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第1篇：工程熱力學研究范文

關鍵詞：工程熱力學；教學質量；問題；方法

作者簡介：章學來（1964-），男，浙江海寧人，上海海事大學商船學院，教授；王惠惠（1990-），女，江蘇連云港人，上海海事大學商船學院碩士研究生。（上海 201306）

中圖分類號：G643.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0076-02

雖然說研究生教育是一種專業教育，但是不能僅僅重視專業課程的學習，應當同時重視學生綜合能力的培養。研究生的教學工作需要結合研究生課程專業性、研究性、創新性等特點，探討研究出合適的教學方法。研究生需要一年的時間進行課程學習，所以課程教育的質量將直接影響到我國研究生的質量。而“高等工程熱力學”作為能源動力類專業的專業基礎課程，其重要性不言而喻，要結合課程特點不斷嘗試新的教學方法，提高“高等工程熱力學”的教學質量，為研究生的后續研究學習打下堅實的基礎。

一、課程教學中存在的問題

1.課程內容前沿性不足

世界信息化腳步在飛速發展的科技的推動下也日益加快，人們已進入知識經濟時代。但是研究生的課程和專業內容陳舊，前沿性明顯不足，使得飛快的知識更新速度與滯后的人才培養的矛盾日益顯著。加之有些教師在教學過程中使用十多年前的老教材，對問題的認知不夠深入，觀點不新，對高等工程熱力學的最新知識和研究成果了解較少，僅限于書本知識的講解，教學內容中缺乏對知識經濟時代的新知識和新科技的及時補充，使得研究生的教育方式傾向于本科生教育。

2.教學手段和教學方法單一

一些老師在講解“高等工程熱力學”時的教學方式仍主要采取老師講解的方式為主，雖然這與這門學科有一定難度有關，但是大部分研究生對這門課程有一定的知識基礎，所以可以讓研究生參與到課堂教學中來。而目前很少有老師可以做到這一點，這使得研究生的課程教育和本科生教育沒有太大區別，缺乏研究生教育應有的探究性、創新性、研發型、實踐性等特征。大多數老師采取本科生“灌輸式”的教學方法傳授知識，忽略研究生能力的培養，注重繼承學習傳統知識，忽略對知識的創新發展；注重課堂講授，忽略學生探討、創新交流；注重老師的引導，忽略學生的自主性學習。僅僅通過老師單向的知識傳授，很難達到研究生教育期望的教學效果。

3.評估管理體系不合理

在提高研究生課程教學質量的過程中，合理的評估管理體系是必不可少的。合理的評估體系有助于提高研究生的教學質量，進而提高研究生的培養質量，這也是建立合理評估管理體系的最根本目的。合理的評估管理體系包括學校對老師教學質量的評估和老師對學生學習效果的評估兩個方面。學校對老師教學質量的評估可以指導老師制訂合理的教學計劃、教學方法和考核學生方式，可以端正老師的教學態度。為使評估管理體系發揮良好的導向作用需要合理分配評估體系中各種指標的比例。老師對學生學習的評估，一般老師都以簡單方便的考試形式評估學生對這門課的學習情況，這往往不能完全真實反映出學生真實的知識水平。多種方式相結合的考核方式更能體現學生的綜合學習能力，因此應該同樣重視學生考核制度的制訂。

二、解決問題的方法

1.打破傳統考試模式

中國自古以來就是以考試的方式選拔人才，雖然是不得已而為之的方式，但因此也可能失去一些專業性的人才。因此在像“高等工程熱力學”這些課程的考核方式中，教師應敢于大膽突破傳統模式束縛。“高等工程熱力學”是一門理論性很強的課程，學好這門課不僅僅是掌握了一門基礎課程那么簡單，更多的是可以培養鍛煉學生的思維方式，所以課程考核可以采取開/閉卷與課程論文演講相結合的方式。開卷試題與閉卷試題相比有一定難度，但開卷可以提高學生文獻閱讀收集能力，閉卷則是學生課程基本功的最真實表現，采取開/閉卷的方式學生不僅牢牢掌握書本上的基礎知識，同時通過閱讀可以學習課程相關最新知識；此外，課程論文演講也同等重要，學生通過課后學習，在課上與老師同學一起探討交流，不僅有利于拓寬學生的發散性思維，同時這也是老師和同學一起學習進步的過程。

2.推行多元化的教學方式

陳舊的“課本+粉筆+黑板”教學模式已經不利于研究生的課程教學。研究生教學更多的是以研討性學習為主，而不能簡單地通過學位論文來實現研討性學習。這更多是在于平時對基礎性課程的研究性學習，而“高等工程熱力學”處在專業基礎的位置上，因此對其學習應當更加注重研究性，這樣才能更有幫助。況且研究生在本科階段對“工程熱力學“已經有很好的學習，進入研究生學習階段，更應推行研究性教學的新教學理念，老師應帶頭沖破傳統教學方式的束縛。首先，作為老師本身，需要先轉變教學模式，充分利用信息化時代的特點，充分利用網絡跟進最新知識和研究成果，提高教學課程的質量，結合課程特點采用多元化的教學方式，如討論式、參與式、啟發式等；其次，培養學生自主學習，獨立思考問題，積極開展小組討論，組織學術報告會，養成互相交流學習的好習慣，充分發揮研究生學習的主動性和積極性，建立一種更加注重培養學生獨立思考能力和創新能力并且以學生為中心的個性化教學方法。

3.理論結合實踐

理論教學是老師僅僅將理論知識傳授給學生，學生若通過實踐將理論知識消化、吸收、應用，轉化為自己的知識和能力，這樣才實現了教學的真正意義。許多前沿理論知識僅靠老師講解難以發揮學生的主動性和創造性，因此，老師可以每節課結束后布置下一節課的學習要點，學生通過自學在課上自由討論講解。這樣學生不僅可以復習上節課的內容，并且對下節課的內容也有自己的了解。更重要的是通過自學，學生可以知道自己知識的短板，在課堂中通過大家共同討論和老師的講解使這一內容更深刻地印在學生腦海中。這樣不僅促進研究生之間的相互學習，而且有利于培養研究生獨立思考、研究、分析和解決問題的能力，促進知識向能力轉化。

基于“高等工程熱力學”的工程應用背景，在課堂教學中，理論聯系實際尤為重要。學生通過自學獨立思考研究分析問題，老師可以通過案例教學使知識更加具體化，使學生更加容易接受。比如，把理想氣體的絕熱充氣過程與自行車打氣的生活常識相聯系，化抽象為具象，學生更容易理解并接受這些知識。諸如此類將熱力學的知識運用到生活中的事例很多，把抽象的理論知識與生動的工程實踐相結合，做到學以致用，更能激發學生對本課程的興趣，深化對物理概念和規律的理解，實現良好的教學效果，從而提高教學質量。此外在教學過程中應當適當地把科學發展現狀引入課程教學中，使課堂教學走在學科前端，同時可以增強課堂的趣味性，有效調動學生的求知欲和好奇心，激發學生學習的主動性，使學生自覺向“主動研究學習”轉變，從而提高課程的教學效果。

4.制訂合理的評估管理體系

合理的評估管理體系在改進和加強研究生課程教學的質量進程中發揮至關重要的作用。對于老師而言，合理的評估管理應包括評估方法、評估內容和評估結果。評估方法由相關人員制訂，要考慮合理性和可行性；評估內容包括老師對“高等工程熱力學”課程的時間安排、課程計劃、教學方式和學生考核方式幾個方面；評估結果則是綜合前兩者的考核結果，獎勵優秀教學老師，在“高等工程熱力學”任課老師中營造良好的教學競爭氛圍，達到提高研究生教學質量的目的。此外，評估結果有利于調動任課老師師的教學積極性，提高任課老師的教學水平，最終有利于提高研究生的教學質量，提高研究生的培養水平。對于學生而言，合理的評估管理體系即“高等工程熱力學”課程的考核方式，老師不能簡單通過一張試卷來區別學生知識的掌握水平，應當完善研究生課程考核制度，嚴格制訂研究生課程考核標準，實行結果和過程相結合的管理方法。不僅重視結果，更應當注重學生在學習過程中的態度，應把研究生課堂上的發言、討論、學術報告等情況按一定的比例計入課程總成績。這樣完整合理的管理評估體系才能更好地督促老師教學，督促學生研究性地學習“高等工程熱力學”課程。

參考文獻：

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[4]曹星平.研究生課程教學方法思考[J].高等教育研究學報，2006，

（4）：72.

第2篇：工程熱力學研究范文

關鍵詞:管理科學與工程;研究熱點;比較分析中圖分類號:C931

一般認為，國外和我國管理科學的產生與發展，都經歷了三個階段。國外的三個階段分別是科學管理、行為科學和管理叢林，而我國管理科學的產生與發展，經歷的是初創、重建發展和繁榮三個不同階段。二者的起止時間和研究的主要內容卻有很大差異。時間上，國內研究要比國外晚20-50年;內容上，國內基本上是在學習引進西方的理論和方法。

人類社會進入21世紀以后，信息技術和知識資本的發展，改變著人們的生活和工作方式，豐富了管理學科的研究內容，并帶來管理方式新的變革，給我國管理科學研究帶來了機遇與挑戰[1]。隨著理論研究自身和社會經濟發展的需要，許多舊的領域在逐漸淘汰，而許多新的領域已誕生并起著越來越重要的作用;同樣，國內外研究的熱點問題及出現時間、熱點形成的原因也在不斷變化。

1 國內外管理科學與工程研究的現狀特征

從管理科學與工程學科代碼可以看出國外對管理科學的理解與我國對管理科學與工程的理解比較一致。它主要是指通過吸收、改造、轉換其它學科如運籌學、數學、經濟學、心理學等的研究方法和工具，為管理科學其它兩個領域提供合適的基本技術、基本方法和基本手段[3]。

1.1 國外管理科學與工程研究的現狀特征

本文首先通過因子分析[4]和其他有關資料，選定了有代表性的59種國外期刊;然后通過關鍵詞檢索的方法統計了1990年-2000年這些期刊被SCI和SSCI收錄的全部論文[5]。

