工程熱力學意義大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇工程熱力學意義范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

【中圖分類號】G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089 (2012)01-0031-02

金屬材料與熱處理是我院機械加工專業學生的一門專業基礎課。該課程具有全新的知識體系,術語概念多,內容涉及面廣,難理解,且又缺乏嚴格的邏輯性。學生感到概念抽象不易理解,內容繁雜零散抓不住要點,再加上技校學生的自我學習能力及基礎較差，本課程學習起來難度較大。因此,作為教師必須深入研究課程內容,探討學習方法,提高學習質量。我從多年的教學經驗總結，認為主要原因有幾方面因素:1、課程自身性質;2、教師對課程的理解以及所采取的教學方法;3、學生的學習主動性與積極性。針對以上原因,我在任教中積極進行教學內容和教學手段的改革,實踐證明，取得了較好的成效。

1 搞好新課導入，培養學習興趣

老師講的第一堂課給學生的印象最為深刻。因此,教師要十分重視該課程的入門教育。也就是說一定要上好緒論課。在緒論課上除了向學生闡明該課程的內容、目的、要求和學習方法之外,還要講述相關領域取得的重大成就。讓學生有新奇、好奇、求知之感,多講些新型金屬材料的實際應用。如金屬的超塑性成功應用于宇航員的座椅等。在講授一些抽象的概念時,最好先能舉出生活中我們常見的例子,然后設疑,讓學生思考,最后記住這個例子來理解和記憶概念。

此外，在教學中,必須培養學生多思、勤思、善思的習慣。讓學生的思維進入“生疑-質疑-釋疑”的良性循環中。這就要求教師要善于設置疑問, 學生對問題進行深入的思考,在教師解釋后取得的效果就很明顯。如在學習金屬的力學性能時,可提出疑問“為什么彈簧秤在稱量超出其量程范圍就會損壞呢?”帶著這樣的疑問來解釋金屬的力學性能,讓學生帶著濃厚的學習興趣完成這部分內容的學習。“興趣是最好的老師”,教師要在如何激發學生的學習興趣方面多動腦,多嘗試。

2 注意課程脈絡設置,善于歸納總結

抓住本課程“工藝-組織-性能”這一主線,從而建立起它們之間的相互聯系,找出其內在規律,使其條理化,邏輯化。例如,“鋼的熱處理”這一章的主要內容是退火、正火、淬火和回火。這四把“火”是教學的重點,也是教學的難點,他們相互之間特別容易混淆。每一把“火”的加熱溫度、保溫時間、冷卻速度和組織的變化相互之間容易發生干擾,加熱溫度范圍、保溫時間長短、冷卻速度快慢直接決定著熱處理材料的組織變化,而組織變化又影響著材料的性能。因此,在講授每把“火”時,始終抓住“工藝-目的-組織-性能”這條線。在這章學完后,再將這幾方面進行全面橫向比較和總結。這樣就可以使學生所學的知識更加系統化。

在上課前,留出幾分鐘時間學生共同回憶一下上節課的要點,加強反復強化記憶。針對學生歸納總結能力比較差的現象,在每章講授結束后,應留出課時上好小結課。幫助學生理出思路,把書讀薄。使學生所學的知識系統化、條理化。

3 增加直觀教學,增強感性認識

利用實物、模型、掛圖等教具的直觀教學,能使學生獲得感性認識,把抽象的概念具體化、實物化便于理解。在講授金屬晶體結構時,展示各種晶格、晶胞模型,用視覺感官上的刺激使學生大腦處于活躍狀態,從而輕松掌握了抽象的晶格、晶胞的概念。另外,隨著計算機輔助技術的發展，多媒體電化教學圖聲并茂、形象直觀,既能對視覺產生沖擊,又能喚起聽覺,從而成為了當今必不可少的輔助教學手段，這樣把教師枯燥無味的講授變成生動有趣的主動獲取,從而提高了教學效果。學生在學習典型的晶體結構和晶體缺陷時,讓學生單憑想象來理解發生在微觀世界三維空間中的例子運動變化是十分困難的。如利用多媒體做出3Dmax三維動畫,將難以講清楚的教學內容生動、形象、立體地表現出來,達到傳統的一只粉筆+一塊黑板難以取得的教學效果。

4 注重實驗教學環節

金屬材料學課程既具有豐富的理論性,同時又具有很強的實踐性。為了使學生更好地理解課程內容,鍛煉學生的動手能力,在學時較緊張的情況下,結合我院教學實際情況，實驗由原來的6個學時3個實驗,增加到10個學時5個實驗。同時,又對實驗的內容進行了重新設置。過去的實驗教學模式存在著實驗方法單一、驗證實驗多、學生自主性實驗少的問題,不利于學生創新能力的培養。經過改革,增加了設計性實驗和綜合性實驗。比如,教師給出實際的工程要求,讓學生根據要求進行實驗設計、選材,到工藝制定,到最后性能測試。此外,學生也可以在實習工廠參與實習教師的科研生產活動,做基礎性分析性實驗（熱處理、表面處理、拉伸試驗等等）。做到充分發揮學生的主動性和創造性,給學生綜合練習的機會,培養學生分析問題和解決問題的能力（產學結合）。

5 注重平時訓練，改進教學評價方式

高等職業教育強調的是學生的實際應用能力，而以往考核學生的學習效果只是單純地以期末考試成績來衡量，導致學生不注重平時的訓練和知識積累，考前拼命死記，考試只求及格，考后知識全忘。這種考試方法既不能夠真正檢驗學生的實際應用能力，也不能夠客觀評價教師的教學效果。所以應當把平時訓練、課堂答疑、實際操作等加入到考核范圍之中。為促使學生高度重視本課各章節重點內容的掌握，在考評學生成績時，采用了平時測驗、期末考試、實驗技能綜合評定的方法來正確評價學生的學習成績。在教學實踐中，本人將期末考試分為三個部分，期末考試成績占總成績的40%，三次實驗成績共占總成績的10%，在講完鋼的熱處理后安排一次熱處理工藝選擇大作業、講完金屬材料內容后安排一次材料選擇大作業，兩次大作業各占總成績的10%共20分，期中考試成績占總成績的20%，其余10%根據平時作業情況、上課出勤情況、課堂提問情況酌情確定。通過這種考評方式，真正檢驗了學生的學習效果，實現了教學目的。

篇（2）

作者簡介：馮佃臣（1977-），男，內蒙古烏蘭察布人，內蒙古科技大學材料與冶金學院，講師，北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室博士研究生；胡曉燕（1980-），女，內蒙古烏蘭察布人，內蒙古科技大學實訓中心，講師，內蒙古科技大學信息工程學院碩士研究生。（內蒙古 包頭 014010）

基金項目：本文系內蒙古科技大學教學（教改）研究項目（項目編號：JY2012011）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0166-02

隨著社會的發展，對高級專業技術人才的需求越來越高，因此培養具有綜合分析與解決問題能力的高級專業技術人才顯得尤為重要。實驗實踐教學是高等學校教學工作中一個重要組成部分，對培養大學生創新能力、動手能力等具有重要意義。由于金屬材料工程專業屬于實踐性比較強的專業，因此發揮實驗教學的作用對該專業方向學生的培養而言更顯緊迫。然而，傳統的實驗教學體系規模小，實驗項目相對獨立、分散，且嚴重依附理論教學，不利于相近課程或專業知識的交叉與融合，已不能滿足現代培養高素質、復合型人才的客觀需求。2009年開始，結合內蒙古科技大學實際情況，我們對金屬材料熱處理方向“金屬熱處理工藝”實驗課程進行了改革，單獨設立一門實驗實踐課程“金屬材料改性實踐”。并于2010 年在07級金屬材料熱處理方向學生中進行了實踐。本文對本次“金屬熱處理工藝學”實驗教學的改革和實踐進行總結，為進一步整合實驗教學提供參考。[1]

一、“金屬熱處理工藝學”課程特點

內蒙古科技大學（以下簡稱“我校”）金屬材料工程專業的培養方案設置了金屬材料熱處理、金屬材料焊接兩個專業方向。學生在大學三年級可以根據自己的興趣愛好及學院的教學情況，選擇其中一個專業方向進行學習。金屬材料熱處理方向針對金屬材料的熱處理工藝設計、鋼鐵材料組織和性能研究、鋼鐵材料的冶金質量控制進行專業學習和訓練。該方向是本專業的特色之一。

“金屬熱處理工藝學”課程是我校金屬材料熱處理方向的本科生繼“材料科學基礎Ⅰ”和“固態相變原理”專業基礎課程后學習的重要一門專業課程。“金屬熱處理工藝”主要講授了如何實現在“固態相變原理”（即金屬熱處理原理）的五大轉變：奧氏體轉變、珠光體轉變、貝氏體轉變、馬氏體轉變和回火轉變，四把火：退火、正火、淬火和回火，再加上表面熱處理和化學熱處理，包括滲碳、滲氮和滲金屬等內容。

該課程實踐性很強，學生畢業后，在企業里運用最多。根據已畢業學生反饋回來的信息，遇上具體鋼的熱處理的時候，他們往往不知道如何設計熱處理工藝。為此有必要對該門課程的實驗教學加以改革。

