热力学教学模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇热力学教学，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0179-03

一、引言

学习化工热力学课程的目的是为了解决实际问题，物性数据的计算是本课程的重要内容，因为过程工程的研究、设计、操作与优化中都离不开物性数据。从容易测量的性质推算如U、H、S等难测量的性质；从温和条件的物性数据推算航天发射、深潜高压等苛刻条件下所需的物性数据；等等。这些都有重要的理论与实际意义。

由经典热力学原理能方便地建立起不同性质之间的联系（即普遍化关系式），为实现不同性质之间的推算提供依据。但要推算出具体系统的性质数据，还必须引入反映系统特征的模型，如状态方程等。

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【中图分类号】G712

一、工程热力学的特点

工程热力学是热能与动力工程、化工机械及油气储运等许多工科专业的专业基础课，是这些专业的学生进行专业课程学习的基础，在高等院校教学工作中占有重要地位。工程热力学是热力学最早的一个分支，主要是研究热能与其它能量之间相互转换规律及其应用的一门学科。工程热力学包含的内容较多、理论性和实践性都很强、热力学理论和公式较繁杂、很多内容比较抽象，对于刚接触这门课的许多大学生来说是非常难的一门课程。虽然工程热力学和传热学同为专业基础课程，但其学习难度要远高于传热学，因为传热学的主要内容就是传导、对流和辐射等三种传热方式，而工程热力学中既包括热力学三大定律、各种工质的热物理性质，还包括郎肯循环等各种热力循环。基于工程热力学学科的上述特点，必须积极探讨工程热力学课程的有效教学方法，不断提高学生的学习效果，达到真正掌握工程热力学知识的目的。

二、工程热力学的教学方法

要做好工程热力学的教学工作，必须改进传统的课堂教学方法，通过教学法的改进来不断增强学生学习的兴趣和对知识的理解掌握程度。笔者根据自己多年的教学经验，认为在工程热力学的教学过程中可以采用以下几点策略。

1、明确工程热力学教学的目的

在教学的过程中，老师应该对工程热力学有一个明确的定位。工程热力学是一门专业基础课，因此教学的首要目的是让学生对工程热力学的知识有比较牢固的掌握。但与此同时，老师应该对教学目标有更高的要求，由于工程热力学的特点，学好这门课非常有利于培养学生的发散思维和分析问题、解决问题的能力，也就是说可以通过这门课使学生学会分析问题的方法，为他们今后的工作和科研打下良好的基础。虽然高职院校的学生底子普遍比较薄弱，但通过正确的引导也会使他们在学好课本知识的同时使自己的综合素质得到提高。如在学习熵的概念时，由于这个概念比较抽象，很多学生可能会比较困惑，这时老师应将课本内容与社会现象相结合，组织大家辩论社会的发展符不符合孤立系统熵增原理。同学们通过积极的辩论，不仅可以加深对热力学中熵的概念的理解，而且也提高了他们学习热力学的兴趣，锻炼了他们的思维能力，使教学效果得到显著提升。

2、在教学过程中运用好现代教学手段

现代技术特别是计算机和信息技术的发展使得多媒体教学的应用也越来越普遍，但与此同时也出现了许多问题需要解决，最典型的就是多媒体教学成了老师的阅读式教学和学生的浏览式教学，一堂课下来学生并没有收获多少东西。因此，在多媒体教学的过程中老师必须要认真准备自己的电子教案。在电子教案的制作过程中必须要根据工程热力学课程的特点引入大量的信息和动画，这样便于学生对所学的内容有一个直观的认识，如在学习郎肯循环时，通过向学生进行动画演示，可以使学生对该循环的流程和循环过程中所涉及到的设备有一个非常清楚的了解。另外，在制作多媒体课件的时候，老师必须要注意扬长避短，大到内容的收集与调整、小到字体的颜色与大小等问题必须要认真对待。在多媒体教学的过程中必须将老师、学生、课件及教材作为一个有机的整体来考虑，使教师成为整个教学过程的组织者、学生成为工程热力学知识的主动构建者，多媒体仅仅是教学的工具和辅助手段，并不能替代教师的作用，教学过程中仍然要以老师为主导和学生为主体。

3、积极在课堂教学中开展“研究型”学习的模式

高等职业院校培养的是实践性和应用性比较强的人才，因此在课堂教学中必须贯彻“学以致用”的教学理念。就以热力学第二定律的学习为例，虽然热力学第二定律仅仅是简单的一句话，但该定律却是用来判断热力过程能否进行的重要依据。利用该定律学生很容易对基本的物理现象进行判断，如热量不能自发地从低温物体传到高温物体等。但在热力系统比较复杂的情况下，很多学生往往不知如何下手去判断该过程能不能进行。在进行该部分内容的教学时老师应多结合具体的案例，让学生根据课本的知识去判断有些表面看起来可以实现节能的热力过程能不能实现。如可以让学生讨论汽轮机做完功的乏汽有没有利用的价值，因为这是很多没有学过工程热力学的人经常会提出的问题，要解决这个问题，就需要学生有一个宏观的思维，对郎肯循环的整个过程有深入的了解，多进行类似的“研究型”学习，可以使学生将自己的所学用到实践中去，真正达到学以致用的目的。

4、教学手段多样化，提高学生的综合学习能力

一个好的老师教给学生的是终身学习的能力，而不仅仅是给学生书本上的知识。随着科学技术的迅速发展，知识更新的速度越来越快。高职院校的学生毕业后大部分从事的都是一线的技术工作，由于技术更新换代的速度非常快，因此这就对他们的学习能力提出了更高的要求。由于工程热力学的内容十分丰富，并且只要涉及到能源的行业都能用上工程热力学的知识，这为工程热力学教学手段的多样化提供了非常便利的条件。在教学过程中除了让学生学好课本知识和进行必要的习题训练外，可以给学生布置实践性比较强的大作业，大作业的形式可以多种多样。如可以让学生就热力学中的某个热点问题进行文献调研，根据自己查找的资料写成报告；在学习完热力学中的主要热力循环过程以后可以让学生自己设计理论上可以实现节能的热工设备等；另外，还可以让学生针对某个企业的能耗特点进行分析，找出其中潜在的节能潜力并提出实现的方案等。通过以上多种多样的教学手段，不仅可以使学生对基本的理论知识有了更好的掌握，而且也真正培养了他们的综合学习能力，对他们顺利完成大学学业及今后的工作都有着巨大的帮助作用。

三、结语

结合自己多年的教学经验，从几个方面提出了做好工程热力学教学工作的措施。由于篇幅所限，仅就几个主要方面展开论述，希望能为从事工程热力学教学工作的大学老师提供一些有益的参考。

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0164-01

工程热力学是本校化工学院油气储运工程专业的一门技术基础课。其内容抽象，概念多，逻辑严密，各部分内容相互渗透交叉。该课程不仅为学生学习专业课程提供基础理论，培养学生的工程素质，而且也为今后从事与热有关的设计、管理等方面的技术工作和学习研究奠定了基础[1～2]。根据我校专业教学改革和该课程的特点，对课程教学改革的一些措施加以探讨。

