比热容教学设计精选(九篇)
第1篇：比热容教学设计范文
关键词：热工过程控制；课程设计；教学改革
作者简介：曾竞（1974-），男，湖南邵阳人，长沙理工大学能源与动力工程学院，讲师；王鸿懿（1971-），女，黑龙江阿城人，长沙理工大学能源与动力工程学院，高级工程师。（湖南 长沙 410004）
基金项目：本文系长沙理工大学教学改革研究项目（项目编号：JG1131）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0070-02
长沙理工大学（以下简称“我校”）热工过程自动化专业主要面对发电行业，学生主要在火力和核电等发电行业就业。根据我校办学特色及热工过程自动化专业培养目标，立足电力行业，突出电力特色。“热工过程控制系统”课程主要讲授过程控制的基础理论知识，包括单回路、串级、前馈、比值、解耦等典型控制系统的分析、设计、参数整定方法，以及火力发电厂汽包锅炉蒸汽温度、汽包锅炉给水、锅炉燃烧过程、单元机组协调等控制系统的构成、原理和系统分析。该课程作为热工过程自动化专业核心主干课程，占有举足轻重的位置，因此该课程的建设一直受到院系的高度重视。通过该课程的教学，使学生能够运用过程控制原理，结合火力发电过程对象，从事热工过程控制系统的分析、设计、运行与开发研究工作，增强学生的工程实践能力，进一步加深对火力发电厂锅炉各子系统的认识和理解。基于此，课程组对该课程从教学内容、教学方法、实验环节及课程设计等方面进行了探索性的教学改革，并在实际教学过程中取得了良好的教学效果。
一、“热工过程控制系统”课程教学改革
1.根据人才培养要求，更新教学大纲
教学大纲是课程教学内容的教学指导文件。经过课程组多次讨论，结合最新专业培养计划，按照拓宽基础、加强素质教育、培养创新能力和工程能力的思路拟定了“热工过程控制系统”及“热工过程控制系统课程设计”两门课程的教学大纲，进一步明确了该课程及其课程设计在整个专业课程体系中的地位和作用，规定了基本教学任务和要求。
2.课程教材建设
教材是进行课程教学的基本工具，是进行教学工作、有效提高教学质量的重要保证。该课程在教学中使用过两种正式出版教材，总体来看，所用课程教材内容比较全面。但是，由于热工过程控制技术和火力发电机组技术的不断发展，教材中有些内容就显得较陈旧，为此根据最新拟定的教学大纲，并参考国内有关火力发电机组最新技术和过程控制相关教材，结合课程组近几年形成的教学经验，编写并出版了“热工过程控制系统”课程的新教材。[1]
3.更新教学内容
“热工过程控制系统”课程内容几乎涉及到本专业先修的所有专业基础课程与专业课程。在组织课程教学内容上，根据最新出版的教材，每学期课程组依据收集的火力发电机组最新技术和过程控制技术在火力发电机组上的最新应用，在学期末课程组开会集体研究、整理，提炼出必要的内容充实到下个学期的课程教学中，不断更新教学内容，保持教学内容的前沿性和新颖性。同时注重不同专业课程内容之间的衔接，将检测技术、控制仪表、集散控制系统、锅炉原理、汽轮机原理、智能控制技术与控制系统仿真技术等知识融入到具体的控制系统分析和设计中，以有利于培养学生热工过程控制系统的分析、设计能力。[2]
4.改进教学方法和教学手段
在课堂纪律管理方面上，制作签到点名表格，学生上课时自己在签到表格上填写自己的姓名和学号。通过学生签到点名方法，既节省了全班学生姓名点名所花的时间，同时，也方便教师与学生之间的互动，并加强了对课堂的管理。在课堂上，通过学生的签到表，可以很方便对应地找到讲话、睡觉、玩手机、戴耳机等学生姓名，可通过点名或点名回答问题等方式提醒学生；与此同时，在课堂上积极跟教师互动、回答问题的学生都根据情况记录，在平时成绩上加分。
在教学方法上，注意运用启发式和互动式教学，课程中的基础知识点尽量讲解得生动形象易懂；对课程的重点和难点问题，在讲解后，采取提问或课堂讨论等互动手段加强学生对重点和难点的理解。课程教学采用多媒体课件教学，对重要的理论知识及时使用MATLAB/Simulink进行仿真，进一步加强理论知识的理解。[2]比如课程中的重点和难点：PID控制器比例、积分、微分三个参数对控制质量的影响，若是只将三个参数对控制质量影响的结论告诉学生，学生比较难以理解，但是通过Simulink仿真就能生动地将PID控制器的比例带、积分时间、微分时间三个参数变化对控制系统性能的影响通过曲线的形式体现出来，这样就加强了学生对课程内容的深入理解。[3]
5.实验教学改革
本课程的所有实验都放在热工检测与控制技术实验这一门综合性实验课程，并出版了该实验课程的教材，由实验室老师讲授，并指导学生独立完成实验。针对热工过程控制系统课程内容，开设了六个实验，包括单容水箱液位数学模型的测试、双容水箱液位数学模型的测试、单回路定值控制系统、水箱液位与流量串级控制系统、双闭环流量比值控制系统和上下水箱液位前馈-反馈控制系统。通过实验，使学生对对象动态特性的测量方法，单回路控制系统、串级控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统等控制系统原理及其调节器参数整定方法有了进一步的认识。
二、“热工过程控制系统课程设计”教学改革
“热工过程控制系统课程设计”是热工自动化专业继“热工过程控制系统”课程之后一项重要且必不可少的工程实践教学环节，是完成书本知识到实际运用能力转变的关键步骤，其学时为两周。其目的是培养学生运用所学的热工过程控制系统的设计和分析理论知识解决工程实际问题的能力，进一步发掘和培养学生的创新精神和工程实践能力，主要从教学大纲、课程设计指导书、课程设计选题、指导教师的团队化、课程设计与生产实习的关联性等方面进行改革探索。[4]
1.改革目标
按照热工自动化专业的“厚基础、宽口径、强能力”的要求，结合“热工过程控制系统”课程教学改革，使学生在完成课程设计任务的过程中进一步加深对过程控制理论知识的理解和掌握，并在该课程设计过程中努力提高学生的创新精神、实践能力。
2.课程设计选题优化
“热工过程控制系统课程设计”主要围绕火力发电厂锅炉各个子系统进行控制系统设计，给出了过热蒸汽温度控制系统设计、再热蒸汽温度控制系统设计、汽包锅炉给水控制系统设计、磨煤机多变量解耦控制系统设计与燃烧过程控制系统设计等5个子课题，4～6名学生一组，每组对应一个子课题，要求必须完成该组课题的方案设计、系统构建、参数整定、结果分析和答辩等任务，进一步提高培养学生的综合应用能力和创新能力。
3.指导教师的团队化探索
学生工程能力的培养，指导教师是关键。指导教师必须有丰富的生产实践经验，有相当的解决实际问题的积累。加强“热工过程控制系统课程设计”指导教师师资队伍建设，聘请学校附近电厂的热工骨干技术员担任辅助指导教师。整合理论课授课教师、实验课指导教师、课程设计指导老师、运行实习指导教师及电厂技术员五者优势资源，探索课程设计指导教师团队建设模式。
4.强化课程设计与电厂运行实习的关联性
我校热工过程自动化专业的“热工过程控制系统课程设计”和“电厂运行实习”都在大四第一学期开展，进一步分析课程设计与电厂运行实习的内在联系。合理安排课程设计与电厂运行实习时间安排，根据不同的课程设计题目对学生的电厂运行实习的教学内容进行有针对性的强化安排，强化课程设计与电厂运行实习的关联性，使得课程设计和电厂运行实习都能取得良好的效果。
三、结束语
在近几年来的教学中，对“热工过程控制系统”及“热工过程控制系统课程设计”两门课程教学改革进行探索与实践，逐步完善了教学过程中的各个环节，在教学大纲、教学内容、教学方法和教学手段、实验教学以及基于工程能力培养的课程设计等多个方面，都进行教学改革探索。通过这门课程理论教学及其课程设计的教学，使学生在面对火力发电厂时，加深了对热工过程控制系统的分析、设计、参数整定、仿真研究等理论知识的整体认识，并提高了学生的工程实践能力，使理论知识和工程实践得到了有效的融合。
参考文献：
[1]沈亚斌，赵涛，陈桂.过程控制系统课程教学改革的探索与实践[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2011，57（10）：33-36.
