工程熱力學基本概念精選(九篇)

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第1篇：工程熱力學基本概念范文

關(guān)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(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)課程，但是它又包含了專業(yè)課程的特色，是進行后期深入研究學習的理論和基礎(chǔ)，它還有很強的技術(shù)性和實用性。熱力學相關(guān)的熱力技術(shù)和節(jié)能環(huán)保問題日益凸顯，所以需要在教學中深入教學創(chuàng)新，激發(fā)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(yīng)用作出了分析。

一、熱力學的含義與其構(gòu)架

熱力學是研究熱現(xiàn)象中物質(zhì)系統(tǒng)在平衡時的性質(zhì)與其建立能量的關(guān)系，以及物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時與外界相互作用（包括能量傳遞和轉(zhuǎn)換）的一門學科。因為能量轉(zhuǎn)變的普遍性，所以熱力研究的成果被運用于各個領(lǐng)域之中。

從宏觀角度來看，熱力學在其的發(fā)展過程中，針對其內(nèi)容可以分為兩個不同的結(jié)構(gòu)體系，首先可以從它的基礎(chǔ)理論來進行講學，其次可以結(jié)合所學從實際出發(fā)進行應(yīng)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(guī)律，最后是對它的性質(zhì)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(gòu)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(guī)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(zhì)）性質(zhì)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(zhì)在設(shè)備中的數(shù)據(jù)變化，分析影響能量轉(zhuǎn)換效率的因素，尋求轉(zhuǎn)換效果更高的有效途徑。

二、熱力學教學方法

（一）結(jié)合實際教學

在教學中對日常生活中的一些熱力學現(xiàn)象，用專業(yè)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(guān)，促使他們對老師的教學產(chǎn)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?qū)W生提出與生活相關(guān)的問題：空調(diào)與冰箱的工作原理是否相同？等，在課堂上應(yīng)該做到適時的穿插一些與生活有關(guān)的問題，培養(yǎng)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(yīng)用的著名例子，如低溫實驗室的創(chuàng)始人卡末林?昂內(nèi)斯利用范德華方程式創(chuàng)造出了液態(tài)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(chǔ)理論的教學

熱力學是一門非常嚴謹?shù)恼n程，又可以說它是完美的學科，因為其理論和公式都是經(jīng)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(guān)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)都拿出來分析講解，為了減少推導量，只需對影響推導結(jié)果的關(guān)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(lián)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(nèi)涵，引導他們在實踐中應(yīng)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(tǒng)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(jīng)無法滿足現(xiàn)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(nèi)驅(qū)力，所以在教學中我們要充分的利用多媒體信息技術(shù)，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(jù)自身的接受度選擇熱力學相關(guān)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(wǎng)絡(luò)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(jié)合實際教學

熱力學雖然是一門具有很強理論性的專業(yè)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(jié)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(nèi)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(guān)例子，如啟動的汽車在沒有外力的作用下，能將車胎轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成動能再旋轉(zhuǎn)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(fā)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(yīng)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(chǔ)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(tài)，充分調(diào)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(chuàng)新教學的具體內(nèi)容

1、結(jié)合熱點問題

在教學中教師應(yīng)該結(jié)合當前熱工領(lǐng)域的一些備受矚目的問題進行講學，如當前的熱點，環(huán)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(diào)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(jié)。

2、課堂活動與常規(guī)教學相結(jié)合

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教師也應(yīng)該在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上不斷完善自我，主動吸收新知識，上網(wǎng)搜集相關(guān)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(nèi)容進行合理科學的規(guī)劃，根據(jù)最近信息整合調(diào)整，將老舊之后的成本知識優(yōu)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(gòu)建相應(yīng)的練習題型，讓學生在寫作業(yè)的時候自主回顧重難點，多布置一些與和生活有關(guān)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(guān)新知識。

3、培養(yǎng)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(jié)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(jié)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(jié)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(yǎng)學生的學習興趣，運用創(chuàng)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(yǎng)學生的認知能力，所以要在課堂教學中將基礎(chǔ)理論結(jié)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。

參考文獻：

[1]馮國增，聶宇宏，夏莉等.“工程熱力學”教學過程中大學生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的研究和實踐[J].制冷與空調(diào)（四川），2012（01）

[2]彭陽峰，施云海.淺談化工熱力學課程中“合理用能”章節(jié)的教學體會――以化工單元過程為教學案例的能量分析[J].化工高等教育，2012（06）

[3]尹海英，鄧建梅，舒明勇.熱力學第一定律在化工熱力學教學中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易，2012（04）

[4]馮新，陸小華，吉遠輝等.化工熱力學中從生活中來到生產(chǎn)中去的實例[J].化工高等教育，2009（01）.

[5]羅嵐，雷水金，魏秀琴.《材料熱力學》雙語教學課程中教學制度和教學習俗改進[J].廣州化工，2012（24）

第2篇：工程熱力學基本概念范文

教學內(nèi)容改革是教學改革最核心、最基本的問題。教學內(nèi)容主要由熱力學第一定律、熱力學第二定律熵分析法和分析、新的能量系統(tǒng)分析評價方法介紹組成。其中，根據(jù)教學目的與任務(wù)有效組織教學內(nèi)容，要與基礎(chǔ)課程工程熱力學第一定律、第二定律知識點的學習有機結(jié)合，既避免教學內(nèi)容的簡單重復，又要使學生通過本課程的學習對第一定律、第二定律有更為深刻的認知，并使學生能夠利用兩個熱力學基本定律熟練進行能量系統(tǒng)分析與評價、以及高效學習和應(yīng)用新的分析、評價與優(yōu)化方法。

1.熱力學第一定律

熱力學第一定律是工程熱力學教學內(nèi)容的重點，主要講授閉口系統(tǒng)與穩(wěn)流開口系的熱力學第一定律能量方程式的表達式及應(yīng)用。在本課程中，進一步強調(diào)熱力學第一定律的一般表達式即：“進入系統(tǒng)的能量-離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)總儲存能的變化”的正確靈活應(yīng)用，重點介紹如何分析、列出非穩(wěn)態(tài)充、放氣熱力過程的能量方程式，幫助學生進一步增強利用第一定律進行能量分析的能力。同時，通過對節(jié)流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等熱力過程分析來幫助同學們對第一定律的局限性有更為深入的理解。

2.熱力學第二定律熵分析法

熱力學第二定律是工程熱力學教學內(nèi)容的重點與難點，主要講授熱力學第二定律的數(shù)學表達式，具體包括：卡諾循環(huán)+卡諾定理、克勞修斯積分不等式、閉口系及開口系統(tǒng)熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。在本課程中，考慮到判斷一個熱力循環(huán)是否可行、可逆的數(shù)學判據(jù)容易理解而且是熱力過程的特例，故重點講述閉口系及開口系熵方程、孤立系統(tǒng)熵增原理。在該部分從以下四個方面進行介紹：對于狀態(tài)參數(shù)熵的辨析：辨析熵是狀態(tài)參數(shù)與過程無關(guān)，強調(diào)判斷一個熱力過程能否進行、可逆的參量不是過程熵變而是過程熵產(chǎn)，引出后面由熵方程及孤立系統(tǒng)熵增原理計算過程熵產(chǎn)的知識點；重點講授熵方程的一般表達式，即：“進入系統(tǒng)的熵-離開系統(tǒng)的熵+過程熵產(chǎn)=系統(tǒng)熵變化”，通過典型例題幫助同學能夠利用熵方程列出閉口及開口系熵方程，并求取過程熵產(chǎn)；重點解析孤立系統(tǒng)熵增原理的實質(zhì)及解題特點，并通過典型例題幫助學生認識到孤立系統(tǒng)熵增原理與熵方程的一致性：孤立系統(tǒng)熵增即熵方程中的熵產(chǎn)；作功能力損失方面除了介紹計算公式、通過計算熱力過程熵產(chǎn)及作功能力損失，還著重結(jié)合對節(jié)流、自由膨脹、混合、換熱、可逆定溫放熱壓縮等具體熱力過程分析讓學生體會第一定律與第二定律之間的聯(lián)系及第二定律的獨有貢獻。

3.熱力學第二定律分析法

由于學時有限并且概念抽象難以理解，分析法在工程熱力學中屬于選講內(nèi)容，即便講授，也多是簡要介紹。本課程中，分析法是授課重點，從以下四個方面進行講授：第一，概念及計算公式，包括機械、熱量（冷量）、內(nèi)能、焓和化學。第二，重點講授方程的一般表達式“進入系統(tǒng)的-離開系統(tǒng)的-過程損=系統(tǒng)變化”，通過典型例題幫助同學能夠利用方程列出閉口及開口系方程，并求取過程損。同時，在分析典型例題時，引導學生同時用熵分析法來計算過程的作功能力損失，讓學生自覺地認識到分析法中所得到的損失即熵分析法中計算的作功能力損失、體會兩種分析法的一致性及分析法的優(yōu)勢。第三，效率、損系數(shù)的概念及公式，以及在典型熱力設(shè)備、過程及熱力循環(huán)中的計算。第四，針對本學科領(lǐng)域典型的火力發(fā)電裝置、燃氣輪機發(fā)電裝置和低溫制冷裝置、LNG液化裝置、天然氣凈化裝置、油田聯(lián)合站等，設(shè)置工程背景很強的案例，教師與同學們一起分析循環(huán)裝置及各組成設(shè)備的效率、損失及損系數(shù)等，讓同學們認識到分析法在進行系統(tǒng)能量分析時的重要性及提高利用該方法解決實際工程問題的能力。

4.新發(fā)展起來的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法

介紹能級分析法、經(jīng)濟學、夾點技術(shù)、全生命周期分析法、能值理論等新發(fā)展起來的能量系統(tǒng)分析與優(yōu)化方法的基本理論及應(yīng)用，鼓勵學生查閱相關(guān)文獻獲取更多知識。這部分內(nèi)容與留給學生的學習報告緊密相關(guān)，將在下文介紹。目前還沒有適合于本專業(yè)本科教學的系統(tǒng)節(jié)能方面的教材，本課程教學內(nèi)容主要參考自沈維道等主編《工程熱力學》、朱明善等編著《工程熱力學》、傅秦生編著《能量系統(tǒng)的熱力學分析方法》和馮霄編著《化工節(jié)能原理與技術(shù)》、何雅玲主編《工程熱力學精要分析典型題解》等教材及專著，結(jié)合教學團隊多年來收集整理的工程案例編寫成講義供教師及學生使用。

二、教學方式改革

教學中的主體是學生，調(diào)動學生學習主動性，提高其學習興趣和學習效果是教學方式改革的目的。學生們對于國際上最新的、與未來工作緊密相關(guān)及實用性強的知識以及確實能提高自身素質(zhì)與能力的教學環(huán)節(jié)更感興趣。

1.采用多媒體與板書有機結(jié)合的教學模式

充分利用多媒體教學信息量大，圖像、視頻生動形象的特點，同時結(jié)合傳統(tǒng)板書講解復雜推導更容易被學生掌握的優(yōu)點以提升教學效果。這種授課方式既可以增大授課信息量、有效吸引學生注意力，同時又能使學生通過與老師一起板書推導對所學重點、難點有更為深刻的認知。

