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工程熱力學的應用范文1
關鍵詞:理實一體化 教學平臺 實踐教學 課程改革
資助項目:供熱通風與空調工程技術專業“理實一體化”實踐教學平臺的開發與應用(黑龍江省高等教育教學改革項目:No.JG2012020792)
1 引言
據教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》(教高[2006]16號)等相關文件精神和我院示范性專業建設內涵要求,開展校企合作,是專業快速發展,提高辦學綜合實力的重要舉措;是加強師資隊伍建設,培養高素質高技能人才的重要途徑。為進一步推動該項工作,使校企合作向深層次發展,提高職辦學水平和技術應用能力。
2 國內實踐教學的現狀
實踐教學是學校實現培養人才目標的重要環節,它對提高學生的綜合素質、培養學生的創新意識和創新能力以及使學生成為一個復合型人才都具有特殊作用。在傳統的高等教育中,不重視理論與實踐的結合,更不可能特別關注學生觀念、能力、創新等綜合素質的培養和提高,因此,在教育教學中就容易忽視實踐教學環節。實踐教學一直以來就是高校人才培養的一個薄弱環節,并且存在著一系列問題,這些問題反過來又制約了實踐教學的發展。因此,如何實現理論與實踐相結合是當前亟待解決的問題。
3 理實一體化教學平臺構建的模式
要解決高校教學理論與實踐脫節的問題,就要實現理論實踐一體化教學。理實一體化教學即以實際生產任務為載體、以培養實際工作能力為目標,開展“教、學、做”合一的教學實踐。換句話說,就是將理論教學內容與實訓內容有機地結合在一起,創造出學生能看、能摸、能操作的教學環境,做到教中學、學中做、做中學的“教、學、做”合一。
構建理實一體化教學平臺,最好最有效的途徑是校企合作。校企合作通過學校和企業的合作,實現資源共享、優勢互補,共同發展,更好的實現教、學、做合一。合作模式可以靈活多樣,檢驗的標準是是否促進了雙方共同發展,是否雙方滿意。理實一體化教學的模式有多種,現結合我校供熱通風與空調工程技術專業理實一體化教學平臺構建的實際情況介紹幾種模式如下:
3.1產學研模式
發揮學校專業師資優勢,加強校企合作研發,幫助中小型企業解決相關的科研難題,走“利用專業優勢辦專業,辦好產業促專業”的新思路,使專業建設與產業發展緊密結合,幫助中小型企業走健康發展之路。
3.2共建校外實習基地
學校根據專業設置和實習教學需求,本著“優勢互補,互惠互利”的原則在有發展前景又有合作意向的企業建立校外實習基地。這些基地不僅可成為師生接觸社會、了解企業的重要陣地,而且學??梢岳没氐臈l件培養學生職業素質、動手能力和創新精神,增加專業教師接觸專業實踐的機會,促進專業教師技能提高;基地也可以從實習生中優先選拔優秀人才,滿足企業日益增長的用工需求,達到“雙贏”的效果。
3.3訂單合作模式
招生前與企業簽訂聯合辦學協議,錄取時與學生、家長簽訂委培用工協議,錄用時與學生綜合測評成績掛鉤,實現了招生與招工同步,實習與就業聯體。校企雙方共同制訂教學計劃、課程設置、實訓標準;學生的基礎理論課和專業理論課由學校負責完成,學生的生產實習、頂崗實習在企業完成,畢業后即參加工作實現就業,達到企業人才需求目標;具體設有定向委培班、企業冠名班、企業訂單班等。
3.4工學交替模式
是依據企業用工需求,向學院發出用人訂單,并與學院密切合作,校企共同規劃與實施的職業教育。其方式為學生在教室上理論課,在實訓車間或企業車間接受職業、工作技能訓練,再回到教室學習理論知識,如此交替進行。
3.5教學見習模式
是學生通過一定的在校專業理論學習后,為了解合作單位的產品、生產工藝和經營理念及管理制度,提前接受企業文化職業道德和勞動紀律教育,培養學生強烈的責任感和主人翁意識,到合作企業對企業工作過程和生產、操作流程等進行現場觀摩與學習;并安排學生實地參與相關工作、親自動手制作產品、參與產品管理,較為系統地掌握崗位工作知識,有效增強協作意識、就業意識和社會適應能力。
