導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工程熱力學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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二、改進課堂教學PPT，增加工程實例

工程熱力學作為一門專業基礎課，與工程實際密切相關。在教學過程中，需要有很多的工程問題作為背景。以教科書為單一內容的PPT演示，并不能滿足課堂學生學習的需要。為了提高學生學習熱力學的興趣及深入掌握熱力學知識，迫切需要在傳統課件中加入工程實例，利用多媒體技術全面展示熱力學的工程應用，使學生在工程案例的演示中發現并體會工程熱力學的重要性及美感。通過工程案例的學習，使課堂教學內容圖文并茂，聲像結合，使學生在多方位、立體化地形成認知并達到對熱力學知識的理解、分析、記憶、掌握和應用。對于熱力學工程案例，我們選取了真空做功、制冷循環，內燃機等工程機械作為實例，進行詳細分析和講授。工程案例的引入，將實際生活中與熱力學相關的問題引入到教學中，用所學知識來解釋工程問題，在講解中讓學生明白熱力學知識可以解決本專業涉及的實際專業問題，從而實現“從理論中來，到實踐中去”，實現對創新型人才的培養。

三、將工程熱力學的學習融入大學生創新項目中

在創新型人才培養中，需要提升學生運用基礎理論進行學術研究的能力和具有工程應用背景的有關開發、設計的能力。大學生創新項目的實施，有利于促進高校培養具有創新意識和能力的新型人才，促進高校探索并建立以科研活動為中心的教學模式，倡導以學生為主體的本科人才培養和研究性學習教學改革，充分調動學生主動學習的積極性、創新思維和創新意識，同時在項目實施中使學生逐漸掌握思考問題、解決問題的能力。結合大學生創新項目，結合建筑環境與能源應用工程的專業特點，在指導學生大創項目時，將熱力學第一定律、熱力學第二定律和卡諾定律應用其中，使學生明白能源利用的守恒性，以及如何提高熱力循環的效率，減少不可逆損失，這些都成為學生應用所學知識來解決實際問題的一種鍛煉。學生在科研項目中，深化了對熱力學知識的認識，同時提高了自己思考問題、解決問題的能力。同時，鼓勵學生積極參加各類挑戰杯、建筑節能比賽、機械創新設計大賽等，通過這些競賽活動進一步提升自己的創新能力。

四、改進課后作業完成形式，增加分析報告

工程熱力學課程是一門實踐性很強的課程，其中很多理論已用于工業過程。因此，在課后作業中，需要對傳統布置練習題來檢驗教學成果的方式進行改進，增加一些實際工業循環的實例，讓學生通過分析其所應用的原理，提交分析報告，并指出該工業過程效率提高的方式和途徑，以這樣的方式來激發學生學習的興趣，提高學生理論聯系實際的能力。同時，精選一些課后習題，通過詳解的方式，激發學生的創新意識和解決問題的能力，進一步促進創新型人才的培養。創新是實現社會持續不斷向前發展的原動力，也是培養和造就一大批素質過硬、勇于創新的新世紀人才，保證國家高速發展的有力保障。創新能力的培養來自于理論和課堂，更在于理論和課堂之外的親身體會和具體的實踐操作。

本文從工程熱力學教學與工程實例結合，與科研活動結合，改進課堂教學組織模式和課后作業完成形式等方面，探討了以培養創新型人才為目標下的工程熱力學教學改革與實踐，希望能夠進一步提高工程熱力學的教學質量和效果。

作者:高蓬輝 張東海 王義江 黃 煒 單位:中國礦業大學力學與建筑工程學院建筑環境與能源應用工程系

參考文獻：

[1]岳丹婷,呂欣榮,李青.深化熱工教學改革加強學生創新能力培養[J].2002,(4):86-88.

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作者簡介：耿凡（1982-），女，江蘇徐州人，中國礦業大學電力工程學院，講師；王迎超（1982-），男，山東濱州人，中國礦業大學力學與建筑工程學院，講師。（江蘇 徐州 221116）

基金項目：本文系2012年中國礦業大學青年教師教學改革資助計劃項目（項目編號：2001263）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0076-02

工程熱力學相關的熱工技術和節能環保問題日益凸顯，因此，“工程熱力學”教學改革需要深入。那么，如何調動學生的學習興趣，使其更清晰地理解并掌握抽象概念，把工程實際問題更形象地展示給學生并讓學生應用所學知識去分析、解決實際問題，這對高校傳統的教學方法和手段提出了挑戰。因此，開展研討式授課的教學模式改革被提上日程。[1，2]

一、研討式教學改革的指導思想、原則及作用

1.指導思想

根據“工程熱力學”課程的內容及特點，研討式教學的指導思想是：以解決問題為中心，通過教師創設問題情境，學生按照課程要求在教師的教學指引下，對具體的熱工理論及實際問題進行思考和研究，借助豐富的網絡資源、必要的實驗及模擬手段，探究其知識的發生過程、提出解決問題的方法。

2.實施原則

研討式教學體現的主要教學原則是學生主體性原則、啟發性原則、循序漸進原則及和諧性原則。

（1）學生主體性原則。學生在研討式教學模式中成為學習行為的主人，始終處于穩定的自主地位，在教師的幫助下積極思考，多動手、多分析、多總結，積極發掘自己的創造潛力，有意識地占據課程學習的主體地位。

（2）啟發性原則。教師在研討式教學模式下以啟發為主，設置貼近學生生活、富有吸引力的情境，提出有思考價值的問題，這要求教師有全面、深刻、獨到的見解，了解學生原有知識基礎和能力水平，并且有熟練利用現代化手段教學的能力。[3]如“門窗緊閉房間可否用電冰箱降溫”，據筆者親身授課經歷，這一問題很能吸引學生的注意力，而且貼近生活。學生能夠積極思考并能在教師的引導下用熱力學第一定律進行分析得出結論。

（3）循序漸進原則。教師設計的問題要由易到難、由簡到繁循序漸進地進行，便于讓學生順利進入狀態，從而逐漸調動其積極性并提高其研討的興趣；另外，由于學生個體的差異，對設置問題的接受能力也有所不同，因此，教師也要針對學生個體的具體情況，對一個問題設置多個角度、多個層次、多個梯度便于學生理解，讓學生由少到多、由個體到班級逐步理解問題。

（4）和諧性原則。研討式教學過程中，教師通過設計的問題給學生指出方向，并適時啟發學生思考，而學生在所設置的問題情境中要靠自己來解決問題，這種導與演的情境創設了師生之間、學生之間相互影響、共同進步的環境，呈現出平等和諧的教學氛圍。

3.作用

研討式教學包括對問題的認識、分析和解決各方面，主要或完全由學生自己來做，能夠調動學生積極性，開闊其視野，有助于學生綜合能力的提高。具體作用可分為以下幾點：研討式教學體現了以學為本的科學發展觀，充分激發了學生的主體性；能夠解決“工程熱力學”理論與實踐脫節的難題，能有效提高學生的實踐能力；能夠依托“工程熱力學”課程設計，鼓勵學生獨立思考，著重培養其科研能力和創新精神。

二、研討式教學改革可行性分析

從課程本身的性質和特點來看，研討式教學方法和手段的改革是可行的。通過教學過程發現：學生能夠通過課程教學了解和掌握了“工程熱力學”的相關知識，但由于課堂及實驗條件的限制，學生對于抽象概念認識模糊、對主要熱工問題的認識不深，思路不清晰，解決問題能力十分有限，不少學生對此課程失去了學習興趣。盡管引起該問題的原因很多，但教學方法和手段的局限是其重要原因。因此，教學方法和手段的改革十分重要。

“工程熱力學”的研討式教學打破講授為主的模式，預期在教學過程中結合實際問題、以互動為主的方式使學生通過認識過程去掌握知識結構，從而掌握“工程熱力學”的基本概念、理論和計算，并讓其具有對各種“工程熱力學”問題進行初步定性定量評價的能力和分析解決熱工技術問題的能力。另外，在“工程熱力學”研討式教學初見成效后，可將其逐步推廣到“工程流體力學”、“傳熱學”等課程中去。

