工程热力学基本概念篇1

【关键词】专业基础课 学习兴趣 教学方法

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）34-0049-02

大学作为高素质人才的聚集地，其最主要的任务就是为社会培养各类优秀的专业人才，因此，大学生的课堂学习至关重要。对于工科大学生来讲，他们在本科阶段的学概分为三个阶段：基础的公共课程学习、半基础半专业的专业基础课学习以及比较深入的专业课学习。其中，专业基础课是公共课向专业课过渡的必要途径，占据着非常重要的地位。如果没有专业基础课这一中间环节，直接从公共课跨入专业课的学习，那学生肯定会摸不着头脑，不知道从何学起。专业基础课就像是两层楼之间的台阶，一步步地把学生从基础领域带到专业领域。所以，专业基础课教学质量的好坏，直接影响到学生专业课的学习。因此，对专业基础课教学方法的探讨，是提高学生专业素质的基础。

由于专业基础课是半基础半专业性质的，因此在内容上，它既不像公共课那样涉及范围广泛、讲解层次浅显，又不像专业课对小范围的问题做出深入的讲解，而是两者取其中，对特定专业的基本内容做适当的说明。学习公共课之后，专业基础课其实并不是很难，但对于基础不同的学生来讲，理解程度上会有所偏差，这就导致了他们以后对专业课掌握程度的不同。专业基础课掌握得越扎实、理解得越到位，专业课的学习就会越轻松，进而对学生以后从事相关工作提供很大帮助。但专业基础课往往比较枯燥难懂，提不起学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师，在学生没有学习兴趣的情况下，教学质量可想而知。因此，只有采用合理的教学方法来激发学生的学习兴趣，才能让学生加强对专业基础课内容的理解，达到理想的教学效果。

本文就以工程热力学这门专业基础课为例，谈谈提高学生学习兴趣的几种教学方法。

一 工程热力学简介

当今社会，能源工程、航空航天工程、材料工程等很多领域都直接或间接地需要热工研究作为理论基础，这无疑证明了热工研究的重要性与必要性。所以，在大学开设热工类课程是培养相关领域专业人才的必要途径。其中，工程热力学课程是重中之重。工程热力学是热能与动力工程、建筑环境与设备工程、动力机械工程、航空航天工程、化学工程、电力工程、油气储运工程、安全工程、车辆工程类等专业的专业基础课程之一，主要研究的是热能与机械能的相互转换规律及其在工程上的应用。

作为一门重要的热工类课程，工程热力学在这些专业所涉及的多门专业基础课之中，相对来说比较难。它是所有与热工相关学科的理论基础，是一门很重要的课程；它的逻辑性很强，内容又比较抽象，是一门既难教又难学的交叉学科。工程热力学的课程特点大致包括以下几个方面：

1.概念多

工程热力学中会出现大量的概念，学生会很容易将它们混淆。如循环的概念，按热力过程分类，可分为卡诺循环、朗肯循环、再热循环、回热循环、压缩空气循环、压缩蒸汽循环、热泵循环、吸收式制冷循环八个循环；功的概念，包括膨胀功、推动功、流动功、轴功、内部功和技术功等。学生要想牢固地掌握这些概念，就必须要从根本上理解它们的含义，而不能靠死记硬背。

2.公式多

工程热力学涉及内容广泛，用到的公式自然也非常多。并且，它所要解决的问题基本都与实际工程相关，公式也随着实际问题的变化而变化，这就导致会出现更多、更复杂的公式。比如，稳态问题和非稳态问题、开口系统和闭口系统、定熵过程和定压过程等，在不同情况下要使用符合各自条件的不同公式。如果一类问题都使用同一个公式，那得到的结果肯定会与实际相差很大。因此，同一类问题会因为条件的不同而衍生出更多的公式，这不仅增加了学生的掌握难度，对教师的传授也产生了一定的阻碍。

3.内容抽象

工程热力学中的很多概念和结论都很抽象，仅仅通过文字来描述，学生很难理解其涵义，因此课本上一般都会有公式来辅助。这些公式本来是为了帮助学生更好地理解，但对于基础不好的学生来说，这些公式只会让他们更加茫然。因为有很多公式不仅会用到这一章节或者这本书中其他章节所学的知识，还会涉及之前其他课程的内容，比如高等数学、大学物理等。很多课程之间都是相互关联的，所以，尽管这门课比较难，但还是要尽可能认真听，否则会对以后专业课学习产生更多的阻碍。

以上三个课程特点不仅能够反映工程热力学这一门学科，同时在一定程度上也代表了工科专业基础课共同的特点。

二 实施教学改革，引导学生的学习兴趣

1.强化概念理解

专业基础课一般都有很多的抽象概念，学生在真正理解它们之前，往往容易将这些概念混淆。在概念都没弄清楚的情况下是无法解决实际问题的。因此，教师在教学过程中，首先要帮助学生理解这些概念的真正含义，进而才能引导他们更加深入地分析问题。要想学生稳固地掌握，最有效的办法就是结合实际、化抽象为具体。利用生动形象的实例来描述抽象概念，不仅能让枯燥的课堂变得活跃，引起学生的学习兴趣，而且能让学生在轻松的氛围中理解它的含义，为以后解决专业问题打下良好的基础。

2.强化公式理解

专业基础课中出现的大量公式，必然是令学生头疼的一大部分。如果想通过自己强大的记忆力来记住这些公式的话，刚开始还会觉得有所成效，但慢慢就会发现这是个非常不明智的选择。暂且不说公式的数量之庞大，即使通过死记硬背记住了这些公式，但真正遇到具体问题的时候却不知道如何运用。所以说，公式需要理解记忆。仔细观察就会发现，很多公式之间都是有关联的。在分析同一类问题的时候会出现很多公式，其中基础的就只有几个，其余的都是由这几个基础公式推导而来。所以只需要记住几个基础公式，其余的掌握推导方法就可以了，根本没有必要浪费时间和精力在背公式上，这样既不会出现公式记不住的情况，又可以根据具体问题的条件灵活地选择公式推导的形式，举一反三。所以，老师要教给学生的不是这些公式的形式，而是一种归纳总结的方法。如何从基础公式推导出不同的复杂公式，以及如何运用这些公式，才是这一部分的教学重点。

3.合理应用多媒体技术

要想取得理想的教学效果，不仅要优化教学内容和方法，还要适当转换教学形式。在多媒体技术还没有引入大学课堂的时候，老师只能通过黑板板书和口头表达来给学生传授知识，这对于文科生来说影响不大，但对于理科来讲远远不够。以工程热力学为例，课本中有太多需要理解的内容了，只靠文字和口述根本不能表达出他们的涵义。这时，多媒体的必要性就凸显出来了。随着科学技术的发展，多媒体逐渐在课堂中得到应用，这时老师就可以将书中的抽象概念以及原理通过图片、动画等形式展现出来，让学生能更加清楚、直观地接收信息，大大提高学生的理解能力。同时，在课堂中利用多媒体，让枯燥的课堂变得生动有趣，极大地提高了学生的学习兴趣。

