工程熱力學原理精選(九篇)
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第1篇：工程熱力學原理范文
關鍵詞：學習熱情；化工原理；習題課
化工原理課程是相當重要的一門學科，也是一門專業基礎課，可以有效地把化工和教育聯系起來。因此，教師要重視這一門學科，做好授課規劃，可以先從淺層的知識點出發，一點點地感染學生，讓學生關注化工原理的課程，從而把學習化工原理當作一種樂趣去學習、去探索，提高學習化工原理的主觀能動性。在課堂上，學生是主體，教師是主導，需要主導去激發主體的學習熱情，使其產生主觀能動性，提高學習化工原理的有效性。
一、提高學生學習熱情的必要性
首先，學習化工原理需要把激烈競爭的社會現實作為背景，讓學生產生就業難的意識，從而奮發圖強、充滿熱情地學習化工原理。其次，如今的社會是一個需要能夠不斷學習、不斷創新的知識競爭的社會，一個擁有獨特的技能與豐富的知識的人是可以在社會上長久發展的。學生終究是要走向社會、為社會服務的，因此，學生就要明確目標，讓自己在校園的每一天都過得充實，無論是徜徉于書海，還是執著于社會實踐，都需要踏踏實實地為自己的將來儲備能量。最后，學習化工原理需要從頭開始，在緒論課的時候就要引起學生的注意力，讓學生對化工理論有不一樣的認識，充分地引起學生對化學理論的好奇心。一節課的開場白是打開學生學習熱情的第一關，一個好的開場白可以讓學生迅速地進入課堂，跟隨教師的思路去思考、學習。因為，很多學生會認為緒論課的內容是不重要的，就從此離開了化工理論課程的學習，所以，教師要做好授課的各種安排，不能根據學生的這一心理，把內容一筆帶過，應好好地組織課堂，組織自己的語言，讓課堂充滿趣味。例如，教師在講授單元操作時，可以根據課堂理論的講解，充分發揮多媒體的作用，給學生展示一些比較典型的產品生產的流程，讓學生對產品生產的流程有個不一樣的認識。其實，結合實際講解化工原理知識對學生的吸引力很大，了解到這些，教師可以把工業上運用十分廣泛的一些工具、設備，像換熱器、精餾塔等，利用多媒體，以動畫的形式展示給學生觀看，再給學生做簡單而詳細的介紹，相信學生會對這一門學科產生極大的興趣，迫不及待地想要去探索，這也會在學習化工原理課程的初期給學生留下深刻的印象。
二、如何提高學生學習化工原理課程的熱情
1.利用生活實例提高課堂趣味
在化工原理課程的學習中，不難發現，其中有很多內容是來自生活實際的，也就是說，化工原理是與生活實際密切聯系的。因此，教師在授課的過程中，可以穿插一些有趣的實際案例來證實理論，提高學習趣味，打破原有課堂的枯燥、乏味，使課堂充滿活力。其實，教師運用這一教學方法是受學生歡迎的，而且，學生在聽課的時候更加輕松，對此課的印象也會十分深刻，同時也會讓學生對化工原理的學習產生興趣。例如，冬天到了，湖水結冰了，湖里的魚會結冰嗎？為什么？相信問題一提出學生都會異口同聲地說不會。然而，并沒有人回答為什么。不過，這時，學生的好奇心已經被充分地調動起來了，只要好好聽講，仔細閱讀概念，問題很快就會解決。這樣一來，學生不僅愉快地學習了化工理論，還使課堂氣氛變得十分融洽。
2.將化工仿真應用于理論教學，提高學習熱情
化工仿真就是將一些真實的化工生產操作與控制的系統環境進行模擬，利用計算機的作用在仿真系統上再現化工過程的實效性，并且在這一基礎上，可以進行正常事物的一切處理，像是正常開車、停車、運行以及緊急停車與事故處理。致使學生產生一種身臨其境的感覺，達到學習化學原理的目的。例如，離心泵的氣縛與氣蝕現象的完美演示是可以利用化工仿真系統完成的，而且是十分方便的，在演示過程中，學生更容易區分出二者的區別，加深印象。教師就是要利用這種仿真演示，讓學生多去理解、感悟概念之間的區別，主要是盡可能地讓學生對其產生興趣，以便更好地學習。
3.利用習題課培養學生獨立思考的能力
化工原理的習題可以很好地把實際問題與理論結合起來，學生可以通過對習題的練習，對理論知識有更深刻的理解與認識。每一個章節的練習題都可以幫助學生有效地鞏固相應的理論知識。接下來就是習題的選擇問題，教師可以推薦學生做一些比較典型的題目，提高學生工程方面的能力；教師在自身的授課、講解方面進行提高，盡可能地讓學生在解題的過程中保持獨立的思考，領悟其中的道理。這一過程中，一定要注意這些習題的真實性，要把習題和實際密切聯系起來，致使學生不斷完善對工程觀點的理解與認識，培養工程觀念。
總之，提高學生學習化工原理課堂的熱情是建立在提高化工原理課程教學質量的前提下的，只有在高質量的化工原理教學下，學生的積極性、主動性以及學習熱情才能很好地被激發出來，才能夠更好地實現寓教于樂。
參考文獻：
[1]馬憲圖，張金萍.發揮主導作用，激發學習熱情[J].中國校外教育，2011（24）.
[2]楊蘭，韓志慧，劉晟波.化工原理課程建設的思考：以蘇州科技學院為例[J].江蘇教育學院學報：自然科學，2013（01）.
第2篇：工程熱力學原理范文
工程熱力學是研究熱能與機械能之間相互轉換規律的一門學科[1]。它不僅是熱能動力工程的專業基礎課，而且還是油氣儲運工程、建筑環境與設備工程、過程裝備與控制工程、材料成型及控制工程等4個專業的專業基礎課程。這些專業對工程熱力學課程需求的側重點不同，課程學時差別大。經過幾次專業調整，現熱能動力工程和建筑環境與設備工程的工程熱力學課時為56學時，油氣儲運工程的熱力學課時為48學時，過程裝備與控制工程和材料成型及控制工程的熱力學課時為32學時。如何在有限的課時內開展“工程熱力學”的教學，并達到應有的教學效果是個值得考慮的問題。課程建設是提高教學質量的重要手段。課程建設一般包括有師資隊伍建設、教材的選擇、教學內容和教學手段選擇、實驗教學等方面的內容。以下對上述內容進行初步探討，提高工程熱力學的課程建設水平。
一、師資隊伍建設
教師是完成教學的根本，因此建立一支穩定、有較高教學和學術水平的教師隊伍是課程建設的關鍵。針對青年教師較多的實際情況，充分發揮骨干教師和具有豐富教學經驗老教師的“傳、幫、帶”作用，讓青年教師和老教師“師徒結對”。為了讓“師徒”間的交流落到實處，學院專門出臺了相關文件，對“師傅”和“徒弟”進行雙向考核，促進青年教師的成長，提高他們的業務水平。在青年教師正式走上講臺前，還需要過“試講關”。通過老教師和同行聽課，對青年教師進行現場指導，進一步促進他們的成長。通過這些措施的實行，目前工程熱力學教學團隊共有5名成員，其中教授1人，副教授2人，講師2人，成員中具有碩士學位的教師占100%，博士學位的教師占80%。教學團隊所上的工程熱力學課程受到同行和學生的一致好評。
二、教材的選擇
工程熱力學作為一門歷史悠久的能源動力類專業基礎課，教材的選擇面較寬。目前可選用的教材有面向“二十一世紀”系列課程教材、“十一五”國家級規劃教材等。面對眾多的教材，如何選用適合教學對象的教材，是課程建設的重要內容。經過幾十年的發展，目前可選用的教材有沈維道等人編寫的《工程熱力學》（第四版）“十一五”國家規劃教材，曾丹苓等人編寫的面向21世紀《工程熱力學》課程教材、陶文銓等人編寫的《工程熱力學》面向21世紀課程教材、廉樂明等人編寫《工程熱力學》“十一五”國家規劃教材、、鄂加強編寫的《工程熱力學》21世紀高等學校精品規劃教材等。由于各種教材的側重點不同，因此要根據各專業的不同的培養目標，選擇適合學習對象的教材。熱能動力工程和油氣儲運工程屬于能源動力類專業，根據其培養目標，選擇了沈維道等人編寫的《工程熱力學》作為其授課教材。建筑環境與設備工程屬于土木與建筑學科，選擇了中國建筑工業出版社出版、廉樂明等人編寫的《工程熱力學》作為教學用書。過程裝備與控制工程和材料成型及控制工程專業屬于機械類，選擇了陶文銓等人編寫的《工程熱力學》作為其教學用書。
