導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇熱力學教學，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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

一、引言

學習化工熱力學課程的目的是為了解決實際問題，物性數據的計算是本課程的重要內容，因為過程工程的研究、設計、操作與優化中都離不開物性數據。從容易測量的性質推算如U、H、S等難測量的性質；從溫和條件的物性數據推算航天發射、深潛高壓等苛刻條件下所需的物性數據；等等。這些都有重要的理論與實際意義。

由經典熱力學原理能方便地建立起不同性質之間的聯系（即普遍化關系式），為實現不同性質之間的推算提供依據。但要推算出具體系統的性質數據，還必須引入反映系統特征的模型，如狀態方程等。

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【中圖分類號】G712

一、工程熱力學的特點

工程熱力學是熱能與動力工程、化工機械及油氣儲運等許多工科專業的專業基礎課，是這些專業的學生進行專業課程學習的基礎，在高等院校教學工作中占有重要地位。工程熱力學是熱力學最早的一個分支，主要是研究熱能與其它能量之間相互轉換規律及其應用的一門學科。工程熱力學包含的內容較多、理論性和實踐性都很強、熱力學理論和公式較繁雜、很多內容比較抽象，對于剛接觸這門課的許多大學生來說是非常難的一門課程。雖然工程熱力學和傳熱學同為專業基礎課程，但其學習難度要遠高于傳熱學，因為傳熱學的主要內容就是傳導、對流和輻射等三種傳熱方式，而工程熱力學中既包括熱力學三大定律、各種工質的熱物理性質，還包括郎肯循環等各種熱力循環。基于工程熱力學學科的上述特點，必須積極探討工程熱力學課程的有效教學方法，不斷提高學生的學習效果，達到真正掌握工程熱力學知識的目的。

二、工程熱力學的教學方法

要做好工程熱力學的教學工作，必須改進傳統的課堂教學方法，通過教學法的改進來不斷增強學生學習的興趣和對知識的理解掌握程度。筆者根據自己多年的教學經驗，認為在工程熱力學的教學過程中可以采用以下幾點策略。

1、明確工程熱力學教學的目的

在教學的過程中，老師應該對工程熱力學有一個明確的定位。工程熱力學是一門專業基礎課，因此教學的首要目的是讓學生對工程熱力學的知識有比較牢固的掌握。但與此同時，老師應該對教學目標有更高的要求，由于工程熱力學的特點，學好這門課非常有利于培養學生的發散思維和分析問題、解決問題的能力，也就是說可以通過這門課使學生學會分析問題的方法，為他們今后的工作和科研打下良好的基礎。雖然高職院校的學生底子普遍比較薄弱，但通過正確的引導也會使他們在學好課本知識的同時使自己的綜合素質得到提高。如在學習熵的概念時，由于這個概念比較抽象，很多學生可能會比較困惑，這時老師應將課本內容與社會現象相結合，組織大家辯論社會的發展符不符合孤立系統熵增原理。同學們通過積極的辯論，不僅可以加深對熱力學中熵的概念的理解，而且也提高了他們學習熱力學的興趣，鍛煉了他們的思維能力，使教學效果得到顯著提升。

2、在教學過程中運用好現代教學手段

現代技術特別是計算機和信息技術的發展使得多媒體教學的應用也越來越普遍，但與此同時也出現了許多問題需要解決，最典型的就是多媒體教學成了老師的閱讀式教學和學生的瀏覽式教學，一堂課下來學生并沒有收獲多少東西。因此，在多媒體教學的過程中老師必須要認真準備自己的電子教案。在電子教案的制作過程中必須要根據工程熱力學課程的特點引入大量的信息和動畫，這樣便于學生對所學的內容有一個直觀的認識，如在學習郎肯循環時，通過向學生進行動畫演示，可以使學生對該循環的流程和循環過程中所涉及到的設備有一個非常清楚的了解。另外，在制作多媒體課件的時候，老師必須要注意揚長避短，大到內容的收集與調整、小到字體的顏色與大小等問題必須要認真對待。在多媒體教學的過程中必須將老師、學生、課件及教材作為一個有機的整體來考慮，使教師成為整個教學過程的組織者、學生成為工程熱力學知識的主動構建者，多媒體僅僅是教學的工具和輔助手段，并不能替代教師的作用，教學過程中仍然要以老師為主導和學生為主體。

3、積極在課堂教學中開展“研究型”學習的模式

高等職業院校培養的是實踐性和應用性比較強的人才，因此在課堂教學中必須貫徹“學以致用”的教學理念。就以熱力學第二定律的學習為例，雖然熱力學第二定律僅僅是簡單的一句話，但該定律卻是用來判斷熱力過程能否進行的重要依據。利用該定律學生很容易對基本的物理現象進行判斷，如熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體等。但在熱力系統比較復雜的情況下，很多學生往往不知如何下手去判斷該過程能不能進行。在進行該部分內容的教學時老師應多結合具體的案例，讓學生根據課本的知識去判斷有些表面看起來可以實現節能的熱力過程能不能實現。如可以讓學生討論汽輪機做完功的乏汽有沒有利用的價值，因為這是很多沒有學過工程熱力學的人經常會提出的問題，要解決這個問題，就需要學生有一個宏觀的思維，對郎肯循環的整個過程有深入的了解，多進行類似的“研究型”學習，可以使學生將自己的所學用到實踐中去，真正達到學以致用的目的。

4、教學手段多樣化，提高學生的綜合學習能力

一個好的老師教給學生的是終身學習的能力，而不僅僅是給學生書本上的知識。隨著科學技術的迅速發展，知識更新的速度越來越快。高職院校的學生畢業后大部分從事的都是一線的技術工作，由于技術更新換代的速度非常快，因此這就對他們的學習能力提出了更高的要求。由于工程熱力學的內容十分豐富，并且只要涉及到能源的行業都能用上工程熱力學的知識，這為工程熱力學教學手段的多樣化提供了非常便利的條件。在教學過程中除了讓學生學好課本知識和進行必要的習題訓練外，可以給學生布置實踐性比較強的大作業，大作業的形式可以多種多樣。如可以讓學生就熱力學中的某個熱點問題進行文獻調研，根據自己查找的資料寫成報告；在學習完熱力學中的主要熱力循環過程以后可以讓學生自己設計理論上可以實現節能的熱工設備等；另外，還可以讓學生針對某個企業的能耗特點進行分析，找出其中潛在的節能潛力并提出實現的方案等。通過以上多種多樣的教學手段，不僅可以使學生對基本的理論知識有了更好的掌握，而且也真正培養了他們的綜合學習能力，對他們順利完成大學學業及今后的工作都有著巨大的幫助作用。

三、結語

結合自己多年的教學經驗，從幾個方面提出了做好工程熱力學教學工作的措施。由于篇幅所限，僅就幾個主要方面展開論述，希望能為從事工程熱力學教學工作的大學老師提供一些有益的參考。

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0164-01

工程熱力學是本校化工學院油氣儲運工程專業的一門技術基礎課。其內容抽象，概念多，邏輯嚴密，各部分內容相互滲透交叉。該課程不僅為學生學習專業課程提供基礎理論，培養學生的工程素質，而且也為今后從事與熱有關的設計、管理等方面的技術工作和學習研究奠定了基礎[1～2]。根據我校專業教學改革和該課程的特點，對課程教學改革的一些措施加以探討。

1 教材選擇

考慮到油氣儲運工程自身專業特點和本校實際情況，并通過對幾屆學生的教學效果的分析比較，選用了沈維道等編寫的工程熱力學第4版作為教材，并結合工程熱力學備課組對課程整體教學思路和脈絡的商討與把握，調整并更新了一部分內容。

