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工程热力学发展范文1
关键词 卓越计划 化工热力学 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.059
近年来，我国参照有关《华盛顿协议》成员国的做法，开展了面向我国本科教育专业进行工程教育专业认证工作。“卓越工程师教育培养计划”旨在全面提高我国工程人才培养质量，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高素质各类型工程技术人才。我校的化学工艺专业于1998年获原化工部高等学校重点学科，同年获得硕士学位授予权。2004获湖北省教育厅“有突出成就创新学科”，2006年为湖北省第四批立项建设的拟增列二级学科博士学位点。化工热力学课程在化工类人才培养中起着承前启后的作用，是基础课和专业课之间不可缺少的“桥梁与纽带”。同时，化工热力学又是应用性很强的课程，它的内容是后续分离工程、化学反应工程等课程的重要基础，其核心任务在于培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生将热力学基本原理应用于化工技术领域能力的目的。为更好地推进“卓越工程师教育培养计划”，仅仅将书本中的知识讲解给学生是远远不够的。化工热力学课程教学改革需要在激发学生兴趣的基础上将理论知识和实际运用结合，公式概念和现代化设计软件结合，根据自己学校本身化工专业的特色和优势，开展相应的化工热力学教学工作。本课题将以我校化工与制药学院化学工程与工艺专业的本科生为研究对象，围绕我校化工专业认证与卓越工程师培养背景下化工热力学课程教学中贯彻工程实践能力培养的教学方法改革与实践，提出一些建议和思考。
1 加强师资队伍建设，提升整体素质
事业要发展，关键在人才，基础在教育。基础教学工作需要强大的师资力量作为后盾，只有完善的教学系统，才能定制出一套帮助学生学习的好方法。化工热力学是化学工程的基础学科，具有很强的理论性和应用性，书中有大量的公式和定律，不乏较多的难点，这些对教师如何很好地提升教学效果，让学生听得懂，用得到，有很大的挑战。目前，学院一些教师对书本上的理论知识熟悉，但工程经验以及理论教学和实际运用之间的相互转换相对薄弱，这让学生在学习的过程中或因理论知识过于枯燥而影响学习积极性，这不仅阻碍了教学效果，也不利于适应经济社会发展需要的高质量人才的培养。针对这些问题，学校应该采取措施，建设一支以“卓越计划”为根本的高水平的师资队伍。（1）注重优秀教师的引进，优先聘请既有化工生产实践经历，又懂得化工热力学基础教学的优秀老师；（2）学院要加大校企合作力度，让老师有更多的机会深入实践，在实践中切实感受理论与实际生产之间的差别和联系，在以后的教学工作中能更好、更全面地将化工热力学中的理论知识与工程实践结合起来。（3）教师之间定期开展教学工作会议，反馈近期教学中遇到的问题，对那些教学过程中学生普遍存在的疑问和教学难点要集中讨论，给出解决方案，动态教学提升教学质量。（4）学校应与其他院校建立学科教学网络，共享教学成果与心得，从中汲取好的教学方法和新的教学思维，提升学科的教学质量。
2 优化课本内容，重视化工热力学课程学习的应用性
“理论与实际结合，原理与应用并重”应该是化工热力学教学内容的优先考虑条件。化工专业认证和卓越工程师培养背景下化工热力学课程的教学应该旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，课程的教学既要有专业性，又要有社会实用性。对于化工热力学书本内容上的教学提出以下几点建议。（1）根据专业认证与卓越工程师培养的要求，根据学校教学计划的调整，课时的缩减，重构符合工程认证与卓越工程师培养计划的化工热力学课程教学内容体系；（2）根据化工热力学基本概念多、公式多、推导多，难点多的特点，重视化工热力学学习内容的联系性，例如从流体的P-V-T关系及热力学性质出发，到流体的相平衡和化学反应平衡，最后与传质、分离，反应工程相联系，将基础内容联系起来，对于复杂问题的解决很有帮助；（3）提出“从生活中来到生产中去”教改思路，启发学生在日常生活中用热力学的原理去分析问题。比如冰箱的工作原理与空调是否相同？打开冰箱门能起到降温的效果吗？通过这些生活例子引入讲解制冷循环与热泵循环的原理，可以使学生的理解和掌握这类循环的应用；（4）收集化工生产中化工热力学的应用实例，在教学中注意与工程实践相结合，以生动的例子来讲解热力学原理的应用。如“液化气成分的选择”、“以压缩天然气为燃料的出租车的里程问题”以及“低温热管降服青藏铁路冻土‘多动症’”、“化工热力学与遏制全球变暖的关系”等科学前沿成果等这些与教材和生活紧密结合的化工生产实例都可以运用到化工热力学的教学中。
3 加强现代化软件的应用
