熱力學(xué)第一定律論文(精選5篇)
在日常學(xué)習和工作中,大家都不可避免地要接觸到論文吧,論文是討論某種問題或研究某種問題的文章。一篇什么樣的論文才能稱為優(yōu)秀論文呢?下面是小編收集整理的熱力學(xué)第一定律論文(精選5篇),希望能夠幫助到大家。
熱力學(xué)第一定律論文 篇1
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、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)容進行討論,促進學(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)生在嚴肅活潑的氛圍中掌握熱力學(xué)的相關(guān)知識。
二、改進課堂教學(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)習的需要。為了提高學(xué)生學(xué)習熱力學(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,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、立體化地形成認知并達到對熱力學(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)燃機等工程機械作為實例,進行詳細分析和講授。
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,有利于促進高校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的新型人才,促進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)習教學(xué)改革,充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習的積極性、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、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等,通過這些競賽活動進一步提升自己的創(chuàng)新能力。
四、改進課后作業(yè)完成形式,增加分析報告
工程熱力學(xué)課程是一門實踐性很強的課程,其中很多理論已用于工業(yè)過程。因此,在課后作業(yè)中,需要對傳統(tǒng)布置練習題來檢驗教學(xué)成果的方式進行改進,增加一些實際工業(yè)循環(huán)的實例,讓學(xué)生通過分析其所應(yīng)用的原理,提交分析報告,并指出該工業(yè)過程效率提高的方式和途徑,以這樣的方式來激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣,提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。
同時,精選一些課后習題,通過詳解的方式,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力,進一步促進創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。創(chuàng)新是實現(xiàn)社會持續(xù)不斷向前發(fā)展的原動力,也是培養(yǎng)和造就一大批素質(zhì)過硬、勇于創(chuàng)新的新世紀人才,保證國家高速發(fā)展的有力保障。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)來自于理論和課堂,更在于理論和課堂之外的親身體會和具體的實踐操作。
本文從工程熱力學(xué)教學(xué)與工程實例結(jié)合,與科研活動結(jié)合,改進課堂教學(xué)組織模式和課后作業(yè)完成形式等方面,探討了以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標下的工程熱力學(xué)教學(xué)改革與實踐,希望能夠進一步提高工程熱力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和效果。
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熱力學(xué)第一定律論文 篇2