從總量來看，國外管理科學與工程研究的主要內容包括決策與對策理論、組織理論、運籌與管理;其次是信息技術與管理、管理系統工程、評估技術、復雜性研究和一般管理理論;而管理思想史、管理心理與行為理論、預測技術、數量經濟分析方法、工業工程等領域論文數量相對少得多(見圖1)。出現上述研究格局是因為從第二次世界大戰后直到70年代，國外管理科學的研究重點在于運用運籌學、系統工程等數量分析方法來提高決策的精確度和管理的效率，這些領域一貫以來都得到人們的重視和資助。而工業工程、預測技術、數量經濟分析方法則更多的被從工程角度和經濟學角度進行研究;管理思想史、管理心理與行為理論如果得不到新的學科的支持和工具的改造，其研究力量則會逐漸變弱。

從縱向的歷史變化規律來看，所有領域的論文數量都有不同程度的增加。1990年到1992年，論文數量增長最快，隨后就進入一個平均量比較平穩的增長時期。論文數量增長最快的領域有決策與對策理論、組織理論和運籌與管理。而從發展的趨勢來看，運籌與管理、信息技術和管理仍將得到研究人員的重視，繼續保持上升的態勢。

圖1　國外管理科學與工程研究論文總量圖

1.2 我國管理科學與工程研究的現狀特征

在考察我國管理科學與工程研究的現狀特征時，本文綜合了四個方面的材料:一是西安交通大學管理學院認定的18種期刊;二是在西安交通大學管理學院針對重要管理學術期刊進行的調查結果;三是2000年的中國科技期刊引證報告;四是華東師范大學圖書館提供的中文核心期刊。根據這些材料，確定了我國管理科學與工程研究領域的44種專業性學術期刊。

本文通過關鍵詞檢索，對所有這44種期刊在1994年到2000年間被中國期刊網收錄的論文進行了統計分析[6]。

從總量來看，我國管理科學與工程研究的主要內容是信息技術與管理和管理系統工程，其次是預測技術、評估技術、運籌與管理。管理科學與管理思想史、管理心理與行為理論和復雜性研究則在20篇以下，尚未成為主流(見圖2)。出現這種格局的原因是由于信息技術的深遠影響和國家的信息化戰略已得到管理科學與工程研究界的重視，并且在企業信息化、決策支持系統和政府信息化等方面已能與實踐很好的結合，產生重大的經濟效益。系統論的產生在國外已經有一個世紀之久，雖然在國內還是一個比較年輕的研究領域，但在與管理問題相結合方面，得到了眾多學者的關注，并且持續有大量的研究成果產生;預測技術、評估技術、運籌與管理等傳統的管理科學與工程領域，在解決新的企業管理和社會經濟問題時，得到了檢驗和新的發展。

從縱向的歷史變化規律來看，每個領域都有不同程度的增長。而信息技術與管理、管理系統工程、預測技術和評估技術增幅最大。最近三年，管理系統工程、預測技術和組織理論保持持續上升的態勢，可以預見它們仍將是未來幾年的主要研究領域。此外，大部分領域的論文數量增長都不是很平穩，落差比較大，可能是由于受到諸如政府政策、資助環境的影響太大，這對于一個學科的健康發展是不利的。剔除掉這些影響，我們還發現，1996年和1999年分別是研究論文數量增長的波峰期。由此在沒有更長時間序列資料作為實證的情況下，推測我國管理科學與工程研究取得突破性進展的周期大體上是3年。這也提醒我國的管理科學與工程的研究資助機構，在制定資助計劃時應該最少覆蓋3年以上。

2 國內外管理科學與工程研究熱點問題的比較分析

“研究熱點”反映著某一個時段內，學術界對于一些特定問題或領域的關注程度。對于理論研究來說，這一關注程度指標同樣可以用這一領域內的情況或相關關鍵詞出現的頻次來反映。熱點問題是隨著理論研究的進展和社會實踐的需要變遷的。

根據熱點問題形成的來源不同，可以把熱點問題分為來源于實踐的熱點和理論發展自身形成的熱點;根據熱點持續的時間長短，熱點問題可以分為持續的研究熱點、前一段的研究熱點和當前的研究熱點;根據熱點問題的地域差異，可以把熱點問題分為國外的熱點問題、國內的熱點問題和共同的熱點問題。

圖2　我國管理科學與工程研究論文總量圖

2.1 國外管理科學與工程研究的熱點問題

研究熱點問題和研究的主流領域有驚人的同一性。通過對國外1990-2000年的研究論文分析，得出其主要研究熱點問題如表1。

表1：國外管理科學與工程領域研究的熱點問題

領域 國外研究熱點問題

一般管理理論 知識管理、團隊管理及信息管理的方法論、管理系統的哲學屬性

運籌與管理 隨機多目標問題及算法、生產系統的調度優化、網絡沖突分析和資源罪優分析、交互式組和優化、金融/保險市場的定價模型

決策與對策理論 多目標決策、不確定性方法、神經網絡、多參與主體信息不對稱決策問題、風險和微機決策分析

組織理論 組織變革與創新、網絡組織的組織結構、組織行為、知識經濟及經濟全球化對傳統組織的影響

管理系統工程 系統分析方法、模擬技術

評估技術 評估指標體系的構造、評估技術在項目投資和人力資源方面的應用

工業工程 并行工程、供應鏈、人因工程

信息技術與管理 面向應用的決策支持系統、電子商務、數據挖掘、信息系統開發的全面質量管理、決策支持系統的設計方法和可擴展數據庫模型

復雜性研究 混沌理論、量子理論和復雜策略的模仿

2.2 我國管理科學與工程研究的熱點問題

隨著我國改革開放的不斷深入，現代管理科學理論逐步滲透到我國的社會實踐中來，并在我國的管理實踐中發揮著日益重要的作用，引起我國理論界與決策界的高度重視。

通過對我國1994-2000年的重要研究論文和最近3年的《中國管理科學》、《研究與發展管理》、《系統工程理論與實踐》、《中國軟科學》的全部論文進行分析，研究熱點見表2。

表2：國內管理科學與工程領域研究的熱點問題

領域 國內研究熱點問題

一般管理理論 人本管理理論、人性假設及管理研究方法論、管理模式的研究、知識管理的初步理論、基于知識的管理激勵

運籌與管理 動態規劃、線性規劃、生產系統庫存優化理論、多重運輸調度算法、各種限制條件下的排隊系統

決策與對策理論 實際管理問題的決策模型、群體決策(委員會決策)問題研究、決策準則、多目標決策、模糊決策、公共選擇的方式及決策規則的選擇、可拓學在決策中的應用、事元、物元分析與決策過程、博弈分析

組織理論 組織結構、組織變革、基于流程和信息技術的組織再造、虛擬企業的組織管理模式

管理系統工程 管理系統分析方法、系統最優控制、網絡計劃技術、灰色系統與灰色理論、系統效能分析、系統模擬與仿真方法

評估技術 評估指標體系、綜合評價方法、灰色關聯評價模型、模糊評判、數據包絡分析、人工神經網絡的應用、風險評估、具體對象的效益與競爭力等指標的評估

預測技術 神經網絡預測方法、預測模型、灰色預測、模糊預測、數據包絡模型、因子分析、灰色預測、遺傳算法

數量經濟分析方法 經濟計量模型、產品質量和經濟效益的統計方法、投入產出模型、生產要素對經濟效益的貢獻分析、一般均衡分析

工業工程 敏捷制造、ERP、并行工程、生產調度模型、先進制造技術及其評價、質量成本模式研究、制造系統的可靠性研究、供應鏈管理、先進制造系統的抓鉤排序問題

信息技術與管理 智能決策支持系統、管理信息系統、電子商務模式與安全研究、組織決策支持系統、數據挖掘技術

復雜性研究 灰色系統、集對分析、復雜系統的分析方法、社會經濟系統的復雜性研究、混沌理論、非線性復雜經濟系統

2.3 國內外管理科學與工程研究熱點的比較

通過分別對國內外管理科學與工程的主要研究內容的分析，可以發現它們的異同點(見表3)。

可以看出，管理系統工程、信息技術與管理和運籌與管理是國內外共同的主要研究內容。持續的研究熱點將集中在這些領域。決策與對策理論、組織理論是國外當前的主要研究內容，可以預見，受國外的影響，國內未來3-5年內在這兩個領域的研究成果將大量出現。

表3　國內外管理科學與工程主要研究內容的比較

國外的主要研究內容(前5位) 我國的主要研究內容(前5位)

決策與對策理論 信息技術與管理

組織理論 管理系統工程

運籌與管理 預測技術

信息技術與管理 評估技術

管理系統工程 運籌與管理

國內外管理科學與工程研究熱點的差異比較大，即使是共同的熱點問題，研究側重點也不同。如線性規劃，國外的重點是隨機多目標優化問題[9]，而國內的重點是傳統線性規劃問題的求解算法和應用;此外，在熱點問題的形成來源來看，國外基本上來源于管理實踐和其他學科的啟示上，而國內則更多的是應用國外理論結合我國國情來解決管理問題(見表4)。

表4　國內外管理科學與工程研究熱點的比較

類型 問題 特征說明

國內外共同的熱點問題 線性規劃、優化理論、決策模型組織結構、組織學習、系統分析方法、決策支持系統、并行工程、電子商務[10]、數據挖掘 經典的管理科學與工程研究方向，在與實際管理問題相結合的過程中，得到了國內外研究的共同重視。

國外熱點問題，國內尚未成為熱點問題 復雜性研究[11]、供應鏈與價值鏈、知識管理、虛擬組織、績效評估技術、復雜決策問題的博弈分析、風險管理 在前沿的研究問題上，國內要落后于國外。

國外非研究熱點，國內為研究熱點問題 管理信息系統、敏捷制造、神經網絡預測方法、預測模型、評估指標體系 國外前些時候的研究熱點，在國內有很強的應用背景，所以成為研究熱點。

此外，在其他方面的差異還包括:

(1)知識管理、復雜性研究[12]等國外研究熱點，已經取得了重要的研究成果，而在我國則引入的時間不長，有可能成為未來的研究熱點[13]。

(2)對于管理思想史、管理心理和行為理論、數量經濟分析方法等國內外研究成果日益減少的領域，如果不借助其他學科的方法加以改造，將難以繼續引起學術理論界的重視。

(3)國內關于一般管理理論、組織理論等一般理論的研究，主要是介紹國外的研究成果。現在，我們已基本了解了國外相關理論的研究狀況，所以對這些理論的介紹在國內不會成為熱點，但其應用研究在國內還有前景。