二、課程的實驗環節存在的問題

“金屬熱處理工藝”課程的教學目標之一即讓學生靈活運用熱處理工藝來解決實際問題，那么怎樣提高學生理論與實際聯系的能力？實驗教學是解決這一問題很好的途徑，通過實驗教學環節，既可以培養學生理論聯系實際的思維方式，提高學生的實踐能力，反過來又可以促進理論教學效果的增強。[2]

因此，為了培養學生理論聯系實際獨立解決問題的能力，目前“金屬熱處理工藝”課程的教學是在本課程的教學過程中劃分出8學時的實驗課，實驗學時占總課時的25%。學生在實驗室完成老師已經設計好的實驗，例如，鋼的淬透性測定實驗，材料的熱處理過程由實驗教師完成，僅由學生進行硬度測試并繪制硬度隨深度變化曲線，確定硬化層深度，比較不同材料的淬透性。雖然學生在實踐上有一定的收獲，但這樣的實驗教學，都是老師制備好試樣后讓學生去觀察組織，或是老師制定好熱處理工藝，學生按照老師的要求做完實驗、寫實驗報告。實驗教學結束后學生學習到的東西很少，遇到實際問題時不知如何下手。在每年本專業畢業論文的題目中60%以上是與材料的熱處理有關的，在本科生做畢業論文的過程中，要求學生制定熱處理實驗方案，完成熱處理操作過程和分析實驗結果的時候，我們發現：大部分的學生都不知道如何制定熱處理方案，也不會熱處理操作，在后續撰寫畢業論文、分析實驗結果、組織分析和性能分析時，都遇到很多困難。因此，有必要進行該課程實驗教學的改革。

三、課程實驗教學改革的措施

鑒于以上的問題，我們在“在金屬熱處理工藝學”課程的基礎上專門單獨設立一門課程——“金屬材料改性實踐”，該課程要求學生在給定的材料后獨立制定熱處理工藝、獨立完成熱處理操作并分析熱處理后的實驗現象，目的是使學生學習完“金屬熱處理工藝學”理論課程后，能在實驗實踐課程中實踐實習。例如，鋼的淬透性測定實驗，改革后該實驗為綜合設計性實驗，學生根據給定材料的化學成分，基于學習過的理論知識，首先合理制定淬火工藝路線，然后在實驗室獨立完成熱處理工藝操作，這一環節結束后再進行硬度測試、不同材料淬透性比較等過程。新方式能更好地調動學生學習的主動性，強化了學生對理論知識的理解。這樣讓學生在學會給定材料和使用性能的基礎上制定出熱處理工藝，并親自動手去完成熱處理的過程，分析熱處工藝對材料組織和性能的影響。這對學生掌握熱處理工藝在材料中的應用，熱處理如何影響材料的組織和性能很有幫助，對他們的畢業論文的完成和畢業后走上工作崗位后的工作中有很大的幫助。

一直以來，我校材料成型和冶金工程專業學生也開設與熱處理工藝相關的課程，在傳統的教學體制下，對材料的組織與性能方面等傳統實驗方法學習和實踐環節盡管較多，但效果不是很好。由于近年學生的畢業論文都是做導師的科研項目，部分材料成型和冶金專業的學生的畢業論文也涉及到熱處理工藝制定、熱處理操作、組織和性能的分析。該門課程改革后，這兩個專業的學生也可以選修本課程。通過本課程的學習，對他們后續的畢業論文完成具有一定的實踐意義。

四、總結

為了更好地完成“金屬熱處理工藝學”課程的改革，同時為了適應目前社會的發展，將學生培養成實用型人才，在教學中根據課程性質、內容及特點，針對該課程存在的問題，提出單獨設立一門“金屬材料改性實踐”課程的改進措施，目的是提高學生的實踐動手能力，使得學生掌握實際生產過程中熱處理方面的相關知識，畢業后能夠很快轉變角色，在崗位上得心應手地工作。

另外，由于這幾年畢業生就壓力很大，很多用人單位對學生考取的各種證件很看重，多一個證件可能對學生的就業有決定性的意義。鑒于此，我們正在和中國機械工程學會協商開辦材料熱處理工程師資格證書的培訓。熱處理工藝實踐教學改革針對材料熱處理工程師資格證書進行相關的設置，學生在完成正常學業的過程中還能夠拿到認證證書，一舉兩得。按照本課程的改革后體系教學，能夠使學生畢業后走到工作崗位上體現出我校的辦學特色之一——上手快。

總之，在“金屬熱處理工藝學”課程實驗教學改革中，不僅要重視知識的教授，更要重視理論聯系實際，要不斷深入地改進教學手段，提高教學質量，培養學生的動手能力與勤于思考問題的能力，分析問題與解決問題的能力。還應不斷充實和完善課程體系，以培養具有扎實的理論基礎和較強的實踐能力、創新能力的實用型人才為目的。

篇（3）

中圖分類號:TG156．4 文獻標志碼:A 文章編號:1673－4971(2016)01-0028-03

Q345R鋼板是由原來的16Mng、16MnR和19Mng組合并成的［1］，具有良好的綜合力學性能和工藝性能。目前，Q345R鋼板是我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板，廣泛應用于輔機和化工容器殼體設計。封頭是用熱軋鋼板熱成型的，成型后是否需要重新熱處理，在HG/T20584《鋼制化工容器制造技術要求》標準的加工和成型中規定為:熱軋狀態使用的鋼材，熱加工后一般可在加工狀態使用。Q345R在《GB713—2008鍋爐和壓力容器用鋼板》中其熱處理狀態為熱軋、控軋或正火。由于熱軋鋼板的經濟性，特別是控軋熱軋鋼板，在容器設計中，如能滿足要求，一般首選控軋熱軋鋼板。按封頭成型的控制溫度，一般分為冷成型和熱成型。冷壓變形后(旋壓也是在冷態下進行的)，封頭的硬度、強度增大，塑性、韌性降低，出現加工硬化現象;同時由于成型原因，冷成型時尺寸精度和減薄量相對于熱成型要差。根據GB150—2011規定:對于碳鋼、低合金鋼，成型后減薄量大于10%且變形率超過5%的，應在成型后進行相應熱處理，恢復材料的性能。對于熱成型，由于加熱可以提高材料的塑性、降低變形抗力;相比于冷成型，其減薄量要小，而且成型尺寸好，能很好地滿足尺寸要求。由于封頭尺寸大、板厚，變形抗力很大，不易變形，同時為保證封頭環縫的對接尺寸，一般采用熱成型。Q345R鋼的臨界溫度點Ac3為850℃左右，正火溫度為880～940℃［2］，封頭熱成型時，一般采用將封頭板料加熱至950～980℃，即既要保證原材料充分奧氏體化、又要避免溫度過高，造成晶粒粗大從而損害其理化性能。根據Q345R鋼的臨界溫度點及封頭成型工藝的要求確定封頭熱成型的加熱溫度，溫度的制度應盡量提高加熱溫度，便于封頭的壓制及成型，同時避免鋼加熱時導致過熱發生。我們制定了Q345R控制熱軋鋼板制備封頭熱成型工藝的加熱溫度，通過模擬成型熱加工方法，采用正火處理Q345R控制熱軋鋼板，分析其力學性能和組織變化，為封頭的熱成型生產提供參考。

1試驗材料

實驗采用壓力容器專用的Q345R鋼板，其屈服強度為340MPa，狀態分別為:熱軋、控軋或正火。伸長率大于21%(60mm以上為20%)，0℃的V型沖擊功大于41J，本實驗采用26mm厚熱軋鋼板。根據Q345R鋼冷卻臨界點Ar3(約820℃)［2］，壓制時加熱一般分為950～980℃和900～930℃兩種情況(即終壓溫度在Ar3以上和以下兩種情況)，工藝圖見圖1。因此分別采用975、915℃對鋼板進行正火處理，分析鋼板的力學性能變化。采用模擬封頭熱成型的加熱過程對鋼板進行處理，具體工藝參數，見圖1。采用拉伸試驗機、沖擊試驗機檢測模擬處理態鋼板的力學性能;研究正火處理對模擬封頭成型處理Q345R鋼板力學性能的影響;采用光學顯微鏡觀察材料的組織。