熱力學(xué)第二定律表明自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的。不可逆過程指的是系統(tǒng)經(jīng)歷一個過程后,需要借助外界的幫助才能(即不能自發(fā)的)重新回到原來狀態(tài)從而給外界留下痕跡,這樣的過程稱為不可逆過程。自然界中關(guān)于不可逆的過程有許多,例如,水往低處流,但水不能自發(fā)的從低處往高處流,必須借助幫助例如抽水機,但卻消耗了電能,給外界留下了痕跡,說明水的流動具有方向性。又例如熱量從高溫向低溫傳遞,但熱量不能自發(fā)從低溫向高溫傳遞,必須借助外界的幫助從而給外界留下痕跡。再例如物體在粗糙平面上滑行最終靜止,動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,接觸面溫度升高,但此時內(nèi)能不可能自發(fā)的轉(zhuǎn)化為機械能,使得接觸面溫度降低,物體的動能變大,系統(tǒng)回到原來的狀態(tài)。當然,借助外界的幫助可以實現(xiàn)這個過程,但要引起外界的變化。種種現(xiàn)象表明,自然界有許多的宏觀過程具有方向性。
對于熱力學(xué)第二定律,學(xué)生總是有這樣以下誤解,有必要進行澄清和鞏固理解。
首先認為宏觀過程的方向性指的是系統(tǒng)可以從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變,但不能從該狀態(tài)回到原來狀態(tài),對熱力學(xué)第二定律成立的條件理解不夠。例如,認為熱量可以從高溫向低溫傳遞,但不能從低溫向高溫傳遞,實際上,該過程是可以實現(xiàn)的,只不過不是自發(fā)的,而是借助外界的幫助才能實現(xiàn),這才是熱力學(xué)第二定律要告訴我們的信息。在這里,以冰箱的工作原理為例子來幫助學(xué)生理解。冰箱是通過消耗電能,壓縮工作物質(zhì),通過工作物質(zhì)把熱量從低溫傳向高溫,在這里展現(xiàn)了低溫向高溫傳遞熱量過程的可實現(xiàn)性,但條件是什么,是消耗了電能,給外界造成影響,因而這一過程不是自發(fā)的,是不可持續(xù)的。
其次要強調(diào)的是熱力學(xué)第二定律與第一定律的關(guān)系。從一個過程到另一個過程盡管不違反熱力學(xué)第一定律,但卻違反熱力學(xué)第二定律。例如第二類永動機,它從單一熱源吸收熱量完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ灰鹌渌兓。如果能實現(xiàn),則可造這樣的一臺機器,直接從海水中吸收熱量用來全部做功,解決能源的短缺問題。在這個過程中,吸收的熱量轉(zhuǎn)變成了功,是遵守熱力學(xué)第一定律的,但該過程要引起外界的變化,是不可持續(xù)的。這樣,進一步鞏固了宏觀過程的方向性問題。
再次要指出的是熱力學(xué)第二定律表述的普遍性,因為具有方向性的宏觀過程是普遍存在的,因此,可以針對每一現(xiàn)象對熱力學(xué)第二定律進行表述,例如可以表述成第二類永動機不可制成,不可能使墨水在水中擴散后完全恢復(fù)而不引起外界的任何變化,不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化,不可能使燃燒后的紙完全恢復(fù)而不引起其他變化……這樣,就進一步表明了自然界中具有方向性的宏觀過程是普遍存在的,加深了熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用。
最后,由于熱力學(xué)第二定律描述的是物理過程的因果轉(zhuǎn)化關(guān)系,具有一定的推理性,比較抽象,學(xué)生理解有誤差乃至不能應(yīng)用是很自然的,教師應(yīng)從多個角度剖析,校正理解的偏差,鞏固理解,加強應(yīng)用,方能達到教學(xué)的目標。
熱力學(xué)第一定律論文 篇3
【摘要】用實例說明熱力學(xué)在闡明無機化學(xué)問題中的重要性及一般方法。
【關(guān)鍵詞】熱力學(xué);無機化學(xué);討論
我們在無機化學(xué)的學(xué)習過程中,越來越感到需要運用能量變化的規(guī)律來闡明一些化學(xué)現(xiàn)象,用熱力學(xué)的知識來加深對無機化學(xué)知識的理解。運用熱力學(xué)的知識,能更好地闡明無機化學(xué)中的關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)及其推導(dǎo)、無機離子性鹽類溶解性等問題,有助于從理論上來定量地討論化學(xué)反應(yīng),尋求影響反應(yīng)進行的因素和指導(dǎo)進行無機合成。為了闡明無機物性質(zhì)及其無機反應(yīng)的規(guī)律,當應(yīng)用熱力學(xué)的觀點時往往比單靠微觀結(jié)構(gòu)觀點更能得到滿意的結(jié)果,F(xiàn)舉例說明。
