工程熱力學(xué)發(fā)展精選(九篇)
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第1篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
過(guò)程裝備與控制工程工程熱力學(xué)教學(xué)改革過(guò)程裝備與控制工程（文中均簡(jiǎn)稱“過(guò)控專業(yè)”）學(xué)科是機(jī)械類(lèi)學(xué)科的一個(gè)重要分支，其自身屬于機(jī)械領(lǐng)域，但同時(shí)其又服務(wù)于過(guò)程工業(yè)。因此其主要以過(guò)程工業(yè)為專業(yè)背景。過(guò)程工業(yè)是以流程性物料（如氣體、液體、粉體等）為主要對(duì)象，以改變物料的狀態(tài)和性質(zhì)為主要目的。其包括冶金、化工、化學(xué)、煉油、制藥、食品、環(huán)保、能源、動(dòng)力等諸多行業(yè)與部門(mén)。過(guò)程工業(yè)所涉及的一些物理、化學(xué)過(guò)程，主要有傳質(zhì)過(guò)程、傳熱過(guò)程、流動(dòng)過(guò)程、反應(yīng)過(guò)程、機(jī)械過(guò)程、熱力學(xué)過(guò)程等。正是這些物理、化學(xué)過(guò)程，構(gòu)成了過(guò)程工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。過(guò)程工業(yè)所涉及的對(duì)象是流程性物料，從原料到產(chǎn)品需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的工藝過(guò)程，因而整個(gè)過(guò)程需要由為數(shù)眾多的單元構(gòu)成，而每一個(gè)單元又需要由能實(shí)現(xiàn)這一功能的設(shè)備來(lái)完成，而將這些單元設(shè)備連在一起便構(gòu)成了過(guò)程裝備。
工業(yè)過(guò)程中的物理、化學(xué)過(guò)程無(wú)不涉及能量的轉(zhuǎn)換和傳遞問(wèn)題，而熱力過(guò)程又是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞的必要途徑。以熱力過(guò)程為研究對(duì)象的工程熱力學(xué)課程在專業(yè)學(xué)習(xí)中起到重要的作用。結(jié)合這幾年熱力學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐以及我校實(shí)際，本文將分析過(guò)控專業(yè)所開(kāi)設(shè)的工程熱力學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，并就其改革的方向和方法進(jìn)行探索和思考。
一、工程熱力學(xué)在過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)中的地位
過(guò)控專業(yè)的總體框架為以“過(guò)程設(shè)備”為主體，以“過(guò)程工程”和“過(guò)程控制”為兩翼的“一體兩翼”。其中，過(guò)程設(shè)備主要是以焊接為主要制造手段的（諸如換熱器和鍋爐等）過(guò)程設(shè)備和以機(jī)械加工為主要的制造手段的（諸如壓縮機(jī)、離心機(jī)、泵、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)等）過(guò)程設(shè)備。這些過(guò)程設(shè)備的共性在于，其目的是要通過(guò)一系列過(guò)程來(lái)獲得產(chǎn)品，這些過(guò)程伴隨著流體工質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和能量的轉(zhuǎn)換。而工程熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容就是通過(guò)工質(zhì)的狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、通過(guò)掌握能量的轉(zhuǎn)換規(guī)律獲得提高能量轉(zhuǎn)化效率的途徑。同時(shí)，過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)有三個(gè)層次：專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。在專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)中，熱力學(xué)基礎(chǔ)就是其中重要的內(nèi)容之一。因此工程熱力學(xué)是過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)理論基礎(chǔ)課。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，不難發(fā)現(xiàn)目前在工程熱力學(xué)教學(xué)方法的探討和改進(jìn)方面有許多有效的措施，但其中絕大部分都集中在能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)工程熱力學(xué)教學(xué)上。雖然這些方式方法大多也可借鑒到過(guò)控專業(yè)工程熱力學(xué)的教學(xué)改革中。但由于專業(yè)發(fā)展方向的不同，使得課程改革相應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)也難免會(huì)有所差異。具體針對(duì)過(guò)控專業(yè)工程熱力學(xué)教學(xué)改革還少有文獻(xiàn)發(fā)表。為此本文僅針對(duì)內(nèi)蒙古科技大學(xué)的實(shí)際情況，提出過(guò)控專業(yè)工程熱力學(xué)教學(xué)改革的一些建議和思考。
二、工程熱力學(xué)在過(guò)控專業(yè)存在的問(wèn)題
1.我校過(guò)控專業(yè)設(shè)在機(jī)械工程學(xué)院。學(xué)院在制定培養(yǎng)方案和在學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程當(dāng)中均主要偏向于機(jī)械裝備方面。因此，過(guò)控專業(yè)學(xué)生的能源應(yīng)用意識(shí)和對(duì)能源轉(zhuǎn)換的理解上要滯后于能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)的學(xué)生。但正如本文前面所分析的，過(guò)控專業(yè)實(shí)際上又是與能源應(yīng)用和轉(zhuǎn)換密不可分的。
2.工程熱力學(xué)課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)非常多，而且各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間又相互緊密聯(lián)系。同時(shí)課程中的概念十分抽象，具有較強(qiáng)的理論性。這在一定程度上增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度和積極性。而這在過(guò)控專業(yè)更為突出，在教學(xué)中學(xué)生普遍反映熱力學(xué)課程太難，書(shū)中公式太多，內(nèi)容抽象，從一開(kāi)始就產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。
3.不同專業(yè)方向?qū)こ虩崃W(xué)知識(shí)需求的側(cè)重點(diǎn)不同，而針對(duì)不同專業(yè)安排教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)課時(shí)以及教材的選取還有待進(jìn)一步完善。
三、工程熱力學(xué)在過(guò)控專業(yè)教學(xué)中的探索與思考
1.結(jié)合過(guò)控專業(yè)特色和專業(yè)方向，整合工程熱力學(xué)教學(xué)內(nèi)容
我校除了過(guò)控專業(yè)，還有建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)、熱能與能源應(yīng)用工程專業(yè)均開(kāi)設(shè)有工程熱力學(xué)課程。對(duì)于后兩個(gè)專業(yè)而言，其工程熱力學(xué)課程學(xué)時(shí)數(shù)較多，并且它們的能源應(yīng)用的方向性和技術(shù)性與工程熱力學(xué)要更加緊密。而過(guò)控專業(yè)相對(duì)來(lái)說(shuō)熱力學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)偏少，其專業(yè)方向性與工程熱力學(xué)就不是那么緊密。因此，在過(guò)控專業(yè)中所講授的熱力學(xué)課程內(nèi)容就不能像能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)中那樣面面俱到。那么只能根據(jù)過(guò)控專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)方向?qū)崃W(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍。優(yōu)化后的工程熱力學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容為：熱力學(xué)第一定律及由其而展開(kāi)的開(kāi)口、閉口系統(tǒng)能量方程式；熱力學(xué)第二定律及由其而展開(kāi)的卡諾循環(huán)與逆卡諾循環(huán)到孤立系統(tǒng)熵增原理；壓氣機(jī)的熱力過(guò)程；制冷循環(huán)、動(dòng)力循環(huán)；以及系統(tǒng)工質(zhì)（如水蒸氣）的熱力性質(zhì)；其中一些基本概念（如熱力系統(tǒng)、功、熱、焓、熵、理想氣體、狀態(tài)方程等）貫穿在以上內(nèi)容的講解當(dāng)中。
2.選定適用于過(guò)控專業(yè)的教材
目前出版的絕大部分工程熱力學(xué)教材都是根據(jù)能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)的特點(diǎn)和發(fā)展方向來(lái)編寫(xiě)的。而能源動(dòng)力類(lèi)相應(yīng)的熱力學(xué)教材，不論是在教學(xué)內(nèi)容上，還是在知識(shí)結(jié)構(gòu)的編排，以及工程實(shí)例的選取上，都不能滿足過(guò)控專業(yè)的實(shí)際要求。以內(nèi)蒙古科技大學(xué)為例，學(xué)校開(kāi)設(shè)有多個(gè)能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)，相關(guān)熱力學(xué)教學(xué)師資力量較強(qiáng)。因此，基本是都是由能源動(dòng)力類(lèi)的專業(yè)老師來(lái)?yè)?dān)任過(guò)控專業(yè)的教學(xué)任務(wù)。同時(shí)，由于過(guò)控專業(yè)與能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)分屬不同的學(xué)院，在教學(xué)、培養(yǎng)方案、教材以及教學(xué)人員等方面無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的統(tǒng)籌規(guī)劃。此外，一些熱力學(xué)任課老師為了自己上課方便，在擔(dān)任過(guò)控專業(yè)工程熱力學(xué)教學(xué)時(shí)，往往就直接采用能源動(dòng)力類(lèi)熱力學(xué)教材和講義。這些在一定程度影響到因材施教，同時(shí)也加大了過(guò)控專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。因此，選定與過(guò)控專業(yè)相匹配的熱力學(xué)教材，并編寫(xiě)相應(yīng)的講義對(duì)提高過(guò)控專業(yè)工程熱力學(xué)教學(xué)水平具有重要作用。
3.提高知識(shí)點(diǎn)講解的通俗易懂性
工程熱力學(xué)是一門(mén)理論性較強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)繁瑣、公式多、內(nèi)容抽象的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此，如何對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解做到通俗易懂是非?？简?yàn)任課老師大智慧的。例如，任何一本教材都有它的局限性。例如同樣一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就出現(xiàn)在適用于過(guò)控專業(yè)教材的陳述和解釋上沒(méi)有能源動(dòng)力類(lèi)教材解釋的清晰易懂的情況。因此，在講義的編寫(xiě)過(guò)程中，在課堂的講授中，不能局限與所選用的教材。作為熱力學(xué)任課教師要廣讀相關(guān)熱力學(xué)書(shū)籍和教材，平時(shí)留意日常生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，這樣有利于例舉出與日常生活緊密相關(guān)的實(shí)例進(jìn)行講解，從促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。根據(jù)學(xué)生實(shí)際水平因材施教。熱力學(xué)的一個(gè)特點(diǎn)就是公式形式多、公式推導(dǎo)多。基礎(chǔ)差的學(xué)生聽(tīng)起來(lái)會(huì)十分枯燥而且不好理解。那么我們可以明確就告訴學(xué)生不用去深究其如何推導(dǎo)得到的，只要熟悉幾個(gè)重要公式如何使用就可以了，但這就需要在教學(xué)中通過(guò)舉例或?qū)嵺`來(lái)加強(qiáng)這些公式的應(yīng)用。在實(shí)踐中引出并講解公式的應(yīng)用，比直接生硬的推導(dǎo)出一堆公式要更容易讓學(xué)生理解和接受。
4.加強(qiáng)以過(guò)控專業(yè)過(guò)程工程為背景的情景教學(xué)
過(guò)控專業(yè)突出工業(yè)過(guò)程的控制，而熱力過(guò)程又是工業(yè)中最為常見(jiàn)的過(guò)程之一。熱力學(xué)課程的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)課程
的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生熱力學(xué)基礎(chǔ)理論水平，培養(yǎng)學(xué)生分析和處理問(wèn)題的抽象能力和邏輯思維能力，為學(xué)生從事工業(yè)過(guò)程尤其是熱力過(guò)程的設(shè)計(jì)與控制工作奠定必備的理論基礎(chǔ)。但同時(shí)，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際熱力過(guò)程的分析，做到實(shí)際工程于理論相結(jié)合顯得更為重要。因?yàn)檫@一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，另一方面可以加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣。因此在工程熱力學(xué)的教學(xué)上，要注重工程實(shí)踐的融入。構(gòu)建實(shí)際的工程情景。將熱力學(xué)知識(shí)點(diǎn)融入到情景中去講授。例如，將空調(diào)實(shí)際制冷、供熱過(guò)程引入逆卡諾循環(huán)的講解中。讓學(xué)生理解逆卡諾循環(huán)為什么能夠?qū)崿F(xiàn)制冷和供熱功能。理解制冷系數(shù)和供熱系數(shù)的實(shí)際意義和價(jià)值；將機(jī)械領(lǐng)域常見(jiàn)的壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等實(shí)際壓縮、膨脹等熱力過(guò)程引入到閉口系統(tǒng)、開(kāi)口系統(tǒng)能量方程知識(shí)點(diǎn)上。以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)能量方程的工程應(yīng)用價(jià)值的理解，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)。
5.增加熱力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，提高實(shí)踐能力
相對(duì)于能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)，我校過(guò)控專業(yè)學(xué)時(shí)數(shù)較少。再加上專業(yè)方向偏重于機(jī)械類(lèi)。因此早期該課程教學(xué)大綱制定上就沒(méi)有安排基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。但是從多年教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)情況來(lái)看，增加一定學(xué)時(shí)的熱力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是非常有必要的。在課程安排上，可以精簡(jiǎn)一部分理論知識(shí)的講授來(lái)滿足實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不在多，而在于精，具有一定代表性。其中要有必要的熱力過(guò)程演示實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生對(duì)熱力過(guò)程的深入認(rèn)識(shí)；此外還需補(bǔ)充一到兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。如制冷循環(huán)、動(dòng)力循環(huán)實(shí)驗(yàn)等。這些都可以和內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合來(lái)開(kāi)展。但需要注意的是，在講解及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中要突出“過(guò)程”這個(gè)專業(yè)特點(diǎn)。
