工程热力学教学课件

工程热力学教学课件（共8篇）

1.工程热力学教学课件 篇一

教学大纲

课程名称：工程热力学

英文译名：Engineering Therodynamics(Architecture type)总学时数：54 讲课学时：50（含习题课4）实验学时：8 授课对象：建筑环境与设备专业、建材专业本科生 课程要求：必修 分类：技术基础课 开课时间：第三学期

主要先修课：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学 选用教材及参考书

教材：采用由我校廉乐明主编，李力能、谭羽非参编的全国建筑暖通专业统编教材、全国高等学校教材《工程热力学》。本书自1979年出版至今，历经第一版、第二版、第三版和第四版共四次修订，计十二次印刷，在全国发行量达12万余册。本书曾获国家级教学成果奖教材二等奖、建设部部优教材奖。主要参考教材：

1、清华大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》

2、西安交通大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》

3、Krle C.Potter Craig W.Somerton《Engineering Therodynamics》(1998年版)

一、本课程的性质、教学目的及其在教学计划中的地位与作用

本课程是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。本课程为专业基础课，主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的训练。因此本课程不仅是学习后续课程，包括《供热工程》、《空调工程》、《锅炉及锅炉房设备》等主要专业的理论基础外，而且能广泛服务于机械工程、动力工程、冶金、石油、电力工程等各个研究领域。

本课程以经典宏观热力学为理论体系，主要特点是理论分析、实验研究与工程实际应用密切结合，其中基础理论部分占65%，工程应用部分占35%。

二、本课程的主要内容、各章节内容及其学时

绪 论(2学时，包括观看热力学绪论录象1学时)。教学目的，基本内容，学习本课程应注意的问题。第一章 基本概念(4学时)主要内容：热力系统；工质热力状态及基本状态参数；平衡状态；准静态过程、可逆过程；热力循环。

应使学生清晰理解热力学的有关基本概念，如热力系统、外界、状态参数（特别是焓、熵两个参数）、功、热量、平衡状态、准静态过程，可逆过程，热力循环等。

要使学生明确状态量和过程量、平衡和可逆、内能和热量、膨胀功、推动功和技术功等容易混淆的各概念之间的区别与联系。三种典型的热力系统，p、v、T三个状态参数的物理意义，测温测压装置；绝对压力和相对压力的计算；可逆过程的判定准则。要求学生能够较熟练的应用基本概念，针对实际问题的特点选取热力系统，进行功和热量的计算，从而初步具有正确建立热力模型的能力。

第二章 理想气体性质（4学时）

主要内容：理想气体（包括理想气体混合物）概念；理想气体状态方程；理想气体比热；混合气体性质。

要使学生熟练理想气体状态方程的各种表述形式，利用状态方程及公式进行热力计算，理想气体比热的物理意义，以及该参数在工程中的应用特点。对于常用工质如空气、水蒸气、湿空气和制冷工质等的热力学性质的图表和公式，应能熟练的运用各种热力过程的计算。应使学生学会利用对比态参数的通用图表对工质热力学性质参数进行计算。此外对于研究工质热力学性质的一般方法，包括工质热力学普遍关系式在内，也应使学生有所了解。第三章 热力学第一定律（6学时）

主要内容：系统储存能；系统与外界传递的能量；闭口、开口系统能量方程；稳态稳流能量方程及应用。

热力学第一定律及其应用是本课程的重点内容，应使学生深刻理解这个定义的普遍适用性及其实质。牢固掌握闭口系统的热力学第一定律解析式及开口系统稳定流动能量方程式在不同场合的具体应用以及它们之间的内在联系，也应掌握充气和放气过程的计算，对于热力学第一定律在化学反应中的应用，应使学生有所了解。

应使学生熟练应用热力学第一定律，结合热力模型，分析和导出各种热力过程（包括压气过程）的相应计算式，并应能利用状态坐标图表示各种过程及过程中能量转换的特点。热力学第一定律习题课（2学时）

主要内容：结合工程实际过程，应用热力学第一定律建立热力模型，进行热功能量转换过程的热力计算。

第四章 理想气体热力过程及气体压缩（4学时）

主要内容：分析热力过程的目的及一般方法；气体的基本热力过程及多变过程；压气机的理论压缩轴功；活塞式压气机余隙影响；多级压缩及中间冷却。

要使学生掌握热力学计算的特殊性，并能利用状态坐标图表示各种过程及过程中能量转换的特点。使学生能熟练的结合热力学第一定律，分析和导出各种基本热力过程及多变过程（包括压气过程）的相应计算式并进行计算，利用p-v、T-s图分析热力过程。第五章 热力学第二定律（8学时）

主要内容：热力学第二定律实质及表述；卡诺循环、卡诺定理；熵与熵方程；孤立系统熵增原理；用和 无。

应使学生深刻理解热力学第二定律的实质及对生产实践的指导意义，掌握卡诺循环及卡诺定理的结论及热力学意义，熟悉动力循环及制冷循环的分析方法。

应使学生正确理解熵是一个状态参数，并能应用热力学第二定律来说明熵这个参数的重要性，了解孤立系统熵增原理及过程不可逆性与熵增之间的关系，利用熵方程进行热力计算以及作功能力损失的计算。对于热力学第二定律在化学反应中的应用，也应使学生有所了解。热力学第二定律习题课（2学时）。

使学生掌握热力过程的方向性与不可逆性的判定，系统熵变的热力计算以及作功能力损失的计算。

第七章 水蒸汽（4学时）

主要内容：液体的蒸发与沸腾；水蒸气的定压发生过程；水蒸汽表和图；水的相图及三相点；水蒸汽的基本过程（自学，课堂主要采取辅导形式）。

使学生掌握工业上水蒸气的定压生成过程，学会使用水蒸气热力学性质的图表，并能熟练的运用于各种热力过程的计算。二氧化碳临界状态实验 第八章 湿空气（6学时）

主要内容：湿空气的性质；湿空气的焓湿图；湿空气的基本热力过程；

应使学生牢固掌握湿空气状态参数、h-d图的使用，并会进行湿空气基本热力过程的计算。理想气体比热实验

第九章 气体和蒸汽的流动(6学时)主要内容：绝热稳定流动的基本关系式；气体在喷管中的绝热流动、喷管中流速及流量计算；喷管主要尺寸的确定；实际喷管中有磨擦的流动；扩压管流动；气体和蒸汽的绝热节流。应使学生深刻理解喷管内绝热稳定流动的基本方程及流动的基本特性，掌握喷管出口的截面、流速和流量的计算，喷管的设计和校核计算，绝热节流过程的特点。掌握临界压力比、临界流速和临界流量的概念和计算，会应用基本公式计算喷管出口的截面、流速和流量，应掌握绝热节流过程的特点。对扩压管的概念使学生有所了解。第十章 动力循环(4学时)主要内容：蒸汽动力基本循环；朗肯循环；回热循环与再热循环；热电循环；内燃机循环； 燃气轮机循环

应使学生掌握回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方法和途径。热电循环中最佳用热和用电的分配比例的确定，提高热效率的途径和计算方法。第十一章 致冷循环(4学时)主要内容：空气压缩致冷循环；蒸气压缩致冷循环；蒸气喷射致冷循环；吸收式致冷循环；热泵；气体的液化

应使学生掌握和理解蒸汽压缩制冷循环的组成、制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。对吸收制冷、蒸汽喷射制冷及热泵也应使学生有所了解。

三、本课程的其它教学环节

（1）习题主要在于巩固所学的理论，培养学生运用理论解决实际问题的能力，因此课外习题不应少于50题。

（2）本课程的实验应使学生通过动手操作验证课堂教学的某些理论，同时使学生在实验方法及测量参数等方面得到一定的锻炼，实验项目不应少于2个（4学时）。

四、考核方式

期末考试采用笔试，百分制。考试内容覆盖全部授课内容，课程重点内容约占全部考试内容的80%，基本理论与基本概念约占考试内容的50%，计算部分约占考试内容的60%。考试题以检查学生在学习过程中对基本概念、基本方法、基本技术的掌握，尤其是在期终总结复习的过程中对整个知识系统的全面掌握和灵活运用。