1 教材选择

考虑到油气储运工程自身专业特点和本校实际情况，并通过对几届学生的教学效果的分析比较，选用了沈维道等编写的工程热力学第4版作为教材，并结合工程热力学备课组对课程整体教学思路和脉络的商讨与把握，调整并更新了一部分内容。

2 学习方法

2.1 强化理解记忆

工程热力学的一些概念，如热力循环较为抽象，难以记忆。但如果在理解了循环和状态参数的本质后，可以牢固掌握任何循环后各种状态参数都恢复到初始状态，从而有利于加深正确的记忆。对于热力学第一、第二定律而言，重点放在定律的实质及其应用，第一定律应强调定律的普适性，第二定律应强调对生产实践的指导意义。在气体和蒸汽的流动过程别应留意背压对流动的影响及流动不可逆对流动计算的影响等。

2.2 勤于思考

学习过程的每一个环节中都应主动多问“为什么”，在每一阶段可以做一些总结、归纳。这样不仅可以改善学习效果，更可以培养良好的学习习惯而受益终身。同时也要积极参与课堂讨论，勇于表达自己的观点，这也是自己努力思考并使自己思维条理化的过程。而倾听其他同学的观点也可扩大思路，使所学的知识掌握得更牢固深入，这对学好课程及能力培养都有极大的帮助。

2.3 认真完成作业

习题是学习的重要环节，独立完成作业对于加深课程内容理解非常重要。在解题过程中，要重视思路，重点培养抽象演化、解决问题的能力。除了完成指定的作业以外，还可以自己增加课后思考题和其它习题的训练。

2.4 珍惜实验环节

实验课是工程热力学教学课程中的重要环节，本校课程安排了喷管内气体流动特性、空气定压比热容的测定等四个实验。实验前务必认真阅读实验指导书，写好预习报告，实验时认真操作，作好记录，仔细观察现象。实验后认真、独立完成实验报告。

2.5 参考书及网络资源

工程热力学是技术基础课程，各种相关资源十分丰富也较容易获得。就参考书而言，学生可以结合自身的实际情况，选读一两本参考书，从而帮助从不同角度加深对课程教学内容的理解。此外，还有一些精品课程网络资源可以借鉴。

3 教学改革措施

教学质量优劣是教学改革目标是否实现的重要指标。所以采用灵活多样的教学方式，使学生更简单、快捷的掌握基本理论知识，培养学生的科学思维能力，才能提高教学质量[3]。

3.1 激发兴趣 重点突出

激发学生的学习兴趣，多联系平时生活上和生产中较为熟悉的一些实例，让学生感到能够学以致用。如讲到水蒸气的热力性质时，联系电厂中锅炉内水蒸气的定压发生过程；讲到压气机的热力过程，就可以结合路经榆林市的靖西输气管道中压气站的实例展开分析。讲到喷管，可以联系火箭发射时的尾喷管等。这样学生听着才会饶有兴趣且印象较深。

工程热力学内容多，学时有限，教学中无法将知识点完全覆盖，所以必须有所侧重，结合专业特点和培养目标对相关内容重点讲解[4]。如理论应用部分中气体和蒸汽的流动这部分内容将对油气储运工程专业在天然气及城市配气中的工艺设计、管理等方面的专业课学习有重要帮助，因而这部分内容就作为重点详讲，适当拓展与深挖。

3.2 突出主观能动性

在教学中发挥学生的主观能动性，逐步实现“要我学”到“我要学”的积极改变。教师一方面从正确的角度进行引导和教育；另一方面也需要采用互动式教学等辅助形式以形成较好的课堂气氛，使得教学过程良性循环。

3.3 用好多媒体

借助学校完善的多功能教室进行辅助教学，可以起事半功倍的效果[5]。工程热力学有许多工程实际问题，如内燃机循环、蒸汽动力循环等，可借助多媒体技术进行动态演示，更生动、直观地体现热力学的应用。

4 结论

工程热力学是一门概念多，难理解的课程。通过教学内容的改革与实践，教学内容更符合我校的实际状况。通过教学方法的改革与实践，学生的学习兴趣和理论联系实际的能力在增强的同时，教师的教学水平也得到了提高。

参考文献

[1] 谭羽飞.运用迁移规律进行《工程热力学》教学改革的实践[J].黑龙江高教研究，2002（6）.

[2] 王华.工程热力学课程教学实践与探索[J].教育与职业，2009（18）.

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中图分类号：G642.0?摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）33-0053-02

《工程热力学》、《传热学》和《流体力学》是建筑环境与设备工程专业的必修基础课，在这三门课的授课与学习中，《工程热力学》被反映既难教又难学。针对这个现象，我们进行了初步研究。

一、课程教学的现状及普遍的问题

1.学生对概念模糊，核心理论掌握的不透彻。课程的特点可用“概念抽象、公式多、内容复杂”加以概括。例如，就功的概念来讲，分为膨胀功、流动功、推动功、技术功、轴功和容积功等，每个相关概念都有计算公式，在不同的条件下又有着相互的联系，掌握起来极易混淆。同时，许多抽象概念，学生不易接受，很难深入理解。如“焓”、“熵”、“干空气”、“湿空气的含湿量”等。

2.公式繁多，不好记忆。由于与工程实际紧密结合，同时又有多种表达式，使一个公式在不同的使用工况下，就可以衍生出多个公式。仅热力学第一定律的开口系统能量方程，就分为非稳定流动的微分表达式、非稳定流动的过程表达式、稳定流动的微分表达式、稳定流动的过程的表达式、对于单位工质的稳定流动的微元表达式和对于单位工质的稳定流动的过程表达式。很难死记硬背来记住这些公式，更不能熟练的应用了。

3.内容较多，对理论知识的理解难以深入《工程热力学》主要内容大致可以分为两个方面：基本理论部分及基本理论应用部分。基本理论部分包括：工质的性质、热力学第一定律及热力学第二定律等内容。基本理论的应用部分主要是将热力学的基本理论应用于各种热力装置的工作过程并对气体和蒸汽循环、制冷循环、热泵循环、喷管及扩压管等进行热力分析及计算，探讨能量转换效果的因素以及提高转换效率的途径与方法等。

二、针对问题进行的尝试

1.合理选择教材和教材的重点，对教学内容优化。要针对学生的接受能力，及教材涉及的基本内容。选择科学性、先进性、启发性、实用性和对我国教学的适用性的教材。同时，对课堂教学内容进行整合与优化。在课堂的短时间内，主要讲授基本理论部分及基本理论应用部分中的水蒸汽、湿空气、制冷循环等内容。余下的内容选择介绍基本知识点，对于有兴趣的同学课下给予详细的点拨。

2.通过理论联系实际，使抽象的问题转化为形象的问题引起同学的兴趣。学生理解抽象思维的巨大作用，可以提起学生使用抽象思维的兴趣和习惯。抽象的思维永远是源于形象的实物的，因此介绍抽象思维时一定交代抽象的源头，进而阐明抽象的意义。比如湿空气的含湿量的概念是含有1千克干空气的湿空气中所含有的水蒸气的质量。实际1千克是一个定语，真正含有水蒸气的是干空气和水蒸气混合气体。含湿量之所以没有规定成为1千克湿空气含有的水蒸气的质量，理解清楚，便可以更好的应用在将来的湿空气的相关计算上。这正是用抽象思维来分析和解决问题的优势，进而使解决的问题简单直观。

