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对工程热力学的认识范文

对工程热力学的认识

对工程热力学的认识范文第1篇

关键词:高职;热能动力;电厂认识实习

中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)21-0219-02

从人才类型看,高等职业教育的目标之一是以培养技术应用型人才为主,还有一部分技能型或操作型的高技能型人才[1]。因此,实践性教学是高等职业教育一个非常重要的教学环节,是实现人才培养目标的重要途径。实践性教学包括校内的实训,校外的专业认识实习、生产综合实习和毕业顶岗实习[2]。按专业人才培养方案,学生在开始学专业课之前,都要安排一定时间进行电厂认识实习。火力发电厂是一个十分复杂的系统工程,设备数量多,系统繁杂,因此火力发电厂对其从业人员职业素质要求高,要求学生必须具有良好的专业知识基础、较宽的知识面和一定的实践经验。实践经验的获得必须通过多次的实践,而通过电厂认识实习是获取实践经验的重要一环,是将理论知识应用于电厂实践的桥梁,是提升职业素质和能力的有效手段。电厂认识实习是培养学生熟练掌握火电厂热力设备及系统工艺流程知识的技能课。学生通过实习熟悉电力生产管理的有关安全规程和工作制度,将在学校学到的理论知识和技能与生产实践相联系,进一步熟悉热力设备的作用、结构、工作原理和生产工艺,培养遵守纪律、热爱劳动、吃苦耐劳的作风,为将来在企业工作打下良好基础。本文作者担任过多年专业基础课教学和电厂认识实习的实践指导,积累了一些教学经验,以电厂化学专业为例,对如何提高电厂认识实习效果,寻找有效措施,作进一步探讨,提供参考。

一、高职院校电厂认识实习存在的主要问题

1.企业不愿意接收实习。在当今条件下,企业把安全生产和效益放在首位,接收学生实习是属于经济效益差和安全责任重的工作,企业大多不愿意接收学生实习。

2.对实习教学改革的深度和广度抓得不够,实习效果不佳。实习目标不够清晰,内容设计不合理,质量监控不到位。学生一般是听讲座,参观电厂,大多只能走马观花,很难做到对复杂的生产工艺过程建立起整体印象和感性认识,实习质量难以保证。

二、提高电厂认识实习质量的措施

1.建立稳定的校外实习基地。为响应国家关于加强学校与企业合作的号召,充分利用校企双方的优势,为大力发展高等职业技术教育,积极推行校企合作、工学结合的人才培养模式,为社会培养高素质的高技能人才,本着互利共赢的原则,2006年7月我院与广西柳州发电有限责任公司共同成立了柳州教育教学区兼学生实习基地。为了能满足学生学习和实习,柳州发电有限责任公司除了提供发电厂生产实习场地条件外,还提供了同时能满足150多人学习的多个教室、住宿和篮球场、足球场和羽毛球馆等场所,给学生在校外的学习、实习、生活和体育活动提供了良好的条件。

2.改革课程目标。在认识实习过程中,学生在企业专业技术人员和实习指导教师的现场教学下,将所学理论知识和实践内容加以证实,并对一些实际问题加以分析和讨论,使学生对所学专业的基本知识有一个良好的感性认识,了解专业概况,为后续专业理论知识的学习奠定一个良好的基础,同时,使学生对本行业的工作性质有一个初步的了解,培养学生对本专业的热爱,强化学生的事业心和责任感,巩固专业思想,期望达到一定的能力和知识目标。(1)能力目标。通过认识实习,能进一步熟悉火力发电厂的生产过程,对发电厂主要发电设备、主要辅助设备和主要系统建立完整认识,为学生掌握职业技能,提高全面素质,从事职业工作打下一定的基础;能提高阅读工程图纸和工程技术资料的能力;能掌握机组在正常运行时控制热力参数的操作以及热力参数的规定变化范围;会分析锅炉、汽轮机、电气运行间的相互关系和影响;掌握相关运行岗位的岗位职责、业务范围;掌握理论联系实际的实习方法,培养独立观察客观事物,独立分析问题和解决问题的能力,培养吃苦耐劳的精神。(2)知识目标。了解电力生产管理的有关法规、厂规、安全规程及机组运行规程;了解实习电厂各热力设备的技术参数、结构特点、主要设备的工作原理及运行基本知识;了解电力生产过程中的主要热力设备系统图及运行基本知识。

3.改革课程安排和课程内容。电厂化学专业的专业基础课开设有热工理论及应用、发电厂动力设备及系统,前者主要是学习工程热力学和传热学两大模块内容。工程热力学要求掌握工质的六个状态参数(温度、压力、比体积、热力学能、焓和熵)、水蒸汽定压下的形成过程、发电厂水蒸汽动力循环,为提高电厂热力循环的热效率,应该采取哪些具体的措施和途径等;传热学则是要求掌握热量传递的三种方式(导热、对流换热、辐射换热)的本质,热量传递过程,如何增加传热或削弱传热量等。后者要求是在一定的时间内掌握与电厂化学工作相关的发电厂动力设备及系统,如了解电厂锅炉系统、汽轮机系统设备结构、作用和工作的过程。可以看出,认识实习与专业基础课的内容有着紧密的联系,是相辅相成的,电厂认识实习正是学生亲自到电厂现场了解和验证理论是否跟实际相符。

大一两个学期除了开设一些公共课程外,还开设了一些专业基础必修课程,如基础化学、分析化学实验、热工理论及应用等。大二第三学期是按专业人才培养计划,本专业开设必修课程发电厂动力设备及系统和电厂认识实习安排在同一学期内完成,这两门课程如何安排,也即发电厂动力设备及系统课程先安排在校内完成后再安排电厂认识实习到实习基地进行,还是同时把这两门课程同时安排到实习基地进行,不同的排课学习地点对学生获得知识就有不同的效果。

过去电厂认识实习安排,一般是在校内学习完专业技术基础课以后、开始学习专业课之前,才安排一定时间到电厂认识实习。这样安排的缺点是学生学习专业基础知识中对有关电厂设备与系统时就感觉比较模糊和抽象,没见过的东西要学习起来比较难以掌握,如果把相关的专业基础课和电厂认识实习安排在一起,如电厂化学专业的发电厂动力设备及系统课程与电厂认识实习课程同时安排到实训基地教学,学生对这两门课得到的收获应该更多。就以上述两门课作为例子分析学生得到的收获。发电厂动力设备及系统是电厂化学专业的必修课,主要是要求学习和掌握与电厂化学工作相关的火力发电厂的锅炉设备系统以及发电厂的汽轮机设备及系统的基本理论和基础知识,而电厂认识实习是理论与实际相结合,真正在现场教学,学生亲自目睹电厂锅炉、汽轮机、发电机等主要系统设备,这样更容易了解设备的结构、作用及系统工作流程,加深学生在发电厂动力设备及系统课程中所学的内容理解和记忆。眼见为实,在课堂上百说不如现场一见。

三、实习效果

授课的时间、地点应该合理的安排。发电厂动力设备及系统理论课每天安排在上午的基地教室授课,老师给学生讲解发电厂动力设备的理论基础知识,结合电厂讲解热力系统图。电厂认识实习安排在每天的下午时间,到现场由厂方专业人员进行现场教学,要求学生拿着电厂系统图听厂方专业人员讲解,认真做好现场记录。真正让学生在学习到了理论知识的同时,又能从现场中获得实际知识,在学习发电厂动力设备及系统内容时感觉比较容易理解,不再是抽象的东西了,这两门课有机结合在一起,在课堂上安排合理的时间让学生讨论,每个学生都说说在现场所看到的系统设备的作用和系统的工作流程,这样学生的学习积极性提高了,理论知识和实际知识也容易掌握了,正如一个学生在认识实结中写到:到实习基地学习,让我们真正看到了电厂很多热力系统和设备,回到教室看书中内容感觉容易理解多了,也能看懂了书中的热力系统图,在实习基地的时间里,在学习上、生活上都感到很充实,收获多多。

四、结束语

高等职业教育以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案。实习是一种实践,是理论联系实际,应用和巩固所学专业知识的一项重要环节,是培养能力和技能的一个重要手段[3]。认识实习有区别于生产运行实习,认识实习主要是了解发电厂各种热力设备的生产过程,了解各系统设备的结构、工作原理、作用及设备功率、设备工作环境和运行控制参数,结合课本内容客观增加对发电厂生产系统及设备的感性认识。通过认识实习,了解本专业方面相关的实践知识,为专业课学习打下坚实的基础。本文作者认为,电厂化学专业的专业基础课与电厂认识实习课都应同时安排到实习基地进行教学,教学时间上应交叉进行,在教室教师传授专业理论知识,到了现场让企业工程技术人员讲解现场实际知识,在规定的时间内同时完成两门课程的教学,有利于学生掌握理论知识和实际知识,会起到事半功倍的效果。

参考文献:

[1]戴士弘.职教院校整体改革[M].北京:清华大学出版社,2013:10.

[2]方舒燕,阮涛,闫玉慧.电力技术类专业认识实习改革实践与思考[J].中国电力教育,2007,(7):1.

[3]钱初洪,郭海福,李红缨.化学专业(精细化工方向)实习模式的改革研究[J].肇庆学院学报,2006,(2):1.

[4]景朝晖.热工理论及应用[M].北京:高等教育出版社,2011.

[5]孙为民.发电厂认识实习[M].北京:中国电力出版社,2009.

[6]谢诞梅,刘勇,戴义平.发电厂热力设备及系统[M].北京:高等教育出版社,2008.

对工程热力学的认识范文第2篇

热能与动力工程专业实践性教学体系由实验、认识实习、课程设计、生产实习和毕业设计等环节组成,其中认识实习、生产实习和毕业设计构成相互衔接、逐步扩展深入的重要实践教学环节。根据教学计划的安排,认识实习安排在二年级暑假,此时基础课程基本学完,即将开始专业课程的教学。组织学生到一些发电企业和相关热力设备制造企业进行实地参观,可使学生对火电厂生产过程、热力系统有一定的认识,并对热力设备的结构、组成及其在电力生产过程中的作用进行系统的了解,为后续理论课程的学习打下一定基础。因此,认识实习是学生接受专业教育的启蒙,对学习和掌握专业知识起到重要的作用。

一、存在问题

作为非电力系统的地方院校,在联系认识实习单位和实习安排过程中遇到一定的困难。认识实习的最佳时期是火力发电厂建设或机组大修期间,而发电厂的大修计划与学校教学安排不可能一致。即使时间接近,企业考虑到安全生产等问题,也不愿意接受学生实习。即使接受了,企业一般安排学生在集控室或生产车间走马观花,不允许学生在现场过多停留,对热力过程和设备的讲解也流于形式,实习效果不佳。同时,城市化进程的加快,学校和企业都迁往郊区,增加了实习的交通费用等。学校下拨的实习教学经费没有相应增长,教师在安排实习教学时捉襟见肘,只能相应缩短实习时间和减少实习企业,一定程度上影响了认识实习的效果。为保证学生在认识实习过程中对热工设备、热工过程有基本的了解,实习指导教师应该具有丰富的专业实践知识,熟悉生产现场,能为学生讲解电力的生产过程和设备、原理、特点等相关内容,及时解答学生提问。学校热能与动力工程专业作为新办专业,专业教师队伍主要为近几年从高校引进的博士,这些教师具有比较扎实的专业理论知识,但缺乏在电力相关企业的工作经历,实践经验相对较弱,无疑会影响对学生的指导。

二、认识实习改革

根据热能专业认识实习实施过程中存在的问题和专业建设的实际情况,提出了认识实习的改革设想,即将热能与动力工程专业的认识实习分成三个模块进行:一是利用发电厂的模型和灯光演示板进行热工过程、系统及设备的讲解,二是应用多媒体技术观摩火电厂的生产、检修等过程,三是组织学生去电厂及相关的制造企业参观实习。校内实习基地的建设得到了学校和分院的大力支持,共投入80余万元购置了模型、教学录像和仿真系统;购置了较全面的电厂设备模型,包括300MW火力发电机组整体模型、300MW锅炉模型、300MW凝汽式汽轮机模型、汽轮机冲动演示仪,以及火力发电厂生产过程、锅炉生产过程、300MW机组凝结水处理系统、300MW机组发电厂全面性热力系统、300MW机组汽轮机调节系统、水蒸气焓熵图等灯光演示;购买了国家电力部电教中心发行的《300MW火力发电机组运行技术———集控运行》《锅炉本体》《汽轮机本体》等多媒体教学录像和南京工程学院开发的实习软件。这些影像资料比较全面地提供了火电厂的生产过程、主要热力过程、主要热力设备的结构及零部件以及机组集控运行等方面的内容。考虑到热能专业毕业生进入大型电力企业的人数不多,主要就业于本省一些热电企业和相关能源环保企业的现状,学校分别购置北京恒和大风软件技术有限公司同清华大学热能动力仿真与控制研究所合作开发的300MW电站系统仿真系统,北京夏商科技有限公司开发的135MW循环流化床仿真机组系统。配备了投影机、电脑、服务器等硬件设备,组建了电厂仿真系统实验室,用于热能专业认识实习、专业实验和生产实习。针对校外实习基地实际情况,编制了电力企业、锅炉制造及汽轮机制造等实习指导书和多媒体课件,使学生事先对实习企业有一定了解,有利于后续的现场实习。同时,注重青年教师的培养,鼓励和支持教师参加电厂仿真系统培训,轮流安排青年教师到产学研合作的能源相关企业锻炼,增强教师的实际工程经验和动手能力。