2.提高課堂教學吸引力

通過針對每一個重要概念及知識點設(shè)計的系列典型例題、思考題吸引學生注意力，激發(fā)學生學習興趣，引導其積極參與到教學中來。而且教學團隊經(jīng)過多年的教學和科研積累，收集并提煉出與石化工程緊密關(guān)聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課堂教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。

3.布置作業(yè)形式靈活多樣

對于重要的基本概念，以讀書筆記的作業(yè)形式激發(fā)學生學習興趣。本課程涉及眾多抽象概念和公式，追溯熱量、溫度、熵、熱力學第二定律、等重要基本概念的由來、發(fā)展歷程，可使學生在搜集資料的過程中對這些概念有一個直接的感性認知，同時也有助于學生認識到這些知識在本學科發(fā)展中的重要作用。要求學生組成2~3人的學習小組，除常規(guī)課下作業(yè)外，課上作業(yè)以小組為單位完成。課上作業(yè)為教師針對每次課的重點和難點內(nèi)容設(shè)計的多為填空、選擇和問答形式的練習題，課前打印好分發(fā)給每個學習小組。在講課過程中，留出適合時間讓學生及時完成。教學實踐表明課上作業(yè)非常利于學生把握住和消化吸收重難點知識，且能提高學生學習的注意力，達到良好的教學效果。

三、課程考核方式的教學改革

第3篇：工程熱力學基本概念范文

關(guān)鍵詞 熱力學第一定律 熱力學第一定律 卡諾定理

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.04.039

Teaching of the First Law of Thermodynamics and

the Second Law of Thermodynamics

WU Hequan， XIE Wenhong

（College of Automative and Mechanical Engineering，

Changsha University of Science & Technology， Changsha， Hu'nan 410114）

Abstract Details of the emergence and development of the first law of thermodynamics， the second law of thermodynamics and the linkages between them. Further understanding of the process of teaching the knowledge of thermodynamics has played a good role in promoting， improving the quality of teaching.

Key words First Law of Thermodynamics; Second Law of Thermodynamics; Carnot theorem

0 引言

“工程熱力學及傳熱學”課程是主要研究熱能與機械能互相轉(zhuǎn)換以及熱量傳遞規(guī)律的一門學科?！肮こ虩崃W及傳熱學”圍繞能量轉(zhuǎn)換與傳遞這一主線，是對工程熱力學及傳熱學兩個研究方向的綜合。其特點是涉及內(nèi)容廣，知識點多，主要包括熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力過程計算、傳熱學的基本概念、換熱器熱計算等。它在社會生活中的應(yīng)用是非常廣泛的，在很多領(lǐng)域包括現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸和國防建設(shè)等。雖然熱機發(fā)展一百多年，已經(jīng)非常完善，很多熱力學理論已經(jīng)在實踐中得到了應(yīng)用。但是在面對如今國際社會能源短缺、環(huán)境污染等問題中，推進熱力學的研究，提高能源的利用效率是解決這些問題的一個關(guān)鍵。而熱力學第一和第二定律是熱力學基礎(chǔ)，學好并掌握這些基本理論，才能更好地研究熱能傳遞和轉(zhuǎn)換的規(guī)律并把它轉(zhuǎn)化成實際成果應(yīng)用到社會生產(chǎn)生活之中。

1 熱力學第一定律概述

熱力學第一定律實質(zhì)是能量守恒定律在熱現(xiàn)象上的應(yīng)用。能量守恒定律可以表示為：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有多種不同的表現(xiàn)形式，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另外一種形式，也可以從一個物體傳遞給另外的物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞過程能量保持不變。熱力學第一定律則可以表述為：熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊?當一定量的熱消失時，必產(chǎn)生等量的功;消耗一定量的功時，必產(chǎn)生與之相應(yīng)數(shù)量的熱。表達式為： = +。熱力學第一定律否認了能量的無中生有，正因為如此那種不需要任何動力和燃料就能持續(xù)做功的第一類永動機只能是幻想。

能量轉(zhuǎn)換與守恒定律首先是從力學中以“活力守恒”的形式提出來的。系統(tǒng)吸熱，內(nèi)能應(yīng)增加;外界對系統(tǒng)做功，內(nèi)能也增加。若系統(tǒng)既吸熱，外界又對系統(tǒng)做功，則內(nèi)能增加等于這兩者之和。熱力學第一定律就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。十九世紀中期，在長期生產(chǎn)實踐和大量科學實驗的基礎(chǔ)上，它才以科學定律的形式被確立起來。著名物理學笛卡爾在1644年就提出了“運動守恒”的概念，隨后德國數(shù)學家萊布尼茲引入了“活力”的概念，意大利物理學家伽利略研究斜面問題和擺的運動，斯蒂芬研究杠桿定理。伯努利的流體運動方程實際上就是流體運動中的機械能守恒定律，1834年愛爾蘭物理學家哈密頓《論動力學的普遍方法》，提出了哈密頓原理。至此能量守恒定律及其應(yīng)用已經(jīng)成為力學中的基本內(nèi)容，為能量守恒定律的建立準備了條件。1841～1843年，德國科學家邁克爾和英文物理學家焦耳提出了熱能與機械能相互轉(zhuǎn)換的觀點，為熱力學第一定律的建立奠定了基礎(chǔ)。

熱力學第一定律的確立，突破了人們關(guān)于物質(zhì)運動的機械觀念的范圍，從本質(zhì)上表明了各種物質(zhì)運動形式之間相互轉(zhuǎn)換的可能性，說明運動形式相互轉(zhuǎn)換的能力也是不滅的，是物質(zhì)本身固有的。

2 熱力學第二定律

熱力學第一定律說明了熱能是可以轉(zhuǎn)換的，可以由熱能轉(zhuǎn)換成機械能，也可以由機械能轉(zhuǎn)換成熱能，而且能量不會消失。但是如果僅僅只是這樣，那有很多現(xiàn)象是解釋不了的。比如一輛小車給它一定動能，讓它在路上行駛，走了一段路程后，由于小車和路面有摩擦，小車速度逐漸減小，最后停止。原來的動能全部轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的熱能，然而反過來，這些熱能能還給小車，再重新讓它動起來嗎？再比如一個燒紅了的鍛件，放在空氣中便會慢慢冷卻。顯然，熱能從鍛件散發(fā)到周圍環(huán)境中了;周圍環(huán)境獲得的能量等于鍛件放出的熱量。反過來，這個已經(jīng)冷卻了的鍛件能從周圍環(huán)境中收回那部分散失的熱量，重新赤熱起來嗎？這樣的過程都不違反熱力學第一定律。然而，經(jīng)驗告訴我們，這是不可能的。

所以在熱能轉(zhuǎn)換為機械能這一問題中，除了要遵循熱力學第一定律，還要滿足其它約束條件。這就是熱力學第二定律的研究內(nèi)容。熱力學第二定律的實質(zhì)就是指出了一切自然過程的不可逆性，也就是說自然界中的過程具有方向性。過程總是自發(fā)地朝著一定的方向進行。機械能總是自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體等等。這些自發(fā)過程的反向過程（稱為非自發(fā)過程）是不會自發(fā)進行的。這種不可逆的過程可以用熵來描述。自然界的一切自發(fā)過程都是朝著熵增大的方向進行的。只有可逆過程，系統(tǒng)的熵保持不變。這就是熵增原理，這是熱力學第二定律的其中一種表述方式。

在熱力學第二定律告訴我們能量轉(zhuǎn)化具有方向性。即機械能可以百分之百的轉(zhuǎn)化為熱能，但熱能轉(zhuǎn)化為機械能的效率不可能達到百分之百。那么熱機的效率最高能達到多少呢？1824年，法國工程師卡諾提出了一種熱效率最高的循環(huán)――卡諾循環(huán)。它包括兩個等溫過程和兩個絕熱過程。如果把高溫熱源的溫度記為，低溫熱源的溫度記為，通過熱力學計算可以得到卡諾循環(huán)的熱效率表達式 = /。當高溫熱源的溫度足夠高，而低溫熱源的溫度足夠低的時候，卡諾循環(huán)的熱效率理論上可以無限的接近1，因此可以說卡諾循環(huán)的熱效率最高。從中可以得出以下結(jié)論：（1）卡諾循環(huán)的熱效率只決定于高溫熱源和低溫熱源的溫度，也就是工質(zhì)吸熱和放熱時的溫度;（2）增大，減少，可以提高卡諾循環(huán)的熱效率;（3）卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1，不能可能等于1。因高溫熱源的溫度不能等于無窮大，低溫熱源的溫度也不可能等于零。這就表明熱能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能;（4）當 = 時，卡諾循環(huán)的熱效率為零。這表明，在沒有溫差存在的熱力系統(tǒng)中，熱能不可能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能?；蛘哒f，單熱源的熱機，即第二類永動機是不可能造成的。

在卡諾定理的基礎(chǔ)上，人們總結(jié)出了熱力學第二定律的兩種主要表述方式。克勞修斯說法：熱量不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。開爾文說法：不可能從單一熱源取熱使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其它任何他影響。它們都說明了自發(fā)過程的不可逆性，可以證明這兩種表述方式是等價的。那種設(shè)想把海洋或空氣當作單一熱源，從中吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化為有用功的第二類永動機是不可能實現(xiàn)的。

熱力學第二定律的意義實際已經(jīng)遠遠超出了熱機熱效率的范疇，它指出了自然過程進行的方向性，說明了能量品質(zhì)的高低。

3 結(jié)語

熱力學第一定律和熱力學第二定律是人們在日常社會生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的普遍規(guī)律，它們被許多實驗和具體實踐證明是正確的。熱力學第一定律和熱力學第二定律的建立，奠定了工程熱力學與傳熱學的理論基礎(chǔ)，也徹底了永動機的幻想。大學生在學習熱力學第一定律和熱力學第二定律時應(yīng)該理解它的內(nèi)容，實質(zhì)，掌握它的重點和難點。了解熱力學第一定律和熱力學第二定律的發(fā)展過程，要學會自我歸納總結(jié)，做到獨立思考。教師應(yīng)該把精力放在提高熱力學第一定律和熱力學第二定律的教學深度以及加強實踐應(yīng)用上。熱力學第一定律和熱力學第二定律是自然界的普遍法則，蘊含了大道理，驗證了辯證唯物主義思想，所以教師應(yīng)該把事物發(fā)展的科學道理在這一章充分展現(xiàn)出來。熱力學第一定律和熱力學第二定律是“工程熱力學及傳熱學”課程的重要內(nèi)容，也是理工科學生必須掌握的基本知識，因此對它們進行深入研究有利于提高課程的教學質(zhì)量。相信對熱力學第一定律和熱力學第二定律的研究一定會推動社會的進一步發(fā)展。

基金項目：長沙理工大學教改課題項目

參考文獻

[1] 李岳林，劉志強，武和全.工程熱力學與傳熱學[M].北京：人民交通出版社，2013.

