熱力學教學匯總十篇

時間:2022-04-27 12:31:41

序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇熱力學教學范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。

熱力學教學

篇(1)

0 引言

熱力學統計物理中,引入的熱力學函數中,最基本的是物態方程、內能和熵。其它熱力學函數均可由這三個基本函數導出。如果適當選擇獨立變量,只要知道一個熱力學函數,就可以通過求偏導數而求得均勻系統的全部熱力學函數,從而把均勻系統的平衡性質完全確定。那么,這樣的熱力學函數就稱為特征函數,它是表征均勻系統的特性的。它們和熱力學系統的各種狀態參量和各個熱力學量之間有著千絲萬縷的聯系。一般來講這些聯系用熱力學基本方程來解決,而方程中涉及的有些函數和物理量,如:熵S、固體和液體的定容熱容量Cv等往往很難直接測定,為了間接測定這些函數和物理量,人們定義了很多輔助量,這些輔助量就是那些表征均勻系統的特性的特征函數,如:內能U、焓H、自由能F、吉布斯函數G等等,從而建立了相應的熱力學微分方程。

筆者在北京師范大學做訪問學者的時候,曾聽到朱建陽教授在教學中采用的熱力學標尺和橢圓記憶法很有效,而熱力學量與偏導數間的關系和麥克斯韋關系的推導,在傳統教材中較繁瑣,不便于學習和應用,筆者在朱建陽教授的教學中得到靈感并總結了自己長期教學中的經驗,發現還有更簡單的記憶方法,在此通過四個方面給出總結,謹供參考,以饗讀者和各位同仁。

一、熱力學特征函數的定義

一般來說,熱力學系統很復雜,表征其特性的特征函數也很多,這里只給大家介紹以下四個常用的特征函數。

內能U:它是個基本特征函數。是系統中分子無規則運動的能量總和的統計平均值。無規則運動的能量包括分子的動能和分子間相互作用的勢能以及分子內部的振動能量。

焓H:是個輔助物理量。等壓過程中系統從外界吸收的熱量等于狀態函數焓的增加值。其定義式為:H=U+PV。

自由能F:是個輔助物理量。在可逆等溫過程中,系統所做的功等于自由能的減少。即在不可逆等溫等容過程中,系統的自由能永不增加。其定義式為:F=U-TS。

吉布斯函數G:是個輔助物理量。在可逆等溫等壓過程中,系統所作的非膨脹功等于吉布斯函數的減少。即在不可逆等溫等壓過程中,系統的吉布斯函數永不增加。其定義式為:G=U-TS+PV。

上面的框圖就是朱教授教學用的熱力學標尺,用來記憶特征函數定義式的,應該配上語句我覺得更容易記憶:焓在最高填滿尺,內能緊跟加壓體,溫熵加自由能和壓體充滿尺,內減溫熵是自由,再加壓體成吉布斯,溫熵加吉布斯又滿尺。

二、熱力學微分方程

內能作為基本特征函數,它對應的有基本熱力學方程,其余的各個特征方程也相應的有熱力學微分方程。如:

這些微分方程可以利用特征函數和熱力學量組成的矩形框來幫助記憶:畫這個矩形框,心中可以默念:微分方程靠矩形,左上吉布右上焓,中間夾著壓強P,下方各置溫和熵,左下自由右下內,其間夾上體積V。這種構造要記牢,關鍵還得會應用。

具體應用上述矩形框來列特征函數的全微分口訣是:四個頂角是函數變量,其鄰近兩個是自變量(或獨立變量),自變量的對面是與之配對的量,其符號規定:當函數變量移到矩形框的中間時,如果自變量在上或右面符號取正,如果自變量在下或左面符號取負。如以G為例,其臨近的量P、T為自變量,P和T對面的量V、S為與自變量配對的量。而把G移到矩形框中間時因T在其左取負,P在其上取正。從而有:。

如果是開放系統的熱力學方程,其中包含質量作用項如:

上述方法推廣后,還可以用在這些開放系統的方程,因為包含質量作用項的其它形式的功是這些方程所共有的,因此上述結果中都加一個項即可得到,也可以用久保亮五的熱力學記憶圖來記憶,還可以用H.B.Callen所著的教科書中的方法。

三、熱力學量與偏導數關系

在熱力學統計物理中,熱力學量往往可以用一些特征函數的偏導數來表示,由于不同的熱力學過程中需要的特征函數不同,從而偏導數關系非常繁雜,需要歸納出一個方法來幫助記憶,如以下的關系:

可以用兩種方法記憶:一是從全微分式導出;另一是借助矩形框導出。

1.由全微分式導出

四、麥克斯韋關系

以上僅僅是筆者整理得一些記憶方法而已,任何方法的運用都是以嫻熟的訓練作為基礎才能保障它的行之有效,如果死記硬背這些方法和口訣的話只能成為二次負擔,不能提供幫助反成累贅,希望讀者能夠靈活應用,以便事半功倍。

參考文獻:

[1]汪志誠.熱力學•統計物理(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

篇(2)

工程熱力學是動力、熱工等工科專業重要的技術基礎課,而且是能夠直接用于工程實際的技術學科。通過本課程的學習,可以開發學生的智力,培養學生敏銳的觀察能力、豐富的想象能力、科學的思維能力,并為后續專業課程的學習和解決工程實際問題提供基本理論和方法。

在工程熱力學課程中,很多基本概念、原理和方法都是通過實際的形象物體經抽象化或再加數學演繹而建立的。許多基本理論都是經過實踐而又被實際所驗證的客觀真理,所以該課程實踐性較強。

大量的練習、有比較熟練的教學經驗的教師是工程熱力學學習的基本要求。深化教育改革要求加強實踐教育,大幅度壓縮課堂教學時數,對課程教學方法提出了新的要求。工程熱力學教學網站將為此做一些探索。

基于.NET的工程熱力學教學網站是以B/S模式為工作方式,利用校園網傳輸的輔助網絡教育系統。網站集成了工程熱力學各種教學資源,實現了教學信息網頁化,在線考試,人機交互,在線討論、答疑等功能。本系統旨在成為教與學時間和空間上的延伸,借助網絡優勢,幫助學生更好地學習工程熱力學。

2網站設計

2.1設計目標

工程熱力學對學生的素質培養和知識結構具有重要的作用,也是學生普遍反映較難學且枯燥的一門學科。隨著現代信息技術的發展及其在教學領域的運用,采用網絡技術改進工程熱力學教學,成為工程熱力學這門學科教學改革的重要課題。