一、關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)及其推導(dǎo)的討論
標準平衡常數(shù)與△G
氣體反應(yīng):aA+dDgG+hH
等溫等壓下,熱力學(xué)推導(dǎo)證明:
△G=△+RTln
上式稱為化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式。
=(稱為相對壓力商)
反應(yīng)達平衡時,△G=0,等溫方程式為
△G=△+RTln=0
△=-RTln
△G=-RTln
稱為標準壓力平衡常數(shù)
=-△n△n=(g+h)-(a+d)
等溫方程式可寫成:△G=-RTlnK+RTlnQ
任意狀態(tài)下的`化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù):
Q<K,△G<0,正反應(yīng)自發(fā)進行;
Q>K,△G>0,逆反應(yīng)自發(fā)進行;
Q=K,△G=0,反應(yīng)達平衡。
二、關(guān)于無機離子性鹽類溶解性的討論
例4離子性化合物在水中溶解的難易程度,可以根據(jù)溶解過程的標準自由能變化[123]來加以討論:ΔSG=ΔSH-TΔSS。當ΔSG<0,溶解自發(fā)進行,即為易溶解的物質(zhì);δsg>0,溶解不能自發(fā)進行,即為難溶解的物質(zhì);ΔSG=0,溶解處于平衡。由ΔSG的計算公式可以看出,溶解過程的焓變和熵變都對自由能變化作出貢獻,所以在研究溶解過程的自由能變化時,應(yīng)從ΔSG和ΔSH兩方面進行整體分析[4]。一方面,由于在溶解過程中,焓變通常很小,熵變的重要性有時顯得十分突出;另一方面,又由于焓變的影響通常很明顯,判斷比較容易。
溶解過程中的熵變包括兩個方面:
(1)在離子化合物溶解生成水合離子的過程中,由于離子的電荷強電場的作用,使得在離子周圍形成了一個水化層。顯然,水化過程使系統(tǒng)的混亂度減小。
(2)離子的水化破壞了水原有的簇團結(jié)構(gòu),使水分子變得自由,結(jié)果是體系混亂度增加,水合過程的熵增加。因此,溶解過程的熵是增加還是減小決定于這兩個方面哪一個占優(yōu)勢。如果ΔsS<0,熵變項對自由能變化的貢獻是正值,即ΔSS<0,使鹽的溶解性減小。如果δss>0,熵變項對自由能變化的貢獻是負值,即ΔSS>0,使鹽的溶解性增加。顯然,當離子的電荷很高和離子半徑較小時,離子的電荷密度較大,第一種效應(yīng)占優(yōu)勢,此時熵值減小,不利于溶解過程的發(fā)生;相反,當離子電荷低、半徑大、離子電荷密度小,此時,第一種效應(yīng)較弱,此時熵值增加,有利于溶解過程的自發(fā)進行。
定量分析NaCl和AgCl溶解過程的熱力學(xué)數(shù)據(jù),能夠進一步加深對離子性鹽類溶解性問題的深刻理解。這兩個化合物在溶解時都是吸熱的,ΔS均大于0,但又都是熵增的,即ΔS>0。
ΔS=ΔS-TΔS
NaCl:-9.1<03.6="">042.8>0(單位:kJ·mol-1)
AgCl:55.5>065.5>033.6>0
但在NaCl的溶解過程中焓變的正值較小,熵變項的貢獻對ΔS的影響又比較大,最終使得ΔS<0。而agcl的溶解熵變的貢獻不能克服較大的焓變?yōu)檎牟焕绊,結(jié)果δs>0。故NaCl為易溶的物質(zhì)而AgCl為難溶的物質(zhì)。然而,CaCl2和CaF2都同它們相反,它們的溶解過程因Ca2+離子的電荷高、半徑小因而是熵減的過程,又由于F-的影響比Cl-更大一些,因而熵減的更多:
ΔS=ΔS-TΔS
CaCl2:-65.5-82.2-56.0
CaF2:1.76.6-151.3
CaCl2和CaF2,二者的差別在于CaCl2同時也是焓減小的過程,其較負的焓效應(yīng)足以克服相對較弱的熵變產(chǎn)生的不利影響,因而ΔS仍為負值,所以CaCl2易溶。而CaF2卻是焓變的增加和數(shù)值比較大的熵減小過程,因而ΔS仍為正值,故難溶。
結(jié)論:
至此可以概括用熱力學(xué)方法研究一個化學(xué)問題可以分為三步:第一,用熱力學(xué)方法敘述問題,一般是比較熱力學(xué)數(shù)據(jù);第二,再用熱力學(xué)方法去論述該問題,找出影響因素,論述應(yīng)在許多種可能途徑中選用熱力學(xué)數(shù)據(jù)最準確可靠和為理論闡述最容易的那一種,一旦完成了這些,熱力學(xué)工作就告結(jié)束;第三,對論述的問題進行理論說明。
