工程熱力學(xué)基本概念精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的工程熱力學(xué)基本概念主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

關(guān)鍵詞：大學(xué)教學(xué) 熱力學(xué) 基本概念 教學(xué)方法

熱力學(xué)是一門具有專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)課程，但是它又包含了專業(yè)課程的特色，是進(jìn)行后期深入研究學(xué)習(xí)的理論和基礎(chǔ)，它還有很強(qiáng)的技術(shù)性和實(shí)用性。熱力學(xué)相關(guān)的熱力技術(shù)和節(jié)能環(huán)保問題日益凸顯，所以需要在教學(xué)中深入教學(xué)創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情。本文就如何在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生掌握課本知識和應(yīng)用作出了分析。

一、熱力學(xué)的含義與其構(gòu)架

熱力學(xué)是研究熱現(xiàn)象中物質(zhì)系統(tǒng)在平衡時(shí)的性質(zhì)與其建立能量的關(guān)系，以及物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)與外界相互作用（包括能量傳遞和轉(zhuǎn)換）的一門學(xué)科。因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)變的普遍性，所以熱力研究的成果被運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。

從宏觀角度來看，熱力學(xué)在其的發(fā)展過程中，針對其內(nèi)容可以分為兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)體系，首先可以從它的基礎(chǔ)理論來進(jìn)行講學(xué)，其次可以結(jié)合所學(xué)從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行應(yīng)用教學(xué)；如果從熱力學(xué)的教學(xué)體系來劃分，卻可以將其教學(xué)劃分為三大點(diǎn)，首先是它的概念，然后是它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，最后是對它的性質(zhì)和實(shí)際操作進(jìn)行劃分。

在教學(xué)中教師要保證學(xué)生對其意義有一定的認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生掌握熱力學(xué)的基本概念，幫助他們重建熱力學(xué)的知識構(gòu)架，要做到這一點(diǎn)就必須要從以下幾個(gè)方面入手，進(jìn)行知識的梳理。

（一）對熱力學(xué)的概念進(jìn)行分析，包括它的公式和運(yùn)動(dòng)規(guī)律（熱力學(xué)第零定律、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)第三定律等）

（二）對熱力學(xué)的中的基本熱力（包括理想氣體；實(shí)際氣體；水蒸氣；濕空氣；制冷工質(zhì)）性質(zhì)進(jìn)行研究分析。

（三）從熱力學(xué)研究的實(shí)際操作過程中分析計(jì)算工質(zhì)在設(shè)備中的數(shù)據(jù)變化，分析影響能量轉(zhuǎn)換效率的因素，尋求轉(zhuǎn)換效果更高的有效途徑。

二、熱力學(xué)教學(xué)方法

（一）結(jié)合實(shí)際教學(xué)

在教學(xué)中對日常生活中的一些熱力學(xué)現(xiàn)象，用專業(yè)化的熱力學(xué)知識進(jìn)行分析，對其作出科學(xué)合理的解釋。通過這樣的教學(xué)讓學(xué)生充分體會(huì)到課堂知識與平常的生活息息相關(guān)，促使他們對老師的教學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和學(xué)習(xí)熱情，以此來達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。如在教學(xué)中向?qū)W生提出與生活相關(guān)的問題：空調(diào)與冰箱的工作原理是否相同？等，在課堂上應(yīng)該做到適時(shí)的穿插一些與生活有關(guān)的問題，培養(yǎng)學(xué)生自主思考的能力。還能在教學(xué)中介紹一些熱力學(xué)在生活中應(yīng)用的著名例子，如低溫實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人卡末林?昂內(nèi)斯利用范德華方程式創(chuàng)造出了液態(tài)氣體，對人類科學(xué)的進(jìn)步作出了巨大的推動(dòng)，讓學(xué)生在切身體會(huì)中感受化工熱力學(xué)對實(shí)際生活中的指導(dǎo)作用。

（二）加強(qiáng)對基礎(chǔ)理論的教學(xué)

熱力學(xué)是一門非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，又可以說它是完美的學(xué)科，因?yàn)槠淅碚摵凸蕉际墙?jīng)過認(rèn)真演算的，因此在教學(xué)中要著重對公式和理論進(jìn)行論述，幫助學(xué)生掌握和理解熱力學(xué)。

教師上課過程中對基本的概念、含義、公式中的相關(guān)數(shù)據(jù)要做出一定的分析和解釋，讓學(xué)生從根本上明白公式所要表達(dá)的意義，同時(shí)在引用理論和實(shí)際例子時(shí)，保證它的準(zhǔn)確性和代表性，讓學(xué)生對熱力學(xué)的概念有一個(gè)清楚的認(rèn)識。

公式的演算和推導(dǎo)也不需要將所有的數(shù)據(jù)都拿出來分析講解，為了減少推導(dǎo)量，只需對影響推導(dǎo)結(jié)果的關(guān)鍵部分著重講解就行，其他的推導(dǎo)過程可以簡單略過，這樣既保證了課堂進(jìn)度還提高了課堂教學(xué)的效率。

學(xué)生必須具備合理運(yùn)用熱力學(xué)公式的能力，由上文可以看出，公式的運(yùn)用對熱力學(xué)的理解是密切聯(lián)系的，因此教師在教學(xué)過程中一定要幫助學(xué)生深入理解公式內(nèi)涵，引導(dǎo)他們在實(shí)踐中應(yīng)用。

（三）多樣化教學(xué)

在教育中教師不僅僅是需要傳授知識還需要引導(dǎo)他們自主去學(xué)習(xí)，“授人以魚，不如授人以漁”就說明了這個(gè)道理，傳統(tǒng)的教學(xué)多以“填鴨式”教育進(jìn)行，僅僅依靠老師通過課本單方面的講學(xué)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教育的需求，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要有熱情才有不斷學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，所以在教學(xué)中我們要充分的利用多媒體信息技術(shù)，做到在課堂外沒有老師進(jìn)行指導(dǎo)的情況下也能進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，根據(jù)自身的接受度選擇熱力學(xué)相關(guān)的資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，對課堂上老師講授的知識進(jìn)行一個(gè)擴(kuò)充和完善，教師也能通過網(wǎng)絡(luò)在線解答學(xué)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(xué)氛圍。

（四）結(jié)合實(shí)際教學(xué)

熱力學(xué)雖然是一門具有很強(qiáng)理論性的專業(yè)性學(xué)科，但是在生活中，熱力學(xué)其實(shí)離我們很近，因此教師在教授一些基本概念的時(shí)候，可以思考一下是否能舉出與生活相結(jié)合的例子以此來幫助學(xué)生更好更快的理解和記憶，可以在介紹熱力第二定律的時(shí)候，為了讓學(xué)生明白熱力傳導(dǎo)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(shí)候，通過加壓的方法，讓鍋內(nèi)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(diǎn)也能舉出相關(guān)例子，如啟動(dòng)的汽車在沒有外力的作用下，能將車胎轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成動(dòng)能再旋轉(zhuǎn)起來，通過這樣的教學(xué)方式，在教授基本理論知識的同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，通過實(shí)例幫助學(xué)生加深對熱力學(xué)基本概念的掌握和應(yīng)用。

（五）研討式教學(xué)

確立學(xué)生為主體原則進(jìn)行教學(xué)，充分了解學(xué)生原有的熱力學(xué)知識基礎(chǔ)水平，貼近生活的教學(xué)，在進(jìn)行基本概念的講說時(shí)，遵循由易到難、由簡到繁的教學(xué)順序，能夠讓學(xué)生更好的進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，充分調(diào)動(dòng)他們的積極性，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，針對學(xué)生個(gè)體的差異，進(jìn)行不同層次的教學(xué)。

熱力學(xué)具有抽象性的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對其主要問題認(rèn)識不夠深刻，對它失去了學(xué)習(xí)的興趣。

三、創(chuàng)新教學(xué)的具體內(nèi)容

1、結(jié)合熱點(diǎn)問題

在教學(xué)中教師應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前熱工領(lǐng)域的一些備受矚目的問題進(jìn)行講學(xué)，如當(dāng)前的熱點(diǎn)，環(huán)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(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。同時(shí)還能在課上給學(xué)生實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)更深入的理解問題，分析問題，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我總結(jié)。

2、課堂活動(dòng)與常規(guī)教學(xué)相結(jié)合

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教師也應(yīng)該在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上不斷完善自我，主動(dòng)吸收新知識，上網(wǎng)搜集相關(guān)信息，在課堂上對書本上的知識進(jìn)行擴(kuò)充，對課本材料進(jìn)行詳細(xì)的閱讀，對其內(nèi)容進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃，根據(jù)最近信息整合調(diào)整，將老舊之后的成本知識優(yōu)化，通過多媒體教學(xué)課件為學(xué)生提供一個(gè)多樣化、多視角的教學(xué)信息。

同時(shí)對課本中的重點(diǎn)難點(diǎn)要構(gòu)建相應(yīng)的練習(xí)題型，讓學(xué)生在寫作業(yè)的時(shí)候自主回顧重難點(diǎn)，多布置一些與和生活有關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，上課前通過課前提問對舊的知識進(jìn)行回顧，再導(dǎo)入相關(guān)新知識。

3、培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力

當(dāng)代教育要求學(xué)生不光要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)還要有自主分析、解決、總結(jié)問題，在教導(dǎo)熱力學(xué)課程的時(shí)候，讓學(xué)生把這門課程當(dāng)成需要解決的問題去對待，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

四、結(jié)束語

綜上所述，熱力學(xué)在教學(xué)中作為一個(gè)理論性較強(qiáng)的科目，但是由于它又與實(shí)際緊密結(jié)合，所以老師在講授知識的時(shí)候可以舉出實(shí)例，讓學(xué)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(xué)中不斷改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，運(yùn)用創(chuàng)新的教學(xué)方法，不僅有利于學(xué)生形成自主行動(dòng)、思考、分析問題的能力，還有利于在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力，所以要在課堂教學(xué)中將基礎(chǔ)理論結(jié)合實(shí)際進(jìn)行教學(xué)，讓熱力學(xué)的教學(xué)變得更為輕松有效，這樣的教學(xué)方法不僅僅對熱力學(xué)教學(xué)具有重大的意義，還能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)其他課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮國增，聶宇宏，夏莉等.“工程熱力學(xué)”教學(xué)過程中大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的研究和實(shí)踐[J].制冷與空調(diào)（四川），2012（01）

[2]彭陽峰，施云海.淺談化工熱力學(xué)課程中“合理用能”章節(jié)的教學(xué)體會(huì)――以化工單元過程為教學(xué)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(xué)第一定律在化工熱力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易，2012（04）

[4]馮新，陸小華，吉遠(yuǎn)輝等.化工熱力學(xué)中從生活中來到生產(chǎn)中去的實(shí)例[J].化工高等教育，2009（01）.

