一些內(nèi)容,如公式的物理意義、邊界條件的表述等做了重排使之更為規(guī)范易懂。

本書的內(nèi)容共分三大部分。第一部分一般性理論,包括第1-3章:1.經(jīng)典的、理性的、漢密爾頓體系的非平衡態(tài)熱力學(xué);2.廣延不可逆熱力學(xué):演化方程;3.廣延不可逆熱力學(xué):態(tài)的非平衡方程。第二部分微觀基礎(chǔ)理論,包括第4-8章:4.氣體動力學(xué)理論;5.波動理論;6.信息理論;7.線性響應(yīng)理論;8.計算機模擬。第三部分精選應(yīng)用,包括第9-18章:9.剛性導(dǎo)體中的雙曲型熱傳導(dǎo);10.微,納系統(tǒng)中的熱傳導(dǎo);11.流體中的波:聲波、超聲波和激波;12.廣義流體力學(xué);13.非典型擴散、熱擴散和懸浮液;14.電氣系統(tǒng)和微型器件模型的建立;15.從熱彈性固體到流變材料;16.剪切流動下的聚合物溶液熱力學(xué);17.具有相對論性質(zhì)的表述;18.粘性宇宙模型和宇宙論的觀點。

作者David Jou是公立巴塞羅那自治大學(xué)物理系教授,也是加泰羅尼亞研究所科學(xué)與技術(shù)部門的成員之一。

本書內(nèi)容豐富,適合物理、化學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)及材料學(xué)等學(xué)科師生及研究人員參考。

篇9

關(guān)鍵詞：素質(zhì)教育；課堂教學(xué)；思考；實踐

一、關(guān)于素質(zhì)教育的思考

1．素質(zhì)教育是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才、科教興國和教育為人民服務(wù)的必由之路

(1)我國要全面建設(shè)小康社會，實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，為人類和世界做出較大的貢獻，必須走人才強國之路，必須把培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才擺在突出的優(yōu)先的戰(zhàn)略地位。

(2)高素質(zhì)創(chuàng)新人才只有通過長期地科學(xué)地教育和培養(yǎng)才能造就，而大學(xué)正是培育這樣人才的搖籃和基地。大學(xué)的本質(zhì)是培養(yǎng)和造就知識寬厚、能力突出、品德高尚、素質(zhì)全面的健全和諧的人而不是一般意義的專家。尤其是國家重點建設(shè)的“名牌”大學(xué)，要承擔(dān)起為國家和社會培養(yǎng)一大批拔尖創(chuàng)新人才的歷史重任，更應(yīng)當(dāng)將素質(zhì)教育擺在首要的地位。

(3)黨的十六大報告指出教育既要為“社會主義現(xiàn)代化服務(wù)”又要“為人民服務(wù)”。以人為本的科學(xué)發(fā)展觀強調(diào)發(fā)展既要“實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的全面進步”又要“實現(xiàn)人的全面發(fā)展”。面對知識劇增的信息時代，面對著學(xué)生走向社會后職業(yè)和崗位的多次選擇，學(xué)生階段充其量所吸取的只是知識海洋中的幾滴水。那么，我們培養(yǎng)出來的學(xué)生只有靠在校期間打下的良好知識基礎(chǔ)、鍛煉出來的自學(xué)能力與創(chuàng)新能力和培養(yǎng)出來的全面素質(zhì)，才能勝任選擇，永立不敗之地。要知道各行各業(yè)的競爭，爭到最后，爭的不是學(xué)歷，也不完全是知識，而是能力和素質(zhì)。學(xué)校最終給予學(xué)生的應(yīng)該是能力和素質(zhì)。

2．課堂教學(xué)是素質(zhì)教育的主渠道，教師是素質(zhì)教育的主力軍

學(xué)校實施素質(zhì)教育，必須依靠教師、政工人員和后勤人員三支隊伍，必須在課堂教學(xué)、課外活動和社會實踐三維空間中合力推進才能奏效。其中，課堂教學(xué)是素質(zhì)教育的主渠道，而課堂教學(xué)的主導(dǎo)者――各科任課教師則是關(guān)系到素質(zhì)教育優(yōu)劣成敗的主力軍。由于教師的特殊身份、淵博的學(xué)識和學(xué)術(shù)成就，決定了教師對學(xué)生有一種其他人員無法比擬的信任感和影響力。教師為人師表、言傳身教、教書育人的教學(xué)活動，往往起到事半功倍的效果。只有我們每位任課教師都深刻認識自身的責(zé)任、自覺地充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和作用，素質(zhì)教育才能在課堂教學(xué)中真正落實。