三、研討式教學改革具體內容

開展“工程熱力學”研討式教學的具體做法很多，本文擬采從以下幾個方面進行分析：

1.常規教學為基礎

教師應對當前典型熱力學教材進行詳細閱讀，科學編輯，根據學科發展對課程內容進行部分更新和調整，優化課程內容。在已有的較扎實的“工程熱力學”課程教案的基礎上，制作與授課專業相符的具有較高專業水平的多媒體教學課件，采用圖、文以及動畫等形式為課程教學提供多樣化、多視角、立體化的教學信息空間。[4]

2.實例研討作穿插

教師在課堂講述中適時引入工程和生活中常見的實例，如在講“濕空氣”時，讓學生思考簡單問題：“為何什么陰雨天曬衣服不易干，而晴天則容易干？”由此展開研討式教學，通過教師對實例啟發性的分析，把枯燥的理論變成具體的實際問題，開展課堂討論，激發學生學習的興趣。與此同時，教師啟發學生獨立思考，讓學生以解決問題為目的，完成查資料、討論、分析、提出整改措施、總結經驗教訓的一體化學習過程。

3.熱點問題當點綴

教師結合當前的熱工領域的熱點問題，如提高熱機效率、節能降耗、低碳環保以及日本核電事故等問題，開展課堂討論調動學生積極性，在條件允許的情況下給學生課后試驗的機會，讓他們在動手過程中更深入地理解問題，或者借助模擬實驗手段，鼓勵學生多途徑分析解決問題。最后總結、分析并撰寫小論文。

4.課程本身問題

另外，在學生逐漸學會分析、解決、總結問題的同時，教師也要引導學生學會分析總結本門課程的學習，把課程本身作為一個問題去對待，學生要逐漸學會自己分析總結重點、難點和規律等，從宏觀、微觀兩個角度認識課程。學生在學習過程中發現的疑點問題，在及時反映給教師的同時，要能夠獨立思考，并通過查資料、分析總結進而消除疑點問題。

通過研討式教學，學生養成良好的思考習慣，從被動學習變為主動的學習，從而多角度地體會學習的過程。

四、實施方案

1.實時改進教學內容

教師要搜集“工程熱力學”方面的教材、課件及教學改革論文，學習前人的教改思路和方法，深入分析兄弟院校的“工程熱力學”課程建設經驗及精品課程，取長補短。在大體保持傳統內容及學時基礎上，對教學體系和內容作進一步調整，適當增加與專業相關的內容，簡化或刪去部分比較陳舊的內容。

2.構建實例和熱點問題資料集

教師搜集國內外“工程熱力學”相關實例和典型熱工問題，如針對性地引入日常生活常見的散熱器管片、電冰箱和空調等生活中常見的電器循環、節能減排、低碳環保等熱點問題，并運用“工程熱力學”原理對具體熱工過程、設備及工程熱點問題進行深入剖析，形成與課程相配套的實例資料集。結合構建的實例集，增設課程實例研討環節，激發學生的學習興趣，提高學生自主學習和獨立思考的能力。

3.重視交流

教師應根據“工程熱力學”大綱，明確課程定位，在教學過程重視與學生交流，及時了解學生興趣、理解與接受能力。根據教學過程中發現的難點及疑點問題，鼓勵學生根據所學有針對地加強相應習題的訓練以加深對這些問題的認識。

4.習題訓練

教師針對每一章的重點難點，構建相應題型，通過課題提問形式進行課堂講授，并針對性地布置習題讓學生進行課后復習和課前預習，使其獨立解決問題，讓其在作業同時實現對重點難點的及時掌握和有效鞏固。同時，在課后多布置一些和實際生活相關的或者沒有唯一答案的題目，例如“試分別舉例說明熱力學第一定律和第二定律對生產活動或日常生活的指導作用”等，通過對這些題目的思考與分析，學生的綜合思維能力得到了鍛煉，也活躍了學習的氣氛。[4]

五、總結

研討式教學在“工程熱力學”課程的應用，可以調動課堂授課的生動性，激發學生的學習興趣，學生可以集思考、行動、分析、總結于一體，有利于學生認知能力的開發和對教學內容的理解，具體的實施細節還有待于在教學實踐中進一步摸索和完善。研討式教學不僅對“工程熱力學”教學改革有積極作用，對其他課程的改革也有借鑒意義。

參考文獻：

[1]龍文希.研討式教學法的實踐與體會[J].廣西教育學院學，2002，

（5）：116-117.

[2]王默晗.“工程熱力學”教學方式探討[J].中國電力教育，2010，

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Destruction of Resources

2011，500pp

Hardback

ISBN9780521884556

B. R. Bakshi等編

本書從獨特的多學科的視角努力把嚴格的熱力學基礎知識在各個學科領域的應用展示出來，所有這些領域的探索都涉及了可持續發展問題。這些領域包括機械、化學工程、物理學、地理學、經濟學、生態學和工業生態學。

編者相信：需要一本像本書那樣能綜合反映熱力學基本原則在各個領域應用的專著，使人們能充分地了解熱力學基本原則可以在定性判斷“人類活動如何影響自然資源和環境”方面發揮重要的作用。所以本書的目的就是匯集各個領域的專家撰寫的各自領域內熱力學規則應用的最新成果，并將本書的最終目的演化為：不是在領域以外尋求解決本領域內的嚴格的科學和工程問題的方法，但是要吸取其他領域解決類似科學問題的經驗和智慧，定義好所要解決的問題的核心、堅定“環境保護”的原則，在本領域解決方法的基礎上適當融合其它學科的有效辦法，為將來有可能被稱之為“可持續性科學”的解決方法打下基礎。

全書分為4部分，含19篇論文，第1部分基礎，含第1-3章：1. 熱力學：廣義的有用能量和可用的最大功或放射本能（exergy）；2. 能量和放射本能（exergy）：研究資源利用需要的兩個概念？3. 熱力學給出的資源使用帳單。第2部分產品和過程，含第4-8章：4. 材料的分離和回收；5.轉換技術發展的一種基于熵的度量；6. 在生產過程中所用資源的熱力學分析；7. 超純度和能源利用：半導體制造的個案研究；8. 能源和利用：現狀、未來可能的發展路徑和熱力學的觀點。第3部分生命周期的評估和度量，含第9-13章：9. 用熱力學和統計學提高生命周期庫存數據的質量；10. 可持續發展技術：來自熱力學的度量；11. 生命周期評估中的熵的生產和資源消耗；12. 在工業和生態系統中的能量和物流；13.物流分析和投入產出分析的合成。第4部分經濟系統、社會系統、產業系統與生態系統，含第14-19章：14.能源和生態系統投入產出分析的早期發展；15. 放射本能（exergy）經濟學和放射本能（exergy）環境分析；16. 熵、經濟學和政策；17. 人口的一體化和隔離：熱力學家的一個觀點；18. 在生態系統中的放射本能（exeergy）分析：背景和挑戰；19. 熱力學用于可持續發展科學發展的思考。附錄：標準化學放射本能。

本書是由來自世界各個國家的24位專家撰寫。可供相關領域的大學生、研究生、教師、工程師和研究人員閱讀和參考。

吳永禮，

研究員

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.093

《工程熱力學》是研究與熱能工程有關的熱能和其他形式能量（特別是機械能）相互轉換規律以及提高能量轉換效率的一門學科[1]，作為我校飛行器系統與工程專業的主干課程之一，為學好專業核心課程《導彈發動機原理》打下必備的理論基礎。該專業最終目標是培養適應科技發展和軍隊建設需要、能勝任初級專業技術職務崗位工作的導彈發動機工程類干部，因此，與軍內外同類課程相比，《工程熱力學》具有明顯的工程使用特色。

