1“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”課程的基本情況

“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”是國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)系統(tǒng)工程專業(yè)本科學(xué)員的專業(yè)選修課。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)可以為復(fù)雜非線性系統(tǒng)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)規(guī)劃和系統(tǒng)預(yù)測(cè)提供一種基于因果關(guān)系的定性與定量相結(jié)合的理論和方法。課程有助于提高學(xué)員系統(tǒng)思維、整體思維、因果思維能力，以及利用建模仿真方法和工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》，總計(jì)30學(xué)時(shí)，其中講授24學(xué)時(shí)，實(shí)踐4學(xué)時(shí)，考核2學(xué)時(shí)。

2“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)準(zhǔn)備

2.1了解授課對(duì)象的基本情況

想要上好一門課，首先必須了解授課對(duì)象的專業(yè)、人數(shù)、學(xué)科背景，以及專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系等基本情況?？梢圆捎眉w座談、個(gè)別交流等方式到學(xué)員隊(duì)進(jìn)行前期調(diào)研，了解學(xué)員對(duì)課程的預(yù)期時(shí)間精力投入情況，對(duì)課程的期望和需求以及學(xué)員的個(gè)性、情感等基本情況。明確本課程在人才培養(yǎng)體系中的地位、作用，梳理學(xué)科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，明確本課程相關(guān)的先導(dǎo)課程和后續(xù)相關(guān)課程。例如，與本課程密切相關(guān)的預(yù)修課程包括高等數(shù)學(xué)、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制原理、系統(tǒng)工程原理。通過(guò)與學(xué)員前期交流，可以了解學(xué)員現(xiàn)有知識(shí)體系以及對(duì)先導(dǎo)課程的掌握情況，這樣在課程設(shè)計(jì)和講授時(shí)就能夠有的放矢，因材施教。

2.2教材選取

一、高職建筑力學(xué)課程概述

建筑力學(xué)課程是高職建筑類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一般包括理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三部分。該門課程要求學(xué)生通過(guò)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)對(duì)基本結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算等問(wèn)題具有一定的分析能力，能對(duì)一般的建筑工程問(wèn)題進(jìn)行初步分析。（一）課程設(shè)計(jì)理念高職課程以工學(xué)結(jié)合為切入點(diǎn)，以建筑工程項(xiàng)目實(shí)施為導(dǎo)向，突出基礎(chǔ)能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以真實(shí)的工程項(xiàng)目為載體，設(shè)計(jì)有利于培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)能力、適用當(dāng)前工程技術(shù)的應(yīng)用能力，服務(wù)專業(yè)課程、服務(wù)工程實(shí)際的課程模式，從理論和實(shí)踐兩方面進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，實(shí)行單元化教學(xué)。（二）課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。建立準(zhǔn)確的力學(xué)概念，熟悉基本原理和基本方法，具有熟練進(jìn)行靜力平衡計(jì)算的能力，具有能夠進(jìn)行桿件的強(qiáng)度、剛度和壓桿的穩(wěn)定性分析計(jì)算的能力，能夠熟練完成材料力學(xué)的基本試驗(yàn)項(xiàng)目；培養(yǎng)學(xué)生抽象、推理、分析和綜合的邏輯思維能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性。（三）課程性質(zhì)和作用。通過(guò)建筑力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，學(xué)生可以獲得較為系統(tǒng)的力學(xué)知識(shí)和基本的分析能力，這些知識(shí)和能力是畢業(yè)生在工作崗位上靈活運(yùn)用知識(shí)技能完成工作、解決問(wèn)題的有力保證，在教與學(xué)中對(duì)提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)及協(xié)作能力起到促進(jìn)作用。一方面它是后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)抗震等專業(yè)課的必備的基礎(chǔ)理論知識(shí)；另一方面又可以解決工程中簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)題，在整個(gè)建筑類課程體系中處于承上啟下的核心地位。

