時(shí)間：2024-01-27 16:13:10
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[關(guān)鍵詞] 化工熱力學(xué) 概念 化學(xué)工程 教學(xué)
化工熱力學(xué)課程是在本科三年級(jí)開(kāi)設(shè)的,在此之前學(xué)生接觸的課程都屬于基礎(chǔ)課,與中學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法相差不大,而化工熱力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課講授的是化工生產(chǎn)中的一般規(guī)律。由于工程問(wèn)題復(fù)雜多變,采用的是實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)學(xué)模型法,與基礎(chǔ)課中嚴(yán)密的數(shù)學(xué)分析或邏輯推理有所不同。這是工程學(xué)科和基礎(chǔ)學(xué)科的重要區(qū)別,也是學(xué)生不能很好的掌握化工熱力學(xué)課程學(xué)習(xí)方法的關(guān)鍵。因此要想提高化工熱力學(xué)的學(xué)習(xí)效果,使學(xué)生樹(shù)立工程觀點(diǎn),并培養(yǎng)其獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力,我們認(rèn)為在化工熱力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)緊緊把握以下幾點(diǎn)。
一、精心組織教學(xué)內(nèi)容,注意與相關(guān)課程的聯(lián)系
化工熱力學(xué)的主要內(nèi)容是平衡狀態(tài)下熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算,相平衡與化學(xué)平衡的計(jì)算,化工過(guò)程的能量分析和能量有效利用等方面。只有將熱力學(xué)原理與反映體系特征的模型相結(jié)合,才能應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題。原理、模型及應(yīng)用是化工熱力學(xué)內(nèi)容的基本組成部分,教學(xué)內(nèi)容的組織要緊密圍繞原理、模型及應(yīng)用三個(gè)部分來(lái)展開(kāi)。原理是基礎(chǔ),模型是工具,應(yīng)用是目的。尤其是目前節(jié)能工作的深入開(kāi)展,更要求學(xué)生掌握能量利用過(guò)程的原理,并對(duì)實(shí)際過(guò)程中的能量利用情況作出合理的評(píng)價(jià)。
化工熱力學(xué)與化學(xué)工程與工藝專業(yè)的許多其它課程密切相關(guān),它在課程鏈中起著承上啟下的作用,又擔(dān)負(fù)著由基礎(chǔ)課到專業(yè)課過(guò)渡的特殊使命。物理化學(xué)是本課程的基礎(chǔ),而本課程又是分離過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)工程及化工設(shè)計(jì)等課程的基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)內(nèi)容組織上要注意前后內(nèi)容的相互聯(lián)系,化工熱力學(xué)公式較多,其推導(dǎo)過(guò)程需要高等數(shù)學(xué)的基本知識(shí),進(jìn)行結(jié)果計(jì)算需要用到數(shù)值分析的知識(shí),因此對(duì)課程中用到的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行必要的準(zhǔn)備有助于新內(nèi)容的學(xué)習(xí)。而計(jì)算機(jī)是方便的計(jì)算工具,可以解決熱力學(xué)復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題,可使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。物理化學(xué)中的熱力學(xué)內(nèi)容是以建立基本概念為主要目的,而化工熱力學(xué)是在完善概念的基礎(chǔ)上以應(yīng)用為主要目的,所以化工熱力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要體現(xiàn)以應(yīng)用為目的的特點(diǎn),因此在教學(xué)過(guò)程中要特別注意避免與物理化學(xué)課程在內(nèi)容上的重復(fù)。同時(shí)注意從物理化學(xué)到化工熱力學(xué)課程的幾個(gè)轉(zhuǎn)變,即:從理想體系、二元體系向非理想體系、多元體系的轉(zhuǎn)變,從隔離體系、封閉體系向敞開(kāi)穩(wěn)流體系的轉(zhuǎn)變,而熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算從以公式為主轉(zhuǎn)向以熱力學(xué)圖表為主。讓學(xué)生明確這些轉(zhuǎn)變,可幫助學(xué)生掌握經(jīng)典熱力學(xué)解決問(wèn)題的方法,并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用熱力學(xué)原理和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
二、把握課程內(nèi)容體系與問(wèn)題分析方法
化工熱力學(xué)系統(tǒng)介紹了將熱力學(xué)原理應(yīng)用于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的研究方法,它以熱力學(xué)第一、第二定律為基礎(chǔ),研究化工過(guò)程中各種能量的相互轉(zhuǎn)化及其有效利用,深刻闡述了各種物理和化學(xué)變化過(guò)程達(dá)到平衡的理論極限、條件、狀態(tài)及組成變化,是化工過(guò)程研究、開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。課程教學(xué)內(nèi)容包括流體的p-V-T關(guān)系及熱力學(xué)性質(zhì)、化工過(guò)程的能量分析、蒸汽動(dòng)力循環(huán)與制冷循環(huán)、流體的相平衡以及化學(xué)反應(yīng)平衡等方面。其中流體的p-V-T關(guān)系及熱力學(xué)性質(zhì)是其它內(nèi)容的基礎(chǔ),流體的相平衡及化學(xué)反應(yīng)平衡內(nèi)容是熱力學(xué)和傳質(zhì)、分離、反應(yīng)工程之間聯(lián)系的紐帶。要讓學(xué)生正確理解化工熱力學(xué)所研究和闡述的內(nèi)容之間不是孤立的,而是相互聯(lián)系的,理清化工熱力學(xué)的內(nèi)容體系與結(jié)構(gòu)層次(見(jiàn)圖1),這樣才能更好地理解和掌握課程內(nèi)容及其實(shí)際應(yīng)用。
圖1 熱力學(xué)各內(nèi)容之間的相互聯(lián)系
每個(gè)學(xué)科都有自己的知識(shí)體系和獨(dú)特的解決問(wèn)題的方法,熱力學(xué)課程與學(xué)生之前接觸的課程特點(diǎn)不同,為了使學(xué)生能夠盡快地掌握熱力學(xué),首先要學(xué)生清楚熱力學(xué)研究問(wèn)題的方法,即理想化的方法、狀態(tài)函數(shù)法和元過(guò)程方法,然后指出解決熱力學(xué)問(wèn)題的思路,即對(duì)于一個(gè)熱力學(xué)問(wèn)題如何得到需要的結(jié)果,具體的步驟見(jiàn)圖2,這樣就可使學(xué)生盡快的適應(yīng)熱力學(xué)處理問(wèn)題的特點(diǎn),掌握熱力學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的方法。
三、重視熱力學(xué)概念教學(xué)和思路的引導(dǎo)
化工熱力學(xué)的最終目的是應(yīng)用,但是只有理解了熱力學(xué)的基本概念,以及這些概念的來(lái)源、背景和意義,才能夠確實(shí)掌握熱力學(xué)課程的基本內(nèi)容,也才能夠更好的應(yīng)用于實(shí)際中。熱力學(xué)中重要的基本概念很多,如體系、狀態(tài)函數(shù)、廣度性質(zhì)、強(qiáng)度性質(zhì)、隔離體系、封閉體系、敞開(kāi)體系、可逆循環(huán)、熱力學(xué)能、焓、熵、Gibbs自由能、偏摩爾性質(zhì)、化學(xué)位、逸度、活度、理想氣體、理想溶液、理想功、損失功、火用等等,只有深刻理解其內(nèi)涵,才能掌握熱力學(xué)的精華。比如對(duì)平衡的兩相,其平衡的條件是各組分在兩相的化學(xué)位相等,或者說(shuō)各組分在兩相的偏摩爾Gibbs自由能相等,對(duì)純物質(zhì)而言,偏摩爾Gibbs自由能就是摩爾Gibbs自由能,也就是該物質(zhì)的化學(xué)位,而對(duì)混合物而言,某組分的偏摩爾Gibbs自由能就是該組分在混合物中的化學(xué)位,如果學(xué)生對(duì)這些概念認(rèn)識(shí)不清楚,常常會(huì)導(dǎo)致對(duì)相平衡、化學(xué)平衡等概念產(chǎn)生錯(cuò)誤的理解。
引導(dǎo)學(xué)生思路對(duì)于教學(xué)效果有重要影響。如溶液的熱力學(xué)性質(zhì)一章,為找出各種物質(zhì)在溶液中所“具有”的性質(zhì)之間的關(guān)系,引入“偏摩爾性質(zhì)”的概念。而偏摩爾性質(zhì)中常用的是偏摩爾Gibbs自由能、偏摩爾焓以及偏摩爾體積。在這一章中主要講解偏摩爾Gibbs自由能的計(jì)算問(wèn)題,主要為以后相平衡和化學(xué)平衡的計(jì)算打基礎(chǔ),為了計(jì)算偏摩爾Gibbs自由能引入逸度和逸度系數(shù)的概念,對(duì)純氣體、氣體混合物中的組分以及混合物、純液體分別講解逸度的計(jì)算方法。但對(duì)于液體混合物而言為了計(jì)算其偏摩爾Gibbs自由能又引入活度和活度系數(shù),而為了得到活度系數(shù)與組成之間的關(guān)系,又引入了超額性質(zhì)的概念,只要知道超額性質(zhì)與組成的關(guān)系即可推導(dǎo)出活度系數(shù)模型。這樣整個(gè)章節(jié)的內(nèi)容就很清晰,使得學(xué)生對(duì)各概念的來(lái)龍去脈能夠很好的了解,可以避免學(xué)生陷入公式細(xì)枝末節(jié)的包圍中,使得教學(xué)效果明顯提高,同時(shí)對(duì)學(xué)生搭建熱力學(xué)知識(shí)框架十分有益。
總之,為了提高化工熱力學(xué)的教學(xué)效果,使學(xué)生能夠確實(shí)掌握工程處理問(wèn)題的方法,了解化工熱力學(xué)與其它學(xué)科各自的特點(diǎn),以便找到適合的學(xué)習(xí)方法。這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中不斷的引導(dǎo)學(xué)生,使其能夠盡快地適應(yīng)工程學(xué)科的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn):
[1]夏淑倩,馬沛生,陳明鳴,常賀英.讓?xiě)?yīng)用實(shí)例使《化工熱力學(xué)》教學(xué)更加生動(dòng)[J].化學(xué)工業(yè)與工程,2005,22(增刊):98-99.