3.合理安排和及时调整课堂进程和内容，增强课堂教学的逻辑性。首先，回顾学过的相关知识点，为本次课堂内容做铺垫。一般以提问结合总结的方式进行，时间控制在5~10分钟左右。其次，交代本次课程知识点能够解决的而以前没有解决的问题，简单介绍具有思维挑战的难点问题。这样学生会有目的的带着兴趣来参与到课堂的互动中。每节课上讲新课程的时间控制在25~30分钟，余下10分钟左右的时间让学生进行总结和问题讨论，使学生解决可以马上理解的实际问题和现象，进而使学生得到成就感。最后，抛出相关难点问题，激起学生在课下进一步学习的兴趣。

4.师生的互动，调动学生的积极性。课堂的主体是学生，中心是教师。教师可以使复杂的问题简单化；抽象的问题直观化；枯燥的问题生动化。这就需要吸引学生的注意力，吸引注意力的方法一种是教师的课堂强制力，一种是教师的授课魅力。课堂的强制力则需要进行课堂互动进行保障，紧紧抓住同学的注意力。当学生注意力被课堂内容深深吸引时，教师的课堂魅力自然就不断提升，并且良性循环。

5.有效的利用多媒体的授课手段。多媒体教学能提供丰富多彩的图文声像，可以将多种教材和参考书上的知识结合在一起，提高学生学习兴趣，集中课堂的注意力，培养学生分析解决实际工程问题的能力。例如，压气机的工作过程，做成动画进行演示，学生不但可以深刻理解压气机的工作过程由三个不同的过程组成，还可以在演示的同时看到气体状态在P-V图上的位置。演示使问题直观和简单，难点将不是难点。

6.提高学生快速掌握和运用图表解决问题的能力。图表的作用就是使复杂的问题简单化。本专业的学生参加工作后需要的一项重要技能就是应用图表。所以快速准确的认识、掌握和运用图表是本专业教师需要培养学生的一项重要技能。《工程热力学》中涉及的图有：理想气体的P-V图、T-S图；水蒸气的P-T图、P-V图、T-S图、H-S图；湿空气的H-D图；动力循环的P-V图、T-S图、H-S图；制冷循环的P-V图、T-S图、和P-V图lgP-H图等。其中图中的参数最多的可同时达到6种。这些复杂的内容靠死记硬背是不可能记住的，就更谈不上运用了。这需要同学对书里的知识点深刻理解并能联系成为有机的整体，进而理解图表的每个参数之间的关系，最终准确的应用。

7.引导学生严谨的表达。《工程热力学》课程的特点可用“概念抽象、公式多、内容复杂”加以概括。先解决基础的问题才能合理的利用到实际中去，解决基础的问题就需要要求学生科学的、详细的、清晰的书写解题的过程，使自己的思路以书面的形式严谨的表达。

对于《工程热力学》的课程，我们应该结合实际情况，适时更新和调整，使学生在课程中得到锻炼，逐渐学会抽象思维，喜爱抽象思维；学会联系地看待问题，联系地解决问题，提高理解和运用图表的能力；养成清晰的解题过程，严谨的做事习惯；最后，善于把复杂抽象的问题简单化。

参考文献：

[1]毛前军.对《工程热力学》课堂教学的几点看法[J].制冷与空调，2007，（2）：124-125.

[2]何宏舟，邹峥，丁小映.提高《工程热力学》课程教学质量的方法研究[J].中国电力教育，2002，（4）：65-69.

[3]邵丽颖，李昌平，蒋东霖.《工程热力学》教学方法初探[J].吉林省教育学院学报，2009，6（25）：151-152.

[4]廉乐明，谭羽非，吴家正，等.工程热力学[M].第五版.北京：中国建筑出版社，2007.

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中图分类号：G420 文献标识码：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

工程热力学是一门以热力学普遍原理为基础，讲述热能与其他形式能量（主要是机械能）之间的转换规律及其工程应用的基础学科，是动力、能源、机械、材料、航空航天、生物（医学）、化学以及环境工程等专业的重要技术基础课，也是培养21世纪工科学生科学素质的公共基础课。

然而长期以来，由于工程热力学的概念抽象、理论深奥，对知识的理解和掌握有一定的难度，造成教师不易教，学生也不易学。学生对很多概念似懂非懂，缺乏学习兴趣，教学效果欠佳。显然，如何教好“工程热力学”，使学生掌握热力学基本原理及其工程应用，已成为该课程教学的关键。

1 课程特点及学习中存在的问题

工程热力学是以热力学普遍原理为基础，针对具体问题采用抽象、概括、简化和理想化的方法，建立分析模型，推导出一系列有用的公式，得到若干重要结论，并用这些公式和结论指导和解决工程实际问题。其显著特点如下：

1.1 概念多且抽象难懂

工程热力学不但概念多，并且概念的物理意义在不同使用条件下又有不同的引申，学习中很容易混淆。例如，功的概念，有体积变化功、有用功、排斥大气功、推动功、流动功和技术功等等。热容的概念，既可从定义出发分为质量热容、摩尔热容、体积热容；又可按热力过程的不同分为比定压热容和比定容热容；还可以根据热量计算方法的不同分为真实比热容、平均比热容和定值比热容等。热力系统的概念、热力过程的概念和循环的概念等也是如此。

工程热力学的概念、定律和分析过程较为抽象，都不涉及物质的具体结构，初学者很难深入领会。而且工程热力学的很多概念和结论都是用数学公式来表达的，且推导过程并没有结合具体的物理过程，而仅仅是通过数学关系式间的变换得出其物理结论。例如，从熵的定义式来看，熵应该与换热量和系统温度有关，但定义式又是怎样反映热过程进行的方向、限度和条件呢？由于学生以前很少接触用数学语言描述物理概念的方法，普遍感觉热力学的概念抽象难懂。

1.2 内容相互交叉且难理解

工程热力学的研究内容也很多，主要包括热力系统、状态参数等基本概念，热力学第一、第二定律等基本定律，常用工质的性质，过程和循环的分析及计算方法，化学热力学等等。有些章节的内容还可以单独成为一门学科方向，如研究燃气动力循环的内燃机学，研究气体流动的空气动力学等。

可见，这些具体的研究内容，即与热力学的基本原理相关联，又引伸出许多复杂的公式和结论，还有自己相对独立的结构体系。在学习过程中，学生普遍感觉课程的内容繁多，应付不暇，难于理解，顾此失彼。

1.3 公式应用条件复杂且难记忆

工程热力学与工程实际问题联系密切，涉及面广，公式很多。即使同一个公式，在不同的应用条件下，也有很多不同的表达形式。例如，热力学第一定律对于闭口系和开口系有两种不同的表达式；对于可逆过程也有不同的表达形式；对于理想气体的可逆过程还有不同的表达形式。这么多不同形式的公式，许多学生很难吃透公式的物理意义和具体的应用条件，在遇到热工实际问题时，往往无法确定选用哪一个公式，灵活应用就更不用说了。