2試驗結果與分析

表1為Q345R鋼板原材料化學成分及力學性能，表中數值是2次實驗的評價值，A、B組原材料為不同批次的供貨材料，可見不同批次的原材料力學性能有一定的差異。表2為經過975℃正火后鋼板的力學性能，與表1中的力學性能比較，正火使Q345R的屈服強度從430MPa降低到305MPa;抗拉強度從560MPa下降到505MPa。對比A、B組原材料的數據，可知B組的力學性能高于A組，根據原材料的元素含量可知，B組試樣中C、Mn含量比A試樣高，這是其力學性能差異的主要原因。表3為920℃正火后鋼板的力學性能，從表3可知，在920℃正火后Q345R的力學性能比原材料狀態也有較大的降幅，力學性能與975℃正火一致。對比表2和表3可知，降低正火溫度對Q345R熱軋鋼板力學性能沒有改善，也就是說，采用Q345R熱軋鋼板制作容器封頭，不適合采用熱成型工藝。圖2為Q345R鋼板的金相組織形貌圖，其中圖2(a)為熱軋態，具有明顯的帶狀組織結構，晶粒度細小均勻;圖2(b)和2(c)為正火態。由圖可知，與熱軋態相比，正火態的組織變粗;隨著正火溫度的升高，組織粗化，975℃正火的組織明顯比915℃的大。正火導致組織的粗化是強度、沖擊功等力學性能下降的原因。從表1、表2、表3及圖2可知，熱加工對熱軋板的金相形貌、力學性能具有較大的影響。圖2(a)為熱軋態組織，通過控制加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數，控制奧氏體組織的變化規律和相變產物的組織形態，達到細化組織，獲得高的強度和韌性，如表1數據所示。其控制軋制溫度、壓下量、冷卻速度、以及終軋溫度等措施，使鋼板的性能達到良好的強韌性配比。良好的力學性能是因為γ相和α相相晶粒尺寸之間的聯系，α組織的細化主要通過γ晶粒細化而達到;在非再結晶區進行最后的壓制，在再結晶溫度以下的變形生成“螺旋式加工”的γ晶粒組織，形成較細的α晶粒。熱軋鋼板通過形變后獲得了較高的屈服強度、較低的沖擊轉變溫度、良好的冷成型性、特別是冷彎性能，改善了韌性和焊接性［3］。在容器封頭成型過程中，正火在提高熱軋板成型工藝性能的同時，也降低了控軋控冷熱軋鋼板的抗拉強度，降低80～120MPa;與鋼板熱軋成型相比，由于封頭成型過程中變形力比熱軋力小很多，變形量幾乎可以忽略，并且隨后的冷卻控制也不如熱軋鋼板，這樣導致熱軋鋼板正火后其晶粒度比原始態粗大，見圖2(b)和2(c)。考慮到熱處理的需要，適當提高了鋼的碳當量，雖然會導致熱軋后鋼板的延伸率或沖擊功有所降低，但延伸率或沖擊功可以采用正火處理獲得提高［4－7］。

3結論

在915～975℃之間對Q345R熱軋鋼進行正火熱處理，會導致其組織變粗，拉伸強度、沖擊功等力學性能降低;因此對于強度要求較高，屈服強度富裕度小于20MPa的封頭不宜采用熱軋態Q345R鋼板進行熱成型工藝生產。

參考文獻

［1］GB713—2008鍋爐和壓力容器用鋼板［S］．

［2］王長明，辛忠仁，朱海鷹，等．碳鋼和低合金鋼制壓力容器熱成形封頭的母材熱處理試板和重新熱處理的選擇［J］．化工裝備，2007(9):13－15，19．

篇（4）

資助項目：供熱通風與空調工程技術專業“理實一體化”實踐教學平臺的開發與應用（黑龍江省高等教育教學改革項目：No.JG2012020792）

1 引言

據教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》（教高[2006]16號）等相關文件精神和我院示范性專業建設內涵要求，開展校企合作，是專業快速發展，提高辦學綜合實力的重要舉措；是加強師資隊伍建設，培養高素質高技能人才的重要途徑。為進一步推動該項工作，使校企合作向深層次發展，提高職辦學水平和技術應用能力。

2 國內實踐教學的現狀

實踐教學是學校實現培養人才目標的重要環節，它對提高學生的綜合素質、培養學生的創新意識和創新能力以及使學生成為一個復合型人才都具有特殊作用。在傳統的高等教育中，不重視理論與實踐的結合，更不可能特別關注學生觀念、能力、創新等綜合素質的培養和提高，因此，在教育教學中就容易忽視實踐教學環節。實踐教學一直以來就是高校人才培養的一個薄弱環節，并且存在著一系列問題，這些問題反過來又制約了實踐教學的發展。因此，如何實現理論與實踐相結合是當前亟待解決的問題。

3 理實一體化教學平臺構建的模式

要解決高校教學理論與實踐脫節的問題，就要實現理論實踐一體化教學。理實一體化教學即以實際生產任務為載體、以培養實際工作能力為目標，開展“教、學、做”合一的教學實踐。換句話說，就是將理論教學內容與實訓內容有機地結合在一起，創造出學生能看、能摸、能操作的教學環境，做到教中學、學中做、做中學的“教、學、做”合一。

構建理實一體化教學平臺，最好最有效的途徑是校企合作。校企合作通過學校和企業的合作，實現資源共享、優勢互補，共同發展，更好的實現教、學、做合一。合作模式可以靈活多樣，檢驗的標準是是否促進了雙方共同發展，是否雙方滿意。理實一體化教學的模式有多種，現結合我校供熱通風與空調工程技術專業理實一體化教學平臺構建的實際情況介紹幾種模式如下：

3.1產學研模式

發揮學校專業師資優勢，加強校企合作研發，幫助中小型企業解決相關的科研難題，走“利用專業優勢辦專業，辦好產業促專業”的新思路，使專業建設與產業發展緊密結合，幫助中小型企業走健康發展之路。

3.2共建校外實習基地

學校根據專業設置和實習教學需求，本著“優勢互補，互惠互利”的原則在有發展前景又有合作意向的企業建立校外實習基地。這些基地不僅可成為師生接觸社會、了解企業的重要陣地，而且學校可以利用基地的條件培養學生職業素質、動手能力和創新精神，增加專業教師接觸專業實踐的機會，促進專業教師技能提高；基地也可以從實習生中優先選拔優秀人才，滿足企業日益增長的用工需求，達到“雙贏”的效果。

3.3訂單合作模式

招生前與企業簽訂聯合辦學協議，錄取時與學生、家長簽訂委培用工協議，錄用時與學生綜合測評成績掛鉤，實現了招生與招工同步，實習與就業聯體。校企雙方共同制訂教學計劃、課程設置、實訓標準；學生的基礎理論課和專業理論課由學校負責完成，學生的生產實習、頂崗實習在企業完成，畢業后即參加工作實現就業，達到企業人才需求目標；具體設有定向委培班、企業冠名班、企業訂單班等。

3.4工學交替模式

是依據企業用工需求，向學院發出用人訂單，并與學院密切合作，校企共同規劃與實施的職業教育。其方式為學生在教室上理論課，在實訓車間或企業車間接受職業、工作技能訓練，再回到教室學習理論知識，如此交替進行。

3.5教學見習模式

是學生通過一定的在校專業理論學習后，為了解合作單位的產品、生產工藝和經營理念及管理制度，提前接受企業文化職業道德和勞動紀律教育，培養學生強烈的責任感和主人翁意識，到合作企業對企業工作過程和生產、操作流程等進行現場觀摩與學習；并安排學生實地參與相關工作、親自動手制作產品、參與產品管理，較為系統地掌握崗位工作知識，有效增強協作意識、就業意識和社會適應能力。

3.6頂崗實習模式

頂崗實習，即學生前兩年在校完成教學計劃規定的全部課程后，采用學校推薦與學生自薦的形式，到用人單位進行為期一年的頂崗實習。學校和用人單位共同參與管理，合作教育培養，使學生成為用人單位所需要的合格職業人。

4 理實一體化教學平臺的應用實例

篇（5）

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

Research and Practice of Teaching Method on "Engineering Thermodynamics"

ZHANG Yong, LIU Yiwen, FU Lijuan

(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)

Abstract Engineering thermodynamics the basic course is to train engineering students' scientific quality in the 21st century, but also important technology-based course of heat and power engineering and related fields. Articles with "thick foundation, wide caliber" of education reform ideas, the teaching practice, from the curriculum, teaching content, teaching methods and means of performance evaluation, etc., made a number of reform ideas and methods. Teaching should be a clear learning objective, integration of knowledge structure, and update course content to highlight and to grasp the dynamic interdisciplinary research, focusing on integrating theory with practice, to strengthen the practice of teaching, in order to facilitate a comprehensive evaluation of teaching quality.