但是，仅仅利用多媒体教学并不是课堂形式的最佳选择，因为这样会使课堂节奏变快，以至于学生还没来得及反应就进入下一环节了，并且不能突出教学重点，让学生分不清主次、重难点。尽管多媒体技术的出现给教学带来了方便，但我们也不能完全丢弃传统的教学形式。黑板板书对于理科课堂来讲确实效果不佳，但它能很好地把握课堂节奏，并且能突出重点内容，这些优点是不能忽视的。所以说，将黑板板书与多媒体技术相结合，在黑板板书的基础上充分显现多媒体的有效性，才是最佳的课堂教学模式。

4.开展课堂互动

课堂教学不是教师单方面的传授过程，学生也是重要的参与者。如果教师只把学生当作是授课的对象，而不让学生参与到课堂教学中来，那么就很难调动起学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣。课堂教学的目的就是让学生掌握知识，如果学生没有了听课的兴趣，那么就算是再厉害的教师也不会达到理想的教学效果。所以说，在课堂上老师应该和学生互动，这样不仅能让学生积极地参与进来，激发起他们的学习热情，而且能够及时掌握学生的学习状况，以便合理安排教学内容和时间。

课堂互动的形式多种多样，有课堂提问、小组讨论、答疑等多种形式，不同的互动形式会产生不同的效果，不过它们有一个共同的目的，那就是提高学生的学习兴趣，进而促进他们的学习。采用哪种互动形式能达到最佳的效果，就需要根据课堂具体情况而定了。比如，班级人数较多时，课堂提问的效果就不是很好，既浪费时间又不能体现多数同学的意见，这种情况下采用小组讨论的方式就比较合理，每组提出一个意见，基本能顾及到班里的每个学生。

三 结束语

作为专业课学习的基础，专业基础课教学方法的改善极其重要。在强化概念理解、强化公式理解、合理利用多媒体技术、开展课堂互动等方面实施教学改革，能够激发学生的学习兴趣，加强学生的理解能力。教学工作是一项既科学又系统的复杂工作，要想达到理想的教学效果，需要在教学过程中不断地创新与探索。

参考文献

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[4]夏莉、冯国增、聂宇宏等.提高“工程热力学”教学效果的途径探索[J].制冷与空调，2011（6）：614～616

工程热力学基本概念篇2

关键词 应用型本科 传热学 教学探索

应用型本科学校在我国高校中己占有越来越高的比重，一般来说所有的本科第三批次录取学校都可以算作应用型本科学校，而“应用”二字也成为了这类学校主流的办学定位，这极大地推进了我国高等教育的大众化进程，也满足了我国社会发展过程中逐渐增长的高层次应用型人才需求。“传热学”是高等学校中包括建筑环境与能源应用工程专业（以下简称“建环专业”）在内的多个专业和学科的重要专业基础课程之一。以建环专业为例，这门学科在整个专业体系中起到了重要的奠基石作用。因此，应用型本科学校的教师应合理而有效地安排课程教学内容，提高相关专业学生学习传热学的积极性，并通过实验课程等方式帮助学生加深对相关知识的理解，使学生可以在实际的生产、生活中活学活用在传热学中学到的知识。本文将以南京工业大学浦江学院为例，结合传热学课程的主要特点，对传热学的教学体系与未来的改革方向进行初步的探索。

1应用型本科学校与“传热学”课程的主要特点与矛盾

1.1应用型本科学校的主要特点

应用型本科学校的主体是“应用”，这类学校的出现也正体现了当今社会的发展趋势。在新的社会发展背景下，高等教育的主要方向逐渐转向培养满足社会和经济发展需要的综合性人才。高校应积极探索新的学科方向、专业结构和课程体系，教师应通过更新教学内容和教学手段，提高教学质量，为社会培养具有更强适应力和竞争力的毕业生。

南京工业大学浦江学院作为我国本三类应用型学校，其生源质量上不如本一、本二类院校，普遍具有以下特点：心理上表现为思想不够成熟，意志薄弱、缺乏刻苦钻研的精神；学习上表现为知识储备量少，基础知识相对薄弱，并且缺少良好的学习习惯。因此，本三类学生的培养既不能以本一、本二类学术型、科研型人才为目标，也不能按照高职类纯操作型、岗位型的人才培养，而是应该立足于自身情况，在教育中既让学生掌握理论知识，又锻炼学生动手能力，从而培养出一批既具有专业知识，又具备动手技能，符合社会和经济发展需求的应用型人才。

1.2“传热学”课程的主要特点

“传热学”是建环、能源、动力等理工科专业交叉的经典学科，始于工业革命时期，发展至今已经有了一百多年的历史，核心理论体系是传热的三大基本理论，即热传导、热对流和热辐射。该课程建立在基础课“高等数学”、专业基础课“工程热力学”、“流体力学”等课程之上。其基本理论，如传热基本定律、传热方式、传热条件、影响传热的因素、增强和减弱传热的方法等，又是暖通空{、供热工程、制冷技术等工程技术中所有涉及热量传递规律理论的基础。所以，传热学中涉及的定律多、公式多、概念多、方法多，且这些定律、公式、概念与方法应用十分广泛。

针对应用型本科学校的学生，在学习该门课程时，首先要注意系统掌握有关热量传递的基本知识，提高分析和计算传热问题的能力，提升基本的实验技能。另外，教师还应通过实验、实习等实践教学方式，培养学生的动手能力，从而使之掌握相关热工流体设备的设计与使用方法，培养学生的工程实践能力。

1.3应用型本科学校与“传热学”课程的主要矛盾

应用型本科学校的生源大多不具备较为丰富的知识储备和较强的学习能力，但是由于传热学中涉及的公式、概念和定律数量多、范围广，学生在学习过程中普遍存在以下问题：“

（1）概念理解不深刻。传热学以高等数学等学科为基础，涉及的实际应用学科又较为广泛，并经常会用到较深的数理基础知识。因此本来就基础薄弱的学生对如此庞杂的概念和公式只能机械记忆，而难以深刻理解。

（2）分析计算能力弱。传热学课程中的热传导、热对流与热辐射的计算和推导涉及大量的经验公式与数理方法，计算过程繁杂且难度较大。很多学生面对计算时只会生搬硬套已有公式，不能捋清正确的计算步骤和方法。

（3）理论、实践结合能力弱。受传统教学方式的影响，学生在学习过程中更多停留在理论层面，难以针对实际问题的特点运用已有的知识进行具体分析，并利用传热理论解决实际生产、生活问题。

针对上面几点普遍存在的问题，结合应用型本科学校的培养方针和具体特点，在培养方式上，首先应该引导学生正确认识应用型本科学校的培养方针和目标，具体到学习传热学的基本要求及在专业学习中的重要性，帮助学生正确定位传热学在专业知识体系中的位置；同时切实改革“传热学”课程的教学方法，以将学生培养成符合社会和经济发展需求的应用型人才为目标，合理安排课程教学。

