前言:一篇好的文章需要精心雕琢,小編精選了8篇材料物理專業范例,供您參考,期待您的閱讀。
材料類專業物理化學教學改革
摘要:物理化學作為材料類專業的專業基礎課,在人才培養中具有非常重要的地位與作用。本文立足應用型本科人才培養、材料類專業人才培養和工科學生人才培養的要求,結合教學實踐,對物理化學的教學改革進行了初步探索,以期達到提高學生學習興趣、改善教學效果的目的。
關鍵詞:材料類專業;物理化學;教學改革
一、引言
物理化學又稱理論化學,是化學學科的一個重要分支,是從研究化學現象和物理現象之間的相互聯系入手來探求化學運動中具有普遍性的基本規律的一門學科,是物理學與化學最早相互滲透的一門交叉邊緣學科,是化學及化工、材料、生物等學科的理論基礎,被稱為“化學的靈魂”[1,2]。物理化學作為材料類專業的一門專業基礎核心課、必修課,與無機化學、有機化學、分析化學等課程共同構成了主要專業基礎知識平臺,居于承上(公共理論層次)啟下(專業理論層次)的重要樞紐地位,對于學生科學素養的培養和動手能力、創造能力的提高起著至關重要的作用。物理化學的學習要求學生具備扎實的物理和數學理論功底,也要求學生具有較強的理論聯系實際的能力。物理化學的這種跨學科性對學生提出了更高的要求,也加深了學生的學習難度。但是,材料類專業的學生化學基礎較差,再加上物理化學這門課程邏輯性強,公式繁多,比較抽象,學生學習起來比較困難,難免產生畏難情緒,導致惡性循環。因此,如何提高物理化學的教學質量,成為每個物理化學教師必須思考的問題。本文根據專業特點,結合自己的教學實踐,對材料類專業物理化學的教學改革及教學思路進行了如下思索和探討。
二、深入淺出,把握主線,科學方法貫穿于教學中
鑒于物理化學邏輯性、系統性強,章節之間聯系緊密的特點,教師注重課程整體性和系統性的把握,有助于學生從整體上理解課程的基本脈絡和內在聯系。因此,我們每次在講述新內容之前都會將上次課程的主要內容進行一個簡單回顧。如我們在講“熱力學第二定律”之前,就可以先回顧一下“熱力學第一定律”的相關知識,闡述其能解決哪些問題,不能解決哪些問題,自然而然地就過渡到“熱力學第二定律”。這樣做除了可以起到對所學知識的復習、鞏固外,還有助于學生找到各章節之間的聯系,抓住各章節的重點、難點和關鍵點。在傳授學生學習知識的同時,也注意科學研究方法,如科學抽象法、理想模型法、本質揭示法、極限外推法、數值相關法、歸納演繹法等的滲透。例如,理想模型法是自然科學中重要的研究方法,也是物理化學理論的一個重要內容。理想模型法簡化了實際過程,揭示了運動規律,透過現象抓住事物的本質。物理化學中的理想氣體、理想溶液、可逆過程都是理想模型法的應用。教師從課堂教學的角度選擇一些方法進行討論,加深學生的認識。學習物理化學的基本知識,更須注重認識物理化學科學思維的研究方法,這幾個要點互相滲透,相輔相成。有了正確的研究與學習方法,才能更好地掌握理論的基本內容與知識,并指導實踐。學習中只有堅持理論與實踐相結合,才能更深刻地理解與運用理論,并在解決實際問題中掌握理論和方法,培養創新能力。
三、改革教學內容,采用課堂討論式、互動式教學方法
材料專業大學物理教學改革
摘要:大學物理課程是材料專業的基礎課,它的教學改革具有重要的意義。文章從改革課件、增加與材料專業相關內容、教學方法改革等方面做了初步的探討和嘗試,從而增強學生興趣,增大了課程的內容含量。
關鍵詞:大學物理;基礎課;教學改革
物理學是材料學發展的基礎,材料的發展離不開物理,材料科學中遇到的難題不斷吸引物理學家去解答,新材料、新工藝和各種微觀結構性能的研究又涉及到物理學的各個領域,材料學最新的研究方向更是從偏重化學實驗轉向偏重物理分析。大學物理是材料類學生的一門重要的基礎課程,也是大一新生走進大學校園最先接觸到的課程之一,這門課程旨在培養學生對物理原理的理解,為學生進一步學習材料專業的相關理論知識打下良好的基礎。與此同時,大學物理還能培養物理特色的思維方式,對學生處理其他問題也具有指導作用:即透過現象看本質、抓主要矛盾、做合理假設、建數學模型,從而真正做到舉重若輕、事半功倍。大學物理是世界范圍內理工科高等院校普遍開設的基礎課程。美國哈佛大學[1]的物理教學模式主要包括,第一,案例教學;第二,互動討論法教學;第三,教研結合教學;第四,教師獨立教學。