当前，计算机技术已经广泛应用到化工科研，设计和生产等各个领域，大部分工程设计和实验研究都需要借助强大的化工软件。热力学性质计算和化工过程模拟分析都可以借助化工软件来实现。在化工热力学课程教学的过程中，应该加强现代化软件的应用，将专业知识和计算机软件应用相结合，让学生能运用已学的现代化化工软件来解决课本和生活中的实际问题，模拟和分析简单的化工过程。对于流体P-V-T的教学时，可以引入Math-ematica软件求解立方型状态方程的根，也可以采用Newton-Raphson迭代法数值求解。讲解相平衡时，将工程上常用的Aspen Plus软件引入到气液相平衡计算中，模拟精馏分离甲醇-水混合物的过程。对于数据计算类，包括实验数据处理、物料衡算、能量衡算、精馏塔设计计算和经济评价等，可以运用Matlab，Visual Basic等常用软件。现代化工软件的学习不仅可以培养学生的学习兴趣提升综合实力，也为后续的化工分离工程等学科的学习打下基础，增强了工程意识，适应了化工专业认证与卓越工程师培养的要求。
4 将教学与本校专业特色建设相结合
学校专业特色建设是提高办学质量的关键所在。近十多年来，高校超常发展带来一个负面化问题是同质化严重，学校特色淡化。我校的特色学科化学工程与技术为地区经济提供了巨大的帮助，是中南地区唯一培养化工矿山相关专业人才的本科院校，在磷资源开发利用方面，学术水平居于全国领先地位。湖北省磷化工中心就设在学校。除了在磷资源开发方面，石油炼制，精细化工等都是学校的特色专业。学校在化工方面有自己的特色和发展，化工热力学也是大化工方向的基础课程，可以将本课程的学习与学校化工特色专业相结合，这样既有先进的思想做指导又可以为我校特色专业的发展培育人才，为国家走新型工业化发展道路，建设创新型国家和人才强国战略服务，符合卓业工程师教育培养计划的初衷。学校的超临界流体萃取新技术可以运用化工热力学中的气液平衡和气固平衡来解释，书本上所介绍的直接式热泵精馏、间接式热泵精馏、闪蒸再沸式热泵精馏、蒸汽喷气式热泵精馏和吸收式热泵精馏过程，如果是仅仅依赖教师课堂上的讲授，学生只能简单地了解这些技术，讲到这些技术时可以将学生带到学校的精细化工中试车间，让学生直观地感受这些工程技术，然后辅助热力学上的知识讲解，可以让学生更好地掌握这些知识。利用学校化工特色专业现有的资源，开展更多这样生产实践活动，对化工热力学的教学工作有很大帮助。
5 结语
针对化工热力学课程的教学，国内许多高等学校都进行了一些富有意义的探索，如开展化工热力学精品课程建设、双语教学研究等方面的尝试。但迄今为止，基于化学工艺专业认证背景，结合卓越工程师培养的化工热力学课程工程实践教学的探讨，还亟需更多研究。大化工依然是有前景的有生命力的工程技术和制造行业，化工热力学课程的教学需要更为科学、深度的改革。始终本着以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量为目的，深化对化工热力学课程教学的改革。
*通讯作者：金士威
武汉工程大学教学研究项目（X2013010）资助
参考文献
[1] 张春桃，王海蓉.基于“卓越工程师”培养目标的化工原理精品课程改革探索与实践[J].化工高等教育，2012（6）：15-17.
[2] 杨文玲，于奕峰.基于卓越工程师培养的化工热力学教学改革探讨[J].化工高等教育，2012（4）：26-30.
[3] 刘英杰，杨基和，徐淑玲.基于卓越工程师的化工工程设计课程改革及实践[J].化工高等教育，2014（2）：52-55.
[4] 董华青，阮慧敏，刘华彦.地方院校卓越工程师培训方案的构建与实践[J].浙江工业大学学报，2013.12（1）：93-98.
工程热力学发展范文2
关键词：工程热力学 课程建设 教学质量
中图分类号：G642 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.093
《工程热力学》是研究与热能工程有关的热能和其他形式能量（特别是机械能）相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科[1]，作为我校飞行器系统与工程专业的主干课程之一，为学好专业核心课程《导弹发动机原理》打下必备的理论基础。该专业最终目标是培养适应科技发展和军队建设需要、能胜任初级专业技术职务岗位工作的导弹发动机工程类干部，因此，与军内外同类课程相比，《工程热力学》具有明显的工程使用特色。
课程建设作为高校可持续发展的生命线，是最基本的教学建设，也是提高教学质量、抓好专业与学科建设的关键。工程热力学课程组以深化教育改革、切实提高教学质量[2，3]、突出专业应用特色、激发学生学习兴趣、培养高素质人才为目的，有计划、有步骤地从师资队伍、教学条件、教学内容及教学实施等方面进行了建设，效果明显。
1 加强师资队伍建设，提高教师业务水平
建立一支高水平和稳定的师资队伍是各项教学工作开展的基本保证。为满足教学要求，形成了一支年龄、职称、学历和学缘结构相对合理，人员相对稳定的高水平课程教学梯队[4]。从课程建设开始，教研室通过调研摸底，根据每个人的专业方向，选择表达能力和逻辑思维能力强的教师作为一线授课教师，组成包括1名正高、2名副高和2名讲师（4名博士、1名硕士）的教学梯队，年龄从28岁到45岁，毕业院校包括国防科技大学、第二炮兵工程学院和西北工业大学。
实行主讲教师负责制。为提高教学质量，主讲教师必须严过教案关、试讲关和课堂质量督导检查关，针对主讲教师的自身特点，根据专家教授的建议，听课检查落实教师业务素质和授课水平的提高情况。