課程建設作為高校可持續發展的生命線，是最基本的教學建設，也是提高教學質量、抓好專業與學科建設的關鍵。工程熱力學課程組以深化教育改革、切實提高教學質量[2，3]、突出專業應用特色、激發學生學習興趣、培養高素質人才為目的，有計劃、有步驟地從師資隊伍、教學條件、教學內容及教學實施等方面進行了建設，效果明顯。

1 加強師資隊伍建設，提高教師業務水平

建立一支高水平和穩定的師資隊伍是各項教學工作開展的基本保證。為滿足教學要求，形成了一支年齡、職稱、學歷和學緣結構相對合理，人員相對穩定的高水平課程教學梯隊[4]。從課程建設開始，教研室通過調研摸底，根據每個人的專業方向，選擇表達能力和邏輯思維能力強的教師作為一線授課教師，組成包括1名正高、2名副高和2名講師（4名博士、1名碩士）的教學梯隊，年齡從28歲到45歲，畢業院校包括國防科技大學、第二炮兵工程學院和西北工業大學。

實行主講教師負責制。為提高教學質量，主講教師必須嚴過教案關、試講關和課堂質量督導檢查關，針對主講教師的自身特點，根據專家教授的建議，聽課檢查落實教師業務素質和授課水平的提高情況。

加強交流學習，提高業務水平。選送部分教師到部隊鍛煉，了解部隊實際需求，在授課過程中能夠進行針對性教學；派送任課教師到具有相應精品課程的地方高校進行教學觀摩和進修學習，以提高授課質量。

2 改善教學條件，保障教學順利開展

2.1 精心選用教材

為了切合火箭發動機的專業特點和部隊建設的實際需要，經過任課教師的精心挑選，選取了內容和難度適中、華自強編寫的第四版《工程熱力學》作為授課教材，該教材融合了化學熱力學的基礎內容，使教學內容體系更加完善合理。輔導教材則選擇美國M.C.波特爾編著的《Engineering Thermodynamics》，學生反響良好，認為該書英文通俗易懂，既提供了一個閱讀外文文獻的實踐鍛煉平臺，又能從中學習了解國外學者表述熱工知識的思維方式。

2.2 制作多媒體課件

利用現代教學手段，提高教學效果。以二維FLASH動畫技術制作了內容生動的《工程熱力學》典型動力裝置和典型熱力過程的動畫演示軟件，包括35種不同理論模型的動畫。利用多媒體教室播放不同理論模型的動畫、結合教師理論講解，學生可以較好理解實際工程中熱能和機械能相互轉換的抽象過程，增強學生的感性認識。

2.3 開發網絡教學平臺

充分利用校園網絡優勢實現教學資料的上網，開發網上答疑系統進行在線討論，讓網絡教學作為輔助教學手段提高教學質量。制作漸縮噴管和狀態參數測定的虛擬實驗，學生可以在開放的網絡平臺上進行交互的虛擬實驗。按照教學大綱開發課程練習題庫，為學生提供一種通過習題強化加深對所學知識理解的手段。題庫包括5種題型共1000余道試題，系統隨機組題，學生可以進行在線測試。

2.4 搭建《工程熱力學》實驗平臺

結合現有實驗條件，編著適合我校實際的《工程熱力學實驗指導書》，通過與西安重點院校的交流協商，搭建了在西安交通大學開展《工程熱力學》實驗的教學平臺，開展了噴管內氣體流動的熱力過程與性能參數測定實驗，使學生深刻理解了噴管設計和環境壓力對噴管流動影響中涉及的理論知識。

3 優化教學內容，體現專業特色

考慮到專業特色，將傳統的熱力學理論列為重點內容講述的同時，把火箭發動機工作過程中涉及的化學熱力學理論列為重點內容講述。在內容安排上，結合二炮院校的專業特點和部隊實際需求，增加火箭發動機的動力循環知識點和導彈測試時用到的濕空氣相關內容。并且把濕空氣的性質安排在理想氣體混合物的性質之后，這樣可以把濕空氣當做理想氣體混合物的一個特例加以介紹，使學生能夠從抽象到具體、從一般到特殊，既能理解理想氣體混合物和濕空氣理論知識，又能在發動機相關操作中學以致用。

4 激發學生學習興趣，強化創新能力

在本課程學習中，主要從兩方面激發學生興趣、促進創新能力發展。

一是善于設疑提問，促其思考。在緒論介紹中強調“熱”與人類文明進步的聯系，熱能的利用滲透在社會的方方面面。怎樣描述熱能與其他形式能量的轉換？怎樣做到節能減排、提高能量轉化效率？工程熱力學基本理論、定律是如何體現在我們日常生活當中？通過上述啟發式提問，極大地啟迪學生的思維，激發他們學習工程熱力學的興趣。

二是注重學以致用，在創新中深化知識的理解和運用。在課程學習中，引導學生運用《工程熱力學》基本理論去指導專業應用。擬定課題“溫度、濕度對固體火箭發動機氣密性檢查的影響分析”，要求從理論上分析環境溫度和氣體濕度變化可能對陣地測試項目造成的影響。該課題緊密結合部隊實際，學生興趣大，研究熱情高，成為歷屆學生本科畢業設計的選題熱門。在研究過程中，大大加深學生對《工程熱力學》知識的理解，在此基礎上指導教師與學生共同撰寫并發表了相關學術論文。既強化了學生的創新能力，又促進了教師科研學術水平的提高。

5 重視教學全過程，提高教學質量

課程組監管教學全過程，旨在全方位提高工程熱力學教學質量。①教學準備：在教研室的指導和幫評下，主講教師認真備課、撰寫教案，進行課前實講。②課堂教學：教學采用理論授課、討論、觀看工程及實驗錄像、動手實驗等多種教學形式，靈活采用研討式、啟發式等多種教學方法，按基本概念、理論分析、工程應用的順序進行。教研室組織聽課幫評加強對教學過程的監控管理和全程評價。③課后總結：在課堂授課后及時將本次授課的經驗得失進行總結。④課程考核：采取平時學習表現與期終考試相結合的考核方法。⑤問卷調查：對學生進行不記名問卷調查，對調查結果進行總結分析，對照反思，有針對性地改進，力求本課程的教學水平達到新高。

6 結束語

《工程熱力學》經過近五年的建設，課堂教學質量和教師教學水平得到明顯提高，在學校有很高的教學評價。工程熱力學先后在學校第五批重點課程建設和第二炮兵首批優質課程建設中評為優秀。

針對我校沒有工程熱力學實驗室的現狀，在學校領導和課程組的共同努力下，“2110”三期建設規劃在今年正式啟動熱工基礎實驗室的新建工作，熱工基礎實驗室建成及投入使用必將為學生提供《工程熱力學》實驗平臺，縮短抽象概念和具體工程應用之間的距離；為學生提供實踐和自主創新的場所，使工程熱力學的教學質量再上一個新的臺階。

參考文獻：

[1]華自強，張忠進，高青等編.工程熱力學（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]周麗萍，蔡康旭.關于《工程熱力學》課程教學改革之淺見[J].時代教育（教育教學版），2009，（1）：191.

[3]李文杰，余曉平，彭宣偉.工程熱力學課程教學現狀與改革思考――以重慶科技學院工程熱力學課程為例[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2012，（13）：350.

[4]艾春安.《工程熱力學與傳熱學》第二炮兵優質課程建設評審材料（內部資料）[Z].2011.

