工程热力学的基本概念篇1
【关键词】工程热力学；教学方式；改革；体会
【中图分类号】G426【文献标识码】a【文章编号】1006-5962（2013）02（a）-0061-01
《工程热力学》是一门应用性、实践性较强的专业基础课，是能源、机械、航空航天、材料、化学、生物等领域专业的重要技术基础课程，是培养在涉及能源特别是与热能相关的各领域中具有创新能力人才的基础，由于该课程具有内容多、跨度大、概念抽象等特点，因此，如何启发和引导学生理解、掌握课程中的基本理论知识，激发学生的学习热情和主动性就显得的极为重要。本文作者根据多年讲授《工程热力学》课程的经历，通过一些教学方式改革的初步尝试，逐步总结出了一些提高工程热力学教学效果的体会，以与其他同行进行探讨。
1、重新构建知识体系
《工程热力学》作为专业技术基础课，它既有专业基础课的一般特点，理论性强，是专业学习的理论和基础；又有专业课的特色，即技术性强，有较强的针对性和实用性。但高职高专工程热力学教材种类多，处处可寻，却给人“千人一面”的印象，教材内容大量沿袭了传统内容，知识体系相对单一。为了加强对学生综合素质、能力的培养，在教学实践中对传统的教学内容可以做一些整合，重新构建知识体系。
从宏观角度，工程热力学内容可以分成两块课程体系结构：基础理论和实际应用。从知识体系划分，工程热力学内容可以分成三块课程体系结构：概念、定理与定律；工质的基本热力性质；实际工作过程。
（1）概念（主要包括系统、平衡状态、状态参数、可逆过程、循环、功和热等）；定理和定律（主要包括：热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、卡诺定理、盖斯定律、基尔霍夫定律等）。
（2）研究工质（主要包括理想气体；实际气体；水蒸气；湿空气；制冷工质）的基本热力性质。
（3）研究各种热工设备中的工作过程。即应用热力学概念、定理或基本定律，分析计算工质在各种热工设备中经历的状态变化过程和循环中的主要热力参数（主要包括压力、温度、体积、内能、焓、熵、功、热量、热效率等），并探讨和分析影响能量转换效果的因素，以其提高转换效果的途径。
从课程内容的角度，学生在学习了热力学第一定律与第二定律，初步了解和掌握了理想气体热力性质和过程基本规律之后，可以应用这些基本知识分析、解决一些实际问题，达到对所学知识的第一次初步理解和应用。然后，在进一步学习了实际气体热力性质和过程之后，更深层次的应用前面所学的基本知识，深入分析实际装置中的热力过程（喷管过程，压气机过程）和多种循环，从而达到能在更高的认知层面上进一步综合、灵活应用工程热力学的知识去解决实际问题。
2、注重基础理论的讲授和公式的运用
《工程热力学》中基本的理论、概念对学生掌握知识的运用非常重要，因此，在课程讲授过程中，应注重学生对基本概念的理解和掌握上。在对基本概念讲授时，将概念的含义、公式中每个参数的含义、单位都要给学生做非常明确的解释，要求学生真正理解概念和公式的意义。同时，在讲授基本理论时，要对基本理论必须理解严密，举例恰当，用语准确，以使学生对概念有非常清晰的理解。
工程热力学中的公式很多，设计到的公式推导量很大。但是，并不是所有的公式都需要在课堂上进行推导。在教学中，应将影响到公式推导过程的关键地方给学生详细解释，而对于比较简单、学生在课下能够自己推导的则一语带过，这样，有利于学生对过程的理解，同时还不会影响到授课的进度。
工程热力学公式的合理应用是对学生最基本的要求，因此在授课中，要注重学生对公式中物理参数含义的理解，结合公式推导过程加以分析和记忆，从而深入理解公式的内涵和具体应用过程。
3、充分利用网络教学平台
教育的核心是“授以渔，而非鱼”，无论多么优秀的教师也无法倾其所有把学生今后所需要的知识都“灌”给学生，而且，单靠一本教材的单一化课堂教学，往往容易造成难以激发学生的学习热情，教学信息量不够饱满等缺点。为了方便学生课后学习、增强学生的学习自主性、丰富教学素材，我们要充分利用网络教学平台，在网络上共享课件与讲义、多种教材与参考书、习题库与解答、试题库及标准答案，这样，各类层次的学生都可在课后。充分利用网站内的教学资源，查阅、下载相关资料，温习、巩固和扩充课堂所学知识，达到各自的学习目的。同时，教师还能及时通过网络在线解答学生的疑问，缩短了师生间的距离。
4、理论与实际相结合
《工程热力学》课程理论性虽然很强，但与实际结合紧密，因此，在讲授每一个概念和基本理论时，举一些与实际生活紧密相关的例子，有助于学生更好地理解概念和理论，例如，在介绍热力学第二定律的实质时，要让学生明白热力过程的方向性，可以举一些实际生活中的例子，如，转动的自行车轮在空气中没有外力作用下，将转动的动能转换成热能停止下来，但反过来，自行车车轮不可能吸收空气中的热能将其转换成动能再旋转起来，这样，既激发了学生的学习热情，又将基本理论与实际结合了起来，使学生通过生活中的实例加深对工程热力学基本理论知识的掌握和应用。
工程热力学的基本概念篇2
关键词：传热学；教学探讨；基本概念
中图分类号：G642.3文献标志码：a？摇？摇？摇？摇？摇文章编号：1674-9324（2014）06-0160-02
科学技术迅猛发展，知识更新的周期大大缩短，新学科、新领域的不断出现并很快转变为生产力。《传热学》是热能工程专业的一门主干课程，也是发展石油化工科技的支柱学科之一。长期以来，它围绕热传递现象的基本规律与工程计算，形成了一整套课程教学体系，在传授知识方面发挥了积极的作用。然而传热学虽然属于技术基础学科，但它不像流体力学和工程热力学那样系统严谨完备而偏于理论，而是一门发展中的实用性较强的工程学科。因此，对于传热学教学来说，应更注重培养学生理解传热现象的物理意义，教给学生解决实际问题的方法。下面我就按照《传热学》课程的顺序，谈谈在教学方面的切身体会。
一、绪论部分
这方面的教学内容除了介绍某些最主要的基本概念外，主要应该是加强内容的连贯性和系统性，使学生对学科结构和三种常见的传热方式建立起较完整的轮廓。这部分着重讲述两个问题：（l）传热的三种基本方式；（2）传热过程与传热系数。此外，向学生介绍一些参考书，培养他们的自学能力。为了激发学生的学习热情，我举了日常生活中经常碰到的两个例子：①为什么热水瓶中的水在相当长的时间内不会冷？②我们吃烫的食物时，舌头、嘴巴都有哪些习惯动作？这两个问题一个是常见的事物，另一个是学生的亲身体验。让学生带着这两个问题，我把传热的三种基本方式讲了一遍，并简要地介绍了热阻的概念。这样在课程一开始就吸引学生的兴趣，让他们带着问题进行下面的学习。
二、导热部分
由于现在的高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变，学生的培养目标是以应用型的工程技术人员为主，所以除了推导导热微分方程外，更注重对一个具体问题微分方程的建立，边界条件从已知条件的抽象，以及对所得结果的物理意义的分析，在物理概念上多花功夫，使之对传热学的基本概念加深印象。对于稳态问题，一般采用导热微分方程（或傅立叶定理）加边界条件便可求解。热阻法在稳态求解中简便和直观，并且用类比法与电阻联系起来，使学生能理解一维稳态下热流处处相等（串连）。在教学方法上，采用由浅入深的教学方法。例如：在讲变导热系数的导热问题时，先讲定导热系数的求解方法，然后通过数学推导，得出只要求出变导热系数的平均值，可把变导热系数的问题转化为定导热系数问题的结论。在肋片导热的教学过程中，先讲装肋片的必要条件，然后建立数学模型，并给出精确解、近似解、修正解。让学生掌握对具体对象的数学建模，明白精确解和近似解之间的差别，懂得工程上对某些问题进行近似的合理性。这样处理，思路清楚，由简到繁，步步深入，加强了各内容之间的联系。对于非稳态问题，首先要向学生讲解什么是非稳态，它和稳态传热有什么区别？一般非稳态的问题都要查图表，学生只要认真做几道习题一般都能掌握图表的查阅方法。这部分的重点是集总参数法，用毕渥数来判断能否使用集总参数法，毕渥数的物理意义是表征内部导热热阻与外部对流热阻的比值，当然毕渥数要小到一定程度才能用集总参数法。这时物体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻，物体内部的温度趋于一致，以致可以认为整个物体在同一瞬间均处于同一温度下。这些物理意义既可以使学生更深刻理解计算公式的推导基础，也可以使学生灵洁运用所学公式解决工程计算问题，此外它更是学生对新问题进行简化分析的理论依据。
三、对流换热部分
影响对流换热的因素有五个方面：（1）流体流动的因素；（2）流体有无相变；（3）流体的流动状态；（4）换热表面的几何因素；（5）流体的物理性质。在这一部分我们最关心的是对流换热系数，通过分析知道粘性流体在壁面上流动时，由于粘性的作用，在靠近壁面的地方流速逐渐减小，而在贴壁处流体将被滞止。贴壁处这一极薄的流体层相对于壁面是不流动的，壁面与流体间的热量传递必须穿过这个流体层，而热量传递方式只能是导热。因此将傅立叶定律应用于贴壁流体层，就把对流换热系数和流体的温度场联系起来。为了求解有关未知数，需用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程，这就使学生对对流换热系数的求解过程有总体的概念。对“对流换热的数学描写”、“层流边界层微分方程组”等内容，注重对建立方程的简化，假设条件的讲解，以及有关准则数物理意义的分析，即把时间花在重点和难点的讲解。这部分的实验关联式较多，主要讲解特征长度的选取，定性温度的选择，局部换热系数和平均换热系数的区别。对某一具体问题如何选择恰当的关联式以及在允许的误差范围内对同一问题用不同公式计算的合理性，培养学生工程应用能力。对于特征数方程和实验数据存在误差的问题，要引导学生用辨证和发展的眼光来看待，一个复杂的物理现象往往要经历长时间的探索，而目前的误差反映了现有的认识水平。
四、热辐射部分
我们把这部分的主要概念分成四组：（1）吸收率、反射率、透射率以及对应的黑体、镜体、透明体；（2）黑体辐射力、黑体单色辐射力及黑体辐射基本定律；（3）黑度、单色黑度及定向黑度；（4）投入辐射、光谱吸收比、灰体及基尔霍夫定律。每一组的概念存在数量关系和交叉关系。通过这种有意识地划类比较，更能清楚地揭示概念之间的内在联系，“信息”特征鲜明，从而有利提高学生的理解性、记忆力。角系数是这一部分的重点和难点，为了让学生理解角系数是与几何相对位置有关，我举了大量的例子，让学生在解题过程中灵活应用角系数的各项性质，加深理解。在多表面系统辐射换热的计算中，采用换热等效网络图，重点讲解了有一个表面为黑体和有一个表面绝热的区别，这样学生就明白为什么一个能采用并联热阻的求解法而另一个却不能的原因。
传热学是一门工程应用性很强的学科，需要考虑综合经济问题，像如何正确处理增强传热和流动阻力增大的矛盾。能量守恒是热传递现象所遵循的一个基本规律，《传热学》的形成、发展与它的运用息息相关。能否通过课程教学深刻理解热传递过程与能量守恒的关系，并基本掌握建立能量方程的方法与技巧，就成为提高学生解决问题能力的关键之一。随着计算机的迅速发展及应用的普及，热物理问题的数值模拟方法已越来越显示出其重要的作用，向学生介绍一些大型的商业计算软件，如：Fluent、anSYS等，同时使学生了解传热学在现代生物医学、高新技术中的重要作用，这能够启发学生善于发现和解决工程问题，调动学生的学习积极性以及学习的创新热情，进一步巩固所学理论知识，提高工程实践能力和学习兴趣，培养应用型高级技术人才。
参考文献：
工程热力学的基本概念篇3
热学课程论文教学形式与作用一、引言