[2]鄭立輝,韋一良,宋光森,高新蕾.化工熱力學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與體會(huì)[J].化工高等教育,2007,93(1):77-79.
關(guān)鍵詞： 工程熱力學(xué) 教學(xué)方法 模塊化教學(xué) 案例教學(xué)
1.引言
工程熱力學(xué)是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是數(shù)學(xué)、物理和專業(yè)課的橋梁。它不僅為學(xué)生以后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課打好基礎(chǔ)，而且是今后能源，特別是熱能在各領(lǐng)域被深入研究、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新的基礎(chǔ)[1]。課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、公式繁多、實(shí)際應(yīng)用復(fù)雜，并且與高等數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科聯(lián)系緊密，而學(xué)時(shí)被大量縮減，使得其成為學(xué)生公認(rèn)的“難啃的硬骨頭”。由Y.A.Cengel編著的熱力學(xué)教材明確指出“用簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的方式與明天的工程師開(kāi)展直接的對(duì)話，鼓勵(lì)他們的創(chuàng)新思維及培養(yǎng)他們對(duì)所學(xué)習(xí)內(nèi)容的深刻理解[2]”。為了達(dá)到這樣的目標(biāo)，結(jié)合課程的性質(zhì)、目標(biāo)，廣大教師一直在努力探索與研究。本文是筆者多年教學(xué)中的一些體會(huì)總結(jié)，供專家、學(xué)者批評(píng)、指正。
2.模塊化教學(xué)
工程熱力學(xué)課程教學(xué)中遵循“以應(yīng)用為目的，以必需夠用為度”的原則，注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本定律、基本技能的學(xué)習(xí)，提煉實(shí)用性教學(xué)模塊，模塊與模塊之間既相互區(qū)別，又有機(jī)聯(lián)系在一起。學(xué)生對(duì)于整個(gè)課程的脈絡(luò)、主線非常清楚，并且清楚自己在每一階段的學(xué)習(xí)任務(wù)與目標(biāo)。
2.1基礎(chǔ)理論模塊
2.1.1基本概念：開(kāi)口系、閉口系、絕熱系、孤立系；平衡態(tài)與準(zhǔn)平衡態(tài)；準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程；可逆過(guò)程的功量、熱量；卡諾循環(huán)、概括性卡諾循環(huán)；體積功、技術(shù)功、推動(dòng)功、流動(dòng)功、有用功、軸功、耗功；熱力學(xué)能、焓、熵、熵流、熵產(chǎn)；比定壓熱容、比定容熱容；增壓比、壓縮比、預(yù)脹比等等。在教學(xué)中，教師應(yīng)深入淺出，用淺顯而又確切的語(yǔ)言、生活實(shí)例，幫助學(xué)生理解這些基本概念的定義，包括外延、內(nèi)涵，及其物理意義。
2.1.2基本定律：熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。
基本定律是工程熱力學(xué)課程的理論基礎(chǔ)、精髓，貫穿課程始終。教學(xué)中須使學(xué)生深刻理解熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)，“量”守恒；熱力學(xué)第二定律實(shí)質(zhì)，能量不但有“量”的多少，而且有“質(zhì)”的高低。用能的原則應(yīng)該是不同品質(zhì)的能量匹配使用，避免高品質(zhì)能無(wú)謂地轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)能。自古以來(lái)，永動(dòng)機(jī)一直有人推崇，要使學(xué)生意識(shí)到任何試圖制造熱效率y≥100%的機(jī)器都是徒勞的，都是違反熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的。
2.1.3轉(zhuǎn)換內(nèi)外條件：工質(zhì)的熱力性質(zhì)與熱力過(guò)程。
研究熱力過(guò)程的目的在于揭示過(guò)程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律，以及能量轉(zhuǎn)化情況，進(jìn)而找出影響轉(zhuǎn)化的主要原因，找到節(jié)能途徑。
2.2工程應(yīng)用模塊
重點(diǎn)介紹壓氣機(jī)、動(dòng)力循環(huán)，而制冷循環(huán)則作簡(jiǎn)要介紹。對(duì)這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，應(yīng)著重采用討論等方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行分析＼計(jì)算，從而加深對(duì)課程內(nèi)容系統(tǒng)地理解、掌握，提高其熱力分析、熱力計(jì)算的能力。
3.理論聯(lián)系實(shí)際，案例教學(xué)
熱力學(xué)是學(xué)生公認(rèn)的“難啃的硬骨頭”，期末考試及格率不甚理想。但是確切地說(shuō)，工程熱力學(xué)卻是基于我們?nèi)粘Ｉ睢?shí)驗(yàn)觀測(cè)基礎(chǔ)之上的一門學(xué)科，并不是很難的課題。講課中，理論聯(lián)系實(shí)際，利用案例教學(xué)，既使學(xué)生感到工程熱力學(xué)并非遙不可及，取得良好的教學(xué)效果，又能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的習(xí)慣。講授可逆過(guò)程概念時(shí)，以物理學(xué)中的單擺在真空中、空氣中為例或以在氣缸的活塞上移走砝碼、沙子為例，闡述可逆過(guò)程的特點(diǎn)、實(shí)質(zhì)；區(qū)分準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)程、不可逆過(guò)程；進(jìn)一步說(shuō)明沒(méi)有耗散效應(yīng)的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程才是可逆過(guò)程；不可逆過(guò)程并不意味著不能向相反方向進(jìn)行。講授熱力學(xué)第二定律時(shí)，以航海為例，若輪船沒(méi)有燃料時(shí)，試圖從大海吸熱，使之轉(zhuǎn)化為功，實(shí)質(zhì)就是從單一熱源吸熱使之完全轉(zhuǎn)化為功，即第二類永動(dòng)機(jī)，這也是不可能實(shí)現(xiàn)的。
4.巧妙合理地運(yùn)用p-v圖、T-s圖
p-v圖、T-s圖是進(jìn)行熱力分析、熱力計(jì)算的重要工具，應(yīng)貫穿工程熱力學(xué)課程始終。合理運(yùn)用p-v圖、T-s圖教學(xué)，能準(zhǔn)確或定性地描述基本概念、理論及工程現(xiàn)象；巧妙地分析、比較熱力過(guò)程、熱力循環(huán)；提高學(xué)生運(yùn)用工程圖形語(yǔ)言巧妙、形象、直觀地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。以單級(jí)活塞式壓氣機(jī)為例，應(yīng)用p-v圖、T-s圖，做耗功分析及熱力性能分析，進(jìn)而找到省功及節(jié)能途徑，既避免了數(shù)學(xué)上復(fù)雜的運(yùn)算，又提高了學(xué)生靈活運(yùn)用圖形分析工程現(xiàn)象的能力。
5.基本理論及定律的內(nèi)涵滲透
“在課程的講授中，教師非常注重從基本理論及定律的內(nèi)涵滲透，原理、定律的本質(zhì)內(nèi)涵出發(fā)，解決各類實(shí)際問(wèn)題[3]”。這是美國(guó)同行極其重視的教學(xué)方法，實(shí)踐證明是行之有效的。以理想氣體熱力過(guò)程膨脹功的求解為例，具體公式有十多個(gè)，學(xué)生學(xué)起來(lái)，既難記又容易混淆。若從膨脹功定義式、熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程這些基本定律、基本公式出發(fā)，結(jié)合過(guò)程特點(diǎn)，就可解決所有問(wèn)題，并且避免學(xué)生遇到問(wèn)題僅會(huì)生搬硬套，遇到復(fù)雜問(wèn)題就無(wú)從下手的弊端。
6.結(jié)語(yǔ)
工程熱力學(xué)課程博大精深，每上一次課就有一次新的體會(huì)與收獲，教師應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，做到“常教常新、常教常精”。這樣使明天的工程師對(duì)物理問(wèn)題及其規(guī)律有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)與掌握，從而解決更為復(fù)雜的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)：
[1]童鈞耕.工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)看法[J].中國(guó)電力教育，2002（4）.
