1“系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)”課程的基本情況

“系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)”是國防科學(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際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統(tǒng)動力學(xué)》，總計30學(xué)時，其中講授24學(xué)時，實踐4學(xué)時，考核2學(xué)時。

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

2.1了解授課對象的基本情況

想要上好一門課，首先必須了解授課對象的專業(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、個別交流等方式到學(xué)員隊進(jìn)行前期調(diào)研，了解學(xué)員對課程的預(yù)期時間精力投入情況，對課程的期望和需求以及學(xué)員的個性、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)、計算方法、計算機(jī)程序設(shè)計、自動控制原理、系統(tǒng)工程原理。通過與學(xué)員前期交流，可以了解學(xué)員現(xiàn)有知識體系以及對先導(dǎo)課程的掌握情況，這樣在課程設(shè)計和講授時就能夠有的放矢，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)生通過相關(guān)知識學(xué)習(xí)對基本結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算等問題具有一定的分析能力，能對一般的建筑工程問題進(jìn)行初步分析。（一）課程設(shè)計理念高職課程以工學(xué)結(jié)合為切入點，以建筑工程項目實施為導(dǎo)向，突出基礎(chǔ)能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以真實的工程項目為載體，設(shè)計有利于培養(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)工程實際的課程模式，從理論和實踐兩方面進(jìn)行課程設(shè)計，實行單元化教學(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)定性分析計算的能力，能夠熟練完成材料力學(xué)的基本試驗項目；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。通過建筑力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，結(jié)合施工現(xiàn)場實際需要，學(xué)生可以獲得較為系統(tǒng)的力學(xué)知識和基本的分析能力，這些知識和能力是畢業(yè)生在工作崗位上靈活運用知識技能完成工作、解決問題的有力保證，在教與學(xué)中對提高學(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；另一方面又可以解決工程中簡單的力學(xué)問題，在整個建筑類課程體系中處于承上啟下的核心地位。