学生撰写科研小论文和心得总结报告，可给予最高达10分的奖励。实验课结果，包括实验出席率、实验报告，将以5%计入期末成绩。《工程热力学》课程教学小组 执笔人：谭羽非

2.工程热力学教学课件 篇二

关键词：过程装备与控制工程,工程热力学,教学改革

过程装备与控制工程( 文中均简称“过控专业”) 学科是机械类学科的一个重要分支,其自身属于机械领域,但同时其又服务于过程工业。因此其主要以过程工业为专业背景。过程工业是以流程性物料( 如气体、液体、 粉体等) 为主要对象,以改变物料的状态和性质为主要目的。其包括冶金、 化工、化学、炼油、制药、食品、环保、能源、动力等诸多行业与部门。过程工业所涉及的一些物理、化学过程,主要有传质过程、传热过程、流动过程、反应过程、机械过程、热力学过程等。正是这些物理、化学过程,构成了过程工业的生产过程。过程工业所涉及的对象是流程性物料,从原料到产品需经过复杂的工艺过程,因而整个过程需要由为数众多的单元构成,而每一个单元又需要由能实现这一功能的设备来完成,而将这些单元设备连在一起便构成了过程装备。

工业过程中的物理、化学过程无不涉及能量的转换和传递问题,而热力过程又是实现能量转换和传递的必要途径。以热力过程为研究对象的工程热力学课程在专业学习中起到重要的作用。结合这几年热力学教学改革实践以及我校实际,本文将分析过控专业所开设的工程热力学课程教学中存在的问题,并就其改革的方向和方法进行探索和思考。

一、工程热力学在过程装备与控制工程专业中的地位

过控专业的总体框架为以“过程设备”为主体,以“过程工程”和“过程控制”为两翼的“一体两翼”。其中,过程设备主要是以焊接为主要制造手段的( 诸如换热器和锅炉等) 过程设备和以机械加工为主要的制造手段的( 诸如压缩机、离心机、泵、内燃机和汽轮机等) 过程设备。这些过程设备的共性在于,其目的是要通过一系列过程来获得产品,这些过程伴随着流体工质的运动和能量的转换。而工程热力学的研究内容就是通过工质的状态变化实现能量的转换、通过掌握能量的转换规律获得提高能量转化效率的途径。同时,过程装备与控制工程专业的知识结构有三个层次: 专业理论基础知识、专业技术基础知识和专业知识。在专业理论基础知识中,热力学基础就是其中重要的内容之一。因此工程热力学是过程装备与控制工程专业的一门重要的专业理论基础课。查阅相关文献,不难发现目前在工程热力学教学方法的探讨和改进方面有许多有效的措施,但其中绝大部分都集中在能源动力类专业工程热力学教学上。虽然这些方式方法大多也可借鉴到过控专业工程热力学的教学改革中。但由于专业发展方向的不同,使得课程改革相应的侧重点也难免会有所差异。具体针对过控专业工程热力学教学改革还少有文献发表。为此本文仅针对内蒙古科技大学的实际情况,提出过控专业工程热力学教学改革的一些建议和思考。

二、工程热力学在过控专业存在的问题

1. 我校过控专业设在机械工程学院。学院在制定培养方案和在学生培养过程当中均主要偏向于机械装备方面。因此,过控专业学生的能源应用意识和对能源转换的理解上要滞后于能源动力类专业的学生。但正如本文前面所分析的,过控专业实际上又是与能源应用和转换密不可分的。

2. 工程热力学课程内容知识点非常多,而且各个知识点之间又相互紧密联系。同时课程中的概念十分抽象,具有较强的理论性。这在一定程度上增加了学生学习的难度和积极性。而这在过控专业更为突出,在教学中学生普遍反映热力学课程太难,书中公式太多,内容抽象,从一开始就产生了厌学情绪。

3. 不同专业方向对工程热力学知识需求的侧重点不同,而针对不同专业安排教学内容、教学课时以及教材的选取还有待进一步完善。

三、工程热力学在过控专业教学中的探索与思考

1. 结合过控专业特色和专业方向,整合工程热力学教学内容

我校除了过控专业,还有建筑环境与能源应用工程专业、热能与能源应用工程专业均开设有工程热力学课程。对于后两个专业而言,其工程热力学课程学时数较多,并且它们的能源应用的方向性和技术性与工程热力学要更加紧密。而过控专业相对来说热力学学时数偏少,其专业方向性与工程热力学就不是那么紧密。因此,在过控专业中所讲授的热力学课程内容就不能像能源动力类专业中那样面面俱到。那么只能根据过控专业的专业特点和专业方向对热力学内容进行取舍。优化后的工程热力学主要教学内容为: 热力学第一定律及由其而展开的开口、闭口系统能量方程式; 热力学第二定律及由其而展开的卡诺循环与逆卡诺循环到孤立系统熵增原理; 压气机的热力过程; 制冷循环、动力循环; 以及系统工质( 如水蒸气) 的热力性质; 其中一些基本概念( 如热力系统、功、热、焓、熵、理想气体、状态方程等) 贯穿在以上内容的讲解当中。

2. 选定适用于过控专业的教材

目前出版的绝大部分工程热力学教材都是根据能源动力类专业的特点和发展方向来编写的。而能源动力类相应的热力学教材,不论是在教学内容上,还是在知识结构的编排,以及工程实例的选取上,都不能满足过控专业的实际要求。以内蒙古科技大学为例,学校开设有多个能源动力类专业,相关热力学教学师资力量较强。因此,基本是都是由能源动力类的专业老师来担任过控专业的教学任务。同时,由于过控专业与能源动力类专业分属不同的学院,在教学、培养方案、教材以及教学人员等方面无法实现有效的统筹规划。此外,一些热力学任课老师为了自己上课方便,在担任过控专业工程热力学教学时,往往就直接采用能源动力类热力学教材和讲义。这些在一定程度影响到因材施教,同时也加大了过控专业学生的学习难度,从而影响学生学习积极性。因此,选定与过控专业相匹配的热力学教材,并编写相应的讲义对提高过控专业工程热力学教学水平具有重要作用。

3. 提高知识点讲解的通俗易懂性

工程热力学是一门理论性较强、知识点繁琐、公式多、内容抽象的专业基础课。因此,如何对各个知识点的讲解做到通俗易懂是非常考验任课老师大智慧的。例如,任何一本教材都有它的局限性。例如同样一个知识点,就出现在适用于过控专业教材的陈述和解释上没有能源动力类教材解释的清晰易懂的情况。因此,在讲义的编写过程中,在课堂的讲授中,不能局限与所选用的教材。作为热力学任课教师要广读相关热力学书籍和教材,平时留意日常生活的点点滴滴,这样有利于例举出与日常生活紧密相关的实例进行讲解,从促进学生对知识点的理解。根据学生实际水平因材施教。热力学的一个特点就是公式形式多、公式推导多。基础差的学生听起来会十分枯燥而且不好理解。那么我们可以明确就告诉学生不用去深究其如何推导得到的,只要熟悉几个重要公式如何使用就可以了,但这就需要在教学中通过举例或实践来加强这些公式的应用。在实践中引出并讲解公式的应用,比直接生硬的推导出一堆公式要更容易让学生理解和接受。

4. 加强以过控专业过程工程为背景的情景教学

过控专业突出工业过程的控制,而热力过程又是工业中最为常见的过程之一。热力学课程的主要任务是通过对课程的学习,提高学生热力学基础理论水平,培养学生分析和处理问题的抽象能力和逻辑思维能力,为学生从事工业过程尤其是热力过程的设计与控制工作奠定必备的理论基础。但同时,通过课程的学习来培养学生对实际热力过程的分析,做到实际工程于理论相结合显得更为重要。因为这一方面可以培养学生的工程意识,另一方面可以加深学生对课程知识的认识,提高学习兴趣。因此在工程热力学的教学上,要注重工程实践的融入。构建实际的工程情景。将热力学知识点融入到情景中去讲授。例如,将空调实际制冷、供热过程引入逆卡诺循环的讲解中。让学生理解逆卡诺循环为什么能够实现制冷和供热功能。理解制冷系数和供热系数的实际意义和价值; 将机械领域常见的压缩机、内燃机等实际压缩、膨胀等热力过程引入到闭口系统、开口系统能量方程知识点上。以加强学生对能量方程的工程应用价值的理解,培养学生工程意识。