3.6頂崗實習模式
頂崗實習,即學生前兩年在校完成教學計劃規定的全部課程后,采用學校推薦與學生自薦的形式,到用人單位進行為期一年的頂崗實習。學校和用人單位共同參與管理,合作教育培養,使學生成為用人單位所需要的合格職業人。
4 理實一體化教學平臺的應用實例
我校供熱通風與空調工程技術專業理實一體化實踐教學平臺的建設將以上幾種模式有機地結合了起來。在校內建立了具有國內領先水平的生產性實訓室4個、實訓車間3個,并開發建設完成了實訓室功能一體化軟件管理系統。實訓室包括供熱工程實訓室、給排水工程實訓室、通風與空調工程實訓室和工程項目管理實訓室;實訓車間包括管鉗工實訓車間、焊工實訓車間和通風工實訓車間。同時將校供暖鍋爐房、游泳館、教學樓車庫等場所定為校內實訓基地。在具備這些硬件的基礎上,定期聘請企業專家來校進行實踐教學和指導。與中建集團、中鐵集團、省安裝公司、省熱力公司等多家知名企業建立了長期的“產、學、研”合作關系,建立了多個校外實習基地,實行了對學生的訂單培養。企業參與學校的教學,參與培養方案的制定和修改,定期派專家到學校來授課,為學生提供實習和就業崗位,并在實習過程中進行全過程全方位指導。學生能夠實現理論和實踐學習的一體化。例如,當學生學習到室內供暖工程時,先到學校教學樓車庫和教室內參觀學習室內供暖系統的形式,然后回到課堂梳理知識點,再到實訓室進行散熱器組裝的實際操作。通過這樣一個循環,真正實現了工學結合。學生在實踐過程中會發現自己哪方面的專業知識需要補充,在接下來的學習中就會更明確學習的重點,大大提高了學生學習的主動性和學習效率,同時也提高了學生的職業素質和動手能力。
工程熱力學的應用范文2
【關鍵詞】工程熱力學;教學方式;改革;體會
【中圖分類號】G426 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5962(2013)02(a)-0061-01
《工程熱力學》是一門應用性、實踐性較強的專業基礎課,是能源、機械、航空航天、材料、化學、生物等領域專業的重要技術基礎課程,是培養在涉及能源特別是與熱能相關的各領域中具有創新能力人才的基礎,由于該課程具有內容多、跨度大、概念抽象等特點,因此,如何啟發和引導學生理解、掌握課程中的基本理論知識,激發學生的學習熱情和主動性就顯得的極為重要。本文作者根據多年講授《工程熱力學》課程的經歷,通過一些教學方式改革的初步嘗試,逐步總結出了一些提高工程熱力學教學效果的體會,以與其他同行進行探討。
1、重新構建知識體系
《工程熱力學》作為專業技術基礎課,它既有專業基礎課的一般特點,理論性強,是專業學習的理論和基礎;又有專業課的特色,即技術性強,有較強的針對性和實用性。但高職高專工程熱力學教材種類多,處處可尋,卻給人“千人一面”的印象,教材內容大量沿襲了傳統內容,知識體系相對單一。為了加強對學生綜合素質、能力的培養,在教學實踐中對傳統的教學內容可以做一些整合,重新構建知識體系。
從宏觀角度,工程熱力學內容可以分成兩塊課程體系結構:基礎理論和實際應用。從知識體系劃分,工程熱力學內容可以分成三塊課程體系結構:概念、定理與定律;工質的基本熱力性質;實際工作過程。
(1)概念(主要包括系統、平衡狀態、狀態參數、可逆過程、循環、功和熱等);定理和定律(主要包括:熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律、卡諾定理、蓋斯定律、基爾霍夫定律等)。
(2)研究工質(主要包括理想氣體;實際氣體;水蒸氣;濕空氣;制冷工質)的基本熱力性質。
(3)研究各種熱工設備中的工作過程。即應用熱力學概念、定理或基本定律,分析計算工質在各種熱工設備中經歷的狀態變化過程和循環中的主要熱力參數(主要包括壓力、溫度、體積、內能、焓、熵、功、熱量、熱效率等),并探討和分析影響能量轉換效果的因素,以其提高轉換效果的途徑。
