关键词:无机化学;物理化学;热力学
基础物理化学作为工科院校四大化学中最后一门讲授的基础化学课程，课程难度较高。讲授物理化学时首先要注重基础知识。学生在完成该门课程的学习后，需要牢牢掌握物理化学各章中概念、基础公式，并能够掌握其应用条件，这是学好物理化学的根本。其次要培养学生解决现实问题的能力，这就要求对物理化学内容向深挖向广探，建立牢固的理论基础［1］。我校针对冶金、成型、材料、生物工程、食品工程等专业开设的物理化学课程，课时相对较少，热力学内容几乎占到总学时的1/3，这就导致其他章节讲授内容较少，直接影响了教学质量。为了改善目前的情况，考虑到前设课程无机化学与物理化学的紧密联系，在物理化学内容讲授时可以以无机化学基础为前提，少学时高质量的完成物理化学课程的讲授。
1热力学授课内容现状分析
以我校使用的由科学出版社出版的《无机化学核心教程》(第二版)和《物理化学核心教程》(第三版)为例。在两本教材中化学热力学、化学动力学、化学平衡和电化学中均有知识点的重复，相比而言，两本教材在化学热力学中重复知识点出现的频率最高。具体涉及到的重复的热力学知识点是:1．1热力学基本概念无机化学教材中系统与环境、状态与状态函数、过程和途径、体积功(W)、热(Q)、热力学能(U)等。不论是从文字描述还是由基本概念衍生的相关计算上，与物理化学热力学基本概念的讲述基本一致。1．2热力学基本定律化学热力学的基础就是热力学第一定律、热力学第二定律及热力学第三定律，三个定律的文字描述在两本教材中是一致的。除此之外，自发过程、熵增原理在无机化学中也有明确的描述，这在物理化学教材中也是重复出现的。1．3化学反应中所涉及函数无机化学教材中化学反应所涉及到的化学计量数(νB)、反应进度(ξ)、标准摩尔反应焓(ΔrHmθ)、标准摩尔反应熵(ΔrSmθ)、标准摩尔反应吉布斯自由能(ΔrGmθ)等函数的概念以及在化学反应中所涉及到的计算，这些概念的引入及计算的方法与物理化学的讲解基本相同。1．4其他热力学物理量、判据及方程无机化学教材中热容、恒容热、恒压热、化学反应等温方程、Van’tHoff方程等内容的引入、方程的结论及应用与物理化学教材中的相关内容也是重合的。综上，重复性的内容主要集中在无机化学教材中热力学的基本概念及原理部分，占无机化学热力学课程内容的25%左右，后续物理化学课会继续对相关知识点进行讲解，虽然无机化学的讲授重点在概念的介绍，而物理化学的讲授重点在概念的引入和推导，但在讲授物理化学时重复知识点是在所难免的。因此，如何将两门课程有机地结合在一起讲授，既可以有效地缩短热力学的讲授课时又可以提高物理化学的教学质量，是改善课堂教学的一项重要工作。
2提高教学质量的宗旨与措施
近几年，我校物理化学教研组主要针对物理化学热力学的讲授进行实践，密切关联无机化学的热力学相关内容，总结归纳出以下几条途径:
2．1优化整合，统一知识体系
优化整合无机化学和物理化学两门课程中热力学知识体系，降低知识点的重复，特别是物理化学课程讲授中，对于重复的知识点要做到“温故而知新”，在有限的课时中做到升华与提高，注重热力学知识体系的统一。优化整合要在两门课程的课程大纲、教学进度安排、课件设计等方面着重体现，避免学生重复地接受热力学知识，产生惰性。
2．2追根溯源，建立逻辑思维
对于后续课程物理化学来说，在无机化学中已比较充实的部分内容可以简单讲或不讲，让学生自己阅读巩固提高，再用较少的课时加以总结［2］。无机化学的教学内容中对于热力学基础中热(Q)、功(W)、热力学能(U)、焓(H)的定义及应用范围，热力学的几对基本概念讲授得都非常充分，是无机化学教学的重点，这与物理化学的讲授内容基本相同。相比而言，在习题的练习方面，无机化学中热、功及状态函数的题目众多，已涵盖了物理化学中的教学内容。因此这部分内容的讲授更应注重的是深挖理论基础，注重推导，着重建立逻辑思维。
2．3详略得当，强调来龙去脉
物理化学课程是学生初步建立逻辑完整性的很重要的一门必修课程［3］。学生一进校就开始接触无机化学，掌握了一定的热力学基础知识，但刚进入大学新生的数学、物理知识储备有限，在讲授无机化学时只能给出结论，学习内容不完整。学生对部分内容掌握较好，但是缺乏整体系统认识。如对于“孤立系统”的学习，无机化学中“孤立系统”就是按照定义来界定的无能量交换、无物质交换的系统，但在物理化学在处理“绝热系统”，尤其是利用熵判据来解决可逆与否的实际情况时，学生就会感到束手无策，本质上讲就是对孤立系统概念的理解不深入，缺乏对知识相互联系的认识。再如无机化学课程中恒压热Qp和恒容热Qv讨论的非常多，在无机化学考试中是一个重要考察的知识点，但学生仅凭记忆去记忆公式是经常会犯的错误，因此在物理化学课中要“知其然知其所以然”，使学生对Qp和Qv的认知要系统化。因此，强调物理化学公式的来龙去脉是提高物理化学教学质量的重要一环。
2．4深入浅出，防止惯性思维
惯性思维是没有进行过严格的推导，经验自然累积的结果［4］，容易产生错误的观点。物理化学教学一个不容忽视的问题就是惯性思维，它会影响学生正确的理解理论知识。物理化学最重要的就是培养学生正确的逻辑思维方法及严谨的科学作风。惯性思维并不是一蹴而就的，而是逐渐形成的，所以在教学过程中要不断地对基础知识和理论进行强化训练，建立正确的逻辑思维方式。比如热力学第一定律中化学反应焓的计算，学生经常认为化学反应焓在任何温度下均可带入298K的公式进行求算，这就是惯性思维的一种体现，在工业的实际运用中，升高温度是常用的手段，其目的是提高化学反应速率增加工业产率，因此求算非298K下的化学反应焓是更贴近实际情况的。非298K下的化学反应焓是通过基尔霍夫公式实现的，该公式是物理化学教学中一个必不可少的知识点，不仅是拓展了化学反应焓的温度求算范围，同时也纠正了学生在无机化学中形成的惯性思维。通过实例说明与理论概括，纠正了学生对反应热的惯性思维，同时也建立了学生正确的逻辑思维方式。