工程熱力學學習網站設計目標是利用計算機網絡實現工程熱力學課堂輔助教學,建立一個基于WEB的網絡教學環境,充分發揮網絡技術優勢和多媒體先進的表現手段,實現信息資源共享,體現工程熱力學網絡教育的仿真性、交互性和實踐性,營造良好的學習環境和氣氛。具體而言,是以學習網站為平臺,建立一個工程熱力學的學習園地,使學生通過網絡掌握工程熱力學基礎知識;開發一個在線考試系統,由系統按照要求自動組題,制作動態網頁實現網上模擬測試,能及時給出測試分數,能使學生自我評估,實現梯度教學,滿足學生不同的學習要求,激發學習動力;制作課件,調動學生學習的自主性、積極性,發揮網絡教育的優勢。每章節附有詳細的解題幫助,可適時獲得解題指導;學生可與教師交換信息,相互留言,建立遠程教學的溝通渠道;教師可以通過網站建庫、組題、擴充和修改題庫資源,可調閱試卷進行教學講評,可以查閱學生對各類問題的訪問情況,了解練習中的熱題、難題,獲取教學的反饋信息。系統數據庫可作為習題課、討論課的豐富資源。

2.2整體設計

工程熱力學教學網站將實踐性、交互性、操作性、仿真性應用于網絡教學,力求運用多媒體計算機技術和網絡技術,充分利用在線學習交互性強的特點,幫助學生順利完成課程的學習。

2.2.1教學設計

教學設計以分析教學需求為基礎,確立解決教學問題的步驟,對教學內容確定教學方法。首先通過“步進教程”準確掌握基本概念的基本定義,明白這一概念說的是什么,然后通過“專題講解”進一步了解這些基本概念的實質。用比較的方法,分析與某一基本概念易混淆的其他概念和說法。澄清或糾正自己過去模糊或錯誤的概念。通過“輔導和答疑”中的思考題、討論題及習題訓練,加深對概念的理解。最后能用自己的語言準確敘述概念的定義及實質。

工程熱力學教學內容參考高職高專規劃教材,主要包括以下內容:熱力學系統、熱力學第一、二定律、基本熱力學關系、理想氣體性質、四種基本熱力過程、多變過程、壓氣機工作原理、卡諾循環、往復式內燃機理想循環等。

網絡教育模式中,調動學習者的學習主動性和積極性至關重要。要求選擇合適的教學媒體,創設具有吸引力的教學環境,具有科學性和趣味性,給學生以極大的吸引力,激發學生學習的熱情。

2.2.2開發環境

2.3.1網站首頁

根據工程熱力學的教學特點和功能模塊的設計要求,設計出如圖1所示的網站首頁。

2.3.2主要模塊功能

(1)學員管理模塊:主要提供老師給學員設定登錄帳號和密碼及訪問權限,通過查看學員登錄日志,可以了解學生訪問網站的情況如圖2。同時也提供各學員修改訪問密碼的功能。

(2)步進教程模塊:是主要教學模塊,介紹了課程的基本概念和主要知識點。基本內容以章節目錄編組,實現教材的電子化和多媒體化。內容以文字、動畫和圖形形象直觀地講解基本知識,指導和幫助學生克服學習的困難,提高分析問題和解決問題的能力。

(3)專題講解模塊:選擇教材中的重點和難點進行強化講解。主要方法是制作大量完善的flas以及教師授課實況視頻。對教材中的重點難點分析提煉,細致講解,并用flas演示解題思路,給出分析提示。有針對性地突出重點,分散難點,深入淺出,生動形象,為學生釋疑解難。實驗是工程熱力學不可缺少的重要組成部分,對部分實驗制作了flash模擬動畫、3DMAX實體。通過文字、圖片、動畫等手段展現實驗內容,加深學生對實驗原理的理解,為學生在實驗室親自動手提供初步認識。

(4)輔導答疑模塊:輔導是針對學生不易理解,容易出錯之處,特別對課程要求的計算試題類型重點介紹,突出重點,層層指點,幫助學生理解和掌握,為學生有的放矢地復習并順利通過考試創造條件;答疑是針對學生學習過程中的提出疑問,通過即時消息和留言板的形式實現教師和學生、學生和學生之間的實時信息交流。教師可以當即一一回答問題,對于一些具有代表性的問題,也可以集中回答,同時學生可以查詢、檢索,避免了教師的重復性勞動。

(5)知識博覽模塊:是書本知識的擴充,提供大量的相關內容,以提高學生學習的興趣和增加學生的知識面,從而落實素質教育的要求。

(6)習題訓練模塊:依據書本章節,為每一章節內容編制了適量的習題,使學生通過練習來鞏固所學的知識。每一練習都有答案及詳細講解。#p#分頁標題#e#

(7)在線考試模塊:為學生提供一個進行學習效果測試的平臺,同時通過測試結果的實時反饋,協助學生對所學知識的程度進行自我檢查,提高學習的效果。使用SQLServer2000開發試題數據庫,制作動態網頁實現網上模擬測試,能及時給出測試分數,實現自我評估功能。

2.4安全性設計

工程熱力學學習網站設計目的是輔助教學和學生自主學習,為減少任課教師工作量,暫時只對開課班級學生開放。由教師給學生分配帳號和密碼,設定權限,只有合法用戶才可以登錄系統瀏覽相應頁面。

用SQLServer2000設計了一個學生信息表,用來存放學生帳號、密碼及基本情況見圖3。用戶只有在登錄頁輸入正確的用戶名和密碼才能登錄,登錄頁面如圖4。

3系統實現

工程熱力學學習網站以B/S體系結構作為基本框架,由客戶機、WEB服務器、數據庫三個層次組成如圖5。動態網頁通過技術制作,用C#語言編寫后臺代碼,利用訪問后臺數據庫。

.NET是微軟公司提出的一種分布式運算的框架,以XML為基礎,以Web服務為核心,輔以其他各種技術實現,意在利用Internet上強大的計算資源和豐富的帶寬資源,提高工作效率。.NET框架提取出微軟組件對象模型COM的精華,將它們與松散耦合計算的精華有機地結合在一起,生成了強大、高效的Web組件系統:簡化程序員的“管道”操作,深入地集成了安全性,引進了基于互聯網的操作系統,極大地改善了應用程序的可靠性和可擴展性。.NET框架由三個主要部分組成:通用語言運行庫CLR(CommonLanguageRuntime)、.NET架構類庫FCL(FrameworkClassLibrary)和。

3.1.1通用語言運行庫CLR

它是.NET的核心,負責提供執行環境,管理代碼的執行并提供各種服務。在組件運行時,運行庫負責管理內存分配、啟動或者中止線程和進程、強化安全系數,同時還調整任何該組件涉及到的其他組件的附件配置。

架構類庫FCL

它是一套可以使用的統一的面向對象、異步和層次結構的可擴展類庫,可以與通用語言運行庫緊密集成在一起。FCL由一個提供類、結構、接口、枚舉和的層狀命名空間組成。通過創建一套跨編程語言的通用API,.NET框架可以實現跨語言繼承、糾錯處理以及程序調試。實際上,從VisualBasic到C++的所有編程語言,對于.NET框架都是相互等同的,開發人員可以自由地選擇他們想使用的任何語言。

它是創建基于Web的應用程序的模型,該模型由一組控件和一個基本結構組成。其中,控件集中封裝了公共的、用于超文本標識語言(HTML)用戶界面的各種小組件(諸如文本框、下拉選單等等)。有了,Web應用程序的構建變得非常容易。

數據庫連接

是Microsoft推出的以.NET框架為基礎的數據操作模型。并不是ADO的下一個版本,而是提供了一種新的基于離線數據和XML的數據操作方法。

篇(3)

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).