(4)在信息技術與管理、決策與對策理論等領域，國內研究與國外研究的差距最小。

3　國內外管理科學與工程研究熱點問題比較的啟示

(1) 研究的主流領域越來越多地受到信息技術、經濟一體化和知識經濟的影響。或者說，這些新技術、新的時代特征給管理研究主流領域帶來了新的機遇和突破。

(2) 隨著管理實踐的發展，有些研究領域要逐漸被淘汰，像管理心理與行為理論;同時也會出現新的研究領域，如復雜性研究和電子商務等。這就要求國內研究主體要跟蹤最新研究動向，培養發現研究熱點的敏感性。

(3) 研究的熱點問題大多來自管理實踐的需要，即問題導向，注重技術和可操作性。這要求國內研究主體更多地關注管理實踐，而不是為研究而研究。

(4) 國內的研究熱點普遍地落后于國外，但也有自己領先的領域，如工業工程。

(5) 國內的資助機構應加強對研究熱點問題的資助，因為研究熱點與管理實踐聯系得最緊密，而且也容易在管理實踐中產生效益。特別是那些國內外共同的研究熱點，其所在領域將為中國管理科學研究起到示范作用。

(6) 國內研究熱點的形成，基本上有兩個前提:一是國外已經是研究熱點，國內研究主體加以介紹和引入，結合國內實際，形成研究熱點，如供應鏈管理、電子商務等;二是國內出于國家政策的需要，由政府大力推動而形成研究熱點，如復雜性研究。

(7) 從內容的比較可以看出，中國的管理科學基本上處在借鑒應用的階段，根據中國的管理實踐提煉出自成一體的管理理論和技術的研究還不多。

參考文獻

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[11]SharonNovak，StevenDEppinger.Sourcingbydesign:productcomplixityandthesupplychain[J].ManagementScience，2001，(1).

第3篇：工程熱力學研究范文

關鍵詞：化工熱力學；CDIO；大工程教育；教學改革；方案

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2012）06-0159-02

化工熱力學作為化學工程的基礎性學科，在研究化學工程以及解決化工生產實際問題中都起著非常重要的作用。同時，它也是化學工程與工藝專業本科生及研究生必修的重點專業課程之一。然而，由于課程中的概念抽象難懂，公式數量多且推導復雜，歷屆本科學生都感到難以理解和掌握。雖然嘗試過各種改革，探索過新的教學方法，但收效甚微，學生掌握到的理論常常疲于應付考試，沒有真正解決實際問題的能力，更不用說會作“工程”了。為了迎合“大工程教育”的背景，在2009年，我校開始嘗試將CDIO的教育理念應用于化工熱力學課程教學中，取得了一定的成效。

CDIO教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果，這種全新的教育模式將構思（Conceiving）、設計（Designing）、實現（Implementing）與運作（Operating）結合在一起，形成一個連貫而完整的流程。學生從參加產品研發到產品運行的生命周期當中，可以親身體驗到“以產品為導向”CDIO教學模式所帶來的不同于傳統教學模式的參與感。這種以學生為主體，實現了“做中學”的全新教育理念，對于提高學生能力，激發學習興趣，促進化工熱力學課程建設等各個方面都具有非常重要的意義。

化工熱力學教學現狀分析

教學內容與實際脫節隨著近年來工業體系的不斷進步和化工行業的快速發展，化工熱力學作為一門體系較為完善的課程，其教學內容與實際的化工技術相比已顯得比較滯后。這種滯后不但使教學與工程脫節，并且由于課程模式長期固定，在某種意義上限制了教師的思維方式，進而對學生的創新及發散思維也造成影響。同時，也造成了大學與社會之間的脫離。這也是為什么學生掌握了知識，卻不能在畢業以后派上用場的原因。

忽略了學生作為主體的角色在從事化工熱力學教學的十余年中，如何解決教與學之間存在的矛盾，也是一直困擾著筆者的一個問題。為何在經歷了數次改革之后，我們的教學卻并沒有發生實質的改變？其原因在于忽略了“在教育過程中，學生才是主體”的這一事實。一直以來，無論運用何種創新式的教學方法，總是離不開以教師作為主體的講授，總是去研究如何將知識更快速準確的灌輸給作為客體的學生，如何將枯燥的理論講授變得生動有趣，讓學生在愉快的氛圍中掌握知識，在一次一次的教學改革中，教師歷練成了“優秀的演員”，而學生充其量也就是一個“文明的觀眾”并沒有成為一名“優秀的演員”。在這種教育方式下，培養出來的學生，實際上是被剝奪了自主學習的機會，其思維模式也會變得僵化，重理論，輕實踐。在具體問題的處理上往往拘泥于唯一的“正確方案”，按照教師或書本上所講述的步驟給出解答，這就達到了我們所說的“掌握”的基本要求。學生并不會從一個實際的工程問題中，發現相關的熱力學問題和定義熱力學問題。比如，在講授流體的 “PVT”關系時，我們會定義好兩個變量（溫度T，壓力P）讓學生去求體積（V），學生都可以很好的根據熱力學方程解出體積，但如果讓學生去求解某工藝流程中輸送流體的管徑時（生產能力即流體的質量流量已知），學生就常常束手無措。他們不會根據輸送流體的工藝條件（即溫度、壓力）用學過的熱力學知識來求出流體的摩爾體積，將其換算成流體的密度后，再根據流體的質量流量解出體積流量結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題放在化工原理的課程中，學生又可以很好的解決。因為，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在例題中的，而在實際的工程設計和計算中，這些問題都是需要靠學生自己去發現、定義并解決的。學生這種今后最需要能力，在我們多年的教學中卻被忽略了。

總之，無論是在教學內容上，還是在教學模式上，現有的化工熱力學教學當中都存在著很多問題，已經逐漸無法滿足社會對高等人才培養的需要。而CDIO的教學理念則為我們解決這一問題提供了一項新的可能性。通過將熱力學課程與CDIO教學理念相結合，讓學生在“做中學”的過程中更好地掌握知識，提高能力，通過一個個真實的工程案例，去研究問題、發現問題。這樣，學生才能具有獲取相關知識去解決問題的動力。在此過程中，重要的不是解決了一個具體的問題并由此掌握了相關的知識，而是在于學會如何發現問題、定義問題、分析問題并獲取相應的知識解決問題，總結新知識，同時，加強與人溝通的能力以及團隊合作的能力。那么，究竟如何進行化工熱力學課程的改革呢？

基于CDIO理念下熱力學教學改革方案

針對化工熱力學教學上的種種問題，我們確定了以“產品為導向”的教學模式改革。就是讓學生通過“產品工藝的工程設計”真正學到工程設計中的熱力學知識。熱力學是從工程中來，最終還要回到工程中去，為工程服務。因此，確定了以產品制造為目標，將學生感興趣的產品“工業化”，學生扮演一個“工程師”主持一個“產品與過程”的工程設計工作。在工程項目的設計中，學生必然會碰到相關的熱力學問題。如工藝條件下流體密度（流體的PVT關系）、換熱器和功設備的負荷計算（流體的熱力學性質：焓、熵與PVT的關系）、分離塔的計算（流體的相平衡）等等，在設計過程中，學生遇到問題時，教師加以適當的指導并結合課堂所講授的熱力學內容解決實際工程中的問題，最終完成一個工程設計報告。學生只憑上課聽講是不可能將項目設計好的。必須通過自己看書、查閱大量的文獻與資料，與同組同學研究討論，才可能將項目完成。在這個過程中，強化了化工熱力學在工程中的應用，讓學生真正體會到熱力學不是虛無飄渺的理論，而是實實在在的技能。為此，我們制定的具體改革方案如下：

將學生按班級分組。原則上每班兩大組，也可根據個人興趣自成一組。選擇一個學生感興趣的化工產品，圍繞如何實現該產品的工業化完成以下內容：（1）市場調研報告。包括：產品的國內外發展現狀、市場前景、簡單的經濟分析及相關的工藝流程的了解（開課后第1～4周完成）。（2）對產品多套工藝流程方案進行可行性及經濟分析，確定小組詳細的工藝流程路線及詳細的工藝條件，完成簡單的工藝流程圖（開課后第5～8周完成）。（3）根據學生選定的工藝過程，完成簡單的工藝流程圖，教師指定與工藝流程相關的熱力學計算，通過計算體會熱力學在工程中的應用（開課后第9～12周完成）。（4）將以上三部分合成一個完整的報告期末上交，報告成績占期末總成績的30%。每一小步的工作要求完成的功課都要按時上交，并按教師的批改意見修改完善自己的報告內容（開課后第13～16周完成）。（5）最后，選擇優秀的項目報告作講演（第17周完成）。

由于選題是學生根據自己的興趣確定的工業產品，因此，項目類型與涉及的學科面應該是很復雜的。教師不可能事先知道結果，這就要求教師需要具有相對扎實的工程實際和理論的背景知識，指導學生在課題初期盡快進入課題角色，隨著課題的進展，學生要自己獲取更多的相關知識，并進行深入的研究，應用知識去解決問題。在此過程中，教師要做好“導演”，側重對學生的方法和能力方面進行指導。學生在整個過程中一定會投入大量的時間和精力，因為是以小組為單位，所以，最后的項目一定是集中了整個團隊的才智，一定會有所收獲。

通過兩年的實踐，使用以上方法取得了較好的教學效果，在加強學生學習熱力學課程積極性的同時，使學生在學習期間就能受到未來職場環境的熏陶，只有叫他們了解自己將來的用武之地，造就他們成為合格的化工專業人才，滿足產業和社會的需要。

然而，在改革中還存在一些問題，如學生的合作還存在欠缺，各組同學中都有“坐車”的現象，如何對這部分不積極參與的學生進行評價，使所有學生都能積極動起來，將是我們未來改革中亟待解決的問題。

結語

化工熱力學課程從2009年開始進行了CDIO工程教育培養模式的理論與實踐探索，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、有效。積極推進CDIO人才培養的培養方案改革和教學方法創新，開展適應于學生研究性學習的教學方法創新，在傳統的案例式、啟發式、交流式教學方法改革中推進體驗式、研究式、討論式教學方法，利用具體工程項目的實施，引導學生“做中學”，通過營造工程環境，實現師生間、學生間對話式學習和合作式學習，形成教學相長的生動學習局面。在教學過程中融入最新的化工工程技術成果和工藝方案，啟迪學生的工程意識和利用科技成果的創業意識，開拓學生的創新思維和創業精神，構筑“創新創業”應用型人才培養的知識新體系和課程新體系。