[5]羅嵐，雷水金，魏秀琴.《材料熱力學(xué)》雙語教學(xué)課程中教學(xué)制度和教學(xué)習(xí)俗改進(jìn)[J].廣州化工，2012（24）

第2篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

教學(xué)內(nèi)容改革是教學(xué)改革最核心、最基本的問題。教學(xué)內(nèi)容主要由熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律熵分析法和分析、新的能量系統(tǒng)分析評價(jià)方法介紹組成。其中，根據(jù)教學(xué)目的與任務(wù)有效組織教學(xué)內(nèi)容，要與基礎(chǔ)課程工程熱力學(xué)第一定律、第二定律知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，既避免教學(xué)內(nèi)容的簡單重復(fù)，又要使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)對第一定律、第二定律有更為深刻的認(rèn)知，并使學(xué)生能夠利用兩個(gè)熱力學(xué)基本定律熟練進(jìn)行能量系統(tǒng)分析與評價(jià)、以及高效學(xué)習(xí)和應(yīng)用新的分析、評價(jià)與優(yōu)化方法。

1.熱力學(xué)第一定律

熱力學(xué)第一定律是工程熱力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)，主要講授閉口系統(tǒng)與穩(wěn)流開口系的熱力學(xué)第一定律能量方程式的表達(dá)式及應(yīng)用。在本課程中，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律的一般表達(dá)式即：“進(jìn)入系統(tǒng)的能量-離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)總儲(chǔ)存能的變化”的正確靈活應(yīng)用，重點(diǎn)介紹如何分析、列出非穩(wěn)態(tài)充、放氣熱力過程的能量方程式，幫助學(xué)生進(jìn)一步增強(qiáng)利用第一定律進(jìn)行能量分析的能力。同時(shí)，通過對節(jié)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(xué)們對第一定律的局限性有更為深入的理解。

2.熱力學(xué)第二定律熵分析法

熱力學(xué)第二定律是工程熱力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)，主要講授熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，具體包括：卡諾循環(huán)+卡諾定理、克勞修斯積分不等式、閉口系及開口系統(tǒng)熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。在本課程中，考慮到判斷一個(gè)熱力循環(huán)是否可行、可逆的數(shù)學(xué)判據(jù)容易理解而且是熱力過程的特例，故重點(diǎn)講述閉口系及開口系熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。在該部分從以下四個(gè)方面進(jìn)行介紹：對于狀態(tài)參數(shù)熵的辨析：辨析熵是狀態(tài)參數(shù)與過程無關(guān)，強(qiáng)調(diào)判斷一個(gè)熱力過程能否進(jìn)行、可逆的參量不是過程熵變而是過程熵產(chǎn)，引出后面由熵方程及孤立系統(tǒng)熵增原理計(jì)算過程熵產(chǎn)的知識點(diǎn)；重點(diǎn)講授熵方程的一般表達(dá)式，即：“進(jìn)入系統(tǒng)的熵-離開系統(tǒng)的熵+過程熵產(chǎn)=系統(tǒng)熵變化”，通過典型例題幫助同學(xué)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(chǎn)；重點(diǎn)解析孤立系統(tǒng)熵增原理的實(shí)質(zhì)及解題特點(diǎn)，并通過典型例題幫助學(xué)生認(rèn)識到孤立系統(tǒng)熵增原理與熵方程的一致性：孤立系統(tǒng)熵增即熵方程中的熵產(chǎn)；作功能力損失方面除了介紹計(jì)算公式、通過計(jì)算熱力過程熵產(chǎn)及作功能力損失，還著重結(jié)合對節(jié)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(xué)生體會(huì)第一定律與第二定律之間的聯(lián)系及第二定律的獨(dú)有貢獻(xiàn)。

3.熱力學(xué)第二定律分析法

由于學(xué)時(shí)有限并且概念抽象難以理解，分析法在工程熱力學(xué)中屬于選講內(nèi)容，即便講授，也多是簡要介紹。本課程中，分析法是授課重點(diǎn)，從以下四個(gè)方面進(jìn)行講授：第一，概念及計(jì)算公式，包括機(jī)械、熱量（冷量）、內(nèi)能、焓和化學(xué)。第二，重點(diǎn)講授方程的一般表達(dá)式“進(jìn)入系統(tǒng)的-離開系統(tǒng)的-過程損=系統(tǒng)變化”，通過典型例題幫助同學(xué)能夠利用方程列出閉口及開口系方程，并求取過程損。同時(shí)，在分析典型例題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生同時(shí)用熵分析法來計(jì)算過程的作功能力損失，讓學(xué)生自覺地認(rèn)識到分析法中所得到的損失即熵分析法中計(jì)算的作功能力損失、體會(huì)兩種分析法的一致性及分析法的優(yōu)勢。第三，效率、損系數(shù)的概念及公式，以及在典型熱力設(shè)備、過程及熱力循環(huán)中的計(jì)算。第四，針對本學(xué)科領(lǐng)域典型的火力發(fā)電裝置、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)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(lián)合站等，設(shè)置工程背景很強(qiáng)的案例，教師與同學(xué)們一起分析循環(huán)裝置及各組成設(shè)備的效率、損失及損系數(shù)等，讓同學(xué)們認(rèn)識到分析法在進(jìn)行系統(tǒng)能量分析時(shí)的重要性及提高利用該方法解決實(shí)際工程問題的能力。

4.新發(fā)展起來的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法

介紹能級分析法、經(jīng)濟(jì)學(xué)、夾點(diǎn)技術(shù)、全生命周期分析法、能值理論等新發(fā)展起來的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法的基本理論及應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲取更多知識。這部分內(nèi)容與留給學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告緊密相關(guān)，將在下文介紹。目前還沒有適合于本專業(yè)本科教學(xué)的系統(tǒng)節(jié)能方面的教材，本課程教學(xué)內(nèi)容主要參考自沈維道等主編《工程熱力學(xué)》、朱明善等編著《工程熱力學(xué)》、傅秦生編著《能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法》和馮霄編著《化工節(jié)能原理與技術(shù)》、何雅玲主編《工程熱力學(xué)精要分析典型題解》等教材及專著，結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來收集整理的工程案例編寫成講義供教師及學(xué)生使用。

二、教學(xué)方式改革

教學(xué)中的主體是學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果是教學(xué)方式改革的目的。學(xué)生們對于國際上最新的、與未來工作緊密相關(guān)及實(shí)用性強(qiáng)的知識以及確實(shí)能提高自身素質(zhì)與能力的教學(xué)環(huán)節(jié)更感興趣。

1.采用多媒體與板書有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式

充分利用多媒體教學(xué)信息量大，圖像、視頻生動(dòng)形象的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)板書講解復(fù)雜推導(dǎo)更容易被學(xué)生掌握的優(yōu)點(diǎn)以提升教學(xué)效果。這種授課方式既可以增大授課信息量、有效吸引學(xué)生注意力，同時(shí)又能使學(xué)生通過與老師一起板書推導(dǎo)對所學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)有更為深刻的認(rèn)知。

2.提高課堂教學(xué)吸引力

通過針對每一個(gè)重要概念及知識點(diǎn)設(shè)計(jì)的系列典型例題、思考題吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其積極參與到教學(xué)中來。而且教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的教學(xué)和科研積累，收集并提煉出與石化工程緊密關(guān)聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣，提升課堂教學(xué)的互動(dòng)效果，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用理論知識分析并解決工程實(shí)際問題的能力。

3.布置作業(yè)形式靈活多樣

對于重要的基本概念，以讀書筆記的作業(yè)形式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)第二定律、等重要基本概念的由來、發(fā)展歷程，可使學(xué)生在搜集資料的過程中對這些概念有一個(gè)直接的感性認(rèn)知，同時(shí)也有助于學(xué)生認(rèn)識到這些知識在本學(xué)科發(fā)展中的重要作用。要求學(xué)生組成2~3人的學(xué)習(xí)小組，除常規(guī)課下作業(yè)外，課上作業(yè)以小組為單位完成。課上作業(yè)為教師針對每次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)的多為填空、選擇和問答形式的練習(xí)題，課前打印好分發(fā)給每個(gè)學(xué)習(xí)小組。在講課過程中，留出適合時(shí)間讓學(xué)生及時(shí)完成。教學(xué)實(shí)踐表明課上作業(yè)非常利于學(xué)生把握住和消化吸收重難點(diǎn)知識，且能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

三、課程考核方式的教學(xué)改革

第3篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

關(guān)鍵詞 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第一定律 卡諾定理

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.04.039

Teaching of the First Law of Thermodynamics and

the Second Law of Thermodynamics

WU Hequan， XIE Wenhong

（College of Automative and Mechanical Engineering，

Changsha University of Science & Technology， Changsha， Hu'nan 410114）

Abstract Details of the emergence and development of the first law of thermodynamics， the second law of thermodynamics and the linkages between them. Further understanding of the process of teaching the knowledge of thermodynamics has played a good role in promoting， improving the quality of teaching.

Key words First Law of Thermodynamics; Second Law of Thermodynamics; Carnot theorem

0 引言

“工程熱力學(xué)及傳熱學(xué)”課程是主要研究熱能與機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換以及熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科?！肮こ虩崃W(xué)及傳熱學(xué)”圍繞能量轉(zhuǎn)換與傳遞這一主線，是對工程熱力學(xué)及傳熱學(xué)兩個(gè)研究方向的綜合。其特點(diǎn)是涉及內(nèi)容廣，知識點(diǎn)多，主要包括熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力過程計(jì)算、傳熱學(xué)的基本概念、換熱器熱計(jì)算等。它在社會(huì)生活中的應(yīng)用是非常廣泛的，在很多領(lǐng)域包括現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和國防建設(shè)等。雖然熱機(jī)發(fā)展一百多年，已經(jīng)非常完善，很多熱力學(xué)理論已經(jīng)在實(shí)踐中得到了應(yīng)用。但是在面對如今國際社會(huì)能源短缺、環(huán)境污染等問題中，推進(jìn)熱力學(xué)的研究，提高能源的利用效率是解決這些問題的一個(gè)關(guān)鍵。而熱力學(xué)第一和第二定律是熱力學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)好并掌握這些基本理論，才能更好地研究熱能傳遞和轉(zhuǎn)換的規(guī)律并把它轉(zhuǎn)化成實(shí)際成果應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)生活之中。

1 熱力學(xué)第一定律概述

熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)是能量守恒定律在熱現(xiàn)象上的應(yīng)用。能量守恒定律可以表示為：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有多種不同的表現(xiàn)形式，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另外一種形式，也可以從一個(gè)物體傳遞給另外的物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞過程能量保持不變。熱力學(xué)第一定律則可以表述為：熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊?當(dāng)一定量的熱消失時(shí)，必產(chǎn)生等量的功;消耗一定量的功時(shí)，必產(chǎn)生與之相應(yīng)數(shù)量的熱。表達(dá)式為： = +。熱力學(xué)第一定律否認(rèn)了能量的無中生有，正因?yàn)槿绱四欠N不需要任何動(dòng)力和燃料就能持續(xù)做功的第一類永動(dòng)機(jī)只能是幻想。

能量轉(zhuǎn)換與守恒定律首先是從力學(xué)中以“活力守恒”的形式提出來的。系統(tǒng)吸熱，內(nèi)能應(yīng)增加;外界對系統(tǒng)做功，內(nèi)能也增加。若系統(tǒng)既吸熱，外界又對系統(tǒng)做功，則內(nèi)能增加等于這兩者之和。熱力學(xué)第一定律就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。十九世紀(jì)中期，在長期生產(chǎn)實(shí)踐和大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，它才以科學(xué)定律的形式被確立起來。著名物理學(xué)笛卡爾在1644年就提出了“運(yùn)動(dòng)守恒”的概念，隨后德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲引入了“活力”的概念，意大利物理學(xué)家伽利略研究斜面問題和擺的運(yùn)動(dòng)，斯蒂芬研究杠桿定理。伯努利的流體運(yùn)動(dòng)方程實(shí)際上就是流體運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒定律，1834年愛爾蘭物理學(xué)家哈密頓《論動(dòng)力學(xué)的普遍方法》，提出了哈密頓原理。至此能量守恒定律及其應(yīng)用已經(jīng)成為力學(xué)中的基本內(nèi)容，為能量守恒定律的建立準(zhǔn)備了條件。1841～1843年，德國科學(xué)家邁克爾和英文物理學(xué)家焦耳提出了熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)，為熱力學(xué)第一定律的建立奠定了基礎(chǔ)。

熱力學(xué)第一定律的確立，突破了人們關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械觀念的范圍，從本質(zhì)上表明了各種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式之間相互轉(zhuǎn)換的可能性，說明運(yùn)動(dòng)形式相互轉(zhuǎn)換的能力也是不滅的，是物質(zhì)本身固有的。

2 熱力學(xué)第二定律

熱力學(xué)第一定律說明了熱能是可以轉(zhuǎn)換的，可以由熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，也可以由機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能，而且能量不會(huì)消失。但是如果僅僅只是這樣，那有很多現(xiàn)象是解釋不了的。比如一輛小車給它一定動(dòng)能，讓它在路上行駛，走了一段路程后，由于小車和路面有摩擦，小車速度逐漸減小，最后停止。原來的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的熱能，然而反過來，這些熱能能還給小車，再重新讓它動(dòng)起來嗎？再比如一個(gè)燒紅了的鍛件，放在空氣中便會(huì)慢慢冷卻。顯然，熱能從鍛件散發(fā)到周圍環(huán)境中了;周圍環(huán)境獲得的能量等于鍛件放出的熱量。反過來，這個(gè)已經(jīng)冷卻了的鍛件能從周圍環(huán)境中收回那部分散失的熱量，重新赤熱起來嗎？這樣的過程都不違反熱力學(xué)第一定律。然而，經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這是不可能的。