篇(4)

一、引言

熱力學與統計物理是理論物理的五大分支之一,具有與其它四個分支(經典力學、電磁學、相對論、量子力學)同等重要的科學與工程地位。熱力學與統計物理課程是本科教學中物理學及相關專業的一門重要基礎理論課程,它以大量微觀粒子組成的宏觀物質系統為研究對象,基于熱力學理論和統計物理理論,揭示熱運動規律以及與熱運動有關的物性及宏觀物質系統的演化。許多工程科學都是由熱力學所衍生的或與其密切關聯,例如傳熱學、流體力學、材料科學等,該課程也是學習量子力學、固體物理的基礎。熱力學的應用范圍很廣,主要包括:引擎、渦輪機、壓縮機、發電機、推進器、燃燒系統、冷凍空調系統、能源替代系統、生命支援系統及人工器官等。

通過熱力學與統計物理課程的教學,可以培養學生的形象思維和邏輯思維能力,提高學生的物理修養,使學生深入認識熱力學與統計物理理論,能從熱力學和統計物理學角度闡述熱運動的規律及熱運動對物質宏觀性質的影響,能基于熱力學和統計物理學理論解決實際熱力學問題。熱力學理論和統計物理學理論的統一性的教學,可使學生樹立物質世界是分層次的、宏觀現象與微觀本質緊密聯系、量的積累引起質的變化等物理學基本觀點。然而該門課程抽象性強,教學難度很大,因此教學過程中必須有針對性的采用科學的教學方法以保證良好的教學效果。

二、重點突出物理思想和物理方法教學

科學思想和方法是物理科學的重要內容。美國著名物理學家費恩曼曾經說過:對學習物理的人來說,重要的不是如何正規嚴格地解方程,而是能猜出它們的解并理解物理的意義。清華大學著名物理學家葉企孫教授也曾強調指出: 物理教學不僅要給學生以知識,更要給學生科學思想和方法。可見物理思想和物理方法在物理教學中的重要性。物理知識的認識和發展是依賴于物理思想的發展和建立于科學的物理方法的基礎之上的。物理知識的傳授是“授人以魚”,物理思想和物理方法的傳授則是“授人以漁”。僅僅傳授物理知識容易使學生對掌握的結論確信無疑,這將限制學生的創造性和個性發展。而物理思想和物理方法的傳授不僅是為學生提供必要的知識儲備外,也是為他們提供能力儲備。

在熱力學統計物理課程的教學中,除了物理思想和物理方法自身具有的重要地位之外,授課學時少和授課內容多的矛盾、化繁為簡提高教學效果的要求也需要將物理思想和物理方法的傳授放在一個重要位置。把握該課程的物理思想和基本方法,對授課內容和知識結構進行優化和調整,是解決授課學時少和授課內容多的矛盾的根本方法。熱力學統計物理課程對學生數學基礎要求也較高,涉及到大量繁復的公式數學推導和變換,導致學生在學習該課程的過程中很容易將注意力停留在物理公式的數學形式上而忽略了其中的物理意義、物理思想和物理方法,最終結果是導致學生思維混亂、滿頭霧水。因此,在熱力學統計物理課程中應該盡量簡化物理公式的數學推導和數學變換方面的教學,而將教學的重點放在物理公式的物理意義、物理思想和物理方法方面,幫助學生從物理角度對授課內容進行深入理解。

三、排除學生心理障礙

熱力學與統計物理課程的特點是比較抽象,學生理解困難和難以建立相應的物理圖像。較大的學習阻力會影響學生學習該課程的興趣和愛好,導致學生存在接受熱力學與統計物理的物理思想和相關理論的心理障礙。上述在把握課程的物理思想和基本方法的基礎上對授課知識結構進行優化調整和將授課內容化繁為簡是排除學生心理障礙的一個有效方法,此外好的課題引入對于排除心理障礙從而激發學生學習興趣也會起到十分重要的作用。如教學實踐證明,課程緒論由熱力學發展史引入,從“熱”本質的爭論到焦耳、克勞修斯、開爾文、能斯脫、麥克斯韋、玻爾茲曼、吉布斯等科學家的豐功偉績進行逐步闡述,可以有效激發學生學習統計物理的興趣和增強學生的學習信心。恰當地運用熱力學統計物理發展史能夠提高學生的創新思維水平,提高學生整合信息、發現問題的能力。[1]同時也有利于激發學生的自我意識[2]和有助于學生理解物理知識,有助于學生體驗物理學的批判精神和形成整體性的物理知識觀。[3]再如在統計理論部分的課題引入時,重點突出物理思想,突出宏觀系統由大量微觀粒子組成的特點,使學生真正清楚統計物理學的研究對象及方法,理解統計物理與熱力學的不同之處和統一之處,也可以有效消除學生學習統計物理的形成心理障礙。總之,通過好的課題引入,激發學生的學習興趣和調動學生的學習積極性,消除學生的畏難情緒,對排除學生學習熱力學統計物理的心理障礙不無裨益,這也是保證學生在熱力學統計物理課程學習過程中始終保持學習主動性的關鍵。

四、詳細闡述熱力學與統計物理兩種方法的關系

熱力學方法與統計物理方法是熱力學與統計物理研究大量微觀粒子組成的宏觀物質系統的熱現象的兩種基本方法,兩種方法的有機結合是熱力學統計物理理論的一個基本特征,應幫助學生很好地把握該基本特征。熱力學的基本任務是研究熱運動的基本規律,是研究熱現象的宏觀理論,它不涉及物質的微觀結構,而是從能量轉化的觀點出發,依據在大量實踐中總結出來的幾條基本宏觀定律,運用嚴密的邏輯推理而形成的一整套完整的熱現象理論。統計物理學的基本任務是揭示熱現象的本質,是研究熱運動的微觀理論,它從物質的微觀結構出發,依據微觀粒子所遵循的力學規律,再用概率統計的方法求出系統的宏觀性質及其變化規律。熱力學理論的發展先于統計物理學的發展,其起源可追溯至十七世紀末開始的長期而激勵的“熱”本質爭論,到19世紀中頁在焦耳測定熱功當量的工作基礎上熱力學第一定律得以建立了“熱質學”,奠定了熱力學的發展基礎,并在克勞修斯、開爾文、能斯脫等人的進一步努力下建立了熱力學第二定律和第三定律,使熱力學理論更臻完善。熱力學能解決宏觀熱現象的一些問題,但仍未能對熱現象的本質作出解釋。在熱力學發展的同時,分子運動論也開始發展起來。克勞修斯從分子運動論的觀點出發導出波意耳-馬略特定律。麥克斯韋應用統計概念研究分子的運動,得到了分子運動的速度分布定律。玻爾茲曼給出了熱力學第二定律的統計解釋。最后吉布斯發展了麥克斯韋和玻爾茲曼的理論,建立了系綜統計法。至此統計物理學形成了完整的理論。可見熱力學理論和統計物理理論的發展雖有先后之分,但是發展過程卻緊密聯系,對應的兩種研究方法各有優缺點又有機結合,二者的區別和聯系如下表所示:

基礎 方法 優點 不足

熱力學方法 由大量現象總結歸納的熱力學基本定律 數學演繹、邏輯推理 高度的普適性、可靠性 無法解釋漲落現象、無法揭示熱現象本質

基礎 方法 優點 不足

統計物理方法 物質微觀結構、宏觀量與微觀量的關系、等概率原理 概率統計方法 可求具體物質的熱性質、解釋漲落、揭示熱現象本質 近似性

可見,熱力學方法和統計物理方法共同來自于人們對宏觀熱現象的明確認識和微觀熱運動特征的準確把握,二者相輔相成,互為補充,是一個有機統一體,缺一不可。課程教學過程中,應在詳細闡述熱力學與統計物理學的概念定義、發展歷史的基礎上講授二者的有機統一關系,使學生對兩種方法有一個整體的認識,準確把握課程的基本特征,這有利于學生理解熱力學統計物理的物理思想和建立相應的物理圖像。

五、幫助學生建立課程理論框架

學生在學習熱力學與統計物理的過程中,難以理解相關的物理思想、定理定律和無法建立清晰的物理圖像,很大程度上是由于沒有很好地把握課程的知識要點和理論主線。熱力學與統計物理課程有機結合思維方式截然不同的熱力學和統計物理兩種方法,分別從宏觀和微觀兩個層面對物質系統的熱運動規律進行研究,同時數學推導和變換繁復,因此學生在學習的過程很難捕捉到課程的知識要點和提煉出課程的理論主線,這就要求教師有意識的幫助學生把握課程的整體理論框架。

汪志誠的《熱力學·統計物理》教材為例,[4]可以建立如下課程基本理論框架:課程分為熱力學和統計物理兩個部分。熱力學部分包括熱力學基本定律部分(核心)、均勻熱力學系統的熱力學公式、熱力學基本定律和熱力學公式的應用三部分,前兩部分為熱力學的基礎理論,第三部分包括基礎理論在均勻單元系、均勻多元系以及非均勻系中的應用。統計物理部分包括平衡態統計理論、漲落理論和非平衡態理論,平衡態統計理論為核心部分,又包括最概然統計理論和系綜理論。在授課學時日漸縮減的情況下,可將最概然統計理論作為本科教學中統計物理部分的講授主體。該部分可以分為系統微觀構成的描述和基本統計規律、基本統計規律在不同微觀系統中的應用兩部分,后者包括了基本統計規律在玻爾茲曼系統、波色系統和費米系統中的應用。這樣的一個簡明的整體理論框架的建立,有助于學生對相關定理定律的融會貫通和對課程的物理思想和物理方法的整體理解,從而幫助學生建立完整的熱力學統計物理圖像,達到該課程的最終教學目的。

六、結論

熱力學統計物理是本科物理學及相關專業的一門重要基礎理論課程,具有抽象且數學知識要求高的特點,教學難度很大。在該課程的教學過程中通過重點突出物理思想和物理方法教學、排除學生心理障礙、詳細闡述熱力學與統計物理兩種方法的關系、幫助學生建立課程理論框架等科學的教學方法的應用,可以有效提高教學質量,幫助學生深入理解相關的物理思想和掌握相關的物理方法,建立完整的熱力學統計物理圖像。

【參考文獻】

[1] 周詩文.運用物理學史培養學生的創新思維[J].物理教學探討,2005.9.15-16.

[2] 陳運保.物理學史對于培養學生自我意識的重要作用[J].物理教學探討,2005.2.28-29.

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篇(5)

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A ?搖文章編號:1674-9324(2013)41-0107-02

《材料熱力學》是材料科學與工程專業的專業基礎課,是一門理論性和應用性較強的課程。通過《材料熱力學》課程的學習,學生能夠掌握《材料熱力學》的基本概念和理論,并利用《材料熱力學》進行相變、表面和界面等的分析和研究。然而《材料熱力學》具有概念多而易混淆、公式多而難記憶以及內容抽象難懂等特點,學生系統掌握該課程的內容比較困難,本文嘗試對教學內容和教學方法等方面進行探索,以提高《材料熱力學》課程的教學效果。

一、教學內容與實踐相結合

1.突出應用目的。本科《材料熱力學》教學重點在于熱力學基本原理及其在相平衡、表面和界面等領域的應用。由于學生在學習材料熱力學之前,已經學習過物理化學等課程,因此講授《材料熱力學》時,應將重點放在運用熱力學基本原理解決材料科學中的問題這一方面。在熱力學基本原理這部分內容的講授中,為了理論體系的完整性,我一般會對重要的定理和公式進行簡單地推導,使同學掌握基本原理的來龍去脈,而對于其他的定理和公式,我一般簡單分析一下它們的內涵和適用范圍,不做詳細的推導。我把熱力學原理在材料科學中的應用作為我的講課重點。我使用江伯鴻編寫的《材料熱力學》這本教材中有很多例題,但是我重點挑選與相變有關的典型例題來講解,比如:選擇熔化和凝固過程的熱量計算以說明熱力學第一定律在計算相變熱效應的應用,選擇熔化和凝固過程的熵變或自由能變化計算以說明熱力學第二定律在判斷相變方向的應用等,以突出《材料熱力學》課程以熱力學基本原理解決材料科學問題的講課重點。

2.增加科研和生產方面的內容。筆者經過幾年的材料熱力學的教學實踐,總結出:在教學過程中教師必須將科研和工程案例與教學內容相結合,這樣不僅讓學生在科研和工程案例中理解材料熱力學的基本概念和原理,同時了解理論對實踐的重要指導作用,激發學生的學習興趣。我們學院的一些學生承擔本校激光研究所鈦基激光熔覆層方面的大學生創新項目,我在講解自由能判據這部分內容時會引入這方面的實例,比如:為什么添加B4C的鎳粉在高能激光照射下會在鈦基體中形成TiB和TiC增強相。我的一個科研項目是有關碳纖維/銅基滑動軸承材料粉末冶金制備工藝的,我將這部分科研內容引入到表面和界面這一章中,向同學們講授為什么粉末冶金法制備碳纖維/銅基復合涂層時要使用表面預鍍銅的碳纖維為原料。我還經常將企業的生產內容融入到《材料熱力學》的教學中,比如我將人造金剛石的生產過程引入到封閉體系的熱力學基本方程這一章的教學中,以說明公式(?墜G/?墜T)P=-S和(?墜G/?墜P)T=V的應用;我還將氧化鋯生產過程中氯化銨廢水的處理和循環使用這部分內容引入到滲透壓的教學內容中,說明如何根據氯化銨廢水中離子的濃度計算出滲透壓,進而為反滲透設備中泵的選型提供依據。