這樣一來,熱力學(xué)就像是一些理論化學(xué)與實驗提出的問題之間的一座橋梁,即使這種理論回答有時僅是定性的或不可信的。這種失敗不能歸咎于熱力學(xué),事實上,這樣的失敗可能有兩個原因:一是可能所采用的熱力學(xué)數(shù)據(jù)不當,二是化學(xué)理論仍面臨嚴重的不足。
熱力學(xué)第一定律論文 篇4
摘要:“牛頓第一定律”是初中物理課堂教學(xué)內(nèi)容中非常重要的一部分,它是學(xué)生學(xué)習動力學(xué)知識的基礎(chǔ),因此得到了物理教師的重視。雖然初中學(xué)生在物理課堂上能夠?qū)εnD第一定律的知識倒背如流,但是在實際應(yīng)用的過程中還是存在著很多問題,鑒于此,教師在教學(xué)過程中應(yīng)當注意引用適當?shù)慕虒W(xué)方法來讓學(xué)生對這一知識加深理解。本文主要圍繞“牛頓第一定律”展開探討,并提出幾點切實有效的教學(xué)策略來提高物理課堂的教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:初中物理;牛頓第一定律;解答策略
“牛頓第一定律”也被稱為慣性定律,它在牛頓力學(xué)理論中一直是個基石般的存在,從亞里士多德創(chuàng)造的自然哲學(xué)到牛頓發(fā)現(xiàn)的力與運動之間的關(guān)系,這其中最為深刻的變化就是牛頓建立的第一定律。可以這樣說“牛頓第一定律”時刻出現(xiàn)在我們的生活中,有了這一定律的建立,才有了人類以更加科學(xué)的態(tài)度進行研究和發(fā)展。為此可以說“牛頓第一定律”在人類的發(fā)展史上是功不可沒的。初中學(xué)生在學(xué)習過程中難免會存在一些誤區(qū)和疑惑,因此教師必須以更科學(xué)、有效的方法來讓學(xué)生接受。
一、回顧“定律”歷史爭論,闡明“定律”的含義
在教學(xué)初始,教師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生一起回顧關(guān)于“牛頓第一定律”的產(chǎn)生過程和歷史爭論,讓學(xué)生明白“牛頓第一定律”是英國科學(xué)家牛頓在前輩伽利略等人研究成果的基礎(chǔ)上建立起來的,它是對物體運動的一種總結(jié)和概括,即自然界中的一切物體,在沒有受到外力作用的時候,總是會以勻速運動或者靜止不動的狀態(tài)存在[1].關(guān)于這個定義,初中物理教師要對學(xué)生進行充分的講解和說明:“牛頓第一定律”研究的對象是自然界中的一切物體,也就是說不存在例外,應(yīng)用“牛頓第一定律”規(guī)律的前提條件是:物體在沒有受到力的作用時,而這個定律的最終結(jié)論是:靜止的物體會繼續(xù)保持靜止狀態(tài),運動的物體依然會保持勻速運動不變。對于“牛頓第一定律”知識的教學(xué),教師一定要進行咬文嚼字般的講解,只有讓學(xué)生將其中的內(nèi)涵和外延全部掌握,才能在以后的學(xué)習中有更好的應(yīng)用。
二、“牛頓第一定律”教學(xué)要與學(xué)生的生活相聯(lián)系
很多教師在教學(xué)“牛頓第一定律”過程中都會有自己獨到的見解和教學(xué)方法,雖然大多數(shù)都取得了不錯的教學(xué)成果,使得學(xué)生學(xué)會了解決書面問題,但是在現(xiàn)實生活中我們就會發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于“牛頓第一定律”的掌握還不是很理想,對很多知識的理解僅僅停留在了表面,沒有深入的對力學(xué)現(xiàn)象進行深入的分析。這時教師就會存在疑惑,究竟是教學(xué)方法出現(xiàn)問題了呢?還是學(xué)生自身理解錯誤了?可見如果脫離了生活實際開展物理教學(xué),雖然能夠取得一定的成效,但終是沒有達到理想的效果。因此,筆者認為開展初中物理“牛頓第一定律”教學(xué)還需要密切的聯(lián)系學(xué)生的實際生活,在教學(xué)中精心設(shè)計相關(guān)的物理實驗,讓學(xué)生在實驗的觀察中得到物體運動的結(jié)論。實驗證明,學(xué)生在親身體驗中得出的教學(xué)結(jié)論更容易被應(yīng)用到實際問題的解決上。例如,初中物理教師在講到“牛頓第一定律”時,為了讓學(xué)生對這一理論有更深刻的了解和掌握,可以在講課之前出這樣一道題:小亮坐在一列勻速直線行駛的火車上,如果在這時小亮將手中的香蕉拋向空中,那么香蕉掉下來時會掉在火車的地上還是仍然在小亮手里?這個問題會激發(fā)出學(xué)生的好奇心和學(xué)習興趣,很多學(xué)生說會掉落在地上,還有一部分學(xué)生會說在小亮手里?這時教師就可以親自做個類似實驗來為學(xué)生揭曉答案。
