導語：如何才能寫好一篇工程熱力學基本概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：數學物理；工程熱力學；教學

作者簡介：高蓬輝（1979-），男，山西興縣人，中國礦業大學力學與建筑工程學院，副教授；張東海（1977-），男，江蘇徐州人，中國礦業大學力學與建筑工程學院，副教授。（江蘇 徐州 221116）

基金項目：本文系中國礦業大學青年教師教學改革資助項目（項目編號：2001207）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）22-0087-02

“工程熱力學”為能源工程、機械工程、化學工程、材料工程以及航空航天工程等多門學科的發展奠定了基礎，熱工理論的研究與應用直接決定能源轉化效率、節能技術及環境保護實施的成效，對于人類社會的可持續發展具有重大意義。因此，作為高校工科專業的重要基礎課，加強“工程熱力學”的教學效果就尤為重要。我國近兩百所高校開設建筑環境與能源應用工程專業，全部將“工程熱力學”課程設置為主干專業基礎課之一?！肮こ虩崃W”課程不僅是后續專業課程學習的理論基礎，同時直接為學生今后的科研和工作實踐提供理論指導，具有重要的學習意義和實際應用價值。[1]

筆者根據自身在“工程熱力學”課程教學過程中的切身體會和經驗，指出應注重將基礎數學、物理理論知識融會于“工程熱力學”課程講授過程中，促進學生對熱力學中抽象概念和過程的深入理解，達到提高和改善教學效果的重要作用和目的。

一、基礎數學物理知識在熱力學理論中的體現

熱力學的先修課程主要有高等數學和普通物理等課程，在教學中發現許多學生高等數學知識薄弱，需要在課堂教學中講解大量的高等數學知識，才能使課堂教學質量得到保證，然而卻浪費了“工程熱力學”課程自身的教學時數，因此探索基礎數學、物理知識體系與熱力學之間合理的聯系以及有機過渡的教學方法成為熱力學教學中必須重視的問題之一。

熱力學作為一門非常系統且抽象的學科，其科學性、嚴謹性主要是通過各個章節中貫穿其中的數學體系來構建而成的。如何科學、深入理解這些繁雜這些概念和數學結論，成為課堂教學活動中非常關鍵的一環。以下我們將例舉熱力學中非常重要的一些基于數理知識的基本概念和理論推導過程。

1.狀態參數

在熱力學的教學過程中，我們把系統中瞬間表現的工質熱力性質的總狀況，稱為工質的熱力狀態，簡稱為狀態。[2]熱力狀態反映了工質大量分子熱運動的平均特性，描述工質狀態特性的各種物理量稱為工質的狀態參數。而狀態參數是熱力系統狀態的單值函數，與熱力過程無關，狀態參數的這一特性的數學特征為點函數，表示為：

（1）

循環積分為：

（2）

在教學活動中，應將微分的理念融入到狀態參數概念的講解中，并通過全微分將熱力系統狀態參數為點函數的特性進一步闡述，使學生深入理解熱力狀態參數的特殊性。

2.微變量dh與變化量h的區別

在熱力學第一定律的學習過程中，對于焓有兩個非常相似的公式：

（3）

（4）

上式（3）和（4），從外形來看，非常相似，且學生在學習過程中，也容易忽視其細微差別。從數學角度來看，在教學過程中應對其進行區分。式（3）為焓的微分計算表達式，dh為焓的微變量值；式（4）為焓的改變量計算表達式，h為焓的變化量，即式（4）是通過對式（3）進行積分后得到的。這些細微概念上的差別，帶來完全不同的熱力學分析。通過上述的詳細講解和區別，可以加深學生對熱力學中相關公式和計算過程的理解。

3.卡諾循環與極限的概念

卡諾循環解決了在一定的高溫熱源T1和低溫熱源T2間，熱功轉換最大效率的問題。由于卡諾循環是典型的可逆循環，在整個熱力轉換過程中，沒有熵產，即沒有不可逆因素所引起的做功能力的損失，因此，該循環熱效率ηtc=1-T2/T1成為兩熱源T1、T2之間工作熱機的最大循環熱效率。

在課堂講解中，聯系實際工業生產和生活中的熱力機械，指出實際熱力機械的熱功轉換效率都低于卡諾循環熱效率ηtc，原因在于卡諾循環作為可逆循環，是一理想熱力循環，其熱效率為實際生產、生活中熱力循環效率的極限。[3]因此，實際生產和生活中的熱力循環效率只能小于卡諾循環的熱效率，不可能大于卡諾循環的熱效率。這樣從數學極限的角度也解釋了為什么卡諾循環效率是一定高、低溫熱源間工作熱機的最大效率的問題，使學生更加容易理解卡諾循環這節的相關概念和理論。

4.音速

研究流體在管道內流動時，我們提出了音速α，并且對定熵流動中音速用下面的公式進行計算：

（5）

在得到音速與溫度之間的函數關系時，指出理想氣體定熵過程方程式：

（6）

對式（6）進行變形，得到 （7）

在將式（7）代入式（5）時，遇到與是否等效的問題，從形式看，一為偏微分關系，另一為全微分關系。但從變量與因變量的角度來看，同樣反映出變量與因變量間的函數變化關系，在課堂教學過程中，需要對這一細微差別進行講解，以促進學生對物理過程以及數學關系的理解，不可一帶而過，從而造成學生概念以及數學關系理解上的斷層和缺失。

二、構筑基礎數理知識與“工程熱力學”課程有機結合的教學方法

“工程熱力學”課程的一個重要特點是基本理論多，基本概念抽象。為此，在課堂教學中針對基本理論部分，把講解重點放在基本理論和基本概念的深入理解上，如狀態參數、可逆過程、熱功轉換、熱力學第一、二定律、卡諾循環、卡諾定律、熵等，這些一定要詳細講解、分析透徹。特別是熱力學第二定律的課堂教學中，因為該部分內容概念抽象、原理費解，又不能用實驗來演示，所以學生學習非常困難，但熱力學第二定律作為“工程熱力學”課程的核心內容之一，非常重要。凡此種種，筆者作為“工程熱力學”課程的講授教師，在教學活動中，認為通過將基礎數理知識與“工程熱力學”課程有機結合的教學方法，可以提高和改善課堂教學效果，促進學生對“工程熱力學”課程內容的掌握和理解。教學活動中可以采取以下的方法，以實現將基礎數理知識與“工程熱力學”課程結合的教學：

1.課程準備階段

在“工程熱力學”課程的備課階段，先將本章節內容難以理解的概念、定理以及公式推導過程摘出來，同時考慮這些部分與哪些基礎數學、物理知識相關，并將這部分數理知識作為課堂講授內容的鋪墊部分準備到“工程熱力學”課程的課堂教學活動中，即將這部分基礎數理知識寫入課堂講義、PPT教學幻燈片中。

2.課堂講授階段

在“工程熱力學”課程的課堂講授過程中，將熱力學基本概念、原理和公式的推導與基礎數理知識結合起來，在講授過程中，實現熱力學本身內容與基礎數學、物理知識的互動講解，從而達到改善教學效果、使學生易于理解和掌握的教學目的，實現學生對復雜、難懂內容的系統把握和理解。

3.課后反饋階段

課后可以與學生圍繞課程教學內容進行溝通，對課堂教學不足之處進行查漏補缺，一方面可以掌握學生的掌握情況，另一方面可以對教學方法不斷改進，起到再次升華的作用。

三、結論

“工程熱力學”作為能源、機械和化工等眾多學科領域方面的一門基礎專業課，其重要性不言而喻。如何改進已有的教學方法，改善和提高現有的課堂教學效果，成為各高?！肮こ虩崃W”課程教師所共同關注的關鍵問題之一。本文從筆者自身的教學體會出發，根據“工程熱力學”課程內容的特點，提出將基礎數理知識融入到“工程熱力學”的教學活動中，并給出了實現將基礎數理知識與“工程熱力學”課程結合的教學方法和途徑，為“工程熱力學”課程的講授提供了新的思路和方法，對其他課程的教學改革也有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]歐陽琴，寇廣孝.建筑環境與設備工程專業“工程熱力學”課程改革探索[J].教育教學研究，2011，（12）：191-192.

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關鍵詞：科研案例教學法；工程熱力學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0039-02

“工程熱力學”是能源與動力工程專業的一門重要專業基礎課，其教學與研究的主要對象是熱能與其他形式能之間的轉換關系、轉換規律及應用。它不僅是相關專業課的基礎，而且是在涉及能源、化工和冶金等領域，特別是能源轉換與利用的各領域中深入研究、開發和創新的基礎。該課程的概念性比較強，涉及的理論也較為抽象，同時與生產實際又有十分密切的聯系。在教學過程中，對該課程老師和學生都有“難教難學”的感受。如何提高“工程熱力學”課程的課堂教學質量，一直是相關專業教師長期探索的目標。

案例教學法是由哈佛法學院院長朗代爾于1870年最先采用的，在法學教育中發揮了極大的作用，并被推廣至醫學、管理學等實踐性和應用性較強的學科的教學中普遍應用?？蒲邪咐虒W法在案例教學法的基礎上，從分析課程特點及課程教學現狀入手，在教學內容上嘗試選用專業任課教師及課題組已完成的應用到該課程基礎知識的科研項目，將其設計、組織并呈現于課堂，使學生在“工程熱力學”課程中通過對具體科研案例的討論、分析、表達等活動，讓學生在具體的科研案例中牢固掌握該課程的理論知識，形成理論結合實際的教學方法。在此基礎上促使學生積極思考，主動探索，提高自主學習能力、實踐能力和創新能力，并能夠將“工程熱力學”這門課程靈活應用到今后的專業學習和實際工作中。