麻省理工學院提出了以研究為主的大學物理教學模式[2],在教學過程中,教師只是起到指導作用,學生是教學活動的主體,從而更好的培養和造就科技人才。北卡羅來納州立大學采用以學生為中心的教學法[3],學生們在小組里互相合作,進行活動,而教師負責通過討論,對學生進行指導。伊利諾伊大學香檳分校的大學物理教學中,整個教學過程都是以學生為主體[4],強調學生的參與,教師在授課過程中,大量提問,學生積極踴躍參與討論。德國克勞斯塔爾工業大學也注重教學和科研的統一[5]。這種教學與科研密切結合的體制,對提高大學物理教學質量大有裨益。這些世界一流名校的經驗對于國內的普通高校未必適用,我們只需加以借鑒,并不一定要完全照搬。目前國內尤其是地方院校,大學物理的教學情況是:學時少,現代化教育手段運用不足。更嚴峻的是,擴招給地方院校帶來巨大的壓力,師資力量無法滿足需要,而生源質量又大幅下降,因此對大學物理教學的影響壓力很大。我們在聊城大學材料科學與工程學院多年的大學物理的教學過程中發現,很多學生認為大學物理內容過于深奧抽象,難以學以致用。還有一部分學生覺得大學物理的內容與自己的專業課程聯系不大,沒有多少實際用途,以致于學學物理的興趣不佳,主動性差,甚至有厭學情緒。上課不認真,玩手機,學習其他課程甚至逃課,課后抄襲作業甚至不寫作業,考試時作弊等現象比比皆是。很多學生不為學會知識,只為應付考試及格。目前材料專業的大學物理教學基本上是沿襲物理專業的教學模式進行的,這樣的模式不適用于材料專業建設和學生主動性培養的要求,主要表現在:1.材料學的發展日新月異,然而我們所用的大學物理教材內容依然是沿用多年前的教材體系,教材里只有極少的現代科技發展的簡介,對學生缺乏足夠的吸引力。2.大學物理教學內容對學生的專業、學科沒有區分,與專業結合不夠緊密,教師只注重物理知識的講授,忽視物理學與材料專業之間的緊密聯系及物理知識在實際中的應用,因此無法激發學生的學習熱誠。3.大學物理課堂內容多以教師講述為主,課堂上演示性、設計性實驗較少,以致于很多抽象的原理學生理解不了,同時,課堂和課后師生間互動較少,教學質量大大降低。當前,各學校各專業都在積極的探索適合本專業學生的大學物理教學模式,以解決當前阻礙大學物理教學改革的瓶頸。本文根據聊城大學材料學院的實際情況,以提高材料專業大學物理課程教學質量、培養學生科研精神、增強學生分析問題解決問題的能力為出發點,依據大學物理教學的目標與要求,結合材料專業特色,注重物理知識與材料知識的聯系,體現物理知識是材料專業研究工具的特點,開展對材料專業大學物理教學模式改革的探討,最終調動學生的學習熱誠,使學生懂得學習物理的重要性并能用物理知識解決專業問題,使物理知識與材料專業知識相輔相成、互相促進。本文的改革方案如圖1所示:
一、積極探索,改革教學軟件
利用專業軟件工具包制作一套適合材料專業學生的大學物理電子教程。大學物理課堂上,加入材料、物理、生物、計算機、天文學的前沿科技,彌補傳統教材體系落后于時代、應用性不強的缺點。讓學生能夠了解到社會的發展和科技前沿的最新動態,將學生代入一個生動、形象、具體的環境,活躍課堂氣氛,開闊學生視野,增加學生的求知欲望。
二、將物理學史貫穿融入到物理課的教學中去
講課過程中,融入與課本相關的物理方面的名人軼事和物理學史。通過講述科學家的趣事和成長成才經歷,讓學生體會到大學物理的方法論是如何演繹的,讓學生感悟物理學家是如何考慮科學問題,如何解決問題的,了解物理學大師科學創造的思路,使學生從中獲得啟發、感悟和熏陶。讓學生自己體會做學問的三個境界:昨夜西風凋碧樹,獨上高樓,望斷天涯路;衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴;眾里尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處。掌握了這三個境界,學生便很自然的掌握了科學的邏輯思維方法。
材料專業大學物理課程的教學改革
1、課程改革
1.1教學內容的調整
根據材料專業特點,本著理論夠用的教學原則,結合材料學科的發展趨勢,嘗試將專業必需的物理知識進行優選重組、整合,作為金屬材料工程專業和材料物理專業的學生必須學習掌握的共同內容,目的是使材料專業的學生掌握較扎實的物理基礎理論知識及基本分析應用能力.