[2]杨佳，许强，雷绍兰，等.“过程控制系统”课程教学及实验改革探讨[J].中国电力教育，2010，（10）：125-126.
第2篇：比热容教学设计范文
关键词：新课程 初中物理教学 教学设计
新课程教学三维目标是：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。这三维目标，不是三个目标，三种目标，而是教学的三个方面，相互融合、相互制约、相互促进的三个方面，是新课程教学目标的三个维度，而不是三种类型。就像长方体的长、宽、高一样，“知识与技能”维度的目标，立足于学生学会，也就是我们传统教学中的“双基”目标；“过程与方法”维度的目标，立足于学生会学，即要求教师不但要授之以鱼，还要授之以“渔”；“情感态度与价值观”则立足于学生乐学。
一、初中物理课堂教学目标制定的原则
教学目标怎样细化，将决定具体教学活动如何展开。那么在细化物理教学目标时，应遵循以下四个原则：（1）系统性原则：即根据横向和纵向的教学目标，以及教学系统中各要素，设计出符合实际的教学目标。⑵全面性原则：即要求从实际教学出发，制定出面向全体学生和学生每个方面的知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观的三维目标，实现三维目标的一体化。⑶科学性原则：即要求应用科学的方法制定出符合学生认知过程的教学目标，帮助学生突破难点，促进学生全面发展。⑷层次性原则：即要求在制定教学目标时，应根据学生的个体差异，制定出不同层次的教学目标，使每个学生学习科学的潜能得到发展。
根据以上原则，以“科学探究：物质的比热容”为例，我们可以制定以下三维目标：
1.知识与技能
（1）通过科学探究的方式建立比热容的概念，知道比热容的单位及其读法；（2）知道比热是物质的特性之一，会查阅物质的比热容表；（3）会根据水的比热容较大这一特性来解释一些有关的简单现象；（4）能对有关物质比热容、温度变化或吸放热等简单问题进行计算。
2.过程与方法：让学生经历科学探究物质比热容的过程。要在科学探究过程中经历制定探究计划和设计实验的过程。
3.情感态度与价值观：培养学生具有科学的求知欲，敢于猜想，主动与他人合作、交流。新课标下初中物理课堂教学法的设计教学法是指教师为完成某一特定的教学目标，根据学生的前置知识、技能、心理和思维特点而设计的教学过程的系统，有效地解决了如何教、如何学的问题。新课标下的初中物理课堂教学法要求充分调动学生的积极性和创造性，体现学生的主体地位。因此，选择恰当的教学法，是提高课堂教学效率和学生素质的根本保障。
二、新课程下初中物理教学法设计的依据
为了保证教学任务的完成，实现教学目标的最优化，促进学生的全面发展，就需要制定和实施合理的、有效的教学法。这必须要以一定的教学理论和学习理论为指导，依据初中生的能力及其特点、每位教师独特的教学风格和教学环境、教学资源，根据具体的教学内容和教学目标制定出符合师生双方的教学方法。因此，需要教师转变成为善于学、善于干、善于钻研和总结的创新型教师，进而培养出创新型学生。初中物理课堂教学法制定的基本原则
三、教学法的制定应遵循的原则
（一）主体原则：新课程强调学生的全面发展，充分体现学生在课堂教学中的主体地位，这就要求教师在教学过程中，注意学生的学法指导，引导学生去发现问题、思考问题并解决问题。
（二）科学原则：让学生大胆地去观察、思考、实验和总结，通过教学媒体的应用，从不同角度和方向刺激学生的大脑，采用不同的教学法调动学生的积极性，从而真正做到教师教得轻松，学生学得自如。
四、新课程初中物理教学设计的步骤
新课程教学设计可以根据以下内容和步骤来进行设计：
首先进行任务分析。在每节课设计前，不仅是分析课程标准和教材，更要注重学情分析，包括对学生知识、经验、思考、能力等方面的了解。要通过与学生对话等形式，确定学生对即将学习的内容有多大程度的了解，是否已经具备学习新知识所要掌握的相关知识与技能，掌握的程度如何，而不是只凭主观揣度，认为讲了学生就会掌握了来安排学习的顺序和创设教学环境。我们要为学习者设计教学，要注重分析学生实际需要，能力水平和认知倾向。
最后确定教学内容。由于新课标中物理教材在内容上的要求是最基本的，所以确定物理教学内容时物理教师要依据物理课程标准和教学的需要，对教材进行适当地加工处理，创造性地使用教材，让课本中的例题、文字说明和结论等书面的东西转化为学生易于接受的信息。为此，在教学设计时，应注意以下方面：①教材哪些内容应从略，哪些是学生已学过或者已经认识的内容；②哪些物理知识的素材不够充分，需要补充，补充什么素材内容才能使其更完善；③在校内校外以及网站上可利用哪些与教材内容密切联系的课程资源；④本节课的教学重点、难点是什么，从学生的实际情况看如何定位比较恰当，如何把握本节课的重点，通过什么途径和方法突破难点；⑤活动与探究课题的设计是否符合学生的实际；⑥结合哪些内容培养学生的情感和态度，哪些内容可进行物理思想和物理方法的教育；⑦在练习中如何处理好基本与提高的关系，为水平不同的学生提出不同的数量和质量要求。这样，教师以新教材为基石，既充分利用教材又不被教材所束缚，必然会使新课程理念具体地落实到教材的处理中。
参考文献：
[1] 陶忠林. 教学设计要注重问题情景的创设[J]. 中学物理教学参考. 2001（10）
第3篇：比热容教学设计范文
“工程热力学与传热学”是汽车服务工程、热能与动力工程等专业的必修课程。它是研究热能与机械能相互转换及热量传递规律的一门学科。作为工科类的一门专业基础课，“工程热力学与传热学”课程教学历史悠久，至今已有五十多年。然而该课程存在“理论性强”、“知识点多”、“难于理解”等特点，长期困扰着广大师生。因此对该课程进行教学改革，探索提高“工程热力学与传热学”课程教学质量的方法是十分必要的。
1 课程特点及教学现状
“工程热力学与传热学”课程主要包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力过程计算、传热学的基本概念、换热器热计算等。由于该课程源于实际生活的总结，包括理论知识的推导及经验公式的应用，教学内容需要联系大学物理和高等数学等方面的知识，教学难度大，存在的主要问题有：
1.1 课程总学时偏少