關(guān)鍵詞：大學(xué)教學(xué) 熱力學(xué) 基本概念 教學(xué)方法
熱力學(xué)是一門具有專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)課程，但是它又包含了專業(yè)課程的特色，是進(jìn)行后期深入研究學(xué)習(xí)的理論和基礎(chǔ)，它還有很強(qiáng)的技術(shù)性和實(shí)用性。熱力學(xué)相關(guān)的熱力技術(shù)和節(jié)能環(huán)保問(wèn)題日益凸顯，所以需要在教學(xué)中深入教學(xué)創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。本文就如何在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生掌握課本知識(shí)和應(yīng)用作出了分析。
一、熱力學(xué)的含義與其構(gòu)架
熱力學(xué)是研究熱現(xiàn)象中物質(zhì)系統(tǒng)在平衡時(shí)的性質(zhì)與其建立能量的關(guān)系，以及物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)與外界相互作用（包括能量傳遞和轉(zhuǎn)換）的一門學(xué)科。因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)變的普遍性，所以熱力研究的成果被運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。
從宏觀角度來(lái)看，熱力學(xué)在其的發(fā)展過(guò)程中，針對(duì)其內(nèi)容可以分為兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)體系，首先可以從它的基礎(chǔ)理論來(lái)進(jìn)行講學(xué)，其次可以結(jié)合所學(xué)從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行應(yīng)用教學(xué)；如果從熱力學(xué)的教學(xué)體系來(lái)劃分，卻可以將其教學(xué)劃分為三大點(diǎn)，首先是它的概念，然后是它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，最后是對(duì)它的性質(zhì)和實(shí)際操作進(jìn)行劃分。
在教學(xué)中教師要保證學(xué)生對(duì)其意義有一定的認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生掌握熱力學(xué)的基本概念，幫助他們重建熱力學(xué)的知識(shí)構(gòu)架，要做到這一點(diǎn)就必須要從以下幾個(gè)方面入手，進(jìn)行知識(shí)的梳理。
（一）對(duì)熱力學(xué)的概念進(jìn)行分析，包括它的公式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律（熱力學(xué)第零定律、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)第三定律等）
（二）對(duì)熱力學(xué)的中的基本熱力（包括理想氣體；實(shí)際氣體；水蒸氣；濕空氣；制冷工質(zhì)）性質(zhì)進(jìn)行研究分析。
（三）從熱力學(xué)研究的實(shí)際操作過(guò)程中分析計(jì)算工質(zhì)在設(shè)備中的數(shù)據(jù)變化，分析影響能量轉(zhuǎn)換效率的因素，尋求轉(zhuǎn)換效果更高的有效途徑。
二、熱力學(xué)教學(xué)方法
（一）結(jié)合實(shí)際教學(xué)
在教學(xué)中對(duì)日常生活中的一些熱力學(xué)現(xiàn)象，用專業(yè)化的熱力學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，對(duì)其作出科學(xué)合理的解釋。通過(guò)這樣的教學(xué)讓學(xué)生充分體會(huì)到課堂知識(shí)與平常的生活息息相關(guān)，促使他們對(duì)老師的教學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和學(xué)習(xí)熱情，以此來(lái)達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。如在教學(xué)中向?qū)W生提出與生活相關(guān)的問(wèn)題：空調(diào)與冰箱的工作原理是否相同？等，在課堂上應(yīng)該做到適時(shí)的穿插一些與生活有關(guān)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生自主思考的能力。還能在教學(xué)中介紹一些熱力學(xué)在生活中應(yīng)用的著名例子，如低溫實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人卡末林?昂內(nèi)斯利用范德華方程式創(chuàng)造出了液態(tài)氣體，對(duì)人類科學(xué)的進(jìn)步作出了巨大的推動(dòng)，讓學(xué)生在切身體會(huì)中感受化工熱力學(xué)對(duì)實(shí)際生活中的指導(dǎo)作用。
（二）加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)理論的教學(xué)
熱力學(xué)是一門非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，又可以說(shuō)它是完美的學(xué)科，因?yàn)槠淅碚摵凸蕉际墙?jīng)過(guò)認(rèn)真演算的，因此在教學(xué)中要著重對(duì)公式和理論進(jìn)行論述，幫助學(xué)生掌握和理解熱力學(xué)。
教師上課過(guò)程中對(duì)基本的概念、含義、公式中的相關(guān)數(shù)據(jù)要做出一定的分析和解釋，讓學(xué)生從根本上明白公式所要表達(dá)的意義，同時(shí)在引用理論和實(shí)際例子時(shí)，保證它的準(zhǔn)確性和代表性，讓學(xué)生對(duì)熱力學(xué)的概念有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。
公式的演算和推導(dǎo)也不需要將所有的數(shù)據(jù)都拿出來(lái)分析講解，為了減少推導(dǎo)量，只需對(duì)影響推導(dǎo)結(jié)果的關(guān)鍵部分著重講解就行，其他的推導(dǎo)過(guò)程可以簡(jiǎn)單略過(guò)，這樣既保證了課堂進(jìn)度還提高了課堂教學(xué)的效率。
學(xué)生必須具備合理運(yùn)用熱力學(xué)公式的能力，由上文可以看出，公式的運(yùn)用對(duì)熱力學(xué)的理解是密切聯(lián)系的，因此教師在教學(xué)過(guò)程中一定要幫助學(xué)生深入理解公式內(nèi)涵，引導(dǎo)他們?cè)趯?shí)踐中應(yīng)用。
（三）多樣化教學(xué)
在教育中教師不僅僅是需要傳授知識(shí)還需要引導(dǎo)他們自主去學(xué)習(xí)，“授人以魚(yú)，不如授人以漁”就說(shuō)明了這個(gè)道理，傳統(tǒng)的教學(xué)多以“填鴨式”教育進(jìn)行，僅僅依靠老師通過(guò)課本單方面的講學(xué)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代教育的需求，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要有熱情才有不斷學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，所以在教學(xué)中我們要充分的利用多媒體信息技術(shù)，做到在課堂外沒(méi)有老師進(jìn)行指導(dǎo)的情況下也能進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，根據(jù)自身的接受度選擇熱力學(xué)相關(guān)的資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)課堂上老師講授的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)擴(kuò)充和完善，教師也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線解答學(xué)生的問(wèn)題，拉近師生之間的距離，在不是不覺(jué)中營(yíng)造出了一種良好的教學(xué)氛圍。
（四）結(jié)合實(shí)際教學(xué)
熱力學(xué)雖然是一門具有很強(qiáng)理論性的專業(yè)性學(xué)科，但是在生活中，熱力學(xué)其實(shí)離我們很近，因此教師在教授一些基本概念的時(shí)候，可以思考一下是否能舉出與生活相結(jié)合的例子以此來(lái)幫助學(xué)生更好更快的理解和記憶，可以在介紹熱力第二定律的時(shí)候，為了讓學(xué)生明白熱力傳導(dǎo)的過(guò)程，舉出生活中常見(jiàn)的例子，如高壓鍋，煮各種難以煮熟的食物的時(shí)候，通過(guò)加壓的方法，讓鍋內(nèi)溫度超過(guò)100℃，加速高壓鍋的工作效率，還有熱力過(guò)程具有方向性這一特點(diǎn)也能舉出相關(guān)例子，如啟動(dòng)的汽車在沒(méi)有外力的作用下，能將車胎轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能停止下來(lái)，但反過(guò)來(lái)，汽車車輪不可能吸收空氣中的熱能將其轉(zhuǎn)換成動(dòng)能再旋轉(zhuǎn)起來(lái)，通過(guò)這樣的教學(xué)方式，在教授基本理論知識(shí)的同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，通過(guò)實(shí)例幫助學(xué)生加深對(duì)熱力學(xué)基本概念的掌握和應(yīng)用。
（五）研討式教學(xué)
確立學(xué)生為主體原則進(jìn)行教學(xué)，充分了解學(xué)生原有的熱力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)水平，貼近生活的教學(xué)，在進(jìn)行基本概念的講說(shuō)時(shí)，遵循由易到難、由簡(jiǎn)到繁的教學(xué)順序，能夠讓學(xué)生更好的進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，充分調(diào)動(dòng)他們的積極性，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，針對(duì)學(xué)生個(gè)體的差異，進(jìn)行不同層次的教學(xué)。
熱力學(xué)具有抽象性的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)其主要問(wèn)題認(rèn)識(shí)不夠深刻，對(duì)它失去了學(xué)習(xí)的興趣。
三、創(chuàng)新教學(xué)的具體內(nèi)容
1、結(jié)合熱點(diǎn)問(wèn)題
在教學(xué)中教師應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前熱工領(lǐng)域的一些備受矚目的問(wèn)題進(jìn)行講學(xué)，如當(dāng)前的熱點(diǎn)，環(huán)境資源問(wèn)題、降低能源消耗和日本核電站事故等問(wèn)題，就此問(wèn)題在課堂上開(kāi)展討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。同時(shí)還能在課上給學(xué)生實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)更深入的理解問(wèn)題，分析問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我總結(jié)。
2、課堂活動(dòng)與常規(guī)教學(xué)相結(jié)合
信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教師也應(yīng)該在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上不斷完善自我，主動(dòng)吸收新知識(shí)，上網(wǎng)搜集相關(guān)信息，在課堂上對(duì)書(shū)本上的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)充，對(duì)課本材料進(jìn)行詳細(xì)的閱讀，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃，根據(jù)最近信息整合調(diào)整，將老舊之后的成本知識(shí)優(yōu)化，通過(guò)多媒體教學(xué)課件為學(xué)生提供一個(gè)多樣化、多視角的教學(xué)信息。
