摘 要：本文在教學(xué)過程中探討了如何提高化工熱力學(xué)質(zhì)量。著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行論述：理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；通過化工熱力學(xué)軟件的操作，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力；通過改進(jìn)教學(xué)方法的改進(jìn)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：化工熱力學(xué) 教學(xué) 課程質(zhì)量

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0213-01

化工熱力學(xué)是是化學(xué)工程一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是工程與工藝等各類化工專業(yè)的必修課程。該課程把熱力學(xué)的基本原理應(yīng)用于化工技術(shù)領(lǐng)域，結(jié)合表征實(shí)際體系特性的狀態(tài)方程、活動系數(shù)模型進(jìn)行各種熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算。由于該課程相對于其他課程而言理論性強(qiáng)，概念多、公式多，學(xué)生往往覺得抽象不易掌握。大篇幅的公式推導(dǎo)也讓學(xué)生望而生畏[1-2]。

如何引導(dǎo)學(xué)生掌握本課程的基本原理、應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)技能，了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，也是本課程教學(xué)必須回答的問題。本文試從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，以期提高化工熱力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

1 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

對日常生活中一些常見的現(xiàn)象用專業(yè)的化工熱力學(xué)知識給予科學(xué)的解釋。這樣可以使學(xué)生感受到該課程對生活實(shí)踐的指導(dǎo)意義，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，達(dá)到既掌握了化工熱力學(xué)的知識又培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題能力的目的。

例如：冰箱的工作原理與空調(diào)是否相同？夏天打開冰箱門是否能當(dāng)空調(diào)？空調(diào)與取暖器哪個(gè)更省電？將冰箱和空調(diào)的工作原理與第六章的制冷循環(huán)相聯(lián)系。為何從天然植物中提取香精、色素等有效成分常用超臨界萃取技術(shù)？萃取劑為何常選CO2？在第二章PVT關(guān)系的應(yīng)用當(dāng)中著重介紹了超臨界萃取技術(shù)以及萃取劑的選擇[3-4]。在講到相關(guān)的理論知識時(shí)，適時(shí)的把這些學(xué)生感興趣的問題穿插進(jìn)來，使理論知識不再那么枯燥。

比如說在講第六章熵增原理的時(shí)候，可以做適度的延伸，將熵增原理與宇宙的變化過程聯(lián)系起來?；艚餥5]在《時(shí)間的方向》這一報(bào)告中，提出了熱力學(xué)時(shí)間箭頭、時(shí)間箭頭和宇宙學(xué)時(shí)間箭頭的一致性。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，事物總是向無序狀態(tài)變化，稱為“熵”的不斷增大。因此，我們只能看見杯子打碎成碎片的過程，從來不會看見杯子的碎片復(fù)原成為杯子，相對來說，杯子是有序的狀態(tài)，碎片是無序的狀態(tài)。阿姆斯特丹大學(xué)理論物理學(xué)院埃里克.弗林德教授（Erik Verlinde）認(rèn)為引力從本質(zhì)上是一種熵力，如果一個(gè)物體在其它物體周圍發(fā)生微小移動會改變周圍的無序度，就會感受到引力。

通過這樣一些理論的提出，讓學(xué)生通過討論，首先能培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、開拓創(chuàng)新的精神；其次將熱力學(xué)的理論與哲學(xué)、物理學(xué)等其他學(xué)科相聯(lián)系，能讓學(xué)生了解自然科學(xué)其實(shí)沒有學(xué)科的邊界，科學(xué)是相通的思想；三是介紹一些化工熱力學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。例如在講授范德華方程時(shí)，講述了萊頓低溫實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人著名低溫物理學(xué)家卡末林-昂內(nèi)斯如何利用范德華方程成功地把一種又一種“永久氣體”（氧氣、氫氣、氦氣等）液化，乃至作出對人類社會產(chǎn)生巨大影響的貢獻(xiàn)—— 超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)。最后如何利用超導(dǎo)電性實(shí)現(xiàn)磁懸浮列車，讓學(xué)生感受到化工熱力學(xué)在實(shí)際生活中的重大指導(dǎo)意義。