加强交流学习，提高业务水平。选送部分教师到部队锻炼，了解部队实际需求，在授课过程中能够进行针对性教学；派送任课教师到具有相应精品课程的地方高校进行教学观摩和进修学习，以提高授课质量。
2 改善教学条件，保障教学顺利开展
2.1 精心选用教材
为了切合火箭发动机的专业特点和部队建设的实际需要，经过任课教师的精心挑选，选取了内容和难度适中、华自强编写的第四版《工程热力学》作为授课教材，该教材融合了化学热力学的基础内容，使教学内容体系更加完善合理。辅导教材则选择美国M.C.波特尔编著的《Engineering Thermodynamics》，学生反响良好，认为该书英文通俗易懂，既提供了一个阅读外文文献的实践锻炼平台，又能从中学习了解国外学者表述热工知识的思维方式。
2.2 制作多媒体课件
利用现代教学手段，提高教学效果。以二维FLASH动画技术制作了内容生动的《工程热力学》典型动力装置和典型热力过程的动画演示软件，包括35种不同理论模型的动画。利用多媒体教室播放不同理论模型的动画、结合教师理论讲解，学生可以较好理解实际工程中热能和机械能相互转换的抽象过程，增强学生的感性认识。
2.3 开发网络教学平台
充分利用校园网络优势实现教学资料的上网，开发网上答疑系统进行在线讨论，让网络教学作为辅助教学手段提高教学质量。制作渐缩喷管和状态参数测定的虚拟实验，学生可以在开放的网络平台上进行交互的虚拟实验。按照教学大纲开发课程练习题库，为学生提供一种通过习题强化加深对所学知识理解的手段。题库包括5种题型共1000余道试题，系统随机组题，学生可以进行在线测试。
2.4 搭建《工程热力学》实验平台
结合现有实验条件，编著适合我校实际的《工程热力学实验指导书》，通过与西安重点院校的交流协商，搭建了在西安交通大学开展《工程热力学》实验的教学平台，开展了喷管内气体流动的热力过程与性能参数测定实验，使学生深刻理解了喷管设计和环境压力对喷管流动影响中涉及的理论知识。
3 优化教学内容，体现专业特色
考虑到专业特色，将传统的热力学理论列为重点内容讲述的同时，把火箭发动机工作过程中涉及的化学热力学理论列为重点内容讲述。在内容安排上，结合二炮院校的专业特点和部队实际需求，增加火箭发动机的动力循环知识点和导弹测试时用到的湿空气相关内容。并且把湿空气的性质安排在理想气体混合物的性质之后，这样可以把湿空气当做理想气体混合物的一个特例加以介绍，使学生能够从抽象到具体、从一般到特殊，既能理解理想气体混合物和湿空气理论知识，又能在发动机相关操作中学以致用。
4 激发学生学习兴趣，强化创新能力
在本课程学习中，主要从两方面激发学生兴趣、促进创新能力发展。
一是善于设疑提问，促其思考。在绪论介绍中强调“热”与人类文明进步的联系，热能的利用渗透在社会的方方面面。怎样描述热能与其他形式能量的转换？怎样做到节能减排、提高能量转化效率？工程热力学基本理论、定律是如何体现在我们日常生活当中？通过上述启发式提问，极大地启迪学生的思维，激发他们学习工程热力学的兴趣。
二是注重学以致用，在创新中深化知识的理解和运用。在课程学习中，引导学生运用《工程热力学》基本理论去指导专业应用。拟定课题“温度、湿度对固体火箭发动机气密性检查的影响分析”，要求从理论上分析环境温度和气体湿度变化可能对阵地测试项目造成的影响。该课题紧密结合部队实际，学生兴趣大，研究热情高，成为历届学生本科毕业设计的选题热门。在研究过程中，大大加深学生对《工程热力学》知识的理解，在此基础上指导教师与学生共同撰写并发表了相关学术论文。既强化了学生的创新能力，又促进了教师科研学术水平的提高。
5 重视教学全过程，提高教学质量
课程组监管教学全过程，旨在全方位提高工程热力学教学质量。①教学准备：在教研室的指导和帮评下，主讲教师认真备课、撰写教案，进行课前实讲。②课堂教学：教学采用理论授课、讨论、观看工程及实验录像、动手实验等多种教学形式，灵活采用研讨式、启发式等多种教学方法，按基本概念、理论分析、工程应用的顺序进行。教研室组织听课帮评加强对教学过程的监控管理和全程评价。③课后总结：在课堂授课后及时将本次授课的经验得失进行总结。④课程考核：采取平时学习表现与期终考试相结合的考核方法。⑤问卷调查：对学生进行不记名问卷调查，对调查结果进行总结分析，对照反思，有针对性地改进，力求本课程的教学水平达到新高。
6 结束语
《工程热力学》经过近五年的建设，课堂教学质量和教师教学水平得到明显提高，在学校有很高的教学评价。工程热力学先后在学校第五批重点课程建设和第二炮兵首批优质课程建设中评为优秀。
针对我校没有工程热力学实验室的现状，在学校领导和课程组的共同努力下，“2110”三期建设规划在今年正式启动热工基础实验室的新建工作，热工基础实验室建成及投入使用必将为学生提供《工程热力学》实验平台，缩短抽象概念和具体工程应用之间的距离；为学生提供实践和自主创新的场所，使工程热力学的教学质量再上一个新的台阶。
参考文献：
[1]华自强，张忠进，高青等编.工程热力学（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]周丽萍，蔡康旭.关于《工程热力学》课程教学改革之浅见[J].时代教育（教育教学版），2009，（1）：191.