四、結(jié)束語(yǔ)
工程熱力學(xué)課程在過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)中具有重要的地位，需要引起足夠的重視。針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生接受能力適時(shí)調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，因材施教，探索有效的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)中有意識(shí)的構(gòu)建實(shí)踐情景，注重知識(shí)的工程應(yīng)用，在工程應(yīng)用中學(xué)知識(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生的工程過(guò)程分析和應(yīng)用能力，提高學(xué)生工程應(yīng)用素質(zhì)。
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第2篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
關(guān)鍵詞：化工熱力學(xué)；CDIO；大工程教育；教學(xué)改革；方案
中圖分類(lèi)號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-5727（2012）06-0159-02
化工熱力學(xué)作為化學(xué)工程的基礎(chǔ)性學(xué)科，在研究化學(xué)工程以及解決化工生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題中都起著非常重要的作用。同時(shí)，它也是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生及研究生必修的重點(diǎn)專業(yè)課程之一。然而，由于課程中的概念抽象難懂，公式數(shù)量多且推導(dǎo)復(fù)雜，歷屆本科學(xué)生都感到難以理解和掌握。雖然嘗試過(guò)各種改革，探索過(guò)新的教學(xué)方法，但收效甚微，學(xué)生掌握到的理論常常疲于應(yīng)付考試，沒(méi)有真正解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更不用說(shuō)會(huì)作“工程”了。為了迎合“大工程教育”的背景，在2009年，我校開(kāi)始嘗試將CDIO的教育理念應(yīng)用于化工熱力學(xué)課程教學(xué)中，取得了一定的成效。
CDIO教育理念是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，這種全新的教育模式將構(gòu)思（Conceiving）、設(shè)計(jì)（Designing）、實(shí)現(xiàn)（Implementing）與運(yùn)作（Operating）結(jié)合在一起，形成一個(gè)連貫而完整的流程。學(xué)生從參加產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期當(dāng)中，可以親身體驗(yàn)到“以產(chǎn)品為導(dǎo)向”CDIO教學(xué)模式所帶來(lái)的不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式的參與感。這種以學(xué)生為主體，實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)”的全新教育理念，對(duì)于提高學(xué)生能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)化工熱力學(xué)課程建設(shè)等各個(gè)方面都具有非常重要的意義。
化工熱力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析
教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)隨著近年來(lái)工業(yè)體系的不斷進(jìn)步和化工行業(yè)的快速發(fā)展，化工熱力學(xué)作為一門(mén)體系較為完善的課程，其教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際的化工技術(shù)相比已顯得比較滯后。這種滯后不但使教學(xué)與工程脫節(jié)，并且由于課程模式長(zhǎng)期固定，在某種意義上限制了教師的思維方式，進(jìn)而對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新及發(fā)散思維也造成影響。同時(shí)，也造成了大學(xué)與社會(huì)之間的脫離。這也是為什么學(xué)生掌握了知識(shí)，卻不能在畢業(yè)以后派上用場(chǎng)的原因。
忽略了學(xué)生作為主體的角色在從事化工熱力學(xué)教學(xué)的十余年中，如何解決教與學(xué)之間存在的矛盾，也是一直困擾著筆者的一個(gè)問(wèn)題。為何在經(jīng)歷了數(shù)次改革之后，我們的教學(xué)卻并沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)的改變？其原因在于忽略了“在教育過(guò)程中，學(xué)生才是主體”的這一事實(shí)。一直以來(lái)，無(wú)論運(yùn)用何種創(chuàng)新式的教學(xué)方法，總是離不開(kāi)以教師作為主體的講授，總是去研究如何將知識(shí)更快速準(zhǔn)確的灌輸給作為客體的學(xué)生，如何將枯燥的理論講授變得生動(dòng)有趣，讓學(xué)生在愉快的氛圍中掌握知識(shí)，在一次一次的教學(xué)改革中，教師歷練成了“優(yōu)秀的演員”，而學(xué)生充其量也就是一個(gè)“文明的觀眾”并沒(méi)有成為一名“優(yōu)秀的演員”。在這種教育方式下，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生，實(shí)際上是被剝奪了自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，其思維模式也會(huì)變得僵化，重理論，輕實(shí)踐。在具體問(wèn)題的處理上往往拘泥于唯一的“正確方案”，按照教師或書(shū)本上所講述的步驟給出解答，這就達(dá)到了我們所說(shuō)的“掌握”的基本要求。學(xué)生并不會(huì)從一個(gè)實(shí)際的工程問(wèn)題中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的熱力學(xué)問(wèn)題和定義熱力學(xué)問(wèn)題。比如，在講授流體的 “PVT”關(guān)系時(shí)，我們會(huì)定義好兩個(gè)變量（溫度T，壓力P）讓學(xué)生去求體積（V），學(xué)生都可以很好的根據(jù)熱力學(xué)方程解出體積，但如果讓學(xué)生去求解某工藝流程中輸送流體的管徑時(shí)（生產(chǎn)能力即流體的質(zhì)量流量已知），學(xué)生就常常束手無(wú)措。他們不會(huì)根據(jù)輸送流體的工藝條件（即溫度、壓力）用學(xué)過(guò)的熱力學(xué)知識(shí)來(lái)求出流體的摩爾體積，將其換算成流體的密度后，再根據(jù)流體的質(zhì)量流量解出體積流量結(jié)合管路中的允許的流體流速去求管徑。可是如果將這種求管徑的問(wèn)題放在化工原理的課程中，學(xué)生又可以很好的解決。因?yàn)?，在化工原理的課程中，流體的密度常常都是作為已知量出現(xiàn)在例題中的，而在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)和計(jì)算中，這些問(wèn)題都是需要靠學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、定義并解決的。學(xué)生這種今后最需要能力，在我們多年的教學(xué)中卻被忽略了。
總之，無(wú)論是在教學(xué)內(nèi)容上，還是在教學(xué)模式上，現(xiàn)有的化工熱力學(xué)教學(xué)當(dāng)中都存在著很多問(wèn)題，已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足社會(huì)對(duì)高等人才培養(yǎng)的需要。而CDIO的教學(xué)理念則為我們解決這一問(wèn)題提供了一項(xiàng)新的可能性。通過(guò)將熱力學(xué)課程與CDIO教學(xué)理念相結(jié)合，讓學(xué)生在“做中學(xué)”的過(guò)程中更好地掌握知識(shí)，提高能力，通過(guò)一個(gè)個(gè)真實(shí)的工程案例，去研究問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。這樣，學(xué)生才能具有獲取相關(guān)知識(shí)去解決問(wèn)題的動(dòng)力。在此過(guò)程中，重要的不是解決了一個(gè)具體的問(wèn)題并由此掌握了相關(guān)的知識(shí)，而是在于學(xué)會(huì)如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、定義問(wèn)題、分析問(wèn)題并獲取相應(yīng)的知識(shí)解決問(wèn)題，總結(jié)新知識(shí)，同時(shí)，加強(qiáng)與人溝通的能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。那么，究竟如何進(jìn)行化工熱力學(xué)課程的改革呢？
基于CDIO理念下熱力學(xué)教學(xué)改革方案
針對(duì)化工熱力學(xué)教學(xué)上的種種問(wèn)題，我們確定了以“產(chǎn)品為導(dǎo)向”的教學(xué)模式改革。就是讓學(xué)生通過(guò)“產(chǎn)品工藝的工程設(shè)計(jì)”真正學(xué)到工程設(shè)計(jì)中的熱力學(xué)知識(shí)。熱力學(xué)是從工程中來(lái)，最終還要回到工程中去，為工程服務(wù)。因此，確定了以產(chǎn)品制造為目標(biāo)，將學(xué)生感興趣的產(chǎn)品“工業(yè)化”，學(xué)生扮演一個(gè)“工程師”主持一個(gè)“產(chǎn)品與過(guò)程”的工程設(shè)計(jì)工作。在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，學(xué)生必然會(huì)碰到相關(guān)的熱力學(xué)問(wèn)題。如工藝條件下流體密度（流體的PVT關(guān)系）、換熱器和功設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算（流體的熱力學(xué)性質(zhì)：焓、熵與PVT的關(guān)系）、分離塔的計(jì)算（流體的相平衡）等等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，教師加以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)并結(jié)合課堂所講授的熱力學(xué)內(nèi)容解決實(shí)際工程中的問(wèn)題，最終完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)報(bào)告。學(xué)生只憑上課聽(tīng)講是不可能將項(xiàng)目設(shè)計(jì)好的。必須通過(guò)自己看書(shū)、查閱大量的文獻(xiàn)與資料，與同組同學(xué)研究討論，才可能將項(xiàng)目完成。在這個(gè)過(guò)程中，強(qiáng)化了化工熱力學(xué)在工程中的應(yīng)用，讓學(xué)生真正體會(huì)到熱力學(xué)不是虛無(wú)飄渺的理論，而是實(shí)實(shí)在在的技能。為此，我們制定的具體改革方案如下：
將學(xué)生按班級(jí)分組。原則上每班兩大組，也可根據(jù)個(gè)人興趣自成一組。選擇一個(gè)學(xué)生感興趣的化工產(chǎn)品，圍繞如何實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的工業(yè)化完成以下內(nèi)容：（1）市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告。包括：產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、市場(chǎng)前景、簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)分析及相關(guān)的工藝流程的了解（開(kāi)課后第1～4周完成）。（2）對(duì)產(chǎn)品多套工藝流程方案進(jìn)行可行性及經(jīng)濟(jì)分析，確定小組詳細(xì)的工藝流程路線及詳細(xì)的工藝條件，完成簡(jiǎn)單的工藝流程圖（開(kāi)課后第5～8周完成）。（3）根據(jù)學(xué)生選定的工藝過(guò)程，完成簡(jiǎn)單的工藝流程圖，教師指定與工藝流程相關(guān)的熱力學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算體會(huì)熱力學(xué)在工程中的應(yīng)用（開(kāi)課后第9～12周完成）。（4）將以上三部分合成一個(gè)完整的報(bào)告期末上交，報(bào)告成績(jī)占期末總成績(jī)的30%。每一小步的工作要求完成的功課都要按時(shí)上交，并按教師的批改意見(jiàn)修改完善自己的報(bào)告內(nèi)容（開(kāi)課后第13～16周完成）。（5）最后，選擇優(yōu)秀的項(xiàng)目報(bào)告作講演（第17周完成）。
由于選題是學(xué)生根據(jù)自己的興趣確定的工業(yè)產(chǎn)品，因此，項(xiàng)目類(lèi)型與涉及的學(xué)科面應(yīng)該是很復(fù)雜的。教師不可能事先知道結(jié)果，這就要求教師需要具有相對(duì)扎實(shí)的工程實(shí)際和理論的背景知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生在課題初期盡快進(jìn)入課題角色，隨著課題的進(jìn)展，學(xué)生要自己獲取更多的相關(guān)知識(shí)，并進(jìn)行深入的研究，應(yīng)用知識(shí)去解決問(wèn)題。在此過(guò)程中，教師要做好“導(dǎo)演”，側(cè)重對(duì)學(xué)生的方法和能力方面進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中一定會(huì)投入大量的時(shí)間和精力，因?yàn)槭且孕〗M為單位，所以，最后的項(xiàng)目一定是集中了整個(gè)團(tuán)隊(duì)的才智，一定會(huì)有所收獲。
通過(guò)兩年的實(shí)踐，使用以上方法取得了較好的教學(xué)效果，在加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)課程積極性的同時(shí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)期間就能受到未來(lái)職場(chǎng)環(huán)境的熏陶，只有叫他們了解自己將來(lái)的用武之地，造就他們成為合格的化工專業(yè)人才，滿足產(chǎn)業(yè)和社會(huì)的需要。
然而，在改革中還存在一些問(wèn)題，如學(xué)生的合作還存在欠缺，各組同學(xué)中都有“坐車(chē)”的現(xiàn)象，如何對(duì)這部分不積極參與的學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，使所有學(xué)生都能積極動(dòng)起來(lái)，將是我們未來(lái)改革中亟待解決的問(wèn)題。
結(jié)語(yǔ)
化工熱力學(xué)課程從2009年開(kāi)始進(jìn)行了CDIO工程教育培養(yǎng)模式的理論與實(shí)踐探索，并取得初步成效，我們將不斷努力探索，使這一教育模式趨于科學(xué)、有效。積極推進(jìn)CDIO人才培養(yǎng)的培養(yǎng)方案改革和教學(xué)方法創(chuàng)新，開(kāi)展適應(yīng)于學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法創(chuàng)新，在傳統(tǒng)的案例式、啟發(fā)式、交流式教學(xué)方法改革中推進(jìn)體驗(yàn)式、研究式、討論式教學(xué)方法，利用具體工程項(xiàng)目的實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”，通過(guò)營(yíng)造工程環(huán)境，實(shí)現(xiàn)師生間、學(xué)生間對(duì)話式學(xué)習(xí)和合作式學(xué)習(xí)，形成教學(xué)相長(zhǎng)的生動(dòng)學(xué)習(xí)局面。在教學(xué)過(guò)程中融入最新的化工工程技術(shù)成果和工藝方案，啟迪學(xué)生的工程意識(shí)和利用科技成果的創(chuàng)業(yè)意識(shí)，開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)精神，構(gòu)筑“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”應(yīng)用型人才培養(yǎng)的知識(shí)新體系和課程新體系。
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作者簡(jiǎn)介：
徐新（1967—），碩士，北京石油化工學(xué)院副教授，研究方向?yàn)榛ぁ?/p>
第3篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”是汽車(chē)服務(wù)工程、熱能與動(dòng)力工程等專業(yè)的必修課程。它是研究熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換及熱量傳遞規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。作為工科類(lèi)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)歷史悠久，至今已有五十多年。然而該課程存在“理論性強(qiáng)”、“知識(shí)點(diǎn)多”、“難于理解”等特點(diǎn)，長(zhǎng)期困擾著廣大師生。因此對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革，探索提高“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量的方法是十分必要的。