2 明确学习目的，激发学习兴趣

兴趣是学习的动力源泉之一，教学成功的关键是培养学生的学习兴趣。教师可以从多个方面激发学生学习的兴趣，但最重要的就是在第一堂课上让学生明确学习的目的。教师除了要对工程热力学的发展历史，主要研究对象、内容和方法作一个常规的介绍外，还应对课程的开设情况、课程的实用价值和重要作用进行深入细致的阐述。首先，热现象几乎是每一个工程领域中都会碰到的物理现象，能量的有效与合理的利用几乎是每一个工程师都需要解决的问题。在一些领域中，热现象的规律还是制约技术发展的瓶颈问题。所以，在境内外的高等工程教育中，传热学、热力学与流体力学课程的开设相当普遍。其次，无论从工业生产过程来看，还是从节约能源消耗来看，理工科学生都应该具备合理节能、用能的意识，并懂得其基本的应用技术。而热工类课程的内容就是合理用能及节能理论中的最基础与最核心的部分。最后，还应结合生产和生活中的实例，让学生明白学到的热力学知识可以解决和解释很多实际问题，特别要强调专业与课程的联系，和实际问题在课程中的理论基础。这样，才能使学生明确学习《工程热力学》的专业目的性，对学习该门课程充满期待。

3 教学方法的改革与实践

实践证明，提高课程教学质量的关键是改进教学方法。针对工程热力学课程的特点，经过探索发现，实行启发式教育，在课堂上加强互动，就一两个中心问题展开讨论，让学生在思考中吸收新知识。先进的教学方法既可活跃学生的学术思想，激发学生的创新精神，又可显着提高本课程的教学质量。

3.1 整合知识结构，优化课程体系

调整后的新专业所牵涉的知识结构比以前广泛的多，要求学生掌握的知识面也比以前更宽。从培养复合型人才考虑，在不增加学时数的基础上，应对课程体系进行优化和整合。

教学内容应提高起点、后移重点，简化大学物理热学中已涉及的部分内容，并略去繁琐的公式推导。强调课程体系中理论与应用的有机结合和相互渗透，注意培养学生工程应用的观念。同时，适当地介绍新型制冷循环、新型节能材料的工质热物性等，本学科的最新研究成果及其应用，以扩大学生的知识面，启发学生的创造性思维。另外，注意与其它课程之间的协调，上挂高等数学、理论和材料力学等基础课程，下挂内燃机原理、锅炉原理、供热工程、制冷工程等专业课程，保证其作为技术基础课程能为后续课程的学习、今后的工作和进一步的研究奠定扎实的理论基础。

3.2 突出重点，精讲多练

在课堂教学中，根据工程热力学的特点和教学改革的要求，应采用精讲多练的教学方法。这是因为，课程的内容多而课时少，教学中也不可能做到面面俱到，而某些原理在后续专业课程的学习中还会应用，授课时应有所侧重，实行“精讲”；课程有诸多应用条件复杂的公式，只有通过多做练习，才能深入理解公式的物理意义、变换规律及具体应用条件，做到融会贯通，灵活的应用它们来分析解决工程实际问题。

3.3 正确应用图表，化抽象为形象

图表具有直观、形象、方便的特点，在工程热力学中有其特殊的作用，应用也是经常性的。因为有些热力过程或循环十分复杂，一般的分析计算根本不可能，只能凭借各类绘制的图表进行计算；借助图表还可利用计算机进行数值计算和模拟。所以，引导学生正确使用图表是工程热力学教学中应该特别重视的。

在刚开始接触简单的P-V图、T-S图时，为了给理解水蒸气和湿空气的图表奠定基础，就应提醒学生注意图表的作用和细节，如怎样在图上区分吸热、放热，对内、对外作功；怎样在图上表示热过程的方向等等。在介绍水蒸气的h-s图和湿空气的h-d图时，应重点说明它们的构图原理，并通过各种等值线簇的绘制，讲解各参数的变化规律。另外，为了让学生掌握各种图表的使用方法，还应安排一定数量的、通过图表进行热力计算的习题。

3.4 利用计算机辅助教学，促进师生互动

工程热力学课程内容含有许多抽象的工作原理图、系统循环图。常规的板书教学浪费时间效果也不太理想。如果把这部分内容制作成集声、光、色、图、文于一体的多媒体课件，既直观形象，又新颖生动。不但可加强授课的生动性，激发学生的学习兴趣，还可加大教学信息量，增加单位时间内授课内容的深度和广度，有利于学生理解和记忆课程内容。例如，我们可以用多媒体课件演示各种热过程曲线的生成，还可以利用计算机绘制水蒸气的各种图线，免除查图、查表的麻烦。

总之，在课堂上进行形象直观的教学，充分利用计算机辅助教学，发挥多媒体的作用，可以帮助教师有效地提高教学效果和教学效率，也可以改变学生死记硬背和被动接受知识的学习方式。

3.5 加强实践教学，理论联系实际

工程热力学有较强的工程应用背景，在加强基础理论教学时，还要注意紧密联系工程实际，吸收当今热工科技的新成果，培养学生的创新能力。

实验教学具有直观性强的特点，可以很好地配合课堂教学。除了开设“空气绝热指数的测定”、“饱和蒸汽P-T曲线关系的测定”等验证性试验外，还开设了综合设计性试验，要求学生根据试验目的，自己设计试验方案，写出详细的试验，并选择试验设备和用具，经教师审查合格后，方可开始试验，最后还要进行实验误差分析。通过试验，一方面加深了学生对热力学基本原理的理解和认识，另一方面也锻炼了学生的动手能力和独立分析问题、解决问题的能力。

在课堂教学中，还应注重理论联系实际，把抽象的理论知识与生动的工程实际问题相结合，用热力学理论剖析自然现象，做到学以致用。一方面，可以采用案例教学法。例如，用相对湿度的概念来解释为什么阴雨天晾衣服不易干，而晴天易干；用热效率的概念来解释为什么用电炉取暖比用电驱动热泵取暖浪费等等。另一方面，结合具体教学内容适时地向学生介绍学科的最新研究成果及其应用。例如，在讲解动力循环时，可以选择介绍目前内燃机利用兰金循环回收废热能量，提高整机效率的方法。实践证明，把教学内容与工程实际问题密切联系的教学方法，可以加强课堂教学的前瞻性和趣味性，能有效调动学生的求知欲，使其由“被动接受学习”转变为“主动研究学习”，对提高教学效果大有帮助。

4 强化考试对教学的推动作用

考试作为检验学生对课程内容掌握程度的标尺，关系到教学质量和效果。为了使考试成绩能科学、客观、公平地反映学生对工程热力学知识的掌握和应用能力，同时调动学生学习的主动性和积极性，可采用学生普遍认可的综合评定成绩的方式，即平时成绩占10%、考勤占10%、实验占10%、期末考试占70%。