二、基于BPR理論與管理方式實(shí)施高職建筑力學(xué)課程改革

課程改革就是重新設(shè)計(jì)和安排教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，使之合理化，即通過(guò)對(duì)原有教學(xué)過(guò)程的各個(gè)方面、每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的調(diào)查研究和細(xì)致分析，對(duì)其中不合理、不必要的環(huán)節(jié)進(jìn)行徹底變革。在具體實(shí)施過(guò)程中，可以按以下程序進(jìn)行。（一）對(duì)現(xiàn)有課程進(jìn)行全面的功能和效率分析，發(fā)現(xiàn)其存在問(wèn)題。1．課程過(guò)分追求系統(tǒng)、完整，造成內(nèi)容龐雜，知識(shí)脈絡(luò)隱晦不清。高職建筑力學(xué)課程涵蓋了理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容，知識(shí)覆蓋面非常廣，但其教學(xué)體系與內(nèi)容基本上是在20世紀(jì)90年代中期形成的，課程普遍存在重理論、輕應(yīng)用，重分析、輕綜合等問(wèn)題，對(duì)于力學(xué)作為應(yīng)用學(xué)科的實(shí)用價(jià)值沒(méi)有給予充分的重視。結(jié)果是：過(guò)分追求力學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，使得教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、龐雜，邏輯推理過(guò)程和論證方法煩瑣，學(xué)生學(xué)習(xí)倍感吃力。2．教材內(nèi)容不實(shí)用。從近幾年高職建筑力學(xué)教材的使用情況來(lái)看，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：一是有些教材僅僅是本科教材的簡(jiǎn)單壓縮，教材各部分內(nèi)容聯(lián)系不緊密。二是與中職使用的力學(xué)教材差異不大，沒(méi)有突出高職教材通俗易懂和實(shí)用性的特色。三是教材內(nèi)容的論述條理不清晰，符號(hào)不規(guī)范，如外荷載、約束、內(nèi)力和應(yīng)力的符號(hào)等都未與后續(xù)專業(yè)課中的符號(hào)統(tǒng)一起來(lái)。四是習(xí)題設(shè)置缺少實(shí)踐性，不能突出高職院校的專業(yè)特色。3．教學(xué)手段單一，教學(xué)方式落后，難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，教師大都已習(xí)慣了“粉筆+黑板”或是“白班+PPT”的教學(xué)方式，課堂教學(xué)基本采用灌輸式，不生動(dòng)、缺乏新意，缺乏對(duì)學(xué)生的思想和學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。同時(shí)，對(duì)學(xué)生的差異性缺乏重視，甚至不重視，教學(xué)一刀切，不能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課的興趣和積極性。4．實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容過(guò)于單一，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)的任務(wù)主要是驗(yàn)證經(jīng)典理論、增加感性認(rèn)識(shí)，是高職教學(xué)的必不可少的環(huán)節(jié)，但不少高職院校對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)），結(jié)果是：學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象的力學(xué)知識(shí)時(shí)，不能將知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，也不能與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。（二）設(shè)計(jì)新的課程改革方案，并進(jìn)行效果評(píng)估。為了設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理的課程改革方案，必須群策群力、集思廣益。在設(shè)計(jì)新的方案時(shí)，需要考慮：1．編寫適合高職教育和學(xué)校實(shí)際的課程教材，改革授課內(nèi)容。優(yōu)秀的教材是教學(xué)質(zhì)量的重要保證，高職教材內(nèi)容不能求全，應(yīng)圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，注重基本概念、基本理論、基本方法，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)用性，避免涉及過(guò)多的交叉問(wèn)題，尤其是要合理控制內(nèi)容的難度和跳躍性，講究循序漸進(jìn)。編寫教材時(shí)，采用單元模式設(shè)計(jì)并分配各單元的學(xué)時(shí)（見表1），教材在內(nèi)容安排上力求符合認(rèn)知規(guī)律，由工程或生活實(shí)例引入，應(yīng)用數(shù)理方法抽象、推理、綜合，再將理論應(yīng)用于實(shí)際工程中。盡可能地應(yīng)用工程實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明、驗(yàn)證，將理論和實(shí)際有機(jī)地穿插在一起，強(qiáng)化應(yīng)用。除讓學(xué)生掌握建筑力學(xué)的基本知識(shí)外，還要讓學(xué)生掌握應(yīng)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，即將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。2．改革教學(xué)模式。在教學(xué)中，采用“授—導(dǎo)—融—解—議”的教學(xué)模式，改革思路如圖2所示。具體做法：傳授知識(shí)—導(dǎo)出任務(wù)—提出情境—解決問(wèn)題、完成任務(wù)—討論、總結(jié)。教學(xué)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從單一到整體，以實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)體為切入點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工準(zhǔn)備、施工工序、質(zhì)量檢測(cè)、維修加固、成本比較等一系列工作過(guò)程導(dǎo)出實(shí)際工程項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)自主地學(xué)習(xí)，直到解決完成相關(guān)任務(wù)、完成學(xué)習(xí)過(guò)程，隨后，再通過(guò)集體討論，將一個(gè)問(wèn)題的解決進(jìn)行推廣、拓展，真正達(dá)到任務(wù)驅(qū)動(dòng)，自主導(dǎo)學(xué)的教學(xué)目的。實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)應(yīng)用能力理論指導(dǎo)實(shí)踐客觀現(xiàn)象舉一反三解決問(wèn)題研討糾偏分析推理鼓勵(lì)引導(dǎo)課堂教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)觀察能力加深感性認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)力能力增強(qiáng)理性認(rèn)識(shí)圖2教學(xué)模式改革思路3．改進(jìn)教學(xué)方法。建筑力學(xué)課程以“情境—啟發(fā)式教學(xué)”為主體，穿插模擬教學(xué)法、案例教學(xué)法、設(shè)問(wèn)討論法等多種形式的教學(xué)方法，突出課程內(nèi)容對(duì)學(xué)生的吸引力。其教學(xué)思路是：結(jié)合學(xué)校內(nèi)的典型建筑物，圍繞其中主要構(gòu)件的施工過(guò)程，建立教學(xué)情境，使理論學(xué)習(xí)與工作能力協(xié)調(diào)一致，在學(xué)習(xí)中糅合施工圖識(shí)讀、施工、質(zhì)量評(píng)測(cè)、加固等一系列工作過(guò)程，真正做到“教、學(xué)、用”一體化。4．調(diào)整課程教學(xué)周時(shí)數(shù)，強(qiáng)化課程的實(shí)踐教學(xué)。為了實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、用”一體化的目標(biāo)，將原來(lái)的理論教學(xué)分為兩個(gè)階段，前段課時(shí)6周左右講授靜力學(xué)，后段12周左右講授材料力學(xué)，在兩段教學(xué)中間插入1-2周的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生走訪一線施工現(xiàn)場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排包括四個(gè)項(xiàng)目：材料的拉壓實(shí)驗(yàn)；彈性模量測(cè)定，冷作硬化；剪切和扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)；梁的應(yīng)力測(cè)定。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)包括：現(xiàn)場(chǎng)觀察，認(rèn)識(shí)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)、支座，觀察變形、破壞；觀察構(gòu)件的四種基本變形及組合變形，觀察破壞現(xiàn)象，感受壓桿的失穩(wěn)嚴(yán)重性。（三）建設(shè)與課程改造方案。相配套的師資結(jié)構(gòu)隨著教學(xué)改革的不斷深入，需要對(duì)原有的師資結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的調(diào)整和充實(shí)，并統(tǒng)一教學(xué)理念，從而推進(jìn)課程建設(shè)的發(fā)展。教師結(jié)構(gòu)的重組，包括學(xué)緣結(jié)構(gòu)、年齡分布、學(xué)歷層次、工程經(jīng)驗(yàn)等諸多方面，具體操作時(shí)，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：其一，制訂科學(xué)合理的師資隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃和年度計(jì)劃，激發(fā)教師自我發(fā)展的積極性；其二，加強(qiáng)崗前培訓(xùn)，重視師德培養(yǎng)，提高教師的思想道德水平；其三，實(shí)施試講制和導(dǎo)師制，發(fā)揚(yáng)以“老”帶“新”的協(xié)作精神，提高新進(jìn)教師的教學(xué)能力；其四，組織教師參加科研活動(dòng)，把握本學(xué)科的發(fā)展方向，提高教師的專業(yè)素質(zhì)；其五，創(chuàng)造條件、鼓勵(lì)教師參加社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，拓寬視野，提高職業(yè)技術(shù)能力。（四）組織實(shí)施。具體的實(shí)施步驟如下：第一步，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，組建結(jié)構(gòu)合理、業(yè)務(wù)水平高、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)團(tuán)隊(duì)；第二步，完善“啟發(fā)式教學(xué)”的課程標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化工學(xué)結(jié)合；第三步，改革教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自覺(jué)性；第四步，加強(qiáng)現(xiàn)有教材的修訂，完善實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)任務(wù)書指導(dǎo)書；第五步，開發(fā)多媒體教學(xué)課件，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程，建好互動(dòng)式課程學(xué)習(xí)環(huán)境；第六步，完善校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，改善實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)一步擴(kuò)大校外實(shí)訓(xùn)基地。三、改革效果總結(jié)課程改革有助于促進(jìn)教師不斷提高教學(xué)質(zhì)量、改進(jìn)教學(xué)方法以適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，能夠使學(xué)生從課程改革中最大化地吸收知識(shí)的養(yǎng)分，培養(yǎng)滿足現(xiàn)實(shí)社會(huì)需要的人才。借鑒BPR思想及管理方式，應(yīng)用于建筑力學(xué)課程的改造和教學(xué)過(guò)程中，取得了很好的效果：第一，在BPR理論的指引下，傳統(tǒng)課程的改革效率大大提高，建筑力學(xué)課程改革的建設(shè)周期是其他同類課程的50%。第二，在授課安排上，較之以往的傳統(tǒng)教學(xué)，擁有更大的靈活性和更好的教學(xué)體驗(yàn)感，學(xué)生普遍感到建筑力學(xué)其實(shí)不是很抽象，它確實(shí)可看、可用、有用、能用。第三，重組后的教學(xué)提升了學(xué)生的理論分析和計(jì)算能力，改善了學(xué)生的思維模式，在畢業(yè)實(shí)習(xí)反饋中，受到用人企業(yè)的好評(píng)。