二、基于BPR理論與管理方式實施高職建筑力學(xué)課程改革

課程改革就是重新設(shè)計和安排教學(xué)的整個過程，使之合理化，即通過對原有教學(xué)過程的各個方面、每個環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的調(diào)查研究和細(xì)致分析，對其中不合理、不必要的環(huán)節(jié)進(jìn)行徹底變革。在具體實施過程中，可以按以下程序進(jìn)行。（一）對現(xiàn)有課程進(jìn)行全面的功能和效率分析，發(fā)現(xiàn)其存在問題。1．課程過分追求系統(tǒng)、完整，造成內(nèi)容龐雜，知識脈絡(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、輕綜合等問題，對于力學(xué)作為應(yīng)用學(xué)科的實用價值沒有給予充分的重視。結(jié)果是：過分追求力學(xué)知識的系統(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)容不實用。從近幾年高職建筑力學(xué)教材的使用情況來看，主要存在以下幾個問題：一是有些教材僅僅是本科教材的簡單壓縮，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，沒有突出高職教材通俗易懂和實用性的特色。三是教材內(nèi)容的論述條理不清晰，符號不規(guī)范，如外荷載、約束、內(nèi)力和應(yīng)力的符號等都未與后續(xù)專業(yè)課中的符號統(tǒng)一起來。四是習(xí)題設(shè)置缺少實踐性，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。很長時間以來，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、缺乏新意，缺乏對學(xué)生的思想和學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。同時，對學(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)動學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課的興趣和積極性。4．實驗、實訓(xùn)內(nèi)容過于單一，缺乏綜合性實驗。實驗及實訓(xùn)的任務(wù)主要是驗證經(jīng)典理論、增加感性認(rèn)識，是高職教學(xué)的必不可少的環(huán)節(jié)，但不少高職院校對于實驗教學(xué)的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，開展的實驗項目單一，缺乏綜合性實驗（試驗），結(jié)果是：學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象的力學(xué)知識時，不能將知識點聯(lián)系起來，也不能與實際聯(lián)系起來。（二）設(shè)計新的課程改革方案，并進(jìn)行效果評估。為了設(shè)計更加科學(xué)、合理的課程改革方案，必須群策群力、集思廣益。在設(shè)計新的方案時，需要考慮：1．編寫適合高職教育和學(xué)校實際的課程教材，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)知識的實用性，避免涉及過多的交叉問題，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，采用單元模式設(shè)計并分配各單元的學(xué)時（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)用于實際工程中。盡可能地應(yīng)用工程實例進(jìn)行說明、驗證，將理論和實際有機(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)的基本知識外，還要讓學(xué)生掌握應(yīng)用知識分析問題、解決問題的方法，即將知識轉(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—導(dǎo)出任務(wù)—提出情境—解決問題、完成任務(wù)—討論、總結(jié)。教學(xué)從簡單到復(fù)雜，從單一到整體，以實際工程項目結(jié)構(gòu)構(gòu)件實體為切入點，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、施工準(zhǔn)備、施工工序、質(zhì)量檢測、維修加固、成本比較等一系列工作過程導(dǎo)出實際工程項目任務(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)過程，隨后，再通過集體討論，將一個問題的解決進(jìn)行推廣、拓展，真正達(dá)到任務(wù)驅(qū)動，自主導(dǎo)學(xué)的教學(xué)目的。實訓(xùn)培養(yǎng)應(yīng)用能力理論指導(dǎo)實踐客觀現(xiàn)象舉一反三解決問題研討糾偏分析推理鼓勵引導(dǎo)課堂教學(xué)現(xiàn)場培養(yǎng)觀察能力加深感性認(rèn)識實驗培養(yǎng)動力能力增強(qiáng)理性認(rèn)識圖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)問討論法等多種形式的教學(xué)方法，突出課程內(nèi)容對學(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)中糅合施工圖識讀、施工、質(zhì)量評測、加固等一系列工作過程，真正做到“教、學(xué)、用”一體化。4．調(diào)整課程教學(xué)周時數(shù)，強(qiáng)化課程的實踐教學(xué)。為了實現(xiàn)“教、學(xué)、用”一體化的目標(biāo)，將原來的理論教學(xué)分為兩個階段，前段課時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周的實驗教學(xué)及現(xiàn)場實訓(xùn)教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生走訪一線施工現(xiàn)場。實驗教學(xué)安排包括四個項目：材料的拉壓實驗；彈性模量測定，冷作硬化；剪切和扭轉(zhuǎn)實驗；梁的應(yīng)力測定?，F(xiàn)場實訓(xùn)教學(xué)包括：現(xiàn)場觀察，認(rèn)識構(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，需要對原有的師資結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的調(diào)整和充實，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)驗等諸多方面，具體操作時，可從以下幾個方面進(jìn)行：其一，制訂科學(xué)合理的師資隊伍建設(shè)規(guī)劃和年度計劃，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，實施試講制和導(dǎo)師制，發(fā)揚以“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，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、鼓勵教師參加社會生產(chǎn)實踐，豐富實踐經(jīng)驗，拓寬視野，提高職業(yè)技術(shù)能力。（四）組織實施。具體的實施步驟如下：第一步，加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)，組建結(jié)構(gòu)合理、業(yè)務(wù)水平高、實踐經(jīng)驗豐富的教學(xué)團(tuán)隊；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)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自覺性；第四步，加強(qiáng)現(xiàn)有教材的修訂，完善實驗、實訓(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，利用移動互聯(lián)技術(shù)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程，建好互動式課程學(xué)習(xí)環(huán)境；第六步，完善校內(nèi)實訓(xùn)基地，改善實驗條件，進(jìn)一步擴(kuò)大校外實訓(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的養(yǎng)分，培養(yǎng)滿足現(xiàn)實社會需要的人才。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)體驗感，學(xué)生普遍感到建筑力學(xué)其實不是很抽象，它確實可看、可用、有用、能用。第三，重組后的教學(xué)提升了學(xué)生的理論分析和計算能力，改善了學(xué)生的思維模式，在畢業(yè)實習(xí)反饋中，受到用人企業(yè)的好評。

總之，隨著高職教育的不斷發(fā)展和行業(yè)對人才需求的變化，課程建設(shè)必然是一個持續(xù)改進(jìn)的過程，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)改革與實踐的相關(guān)概述