[3]李文杰，余晓平，彭宣伟.工程热力学课程教学现状与改革思考――以重庆科技学院工程热力学课程为例[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2012，（13）：350.
[4]艾春安.《工程热力学与传热学》第二炮兵优质课程建设评审材料（内部资料）[Z].2011.
作者简介：李红霞（1979-），女，博士，讲师，主要从事工程热力学教学工作，研究方向为含能材料合成、性能分析和模拟计算，第二炮兵工程大学601室，陕西西安 710025
艾春安，第二炮兵工程大学601室，陕西西安 710025
工程热力学发展范文3
关键词：工程热力学；教学改革；教材；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0199-02
《工程热力学》是高等院校机械工程类、能源与动力类等专业的一门必修专业基础课程。该课程主要研究热能与机械能相互转换的规律，以及合理有效利用热能的基本理论，对培养学员科学素养、创新性思维和实践能力，以及专业课程学习都将起到奠基的作用。通过《工程热力学》课程的学习，使学员掌握热力学的基本概念和基本规律，并能正确运用这些规律进行热力过程、热力循环分析和计算；培养学员科学分析和逻辑思维能力。养成实事求是的科学态度和勇于探索、刻苦钻研的科学作风。经过数十年的持续建设，《工程热力学》课程在教学内容、教学方法和手段、实验保障设施、师资队伍建设等方面进行了大量的建设和改革，取得了显著的效果。
一、教材和教学内容改革
在教材和教学内容方面，课程组近年来开展了《工程热力学》“立体教材”体系的建设工作。以课程教学为基本形式，以综合能力的培养和提高为基本目标，利用多种教育化教育手段，构建新颖教材、网络课程、多媒体课件、教学辅导书等组成的内容丰富、功能齐全的《工程热力学》综合性立体化教学资源。从而使教学质量和教学效率大为提高。在人才培养方面，取得了丰硕的教学成果。多年来不断更新选取适合本科人才培养和专业需求的高水平教材，以满足课程标准的要求。《工程热力学》目前采用华自强等主编的《工程热力学》第四版，由高等教育出版社2009年11月出版。该教材是国家“普通高等教育十一五国家级规划教材”，被众多院校广泛采用。该教材还有配套习题，方便学员进行课后复习和自测。此外，课程还指定了多部教材和教学辅导书，供学员学习和研究使用，包括清华大学出版社2011年6月出版，朱明善主编的《工程热力学（第2版）》；高等教育出版社2007年6月出版，童钧耕主编的《工程热力学学习辅导与习题解答》；McGraw-Hill2005年出版的由Yunus A.Cengel主编的《Thermodynamics An Engineering Approach the 4th edition》等。针对授课专业增多，内容增加，学时减少及面向装备扩大和发展的实际，在对后续专业课程需求和部队需求深入调研的基础上，着眼当前需要和未来发展，从以下三个方面入手进行了课程内容体系的优化重组。
1.突出重点内容，贴近装备实际，针对装备特点突出与动力系统工作原理密切相关的热力学知识。弱化蒸汽的热力性质及其动力循环方面的内容。
2.以计算机网络为平台，结合《工程热力学》理论在武器装备上的具体应用和实验室发展，引入了计算机编程求解和虚拟实验等现代教学实践内容。
3.利用自主研制的和虚拟实验软件，以及课程组成员科研项目多的优势，引入了创新实验等研究性教学内容。优化重组后的新课程内容体系，以经典《工程热力学》内容为主体，科学处理了经典与现代的关系，引入了新知识和新技术，强调了知识的综合运用和实践训练，保持了课程教学内容的系统性、科学性和前沿性。
二、教学设施建设
《工程热力学》课程在教学设施方面取得了明显的进步。特别是近年来，本校充分利用各种科研项目成果，进一步完善本课程实验设备，更新了多套空气定压比热测试设备。对喷管流动演示实验的硬件平台进行改造，设计编制了具有虚拟实验和在线分析的分布式喷管流动演示实验网络平台。保障实践环节均能以实物操作为教学的主要手段，实验教学水平达到国内先进水平。为使学员在课堂以外能够及时的复习和总结，补充课堂教学内容的不足，针对课程的特点设计并完成了《工程热力学》的网络课程。该网络课程集教学指导、教学实施、自主学习、测试考试等功能于一体。目前已经完成本课程的网络课程建设，学员可以在校园网上观看课程授课的视频录像，课程内容的在线学习和测试，该网络课程的建设丰富了学员的学习途径，对于促进学员的学习积极性，提高教学效果发挥了积极的作用。通过多年来的建设，课程网络教学环境建设成效显著，形成了以教材、多媒体为主和网络教学环境为辅，集理论教学和实践教学于一体的课程网络教学特色。从毕业学员反馈的情况来看，利用网络教学环境，不仅显著地增加了课堂的信息量，而且有效改善了教学效果。利用新技术更新了实验平台，培养学员实践、创新能力的新做法。通过自主设计、研制的喷管流动演示虚拟实验软件平台，该虚拟实验平台具有良好的开放性、自主性、综合性，而且突破了实验受设备、场所、环境、时间的限制，有效提高了学员的实践创新能力和综合素质。