參考文獻：

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作者簡介：

徐新（1967—），碩士，北京石油化工學院副教授，研究方向為化工。

第4篇：工程熱力學研究范文

論文摘要 結合多年從事化工熱力學教學的經驗，根據化學工程與工藝專業培養方案要求，探討提高化工熱力學教學質量的方法。精選教學內容，使之具有合理性、實用性，達到理論與實踐相結合。加強學科間的溝通與銜接，科學組織教學；引導學生對熱力學性質計算的編程求解，采用雙語教學，加強綜合知識的能力培養；強化實踐環節的訓練，注重學生科研能力的培養；適度引入多媒體教學，提高教學水平和教學質量；改革考核方式，注重學生靈活應用知識的能力。

化工熱力學作為化學工程專業的專業基礎課和必修主干課，是一門理論性和應用性較強的課程，它既要解決化學問題，又要解決工程實踐問題[1]。通過化工熱力學課程的學習，學生能夠掌握化工熱力學的基本概念和理論，利用化工熱力學的原理和模型進行化工過程能量、相平衡及化學反應平衡分析和研究，利用化工熱力學的方法對化工中物系的熱力學性質和其它化工物性進行關聯及推算，解決化工生產和設計中的有關實際問題[2-3]。本課程的基本概念和公式多，理論抽象，計算與公式推導較難，學生系統掌握該課程的內容比較困難， 本文從教材建設和教學實施方法上進行探討，使學生更好地掌握其基本原理和實際應用，培養高素質的化學工程與工藝專業人才。

1 根據化學工程與工藝專業培養方案要求，精選教學內容，使之具有合理性、實用性，達到理論與實踐相結合

化工熱力學的主要任務是使學生熟悉熱力學基本定律在化學工程中的應用，掌握根據熱力學原理求取化工基礎數據和化工過程中熱量與功的計算方法，培養學生應用熱力學基本原理分析解決化工領域中有關問題的初步能力。因此，在制定教學大綱和選擇教學內容時， 將熱力學知識體系分成兩部分：一是流體的P-V-T性質及計算、流體熱力學性質及應用；二是溶液理論、相平衡及應用。對于第一部分，主要介紹氣體和液體的P-V-T性質及計算、流體的熱力學性質計算。要求熟練掌握常用的流體狀態方程及應用計算，學會計算的思路、步驟和方法；掌握利用狀態方程和熱容數據計算流體的熱力學性質的方法，繪制熱力學圖表。第二部分介紹溶液活度系數模型方程以及相平衡理論及其在化工分離中的應用。要求能根據超額吉布氏自由能與活度系數的關系，結合模型方程計算混合溶液的活度系數；掌握相平衡理論在不同條件下的方程表達式及其應用，尤其是超臨界流體在分離中的應用。采用循序漸進、先易后難的方法逐步講解和學習，最后達到融會貫通。使教學內容既要具有合理性、實用性，又能夠充分反映本學科領域的最新科技成果，并與化工生產發展需要相結合。

2 加強學科間的溝通與銜接，科學組織教學

化工熱力學作為一門專業基礎課程， 是在物理化學學習的基礎上，進一步深化熱力學基本概念和理論，將重點轉移到解決工程實際問題上來的課程。因此化工熱力學具有知識的過渡性和很強的理論性、應用性。化工熱力學中涉及到的熱力學基本定律，熱力學函數如焓、熵、內能、自由焓、自由能，流體P-V-T關系的狀態方程等知識，均是物理化學中所學習過的，需要在化工熱力學中進一步深化與應用。

加強與高等數學學科的溝通，解決公式推導計算難的問題。化工熱力學中涉及到很多計算，如流體的P-V-T關系計算、熱力學性質的計算、化工過程能量分析計算、相平衡計算、化學反應平衡計算等，對高等數學知識的運用要求多且較高。應加強與相關的專業基礎課程及專業課程的橫向聯系，做到理論聯系實際。在教學過程中引導學生放開思路，加強理論知識與實踐知識的聯系，將熱力學的有關理論與這些課程的實際應用聯系起來，避免學生認為化工熱力學理論太深、不好學的現象發生。

3 引導學生對熱力學性質計算的編程求解；采用雙語教學，加強綜合知識的能力培養

化工熱力學的計算常涉及較多的公式及參數，計算量大且較復雜，通常需要進行試差、迭代來處理，因而電算在化工熱力學計算中起著不可替代的作用。在講授熱力學性質時，引入陳新志教材中的偏離函數的內容。焓、熵、吉布氏自由能的偏離函數均可以通過狀態方程推導出復雜的表達式，編寫程序，即可以得到結果。相平衡中的計算更為復雜，編程計算大有裨益。實踐發現，編程計算雖然對部分學生有一定難度，但多數學生卻表現出很大的積極性，隨著上機題的完成，計算機應用能力也得到提高。

此外，在教學中注意向學生介紹一些英文專業術語以及科技英語的表達方法，為學生查閱相關文獻打下一定基礎，并推薦原版教材（Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics，J.M. Smith）部分章節給學生閱讀，雙語講解，進一步培養學生的英文閱讀和聽說能力。

4 強化實踐環節的訓練，注重學生實踐能力及科研能力的培養

在實踐教學中，注重培養學生的動手能力，將難懂的知識與實際過程進行關聯，運用所學基本理論解決實際問題的能力，將抽象的熱力學概念和理論具體化，與生產實際聯系起來，以消除學生對熱力學的畏懼情緒，培養實際應用能力。比如我們延伸了實驗內容，在二元汽液平衡數據測定和無限稀釋溶液活度系數的測定實驗中，除測定必要的實驗數據外，還要求學生根據實驗計算回歸出Wilson和van Laar模型方程參數，再比較兩種模型與實測值的偏差大小，并分析原因，從而達到了理論與實踐的結合。另外，還組織感興趣的同學進行創新性實驗研究。隨著生命科學和分子熱力學的發展，生化模型分子（例如含N，N-二甲基甲酰胺DMF和醇的混合物）由于其在生化過程模擬中的重要意義，正引起人們越來越多的注意。為了更深入地了解這些體系的熱力學性質及分子間的作用力，組織學生采用Rose平衡釜測定常壓下二元體系（正丙醇—DMF，正丙醇－異丙醇，異丙醇—DMF）的常壓氣液相平衡數據來關聯三元體系（DMF +正丙醇+異丙醇）的性質，并通過熱力學同一性檢驗數據的可靠性。學生從查閱資料，設計實驗方案，確定原料、試劑及分析方法，到實驗操作，數據處理，并進行整理寫出研究報告。這一過程對學生是一次全面的綜合訓練，加強了理論與實踐的結合。對實驗中遇到的問題老師及時解決，鍛煉學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力，強化專業操作技能，同時也加深對溶液理論知識的理解，培養學生的科研創新意識。

5 適度引入多媒體教學，提高課堂教學效果

熱力學抽象、難懂，多媒體輔助教學具有形象、生動、直觀的特點，便于加深學生對問題的理解；同時大大增加了課堂信息量，提高了教學效率，還可免除教師上課時寫板書的勞累，因此多媒體輔助教學還是很有必要的。如在講解化工熱力學中混合物汽液相平衡計算，狀態方程法計算組成、溫度和壓力時，往往非常復雜而且容易出錯，迭代步驟繁多，計算費時費力。如果采用多媒體技術，可以形象生動地展示計算框圖，在程序中采用循環語句，只需要輸入初始的條件就可以很快得到結果。

但使用多媒體輔助手段也有缺點，主要是變換的畫面，雖能形象直觀地闡述豐富生動的信息，但用幻燈片顯示熱力學中公式推導顯得相當機械、呆板，與看書相差無幾，無法體現教師的靈活思路，更無法調動學生的積極性，同時也會影響師生之間的情感交流，結果是學生反映來不及記筆記，聽課時就像看電影，教學效果差，對所學內容印象不深，甚至形成了課下學生借教師課件拷貝的局面。因此，多媒體教學只是教學的輔助手段，不能成為教學的主體形式，多媒體教學優勢并不是在任何課中都能體現出來的。熱力學教學應采用多媒體與傳統板書相結合方式的教學手段，板書與多媒體的優勢才能相得益彰，提高學生學習興趣，拓寬學生思維空間，更好理解化工熱力學內容。

6 改革考核方式，注重學生靈活應用知識的能力

考試是教學過程和教學成果的檢驗，它往往成為教學過程的指揮棒，因此考試內容及方法的改革是教學改革的重要組成部分，也是教學改革的重點和難點。根據熱力學課程的教學實踐，要求學生全面閱讀書籍，在歸納整理的基礎上，使知識系統化，找出學習中存在的問題，再集中解答。由于化工熱力學的理論性強，大量模型方程難以記憶，閉卷考試要花費較多的時間和精力去記憶公式，難免疏虞理解和應用，或本末倒置，顧此失彼。因此采用了開卷考試，考試的目的在于使學生對教材體系有個全面的理解，突出重點和實用性，善于靈活應用。而且整個試卷均采用英語出題，這就加大了熱力學題的難度，有些學生對英文句子不理解或不懂得專業詞匯，導致答題南轅北轍。部分學生懷著僥幸心理，想依賴考場上翻書籍蒙混過關，但因課程知識的復雜性，突擊過關是不現實的。因此開卷考試，擴大了學生的閱讀量，注重學生融會貫通的能力。

參考文獻

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第5篇：工程熱力學研究范文

關鍵詞 工程熱力學與傳熱學；輪機工程專業；網絡課程

中圖分類號：TK122 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2012）33-0095-02

工程熱力學與傳熱學課程主要包括工程熱力學和傳熱學兩部分內容，主要向學生介紹熱功相互轉換規律及熱傳遞規律的基本概念、基本原理以及在熱能工程問題上的應用，是輪機工程專業的基礎課程，也是后續專業課程學習的基礎平臺。一般說來，工程熱力學和傳熱學是能源動力類的主要專業基礎課，兩門課程單獨開設，教學課時較多。而整合成工程熱力學與傳熱學課程之后，兩部分內容仍是以獨立的篇幅出現，學時卻大大縮減。