工程熱力學(xué)是動力工程、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)，是我們國家高等教育的重要組成版塊。目前，我們國家對能源利用率的要求越來越高，對環(huán)境保護(hù)質(zhì)量也相對提高，工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革對提高能源的利用效率起著至關(guān)重要的影響作用。尤其是面對未來生產(chǎn)的發(fā)展對能源動力需求迅速增加的趨勢,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，并且在實際的生產(chǎn)與生活中其應(yīng)用價值極高。在課程教學(xué)與實踐過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，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，在實踐活動中學(xué)生不能夠靈活的運用所學(xué)的課堂教學(xué)知識進(jìn)行實驗，這就大大降低了工程熱力學(xué)的實際運用價值，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，主要講述三者之間能量的轉(zhuǎn)換趨勢與規(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)來提高生產(chǎn)效率，提高資源利用率，以此實現(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，并且其實踐過程中的運用效率偏低，這就需要我們針對工程熱力學(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。課程改革的重點應(yīng)當(dāng)放在課程實施工作之上，課程的實施依賴課程的教學(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)注和探討的熱點問題。工程熱力學(xué)課程教學(xué)實踐是指教師在講授工程熱力學(xué)知識的時候應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合其實際情況，將實踐活動與課堂理論知識講授充分的融合，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。課程教學(xué)實踐是提高學(xué)生實際操作能力的平臺，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)量與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此在工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革過程中應(yīng)當(dāng)將其改革的內(nèi)容付諸實踐，這有這樣才能夠檢驗其改革的內(nèi)容是否符合教育體制改革發(fā)展的總目標(biāo)。在實際的課程教學(xué)過程中，教師、研究者與學(xué)生應(yīng)當(dāng)提高實踐活動的強(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)改革與實踐的過程中存在的主要問題

當(dāng)前我們國家的高等院校和高職院校對工程熱力學(xué)課程教學(xué)的重要性認(rèn)識不足，沒有充分的認(rèn)識到工程熱力學(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)改革與實踐過程中存在的主要問題，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）國家教育部門與高等院校、高職院校等教育機(jī)構(gòu)對工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實踐工作的重視程度偏低，沒有充分的認(rèn)識到工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實踐對提高教學(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)等方面相對短缺，嚴(yán)重的影響了工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革與實踐的進(jìn)程，沒有投入更多的基礎(chǔ)設(shè)備讓學(xué)生參與實踐。這樣下去就會嚴(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、采用激勵啟發(fā)方式組織課堂教學(xué)

工程熱力學(xué)課程的特點是理論性強(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)過程中普遍感覺較為困難，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多媒體課件來展示熱力學(xué)過程，更需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱力學(xué)的興趣，在引入一些工程實例的基礎(chǔ)上，激勵學(xué)生去思考，及時地與學(xué)生就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行討論，促進(jìn)學(xué)生對知識點的掌握和領(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動畫的簡單演示，而是把教學(xué)的核心放在啟迪學(xué)生對熱力學(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，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，形成對熱力學(xué)的一種系統(tǒng)的總體的認(rèn)識和把握，而不是零散地去背誦記憶一些片段。通過這種激勵啟發(fā)式的教學(xué)，使學(xué)生做到理論和實際工程案例的結(jié)合，從而使熱力學(xué)知識很好地固化在學(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)計課堂教學(xué)內(nèi)容的每個環(huán)節(jié)，圍繞章節(jié)內(nèi)容中的重點知識內(nèi)容，設(shè)計問題及啟發(fā)實例，并完成課堂互動討論的教學(xué)組織，在此過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。

二、改進(jìn)課堂教學(xué)PPT，增加工程實例

工程熱力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，與工程實際密切相關(guān)。在教學(xué)過程中，需要有很多的工程問題作為背景。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，迫切需要在傳統(tǒng)課件中加入工程實例，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)并體會工程熱力學(xué)的重要性及美感。通過工程案例的學(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)到對熱力學(xué)知識的理解、分析、記憶、掌握和應(yīng)用。對于熱力學(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)械作為實例，進(jìn)行詳細(xì)分析和講授。工程案例的引入，將實際生活中與熱力學(xué)相關(guān)的問題引入到教學(xué)中，用所學(xué)知識來解釋工程問題，在講解中讓學(xué)生明白熱力學(xué)知識可以解決本專業(yè)涉及的實際專業(yè)問題，從而實現(xiàn)“從理論中來，到實踐中去”，實現(xiàn)對創(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)新項目中