從課程內容的角度,學生在學習了熱力學第一定律與第二定律,初步了解和掌握了理想氣體熱力性質和過程基本規律之后,可以應用這些基本知識分析、解決一些實際問題,達到對所學知識的第一次初步理解和應用。然后,在進一步學習了實際氣體熱力性質和過程之后,更深層次的應用前面所學的基本知識,深入分析實際裝置中的熱力過程(噴管過程,壓氣機過程)和多種循環,從而達到能在更高的認知層面上進一步綜合、靈活應用工程熱力學的知識去解決實際問題。
2、注重基礎理論的講授和公式的運用
《工程熱力學》中基本的理論、概念對學生掌握知識的運用非常重要,因此,在課程講授過程中,應注重學生對基本概念的理解和掌握上。在對基本概念講授時,將概念的含義、公式中每個參數的含義、單位都要給學生做非常明確的解釋,要求學生真正理解概念和公式的意義。同時,在講授基本理論時,要對基本理論必須理解嚴密,舉例恰當,用語準確,以使學生對概念有非常清晰的理解。
工程熱力學中的公式很多,設計到的公式推導量很大。但是,并不是所有的公式都需要在課堂上進行推導。在教學中,應將影響到公式推導過程的關鍵地方給學生詳細解釋,而對于比較簡單、學生在課下能夠自己推導的則一語帶過,這樣,有利于學生對過程的理解,同時還不會影響到授課的進度。
工程熱力學公式的合理應用是對學生最基本的要求,因此在授課中,要注重學生對公式中物理參數含義的理解,結合公式推導過程加以分析和記憶,從而深入理解公式的內涵和具體應用過程。
3、充分利用網絡教學平臺
教育的核心是“授以漁,而非魚”,無論多么優秀的教師也無法傾其所有把學生今后所需要的知識都“灌”給學生,而且,單靠一本教材的單一化課堂教學,往往容易造成難以激發學生的學習熱情,教學信息量不夠飽滿等缺點。為了方便學生課后學習、增強學生的學習自主性、豐富教學素材,我們要充分利用網絡教學平臺,在網絡上共享課件與講義、多種教材與參考書、習題庫與解答、試題庫及標準答案,這樣,各類層次的學生都可在課后。充分利用網站內的教學資源,查閱、下載相關資料,溫習、鞏固和擴充課堂所學知識,達到各自的學習目的。同時,教師還能及時通過網絡在線解答學生的疑問,縮短了師生間的距離。
4、理論與實際相結合
《工程熱力學》課程理論性雖然很強,但與實際結合緊密,因此,在講授每一個概念和基本理論時,舉一些與實際生活緊密相關的例子,有助于學生更好地理解概念和理論,例如,在介紹熱力學第二定律的實質時,要讓學生明白熱力過程的方向性,可以舉一些實際生活中的例子,如,轉動的自行車輪在空氣中沒有外力作用下,將轉動的動能轉換成熱能停止下來,但反過來,自行車車輪不可能吸收空氣中的熱能將其轉換成動能再旋轉起來,這樣,既激發了學生的學習熱情,又將基本理論與實際結合了起來,使學生通過生活中的實例加深對工程熱力學基本理論知識的掌握和應用。
工程熱力學的應用范文3
關鍵詞:Aspen;化工熱力學教學;均相性質推算;PR狀態方程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)24-0179-03
一、引言
學習化工熱力學課程的目的是為了解決實際問題,物性數據的計算是本課程的重要內容,因為過程工程的研究、設計、操作與優化中都離不開物性數據。從容易測量的性質推算如U、H、S等難測量的性質;從溫和條件的物性數據推算航天發射、深潛高壓等苛刻條件下所需的物性數據;等等。這些都有重要的理論與實際意義。
由經典熱力學原理能方便地建立起不同性質之間的聯系(即普遍化關系式),為實現不同性質之間的推算提供依據。但要推算出具體系統的性質數據,還必須引入反映系統特征的模型,如狀態方程等。