Key words engineering thermodynamics; teaching methods; teaching quality; practice

工程熱力學是一門以熱力學普遍原理為基礎，講述熱能與其他形式能量（主要是機械能）之間的轉換規律及其工程應用的基礎學科，是動力、能源、機械、材料、航空航天、生物（醫學）、化學以及環境工程等專業的重要技術基礎課，也是培養21世紀工科學生科學素質的公共基礎課。

然而長期以來，由于工程熱力學的概念抽象、理論深奧，對知識的理解和掌握有一定的難度，造成教師不易教，學生也不易學。學生對很多概念似懂非懂，缺乏學習興趣，教學效果欠佳。顯然，如何教好“工程熱力學”，使學生掌握熱力學基本原理及其工程應用，已成為該課程教學的關鍵。

1 課程特點及學習中存在的問題

工程熱力學是以熱力學普遍原理為基礎，針對具體問題采用抽象、概括、簡化和理想化的方法，建立分析模型，推導出一系列有用的公式，得到若干重要結論，并用這些公式和結論指導和解決工程實際問題。其顯著特點如下：

1.1 概念多且抽象難懂

工程熱力學不但概念多，并且概念的物理意義在不同使用條件下又有不同的引申，學習中很容易混淆。例如，功的概念，有體積變化功、有用功、排斥大氣功、推動功、流動功和技術功等等。熱容的概念，既可從定義出發分為質量熱容、摩爾熱容、體積熱容；又可按熱力過程的不同分為比定壓熱容和比定容熱容；還可以根據熱量計算方法的不同分為真實比熱容、平均比熱容和定值比熱容等。熱力系統的概念、熱力過程的概念和循環的概念等也是如此。

工程熱力學的概念、定律和分析過程較為抽象，都不涉及物質的具體結構，初學者很難深入領會。而且工程熱力學的很多概念和結論都是用數學公式來表達的，且推導過程并沒有結合具體的物理過程，而僅僅是通過數學關系式間的變換得出其物理結論。例如，從熵的定義式來看，熵應該與換熱量和系統溫度有關，但定義式又是怎樣反映熱過程進行的方向、限度和條件呢？由于學生以前很少接觸用數學語言描述物理概念的方法，普遍感覺熱力學的概念抽象難懂。

1.2 內容相互交叉且難理解

工程熱力學的研究內容也很多，主要包括熱力系統、狀態參數等基本概念，熱力學第一、第二定律等基本定律，常用工質的性質，過程和循環的分析及計算方法，化學熱力學等等。有些章節的內容還可以單獨成為一門學科方向，如研究燃氣動力循環的內燃機學，研究氣體流動的空氣動力學等。

可見，這些具體的研究內容，即與熱力學的基本原理相關聯，又引伸出許多復雜的公式和結論，還有自己相對獨立的結構體系。在學習過程中，學生普遍感覺課程的內容繁多，應付不暇，難于理解，顧此失彼。

1.3 公式應用條件復雜且難記憶

工程熱力學與工程實際問題聯系密切，涉及面廣，公式很多。即使同一個公式，在不同的應用條件下，也有很多不同的表達形式。例如，熱力學第一定律對于閉口系和開口系有兩種不同的表達式；對于可逆過程也有不同的表達形式；對于理想氣體的可逆過程還有不同的表達形式。這么多不同形式的公式，許多學生很難吃透公式的物理意義和具體的應用條件，在遇到熱工實際問題時，往往無法確定選用哪一個公式，靈活應用就更不用說了。

2 明確學習目的，激發學習興趣

興趣是學習的動力源泉之一，教學成功的關鍵是培養學生的學習興趣。教師可以從多個方面激發學生學習的興趣，但最重要的就是在第一堂課上讓學生明確學習的目的。教師除了要對工程熱力學的發展歷史，主要研究對象、內容和方法作一個常規的介紹外，還應對課程的開設情況、課程的實用價值和重要作用進行深入細致的闡述。首先，熱現象幾乎是每一個工程領域中都會碰到的物理現象，能量的有效與合理的利用幾乎是每一個工程師都需要解決的問題。在一些領域中，熱現象的規律還是制約技術發展的瓶頸問題。所以，在境內外的高等工程教育中，傳熱學、熱力學與流體力學課程的開設相當普遍。其次，無論從工業生產過程來看，還是從節約能源消耗來看，理工科學生都應該具備合理節能、用能的意識，并懂得其基本的應用技術。而熱工類課程的內容就是合理用能及節能理論中的最基礎與最核心的部分。最后，還應結合生產和生活中的實例，讓學生明白學到的熱力學知識可以解決和解釋很多實際問題，特別要強調專業與課程的聯系，和實際問題在課程中的理論基礎。這樣，才能使學生明確學習《工程熱力學》的專業目的性，對學習該門課程充滿期待。

3 教學方法的改革與實踐

實踐證明，提高課程教學質量的關鍵是改進教學方法。針對工程熱力學課程的特點，經過探索發現，實行啟發式教育，在課堂上加強互動，就一兩個中心問題展開討論，讓學生在思考中吸收新知識。先進的教學方法既可活躍學生的學術思想，激發學生的創新精神，又可顯著提高本課程的教學質量。

3.1 整合知識結構，優化課程體系

調整后的新專業所牽涉的知識結構比以前廣泛的多，要求學生掌握的知識面也比以前更寬。從培養復合型人才考慮，在不增加學時數的基礎上，應對課程體系進行優化和整合。

教學內容應提高起點、后移重點，簡化大學物理熱學中已涉及的部分內容，并略去繁瑣的公式推導。強調課程體系中理論與應用的有機結合和相互滲透，注意培養學生工程應用的觀念。同時，適當地介紹新型制冷循環、新型節能材料的工質熱物性等，本學科的最新研究成果及其應用，以擴大學生的知識面，啟發學生的創造性思維。另外，注意與其它課程之間的協調，上掛高等數學、理論和材料力學等基礎課程，下掛內燃機原理、鍋爐原理、供熱工程、制冷工程等專業課程，保證其作為技術基礎課程能為后續課程的學習、今后的工作和進一步的研究奠定扎實的理論基礎。

3.2 突出重點，精講多練

在課堂教學中，根據工程熱力學的特點和教學改革的要求，應采用精講多練的教學方法。這是因為，課程的內容多而課時少，教學中也不可能做到面面俱到，而某些原理在后續專業課程的學習中還會應用，授課時應有所側重，實行“精講”；課程有諸多應用條件復雜的公式，只有通過多做練習，才能深入理解公式的物理意義、變換規律及具體應用條件，做到融會貫通，靈活的應用它們來分析解決工程實際問題。

3.3 正確應用圖表，化抽象為形象

圖表具有直觀、形象、方便的特點，在工程熱力學中有其特殊的作用，應用也是經常性的。因為有些熱力過程或循環十分復雜，一般的分析計算根本不可能，只能憑借各類繪制的圖表進行計算；借助圖表還可利用計算機進行數值計算和模擬。所以，引導學生正確使用圖表是工程熱力學教學中應該特別重視的。

在剛開始接觸簡單的P-V圖、T-S圖時，為了給理解水蒸氣和濕空氣的圖表奠定基礎，就應提醒學生注意圖表的作用和細節，如怎樣在圖上區分吸熱、放熱，對內、對外作功；怎樣在圖上表示熱過程的方向等等。在介紹水蒸氣的h-s圖和濕空氣的h-d圖時，應重點說明它們的構圖原理，并通過各種等值線簇的繪制，講解各參數的變化規律。另外，為了讓學生掌握各種圖表的使用方法，還應安排一定數量的、通過圖表進行熱力計算的習題。

3.4 利用計算機輔助教學，促進師生互動

工程熱力學課程內容含有許多抽象的工作原理圖、系統循環圖。常規的板書教學浪費時間效果也不太理想。如果把這部分內容制作成集聲、光、色、圖、文于一體的多媒體課件，既直觀形象，又新穎生動。不但可加強授課的生動性，激發學生的學習興趣，還可加大教學信息量，增加單位時間內授課內容的深度和廣度，有利于學生理解和記憶課程內容。例如，我們可以用多媒體課件演示各種熱過程曲線的生成，還可以利用計算機繪制水蒸氣的各種圖線，免除查圖、查表的麻煩。

總之，在課堂上進行形象直觀的教學，充分利用計算機輔助教學，發揮多媒體的作用，可以幫助教師有效地提高教學效果和教學效率，也可以改變學生死記硬背和被動接受知識的學習方式。

3.5 加強實踐教學，理論聯系實際

工程熱力學有較強的工程應用背景，在加強基礎理論教學時，還要注意緊密聯系工程實際，吸收當今熱工科技的新成果，培養學生的創新能力。

實驗教學具有直觀性強的特點，可以很好地配合課堂教學。除了開設“空氣絕熱指數的測定”、“飽和蒸汽P-T曲線關系的測定”等驗證性試驗外，還開設了綜合設計性試驗，要求學生根據試驗目的，自己設計試驗方案，寫出詳細的試驗，并選擇試驗設備和用具，經教師審查合格后，方可開始試驗，最后還要進行實驗誤差分析。通過試驗，一方面加深了學生對熱力學基本原理的理解和認識，另一方面也鍛煉了學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力。

在課堂教學中，還應注重理論聯系實際，把抽象的理論知識與生動的工程實際問題相結合，用熱力學理論剖析自然現象，做到學以致用。一方面，可以采用案例教學法。例如，用相對濕度的概念來解釋為什么陰雨天晾衣服不易干，而晴天易干；用熱效率的概念來解釋為什么用電爐取暖比用電驅動熱泵取暖浪費等等。另一方面，結合具體教學內容適時地向學生介紹學科的最新研究成果及其應用。例如，在講解動力循環時，可以選擇介紹目前內燃機利用蘭金循環回收廢熱能量，提高整機效率的方法。實踐證明，把教學內容與工程實際問題密切聯系的教學方法，可以加強課堂教學的前瞻性和趣味性，能有效調動學生的求知欲，使其由“被動接受學習”轉變為“主動研究學習”，對提高教學效果大有幫助。

4 強化考試對教學的推動作用

考試作為檢驗學生對課程內容掌握程度的標尺，關系到教學質量和效果。為了使考試成績能科學、客觀、公平地反映學生對工程熱力學知識的掌握和應用能力，同時調動學生學習的主動性和積極性，可采用學生普遍認可的綜合評定成績的方式，即平時成績占10%、考勤占10%、實驗占10%、期末考試占70%。

為了有效避免學生死記硬背概念、定律和公式，教師應綜合運用選擇題、判斷改錯題、計算題和綜合分析題編制試卷，靈活考察熱力學的基本原理及應用。這是因為實際問題往往非常復雜，需要學生靈活應用多方面的理論知識才能做出正確解答。對于那些基礎知識不扎實的學生，只是簡單記住了書本上概念、定律和公式，面對各種似是而非的敘述也會舉棋不定，做出錯誤判斷也不足為奇。

5 結束語

工程熱力學是一門充滿生機的經典學科，大量的經典內容仍是現代學子為培養創新能力必須掌握的重要基礎。由于課程具有概念多且抽象、知識點多且相互交叉、公式多且應用條件復雜的特點，教師要把這門課講得精彩很不容易。因此，如何有效的提高“工程熱力學”的教學質量、解決學生難學、教師難講的問題，是值得長期研究的課題。

針對我校熱能與動力工程專業課程體系的教學改革，并結合自己的教學實踐，通過以上的嘗試，有重點、有目的的講解，取得了一定的效果，希望能對提高本課程的教學質量有所貢獻。

參考文獻

[1] 沈維道,童鈞耕.工程熱力學[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2] 曾丹苓,敖越等.工程熱力學[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3] 何雅玲.工程熱力學精要分析及典型題精解[M].西安:西安交通大學出版社,2000.