對于輪機工程專業的學生來說，長期以來因概念抽象、難點多、計算關聯式多，且學生缺乏相應的工程概念和工程背景，而使這門課程一直被認為既難教也難學，學過之后又很難將學到的理論知識和相關的工程實際結合起來，初次接觸該課的學生往往較難入門，對該課程的學習產生畏懼心理。針對如何使該課程化繁為簡，化難為易，化抽象為具體，本文結合輪機工程專業工程熱力學與傳熱學課程的教學實踐進行初步探討。

1 根據專業特點調整課程教學體系，提倡教學內容彈性化

由于輪機工程專業開設的專業課程較多，因此將工程熱力學和傳熱學兩門課的課時數適當刪減，合并為一門68學時的工程熱力學與傳熱學。但是由于教學內容并未減少，這就造成課程進度快，章節小結和習題課的課時壓縮量大，處理不好反而使學生產生畏難心理，感覺本課程很難學。

針對這一問題，在實際的授課過程中提倡教學內容彈性化，該措施可以給學生創造自由發展的更大空間，提高學生掌握知識和解決工程實際問題的能力。教師要靈活駕馭教材，科學設計教學內容，在學生認知規律的基礎上，刪去或從略處理學生通過自學就可以了解的內容，盡量突出最主要、最本質的教學內容。該門課中含有大量的數學推導內容，教師在講解時可以刪去，或者僅在課堂上點一下，詳細的推導或其他細節則留給學生課后自學[1-2]。教學內容彈性化一定程度上可能會給學生增加課外的壓力，但是對培養學生獨立工作的能力大有好處。

在教學實踐中發現，輪機專業的學生由于尚未接觸專業知識，因此對船上的有關機械等內容充滿好奇。為調動學生學習的積極性，為以后的專業學習做鋪墊，盡可能地在每章節的講解中聯系船舶工程實例。比如在講到氣體和蒸汽流動時，可以將噴管和擴壓管在柴油機渦輪增壓系統中的實際應用作為例子，將原本抽象的概念具體化。通過加強工程熱力學與傳熱學及后續專業課的聯系，來激發學生的學習熱情，從而增強教學效果。另外，時代的發展使得教材內容有所滯后，所以在教學中需要補充豐富的具有時代氣息的學習材料來激發學生學習的積極性，尤其是跟輪機工程專業有聯系的工程應用實例[3]。將許多來源于大量熱工技術的知識融于教材，使學生能用工程熱力學與傳熱學的知識分析和專業相關的實際問題。突出這些知識在輪機工程專業中的應用，有助于培養學生理解和分析問題、解決問題的能力。

2 采用啟發式教學、師生互動，營造寬松愉悅的學習環境

結合以往的教學經驗，針對以往學生反映的工程熱力學與傳熱學知識抽象和難理解的情況，教師在講解各章節時，應盡量聯系生活和工程中遇到的熱力現象，合理設置問題情景，啟發學生積極思維，使抽象的理論具體化，可以大大增強教學效果[4]。

在講授章節新內容時，教師可以先通過日常生活或工程實際中的典型事例引出，學生會覺得這些事例就在自己身邊或非常實用，這樣就能一下子抓住他們的注意力。比如在講解肋片的穩態導熱這一章節內容時，首先以一杯熱騰騰的咖啡圖片吸引學生注意，然后拋出問題：“同學們在喝咖啡時要接觸杯子的哪部分把咖啡端起？杯身還是杯把手？為什么？”經過一系列的問答，通常可以調動學生的熱情，學生感到熱工學就在自己身邊，工程熱力學與傳熱學理論并不是深不可測的，一定程度上消除畏難心理。但是值得注意的是，在設計問題時教師要注意問題的難易程度，問題太難或過于簡單，都會使學生失去學習的興趣。

授課后注意提出有一定深度的問題讓學生思考。比如在講解完肋片穩態導熱這一部分內容后，可以設置“如何提高熱電偶測溫的精度？套管材料用銅還是鋼”以及“從傳熱學角度解釋為什么耳朵大的人冬天更容易生凍瘡”這兩個問題，讓學生利用本節課剛學過的知識內容進行分析，不僅可以鞏固課堂上所學知識，還可激發學生的思維能力，同時可以作為本堂課的教學反饋環節，了解學生知識掌握的程度如何。

3 傳統教學與圖像、文字、動畫并茂的多媒體技術結合，增強教學效果

現代信息技術的發展為改進和豐富教學手段提供了有力的保證。但在多年的工程熱力學與傳熱學教學中，多媒體教學也暴露出諸多不足之處。目前，課程組主要采取傳統教學手段和多媒體教學相結合的方式，充分發揮二者的優勢，將課堂教學提高到新的層次上，促進學生學習的積極性，從而增強課堂教學效果。

在課堂講授中，通常將純理論推導的部分以傳統講授（板書）方式為主，使公式推導條理化，通過教師邊板書邊講解的過程，學生掌握較容易，在記筆記的同時加深印象[5-6]。同時，本著將知識以易于接受的最佳方式傳授給學生的原則，輔以多媒體課件，多媒體以生動、活潑的語言將抽象的東西具體化，通過引進國內工程熱力學和傳熱學國家精品課程的課件、教學錄像以及動畫等素材，把抽象的概念和熱力裝置的工作原理、熱力過程形象、生動、直觀地呈現出來，并將鮮活的科研和工程實例引入課堂，將文字、圖形、圖像、視頻、動畫等多種媒體信息在不同的界面上進行有機的整合，來豐富完善現有的多媒體教學課件，使抽象的教學內容變得直觀、形象和生動，一方面降低授課難度，另一方面增加知識的信息量，可以激發學生的學習興趣。

4 利用網絡技術手段，建立互動式網絡課堂，引導學生自主學習

在教學實踐過程中，課題組建立工程熱力學與傳熱學課程網站，實現教學資料的上網。網絡課堂改變了傳統的教師單一授課的教學方式，實現了以學生為主體的現代教學模式。網絡課堂的開設，使得學生可以不受時間、地點的限制，按照學生自身的條件安排課程的學習，也可以根據個人的掌握情況選擇自己的學習內容，直到掌握為主。同時充分利用校園網絡優勢，開發網上答疑系統，實現全天候答疑，方便教師和學生隨時互動地教與學。使學生通過視、聽手段增加學習興趣，及時地了解自己的知識欠缺部分，并且可以按要求不斷調整學習，極大地提高學習效率。同時不定期地公布最新教學動態，更新網絡課程，反映最新學術動態。

在網絡課堂模塊中增設思維導圖模塊。由于這門課程概念太多，學生較難了解課程的整體框架，理不清各章之間、各節之間以及章節內部知識點的關系。因此，將思維導圖引入工程熱力學與傳熱學教學中，思維導圖加強了教學的條理性、邏輯性。思維導圖將整門課的條理脈絡給學生列出來，讓學生在學習之前就對這門課有一個整體的把握。比如從工程熱力學的幾個定義拓展開來，讓學生認識整個工程熱力學研究的內容。另外，要在條理性的基礎上進一步強調各個項目的邏輯關聯，促使學生從整體上把握知識，避免平鋪直敘，使學習效果達到知識點由點及線到面的程度。

另外增設網絡測驗模塊，評價形式不僅包括客觀題和問題簡答型的主觀題，同時增加基于案例的題目，考查學生分析和解決實際問題的能力。網絡測驗鞏固了課堂知識，增強了學生的綜合分析能力，使課堂講授達到比較好的教學效果。

5 結論

工程熱力學與傳熱學是一門應用性極強的專業基礎課程，與各工程領域、各專業關系密切，通過上述教學實踐活動探討，使教學過程趨于完善，一定程度上提高了教學質量，使學生奠定了堅實的理論基礎。同時，工程熱力學與傳熱學課的講授中也將傳統教學與多媒體技術相結合，形象化地闡釋理論和描述熱力設備的工作過程，豐富了教學內容。另外提供網絡課程、網絡討論、網絡測驗等，不定期地公布最新教學動態，安排網上輔導答疑，方便教師和學生隨時互動地教與學。

參考文獻

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第6篇：工程熱力學研究范文

“工程熱力學與傳熱學”是汽車服務工程、熱能與動力工程等專業的必修課程。它是研究熱能與機械能相互轉換及熱量傳遞規律的一門學科。作為工科類的一門專業基礎課，“工程熱力學與傳熱學”課程教學歷史悠久，至今已有五十多年。然而該課程存在“理論性強”、“知識點多”、“難于理解”等特點，長期困擾著廣大師生。因此對該課程進行教學改革，探索提高“工程熱力學與傳熱學”課程教學質量的方法是十分必要的。

1 課程特點及教學現狀

“工程熱力學與傳熱學”課程主要包括熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力過程計算、傳熱學的基本概念、換熱器熱計算等。由于該課程源于實際生活的總結，包括理論知識的推導及經驗公式的應用，教學內容需要聯系大學物理和高等數學等方面的知識，教學難度大，存在的主要問題有：

1.1 課程總學時偏少

“工程熱力學與傳熱學”課程圍繞能量轉換與傳遞這一主線，是對工程熱力學與傳熱學兩個研究方向的綜合。其特點是涉及內容廣，知識點多。然而，隨著社會的發展，教育思想、教育觀念在不斷變化著，大學階段開設的課程越來越多，分配給每一門課程（特別是專業基礎課）的學時數不斷減少。①總學時數不斷減少與教學內容不斷增加之間的矛盾，是“工程熱力學與傳熱學”授課教師面臨的一個重要矛盾。要繼續保持或提高該課程的教學質量，就必須要調整教學大綱，改革教學方法，對授課內容有所取舍，突出重點和難點。

1.2 實踐環節少

“工程熱力學與傳熱學”作為一門專業基礎課程，其知識點的歸納，大多是來源于人們對實踐知識的長期積累和總結。因此該課程必須與實踐教學緊密結合起來。由于實驗設備的有限性，而現有每個班級的人數眾多，必須分多個組進行實驗。這必然導致實驗課程時間過長、教師的工作量過大等。因此為回避這些問題，許多高校在講授專業基礎課實驗時，往往采取集中統一安排實驗的方式，且實驗學時占總學時的比例非常小。這樣實驗課程與理論課程完全分開，學生對于實驗缺乏深刻的認識，影響了他們對于理論知識的理解和消化。比如在講授穩定流動能量方程應用領域的時候，需要做蒸汽輪機的熱交換、換熱器的熱交換、壓縮機的熱交換及噴管的流速試驗等等，然后在部分高校中由于受到設備的限制等原因，往往只做其中一個實驗，這大大影響了學生對知識的認知度，不利于對穩定流動能量方程的理解。