为了有效避免学生死记硬背概念、定律和公式，教师应综合运用选择题、判断改错题、计算题和综合分析题编制试卷，灵活考察热力学的基本原理及应用。这是因为实际问题往往非常复杂，需要学生灵活应用多方面的理论知识才能做出正确解答。对于那些基础知识不扎实的学生，只是简单记住了书本上概念、定律和公式，面对各种似是而非的叙述也会举棋不定，做出错误判断也不足为奇。

5 结束语

工程热力学是一门充满生机的经典学科，大量的经典内容仍是现代学子为培养创新能力必须掌握的重要基础。由于课程具有概念多且抽象、知识点多且相互交叉、公式多且应用条件复杂的特点，教师要把这门课讲得精彩很不容易。因此，如何有效的提高“工程热力学”的教学质量、解决学生难学、教师难讲的问题，是值得长期研究的课题。

针对我校热能与动力工程专业课程体系的教学改革，并结合自己的教学实践，通过以上的尝试，有重点、有目的的讲解，取得了一定的效果，希望能对提高本课程的教学质量有所贡献。

参考文献

[1] 沈维道,童钧耕.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2] 曾丹苓,敖越等.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3] 何雅玲.工程热力学精要分析及典型题精解[M].西安:西安交通大学出版社,2000.

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中图分类号：G424 文献标识码：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

作为大学物理专业的四大力学之一――热力学与统计物理是一门学生感觉难学，教师感觉难教的课程。学生总体感觉这门课程公式和概念较多、对高等数学的要求较高、与日常生活又比较脱离，不知道学了之后有什么用。而教师普遍感觉内容较为零散，与其他物理课程重复内容又较多，因此往往感觉较难将课程前后融会贯通，将公式和概念讲得浅显易懂又具有一定深度。本文对热力学与统计物理课程的现状进行分析，分别对教学内容、教学方法、教学手段进行了探讨，以激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

1 课程内容的优化

热力学与统计物理中的部分内容与其他物理专业课程有一定的重复。例如第一章热力学的基本规律，该部分内容在前期课程热学中基本都已学过。因此在讲解该部分内容时，学生难免会感到没有新鲜感。但是这部分内容对热力学与统计物理后面章节的内容又非常重要，是后期内容的基础，尤其是热力学三定律，如果理解不透彻，后面章节的内容就更难以理解。同时第一章热力学的基本规律又不完全等同于热学课程所学。例如对温度的理解，热学强调温度是冷热程度的度量，而在热统中则更着重于强调温度是一个态函数。总体来说热学强调热的本质，热究竟是什么，怎样发生等问题，而热统则是研究热的传递和循环等过程，与热学相比更侧重于动态的研究。因此对于和热学重复的内容部分，既不能完全不讲，也不能细枝末节地详细讲述，而应当重点讲述一些重要概念不同于热学的理解方式。

另外，对于热统后半部分统计物理学，学生是首次接触统计物理，并且统计物理与前面部分热力学研究方法上又完全不同，所以学习这部分内容时学生会觉得很吃力。因此对统计物理前半部分内容要在合理安排课时的前提下尽可能讲得详细透彻，使学生能听懂，能理解和掌握，后半部分内容处理方法和前面基本相同，因此可以相对简单地讲解。同时热力学和统计物理并不是完全分割独立的两部分，实际上它们相辅相成，互为补充，统计物理的很多结论回归到热力学的结果。因此统计物理这部分内容也应着重强调和热力学内容的相互呼应。使学生感觉到这两部分是整体，而不是零散、毫不相关的内容。

2 教学方法的几点建议

2.1 公式的讲解

热统这门课程难学的一个重要原因就是公式非常多，而且很多涉及偏微分甚至有的还不是完全微分。例如内能的微变量用，是个全微分，而微功用表示，不是个全微分，而一个公式里面往往可能既涉及全微分也有不完全微分，因此一定要区分和解释清楚。比如内能要强调是态函数与过程无关，因此用表示，而做功与过程密切相关，因此不是全微分。这些一定要讲解清楚，否则学生非常容易搞混淆。热统这门课程里的公式的另一个特点是多而且近似，例如麦氏关系，单纯地背下来实际十分困难，因此需要寻找公式的规律，甚至可以编一些顺口溜等，便于学生的记忆。另外，讲清楚公式从何而来，又有哪些应用，往往对公式的记忆和理解也很重要，进而也能让学生搞清楚这门课程的学习到底有什么用，而这离不开习题的讲解，因此对于难以理解的公式，适当的习题有助于学生对公式的学习。

2.2 概念、定理和定律的讲解

热统书中也涉及到很多物理概念、定理和定律，而教材中往往因为篇幅有限并没有一一交待这些概念、定理和定律的来龙去脉。例如卡诺定理，学完热力学第二定律后紧跟着下一节就是卡诺定理，但教材中只介绍了卡诺定理的具体内容和简单推论，学生学起来就觉得很茫然，不知道为什么要学卡诺定理，和热力学第二定律有什么关联，兴趣也就不大。往往教师费劲讲了半天，学生听得一知半解。这时候如果在讲卡诺定理之前，先讲清楚为什么提出了卡诺定理，卡诺当年是在什么情况下提出，遇到了哪些困难，他对热机的发展有了什么推动作用，也就是略微讲解部分卡诺定理提出的科学史，这样既可以吸引学生的兴趣，而且对于这个定理，学生能够知其然且知其所以然，同时也启迪了学生勇于创新的精神。这样才能真正让学生感受到热统这门课的魅力，体会它的思想和方法，真正意义上培养学生的思维能力和创新能力。

2.3 前沿科技知识的引入

大学生教学不同于高中教学，学生不仅应该掌握基本的理论，对一些科技前沿也应当有适当了解。这要求教师不仅能很好地把握教材内容，同时也要常了解相关的科研动态。前沿科技知识介绍不仅能提高学生的学习兴趣，而且启发学生的思维能力，甚至于对学生在以后考研选择方向时也有很大益处。

3 教学手段的改进

目前很多高校基本都具备多媒体教学条件，提倡板书和多媒体结合。板书多用于复杂公式的推导，诚然公式的推导需要板书的帮助，但是板书应该不仅仅用于枯燥的公式推导，有时候将整堂课的主体框架，甚至大的标题之间的联系写在板书上，这样学生感觉逻辑性会更强，环环相扣，有利于学生整体知识框架的构建，和对课程内容有更好的理解。而多媒体教学中幻灯片可以适量减少文字部分，图文并茂、生动活泼的PPT很容易吸引学生，有些部分内容如果辅助动画演示或者视频将可以达到更好的效果。比如玻尔兹曼分布，玻色分布和费米分布，三种分布的区别和联系，如果完全靠教师的讲解，有时候会有理解上的困难，但如果辅助了动画，学生一目了然，更容易理解，也更容易记忆。但是也非动画和视频越多越好，过多的情况下，反而让人感觉重点不突出，本末倒置，因此板书和多媒体的有效结合十分重要。这就需要教师很好地把握教材，课下须花大量精力搜集丰富的课外材料，做好备课工作。

4 结语

总之，要教好热统这门课并非易事，需要教师对课程内容进行优化，对教学方法和教学手段进行研究，寻找合适的方法和手段，这需要教师也要不断学习和反思，不断改进，在热统的教学过程中和学生一起共同学习成长，实现热统教学的真正目的。

参考文献

[1] 包景东.热力学“时间之箭”.大学物理，2011.30（10）.