1)力學篇
力學是經典物理學的基礎,也是材料學專業許多重要課程的基礎,例如材料力學、材料成型與控制、金屬力學性能等等.在講述力學知識的時候,特別強調物理概念的產生、嚴格定義和使用范圍.此外,重視一些重要的思想,例如矢量疊加原理、取微元再積分的思想等等,幫助同學們通過建立合適的物理模型和一些重要的數學思想來解決實際問題.而狹義相對論與材料學關系不大且難以理解,可略去不講.
2)熱學篇
材料的許多物理性質都與熱有關,例如熱膨脹、熱傳導、熱穩定性、熱電等等.研究熱現象,熱力學和統計物理是兩條重要的途徑.目前所使用的教材中,熱學知識不夠豐富,因此在給材料類專業的同學上課時,需要補充額外的知識.在介紹統計物理時,幫助學生理解概率統計在材料科學研究領域的作用.在介紹熱力學第一定律時補充焓的概念,在介紹熱力學第二定律時補充熵的概念,因為熵與焓都是材料學中常用的表征材料特性的物理量.
建筑大學材料類專業物理化學教學改革
摘要:物理化學課程具有理論性強、抽象概念多等特點,教學方法通常難以取得良好的教學效果,針對建筑院校材料類的專業特色,提出調整教學內容,突出教學重點,教學過程中通過舉例(生活中、自然界中等)來培養學生的學習興趣,理論教學內容與實驗結合起來,將物理化學原理與工程或生產實際聯系在一起,這樣不僅能讓學生更好地掌握物理化學課程的基本理論,還可以增強學生對本專業的學習興趣,為將來在建筑材料領域工作打下必要的基礎。
關鍵詞:材料專業;物理化學;教學改革
21世紀以來,隨著科學技術的高速發展,人才培養方向也是向著應用型及創新型發展。物理化學是化學學科的一個重要分支,是材料類專業本科生的一門主干課。本課程目的是讓學生系統地掌握物理化學的基本知識和基本原理,加深對自然現象本質及規律的認識,這些知識和原理不僅是化學學科的理論基礎,也是材料科學的發展基礎。物理化學是連接基礎學科和專業學科的重要橋梁,在學習的過程中能鍛煉學生的邏輯思維能力,并能有效激發其創新思維,為今后的后續專業課程學習、畢業論文、科研工作等打下必要的理論基礎,因此物理化學課程的重要性是不容置疑的。物理化學課程理論性強、邏輯性強、抽象概念較多、公式繁多,采用常規的教學方法難以取得良好的教學效果,所以在創新型人才培養模式下,如何提高物理化學課程的教學質量一直是討論的熱點問題之一[1-2]。除了適當使用多媒體課件、調動學生的學習興趣、理論與實踐相結合等通常教學方法及教學手段[3]之外,劉新露等[4]的“活化”(即生活化、靈活化、快活化)教學法,能夠顯著激發學生的學習興趣,培養學生的思維能力、解決問題的能力和創新能力。黃華良等[5]的“實例+問題”式教學法,是通過實例引發學生思考問題、分析問題、實際聯系理論,對實例中的原理及問題進行深層次的理論分析,也是一種提高物理化學課堂教學效率行之有效的方法。文瑾等[6]提出了,結合專業需求改革物理化學的教學內容。朱曉東[7]提出結合生活實例來培養學生學習物理化學的興趣等等。以上這些物理化學的教學方法及手段雖然各有特色,但對于建筑院校材料類學生來講,還不能全部照搬過來直接使用,需要結合自身的專業特點及學時要求,適當調整教學內容,突出教學重點。由于物理化學是一門概念性、理論性、系統性和邏輯性都比較強的學科,涉及的公式較多,應用條件比較抽象、復雜,本文提出在教學過程中通過舉例(生活中、自然界中等)來培養學生的學習興趣,并將理論教學內容與實驗內容結合起來,將物理化學原理與工程或生產實際聯系在一起。即結合工程實際,真正做到理論教學與工程(生產)實際相結合,不但彰顯建筑院校的特色,還能充分挖掘學生的學習興趣。
1結合人才培養特色確定教學內容