1.3 學生積極性不高、缺少互動

“工程熱力學與傳熱學”課程用到的理論知識多，內容涉及面廣，不少章節還需要聯系“大學物理”等課程的知識，因此難度較大。學生需要花大量的經歷去消化理解。而該課程還涉及一些復雜的計算公式（比如換熱器的熱計算），學生的學習積極性差。授課教師的教學方法缺乏吸引力，一些專業基礎課教師為給學生們傳授更多的知識，甚至能講滿整節課，不給學生一點消化的時間。在師生交流方面、課程作業的修改反饋等方面，學生與教師缺乏良好的溝通，這些都降低了學生的學習興趣。

“工程熱力學與傳熱學”課程教學的最終目的是服務于社會。而社會在不斷發展著，這就要求“工程熱力學與傳熱學”課程的教學也需要與時俱進，授課教師要有敏銳的觀察力，從培養高素質人才的角度出發，對現有的“工程熱力學與傳熱學”課程進行教學改革。

2 課程教學改革及教學方法探索

2.1 改革教學內容

“工程熱力學與傳熱學”作為一門傳統課程，知識體系在不斷變化著，如果還把以前那些傳統的能量轉換設備拿出來重點講，顯然是不能適應新世紀人才培養需求的。那些過時的觀點和思想，不僅影響學生對最新領域知識的掌握，同時使學生對書本知識產生懷疑，嚴重影響其積極性。因此授課教師要對“工程熱力學與傳熱學”教學內容進行更新，緊跟學科發展前沿。要綜合各個教材的優缺點，對自己的教義進行定期修改和完善。在教學中，要對教學內容有所取舍，突出重點。這樣既減輕了學生負擔，又為教師節省了上課時間。

2.2 改善實驗教學

“工程熱力學與傳熱學”理論知識較多，難于理解，因此通過實踐課程來加深理論知識的理解顯得尤為重要。學校應充分認識到實驗教學的重要性，增加對實驗設備的投入，調動實驗教師的積極性。實驗教學應更多地發揮學生的主觀能動性，讓他們盡可能多的參與到實驗的設計和分析之中，以提高其動手能力。授課教師可開設開放性實驗、綜合性實驗及對比試驗，鼓勵學生自己動手、獨立完成，以促進知識的融會貫通。比如換熱器的設計，可以讓學生根據所學的傳熱學理論知識，自己動手設計一些散熱片，并進行熱計算，分析其散熱性能。

2.3 改進教學手段

課程總學時的不斷減少，迫使授課教師必須要進行教學改革。現代化的多媒體教學手段，可以在短時間內傳遞更多的信息量。因此，教學手段改革目標是將現代化的教學手段融合到的“工程熱力學與傳熱學”課程教學之中，實現與傳統教學的有機結合。例如，在緒論部分關于熱能的利用現狀就可以采用播放影片的方式來激發同學們的興趣。而在講授傳熱學中的計算公式時，可以將推導過程制成多媒體的形式，授課課時，教師只需在黑板板書推導思路，然后用多媒體PPT展示推導過程。這樣極大地節省了時間，而且有助于學生的理解。此外，還可以采用FLASH動畫、影片等方式來激發學生的興趣，提高其學習的積極性。

2.4 加強師生互動交流

提高學生學習興趣和積極性，調動學習氣氛。將互動式教學方法②引入“工程熱力學與傳熱學”課程的教學中，使學生主動思考問題。在教學中促成授課教師和學生之間的相互交流和探討。比如講授熱力學第二定律的發展過程時，可以首先向學生提出問題“是否所有滿足熱力學第一定律的自然現象都能夠實現呢？”要求學生結合實際生活經驗，提出自己的觀點，并給出理由。然后將學生所總結的規律與熱力學第二定律進行比較，找出差異。通過這種方式必然會使學生對熱力學第二定律的理解更加深刻。“提問式”互動，是實現師生交流的一種良好途徑。“工程熱力學與傳熱學”授課教師宜更多地采用互動交流的方式來傳授知識，從而提高學生的學習積極性。

3 結束語

“工程熱力學與傳熱學”課程教學改革需要授課教師需要克服重重困難，是一項漫長的過程，離不開教育系統各個部門的配合。通過改革教學內容、改善實驗教學、改進教學手段、加強師生互動交流等等，將知識教育與素質教育結合起來，探索適應該課程特點的教學方法，必將使課堂教學效果達到一個嶄新的水平，為培養新世紀高素質人才奠定堅實的基礎。

注釋

第7篇：工程熱力學研究范文

Abstract： Teaching plans for all students should be made according to their differences in learning ability and learning foundation， especially in learning objective in the process of stratified teaching. Stereoscopic teaching patterns can largely stimulate students' learning interests and train their abilities in independent thinking， analyzing problems and solving problems. Based on the teaching practice of the author， this paper proposes the stratified stereoscopic teaching method for engineering thermodynamics. This method can reveal the internal relationship among the scattered knowledge points， weave stratified knowledge network and link theory with practice， which can stimulate students' learning interest. All the students can be divided into three classes： basic type， extended type and high type， who can be taught in accordance of their aptitude. To mobilize and inspire different types of students' interest will make the classroom atmosphere active and improve the overall learning effect. And good effects that all the students got greater than 70 and 89.5% of all the students greater than 80 have been obtained in the teaching practice of this method.

關鍵詞： 分層次；立體化；工程熱力學

Key words： stratified；stereoscopic；engineering thermodynamics

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）04-0154-03

0 引言

《工程熱力學》是眾多專業重要的基礎理論課，尤其對熱能動力工程、能源工程、建筑環境、車輛工程及機械制造等類專業的學生而言，掌握這門課程的基本理論，對今后從事科學研究、工程應用及管理工作都非常重要[1-2]。不得不承認，每個班上都有一批學生對這門課都非常感興趣，在這門課上也非常用功，學習效果也不錯，但還有一少部分學生對該課程不是太感興趣，課堂上無精打采，甚至會上課玩手機，心不在焉，學習效果當然會很差。如何改變這種現狀是實現《工程熱力學》教學目標的關鍵環節。美國心理學家布魯姆在掌握學習理論中指出，“許多學生在學習中未能取得優異成績，主要問題不是學生智慧、能力欠缺，而是由于未得到適當的教學條件和合理的幫助造成的”。的確，在網絡游戲盛行的今天，確實有一部分大學生因為沉迷網絡游戲無法自拔而最終不得不輟學。“如果提供適當的學習條件，大多數學生在學習能力、學習速度、進一步學習動機等多方面就會變得十分相似”。“分層次”教學就是要最大限度地為不同層次的學生提供這種“學習條件”和“必要的全新的學習機會”。分層次教學近年來被越來越多的學校采用，它面向全體學生，承認學生差異，根據學生學習基礎的不同和學習能力的差異，更重要的是學習目標的不同，制定不同的教學計劃，實施不同層次的教學。而立體式教學模式在很大程度上能夠激發學生的學習興趣，培養其獨立思考問題、分析問題與解決問題的能力。因此，本文根據自己的教學實踐提出了針對《工程熱力學》的分層次立體式教學方法，該教學方法通過立體地編織知識網絡，闡釋零星知識點之間的內在聯系，并將課本理論聯系到實際中去來激發學生的學習興趣。同時將聽課對象人為的劃分為三類，即：基礎型、擴展型和拔高型，分別針對三類學生因材施教，并充分利用三類學生各自的愛好和興趣來活躍課堂氣氛，激發各類學生的學習興趣，提高學生學習的主觀能動性，以全面提高整體學習效果。

1 分層次教學

“分層次”教學思想，源于孔子提出的“因材施教”。分層次教學是近年來被越來越多的學校采用的一種教學模式，它是面向全體學生，承認學生差異，根據學生學習基礎的不同和學習能力的差異，更重要的是學習目標的不同，制定不同的教學計劃，實施不同層次的教學，進行不同層次的評價。許澤明等[3]對計算機基礎的分層次教學進行了研究，針對班內差異著重對教學目標、課堂教學和作業輔導三方面的分層次教學進行了論述。楊晶[4]對分層次教學模式在“高等數學”教學中的應用進行了分析，提出將學生分成不同的層次進行教學，把教學內容按照不同的層次進行教學以及把教學知識模塊按照不同的層次進行教學的分層次教學策略。分層次教學[5]是以班級為單位，以課堂為主陣地，以大綱、教材和學生學習能力差異的情況制定的分層教學目標為中心，以班級教學、分組教學和個別輔導的有機結合為基本形式，對每個學生負責的教學模式。張培紅等[6]對流體力學課程分層次教學模式研究，探討了流體力學分層次教學模式改革中學生主體層次、教學大綱的層次化、課堂訓練和作業布置的層次化、實驗課教學的層次化以及考核方法和手段的改革，并分析了保障層次化教學改革的其他關鍵措施。而賈銀江等[7]針對計算機等專業提出了數據結構實驗的分層次教學。總之，分層次教學在公共基礎課教學和專業基礎課教學中具有重要的理論和實踐意義。

為什么要進行分層次教學？現代教育學與心理學的研究成果表明，教學是教師與學生以課堂為主渠道的交往過程，是教師的教與學生的學的統一活動。教學是教與學的統一，教學既是科學，又是藝術。具體地說有兩點：

第一，教師的教應該適應學生的學。教師要以教的差異性主動適應學生學的差異性；學生之間的差別可以表現為層次上的差異，教也應該分層次。

第二，學生之間的差異一方面對教學帶來困難，另一方面也是一種可供開發利用的資源。學生的主體性不僅表現為他是“學”的主體，而且在某種程度上他還可以成為“教”的主體。

分層教學的策略就是面向全體學生和學生的每個方面，承認差異，適應差異，利用差異，因材施教，促進學生的全面發展。因此，在《工程熱力學》教學中進行全方位、多層面的分層次教學，是提高教與學的效果、搭建學生各自學習的最佳階梯，使每個學生都能找到適合自己的培養方式，同時調動學生學習可能性中的易變因素，使教學要求與各級學生的可能性相互適應，它能使不同層次的學生在學習興趣、學習成績及思維能力等方面都有不同程度提高，使不同層次的學生在自己的“最近發展區”內獲得發展。