作者簡介：李紅霞（1979-），女，博士，講師，主要從事工程熱力學教學工作，研究方向為含能材料合成、性能分析和模擬計算，第二炮兵工程大學601室，陜西西安 710025

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2熱經濟學的原理與優勢

目前存在的能量評價方法包括以熱力學第一定律為基礎的能量分析法。這種分析法雖然操作簡單，且已經被廣泛應用，但評價值側重于“量”而沒有評價“質”。另一種是以熱力學第一定律和第二定律和火用平衡理論為框架的火用分析法。這種方法在對能量系統進行綜合分析優化的時候，得出的結果往往無法顧及經濟因素。目前最為科學全面的分析是法是本文研究的將熱力學分析與經濟因素綜合分析的熱經濟學分析法也稱火用經濟學分析法。這種方法結合了工程經濟學、系統工程、最優化技術以及決策理論等基本思想，兼顧能量使用的“量”與“質”，并將系統的火用流價格數據化，能夠評估兼顧能量使用效率與經濟價值的綜合結果，這種分析法在復雜的工程分析、診斷、優化、改進中，都有重大作用，技術優勢非常明顯。熱經濟學的分析能夠全面輔助系統的優化，它的基本原理是在進行系統優化時，確定考慮的變量及變量之間的關系，然后選擇約束條件和決策變量，最后用數學手段描述出目標函數與約束方程，進行求解。求解答案能夠對項目設計提供重要參考資料，包括對可行方案的選擇、對改進措施的評價、對成本的真實計算以及單元系統的維護與更替。

3熱經濟學的應用

熱經濟學是分析現代工程系統中一切與能力相關的系統的熱力學方法，一般來說，從原則上區分，可以分為兩大類方法，一是在卡諾和克勞修斯研究框架中，利用系統能平衡概念分析的系統各項技術、經濟指標的完善程度，通過把被研究系統與卡諾循環理想循環系統進行對比，從它們之間的接近的程度判定系統的完善程度。二是以吉布斯理論為框架，采取熱力學勢概念的分析方法，分析系統中能量轉換過程，以熱力學勢為分析重點，進而分析各種形式之下功的數值。從這一原理出發，我們可以評估被分析系統任意一點上的物流與能流所做功的性能。這一點能夠無視系統的機構復雜程度而直接對系統性能進行評估，所以，我們可以充分利用這一方法的特點，分析得到需要的全部信息。這種方法，首先在化學熱力學領域被廣泛應用，而其他領域一般仍沿用第一類方法。在我國熱經濟學分析法被引入到熱力系統，我國學者首先主要通過概念模型來分析熱力系統，并實際通過繪制結構圖對實際操作進行了指導，熱經濟學理論并且被用于分析復雜的能量體系，模擬故障診斷，并用于計算成本。在系統的優化方面，熱經濟學被用于對系統進行分析，分析的內容包括燃料、產品流的成本，和最紅產品的形成過程，在此過程中，通過計算編輯火用成本的變化能夠建立能量損耗分析模型，實現了在線診斷系統性能的目標，隨后熱經濟學概念引入到火電機組，建立了加熱器故障診斷指標的通用數學模型，實現了加熱器故障診斷的可能性。還有學者通過研究火用流的計價和費用分配問題，對把輸入的火用流進行拆分,提出了基于能級相近最大化相供的火用流計價策略，并將此原理應用于熱電聯產熱力系統之中。生態系統的求解問題通常會遇到非線性問題和Lyapounov含義的穩定問題，對這類問題進行求解，必須使用微分幾何與張量代數、步驟較為繁瑣，且這些方法難度較大。再忽略精度細微誤差的前提之下，我們可以使用網絡熱力學方法去求解，網絡熱力學分析法是近年來發展并逐漸成熟的計算方法，雖然目前仍有待完善，但是前景光明。

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《工程熱力學》是一門將經典熱力學理論與工程實際應用相結合的應用基礎學科[1]，在我校該課程是面向“過程裝備與控制工程”（以下簡稱“過控”）、“油氣儲存工程”（以下簡稱“儲運”）等專業學生開設的一門重要的基礎理論課，為《過程流體機械》、《壓縮機與泵》等后續專業核心課程奠定熱力學基礎，在專業人才培養方案中占有舉足輕重的地位。可近年來，學生對該課程的學習熱情、學習掌握情況均每況愈下，教學現狀堪憂，影響到后續相關課程的開展，嚴重制約學生專業知識體系的形成。因此，筆者對不同專業的人才培養計劃方案、不同專業學生學習情況等進行相關調查與分析，并科學合理地開展一系列教學探索與實踐。

一、嚴把課程考核質量關

對本校過控專業和儲運專業中《工程熱力學》的課程性質、購買教材情況、學生學習情況等多方面進行對比（如表1所示），從表中可知，不同專業學生的到課率和認真聽課率懸殊均很大，究其原因有以下三點。其一，學生未認識到選修課與必修課同等重要性，誤認為選修課教材不由學校統一購買且選修課程不由學校統一安排考試說明學校不重視選修課程。其二，由于學校多媒體教室有限，因此需要使用多媒體教室的選修課程原則上只能安排在周末或晚上，與學生的休閑娛樂時間沖突。其三，在選修課堂上做與學習無關事情的學生不在少數，學習功利心強。

表1 不同專業課程情況

選修課程成績評定重視課堂點名、課堂討論、課堂回答問題、課堂小測試、課后作業、小論文等過程考核環節，授課教師嚴把選修課程考核質量關，不給人情分。另外，可以借鑒西安交通大學、北京石油大學、西安石油大學等高校的做法，在學時允許的前提下，將《工程熱力學》改為必修課。

二、重視緒論課程建設

緒，絲端也，即是絲的頭，比喻事情的開始。《現代漢語詞典》中闡述為“學術論著的開頭部分，一般說明全書的大旨和內容等”[2]。筆者認為，“千頭萬緒，在此概論”，故稱“緒論”。可見，緒論課是對整體課程的總體概述和高度概括，起著提綱挈領、綱舉目張的作用。然而，通過查閱歷年的教學檢查資料和教學反饋意見，筆者發現在往屆教學環節中，課程緒論部分的教學安排和教學設計并未充分在“課程教學大綱”、“教學計劃進度表”、教案及授課過程中體現出來，存在對緒論課輕描淡寫甚至根本不講授緒論課的現象。直接進入正題，讓學生在第一課就面對抽象枯燥的知識，這讓很多學生無所適從。緒論課被忽視，究其原因，有以下三點：第一，起教學主導作用的教師乃至高校教學管理部門在主觀意識層面上沒有認識到緒論課的重要性。第二，緒論課既是課程的重點，又是課程的難點，并不容易把握。據報道，在美國通常只有資深教授才有資格講授緒論課。就緒論課對總體課程的統領作用及課程的廣度和深度而言，一堂精彩的緒論課，是對授課教師教學藝術、科研水平及知識面等綜合素質的全面考驗，因此緒論課最能體現一個教師的教學水平，有的教師深知其利害關系，不敢貿然應戰。第三，專業人才培養方案中課時被大量壓縮，教師無暇顧及緒論部分，此乃客觀原因。

在過控專業的選修課程開設中，允許學生以試聽第一節課的方式決定是否選擇此門課程，且要求教師合理設計板書。這一舉措對教師而言，要求更高，壓力與挑戰更大，促使教師摒棄照本宣科和敷衍應付，努力擴大知識面，結合理論與實踐，融入科研進課堂，學習教學藝術與授課技巧，等等。

作為課堂教學的第一課，緒論課既是課程的重點，更是課程的難點。《工程熱力學》緒論部分主要講授課程的研究對象、研究內容和研究方法等。研究對象是工程中能量轉換的基本規律及能量轉換與工質性質之間的關系，研究內容包括基本概念、基本定律、工質性質、熱力過程及工程應用，研究方法涉及宏觀和微觀兩方面。通過緒論課的學習，要求學生了解熱力學發展概況及工程熱力學發展現狀與趨勢，明確課程的學習目的、任務和主要內容，并掌握正確的學習方法。在緒論課中，教師要讓學生明白以下五點：為什么要學習這門課？這門課有什么作用？要學些什么內容？各內容之間存在哪些千絲萬縷的聯系？怎樣才能學好這門課？