1 課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程主要包括熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力過(guò)程計(jì)算、傳熱學(xué)的基本概念、換熱器熱計(jì)算等。由于該課程源于實(shí)際生活的總結(jié)，包括理論知識(shí)的推導(dǎo)及經(jīng)驗(yàn)公式的應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容需要聯(lián)系大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)，教學(xué)難度大，存在的主要問(wèn)題有：
1.1 課程總學(xué)時(shí)偏少
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程圍繞能量轉(zhuǎn)換與傳遞這一主線，是對(duì)工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)兩個(gè)研究方向的綜合。其特點(diǎn)是涉及內(nèi)容廣，知識(shí)點(diǎn)多。然而，隨著社會(huì)的發(fā)展，教育思想、教育觀念在不斷變化著，大學(xué)階段開(kāi)設(shè)的課程越來(lái)越多，分配給每一門(mén)課程（特別是專業(yè)基礎(chǔ)課）的學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少。①總學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少與教學(xué)內(nèi)容不斷增加之間的矛盾，是“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”授課教師面臨的一個(gè)重要矛盾。要繼續(xù)保持或提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，就必須要調(diào)整教學(xué)大綱，改革教學(xué)方法，對(duì)授課內(nèi)容有所取舍，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。
1.2 實(shí)踐環(huán)節(jié)少
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”作為一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，其知識(shí)點(diǎn)的歸納，大多是來(lái)源于人們對(duì)實(shí)踐知識(shí)的長(zhǎng)期積累和總結(jié)。因此該課程必須與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合起來(lái)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的有限性，而現(xiàn)有每個(gè)班級(jí)的人數(shù)眾多，必須分多個(gè)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這必然導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、教師的工作量過(guò)大等。因此為回避這些問(wèn)題，許多高校在講授專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往采取集中統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)的方式，且實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的比例非常小。這樣實(shí)驗(yàn)課程與理論課程完全分開(kāi)，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)缺乏深刻的認(rèn)識(shí)，影響了他們對(duì)于理論知識(shí)的理解和消化。比如在講授穩(wěn)定流動(dòng)能量方程應(yīng)用領(lǐng)域的時(shí)候，需要做蒸汽輪機(jī)的熱交換、換熱器的熱交換、壓縮機(jī)的熱交換及噴管的流速試驗(yàn)等等，然后在部分高校中由于受到設(shè)備的限制等原因，往往只做其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這大大影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知度，不利于對(duì)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的理解。
1.3 學(xué)生積極性不高、缺少互動(dòng)
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程用到的理論知識(shí)多，內(nèi)容涉及面廣，不少章節(jié)還需要聯(lián)系“大學(xué)物理”等課程的知識(shí)，因此難度較大。學(xué)生需要花大量的經(jīng)歷去消化理解。而該課程還涉及一些復(fù)雜的計(jì)算公式（比如換熱器的熱計(jì)算），學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性差。授課教師的教學(xué)方法缺乏吸引力，一些專業(yè)基礎(chǔ)課教師為給學(xué)生們傳授更多的知識(shí)，甚至能講滿整節(jié)課，不給學(xué)生一點(diǎn)消化的時(shí)間。在師生交流方面、課程作業(yè)的修改反饋等方面，學(xué)生與教師缺乏良好的溝通，這些都降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)的最終目的是服務(wù)于社會(huì)。而社會(huì)在不斷發(fā)展著，這就要求“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程的教學(xué)也需要與時(shí)俱進(jìn)，授課教師要有敏銳的觀察力，從培養(yǎng)高素質(zhì)人才的角度出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有的“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)改革。
2 課程教學(xué)改革及教學(xué)方法探索
2.1 改革教學(xué)內(nèi)容
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”作為一門(mén)傳統(tǒng)課程，知識(shí)體系在不斷變化著，如果還把以前那些傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備拿出來(lái)重點(diǎn)講，顯然是不能適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)需求的。那些過(guò)時(shí)的觀點(diǎn)和思想，不僅影響學(xué)生對(duì)最新領(lǐng)域知識(shí)的掌握，同時(shí)使學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)產(chǎn)生懷疑，嚴(yán)重影響其積極性。因此授課教師要對(duì)“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿。要綜合各個(gè)教材的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)自己的教義進(jìn)行定期修改和完善。在教學(xué)中，要對(duì)教學(xué)內(nèi)容有所取舍，突出重點(diǎn)。這樣既減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)，又為教師節(jié)省了上課時(shí)間。
2.2 改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”理論知識(shí)較多，難于理解，因此通過(guò)實(shí)踐課程來(lái)加深理論知識(shí)的理解顯得尤為重要。學(xué)校應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入，調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)教師的積極性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)更多地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓他們盡可能多的參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析之中，以提高其動(dòng)手能力。授課教師可開(kāi)設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)及對(duì)比試驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手、獨(dú)立完成，以促進(jìn)知識(shí)的融會(huì)貫通。比如換熱器的設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的傳熱學(xué)理論知識(shí)，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一些散熱片，并進(jìn)行熱計(jì)算，分析其散熱性能。
2.3 改進(jìn)教學(xué)手段
課程總學(xué)時(shí)的不斷減少，迫使授課教師必須要進(jìn)行教學(xué)改革?，F(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段，可以在短時(shí)間內(nèi)傳遞更多的信息量。因此，教學(xué)手段改革目標(biāo)是將現(xiàn)代化的教學(xué)手段融合到的“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)之中，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。例如，在緒論部分關(guān)于熱能的利用現(xiàn)狀就可以采用播放影片的方式來(lái)激發(fā)同學(xué)們的興趣。而在講授傳熱學(xué)中的計(jì)算公式時(shí)，可以將推導(dǎo)過(guò)程制成多媒體的形式，授課課時(shí)，教師只需在黑板板書(shū)推導(dǎo)思路，然后用多媒體PPT展示推導(dǎo)過(guò)程。這樣極大地節(jié)省了時(shí)間，而且有助于學(xué)生的理解。此外，還可以采用FLASH動(dòng)畫(huà)、影片等方式來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣，提高其學(xué)習(xí)的積極性。
2.4 加強(qiáng)師生互動(dòng)交流
提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛。將互動(dòng)式教學(xué)方法②引入“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程的教學(xué)中，使學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題。在教學(xué)中促成授課教師和學(xué)生之間的相互交流和探討。比如講授熱力學(xué)第二定律的發(fā)展過(guò)程時(shí)，可以首先向?qū)W生提出問(wèn)題“是否所有滿足熱力學(xué)第一定律的自然現(xiàn)象都能夠?qū)崿F(xiàn)呢？”要求學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，提出自己的觀點(diǎn)，并給出理由。然后將學(xué)生所總結(jié)的規(guī)律與熱力學(xué)第二定律進(jìn)行比較，找出差異。通過(guò)這種方式必然會(huì)使學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解更加深刻?！疤釂?wèn)式”互動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)師生交流的一種良好途徑?！肮こ虩崃W(xué)與傳熱學(xué)”授課教師宜更多地采用互動(dòng)交流的方式來(lái)傳授知識(shí)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3 結(jié)束語(yǔ)
“工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)”課程教學(xué)改革需要授課教師需要克服重重困難，是一項(xiàng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，離不開(kāi)教育系統(tǒng)各個(gè)部門(mén)的配合。通過(guò)改革教學(xué)內(nèi)容、改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)、改進(jìn)教學(xué)手段、加強(qiáng)師生互動(dòng)交流等等，將知識(shí)教育與素質(zhì)教育結(jié)合起來(lái)，探索適應(yīng)該課程特點(diǎn)的教學(xué)方法，必將使課堂教學(xué)效果達(dá)到一個(gè)嶄新的水平，為培養(yǎng)新世紀(jì)高素質(zhì)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
注釋
第4篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
教學(xué)內(nèi)容改革是教學(xué)改革最核心、最基本的問(wèn)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(píng)價(jià)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(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，既避免教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)，又要使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)對(duì)第一定律、第二定律有更為深刻的認(rèn)知，并使學(xué)生能夠利用兩個(gè)熱力學(xué)基本定律熟練進(jìn)行能量系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)、以及高效學(xué)習(xí)和應(yīng)用新的分析、評(píng)價(jià)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(diǎn)，主要講授閉口系統(tǒng)與穩(wěn)流開(kāi)口系的熱力學(xué)第一定律能量方程式的表達(dá)式及應(yīng)用。在本課程中，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律的一般表達(dá)式即：“進(jìn)入系統(tǒng)的能量-離開(kāi)系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)總儲(chǔ)存能的變化”的正確靈活應(yīng)用，重點(diǎn)介紹如何分析、列出非穩(wěn)態(tài)充、放氣熱力過(guò)程的能量方程式，幫助學(xué)生進(jìn)一步增強(qiáng)利用第一定律進(jìn)行能量分析的能力。同時(shí)，通過(guò)對(duì)節(jié)流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等熱力過(guò)程分析來(lái)幫助同學(xué)們對(duì)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(diǎn)與難點(diǎn)，主要講授熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)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(kāi)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(gè)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(guò)程的特例，故重點(diǎn)講述閉口系及開(kāi)口系熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。在該部分從以下四個(gè)方面進(jìn)行介紹：對(duì)于狀態(tài)參數(shù)熵的辨析：辨析熵是狀態(tài)參數(shù)與過(guò)程無(wú)關(guān)，強(qiáng)調(diào)判斷一個(gè)熱力過(guò)程能否進(jìn)行、可逆的參量不是過(guò)程熵變而是過(guò)程熵產(chǎn)，引出后面由熵方程及孤立系統(tǒng)熵增原理計(jì)算過(guò)程熵產(chǎn)的知識(shí)點(diǎn)；重點(diǎn)講授熵方程的一般表達(dá)式，即：“進(jìn)入系統(tǒng)的熵-離開(kāi)系統(tǒng)的熵+過(guò)程熵產(chǎn)=系統(tǒng)熵變化”，通過(guò)典型例題幫助同學(xué)能夠利用熵方程列出閉口及開(kāi)口系熵方程，并求取過(guò)程熵產(chǎn)；重點(diǎn)解析孤立系統(tǒng)熵增原理的實(shí)質(zhì)及解題特點(diǎn)，并通過(guò)典型例題幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)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(jì)算公式、通過(guò)計(jì)算熱力過(guò)程熵產(chǎn)及作功能力損失，還著重結(jié)合對(duì)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(guò)程分析讓學(xué)生體會(huì)第一定律與第二定律之間的聯(lián)系及第二定律的獨(dú)有貢獻(xiàn)。