三、教学方法改革
教学改革是提高教学水平和教学质量的根本保障，多年来课程组一直十分注重加强和深化教学改革，并取得了一定的成果，具体做法如下。
1.课堂教学采用启发交流式，实现单向知识传输模式向师生交互模式的转变。利用自主研制的功能完备，界面友好，集授课、自学、测试、管理等功能于一体的《工程热力学网络课程》，依托校园网和多媒体教室等，构建了教学互动，适合自主学习、协作学习、相对宽松的双语多媒体网络教学环境，实现了教员主导作用和学员主体作用的和谐统一，在提高教学效果的同时，培养了学员主动、有效地获取知识的意识和能力。
2.在教学方法上，改进课堂讲授方式，采用“研究型”的教学模式。针对课程特点，强调培养学员掌握理论、应用和试验三个方面的知识与能力：《工程热力学》的理论，《工程热力学》基本理论和概念的掌握，培养理性思维和分析能力；《工程热力学》的应用，面向装备和工程实践，熟悉了解实际《工程热力学》问题，培养应用原理解决问题的能力；《工程热力学》的实验，通过综合性试验培养学员的动手能力和科研工作素质。
3.注重学生创新能力培养。结合课堂教学，开展科技创新活动，使学生综合素质能力获得提高。
4.根据学员的反馈不断完善教学文件。对已有的教学计划、教学大纲、优秀的教材进行及时的更新和完善，并作为素材之一放在教学网站上，作为学习的参考资料供学员下载学习使用。总结：笔者经过多年的教学实践，对《工程热力学》进行综合的教学改革，收效明显。教学质量和教学效率得到很大提高，在培养新型专业人才方面，取得了丰硕的教学成果。
参考文献：
[1]谭羽非，赵金辉.工程热力学立体化教材建设与实践[J].吉林建筑工程学院学报，2010，（2）.
工程热力学发展范文4
关键词：实验教学；工程热力学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）17-0263-02
实验教学是高等学校实践教学环节的基本内容，是培养基础实、知识宽、能力强、素质高的创新型人才的主阵地，实验教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有重要的作用。通过实验，增强学生的感性认识，使学生获得一定的综合分析能力，培养学生分析问题解决问题的能力。工程热力学是研究热能有效利用以及热能和机械能等其他能量转换规律及其应用的工程技术学科。工程热力学概念多、内容抽象难懂、系统性和工程性强等特点，学生普遍学习感觉较难。为了促进学生的学习兴趣和提高课堂教学质量，需要重视工程热力学实验教学在工程热力学教学中过程中的重要性。笔者以工程热力学实验教学中的制冷循环为例，探讨了实验教学对工程热力学的脾补助益。
一、制冷循环实验
1.基本热力过程。在工程热力学实验教学中，通常开展蒸汽压缩制冷循环实验。这个实验的主要目的为：掌握蒸汽压缩制冷循环系统的工作过程及原理；了解制冷压缩机、节流膨胀装置、蒸发器和冷凝器的结构和组成；掌握蒸汽压缩制冷循环制冷系数的计算方法及提高制冷系数可采用的方法。该制冷循环中采用F12制冷剂，以毛细管为节流膨胀b置，冷凝器为自然对流式，蒸发器亦为自然对流式。在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流膨胀装置是制冷系统必不可少的四大件，其中蒸发器是输送冷量的设备，制冷剂在其中吸收被冷却的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放热设备，节流阀对制冷剂起节流降压作用。
其工作过程为：首先制冷工质经过压缩机压缩至高温高压状态，即1―2；高温高压的工质在冷凝器中将热量释放出去，即2―4；制冷工质经毛细管膨胀，压力温度降低，即4―5；低温低压的工质在蒸发器中吸收热量，即5―1。由此完成一个完整的制冷循环，见图1。对应于热力学压焓图见图2，1―2在压缩机中的压缩过程，为等熵压缩；2―4在冷凝器中的放热过程，为定压放热；4―5在毛细管中的膨胀过程，为节流过程（节流前后焓相等）；5―1在蒸发器中的吸热过程，为定压吸热。
2.实验中的参数测定。主要完成制冷系数和制冷量的计算。
二、实验环节与课堂教学的统一
通过实验环节，学生认识了制冷系统的基本组成和运行过程，了解了制冷系统部件在工作过程中的基本特点，能够领会教师在课堂教学中对制冷系统的叙述和描绘。同时，经过实验教学，学生能够主动对制冷循环的工作过程提出自己的看法，寻找提高系统制冷效果的途径。例如：教师以前在课堂上介绍完制冷循环后，提到如何改进或提高系统制冷量，夏天在高温时，不要将室内空调温度设定过低。学生在理解时，总是先去回想制冷系数的计算公式，然后才去认可，经过实验教学后，学生能够较好地理解这一原因。同时对制冷循环热力过程图中的定熵压缩、定压吸放热以及节流过程有了更好的理解和体会。在此基础上，教师将前面可逆过程、平衡态以及理想过程回串，学生将会对热力学中的相关概念有着更深入的认识，提高了教学质量和教学效果。