化工熱力學的研究對象更接近實際過程,實際過程所涉及的系統如此復雜,溫度、壓力范圍如此寬廣,化學工程師們不能再依靠簡單的理想氣體或理想溶液模型來計算物性了,而是需要適用范圍更廣、準確性更好、復雜性更高的模型,如PR等狀態方程,借助商業化的化工流程模擬軟件Aspen來促進化工熱力學教學是一個很好的選擇,對促進學生掌握概念、強化基礎、提高應用能力具有重要作用,同時對后續的化工設計、化工計算等課程的教學十分有益?;崃W教學中引入Aspen具有如下優點:(1)Aspen軟件中物性計算原理與本課程熱力學性質的計算原理是一致的,用該軟件輔助熱力學教學能提高教學效率,簡化計算過程,激發學生的學習興趣。另一方面,也能使學生掌握Aspen軟件物性計算原理的內核,了解更多的基礎數據來源,提高應用能力,不至于再像從前那樣,只知計算結果,不知計算原理,不明所用的模型,不能分析結果,真正掌握物性推算的“核心技術”。(2)國內許多高校的后續課程,如化工設計、化工計算等教學中也開始采用Aspen輔助教學,化工熱力學作為這些課程的基礎,采用Aspen進行熱力學性質計算,無疑會使后續課程的基礎更加扎實。
工程熱力學的應用范文4
[關鍵詞]化工熱力學;能源化學工程;教學實踐;教學體會
化工熱力學是化工類學生的專業必修課程之一,主要講述熱力學定律在化學工程領域的應用,包括化工過程中各種形式的能量之間相互轉換規律及過程趨衡的極限條件等。它是培養學生分析和解決實際化工問題思維方法的重要專業理論基礎課[1-3]。然而該課程的課程內容抽象、計算繁瑣,學生感到非常難學又缺乏實際應用,在課程學習過程中學生產生恐懼和厭學心理,達不到良好的教學效果,因此,我們對該課程的教學內容和教學方法進行一些改革和嘗試,希望激發學生學習的興趣,進而更好地掌握這門課程,為后續專業課程的學習夯實基礎。武漢大學2013年新開設的能源化學工程專業是由1958年原武漢水利電力學院開辦的“電廠化學”專業發展而來,主要面向電力行業及高效潔凈能源領域(包括超臨界火電、核電、生物質能、氫能、新型化學電源等),培養掌握化學與化工基礎理論及能源化學專業知識和技能的未來行業發展的領軍人物。目前,本專業主要有水處理、材料腐蝕與防護、化學監督與控制、能源化學四個主要研究方向。為了適應學校對新專業發展和一流學科建設的要求,2015年在本專業大三學生中新增設了《化工熱力學》這門化工類專業的專業基礎課程。如何調動學生的課堂積極性,培養學生的創新能力,夯實學生的專業基礎,使他們在54學時的學習過程中理解并掌握本門課程的基本概念,并且將抽象的理論與實際的能源化學過程聯系起來是本課程的核心教學任務。本文結合我校能源化學工程專業的培養目標,淺談《化工熱力學》的教學體會,著重對教學方式進行了探索和實踐,為培養能源化學工程領域的領軍人物奠定基礎。
1明確教學內容與課程主線
結合我?!痘崃W》課程以工程應用為中心、專業研究方向覆蓋面廣等特點,我們選用了朱自強等編著、化學工業出版社出版的《化工熱力學》作為教材[4],同時,也鼓勵學生使用部分參考教材(《化工熱力學》,馮新等編,2008;《化工熱力學(第二版)》,陳鐘秀等編,2000;《化工熱力學導論(原著第七版)》,J.M.史密斯等編,劉洪來等譯,2007)[5-7]?;崃W發展時間較長,已形成較完整的知識體系,如何在54學時內有效地把關鍵知識點教授給學生是本課程教學實踐的關鍵。由于本專業學生在大二《物理化學》課程中已經系統學習了理想氣體相關的狀態方程及其應用,因此在本課程教學中不再贅述,而是重點介紹工程實際應用較多的二參數狀態方程、化工熱力學分析、溶液熱力學、流體相平衡和化學反應平衡等。在教學實踐中,首先,詳細分析《化工熱力學》教材結構,圍繞主線內容合理編排知識點;其次,建立好各知識點之間的邏輯關系,讓學生在大腦中建立化工熱力學框架圖;最后,根據能源化學工程專業的需要,適當刪減補充了教材內容,結合學科動態,增強化工熱力學的應用能力,如燃料電池開路電壓的計算、水/二氧化碳共電解制合成氣過程中氣體組成的計算等。
2改變單一課堂教學模式,培養學生自主學習能力