5. 增加热力学基础实验学时,提高实践能力

相对于能源动力类专业,我校过控专业学时数较少。再加上专业方向偏重于机械类。因此早期该课程教学大纲制定上就没有安排基础实验学时。但是从多年教师授课和学生学习情况来看,增加一定学时的热力学基础实验是非常有必要的。在课程安排上,可以精简一部分理论知识的讲授来满足实验学时。实验内容不在多,而在于精,具有一定代表性。其中要有必要的热力过程演示实验,以提高学生对热力过程的深入认识; 此外还需补充一到两个综合性实验。如制冷循环、动力循环实验等。这些都可以和内蒙古科技大学能源动力类专业相关实验相结合来开展。但需要注意的是,在讲解及实验的设计中要突出“过程”这个专业特点。

四、结束语

3.“工程热力学”课程教学改革研究 篇三

摘要：工程热力学是热能与动力工程专业的一门必修的主干专业基础课程，也是部分学生继续深造的理论基础。文章阐述了对工程热力学课程进行教学方法及手段改革的必要性，探讨了改革所采取的一些措施，分析了改革的成效，既提高了学生的学习兴趣又提高了教师的教学水平。

关键词：工程热力学；教学方法；教学手段；教学改革

作者简介：裘薇（1976-），女，浙江临安人，上海电力学院能源与环境工程学院，讲师；朱群志（1972-），男，浙江台州人，上海电力学院能源与环境工程学院，教授。（上海?200090）

基金项目：本文系上海市教育委员会重点课程建设项目（编号：20105302）的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0062-02

工程热力学是研究热能和其它形式能量（特别是机械能）相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科，是热能与动力工程专业的一门必修的主干专业基础课程，也是学生开始接触的第一门和热能工程有关的课程。工程热力学不仅为学生学习相关的专业课程提供必要的基础理论知识和基本技能，也为学生日后从事热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的专业技术和科学研究工作打下必要的理论基础。

近几年，随着学校的不断发展，上海电力学院先后开设了“热动卓越工程师班”、“电厂自动控制”、“电厂测控”、“电厂核电”新专业和获得了“热能工程”硕士点的授予权。为了适应新时期人才培养及“085工程”的需要，教师除了继续承担“热动专业”的“工程热力学”教学任务外，还将面向“电专业”和研究生开设不同层次内容的工程热力学课程，因此，为了提高本课程的教学质量，有必要对“工程热力学”课程教学方法及手段开展更高层次的研究工作。

一、教学目标

根据专业人才培养的需要，“工程热力学”课程的教学目标是通过本课程的学习，应使学生掌握工程热力学的基本理论和基本知识，受到较强的基本技能训练，能正确进行热力过程和热力循环的分析和计算。教学方向定位于基础科学理论与工程实际之间的桥梁，着重培养学生应用基础知识解决工程实践问题的能力，为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础。课程的特点是：将工程热力学作为一个整体来组织教学，并借助于现代教育手段、密切结合实验与专业课程，进行完整、系统的教学。

二、教学改革采取的措施

教学方法和教学手段的改革是服务于课程体系和教学内容的改革，它是实现教学目标的重要措施。”工程热力学”课程的逻辑性很强，各部分内容又交叉渗透，一环扣一环，而且概念抽象，是一门难教难学的课程，所以在教学的过程中，需要注意教学的方法和手段，使学生能较好又容易地理解教学内容。

1.教学方法的改革

（1）开展教学研讨活动，理解教学思路。通过开展多次教师试讲活动，对本课程的教学目标、教学要求、教学方法等有比较清楚的认识。教学目标要从学生专业课的学习以及职业发展的需求考虑。基础课不只是为后续课程服务，为专业的学习服务，更重要的是培养学生的科学素质和科学思维方式，提高他们分析问题和解决问题的科学研究能力，使学生眼光远、层次高、后劲足。教学上需要控制教学内容的难度。注意将教学内容及习题的难度控制在适当的水平，难度太大的习题，会过度加大学生的负担，不提倡作为作业而布置。教学中需要清楚讲述知识点产生的背景和来龙去脉，争取用一条主线将各章节的内容穿起来，避免对知识点的孤立讲授，避免学生孤立地理解知识。教学中需要介绍本学科在工业、民用及高新技术领域的一些应用实例，加深学生对基础知识的理解，使学生充分认识本门课程的重要性，提高学习的兴趣和积极性。

（2）注重学生应用能力和创新能力培养。在课程教学过程中注意理论联系实际，注重工程应用。以往学生反映“孤立系统熵增原理和作功能力损失”这部分内容抽象难懂。在教学中可举一个工程实例：大气环境温度为-10℃，为保持计算机房内20℃，需每小时向机房供热7500kJ。若采用三种方式供热：（1）电热器；（2）电动机带动热泵；（3）温度为80℃的热水供暖，让学生分析三种情况的熵增和作功能力损失。使用这种工程例子好处是：学生接触的概念和原理不再枯燥空洞，而是富有工程背景和实用价值，可以使学生加深对这部分内容的理解。同时从实例的比较中，学生自己也可领悟出一个道理：对能量应从量和质两方面综合评价，才能真正找到节能途径。

讲述教材内容和工程实践有机联系。例如：制冷循环的原理与制冷装置、冷藏库、家用空调、电冰箱的联系，湿空气的相关知识在空气调节、电厂冷却塔中的应用，郎肯循环与火力发电厂实际循环等。通过介绍这种内在联系，使课堂教学内容生动，帮助学生理解所学知识和原理在实际中运用。

改变以往全部由教师做习题点评的方式，请学生上讲台讲演自己的解题方法，其他同学评判和讨论。通过各抒己见，对比分析，最后达到“明辩是非”。教学实验表明：采用这种做法，激发了学生学习兴趣，学生的解题方法明显增多，有些学生的解题思路相当活跃。

鼓励同学撰写生活中应用工程热力学知识解决实际问题的小论文。指导学生关心身边的热力学现象，引导学生利用所学知识分析实际问题，鼓励学生构思的创新性。通过这一环节使学生充分理解热力学的方法，引起对相关领域的浓厚兴趣，加强对学生理论联系实际、提高科学素质，并且学生与老师互动、老师通过课外指导来因材施教。在2009年的试验过程中，绝大多数学生撰写了相关论文，达到了预期效果。

（3）实行小班教学，提高教学质量。自2009年以来工程热力学课程教学班从原来两个班分成三个平行班，每班不超过50人。从两届学生的教学效果来看，教师感觉小班上课纪律明显好于大班，迟到和缺席现象减少，学生上课积极性较高，老师与学生互动明显增多，期末考试不及格率明显减少。

（4）编写课堂教学教案。为了保证不同教学平行班的教学内容、教学要求以及教学进度的一致性，对不同任课教师的教学起到规范和指导作用，课程组编写了统一的电子教案。教案以每2学时为单位，明确了每个单位的教学目标，细化了教学内容，对教学方法和手段给出建议，指出了教学内容的难点和重点，给出了主要英文词汇，提出了学生课后学习的要求。教案编写采用了简洁明了的表格形式。

2.教学手段的改革

（1）多媒体技术在课堂教学中的应用。多媒体技术的应用可以给教学、尤其是课堂教学注入活力。以沈维道编著、高等教育出版社出版的《工程热力学》第四版为基础，制作了适用于热能动力专业的工程热力学课程（64学时）的电子课件。完成的电子课件包含了教材中全部章节的内容，并增加了总结一章，使学生学习结束后对本课程能有一个全貌。

通过采用先进、形象的多媒体计算机辅助教学，极大地激发了学生的学习兴趣。课堂教学图文并茂，声像结合，使学生多方位、立体化地形成认知，形成了崭新的多媒体环境下的课堂教学模式，取得了较好的教学效果。