“工程热力学与传热学”课程围绕能量转换与传递这一主线，是对工程热力学与传热学两个研究方向的综合。其特点是涉及内容广，知识点多。然而，随着社会的发展，教育思想、教育观念在不断变化着，大学阶段开设的课程越来越多，分配给每一门课程（特别是专业基础课）的学时数不断减少。①总学时数不断减少与教学内容不断增加之间的矛盾，是“工程热力学与传热学”授课教师面临的一个重要矛盾。要继续保持或提高该课程的教学质量，就必须要调整教学大纲，改革教学方法，对授课内容有所取舍，突出重点和难点。
1.2 实践环节少
“工程热力学与传热学”作为一门专业基础课程，其知识点的归纳，大多是来源于人们对实践知识的长期积累和总结。因此该课程必须与实践教学紧密结合起来。由于实验设备的有限性，而现有每个班级的人数众多，必须分多个组进行实验。这必然导致实验课程时间过长、教师的工作量过大等。因此为回避这些问题，许多高校在讲授专业基础课实验时，往往采取集中统一安排实验的方式，且实验学时占总学时的比例非常小。这样实验课程与理论课程完全分开，学生对于实验缺乏深刻的认识，影响了他们对于理论知识的理解和消化。比如在讲授稳定流动能量方程应用领域的时候，需要做蒸汽轮机的热交换、换热器的热交换、压缩机的热交换及喷管的流速试验等等，然后在部分高校中由于受到设备的限制等原因，往往只做其中一个实验，这大大影响了学生对知识的认知度，不利于对稳定流动能量方程的理解。
1.3 学生积极性不高、缺少互动
“工程热力学与传热学”课程用到的理论知识多，内容涉及面广，不少章节还需要联系“大学物理”等课程的知识，因此难度较大。学生需要花大量的经历去消化理解。而该课程还涉及一些复杂的计算公式（比如换热器的热计算），学生的学习积极性差。授课教师的教学方法缺乏吸引力，一些专业基础课教师为给学生们传授更多的知识，甚至能讲满整节课，不给学生一点消化的时间。在师生交流方面、课程作业的修改反馈等方面，学生与教师缺乏良好的沟通，这些都降低了学生的学习兴趣。
“工程热力学与传热学”课程教学的最终目的是服务于社会。而社会在不断发展着，这就要求“工程热力学与传热学”课程的教学也需要与时俱进，授课教师要有敏锐的观察力，从培养高素质人才的角度出发，对现有的“工程热力学与传热学”课程进行教学改革。
2 课程教学改革及教学方法探索
2.1 改革教学内容
“工程热力学与传热学”作为一门传统课程，知识体系在不断变化着，如果还把以前那些传统的能量转换设备拿出来重点讲，显然是不能适应新世纪人才培养需求的。那些过时的观点和思想，不仅影响学生对最新领域知识的掌握，同时使学生对书本知识产生怀疑，严重影响其积极性。因此授课教师要对“工程热力学与传热学”教学内容进行更新，紧跟学科发展前沿。要综合各个教材的优缺点，对自己的教义进行定期修改和完善。在教学中，要对教学内容有所取舍，突出重点。这样既减轻了学生负担，又为教师节省了上课时间。
2.2 改善实验教学
“工程热力学与传热学”理论知识较多，难于理解，因此通过实践课程来加深理论知识的理解显得尤为重要。学校应充分认识到实验教学的重要性，增加对实验设备的投入，调动实验教师的积极性。实验教学应更多地发挥学生的主观能动性，让他们尽可能多的参与到实验的设计和分析之中，以提高其动手能力。授课教师可开设开放性实验、综合性实验及对比试验，鼓励学生自己动手、独立完成，以促进知识的融会贯通。比如换热器的设计，可以让学生根据所学的传热学理论知识，自己动手设计一些散热片，并进行热计算，分析其散热性能。
2.3 改进教学手段
课程总学时的不断减少，迫使授课教师必须要进行教学改革。现代化的多媒体教学手段，可以在短时间内传递更多的信息量。因此，教学手段改革目标是将现代化的教学手段融合到的“工程热力学与传热学”课程教学之中，实现与传统教学的有机结合。例如，在绪论部分关于热能的利用现状就可以采用播放影片的方式来激发同学们的兴趣。而在讲授传热学中的计算公式时，可以将推导过程制成多媒体的形式，授课课时，教师只需在黑板板书推导思路，然后用多媒体PPT展示推导过程。这样极大地节省了时间，而且有助于学生的理解。此外，还可以采用FLASH动画、影片等方式来激发学生的兴趣，提高其学习的积极性。
2.4 加强师生互动交流
提高学生学习兴趣和积极性，调动学习气氛。将互动式教学方法②引入“工程热力学与传热学”课程的教学中，使学生主动思考问题。在教学中促成授课教师和学生之间的相互交流和探讨。比如讲授热力学第二定律的发展过程时，可以首先向学生提出问题“是否所有满足热力学第一定律的自然现象都能够实现呢？”要求学生结合实际生活经验，提出自己的观点，并给出理由。然后将学生所总结的规律与热力学第二定律进行比较，找出差异。通过这种方式必然会使学生对热力学第二定律的理解更加深刻。“提问式”互动，是实现师生交流的一种良好途径。“工程热力学与传热学”授课教师宜更多地采用互动交流的方式来传授知识，从而提高学生的学习积极性。
3 结束语
“工程热力学与传热学”课程教学改革需要授课教师需要克服重重困难，是一项漫长的过程，离不开教育系统各个部门的配合。通过改革教学内容、改善实验教学、改进教学手段、加强师生互动交流等等，将知识教育与素质教育结合起来，探索适应该课程特点的教学方法，必将使课堂教学效果达到一个崭新的水平，为培养新世纪高素质人才奠定坚实的基础。
注释
第4篇：比热容教学设计范文
“锅炉设备及检修”是热能动力设备与检修工程专业的主干课程。该课程以大型电站煤粉锅炉为教学对象，全面系统地阐述了电站锅炉结构，功能，主要系统及工作原理。主要内容包括：锅炉的构成及工作过程，燃料、煤粉制备工艺及检修，燃烧基本理论及燃烧设备检修，各受热面的主要运行问题、检修内容、工艺流程、验收标准，蒸汽净化及水质工况、锅炉机组的布置及热力计算方法等内容。根据高等职业学校对工程类应用型核心课程教学的要求，高职教育就是以就业为导向，以突出学生的职业能力为核心的特色教育，其核心就是要培养学生的职业岗位技能的操作性和专业性，热能动力类学生其核心课程之一中的锅炉设备及检修课程针对热动专业学生的教学课时已经缩短到72个教学课时，而且包括8个学时的实验。鉴于该课程对于热能动力类学生的重要性，且教学内容多、课时少、授课及学习难度大、综合性强的特点，本文结合教师在“锅炉设备及检修”课程中的教学实践，结合本人在电厂工作中实践经验，本着培养动力类高职院校学生核心岗位能力，分析该课程的教学难点，有针对性地谈一些解决方案，希望对提高该课程的授课及学习有所裨益。