所以在熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能這一問題中，除了要遵循熱力學(xué)第一定律，還要滿足其它約束條件。這就是熱力學(xué)第二定律的研究內(nèi)容。熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)就是指出了一切自然過程的不可逆性，也就是說自然界中的過程具有方向性。過程總是自發(fā)地朝著一定的方向進(jìn)行。機(jī)械能總是自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體等等。這些自發(fā)過程的反向過程（稱為非自發(fā)過程）是不會(huì)自發(fā)進(jìn)行的。這種不可逆的過程可以用熵來描述。自然界的一切自發(fā)過程都是朝著熵增大的方向進(jìn)行的。只有可逆過程，系統(tǒng)的熵保持不變。這就是熵增原理，這是熱力學(xué)第二定律的其中一種表述方式。

在熱力學(xué)第二定律告訴我們能量轉(zhuǎn)化具有方向性。即機(jī)械能可以百分之百的轉(zhuǎn)化為熱能，但熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率不可能達(dá)到百分之百。那么熱機(jī)的效率最高能達(dá)到多少呢？1824年，法國工程師卡諾提出了一種熱效率最高的循環(huán)――卡諾循環(huán)。它包括兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程。如果把高溫?zé)嵩吹臏囟扔洖椋蜏責(zé)嵩吹臏囟扔洖?，通過熱力學(xué)計(jì)算可以得到卡諾循環(huán)的熱效率表達(dá)式 = /。當(dāng)高溫?zé)嵩吹臏囟茸銐蚋?，而低溫?zé)嵩吹臏囟茸銐虻偷臅r(shí)候，卡諾循環(huán)的熱效率理論上可以無限的接近1，因此可以說卡諾循環(huán)的熱效率最高。從中可以得出以下結(jié)論：（1）卡諾循環(huán)的熱效率只決定于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟龋簿褪枪べ|(zhì)吸熱和放熱時(shí)的溫度;（2）增大，減少，可以提高卡諾循環(huán)的熱效率;（3）卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1，不能可能等于1。因高溫?zé)嵩吹臏囟炔荒艿扔跓o窮大，低溫?zé)嵩吹臏囟纫膊豢赡艿扔诹?。這就表明熱能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能;（4）當(dāng) = 時(shí)，卡諾循環(huán)的熱效率為零。這表明，在沒有溫差存在的熱力系統(tǒng)中，熱能不可能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。或者說，單熱源的熱機(jī)，即第二類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的。

在卡諾定理的基礎(chǔ)上，人們總結(jié)出了熱力學(xué)第二定律的兩種主要表述方式。克勞修斯說法：熱量不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳至高溫物體。開爾文說法：不可能從單一熱源取熱使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其它任何他影響。它們都說明了自發(fā)過程的不可逆性，可以證明這兩種表述方式是等價(jià)的。那種設(shè)想把海洋或空氣當(dāng)作單一熱源，從中吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化為有用功的第二類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。

熱力學(xué)第二定律的意義實(shí)際已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了熱機(jī)熱效率的范疇，它指出了自然過程進(jìn)行的方向性，說明了能量品質(zhì)的高低。

3 結(jié)語

熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是人們在日常社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的普遍規(guī)律，它們被許多實(shí)驗(yàn)和具體實(shí)踐證明是正確的。熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的建立，奠定了工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)的理論基礎(chǔ)，也徹底了永動(dòng)機(jī)的幻想。大學(xué)生在學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律時(shí)應(yīng)該理解它的內(nèi)容，實(shí)質(zhì)，掌握它的重點(diǎn)和難點(diǎn)。了解熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的發(fā)展過程，要學(xué)會(huì)自我歸納總結(jié)，做到獨(dú)立思考。教師應(yīng)該把精力放在提高熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的教學(xué)深度以及加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用上。熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是自然界的普遍法則，蘊(yùn)含了大道理，驗(yàn)證了辯證唯物主義思想，所以教師應(yīng)該把事物發(fā)展的科學(xué)道理在這一章充分展現(xiàn)出來。熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是“工程熱力學(xué)及傳熱學(xué)”課程的重要內(nèi)容，也是理工科學(xué)生必須掌握的基本知識，因此對它們進(jìn)行深入研究有利于提高課程的教學(xué)質(zhì)量。相信對熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的研究一定會(huì)推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。

基金項(xiàng)目：長沙理工大學(xué)教改課題項(xiàng)目

參考文獻(xiàn)

[1] 李岳林，劉志強(qiáng)，武和全.工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2013.

[2] 沈維道，童鈞耕.工程熱力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2007.

第4篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

關(guān)鍵詞 卓越計(jì)劃 化工熱力學(xué) 教學(xué)改革

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.059

近年來，我國參照有關(guān)《華盛頓協(xié)議》成員國的做法，開展了面向我國本科教育專業(yè)進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證工作?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”旨在全面提高我國工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)各類型工程技術(shù)人才。我校的化學(xué)工藝專業(yè)于1998年獲原化工部高等學(xué)校重點(diǎn)學(xué)科，同年獲得碩士學(xué)位授予權(quán)。2004獲湖北省教育廳“有突出成就創(chuàng)新學(xué)科”，2006年為湖北省第四批立項(xiàng)建設(shè)的擬增列二級學(xué)科博士學(xué)位點(diǎn)?；崃W(xué)課程在化工類人才培養(yǎng)中起著承前啟后的作用，是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間不可缺少的“橋梁與紐帶”。同時(shí)，化工熱力學(xué)又是應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，它的內(nèi)容是后續(xù)分離工程、化學(xué)反應(yīng)工程等課程的重要基礎(chǔ)，其核心任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生將熱力學(xué)基本原理應(yīng)用于化工技術(shù)領(lǐng)域能力的目的。為更好地推進(jìn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，僅僅將書本中的知識講解給學(xué)生是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。化工熱力學(xué)課程教學(xué)改革需要在激發(fā)學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上將理論知識和實(shí)際運(yùn)用結(jié)合，公式概念和現(xiàn)代化設(shè)計(jì)軟件結(jié)合，根據(jù)自己學(xué)校本身化工專業(yè)的特色和優(yōu)勢，開展相應(yīng)的化工熱力學(xué)教學(xué)工作。本課題將以我校化工與制藥學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)的本科生為研究對象，圍繞我?；I(yè)認(rèn)證與卓越工程師培養(yǎng)背景下化工熱力學(xué)課程教學(xué)中貫徹工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)方法改革與實(shí)踐，提出一些建議和思考。

1 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提升整體素質(zhì)

事業(yè)要發(fā)展，關(guān)鍵在人才，基礎(chǔ)在教育。基礎(chǔ)教學(xué)工作需要強(qiáng)大的師資力量作為后盾，只有完善的教學(xué)系統(tǒng)，才能定制出一套幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的好方法?；崃W(xué)是化學(xué)工程的基礎(chǔ)學(xué)科，具有很強(qiáng)的理論性和應(yīng)用性，書中有大量的公式和定律，不乏較多的難點(diǎn)，這些對教師如何很好地提升教學(xué)效果，讓學(xué)生聽得懂，用得到，有很大的挑戰(zhàn)。目前，學(xué)院一些教師對書本上的理論知識熟悉，但工程經(jīng)驗(yàn)以及理論教學(xué)和實(shí)際運(yùn)用之間的相互轉(zhuǎn)換相對薄弱，這讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中或因理論知識過于枯燥而影響學(xué)習(xí)積極性，這不僅阻礙了教學(xué)效果，也不利于適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量人才的培養(yǎng)。針對這些問題，學(xué)校應(yīng)該采取措施，建設(shè)一支以“卓越計(jì)劃”為根本的高水平的師資隊(duì)伍。（1）注重優(yōu)秀教師的引進(jìn)，優(yōu)先聘請既有化工生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)歷，又懂得化工熱力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)的優(yōu)秀老師；（2）學(xué)院要加大校企合作力度，讓老師有更多的機(jī)會(huì)深入實(shí)踐，在實(shí)踐中切實(shí)感受理論與實(shí)際生產(chǎn)之間的差別和聯(lián)系，在以后的教學(xué)工作中能更好、更全面地將化工熱力學(xué)中的理論知識與工程實(shí)踐結(jié)合起來。（3）教師之間定期開展教學(xué)工作會(huì)議，反饋近期教學(xué)中遇到的問題，對那些教學(xué)過程中學(xué)生普遍存在的疑問和教學(xué)難點(diǎn)要集中討論，給出解決方案，動(dòng)態(tài)教學(xué)提升教學(xué)質(zhì)量。（4）學(xué)校應(yīng)與其他院校建立學(xué)科教學(xué)網(wǎng)絡(luò)，共享教學(xué)成果與心得，從中汲取好的教學(xué)方法和新的教學(xué)思維，提升學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。

2 優(yōu)化課本內(nèi)容，重視化工熱力學(xué)課程學(xué)習(xí)的應(yīng)用性

“理論與實(shí)際結(jié)合，原理與應(yīng)用并重”應(yīng)該是化工熱力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)先考慮條件?；I(yè)認(rèn)證和卓越工程師培養(yǎng)背景下化工熱力學(xué)課程的教學(xué)應(yīng)該旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，課程的教學(xué)既要有專業(yè)性，又要有社會(huì)實(shí)用性。對于化工熱力學(xué)書本內(nèi)容上的教學(xué)提出以下幾點(diǎn)建議。（1）根據(jù)專業(yè)認(rèn)證與卓越工程師培養(yǎng)的要求，根據(jù)學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，課時(shí)的縮減，重構(gòu)符合工程認(rèn)證與卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的化工熱力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容體系；（2）根據(jù)化工熱力學(xué)基本概念多、公式多、推導(dǎo)多，難點(diǎn)多的特點(diǎn)，重視化工熱力學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的聯(lián)系性，例如從流體的P-V-T關(guān)系及熱力學(xué)性質(zhì)出發(fā)，到流體的相平衡和化學(xué)反應(yīng)平衡，最后與傳質(zhì)、分離，反應(yīng)工程相聯(lián)系，將基礎(chǔ)內(nèi)容聯(lián)系起來，對于復(fù)雜問題的解決很有幫助；（3）提出“從生活中來到生產(chǎn)中去”教改思路，啟發(fā)學(xué)生在日常生活中用熱力學(xué)的原理去分析問題。比如冰箱的工作原理與空調(diào)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(huán)與熱泵循環(huán)的原理，可以使學(xué)生的理解和掌握這類循環(huán)的應(yīng)用；（4）收集化工生產(chǎn)中化工熱力學(xué)的應(yīng)用實(shí)例，在教學(xué)中注意與工程實(shí)踐相結(jié)合，以生動(dòng)的例子來講解熱力學(xué)原理的應(yīng)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?zé)峁芙捣嗖罔F路凍土‘多動(dòng)癥’”、“化工熱力學(xué)與遏制全球變暖的關(guān)系”等科學(xué)前沿成果等這些與教材和生活緊密結(jié)合的化工生產(chǎn)實(shí)例都可以運(yùn)用到化工熱力學(xué)的教學(xué)中。

3 加強(qiáng)現(xiàn)代化軟件的應(yīng)用

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到化工科研，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，大部分工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究都需要借助強(qiáng)大的化工軟件。熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算和化工過程模擬分析都可以借助化工軟件來實(shí)現(xiàn)。在化工熱力學(xué)課程教學(xué)的過程中，應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)代化軟件的應(yīng)用，將專業(yè)知識和計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用相結(jié)合，讓學(xué)生能運(yùn)用已學(xué)的現(xiàn)代化化工軟件來解決課本和生活中的實(shí)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(xué)時(shí)，可以引入Math-ematica軟件求解立方型狀態(tài)方程的根，也可以采用Newton-Raphson迭代法數(shù)值求解。講解相平衡時(shí)，將工程上常用的Aspen Plus軟件引入到氣液相平衡計(jì)算中，模擬精餾分離甲醇-水混合物的過程。對于數(shù)據(jù)計(jì)算類，包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、物料衡算、能量衡算、精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算和經(jīng)濟(jì)評價(jià)等，可以運(yùn)用Matlab，Visual Basic等常用軟件。現(xiàn)代化工軟件的學(xué)習(xí)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提升綜合實(shí)力，也為后續(xù)的化工分離工程等學(xué)科的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，增強(qiáng)了工程意識，適應(yīng)了化工專業(yè)認(rèn)證與卓越工程師培養(yǎng)的要求。