一、“工程熱力學”教學改革研究現狀

目前，“工程熱力學”教學改革研究主要集中在以下幾個方面：第一，教學內容的設置和優化，主要以課程的設置、教學內容的側重點和更新點作為重點改革內容。[1]第二，實驗課教學的改革，主要對實驗課的比重、實驗教學的方式、實驗考核方式以及實驗課與科研相結合的教學方式進行了探討。[2]第三，新方法新技術在“工程熱力學”教學中的應用。隨著現代技術的發展，多媒體技術、網絡技術、視頻技術等也被引入“工程熱力學”教學中，成為教學改革研究的方向之一。[3-5]

案例教學法在“工程熱力學”教學中已有應用，[6，7]但科研案例教學法在工科生“工程熱力學”教學中卻鮮有報道。在“工程熱力學”教學中，授課老師往往采用最多的是“舉例”，“舉例”雖然有助于理論知識的形象化，但其局限性是僅僅解決了某個獨立的知識點，而對知識的整合性較差。而科研案例教學法不同于“舉例”的最大區別在于側重了知識面的涵蓋，在具體應用時設定了比“舉例”更為復雜的科研案例情境，應用專業術語將不同章節知識點加以整合，形成系統且相對完整的案例，貼近實際，應用性更強?？蒲邪咐虒W法利用任課老師的科研課題，將已成熟的科研案例設計組織后呈現給學生，能夠更好地為學生的專業學習和“工程熱力學”課程培養目標服務。

二、科研案例教學法意義及應用價值

將科研案例教學法應用在工科生“工程熱力學”課程教學中的意義主要有：一是通過具體的科研案例，增強學生對理論課程的興趣，培養學生在思考中掌握此學科的基本概念和理論知識。二是通過科研案例教學，可在一定程度上代替部分實驗教學，解決經費及設備不足造成的實驗難以開展的問題。三是通過針對性強且典型的的科研案例，引導學生思考，加深對知識的理解和記憶，培養學生的自主學習能力、實踐能力、創新能力、分析問題和解決問題的能力，為其獲得終身學習的能力奠定基礎。四是通過科研案例教學，使得科研為教學服務的同時，為學生進一步掌握專業技能和提高實踐能力打下堅實基礎。五是通過科研案例教學，引導和促進教學老師積累科研案例，從事科研工作，起到科研促進教學，教學促進科研的雙重作用。六是通過科研案例教學法在工科生“工程熱力學”課程中的應用，進一步完善了工科生“工程熱力學”教學方法的改革。

三、科研案例教學法在工科生“工程熱力學”課程教學中的應用

1.科研案例教學法在工科生“工程熱力學”課程實踐教學中的應用

“工程熱力學”課程教學的目的就是培養學生掌握熱力學基本概念及其基本定律，理想氣體的熱力性質（包括實際氣體），研究熱能與機械能之間的相互轉換，分析各種熱力循環過程、計算與應用熱力循環，培養學生獨立解決實際熱力工程問題的能力。

例如在動力裝置循環一章中，通過對蒸汽動力裝置循環的過程及效率的學習，研究提高循環效率的方法。那如何讓學生更有效地掌握這些方法呢？科研案例教學法應是一個較好的嘗試。授課老師通過講解課題組承擔的電廠鍋爐改造及其煙氣余熱回收利用的科研項目，將其問題提出，結合本章基礎知識分析解決問題的方法，將完整過程呈現給學生，增強學生對本章知識點的興趣，同時引導學生自己提出解決方法，教師加以點評，使之在思考中加深對基本概念和理論知識的理解，從而提高其分析問題和解決問題的能力，進而加強科研能力的培養，充分將教學和科研有機地結合起來。

2.科研案例教學法在工科生“工程熱力學”課程理論教學中的應用

由于“工程熱力學”課程基本概念及基本定律較多，對于學生來說，如此廣泛的知識體系難以在短時間內掌握，學生對于“工程熱力學”課程的理論知識感覺枯燥，導致教學效果不理想。所以設想在工科生“工程熱力學”的教學過程中如果通過典型且含有問題的科研案例，使得抽象的理論變得生動具體，又與實踐相結合，既提高了學生的積極性，又使得知識點容易被理解。在講解熱力學第二定律時，介紹了狀態參數――熵。同學們對這個參數覺得很難理解，為此引入了課題組承擔的住宅中節能技術應用的問題研究。介紹利用熵權理論來確定住宅節能技術評價中各個影響指標的權重，并在此基礎上對方案進行優化，從而更直觀準確地判斷和選擇住宅節能方案。因而科研案例不僅有助于實踐教學，又有助于理論教學的實施。

3.科研案例教學法在工科生“工程熱力學”課程其他方面的應用

此外，工科生“工程熱力學”教育中還存在實驗難以開展等問題。而科研案例教學法的開展將在很大程度上解決這些問題?？蒲邪咐虒W中引入實際問題，存在實驗過程和實驗方案設計。該教學法突出了工科生“工程熱力學”的專業特點，突破了教材的局限，使學生緊緊圍繞教學重點，通過選擇針對性強且典型的科研案例，突出工科生“工程熱力學”的專業特點，還可解決因經費及設備不足等造成的工科生“工程熱力學”實驗難以開展等問題。

四、科研案例教學法在工科生“工程熱力學”課程的實施

1.開課前問卷調查

設計課前問卷，問卷涉及項目可行性、案例選擇的依據、案例選擇側重的專業方向、案例呈現的方式以及教學效果評價方法等等。

2.收集科研案例

教師收集教研室歷年來承接或參與的科研項目，以及文獻資料中可用于工科生“工程熱力學”課程教學的科研案例（收集的科研案例其內容是公開的，或經課題負責人同意，可用于教學）。

3.科研案例的選擇和組織

根據教學內容和學生的興趣特點，對案例進行精心的概括、組織。案例的設計一是要緊扣教學大綱的知識點，將知識點融入到案例的呈現過程中；二是要具有代表性、針對性、可討論性。授課章節需選擇代表本章重點的科研案例，并針對專業特點做重點選擇；三是要具有綜合性，是指案例的設計可以在實例基礎上進行加工或整合，較全面地向學生展現知識點。同時，案例的選擇還需考慮學生的興趣點，讓學生在興趣盎然的學習過程中，不僅掌握知識，還鍛煉科研思維能力。

4.案例呈現和討論

教師可以通過將文字描述、多媒體手段、圖表等多種手段呈現案例，或者將幾種手段相結合，引入教學案例。教師呈現案例后，要根據教學目標來一步步地、循序漸進地啟發、引導學生積極思考，展開師生之間的對話，充分的溝通能夠豐富學生的見識，開拓學生的視野。學生可以分小組合作對案例中的各種問題進行分析和討論，碰撞思維的火花，發現和探索解決案例問題的方法，體驗理論如何應用于實踐，實踐中如何提煉出理論。

5.案例總結

案例總結是科研案例教學中的最后一個環節，也是最重要的一個環節。在這個環節，教師要將討論中碰撞出的各種觀點和看法進行系統的總結，將案例背后蘊含的理論知識進行歸納。在對工科生“工程熱力學”課程科研案例的總結中，不僅鞏固了案例討論的成果，也擴充了學生的實踐知識和理論知識體系，加深了學生對于理論知識的理解，促進學生理論聯系實際能力的發展。此外，教師還要對本次案例教學進行反思――對案例的有效性反思，對教學的過程反思，對教學的效果反思，不斷完善對于科研案例教學法的掌握和運用。

6.教學效果評價

主要采用考試和問卷調查的形式進行教學效果評價。通過與以往教學方式后的考試成績進行比較，同時，采用課前、課后問卷調查的形式共同分析學生學習效果和教師的教學效果。

工科生“工程熱力學”課程一般由各工科院校能源與動力工程專業承擔，因能源與動力工程專業每年承接或參與多項科研項目，其中大多是國家級和省級科研項目，具有較高的科研水平和參考價值?？蒲邪咐虒W在工科生“工程熱力學”教學中的應用，一定程度上完善了當前工科生“工程熱力學”教學中存在的不足，將科研工作的積累服務于教學，使學生在學好這門課的同時，為其進一步掌握專業技能和提高實踐能力打下堅實基礎。同時還可提升教師的教學水平、科研能力和綜合素質，做到真正意義上的教研相長。

教學有一定的規律，但沒有固定的模式。合理采用多種教學手段，激發學生的學習熱情，培養學生理論聯系實際的作風和創新意識，將是工科生“工程熱力學”教學改革的長遠目標。

參考文獻：

[1]代乾，王澤生，楊俊蘭.能源與動力工程專業熱工系列課程改革實踐[J].中國電力教育，2013，（5）：74-75.

[2]于兵川，吳紅特.實驗教學與科研有機結合培養學生創新意識和能力[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：76-78.

[3]高蓬輝，張東海，馮偉，等.將基礎數學物理知識融入“工程熱力學”教學中的探索[J].中國電力教育，2013，（22）：87-88.

[4]蔣亞龍.工程熱力學課程教學研究初探[J].教育教學論壇，2014，

（4）：97-98.

[5]譚小群，劉英炎.安全工程專業“工程熱力學”教學方法探究[J].中國電力教育，2014，（2）：141-142.