二、统筹兼顾构建教学体系
针对“锅炉设备及检修”课程的特点，要求授课教师在该课程授课之前，在做教学计划时，就要求教师要精选教学内容，要求授课教师在结合教学大纲要求的同时，能根据高职学生的教学特色，一方面照顾知识面的广度，另一方面要注重基本概念和基本原理的深度，同时要兼顾任务驱动式教学方法中的师生互动，培养学生对该课程的兴趣。“锅炉设备及检修”的重点和难点是制粉系统和燃烧系统，教学计划中应该相应增加学时数量。当学生首次接触到热力系统，由于热力系统中各种设备较多，结构复杂，功能多样，管线连接密如织网，不容易记忆，教师在上课时一定要借助相关的教学软件，采用多媒体课件教学，针对各种设备结构及功能比较以及对系统和系统之间比较进行讲解，从而加深学生的理解。为了合理利用多媒体手段辅助教学，教师在备课时一定要把收集到的和在电厂拍摄到的许多图片反映到课件里，收集大量的图片、动漫和视频，制做内容丰富、通俗易懂、重点突出，详略得当的多媒体课件，这样就可以很形象地讲解电厂锅炉原理和关键设备结构，在教学中取得了很好的效果。课件的另一个优点是可以很方便地及时进行更新，我们可以不断地把从电厂得到的最新技术动态和设备图片添加到课件中，或针对不同电厂的锅炉设备特点进行有针对性的内容调整，从而使教学更有针对性。虽然多媒体教学能够有效扩充和丰富教学内容，但仍然有“站在锅炉旁不知道锅炉在哪里的现象”。其原因在于电厂锅炉设备庞大，教学过程中学生很难把握住整体与局部的关系。模型教学的直观性则可以有效地提高学生的感性认识，增强教学效果，是提高该课程教学的有效途径。热能动力实验室陈列典型的教学模型有：200MW热电联产全厂模型、300MW锅炉模型、全厂模型和600MW锅炉模型等，因此，为了让让学生能从不同角度、不同层次了解和掌握锅炉的结构、功能。教师上课不一定要局限于教室，有时可以选择在模型室。在授课时间和实验室开放时间，学生可随时参观模型。还有很重要的一点，尽量多提供让学生到电厂实践学习的机会。比如，我们学院前后安排了本专业学生的电厂认识实习和生产实习，并安排上该课程的专业老师带领，这样，在学生实习过程中，随时解答学生的提问，帮助学生及时理解和掌握相关知识，这对于学生来讲是一个很宝贵的机会。这样实质性的实习，不仅可以让课本理论与实践相结合，使学生能够感受到具体东西，实实在在的锅炉及其他的辅助设备等等。还可以增强学生的认知能力，同时也为未来的工作打下一定的岗位基础。有了这样的经历，学生就不再感到老师在讲“天书”，天马行空，不着边际。纸质教材、多媒体课件、模型教学和电厂实践学习构成了较为完整的教学体系，充分保证了这门课程的教学质量和学习效果。
三、动手动脑注意知识点的联系和巩固
作为专业课程，“锅炉设备及检修”课程的教材各章节后一般不附思考题和计算题，学生在课后的练习机会很少。如果课后学生不主动复习，课前又缺少预习，则容易出现授课及学习效果都比较差的情况。讲授内容难以巩固成为学生掌握知识的瓶颈，更别说学以致用，理论联系实际了。针对这种情况，教师可以在每次课后把下一次课的主要内容以思考题的形式发给学生，要求学生自学，这是督促学生课前预习、提高学生自学能力的重要手段。为了增强预习效果，可在课堂讲授前针对上次课预留的思考题进行探讨，必要时可以采用提问检查等手段。由于有思考题做引导，学生的自学积极性一般都比较高，自学方向也比较明确。讲授时，教师可根据思考题，配合教科书，结合工程实际，有选择、有重点地作一些讲解，从而加深学生对基本概念的理解和掌握。如果应用得当，学生配合积极，则可以起到花费课时少而讲授内容多、课堂容量大。针对课后练习少的情况，应由授课教师适当增加课后计算题。例如在讲授完第二章燃料及燃料燃烧计算，针对不同基准的换算关系、煤的高低位发热量的关系、折算水分、折算灰分、折算硫分、理论空气量、过量空气系数、锅炉漏风系数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓计算等知识点，安排一次2学时的习题课，习题课结束后，针对习题课的内容，留一部分课后作业，批改完之后，针对典型的错误，进行讲解，巩固学生们所学的知识。在各个章节尽量多地给出前沿研究方向，并与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是教学活动的实际体现，它要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证，并提出自己的观点与修正意见。在保证完成基本教学任务与作业后，期中与期末布置两篇阶段性的小论文或读书报告，阶段性的小论文或读书报告体裁不限，可以是阶段性的学习心得、总结、综述、专题等。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。以小论文或读书报告的形式来反映学生知识的掌握程度与扩展情况以及创新思维的发展，并以此作为期终考试成绩的一部分。这种方法既考察了学生的学习情况，增加练习，同时为毕业设计和实践教学打下坚实的基础。在全课程预定内容讲授完后，进行全面系统的复习，可以使学生对电厂锅炉有一总体概念，这样可以巩固所学知识，并为随后的课程设计和毕业设计打下坚实基础。“锅炉设备及检修”课程基本概念多，涉及到的知识面广，学生难免会出现边学边忘的现象，抓好期末复习，是保证教学效果的重要一环。
四、严格要求，定理定义务必要牢记
对于工程类教材，“锅炉设备及检修”课程教材和规范中条文描述抽象，学生学习时易感觉枯燥，难以理解、记忆。针对这种情况，教师应改变传统的在黑板上板书讲授方式，多用多媒体及电子教案，从而节省出板书时间，用于解释条文和规定的背景及相关知识，使学生理解条文的来龙去脉，加深记忆。可用图形、动画、照片或者视频资料等多媒体手段来表达条文的具体内容，更直观，便于学生理解。在开课之初的绪论部分，要讲清楚电力工业在我国国民经济中的重要作用。电力工业从一个侧面反映了国家经济实力的强弱，由此作为切入点激发学生的学习热情，提高学生的敬业精神和爱国热情。鉴于本课程在电厂中所处的地位与作用，教学工作者必须具有严谨的工作态度、扎实的基础理论知识和实际应用能力。因该课程涉及以前所学的各门专业课程，如“热工基础”、“泵与风机。因此，教师在上课时应该注意在讲授时与学生的互动中了解学生对以前所学知识的掌握程度，授课方式也应相对灵活，要帮助学生复习和回忆已学专业知识，否则没有相对坚实的专业基础，要掌握该课程的内容也很困难。