（2）改革考试方式。为了引导学生真正掌握基本理论和分析方法，重视能力的培养，实现本课程的考、教分离，在目前十套题目的基础上，教师根据课程的教学要求重新编写十套试题，减少试卷被抽中的频率。试卷库中的试卷题目符合教学大纲的要求，内容丰富、形式多样、题型一致，试题表述清楚，要求明确，无偏题、怪题，难易得当，能考核学生掌握知识以及应用知识进行综合分析能力的情况。期末集中统一流水作业方式阅卷，以客观地评价授课质量。学生的最终成绩由平时成绩和期末考试成绩综合评定得出，平时成绩与期末考试成绩的分配比例是2∶8。平时成绩包含作业、考勤、实验成绩三部分，期末考试采用闭卷笔试形式，考试试卷从建立的试卷库中随机抽取。

（3）科学安排实践性教学环节。注意充分利用实践性教学环节，科学融合理论教学和实践教学。在原有水蒸气饱和温度和压力关系测定试验及喷管试验基础上可以增加空气比热测定的实验，使学生对理想气体的热力性质和过程也有更好理解。利用实验巩固和加强所学的理论知识，培养学生的动手能力和运用所学知识进行分析的能力，实现对课堂教学内容深化理解的目的；结合后续专业课程的学习，深化理论知识，提高学生运用所学知识来分析问题、解决问题的能力。

（4）课外学习、辅导环节。在课外学习中提供本课程教学课件、其他学校相关课程网站，辅导答疑属于教师与学生的互动教学环节，对学有余力的学生建议查阅参考文献，而且在此基础上将之分析、归纳、总结，并提出自己的见解，并通过与教师的交流，达到拓展专业知识的深度与广度的目的。

三、结论

工程热力学是一门概念理解难度较大的课程。通过教学内容的改革，使教学内容更贴近我校学生的实际状况，更加注重实验环节；通过教学手段的改革，提高学生的学习兴趣和理论联系实际的能力。通过“工程热力学”课程教学方法及手段改革的研究，不仅热能与动力工程专业的每年级近150名学生受益，开设“热工基础”课程的其他专业（电气工程及其自动化、电力工程与管理、自动化、测控技术与仪器）近500名的学生也可以从中受益。

参考文献：

[1]谭羽飞.运用迁移规律进行《工程热力学》教学改革的实践[J].黑龙江高教研究,2002,(6).

[2]陈梅倩,陈淑玲,张华.《工程热力学》课程教学方法的研究与实践[J].中国电力教育,2008,(1).

[3]段雪涛,刘春梅,王学涛.工程热力学课程教学改革探讨[J].制冷与空调,2009,(3).

[4]曾冬琪,林小闹.提高“工程热力学”教学质量的方法漫谈[J].中国电力教育,2010,(16).

[5]王华.工程热力学课程教学实践与探索[J].教育与职业,2009,(18).

4.工程热力学教学课件 篇四

一、教学目的和教学要求

在能源动力需求日益增长的今天，如何更有效地实现能量转换，如何开发新的能源，是一个十分迫切而又重要的课题。这就要求能源动力、土建和航空航天等大类专业本科生掌握有关能量及其相互转换规律的知识。工程热力学研究热能与其它形式能量相互转换的规律，是能源动力、土建和航空航天等大类专业的一门主要技术基础课。

通过对《工程热力学》的学习，使学生着重从工程的角度掌握热力学的基本规律；并能正确运用这些规律，理论联系实际地进行热力过程、热力循环的分析和热力计算；同时也注意培养学生正确逻辑思维的能力。从而为学生学习后继有关专业课程，提供必要的工程热力学的基础理论知识和热力计算的基本方法，而且也为学生毕业后从事热能工程的设计、管理和科学研究提供重要的热力学理论基础。

二、教学内容及教学安排

每周4学时，共17周。

（一）基本概念及定义 4学时

1．热力系及其描述

1学时

2．基本状态参数

1学时

3．状态方程式，状态参数坐标图 1学时

4．热力过程及热力循环 1学时

（二）能量与热力学第一定律 4学时

1．功、热与热力学第一定律的实质 1学时

2．循环的第一定律表达式及推论

热力系与外界的物质交换 1学时

3．热力学第一定律的表达式 1学时

4．能量方程式的应用

非稳定流动的能量方程式

1学时

（三）熵与热力学第二定律

10学时

1．过程的不可逆性

1学时 2．热力学第二定律的几种表述

1学时 3．卡诺定理

14．热力学温度标尺

5．卡诺循环与克劳修斯不等式

6．状态参数熵及熵增原理

7．熵方程及其应用举例

8．热力系的可用能

9．第二定律的统计解释及局限性

（四）热力学一般关系

1．常用状态函数的偏微商

基本热力学关系

2．热力学能、焓和熵的微分式

热系数之间的一般关系

（五）气体的热力性质

1．理想气体性质

2．理想气体比热容及参数计算

3．实际气体状态方程

4．实际气体比热容及焓、熵函数

（六）蒸汽的热力性质

学时 1学时 1学时 1学时 2学时 1学时 1学时

2学时

学时 1学时

4学时

1学时 1学时 1学时 学时

4学时

1．单元工质的相图与相转变

1学时 2．单元复相系平衡条件

1学时 3．蒸汽的定压发生过程

蒸气热力性质表及其应用

1学时 4．蒸气热力性质图及其应用

1学时

1．混合物的成分及气体常数

2．分压定律与分容积定律

3．理想气体混合物的有关计算

4．湿空气及其状态参数

5．干–湿球温度和焓–湿 图 6．湿空气过程

1．热力过程的分析方法

2．多变过程

3．热力过程的火用分析举例

1．稳定流动的基本方程

2．定熵流动的基本特性

3．气体在喷管和扩压管中的流动 4．喷管中气体流动的计算

5．水蒸气在喷管中的定熵流动 6．有摩擦的绝热流动与绝热节流

6学时

1学时

1学时 1学时

1学时

1学时

1学时

3学时

1学时

1学时 1学时

6学时

1学时 1学时 1学时 1学时 1学时 1学时

（七）理想气体混合物与湿空气

（八）理想气体的热力过程

（九）气体与蒸汽的流动

（十）气体的压缩

4学时

1．压气机的工作原理

1学时 2．压缩过程的热力学分析

1学时 3．单级活塞式压气机余隙容积的影响 1学时 4．多级压缩及中间冷却

1学时

（十一）蒸汽动力循环

1．蒸汽动力循环的分析方法

朗肯循环

2．蒸汽参数对循环热效率的影响

蒸汽再热循环

3． 回热循环

4． 热电循环和理想工质循环

5． 蒸汽动力设备热力学分析举例

（十二）气体动力循环

1．燃气轮机装置定压加热理想循环 2．考虑不可逆损失时的热力学分析 3．具有回热的燃气轮机装置循环 4．往复活塞式内燃机理想循环

5．其他燃气动力循环

（十三）制冷循环

1． 制冷机与热泵

逆卡诺循环

2．空气制冷循环

6学时

1学时 1学时 1学时 学时 1学时 学时

5学时

1学时

1学时

1学时 学时 0.5学时5学时

1学时 1学时

1.3．蒸汽压缩制冷循环

1.5学时 4．蒸汽喷射制冷循环

吸收式制冷装置循环

1学时 5．热泵供热循环

0.5学时

（十四）化学反应系统的热力学原理

5学时

1．概述

化学反应的功和热

1学时 2．赫斯定律

1学时 3．基尔霍夫定律及理论燃烧温度

1学时 4．第二定律在化学反应中的应用

1学时 5．化学平衡

热力学第三定律

1学时

三、主要参考教材

《工程热力学》 曾丹苓 高等教育出版社

四、有关说明

5.《工程力学课程教学规范》a 篇五

课程教学是教育过程的主要环节，高质量的课程教学是培养合格人才的重要保证。为了全面落实并高质量地完成学校各项教学任务，必须加强教学管理，严肃教学纪律，保证学校正常的教学秩序。为此，特制订本规范。