2 學習方法

2.1 強化理解記憶

工程熱力學的一些概念，如熱力循環較為抽象，難以記憶。但如果在理解了循環和狀態參數的本質后，可以牢固掌握任何循環后各種狀態參數都恢復到初始狀態，從而有利于加深正確的記憶。對于熱力學第一、第二定律而言，重點放在定律的實質及其應用，第一定律應強調定律的普適性，第二定律應強調對生產實踐的指導意義。在氣體和蒸汽的流動過程別應留意背壓對流動的影響及流動不可逆對流動計算的影響等。

2.2 勤于思考

學習過程的每一個環節中都應主動多問“為什么”，在每一階段可以做一些總結、歸納。這樣不僅可以改善學習效果，更可以培養良好的學習習慣而受益終身。同時也要積極參與課堂討論，勇于表達自己的觀點，這也是自己努力思考并使自己思維條理化的過程。而傾聽其他同學的觀點也可擴大思路，使所學的知識掌握得更牢固深入，這對學好課程及能力培養都有極大的幫助。

2.3 認真完成作業

習題是學習的重要環節，獨立完成作業對于加深課程內容理解非常重要。在解題過程中，要重視思路，重點培養抽象演化、解決問題的能力。除了完成指定的作業以外，還可以自己增加課后思考題和其它習題的訓練。

2.4 珍惜實驗環節

實驗課是工程熱力學教學課程中的重要環節，本校課程安排了噴管內氣體流動特性、空氣定壓比熱容的測定等四個實驗。實驗前務必認真閱讀實驗指導書，寫好預習報告，實驗時認真操作，作好記錄，仔細觀察現象。實驗后認真、獨立完成實驗報告。

2.5 參考書及網絡資源

工程熱力學是技術基礎課程，各種相關資源十分豐富也較容易獲得。就參考書而言，學生可以結合自身的實際情況，選讀一兩本參考書，從而幫助從不同角度加深對課程教學內容的理解。此外，還有一些精品課程網絡資源可以借鑒。

3 教學改革措施

教學質量優劣是教學改革目標是否實現的重要指標。所以采用靈活多樣的教學方式，使學生更簡單、快捷的掌握基本理論知識，培養學生的科學思維能力，才能提高教學質量[3]。

3.1 激發興趣 重點突出

激發學生的學習興趣，多聯系平時生活上和生產中較為熟悉的一些實例，讓學生感到能夠學以致用。如講到水蒸氣的熱力性質時，聯系電廠中鍋爐內水蒸氣的定壓發生過程；講到壓氣機的熱力過程，就可以結合路經榆林市的靖西輸氣管道中壓氣站的實例展開分析。講到噴管，可以聯系火箭發射時的尾噴管等。這樣學生聽著才會饒有興趣且印象較深。

工程熱力學內容多，學時有限，教學中無法將知識點完全覆蓋，所以必須有所側重，結合專業特點和培養目標對相關內容重點講解[4]。如理論應用部分中氣體和蒸汽的流動這部分內容將對油氣儲運工程專業在天然氣及城市配氣中的工藝設計、管理等方面的專業課學習有重要幫助，因而這部分內容就作為重點詳講，適當拓展與深挖。

3.2 突出主觀能動性

在教學中發揮學生的主觀能動性，逐步實現“要我學”到“我要學”的積極改變。教師一方面從正確的角度進行引導和教育；另一方面也需要采用互動式教學等輔助形式以形成較好的課堂氣氛，使得教學過程良性循環。

3.3 用好多媒體

借助學校完善的多功能教室進行輔助教學，可以起事半功倍的效果[5]。工程熱力學有許多工程實際問題，如內燃機循環、蒸汽動力循環等，可借助多媒體技術進行動態演示，更生動、直觀地體現熱力學的應用。

4 結論

工程熱力學是一門概念多，難理解的課程。通過教學內容的改革與實踐，教學內容更符合我校的實際狀況。通過教學方法的改革與實踐，學生的學習興趣和理論聯系實際的能力在增強的同時，教師的教學水平也得到了提高。

參考文獻

[1] 譚羽飛.運用遷移規律進行《工程熱力學》教學改革的實踐[J].黑龍江高教研究，2002（6）.

[2] 王華.工程熱力學課程教學實踐與探索[J].教育與職業，2009（18）.

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中圖分類號：G642.0?搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）33-0053-02

《工程熱力學》、《傳熱學》和《流體力學》是建筑環境與設備工程專業的必修基礎課，在這三門課的授課與學習中，《工程熱力學》被反映既難教又難學。針對這個現象，我們進行了初步研究。

一、課程教學的現狀及普遍的問題

1.學生對概念模糊，核心理論掌握的不透徹。課程的特點可用“概念抽象、公式多、內容復雜”加以概括。例如，就功的概念來講，分為膨脹功、流動功、推動功、技術功、軸功和容積功等，每個相關概念都有計算公式，在不同的條件下又有著相互的聯系，掌握起來極易混淆。同時，許多抽象概念，學生不易接受，很難深入理解。如“焓”、“熵”、“干空氣”、“濕空氣的含濕量”等。

2.公式繁多，不好記憶。由于與工程實際緊密結合，同時又有多種表達式，使一個公式在不同的使用工況下，就可以衍生出多個公式。僅熱力學第一定律的開口系統能量方程，就分為非穩定流動的微分表達式、非穩定流動的過程表達式、穩定流動的微分表達式、穩定流動的過程的表達式、對于單位工質的穩定流動的微元表達式和對于單位工質的穩定流動的過程表達式。很難死記硬背來記住這些公式，更不能熟練的應用了。

3.內容較多，對理論知識的理解難以深入《工程熱力學》主要內容大致可以分為兩個方面：基本理論部分及基本理論應用部分。基本理論部分包括：工質的性質、熱力學第一定律及熱力學第二定律等內容。基本理論的應用部分主要是將熱力學的基本理論應用于各種熱力裝置的工作過程并對氣體和蒸汽循環、制冷循環、熱泵循環、噴管及擴壓管等進行熱力分析及計算，探討能量轉換效果的因素以及提高轉換效率的途徑與方法等。

二、針對問題進行的嘗試

1.合理選擇教材和教材的重點，對教學內容優化。要針對學生的接受能力，及教材涉及的基本內容。選擇科學性、先進性、啟發性、實用性和對我國教學的適用性的教材。同時，對課堂教學內容進行整合與優化。在課堂的短時間內，主要講授基本理論部分及基本理論應用部分中的水蒸汽、濕空氣、制冷循環等內容。余下的內容選擇介紹基本知識點，對于有興趣的同學課下給予詳細的點撥。

2.通過理論聯系實際，使抽象的問題轉化為形象的問題引起同學的興趣。學生理解抽象思維的巨大作用，可以提起學生使用抽象思維的興趣和習慣。抽象的思維永遠是源于形象的實物的，因此介紹抽象思維時一定交代抽象的源頭，進而闡明抽象的意義。比如濕空氣的含濕量的概念是含有1千克干空氣的濕空氣中所含有的水蒸氣的質量。實際1千克是一個定語，真正含有水蒸氣的是干空氣和水蒸氣混合氣體。含濕量之所以沒有規定成為1千克濕空氣含有的水蒸氣的質量，理解清楚，便可以更好的應用在將來的濕空氣的相關計算上。這正是用抽象思維來分析和解決問題的優勢，進而使解決的問題簡單直觀。