要生動詳盡地闡明上述五方面內容，絕不能局限于書本，必須在有大量信息支撐的前提下，串講整本教材，舉工程事例，列工程現象，提出與生產生活緊密相關的問題，吊足學生胃口，在后續課程中陸續分析并解決問題，要讓學生在教師啟發下積極主動思考、收獲自己解決問題的喜悅與滿足。在緒論課中，有必要闡明此課程與后續課程的聯系，詳細介紹哪些知識點會在后續課程中涉及，讓學生重視并意識到課程學以致用的必要性。

三、全程注重學習力培養

對本科生而言，大學課堂并不是知識的簡單灌輸，而是思考能力、自學能力、分析解決問題能力的鍛煉與培養。并非所有畢業生均會從事本專業工作，在工作中也并非所學知識會直接涉及，只要學生能運用大學期間積累的學習力，通過正確途徑最終順利解決問題，便是本科教學的成功之處。

學習力的培養并非一蹴而就，需要在不同教學環節中全方位、多角度地練習。《工程熱力學》秉承這一授課理念，不將死記硬背的知識列為考核內容，亦不把簡單的套公式計算作為重要考核環節，重點落足于分析與思考，課堂全程采用啟發式提問教學方式，教師負責提問和引導，學生參與討論并回答問題，課堂氛圍輕松活躍。為避免抄襲作業現象的發生，應給每人布置不同題目，力求課外鞏固環節的有效性。

參考文獻：

[1]沈維道，等.工程熱力學（第四版）[M].高等教育出版社，2007.

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一、關于素質教育的思考

1．素質教育是培養高素質創新人才、科教興國和教育為人民服務的必由之路

(1)我國要全面建設小康社會，實現中華民族的偉大復興，為人類和世界做出較大的貢獻，必須走人才強國之路，必須把培養高素質創新人才擺在突出的優先的戰略地位。

(2)高素質創新人才只有通過長期地科學地教育和培養才能造就，而大學正是培育這樣人才的搖籃和基地。大學的本質是培養和造就知識寬厚、能力突出、品德高尚、素質全面的健全和諧的人而不是一般意義的專家。尤其是國家重點建設的“名牌”大學，要承擔起為國家和社會培養一大批拔尖創新人才的歷史重任，更應當將素質教育擺在首要的地位。

(3)黨的十六大報告指出教育既要為“社會主義現代化服務”又要“為人民服務”。以人為本的科學發展觀強調發展既要“實現經濟和社會的全面進步”又要“實現人的全面發展”。面對知識劇增的信息時代，面對著學生走向社會后職業和崗位的多次選擇，學生階段充其量所吸取的只是知識海洋中的幾滴水。那么，我們培養出來的學生只有靠在校期間打下的良好知識基礎、鍛煉出來的自學能力與創新能力和培養出來的全面素質，才能勝任選擇，永立不敗之地。要知道各行各業的競爭，爭到最后，爭的不是學歷，也不完全是知識，而是能力和素質。學校最終給予學生的應該是能力和素質。

2．課堂教學是素質教育的主渠道，教師是素質教育的主力軍

學校實施素質教育，必須依靠教師、政工人員和后勤人員三支隊伍，必須在課堂教學、課外活動和社會實踐三維空間中合力推進才能奏效。其中，課堂教學是素質教育的主渠道，而課堂教學的主導者――各科任課教師則是關系到素質教育優劣成敗的主力軍。由于教師的特殊身份、淵博的學識和學術成就，決定了教師對學生有一種其他人員無法比擬的信任感和影響力。教師為人師表、言傳身教、教書育人的教學活動，往往起到事半功倍的效果。只有我們每位任課教師都深刻認識自身的責任、自覺地充分發揮自身優勢和作用，素質教育才能在課堂教學中真正落實。

3．落實素質教育，課堂教學必須改革

(1)必須更新教育教學觀念，樹立新的教師觀、學生觀和教育觀。摒棄只要科研水平高就是好教師，教學好是沒水平的觀念；樹立教學科研相互促進，共同進取才是好教師的觀念；摒棄教師只管教書而育人是政工人員的事的觀念，樹立教書育人是教師天職的觀念；摒棄教書只是傳授知識的觀念，樹立以知識傳授為載體，知識、能力、素質并重的觀念；摒棄只有學習好，才是好學生的觀念，樹立德、智、體全面發展才是好學生的觀念。一名合格的教師要敬業愛生、耐住寂寞、勇于探索、堅持不懈，在素質教育的課堂上發揮聰明才智，在教書育人的舞臺上建功立業。

(2)必須優化課程設置。要擴展視野，面向世界、面向未來，圍繞培養高素質創新人才這個中心，不斷完善培養方案，構建科學合理的課程體系，減少陳舊過時的課程，增加課程的基礎性、綜合性、人文性和時代性。

(3)必須更新教學內容。要在篩選保留傳統經典基礎性的知識的同時緊緊跟上科技發展的步伐，增加新知識。把反映科技進步的新成果、新理論、新方法及時引入到教學中來，讓學生學到鮮活實用的新知識，掌握新本領，適應新需要。

(4)必須大力推進課堂教學方法的改革。改變充斥課堂教學中“填鴨式”、“滿堂灌”、教師一人唱“獨角戲”的現象。大力提倡“啟發式”、“探究式”、“師生互動式”等教學方法。教師要改變只重現知識本身的講授，忽視知識產生過程，忽視學生思維能力、創新能力培養，忽視學生良好品德熏陶的陳舊教學模式。著力激發學生學習興趣和求知欲望，著力激發學生樂學愛學，刻苦自學的內在驅動力，著力培養學生的獨立思考能力、批判性思維和良好品德。

(5)必須科學地運用先進教學技術手段。充分發揮優秀課程軟件和多媒體技術形象直觀和信息量大等優勢，提高課堂教學的生動性、趣味性、現場感和效率。需要強調指出的是，多媒體等現代教學技術手段只是一種輔教學工具，要特別注意電子教案和課程軟件的制作質量、適用對象和使用方式，防止泛用。

二、在“工程熱力學”課堂教學中實施素質教育的實踐

1．畫好一張藍圖――精心設計課堂教學

“凡事預則立，不預則廢”，要把素質教育真正融入課堂教學，我對“工程熱力學”課堂教學進行了精心設計，做到了課程全局在胸，每堂課具體步驟有序實施。這種設計包括“課堂教學設計框圖”和“工程熱力學課堂教學設計教案”兩部分。前者是課堂教學的總體思路和程序設計，后者是每一次課的具體實施方案。“課堂教學設計框圖”包括：前次課內容回顧與作業講評，本次課內容提出，本次課內容提要，核心知識點、重點、難點講授，知識點、能力點訓練(例題、提問、討論)，課堂總結，布置作業，本章知識結構框圖，下次課內容提示，填寫教學評估卡以及大、小循環反饋等內容。

課堂教學設計遵循如下三個原則：

(1)緊緊圍繞“工程熱力學”課程的基本概念和基本定律這個中心，通過教師講授與師生交流互動，讓學生掌握本課程最基本、最重要、最有用的鮮活知識，首先給學生打下能力與素質的知識基礎。課堂教學設計必須牢牢抓住知識傳授這一主線，帶動全局，使全面提高學生的素質的理想目標具備堅實的基礎。我們強調素質教育同樣必須重視知識傳授，“不能在倒洗澡水的時候把孩子一起倒掉”。我們反對的是知識中心主義，反對把讓學生“知道”作為教育的最高目標，不僅向學生傳授知識，而是教會獲得知識的方法，教會學生運用知識進行判斷性、創造性的思考，促進其全面充分自由的發展。

(2)深入挖掘工程熱力學科學理論的知識價值、能力訓練價值和素質培養價值，力爭做到知識、能力、素質三者并重與有機結合，相互滲透，共同施教，力爭使學生獲得真知、提高能力、升華人格。