化工熱力學課程設計的公式多而繁雜,學生在開始學習階段容易產生恐懼厭學心理,傳統的單一課堂教學模式具有“教師主導學生學習”的特點,與本課程“教師引導學生學習”的教學目的存在較大偏差。因此,應改變傳統單一課堂講授模式,充分采用“啟發式”和“參與式”相結合的教學方法。首先,教師在課前預習階段設疑(提出問題),促使學生思考,復習舊知識,預習新知識;其次,教師在教學實踐過程中采用多媒體和板書相結合的教學方式解疑(解決問題),并通過對例題和習題的講解加深學生對化工熱力學原理、方法和應用的理解,同時,教學過程中應避免陷于抽象的說教和枯燥的公式推導之中,重點講述化工熱力學知識點的應用條件和物理意義;最后,課堂教學結束后,教師主動與學生面對面交流答疑(探討問題),并設置思考題讓學生查閱相關資料。通過“設疑—解疑—答疑”的漸進式教學方法達到對關鍵知識點舉一反三的目的,同時,吸引學生注意力,培養學生自主學習能力,提高學生學習的積極性和主動性。
3課堂教學與工程實踐密切結合,培養學生初步的工程觀點
化工熱力學由于理論性較強、基本概念多且抽象,而且本科生在學習過程中接觸科研課題及工程實踐的機會較少,將課堂教學內容與科研課題及工程實踐緊密結合起來,建立“以應用為中心”、“探究式”的特色教學模式,緊密聯系我校在能源化學工程領域(特別是超臨界火電、核電、生物質能、氫能、新型化學電源等方面)開發利用的化學工程實際問題,把學科前沿領域的科研成果帶入課堂,可以使他們強化科研思想、激發聽課興趣、培養創新能力;同時,可以讓學生獲取利用化工熱力學基本原理解決工程實際問題提供思路和方法,培養學生初步的工程觀點。
4考核方式方法研究
傳統的期末一張考卷為準的考試方式不利于學生能力的培養,也不能全面地體現學生對所學知識的掌握程度,為了更加系統全面地評價學生對課程內容的認識情況,我們對課程的考核方式方法進行了改革探索。目前,課程成績總評包括平時成績和期末成績兩部分,其中平時成績包括學生的課堂綜合表現、課程預習、平時作業三個部分,各占10%;期末考試采用開卷方式考試,考試的題目偏重于對知識點的理解和其在能源化學過程中的應用。然而由于該課程的課程內容抽象、計算繁瑣,教學過程中發現仍有部分學生存在畏懼厭學心理,因此,在今后的教學實踐中應考慮進一步激發學生的學習興趣,增強學生的主觀能動性,在課堂教學中引入分組討論,開展導向性的專題研究,將課程內容與能源化學過程(特別是學科動態)相結合,培養學生查閱資料和分工協作的能力,為學生下一步學習專業課程夯實基礎。
5結束語
在《化工熱力學》課程的教學實踐和嘗試中,首先要明確教學內容與主線,打破單一的學生被動聽講的模式,理論聯系實際應用,調動學生學習的積極性和主動性,激發學生對教學內容的興趣,并且在教學的過程中對教學方法進行改革創新,因材施教,為學生下一步學習更專業的能源化學工程知識和從事新能源行業工作奠定扎實的基礎。
參考文獻
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工程熱力學的應用范文5
[關鍵詞]建筑環境與能源應用工程 創新能力培養 連續性教學
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)07-0138-02
一、前言
高等工程教育承擔著為國家經濟建設培養注冊工程師的重要任務。目前,世界上許多國家都實行注冊工程師制度。按國際慣例,注冊工程師制度包括專業認證、工程經驗和考核要求。該制度的基礎是工程教育認證,而通過工程教育認證的核心是進行專業綜合改革,開展以學生為中心的課堂改革,注重創新能力培養。
寧波工程學院于2006年招收建環專業本科生,即提出了以培養本科應用型人才為己任的辦學目標。要求學生在修完專業基礎課、專業課之后能靈活掌握所學內容,并能舉一反三,將基礎理論應用到實際工作中。但在實際教學過程中,專業基礎課理論性太強,并且抽象,學生理解起來很難,專業課雖然相對專業基礎課貼近生產實際,但往往與專業基礎課脫節,其結果使專業基礎課與專業課連貫性不強,使學生覺得基礎課形同虛設,進而影響他們對專業課的理解程度。本文以專業基礎課工程熱力學,專業課空調用制冷技術、空氣調節技術為例,開展連續性教學研究,將基礎課融入專業課之中,使學生活學活用,培養學生創新能力,實現應用型人才培養目標,以期達到對專業基礎課的深入掌握。