五、任重道远，授课效果对学生的影响深远
对于三年制高职学生，必需有半年的顶岗实习，因此，核心专业课程“锅炉设备及检修”课程一般在第四学期开设，经过一个学期的讲授后，学生将在本学期的锅炉原理课程设计和第五学期的毕业设计中将大多数知识学以致用。锅炉课程设计的任务是对锅炉进行额定工况或变工况校核热力计算。设计目的是通过课程设计加深对锅炉课程的总体理解，熟练掌握燃料的燃烧计算，热平衡计算，炉膛校核计算，前屏、后屏，对流过热器再热器及尾部受热面校核计算方法。为毕业设计和走上工作岗位打下良好的基础。毕业设计是热能与动力工程专业教学计划中最后一个实践教学环节，也是对学生所学的专业理论知识和实践技能的一次综合性检验，是培养学生创新能力和创新意识、提高综合素质的重要阶段。通过毕业设计可以锻炼学生将所学的知识全面有机地结合起来，并应用这些知识，综合性创造性地来分析和研究乃至解决本专业某些方面的科学技术问题，从而培养学生具备现代工程技术工作所必备的全局观点、安全观点和经济观点，树立正确的设计思想和严谨的工作作风，为今后走向工作岗位打下良好的基础。可见该课程授课的效果将直接影响毕业设计的质量。授课教师一般都具有多年毕业设计辅导经验，应紧密结合毕业设计的具体内容，有针对性地强调这方面的知识，在完成正常授课的同时，结合毕业设计中遇到的具体问题，联系实际进行讲解。
第5篇：比热容教学设计范文
一、课标分析
微课设计按照山东省中等职业学校机电技术应用专业教学指导方案中《电气控制线路安装与维修》课程标准的要求制定。
课程标准要求：掌握常用低压电器的结构、原理、型号规格、用途和选用，通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养等。热继电器微课教学目标为：了解交流热继电器外观；知道热继电器的功能、基本结构、图形符号以文字符号；理解热继电器的工作原理；熟记热继电器的图形符号、文字符号；通过实习训练，能够识别热继电器，会选择、检测、安装、调整、校验热继电器；加强安全防范意识，培养理实一体化结合处理问题的能力和团队合作精神。
二、教材分析
教材为高教社出版的《电气控制线路安装与维修》-理实一体化教学（第2版），是中等职业教育改革创新示范教材。教材根据职业岗位和技能培养的要求，参照相关行业职业资格标准和技能鉴定标准，围绕职业能力的形成分解能力的要求，切实体现“做中学、做中教”，以能力为本位，以学生为主体。
热继电器是一种具有保护功能的继电器，主要用作电动机的过载保护、断相保护等，是继电器―接触器控制线路电路中必不可少的元件之一。在实践中，操作者正确选用和维修热继电器，是基本的职业素养。
三、学情分析
本节课的教学对象是中职机电专业一年级学生。他们已经学习了交流接触器，而且刚结束电磁式继电器的学习，具备学习本节课的知识基础。热继电器的工作原理是学生学习的难点。
四、微课设计
本节微课主要针对热继电器，采用理实一体化教学模式展开教学，包括以下内容。
1.情景导入――播放技能大赛场景
设计意图：播放国家比赛和省市比赛的电气安装的比赛场景以及热继电器的PPT图片，激发学生的兴趣，导入学习对象。
2.任务实施
任务1：热继电器的组成结构。
设计意图：热继电器的组成结构是本节的重点内容，利用教师录制的视频展示不同部位的结构名称，并与实物对照，抽象内容形象化，增强学习兴趣。
任务2：热继电器的工作原理。
设计意图：热继电器的工作原理是本节的重点和难点，通过热元件受热弯曲的演示实验以及flas，形象展示其动作原理，攻克学习难点。
任务3：热继电器的功能作用。
设计意图：利用一段“电动机过载烧毁实验的视频”，体现热继电器的热过载保护功能，引起学生学习的兴趣。展示热继电器在实际电路中的连接，理论联系实际。
3.技能训练
设计意图：用DV录制热继电器的拆装和检测视频，让学生暂停观看，与教师进行拆一拆、测一测、量一量互动环节，以实现举一反三，进一步掌握热继电器的组成结构和工作原理。
4.回顾总结
让学生根据微课内容进行回顾总结，识记热继电器的功能作用和结构，叙述热继电器的工作原理。
设计意图：PPT展示，启发学生学会归纳知识点。
5.布置作业
作业1：简单叙述双金属片式热继电器的工作原理，如何把热继电器接入电路中？
作业2：通过电脑网络搜索不同型号的热继电器，并记录其型号以及工作原理。
设计意图：有利于学生理解热继电器的工作原理，认识实际生活中的热继电器，更好地为电动机控制电路的学习做准备。
五、制作技术
首先用DV录制热继电器拆装和检测的小视频，然后制作热继电器PPT课件，再用录屏专家Camtasia Studio软件进行录屏，最后用绘声绘影X8进行片头、正文和片尾的合成。
六、设计特点
教学方法：采用理实一体化教学法，遵循建构主义特点，抛出问题，留下思考空间，再呈现答案。
互动设计：突出以学生为中心，实现“一对一”的交流，教师要设计互动的问题，让学生思维与教师思维同步。
设计细节：发挥学案的辅助作用。让学生看微视频前用学案先自学，而且可以反复多次观看。
第6篇：比热容教学设计范文
论文摘要：为适应创新型国家发展战略，教育创新应贯穿大学课堂理论教学和课程实践训练教学。针对“锅炉原理”课程实践训练教学，重点探讨了华北水利水电学院“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法，以期对电厂热能与动力工程专业实践能力训练方面起到一定的推动作用。
锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。
（4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
参考文献：
[1] 于广锁,林伟宁,梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[j].化工高等教育,2007,(3):29-31.