在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中，需要提升學(xué)生運用基礎(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)計的能力。大學(xué)生創(chuàng)新項目的實施，有利于促進(jìn)高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的新型人才，促進(jìn)高校探索并建立以科研活動為中心的教學(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)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，同時在項目實施中使學(xué)生逐漸掌握思考問題、解決問題的能力。結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新項目，結(jié)合建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程的專業(yè)特點，在指導(dǎo)學(xué)生大創(chuàng)項目時，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)知識來解決實際問題的一種鍛煉。學(xué)生在科研項目中，深化了對熱力學(xué)知識的認(rèn)識，同時提高了自己思考問題、解決問題的能力。同時，鼓勵學(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)計大賽等，通過這些競賽活動進(jìn)一步提升自己的創(chuàng)新能力。

1重修班教學(xué)中存在的問題

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

該?！按办o力學(xué)”課程教材選用《船舶原理》（上冊），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)理論知識很多，對船舶設(shè)計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)。這點問題無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)，對于課程內(nèi)容和重難點已有一定的了解，再次學(xué)習(xí)課程內(nèi)容感覺到很乏味，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課程特點及其素質(zhì)教育實施要點

《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”是指計算繁難．學(xué)生普遍感覺《水力學(xué)》課程難學(xué)，如何在完成課程知識目標(biāo)、能力目標(biāo)教學(xué)任務(wù)的同時，構(gòu)建與課程特點相適應(yīng)的素質(zhì)教育目標(biāo)及其教學(xué)體系，實現(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)課程知識目標(biāo)與能力目標(biāo)的全面實現(xiàn)．在多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)《水力學(xué)》課程的特點，認(rèn)識到《水力學(xué)》課程素質(zhì)教育的實施要點依然是創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作、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)教育實施要點與課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)，以“知識目標(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，避免將素質(zhì)教育淪為空洞的說教，并通過課程素質(zhì)教育實踐提升學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)能力與將來的實際工作能力，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)教育實現(xiàn)途徑

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

(1)傳授知識，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)“傳授知識，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，必須與課程教學(xué)大綱相吻合，必須與課程特點相適應(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《水力學(xué)》課程而言，其教學(xué)方案應(yīng)具備這樣的特點:以水力學(xué)基本原理的闡述為核心，實現(xiàn)知識目標(biāo)的培養(yǎng);以管道和渠道的水力設(shè)計為突破口，著力培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力;同時，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)計與實驗為依托，培育團(tuán)隊協(xié)作精神，營造學(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)生個性差異，注重課堂“情境”設(shè)計，關(guān)注學(xué)生協(xié)同學(xué)習(xí)，盡力營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，恰當(dāng)運用現(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，實現(xiàn)了“知識傳授、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)立了三個層次的學(xué)習(xí)任務(wù)．第一層次為基本教學(xué)要求，針對全體學(xué)生，以掌握水力學(xué)基本概念、基本理論和水力計算的基本方法為總目標(biāo)．第二層次針對部分要求較高的同學(xué)，以訓(xùn)練其掌握EXCEL計算表格設(shè)計與試算方法為主，適當(dāng)介紹專門軟件．第三層次主要針對少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生，以訓(xùn)練典型實際工程(如溢流壩、水閘、泄洪洞、供水管網(wǎng)等)的水力綜合計算為手段，全面提升其水流現(xiàn)象分析、水力計算公式和計算方法選用等方面綜合性的解決實際工程水力學(xué)問題的能力．