4 將教學(xué)與本校專業(yè)特色建設(shè)相結(jié)合

學(xué)校專業(yè)特色建設(shè)是提高辦學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。近十多年來，高校超常發(fā)展帶來一個(gè)負(fù)面化問題是同質(zhì)化嚴(yán)重，學(xué)校特色淡化。我校的特色學(xué)科化學(xué)工程與技術(shù)為地區(qū)經(jīng)濟(jì)提供了巨大的幫助，是中南地區(qū)唯一培養(yǎng)化工礦山相關(guān)專業(yè)人才的本科院校，在磷資源開發(fā)利用方面，學(xué)術(shù)水平居于全國領(lǐng)先地位。湖北省磷化工中心就設(shè)在學(xué)校。除了在磷資源開發(fā)方面，石油煉制，精細(xì)化工等都是學(xué)校的特色專業(yè)。學(xué)校在化工方面有自己的特色和發(fā)展，化工熱力學(xué)也是大化工方向的基礎(chǔ)課程，可以將本課程的學(xué)習(xí)與學(xué)?；ぬ厣珜I(yè)相結(jié)合，這樣既有先進(jìn)的思想做指導(dǎo)又可以為我校特色專業(yè)的發(fā)展培育人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路，建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)，符合卓業(yè)工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的初衷。學(xué)校的超臨界流體萃取新技術(shù)可以運(yùn)用化工熱力學(xué)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(xué)生只能簡單地了解這些技術(shù)，講到這些技術(shù)時(shí)可以將學(xué)生帶到學(xué)校的精細(xì)化工中試車間，讓學(xué)生直觀地感受這些工程技術(shù)，然后輔助熱力學(xué)上的知識講解，可以讓學(xué)生更好地掌握這些知識。利用學(xué)校化工特色專業(yè)現(xiàn)有的資源，開展更多這樣生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，對化工熱力學(xué)的教學(xué)工作有很大幫助。

5 結(jié)語

針對化工熱力學(xué)課程的教學(xué)，國內(nèi)許多高等學(xué)校都進(jìn)行了一些富有意義的探索，如開展化工熱力學(xué)精品課程建設(shè)、雙語教學(xué)研究等方面的嘗試。但迄今為止，基于化學(xué)工藝專業(yè)認(rèn)證背景，結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)的化工熱力學(xué)課程工程實(shí)踐教學(xué)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(shù)和制造行業(yè)，化工熱力學(xué)課程的教學(xué)需要更為科學(xué)、深度的改革。始終本著以培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)，對促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量為目的，深化對化工熱力學(xué)課程教學(xué)的改革。

*通訊作者：金士威

武漢工程大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（X2013010）資助

參考文獻(xiàn)

[1] 張春桃，王海蓉.基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)的化工原理精品課程改革探索與實(shí)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(yǎng)的化工熱力學(xué)教學(xué)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(shè)計(jì)課程改革及實(shí)踐[J].化工高等教育，2014（2）：52-55.

[4] 董華青，阮慧敏，劉華彥.地方院校卓越工程師培訓(xùn)方案的構(gòu)建與實(shí)踐[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013.12（1）：93-98.

第5篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

關(guān)鍵詞：熱工系列課程；啟發(fā)式教學(xué)；聯(lián)想式教學(xué)

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）52-0160-02

一、引言

熱工系列課程包括工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)。工程熱力學(xué)是熱力學(xué)最先發(fā)展的一個(gè)分支，它主要研究熱能與機(jī)械能和其他能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律及其應(yīng)用；傳熱學(xué)是研究熱量傳遞規(guī)律的一門學(xué)科，傳熱學(xué)的作用是利用可以預(yù)測能量傳遞速率的一些定律去補(bǔ)充熱力學(xué)分析[1，2]。熱工系列課程內(nèi)涵豐富、概念抽象、公式數(shù)量多、聯(lián)系工程實(shí)際范圍廣，是本校油氣儲(chǔ)運(yùn)、石油工程、機(jī)械工程等工科專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此，針對本課程教學(xué)過程，必須定位在要保持學(xué)科基本理論的嚴(yán)密性和系統(tǒng)性基礎(chǔ)上，考慮高新技術(shù)的應(yīng)用和新型人才培養(yǎng)模式的要求，突出專業(yè)特點(diǎn)，使學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高他們的理論分析和解決工程問題的應(yīng)用能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

然而，在多年從事該課程的教學(xué)工作過程中，學(xué)生普遍反映該課程是一門非常難于學(xué)習(xí)掌握的課程。究其原因，一方面是由課程本身特點(diǎn)決定的，工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)具有理論較難，基本概念和基本方程較多，對學(xué)生用高等數(shù)學(xué)知識處理和解決實(shí)際問題能力的要求較高等特點(diǎn)，學(xué)生認(rèn)為該課程的學(xué)習(xí)過程非常困難；另一方面和教師“填鴨式”的教學(xué)方法有關(guān)，教師往往只是把知識一味灌輸給學(xué)生，使學(xué)生覺得原本就枯燥的物理概念和數(shù)學(xué)方程更加索然無味，提不起學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，要提高熱工系列課程的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而最有力的途徑就是采用啟發(fā)聯(lián)想式的教學(xué)方法。

二、關(guān)于啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)的思考

啟發(fā)式教學(xué)是中國的傳統(tǒng)教育方式，在中華民族的發(fā)展過程中發(fā)揮著巨大的作用。孔子說：“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅，不以三隅反，則不復(fù)也”[3]。這是孔子論述啟發(fā)式教學(xué)的重要名言，對后世影響非常深遠(yuǎn)。學(xué)生如果不經(jīng)過思考并有所體會(huì)，想說卻說不出來時(shí)，就不去開導(dǎo)他；如果不是經(jīng)過冥思苦想而又想不通時(shí)，就不去啟發(fā)他。“不憤不啟，不悱不發(fā)”經(jīng)常用來說明對學(xué)生要嚴(yán)格要求，先讓學(xué)生積極思考，再進(jìn)行適時(shí)啟發(fā)。所謂“教”是為了“不教”，就是要學(xué)生提高創(chuàng)新能力，掌握適合自己的學(xué)習(xí)方法。只有這樣，他們才離得開教師，甚至可以超越教師，最終成為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展現(xiàn)狀的人才。這種教育方式對目前的高等教育有著巨大的指導(dǎo)意義。

聯(lián)想教學(xué)法是啟發(fā)式教學(xué)方法的一種有效手段。所謂聯(lián)想教學(xué)法，就是把首次接觸的知識，通過連接點(diǎn)，將新穎的、有價(jià)值的東西與我們過去的見識、思考、觀念，盡可能多地予以聯(lián)系，被充分吸收后成為自己的思考、認(rèn)識、判斷與熟知的知識[4]。我們在教授一門新課程時(shí)，總是從基本的概念說起。要讓學(xué)生學(xué)習(xí)、理解這些基本的概念，往往要通過舉例來說明。舉例，就是一種聯(lián)想，就是將已知事物和新事物的本質(zhì)特征，通過某些相同或相似之處的比較、參照，將彼此聯(lián)系在一起。由此，學(xué)生就可以通過對已知事物的認(rèn)識，去學(xué)習(xí)、理解未知的新事物。

三、啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法的實(shí)施

啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)并不是一種具體的教學(xué)方法，針對熱工系列課程而言，參考和學(xué)習(xí)國內(nèi)外的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并總結(jié)自己的教學(xué)體會(huì)，筆者認(rèn)為可以通過下面幾個(gè)方面的解決措施來實(shí)施啟發(fā)互動(dòng)式教學(xué)方法。

1.要突出新舊知識間的聯(lián)系與區(qū)別。學(xué)生在大學(xué)物理中的熱學(xué)部分已經(jīng)學(xué)習(xí)過本課程中的部分內(nèi)容。當(dāng)這些知識重新出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)先和學(xué)生一起復(fù)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的回憶，然后再引出熱工理論的定義，緊緊抓住新舊知識之間的聯(lián)系與區(qū)別，引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識的基礎(chǔ)上引出新知識，同時(shí)注意不是簡單地重復(fù)舊知識，而是從工程應(yīng)用的角度來論述并加以深化和推廣。

在教學(xué)活動(dòng)中，新知識的學(xué)習(xí)常常受到與其相類似的舊知識的干擾。例如，有些學(xué)生總是將工程熱力學(xué)中壓力的概念和單位與中學(xué)物理中壓力的概念混淆起來。為克服這種干擾，需幫助學(xué)生找出二者之間的區(qū)別并劃清兩種類似知識的界限。例如說明工程熱力學(xué)中的壓力是一種應(yīng)力的概念，是單位面積上的力，是氣體分子撞擊容器壁產(chǎn)生的效果，其國際單位是帕斯卡，而物理學(xué)中的壓力是力的概念，其國際單位是牛頓。使學(xué)生對立地建立新知識中的概念，對新舊學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行概括，找出其共同的本質(zhì)。

2.通過有趣的比擬，啟發(fā)學(xué)生對生僻易混概念的理解。熱工系列課程的特點(diǎn)是概念多、邏輯性強(qiáng)。列寧說：自然科學(xué)的成果是概念。顯然，沒有力、速度、加速度等概念也就沒有力學(xué)這個(gè)科學(xué)[5]。但是，熱工課程中的各個(gè)概念是怎么引入的，不能只從定義出發(fā)給學(xué)生講解。這樣的教學(xué)效果往往是極差的，學(xué)生往往會(huì)對概念似是而非，無法正確把握各個(gè)概念，在該課程完成之后不久就輕而易舉地忘掉了幾乎所有的內(nèi)容。為了避免這種教學(xué)現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于概念的引入和講解應(yīng)符合人類的認(rèn)知規(guī)律，即從具體到抽象的過程，也就是從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的過程。我們將熱工現(xiàn)象和概念與生活中一些廣為熟知的現(xiàn)象進(jìn)行比擬，以此引入概念，學(xué)生往往能受到啟發(fā)，從而從根本上掌握這些概念，并且做到學(xué)以致用。

例如在剛進(jìn)入傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)時(shí)，講到熱量傳遞規(guī)律，可將熱量傳遞比擬為電流流動(dòng)，學(xué)生們對于直流電路的歐姆定律I=■是非常熟悉的。將溫差比擬為電壓，將熱阻比擬為電阻，由此學(xué)生們可以自然地將熱流量與電流聯(lián)想到一起，在這種教學(xué)方法下，學(xué)生們自然就可以很容易地記憶傳熱學(xué)非常重要的兩組公式Q=■、Q=■。再如，在講到對流換熱系數(shù)的影響因素――流態(tài)時(shí)，針對層流和紊流，可以將流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與學(xué)生排隊(duì)郊游進(jìn)行比擬。同學(xué)們行進(jìn)的隊(duì)伍非常整齊，每個(gè)隊(duì)列的同學(xué)接踵摩肩，不同隊(duì)列的同學(xué)互不影響即是“層流”的狀態(tài)；而各個(gè)隊(duì)列的同學(xué)打鬧嬉戲，相互影響，使得行進(jìn)的隊(duì)列非?；靵y，雜亂無章即是“紊流”的狀態(tài)。這樣的講授既生動(dòng)又形象，學(xué)生們?nèi)菀捉邮?，更能較好地把握這些難以理解、容易混淆的概念。

3.針對不同專業(yè)，通過熱工課程在本專業(yè)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)有實(shí)踐能力的高級專門人才。在講授熱工理論的過程中，對于涉及熱工應(yīng)用的部分，可以采用開放式的教學(xué)理念。在遵守課堂紀(jì)律的前提下，學(xué)生可以在課堂上隨時(shí)提問題，大膽發(fā)表關(guān)于熱工理論在本專業(yè)應(yīng)用的見解。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，教師要注意設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，符合學(xué)生的心理，以教師為主導(dǎo)，引領(lǐng)、啟發(fā)和傳遞信息；以學(xué)生為主體，感受、感知和反饋信息；以問題為基礎(chǔ)，設(shè)問、思考和分析探究；以能力、方法為主線，有計(jì)劃培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析能力、思維能力、觀察和實(shí)踐能力、應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

