热学课程论文教学形式与作用一、引言
《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科，是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课。《热学》课程在实验基础上，通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导，培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力。其主要内容包括：分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。通过本课程的学习，既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律，建立正确的学习方法，努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风，又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备，还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。在目前《热学》课程的教学中，课程论文扮演着越来越重要的角色，探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视。课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上，通过调查研究，适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用，注意培养学生理论联系实际的能力，培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣，引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感。教学方法的改进是课程教学改革的重要方面，在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养，把课程建设的目标定位于造就新世纪人才，使学生终生受益。
二、课程论文的基础
课程论文实际上是对学生提出了更高的要求，因此，《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上。如果学生掌握的基础知识雄厚，基本功扎实，再加上广泛涉猎与深入钻研，专业课就能学得好，理解得深，在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快，回旋的余地也比较大。况且，“热学”课程在传授系统物理学知识的同时，还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言。这样，尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用，但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观，当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。总而言之，《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法，离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木。
三、课程论文的形式
课程论文的形式灵活，不仅包括论文、调查报告，还包含有实验研究、实物制作等多种形式。在教学过程中，教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究，常见的课程论文形式主要有以下几种。一是解题方法的探究，通过对一个例题或习题的多种方法求解，使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻；二是实验探究，例如，当讲解到气体玻一马定律与盖・吕定律知识点时，可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律；三是调研报告，例如在讲解卡诺循环这一知识点时，可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等；四是理论模拟与分析，例如讲到相变这一知识点时，可以通过理论分析各种相的稳定性。五是合理的估算，例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式，查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果，它是个级数，由前几项可得系数约为0.499，而如果充分考虑速度住留的简便方法，很容易就得到此系数等于1/2，又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式，再如可以用标准大气模型中数以千计的数据，考虑地面凹凸不平的影响，可求出精度较高的大气粒子总数，然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比，从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法；目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一，有的甚至还是有争议的，例如：任意逆循环的制冷系数的定义，等热容过程与多方过程的差异，卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环，等等。遇到这些内容时，就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生，同时也介绍自己的看法，然后让学生独立进行研究，自由思考，自己做出合理的判断。
四、总结