篇（6）

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2012）06-0159-02

化工熱力學作為化學工程的基礎性學科，在研究化學工程以及解決化工生產實際問題中都起著非常重要的作用。同時，它也是化學工程與工藝專業本科生及研究生必修的重點專業課程之一。然而，由于課程中的概念抽象難懂，公式數量多且推導復雜，歷屆本科學生都感到難以理解和掌握。雖然嘗試過各種改革，探索過新的教學方法，但收效甚微，學生掌握到的理論常常疲于應付考試，沒有真正解決實際問題的能力，更不用說會作“工程”了。為了迎合“大工程教育”的背景，在2009年，我校開始嘗試將CDIO的教育理念應用于化工熱力學課程教學中，取得了一定的成效。

CDIO教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果，這種全新的教育模式將構思（Conceiving）、設計（Designing）、實現（Implementing）與運作（Operating）結合在一起，形成一個連貫而完整的流程。學生從參加產品研發到產品運行的生命周期當中，可以親身體驗到“以產品為導向”CDIO教學模式所帶來的不同于傳統教學模式的參與感。這種以學生為主體，實現了“做中學”的全新教育理念，對于提高學生能力，激發學習興趣，促進化工熱力學課程建設等各個方面都具有非常重要的意義。

化工熱力學教學現狀分析

教學內容與實際脫節隨著近年來工業體系的不斷進步和化工行業的快速發展，化工熱力學作為一門體系較為完善的課程，其教學內容與實際的化工技術相比已顯得比較滯后。這種滯后不但使教學與工程脫節，并且由于課程模式長期固定，在某種意義上限制了教師的思維方式，進而對學生的創新及發散思維也造成影響。同時，也造成了大學與社會之間的脫離。這也是為什么學生掌握了知識，卻不能在畢業以后派上用場的原因。

忽略了學生作為主體的角色在從事化工熱力學教學的十余年中，如何解決教與學之間存在的矛盾，也是一直困擾著筆者的一個問題。為何在經歷了數次改革之后，我們的教學卻并沒有發生實質的改變？其原因在于忽略了“在教育過程中，學生才是主體”的這一事實。一直以來，無論運用何種創新式的教學方法，總是離不開以教師作為主體的講授，總是去研究如何將知識更快速準確的灌輸給作為客體的學生，如何將枯燥的理論講授變得生動有趣，讓學生在愉快的氛圍中掌握知識，在一次一次的教學改革中，教師歷練成了“優秀的演員”，而學生充其量也就是一個“文明的觀眾”并沒有成為一名“優秀的演員”。在這種教育方式下，培養出來的學生，實際上是被剝奪了自主學習的機會，其思維模式也會變得僵化，重理論，輕實踐。在具體問題的處理上往往拘泥于唯一的“正確方案”，按照教師或書本上所講述的步驟給出解答，這就達到了我們所說的“掌握”的基本要求。學生并不會從一個實際的工程問題中，發現相關的熱力學問題和定義熱力學問題。比如，在講授流體的 “PVT”關系時，我們會定義好兩個變量（溫度T，壓力P）讓學生去求體積（V），學生都可以很好的根據熱力學方程解出體積，但如果讓學生去求解某工藝流程中輸送流體的管徑時（生產能力即流體的質量流量已知），學生就常常束手無措。他們不會根據輸送流體的工藝條件（即溫度、壓力）用學過的熱力學知識來求出流體的摩爾體積，將其換算成流體的密度后，再根據流體的質量流量解出體積流量結合管路中的允許的流體流速去求管徑。可是如果將這種求管徑的問題放在化工原理的課程中，學生又可以很好的解決。因為，在化工原理的課程中，流體的密度常常都是作為已知量出現在例題中的，而在實際的工程設計和計算中，這些問題都是需要靠學生自己去發現、定義并解決的。學生這種今后最需要能力，在我們多年的教學中卻被忽略了。

總之，無論是在教學內容上，還是在教學模式上，現有的化工熱力學教學當中都存在著很多問題，已經逐漸無法滿足社會對高等人才培養的需要。而CDIO的教學理念則為我們解決這一問題提供了一項新的可能性。通過將熱力學課程與CDIO教學理念相結合，讓學生在“做中學”的過程中更好地掌握知識，提高能力，通過一個個真實的工程案例，去研究問題、發現問題。這樣，學生才能具有獲取相關知識去解決問題的動力。在此過程中，重要的不是解決了一個具體的問題并由此掌握了相關的知識，而是在于學會如何發現問題、定義問題、分析問題并獲取相應的知識解決問題，總結新知識，同時，加強與人溝通的能力以及團隊合作的能力。那么，究竟如何進行化工熱力學課程的改革呢？

基于CDIO理念下熱力學教學改革方案

針對化工熱力學教學上的種種問題，我們確定了以“產品為導向”的教學模式改革。就是讓學生通過“產品工藝的工程設計”真正學到工程設計中的熱力學知識。熱力學是從工程中來，最終還要回到工程中去，為工程服務。因此，確定了以產品制造為目標，將學生感興趣的產品“工業化”，學生扮演一個“工程師”主持一個“產品與過程”的工程設計工作。在工程項目的設計中，學生必然會碰到相關的熱力學問題。如工藝條件下流體密度（流體的PVT關系）、換熱器和功設備的負荷計算（流體的熱力學性質：焓、熵與PVT的關系）、分離塔的計算（流體的相平衡）等等，在設計過程中，學生遇到問題時，教師加以適當的指導并結合課堂所講授的熱力學內容解決實際工程中的問題，最終完成一個工程設計報告。學生只憑上課聽講是不可能將項目設計好的。必須通過自己看書、查閱大量的文獻與資料，與同組同學研究討論，才可能將項目完成。在這個過程中，強化了化工熱力學在工程中的應用，讓學生真正體會到熱力學不是虛無飄渺的理論，而是實實在在的技能。為此，我們制定的具體改革方案如下：

將學生按班級分組。原則上每班兩大組，也可根據個人興趣自成一組。選擇一個學生感興趣的化工產品，圍繞如何實現該產品的工業化完成以下內容：（1）市場調研報告。包括：產品的國內外發展現狀、市場前景、簡單的經濟分析及相關的工藝流程的了解（開課后第1～4周完成）。（2）對產品多套工藝流程方案進行可行性及經濟分析，確定小組詳細的工藝流程路線及詳細的工藝條件，完成簡單的工藝流程圖（開課后第5～8周完成）。（3）根據學生選定的工藝過程，完成簡單的工藝流程圖，教師指定與工藝流程相關的熱力學計算，通過計算體會熱力學在工程中的應用（開課后第9～12周完成）。（4）將以上三部分合成一個完整的報告期末上交，報告成績占期末總成績的30%。每一小步的工作要求完成的功課都要按時上交，并按教師的批改意見修改完善自己的報告內容（開課后第13～16周完成）。（5）最后，選擇優秀的項目報告作講演（第17周完成）。

由于選題是學生根據自己的興趣確定的工業產品，因此，項目類型與涉及的學科面應該是很復雜的。教師不可能事先知道結果，這就要求教師需要具有相對扎實的工程實際和理論的背景知識，指導學生在課題初期盡快進入課題角色，隨著課題的進展，學生要自己獲取更多的相關知識，并進行深入的研究，應用知識去解決問題。在此過程中，教師要做好“導演”，側重對學生的方法和能力方面進行指導。學生在整個過程中一定會投入大量的時間和精力，因為是以小組為單位，所以，最后的項目一定是集中了整個團隊的才智，一定會有所收獲。

通過兩年的實踐，使用以上方法取得了較好的教學效果，在加強學生學習熱力學課程積極性的同時，使學生在學習期間就能受到未來職場環境的熏陶，只有叫他們了解自己將來的用武之地，造就他們成為合格的化工專業人才，滿足產業和社會的需要。

然而，在改革中還存在一些問題，如學生的合作還存在欠缺，各組同學中都有“坐車”的現象，如何對這部分不積極參與的學生進行評價，使所有學生都能積極動起來，將是我們未來改革中亟待解決的問題。

結語

化工熱力學課程從2009年開始進行了CDIO工程教育培養模式的理論與實踐探索，并取得初步成效，我們將不斷努力探索，使這一教育模式趨于科學、有效。積極推進CDIO人才培養的培養方案改革和教學方法創新，開展適應于學生研究性學習的教學方法創新，在傳統的案例式、啟發式、交流式教學方法改革中推進體驗式、研究式、討論式教學方法，利用具體工程項目的實施，引導學生“做中學”，通過營造工程環境，實現師生間、學生間對話式學習和合作式學習，形成教學相長的生動學習局面。在教學過程中融入最新的化工工程技術成果和工藝方案，啟迪學生的工程意識和利用科技成果的創業意識，開拓學生的創新思維和創業精神，構筑“創新創業”應用型人才培養的知識新體系和課程新體系。

參考文獻：

[1]楊澤慧，邵丹鳳，洪曉波.應用化工熱力學教學改革與實踐[J].寧波工程學院學報，（19）：2，75-78.