例如，在講授“傳熱過程”一節(jié)，對于石油工程專業(yè)的學(xué)生，可以介紹熱力采油的例子，讓學(xué)生用熱工理論描述注蒸汽采油的過程，描述每個(gè)傳熱環(huán)節(jié)，進(jìn)而結(jié)合傳熱學(xué)的基本公式，提出提高熱力采油效率的基本措施；在講授“壓縮機(jī)”及“換熱器”一節(jié)，對于油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的學(xué)生，可以介紹天然氣及石油管道輸送工藝，結(jié)合管道工藝流程圖，介紹泵站、加熱站的作用，并對其進(jìn)行討論，由此可衍生出“蒸汽伴熱”和“油氣混輸”等輸油工藝，從而加深了對熱工理論內(nèi)容的理解。

4.要充分利用多媒體進(jìn)行課堂教學(xué)和輔助教學(xué)。利用多媒體計(jì)算機(jī)具有的豐富的圖、文、聲等處理功能，使學(xué)生能在輕松的環(huán)境中達(dá)到對知識的理解、分析、記憶，掌握和運(yùn)用知識，提高了教學(xué)效率，也為教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定提供了保障。熱工系列課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，與工程實(shí)踐密切相連，需要很多工程問題作為背景，而課本中單調(diào)的文字?jǐn)⑹龊秃唵蔚膱D形說明，往往不能準(zhǔn)確形象地描述這些工程問題。在這種情況下，如果我們能借助多媒體手段，讓學(xué)生能通過多媒體文件，讓他們形象地認(rèn)識知識，教學(xué)效果要好很多。例如在講授壓氣機(jī)的工作過程時(shí)，用動(dòng)畫來表達(dá)，較之單純用文字描述更加形象，學(xué)生也更容易接受。然而，多媒體教學(xué)容量大，畫面豐富，多方位剌激學(xué)生的各種感官，容易造成學(xué)生注意力不集中，因此要根據(jù)課堂的實(shí)際和學(xué)生的接受能力，安排適當(dāng)?shù)闹v解、提問、啟發(fā)和點(diǎn)評，并留有學(xué)生思考問題的時(shí)間。對于熱工系列課程的教學(xué)內(nèi)容中方程和公式的講解，其推導(dǎo)過程用板書的形式來講授更加符合人們的邏輯思維習(xí)慣，更易于被學(xué)生接受，在寫板書的過程中，學(xué)生會(huì)跟著教師的板書一同思考、琢磨和消化，更加有利于學(xué)生對所學(xué)理論的理解和掌握。所以教師應(yīng)采用板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段，要“善用而不是濫用”多媒體教學(xué)。

總之，在熱工系列課程的教學(xué)過程中實(shí)施啟發(fā)聯(lián)想式教學(xué)方法克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)參與性，通過該教學(xué)方法的實(shí)施，取得了良好的教學(xué)效果，它是大學(xué)教學(xué)改革的必然要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱明善，等.工程熱力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995.

[2]楊世銘，陶文銓等.傳熱學(xué)第四版[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]陳曉強(qiáng)，徐秀兵.《論語》“不憤不啟，不悱不發(fā)”解――兼談啟發(fā)式教學(xué)思想[J].甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006，（4）：77-79.

第6篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

[關(guān)鍵詞] 專業(yè)基礎(chǔ)課；創(chuàng)新型人才；教學(xué)方法；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；考試改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1005-4634(2011)06-0074-03

根據(jù)“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，華北電力大學(xué)制訂了熱能動(dòng)力工程專業(yè)2008版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案，確定了“培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，具有一定創(chuàng)新能力、較強(qiáng)實(shí)踐能力和良好發(fā)展?jié)摿Φ母呒墝ｉT人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。教學(xué)計(jì)劃中突出了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，要求明確各課程及其教學(xué)環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)中的地位，進(jìn)一步發(fā)揮其培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的作用。

專業(yè)基礎(chǔ)課程作為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，起著舉足輕重的地位[1]。其教學(xué)目的是要求學(xué)生掌握課程的基本理論、基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，通過知識的不斷積累和融合，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)過程涉及教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考試方法等多個(gè)環(huán)節(jié)。目前，各教學(xué)環(huán)節(jié)均存在可深層次挖掘的潛力，尚未充分發(fā)揮在人才培養(yǎng)、尤其是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用。這表現(xiàn)在教學(xué)方法上仍為“師授生錄”的傳統(tǒng)模式、學(xué)生主體作用不突出；教學(xué)內(nèi)容上為重理論、輕實(shí)踐的“一手硬、一手軟”現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，深層次和邊緣性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象未被重視和挖掘；考試方法多為理論內(nèi)容，忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等諸多方面。教學(xué)實(shí)踐中，如能對上述各環(huán)節(jié)進(jìn)行深入研究和探討，充分挖掘其深層次內(nèi)涵，并在實(shí)踐中加以實(shí)施，必能有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

本文以華北電力大學(xué)熱能動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)為研究對象，旨在通過深入研究各教學(xué)環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的地位和作用，達(dá)到全面提高教學(xué)效果的目的，將培養(yǎng)目標(biāo)真正落到實(shí)處。

1 明確教學(xué)目的

教學(xué)目的是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的指南和方向。熱能動(dòng)力工程專業(yè)設(shè)置有電廠熱能動(dòng)力工程、電廠集控運(yùn)行、制冷與空調(diào)工程等三個(gè)專業(yè)方向。三個(gè)方向雖有不同，但其專業(yè)基礎(chǔ)課均為工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)，是學(xué)習(xí)各后續(xù)專業(yè)課的前提和基礎(chǔ)。這三門課程既相互獨(dú)立，又相互銜接，如流體力學(xué)的學(xué)習(xí)需要工程熱力學(xué)的知識，傳熱學(xué)的學(xué)習(xí)又以工程熱力學(xué)和流體力學(xué)的內(nèi)容為基礎(chǔ)，因此開課順序依次為工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)。

三門專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)目的又各具特色。工程熱力學(xué)的教學(xué)目的是通過學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)的基本理論和基本知識，重點(diǎn)掌握熱力學(xué)基本概念，熱力學(xué)第一、第二定律，水和水蒸氣性質(zhì)，動(dòng)力裝置循環(huán)和制冷循環(huán)等。流體力學(xué)要求學(xué)生掌握流體力學(xué)基本概念和基本理論，重點(diǎn)掌握流體的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律、勢流理論、邊界層理論、相似原理和氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)等。傳熱學(xué)的目的是使學(xué)生掌握有關(guān)熱量傳遞的基本理論知識（熱傳導(dǎo)、對流換熱、輻射換熱和換熱器），具備分析和計(jì)算傳熱學(xué)問題的能力。同時(shí)，各專業(yè)基礎(chǔ)課均要求掌握一定的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)操作技能。

熱能動(dòng)力工程專業(yè)中的諸多實(shí)際現(xiàn)象或科學(xué)問題，可能需要其中一門或多門課程的知識，或者可以從不同方向進(jìn)行分析，進(jìn)而達(dá)到全面認(rèn)識的目的。因此，上述三門課程的學(xué)習(xí)不可偏廢，而且只有明確了各專業(yè)基礎(chǔ)的教學(xué)目的和要求，才能達(dá)到人才培養(yǎng)的基本要求。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心。教師應(yīng)根據(jù)課程教學(xué)大綱的要求，明確教學(xué)內(nèi)容中的基本要求和核心要求。在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)拓寬、拓展教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)密切關(guān)注、跟蹤本專業(yè)不斷涌現(xiàn)的新的發(fā)展方向，不斷將與課程相關(guān)的新問題、新現(xiàn)象和新理論補(bǔ)充進(jìn)來，通過豐富和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

如工程熱力學(xué)中，對于復(fù)雜動(dòng)力裝置的分析以往多從熱I律（焓）角度進(jìn)行研究，而目前文獻(xiàn)多從熱II律（焓和熵）角度出發(fā)，以找到節(jié)能降耗的薄弱環(huán)節(jié)和實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用；又如流體力學(xué)和傳熱學(xué)近年來涌現(xiàn)了大量新問題，如微納尺度內(nèi)流體的流動(dòng)與傳熱，活性劑溶液鋪展過程的指進(jìn)現(xiàn)象，負(fù)壓狀態(tài)下液滴的霧化過程等，以及新技術(shù)的應(yīng)用，如高速攝像技術(shù)、PIV測速技術(shù)等等。在這些方面，教師可結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，或自身的科研進(jìn)展和興趣，將新的科學(xué)現(xiàn)象、科研成果融入本科教學(xué)，在拓寬知識面和提高學(xué)生科研興趣時(shí)，逐漸培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型人才，并使部分有想法的同學(xué)提前進(jìn)入預(yù)研狀態(tài)。

3 改進(jìn)教學(xué)方法

教學(xué)方法是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教學(xué)方法不同其教學(xué)效果也會(huì)有所不同。對于專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容多為經(jīng)典的理論內(nèi)容或方程推導(dǎo)，并由此展開實(shí)際應(yīng)用的討論，目前這類課程多采用以教師為主的講授式方法。授課中，以教師為主體，學(xué)生基本處于被動(dòng)位置，學(xué)生在課堂上很少主動(dòng)提問或敢于就不同見解與教師商榷[2,3]。實(shí)踐表明，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式不僅不能發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，也不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、改進(jìn)教學(xué)方法，逐步形成研究型教學(xué)的現(xiàn)代教育理念就成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的迫切需要。當(dāng)然，不同的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式，切不可盲目“一刀切”。對于基礎(chǔ)性和原理性的內(nèi)容，仍以教師講授為主；在此前提下，針對課程有關(guān)內(nèi)容（如持不同觀點(diǎn)），通過合理運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、準(zhǔn)研討式教學(xué)[4]等形式，鼓勵(lì)學(xué)生廣開思路，敢于“于不疑處有疑”，在積極主動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

發(fā)揮學(xué)生主體作用是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的催化劑。為此，教師應(yīng)逐步樹立教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的教學(xué)理念[5]。教學(xué)中，積極創(chuàng)造良好的課堂氛圍，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣，使其逐步成為教學(xué)活動(dòng)的主角，從而將知識轉(zhuǎn)化為能力、將興趣轉(zhuǎn)化為動(dòng)力、將質(zhì)疑和問題轉(zhuǎn)化為研究課題。例如流體力學(xué)中，機(jī)翼理論中關(guān)于機(jī)翼升力的形成過程，又如關(guān)于邊界層分離現(xiàn)象中的分離位置，這些內(nèi)容在不同教材有著不同的觀點(diǎn)，同學(xué)可自行查閱書籍和文獻(xiàn)，進(jìn)而展開討論；傳熱學(xué)中，如何正確理解外掠圓管換熱局部換熱系數(shù)在不同雷諾數(shù)下的回升現(xiàn)象與邊界層發(fā)展和分離的關(guān)系，以及各種新型高效換熱器的型式和機(jī)理，而且同學(xué)均充分發(fā)揮想象力，從理論上提出新型換熱器。另外，有些拓展性內(nèi)容也可讓學(xué)生講解，如流體力學(xué)講到超聲速流動(dòng)及其現(xiàn)象時(shí)，對于音障現(xiàn)象及其對飛機(jī)的影響，可由1名同學(xué)來講，既拓展了知識面，又激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)之外，針對學(xué)生對知識的求知欲、對新問題和未知現(xiàn)象的探索精神，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和獨(dú)立思考的能力，鼓勵(lì)學(xué)生敢于想象，大膽提出自己的設(shè)想和觀點(diǎn)，逐步達(dá)到學(xué)以致用、能力和水平逐步提高的目的。目前，部分學(xué)生在專業(yè)教師指導(dǎo)下，利用動(dòng)力系實(shí)驗(yàn)基地，積極參與全國和學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃、數(shù)學(xué)建模比賽、大學(xué)生挑戰(zhàn)杯和大學(xué)生節(jié)能大賽等科技活動(dòng)，以及教師的一些縱、橫向科研項(xiàng)目中。通過主持或參與具體的科研項(xiàng)目，不斷發(fā)現(xiàn)和解決新問題，逐步提高了自身的創(chuàng)新能力，同時(shí)也鍛煉了組織能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神，綜合能力得到明顯提升。通過上述實(shí)踐活動(dòng)，目前已涌現(xiàn)出一些具有一定創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的學(xué)生，或發(fā)表了學(xué)術(shù)論文，或授權(quán)了實(shí)用新型專利。而且也作為保送研究生的優(yōu)選條件之一，也進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生的參與熱情和科研積極性。