3结论
重视物理化学与无机化学的关联，对热力学知识体系进行整合优化，可以在有限的课时内大幅度提高物理化学的教学质量。在授课中使学生感到物理化学是在无机化学知识基础上的纵向深入，是逻辑思维建立的重要课程。教师在教授课程时要减少机械重复，强调热力学知识的追根溯源，注重知识体系的来龙去脉，深入浅出地讲好物理化学这门课程。
参考文献
［1］白月光，马占芳，王玉洁．重视物理化学与无机化学的联系提高物理化学教学质量［J］．大学化学，1995，10(1):15－17．
［2］王小兵，卢文贯，任健敏．无机化学和物理化学课程整合与优化初步探讨－以环境工程专业为例［J］．大学化学，2014，29(2):23－25．
［3］傅丽，梁红莲，赵娣，等．《物理化学》与《无机化学》课程优化与整合的研究［J］．广州化工，2016，44(7):178－179．
课程标准：本节内容关注的对象是大气。旨在借用或绘制原理示意图，如：大气热力环流示意图，认识导致大气运动的基本原理，为后面学气环流、天气系统以及全球气候变化打下理论基础。
二、设计思想
地球上的大气这一单元各部分内容前后之间的关联性很强，热力环流的形成过程是本单元的基础，也是理解大气运动的突破口。因此，学好这部分内容是学好大气运动的基础，为后面学气环流（三圈环流、季风环流）打好基础，起到分散降低教学难度、便于学生掌握的作用。
在教学过程中，设计一些由浅入深的问题，并联系学生身边的一些现象，并借助于现代化多媒体计算机技术，把抽象的大气运动具体、生动、形象地表现出来，便于学生认识发展过程的实现，引导学生积极主动地参与到教学中来，积极主动地获取知识。这样不仅激发学生的学习兴趣，提高学生学习欲望，而且还可以实现培养学生探索知识、发展能力的目标。
1.教材分析：热力环流主要阐明了大气运动最简单的运动形式，用图示的形式形象地讲解了地面的冷热不均引起大气密度和气压的变化，进而形成热力环流的过程。
2.学情分析：大气热力环流的形成过程与一系列的知识有关，尤其是物理学的知识，学生在理解的过程中相对来说比较困难，
同时，这部分知识还涉及等压面这一空间概念，但由于高中阶段刚开始学习立体几何，空间概念建立不牢固，空间想象力不足，所以本节课的学习对于学生有一定难度。
三、教学目标
1.知识与技能
（1）掌握热力环流的概念，熟练阅读热力环流示意图，理解热力环流的形成过程。并培养学生观察、思维、想象和判断的能力。
（2）通过绘制热力环流图，训练学生绘制简单原理示意图的基本技能，提高学生的绘图能力和理解问题的能力。
（3）能够利用热力环流原理解答生产、生活中的热力环流问题。培养学生在实际生活中对地理事物的观测判断能力和运用理论知识指导实践的能力。
2.过程与方法
（1）使学生经历“感知地理知识――理解地理知识――巩固地理知识――应用地理知识”的思维过程。
（2）在提出问题到解决实际问题的过程中进一步培养学生学会分析、推理、归纳等学习方法。
3.情感、态度与价值观
（1）通过分析、理解、观察热力环流，培养学生探索自然、热爱科学的精神。
（2）提高学生理论联系实际的意识，逐步学会用联系的观点看问题。
（3）通过对热岛效应的介绍和城市风的分析，让学生了解环境保护的重要性。
四、教学方法
由于该部分内容理论性较强，同时与其他学科知识联系比较紧密，学生在学习过程中势必会有一定的难度，因此，在教学过程中，主要采用启发式问题教学法、多媒体辅助教学法。让学生在一系列问题的思考及探讨中，掌握所学的知识，并将知识运用到实际生活当中。
五、教学重难点
重点：热力环流的形成过程、原因以及原理的运用。
热力环流涉及气压、气温、等压线等抽象知识，为了让学生直观地理解并掌握，我从实际出发，首先，用生活中的“烧开水”和“火苗燃烧时向上的火焰”两实例激发学生学习的兴趣，然后让学生把这两个实例用图画出来，并思考气流运动的原因。其次，让学生合作进行实验，将一盆热水和一盆冰块放在一玻璃缸的两端，给放冰块的盆上方开一小洞，放进一束香点燃，观察烟雾在玻璃缸里的飘动方向，并让学生由实验得出结论。第三步，画出一组水平等压线示意图，深入浅出，通过图形的变化，给学生一个简明的理解与思考过程。第四步，借用多媒体技术把这组等压线的变化做成动画，帮助学生建立立体空间感，并引导学生分析气流的运动状况及对应的近地面和高空的气压、气温变化状况。第五步，为了进一步激发学生的兴趣，我播放了海陆风、城市风、山谷风的动画，大家兴趣盎然，然后又让学生画图表示三种风，并思考各种风形成的共同原因。画对的同学格外自豪，并真正明白了热力环流形成的直接原因就是同一水平面的冷热不均。最后，我进一步启发学生思考城市的工业应布局在环流的什么位置、海陆风对海滨地区的气温有什么调节作用、山坡多夜雨的原因等。学生觉得学习这些知识非常有用，积极参与，积极思维，大脑在轻松愉快的氛围中自行达到思维的高度，从而使三个问题迅速得到解决。
通过本节课的学习，我认为：
1.教师备课的同时还得备学生、备学法、备教法。对于教学中的重难点，可以通过生活中的自然现象与实际问题，引导学生由浅入深，由已知到未知，从实际到理论，循序渐进。实际教学中该讲的就讲，尤其是自然地理的教学，完全靠学生自主学习是学不透的。