同時(shí)對(duì)課本中的重點(diǎn)難點(diǎn)要構(gòu)建相應(yīng)的練習(xí)題型，讓學(xué)生在寫(xiě)作業(yè)的時(shí)候自主回顧重難點(diǎn)，多布置一些與和生活有關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，上課前通過(guò)課前提問(wèn)對(duì)舊的知識(shí)進(jìn)行回顧，再導(dǎo)入相關(guān)新知識(shí)。
3、培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力
當(dāng)代教育要求學(xué)生不光要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)還要有自主分析、解決、總結(jié)問(wèn)題，在教導(dǎo)熱力學(xué)課程的時(shí)候，讓學(xué)生把這門課程當(dāng)成需要解決的問(wèn)題去對(duì)待，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，熱力學(xué)在教學(xué)中作為一個(gè)理論性較強(qiáng)的科目，但是由于它又與實(shí)際緊密結(jié)合，所以老師在講授知識(shí)的時(shí)候可以舉出實(shí)例，讓學(xué)生更為直觀的理解教師所講授的知識(shí)，這就要求教師在教學(xué)中不斷改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，運(yùn)用創(chuàng)新的教學(xué)方法，不僅有利于學(xué)生形成自主行動(dòng)、思考、分析問(wèn)題的能力，還有利于在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力，所以要在課堂教學(xué)中將基礎(chǔ)理論結(jié)合實(shí)際進(jìn)行教學(xué)，讓熱力學(xué)的教學(xué)變得更為輕松有效，這樣的教學(xué)方法不僅僅對(duì)熱力學(xué)教學(xué)具有重大的意義，還能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)其他課程。
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關(guān)鍵詞：緒論；探討；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）27-0116-02
緒論課是指每門課程正式教學(xué)前的前言課或者簡(jiǎn)介課，是不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，主要內(nèi)容包括：課程的教學(xué)目的、內(nèi)容、要求、重點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法和教學(xué)總體安排等。作為課程教學(xué)的第一節(jié)課，緒論課的教學(xué)好壞直接影響學(xué)生對(duì)整個(gè)課程學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力。“工程熱力學(xué)”是眾多工程類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生研究能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)十分重要，因此，其緒論課程的教學(xué)尤為重要。教師應(yīng)力求在與學(xué)生的第一次交流中就使其明確學(xué)習(xí)“工程熱力學(xué)”的原因、目的、內(nèi)容和方法等幾個(gè)重要問(wèn)題，以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)“工程熱力學(xué)”及相關(guān)課程的興趣。
一、緒論部分教學(xué)內(nèi)容
“工程熱力學(xué)”課程的緒論總共包括四個(gè)部分，即：熱能的利用、熱力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史、課程的研究對(duì)象和主要內(nèi)容以及熱力學(xué)的研究方法。
1.熱能的利用。自然界中存在的能源主要有：風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⑷剂匣瘜W(xué)能、原子能等。在這些能源中，除風(fēng)能和水能是以機(jī)械能的形式直接被利用外，其他各種能源只能直接或間接地（通過(guò)燃燒、核反應(yīng)）提供熱能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有85%～90%的能源是轉(zhuǎn)換成熱能后再加以利用的。熱能利用的水平在一定程度上能夠反映社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展水平。熱能的利用這部分一方面講述了能源的定義、主要存在形式以及在人類生活各個(gè)方面的重要作用，另一方面講述了能源中最常用的能源――熱能的利用方式：通過(guò)各種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)，使燃料熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能或者電能和熱能的直接利用。
2.熱力學(xué)的發(fā)展歷史。人們對(duì)熱的本質(zhì)及熱現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)曲折的探索過(guò)程。在古代，人們就知道熱與冷的差別，能夠利用摩擦生熱、燃燒、傳熱、爆炸等熱現(xiàn)象來(lái)達(dá)到一定的目的。但在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，人們只看到了熱的現(xiàn)象，認(rèn)為熱是一種沒(méi)有形體的“熱素”，物體得之則熱，失之則冷。直到1850年，邁耶（Mayer）和焦耳（Joule）等人經(jīng)過(guò)艱苦實(shí)踐，才確立了熱能之間的當(dāng)量關(guān)系，也就是確認(rèn)了熱力學(xué)第一定律。1850―1851年間，克勞修斯（Clausius）和湯姆遜（Thomson）先后提出了關(guān)于熱能和機(jī)械能在轉(zhuǎn)換上存在著方向性問(wèn)題，即熱力學(xué)第二定律的基本觀點(diǎn)。熱力學(xué)第一定律、第二定律是從無(wú)數(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的、公理性的定律，這兩個(gè)定律的確立奠定了熱力學(xué)的基礎(chǔ)。熱力學(xué)形成初期，主要是研究熱機(jī)中熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。后來(lái)，隨著熱力學(xué)本身的不斷發(fā)展，除了指導(dǎo)熱機(jī)的發(fā)展外，又被廣泛應(yīng)用到其他自然科學(xué)和生產(chǎn)部門中。熱力學(xué)不但與熱機(jī)、制冷、熱泵、空氣分離、空氣調(diào)節(jié)等傳統(tǒng)工程有關(guān)，還發(fā)展到宇宙航行、新能源探索等新技術(shù)領(lǐng)域中，并相應(yīng)地發(fā)展了新的理論，形成了若干分支。工程熱力學(xué)就是熱力學(xué)的一個(gè)重要分支。
3.“工程熱力學(xué)”課程的研究對(duì)象和主要內(nèi)容。工程熱力學(xué)是研究熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的一門學(xué)科。它的主要內(nèi)容包括三部分：（1）介紹構(gòu)成工程熱力學(xué)理論基礎(chǔ)的兩個(gè)基本定律――熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。（2）介紹常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)。（3）根據(jù)熱力學(xué)的基本定律，結(jié)合工質(zhì)的熱力性質(zhì)，分析計(jì)算實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的各種熱力過(guò)程和熱力循環(huán)，闡明提高轉(zhuǎn)換效率的正確途徑。
4.熱力學(xué)的研究方法。熱力學(xué)的研究有兩種途徑：一是現(xiàn)象或經(jīng)典熱力學(xué)；二是統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)。經(jīng)典熱力學(xué)完全由宏觀現(xiàn)象出發(fā)，以實(shí)踐為基礎(chǔ)來(lái)描述客觀規(guī)律，把由大量分子組成的物質(zhì)看成是連續(xù)均勻的整體，采用一些宏觀物理量來(lái)描述物質(zhì)所處的狀況，并且根據(jù)兩個(gè)基本定律，導(dǎo)出這些物理量之間的普遍關(guān)系，因此具有高度的普遍性和可靠性。經(jīng)典熱力學(xué)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只要利用幾個(gè)基本概念就能進(jìn)行熱力學(xué)定律的推演，而這些基本概念較為直觀，易于理解，涉及的變量也少。統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)是研究熱現(xiàn)象的微觀理論，它從物質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，應(yīng)用力學(xué)規(guī)律說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)，并用統(tǒng)計(jì)的方法說(shuō)明大量分子紊亂運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均性質(zhì)，因而它能夠從物質(zhì)內(nèi)部的微觀運(yùn)動(dòng)機(jī)理，更好地說(shuō)明宏觀熱現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì)。但它的分析過(guò)程較為復(fù)雜，不像宏觀理論那樣直觀、簡(jiǎn)單，故主要用于理論研究工作。本科階段的“工程熱力學(xué)”課程主要采用宏觀方法進(jìn)行討論。
二、緒論部分的教學(xué)應(yīng)該解決的問(wèn)題
1.明確學(xué)習(xí)目的，解決為什么要學(xué)的問(wèn)題。“工程熱力學(xué)”的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)，概念多且抽象；公式推導(dǎo)多，應(yīng)用條件復(fù)雜，學(xué)生感覺(jué)課程的內(nèi)容繁多，難以抓住重點(diǎn)，容易陷入復(fù)雜的公式推導(dǎo)中，造成學(xué)習(xí)困難，從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。并且，現(xiàn)實(shí)情況中，有一部分學(xué)生只是為了考試而學(xué)習(xí)。對(duì)于必修課重視程度高，愿意花費(fèi)精力學(xué)習(xí)，而對(duì)于選修課，則多以應(yīng)付的態(tài)度草草了事。因此，緒論部分的教學(xué)就更加重要。緒論是“工程熱力學(xué)”課程的第一節(jié)課，對(duì)于一門新的課程，學(xué)生一般都存在著一種好奇，如果能在第一節(jié)課將學(xué)生的這種好奇轉(zhuǎn)變?yōu)榕d趣，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的動(dòng)力，則意味著本門課程的教學(xué)已經(jīng)成功了一半，在接下來(lái)的教學(xué)過(guò)程中也將會(huì)取到事半功倍的效果。