《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习，建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法，掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律，在此基础上，采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式，以教学论文为载体，实现《热学》课程的互动研究型教学，重视学生能力素质培养，通过精心设计方案，全面加强各个环节，合理运用各种方法手段，形成视野开阔、理论联系实际的特色风格。用搞科研的态度对待教学，积极开展教学论文的教学，从教学有关领域挖掘课题开展科研，再把科研成果引入教学丰富教学内容，使教学与科研两者有机地相结合。教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果，身教言传，课程里就会充满了研究与探索的特色和风格，使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶，养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯，并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境，使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升。
参考文献：
[1]国家教育委员会.高等学校理科本科专业基本培养规格和教学基本要求（I）.高等教育出版社，1992.59-60.
[2]张辉，陈振乾.“高等传热学“教学的改革实践[C].第四届全国高等院校制冷空调学科发展与教学研讨会论文集.2006.172-175.
[3]高崇伊.改革“热学“课程教学加强对学生能力与素质的培养[J].高等理科教育，2003，（3）：34-38.
动力工程及工程热物理学科是与能源转换和利用紧密相关的一级学科，下设工程热物理、热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷与低温工程、化工过程机械6个二级学科。是国民生产生活和科学、文化活动的动力之源，也是社会日常生活的必要保证。能源动力科学与材料科学、信息科学一起，构成了现代社会发展的三大基本要素。
动力工程及工程热物理的理论与技术应用于交通、工业、农业、国防等领域，与此相适应，如何培养21世纪社会需要的能源动力类及相关专业人才，是每个大学相关专业以及每位从事该专业教育的工作者亟需解决的重要问题，尤其是代表本专业高水平人才培养的博士研究生的培养更是重中之重。
全国优秀博士学位论文是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》，提高研究生培养质量，鼓励创新，促进高层次创新人才脱颖而出的重要措施。因此，衡量博士研究生培养质量的指标之一就是全国优秀博士学位论文。下面以1999年至2013年动力工程及工程热物理全国优秀博士学位论文为基本素材，[1]分析讨论本学科的研究生培养的发展现状及趋势。
一、授予单位比重分析
从1999年到2013年，共有28篇动力工程及工程热物理学科的博士论文入选全国优秀博士学位论文，他们来自西安交通大学、浙江大学、清华大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学、江苏大学和海军工程大学等8所高校，各高校所占百分比如图1所示。
从图1中可以看到，占比由高到低依次是：西安交通大学29%，浙江大学25%，清华大学、哈尔滨工业大学和东南大学各占11%，上海交通大学7%，江苏大学和海军工程大学各占3%。除江苏大学和海军工程大学之外的其余6所高校都被列为国家“985”和“211工程”高校，占75%。据此可以看出“985”和“211工程”高校具有很强的竞争力。
西安交通大学、浙江大学、清华大学、上海交通大学和哈尔滨工业大学的动力工程及工程热物理都是一级学科国家重点学科，东南大学的热能工程和江苏大学的流体机械及工程是二级学科国家重点学科。依托“985”工程建设及国家重点学科优势，上述学校及学科几乎囊括了所有入选动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文。由此可见，“985”工程建设及国家重点学科建设对提高博士生培养质量，促进高层次创新人才脱颖而出方面的重大意义和作用。
此外，北京是国家政治经济文化中心，上海、江苏和浙江是经济发达地区，汇聚了大量的相关人才。优秀生源充足，这一优势也是对提高研究生培养质量方面起到促进作用。
二、学科比重分析
表1 工学及动力工程及工程热物理占比
全国优秀博士论文在学科门类分布上主要集中在工学、理学、医学三个门类，其中工学包含动力工程及工程热物理在内的21个学科类，共79个专业。历年工学入选全国优秀博士论文的具体数据如表1所示，平均每年入选论文占入选总数的37.9%，同时，全国优秀博士学位论文获奖总数在所有大学科中排名第一。
图2是本一级学科优秀博士论文在所有学科优秀博士论文中所占比重的柱状图。从图2中可以看到，1999～2001年动力工程及工程热物理占比出现较大下降，2001～2003年占比又逐年上升，2004年到2006年占比回落到1%左右，2007年到2009年期间波动比较大，2009～2012年则稳定在2%附近，2013年占比达到3%。
参考本学科优秀博士论文在工学学科中所占比重及工学在全部学科中占比的柱状图（图3）。可以看出，工学占比虽然略有波动，但大体而言比较平稳，维持在38%左右，本学科在工学中的占比在3.8%左右波动。
通过分析可以发现西安交通大学和浙江大学对本学科全国优秀博士学位论文的占比影响较大，本学科在工学中占比较高的1999年、2003年、2007年及2013年上述两高校均有入选论文，而本学科在工学中占比较低的2001年、2002年和2008年则上述两高校均没有入选论文。
由此可以看出，相对而言，两校是本学科研究生培养质量和水平的领头羊，在学科内具有重要的地位和影响力。
三、论文影响因子分析
影响因子是测度期刊有用性和显示度的指标之一，同时也是测度期刊的学术水平，乃至论文质量的重要指标之一，所以对于论文影响因子的分析就显得非常必要。