一、课程教学基本要求

《工程力学》工程力学既是培养学生逻辑思维能力的课程，又是培养学生解决实际工程问题能力的课程，而且是一门对计算速度与计算正确性要求较高的课程。因此学生必须具备良好的高等数学基础，在学习期间应有足够的时间保证并完成一定数量的作业。工程力学是工科学生的重要的技术基础课，它是基础理论课与专业课之间的桥梁，也是解决工程技术问题的技术基础.二、教学过程实施与管理细则

在教学中具体规范如下：

一、备课与准备

备好课是教好书重要前提之一，也是课程教学重要组成部分，必须充分认识备好课的重要性，要求：

1．学习和理解本课程的教学大纲，根据课程的教学大纲和学生特点，认真选用相关教材，并根据学生的特点，对教材中的有些内容进行取舍并能根据需要增加新内容。

2．根据教学大纲、教材内容、学生情况及学期情况，制定授课进度计划表（教学日历）、实验教学进度计划表及课程设计要求。任课教师应严格按教学大纲和教学日历要求进行课程的讲授。

3．根据授课进度计划表及有关要求，认真准备每次讲课的内容，认真仔细写好教案和讲稿，特别是讲稿的完成，一定是突出要教问题的描述和大量实际的问题，以及在教学过程中结合学生学习情况，突出的重点、难点问题，这些问题的讲解和例题多总结和整理，最终整理出详细的讲稿。

4．根据教学大纲，认真完成《实验教学大纲》的每个实验。

二、讲课与答疑

讲课是直接面对学生进行知识传授，讲课质量体现在教师对内容的组织与准备、内容讲解的方式与方法、课堂气氛的调动与控制，以及学生的配合程度等方面，其好坏直接关系到学生的接受程度与教育质量。要求：

1．每次课提前到堂，并做到每次课进行点名并记录，督促学生的到课率，为防止学生第二节课早退，必要时在中途进行点名（或点人数）；结束前认真填写教室日志；严格按课表及作息时间授课。

2．每次课前适当回顾上次课内容，并提问，提高教学效果；且在讲课前要明确本次课的要点，在结束本次课内容后，一般适当留出几分钟时间对本次课内容进行小结，强调学生需注意的内容，同时明确下次课内容。

3．突出面向问题教学，按任务驱动教学法组织教学，突出重点。

4．在教学中要随时注意对学生的思想教育，如诚信、文明礼貌、社交礼仪、就业意识等。

5．在教学中如有异常情况，及时向学院反映。

三、作业布置与实验安排

1．每次课后为加强学习效果，要设置一定的作业，课后的习题是一部分，另外还有习题集或另外布置。

2．作业按照教学计划必须认真落实布置，作业批改可采用全部批改或抽批的方法

进行批改，并记录每次作业的上交情况及成绩（每学生必须要有成绩登记至少5次）。必须了解学生在作业中普遍存在的问题，并安排时间进行讲解重点突出的问题。

3．实验指导的内容具体见“《大学计算机应用基础》实验指导书”

四、考试与成绩

考核方法：

1．平时成绩，可以依据该学生的平时表现，主要依据是到课率，作业上交情况，实验报告上交情况，期中测试情况，课堂互动情况等。所占比例30%。

2．期末考核

理论考试，试卷总成绩60分，就教学内容的理论性测试，以传统的试卷笔试形式，主要考察教学中的核心理论内容。所占比例60%。上机操作，成绩40分，所占比例40%。

五、课程总结与提交材料

在期末课程结束时，需对本课程进行总结，要求：

1．检查教学过程中的各方面情况，有无变动计划和意外情况发生。

2．分析学生学习情况及质量，找出教学中的成绩和存在的问题，对不正常状况分析其原因。

3．总结本课程教学过程中自己所做的教学改革及成果，并对下一轮教学提出改进意见和设想。

4．课程结束后，需上交的材料有：学生成绩登记表、考卷及分析表、学生平时成绩记载表等。

5．对课程建设负责人提交必要的材料：讲稿的整理，课程设计题目整理习题的整理。

6．配合课程负责人完成课程建设的相关资料。

一、课程教学大纲

1．课程教学大纲是依据专业培养计划制定的指导教师课堂教学的法规性文件，每门课程都必须制定相应的教学大纲。

2．教学大纲须严格按照教务处制定的“课程教学大纲编写规格要求”编写。

3.教学大纲的主要内容包括：课程在教学计划中的地位、作用和任务、课程的教学内容和教学要求，课时安排计划、使用教材及参考教材等。

4．教学大纲应由教学经验丰富、学术水平较高的任课教师编写，经系（教研室）集体讨论审定，系（教研室）主任签字，二级教学单位分管负责人审核批准签字后，以磁盘和书面形式报教务处备案。教务处负责将教学大纲上校园网，并负责校内印刷出版。

5．任课教师应严格按教学大纲要求进行课程的讲授。

6．一般情况下，课程教学大纲每四年进行一次大的修订。但鼓励大纲编写的教师根据学科知识的发展以及社会经济发展的需要，及时调整大纲的内容，但修订大纲应经系（教研室）主任同意，二级教学单位分管负责人批准，报教务处备案后方可实施。

7．学生在制订培养计划以及选课前应首先查阅该课程的教学大纲，以确定其学习的内容和基本要求。

二、教学日历

1．所有课程的主讲教师都要在开课前，认真填写好教学日历，一式两份，于开课学期的第一周交教学秘书，第二周由系（教研室）主任审查签字后，一份交二级教学单位保管，一份由任课教师自己保管。

2．教学日历应填写课程进度（一般应填写到节），同时应反映出习题课、课堂讨论、测验、实验以及现场教学等的具体安排，并作必要的说明。教学日历上必须较详尽地列出必读书籍和参考书目、杂志。教学日历所填内容必须真实，是课程教学检查或抽查对照的依据。不按教学日历的安排自行删减课内外内容者，二级教学单位应作相应的处理。

3．二级教学单位必须保管好三年内的所有课程主讲教师的教学日历，不得缺漏。

三、课堂讲授

1．课堂讲授是课程教学的基本形式。教师必须严格执行教学计划，按规定的学时数授课，不得擅自减少或增加。教师上课应具备讲稿和教案，具体编写时可以将两者合一，但必须包含两者规定的基本要求。

2．要保证课堂讲授质量，备课必须认真、充分，备课内容应根据学科的发展与学生的具体情况不断调整、充实；课堂讲授的重点和难点应在教研活动时集体讨论确定。

3．课堂讲授中，教师应重视教书育人，适当结合教学内容，对学生进行思想教育工作。

4．新教师开课前必须有辅导实习期的助课，然后在系（教研室）内试讲，经评议通过后方可正式开课。

5．课堂讲授应贯彻循序渐进、少而精、信息量大和理论联系实际的原则。

1)概念准确，条理清晰，重点突出，难点分散。

2)讲课使用普通话，语言力求生动、简练。

3)板书工整、简洁，用字规范，作图认真。

4)开展启发式教学，调动学生的主动学习的积极性，在传授知识的同时，注意对学生自学能力与思维能力的培养。为此，鼓励和倡导组织课堂讨论，结合讲授的内容进行课程论文和调研报告的撰写，综合性习题的练习等。

5)严格要求学生，维护课堂秩序，及时制止违反课堂纪律的行为。

6)教师宜提早5—10分钟进教室，不要提前下课，不要拖堂，不得擅自调课。

教师在课堂上应仪表整洁，男性教师的基本着装是西装领带，女性教师着装体现庄重。

四、讲稿和教案

1．讲稿和教案的区别：（1）讲稿所承载的基本内容是知识信息，教案所承载的基本内容是课堂教学的组织管理信息；即讲稿解决的是“教什么”的问题，教案解决的是“怎么教”的问题。(2)讲稿的思路形成受教学过程的知识逻辑支配，而教案的思路形成则受教学过程的管理逻辑支配。(3)在内容上，讲稿涉及的是知识性项目，教案涉及的是组织性项目。(5)在表现形式上，讲稿篇幅较长，教案则是几百字或千余字即可。

2．讲稿和教案的内容要严格按教学大纲编写，并根据社会的发展及对人才培养的新要求及时增加和补充前沿内容，原则上要求所有开设课程每一节课都应备有讲稿和教案，讲稿和教案每年都应修订。