三、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,探究“牛頓第一定律”的知識規(guī)律
對于“牛頓第一定律”的規(guī)律總結(jié),教師可以借助具體的演示實驗來向?qū)W生進行講解。如,第一個實驗:在一個水平臺子上放置一輛小車,教師用手輕輕一推,車子就會開始運動,如果教師將手拿開,那么車子就會停止。這時教師就可以適時地提出問題:這輛車子為什么會運動呢?在什么情況下停止的呢?學(xué)生就會紛紛開始回答:車子是在教師的推動力下開始運動,如果推動力沒有了,車子就會停止運動。教師在這時就可以引出哲學(xué)家亞里士多德對于物體運動的觀點:力是維持物體運動的根本原因。學(xué)生聽了之后會感覺到非常有道理,這時就會產(chǎn)生對力學(xué)知識的一個錯誤認知。然后教師可以為學(xué)生展示第二個實驗:教師在平臺上用力推動小車,那么小車就開始運動,這時教師立即將手拿開,車子仍然會向前運動直至停止。這時教師可以提出問題:學(xué)生,誰能告訴我,在我的手離開小車之后,為什么它還會運動呢?物體的運動是由力來維持的嗎?小車停止的原因又是什么呢?學(xué)生在深入的思考過后就會得出結(jié)論:物體在沒有力的情況下也會繼續(xù)運動,而小車之所以會停止,那是因為它受到了地面的摩擦力。這時教師就可以向?qū)W生闡述正確的“牛頓第一定律”:物體的運動是不需要力來進行維持的,力能改變的只是物體的運動狀態(tài)。
四、注重課堂合作教學(xué),促進學(xué)生自主學(xué)習
課堂合作教學(xué)主要由學(xué)生自主思考、教師與學(xué)生合作、學(xué)生與學(xué)生合作三個部分組成。通過課堂合作教學(xué)可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性,讓學(xué)生充分體會合作學(xué)習的樂趣和成就感,從而有效提升課堂教學(xué)效率[2]。
1.自主思考,形成觀點見解。教師在教學(xué)“牛頓第一定律”時,可以先要求學(xué)生進行自主思考,引導(dǎo)學(xué)生形成自己的見解,這是學(xué)生進行合作學(xué)習的前提。學(xué)生具備了自己的見解才能很好地參與交流討論,在與他人觀點的交鋒中碰撞出思維火花,進而完善自己的觀點。學(xué)生通過自主思考和學(xué)習將會明白:運動是物體屬性的其中一種,物體的運動無需力來維持,也會理解牛頓第一定律中揭示的力和運動之間的定性關(guān)系:物體運動狀態(tài)的改變是因為力的作用,力是使物體產(chǎn)生加速度的原因……在課堂上,教師要給學(xué)生預(yù)留充足的自主思考時間,啟發(fā)學(xué)生的思維,引導(dǎo)學(xué)生形成自己的觀點。
2.師生合作,打造和諧課堂。學(xué)生在進行自主思考過后,難免會留下一些一時難以解決的問題,學(xué)生會感到困惑。因此,教師應(yīng)該給予學(xué)生適當?shù)狞c撥,引導(dǎo)學(xué)生“頓悟”。例如,學(xué)生在學(xué)習“慣性”這個新概念時,學(xué)生經(jīng)過思考后認為:慣性是一種改變物體運動狀態(tài)的力。針對學(xué)生的錯誤認知,教師應(yīng)該及時進行糾正,讓學(xué)生理解慣性是物體保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的一種特性,而力是指物體與物體之間的作用,慣性不是力。在教師的點撥下,學(xué)生可以糾正之前的錯誤觀點,更好的理解知識。
3.生生互動,實現(xiàn)共同進步。學(xué)生是課堂教學(xué)的主體,學(xué)生之間的互動是課堂合作教學(xué)的核心。學(xué)生在互動交流中可以自由發(fā)表自己的觀點,表達自己在自主學(xué)習時產(chǎn)生的困惑。往往一個學(xué)生的一句話就可以啟發(fā)另一個學(xué)生思維。例如,部分學(xué)生認為“牛頓第一定律”是指物體不受到任何外力作用時的狀態(tài)。但他們在和其他學(xué)生進行互動交流時會發(fā)現(xiàn)“牛頓第一定律”是指物體不受任何外力作用時的狀態(tài),實際上不受任何外力作用的物體是不存在的,從而明白在現(xiàn)實中,一個物體所受外力合力等于零時的表現(xiàn)與物體不受外力時的表現(xiàn)是相同的?