对工程热力学的认识范文第3篇

一、高职院校电厂认识实习存在的主要问题

1.企业不愿意接收实习。在当今条件下,企业把安全生产和效益放在首位,接收学生实习是属于经济效益差和安全责任重的工作,企业大多不愿意接收学生实习。

2.对实习教学改革的深度和广度抓得不够,实习效果不佳。实习目标不够清晰,内容设计不合理,质量监控不到位。学生一般是听讲座,参观电厂,大多只能走马观花,很难做到对复杂的生产工艺过程建立起整体印象和感性认识,实习质量难以保证。

二、提高电厂认识实习质量的措施

1.建立稳定的校外实习基地。为响应国家关于加强学校与企业合作的号召,充分利用校企双方的优势,为大力发展高等职业技术教育,积极推行校企合作、工学结合的人才培养模式,为社会培养高素质的高技能人才,本着互利共赢的原则,2006年7月我院与广西柳州发电有限责任公司共同成立了柳州教育教学区兼学生实习基地。为了能满足学生学习和实习,柳州发电有限责任公司除了提供发电厂生产实习场地条件外,还提供了同时能满足150多人学习的多个教室、住宿和篮球场、足球场和羽毛球馆等场所,给学生在校外的学习、实习、生活和体育活动提供了良好的条件。

2.改革课程目标。在认识实习过程中,学生在企业专业技术人员和实习指导教师的现场教学下,将所学理论知识和实践内容加以证实,并对一些实际问题加以分析和讨论,使学生对所学专业的基本知识有一个良好的感性认识,了解专业概况,为后续专业理论知识的学习奠定一个良好的基础,同时,使学生对本行业的工作性质有一个初步的了解,培养学生对本专业的热爱,强化学生的事业心和责任感,巩固专业思想,期望达到一定的能力和知识目标。

(1)能力目标。通过认识实习,能进一步熟悉火力发电厂的生产过程,对发电厂主要发电设备、主要辅助设备和主要系统建立完整认识,为学生掌握职业技能,提高全面素质,从事职业工作打下一定的基础;能提高阅读工程图纸和工程技术资料的能力;能掌握机组在正常运行时控制热力参数的操作以及热力参数的规定变化范围;会分析锅炉、汽轮机、电气运行间的相互关系和影响;掌握相关运行岗位的岗位职责、业务范围;掌握理论联系实际的实习方法,培养独立观察客观事物,独立分析问题和解决问题的能力,培养吃苦耐劳的精神。

(2)知识目标。了解电力生产管理的有关法规、厂规、安全规程及机组运行规程;了解实习电厂各热力设备的技术参数、结构特点、主要设备的工作原理及运行基本知识;了解电力生产过程中的主要热力设备系统图及运行基本知识。3.改革课程安排和课程内容。电厂化学专业的专业基础课开设有热工理论及应用、发电厂动力设备及系统,前者主要是学习工程热力学和传热学两大模块内容。工程热力学要求掌握工质的六个状态参数(温度、压力、比体积、热力学能、焓和熵)、水蒸汽定压下的形成过程、发电厂水蒸汽动力循环,为提高电厂热力循环的热效率,应该采取哪些具体的措施和途径等;传热学则是要求掌握热量传递的三种方式(导热、对流换热、辐射换热)的本质,热量传递过程,如何增加传热或削弱传热量等。后者要求是在一定的时间内掌握与电厂化学工作相关的发电厂动力设备及系统,如了解电厂锅炉系统、汽轮机系统设备结构、作用和工作的过程。可以看出,认识实习与专业基础课的内容有着紧密的联系,是相辅相成的,电厂认识实习正是学生亲自到电厂现场了解和验证理论是否跟实际相符。大一两个学期除了开设一些公共课程外,还开设了一些专业基础必修课程,如基础化学、分析化学实验、热工理论及应用等。大二第三学期是按专业人才培养计划,本专业开设必修课程发电厂动力设备及系统和电厂认识实习安排在同一学期内完成,这两门课程如何安排,也即发电厂动力设备及系统课程先安排在校内完成后再安排电厂认识实习到实习基地进行,还是同时把这两门课程同时安排到实习基地进行,不同的排课学习地点对学生获得知识就有不同的效果。过去电厂认识实习安排,一般是在校内学习完专业技术基础课以后、开始学习专业课之前,才安排一定时间到电厂认识实习。这样安排的缺点是学生学习专业基础知识中对有关电厂设备与系统时就感觉比较模糊和抽象,没见过的东西要学习起来比较难以掌握,如果把相关的专业基础课和电厂认识实习安排在一起,如电厂化学专业的发电厂动力设备及系统课程与电厂认识实习课程同时安排到实训基地教学,学生对这两门课得到的收获应该更多。就以上述两门课作为例子分析学生得到的收获。发电厂动力设备及系统是电厂化学专业的必修课,主要是要求学习和掌握与电厂化学工作相关的火力发电厂的锅炉设备系统以及发电厂的汽轮机设备及系统的基本理论和基础知识,而电厂认识实习是理论与实际相结合,真正在现场教学,学生亲自目睹电厂锅炉、汽轮机、发电机等主要系统设备,这样更容易了解设备的结构、作用及系统工作流程,加深学生在发电厂动力设备及系统课程中所学的内容理解和记忆。眼见为实,在课堂上百说不如现场一见。

三、实习效果授课的时间、地点应该合理的安排。

发电厂动力设备及系统理论课每天安排在上午的基地教室授课,老师给学生讲解发电厂动力设备的理论基础知识,结合电厂讲解热力系统图。电厂认识实习安排在每天的下午时间,到现场由厂方专业人员进行现场教学,要求学生拿着电厂系统图听厂方专业人员讲解,认真做好现场记录。真正让学生在学习到了理论知识的同时,又能从现场中获得实际知识,在学习发电厂动力设备及系统内容时感觉比较容易理解,不再是抽象的东西了,这两门课有机结合在一起,在课堂上安排合理的时间让学生讨论,每个学生都说说在现场所看到的系统设备的作用和系统的工作流程,这样学生的学习积极性提高了,理论知识和实际知识也容易掌握了,正如一个学生在认识实习总结中写到:到实习基地学习,让我们真正看到了电厂很多热力系统和设备,回到教室看书中内容感觉容易理解多了,也能看懂了书中的热力系统图,在实习基地的时间里,在学习上、生活上都感到很充实,收获多多。

对工程热力学的认识范文第4篇

关键词:热能与动力工程 冶金工艺及热过程 教学资源

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)07(b)-0140-01

内蒙古科技大学热能工程组建于1956年,原隶属于矿冶系热工教研室,1985年组建冶金热能系,从1991年开设招收冶金热过程方向研究生。前期的学科建设和科学研究主要由贺友多教授、李保卫教授领导下的冶金研究所完成。2001年与有关学科合并成立了能源与环境学院,2001年建立热能工程硕士点,2005年增设工程热物理硕士点。学科现有工程热物理和热能工程两个工学硕士点,一个动力工程领域工程硕士点。

内蒙古科技大学热能工程是自治区重点学科,热能工程学科经过20多年的建设和发展,结合内蒙古地区的特点,已充分发挥了钢铁和煤炭资源优势,围绕地区行业需求,形成了“高效洁净燃烧技术”、“冶金热过程”、“稀土冶金传输过程”等特色研究方向,建立了具有创新精神和团队意识的优秀学术梯队,获得了一批具有国内领先水平的产业化科技成果,培养了大批钢铁企业、热能行业发展急需要的创新型高层次人才。

《冶金工艺与热过程》是热能与动力工程专业专业教育平台的一门专业必修课,本课程使学生了解冶金工艺流程,掌握冶金领域的热工过程、主要热工设备的构造原理和结构特点,认识各种冶金设备在热工方面的特点,培养学生学会综合应用所学的专业基础知识和热工理论分析和解决实际工程问题的能力,用热理论分析研究冶金工艺流程各环节的热量变化和温度变化情况。

钢铁及稀土冶金行业是内蒙古自治区的支柱产业之一,近几年发展速度非常快,为了更好地为内蒙古自治区的钢铁、稀土等支柱产业结构更新的需要服务,在本科教学中优化及整合教学资源,适应内蒙古自治区经济发展对冶金和热能高层次人才的需求。

1 课程基本情况

本课程所讲授的冶金热过程主要有:加热、熔炼、烧结与煅烧、干燥、焦化、相变(凝固、结晶、汽化与冷凝等);本课程主要涉及的热工设备有:各类加热炉、热处理炉、烧结机、球团焙烧炉、回转窑、各类熔炼炉窑、各类竖炉和流化床炉、连铸相关的热设备,各类热回收设备(换热器、蓄热室、热管、余热锅炉等)。本课程着重培养学生利用热传输理论分析解决实际问题的能力,是一门重要的专业课程。

本课程涉及到了冶金的从烧结到连铸的所有工艺,工艺繁复,设备众多,涉及到的热传输过程也是最重要的。课程中穿插有稀土冶金方面的四个学时,增加了课程的特色,但是内容较多。这些都为本课程的讲授带来较大的困难,同时本课程和实际冶金工艺结合众多,非常需要现场的实际介绍,让学生有了感性认识后,才能更好的看清设备背后的理论知识。但是从目前来看,很难找到这样系统的见习机会。在本课程的教学中,由于没有统一的教材,同时,本专业又非冶金专业,也为本课程教案的编排带来很大困难,往往对于教学大纲的重点、难点把握不够。

为了解决以上的问题,有必要组织与整合冶金工艺的教学资源,例如现场录像,冶金工艺动画等,首先让学生对整个冶金过程有一个感性的认识[1]。同时编写适合热能与动力工程专业,冶金工艺及热过程的教案,满足非冶金专业冶金教学的要求。

2 组织与整合教学资源手段

(1)利用当地优势,邀请包钢技术人员在课程开始的前两个学时对冶金行业和冶金工艺进行介绍。冶金行业是整个工业的基础行业,通过这两个学时工程技术人员的讲解,能够让学生对整个冶金工艺有一个整体的认识,并且激发学生的学习兴趣。

(2)收集及整合冶金工艺方面的录像、动画等,重要的是,合理的穿插到课程的教学工作中。对于连铸过程中,钢液的液-固变化,及后续的冷却,可以用动画演示,增强教学效果[2]。在有关工艺及设备的教学工作中,通过模拟动画和工程录像对冶金工艺及设备进行解剖和分析,使原来黑板上难以讲解透彻的内容形象、生动的展现在学生面前。提高学生的学习兴趣和学习热情,加深学生对所学知识的理解及掌握。

(3)随着科学技术的不断发展,对冶金过程及其热工过程理论提出了更高的要求。20世纪60年代,国外许多大专院校的工程专业相继开设了有关“传输现象”的课程,传输理论成为与力学、热力学及电磁学等具有同等地位的工程技术基础课程。70年代初,美国盖格教授主编的“冶金中的传热传质现象”出版。该书将传输理论引入冶金热工过程,使冶金热工理论有了质的飞跃。将传输的相关知识,特别是热量传输的知识附着在工艺上,讲授给学生,让其用专业和理论的观点观察冶金工艺的方方面面[3]。

(4)在完善《冶金工艺及热过程》的教学大纲的基础上,编写新的《冶金工艺及热过程》教案。教案的编写本着以学生为本的原则,不仅起教的作用,而着重起导学的作用。在认真研究教学大纲的基础上,并参考三到四本精品教材,同时吸收优秀课程的成果,同时照顾到非冶金专业的特点。参考其他院校的冶金工艺课程教案,结合多套教材,进行编写,做到涉及方面广,适度的深入。同时希望能找到一本适合非冶金专业用的冶金教材,也为学生们学习找到一本好的参考书。开发系列课件,改善内容的条理性,有效解决专业课时压缩和信息量大的矛盾。将课程相关资源上网,并为学生提供了大量的相关扩充性资料索引,包括相关教材、相关的教学网站和资源等,有利于同学自主学习和研究性学习。

(5)利用我校在钢铁冶金上的教学优势,安排专项实验,内容包括基本原理验证、主要技能训练等内容。使学生掌握冶金过程的基本原理,能够运用相应的方法分析解决冶金生产的实际问题。

3 课程教学资源优化整合效果

通过本课程的学习使学生了解钢铁冶金流程及工艺,拓展有色冶金及稀土冶金的认识,对主要的工艺及设备有必要的了解,同时对冶金传输现象在冶金过程中的作用有比较好的掌握,顺利地转入后续专业课程的学习,逐步适应今后不断发展变化的工作任务的专业能力。

致谢:内蒙古科技大学校级教学改革项目(3072034)的资助。

参考文献

[1] 朱光俊,杨艳华,曾红.“冶金传输原理”课程的教学改革与实践[J].教学与职业,2009(8):133-135.