3．讲稿应与讲课的内容相结合，可以在讲稿的右边留出备注栏，用于举例、案例以及新增内容等的书写。讲稿可采用书面形式和多媒体课件形式。书面形式要求字迹整洁，用钢笔或圆珠笔书写，采用活页方式，按章分别编制。多媒体课件形式的讲稿可打印在A4纸上，以讲义方式打印，页面上的空白处留作备注栏用于举例、案例、重点标注、讲解提示以及新增内容等的书写。

4．教案一般应包括以下内容：

（1）章节课题

（2）教学目的要求

（3）授课内容提要

（4）重点与难点及其解决方法

（5）教具及如何配合使用

（6）板书提纲

（7）教学步骤及时间分配

（8）教学手段的运用

五、习题课和讨论课

1．习题课与讨论课是帮助学生掌握、巩固和深化课堂讲授的基本内容，培养学生解题能力、思维能力和分析解决问题能力的重要教学环节，必须根据本门课程的具体情况，合理地安排和组织。

2．习题课包括复习提问、典型例题分析、课堂练习、教师总结等环节，习题课不应用于讲解课程新内容，而应该增加学生自己动手动脑的时间。

3．讨论课应结合本门课程的特点进行，讨论的内容或讨论题要经过精心选择，讨论中应注意启发、诱导学生，造成生动活泼的气氛。对讨论的问题应有明确的结论。

4．如由辅导教师主持的习题课或讨论课，应先与主讲教师共同研讨每次活动的内容、目的要求以及具体过程。

六、作业与批改

1．课外作业是反馈教学信息、检查学生学习情况，帮助学生巩固和运用所学知识，培养多种能力的必要的实践性教学环节。任课教师应根据教学大纲的要求，布置足够数量的课外作业，课外学习时间与课堂教学时间的比例一般在1：1到2：1之间。

2．课外作业应经过精选，注意培养学生的自主学习能力，作业份量适中，既达到多练的目的，又要防止学生负担过重。作业形式不拘一格，可采用习题、小论文、社会调查报告等形式。

3．任课教师（助教）必须及时、认真、严格地批改学生作业，不符合要求的作业应退回学生补做或重做；对抄袭作业的学生要提出批评教育，必要时可扣除其平时成绩分；对作业中普遍的错误应及时进行讲评，指导学生订正。

4．任课教师（助教）对学生所交作业要登记在教务处发放的“课程小结”上。缺交作业累计超过该门课程作业量的1／3者，应取消其参加考核资格。

七、答疑、质疑

1．答疑、质疑是了解、检查学生学习情况，指导学生学习的课外辅导环节，也是增加师生接触、教书育人的好机会，在提高教学质量方面起重要作用。

2．任课教师（助教）要在开学的2周内安排好答疑、质疑时间和地点，并预先告知听课学生，答疑、质疑地点可以安排在学校专门的教学讨论室、教师办公室或教室。周学时较多的基础课、技术基础课，任课教师每周应安排一次答疑、质疑时间，周学时较少的课程应两周安排一次，配备助教的课程答疑、质疑次数根据《本科教学实施助教制办法（暂行）》执行。

3．加强质疑环节，各门课程应根据实际情况安排质疑，尽可能使较多的学生有被质疑的机会。

4．质疑时要根据学生的实际水平，有针对性地选择质疑内容或方式，注意提高质量。

5．任课教师（助教）应及时在“课程小结”上登记答疑、质疑情况，以备查。

6．任课教师（助教）给学生的答疑、质疑情况应在二级教学单位备案。

八、实验教学

1．无论是单独设置的实验课程或理论课程中安排的实验，都应有实验教学大纲和符合教学大纲要求的实验指导书。

2．实验课教师应严格执行实验教学大纲，按实验教学进程表规定的时效和时间进行教学，不得擅自变动。

3．实验指导教师所负责指导的实验必须预做，对新开实验应写出详尽的实验报告。在实验课前必须检查所有实验仪器设备，做好一切准备工作。

4．认真组织学生的课前预习，并检查预习情况(有条件的可在实验室进行)。未经实

验预习的学生不得上实验课。

5．在实验过程中应要求学生自始至终遵循实事求是的原则，并对每一细小环节一丝不苟，精益求精，以取得准确的实验结果。

6．教师应加强对学生操作技能和实验动手能力的培养，要求学生人人动脑、动手，自己调试操作仪器设备，并对学生实验操作进行巡查指导，发现有不符要求应责成重做。

7．教师应认真批改实验报告，实事求是地评定学生成绩。

8．不断充实、更新实验教学内容，改进实验教学方法，尽可能使每门课程的实验项目中有综合性实验或者设计性实验，以培养学生综合运用知识的能力和初步的科学研究能力。综合性实验指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验，设计性实验指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

九、课程设计

1．课程设计是某些课程教学过程中使学生树立正确设计观点，熟悉设计过程，初步掌握设计方法的重要环节，也是培养学生独立运用所学理论知识，分析和解决实际问题能力的重要手段。

2．教师应根据教学大纲制定课程设计任务书或指导书，准备好必要的参考资料。

3．教师应熟练掌握课程设计的内容和要求，定时了解和检查学生的进度和存在的问题。

4．教师应对学生耐心指导、严格要求、严格训练，使每个学生都能独立完成课程设计任务；在课程设计过程中，要注意培养学生独立查阅有关手册、资料的能力以及编写技术文件的能力。

5．教师应认真批阅学生的课程设计，指出存在的问题和错误，合理评分，必要时可对学生组织答辩。

十、考核

1．考核是检查学生对所学课程掌握程度和衡量教学效果的重要手段。

2．课程考核分为考试和考查两种。考试成绩评定采用百分制，考查成绩评定采用二级制（通过和不通过）。课程考试一般安排在期末考试周进行。考试成绩评分以学期末考试成绩为主，适当参考平时成绩，平时成绩可根据平时作业、学习态度、课堂参与、课程论文等形式确定，平时成绩占该课程成绩的比重原则上为20--30%。考查课程的考核时间必须在考试周前进行，考查课程成绩的评定可以采用多种形式，如试卷、口试、课堂学习表现、平时作业、案例分析、小论文、读书报告等。

课程考核标准必须公正。

3．全部考试试题由试题库生成。每门考试课程应从试题库中生成两套不雷同的等质、等量试题，由教务处随机抽取其中一套印刷。

4．考试进行中，教师应按有关规定执行监考工作，具体规定见《考试考务工作管理规则（试行）》。

5．任课教师须在本门课程（包括辅修课程）考试结束后的三天内将学生成绩填入统一的学生成绩登记表，签字后交教师所在二级教学单位，并将成绩输入教务管理系统。同时，还应作好“课程小结”，包括考试成绩分析。

6．试卷、评分标准以及课程小结，是研究教学改革的重要资料，应作为教学档案妥善保存。二级教学单位必须保管好近三年所有课程主讲教师的教学日历，不得缺漏。

7．课程教学结束后，教师必须将学生平时成绩及考核记分册、试卷和课程教学小结(应包含平时作业和考核情况、答疑质疑情况)，一并由系（教研室）保存至学生毕业后一年。

十一、双语教学

1．双语教学方法一般分三种：（1）使用外文教材、外文板书、外文讲授；（2）使

用外文教材、中文板书、中外文讲授；（3）使用外文教材、外文板书、中文讲授。

2．我院双语教学课程标准是：（1）采用外文讲义；（2）一半以上课堂教学时间采用外文讲授。

每个专业必须至少开设一门双语教学课程；学校积极鼓励教师采用双语教学，并对此予以政策倾斜，有条件的教师可以结合上面三种形式，逐步增加课程教学中采用英语的比例。

十二、多媒体教学

1．学校鼓励教师采用多媒体进行教学，但使用多媒体方式进行教学必须达到《多媒体教学和多媒体教室使用规定（试行）》的要求。

2．多媒体课件可外购或自编，但都必须符合课程教学大纲的要求，结构安排要与授课要求一致。

3．任课教师应发给学生与课件一致的讲义，发放形式不限，可用电子邮件、纸张形式或在校园网上公布。

十三、教学评价和教学研究

1．开展教学评价和教学研究是搞好教学工作、推进教学改革的重要环节。各二级教学单位应建立经常性的教学评价制度，如随班听课、查阅备课材料、学生作业、召开学生座谈会等，并及时总结经验，发现与解决问题，加强薄弱环节，以保证教学质量不断提高。