三、教學內容與教學手段
1.教學內容。確定好教材后，教學內容的選擇成為課程建設的重要內容。根據各個專業特點，在保證教學內容基本完整的前提下，還需要對教學內容進行簡化和補充。工程熱力學內容可以分為兩大部分。一部分是基本理論和基本概念，包括熱力過程和熱力參數，還有一部分是與實際相聯系的綜合應用。熱能與動力工程的相當一部分學生畢業以后從事有關內燃機、燃氣輪機的工作，還有部分學生在火力發電廠工作。因此在教學中要加強氣體與蒸汽的流動、壓氣機的熱力過程、氣體動力循環和蒸汽動力循環等部分的教學，而對制冷循環、濕空氣等內容可適當簡化。但對于建筑環境與設備工程的學生情況就不同了，該專業畢業的學生大部分從事采暖、通風、制冷和空氣調節等方面的工作，在教學中要加強制冷循環、濕空氣及氣體流動等部分的教學，而對于動力循環的內容可作適當簡化。
2.教學手段。工程熱力學是一個有機的整體，在工程熱力學的教學過程中要抓住熱力學第一定律和第二定律這兩條主線，把它們貫徹到實際應用中去。（1）在教學中，要采用“啟發式”的教學手段。啟發式提問，重在“善誘”，貴在啟發學生心志，培養其思維，既不能“一語道破天機”，也不能讓人“望塵莫及”，所以還要講究合理設問[2]。如熱力學第二定律的開爾文說法和理想氣體定溫膨脹的區別，還有“耗散掉的功”和“做功能力損失”這兩個概念的區別。引導學生綜合利用所學的概念和原理，對所提問題展開思辨。所提問題既不過于簡單，也不太難，給予學生一點思考的空間。另外，再如：“定熵過程和可逆絕熱過程是否等價呢？”在實際教學中筆者發現有相當一部分的同學認為兩者等價，即定熵一定是可逆絕熱，可逆絕熱也一定為定熵。事實上，定熵和可逆絕熱這兩個概念并不等價。可逆絕熱一定為定熵，這個說法是正確的。因為絕熱意味著系統與外界的換熱量為零，可逆過程保證能取等號，那么把絕熱過程的帶入等式可得熵變為零，即等熵過程。但定熵一定是可逆絕熱這個說法是錯誤的，閉口系統熵方程中熵變主要由兩個因素決定，其一為熵流，它與系統是否吸、放熱有關，熱力學中規定吸熱熵流為正，放熱熵流為負，絕熱熵流為零。其二為熵產，熵產是由于不可逆過程中，由于耗散效應把一部分機械能耗散成為熱，該熱又被工質吸收，引起熵的增加。因此，熵產是非負的。當過程是可逆時，熵產取為零。只要系統放熱，使熵產正好和負的熵流相加為零，就可以是等熵過程，但由于有熵產，因此不是可逆絕熱過程。在提出問題后，讓學生討論，教師最后作總結，給出正確答案。（2）工程熱力學中概念相當多，也比較抽象，還可以利用對比啟發式的教學手段。以內燃機、燃氣輪機和蒸汽動力裝置為例，盡管它們構造不同，工作特性不同，但吸熱、膨脹做功、排熱對任何一種熱能動力裝置都是共同的，也是本質性的，這樣就透過現象抓住了本質性的東西。還有“功”的比較。工程熱力學中有體積變化功，技術功，內部功，流動功、推動功等。通過對比，不僅使教學由縱向向橫向展開而縱橫交錯，還可增強教學的關聯性和生動性。如熵增原理與孤立系統的熵增原理比較。熵增原理的知名度很高，但是要注意，熱力學中熵不一定是增加的。在一個閉口系統中，總熵變為熵流加熵產。系統只要向外界多放熱，使得負熵流大于熵產，那么這時總熵變就是負的，熵變小了。只有加上的定語“孤立系統”，熵才是增加的，孤立系統中系統與外界的換熱量為零，也即熵流為零，熵產非負，當然總熵不可能變小。熵增原理和孤立系統的熵增原理是不相同的，故條件“孤立系統”非常重要。再如，把準靜態過程和可逆過程這兩個概念進行對比，它們的區別是什么？首先定義不同，準靜態過程是一系列平衡態所組成的過程，而可逆過程是如果系統完成某一熱力過程后，再沿原路徑逆向進行時，能使系統和外界都返回原來狀態而不留下任何變化的過程。其次，要求條件不同，可逆過程要求系統與外界隨時保持力平衡和熱平衡，且不存在任何耗散損失，在過程中沒有任何能量的不可逆損失；靜準態過程的條件僅限于系統內部的力平衡和熱平衡，在進行中系統與外界可以有不平衡勢差，也可能有耗散效應的發生，只要系統內部能及時恢復平衡，其狀態變化還是準靜態的。再次，可逆過程是針對過程中所引起的外部效果而言的，準靜態過程是針對系統內部狀態變化而言的，因此可逆過程一定是準靜態過程，而準靜態過程不一定是可逆過程。實際過程總是在溫差、壓差作用下變化的，實際過程是偏離可逆過程的準靜態過程。學生對概念必須全面理解，切不可斷章取義，一知半解。（3）開展以“網絡課堂”為補充的教學手段。由于學生個體的學習能力存在差異，部分“尖子生”希望老師的教學內容再深入一些，而部分基礎較差的學生希望把基本內容再復習、鞏固。利用網絡課堂，不僅可以很好地兼顧各類學生的需要，而且可以在網絡上跟老師進行交流。利用網絡課堂可以方便地進行網上答疑，網上討論。如“經過一不可逆循環后，熵變大還是變小？”，這個問題許多學生搞不清楚。教師在網上答疑時，要講清楚兩點：其一，循環的概念；其二，熵是狀態參數。通過網上講解，網絡課堂架起了學生和老師溝通的“橋梁”。
四、實驗教學
實驗教學是課程建設的重要組成部分，是課堂教學的應用、補充和實踐，同時它還有助于提高學生的動手能力。工程熱力學課程有“二氧化碳P-V-T關系測定”和“氣流通過噴管的實驗”兩個實驗。通過實驗，學生不僅鍛煉了動手能力，而且加深理解了課堂所學知識。同時還建立了開放實驗室。實驗室對學生完全開放，學生可以在實驗室做課程中規定的實驗，也可以根據自己的想法去實施自己感興趣的實驗。
工程熱力學課程建設是一項綜合性工程，需要持之以恒，不斷探索。它涉及到師資隊伍建設、教材的選擇、教學內容和教學手段的選擇、實驗教學等方方面面。對于不同的專業，工程熱力學教學的側重點不同。我們將始終以提高教學質量為目標，把握好課程特點，進行針對性的探索，以期望把工程熱力學的課程建設提高到更高水平。
參考文獻：
第3篇：工程熱力學原理范文
教學內容改革是教學改革最核心、最基本的問題。教學內容主要由熱力學第一定律、熱力學第二定律熵分析法和分析、新的能量系統分析評價方法介紹組成。其中，根據教學目的與任務有效組織教學內容，要與基礎課程工程熱力學第一定律、第二定律知識點的學習有機結合，既避免教學內容的簡單重復，又要使學生通過本課程的學習對第一定律、第二定律有更為深刻的認知，并使學生能夠利用兩個熱力學基本定律熟練進行能量系統分析與評價、以及高效學習和應用新的分析、評價與優化方法。
1.熱力學第一定律
熱力學第一定律是工程熱力學教學內容的重點，主要講授閉口系統與穩流開口系的熱力學第一定律能量方程式的表達式及應用。在本課程中，進一步強調熱力學第一定律的一般表達式即：“進入系統的能量-離開系統的能量=系統總儲存能的變化”的正確靈活應用，重點介紹如何分析、列出非穩態充、放氣熱力過程的能量方程式，幫助學生進一步增強利用第一定律進行能量分析的能力。同時，通過對節流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等熱力過程分析來幫助同學們對第一定律的局限性有更為深入的理解。
2.熱力學第二定律熵分析法