3.熱力學(xué)第二定律分析法
由于學(xué)時(shí)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(jiǎn)要介紹。本課程中，分析法是授課重點(diǎn)，從以下四個(gè)方面進(jìn)行講授：第一，概念及計(jì)算公式，包括機(jī)械、熱量（冷量）、內(nèi)能、焓和化學(xué)。第二，重點(diǎn)講授方程的一般表達(dá)式“進(jìn)入系統(tǒng)的-離開(kāi)系統(tǒng)的-過(guò)程損=系統(tǒng)變化”，通過(guò)典型例題幫助同學(xué)能夠利用方程列出閉口及開(kāi)口系方程，并求取過(guò)程損。同時(shí)，在分析典型例題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生同時(shí)用熵分析法來(lái)計(jì)算過(guò)程的作功能力損失，讓學(xué)生自覺(jué)地認(rèn)識(shí)到分析法中所得到的損失即熵分析法中計(jì)算的作功能力損失、體會(huì)兩種分析法的一致性及分析法的優(yōu)勢(shì)。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(guò)程及熱力循環(huán)中的計(jì)算。第四，針對(duì)本學(xué)科領(lǐng)域典型的火力發(fā)電裝置、燃?xì)廨啓C(jī)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(qiáng)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(rèn)識(shí)到分析法在進(jìn)行系統(tǒng)能量分析時(shí)的重要性及提高利用該方法解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。
4.新發(fā)展起來(lái)的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法
介紹能級(jí)分析法、經(jīng)濟(jì)學(xué)、夾點(diǎn)技術(shù)、全生命周期分析法、能值理論等新發(fā)展起來(lái)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(lì)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲取更多知識(shí)。這部分內(nèi)容與留給學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告緊密相關(guān)，將在下文介紹。目前還沒(méi)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主編《工程熱力學(xué)》、朱明善等編著《工程熱力學(xué)》、傅秦生編著《能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法》和馮霄編著《化工節(jié)能原理與技術(shù)》、何雅玲主編《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(tuán)隊(duì)多年來(lái)收集整理的工程案例編寫(xiě)成講義供教師及學(xué)生使用。
二、教學(xué)方式改革
教學(xué)中的主體是學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)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(duì)于國(guó)際上最新的、與未來(lái)工作緊密相關(guān)及實(shí)用性強(qiáng)的知識(shí)以及確實(shí)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(shū)有機(jī)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(dòng)形象的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)板書(shū)講解復(fù)雜推導(dǎo)更容易被學(xué)生掌握的優(yōu)點(diǎn)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(shí)又能使學(xué)生通過(guò)與老師一起板書(shū)推導(dǎo)對(duì)所學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)有更為深刻的認(rèn)知。
2.提高課堂教學(xué)吸引力
通過(guò)針對(duì)每一個(gè)重要概念及知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)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(lái)。而且教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)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(guò)案例的討論和分析，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，提升課堂教學(xué)的互動(dòng)效果，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
3.布置作業(yè)形式靈活多樣
對(duì)于重要的基本概念，以讀書(shū)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(lái)、發(fā)展歷程，可使學(xué)生在搜集資料的過(guò)程中對(duì)這些概念有一個(gè)直接的感性認(rèn)知，同時(shí)也有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)到這些知識(shí)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(duì)每次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)的多為填空、選擇和問(wèn)答形式的練習(xí)題，課前打印好分發(fā)給每個(gè)學(xué)習(xí)小組。在講課過(guò)程中，留出適合時(shí)間讓學(xué)生及時(shí)完成。教學(xué)實(shí)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(diǎn)知識(shí)，且能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，達(dá)到良好的教學(xué)效果。
三、課程考核方式的教學(xué)改革
第5篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
關(guān)鍵詞：素質(zhì)教育；課堂教學(xué)；思考；實(shí)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(guó)和教育為人民服務(wù)的必由之路
(1)我國(guó)要全面建設(shè)小康社會(huì)，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，為人類(lèi)和世界做出較大的貢獻(xiàn)，必須走人才強(qiáng)國(guó)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(guò)長(zhǎng)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(shí)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(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的“名牌”大學(xué)，要承擔(dān)起為國(guó)家和社會(huì)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(bào)告指出教育既要為“社會(huì)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(qiáng)調(diào)發(fā)展既要“實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的全面進(jìn)步”又要“實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展”。面對(duì)知識(shí)劇增的信息時(shí)代，面對(duì)著學(xué)生走向社會(huì)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(shí)海洋中的幾滴水。那么，我們培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生只有靠在校期間打下的良好知識(shí)基礎(chǔ)、鍛煉出來(lái)的自學(xué)能力與創(chuàng)新能力和培養(yǎng)出來(lái)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(jìng)爭(zhēng)，爭(zhēng)到最后，爭(zhēng)的不是學(xué)歷，也不完全是知識(shí)，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(shí)施素質(zhì)教育，必須依靠教師、政工人員和后勤人員三支隊(duì)伍，必須在課堂教學(xué)、課外活動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐三維空間中合力推進(jìn)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(shí)和學(xué)術(shù)成就，決定了教師對(duì)學(xué)生有一種其他人員無(wú)法比擬的信任感和影響力。教師為人師表、言傳身教、教書(shū)育人的教學(xué)活動(dòng)，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(rèn)識(shí)自身的責(zé)任、自覺(jué)地充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)和作用，素質(zhì)教育才能在課堂教學(xué)中真正落實(shí)。
3．落實(shí)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(shù)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(méi)水平的觀念；樹(shù)立教學(xué)科研相互促進(jìn)，共同進(jìn)取才是好教師的觀念；摒棄教師只管教書(shū)而育人是政工人員的事的觀念，樹(shù)立教書(shū)育人是教師天職的觀念；摒棄教書(shū)只是傳授知識(shí)的觀念，樹(shù)立以知識(shí)傳授為載體，知識(shí)、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(shù)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(ài)生、耐住寂寞、勇于探索、堅(jiān)持不懈，在素質(zhì)教育的課堂上發(fā)揮聰明才智，在教書(shū)育人的舞臺(tái)上建功立業(yè)。
(2)必須優(yōu)化課程設(shè)置。要擴(kuò)展視野，面向世界、面向未來(lái)，圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才這個(gè)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(guò)時(shí)的課程，增加課程的基礎(chǔ)性、綜合性、人文性和時(shí)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(shí)的同時(shí)緊緊跟上科技發(fā)展的步伐，增加新知識(shí)。把反映科技進(jìn)步的新成果、新理論、新方法及時(shí)引入到教學(xué)中來(lái)，讓學(xué)生學(xué)到鮮活實(shí)用的新知識(shí)，掌握新本領(lǐng)，適應(yīng)新需要。
(4)必須大力推進(jìn)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(dú)角戲”的現(xiàn)象。大力提倡“啟發(fā)式”、“探究式”、“師生互動(dòng)式”等教學(xué)方法。教師要改變只重現(xiàn)知識(shí)本身的講授，忽視知識(shí)產(chǎn)生過(guò)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(lè)學(xué)愛(ài)學(xué)，刻苦自學(xué)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，著力培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、批判性思維和良好品德。
(5)必須科學(xué)地運(yùn)用先進(jìn)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(shì)，提高課堂教學(xué)的生動(dòng)性、趣味性、現(xiàn)場(chǎng)感和效率。需要強(qiáng)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(duì)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(shí)施素質(zhì)教育的實(shí)踐
1．畫(huà)好一張藍(lán)圖――精心設(shè)計(jì)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(duì)“工程熱力學(xué)”課堂教學(xué)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，做到了課程全局在胸，每堂課具體步驟有序?qū)嵤?。這種設(shè)計(jì)包括“課堂教學(xué)設(shè)計(jì)框圖”和“工程熱力學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)教案”兩部分。前者是課堂教學(xué)的總體思路和程序設(shè)計(jì)，后者是每一次課的具體實(shí)施方案?！罢n堂教學(xué)設(shè)計(jì)框圖”包括：前次課內(nèi)容回顧與作業(yè)講評(píng)，本次課內(nèi)容提出，本次課內(nèi)容提要，核心知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)講授，知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)訓(xùn)練(例題、提問(wèn)、討論)，課堂總結(jié)，布置作業(yè)，本章知識(shí)結(jié)構(gòu)框圖，下次課內(nèi)容提示，填寫(xiě)教學(xué)評(píng)估卡以及大、小循環(huán)反饋等內(nèi)容。
課堂教學(xué)設(shè)計(jì)遵循如下三個(gè)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(gè)中心，通過(guò)教師講授與師生交流互動(dòng)，讓學(xué)生掌握本課程最基本、最重要、最有用的鮮活知識(shí)，首先給學(xué)生打下能力與素質(zhì)的知識(shí)基礎(chǔ)。課堂教學(xué)設(shè)計(jì)必須牢牢抓住知識(shí)傳授這一主線，帶動(dòng)全局，使全面提高學(xué)生的素質(zhì)的理想目標(biāo)具備堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育同樣必須重視知識(shí)傳授，“不能在倒洗澡水的時(shí)候把孩子一起倒掉”。我們反對(duì)的是知識(shí)中心主義，反對(duì)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(shí)，而是教會(huì)獲得知識(shí)的方法，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行判斷性、創(chuàng)造性的思考，促進(jìn)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(shí)價(jià)值、能力訓(xùn)練價(jià)值和素質(zhì)培養(yǎng)價(jià)值，力爭(zhēng)做到知識(shí)、能力、素質(zhì)三者并重與有機(jī)結(jié)合，相互滲透，共同施教，力爭(zhēng)使學(xué)生獲得真知、提高能力、升華人格。
(3)總體上要求整個(gè)課程達(dá)到傳授知識(shí)、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(shí)事求是，并不苛求面面俱到，知識(shí)與能力或知識(shí)與品德可能只側(cè)重在二維目標(biāo)，而不是都要達(dá)到三維目標(biāo)。
2．施力于兩個(gè)著力點(diǎn)――愛(ài)國(guó)、創(chuàng)新
一個(gè)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(gè)方面，其核心是愛(ài)國(guó)主義和創(chuàng)新精神兩個(gè)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(shí)基礎(chǔ)課，既不能講成脫離知識(shí)傳授的一般的創(chuàng)新理論課，更不能講成說(shuō)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(rùn)物無(wú)聲，重在滲透，重在熏陶，適時(shí)適度，努力做到“好雨知時(shí)節(jié)，當(dāng)春乃發(fā)生，隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。
(1)培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)國(guó)主義精神的具體做法是：