2 立體式教學

立體式教學模式[8]在很大程度上能夠激發學生的學習興趣，培養其獨立思考問題、分析問題與解決問題的能力。在《工程熱力學》課程中采用立體式教學模式，立體化夯實課程基礎、立體化搭建知識框架、立體化設計教學環節的教學實踐與教學效果校驗，使教與學皆受益匪淺。對學生的情況和所講授課程的內容設計出立體的網絡結構，交叉運用多種教學手段和輔助設備，使學生有目的、自覺地完成問題的發現和解決，并通過教學反饋及時完善等措施，可以立體化地夯實教學基礎，立體化地搭建知識框架，立體化地設計教學環節。顧鍵萍[9]對高校計算機基礎分層式立體化教學模式進行了有益探討。王春曉[10]等以本科生教學為視角進行了立體式課堂教學的研究，提出立體式課堂教學的核心之處在于突破對本科生進行單純的專業知識灌輸，轉而構造課堂教學內容的立體性，即以專業知識教育為核心，以思想政治教育為主線，以就業創業教育為精髓，以專業相關知識為輔助。《工程熱力學》這門專業基礎課也可以充分利用立體化教學方法，立體化夯實基礎，立體化搭建專業知識框架，這樣必然會促進學生學習。

3 分層次立體化教學的實施

筆者在《工程熱力學》的教學中根據學生自己學習目標的不同，將學生分為了三類：基礎型、擴展型和拔高型。基礎型主要包括相關基礎較差，平常還經常掛課，老師必須經常督促才會學習的少數學生。基礎型學生一般都有累記的掛課學分，很多可能達到兩位，甚至面臨留級的尷尬局面。因此，利用適當的教學方法，使基礎型學生達到《工程熱力學》的教學目標，同時能使其對今后的大學學習產生自信和興趣，是本文教學方法的重要目標。拔高型主要包括相關基礎很好，立志保研，出國繼續深造或將進入大型企業或研究所工作，學習成績目前保持在專業較前的學生。這部分學生，學習很用功，并在課余時間他們甚至喜歡到實驗室去做點力所能及的科研工作。如何引導學部分學生，掌握一定的書本之外又與《工程熱力學》密切相關的知識是分層次立體化教學的重要目標。擴展型學生介于基礎型和拔高型之間，也可以與其他兩種類型進行轉化，只要適當引導，他們一般都能達到較好的學習目標。

進行分層次教學的一個重要環節就是如何對三類學生進行劃分，主要有兩種方法。①向輔導員和班長及學委調查，將經常掛課而又學習懶散的劃為基礎型，將成績排名較好的劃為拔高型，其他的為擴展型。②通過上課提問進行劃分，根據提問調查結果最終確認劃分情況。作者本人在《工程熱力學》的教學中，每次課經常利用15分鐘左右時間，邊回顧知識邊提問10個小問題，這樣很快就能找到基礎型學生，這些學生也是教學關注的重點。基礎型學生是最需要幫助的，讓他們在這門課上取得較好成績，產生學習興趣，對其將來發展具有至關重要的引導作用。基礎型學生主要督促其掌握基本原理及其內在聯系，對于拔高型學生可以引導他們在科研中進一步認識深化所學基礎知識，對于擴展型學生，可以引導他們適當地擴展書本知識。

《工程熱力學》是熱工等專業的基礎課，是學習傳熱學及電廠相關專業課的基礎，《工程熱力學》與熱工相關科目可以構成一張立體化的網絡，同時《工程熱力學》自身知識脈絡也是一張立體化網絡。基礎型學生主要掌握《工程熱力學》內部知識的主要脈絡即可，這樣既能適應他們的接收能力，又能培養其一定解決問題的能力，擴展型學生需掌握《工程熱力學》絕大分知識網絡，而拔高型學生，不但要掌握基礎知識網絡，還要了解整個專業知識網絡，以加深其對《工程熱力學》基礎地位的認識。當然以上劃分是基本目標，學生可以在掌握以上知識基礎上，可以根據自己的興趣進一步擴大知識面。

圖1是一張基礎知識立體網絡圖，本文就以此為例對分層次立體化教學進行分析。

熱力系兩大重點：分類和狀態。狀態包括平衡、準靜、可逆及狀態參數等重要知識點。同時要講清楚，平衡條件，為什么引入準靜，可逆，準靜條件下，膨脹功表達式，可逆條件下熱量表達式，狀態參數的特征，這些是基礎型學生必須掌握的。進一步結合狀態參數的特征，引出疑問，δq=Tds，為什么只能適用于可逆過程？此問題將狀態參數特征與熱力學第二定律中的克勞修斯不等聯系起來。是拔高型學生必須掌握的。熱力學分類中，四個系統的特征及為什么引入這些系系統，及其內在聯系是什么？閉口系與開口系為熱一律提供了研究對象，分別對應兩類方程（穩態），這兩類方程又是等價的（難點），等價性能推導出技術功表達式。開口系方程用于描述噴管內流動現象，可以輕松地把噴管的基礎知識引出。孤立系為熱二律提供了研究對象，對應著熵增原理，熵增原理又可以用一個特殊的系統進行證明（難點），這又是熱力學第一定律的內容，僅拔高學生掌握。簡單可壓縮系統，與狀態公理聯系起來，可以解釋簡單可壓縮系統為什么有兩個獨立參數。綜合開口系、閉口系，可逆過程，可以得到熱力學一般關系式，結合理想氣體的特征，可以得到理想氣體焓和熵的微分表達式等，這又可以為p-v圖或T-s圖作圖提供理論指導等，又可用于循環中熱效率分析。通過以上一個小小立體圖，就可以關聯《工程熱力學》非混合氣體的絕大分部知識點，可以極大提高學生的學習興趣，同時可以根據不同學生的學習層次提出不同的學習要求。

在《工程熱力學》的立體化分層次教學過程中，作者還將全班57個學生劃分為五組，每組中不同層次學生互相搭配，通過組內討論形式，每組確定一個與工程熱力學相關的研究或調研性課題，經過一個月時間充分準備后五個組分別進行答辯互評。被確定的課題包括：家用汽車渦輪增壓的原理及實現方法，太陽能利用中熱力學問題，相變儲能問題，導熱微分方程的推導，噴管內流動方程的推導等。同學們選題及ppt制作都非常認真，通過互相講述和評論，同學們開闊了視野，增加了學習興趣，取得了良好效果。

經過一學期的分層次立體化教學實踐，兩個實踐班的成績（見表1）基本讓人滿意。

兩個班學生總共57人，80分以上達到51人，優良達到89.5%，并且沒有70分以下的學生。這也是作者《工程熱力學》教學成績最好的一次，這次教學實踐成績與往年明顯的不同是沒有學生掛課，并沒有成績低于70分的學生，這說明所有學生的學習積極性都已經調動起來，所有學生都在學習。這也真正達到了分層次立體化教學的教學目標。

4 結論

目前網絡游戲盛行，大學生沉迷游戲不得不輟學的現象時有發生，造成人才浪費和不良社會影響，即使正常學習的學生也有自己不同的學習目標和追求。面向全體學生，承認學生差異，根據學生學習基礎的不同和學習能力的差異，更重要的是學習目標的不同，制定不同的教學計劃，實施不同層次的教學，通過有效的手段最大程度上激發學生的學習興趣，培養其獨立思考問題、分析問題與解決問題的能力，對于各類學生都具有重要意義。

本文根據自己的教學實踐提出了針對《工程熱力學》的分層次立體式教學方法，該教學方法通過立體地編織知識網絡，闡釋零星知識點之間的內在聯系，并將課本理論聯系到實際中去來激發學生的學習興趣。同時將聽課對象人為的劃分為三類，即：基礎型、擴展型和拔高型，分別針對三類學生因材施教，并充分利用三類學生各自的愛好和興趣來活躍課堂氣氛，激發各類學生的學習興趣，提高學生學習的主觀能動性，以全面提高整體學習效果。作者采用分層次立體教學方法針對兩個班的《工程熱力學》進行了教學實踐取得了良好的教學效果，80分以上學生占89.5%，并且沒有低于70分的學生。這也是作者《工程熱力學》教學成績最好的一次，這次教學實踐成績與往年明顯的不同是沒有學生掛課，并沒有成績低于70分的學生，這說明所有學生的學習積極性都已經調動起來，所有學生都在學習。這也真正達到了分層次立體化教學的教學目標。這一門課的學習有可能讓那些沉迷游戲將迷失自己的學習找回大學學習的自信，讓他們重新找到學習的樂趣，將來成為國家棟梁之才。

參考文獻：

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[8]文斌，劉春妍，康兆敏.立體式教學模式的研究與實踐――以《實變函數》課程為例[J].綏化學院學報，2013，03：133-135，141.

第8篇：工程熱力學研究范文

關鍵詞：《工程熱力學》；改革探索；抽象形象；互動教學

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

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

一、課程教學的現狀及普遍的問題

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

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

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

二、針對問題進行的嘗試

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

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

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

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

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

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

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

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

參考文獻：

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

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

[5]段雪濤，劉春梅，王學濤.工程熱力學課程教學改革探討[J].制冷與空調，2009，23（3）：103-105.