对工程热力学的认识范文第5篇

关键词:系统节能原理;课程改革;教学实践;石化特色

作者简介:马利敏(1978-),女,辽宁西丰人,中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,讲师;姬忠礼(1963-),男,山东汶上人,中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,教授。(北京 102249)

基金项目:本文系“2010年中国石油大学(北京)校级重点教学改革项目”及“2012年中国石油大学(北京)青年教师专项培养基金”(项目编号:KYJJ20120415)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)35-0106-02

一、系统节能原理课程改革的背景

在强调节能、注重环保的今天,使从事与能源开发、利用与转化紧密相关工作的学生掌握系统节能原理的精髓并能够学以致用有着非常重要的社会意义。系统节能原理是中国石油大学(以下简称“我校”)能源与动力工程专业一门重要专业课,32学时。其基础理论部分,以工程热力学基本定律为基础。工程热力学重点讲授热力学第一定律和热力学第二定律的熵分析法,引入分析法。在本课程中,上述内容仍是重点,需重复介绍。基础理论是晦涩与枯燥的,如只是重复介绍,不易激发学生学习兴趣,难以获得满意的教学效果。因此,研究如何组织教学工作,使本课程与工程热力学做好衔接,激发学生学习兴趣,帮助其加深对基础理论的理解,提高解决实际问题的能力,是十分必要的。同时,本课程还缺乏适合的教材,需要编写课程讲义。目前,缺乏能够同时将经典及新兴能量分析法进行全面介绍的教材,而在能量分析法的应用部分,也需要结合我校行业特点、毕业生就业去向,针对石油石化领域工程应用背景设置教学案例。我校于2010年批准了该课程的教学改革计划,经过近几年的努力,该教改计划已经初步完成。

二、课程教学内容体系建设

教学内容改革是教学改革最核心、最基本的问题。教学内容主要由热力学第一定律、热力学第二定律熵分析法和分析、新的能量系统分析评价方法介绍组成。其中,根据教学目的与任务有效组织教学内容,要与基础课程工程热力学第一定律、第二定律知识点的学习有机结合,既避免教学内容的简单重复,又要使学生通过本课程的学习对第一定律、第二定律有更为深刻的认知,并使学生能够利用两个热力学基本定律熟练进行能量系统分析与评价、以及高效学习和应用新的分析、评价与优化方法。

1.热力学第一定律

热力学第一定律是工程热力学教学内容的重点,主要讲授闭口系统与稳流开口系的热力学第一定律能量方程式的表达式及应用。在本课程中,进一步强调热力学第一定律的一般表达式即:“进入系统的能量-离开系统的能量=系统总储存能的变化”的正确灵活应用,重点介绍如何分析、列出非稳态充、放气热力过程的能量方程式,帮助学生进一步增强利用第一定律进行能量分析的能力。同时,通过对节流、自由膨胀、混合、换热、可逆定温放热压缩等热力过程分析来帮助同学们对第一定律的局限性有更为深入的理解。

2.热力学第二定律熵分析法

热力学第二定律是工程热力学教学内容的重点与难点,主要讲授热力学第二定律的数学表达式,具体包括:卡诺循环+卡诺定理、克劳修斯积分不等式、闭口系及开口系统熵方程、孤立系统熵增原理。在本课程中,考虑到判断一个热力循环是否可行、可逆的数学判据容易理解而且是热力过程的特例,故重点讲述闭口系及开口系熵方程、孤立系统熵增原理。

在该部分从以下四个方面进行介绍:对于状态参数熵的辨析:辨析熵是状态参数与过程无关,强调判断一个热力过程能否进行、可逆的参量不是过程熵变而是过程熵产,引出后面由熵方程及孤立系统熵增原理计算过程熵产的知识点;重点讲授熵方程的一般表达式,即:“进入系统的熵-离开系统的熵+过程熵产=系统熵变化”,通过典型例题帮助同学能够利用熵方程列出闭口及开口系熵方程,并求取过程熵产;重点解析孤立系统熵增原理的实质及解题特点,并通过典型例题帮助学生认识到孤立系统熵增原理与熵方程的一致性:孤立系统熵增即熵方程中的熵产;作功能力损失方面除了介绍计算公式、通过计算热力过程熵产及作功能力损失,还着重结合对节流、自由膨胀、混合、换热、可逆定温放热压缩等具体热力过程分析让学生体会第一定律与第二定律之间的联系及第二定律的独有贡献。

3.热力学第二定律分析法

由于学时有限并且概念抽象难以理解,分析法在工程热力学中属于选讲内容,即便讲授,也多是简要介绍。本课程中,分析法是授课重点,从以下四个方面进行讲授:第一,概念及计算公式,包括机械、热量(冷量)、内能、焓和化学。第二,重点讲授方程的一般表达式“进入系统的-离开系统的-过程损=系统变化”,通过典型例题帮助同学能够利用方程列出闭口及开口系方程,并求取过程损。同时,在分析典型例题时,引导学生同时用熵分析法来计算过程的作功能力损失,让学生自觉地认识到分析法中所得到的损失即熵分析法中计算的作功能力损失、体会两种分析法的一致性及分析法的优势。第三,效率、损系数的概念及公式,以及在典型热力设备、过程及热力循环中的计算。第四,针对本学科领域典型的火力发电装置、燃气轮机发电装置和低温制冷装置、LNG液化装置、天然气净化装置、油田联合站等,设置工程背景很强的案例,教师与同学们一起分析循环装置及各组成设备的效率、损失及损系数等,让同学们认识到分析法在进行系统能量分析时的重要性及提高利用该方法解决实际工程问题的能力。

4.新发展起来的能量系统分析与优化方法

介绍能级分析法、经济学、夹点技术、全生命周期分析法、能值理论等新发展起来的能量系统分析与优化方法的基本理论及应用,鼓励学生查阅相关文献获取更多知识。这部分内容与留给学生的学习报告紧密相关,将在下文介绍。

目前还没有适合于本专业本科教学的系统节能方面的教材,本课程教学内容主要参考自沈维道等[1]主编《工程热力学》、朱明善等[2]编著《工程热力学》、傅秦生[3]编著《能量系统的热力学分析方法》和冯霄[4]编著《化工节能原理与技术》、何雅玲[5]主编《工程热力学精要分析典型题解》等教材及专著,结合教学团队多年来收集整理的工程案例编写成讲义供教师及学生使用。

三、教学方式改革

教学中的主体是学生,调动学生学习主动性,提高其学习兴趣和学习效果是教学方式改革的目的。学生们对于国际上最新的、与未来工作紧密相关及实用性强的知识以及确实能提高自身素质与能力的教学环节更感兴趣。

1.采用多媒体与板书有机结合的教学模式

充分利用多媒体教学信息量大,图像、视频生动形象的特点,同时结合传统板书讲解复杂推导更容易被学生掌握的优点以提升教学效果。这种授课方式既可以增大授课信息量、有效吸引学生注意力,同时又能使学生通过与老师一起板书推导对所学重点、难点有更为深刻的认知。

2.提高课堂教学吸引力

通过针对每一个重要概念及知识点设计的系列典型例题、思考题吸引学生注意力,激发学生学习兴趣,引导其积极参与到教学中来。而且教学团队经过多年的教学和科研积累,收集并提炼出与石化工程紧密关联的工程案例,通过案例的讨论和分析,增强学生学习理论知识的兴趣,提升课堂教学的互动效果,增强学生运用理论知识分析并解决工程实际问题的能力。

3.布置作业形式灵活多样

对于重要的基本概念,以读书笔记的作业形式激发学生学习兴趣。本课程涉及众多抽象概念和公式,追溯热量、温度、熵、热力学第二定律、等重要基本概念的由来、发展历程,可使学生在搜集资料的过程中对这些概念有一个直接的感性认知,同时也有助于学生认识到这些知识在本学科发展中的重要作用。

要求学生组成2~3人的学习小组,除常规课下作业外,课上作业以小组为单位完成。课上作业为教师针对每次课的重点和难点内容设计的多为填空、选择和问答形式的练习题,课前打印好分发给每个学习小组。在讲课过程中,留出适合时间让学生及时完成。教学实践表明课上作业非常利于学生把握住和消化吸收重难点知识,且能提高学生学习的注意力,达到良好的教学效果。

四、课程考核方式的教学改革

本课程考试采用闭卷+学习报告的形式。在闭卷考试中,只有一种类型题,即计算题。本课程一个重要教学目的就是使学生能够熟练、正确应用第一、第二定律尤其是分析法分析实际装置的用能情况,所以考查学生的学习效果应用型计算题是较为合适的。

学习报告要求每个学习小组(2~3人组成)围绕与本学科紧密相关的实际装置进行国内外能量分析与优化方面的调研,提交1份不少于4000字、有5篇以上参考文献的学习报告,并根据报告内容制作ppt,每小组选派1名学生进行报告,汇报10分钟,讨论5分钟。报告题目凭学生兴趣自选。学习报告这种考核形式不仅促使学生自主学习,开阔视野,加深认知,而且可以锻炼和提高学生多方面的能力。学生们自选的题目有:超临界及超超临界蒸汽动力装置;燃气轮机装置;燃气蒸汽联合循环装置;冷热电三联供装置;地源热泵装置;低温磁制冷装置;煤制油装置;燃料电池;低温地热发电装置;天然气压气站燃气轮机余热利用;天然气净化装置;油田联合站;LNG接收站冷能利用等等。

近4年的教学实践也表明学生们非常接受和欢迎这种考核形式,并且每一年都会有让教师感到惊喜的学习报告,这也说明要想学生切实提高学习能力、扎实掌握专业知识确实也需要教师有意识地去创造机会及科学引导。

五、教学效果

经过近4年的教学实践,团队通过对历年学生评教、学生考试成绩分析以及学生在本科毕业设计及成为本校研究生后所选与系统节能原理相关方向课题的表现等进行了调研,证明该课程改革是卓有成效的。学生对工程热力学及系统节能知识的接受能力增强,学习兴趣明显提高。灵活适宜的授课方式、作业形式以及考试方式受到学生的普遍欢迎。总之,通过课程建设与教学实践,使学生在学习过程中发挥了主体作用,激发了学生学习兴趣,提高了学生的综合能力,教学效果良好,达到了既定教学目标。

参考文献:

[1] 沈维道,童钧耕. 工程热力学[M]. 第四版.北京:高等教育出版社,2007.

[2] 朱明善,刘颖,林兆庄,等.工程热力学[M]. 第二版.北京:清华大学出版社,2011.

[3] 傅秦生. 能量系统的热力学分析方法[M]. 西安:西安交通大学出版社,2005.

对工程热力学的认识范文第6篇

关键词:热工类课程;现代信息技术;探究式学习

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0250-02

热工类课程是现代工程技术人才必备的技术基础知识,是21世纪工科各类专业人才工程素质的重要组成部分[1]。特别是一些热工类专业课,它主要培养学生专业能力与技术应用能力,其专业性与实践性都很强,但内容本身却很枯燥,往往涉及到一些笨重的设备与抽象的原理,因此,不适合用传统的教基础课的模式来教学。随着以网络和计算机为核心的现代信息技术的引入,传统的教与学模式无论从目的、内容、形式、方法还是组织,教育本身都将发生根本性的变革。如何利用现代信息技术与课程整合,使现代教育技术与教学思想同步协调发展,使信息技术与课程融为一体,提高教师教学水平和学生自主学习能力,已成为当前教育的重点。在信息技术与课程整合的过程中,教师的角色正悄悄发生变化,他们正在逐渐成为课程的设计者、学生学习的引导者与合作者以及教育教学的研究者[2]。然而,在具体的实践过程中,也存在着一些误区。有教师质疑:用精美的课件,给学生大量的信息是否就算实现了信息技术与课程的有效整合?更有甚者,把信息技术素养的培养凌驾于学科课程目标之上,单纯追求教学形式的多样化,而忽略了课堂教学的实效性。因此,构建探究式的多媒体教学模式,研究信息技术与课程整合的方法与效果,将有利于培养新世纪创新型人才,澄清人们对现代信息技术与课程整合的认识误区。本文将从以下三个方面探讨热工类课程与现代信息技术整合的模式与效果。

一、现代信息技术与课堂教学内容的整合

对于一些非能源动力类专业,热工类课程的开设通常属于少学时课程,对我校建筑节能方向开设的热工类课程来说更是如此。整个课程体系主要包括热学、工程热力学、传热学、热工检测仪表、热工实验、传感器原理等相关课程,这些课程具有很大的系统性,但最终是以热能的有效转换与利用以及热能传递规律为研究对象,这个共性的存在为这类课程整合提供了基础;其次,热工类课程之间联系密切,共同构成一个有机整体,通过有效整合,积极运用多媒体教学、仿真实验等手段,能够大大提高课堂教学效率,增强学生对专业的理解和兴趣,促进学生学习的主动性,这对于少学时的热工类课程教学不失为一个较为有效的方式。