3.合理安排和及時調整課堂進程和內容，增強課堂教學的邏輯性。首先，回顧學過的相關知識點，為本次課堂內容做鋪墊。一般以提問結合總結的方式進行，時間控制在5~10分鐘左右。其次，交代本次課程知識點能夠解決的而以前沒有解決的問題，簡單介紹具有思維挑戰的難點問題。這樣學生會有目的的帶著興趣來參與到課堂的互動中。每節課上講新課程的時間控制在25~30分鐘，余下10分鐘左右的時間讓學生進行總結和問題討論，使學生解決可以馬上理解的實際問題和現象，進而使學生得到成就感。最后，拋出相關難點問題，激起學生在課下進一步學習的興趣。

4.師生的互動，調動學生的積極性。課堂的主體是學生，中心是教師。教師可以使復雜的問題簡單化；抽象的問題直觀化；枯燥的問題生動化。這就需要吸引學生的注意力，吸引注意力的方法一種是教師的課堂強制力，一種是教師的授課魅力。課堂的強制力則需要進行課堂互動進行保障，緊緊抓住同學的注意力。當學生注意力被課堂內容深深吸引時，教師的課堂魅力自然就不斷提升，并且良性循環。

5.有效的利用多媒體的授課手段。多媒體教學能提供豐富多彩的圖文聲像，可以將多種教材和參考書上的知識結合在一起，提高學生學習興趣，集中課堂的注意力，培養學生分析解決實際工程問題的能力。例如，壓氣機的工作過程，做成動畫進行演示，學生不但可以深刻理解壓氣機的工作過程由三個不同的過程組成，還可以在演示的同時看到氣體狀態在P-V圖上的位置。演示使問題直觀和簡單，難點將不是難點。

6.提高學生快速掌握和運用圖表解決問題的能力。圖表的作用就是使復雜的問題簡單化。本專業的學生參加工作后需要的一項重要技能就是應用圖表。所以快速準確的認識、掌握和運用圖表是本專業教師需要培養學生的一項重要技能。《工程熱力學》中涉及的圖有：理想氣體的P-V圖、T-S圖；水蒸氣的P-T圖、P-V圖、T-S圖、H-S圖；濕空氣的H-D圖；動力循環的P-V圖、T-S圖、H-S圖；制冷循環的P-V圖、T-S圖、和P-V圖lgP-H圖等。其中圖中的參數最多的可同時達到6種。這些復雜的內容靠死記硬背是不可能記住的，就更談不上運用了。這需要同學對書里的知識點深刻理解并能聯系成為有機的整體，進而理解圖表的每個參數之間的關系，最終準確的應用。

7.引導學生嚴謹的表達。《工程熱力學》課程的特點可用“概念抽象、公式多、內容復雜”加以概括。先解決基礎的問題才能合理的利用到實際中去，解決基礎的問題就需要要求學生科學的、詳細的、清晰的書寫解題的過程，使自己的思路以書面的形式嚴謹的表達。

對于《工程熱力學》的課程，我們應該結合實際情況，適時更新和調整，使學生在課程中得到鍛煉，逐漸學會抽象思維，喜愛抽象思維；學會聯系地看待問題，聯系地解決問題，提高理解和運用圖表的能力；養成清晰的解題過程，嚴謹的做事習慣；最后，善于把復雜抽象的問題簡單化。

參考文獻：

[1]毛前軍.對《工程熱力學》課堂教學的幾點看法[J].制冷與空調，2007，（2）：124-125.

[2]何宏舟，鄒崢，丁小映.提高《工程熱力學》課程教學質量的方法研究[J].中國電力教育，2002，（4）：65-69.

[3]邵麗穎，李昌平，蔣東霖.《工程熱力學》教學方法初探[J].吉林省教育學院學報，2009，6（25）：151-152.

[4]廉樂明，譚羽非，吳家正，等.工程熱力學[M].第五版.北京：中國建筑出版社，2007.

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中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

Research and Practice of Teaching Method on "Engineering Thermodynamics"

ZHANG Yong, LIU Yiwen, FU Lijuan

(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract Engineering thermodynamics the basic course is to train engineering students' scientific quality in the 21st century, but also important technology-based course of heat and power engineering and related fields. Articles with "thick foundation, wide caliber" of education reform ideas, the teaching practice, from the curriculum, teaching content, teaching methods and means of performance evaluation, etc., made a number of reform ideas and methods. Teaching should be a clear learning objective, integration of knowledge structure, and update course content to highlight and to grasp the dynamic interdisciplinary research, focusing on integrating theory with practice, to strengthen the practice of teaching, in order to facilitate a comprehensive evaluation of teaching quality.

Key words engineering thermodynamics; teaching methods; teaching quality; practice

工程熱力學是一門以熱力學普遍原理為基礎，講述熱能與其他形式能量（主要是機械能）之間的轉換規律及其工程應用的基礎學科，是動力、能源、機械、材料、航空航天、生物（醫學）、化學以及環境工程等專業的重要技術基礎課，也是培養21世紀工科學生科學素質的公共基礎課。

然而長期以來，由于工程熱力學的概念抽象、理論深奧，對知識的理解和掌握有一定的難度，造成教師不易教，學生也不易學。學生對很多概念似懂非懂，缺乏學習興趣，教學效果欠佳。顯然，如何教好“工程熱力學”，使學生掌握熱力學基本原理及其工程應用，已成為該課程教學的關鍵。

1 課程特點及學習中存在的問題

工程熱力學是以熱力學普遍原理為基礎，針對具體問題采用抽象、概括、簡化和理想化的方法，建立分析模型，推導出一系列有用的公式，得到若干重要結論，并用這些公式和結論指導和解決工程實際問題。其顯著特點如下：

1.1 概念多且抽象難懂

工程熱力學不但概念多，并且概念的物理意義在不同使用條件下又有不同的引申，學習中很容易混淆。例如，功的概念，有體積變化功、有用功、排斥大氣功、推動功、流動功和技術功等等。熱容的概念，既可從定義出發分為質量熱容、摩爾熱容、體積熱容；又可按熱力過程的不同分為比定壓熱容和比定容熱容；還可以根據熱量計算方法的不同分為真實比熱容、平均比熱容和定值比熱容等。熱力系統的概念、熱力過程的概念和循環的概念等也是如此。

工程熱力學的概念、定律和分析過程較為抽象，都不涉及物質的具體結構，初學者很難深入領會。而且工程熱力學的很多概念和結論都是用數學公式來表達的，且推導過程并沒有結合具體的物理過程，而僅僅是通過數學關系式間的變換得出其物理結論。例如，從熵的定義式來看，熵應該與換熱量和系統溫度有關，但定義式又是怎樣反映熱過程進行的方向、限度和條件呢？由于學生以前很少接觸用數學語言描述物理概念的方法，普遍感覺熱力學的概念抽象難懂。

1.2 內容相互交叉且難理解

工程熱力學的研究內容也很多，主要包括熱力系統、狀態參數等基本概念，熱力學第一、第二定律等基本定律，常用工質的性質，過程和循環的分析及計算方法，化學熱力學等等。有些章節的內容還可以單獨成為一門學科方向，如研究燃氣動力循環的內燃機學，研究氣體流動的空氣動力學等。

可見，這些具體的研究內容，即與熱力學的基本原理相關聯，又引伸出許多復雜的公式和結論，還有自己相對獨立的結構體系。在學習過程中，學生普遍感覺課程的內容繁多，應付不暇，難于理解，顧此失彼。