《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科，是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课。《热学》课程在实验基础上，通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导，培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力。其主要内容包括：分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。通过本课程的学习，既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律，建立正确的学习方法，努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风，又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备，还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。在目前《热学》课程的教学中，课程论文扮演着越来越重要的角色，探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视。课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上，通过调查研究，适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用，注意培养学生理论联系实际的能力，培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣，引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感。教学方法的改进是课程教学改革的重要方面，在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养，把课程建设的目标定位于造就新世纪人才，使学生终生受益。
二、课程论文的基础
课程论文实际上是对学生提出了更高的要求，因此，《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上。如果学生掌握的基础知识雄厚，基本功扎实，再加上广泛涉猎与深入钻研，专业课就能学得好，理解得深，在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快，回旋的余地也比较大。况且，“热学”课程在传授系统物理学知识的同时，还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言。这样，尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用，但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观，当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。总而言之，《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法，离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木。
三、课程论文的形式
课程论文的形式灵活，不仅包括论文、调查报告，还包含有实验研究、实物制作等多种形式。在教学过程中，教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究，常见的课程论文形式主要有以下几种。一是解题方法的探究，通过对一个例题或习题的多种方法求解，使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻；二是实验探究，例如，当讲解到气体玻一马定律与盖・吕定律知识点时，可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律；三是调研报告，例如在讲解卡诺循环这一知识点时，可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等；四是理论模拟与分析，例如讲到相变这一知识点时，可以通过理论分析各种相的稳定性。五是合理的估算，例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式，查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果，它是个级数，由前几项可得系数约为0.499，而如果充分考虑速度住留的简便方法，很容易就得到此系数等于1/2，又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式，再如可以用标准大气模型中数以千计的数据，考虑地面凹凸不平的影响，可求出精度较高的大气粒子总数，然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比，从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法；目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一，有的甚至还是有争议的，例如：任意逆循环的制冷系数的定义，等热容过程与多方过程的差异，卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环，等等。遇到这些内容时，就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生，同时也介绍自己的看法，然后让学生独立进行研究，自由思考，自己做出合理的判断。
四、总结
《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习，建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法，掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律，在此基础上，采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式，以教学论文为载体，实现《热学》课程的互动研究型教学，重视学生能力素质培养，通过精心设计方案，全面加强各个环节，合理运用各种方法手段，形成视野开阔、理论联系实际的特色风格。用搞科研的态度对待教学，积极开展教学论文的教学，从教学有关领域挖掘课题开展科研，再把科研成果引入教学丰富教学内容，使教学与科研两者有机地相结合。教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果，身教言传，课程里就会充满了研究与探索的特色和风格，使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶，养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯，并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境，使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升。
参考文献：
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[3]高崇伊.改革“热学“课程教学加强对学生能力与素质的培养[J].高等理科教育，2003，（3）：34-38.
工程热力学的基本概念篇4
【关键词】热工基础教学方法少课时数
热工基础是动力机械类专业的核心课程，在传统工业、现代科技和生活领域中的应用十分广泛。由于我国教育政策的调整，各个高校都把课时数进行了适当的删减，造成的后果是学生对课程理解不透彻，知识掌握得教条与僵硬。如何在较短的课时内使学生掌握重点和难点，取得良好的教学效果，是摆在教师面前的一个难题。作者结合自己的认识和体会讨论了少课时数热工基础的教学方法，现分析总结如下文。
1.重视基本理论，运用准案例法，密切联系生活实际
首先要重视基本理论，使学生能清晰理解基本理论的实质，而不过分强调公式如何推导；其次，基本理论有些比较抽象，在讲解时，不仅要准确给出概念的内涵，而且要通过多种方法讲解，比如与相近或相反概念比较、概念在解题当中的应用等等。
为了使学生懂得基本理论在实践中如何发挥作用，运用准案例教学法。从案例教学法的基本原理出发，既要讲清楚基本理论和基本概念，又通过讲解案例的方法来教学，这就是准案例教学法。例如准静态过程和可逆过程，可以先给出定义，接着再分别列举气缸活塞上堆放砂子的例子和绝热气缸内气体的可逆膨胀和压缩过程，分步讲解实现准静态过程和可逆过程的条件，使学生从中得出概念之间的区别和联系，以及将它们应用于实际过程的条件。
另外，可以组织学生看录像、参观工厂设备等，让学生了解本课程在实践中的具体应用，使认识从理论到实践，培养学生分析实际问题、解决实际问题的能力。
2.针对不同专业调整授课内容与讲课方法
针对不同专业选择不同的授课内容。例如，对工业工程的学生，动力装置循环与其专业联系不大，可简单讲解。但对农业机械自动化的学生来说，动力装置循环就需要详细讲述。由于学生的程度不同，针对不同层次的学生选择不同的讲课方法。例如，针对本科生，可适当加大作业量，加深难度，或以小论文的方式让学生自学部分内容。对于高职学生，要着重培养学生动手的能力和独立思考的能力，公式的推导可简单介绍。
3.与科技英语相结合
在授课的过程中采用与科技英语相结合的方式，目的是让学生在学好本专业课程的同时，对一些科技术语的英文表述有基本的认识，还可以给学生一定的新鲜感。在讲具体章节时，每一章节的标题可采用英文书写。章节中涉及到的常用术语第一次出现时，先采用中英文对照的方式，以后再出现则只写出英文形式，以强化学生的记忆。
4.与多媒体相结合
以传统讲授(板书)方式为主，辅以多媒体课件，能增加课程的趣味性，提高单位时间的教学信息量。在进行基础理论的教学时，结合一些常见的具体实例进行分析、讲授，特别是在讲授一些抽象的概念时，通过举一些接近生活的例子，并以动画的形式演绎出来，能收到很好的效果。而在基础理论的应用部分就更能发挥多媒体的教学效果了，例如在介绍三种传热方式时用常见救火场景的生动的动画，来说明热量传递过程有无介质参与等情况，给学生留下非常深刻的印象。
5.重视实验课
实验课是本课程的重要教学环节，其目的是通过实验教学增强学生对热工基础的基本概念和基本定律的理解，并在计算与测试技能方面得到一定的训练。为了培养学生的动手能力，实验开始前，教师尽量少讲，留更多的时间让学生动手，自己去发现、分析和解决问题。实验结束后要求学生自己设计和填写实验报告。
6.合理选择和组织作业
由于课时数较少，学生自我思考空间少，知识点印象不深刻。可在授课过程中抽出几分钟时间补充一些选择、填空和改错的小题目让学生思考，加深学生对知识的理解，起到二次学习的作用。合理选择和组织课后作业也十分重要。学生由于作业量大、课程安排过多等原因对作业有厌倦情绪，又因为没有足够的习题课，做作业时无从下手。针对上述情况，布置作业时，精选经典题型，作业量少而精，对于较难的题目提供一个大概的思路，同时培养学生正确的学习态度，鼓励认真做作业。
7.改革考核方法
(1)多种题型有机结合。在考试中设定了名词解释题、是非题和多项选择题，帮助学生提高判别是非的能力。又精心设计了计算题和分析题，来考查学生分析问题及解决实际工程问题的能力。(2)摒弃简单化和一次考试定成绩的方式，采用合理的打分形式，平时成绩占20%，实验占10%，期末考试占70%(采用闭卷考试)。平时成绩包括学习态度、创新意识、思维能力以及平时作业是否认真、计算准确的程度等方面。这样使学生更加重视平时的学习，一步一个脚印地提高自己的能力。
通过上述教学实践活动，使教学过程更加完善。在有限的课时数内，达到了良好的教学效果，使学生奠定了坚实的理论基础，培养了工程意识和实践能力。
参考文献
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[3]王修彦.准案例教学法在《工程热力学》课程中的实施[J].中国电力教育，2002，4.