[2] 赵雪峰.“电厂锅炉原理及设备”课程教学研究探讨[j].中国电力教育,2010,(22):97-98.
第7篇：比热容教学设计范文
学生对为什么要引入“比热容”这个概念不是很清楚，对如何设计实验来研究物质的这种性质，更是稀里糊涂。其困难主要在于：(1)实验中的“热量”不便于直接测量；(2)教师也很难给学生提供能定量测量的“热源”；(3)不知道如何选择实验器材；(4)不能从实验数据中找到其中隐含的物质特性。教师只要抓住了以上这几个关键点，再进行必要的引导、铺垫、转化，就能使“比热容”概念的引入水到渠成。
在实际教学中，我是这样进行设计的。
1.创设情境，提出问题
[实例]在寒冷的冬天，想利用热水袋来暖手，有以下几种方案(如下图)。
1.一大一小两个热水袋，装有相同温度的热水，你会选择哪一个?为什么?
2.两个完全相同的热水袋，其中一个装有80℃的热水，另一个装有40℃的温水，你会选择哪一个?为什么?
3.两个完全相同相同的热水袋，其中一个装有60℃的热水，另一个装有温度、质量和水一样的沙子，你会选择哪一个?为什么?
[设计意图]选取的实例贴近学生的生活实际，有利于学生体验学习，引发学生思考，大大激发学习的兴趣和探究欲望。
2.梳理聚焦，确定课题
[讨论]……
师：你能提出什么问题?
生：物体的质量越大，是否放出的热量一定越多?
物体的温度变化越大，是否放出的热量一定越多?
物体放热的多少跟什么因素有关?
不同物质放热的本领相同吗?
师：以上这些问题，都指向一个核心问题“物体吸热(或放热)的多少跟哪些因素有关?”
[设计意图]引导学生从常见的现象中发现问题、提出问题。在这个过程中，充分发挥学生的主体性，不对他们进行过多的干涉，让他们提出尽可能多的问题。通过梳理、归类，对问题进行聚焦，最后确定把“物体吸收(或放出)热量的多少跟什么因素有关?”作为本节课探究的主要问题。
3.合理猜想，明确目标
师：根据生活经验，烧的水越多、水温升高的越多，需要吸收的热量就越多。物质吸收热量的多少，除了与物质的质量和温度变化有关外，还可能与什么有关?
生：物质的种类……
师：根据是什么?
生：炎热的夏天，赤脚走在沙滩上会感到特别烫，而在海水中却不怎么烫。
4.优选器材，巧设方案
师：要研究“不同物质吸收(或放出)热量跟哪些因素有关”，你认为应该选取哪些器材呢?
[讨论]
……
师：选用什么物质来对比?
生：水、沙子(或其它物质)。
师：能不能选煤油、酒精或者色拉油?
生：可以，但加热时不安全。
师：选用什么容器来盛放它们?
生：烧杯(或易拉罐)。
师：有什么要求吗?
生：规格要相同。
师：为什么?
生：保证吸收的热量相同。
师：规格相同，就能保证吸收的热量相同吗?
生：不能，还要用相同的加热器。
师：加热器相同，就能保证吸收的热量相同吗?
生：也不能，还要保证加热的时间相同。
师：为什么加热相同的时间，就能保证吸收的热量相同?
生：因为加热器在相同时间内放出的热量相同。
师：加热器放出的热量相同，就能保证吸收的热量相同吗?
生：也不能。
师：在什么情况下才可能相同?
生：假设加热器放出的热量完全被水和沙子吸收，不考虑热量损失。
师：你准备选用什么加热器?
生：酒精灯(或电加热器)。
师：要研究“不同物质吸收热的性能是否相同”，你认为应该采用什么方法?需要测量哪些数据?怎样知道物体吸收热量的多少?
[讨论]……
生：采用“控制变量法”。取等质量的水和沙子，加热相同的时间(吸收相等的热量)后，比较温度的变化。
师：还有其它方案吗?
生：取等质量的水和沙子，使其升高相同的温度，比较加热的时间(吸收热量的多少)。
师：我们通过什么知道物体吸收热量的多少呢?
生：看加热时间的长短。加热时间长的，物体吸收的热量多，反之则少。
[数据表格]质量相同的情况下：
[设计意图]通过老师的追问，学生的讨论、师生的交流，不断完善实验方案。同时渗透科学方法的教学，例如“控制变量”、“转换”的思想。让学生做到既要“知其然，更要知其所以然”，真正明白实验的原理和方法。
5.进行实验，收集证据
5.1教师指导
①烧杯应放在石棉网上加热。(如下图)
②实验过程中不断搅拌，注意不要损坏烧杯和温度计。
③小组内的同学相互配合及时记录下相关数据。
5.2教师巡视，对有困难的小组给予适当的点拨
6.分析论证，得出结论
引导学生分析数据，得出结论
6.1实验发现
(1)质量相同的水和沙子，加热相同的时间(吸收相等的热量)，沙子温度升高的快。
(2)要想让它们升高相同的温度，水需要加热的时间(吸收的热量)多。
6.2实验结论
(1)质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
(2)质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。
6.3实验反思
(1)水和沙子谁的吸热能力强?
(2)如何科学地比较不同物质的这种特性?