4 挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有力手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是對理論內(nèi)容的實(shí)際驗(yàn)證，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和分析能力的重要措施[6]，也是發(fā)揮學(xué)生主體作用的最有效的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)側(cè)重對基本原理的驗(yàn)證和再現(xiàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)則側(cè)重于較復(fù)雜現(xiàn)象的分析，二者側(cè)重點(diǎn)各有不同。實(shí)驗(yàn)中，若能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和探究精神，通過深挖實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)涵，鼓勵(lì)對有關(guān)邊緣性現(xiàn)象的觀察和深層次問題的探索，勢必能在很大程度上提高培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。因此，實(shí)驗(yàn)中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)、主動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、獨(dú)立思考問題和解釋問題。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也能在很大程度上提高學(xué)習(xí)效果。如流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)中，在突然擴(kuò)大的流動(dòng)通道內(nèi)，可清晰地觀察到突擴(kuò)前的截面上其流線為接近于平行直線，這也是為何在理論分析中可以把該截面近似作為緩變流截面的原因所在，若不通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，僅靠想象既不直觀又缺乏說服力，而且可通過改變流速，進(jìn)一步驗(yàn)證這一假設(shè)是否始終成立。又如流體力學(xué)中的伯努利方程實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了各測點(diǎn)處的總水頭和靜水頭在不同流量下沿流動(dòng)方向的變化規(guī)律，若脫離實(shí)驗(yàn)過程，也可以從能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的角度得出上述規(guī)律，這當(dāng)然需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和分析能力，但理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，可起到事半功倍的效果。

綜合實(shí)驗(yàn)更能全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和運(yùn)用知識的能力。如換熱器綜合實(shí)驗(yàn)中，為何對于相同的換熱器結(jié)構(gòu)，逆流情形下的傳熱系數(shù)要小于順流情形；并聯(lián)管路特性及流量分配實(shí)驗(yàn)中，為何具有相同結(jié)構(gòu)的各并聯(lián)管道其流量不同，壓力損失也不同；離心泵并聯(lián)及工況調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中，在不同負(fù)荷下，采用共用閥和非共用閥進(jìn)行調(diào)節(jié)其經(jīng)濟(jì)性為何不同；邊緣性現(xiàn)象，如泵性能實(shí)驗(yàn)中的汽蝕特征及噪聲特性也值得進(jìn)一步研究。

另外，對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，坐標(biāo)系選用線性坐標(biāo)還是對數(shù)坐標(biāo)，參數(shù)是以有量綱還是無量綱形式進(jìn)行整理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壞點(diǎn)的正確剔除和有效數(shù)據(jù)的保留等，都有充分發(fā)揮的余地，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問題和獲得正確結(jié)果的關(guān)鍵之處。

5 改革考試方法和內(nèi)容

考試作為教學(xué)活動(dòng)的最后一環(huán)，是教學(xué)成效和學(xué)習(xí)效果的綜合反映，教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是薄弱環(huán)節(jié)都可以從成績分布上反映出來。因此，考試方法和內(nèi)容是否能夠有效地反映了教和學(xué)的全過程，將在一定程度上影響創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。為此，筆者一改過去單純采用閉卷考試的方法，從內(nèi)容到形式上進(jìn)行了多方面嘗試，探討了多種教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合的考試方法，力求實(shí)現(xiàn)對教學(xué)效果的全過程評價(jià)。

目前，在考試內(nèi)容方面，一是在符合教學(xué)大綱要求的前提下，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容納入考核范圍，分值為150%，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和參數(shù)變化的分析、儀器的測量原理和用途等。實(shí)踐表明，此項(xiàng)措施的實(shí)施在很大程度促進(jìn)了對實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程的重視，取得了預(yù)期的效果。二是增加了理論聯(lián)系實(shí)際較強(qiáng)的題目，或綜合性題目或拓展性題目，分值為10%，進(jìn)一步提高提煉科學(xué)問題或全面綜合運(yùn)用知識的能力，也有助于發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型的學(xué)生。在考試方法方面，采取了包括開卷考試、期中+期末考試、實(shí)驗(yàn)成績+期末考試、平時(shí)測評+期末考試等在內(nèi)的多種方式。無論是開卷還是閉卷，均將復(fù)雜必要的公式附在試卷上或給出相關(guān)提示，將考核重點(diǎn)放在知識的應(yīng)用能力和分析能力上面。期中+期末和平時(shí)+期末這兩種方式通過強(qiáng)調(diào)平時(shí)的知識積累和復(fù)習(xí)，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)解決問題。

總之，以專業(yè)基礎(chǔ)課為載體，通過深挖和細(xì)化教學(xué)活動(dòng)各環(huán)節(jié)的深層次潛力，將創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過程，可促進(jìn)教學(xué)效果和人才質(zhì)量的全面提高。

參考文獻(xiàn)

[1]張文慧,龔毅.加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力[J].中國電力教育,2009,(15):70-71.

[2]趙艷林.培養(yǎng)創(chuàng)新人才：大學(xué)教學(xué)模式的傳統(tǒng)與變革[J].中國高等教育,2003,(15):31-32.

[3]王志英,寧洪,戴葵,等.綜合性人才創(chuàng)新能力與素質(zhì)培養(yǎng)[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2005,28(1):80-82.

[4]李建文,劉伍權(quán),薛云.工科專業(yè)基礎(chǔ)課“準(zhǔn)研討式”教學(xué)法的探索與實(shí)踐[J].理工高教研究,2010,29(1):117-119.

第7篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

1核心課程體系的構(gòu)建

1.1核心課程體系構(gòu)建的原則

欽州學(xué)院開設(shè)化學(xué)工程與工藝專業(yè)有良好的機(jī)遇,同時(shí)也有多方面的挑戰(zhàn)。要辦好欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè),貫徹學(xué)院打造五大品牌專業(yè)的精神,需要從緊密聯(lián)系北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學(xué)工程與工藝專業(yè),重點(diǎn)建立一套緊密結(jié)合石化下游產(chǎn)業(yè)鏈、注重過程開發(fā)和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的核心課程體系。在核心課程設(shè)置方面,確立夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)、強(qiáng)化工程意識、注重實(shí)驗(yàn)技能、拓寬專業(yè)口徑,注重石化特色的原則。 所謂化工過程,主要包含分離過程和反應(yīng)過程兩種過程。與這兩種過程緊密相關(guān)的一系列化工類課程共同構(gòu)成了化工類課程的核心。按照“門數(shù)適宜,重點(diǎn)突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學(xué)、分離工程、傳遞原理、反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等五門理論課以及與這五門理論課相關(guān)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課作為核心課程,建設(shè)具有石化特色化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程體系,全力打造化學(xué)工程與工藝這一品牌專業(yè)。在這五門理論課程中,分離工程和反應(yīng)工程分別研究各類分離過程和反應(yīng)過程,它們構(gòu)成了化工過程課程最核心的部分?；崃W(xué)是化工過程研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ),是化學(xué)工程的重要分支之一,與化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程關(guān)系密切。化工熱力學(xué)的核心價(jià)值在于研究過程進(jìn)行的方向和限度,為分離過程和反應(yīng)過程提供相平衡、反應(yīng)平衡數(shù)據(jù),并對化工過程進(jìn)行熱力學(xué)分析[1]。反應(yīng)工程是與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等反面的理論知識和經(jīng)驗(yàn)綜合于工業(yè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中[2]。

分離工程是化工專業(yè)基礎(chǔ)課程,講述的是如何將混合物進(jìn)行分離與提純的學(xué)科。作為專門研究分離方法的分離工程課程對學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過程的本質(zhì)規(guī)律,重點(diǎn)研究分離方法的工業(yè)化途徑,設(shè)備設(shè)計(jì)放大效應(yīng),最優(yōu)分離路線的工業(yè)化,及最優(yōu)操作條件。在選擇具體分離方法時(shí),不僅要考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性,而且要考慮能耗、環(huán)保、設(shè)備放大和開發(fā)成本等諸多問題[3]。傳遞原理旨在研究化工動(dòng)量、熱量及質(zhì)量(俗稱三傳)的傳遞現(xiàn)象,用一種統(tǒng)一的觀點(diǎn)來處理三種傳遞現(xiàn)象,并研究動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類似性,是研究分離機(jī)理、分離效率和宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論,同時(shí)也是反應(yīng)器放大研究的基礎(chǔ)理論之一。與化工熱力學(xué)不同,傳遞原理是一門探討傳遞速率的課程,它對過程開發(fā)、過程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作、優(yōu)化控制及過程機(jī)理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W(xué)重在工藝過程的分析,即在特定條件下,進(jìn)行分離過程、反應(yīng)過程的比較選擇、整合優(yōu)化。化工工藝學(xué)是大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)基礎(chǔ)可和專業(yè)課的綜合運(yùn)用?；崃W(xué)和傳遞原理旨在加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ),化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)工程和分離工程重在強(qiáng)化工程意識,化工工藝學(xué)拓展了專業(yè)適應(yīng)面,可以突出石化特色。

2核心課程體系的優(yōu)化

為了保障以上核心課程體系的順利實(shí)施,建議結(jié)合欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃,從下面幾個(gè)方面作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.1加強(qiáng)數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)力度,適度拓展

新世紀(jì)的工程人才必須有熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識的能力,有進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)處理的能力。在兩年的教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生普遍反映數(shù)理基礎(chǔ)不夠扎實(shí),一些數(shù)學(xué)問題不知所云,比如熱力學(xué)計(jì)算中要應(yīng)用迭代法求解狀態(tài)方程、精餾過程計(jì)算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問題大都源于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱。因此建議加開線性代數(shù)、運(yùn)籌學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、C程序語言、數(shù)學(xué)物理方法,流體力學(xué)等數(shù)理和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。多所兄弟院校也早就開設(shè)了這些基礎(chǔ)課程。線性代數(shù)和運(yùn)籌學(xué)的開設(shè)可以解決反應(yīng)器設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化問題;概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和理解反應(yīng)工程中一些基本概念的基礎(chǔ);數(shù)值計(jì)算和C程序語言兩門課程是工科學(xué)生重要的基礎(chǔ)課程,加開這兩門課程也是落實(shí)我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中對學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的要求,對學(xué)生的就業(yè)能力的提高有好處;數(shù)學(xué)物理方法和流體力學(xué)是傳遞工程等課程的基礎(chǔ),加開這兩門課程可以大大的提高學(xué)生工程數(shù)學(xué)能力,為就業(yè)和進(jìn)一步深造打下更堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)?？紤]到Matlab在科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域的突出作用,建議開設(shè)Matlab在化工中的應(yīng)用的相關(guān)課程[5]?；崃W(xué)和化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ),故將化工熱力學(xué)和從第四、五學(xué)期調(diào)整至第三、四學(xué)期;化工原理和反應(yīng)工程兩門課程共同構(gòu)成了化學(xué)工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學(xué)期調(diào)整至第二、三學(xué)期,反應(yīng)工程從第三學(xué)期調(diào)整至第五學(xué)期,也是考慮到化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。同時(shí),將計(jì)算機(jī)模擬與仿真刪去,將其中的知識分散到加開的MATLAB在化工中的應(yīng)用和數(shù)值計(jì)算這兩門課程中。從上表2中還可以看出,加開的課程中,突出了數(shù)理課程的基礎(chǔ),同時(shí),適度的拓展經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程,也增加化工制圖和電工學(xué)等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,這對培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力是必不可少的。

2.2整合化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)

為了整合學(xué)院教學(xué)資源,最大限度地利用現(xiàn)有的一切教學(xué)設(shè)備,建議從各門化學(xué)工程與工藝核心課程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中選出一些經(jīng)典的、與石化行業(yè)緊密相關(guān)的進(jìn)行重新編排,單獨(dú)設(shè)置一門大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,分成三個(gè)學(xué)期展開教學(xué)。另外,考慮到傳統(tǒng)的化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材以單一驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,無法滿足新世紀(jì)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求,可將化工實(shí)驗(yàn)按由淺入深的原則劃分成驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。盡量精簡驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)?？梢詮慕處煹囊恍┛蒲许?xiàng)目中選出一部分讓學(xué)生參與,將這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)成設(shè)計(jì)型或綜合型實(shí)驗(yàn),這樣,通過學(xué)生的親身體驗(yàn)科研過程,培養(yǎng)了正確的科研習(xí)慣,為學(xué)生的就業(yè)和進(jìn)一步的深造打下好的基礎(chǔ)。

第8篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

關(guān)鍵詞 物理學(xué) 分析 前景

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Physics Professional Analysis

ZENG Daimin[1], LI Yong[2]

([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;

[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)

AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.