2.教师要根据知识点的特点，通过实验或应用动画技术来帮助学生理解，化繁为简，变难为易。合理地运用多媒体，可以帮助学生建立空间概念，使学生由感性认识上升到理性认识；对一些难以理解的概念，通过动画化虚为实、化静为动，使抽象的概念具体化；通过实验调动学生的所有感官，激发学生的学习兴趣，加深学生对知识的灵活掌握，同样可以活跃学生的思维，培养学生的创新能力，达到很好的教学效果。
【关键词】学习兴趣；研究性教学；能力提高
随着时代的变迁、社会的进步和高等教育的发展，我国高等教育教学改革过程中不断出现新的问题，期中课程的教学改革是核心，而改革重中之重是如何调动学生的学习积极性和促进学生综合实践能力的提高，本文结合多年的化工热力学教学改革情况，谈几点体会以共勉。
1 引用研究性教学模式，创造主动学习氛围
化工热力学课程专业性比较强，内容比较枯燥，基本原理概念抽象、公式推导多、工程计算更是繁琐，学生上课往往表现学习兴趣不高。针对这一实际情况，教师首先需要对热力学的基本知识进行梳理，按照教学计划和要求对教学内容模块进行划分，并对教学内容外延知识体系进行补充，为课堂教学创造必要条件。化工热力学的课堂教学要求教师用科学恰当的方法把自己所掌握的精确的专业知识教授给学生，为达到人才培养的目标，提高化工热力学教学的时效性，部分引入以教师为主导、学生为主体的研究性教学模式，能够充分调动学生学习的积极性。
研究性教学是指老师以课程内容和学生的知识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识培养能力和锻炼思维的新型教学模式。这种教学模式带动学生积极地投入到课程学习中去发现问题、研究问题和解决问题，并在研究过程中获取知识、提高技能、培养能力[1]。为此，在热力学教学中，我们尝试了“设定内容情境-启发思考-交流探究-总结提升”教学环节，将复杂的热力学知识体系，和学生先前学过的基本物理、化学、数学等知识紧密联系起来，应用于实际，营造自主或团体进行讨论和探究，和传统的教学模式相比，大大提高了学生的学习积极性，并达到了能力培养的目的。
在实际教学过程中，曾尝试选择几节内容，采取学生进行讲课。教师布置任务范围，提出要求，学生以团队为单位首先学会读懂教材内容，查找所需资料，再设计教学课件，最终在讲台上进行展示讲解。从学生到老师角色的转变，从自己学明白到讲解清楚，激发出了学生对热力学学习的兴趣，加强了对知识的理解深度，与此同时活跃了课堂的气氛，教师也可以从中观察到学生的学习心理，寻找到教和学的突破口，对于课堂教学的创新和学生能力的培养具有重要意义。
2 利用多媒体和网络教学手段，提高自主学习能力
针对化工热力学知识体系和内容的具体特点，在教学方式上，发挥多媒体优势进行教学，可以大大提高学习的时效性和增强学生学习的积极性。
多媒体技术应用文本、图象、动画、声音等运载信息的媒体结合体，以图文并茂的形式为化工热力学教学充实供了多样化、多维化的教学信息空间，使化工热力学的教学内容、教学模式得到了很大的充实和改进[2]。结合化工热力学自身的特点设计生动、立体、直观性强的教学软件，与公式推导的板书相结合，加快和加大课堂教学的信息量，吸引学生的注意力，提高了教学效果。
在多媒体内容的展现方式上，除了课堂教学外，充分利用互联网，拓展网络教学。学生反映平时在化工热力学学习中，经常会遇到疑难问题，课堂时间又极其有限，往往会造成问题堆积。针对这一情况我们建立了化工热力学网络教学辅导平台，可以师生交流、学生间交流，利用网络的开放性、交互性、共享性的特点，传递与化工热力学相关的前沿信息和资料，将教学内容在网上公开，实现资源共享，并及时为学生答疑解惑，随时提出新问题，在网上进行自由讨论，师生间共同研究，从而既迅速有效的解决了问题，又提高了学生的学习效率。
3 结合实验实践教学，培养工程实践能力
化工热力学的实验教学是对化工热力学基础知识的综合运用与实践，意在培养学生建立独立思考、观察分析、解决问题、验证结果的思维体系，培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力；让学生明确化工热力学在工业生产中、科学研究和工程设计中的重要性，有一个比较完整的感性认识和理性认识，也是进行产品生产和科研开发的必要准备。在实验教学的过程中，指导教师根据教学内容，详细制订系统完整的实验过程，建立了“做什么实验-为什么做实验-怎么做实验-如何提高实验数据可靠性”思维引导方式，注重挖掘学生的内在潜能和启发学生的智慧，在巩固和深化专业理论知识的基础上，要强化实验中出现的各种现象，再把实验过程中遇到的具体问题放入化工热力学的课堂教学当中，在相互融入讲解的过程中潜移默化的传授给学生，使其印象深刻，充分理解。
化工热力学所研究和解决的都是化工生产中的实际问题，因此实践教学环节非常重要，在热力学的应用章节的教学中，指导教师可以带领学生直接参与到企业的生产之中，结合课堂教学实例，按照“装置设想-实验室开发-工程设计-生产操作运行-工艺改进”主线，在现场指导学生运用所学的化工热力学基本理论联系实际，完成一定的实习任务，同时使学生在真实的生产环境中获取初步的职业训练和积累简单的生产操作经验，逐步提升工程意识和理论联系实际的能力；在企业实习实践活动中，学生开始涉入企业的先进理念和特色文化的信息，增强了参加工程实践活动的兴趣，为将来走向工作岗位、立足企业打下良好的基础[3]。