2.明確學(xué)習(xí)內(nèi)容以及各內(nèi)容之間的聯(lián)系，解決學(xué)什么的問(wèn)題。在現(xiàn)在的大學(xué)生中，普遍存在著這樣一種疑惑――學(xué)習(xí)一門知識(shí)不知道到底該學(xué)習(xí)什么，又有什么用處，有些大學(xué)生甚至認(rèn)為書(shū)本上學(xué)習(xí)的知識(shí)在工作以后完全用不到，久而久之便影響了學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的積極性。同時(shí)，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，往往只是孤立的學(xué)習(xí)，缺乏對(duì)知識(shí)點(diǎn)橫向、縱向的延伸，沒(méi)有形成一個(gè)完整的知識(shí)體系，這樣又造成了學(xué)生記憶困難，導(dǎo)致學(xué)生失去了學(xué)習(xí)本門課程的興趣。學(xué)習(xí)一門課程要在頭腦中建立該課程的知識(shí)體系，梳理清楚各部分內(nèi)容之間的相互關(guān)系。如果在緒論課上能幫助學(xué)生解決這個(gè)問(wèn)題，那么學(xué)生在學(xué)習(xí)各個(gè)章節(jié)內(nèi)容時(shí)目的性就會(huì)更加明確，更清楚為什么學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容，也就能較好的避免陷入公式推導(dǎo)和記憶中，避免只抓住個(gè)別的知識(shí)點(diǎn)而偏離了課程的主線。緒論課的內(nèi)容豐富而分配的課時(shí)卻不多，一般只有1～2個(gè)課時(shí)，學(xué)生也往往認(rèn)為不屬于課程主要考試內(nèi)容不予重視。因此，教師要在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容上多下工夫，通過(guò)各種方法讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主查找相關(guān)知識(shí)。例如，熱力學(xué)的任務(wù)是要讓學(xué)生明白熱能與機(jī)械能之間相互傳遞、轉(zhuǎn)換的關(guān)系和規(guī)律，而在我們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷娑即嬖谥鵁崮艿睦茫處熆梢宰寣W(xué)生自己舉例說(shuō)明我們生活中熱能的利用。再例如，緒論的第二部分講述的是熱力學(xué)的發(fā)展歷史，教師可以采用多媒體，用視頻的形式向?qū)W生介紹歷史，將枯燥的文字轉(zhuǎn)換為生動(dòng)的圖片，一方面可以集中學(xué)生的注意力，提高學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也可以讓學(xué)生的腦海中形成動(dòng)態(tài)的圖像記憶，將歷史知識(shí)記得更加牢固。
三、緒論部分的教學(xué)方法
1.運(yùn)用案例，理論結(jié)合實(shí)際。教師在課堂上多舉一些日常生活及工業(yè)上運(yùn)用工程熱力學(xué)的例子，引導(dǎo)學(xué)生將枯燥的理論與實(shí)際的運(yùn)用結(jié)合，學(xué)以致用，讓學(xué)生明白學(xué)到的知識(shí)可以解釋和解決許多實(shí)際中的問(wèn)題，以增加課程對(duì)學(xué)生的吸引力。比如在講授第一部分熱能的利用時(shí)，就可以舉例具體說(shuō)明，或者讓學(xué)生自己舉例說(shuō)明，引發(fā)學(xué)生之間的討論。
2.“多管齊下”，圖文并茂。通過(guò)圖文并茂的多媒體技術(shù)，讓學(xué)生通過(guò)多個(gè)感官同時(shí)接收信息，增強(qiáng)課堂的生動(dòng)性和直觀性，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。比如緒論的第二部分熱力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史，由于學(xué)生學(xué)習(xí)歷史的熱情普遍不高，認(rèn)為歷史只有枯燥的文字和難以記憶的年代，這部分的教學(xué)就可以通過(guò)多媒體將歷史知識(shí)用視頻的形式播放出來(lái)，既能讓學(xué)生觀看，增加趣味性，又將學(xué)生置身于那個(gè)年代，增強(qiáng)記憶性。此外，一些大型熱工設(shè)備可以通過(guò)多媒體以圖形展現(xiàn)，其熱力過(guò)程以Flas展現(xiàn)。如此一來(lái)，汽輪機(jī)，內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備的工作原理就能生動(dòng)的表達(dá)出來(lái)，學(xué)生對(duì)這些機(jī)械的工作原理也就有了更加直觀的認(rèn)識(shí)。通過(guò)老師講解、多媒體播放等教學(xué)手段多管齊下，學(xué)生能留下更加深刻的印象。
3.設(shè)置問(wèn)題，激發(fā)討論。讀萬(wàn)卷書(shū)不如行萬(wàn)里路，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，通常會(huì)遇到老師講的時(shí)候都會(huì)，自己想的時(shí)候就一片空白的狀況。一味的聽(tīng)老師講課，學(xué)生不學(xué)會(huì)自己思考，也只能是左耳進(jìn)，右耳出。進(jìn)行課堂講授時(shí)，教師可以提出一個(gè)個(gè)與所講內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題，這樣不僅可以引起學(xué)生的注意，使其集中精力聽(tīng)課，而且可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、積極討論，達(dá)到由此及彼、舉一反三的目的，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的興趣。
4.掌握特點(diǎn)，突出重點(diǎn)。緒論課的教學(xué)內(nèi)容具有抽象性、簡(jiǎn)單性、枯燥性和濃縮性的特點(diǎn)。基于這些特點(diǎn)，教師在教學(xué)的過(guò)程中要注意積累經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成自己的一種教學(xué)體系，教學(xué)時(shí)懂得如何更好的突出內(nèi)容重點(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，避免學(xué)生出現(xiàn)不知道學(xué)習(xí)內(nèi)容、分不清學(xué)習(xí)重點(diǎn)，全部?jī)?nèi)容一概而論的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生明確什么該掌握、什么該了解，有目的、有方法的去學(xué)。
總之，要做好緒論課的教學(xué)工作，教師需要在清楚緒論課程教學(xué)基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，充分認(rèn)識(shí)到它的重要性，注重教學(xué)的靈活性，不斷地反復(fù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，完善緒論教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
化學(xué)熱力學(xué)是物理化學(xué)和熱力學(xué)的一個(gè)分支交叉學(xué)科，它把熱力學(xué)的基本原理用于研究化學(xué)變化以及與之相伴隨的物理現(xiàn)象。化學(xué)熱力學(xué)主要研究宏觀系統(tǒng)在各種條件下的平衡行為，如能量平衡、化學(xué)平衡、相平衡、吸附平衡等，以及各種條件變化對(duì)平衡的影響。化學(xué)熱力學(xué)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn)起著重大的指導(dǎo)作用。
化學(xué)熱力學(xué)的研究方法和手段已從傳統(tǒng)的化學(xué)、化工領(lǐng)域滲透擴(kuò)展到生物、材料、工程等眾多新興領(lǐng)域。
本書(shū)是化學(xué)熱力學(xué)叢書(shū)的第三冊(cè)。
這套化學(xué)熱力學(xué)叢書(shū)是建立在普通熱力學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)基本概念、知識(shí)基礎(chǔ)之上的深化、擴(kuò)展和補(bǔ)充。具有理工科背景的讀者已接觸過(guò)熱力學(xué)的基本原理和函數(shù)，可以處理無(wú)電場(chǎng)作用和無(wú)表面效應(yīng)的、理想介質(zhì)中簡(jiǎn)單的相平衡和化學(xué)平衡問(wèn)題。
內(nèi)容難度介于導(dǎo)論型課程和專題研究之間，為化學(xué)和材料科學(xué)相關(guān)學(xué)科的深入研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)討論微觀（統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)）和宏觀兩個(gè)尺度下的模擬，以及兩者之間的密切聯(lián)系。將這些模型應(yīng)用于氣、液、固相，既包括純物質(zhì)的簡(jiǎn)單情形，也拓展到多組分復(fù)雜體系。
在純固相的模擬中，采用愛(ài)因斯坦和德拜的諧振子模型分別計(jì)算了四類固體：原子、分子、離子固體和金屬的正則配分函數(shù)，由此可求得恒容比熱容和膨脹系數(shù)。
在固相溶液的模擬和表征中，引入了簡(jiǎn)單溶液模型，討論了合金中有序/無(wú)序轉(zhuǎn)化的熱力學(xué)，還介紹了固相溶液中組分活度系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。
關(guān)于固體的非計(jì)量學(xué)、純固體中的點(diǎn)缺陷，從擬化學(xué)現(xiàn)象的觀點(diǎn)闡述了缺陷間的平衡。
關(guān)于固相溶液的點(diǎn)缺陷，討論了絕緣和半導(dǎo)體離子材料中參雜的作用，以及點(diǎn)缺陷產(chǎn)生的平衡常數(shù)的計(jì)算方法。
全書(shū)內(nèi)容共分為4章和2個(gè)附錄：1. 純結(jié)晶固相；2. 固相溶液；3. 固相中的非計(jì)量學(xué)； 4. 固相溶液和結(jié)構(gòu)單元。附錄1. 拉格朗日乘子法；附錄2. 薛定諤方程的求解。
本書(shū)可作為化學(xué)、物理、過(guò)程工程，材料等專業(yè)本科生和碩士、博士研究生的教材，同時(shí)也是從事熱力學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的專業(yè)技術(shù)人員的重要參考書(shū)。
陳宏剛，教授
（華北電力大學(xué)）
Chen Honggang， Professor
（North China Electric Power University）Michel Soustelle
Modeling of Liquid Phases
2015
http：///book/
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
關(guān)鍵詞：大工程觀；熱物理基礎(chǔ)；教學(xué)內(nèi)容；工程專業(yè)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2012）36-0300-04
自20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界性的新技術(shù)革命對(duì)工程活動(dòng)產(chǎn)生了巨大影響，工程活動(dòng)對(duì)知識(shí)技術(shù)、能力綜合的需要達(dá)到前所未有的程度。從動(dòng)力生產(chǎn)、能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程本身特點(diǎn)來(lái)看，工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備合理用能、節(jié)能和環(huán)保的意識(shí)并懂得其基本的技術(shù)，而熱物理基礎(chǔ)課程的內(nèi)容是合理用能及節(jié)能理論中的最基礎(chǔ)與核心的部分。因此，作為介紹熱能的有效、合理的利用和轉(zhuǎn)換、傳遞技術(shù)的熱物理基礎(chǔ)課程，不僅應(yīng)是大工程觀下能源動(dòng)力類專業(yè)高等工程教育中的重要理論基礎(chǔ)課[1～2]，而且也應(yīng)是21世紀(jì)所有大工程觀下工程專業(yè)學(xué)生的公共理論基礎(chǔ)課。
高等工程教育 [3～4] 的熱物理基礎(chǔ)課程教學(xué)是培養(yǎng)具有熱物理工程技術(shù)的“大工程觀”要求的高等工程人才的唯一途徑。因此，熱物理基礎(chǔ)課程和教學(xué)的改革占據(jù)著“大工程”培養(yǎng)觀的重要地位，在大工程觀下高等工程技術(shù)人才的培養(yǎng)方案中，熱物理基礎(chǔ)課程體系是整個(gè)工程專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)，應(yīng)首先進(jìn)行改革，為整個(gè)培養(yǎng)具有大工程理念的高級(jí)工程技術(shù)人才打好基礎(chǔ)。
一、熱物理基礎(chǔ)課程體系現(xiàn)狀分析
（一）熱物理基礎(chǔ)課程特征分析