Key wordsPhysics; analyse; prospects

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的規(guī)律的科學(xué)，是除數(shù)學(xué)外最基本的一門學(xué)科。物理運(yùn)動(dòng)是自然界最普遍的一種現(xiàn)象，因此物理學(xué)研究的對象和內(nèi)容就是宇宙間各種物質(zhì)的性質(zhì)、存在狀態(tài)、各種物理運(yùn)動(dòng)形式及其轉(zhuǎn)化現(xiàn)象、物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組成部分，物理領(lǐng)域的各種基本相互作用及其規(guī)律。由于一切物理現(xiàn)象都在時(shí)間、空間中表現(xiàn)出來和發(fā)生運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化，所以物理學(xué)也要研究時(shí)間和空間的性質(zhì)、聯(lián)系等。 進(jìn)行物理學(xué)研究，首先是觀察各種客觀物理現(xiàn)象，再從許多表象性的現(xiàn)象中，揭示基本規(guī)律，建立較為系統(tǒng)的理論。物理學(xué)研究除了要依靠好的科學(xué)方法外，還要取決于認(rèn)知工具。工具越先進(jìn)，研究效率越高，成果越顯著。 物理學(xué)在發(fā)展過程中形成了一套完整的科學(xué)方法，它對其他學(xué)科的研究，乃至哲學(xué)發(fā)展，都有重要意義。①重慶大學(xué)物理學(xué)專業(yè)從2008年開始正式招生，到現(xiàn)在，第一屆學(xué)生即將進(jìn)入大四。通過這幾年對物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，我們有一些體會(huì)，與同行共勉。

1 專業(yè)方向設(shè)置

1.1 理論物理方向

理論物理學(xué)從各類物理現(xiàn)象的普遍規(guī)律出發(fā)，運(yùn)用數(shù)學(xué)理論和方法，系統(tǒng)深入的闡述有關(guān)概念，現(xiàn)象及其應(yīng)用。理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的學(xué)科。理論物理的研究領(lǐng)域涉及物理學(xué)所有分支的基本理論問題。理論物理是在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，從而解決學(xué)科本身和在高科技探索中提出的基本理論問題。重慶大學(xué)物理學(xué)院理論物理方向目前包括：高能物理、引力波、天體物理、量子信息與量子通信等幾個(gè)分支。

1.2 凝聚態(tài)物理方向

凝聚態(tài)物理學(xué)是從微觀角度出發(fā)，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)過程及其與宏觀物理性質(zhì)之間的聯(lián)系的一門學(xué)科。凝聚態(tài)物理是以固體物理為基礎(chǔ)的外向延拓。凝聚態(tài)物理的研究對象除晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體等固相物質(zhì)外還包括從稠密氣體、液體以及介于液態(tài)和固態(tài)之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態(tài)金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前已形成了比固體物理學(xué)更廣泛更深入的理論體系。特別是上世紀(jì)八十年代以來，凝聚態(tài)物理學(xué)取得了巨大進(jìn)展，研究對象日益擴(kuò)展，更為復(fù)雜。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的固體物理各個(gè)分支如金屬物理、半導(dǎo)體物理、磁學(xué)、低溫物理和電介質(zhì)物理等的研究更深入，各分支之間的聯(lián)系更趨密切；另一方面許 多新的分支不斷涌現(xiàn)，如強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系物理學(xué)、無序體系物理學(xué)、準(zhǔn)晶物理學(xué)、介觀物理與團(tuán)簇物理等。從而使凝聚態(tài)物理學(xué)成為當(dāng)前物理學(xué)中最重要的分支學(xué)科之一。由于凝聚態(tài)物理的基礎(chǔ)性研究往往與實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用有著緊密的聯(lián)系，凝聚態(tài)物理學(xué)的成果是一系列新技術(shù)、新材料和新器件，在當(dāng)今世界的高新科技領(lǐng)域起著關(guān)鍵性的不可替代的作用。

2 主干課程設(shè)置

重慶大學(xué)物理學(xué)專業(yè)的主干課程有力學(xué)：使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握力學(xué)基礎(chǔ)知識，且能比較靈活加以應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題與解決問題能力，初步培養(yǎng)學(xué)生的唯物主義世界觀。主要內(nèi)容有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律和動(dòng)量定理、功和能與碰撞問題、角動(dòng)量、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波。熱學(xué)：使學(xué)生掌握物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)形態(tài)的規(guī)律性和熱運(yùn)動(dòng)與機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電磁運(yùn)動(dòng)等其它基本運(yùn)動(dòng)形式之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律性。掌握統(tǒng)計(jì)規(guī)律性和統(tǒng)計(jì)的方法以及物性方面的知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。主要內(nèi)容有熱力學(xué)第零、第一、第二定律和熵、分子運(yùn)動(dòng)論、輸運(yùn)過程、固體和液體及相變。電磁學(xué)：使學(xué)生全面地、系統(tǒng)地了解和掌握電磁運(yùn)動(dòng)的基本現(xiàn)象、基本概念和基本規(guī)律，具有一定的分析和解決電磁問題的能力，為后繼課程奠定必要的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容有靜電場、靜電場中導(dǎo)體和電介質(zhì)。穩(wěn)恒電流、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、磁介質(zhì)、交流電初步、麥克斯韋電磁理論和電磁波、電磁單位制。光學(xué)：使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握光學(xué)的基本知識，主要講授幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、量子光學(xué)初步和光學(xué)應(yīng)用。原子物理學(xué)：使學(xué)生掌握原子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和一般規(guī)律，掌握和了解核的性質(zhì)與核能利用，了解粒子的基本性質(zhì)。講授盧瑟福模型、氫原子的玻爾理論、量子力學(xué)初步、原子的精細(xì)結(jié)構(gòu)、多電子原子、X射線、原子核物理概論。理論力學(xué)：使學(xué)生掌握力學(xué)的基本理論，培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力。講授質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、質(zhì)點(diǎn)組力學(xué)、剛體力學(xué)、非慣性系動(dòng)力學(xué)與分析力學(xué)等基本理論。熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理：使學(xué)生掌握物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律及熱運(yùn)動(dòng)對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響。講授熱力學(xué)的基本定律，熱力學(xué)函數(shù)、平衡及穩(wěn)定條件，相平衡及化學(xué)平衡，不可逆過程熱力學(xué)，最可幾統(tǒng)計(jì)法――玻爾茲曼分布、費(fèi)米分布、玻色分布，氣體和固體的熱容量理論，金屬中的電子氣體、平衡輻射，系統(tǒng)理論，熱力學(xué)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，非理想氣體態(tài)式，漲落理論，非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理簡介。電動(dòng)力學(xué)：使學(xué)生掌握電磁場的基本屬性及運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及它和帶電物質(zhì)之間的相互作用。講授電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律，靜電場和穩(wěn)定電流磁場，電磁波的傳播，電磁波的輻射，狹義相對論及帶電粒子和電磁場的相互作用。量子力學(xué)：了解微觀客體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，初步掌握量子力學(xué)的基本原理和方法。課程內(nèi)容包括波函數(shù)、薛定鄂方程，量子力學(xué)中的力學(xué)量，態(tài)和表象理論，微擾理論等。固體物理：初步掌握固體物理的基本原理和特點(diǎn)。課程內(nèi)容包括晶體、晶體的缺陷和擴(kuò)散、晶體振動(dòng)、相圖、能帶論、金屬和半導(dǎo)體電子論、固體的磁性和介電性等。數(shù)學(xué)物理方法：掌握有關(guān)復(fù)變函數(shù)、復(fù)變函數(shù)的積分、冪級數(shù)展開、留數(shù)定理、傅里葉級數(shù)、積分變換、數(shù)學(xué)物理方程定解問題、分離變數(shù)法、二階常微分方程的級數(shù)解法、本征值問題、球函數(shù)、柱函數(shù)、格林函數(shù)、積分變換法等數(shù)學(xué)物理方法的基本知識。

3 培養(yǎng)規(guī)格及要求

通過四年的物理學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握數(shù)學(xué)的基本理論和基本方法，具有較高的數(shù)學(xué)修養(yǎng)；掌握堅(jiān)實(shí)的、系統(tǒng)的物理學(xué)基礎(chǔ)理論及較廣泛的物理學(xué)基本知識和基本實(shí)驗(yàn)方法，具有一定的基礎(chǔ)科學(xué)研究能力和應(yīng)用開發(fā)能力；了解相近專業(yè)的一般原理和知識；了解物理學(xué)發(fā)展的前沿和科學(xué)發(fā)展的總體趨勢；了解國家科學(xué)技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)等有關(guān)政策和法規(guī)；掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫論文，參與學(xué)術(shù)交流的能力。具有計(jì)算機(jī)應(yīng)用的基本技能。較熟練地掌握一門外國語言，具有良好的聽、讀、寫作和會(huì)話能力，能夠較順利地閱讀本專業(yè)的外文資料。

4 學(xué)生就業(yè)前景分析

重慶大學(xué)物理學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)具有寬厚扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)優(yōu)秀，并且具有良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，能在物理學(xué)或相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中從事科研、教學(xué)、技術(shù)和相關(guān)管理工作的高素質(zhì)專門人才；培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識和科學(xué)的思維方式，以及分析和解決實(shí)際問題的能力以適應(yīng)學(xué)科交叉和社會(huì)的各種需要。

物理學(xué)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要從事以下一些行業(yè)：（1）繼續(xù)物理方向的深造，成為一名物理學(xué)家、物理教師。（2）從事與物理相關(guān)的一些工作，如技術(shù)工程師、發(fā)明家、研究助理等。（3）與物理關(guān)系不大的一些行業(yè)，如公務(wù)員、管理人員等。就業(yè)領(lǐng)域主要是：科研院所、高等院校、企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)等。

總之，重慶大學(xué)成立物理學(xué)專業(yè)的主要目的是發(fā)現(xiàn)與培養(yǎng)真正熱愛物理的好苗子，讓他們打好基礎(chǔ)，再繼續(xù)深造，為物理學(xué)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。在學(xué)習(xí)的過程中，有部分同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己并不是很適合學(xué)物理，可以申請轉(zhuǎn)專業(yè)，找到適合自己發(fā)展的方向。最后留下來的絕大部分同學(xué)都會(huì)繼續(xù)讀研深造，向著他們心中神圣的物理殿堂繼續(xù)努力。實(shí)踐表明，物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生物理基礎(chǔ)打得非常堅(jiān)實(shí)，為將來的繼續(xù)深造做好了準(zhǔn)備，即將畢業(yè)的學(xué)生將有部分保送到中國科學(xué)院及各大高校，其余的同學(xué)也成為了本校碩士生導(dǎo)師爭搶的對象。物理學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)是成功的，并且也已經(jīng)成為重慶大學(xué)的一個(gè)優(yōu)勢特色專業(yè)，它將為全國培養(yǎng)和輸送更多、更好的物理方面人才。