6.4建立概念
质量相同的不同物质升高(或降低)相同温度，吸收或放出的热量是不同的。为了比较不同物质在吸、放热性能上的差别，引入了“比热容”这个物理量。
比热容：单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量，叫做这种物质的“比热容”。
6.5完善结构
(1)物质质量相同，吸收相同的热量，温度升高多的物质，比热容小；
(2)物质质量相同，升高相同的温度，吸收热量多的物体，比热容大。
第8篇：比热容教学设计范文
关键词：《材料热力学》；教学效果；教学内容；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2013）41-0107-02
《材料热力学》是材料科学与工程专业的专业基础课，是一门理论性和应用性较强的课程。通过《材料热力学》课程的学习，学生能够掌握《材料热力学》的基本概念和理论，并利用《材料热力学》进行相变、表面和界面等的分析和研究。然而《材料热力学》具有概念多而易混淆、公式多而难记忆以及内容抽象难懂等特点，学生系统掌握该课程的内容比较困难，本文尝试对教学内容和教学方法等方面进行探索，以提高《材料热力学》课程的教学效果。
一、教学内容与实践相结合
1.突出应用目的。本科《材料热力学》教学重点在于热力学基本原理及其在相平衡、表面和界面等领域的应用。由于学生在学习材料热力学之前，已经学习过物理化学等课程，因此讲授《材料热力学》时，应将重点放在运用热力学基本原理解决材料科学中的问题这一方面。在热力学基本原理这部分内容的讲授中，为了理论体系的完整性，我一般会对重要的定理和公式进行简单地推导，使同学掌握基本原理的来龙去脉，而对于其他的定理和公式，我一般简单分析一下它们的内涵和适用范围，不做详细的推导。我把热力学原理在材料科学中的应用作为我的讲课重点。我使用江伯鸿编写的《材料热力学》这本教材中有很多例题，但是我重点挑选与相变有关的典型例题来讲解，比如：选择熔化和凝固过程的热量计算以说明热力学第一定律在计算相变热效应的应用，选择熔化和凝固过程的熵变或自由能变化计算以说明热力学第二定律在判断相变方向的应用等，以突出《材料热力学》课程以热力学基本原理解决材料科学问题的讲课重点。
2.增加科研和生产方面的内容。笔者经过几年的材料热力学的教学实践，总结出：在教学过程中教师必须将科研和工程案例与教学内容相结合，这样不仅让学生在科研和工程案例中理解材料热力学的基本概念和原理，同时了解理论对实践的重要指导作用，激发学生的学习兴趣。我们学院的一些学生承担本校激光研究所钛基激光熔覆层方面的大学生创新项目，我在讲解自由能判据这部分内容时会引入这方面的实例，比如：为什么添加B4C的镍粉在高能激光照射下会在钛基体中形成TiB和TiC增强相。我的一个科研项目是有关碳纤维/铜基滑动轴承材料粉末冶金制备工艺的，我将这部分科研内容引入到表面和界面这一章中，向同学们讲授为什么粉末冶金法制备碳纤维/铜基复合涂层时要使用表面预镀铜的碳纤维为原料。我还经常将企业的生产内容融入到《材料热力学》的教学中，比如我将人造金刚石的生产过程引入到封闭体系的热力学基本方程这一章的教学中，以说明公式（？坠G/？坠T）P=-S和（？坠G/？坠P）T=V的应用；我还将氧化锆生产过程中氯化铵废水的处理和循环使用这部分内容引入到渗透压的教学内容中，说明如何根据氯化铵废水中离子的浓度计算出渗透压，进而为反渗透设备中泵的选型提供依据。
3.增加实验教学的内容。实验教学是高等学校教学中的重要内容，具有直观性、实践性和客观性的特点。以实验作为主要手段进行的教学活动，可以揭示自然科学现象、验证科学规律、探索未知、发展科学，更为重要的是在实验中能够培养学生务实求真的科学态度。我使用江伯鸿编写的《材料热力学》这本教材中没有实验教学方面的内容，为了弥补这一缺陷，我增加了“差示扫描量热法测量材料的比热容”和“计算机在相图计算中的应用”等实验内容。《材料热力学》的实验教学应达到以下目标：①帮助学生掌握《材料热力学》的基本原理；②让学生初步了解科学研究的方法；③培养学生自主解决问题的能力。因此在实验教学过程中，①强调实验课前的预习，要求学生根据实验指导书写出预习报告；②实验过程中的检查学生操作情况，要求学生独立操作，如实记录实验数据；③教师课后批阅实验报告，鼓励学生在实验过程中发现问题、提出问题和解决问题。
二、改进教学方法
1.讨论式教学。我会结合刚讲授过《材料热力学》知识，设计一些与科研和工程密切相关的问题，让学生以小组的形式相互讨论共同完成。在下次上课时，我会让某个或某几个小组推举同学上台讲解，其他同学提问，最后老师点评和总结，以培养学生自主解决问题能力。
2.多媒体教学。笔者在讲授《材料热力学》时，通常采用板书的形式，因为我觉得板书能将公式的推导和例题的计算一步一步清晰地展现出来，让同学们能清楚地了解老师的解题思路。采用多媒体教学能提供形象、生动、直观的画面和视频，增加信息量，节约教师板书和画图的时间，提高讲课效率，我曾经尝试过使用多媒体来展示解题过程，但效果并不理想。近年来，我倾向于以板书为主，多媒体为辅的教学方法。我一般将课堂要讲述的主干内容用板书简单、扼要、清晰地列在黑板上，使同学跟上老师的讲课思路，对于一些抽象难懂的概念，我经常找一些图片和视频，使讲授的知识更直观、形象和生动。
三、改进考试方法
考试是知识水平的鉴定方法，大学阶段的考试成绩与学生评优、毕业甚至就业直接相关，学生的学习过程大多围绕考试这根指挥棒转，因此如何用好考试这根指挥棒，对提高教学效果至关重要。我倾向《材料热力学》采用开卷考试的考核方式，在试题的设计上，避免出一些填空和名词解释等一些死记硬背的题目，而出一些判断题和选择题等灵活运用热力学基本原理解决问题的题目，问答题和计算题都是与材料科学具体问题相关联的，必须掌握热力学基本原理及其实际应用才能正确解答。我希望通过这种考核方式，改变学生在应试教育下形成的学习方式，明确学习目的，提高自身运用知识解决实际问题的能力，养成独立思考的习惯。
参考文献：
[1]陈慧，梁宝臣，吴锦国.物理化学教学中学生自学和创新能力的培养[J].天津理工学院学报，2000，16（6）：90-91.
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[7]何宏舟，邹峥，丁小映.提高“工程热力学”课程教学质量的方法研究[J].集美大学学报，2002，（3）：88-92.
