化工熱力學(xué)課程教學(xué)中的幾點(diǎn)體會

謝新玲 趙鐘興 秦祖贈 張友全

（廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西 南寧 530004）

化工熱力學(xué)課程教學(xué)中的幾點(diǎn)體會

謝新玲 趙鐘興 秦祖贈 張友全

（廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西 南寧 530004）

化工熱力學(xué)是國內(nèi)外化學(xué)工程與工藝專業(yè)的主干課程之一，是一門理論性、邏輯性和應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，提高化工熱力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果非常重要。文章針對目前化工熱力學(xué)課程的教學(xué)特點(diǎn)和現(xiàn)狀，結(jié)合作者自身多年的教學(xué)實(shí)踐體會，討論了提高學(xué)生興趣和教學(xué)效果的幾點(diǎn)看法，主要包括：授課抓主線，理清思路；設(shè)問教學(xué)，引起學(xué)生的好奇心；引入實(shí)際生活生產(chǎn)實(shí)例，增加課程的生動性；多媒體教學(xué)為主，板書教學(xué)為輔的教學(xué)模式。

化工熱力學(xué)；體會；興趣；實(shí)例

化工熱力學(xué)是化學(xué)工程學(xué)科的一個重要分支，是化工類專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。是國內(nèi)外化工類專業(yè)本科生和研究生的必修課程，在化學(xué)工程領(lǐng)域的重要地位始終是無法動搖的[1]。其主要任務(wù)是從熱力學(xué)第一、第二定律出發(fā)，研究化工過程中各種能量的相互轉(zhuǎn)化和有效利用；研究物質(zhì)狀態(tài)變化與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系；研究物理或化學(xué)變化過程達(dá)到平衡的理論極限、條件或狀態(tài)。化工熱力學(xué)課程與化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程課程同等重要，是化學(xué)工程學(xué)的一個重要組成部分，是化工過程研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的重要理論依據(jù)。廣西大學(xué)《化工熱力學(xué)》是國家精品課程，學(xué)時為63學(xué)時，授課對象是廣西大學(xué)化學(xué)工藝類三年級的學(xué)生，授課時間主要安排在大學(xué)三年級第二學(xué)期。

化工熱力學(xué)課程由于具有內(nèi)容多、理論性強(qiáng)，概念抽象難理解、公式推導(dǎo)繁瑣重復(fù)等特點(diǎn)，導(dǎo)致形成教師難教和學(xué)生難學(xué)的情況。教師如何在有限的學(xué)時內(nèi)把化工熱力學(xué)的內(nèi)容講清楚、讓學(xué)生能理解，如何引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，如何突出本課程的應(yīng)用性，使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)化工熱力學(xué)是有用的，并且能夠真正理解和掌握化工熱力學(xué)的精髓，這需要教師課做大量的功課，付出更多的心血。筆者根據(jù)自己多年的教學(xué)過程，有以下幾點(diǎn)體會。

1 授課抓主線，理清思路

化工熱力學(xué)授課過程要突出重點(diǎn)，精心組織安排教學(xué)內(nèi)容，抓住主線，理清思路，才能給課堂教學(xué)帶來事半功倍的效果?；崃W(xué)的最終目的是研究能量轉(zhuǎn)換，有效利用能量的一門學(xué)科，是緊緊圍繞熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律展開[2]。熱力學(xué)第一定律是能量守恒，熱力學(xué)第二定律是能量轉(zhuǎn)換的方向和限度。授課過程中要抓住這一主線，把化工熱力學(xué)繁瑣復(fù)雜的內(nèi)容抽象為三要素，即“原理-模型-應(yīng)用”，原理是基礎(chǔ)，主要包括流體的熱力學(xué)性質(zhì)、相平衡和化學(xué)平衡；應(yīng)用是目的，主要包括第能量分析、動力和制冷循環(huán)、化學(xué)反應(yīng)平衡；模型是工具，主要包括流體的PVT關(guān)系、活度系數(shù)和逸度系數(shù)模型。整個化工熱力學(xué)的課程內(nèi)容體系就是運(yùn)用經(jīng)典熱力學(xué)的原理，結(jié)合反應(yīng)體系特征的模型，應(yīng)用于解決工程中的實(shí)際問題。研究內(nèi)容的三要素就像一棵樹，原理是樹根，應(yīng)用是樹的果實(shí)，模型是輸送養(yǎng)分的樹干。讓學(xué)生理解化工熱力學(xué)復(fù)雜的背后是為了省事，其研究特點(diǎn)是從局部到整體，從常溫常壓到高溫高壓，從容易獲得的數(shù)據(jù)推算較難測定的數(shù)據(jù)，從純物質(zhì)的信息求取混合物的信息。這樣一個由簡到繁研究方法，每一個章節(jié)之間也是環(huán)環(huán)相扣，層層遞進(jìn)，這樣才能吸引學(xué)生的注意力。