總之，隨著高職教育的不斷發(fā)展和行業(yè)對(duì)人才需求的變化，課程建設(shè)必然是一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程，這就需要與之配套的指導(dǎo)思想，將BPR的基本理論與課程改革相結(jié)合，是一條可行的課程改革之路。

作者:孔祥剛 江懷雁 單位:廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐的相關(guān)概述

工程熱力學(xué)是動(dòng)力工程、機(jī)械工程、能源工程等專業(yè)的一門傳統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，是資源利用率最大化的一種技術(shù)，是我們國(guó)家高等教育的重要組成版塊。目前，我們國(guó)家對(duì)能源利用率的要求越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境保護(hù)質(zhì)量也相對(duì)提高，工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革對(duì)提高能源的利用效率起著至關(guān)重要的影響作用。尤其是面對(duì)未來(lái)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)能源動(dòng)力需求迅速增加的趨勢(shì),許多相關(guān)聯(lián)的熱力工程技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)都需要工程熱力學(xué)作為其研究的理論基礎(chǔ)。工程熱力學(xué)是一門綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科，并且在實(shí)際的生產(chǎn)與生活中其應(yīng)用價(jià)值極高。在課程教學(xué)與實(shí)踐過(guò)程中教師不容易清晰明了的講授清楚工程熱力學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，學(xué)生也不易掌握基本的公式、概念與相關(guān)方面的條件。不僅如此，在實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生不能夠靈活的運(yùn)用所學(xué)的課堂教學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這就大大降低了工程熱力學(xué)的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值，削弱了工程熱力學(xué)的課程教學(xué)質(zhì)量。工程熱力學(xué)是一門比較基礎(chǔ)的課程，也是建筑環(huán)境與設(shè)備工程等相關(guān)專業(yè)學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握的基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)也是學(xué)生進(jìn)行研究創(chuàng)新的基本前提。工程熱力學(xué)是研究動(dòng)能、機(jī)械能與熱能的基本學(xué)科，也是研究三者之間關(guān)系的重要理論知識(shí)，主要講述三者之間能量的轉(zhuǎn)換趨勢(shì)與規(guī)律。

建筑、機(jī)械與其他工業(yè)產(chǎn)業(yè)利用工程熱力學(xué)來(lái)提高生產(chǎn)效率，提高資源利用率，以此實(shí)現(xiàn)降低成本得目標(biāo)，這也是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。目前我們國(guó)家的工程熱力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量亟待提高，教學(xué)方式與課程教學(xué)內(nèi)容急需改革，并且其實(shí)踐過(guò)程中的運(yùn)用效率偏低，這就需要我們針對(duì)工程熱力學(xué)的特征與現(xiàn)狀進(jìn)行課程教學(xué)改革，提高其實(shí)踐效率。課程教學(xué)改革是指在教育體制改革的背景下，課程內(nèi)容與課程教學(xué)方式也應(yīng)當(dāng)發(fā)生相應(yīng)的變化。課程改革的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在課程實(shí)施工作之上，課程的實(shí)施依賴課程的教學(xué)質(zhì)量，因此我們必須充分重視課程教學(xué)改革的重要性。隨著我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的推進(jìn)，如何在新課程理念的指導(dǎo)下改革工程熱力學(xué)課堂教學(xué)，把先進(jìn)的教學(xué)理念融入到日常的教學(xué)行為之中，已日益成為工程熱力學(xué)教師和教學(xué)研究人員關(guān)注和探討的熱點(diǎn)問(wèn)題。工程熱力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐是指教師在講授工程熱力學(xué)知識(shí)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合其實(shí)際情況，將實(shí)踐活動(dòng)與課堂理論知識(shí)講授充分的融合，這樣才能夠提高學(xué)生的課程學(xué)習(xí)質(zhì)量，幫助學(xué)生掌握更加豐富的工程熱力學(xué)知識(shí)。課程教學(xué)實(shí)踐是提高學(xué)生實(shí)際操作能力的平臺(tái)，也是提高工程熱力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此在工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革過(guò)程中應(yīng)當(dāng)將其改革的內(nèi)容付諸實(shí)踐，這有這樣才能夠檢驗(yàn)其改革的內(nèi)容是否符合教育體制改革發(fā)展的總目標(biāo)。在實(shí)際的課程教學(xué)過(guò)程中，教師、研究者與學(xué)生應(yīng)當(dāng)提高實(shí)踐活動(dòng)的強(qiáng)度，改善當(dāng)前的現(xiàn)狀，為提高工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

2工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐的過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

當(dāng)前我們國(guó)家的高等院校和高職院校對(duì)工程熱力學(xué)課程教學(xué)的重要性認(rèn)識(shí)不足，沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)到工程熱力學(xué)教學(xué)質(zhì)量與工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、資源利用率提高等之間的關(guān)系。工程熱力學(xué)對(duì)學(xué)生綜合能力的提高有著不可或缺的作用，因此我們必須充分的探析在工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，這樣才能夠詳細(xì)的了解其改革現(xiàn)狀，為提高課程改革質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

（1）國(guó)家教育部門與高等院校、高職院校等教育機(jī)構(gòu)對(duì)工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐工作的重視程度偏低，沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)到工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)教育體制改革進(jìn)程、提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量與速度之間的關(guān)系。工程熱力學(xué)是一門綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科，并且也是建筑專業(yè)、環(huán)境保護(hù)與機(jī)械設(shè)計(jì)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，關(guān)系到這些工程熱力學(xué)相關(guān)專業(yè)的發(fā)展前景。相關(guān)的教育部門與組織在資金投入、技術(shù)支持、人才引進(jìn)等方面相對(duì)短缺，嚴(yán)重的影響了工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐的進(jìn)程，沒(méi)有投入更多的基礎(chǔ)設(shè)備讓學(xué)生參與實(shí)踐。這樣下去就會(huì)嚴(yán)重的泯滅學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性，不利于提高工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革的質(zhì)量與效率。

一、采用激勵(lì)啟發(fā)方式組織課堂教學(xué)

工程熱力學(xué)課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、概念抽象，教學(xué)難度大。在缺少專業(yè)工程背景的情況下，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感覺(jué)較為困難，甚至茫然不知所云。如何使學(xué)生能夠較好地掌握教學(xué)內(nèi)容及熱力學(xué)基本內(nèi)容，是工程熱力學(xué)課程教學(xué)的根本所在。在多年的教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)在課堂教學(xué)中，除了需要借助優(yōu)美的PPT多媒體課件來(lái)展示熱力學(xué)過(guò)程，更需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣，在引入一些工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，激勵(lì)學(xué)生去思考，及時(shí)地與學(xué)生就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行討論，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和領(lǐng)悟。與常規(guī)教學(xué)方法相比，課堂教學(xué)不再是文字、公式的羅列，PPT動(dòng)畫的簡(jiǎn)單演示，而是把教學(xué)的核心放在啟迪學(xué)生對(duì)熱力學(xué)概念、原理的思考及把握上，使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的同時(shí)，熟悉熱力學(xué)的系統(tǒng)內(nèi)容、章節(jié)間的邏輯關(guān)系、基本原理等，形成對(duì)熱力學(xué)的一種系統(tǒng)的總體的認(rèn)識(shí)和把握，而不是零散地去背誦記憶一些片段。通過(guò)這種激勵(lì)啟發(fā)式的教學(xué)，使學(xué)生做到理論和實(shí)際工程案例的結(jié)合，從而使熱力學(xué)知識(shí)很好地固化在學(xué)生的大腦中，并且達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。激勵(lì)啟發(fā)式教學(xué)，需要教師在課堂教學(xué)前充分準(zhǔn)備，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容的每個(gè)環(huán)節(jié)，圍繞章節(jié)內(nèi)容中的重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)問(wèn)題及啟發(fā)實(shí)例，并完成課堂互動(dòng)討論的教學(xué)組織，在此過(guò)程中需要教師飽含激情和較好的耐心，使學(xué)生在嚴(yán)肅活潑的氛圍中掌握熱力學(xué)的相關(guān)知識(shí)。