图4是动力工程及工程热物理学科全国优秀博士学位论文获得者在攻博期间发表的论文（注：这里只统计优博获得者作为第一作者的论文）的影响因子的分布图。
从图中可以看到，本学科高影响因子的论文数量偏少，在统计分析的105篇论文中，影响因子超过3.5的有8篇，占总数的7.62%；影响因子在3.0～3.5之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在2.5～3.0之间的论文5篇，占总篇数的4.76%；影响因子在2.0～2.5之间的论文有30篇，占总篇数的28.57%；影响因子在1.5～2.0之间的论文有7篇，占总篇数的6.67%；影响因子在1.0～1.5之间的论文3篇，占总篇数的2.86%；而影响因子低于1.0的论文数量为45，占总篇数的42.86%，占比还是比较大的。
本学科的高影响因子论文偏少与本学科领域的研究特点有关，由于本学科是传统的工科学科，研究的新兴热点相对理学学科不会太多。因此与大多数工学学科一样，整体学术刊物的影响因子不会太高。因此，大多数全国优秀博士论文的研究发表在影响因子低于1.0的学术刊物上。同时，由于全国优秀博士学位论文评审强调创新性，这可以通过在高水平高影响引因子的学术刊物上有若干代表性的工作发表来体现，这样的代表性论文不会太多。因此，本学科优秀博士论文在影响因子3以上的学术刊物上发表的论文并不多。
四、二级学科及作者性别分析
1999年至2013年，获全国优秀博士学位论文的动力工程及工程热物理学科的28位作者中，有14人在博士期间攻读工程热物理，占到优博论文作者的一半；攻读热能工程的有6人，占比为21%；4人攻读制冷及低温工程，占比是14%；2人攻读流体机械及工程，占比7%；能源环境工程和动力机械及工程的各一人，分别占比4%。各专业所占比例如图5所示。
同时在这28人中，男性人数25，占总人数的89%。女性人数3人，仅占总人数的11%，男女比例差距较大。
由此可以发现，若假设所有优秀博士论文作者具有相当的智力水平和勤奋程度，其导师的指导水平也相当，则可说明工程热物理二级学科最有可能产生创新性的研究。或者说，该二级学科由于涉及学科的基础理论问题较多，研究偏基础，产生创新性突破的可能性相对其他二级学科较大。此外，男性优秀博士作者数远较女性作者大，则说明了本学科男性在开展创新性研究工作中的普遍表现高于女性。
五、指导教师分析
本学科28篇动力工程及工程热物理学科的全国优秀博士学位论文是在22位博士生导师的指导下完成的。这22位指导教师中，有17人指导出1 篇全国优秀博士学位论文，4人指导出2篇全国优秀博士学位论文，1人指导出3篇全国优秀博士学位论文。
表2是历年指导教师的平均年龄。这22位导师指导的博士学位论文第一次被评为全国优秀博士学位论文时的平均年龄是57.5岁。50～59岁和60～69岁这两个年龄段的人数最多，分别是5人和10人，其次是40～49岁的有3人，70～79岁的有2人，40岁以下的有1人。
由此可见，从全国优秀博士指导教师所指导优秀博士数可以看出其在本学科领域内的学术水平和指导研究生的能力；同时，大多数年份的指导教师平均年龄在60～66岁，可以看出一般这个年龄段的研究学者其学术水平和造诣容易达到最高点。
英文名称：Journal of Engineering Thermophysics
主管单位：中国科学院
主办单位：中国工程热物理学会;中国科学院工程热物理研究所
出版周期：月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：0253-231X
国内刊号：11-2091/O4
邮发代号：2-185
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1980
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双效期刊
联系方式
期刊简介
《工程热物理学报》（月刊）创刊于1980年，是由中国科学院主管、中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所主办的技术科学学术性刊物。由已故世界著名的工程热物理学家、叶轮机械三元流动通用理论的创始人、中国科学院院士、原中国工程热物理学会理事长、原中国科学院工程热物理研究所所长吴仲华教授创办。主要读者对象为工程热物理专业科技人员及相关高校师生。
[论文关键词]管理科学与工程 选题方向 研究趋势
一、管理科学与工程专业硕士研究生选题方向分析
近年来，管理科学与工程学科的研究生教育发展非常迅速，其中，硕士研究生已成为管理科学与工程学科研究的重要力量之一。硕士研究生在完成基础课和管理类必修课学习后，根据社会需求和个人志愿可在信息管理与信息系统、工程管理、物流工程等领域选择研究方向，进行更深入的研究学习。
本文依据《中国优秀硕士学位论文全文数据库》检索，该数据库是目前国内相关资源最完备、高质量、连续动态更新的中国优秀硕士学位论文全文数据库，至2010年11月1日，累积博硕士学位论文全文文献87．5万多篇，文献的来源是全国530多家硕士生培养单位的优秀硕士学位论文，本文统计出管理科学与工程专业硕士研究生2000年——2010年论文选题的主要方向，具体步骤如下：
第一步：输入榆索控制条件。“发表时间”输人从2000年1月1日一2010年10月l8r：t，“学位单位”输人模糊，“优秀论文级别”输入不限，“作者”及“作者单位”输入模糊。第二步，输入内容榆索条件。“主题词”输入管理科学与工程的研究方向，如电子商务、物流、管理信息系统等，点击“检索文献”。第三步：按文献分组排序方式选择文献。文献分组点击“学科专业”在下拉菜单中选择“管理科学与工程专业”即可。其统计结果如图1：
从图可以看出，物流、项目管理、人力资源管理等是2000年～2010年管理科学与t程专业硕士研究生主要的研究方向，说明管理科学与工程的研究热点越来越受到信息技术、经济一体化和知识经济的影响。出现这种格局的原因是由于信息技术的深远影响和国家的信息化战略已得到管理科学与工程研究界的重视，并日．在企业信息化、决策支持系统和政府信息化等方面已能与实践很好的结合，产生重大的经济效益。