4 完善考核方式，促进培养目标达成
为了更好地评价学习的效果，必须进一步完善公平、公正、公开的考核体系，制定适应上述教学的评分标准，准确的反映学生的学习情况和能力发展水平，使学生在为成绩而努力学习的过程中，能够完成知识体系的建立和能力的提高。为此，教师应从培养学生学习思维和提高全面创新能力出发，逐步减轻期末理论考试的分量，倾向于平时的学习态度，如课堂表现情况，作业、实验、实结情况都占一定的考核比例，坚持课内与课外相结合、考试与考评相结合的原则。评分的等级和标准要进一步细化，从激发学生的学习热情出发，科学、有效、灵活的进行化工热力学的考核评分工作。如在考核的过程中，我们不考核学生对化工热力学公式的死记硬背，而是考核学生是否掌握了公式理论的应用场合条件，理解了各种符号的含义，能否明白推导步骤和过程，考核学生的推理、演绎能力等。
总之，从以上几方面入手，对化工热力学的教学工作有了更进一步的认识，以培养高素质化工人才为目的，通过不同教学方法的体验，激发了学生的学习兴趣，灵活运用化工热力学的理论知识解决实际问题的综合实践能力。
【参考文献】
[1]郑贵华.大学研究型教学的理论构想与实践探索[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士），2005（07）.
关键词 热力学 统计物理 课程教学 教学策略
中图分类号：G424 文献标识码：A
Explorations of Thermodynamics and Statistical Physics Teaching
ZHANG Jin
（Mathematics and Physics Department of Anhui Jianzhu University， Hefei， Anhui 230601）
Abstract The paper analyzes some teaching problems of Thermodynamics and Statistical physics， carries on research of effective teaching， has discussion of teaching content， teaching approaches and teaching methods for improvement in teaching quality of Thermodynamics and Statistical physics.
Key words Thermodynamics; statistical physics; course teaching; teaching strategies
作为大学物理专业的四大力学之一――热力学与统计物理是一门学生感觉难学，教师感觉难教的课程。学生总体感觉这门课程公式和概念较多、对高等数学的要求较高、与日常生活又比较脱离，不知道学了之后有什么用。而教师普遍感觉内容较为零散，与其他物理课程重复内容又较多，因此往往感觉较难将课程前后融会贯通，将公式和概念讲得浅显易懂又具有一定深度。本文对热力学与统计物理课程的现状进行分析，分别对教学内容、教学方法、教学手段进行了探讨，以激发学生的学习兴趣，提高教学质量。
1 课程内容的优化
热力学与统计物理中的部分内容与其他物理专业课程有一定的重复。例如第一章热力学的基本规律，该部分内容在前期课程热学中基本都已学过。因此在讲解该部分内容时，学生难免会感到没有新鲜感。但是这部分内容对热力学与统计物理后面章节的内容又非常重要，是后期内容的基础，尤其是热力学三定律，如果理解不透彻，后面章节的内容就更难以理解。同时第一章热力学的基本规律又不完全等同于热学课程所学。例如对温度的理解，热学强调温度是冷热程度的度量，而在热统中则更着重于强调温度是一个态函数。总体来说热学强调热的本质，热究竟是什么，怎样发生等问题，而热统则是研究热的传递和循环等过程，与热学相比更侧重于动态的研究。因此对于和热学重复的内容部分，既不能完全不讲，也不能细枝末节地详细讲述，而应当重点讲述一些重要概念不同于热学的理解方式。
另外，对于热统后半部分统计物理学，学生是首次接触统计物理，并且统计物理与前面部分热力学研究方法上又完全不同，所以学习这部分内容时学生会觉得很吃力。因此对统计物理前半部分内容要在合理安排课时的前提下尽可能讲得详细透彻，使学生能听懂，能理解和掌握，后半部分内容处理方法和前面基本相同，因此可以相对简单地讲解。同时热力学和统计物理并不是完全分割独立的两部分，实际上它们相辅相成，互为补充，统计物理的很多结论回归到热力学的结果。因此统计物理这部分内容也应着重强调和热力学内容的相互呼应。使学生感觉到这两部分是整体，而不是零散、毫不相关的内容。
2 教学方法的几点建议
2.1 公式的讲解
热统这门课程难学的一个重要原因就是公式非常多，而且很多涉及偏微分甚至有的还不是完全微分。例如内能的微变量用，是个全微分，而微功用表示，不是个全微分，而一个公式里面往往可能既涉及全微分也有不完全微分，因此一定要区分和解释清楚。比如内能要强调是态函数与过程无关，因此用表示，而做功与过程密切相关，因此不是全微分。这些一定要讲解清楚，否则学生非常容易搞混淆。热统这门课程里的公式的另一个特点是多而且近似，例如麦氏关系，单纯地背下来实际十分困难，因此需要寻找公式的规律，甚至可以编一些顺口溜等，便于学生的记忆。另外，讲清楚公式从何而来，又有哪些应用，往往对公式的记忆和理解也很重要，进而也能让学生搞清楚这门课程的学习到底有什么用，而这离不开习题的讲解，因此对于难以理解的公式，适当的习题有助于学生对公式的学习。