第9篇：工程熱力學研究范文

關鍵詞：工程熱力學；實驗教學；教學改革

作者簡介：江海斌（1975-），男，浙江溫嶺人，嘉興學院建筑工程學院，實驗師；吳曉艷（1980-），女，山東萊西人，嘉興學院建筑工程學院，講師。（浙江 嘉興 314001）

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0152-02

當前就業形勢較為嚴峻，就業市場競爭很激烈，用人單位對大學生的素質要求越來越高，導致越來越注重學生的理論與實踐相結合的綜合能力。[1]嘉興學院作為一所應用型本科院校，其教育是以培養高級應用本科人才為目標，這既不同于以側重研究能力培養為目標的重點高校本科生教育，又與以單純的技能培養為目標的高職院校教育有所區別，而是在強調基本理論知識重要性的同時，加強知識的應用和基本技能的培養。

“工程熱力學”課程是工科熱能動力類專業的一門重要的專業基礎課，其實驗教學作為理論聯系實際的主要環節，是實踐教學的重要內容，是學生鞏固和深化理解理論知識的重要途徑，也是學生掌握基本實驗方法，養成實事求是、嚴謹的科學作風的重要途徑。[2，3]因此，為適應人才培養的要求，應重視工程熱力學的實驗教學，積極探索和改革該課程的實驗教學。

一、以往工程熱力學實驗教學中存在的問題

1.對實驗課程重視不夠

在中學階段，很多初、高中學校為了提高學校的升學率，對理論課的重視程度遠遠超過實踐課程，往往將實驗課占用來上理論課，無形中使學生養成了重理論輕實踐的習慣。進入大學后，學生本應該充分發揮自己的想象力和創新力，利用學到的知識，驗證、設計和創新各種實驗。然而受錯誤習慣的影響，很多學生輕視教學實驗，認為實驗課可上可不上，認為實驗教學的作用最多只是幫助了解理論知識。也有一些教師對實驗課程的重要性認識不足，特別是對驗證型實驗，認為在指導書上已經有了實驗結果，只要記住結果就行，做不做以及如何做對學生掌握知識幫助不大。

2.實驗教學內容不合理

“工程熱力學”課程是一門專業基礎課，理論概念復雜，公式繁多，要掌握這些概念與公式，非常需要通過實驗來加深理解和鞏固，但在教學過程中，該課程的實驗課時設置較少，實驗教學內容不合理。以嘉興學院為例，設置了氣體定壓比熱測定、二氧化碳臨界狀態觀測及P-V-T關系測定以及噴管實驗等三個實驗，共六個課時，實驗的課時數較少，涉及的知識點較少，不能涵蓋本課程的重點內容，并且這些實驗大多是驗證性實驗，實驗結論在相關資料中就能查到，不能充分激發學生探索創新的興趣。

3.實驗教學方法不合理

實驗教學方法比較單調，實驗教學時教師通常先講解實驗目的和原理，介紹實驗設備以及實驗步驟和實驗過程中的注意事項，再演示實驗過程，然后再讓學生自己動手實驗。在此過程中，學生被動地學習、模仿教師做實驗，對實驗過程中出現的各種疑問沒有興趣，往往是人在心不在。[4]當他們動手做實驗時，還是不能獨立進行實驗，要么參考實驗指導書做，要么請教教師。對于實驗步驟只知道要如何做，不知道為什么要這樣做，所以實驗效果大打折扣，難以較快地提高學生的動手能力和創新能力。學生的實驗數據經常出現錯誤，卻不知道錯在什么地方，數據處理的方法也不夠科學嚴謹，而實驗報告也常有抄襲現象。

4.實驗考核方式不全面

“工程熱力學”課程的成績包括實驗成績和理論課成績，通常實驗成績只占該課程成績的20%左右。實驗成績通常由出勤紀律（10%）、實驗操作（50%）、實驗報告（40%）三部分組成。實驗成績占總成績的分值較低，使很多學生認為只要學好理論課就能使課程成績及格，甚至還可能拿到高分。由于過于強調實驗操作與實驗報告的重要性，學生在實驗過程中因怕實驗錯誤而被扣分，就會按部就班地按照教師講解的或指導書上的步驟進行，不思考、探索和創新；為獲得較好的實驗報告成績，個別同學抄襲其他學生的數據和問題討論，甚至修改實驗數據，以達到理論分析的預期結果。因此，現有的考核方式不能很好地促進學生的實踐能力和創新能力的培養。

二、工程熱力學實驗教學改革的探索

1.重視實驗教學

教師和學生都要將實驗教學環節作為工程熱力學教學中的重要環節來對待。實驗教學的效果取決于能否激發學生對實驗的強烈興趣，實驗教師和理論課教師需要認真細致地準備實驗的各個環節，正確引導學生動手做實驗。學生也要養成良好的實驗習慣，實驗前要預習實驗目的、實驗原理等，了解實驗裝置，以及查找相關資料，對本次實驗的目的、原理、如何設計和進行實驗以及可能得到的結果要有充分的認識。實驗時要專心致志，邊動手做邊思考問題。實驗結束時先整理和分析實驗數據，再清理實驗臺，發現實驗數據異常時能及時重做。做完實驗后，要認真填寫實驗報告，進行必要的探討和總結。對每個實驗都要總結出實驗成功之處和不足之處，使下次實驗能做到揚長避短，得到滿意的實驗效果。

2.改革實驗教學內容

原有工程熱力學實驗只有氣體定壓比熱測定、二氧化碳臨界狀態觀測及P-V-T關系測定以及噴管實驗三個實驗，實驗數量較少，實驗時間較短，僅有一個綜合型實驗。在實驗教學過程中發現，學生對實驗的積極性不高，對學生加深掌握理論知識的幫助不明顯。因此，需要增加實驗課時數，優化實驗教學內容，使實驗目的、內容能覆蓋重要知識點。實驗教學內容應主要改革以下兩方面：

一是增加一些設計型、綜合型的實驗項目。比如為加深對氣體熱力過程的理解，可以讓學生設計一個閉口系統的實驗，進行氣體的定容、定壓、定溫以及定熵等基本熱力過程，測量有關參數，掌握這些熱力工程的變化規律。還可以增加熱力學第一定律、熱力學第二定律、動力循環和制冷循環等重要知識點的設計型、綜合型實驗。

二是將原來驗證型實驗改成設計型實驗。比如將定壓比熱實驗中的測溫元件由溫度計改成熱電偶或熱電阻元件，將采集到的數據輸入到巡檢儀中，應用VC或VB語言編寫一個應用軟件，將巡檢儀上的測量數據輸入到電腦中并顯示這些數據，同時計算并顯示出空氣的定壓含濕量、質量流量、水蒸氣流量、水蒸氣吸收的熱量、干空氣的定壓比熱等值，且畫出比熱隨溫度變化的曲線。學生在該過程中加深了對實驗原理及方法的掌握，在學習中激發了學習興趣，并且學會了使用VC或VB語言來解決專業知識的有關問題，提高了自己學習和解決問題的能力。

3.改革實驗教學方法

（1）采用“啟發式”實驗教學，激發學生的發散性思維。不采用傳統的教師講解、演示實驗，然后學生進行實驗的方法，而是告訴學生實驗的目的和原理，讓學生自己探索合理的實驗方案和步驟。學生可以以小組為單位開討論會，根據實驗的目的和原理提出幾種實驗方案，比較各種方案的優缺點，然后確定最優方案，根據最優方案討論并確定實驗的步驟。在小組確定最優方案和步驟后，再在班級里進行討論，小組成員對教師和班級其他同學提出的問題進行解答，采納建設性的建議，進一步完善實驗方案和步驟。對于設計型實驗，還要先進行可行性論證，再進行方案設計和步驟設計。實驗過程中，學生是“主角”，自主進行討論和設計，教師是“配角”，只對整個過程進行監控，對學生遇到的困難問題進行啟發性指導。

（2）應用現代科學技術輔助實驗教學，使學生加深對相關理論和實驗知識的了解。主要采用以下兩種方法：

一是制作實驗視頻。將每次的實驗制作成視頻，實驗開始前播放相關視頻內容，指導學生進行實驗。視頻內容可以涉及安全教育和實驗注意事項、實驗內容、問題與解答以及實驗經驗與教訓等方面。安全教育和實驗注意事項主要包括實驗人身安全、設備安全和實驗的相關注意事項等內容，比如在二氧化碳臨界狀態觀測及P-V-T關系測定實驗中，要注意用電安全以防觸電、壓力的間隔為0.2～0.5MPa、加壓過程要緩慢進行，施加的壓力不得超過10MPa等內容。實驗內容可以包括實驗目的、原理、方案設計、步驟設計、實驗結果等，也可以是以往學長們的實驗內容，包括以往實驗過程中出現的問題、討論過程、問題的解答、實驗結果等，以及評價他們的實驗效果。最后將成功的實驗成果和失敗的實驗結果顯示出來，總結出經驗和教訓。

二是運用專業CFD軟件，對部分實驗進行數值模擬。工程熱力學實驗中氣體定壓比熱測定實驗、噴管實驗和定容、定壓、定溫以及定熵等基本熱力過程實驗等可以進行數值模擬。將數值模擬的初始參數設置成與實驗的參數相同后進行數值模擬，得出的模擬結果與實驗結果進行比較，以檢驗數值模擬方法的正確性。改變不同的初始參數，然后使用驗證后的數值模擬方法，可以方便地預測實驗結果，獲得比真實實驗更豐富的結果，比如可以用動畫形象地演示實驗過程，幫助學生理解實驗，還可以得到真實實驗難以得到的數據，比如溫度場、速度場、壓力場、流線等。使用CFD軟件進行數值模擬實驗拓寬了學生的知識面，學生既學會了軟件的使用，學到了研究問題的新方法，又初步掌握了專業理論知識的運用，加深了對專業理論和實驗知識的理解。

4.完善實驗考核方式

重視實驗考核，建立更科學的考核體系。提高實驗成績在“工程熱力學”課程成績中的比重，并實現實驗成績“一票否決”，也就是說如果實驗成績不合格，“工程熱力學”課程成績也不合格。實驗過程既是個人運用專業理論知識的過程，更是小組共同合作與創新的過程，因此以小組為單位進行考核比較合理。實驗考核成績由專業理論知識、實驗過程中的問題回答、實驗操作、實驗設計以及實驗創新、實驗報告等幾部分成績組成。實驗成績要充分體現學生的動手能力和創新能力等，這有利于激發學生的學習興趣、提高自己的能力。

三、結語

工程熱力學實驗是“工程熱力學”課程教學的重要組成部分，也是“工程熱力學”課程教學非常重要的實踐性環節。實驗教學應理論與實踐相結合，引導學生拓展知識面，充分激發學生的學習興趣，努力提高學生的動手能力和創新能力。培養學生養成實事求是、科學嚴謹的作風，提高獨立分析問題、解決問題的能力。實驗指導教師要完善知識結構，提高專業水平，轉變教學觀念，更新實驗教學內容，改革實驗教學方法和考核方式，切實提高實驗教學質量，培養適應社會需求的專業人才。

參考文獻：

[1]劉升，林希峰.實驗教學改革中的創新項目[J].中國冶金教育，2012，（1）：57-59.

[2]崔磊，潘天泉，劉宏偉.工程熱力學實驗課程改革的探討[J].教育與職業，2011，（23）：169-170.