目前，在物流管碑研究方向中，循环经济与绿色物流的发展、以信息技术构建传统物流业的核心竞争力体系、物流系统优化的工具化与工程化、物流金融的合作与创新是研究热点。在项目管理研究方向中，供应商和项目外包管理项目成为焦点，高级管理层更加接受项目管理和项目群管理的价值，在金融危机之后要追求项目的项目组合管理得到重视。在人力资源管理研究方向中，心理契约与员丁绩效、组织公平感与组织绩效是研究热点。
二、管理科学与工程专业硕士研究生研究趋势分析
根据以上二管理科学与工程专业研究生选题向的分析，可以看出：
1、管理科学与工程的研究趋势越来越受到信息技术的影响
由于网络技术、通讯技术和计算机科学的快速发展所带来的管理变革，管理科学工程专业硕士研究生的主要研究领域集中在电子商务、管理信息系统、物流管理等方向。信息技术是利用电子计算机和现代通讯手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的技术。信息技术的研究包括科学、技术、工程以及管理等学科以及这些学科在信息的管理、传递和处理中的应用，相关的软件和设备及其相互作用等方向。当今世界，以计算机和网络为代表的信息技术高速发展，对整个人类社会产生了极其深刻的影响，所以信息技术和知识资奉的发展，不仅丰富了管理科学的研究内容，也给管理科学研究提出了许多新课题：
2、管理科学与一f程的研究趋势越来越受到经济全球化的影响
由于经济全球化所带来的生产与流通的变革而产生了如供应链管理、物流管理、服务管理等研究领域与-向。物流管理和供应链管理的研究具有重要的科学意义，在社会经济的发展中具有越来越重要的地位和作用。我国学者在营销与运作的整体优化、多渠道供应链管理、综合物流等方向已做出了重要的研究和应用成果，并且未来一段时间还将是管理科学与工程专业研究的热点。
3、管理科学与工程的研究趋势越来越向知识经济的影响
随着知识经济的到来，知识作为一种新的资源的观念已经逐渐为人们认识和接受，知识管理成为最为关注的话题。当前，市场竞争越来越激烈，创新的速度越来越快，所以企业必须不断获得新知识，并利用知识为企业和社会创造价值。知识管理为企业实现显性知识和隐性知识共享提供新的途径。知识管理包括几个方面工作：建立知识库；促进员工的知识交流；建立尊重知识的内部环境；把知识作为资产来管理等。在未来几年知识管理的研究将主要集中在以下四个方面：知识本身的特征；知识管理效益的定量分析；新知识产生知识在企业间的传播机制；个体知识与组织知识的相互作用关系。
4、管理科学与工程的研究越来越侧重系统管理理论和方法的研究
用复杂性科学的方法探索管理问题成为研究的热点。复杂系统管理理论基础包括：从确定性到不确定性；从线性到非线性非线性理论，其中的非线性理论涉及到耗散结构论、突变论、协同论、混沌动力学以及分形理论；从他组织到自组织；从时间的可逆性到不可逆性；从简单性到复杂性；从复杂系统到复杂网络；从硬系统到软系统方法，这里主要指的是钱学森的综合集成方法；从单元系统到系统集成。例如，运用复杂性科学的方法从组织内部的各组元间以及组织与环境间的相互作用中寻找组织发展和进化的动因和规律，以使组织能适应社会、经济及技术的迅速发展。
5、管理科学与工程的研究趋势越来越向低碳管理方面发展
【关键词】 热力学；统计物理；教学方法
一、引言
热力学与统计物理是理论物理的五大分支之一，具有与其它四个分支（经典力学、电磁学、相对论、量子力学）同等重要的科学与工程地位。热力学与统计物理课程是本科教学中物理学及相关专业的一门重要基础理论课程，它以大量微观粒子组成的宏观物质系统为研究对象，基于热力学理论和统计物理理论，揭示热运动规律以及与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化。许多工程科学都是由热力学所衍生的或与其密切关联，例如传热学、流体力学、材料科学等，该课程也是学习量子力学、固体物理的基础。热力学的应用范围很广，主要包括：引擎、涡轮机、压缩机、发电机、推进器、燃烧系统、冷冻空调系统、能源替代系统、生命支援系统及人工器官等。
通过热力学与统计物理课程的教学，可以培养学生的形象思维和逻辑思维能力，提高学生的物理修养，使学生深入认识热力学与统计物理理论，能从热力学和统计物理学角度阐述热运动的规律及热运动对物质宏观性质的影响，能基于热力学和统计物理学理论解决实际热力学问题。热力学理论和统计物理学理论的统一性的教学，可使学生树立物质世界是分层次的、宏观现象与微观本质紧密联系、量的积累引起质的变化等物理学基本观点。然而该门课程抽象性强，教学难度很大，因此教学过程中必须有针对性的采用科学的教学方法以保证良好的教学效果。
二、重点突出物理思想和物理方法教学
科学思想和方法是物理科学的重要内容。美国著名物理学家费恩曼曾经说过：对学习物理的人来说，重要的不是如何正规严格地解方程，而是能猜出它们的解并理解物理的意义。清华大学著名物理学家叶企孙教授也曾强调指出： 物理教学不仅要给学生以知识，更要给学生科学思想和方法。可见物理思想和物理方法在物理教学中的重要性。物理知识的认识和发展是依赖于物理思想的发展和建立于科学的物理方法的基础之上的。物理知识的传授是“授人以鱼”，物理思想和物理方法的传授则是“授人以渔”。仅仅传授物理知识容易使学生对掌握的结论确信无疑，这将限制学生的创造性和个性发展。而物理思想和物理方法的传授不仅是为学生提供必要的知识储备外，也是为他们提供能力储备。
在热力学统计物理课程的教学中，除了物理思想和物理方法自身具有的重要地位之外，授课学时少和授课内容多的矛盾、化繁为简提高教学效果的要求也需要将物理思想和物理方法的传授放在一个重要位置。把握该课程的物理思想和基本方法，对授课内容和知识结构进行优化和调整，是解决授课学时少和授课内容多的矛盾的根本方法。热力学统计物理课程对学生数学基础要求也较高，涉及到大量繁复的公式数学推导和变换，导致学生在学习该课程的过程中很容易将注意力停留在物理公式的数学形式上而忽略了其中的物理意义、物理思想和物理方法，最终结果是导致学生思维混乱、满头雾水。因此，在热力学统计物理课程中应该尽量简化物理公式的数学推导和数学变换方面的教学，而将教学的重点放在物理公式的物理意义、物理思想和物理方法方面，帮助学生从物理角度对授课内容进行深入理解。
三、排除学生心理障碍
