如何提高《材料热力学》的教学效果.docx

第 1 1页共 6 6页如何提高材料热力学的教学效果如何提高材料热力学的教学效果摘要：材料热力学是一门概念多、公式多以及内容抽象的理论课程。为了提高材料热力学的教学效果，老师尝试调整教学内容，使教学内容达到理论和实践相结合，改进教学方法和考核方式，提高学生的学习主动性、主动性和参加度，培育学生敏捷运用学问的实力。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 文献标记码：A？摇文章编号：1674-9324（2022）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，学生能够驾驭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探讨。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，学生系统驾驭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究，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。由于学生在第 2 2页共 6 6页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洁地推导，使同学驾驭基本原理的来龙去脉，而对于其他的定理和公式，我一般简洁分析一下它们的内涵和适用范围，不做具体的推导。我把热力学原理在材料科学中的应用作为我的讲课重点。我运用江伯鸿编写的材料热力学这本教材中有许多例题，但是我重点选择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肯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改变计算以说明热力学其次定律在推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：在教学过程中老师必需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，激发学生的学习爱好。我们学院的一些学生担当本校激光探讨所钛基激光熔覆层方面的高校生创新项目，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耀下会在钛基体中形成 TiB 和 TiC 增加相。我第 3 3页共 6 6页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/铜基复合涂层时要运用表面预镀铜的碳纤维为原料。我还常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运用这部分内容引入到渗透压的教学内容中，说明如何依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供应依据。3.增加试验教学的内容。试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。以试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、探究未知、发展科学，更为重要的是在试验中能够培育学生务实求真的科学看法。我运用江伯鸿编写的材料热力学这本教材中没有试验教学方面的内容，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”等试验内容。材料热力学的试验教学应达到以下目标：帮助学生驾驭材料热力学的基本原理；让学生初步了解科学探讨的方法；培育学生自主解决问题的实力。因此在试验教学过程中，强调试验课前的预习，要求学生依据试验指导书写出预第 4 4页共 6 6页习报告；试验过程中的检查学生操作状况，要求学生独立操作，照实记录试验数据；老师课后批阅试验报告，激励学生在试验过程中发觉问题、提出问题和解决问题。二、改进教学方法1.探讨式教学。我会结合刚讲授过材料热力学学问，设计一些与科研和工程亲密相关的问题，让学生以小组的形式相互探讨共同完成。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，最终老师点评和总结，以培育学生自主解决问题实力。2.多媒体教学。笔者在讲授材料热力学时，通常采纳板书的形式，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楚地呈现出来，让同学们能清晰地了解老师的解题思路。采纳多媒体教学能供应形象、生动、直观的画面和视频，增加信息量，节约老师板书和画图的时间，提高讲课效率，我曾经尝试过运用多媒体来展示解题过程，但效果并不志向。近年来，我倾向于以板书为主，多媒体为辅的教学方法。我一般将课堂要讲解并描述的主干内容用板书简洁、扼要、清楚地列在黑板上，使同学跟上老师的讲课思路，对于一些抽象难懂的概念，我常常找一些图片和视频，使讲授的学问更直观、形象和生动。三、改进考试方法考试是学问水平的鉴定方法，高校阶段的考试成果与学生评第 5 5页共 6 6页优、毕业甚至就业干脆相关，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纳开卷考试的考核方式，在试题的设计上，避开出一些填空和名词说明等一些死记硬背的题目，而出一些推断题和选择题等敏捷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详细问题相关联的，必需驾驭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，变更学生在应试教化下形成的学习方式，明确学习目的，提高自身运用学问解决实际问题的实力，养成独立思索的习惯。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实力的培育J.天津理工学院学报，2000，16（6）：90-91.2刘鸿，肖立川.工程热力学课程教学方法探讨J.江苏工业学院学报，2022，8（3）：103-105.3胡珍宝，朱志昂.物理化学教学方法改革初探J.湖北师范学院学报，2000，20（2）：87-88.4郭平生，唐贤健.热力学教学内容革新的思索J.广西物理，2022，29（4）：51-54.5吴如春.提高化工热力学教学质量的新尝试J.广西民族高校学报，2022，14（3）：95-96.第 6 6页共 6 6页6张开仕.应用化学专业物理化学教学改革与实践J.教学探讨，2022，28（6）：541-544.7何宏舟，邹峥，丁小映.提高“工程热力学”课程教学质量的方法探讨J.集美高校学报，2002，（3）：88-92.8李敏，李湛.工程热力学与传热学多媒体应用分析J.理工高教探讨，2004，23（1）：101-102.基金项目：上海工程技术高校材料热力学课程建设