在緒論課中，通過(guò)熱能利用在整個(gè)能源利用中地位的闡述使學(xué)生認(rèn)識(shí)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(jìn)行愛(ài)課程、愛(ài)專業(yè)的教育；通過(guò)對(duì)我國(guó)能源利用現(xiàn)狀的分析增強(qiáng)學(xué)生對(duì)我國(guó)能源的憂患意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，激發(fā)學(xué)生為解決我國(guó)能源問(wèn)題而努力學(xué)習(xí)的愛(ài)國(guó)熱情。
在講授熱力循環(huán)等章節(jié)時(shí)，通過(guò)國(guó)內(nèi)外熱能動(dòng)力設(shè)備循環(huán)熱效率的對(duì)比，讓學(xué)生了解我國(guó)用能效率低下、環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)，激勵(lì)學(xué)生為改變落后現(xiàn)狀，趕超世界先進(jìn)水平，為國(guó)爭(zhēng)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(shū)的愛(ài)國(guó)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(duì)學(xué)生進(jìn)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(shí)，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(gè)面積出發(fā)向上下左右四周擴(kuò)展開(kāi)來(lái)才能達(dá)到。從基本蒸汽動(dòng)力循環(huán)――朗肯循環(huán)開(kāi)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(guò)這樣的講解，學(xué)生不僅掌握了蒸汽動(dòng)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(shí)，著重分析范德瓦爾如何從逆向思維出發(fā)，從原來(lái)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(shí)際氣體狀態(tài)方程，開(kāi)創(chuàng)了實(shí)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(jiǎng)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(jìn)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(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生們來(lái)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(duì)真理，同樣，我講授的熱力學(xué)理論知識(shí)，也只不過(guò)是真理長(zhǎng)河中的一段溪流，而不是熱力學(xué)的終極真理。這好比一個(gè)完整長(zhǎng)句子中間停頓的逗號(hào)而不是句子最后的句號(hào)。熱力學(xué)理論盡管是一門(mén)比較古老、比較完善的學(xué)科，但是它也在不斷發(fā)展進(jìn)化之中。從縱向來(lái)說(shuō)，從可逆過(guò)程熱力學(xué)到不可逆過(guò)程熱力學(xué)，從線性不可逆過(guò)程熱力學(xué)到非線性不可逆過(guò)程熱力學(xué)乃至到耗散結(jié)構(gòu)理論；從橫向來(lái)說(shuō)，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?；谶@種認(rèn)識(shí)，我講課的時(shí)候，總是實(shí)事求是地講到某種“逗號(hào)”的程度，而不總是講到“句號(hào)”完結(jié)，力爭(zhēng)講到“問(wèn)號(hào)”的程度，講出問(wèn)題來(lái)。我體會(huì)，一個(gè)會(huì)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(gè)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(wèn)題、平衡狀態(tài)的局限性問(wèn)題、普適精確狀態(tài)方程的研究問(wèn)題，熱動(dòng)裝置中能量利用率最有效提高的途徑問(wèn)題、傳統(tǒng)能量利用方式與環(huán)境相容問(wèn)題以及參數(shù)直接測(cè)量?jī)x器研制問(wèn)題，等等。我列出上述問(wèn)題的目的在于讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)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(duì)真理的神秘感，給學(xué)生留下足夠的獨(dú)立思考空間，誘導(dǎo)和觸發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造沖動(dòng)，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(gè)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(gè)具體作法：
①通過(guò)《學(xué)生情況調(diào)查表》了解每一個(gè)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(zhǎng)愛(ài)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(dòng)，真正做到因材施教，幫助每個(gè)學(xué)生更好地成長(zhǎng)成才。對(duì)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(guò)每次課后讓學(xué)生填寫(xiě)《工程熱力學(xué)課堂教學(xué)評(píng)估卡》，了解教與學(xué)的情況。為節(jié)省學(xué)生填卡時(shí)間，評(píng)估卡只調(diào)查三個(gè)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(shí)、能力、素質(zhì))?b．你心里仍舊存在的最大問(wèn)題是什么?c．我今天的講授中最模糊的是什么?通過(guò)評(píng)估卡我既可及時(shí)改進(jìn)自己的教學(xué)工作，又能及時(shí)了解學(xué)生思想動(dòng)態(tài)。三年來(lái)我收上來(lái)的教學(xué)評(píng)估卡有三千多張，對(duì)改進(jìn)我的教學(xué)幫助很大。
③與每個(gè)學(xué)生談心，努力走進(jìn)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(shū)之中，我還努力做到師愛(ài)于課堂內(nèi)外。我堅(jiān)持與每個(gè)學(xué)生促膝談心，真誠(chéng)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(shí)機(jī)地對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)和點(diǎn)撥。
第6篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
論文摘要：分析《工程熱力學(xué)》的教學(xué)實(shí)踐中采用多媒體技術(shù)的必要性，探討多媒體教學(xué)內(nèi)容的選擇、課件的制作、多媒體放映以及多謀體教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題。提出課堂教學(xué)應(yīng)在傳統(tǒng)教學(xué)方式的基礎(chǔ)上合理地應(yīng)用多媒體技術(shù)，提高教學(xué)質(zhì)量。
工程熱力學(xué)是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)和建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程、化工機(jī)械過(guò)程與裝備和石油加工等專業(yè)的選修課。它是一門(mén)從工程實(shí)際出發(fā)來(lái)論述熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換規(guī)律及其應(yīng)用的基礎(chǔ)性課程。課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、概念抽象、公式圖表繁多、熱力過(guò)程變化復(fù)雜以及熱力循環(huán)的表示和分析困難。
多媒體技術(shù)是文本、圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音等運(yùn)載信息的媒體結(jié)合體，以圖文并茂的形式為工程熱力學(xué)教學(xué)提供了多樣化、多視角、立體化的教學(xué)信息空間。在工程熱力學(xué)的課堂教學(xué)中，合理、適當(dāng)?shù)牟捎枚嗝襟w技術(shù)，不僅充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容，而且使課堂教學(xué)更加生動(dòng)形象，提高了教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)效果良好吼
一、多媒體教學(xué)的必要性
工程熱力學(xué)課程的基本理論應(yīng)用部分涉及許多圖片、圖形，內(nèi)容圍繞工作原理圖、系統(tǒng)循環(huán)圖展開(kāi)，傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)需占大量的課堂時(shí)間手工繪制，效果不太理想，如果利用計(jì)算機(jī)制作成多媒體課件，集光、形、色于一體，形象直觀、內(nèi)容生動(dòng)，可以使視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)同時(shí)發(fā)揮作用，增加課堂授課的生動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有利于學(xué)生認(rèn)知能力的開(kāi)發(fā)和對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。
〔一)及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。多媒體輔助教學(xué)，可以節(jié)約板書(shū)時(shí)間，有效地拓寬教學(xué)空間，在有限的時(shí)間內(nèi)提供更多信息量，使教師有更多的時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的講解?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，日新月異，而部分教材內(nèi)容不可能及時(shí)更新，在課件制作中可補(bǔ)充大量最新技術(shù)資料，不僅解決教材內(nèi)容相對(duì)滯后的問(wèn)題，而且可引薦專業(yè)發(fā)展的前沿信息，拓展學(xué)生的視野。
(二)完善傳統(tǒng)教學(xué)手段。多媒體將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)的內(nèi)容和難以觀察到的微觀熱現(xiàn)象通過(guò)文字、圖像、聲音和動(dòng)畫(huà)等形式生動(dòng)的表現(xiàn)出來(lái)，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)能動(dòng)性。另外多媒體可通過(guò)字體的縮放、顏色的變化或明暗交替以及動(dòng)態(tài)出現(xiàn)等方式來(lái)強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，使學(xué)生印象深刻，更容易記住這些知識(shí)點(diǎn)。
(三)增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。工程熱力學(xué)中有許多抽象的概念和過(guò)程，如孤立系統(tǒng)、平衡狀態(tài)、壓縮過(guò)程、水蒸汽定壓發(fā)生過(guò)程等。僅通過(guò)書(shū)本上的概念和簡(jiǎn)單的插圖來(lái)講述或通過(guò)學(xué)生的想象來(lái)理解、掌握這些知識(shí)點(diǎn)是非常困難的，而借助多媒體技術(shù)就能使這些問(wèn)題迎刃而解。多媒體課件支持FLASH動(dòng)畫(huà)}WMV，AVI視頻等播放插件。如在講解內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)和原理時(shí)，采用FLASH制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)來(lái)演示汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程，學(xué)生在動(dòng)畫(huà)中能非常直觀地看到內(nèi)燃機(jī)的吸氣、壓縮、燃燒和排氣，再配合P-V圖畫(huà)出熱力過(guò)程，看起來(lái)一目了然，有利于學(xué)生對(duì)過(guò)程的理解和掌握，進(jìn)而分析不同的壓縮過(guò)程所需功耗的不同。同時(shí)結(jié)合一些有趣的思考題。如:為何給球打氣時(shí)用濕布裹住氣筒外壁能節(jié)省體力?汽車(chē)油門(mén)是控制油量還是空氣量?這樣既能有效鞏固壓縮機(jī)省功原理，又與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、多媒體教學(xué)內(nèi)容的選擇
國(guó)內(nèi)各類(lèi)院校能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)基本都開(kāi)設(shè)了工程熱力學(xué)課程，但可供課程使用的優(yōu)良教材數(shù)量有限，且教材更新較慢，特別是工程背景和應(yīng)用方面的知識(shí)較為匾乏。為此，首先應(yīng)根據(jù)各高校學(xué)科專業(yè)特色，選擇合適的教材和參考書(shū)，為多媒體課件制作提供最基本的知識(shí)體系保障。其次各專業(yè)知識(shí)是相通的，但側(cè)重點(diǎn)不一樣，應(yīng)補(bǔ)充介紹同一概念在不同工程運(yùn)用背景下的區(qū)別和聯(lián)系，讓學(xué)生能更好的理解基本概念做到融會(huì)貫通。比如，熱力學(xué)能是工質(zhì)的內(nèi)部?jī)?chǔ)存能，是溫度和比容的函數(shù)。工程流體力學(xué)課程中，認(rèn)為液體流動(dòng)中溫度和比容為常數(shù)，所以熱力學(xué)能不變，研究中可以忽略。而工程熱力學(xué)研究中，熱力學(xué)能是重要的狀態(tài)參數(shù)，不能忽略其變化。最后要結(jié)合專業(yè)特色，拓展工程實(shí)踐知識(shí)，開(kāi)展相關(guān)工程應(yīng)用專題講座，避免計(jì)算時(shí)出現(xiàn)手提吹風(fēng)機(jī)功率在60KW以上，甚至達(dá)363KW，而汽輪機(jī)噴管出口速度只有十幾米每秒的低級(jí)常識(shí)性錯(cuò)誤。
三、多媒體課件制作應(yīng)注意的問(wèn)題
多媒體電子教案存在直觀、形象、生動(dòng)、圖形圖像功能強(qiáng)大、易于展示最新科研成果、教學(xué)信息量大、學(xué)生易于復(fù)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在單幅信息量少、幅間信息不連貫、前后呼應(yīng)不夠、學(xué)生思維不易跟上等問(wèn)題。在制作時(shí)應(yīng)該揚(yáng)長(zhǎng)避短處理好以下幾點(diǎn)問(wèn)題。
(一)多媒體模板的制作。多媒體課件需合理照顧章節(jié)間的關(guān)系，但每張幻燈片的空間有限，難以有效發(fā)揮“標(biāo)題”和“正文”的相互呼應(yīng)。合理制作多媒體模板，是增加課件內(nèi)容邏輯性和關(guān)聯(lián)性的重要保證。為此，應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容制作本章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的主題目錄，教學(xué)時(shí)采用超鏈接的方式打開(kāi)。其次建議每張幻燈片分成三個(gè)區(qū)域:標(biāo)題區(qū)、正文區(qū)和腳注區(qū)，并用橫線嚴(yán)格區(qū)分，做成統(tǒng)一的模板。在標(biāo)題區(qū)右上角，角注本章標(biāo)題，而在標(biāo)題區(qū)中央插人本節(jié)標(biāo)題。正文第一行插入本節(jié)幻燈片主要內(nèi)容標(biāo)題，與正文呼應(yīng)，使信息盡量連貫。腳注區(qū)可插人授課日期，頁(yè)碼等輔助信息，保證每頁(yè)幻燈片的完整性。最后，應(yīng)制作復(fù)習(xí)提綱，與首頁(yè)主題目錄提綱和正文重點(diǎn)內(nèi)容呼應(yīng)。
(二)文字內(nèi)容的確定。工程熱力學(xué)作為一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課程，基本概念、基本原理、基本方法是要求學(xué)生掌握的重點(diǎn)，需要通過(guò)大量的文字來(lái)進(jìn)行表述，因而課件上的文字內(nèi)容不可避免要占有較大篇幅。需要特別注意的是切忌將大量教材內(nèi)容原文照搬到課件上，授課時(shí)照本宣科。文字內(nèi)容的確定必須經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲、歸納和總結(jié)，將核心內(nèi)容提煉出來(lái)，完整的表述則通過(guò)授課或與同學(xué)之間的討論來(lái)完善。古人云:文章千古事，得失寸心知?；脽羝谱饕彩且粯?，一定要精益求精。建議每張幻燈片不超過(guò)四段文字，每段文字不超過(guò)兩行。在需要特別強(qiáng)調(diào)的地方如前提條件和重要結(jié)論要點(diǎn)，用特殊強(qiáng)化處理標(biāo)注，如PPT自帶的紅色五角星符號(hào)。當(dāng)然對(duì)于課程中一些經(jīng)典的概念和原理如孤立系統(tǒng)嫡增原理等建議給出原文，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解提煉或用自己的言語(yǔ)表述，以加強(qiáng)對(duì)概念或原理的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