二、改進(jìn)課堂教學(xué)PPT，增加工程實(shí)例

工程熱力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，與工程實(shí)際密切相關(guān)。在教學(xué)過(guò)程中，需要有很多的工程問(wèn)題作為背景。以教科書為單一內(nèi)容的PPT演示，并不能滿足課堂學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣及深入掌握熱力學(xué)知識(shí)，迫切需要在傳統(tǒng)課件中加入工程實(shí)例，利用多媒體技術(shù)全面展示熱力學(xué)的工程應(yīng)用，使學(xué)生在工程案例的演示中發(fā)現(xiàn)并體會(huì)工程熱力學(xué)的重要性及美感。通過(guò)工程案例的學(xué)習(xí)，使課堂教學(xué)內(nèi)容圖文并茂，聲像結(jié)合，使學(xué)生在多方位、立體化地形成認(rèn)知并達(dá)到對(duì)熱力學(xué)知識(shí)的理解、分析、記憶、掌握和應(yīng)用。對(duì)于熱力學(xué)工程案例，我們選取了真空做功、制冷循環(huán)，內(nèi)燃機(jī)等工程機(jī)械作為實(shí)例，進(jìn)行詳細(xì)分析和講授。工程案例的引入，將實(shí)際生活中與熱力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題引入到教學(xué)中，用所學(xué)知識(shí)來(lái)解釋工程問(wèn)題，在講解中讓學(xué)生明白熱力學(xué)知識(shí)可以解決本專業(yè)涉及的實(shí)際專業(yè)問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)“從理論中來(lái)，到實(shí)踐中去”，實(shí)現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

三、將工程熱力學(xué)的學(xué)習(xí)融入大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目中

在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中，需要提升學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的能力和具有工程應(yīng)用背景的有關(guān)開發(fā)、設(shè)計(jì)的能力。大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施，有利于促進(jìn)高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的新型人才，促進(jìn)高校探索并建立以科研活動(dòng)為中心的教學(xué)模式，倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的本科人才培養(yǎng)和研究性學(xué)習(xí)教學(xué)改革，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)在項(xiàng)目實(shí)施中使學(xué)生逐漸掌握思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，結(jié)合建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程的專業(yè)特點(diǎn)，在指導(dǎo)學(xué)生大創(chuàng)項(xiàng)目時(shí)，將熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律和卡諾定律應(yīng)用其中，使學(xué)生明白能源利用的守恒性，以及如何提高熱力循環(huán)的效率，減少不可逆損失，這些都成為學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的一種鍛煉。學(xué)生在科研項(xiàng)目中，深化了對(duì)熱力學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)提高了自己思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類挑戰(zhàn)杯、建筑節(jié)能比賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等，通過(guò)這些競(jìng)賽活動(dòng)進(jìn)一步提升自己的創(chuàng)新能力。

1重修班教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1課堂內(nèi)容過(guò)分側(cè)重造船方面的知識(shí)，理論性過(guò)強(qiáng)

該?！按办o力學(xué)”課程教材選用《船舶原理》（上冊(cè)），教材側(cè)重講授船舶性能的基本理論，追求理論的完整性和嚴(yán)密性；公式的推導(dǎo)繁雜，涉及到的數(shù)學(xué)、工程力學(xué)和流體力學(xué)等基礎(chǔ)理論知識(shí)很多，對(duì)船舶設(shè)計(jì)中的航海性能的分析較少，這些都很不適合航海類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。這點(diǎn)問(wèn)題無(wú)論在初修班還是重修班均存在。

1.2課堂到課率、學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度較低

重修班的學(xué)生均為第二次參加“船舶靜力學(xué)”的課堂學(xué)習(xí)，對(duì)于課程內(nèi)容和重難點(diǎn)已有一定的了解，再次學(xué)習(xí)課程內(nèi)容感覺(jué)到很乏味，缺少新鮮感，造成學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度不高，甚至出現(xiàn)很嚴(yán)重的缺課現(xiàn)象。

1.3作業(yè)自主思考較少，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重

1課程特點(diǎn)及其素質(zhì)教育實(shí)施要點(diǎn)

《水力學(xué)》課程以“三多一難”為特色．“三多”是指概念多、公式多、系數(shù)多;“一難”是指計(jì)算繁難．學(xué)生普遍感覺(jué)《水力學(xué)》課程難學(xué)，如何在完成課程知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，構(gòu)建與課程特點(diǎn)相適應(yīng)的素質(zhì)教育目標(biāo)及其教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育與課程教學(xué)目標(biāo)契合，以水為媒，傳遞人文情懷，活化課程教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)課程知識(shí)目標(biāo)與能力目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)．在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)《水力學(xué)》課程的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到《水力學(xué)》課程素質(zhì)教育的實(shí)施要點(diǎn)依然是創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作、學(xué)習(xí)習(xí)慣、審美情趣等方面．在《水力學(xué)》課程教學(xué)中，應(yīng)將素質(zhì)教育實(shí)施要點(diǎn)與課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)，以“知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)”三位一體的理念組織教學(xué)活動(dòng)，避免將素質(zhì)教育淪為空洞的說(shuō)教，并通過(guò)課程素質(zhì)教育實(shí)踐提升學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)能力與將來(lái)的實(shí)際工作能力，力求使每一位學(xué)生從《水力學(xué)》課程學(xué)習(xí)中獲得人生啟迪和專業(yè)熏陶．

2素質(zhì)教育實(shí)現(xiàn)途徑

《水力學(xué)》課程的研究對(duì)象、教學(xué)內(nèi)容、課程特點(diǎn)與素質(zhì)教育實(shí)施要點(diǎn)之間存在關(guān)聯(lián)，課程教學(xué)中素質(zhì)教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)途徑可以概括為以下幾個(gè)方面．