熱力學第二定律是工程熱力學教學內容的重點與難點，主要講授熱力學第二定律的數學表達式，具體包括：卡諾循環+卡諾定理、克勞修斯積分不等式、閉口系及開口系統熵方程、孤立系統熵增原理。在本課程中，考慮到判斷一個熱力循環是否可行、可逆的數學判據容易理解而且是熱力過程的特例，故重點講述閉口系及開口系熵方程、孤立系統熵增原理。在該部分從以下四個方面進行介紹：對于狀態參數熵的辨析：辨析熵是狀態參數與過程無關，強調判斷一個熱力過程能否進行、可逆的參量不是過程熵變而是過程熵產，引出后面由熵方程及孤立系統熵增原理計算過程熵產的知識點；重點講授熵方程的一般表達式，即：“進入系統的熵-離開系統的熵+過程熵產=系統熵變化”，通過典型例題幫助同學能夠利用熵方程列出閉口及開口系熵方程，并求取過程熵產；重點解析孤立系統熵增原理的實質及解題特點，并通過典型例題幫助學生認識到孤立系統熵增原理與熵方程的一致性：孤立系統熵增即熵方程中的熵產；作功能力損失方面除了介紹計算公式、通過計算熱力過程熵產及作功能力損失，還著重結合對節流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等具體熱力過程分析讓學生體會第一定律與第二定律之間的聯系及第二定律的獨有貢獻。
3.熱力學第二定律分析法
由于學時有限并且概念抽象難以理解，分析法在工程熱力學中屬于選講內容，即便講授，也多是簡要介紹。本課程中，分析法是授課重點，從以下四個方面進行講授：第一，概念及計算公式，包括機械、熱量（冷量）、內能、焓和化學。第二，重點講授方程的一般表達式“進入系統的-離開系統的-過程損=系統變化”，通過典型例題幫助同學能夠利用方程列出閉口及開口系方程，并求取過程損。同時，在分析典型例題時，引導學生同時用熵分析法來計算過程的作功能力損失，讓學生自覺地認識到分析法中所得到的損失即熵分析法中計算的作功能力損失、體會兩種分析法的一致性及分析法的優勢。第三，效率、損系數的概念及公式，以及在典型熱力設備、過程及熱力循環中的計算。第四，針對本學科領域典型的火力發電裝置、燃氣輪機發電裝置和低溫制冷裝置、LNG液化裝置、天然氣凈化裝置、油田聯合站等，設置工程背景很強的案例，教師與同學們一起分析循環裝置及各組成設備的效率、損失及損系數等，讓同學們認識到分析法在進行系統能量分析時的重要性及提高利用該方法解決實際工程問題的能力。
4.新發展起來的能量系統分析與優化方法
介紹能級分析法、經濟學、夾點技術、全生命周期分析法、能值理論等新發展起來的能量系統分析與優化方法的基本理論及應用，鼓勵學生查閱相關文獻獲取更多知識。這部分內容與留給學生的學習報告緊密相關，將在下文介紹。目前還沒有適合于本專業本科教學的系統節能方面的教材，本課程教學內容主要參考自沈維道等主編《工程熱力學》、朱明善等編著《工程熱力學》、傅秦生編著《能量系統的熱力學分析方法》和馮霄編著《化工節能原理與技術》、何雅玲主編《工程熱力學精要分析典型題解》等教材及專著，結合教學團隊多年來收集整理的工程案例編寫成講義供教師及學生使用。
二、教學方式改革
教學中的主體是學生，調動學生學習主動性，提高其學習興趣和學習效果是教學方式改革的目的。學生們對于國際上最新的、與未來工作緊密相關及實用性強的知識以及確實能提高自身素質與能力的教學環節更感興趣。
1.采用多媒體與板書有機結合的教學模式
充分利用多媒體教學信息量大，圖像、視頻生動形象的特點，同時結合傳統板書講解復雜推導更容易被學生掌握的優點以提升教學效果。這種授課方式既可以增大授課信息量、有效吸引學生注意力，同時又能使學生通過與老師一起板書推導對所學重點、難點有更為深刻的認知。
2.提高課堂教學吸引力
通過針對每一個重要概念及知識點設計的系列典型例題、思考題吸引學生注意力，激發學生學習興趣，引導其積極參與到教學中來。而且教學團隊經過多年的教學和科研積累，收集并提煉出與石化工程緊密關聯的工程案例，通過案例的討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課堂教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。
3.布置作業形式靈活多樣
對于重要的基本概念，以讀書筆記的作業形式激發學生學習興趣。本課程涉及眾多抽象概念和公式，追溯熱量、溫度、熵、熱力學第二定律、等重要基本概念的由來、發展歷程，可使學生在搜集資料的過程中對這些概念有一個直接的感性認知，同時也有助于學生認識到這些知識在本學科發展中的重要作用。要求學生組成2~3人的學習小組，除常規課下作業外，課上作業以小組為單位完成。課上作業為教師針對每次課的重點和難點內容設計的多為填空、選擇和問答形式的練習題，課前打印好分發給每個學習小組。在講課過程中，留出適合時間讓學生及時完成。教學實踐表明課上作業非常利于學生把握住和消化吸收重難點知識，且能提高學生學習的注意力，達到良好的教學效果。
三、課程考核方式的教學改革
第4篇：工程熱力學原理范文
關鍵詞：工程熱力學;教學質量;教學方法
工程熱力學是研究熱能與機械能相互轉換的一門課程，它是以熱能利用為背景而發展起來的一門學科，隨著科學技術的不斷進步已經深入到冶金、環境、機械、交通運輸、航空航天、電子信息、化學工程等領域。因此，學習能量在熱力設備中的轉換規律，對經濟可持續發展和環境保護有重要意義。然而，由于本身的特點，工程熱力學這門課程存在教師難教、學生難學的問題，如何提高工程熱力學的教學質量，教師需要進行深入的思考。本文從工程熱力學課程教學現狀出發，探討提高工程熱力學教學質量的方法。
一、工程熱力學的課程特點
在工程熱力學的基本定律和定義中出現了很多概念，而且這些概念學生容易混淆。如熱容的概念，有體積熱容、質量熱容、摩爾熱容、比定壓熱容、比定容熱容等。系統的分類有閉口系統、開口系統、穩定流動系統、簡單可壓縮系統等。壓力有絕對壓力、表壓力、當地大氣壓等，這些概念之間既有聯系又有區別，對概念的準確把握是繼續學習的基礎。
本課程公式多，每一個公式都是為了解決某一具體問題而推導出來的，所以有很大的針對性。換句話說，公式都有相應的使用條件，如果公式和使用條件不匹配，就會得到錯誤的結果。因此要求學生不僅要記公式，還要記相應的使用條件，這就增加了學習難度。即使是同一個公式，在不同情況下，也有著不同的表達形式。比如熱力學第二定律，既克勞修斯積分不等式，又有熵方程，還有熵增原理。
二、工程熱力學的教學現狀
由于目前我們處于一個知識快速更新的時代，大學的教學計劃和人才培養方案也隨之不斷變化，越來越多的新課程加入到教學內容當中，這就使得每門課程的學時不斷減少，就以我校的過程控制與裝備專業為例，工程熱力學只有34學時，學時少與教學內容多且難產生了巨大的矛盾，這對教師和學生都是不小的挑戰。
工程熱力學是一門理論性很強的學科，需要運用物理和數學的知識解決工程上的問題，所以學好這門課需要較好的數學和物理基礎。而目前由于高校擴招，二本院校的學生都是經一本院校篩選后的生源，學生基礎較差，物理和數學的基本功都不扎實，學生學起來很吃力，很容易導致學生產生厭學情緒，這給課程教學帶來一定困難。
工程熱力學不僅理論性強，而且和實踐聯系緊密，課程內容本身就是從實踐中總結出來并去指導實踐的，但是由于目前學時限制和學校條件限制，學校并沒有開設工程實踐課，理論與實際脫節，不利于學生對知識的理解與消化，難以與實際相結合。
三、教學方法的改進
1.多媒體與板書相結合，提高教學效果。多媒體教學和傳統的板書教學各有利弊，在教學中不能完全采用某一種教學方式，而應該將兩者有機結合起來。多媒體教學的優點是可以展示工程上常用的一些設備及其內部構造以及工作過程，可以適當彌補實踐環節的缺陷。學生不僅可以看到這些設備的外觀，還可以看到設備的內部構造，以動畫的方式演示設備的工作過程。這些內容用傳統的板書是無法進行說明的，只能用多媒體的方式進行教學。因此，必須采用多媒體與板書相結合的教學方式，將重要的公式推導和概念以及每節課的重點難點，在黑板上表達清楚。
