大学创新教学中热力学基本概念的教学方法刍议

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摘 要：随着经济的进步，我国科学技术水平也在不断的发展，热力学作为一门实践性较强的专业基础课程，被视为现代教学的一个重点科目。由于该课程内容较为抽象，涉及内容既广又深，在教学过程中需要转变传统的教学方式，进行教育改革创新，让学生易于接受和掌握热力学的基本概念，提高热力学教学效果。

关键词：大学教学 热力学 基本概念 教学方法

热力学是一门具有专业技术的基础课程，但是它又包含了专业课程的特色，是进行后期深入研究学习的理论和基础，它还有很强的技术性和实用性。热力学相关的热力技术和节能环保问题日益凸显，所以需要在教学中深入教学创新，激发学生自主学习的热情。本文就如何在教学中引导学生掌握课本知识和应用作出了分析。

一、热力学的含义与其构架

热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质与其建立能量的关系，以及物质状态发生变化时与外界相互作用（包括能量传递和转换）的一门学科。因为能量转变的普遍性，所以热力研究的成果被运用于各个领域之中。

从宏观角度来看，热力学在其的发展过程中，针对其内容可以分为两个不同的结构体系，首先可以从它的基础理论来进行讲学，其次可以结合所学从实际出发进行应用教学；如果从热力学的教学体系来划分，却可以将其教学划分为三大点，首先是它的概念，然后是它的运动规律，最后是对它的性质和实际操作进行划分。

在教学中教师要保证学生对其意义有一定的认知，引导学生掌握热力学的基本概念，帮助他们重建热力学的知识构架，要做到这一点就必须要从以下几个方面入手，进行知识的梳理。

（一）对热力学的概念进行分析，包括它的公式和运动规律（热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律等）

（二）对热力学的中的基本热力（包括理想气体；实际气体；水蒸气；湿空气；制冷工质）性质进行研究分析。

（三）从热力学研究的实际操作过程中分析计算工质在设备中的数据变化，分析影响能量转换效率的因素，寻求转换效果更高的有效途径。

二、热力学教学方法

（一）结合实际教学

在教学中对日常生活中的一些热力学现象，用专业化的热力学知识进行分析，对其作出科学合理的解释。通过这样的教学让学生充分体会到课堂知识与平常的生活息息相关，促使他们对老师的教学产生浓厚的兴趣和学习热情，以此来达到提高教学效率的目的。如在教学中向学生提出与生活相关的问题：空调与冰箱的工作原理是否相同？等，在课堂上应该做到适时的穿插一些与生活有关的问题，培养学生自主思考的能力。还能在教学中介绍一些热力学在生活中应用的著名例子，如低温实验室的创始人卡末林・昂内斯利用范德华方程式创造出了液态气体，对人类科学的进步作出了巨大的推动，让学生在切身体会中感受化工热力学对实际生活中的指导作用。

（二）加强对基础理论的教学

热力学是一门非常严谨的课程，又可以说它是完美的学科，因为其理论和公式都是经过认真演算的，因此在教学中要着重对公式和理论进行论述，帮助学生掌握和理解热力学。

教师上课过程中对基本的概念、含义、公式中的相关数据要做出一定的分析和解释，让学生从根本上明白公式所要表达的意义，同时在引用理论和实际例子时，保证它的准确性和代表性，让学生对热力学的概念有一个清楚的认识。

公式的演算和推导也不需要将所有的数据都拿出来分析讲解，为了减少推导量，只需对影响推导结果的关键部分着重讲解就行，其他的推导过程可以简单略过，这样既保证了课堂进度还提高了课堂教学的效率。

学生必须具备合理运用热力学公式的能力，由上文可以看出，公式的运用对热力学的理解是密切联系的，因此教师在教学过程中一定要帮助学生深入理解公式内涵，引导他们在实践中应用。