3.增加實驗教學的內容。實驗教學是高等學校教學中的重要內容,具有直觀性、實踐性和客觀性的特點。以實驗作為主要手段進行的教學活動,可以揭示自然科學現象、驗證科學規律、探索未知、發展科學,更為重要的是在實驗中能夠培養學生務實求真的科學態度。我使用江伯鴻編寫的《材料熱力學》這本教材中沒有實驗教學方面的內容,為了彌補這一缺陷,我增加了“差示掃描量熱法測量材料的比熱容”和“計算機在相圖計算中的應用”等實驗內容。《材料熱力學》的實驗教學應達到以下目標:①幫助學生掌握《材料熱力學》的基本原理;②讓學生初步了解科學研究的方法;③培養學生自主解決問題的能力。因此在實驗教學過程中,①強調實驗課前的預習,要求學生根據實驗指導書寫出預習報告;②實驗過程中的檢查學生操作情況,要求學生獨立操作,如實記錄實驗數據;③教師課后批閱實驗報告,鼓勵學生在實驗過程中發現問題、提出問題和解決問題。

二、改進教學方法

1.討論式教學。我會結合剛講授過《材料熱力學》知識,設計一些與科研和工程密切相關的問題,讓學生以小組的形式相互討論共同完成。在下次上課時,我會讓某個或某幾個小組推舉同學上臺講解,其他同學提問,最后老師點評和總結,以培養學生自主解決問題能力。

2.多媒體教學。筆者在講授《材料熱力學》時,通常采用板書的形式,因為我覺得板書能將公式的推導和例題的計算一步一步清晰地展現出來,讓同學們能清楚地了解老師的解題思路。采用多媒體教學能提供形象、生動、直觀的畫面和視頻,增加信息量,節約教師板書和畫圖的時間,提高講課效率,我曾經嘗試過使用多媒體來展示解題過程,但效果并不理想。近年來,我傾向于以板書為主,多媒體為輔的教學方法。我一般將課堂要講述的主干內容用板書簡單、扼要、清晰地列在黑板上,使同學跟上老師的講課思路,對于一些抽象難懂的概念,我經常找一些圖片和視頻,使講授的知識更直觀、形象和生動。

三、改進考試方法

考試是知識水平的鑒定方法,大學階段的考試成績與學生評優、畢業甚至就業直接相關,學生的學習過程大多圍繞考試這根指揮棒轉,因此如何用好考試這根指揮棒,對提高教學效果至關重要。我傾向《材料熱力學》采用開卷考試的考核方式,在試題的設計上,避免出一些填空和名詞解釋等一些死記硬背的題目,而出一些判斷題和選擇題等靈活運用熱力學基本原理解決問題的題目,問答題和計算題都是與材料科學具體問題相關聯的,必須掌握熱力學基本原理及其實際應用才能正確解答。我希望通過這種考核方式,改變學生在應試教育下形成的學習方式,明確學習目的,提高自身運用知識解決實際問題的能力,養成獨立思考的習慣。

參考文獻:

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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).

篇(7)

中圖分類號:O414-4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(b)-0187-02

熱力學與統計物理學是研究熱運動規律的學科[1]。《量子力學》和《半導體物理》等許多領域需要熱力學和統計物理作為基礎理論。本課程的主要目的是使學生掌握熱力學和統計物理的基本理論、這些理論的實際應用、國際上最先進的科研動態,及解決不了的難題;培養學生科學的學習態度和方法;培養學生獨立分析和解決問題的能力。

目前的教學模式中,存在著一些問題。學生大多處于被動的學習狀態,對課程缺乏興趣感,更缺少主動參與的意識。考試的方式基本上是一張試卷定成績。這樣的教學方式和考試方式會帶來一些弊端,如學生只是應付考試,把學到的東西死記硬背出來,學到的知識考完就忘了,不知道知識的真正用處。因此,教學方式和考試方式的改革必須引起我們的高度重視。本論文通過深入的調查和教學實踐工作對教學方法和考試方式的改革方面進行探討[2]。

1 討論式教學方式

在平時的教學過程中適當地加入討論式教學方式。

(1)課堂中引入討論式教學方式。在平常的課堂中,討論式教學方式可以調動學生學習的積極性和主動性。例如講述某一個現象之后,先讓學生討論該現象的原理是什么,往往是學生會有很多種結論,而有一些結論非常有創意,可以開拓學生的視野。再例如在做習題時,讓幾個學生同時到黑板上寫出自己的做題思路,讓學生發揮自己的思維探討不同的做法,這時會出現許多做法,有些非常有創意,有些是行不通的。但通過討論對解決問題的思路清晰起來,不但使學生對教學內容有了較深入的了解,而且大大提高了學習的自信心。

(2)小結中引入討論式教學方式。在某一章內容結束之后,在的應用方面和國際科研動向方面做一次討論,使學生通過基礎理論的學習之后,通過上網查閱信息和自己的思考以及相互討論,對這部分內容做一總結。例如:在第一章熱學基本規律結束之后,作一次本章內容應用的討論課,學生通過上網查詢及對本章內容反復思考,在討論課上進行討論,可以給出討論的提綱:如是否可以將孤立系統的熵增原理應用到宇宙中?由熱機效率理論聯系到沖程熱機等。這些信息會使學生感到非常興奮和激動,憧憬著將來自己在這方面也有大有作為的時刻。同時也增強了學生學有所用的印象。

2 新的考試模式

把以往單一試卷形式的考試分成兩部分,筆答部分和科研小論文部分。筆答部分主要考察學生基本理論的學習效果。科研小論文主要是將有關本課程知識點的小論文題目布置給大家,讓學生自由選擇自己感興趣的課題。最后以完整論文的形式提交上來。這部分主要考察學生對課程內容的理解能力、收集信息的能力和表達能力。這樣的改革能夠轉變學生原來的學習習慣,增強學習能力,進一步提高學生整體素質,為以后的學習和工作打下良好的基礎。

3 利用多媒體教學

多媒體技術是以計算機為中心,把語音處理技術、圖像處理技術、視聽技術都集成在一起,而且把語音信號、圖像信號先通過模數轉換變成統一的數字信號,這樣作以后,計算機就可以很方便地對它們進行存儲、加工、控制、編輯、變換,還可以查詢、檢索。近年來,多媒體技術迅速發展,其應用已遍及國民經濟與社會生活的各個角落,正在對人類的生產方式、工作方式乃至生活方式帶來巨大的變革。因為多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像這樣的特點,具有許多對于教育、教學過程來說是特別寶貴的特性與功能,這些特性與功能是其他媒體所不具備或是不完全具備的。因此,多媒體技術對教學也產生了積極的效應,充分發揮多媒體教學的優勢,對于培養學生的創造思維,具有重要作用。