2.注重理論聯系實際，激發學生學習興趣。興趣是最好的老師。要想讓學生學好一門課程，首先要激發學生的學習興趣。而工程熱力學比較抽象，如果只講理論而不聯系實際，很容易讓學生失去學習興趣。如果在課堂上多舉生產及生活中的實例，讓學生能夠用所學的知識解決實際問題，則會激發學生興趣，吸引學生去探索未知的知識領域。工程熱力學是一門從實踐中總結出來的學科，和實踐聯系非常緊密。比如熱力學第一、第二定律，就是人們長期實踐的總結;講述熱能與機械能的相互轉換時，可以舉內燃機、汽輪機、火力發電、燃氣輪機的例子，這些是與生產和生活密切相關的實例，很容易引起學生的好奇心，從而提高教學效果。
3.用圖解決一些問題，使問題化繁為簡。工程熱力學經常用圖的方式解決問題。工程熱力學基本的圖有兩個，分別是p-v圖和T-s圖，p-v圖為示功圖，T-s圖為示熱圖。在分析熱力過程和熱力循環時，圖是很有力工具。如在分析熱力過程時，將不同的熱力基本過程畫在圖上，很直觀地就可以分析出各個過程功與熱之間的大小關系;在分析熱力循環和制冷循環時，如果用公式分析影響循環效率的因素有哪些，以及提高循環效率的途徑是什么，將進行大量的計算，而如果用圖進行分析，就很直觀，省略了大量的計算，所以在教學時要灌輸給學生用圖解決問題的思想。
針對工程熱力學特點，需要我們及時調整工程熱力學的教學內容，改善教學方法，提高教學質量，使學生能夠通過學習真正掌握工程熱力學的精髓，為專業課的學習打下良好的基礎，并且在學習知識的同時，各方面的能力也得到相應的培養和提升。
第5篇：工程熱力學原理范文
【關鍵詞】問題鏈；教學模式；工程熱力學；教學功能
工程熱力學是研究熱能和機械能相互轉換規律的一門學科，課程設計的內容面廣、概念抽象、晦澀難懂，相對一部分學生學習起來有一定困難[1]。工程熱力學課堂教學中，大部分教師采用的是“教師講，學生聽”的教學模式，這種傳統的教學模式在高校是普遍存在的。這種教學方法忽略了學生的“問”，從而導致學生缺失應有的存疑、批判、想象和創造的學習過程。長此以往，就存在教師“灌”，學生“收”的單一被動接受的弊端，這樣就是容易造成學生創新能力和解決實際問題的能力不足等問題，這往往與工程熱力學的課堂教學效果背道而馳。英國哲學家波普爾說：“科學知識的增長永遠始于問題，終于問題”[2]。那么，對于要講授的課堂教學內容，如何重新設計，形成若干個未知的教學問題，以問題為中心展開教學，讓問題貫通整個教學過程呢？筆者采用了問題鏈教學模式進行工程熱力學教學研究與實踐，并對各種不同的問題鏈加以運用。
1 問題鏈的教學模式
1.1 問題鏈教學模式的定義[3-4]
何謂問題？問題是一個障礙、一個有待完成的目標，即“問題=障礙+目標”。所謂“問題鏈”是教師根據課程教學目標，通過將教學內容進行提煉，并設計成一連串的問題，引導學生對課程知識點進行對比、分析、綜合和概括，問題鏈就是這些像鎖鏈一樣的問題集合，問題鏈就是圍繞某一個教學目標，開發出來的一連串層層深入的問題集合體。因此，開發出來的問題應該環環相扣、由淺入深，而且應該具有多元性、多角度，分層次等特點，問題的編制應宜粗不宜細，問題要少而精。問題鏈要能達到引導學生對舊知識點的回憶和重構，并對新知識點的探索和思考的目的，起到開發學生創造性思維的作用。
1.2 問題鏈的設計要求
問題鏈的設計不是隨機的，任意的，必須具有一定的邏輯順序，設計的問題鏈能方便教師引導學生。問題鏈的設計要求如下：
1）問題鏈應明確教學目標，突出本節課的重點、難點；
2）設計的問題鏈必須對學生有驅動性和啟發性；
3）問題鏈的設計需要具有層次性、遞變性、情境性、可行性；
4）問題鏈應具有趣味性、新穎性，能集中學生的注意力、激發學生的求知欲。
2 問題鏈教學模式的應用
“問題鏈”在功能和形式上多N多樣，其設計也因“問”而異。工程熱力學課程內容比較多、概念活，研究對象為氣體，根據工程熱力學教學環節，基于教學立意，圍繞教學中心，從而設計不同的問題鏈類型[5]。根據教學環節和教學立意設計，筆者在工程熱力學這門課設計的問題鏈主要有：引入性問題鏈、探索性問題鏈、情境性問題鏈、類推性問題鏈、總結性問題鏈等。
2.1 引入性問題鏈
傳統的引入性方法是直接從前一節內容開門見山引入本節教學內容，方法往往枯燥乏味。引入性問題鏈就是教師將舊知識點直接平滑連接到后續的知識點上，引導學生的注意力，喚醒學生找出問題答案的求知欲而設計的問題鏈。
講授水蒸氣的熱力性質時，教師可以以某一發電廠為出發點，引入教學內容，采用該教學模式實施課堂教學，具體教學設計如下：
問題1：同學們每天都用電，很多電都是由熱能轉變而來，那么你們知道熱能是如何轉變為電的嗎？
問題2：發電廠有哪些主要的熱力設備，各設備功能是什么樣的？這些熱力設備中的循環工作的工質是什么？這些工質是如何把熱能轉換成機械能發電的？
問題3：工質的熱力狀態發生了哪些變化，其變化過程中，工質發生了哪些基本的熱力過程？
在教學中，教師先拿出一個大家都熟悉的發電廠發電的話題，讓學生在開放的氛圍中展開思考；接著通過展示熱力發電廠的相關圖片或播放錄像，邊看邊向學生解釋燃煤發電廠工作過程；然后通過PPT向學生展示蒸汽動力裝置示意圖，如圖1所示。根據蒸汽動力裝置流程簡圖向學生介紹水蒸氣動力循環的系統組成、工作原理及循環在T-s圖和p-v圖上的表示方法。
2.2 探索性問題鏈
探索性問題鏈是設計一些具有探索性和趣味性的知識問題。這種教學方法能引導學生進行探索學習，同時能培養學生的創新能力和探索精神，探索性問題鏈能使學生從現象探索事物的本質。
在講授“濕空氣”時，教師先讓學生思考簡單的生活問題，由此提出探索性問題讓學生展開討論，通過教師對實例啟發性的分析，把枯燥的理論變成具體的實際問題。由此，教師設計如下問題鏈：
問題1：為什么陰雨天曬衣服不容易干，而晴天則容易干呢？
問題2：什么是濕空氣？什么是干空氣？如何理解水蒸氣的含量是變量這一問題？
問題3：未飽和濕空氣和飽和濕空氣有什么區別？水蒸氣的分壓力和溫度有何關系？由此得出什么結論？
教師通過生活實例，向學生解釋：“陰雨天環境空氣濕度大，空氣吸取水蒸氣的能力差，所以陰雨天曬的衣服不容易干。晴天則恰恰相反，所以容易干”。教師讓學生對濕空氣相關概念進行理解、探究，引導學生去分析。留有足夠時間和空間讓學生去思考分析，爭論探討，提煉拓寬，訓練學生思維的深刻性。
2.3 情境性問題鏈
情境性問題鏈就是教師設計或引入特定的生活情境，使學生產生一定的求知欲。精心設計的情境可以使學生從情境中挖掘出新知識點，從而幫助學生更好進入新知識點的學習。
為了讓學生掌握壓縮制冷循環這一知識點時，首先展示一幅錯誤安裝空調室內機和室外機的的圖片，如圖2所示。針對這一生活情境，設計如下問題鏈：
問題1：同學們來看一下這幅圖，圖中，室內機和室外機的安裝是否正確，為什么？那么這樣安裝會產生什么效果，為什么？
問題2，：壓縮機制冷循環的是如何實現房間制冷的？壓縮制冷循環的工作原理？各經歷了哪些循環過程？
問題3：如何利用P-V圖和T-s圖來表示壓縮機制冷循環過程？制冷系數如何確定？
教師利用這種貼近生活、富有吸引力的情境圖片，讓學生思考空調機安裝存在的問題；接著向學生解釋為什么該安裝方式不正確。根據制冷循環的原理，空調內機吸熱，外機放熱，二者理想是相等的，實際算上管線電路損耗什么的是放熱大于吸熱的，因此安裝該空調后產生的效果是房間只會越來越熱；然后通過圖3向學生解釋壓縮機制冷循環是如何實現房間制冷，其工作原理，具體的循環過程及壓縮機制冷循環的P-V圖和T-s圖，制冷系數的計算。教學方法是通過情景圖片演示、問題分析、問題探討，引導學生追蹤過程、發現規律、得出結論；從而到達使學生完全掌握這一知識點的目的。