篇3

關鍵詞：工程熱力學;雙語教學;課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0069-02

隨著我國本科教學水平的不斷提高和國際化交流與合作的廣泛開展，就業市場對本科畢業生的知識結構和外語應用能力有了新的要求，專業外語應用能力成為21世紀國際化專業人才的必備專業素養，直接影響本科畢業生的就業趨向和未來發展。[1-4]我國教育部對本科生的雙語課程教學十分重視，2001年教育部在《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》中提出，要采用英語等外語進行公共課和專業課教學，要求各高校在三年內開設5%～10%的本科雙語課程。[5]2005年，教育部在《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中又指出：要提高雙語教學課程的質量，繼續增加雙語教學課程的數量。2007年，教育部在《關于進一步深化本科教學改革，全面提高教學質量的若干意見》中指出，要鼓勵開展雙語教學工作。教育部2004年8月開始試行的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中，雙語教學被列為主要評估點之一。雙語教學的水平已經成為衡量高等學校辦學水平的一項重要指標。我國高校在本科生課程雙語教學的實踐過程中，近年來取得了實質性的進展，也突顯了課程體系構建不合理、重點內容設置不當、教材建設相對滯后、雙語教學師資不足、雙語學習氛圍較差、課程考核評價方法有待改革等問題。為了使“工程熱力學”在校級精品課程的基礎上進行雙語教學，需要對“工程熱力學”雙語教學的課程體系進行合理構建和重點內容進行設置，以期把該課程建設成為高質量的雙語教學課程，為提高本科畢業生的整體質量和英語應用能力奠定良好的基礎，以適應國家化人才市場的需要。

一、“工程熱力學”雙語教學的課程體系構建與實施

“工程熱力學”作為能源、環境、機械、化工等大類工科專業的專業基礎課，兼有理論性、實踐性和工程性，它起到承上啟下、從基礎課程到專業課程的橋梁作用，是本科生專業課程體系中不可或缺的骨干專業基礎課，在上述專業本科生的培養過程中具有重要的核心地位?！肮こ虩崃W”課程內容具有概念多、基本理論抽象、富含哲學思維和理念、工程應用領域廣泛等特點，要實現該課程的高質量雙語教學就要對該課程體系進行合理構建，為保證教學效果奠定良好的基礎。該課程經過多年的建設、教學改革和教學經驗的積累，已成為校級精品課程，在教師團隊建設、師資英語水平、多媒體課件及相關網絡資源、課堂教學方法及課程評價方法等方面均具有良好的條件，為“工程熱力學”雙語教學課程體系的合理構建做了較為充分的準備?！肮こ虩崃W”課程教學團隊認真研究了國內高校開設雙語課程的案例，確定了“工程熱力學”雙語教學課程體系主要由教學模式、教學團隊、教學內容（如課程大綱、授課計劃）、多媒體課件、課堂教學實施、多層次啟發式教學方法、網絡資源、課程成績評價方法等內容組成，認為教學模式、教學團隊和教學團隊是保證“工程熱力學”雙語教學質量的關鍵因素。

雙語教學模式對課程體系的構建起到關鍵性影響，首先要確定雙語教學模式。近年來我國高校開展的雙語教學模式主要可概括為全外語型、混合型和部分外語型三種。

（1）全外語型。采用外文教材，直接用外文授課。這種模式要求師生均應具有較高的外語水平。

（2）混合型。采用外文教材，混合外文與漢語授課。與全外語型相比，學生較易掌握課程內容，適合學生接觸雙語教學的初級階段，也適合多數任課教師的外語水平。

（3）部分外語型。采用外文教材，用漢語講授。這種模式適合外語知識和接受能力較弱的生源。結合“工程熱力學”課程多年的教學實踐，結合現有的師資英語水平和學生的實際英語水平，建議對“工程熱力學”采用混合型雙語教學模式。

教學團隊是實施“工程熱力學”課程體系的人力資源保證，教學團隊的建設是關鍵。經過多年的建設，“工程熱力學”課程已形成了年齡結構、學歷層次、學緣結構等較為合理的教學團隊。老教師具有豐富的教學經驗，青年教師具有較高的英語應用水平，為“工程熱力學”雙語教學的實施提供了良好的師資力量。

教學內容是一門課程知識面寬窄、程度深淺、系統性完善度的體現，也是體現課程整體質量的重要組成部分?！肮こ虩崃W”在建成校級精品課程的過程中，在教學大綱、教學計劃、課程的重點和難點、多媒體課件制作和網絡資源建設等方面積累了豐富的素材與資源，為“工程熱力學”雙語教學的教學內容規劃與設置奠定了扎實的基礎。

在上述條件下，“工程熱力學”課程教學團隊經過認真調查研究，并結合現有的師資條件、課程教學資源、學生的實際英語水平構建了“工程熱力學”雙語教學的“三段一改”課程教學方法，“三段”即課前階段、課堂教學階段、課后檢驗階段;“一改”即改革課程考核和評價方法?，F就“三段一改”課程教學方法的實施構想簡要介紹如下：

（1）課前階段。課前階段所做的工作重點是確定雙語教學模式、選定中文教材和外文教材、編制中英文教學大綱和授課計劃、確定課程的主要知識點和重點與難點內容、制作多媒體課件、建立習題與思考題庫，并將教學大綱、授課計劃、多媒體課件和習題與思考題庫在學校的畢博網絡平臺開放，供學生結合各自的時間、興趣和特點進行課前預習與課后復習。教師在課堂講授前預習要求，以保證學生的預習效果。

（2）課堂教學階段。課堂教學階段是將課程內容傳授給學生。授課語言采用中文和英文，英文講授不低于50%。教學方法采用啟發式、討論式、課堂提問等方式激發學生的學習興趣。多媒體課件分別有中文和英文版本，課程的重點內容有中英文對照。課堂教學針對不同英語水平的學生分為三個不同層次，即最高層次、平均層次和低層次。最高層次要求學生以英文教材和英文多媒體課件為主，作業用英文完成;平均層次要求學生以中文教材和英文多媒體課件為主，英文教材為輔，對課程的主要內容能用英文和中文同時掌握，作業以中文為主;低層次要求學生以中文教材和中文多媒體為主，英文教材和英文多媒體為輔，對課程的重點內容能用英文理解和掌握，作業可全部用中文完成。課堂教學的目標是以平均層次為主要教學對象，逐步積累經驗后過渡到以高層次為主。

（3）課后檢驗階段。課后檢驗階段主要包括課程作業批改、網上答疑和討論、課程實驗等環節，不僅可以檢驗課堂教學效果，鞏固課堂講授的知識，還可以檢驗學生對知識點的掌握情況，積極征求學生對本課程教學的意見，及時發現教學過程中出現的問題，改進教學方法，提高教學質量。

（4）改革課程考核和評價方法。雙語教學的課程考核和評價方法應考慮到雙語教學的特點，把英語的應用能力作為課程成績的重要組成部分，把學生的英語作業、課堂英語提問和交流納入課程平時成績，并加大平時成績的權重，以引起學生對英語應用能力的重視，激發用英語思考和學習的主動性，保證雙語教學質量。

因此，合理構建雙語教學的課程體系，由任課教師在課堂教學中分層次加以有效實施，并提高學生的自主性和積極性，可確保雙語教學取得較好的教學效果。

二、“工程熱力學”雙語教學重點內容的設置與教學要求

“工程熱力學”雙語教學重點內容的合理設置是保證“工程熱力學”雙語教學質量的重要組成部分，重點內容的設置應該基本與中文教學的內容相同，同時應吸納經典英文教材中的新概念和工程應用，與國際先進水平接軌，滿足人才市場的國際化要求。“工程熱力學”的內容可分為基本概念和理論、工程應用、常用圖表三大部分。結合該課程教學團隊多年教學經驗的積累，建議將如下內容作為“工程熱力學”雙語教學的重點內容：

在基本概念和理論方面，主要包括：熱力系如閉口系、開口系、絕熱系、孤立系;狀態參數如壓力、溫度、比容、內能、焓、熵、火用;熱力過程如可逆過程、準靜態過程、不可逆過程;熱力循環如正循環、逆循環;不可逆因素如溫差傳熱、摩擦耗功、自由膨脹;熱力學基本定律如熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學第三定律;不同形式的實際氣體方程;熱效率、制冷系數、火用的概念、常見形式能量的火用、火用效率、火用損失、生成焓、理論燃燒溫度、平衡常數、相對濕度、含濕量、干球溫度、濕球溫度、露點溫度、馬赫數;卡諾定理、孤立系統熵增原理、克勞修斯不等式;卡諾循環熱效率，一般熱效率表達式等。[6， 7]

在工程應用方面，主要包括：實際應用案例，氣體動力循環如狄塞爾循環、奧托循環;制冷循環如空氣壓縮制冷循環、蒸汽壓縮制冷循環、噴射式制冷循環、吸收式制冷循環;蒸汽動力循環如郎肯循環、再熱循環、回熱循環;燃氣-蒸汽聯合循環;燃料電池;燃料電池-燃氣-蒸汽聯合循環等;濕空氣的加熱、冷卻與干燥等。

在常用圖表方面，主要包括：水蒸氣表、水蒸氣焓-熵圖、常用制冷工質的熱物性圖表、濕空氣的焓-含濕量圖等。

上述內容是不同層次學生必須掌握的“工程熱力學”課程內容基本知識點，對不同層次的學生，主要體現在英語應用能力的要求不同。最高層次同學能夠熟練閱讀英文原版教材和相關的英文資料，能在課堂上用英語與老師和同學進行流利口頭交流，在課后能用英語完成作業，熟練地應用英文多媒體課件進行課后復習;平均層次同學能讀懂上述內容相關的英文原版教材內容的相關內容，能用英語在課堂上與老師和同學進行交流，能用英語寫作部分作業題，能用英文多媒體課件進行課后復習;對低層次同學，能基本看懂英文原版教材中上述相關課程內容，基本能用英語在課堂上與老師和同學進行溝通，掌握上述課程內容的英文詞匯和表達方法，能看懂英文多媒體課件中的上述課程內容。在雙語教學中要強調學科的專業性，絕不能把雙語教學變成專業外語教學。