在傳統的教學過程中一切都是由教師決定。從教學內容、教學策略、教學方法、教學步驟甚至學生做的練習都是教師事先安排好的,學生只能被動地參與這個過程,即處于被灌輸的狀態。而在多媒體計算機這樣的交互式學習環境中學生則可以按照自己的學習基礎、學習興趣來選擇自己所要學習的內容,可以選擇適合自己水平的練習,如果教學軟件編得更好,連教學模式也可以選擇,比如說,可以用個別化教學模式,也可以用協商討論的模式。使計算機像學習伙伴一樣和你進行討論交流。也就是說,學生在這樣的交互式學習環境中有了主動參與的可能,而不是一切都由教師安排好,學生只能被動接受。按認知學習理論的觀點,人的認識不是外界刺激直接給予的,而是外界刺激與人的內部心理過程相互作用產生的,必須發揮學生的主動性、積極性,才能獲得有效的認知,這種主動參與性就為學生的主動性、積極性的發揮創造了很好的條件。

人機交互、立即反饋是多媒體技術的顯著特點,是任何其他媒體所沒有的。多媒體計算機進一步把電視機所具有的視聽合一功能與計算機的交互功能結合在一起,產生出一種新的圖文并茂的、豐富多彩的人機交互方式,而且可以立即反饋。這樣一種交互方式對于教學過程具有重要意義,它能夠有效地激發學生的學習興趣,使學生產生強烈的學習欲望,從而形成學習動機。交互性是多媒體計算機所獨有的,正是因為這個特點使得多媒體計算機不僅是教學的手段方法,而且成為改變傳統教學模式乃至教學思想的一個重要因素。

多媒體教學的優勢體現在以下幾個方面。

(1)直觀性:能突破視覺的限制,多角度地觀察對象,并能夠突出要點,有助于概念的理解和方法的掌握。

(2)圖文聲像并茂:多角度調動學生的情緒、注意力和興趣。

(3)動態性:有利于反映概念及過程,能有效地突破教學難點。

(4)交互性:學生有更多的參與,學習更為主動,并通過創造反思的環境,有利于學生形成新的認知結構。

(5)通過多媒體實驗實現了對普通實驗的擴充,并通過對真實情景的再現和模擬,培養學生的探索、創造能力。

(6)可重復性:有利于突破教學中的難點和克服遺忘。

(7)針對性:使針對不同層次學生的教學成為可能。

(8)大信息量、大容量性:節約了空間和時間,提高了教學效率。

多媒體教育技術飛速發展,教學過程中多媒體技術的運用越來越普遍。在學習多媒體、計算機技術的同時,我們應該關注教育理論的發展,隨時用先進的教育理論來指導自己的多媒體教學,發揮多媒體教學的優勢,從而提高熱力學統計物理課程的教學質量。

4 結語

通過兩年的熱力學與統計物理課程教學實踐和學生平時的學習效果來看,進行教學方法改革和考試方式改革是非常必要的。引入討論式教學方式,改革以往的考試方式,充分利用多媒體教學手段是培養創新型人才的必經之路。

參考文獻

篇(8)

中圖分類號:TK123 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)48-0181-03

熵是熱力學中一個非常重要并且抽象的概念,學生能否全面地、徹底地掌握第二定律,對熵概念以及熱力學第二定律實質的理解至關重要。

目前工程熱力學的教學中普遍存在一個問題[1,2],就是熵概念的引入時機和方式。這些教材中,熵概念的第一次引出,即以其微分形式:dS=dQrev/T。熵的這個定義只給出了狀態函數熵的微分或熵變,并沒有熵的直接表達式[3]。這種只提出熵的定義,卻不闡明熵自身的物理意義的引進方式,使得學生對熵的物理意義全然不知,只是一味的死記硬背熵變計算公式。這時候的熵可謂是“千呼萬喚始出來,猶抱琵琶半遮面”。然而,在后期進入到熱力學第二定律的章節學習后,熵隨著第二定律的數學表達式又突然冒了出來,而且還花樣翻新,例如克勞修斯不等式:dS≥dQ/Tr。通常這個時候,學生開始犯糊涂了,與前面熵初次引入時的熵變定義式搞混了,而后緊接著還要推出孤立系統的熵增原理等,如果整體教學中缺乏清晰的主線和脈絡、不闡明不可逆引起熵增的實質原因,卻鋪開來廣講或一味地讓學生沉浸在大量的熵變計算中,效果差強人意,如很多學生常把孤立系統的熵只增不減理解為熵只增不減,或者不明白為什么處處可逆的卡諾循環的熱效率也不能達到百分之百。這樣的錯誤表明學生對熱力學第二定律尚未真正掌握。

熱力學第二定律的教學是從分析自然現象展開的:如打碎的雞蛋不可能自行復原、水不能在自然條件下由低處流到高處等,這些現象表明一切自然發生過程都有其特殊的方向性。再者,我們熟悉這樣的經驗事實:當兩個不同溫度的物體相互接觸時,熱量不可能自動地由低溫物體傳到高溫物體,而這恰恰就是由克勞修斯提出的熱二定律的一種經典表述,此時熱二定律看起來還如此簡單,學生尚不難理解,但僅僅停留在這個層面理解熱二定律,顯然是不夠的。熱力學二定律雖來源于生活,但遠高于生活。在指出另一種由開爾文從熱轉化功的角度闡述的熱二定律時,學生開始有點迷糊了。開爾文表述為:不可能制成一種循環動作的熱機,只從單一熱源吸取熱量,使之完全變成有用的功而不產生其他影響。

按照通常的教學程序,接下來的教學點就是卡諾循環。如果這個時候,再把講課的重點放在對構成卡諾循環的兩個定熵、兩個定溫過程的講解上,學生感覺熱二定律更難捉摸了,何況這之后還要推導熵的不等式,熵――這個令物理學家都“混亂”的概念可能一下子就把學生擊倒了。如果這樣安排教學,定會加劇學生對第二定律整章內容的恐懼心理,甚至最終導致放棄對熱二定律整章的學習,

所以,在這些內容的教學中,絕不能循規蹈矩,應適時地對教學的順序做相應的調整,緊緊抓住一條清晰的脈絡討論,不廣講、不偏離主線太多,抓住本質(類比干),在該過程中適時地、善巧地引出一些主要的第二定律表述(枝),順藤摸瓜,最終完全揭示熱力學第二定律的內涵。這樣,學生容易抓住主線,對整章的知識框架有清晰的認識,就不會對紛繁的不同表述和不等式望而生畏。教師在后期的具體教學中,再去圍繞其他各種表述進行細化討論和延展,就可事半功倍。這種先抓本質的教學思路非常適合熱力學第二定律和熵――這種既紛雜,又抽象的教學內容。

下面以一種脈絡式的教學思路對熱二定律進行探究,層層遞進,分析現象得到結論,引出提問,再分析,得到下一個結論,直至把熱力學第二定律實質詮釋出來。

首先,通過兩個熱機的常見工程實例――火力發電廠和汽車發動機動力循環入手,引出熱力學第二定律在熱轉化成功的過程中有低溫熱源存在、同時有部分熱量被拋入低溫熱源的現實(講解電廠冷卻塔以及汽車尾氣余熱排放至外界環境)。由實例可初步得到任何熱機的效率不僅不能大于百分之百,也不能等于百分之百,也即效率必須小于百分之百。該結論映證了開爾文說法。

結論1:熱一定律告訴我們效率不能大于100%,開爾文說法得到熱機效率只能小于100%。

提問1:效率不能等于百分之百,等于多少,99%?