在具体操作过程中,我们首先对课程内容进行单独整合,剔除了课程中的重复内容,把整个热工类课程体系整合成基础知识、水蒸汽、制冷循环、湿空气,以及传热和换热器等五个模块;其中,基础知识模块主要介绍热力学的基本概念与基本定律;水蒸汽模块主要介绍水蒸汽与蒸汽动力循环;制冷循环模块主要瞄准学生毕业后的应用领域,着重介绍蒸气压缩循环,等等。通过不同模块的设置,减少了不同课程之间的重复,也减少了总学时,使学生对热工类的基础知识框架更为清晰。然后,我们以优化后的热工类课程知识为载体,把信息技术作为工具和手段渗透到课程教学之中;通过传统热工类教学与现代信息技术有机结合,给课堂教学注入了新的生机和活力,丰富了师生获取信息的渠道,改善了学生认识和把握热工理论的途径和方法。但在信息技术运用的过程中,要围绕教学目标,把握好信息技术使用的方法、时间和使用尺度。总体来看,热工类课程的模块化与现代信息技术的整合使整个学习过程更生动、形象与高效。

二、现代信息技术与课堂教学活动的整合

课堂教学活动整合的实质是以先进的教育思路、教学理念为指导,以计算机和网络为核心的现代信息技术为工具,将各种教学资源、各个教学要素和环节经过组合与重构,促进传统教学方法的改革。这与传统的“以教为主”的教学模式有着明显的不同,传统的课堂教学模式很难达到新时期热工类人才的培养目标,而信息技术与学科教学整合的最终目的就是追求教学效果的最优化,有利于培养学生的创新精神,提高学生主动学习的能力。

结合网络电教室与校园网络,构建探究式的多媒体教学课件是现代信息技术与课堂教学活动整合的关键,可以形成在信息化的教学环境中进行讲授、演示、自主学习、讨论学习、协作学习和模拟实验的氛围。探究式学习过程对学生的探究能力、生活经验以及知识储备要求都很高,而利用信息技术可以把要研究的对象及其物理本质特征直接展现在学生面前,大量的感性材料有利于激发学生兴趣,引导学生进行探究性学习。

在现代信息技术与课堂教学活动整合的过程中,主要经历两个阶段:情景设置与提出假设。首先是情景设置,具有新颖性和挑战性问题的提出,是整个探究式学习的基础。在授课前期,如何能更有效地利用多媒体图文并茂的优势,提出要解决的核心问题,激发学生的好奇心和兴趣;如何通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间的联系线索,帮助学生建构知识链,是现代信息技术与课堂教学活动整合的关键。其次是提出假设,教育学家陶行知曾经说过:发明千千万万,起点在一问。可见问题是引导和激发思维的基本线索;教学内容问题化就是以一系列精心设计的类型丰富、质量优良的有效教学问题来贯穿教学过程,培养学生理解问题和解决问题的能力。良好的假设是探究式学习成功的关键,它可以激发学习热情,培养学生敢于面对问题,敢于提出假设的能力。教师这时需要重点关注的是,如何引导学生明确问题中固有的因果关系,如何正确推理,如何利用已有的经验知识和当前事物的相似关系,提出合理假设,在此基础上,形成自己思考与解决问题的方式方法。在整个课堂教学过程中,让学生带着兴趣思考,带着问题离开。

三、现代信息技术与学生知识体系的整合

学生学习过程实际上是知识体系重新建构的过程,分布式认识理论[3]认为,认知要素不是单一的,而是分散在个体内、个体间、各种认知媒介、认知具体情境、所处的社会文化、社会系统以及社会发展历史过程中的多要素的组合,这些认知要素共同构成了一个认知事物的复杂多样的分析系统。通过上述信息技术与课堂教学活动的整合,学生可以了解到所学的知识点在自己知识框架中的位置,了解到这些课程主要想解决什么问题,然后通过实验验证和共建知识网这样的学习环节来不断丰富与强化自己的知识库。由于老师与学生在整合过程中扮演的角色不同,其所起的作用也不一样。

从教师的角度看,主要是按照学生知识体系重构的特点,安排相应的学习任务来引导学生逐步进入探究式学习的状态。比如,新学期开始时,提前组织一个班的学生建立一个群,每周把本周教学进度和目标发上去,让学生提前做好预习;上课前,把自己制作的课件、撰写的教案和同步练习分享到群里,力求在每一节课中都安排课堂练习,利用局域网的计算机将正确与错误的评价以及提示、建议等信息及时地反馈给学生,使学生通过这一过程对课堂知识的理解更加深入。通过网络技术,计算机还可以将学生不同的解题过程显示在大屏幕上,在加深学生学习体验的同时,教师也能从中获得教学反馈信息,以便及时补救,实现真正意义上的分层教学和个性化教学。课后,教师可以把自己的教学感悟与心得体会在群里分享,师生可以在群里相互交流探讨,形成多向互动的氛围,提高学生学习的兴趣与效率。

从学生的角度来看,信息技术与学生知识体系的整合分为两个阶段,即实验验证与共建知识网。著名教育专家叶澜曾提出“把课堂还给学生,让课堂充满生命活力”的理念,郭思乐教授也提出了教育应由“师本教育”向“生本教育”转变的思想。其内涵就是强调教师在教学理念和课堂教学上要突出学生本位,以促进学生全面发展为出发点和归宿。实验验证的过程实际上是学生主动学习的过程,学生通过收集资料对要解决的问题进行验证和拓展,而教师的工作则是教导学生利用各种信息资源,在课程限定的领域内,不断拓展自己的知识库。共建知识网是根据人类思维具有联想的特征,通过现有的网络平台,师生之间逐渐建立起一个知识网络;教师通过把不同资料进行整合,使这个知识网按照教学要求组成一个有机的整体,通过师生共建的知识网反过来又可以成为学生学习与复习的资料,由于知识网中的知识点是由学生自己参与创建的,所以学习起来印象也更为深刻。在整个教学过程中,课后学习的作用也不容忽视,校园网络平台的有效利用可以大大促进课堂教学,方便学生的课后学习,弥补课堂教学的缺陷。

另外,实践教学是教学过程中必不可少的一个环节,它可以帮助学生掌握抽象的理论知识,验证难以琢磨的自然规律;但是,随着教法改进与教学深入,传统实验的弊端正逐渐展现。近年来,基于相似原理、信息技术与系统技术的仿真技术飞速发展,仿真实验这种实践教学模式的开展可以大大节约教学成本、提高学生的学习效率,加强学生对相关热工知识的综合运用能力,从而成为现代信息技术与实践教学整合的一个亮点。

综上所述,通过对现代信息技术与热工类课程整合的研究,本文从课堂教学内容优化、课堂教学活动以及学生知识体系构建三个方面对整合的思路与方式进行了探索,提出构建探究式的多媒体教学课件,促进各种教学资源的相互融合,可以实现教学活动从教师主体向学生主体的转变,最终实现学生的认知体验向更高层次过渡。

参考文献:

[1]张学学.热工基础[M].第二版.北京:高等教育出版社,2006.

对工程热力学的认识范文第7篇

1核心概念界定

1.1工匠精神

工匠精神最早的提出者是我国的著名企业家、教育家聂圣哲先生,按照聂圣哲先生的观点,工匠精神本身是一种崇高的职业精神,它是职业道德、职业能力及职业品质的综合性体现。工匠精神包含了敬业、精益、专注、创新等多方面的内容。第一,敬业。这是工匠精神价值观念的凸显。从基础层面来讲,敬业讲究干一行,爱一行,要对自身职业树立基本的尊重意识。同时,敬业也体现出了职业价值观中的一种高层追求,在工作过程中要具备一丝不苟的态度,对于行业前辈,先进技术持尊重态度,积极学习,不投机,不取巧,对于每一个环节都要专注且认真。第二,乐业。是指在工作的过程中,需要职业者具备较强的积极性和工作热情。在工作的过程中完成相应的工作,并体现工作价值,实现职业追求。只有真正热爱自己所处的行业才可以更好地研磨工艺,专于工匠,将自己的职业生涯更好地拓宽,职业价值有效体现。第三,精益求精。这是工匠精神的核心内涵。职业者在工作的过程中,需要对本行业树立不断研究的执着态度,严谨认真的工作品质,以更好地使整个人在工作中尽善尽美,精益求精。第四,创新。这是工匠精神在现代社会被广泛认可,并且具有不断向上生长力的一个重要体现。技艺的发展既需要传承,更需要创新,这样才能更好地推陈出新不断进步。在现代社会,工匠精神更体现为人们在工作的过程中,不仅要以此为一种谋生手段,更要具备崇高的追求敬业爱业热情,持之以恒的专注精神和不断推陈出新的创新意识。这是推动中国制造业实现更强更快发展的必由之路。

1.2金属材料与热处理

金属材料与热处理是中等职业技术学校开设的机械类专业的必修基础课。该课程是从实践中发展起来的一门服务于生产加工的专业性课程。围绕课程主要让学生学习材料的性能,金属的晶体结构,掌握碳铁合金相图的相关知识,认识生产当中常用的材料号牌及用途,并选择恰当的热处理方法,改善材料性能。金属材料与热处理课程从基本知识入手,致力于丰富学生基础知识,培养学生良好的实践意识和问题解决能力。对于热处理工艺、金属结构和钢排号等知识点,不仅与本门课程相关,同时对于学生其他核心课程学习及今后的工作和生产实践都具有非常重要的奠基作用。

2将工匠精神融入金属材料与热处理课程中的重要意义

2.1我国经济转型升级的必然要求

随着“中国制造2025”国家行动纲领的颁布。当前党和国家对于制造业越来越重视,金属材料与热处理课程要从更好地提升我国在制造业的自主创新能力、优化资源利用效率、提升产品质量利用率、提升产品质量效益的角度入手,更好地推动我国向制造强国有序迈进。在金属材料与热处理过程中,必须要更好地将工匠精神有效融入,适应经济发展新常态为制造行业,输送更多优秀工匠,让他们成长为高素质、高水平、综合性人才,以更好地推动我国制造业实现快速转型升级,让我国的制造业强国梦可以稳步实现。

2.2企业对于高精尖人才的需求量不断扩大

伴随智能制造业的不断发展,当前我国制造业已经从传统的劳动密集型向技术密集型有序转变。现在国家制造业对于高精尖人才的需求量非常大,将工匠精神有效融入金属材料与热处理课程中,可以更好地为企业输送具有崇高职业追求的优秀员工,同时激发学生自身敬业乐业、精益求精的工作态度,推动学生创新意识不断发展。这样不仅更好地满足了企业的用人需求,而且可以将工匠精神与企业文化有机契合,提高学生职业道德追求,推动我国制造行业进一步向前创新创优发展。

2.3职业院校实现长远性发展的基本需求

职业教育是现代教育的重要组成部分,更是国家立德树人理念深度推进的重要切入点。但当前很多中职院校,在教学展开的过程中缺乏工匠精神的有效融入。在课程推进的过程中,多为学生提供一些理论指导,无法更好地激发学生对优秀传统文化的传承意识。这样只能让学生在职业技能方面有效发展,不能够引领学生有效转变价值观念,提升学生对学校教育体系的价值认同。将工匠精神有效融入课程教学过程中,可以更好地夯实学校理论课程的发展体系,推动职业教育整体水平再上新台阶。

2.4学生就业及长远性发展的基本需求

中职教育教学工作的落实,不仅要为学生当前的校内学习而服务,更要实现长远引领性价值,将工匠精神融入金属材料与热处理课程中,能够更好地让学生。在工作和学习实践中用心、精心、敬业、乐业,并有精益求精和不断创新的职业追求。这样,学生在毕业之后更容易从工作岗位上脱颖而出,受到企业及领导的重视。将工匠精神融入学生学习体系之中,能够为学生职业价值的体现奠定良好基础,而且可以指引学生具备良好的职业操守和向上发展意识,积极成为新时期大国工匠,学生人生理想和自身价值都能有机实现。

3工匠精神融入金属材料与热处理课程的基本对策

金属材料与热处理课程具有内容相对基础但知识结构比较枯燥的特点,将工匠精神的融入可以将工匠精神有效融入,一方面可以提升学生学习意识,激发学生学习热情。另一方面金属材料与热处理课程自身也要能够与工匠精神紧密关联,让学生在学习的过程中可以积极参与、有效理解,这样才可以使课程教学效果显著提升,学生对工匠精神的理解也能愈加全面。

3.1凸显价值引领性让学生重视金属材料与热处理课程学习

将工匠精神融入课程教学,首先需要更好地体现工匠精神对学生学习成长的引领性价值,让学生在课程学习的过程中可以明白金属材料与热处理课程的基础性,让学生不要抱着取得学分,完成任务的心态来应付式学习。教师要更好地将工匠精神中所体现出来的精心、钻研精神有效渗入,让学生在课程学习的过程中坚定积极的信念,结合具体的问题,思索课程的广泛应用性价值。尤其是在教学中,教师要传递给学生工匠精神的人文内涵,让学生从思想上重视金属材料与热处理课程的学习,在行动上将工匠精神积极践行。让学生明白课程的学习是一项系统而具体的工作,学生需要从未来工作时间入手,加深对课程的理解。从工匠精神传承层面让学生明白,任何一门学科的学习,都对学生综合能力的提升具有重要意义,这样学生在学习中才能够具备更加谨慎的态度,同时学生也能够积极将所学知识应用于实践。