(三)圖像的選擇與處理。多媒體課件的優(yōu)勢(shì)就是圖片功能強(qiáng)大，需要充分發(fā)揮。應(yīng)選擇既反映工程實(shí)際又具有較高清晰度和對(duì)比度的優(yōu)良圖片，這樣才不會(huì)出現(xiàn)投影放大后的圖像失真的問(wèn)題，這一點(diǎn)需嚴(yán)格遵循寧缺勿濫的原則。對(duì)于原理性圖，如果直接采用軟件從書(shū)本上復(fù)制粘貼由于涉及圖像格式轉(zhuǎn)化會(huì)導(dǎo)致圖像像素丟失，圖像失真，建議利用PPT自帶的畫(huà)圖工具繪制，這樣既可以對(duì)圖像中各類(lèi)曲線實(shí)現(xiàn)不同顏色、線條標(biāo)記，又可以在播放時(shí)實(shí)現(xiàn)分層逐級(jí)播放。另外結(jié)合PPT動(dòng)畫(huà)播放功能里的“擦除”效果，可實(shí)現(xiàn)曲線的動(dòng)態(tài)繪制過(guò)程，利于學(xué)生理解和掌握熱力過(guò)程曲線。比如，理想氣體幾種基本熱力過(guò)程在P-V圖上同時(shí)出現(xiàn)時(shí)曲線煩亂，各區(qū)間物理意義復(fù)雜易混淆。采用上述方法可以得到很好的解決。
(四)多媒體課件的放映。在課件放映時(shí)，文字的出現(xiàn)應(yīng)設(shè)為逐行或逐字播放，讓學(xué)生有時(shí)間記筆記和思考，不宜像放電影一樣整屏播出，此時(shí)內(nèi)容繁多，眉毛連著胡子，學(xué)生分不清主次，很容易走神，更談不上理解和掌握。
作者的體會(huì)是應(yīng)根據(jù)講解的思路和過(guò)程，逐級(jí)播放。特別是涉及公式推導(dǎo)時(shí)，應(yīng)模擬黑板推導(dǎo)的過(guò)程，逐步或分塊出現(xiàn)。當(dāng)然，這也會(huì)造成教師頻繁使用電腦，影響教師講解和學(xué)生思考的連貫性。建議使用多功能激光筆，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制幻燈片播放。這樣教師一方面不用局限于講臺(tái)上，活動(dòng)空間得到大大解放，另一方面也可以到講臺(tái)下加強(qiáng)與學(xué)生的近距離互動(dòng)討論，有效維護(hù)課堂記錄。
四、多媒體教學(xué)中需注意的問(wèn)題
效果優(yōu)良的多媒體教學(xué)也存在學(xué)生視覺(jué)疲勞問(wèn)題，這與黑板教學(xué)相比是一個(gè)固有缺陷。據(jù)贛南醫(yī)學(xué)院的一份調(diào)查數(shù)據(jù)顯示。大學(xué)生在課堂上被多媒體教學(xué)光照時(shí)間太長(zhǎng)，學(xué)生連續(xù)2個(gè)課時(shí)接受多媒體教學(xué)，約22%產(chǎn)生輕度視覺(jué)疲勞，連續(xù)4個(gè)課時(shí)，輕度視覺(jué)疲勞則高達(dá)61%。可見(jiàn)，培養(yǎng)一支高素質(zhì)多媒體教學(xué)課件制作隊(duì)伍，是消除學(xué)生視覺(jué)疲勞和提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。積極參加多媒體教學(xué)課件制作學(xué)習(xí)班，學(xué)習(xí)適用于大學(xué)生最佳課件制作視覺(jué)效果的理論與方法，制定多媒體教學(xué)課件制作視覺(jué)審美的基本要素、基本規(guī)范和基本參數(shù)。
同時(shí)多媒體授課時(shí)光線較暗，如果課堂授課時(shí)教師只是點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)，學(xué)生瞪大雙眼看，相互之間缺乏交流，學(xué)生容易昏昏欲睡。因此教師不能只站在講臺(tái)前一字不差地朗讀講課，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)觀察學(xué)生聽(tīng)課的精神狀態(tài)，適當(dāng)?shù)刈叩狡聊磺爸更c(diǎn)內(nèi)容，或者豐富教師自身的面部表情和肢體語(yǔ)言，利用提問(wèn)、現(xiàn)場(chǎng)討論等互動(dòng)交流以活躍課堂氣氛與調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
此外，使用多媒體教學(xué)的同時(shí)要合理的利用板書(shū)。聲像俱佳的課件相比于傳統(tǒng)的板書(shū)，雖然能夠給學(xué)生更直觀的感受，但稍縱即逝的課件來(lái)得快，去得也快，很難給學(xué)生留下深刻印象。對(duì)于一些重要的公式和圖表，要結(jié)合板書(shū)推導(dǎo)和繪制。板書(shū)是課堂教學(xué)的重要輔助手段。
第7篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
關(guān)鍵詞：實(shí)物模型；科學(xué)史；綜合能力
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）06-0223-02
作為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用及相關(guān)專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，《工程熱力學(xué)》的任務(wù)是使學(xué)生了解熱能與機(jī)械能在相互轉(zhuǎn)換過(guò)程中的特點(diǎn)和規(guī)律，掌握不同工質(zhì)和不同過(guò)程的分析方法，為后續(xù)的《暖通空調(diào)》、《制冷技術(shù)》和《建筑環(huán)境》等專業(yè)課程在基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能方面打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！豆こ虩崃W(xué)》這門(mén)課程的重要性是不言而喻的，但是鑒于傳統(tǒng)教學(xué)方法的一些弊端，比如以板書(shū)或多媒體授課為主，將課程內(nèi)容以定論的形式展現(xiàn)給學(xué)生，使得學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高；課后作業(yè)和期末考試以理論考察為主，注重理論分析和解題技巧，卻忽視了動(dòng)手能力和綜合能力的培養(yǎng)，最終未能達(dá)到良好的教學(xué)效果。每個(gè)學(xué)期都有不少同學(xué)未能通過(guò)考試，即便是那些通過(guò)考試的部分同學(xué)，在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中也發(fā)覺(jué)自己并未達(dá)到應(yīng)有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能的要求。為了克服上述問(wèn)題，進(jìn)一步提高《工程熱力學(xué)》的教學(xué)效果，本文提出如下三點(diǎn)教改舉措。
一、課堂教學(xué)“動(dòng)起來(lái)”，實(shí)物模型進(jìn)課堂
目前數(shù)字投影儀應(yīng)用很普及，課堂播放多媒體課件（PPT）已成為一些課程的主要教學(xué)手段。雖然在PPT上可以播放一些非常形象的圖片和頻，但由于它們終究不是實(shí)物，總有一層隔膜存在于學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程中。再加上現(xiàn)在智能手機(jī)的普及，網(wǎng)絡(luò)視頻的泛濫，學(xué)生已經(jīng)對(duì)二維的電子視覺(jué)信息產(chǎn)生了審美疲勞，使得PPT上面的內(nèi)容已經(jīng)無(wú)法給學(xué)生帶來(lái)新鮮感，進(jìn)而激不起學(xué)習(xí)興趣。甚至有些學(xué)生對(duì)于教師一味地在課堂上播放PPT產(chǎn)生了反感，他們覺(jué)得既然是這樣，那么課堂學(xué)習(xí)和自己看網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)又有什么差別呢？始終找不到那種工程科學(xué)的“硬感覺(jué)”。
這個(gè)時(shí)候，如果能把一些精巧的實(shí)物模型帶到課堂來(lái)，反倒會(huì)給學(xué)生耳目一新的感覺(jué)。在講解熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的時(shí)候，筆者就把一個(gè)小巧的斯特林熱機(jī)模型帶到課堂來(lái)。先往燃料瓶里倒上酒精，然后點(diǎn)燃，將斯特林的熱缸加熱。剛開(kāi)始的時(shí)候，熱機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)飛輪，熱機(jī)轉(zhuǎn)了幾下，又停了。但僅過(guò)了片刻，再次撥動(dòng)飛輪，熱機(jī)就持續(xù)地動(dòng)了起來(lái)，直到燃料燃盡，熱機(jī)才停了下來(lái)。這一演示過(guò)程，讓學(xué)生驚訝極了，也極大地激起了他們的好奇心和求知欲。對(duì)于他們中的大多數(shù)來(lái)說(shuō)，這樣的熱機(jī)模型都是第一次見(jiàn)到。有了這一實(shí)物模型作為學(xué)生的認(rèn)知輔助工具，他們瞬間就建立了熱能（酒精燃燒）和機(jī)械能（飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)）的直觀概念。這種效果遠(yuǎn)比在課本上或PPT上觀看傳統(tǒng)熱機(jī)圖片要好的多。
當(dāng)然，在展示實(shí)物模型時(shí)，也要給予學(xué)生必要的啟發(fā)與輔導(dǎo)，不是簡(jiǎn)單地讓學(xué)生“看熱鬧”，而是要帶著問(wèn)題去看，除了要了解模型的結(jié)構(gòu)和功能，更要對(duì)模型背后的機(jī)理進(jìn)行思考。比如演示斯特林熱機(jī)的時(shí)候，就可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)如下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行思考：（1）可否不要熱源做功？（2）為何需要兩個(gè)熱源，能否不要低溫?zé)嵩?？?）酒精釋放的熱能能否全部轉(zhuǎn)換成飛輪的機(jī)械能？（4）如果不能的話？都消耗在哪里？哪些可以消除？哪些無(wú)法消除？（5）可以通過(guò)什么途徑提高效率？（6）熱機(jī)效率有沒(méi)有極限。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行討論，可以得出一系列答案，也許這些答案不盡相同，也沒(méi)有課本上的結(jié)論那么嚴(yán)密，但它們是學(xué)生自己通過(guò)觀察和思考得到的結(jié)論，這樣的教學(xué)效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于被動(dòng)地接受和記憶。
二、教學(xué)科研“串起來(lái)”，本科生也可以做科研
與小學(xué)和中學(xué)不同，大學(xué)有著傳授和開(kāi)拓人類(lèi)知識(shí)新領(lǐng)域的雙重義務(wù)，培養(yǎng)人才和出研究成果是大學(xué)的雙重職能。教學(xué)和科研的結(jié)合，也已被大多數(shù)人所理解。然而，現(xiàn)在也存在很多誤解，那就是普遍認(rèn)為對(duì)于本科教學(xué)來(lái)說(shuō)，還是以知識(shí)傳授為主，進(jìn)行科學(xué)研究那是研究生或者是大學(xué)教師的事情。本科生的專業(yè)基礎(chǔ)還未建立，怎么能夠進(jìn)行研究呢？即便是本科生可以搞一些小的發(fā)明創(chuàng)造，那也和專業(yè)基礎(chǔ)課關(guān)系不大，意義不大。
然而實(shí)踐證明，鼓勵(lì)和引導(dǎo)正在學(xué)習(xí)《工程熱力學(xué)》的大二本科生積極參與科學(xué)研究，有助于本科生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和組織能力的大大提升。而且，與其他課程不同，《工程熱力學(xué)》課程內(nèi)容本身就有著極強(qiáng)的工程應(yīng)用背景，這樣也就更方便學(xué)生依托本課程專業(yè)知識(shí)進(jìn)行選題和研究。近幾年來(lái)，筆者先后指導(dǎo)了十幾個(gè)本科生科研小組，開(kāi)展了諸如：斯特林熱機(jī)模型、半導(dǎo)體制冷小冰箱、太陽(yáng)能樹(shù)、溫濕度智能監(jiān)測(cè)與控制等方面的研究。總結(jié)來(lái)看，參與科研項(xiàng)目的本科生們?cè)诳蒲心芰μ嵘耐瑫r(shí)，對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣和渴求更加強(qiáng)烈了，因?yàn)樗麄冋媲懈惺艿搅藢I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，不再覺(jué)得課本知識(shí)是無(wú)用的一堆公式和符號(hào)了，這樣一來(lái)，他們比那些未參加科研項(xiàng)目的同學(xué)的課程成績(jī)普遍要高一些。
此外，大學(xué)生參加科研項(xiàng)目，也有利于培養(yǎng)堅(jiān)強(qiáng)的意志和遇事想辦法的良好態(tài)度，這一點(diǎn)對(duì)于當(dāng)代的大學(xué)生來(lái)說(shuō)尤為重要。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這一代大學(xué)生的生活條件和學(xué)習(xí)條件一直都是處于很優(yōu)越的狀態(tài)，或者說(shuō)他們?cè)谖镔|(zhì)上早已不再匱乏，欠缺的倒是吃苦精神和應(yīng)對(duì)挫折的能力。本科生參加科研活動(dòng)，能夠體驗(yàn)到科研成果來(lái)之不易，從中磨煉了意志，學(xué)會(huì)了如何應(yīng)對(duì)挫折。這些都將是學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和工作中，乃至人生發(fā)展過(guò)程中所需要具備的品質(zhì)，也是單純的課堂教學(xué)無(wú)法給予的。
三、教材與科普書(shū)籍“銜起來(lái)”，科學(xué)史促進(jìn)課堂教學(xué)
智能手機(jī)的普及，網(wǎng)絡(luò)游戲的風(fēng)靡，使得大部分學(xué)生在網(wǎng)上花費(fèi)的時(shí)間越來(lái)越多，僅剩的一點(diǎn)時(shí)間，又要做作業(yè)，又要參加社團(tuán)活動(dòng)，最后導(dǎo)致的結(jié)果就是無(wú)暇讀書(shū)，也不愛(ài)讀書(shū)。書(shū)讀得少，對(duì)專業(yè)課程的直接影響就是，要么學(xué)習(xí)興趣不大，只要能夠及格通過(guò)就萬(wàn)事大吉；要么只為了追求高分?jǐn)?shù)以方便出國(guó)和考研，終究不會(huì)對(duì)知識(shí)本身產(chǎn)生一種敬畏和熱愛(ài)。
那么如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行閱讀，同時(shí)又促進(jìn)課堂教學(xué)呢？一個(gè)比較切實(shí)可行的方法就是引導(dǎo)他們?nèi)プx一些科普的書(shū)籍，比如熱力學(xué)史，熱力學(xué)科學(xué)家和發(fā)明家的傳記，等等。于祿等所著的《邊緣奇跡：相變和臨界現(xiàn)象》、馮端等所著的《溯源探幽：熵的世界》、武際可所著《力學(xué)史》、閻康年所著《熱力學(xué)史》，以及卡羅?切爾齊納尼所著的《玻爾茲曼：篤信原子的人》，都是集知識(shí)與歷史于一體，藝術(shù)性、思想性及科學(xué)精神并重的優(yōu)秀科普著作，也是筆者要求學(xué)生進(jìn)行課外閱讀并遞交讀書(shū)報(bào)告的作品。通過(guò)溫習(xí)科學(xué)史的方法來(lái)學(xué)習(xí)熱力學(xué)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程不再枯燥無(wú)味，而是變得有趣極了。學(xué)習(xí)興趣提高了，教學(xué)效果自然上來(lái)了。
此外，但凡學(xué)習(xí)過(guò)或了解熱力學(xué)的人，無(wú)不為其中的一些基本概念所困擾。其中“熵”就是一個(gè)極其重要的物理量，但又以其難懂而聞名于世。如果學(xué)生能夠了解“熵”這一概念的產(chǎn)生歷史，就不會(huì)對(duì)其輕易放棄了?？藙谛匏褂?865年首先引入了“熵”這一概念，用來(lái)定量地闡明熱力學(xué)第二定律。他從明確地表述第二定律到正式引入“熵”的概念，足足經(jīng)歷了15個(gè)春秋?？藙谛匏贡救艘舱f(shuō)過(guò)：“在頭腦中掌握第二定律要比第一定律困難得多?！币粋€(gè)基本概念，需要花費(fèi)一個(gè)科學(xué)家15年的時(shí)光才得以完整建立，從這個(gè)角度來(lái)講，如果學(xué)生能有前輩科學(xué)家努力程度的百分之一，那么學(xué)習(xí)和理解基本概念肯定是不存在什么困難的，這也是提倡閱讀科學(xué)史的意義所在。
總而言之，“教學(xué)有法”，但“法無(wú)定法”。也許最好的方法就是那些最能契合課程特點(diǎn)，最能激起學(xué)習(xí)興趣，最能觸動(dòng)學(xué)生心坎，最能兼顧到學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的方法。找到這樣的方法，需要探索，需要反思，更需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷改善和提高，是我們教師和學(xué)生共同努力的方向。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫紹蓉.高等教育方法概論[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2002.