2.4 類推性問題鏈
類推性問題鏈是指通過一類事物所具有的某種屬性推測出與其類似的事物屬性，由此所產生的一序列問題，此類問題鏈需要滿足條件是兩個問題或者現象具有一定的相似性。
在講述工程熱力學的熵增原理時，為了讓學生掌握熵增原理的概念，列舉了教材上一個實例，如圖4所示，由此設計了如下問題鏈：
問題1：將隔板抽去后，氣體將如何變化？若將A容器里面裝滿跳蚤，同樣將隔板抽去后，跳蚤將如何變化？
問題2：對于問題1和問題2，若達到平衡后，能否自動恢復以前狀態？這種現象說明什么問題？
問題3：熵增原理是什么？
為了讓學生掌握熱力學第二定律的熵增原理的方向性，教師引入貼近生活的跳蚤現象，利用熵增原理和跳蚤現象的類比，從而達到解釋自然過程的方向性，即一切過程的發生都是沿著熵增加的方向進行，自然的過程是不可逆的。上述問題鏈是通過類推等方法使學生掌握課堂知識，從而達到理解科學知識的作用。
2.5 結性問題鏈
總結性問題鏈是教師在課堂快要結束時，采用邏輯方法把知識點串聯起來從而形成知識系統的問題鏈。其目的是幫助學生總結知識和達到鞏固知識的目的。通過問題鏈的設計，能夠系統性歸納、總結那些分散和孤立的知識點，并對學生分散的知識進行了梳理，從而形成相互聯系的整體。
在復習理想氣體的熱力過程時，有的教師會按照教材的順序來復習概念、影響因素及其原因分析。而有經驗教師會通過總結性的問題鏈展現出來。
問題1：工程中存在哪些主要的熱力過程？
問題2：這幾個熱力過程各自有什么樣的特點，過程方程形式是什么？
問題3：熱力過程中的狀態參數p、v、T、？駐u、？駐h、？駐s和過程量Q、W分別是如何計算的，上述過程如何用p-v 、T-s圖表示？試著總結出多變過程原理。
上述的問題是依據總分總的形式策略歸納出理想氣體的熱力過程的內容的。這種問題鏈能激發學生歸納總結知識及發散學生的思維，教師經常設計總結性問題鏈能培養學生梳理知識、理解知識、歸納知識的學習習慣。
3 問題鏈教學模式的實施效果
問題鏈教學模式遵循“產生問題分析提出問題引申擴展提出新的問題分析解決問題”循環規律，以問題為中心，通過問題的層層遞進，將知識變為教學問題。問題鏈教學模式的核心是激發學生思維活動，教師如何設計問題鏈，直接影響到模式的教學的效率和質量。筆者改傳統的教學模式為問題鏈教學模式后，學生學習工程熱力學的主動性和積極性都有所加強，主動參與學習的人數也明顯增加。教學實踐證明，問題鏈教學模式值得在工科院校中應用和推廣。
【參考文獻】
[1]耿凡，王迎超.“工程熱力學”課程的研討式教學改革[J].中國電力教育，2013（5）：76-77.
[2]袁振國.教育新理念[M].北京：教育科學出版社，2002（7）.
[3]鄢紅春，李定國.問題鏈教學模式及其在物理教學中的應用[J].物理與工程， 2011（2）：54-56
第6篇：工程熱力學原理范文
關鍵詞：實驗教學；工程熱力學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0263-02
實驗教學是高等學校實踐教學環節的基本內容，是培養基礎實、知識寬、能力強、素質高的創新型人才的主陣地，實驗教學對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有重要的作用。通過實驗，增強學生的感性認識，使學生獲得一定的綜合分析能力，培養學生分析問題解決問題的能力。工程熱力學是研究熱能有效利用以及熱能和機械能等其他能量轉換規律及其應用的工程技術學科。工程熱力學概念多、內容抽象難懂、系統性和工程性強等特點，學生普遍學習感覺較難。為了促進學生的學習興趣和提高課堂教學質量，需要重視工程熱力學實驗教學在工程熱力學教學中過程中的重要性。筆者以工程熱力學實驗教學中的制冷循環為例，探討了實驗教學對工程熱力學的脾補助益。
一、制冷循環實驗
1.基本熱力過程。在工程熱力學實驗教學中，通常開展蒸汽壓縮制冷循環實驗。這個實驗的主要目的為：掌握蒸汽壓縮制冷循環系統的工作過程及原理；了解制冷壓縮機、節流膨脹裝置、蒸發器和冷凝器的結構和組成；掌握蒸汽壓縮制冷循環制冷系數的計算方法及提高制冷系數可采用的方法。該制冷循環中采用F12制冷劑，以毛細管為節流膨脹b置，冷凝器為自然對流式，蒸發器亦為自然對流式。在制冷系統中，蒸發器、冷凝器、壓縮機和節流膨脹裝置是制冷系統必不可少的四大件，其中蒸發器是輸送冷量的設備，制冷劑在其中吸收被冷卻的熱量實現制冷。壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放熱設備，節流閥對制冷劑起節流降壓作用。
其工作過程為：首先制冷工質經過壓縮機壓縮至高溫高壓狀態，即1―2；高溫高壓的工質在冷凝器中將熱量釋放出去，即2―4；制冷工質經毛細管膨脹，壓力溫度降低，即4―5；低溫低壓的工質在蒸發器中吸收熱量，即5―1。由此完成一個完整的制冷循環，見圖1。對應于熱力學壓焓圖見圖2，1―2在壓縮機中的壓縮過程，為等熵壓縮；2―4在冷凝器中的放熱過程，為定壓放熱；4―5在毛細管中的膨脹過程，為節流過程（節流前后焓相等）；5―1在蒸發器中的吸熱過程，為定壓吸熱。
2.實驗中的參數測定。主要完成制冷系數和制冷量的計算。
二、實驗環節與課堂教學的統一
通過實驗環節，學生認識了制冷系統的基本組成和運行過程，了解了制冷系統部件在工作過程中的基本特點，能夠領會教師在課堂教學中對制冷系統的敘述和描繪。同時，經過實驗教學，學生能夠主動對制冷循環的工作過程提出自己的看法，尋找提高系統制冷效果的途徑。例如：教師以前在課堂上介紹完制冷循環后，提到如何改進或提高系統制冷量，夏天在高溫時，不要將室內空調溫度設定過低。學生在理解時，總是先去回想制冷系數的計算公式，然后才去認可，經過實驗教學后，學生能夠較好地理解這一原因。同時對制冷循環熱力過程圖中的定熵壓縮、定壓吸放熱以及節流過程有了更好的理解和體會。在此基礎上，教師將前面可逆過程、平衡態以及理想過程回串，學生將會對熱力學中的相關概念有著更深入的認識，提高了教學質量和教學效果。
通過對實驗內容及方式進行合理組織，鼓勵學生自己動手進行實驗組裝、調試試驗臺，在實驗過程中，與學生討論確定實驗方案、實驗測定參數以及實驗后的自我評議，進一步激發學生的學習興趣和創造力，提升學生分析問題、解決問題的能力。同時在課堂教學中注意與實驗教學中的統一、銜接，加深學生對所學知識的理解和掌握。
三、改進實驗教學方法和體系
工程熱力學作為一門專業基礎課，與工程實際密切相關。在教學過程中，需要有很多的工程問題作為背景。以教科書為單一內容的PPT演示，并不能滿足課堂學生學習的需要。筆者根據多年的教學心得，主要建議如下：（1）根據專業培養的需要，制定一些具有典型性的熱力學實驗，如制冷循環實驗、工質熱物性測定、絕熱節流效應測定等。（2）改進實驗組織模式。鼓勵學生自己動手開展目標性實驗，并進行實驗自我評議，發揮學生的主觀能動性，激發學生的學習興趣。（3）更新教學實驗設備，增添新的測試儀器和設備，不斷滿足學生對熱力學學習的要求。（4）構建虛擬實驗中心，隨著計算機及互聯網技術的不斷發展，同時為了解決實驗設備少，實驗時間受限的問題，建立遠程與虛擬實驗中心，可以滿足學生課后隨時學習、探索的需要。