[2] 沈維道，童鈞耕.工程熱力學[M].北京：高等教育出版社，2007.

第4篇：工程熱力學基本概念范文

關(guān)鍵詞 卓越計劃 化工熱力學 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.01.059

近年來，我國參照有關(guān)《華盛頓協(xié)議》成員國的做法，開展了面向我國本科教育專業(yè)進行工程教育專業(yè)認證工作?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃”旨在全面提高我國工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高素質(zhì)各類型工程技術(shù)人才。我校的化學工藝專業(yè)于1998年獲原化工部高等學校重點學科，同年獲得碩士學位授予權(quán)。2004獲湖北省教育廳“有突出成就創(chuàng)新學科”，2006年為湖北省第四批立項建設(shè)的擬增列二級學科博士學位點?；崃W課程在化工類人才培養(yǎng)中起著承前啟后的作用，是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間不可缺少的“橋梁與紐帶”。同時，化工熱力學又是應(yīng)用性很強的課程，它的內(nèi)容是后續(xù)分離工程、化學反應(yīng)工程等課程的重要基礎(chǔ)，其核心任務(wù)在于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，提高學生將熱力學基本原理應(yīng)用于化工技術(shù)領(lǐng)域能力的目的。為更好地推進“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，僅僅將書本中的知識講解給學生是遠遠不夠的?；崃W課程教學改革需要在激發(fā)學生興趣的基礎(chǔ)上將理論知識和實際運用結(jié)合，公式概念和現(xiàn)代化設(shè)計軟件結(jié)合，根據(jù)自己學校本身化工專業(yè)的特色和優(yōu)勢，開展相應(yīng)的化工熱力學教學工作。本課題將以我?；づc制藥學院化學工程與工藝專業(yè)的本科生為研究對象，圍繞我校化工專業(yè)認證與卓越工程師培養(yǎng)背景下化工熱力學課程教學中貫徹工程實踐能力培養(yǎng)的教學方法改革與實踐，提出一些建議和思考。

1 加強師資隊伍建設(shè)，提升整體素質(zhì)

事業(yè)要發(fā)展，關(guān)鍵在人才，基礎(chǔ)在教育。基礎(chǔ)教學工作需要強大的師資力量作為后盾，只有完善的教學系統(tǒng)，才能定制出一套幫助學生學習的好方法。化工熱力學是化學工程的基礎(chǔ)學科，具有很強的理論性和應(yīng)用性，書中有大量的公式和定律，不乏較多的難點，這些對教師如何很好地提升教學效果，讓學生聽得懂，用得到，有很大的挑戰(zhàn)。目前，學院一些教師對書本上的理論知識熟悉，但工程經(jīng)驗以及理論教學和實際運用之間的相互轉(zhuǎn)換相對薄弱，這讓學生在學習的過程中或因理論知識過于枯燥而影響學習積極性，這不僅阻礙了教學效果，也不利于適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量人才的培養(yǎng)。針對這些問題，學校應(yīng)該采取措施，建設(shè)一支以“卓越計劃”為根本的高水平的師資隊伍。（1）注重優(yōu)秀教師的引進，優(yōu)先聘請既有化工生產(chǎn)實踐經(jīng)歷，又懂得化工熱力學基礎(chǔ)教學的優(yōu)秀老師；（2）學院要加大校企合作力度，讓老師有更多的機會深入實踐，在實踐中切實感受理論與實際生產(chǎn)之間的差別和聯(lián)系，在以后的教學工作中能更好、更全面地將化工熱力學中的理論知識與工程實踐結(jié)合起來。（3）教師之間定期開展教學工作會議，反饋近期教學中遇到的問題，對那些教學過程中學生普遍存在的疑問和教學難點要集中討論，給出解決方案，動態(tài)教學提升教學質(zhì)量。（4）學校應(yīng)與其他院校建立學科教學網(wǎng)絡(luò)，共享教學成果與心得，從中汲取好的教學方法和新的教學思維，提升學科的教學質(zhì)量。

2 優(yōu)化課本內(nèi)容，重視化工熱力學課程學習的應(yīng)用性

“理論與實際結(jié)合，原理與應(yīng)用并重”應(yīng)該是化工熱力學教學內(nèi)容的優(yōu)先考慮條件。化工專業(yè)認證和卓越工程師培養(yǎng)背景下化工熱力學課程的教學應(yīng)該旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，課程的教學既要有專業(yè)性，又要有社會實用性。對于化工熱力學書本內(nèi)容上的教學提出以下幾點建議。（1）根據(jù)專業(yè)認證與卓越工程師培養(yǎng)的要求，根據(jù)學校教學計劃的調(diào)整，課時的縮減，重構(gòu)符合工程認證與卓越工程師培養(yǎng)計劃的化工熱力學課程教學內(nèi)容體系；（2）根據(jù)化工熱力學基本概念多、公式多、推導多，難點多的特點，重視化工熱力學學習內(nèi)容的聯(lián)系性，例如從流體的P-V-T關(guān)系及熱力學性質(zhì)出發(fā)，到流體的相平衡和化學反應(yīng)平衡，最后與傳質(zhì)、分離，反應(yīng)工程相聯(lián)系，將基礎(chǔ)內(nèi)容聯(lián)系起來，對于復雜問題的解決很有幫助；（3）提出“從生活中來到生產(chǎn)中去”教改思路，啟發(fā)學生在日常生活中用熱力學的原理去分析問題。比如冰箱的工作原理與空調(diào)是否相同？打開冰箱門能起到降溫的效果嗎？通過這些生活例子引入講解制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)的原理，可以使學生的理解和掌握這類循環(huán)的應(yīng)用；（4）收集化工生產(chǎn)中化工熱力學的應(yīng)用實例，在教學中注意與工程實踐相結(jié)合，以生動的例子來講解熱力學原理的應(yīng)用。如“液化氣成分的選擇”、“以壓縮天然氣為燃料的出租車的里程問題”以及“低溫熱管降服青藏鐵路凍土‘多動癥’”、“化工熱力學與遏制全球變暖的關(guān)系”等科學前沿成果等這些與教材和生活緊密結(jié)合的化工生產(chǎn)實例都可以運用到化工熱力學的教學中。

3 加強現(xiàn)代化軟件的應(yīng)用

當前，計算機技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到化工科研，設(shè)計和生產(chǎn)等各個領(lǐng)域，大部分工程設(shè)計和實驗研究都需要借助強大的化工軟件。熱力學性質(zhì)計算和化工過程模擬分析都可以借助化工軟件來實現(xiàn)。在化工熱力學課程教學的過程中，應(yīng)該加強現(xiàn)代化軟件的應(yīng)用，將專業(yè)知識和計算機軟件應(yīng)用相結(jié)合，讓學生能運用已學的現(xiàn)代化化工軟件來解決課本和生活中的實際問題，模擬和分析簡單的化工過程。對于流體P-V-T的教學時，可以引入Math-ematica軟件求解立方型狀態(tài)方程的根，也可以采用Newton-Raphson迭代法數(shù)值求解。講解相平衡時，將工程上常用的Aspen Plus軟件引入到氣液相平衡計算中，模擬精餾分離甲醇-水混合物的過程。對于數(shù)據(jù)計算類，包括實驗數(shù)據(jù)處理、物料衡算、能量衡算、精餾塔設(shè)計計算和經(jīng)濟評價等，可以運用Matlab，Visual Basic等常用軟件?，F(xiàn)代化工軟件的學習不僅可以培養(yǎng)學生的學習興趣提升綜合實力，也為后續(xù)的化工分離工程等學科的學習打下基礎(chǔ)，增強了工程意識，適應(yīng)了化工專業(yè)認證與卓越工程師培養(yǎng)的要求。

4 將教學與本校專業(yè)特色建設(shè)相結(jié)合

學校專業(yè)特色建設(shè)是提高辦學質(zhì)量的關(guān)鍵所在。近十多年來，高校超常發(fā)展帶來一個負面化問題是同質(zhì)化嚴重，學校特色淡化。我校的特色學科化學工程與技術(shù)為地區(qū)經(jīng)濟提供了巨大的幫助，是中南地區(qū)唯一培養(yǎng)化工礦山相關(guān)專業(yè)人才的本科院校，在磷資源開發(fā)利用方面，學術(shù)水平居于全國領(lǐng)先地位。湖北省磷化工中心就設(shè)在學校。除了在磷資源開發(fā)方面，石油煉制，精細化工等都是學校的特色專業(yè)。學校在化工方面有自己的特色和發(fā)展，化工熱力學也是大化工方向的基礎(chǔ)課程，可以將本課程的學習與學?；ぬ厣珜I(yè)相結(jié)合，這樣既有先進的思想做指導又可以為我校特色專業(yè)的發(fā)展培育人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路，建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)，符合卓業(yè)工程師教育培養(yǎng)計劃的初衷。學校的超臨界流體萃取新技術(shù)可以運用化工熱力學中的氣液平衡和氣固平衡來解釋，書本上所介紹的直接式熱泵精餾、間接式熱泵精餾、閃蒸再沸式熱泵精餾、蒸汽噴氣式熱泵精餾和吸收式熱泵精餾過程，如果是僅僅依賴教師課堂上的講授，學生只能簡單地了解這些技術(shù)，講到這些技術(shù)時可以將學生帶到學校的精細化工中試車間，讓學生直觀地感受這些工程技術(shù)，然后輔助熱力學上的知識講解，可以讓學生更好地掌握這些知識。利用學?；ぬ厣珜I(yè)現(xiàn)有的資源，開展更多這樣生產(chǎn)實踐活動，對化工熱力學的教學工作有很大幫助。

5 結(jié)語

針對化工熱力學課程的教學，國內(nèi)許多高等學校都進行了一些富有意義的探索，如開展化工熱力學精品課程建設(shè)、雙語教學研究等方面的嘗試。但迄今為止，基于化學工藝專業(yè)認證背景，結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)的化工熱力學課程工程實踐教學的探討，還亟需更多研究。大化工依然是有前景的有生命力的工程技術(shù)和制造行業(yè)，化工熱力學課程的教學需要更為科學、深度的改革。始終本著以培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)，對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量為目的，深化對化工熱力學課程教學的改革。

*通訊作者：金士威

武漢工程大學教學研究項目（X2013010）資助

參考文獻

[1] 張春桃，王海蓉.基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標的化工原理精品課程改革探索與實踐[J].化工高等教育，2012（6）：15-17.

[2] 楊文玲，于奕峰.基于卓越工程師培養(yǎng)的化工熱力學教學改革探討[J].化工高等教育，2012（4）：26-30.

[3] 劉英杰，楊基和，徐淑玲.基于卓越工程師的化工工程設(shè)計課程改革及實踐[J].化工高等教育，2014（2）：52-55.

[4] 董華青，阮慧敏，劉華彥.地方院校卓越工程師培訓方案的構(gòu)建與實踐[J].浙江工業(yè)大學學報，2013.12（1）：93-98.