(1)傳授知識(shí)，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)“傳授知識(shí)，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)”是當(dāng)前大學(xué)教育中課程教學(xué)的熱點(diǎn)話題，是教師駕馭課堂教學(xué)能力的綜合反映，是全面衡量課程教學(xué)水平和質(zhì)量的關(guān)鍵要素．傳授知識(shí)是根本，培養(yǎng)能力是目標(biāo)，提升素質(zhì)是總綱，能將這三方面融于一體的便是課程教學(xué)方案．課程教學(xué)方案必須由教師構(gòu)思或設(shè)計(jì)，必須與課程教學(xué)大綱相吻合，必須與課程特點(diǎn)相適應(yīng)，必須與學(xué)生的認(rèn)知水平合拍，即教學(xué)方案必須具有良好的適應(yīng)性與可操作性．對(duì)《水力學(xué)》課程而言，其教學(xué)方案應(yīng)具備這樣的特點(diǎn):以水力學(xué)基本原理的闡述為核心，實(shí)現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)的培養(yǎng);以管道和渠道的水力設(shè)計(jì)為突破口，著力培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力;同時(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自學(xué)能力、終生學(xué)習(xí)習(xí)慣等．以課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)為依托，培育團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，營(yíng)造學(xué)生互助學(xué)習(xí)與融洽相處的氛圍．此外，教師應(yīng)做好學(xué)情分析，關(guān)注學(xué)生個(gè)性差異，注重課堂“情境”設(shè)計(jì)，關(guān)注學(xué)生協(xié)同學(xué)習(xí)，盡力營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，不斷提高課堂教學(xué)效果．目前使用的《水力學(xué)》教材較好地體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的適應(yīng)性，并圍繞“123教學(xué)目標(biāo)”組織教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)了“知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升“三方面的目標(biāo)．在學(xué)生能力培養(yǎng)方面，設(shè)立了三個(gè)層次的學(xué)習(xí)任務(wù)．第一層次為基本教學(xué)要求，針對(duì)全體學(xué)生，以掌握水力學(xué)基本概念、基本理論和水力計(jì)算的基本方法為總目標(biāo)．第二層次針對(duì)部分要求較高的同學(xué)，以訓(xùn)練其掌握EXCEL計(jì)算表格設(shè)計(jì)與試算方法為主，適當(dāng)介紹專門軟件．第三層次主要針對(duì)少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生，以訓(xùn)練典型實(shí)際工程(如溢流壩、水閘、泄洪洞、供水管網(wǎng)等)的水力綜合計(jì)算為手段，全面提升其水流現(xiàn)象分析、水力計(jì)算公式和計(jì)算方法選用等方面綜合性的解決實(shí)際工程水力學(xué)問(wèn)題的能力．

(2)以水為媒，傳遞人文情懷，播種水利精神《水力學(xué)》課程的研究對(duì)象是以水為代表的液體，而水在中華傳統(tǒng)文化中的象征意義非常有利于課程素質(zhì)教育的實(shí)施和拓展．通過(guò)《水力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生自然會(huì)對(duì)“上善若水”、“逆水行舟用力撐”、“源清流潔，本盛木榮”、“仁者樂(lè)山，智者樂(lè)水”、“君子之交淡若水”等人生格言有更深層次的理解．“興利除患”是水利行業(yè)的基本任務(wù)，對(duì)水之品質(zhì)的認(rèn)知又是踐行“獻(xiàn)身、負(fù)責(zé)、求實(shí)”的水利精神的人文寄托．從水躍現(xiàn)象就能很自然地引申出“水不激不躍，人不激不奮”的道理，避免了簡(jiǎn)單的說(shuō)教，也使學(xué)生對(duì)水躍現(xiàn)象及其相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容有了更深刻的理解，課程教學(xué)的素質(zhì)教育目標(biāo)也在潛移默化中得到體現(xiàn)．古往今來(lái)，與水相關(guān)的優(yōu)美詩(shī)句成就了諸多名家的山水情懷．“細(xì)水長(zhǎng)流”是水的品質(zhì)，“滴水石穿”是水的力量，“空明澄澈”是水的美麗，“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”則是水的力與美的結(jié)合，“君不見黃河之水天上來(lái)，奔流到海不復(fù)還”又給了學(xué)生另外一種人生的啟迪．而《水力學(xué)》中的連續(xù)方程從物理學(xué)的角度闡釋了“不積小流，無(wú)以成江海”的道理，其寓意對(duì)學(xué)生終生學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)有鞭策和激勵(lì)作用，而水之品質(zhì)與精神更是詩(shī)詞贊美的源泉，也是學(xué)生審美觀念與審美能力培養(yǎng)的重要依托，其蘊(yùn)含的哲學(xué)理念與人文精神對(duì)社會(huì)公德教育、世界觀教育、人生觀教育、勞動(dòng)觀念教育等素質(zhì)教育內(nèi)容都有很好的潛移默化影響．值得強(qiáng)調(diào)的是:《水力學(xué)》課程教學(xué)環(huán)節(jié)的素質(zhì)教育內(nèi)容必須與課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容自然銜接．教師應(yīng)結(jié)合《水力學(xué)》課程教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，在自然科學(xué)原理、概念、規(guī)律和方法等成果的分析、推導(dǎo)、論述過(guò)程中，恰當(dāng)?shù)厝谌胛幕兀匀坏貪B透人文情懷，體現(xiàn)潛移默化的素質(zhì)教育效果．即課程素質(zhì)教育必須以課程基本教學(xué)內(nèi)容或其延伸內(nèi)容為依托，以教學(xué)內(nèi)容的文化延伸支撐素質(zhì)教育的內(nèi)容和目標(biāo)，切忌將素質(zhì)教育流于空洞說(shuō)教和形式．實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)這樣的素質(zhì)教育目標(biāo)并非易事，教師必須把課程的具體教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，通過(guò)深入的思考與鉆研，方能使素質(zhì)教育中的人文情懷顯得自然而又入情入理．

1引言

力學(xué)、熱學(xué)課程是師范院校物理教育專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在大學(xué)一年級(jí)開設(shè)，而緊跟力學(xué)、熱學(xué)課程而開設(shè)的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力的重要課程。物理教育專業(yè)學(xué)生在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)中，隨著課程的深入，遞歸循環(huán)、指針等難度較大內(nèi)容出現(xiàn)，一部分學(xué)生感覺(jué)較難理解，更難自己編寫計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)某些略為復(fù)雜的算法，容易產(chǎn)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)無(wú)從與物理專業(yè)課相聯(lián)系、枯燥無(wú)味的感覺(jué)，降低了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的積極性、主動(dòng)性。然而大學(xué)物理與與計(jì)算機(jī)的關(guān)系密切，物理教育專業(yè)本科畢業(yè)論文、物理學(xué)科碩士論文，都涉及大量的計(jì)算機(jī)編程，因?yàn)槲锢韺W(xué)復(fù)雜的非線性問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法找到理論精確解，只能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算、求解、分析、預(yù)測(cè)，另外計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)提供了驗(yàn)證物理學(xué)理論、探測(cè)真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)方案的可行性、驗(yàn)證物理數(shù)據(jù)的一種實(shí)驗(yàn)成本低廉、快捷的方法[1-3]，因此，物理教育專業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力的強(qiáng)弱，直接影響到其本科畢業(yè)論文研究以及將來(lái)可能的碩士論文研究。現(xiàn)有的教學(xué)研究論文中，未見定量分析大學(xué)物理基礎(chǔ)課程成績(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)的影響[4-6]。因此，選取論文作者所授課的廣西師范大學(xué)物理教育專業(yè)4屆5個(gè)班本科生的力學(xué)與熱學(xué)課程期考成績(jī)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的段考與期考成績(jī)，利用相關(guān)系數(shù)法定量分析力學(xué)、熱學(xué)課程成績(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)的影響。