參考文獻：
第7篇：工程熱力學原理范文
關鍵詞： 化工計算 VisualBasic 軟件開發
化工計算通常是很復雜的，化工專業的多門課程，如化工熱力學、分離工程、化工原理實驗等，都牽涉到大量的化工計算。這些課程是學生在學習過程中非常畏懼的，同時，復雜的計算是老師在講授過程中的一大難題。復雜的化工計算過程，通常都是通過計算機程序實現的，在這方面，還沒有一個能夠很好地滿足廣大師生教學需要的軟件，這就給教學帶來比較大的困難。
對于高校教學來說，需要程序實現兩個功能：一是計算功能，二是教學功能，即學生在使用軟件的計算過程中，軟件可以提供適當的提示、注釋、指導，達到計算和教學的雙重目的。目前，針對化工計算的成熟軟件，如Aspen Plus等，主要針對的是化工行業的工作者和有一定基礎的研究人員，其功能以計算為主，使用者并不能通過軟件了解各類計算的詳細原理和方法，不能對化工專業的學生或是初學者起到作用。而且，此類軟件使用費非常昂貴，一年的使用費就需上萬元，超出很多高校、科研機構的承受范圍。因此，自主開發一套簡單實用、適合于本科教學的化工計算軟件具有非常重要的意義。一旦軟件開發成功，則既能強化教學效果，又能節省資金。
筆者自主開發了一套適用于化工熱力學和化工原理實驗本科教學的化工計算軟件，基本完成了該學科本科階段中的各類復雜計算，同時，用程序處理化工計算過程，可以讓學生的精力從繁復的計算過程中解放，更多地關注計算原理和實驗內容本身，從而對教學起到積極的輔助作用，達到良好的教學效果。
1.軟件的主要內容
本程序以Visual Basic為工具開發的具有可視化界面的化工計算程序。該程序可直接在windows操作平臺使用，界面友好，操作簡單，運行可靠穩定。內容包括《化工熱力學》課程中大部分較為復雜的計算程序，以及一些重要的化工原理實驗的數據處理程序。此外，本程序的幫助部分還提供了軟件使用的視頻說明，可解答學生在使用中的問題，幫助學生更深刻地理解課程內容。
2.程序的結構及主要功能
本程序用VB語言編寫，運行操作系統環境是windowsXP/windows7/windows8操作系統。通過主界面進入科目選擇（化工熱力學或化工原理實驗），并選擇要計算的內容，輸入相應數據或參數，即可獲得計算結果，并根據用戶需要，提供計算的流程圖、詳細步驟和原理提示性文字等，達到人機互動的效果。程序結構如圖1所示：
圖1 軟件流程圖
程序的主界面分為標題欄、菜單欄、工具欄、工作區和狀態欄。其中，菜單欄里的各項的內容包括：系統、科目選擇、設置字體、顯示、工具、幫助等選項，具體功能如下：
2.1化工熱力學計算模塊
化工熱力學計算模塊主要包括：真實氣體及混合物狀態方程（EOS）的計算、真實氣體逸度及逸度系數的計算、真實液體混合物活度系數的計算和氣液平衡體系泡露點的計算四個部分，每部分有幾個不同的分支，在科目選擇界面選擇相應選項進入計算界面。
考慮到化工熱力學所涉及的計算問題較復雜，計算工作量大，且待解變量之間的關系往往不能用顯函數形式表達，需要用迭代計算，因此學生在實際學習過程中往往會迷失在局部的計算中，難以把握整個計算的流程。作為一款教學軟件，本軟件在設計時有以下特色。
2.1.1加入了“查看流程圖”的按鈕。此按鈕的目的是讓使用者（學生）在計算過程中隨時查看整個計算的思路，了解計算過程中每個參數的意義。
2.1.2可供選擇的計算模式。對于部分需要迭代運算的過程，程序提供了“自動迭代”和“手動迭代”兩種模式。對于化工專業的從業人員、老師和對原理比較熟悉的學生，可以選擇“自動迭代”，程序會盡可能地減少中間的停頓次數（需要進一步輸入參數除外），直接給出最后的計算結果，這種模式適合以應用、研究為目的的計算。如果是初學者，如剛接觸化工熱力學課程的化工專業學生，則可以選擇“手動迭代”。此時程序會在必要時暫停并彈窗，對已完成的計算進行簡單的解釋，并對下一步的計算給出必要的提示，讓使用者參與到計算的步驟中，加深對相關知識點的理解。
2.1.3具體計算步驟的顯示。程序中大多數的復雜計算都是在后成的，最后呈現在使用者面前的僅僅是一個最后結果。程序在計算結束后提供了“是否查看計算（迭代）過程”的選項，點擊“是”后可以查看具體的數據處理過程，如迭代次數和每一步迭代的結果等。
以本模塊下的“RK方程”計算程序為例：
進入此界面時，用戶可選擇迭代方式，并在對應的文本框里輸入方程的參數，點擊“計算”按鈕。如果選擇的是“自動迭代”，則程序將自動進行迭代計算，并在計算結束后彈窗詢問是否查看迭代過程，用戶可根據自身需要選擇是否查看。自動迭代的數據可以保存至txt文本，方便用戶查看。
若選擇手動迭代，點擊“計算”按鈕后，會彈出提示窗口，用戶按照提示進行下一步操作，每次點擊“計算”按鈕后，都會出現提示窗口，引導使用者逐步完成整個計算過程。用戶熟練使用后，可選擇不再顯示該提示窗口。
此外，在程序運行的任何時候，隨時都可點擊“計算流程圖”，查看計算的基本步驟，方便使用者深入理解方程的原理。
2.2化工原理實驗計算模塊
化工原理計算模塊包括：傳熱實驗、干燥速率曲線測定、恒壓過濾常數測定、離心泵特性曲線測定、流體流動阻力的測定、CO2吸收實驗、轉盤塔萃取實驗等七個實驗。
在化工原理實驗模塊中，主界面為數據輸入、輸出窗口，并附有裝置圖，提供實驗管路模型的直觀展示。使用者點擊上方菜單欄的“設置實驗參數”，或者直接在工具欄點擊“設置”按鈕，設置好實驗參數后，在數據輸入窗口中輸入實驗數據，點擊計算，即可自動輸出實驗結果。化工原理實驗相對而言計算本身并不是很復雜，其更重視的是對實驗原理的理解。因此，本軟件區別于其他數據處理軟件的特色在于計算完成后的“顯示數據處理過程”。以傳熱實驗為例：
在本實驗的處理程序中，可以解決以下問題：
2.2.1計算出冷、熱流體在相應溫度下的比熱容。
2.2.2在實驗條件流量下，計算出單位時間冷流體吸收的熱量、熱流體傳遞的熱量。
2.2.3計算出流體的對數平均傳熱動力。
2.2.4計算出傳熱系數K。
2.2.5查看數據處理的詳細步驟。
2.3其他功能
2.3.1字體：主要用于設置化工原理實驗數據處理結果的字體相關屬性，方便查看。
2.3.2顯示原始數據：在顯示實驗數據處理結果（過程）后，顯示原始數據。
2.3.3調用程序：用于化工熱力學方程之間的調用，求出必要的參數。
2.3.4數據處理結果（過程）的保存：將化工熱力學方程參數、計算結果、迭代過程保存于txt文件。
2.3.5操作提示：軟件在必要的地方彈出窗口，提示用戶下一步操作。
2.3.6視頻幫助：在“幫助”菜單選項下，有“視頻演示”功能菜單，供用戶查看相關演示視頻，了解軟件操作。
此外，由于本程序面向的主要用戶是化工熱力學、化工原理的初學者，因此在輸入數據時，由于原理不熟、概念不清而導致的非法輸入有很多。為了保證程序的正常運行，程序會檢查輸入所有數據的有效性，避免程序非正常退出，并適當給出提示，幫助使用者理解計算（實驗）原理。
3.軟件實際使用效果的反饋和展望
本軟件經徐州工程學院化學化工學院2011級化學工程與工藝專業的學生試用，效果良好，學生對化工計算的畏懼之心大減，提高了學習化工專業的興趣。同時，學生在使用過程中也提出了一些建議，其中一部分已經在最新版本的程序中得以落實。
在后續更新中，將增加作圖功能，軟件可自動根據實驗數據處理結果，畫出相應的曲線圖，并實現坐標范圍值的自由選擇和圖形的放大縮小，進一步完善軟件的功能，提高軟件的實用性。
參考文獻：
[1]具有可視化界面的化工計算軟件開發[J].國外建材科技，2004（25）：131-133.