在熱力學第二定律尚未問世之前,熱機工程師錯誤地把熱機效率的最理想目標定為100%。1824年,法國工程師卡諾對此提出了質疑,他在確定的高溫熱源T1與低溫熱源T2之間,構建一個最理想(即熱效率最大)的熱機循環――卡諾循環。按最理想的假定,該循環至少應保證過程無摩擦(無耗散)和傳熱無溫差(準靜態)等條件,也即循環必須可逆。但即便這樣一個最理想的熱機循環效率也并不等于或者接近100%,而是依賴于高低溫熱源本身的溫度(?濁c=1-T2/T1卡諾定理)。

以前述的兩個典型的熱機實例分析。目前,火電廠蒸汽動力循環[4],一般T1=500℃,環境為T2=25℃,按照卡諾循環最理想效率為62%,大大低于100%;汽車燃氣動力循環,T1=1000℃,T2=25℃,卡諾效率為76%,也低于100%。

結論2:在確定溫度的高低溫熱源之間的全可逆理想循環,熱效率有一峰值,受溫度限制,可能遠低于100%。(機理暫不解釋,見結論6后的反推)

提問2:實際工程中,摩擦耗散等不可逆因素必定不可避免,這對熱機的效率又有何影響?

經驗和事實表明:一切實際過程都包含摩擦,粘滯,電阻等耗散因素,必然是不可逆的。仍以上面提到的熱機實例來分析。實際工程中,蒸汽動力循環熱效率為45%左右(

結論3:自然界中,一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的,不可逆損失造成熱效率降低。

一個自發進行的不可逆過程,其逆過程決不可能不付任何代價的自動進行。例如:為什么熱量可以從高溫熱源自動的傳向低溫熱源,而不會自動地從低溫熱源傳向高溫熱源。因此,一個過程的不可逆性與其說是決定于過程本身,不如說是決定于它的初態和終態。這也預示存在著一個與初態和終態有關的某個狀態函數,用以左右一個過程的方向。

問題3:一個自發(不可逆過程)初態和終態有什么本質的不同?

以氣體絕熱自由膨脹分析自發過程初態與終態的區別:理想氣體絕熱自由膨脹是不可逆的。一剛性絕熱容器被隔板分開,左邊有氣態工質,右邊真空,在隔板被抽去的瞬間,氣體聚集在左半部,這是一種非平衡態,此后氣體將自動膨脹充滿整個容器,最終達到平衡態。其反過程由平衡態回到非平衡態的過程不可能自動發生。觀察到絕熱自由膨脹初終態有兩方面的不同:

1.終態體積變大,分子相互位置分布更加無序;

2.可利用與右側空間的勢差推動活塞向外輸出容積變化功,但由于進行自發膨脹,作功為零。

對于一個熱力學系統,如果處于非平衡態(與外界存在勢差,有作功能力),我們認為它處于較有序的狀態,如果處于平衡態(與外界無勢差,無作功能力),我們認為它處于較無序的狀態。

再者,功熱轉換的自發過程:高速行駛的汽車,突遇事故瞬間停止,原有動能耗散成環境中的熱能,能量的數量雖然守恒,但能量的無序性增加。而該過程的逆過程――環境熱轉換成動能顯然不能自發進行。熱是分子混亂運動的一種表現,而功是分子有序運動的結果。功轉變成熱是從規則運動轉化為不規則運動,混亂度增加,是自發的過程;而要將無序運動的熱轉化為有序運動的功就不可能自動發生。

結論4:熱力學第二定律:各種自發過程的方向性具有共同的本質:無序性(混亂度)增加,能量質衰退。

問題4:如何定量地描寫狀態的無序性的變化(如增加)和作功能力的變化(如衰減)?

從以上例子可以看出:熱力學第二定律揭示一切不可逆過程都是向混亂度增加的方向進行,可用一個新的狀態函數作為表征系統混亂度的一種量度,狀態函數――“熵S”被引出。

所以,熵的物理意義:系統無序性(混亂度)的量度。

結論5:孤立系統中的熵永不減少。孤立系統中發生可逆過程,其熵不變,作功能力無衰減;孤立系統中發生不可逆過程,其熵增加,作功能力降低。熱力學第二定律也可表述為:一切自發過程總是向著熵增加的方向進行,向能質衰減的方向進行。

問題5:為什么宏觀演化必定按“熵增”的方向進行,熵增的本質是什么?

以54張撲克牌的排序為例分析自發過程熵增的根本原因。新撲克最初的排序極其有序,我們稱其為一種微觀態,概率為1/54!。隨機洗牌后,混亂度增大,此時排序非常混亂的微觀態數要大很多。這樣,撲克牌從有序自發到無序(孤立系統熵增大)的過程,就是撲克排序從小概率往大概率發展的過程。然而,這個過程的逆過程,也即微觀態數減小的過程,是從概率大往概率小發展,不能自動進行。這就是為什么即使洗無數次牌,也不可能再出現當初最有序的低熵狀態。這就反映了不可逆過程熵增的本質,即熱力學概率增大。

可以從54張牌的系統拓展到由大量分子構成的熱力學系統,同樣遵從這樣一個規律。

結論6:系統從熱力學概率小的狀態向熱力學概率大的狀態進行,這是熱力學第二定律的統計意義。

再回到結論2,可對卡諾定理進行微觀解釋:可逆熱機循環中,工質從高溫熱源吸收熱量Q1,將其中最大可以轉化為功的部分W轉化為了功,這部分能量從熱功,能量品質升高,這樣一個非自發過程不能不費代價的進行,同時一定要使得另外一部分熱量Q2從高溫熱源傳向了低溫熱源,這部分能量的品質降低去與之補償,兩者正好相抵,這是可逆的情況。如果熱機不可逆,相同的Q1情況下,傳給低溫熱源的熱量大于Q2,能量品質降低的份額大于能量品質升高的份額,總體由于不可逆造成能量品質衰退,作功減少。

經過以上脈絡法教學方式層層遞進,主線清晰,學生能夠緊跟教學思路,分析現象,得到結論,引出新問,再分析,一步步接近熱力學第二定律的實質。該教學方式最大的優勢體現在只需要半個小時的課時就可清楚地揭示熱力學第二定律的核心機理,而后可圍繞這個核心再展開不等式推導等其他教學內容。這樣的教學方式,做到了使學生概念清晰,思路明確,故能取得事半功倍的教學效果。

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.