二、開展專業基礎課-專業課連續性教學的意義
工程熱力學作為暖通方向的一門專業基礎課,其基本理論是專業課教學中必不可少的,是各種專業課進行功、能計算分析的基礎,因此對專業課程具有很強的理論指導意義??照{用制冷技術、空氣調節技術作為暖通方向的專業課,旨在使學生掌握制冷空調基本原理,能夠結合工程熱力學對制冷循環、空氣調節過程進行熱力學分析,最終達到系統節能的目的。兩者的連續性、系統性教學對于提升工程熱力學課程以及相關專業課程的教學質量具有非常重要的實際意義,同時也是培養應用型本科人才的保證。
對于學生創新能力的培養也是連續性教學的重要目標。創新能力培養應該建立在對專業基礎課及專業課透徹的理解基礎之上的,因此將兩者合理的融合在教學當中是重中之重。工程熱力學作為工程熱物理學科的基礎課,對學生將來在研究生階段科研水平的發揮以及日后在工作崗位上從事各類具體工作都有很好的指導作用。本科生的思維活躍,不受限制,更容易產生新的想法,只要加以合理引導和指導,對本專業學生的科技創新也大有好處。
三、專業基礎課-專業課連續性教學改革內容
專業基礎課-專業課連續性教學改革內容如圖1所示。
圖1 研究內容
(一)設計新型教學模式,激發學生學習專業基礎課的學習興趣
學生反映在大一和大二時由于專業基礎課太抽象,并且學習的目的性不強,不知道這些知識將來用到哪里,因而學習沒有興趣,導致對知識的掌握效果不好。專業基礎課的地位固然重要,但是由于類似工程熱力學的基礎課程講述了大量的基礎理論和公式,所以教學工作中最忌諱內容枯燥,沒有趣味性,不能激發學生的學習?,F代教育理論認為,學生是學習認知的主體,在教學過程中應充分發揮教師的引導作用,激發學生學習興趣。在工程熱力學課程教學中,首先應該使學生對工程熱力學的重要性有清醒的認識,培養對該課程學習的強烈興趣,所以必須以學生為中心,設計新型教學模式。教師在講授專業基礎課時,引入專業課中的工程或科研實例,使學生了解專業基礎課在專業課中的應用范圍,進而培養專業基礎課的學習興趣。如在工程熱力學中講述熱力學第二定律時,引入制冷空調循環作為第二定律的應用,讓同學們思考制冷循環是如何遵循熱力學第二定律工作的,應用該定律如何提高制冷循環效率。而制冷循環效率的提高正是國內外進行節能減排的熱點問題,這樣聯系實際進行專業基礎課的講解,便可激發學生興趣,提高課堂效率。
(二)專業基礎課-專業課內容融合式教學研究
教師在講授專業基礎課和專業課時,進行融合式教學,以培養學生創新能力為目標,引導學生思考專業基礎課在專業課中有哪些應用;在專業課中運用了哪些專業基礎課原理,如何用該原理解釋工程實際及科研課題,從而提高學生的應用創新能力。
如講解空調用制冷技術課程的制冷循環原理時,啟發學生通過思考聯想到工程熱力學的逆卡諾循環,進而把逆卡諾循環定理對照制冷循環原理進行講解,可使學生牢固掌握制冷循環原理,又因為有了理論依托,從深層次激發學生的創新意識,培養用基礎理論解釋工程現象的能力。空氣調節技術是建筑環境專業一門非常重要的專業課,其中一項重要基本技能是對焓濕圖的掌握。而早在工程熱力學專業基礎課中,焓濕圖已在“濕空氣”一章中提及,通常情況下,工程熱力學課程主要圍繞熱力學第一、第二定律進行講述,“濕空氣”這一章與前述定律關系不大,學生往往忽視對濕空氣中焓濕圖的學習,因此,需進行融合式教學,提高學生的重視程度。可在工程熱力學中“濕空氣”一章講述時,首先說明暖通空調對于建環專業學生的重要性,提出空氣調節的概念,而空氣調節的重要理論基礎是焓濕圖,是必須掌握的內容,進而進行焓濕圖的講解。在空氣調節技術課程中,為了提高學生的創新能力,需回顧工程熱力學中焓濕圖的基本理論,使學生在熟練掌握基本原理的基礎上,能夠舉一反三,提高理解問題的層次。
(三)建立專業基礎課-專業課連續性教學綜合考核評價方法