三、結論

合理構建“工程熱力學”雙語教學課程體系和設置課程內容知識點，采用“三段一改”的教學方法，改革課程考核與評價方法，對不同層次的學生提出不同的英語應用能力要求，把學科內容作為課程教學的重點，并在實際教學過程中不斷總結經驗，改革教學方法，有望使“工程熱力學”雙語教學的教學質量不斷得到提高，把“工程熱力學”建成高水平的雙語教學示范課程。

參考文獻：

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[5]胡煒，蔣.高校雙語教學實踐初探[J].改革與開放，2010，（18）：

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篇4

關鍵詞 熱工學；熵；焓-熵圖；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）23-0076-02

1 引言

食品冷鏈物流（Food Cold Chain Logistics）是上海海洋大學食品科學與工程專業食品物流工程方向的專業特色。它是以制冷設施與技術作為手段，以食品冷凍冷藏工藝學作為基礎的一項低溫物流系統工程，過程要求易腐食品在生產、運輸、貯藏、銷售直至消費前的一系列環節中始終維持在食品規定的低溫環境下，以減少食品損耗，保證食品質量。它是隨著制冷技術的發展而建立起來的，熱工學中有關熱能和機械能之間相互轉換的基本理論和熱量傳遞規律，正是低溫冷鏈物流實踐應用的理論基礎，而活學活用熱工學的基本理論知識，對學好本專業起著至關重要的作用。

熱工學是一門研究熱能利用的基本原理和規律，以提高熱能利用率為主要目的的課程，包括工程熱力學、傳熱學和熱工基礎的應用等部分內容。其中，工程熱力學和傳熱學構成熱工學的理論基礎，熱能轉換的基本概念、熱力學兩大基本定律、理想氣體和蒸汽的熱力性質與熱力過程以及濕空氣等內容屬于工程熱力學部分，而熱傳導、熱對流和熱輻射等3種熱量傳遞方式的基本理論（包括導熱的基本定律及穩態和非穩態導熱、對流傳熱和輻射傳熱等）是傳熱學部分主要講述的內容。目的是使學生掌握熱能轉換和利用的基本原理和規律，能夠對有關熱科學問題進行基本計算訓練和獲得解決相關工程問題的基本能力[1]。但是，學生在學習過程中反映感到困難最多的就是狀態參數概念抽象、圖表復雜、知識枯燥等。為此，筆者在教學實踐中有以下幾點體會和認識。

2 多角度分層次學習抽象概念――以熵為例

工程熱力學中常用的狀態參數有6個：壓力、比體積、溫度、熵、熱力學能和焓。其中，熵的概念學生最難理解。熵是熱力學第二定律導出的重要概念，在熱學中得到廣泛應用，近年來在經濟學、生態學等其他學科中也逐漸得到重視和廣泛應用[2]。

介紹“熵”這個字的歷史由來 我國最初是沒有“熵”這個字的，它是由Entropy這個單詞根據意譯而來的。1923年，德國物理學家普朗克來我國講學時，我國物理學家胡剛復做翻譯，根據Entropy的定義是熱量除以溫度所得到的商值，而且這個概念與火有關，于是就在商上另加火字旁，創造了一個新字――“熵”。

介紹熵這個概念的歷史由來 熵的概念由德國物理學家魯道夫?克勞修斯在1850年首次提出，用熵來表示能量分布在空間中的均勻程度，越集中的能量空間分布，系統的熵值就越小；而越均勻的能量分布，系統的熵值就越大，當能量完全均勻分布的系統，熵就達到最大值。

介紹熵的定義 熵是描述所有不可逆過程共同特性的熱力學狀態參數，它是不能再被轉化做功的能量的量度。可逆過程中，δQ/T的積分值和熱力過程的路徑無關，因此可以斷定可逆過程的δQ/T一定是某一狀態參數的恰當微分，所以取名為熵（S），它的定義式為dS=δQ/T。

介紹熵的特點

1）熵是狀態參數，同狀態函數焓和熱力學能一樣，一般只計算狀態參數的變化；

2）計算不可逆過程的熵變時，其值僅取決于給定的狀態，與達到狀態的過程無關；

3）δQ=TdS的量綱是能量，T是強度量參數，Q、S是廣延量參數，計算時必須考慮體系的質量。

介紹熵的物理意義 可分為宏觀和微觀兩個方面：從微觀上講，熵反映的是系統的無序度或混亂度；從宏觀上

講，一個熱力系熵的變化，可以表示為熵流和熵產之和，對應選定的環境狀態，系統熵的變化是系統無效能變化的量度。

重點介紹熵的本質 熵是一個反映自發過程不可逆性的狀態參數，自然發展的情況下，系統各部分能量差總是傾向于均衡。在孤立系統中，實際發生的過程總是使整個系統的熵值增大，不能減少，極限的情況（可逆過程）保持不變，即孤立系的熵增原理[2]。摩擦生峋褪鞘掛徊糠只械能不可逆地轉變為熱，使熵增加；讓一個熱物體同一個冷物體相接觸，熱物體將冷卻，冷物體將變熱，直到兩個物體達到相同的溫度為止。熱量由高溫物體傳至低溫物體，整個系統由高溫物體和低溫物體組成，高溫物體的熵減少，低溫物體的熵增加，熵總變化是它們的代數和，是增加的；每一次能量從一個較高水平（比如河水下落時，最初處于較高位置）轉化到一個較低水平（比如河水落到壩底，處于較低位置），都意味著下一次能再做功的能力減少了。

介紹熵在其他學科上的應用 熵是熱力學第二定律導出的重要概念，它不但在熱學中得到廣泛應用，而且在生命科學、哲學、經濟學、系統科學、生態學、歷史學、文學、藝術、語言學、宗教學等社會各個領域的應用也得到很多學者的日益重視。例如：探索將生態系統熵量化為能量輸出或輸入與經濟收入或支出之比；以貨幣流為參數來計算城鎮生態系統的熵變；以熵與焓的關系探討地球的熵增；生物與環境綜合為一個生態系統，生命體時刻與外界進行能量、物質、信息的交換，是一個開放的系統，任何真實的系統都不能脫離環境而存在，可以用“生命熵”來獨立定義，用熵來分析一個生命體生長、發育、衰老、死亡的全過程。自然界所有的生物利用和環境的能量交換趨于多樣、有序、熵減小，最終被環境選擇，得以進化。

3 結合應用實例學習圖表知識――以焓熵圖為例

水蒸氣的熱力性質圖表是熱力過程計算中的重要依據。但是對這一部分內容，學生普遍反映圖表太復雜，圖中等參數線太多，表中數據參數太多，水和水蒸氣狀態又十分復雜，應用起來很不方便。

介紹水和水蒸氣圖表實際應用中的優缺點 水和水蒸氣的熱力性質表優點是數值的準確度高，缺點是數據不連續，需要用內插法計算近似值，使得查表工作十分煩瑣。水和水蒸氣的熱力性質圖的優點是查取方便，熱力過程分析更直觀、清晰和方便；缺點是數值誤差較大，在工程應用容許范圍內。優先選用的是水和水蒸氣的熱力性質圖，其中，溫―熵圖（T-s圖）和壓―容圖（p-v圖）主要是對蒸汽熱力過程進行定性分析使用，而焓―熵圖（h-s圖）主要用作對蒸汽熱力過程的功量和熱量進行定量計算，應用更加廣泛。

介紹焓―熵圖的基本特點 溫熵圖中以焓為縱坐標、以熵為橫坐標，上下界線分別為飽和水和飽和蒸汽線，交點為臨界點，飽和水的左側區域為過冷水區，飽和蒸汽的右側區域為過熱蒸汽區，飽和水和飽和蒸汽線下方為濕蒸汽區域。此外，圖中還包括等干度線簇、等壓線簇、等容線簇和等溫線簇等。在濕蒸汽區，等壓線與等溫線重合，是一組斜率不同的直線；在過熱蒸汽區，等壓線與等溫線不同，等壓線為向上傾斜的曲線，而等溫線是彎曲然后趨于平坦；等容線比等壓線在向上延伸方向上更抖些，為方便區別，實用的h-s圖中，定容線常用紅線或虛線標出。然后，讓每位學生畫出焓―熵圖的草圖，并標出上下界線、臨界點、三種狀態及等干度線簇、等容線簇、等壓線簇和等溫線簇等，使學生掌握焓熵圖的基本要點。

結合應用實例練習查圖方法和步驟 學生掌握焓熵圖的基本曲線及分布規律后，結合實例用焓熵圖查水蒸氣的參數，并進一步在圖中分析水蒸氣的基本熱力過程。例如：給出水的溫度和焓值，查圖求熵值；給出壓力和溫度，求焓值和熵值等。這就使學生能熟練通過查焓―熵圖中定溫線和定焓線或者定壓線和定溫線，直接確定水的狀態和各參數的值。

同時，為了加深對比，之后又用同樣的條件，查飽和水和飽和水蒸氣熱力性質表和未飽和水與過熱蒸汽熱力性質表進行求解，使學生通過查圖和表，明顯感覺到水和水蒸氣的熱力性質表的缺c：數據不連續，需要用內插法計算近似值，使得查表工作十分煩瑣。而水和水蒸氣的熱力性質圖就克服了此缺點，查取方便，熱力過程分析更直觀、清晰和方便，但缺點是需要個體肉眼觀察，所以數值誤差較大。水和水蒸氣的熱力性質表的優點是數值的準確度較高。

通過應用實例，使學生深刻認識到水和水蒸氣的熱力性質圖表的優缺點和使用場合，在工程應用容許范圍內，優先選用的是水和水蒸氣的熱力性質圖，讓學生在具體的案例中熟悉并牢固掌握本課程的理論知識要點，培養學生活學活用熱工學的基本理論的能力。

