（鄭州大學(xué) 河南·鄭州 450001）

1 混合式教學(xué)介紹

混合式教學(xué)是一種新型的教學(xué)方法，它將傳統(tǒng)的線下教育模式和新興的線上教育模式結(jié)合起來，亦可配以課堂輔助教學(xué)軟件的使用，綜合的對學(xué)生進行的全方位的教育?；旌鲜浇虒W(xué)方式具備了線下教育方式和線上教育方式的優(yōu)點，線下教育方式的優(yōu)點主要體現(xiàn)在課堂之上，是師生之間實時的互動對教學(xué)過程的優(yōu)化與調(diào)整，線上教育方式的優(yōu)點主要體現(xiàn)在課堂之下，是學(xué)習(xí)資源的充足與學(xué)習(xí)過程的方便，混合式教學(xué)方式綜合采用兩種教育方式對學(xué)生進行同時具備課堂上下的充分的教育。

2 工程熱力學(xué)課程介紹

工程熱力學(xué)教學(xué)采用的教材為嚴家騄、王永青編著的由高等教育出版社出版的第四版《工程熱力學(xué)》。

2.1 課程目標

工程熱力學(xué)是研究熱能傳遞與能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的學(xué)科，通過學(xué)習(xí)本學(xué)科將使學(xué)生掌握熱力學(xué)的基本概念，并且培養(yǎng)學(xué)生將熱力學(xué)第一、第二定律應(yīng)用于解決熱機各種循環(huán)等實際工程問題的能力。

本課程的理論教學(xué)和實驗實踐訓(xùn)練的目標為：知識目標1要求學(xué)生掌握熱力學(xué)基本概念，掌握氣體工質(zhì)及其基本熱力性質(zhì)與計算方法，知識目標2要求學(xué)生掌握熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，能力目標1要求學(xué)生能夠?qū)崃W(xué)第一定律用于分析各種熱力過程中工質(zhì)不同狀態(tài)參數(shù)的變化，深刻理解能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的關(guān)鍵決定性因素；能力目標2要求學(xué)生能運用熱力學(xué)第二定律對各種熱力系統(tǒng)的熱力過程進行簡化分析，能夠結(jié)合關(guān)鍵因素和關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出提高熱機能量轉(zhuǎn)換效率的方法。

2.2 課程內(nèi)容

2.2.1 第一章：基本概念

本章的主要內(nèi)容是工程熱力學(xué)課程中基本的參數(shù)、過程、狀態(tài)等的概念，如基本狀態(tài)參數(shù)、功和熱量、準靜態(tài)過程、可逆過程、平衡狀態(tài)等的基本概念。

2.2.2 第二章：熱力學(xué)第一定律

本章的主要內(nèi)容是熱力學(xué)第一定律的概念；各種熱力系中熱力學(xué)第一定律的基本能量方程式的應(yīng)用形式以及方程式中涉及到的內(nèi)能、焓、熵、熱量、膨脹功、技術(shù)功、推動功等的基本概念。

2.2.3 第三章：氣體的熱力性質(zhì)和熱力過程

本章的主要內(nèi)容分為熱力性質(zhì)和熱力過程兩部分。熱力性質(zhì)涉及了理想氣體的性質(zhì)、氣體常數(shù)、通用氣體常數(shù)、比熱等內(nèi)容的概念；熱力過程包括理想氣體在四種基本過程中的內(nèi)能、焓、熵的計算以及四種基本熱力過程在坐標圖上的表示。

2.2.4 第四章：熱力學(xué)第二定律

本章的主要內(nèi)容為熱力學(xué)第二定律的表述和實質(zhì)；卡諾循環(huán)和卡諾定理的概念和在坐標圖上的表示；克勞修斯積分式的含義；孤立系統(tǒng)熵增原理；可用能的損失及計算。

2.2.5 第五章：氣體的流動和壓縮

本章的主要內(nèi)容為氣體在噴管中作絕熱流動時氣流狀態(tài)隨噴管截面變化的關(guān)系；氣體在壓氣機中被壓縮時的狀態(tài)變化規(guī)律、壓氣機功耗、壓氣機效率等。

2.2.6 第六章：氣體動力循環(huán)

本章的主要內(nèi)容為各種內(nèi)燃機和燃氣輪機動力循環(huán)的分析、計算；循環(huán)在坐標圖的表示；同時應(yīng)掌握提高循環(huán)效率的方法和途徑。

2.2.7 第七章：水蒸氣性質(zhì)和蒸汽動力循環(huán)

本章的主要內(nèi)容為水蒸氣的性質(zhì)和方程；蒸汽動力循環(huán)中郎肯循環(huán)、再熱循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)過程中的圖表的分析與計算。

2.2.8 第八章：制冷循環(huán)

本章的主要內(nèi)容為空氣壓縮制冷循環(huán)的分析、計算和循環(huán)相應(yīng)在坐標圖的表示；蒸汽壓縮式制冷循環(huán)、噴射式制冷循環(huán)。

2.2.9 實驗

本學(xué)期設(shè)置的實驗為三個，即制冷、熱泵循環(huán)演示實驗，CO2的P—V—T關(guān)系實驗和飽和蒸汽P—T關(guān)系儀實驗，學(xué)生做過實驗后，書寫實驗報告，實驗報告作為反映學(xué)生對實驗過程掌握的情況。

2.3 課時數(shù)分配

章節(jié) 課時數(shù)第一章 2第二章 4第三章 8第四章 8第五章 4第六章 4第七章 4第八章 4

課程共有48個課時。每一章節(jié)課時數(shù)如上圖所示，所有章節(jié)累計課時數(shù)為38課時，另有4個課時的習(xí)題課和6個課時的實驗。