通过对实验内容及方式进行合理组织，鼓励学生自己动手进行实验组装、调试试验台，在实验过程中，与学生讨论确定实验方案、实验测定参数以及实验后的自我评议，进一步激发学生的学习兴趣和创造力，提升学生分析问题、解决问题的能力。同时在课堂教学中注意与实验教学中的统一、衔接，加深学生对所学知识的理解和掌握。
三、改进实验教学方法和体系
工程热力学作为一门专业基础课，与工程实际密切相关。在教学过程中，需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示，并不能满足课堂学生学习的需要。笔者根据多年的教学心得，主要建议如下：（1）根据专业培养的需要，制定一些具有典型性的热力学实验，如制冷循环实验、工质热物性测定、绝热节流效应测定等。（2）改进实验组织模式。鼓励学生自己动手开展目标性实验，并进行实验自我评议，发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣。（3）更新教学实验设备，增添新的测试仪器和设备，不断满足学生对热力学学习的要求。（4）构建虚拟实验中心，随着计算机及互联网技术的不断发展，同时为了解决实验设备少，实验时间受限的问题，建立远程与虚拟实验中心，可以满足学生课后随时学习、探索的需要。
参考文献：
工程热力学发展范文5
关键词：工程热力学；教学质量；问题；方法
作者简介：章学来（1964-），男，浙江海宁人，上海海事大学商船学院，教授；王惠惠（1990-），女，江苏连云港人，上海海事大学商船学院硕士研究生。（上海 201306）
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0076-02
虽然说研究生教育是一种专业教育，但是不能仅仅重视专业课程的学习，应当同时重视学生综合能力的培养。研究生的教学工作需要结合研究生课程专业性、研究性、创新性等特点，探讨研究出合适的教学方法。研究生需要一年的时间进行课程学习，所以课程教育的质量将直接影响到我国研究生的质量。而“高等工程热力学”作为能源动力类专业的专业基础课程，其重要性不言而喻，要结合课程特点不断尝试新的教学方法，提高“高等工程热力学”的教学质量，为研究生的后续研究学习打下坚实的基础。
一、课程教学中存在的问题
1.课程内容前沿性不足
世界信息化脚步在飞速发展的科技的推动下也日益加快，人们已进入知识经济时代。但是研究生的课程和专业内容陈旧，前沿性明显不足，使得飞快的知识更新速度与滞后的人才培养的矛盾日益显著。加之有些教师在教学过程中使用十多年前的老教材，对问题的认知不够深入，观点不新，对高等工程热力学的最新知识和研究成果了解较少，仅限于书本知识的讲解，教学内容中缺乏对知识经济时代的新知识和新科技的及时补充，使得研究生的教育方式倾向于本科生教育。
2.教学手段和教学方法单一
一些老师在讲解“高等工程热力学”时的教学方式仍主要采取老师讲解的方式为主，虽然这与这门学科有一定难度有关，但是大部分研究生对这门课程有一定的知识基础，所以可以让研究生参与到课堂教学中来。而目前很少有老师可以做到这一点，这使得研究生的课程教育和本科生教育没有太大区别，缺乏研究生教育应有的探究性、创新性、研发型、实践性等特征。大多数老师采取本科生“灌输式”的教学方法传授知识，忽略研究生能力的培养，注重继承学习传统知识，忽略对知识的创新发展；注重课堂讲授，忽略学生探讨、创新交流；注重老师的引导，忽略学生的自主性学习。仅仅通过老师单向的知识传授，很难达到研究生教育期望的教学效果。
3.评估管理体系不合理
在提高研究生课程教学质量的过程中，合理的评估管理体系是必不可少的。合理的评估体系有助于提高研究生的教学质量，进而提高研究生的培养质量，这也是建立合理评估管理体系的最根本目的。合理的评估管理体系包括学校对老师教学质量的评估和老师对学生学习效果的评估两个方面。学校对老师教学质量的评估可以指导老师制订合理的教学计划、教学方法和考核学生方式，可以端正老师的教学态度。为使评估管理体系发挥良好的导向作用需要合理分配评估体系中各种指标的比例。老师对学生学习的评估，一般老师都以简单方便的考试形式评估学生对这门课的学习情况，这往往不能完全真实反映出学生真实的知识水平。多种方式相结合的考核方式更能体现学生的综合学习能力，因此应该同样重视学生考核制度的制订。
二、解决问题的方法
1.打破传统考试模式