[4]杨祥花,颜玲.科技英语在热工基础课程教学中的应用[J].河海大学常州分校学报，2002，6.
工程热力学的基本概念篇5
紧紧围绕重点和基础知识，结合历年中考题讲通、讲透、练会，注意试题的应用性、实践性、综合性、探究性、时代性和教育性。这里给大家分享一些关于2021初三化学教师教学计划，供大家参考。
初三化学教师教学计划1化学是一门初三刚开设的新课程，经过一学期的学习，学生学习的热情较高，教师应以期在毕业会考中好的'成绩。本期担任初三50、51、52班的化学教学任务，三个班共有学生人。学生来自于城市与农村，基础高低参差不齐，基础较牢，成绩。当然也有学生养成的学习习惯、习惯。教师要每学生的工作，因材施教，使在各自原基础上发展进步。
教材分析：
1、用学生现代社会从事现代生产、学习、工作和生活所必需的化学基础内容教育学生。
从生产和生活的，拓宽知识面，以开阔学生的眼界，培养学生面向未来的能力，体现义务教育的性质和任务。了金属和有机物的内容，编写了空气和水的污染与防止污染，硬水、氢能源，金属与人体的关系，常见的化肥和农药等内容。
2、教材的结构和体系是从学生生活中须臾离不开的空气，水碳等引入，学习元素和化合物知识，有计划地穿插安排概念，理论和定律。
使教材内容的理论与地，有利于培养学生运用化学理论和概念解决生活和生产中常见的化学问题的能力，还可以分散学习概念和理论，以减轻学习时的。有利于教师安排教学和便于学生学习和，每章教材的篇幅力求短小，较。
3、从我国的，注意减轻学生过重的课业负担，使学生学得。
合格公民的需要精选教材，从深度，广度习题难度上安排。教学大纲中规定的需要“”、“理解”的内容教学的，而对要求“”，“常识性介绍”“选学”的内容，力求分清主次，区别对待。
4、调动学生学习的性，帮助学生理解化学概念和记忆所学的知识，教材中编入了数页彩图和约200幅图表。
是反映某纯净物用途的，我国古代和现代工业成就的，化学科学发展的历史，刊印了科学家的肖像，用最新的科学成就图示启发学生钻研科学的性。符合学生的年龄特征和认知规律，除了与小学自然、初中生物、地理、物理等学科密切，便于教和学外，在教材内容的叙述上力求使学生愿读、易懂、有兴趣。
5、教材除演示实验和学生实验外，还注意了能引起学生兴趣和有利于学生理解概念的实验。
学生的差异还编了9个选做实验及家庭小实验。化学实验教学可以帮助学生化学概念，理解和化学知识，培养技能，能力科学和方法。
教学目的和要求：
(1)理论知识生产、自然和社会的，学生的生活，使学生学以致用。激发学生学习化学的兴趣。培养学生的科学和科学的学习方法，培养学生的能力和创新精神，使学生会运用化学知识解释或解决简单的化学问题。
(2)基础知识和技能，注意启发学生的智力，培养学生的能力。使学生学习化学概念和原理，学习几种常见的元素和的化合物的基础知识，学习化学实验和化学计算的技能，化学在中的应用。
(3)培养学生的科技意识、资源意识、环保意识等现代意识，对学生安全教育和爱国主义教育。
措施：
(1)概念的教学
化学概念的教学学生学好化学是要的。在教学中，既要注意概念的科学性，又要注意概念的阶段性。概念是发展的，要注意遵循循序渐进，由浅入深的原则。某些概念一次就透彻地揭示其涵义，也不应把的概念化。在教学中要尽通俗易懂，对实验和事实的分析、、抽象、概括，使学生概念，并注意学生在学习，生活和劳动中应用学过的概念，以便对概念的理解和运用化学知识的能力。
(2)化学用语的教学
元素符号、化学式和化学方程式等是用来表示物质的组成及的化学用语，是学习化学的工具。在教学中，要让学生实物和化学反应，学习的化学用语，化学用语联想的实物和化学反应。，既有利于学生记忆，又有利于对化学用语涵义的理解。还应注意对化学用语分散教学，生动有趣的学习活动和有计划的练习，使学生学习化学的工具。
(3)元素化合物知识的教学
元素化合物知识学生打好化学学习的基础。使学生学好元素化合物知识，在教学中要注意紧密，直观教学，实验教学和电化教学，让学生多接触实物，多做些实验，以感性知识。要，帮助在理解的基础上记忆的元素化合物知识。在学生了的元素化合物知识以后，教师要学生理解元素化合物知识间的内在，让学生理解元素化合物的性质，制法和用途间的，并注意化学概念和原理对元素化合物知识学习的作用。
(4)实验教学
化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生概念，知识和技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃的科学和科学的学习方法。，实验教学是化学教学质量的一环。在教学中，要坚决防止只重讲授、轻视实验的偏向。在实验教学中，要注意安全教育，要教育学生爱护仪，节约药品。
(5)化学课外活动。
组织和学生化学课外活动，学生学习化学的兴趣，开阔知识视野，培养和发展能力，的聪明才智等很有益的。课外活动的内容和应，灵活多样。在活动内容可包括社会，生活、科技发展和化学史，扩展课内学过的知识等;活动可做趣味小实验、举行知识讲座，化学竞赛和专题，或组织学生制作教具，参观访问等。在组织课外活动时，应注意学生的特长，培养的创新精神。
初三化学教师教学计划2本学期初三年级化学新课将在4月中旬结束，其余时间将转入复习，复习将占据本学期大部分时间，约为三个月，现制定如下教学计划：
一、学生情况的再分析。
经过一个学期的接触，我对学校学生的情况已经比较熟悉，学生们喜欢化学，喜欢上我的课，他们的总体情况是：基础较差，缺乏对问题的钻研精神，一旦遇到难一点的问题往往是后退，自主性学习差，对学习比较缺乏信心，这些是我的教学的出发点。
二、再研究化学教学大纲，不断完善自己的化学教学和复习的指导思想。
1、立足教材，不超出教学大纲，注意紧扣课本。
回到课本，并非简单地重复和循环，而是要螺旋式的上升和提高。对课本内容引申、扩展。加强纵横联系;对课本的习题可改动条件或结论，加强综合度，以求深化和提高。
2、做到全面复习。
复习目的不全是为升学，更重要是为今后学习和工作奠基。由于考查面广，若基础不扎实，不灵活，是难以准确完成。因此必须系统复习，不能遗漏。
3、立足双基。
重视基本概念、基本技能的复习。对一些重要概念、知识点作专题讲授，反复运用，以加深理解。
4、提高做题能力。
复习要注意培养学生思维的求异性、发散性、独立性和批评性，逐步提高学生的审题能力、探究能力和综合多项知识或技能的解题能力。
5、类教学和指导。
学生存在智力发展和解题能力上差异。对优秀生，指导阅读、放手钻研、总结提高的方法去发挥他们的聪明才智。中等生则要求跟上复习进度，在训练中提高能力，对学习有困难的学生建立学生档案，实行逐个辅导，查漏补缺。
三、复习的具体做法。
1、循序渐进。
学习是一个由低到高，由浅到深，由片面到全面的过程。第一阶段的全面复习必不可少。初三化学知识的一个特点是：内容广泛，且分散渗透。总复习就要把分散的知识集中起来，以线或图表形式把它们联系起来，从中找出规律性的东西。按照知识的有机组合，以课本为依据，按大纲进行全面、扼要、系统的复习，并充分利用直观教具，以比较法、提纲法、列表法、归纳法、竞赛法等形式进行。
2、讲练结合，专题讲解，加强训练。
全面复习的基础上抓住重要内容进行专题训练。尤其是有一定难度，有一定代表性的内容更要加强，提高学生思维的灵活性、严谨性和适应性。
3、采取灵活多样的复习形式。
复习切忌搞填鸭式、注入式的教学和题海战术。在教学中我常用：启发式讲授、自学式的阅读和钻研，有题组式训练、小组讨论、让学生对实验装置进行改装，对结论进行论证等复习形式。激发学生学习兴趣，提高学习积极性。
4、进行题型分析，掌握解题规律。
不论什么题型都有各自的规律，掌握了这些规律对解题是有很大帮助的。我们反对题海战术，但多种题型的训练却是必要的。教师必须在阅读多种资料的基础上，整理出适量题目给学生练，切不要照抄照搬。教师进行题型分析，既使学生掌握解各类题方法，又能对各种知识再重新复习一次，这种做法很受学生欢迎。
四、加强信息反馈，及时调整教学计划。在总复习中要重视信息反馈。
正如控制论创始人维纳所说：有效行为必须由某种反馈过程来提供信息，看它是否达到预定目标，最简单的反馈是检验任务的成功或失败。我们通常说：实践是检验真理的唯一标准。所谓检验就是要通过反馈信息来了解实际与预期目的是否符合。让教学的信息反馈体现在教学的全过程中。
1、发动学生提供反馈信息，向学生说明教与学的辩证关系、教师传授知识与学生提供反馈信息的重要性，要求学生装在今后教学活动中密切配合。
在复习的过程中，可将历届学生在学习上曾出现过的疑难问题作讲解。每一节复习课都反映了备学生这一环节的连续性。也激发学生提供教学反馈信息的积极性，愿意与教师合作。