第8篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
【關(guān)鍵詞】 工程管理 耗散結(jié)構(gòu) 熵增加 隨機(jī)漲落 動(dòng)力學(xué)過(guò)程
現(xiàn)代生物、物理學(xué)家認(rèn)為，生命體所特有的新陳代謝功能，決定了它是一種“耗散結(jié)構(gòu)”。生命體的這一獨(dú)特的開(kāi)放性設(shè)計(jì)，使得這種開(kāi)放系統(tǒng)能夠不斷地時(shí)刻從環(huán)境中吸取著“低熵”或“負(fù)熵”物質(zhì)和能量，用以平衡生命系統(tǒng)自身內(nèi)部生命物質(zhì)有序化演化過(guò)程所不可逆轉(zhuǎn)的“熵產(chǎn)生”。通過(guò)生命體自身內(nèi)部所具有的“非線性的動(dòng)力學(xué)過(guò)程”，將這些“低熵”或“負(fù)熵”物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化為“高熵”狀態(tài)的物質(zhì)和能量后排出體外，從而在宏觀上維持了生命體自身生存和發(fā)展的有序結(jié)構(gòu)。生命體宏觀所具有的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定于組成它的大量的生命微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?？陀^物質(zhì)世界中“生”的存在不再以任何形式的僥幸為基礎(chǔ)，而是以具有生命現(xiàn)象的客觀事物不斷適應(yīng)其外界周?chē)h(huán)境以及與外界周?chē)h(huán)境相適應(yīng)的該客觀事物自身內(nèi)部的“動(dòng)力學(xué)過(guò)程”為前提。
二十世紀(jì)四十年代，比利時(shí)物理學(xué)家普里高津（Ilya·Prigogine 1917—2002）通過(guò)對(duì)熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)“熵”的進(jìn)一步研究，在建立了“熵”與熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)在的不可逆性的關(guān)系后，通過(guò)對(duì)開(kāi)放性的“熱力學(xué)系統(tǒng)”與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的運(yùn)作機(jī)理的實(shí)驗(yàn)考察和理論研究，初步建立起了關(guān)于“熵流”、“熵增加”的概念。在普里高津看來(lái)，對(duì)于一個(gè)開(kāi)放性的“熱力學(xué)系統(tǒng)”，它的“熵”的變化是由兩部分組成的，一部分是由系統(tǒng)同該系統(tǒng)外界環(huán)境所進(jìn)行的物質(zhì)和能量的交換而帶來(lái)的“熵”的變化，稱為“熵流”；另一部分則是由于系統(tǒng)內(nèi)部不可逆過(guò)程的存在所產(chǎn)生的“熵”，稱為“熵產(chǎn)生”。由此看來(lái)，對(duì)于一個(gè)開(kāi)放性的、其內(nèi)部具有不可逆過(guò)程的“熱力學(xué)系統(tǒng)”，其系統(tǒng)自身內(nèi)部的不可逆過(guò)程的“熵”產(chǎn)生總是大于零的，這都是由于熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部大量的微觀物質(zhì)作熱運(yùn)動(dòng)不可逆過(guò)程的不斷走向無(wú)序所決定的，而對(duì)于系統(tǒng)與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換所產(chǎn)生的“熵流”卻沒(méi)有一個(gè)確定的“正”與“負(fù)”之分。因此對(duì)于一個(gè)開(kāi)放性的“熱力學(xué)系統(tǒng)”來(lái)說(shuō)，其宏觀的“熵”值取“正”還是取“負(fù)”，則要看該系統(tǒng)與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的狀況而定。在系統(tǒng)與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的過(guò)程中，從外界環(huán)境中獲取大量的“負(fù)熵”或“低熵”物質(zhì)與能量時(shí)，宏觀上則部分地與其自身內(nèi)部的“熵增加”進(jìn)行著部分有效“中和”。因而，系統(tǒng)宏觀上的“熵”值是這兩種“熵”值“中和”后的宏觀效果。當(dāng)這種宏觀效果為“負(fù)熵”或“低熵”時(shí)則該系統(tǒng)表現(xiàn)為一種較為有序的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。反之，則該系統(tǒng)在宏觀上表現(xiàn)為一種較為無(wú)序的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由此看來(lái)，一個(gè)開(kāi)放的“熱力學(xué)系統(tǒng)”是系統(tǒng)產(chǎn)生有序的基本前提。在“耗散結(jié)構(gòu)理論”看來(lái)，作為一個(gè)現(xiàn)實(shí)存在的“熱力學(xué)系統(tǒng)”必須是一個(gè)開(kāi)放性的宏觀系統(tǒng)，這是該系統(tǒng)同外界周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的重要前提，從而才能使該系統(tǒng)從外部周?chē)h(huán)境中獲取系統(tǒng)所需要的有效的“負(fù)熵”或“低熵”資源，保證該系統(tǒng)正常的運(yùn)作程序的展開(kāi)。其次，系統(tǒng)必須是一個(gè)由大量微量元素組成的非線性系統(tǒng)，并且系統(tǒng)是處在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（即非線性的非平衡系統(tǒng)）；系統(tǒng)內(nèi)部具有著不可逆的動(dòng)力學(xué)過(guò)程；第三，系統(tǒng)在非平衡定態(tài)“失穩(wěn)”后，將面臨著來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部和外界環(huán)境系統(tǒng)中的各種形式的“漲落”的影響，使得該系統(tǒng)有可能由于各種“隨機(jī)漲落”的出現(xiàn)，而相應(yīng)地產(chǎn)生出新的非平衡定態(tài)，即該系統(tǒng)這時(shí)候所處在的“第一分支點(diǎn)”上。這些非平衡定態(tài)保持著并放大了“隨機(jī)漲落”所具有的時(shí)空特性，形成了不同于原有狀態(tài)的新的時(shí)間空間結(jié)構(gòu)與新的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。對(duì)于這種不同于原狀態(tài)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程的新的時(shí)空結(jié)構(gòu)，當(dāng)外界環(huán)境控制條件變化到某一程度，它又能消除這一“隨機(jī)漲落”而形成相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。隨著外界周?chē)h(huán)境條件的進(jìn)一步變化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還會(huì)反過(guò)來(lái)影響該系統(tǒng)內(nèi)部的不可逆過(guò)程，從而又使得系統(tǒng)面臨著新的“分支點(diǎn)”的選擇……。如此循環(huán)往復(fù)，系統(tǒng)在功能、結(jié)構(gòu)、“漲落”的相互作用中，便不斷從一般“分支”發(fā)展到“二級(jí)分支”，直至更高級(jí)的“分支”狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)序到有序、從以往某種程度的有序發(fā)展到更高級(jí)的有序狀態(tài)的進(jìn)化過(guò)程。在這種進(jìn)化過(guò)程中，來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外界周?chē)h(huán)境的各種形式的“隨機(jī)漲落”、外部環(huán)境的“控制參數(shù)”以及該系統(tǒng)內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)過(guò)程（包括系統(tǒng)自身內(nèi)部存在的“自我催化”與系統(tǒng)“反饋機(jī)制”等），決定了一個(gè)處在“遠(yuǎn)離平衡態(tài)”的開(kāi)放性的非線性系統(tǒng)的最終演化方向。
工程有序化管理系統(tǒng)同樣面臨著從低級(jí)有序到更高級(jí)有序的發(fā)展過(guò)程。首先，工程有序化管理系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放性的非線性系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量由人、財(cái)、物等諸多因素構(gòu)成的微觀元素。該系統(tǒng)在與周?chē)獠凯h(huán)境不時(shí)地進(jìn)行著大量物資與能源的交換的同時(shí)，也進(jìn)行著大量信息資源等的互通，用以維持系統(tǒng)的宏觀生存。所謂信息，是指關(guān)于事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和規(guī)律的表征，是關(guān)于事物運(yùn)動(dòng)的知識(shí)。信息就是用符號(hào)、信號(hào)或消息所包含的內(nèi)容，來(lái)消除對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)的不確定性。由于信息是事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律的表征，因而信息就是“負(fù)熵”或“反熵”，是系統(tǒng)有序性和組織化程度的表征。其次，工程管理系統(tǒng)經(jīng)常受到來(lái)自系統(tǒng)自身內(nèi)部和外部各種因素的“擾動(dòng)”（干擾或突發(fā)事件的影響），即系統(tǒng)內(nèi)外時(shí)常存在著各種形式的“漲落”。在整個(gè)工程管理過(guò)程中，系統(tǒng)“負(fù)熵”資源系統(tǒng)的有效運(yùn)作、系統(tǒng)抗衡來(lái)自系統(tǒng)自身內(nèi)部散漫與各環(huán)節(jié)的“輜重”惰性，即抵抗該系統(tǒng)自身“不可逆熱力學(xué)過(guò)程”，都需要其自身完善的、積極的、競(jìng)爭(zhēng)向上的“動(dòng)力學(xué)過(guò)程（機(jī)制）”與之相作用，反映在管理系統(tǒng)中就自身運(yùn)作的自律性或規(guī)范性，從而抑制或減少上述管理系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中宏觀無(wú)序的“膨脹”狀態(tài)（即時(shí)刻存在的“熵增加”）。從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常生存。這其中體現(xiàn)諸多“負(fù)熵”資源的內(nèi)容包括了有效人力資源的動(dòng)態(tài)運(yùn)作、管理系統(tǒng)外部環(huán)境廣義范疇的信息資源流的高效流程、與該工程管理系統(tǒng)有關(guān)的各種能源與物資以及管理系統(tǒng)自身內(nèi)部有效分配和疏導(dǎo)“負(fù)熵流”的硬件系統(tǒng)（平臺(tái)）等等，這些都需要圍繞整個(gè)工程管理系統(tǒng)進(jìn)行量身設(shè)計(jì)，并在自身發(fā)展的演化過(guò)程中不斷修正與完善這一科學(xué)設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)其中各諸多子系統(tǒng)的彼此相互依存的前提。達(dá)到宏觀上有效抑制整個(gè)系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的“不可逆過(guò)程”，即“熵增加”的日漸無(wú)序的狀態(tài)。第三，來(lái)自管理系統(tǒng)內(nèi)部及其周邊環(huán)境中各種形式的自我激勵(lì)機(jī)制、思想火花、適合本系統(tǒng)的約束規(guī)范和行為準(zhǔn)則等、互動(dòng)學(xué)習(xí)與教訓(xùn)總結(jié)以及實(shí)際運(yùn)作中的特殊案例與對(duì)突發(fā)問(wèn)題的處理等等，就構(gòu)成了該宏觀管理系統(tǒng)的“漲落”機(jī)制。系統(tǒng)內(nèi)外出現(xiàn)的這樣或那樣的“隨機(jī)漲落”非但需要引起重視，而且更加需要由完備的機(jī)制或制度進(jìn)行切實(shí)的保護(hù)和梳理，系統(tǒng)進(jìn)一步的自我提升也就有了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。另外，新的更為科學(xué)的設(shè)想與陳規(guī)的慣性理念的并存與競(jìng)爭(zhēng)，則構(gòu)成了系統(tǒng)“不穩(wěn)定?！迸c“穩(wěn)定?！毕嗷ジ?jìng)爭(zhēng)的局面。整個(gè)系統(tǒng)的宏觀運(yùn)作走向決定于其中占主導(dǎo)因素的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果與發(fā)展方向。系統(tǒng)在有效“隨機(jī)漲落”的作用下，一旦競(jìng)爭(zhēng)出超出該行業(yè)以往較低效的運(yùn)作模式而發(fā)展成代表行業(yè)更新高效的程式或標(biāo)準(zhǔn)，該管理系統(tǒng)就開(kāi)始步入較高級(jí)別的“分支”階段，也即相應(yīng)呈現(xiàn)出高于前一階段或同行某一時(shí)期的、適合本管理系統(tǒng)的較高效的運(yùn)作機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，該工程管理系統(tǒng)的運(yùn)作狀態(tài)將逐漸沿著這條演化路線逐漸地發(fā)展下去，就有可能在不遠(yuǎn)的將來(lái)進(jìn)入“二級(jí)分支”直至更高級(jí)別的演化狀態(tài)，到那時(shí)，整個(gè)工程管理系統(tǒng)也就進(jìn)入了較強(qiáng)實(shí)力的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在較高運(yùn)作層級(jí)的基礎(chǔ)上，有可能產(chǎn)生出適合本系統(tǒng)的更高效率的機(jī)制、規(guī)范甚至標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，整個(gè)宏觀管管理系統(tǒng)的所有內(nèi)部各子系統(tǒng)的配置狀態(tài)也達(dá)到了較為科學(xué)合理的最佳配置，其中各諸多子系統(tǒng)的運(yùn)作狀態(tài)都將圍繞使整個(gè)宏觀系統(tǒng)“熵增加”逐漸減少這個(gè)目標(biāo)展開(kāi)，系統(tǒng)效率的最大化也就體現(xiàn)出來(lái)。
因此，就整個(gè)工程管理系統(tǒng)而言，系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)的科學(xué)確立和運(yùn)作狀態(tài)，無(wú)疑都要以相對(duì)應(yīng)的其外部各子系統(tǒng)環(huán)境資源的有效性為前提，這些環(huán)境資源須含有某一子系統(tǒng)賴以為生存的“負(fù)熵流”，否則非但這一“環(huán)境資源”（某一子系統(tǒng)）就需要進(jìn)行科學(xué)完善或沒(méi)有存在的必要，而且相對(duì)于該“環(huán)境資源”的子系統(tǒng)的存在的科學(xué)性就值得質(zhì)疑。如若不是這樣去設(shè)計(jì)宏觀管理系統(tǒng)的每一個(gè)子系統(tǒng)（諸多環(huán)節(jié)），非但不會(huì)給整個(gè)工程管理營(yíng)造宏觀“熵產(chǎn)生”減少的可能，還會(huì)滋生更多的“熵增加”（無(wú)序）。工程管理系統(tǒng)的宏觀可控性就要受制于系自身內(nèi)部不斷日漸放大的“熵增加”，直至整個(gè)系統(tǒng)的宏觀熵達(dá)到無(wú)窮大為止（系統(tǒng)消亡或倒閉狀態(tài)）?，F(xiàn)實(shí)社會(huì)中諸如此類(lèi)的“形同虛設(shè)”的系統(tǒng)，其最終演化的結(jié)果就是如此。從此可以看出，抑制一切形式的“熵增加”、營(yíng)造多樣化形式的“隨機(jī)漲落”產(chǎn)生的平臺(tái)（機(jī)制）、有效疏導(dǎo)“序參量”向著宏觀系統(tǒng)更高級(jí)狀態(tài)演化的時(shí)空，正確對(duì)待該系統(tǒng)自身內(nèi)部諸多子系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)與其外部各子系統(tǒng)構(gòu)成的環(huán)境體系相互協(xié)調(diào)與適應(yīng)，合理梳理“負(fù)熵流”的體量與本系統(tǒng)的相互契合性、完備各諸子系統(tǒng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案（保護(hù)積極的“不穩(wěn)定模”）、最大限度地減少“負(fù)熵流”的自我無(wú)效地消耗，是我們當(dāng)今工程管理系統(tǒng)需要亟待解決的當(dāng)務(wù)之急。
參考文獻(xiàn)：
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[2]（比利時(shí)）普里戈金著.《我的科學(xué)生活》.陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1982年版
[3]（比利時(shí)）普里戈金著.《結(jié)構(gòu)、耗散和生命》.陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1982年版
[4]（比利時(shí)）普里戈金著.《復(fù)雜性的進(jìn)化和自然界的定律》.陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1982年版.