3.2凸显交流互动性让学生具备严谨认真学习态度

在课堂教学落实的过程中,工匠精神学习要指引学生积极参与,教师还要坚持教学互动性原则,让学生将工匠精神内涵充分理解的同时,融合于学习过程,为学生设计多元教学活动。让学生开展有效的探究,积极的讨论,多元互动,进而使学生对课程理解更加充分,并能够让学生学习践行意识也能有效提升。譬如,教师可以在教学落实的过程中,为学生穿插一些真实案例,使学生了解在平凡岗位上工作的很多劳动模范、先进典型身上所传递出的工匠精神建立认同。学习平凡劳动者对金属材料与热处理理论进行的创新性应用。充分利用学生身上对偶像的崇拜,使学生更好地坚定课程学习信念,增强践行意识。另外,在课程学习的过程中,教师可以综合引入辩论、演讲、实践、课堂等多种模式,让学生将理论知识有效应用,并在丰富活动中形成良好的职业道德和行为规范意识。让学生通过自己的努力,积极去完成一些综合性任务,在活动的过程中加深学生对工匠精神丰富内涵的有效理解。在丰富活动中,教师与学生之间的交流可以更加密切,这样他们对工匠精神的理解也能够上升到一个更好地层面。尤其是在实训课堂上,对于一些综合性实验,教师都要让学生积极钻研,尝试应用,督促学生端正学习态度,养成良好职业习惯。从环境营造、工作处理到一些细节工作的落实,培养学生严谨认真、一丝不苟的工作精神。

3.3坚持示范引领发挥身边的榜样力量

在金属材料与热处理课程推进的过程中,教师是学生知识学习的引导者,更是学生积极超越的领路人。在对工匠精神进行渗透的过程中,教师要发挥好榜样和示范引领作用,以扎实的专业知识和娴熟的授课技巧,让学生带着兴趣走入课堂。通过教师的言传身教,使学生对工匠精神加深理解。另外教师要能够不断对工匠精神深入钻研,在工作中做到严谨认真,一丝不苟。通过多个方面对学生起到示范引领作用。以教师自身的职业担当,让学生积极学习和贯彻工匠精神。在校园活动中,教师要积极走入学生中间,发掘学生身上的一些优点,并引领其他同学有效观摩和借鉴,让学生自己成长为优秀的工人,娴熟的工匠。这样学生自身又会就会有很强的学习成就意识,并自觉在后续的学习过程中不断钻研,为学生未来进入企业奠定坚实基础。学生中间的一些模范人物,可以更好地起到榜样引领价值,潜移默化中带动更多学生改变学习态度,树立积极向上价值观念。这样,工匠精神就不仅是教师对学生的言传身教,而是内化为学生心底的学习自觉。学生对工匠精神的丰富内涵可以充分领悟。

3.4结合工匠精神制定高标准培训目标

在金属材料与热处理课程推进的过程中,教师要能够结合工匠精神的价值观念,优化培养目标体系,让学生在课程学习的过程中可以更好地对当前就业竞争压力较大的现状有效认知边,对课程学习的重要价值有效把握。首先要制定完善的人才培养计划。在金属材料与热处理课程推进的过程中,教师要能够兼顾各个层面学生的学习基础,让他们在课程学习的过程中都能有效提升,尤其是一些学习基础并不是很好的学生,要通过有效的课程引导引领学生加强课前预习,及时进行课后巩固,从日常良好学习习惯入手提升学生职业技能。同时将工匠精神有效融入,让学生可以得艺并重,全面发展。结合学生其他专业课程学习,教师也要将金属材料与热处理课程的核心内容有效渗透,让学生在对理论知识理解的同时,积极在课程实践过程中有效应用,以更好地助推学生对理论知识的丰富理解。另外,在对学生落实技能考核的过程中,不要单纯从学生的学习成绩层面来有效考核,更要结合学生学习过程、学生在实践课堂的表现以及学生团队意识养成等多个角度,评价学生的职业素养,让学生对工匠精神的时代内涵丰富理解。例如,在实践考核的过程中,要关注学生对于细节的处理是否恰当,遇到突发状况时能不能认真分析,采取积极的补救对策。在学习的过程中,对于教师呈现的视频资料、文本资料,学生是否能够认真学习,尤其是一些线上内容,学生是不是能够做到反复观看,并对一些重点知识有效理解。教师要更多的从学生当前的在校学习表现入手,评价学生是否养成了严谨认真的学习习惯。以教师的教学评价督促学生做好内省工作,找出自身不足并积极提升。这样学生以后工进入工作岗位,也能够树立严谨认真态度,对发现的问题及时补救,从而更好地推动学生专业能力提升。

3.5加强工匠精神文化建设改变学生学习心态

对工程热力学的认识范文第8篇

本文以《金属学与热处理》专业技术基础课在工程教育专业认证“能力导向”的背景下,坚持成果导向(OBE)、以学生为中心和持续改进三个基本理念,浅析课程教学应如何适应学生需求。分析了课程教学目前存在的问题,提出从课程学习目标的确定、教学内容、教学方法与手段、考核方式及成绩评定方式改革等方面入手进行教学改革。

关键词:

工程教育专业认证;金属学与热处理;教学改革

工程教育专业认证需要遵循OBE、以学生为中心以及持续改进这三个基本理念。这三个基本理念对于教学改革及专业建设的促进和引导具有积极意义、对于保障培养质量及持续提高也非常重要。OBE始终关注的4个问题依次是:每一位学生所能获取什么样的学习成果;为什么要让每位学生获取该成果;学生获取这些成果的过程中教师应当如何提供有效的帮助;学生若已获取这些成果,通过什么途径判断、知晓及反应?以学生学习为中心,突出强调的学生学习成果,是聚焦于学生“应该得到什么”。

一、课程情况及目前存在问题

《金属学与热处理》是工科本科院校材料类专业一门非常重要的学科基础课,课程由金属学原理、金属热处理工艺及金属热处理原理三个教学模块所构成,突出金属学与热处理学科“综合、交叉、系统”的特色,内容由“成分—工艺—组织—性能—应用”主线所贯穿。本课程的特点为理论抽象,专业术语较多,因此造成学生在学习过程中普遍反应出的内容繁杂、对所学知识点及知识体系不能透彻理解等问题,因而使得课堂气氛较为沉闷;另外对一些理论知识及基础知识掌握相对较好的学生,频频反映出实际应用能力较差等问题,这些问题集中表现在遇到实际工程应用问题时茫然、不知所措等。综上,课程本身表现出了“两难现象”,一难在于学生难学,另一难在于教师难教。

二、课程学习目标的确定

1.知识领域。

学习成果的表现十分丰富,“知识领域”是其中不容忽视的一项,具体表现为学生学习完成之后,能够对金属学、金属热处理工艺及金属热处理涉及的术语及相关问题有一定程度的记忆及了解、并具有对这些问题的应用能及分析能力。

2.技能领域。

“金属学与热处理”在技能领域方面尤为关注学生综合实践能力的培养,具体表现为知识运用能力、实践操作能力、方案选取能力、问题分析能力以及创新能力等,这些能力的培养需要通过实践教学环节来达成、从而提高学生的工程设计及应用能力,最终能够满足用人单位需求。

3.态度领域。

工作态度包括对工作的认真程度、责任程度和努力程度等方面,是人们对于工作所采取的行动及其评价。课程在展开过程中需要对这方面的能力进行培养。使学生具有踏实认真的工作态度,具有强烈的责任心和明确的工作目标,具有上进心并能够在今后的职场中积极进取,这些能力都是学生毕业后能否进步的要素。

三、教学内容的改革和前沿知识的补充

1.精简教学内容。

对教学内容进行加工组织,找出主线、突出重点、删减过时或不常用的内容,使其更符合教学规律,力求做到少而精;对内容按知识点归类后再进行科学的组合,合并近似的内容,使其在连贯的基础上具有系统性;如金属热处理原理部分以TTT图与CCT图这两个图为基础进行展开,并结合讲解三大冷却转变,这样就对课程内容进行了整合性并保持其联系性,使得学生在学习时更能准确把握主要知识点,并能在理解的基础上牢固掌握。

2.前沿知识补充。

目前,新材料、新工艺不断发展,对材料科学知识体系在深度、广度方面的适度拓展迫在眉睫。因此需要将新材料领域的新技术和新工艺、研究动态、应用状况等前沿知识及时融入教学内容中,使教学内容与时俱进。

四、教学方法与教学手段改革

1.采用现代教育技术。

金属学与热处理课程基础理论及原理抽象难懂,可将这些比较抽象、难于理解的内容采取多媒体教学手段,通过图片、动画、视频,具体、形象地展示给学生。例如金属学中的位错运动、结晶过程和塑性畸变过程可利用Flash制作动画,这种模拟和演示可让学生对原子的移动方式有一种直观的理解。将教具发给学生,让其体验“原子的不同堆垛方式形成不同的晶体结构”,从而达到更好的效果;组织的概念在课程中尤其难以理解,不同的材料组织不同,且组织是肉眼无法直接观察到的,板书授课无法清楚描画,因此,高质量的显微组织图片在教学中至关重要。

2.理论联系实际,强化实践教学。

金属学与热处理课程本身实践性很强,同时其基础理论丰富且经典。课程的各个知识板块间也反映出了理论和工艺、材料等方面的实际联系。为了更好地使学生理解理论知识,提高学生的实践动手能力,使学生在未来的技术工作中对影响产品质量的工艺因素、过程检测与监控方法有一个完整的了解。

3.开展讨论式课堂教学。

为充分发挥学生的主观能动性、调动学生学习的积极性,理论联系实际的内容可以组织课堂讨论使学生成为教学的主体,让他们利用所学的知识给出自己的最优方案,教师对方案进行剖析,进行关键点的讲解,同时,指出在分析拟定方案中应注意的问题。

4.师生角色互换。

角色互换这种灵活的教学方式,目前有多种方式可以实现,如较为成功的“翻转课堂”等。通过这种角色互换的方式,可以使学生学习积极性大幅度提高的同时减小师学之间的距离,最终使得教学效果事半功倍、课堂气氛由沉闷变得活跃。

五、考核方式及成绩评定方式

《金属学与热处理》内容繁杂,各章节看似相互独立,实际上前后章节知识点之间的联系紧密,经典理论及相变规律是材料加工工艺及其获得性能的理论基础,例如金属材料可采用凝固、塑性变形、热处理(多种热处理方法)等工艺获得细晶组织。针对以上特点,考核方法重在应用与综合,识记为辅,突出了工程教育认证“能力”培养的目标。

作者:刘芬霞 冯晓春 单位:兰州理工大学技术工程学院

参考文献:

对工程热力学的认识范文第9篇

认识实习是本专业学生的一门主要实践性课程。是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径,是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。

通过认识实习,使学生学习和了解发电厂、变电站、调度中心等电力系统知识,培养学生树立理论联系实际的工作作风,以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力,为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过认识实习,拓宽学生的知识面,增加感性认识,把所学知识条理化系统化,学到从书本学不到的专业知识,并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息,激发学生向实践学习和探索的积极性,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。

认识实习是与课堂教学完全不同的教学方法,在教学计划中,认识实习是课堂教学的补充,认识实习区别于课堂教学。课堂教学中,教师讲授,学生领会,而认识实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式,一方面来巩固在书本上学到的理论知识,另一方面,可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识,使学生在实践中得到提高和锻炼。

实习要求

1)需提前准备实习资料收集、整理。

2)完成实习报告一份。

实习内容

3.1 实习形式和内容

①在发电厂工作人员、工程师的亲自带领下,我们参观了发电厂的各个部门和设备仪器;了解发电厂人员如何做好日常的管理工作、电厂的发电流程、了解到了设备仪器的基本工作原理、如何对设备异常、事故进行判断和处理等

②通过分组跟班、工程师现场介绍,了解一线工作人员的工作情况;了解发电厂的一次设备和二次设备;了解了发电厂的各类监控系统;了解调度员的工作环境、使用的专业软件以及需要掌握的专业知识。

③在工程师现场介绍调度中心的设备、工作情况的时候,学生要要求作好笔记。

④将搜集学习到的相关知识与参观发电厂的实践相结合,对理论知识进行深化理解,总结收获。

⑤运用所学知识,对生产实际中存在的问题作出一定的分析,进一步提高分析问题和解决问题的能力。

3.2 实习前准备

(1)火力发电厂主要概念

火力发电厂的生产过程实质上是四个能量形态的转换过程,首先化石燃料的化学能经过燃烧转变为热能,这个过程在蒸汽锅炉或燃汽机的燃烧室内完成;再是热能转变为机械能,这个过程在蒸汽机或燃汽轮机完成;最后通过发电机将机械能转变成电能。