[2]王晉黃，李忠銘，林俊杰.化工熱力學課程教學改革與實踐[J].化工高等教育，2005，（4）：19-22.

[3]常賀英，馬沛生.論化工熱力學在化工類課程體系中的核心作用[J].化工高等教育，2005，（4）：28-30.

[4]蔣麗紅，李滬萍.化工熱力學教學改革研究與實踐[J].化工高等教育，2005，（3）：33-36.

[5]馮新，陸小華，吉遠輝.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，（1）：42-46.

[6]查建中，何永汕.中國工程教育改革三大戰略[M].北京：北京理工大學出版社，2009.

作者簡介：

篇（7）

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。

篇（8）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0179-03

一、引言

學習化工熱力學課程的目的是為了解決實際問題，物性數據的計算是本課程的重要內容，因為過程工程的研究、設計、操作與優化中都離不開物性數據。從容易測量的性質推算如U、H、S等難測量的性質；從溫和條件的物性數據推算航天發射、深潛高壓等苛刻條件下所需的物性數據；等等。這些都有重要的理論與實際意義。

由經典熱力學原理能方便地建立起不同性質之間的聯系（即普遍化關系式），為實現不同性質之間的推算提供依據。但要推算出具體系統的性質數據，還必須引入反映系統特征的模型，如狀態方程等。

篇（9）

關鍵詞：能分析 分析 能效率 效率 損失

0 引言

隨著人們節能意識的不斷提高，為了獲取更大的經濟效益，人們將熱力學原理應用于工程實際各能量系統的分析中。能量系統的熱力學分析是根據熱力學原理對各種能量系統進行研究分析，以明確系統各部位的能量損失狀況，求取各種性能指標，對所研究的系統進行客觀評價。

1 熱力學分析的方法、內容

熱力學分析的方法主要包括兩種：以能量平衡為基礎的叫做能分析法，它是傳統的分析方法，依據熱力學第一定律，建立在能量“量”的守恒上，對熱力系統進行分析。而以平衡為基礎的叫做分析法，是近些年發展起來的一種方法，依據熱力學第二定律，是對能量“質”的分析[1][2]。

1.1 能分析法

能分析法是以熱力學第一定律為基礎，應用熱平衡原理，并以熱效率為基本評價準則，分析、評價系統能量有效利用狀況的方法。它依據能量系統建立熱力學模型，進行能量平衡計算，得出系統的熱效率和各項熱損失，得到系統熱損失的分布，從而找出系統中熱損最大的薄弱環節和部位，為改進設備和系統的用能狀況提供技術依據。

1.2 分析法

分析法是以熱力學第二定律為基礎的熱力學分析法。它是依據能量中的平衡關系，列出平衡方程并求解，通過分析，揭示能量中的轉換、傳遞、利用和損失的情況，確定出該系統或裝置的利用效率。

分析法的主要內容有[3]：

①進行物流、熱量衡算，確定輸入、輸出體系中各種物流量、熱流量、功流量以及各物流的狀態參數（如溫度、壓力、組成等）。

②流計算。

③由平衡方程確定過程的損失。

④確定效率。

參與用能系統的流，可以分為三類，即輸入流、輸出流和系統內流。

①輸入流類：是指由外界的源，物流穿過系統邊界而進系統的。

②輸出流類：是指由系統通過邊界向外輸出的。

③系統內部類：是指系統的輸入于輸出之差的部分。

1.3 兩種熱力學分析法的比較

兩種熱力學分析方法都是通過輸入輸出，有效利用能和損失的平衡，求解系統的總損失，進而確定損失的分布。并通過計算出的效率有效利用率來評價系統的完善程度。但能分析法只是從不同質的能量在數量上的守恒來計算損失，因而只計算外部損失而忽視了內部損失，其評價指標也只是計算了被利用部分能的數量和輸入能的數量而忽略了其質量的變化，即忽略了過程的不可逆性所帶來的損失。而且能效率的分子分母常常是不同質的對比，不能準確地表征能量的利用程度，而效率和分析法正好能解決上述缺陷，所以分析法要比能分析法更科學、更深入也更全面，它能準確地揭示損失的原因、部位以及指出改進方向等。分析方法既可以進行系統分析，又可以進行優化綜合，它可以很便捷地進行系統優化，與經濟因素結合后還可作設備全壽期成本統計等[4]。

隨著節能工作的一步步深入，分析方法在能源管理、熱能動力、制冷技術、石油化工和冶金等許多領域得到了廣泛的應用。目前，有些國家已經將方法用于熱力系統的熱經濟分析當中，而我國火電機組熱力系統的分析方法實際上都是基于熱力學第一定律的分析方法，其存在的缺點是不能揭示內部不可逆性大小，不能反映能質的蛻變情況，不能體現不可逆性對經濟性造成的影響。因此對熱力系統進行研究分析，根據分析結果所提出的問題采取相應的措施提高熱力系統的熱經濟性，具有十分重要的現實意義[5][6]。

2 鍋爐系統的熱力學分析

2.1 原始數據

某電廠鍋爐，其出口蒸汽壓力為p=13.72MPa，溫度為330℃，給水溫度tw=215℃，尾部排煙溫度為135℃，過熱蒸汽量為410t/h，空氣預熱器出口空氣溫度為226℃，爐膛過剩空氣系數為1.1。理論空氣量為4.907m3/kg，每小時燃煤量為58298kg，其燃煤的低位發熱量QL=18636

kJ/kg，全水分ω=4.9%。環境溫度為19℃，依據上述數據分別對此鍋爐系統進行能分析和分析。

2.2 分析計算

設圖中mf、ma、ms、mg和mw分別為燃料、空氣、蒸汽、煙氣和給水的質量流量；而ha、hs、hg分別表示相應物質的焓，QL為燃煤的低位發熱量，QB是損失的熱量；ef、ea、es、eg和ew表示相應各物質流的比，IQ為向環境散失熱量而引起的損失。由題設得：mf=58298kg，ma=4.907×1.293×1.1×58298=406875kg，ms=410000kg，不考慮鍋爐排污損失mw=ms=410000kg，由已知溫度查表得：

ha=509.4kJ/kg sa=7.2245kJ/（kg?k） hs=3469.8kJ/kg，ss=3.5449kJ/（kg?k），hw=598.4kJ/kg，sw=2.4747kJ/（kg?k），ha=292.25kJ/kg，so=6.6732kJ/（kg?k）

圖1 鍋爐的能量平衡

圖2 鍋爐的平衡

按照圖1所示的鍋爐能量平衡關系，得出能量平衡方程：

mfQL+maha+mwhw=mshs+mghg+QB （1）

其中QB、mghg為損失的能量，而mshs-mwhw=ms（hs-hw）為有效利用的能量，則該鍋爐的能效率為：

η=

=

=1.91（2）

按照圖2所示的鍋爐平衡關系，可以寫出下面的平衡方程：

mfef+maea+mwew=mses+mgeg+IQ+IB（3）

式中IB表示整個鍋爐內部過程總的損失。考慮到mw=ms，則鍋爐內部過程總損失為：

IB=mfef+maea-ms（es-ew）-mgeg-IQ（4）

該鍋爐的目的效率η應為：

η= （5）

由于es=（hs-h0）-T0（Ss-S0），ew=（hw-h0）-T0（Sw-S0）兩式相減得：

es-ew=（hs-hw）-T0（Ss-Sw） （6）

用（5）對應除以（2）可得：

η=η （7）

將（6）式代入上式，則有：

η=η（1-T0） （8）

代入數據得：

ea=（ha-h0）-T0（sa-so）

=（509.4kj/kg-292.25kj/kg）-292.3（7.2245-6.6732）

=56.01

η=η（1-T0）

=0.91（1-）

=0.69

3 結論

從以上的計算結果可以看出，雖然是對同一臺鍋爐進行效率計算，但能效率和效率相差很大，能效率為91%而效率僅為69%，能效率的計算主要取決與鍋爐排煙向外界散熱的多少，主要考慮的是能量“數”的變化。但效率則不同，它不僅考慮了鍋爐燃燒過程中的外部損失，而且考慮了燃燒、傳熱等鍋爐內部各個過程所造成的不可逆損失。實際上，蒸汽鍋爐的損失中最大的一項就是燃料燃燒和傳熱造成的損失，所以雖然從能效率即能量的數量上來看鍋爐損失的不多，但這部分能量都是高品位的能量，價值都很高[7][8]。

由此可見，效率比能效率更能完善地反映鍋爐的熱經濟性。所以，通過系統分析計算，找出損高的部位，采取相應措施進行改善。對目前我國火電機組熱力系統分析具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]鄭體寬.熱力發電廠.中國電力出版社，2001.