根據建筑院校材料類專業人才培養方案,突出建筑類院校特色的材料專業課程體系,以培養創新人才為目標,首先選定適合工科院校、且使用較為廣泛的天津大學物理化學教研室編的《物理化學》(上下冊)做教材,根據培養方案中學時要求確定教學內容,并突出學科專業特色。天津大學物理化學教研室編的第五、六版《物理化學》教材,目前國內80%的工科院校都選用,適用范圍廣??紤]到建筑院校材料類專業的特點(主要是培養應用型創新人才),教材中理論性極強的量子力學基礎、統計熱力學初步兩章內容不講,同時加強界面現象及膠體化學這兩部分內容的學習,增加界面化學中表面活性劑的作用原理及應用,并將相平衡、界面化學與膠體化學作為重點章節(這些章節內容與材料類部分專業課聯系更密切)。為了解決學時少、課程內容多的矛盾,適當增加自學內容。例如電化學中電解質溶液性質、熱力學中平衡常數的計算等,相關內容在無機化學、分析化學中學過一部分,都可以做自學內容處理。這樣處理后既能突出專業特色,又能保證授課內容的覆蓋率不低于90%,以滿足部分學生將來報考“985”及中科院系統研究生的需要。
2采取舉例式教學培養學生的學習興趣
物理化學這門課程中,熱力學占據了重要地位,熱力學理論抽象、生澀難懂,在講授熱力學的過程中,采用舉例式教學極易激發學生的學習興趣,促進學生對知識的理解與掌握。例如講到熱力學第一定律的應用,可以舉一個生活中的例子讓學生參與討論:在一個門窗緊閉、保溫良好的房間里,放有一個電冰箱,若將電冰箱門打開,不斷給冰箱供給電能,室內的溫度將如何變化?保溫良好、門窗緊閉的房間實際上是一個封閉的絕熱系統,從而Q=0,若將電冰箱門打開,不斷給冰箱供給電能,因而環境對系統做了非體積功-電功(此時體積功為零),W>0,由熱力學第一定律數學表達式,ΔU=Q+W,得知ΔU>0,所以室內溫度不但不會降低,反而會升高。再如系統的“狀態”與“狀態函數”是熱力學中非常重要的兩個概念,但初學者往往很難理解??梢院唵蔚闹v,“狀態”就是系統的樣子,“狀態函數”就是描述系統狀態的一些物理量。比如描述一位美女的長相,苗條的身材、白皙的皮膚、大大的眼睛、高挺的鼻梁等,根據這些描述自然得到結論,即這個美女的樣子很漂亮。漂亮美女就是“狀態”,上面關于美女漂亮樣子的具體描述相當于“狀態函數”,于是“狀態”與“狀態函數”的關系就不難理解了。
材料類大學物理教學探索
摘要:
本文介紹了材料類專業大學物理教學現狀,分析了目前教學中的不足,提出了大學物理除了培養學生基本自然科學素養外,還應為專業課程奠定物理基礎,并針對性提出了優化大學物理課程內容和教學方法的建議,旨在提高材料類專業大學物理的教學質量。
關鍵詞:
大學物理;材料類專業;教學改革
1引言
物理學研究的是物質的基本結構、基本運動形式、相互作用及相互轉化,它的基本理論是各個自然學科工程技術的基礎,廣泛的應用于生產、生活實際。大學物理課程則是以物理學的基本原理和基礎應用為內容的高等學校理工科各專業學生一門重要的必修基礎課,該課程是養成學生科學素養的重要組成部分,對培養學生樹立科學的世界觀,增強學生分析問題、解決問題的能力,以及探索精神和創新意識的培養等方面具有重要作用。同時,各理工類專業領域中都會涉及到物理學的基本原理、基本結論和基本方法,因而大學物理課程能為學生在后續的專業課程學習以及將來工作中解決生產技術問題,進行技術改造和技術創新奠定重要的基礎,是合格的理工科畢業生、科技工作者和工程技術人員所必備的知識。對于不同專業,所需的物理知識側重點是不同的,如電子類專業側重于電磁學,化工類專業側重于熱學,機械類專業側重于力學等。要充分發揮大學物理課程的作用,就應當根據各專業特點,合理安排大學物理內容,在教學過程中結合學生專業的需求有重點、有選擇地進行物理教學。我們以材料類專業為基礎,探討分專業大學物理教學的教學模式。