第5篇：工程熱力學基本概念范文

關(guān)鍵詞：熱工系列課程；啟發(fā)式教學；聯(lián)想式教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）52-0160-02

一、引言

熱工系列課程包括工程熱力學與傳熱學。工程熱力學是熱力學最先發(fā)展的一個分支，它主要研究熱能與機械能和其他能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律及其應(yīng)用；傳熱學是研究熱量傳遞規(guī)律的一門學科，傳熱學的作用是利用可以預測能量傳遞速率的一些定律去補充熱力學分析[1，2]。熱工系列課程內(nèi)涵豐富、概念抽象、公式數(shù)量多、聯(lián)系工程實際范圍廣，是本校油氣儲運、石油工程、機械工程等工科專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此，針對本課程教學過程，必須定位在要保持學科基本理論的嚴密性和系統(tǒng)性基礎(chǔ)上，考慮高新技術(shù)的應(yīng)用和新型人才培養(yǎng)模式的要求，突出專業(yè)特點，使學生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高他們的理論分析和解決工程問題的應(yīng)用能力，為后續(xù)專業(yè)課的學習奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

然而，在多年從事該課程的教學工作過程中，學生普遍反映該課程是一門非常難于學習掌握的課程。究其原因，一方面是由課程本身特點決定的，工程熱力學與傳熱學具有理論較難，基本概念和基本方程較多，對學生用高等數(shù)學知識處理和解決實際問題能力的要求較高等特點，學生認為該課程的學習過程非常困難；另一方面和教師“填鴨式”的教學方法有關(guān)，教師往往只是把知識一味灌輸給學生，使學生覺得原本就枯燥的物理概念和數(shù)學方程更加索然無味，提不起學習興趣。結(jié)合自己的教學經(jīng)驗，筆者認為，要提高熱工系列課程的教學質(zhì)量，關(guān)鍵在于激發(fā)學生的學習興趣，而最有力的途徑就是采用啟發(fā)聯(lián)想式的教學方法。

二、關(guān)于啟發(fā)聯(lián)想式教學的思考

啟發(fā)式教學是中國的傳統(tǒng)教育方式，在中華民族的發(fā)展過程中發(fā)揮著巨大的作用?？鬃诱f：“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅，不以三隅反，則不復也”[3]。這是孔子論述啟發(fā)式教學的重要名言，對后世影響非常深遠。學生如果不經(jīng)過思考并有所體會，想說卻說不出來時，就不去開導他；如果不是經(jīng)過冥思苦想而又想不通時，就不去啟發(fā)他?！安粦嵅粏ⅲ汇话l(fā)”經(jīng)常用來說明對學生要嚴格要求，先讓學生積極思考，再進行適時啟發(fā)。所謂“教”是為了“不教”，就是要學生提高創(chuàng)新能力，掌握適合自己的學習方法。只有這樣，他們才離得開教師，甚至可以超越教師，最終成為適應(yīng)經(jīng)濟高速發(fā)展現(xiàn)狀的人才。這種教育方式對目前的高等教育有著巨大的指導意義。

聯(lián)想教學法是啟發(fā)式教學方法的一種有效手段。所謂聯(lián)想教學法，就是把首次接觸的知識，通過連接點，將新穎的、有價值的東西與我們過去的見識、思考、觀念，盡可能多地予以聯(lián)系，被充分吸收后成為自己的思考、認識、判斷與熟知的知識[4]。我們在教授一門新課程時，總是從基本的概念說起。要讓學生學習、理解這些基本的概念，往往要通過舉例來說明。舉例，就是一種聯(lián)想，就是將已知事物和新事物的本質(zhì)特征，通過某些相同或相似之處的比較、參照，將彼此聯(lián)系在一起。由此，學生就可以通過對已知事物的認識，去學習、理解未知的新事物。

三、啟發(fā)聯(lián)想式教學方法的實施

啟發(fā)聯(lián)想式教學并不是一種具體的教學方法，針對熱工系列課程而言，參考和學習國內(nèi)外的教學經(jīng)驗并總結(jié)自己的教學體會，筆者認為可以通過下面幾個方面的解決措施來實施啟發(fā)互動式教學方法。

1.要突出新舊知識間的聯(lián)系與區(qū)別。學生在大學物理中的熱學部分已經(jīng)學習過本課程中的部分內(nèi)容。當這些知識重新出現(xiàn)時，應(yīng)先和學生一起復習，激發(fā)學生的回憶，然后再引出熱工理論的定義，緊緊抓住新舊知識之間的聯(lián)系與區(qū)別，引導學生在復習舊知識的基礎(chǔ)上引出新知識，同時注意不是簡單地重復舊知識，而是從工程應(yīng)用的角度來論述并加以深化和推廣。

在教學活動中，新知識的學習常常受到與其相類似的舊知識的干擾。例如，有些學生總是將工程熱力學中壓力的概念和單位與中學物理中壓力的概念混淆起來。為克服這種干擾，需幫助學生找出二者之間的區(qū)別并劃清兩種類似知識的界限。例如說明工程熱力學中的壓力是一種應(yīng)力的概念，是單位面積上的力，是氣體分子撞擊容器壁產(chǎn)生的效果，其國際單位是帕斯卡，而物理學中的壓力是力的概念，其國際單位是牛頓。使學生對立地建立新知識中的概念，對新舊學習內(nèi)容進行概括，找出其共同的本質(zhì)。

2.通過有趣的比擬，啟發(fā)學生對生僻易混概念的理解。熱工系列課程的特點是概念多、邏輯性強。列寧說：自然科學的成果是概念。顯然，沒有力、速度、加速度等概念也就沒有力學這個科學[5]。但是，熱工課程中的各個概念是怎么引入的，不能只從定義出發(fā)給學生講解。這樣的教學效果往往是極差的，學生往往會對概念似是而非，無法正確把握各個概念，在該課程完成之后不久就輕而易舉地忘掉了幾乎所有的內(nèi)容。為了避免這種教學現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于概念的引入和講解應(yīng)符合人類的認知規(guī)律，即從具體到抽象的過程，也就是從感性認識到理性認識的過程。我們將熱工現(xiàn)象和概念與生活中一些廣為熟知的現(xiàn)象進行比擬，以此引入概念，學生往往能受到啟發(fā)，從而從根本上掌握這些概念，并且做到學以致用。

例如在剛進入傳熱學的學習時，講到熱量傳遞規(guī)律，可將熱量傳遞比擬為電流流動，學生們對于直流電路的歐姆定律I=■是非常熟悉的。將溫差比擬為電壓，將熱阻比擬為電阻，由此學生們可以自然地將熱流量與電流聯(lián)想到一起，在這種教學方法下，學生們自然就可以很容易地記憶傳熱學非常重要的兩組公式Q=■、Q=■。再如，在講到對流換熱系數(shù)的影響因素――流態(tài)時，針對層流和紊流，可以將流體的運動狀態(tài)與學生排隊郊游進行比擬。同學們行進的隊伍非常整齊，每個隊列的同學接踵摩肩，不同隊列的同學互不影響即是“層流”的狀態(tài)；而各個隊列的同學打鬧嬉戲，相互影響，使得行進的隊列非常混亂，雜亂無章即是“紊流”的狀態(tài)。這樣的講授既生動又形象，學生們?nèi)菀捉邮?，更能較好地把握這些難以理解、容易混淆的概念。

3.針對不同專業(yè)，通過熱工課程在本專業(yè)的應(yīng)用，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)有實踐能力的高級專門人才。在講授熱工理論的過程中，對于涉及熱工應(yīng)用的部分，可以采用開放式的教學理念。在遵守課堂紀律的前提下，學生可以在課堂上隨時提問題，大膽發(fā)表關(guān)于熱工理論在本專業(yè)應(yīng)用的見解。在教學內(nèi)容的設(shè)計上，教師要注意設(shè)計符合學生實際的教學內(nèi)容，符合學生的心理，以教師為主導，引領(lǐng)、啟發(fā)和傳遞信息；以學生為主體，感受、感知和反饋信息；以問題為基礎(chǔ)，設(shè)問、思考和分析探究；以能力、方法為主線，有計劃培養(yǎng)學生的自學能力、分析能力、思維能力、觀察和實踐能力、應(yīng)用知識解決實際問題的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

例如，在講授“傳熱過程”一節(jié)，對于石油工程專業(yè)的學生，可以介紹熱力采油的例子，讓學生用熱工理論描述注蒸汽采油的過程，描述每個傳熱環(huán)節(jié)，進而結(jié)合傳熱學的基本公式，提出提高熱力采油效率的基本措施；在講授“壓縮機”及“換熱器”一節(jié)，對于油氣儲運專業(yè)的學生，可以介紹天然氣及石油管道輸送工藝，結(jié)合管道工藝流程圖，介紹泵站、加熱站的作用，并對其進行討論，由此可衍生出“蒸汽伴熱”和“油氣混輸”等輸油工藝，從而加深了對熱工理論內(nèi)容的理解。

4.要充分利用多媒體進行課堂教學和輔助教學。利用多媒體計算機具有的豐富的圖、文、聲等處理功能，使學生能在輕松的環(huán)境中達到對知識的理解、分析、記憶，掌握和運用知識，提高了教學效率，也為教學質(zhì)量的穩(wěn)定提供了保障。熱工系列課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，與工程實踐密切相連，需要很多工程問題作為背景，而課本中單調(diào)的文字敘述和簡單的圖形說明，往往不能準確形象地描述這些工程問題。在這種情況下，如果我們能借助多媒體手段，讓學生能通過多媒體文件，讓他們形象地認識知識，教學效果要好很多。例如在講授壓氣機的工作過程時，用動畫來表達，較之單純用文字描述更加形象，學生也更容易接受。然而，多媒體教學容量大，畫面豐富，多方位剌激學生的各種感官，容易造成學生注意力不集中，因此要根據(jù)課堂的實際和學生的接受能力，安排適當?shù)闹v解、提問、啟發(fā)和點評，并留有學生思考問題的時間。對于熱工系列課程的教學內(nèi)容中方程和公式的講解，其推導過程用板書的形式來講授更加符合人們的邏輯思維習慣，更易于被學生接受，在寫板書的過程中，學生會跟著教師的板書一同思考、琢磨和消化，更加有利于學生對所學理論的理解和掌握。所以教師應(yīng)采用板書和多媒體相結(jié)合的教學手段，要“善用而不是濫用”多媒體教學。

總之，在熱工系列課程的教學過程中實施啟發(fā)聯(lián)想式教學方法克服了傳統(tǒng)教學方式的不足，調(diào)動了學生的積極性和主動參與性，通過該教學方法的實施，取得了良好的教學效果，它是大學教學改革的必然要求。

參考文獻：

[1]朱明善，等.工程熱力學[M].北京：清華大學出版社，1995.

[2]楊世銘，陶文銓等.傳熱學第四版[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]陳曉強，徐秀兵.《論語》“不憤不啟，不悱不發(fā)”解――兼談啟發(fā)式教學思想[J].甘肅聯(lián)合大學學報（社會科學版），2006，（4）：77-79.