2、课堂教学注意捕捉学生情感因素的反馈信息。
教师对一个知识点的复习，学生反应会有所不同，如精神集中或焕散、迷惑不解或思索、轻松愉快或愁眉不展。多少可以反映他们对教学内容的理解程度。教师可以从中了解输入学生头脑中和知识是否被学生接受贮存?哪些仍含糊不清?从而调整复习的程序，达到教与学的和谐。
3、课后听取学生的反馈信息。
教师讲授知识的过程中，必然受到各到各种干扰。每个学生接受程度不同，常会造成种种的差异。教师课后及收集真实和准确的信息，对下一节课的复习有较强的针对性，避免闭门造车，易被学生所接受。
我在每单元教学中，注意来自学生方面各式各样的反馈，坚持做到按时、按量、按评分标准、科学分析试卷、评讲试卷。并注意与不同层次学校的测验成绩对比。要求学生对测验情况进行知识点、知识面、掌握情况及学习上的主、客观因素进行书面分析，寻找原因。
教师做好统计工作，找出教学上的弱点，进一步改进教学的方法，及时调整复习计划。这样才能使实际掌握情况与预期定下的目标更加吻合，做到有质、有量地提高学习成绩。
初三化学教师教学计划3一、指导思想
以学校和年级组工作计划为指导，以全面提高教学质量为宗旨，面向全体学生，关注每一个学生的全面发展，激发他们学习的热情和兴趣，帮助他们建立良好的学习成就感和自信心，培养他们逻辑思维能力、运算能力。
二、教学目标
通过分析学生的实际情况，加强对学生逻辑思维训练能力、归纳能力的训练，养成良好的学习习惯，掌握好物理的学习方法，加强实验操作能力培养，进一步打好基础。做好学生的竞赛辅导工作，争取在物理竞赛中取得好成绩，完成初中物理的复习工作，争取中考全面获胜。
三、具体措施
1、坚持集体备课，加强各教师间的联系，互相取长补短，发挥群体力量。
加强教法研究和发挥效益。
2、教学中应做到由浅入深，由易到难，循序渐进，点面结合，逐步扩展。
3、强化月考，关注教学成果。
4、加强试题收集与研究，了解并掌握中考试题和中考命题的趋势。
四、复习计划
第一轮复习，以课本以及能力训练为依据，复习初中物理的基础知识与基本实验。
第二轮复习，以自编讲稿为依据，分类复习。
第三轮复习，收集整理以往中考试题，编制使用模拟试卷，进行综合练习。
初三化学教师教学计划4新学期已开始，为使新学期的工作有条不紊的进行，使教学工作更加科学合理，特订新学期个人教学计划如下
一、指导思想
加强现代教育理论的学习，提高自身的素质，转变教育观念，以教育科研为先导，以培养学生的创新精神和实践能力为重点，深化课堂教学改革，大力推进素质教育。
二、教材分析
本册教材具有以下几个明显的特点：
1.为学生的物理学习构筑起点
教科书提供了大量物理研究的基础知识和实验，作为所有学生从事物理学习的出发点，目的是使学生能够在所提供的学习情景中，通过实验、探索与交流等活动，获得必要的基础发展。
2、向学生提供现实、有趣、富有挑战性的学习素材
教科书从学生实际出发，用他们熟悉或感兴趣的问题情景引入学习主题，并提供了众多结合实际而富有物理意义的问题，以展开物理探究。
3、为学生提供探索、交流的时间与空间
教科书依据学生已有的知识背景和活动经验，提供了大量的实验、思考与交流的机会，帮助学生通过探究与交流，梳理所学的知识，建立符合个体认知特点的知识结构。
4、展现物理知识的形成与应用过程
教科书采用“提出问题——猜想——设计实验——分析数据——得出结论”的模式展开，有利于学生更好地理解物理、应用物理，增强学好物理的信心。
三、教学措施：
1、根据学生实际，创造性地使用教材，积极开发和利用各种教学资源，为学生提供丰富多彩的学习素材。
2、加强直观教学，充分利用教具、学具等多媒体教学，以丰富学生感知认识对象的途径，促使他们更加乐意联系生活学习物理、更好地理解物理。
3、关注学生的个体差异。
4、加强学生学习习惯的培养，主要培养学生的分析)，有效的实施有差异的教学，使每个学生都能得到充分的发展。
初三化学教师教学计划5一：教学指导思想
在深化教育改革、全面推进素质教育的今天，各学科都在实施新课改，目的是培养高素质的人才。新课改促使我们教育工作者的教育思想发生革命性转变，从应试教育向素质教育转轨，这是中国教育发展的必然趋势。初中物理作为培养学生科学素质的一门重要课程，其教学现状与素质教育的要求有一定的差距。相当一部分学生对物理知识的学习及分析问题和解决问题的能力也还存在一定的问题，这也是当前物理教学中开展素质教育的一个障碍。新课程标准下的物理教学，作为教师应树立一切为学生的发展的教育思想。在教学中要关注每一个学生，注重学生的全面发展，提倡学习方式的多样化。在教学中教师要充分调动学生学生的积极性、主动性和创造性，激励学生限度地参与到教学中去，全面提高学生的素质。
二：班级基本情况分析
本学期的几个班通过上学期期末考试看，每个班的学生成绩差距大，好成绩的学生少，学空生较多，上课时学生的积极性不高，不够灵活，有极个别学生上课不听课，课后不做作业，没有形成良好的生活和学习习惯。这就需要在以后的教学中进一步改进教学方法，优化课堂教学，激发学生学习兴趣，创新学生的思维，圆满完成教学任务。
三：教学内容分析
本学期教学时间共计二十二周，除去节假日，实际授课二十一周，教学时间紧张，教学任务繁重。本学期的教学内容从第十三章到第十八章共计六章，前两章为热学内容，后四为电学内容，这些内容比较抽象，特别是电路图分析对学生更是困难。
第十三章和第十四章内容有：分子热运动、内能、比热容、热机、热机的效率、能量守恒定律。这些内容是在学习了机械能的基础上，把能量的研究扩展到内能。教材首先介绍物质是由分子组成的，通过扩散现象引出热运动的概念，在分子动理论的基础上说明内能是所有分子热运动动能和势能的总和，通过实验说明热传递和做功都可以改变物体内能，并引出热量和比热容的概念。通过实验探究活动加深对比热容是物质的一种特性的理解，教材列出比热容表，让同学们知道水的比热容在实际生活中的应用，要求同学们能进行简单的热量计算。内能的利用教材中重点讲了热机的例子介绍热机的结构和工作原理。最后给出了能量守恒定律，这一节是对本章及以前所有的物理知识从能量观点进行的一次综合。
第十五章的教学内容是学习电学概念和规律的基础，生活中又经常用到，所以在讲解知识技能的同时，特别应该强调过程与方法的学习。教材尽可能多的联系是实际，提倡多动手，由学生经历与科学工作者进行科学探究相似的过程，体验科学探究的乐趣，领悟科学思想和精神。“电流和电路”的基本概念和它们在电路中的基本规律是本章的核心。
第十六章主要学习电压和电阻。“电压、电阻”是初中电学的重要内容，是学习电学基本规律的必备知识。本章是在学习“电流和电路”知识的基础上对电学知识学习的深入，是进一步落实课标标准，培养学生科学素质的必然要求。电压是电学三大基本概念之一，是学习欧姆定律的前提和基础，电压表的使用和变阻器的使用又是学生探究电学基本规律，进行后续电学知识学习的保障。
第十七章主要学习欧姆定律。欧姆定律是初中电学知识的基础和重点，处于电学的核心地位。欧姆定律是电流、电压和电阻之间关系的体现，也是学习下一章“电功率”的基础，同时也是学习高中物理中的闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、交流电等内容的基础。本章通过探究电阻上电流跟电压的关系，明确电流、电压、电阻的关系，在探究结果的基础上得出欧姆定律。并利用欧姆定律对串、并联电阻的规律进行定性的分析。通过测量小灯泡的电阻的方法，探究测量导体的.方法，这是欧姆定律在解决实际问题中很好的应用。通过这些探究活动，让学生领悟探究的全过程，特别是对实验的评估和对实验数据的分析，进一步学习利用控制变量法。
第十八章主要学习电功率。本章是在学习欧姆定律的基础上，把电学的研究扩展到电能和电功率，是对电学基本规律学习的深入，是电学规律的大综合，是初中电学知识的终极目标和核心。本章包括“电能”和“电功率”这两个重要的物理规律。同时介绍了电热的作用和有关安全用电方面的知识。从课程标准要求上看，这些内容都是初中电学的重要内容，同时电功率也是初中电学中最复杂的内容，是电学中的重点、难点。
四：教学措施
1：加强师生情感的交流，建立和谐平等的师生关系。“教”的目的是为了学生能够主动，积极地“学”。只有教师热爱学生，才会主动了解、关心学生。而学生又会从内心感激老师的帮助和指导，这样激发了学生奋发学习的精神，让学生主动地学，高兴地学，愉快的学。
2：运用多样化的教学方法，增加学生的学习兴趣。新课程物理教学方法多样化是时代的需要，在物理教学中可采用实验探究法，问题讨论法，调查事实法等。尤其实验教学应突出实验、观察与操作的趣味性，进而转化为学生的积极求知欲。