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通过归纳、对比、总结“物理化学”课程在我校的教学经验及历年来学生的学习反馈情况，笔者以2011级中药学专业、制药工程专业“物理化学”课程中热力学第二定律章节为试点采用了STS教学理念，将其应用情况进行归纳和总结，取得了良好的效果。优化教学内容，明确章节重点热力学第二定律可以说是热学中目前最具生机与活力的部分,它所引出的熵的概念正被越来越广泛地应用到自然科学与社会科学的众多领域,在很多地方都起着越来越重要的作用。这一章节的重点和难点就是认清热力学第二定律的本质，熵增加原理和克劳修斯不等式在系统变化方向和限度判别中的意义，S、F和G判据机制应用条件，并能熟练应用这些判据判断过程的方向和限度。只有明确了该章节重点和难点教师才能在之后的课程设计中有的放矢，学生也才能针对性地学习而不会混淆在大量的概念中。以“时间的箭头”为线索，激发学生对新知识的探索热情通过多次教学调研，发现学生认为热力学第二定律难学的主要原因在于不知道它是如何引进来的。这就要求老师必须以培养学生发现问题和提出问题的能力为目的，详细介绍热力学第二定律的来源[4]。笔者首先对上一章热力学第一定律做了一个小结，强调其本质是能量守恒，但也举例说明自然条件下遵守第一定律的过程并非都能发生，即将学习的热力学第二定律就是用来判断过程的方向和限度的。随后提出“时间为什么不能倒流”这个问题供学生探讨，由次设问开始设计本章节教学内容。

热力学第二定律中具有丰富的STS教育内涵，笔者为此进行了挖掘、加工和整理，例如：时间将一去不复返，从熵增原理告诫我们青少年朋友要珍惜时间；当今世界范围内已经出现了能源危机，能源的过度开发加速了熵流逝的过程；二战后独立的发展中国家,为缩短与发达国家的时间差,不顾后果地加快熵时间的进程,尽管在某种程度上减小了差距,但却带来了生态环境恶化、农业生产萎缩、严重失业、人口膨胀、城市拥挤、非再生资源枯竭、局部地区的战争等一系列副产品。事实告诉我们,只能抛弃以单纯性增长为主的现代化战略,选择与能量低速、持续流通相应的生活方式,走一种协调发展的现代化之路,因为现代化远非几个经济指标,它包括社会结构、社会成员的现代化,是政治机构、教育体系、卫生体系、分配体制的变革[5]。

以上所列举的案例突出了STS教育的社会性，通过本章的学习增强了学生社会责任感，加深了该章节知识在社会、生活中的应用。加强练习，温故知新热力学第二定律的基本理论和基本公式只有进行反复的应用才能掌握,因此习题训练在教学中具有重要作用,可以培养学生独立思考问题和解决问题的能力。巧妙地安排课堂练习,让学生在复习已有知识的基础上,经老师由浅入深引导,可水到渠成地得出新定律或新的计算公式,既增强学生对已有知识的熟练应用,又加强师生互动,达到顺利地接受新知识点的目的[6]。

STS教育是一种思想，一种理念，热力学第二定律中重视STS教育，不是简单地增加几段联系实际的材料或是增加几个应用课题等外在形式，而是贯穿整个章节教学中的一种思路，从而体现出更本质的东西，让知识真正回归社会、回归生活[7]。通过以STS理念为指导的热力学第二定律教学形式改革使学生能较好地把讲授内容进行串联，形成体系，不仅能激发学生探索创新精神，还能培养具有可持续发展理念的人文精神。

作者：梁文龙 官扬 周亚云 单位：江西中医学院科技学院

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2注重章节横向联系、提炼章节要点

化工热力学内容较多，而教学时间有限，这就要求教师要打破传统的授课体系，注重各章节知识的横向联系，深入对教学内容加以研究，挖掘教学内容深层次内涵，将书本上的内容提炼出来讲给学生听。比如在讲述偏离函数的时候，要把偏离函数和状态方程以及对比态原理、常用热力学基础数据结合起来，推导合适状态方程下的偏离函数，并求取常数值，指导和鼓励学生们用临界温度和临界压力，对比温度和对比压力，偏心因子和基础数据估算热力学过程。这样整个课程通过偏离函数就可以形成有机统一。对于课程中的封闭系统和敞开系统，同学们在物理化学中并没有太多深刻认识，在课堂上我抛出化工工艺学中的氨合成，这样的问题使同学们感受到课程间的相互衔接。对于氨的合成，同学们都知道N2+3H2→2NH3，在反应平衡之前，组成都在发生变化，在反应之前和反应平衡之后，组成都是不变的，这几个状态下系统的研究和学习，有助于同学们对化学反应的整个过程的热力学性质的计算，包括均相封闭系统和均相敞开系统的联系与区别。

3多媒体教学和互动教学结合

多媒体教学是现代化教学手段，灵活有效使用多媒体教学可以使抽象的概念具体化，提高教学的有效性，在教学过程中，由于教学内容过多，如果采取大量板书教学，势必会影响教学进度，同时该门课程要向同学们展示大量化工设备图片，必须要采用多媒体教学。大学教学必须要师生互动，而师生互动教学的关键在于教师的提问，所以要设计多层次多方面适合教学内容的问题，问题设计有难有易，可以促进整个班上不同层次的学生的思考，问题都设计的简单，学的较好的同学就会无所事事，问题都设计的难，跟不上节奏的学生会一脸茫然失去学习兴趣，好的问题可以帮助同学们从多层次多角度思考问题，化工热力学的精髓实际就是能量利用和节能减排的时候，同学们对于能量利用还有基本的认识，因为在物理化学里面就谈到了反应的方向和限度。但是对于节能减排，却没有深刻认识。结合国家目前大力致力于关转停高耗能和高污染企业，并提倡绿色工业和绿色居住，同学们了解到能量利用和节能减排已经上升到国家战略高度。对于能量利用，要有实例，比如向大家介绍1摩尔水在气化完之后是水在液态的时候体积的1603倍，而体积增大正好做工，正是因为如此，蒸汽机才能带动火车，实现第一次工业革命。基于此，激发同学们想到汽油作为工质做工，让汽车跑的更快，让飞机飞的更远，让轮船遨游大洋。举一反三，这些都是同学们在日常生活中时时碰到，原来能量利用是如此重要。正是因为能源的普遍利用，国内自然环境正经历伦敦雾都在第一次工业革命的阵痛，节能减排和能量合理利用就尤为重要。