第6篇：工程熱力學基本概念范文

[關(guān)鍵詞] 專業(yè)基礎(chǔ)課；創(chuàng)新型人才；教學方法；實驗教學；考試改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2011)06-0074-03

根據(jù)“厚基礎(chǔ)、重實踐、強能力”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，華北電力大學制訂了熱能動力工程專業(yè)2008版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案，確定了“培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高，具有一定創(chuàng)新能力、較強實踐能力和良好發(fā)展?jié)摿Φ母呒墝ｉT人才”的培養(yǎng)目標。教學計劃中突出了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，要求明確各課程及其教學環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)中的地位，進一步發(fā)揮其培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的作用。

專業(yè)基礎(chǔ)課程作為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，起著舉足輕重的地位[1]。其教學目的是要求學生掌握課程的基本理論、基本方法和基本實驗技能，培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，通過知識的不斷積累和融合，為后續(xù)課程的學習打下扎實的基礎(chǔ)。教學過程涉及教學目的、教學內(nèi)容、教學方法、實驗教學和考試方法等多個環(huán)節(jié)。目前，各教學環(huán)節(jié)均存在可深層次挖掘的潛力，尚未充分發(fā)揮在人才培養(yǎng)、尤其是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用。這表現(xiàn)在教學方法上仍為“師授生錄”的傳統(tǒng)模式、學生主體作用不突出；教學內(nèi)容上為重理論、輕實踐的“一手硬、一手軟”現(xiàn)象；實驗內(nèi)容多為驗證性實驗，深層次和邊緣性的實驗現(xiàn)象未被重視和挖掘；考試方法多為理論內(nèi)容，忽視實驗教學內(nèi)容等諸多方面。教學實踐中，如能對上述各環(huán)節(jié)進行深入研究和探討，充分挖掘其深層次內(nèi)涵，并在實踐中加以實施，必能有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

本文以華北電力大學熱能動力工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課工程熱力學、流體力學和傳熱學為研究對象，旨在通過深入研究各教學環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的地位和作用，達到全面提高教學效果的目的，將培養(yǎng)目標真正落到實處。

1 明確教學目的

教學目的是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的指南和方向。熱能動力工程專業(yè)設(shè)置有電廠熱能動力工程、電廠集控運行、制冷與空調(diào)工程等三個專業(yè)方向。三個方向雖有不同，但其專業(yè)基礎(chǔ)課均為工程熱力學、流體力學和傳熱學，是學習各后續(xù)專業(yè)課的前提和基礎(chǔ)。這三門課程既相互獨立，又相互銜接，如流體力學的學習需要工程熱力學的知識，傳熱學的學習又以工程熱力學和流體力學的內(nèi)容為基礎(chǔ)，因此開課順序依次為工程熱力學、流體力學和傳熱學。

三門專業(yè)基礎(chǔ)課程教學目的又各具特色。工程熱力學的教學目的是通過學習工程熱力學的基本理論和基本知識，重點掌握熱力學基本概念，熱力學第一、第二定律，水和水蒸氣性質(zhì)，動力裝置循環(huán)和制冷循環(huán)等。流體力學要求學生掌握流體力學基本概念和基本理論，重點掌握流體的平衡和運動規(guī)律、勢流理論、邊界層理論、相似原理和氣體動力學基礎(chǔ)等。傳熱學的目的是使學生掌握有關(guān)熱量傳遞的基本理論知識（熱傳導、對流換熱、輻射換熱和換熱器），具備分析和計算傳熱學問題的能力。同時，各專業(yè)基礎(chǔ)課均要求掌握一定的實驗技術(shù)和實驗操作技能。

熱能動力工程專業(yè)中的諸多實際現(xiàn)象或科學問題，可能需要其中一門或多門課程的知識，或者可以從不同方向進行分析，進而達到全面認識的目的。因此，上述三門課程的學習不可偏廢，而且只有明確了各專業(yè)基礎(chǔ)的教學目的和要求，才能達到人才培養(yǎng)的基本要求。

2 優(yōu)化教學內(nèi)容

教學內(nèi)容是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心。教師應(yīng)根據(jù)課程教學大綱的要求，明確教學內(nèi)容中的基本要求和核心要求。在此基礎(chǔ)上，適當拓寬、拓展教學內(nèi)容，同時密切關(guān)注、跟蹤本專業(yè)不斷涌現(xiàn)的新的發(fā)展方向，不斷將與課程相關(guān)的新問題、新現(xiàn)象和新理論補充進來，通過豐富和優(yōu)化教學內(nèi)容，從而激發(fā)學生的學習興趣和動力。

如工程熱力學中，對于復雜動力裝置的分析以往多從熱I律（焓）角度進行研究，而目前文獻多從熱II律（焓和熵）角度出發(fā)，以找到節(jié)能降耗的薄弱環(huán)節(jié)和實現(xiàn)能量的梯級利用；又如流體力學和傳熱學近年來涌現(xiàn)了大量新問題，如微納尺度內(nèi)流體的流動與傳熱，活性劑溶液鋪展過程的指進現(xiàn)象，負壓狀態(tài)下液滴的霧化過程等，以及新技術(shù)的應(yīng)用，如高速攝像技術(shù)、PIV測速技術(shù)等等。在這些方面，教師可結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，或自身的科研進展和興趣，將新的科學現(xiàn)象、科研成果融入本科教學，在拓寬知識面和提高學生科研興趣時，逐漸培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型人才，并使部分有想法的同學提前進入預研狀態(tài)。

3 改進教學方法

教學方法是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教學方法不同其教學效果也會有所不同。對于專業(yè)基礎(chǔ)課，教學內(nèi)容多為經(jīng)典的理論內(nèi)容或方程推導，并由此展開實際應(yīng)用的討論，目前這類課程多采用以教師為主的講授式方法。授課中，以教師為主體，學生基本處于被動位置，學生在課堂上很少主動提問或敢于就不同見解與教師商榷[2,3]。實踐表明，這種傳統(tǒng)的教學模式不僅不能發(fā)揮學生的主動性，也不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，轉(zhuǎn)變教學觀念、改進教學方法，逐步形成研究型教學的現(xiàn)代教育理念就成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的迫切需要。當然，不同的教學內(nèi)容應(yīng)選擇恰當?shù)慕虒W模式，切不可盲目“一刀切”。對于基礎(chǔ)性和原理性的內(nèi)容，仍以教師講授為主；在此前提下，針對課程有關(guān)內(nèi)容（如持不同觀點），通過合理運用啟發(fā)式教學、討論式教學、準研討式教學[4]等形式，鼓勵學生廣開思路，敢于“于不疑處有疑”，在積極主動的教學活動中促進學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

發(fā)揮學生主體作用是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的催化劑。為此，教師應(yīng)逐步樹立教師主導、學生主體的教學理念[5]。教學中，積極創(chuàng)造良好的課堂氛圍，充分調(diào)動學生的主觀能動性，激發(fā)其學習動機和興趣，使其逐步成為教學活動的主角，從而將知識轉(zhuǎn)化為能力、將興趣轉(zhuǎn)化為動力、將質(zhì)疑和問題轉(zhuǎn)化為研究課題。例如流體力學中，機翼理論中關(guān)于機翼升力的形成過程，又如關(guān)于邊界層分離現(xiàn)象中的分離位置，這些內(nèi)容在不同教材有著不同的觀點，同學可自行查閱書籍和文獻，進而展開討論；傳熱學中，如何正確理解外掠圓管換熱局部換熱系數(shù)在不同雷諾數(shù)下的回升現(xiàn)象與邊界層發(fā)展和分離的關(guān)系，以及各種新型高效換熱器的型式和機理，而且同學均充分發(fā)揮想象力，從理論上提出新型換熱器。另外，有些拓展性內(nèi)容也可讓學生講解，如流體力學講到超聲速流動及其現(xiàn)象時，對于音障現(xiàn)象及其對飛機的影響，可由1名同學來講，既拓展了知識面，又激發(fā)了學習興趣。

教學之外，針對學生對知識的求知欲、對新問題和未知現(xiàn)象的探索精神，充分發(fā)揮其主觀能動性和獨立思考的能力，鼓勵學生敢于想象，大膽提出自己的設(shè)想和觀點，逐步達到學以致用、能力和水平逐步提高的目的。目前，部分學生在專業(yè)教師指導下，利用動力系實驗基地，積極參與全國和學校大學生創(chuàng)新計劃、數(shù)學建模比賽、大學生挑戰(zhàn)杯和大學生節(jié)能大賽等科技活動，以及教師的一些縱、橫向科研項目中。通過主持或參與具體的科研項目，不斷發(fā)現(xiàn)和解決新問題，逐步提高了自身的創(chuàng)新能力，同時也鍛煉了組織能力，培養(yǎng)了團隊精神，綜合能力得到明顯提升。通過上述實踐活動，目前已涌現(xiàn)出一些具有一定創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的學生，或發(fā)表了學術(shù)論文，或授權(quán)了實用新型專利。而且也作為保送研究生的優(yōu)選條件之一，也進一步促進了學生的參與熱情和科研積極性。

4 挖掘?qū)嶒灲虒W內(nèi)容

實驗教學是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有力手段。實驗教學不僅是對理論內(nèi)容的實際驗證，更重要的是培養(yǎng)學生實驗技能和分析能力的重要措施[6]，也是發(fā)揮學生主體作用的最有效的實踐環(huán)節(jié)之一。專業(yè)基礎(chǔ)課實驗分為驗證性和綜合性實驗，驗證性實驗側(cè)重對基本原理的驗證和再現(xiàn)，綜合性實驗則側(cè)重于較復雜現(xiàn)象的分析，二者側(cè)重點各有不同。實驗中，若能充分發(fā)揮學生的主體作用和探究精神，通過深挖實驗教學內(nèi)容的內(nèi)涵，鼓勵對有關(guān)邊緣性現(xiàn)象的觀察和深層次問題的探索，勢必能在很大程度上提高培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。因此，實驗中，強調(diào)學生親自動手操作實驗、主動分析實驗現(xiàn)象、獨立思考問題和解釋問題。

驗證性實驗也能在很大程度上提高學習效果。如流動演示實驗中，在突然擴大的流動通道內(nèi)，可清晰地觀察到突擴前的截面上其流線為接近于平行直線，這也是為何在理論分析中可以把該截面近似作為緩變流截面的原因所在，若不通過實驗現(xiàn)象，僅靠想象既不直觀又缺乏說服力，而且可通過改變流速，進一步驗證這一假設(shè)是否始終成立。又如流體力學中的伯努利方程實驗，該實驗再現(xiàn)了各測點處的總水頭和靜水頭在不同流量下沿流動方向的變化規(guī)律，若脫離實驗過程，也可以從能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的角度得出上述規(guī)律，這當然需要扎實的理論基礎(chǔ)和分析能力，但理論和實驗教學的有機結(jié)合，可起到事半功倍的效果。