2.2 概念、定理和定律的讲解
热统书中也涉及到很多物理概念、定理和定律，而教材中往往因为篇幅有限并没有一一交待这些概念、定理和定律的来龙去脉。例如卡诺定理，学完热力学第二定律后紧跟着下一节就是卡诺定理，但教材中只介绍了卡诺定理的具体内容和简单推论，学生学起来就觉得很茫然，不知道为什么要学卡诺定理，和热力学第二定律有什么关联，兴趣也就不大。往往教师费劲讲了半天，学生听得一知半解。这时候如果在讲卡诺定理之前，先讲清楚为什么提出了卡诺定理，卡诺当年是在什么情况下提出，遇到了哪些困难，他对热机的发展有了什么推动作用，也就是略微讲解部分卡诺定理提出的科学史，这样既可以吸引学生的兴趣，而且对于这个定理，学生能够知其然且知其所以然，同时也启迪了学生勇于创新的精神。这样才能真正让学生感受到热统这门课的魅力，体会它的思想和方法，真正意义上培养学生的思维能力和创新能力。
2.3 前沿科技知识的引入
大学生教学不同于高中教学，学生不仅应该掌握基本的理论，对一些科技前沿也应当有适当了解。这要求教师不仅能很好地把握教材内容，同时也要常了解相关的科研动态。前沿科技知识介绍不仅能提高学生的学习兴趣，而且启发学生的思维能力，甚至于对学生在以后考研选择方向时也有很大益处。
3 教学手段的改进
目前很多高校基本都具备多媒体教学条件，提倡板书和多媒体结合。板书多用于复杂公式的推导，诚然公式的推导需要板书的帮助，但是板书应该不仅仅用于枯燥的公式推导，有时候将整堂课的主体框架，甚至大的标题之间的联系写在板书上，这样学生感觉逻辑性会更强，环环相扣，有利于学生整体知识框架的构建，和对课程内容有更好的理解。而多媒体教学中幻灯片可以适量减少文字部分，图文并茂、生动活泼的PPT很容易吸引学生，有些部分内容如果辅助动画演示或者视频将可以达到更好的效果。比如玻尔兹曼分布，玻色分布和费米分布，三种分布的区别和联系，如果完全靠教师的讲解，有时候会有理解上的困难，但如果辅助了动画，学生一目了然，更容易理解，也更容易记忆。但是也非动画和视频越多越好，过多的情况下，反而让人感觉重点不突出，本末倒置，因此板书和多媒体的有效结合十分重要。这就需要教师很好地把握教材，课下须花大量精力搜集丰富的课外材料，做好备课工作。
4 结语
总之，要教好热统这门课并非易事，需要教师对课程内容进行优化，对教学方法和教学手段进行研究，寻找合适的方法和手段，这需要教师也要不断学习和反思，不断改进，在热统的教学过程中和学生一起共同学习成长，实现热统教学的真正目的。
参考文献
[1] 包景东.热力学“时间之箭”.大学物理，2011.30（10）.
[2] 林宗涵.热力学与统计物理学.北京大学出版社，2007.
关键词：研讨式教学；工程热力学；启发性原则
作者简介：耿凡（1982-），女，江苏徐州人，中国矿业大学电力工程学院，讲师；王迎超（1982-），男，山东滨州人，中国矿业大学力学与建筑工程学院，讲师。（江苏 徐州 221116）
基金项目：本文系2012年中国矿业大学青年教师教学改革资助计划项目（项目编号：2001263）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0076-02
工程热力学相关的热工技术和节能环保问题日益凸显，因此，“工程热力学”教学改革需要深入。那么，如何调动学生的学习兴趣，使其更清晰地理解并掌握抽象概念，把工程实际问题更形象地展示给学生并让学生应用所学知识去分析、解决实际问题，这对高校传统的教学方法和手段提出了挑战。因此，开展研讨式授课的教学模式改革被提上日程。[1，2]
一、研讨式教学改革的指导思想、原则及作用
1.指导思想
根据“工程热力学”课程的内容及特点，研讨式教学的指导思想是：以解决问题为中心，通过教师创设问题情境，学生按照课程要求在教师的教学指引下，对具体的热工理论及实际问题进行思考和研究，借助丰富的网络资源、必要的实验及模拟手段，探究其知识的发生过程、提出解决问题的方法。
2.实施原则
研讨式教学体现的主要教学原则是学生主体性原则、启发性原则、循序渐进原则及和谐性原则。
（1）学生主体性原则。学生在研讨式教学模式中成为学习行为的主人，始终处于稳定的自主地位，在教师的帮助下积极思考，多动手、多分析、多总结，积极发掘自己的创造潜力，有意识地占据课程学习的主体地位。
（2）启发性原则。教师在研讨式教学模式下以启发为主，设置贴近学生生活、富有吸引力的情境，提出有思考价值的问题，这要求教师有全面、深刻、独到的见解，了解学生原有知识基础和能力水平，并且有熟练利用现代化手段教学的能力。[3]如“门窗紧闭房间可否用电冰箱降温”，据笔者亲身授课经历，这一问题很能吸引学生的注意力，而且贴近生活。学生能够积极思考并能在教师的引导下用热力学第一定律进行分析得出结论。
（3）循序渐进原则。教师设计的问题要由易到难、由简到繁循序渐进地进行，便于让学生顺利进入状态，从而逐渐调动其积极性并提高其研讨的兴趣；另外，由于学生个体的差异，对设置问题的接受能力也有所不同，因此，教师也要针对学生个体的具体情况，对一个问题设置多个角度、多个层次、多个梯度便于学生理解，让学生由少到多、由个体到班级逐步理解问题。