1.3 公式應用條件復雜且難記憶

工程熱力學與工程實際問題聯系密切，涉及面廣，公式很多。即使同一個公式，在不同的應用條件下，也有很多不同的表達形式。例如，熱力學第一定律對于閉口系和開口系有兩種不同的表達式；對于可逆過程也有不同的表達形式；對于理想氣體的可逆過程還有不同的表達形式。這么多不同形式的公式，許多學生很難吃透公式的物理意義和具體的應用條件，在遇到熱工實際問題時，往往無法確定選用哪一個公式，靈活應用就更不用說了。

2 明確學習目的，激發學習興趣

興趣是學習的動力源泉之一，教學成功的關鍵是培養學生的學習興趣。教師可以從多個方面激發學生學習的興趣，但最重要的就是在第一堂課上讓學生明確學習的目的。教師除了要對工程熱力學的發展歷史，主要研究對象、內容和方法作一個常規的介紹外，還應對課程的開設情況、課程的實用價值和重要作用進行深入細致的闡述。首先，熱現象幾乎是每一個工程領域中都會碰到的物理現象，能量的有效與合理的利用幾乎是每一個工程師都需要解決的問題。在一些領域中，熱現象的規律還是制約技術發展的瓶頸問題。所以，在境內外的高等工程教育中，傳熱學、熱力學與流體力學課程的開設相當普遍。其次，無論從工業生產過程來看，還是從節約能源消耗來看，理工科學生都應該具備合理節能、用能的意識，并懂得其基本的應用技術。而熱工類課程的內容就是合理用能及節能理論中的最基礎與最核心的部分。最后，還應結合生產和生活中的實例，讓學生明白學到的熱力學知識可以解決和解釋很多實際問題，特別要強調專業與課程的聯系，和實際問題在課程中的理論基礎。這樣，才能使學生明確學習《工程熱力學》的專業目的性，對學習該門課程充滿期待。

3 教學方法的改革與實踐

實踐證明，提高課程教學質量的關鍵是改進教學方法。針對工程熱力學課程的特點，經過探索發現，實行啟發式教育，在課堂上加強互動，就一兩個中心問題展開討論，讓學生在思考中吸收新知識。先進的教學方法既可活躍學生的學術思想，激發學生的創新精神，又可顯著提高本課程的教學質量。

3.1 整合知識結構，優化課程體系

調整后的新專業所牽涉的知識結構比以前廣泛的多，要求學生掌握的知識面也比以前更寬。從培養復合型人才考慮，在不增加學時數的基礎上，應對課程體系進行優化和整合。

教學內容應提高起點、后移重點，簡化大學物理熱學中已涉及的部分內容，并略去繁瑣的公式推導。強調課程體系中理論與應用的有機結合和相互滲透，注意培養學生工程應用的觀念。同時，適當地介紹新型制冷循環、新型節能材料的工質熱物性等，本學科的最新研究成果及其應用，以擴大學生的知識面，啟發學生的創造性思維。另外，注意與其它課程之間的協調，上掛高等數學、理論和材料力學等基礎課程，下掛內燃機原理、鍋爐原理、供熱工程、制冷工程等專業課程，保證其作為技術基礎課程能為后續課程的學習、今后的工作和進一步的研究奠定扎實的理論基礎。

3.2 突出重點，精講多練

在課堂教學中，根據工程熱力學的特點和教學改革的要求，應采用精講多練的教學方法。這是因為，課程的內容多而課時少，教學中也不可能做到面面俱到，而某些原理在后續專業課程的學習中還會應用，授課時應有所側重，實行“精講”；課程有諸多應用條件復雜的公式，只有通過多做練習，才能深入理解公式的物理意義、變換規律及具體應用條件，做到融會貫通，靈活的應用它們來分析解決工程實際問題。

3.3 正確應用圖表，化抽象為形象

圖表具有直觀、形象、方便的特點，在工程熱力學中有其特殊的作用，應用也是經常性的。因為有些熱力過程或循環十分復雜，一般的分析計算根本不可能，只能憑借各類繪制的圖表進行計算；借助圖表還可利用計算機進行數值計算和模擬。所以，引導學生正確使用圖表是工程熱力學教學中應該特別重視的。

在剛開始接觸簡單的P-V圖、T-S圖時，為了給理解水蒸氣和濕空氣的圖表奠定基礎，就應提醒學生注意圖表的作用和細節，如怎樣在圖上區分吸熱、放熱，對內、對外作功；怎樣在圖上表示熱過程的方向等等。在介紹水蒸氣的h-s圖和濕空氣的h-d圖時，應重點說明它們的構圖原理，并通過各種等值線簇的繪制，講解各參數的變化規律。另外，為了讓學生掌握各種圖表的使用方法，還應安排一定數量的、通過圖表進行熱力計算的習題。

3.4 利用計算機輔助教學，促進師生互動

工程熱力學課程內容含有許多抽象的工作原理圖、系統循環圖。常規的板書教學浪費時間效果也不太理想。如果把這部分內容制作成集聲、光、色、圖、文于一體的多媒體課件，既直觀形象，又新穎生動。不但可加強授課的生動性，激發學生的學習興趣，還可加大教學信息量，增加單位時間內授課內容的深度和廣度，有利于學生理解和記憶課程內容。例如，我們可以用多媒體課件演示各種熱過程曲線的生成，還可以利用計算機繪制水蒸氣的各種圖線，免除查圖、查表的麻煩。

總之，在課堂上進行形象直觀的教學，充分利用計算機輔助教學，發揮多媒體的作用，可以幫助教師有效地提高教學效果和教學效率，也可以改變學生死記硬背和被動接受知識的學習方式。

3.5 加強實踐教學，理論聯系實際

工程熱力學有較強的工程應用背景，在加強基礎理論教學時，還要注意緊密聯系工程實際，吸收當今熱工科技的新成果，培養學生的創新能力。

實驗教學具有直觀性強的特點，可以很好地配合課堂教學。除了開設“空氣絕熱指數的測定”、“飽和蒸汽P-T曲線關系的測定”等驗證性試驗外，還開設了綜合設計性試驗，要求學生根據試驗目的，自己設計試驗方案，寫出詳細的試驗，并選擇試驗設備和用具，經教師審查合格后，方可開始試驗，最后還要進行實驗誤差分析。通過試驗，一方面加深了學生對熱力學基本原理的理解和認識，另一方面也鍛煉了學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力。

在課堂教學中，還應注重理論聯系實際，把抽象的理論知識與生動的工程實際問題相結合，用熱力學理論剖析自然現象，做到學以致用。一方面，可以采用案例教學法。例如，用相對濕度的概念來解釋為什么陰雨天晾衣服不易干，而晴天易干；用熱效率的概念來解釋為什么用電爐取暖比用電驅動熱泵取暖浪費等等。另一方面，結合具體教學內容適時地向學生介紹學科的最新研究成果及其應用。例如，在講解動力循環時，可以選擇介紹目前內燃機利用蘭金循環回收廢熱能量，提高整機效率的方法。實踐證明，把教學內容與工程實際問題密切聯系的教學方法，可以加強課堂教學的前瞻性和趣味性，能有效調動學生的求知欲，使其由“被動接受學習”轉變為“主動研究學習”，對提高教學效果大有幫助。

4 強化考試對教學的推動作用

考試作為檢驗學生對課程內容掌握程度的標尺，關系到教學質量和效果。為了使考試成績能科學、客觀、公平地反映學生對工程熱力學知識的掌握和應用能力，同時調動學生學習的主動性和積極性，可采用學生普遍認可的綜合評定成績的方式，即平時成績占10%、考勤占10%、實驗占10%、期末考試占70%。