[2]馬沛生，李永紅.化工熱力學（第二版）[M].化工工業出版社，2010.
[3]赫文秀，王亞雄.化工原理實驗[M].化學工業出版社，2010.
[4]石連栓，張濤，李立宗.VB程序設計實訓[M].清華大學出版社，2005.
第8篇：工程熱力學原理范文
關鍵詞：大學教學 熱力學 基本概念 教學方法
熱力學是一門具有專業技術的基礎課程，但是它又包含了專業課程的特色，是進行后期深入研究學習的理論和基礎，它還有很強的技術性和實用性。熱力學相關的熱力技術和節能環保問題日益凸顯，所以需要在教學中深入教學創新，激發學生自主學習的熱情。本文就如何在教學中引導學生掌握課本知識和應用作出了分析。
一、熱力學的含義與其構架
熱力學是研究熱現象中物質系統在平衡時的性質與其建立能量的關系，以及物質狀態發生變化時與外界相互作用（包括能量傳遞和轉換）的一門學科。因為能量轉變的普遍性，所以熱力研究的成果被運用于各個領域之中。
從宏觀角度來看，熱力學在其的發展過程中，針對其內容可以分為兩個不同的結構體系，首先可以從它的基礎理論來進行講學，其次可以結合所學從實際出發進行應用教學；如果從熱力學的教學體系來劃分，卻可以將其教學劃分為三大點，首先是它的概念，然后是它的運動規律，最后是對它的性質和實際操作進行劃分。
在教學中教師要保證學生對其意義有一定的認知，引導學生掌握熱力學的基本概念，幫助他們重建熱力學的知識構架，要做到這一點就必須要從以下幾個方面入手，進行知識的梳理。
（一）對熱力學的概念進行分析，包括它的公式和運動規律（熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學第三定律等）
（二）對熱力學的中的基本熱力（包括理想氣體；實際氣體；水蒸氣；濕空氣；制冷工質）性質進行研究分析。
（三）從熱力學研究的實際操作過程中分析計算工質在設備中的數據變化，分析影響能量轉換效率的因素，尋求轉換效果更高的有效途徑。
二、熱力學教學方法
（一）結合實際教學
在教學中對日常生活中的一些熱力學現象，用專業化的熱力學知識進行分析，對其作出科學合理的解釋。通過這樣的教學讓學生充分體會到課堂知識與平常的生活息息相關，促使他們對老師的教學產生濃厚的興趣和學習熱情，以此來達到提高教學效率的目的。如在教學中向學生提出與生活相關的問題：空調與冰箱的工作原理是否相同？等，在課堂上應該做到適時的穿插一些與生活有關的問題，培養學生自主思考的能力。還能在教學中介紹一些熱力學在生活中應用的著名例子，如低溫實驗室的創始人卡末林?昂內斯利用范德華方程式創造出了液態氣體，對人類科學的進步作出了巨大的推動，讓學生在切身體會中感受化工熱力學對實際生活中的指導作用。
（二）加強對基礎理論的教學
熱力學是一門非常嚴謹的課程，又可以說它是完美的學科，因為其理論和公式都是經過認真演算的，因此在教學中要著重對公式和理論進行論述，幫助學生掌握和理解熱力學。
教師上課過程中對基本的概念、含義、公式中的相關數據要做出一定的分析和解釋，讓學生從根本上明白公式所要表達的意義，同時在引用理論和實際例子時，保證它的準確性和代表性，讓學生對熱力學的概念有一個清楚的認識。
公式的演算和推導也不需要將所有的數據都拿出來分析講解，為了減少推導量，只需對影響推導結果的關鍵部分著重講解就行，其他的推導過程可以簡單略過，這樣既保證了課堂進度還提高了課堂教學的效率。
學生必須具備合理運用熱力學公式的能力，由上文可以看出，公式的運用對熱力學的理解是密切聯系的，因此教師在教學過程中一定要幫助學生深入理解公式內涵，引導他們在實踐中應用。
（三）多樣化教學
在教育中教師不僅僅是需要傳授知識還需要引導他們自主去學習，“授人以魚，不如授人以漁”就說明了這個道理，傳統的教學多以“填鴨式”教育進行，僅僅依靠老師通過課本單方面的講學已經無法滿足現代教育的需求，學生在學習過程中需要有熱情才有不斷學習的內驅力，所以在教學中我們要充分的利用多媒體信息技術，做到在課堂外沒有老師進行指導的情況下也能進行自主學習，根據自身的接受度選擇熱力學相關的資料進行學習，對課堂上老師講授的知識進行一個擴充和完善，教師也能通過網絡在線解答學生的問題，拉近師生之間的距離，在不是不覺中營造出了一種良好的教學氛圍。
（四）結合實際教學
熱力學雖然是一門具有很強理論性的專業性學科，但是在生活中，熱力學其實離我們很近，因此教師在教授一些基本概念的時候，可以思考一下是否能舉出與生活相結合的例子以此來幫助學生更好更快的理解和記憶，可以在介紹熱力第二定律的時候，為了讓學生明白熱力傳導的過程，舉出生活中常見的例子，如高壓鍋，煮各種難以煮熟的食物的時候，通過加壓的方法，讓鍋內溫度超過100℃，加速高壓鍋的工作效率，還有熱力過程具有方向性這一特點也能舉出相關例子，如啟動的汽車在沒有外力的作用下，能將車胎轉動的動能轉換成熱能停止下來，但反過來，汽車車輪不可能吸收空氣中的熱能將其轉換成動能再旋轉起來，通過這樣的教學方式，在教授基本理論知識的同時又激發了學生的學習熱情，促進學生的學習，通過實例幫助學生加深對熱力學基本概念的掌握和應用。
（五）研討式教學
確立學生為主體原則進行教學，充分了解學生原有的熱力學知識基礎水平，貼近生活的教學，在進行基本概念的講說時，遵循由易到難、由簡到繁的教學順序，能夠讓學生更好的進入學習狀態，充分調動他們的積極性，提高他們的學習興趣，針對學生個體的差異，進行不同層次的教學。
熱力學具有抽象性的特點，導致學生對其主要問題認識不夠深刻，對它失去了學習的興趣。
三、創新教學的具體內容
1、結合熱點問題
在教學中教師應該結合當前熱工領域的一些備受矚目的問題進行講學，如當前的熱點，環境資源問題、降低能源消耗和日本核電站事故等問題，就此問題在課堂上開展討論，充分調動學生的積極性。同時還能在課上給學生實驗的機會，通過動手實驗更深入的理解問題，分析問題，激勵學生進行自我總結。
2、課堂活動與常規教學相結合
信息技術的飛速發展，教師也應該在現有知識的基礎上不斷完善自我，主動吸收新知識，上網搜集相關信息，在課堂上對書本上的知識進行擴充，對課本材料進行詳細的閱讀，對其內容進行合理科學的規劃，根據最近信息整合調整，將老舊之后的成本知識優化，通過多媒體教學課件為學生提供一個多樣化、多視角的教學信息。
同時對課本中的重點難點要構建相應的練習題型，讓學生在寫作業的時候自主回顧重難點，多布置一些與和生活有關的問題，引導學生自主學習，上課前通過課前提問對舊的知識進行回顧，再導入相關新知識。
3、培養學生解決問題的能力
當代教育要求學生不光要學會學習還要有自主分析、解決、總結問題，在教導熱力學課程的時候，讓學生把這門課程當成需要解決的問題去對待，形成良好的學習習慣。
四、結束語
綜上所述，熱力學在教學中作為一個理論性較強的科目，但是由于它又與實際緊密結合，所以老師在講授知識的時候可以舉出實例，讓學生更為直觀的理解教師所講授的知識，這就要求教師在教學中不斷改進教學方法，培養學生的學習興趣，運用創新的教學方法，不僅有利于學生形成自主行動、思考、分析問題的能力，還有利于在教學中培養學生的認知能力，所以要在課堂教學中將基礎理論結合實際進行教學，讓熱力學的教學變得更為輕松有效，這樣的教學方法不僅僅對熱力學教學具有重大的意義，還能幫助學生學習其他課程。
參考文獻：
[1]馮國增，聶宇宏，夏莉等.“工程熱力學”教學過程中大學生綜合素質培養的研究和實踐[J].制冷與空調（四川），2012（01）
[2]彭陽峰，施云海.淺談化工熱力學課程中“合理用能”章節的教學體會――以化工單元過程為教學案例的能量分析[J].化工高等教育，2012（06）
[3]尹海英，鄧建梅，舒明勇.熱力學第一定律在化工熱力學教學中的應用[J].中國化工貿易，2012（04）
[4]馮新，陸小華，吉遠輝等.化工熱力學中從生活中來到生產中去的實例[J].化工高等教育，2009（01）.