2课程建设

2.1认真了解授课对象

该课程的授课对象是指该校建环专业大二或大三的全体学生，教师应充分了解这些学生的心理特征、知识基础与培养目标，根据学生的具体特点，结合学校的教学能力，树立正确的教学目标，选择合适的教学方法，活化自己的教学艺术。

2.2合理选择教学内容

南京工业大学浦江学院建环专业使用的教材是由杨世铭、陶文铨编著（高等教育出版社，2006）的“传热学”（第四版），该教材将学生对基本概念、基本理论和基本计算方法的理解作为第一任务，对基本知识点进行详细的叙述，对传热学中一些重要概念、公式和计算进行分步介绍，并深入剖析公式背后的理论，并适时的结合实际的例题，阐述传热学在建环专业相关案例中的应用。

2.3积极重组考核内容

传热学考核应分为闭卷考试（60%）、平时作业（15%）、学习表现（10%）和研究性学习（15%）四个部分。其中闭卷考试主要是为了加强学生对课程的记忆，考试内容为传热学的基本概念、理论和计算方法；平时作业是为了帮助学生在课后巩固当天的学习内容，包括一般性的习题，综合性工程问题的解答以及安排的相关实验等；学习表现主要是反映学生在平时课堂上的表现，如回答问题、参与课堂讨论的情况。研究性学习可以培养学生的动手能力，训练学生运用知识的熟练程度，提高学生独立思考的能力，同时积极调动学生的主观能动性，为培养创新能力创造机会。如：通过给定一个换热目的，让学生自行设计一台换热器或完成换热相关的数值模拟等。相比于传统的考核方式，通过这四个方面的组合，可提高学生对传热学的学习兴趣，从而提高教学质量。

2.4打造“双师型”教师

所谓“双师型”教师是指具备以下两方面能力的教师：在理论上具有较高的专业理论水平和教学水平，同时具有较强的科研能力：在实践上具有熟练的专业实践技能，能够组织生产经营，能够指导学生进行自主创新创业。

作为应用型本科学校的教师，都应该以成为“双师型”教师为目标，严格要求自己：及时了解和掌握所授专业最新科技动态和行业发展水平；在教学中通过专业授课、实训、实习等方式，使学生掌握必需的职业技能；引领学生学会理论联系实际，掌握分析问题和解决实际问题的能力，提高学生自身技能；通过介绍当下最新研究成果和行业新型技术等活动，培养学生的技术革新意识和动手能力。

3课程教学方法的改革

3.1注重启发、注重兴趣

“传热学”课程贴近生活，可以很好地解决生活中遇到的问题，应该引导和启发学生主动进行思考，提高学生的学习兴趣。

例如学习之初，在课堂上提出生活中显而易见但却容易被大家忽略的问题，如“冬天的时候为什么白天太阳晒过的棉被，晚上盖起来会比较暖和？并且经过拍打之后，效果会更加明显？”这种与生活息息相关的问题，可以让学生带着疑问与热情跟着老师去探索传热学藏在生活当中的秘密。

3.2融入最新科技

随着科技的不断发展，传热学的许多理论被应用到很多专业工程领域的最新成果中，在课堂上应向学生介绍传热学发展的最新研究成果，如抵荡热学、微尺度传热学以及纳米流体、微肋管等新型换热设备等。当然对于刚刚接触本学科的本科生而言，理解这些新概念、认识这些新现象、了解这些新设备都是比较困难的，但从人才培养的长远角度来讲，这样的教学方法可以拓展学生的视野，提高学生的创新意识。

3.3教学多样化

（1）多媒体教学：随着信息技术的飞速发展，使得传统的教学模式有了很大的变化，PPT、动画、视频等多媒体技术的介入，对理解一些抽象的术语、概念和定理有了很大的帮助。教师应该充分利用这些新的教学工具，解决教学中的一些复杂问题，例如可以用动画等方式将传热学中一些难以理解的问题直观、生动地传递给学生，从而营造一种立体的、全面的、轻松的、动态的学习场景，激发学生的学习热情。（2）模型教学：课堂教学时配备一部分教学模型，如换热器模型，让每位学生在学到相应知识点时，能够近距离接触设备实体，有个感官的概念，以培养学生的动手操作能力及空间想象思维。

3.4注重实用软件

数值模拟作为研究、设计和技术开发的手段，将是“传热学”未来研究的重点。应用型本科学校教师应充分向学生介绍利用计算机数值模拟方法学习课程的方式，并介绍相关软件的使用方法。例如目前国际上比较流行的商用计算流体力学软件包Fluent，该软件具有强大的解决流动传热耦合问题功能，能够呈现换热设备内流体流场、温度场分布等，是工程人员常用的模拟软件，介绍该软件可以让学生对当前的前沿技术形成一个初步的认识。

4结语

工程热力学基本概念篇3

【关键词】高中化学 核心概念 结构体系

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）24-0130-02

化学核心概念是化学学科的主干内容，化学核心概念及其相互关系构成了中学化学的基本框架。化学核心概念是学生分析问题和解决问题的基础，具有高度的概括性、抽象性和严密的逻辑性。

一 化学概念学习在中学化学教学中的重要作用

当代著名心理学家和教育家布鲁纳曾指出，“不论我们教什么学科，务必使学生理解学科的基本结构。”学科基本概念就是学科基本结构的重要组成部分。高中化学概念是化学知识网络中的节点，是化学知识网络中的骨架。只有让学生清楚、准确地理解化学概念理论，才能使学生更深刻地认识物质及其变化规律，进而掌握化学学科的基本结构。

二 高中化学核心概念及其结构体系

高中化学的核心概念及其结构体系主要分为化学用语、化学计量、物质的组成和分类、元素周期律和周期表、溶液、化学反应速率和化学平衡等几个方面。

1.物质的组成、性质和分类

物质的组成、性质和分类，是在组成物质微粒的基础上进一步深层化，从微观的角度进一步抽象、推理而形成的更深层次的概念。化学学科是在原子分子的层面上研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学，有独特的名称、符号及表达方式。对于各物质性质的学习，从宏观上分析，更注重从微观层面上对化学变化的过程进行深层次的理解。该部分的概念主要包括：元素、核素、原子、离子、原子团、离子符号、核素符号、化合价、化学式、分子式、实验式、电子式、结构式、结构简式、原子结构示意图、电离方程式、离子方程式、热化学方程式、同位素、基、物理性质、化学性质、金属性、非金属性、氧化性还原性、混合物、单质、酸、碱、盐、同素异形体。物质的性质内容的研究主要从结构出发，分析原子核外电子排布，进而分析相关变化的过程和本质。同时，化学用语贯穿整个化学教学，教材以初中的元素符号，简单化学方程式为基础，到必修的离子反应、氧化还原反应随后在各元素化合物知识中不断加强应用。在这一过程中，化学用语在数量上、类型上不断发展，同时成为学生在分析问题、解决问题中的工具。