2．各二级教学单位应加强定期性的课程评估，课程评估方法和程序应按照学校质量体系文件，结合教务处的《课程评估表》进行。

3．各二级教学单位应有计划地组织教师开展多种形式的教学检查和教学研究活动，进行教学改革的各种试验，包括精选内容、减少课内讲课时数、改革教学方法等。

4．学校及各二级教学单位共同组织学生对任课教师进行评教。

5．教师有责任不断研究和改进教学方法，以提高教学水平；教务处以及各二级教学单位应定期组织教学研究活动，学校积极鼓励教师撰写教学研究的论文。

6.工程热力学教学课件 篇六

摘 要：工程力学是地质类专业一门非常重要的专业基础课，针对地质类专业工程力学教学过程中存在的问题，本文探索分析了工程力学在地质工程中的重要性，从工程力学理论联系地质现象，教学内容设计和例题和习题的讲解等方面阐述了地质类专业工程力学的教学思路。这对于提高学生的力学知识运用能力起到积极的作用。

关键词：工程力学 地质现象 教学效果

中图分类号：E221.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0167-01

《工程力学》是工科众多专业的重要专业基础课，在基础理论课和专业课之间起着承上启下的桥梁作用。它既具有广泛的通用性和较强的理论性，又具有鲜明的实践性与工程性。随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的实施，工程力学教学内容不断扩充，而课堂教学时数相对减少。目前《工程力学》教材大多适用于力学等相关专业。教材中几乎没有体现地质类专业的特色。因此，如何提高地质类专业工程力学课程的教学质量，提高学生运用所学知识解决实际地质工程问题的能力，是地质类专业《工程力学》教学中迫切需要解决的问题。基于上面的认识，结合多年教学实践，现对如何提高地质类专业工程力学课程的教学质量加以分析和探讨。了解工程力学在地质类专业中的重要性

《工程力学》是地质类专业一门非常重要的专业基础课，它直接影响着构造地质等后续课程的学习。地质类专业工程力学的教学内容包括静力学和材料力学，无论是鉴定每一种构造形迹的力学性质，辨别构造形迹的序次及等级，还是探讨岩石力学性质和各种类型的构造体系中的应力活动方式，以及建立地质力学模型，追溯地质构造的形成条件及发展过程，都需要工程力学的知识。在教学中，既要使学生充分认识工程力学在地质工程领域的重要性，又要引导学生正确地、辩证地认识学习中遇到的困难。联系地质现象，提高学习兴趣

工程力学与地质现象有着紧密的联系，如在构造的动力学中，需要用到应力分析和变形分析的方法来分析恢复古构造应力-应变场。为了使学生全面了解工程力学在地质专业领域中的应力，笔者与地质工程专业老师多次沟通，并翻阅相关地质力学资料，了解力学在地质类专业中的应用现状。在教学过程中，列举出力学与地质工程中的应用实例：

实例一：运用力不知识解释常见地质现象

绪论中举例运用力学知识解释褶皱、断层、透镜体等一系列的地质构造现象。说明力学与地质专业具有紧密的联系。还进一步地向学生指出地质力学是地质专业的一个重要的研究方向。而地质力学是地质学与力学相结合的一门学科。由于地壳非理想的刚体，而是具有弹性和塑性力学性质，地壳的各个部分在地应力作用下，形成永久变形。学习工程力学的目的就是为了能够根据地壳运动过程中产生的永久变形（塑性变形），运用力学知识来研究地质构造的发生发展过程。

实例二：材料力学性质的应用

地质工程专业中，岩石为其主要研究对象之一。以工程力学材料力学性质为基础，进一步分析岩石的弹性及塑性特征。岩石的弹性特性有冲击地压、地震弹性波及常见的应力解除；岩石的塑性表象有岩层褶皱、第四纪冰川砾石的变形和地震塑性波。利用材料力学性质还可以解释常见的地质现象。以石香肠为例，它是地质构造中常见的地质现象之一。典型的石香肠形成于较薄（通常最厚约1 m）且比围岩较强硬的岩层中。这是因为在大致垂直层面的挤压作用下，使石香肠的围岩沿着层理发生张拉，出现细颈化或破裂，进而形成透镜体现象。

实例三：应力状态的应用

工程力学中的应力状态及强度理论似乎与地质工程无关。然而在地质工程中，当分析岩石断裂时就有其用武之地了。由于地壳是以水平应力场为主，一般情况下，最大压应力和最大张应力是近水平的，中间应力轴是近垂直于地面。在地应力作用下，压性断裂面与最大压应力直交；张性断裂面与最大张应力直交。此外，局部应力状态的三个主应力主轴的空间方位不一定都是与地面完全平等或垂直，这是由于种种边界条件影响，三轴和地面呈斜交状态。这种情况下，出现的压性、张性、扭性破裂面以水平应力场为标准确定，这些断裂面就兼有压扭性质或张扭性质。优化教学内容，提高教学效果

在授课过程中，对教授内容注重讲概念、讲思路、讲方法。注意围绕重点、难点精讲多练。例如在讲授静力学内容时，应以一般力系为主，严格要求解题思路，强调正确的解题方法。在画受力图时学生容易出错，在教学过程中，不断反复强调画受力图应注意的事项，并且增加习题课。

教授过程中，引导学生学会梳理所学知识。比如材料力学中轴力、剪力、扭矩和弯矩均为内力。内力的正负号有各自相应的定义，针对分离体画受力图时，一定要画正的内力，但在列平衡方程时，所有的内力则变为外力。材料力学中，概念多，符号多，公式多，学生不易掌握。教学时，帮助学生从基本概念的定义出发、分析每一种力学模型、采用力学平衡方程推导出应力计算公式。从而明确应力计算公式的适用范围。精解例题、重视习题

教师除了要精心组织授课内容外，教学过程中的每一个例题都需要精心准备，选择典型的例题。解题前，给学生5分钟左右的时间思考解题思路。解题时，采用板书的形式分析解题过程，此时也学生提出下一步需要解决的问题。分析问题时，教会同学对于一个实际问题如何入手分析，如何灵活地运用所学的力学知识来解决问题。结语

经过严格训练，学生才会思路清晰、计算准确、书写工整。学生在每解决一个问题的过程中，老师均应适时引导学生开展互动，踊跃向中心发言的学生或老师提问，及时澄清问题、解除疑惑。

参考文献

7.工程热力学教学课件 篇七

随着我国市场经济快速发展,用人单位对毕业生的要求更加注重实际能力。21世纪的大学生,不仅仅要掌握好数学方法与先进的计算手段,而且应掌握好工程问题的建模能力[1,2]。随着教学改革的不断深入,一方面强调加强理论基础和应用基础教学,另一方面强调要拓宽学生知识面教学、增加学科之间的交叉。这使得学生所要学习和掌握的知识大量增加,因此不可避免地造成传统课程课时的压缩,如目前我校机械类专业的理论力学课程只有64学时,只相当于过去学时的2/3。而理论力学教学内容存在三多:抽象概念多、抽象简图多、习题类型多。这无疑给缺乏工程实际知识的低年级学生的学习带来不少困难,存在对抽象概念理解不深、对抽象简图认识不清、应用理论解题困难较大等现象。学生普遍感到理论难学、抽象简图难懂、习题难做,对学习理论力学产生畏难情绪。因此,针对学生在理论力学学习中出现的困难,在实践教学中,加强实际真实化、形象化教学成为实践教学改革的重要内容。