(3)總體上要求整個課程達到傳授知識、培養能力和提高素質三維教學目標。具體到每一次課還要實事求是，并不苛求面面俱到，知識與能力或知識與品德可能只側重在二維目標，而不是都要達到三維目標。

2．施力于兩個著力點――愛國、創新

一個人才應具有的素質一般包括；思想品德素質、科學文化素質、專業素質、身體素質和心理素質五個方面，其核心是愛國主義和創新精神兩個方面。這也是課

堂素質教育應著力培養的兩種最基本、最重要的素質。本人講授的“工程熱力學”是自然科學知識基礎課，既不能講成脫離知識傳授的一般的創新理論課，更不能講成說教式的思想品德教育課。要特別講究方法，要特別注重效果。為此確定的原則是：潛移默化，潤物無聲，重在滲透，重在熏陶，適時適度，努力做到“好雨知時節，當春乃發生，隨風潛入夜，潤物細無聲”。

(1)培養學生愛國主義精神的具體做法是：

在緒論課中，通過熱能利用在整個能源利用中地位的闡述使學生認識研究熱能利用和學習工程熱力學的重要性，向學生進行愛課程、愛專業的教育；通過對我國能源利用現狀的分析增強學生對我國能源的憂患意識和責任意識，激發學生為解決我國能源問題而努力學習的愛國熱情。

在講授熱力循環等章節時，通過國內外熱能動力設備循環熱效率的對比，讓學生了解我國用能效率低下、環境污染嚴重的現實，激勵學生為改變落后現狀，趕超世界先進水平，為國爭光的雄心壯志。激發學生們為中華民族崛起而發憤讀書的愛國情懷。

(2)培養學生創新精神的具體做法是：

緊密結合教學內容，注重對學生進行發散思維、逆向思維、批判性思維的培養。例如在講如何提高循環熱效率時，首先從數學上分析，提高熱效率集中體現在狀態坐標圖上循環封閉線內的面積越大越好，則必須從這個面積出發向上下左右四周擴展開來才能達到。從基本蒸汽動力循環――朗肯循環開始向上可從提高初溫、初壓入手；向下可從降低背壓，減少循環熱損失起步；向左可引出抽汽回熱循環；向右可引出再熱循環。通過這樣的講解，學生不僅掌握了蒸汽動力循環的全貌及內在聯系，而且也受到發散性思維的訓練和培養。又如在講范德瓦爾狀態方程時，著重分析范德瓦爾如何從逆向思維出發，從原來的理想氣體模型不考慮分子自身體積、不考慮分子間作用力到反其道而行之，考慮分子自身體積、考慮分子間作用力，從而建立起范德瓦爾實際氣體狀態方程，開創了實際氣體狀態方程研究的先河，使范德瓦爾摘取了諾貝爾獎的桂冠。這樣的講解，使學生受到了逆向性思維的啟發和勇攀科學高峰的教育。

緊密結合熱力學基本概念，基本定律，適當介紹熱力學發展史和科學家的生平軼事，借此讓學生們了解科學理論的創新方法以及滲透于其中的科學家的科學精神。并進而引伸我們從中應獲得的創新方法的啟示、科學精神的熏陶以及人生感悟。

緊密結合熱力學中尚未解決的理論問題和實際問題，引導學生們來思考、研究和創新。我常常向同學們講任何真理都是相對真理，同樣，我講授的熱力學理論知識，也只不過是真理長河中的一段溪流，而不是熱力學的終極真理。這好比一個完整長句子中間停頓的逗號而不是句子最后的句號。熱力學理論盡管是一門比較古老、比較完善的學科，但是它也在不斷發展進化之中。從縱向來說，從可逆過程熱力學到不可逆過程熱力學，從線性不可逆過程熱力學到非線性不可逆過程熱力學乃至到耗散結構理論；從橫向來說，從理論熱力學到工程熱力學、化學熱力學、生命熱力學等等。基于這種認識，我講課的時候，總是實事求是地講到某種“逗號”的程度，而不總是講到“句號”完結，力爭講到“問號”的程度，講出問題來。我體會，一個會講課的老師講的課，不只是要讓學生學得有趣、有用、還要有疑有思，這個思就是要培養學生思維能力，特別是批判性思維能力。

我經常給同學們列舉熱力學中尚未解決的難題：如微觀可逆性與宏觀不可逆性的矛盾問題、平衡狀態的局限性問題、普適精確狀態方程的研究問題，熱動裝置中能量利用率最有效提高的途徑問題、傳統能量利用方式與環境相容問題以及參數直接測量儀器研制問題，等等。我列出上述問題的目的在于讓同學們認識到熱力學本身的不完整，有很多難題等待我們去解決，讓同學們破除對真理的神秘感，給學生留下足夠的獨立思考空間，誘導和觸發學生的創造沖動，讓學生們大膽去質疑、探究、想象、發明和創造，去攀登科學高峰。

3．抓住三個環節

(1)了解學生，因材施教。老師只有真正了解學生，才能因材施教，收到好的效果，我采用三個具體作法：

①通過《學生情況調查表》了解每一個學生的全面狀況。解掌握學生的家庭背景，學習經歷，接受能力，學習現狀，專業思想，特長愛好與不足，人生志向與理想，便于老師有的放矢的組織教學活動，真正做到因材施教，幫助每個學生更好地成長成才。對于學習基礎差、生活困難的學生，給予更多的關心和幫助。

②通過每次課后讓學生填寫《工程熱力學課堂教學評估卡》，了解教與學的情況。為節省學生填卡時間，評估卡只調查三個方面情況：a．在今天課堂上，你學到的最重要的東西是什么(包括知識、能力、素質)?b．你心里仍舊存在的最大問題是什么?c．我今天的講授中最模糊的是什么?通過評估卡我既可及時改進自己的教學工作，又能及時了解學生思想動態。三年來我收上來的教學評估卡有三千多張，對改進我的教學幫助很大。

篇8

針對我院研究生課程教學中開設的基礎課“高等熱力學”、專業基礎課“材料化學”“火災動力學”和專業課“消防功能材料”，研究了“差別化”教學方式在不同屬性課程中的應用。

一、基礎課教學

基礎課教學主要強調基本科學方法和基本研究思路。由于學科專業的特殊性，我院本科課程的專業課發展起步較晚，與傳統優勢學科相比存在邏輯推理不太嚴密，有知識斷裂等方面的不足。

在安全技術及工程研究生專業開設了基礎課“高等熱力學”，該課程特點鮮明、資源豐富，邏輯嚴密，推理嚴謹，是樹立科學方法和培養研究思路的優秀課程之一。在該課程設計中，教學目的是扎實基礎理論，培養學習方法，啟發學員積極思考，從習慣聽到習慣提出問題和分析問題，注重培養學員嚴密的邏輯思維能力，并有意識地進行訓練，糾正我院學員以往“想當然”的思想。

“高等熱力學”教學中選取部分章節內容組織學生自己講授，培養學生的表達能力。同時引導學員與消防工程等各相關學科進行關聯，通過查資料、對比分析、撰寫讀書筆記、讀書報告和論文等形式引導學員思考該課程在安全技術及工程學科體系中的作用，避免學員為了考試而學習。但教師不能置身事外，否則會造成個別學員簡單地將教材內容讀一遍而未能取得實際效果，要指導學員進行課程設計，查閱相關背景，對知識進行整理和組織，并清楚表達所授內容，其他學員參與講評，從不同角度思考問題，集思廣益，提高學習效果。

二、專業基礎課教學

“材料化學”是為我院材料學研究生開設的專業基礎課，本身具備比較完善的體系。該課程是專業方向的選修課，選課人數較少，此時研究生的研究方向基本確定，部分同學已進入課題的前期研究階段。因此，要立足為專業服務開展教學活動，教學內容的選取要關注學生研究方向，同時將課程內容結合研究生取得的研究成果進行分析探討，培養學生研究意識和運用專業基礎知識的能力。