2大學物理教學現狀
“材料物理性能”課程的教學改革思考
摘要:“材料物理性能”課程是材料、化工類專業的專業基礎課程之一,重點講解材料物理性能的基本知識、理論和應用,為后續專業課程的學習和工程創新能力的培養奠定理論基礎?;趪乙涣鞅究茖I建設和工程教育認證的背景,對“材料物理性能”課程的教學目標、教學內容、教學模式和考核評價等方面進行了改革探索,為高校“材料物理性能”課程教學范式的革新提供參考。
關鍵詞:材料物理性能;教學改革;實踐
“材料物理性能”是目前各高校材料與化工、材料科學與工程等工科專業普遍開設的專業必修課程。針對其涉及知識面較廣,概念抽象有深度等特點,且該課程在培養方案中起到承上啟下的作用[1],如何優化教學內容,改變傳統的教學模式和考核評價機制,對學生專業培養目標的達成具有重要的意義。近幾年,河南工業大學材料科學與工程學院對該課程的教學目標、內容、模式和評價方式進行了全面的改革,學生學習積極性和教學效果顯著提升,課程達成度良好,對于推動國家一流本科專業建設提供了支撐作用。
1教學目標與內容
1.1教學目標
近幾年,學院在明確材料科學與工程專業培養目標的前提下,制定了本科生12項畢業要求[2]。“材料物理性能”課程主要支撐畢業要求中的“工程知識應用能力”“研究與分析能力”和“終身學習能力”三個方面,要求能夠具有自主學習和終身學習的意識,掌握材料科學與工程基礎和專業知識,分析材料組成、結構與性質關系,并將基本理論和方法運用于解決材料科學與工程專業的復雜工程問題。本課程的教學目標:①能正確掌握材料熱學、電學、磁學和光學性能相關的基本概念、微觀機理、性能參量和影響因素,為解決材料科學與工程專業領域的復雜工程問題提供理論知識支撐;②能根據材料的組成、結構等信息分析并預判材料的物理性能變化,并且通過結合材料專業其他課程的學習,能對材料專業復雜工程問題的關鍵環節進行識別和判斷;③培養自學、分析的綜合能力,能夠追蹤學術前沿,關注材料物理性能領域的新動態、新知識,開展自主且持續性學習。
1.2教學內容的改革
工程教育下的材料物理性能課程改革
摘要:
為了能夠培養高水平應用型工程拔尖人才,材料物理性能的教學必須符合工程教育的需要,對材料物理性能的教學改革是十分必要而迫切的。只有通過創新教學理念和教學內容,才能促進學科的工程教育發展,進而促進學生在工程技術領域的長足發展與進步。
關鍵詞:
材料物理性能;工程教育;改革
一工程教育理念
近幾年來,“工程教育”理念是國內外高等教育中的一個重要理念。這一理念強調高等院校在開展理論教學的基礎上,積極重視對學生工程實踐能力的培養,從而使學生具備熟練的工程實踐經驗。目前,國內外諸多高等院校已爭先恐后的投身到工程教育專業認證。這項認證常被看作為應用型本科院校高等教育質量保證的基礎活動。[1]我國從2007年開始了工程教育專業認證的試點工作。到2009年,我國工程教育專業認證已經開始進入普及推廣階段,這也為我國高等工程教育提供了一個新的發展良機。僅僅過了一年,我國就制訂了鼓勵高校進行工程教育的“卓越工程師”計劃。該計劃要求高等院校在2010年~2020年十年間培養出大規模的高質量的專業拔尖工程技術人才,從而為國家的現代化建設和“大眾創業萬眾創新”增添活力。而這項計劃的實施當然也離不開教育理念的創新和課程教育的改革。
二材料物理性能課程的現狀分析與思考
工程教育下材料物理化學教學改革探究
