肖佩林

摘 要：“工程熱力學”作為動力工程、機械工程、化學工程、電力工程等領域專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，具有難教難學的特點。對于學生來說，不管是工作還是考研繼續(xù)深造，學好這門課都非常重要。筆者結合執(zhí)教四屆熱能與動力工程專業(yè)學生“工程熱力學”的經歷，闡述提高“工程熱力學”教學質量的幾點體會。

關鍵詞：工程熱力學；熱能與動力工程；教學體會

“工程熱力學”是動力工程、化學工程、機械工程、電力工程等專業(yè)的一門重要的技術基礎課。它不僅為學生以后學習有關專業(yè)課打下了基礎，而且是今后在涉及能源特別是熱能的各領域中深入研究、開發(fā)、創(chuàng)新的基礎?！肮こ虩崃W”本身有很強的應用意義，作為專業(yè)基礎課，它還是熱能與動力工程專業(yè)很多后續(xù)課程如“鍋爐原理”“汽輪機原理”“熱力發(fā)電廠”等專業(yè)課的基礎。很多在電廠工作的學生紛紛反饋“工程熱力學”在實際工作中的重要性。此外，“工程熱力學”還是熱能與動力工程專業(yè)學生考研時的主要考試課程。所以不管本專業(yè)學生以后走上工作崗位還是在校繼續(xù)深造，“工程熱力學”都是很重要的一門基礎課程。筆者執(zhí)教四屆熱能與動力工程專業(yè)學生的“工程熱力學”，學生均反映該課程概念多、公式多、知識點瑣碎，不容易入門。經過對幾年來教學經驗和學生反饋的總結，筆者對“工程熱力學”課程的特點和知識體系及學生學習過程中容易出現(xiàn)的問題有了初步的掌握，現(xiàn)在具體梳理一下，為后面的教學工作打下基礎。

一、講好第一堂課，培養(yǎng)學生學習興趣

緒論是整本教材的一個框架，是學習者的引導，所以說講好緒論對于接下來的課程教學至關重要。教師首先要介紹工程熱力學這門學科的意義，從字面上就把它分為“工程、熱、力”三個詞，即這是一門研究工程上熱能與機械能相互轉換關系的學科，讓學生對“工程熱力學”有個基本的了解。然后利用多媒體技術向學生展示生活中和熱力學相關的應用，如汽車內燃機如何工作，冰箱如何制冷制熱，火電、核電電廠如何發(fā)電，火箭如何上天等來引導學生對“工程熱力學”的認識，激發(fā)學生學習“工程熱力學”的濃厚興趣。事實證明，緒論學好了，接下來的學習就會比較容易，學生就比較得心應手，對學好這門課充滿信心。筆者選擇的教材是沈維道教授主編的《工程熱力學（第四版）》，該教材內容由淺入深，由基礎到應用，非常適合初學者?？偟膩碚f，內容可由一句話來概括：一種工質、兩個定律、三個方程、四個熱力過程、五方面應用，然后進行解釋并與書中章節(jié)相對應起來。一種工質：理想氣體性質及應用（第三章）；兩個定律：熱力學第一、第二定律（第二章和第五章）；三個方程：能量守恒方程、質量守恒方程、熵方程（第二章和第五章）；四個熱力過程：理想氣體定壓、定容、定溫及定熵過程（第四章）；五方面應用：氣體和蒸汽管內流動（第七章）、氣體壓縮（第八章）、氣體及蒸汽動力循環(huán)（第九章和第十章）、制冷循環(huán)（第十一章）、濕空氣和空氣調節(jié)（第十二章）。再強調課程前五章為基礎也是重點，后半部分為應用，著重討論，在于運用前面學習的熱力學定律對具體循環(huán)和裝置分析。這樣便將一本書的知識脈絡梳理清楚，確保學生在學習之前有一個整體的把握。

新時代的大學生個性比較突出，自我意識較強，第一堂課還應該同學生從出勤、課堂紀律上約法三章，保證課程的教學效果。

二、合理設置問題，激發(fā)學生靈感，增強課堂課外互動

“工程熱力學”一大主要特點就是概念多、公式多，而且公式在不同場合表現(xiàn)形式不一樣。如果只是一味地灌輸概念和公式，學生難免不耐煩，學習效率低下。教師可以根據(jù)所要講授的內容，適當增加一些與實際生活相關的科學問題，或者把要講的內容概括成幾個問題，通過向學生提問，啟發(fā)學生思考，使其主動參與教學活動，增強學習的質量與效果，同時培養(yǎng)其思考問題與解決問題的能力。例如，在講熱力學第一定律用于閉口系的能量方程時，可以提出問題：將廚房門窗緊閉，打開冰箱門，能否使廚房溫度降下來？對于這一問題，大多學生知道溫度不會降反而升高，但能用熱力學知識解釋的卻鳳毛麟角。通過教師引導，最后學生能自己列出閉口系能量方程，并學會分析室內溫度變化。這一過程大大增加了課堂的吸引力，而且引導學生自己解決問題，記憶理解更深刻。討論完這個問題之后，學生往往還會自主分析空調降溫的原理，培養(yǎng)了獨立思考的能力和知識遷移能力。教師在課后要經常與學生交流談心，為他們排憂解惑。師生間課后的良好互動可以延伸到課堂上，有利于提高教與學的效果。