在中國(guó)，熱物理基礎(chǔ)課程一般指《工程熱力學(xué)》與《傳熱學(xué)》兩門課程。同時(shí)，由《工程熱力學(xué)》與《傳熱學(xué)》組成的《熱工學(xué)》、《熱工基礎(chǔ)》或《熱物理學(xué)》也屬于熱物理基礎(chǔ)課程的范疇。高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理是熱物理基礎(chǔ)課程的前續(xù)課程。對(duì)于工程專業(yè)而言，高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，很多學(xué)不好熱物理基礎(chǔ)課程的學(xué)生，主要是因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)或者大學(xué)物理基礎(chǔ)不扎實(shí)所造成的[5-6]。《工程熱力學(xué)》是一門較完善的課程，已形成較完整的理論體系，并具有完整的理論結(jié)構(gòu)和實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容。《工程熱力學(xué)》課程中的基本概念和理論基礎(chǔ)是熱力學(xué)工程實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)，若基本概念和理論基礎(chǔ)沒(méi)掌握好，必然導(dǎo)致不能熟練推導(dǎo)出數(shù)學(xué)公式，從而會(huì)致使熱力學(xué)工程實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)的難度大大增大，甚至?xí)沟脤W(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。與《工程熱力學(xué)》不同，《傳熱學(xué)》的公式很多是來(lái)自于實(shí)驗(yàn)的歸納整理，需要記熟背熟。《傳熱學(xué)》主要是使用其原理或知識(shí)進(jìn)行分析，而《工程熱力學(xué)》主要是推導(dǎo)計(jì)算。兩門課程的共同特點(diǎn)是必須大量做思考題和習(xí)題，才能真正掌握，熟練應(yīng)用。
（二）熱物理基礎(chǔ)課程體系存在的問(wèn)題
與大工程觀背景下工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的熱物理基礎(chǔ)課程教學(xué)相比較，還有較大的差距，主要表現(xiàn)為[7]：（1）輕視實(shí)際、脫離實(shí)際；（2）人才培養(yǎng)的熱物理知識(shí)結(jié)構(gòu)體系不夠完善，面向?qū)嶋H的熱物理工程訓(xùn)練不足，與企業(yè)聯(lián)系不夠緊密；（3）辦學(xué)方向面向熱物理工程不夠，教學(xué)模式和教學(xué)方法陳舊，文化陶冶過(guò)弱，專業(yè)教育過(guò)窄，功利導(dǎo)向過(guò)重，共性制約過(guò)強(qiáng)等。
二、大工程觀下熱物理基礎(chǔ)課程體系構(gòu)建
針對(duì)目前中國(guó)高等工程教育中熱物理基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的問(wèn)題，其改革思路是：以“大工程觀”教育理念為指導(dǎo)，以理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合為基礎(chǔ)，以熱物理與其他課程交叉滲透為依托，以熱物理工程的實(shí)踐性與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性為核心，以具備合理用能、節(jié)能和環(huán)保能力的培養(yǎng)為主線對(duì)工程專業(yè)的熱物理基礎(chǔ)課程進(jìn)行適應(yīng)性改革，探索大工程觀背景下工程專業(yè)熱物理基礎(chǔ)課程改革新途徑（如下頁(yè)圖1所示）。
（一）大工程觀下熱物理基礎(chǔ)理論課程體系構(gòu)建
1.統(tǒng)籌規(guī)劃，合理安排工程專業(yè)熱物理基礎(chǔ)課程體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。（1）研究適應(yīng)各大類工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)需要的熱物理基礎(chǔ)課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。根據(jù)各大類工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)所需要熱物理基礎(chǔ)知識(shí)的不同，各大類工程專業(yè)可分成三大類：1）熱物理基礎(chǔ)課程是該類型專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課；2）熱物理知識(shí)是某一大類中部份專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)，而對(duì)另一些專業(yè)則關(guān)系則要遠(yuǎn)一些（工業(yè)設(shè)計(jì)）或者熱物理知識(shí)是某類專業(yè)（如材料成型與控制工程）中的某一方向（如鑄造、焊接）的主要技術(shù)基礎(chǔ)課但與另一些方向（如真空技術(shù)及設(shè)備）關(guān)系較遠(yuǎn)；3）熱物理知識(shí)與該大類專業(yè)的主干技術(shù)無(wú)直接的關(guān)系。因此，可針對(duì)此三大類工程專業(yè)開(kāi)設(shè)不同結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的熱物理基礎(chǔ)課課程，并可分為高學(xué)時(shí)（必修）的《工程熱力學(xué)》和《傳熱學(xué)》、中學(xué)時(shí)（必修與選修）的《工程熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)》或者《熱物理學(xué)》和少學(xué)時(shí)（必修與選修）的《熱物理學(xué)》等三種。對(duì)于同一大類中的不同類型專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容上還可有所不同側(cè)重或以專題形式作適當(dāng)補(bǔ)充。對(duì)于中學(xué)時(shí)（必修與選修）的《工程熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)》或者《熱物理學(xué)》；和少學(xué)時(shí)（必修與選修）的《熱物理學(xué)》，應(yīng)強(qiáng)調(diào)理解基本概念，掌握方法，而不深究公式的推導(dǎo)，通過(guò)典型問(wèn)題的分析，達(dá)到舉一反三的目的。（2）熱物理基礎(chǔ)課程的相互滲透和相互融合。由于熱物理基礎(chǔ)課程的內(nèi)容是相互滲透、密切聯(lián)系的，必然存在交叉、重復(fù)部分。經(jīng)過(guò)綜合分析，可對(duì)那些有益的或是討論角度不同造成的重復(fù)內(nèi)容進(jìn)行謹(jǐn)慎處理（如有些內(nèi)容壓縮，而有些內(nèi)容則須加強(qiáng)）。其處理原則是：既要考慮課時(shí)的有效利用，又要保持熱物理基礎(chǔ)課程之間的銜接和層次。（3）拓寬熱物理基礎(chǔ)課程的工程應(yīng)用，增強(qiáng)與工程專業(yè)的聯(lián)系。熱物理基礎(chǔ)課程在工程實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)突出地反映這一特點(diǎn)。從兩個(gè)方面著手，首先把每個(gè)教學(xué)單元?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)篇和應(yīng)用篇，基礎(chǔ)篇著重掌握基本概念、定律，應(yīng)用篇?jiǎng)t力求培養(yǎng)分析能力，采用點(diǎn)面結(jié)合的方法。所謂點(diǎn)，就是講清某單元基礎(chǔ)知識(shí)在工程實(shí)際或?qū)I(yè)課某方面的應(yīng)用，其中包括一定數(shù)量的例題或習(xí)題；所謂面，則是針對(duì)教師的科研、技術(shù)開(kāi)發(fā)課題或科技論專題討論，綜合所學(xué)的知識(shí)。學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式反映熱烈，覺(jué)得學(xué)有所用。（4）更新熱物理基礎(chǔ)課程內(nèi)容，適應(yīng)現(xiàn)展要求。近代工程技術(shù)的發(fā)展給本科《傳熱學(xué)》教學(xué)帶來(lái)了巨大的變化，《工程熱力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容也不同程度地存在類似的情況。例如，二十年前的本科生教材很少有關(guān)于火用 分析方面的內(nèi)容，而現(xiàn)在這個(gè)狀態(tài)參數(shù)已經(jīng)被廣泛接受并用來(lái)分析工程設(shè)備過(guò)程的能量利用情況。
相對(duì)于《傳熱學(xué)》，《工程熱力學(xué)》的國(guó)內(nèi)外教材的內(nèi)容顯得似乎過(guò)于穩(wěn)定，近年來(lái)出版的教材中新技術(shù)的概念介紹極少。比如，當(dāng)前中國(guó)的長(zhǎng)期能源問(wèn)題已經(jīng)十分突出，為保護(hù)環(huán)境，執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展的方針，在“十二五”規(guī)劃教材上，《工程熱力學(xué)》應(yīng)該對(duì)新的、先進(jìn)的能源利用方式（聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、氫能利用、燃料電池、分布式發(fā)電和熱電冷三聯(lián)供、新能源發(fā)電等等）有適當(dāng)?shù)姆从场３R界和超超臨界循環(huán)是傳統(tǒng)燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組提高經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的有效途徑，也是近年來(lái)國(guó)外燃煤火電廠的重要發(fā)展方向及中國(guó)要積極研發(fā)的方向，在熱物理基礎(chǔ)課程新教材和今后的教學(xué)中也應(yīng)有相應(yīng)的地位。如在這方面予以充分重視，在熱物理基礎(chǔ)課程新教材和今后的教學(xué)中注意揚(yáng)棄舊的思想、研究方法及其內(nèi)容，利用一定學(xué)時(shí)介紹各學(xué)科的新方法、新內(nèi)容，努力使教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展趨勢(shì)。
2.熱物理基礎(chǔ)課程與其他課程交叉滲透。（1）熱物理基礎(chǔ)課程與物理課程的交叉。熱物理基礎(chǔ)課程中的部分內(nèi)容與大學(xué)物理中的熱學(xué)存在重復(fù)。大學(xué)物理中，熱學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)數(shù)為12～14學(xué)時(shí)，且熱力學(xué)兩個(gè)定律只安排6學(xué)時(shí)。由于物理學(xué)主要解決“是什么”、“為什么”的問(wèn)題，而熱物理基礎(chǔ)課程主要解決“做什么”、“怎么做”的問(wèn)題，因此在熱物理基礎(chǔ)課程中，應(yīng)著重討論熱力學(xué)系統(tǒng)與環(huán)境（外界）相互作用的形式；熱平衡態(tài)與準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的矛盾與統(tǒng)一；熱力學(xué)中如何延拓力學(xué)中的力、位移、功、熱力學(xué)能概念；為什么要討論可逆過(guò)程，如何由不可逆過(guò)程抽象出可逆過(guò)程概念，熵是如何引入的，為什么要定義一個(gè)熵函數(shù)等等。（2）熱物理基礎(chǔ)課程與流體力學(xué)課程的交叉。例如，《傳熱學(xué)》的對(duì)流換熱部分，有大量的邊界層和繞流理論，是重復(fù)流體力學(xué)的內(nèi)容。又如，流體力學(xué)和熱力學(xué)中都有氣體在管道、噴管中流動(dòng)的理論。經(jīng)過(guò)綜合分析，可以對(duì)那些完全重復(fù)內(nèi)容予以削減，或者進(jìn)行謹(jǐn)慎處理，但要保持熱物理基礎(chǔ)課程與流體力學(xué)課程之間具有較好的銜接性。（3）整合出新型熱物理課程。為適應(yīng)不同類型專業(yè)的需要，可以開(kāi)設(shè)出一些綜合性的、新的熱工類課程。無(wú)論是能量轉(zhuǎn)換、熱量傳遞還是質(zhì)量傳輸，都存在如何提高轉(zhuǎn)換效率、傳遞效率和節(jié)約能源的問(wèn)題，其中的關(guān)鍵是要減少過(guò)程的熵產(chǎn)（或不可逆損失）以及強(qiáng)化傳遞過(guò)程。為此，可開(kāi)設(shè)一門綜合《工程熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)傳質(zhì)學(xué)》和《流體力學(xué)》的新課——例如可稱之為《工程裝備熱流設(shè)計(jì)與優(yōu)化》。如果關(guān)于“優(yōu)化”的內(nèi)容能具體結(jié)合一些工程專業(yè)過(guò)程中的具體問(wèn)題，那么這樣的課程就會(huì)受到相關(guān)專業(yè)的歡迎。