傳統教學中的考核評價是通過每門課程結束后進行期末測試來完成,內容僅限于本課程知識點,開展連續性教學后,為了從整體上考查學生掌握情況,鞏固所學知識,可以開展連續性綜合考核評價,即通過綜合性題目,測試學生用工程熱力學、傳熱學等基本原理分析解決實踐問題的能力,促進學生全面能力提升,激發創新潛能。
四、結語
生活水平的提高和科技的日益進步,使得建筑環境專業畢業生不再局限于傳統的水電設備安裝,大批具有高新技術含量的智能設備不斷涌現,從而使這一行業的人才需求不斷擴大。企業要求人才掌握的學科涉及面廣、數量眾多,并具備解決突發問題、綜合問題的能力。在建筑環境專業教學過程中開展專業基礎課-專業課連續性教學可以培養學生的創新能力,樹立整體意識,實現應用型人才培養的目標。
[ 參 考 文 獻 ]
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工程熱力學的應用范文6
關鍵詞:大學教學 熱力學 基本概念 教學方法
熱力學是一門具有專業技術的基礎課程,但是它又包含了專業課程的特色,是進行后期深入研究學習的理論和基礎,它還有很強的技術性和實用性。熱力學相關的熱力技術和節能環保問題日益凸顯,所以需要在教學中深入教學創新,激發學生自主學習的熱情。本文就如何在教學中引導學生掌握課本知識和應用作出了分析。
一、熱力學的含義與其構架
熱力學是研究熱現象中物質系統在平衡時的性質與其建立能量的關系,以及物質狀態發生變化時與外界相互作用(包括能量傳遞和轉換)的一門學科。因為能量轉變的普遍性,所以熱力研究的成果被運用于各個領域之中。
從宏觀角度來看,熱力學在其的發展過程中,針對其內容可以分為兩個不同的結構體系,首先可以從它的基礎理論來進行講學,其次可以結合所學從實際出發進行應用教學;如果從熱力學的教學體系來劃分,卻可以將其教學劃分為三大點,首先是它的概念,然后是它的運動規律,最后是對它的性質和實際操作進行劃分。
在教學中教師要保證學生對其意義有一定的認知,引導學生掌握熱力學的基本概念,幫助他們重建熱力學的知識構架,要做到這一點就必須要從以下幾個方面入手,進行知識的梳理。
(一)對熱力學的概念進行分析,包括它的公式和運動規律(熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學第三定律等)
(二)對熱力學的中的基本熱力(包括理想氣體;實際氣體;水蒸氣;濕空氣;制冷工質)性質進行研究分析。
(三)從熱力學研究的實際操作過程中分析計算工質在設備中的數據變化,分析影響能量轉換效率的因素,尋求轉換效果更高的有效途徑。
二、熱力學教學方法
(一)結合實際教學
在教學中對日常生活中的一些熱力學現象,用專業化的熱力學知識進行分析,對其作出科學合理的解釋。通過這樣的教學讓學生充分體會到課堂知識與平常的生活息息相關,促使他們對老師的教學產生濃厚的興趣和學習熱情,以此來達到提高教學效率的目的。如在教學中向學生提出與生活相關的問題:空調與冰箱的工作原理是否相同?等,在課堂上應該做到適時的穿插一些與生活有關的問題,培養學生自主思考的能力。還能在教學中介紹一些熱力學在生活中應用的著名例子,如低溫實驗室的創始人卡末林?昂內斯利用范德華方程式創造出了液態氣體,對人類科學的進步作出了巨大的推動,讓學生在切身體會中感受化工熱力學對實際生活中的指導作用。
(二)加強對基礎理論的教學
熱力學是一門非常嚴謹的課程,又可以說它是完美的學科,因為其理論和公式都是經過認真演算的,因此在教學中要著重對公式和理論進行論述,幫助學生掌握和理解熱力學。
教師上課過程中對基本的概念、含義、公式中的相關數據要做出一定的分析和解釋,讓學生從根本上明白公式所要表達的意義,同時在引用理論和實際例子時,保證它的準確性和代表性,讓學生對熱力學的概念有一個清楚的認識。
公式的演算和推導也不需要將所有的數據都拿出來分析講解,為了減少推導量,只需對影響推導結果的關鍵部分著重講解就行,其他的推導過程可以簡單略過,這樣既保證了課堂進度還提高了課堂教學的效率。