2 與時(shí)俱進(jìn)，借助計(jì)算機(jī)軟件來輔助教學(xué)

在化工熱力學(xué)教學(xué)過程中，公式多，計(jì)算復(fù)雜成為嚴(yán)重影響教學(xué)效果的主要因素。為了使學(xué)生在今后的工作實(shí)際當(dāng)中能更好的運(yùn)用化工熱力學(xué)知識解決實(shí)際問題，我們在教學(xué)過程中，專門作了一個(gè)專題，介紹了目前應(yīng)用較多的幾種軟件，包括Aspen Plus，Simulis Thermodynamics， HSC chemistry等。其中著重介紹了目前應(yīng)用最廣的Aspen Plus （Advanced System for P

rocess Engineering）。該軟件美國AspenTech公司研制，由MIT主持、能源部資助、55個(gè)高校和公司參與開發(fā)。是基于序貫?zāi)K法的穩(wěn)態(tài)過程模擬軟件，并附帶有龐大的數(shù)據(jù)庫，包含了豐富的狀態(tài)方程和活度系數(shù)模型。在各章節(jié)的計(jì)算過程中，分別對這幾種軟件相關(guān)的熱力學(xué)計(jì)算部分進(jìn)行了演示。

3 尊重傳統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)作風(fēng)

化工熱力學(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n程，有人稱之為完美的學(xué)科，就是因?yàn)樗睦碚摵凸蕉加袊?yán)密的理論基礎(chǔ)，都是通過層層推導(dǎo)得到的。而本課程中最主要的內(nèi)容就是熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算。盡管有相應(yīng)的軟件工具可以進(jìn)行輔助計(jì)算，但在教學(xué)過程中還是不能忽視學(xué)生的計(jì)算和推理能力的培養(yǎng)。通過日常的作業(yè)和課堂上的習(xí)題演練，讓學(xué)生在做題過程中領(lǐng)會化工熱力學(xué)的精髓，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和作風(fēng)。

4 把握主線，縱觀全局，理清脈絡(luò)

化工熱力學(xué)課程主要由原理、模型和應(yīng)用三部分所組成。原理是基礎(chǔ)，應(yīng)用是目的，模型是應(yīng)用中不可缺少的工具[7]。如果把化工熱力學(xué)比作一個(gè)大樹，那么原理就是它龐大的根系，模型是它的主干和枝丫，而應(yīng)用這是化工熱力學(xué)所開出的花朵和果實(shí)。

因此在每一章學(xué)習(xí)之前，我們都會給學(xué)生提供兩副結(jié)構(gòu)圖。一是本門課程所研究體系的框架圖。二是每章之間的關(guān)系及聯(lián)系圖。使學(xué)生能全面把握化工熱力學(xué)的整體框架，正確理解熱力學(xué)概念，靈活運(yùn)用熱力學(xué)原理。在學(xué)習(xí)時(shí)能做到，“提起是一串，放下是一堆”的學(xué)習(xí)方式。

參考文獻(xiàn)

[1]劉守軍，何秀麗.《化工熱力學(xué)》教學(xué)中應(yīng)把握的幾個(gè)問題[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會科學(xué)版，2001，19（1）：80-86.

[2]王琳琳，陳小鵬，童張法.理論聯(lián)系實(shí)際提高化工熱力學(xué)教學(xué)質(zhì)量[J].化工高等教育，2003，3.

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

[4]陸小華，馮新，吉遠(yuǎn)輝，等.迎接化工熱力學(xué)的第二個(gè)春天[J].化工高等教育，2008（3）：19-21.

[5]包科達(dá).熱物理學(xué)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2004.

[6]霍金.宇宙的起源與歸宿：聽霍金講萬物之理[M].譯林出版社，2009.

[7]陳新志.《化工熱力學(xué)》教材的改革[J].化工高等教育，2000（3）：25-29.