2.4 授課對象

授課班級為2個班，分別采用了混合式教學(xué)和非混合式教學(xué)?；旌鲜浇虒W(xué)的班級，具體授課形式為線下教學(xué)方式和線上教學(xué)方式的結(jié)合，并使用輔助教學(xué)軟件——雨課堂進行輔助教學(xué)。線下教學(xué)方式的應(yīng)用體現(xiàn)在教師和學(xué)生在課堂上實時的授課與聽講的過程；線上教學(xué)方式的應(yīng)用體現(xiàn)在學(xué)生利用網(wǎng)課資源進行的課前預(yù)習(xí)以及課后復(fù)習(xí)；輔助教學(xué)軟件的應(yīng)用體現(xiàn)在教師與學(xué)生課上的互動以及學(xué)生課后的復(fù)習(xí)。非混合式教學(xué)的授課形式為純粹的線下課堂教學(xué)及解答。

3 混合式教學(xué)在工程熱力學(xué)中的效果

工程熱力學(xué)的最終考評結(jié)果由三部分組成，分別為期末考試、實驗報告和平時作業(yè)，其中期末考試占比80%，實驗報告占比10%，平時作業(yè)占比10%。本文從這三個方面進行分析，將應(yīng)用混合式教育的班級和非混合式教育的班級之間對考評結(jié)果進行對比，即可表現(xiàn)混合式教學(xué)是否在本學(xué)期工程熱力學(xué)課程中起到了的良好作用。

3.1 期末考試

期末考試中，課程目標達成度評價值為樣本學(xué)生相關(guān)考核結(jié)果平均分與相應(yīng)目標的考核觀測點總分的比值。

期末考試結(jié)果如下圖表。

混合式教學(xué)班級結(jié)果

非混合式教學(xué)班級結(jié)果

對應(yīng)用了混合式教學(xué)的班級與未應(yīng)用混合式教學(xué)的班級的課程目標達成度評價值進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，在本學(xué)期工程熱力學(xué)的教學(xué)過程中，應(yīng)用了混合式教學(xué)的班級的期末考試成績相對較好。期末考試對知識目標1、知識目標2、能力目標1、能力目標2共四個方面進行考評，在這四個方面，混合式教學(xué)班級的課程目標達成度評價值均比非混合式教學(xué)班級的課程目標達成度評價值高些。這些數(shù)據(jù)表明了，接受混合式教學(xué)方式的學(xué)生，無論是在基礎(chǔ)理論知識的掌握方面，還是在將知識運用于實際模型的能力上面，都比接受非混合式教學(xué)方式的學(xué)生的表現(xiàn)好一些，故混合式教學(xué)的應(yīng)用在本學(xué)期的工程熱力學(xué)課程的教學(xué)過程中，實現(xiàn)了使學(xué)生對所學(xué)知識掌握的更好的目的。

3.2 實驗報告

對設(shè)置的三個實驗即制冷、熱泵循環(huán)演示實驗、CO2的P—V—T關(guān)系實驗和飽和蒸汽P—T關(guān)系儀實驗，接受混合式教學(xué)班級的學(xué)生的實驗平均成績?yōu)?5.20分，說明了學(xué)生對實驗掌握的很好，能夠熟練地將理論知識應(yīng)用于實踐過程中。

3.3 平時作業(yè)

平時作業(yè)成績是指課堂上教師使用雨課堂小程序?qū)W(xué)生提問的成績，本學(xué)期混合式教學(xué)班級學(xué)生的平時作業(yè)平均成績?yōu)?6.56分，這說明了在課堂上學(xué)生對理論知識理解得很透徹，而這得益于混合式教學(xué)方式中輔助教學(xué)軟件雨課堂小程序的使用，師生之間實時的溝通，使學(xué)生更快速的、牢固的記憶了理論知識。

4 未來教學(xué)改進方案

分析上部分的數(shù)據(jù)可以看出混合式教學(xué)方式對于學(xué)生學(xué)習(xí)起到了一些作用，學(xué)生在能力目標1，尤其是能力目標2的掌握均不太理想，說明較多的學(xué)生在如何將理論知識在實際模型中加以運用這一方面，仍是存在一些問題的，故應(yīng)該繼續(xù)改進混合式教學(xué)方式在工程熱力學(xué)中的應(yīng)用模式。

4.1 線下教學(xué)方式的改進

在課堂上，教師在講完基礎(chǔ)理論知識后，應(yīng)更注重講解習(xí)題，尤其是對于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律在熱力系統(tǒng)中的熱力過程變化的習(xí)題，使學(xué)生在熟悉了基礎(chǔ)知識后，能夠快速的了解到概念、公式，是如何在習(xí)題中使用的，這種趁熱打鐵的方法，會使學(xué)生對于知識的應(yīng)用有初步體會，十分有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

4.2 線上教學(xué)方式的改進

在課堂前后，學(xué)生要積極的主動學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中，大部分學(xué)生認為與熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律相關(guān)的習(xí)題是有難度的，因此，學(xué)生要投入更多的時間，觀看教師規(guī)定觀看的網(wǎng)課資源，切實做到課前觀看視頻進行預(yù)習(xí)，課后觀看視頻再次復(fù)習(xí)，理清知識之間的關(guān)系，才能做到熟練的應(yīng)用。

5 總結(jié)

通過對達成度的分析來看，采用混合式教學(xué)的班級，學(xué)生對該學(xué)科的掌握情況要好一些，說明了混合式教學(xué)對教師的授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)要優(yōu)于非混合式教學(xué)。較多學(xué)生對知識的應(yīng)用能力仍不太熟練，故應(yīng)該繼續(xù)對混合式教學(xué)進行優(yōu)化，對其中的各個教學(xué)方式進一步調(diào)整，則會更有助于學(xué)生對工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)。