第9篇：工程熱力學(xué)發(fā)展范文
[關(guān)鍵詞]Wiki 同儕輔助學(xué) 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)
[中圖分類(lèi)號(hào)] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）16-0137-02
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，教育信息化的浪潮席卷全球。麻省理工學(xué)院（MIT）建立了開(kāi)放課件（OCW）網(wǎng)站，耶魯公開(kāi)課、可汗學(xué)院、TED教育視頻等大量?jī)?yōu)質(zhì)教學(xué)資源不斷涌現(xiàn)。特別是2012年以來(lái)，出現(xiàn)了MOOC（慕課）大規(guī)模在線開(kāi)放課程，在全世界開(kāi)始流行，成千上萬(wàn)人一起學(xué)習(xí)同一門(mén)課程。大學(xué)雖然仍保持課堂授課的傳統(tǒng)模式，但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體教學(xué)手段的引入，教學(xué)模式和學(xué)習(xí)模式都在發(fā)生著巨大的變化。
一、概述
同儕輔助學(xué)習(xí)（Peer Learning）作為一種互助成長(zhǎng)的學(xué)習(xí)模式，最初多用于教師專業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，后來(lái)推廣到程度較佳的學(xué)生來(lái)協(xié)助需要學(xué)習(xí)支持的同學(xué)，以分擔(dān)并協(xié)助教師進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，同儕指導(dǎo)的人可以是同學(xué)，也可以是其他學(xué)生。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校成立了“學(xué)生學(xué)習(xí)中心”，選拔學(xué)業(yè)成績(jī)優(yōu)異的本科生，與學(xué)習(xí)困難學(xué)生組成6到8人的同儕社群，提供專業(yè)知識(shí)與學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。
Wiki是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放超文本系統(tǒng)，由沃德?坎寧安于1995年首先開(kāi)發(fā)。它允許多用戶添加、刪除、編輯所有的內(nèi)容，選擇適合團(tuán)隊(duì)協(xié)作的創(chuàng)作方式。著名的維基百科目前共有幾百萬(wàn)個(gè)詞條，已經(jīng)成為“人民的百科全書(shū)”。Wiki作為一種簡(jiǎn)便的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)管理系統(tǒng)，受到廣大教師的關(guān)注，并逐步應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程中。Wiki系統(tǒng)由于其簡(jiǎn)便開(kāi)放且易于管理的特點(diǎn)、多人協(xié)作的運(yùn)行模式，可以幫助師生共享某個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，更適宜用于專業(yè)課程的教學(xué)過(guò)程。
熱學(xué)是本科物理學(xué)專業(yè)必修的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要闡述熱現(xiàn)象的相關(guān)理論及應(yīng)用，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)原子物理學(xué)、熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、固體物理等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。但是長(zhǎng)期以來(lái)，其主要教學(xué)內(nèi)容來(lái)源于20世紀(jì)以前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的巨大成就，對(duì)于現(xiàn)代科技發(fā)展與交叉學(xué)科應(yīng)用很少涉及，對(duì)于熱現(xiàn)象在工程、能源等方面的介紹非常缺乏。所以，熱學(xué)課程必須開(kāi)展教學(xué)改革，在經(jīng)典精華的基礎(chǔ)上，將高科技中的新理論和新成果加入教學(xué)內(nèi)容中。
二、整合教學(xué)內(nèi)容，搭建Wiki平臺(tái)，構(gòu)建同儕學(xué)習(xí)群體
當(dāng)前高校教學(xué)改革的趨勢(shì)是增加專業(yè)課程的門(mén)數(shù)，適當(dāng)減少課程的學(xué)時(shí)，增加選修課，減少必修課。課程的學(xué)時(shí)由48學(xué)時(shí)減為32學(xué)時(shí)。在國(guó)內(nèi)經(jīng)典熱學(xué)教材的基礎(chǔ)上，借鑒了美國(guó)經(jīng)典工程熱力學(xué)教材（Fundamentals of engineering thermodynamics）的內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)定為六個(gè)模塊：緒論基礎(chǔ)概念；熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)及狀態(tài)方程；熱力學(xué)第一定律；熱力學(xué)第二定律；熵；氣體動(dòng)理論基礎(chǔ)。引入部分傳熱學(xué)、工程熱物理教材中的工程應(yīng)用案例，以及大爆炸理論、能源問(wèn)題、新材料等科技前沿進(jìn)展，能夠拓寬學(xué)生知識(shí)面，增加學(xué)習(xí)興趣。
在測(cè)試了MediaWiki、DokuWiki、HDwiki等多個(gè)常用的Wiki平臺(tái)后，選用了對(duì)中文支持良好的Hdwiki平臺(tái)。它采用PHP和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其內(nèi)置編輯器支持所見(jiàn)即所得，錄入編輯非常方便，對(duì)于視頻、圖片等多媒體素材支持良好，并且申請(qǐng)了獨(dú)立域名，將網(wǎng)站置于獨(dú)立服務(wù)供應(yīng)商提供的網(wǎng)絡(luò)空間，方便快捷且安全可靠。Wiki平臺(tái)架設(shè)完畢后，教師根據(jù)熱學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)，設(shè)立了網(wǎng)站內(nèi)容框架，共建立了6個(gè)一級(jí)目錄，30個(gè)二級(jí)目錄。
在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自愿分成每組6-8人的同儕學(xué)習(xí)小組，每組推選一個(gè)同儕課輔助理（Peer Tutoring）。組內(nèi)成員共同學(xué)習(xí)、討論，解決課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題，并將本組的學(xué)習(xí)成果以詞條的形成于Wiki平臺(tái)。此外，選聘兩名應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的高年級(jí)學(xué)生，承擔(dān)Wiki平臺(tái)詞條內(nèi)容的審核和修訂工作。此外，學(xué)習(xí)小組也可以邀請(qǐng)高年級(jí)助理同學(xué)參與學(xué)習(xí)小組的學(xué)習(xí)過(guò)程。
三、基于Wiki的同儕輔助學(xué)習(xí)模式的實(shí)踐：以“熱力學(xué)第一定律”為例
筆者在2012級(jí)、2013級(jí)應(yīng)用物理學(xué)本科生的熱學(xué)課程中開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐，其流程可以分為三個(gè)階段。
（一）任務(wù)分配階段
在本章課程開(kāi)始之間，在Wiki平臺(tái)“熱力學(xué)第一定律”目錄下，建立了5個(gè)二級(jí)目錄：1.熱力學(xué)過(guò)程和準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；）2.熱力學(xué)第一定律；3.熱力學(xué)第一定律在物體性質(zhì)討論中的應(yīng)用；4.熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體的應(yīng)用；5.循環(huán)過(guò)程和卡諾循環(huán)。隨后教師又創(chuàng)建了“第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)”、“準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程”、“等體過(guò)程”、“等壓過(guò)程”、“熱機(jī)效率”、“制冷系數(shù)”等多個(gè)詞條，并且設(shè)置為“待完善詞條”，于Wiki網(wǎng)站的首頁(yè)，并以學(xué)習(xí)任務(wù)的形式分發(fā)給各學(xué)習(xí)小組。
（二）學(xué)習(xí)進(jìn)行階段
學(xué)生通過(guò)在課堂上聆聽(tīng)教師的講座，小組討論，課后查閱資料等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。小組同學(xué)通過(guò)交流共享資料，討論分析后得出結(jié)論，完成本組的學(xué)習(xí)任務(wù)。最后將本組的學(xué)習(xí)成果以詞條的形式在Wiki平臺(tái)上。
（三）學(xué)習(xí)反饋評(píng)價(jià)階段
學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，可以隨時(shí)訪問(wèn)Wiki網(wǎng)站，瀏覽其他同學(xué)的詞條內(nèi)容，與自己所掌握的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)詞條內(nèi)容中的錯(cuò)誤時(shí)，可以進(jìn)行修改，或者添加相應(yīng)的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行完善。Wiki平臺(tái)會(huì)保存該詞條被修改過(guò)程中的每一個(gè)版本，可以隨時(shí)恢復(fù)。這個(gè)過(guò)程中，高年級(jí)學(xué)習(xí)助理和教師都可以參與詞條的修改和完善過(guò)程中。當(dāng)本章節(jié)內(nèi)容結(jié)束后，確定比較完善的詞條版本作為最終版本，并將詞條鎖定。
四、實(shí)施過(guò)程中需要注意的問(wèn)題
基于Wiki的同儕輔助學(xué)習(xí)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，在實(shí)施的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題值得關(guān)注。
（一）教師教學(xué)能力的提高和角色的轉(zhuǎn)換
基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)，要求教師不僅要具備關(guān)于本課程的相關(guān)專業(yè)知識(shí)、熟練的課堂教學(xué)技巧外，還要掌握先進(jìn)的現(xiàn)代化教育技術(shù)和一定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。例如，能夠熟練使用Wiki等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，包括平臺(tái)的設(shè)置、內(nèi)容的調(diào)整等。這就要求高校教師不僅要在科研與專業(yè)知識(shí)方面不斷提升，還要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技能。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)中，教師不再僅僅是知識(shí)的傳授者，應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)的伙伴，引導(dǎo)他們開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，幫助他們解決問(wèn)題。同時(shí)，教學(xué)也突破了課堂時(shí)空的限制，學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)更為自由。新課堂需要教師轉(zhuǎn)換角色，付出更多的時(shí)間和精力，影響和感染學(xué)生，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)和討論的情境。
（二）學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變與自我管理
學(xué)生習(xí)慣了傳統(tǒng)的被動(dòng)接受的教學(xué)方式，閱讀教材、獨(dú)立完成作業(yè)的學(xué)習(xí)方式，一旦置于小組協(xié)作的環(huán)境中，短時(shí)間內(nèi)難以適應(yīng)。教師需要不斷引導(dǎo)學(xué)生與同學(xué)分享自己掌握的知識(shí)，表達(dá)自己的觀點(diǎn)，讓學(xué)生在小組討論中，既能承擔(dān)參與者的角色，也能夠承擔(dān)組織者的角色。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和自我管理能力，尤其是在課外。松散的組織形式和輕松的氛圍，會(huì)使學(xué)習(xí)過(guò)程偏離預(yù)設(shè)的目標(biāo)，難以取得預(yù)期的效果，所以，對(duì)于學(xué)生的督促，尤其是對(duì)于擔(dān)任同儕課輔助理學(xué)生的培訓(xùn)和管理是教學(xué)過(guò)程取得成功的重要因素。
（三）教學(xué)內(nèi)容的甄選
在同儕輔助學(xué)習(xí)模式中，教師要合理選擇分配給學(xué)生的任務(wù)，要選擇難度不太大，與工程應(yīng)用聯(lián)系較多的課題。而對(duì)于熱學(xué)課程中一些需要借助數(shù)學(xué)方法，經(jīng)過(guò)縝密推導(dǎo)得出的原理和結(jié)論的學(xué)習(xí)，并不適宜直接分配給學(xué)生。
（四）評(píng)價(jià)方式的轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)方式大多依賴于課程結(jié)束時(shí)的閉卷考試，是一種“量”的終結(jié)性評(píng)價(jià)，著重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶程度。而基于網(wǎng)絡(luò)的同儕學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中知識(shí)的積累、能力的培養(yǎng)，尤其關(guān)注學(xué)生合作能力的進(jìn)步。這就需要伴隨整個(gè)學(xué)習(xí)進(jìn)程的過(guò)程性評(píng)價(jià)體系，而這種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是一種“質(zhì)”的評(píng)價(jià)。只有兩種評(píng)價(jià)方式有機(jī)融合在一起，相輔相成，才能保證教學(xué)過(guò)程的順利進(jìn)行。
五、總結(jié)與展望
伴隨著科學(xué)和技術(shù)發(fā)展和更新速度的加快，大學(xué)課程也在不斷發(fā)展變化，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于大學(xué)教育的需求。電視大學(xué)、網(wǎng)絡(luò)大學(xué)的發(fā)展，特別是最近美國(guó)興起的MOOC大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程浪潮掀起了一場(chǎng)在線教育學(xué)習(xí)革命。因此，開(kāi)展基于網(wǎng)絡(luò)的同儕學(xué)習(xí)模式的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)于高校開(kāi)展教學(xué)改革，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，具有一定的教育意義。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 劉立華，華中，張勇，董麗榮.熱學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（11）：208-209.