（4）和谐性原则。研讨式教学过程中，教师通过设计的问题给学生指出方向，并适时启发学生思考，而学生在所设置的问题情境中要靠自己来解决问题，这种导与演的情境创设了师生之间、学生之间相互影响、共同进步的环境，呈现出平等和谐的教学氛围。
3.作用
研讨式教学包括对问题的认识、分析和解决各方面，主要或完全由学生自己来做，能够调动学生积极性，开阔其视野，有助于学生综合能力的提高。具体作用可分为以下几点：研讨式教学体现了以学为本的科学发展观，充分激发了学生的主体性；能够解决“工程热力学”理论与实践脱节的难题，能有效提高学生的实践能力；能够依托“工程热力学”课程设计，鼓励学生独立思考，着重培养其科研能力和创新精神。
二、研讨式教学改革可行性分析
从课程本身的性质和特点来看，研讨式教学方法和手段的改革是可行的。通过教学过程发现：学生能够通过课程教学了解和掌握了“工程热力学”的相关知识，但由于课堂及实验条件的限制，学生对于抽象概念认识模糊、对主要热工问题的认识不深，思路不清晰，解决问题能力十分有限，不少学生对此课程失去了学习兴趣。尽管引起该问题的原因很多，但教学方法和手段的局限是其重要原因。因此，教学方法和手段的改革十分重要。
“工程热力学”的研讨式教学打破讲授为主的模式，预期在教学过程中结合实际问题、以互动为主的方式使学生通过认识过程去掌握知识结构，从而掌握“工程热力学”的基本概念、理论和计算，并让其具有对各种“工程热力学”问题进行初步定性定量评价的能力和分析解决热工技术问题的能力。另外，在“工程热力学”研讨式教学初见成效后，可将其逐步推广到“工程流体力学”、“传热学”等课程中去。
三、研讨式教学改革具体内容
开展“工程热力学”研讨式教学的具体做法很多，本文拟采从以下几个方面进行分析：
1.常规教学为基础
教师应对当前典型热力学教材进行详细阅读，科学编辑，根据学科发展对课程内容进行部分更新和调整，优化课程内容。在已有的较扎实的“工程热力学”课程教案的基础上，制作与授课专业相符的具有较高专业水平的多媒体教学课件，采用图、文以及动画等形式为课程教学提供多样化、多视角、立体化的教学信息空间。[4]
2.实例研讨作穿插
教师在课堂讲述中适时引入工程和生活中常见的实例，如在讲“湿空气”时，让学生思考简单问题：“为何什么阴雨天晒衣服不易干，而晴天则容易干？”由此展开研讨式教学，通过教师对实例启发性的分析，把枯燥的理论变成具体的实际问题，开展课堂讨论，激发学生学习的兴趣。与此同时，教师启发学生独立思考，让学生以解决问题为目的，完成查资料、讨论、分析、提出整改措施、总结经验教训的一体化学习过程。
3.热点问题当点缀
教师结合当前的热工领域的热点问题，如提高热机效率、节能降耗、低碳环保以及日本核电事故等问题，开展课堂讨论调动学生积极性，在条件允许的情况下给学生课后试验的机会，让他们在动手过程中更深入地理解问题，或者借助模拟实验手段，鼓励学生多途径分析解决问题。最后总结、分析并撰写小论文。
4.课程本身问题
另外，在学生逐渐学会分析、解决、总结问题的同时，教师也要引导学生学会分析总结本门课程的学习，把课程本身作为一个问题去对待，学生要逐渐学会自己分析总结重点、难点和规律等，从宏观、微观两个角度认识课程。学生在学习过程中发现的疑点问题，在及时反映给教师的同时，要能够独立思考，并通过查资料、分析总结进而消除疑点问题。
通过研讨式教学，学生养成良好的思考习惯，从被动学习变为主动的学习，从而多角度地体会学习的过程。
四、实施方案
1.实时改进教学内容
教师要搜集“工程热力学”方面的教材、课件及教学改革论文，学习前人的教改思路和方法，深入分析兄弟院校的“工程热力学”课程建设经验及精品课程，取长补短。在大体保持传统内容及学时基础上，对教学体系和内容作进一步调整，适当增加与专业相关的内容，简化或删去部分比较陈旧的内容。
2.构建实例和热点问题资料集
教师搜集国内外“工程热力学”相关实例和典型热工问题，如针对性地引入日常生活常见的散热器管片、电冰箱和空调等生活中常见的电器循环、节能减排、低碳环保等热点问题，并运用“工程热力学”原理对具体热工过程、设备及工程热点问题进行深入剖析，形成与课程相配套的实例资料集。结合构建的实例集，增设课程实例研讨环节，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。
3.重视交流
教师应根据“工程热力学”大纲，明确课程定位，在教学过程重视与学生交流，及时了解学生兴趣、理解与接受能力。根据教学过程中发现的难点及疑点问题，鼓励学生根据所学有针对地加强相应习题的训练以加深对这些问题的认识。
4.习题训练
教师针对每一章的重点难点，构建相应题型，通过课题提问形式进行课堂讲授，并针对性地布置习题让学生进行课后复习和课前预习，使其独立解决问题，让其在作业同时实现对重点难点的及时掌握和有效巩固。同时，在课后多布置一些和实际生活相关的或者没有唯一答案的题目，例如“试分别举例说明热力学第一定律和第二定律对生产活动或日常生活的指导作用”等，通过对这些题目的思考与分析，学生的综合思维能力得到了锻炼，也活跃了学习的气氛。[4]
五、总结
研讨式教学在“工程热力学”课程的应用，可以调动课堂授课的生动性，激发学生的学习兴趣，学生可以集思考、行动、分析、总结于一体，有利于学生认知能力的开发和对教学内容的理解，具体的实施细节还有待于在教学实践中进一步摸索和完善。研讨式教学不仅对“工程热力学”教学改革有积极作用，对其他课程的改革也有借鉴意义。
参考文献：
[1]龙文希.研讨式教学法的实践与体会[J].广西教育学院学，2002，
（5）：116-117.