綜合實驗更能全面考察學生的學習效果和運用知識的能力。如換熱器綜合實驗中，為何對于相同的換熱器結(jié)構(gòu)，逆流情形下的傳熱系數(shù)要小于順流情形；并聯(lián)管路特性及流量分配實驗中，為何具有相同結(jié)構(gòu)的各并聯(lián)管道其流量不同，壓力損失也不同；離心泵并聯(lián)及工況調(diào)節(jié)實驗中，在不同負荷下，采用共用閥和非共用閥進行調(diào)節(jié)其經(jīng)濟性為何不同；邊緣性現(xiàn)象，如泵性能實驗中的汽蝕特征及噪聲特性也值得進一步研究。

另外，對于實驗數(shù)據(jù)的處理，坐標系選用線性坐標還是對數(shù)坐標，參數(shù)是以有量綱還是無量綱形式進行整理，實驗數(shù)據(jù)壞點的正確剔除和有效數(shù)據(jù)的保留等，都有充分發(fā)揮的余地，也是培養(yǎng)學生科學思考問題和獲得正確結(jié)果的關(guān)鍵之處。

5 改革考試方法和內(nèi)容

考試作為教學活動的最后一環(huán)，是教學成效和學習效果的綜合反映，教學過程的各個環(huán)節(jié)，尤其是薄弱環(huán)節(jié)都可以從成績分布上反映出來。因此，考試方法和內(nèi)容是否能夠有效地反映了教和學的全過程，將在一定程度上影響創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。為此，筆者一改過去單純采用閉卷考試的方法，從內(nèi)容到形式上進行了多方面嘗試，探討了多種教學環(huán)節(jié)有機結(jié)合的考試方法，力求實現(xiàn)對教學效果的全過程評價。

目前，在考試內(nèi)容方面，一是在符合教學大綱要求的前提下，將實驗教學內(nèi)容納入考核范圍，分值為150%，內(nèi)容包括實驗現(xiàn)象和參數(shù)變化的分析、儀器的測量原理和用途等。實踐表明，此項措施的實施在很大程度促進了對實驗教學全過程的重視，取得了預期的效果。二是增加了理論聯(lián)系實際較強的題目，或綜合性題目或拓展性題目，分值為10%，進一步提高提煉科學問題或全面綜合運用知識的能力，也有助于發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型的學生。在考試方法方面，采取了包括開卷考試、期中+期末考試、實驗成績+期末考試、平時測評+期末考試等在內(nèi)的多種方式。無論是開卷還是閉卷，均將復雜必要的公式附在試卷上或給出相關(guān)提示，將考核重點放在知識的應(yīng)用能力和分析能力上面。期中+期末和平時+期末這兩種方式通過強調(diào)平時的知識積累和復習，做到及時發(fā)現(xiàn)問題、及時解決問題。

總之，以專業(yè)基礎(chǔ)課為載體，通過深挖和細化教學活動各環(huán)節(jié)的深層次潛力，將創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)貫穿于教學的全過程，可促進教學效果和人才質(zhì)量的全面提高。

參考文獻

[1]張文慧,龔毅.加強專業(yè)基礎(chǔ)課教學改革，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力[J].中國電力教育,2009,(15):70-71.

[2]趙艷林.培養(yǎng)創(chuàng)新人才：大學教學模式的傳統(tǒng)與變革[J].中國高等教育,2003,(15):31-32.

[3]王志英,寧洪,戴葵,等.綜合性人才創(chuàng)新能力與素質(zhì)培養(yǎng)[J].高等教育研究學報,2005,28(1):80-82.

[4]李建文,劉伍權(quán),薛云.工科專業(yè)基礎(chǔ)課“準研討式”教學法的探索與實踐[J].理工高教研究,2010,29(1):117-119.

第7篇：工程熱力學基本概念范文

1核心課程體系的構(gòu)建

1.1核心課程體系構(gòu)建的原則

欽州學院開設(shè)化學工程與工藝專業(yè)有良好的機遇,同時也有多方面的挑戰(zhàn)。要辦好欽州學院化學工程與工藝專業(yè),貫徹學院打造五大品牌專業(yè)的精神,需要從緊密聯(lián)系北部灣區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學工程與工藝專業(yè),重點建立一套緊密結(jié)合石化下游產(chǎn)業(yè)鏈、注重過程開發(fā)和工程實踐能力培養(yǎng)的核心課程體系。在核心課程設(shè)置方面,確立夯實專業(yè)基礎(chǔ)、強化工程意識、注重實驗技能、拓寬專業(yè)口徑,注重石化特色的原則。 所謂化工過程,主要包含分離過程和反應(yīng)過程兩種過程。與這兩種過程緊密相關(guān)的一系列化工類課程共同構(gòu)成了化工類課程的核心。按照“門數(shù)適宜,重點突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學、分離工程、傳遞原理、反應(yīng)工程和化工工藝學等五門理論課以及與這五門理論課相關(guān)的化工專業(yè)實驗課作為核心課程,建設(shè)具有石化特色化學工程與工藝專業(yè)的核心課程體系,全力打造化學工程與工藝這一品牌專業(yè)。在這五門理論課程中,分離工程和反應(yīng)工程分別研究各類分離過程和反應(yīng)過程,它們構(gòu)成了化工過程課程最核心的部分?；崃W是化工過程研究、開發(fā)和設(shè)計的理論基礎(chǔ),是化學工程的重要分支之一,與化學反應(yīng)工程、分離工程關(guān)系密切。化工熱力學的核心價值在于研究過程進行的方向和限度,為分離過程和反應(yīng)過程提供相平衡、反應(yīng)平衡數(shù)據(jù),并對化工過程進行熱力學分析[1]。反應(yīng)工程是與工程實際緊密聯(lián)系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學、化學動力學、流體力學、傳熱、傳質(zhì)以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護、經(jīng)濟學等反面的理論知識和經(jīng)驗綜合于工業(yè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的設(shè)計和優(yōu)化中[2]。

分離工程是化工專業(yè)基礎(chǔ)課程,講述的是如何將混合物進行分離與提純的學科。作為專門研究分離方法的分離工程課程對學生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過程的本質(zhì)規(guī)律,重點研究分離方法的工業(yè)化途徑,設(shè)備設(shè)計放大效應(yīng),最優(yōu)分離路線的工業(yè)化,及最優(yōu)操作條件。在選擇具體分離方法時,不僅要考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟上的合理性,而且要考慮能耗、環(huán)保、設(shè)備放大和開發(fā)成本等諸多問題[3]。傳遞原理旨在研究化工動量、熱量及質(zhì)量(俗稱三傳)的傳遞現(xiàn)象,用一種統(tǒng)一的觀點來處理三種傳遞現(xiàn)象,并研究動量、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類似性,是研究分離機理、分離效率和宏觀反應(yīng)動力學的基礎(chǔ)理論,同時也是反應(yīng)器放大研究的基礎(chǔ)理論之一。與化工熱力學不同,傳遞原理是一門探討傳遞速率的課程,它對過程開發(fā)、過程設(shè)計、生產(chǎn)操作、優(yōu)化控制及過程機理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W重在工藝過程的分析,即在特定條件下,進行分離過程、反應(yīng)過程的比較選擇、整合優(yōu)化?；すに噷W是大學基礎(chǔ)化學、化工熱力學、化工動力學、反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)基礎(chǔ)可和專業(yè)課的綜合運用。化工熱力學和傳遞原理旨在加強專業(yè)基礎(chǔ),化工專業(yè)實驗、反應(yīng)工程和分離工程重在強化工程意識,化工工藝學拓展了專業(yè)適應(yīng)面,可以突出石化特色。

2核心課程體系的優(yōu)化

為了保障以上核心課程體系的順利實施,建議結(jié)合欽州學院化學工程與工藝現(xiàn)有的教學計劃,從下面幾個方面作出適當?shù)恼{(diào)整。

2.1加強數(shù)理基礎(chǔ)教學力度,適度拓展

新世紀的工程人才必須有熟練應(yīng)用數(shù)學、科學與工程等知識的能力,有進行設(shè)計、實驗分析與數(shù)據(jù)處理的能力。在兩年的教學實踐中,學生普遍反映數(shù)理基礎(chǔ)不夠扎實,一些數(shù)學問題不知所云,比如熱力學計算中要應(yīng)用迭代法求解狀態(tài)方程、精餾過程計算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問題大都源于數(shù)學基礎(chǔ)較薄弱。因此建議加開線性代數(shù)、運籌學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值計算、C程序語言、數(shù)學物理方法,流體力學等數(shù)理和計算機基礎(chǔ)課程。多所兄弟院校也早就開設(shè)了這些基礎(chǔ)課程。線性代數(shù)和運籌學的開設(shè)可以解決反應(yīng)器設(shè)計過程的優(yōu)化問題;概率論與數(shù)理統(tǒng)計是實驗數(shù)據(jù)處理和理解反應(yīng)工程中一些基本概念的基礎(chǔ);數(shù)值計算和C程序語言兩門課程是工科學生重要的基礎(chǔ)課程,加開這兩門課程也是落實我校化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計劃中對學生計算機水平的要求,對學生的就業(yè)能力的提高有好處;數(shù)學物理方法和流體力學是傳遞工程等課程的基礎(chǔ),加開這兩門課程可以大大的提高學生工程數(shù)學能力,為就業(yè)和進一步深造打下更堅實的數(shù)理基礎(chǔ)。考慮到Matlab在科學和工程計算領(lǐng)域的突出作用,建議開設(shè)Matlab在化工中的應(yīng)用的相關(guān)課程[5]?；崃W和化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ),故將化工熱力學和從第四、五學期調(diào)整至第三、四學期;化工原理和反應(yīng)工程兩門課程共同構(gòu)成了化學工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學期調(diào)整至第二、三學期,反應(yīng)工程從第三學期調(diào)整至第五學期,也是考慮到化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。同時,將計算機模擬與仿真刪去,將其中的知識分散到加開的MATLAB在化工中的應(yīng)用和數(shù)值計算這兩門課程中。從上表2中還可以看出,加開的課程中,突出了數(shù)理課程的基礎(chǔ),同時,適度的拓展經(jīng)濟和計算機相關(guān)的課程,也增加化工制圖和電工學等實踐性較強的課程,這對培養(yǎng)學生的工程實踐能力是必不可少的。

2.2整合化工專業(yè)實驗

為了整合學院教學資源,最大限度地利用現(xiàn)有的一切教學設(shè)備,建議從各門化學工程與工藝核心課程的專業(yè)實驗中選出一些經(jīng)典的、與石化行業(yè)緊密相關(guān)的進行重新編排,單獨設(shè)置一門大學化工基礎(chǔ)實驗課程,分成三個學期展開教學。另外,考慮到傳統(tǒng)的化工專業(yè)實驗教材以單一驗證實驗為主,無法滿足新世紀綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求,可將化工實驗按由淺入深的原則劃分成驗證型實驗、設(shè)計型實驗和綜合型實驗三個層次。盡量精簡驗證型實驗,增加設(shè)計型實驗和綜合型實驗。可以從教師的一些科研項目中選出一部分讓學生參與,將這些項目設(shè)計成設(shè)計型或綜合型實驗,這樣,通過學生的親身體驗科研過程,培養(yǎng)了正確的科研習慣,為學生的就業(yè)和進一步的深造打下好的基礎(chǔ)。

第8篇：工程熱力學基本概念范文

關(guān)鍵詞 物理學 分析 前景

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A

Physics Professional Analysis

ZENG Daimin[1], LI Yong[2]

([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;

[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)

AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.