[5]羅嵐，雷水金，魏秀琴.《材料熱力學》雙語教學課程中教學制度和教學習俗改進[J].廣州化工，2012（24）
第9篇：工程熱力學原理范文
關鍵詞：CDIO；工程熱力學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）12-0108-02
CDIO教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果，該理論將構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate）相結合，注重學生工程基礎知識的掌握，以及個人能力、團隊協作能力和工程系統能力的培養。它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，注重啟發式學習，重點放在“做中學”，是目前被廣泛應用的一種教育模式。工程熱力學研究熱能與其他形式能量相互轉化，是能源與動力工程專業（以下簡稱“能動專業”）必修的專業基礎課程之一。在長期的教學過程中，師生大都有“難教難學”的感受，本文總結了在CDIO工程教育模式下開展工程熱力學教學的實施方案。
一、工程熱力學的課程特點及教學現狀
1.課程內容抽象、難理解。工程熱力學理論性與應用性并重，其基本理論是從工程實際出發，經過抽象、概括和簡化的方法得出的，并用于指導解決工程實際問題。該課程概念多，且具有抽象性、多義性、模糊性。有些概念比較抽象，如焓與熵的意義，孤立系統熵增原理等，不易理解。
2.授課形式單一、缺乏互動環節。在授課形式上，大部分教師仍采用填鴨式教學法，學生在學習過程中處于被動地位。教師多根據自身對課程的理解及以往的教學經驗設計安排整個教學過程，學生在學習中，缺乏提出意見和建議的機會和主動學習探討的興趣。
3.課程安排密集、任務重。在教學計劃安排上，我校能動專業第1―4學期開設通識教育課程，第5學期開始，開設專業基礎課程。工程熱力學、流體力學和傳熱學三門專業基礎課同時開設在第5學期，而學生剛由通識教育轉為專業學習，在學習方式、思維模式的轉換上還未成熟，如此繁重的學習任務勢必將影響學習效果。
4.考核形式單一、局限性大。在考核方式上，目前采取平時成績與考試成績相結合的成績評定模式，平時成績與期末成績的分值比例是3∶7。平時成績主要包括學生的出勤、作I完成情況及學生的實驗成績，各占總評成績的10%。在這種考核方式下，學生往往將學習精力集中于應對期末考試，對課程內容不求甚解，對于分值較小的實踐操作不加重視，不益于學生綜合能力培養。
二、CDIO教育模式下的工程熱力學教學實施方案
我校依托航空航天領域，致力于建設機械類、能源類、電子信息類以及航空旅游類等專業為一體的綜合性應用型本科院校，將培養應用型人才作為育人目標并貫徹始終，此培養理念與CDIO模式不謀而合。自2014年起，能動專業教學團隊在2014、2015級課程教學中引入CDIO教育模式，實踐證明這種以工程應用與能力培養為核心，以工程項目全周期為主線的教育思想適應應用型本科教育需求。
1.基于構思（Conceive）理念的啟發式、散點式教學方式。CDIO模式的專業目標是把產品、過程或系統的構思、設計、實施和運行作為工程教育的環境。基于此理念，教師在課程編排構思上，應根據課程的特點，盡量地將理論系統化、實際化，將理論知識與實際相結合，列舉工程實例以幫助學生理解。將知識化整為零，分解細化，突出重點，讓專業基礎課為專業服務，同時也能適當減輕學生的課業壓力。在教學過程中，多采用提問式和啟發式教學，鼓勵學生自主學習，力求做到課程設計構思皆以學生為主體，以此為指導思想安排整個課程教學。
2.基于設計（Design）理念的多元化、階段化的呈現形式。CDIO模式的核心思想是以產品為導向、受眾為主體指導整個生產學習過程。基于此思想，教師在教學設計之初，應結合本校學生的實際情況，預測學生對課程的理解掌握程度，以此為基礎設計教學進度及授課形式。在課程教學過程中，根據學生學習掌握的實際情況調整教學設計，達到最佳教學效果。在課程呈現方式上，工程熱力學涉及大量的數學公式，且公式間聯系緊密，應多采用多媒體與傳統板書相結合進行。在教課課件的制作上，應多結合生產實習成果開發交互性好的多媒體資源，充分發揮多媒體授課的優勢，在多媒體中多使用圖表、插入音頻、視頻材料，直觀展現相關知識點
3.基于實現（Implement）理念的實驗性、任務性課程結構編排。CDIO模式倡導技術知識和能力的教學實踐上以產品、過程或系統的生產周期作為工程教育的框架或環境。具體到本課程，以實驗服務于理論、理論指導實踐的教學思想為指導，將理論知識與實際熱力學過程的有效鏈接。過去工程熱力學的實踐課比重小，且實踐類型單一，不利于學生綜合實踐能力的培養。在新的教學中，增加了部分探索性及半開放性實驗，由學生提出自行提出實驗方案并進行實驗設計，取得了良好的教學效果。
4.基于運作（Operate）理念的全方位、多指標考核模式。傳統的成績評定模式偏重于理論知識的考核而忽略對學生其他方面能力培養的引導，不益于學生綜合能力的培養。CDIO模式要求基本個人能力、人際能力和對產品、過程和系統的構建能力在多大程度上滿足專業目標并能夠經過專業利益相關者的檢驗。對學生的基本個人能力和人際能力、產品、過程和系統構建能力以及學科知識應融入專業考核之中。為此，我們將考核重點轉變為考查學生綜合能力，將CDIO模式的運作理念融入到成績評定中，采用多角度的復合標準，主要考查學生理論知識、實踐能力、課程設計、作業完成、課程總結等方面，按照40%、20%、20%、10%、10%的成績比例給定。
5.以CDIO模式為指導，注重教師自我能力提升。教師是學生學習的引路人，其個人能力、專業素養在很大程度將都將直接影響學生的學習效果。我校目前能動專業教師大都以中青年為主，專業能力、授課經驗都有待提高，CDIO模式對教師基本個人能力和人際能力以及產品、過程和系統構建能力都有較高要求。在完成課業工作的同時，教師還應努力提升在一體化學習經驗、運用主動和經驗學習方法以及學生考核等方面的能力。為此，每年我校針對每個本科專業選送1名骨干教師去德國進修學習先進工程教育理念。為提升教師的工程能力，每年安排1―2名青年教師去企業參與相關的工程項目。
三、結束語
本文總結近年砦倚TCDIO教育模式下開展工程熱力學教學的具體做法。從實際效果看，基于工程教育理念的課程教學成效明顯，可適應于應用型本科人才培養目標需求。然而，在實際推行CDIO工程教學過程中，仍面臨諸多方面的挑戰，如工程教育強調教學過程的互動與協作，這要求實施小班教學，對于每屆招收120人左右的學生規模，相比傳統的大班授課，這無疑增加了教學成本。對于師資隊伍相對薄弱的地方應用型本科院校，新的教學模式導致教師工作負荷顯著增大，如何保證教師的工作熱情和精力也是當前面臨的主要困難。
參考文獻：
[1]劉增輝.CDIO―顛覆性的工科教育模式改革[J].中國遠程教育，2008，（14）：64C67.
[2]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式―基于對CDIO課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28（4）：116C119.
[3]徐新，羅國華，靳海.CDIO理念在化工熱力教學改革中的應用[J].職業教育研究，2012，（6）：159C160.
[4]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO：清華大學創新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，1（1）：11C23.
[5]何宏舟，鄒崢，丁小映.提高“工程熱力學”課程教學質量的方法研究[J].中國電力教育，2002，（4）：65C69.
[6]吳曉燕，楊學賓.“工程熱力學”課程教學改革探[J].電力教學，2011，21（079）：157C164.