（三）多样化教学

在教育中教师不仅仅是需要传授知识还需要引导他们自主去学习，“授人以鱼，不如授人以渔”就说明了这个道理，传统的教学多以“填鸭式”教育进行，仅仅依靠老师通过课本单方面的讲学已经无法满足现代教育的需求，学生在学习过程中需要有热情才有不断学习的内驱力，所以在教学中我们要充分的利用多媒体信息技术，做到在课堂外没有老师进行指导的情况下也能进行自主学习，根据自身的接受度选择热力学相关的资料进行学习，对课堂上老师讲授的知识进行一个扩充和完善，教师也能通过网络在线解答学生的问题，拉近师生之间的距离，在不是不觉中营造出了一种良好的教学氛围。

（四）结合实际教学

热力学虽然是一门具有很强理论性的专业性学科，但是在生活中，热力学其实离我们很近，因此教师在教授一些基本概念的时候，可以思考一下是否能举出与生活相结合的例子以此来帮助学生更好更快的理解和记忆，可以在介绍热力第二定律的时候，为了让学生明白热力传导的过程，举出生活中常见的例子，如高压锅，煮各种难以煮熟的食物的时候，通过加压的方法，让锅内温度超过100℃，加速高压锅的工作效率，还有热力过程具有方向性这一特点也能举出相关例子，如启动的汽车在没有外力的作用下，能将车胎转动的动能转换成热能停止下来，但反过来，汽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，通过这样的教学方式，在教授基本理论知识的同时又激发了学生的学习热情，促进学生的学习，通过实例帮助学生加深对热力学基本概念的掌握和应用。

（五）研讨式教学

确立学生为主体原则进行教学，充分了解学生原有的热力学知识基础水平，贴近生活的教学，在进行基本概念的讲说时，遵循由易到难、由简到繁的教学顺序，能够让学生更好的进入学习状态，充分调动他们的积极性，提高他们的学习兴趣，针对学生个体的差异，进行不同层次的教学。

热力学具有抽象性的特点，导致学生对其主要问题认识不够深刻，对它失去了学习的兴趣。

三、创新教学的具体内容

1、结合热点问题

在教学中教师应该结合当前热工领域的一些备受瞩目的问题进行讲学，如当前的热点，环境资源问题、降低能源消耗和日本核电站事故等问题，就此问题在课堂上开展讨论，充分调动学生的积极性。同时还能在课上给学生实验的机会，通过动手实验更深入的理解问题，分析问题，激励学生进行自我总结。

2、课堂活动与常规教学相结合

信息技术的飞速发展，教师也应该在现有知识的基础上不断完善自我，主动吸收新知识，上网搜集相关信息，在课堂上对书本上的知识进行扩充，对课本材料进行详细的阅读，对其内容进行合理科学的规划，根据最近信息整合调整，将老旧之后的成本知识优化，通过多媒体教学课件为学生提供一个多样化、多视角的教学信息。

同时对课本中的重点难点要构建相应的练习题型，让学生在写作业的时候自主回顾重难点，多布置一些与和生活有关的问题，引导学生自主学习，上课前通过课前提问对旧的知识进行回顾，再导入相关新知识。

3、培养学生解决问题的能力

当代教育要求学生不光要学会学习还要有自主分析、解决、总结问题，在教导热力学课程的时候，让学生把这门课程当成需要解决的问题去对待，形成良好的学习习惯。

四、结束语

综上所述，热力学在教学中作为一个理论性较强的科目，但是由于它又与实际紧密结合，所以老师在讲授知识的时候可以举出实例，让学生更为直观的理解教师所讲授的知识，这就要求教师在教学中不断改进教学方法，培养学生的学习兴趣，运用创新的教学方法，不仅有利于学生形成自主行动、思考、分析问题的能力，还有利于在教学中培养学生的认知能力，所以要在课堂教学中将基础理论结合实际进行教学，让热力学的教学变得更为轻松有效，这样的教学方法不仅仅对热力学教学具有重大的意义，还能帮助学生学习其他课程。

参考文献：

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作者简介：

王林，男，金坛市人，1971年10月出生，南京晓庄学院生物化工与环境学院无机教研室讲师。