學生必須具備合理運用熱力學公式的能力,由上文可以看出,公式的運用對熱力學的理解是密切聯系的,因此教師在教學過程中一定要幫助學生深入理解公式內涵,引導他們在實踐中應用。
(三)多樣化教學
在教育中教師不僅僅是需要傳授知識還需要引導他們自主去學習,“授人以魚,不如授人以漁”就說明了這個道理,傳統的教學多以“填鴨式”教育進行,僅僅依靠老師通過課本單方面的講學已經無法滿足現代教育的需求,學生在學習過程中需要有熱情才有不斷學習的內驅力,所以在教學中我們要充分的利用多媒體信息技術,做到在課堂外沒有老師進行指導的情況下也能進行自主學習,根據自身的接受度選擇熱力學相關的資料進行學習,對課堂上老師講授的知識進行一個擴充和完善,教師也能通過網絡在線解答學生的問題,拉近師生之間的距離,在不是不覺中營造出了一種良好的教學氛圍。
(四)結合實際教學
熱力學雖然是一門具有很強理論性的專業性學科,但是在生活中,熱力學其實離我們很近,因此教師在教授一些基本概念的時候,可以思考一下是否能舉出與生活相結合的例子以此來幫助學生更好更快的理解和記憶,可以在介紹熱力第二定律的時候,為了讓學生明白熱力傳導的過程,舉出生活中常見的例子,如高壓鍋,煮各種難以煮熟的食物的時候,通過加壓的方法,讓鍋內溫度超過100℃,加速高壓鍋的工作效率,還有熱力過程具有方向性這一特點也能舉出相關例子,如啟動的汽車在沒有外力的作用下,能將車胎轉動的動能轉換成熱能停止下來,但反過來,汽車車輪不可能吸收空氣中的熱能將其轉換成動能再旋轉起來,通過這樣的教學方式,在教授基本理論知識的同時又激發了學生的學習熱情,促進學生的學習,通過實例幫助學生加深對熱力學基本概念的掌握和應用。
(五)研討式教學
確立學生為主體原則進行教學,充分了解學生原有的熱力學知識基礎水平,貼近生活的教學,在進行基本概念的講說時,遵循由易到難、由簡到繁的教學順序,能夠讓學生更好的進入學習狀態,充分調動他們的積極性,提高他們的學習興趣,針對學生個體的差異,進行不同層次的教學。
熱力學具有抽象性的特點,導致學生對其主要問題認識不夠深刻,對它失去了學習的興趣。
三、創新教學的具體內容
1、結合熱點問題
在教學中教師應該結合當前熱工領域的一些備受矚目的問題進行講學,如當前的熱點,環境資源問題、降低能源消耗和日本核電站事故等問題,就此問題在課堂上開展討論,充分調動學生的積極性。同時還能在課上給學生實驗的機會,通過動手實驗更深入的理解問題,分析問題,激勵學生進行自我總結。
2、課堂活動與常規教學相結合
信息技術的飛速發展,教師也應該在現有知識的基礎上不斷完善自我,主動吸收新知識,上網搜集相關信息,在課堂上對書本上的知識進行擴充,對課本材料進行詳細的閱讀,對其內容進行合理科學的規劃,根據最近信息整合調整,將老舊之后的成本知識優化,通過多媒體教學課件為學生提供一個多樣化、多視角的教學信息。
同時對課本中的重點難點要構建相應的練習題型,讓學生在寫作業的時候自主回顧重難點,多布置一些與和生活有關的問題,引導學生自主學習,上課前通過課前提問對舊的知識進行回顧,再導入相關新知識。
3、培養學生解決問題的能力
當代教育要求學生不光要學會學習還要有自主分析、解決、總結問題,在教導熱力學課程的時候,讓學生把這門課程當成需要解決的問題去對待,形成良好的學習習慣。
四、結束語
綜上所述,熱力學在教學中作為一個理論性較強的科目,但是由于它又與實際緊密結合,所以老師在講授知識的時候可以舉出實例,讓學生更為直觀的理解教師所講授的知識,這就要求教師在教學中不斷改進教學方法,培養學生的學習興趣,運用創新的教學方法,不僅有利于學生形成自主行動、思考、分析問題的能力,還有利于在教學中培養學生的認知能力,所以要在課堂教學中將基礎理論結合實際進行教學,讓熱力學的教學變得更為輕松有效,這樣的教學方法不僅僅對熱力學教學具有重大的意義,還能幫助學生學習其他課程。
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