2實(shí)驗(yàn)對(duì)象與分析方法

實(shí)驗(yàn)對(duì)論文作者所授課的廣西師范大學(xué)物理教育專業(yè)4屆5個(gè)班本科生，其中1997級(jí)81人、1999級(jí)78人、2000級(jí)65人、2001級(jí)1班59人、2001級(jí)2班55人，選取大學(xué)一年級(jí)的力學(xué)、熱學(xué)的期考成績(jī)，力熱課程開設(shè)之后的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的段考、期考成績(jī)。利用相關(guān)系數(shù)法反映計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)與力學(xué)、熱學(xué)課程成績(jī)之間線性關(guān)系的密切程度[7,8]。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分析所選取的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)比例分布，考慮優(yōu)秀、不及格兩端的學(xué)生人數(shù)相對(duì)較少，進(jìn)行相關(guān)分析的誤差較大，而良好、中等、及格分?jǐn)?shù)段的學(xué)生人數(shù)較多，因此將分?jǐn)?shù)S分為優(yōu)良分?jǐn)?shù)段（S≥80）、中等分?jǐn)?shù)段（70≤S<80）、及格與不及格分?jǐn)?shù)段（S<70）三段，三段中的學(xué)生人數(shù)相差不大，分別計(jì)算計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)?nèi)俊?yōu)良分?jǐn)?shù)段、中等分?jǐn)?shù)段、及格與不及格分?jǐn)?shù)段與力學(xué)、熱學(xué)課程相對(duì)應(yīng)成績(jī)的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表1、表2?？梢钥闯?，表中所有相關(guān)系數(shù)均為正值，除個(gè)別外主要分布在0.40~0.80之間，絕大部分相關(guān)系數(shù)均大于0.45，大于0.8的相關(guān)系數(shù)很少，沒(méi)有大于0.9的相關(guān)系數(shù)，說(shuō)明力學(xué)、熱學(xué)課程成績(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)有一定的影響，但影響并不是特別顯著，有一定的正相關(guān)性，但相關(guān)性并不是特別高，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程成績(jī)還受其它因素的綜合影響。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為各個(gè)材料領(lǐng)域研究專家的必備工具，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和算法的發(fā)展，計(jì)算模擬方法也已經(jīng)成為材料研究新的重要手段．計(jì)算模擬技術(shù)以物理學(xué)、化學(xué)等相關(guān)的基本理論為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境下對(duì)宏觀、介觀以及微觀的不同尺度的材料進(jìn)行多層次的模擬研究，計(jì)算材料的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等多方面的物理性質(zhì)，并進(jìn)一步探求這些材料的組分、結(jié)構(gòu)和功能之間的本質(zhì)規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，為實(shí)驗(yàn)制備新材料提供理論支持，變盲目的材料合成為針對(duì)材料性能的某類特定需求來(lái)主動(dòng)地、有意識(shí)地設(shè)計(jì)材料的結(jié)構(gòu)．計(jì)算模擬在材料科學(xué)中的作用已經(jīng)不僅僅停留在計(jì)算機(jī)輔助和數(shù)據(jù)處理上，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到計(jì)算模擬已經(jīng)與實(shí)驗(yàn)、理論研究一樣能夠發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)現(xiàn)象、新的科學(xué)概念，從而計(jì)算模擬已經(jīng)成為第三條科學(xué)發(fā)現(xiàn)的途徑．因此，現(xiàn)代材料科學(xué)已經(jīng)不再是單純的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，計(jì)算模擬方法已成為與理論研究和實(shí)驗(yàn)方法同樣重要的研究手段，實(shí)驗(yàn)、理論和計(jì)算成為材料研究的3大支柱[4]．而且隨著計(jì)算材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算模擬方法在未來(lái)的材料研究中將顯示出越來(lái)越大的應(yīng)用潛力．因此，了解和掌握材料計(jì)算和模擬的基本知識(shí)已成為現(xiàn)代材料研究工作者必備的技能之一．

材料的計(jì)算模擬方法介紹

材料的計(jì)算模擬研究是近年來(lái)飛速發(fā)展的一門新興學(xué)科和交叉學(xué)科．它綜合凝聚態(tài)物理學(xué)、理論化學(xué)、材料物理學(xué)和計(jì)算機(jī)算法等多個(gè)相關(guān)學(xué)科．它的目的是利用現(xiàn)代高速計(jì)算機(jī)，模擬材料的各種物理化學(xué)性質(zhì)，深入理解材料從微觀到宏觀多個(gè)尺度的各類現(xiàn)象與性能，并對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行理論預(yù)言，從而達(dá)到設(shè)計(jì)和開發(fā)新材料的目的．材料的多尺度計(jì)算模擬方法主要有以下幾種:

(1)第一性原理計(jì)算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法是目前研究微觀電子結(jié)構(gòu)最主要的理論方法．第一性原理計(jì)算方法只用到普朗克常數(shù)(h)，玻爾茲曼常數(shù)(kB)，光速(c)，電子靜態(tài)質(zhì)量(m0)和電子電荷電量(e)這5個(gè)基本物理變量和研究體系的基本結(jié)構(gòu)．從量子力學(xué)出發(fā)，通過(guò)數(shù)值求解薛定諤方程，計(jì)算材料的物理性質(zhì)．在密度泛函理論，局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)框架下的計(jì)算已廣泛應(yīng)用于第一性原理的電子結(jié)構(gòu)研究中，并已經(jīng)取得很大的成功．結(jié)合一些能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算的方法，對(duì)于半導(dǎo)體和一些金屬基態(tài)性質(zhì)，如晶格常數(shù)，晶體結(jié)合能，晶體力學(xué)性質(zhì)都能夠給出與實(shí)驗(yàn)符合得很好的結(jié)果，同時(shí)能夠比較精確地描述很多體系的電子結(jié)構(gòu)(如能帶結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度、電荷密度、差分電荷密度和鍵布局等)、光學(xué)性質(zhì)(介電函數(shù)、復(fù)折射率、光吸收系數(shù)、反射光譜及光電導(dǎo)等)和磁性質(zhì)，從微觀理論角度分析和揭示材料物理性質(zhì)的起源，使實(shí)驗(yàn)者主動(dòng)對(duì)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能的控制，以便按照需求制備新材料．