專業基礎課“火災動力學”在火災科學理論體系中具有舉足輕重的作用，面向全院消防各專業研究生開設。選用的教學參考書是火災動力學研究領域的權威專著Drysdale編寫的原版著作。與基礎課教學方法不同，在教學中注重與本科的專業基礎課“消防燃燒學”進行比較，同時重視與其他課程的銜接。對于教學內容處理不能再采用原版著作系統學習，這會限制學生創新思維的發展。教學時應課上進行理論分析討論，課后組織學員查閱理論背景、實驗背景條件以及理論的工程應用，拓寬研究生的視野，加深研究生學習中的思考意識。以專業理論與實際研究相關聯為出發點，并通過研究生授課研討實際問題，進一步培養研究生的科學思維方法、創造能力和創新意識。

三、專業課教學

專業課教學是研究生教育的最基本部分，是提高研究生專業素質和創新能力的直接途徑。通過本科階段的學習，研究生已具有較好的專業基礎和較強的自學能力，因此專業課教學的重點不再是基本理論和基礎知識，專業課教學必須具有前瞻性，要引導學生關注學科的發展動態，注意學科的交叉、延伸。 “消防功能材料”是為材料學專業研究生開設的專業課，課程講授應該達到：①了解基礎，了解技術的應用。即學習成熟的理論和技術，了解基礎理論和技術應用，可以參考專業領域學術論文和研究生已取得的成果。②了解消防領域的技術標準和規范。學院所培養的學員是從事消防實際工作的技術監督或建審人員，學員對工作領域的技術現狀和規范有一個準確的了解，還要了解標準的淵源、背景和目前的狀況，未來工作才能心中有數。③了解國內外專業領域研究動態和技術應用動態。作為專業領域的研究生不了解學科前沿發展動態，未來研究就會沒有方向，不知道目前存在的問題，工作中就不容易發現問題。④了解消防技術監督中其他方面存在的問題，體現知識學有所用。專業課要達到的目的是重基礎、重實際、重研究、重結合。

參考文獻：

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【基金項目】本文系2013年哈爾濱工程大學教學改革項目“基于創新型人才培養的《燃料與燃燒》教學模式改革研究與實踐”（JG2013YB09）的研究成果。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）18-0057-02

現代社會能源主要來源于化石燃料的燃燒，能源短缺已成為世界各國面臨的迫切問題，尋求新型燃料以及研發高效低污染燃燒裝置已成為各國面臨的重大任務。 “燃料與燃燒”是一門研究化石燃料及其燃燒規律的傳統學科，同時又是一門反映最新燃料及燃燒技術，并與之保持同步的新學科。

作為高等院校熱能與動力專業方向的重要專業基礎課，“燃料與燃燒”以“高等數學”、“大學物理”、“大學化學”、“工程熱力學”、“傳熱學”和“流體力學”等傳統基礎課程的知識為基礎，由于涉及學科多，應用知識繁復，與其他基礎課程相比，具有課程理論難度大、跨度大、知識點多且零散和對數學要求高等特點[1，2]。為此，針對我校熱能與動力工程專業人才培養特點和要求，結合多年教學實踐經驗，對“燃料與燃燒”課程教學內容的制訂及教學手段的選擇提出自己的建議。

一、課程內容及特點

1.課程內容

“燃料與燃燒”包括燃料、化學熱力學、化學動力學、燃料的著火理論、火焰的傳播與穩定理論、預混燃燒理論和擴散燃燒理論等基礎理論，液體燃料、固體燃料的燃燒過程及其經典的模型等教學模塊；課程主要包含：（1）燃料、（2）燃燒過程的物質平衡與熱平衡、（3）化學反應動力學、（4）燃燒系統守恒方程、（5）著火和燃燒界限、（6）預混氣的燃燒、（7）層流預混火焰、（8）層流擴散燃燒、（9）氣體湍流燃燒、（10）液體燃料的擴散燃燒、（11）固體燃料的燃燒、（12）燃燒污染與防治、（13）船舶動力裝置的燃燒等教學內容。

2.課程特點

實際燃燒過程涉及質量、動量和能量的交換和變換，涉及燃料和氧化劑之間的化學反應，具體過程十分復雜。“燃料與燃燒”課程知識點多、理論性強、學科交叉性強。因此，一方面，該課程的學習要求學生很好地掌握前期“大學物理”、“大學化學”、“工程熱力學”、“傳熱學”和“流體力學”等專業基礎課程的內容；另一方面，該課程的學習又可以促進了學生對上述課程知識點的理解。

“燃料與燃燒”課程理論性強、知識涉及面廣，是一門典型的理論和實驗相結合的學科。由于燃燒過程的復雜性，截至目前，燃燒科學的研究仍然以實驗研究為主。先進診斷技術的不斷出現使得燃燒實驗獲取的數據更加可靠、準確[3]。20世紀以來，著火模型、火焰傳播理論、反應流體力學和計算流體力學等的建立使燃燒理論有了長足的發展。并且，隨著大型計算機的出現，使得采用數值模擬方法研究燃燒過程已經成為發展趨勢[4]，這些都有力地促進了燃燒技術的發展。但這些理論模型對于本科生而言很難理解。這就要求授課老師探索適合本科生知識結構及認知水平的教學內容和教學手段。

二、教學方法

1.教材的選擇

“燃料與燃燒”這門課程知識點多、理論性強、概念抽象，如何上好這門課，選擇適合的教材是非常重要的環節。好的教材有利于制訂合理的教學內容和教學計劃，可以有效促進教師的教學和學生的學習。目前市面上發行的教材主要有國外教材的國內翻譯版和國內教材兩類，比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及國內顧恒祥編著的《燃料與燃燒》教材和嚴傳俊的《燃燒學》等，這兩類教材各有特點。合適的教材應該能夠與學生的知識結構及認知能力相適應，與該課程的教學目標相適應[5]。

針對本課程的特點，教材的內容要全要新，應能夠較好地反映當前燃燒理論發展水平及技術發展現狀。教材內容應當包括燃料、化學熱力學、化學動力學、燃燒物理基礎、預混燃燒及擴散燃燒、液體及固體燃料的燃燒等。由于是面向本科生的教材，應當內容簡單易懂、表述深入淺出、實例豐富直觀、結構邏輯清晰，能有效銜接理論分析與工程實例，這樣才能提高學生學習興趣。目前國內出版的《燃料與燃燒》教材要么理論性太強，要么涵蓋內容不全面，要么內容深度不夠，總之都存在這樣或那樣的問題。為此，根據我校本科熱能與動力工程專業方向學生培養的目標和特點，我校“燃料與燃燒”課程組的老師編寫了適合我校學生使用的《燃料與燃燒》教材，該教材系統地闡述了燃燒的基本原理和理論；詳細講述了燃料動力學燃燒的計算方法，詳細論述了燃燒熱力學和燃燒化學反應動力學，著重介紹了船舶動力裝置涉及的預混燃燒和油滴蒸發控制的擴散燃燒；最后，為及時反映燃燒技術的最新研究進展，增添了新型船舶動力裝置所采用的燃燒技術[6]。在教材的編撰過程中，大量引用了我校教師及研究生們的研究成果。教材針對性強、內容新穎，強調了“燃料與燃燒”課程的理論性和工程應用性，培養了學生學以致用、理論聯系實際的能力和素養。