2.化学计量

化学计量是宏观与微观相联系，用于量度化学物质，表示化学物质“量”的一类概念，属于“工具性”概念。该部分内容较抽象，具有较高的知识陌生性，而且变换关系容易混淆。其内容主要包括物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等。换算关系在各章节练习中不断应用，凸显出“工具”的作用。

3.化学反应与能量

化学反应有不同的分类方式，教材中介绍的主要有离子反应、氧化还原反应、放热反应、吸热反应、可逆反应等。该部分概念主要包括氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热、可逆反应等内容。教材首先介绍离子方程式和氧化还原反应，在随后的元素化合物学习中不断巩固两部分内容。在学习化学键的基础上，通过能量的转化引出放热反应和吸热反应，以及热化学方程式。在化学能与电能的介绍，即原电池和电解池的学习中，充分结合了氧化还原反应及电解质的内容，使学生在原有认知的基础上，建立起知识之间的联系。

4.物质结构、元素周期律

周期表和元素周期律是化学的精髓，是化学规律的总结。主要包括元素周期表的结构、位置、性质，包括金属性、非金属性、半径大小分析等。该部分概念主要包括元素、核素、元素周期表、元素周期律、化学键、化合价、化学式、电子式、同素异形体、金属性、非金属性、化学键、晶体类型等。在学习了元素化合物知识后，对物质结构进行介绍，从原子结构分析，归纳出元素原子结构、化合价变化的规律性，从而引出元素周期律、周期表的内容，根据原子之间作用力不同，构成的晶体类型也不同。

5.溶液

溶液主要是分析溶液中各成分存在和变化的情况。该部分的概念主要包括溶液、胶体、电解质、非电解质、强电解质、弱电解质、盐类水解、原电池、正极、负极、电解、阴极、阳极、金属腐蚀、电镀等。教材主要从分散系出发，按照分散质粒子大小，分别介绍胶体、溶液。通过溶液中物质电离的情况，对电解质相关概念进行介绍。通过对反应的分析，对化学反应的分类进一步扩充，扩展出离子反应和氧化反应。在结合电解质溶液、氧化还原反应内容的基础上，引出原电池和电解池。通过金属的电化学腐蚀和防护，将原电池和电解原理整合应用，形成完整的电化学知识体系。

6.化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡主要是描述化学反应快慢和程度的情况，主要包括化学反应速率、可逆反应达到平衡的

判断、化学平衡的移动、化学平衡移动的各因素变化、电离平衡等。该部分的化学概念主要包括可逆反应、化学平衡、化学反应速率、化学平衡移动、电离平衡。教材中首先简单介绍化学反应速率、可逆反应，引出化学平衡及影响化学平衡的因素。随后在选修教材中内容深化，从微观的能量的角度分析影响因素，深化化学平衡的判断和平衡的移动，并补充化学平衡常数。内容由浅入深，由易到难，既符合学生的认知规律，也符合知识的逻辑顺序。

三 结束语

化学是一门联系性很强的学科，每个概念理论都不是孤立存在的，化学概念和概念间的联系构成化学学科的知识体系。建构良好的知识结构体系是学生理解化学、提高学习能力的重要途径，要求教师在教学过程中要树立整体意识，准确把握不同概念之间的联系和发展，让学生不断丰富和完善知识体系，促进其认知结构的形成。

参考文献

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[10]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修五有机化学基础[M].北京：人民教育出版社，2007

工程热力学基本概念篇4

(一)对象。

采用便利取样法，选择本人授课年级12级高职护理1班36名为试验组，其中男生1名，女35名，12级高职护理2班37名为对照组。其中男生2名，女35名，两组学生年龄在18-21岁，平均年龄为19．9岁。经比较，两个班的学生在年龄、户籍、性别、一年级成绩等方面均无统计学差异(P＞0．05)。

(二)方法。

1．授课阶段。授课时间在二年级第一学期，总课时44学时。相同的教学内容，相同的教学进度，相同的教学方法，同一时间由同一教师合班完成试验组和对照组共73人理论授课。教学重点、难点一致，各种教学资源同时同步发放给学生。

2．作业阶段。(1)试验组:①认识概念图:课后时间约50min(第一次)。概念图由节点、连线和连接词组成。概念、命题、交叉连接和层级结构是概念图的4个图表特征［2］。主要介绍有关概念图的基本概念、类别及绘制方法，用图像式辅助工具(KeystoneConceptMap软件)进行绘图的操作程序，同时告知学生一些可供参考的教材、文献与网站。最后老师以已学过的内容展示1-2例概念图。②分组协作:试验组共36名，根据自由组合的原则，将学生分组，每组6名学生，各组经讨论后推荐一名小组长，负责组内成员的学习任务分配和人员协调，负责将讨论、修改后的概念图提交。③安排任务:选择儿科基础的生长发育，新生儿疾病的新生儿黄疸及我国儿童保健重点防治的“四病”维生素D缺乏性佝偻病、小儿腹泻、小儿肺炎、营养性缺铁性贫血等6次教学内容做为课后完成概念图作业，并要求在相应的理论授课后一周内完成。④过程评价:教师将批阅后的概念图返回给学生，组长负责组织组内同学再讨论、再修改。最后老师随机抽取每组一名护生讲解合作完成概念图的思路、过程、感受。其他组学生分别以组为单位打分，平均得分即为本组护生一次小测成绩。附图为小组再次讨论合作完成的VitD缺乏性佝偻病概念图。(2)对照组:①准备复习题，包括选择题、概念题、简答题、病例题等。②布置作业，同步在生长发育、新生儿黄疸、维生素D缺乏性佝偻病、小儿腹泻、小儿肺炎、营养性缺铁性贫血等6次教学内容理论课后完成。③批阅作业。④反馈总结。

3．评价工具。(1)问卷调查:在该课程开课前和课程结束后两组护生均填写第二军医大学姜安丽教授的《护理专业学生自主学习能力测评量表》［3］。本量表共28题，由自我管理能力、信息能力和学习合作能力3个分量表构成。其中自我管理能力10题，信息能力11题，学习合作能力7题。采用Likert5级计分法，每题得分1-5分。课前和课后共发放问卷各73份，回收率100%。(2)知识考核:采用相同的试卷和评分标准，在课程结束后对两组护生实施理论考核。

4．统计学方法。所有数据使用SPSS17．0录入，采用描述性统计(如均数、标准差)、方差分析和t检验对现况进行描述，检验水准a=0．05。

二、结果

(一)两组护生授课前后自主学习能力比较(见表1)。试验组护生在授课后自主学习能力总分为106．92±9．56，在自我管理能力，信息能力，学习合作能力等均优于对照组，两组比较均具有统计学意义(P＜0．05)。