4 結束語

教學沒有固定的模式，一個教師不僅要有淵博的知識、豐富的實踐經驗，還要積極思考，探討能讓學生容易接受的教學方法。教師除了從事教學以外，一定要參加科研，把握相關的學科知識前沿以豐富自己的學識，提高自己的業務水平，這是搞好教學工作的重要前提。教學中注意采用多種合理教學手段和方法，在課堂上做到深入淺出，激發學生的學習興趣和熱情，使學生加深對課程的內容理解。同時應廣泛借鑒國內外先進的教學經驗，勇于嘗試改革、積累經驗，培養學生工程實踐和創新意識，這是教學工作者值得不斷探索的努力方向。

參考文獻

篇5

關鍵詞：化工熱力學 化學工程與工藝 學習興趣

化工熱力學是一門理論性和邏輯性很強的課程，在學習過程中概念多而抽象，并且非常容易混淆，公式繁多并且推導復雜。這些特點使得學生缺乏必要的學習興趣，造成化工熱力學課程的教學效果普遍欠佳。學生形容其是“一大堆的基本概念，沒完沒了的公式，無窮無盡的計算，是一門“含含（焓）糊糊傷（熵）腦筋”的課程。因此，如何提高學生學習化工熱力學的興趣，使學生能夠掌握基本的熱力學原理，能夠從熱力學的觀點出發解決日常生活和化工過程中的實際問題，培養他們理論聯系實際的能力，是本課程必須首先解決的問題。為此我們進行了一些有益的嘗試。從教材選擇、調整教學內容、改進教學方法、運用生活實例等方面進行了探索，旨在提高學生學習興趣，從而加深學生對化工熱力學基本原理的掌握與應用能力，收到了較好的效果。

一、選用合適各高校學生特點的教材

目前，化工熱力學教材版本較多，有浙江大學朱自強等編著的，有清華大學高光華等編著的，有天津大學馬沛生編著的等。每套教材都涵蓋了化工熱力學的基本教學內容，但又有各自的特點。在教材的選用方面，必須結合高?；瘜W工程與工藝學生的整體素質水平，綜合考慮，不宜盲目照搬。如馮新等主編的化工熱力學教材，在編寫時，始終堅持“從生活中來，到生產中去”的主旨。教材編寫內容始終圍繞“為什么要學――學什么――如何學――如何用”展開。在近三年采用馮新等編著的新版教材后，武漢工程大學化學工程與工藝專業學生對化工熱力學的學習熱情明顯提高，在教學反饋中，多數學生認為該教材緊密結合生活與化工生產實際，如“液化氣成分的選擇”、“以壓縮天然氣為燃料的出租車的里程問題”以及“低溫熱管降服青藏鐵路凍土‘多動癥’”、“化工熱力學與遏制全球變暖的關系”等科學前沿成果。使他們對日常生活中熱力學問題有了進一步的了解，培養了在日常生活中對一些科學問題的分析與思考能力。

二、重視緒論教學，激發學生的學習熱情

在一些課程教學中，緒論部分往往是易被教師忽略的章節。但我們在教學實踐中發現，一個好的緒論就是一盞指路的明燈，學生對一門課程的興趣程度，與緒論講述的好壞，有非常直接的關系。緒論教學不僅可以讓學生詳細了解化工力學課程的歷史發展、學科脈絡和學科意義，更重要的是它能適時地激發起學生的學習興趣，讓學生從總體上初步把握課程的內容和特點，為整個課程開個好頭。我們在教學中，一般會用4節的時間，先入為主，首選向學生提出一些日常生活中常見的熱力學問題與現象，如為什么會有高原反應，為什么鐵會生銹，而生成的鐵銹不會自動變成鐵，為什么化工廠要用這么多的換熱器，核電站究竟怎么發電，與普通火電站有什么異同點？通過一系列的提問，使學生產生聯想，進而引導學生用熱力學的嚴密思維去思考生活中遇到的一切問題。同時結合我校學生剛經過化工廠生產實習的特點，引導學生思考在化工生廠過程中用到哪些經典的熱力學知識，工廠是如何節能降耗的，將重點轉移到更接近實際的系統上。通過4個學時的緒論教學，課后總有很多學生圍著老師表達想法和看法，表現出對化工熱力學學習的極大熱情。

三、多應用聯系生活和生產實際的實例教學，生動教學內容

枯燥的理論知識永遠也吸引不了學生的學習熱情，讓熱力學的知識從生活實踐中來，反過來再指導我們的生產實踐，才能提高學生對該課程的興趣。生動的實例是提高學生學習熱情的良藥?？紤]到學生對生產沒有感性認識，課程教學應盡可能用從生活中來到生產中去的實例，并精心設計。如在流體的p-V-T關系一章的教學中，以p-V-T行為與液化氣成分選擇的關系為例，先問學生液化氣的選擇問題。通過引導學生對一系列烷烴p-V-T圖的利用，來解釋為什么天然氣有這么多的優點，但沒有作為瓶裝液化氣的原因，而瓶裝液化氣只能選擇丙烷和正丁烷。另一個例子是汽車用壓縮天然氣的問題。作者鼓勵學生對武漢市正在運行的出租車司機進行用氣經濟情況調查，由于多數司機憑經驗知道加同樣的氣，冬天用氣比夏天經濟，但不知道其究竟是什么原因，通過學生自己向司機的調查與說明，極大地提高了學生的自豪感，深深覺得自己的所學在生活中有用武之地，從而提高了學習的熱情。

四、將現代化教學手段與傳統板書有機結合，豐富課堂氣氛

多媒體教學具有信息量豐富、圖表顯示方便、鏈接轉移自由等優點。但對于化工熱力學課程，從歷年教學經驗和學生反饋的意見看，完全采用多媒體進行教學，并不是最佳選擇。化工熱力學教學中大量的公式及推導，大量的熱力學圖表的集中展示，會使學生大腦高度緊張，而長時間地觀看屏幕，也易使學生產生視覺疲勞，跟不上老師的思路，造成學習興趣下降，反而有損教學的實際效果。

近幾年來的實踐表明，采用多媒體教學和傳統板書教學有機結合的方式，更符合化工熱力學課程的特點，有利于學生的互動，更有利于提高教學質量。通過板書，將相關公式與理論推演一步步詳細列在黑板上，與多媒體相比更利于學生集中精力，跟隨教師的思路進行思考和記錄。此外，利用校園網，開設BBS論壇，對課堂教學平臺進行延伸，方便學生不受時間和空間限制地進行討論和提問，也極大地提升了學生的學習熱情。

盡管化工熱力學的許多內容是枯燥和抽象的，但在長期的教學實踐和反思中，我們通過對教材的選擇、教材內容的優化、教學方式改革，提高了學生對于化工熱力學學習的興趣和積極性，培養了應用化工熱力學的理論和觀點解決化工過程實際問題的初步能力。以后，我們會進一步探索課程改革的方法，為培養寬口徑、厚基礎、復合型的化工高級人才而努力。

參考文獻：

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篇6

《冶金物理化學》課程緊密聯系化工基礎課程的內容，對《無機化學》課程的內容進行了更深一步的理解與擴展，因此，學習內容多且抽象、知識點多、公式多且適用條件苛刻，理解起來相對困難，學生學習相對吃力。針對《冶金物理化學》專業知識特點，講解時對于難點、抽象點教師可適當減慢講解速度，同時結合傳統板書教學，使學生有足夠時間對知識點進行消化理解，然而在少學時的情況下，教師對課本內容的教學不可能面面俱到，對某些難以理解的知識點也沒有太多時間進行細化，因此，在這種情況下，就要求任課教師轉變傳統的教學理念，強調基礎、突出重點，對《冶金物理化學》的教學內容講解的深度進行能做到深入淺出，而不是簡單的進行內容裁減，以便在較少的學時里仍能把《冶金物理化學》中的精華講透，使得學生能夠很好地掌握本門課程的內容。對此，在本課程中，我們只要把《冶金物理化學》的內容優化為三大部分［4］，第一部分是冶金熱力學基本原理，主要涉及熱力學第一、第二、第三定律的基本內容以及多組分體系，化學平衡及相平衡基本理論，安排40個學時;第二部分內容是電化學，主要包括電解質溶液、可逆電池、極化三部分，如強電解質活度及活度系數，可逆電池電動勢，電極電勢等，安排25個學時;對于這兩部分的內容比較重要，且較抽象，比較難懂，學生較難接受，所以安排的課時相對比較多;第三部分是冶金動力學原理，主要分為動力學反應速率方程、反應級數及復合反應等內容，對不同動力學反應級數進行介紹，其中涉及各種反應因素對反應速率的影響，如濃度、溫度等，安排15個學時;對《冶金物理化學》課程的整體內容進行優化，并不只是簡單的增減，而是要將傳統內容與現代內容有機地結合起來，合理地刪減，精選冶金化學基礎的內容，概要講解統計熱力學，重點講解熱力學基本原理及動力學基本方程。

2探索有效的教學方法

2．1注重知識點的內在聯系，強化類比及比較法教學

冶金物理化學課程的理論性較強而且內容繁雜，少學時冶金物理化學教學過程中應該探索該課程的內在聯系和本質規律，采用更加有效的課程教學方法，熱力學中的反應焓變H與溫度T的關系基爾霍夫定律，多組分系統中摩爾分數XA與溫度T的關系，化學平衡中的標準平衡常數K與溫度T的范特霍夫等壓方程，蒸汽壓p與溫度T的克勞修斯－克拉伯龍方程，以及動力學中反應速率常數k與溫度T的阿雷尼烏斯公式，這幾個公式在整個物理化學章節是非常重要的公式，在各個章節中也起著化龍點晴的作用，不過，這幾個公式的微分式極為相似，通過類比、總結、歸納，發現幾個公式在數學上的特征，對公式的記憶和使用都有很大的幫助。