3：开展多样化的课外活动，巩固课堂学习内容。教学的空间不要只局限于课堂，教学模式也不再是那种上课由老师灌，课下围着习题转的传统的教学模式。中学生有一定的自主性，他们乐意按照自己的思维行事，解决问题。教师应尽量满足他们的要求如建立航模组、板报组、无线电小组、小制作组等让物理走进生活。使学生在实践中受到锻炼，增长才干，让物理爱好者充分发挥特长。
工程热力学的基本概念篇6
传热学教学方法改革《传热学》是研究热量传递过程规律的科学，作为一门专业基础课，广泛开设于热动、建环、化工、电子等各专业领域。这门课程与先修课程《工程热力学》和《流体力学》相比较，具有更为复杂的知识结构，因此，在对这门课的学习过程中，部分学生感到困难颇多，甚至有些无所适从。
一、上好绪论课
绪论是传热学的第一堂课，俗话说：“良好的开端是成功的一半”。上好绪论课在培养学生兴趣、引导学生学习等方面具有不可低估的作用。在绪论课上，教师可以多列举日常生活中遇到的传热学问题，以及专业中有哪些专业现象需要用传热学的知识来解释。比如，给建环专业的学生讲一些传热学在建筑节能中的应用，可以让学生对课程有个大致的了解，同时通过强调本课程在专业知识架构体系中的地位和作用，使学生产生强烈的求知欲望和浓厚的学习兴趣。另外，绪论课的内容还应包括简介三种传热方式，由于这是学生第一次接触传热学的基本概念，所以给学生讲授基本概念时要注意教学技巧，尽量将问题简单化，重点讲清三种基本传热方式之间的区别，以免学生在第一堂课就产生畏难情绪。
二、合理设置问题情境
设置问题情景，也叫“问题教学法”，就是教师在课堂讲授时，并不是把教学内容作为现成的知识向学生传授，而是将所要讲授的内容作为一个个问题向学生提出，采用课堂上一问一答的上课方式。这样不仅可以引起学生的注意，使学生集中精力听课，而且还能激发学生积极思维，调动学生学习的积极性和主动性。
教师在讲授教学内容之前，首先从应用实例中提出问题，例如，可以从家用冰箱中鲜肉冷冻时间提出非稳态导热问题；从室内暖气的安装位置讲到自然对流的概念等，引起学生注意。然后再切入主题，用所要讲授的理论对问题进行定性分析，分析问题的性质、包含的传热原理、传热的过程等。在分析问题的过程中可以采用启发的方法，逐步引导学生的思维。最后是解决问题，把工程上常用的解决这类问题的定量计算方法介绍给学生。在整个的教学过程中，师生间形成了互动，学生成为课堂教学的参与者，响应老师提出的问题，甚至对教学内容提出质疑，培养了学生探索创新的精神。
三、充分利用比拟法教学
比拟法是理论思维的一种重要的逻辑推理方法。它以比较为基础，在已有知识的基础上，通过对不同的事物及其运动规律进行比较，找出它们的相似点或相同点，然后将其中一事物的有关知识或结论推理比拟到另一事物中去。因此它是人们有效地认识自然界普遍规律的一种试探性工具。
我们在传热学的教学中，首先引入的就是电场与温度场的类比，特别是学生在先学习了电工学，了解了电势、电流、电阻的概念后，将温度场中的温度差、热流及热阻的特点与其相对比。随后，在对流换热中将已学的专业基础课流体力学中的动量传递与传热学中的热量传递，质量传递的特点相类比，找到它们之间的相互关系，而且流体力学中的一些原理及数学表达形式可以完全类比到传热学当中，使对流换热及传质问题得以大大简化。热传递的三种基本方式——导热、对流及辐射是整个学科的精髓，对电阻与热阻的类比也要始终贯穿在传热学的整个教学过程中。
四、多媒体教学手段的应用
一直以来，传热学的传统教学都是借助黑板和粉笔等来进行的。而传热学作为高等院校工程类专业的一门专业基础课，不仅要介绍基本概念、基本理论，还要介绍传热学中的分析问题、解决问题的研究方法以及传热学的实际应用，其最大的目的也就是要将知识和现实联系起来，将理论知识应用于工程实践中去。但是凭借传统教学工具黑板和粉笔，教师很难将现实生活和工程案例形象生动地展现在课堂之上。有了多媒体技术，传热学传统教学中的一些问题就可以迎刃而解了。我们可以利用多媒体中的图片、动画和视频轻松地将传热学中一些抽象的术语、概念、定理生动地以实体展示或者模拟，将这些知识点直观地传递给学生。教师不但可以不用再挖空心思地去组织语言或者描摹一些图形去解释这些抽象的内容，同时学生也可以非常轻松地感受到生活中的传热学知识，自然地将学习与生活联系，清晰地在脑海中构建传热的现实模型，牢固记忆。举个简单的事例，就拿换热器来说，如果不通过实验和亲身的参观，仅凭书本上的图片，很多同学即使学完了传热学，在生活中遇到了换热器也不认识，更谈不上对其分类、讲述其特点，也不会将具体的原理和换热器的器件对应起来。但是通过换热器的实例图和动画模拟换热器的换热过程，教师不需要太多的表述，学生就可以清楚地认识换热器，了解各自换热器的特点，深刻理解和掌握各种换热器的工作过程和工作原理。
在传热学教学中适当地辅助多媒体的手段，不仅可以使教师更加生动和清晰地讲解知识点，及时便捷地完善教学内容，而且也有助于学生对知识的理解、记忆和应用，极大地提升了学习效率。
五、结束语
传热学教学方法改革的措施，在正常的教学试验中取得了良好的效果，教学过程更加完善合理。学生既掌握了基本理论、基本计算的方法，又满足了后续课程对传热学理论的基本要求。同时，学生在所学知识的实践应用等方面也得到了综合的锻炼，满足当前教育发展和人才培养的需要。
参考文献：
[1]董丽娜.有限课时内“工程热力学与传热学”教学效果改进[J].中国电力教育，2010，（25）.
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工程热力学的基本概念篇7
一、从感性认识出发，讲清概念的本质
学生学习知识是学习前人在实践中总结出来的经验，没有必要（也不可能）完全重复他们所经历的认识过程，但能具备一些感性认识，无疑是十分有利的.曾记得伟大的物理学家牛顿说过：“我的成功是站在巨人的肩膀上”，这句话就是最好的写照.例如；讲力的概念时，可以先举一些很平常的实例：人推车、手提箱子、摩擦阻碍了木块运动、地球吸引苹果等，这是一些很平常的现象，学生不会注意；若要对它们进行分析对比，就会发现它们有共同之处，即每个现象最少有两个物体：人和车、手和箱子、压路机与路面、木块与地面、地球与苹果.而且两个物体都在相互作用着，推、提、压、拉、吸引的效果才能显示出来，我们把产生这些效果的作用分别称为推力、提力、压力、拉力、吸引力.所以“力是物体间的相互作用”，且“不能离开物体而独立存在”的，即有施力物体就有受力物体.这样，力的性质和就被揭示出来了，学生头脑中不仅形成了较为深刻的力的概念，而且为今后学习打下了基础.
二、应用生动的比喻，帮助学生理解概念
物理概念是从实践中抽象出来的理性认识，如果教师不讲究教学方法而平铺直叙、照本宣科，往往会事倍功半，反而给学生一个模糊的概念，如果选择通俗易懂，具有生动的比喻则可迎刃而解，同时也可收到激发学生兴趣和活跃课堂气氛的效果.
例如，在讲“电流”时，课本是用“物理学中用每秒通过某一横截面的电荷量多少”来表示电流，学生感到难以接受，因为“电荷量”是一个新名词，这时可采用如下比喻，把导体比喻为“水管”，那么“水流”就是“电荷量”了.这是学生容易接受的，通过这个比喻，使“电流”更加形象化.学生获得的概念也更加具体和生动.
又如，在讲“电阻”时，是自由电子在金属导体中的定向移动，跟水在塞满石头的水管在流动类似，会受到阻力.这个“水管――石头模型”够形象、生动了.
三、挖掘概念内部的联系，深刻理解物理意义
例如，在讲“焦耳定律”时，其数学表达式：Q=i2Rt和电功w=Uit两个公式，有的学生只死记公式，硬背条文，不去弄清各符号所代表的物理量及它们间的关系.在解题时，学生往往会闹出张冠李戴的笑话，这不能全怪学生，也与教师讲课时分析问题不深不细有关.为了避免和澄清学生在这方面的模糊认识，在讲解公式时，教师不能用纯数学观点或走过场，将电流所做的电功与电热混为一谈，此时应该认识清楚只有纯电阻电路中电流所做的电功等于电阻产生的电热，即电热是电能转化为内能的那部分.如，电动汽车成为未来汽车发展的方向.若汽车所用电动机两端的电压为380V，电动机线圈的电阻为2Ω，通过电动机的电流为10a，则电动机工作10min消耗的电能为多少焦？产生的热量是多少焦？解：（1）电动机工作10min消耗的电能：w=Uit=380V×10a×10×60s=2.28×105J.（2）产生的热量错解：Q=w=Uit=380V×10a×10×60s=2.28×105J.正确的解：Q=i2Rt=102×2×10×60=1.2×103J.这道题就是考查学生是否对电功和电热两个概念有深刻理解.所以，学生要挖掘概念内部的联系，才能深刻理解其物理意义.
四、分析身边的自然现象，理解重要物理规律
由于自然界的各种现象纷繁复杂，它反映出其中物理现象、物理概念也很抽象的.