3．落實素質(zhì)教育，課堂教學(xué)必須改革

(1)必須更新教育教學(xué)觀念，樹立新的教師觀、學(xué)生觀和教育觀。摒棄只要科研水平高就是好教師，教學(xué)好是沒水平的觀念；樹立教學(xué)科研相互促進，共同進取才是好教師的觀念；摒棄教師只管教書而育人是政工人員的事的觀念，樹立教書育人是教師天職的觀念；摒棄教書只是傳授知識的觀念，樹立以知識傳授為載體，知識、能力、素質(zhì)并重的觀念；摒棄只有學(xué)習(xí)好，才是好學(xué)生的觀念，樹立德、智、體全面發(fā)展才是好學(xué)生的觀念。一名合格的教師要敬業(yè)愛生、耐住寂寞、勇于探索、堅持不懈，在素質(zhì)教育的課堂上發(fā)揮聰明才智，在教書育人的舞臺上建功立業(yè)。

(2)必須優(yōu)化課程設(shè)置。要擴展視野，面向世界、面向未來，圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才這個中心，不斷完善培養(yǎng)方案，構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系，減少陳舊過時的課程，增加課程的基礎(chǔ)性、綜合性、人文性和時代性。

(3)必須更新教學(xué)內(nèi)容。要在篩選保留傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)性的知識的同時緊緊跟上科技發(fā)展的步伐，增加新知識。把反映科技進步的新成果、新理論、新方法及時引入到教學(xué)中來，讓學(xué)生學(xué)到鮮活實用的新知識，掌握新本領(lǐng)，適應(yīng)新需要。

(4)必須大力推進課堂教學(xué)方法的改革。改變充斥課堂教學(xué)中“填鴨式”、“滿堂灌”、教師一人唱“獨角戲”的現(xiàn)象。大力提倡“啟發(fā)式”、“探究式”、“師生互動式”等教學(xué)方法。教師要改變只重現(xiàn)知識本身的講授，忽視知識產(chǎn)生過程，忽視學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)，忽視學(xué)生良好品德熏陶的陳舊教學(xué)模式。著力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，著力激發(fā)學(xué)生樂學(xué)愛學(xué)，刻苦自學(xué)的內(nèi)在驅(qū)動力，著力培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、批判性思維和良好品德。

(5)必須科學(xué)地運用先進教學(xué)技術(shù)手段。充分發(fā)揮優(yōu)秀課程軟件和多媒體技術(shù)形象直觀和信息量大等優(yōu)勢，提高課堂教學(xué)的生動性、趣味性、現(xiàn)場感和效率。需要強調(diào)指出的是，多媒體等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段只是一種輔教學(xué)工具，要特別注意電子教案和課程軟件的制作質(zhì)量、適用對象和使用方式，防止泛用。

二、在“工程熱力學(xué)”課堂教學(xué)中實施素質(zhì)教育的實踐

1．畫好一張藍圖――精心設(shè)計課堂教學(xué)

“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”，要把素質(zhì)教育真正融入課堂教學(xué)，我對“工程熱力學(xué)”課堂教學(xué)進行了精心設(shè)計，做到了課程全局在胸，每堂課具體步驟有序?qū)嵤＿@種設(shè)計包括“課堂教學(xué)設(shè)計框圖”和“工程熱力學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計教案”兩部分。前者是課堂教學(xué)的總體思路和程序設(shè)計，后者是每一次課的具體實施方案。“課堂教學(xué)設(shè)計框圖”包括：前次課內(nèi)容回顧與作業(yè)講評，本次課內(nèi)容提出，本次課內(nèi)容提要，核心知識點、重點、難點講授，知識點、能力點訓(xùn)練(例題、提問、討論)，課堂總結(jié)，布置作業(yè)，本章知識結(jié)構(gòu)框圖，下次課內(nèi)容提示，填寫教學(xué)評估卡以及大、小循環(huán)反饋等內(nèi)容。