(2)分子動(dòng)力學(xué)方法(MolecularDynamicsMethods)分子動(dòng)力學(xué)是一種確定性方法，是按照該體系內(nèi)部的內(nèi)稟動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)確定位形的轉(zhuǎn)變，跟蹤系統(tǒng)中每個(gè)粒子的個(gè)體運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)物理規(guī)律，給出微觀量(分子的坐標(biāo)、速度)與宏觀可觀測(cè)量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關(guān)系來(lái)研究材料性能的一種方法[5]．分子動(dòng)力學(xué)方法首先需要建立系統(tǒng)內(nèi)一組分子的運(yùn)動(dòng)方程，通過(guò)求解所有分子的運(yùn)動(dòng)方程，來(lái)研究該體系與微觀量相關(guān)的基本過(guò)程．對(duì)于這種多體問(wèn)題的嚴(yán)格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程．根據(jù)波恩－奧本海默近似，將電子的運(yùn)動(dòng)與原子核的運(yùn)動(dòng)分開來(lái)處理，電子的運(yùn)動(dòng)利用量子力學(xué)的方法處理，而原子核的運(yùn)動(dòng)則使用經(jīng)典動(dòng)力學(xué)方法處理．此時(shí)原子核的運(yùn)動(dòng)滿足經(jīng)典力學(xué)規(guī)律，用牛頓定律來(lái)描述，這對(duì)于大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)頻率γ滿足hγ＞kBT時(shí)，才需要考慮量子效應(yīng)．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在簡(jiǎn)單的理論準(zhǔn)則基礎(chǔ)上(如簡(jiǎn)單的物質(zhì)與物質(zhì)或者物質(zhì)與環(huán)境相互作用)，采用反復(fù)隨機(jī)抽樣的手段，解決復(fù)雜系統(tǒng)的問(wèn)題．該方法采用隨機(jī)抽樣的手法，可以模擬對(duì)象的概率與統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題．通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)母怕誓Ｐ?，該方法還可以解決確定性問(wèn)題，如定積分等．隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，蒙特卡洛方法已在材料、固體物理、應(yīng)用物理、化學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[6]．蒙特卡洛方法可以通過(guò)隨機(jī)抽樣的方法模擬材料構(gòu)成基本粒子原子和分子的狀態(tài)，省去量子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)的復(fù)雜計(jì)算，可以模擬很大的體系．結(jié)合統(tǒng)計(jì)物理的方法，蒙特卡洛方法能夠建立基本粒子的狀態(tài)與材料宏觀性能的關(guān)系，是研究材料性能及其影響因素的本質(zhì)的重要手段．

【內(nèi)容摘要】2020年上半年線上教學(xué)從輔助手段變成主要授課形式，這對(duì)于高校、教師和學(xué)生而言都是一次全新的挑戰(zhàn)。為深入了解線上教學(xué)情況和學(xué)生居家學(xué)習(xí)狀態(tài)，以建筑工程與力學(xué)學(xué)院1490名本科生為對(duì)象，針對(duì)2020年春季學(xué)期的線上教學(xué)情況進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。根據(jù)調(diào)查結(jié)果反映的問(wèn)題，結(jié)合疫情防控常態(tài)化的要求，從學(xué)校、教師、學(xué)生的角度提出相關(guān)建議，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)線上教學(xué)工作對(duì)于學(xué)生工作的啟示，從而提高高校學(xué)生工作的水平，提高育人效果。

【關(guān)鍵詞】線上教學(xué);高等學(xué)校;學(xué)生工作

一、背景

2020年初，教育部發(fā)布《教育部關(guān)于2020年春季學(xué)期延期開學(xué)的通知》，并號(hào)召全國(guó)各地教育教學(xué)部門利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展線上教學(xué)。燕山大學(xué)按照教育部和河北省教育廳“停課不停教、停課不停學(xué)”的相關(guān)文件精神，要求各學(xué)院根據(jù)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃，充分利用各種線上教學(xué)資源，認(rèn)真準(zhǔn)備，開展線上教學(xué)活動(dòng)。建筑工程與力學(xué)學(xué)院廣大教師強(qiáng)化使命擔(dān)當(dāng)，認(rèn)真準(zhǔn)備、精心組織，有力保證了線上教學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)不縮水、質(zhì)量不降低”。為追求更好的教學(xué)效果，了解學(xué)生線上學(xué)習(xí)狀況，找準(zhǔn)教學(xué)中存在的不足，學(xué)院學(xué)業(yè)發(fā)展與指導(dǎo)中心從教和學(xué)兩個(gè)方面，分別于2020年4月23日～4月30日、2020年7月10日～7月18日，面向?qū)W院全體本科生進(jìn)行線上教學(xué)問(wèn)卷調(diào)查。第一個(gè)階段旨在了解當(dāng)前線上教學(xué)教師的授課情況、教學(xué)效果、學(xué)生學(xué)習(xí)效果等，為下一階段的線上教學(xué)提供意見建議，進(jìn)而更好地促進(jìn)下一階段線上教學(xué)的實(shí)施，提高教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。第二階段旨在對(duì)本學(xué)期所有的課程進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)整個(gè)線上教學(xué)的滿意度。

二、線上教學(xué)調(diào)查方法及對(duì)象

(一)調(diào)查方法。建筑工程與力學(xué)學(xué)院學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展與指導(dǎo)中心(以下簡(jiǎn)稱中心)在線上教學(xué)進(jìn)行了9周后，使用自編問(wèn)卷，面向全體本科生進(jìn)行調(diào)查。由于畢業(yè)年級(jí)本學(xué)期教學(xué)任務(wù)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，與非畢業(yè)年級(jí)教學(xué)任務(wù)有很大不同。為使調(diào)查更有針對(duì)性、調(diào)查結(jié)果能夠更為客觀準(zhǔn)確的反映當(dāng)前線上教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，中心針對(duì)畢業(yè)年級(jí)和非畢業(yè)年級(jí)，分別設(shè)計(jì)問(wèn)卷進(jìn)行調(diào)查。兩類問(wèn)卷的設(shè)計(jì)均從教師線上授課情況、學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況、學(xué)生線下學(xué)習(xí)情況三個(gè)方面進(jìn)行調(diào)研。(二)調(diào)查對(duì)象。本次線上教學(xué)調(diào)研，針對(duì)建筑工程與力學(xué)學(xué)院本科生進(jìn)行，共發(fā)放1490份，回收問(wèn)卷1296份，回收率87.0%。

[摘要]課程思政在實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體的高等學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)中發(fā)揮著重要的作用。在工科物理化學(xué)教學(xué)中，以蘊(yùn)含豐富思政元素的案例系統(tǒng)地進(jìn)行了課程思政教學(xué)。內(nèi)容包括個(gè)人成長(zhǎng)篇、科學(xué)思維篇和工程應(yīng)用篇三個(gè)部分。培養(yǎng)了學(xué)生的個(gè)人成長(zhǎng)基本素養(yǎng)，創(chuàng)新性探索未知世界的科學(xué)思維方法，理論聯(lián)系實(shí)際的工程思維能力。