(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)教育的實施和拓展．通過《水力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生自然會對“上善若水”、“逆水行舟用力撐”、“源清流潔，本盛木榮”、“仁者樂山，智者樂水”、“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)，對水之品質(zhì)的認(rèn)知又是踐行“獻(xiàn)身、負(fù)責(zé)、求實”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，避免了簡單的說教，也使學(xué)生對水躍現(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，與水相關(guān)的優(yōu)美詩句成就了諸多名家的山水情懷．“細(xì)水長流”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，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，無以成江?！钡牡览?，其寓意對學(xué)生終生學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)有鞭策和激勵作用，而水之品質(zhì)與精神更是詩詞贊美的源泉，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)理念與人文精神對社會公德教育、世界觀教育、人生觀教育、勞動觀念教育等素質(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)教育流于空洞說教和形式．實際教學(xué)過程中，實現(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)生的實際情況結(jié)合起來，通過深入的思考與鉆研，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)一年級開設(shè)，而緊跟力學(xué)、熱學(xué)課程而開設(shè)的計算機(jī)程序設(shè)計課程是培養(yǎng)學(xué)生計算機(jī)程序設(shè)計能力的重要課程。物理教育專業(yè)學(xué)生在計算機(jī)程序設(shè)計課程學(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)生感覺較難理解，更難自己編寫計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)某些略為復(fù)雜的算法，容易產(chǎn)生計算機(jī)程序設(shè)計課程學(xué)習(xí)無從與物理專業(yè)課相聯(lián)系、枯燥無味的感覺，降低了計算機(jī)程序設(shè)計課程的積極性、主動性。然而大學(xué)物理與與計算機(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，都涉及大量的計算機(jī)編程，因為物理學(xué)復(fù)雜的非線性問題已經(jīng)無法找到理論精確解，只能利用計算機(jī)進(jìn)行計算、求解、分析、預(yù)測，另外計算機(jī)仿真實驗提供了驗證物理學(xué)理論、探測真實物理實驗方案的可行性、驗證物理數(shù)據(jù)的一種實驗成本低廉、快捷的方法[1-3]，因此，物理教育專業(yè)學(xué)生計算機(jī)程序設(shè)計能力的強(qiáng)弱，直接影響到其本科畢業(yè)論文研究以及將來可能的碩士論文研究?，F(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)課程成績對計算機(jī)程序設(shè)計課程成績的影響[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個班本科生的力學(xué)與熱學(xué)課程期考成績、計算機(jī)程序設(shè)計課程的段考與期考成績，利用相關(guān)系數(shù)法定量分析力學(xué)、熱學(xué)課程成績對計算機(jī)程序設(shè)計課程成績的影響。

2實驗對象與分析方法

實驗對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個班本科生，其中1997級81人、1999級78人、2000級65人、2001級1班59人、2001級2班55人，選取大學(xué)一年級的力學(xué)、熱學(xué)的期考成績，力熱課程開設(shè)之后的計算機(jī)程序設(shè)計課程的段考、期考成績。利用相關(guān)系數(shù)法反映計算機(jī)程序設(shè)計課程成績與力學(xué)、熱學(xué)課程成績之間線性關(guān)系的密切程度[7,8]。

3實驗結(jié)果

分析所選取的計算機(jī)程序設(shè)計課程成績比例分布，考慮優(yōu)秀、不及格兩端的學(xué)生人數(shù)相對較少，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，分別計算計算機(jī)程序設(shè)計課程成績?nèi)?、?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)課程相對應(yīng)成績的相關(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，沒有大于0.9的相關(guān)系數(shù)，說明力學(xué)、熱學(xué)課程成績對計算機(jī)程序設(shè)計課程成績有一定的影響，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，計算機(jī)程序設(shè)計課程成績還受其它因素的綜合影響。

20世紀(jì)80年代以來，計算機(jī)已經(jīng)成為各個材料領(lǐng)域研究專家的必備工具，并且隨著計算機(jī)技術(shù)和算法的發(fā)展，計算模擬方法也已經(jīng)成為材料研究新的重要手段．計算模擬技術(shù)以物理學(xué)、化學(xué)等相關(guān)的基本理論為基礎(chǔ)，在計算機(jī)模擬環(huán)境下對宏觀、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，為實驗制備新材料提供理論支持，變盲目的材料合成為針對材料性能的某類特定需求來主動地、有意識地設(shè)計材料的結(jié)構(gòu)．計算模擬在材料科學(xué)中的作用已經(jīng)不僅僅停留在計算機(jī)輔助和數(shù)據(jù)處理上，人們已經(jīng)認(rèn)識到計算模擬已經(jīng)與實驗、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)不再是單純的實驗科學(xué)，計算模擬方法已成為與理論研究和實驗方法同樣重要的研究手段，實驗、理論和計算成為材料研究的3大支柱[4]．而且隨著計算材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，計算模擬方法在未來的材料研究中將顯示出越來越大的應(yīng)用潛力．因此，了解和掌握材料計算和模擬的基本知識已成為現(xiàn)代材料研究工作者必備的技能之一．