課堂教學(xué)設(shè)計遵循如下三個原則：

(1)緊緊圍繞“工程熱力學(xué)”課程的基本概念和基本定律這個中心，通過教師講授與師生交流互動，讓學(xué)生掌握本課程最基本、最重要、最有用的鮮活知識，首先給學(xué)生打下能力與素質(zhì)的知識基礎(chǔ)。課堂教學(xué)設(shè)計必須牢牢抓住知識傳授這一主線，帶動全局，使全面提高學(xué)生的素質(zhì)的理想目標(biāo)具備堅實的基礎(chǔ)。我們強調(diào)素質(zhì)教育同樣必須重視知識傳授，“不能在倒洗澡水的時候把孩子一起倒掉”。我們反對的是知識中心主義，反對把讓學(xué)生“知道”作為教育的最高目標(biāo)，不僅向?qū)W生傳授知識，而是教會獲得知識的方法，教會學(xué)生運用知識進行判斷性、創(chuàng)造性的思考，促進其全面充分自由的發(fā)展。

(2)深入挖掘工程熱力學(xué)科學(xué)理論的知識價值、能力訓(xùn)練價值和素質(zhì)培養(yǎng)價值，力爭做到知識、能力、素質(zhì)三者并重與有機結(jié)合，相互滲透，共同施教，力爭使學(xué)生獲得真知、提高能力、升華人格。

(3)總體上要求整個課程達到傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)三維教學(xué)目標(biāo)。具體到每一次課還要實事求是，并不苛求面面俱到，知識與能力或知識與品德可能只側(cè)重在二維目標(biāo)，而不是都要達到三維目標(biāo)。

2．施力于兩個著力點――愛國、創(chuàng)新

一個人才應(yīng)具有的素質(zhì)一般包括；思想品德素質(zhì)、科學(xué)文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)、身體素質(zhì)和心理素質(zhì)五個方面，其核心是愛國主義和創(chuàng)新精神兩個方面。這也是課

堂素質(zhì)教育應(yīng)著力培養(yǎng)的兩種最基本、最重要的素質(zhì)。本人講授的“工程熱力學(xué)”是自然科學(xué)知識基礎(chǔ)課，既不能講成脫離知識傳授的一般的創(chuàng)新理論課，更不能講成說教式的思想品德教育課。要特別講究方法，要特別注重效果。為此確定的原則是：潛移默化，潤物無聲，重在滲透，重在熏陶，適時適度，努力做到“好雨知時節(jié)，當(dāng)春乃發(fā)生，隨風(fēng)潛入夜，潤物細無聲”。

(1)培養(yǎng)學(xué)生愛國主義精神的具體做法是：

在緒論課中，通過熱能利用在整個能源利用中地位的闡述使學(xué)生認識研究熱能利用和學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的重要性，向?qū)W生進行愛課程、愛專業(yè)的教育；通過對我國能源利用現(xiàn)狀的分析增強學(xué)生對我國能源的憂患意識和責(zé)任意識，激發(fā)學(xué)生為解決我國能源問題而努力學(xué)習(xí)的愛國熱情。

在講授熱力循環(huán)等章節(jié)時，通過國內(nèi)外熱能動力設(shè)備循環(huán)熱效率的對比，讓學(xué)生了解我國用能效率低下、環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)實，激勵學(xué)生為改變落后現(xiàn)狀，趕超世界先進水平，為國爭光的雄心壯志。激發(fā)學(xué)生們?yōu)橹腥A民族崛起而發(fā)憤讀書的愛國情懷。

(2)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的具體做法是：

緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，注重對學(xué)生進行發(fā)散思維、逆向思維、批判性思維的培養(yǎng)。例如在講如何提高循環(huán)熱效率時，首先從數(shù)學(xué)上分析，提高熱效率集中體現(xiàn)在狀態(tài)坐標(biāo)圖上循環(huán)封閉線內(nèi)的面積越大越好，則必須從這個面積出發(fā)向上下左右四周擴展開來才能達到。從基本蒸汽動力循環(huán)――朗肯循環(huán)開始向上可從提高初溫、初壓入手；向下可從降低背壓，減少循環(huán)熱損失起步；向左可引出抽汽回?zé)嵫h(huán)；向右可引出再熱循環(huán)。通過這樣的講解，學(xué)生不僅掌握了蒸汽動力循環(huán)的全貌及內(nèi)在聯(lián)系，而且也受到發(fā)散性思維的訓(xùn)練和培養(yǎng)。又如在講范德瓦爾狀態(tài)方程時，著重分析范德瓦爾如何從逆向思維出發(fā)，從原來的理想氣體模型不考慮分子自身體積、不考慮分子間作用力到反其道而行之，考慮分子自身體積、考慮分子間作用力，從而建立起范德瓦爾實際氣體狀態(tài)方程，開創(chuàng)了實際氣體狀態(tài)方程研究的先河，使范德瓦爾摘取了諾貝爾獎的桂冠。這樣的講解，使學(xué)生受到了逆向性思維的啟發(fā)和勇攀科學(xué)高峰的教育。