工程热力学的基本概念篇8
关键词：热质交换原理与设备;教学改革;教学实践
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）07-0256-02
一、课程教学改革的必要性分析
热质交换原理与设备是建筑环境与能源应用工程专业主干的专业基础课之一，起着连接本专业理论课与技术课的桥梁作用。本课程主要用于增强学生的专业理论水平，为学生的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工作中理论联系实际的能力。从热质交换原理与设备的知识体系与本专业课程之间的关系看，热质交换的知识占有相当重要的基础地位。建筑环境与能源应用工程专业培养的是具备从事建筑环境控制与能源供给系统以及建筑设施智能化工程的规划、设计、施工、安装、设备调试、运行管理、设备研发、产品营销等工作所需的基础理论、专业技术知识和实践与创新能力，能在设计研究院、工程公司、设备制造企业、管理部门等从事设计、研发、生产、施工、管理等岗位工作的应用型工程技术人才。在长期的教学实践中发现了一些问题：（1）教材中知识点多相对独立，内在规律性知识的融合力度不够，对于该领域的新技术和新设备的更新较慢。（2）由于教学条件限制，教学手段相对单一，课堂教学环节与实践教学环节结合不够，学生往往学完课程对具体设备仍然一知半解，出现到现场不识设备的现象，对于学生今后的专业课的学习和生产实习非常不利。（3）实验室建设滞后，现有实验设备陈旧老化，实验场地严重不足，实验教学也过于传统，不能调动学生的积极性和创造性。（4）热质交换原理与设备课程的考核方法主要采用传统的闭卷考核方式，实验和平时作业考核比重偏小，导致学生忽视实验环节、忽视平时对课程的学习和总结，造成期末突击复习、应付考试的局面。（5）教师的理论水平和科研能力直接影响课程的授课效果和学生对课程掌握的深度与广度，所以提高教师的科研能力，加强教师的培训，避免教师知识结构单一、理论水平不高和工程实践经验太少的问题，是课程改革的又一关键。
二、课程教学改革的内容
本着教学改革必须遵循教学客观规律的原则，在不断吸取先进的教学经验的基础上，循序渐进、有条不紊地进行探索实践，不断进行改革创新。
1.教学内容的优化整合。热质交换原理与设备这门课程知识点多且相对独立，内在规律性知识的融合力度不够，如何突出重点，优化教学内容，突出新平台课的作用，以培养服务于社会的应用型人才，是本课程教学改革的一大关键。在教学改革中，应从教材内容和课堂教学内容两方面加以实施整合教学内容，突出重点，优化教学内容，强化热质交换原理和设备的工程应用。结合当前高校教学改革的需要，对课程内容进行认真梳理。精讲基本概念，如传质、分子扩散传质、对流传质、扩散通量、费克定律等一定要讲清讲透。删去教学难度大但实用性不强的内容或只简单提及与先前课程重复的内容。淡化公式、定理的推导过程等。课程中涉及的比较抽象的概念较多，知识点繁复，名词术语比较枯燥，所以学生学习的主动性和兴趣会受到影响。如何提高学习的积极性，使枯燥的理论知识变得生动形象起来，学生乐于接受是非常重要的。为此，教师在教学中应着力强化以应用为目的的原则，要实现把教学内容中涉及的概念、知识点、技术名词置于实际工程中，突出理论知识在工程中的实用性、先进性和趣味性，调动学生的学习积极性。
2.课堂教学与工程实践有机结合，培养学生的工程应用的概念。建筑环境与能源应用工程专业培养的是具备从事建筑环境控制与能源供给系统以及建筑设施智能化工程的规划、设计、施工、安装、设备调试、运行管理、设备研发、产品营销等工作所需的基础理论、专业技术知识和实践与创新能力，能在设计研究院、工程公司、设备制造企业、管理部门等从事设计、研发、生产、施工、管理等岗位工作的应用型工程技术人才。因此，为社会培养应用型工程技术人才，培养学生的工程应用能力尤为重要。在课堂教学中，应首先介绍课程中所涉及的热质交换设备的工程应用背景，让学生知道所学到的热质交换设备的适用场合、在工程项目中的应用情况以及设备的应用和发展前景。利用学生已经完成了认识实习的有利条件，引导学生回忆在实习过程中参观过的热质交换设备，激发学生的学习热情，帮助学生建立工程应用的概念。学院已经建立了长期的专业实践教学基地，利用这一有利条件，教师可以结合当前教学内容的具体情况，适当的增加现场教学环节，如在讲解课程的设备部分，带学生去生产厂家，现场认识表冷器、风机盘管等常用设备;带学生去校内的空调制冷机房参观制冷机、板式换热器和冷却塔等，加深学生对专业设备的认识，提高学生实际应用能力，为后续的空调用制冷技术、供热工程、暖通空调系统等专业课程的学习打下良好的基础。
3.实验教学环节的改革。根据教育部本科教学水平评估标准的要求，坚持“与教学计划修订相结合、与实验教学资源整合相结合与构建实践教学体系相结合”的原则，科学合理地设置综合性、设计性实验项目，优化实验教学资源，创新实验教学机制。实验教学是热质交换原理与设备课程教学的重要环节之一。通过实验教学，不仅可以培养学生的动手操作能力，而且还能锻炼学生组织实验、记录和整理数据及编写实验报告的能力。目前，学院的实验教学场地严重短缺，实验设备数量不足且比较陈旧，这都给实验教学带来了很多困难。针对实验设备陈旧的问题，任课教师和实验人员在实验设备间歇周期内对实验设备进行必要的改造和维护，如更换水箱、更换加热电阻和调整测量仪表等，以确保实验课期间不发生设备故障问题，保证实验教学的顺利进行。根据课程教学大纲的要求，本课程共计设置了两个实验项目，分别为空气加热器的热工性能实验和散热器的热工性能实验。两个实验均为验证性实验，实验内容设置比较有局限性。为此，设计研制了热质交换设计性实验方案，增加自主设计性实验，让学生分组独立设计实验过程，参与试验台的调试、维修和改造，参与实验步骤的设计，使学生有充分独立研究和动手实践的条件和机会，加深基础理论理解的同时，培养实验技能、增强动手能力和解决问题的能力。在以往的教学中，教师讲授实验，由指导老师提前进行调试，学生根据实验指导书做实验，处理实验数据，学生往往带着完成任务的思想，参与性不够，这种做实验的方式大大降低了学生对实验课的积极性，也没有发挥出实验课的作用。为此，在教学中，要求学生提前预习实验，做到实验之前心中有数。实验过程中，减少每组学生的人数，要求每个学生都参与到实验操作中，真正参与实验的每一环节，并对学生实验中的表现记录考评。实验之后要求学生及时整理实验报告并总结实验收获，严禁学生抄袭实验报告，对于抄袭现象，实验成绩评定为不及格。
4.完善课程考核方法。为了开拓学生专业视野，培养学生的创新能力，改革课程的考试方法和完善考试制度势在必行。平时成绩的考核包括：出勤率、课后作业、期中考试等，做到从开课到结课，从课内到课外全过程考核。针对热质交换原理与设备的课程特点，期末成绩的考核采用闭卷与开卷相结合的考核办法。闭卷考试侧重于基本理论和基本概念的考查，利用已建立的题库以客观题的形式上机考核;开卷考试主要考核学生综合运用专业知识的能力。实验考核包括三部分：课前预习部分考核、实验过程中动手能力的考核、课后处理实验数据的能力和书写实验报告能力的考核。这样才能准确地、客观地实现对学生全面质量的考核，可以调动学生自主学习的积极性，有利于培养学生利用所学知识解决实际问题的主动性和创造性。
5.教学与科研相结合，培养学生的创新思维。科研成果应用于教学可以将实际的科研课题搬上讲台，帮助学生自主学习和应用知识解决实际问题，提升学生自主学习能力，培养学生科研兴趣，丰富课堂教学手段。在教学过程中，要增加传热传质学研究的前沿研究成果、研究课题的介绍，帮助学生了解传热传质学的发展状况和实际工程的发展趋势，初步掌握科学研究的方法。同时，在教学中结合教师的科研课题，鼓励学生参加科研工作，培养学生的前沿思想、创新思维和能力，课堂反馈很好，教学质量显著提高，取得了预期效果
热质交换原理与设备是一门实践性和技术性很强的课程，其教学内容和方法改革以及课程的建设是一个长期而艰巨的任务。教师在教学过程中需要不断地进行探索、实践并且逐步完善课程体系。因此，通过热质交换原理与设备课程的教学改革，使热质交换原理与设备的教学不仅在基本概念和基础理论上循序渐进，而且在培养学生的工程应用能力上达到精益求精，以培养出适应现代社会人才市场需要的应用型工程技术人才。
参考文献：
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[2]倪美琴，刘光远，杨卫波，等.更新教育理念，培养创新人才[J].制冷与空调，2012，26（2）：191-193.