2 設(shè)問教學(xué)，引起學(xué)生的好奇心

興趣是最好的老師，教學(xué)過程中如何引起學(xué)生的興趣是關(guān)鍵[3]。因此教師就必須在授課過程中認(rèn)真設(shè)計(jì)每一個教學(xué)環(huán)節(jié)（教師講授、課堂討論、習(xí)題練習(xí)等環(huán)節(jié)）。授課過程抓主線和重點(diǎn)，在每一個章節(jié)開頭都采用設(shè)問式教學(xué)方法，以實(shí)例為先導(dǎo)，有意制造懸念，拋出一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的通俗易懂的案例，如冰箱為什么能制冷，冰箱能否當(dāng)空調(diào)用等問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，在后續(xù)的講解中不斷將紛繁復(fù)雜的公式、抽象的理論與先前提及的實(shí)例聯(lián)系起來。遵循著“設(shè)疑-釋疑-解疑-再設(shè)疑”、“理論-實(shí)際-理論”的層層深入的方式進(jìn)行，這樣可以誘導(dǎo)學(xué)生一步步去領(lǐng)略化工熱力學(xué)的奧妙，真正理解化工熱力學(xué)的精髓。每次授課時間基本上是連續(xù)三小節(jié)課，學(xué)生往往到了第三節(jié)課出現(xiàn)思維松懈和視覺疲勞，為此教師還要精選一些課堂例題、習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)際問題，幫助學(xué)生關(guān)聯(lián)和有效利用所學(xué)熱力學(xué)知識去思考和解決問題。

3 引入實(shí)際生活生產(chǎn)實(shí)例，增加課程的生動性

困擾工科學(xué)生最大的問題是理論和實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重脫節(jié)，畢業(yè)到企業(yè)工作后，不能利用學(xué)過的理論知識去處理工廠生產(chǎn)中一般性的技術(shù)問題，導(dǎo)致不能學(xué)以致用。把工程概念、工程問題、工程經(jīng)驗(yàn)和工程思維引入化工熱力學(xué)課程，不僅能提高學(xué)生處理實(shí)際問題的能力，還是改變教學(xué)抽象枯燥先天不足的良藥。通過多年教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實(shí)際生產(chǎn)并沒有太多感性的認(rèn)識，機(jī)械的引入生產(chǎn)實(shí)例收效甚微，因此課程教學(xué)中采用“從生活中來到生產(chǎn)中去”的實(shí)踐案例能引起學(xué)生的共鳴[4]。比如從生活的實(shí)例液化氣成分的選擇，液化氣罐的承受壓力引申到工業(yè)管道、壓力容器承受壓力的設(shè)計(jì)。因此收集生活中、企業(yè)生產(chǎn)中以及現(xiàn)代高科技方面與熱力學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)例，并且把他們之間有機(jī)的結(jié)合，選擇合適的時機(jī)自然切入能大大增加課程的生活趣味性。