(二)两组护生考试成绩比较(见表2)。试验组期末理论考试成绩优良率88．89%，不及格率2．78%，对照组期末理论考试成绩优良率78．38%，不及格率8．11%，两组比较差异有统计学意义(P＜0．05)。

(三)讨论。

1．作业式概念图能有效激发学生的学习热情。高职学生有学习热情，但动力不足，自觉性不够，如果单纯听课，容易下课就走人，如果布置书面作业，也容易从书上照抄应付。老师将学习内容安排成课后作业:绘制概念图，让学生了解到“我有事做”，“我可以做”，“我必须做”，同时这项活动过程与内容无可复制，又激发学生思考“我通过反复练习可以做得更好”。这大大激发了学生学习热情，提高了学生自我管理能力。

2．作业式概念图能有效激活和提供必要的背景知识。概念图的制作过程实际上是学生思考与话题有关内容的过程，也就是学生大脑中背景知识被激活的过程。在VitD缺乏性佝偻病的学习中，通过概念图的制作，学生很容易把VitD的来源、VitD的代谢、VitD的生理作用、VitD缺乏的原因的背景知识理解和复习。概念图将背景知识可视化后，可以随时为学生复习、理解学习提供“信息”支持。

3．作业式概念图能促使学生有效学习。在以往的教学中，学生忙于记笔记，少有时间听教师讲解，或忙于听讲而无暇记笔记。概念图使知识可视化，又简洁而直观。在掌握了概念图制作的一般方法后，学生可以用来做笔记或用来整理笔记，从而抓住知识脉络，形成知识结构，进而促进学生整合新旧知识，建构知识网络，浓缩知识结构，从整体上把握知识，书越读越薄。通过编写课后作业式概念图，将零散的知识系统化，加深对知识的理解。促使学生有效、高效学习。

4．作业式概念图能丰富老师对学生的评价方式。概念图可以检测学习者的知识结构及对知识间相互关系的理解，而且是一个动态过程，因此完成的概念图“作业”可以作为教师“形成性”评价的工具。6次作业式概念图完成后，学生可以有6次“过程成绩”。教学改革不仅关注教师教学方式、学生学习方式的变革，也应强调了对学生评价方式的变革，作业式概念图可以丰富老师对学生的评价方式。

5．作业式概念图有助于提高教学效果。试验组期末理论考试成绩优良率达88．89%，授课后试验组在自我管理能力，信息能力，学习合作能力等均优于对照组。表明概念图是一种较为有效的学习工具，有助于提高学生的学习成绩，也受到学生的欢迎。同时老师在批阅、点评概念图时可以更客观的评价、分析学生学习中有欠缺的地方，进而有针对性地进行讲解，提高教学效果。

6．作业式概念图教学应注意的几个问题。概念图教学法，激发了学生学习兴趣，有效提高了学生的自主学习能力。在国内外护理教学领域中也广泛应用，已有不少研究表明，概念图是评估护理教学，评价护理学生学习效果的优良工具［4-5］。但在实际实施中还是要注意以下几个问题:尽管针对高职学生基础知识不够扎实的特点，我们将概念图的教学设计为完成课后作业式概念图，仍有部分学生反映概念图制作难度大，还要有计算机基础，容易产生畏难情绪;完成概念图需要耗费大量时间，是一项耗时耗力的劳动，挤占了其他学科的学习时间;在与学生的交流中发现，有个别学生一开始热情很高，越往后越“无所谓”的态度，让组长有单打独干的感觉。再者课后作业式概念图教学，老师需要有大量的时间做课前的准备，课后的评价，而目前儿科老师授课量普遍比较多，工作任务繁重。因此全面实施课后作业式概念图仍面临不少困难，实施中应注重学生的客观、全面的个体评价，尊重学生的创意，调动学生的学习热情，最大程度地发挥概念图在儿科护理教学中的效果。另外对于学习成效的评价，本次教学中学生数的样本较少，完成的概念图也只有6次，有一定局限性，这些需要在以后的教学实施中不断完善。

工程热力学基本概念篇5

关键词：化工热力学；教学方法；教学改革；实践

化工热力学是化学工程与工艺专业一门重要的专业基础课，是化学工程学的一个重要分支。该课程把热力学原理应用于化学工程之中，要求学生掌握根据热力学原理求取化工基础数据和计算热量衡算的计算方法，分析和解决化工生产、工程设计和科学研究中有关的实际问题，为今后学习分离工程等后续课程打下坚实的理论基础[1-2]。通过化工热力学的学习，培养学生在化工生产、设计和科学研究中运用相应的的热力学理论知识[3]，提高分析能力和解决化工实际问题的能力，同时树立工程观念[4]。

1 《化工热力学》课程教学过程中存在的问题

虽然该课程起着承上启下的作用，但在教学过程中发现，学生的学习热情并不高，两级分化严重。学生普遍反映课程概念抽象难懂、推导公式多且复杂、内容杂乱，在实际环境中难以应用。其次是认为化工热力学里的的部分内容与物理化学的内容重复，是浪费时间。由于上述原因导致学习困难，有较大的畏难情绪。

化工热力学课程教学的特点是：内容抽象、逻辑性强、概念严谨、公式推导较难且较多地应用高等数学知识。例如气体逸度的求取，可用三种方法求取，分别是从实验数据、用状态方程和用对应态原理计算，每一类方法下面还可分别采用其它方法，如从实验数据求取下还可采用P-V-T数据和焓熵计算；用状态方程法当选用的状态方程不同时，公式结果不同，结果需要用试差和迭代法反复试算；对应态原理可有对比态双参数法和三参数法。这一部分内容看似不多，实际上是将前面所讲述的实际气体状态方程、逸度概念等相关内容都进行了串联。如果学生对前述知识没有熟练掌握，则会认为公式繁琐、各项内容相关性差，抓不住重点，造成学习困难，产生厌学情绪。导致这种现象的出现，主要是学生认为化工热力学知识与工业实际相差太远，实际中不会出现这样的问题，认为知识理论上的推导，从而失去学习兴趣。

课堂教学的主要任务是培养学生的理论思维能力，采用热力学严谨的逻辑思维方式去分析和解决化学工程中的实际问题，这就要求学生深入了解并掌握有关涉及理想系统的概念和模型，并能够去繁从简地建立实际模型。教师作为课堂教学的主体，主要擅长于理论教学，讲授大量抽象的概念和繁杂的公式，采用的是灌输式教学。从知识传授方向看是知识传授的单方向，缺乏互动。唯一的互动就是课堂提问和课后练习习题。这种方式还是以教师为主导，从理论到理论，被迫学习，激发不起学习的积极性[5-6]。

2 《化工热力学》课程教学改革采取的方法

作为教师，如何改变这种不利的教学状态，使学生能够明白学有所用的道理。就要求授课教师理顺教学思路、优化教学内容、改变授课方式，调动学生学习积极性。由注重基本理论、公式推导，转变为解决工程实际问题和综合素质的培养，转变为强调综合素质的提高、工程实际的训练和解决问题能力的提高。笔者结合多年的教学经验，并借鉴同行教学经验，对化工热力学进行了改革和实践。