2.教學內容設計

“燃料與燃燒”課程教學內容應該具有目標性、實效性、科學性、啟發性，為此在其教學內容的設計過程中，應該注意以下幾點：

①內容要重點突出。“燃料與燃燒”課程內容包括化學熱力學、反應動力學基礎、著火理論、火焰傳播與穩定理論、液體燃料及固體燃料的燃燒等部分，但在各部分內容的講解上要有重點。課程中化學熱力學和化學動力學基礎是整個課程的理論基礎，講解內容包括化學平衡、熱化學、化學反應速率、質量作用定律、反應級數、活化分子碰撞理論及鏈鎖反應理論等。其中，化學反應速率、質量作用定律、阿累尼烏斯公式和鏈鎖反應理論可作重點講解。關于著火理論，授課重點放在閉口系統著火理論模型的建立和結果分析上，并分析燃燒放熱量和散熱量隨溫度的變化曲線，確定著火溫度與初始溫度、物理化學因素和散熱強度的關系。對于火焰傳播與穩定理論，授課的重點在火焰傳播概念、氣體的動力燃燒與擴散燃燒及火焰穩定的基本原理與方法的講解。對于預混燃燒，授課的重點在瑞利公式、郎肯-雨果尼奧公式的推導，以及爆震波、緩燃波的性質，并分析層流火焰的傳播速度。對于擴散燃燒和液體燃料的燃燒，重點在伯克-舒曼理論、燃料射流的唯象分析、液體燃料的霧化、蒸發模型及液滴的質量燃燒速率。對于固體燃料的燃燒，碳的燃燒化學反應及碳粒的燃燒速度可作為授課重點。

②理論與實踐相結合。“燃料與燃燒”是一門理論性及實踐性都很強的學科。課程涉及的相關理論模型比較抽象，不易掌握。因此，該課程的教學內容必須與工程或生活實踐緊密結合。在課程教學內容設計過程中必須將理論與具體工程案例或燃燒相關生活案例相結合，以具體案例作為切入點，將復雜抽象的理論概念穿插到生動、具體的案例中進行講解。對于熱能與動力專業的本科生，筆者結合船舶柴油機，利用燃燒學理論講解燃燒室結構設計、燃油燃燒過程、過量空氣系數、著火等這些具體設計方案背后的理論依據，從而強化對燃燒理論的理解；結合汽油機和柴油機，講解點燃和壓燃，講解不同燃燒方式對汽油機和柴油機的影響，講解烴類燃料著火點和自燃點的區別；結合家用燃氣灶臺，講解燃料的擴散燃燒。通過以上措施，使學生課本理論與實踐統一。

3.教學方法設計

①采用啟發式教育。在“燃料與燃燒”課程教學過程中從學生的知識結構及認知能力出發，結合具體的教學內容和教學目標，采用提問、討論和案例分析等多種方式，讓學生參與教學過程，激發學生的學習熱情，使他們在活躍、開放的教學氛圍中理解掌握燃料與燃燒相關的知識點，并逐步掌握應用相關知識點分析解決實際問題的能力和提升團隊合作能力。

②多媒體與板書的有機結合。隨著計算機技術的發展，多媒體技術已成為課堂教學的重要手段。多媒體教學課件圖文并茂、內容豐富、信息量大。就“燃料與燃燒”而言，燃燒過程細節可以被生動地顯示出來，危險實驗也可被充分地展示出來，使學生能夠更加深刻、有效地理解相關燃燒理論和燃燒過程。但是，使用多媒體技術授課，老師講課速度加快，課程信息量增加，學生課堂緊張度增加，易造成學生的思維跟不上授課速度，影響教學效果。板書比較靈活，便于控制授課節奏，適合于講解復雜理論模型，教師在授課過程中，可以通過板書引領學生的思維，進行詳細的講解和推導，學生易于理解和融會知識。但是，板書速度慢、效率低。因此，在“燃料與燃燒”課程教學過程中，將多媒體教學與傳統板書有機結合，揚長避短，充分發揮各自優勢，以達到最佳的教學效果。

③多種考核手段的結合。在教學過程中，采用多樣化的考核手段，了解學生對課程知識點的掌握情況，督促學生的學習。平時成績、課堂提問、課后作業、案例分析、階段考試和小論文等都可以作為考核手段。但無論采用何種形式的考核手段都應當從激發學生的學習熱情、提高學生的學習效果和增加學生對本課程本專業的認識出發。

三、結論

綜上所述，“燃料與燃燒”融合了“大學物理”、“工程熱力學”、“傳熱學”、“流體力學”、“氣體動力學”和“高等數學”等課程的知識。在教學過程中應點面集合，重點突出，理論聯系實際，加強對學生實踐能力、團隊合作能力和創新能力的培養，不斷更新教學內容。同時，作為老師，需要不斷學習，及時掌握該課程新的知識點，及時更新教學內容。

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二、使學科發展前沿的新技術和新成果滲透到課堂

物理化學作為一門化學專業的基礎課，在本科生的培養過程中，不僅具有為其它課程服務的作用，更重要的是培養學生的創新能力。這就要求物理化學的教學內容也需在原有課程體系的基礎上，精簡一些次要內容，而把學科發展前沿的新技術和新成果滲透進來，讓學生感受到物理化學課程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式，而是活生生的現實。另外，物理化學與其他學科相互滲透、相互結合，形成了許多邊緣學科，拓寬了物理化學的研究領域。像光化反應與環境科學，生命科學，材料科學及信息科學的關系十分緊密，而光化反應在化學動力學中僅占很小比重，常被忽略，但在講課時介紹光催化在環境凈化和生命過程的應用，開拓學生的視野。在介紹表面活性劑時，引入學生比較關心的石油開采過程，扼要介紹一次開采、二次開采、三次開采等概念，使學生既掌握了表面活性劑的作用原理，又拓展了知識面；在講解電化學時介紹燃料電池，在講解真實氣體時介紹超臨界萃取技術等。教學大綱中雖然沒要求這些內容，但可以增加學生的信息量，引起學生學習的興趣，激發學生的學習積極性。

三、注重教學內容與教師科研的相互滲透

將教師的科研課題或成果直接轉化為教學資源或綜合性、設計性實驗的內容，學生根據自己的專業和興趣參加到教師的科研中，也可參加大學生創新創業項目，早期介入科研。例如，講到活度的概念時，就向學生介紹一位研究生的碩士論文的部分內容；講到接觸角時，又給學生介紹我們測定金屬溶液與不同種類固體接界時的接觸角的過程和結果；講到langmuir吸附和BET公式時，給學生推出了測定固體比表面的常用儀器-ASAP2020物理吸附儀，并給學生詳細講解測定分析過程。我們還將教師的科研項目二甲醚重整和甲烷重整用的催化劑的制備部分，轉化成綜合性、設計性實驗，要求學生從查閱文獻資料開始，自己設計全套實驗方案，經指導教師審核后即可進行制備，所得產品直接用于后續的重整反應。對于部分參與科研活動實驗結果較好的學生，我們積極鼓勵學生整理數據，撰寫論文并發表在國家級學術刊物上，曾先后在表面技術、天津化工、遼寧化工、化學工程師等期刊上5篇。這樣將教學內容與科研課題相互滲透，提高了學生的科研創新能力，還學到了科技論文寫作方法，增強了學生的自信心，激發了學生的學習興趣，調動了學生的學習積極性。

四、采用設問教學法活化物理化學課堂教學

所謂設問教學法，就是從人們公知公認的現象中提煉問題或困惑入手，設計一些與所講授課程內容相關的問題，引導學生仔細思考分析，展開廣泛討論等解決這些問題。在教學過程中，我們始終堅持一個原則，就是教學的目的絕非是向學生灌輸多少知識，學會推導多少個公式，完成多少種計算，而在于激發學生如何去思考與創造，授人以“漁”，而不授人以“魚”。精心設計問題成為物理化學課堂教學常用的組織形式。通過采用設問教學法，讓學生帶著問題學，不僅激發學生的學習興趣，積極參與教學,也讓學生學到有關的基礎知識,同時還培養了學生的科學思維能力、自學能力和運用所學知識解決實際問題的能力。例如，引出Kelvin公式時，先通過密閉容器中放置的大小不等的汞滴的變化情況，提問學生飽和蒸氣壓都與哪些因素有關？然后再從熱力學角度進行公式的推導，加深了學生對公式的理解，也調動學生積極參與到教學環節中，教師與學生互動，活躍了課堂氣氛。