材料的計算模擬方法介紹

材料的計算模擬研究是近年來飛速發(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)和計算機(jī)算法等多個相關(guān)學(xué)科．它的目的是利用現(xiàn)代高速計算機(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尺度的各類現(xiàn)象與性能，并對材料的結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行理論預(yù)言，從而達(dá)到設(shè)計和開發(fā)新材料的目的．材料的多尺度計算模擬方法主要有以下幾種:

(1)第一性原理計算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計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)，通過數(shù)值求解薛定諤方程，計算材料的物理性質(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)計算的方法，對于半導(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)都能夠給出與實驗符合得很好的結(jié)果，同時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，使實驗者主動對材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能的控制，以便按照需求制備新材料．

(2)分子動力學(xué)方法(MolecularDynamicsMethods)分子動力學(xué)是一種確定性方法，是按照該體系內(nèi)部的內(nèi)稟動力學(xué)規(guī)律來確定位形的轉(zhuǎn)變，跟蹤系統(tǒng)中每個粒子的個體運動，然后根據(jù)統(tǒng)計物理規(guī)律，給出微觀量(分子的坐標(biāo)、速度)與宏觀可觀測量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關(guān)系來研究材料性能的一種方法[5]．分子動力學(xué)方法首先需要建立系統(tǒng)內(nèi)一組分子的運動方程，通過求解所有分子的運動方程，來研究該體系與微觀量相關(guān)的基本過程．對于這種多體問題的嚴(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，將電子的運動與原子核的運動分開來處理，電子的運動利用量子力學(xué)的方法處理，而原子核的運動則使用經(jīng)典動力學(xué)方法處理．此時原子核的運動滿足經(jīng)典力學(xué)規(guī)律，用牛頓定律來描述，這對于大多數(shù)材料來說是一個很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動、轉(zhuǎn)動或振動頻率γ滿足hγ＞kBT時，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單的理論準(zhǔn)則基礎(chǔ)上(如簡單的物質(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)的問題．該方法采用隨機(jī)抽樣的手法，可以模擬對象的概率與統(tǒng)計的問題．通過設(shè)計適當(dāng)?shù)母怕誓Ｐ停摲椒ㄟ€可以解決確定性問題，如定積分等．隨著計算機(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)和分子動力學(xué)的復(fù)雜計算，可以模擬很大的體系．結(jié)合統(tǒng)計物理的方法，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名本科生為對象，針對2020年春季學(xué)期的線上教學(xué)情況進(jìn)行了問卷調(diào)查。根據(jù)調(diào)查結(jié)果反映的問題，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》，并號召全國各地教育教學(xué)部門利用網(wǎng)絡(luò)平臺開展線上教學(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。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)問卷調(diào)查。第一個階段旨在了解當(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。第二階段旨在對本學(xué)期所有的課程進(jìn)行教學(xué)評價，了解學(xué)生對整個線上教學(xué)的滿意度。

二、線上教學(xué)調(diào)查方法及對象

(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(以下簡稱中心)在線上教學(xué)進(jìn)行了9周后，使用自編問卷，面向全體本科生進(jìn)行調(diào)查。由于畢業(yè)年級本學(xué)期教學(xué)任務(wù)為畢業(yè)設(shè)計，與非畢業(yè)年級教學(xué)任務(wù)有很大不同。為使調(diào)查更有針對性、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，中心針對畢業(yè)年級和非畢業(yè)年級，分別設(shè)計問卷進(jìn)行調(diào)查。兩類問卷的設(shè)計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)情況三個方面進(jìn)行調(diào)研。(二)調(diào)查對象。本次線上教學(xué)調(diào)研，針對建筑工程與力學(xué)學(xué)院本科生進(jìn)行，共發(fā)放1490份，回收問卷1296份，回收率87.0%。