[2]王默晗.“工程热力学”教学方式探讨[J].中国电力教育，2010，
（3）：90-91.
【关键词】工程热力学；教学方式；改革；体会
【中图分类号】G426 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）02（a）-0061-01
《工程热力学》是一门应用性、实践性较强的专业基础课，是能源、机械、航空航天、材料、化学、生物等领域专业的重要技术基础课程，是培养在涉及能源特别是与热能相关的各领域中具有创新能力人才的基础，由于该课程具有内容多、跨度大、概念抽象等特点，因此，如何启发和引导学生理解、掌握课程中的基本理论知识，激发学生的学习热情和主动性就显得的极为重要。本文作者根据多年讲授《工程热力学》课程的经历，通过一些教学方式改革的初步尝试，逐步总结出了一些提高工程热力学教学效果的体会，以与其他同行进行探讨。
1、重新构建知识体系
《工程热力学》作为专业技术基础课，它既有专业基础课的一般特点，理论性强，是专业学习的理论和基础；又有专业课的特色，即技术性强，有较强的针对性和实用性。但高职高专工程热力学教材种类多，处处可寻，却给人“千人一面”的印象，教材内容大量沿袭了传统内容，知识体系相对单一。为了加强对学生综合素质、能力的培养，在教学实践中对传统的教学内容可以做一些整合，重新构建知识体系。
从宏观角度，工程热力学内容可以分成两块课程体系结构：基础理论和实际应用。从知识体系划分，工程热力学内容可以分成三块课程体系结构：概念、定理与定律；工质的基本热力性质；实际工作过程。
（1）概念（主要包括系统、平衡状态、状态参数、可逆过程、循环、功和热等）；定理和定律（主要包括：热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、卡诺定理、盖斯定律、基尔霍夫定律等）。
（2）研究工质（主要包括理想气体；实际气体；水蒸气；湿空气；制冷工质）的基本热力性质。
（3）研究各种热工设备中的工作过程。即应用热力学概念、定理或基本定律，分析计算工质在各种热工设备中经历的状态变化过程和循环中的主要热力参数（主要包括压力、温度、体积、内能、焓、熵、功、热量、热效率等），并探讨和分析影响能量转换效果的因素，以其提高转换效果的途径。
从课程内容的角度，学生在学习了热力学第一定律与第二定律，初步了解和掌握了理想气体热力性质和过程基本规律之后，可以应用这些基本知识分析、解决一些实际问题，达到对所学知识的第一次初步理解和应用。然后，在进一步学习了实际气体热力性质和过程之后，更深层次的应用前面所学的基本知识，深入分析实际装置中的热力过程（喷管过程，压气机过程）和多种循环，从而达到能在更高的认知层面上进一步综合、灵活应用工程热力学的知识去解决实际问题。
2、注重基础理论的讲授和公式的运用
《工程热力学》中基本的理论、概念对学生掌握知识的运用非常重要，因此，在课程讲授过程中，应注重学生对基本概念的理解和掌握上。在对基本概念讲授时，将概念的含义、公式中每个参数的含义、单位都要给学生做非常明确的解释，要求学生真正理解概念和公式的意义。同时，在讲授基本理论时，要对基本理论必须理解严密，举例恰当，用语准确，以使学生对概念有非常清晰的理解。
工程热力学中的公式很多，设计到的公式推导量很大。但是，并不是所有的公式都需要在课堂上进行推导。在教学中，应将影响到公式推导过程的关键地方给学生详细解释，而对于比较简单、学生在课下能够自己推导的则一语带过，这样，有利于学生对过程的理解，同时还不会影响到授课的进度。
工程热力学公式的合理应用是对学生最基本的要求，因此在授课中，要注重学生对公式中物理参数含义的理解，结合公式推导过程加以分析和记忆，从而深入理解公式的内涵和具体应用过程。
3、充分利用网络教学平台
教育的核心是“授以渔，而非鱼”，无论多么优秀的教师也无法倾其所有把学生今后所需要的知识都“灌”给学生，而且，单靠一本教材的单一化课堂教学，往往容易造成难以激发学生的学习热情，教学信息量不够饱满等缺点。为了方便学生课后学习、增强学生的学习自主性、丰富教学素材，我们要充分利用网络教学平台，在网络上共享课件与讲义、多种教材与参考书、习题库与解答、试题库及标准答案，这样，各类层次的学生都可在课后。充分利用网站内的教学资源，查阅、下载相关资料，温习、巩固和扩充课堂所学知识，达到各自的学习目的。同时，教师还能及时通过网络在线解答学生的疑问，缩短了师生间的距离。
4、理论与实际相结合
《工程热力学》课程理论性虽然很强，但与实际结合紧密，因此，在讲授每一个概念和基本理论时，举一些与实际生活紧密相关的例子，有助于学生更好地理解概念和理论，例如，在介绍热力学第二定律的实质时，要让学生明白热力过程的方向性，可以举一些实际生活中的例子，如，转动的自行车轮在空气中没有外力作用下，将转动的动能转换成热能停止下来，但反过来，自行车车轮不可能吸收空气中的热能将其转换成动能再旋转起来，这样，既激发了学生的学习热情，又将基本理论与实际结合了起来，使学生通过生活中的实例加深对工程热力学基本理论知识的掌握和应用。