中国自古以来就是以考试的方式选拔人才，虽然是不得已而为之的方式，但因此也可能失去一些专业性的人才。因此在像“高等工程热力学”这些课程的考核方式中，教师应敢于大胆突破传统模式束缚。“高等工程热力学”是一门理论性很强的课程，学好这门课不仅仅是掌握了一门基础课程那么简单，更多的是可以培养锻炼学生的思维方式，所以课程考核可以采取开/闭卷与课程论文演讲相结合的方式。开卷试题与闭卷试题相比有一定难度，但开卷可以提高学生文献阅读收集能力，闭卷则是学生课程基本功的最真实表现，采取开/闭卷的方式学生不仅牢牢掌握书本上的基础知识，同时通过阅读可以学习课程相关最新知识；此外，课程论文演讲也同等重要，学生通过课后学习，在课上与老师同学一起探讨交流，不仅有利于拓宽学生的发散性思维，同时这也是老师和同学一起学习进步的过程。
2.推行多元化的教学方式
陈旧的“课本+粉笔+黑板”教学模式已经不利于研究生的课程教学。研究生教学更多的是以研讨性学习为主，而不能简单地通过学位论文来实现研讨性学习。这更多是在于平时对基础性课程的研究性学习，而“高等工程热力学”处在专业基础的位置上，因此对其学习应当更加注重研究性，这样才能更有帮助。况且研究生在本科阶段对“工程热力学“已经有很好的学习，进入研究生学习阶段，更应推行研究性教学的新教学理念，老师应带头冲破传统教学方式的束缚。首先，作为老师本身，需要先转变教学模式，充分利用信息化时代的特点，充分利用网络跟进最新知识和研究成果，提高教学课程的质量，结合课程特点采用多元化的教学方式，如讨论式、参与式、启发式等；其次，培养学生自主学习，独立思考问题，积极开展小组讨论，组织学术报告会，养成互相交流学习的好习惯，充分发挥研究生学习的主动性和积极性，建立一种更加注重培养学生独立思考能力和创新能力并且以学生为中心的个性化教学方法。
3.理论结合实践
理论教学是老师仅仅将理论知识传授给学生，学生若通过实践将理论知识消化、吸收、应用，转化为自己的知识和能力，这样才实现了教学的真正意义。许多前沿理论知识仅靠老师讲解难以发挥学生的主动性和创造性，因此，老师可以每节课结束后布置下一节课的学习要点，学生通过自学在课上自由讨论讲解。这样学生不仅可以复习上节课的内容，并且对下节课的内容也有自己的了解。更重要的是通过自学，学生可以知道自己知识的短板，在课堂中通过大家共同讨论和老师的讲解使这一内容更深刻地印在学生脑海中。这样不仅促进研究生之间的相互学习，而且有利于培养研究生独立思考、研究、分析和解决问题的能力，促进知识向能力转化。
基于“高等工程热力学”的工程应用背景，在课堂教学中，理论联系实际尤为重要。学生通过自学独立思考研究分析问题，老师可以通过案例教学使知识更加具体化，使学生更加容易接受。比如，把理想气体的绝热充气过程与自行车打气的生活常识相联系，化抽象为具象，学生更容易理解并接受这些知识。诸如此类将热力学的知识运用到生活中的事例很多，把抽象的理论知识与生动的工程实践相结合，做到学以致用，更能激发学生对本课程的兴趣，深化对物理概念和规律的理解，实现良好的教学效果，从而提高教学质量。此外在教学过程中应当适当地把科学发展现状引入课程教学中，使课堂教学走在学科前端，同时可以增强课堂的趣味性，有效调动学生的求知欲和好奇心，激发学生学习的主动性，使学生自觉向“主动研究学习”转变，从而提高课程的教学效果。
4.制订合理的评估管理体系
合理的评估管理体系在改进和加强研究生课程教学的质量进程中发挥至关重要的作用。对于老师而言，合理的评估管理应包括评估方法、评估内容和评估结果。评估方法由相关人员制订，要考虑合理性和可行性；评估内容包括老师对“高等工程热力学”课程的时间安排、课程计划、教学方式和学生考核方式几个方面；评估结果则是综合前两者的考核结果，奖励优秀教学老师，在“高等工程热力学”任课老师中营造良好的教学竞争氛围，达到提高研究生教学质量的目的。此外，评估结果有利于调动任课老师师的教学积极性，提高任课老师的教学水平，最终有利于提高研究生的教学质量，提高研究生的培养水平。对于学生而言，合理的评估管理体系即“高等工程热力学”课程的考核方式，老师不能简单通过一张试卷来区别学生知识的掌握水平，应当完善研究生课程考核制度，严格制订研究生课程考核标准，实行结果和过程相结合的管理方法。不仅重视结果，更应当注重学生在学习过程中的态度，应把研究生课堂上的发言、讨论、学术报告等情况按一定的比例计入课程总成绩。这样完整合理的管理评估体系才能更好地督促老师教学，督促学生研究性地学习“高等工程热力学”课程。
参考文献：
[1]何宏舟，邹峥，丁小映.提高《工程热力学》课程教学质量的方法研究[J].中国电力教育，2002，（4）：65-69.
[2]徐晓斓，袁颖.关于改进研究生课程教学的几点思考[J].宁波大学学报，2005，（5）：74-75.
[3]万运京.对提高研究生课程教学质量的若干思考[J].河南师范大学学报，2006，（6）：203-205.
[4]曹星平.研究生课程教学方法思考[J].高等教育研究学报，2006，
（4）：72.