為了有效避免學生死記硬背概念、定律和公式，教師應綜合運用選擇題、判斷改錯題、計算題和綜合分析題編制試卷，靈活考察熱力學的基本原理及應用。這是因為實際問題往往非常復雜，需要學生靈活應用多方面的理論知識才能做出正確解答。對于那些基礎知識不扎實的學生，只是簡單記住了書本上概念、定律和公式，面對各種似是而非的敘述也會舉棋不定，做出錯誤判斷也不足為奇。

5 結束語

工程熱力學是一門充滿生機的經典學科，大量的經典內容仍是現代學子為培養創新能力必須掌握的重要基礎。由于課程具有概念多且抽象、知識點多且相互交叉、公式多且應用條件復雜的特點，教師要把這門課講得精彩很不容易。因此，如何有效的提高“工程熱力學”的教學質量、解決學生難學、教師難講的問題，是值得長期研究的課題。

針對我校熱能與動力工程專業課程體系的教學改革，并結合自己的教學實踐，通過以上的嘗試，有重點、有目的的講解，取得了一定的效果，希望能對提高本課程的教學質量有所貢獻。

參考文獻

[1] 沈維道,童鈞耕.工程熱力學[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2] 曾丹苓,敖越等.工程熱力學[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3] 何雅玲.工程熱力學精要分析及典型題精解[M].西安:西安交通大學出版社,2000.

篇6

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Explorations of Thermodynamics and Statistical Physics Teaching

ZHANG Jin

（Mathematics and Physics Department of Anhui Jianzhu University， Hefei， Anhui 230601）

Abstract The paper analyzes some teaching problems of Thermodynamics and Statistical physics， carries on research of effective teaching， has discussion of teaching content， teaching approaches and teaching methods for improvement in teaching quality of Thermodynamics and Statistical physics.

Key words Thermodynamics; statistical physics; course teaching; teaching strategies

作為大學物理專業的四大力學之一――熱力學與統計物理是一門學生感覺難學，教師感覺難教的課程。學生總體感覺這門課程公式和概念較多、對高等數學的要求較高、與日常生活又比較脫離，不知道學了之后有什么用。而教師普遍感覺內容較為零散，與其他物理課程重復內容又較多，因此往往感覺較難將課程前后融會貫通，將公式和概念講得淺顯易懂又具有一定深度。本文對熱力學與統計物理課程的現狀進行分析，分別對教學內容、教學方法、教學手段進行了探討，以激發學生的學習興趣，提高教學質量。

1 課程內容的優化

熱力學與統計物理中的部分內容與其他物理專業課程有一定的重復。例如第一章熱力學的基本規律，該部分內容在前期課程熱學中基本都已學過。因此在講解該部分內容時，學生難免會感到沒有新鮮感。但是這部分內容對熱力學與統計物理后面章節的內容又非常重要，是后期內容的基礎，尤其是熱力學三定律，如果理解不透徹，后面章節的內容就更難以理解。同時第一章熱力學的基本規律又不完全等同于熱學課程所學。例如對溫度的理解，熱學強調溫度是冷熱程度的度量，而在熱統中則更著重于強調溫度是一個態函數。總體來說熱學強調熱的本質，熱究竟是什么，怎樣發生等問題，而熱統則是研究熱的傳遞和循環等過程，與熱學相比更側重于動態的研究。因此對于和熱學重復的內容部分，既不能完全不講，也不能細枝末節地詳細講述，而應當重點講述一些重要概念不同于熱學的理解方式。

另外，對于熱統后半部分統計物理學，學生是首次接觸統計物理，并且統計物理與前面部分熱力學研究方法上又完全不同，所以學習這部分內容時學生會覺得很吃力。因此對統計物理前半部分內容要在合理安排課時的前提下盡可能講得詳細透徹，使學生能聽懂，能理解和掌握，后半部分內容處理方法和前面基本相同，因此可以相對簡單地講解。同時熱力學和統計物理并不是完全分割獨立的兩部分，實際上它們相輔相成，互為補充，統計物理的很多結論回歸到熱力學的結果。因此統計物理這部分內容也應著重強調和熱力學內容的相互呼應。使學生感覺到這兩部分是整體，而不是零散、毫不相關的內容。

2 教學方法的幾點建議

2.1 公式的講解

熱統這門課程難學的一個重要原因就是公式非常多，而且很多涉及偏微分甚至有的還不是完全微分。例如內能的微變量用，是個全微分，而微功用表示，不是個全微分，而一個公式里面往往可能既涉及全微分也有不完全微分，因此一定要區分和解釋清楚。比如內能要強調是態函數與過程無關，因此用表示，而做功與過程密切相關，因此不是全微分。這些一定要講解清楚，否則學生非常容易搞混淆。熱統這門課程里的公式的另一個特點是多而且近似，例如麥氏關系，單純地背下來實際十分困難，因此需要尋找公式的規律，甚至可以編一些順口溜等，便于學生的記憶。另外，講清楚公式從何而來，又有哪些應用，往往對公式的記憶和理解也很重要，進而也能讓學生搞清楚這門課程的學習到底有什么用，而這離不開習題的講解，因此對于難以理解的公式，適當的習題有助于學生對公式的學習。

2.2 概念、定理和定律的講解

熱統書中也涉及到很多物理概念、定理和定律，而教材中往往因為篇幅有限并沒有一一交待這些概念、定理和定律的來龍去脈。例如卡諾定理，學完熱力學第二定律后緊跟著下一節就是卡諾定理，但教材中只介紹了卡諾定理的具體內容和簡單推論，學生學起來就覺得很茫然，不知道為什么要學卡諾定理，和熱力學第二定律有什么關聯，興趣也就不大。往往教師費勁講了半天，學生聽得一知半解。這時候如果在講卡諾定理之前，先講清楚為什么提出了卡諾定理，卡諾當年是在什么情況下提出，遇到了哪些困難，他對熱機的發展有了什么推動作用，也就是略微講解部分卡諾定理提出的科學史，這樣既可以吸引學生的興趣，而且對于這個定理，學生能夠知其然且知其所以然，同時也啟迪了學生勇于創新的精神。這樣才能真正讓學生感受到熱統這門課的魅力，體會它的思想和方法，真正意義上培養學生的思維能力和創新能力。

2.3 前沿科技知識的引入

大學生教學不同于高中教學，學生不僅應該掌握基本的理論，對一些科技前沿也應當有適當了解。這要求教師不僅能很好地把握教材內容，同時也要常了解相關的科研動態。前沿科技知識介紹不僅能提高學生的學習興趣，而且啟發學生的思維能力，甚至于對學生在以后考研選擇方向時也有很大益處。

3 教學手段的改進

目前很多高校基本都具備多媒體教學條件，提倡板書和多媒體結合。板書多用于復雜公式的推導，誠然公式的推導需要板書的幫助，但是板書應該不僅僅用于枯燥的公式推導，有時候將整堂課的主體框架，甚至大的標題之間的聯系寫在板書上，這樣學生感覺邏輯性會更強，環環相扣，有利于學生整體知識框架的構建，和對課程內容有更好的理解。而多媒體教學中幻燈片可以適量減少文字部分，圖文并茂、生動活潑的PPT很容易吸引學生，有些部分內容如果輔助動畫演示或者視頻將可以達到更好的效果。比如玻爾茲曼分布，玻色分布和費米分布，三種分布的區別和聯系，如果完全靠教師的講解，有時候會有理解上的困難，但如果輔助了動畫，學生一目了然，更容易理解，也更容易記憶。但是也非動畫和視頻越多越好，過多的情況下，反而讓人感覺重點不突出，本末倒置，因此板書和多媒體的有效結合十分重要。這就需要教師很好地把握教材，課下須花大量精力搜集豐富的課外材料，做好備課工作。

4 結語

總之，要教好熱統這門課并非易事，需要教師對課程內容進行優化，對教學方法和教學手段進行研究，尋找合適的方法和手段，這需要教師也要不斷學習和反思，不斷改進，在熱統的教學過程中和學生一起共同學習成長，實現熱統教學的真正目的。

參考文獻

[1] 包景東.熱力學“時間之箭”.大學物理，2011.30（10）.