4 多媒體教學(xué)為主，板書教學(xué)為輔的教學(xué)模式

化工熱力學(xué)課程理論性強(qiáng)枯燥無味，而且包含了大量抽象的概念和較多的數(shù)據(jù)圖表，公式推導(dǎo)和演繹繁瑣而枯燥。利用多媒體輔助教學(xué)可將熱力學(xué)原理和數(shù)據(jù)圖表等一些在傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容，通過多媒體制作精美的畫面，生動的動畫，不同的色彩搭配等更加生動、形象、具體、直觀、多角度傳達(dá)給學(xué)生，便于加深學(xué)生對重點(diǎn)難點(diǎn)的理解，活躍了課堂的氣氛，體現(xiàn)化工熱力學(xué)課程的獨(dú)特魅力[5]。而且多媒體教學(xué)還可免除教師上課時大量板書的勞累，將更多精力集中在課堂教學(xué)內(nèi)容的組織和講授上，可以彌補(bǔ)目前學(xué)時數(shù)不足帶來的問題，提高了教學(xué)效率。但是傳統(tǒng)的板書教學(xué)也有其獨(dú)特的優(yōu)勢，一些重要公式用板書形式一步步的推導(dǎo)和演繹，更容易培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的能力，多媒體快捷的教學(xué)手段對建立學(xué)生的抽象思維方面略有不足。因此將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)有機(jī)融合在一起，采用多媒體教學(xué)為主，板書教學(xué)為輔的教學(xué)模式可以使課堂多元化，調(diào)節(jié)課堂氣氛。

5 結(jié)束語

化工熱力學(xué)是化學(xué)工藝專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，搞好化工熱力學(xué)教學(xué)對化工專業(yè)學(xué)生非常重要，以上是作者多年來講授化工熱力學(xué)的一些心得體會，作為化工熱力學(xué)的主講教師，教學(xué)過程中多注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，化繁就簡，把抽象的理論形象明了的展示給學(xué)生，做到深入淺出，理論與聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生更好的學(xué)好這門課程。

[1] 李俊,劉衛(wèi)民,石勇,等.化工熱力學(xué)教改實(shí)踐與體會[J].化工高等教育,2014,(4):41-43.

[2] 喬柯,宋春敏,劉熠斌,等.靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，優(yōu)化化工熱力學(xué)教學(xué)效果[J].化工高等教育,2014,(1):50-53.

[3] 周毓婷,賴晨光,趙清華,等.提高《化工熱力學(xué)》教學(xué)質(zhì)量與效果的探討與實(shí)踐[J].廣州化工,2013,41(13): 255-257.

[4] 馮新,陸小華,吉遠(yuǎn)輝,等.化工熱力學(xué)中從生活中來到生產(chǎn)中去的實(shí)例[J].化工高等教育,2009,(1):42-45.

[5] 劉雪暖,胡靜.圖式化程度和學(xué)習(xí)取向?qū)χR獲得的影響——以“化工熱力學(xué)”與“化工原理”課程為例[J].中國電力教育,2012,(10):100-102.

Several Experience in the teaching of Chemical Engineering Thermodynamics

Chemical engineering thermodynamics is one of the key courses in the major of chemical engineering and technology and a theoretical, logic and applicative basic course. It is very important to improve the teaching quality and teaching effect. According to the characteristics and current status of chemical engineering thermodynamics, based on the experience in the teaching and scientific research. several views were proposed to enhance the chemical engineering thermodynamics teaching: grasping the knowledge structure and clearing thinking; questioning teaching method, arouse the curiosity of the students; many examples closely related to the thermodynamic principles from life to production, are enumerated in increasing the curriculum interesting; combination of multimedia teaching and the teaching mode of teaching .

Chemical engineering thermodynamics; experience; interest; practical examples

G64

A

1008-1151(2015)04-0145-02

2015-03-15

廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（JGA132）。

謝新玲（1979-），女，河南鶴壁人，廣西大學(xué)副教授，博士，從事化學(xué)工藝科研與教學(xué)工作。