工程热力学的基本概念篇9
摘要:
物理概念作为物理学知识体系的支柱，对其理解和掌握的程度直接影响到教学质量。对物理概念教学的实施原则和方式进行了探讨:实施要求在知识传授过程中不仅仅停留在概念本身，更需要从物理概念的需求背景、本质内涵和外延、适用范围、缺陷和改进等诸多方面进行讲解，使学生形成一个完整清晰的物理图像。实施方式要求创造好的学习环境来激发学生的兴趣以及调动学生的主观能动性和创造力。通过有效启发学生的思考，并使其受到科学精神的感染，达到有效理解和掌握物理概念的目的。
关键词:
物理学概念;科学素质;科学精神;教学方法;教学效果
物理学是研究宇宙中存在的各种基本物质结构及其运动和相互作用规律的学科，是人类认识自然和改造自然的工具。大学开设的物理基础课，可培养学生的科学素质和品质，也为后续专业课程学习奠定基础［1］。物理基本概念用于概括、归纳、表述事物变化的基本规律，是学科基础，对其深入学习可培养学生物理学的研究方法和思维［2］。
1物理概念教学的意义
大学物理通过向学生传授基础物理知识，培养学生基本的物理思维能力、科学品质以及物理学研究方法［3］。物理学概念(包括原理、定理、定律)是针对学科发展需要，在实验和理论基础上，通过反复的概括、抽象和归纳得到的，体现了学科的思维和发展方向，相应的学习和掌握至关重要［2］。
1．1培养解决和分析问题的能力
物理概念是物理学发展的支柱，任何一门物理学分支的发展都离不开特有物理概念的引入。如力学的发展，离不开力、力矩、动量、能量等基本物理概念的支撑。为了描述阻止物体的力，引入摩擦力，根据物体运动方式不同，又分为滚动和滑动摩擦力;为了研究物体的形变特性，引入了压力、剪切力等概念［4］。
1．2培养物理学的辩证和统一研究思维
有些物理概念是矛盾的结合体，如光的本质，即“波粒二象性”，对其认识一波三折。最早笛卡尔、牛顿的微粒学说，成功解释了光的直线传播现象。波动学说起源于胡克，认为光是类似水波振动，惠更斯提出光是纵波。“牛顿环”体现了光的波动性，却以微粒和以太进行解释。随着托马斯•杨干涉、菲涅耳衍射、麦克斯韦电磁场理论研究，以及赫兹(Hertz)对光的电磁波本质实验证明，人们逐步接受了光的波动性。直到19世纪末，在光电效应研究基础上，爱因斯坦提出了光的“波粒二象性”［5］，为新学说奠定了基础，如康普顿效应，德布罗意物质波、测不准原理、薛定谔波动方程等。
1．3培养融会贯通、触类旁通能力
很多物理概念会经历提出、实验或理论证实，逐步推广和深化，甚至扩展到其他领域的过程。这说明该概念的思维反映事物本质，精确描述了对象特征。如热学里“熵”概念，最先由克劳修斯(Clausius)基于描述热机循环状态的需要而提出，后来分子运动论将其解释为不可逆热力学过程是趋向于概论增加的态变化(波耳兹曼熵)。经过多年沉淀，又被控制论、数论、概率论、生命科学、天体物理等领域引入并应用，说明其思维方式被认同［6］。教学中可以把熵作为专题进行讲解，从不同学科集中阐述物理思维。
2物理概念教学的方法
大学物理学的教学目的如下:
1)通过掌握基础物理知识，为学习后续专业知识打好基础;
2)全面了解物理学研究方法、基本概念、物理图像以及历史渊源、发展等;
3)培养和提高大学生科学素质、思想、品质、精神等，通过了解科学发展的曲折和艰辛，科学研究的合作和乐趣等，培养学生科学思维方法、求真务实的科学品格，使其初步具备科学研究能力［1，7］。下面结合物理学特点以及教育理论和实践，对物理概念教学方法进行探讨。
2．1引入物理概念背景的教育需求
介绍物理学概念背景帮助学生充分理解概念引入的意义和作用。在此基础上，设计问题引导学生进行自我思考，如:若你们在此背景下引入新概念，应该采用什么概念来描述物质特性或规律，它与现有概念相比有哪些优缺点?通过学生的深入思考和讨论，使其充分认识和理解所引物理学概念的意义和重要性。这也是启发式教学的常用方式［8］。如讲解微粒比表面时，根据背景提问:对于一个物体而言，表面原子存在大量断键而很不稳定，表现为较强活性，是不是体积越大活性越强?通过讨论发现单纯的体积特征不合理，体积越大，内部包含原子数越多。进一步提问:如何描述微粒活性，并进行相应对比?这会激发学生的兴趣，出现类似单位质量的物质表面等答案。最后，指出微观粒子的尺寸效应最为重要，引出单位体积的表面积概念，即比表面积。
2．2讲清物理概念的本质内涵和外延物理概念的发展
体现在内涵不断丰富和外延在不同领域的扩展。温度概念的发展就体现了内涵的丰富，从表征“环境的冷热程度”到“分子平均平动动能的量度”，再到“物体内部分子的无规则热运动剧烈程度”，最后推广到“粒子集居数的反转现象”，也就是“系统处于总能量高于平均能量的状态”，并提出负温度的概念。折射率的概念则体现了其外延的扩展，最初表征不同材料之间的偏折，后表征传播速度。其实光传输的速度决定于材料原子之间电场的大小，也体现了原子结合力的高低，所以所承载的外延信息很多，包括光学、原子物理以及物质结构等不同学科。一些物理学概念是联系不同领域的纽带，如阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，对其内涵的理解比单纯数值更有意义。
2．3循序渐进和系统性的教学
有些概念贯穿于整个物理学体系中，需要多学科的共同学习才能深入和系统地认识。以物理学中极其重要的“场”的概念为例，最先由法拉第(Faraday)基于电磁相互作用的超距观点提出并进行直观描述;随后麦克斯韦从数学上推导了电场和磁场强度的波动方程，深刻地阐述了电磁场能量的分布［9］;列别捷夫(Lebedev)通过对光压的观测证明了电磁场动量特性;爱因斯坦狭义相对论的创立，证明场是物质存在的一种形式，具有能量、动量和质量;量子力学体现了场的“波粒二象性”;电磁场量子理论证明光子是电磁场的基本微粒，可与正负电子对相互转化，具有实物转化性，丰富了场的物理本质和内涵［10］。“场”在电磁学、力学、相对论、量子力学等领域都有体现。教学中要从“场”的基本特性、规律和共性出发，逐步深入:最初通过力学中重力(万有引力)引入重力场强、重力势能(引力场强、引力势函数)，初步建立场的概念;电磁学或电动力学则通过电荷库仑力场引入库仑场强和库仑势，通过场矢量的通量分析和环流分析分别得到高斯定理和安培环路定理;相对论和量子力学通过波函数分析进一步加深对场的理解。
2．4引入必要的物理学史教育
物理学的发展过程是科学家为了解决自然界遇到的新问题而不断探索的过程，所提物理概念是对所描述对象的高度概括［11］。新概念的提出、完善和修正需要科学检验和论证，错误的被或修正，正确的被采用或推广，这体现了物理学思维方式。结合物理学史，对成功或失败的物理概念进行分析和对比，有助于培养学生理性思维。成功实例:原子物理中“紫外灾难”催生了普朗克(planck)的量子概念，后来爱因斯坦的光量子说，成功地解释了光电效应，开启了量子力学新篇章;描述基本粒子单元的夸克(quark)概念，被逐渐证实。失败实例:描述光传输的“以太”概念被实验否定。当前还有很多概念亟待进一步论证，波尔(Bohr)与爱因斯坦关于量子力学的著名论战就是一个很好的证明。这可以培养学生思辨的习惯、求实的精神和相互包容的优良品质。
2．5构建清晰物理图像
很多概念的提出都基于不同的研究思路和思维，需要建立完整清晰的物理图像再现其物理思维和描述意义［12］。以麦克斯韦方程组为例，它体现了电磁学基本研究思路:对电场和磁场进行曲面和曲线积分，得到相应的源。学科适用范围体现了不同思维，如电磁学规律是基于宏观的分析，量子力学是处理微观世界的规律，具有完全不同的研究思路和适用范围。以电磁波发射为例，电动力学基于LC振荡，量子力学电子跃迁。对比讲解对构建知识体系和正确应用很有益。形象化表述是构建物理图像的主要方法之一，如在光学中讲述菲尼尔圆孔衍射的光强空间分布规律时，可以采用半波带法、矢量图解法等进行分解，达到获得清晰物理图像的目的［13］。加强实验教学有助于构建物理图像，可分为重建性和探究性，通过实验再现物理知识或根据预设要求通过实验得到结果。
3教学措施和效果
为了有效开展物理概念教学，我们对教学方法进行了改革，主要涉及到:分组讨论式教学、改革考试方式、推行非标准化答案、重建基本概念、推荐内容丰富的教材和参考书、加强实验教学等。分组讨论式教学是创造机会使学生对物理概念的提出背景、必要性、可以解决的问题进行深入讨论，在争论中增强对概念本质的认识。典型问题有:物理概念需求背景、自我设想和构建、解决问题程度和预期目标、现有物理概念对比等。通过以上教学，学生在考试中对基本概念的描述正确率大大增加，平均得分率由72%提高到83%。非标准化答案旨在锻炼学生想象力和发散性思维，围绕物理概念进行问题设计，采用多种表述方式进行分析。采用撰写论文形式进行考试，要求学生通过文献查询、收集信息等方式来阐述物理概念的内涵和外延等，全面锻炼学生能力:信息查询、归纳总结以及写作表述能力等。考试成绩比重由原来的15%增加到30%，更能体现学生能力水平。随着学习不断深入，需要通过扩展物理概念的内涵或外延对新事物及其特性规律进行描述。如随着激光光强的增加，对材料的光电离会由单光子电离扩展到多光子电离，由线性光学扩展到非线性光学以及激光等离子体物理［14］。推荐内容丰富的教材和参考书也是一种很好的方式。如原子物理教学中可推荐杨福家的《原子物理学》［15］，该书图文并茂，有很多经典故事，同时设计了很多启发式问题，使用者反映良好。光学教学中可推荐冯国英、周寿桓编写的《波动光学》［16］，该书内容丰富，主要物理概念和定律后面附有matlab应用实例，有利于学生学以致用和形象化理解物理概念。另外，美国学者artHobson编写的《物理学的概念与文化素养》等，都能为物理学概念的学习提供很好的参考。
4结语
物理学概念是物理学发展和前进的基石，体现了研究过程中遇到的新问题，反映了为了解决问题提出的新思维和方法，表征了物理学发展的趋势和方向。物理学概念学习主要体现在基础知识的掌握、科学品质和精神的培养、科学素质的锻炼等方面。从教学方法上需要从构建物理图像出发，结合物理学史的引入，激发学生主动性，达到全面掌握物理概念内涵和外延的目的。具体实施方式上，可以结合考试改革、非标准化答案、推荐优秀教材等来实现。