[2]郭民臣，魏楠.電廠熱力系統矩陣熱平衡方程式及其應用[J].動力工程，2002，22（2）：1733-1738.

[3]杜亞榮.600MW機組熱力系統的熱力學分析與優化.碩士學位論文，保定：華北電力大學動力系，2007.

[4]朱明善.能量系統的分析.清華大學出版社，1988.

[5]林萬超.火電廠熱系統節能理論.西安：西安交通大學出版社，1994.

篇（10）

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.059

近年來，我國參照有關《華盛頓協議》成員國的做法，開展了面向我國本科教育專業進行工程教育專業認證工作。“卓越工程師教育培養計劃”旨在全面提高我國工程人才培養質量，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高素質各類型工程技術人才。我校的化學工藝專業于1998年獲原化工部高等學校重點學科，同年獲得碩士學位授予權。2004獲湖北省教育廳“有突出成就創新學科”，2006年為湖北省第四批立項建設的擬增列二級學科博士學位點。化工熱力學課程在化工類人才培養中起著承前啟后的作用，是基礎課和專業課之間不可缺少的“橋梁與紐帶”。同時，化工熱力學又是應用性很強的課程，它的內容是后續分離工程、化學反應工程等課程的重要基礎，其核心任務在于培養學生分析問題和解決問題的能力，提高學生將熱力學基本原理應用于化工技術領域能力的目的。為更好地推進“卓越工程師教育培養計劃”，僅僅將書本中的知識講解給學生是遠遠不夠的。化工熱力學課程教學改革需要在激發學生興趣的基礎上將理論知識和實際運用結合，公式概念和現代化設計軟件結合，根據自己學校本身化工專業的特色和優勢，開展相應的化工熱力學教學工作。本課題將以我校化工與制藥學院化學工程與工藝專業的本科生為研究對象，圍繞我校化工專業認證與卓越工程師培養背景下化工熱力學課程教學中貫徹工程實踐能力培養的教學方法改革與實踐，提出一些建議和思考。

1 加強師資隊伍建設，提升整體素質

事業要發展，關鍵在人才，基礎在教育。基礎教學工作需要強大的師資力量作為后盾，只有完善的教學系統，才能定制出一套幫助學生學習的好方法。化工熱力學是化學工程的基礎學科，具有很強的理論性和應用性，書中有大量的公式和定律，不乏較多的難點，這些對教師如何很好地提升教學效果，讓學生聽得懂，用得到，有很大的挑戰。目前，學院一些教師對書本上的理論知識熟悉，但工程經驗以及理論教學和實際運用之間的相互轉換相對薄弱，這讓學生在學習的過程中或因理論知識過于枯燥而影響學習積極性，這不僅阻礙了教學效果，也不利于適應經濟社會發展需要的高質量人才的培養。針對這些問題，學校應該采取措施，建設一支以“卓越計劃”為根本的高水平的師資隊伍。（1）注重優秀教師的引進，優先聘請既有化工生產實踐經歷，又懂得化工熱力學基礎教學的優秀老師；（2）學院要加大校企合作力度，讓老師有更多的機會深入實踐，在實踐中切實感受理論與實際生產之間的差別和聯系，在以后的教學工作中能更好、更全面地將化工熱力學中的理論知識與工程實踐結合起來。（3）教師之間定期開展教學工作會議，反饋近期教學中遇到的問題，對那些教學過程中學生普遍存在的疑問和教學難點要集中討論，給出解決方案，動態教學提升教學質量。（4）學校應與其他院校建立學科教學網絡，共享教學成果與心得，從中汲取好的教學方法和新的教學思維，提升學科的教學質量。

2 優化課本內容，重視化工熱力學課程學習的應用性

“理論與實際結合，原理與應用并重”應該是化工熱力學教學內容的優先考慮條件。化工專業認證和卓越工程師培養背景下化工熱力學課程的教學應該旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，課程的教學既要有專業性，又要有社會實用性。對于化工熱力學書本內容上的教學提出以下幾點建議。（1）根據專業認證與卓越工程師培養的要求，根據學校教學計劃的調整，課時的縮減，重構符合工程認證與卓越工程師培養計劃的化工熱力學課程教學內容體系；（2）根據化工熱力學基本概念多、公式多、推導多，難點多的特點，重視化工熱力學學習內容的聯系性，例如從流體的P-V-T關系及熱力學性質出發，到流體的相平衡和化學反應平衡，最后與傳質、分離，反應工程相聯系，將基礎內容聯系起來，對于復雜問題的解決很有幫助；（3）提出“從生活中來到生產中去”教改思路，啟發學生在日常生活中用熱力學的原理去分析問題。比如冰箱的工作原理與空調是否相同？打開冰箱門能起到降溫的效果嗎？通過這些生活例子引入講解制冷循環與熱泵循環的原理，可以使學生的理解和掌握這類循環的應用；（4）收集化工生產中化工熱力學的應用實例，在教學中注意與工程實踐相結合，以生動的例子來講解熱力學原理的應用。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”等科學前沿成果等這些與教材和生活緊密結合的化工生產實例都可以運用到化工熱力學的教學中。

3 加強現代化軟件的應用

當前，計算機技術已經廣泛應用到化工科研，設計和生產等各個領域，大部分工程設計和實驗研究都需要借助強大的化工軟件。熱力學性質計算和化工過程模擬分析都可以借助化工軟件來實現。在化工熱力學課程教學的過程中，應該加強現代化軟件的應用，將專業知識和計算機軟件應用相結合，讓學生能運用已學的現代化化工軟件來解決課本和生活中的實際問題，模擬和分析簡單的化工過程。對于流體P-V-T的教學時，可以引入Math-ematica軟件求解立方型狀態方程的根，也可以采用Newton-Raphson迭代法數值求解。講解相平衡時，將工程上常用的Aspen Plus軟件引入到氣液相平衡計算中，模擬精餾分離甲醇-水混合物的過程。對于數據計算類，包括實驗數據處理、物料衡算、能量衡算、精餾塔設計計算和經濟評價等，可以運用Matlab，Visual Basic等常用軟件。現代化工軟件的學習不僅可以培養學生的學習興趣提升綜合實力，也為后續的化工分離工程等學科的學習打下基礎，增強了工程意識，適應了化工專業認證與卓越工程師培養的要求。

4 將教學與本校專業特色建設相結合

學校專業特色建設是提高辦學質量的關鍵所在。近十多年來，高校超常發展帶來一個負面化問題是同質化嚴重，學校特色淡化。我校的特色學科化學工程與技術為地區經濟提供了巨大的幫助，是中南地區唯一培養化工礦山相關專業人才的本科院校，在磷資源開發利用方面，學術水平居于全國領先地位。湖北省磷化工中心就設在學校。除了在磷資源開發方面，石油煉制，精細化工等都是學校的特色專業。學校在化工方面有自己的特色和發展，化工熱力學也是大化工方向的基礎課程，可以將本課程的學習與學校化工特色專業相結合，這樣既有先進的思想做指導又可以為我校特色專業的發展培育人才，為國家走新型工業化發展道路，建設創新型國家和人才強國戰略服務，符合卓業工程師教育培養計劃的初衷。學校的超臨界流體萃取新技術可以運用化工熱力學中的氣液平衡和氣固平衡來解釋，書本上所介紹的直接式熱泵精餾、間接式熱泵精餾、閃蒸再沸式熱泵精餾、蒸汽噴氣式熱泵精餾和吸收式熱泵精餾過程，如果是僅僅依賴教師課堂上的講授，學生只能簡單地了解這些技術，講到這些技術時可以將學生帶到學校的精細化工中試車間，讓學生直觀地感受這些工程技術，然后輔助熱力學上的知識講解，可以讓學生更好地掌握這些知識。利用學校化工特色專業現有的資源，開展更多這樣生產實踐活動，對化工熱力學的教學工作有很大幫助。

5 結語

針對化工熱力學課程的教學，國內許多高等學校都進行了一些富有意義的探索，如開展化工熱力學精品課程建設、雙語教學研究等方面的嘗試。但迄今為止，基于化學工藝專業認證背景，結合卓越工程師培養的化工熱力學課程工程實踐教學的探討，還亟需更多研究。大化工依然是有前景的有生命力的工程技術和制造行業，化工熱力學課程的教學需要更為科學、深度的改革。始終本著以培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，對促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量為目的，深化對化工熱力學課程教學的改革。

*通訊作者：金士威

武漢工程大學教學研究項目（X2013010）資助

參考文獻

[1] 張春桃，王海蓉.基于“卓越工程師”培養目標的化工原理精品課程改革探索與實踐[J].化工高等教育，2012（6）：15-17.