热力学与统计物理课程的特点是比较抽象，学生理解困难和难以建立相应的物理图像。较大的学习阻力会影响学生学习该课程的兴趣和爱好，导致学生存在接受热力学与统计物理的物理思想和相关理论的心理障碍。上述在把握课程的物理思想和基本方法的基础上对授课知识结构进行优化调整和将授课内容化繁为简是排除学生心理障碍的一个有效方法，此外好的课题引入对于排除心理障碍从而激发学生学习兴趣也会起到十分重要的作用。如教学实践证明，课程绪论由热力学发展史引入，从“热”本质的争论到焦耳、克劳修斯、开尔文、能斯脱、麦克斯韦、玻尔兹曼、吉布斯等科学家的丰功伟绩进行逐步阐述，可以有效激发学生学习统计物理的兴趣和增强学生的学习信心。恰当地运用热力学统计物理发展史能够提高学生的创新思维水平，提高学生整合信息、发现问题的能力。[1]同时也有利于激发学生的自我意识[2]和有助于学生理解物理知识，有助于学生体验物理学的批判精神和形成整体性的物理知识观。[3]再如在统计理论部分的课题引入时，重点突出物理思想，突出宏观系统由大量微观粒子组成的特点，使学生真正清楚统计物理学的研究对象及方法，理解统计物理与热力学的不同之处和统一之处，也可以有效消除学生学习统计物理的形成心理障碍。总之，通过好的课题引入，激发学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性，消除学生的畏难情绪，对排除学生学习热力学统计物理的心理障碍不无裨益，这也是保证学生在热力学统计物理课程学习过程中始终保持学习主动性的关键。
四、详细阐述热力学与统计物理两种方法的关系
热力学方法与统计物理方法是热力学与统计物理研究大量微观粒子组成的宏观物质系统的热现象的两种基本方法，两种方法的有机结合是热力学统计物理理论的一个基本特征，应帮助学生很好地把握该基本特征。热力学的基本任务是研究热运动的基本规律，是研究热现象的宏观理论，它不涉及物质的微观结构，而是从能量转化的观点出发，依据在大量实践中总结出来的几条基本宏观定律，运用严密的逻辑推理而形成的一整套完整的热现象理论。统计物理学的基本任务是揭示热现象的本质，是研究热运动的微观理论，它从物质的微观结构出发，依据微观粒子所遵循的力学规律，再用概率统计的方法求出系统的宏观性质及其变化规律。热力学理论的发展先于统计物理学的发展，其起源可追溯至十七世纪末开始的长期而激励的“热”本质争论，到19世纪中页在焦耳测定热功当量的工作基础上热力学第一定律得以建立了“热质学”，奠定了热力学的发展基础，并在克劳修斯、开尔文、能斯脱等人的进一步努力下建立了热力学第二定律和第三定律，使热力学理论更臻完善。热力学能解决宏观热现象的一些问题，但仍未能对热现象的本质作出解释。在热力学发展的同时，分子运动论也开始发展起来。克劳修斯从分子运动论的观点出发导出波意耳-马略特定律。麦克斯韦应用统计概念研究分子的运动，得到了分子运动的速度分布定律。玻尔兹曼给出了热力学第二定律的统计解释。最后吉布斯发展了麦克斯韦和玻尔兹曼的理论，建立了系综统计法。至此统计物理学形成了完整的理论。可见热力学理论和统计物理理论的发展虽有先后之分，但是发展过程却紧密联系，对应的两种研究方法各有优缺点又有机结合，二者的区别和联系如下表所示：
基础 方法 优点 不足
热力学方法 由大量现象总结归纳的热力学基本定律 数学演绎、逻辑推理 高度的普适性、可靠性 无法解释涨落现象、无法揭示热现象本质
基础 方法 优点 不足
统计物理方法 物质微观结构、宏观量与微观量的关系、等概率原理 概率统计方法 可求具体物质的热性质、解释涨落、揭示热现象本质 近似性
可见，热力学方法和统计物理方法共同来自于人们对宏观热现象的明确认识和微观热运动特征的准确把握，二者相辅相成，互为补充，是一个有机统一体，缺一不可。课程教学过程中，应在详细阐述热力学与统计物理学的概念定义、发展历史的基础上讲授二者的有机统一关系，使学生对两种方法有一个整体的认识，准确把握课程的基本特征，这有利于学生理解热力学统计物理的物理思想和建立相应的物理图像。
五、帮助学生建立课程理论框架
学生在学习热力学与统计物理的过程中，难以理解相关的物理思想、定理定律和无法建立清晰的物理图像，很大程度上是由于没有很好地把握课程的知识要点和理论主线。热力学与统计物理课程有机结合思维方式截然不同的热力学和统计物理两种方法，分别从宏观和微观两个层面对物质系统的热运动规律进行研究，同时数学推导和变换繁复，因此学生在学习的过程很难捕捉到课程的知识要点和提炼出课程的理论主线，这就要求教师有意识的帮助学生把握课程的整体理论框架。
汪志诚的《热力学·统计物理》教材为例，[4]可以建立如下课程基本理论框架：课程分为热力学和统计物理两个部分。热力学部分包括热力学基本定律部分（核心）、均匀热力学系统的热力学公式、热力学基本定律和热力学公式的应用三部分，前两部分为热力学的基础理论，第三部分包括基础理论在均匀单元系、均匀多元系以及非均匀系中的应用。统计物理部分包括平衡态统计理论、涨落理论和非平衡态理论，平衡态统计理论为核心部分，又包括最概然统计理论和系综理论。在授课学时日渐缩减的情况下，可将最概然统计理论作为本科教学中统计物理部分的讲授主体。该部分可以分为系统微观构成的描述和基本统计规律、基本统计规律在不同微观系统中的应用两部分，后者包括了基本统计规律在玻尔兹曼系统、波色系统和费米系统中的应用。这样的一个简明的整体理论框架的建立，有助于学生对相关定理定律的融会贯通和对课程的物理思想和物理方法的整体理解，从而帮助学生建立完整的热力学统计物理图像，达到该课程的最终教学目的。
六、结论
热力学统计物理是本科物理学及相关专业的一门重要基础理论课程，具有抽象且数学知识要求高的特点，教学难度很大。在该课程的教学过程中通过重点突出物理思想和物理方法教学、排除学生心理障碍、详细阐述热力学与统计物理两种方法的关系、帮助学生建立课程理论框架等科学的教学方法的应用，可以有效提高教学质量，帮助学生深入理解相关的物理思想和掌握相关的物理方法，建立完整的热力学统计物理图像。
【参考文献】
[1] 周诗文.运用物理学史培养学生的创新思维[J].物理教学探讨，2005.9.15-16.
[2] 陈运保.物理学史对于培养学生自我意识的重要作用[J].物理教学探讨，2005.2.28-29.
[3] 赵长林，赵汝木.物理学史的课程价值[J].物理教学， 2005.2.32-35.
[4] 汪志诚.热力学·统计物理[M].北京：高等教育出版社，2003.