(2)了解发电厂的三大系统

汽水系统

对工程热力学的认识范文第10篇

关键词:课程改革 实践教学 锅炉及锅炉房设备

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(b)-0133-01

《锅炉及锅炉房设备》是建筑环境与设备工程专业的主干专业课之一。该课程系统地阐述了锅炉本体及锅炉房辅助设备的结构特点、工作原理等知识,同时对锅炉房的热力系统设计、设备布置、烟气净化等知识进行了阐述。所研究的内容是供热热源(锅炉及锅炉房设备),任务是如何安全可靠、经济有效地将燃料的化学能转化为热能,进而转换为蒸汽(或热水)的热能以满足生产、生活的需要。本课程教学目的在于使学生通过本课程的学习获得:燃料燃烧、锅炉结构、传热计算、水质处理、锅炉房工艺设计以及提高锅炉热效率和有关节能技术措施方面的基本知识和相应的热工分析计算能力,为今后从事中、小容量的供热锅炉房工艺设计、运行管理、开展以节能为中心的技术改造和科学研究打下良好的基础。

该课程涵盖了传热学、工程热力学、流体力学、泵与风机、热工仪表等多方面的理论,具有理论性和综合性强的特点。同时,《锅炉及锅炉房设备》所涉及的工业设备繁多,主要对锅炉房附属设备如给水设备、通风设备、燃料供应和排渣除尘设备、监测仪表和自动控制设备等做了详尽的介绍,因此本课程又具有实践性强的特点。本人在教学中发现,学生对理论知识认知较差,同时理论与实践结合能力差,仅仅依靠目前的教学方法,如多媒体展示教学内容、学生记笔记,很难激发学生的学习兴趣,学生的注意力很难进入到教师的课堂讲授中去,学生学习的目的只是为了应付考试,更别说学生综合运用能力的培养和实际经验的掌握。为了适应社会的需求,更好让学生更好的接受讲授的课程,对《锅炉及锅炉房设备》课程进行了以下研究和实践。

(1)更新教学内容

多年来,本专业教师参与了许多实际工程的建设和指导,积累了很多的实践经验,利用这些条件,将先进的技术成果引入到专业课教学之中,丰富了专业课的教学内容,使学生的专业技能培养与学科发展的前沿紧密结合。同时,结合目前热源工程近年来国内外发展的新技术和新动向,对教学内容上进行了一定的更新,引入将学科发展的新理论、新技术、新设备,形成学科发展的新体系,实现了教学内容与学科发展同步。并且激发学生的学习兴趣。

(2)教学录像、动画的整合

收集及整合锅炉及锅炉房设备方面的录像、动画等,重要的是,合理的穿插到课程的教学工作中。对于锅炉房的部分设备可以用动画演示,增强教学效果。在有关工艺及设备的教学工作中,通过模拟动画和工程录像对锅炉运行过程及设备进行解剖和分析,使原来黑板上难以讲解透彻的内容形象、生动的展现在学生面前。提高学生的学习兴趣和学习热情,加深学生对所学知识的理解及掌握。

(3)加强实践教学

实践性教学与理论性教学具有同等重要的地位,对于完成教学计划、落实教学大纲中的规定,确保教学质量,特别是对于配合理论性教学,培养学生分析问题和解决问题的能力,更具有特别重要的意义。组织有序的实践教学活动,不仅可以使使学生对所学的知识感到直观、易理解、印象深刻,从而得到牢固掌握,同时还可以培养学生善于实践、善于总结的能力,增强动手能力和创造的意识,使学生在知识、能力和素质上得到真正提高,因此实践性教学环节是教学改革的重点所在。重视实习环节。

本课程设认识实习、参观、和课程设计实践教学。认识实习:通过一周认识实习,使学生对热源工程有一个整体感性认识,为学好该门课程打基础。参观:在教学过程中参观1~2次,通过参观主要了解锅炉和锅炉房设备的组成和构造。认识各种设备和各类仪表。课程设计:课程设计是锅炉及锅炉房设备的重要实践教学环节,课程设计对课程的教学效果影响甚大,它不仅可以锻炼学生的实践能力,同时也可以加深学生对课堂讲授内容的理解和记忆。

锅炉及锅炉房设备课程的特点是系统性强、应用性强、实践性强。结合课程特点,在教法上注重理论与工程实际的紧密结合。我们希望正确把握好课程与教学两者的关系,为了改变传统的以教师为中心的教学结构,采用启发式或讨论式激发学生积极思维的教学方法,我们系统的收集工程实例,精心插入各教学章节中。有些工程实例的解决方法作为题目留给同学,让学生课下思考。然后,教师与学生共同分析解决问题的途径与方法。这种形式极大的调动了学生的学习积极性,激发学生的学习热情,学生表现出强烈的参与意识。在教与学的互动中,教会学生如何将学到的多学科理论知识用于解决实际的工程问题。实现了从重视知识的传授、智力的培养向重视能力培养转变;从以学习知识为主的”知识目标观”向以学习方法为主的”能力目标观”转变;从”培养知识型人才观”向”培养创新型人才观”转变。

参考文献

对工程热力学的认识范文第11篇

关键词:教学改革;实物/模型化教学;锅炉原理

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0060-02

一、“锅炉原理”课程的特点

按照我国的能源结构,未来几十年内火力发电依然是我国各类发电的主力军。锅炉是火力发电的三大主机之一,对火力发电的安全、经济运行起着至关重要的作用,同时锅炉也是应用很广泛的一种能源转换设备,是能源与动力工程及其相关专业学生毕业后从事运行、调试、改进设计、实验研究的主要对象。

“锅炉原理”是能源与动力工程专业的主要专业课程之一,[1]通过本课程的学习,学生将掌握锅炉工作的基本原理,并具有锅炉安全、经济运行的一般知识,同时获得分析工程问题以及设计、计算和实验的初步能力。“锅炉原理”课程体系包括认识实习、课内讲授、教学实验、课程设计以及毕业实习等环节。现行的教学模式课内讲授前2周认识实习,课内教学60学时,教学实验4学时,课程设计2周,毕业实习2周。

“锅炉原理”课程涉及基本原理、设备结构以及理论计算等,其突出特点是结构复杂、点多、面广,早期的教学计划课内学时数曾经达120学时,分两个学期开设,学时较为充裕。近几年培养计划的调整要求体现“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式,“锅炉原理”课程总学时数压缩到64学时,内容繁多与学时紧张的矛盾日显突出。尤其是以“抽象”“论述”为主教材编写模式,使得大部分学生由于无法看到实物而难以引起学生的注意力和兴趣,这已成为“锅炉原理”课程教学中的难点。

二、实物/模型的教学实践

大学教学论包括:教学在学校教育中的地位和作用、教学的目的任务、教学过程、教学原则、教学内容、教学方法手段、教学组织形式和教学效果的检查与评价。[2]因此对教学内容、教学方法以及组织形式的研究是大学教学论的重要内容。

从心理学的角度,学习是一种相当复杂的活动过程。[3]学习者、学习过程和学习情景是学习活动中的三要素。现阶段高校的学习主要属于知识的学习,即对知识的感知、理解、保持和应用。从人的认识发展角度来看,“实物化”教学遵循“理性认识感性认识感性实践理性认识”的过程,符合人的识记规律。谈华军[4]将模型制作引入船舶零件的教学环节,收到了较好的效果。鉴于上述原因,“锅炉原理”教学过程中应贯彻实物/模型化教学的指导思想。

1.锅炉的整体结构

锅炉设备由锅炉本体和辅助设备构成,前者包括炉膛、汽包、过热器、省煤器、空气预热器、炉墙和构架等,后者包括送风机、引风机、给水泵和煤粉制备设备等。其中,省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器等设备组成锅炉的汽水系统,而燃烧器、炉膛、烟道及空气预热器等设备组成锅炉的燃烧系统。由此可见,锅炉设备体积庞大、系统复杂、工作条件各异,运行时涉及高温蒸汽、高温火焰、高温烟气、高温空气以及固体煤粉等的流动,在生产现场很难整体把握。

对于这种复杂的系统,在教学实践中引入三维立体锅炉模型,学生可以仔细观察锅炉模型的结构特征,清晰地建立锅炉汽水系统、各个受热面的相对位置、燃烧器的布置和烟风系统等概念,全面把握锅炉的整体结构。

2.锅炉受热面的结构

受热面是工质吸收热量转变为蒸汽或热空气的主要途径,包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器。这些受热面由于其作用和布置位置不同,在结构上有很大的差异。

水冷壁的作用是将未饱和水加热到饱和汽水混合物。为了增强炉膛的气密性、增加辐射受热面积以防止管壁超温、降低金属耗量等,通常采用膜式水冷壁。图2表示内螺纹管水冷壁的结构,采用这种水冷壁是为了强化工质在管内的扰动、推迟膜态沸腾以避免管壁超温。在实际教学中发现,将这些模型引入课堂教学后,学生不仅直观认识了膜式水冷壁和内螺纹管水冷壁的结构,而且直观理解了膜式水冷壁中弯管、开孔的作用。

省煤器的作用是加热给水以减小汽包的热应力。为了适应燃用劣质燃料的要求,具有结构紧凑、金属耗量低等特点的扩展受热面省煤器在新机组锅炉制造或旧锅炉改造中逐渐应用。图3为螺旋鳍片省煤器的结构示意图,这种省煤器增加了传热面积和传热系数,提高了结构的紧凑性。但是绕制过程在内圆弧会形成等距的波纹皱褶。当气流沿鳍片流动时,螺旋角引导气流改变方向,这样在省煤器管子根部烟气局部烟速剧增,且气流冲刷后在波纹皱褶突出位置磨损加剧,形成坑点甚至泄露。可以设想,如果没有这种省煤器的实物结构,学生很难理解由于烟气流动方向改变所引起的烟气流动方向的改变、磨损等问题。

空气预热器的作用则是加热空气以强化燃料着火和燃烧。回转式空气预热器由于结构紧凑、受热面布置简化、腐蚀的危险性小等特点在大型锅炉中得到了广泛应用。但是,由于其结构复杂,在讲授这种空气预热器工作原理时遇到很多问题,比如烟气的走向、空气的流程等。在教学过程中,通过空气预热器的实物结构),充分展示回转式空气预热器的换热过程,使得学生对该受热面两种介质之间的相对位置、相互关系一目了然。

3.锅炉炉膛的结渣

燃料是锅炉输入能量的载体,输入锅炉的燃料形态包括气、液、固态等。现在的学生仅有煤种的抽象概念,几乎没有烟煤、无烟煤、褐煤以及劣质燃料煤矸石的直观认识。另外,对于在炉膛内燃烧的高温状态下,工况异常时熔融或半熔融状态的灰分会在管子表面结渣的现象无法想象。对于“自恶化”的结渣会造成表面温度升高、结渣层增厚,甚至形成很大的焦块,进而对锅炉安全和经济运行的影响更无法理解。

为了解决在教学中遇到的问题,在教学中引入从现场收集的烟煤、无烟煤、褐煤以及煤矸石等实物样品,飞灰、灰渣以及燃烧异常时的结焦块、结渣块,图5为煤粉炉和循环流化床锅炉结焦的实物。通过直接观察,学生对难以用语言描述的锅炉炉膛的结渣产生了直观、深刻的印象。同时,通过该环节还可以形象地告诉学生,在从事锅炉运行工作的过程中避免锅炉结渣的必要性和重要性。

4.高温腐蚀

高温腐蚀是发生在高温受热面烟气侧金属管壁的腐蚀现象,会使受热面管壁变薄,强度降低,寿命缩短,严重时将造成爆管事故,甚至被迫停炉。在教学过程中,通过实物展示高温腐蚀对管壁造成的危害(见图6),一方面可以对高温腐蚀后果产生直接的感受,另一方面可以强化学生安全运行的意识。

三、实物/模型的教学效果

因为人类认识事物,直接的观察对象是最快速的一种方式,通过符号图形描述认识事物的过程就比较复杂,而借助于文字则效率最低。实物、模型等辅助教学手段多用于中学阶段的教学过程,如姜宇[5]在生物教学中引入直观教具,帮助学生很好地完成从形象到抽象的过程;乔萌[6]则在立体几何的教学中引入实物教具有力地培养了学生的空间想象能力,解决了空间思维上的学习障碍。

随着大学教学方式的改变,人们往往忽略了高等教育中实物/模型化教学手段的作用。笔者在“锅炉原理”教学过程中认识到,尽管现在多媒体教学是一种重要的手段,但是实物和模型的作用仍是不可替代的。首先,对于预定的学习目标需要考虑是否需要使用实物和模型,使用哪种或哪几种实物和模型。其次,不同实物/模型储存信息的直观程度不同。作为教师,应该在了解各种实物/模型的特征和作用的前提下,决定使用哪些实物和模型,并注意实物和模型的互补优势,不能用现代化教学媒体完全取代传统实物和模型。例如在讲授锅炉结构时,通常先展示各个部件的实物,使得学生具有具体和真实的印象,然后采用放大的立体模型演示其结构布局,让学生全面把握锅炉的整体结构。通过将实物/模型引入到“锅炉原理”课程教学,将融知识性和趣味性于一体,对于学生视觉的刺激要强烈得多。学生们看见实物后印象较深,能丰富学生的感性知识,而通过模型的观察,可以有效地培养学生的空间想象力、观察能力和思维能力,对大型设备的整体把握比较完整,比文字、图片以及视频的效果都要好。这种教学方式激发了学生学习专业知识的热情,巩固和加深了对“锅炉原理”知识的理解。对太原理工大学已经毕业的热能与动力工程专业2008级和2009级学生进行追踪调查发现,“锅炉原理”采用的实物/模型化教学为他们快速适应工作岗位奠定了良好的基础。热能与动力工程专业即将毕业的2010级学生有的继续攻读硕士学位,有的将奔赴自已的工作岗位。调查分析发现,无论是研究生复试还是就业面试,学生由于得益于实物/模型教学方法,对锅炉相关知识的考题从容自如,安之若素。

四、结束语

“锅炉原理”作为热能与动力工程专业的传统专业课,在新的条件下,除了要赋予新的内容外,还有必要在教学方式上进行改进,只有这样学生才能更好地掌握课程规定的内容,并很快转化到生产实践中。实践证明,在“锅炉原理”教学过程中将实物/模型与引入教学相结合的方法,简单易行,效果显著。

参考文献:

[1]丁立新.电厂锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2012.