关键词：工程热力学；教学方法；学习方法
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.191
工程热力学是热能与动力工程、航空航天工程、动力机械工程、建筑环境工程等专业的重要专业基础课，其教学和研究的主要对象是热能与其他形式能之间的转换规律、转换关系，以及在工程上的实际应用。学好工程热力学，对学生学习后续专业课、课程设计和毕业设计产生积极的作用，甚至对毕业后的相关工作产生重要影响[1]。但是，这门课概念和理论繁多，逻辑性强，各章节之间的内容相互渗透，彻底理解与掌握有一定的难度，是一门难教、难学的课程。为了提高工程热力学的教学效果，让学生掌握热力过程对热力机械的实际应用，根据教学小组的实战经验，这里探究一些主要的教学方法与手段。
1 教学目的明确，突出教学主题
工程热力学这门课程内容繁多，各个章节之间内容相互联系，逻辑复杂。学生在学习过程中感到内容多，把每章看成独立的个体，不将各章节联系起来，反而增加了理解内容掌握理论的难度[2]。因此，教师在教学过程中要明确教学目的，突出教学主线。这要求教师能够将整个教学内容有机地联系在一起，梳理清楚公式和定理之间的关系，以及理论与工程应用之间的关系。这样，能够使学生在头脑中建立内容框架，从而形成记忆网络，复习之前内容的同时也掌握了当前学习的重点。
2 抓住章节内容特点，选择合适教学方法
从内容上看，工程热力学课程可以分为两个部分，一是基本理论部分，一是工程应用部分。基本理论部分也可以细分为，定理和公式两部分。在教学过程中可以发现每一章节每一部分内容都有相应的特点，教师应根据内容特点选择合适的教学方法，分清多媒体教学手段和传统板书教学方法的主次。在使用多媒体教学方面应将文字、图片、视频结合起来教学[3]，在使用黑板板书教学时应一步步推导最终公式，让学生理解导出公式的来龙去脉。第一章内容中提出了几十个概念，这些概念大部分都很抽象，这时教师就可以用图片帮助学生理解，比如划分热力系统的图片。在工程应用部分，教材上出现了压气机、内燃机等工程机械，这种情况下可以利用视频向学生展示热力机械的运转过程。热力学第一定律、理想气体的热力过程、气体与蒸汽的流动等章节中公式推导非常多，这时需要借助黑板板书的教学手段帮助学生记住公式。在推导的过程中需要理清逻辑，边讲解边推导，达到使学生同时记住公式和公式推导过程的目的。
3 对比章节内容，总结基本理论和公式
在工程热力学这门课程的学习中会遇到很多概念和公式，这些知识点不容易记住，特别是有些参数有不同的计算公式，并且应用在不同的场合中。如果学生在没理解公式的前提下单纯地记下公式，是不能有效解决实际问题的。为了避免学生混淆概念和公式，老师应该总结概念、理论和公式，帮助学生理解记忆。例如，理想气体四个基本热力过程中多变指数n值的确定[4]，教师不能要求学生去死记硬背，可以教学生首先判断四个基本热力过程参数变化特点，结合过程方程pvn=const，从而确定n值的大小。这样，学生不仅学会了确定n值的方法，也充分理解了四个基本热力过程的异同。类似的方法也可应用于功量的计算，学生只要记住热力过程的特点，结合基本公式就可计算出功量的值。万变不离其宗，这种教学方法能够使学生掌握举一反三的技巧，准确地解决实际问题。大部分基本公式通常简单好记，老师要通过对比概念理论总结出最原始、最基本的公式，同时讲解此公式的应用条件，进而提高教学效果。教学的目的不能只是让学生记住知识点，更重要的是让学生改善学习方法，这样就能使学生在今后的工作中独立自主地解决问题。
4 主动与学生交流，时刻了解教学效果
教学活动是双向的活动，老师和学生双方互动交流才能真正地提高教学效果。工程热力学是一门理论基础课，必须通过做题去考察学生的学习情况。老师授完课要立即布置相应内容的作业并及时批改，从作业中检查学生的学习情况，有针对性地对理解困难的内容进行二次讲解。课外与学生加强沟通，帮助学生树立学好的信心。此外，可以举例让学生了解工程热力学在实际中的应用情况，增强学生的兴趣。
结合自己的教学经验，从以上四个方面总结了工程热力学这门课程的教学手段。教学活动有一定的规律，但是没有固定的形式[5]。根据实际情况采用合理的教学手段，教授知识的同时激发学生的学习热情。及时与学生交流沟通，共同探索提高学习效率的方法，是工程热力学改革的长远目标。
参考文献：
[1]陈国杰.《工程热力学》教学改革探讨[J].教学教育论坛，2014（31）：73-74.
[2]夏莉，冯国增，聂宇宏，姚寿广，杜军.提高“工程热力学”教学效果的途径探索[J].制冷与空调，2011，25（06）：614-616.
[3]郁金华，史瑞莲.工程热力学教学法探析.课程教育研究，2014（06）：282.
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