[论文关键词]管理科学与工程 选题方向 研究趋势
一、管理科学与工程专业硕士研究生选题方向分析
近年来，管理科学与工程学科的研究生教育发展非常迅速，其中，硕士研究生已成为管理科学与工程学科研究的重要力量之一。硕士研究生在完成基础课和管理类必修课学习后，根据社会需求和个人志愿可在信息管理与信息系统、工程管理、物流工程等领域选择研究方向，进行更深入的研究学习。
本文依据《中国优秀硕士学位论文全文数据库》检索，该数据库是目前国内相关资源最完备、高质量、连续动态更新的中国优秀硕士学位论文全文数据库，至2010年11月1日，累积博硕士学位论文全文文献87．5万多篇，文献的来源是全国530多家硕士生培养单位的优秀硕士学位论文，本文统计出管理科学与工程专业硕士研究生2000年——2010年论文选题的主要方向，具体步骤如下：
第一步：输入榆索控制条件。“发表时间”输人从2000年1月1日一2010年10月l8r：t，“学位单位”输人模糊，“优秀论文级别”输入不限，“作者”及“作者单位”输入模糊。第二步，输入内容榆索条件。“主题词”输入管理科学与工程的研究方向，如电子商务、物流、管理信息系统等，点击“检索文献”。第三步：按文献分组排序方式选择文献。文献分组点击“学科专业”在下拉菜单中选择“管理科学与工程专业”即可。其统计结果如图1：
从图可以看出，物流、项目管理、人力资源管理等是2000年～2010年管理科学与T程专业硕士研究生主要的研究方向，说明管理科学与工程的研究热点越来越受到信息技术、经济一体化和知识经济的影响。出现这种格局的原因是由于信息技术的深远影响和国家的信息化战略已得到管理科学与工程研究界的重视，并日．在企业信息化、决策支持系统和政府信息化等方面已能与实践很好的结合，产生重大的经济效益。
目前，在物流管碑研究方向中，循环经济与绿色物流的发展、以信息技术构建传统物流业的核心竞争力体系、物流系统优化的工具化与工程化、物流金融的合作与创新是研究热点。在项目管理研究方向中，供应商和项目外包管理项目成为焦点，高级管理层更加接受项目管理和项目群管理的价值，在金融危机之后要追求项目的项目组合管理得到重视。在人力资源管理研究方向中，心理契约与员丁绩效、组织公平感与组织绩效是研究热点。
二、管理科学与工程专业硕士研究生研究趋势分析
根据以上二管理科学与工程专业研究生选题向的分析，可以看出：
1、管理科学与工程的研究趋势越来越受到信息技术的影响
由于网络技术、通讯技术和计算机科学的快速发展所带来的管理变革，管理科学工程专业硕士研究生的主要研究领域集中在电子商务、管理信息系统、物流管理等方向。信息技术是利用电子计算机和现代通讯手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的技术。信息技术的研究包括科学、技术、工程以及管理等学科以及这些学科在信息的管理、传递和处理中的应用，相关的软件和设备及其相互作用等方向。当今世界，以计算机和网络为代表的信息技术高速发展，对整个人类社会产生了极其深刻的影响，所以信息技术和知识资奉的发展，不仅丰富了管理科学的研究内容，也给管理科学研究提出了许多新课题：
2、管理科学与一f程的研究趋势越来越受到经济全球化的影响
由于经济全球化所带来的生产与流通的变革而产生了如供应链管理、物流管理、服务管理等研究领域与-向。物流管理和供应链管理的研究具有重要的科学意义，在社会经济的发展中具有越来越重要的地位和作用。我国学者在营销与运作的整体优化、多渠道供应链管理、综合物流等方向已做出了重要的研究和应用成果，并且未来一段时间还将是管理科学与工程专业研究的热点。
3、管理科学与工程的研究趋势越来越向知识经济的影响
随着知识经济的到来，知识作为一种新的资源的观念已经逐渐为人们认识和接受，知识管理成为最为关注的话题。当前，市场竞争越来越激烈，创新的速度越来越快，所以企业必须不断获得新知识，并利用知识为企业和社会创造价值。知识管理为企业实现显性知识和隐性知识共享提供新的途径。知识管理包括几个方面工作：建立知识库；促进员工的知识交流；建立尊重知识的内部环境；把知识作为资产来管理等。在未来几年知识管理的研究将主要集中在以下四个方面：知识本身的特征；知识管理效益的定量分析；新知识产生知识在企业间的传播机制；个体知识与组织知识的相互作用关系。
4、管理科学与工程的研究越来越侧重系统管理理论和方法的研究
用复杂性科学的方法探索管理问题成为研究的热点。复杂系统管理理论基础包括：从确定性到不确定性；从线性到非线性非线性理论，其中的非线性理论涉及到耗散结构论、突变论、协同论、混沌动力学以及分形理论；从他组织到自组织；从时间的可逆性到不可逆性；从简单性到复杂性；从复杂系统到复杂网络；从硬系统到软系统方法，这里主要指的是钱学森的综合集成方法；从单元系统到系统集成。例如，运用复杂性科学的方法从组织内部的各组元间以及组织与环境间的相互作用中寻找组织发展和进化的动因和规律，以使组织能适应社会、经济及技术的迅速发展。
5、管理科学与工程的研究趋势越来越向低碳管理方面发展
关键词：工程热力学；绪论；课堂教学方案
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0237-02