[2] 楊文玲，于奕峰.基于卓越工程師培養的化工熱力學教學改革探討[J].化工高等教育，2012（4）：26-30.

[3] 劉英杰，楊基和，徐淑玲.基于卓越工程師的化工工程設計課程改革及實踐[J].化工高等教育，2014（2）：52-55.

篇（11）

化工熱力學作為化學工程專業的專業基礎課和必修主干課，是一門理論性和應用性較強的課程，它既要解決化學問題，又要解決工程實踐問題[1]。通過化工熱力學課程的學習，學生能夠掌握化工熱力學的基本概念和理論，利用化工熱力學的原理和模型進行化工過程能量、相平衡及化學反應平衡分析和研究，利用化工熱力學的方法對化工中物系的熱力學性質和其它化工物性進行關聯及推算，解決化工生產和設計中的有關實際問題[2-3]。本課程的基本概念和公式多，理論抽象，計算與公式推導較難，學生系統掌握該課程的內容比較困難， 本文從教材建設和教學實施方法上進行探討，使學生更好地掌握其基本原理和實際應用，培養高素質的化學工程與工藝專業人才。

1 根據化學工程與工藝專業培養方案要求，精選教學內容，使之具有合理性、實用性，達到理論與實踐相結合

化工熱力學的主要任務是使學生熟悉熱力學基本定律在化學工程中的應用，掌握根據熱力學原理求取化工基礎數據和化工過程中熱量與功的計算方法，培養學生應用熱力學基本原理分析解決化工領域中有關問題的初步能力。因此，在制定教學大綱和選擇教學內容時， 將熱力學知識體系分成兩部分：一是流體的P-V-T性質及計算、流體熱力學性質及應用；二是溶液理論、相平衡及應用。對于第一部分，主要介紹氣體和液體的P-V-T性質及計算、流體的熱力學性質計算。要求熟練掌握常用的流體狀態方程及應用計算，學會計算的思路、步驟和方法；掌握利用狀態方程和熱容數據計算流體的熱力學性質的方法，繪制熱力學圖表。第二部分介紹溶液活度系數模型方程以及相平衡理論及其在化工分離中的應用。要求能根據超額吉布氏自由能與活度系數的關系，結合模型方程計算混合溶液的活度系數；掌握相平衡理論在不同條件下的方程表達式及其應用，尤其是超臨界流體在分離中的應用。采用循序漸進、先易后難的方法逐步講解和學習，最后達到融會貫通。使教學內容既要具有合理性、實用性，又能夠充分反映本學科領域的最新科技成果，并與化工生產發展需要相結合。

2 加強學科間的溝通與銜接，科學組織教學

化工熱力學作為一門專業基礎課程， 是在物理化學學習的基礎上，進一步深化熱力學基本概念和理論，將重點轉移到解決工程實際問題上來的課程。因此化工熱力學具有知識的過渡性和很強的理論性、應用性。化工熱力學中涉及到的熱力學基本定律，熱力學函數如焓、熵、內能、自由焓、自由能，流體P-V-T關系的狀態方程等知識，均是物理化學中所學習過的，需要在化工熱力學中進一步深化與應用。

加強與高等數學學科的溝通，解決公式推導計算難的問題。化工熱力學中涉及到很多計算，如流體的P-V-T關系計算、熱力學性質的計算、化工過程能量分析計算、相平衡計算、化學反應平衡計算等，對高等數學知識的運用要求多且較高。應加強與相關的專業基礎課程及專業課程的橫向聯系，做到理論聯系實際。在教學過程中引導學生放開思路，加強理論知識與實踐知識的聯系，將熱力學的有關理論與這些課程的實際應用聯系起來，避免學生認為化工熱力學理論太深、不好學的現象發生。

3 引導學生對熱力學性質計算的編程求解；采用雙語教學，加強綜合知識的能力培養

化工熱力學的計算常涉及較多的公式及參數，計算量大且較復雜，通常需要進行試差、迭代來處理，因而電算在化工熱力學計算中起著不可替代的作用。在講授熱力學性質時，引入陳新志教材中的偏離函數的內容。焓、熵、吉布氏自由能的偏離函數均可以通過狀態方程推導出復雜的表達式，編寫程序，即可以得到結果。相平衡中的計算更為復雜，編程計算大有裨益。實踐發現，編程計算雖然對部分學生有一定難度，但多數學生卻表現出很大的積極性，隨著上機題的完成，計算機應用能力也得到提高。

此外，在教學中注意向學生介紹一些英文專業術語以及科技英語的表達方法，為學生查閱相關文獻打下一定基礎，并推薦原版教材（Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics，J.M. Smith）部分章節給學生閱讀，雙語講解，進一步培養學生的英文閱讀和聽說能力。

4 強化實踐環節的訓練，注重學生實踐能力及科研能力的培養

在實踐教學中，注重培養學生的動手能力，將難懂的知識與實際過程進行關聯，運用所學基本理論解決實際問題的能力，將抽象的熱力學概念和理論具體化，與生產實際聯系起來，以消除學生對熱力學的畏懼情緒，培養實際應用能力。比如我們延伸了實驗內容，在二元汽液平衡數據測定和無限稀釋溶液活度系數的測定實驗中，除測定必要的實驗數據外，還要求學生根據實驗計算回歸出Wilson和van Laar模型方程參數，再比較兩種模型與實測值的偏差大小，并分析原因，從而達到了理論與實踐的結合。另外，還組織感興趣的同學進行創新性實驗研究。隨著生命科學和分子熱力學的發展，生化模型分子（例如含N，N-二甲基甲酰胺DMF和醇的混合物）由于其在生化過程模擬中的重要意義，正引起人們越來越多的注意。為了更深入地了解這些體系的熱力學性質及分子間的作用力，組織學生采用Rose平衡釜測定常壓下二元體系（正丙醇—DMF，正丙醇－異丙醇，異丙醇—DMF）的常壓氣液相平衡數據來關聯三元體系（DMF +正丙醇+異丙醇）的性質，并通過熱力學同一性檢驗數據的可靠性。學生從查閱資料，設計實驗方案，確定原料、試劑及分析方法，到實驗操作，數據處理，并進行整理寫出研究報告。這一過程對學生是一次全面的綜合訓練，加強了理論與實踐的結合。對實驗中遇到的問題老師及時解決，鍛煉學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力，強化專業操作技能，同時也加深對溶液理論知識的理解，培養學生的科研創新意識。

5 適度引入多媒體教學，提高課堂教學效果

熱力學抽象、難懂，多媒體輔助教學具有形象、生動、直觀的特點，便于加深學生對問題的理解；同時大大增加了課堂信息量，提高了教學效率，還可免除教師上課時寫板書的勞累，因此多媒體輔助教學還是很有必要的。如在講解化工熱力學中混合物汽液相平衡計算，狀態方程法計算組成、溫度和壓力時，往往非常復雜而且容易出錯，迭代步驟繁多，計算費時費力。如果采用多媒體技術，可以形象生動地展示計算框圖，在程序中采用循環語句，只需要輸入初始的條件就可以很快得到結果。

但使用多媒體輔助手段也有缺點，主要是變換的畫面，雖能形象直觀地闡述豐富生動的信息，但用幻燈片顯示熱力學中公式推導顯得相當機械、呆板，與看書相差無幾，無法體現教師的靈活思路，更無法調動學生的積極性，同時也會影響師生之間的情感交流，結果是學生反映來不及記筆記，聽課時就像看電影，教學效果差，對所學內容印象不深，甚至形成了課下學生借教師課件拷貝的局面。因此，多媒體教學只是教學的輔助手段，不能成為教學的主體形式，多媒體教學優勢并不是在任何課中都能體現出來的。熱力學教學應采用多媒體與傳統板書相結合方式的教學手段，板書與多媒體的優勢才能相得益彰，提高學生學習興趣，拓寬學生思維空間，更好理解化工熱力學內容。

6 改革考核方式，注重學生靈活應用知識的能力

考試是教學過程和教學成果的檢驗，它往往成為教學過程的指揮棒，因此考試內容及方法的改革是教學改革的重要組成部分，也是教學改革的重點和難點。根據熱力學課程的教學實踐，要求學生全面閱讀書籍，在歸納整理的基礎上，使知識系統化，找出學習中存在的問題，再集中解答。由于化工熱力學的理論性強，大量模型方程難以記憶，閉卷考試要花費較多的時間和精力去記憶公式，難免疏虞理解和應用，或本末倒置，顧此失彼。因此采用了開卷考試，考試的目的在于使學生對教材體系有個全面的理解，突出重點和實用性，善于靈活應用。而且整個試卷均采用英語出題，這就加大了熱力學題的難度，有些學生對英文句子不理解或不懂得專業詞匯，導致答題南轅北轍。部分學生懷著僥幸心理，想依賴考場上翻書籍蒙混過關，但因課程知識的復雜性，突擊過關是不現實的。因此開卷考試，擴大了學生的閱讀量，注重學生融會貫通的能力。

參考文獻