（二）大工程觀下熱物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建
從熱物理基礎(chǔ)課程發(fā)展歷史來(lái)看，實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)學(xué)物理方法是并行發(fā)展、相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的；而從教學(xué)角度分析，實(shí)驗(yàn)是鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和解決問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)。如何完善和合理組織實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將直接影響課堂教學(xué)的效果。為此，在熱物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中突破以往的傳統(tǒng)模式，以配合理論教學(xué)、鞏固課堂效果為目的，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，有效地發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室的功能。
1.科學(xué)設(shè)置熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)成為理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力的場(chǎng)所。為滿足這種功能，應(yīng)增加熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，增設(shè)熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并相應(yīng)設(shè)置演示實(shí)驗(yàn)（包括課堂演示）、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。演示、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是不可缺少的內(nèi)容，可幫助學(xué)生理解抽象概念，印證熱物理基本理論和基本定律，鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，熟悉各種儀器設(shè)備及其操作規(guī)程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是一般實(shí)驗(yàn)的一個(gè)飛躍，其作用更多的是為了培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力，引導(dǎo)他們的縱向和橫向思維以及創(chuàng)新思想。這樣，通過(guò)多方面、多層次循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以求達(dá)到掌握基本技能和提高應(yīng)用能力的目的。
2.合理組織熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)。以往的熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑蠖嗍菍W(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)給出的原理和步驟等，機(jī)械地照搬硬套，做完實(shí)驗(yàn)、寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣既束縛了學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，也不能滿足能力訓(xùn)練的要求。針對(duì)弊端，可對(duì)熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行合理組織。根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)，有的安排預(yù)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前由指導(dǎo)教師提出問(wèn)題，讓學(xué)生回答解決方法，以此評(píng)定預(yù)習(xí)成績(jī)；有的則讓學(xué)生分組，自己動(dòng)手組裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)，做完實(shí)驗(yàn)后集中評(píng)議，對(duì)比優(yōu)劣，公開(kāi)評(píng)定成績(jī)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則完全拋開(kāi)指導(dǎo)書(shū)，代之以設(shè)備說(shuō)明書(shū)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求等，讓學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。
3.更新熱物理基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備和內(nèi)容。隨著科技的進(jìn)步和學(xué)科的發(fā)展，熱物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)和手段也更加完善，內(nèi)容不斷推陳出新。要適應(yīng)這種發(fā)展，不能僅僅依靠學(xué)校的撥款。在有限的財(cái)力、物力條件下，調(diào)動(dòng)教師積極性，自行研制、設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，改造原有設(shè)備，開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目。例如，可以自行設(shè)計(jì)改造對(duì)流傳熱過(guò)程阻力實(shí)驗(yàn)的微機(jī)采集和處理系統(tǒng)、熱管換熱器試驗(yàn)臺(tái)等項(xiàng)目，這樣既可節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)，鍛煉了教師隊(duì)伍，又可保證學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)，開(kāi)拓視野。
4.制訂嚴(yán)格合理的考核制度。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的好壞，應(yīng)有一個(gè)合理的考核方法。以往的考核大多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告中大部分內(nèi)容是從實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上照抄的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉襟E等，考核成績(jī)不能反映學(xué)生的實(shí)際水平和能力以及相互之間的差別，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。為此，可制訂一套考核方法，分為紀(jì)律情況和學(xué)習(xí)態(tài)度、預(yù)習(xí)程度、操作和解決問(wèn)題能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多項(xiàng)考核內(nèi)容，貫穿了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，每項(xiàng)內(nèi)容按10分制評(píng)定成績(jī)，在統(tǒng)一印制的學(xué)生實(shí)驗(yàn)卡上反映出來(lái)，這樣能促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都認(rèn)真對(duì)待，可提高實(shí)驗(yàn)效果。
三、結(jié)論
時(shí)代在前進(jìn)、教育在發(fā)展、教學(xué)工作在改革，包括教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)改革，與時(shí)俱進(jìn)。作為熱物理基礎(chǔ)，一方面為大工程觀背景下各類工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課等提供預(yù)備知識(shí)；另一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試技能訓(xùn)練，提高學(xué)生運(yùn)用理論分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
從教育改革的發(fā)展趨勢(shì)和培養(yǎng)本科層次的工程技術(shù)人才的角度來(lái)看，理論與實(shí)際相結(jié)合，強(qiáng)化技能訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)能力應(yīng)是技術(shù)基礎(chǔ)課的重要任務(wù)。在大工程觀下工程專業(yè)熱物理基礎(chǔ)課改革過(guò)程中，兼顧知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力培養(yǎng)兩個(gè)方面，使之成為由基礎(chǔ)到專業(yè)、從理論面向應(yīng)用的橋梁，確保培養(yǎng)的工程人才具備工程知識(shí)能力、工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)施能力、價(jià)值判斷能力、社會(huì)協(xié)調(diào)能力和終身學(xué)習(xí)能力。
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關(guān)鍵詞：熱能動(dòng)力；熱能轉(zhuǎn)換與利用；教學(xué)內(nèi)容
中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）03-0139-02
在能源的利用中，絕大部分是通過(guò)熱能這一形態(tài)加以利用的，或由熱能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量后再加以利用。在未被充分利用的余能中，絕大部分也是以余熱的形式存在的。對(duì)各種余熱的回收與利用，也離不開(kāi)熱能轉(zhuǎn)換與利用的知識(shí)[1]。自熱力學(xué)理論確立后，人們雖然從理論上認(rèn)識(shí)到，熱力學(xué)過(guò)程中能量的交換及其利用，應(yīng)根據(jù)熱力學(xué)第一定律和第二定律對(duì)能量的數(shù)量和品質(zhì)兩方面進(jìn)行分析研究。但是，在實(shí)際熱能工程技術(shù)的設(shè)計(jì)、管理和改進(jìn)上，主要還是依據(jù)熱力學(xué)第一定律，即能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。也就是說(shuō)，只是單一地從能量的數(shù)量角度出發(fā)，以焓為基礎(chǔ)的熱平衡計(jì)算分析方法。然而，由于此法未考慮熱力學(xué)第二定律所表明的能量品質(zhì)，因?yàn)槿藗兩钤诘厍虮砻娴囊欢陀^環(huán)境中，供給人們所需的能量有可以利用的部分（稱有用能或“火用”）和受環(huán)境限制無(wú)法利用的部分（稱無(wú)用能或“火無(wú)”），即相同數(shù)量的不同形式的能量所含的“火用”和“火無(wú)”的數(shù)量是不一定相同的，或者說(shuō)能量還具有另一方面的問(wèn)題――品質(zhì)。因此，在認(rèn)識(shí)所謂能量損失上就產(chǎn)生一定程度的混淆，由此在確定能量損失的分布及采取提高能量利用效率的技術(shù)措施時(shí)，就難免在熱力學(xué)上得出錯(cuò)誤的結(jié)論，達(dá)不到預(yù)期的效果。為此，近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者在熱力學(xué)的理論領(lǐng)域內(nèi)和工程技術(shù)的管理上大力提倡把熱力學(xué)第一定律和第二定律綜合起來(lái)考慮，并以第二定律為主，即從熱力過(guò)程不可逆性引起可用能損失變成無(wú)用能的角度出發(fā)，以用火用為基準(zhǔn)的火用分析方法來(lái)評(píng)價(jià)能量利用的科學(xué)性和合理性。由于此“火用分析法”中的“火用效率”更能準(zhǔn)確地反映各熱力設(shè)備或整個(gè)裝置系統(tǒng)技術(shù)上或熱力學(xué)的完善程度，可以從中明確提高能源利用效率的正確目標(biāo)，并采取相應(yīng)的措施。所以最近幾十年來(lái)，前蘇聯(lián)、德、日、法、美等國(guó)家已將“火用分析法”廣泛應(yīng)用于能源利用及動(dòng)力、低溫、制冷、熱泵、化工、冶金等方面。最近二三十年來(lái)，我國(guó)也在火用分析的基礎(chǔ)理論及其實(shí)際應(yīng)用方面做了大量的研究，并已引起了科技界和高等工科院校的廣泛重視。許多院校的熱動(dòng)專業(yè)都增設(shè)了“火用分析”的相關(guān)課程[2]。