2．2加強新知識點的回溯和實例引伸

冶金物理化學授課中有很多數、理、化基本概念和基礎知識對于正確分析和牢固掌握一些基本理論概念、原理非常重要。學生在少學時學習中若不注意基本知識的回溯及引伸將會對所講知識容易產生脫節，在學習過程中對學習情緒、學習激情產生打擊，教學效果則難以保證。因此對于無機化學中的理想氣體狀態方程、溶液的組成表示、熱力學中的焓、飽和蒸汽壓等概念;物理學中熱量計算和歐姆定律等理論成就;數學中的微分、積分、各種平均值等概念和規律進行簡單的回顧，并引伸到熱力學的具體問題的分析和解決過程中來，打消學生對新知識心理上抵觸，減少學生心理上的負擔，起到承前啟后的教學效果。對各章新知識點介紹時通過生活中的實例進行啟發式引導，最終將學生的思維引伸到講授新知識點上，提起學生對新知識的學習興趣，如表面現象中的吸附，通過提問式向學生發問生活中常用的如活性炭、天然黏土等作用，進而引出吸附劑等概念;如講解稀溶液的依數性時，提及2008年凝凍，交通癱瘓，為此在路面上大量撒鹽，歸根結底就是溶液的依數性中凝固點下降原理，即鹽溶于水后使得水的凝固點降低，這樣就可以加速冰的融化［5］。激發學生的學習積極性，提高學生的學習興趣，也使枯燥的理論教學變得生動有趣。實踐證明，在冶金物理化學教學過程中，重視理論和實際結合，根據所授內容，適時引出一些日常事例，常會使學生茅塞頓開，從而引發學生學習冶金物理化學的濃厚興趣。采取實例教學法，讓學生積極主動跟隨教師設計推出的問題，啟發、引導學生思考、討論，使學生在良好的互動氛圍中深刻理解、領會所涉及的理論知識，并逐漸養成其理論聯系實際的思維方式，能夠有效提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，增進課堂教學互動，提高教學效果;同時也提高了學生的學習熱情，增加了課堂的趣味性，使教學效果事半功倍。

3結束語

篇7

關鍵詞：應用物理；課程體系；教學內容；優化整合

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0040-02

一、前言

物理學的基本原理滲透在自然科學的各個領域，被稱為自然哲學，已成為相關應用技術領域的基礎和源泉。應用物理專業是一個以物理學為基礎，以“應用物理”為核心和特點，強調將物理學知識與實際應用相結合的專業，以培養既有一定物理理論知識，又有一定實驗技能與工程技術的理工復合型人才為目標的專業[1]。可是目前許多高校的應用物理專業的培養目標無法實現，其培養質量令人堪憂，其中最迫切最重要的是應該對應用物理專業課程體系進行大力合理改革，對其傳統教學內容進行優化重整。

二、應用物理專業課程體系改革和教學內容的優化重整的必要性和緊迫性

2007年2月17日教育部下發了《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》。其中強調要深化教學內容改革，建立與經濟社會發展相適應的課程體系，要根據經濟社會發展和科技進步的需要，及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的課程體系和教學內容。要采取各種措施，通過推進學分制、降低必修課比例、加選修課比例、減少課堂講授時數等，增加學生自主學習的時間和空間，拓寬學生的知識面，提高學生的學習興趣，完善學生的知識結構，促進學生個性發展。

目前的應用物理課程體系仍然主要由普通物理課程（包括力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學）、理論物理課程（包括理論力學、熱力學與統計物理學、電動力學、量子力學）以及固體物理學構成。應用物理專業的學生經過高中物理、普通物理和理論物理的學習，發現許多課程內容重復出現，以至于相當一部分人認為沒有多大差別，只是所用數學工具不同罷了，“高中用，普物用d，理物用”，這充分反映了應用物理專業主干課程體系和教學內容存在的嚴重問題[2]。即當今的應用物理專業課程體系和教學內容仍沒有跳出傳統物理學專業和物理教育專業的框架，課程體系僵化，過分強調“系統化”、“邏輯化”，傳統的基礎和理論物理課程內容重復而陳舊、占用課時過多。沒有體現物理世界的發展性，現代性、統一性以及各學科之間的內在聯系、相互交叉、相互滲透。普遍存在“重經典、輕現代、重理論、輕應用”的弊端，反映現代科學和高新技術發展成果的課程和教學內容太少，應用物理專業的“應用”特色體現不明顯，學生的科學素養、理論和實際相結合的能力較差，無法實現應用物理專業培養目標[3，4]。

“知識爆炸”時代，科學技術的發展日新月異，其在經濟發展進程中的作用越來越大，同時也產生了許多新興學科。教學內容和課程體系是人才培養目標、培養模式的載體，是教育思想和教育觀念的直接體現，是提高人才培養效率和質量的決定性因素[5]。因此培養應用物理專業人才的教學內容和課程體系理應滿足新時期科技、經濟飛速發展對人才培養的需求，所以改革現有課程體系，優化整合教學內容，提高教學效益已勢在必行，刻不容緩。

三、課程體系改革和教學內容優化整合原則

課程體系的設置和教學內容的選取要符合教學規律，符合學生的認知規律，由現象到本質，由簡單到復雜，同時注意到自然界是普遍聯系的，不人為割裂自然科學的內在聯系，理論和原理是經典的，但應用要是現代的，按照“少而精”的原則，對傳統教學內容實行量的精選、壓縮與質的提高。對現有的普通物理（包括力學、熱學、電磁學、原子物理學）和理論物理（包括理論力學、熱力學與統計物理學、電動力學、量子力學）進行優化整合，絕不搞簡單縮減，重新設置課程體系，并對課程開設順序和時間做出科學合理的安排，同時注入現代化的教學內容，將近代物理和科技發展的最新成果納入新的課程體系和教學內容，及時反映科學技術研究的新成果，使學生及時了解學科發展前沿的新成就、新觀點、新動向。縮減傳統課程門數及學時數，以便增開其它應用物理課程及學時數。

四、課程體系改革思路和優化整合的教學內容

1.力學和理論力學優化整合成力學理論。如今許多應用物理專業第一學期就開設普通物理課程力學，到第五或第六學期再開設理論力學，而理論力學前面相當大一部分是和力學內容重復的，如質點運動學、質點動力學、質點組運動學、質點組力學、剛體力學等內容重復量大，這不僅降低了學生學習新知識的興趣，且浪費了很大一部分教學課時。同時力學課程要求采用微積分、矢量分析、微分方程等高等數學知識研究處理“變”的物理問題，這和學生剛開始接觸高等數學知識相矛盾，教師在授課時不得不降低要求講解，造成學生后續學習理論性強的理論力學的難度增大，教學效果降低。因此打破原有力學和理論力學界限，將它們優化重組成力學理論課程，刪除牛頓力學重復部分，去除相對論部分，將這部分移到電磁理論中講解，力學理論安排到大學第二學期開設，這時學生們的高等數學工具應用較為熟練，已具備了處理“變”問題的科學思維方法和能力，有利于教學質量的提高。精簡、優化整合后的力學理論包括：質點力學、剛體力學、非慣性系力學、振動與波、連續體力學、虛功原理、拉格朗日方程、哈密頓正則方程、哈密頓原理、泊松括號與泊松定理、正則變換、哈密頓-雅可比理論、非線性力學簡介。力學理論課程既包括牛頓力學，又包括分析力學，將研究力學問題的方法有機辯證地聯系起來，物理概念清晰準確，理論體系簡潔明了，兼顧了經典與現代、基礎與前沿內容，為后續理論課程的學習構筑了橋梁和基礎。

2.熱學和熱力學與統計物理學優化整合成熱物理學。據統計，熱力學與統計物理學中的熱力學部分和統計物理學部分分別占總內容的46%和54%。熱學課程中的熱力學定律部分和熱力學與統計物理學中熱力學部分內容（溫度與平衡態、物態方程、熱力學第一定律、功、熱容量與焓、理想氣體、熱力學第二定律、熵、卡諾定理等）重復率高達1/3[6]。在分子動理論和經典統計部分也有重復，如麥克斯韋速率分布律和速度分布律、玻耳茲曼分布律、能量按自由度均分定理、氣體內的輸運過程，所以將熱力學部分與熱學中的重復部分刪除，將這兩門課程進行優化整合，可以縮減約1/3的課時。優化整合的主要思想是貫穿從宏觀到微觀，從單個質點到大數量粒子構成的系統這一線索。在熱學部分介紹經典熱學、熱學最新動態、熱學在新科技中的應用，統計物理學部分以系綜理論為主線，融宏觀與微觀理論于一體，立足于微觀量子理論，從等幾率原理出發，循序漸進地闡明統計物理學理論，運用統計物理學理論導出熱力學基本定律，將統計物理學概念與宏觀熱現象相聯系和對應，實現熱現象的宏觀理論與微觀理論的有機融合。優化整合后的熱物理學內容包括：熱力學第零定律與溫度、狀態方程、氣體分子運動論的基本概念、氣體分子熱運動速率和能量的統計分布率、氣體輸運過程、功、熱量、熱力學第一定律與內能、熱力學第二定律與熵、固體和液體、相變、統計物理學基本原理、孤立系統、封閉系統、熱力學函數及其應用、氣體性質、開放系統、量子統計理論、漲落理論、非平衡態統計物理。