2.1 注重绪论

一般情况下教师认为绪论是对整门课程的初步了解，只需要简单介绍发展过程和研究内容即可。但实践中发现学生即使有了初步了解，还是一头雾水，不明白所学的内容与化学工程直接的联系。一个好的绪论内容，可以使学生详细了解化工热力学的发展历程、热力学的体系和学科意义，从整体上把握课程的内容和特点。这就要求授课教师对热力学的发展和典型过程、事件和人物有较清楚的了解，对基础课程与热力学的衔接有深刻的认识，对课程中讲述的内容条理清晰。

在讲授过程中，应充分利用现代多媒体技术，将著名人物、实验过程和工艺流程以图片和动画的形式表现出来，让学生有直观的认识。讲清楚化工热力学的内容不是物理化学等课程的重复，而是在理想模型的基础上不断加入实际因素，不断得到与实际接近的模型，说明理想方程与实际方程的差别。例如实际气体状态方程的获取，首先有理想气体模型，才得到理想气体状态方程，而实际气体不具备理想气体的特性，对理想气体状态方程进行改进，得到范德华方程。状态方程的发展方向是普遍化，基础是对比态定律，又可得到多个如R-K等方程，分别有有各自的优缺点。通过该例子，说明化工热力学课程的研究特点、方法和课程的框架，采用由易到难、由简到繁的思路，理解从纯物质转换到利用混合规则求取混合物的热力学数据。从而让学生将后续的学习重点转移到更接近实际的系统上，明确目的是为解决工厂中的能量利用和平衡问题。此外还应介绍化工热力学研究的三大类：过程进行的可行性分析和能量有效利用、平衡问题和平衡状态下的热力学性质计算，使学生有一个系统总体的认识。

2.2 重视热力学概念教学和思路的引导

化工热力学中重要的基本概念很多，每一个概念都有其严格的定义和适用范围，这些概念对课程的学习极为重要，是推理和演绎的基础。讲清这些概念的背景、内涵和意义，多讲为什么和用途，对于理解化工热力学的基本内容，掌握其精华都极为重要。在教学过程中，对经验或半理论、半经验的公式可采取只讲解不推导的办法，避免重要的概念和从事被大量的推导所掩盖，防止学生本末倒置、眼花缭乱。例如在流体的P-V-T关系一章中，首先讲述三次方方程和多常数状态方程，讲清不同气体的特性可用临界状态参数进行描述，接着可直接讲述Z-pr图中，当pr=1、Tr=1时Z与pr曲线的斜率接近无穷，当pr有微小变化时Z难以准确确定，从而引出另一个比较容易测定的参数—偏心因子ω的概念，再讲述偏心因子的求取，然后顺理成章的直接给出Pitzer提出的三参数对应态方程。这样就使学生不至于感到偏心因子概念的引出过于唐突，认为不过是一个新概念的出现而已，被动吸收。这样可明显提高理论教学的效果，对学生搭建热力学知识框架十分有益。

引导学生思路对于教学效果有重要的影响。如讲解流体混合物的热力学性质时，先说明在实际的化工生产中极少有纯物质，大部分的工作都是在进行性物质的分离，当纯物质中添加摩尔某物质时则引起总体系热力学性质的变化，热力学性质与所添加物质的量的偏摩尔关系就可得到偏摩尔性质，如果计算出偏摩尔性质就可得到溶液的性质M。这样一步一步的深入，由纯物质引入到实际混合物的热力学性质，进而提出偏摩尔性质的计算，使学生感觉到内容的顺理成章，学习思路清晰。当然这样的方式还要在课堂教学中不断地给学生提示，理清思路，加深印象。

2.3结合例题，注重理论联系实际，与工程实际应用相结合

化工热力学是一门理论性很强的学科，如何让学生能够意识到化工热力学可以解决许多工程实际问题，是解决问题的有效工具，这要求教师结合各章节的特点，通过适当的工程应用举例加以说明。通过实例能够使学生加深对所学理论知识的理解消化，学会分析实际问题的方法，为将来在工作中解决问题打下良好的基础。

例如卡诺循环在朗肯循环中的应用。由于学生的工程实际经验少，如果不把二者结合起来讲清楚之间的关系和存在的问题，学生认为这是两个孤立的内容，没有直接关系，而且卡诺循环十分抽象，在工程中没有模型。授课教师应指出在实际中若采用卡诺循环，下述问题无法解决：（1）若在单相区，等温传热无法实现；（2）蒸汽比体积比水大上千倍，压缩的设备体积和功耗过大，生产成本不经济；（3）等熵膨胀末期，蒸汽湿度大，对高速运转的汽轮机不利；（4）在湿蒸汽区上限温度受限于临界温度，热效率不高。如何解决这些问题，可逐步讲解在实际中的改进，然后引出现在蒸汽动力循环所使用的模型—朗肯循环。这样就可帮助学生将抽象的问题转化为实际的问题。

此外，在教学过程中，经常采用的方式是由浅入深、从简单到复杂的处理问题模式[3]。化工热力学中存在着大量从一些简单现象出发，建立理想数据模型，然后对其修正，再解决复杂问题。例如在讲授透平机理想功和损失功的时候，往往只画出透平机的模型，使学生难以有直观的意识。但如果先介绍多种具体设备的内外部和外部结构，分析各部分对简化模型的影响、哪些因素是主要因素、为什么要采用可逆过程的概念，经过简化以后得到模型。理解这些理论和方法的来龙去脉， 使学生能够触类旁通、举一反三地学习其它知识，针对实际设备得到可进行计算并接近实际的模型，从而实现知识传授和能力培养的有机结合，解决“学无所用”的尴尬局面。

2.4 采用讨论启发式教学

在常规课堂教学中教师为主体，学生被动学习，教学效果差。采用讨论启发式教学方式，让学生参与教学过程，调动学生的积极性和主动性，积极思考，发表自己的见解，活跃课堂气氛。通过讨论，可以突出重点和难点，巩固和消化所学习的热力学知识，培养学生应用所学知识对新内容提出问题和见解，并解决问题。鉴于国内学生参与讨论意识差的问题，讨论可采用两种方式，一种是由教师带领学生讨论，教师在授课过程中，不断“抛出”问题，启发学生采用什么样的内容去解决问题。另一种方式还可采用学生在教学内容允许范围内自行设计问题，指定学生分成小组讨论，教师启发指出问题的关键所在，最后将结论进行比较。通过充分的讨论解答问题和教师进行指引、归纳总结，指出问题所在，可使学生从不同角度对自己设计的问题进行分析，最后得出结论。同时教师应根据学生提出的问题和讨论了解其对课程内容的理解和掌握等情况，不断调整思路，灵活改进教学过程中的不足之处，引导学生朝着积极的方向发展。