作为一门专业基础课程，《工程热力学》是很多工科专业学生最早接触的专业基础课，一般在大二学年开设，能否学好这门课程不但直接影响到后续专业课的学习效果，更重要的是关系到学生对上好专业课的兴趣和信心。《工程热力学》内容较多而且理论性、逻辑性较强，概念较多而且抽象难理解，公式较多而且使用条件复杂，所以被很多教师和学生认为是一门难教难学的课程，尤其是刚接触该课程时，不容易入门，对学生学好这门课程的热情和信心有很大影响。
一、工程热力学绪论课的重要性
作为课程教学的第一课，绪论对于《工程热力学》课程来说显得尤为重要，主要表现在以下四个方面：（1）绪论课要帮助学生认识《工程热力学》课程的重要性。（2）绪论课是激发学生学习热情的第一把火，要激发学生对新课程的向往，调动学生的学习热情，使学生产生学习的动力，从而主动去学习。（3）古人云：“授之以鱼不如授之以渔”，绪论课要教会学生学习的方法。（4）绪论课是树立教师形象的最佳时机，教师要充分利用好绪论课，树立好教师的威信和地位，给学生留下良好的第一印象。
二、工程热力学绪论课教学方案
1.以节能作为切入点，使学生明确课程的重要性与学习目的。《工程热力学》的研究目的最终可归结为节能。节能减排是近年来我国的基本国策，以节能作为切入点，介绍当前面临的能源问题，说明热能在能源利用中的重要作用，进而说明提高能量利用率是节能的一种途径。当前，我国经济快速发展，但能源浪费巨大，为实现经济的可持续发展，节能工作大有可为，而《工程热力学》主要研究提高转化效率的途径，显然，《工程热力学》为节能提供了理论基础，强调学习本课程对解决能源问题所具有的意义，这样使学生明确了课程的重要性及学习目的，同时使学生建立起强烈的责任感和求知欲望。
2.运用案例教学法，理论联系实际，增强理性认识。多举工业及生活中的工程应用实例，让学生从感性上升到理性，学以致用，让学生明白学到的知识可以解释和解决许多实际中的问题，这样才对学生有吸引力。比如讲述热能的重要作用时，可以将火力发电、煤层气发电、汽轮机、内燃机、燃气轮机等作为案例，这些都是平时常见且与我们息息相关的事物，学生对它们比较关注而且有很大的好奇心，通过讲解这些热力装置的工作原理，不仅可加深学生对基础知识的理解，还可提高学生学习的兴趣和积极性，增强课程对学生的吸引力。
3.合理设置问题，启发学生思考，增加与学生的互动。根据所要讲授的内容，可以适当增加一些难度适中的学科领域的热、难点问题，或者把要讲的内容概括成几个问题，通过向学生提问，启发学生思考。学生通过思考得出结论，在真正理解的基础上掌握教学内容，主动参与教学活动，增强学习的质量与效果，同时培养其思维能力。例如在解释“热力学”中的“热”时，可以提出“热能与热量的区别与联系”这一问题让学生思考，接着可以补充说明物理上“做功与机械能关系”与热力学中“热能与热量关系”是相同的，这样引导学生利用旧的、已知的知识去探求对他们而言是新的、未知的知识，鼓励他们用新的方法、新的思路去获取这些知识，创造性地解决问题，可以培养他们独立思考的能力和创新能力。
4.采用多种教学手段，吸引学生注意力，激发学习兴趣。通过图文并茂的多媒体技术，可以使视觉和听觉同时发挥作用，增强直观性，有利于学生认知能力的开发和对教学内容的理解。比如通过视频或幻灯片播放人类的用能历史和自然界中常见的能量转化与转移现象，这些现象人们往往习以为常，熟视无睹，但其中包含着科学真理。如果我们结合教学内容，利用这些贴近学生生活的现象导入新课，就可以激发学生的学习兴趣。为弥补学生实践的不足，可以将一些大型的热工设备通过多媒体用图形表现出来，其热力过程用Flas表现出来。比如汽轮机、内燃机、燃气轮机、压缩机等，可以将实物图片和原理图同时展示出来，能让学生身临其境，如同看到实物一样。比如火力发电、内燃机、燃气轮机等，可以用Flas将其工作过程演示出来，使抽象的概念变得形象生动，易于理解。综合运用上述表现方法使得课堂讲授直观形象，新颖生动，能够直接作用于学生的多种感官，激发学生的学习兴趣。
5.结合热动力装置的工作原理引出主要内容，使学生明确课程的结构框架。绪论课既要说明课程的研究内容及其条理性，同时还应该讲明各部分内容之间的逻辑关系。在条理性的基础上进一步强调各部分之间的逻辑关联，学生能够从整体上把握知识，从而避免平铺直叙，使学习效果达到知识点由点及线到面的程度。例如：通过讲解热动力装置（如火力发电、内燃机、燃气轮机等）的工作过程及原理，使学生明确实现连续工作需要的条件有四个：热源与冷源、工质、膨胀做功、循环，这四个条件也就是热力学的主要内容。接着详细讲解这四个条件涉及到的相关内容，结合课程目录可以引出热力学的主要内容及其知识框架，这样能够使学生对热力学的知识框架和条理脉络有个清晰的认识，确保他们在学习之前就对这门课有一个整体的把握。
总之，绪论课在《工程热力学》教学中具有特殊的教学地位和重要意义，教师必须充分认识上好绪论课的重要性，认真研究和分析绪论课的教学特点和方法，上好绪论课。如何把绪论讲好是一个很复杂的问题，需要教师在授课内容、授课方式、授课方法上不断进行改革和创新，让学生不仅建立起基本的工程热力学概念，掌握工程热力学的基本理论体系以及工程热力学的思维方式，同时能激发学生学习本门及相关课程的兴趣和信心，从而使教学能够顺利开展并达到预期的效果。
参考文献：
[1]廉乐明，谭羽飞，吴家正，等.工程热力学（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[2]张文慧，吴学红.利用绪论课激发学习工程热力学的兴趣[J].科技信息，2009，（29）：215.
[3]任晓利，陈小砖.提高《工程热力学》课程教学效果的几点体会[J].中国电力教育，2009，（13）.