谈节能减排和能量合理利用很重要，这是同学们必须要慢慢接受的观点，要深入大脑，案例很重要。比如说煤矿的使用带来了大量粉尘和大量排放和地质危害，所以国内正在大力开发煤制油的技术以及更清洁的原料天然气。而石油的地下存量已经在减少，大庆油田已经进入老年，这也告诉同学们石油和煤矿，天然气这些能源都是不可再生，总有用完的一天，同时这些不可再生的能源都有一个害处，就是燃烧之后有二氧化碳和一氧化碳的排放，都臭氧层有很大的破坏，地球的温度在上升。那么有没有什么好的替代能源呢，同学们普遍感兴趣，而且也是科技工作者共同的难题。这个时候我会在适当时候抛出水制氢这样一个最简单的课题，作为老师是知道现在很多研究小组都在研究水制氢的课题，也是科技界的热点和难点。但是对于同学们而言，同学们会认为这是一个多么简单的问题，只要电解就可以实现。

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作者简介：耿凡（1982-），女，江苏徐州人，中国矿业大学电力工程学院，讲师；王迎超（1982-），男，山东滨州人，中国矿业大学力学与建筑工程学院，讲师。（江苏 徐州 221116）

基金项目：本文系2012年中国矿业大学青年教师教学改革资助计划项目（项目编号：2001263）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0076-02

工程热力学相关的热工技术和节能环保问题日益凸显，因此，“工程热力学”教学改革需要深入。那么，如何调动学生的学习兴趣，使其更清晰地理解并掌握抽象概念，把工程实际问题更形象地展示给学生并让学生应用所学知识去分析、解决实际问题，这对高校传统的教学方法和手段提出了挑战。因此，开展研讨式授课的教学模式改革被提上日程。[1，2]

一、研讨式教学改革的指导思想、原则及作用

1.指导思想

根据“工程热力学”课程的内容及特点，研讨式教学的指导思想是：以解决问题为中心，通过教师创设问题情境，学生按照课程要求在教师的教学指引下，对具体的热工理论及实际问题进行思考和研究，借助丰富的网络资源、必要的实验及模拟手段，探究其知识的发生过程、提出解决问题的方法。

2.实施原则

研讨式教学体现的主要教学原则是学生主体性原则、启发性原则、循序渐进原则及和谐性原则。

（1）学生主体性原则。学生在研讨式教学模式中成为学习行为的主人，始终处于稳定的自主地位，在教师的帮助下积极思考，多动手、多分析、多总结，积极发掘自己的创造潜力，有意识地占据课程学习的主体地位。

（2）启发性原则。教师在研讨式教学模式下以启发为主，设置贴近学生生活、富有吸引力的情境，提出有思考价值的问题，这要求教师有全面、深刻、独到的见解，了解学生原有知识基础和能力水平，并且有熟练利用现代化手段教学的能力。[3]如“门窗紧闭房间可否用电冰箱降温”，据笔者亲身授课经历，这一问题很能吸引学生的注意力，而且贴近生活。学生能够积极思考并能在教师的引导下用热力学第一定律进行分析得出结论。

（3）循序渐进原则。教师设计的问题要由易到难、由简到繁循序渐进地进行，便于让学生顺利进入状态，从而逐渐调动其积极性并提高其研讨的兴趣；另外，由于学生个体的差异，对设置问题的接受能力也有所不同，因此，教师也要针对学生个体的具体情况，对一个问题设置多个角度、多个层次、多个梯度便于学生理解，让学生由少到多、由个体到班级逐步理解问题。

（4）和谐性原则。研讨式教学过程中，教师通过设计的问题给学生指出方向，并适时启发学生思考，而学生在所设置的问题情境中要靠自己来解决问题，这种导与演的情境创设了师生之间、学生之间相互影响、共同进步的环境，呈现出平等和谐的教学氛围。

3.作用

研讨式教学包括对问题的认识、分析和解决各方面，主要或完全由学生自己来做，能够调动学生积极性，开阔其视野，有助于学生综合能力的提高。具体作用可分为以下几点：研讨式教学体现了以学为本的科学发展观，充分激发了学生的主体性；能够解决“工程热力学”理论与实践脱节的难题，能有效提高学生的实践能力；能够依托“工程热力学”课程设计，鼓励学生独立思考，着重培养其科研能力和创新精神。

二、研讨式教学改革可行性分析

从课程本身的性质和特点来看，研讨式教学方法和手段的改革是可行的。通过教学过程发现：学生能够通过课程教学了解和掌握了“工程热力学”的相关知识，但由于课堂及实验条件的限制，学生对于抽象概念认识模糊、对主要热工问题的认识不深，思路不清晰，解决问题能力十分有限，不少学生对此课程失去了学习兴趣。尽管引起该问题的原因很多，但教学方法和手段的局限是其重要原因。因此，教学方法和手段的改革十分重要。

“工程热力学”的研讨式教学打破讲授为主的模式，预期在教学过程中结合实际问题、以互动为主的方式使学生通过认识过程去掌握知识结构，从而掌握“工程热力学”的基本概念、理论和计算，并让其具有对各种“工程热力学”问题进行初步定性定量评价的能力和分析解决热工技术问题的能力。另外，在“工程热力学”研讨式教学初见成效后，可将其逐步推广到“工程流体力学”、“传热学”等课程中去。

三、研讨式教学改革具体内容

开展“工程热力学”研讨式教学的具体做法很多，本文拟采从以下几个方面进行分析：

1.常规教学为基础

教师应对当前典型热力学教材进行详细阅读，科学编辑，根据学科发展对课程内容进行部分更新和调整，优化课程内容。在已有的较扎实的“工程热力学”课程教案的基础上，制作与授课专业相符的具有较高专业水平的多媒体教学课件，采用图、文以及动画等形式为课程教学提供多样化、多视角、立体化的教学信息空间。[4]

2.实例研讨作穿插

教师在课堂讲述中适时引入工程和生活中常见的实例，如在讲“湿空气”时，让学生思考简单问题：“为何什么阴雨天晒衣服不易干，而晴天则容易干？”由此展开研讨式教学，通过教师对实例启发性的分析，把枯燥的理论变成具体的实际问题，开展课堂讨论，激发学生学习的兴趣。与此同时，教师启发学生独立思考，让学生以解决问题为目的，完成查资料、讨论、分析、提出整改措施、总结经验教训的一体化学习过程。

3.热点问题当点缀

教师结合当前的热工领域的热点问题，如提高热机效率、节能降耗、低碳环保以及日本核电事故等问题，开展课堂讨论调动学生积极性，在条件允许的情况下给学生课后试验的机会，让他们在动手过程中更深入地理解问题，或者借助模拟实验手段，鼓励学生多途径分析解决问题。最后总结、分析并撰写小论文。

4.课程本身问题

另外，在学生逐渐学会分析、解决、总结问题的同时，教师也要引导学生学会分析总结本门课程的学习，把课程本身作为一个问题去对待，学生要逐渐学会自己分析总结重点、难点和规律等，从宏观、微观两个角度认识课程。学生在学习过程中发现的疑点问题，在及时反映给教师的同时，要能够独立思考，并通过查资料、分析总结进而消除疑点问题。

通过研讨式教学，学生养成良好的思考习惯，从被动学习变为主动的学习，从而多角度地体会学习的过程。

四、实施方案

1.实时改进教学内容

教师要搜集“工程热力学”方面的教材、课件及教学改革论文，学习前人的教改思路和方法，深入分析兄弟院校的“工程热力学”课程建设经验及精品课程，取长补短。在大体保持传统内容及学时基础上，对教学体系和内容作进一步调整，适当增加与专业相关的内容，简化或删去部分比较陈旧的内容。