为了调动学生参与讨论的积极性，对参与讨论的同学和讨论内容正确的同学，应根据不同情况分别在最后考试成绩中占有一定比例，给予奖励。通过讨论启发式教学方式，可加深学生对前后化工热力学基本知识的综合运用，培养学生独立查找问题、分析问题和解决问题的能力。例如对逸度推导过程中，给出适用于理想气体的dGi=RTdlnp（等温），给学生提问如果该式用于真实气体，是否仍然是这种写法，继续使用压力p。引导学生回顾在真实气体状态方程中，p的概念。讨论p在理想气体中是指分子对器壁的撞击力，但对于真实气体由于多分子之间作用力的情况，对器壁的撞击力与理想气体的p肯定不相同，所以采用逸度fi代替压力p，看作是校正压力或有效压力，二者单位相同。通过讨论，学生就会理解为什么对于真实压力要采用逸度的原因，使学生能够很自然地转到逸度的学习内容上去。

2.5 适度引入多媒体教学，提高课堂教学效果

多媒体辅助教学，具有直观、生动、形象和及时的声像效果，能够吸引学生的注意力，将课堂上一些抽象、难以用图或板书形式表现出来的内容以直观地表现出来，激发学生的学习兴趣，获得较为深刻的感性认识，有利于理解和记忆所学内容。同时多媒体辅助教学还减轻了板书工作量，提高了教学效率。所以，许多高校都在大面积推广多媒体教学方式。但在实际应用中发现，多媒体辅助教学也有缺点，主要是房间昏暗和密闭，空气不流畅，学生易瞌睡；由于幻灯片的知识量丰富，画面切换过快导致学生无法及时记笔记，过慢又会影响教师的思路；对于化工热力学中大量的公式推导显得呆板，缺乏灵活性；如果学生课前不预习，课上就像看电影。正因为多媒体有这些不足之处，多媒体教学只能是辅助手段，不能成为教学的主体形式。

根据笔者的教学经验，对化工热力学中流体的P-V-T关系、化工过程能量分析和蒸汽动力循环与制冷循环等与实际生产联系紧密章节，可采用对媒体教学为主体，对气体的状态参数坐标图有很好地表现，用图片和动画形象生动地描述蒸汽动力循环和制冷循环的设备和工艺流程。对纯流体和流体混合物热力学性质、相平衡等大量推导公式的章节，要充分利用板书的灵活性，发挥教师推导公式的强项，在推导过程中根据课堂情况的需要，穿插一些额外的有助于理解或是即兴的内容。灵活地调动学生的积极性，让学生部分参与公式的推导。此时，多媒体是作为辅助教学手段，以弥补如对一些性能图、汽液平衡图等板书无法表现的不足之处。

再者，虽然多媒体课件的使用，能够提高课堂效率，但教师不应该把课件拷贝给学生，可把总结性的课件复制给学生。防止学生课上产生依赖和偷懒行为，课上不记笔记，上课就像看电影，强迫学生手脑并用，加强学习内容的理解和印象。所以，化工热力学应采用多媒体与板书相结合的方式，才能提高课堂教学的灵活性和学生的学习兴趣，更好地理解化工热力学的内容。

2.6 引入科研内容，激发学生学习兴趣

化工热力学课程的理论性和逻辑性比较强，当学生学习了一段时间后，会觉得这些理论无非就是一些推导公式的组合，在实践中难以应用。有些文献提出让学生参与教师科研中，但在实际中发现除非有极个别优秀的学生，领悟能力和自学能力较强，能够很好地深入到课题中，大部分人由于知识背景和个人的因素，仅仅是名义上的参加而已，达不到“学有所用”的目的。并且，就全班整体而言，参与课题的人只能是各别人，达不到以点带动面、大部分人受教育的结果，也达不到化工热力学教学改革的初衷。

故为了提高学生的学习兴趣，在适当的章节学习完后，从教师的科研项目中选择与教学相关内容引入课堂，让学生真正理解和掌握相关知识。例如在我院教师有关无机盐相图的国家自然科学基金项目工作中，选取二元和三元体系相图，结合生产实践，向学生介绍并展开讨论；引入我院超临界流体分离天然产物的研究项目内容，配合流体PVT关系的教学；结合我院教师有关太阳能空调的课题，丰富制冷部分的教学内容等。

2.7 循序渐进，加强外语教学

近些年随着国家经济的不断发展，化工企业在经济发展中占据越来越重要的地位。随着与技术先进国家交往的不断增加，我国科技和化学工程中外来成分越来越多。学生作为未来的科技主力军，在学习和工作中需要不断掌握来自国内外的新知识和新技术，专业英语是交流的主要工具，英语水平和能力对学生未来的发展具有重要的意义[7]。

经过调查发现，现在学生大部分学生都考有国家大学英语四六级证书，但若阅读专业英语文献还是有一定的困难，主要面临的是专业词汇缺乏。虽然在专业后续课程中有专业英语课程，但通过一学期的学习还是达不到满意的教学效果。作为英语的学习，是一个长期积累的过程，需要在平时课程学习中不断接触相应的专业词汇和简短文章，锻炼阅读能力。笔者曾在早期的班级中做过相应的试验，把整个学期大致分为三个时间段，在教学初期不断给出专业词汇的中英文对照，一是学生加强词汇量和加强印象；中期对已给出的词汇只写英文，对新出现的词汇仍然给出中英文对照；末期给出前面相关内容的小短文，并要求学生用英文计算相关的计算题，不断锻炼学生的读写能力。通过练习，学生反映阅读能力提高，在后续学习专业英语课程时能够较快地进行学习。目前在前期的基础上，实行平行班教学制，采取自愿报名的方式，形成汉语和双语两种类型的班级，错时授课，学生可以利用课余互相听课，经过不断的实践，每年报双语教学班的人数不断增加，总体反映效果良好。

但对于双语班，还采用了以下激励措施，鼓励学生更多地优先选择双语班：（1）对学生设立成绩奖励，在学院组织的一些活动中优先选拔；（2）学生成绩有平时成绩和期末成绩综合评定。平时成绩包括作业、提问、讨论发言等，用英语表达的同学视其完成的比例给予不同的奖励；（3）期末考试卷中除有一定难度的概念题用中文表达外，其余均采用英文出题；（3）采用英文答题的学生，根据答题程度的不同，给予奖励分数。

总之，化工热力学作为专业基础课在整个化工类课程体系中起着重要的作用。作为授课教师，只有在平时的教学工作中不断总结经验、开发出新的教学思路，把课程讲活、讲顺、讲精，才能更好地引导和促进学生积极地学习，培养出能力强、素质高、能适应现代化工业生产需要的科技人才。

[参考文献]

[1]冯新，陆小华.以学生为本的化工热力学课程教学改革[J] .化工高等教育， 2006， 87（4） ： 30- 34.