工程热力学发展范文6
关键词：工程热力学;课程教学;改革与探索
文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01
序言
工程热力学是能源专业开设的一门重要基础课程[1]，一般课程开设在大二下学期，先修课程为《高等数学》、《大学物理》课程等。通过该门课程的学习，让学生掌握工程热力学中的基本概念如边界、热力系等，有关能量转换（主要是热能与其它形式能量之间转换）、热能的合理利用的基本规律，并能正确运用这些规律解决热工过程和热力循环等工程实际问题，同时培养学生的科学抽象、逻辑思维能力。为后续专业课程的学习奠定一定的理论基础。由于该课程理论性较强，教学手段单一，使学生觉得学习枯燥、乏味，给教师授课带来一定的困难，结合近几年来该课程的教学和学生的学习情况，就工程热力学课程教学的内容和方法提出一些见解，如采用多元化教学，在课程考核方面进行教学改革探讨，对提高教学质量具有一定意义[2-3]。
一、开放式课堂教学
由于工程热力学这门课程的特点是涉计原理较多，在气体的热力学性质和热力过程中涉及计算公式推导及热力过程中多变过程P-V，T-S的绘制较为繁琐，因此，使学生学习具有一定的难度。同时教学方式的单一，使得学生学习中感到枯燥、学习效果差。以教师讲解式教学和学生接受性学习为主的满堂灌式的教学方法，教师在讲解过程很被动，无论教师如何准备内容，课程质量根本达不到预期效果。为了提高课堂教学效果，采用开放式课堂教学，在授课过程中加入动画演绎多变过程的绘制、气体、蒸汽动力循环的过程等，让抽象的理论具体生动化，调动学生的学习热情。同时还可在教学过程中安排学习讨论课，让学生参与教学，如讲空压机的压缩过程：等温、等熵、多变过程中，那一种方式耗功最少？学生通过思考、讨论、回答，会对该知识点的理解会更加深刻。同时可采用“问题式”和“研究式”的教学方法，教师可以将学生分成若干小组，自由分组，每组最多三人，分工合作，每组任选一题，各参数依实际情况而定，也可根据兴趣做其它题目，但要求与热力学有关教师提前给小组布置一些需要研究的课程内容题目，鼓励大量查阅文献，但要求有自己思路和观点，不鼓励纯粹文献摘抄和综述，例如一公司每年需外购80000MW-h电力，另有一台烧天然气的锅炉每年向工艺过程提供蒸汽，供汽负荷等于电负荷的三倍。现有人建议采用烧天然气的燃气轮机热电循环，燃气透平提供所需的电力，而且有一台换热器安装在燃气透平出口，回收其排气的余热来满足工艺过程的用汽需要。请估算这种方案比原方案能节约多少能量？讨论经济可行性？分析中，电价可根据现有平均价格处理，其他各参数可自我设计，请给出详细的新旧方案的对比，并给出投资回收的年限，以打动决策者采用这个方案。让学生通过课本、参考书目、网络课件、图书馆资料查阅后以ppt的形式汇报。把这一项的得分作为课程考核的重要内容，这样既调动了学生的积极性，又锻炼了学生查找科研资料的能力、应用所学知识分析实际问题的能力、ppt的制作及口才表达能力。
二、教学手段多样化
传统的教学方式很难达到本科教学的基本要求，尤其对于这样一门理论性较强、计算公式推导繁琐的课程而言。目前经过学校对基础教学设施的改造，教师上课基本都可采用多媒体教室授课。使抽象枯燥的知识变得具体、趣味化，一些理论可以用计算机模拟动画的形式展现给学生。如在气体动力循环部分，可插入气体为工质的活塞循环动画图，使教学过程更加生动、形象、内容丰富。
图1 活塞循环装置
对于部分内容，可采用课件与板书相结合的形式讲授，如理想气体状态方程和摩尔气体常数时多媒体讲授速度过快，不利于学生理解和掌握，效果不好。由于知识的更新速度很快，对于课程的前沿需要教师不断地积累不断的学习，如参加热物性研究进展会议等。同时结合自身的课题，在讲解原理时深入浅出，将知识点讲透。
三、考核方式
合理的考试形式和科学考试内容，是达到因材施考，发展学生个性的有效途径。以往的考试形式主要以闭卷考试方式进行，平时成绩与期末成绩的比例为30%/70%。调整后的考核方式平时考核，进行分章节测验，提高学生平时上课和学习的积极性，考试题中除基本概念和理论等使用客观试题外，适当增加主观题比重，即简答、综合性论述题，以锻炼学生的思维能力和创新能力，建立一种主客观题并存的分值比例适合的题型。鼓励学生提出不同于书本上的独到的见解，以提高学生的工程应用能力。
四、结语
《工程热力学》起着承上启下的作用，既是物理化学等基础课的拓展，又为专业课的学习奠定了基础，提高教学质量非常重要。要不断地断探索有效的教学方法，丰富教学手段，不断改革、勇于实践、勤于思考问题，在教学中始终坚持以学生为本的原则，激发学生的学习兴趣，使学生学好学透课程重点难点，同时还要不断充实和完善自我，提高业务水平。
参考文献：
[1]国家教委高等教育司.当代科学技术发展与教学改革.[M].北京：高等教育出版社，1995
