關于《工程熱力學》的教學改革探索

摘要：《工程熱力學》是一門建筑設備專業的專業基礎課，課程學習難度大。利用先進的教學思想和先進的教學手段進行嘗試，最終達到提高教學效果的目的。使難點簡單，復雜問題簡單化。

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?；纠碚摰膽貌糠种饕菍崃W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?！豆こ虩崃W》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。

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