理论力学是工科院校一门理论性很强的主干技术基础课,也是一门与工程实际紧密联系的课程。理论力学的分析和研究方法有一定的典型性,主要有抽象法、逻辑推理和数学演绎法。抽象法是理论力学最基本的研究方法,它抓住主要矛盾,忽略次要因素,对实际问题进行简化,抽象成简单、直观可视化的力学模型,深入分析和数学解析后再返回解决实际问题的一种思考方法[3]。可视化模型是对实践中同一类现象的高度概括,合理地反映了一般的科学规律,是理论分析计算的基础。运动学和动力学部分有大量的过于简化的力学运动模型,如果学生对这些模型的来源和背景不清楚,就无法把模型和工程实际问题联系起来,就更谈不上应用。因此,工程实体简化力学模型的学生技能训练,是学生理论力学学习的基本技能,是学习好理论力学的突破口。

一、工程实体简化力学模型实践教学内容

根据理论力学教学和解决实际问题的需要,我们设计了工程实体简化力学模型实践教学内容,主要从以下几个方面进行。

(一)工程实际系统约束的简化

在各类工程中,物体在空间位移总是受到一定的限制,即周围物体对该物体产生约束。在方案设计中,选出有代表性的实际系统,要求学生按照理论力学的几种约束模型标准将实际系统的约束进行对应简化。

(二)工程实际系统形状简化成抽象简图

实际系统中的实物形状复杂且多变,在理论力学解决实际问题的技术处理中,在不影响解决实际问题结果的情况下,抓住主要矛盾,忽略次要因素,将实物形状用简图来表示成模型。因此,在方案设计中,提出常见的工程实际系统,并提出要解决的问题,然后,要求学生根据要解决的问题,抓住主要矛盾,忽略次要因素,进行实际系统的简化,而且,达到理论力学简图模型的要求。

(三)工程实际系统主动力的简化

实际系统中受的主动力形式多样,必须进行力的简化归类,以便下一步分析。在方案设计中,提供出常见的工程实际系统所受的主动力形式,要求学生根据要解决问题的实际结果情况,按照论力学课程要求的力简化归类法,进行力的简化和表达。

二、工程实体简化力学模型实践教学内容实施

以上三项实践教学内容,我们在机械设计制造及其自动化专业的4个班中进行了试点。我们编写了三项实践教学内容的指导书和科目训练表,主要内容见表1。

实施中具体要求:授课教师利用2学时在校工程实训现场针对三项实践教学内容挑选典型设备进行讲解(实验员操作设备配合);然后,由学生自行组合(3~5人一组),确定负责人利用课余时间完成实践教学任务,实践教学任务完成时间约为3周,实验的结果以结题报告的形式呈现。

本次共分了24组,每项实践教学交来的24份结题报告全部由计算机打印。学生的结题报告完全按照指导书的要求和科目训练表的格式完成,很多组的结题报告还总结了这次实验课的收获。每项实践教学任务完成后,老师选择完成比较好的组进行了讲评,将各组的结题报告进行了展示。

三、效果分析

(一)实践教学促进了理论教学知识的理解

大多数学生对实践活动表现出了极大的好奇和热情,调动了学生的主动性和积极性。学生能够积极地将理论知识与实际问题联系起来,理论的抽象性与现实性、直观性挂钩,开阔了视野,又丰富了知识,加快了学生对理论知识理解的进程,因此,理论力学学时压缩到64学时之后,其教学效果,理论教学培养目标并没有降低。

(二)培养了学生的工程应用能力

实践教学与理论教学相结合,使学生能将理论力学中的几种抽象的典型简化约束模型和运动机构简化模型与当今工程实体系统的实际约束和实际运动过程联系起来,通过理论到实践,实践再到理论的教学过程,拉近了学生学习理论与实际应用的距离,培养了学生的工程应用能力。而学生的工程应用能力是高素质人才培养的重要环节之一。

另外,实践教学还培养了学生的动手能力,融洽了师生感情,密切了师生关系,为理论力学课程的教与学营造了良好的氛围。

参考文献

[1]彭献,唐驾时,刘又文,等.理论力学课程的教学创新与创新训练[J].高等理科教育,2007,74(4):116-118.

[2]尚作萍.理论力学创新思维启发教育的探索与实践[J].力学与实践,2007,(3):80-81.

8.浅谈工程力学的教学 篇八

但一般说来，技校招收的学生，大都学习素质和心理素质较差。虽然他们的观察力强，记忆力好，想象丰富，思维活跃，接受新知识快，但学习目的往往不够明确，理想层次低，就业目标模糊，对技术工人在经济建设中的地位认识不足，往往认为学习成绩再好也是打工，学习缺乏动力。因此，笔者针对中职学生如何学好工程力学，进行了一些探讨和研究。

一、学好物理学课程，为学习工程力学打下坚实的基础

物理学是工科学生的一门基础课(一般在入学的第一学期开设)，其中的力学部分与后续课程工程力学有着密切的联系。所以，教师在讲授物理课时，应该让学生认识到物理学与工程力学的前后关系，使学生了解到工程力学在工科专业的重要性，使学生从一开始就有所准备，重视物理课学习，为学好工程力学打下坚实的基础。

二、注重理论联系实际，培养学生分析问题和解决问题的能力

工程力学是人类认识自然和改造自然的结晶，力学的基本规律是人们通过长期生产实践和大量科学实验、分析、归纳并总结出来的。力学问题与生活常识、生产实践密切相联。所以，学习工程力学，必须理论联系实际，将感性认识上升为理性认识。在教学中，可以利用挂图、模具，加强学生的感性认识：也可以利用身边的实物帮助学生理解相关概念。例如，讲力矩时可以教室的门作为实例，讲力偶时可以让学生体会钥匙开锁的感受。这样，抽象的理论就容易解释了。另外，教师可带领学生到实训基地或专业车间去认识一些构件及其制造工艺，向学生简略介绍力学知识在其中的应用。这样，既调动了学生学习的积极性，又达到了相应的教学目的。

三、注意比较学习，强化记忆，提高综合能力

工程力学的概念、公理、基本规律很多，在学习过程中要注意它们之间的联系，比较它们的含义、表达形式等，找到它们的异同点，有利于真正理解和掌握。例如，讲解“二力平衡公理和作用力与反作用力公理”时，主要内容看起来都是两个力大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。此时，分清这两个公理的关键是它们的不同点：一个是两力作用在一个物体上，一个是两力作用在不同的物体上。又如，材料力学上几种变形(拉伸、压缩、剪切和挤压、扭转及弯曲变形)的相同点都是用截面法求内力，且强度条件的表达形式也很相近，即d=F／A≤[σ]。表达拉压时，是σA≤[J]i表达剪切与挤压时，是T=0／A≤[T]和lv=／A y≤[y]；表达扭转时，是T…=Mn…／Wn[T]；表达弯曲时，是σ=M／W：≤[σ]。不同点是研究对象的变形形式不同。通过比较，可以从本质上理解和掌握概念、公理、规律等，提高认知能力，强化记忆，提高综合思维能力。

四、采用多媒体技术辅助教学

工程力学课程有很强的工程背景，教师可以在教学过程中利用多媒体技术，将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前，帮助学生解决工程力学模型建立的问题。同时，可以利用可交互式的CAI多媒体教学软件及自作课件进行课堂教学，用动画将抽象难懂的内容形象地表达出来，达到化解教学难点、缩短学生认知过程的目的。而且，利用多媒体教学，可极大减少繁琐计算的时间，使学生将主要精力用于概念和原理的理解和应用上，教师也有更多的时间实施启发、诱导。总之，直观教学能使许多工程力学疑难问题迎刃而解，既可培养学生兴趣，又可增强学生学习的自信心。以“约束与约束反力”“刚体的平面运动”等知识点为例。这些知识点的抽象概念较多，学生很难理解，需要的图形和图片数量较多。如果用传统的“粉笔+黑板”的模式进行教学，学生的学习效果很差，但利用多媒体课件辅助教学，通过实体模型的真实性、形象性和生动性，学生接受起来就很容易，这就大大地提高了这些知识点的课堂教学效率和效果。

虽然工程力学对于中职学生来说有一定难度，但笔者认为，只要有信心，能够针对学生基础较差的现实问题，在教学中安排好教学程序，利用合理的、有效的教学方法和教学手段，就可以使枯燥的理论变得妙趣横生，使学生易于接受。