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通過歸納、對比、總結“物理化學”課程在我校的教學經驗及歷年來學生的學習反饋情況，筆者以2011級中藥學專業、制藥工程專業“物理化學”課程中熱力學第二定律章節為試點采用了STS教學理念，將其應用情況進行歸納和總結，取得了良好的效果。優化教學內容，明確章節重點熱力學第二定律可以說是熱學中目前最具生機與活力的部分,它所引出的熵的概念正被越來越廣泛地應用到自然科學與社會科學的眾多領域,在很多地方都起著越來越重要的作用。這一章節的重點和難點就是認清熱力學第二定律的本質，熵增加原理和克勞修斯不等式在系統變化方向和限度判別中的意義，S、F和G判據機制應用條件，并能熟練應用這些判據判斷過程的方向和限度。只有明確了該章節重點和難點教師才能在之后的課程設計中有的放矢，學生也才能針對性地學習而不會混淆在大量的概念中。以“時間的箭頭”為線索，激發學生對新知識的探索熱情通過多次教學調研，發現學生認為熱力學第二定律難學的主要原因在于不知道它是如何引進來的。這就要求老師必須以培養學生發現問題和提出問題的能力為目的，詳細介紹熱力學第二定律的來源[4]。筆者首先對上一章熱力學第一定律做了一個小結，強調其本質是能量守恒，但也舉例說明自然條件下遵守第一定律的過程并非都能發生，即將學習的熱力學第二定律就是用來判斷過程的方向和限度的。隨后提出“時間為什么不能倒流”這個問題供學生探討，由次設問開始設計本章節教學內容。

熱力學第二定律中具有豐富的STS教育內涵，筆者為此進行了挖掘、加工和整理，例如：時間將一去不復返，從熵增原理告誡我們青少年朋友要珍惜時間；當今世界范圍內已經出現了能源危機，能源的過度開發加速了熵流逝的過程；二戰后獨立的發展中國家,為縮短與發達國家的時間差,不顧后果地加快熵時間的進程,盡管在某種程度上減小了差距,但卻帶來了生態環境惡化、農業生產萎縮、嚴重失業、人口膨脹、城市擁擠、非再生資源枯竭、局部地區的戰爭等一系列副產品。事實告訴我們,只能拋棄以單純性增長為主的現代化戰略,選擇與能量低速、持續流通相應的生活方式,走一種協調發展的現代化之路,因為現代化遠非幾個經濟指標,它包括社會結構、社會成員的現代化,是政治機構、教育體系、衛生體系、分配體制的變革[5]。

以上所列舉的案例突出了STS教育的社會性，通過本章的學習增強了學生社會責任感，加深了該章節知識在社會、生活中的應用。加強練習，溫故知新熱力學第二定律的基本理論和基本公式只有進行反復的應用才能掌握,因此習題訓練在教學中具有重要作用,可以培養學生獨立思考問題和解決問題的能力。巧妙地安排課堂練習,讓學生在復習已有知識的基礎上,經老師由淺入深引導,可水到渠成地得出新定律或新的計算公式,既增強學生對已有知識的熟練應用,又加強師生互動,達到順利地接受新知識點的目的[6]。

STS教育是一種思想，一種理念，熱力學第二定律中重視STS教育，不是簡單地增加幾段聯系實際的材料或是增加幾個應用課題等外在形式，而是貫穿整個章節教學中的一種思路，從而體現出更本質的東西，讓知識真正回歸社會、回歸生活[7]。通過以STS理念為指導的熱力學第二定律教學形式改革使學生能較好地把講授內容進行串聯，形成體系，不僅能激發學生探索創新精神，還能培養具有可持續發展理念的人文精神。

作者：梁文龍 官揚 周亞云 單位：江西中醫學院科技學院

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2注重章節橫向聯系、提煉章節要點

化工熱力學內容較多，而教學時間有限，這就要求教師要打破傳統的授課體系，注重各章節知識的橫向聯系，深入對教學內容加以研究，挖掘教學內容深層次內涵，將書本上的內容提煉出來講給學生聽。比如在講述偏離函數的時候，要把偏離函數和狀態方程以及對比態原理、常用熱力學基礎數據結合起來，推導合適狀態方程下的偏離函數，并求取常數值，指導和鼓勵學生們用臨界溫度和臨界壓力，對比溫度和對比壓力，偏心因子和基礎數據估算熱力學過程。這樣整個課程通過偏離函數就可以形成有機統一。對于課程中的封閉系統和敞開系統，同學們在物理化學中并沒有太多深刻認識，在課堂上我拋出化工工藝學中的氨合成，這樣的問題使同學們感受到課程間的相互銜接。對于氨的合成，同學們都知道N2+3H2→2NH3，在反應平衡之前，組成都在發生變化，在反應之前和反應平衡之后，組成都是不變的，這幾個狀態下系統的研究和學習，有助于同學們對化學反應的整個過程的熱力學性質的計算，包括均相封閉系統和均相敞開系統的聯系與區別。

3多媒體教學和互動教學結合

多媒體教學是現代化教學手段，靈活有效使用多媒體教學可以使抽象的概念具體化，提高教學的有效性，在教學過程中，由于教學內容過多，如果采取大量板書教學，勢必會影響教學進度，同時該門課程要向同學們展示大量化工設備圖片，必須要采用多媒體教學。大學教學必須要師生互動，而師生互動教學的關鍵在于教師的提問，所以要設計多層次多方面適合教學內容的問題，問題設計有難有易，可以促進整個班上不同層次的學生的思考，問題都設計的簡單，學的較好的同學就會無所事事，問題都設計的難，跟不上節奏的學生會一臉茫然失去學習興趣，好的問題可以幫助同學們從多層次多角度思考問題，化工熱力學的精髓實際就是能量利用和節能減排的時候，同學們對于能量利用還有基本的認識，因為在物理化學里面就談到了反應的方向和限度。但是對于節能減排，卻沒有深刻認識。結合國家目前大力致力于關轉停高耗能和高污染企業，并提倡綠色工業和綠色居住，同學們了解到能量利用和節能減排已經上升到國家戰略高度。對于能量利用，要有實例，比如向大家介紹1摩爾水在氣化完之后是水在液態的時候體積的1603倍，而體積增大正好做工，正是因為如此，蒸汽機才能帶動火車，實現第一次工業革命。基于此，激發同學們想到汽油作為工質做工，讓汽車跑的更快，讓飛機飛的更遠，讓輪船遨游大洋。舉一反三，這些都是同學們在日常生活中時時碰到，原來能量利用是如此重要。正是因為能源的普遍利用，國內自然環境正經歷倫敦霧都在第一次工業革命的陣痛，節能減排和能量合理利用就尤為重要。