緊密結(jié)合熱力學(xué)基本概念，基本定律，適當(dāng)介紹熱力學(xué)發(fā)展史和科學(xué)家的生平軼事，借此讓學(xué)生們了解科學(xué)理論的創(chuàng)新方法以及滲透于其中的科學(xué)家的科學(xué)精神。并進而引伸我們從中應(yīng)獲得的創(chuàng)新方法的啟示、科學(xué)精神的熏陶以及人生感悟。

緊密結(jié)合熱力學(xué)中尚未解決的理論問題和實際問題，引導(dǎo)學(xué)生們來思考、研究和創(chuàng)新。我常常向同學(xué)們講任何真理都是相對真理，同樣，我講授的熱力學(xué)理論知識，也只不過是真理長河中的一段溪流，而不是熱力學(xué)的終極真理。這好比一個完整長句子中間停頓的逗號而不是句子最后的句號。熱力學(xué)理論盡管是一門比較古老、比較完善的學(xué)科，但是它也在不斷發(fā)展進化之中。從縱向來說，從可逆過程熱力學(xué)到不可逆過程熱力學(xué)，從線性不可逆過程熱力學(xué)到非線性不可逆過程熱力學(xué)乃至到耗散結(jié)構(gòu)理論；從橫向來說，從理論熱力學(xué)到工程熱力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、生命熱力學(xué)等等。基于這種認識，我講課的時候，總是實事求是地講到某種“逗號”的程度，而不總是講到“句號”完結(jié)，力爭講到“問號”的程度，講出問題來。我體會，一個會講課的老師講的課，不只是要讓學(xué)生學(xué)得有趣、有用、還要有疑有思，這個思就是要培養(yǎng)學(xué)生思維能力，特別是批判性思維能力。

我經(jīng)常給同學(xué)們列舉熱力學(xué)中尚未解決的難題：如微觀可逆性與宏觀不可逆性的矛盾問題、平衡狀態(tài)的局限性問題、普適精確狀態(tài)方程的研究問題，熱動裝置中能量利用率最有效提高的途徑問題、傳統(tǒng)能量利用方式與環(huán)境相容問題以及參數(shù)直接測量儀器研制問題，等等。我列出上述問題的目的在于讓同學(xué)們認識到熱力學(xué)本身的不完整，有很多難題等待我們?nèi)ソ鉀Q，讓同學(xué)們破除對真理的神秘感，給學(xué)生留下足夠的獨立思考空間，誘導(dǎo)和觸發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造沖動，讓學(xué)生們大膽去質(zhì)疑、探究、想象、發(fā)明和創(chuàng)造，去攀登科學(xué)高峰。

3．抓住三個環(huán)節(jié)

(1)了解學(xué)生，因材施教。老師只有真正了解學(xué)生，才能因材施教，收到好的效果，我采用三個具體作法：

①通過《學(xué)生情況調(diào)查表》了解每一個學(xué)生的全面狀況。解掌握學(xué)生的家庭背景，學(xué)習(xí)經(jīng)歷，接受能力，學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，專業(yè)思想，特長愛好與不足，人生志向與理想，便于老師有的放矢的組織教學(xué)活動，真正做到因材施教，幫助每個學(xué)生更好地成長成才。對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差、生活困難的學(xué)生，給予更多的關(guān)心和幫助。

②通過每次課后讓學(xué)生填寫《工程熱力學(xué)課堂教學(xué)評估卡》，了解教與學(xué)的情況。為節(jié)省學(xué)生填卡時間，評估卡只調(diào)查三個方面情況：a．在今天課堂上，你學(xué)到的最重要的東西是什么(包括知識、能力、素質(zhì))?b．你心里仍舊存在的最大問題是什么?c．我今天的講授中最模糊的是什么?通過評估卡我既可及時改進自己的教學(xué)工作，又能及時了解學(xué)生思想動態(tài)。三年來我收上來的教學(xué)評估卡有三千多張，對改進我的教學(xué)幫助很大。