篇(9)

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)

隨著時代的變遷、社會的進步和高等教育的發展,我國高等教育教學改革過程中不斷出現新的問題,期中課程的教學改革是核心,而改革重中之重是如何調動學生的學習積極性和促進學生綜合實踐能力的提高,本文結合多年的化工熱力學教學改革情況,談幾點體會以共勉。

1 引用研究性教學模式,創造主動學習氛圍

化工熱力學課程專業性比較強,內容比較枯燥,基本原理概念抽象、公式推導多、工程計算更是繁瑣,學生上課往往表現學習興趣不高。針對這一實際情況,教師首先需要對熱力學的基本知識進行梳理,按照教學計劃和要求對教學內容模塊進行劃分,并對教學內容外延知識體系進行補充,為課堂教學創造必要條件。化工熱力學的課堂教學要求教師用科學恰當的方法把自己所掌握的精確的專業知識教授給學生,為達到人才培養的目標,提高化工熱力學教學的時效性,部分引入以教師為主導、學生為主體的研究性教學模式,能夠充分調動學生學習的積極性。

研究性教學是指老師以課程內容和學生的知識積累為基礎,引導學生創造性地運用知識和能力,自主地發現問題、研究問題和解決問題,在研討中積累知識培養能力和鍛煉思維的新型教學模式。這種教學模式帶動學生積極地投入到課程學習中去發現問題、研究問題和解決問題,并在研究過程中獲取知識、提高技能、培養能力[1]。為此,在熱力學教學中,我們嘗試了“設定內容情境-啟發思考-交流探究-總結提升”教學環節,將復雜的熱力學知識體系,和學生先前學過的基本物理、化學、數學等知識緊密聯系起來,應用于實際,營造自主或團體進行討論和探究,和傳統的教學模式相比,大大提高了學生的學習積極性,并達到了能力培養的目的。

在實際教學過程中,曾嘗試選擇幾節內容,采取學生進行講課。教師布置任務范圍,提出要求,學生以團隊為單位首先學會讀懂教材內容,查找所需資料,再設計教學課件,最終在講臺上進行展示講解。從學生到老師角色的轉變,從自己學明白到講解清楚,激發出了學生對熱力學學習的興趣,加強了對知識的理解深度,與此同時活躍了課堂的氣氛,教師也可以從中觀察到學生的學習心理,尋找到教和學的突破口,對于課堂教學的創新和學生能力的培養具有重要意義。

2 利用多媒體和網絡教學手段,提高自主學習能力

針對化工熱力學知識體系和內容的具體特點,在教學方式上,發揮多媒體優勢進行教學,可以大大提高學習的時效性和增強學生學習的積極性。

多媒體技術應用文本、圖象、動畫、聲音等運載信息的媒體結合體,以圖文并茂的形式為化工熱力學教學充實供了多樣化、多維化的教學信息空間,使化工熱力學的教學內容、教學模式得到了很大的充實和改進[2]。結合化工熱力學自身的特點設計生動、立體、直觀性強的教學軟件,與公式推導的板書相結合,加快和加大課堂教學的信息量,吸引學生的注意力,提高了教學效果。

在多媒體內容的展現方式上,除了課堂教學外,充分利用互聯網,拓展網絡教學。學生反映平時在化工熱力學學習中,經常會遇到疑難問題,課堂時間又極其有限,往往會造成問題堆積。針對這一情況我們建立了化工熱力學網絡教學輔導平臺,可以師生交流、學生間交流,利用網絡的開放性、交互性、共享性的特點,傳遞與化工熱力學相關的前沿信息和資料,將教學內容在網上公開,實現資源共享,并及時為學生答疑解惑,隨時提出新問題,在網上進行自由討論,師生間共同研究,從而既迅速有效的解決了問題,又提高了學生的學習效率。

3 結合實驗實踐教學,培養工程實踐能力

化工熱力學的實驗教學是對化工熱力學基礎知識的綜合運用與實踐,意在培養學生建立獨立思考、觀察分析、解決問題、驗證結果的思維體系,培養學生靈活運用理論知識解決實際問題的能力;讓學生明確化工熱力學在工業生產中、科學研究和工程設計中的重要性,有一個比較完整的感性認識和理性認識,也是進行產品生產和科研開發的必要準備。在實驗教學的過程中,指導教師根據教學內容,詳細制訂系統完整的實驗過程,建立了“做什么實驗-為什么做實驗-怎么做實驗-如何提高實驗數據可靠性”思維引導方式,注重挖掘學生的內在潛能和啟發學生的智慧,在鞏固和深化專業理論知識的基礎上,要強化實驗中出現的各種現象,再把實驗過程中遇到的具體問題放入化工熱力學的課堂教學當中,在相互融入講解的過程中潛移默化的傳授給學生,使其印象深刻,充分理解。

化工熱力學所研究和解決的都是化工生產中的實際問題,因此實踐教學環節非常重要,在熱力學的應用章節的教學中,指導教師可以帶領學生直接參與到企業的生產之中,結合課堂教學實例,按照“裝置設想-實驗室開發-工程設計-生產操作運行-工藝改進”主線,在現場指導學生運用所學的化工熱力學基本理論聯系實際,完成一定的實習任務,同時使學生在真實的生產環境中獲取初步的職業訓練和積累簡單的生產操作經驗,逐步提升工程意識和理論聯系實際的能力;在企業實習實踐活動中,學生開始涉入企業的先進理念和特色文化的信息,增強了參加工程實踐活動的興趣,為將來走向工作崗位、立足企業打下良好的基礎[3]。

4 完善考核方式,促進培養目標達成

為了更好地評價學習的效果,必須進一步完善公平、公正、公開的考核體系,制定適應上述教學的評分標準,準確的反映學生的學習情況和能力發展水平,使學生在為成績而努力學習的過程中,能夠完成知識體系的建立和能力的提高。為此,教師應從培養學生學習思維和提高全面創新能力出發,逐步減輕期末理論考試的分量,傾向于平時的學習態度,如課堂表現情況,作業、實驗、實結情況都占一定的考核比例,堅持課內與課外相結合、考試與考評相結合的原則。評分的等級和標準要進一步細化,從激發學生的學習熱情出發,科學、有效、靈活的進行化工熱力學的考核評分工作。如在考核的過程中,我們不考核學生對化工熱力學公式的死記硬背,而是考核學生是否掌握了公式理論的應用場合條件,理解了各種符號的含義,能否明白推導步驟和過程,考核學生的推理、演繹能力等。

總之,從以上幾方面入手,對化工熱力學的教學工作有了更進一步的認識,以培養高素質化工人才為目的,通過不同教學方法的體驗,激發了學生的學習興趣,靈活運用化工熱力學的理論知識解決實際問題的綜合實踐能力。

【參考文獻】

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