3.電磁學和電動力學優化整合為電磁理論。電磁學和電動力學都是研究電磁場基本性質、運動規律及其與帶電物質之間的相互作用。電磁學側重于電磁現象的實驗研究，從對電磁現象的研究中歸納出電磁學的基本規律，而電動力學側重于理論研究，以麥克斯韋方程組和洛倫茲力為基礎，研究靜態、時變態條件下電磁場的空間分布和運動變化規律，以及帶電粒子與電磁場的相互作用等問題。考慮到電磁學與電動力學在內容上是相互統一，相互滲透的，可以將它們優化整合成電磁理論課程，將電磁學與電動力學的內容適當貫通，既分層次，又平滑過渡，避免不必要的重復。具體如下：由庫侖定律引出電場、電場強度的定義，電通量、高斯定理及場強的計算，由電場力作功的特點引出環路定理、電勢、電勢的計算；由畢奧-薩伐爾定律引出穩恒磁場的計算、環流和旋度、散度；由電場強度與電勢的關系引出真空中的泊松方程與拉普拉斯方程；介紹介質的電磁性質、場與介質的相互作用、靜電場邊值關系與唯一性定理，運用泊松方程與拉普拉斯方程計算真空與介質中的場強與電荷分布，介紹靜電場分離變量法、鏡像法；由穩恒電流導出靜磁場，由電場中的標勢引出矢勢、磁標勢；對電磁感應、麥克斯韋方程組、電磁波輻射與傳播、狹義相對論均單獨設章節介紹。對超導、等離子體、巨磁電阻等做簡要介紹，豐富理論與實際應用的聯系，電路和交流電內容放電工學課程中講解。

4.原子物理學和量子力學優化整合為近代物理學。原子物理學側重于原子光譜實驗現象的解釋、物理思想和物理模型的建立，量子力學是在對原子光譜研究的基礎上發展建立起來的理論體系，側重于微觀本質，理論性強。原子物理學的實驗研究促進量子力學的不斷發展，它們聯系緊密，相互促進，其研究對象存在重復，導致目前許多原子物理學教材中的量子力學導論部分內容和量子力學教材存在大量重復，如玻爾氫原子理論、波粒二象性、不確定性原理、波函數及其統計解釋、薛定諤方程、平均值計算、氫原子薛定諤方程解、康普頓散射效應、堿金屬原子光譜精細結構、塞曼效應等。因此必須對這兩門課程進行優化整合，形成新的知識結構體系，其思路是：通過對原子現象的發掘，引出其量子力學的理論本質，同時通過量子力學理論的建立和運用，來研究原子等微觀體系的特性。優化整合后的基本內容為：經典物理遇到的困難、玻爾氫原子理論、狀態與薛定諤方程、力學量與算符、中心力場、電磁場中粒子的運動、矩陣力學、微擾理論、電子自旋、多電子原子、外場中的原子、多體問題、分子結構和能譜、散射。這樣優化整合后課程所需學時會比優化整合前大大減少。

五、整合后專業課程的開設時間安排

根據學生的認知特點和規律、應用物理專業課程之間的關聯，優化整合后的課程開設順序可以這樣安排：大學一年級注重增加高等數學教學課時，將高等數學進度盡量前推，大學第二學期開設力學理論、第三學期開設光學和電磁理論，同時開設數學物理方法為后續課程做好準備，第四學期開設近代物理學，第五（或四）學期開設熱物理。這樣的調整安排能留出更多時間來開設其他應用物理專業課程，有利于學生的就業或繼續深造。

六、教學改革的預期效果

1.重構應用物理主干課程體系，避免了基礎課程和理論課程教學內容的重復，優化教學內容，縮減課程科目，節省大量課時，將會大大提高教學效率。為應用物理課程的開設、選修課的開設及學生的個性化發展提供了時間條件，突出了應用物理、技術課程的地位和專業特色。

2.為應用物理培養目標的實現，培養合格的應用物理人才提供了可靠保障，課程體系的改革和教學內容的優化重整適應和滿足社會發展和科技前沿的需求。教學內容富有現代性，開放性，滲透新的教學內容和思想，使應用物理專業學生在理論與實踐技術方面具有復合型的知識結構，為他們今后的創新發展提供堅實基礎。

參考文獻：

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一、《熱工技術與應用》課程的特點

城市熱能應用技術專業是我院的主干專業，《熱工技術與應用》課程是本專業的一門主要專業基礎課，在東北地區主要研究制熱方向。一方面，它為學生今后學習專業課，如《鍋爐原理》、《熱工儀表與自動控制》等提供必要的基礎理論知識和熱工分析與熱工計算能力，另一方面，通過實驗、測試技能等綜合訓練，提高學生運用理論分析和解決工程實際問題的能力。但是該課理論性強、概念抽象、公式繁多，是學生公認的較難的課程。尤其對于城市熱能應用技術專業（高職層次）教學來講，由于學生高等數學基礎薄弱，很多學不好本課程的學生，主要問題是出現在數學基礎上。加上學時（56學時）有限，讓初次接觸該課的學生難以入門，從而產生畏懼心理。如何使《熱工技術與應用》課程化難為易、化繁為簡、化抽象為具體，以提高教學效果，在這里做初步研究。

二、課程改革的內容

1.教學內容的改革。本課程主要是研究熱功轉換及熱傳遞規律的基本原理、概念，以及在熱能工程問題上的應用。針對本課程概念多、公式多和線圖多、理論性和應用性較強這些特點，在組織教學內容時努力做到：①重視基本概念和理論，精簡公式推導，讓學生理解基本概念和定理的實質，不必過分強調公式如何推導。②強化實際工程應用，將大量實際熱力工程知識引入教學，列舉大量工程實例，使學生能用熱工知識分析和專業相關的實際問題，突出熱工知識在城市熱能應用技術專業中的應用，有助于培養學生對知識的理解和分析問題、解決問題的能力。③運用圖表分析，緊密聯系實際。圖表分析是熱工課中很重要的一部分內容，無論是工程熱力學中的過程、循環、熱量與功量分析，還是傳熱學中的換熱分析計算，都以圖表分析為基本工具。

2.教學方法和教學手段的改革。教學方法和教學手段的改革目的就是要提高課程教學內容的形象性、生動性和通俗易懂性，提高教與學的效率，提高教學質量。根據本課程的性質和內容，選擇切實可行的教學方法，如頭腦風暴法、分組討論法、案例分析法和現場教學法等。充分利用現代化教學手段，制作了實用的多媒體課件；借助計算機多媒體演示，使抽象的概念具體化，復雜的問題簡單化，繁瑣的內容精煉化，實際問題形象化。①頭腦風暴法。在教學過程中，針對基本概念和基本理論內容的講解，應多引用學生身邊的例子、工程應用的實例。教師引出問題，有意識地啟發學生思考，讓他們積極踴躍回答問題，提出自己的見解和方案。最后老師總結，選取最佳方案。這樣既加深了學生對概念的理解，又充分調動了學習的積極性、主動性和創造性，并且提升了學生的工程意識和分析問題、解決問題的能力。比如在講解圓筒壁導熱章節時，向學生提出問題：為什么保溫飯盒具有保溫性能，并設計幾種提高保溫性能的方案。引導學生積極思考，最后再引申到工程實際-供熱管道保溫問題上來。②案例分析法。在《熱工技術與應用》的教學過程中，應始終把握理論教學聯系實際案例的教學思想，突出熱工理論和專業相結合的重要性，讓學生體會到本課程是與專業密切相關的，進一步增強學生的學習興趣。比如講解熱力過程與循環時，聯系到熱力設備是如何制熱的。講解水蒸氣飽和壓力與飽和溫度對應關系時，聯系到鍋爐熱力設備額定工作壓力與溫度的調解關系。在講到傳熱學穩態導熱部分時，提出冬天怎樣穿衣服會更溫暖等問題。學生往往會反應熱烈，感到熱工學就在自己身邊，熱工理論并不是高深莫測的，從而消除了畏懼心理，提高了學習興趣。然后再從身邊的問題引申到工程實例，比如鍋爐等動力設備的工作原理、熱工計量測試儀器儀表的設計開發等，由淺入深，使學生由被動學習變為主動學習，充分提高的了學習效果。③現場教學法。利用實驗實訓室、實訓基地、校企合作單位等途徑，組織學生現場教學，幫助學生更好地理解、鞏固所學的理論知識，也可以學到更多課堂上學不到的知識，同時加強了學生實踐技能的培養。在實際授課過程中，由于我們學院地處哈爾濱，冬天特別寒冷。學院有自己的供暖鍋爐房，夏天正值鍋爐維修期間，我們可以帶領學生到鍋爐房現場講解鍋爐爐墻的組成結構。冬天是鍋爐運行的季節，我們可以帶領學生到現場體會鍋爐爐墻的保溫效果，并可以參與鍋爐的熱工測試全過程。不但提高了教學效果，還培養了學生的職業能力。

3.考試改革。在以往的教學過程中，對學生學習效果的評價，無論考試課還是考查課，主要是通過課程考試來實現，存在評價目標單一、評價內容片面、評價方法簡單化的缺陷。所以，應該在評價標準方面做改進，督促學生學習。為了體現學生是否對所學知識真正掌握和使用，克服學生為了考試而學習的弊端，使學生走出死記硬背的學習習慣，應探討靈活多變的考核形式，發揮學生的學習潛能。通過多種考核方式，來評定學生的成績，有助于督促學生對基礎知識的掌握與鞏固，以及分析問題解決問題的能力和實際動手操作的能力。

我院是骨干高職院校，城市熱能應用技術專業的人才培養模式不同于其他院校，我院的特色和優勢是更加強調對學生實踐應用能力的培養，注重對學生應用開發、研究、科學咨詢和技術轉換能力的訓練。因此《熱工技術與應用》課程作為城市熱能應用技術專業的主要專業基礎課程，通過課程改革，更加注重行業化的專業方向、應用化的課程教學方法的實施，達到工程熱力學和傳熱學在課程設置上條理清晰，內容關聯性強；充分發揮教師備課的創造性，有效避免照本宣科；更能適應行業就業特點和社會經濟的發展需求，更能激發學生學習的興趣，有利于培養學生獨立思考問題的能力。

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[5]宋雪靜.淺談高職高專熱工基礎教學的思考[J].科技信息.2010，（17）：784.