③與每個學(xué)生談心，努力走進學(xué)生心里，做學(xué)生的益友良師。我不僅努力做到育人寓教書之中，我還努力做到師愛于課堂內(nèi)外。我堅持與每個學(xué)生促膝談心，真誠地與學(xué)生交流，談學(xué)習(xí)、談理想、談生活……并且在談心中不失時機地對學(xué)生加以引導(dǎo)和點撥。

篇10

關(guān)鍵詞：熱物理 熱學(xué) 熱統(tǒng) 整合

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0196-01

我校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)被評為自治區(qū)品牌專業(yè)，“熱物理課程”是專業(yè)課教學(xué)中的一個大的教學(xué)系列，包括基礎(chǔ)物理的“熱學(xué)”和理論物理的“熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)”（簡稱“熱統(tǒng)”），屬于本專業(yè)的專業(yè)主干課，這兩門課程均是研究與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律，分別從宏觀和微觀角度分析熱現(xiàn)象的理論和相關(guān)物性性能，兩課程內(nèi)容承前啟后，互有聯(lián)系，但也有很多的重疊。在高等教育教學(xué)改革不斷推進的今天，在我校實行學(xué)分制、要求減少學(xué)生上課學(xué)時的背景下，怎樣整合兩門課程，優(yōu)化內(nèi)容設(shè)置，達到高效的教學(xué)目標(biāo)，是我們應(yīng)該考慮的一個問題。

1.整合的意義

我校應(yīng)用物理專業(yè)分別在大一下學(xué)期和大三上學(xué)期開設(shè)“熱學(xué)”和“熱統(tǒng)”課程，所用教材是當(dāng)前國內(nèi)高校采用較多的李椿等主編的《熱學(xué)》和汪志誠主編的《熱力學(xué)與統(tǒng)計物理》，開課學(xué)時較多，采用板書和多媒體結(jié)合教學(xué)的方式，考試為閉卷考試，但“熱統(tǒng)”考試題目中有近一半的考題還會涉及到“熱學(xué)”的內(nèi)容。

所用教材中《熱學(xué)》包括宏觀理論、微觀理論和物性學(xué)三大部分，結(jié)構(gòu)上是統(tǒng)計物理學(xué)初步，之后是熱力學(xué)基礎(chǔ)，最后是物態(tài)與相變；《熱力學(xué)與統(tǒng)計物理》內(nèi)容涵蓋熱力學(xué)與統(tǒng)計物理兩個部分，其中熱力學(xué)部分的內(nèi)容主要是熱力學(xué)的基本定律、熱力學(xué)函數(shù)、相平衡與化學(xué)平衡等；統(tǒng)計物理學(xué)部分的內(nèi)容主要是玻耳茲曼系統(tǒng)、玻色系統(tǒng)和費米系統(tǒng)，及微正則分布、巨正則分布和正則分布等。其中，“熱統(tǒng)”課程中熱力學(xué)部分和統(tǒng)計物理部分內(nèi)容各占總內(nèi)容的45%和55%。而“熱學(xué)”和“熱統(tǒng)”課程中涉及到的熱力學(xué)部分的內(nèi)容重復(fù)率達1/3，如溫度、平衡態(tài)、物態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律、熱容量、焓、熱力學(xué)第二定律、熵、卡諾定理等內(nèi)容涉及到重復(fù)；統(tǒng)計物理部分的內(nèi)容重復(fù)率達1/4，如能均分定理、麥克斯韋分布、等概率原理、玻耳茲曼統(tǒng)計等內(nèi)容有重復(fù)。其中涉及到的麥克斯韋分布、氣體分子動理論、輸運現(xiàn)象、熱力學(xué)定律、熵、玻耳茲曼分布等內(nèi)容重復(fù)尤為明顯。可見，這兩門課程之間存在著內(nèi)容重復(fù)的問題，導(dǎo)致講授時浪費許多時間去講解相同的內(nèi)容，不利于學(xué)生更好的連貫、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。“熱學(xué)”作為“熱統(tǒng)”的初級基礎(chǔ)，學(xué)生在學(xué)習(xí)了“熱學(xué)”后，對“熱學(xué)”中的兩種研究方法所形成的兩部分理論體系還不是很清晰，把二者整合起來有利于幫助學(xué)生建立一個清晰的熱物理理論輪廓。另外，“熱學(xué)”是在一年級開設(shè)，“熱統(tǒng)”要等到三年級，這樣對教學(xué)也會造成不便，整合后可以使教學(xué)自然連貫，讓學(xué)生全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)“熱學(xué)”與“熱統(tǒng)”的基本思想、研究方法以及當(dāng)今學(xué)科前沿相關(guān)技術(shù)。而且，通過對兩門課程重復(fù)內(nèi)容的整合，可以節(jié)約出近1/4課時，這應(yīng)該是新時期下課程教學(xué)改革的重要手段之一。