[關(guān)鍵詞]工科物理化學(xué)；課程思政；個(gè)人成長(zhǎng)素養(yǎng)；科學(xué)思維方法；工程應(yīng)用能力

高等學(xué)校人才培養(yǎng)必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體，要在知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中融入價(jià)值觀引導(dǎo)，幫助學(xué)生建立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀[1]，為民族復(fù)興和國(guó)家崛起培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞暮髠淙瞬拧?020年5月28日，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，進(jìn)一步細(xì)化了理工類專業(yè)課程思政的要求。理學(xué)類專業(yè)的課程，要訓(xùn)練科學(xué)思維方法、加強(qiáng)科學(xué)倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。工學(xué)類專業(yè)的課程，要強(qiáng)化工程倫理教育，培養(yǎng)精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)[2]。四川大學(xué)面向工科學(xué)生開設(shè)的《物理化學(xué)》課程，在大學(xué)二年級(jí)執(zhí)行。經(jīng)過(guò)一年的大學(xué)學(xué)習(xí)，有同學(xué)仍然沒(méi)有明確大學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，出現(xiàn)了學(xué)習(xí)熱情喪失、疲于應(yīng)付學(xué)業(yè)的現(xiàn)象；有同學(xué)仍然沿用中學(xué)時(shí)期的題海戰(zhàn)術(shù)，沒(méi)有適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法?！段锢砘瘜W(xué)》是化工類各專業(yè)本科生一門重要的主干基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的理論性、系統(tǒng)性和邏輯性。由于學(xué)科公式繁多、概念嚴(yán)格及推導(dǎo)復(fù)雜，容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難、理論與實(shí)際脫節(jié)等問(wèn)題，不利于大化工類相關(guān)專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。為了解決學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與學(xué)習(xí)方法問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)，在教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)反復(fù)錘煉，形成了一套較為完整的融合思政元素的教學(xué)內(nèi)容。課程思政內(nèi)容包括個(gè)人成長(zhǎng)篇、科學(xué)思維篇和工程應(yīng)用篇三個(gè)部分。目的是提升大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力、工程應(yīng)用能力及科學(xué)探索精神；在潛移默化中堅(jiān)定學(xué)生實(shí)業(yè)興邦的理想信念、厚植愛(ài)國(guó)主義情懷、加強(qiáng)品德修養(yǎng)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)；在教學(xué)中陶冶情操、溫潤(rùn)心靈、激發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新活力。

1課程思政的主要內(nèi)容

1.1個(gè)人成長(zhǎng)篇

通過(guò)介紹杰出校友的成功案例及科學(xué)家的生平事跡，培養(yǎng)學(xué)生在個(gè)人成長(zhǎng)中需要具備的基本素養(yǎng)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)和能力，陶冶情操、溫潤(rùn)心靈。1.1.1案例一：實(shí)業(yè)興邦、規(guī)劃和積累、技能和方法物理化學(xué)是所有其他化學(xué)課程共同的基礎(chǔ)，需要學(xué)生一方面學(xué)會(huì)從理論的高度來(lái)認(rèn)識(shí)精彩紛呈的化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，另一方面又學(xué)會(huì)如何通過(guò)物理量的測(cè)量，來(lái)了解某些物理化學(xué)過(guò)程，從而能夠有效地調(diào)控其中的關(guān)鍵步驟或整個(gè)過(guò)程。它對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維、工程應(yīng)用能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高起著至關(guān)重要的作用[3]。因此，要求學(xué)生在開始接觸物理化學(xué)時(shí)，就要重視本課程的知識(shí)框架和學(xué)科的思想方法。在緒論中，以2011年四川大學(xué)的杰出校友海普瑞公司董事長(zhǎng)李鋰致我校校友會(huì)的書信開篇；從書信中的“一九八四年的春天，開始了對(duì)糖化學(xué)和肝素的興趣和研究?！奔袄钿嚨暮?jiǎn)歷推斷，一九八四年的春天正值李鋰大學(xué)一年級(jí)下期學(xué)習(xí)階段，引出“規(guī)劃與積累”思政元素；從書信中“系統(tǒng)地受學(xué)術(shù)思想的影響并且受到適當(dāng)?shù)募寄艿呐嘤?xùn)?！睂?dǎo)出“技能與方法”思政元素；結(jié)合李鋰個(gè)人的成長(zhǎng)歷程，引導(dǎo)學(xué)生重視個(gè)人能力的成長(zhǎng)，并將自身的成長(zhǎng)規(guī)劃與國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)結(jié)合起來(lái)，融入自身的思想和行動(dòng)中，激發(fā)科技報(bào)國(guó)、實(shí)業(yè)興邦的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。1.1.2案例二：如何讓生命充滿生機(jī)與活力？在學(xué)習(xí)吉布斯函數(shù)時(shí)，介紹對(duì)物理化學(xué)作出杰出貢獻(xiàn)的物理學(xué)家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因?yàn)椤稁缀螌W(xué)研究設(shè)計(jì)火車齒輪》的研究獲得美國(guó)歷史上第一個(gè)博士學(xué)位，同時(shí)也給他帶來(lái)了巨大的名氣和財(cái)富之后，不計(jì)名利地投身于基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題“如何描述功與熱量的關(guān)系？”的研究[4]。吉布斯研究的動(dòng)力是什么？同時(shí)也給學(xué)生提出思考問(wèn)題：如何讓你的生命充滿生機(jī)與活力？在課程結(jié)束時(shí)，分享本人的觀點(diǎn)和方法。引導(dǎo)學(xué)生在困境中堅(jiān)強(qiáng)努力、積極向上，陶冶情操、溫潤(rùn)心靈、激發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新活力。本人觀點(diǎn)如下：首先要發(fā)現(xiàn)美，介紹中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院和清華大學(xué)出版社聯(lián)合出版的《美麗化學(xué)》視頻[5]，發(fā)現(xiàn)化學(xué)中的美；進(jìn)而發(fā)現(xiàn)物理化學(xué)的美，如邏輯之美、簡(jiǎn)約之美等。例如：統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)處理紛繁復(fù)雜的微觀粒子組成的系統(tǒng)，用概率最大的玻爾茲曼分布代替平衡分布，進(jìn)而根據(jù)粒子的能量得到系統(tǒng)的能量，方法之精妙而簡(jiǎn)潔。其次需要?jiǎng)?chuàng)造成就感，以肺炎爆發(fā)時(shí)鐘南山院士被急招赴武漢動(dòng)車餐車上的照片和總書記為鐘南山院士頒發(fā)“共和國(guó)勛章”的照片為思政元素，體驗(yàn)成就感有助于享受學(xué)習(xí)的過(guò)程，激發(fā)生命的激情與活力。最后需要好的方法，大量時(shí)間精力的投入收獲不到良好的效果會(huì)挫傷學(xué)生的積極性，產(chǎn)生學(xué)習(xí)懈怠與疲憊感。學(xué)生的學(xué)習(xí)需要有以下幾個(gè)層次，首先向有經(jīng)驗(yàn)的人學(xué)習(xí)，然后向書本系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，最后在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，要向小馬過(guò)河一樣摸索著前進(jìn)，并不斷地自我總結(jié)與反思。此外，在講解可逆過(guò)程的概念時(shí)，引申出秦始皇派徐福去尋找長(zhǎng)生不老的仙藥的歷史故事，結(jié)合李白“君不見高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪”的詩(shī)句，給出“人生就是一個(gè)不可逆過(guò)程”，規(guī)勸年輕的同學(xué)們，珍惜生命中的每一天。