三、利用網(wǎng)絡資源，強化教學效果，拓寬學生知識面

多媒體教學具有知識信息量大、內容豐富生動、形象直觀的特點，能極大地調動學生聽課的積極性，有助于學生很好地理解和掌握所學內容，提高課堂教學的效率。但多媒體教學也存在課件內容多、教學速度快、學生消化不好等問題。所以教學中應根據(jù)教學內容靈活運用多媒體課件和板書，強化教學效果。如基礎理論部分的公式推導，應以板書教學為主，再輔以多媒體課件進行復習，加深學生印象；或講習題時，以課件給出具體實例，節(jié)省抄題時間，再在黑板上進行講解。工程應用部分則可較多采用多媒體課件，在講具體循環(huán)時，可以將實物圖片和原理圖同時展示出來，并用Flash動畫將其工作過程演示出來，使抽象的過程變得形象生動，這樣可使學生加深對工程應用的理解，提高學生運用所學知識分析解決問題的能力。其次，可以通過視頻或幻燈片播放人類的用能歷史，并增加一些科學家的故事，可以拓寬學生知識面，并激發(fā)學生的學習興趣。

四、理論聯(lián)系生活，培養(yǎng)實驗能力

高等教育心理學研究表明：當學習內容與學生已有的知識和生活經驗相聯(lián)系時，能激發(fā)學生學習和解決問題的興趣。在教學中，教師應緊密聯(lián)系生活實踐，努力激發(fā)學生的學習興趣。如講到第三章水蒸氣性質時，舉例為什么食物在高壓鍋內容易煮熟而在高原上不易煮熟；講到壓氣機不同壓縮過程耗功量比較時，舉例在打氣筒外面包裹濕毛巾，打氣時有何感覺；講到濕空氣性質時，舉例下雨前天氣悶熱，這時空氣接近什么狀態(tài)（未飽和還是飽和），為什么有露水、霜凍等自然現(xiàn)象。將基本理論與熟悉的生活現(xiàn)象聯(lián)系起來，增加了學生的感性認識，同時激發(fā)了學生的興趣。

實驗教學是工程熱力學教學的重要組成部分，也是培養(yǎng)學生動手能力、加深對所學知識理解的重要步驟。我校為本課程開設了兩個實驗：水蒸氣飽和壓力與飽和溫度關系實驗與空氣定壓比熱容測定實驗，以后準備增加噴管性能實驗。實驗單獨開設，由實驗室教師和理論課教師共同帶領完成。實驗前由理論課教師講述實驗目的、實驗原理；實驗過程由實驗教師引導，理論課教師同時參與、全程指導，學生分組進行，確保每一位學生都動手操作，并完成實驗報告的撰寫。

五、加強習題練習，培養(yǎng)知識應用能力

課堂上的重點知識要引導學生做筆記，并善于總結。課后的練習鞏固也是非常重要的。練習不宜太多，但一定要具有代表性，注重啟發(fā)學生思考?？梢圆贾靡恍┖蛯嶋H生活相關的題目，或者答案不唯一、方法有多種的題目，內容不完全限于課堂上講授的知識。比如：“舉例說明熱力學原理對生產活動和日常生活的指導作用?！薄袄士涎h(huán)中汽輪機做完功的乏汽不經凝汽器放熱而直接進入鍋爐吸熱是否可行，且使循環(huán)熱效率更高?！钡谖逭碌牧曨}主要突出熱力學第二定律及卡諾定理的應用，比如“用多種方法判斷一個循環(huán)能否實現(xiàn)”等。通過對這些題目的分析求解，學生的思維可由課本延伸到社會，再回到課本，而不是碰到問題就急于找公式亂套。這樣不但使學生鞏固了知識，而且使學生形成了思考問題的習慣，也活躍了學習的氣氛。

“工程熱力學”是一門經典的、歷史悠久的專業(yè)基礎課，很多前輩和同行已經就如何教好這門課做了很多有意義的探究，并且成績顯著。筆者只是總結教學中的幾點體會，與同行交流分享，并為后續(xù)的教學改進打下基礎。

參考文獻：

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