2.构建实例和热点问题资料集

教师搜集国内外“工程热力学”相关实例和典型热工问题，如针对性地引入日常生活常见的散热器管片、电冰箱和空调等生活中常见的电器循环、节能减排、低碳环保等热点问题，并运用“工程热力学”原理对具体热工过程、设备及工程热点问题进行深入剖析，形成与课程相配套的实例资料集。结合构建的实例集，增设课程实例研讨环节，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。

3.重视交流

教师应根据“工程热力学”大纲，明确课程定位，在教学过程重视与学生交流，及时了解学生兴趣、理解与接受能力。根据教学过程中发现的难点及疑点问题，鼓励学生根据所学有针对地加强相应习题的训练以加深对这些问题的认识。

4.习题训练

教师针对每一章的重点难点，构建相应题型，通过课题提问形式进行课堂讲授，并针对性地布置习题让学生进行课后复习和课前预习，使其独立解决问题，让其在作业同时实现对重点难点的及时掌握和有效巩固。同时，在课后多布置一些和实际生活相关的或者没有唯一答案的题目，例如“试分别举例说明热力学第一定律和第二定律对生产活动或日常生活的指导作用”等，通过对这些题目的思考与分析，学生的综合思维能力得到了锻炼，也活跃了学习的气氛。[4]

五、总结

研讨式教学在“工程热力学”课程的应用，可以调动课堂授课的生动性，激发学生的学习兴趣，学生可以集思考、行动、分析、总结于一体，有利于学生认知能力的开发和对教学内容的理解，具体的实施细节还有待于在教学实践中进一步摸索和完善。研讨式教学不仅对“工程热力学”教学改革有积极作用，对其他课程的改革也有借鉴意义。

参考文献：

[1]龙文希.研讨式教学法的实践与体会[J].广西教育学院学，2002，

（5）：116-117.

[2]王默晗.“工程热力学”教学方式探讨[J].中国电力教育，2010，

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文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01

序言

工程热力学是能源专业开设的一门重要基础课程[1]，一般课程开设在大二下学期，先修课程为《高等数学》、《大学物理》课程等。通过该门课程的学习，让学生掌握工程热力学中的基本概念如边界、热力系等，有关能量转换（主要是热能与其它形式能量之间转换）、热能的合理利用的基本规律，并能正确运用这些规律解决热工过程和热力循环等工程实际问题，同时培养学生的科学抽象、逻辑思维能力。为后续专业课程的学习奠定一定的理论基础。由于该课程理论性较强，教学手段单一，使学生觉得学习枯燥、乏味，给教师授课带来一定的困难，结合近几年来该课程的教学和学生的学习情况，就工程热力学课程教学的内容和方法提出一些见解，如采用多元化教学，在课程考核方面进行教学改革探讨，对提高教学质量具有一定意义[2-3]。

一、开放式课堂教学

由于工程热力学这门课程的特点是涉计原理较多，在气体的热力学性质和热力过程中涉及计算公式推导及热力过程中多变过程P-V，T-S的绘制较为繁琐，因此，使学生学习具有一定的难度。同时教学方式的单一，使得学生学习中感到枯燥、学习效果差。以教师讲解式教学和学生接受性学习为主的满堂灌式的教学方法，教师在讲解过程很被动，无论教师如何准备内容，课程质量根本达不到预期效果。为了提高课堂教学效果，采用开放式课堂教学，在授课过程中加入动画演绎多变过程的绘制、气体、蒸汽动力循环的过程等，让抽象的理论具体生动化，调动学生的学习热情。同时还可在教学过程中安排学习讨论课，让学生参与教学，如讲空压机的压缩过程：等温、等熵、多变过程中，那一种方式耗功最少？学生通过思考、讨论、回答，会对该知识点的理解会更加深刻。同时可采用“问题式”和“研究式”的教学方法，教师可以将学生分成若干小组，自由分组，每组最多三人，分工合作，每组任选一题，各参数依实际情况而定，也可根据兴趣做其它题目，但要求与热力学有关教师提前给小组布置一些需要研究的课程内容题目，鼓励大量查阅文献，但要求有自己思路和观点，不鼓励纯粹文献摘抄和综述，例如一公司每年需外购80000MW-h电力，另有一台烧天然气的锅炉每年向工艺过程提供蒸汽，供汽负荷等于电负荷的三倍。现有人建议采用烧天然气的燃气轮机热电循环，燃气透平提供所需的电力，而且有一台换热器安装在燃气透平出口，回收其排气的余热来满足工艺过程的用汽需要。请估算这种方案比原方案能节约多少能量？讨论经济可行性？分析中，电价可根据现有平均价格处理，其他各参数可自我设计，请给出详细的新旧方案的对比，并给出投资回收的年限，以打动决策者采用这个方案。让学生通过课本、参考书目、网络课件、图书馆资料查阅后以ppt的形式汇报。把这一项的得分作为课程考核的重要内容，这样既调动了学生的积极性，又锻炼了学生查找科研资料的能力、应用所学知识分析实际问题的能力、ppt的制作及口才表达能力。

二、教学手段多样化

传统的教学方式很难达到本科教学的基本要求，尤其对于这样一门理论性较强、计算公式推导繁琐的课程而言。目前经过学校对基础教学设施的改造，教师上课基本都可采用多媒体教室授课。使抽象枯燥的知识变得具体、趣味化，一些理论可以用计算机模拟动画的形式展现给学生。如在气体动力循环部分，可插入气体为工质的活塞循环动画图，使教学过程更加生动、形象、内容丰富。

图1 活塞循环装置

对于部分内容，可采用课件与板书相结合的形式讲授，如理想气体状态方程和摩尔气体常数时多媒体讲授速度过快，不利于学生理解和掌握，效果不好。由于知识的更新速度很快，对于课程的前沿需要教师不断地积累不断的学习，如参加热物性研究进展会议等。同时结合自身的课题，在讲解原理时深入浅出，将知识点讲透。

三、考核方式

合理的考试形式和科学考试内容，是达到因材施考，发展学生个性的有效途径。以往的考试形式主要以闭卷考试方式进行，平时成绩与期末成绩的比例为30%/70%。调整后的考核方式平时考核，进行分章节测验，提高学生平时上课和学习的积极性，考试题中除基本概念和理论等使用客观试题外，适当增加主观题比重，即简答、综合性论述题，以锻炼学生的思维能力和创新能力，建立一种主客观题并存的分值比例适合的题型。鼓励学生提出不同于书本上的独到的见解，以提高学生的工程应用能力。

四、结语

《工程热力学》起着承上启下的作用，既是物理化学等基础课的拓展，又为专业课的学习奠定了基础，提高教学质量非常重要。要不断地断探索有效的教学方法，丰富教学手段，不断改革、勇于实践、勤于思考问题，在教学中始终坚持以学生为本的原则，激发学生的学习兴趣，使学生学好学透课程重点难点，同时还要不断充实和完善自我，提高业务水平。

参考文献：