[2]王殿璋.大学教学论[M].北京:北京师范大学出版社,1991.

[3]吴育桂.心理科学概论[M].北京:北京师范大学出版社,1991.

[4]谈华军.浅谈模型制作在实践教学中的作用[J].广东科技,

2011,(22):27.

[5]姜宇.浅谈直观教具在生物教学中的使用[J].职业教育,2011,

对工程热力学的认识范文第12篇

热能与动力工程专业成立于1982年。专业成立后,当时正值经济大发展,国家能源短缺,企业各用能设备的能源利用率又相当的低,当时的专业又归属于用能大户的冶金行业,所以专业名称定为“工业炉与热能利用”。专业方向(培养目标)三个方面:工业炉窑设计、工业节能技术、企业能源管理,专业方向符合当时企业的需求,毕业生颇受企业的欢迎。随着我国经济改革逐步深化,从计划经济转向市场经济,企业的体制和结构发生了很大的变化,企业和社会对人才的需求也发生了变化,由此伴随着市场经济而来的重大改革对整个工科专业实习实践教学工作也带来了巨大的影响。2000年,原三所高等专科学校合并成上海应用技术学院,由原来的专科变为以办本科为主的院校,热能专业针对本科的申报,围绕如何办出自己的特色,如何办出应用技术的方向进行了多次调研。针对上海这个特大城市与企业能源利用特点,其能源消耗主要在于工厂企业、建筑用能和交通用能三个方面,而且上海是国际性大都市,清洁能源的研究使用和新能源的研究开发与利用,显得更为重要。与此同时根据自身条件并以社会、企业对人才的需求状况为导向,我院于2006年申报的“热能与动力工程”本科专业方向(培养目标)涉及了三个方面:企业热工与节能技术、建筑节能和新能源利用。在此基础上,上海应用技术学院热能与动力工程专业在2007年招收了第一届本科学生。由于在此之前面向的都是专科生,现在要面向本科生,除了在课程建设体系上要能够满足本科生的培养目标要求以外,其中教学环节的重要一环———实践教学尤其需要适应新形势下的特点。以前在徐汇校区的时候,热能专业的实习实践基本上都是依托宝钢的下属企业进行的,具有很大的便利性,学生能够结合课堂上所学的专业知识,有针对性的随时到企业中对照着现场生产工艺设备进行实习,这对于学生理论联系实际学习有积极的推动作用。而从2007级学生开始就在奉贤校区学习,这样就给专业实习实践带来了一定的困难,包括由于有限的实习经费和实习企业的重新定位,这就需要面对新的情况及时调整我们实习的方向,建立相对长期而稳定的实习实践基地,真正做到实习实践不能走过场,要让学生见识生产工艺实践及其设备。

2新形势下热能专业实习实践的开拓与创新

近年来,随着企业工艺和设备的升级换代更新,引进了大量国外先进的技术工艺与设备,在市场竞争日益激烈的情况下,企业对先进工艺设备的保密性也愈加重视;再加上学生进入实习现场难免会影响正常的生产秩序,企业出于对安全生产责任心的加大,这些都对大学生的实习实践带来了诸多困难,也给新形势下学生的专业实习带来了严峻的挑战。

教学质量是学校的生命线,而实践教学效果更是工科院校满足市场需求的立脚点。通过对奉贤校区周边企业性质的调研并加以努力,找到了与热能专业有针对性的一些企业作为热能专业的实习基地。如以热电生产服务于星火工业区的上海申能星火热电有限公司有着众多与热能有关的生产工艺与设备;在上海博缘燃烧设备有限公司,学生可以结合热风炉和换热器的生产现场,通过详细了解其内部结构,加深了对热风炉和换热器原理的认识;在上海鑫辉工业炉设备制造公司,学生可以直接了解在实际生产现场所不能看清的高温工业炉的内部结构;在上海浦城热电能源有限公司,学生们对于城市垃圾焚烧发电的综合利用有着尤为感性的认识,对于城市垃圾从不同角度的处置和利用有了新的认识,等等。学生在这些企业的现场学习能够与学校课堂的教学紧密结合起来,为今后专业知识教学的深化打下了一个实践基础。以这样多种类型的企业进行校企合作专业方向实习实践的模式,是一种以市场和社会今后的需求为导向的运行机制,也是学校和企业双方共同参与应用型人才的培养过程。采用课堂教学与学生今后参与实际工作有机的结合,来培养适合今后不同用人单位需要的应用型人才的教学模式,实践教学是尤为重要的环节。

3热能专业实习实践的深化与改革

在建立了一系列的专业实习基地后,专业教师深刻认识到实习实践教学对专业人才培养所起的作用,充分肯定实习实践在整个教学工作中的重要地位,这样才能提高创新人才的培养质量。因此,在专业教学中始终能够营造出一个良好的重视实习实践教学的氛围,使我们的办学理念和办学思想能够得以适应形势的发展而改变,由此而按照热能专业人才培养的要求积极组织和实施各项实习实践教学工作。按照实践教学体系的总体要求,根据专业方向和培养模式,制定校外实习基地的建设规划,选择好对应的企业,建立形成一批稳定而有效的实习基地,进一步探索应用型创新人才的培养模式。

在实习实践的方式上,我们突破了以往传统的模式,进行了形式与内容上的深化与改革。主要采取了灵活的集中与分组实习相结合的方法。对于一些总体宏观概貌性的工艺设备方面的实习,实行集中的方式,以便于企业对学生的集中管理和指导,学生也能在教学大纲的要求下,有针对性的学习专业实践知识。对于已经进入专业课程学习的学生,则侧重对应相应的课程内容进行实践中的动手能力与热工测定为主。针对热能专业经常涉及到的锅炉,采取对学生分组进行热效率测定,这样可以使每个学生通过测定方案的制定,都有亲自动手的机会。先通过课堂讲解锅炉热效率测定的方法、熟悉所用的相应仪器、需要测定的参数以及测定以后对参数如何进行整理分析和计算,同时还让学生了解在不同的场合下如何进行正平衡或反平衡测定,以此分析锅炉存在的节能潜力和节能途径。通过这样的实践活动,能使学生将课堂上学到的理论知识在实践中进行应用,有了更深的感性认识,弥补了集中实习走马观花似的不足,也使实习实践成为专业学习的重要一环。另一方面,我们认识到教师的工程实践能力如何,直接决定着学生的工程实践能力,教师指导工作的好坏直接关系到实习效果的优劣,因此提高专业教师实践教学能力势在必行,这也是实习工作的关键点。针对近年来新引进的年轻专业教师缺乏企业一线工作的经历,通过与老教师的组合带队实习、到企业挂职锻炼实践、在科研项目的实践中得到提高这些方式来提高工程实践经验,并反馈于学生的实习实践,互为促进,以此不断提高实习实践的质量,反过来又可以在课堂教学中援引工程实例阐述专业基本理论和原理,用工程中的实际问题来充实课程的教学内容,理论联系实际,明显地体现了工科教师的特性,提高了课堂教学效果。

4结语

对工程热力学的认识范文第13篇

关键词 卓越计划 化工热力学 教学改革

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.01.059

近年来,我国参照有关《华盛顿协议》成员国的做法,开展了面向我国本科教育专业进行工程教育专业认证工作。“卓越工程师教育培养计划”旨在全面提高我国工程人才培养质量,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高素质各类型工程技术人才。我校的化学工艺专业于1998年获原化工部高等学校重点学科,同年获得硕士学位授予权。2004获湖北省教育厅“有突出成就创新学科”,2006年为湖北省第四批立项建设的拟增列二级学科博士学位点。化工热力学课程在化工类人才培养中起着承前启后的作用,是基础课和专业课之间不可缺少的“桥梁与纽带”。同时,化工热力学又是应用性很强的课程,它的内容是后续分离工程、化学反应工程等课程的重要基础,其核心任务在于培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生将热力学基本原理应用于化工技术领域能力的目的。为更好地推进“卓越工程师教育培养计划”,仅仅将书本中的知识讲解给学生是远远不够的。化工热力学课程教学改革需要在激发学生兴趣的基础上将理论知识和实际运用结合,公式概念和现代化设计软件结合,根据自己学校本身化工专业的特色和优势,开展相应的化工热力学教学工作。本课题将以我校化工与制药学院化学工程与工艺专业的本科生为研究对象,围绕我校化工专业认证与卓越工程师培养背景下化工热力学课程教学中贯彻工程实践能力培养的教学方法改革与实践,提出一些建议和思考。

1 加强师资队伍建设,提升整体素质

事业要发展,关键在人才,基础在教育。基础教学工作需要强大的师资力量作为后盾,只有完善的教学系统,才能定制出一套帮助学生学习的好方法。化工热力学是化学工程的基础学科,具有很强的理论性和应用性,书中有大量的公式和定律,不乏较多的难点,这些对教师如何很好地提升教学效果,让学生听得懂,用得到,有很大的挑战。目前,学院一些教师对书本上的理论知识熟悉,但工程经验以及理论教学和实际运用之间的相互转换相对薄弱,这让学生在学习的过程中或因理论知识过于枯燥而影响学习积极性,这不仅阻碍了教学效果,也不利于适应经济社会发展需要的高质量人才的培养。针对这些问题,学校应该采取措施,建设一支以“卓越计划”为根本的高水平的师资队伍。(1)注重优秀教师的引进,优先聘请既有化工生产实践经历,又懂得化工热力学基础教学的优秀老师;(2)学院要加大校企合作力度,让老师有更多的机会深入实践,在实践中切实感受理论与实际生产之间的差别和联系,在以后的教学工作中能更好、更全面地将化工热力学中的理论知识与工程实践结合起来。(3)教师之间定期开展教学工作会议,反馈近期教学中遇到的问题,对那些教学过程中学生普遍存在的疑问和教学难点要集中讨论,给出解决方案,动态教学提升教学质量。(4)学校应与其他院校建立学科教学网络,共享教学成果与心得,从中汲取好的教学方法和新的教学思维,提升学科的教学质量。

2 优化课本内容,重视化工热力学课程学习的应用性

“理论与实际结合,原理与应用并重”应该是化工热力学教学内容的优先考虑条件。化工专业认证和卓越工程师培养背景下化工热力学课程的教学应该旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,课程的教学既要有专业性,又要有社会实用性。对于化工热力学书本内容上的教学提出以下几点建议。(1)根据专业认证与卓越工程师培养的要求,根据学校教学计划的调整,课时的缩减,重构符合工程认证与卓越工程师培养计划的化工热力学课程教学内容体系;(2)根据化工热力学基本概念多、公式多、推导多,难点多的特点,重视化工热力学学习内容的联系性,例如从流体的P-V-T关系及热力学性质出发,到流体的相平衡和化学反应平衡,最后与传质、分离,反应工程相联系,将基础内容联系起来,对于复杂问题的解决很有帮助;(3)提出“从生活中来到生产中去”教改思路,启发学生在日常生活中用热力学的原理去分析问题。比如冰箱的工作原理与空调是否相同?打开冰箱门能起到降温的效果吗?通过这些生活例子引入讲解制冷循环与热泵循环的原理,可以使学生的理解和掌握这类循环的应用;(4)收集化工生产中化工热力学的应用实例,在教学中注意与工程实践相结合,以生动的例子来讲解热力学原理的应用。如“液化气成分的选择”、“以压缩天然气为燃料的出租车的里程问题”以及“低温热管降服青藏铁路冻土‘多动症’”、“化工热力学与遏制全球变暖的关系”等科学前沿成果等这些与教材和生活紧密结合的化工生产实例都可以运用到化工热力学的教学中。