Key wordsPhysics; analyse; prospects

物理學是研究物質(zhì)運動和相互作用的規(guī)律的科學，是除數(shù)學外最基本的一門學科。物理運動是自然界最普遍的一種現(xiàn)象，因此物理學研究的對象和內(nèi)容就是宇宙間各種物質(zhì)的性質(zhì)、存在狀態(tài)、各種物理運動形式及其轉(zhuǎn)化現(xiàn)象、物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組成部分，物理領(lǐng)域的各種基本相互作用及其規(guī)律。由于一切物理現(xiàn)象都在時間、空間中表現(xiàn)出來和發(fā)生運動和轉(zhuǎn)化，所以物理學也要研究時間和空間的性質(zhì)、聯(lián)系等。 進行物理學研究，首先是觀察各種客觀物理現(xiàn)象，再從許多表象性的現(xiàn)象中，揭示基本規(guī)律，建立較為系統(tǒng)的理論。物理學研究除了要依靠好的科學方法外，還要取決于認知工具。工具越先進，研究效率越高，成果越顯著。 物理學在發(fā)展過程中形成了一套完整的科學方法，它對其他學科的研究，乃至哲學發(fā)展，都有重要意義。①重慶大學物理學專業(yè)從2008年開始正式招生，到現(xiàn)在，第一屆學生即將進入大四。通過這幾年對物理學專業(yè)學生的培養(yǎng)，我們有一些體會，與同行共勉。

1 專業(yè)方向設(shè)置

1.1 理論物理方向

理論物理學從各類物理現(xiàn)象的普遍規(guī)律出發(fā)，運用數(shù)學理論和方法，系統(tǒng)深入的闡述有關(guān)概念，現(xiàn)象及其應(yīng)用。理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運動的基本規(guī)律的學科。理論物理的研究領(lǐng)域涉及物理學所有分支的基本理論問題。理論物理是在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物質(zhì)運動的基本規(guī)律，從而解決學科本身和在高科技探索中提出的基本理論問題。重慶大學物理學院理論物理方向目前包括：高能物理、引力波、天體物理、量子信息與量子通信等幾個分支。

1.2 凝聚態(tài)物理方向

凝聚態(tài)物理學是從微觀角度出發(fā)，研究由大量粒子（原子、分子、離子、電子）組成的凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)、動力學過程及其與宏觀物理性質(zhì)之間的聯(lián)系的一門學科。凝聚態(tài)物理是以固體物理為基礎(chǔ)的外向延拓。凝聚態(tài)物理的研究對象除晶體、非晶體與準晶體等固相物質(zhì)外還包括從稠密氣體、液體以及介于液態(tài)和固態(tài)之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態(tài)金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，目前已形成了比固體物理學更廣泛更深入的理論體系。特別是上世紀八十年代以來，凝聚態(tài)物理學取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、磁學、低溫物理和電介質(zhì)物理等的研究更深入，各分支之間的聯(lián)系更趨密切；另一方面許 多新的分支不斷涌現(xiàn)，如強關(guān)聯(lián)電子體系物理學、無序體系物理學、準晶物理學、介觀物理與團簇物理等。從而使凝聚態(tài)物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一。由于凝聚態(tài)物理的基礎(chǔ)性研究往往與實際的技術(shù)應(yīng)用有著緊密的聯(lián)系，凝聚態(tài)物理學的成果是一系列新技術(shù)、新材料和新器件，在當今世界的高新科技領(lǐng)域起著關(guān)鍵性的不可替代的作用。

2 主干課程設(shè)置

重慶大學物理學專業(yè)的主干課程有力學：使學生比較系統(tǒng)地掌握力學基礎(chǔ)知識，且能比較靈活加以應(yīng)用。培養(yǎng)學生獨立分析問題與解決問題能力，初步培養(yǎng)學生的唯物主義世界觀。主要內(nèi)容有質(zhì)點運動學、牛頓運動定律、動量守恒定律和動量定理、功和能與碰撞問題、角動量、剛體力學、振動和波。熱學：使學生掌握物質(zhì)熱運動形態(tài)的規(guī)律性和熱運動與機械運動，電磁運動等其它基本運動形式之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律性。掌握統(tǒng)計規(guī)律性和統(tǒng)計的方法以及物性方面的知識，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。主要內(nèi)容有熱力學第零、第一、第二定律和熵、分子運動論、輸運過程、固體和液體及相變。電磁學：使學生全面地、系統(tǒng)地了解和掌握電磁運動的基本現(xiàn)象、基本概念和基本規(guī)律，具有一定的分析和解決電磁問題的能力，為后繼課程奠定必要的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容有靜電場、靜電場中導體和電介質(zhì)。穩(wěn)恒電流、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)、磁介質(zhì)、交流電初步、麥克斯韋電磁理論和電磁波、電磁單位制。光學：使學生比較系統(tǒng)地掌握光學的基本知識，主要講授幾何光學、波動光學、量子光學初步和光學應(yīng)用。原子物理學：使學生掌握原子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和一般規(guī)律，掌握和了解核的性質(zhì)與核能利用，了解粒子的基本性質(zhì)。講授盧瑟福模型、氫原子的玻爾理論、量子力學初步、原子的精細結(jié)構(gòu)、多電子原子、X射線、原子核物理概論。理論力學：使學生掌握力學的基本理論，培養(yǎng)學生理性思維能力。講授質(zhì)點力學、質(zhì)點組力學、剛體力學、非慣性系動力學與分析力學等基本理論。熱力學與統(tǒng)計物理：使學生掌握物質(zhì)的熱運動規(guī)律及熱運動對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響。講授熱力學的基本定律，熱力學函數(shù)、平衡及穩(wěn)定條件，相平衡及化學平衡，不可逆過程熱力學，最可幾統(tǒng)計法――玻爾茲曼分布、費米分布、玻色分布，氣體和固體的熱容量理論，金屬中的電子氣體、平衡輻射，系統(tǒng)理論，熱力學的統(tǒng)計表達式，非理想氣體態(tài)式，漲落理論，非平衡態(tài)統(tǒng)計物理簡介。電動力學：使學生掌握電磁場的基本屬性及運動規(guī)律以及它和帶電物質(zhì)之間的相互作用。講授電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律，靜電場和穩(wěn)定電流磁場，電磁波的傳播，電磁波的輻射，狹義相對論及帶電粒子和電磁場的相互作用。量子力學：了解微觀客體運動特點，初步掌握量子力學的基本原理和方法。課程內(nèi)容包括波函數(shù)、薛定鄂方程，量子力學中的力學量，態(tài)和表象理論，微擾理論等。固體物理：初步掌握固體物理的基本原理和特點。課程內(nèi)容包括晶體、晶體的缺陷和擴散、晶體振動、相圖、能帶論、金屬和半導體電子論、固體的磁性和介電性等。數(shù)學物理方法：掌握有關(guān)復變函數(shù)、復變函數(shù)的積分、冪級數(shù)展開、留數(shù)定理、傅里葉級數(shù)、積分變換、數(shù)學物理方程定解問題、分離變數(shù)法、二階常微分方程的級數(shù)解法、本征值問題、球函數(shù)、柱函數(shù)、格林函數(shù)、積分變換法等數(shù)學物理方法的基本知識。

3 培養(yǎng)規(guī)格及要求

通過四年的物理學專業(yè)學習，要求學生掌握數(shù)學的基本理論和基本方法，具有較高的數(shù)學修養(yǎng)；掌握堅實的、系統(tǒng)的物理學基礎(chǔ)理論及較廣泛的物理學基本知識和基本實驗方法，具有一定的基礎(chǔ)科學研究能力和應(yīng)用開發(fā)能力；了解相近專業(yè)的一般原理和知識；了解物理學發(fā)展的前沿和科學發(fā)展的總體趨勢；了解國家科學技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)等有關(guān)政策和法規(guī)；掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的實驗設(shè)計，創(chuàng)造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結(jié)果，撰寫論文，參與學術(shù)交流的能力。具有計算機應(yīng)用的基本技能。較熟練地掌握一門外國語言，具有良好的聽、讀、寫作和會話能力，能夠較順利地閱讀本專業(yè)的外文資料。

4 學生就業(yè)前景分析

重慶大學物理學專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)具有寬厚扎實的物理學基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)優(yōu)秀，并且具有良好數(shù)學基礎(chǔ)和實驗技能，能在物理學或相關(guān)科學技術(shù)領(lǐng)域中從事科研、教學、技術(shù)和相關(guān)管理工作的高素質(zhì)專門人才；培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識和科學的思維方式，以及分析和解決實際問題的能力以適應(yīng)學科交叉和社會的各種需要。

物理學專業(yè)學生畢業(yè)后主要從事以下一些行業(yè)：（1）繼續(xù)物理方向的深造，成為一名物理學家、物理教師。（2）從事與物理相關(guān)的一些工作，如技術(shù)工程師、發(fā)明家、研究助理等。（3）與物理關(guān)系不大的一些行業(yè)，如公務(wù)員、管理人員等。就業(yè)領(lǐng)域主要是：科研院所、高等院校、企事業(yè)單位、政府機關(guān)等。

總之，重慶大學成立物理學專業(yè)的主要目的是發(fā)現(xiàn)與培養(yǎng)真正熱愛物理的好苗子，讓他們打好基礎(chǔ)，再繼續(xù)深造，為物理學的發(fā)展做出貢獻。在學習的過程中，有部分同學發(fā)現(xiàn)自己并不是很適合學物理，可以申請轉(zhuǎn)專業(yè)，找到適合自己發(fā)展的方向。最后留下來的絕大部分同學都會繼續(xù)讀研深造，向著他們心中神圣的物理殿堂繼續(xù)努力。實踐表明，物理學專業(yè)的學生物理基礎(chǔ)打得非常堅實，為將來的繼續(xù)深造做好了準備，即將畢業(yè)的學生將有部分保送到中國科學院及各大高校，其余的同學也成為了本校碩士生導師爭搶的對象。物理學專業(yè)的培養(yǎng)是成功的，并且也已經(jīng)成為重慶大學的一個優(yōu)勢特色專業(yè)，它將為全國培養(yǎng)和輸送更多、更好的物理方面人才。

