迅速提高青年教师《工程热力学》教学水平的关键

2022-09-11

随着蒸汽机在生产中的广泛使用, 如何充分利用热能来推动机器作功成为重要的研究课题, 《工程热力学》就是在此基础上形成的一门重要学科。由于该课程具有概念抽象、数学语言难懂、内容繁多的特点, 且大多数非师范专业毕业的理工科高校青年教师的教学实践经验相对不足, 课堂教学效果难尽人意。基于此, 很多青年教师迫切地需要对如何提高《工程热力学》教学质量进行探讨, 希望在较短时间内深谙授课之道, 能够做到讲授过程条理清晰、重点突出、课堂气氛活跃, 充分调动学生学习积极性。

1《工程热力学》课程的特点及教学中易出现的问题

《工程热力学》是一门应用型学科, 它从工程的观点出发, 由工程实践问题抽象、概括形成经典的理论体系, 具有以下的特点, 学习中较难把握[1]。

部分概念定义较为抽象, 如内能、焓、熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数等概念, 学生在学习过程中很难理解。另外, 该课程的概念很多。如功可分为膨胀功、推动功、流动功、轴功、技术功等;相变过程可分为凝结、凝固和凝华等;热力过程可分为平衡过程、准静过程、可逆过程和不可逆过程等, 而按状态参数变化的特点又可分为定温过程、定压过程、定容过程、定熵过程和多变过程;循环可分为卡诺循环、朗肯循环、再热循环、回热循环、Brayton循环等。学生在学习中易出现似懂非懂现象, 产生繁杂难学的情绪。

2 青年教师教学成长中表现出不同阶段性特点

在《工程热力学》课程的教学中, 不同年龄段的教师各有优势和劣势。目前大多高校工科青年教师来自非师范类院校优秀研究生, 接受过系统全面的专业知识学习, 具有较强的外语、计算机应用能力, 但缺乏工程实践以及教学理论、技能方面的训练[2]。因此, 青年教师从初次登台到成长为教学经验丰富的优秀教师, 需要经历一个过程。在这个过程中, 会表现出不同的阶段性特点。

第一个阶段, 青年教师初次登上讲台, 尽管工作热情高, 精力充沛, 但由于存在教材不熟、教学方法欠缺、教学手段少、知识贮备量不够等特点, 在教学过程中主要表现为两个方面: (1) 采用满堂灌输的方式进行背诵式教学。由于对教材内容理解不深入, 为确保基本概念准确, 只好把教材知识点生搬硬套地讲授, 难免表情过于严肃, 语言乏味, 课堂气氛沉闷。 (2) 缺乏教学技巧。没有进行合理的站位设计, 固定站在一个位置点上以固定的姿势进行授课, 容易使学生产生“视觉疲劳”现象;由于心情紧张, 讲课语速快, 口头用语多, 语调平直, 无法吸引学生注意力, 容易使学生产生“听觉疲劳”现象;课件内容过于繁杂或简短, 学生无法紧跟教师的思路, 被动地接受知识。第二阶段, 理论熟练, 逻辑清晰, 重点放在如何表达和开拓学生思维的探索阶段。第三阶段, 从容自如, 善于积累及探索新方法, 做到教学相长, 达到较佳教学效果。如何尽快地达到第三阶段的教学效果, 为本文探讨的重要内容。

3 迅速提高青年教师《工程热力学》教学质量的几点主要措施

通过上述对《工程热力学》课程特点及青年教师教学特点的分析, 结合本人作为《工程热力学》课程的主讲青年教师的教学实践经历, 本文对青年教师快速提高教学水平提出以下几点建议。

3.1 善于激发学生的学习兴趣

培养学生的学习兴趣, 是教学成功的一半。《工程热力学》课程中涉及到很多复杂的工程图表, 这些图表的理解有助于学生直观地认识到该课程的理论应用价值, 激发学生的学习兴趣, 但授课过程中较难用传统板书教学方法展现。青年教师可结合自身具有较强的计算机能力特点, 积极采用Power Point、Authorware、Flash、Director、Front Page等多媒体制作软件, 以巧妙的构思、生动的画面、形象的演示, 深入浅出, 启发引导, 把教学重点、难点讲清讲透, 营造主动和积极地探索知识的课堂氛围, 在单位课堂时间内向学生传递大量的信息, 提高教学效率。

3.2 注重优化教学内容

课程内容繁多, 在有限的教学学时数限制下, 需要对教学内容进行优化。首先, 在每一章节开始, 描述新知识点与旧知识点之内的内在联系, 提出学习新知识点的必要性及需要掌握的重点与难点, 并始终围绕主线内容展开, 使学生掌握的知识形成一个有机的整体;着重解释证明过程的思想及结论数学表达式的物理意义, 尽可能地采用具有直观和方便特点的图表, 做到简单和“实用”。

3.3 在保证基本理论知识讲解到位的前提下, 注意理论联系目前实际的工程应用

这对青年教师提出了较高的要求。第一, 教科书的内容是已经发展成熟的理论, 涉及到的本学科发展前沿的知识较少, 这就需要任课教师广泛阅读期刊论文和资料, 了解前沿的科研成果和业内动态。第二, 青年教师应该利用自身精力充沛的特点, 积极参与科研工作, 以切身体会阐述课程与现代工业的联系, 尽显富有工程背景教师的课堂魅力。第三, 要注意结合所教学生的专业, 精选一些相关的工程应用知识点进行介绍, 强化该课程作为专业基础课的重要性。如动力机械及工程专业的学生, 教师可以引导学生探讨陶瓷绝热发动机、汽油机喉管、废气涡轮增压等构造所用到的《工程热力学》知识。

3.4 重视实验教学

有位教育思想家曾说过:“告诉我, 我会忘记;让我看, 我会记住;让我参与, 我会明白。”实验就是加深理解所学知识, 缩短《工程热力学》抽象概念和具体工程应用之间距离的一种有效手段。通过开设可视性饱和蒸汽压力和温度关系实验、气体定压比热测定实验、喷管内气体流动特性实验及二氧化碳临界点观测及p-v-t关系实验, 让学生动手培养他们的实验技能, 在实践中培养他们运用所学理论知识分析及解决实际问题的能力。

3.5 善于发现教学中存在的问题

为了及时发现教学中存在的问题, 任课教师可通过课堂提问、布置作业、课后交流等方式, 掌握学生的学习心理规律, 了解学生对已学知识的理解程度, 有针对性地调整自己的讲课进度与方法;另外, 青年教师应该主动向有经验的教师学习, 用心去揣摩每一个授课环节, 如课堂开场和结语的设计、重点的强调、技巧的运用等, 形成个性化的课堂教学风格。

4 结语

综上所述, 《工程热力学》是高等院校工程类专业的一门重要基础课, 在学生的知识体系中扮演着承上启下的重要角色, 任课教师肩负着启迪学生工程型思维的重任。对于青年教师, 可借鉴上述一些经验方法, 本着对教学事业完美的追求精神和对学生负责任的态度, 在教学过程中不断积累与感悟, 迅速提高教学质量, 成就自我价值, 使讲台成为展示自己学识和风采的舞台。

摘要：依据作者对《工程热力学》的讲授与实践经验, 剖析了该课程具有的特点、教学中易出现的问题、以及青年教师成长表现出不同阶段性的教学特点, 指出通过优化教学内容、注重联系工程实际、重视实验环节等措施, 激发学生的学习兴趣, 改善学生对该课程基本理论理解肤浅及缺乏工程实践概念等状况, 迅速提高青年教师的教学水平。

关键词：工程热力学,青年教师,教学水平