第9篇：比热容教学设计范文
关键词：建筑设备自动化；互动式教学；课程体系；教学研究
中图分类号：G640；TU6 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）04008703
建筑环境与能源应用工程专业，简称建环专业，该专业是土建领域高级人才培养和科技发展的重要支撑。截至2011年，全国已有181所高校设有建环专业＼[1＼]。2012年普通高等学校本科专业目录中把建筑智能设施（部分）和建筑节能技术与工程两个专业纳入建环专业，专业范围扩展为建筑环境控制、城市燃气应用、建筑节能、建筑设施智能技术等领域。建筑自动化课程为其主干专业课程之一，对学生深入了解建筑设备自动控制系统起着重要的作用，也为今后从事建筑环境与设备的研究工作打下坚实的基础。该课程的特点是教学内容多、关联性学科和知识也较多，涉及很多建环专业学生不太熟悉的领域，教学难度较大。笔者以多年的教学体会，特别是在与同行间的交流中感到，该课程教师的一个共识是结合案例的互动式教学方式能够达到比较好的教学效果，设计合适的案例并采用适宜的教学手段是提高教学效果的关键。本文从教学实践经验出发，设计3个易于操作的教学实例，并借助Simulink模拟工具和小型实验台，在课堂上运用笔记本电脑、无线网络等操作工具进行互动讲解。此外，对复杂的建筑设备系统，给学生留出一定的拓展空间，以课后训练和课堂讨论的形式完成。教学实践证明，采用该教学方式取得了较好的教学效果。
一、教学内容的调整与整合
建筑设备自动化是建筑环境与设备专业的一门主干课程，它的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学方法，使学生系统地掌握建筑设备自动化系统的基本概念、控制原理的初步知识以及双位控制、PID控制等控制调节方法，建筑热湿环境的控制方法，设备与系统的控制方法，并从整体设计出发了解建筑自动化系统的通信技术、设计过程、分析整定方法和关键问题。
建筑设备自动化系统实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物（或建筑群）内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控，达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下，使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。建筑设备自动化课程涉及很多自动控制方向的课程知识，如自动控制原理、传感器、数字电子技术、模拟电子技术、通讯技术、计算机控制、模糊控制、单片机等。同时，要实现建筑设备系统的控制，不可避免地要用到建筑冷热源、空气调节、通风工程、制冷与风机、供热工程等专业知识，几乎涵盖了建筑环境与能源应用工程所有的专业课。此外，在控制策略、控制品质上还涉及到建筑环境学等专业基础知识（见图1）。
图1 建筑自动化系统知识
教学内容上，以高校建筑环境与能源应用专业指导委员会推荐的教材为主＼[2＼]，由于受到课时的限制，对教材中的内容作了适当调整。首先根据知识点将教学内容分成两个大类：一是控制基础与控制仿真部分，包括自动控制的基本概念、基本控制原理和基本控制规律、计算机控制理论相关知识、模糊控制原理与实现、传递函数（主要掌握拉式变换）、控制参数的工程整定方法、Matlab软件基础（主要掌握Simulink控制工具箱）等；二是建筑设计系统控制，包括常用的建筑设备和空调风系统、空调水系统、空调冷热源、集中供热等建筑用暖通空调系统。为了将教学内容有机地融合起来，设计了6个工程实例，分别是加热水箱温度分层的自动控制、恒温恒湿空调机的自动控制、散热器实验台的自动控制、变风量空调系统的自动控制、空调冷冻水系统的自动控制、集中供热系统（输配管网）的自动控制。实例由浅入深，依次讲解。由于受课时的限制，对简单的工程实例，如前3个工程实例，需要详细讲解与分析；对比较复杂的工程实例和工程问题，要进行合理的简化后建立仿真模型，并留出一定的课堂讨论空间给学生，由学生在课后完成。高等学校建筑环境与能源应用工程教学指导委员最新的本科指导性专业规范，规定建筑自动化课程内容包括通讯网络技术（通讯协议）和楼宇自动化的相关内容。这些内容只作为学生了解的内容，选择与本专业关联性较大的部分，从整体设计出发介绍建筑自动化系统的通信技术、设计过程、分析整定方法和一些关键性问题。如国际上比较通用的楼宇自控系统专用协议BACnet、适用于集中供热系统监测控制的通讯网络连接形式等。
二、授课主体的优化组合
建筑设备自动化课程涵盖的内容非常多，如自动控制原理、传感器、数字电子技术、模拟电子技术、通讯技术、计算机控制、模糊控制、单片机等。同时，要实现建筑设备系统的控制，不可避免地要用到建筑冷热源、空气调节、通风工程、制冷与风机、供热工程等专业知识，这些知识几乎涉及建筑环境与能源应用工程专业所有的专业课，在控制策略、控制品质上还涉及建筑环境学等专业基础知识。侧重自动控制的教学内容由智能结构系统研究所的教师担任主讲，而涉及建筑设备系统部分专业背景和专业特征明显的部分内容由建环专业的教师担任主讲，两方面的教师互相配合，共同完成教学任务。在授课的过程中，也发现不同专业知识之间的交叉学习，不但对学生而且对教师也是一个很好的学习过程，它能促进各专业的融合与沟通。同时，控制工程专业教师直接参与教学，也扩大了相关知识面，能更好地解答学生的实际问题。
三、互动式授课
以往的教学以教师的课堂讲解为主，知识难以当堂消化，学生反馈信息也较少，加上课时的限制，教师很难将众多的教学内容全部进行详细讲解，因此学生感觉理解起来有困难。为此，教学中将控制实例用Matlab的Simulink控制工具进行模拟，相对基础和简单的实例直接在课堂讲授，复杂的实例由教师建好模型，再作课堂讲解和现场分析，并安排课后讨论，给学生留出思考的空间，这也是互动实践教学非常重要的一个环节。比如将教学内容中比较复杂的中央空调变风量系统和空调冷冻水系统安排在自主学习环节，给出讨论和拓展的空间。此外，在完成基本教学内容的基础上，打破固定实验题目的局限，鼓励自主创新。学生可以根据自己的兴趣来选择控制实验的内容，或提出控制策略。教师鼓励学生主动寻求实验方法，探索实验方案，在探索的过程中让学生感受知识的产生和获取过程，培养学生获取新知识的能力和分析与解决问题的能力。此外，引导学生参与实验的全过程：准备工作、具体操作和实验后的数据处理等，深化学生对实验项目所涉及各种知识、技术的理解，培养学生独立工作的能力。
在讲授同步模拟实例时，要求学生利用笔记本电脑，与授课教师同步完成控制实例的仿真建模、实现控制规律和控制参数的调整，配合简单的输出窗口或曲线，在计算机上显示控制结果，通过计算机仿真工具完成互动式教学。要求学生现场操作紧跟教师的操作进度，用仿真显示现场检验教学的效果。经过一个教学轮次的实验，绝大多数学生都能完成工程实例的仿真，可以自己改变控制规律和控制参数，了解调节过程各种影响因素的作用，达到了较好的教学效果。
四、实验台的设计建造
控制系统的仿真模拟虽然在一定程度上可以反映建筑设备或系统的自动控制和调节过程，但是对相对复杂的系统，Simulink控制工具建模时必须通过一定的简化，而且被控对象的一些物性参数需要实测获得或利用经验进行调整。因此设计适当的实验台或实验系统并完成实际的控制任务才能完全掌握建筑设备系统的控制任务，真正实现控制策略。土木工程学院建筑环境与设备研究所的专业实验室具有恒温加热水槽的实验装置和完整的地源热泵空调系统，经过适当的改造，可以完成部分实例的教学实验。为了进一步加强教学效果，设计开发一套模拟管网实验台，如图2所示，设置两个模拟热源（1和2）用主循环泵代替，分别设在管网两端。5个用户（用阀门代替用户阻力）分别增设一个加压泵。该实验台可以完成多热源多用户质调节、量调节和分布式变频调节等集中供热系统的调节模拟。实验台除了完成教学工作外，还可以通过变频水泵及用户阻力元件（平衡阀）的调节，测试识别管网阻力特性、水泵特性及多泵联合运行时的动态叠加特性等。目前该实验台已经完成方案设计和前期的筹备工作，并正在建设中。
五、结语
实践证明，改革后的教学效果明显优于传统的教学方式，取得了具有现实意义的教学改革经验。与此同时，在教学实践中也发现了一些问题：一是教学整体进度不是很快，建环专业学生没有Matlab软件的学习基础，操作Simulink控制仿真工具的熟练程度差别较大，少数动手能力较差的学生影响了整体的教学进度；二是将计算机带到课堂以后出现了新的问题，有部分学生利用电脑做与课堂教学无关的事。这些问题还需要在今后的教学工作中加以总结和改进。
参考文献：