一、“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程定位
首先，從學(xué)科角度講，認(rèn)識(shí)到“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的銜接和過(guò)渡作用。本課程向上承接“工程熱力學(xué)”等前期專業(yè)基礎(chǔ)課程，是對(duì)上述基礎(chǔ)課程內(nèi)容的擴(kuò)展和深化；向下則與后續(xù)的“熱力發(fā)電廠”、“燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電”、“制冷與低溫技術(shù)”、“能源與節(jié)能技術(shù)”等專業(yè)課程緊密相連，為學(xué)生理解掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)奠定基礎(chǔ)[3]。熱能動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可掌握熱能轉(zhuǎn)換的基本原理，并具備一定的分析研究和解決熱能利用中的具體問(wèn)題的能力，為今后在實(shí)際工作中，管好、用好能源，降低企業(yè)的能源消耗，提高能源利用率打下基礎(chǔ)。熱能轉(zhuǎn)換與利用內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、學(xué)科交叉性強(qiáng)，涉及熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)等諸多專業(yè)課程，是熱能動(dòng)力工程專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。因此開(kāi)設(shè)“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程非常必要，對(duì)于學(xué)生回顧深化所學(xué)過(guò)的“熱力學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程，深入學(xué)習(xí)掌握后續(xù)專業(yè)課程，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，都有著非常重要的作用[4]。
二、熱能動(dòng)力工程專業(yè)“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程設(shè)計(jì)
本課程要介紹有關(guān)熱能轉(zhuǎn)換與利用的基本原理、分析方法，以及實(shí)際轉(zhuǎn)換設(shè)備與系統(tǒng)地特點(diǎn)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。給學(xué)生在“工程熱力學(xué)”的基礎(chǔ)上提供“火用分析法”的基本理論、基本知識(shí)和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為將來(lái)合理地利用能源及從事節(jié)能工作打下必要的基礎(chǔ)。“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程是熱能動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)必修課，共48學(xué)時(shí)。先后介紹了能源概論、能量轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)、熱力系統(tǒng)分析、工業(yè)企業(yè)中的熱能利用、熱回收用換熱設(shè)備。
第1章能量概論，在介紹有關(guān)能源的一些基本概念的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)熱能的重要性，了解熱能利用現(xiàn)狀。熱能是人類使用最為廣泛的一種能量形式，在一次能源中，熱能資源也占了絕大部分。在能源的利用中，絕大部分是通過(guò)熱能這一形態(tài)加以利用的，或由熱能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量后再加以利用。在未被充分利用的余能中，絕大部分也是以余熱的形式存在的。
第2章能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)介紹能量的質(zhì)量分析―火用分析的方法。為了有效地利用熱能，正確地指導(dǎo)節(jié)能工作的開(kāi)展，找到能量損失所在，需要結(jié)合熱力學(xué)第一定律和第二定律，從量和質(zhì)兩個(gè)方面全面地進(jìn)行分析。本章就是要運(yùn)用工程熱力學(xué)理論，介紹分析能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的方法，著重介紹火用分析的方法，詳細(xì)敘述了不同條件下的火用、火用損失的計(jì)算方法及其影響因素，并介紹實(shí)際熱工設(shè)備的火用平衡、火用效率的分析方法。
第3章熱力系統(tǒng)分析，是用火用分析方法具體分析熱力循環(huán)和熱力系統(tǒng)，弄清影響熱力系統(tǒng)效率的因素和提高效率的途徑。重點(diǎn)分析動(dòng)力循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)，分析各個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程及系統(tǒng)的火用損失大小，找到減少火用損失的主攻方向，提出改進(jìn)整個(gè)熱力系統(tǒng)，提高火用效率的主要途徑。
第4章工業(yè)企業(yè)中的熱能利用，介紹企業(yè)中的余熱資源及其利用方法，分析企業(yè)的能源平衡、能耗指標(biāo)以及余熱資源情況。介紹各種不同的余熱資源的回收方法、回收系統(tǒng)對(duì)節(jié)能效果的影響。提高企業(yè)的能源利用效率，挖掘節(jié)能潛力，對(duì)企業(yè)能源系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過(guò)能量平衡確定其有效利用部分和各項(xiàng)損失的大小，尋求減少損失及有效回收利用余能的途徑。
第5章熱回收用換熱設(shè)備，介紹余熱回收用的各種換熱器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、使用場(chǎng)合等內(nèi)容，為今后進(jìn)行余熱回收時(shí)，能正確選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算換熱器，并為研究開(kāi)發(fā)高效新型換熱器打下一定的基礎(chǔ)。同時(shí)介紹熱管換熱器、流化床換熱器等新型換熱器和換熱器的發(fā)展趨勢(shì)及優(yōu)化設(shè)計(jì)。
課程內(nèi)容分為理論與實(shí)踐兩部分，第一章、第二章運(yùn)用熱力學(xué)基本理論闡述“火用”及“火用分析法”的基本概念、火用和火用損失的計(jì)算及火用分析的基本方法，即為火用和火用分析的基礎(chǔ)理論部分。第三～五章以工程實(shí)例說(shuō)明火用分析法的具體應(yīng)用，分別對(duì)蒸汽動(dòng)力裝置、氣體動(dòng)力裝置及制冷、熱泵裝置進(jìn)行具體火用分析。并結(jié)合工業(yè)企業(yè)中的熱能利用介紹了余熱回收方法與換熱設(shè)備。對(duì)于本校的“熱能與動(dòng)力工程專業(yè)”來(lái)說(shuō)，本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)動(dòng)力工程及工程熱物理的基礎(chǔ)理論，學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)，訓(xùn)練進(jìn)行動(dòng)力機(jī)械與熱工設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)研究的基本能力。專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置了電廠熱能與動(dòng)力工程、工業(yè)爐窯工程、制冷及低溫工程、供熱工程等方向的專業(yè)課程。從專業(yè)培養(yǎng)方案的設(shè)置可以看出“熱能轉(zhuǎn)換與利用”是熱動(dòng)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，熱能轉(zhuǎn)換與利用的熱力學(xué)基礎(chǔ)理論是熱動(dòng)專業(yè)的理論基礎(chǔ)，熱能轉(zhuǎn)換與利用的熱力系統(tǒng)分析則是熱動(dòng)專業(yè)的核心內(nèi)容，包括蒸汽動(dòng)力循環(huán)的系統(tǒng)分析、燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)分析、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)分析、中低溫余熱動(dòng)力回收的熱力系統(tǒng)分析、熱泵系統(tǒng)分析等，是熱動(dòng)專業(yè)的主要專業(yè)課程及核心課程。熱能轉(zhuǎn)換與利用課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)的專業(yè)課程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為熱動(dòng)專業(yè)的學(xué)習(xí)奠定了深厚的基礎(chǔ)。因此，我們提出將熱力系統(tǒng)分析作為教學(xué)的主要側(cè)重內(nèi)容，熱能動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可掌握熱能轉(zhuǎn)換的基本原理，并具備一定的分析研究和解決熱能利用中的具體問(wèn)題的能力，為今后在實(shí)際工作中，管好、用好能源，降低企業(yè)的能源消耗，提高能源利用率打下基礎(chǔ)。
三、結(jié)論
“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程在熱能與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，起著承上啟下的銜接作用，課程內(nèi)容非常重要。由于熱能轉(zhuǎn)換與利用發(fā)展迅速，內(nèi)容豐富，本文以我校開(kāi)設(shè)“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的實(shí)踐為例，從“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的定位、“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程教學(xué)內(nèi)容的編排兩個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。提出將熱力系統(tǒng)分析作為教學(xué)的主要側(cè)重內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為將來(lái)合理地利用能源及從事節(jié)能工作打下必要的基礎(chǔ)。我校“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的內(nèi)容和教學(xué)體系設(shè)計(jì)總體上思路清晰、內(nèi)容充實(shí)、層次分明，很好地完成了“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的既定目標(biāo)和要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]湯學(xué)忠，熱能轉(zhuǎn)換與利用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.
[2]吳存真，張?jiān)娽槪瑢O志堅(jiān).熱力過(guò)程火用分析基礎(chǔ)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2000.