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工程热力学的基本概念篇10
关键词：3D-CaD电力电子装置结构设计模式
中图分类号：tp391.7文献标识码：a文章编号：1007-3973（2012）004-086-02
13D-CaD技术的概念
CaD，即计算机辅助绘图ComputeraidedDrawing，传统层面上是指二维计算机绘图技术。3D-CaD技术，即计算机辅助三维设计threeDimension-ComputeraidedDesign。20世纪70年代，飞机、汽车、家电、通讯工具等工业化产品的设计及制造中遇到了大量的复杂曲面问题，为了能够快速、准确、完整、简易地表达所要设计的特征，人们开发出了三维曲面设计系统。从此，使CaD技术从2D向3D完成了转变和跨越。3D-CaD技术的核心应用价值是用三维软件来完成设计。是通过一种途径，仿真出一个电子数据模型，分析其外观造型、结构设计、加工及组装工艺、装配关系等，进而可快速、准确、低成本地连续修改特征数据，使之满足设计要求。同时，三维实体模型文件电子存档后，不但能为装置的维护和数据查询带来巨大方便，更为公司后续新装置和系列装置的开发提供了模型数据的积累，实现了真正的ComputeraidedDesign。
2电力电子装置结构设计传统模式
2.1电力电子装置结构设计
电力电子装置的结构设计，主要包括：电气元件、功能模块、控制系统、散热系统的空间结构及基本的行线工艺；元件的安装方式、固定方法及可维护性；散热系统能满足该装置的发热需求；装置整体结构尺寸及外观合理，符合小巧轻薄、技术和艺术相结合的现代设计理念。电力电子装置和一般装置的结构设计主要区别为：(1)装置内有高频和大能量辐射源，电磁兼容性很难保证，因此对元器件在结构中的空间位置、线缆的行线方式及安装工艺要求比较严格，需众多相关环节的人共同讨论和设计方能形成一个合理实用的应用方案。(2)该系列装置工作过程中，半导体模块、电抗、电阻、电容等电子器件会产生大量的工作热，因此设计一个高效理想的散热系统至关重要。
2.2电力电子装置结构设计传统模式
传统的电力电子装置结构设计，整个过程通常有以下几个阶段。
初设计。按预估尺寸设计出主要结构及尺寸，甚至是简单勾勒几个草图。通常该部分图纸能满足装置样机基本的生产和安装需求。
初加工。按设计的图纸加工出所有的结构件。
实物组装。待pCB控制板设计并制作完毕、主要元器件购买到位后，在结构人员的指导下进行样机组装。固定孔现场配作；遇到没有设计的结构零件，根据安装需要现场设计、制造并安装；遇到没有购买的电器元件，根据实际需要再进行采购与安装；最后完成线缆的安装。实物组装阶段，未知情况太多，需要反复拆装和更改样机结构。在传统结构设计过程中，该过程最为重要，花费的精力、物力和财力也最大，通常要持续5~15个工作日。
散热测试。样机组装完成后，根据装置使用的工况进行散热测试。测试过程中，需要不断调整风机的大小、风速、串并联使用方式、风道结构等，直至散热系统能满足该装置的发热需求。
样机评估。装置样机测试后，企业组织相关专家和技术人员来共同对样机的整体结构进行全方位的评估，并提出改进意见。
新样机设计、制造与重测试。在样机基础上优化设计，使装置结构及工艺能更合理，更具应用性。新样机经过安装与测试，如有问题的，还要继续更改结构，直至满足设计要求。
设计形成。最终稿样机经各项指标通过后，结构设计人员再根据样机结构进行现场测绘，就可形成了一套完整的结构设计图纸。
总之，传统的电力电子装置的结构设计重样机、轻设计，方法比较繁琐、笨拙，未预知因素较多，为了验证是否达到设计意图，必须要制造物理样机来进行匹配，研发周期太长，成本太高，使得该类装置的开发和更新换代一直受到制约。
3电力电子装置结构设计新模式
3D-CaD技术的不断成熟，开启了电力电子装置结构设计新模式。从装置基本功能架构设计、内部元器件排列及线缆设计、外观设计、实体工程设计、热仿真设计到图纸输出，整个过程完全实现了一个高效精准的、无纸化的设计过程。新模式使繁琐的“样机”制作过程不再成为企业研发的噩梦。
3.1概念设计
概念设计阶段，结构设计师完成一系列针对装置结构方面的方案仿真工作，此阶段主要使用以3DmaX为代表的快速造型设计软件。
3.1.1思路设计
结构人员根据需求，用3D软件仿真出装置结构的基本设计思路：安装环境是室内还是室外；是屏柜式、箱体式还是抽屉式；是立式还是挂式；是多模块拼装还是大模块组合；断路器、接触器、iGBt等主要元件在装置内的空间位置；端子排及进出线情况；散热系统框架及进出风方式等。一般电力电子装置而言，完成此阶段通常只需1~2个工作日左右。
3.1.2行线设计
针对仿真好的模型，召开一次技术开发会议。有2个目的：
(1)对装置前期结构设计成果进行讨论和修正，明确设计意义；
(2)相关人员一起对装置线路及安装工艺进行设计和规划：线缆具体行线及施工工艺、线缆标准及特殊要求、线槽设置与设计、emC应对措施、整个线路布局既经济又符合美学理念等都明确下来。
会议后，结构人员按照讨论方案，将整体线路仿真到装置结构中。
3.1.3造型设计
经过以上设计，装置内部结构已基本定型。接下来就是外观造型设计。对电力电子装置，通常客户更多关注的是功能。因此，此阶段，结构设计师更多的是考虑装置外观色彩效果、表面处理工艺及前面板图案设计。设计师利用3DmaX，通过对灯光、材质、滤镜等仿真参数的调节，可快速渲染出外观设计效果，如果对输出效果要求更高，则可结合使用VRay、Brazi等外挂渲染器可渲染出照片级效果图。效果设计完成后，方案经讨论、修改并确认。
3DmaX强大、快速的poly建模和面建模功能为装置的概念设计提供了技术保障，使得装置结构的每个设计细节包括外观效果都能生动真实地展现给讨论方，从而保证了设计的有效性。等Cae热仿真结束后，就可形成一个应用级虚拟三维模型。真正意义上的装置结构设计工作到此基本结束。
3.2散热系统设计
电力电子装置散热系统的设计包含了散热器的设计及风道的设计。ansys和Flothem等Cae热场分析技术为散热系统的设计和测试提供了虚拟解决方案。通过Cae热仿真软件，影响系统散热的所有单元都可在软件中形成一个三维仿真模型，然后利用该类软件的热分析及计算功能，并能动态和静态地显示热效应结果。通过仿真结果，设计人员就可在软件里不断修改元素，直至形成一个既符合整体结构又能解决散热的仿真系统。从根本上解决了样机反复热测试的工作。
3.3工程设计
装置概念设计和散热系统设计结束后，就进入了工程设计阶段，此阶段主要使用CaD技术中的实体三维建模来实现装置的工程设计。3D-CaD工程设计软件，如UG、pRo/e、SoLiDwoRKS等，为三维建模提供了多种实现途径，可使设计人员方便地进行特征设计和曲面设计。part子模块使用参数化建模，零件特征的设计尺寸被关联化。若要对尺寸进行局部修改，只需要更新一个参数，整个零件结构将做自动更新，为设计人员节约了大量的修改时间，并保证了设计更新的连续性和有效性。assembly子模块使设计人员直观地看到各零部件装配后的状态，还可以对各装配尺寸进行真实测量,极大方便了设计。装配子模块下的干涉分析功能，能根据各装配零件的空间尺寸来确定是否干涉，并自动生成分析报告，明确指出互相干涉零件的名称和干涉位置，使设计更改更具针对性。工程设计最终的结果是实现图纸输出，CaD三维软件从根本上解决了这个问题。设计人员对三维模型反复修正后，利用Drawing子模块，可方便的生成能直接指导生产的二维工程图。所有数据尺寸直接从三维实体转化而来，极大地提高了设计效率及成功率。此阶段基本不再考虑结构设计问题，只需按此前已仿真好的概念模型生成实体工程模型，并将所有安装孔位生成设计即可。
3D-CaD技术为电力电子装置结构开发提供了新思路和新模式。整个产品开发设计过程可并行进行，彻底改变以前那种现先有安装实体，最后才能拼搭样机的传统模式，大大缩短了开发周期，并从根本上提高了开发成功率，为企业带来的价值也不言而喻。
43D-CaD技术在企业电力电子装置结构开发中的应用现状
我国3D-CaD技术的应用始于20世纪80年代，发展迅速。但总的来说，国内3D-CaD技术在企业电力电子装置结构开发中应用的水平还有很大提升空间。主要原因在于：
4.1未能真正实现辅助设计
企业在使用3D-CaD技术进行电力电子装置结构开发时通常有二方面的问题：(1)不进行概念设计，直接进行工程设计。该类装置结构设计的特殊性，决定了需要反复修改和众多人员参与的设计过程。而工程设计三维模型一旦完成，软件固有的建模属性决定了修改起来势必会增加很多工作量，加大开发周期，而概念设计软件则能出色灵活地完成这一任务；而且工程设计软件在线缆设计和造型设计方面没有概念设计软件更直接方便，不利于设计讨论的形成。(2)很多企业并未真正运用3D-CaD技术进行整体空间设计、受力分析和热分析。他们只是用计算机辅助出图，只停留在这个阶段，就失去了其应有的价值，因为3D-CaD的最大价值是辅助设计，不是辅助出图。
4.2企业投入不够
3D-CaD技术是一个复杂、多样的系统，技术更新快，并不是每个设计人员都能很好地接受和掌握，而且相当企业的设计人员并没有正规地接受过CaD软件的应用培训，对软件的大多数功能了解不够透彻，但多数企业并不想投入更多的成本来改变这一现状。随着消费者对产品要求的进一步提高，企业自然会加大CaD技术的投入来提升产品的竞争力，这需要经历一个长期的市场化的过程。
5结束语
3D-CaD技术在电力电子装置结构开发中极具优越性，它能辅助技术人员快速、准确无误地进行装置的设计，真正做到“从概念设计到零件加工全数字化、无纸化”，缩短装置研制周期，降低装置成本和废品率，为装置开发提供了新的设计理念。另外，随着智能技术、网络通讯技术和人机交互技术的成熟和发展，利用基于网络CaD/Capp/Cam/pDm/eRp系统集成技术，实现真正的全数字化的研发、设计、制造和管理，已成为发展大趋势。
参考文献：
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