关键词：传热学；教学探讨；基本概念
中图分类号：G642.3 文献标志码：A？摇？摇？摇？摇？摇文章编号：1674-9324（2014）06-0160-02
科学技术迅猛发展，知识更新的周期大大缩短，新学科、新领域的不断出现并很快转变为生产力。《传热学》是热能工程专业的一门主干课程，也是发展石油化工科技的支柱学科之一。长期以来，它围绕热传递现象的基本规律与工程计算，形成了一整套课程教学体系，在传授知识方面发挥了积极的作用。然而传热学虽然属于技术基础学科，但它不像流体力学和工程热力学那样系统严谨完备而偏于理论，而是一门发展中的实用性较强的工程学科。因此，对于传热学教学来说，应更注重培养学生理解传热现象的物理意义，教给学生解决实际问题的方法。下面我就按照《传热学》课程的顺序，谈谈在教学方面的切身体会。
一、绪论部分
这方面的教学内容除了介绍某些最主要的基本概念外，主要应该是加强内容的连贯性和系统性，使学生对学科结构和三种常见的传热方式建立起较完整的轮廓。这部分着重讲述两个问题：（l）传热的三种基本方式；（2）传热过程与传热系数。此外，向学生介绍一些参考书，培养他们的自学能力。为了激发学生的学习热情，我举了日常生活中经常碰到的两个例子：①为什么热水瓶中的水在相当长的时间内不会冷？②我们吃烫的食物时，舌头、嘴巴都有哪些习惯动作？这两个问题一个是常见的事物，另一个是学生的亲身体验。让学生带着这两个问题，我把传热的三种基本方式讲了一遍，并简要地介绍了热阻的概念。这样在课程一开始就吸引学生的兴趣，让他们带着问题进行下面的学习。
二、导热部分
由于现在的高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变，学生的培养目标是以应用型的工程技术人员为主，所以除了推导导热微分方程外，更注重对一个具体问题微分方程的建立，边界条件从已知条件的抽象，以及对所得结果的物理意义的分析，在物理概念上多花功夫，使之对传热学的基本概念加深印象。对于稳态问题，一般采用导热微分方程（或傅立叶定理）加边界条件便可求解。热阻法在稳态求解中简便和直观，并且用类比法与电阻联系起来，使学生能理解一维稳态下热流处处相等（串连）。在教学方法上，采用由浅入深的教学方法。例如：在讲变导热系数的导热问题时，先讲定导热系数的求解方法，然后通过数学推导，得出只要求出变导热系数的平均值，可把变导热系数的问题转化为定导热系数问题的结论。在肋片导热的教学过程中，先讲装肋片的必要条件，然后建立数学模型，并给出精确解、近似解、修正解。让学生掌握对具体对象的数学建模，明白精确解和近似解之间的差别，懂得工程上对某些问题进行近似的合理性。这样处理，思路清楚，由简到繁，步步深入，加强了各内容之间的联系。对于非稳态问题，首先要向学生讲解什么是非稳态，它和稳态传热有什么区别？一般非稳态的问题都要查图表，学生只要认真做几道习题一般都能掌握图表的查阅方法。这部分的重点是集总参数法，用毕渥数来判断能否使用集总参数法，毕渥数的物理意义是表征内部导热热阻与外部对流热阻的比值，当然毕渥数要小到一定程度才能用集总参数法。这时物体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻，物体内部的温度趋于一致，以致可以认为整个物体在同一瞬间均处于同一温度下。这些物理意义既可以使学生更深刻理解计算公式的推导基础，也可以使学生灵洁运用所学公式解决工程计算问题，此外它更是学生对新问题进行简化分析的理论依据。
三、对流换热部分
影响对流换热的因素有五个方面：（1）流体流动的因素；（2）流体有无相变；（3）流体的流动状态；（4）换热表面的几何因素；（5）流体的物理性质。在这一部分我们最关心的是对流换热系数，通过分析知道粘性流体在壁面上流动时，由于粘性的作用，在靠近壁面的地方流速逐渐减小，而在贴壁处流体将被滞止。贴壁处这一极薄的流体层相对于壁面是不流动的，壁面与流体间的热量传递必须穿过这个流体层，而热量传递方式只能是导热。因此将傅立叶定律应用于贴壁流体层，就把对流换热系数和流体的温度场联系起来。为了求解有关未知数，需用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程，这就使学生对对流换热系数的求解过程有总体的概念。对“对流换热的数学描写”、“层流边界层微分方程组”等内容，注重对建立方程的简化，假设条件的讲解，以及有关准则数物理意义的分析，即把时间花在重点和难点的讲解。这部分的实验关联式较多，主要讲解特征长度的选取，定性温度的选择，局部换热系数和平均换热系数的区别。对某一具体问题如何选择恰当的关联式以及在允许的误差范围内对同一问题用不同公式计算的合理性，培养学生工程应用能力。对于特征数方程和实验数据存在误差的问题，要引导学生用辨证和发展的眼光来看待，一个复杂的物理现象往往要经历长时间的探索，而目前的误差反映了现有的认识水平。
四、热辐射部分
我们把这部分的主要概念分成四组：（1）吸收率、反射率、透射率以及对应的黑体、镜体、透明体；（2）黑体辐射力、黑体单色辐射力及黑体辐射基本定律；（3）黑度、单色黑度及定向黑度；（4）投入辐射、光谱吸收比、灰体及基尔霍夫定律。每一组的概念存在数量关系和交叉关系。通过这种有意识地划类比较，更能清楚地揭示概念之间的内在联系，“信息”特征鲜明，从而有利提高学生的理解性、记忆力。角系数是这一部分的重点和难点，为了让学生理解角系数是与几何相对位置有关，我举了大量的例子，让学生在解题过程中灵活应用角系数的各项性质，加深理解。在多表面系统辐射换热的计算中，采用换热等效网络图，重点讲解了有一个表面为黑体和有一个表面绝热的区别，这样学生就明白为什么一个能采用并联热阻的求解法而另一个却不能的原因。
传热学是一门工程应用性很强的学科，需要考虑综合经济问题，像如何正确处理增强传热和流动阻力增大的矛盾。能量守恒是热传递现象所遵循的一个基本规律，《传热学》的形成、发展与它的运用息息相关。能否通过课程教学深刻理解热传递过程与能量守恒的关系，并基本掌握建立能量方程的方法与技巧，就成为提高学生解决问题能力的关键之一。随着计算机的迅速发展及应用的普及，热物理问题的数值模拟方法已越来越显示出其重要的作用，向学生介绍一些大型的商业计算软件，如：Fluent、ANSYS等，同时使学生了解传热学在现代生物医学、高新技术中的重要作用，这能够启发学生善于发现和解决工程问题，调动学生的学习积极性以及学习的创新热情，进一步巩固所学理论知识，提高工程实践能力和学习兴趣，培养应用型高级技术人才。
参考文献：
购物车(0)