基金項目：重慶大學人才引進科研啟動基金（0903005104675）資助

第9篇：工程熱力學基本概念范文

冶金工程是一門研究從礦石（或其他金屬資源）中提取鋼鐵或有色金屬材料并進行加工的應(yīng)用學科，可以分為化學冶金學（Chemicalmetallurgy）和物理冶金學（Physicalmetallurgy），如圖1所示。從礦石提取金屬的生產(chǎn)過程稱為化學冶金學；通過成型加工，制備有一定性能的金屬或合金材料的學科稱為物理冶金學。目前，冶金工程專業(yè)的課程設(shè)置以化學冶金學為主，包括鋼鐵冶金、冶金物理化學、冶金傳輸原理、有色金屬冶金等課程。盡管也開設(shè)金屬學，材料加工技術(shù)等課程，但內(nèi)容較為寬泛，針對性不強。2007年，本文開始承擔江蘇大學冶金工程專業(yè)材料加工技術(shù)課程的教學任務(wù)，結(jié)合多年從事鋼鐵生產(chǎn)、科研的經(jīng)歷，根據(jù)自己對物理冶金和化學冶金的理解，以拓寬畢業(yè)生專業(yè)口徑、提高學生的綜合素質(zhì)為目的，將教學重點調(diào)整為“塑性加工及物理冶金理論”，取得了良好的效果。

一、增加物理冶金教學內(nèi)容的思路

為適應(yīng)社會發(fā)展和需求，拓寬專業(yè)、寬口徑專業(yè)教育已成為冶金領(lǐng)域培養(yǎng)人才的重要模式。目前，冶金工程專業(yè)設(shè)置涵蓋了鋼鐵冶金專業(yè)、有色冶金專業(yè)和冶金物理化學專業(yè)，改變了過去專業(yè)劃分過細的弊端，增強了學生的適應(yīng)性，提高了學生獨立工作的能力。這體現(xiàn)了教育思想觀念由“對口”向“適應(yīng)”轉(zhuǎn)變的進程。但是，也應(yīng)認識到，隨著冶金技術(shù)的進步，物理過程在冶金中的重要性日顯突出，物理冶金和化學冶金（傳統(tǒng)冶金）同等重要。冶金工程專業(yè)的教學重點以化學冶金學為主是毋庸置疑的，但適當增加、補充和生產(chǎn)密切相關(guān)的物理冶金學的教學內(nèi)容也是大有裨益的。首先，物理冶金學和化學冶金學是冶金工程學科不可分割的組成部分。例如鋼鐵生產(chǎn)是從鐵礦石中提取鋼鐵并加工成鋼材的過程，包括煉鐵（焦化、燒結(jié)）、煉鋼、精煉、連鑄、軋鋼、熱處理等工藝環(huán)節(jié)。鋼鐵生產(chǎn)的集成技術(shù)已經(jīng)打破了冶金、軋鋼和熱處理的明確分工，尤其是薄板坯連鑄連軋技術(shù)的興起，更是將煉鋼、連鑄、軋鋼等工藝環(huán)節(jié)有效地聯(lián)系在一起。為了得到性能合格的鋼材，需要控制鋼材的化學成分和組織結(jié)構(gòu)，化學冶金學可以解決化學成分控制的問題，在鋼鐵生產(chǎn)中由連鑄之前的工藝環(huán)節(jié)完成，最終的組織狀態(tài)則通過后續(xù)的成型加工和熱處理實現(xiàn)。可見，鋼鐵生產(chǎn)需要化學冶金學和物理冶金學的綜合知識，只有把兩者結(jié)合才能解釋并解決鋼鐵生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。目前，冶金工程專業(yè)的主要教學內(nèi)容為化學冶金，盡管也開設(shè)了金屬學等課程，但內(nèi)容寬泛，針對性不強，學生對鋼材加工和熱處理過程中組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化不甚了了，無法對鋼鐵生產(chǎn)建立起系統(tǒng)、全面的認識。其次，物理冶金學和化學冶金學的內(nèi)容是互相聯(lián)系的，通過物理冶金學的學習，能夠促進對化學冶金學的深入理解。例如：冶金過程熱力學中自由能的計算，是判別、變更或控制化學反應(yīng)發(fā)生的趨勢、方向和達到平衡態(tài)的手段，運用熱力學計算可以分析鋼中元素的氧化還原問題。由于Cu氧化的標準自由能和鐵相比更高，在煉鋼吹氧過程中，將被鐵保護而不被氧化。而銅是鋼材熱加工產(chǎn)生熱脆的有害元素，這是由于加熱過程中鐵被氧化，銅在軋件表面富集，成為液相后沿奧氏體晶界滲透，弱化晶界而造成熱塑性降低。所以，只有通過配料降低鋼中的Cu含量。這樣，就會對Cu在鋼中的危害、控制及氧化還原的熱力學條件有了系統(tǒng)的認識?？梢?，通過物理冶金的學習，冶金工程專業(yè)的學生可以更加深刻地理解冶金過程熱力學中元素氧化還原的規(guī)律性，認識到合理控制化學成分的必要性。另外，物理冶金課程在冶金工程專業(yè)的引入能夠拓寬學生的知識面，增加畢業(yè)生的適應(yīng)性，促進將來工作和事業(yè)的發(fā)展。鋼鐵生產(chǎn)中需要專才，更需要通才。鋼鐵生產(chǎn)的集成技術(shù)已經(jīng)打破了冶金、軋鋼和熱處理的明確分工，化學冶金學和物理冶金學的知識相互聯(lián)系、相互融合。只有具備了化學冶金學和物理冶金學的綜合知識，才能使畢業(yè)生對操作崗位的工藝特點和目的要求有更深刻的認識；在產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時，才能對復雜工藝環(huán)節(jié)的影響因素做出準確判斷，并制定出切實可行的解決方案。市場疲軟和原材料漲價的雙重影響，壓縮了鋼鐵行業(yè)的利潤率空間，而且產(chǎn)品的同質(zhì)化競爭日趨激烈，產(chǎn)品開發(fā)日益受到重視，新產(chǎn)品開發(fā)更需要具備化學冶金學和物理冶金學的綜合知識，對冶金工程專業(yè)的畢業(yè)生在知識面和綜合能力上提出了更高的要求。例如，Ti微合金化高強鋼的開發(fā)主要是利用了納米尺寸TiC的沉淀強化作用，需要通過控制軋制和控制冷卻來實現(xiàn)，但由于鈦容易氧化的特點，必須在精煉后期用鋁充分脫氧后加入鈦才能提高其收得率。通過類似產(chǎn)品開發(fā)的實例，將枯燥的書本知識和生產(chǎn)實際結(jié)合，使學生加深對物理冶金學和化學冶金學的理解，提高綜合運用知識的能力。

二、增加物理冶金教學內(nèi)容的實踐

依據(jù)冶金工程的專業(yè)特點，結(jié)合多年現(xiàn)場生產(chǎn)和科學研究的經(jīng)歷，本文自2007年起在冶金工程專業(yè)開設(shè)了“塑性加工及物理冶金理論“課程。由于江蘇大學冶金工程專業(yè)畢業(yè)生的分配去向主要是武鋼、沙鋼、興澄等鋼鐵企業(yè)，課程重點針對鋼材塑性加工過程中的物理冶金問題，講解塑性加工的原理、工藝以及物理冶金學理論，包括化學冶金的產(chǎn)品再加工和熱處理產(chǎn)生的金屬及合金組織、結(jié)構(gòu)的變化，以及由此造成的金屬材料的機械、物理、化學、工藝性能的變化。課程設(shè)置在大四上學期，此時鋼鐵冶金、冶金物化和金屬學等相關(guān)教學已經(jīng)結(jié)束，學生具備了化學冶金的基礎(chǔ)知識，通過認識實習和生產(chǎn)實習，對鋼鐵生產(chǎn)流程和工藝環(huán)節(jié)有了一定的了解。課程設(shè)置為30學時，教學內(nèi)容包括以下5個部分：（A）介紹大型鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程，及物理冶金在其中的地位和作用；（B）介紹鋼材的分類，重點使學生認識鋼材的用途，以及由此帶來的對成分、組織和性能的要求；（C）軋制工藝學，包括軋鋼生產(chǎn)基本工序、軋機分類、組成和布置形式、厚度和板型控制等；（D）軋制原理介紹，包括塑形加工基本概念、軋制過程基本概念、實現(xiàn)軋制過程的條件、延伸和寬展等；（E）物理冶金概論，強韌化機制，熱變形和冷卻過程中的組織變化，控制軋制和控制冷卻，微合金化元素的作用，等。采用計算機多媒體教學方式授課，大大提高了教學的效率。由于教學內(nèi)容是本文多年學習和科研工作的總結(jié)，并加入許多最新成果和圖片，知識貼近實際而新鮮；注意收集國內(nèi)外文獻、會議資料和各大鋼廠的生產(chǎn)實例，內(nèi)容生動直觀，激發(fā)起學生強烈的學習興趣。例如，關(guān)于鋼材按用途分類，結(jié)合西氣東輸?shù)墓こ探ㄔO(shè)講述管線鋼的強度級別和性能要求；建筑用鋼的講解則展示了鳥巢、水立方美侖美奐的圖片及其中鋼材的使用情況。授課過程中擯棄了按部就班、照本宣科的填鴨式教學，采用融會貫通、舉一反三的教學方法。以不銹鋼為例，先介紹不銹鋼的相關(guān)知識，由不銹鋼的金屬學問題、耐蝕原理講述配料熔煉法、返回吹氧法和高碳真空吹煉法3個階段的發(fā)展歷史。最后，重點講述碳的選擇性氧化———奧氏體不銹鋼冶煉的去碳保鉻問題。這樣就會使學生對不銹鋼的生產(chǎn)工藝以及化學冶金學和物理冶金學在生產(chǎn)中的應(yīng)用有了深入的理解。在課堂教學外，注重生產(chǎn)實習和實踐環(huán)節(jié)中物理冶金的教學。在鋼鐵企業(yè)的認識實習和生產(chǎn)實習期間，結(jié)合對中厚板、熱軋帶鋼和棒線材生產(chǎn)線的參觀，在介紹生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，為學生重點講解軋制和冷卻過程中的組織、性能變化及微合金化元素的固溶和析出規(guī)律。使學生認識到軋制和冷卻中組織復雜的演變過程，其中加工硬化、回復、再結(jié)晶、相變和第二相粒子的析出過程交織在一起。在為大三學生開設(shè)的專業(yè)講座中，也注意把物理冶金學的知識貫穿其中：以瑞典SSAB公司為例，用英文幻燈片講述鋼鐵的生產(chǎn)流程；結(jié)合最新資料介紹國際和國內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；運用物理冶金和化學冶金的綜合知識介紹管線鋼、汽車板等專用鋼種的產(chǎn)品開發(fā)實踐。在指導本科生的畢業(yè)設(shè)計時，依據(jù)自己的科研方向，確定產(chǎn)品開發(fā)、組織性能分析、強韌化機理等緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際的題目，加深畢業(yè)生對物理冶金學的認識并掌握物理冶金的研究方法，注重培養(yǎng)他們綜合運用知識分析問題和解決問題的能力，為踏入工作崗位或繼續(xù)深造做好準備。