[2]景晓辉，丁欣宇，王树清，高崇. 化工热力学教学改革研究与实践[J] .化工高等教育，2008，1（99）：81-84.

[3]王晋黄，李忠铭，林俊杰.化工热力学课程教学改革与实践[J].化工高等教育，2005，12（4） ： 19- 22.

[4]马沛生.化工热力学[M].北京：化学工业出版社，2005， 42- 251.

[5]李英玲.化工热力学教学的实践与体会[J].高教论坛，2009，4（4）：79-81.

[6]李兴扬，唐定兴，沈凤翠，胡章文.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育，2011，3（119） ： 71-73.

工程热力学基本概念篇6

但是，我们发现，不少同学用很长时间学习那些具体的物理知识，常常只满足于对具体知识的理解，没能建立起相应的物理观念，对物理世界的规律没能获得一个清晰的基本认识。

中学物理学习，首先是物理基础知识的学习，而中学物理基础知识包括相互区别又相互联系的两个方面，即物理概念和物理规律，要想让学生学好物理概念和规律，就必须掌握正确的学法。

一、从了解物理学史中加深对物理概念的理解

中学物理有大量的物理概念，如力、质量、速度、压强、电流等等，这些物理概念反映了大量物理现象、物理过程等客观事物中最本质的属性。要深刻理解物理概念，并能灵活地运用概念解决问题，全面了解概念的发展史就很必要和重要。比如，力是物理学中最基本的概念之一，初中学，高中学，到大学后继续学习还要讲，但学生总感觉到抽象难懂，理解不深。那么，对力这一自然现象，人们到底是怎样认识的，人们对力现象的认识到底经历了怎样的认识过程，目前又达到怎样的一个水平？其实人们对力现象的认识与我们大家对力的最初的认识是一致的，都是与推、拉、提、压等引起的肌肉紧张、疲劳等主观感觉相联系的。《墨经》中有“力，刑之所以奋也”的说法。刑，指形体，其含义就在于此。难道力就是肌肉紧张、疲劳？肯定不是。这只是人们对力现象的感性认识。到底什么是力？是谁将人们的这一感性认识上升为科学理论？古希腊学者亚里士多德归纳了大量力的现象，提出“力是维持物体运动的原因”，距今已有二千余年，直到十七世纪，牛顿在总结了伽里略、笛卡儿等人的研究成果，提出“力是使物体运动状态改变的原因”，人们对力现象才有了本质的认识。难怪现在还有很多同学在学习力概念时有跟亚里士多得相同的看法，原因就是因为没有透过物理表象，当知道物理这一史实时，我们在学习力的概念时就会有更深的理解，极少犯跟亚里士多德一样的错误。如在学习电磁感应时，介绍历史上探索“磁能生电”进的艰难过程，让学生了解法拉第对磁生电的研究，这样学生仿佛就经历了历史的进展一样，加深了对磁生电的理解，学起来也就轻松得多了，并且对科拉顿跑失良机有更充分的认识。

二、从明确物理学史中更好地掌握物理规律

物理规律是物理学习主要内容，它是一类物理现象及物理过程本质的、必然的联系。了解物理规律发展确定的历程，能加深对物理规律的理解和掌握。能的转化和守恒定律被誉为是十九世纪自然科学的三大发现之一，无论是在哲学界还是自然学界具有崇高的地位，也是中学生学习的一个重点。

那么，该定律究竞是怎样被发现确立的，科学家们为此付出了怎样的努力，进行了哪些方面的研究？了解了这些，无疑能加深学生对定律的学习和理解。追朔起来，守恒思想的萌芽起源于远古时期，古希腊哲学家很早就提出了“运动不灭”的思想，我国明朝王夫之在深入手工作坊考察制墨烧汞过程中得出“生非创有，死非消灭”的结论。1638年，伽利略通过对斜面和摆的研究意识到物体下落过程中所获得的速度，能够使它从新跳回原来的高度，但不会更高。1669年，惠更斯研究完全弹性碰撞时，认识到各个物体的质量与速度平方的乘积的总和，在碰撞前后保持不变等等。其实，科学家们对各种现象之间普遍联系且能相互转化的发现研究开始于十八世纪末十九世纪初。1799年，化学家戴维把两块冰放在真空容器中摩擦，发现冰被溶解。1801年英国科学家尼科尔逊，通过电解水的实验证明电可以产生化学变化。1820年丹麦物理学家奥斯特证明电可以转化为磁。1821年德国人塞贝克制成温差电偶，证明热可以转化为电。1831年英国科学家法拉第证明：磁可以转化为电。1842年楞次、焦尔几乎同时发现了电流的热效应等等。这些发现使科学家们得出了同一个结论：在自然界中各种运动形式都可以相互转化，并相信各种运动是统一的。到十九世纪四十年代，能量守恒的信念基本确立，接着许多科学家便开始了将信念上升为规律的定量研究，其中迈尔、亥姆霍兹、焦尔最为著名。

德国医生迈尔，在1845年根据气体温度发生变化，定压过程吸热大于定容过程吸热的事实，计算出了热功当量的数值J=365Kgm/KCol。可以说，他是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人，也是第一个把能量转化概念应用于生物领域的人。德国物理学家、生物学家亥姆霍兹，在全然不知迈尔、焦尔等人工作的情况下，从生理学问题入手，于1847年发表文章，以其严密的数学方式表达了能量守恒和转化定律。焦尔的实验研究更令人注目，自学成才的英国物理学家焦尔，自1843年起，用尽四十年的时间进行了四百多次实验，通过电和热的转化，电和机械能的转化，机械能和热的转化等测出了热功当量，特别是1847年的6月，在牛津举行英国科学促进协会的会议上，焦尔报告的用法码下落带动铜制的划水轮分别搅水、鲸脑油和水银的实验，测出热功当量的平均值J=4.203J/Cal。在当时的实验条件下，他所测得的热功当量的数值能够保持三十年不作较大更正，这在物理学史上实属罕事，后人不得不为他惊人的耐心和巧夺天工的技术而赞叹。热功当量的测定为能量守恒提供了证据，奠定了坚实的实验基础。大约到了1860年左右，能量转化和守恒定律才被人们普遍接受，而且立即成为整个自然科学的基石。当学生知道了这些史实时，不但明确了发现一种物理规律的艰辛程度，还能更好地明确物理规律的内涵，从而更深层次理解了这一规律。

另外，对历史上一些有杰出贡献的科学家进行个别考察和研究时，我们会认识到，这些科学家对待事物的科学态度、思想方法、高贵品质等都将对我们的学习和成长产生深远的影响和熏陶，受到深刻的启示和启迪，得到巨大的动力和精神食粮，受到鼓舞。

工程热力学基本概念篇7

关键词：新课程； 实验； 物理教学； 概念

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）11-066-001

物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学。物理概念、物理规律都是从生活、生产实践等实际问题中抽象、概括出来的，而物理实验对