基金項(xiàng)目：重慶大學(xué)人才引進(jìn)科研啟動(dòng)基金（0903005104675）資助

第9篇：工程熱力學(xué)基本概念范文

冶金工程是一門研究從礦石（或其他金屬資源）中提取鋼鐵或有色金屬材料并進(jìn)行加工的應(yīng)用學(xué)科，可以分為化學(xué)冶金學(xué)（Chemicalmetallurgy）和物理冶金學(xué)（Physicalmetallurgy），如圖1所示。從礦石提取金屬的生產(chǎn)過程稱為化學(xué)冶金學(xué)；通過成型加工，制備有一定性能的金屬或合金材料的學(xué)科稱為物理冶金學(xué)。目前，冶金工程專業(yè)的課程設(shè)置以化學(xué)冶金學(xué)為主，包括鋼鐵冶金、冶金物理化學(xué)、冶金傳輸原理、有色金屬冶金等課程。盡管也開設(shè)金屬學(xué)，材料加工技術(shù)等課程，但內(nèi)容較為寬泛，針對性不強(qiáng)。2007年，本文開始承擔(dān)江蘇大學(xué)冶金工程專業(yè)材料加工技術(shù)課程的教學(xué)任務(wù)，結(jié)合多年從事鋼鐵生產(chǎn)、科研的經(jīng)歷，根據(jù)自己對物理冶金和化學(xué)冶金的理解，以拓寬畢業(yè)生專業(yè)口徑、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為目的，將教學(xué)重點(diǎn)調(diào)整為“塑性加工及物理冶金理論”，取得了良好的效果。

一、增加物理冶金教學(xué)內(nèi)容的思路

為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和需求，拓寬專業(yè)、寬口徑專業(yè)教育已成為冶金領(lǐng)域培養(yǎng)人才的重要模式。目前，冶金工程專業(yè)設(shè)置涵蓋了鋼鐵冶金專業(yè)、有色冶金專業(yè)和冶金物理化學(xué)專業(yè)，改變了過去專業(yè)劃分過細(xì)的弊端，增強(qiáng)了學(xué)生的適應(yīng)性，提高了學(xué)生獨(dú)立工作的能力。這體現(xiàn)了教育思想觀念由“對口”向“適應(yīng)”轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。但是，也應(yīng)認(rèn)識到，隨著冶金技術(shù)的進(jìn)步，物理過程在冶金中的重要性日顯突出，物理冶金和化學(xué)冶金（傳統(tǒng)冶金）同等重要。冶金工程專業(yè)的教學(xué)重點(diǎn)以化學(xué)冶金學(xué)為主是毋庸置疑的，但適當(dāng)增加、補(bǔ)充和生產(chǎn)密切相關(guān)的物理冶金學(xué)的教學(xué)內(nèi)容也是大有裨益的。首先，物理冶金學(xué)和化學(xué)冶金學(xué)是冶金工程學(xué)科不可分割的組成部分。例如鋼鐵生產(chǎn)是從鐵礦石中提取鋼鐵并加工成鋼材的過程，包括煉鐵（焦化、燒結(jié)）、煉鋼、精煉、連鑄、軋鋼、熱處理等工藝環(huán)節(jié)。鋼鐵生產(chǎn)的集成技術(shù)已經(jīng)打破了冶金、軋鋼和熱處理的明確分工，尤其是薄板坯連鑄連軋技術(shù)的興起，更是將煉鋼、連鑄、軋鋼等工藝環(huán)節(jié)有效地聯(lián)系在一起。為了得到性能合格的鋼材，需要控制鋼材的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，化學(xué)冶金學(xué)可以解決化學(xué)成分控制的問題，在鋼鐵生產(chǎn)中由連鑄之前的工藝環(huán)節(jié)完成，最終的組織狀態(tài)則通過后續(xù)的成型加工和熱處理實(shí)現(xiàn)?？梢姡撹F生產(chǎn)需要化學(xué)冶金學(xué)和物理冶金學(xué)的綜合知識，只有把兩者結(jié)合才能解釋并解決鋼鐵生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。目前，冶金工程專業(yè)的主要教學(xué)內(nèi)容為化學(xué)冶金，盡管也開設(shè)了金屬學(xué)等課程，但內(nèi)容寬泛，針對性不強(qiáng)，學(xué)生對鋼材加工和熱處理過程中組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化不甚了了，無法對鋼鐵生產(chǎn)建立起系統(tǒng)、全面的認(rèn)識。其次，物理冶金學(xué)和化學(xué)冶金學(xué)的內(nèi)容是互相聯(lián)系的，通過物理冶金學(xué)的學(xué)習(xí)，能夠促進(jìn)對化學(xué)冶金學(xué)的深入理解。例如：冶金過程熱力學(xué)中自由能的計(jì)算，是判別、變更或控制化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的趨勢、方向和達(dá)到平衡態(tài)的手段，運(yùn)用熱力學(xué)計(jì)算可以分析鋼中元素的氧化還原問題。由于Cu氧化的標(biāo)準(zhǔn)自由能和鐵相比更高，在煉鋼吹氧過程中，將被鐵保護(hù)而不被氧化。而銅是鋼材熱加工產(chǎn)生熱脆的有害元素，這是由于加熱過程中鐵被氧化，銅在軋件表面富集，成為液相后沿奧氏體晶界滲透，弱化晶界而造成熱塑性降低。所以，只有通過配料降低鋼中的Cu含量。這樣，就會(huì)對Cu在鋼中的危害、控制及氧化還原的熱力學(xué)條件有了系統(tǒng)的認(rèn)識?？梢?，通過物理冶金的學(xué)習(xí)，冶金工程專業(yè)的學(xué)生可以更加深刻地理解冶金過程熱力學(xué)中元素氧化還原的規(guī)律性，認(rèn)識到合理控制化學(xué)成分的必要性。另外，物理冶金課程在冶金工程專業(yè)的引入能夠拓寬學(xué)生的知識面，增加畢業(yè)生的適應(yīng)性，促進(jìn)將來工作和事業(yè)的發(fā)展。鋼鐵生產(chǎn)中需要專才，更需要通才。鋼鐵生產(chǎn)的集成技術(shù)已經(jīng)打破了冶金、軋鋼和熱處理的明確分工，化學(xué)冶金學(xué)和物理冶金學(xué)的知識相互聯(lián)系、相互融合。只有具備了化學(xué)冶金學(xué)和物理冶金學(xué)的綜合知識，才能使畢業(yè)生對操作崗位的工藝特點(diǎn)和目的要求有更深刻的認(rèn)識；在產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，才能對復(fù)雜工藝環(huán)節(jié)的影響因素做出準(zhǔn)確判斷，并制定出切實(shí)可行的解決方案。市場疲軟和原材料漲價(jià)的雙重影響，壓縮了鋼鐵行業(yè)的利潤率空間，而且產(chǎn)品的同質(zhì)化競爭日趨激烈，產(chǎn)品開發(fā)日益受到重視，新產(chǎn)品開發(fā)更需要具備化學(xué)冶金學(xué)和物理冶金學(xué)的綜合知識，對冶金工程專業(yè)的畢業(yè)生在知識面和綜合能力上提出了更高的要求。例如，Ti微合金化高強(qiáng)鋼的開發(fā)主要是利用了納米尺寸TiC的沉淀強(qiáng)化作用，需要通過控制軋制和控制冷卻來實(shí)現(xiàn)，但由于鈦容易氧化的特點(diǎn)，必須在精煉后期用鋁充分脫氧后加入鈦才能提高其收得率。通過類似產(chǎn)品開發(fā)的實(shí)例，將枯燥的書本知識和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，使學(xué)生加深對物理冶金學(xué)和化學(xué)冶金學(xué)的理解，提高綜合運(yùn)用知識的能力。

二、增加物理冶金教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐

依據(jù)冶金工程的專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合多年現(xiàn)場生產(chǎn)和科學(xué)研究的經(jīng)歷，本文自2007年起在冶金工程專業(yè)開設(shè)了“塑性加工及物理冶金理論“課程。由于江蘇大學(xué)冶金工程專業(yè)畢業(yè)生的分配去向主要是武鋼、沙鋼、興澄等鋼鐵企業(yè)，課程重點(diǎn)針對鋼材塑性加工過程中的物理冶金問題，講解塑性加工的原理、工藝以及物理冶金學(xué)理論，包括化學(xué)冶金的產(chǎn)品再加工和熱處理產(chǎn)生的金屬及合金組織、結(jié)構(gòu)的變化，以及由此造成的金屬材料的機(jī)械、物理、化學(xué)、工藝性能的變化。課程設(shè)置在大四上學(xué)期，此時(shí)鋼鐵冶金、冶金物化和金屬學(xué)等相關(guān)教學(xué)已經(jīng)結(jié)束，學(xué)生具備了化學(xué)冶金的基礎(chǔ)知識，通過認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，對鋼鐵生產(chǎn)流程和工藝環(huán)節(jié)有了一定的了解。課程設(shè)置為30學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容包括以下5個(gè)部分：（A）介紹大型鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程，及物理冶金在其中的地位和作用；（B）介紹鋼材的分類，重點(diǎn)使學(xué)生認(rèn)識鋼材的用途，以及由此帶來的對成分、組織和性能的要求；（C）軋制工藝學(xué)，包括軋鋼生產(chǎn)基本工序、軋機(jī)分類、組成和布置形式、厚度和板型控制等；（D）軋制原理介紹，包括塑形加工基本概念、軋制過程基本概念、實(shí)現(xiàn)軋制過程的條件、延伸和寬展等；（E）物理冶金概論，強(qiáng)韌化機(jī)制，熱變形和冷卻過程中的組織變化，控制軋制和控制冷卻，微合金化元素的作用，等。采用計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)方式授課，大大提高了教學(xué)的效率。由于教學(xué)內(nèi)容是本文多年學(xué)習(xí)和科研工作的總結(jié)，并加入許多最新成果和圖片，知識貼近實(shí)際而新鮮；注意收集國內(nèi)外文獻(xiàn)、會(huì)議資料和各大鋼廠的生產(chǎn)實(shí)例，內(nèi)容生動(dòng)直觀，激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。例如，關(guān)于鋼材按用途分類，結(jié)合西氣東輸?shù)墓こ探ㄔO(shè)講述管線鋼的強(qiáng)度級別和性能要求；建筑用鋼的講解則展示了鳥巢、水立方美侖美奐的圖片及其中鋼材的使用情況。授課過程中擯棄了按部就班、照本宣科的填鴨式教學(xué)，采用融會(huì)貫通、舉一反三的教學(xué)方法。以不銹鋼為例，先介紹不銹鋼的相關(guān)知識，由不銹鋼的金屬學(xué)問題、耐蝕原理講述配料熔煉法、返回吹氧法和高碳真空吹煉法3個(gè)階段的發(fā)展歷史。最后，重點(diǎn)講述碳的選擇性氧化———奧氏體不銹鋼冶煉的去碳保鉻問題。這樣就會(huì)使學(xué)生對不銹鋼的生產(chǎn)工藝以及化學(xué)冶金學(xué)和物理冶金學(xué)在生產(chǎn)中的應(yīng)用有了深入的理解。在課堂教學(xué)外，注重生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中物理冶金的教學(xué)。在鋼鐵企業(yè)的認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)期間，結(jié)合對中厚板、熱軋帶鋼和棒線材生產(chǎn)線的參觀，在介紹生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，為學(xué)生重點(diǎn)講解軋制和冷卻過程中的組織、性能變化及微合金化元素的固溶和析出規(guī)律。使學(xué)生認(rèn)識到軋制和冷卻中組織復(fù)雜的演變過程，其中加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、相變和第二相粒子的析出過程交織在一起。在為大三學(xué)生開設(shè)的專業(yè)講座中，也注意把物理冶金學(xué)的知識貫穿其中：以瑞典SSAB公司為例，用英文幻燈片講述鋼鐵的生產(chǎn)流程；結(jié)合最新資料介紹國際和國內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；運(yùn)用物理冶金和化學(xué)冶金的綜合知識介紹管線鋼、汽車板等專用鋼種的產(chǎn)品開發(fā)實(shí)踐。在指導(dǎo)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)自己的科研方向，確定產(chǎn)品開發(fā)、組織性能分析、強(qiáng)韌化機(jī)理等緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的題目，加深畢業(yè)生對物理冶金學(xué)的認(rèn)識并掌握物理冶金的研究方法，注重培養(yǎng)他們綜合運(yùn)用知識分析問題和解決問題的能力，為踏入工作崗位或繼續(xù)深造做好準(zhǔn)備。