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本書介紹了可燃物的爆轟現象，特別是氣體的爆轟現象。首先介紹了爆震波的經典理論、爆震波內的流場確定、包括爆燃以及從爆燃過渡到爆轟過程的氣體動力學理論和爆轟產物的動力學、層流結構；隨后的章節詳細描述了爆震波不穩定結構，文章提出了一維、二維、三維的計算模擬和各種實驗結果，討論了限制和邊界條件對爆轟的影響，介紹了作者提出的有耦合的能量釋放導致擊波強化的起爆機制，稱之為SWACER機制(Shock Wave Amplification by Coherent Energy Release)，最后的章節介紹了能夠形成爆震波的各種形式和重大問題的回顧和未來爆轟研究的方向。

本書共分8章，1，引言，反映整本書的內容，包括爆燃和爆轟現象、它們的發現、查普曼－儒蓋理論、爆轟結構、爆轟產物的動力學、邊界條件的影響、爆燃到爆轟的轉化、直接起爆和該現象中的突出問題；2，爆燃爆轟的氣體動力學理論，包括基本方程、瑞利線和雨貢紐線、查普曼－儒蓋解、雨貢紐曲線的熵變、下游流動條件、查普曼－儒蓋準則、蘭金雨貢紐關系；3，爆轟產物的動力學，包括基本方程、圓柱和球形曲面散心爆轟波、非均勻介質中的散心爆轟波；4，爆轟的層流結構，介紹了理想氣體的ZND結構、“病理學”的爆轟和非理想爆轟；5，不穩定爆轟的數值描述，包括線性穩定分析、線性分析的普通模式、非穩定爆轟的漸近模式、高活化能和牛頓極限、多維不穩定的漸近分析和單元間距預測、大的過度驅動和弱熱釋放的漸近極限、不穩定爆轟的直接數值模擬、一維不穩定性、化學對穩定性的作用、二維蜂窩式不穩定性；6，不穩定爆轟的實驗結果：螺旋爆震現象和聲學理論、螺旋爆震波陣面、多頭爆轟、其它幾何形狀的蜂窩狀結構、單元尺寸和化學；7，邊界條件的影響，包括速度虧損、粗糙壁面管內的爆轟、吸音壁、爆轟極限；8，爆燃到爆轟的轉變，介紹了爆燃波的氣體動力學、躍遷現象的特色、火焰加速機理、爆轟的啟動、過渡準則；最后直接起爆部分，介紹了實驗和數值模擬、臨界管徑、直接起爆的其余方式、起爆理論和SWACER機理。

Dr.John H.S.Lee是McGill大學機械工程專業的教授，研究領域是燃燒、爆轟、沖擊波物理和爆轟動力學。在這些領域從事基礎研究和應用研究已經超過40年。從上世紀60年代以來作者在許多政府和工業顧問委員會中從事爆轟危險和安全的咨詢工作，并且獲得燃燒協會銀牌(1980)、波蘭科學院授予的Dionizy Smo-lenski獎章(1988)、Nuna Manson金質獎章(1991)以及兩次獲得McGill大學優秀教學獎(1989和1995)，當選為中國科學院力學所的榮譽教授(2003)、香港理工大學校友獎獲得者(2003)、加拿大皇家學會的成員。

本書內容大多是定性的，著重從物理’的基本概念和現象闡釋復雜的爆轟現象，理論與實踐結合緊密，對于有熱力學和流體力學背景的工程師和研究生是理想的參考書。

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一、材料物理專業的特色

材料物理專業是“研究各種材料特別是各種先進結構材料、新型功能材料物理基礎、微觀結構以及與性能之間關系的基本規律，為各種高新技術材料發展提供科學依據的應用基礎學科，是理工融合的學科”[1，2]。材料物理是物理學與材料科學的一個交叉學科，主要通過各種物理技術和效應，實現材料的合成、制備、加工與應用。主要研究范圍包括材料的合成、結構、性質與應用；新型材料的設計以及材料的計算機模擬等[3]。材料物理將理科的知識傳授與工科的工程能力培養相結合，使傳統材料工藝學與以現代物理學為基礎的材料科學相融合，具有“亦工亦理，理工相融”的特點。

二、材料物理化學在材料物理專業中的作用和地位

材料物理化學是貴州大學材料物理專業本科生的學位必修課程，這門課程是從物理化學的角度研究材料科學與工程的基礎理論問題，從基礎的具有共性的原理及方法來論述各種材料的組成與結構、制備與合成、性能與應用的相互關系。該門課程的教學目的在于提高學生的專業知識水平，培養學生科學的思維方式和獨立的創新能力，以及綜合運用基礎理論來解決實際問題的能力。材料物理化學是材料物理專業非常重要的專業基礎課，它以高等數學、大學化學、大學物理等理論基礎課程為基礎。高等數學是學習物理化學的重要手段和工具，物理化學只有通過數學語言的表達才能成其為真正的科學。認識到大學物理和物理化學中熱力學內容的銜接，了解大學物理中原子結構知識的介紹，協調好與大學化學中原子結構部分內容的關系，突出重點，避免重復，講清難點，是材料物理化學教學中值得注意和認真對待的問題[4]。材料物理化學同時也是材料物理專業的后續專業課程（材料腐蝕與防護等）的基礎課程。材料腐蝕與防護課程中的金屬與合金的高溫氧化的熱力學部分，就要運用材料物理化學中諸多熱力學基本知識，如G-T平衡圖和克拉佩龍方程等。材料物理化學如同一座橋梁，將材料物理專業的前期基礎課與后續專業課聯接起來，以完善專業知識的系統與連貫性。同時，材料物理化學作為一門重要的專業基礎課，是許多高等院校研究生入學考試的必考科目。材料物理化學與材料科學與工程各專業相關的生產生活聯系緊密。新材料的設計、合成以及產物性能的提高與可控自由基聚合反應中所用的新型催化劑和引發劑息息相關。在材料表面改性過程中，界面效應是起理論指導作用的。電化學在材料領域應用廣泛，例如：熔鹽電解法制取金屬鋁、多種稀土金屬及其合金，金屬在使用過程中的腐蝕及防護等，新型的化學傳感器、燃料電池、鋰離子電池的研究和生成都要用到電化學理論。而對于發展迅速的前沿材料納米材料，如何制備具有規定尺寸和組成的納米顆粒、測量其性質、了解它們的特殊性質與顆粒尺寸的關系等很大程度上依賴于科學測量手段和化學化工技術，這也離不開材料物理化學基本原理的指導。

三、材料物理化學的教學難點

根據在以往的教學過程中的觀察與經驗，材料物理化學是一門老師難教、學生難學的課程。這首先是因為材料物理化學課程與數學物理聯系密切、抽象概念多、數理推導多、公式繁雜等特點。許多學生見到大段連篇的公式推導就會產生畏難心理，喪失學好該課程的信心，然后就逐漸厭學甚至放棄學習。再加上該門課程對于材料物理專業的學生來說，課時相對較少，要在有限的學時中掌握較多的內容，使得以往的教學出現點到為止，認識學習不夠深入的現象[5]。該門課程的授課對象是大學二年級上學期的學生，處于這個時期的學生學習興趣和學習熱情處于整個大學的全盛時期，求知欲強，精力充沛。面對這樣的學生，如何有效地利用他們的求知欲，激發起學習該課程的興趣，并針對他們的缺點，制定行之有效的方法及對策，使其通過該門課程的學習，培養起運用物理化學的方法進行科學研究和解決實際問題的能力，是值得我們教學工作者值得思考并認真對待的問題。

四、材料物理化學的教學改革

針對上述問題，為提高材料物理化學的教學質量，激發學生的學習興趣，培養學生能力，我們對材料物理化學課程教學進行了多方面的改革。

1.教學內容上的改革。（1）教學內容與材料物理專業特色相結合。針對材料物理專業“亦工亦理，理工相融”的特點，材料物理化學的教學思想與內容安排也要做到理工相融。既要把重點放在物理化學的基礎理論、基礎知識、基礎技能的教育上，比如要對基本概念有比較深的理解，對重要公式能夠熟練掌握，對課程作業有嚴格的要求等，以加強學生對理論知識的認識和理解[6]。同時，教師也要認識到工程教育是材料物理專業學生培養中不可缺少的重要組成部分，要徹底改變傳統物理化學教學模式下工程教育處于從屬地位的狀況。我們既要強調物理化學學科的理論性和科學性，又要從工程需求的實際出發進行考慮，不能重科學輕技術、重理論輕實踐，不能從理論到理論，而應注重相關結論的物理意義、適用范圍，注重科學理論與工程問題的結合。（2）教學內容與科研實踐相結合。材料物理化學課程應積極倡導科研與教學資源共享，以科研促進教學，適時地將最前沿的科研成果滲透到教材、教學和實驗中。將科研課題和教學相結合，實現科研對教學的帶動作用。如能實現教學和科研的互動，這將為本科生完成畢業論文，繼續讀研深造奠定堅實的基礎，并能大大提高學生分析問題解決問題的能力、實驗操作能力以及計算機軟件的使用能力。同時將教學與教師的科研實踐相結合，還有利于調動學生學習和進行實驗操作的積極性及興趣，啟發學生的思維，激發其探索精神。例如，可將材料物理系教師的科研課題“稀土氧化物納米顆粒的制備”與相關化學熱力學和界面現象的知識相結合來進行教學，將教師課題“激光熔覆制備生物陶瓷材料”與相關的熱力學知識相結合，如反應吉布斯自由能的計算及其作為反應判據的應用，等等。還可以鼓勵感興趣的學生參與到教師的科研實驗中來，學以致用，加強知識點理解的同時，拓寬視野，鍛煉科研及動手能力。