談節能減排和能量合理利用很重要，這是同學們必須要慢慢接受的觀點，要深入大腦，案例很重要。比如說煤礦的使用帶來了大量粉塵和大量排放和地質危害，所以國內正在大力開發煤制油的技術以及更清潔的原料天然氣。而石油的地下存量已經在減少，大慶油田已經進入老年，這也告訴同學們石油和煤礦，天然氣這些能源都是不可再生，總有用完的一天，同時這些不可再生的能源都有一個害處，就是燃燒之后有二氧化碳和一氧化碳的排放，都臭氧層有很大的破壞，地球的溫度在上升。那么有沒有什么好的替代能源呢，同學們普遍感興趣，而且也是科技工作者共同的難題。這個時候我會在適當時候拋出水制氫這樣一個最簡單的課題，作為老師是知道現在很多研究小組都在研究水制氫的課題，也是科技界的熱點和難點。但是對于同學們而言，同學們會認為這是一個多么簡單的問題，只要電解就可以實現。

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作者簡介：耿凡（1982-），女，江蘇徐州人，中國礦業大學電力工程學院，講師；王迎超（1982-），男，山東濱州人，中國礦業大學力學與建筑工程學院，講師。（江蘇 徐州 221116）

基金項目：本文系2012年中國礦業大學青年教師教學改革資助計劃項目（項目編號：2001263）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0076-02

工程熱力學相關的熱工技術和節能環保問題日益凸顯，因此，“工程熱力學”教學改革需要深入。那么，如何調動學生的學習興趣，使其更清晰地理解并掌握抽象概念，把工程實際問題更形象地展示給學生并讓學生應用所學知識去分析、解決實際問題，這對高校傳統的教學方法和手段提出了挑戰。因此，開展研討式授課的教學模式改革被提上日程。[1，2]

一、研討式教學改革的指導思想、原則及作用

1.指導思想

根據“工程熱力學”課程的內容及特點，研討式教學的指導思想是：以解決問題為中心，通過教師創設問題情境，學生按照課程要求在教師的教學指引下，對具體的熱工理論及實際問題進行思考和研究，借助豐富的網絡資源、必要的實驗及模擬手段，探究其知識的發生過程、提出解決問題的方法。

2.實施原則

研討式教學體現的主要教學原則是學生主體性原則、啟發性原則、循序漸進原則及和諧性原則。

（1）學生主體性原則。學生在研討式教學模式中成為學習行為的主人，始終處于穩定的自主地位，在教師的幫助下積極思考，多動手、多分析、多總結，積極發掘自己的創造潛力，有意識地占據課程學習的主體地位。

（2）啟發性原則。教師在研討式教學模式下以啟發為主，設置貼近學生生活、富有吸引力的情境，提出有思考價值的問題，這要求教師有全面、深刻、獨到的見解，了解學生原有知識基礎和能力水平，并且有熟練利用現代化手段教學的能力。[3]如“門窗緊閉房間可否用電冰箱降溫”，據筆者親身授課經歷，這一問題很能吸引學生的注意力，而且貼近生活。學生能夠積極思考并能在教師的引導下用熱力學第一定律進行分析得出結論。

（3）循序漸進原則。教師設計的問題要由易到難、由簡到繁循序漸進地進行，便于讓學生順利進入狀態，從而逐漸調動其積極性并提高其研討的興趣；另外，由于學生個體的差異，對設置問題的接受能力也有所不同，因此，教師也要針對學生個體的具體情況，對一個問題設置多個角度、多個層次、多個梯度便于學生理解，讓學生由少到多、由個體到班級逐步理解問題。

（4）和諧性原則。研討式教學過程中，教師通過設計的問題給學生指出方向，并適時啟發學生思考，而學生在所設置的問題情境中要靠自己來解決問題，這種導與演的情境創設了師生之間、學生之間相互影響、共同進步的環境，呈現出平等和諧的教學氛圍。

3.作用

研討式教學包括對問題的認識、分析和解決各方面，主要或完全由學生自己來做，能夠調動學生積極性，開闊其視野，有助于學生綜合能力的提高。具體作用可分為以下幾點：研討式教學體現了以學為本的科學發展觀，充分激發了學生的主體性；能夠解決“工程熱力學”理論與實踐脫節的難題，能有效提高學生的實踐能力；能夠依托“工程熱力學”課程設計，鼓勵學生獨立思考，著重培養其科研能力和創新精神。

二、研討式教學改革可行性分析

從課程本身的性質和特點來看，研討式教學方法和手段的改革是可行的。通過教學過程發現：學生能夠通過課程教學了解和掌握了“工程熱力學”的相關知識，但由于課堂及實驗條件的限制，學生對于抽象概念認識模糊、對主要熱工問題的認識不深，思路不清晰，解決問題能力十分有限，不少學生對此課程失去了學習興趣。盡管引起該問題的原因很多，但教學方法和手段的局限是其重要原因。因此，教學方法和手段的改革十分重要。

“工程熱力學”的研討式教學打破講授為主的模式，預期在教學過程中結合實際問題、以互動為主的方式使學生通過認識過程去掌握知識結構，從而掌握“工程熱力學”的基本概念、理論和計算，并讓其具有對各種“工程熱力學”問題進行初步定性定量評價的能力和分析解決熱工技術問題的能力。另外，在“工程熱力學”研討式教學初見成效后，可將其逐步推廣到“工程流體力學”、“傳熱學”等課程中去。

三、研討式教學改革具體內容

開展“工程熱力學”研討式教學的具體做法很多，本文擬采從以下幾個方面進行分析：

1.常規教學為基礎

教師應對當前典型熱力學教材進行詳細閱讀，科學編輯，根據學科發展對課程內容進行部分更新和調整，優化課程內容。在已有的較扎實的“工程熱力學”課程教案的基礎上，制作與授課專業相符的具有較高專業水平的多媒體教學課件，采用圖、文以及動畫等形式為課程教學提供多樣化、多視角、立體化的教學信息空間。[4]

2.實例研討作穿插

教師在課堂講述中適時引入工程和生活中常見的實例，如在講“濕空氣”時，讓學生思考簡單問題：“為何什么陰雨天曬衣服不易干，而晴天則容易干？”由此展開研討式教學，通過教師對實例啟發性的分析，把枯燥的理論變成具體的實際問題，開展課堂討論，激發學生學習的興趣。與此同時，教師啟發學生獨立思考，讓學生以解決問題為目的，完成查資料、討論、分析、提出整改措施、總結經驗教訓的一體化學習過程。

3.熱點問題當點綴

教師結合當前的熱工領域的熱點問題，如提高熱機效率、節能降耗、低碳環保以及日本核電事故等問題，開展課堂討論調動學生積極性，在條件允許的情況下給學生課后試驗的機會，讓他們在動手過程中更深入地理解問題，或者借助模擬實驗手段，鼓勵學生多途徑分析解決問題。最后總結、分析并撰寫小論文。

4.課程本身問題

另外，在學生逐漸學會分析、解決、總結問題的同時，教師也要引導學生學會分析總結本門課程的學習，把課程本身作為一個問題去對待，學生要逐漸學會自己分析總結重點、難點和規律等，從宏觀、微觀兩個角度認識課程。學生在學習過程中發現的疑點問題，在及時反映給教師的同時，要能夠獨立思考，并通過查資料、分析總結進而消除疑點問題。

通過研討式教學，學生養成良好的思考習慣，從被動學習變為主動的學習，從而多角度地體會學習的過程。

四、實施方案

1.實時改進教學內容

教師要搜集“工程熱力學”方面的教材、課件及教學改革論文，學習前人的教改思路和方法，深入分析兄弟院校的“工程熱力學”課程建設經驗及精品課程，取長補短。在大體保持傳統內容及學時基礎上，對教學體系和內容作進一步調整，適當增加與專業相關的內容，簡化或刪去部分比較陳舊的內容。