2.整合的目標(biāo)

“熱學(xué)”與“熱統(tǒng)”課程整合是為了形成一個新的有機體，首先，要保證整合后原有知識體系的系統(tǒng)性和完整性不被破壞，即以熱物理學(xué)的基本概念、定律、研究方法為主線，突出學(xué)科重點及特色；其次，還需整合教學(xué)的基本規(guī)律及學(xué)生的認知規(guī)律，合理地處理好每一個知識點的先后順序，使學(xué)生的認知能力具有階段性、漸進性和層次性的特點，以便更好地學(xué)習(xí)這一系列課程；最后，把與課程體系有關(guān)的科研新進展、新成果、新方法及新理論充實到整合后的內(nèi)容體系當(dāng)中，便于學(xué)生了解熱物理學(xué)在近代科學(xué)技術(shù)研究中的重要作用、開闊視野、增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

因此，整合的目標(biāo)就是在保證知識體系完整的同時，對內(nèi)容的選取貫徹少而精的原則、避免內(nèi)容的簡單重復(fù)，同時還加大了課程的信息量、減少了課程的學(xué)時數(shù)。另外，減少重復(fù)性還可以避免學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高其學(xué)習(xí)效率。

3.整合的方法

為了使學(xué)生有一個循序漸進的學(xué)習(xí)接受過程，“熱學(xué)”與“熱統(tǒng)”課程還是采取獨立分開教學(xué)，可以在連續(xù)的兩個學(xué)期內(nèi)完成教學(xué)。在教學(xué)過程中，采用兩本教材，對相同、重復(fù)的內(nèi)容進行合二為一的整合教學(xué)。“熱學(xué)”課程中主要講授熱力學(xué)基礎(chǔ)和統(tǒng)計物理學(xué)基礎(chǔ)，使學(xué)生有一個初步的認識，這部分內(nèi)容也比較簡單，容易掌握。主要涉及的內(nèi)容包括熱力學(xué)基礎(chǔ)部分的以熱力學(xué)定律為主線全面介紹溫度、內(nèi)能、熵、焓等態(tài)函數(shù)及其簡單應(yīng)用，其中還要突出熵在熱力學(xué)中的作用，涉及到其微觀實質(zhì)時，還應(yīng)向?qū)W生引入信息熵、社會熵和生物熵等知識；而在統(tǒng)計物理基礎(chǔ)部分，主要突出統(tǒng)計思想、統(tǒng)計方法及“漲落”的必然性，內(nèi)容主要包括理想氣體的壓強、溫度的統(tǒng)計解釋及意義、能均分定理及理想氣體的內(nèi)能、麥克斯韋玻耳茲曼統(tǒng)計分布、氣體分子的碰撞輸運過程等。“熱統(tǒng)”課程中主要講授相變理論、近獨立粒子的描述、玻耳茲曼統(tǒng)計、玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計、系綜理論、漲落理論、非平衡態(tài)統(tǒng)計理論等。事實上，熱物理中的宏觀理論和微觀理論相符相稱、不可分割，在運用統(tǒng)計物理研究宏觀過程的規(guī)律時，勢必也會應(yīng)用熱力學(xué)函數(shù)、公式和相應(yīng)的方法，使學(xué)生得到相應(yīng)的訓(xùn)練。

在教學(xué)過程中，適當(dāng)加入一些與熱物理相關(guān)的科學(xué)前沿內(nèi)容和交叉學(xué)科領(lǐng)域的知識，采取專題講座的形式進行講解，這樣可以使學(xué)生了解到所學(xué)的基礎(chǔ)知識和當(dāng)今科學(xué)前沿的聯(lián)系，擴大知識面，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教材內(nèi)容更加豐富充實；還可以把現(xiàn)代工程技術(shù)中的問題引入到一些例題分析中，體現(xiàn)熱物理在實際中的廣泛應(yīng)用和社會價值。