摘要:本論文以黑龍江科技大學金屬材料工程專業的教學改革為例探討了應用型本科專業在工程教育專業認證背景下《材料物理化學》教學改革的研究。提出了以支撐畢業要求達成為目的確定《材料物理化學》的課程目標,圍繞課程目標設計教學內容、引入思維導圖等教學方法、采用多樣化教學方式以及優化及考核方式以促進課程目標的達成,并堅持持續改進等方法從而實現培養應用型人才的培養目標。
關鍵詞:材料物理化學;工程教育認證;教學改革
物理化學不僅為化學專業學生必修的專業基礎課程,也被我校材料類專業設置為學科大類基礎課程。作為金屬材料工程專業專業知識結構中重要的一環,它綜合了普通化學、高等數學、普通物理等課程的基礎知識,是學生學習后續專業課程的基礎。相應的概念、理論和分析方法十分有助于理解材料科學的應用領域和應用前景,無論是對學生今后在材料領域從事專業的工作,還是繼續考研深造都有十分重要的基礎性價值[1]。對于人才培養定位為應用型的本科院校,金屬材料工程專業的人才培養模式主要是培養應用型金屬材料工程師的工程類教育,培養目標是使學生在今后的職業中從事新材料的工藝設計、設備研制、技術創新、科學研究、生產及經營管理等工作。因此,如何緊密圍繞培養應用型人才的培養目標及畢業要求確定《材料物理化學》的課程目標,圍繞課程目標設計教學內容、教學方法以及考核方式和內容,成為材料類物理化學課程教改迫切解決的問題。
1以成果為導向,構建應用型課程內容體系
圍繞專業培養目標確定《材料物理化學》對畢業要求支撐的觀測點,根據觀測點要求明確課程的教學內容。專業的畢業要求中要求通過《材料物理化學》課程的學習使學生具備工程知識和分析問題的能力,依據畢業要求觀測點的能力要求設定課程目標為:(1)能夠系統掌握熱力學和動力學的基本原理和知識,對復雜金屬材料工程問題中材料相變及化學反應過程進行表述,建立數學模型計算、求解;(2)能夠應用熱力學和動力學基本理論通過分析、計算,識別和判斷材料相變方向、化學反應方向、限度與速率等復雜金屬材料工程問題的關鍵環節。教師圍繞課程目標確定各知識單元的知識點,設定學生學習后能夠獲得的能力要求,教學內容需突出應用的特色,注重把理論知識與金屬材料工程實際工程問題有機結合起來。教學內容中,重點介紹《材料物理化學》應用于金屬材料領域的知識,對化學公式的具體推導過程和定量計算等內容不必進行過深過細講解。既要注重基礎知識的傳授,又要結合材料科學技術發展,掌握公式及理論推導過程中的各種條件、結論以及相關的物理意義、適用范圍。注重理論與科學研究、生活實際及工程問題的結合,構建先進的課程內容體系,從而培養材料專業的學生利用《材料物理化學》基礎知識分析、解決問題的能力。
2引入思維導圖教學方法,幫助學生梳理知識結構
《材料物理化學》課程具有理論性強、概念多、公式多、內容抽象以及多學科交叉等特點,學生理解及記憶難度較大,經?;煜嗨乒降膽脳l件,在正確應用公式解決工程問題上往往存在較大困難。在每個知識單元教學結束后,教師引導學生利用軟件或自行獨立繪制思維導圖,利用簡短的描述,形象的圖畫將易于混淆的知識點構建成知識網絡,對知識體系進行邏輯梳理,可以有效的激發學生的發散思維,從而實現思維走向深入和擴散,為學生分析、解決具體問題打下堅實的基礎[2]。例如,在熱力學第一定律的知識單元教學結束后,教師引導學生在掌握基本的概念與術語的基礎之上,從熱力學第一定律的數學表達式作為一級分支,分別從功的計算以及熱的計算進行展開,將封閉體系的體積功計算、定壓熱、定容熱的計算作為二級分支,定容變溫和定壓變溫過程熱的計算,相變焓、化學反應進度和化學反應的標準摩爾焓計算等熱力學第一定律在變化中應用作為三級分支,從而將熱力學第一定律的理論構建完整的知識網絡。在教學過程中引入思維導圖的教學方法可以鍛煉學生對知識的歸納總結能力、邏輯思維能力和創新思維能力。