2.構建實例和熱點問題資料集

教師搜集國內外“工程熱力學”相關實例和典型熱工問題，如針對性地引入日常生活常見的散熱器管片、電冰箱和空調等生活中常見的電器循環、節能減排、低碳環保等熱點問題，并運用“工程熱力學”原理對具體熱工過程、設備及工程熱點問題進行深入剖析，形成與課程相配套的實例資料集。結合構建的實例集，增設課程實例研討環節，激發學生的學習興趣，提高學生自主學習和獨立思考的能力。

3.重視交流

教師應根據“工程熱力學”大綱，明確課程定位，在教學過程重視與學生交流，及時了解學生興趣、理解與接受能力。根據教學過程中發現的難點及疑點問題，鼓勵學生根據所學有針對地加強相應習題的訓練以加深對這些問題的認識。

4.習題訓練

教師針對每一章的重點難點，構建相應題型，通過課題提問形式進行課堂講授，并針對性地布置習題讓學生進行課后復習和課前預習，使其獨立解決問題，讓其在作業同時實現對重點難點的及時掌握和有效鞏固。同時，在課后多布置一些和實際生活相關的或者沒有唯一答案的題目，例如“試分別舉例說明熱力學第一定律和第二定律對生產活動或日常生活的指導作用”等，通過對這些題目的思考與分析，學生的綜合思維能力得到了鍛煉，也活躍了學習的氣氛。[4]

五、總結

研討式教學在“工程熱力學”課程的應用，可以調動課堂授課的生動性，激發學生的學習興趣，學生可以集思考、行動、分析、總結于一體，有利于學生認知能力的開發和對教學內容的理解，具體的實施細節還有待于在教學實踐中進一步摸索和完善。研討式教學不僅對“工程熱力學”教學改革有積極作用，對其他課程的改革也有借鑒意義。

參考文獻：

[1]龍文希.研討式教學法的實踐與體會[J].廣西教育學院學，2002，

（5）：116-117.

[2]王默晗.“工程熱力學”教學方式探討[J].中國電力教育，2010，

篇10

文章編號：1674-3520（2014）-11-00-01

序言

工程熱力學是能源專業開設的一門重要基礎課程[1]，一般課程開設在大二下學期，先修課程為《高等數學》、《大學物理》課程等。通過該門課程的學習，讓學生掌握工程熱力學中的基本概念如邊界、熱力系等，有關能量轉換（主要是熱能與其它形式能量之間轉換）、熱能的合理利用的基本規律，并能正確運用這些規律解決熱工過程和熱力循環等工程實際問題，同時培養學生的科學抽象、邏輯思維能力。為后續專業課程的學習奠定一定的理論基礎。由于該課程理論性較強，教學手段單一，使學生覺得學習枯燥、乏味，給教師授課帶來一定的困難，結合近幾年來該課程的教學和學生的學習情況，就工程熱力學課程教學的內容和方法提出一些見解，如采用多元化教學，在課程考核方面進行教學改革探討，對提高教學質量具有一定意義[2-3]。

一、開放式課堂教學

由于工程熱力學這門課程的特點是涉計原理較多，在氣體的熱力學性質和熱力過程中涉及計算公式推導及熱力過程中多變過程P-V，T-S的繪制較為繁瑣，因此，使學生學習具有一定的難度。同時教學方式的單一，使得學生學習中感到枯燥、學習效果差。以教師講解式教學和學生接受性學習為主的滿堂灌式的教學方法，教師在講解過程很被動，無論教師如何準備內容，課程質量根本達不到預期效果。為了提高課堂教學效果，采用開放式課堂教學，在授課過程中加入動畫演繹多變過程的繪制、氣體、蒸汽動力循環的過程等，讓抽象的理論具體生動化，調動學生的學習熱情。同時還可在教學過程中安排學習討論課，讓學生參與教學，如講空壓機的壓縮過程：等溫、等熵、多變過程中，那一種方式耗功最少？學生通過思考、討論、回答，會對該知識點的理解會更加深刻。同時可采用“問題式”和“研究式”的教學方法，教師可以將學生分成若干小組，自由分組，每組最多三人，分工合作，每組任選一題，各參數依實際情況而定，也可根據興趣做其它題目，但要求與熱力學有關教師提前給小組布置一些需要研究的課程內容題目，鼓勵大量查閱文獻，但要求有自己思路和觀點，不鼓勵純粹文獻摘抄和綜述，例如一公司每年需外購80000MW-h電力，另有一臺燒天然氣的鍋爐每年向工藝過程提供蒸汽，供汽負荷等于電負荷的三倍。現有人建議采用燒天然氣的燃氣輪機熱電循環，燃氣透平提供所需的電力，而且有一臺換熱器安裝在燃氣透平出口，回收其排氣的余熱來滿足工藝過程的用汽需要。請估算這種方案比原方案能節約多少能量？討論經濟可行性？分析中，電價可根據現有平均價格處理，其他各參數可自我設計，請給出詳細的新舊方案的對比，并給出投資回收的年限，以打動決策者采用這個方案。讓學生通過課本、參考書目、網絡課件、圖書館資料查閱后以ppt的形式匯報。把這一項的得分作為課程考核的重要內容，這樣既調動了學生的積極性，又鍛煉了學生查找科研資料的能力、應用所學知識分析實際問題的能力、ppt的制作及口才表達能力。

二、教學手段多樣化

傳統的教學方式很難達到本科教學的基本要求，尤其對于這樣一門理論性較強、計算公式推導繁瑣的課程而言。目前經過學校對基礎教學設施的改造，教師上課基本都可采用多媒體教室授課。使抽象枯燥的知識變得具體、趣味化，一些理論可以用計算機模擬動畫的形式展現給學生。如在氣體動力循環部分，可插入氣體為工質的活塞循環動畫圖，使教學過程更加生動、形象、內容豐富。

圖1 活塞循環裝置

對于部分內容，可采用課件與板書相結合的形式講授，如理想氣體狀態方程和摩爾氣體常數時多媒體講授速度過快，不利于學生理解和掌握，效果不好。由于知識的更新速度很快，對于課程的前沿需要教師不斷地積累不斷的學習，如參加熱物性研究進展會議等。同時結合自身的課題，在講解原理時深入淺出，將知識點講透。

三、考核方式

合理的考試形式和科學考試內容，是達到因材施考，發展學生個性的有效途徑。以往的考試形式主要以閉卷考試方式進行，平時成績與期末成績的比例為30%/70%。調整后的考核方式平時考核，進行分章節測驗，提高學生平時上課和學習的積極性，考試題中除基本概念和理論等使用客觀試題外，適當增加主觀題比重，即簡答、綜合性論述題，以鍛煉學生的思維能力和創新能力，建立一種主客觀題并存的分值比例適合的題型。鼓勵學生提出不同于書本上的獨到的見解，以提高學生的工程應用能力。

四、結語

《工程熱力學》起著承上啟下的作用，既是物理化學等基礎課的拓展，又為專業課的學習奠定了基礎，提高教學質量非常重要。要不斷地斷探索有效的教學方法，豐富教學手段，不斷改革、勇于實踐、勤于思考問題，在教學中始終堅持以學生為本的原則，激發學生的學習興趣，使學生學好學透課程重點難點，同時還要不斷充實和完善自我，提高業務水平。

參考文獻：