3 加强现代化软件的应用

当前,计算机技术已经广泛应用到化工科研,设计和生产等各个领域,大部分工程设计和实验研究都需要借助强大的化工软件。热力学性质计算和化工过程模拟分析都可以借助化工软件来实现。在化工热力学课程教学的过程中,应该加强现代化软件的应用,将专业知识和计算机软件应用相结合,让学生能运用已学的现代化化工软件来解决课本和生活中的实际问题,模拟和分析简单的化工过程。对于流体P-V-T的教学时,可以引入Math-ematica软件求解立方型状态方程的根,也可以采用Newton-Raphson迭代法数值求解。讲解相平衡时,将工程上常用的Aspen Plus软件引入到气液相平衡计算中,模拟精馏分离甲醇-水混合物的过程。对于数据计算类,包括实验数据处理、物料衡算、能量衡算、精馏塔设计计算和经济评价等,可以运用Matlab,Visual Basic等常用软件。现代化工软件的学习不仅可以培养学生的学习兴趣提升综合实力,也为后续的化工分离工程等学科的学习打下基础,增强了工程意识,适应了化工专业认证与卓越工程师培养的要求。

4 将教学与本校专业特色建设相结合

学校专业特色建设是提高办学质量的关键所在。近十多年来,高校超常发展带来一个负面化问题是同质化严重,学校特色淡化。我校的特色学科化学工程与技术为地区经济提供了巨大的帮助,是中南地区唯一培养化工矿山相关专业人才的本科院校,在磷资源开发利用方面,学术水平居于全国领先地位。湖北省磷化工中心就设在学校。除了在磷资源开发方面,石油炼制,精细化工等都是学校的特色专业。学校在化工方面有自己的特色和发展,化工热力学也是大化工方向的基础课程,可以将本课程的学习与学校化工特色专业相结合,这样既有先进的思想做指导又可以为我校特色专业的发展培育人才,为国家走新型工业化发展道路,建设创新型国家和人才强国战略服务,符合卓业工程师教育培养计划的初衷。学校的超临界流体萃取新技术可以运用化工热力学中的气液平衡和气固平衡来解释,书本上所介绍的直接式热泵精馏、间接式热泵精馏、闪蒸再沸式热泵精馏、蒸汽喷气式热泵精馏和吸收式热泵精馏过程,如果是仅仅依赖教师课堂上的讲授,学生只能简单地了解这些技术,讲到这些技术时可以将学生带到学校的精细化工中试车间,让学生直观地感受这些工程技术,然后辅助热力学上的知识讲解,可以让学生更好地掌握这些知识。利用学校化工特色专业现有的资源,开展更多这样生产实践活动,对化工热力学的教学工作有很大帮助。

5 结语

针对化工热力学课程的教学,国内许多高等学校都进行了一些富有意义的探索,如开展化工热力学精品课程建设、双语教学研究等方面的尝试。但迄今为止,基于化学工艺专业认证背景,结合卓越工程师培养的化工热力学课程工程实践教学的探讨,还亟需更多研究。大化工依然是有前景的有生命力的工程技术和制造行业,化工热力学课程的教学需要更为科学、深度的改革。始终本着以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量为目的,深化对化工热力学课程教学的改革。

*通讯作者:金士威

武汉工程大学教学研究项目(X2013010)资助

参考文献

[1] 张春桃,王海蓉.基于“卓越工程师”培养目标的化工原理精品课程改革探索与实践[J].化工高等教育,2012(6):15-17.

[2] 杨文玲,于奕峰.基于卓越工程师培养的化工热力学教学改革探讨[J].化工高等教育,2012(4):26-30.

[3] 刘英杰,杨基和,徐淑玲.基于卓越工程师的化工工程设计课程改革及实践[J].化工高等教育,2014(2):52-55.

[4] 董华青,阮慧敏,刘华彦.地方院校卓越工程师培训方案的构建与实践[J].浙江工业大学学报,2013.12(1):93-98.

对工程热力学的认识范文第14篇

2009年 4 月 26 日

一、实习目的:

建筑环境与设备工程专业认知实习,是重要的实践教学环节,通过认识实习可以使学生对本专业从事的领域和业务,本专业的工程情况建立一定的感性认识,使同学们明确自己的专业范围,了解专业一些简单的设计、施工、维护管理、调试等方面的知识。为以后的专业学习打下必要的基础。

二、实习内容:

1、气源部分

熟悉天然气锅炉的构造、工作原理、主要参数;熟悉天然气锅炉的工艺流程及设备、发生站流程及设备;

地点:**区**总公司地下供暖系统

时间:2009年4月24日

天气虽然恶劣,风力很大,但是我们对知识的渴求丝毫不减,在指导老师的带领行下,我们一行来到**公司。在实习过程中。我抱着虚心的态度,积极地记下并了解各种设备的结构,及时向老师请教自己不理解的疑问,去总结我们认识上许多错误的认识。 由于在观摩之前我查阅了相关资料,所以对于老师的讲解较为理解,对我**地下天然气锅炉房的供暖原理,我有较清楚的认识。

天然气锅炉由三部分组成:燃烧设备、换热设备、自动控制和安全保护装置。燃烧设备主要是由燃气燃烧器、点火装置、燃烧室、送风与排烟系统组成。

目前国内锅炉的内部换热设备有两种,一种是采用套管换热器,也就是生活热水套在采暖换热器内,直接由火来加热;另一种结构形式是生活热水采用间接加热,即通过板式换热器来换热。自动控制及安全保护装置主要有风压开关、流量开关、熄火保护、缺水保护、过热保护、温度传感器和控制器等组成。燃气壁挂锅炉的工作可以简单看成由两个过程组成:一个是燃烧过程,就是将燃料与空气混合着火燃烧释放出化学反应热的过程;另外一个是传热过程,就是指把燃料燃烧释放的化学反应热通过受热面传递给水的过程。

当燃气供给阀打开,按下启动按钮,燃气壁挂锅炉将自动完成整个燃烧和换热过程。首先是风机启动,风压开关工作,空气进入进行20秒的前吹扫,然后燃气电磁阀打开,燃气进入燃气燃烧器,同时点火变压器开始工作,将220V电压变成6000V以上高电压,两个点火电极彼此放电(若一个电极则是对地放电)形成电弧把燃气引燃,熄火保护装置执行保护工作监视燃烧室火焰状况。燃气在燃烧室中燃烧, 把换热器中的锅水加热,锅水温度升高用于供暖或将生活热水加热, 水把燃气燃烧形成的化学反应热进行有效吸收,完成热量的传递过程。

2、输配部分

熟悉城市管网的布置特点、压力级制和各种构筑物(门站或储配站、区域调压站)的工艺流程、工作原理及站内主要设备。熟悉液化石油气储配站的布置、工艺流程及运行原理。

对工程热力学的认识范文第15篇

教学内容改革是教学改革最核心、最基本的问题。教学内容主要由热力学第一定律、热力学第二定律熵分析法和分析、新的能量系统分析评价方法介绍组成。其中,根据教学目的与任务有效组织教学内容,要与基础课程工程热力学第一定律、第二定律知识点的学习有机结合,既避免教学内容的简单重复,又要使学生通过本课程的学习对第一定律、第二定律有更为深刻的认知,并使学生能够利用两个热力学基本定律熟练进行能量系统分析与评价、以及高效学习和应用新的分析、评价与优化方法。

1.热力学第一定律

热力学第一定律是工程热力学教学内容的重点,主要讲授闭口系统与稳流开口系的热力学第一定律能量方程式的表达式及应用。在本课程中,进一步强调热力学第一定律的一般表达式即:“进入系统的能量-离开系统的能量=系统总储存能的变化”的正确灵活应用,重点介绍如何分析、列出非稳态充、放气热力过程的能量方程式,帮助学生进一步增强利用第一定律进行能量分析的能力。同时,通过对节流、自由膨胀、混合、换热、可逆定温放热压缩等热力过程分析来帮助同学们对第一定律的局限性有更为深入的理解。

2.热力学第二定律熵分析法

热力学第二定律是工程热力学教学内容的重点与难点,主要讲授热力学第二定律的数学表达式,具体包括:卡诺循环+卡诺定理、克劳修斯积分不等式、闭口系及开口系统熵方程、孤立系统熵增原理。在本课程中,考虑到判断一个热力循环是否可行、可逆的数学判据容易理解而且是热力过程的特例,故重点讲述闭口系及开口系熵方程、孤立系统熵增原理。在该部分从以下四个方面进行介绍:对于状态参数熵的辨析:辨析熵是状态参数与过程无关,强调判断一个热力过程能否进行、可逆的参量不是过程熵变而是过程熵产,引出后面由熵方程及孤立系统熵增原理计算过程熵产的知识点;重点讲授熵方程的一般表达式,即:“进入系统的熵-离开系统的熵+过程熵产=系统熵变化”,通过典型例题帮助同学能够利用熵方程列出闭口及开口系熵方程,并求取过程熵产;重点解析孤立系统熵增原理的实质及解题特点,并通过典型例题帮助学生认识到孤立系统熵增原理与熵方程的一致性:孤立系统熵增即熵方程中的熵产;作功能力损失方面除了介绍计算公式、通过计算热力过程熵产及作功能力损失,还着重结合对节流、自由膨胀、混合、换热、可逆定温放热压缩等具体热力过程分析让学生体会第一定律与第二定律之间的联系及第二定律的独有贡献。

3.热力学第二定律分析法

由于学时有限并且概念抽象难以理解,分析法在工程热力学中属于选讲内容,即便讲授,也多是简要介绍。本课程中,分析法是授课重点,从以下四个方面进行讲授:第一,概念及计算公式,包括机械、热量(冷量)、内能、焓和化学。第二,重点讲授方程的一般表达式“进入系统的-离开系统的-过程损=系统变化”,通过典型例题帮助同学能够利用方程列出闭口及开口系方程,并求取过程损。同时,在分析典型例题时,引导学生同时用熵分析法来计算过程的作功能力损失,让学生自觉地认识到分析法中所得到的损失即熵分析法中计算的作功能力损失、体会两种分析法的一致性及分析法的优势。第三,效率、损系数的概念及公式,以及在典型热力设备、过程及热力循环中的计算。第四,针对本学科领域典型的火力发电装置、燃气轮机发电装置和低温制冷装置、LNG液化装置、天然气净化装置、油田联合站等,设置工程背景很强的案例,教师与同学们一起分析循环装置及各组成设备的效率、损失及损系数等,让同学们认识到分析法在进行系统能量分析时的重要性及提高利用该方法解决实际工程问题的能力。

4.新发展起来的能量系统分析与优化方法

介绍能级分析法、经济学、夹点技术、全生命周期分析法、能值理论等新发展起来的能量系统分析与优化方法的基本理论及应用,鼓励学生查阅相关文献获取更多知识。这部分内容与留给学生的学习报告紧密相关,将在下文介绍。目前还没有适合于本专业本科教学的系统节能方面的教材,本课程教学内容主要参考自沈维道等主编《工程热力学》、朱明善等编著《工程热力学》、傅秦生编著《能量系统的热力学分析方法》和冯霄编著《化工节能原理与技术》、何雅玲主编《工程热力学精要分析典型题解》等教材及专著,结合教学团队多年来收集整理的工程案例编写成讲义供教师及学生使用。

二、教学方式改革

教学中的主体是学生,调动学生学习主动性,提高其学习兴趣和学习效果是教学方式改革的目的。学生们对于国际上最新的、与未来工作紧密相关及实用性强的知识以及确实能提高自身素质与能力的教学环节更感兴趣。

1.采用多媒体与板书有机结合的教学模式

充分利用多媒体教学信息量大,图像、视频生动形象的特点,同时结合传统板书讲解复杂推导更容易被学生掌握的优点以提升教学效果。这种授课方式既可以增大授课信息量、有效吸引学生注意力,同时又能使学生通过与老师一起板书推导对所学重点、难点有更为深刻的认知。

2.提高课堂教学吸引力

通过针对每一个重要概念及知识点设计的系列典型例题、思考题吸引学生注意力,激发学生学习兴趣,引导其积极参与到教学中来。而且教学团队经过多年的教学和科研积累,收集并提炼出与石化工程紧密关联的工程案例,通过案例的讨论和分析,增强学生学习理论知识的兴趣,提升课堂教学的互动效果,增强学生运用理论知识分析并解决工程实际问题的能力。

3.布置作业形式灵活多样

对于重要的基本概念,以读书笔记的作业形式激发学生学习兴趣。本课程涉及众多抽象概念和公式,追溯热量、温度、熵、热力学第二定律、等重要基本概念的由来、发展历程,可使学生在搜集资料的过程中对这些概念有一个直接的感性认知,同时也有助于学生认识到这些知识在本学科发展中的重要作用。要求学生组成2~3人的学习小组,除常规课下作业外,课上作业以小组为单位完成。课上作业为教师针对每次课的重点和难点内容设计的多为填空、选择和问答形式的练习题,课前打印好分发给每个学习小组。在讲课过程中,留出适合时间让学生及时完成。教学实践表明课上作业非常利于学生把握住和消化吸收重难点知识,且能提高学生学习的注意力,达到良好的教学效果。

三、课程考核方式的教学改革