[摘要]課程思政在實現(xiàn)價值塑造、知識傳授和能力培養(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)容包括個人成長篇、科學(xué)思維篇和工程應(yīng)用篇三個部分。培養(yǎng)了學(xué)生的個人成長基本素養(yǎng)，創(chuàng)新性探索未知世界的科學(xué)思維方法，理論聯(lián)系實際的工程思維能力。

[關(guān)鍵詞]工科物理化學(xué)；課程思政；個人成長素養(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)必須將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體，要在知識傳授和能力培養(yǎng)之中融入價值觀引導(dǎo)，幫助學(xué)生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀[1]，為民族復(fù)興和國家崛起培養(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)精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(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)二年級執(zhí)行。經(jīng)過一年的大學(xué)學(xué)習(xí)，有同學(xué)仍然沒有明確大學(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)時期的題海戰(zhàn)術(shù)，沒有適應(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、理論與實際脫節(jié)等問題，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)動力與學(xué)習(xí)方法問題，長期以來，在教學(xué)過程中，經(jīng)過反復(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)容包括個人成長篇、科學(xué)思維篇和工程應(yīng)用篇三個部分。目的是提升大學(xué)生創(chuàng)新意識和能力、工程應(yīng)用能力及科學(xué)探索精神；在潛移默化中堅定學(xué)生實業(yè)興邦的理想信念、厚植愛國主義情懷、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個人成長篇

通過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)生在個人成長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、溫潤心靈。1.1.1案例一：實業(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)會從理論的高度來認(rèn)識精彩紛呈的化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，另一方面又學(xué)會如何通過物理量的測量，來了解某些物理化學(xué)過程，從而能夠有效地調(diào)控其中的關(guān)鍵步驟或整個過程。它對于學(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，就要重視本課程的知識框架和學(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李鋰致我校校友會的書信開篇；從書信中的“一九八四年的春天，開始了對糖化學(xué)和肝素的興趣和研究?！奔袄钿嚨暮啔v推斷，一九八四年的春天正值李鋰大學(xué)一年級下期學(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)。”導(dǎo)出“技能與方法”思政元素；結(jié)合李鋰個人的成長歷程，引導(dǎo)學(xué)生重視個人能力的成長，并將自身的成長規(guī)劃與國家的長遠(yuǎn)目標(biāo)結(jié)合起來，融入自身的思想和行動中，激發(fā)科技報國、實業(yè)興邦的家國情懷和使命擔(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，介紹對物理化學(xué)作出杰出貢獻(xiàn)的物理學(xué)家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因為《幾何學(xué)研究設(shè)計火車齒輪》的研究獲得美國歷史上第一個博士學(xué)位，同時也給他帶來了巨大的名氣和財富之后，不計名利地投身于基礎(chǔ)科學(xué)問題“如何描述功與熱量的關(guān)系？”的研究[4]。吉布斯研究的動力是什么？同時也給學(xué)生提出思考問題：如何讓你的生命充滿生機(jī)與活力？在課程結(jié)束時，分享本人的觀點和方法。引導(dǎo)學(xué)生在困境中堅強(qiáng)努力、積極向上，陶冶情操、溫潤心靈、激發(fā)創(chuàng)造創(chuàng)新活力。本人觀點如下：首先要發(fā)現(xiàn)美，介紹中國科學(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、簡約之美等。例如：統(tǒng)計熱力學(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，方法之精妙而簡潔。其次需要創(chuàng)造成就感，以肺炎爆發(fā)時鐘南山院士被急招赴武漢動車餐車上的照片和總書記為鐘南山院士頒發(fā)“共和國勛章”的照片為思政元素，體驗成就感有助于享受學(xué)習(xí)的過程，激發(fā)生命的激情與活力。最后需要好的方法，大量時間精力的投入收獲不到良好的效果會挫傷學(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)需要有以下幾個層次，首先向有經(jīng)驗的人學(xué)習(xí)，然后向書本系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，最后在實踐中學(xué)習(xí)，要向小馬過河一樣摸索著前進(jìn)，并不斷地自我總結(jié)與反思。此外，在講解可逆過程的概念時，引申出秦始皇派徐福去尋找長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”的詩句，給出“人生就是一個不可逆過程”，規(guī)勸年輕的同學(xué)們，珍惜生命中的每一天。