梢姡瑢W(xué)生之間的互動交流可以很好的促進學(xué)生對知識的理解,同時可以有效拓展學(xué)生的視野,使他們更加全面、更加深入的分析問題,有助于學(xué)生對知識的理解和掌握,從而形成更加完善的知識體系和框架?傊,物理是初中教育中的重要組成部分,而“牛頓第一定律”又是學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)性知識,教師的教學(xué)過程同時也是學(xué)生的認知過程,對于力學(xué)規(guī)律的學(xué)習,教師還需要采取科學(xué)有效的教學(xué)手段來提高學(xué)生對它的理解和掌握。
參考文獻:
。1]孫麗媛,徐恩生,羅洪超.牛頓第一定律的實質(zhì)、地位和作用[J].沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2015(02):78-79.
。2]李麗.初中物理概念教學(xué)中核心提問策略研究[D].曲阜師范大學(xué),2012.
熱力學(xué)第一定律論文 篇5
1化學(xué)熱力學(xué)在環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀
物理化學(xué)又稱為理論化學(xué),包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)三大部分,國內(nèi)主流的教材在內(nèi)容選取上則只有化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)兩大部分。物理化學(xué)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課,在人才培養(yǎng)方案中先修的課程包括無機及分析化學(xué)、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等,并為后續(xù)的環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程原理、大氣污染控制等課程提供支持。
但在環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)中,由于現(xiàn)有各種版本的教材都主要是面向化學(xué)、化工專業(yè),涉及環(huán)境科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容較少。即便是有的教材具有少量的內(nèi)容與環(huán)境科學(xué)內(nèi)容相關(guān),也主要集中在化學(xué)動力學(xué)部分,例如光化學(xué)反應(yīng)中的自由基反應(yīng)級數(shù)等有關(guān)內(nèi)容,可見只有物理化學(xué)教材中有關(guān)內(nèi)容貼近了環(huán)境科學(xué),本專業(yè)才能進一步加深學(xué)生對專業(yè)的認識,并激發(fā)其學(xué)習的熱情;瘜W(xué)熱力學(xué)作為物理化學(xué)中的一大重要分支,在物理化學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中也有相當有著較大的篇幅,但是眾多內(nèi)容編排上基本沒有涉及環(huán)境科學(xué)相關(guān)內(nèi)容,再加上其公式推導(dǎo)較多,以及多年擴招后學(xué)生相對能力有所下降,導(dǎo)致學(xué)生普遍反映物理化學(xué)難度較大,并且還對為什么學(xué)習物理化學(xué)尤其是化學(xué)熱力學(xué)部分產(chǎn)生了質(zhì)疑。以上這些矛盾使得學(xué)生在學(xué)習過程中對化學(xué)熱力學(xué)部分存在畏難的情緒,學(xué)習的興趣不大。
2化學(xué)熱力學(xué)在環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)對策
針對上述問題,最合適的解決方案是出版一部具有大量環(huán)境科學(xué)知識的物理化學(xué)教材,但是一部教材的出版是需要多年的教學(xué)經(jīng)驗積攢以及豐富的環(huán)境科學(xué)背景和扎實的物理化學(xué)基礎(chǔ),因此在沒有達到這些要求之前,需要找到合理的方案。這是一套組合方案,包括教師組織教案、學(xué)生課外閱讀兩個方面。
2.1準備環(huán)境科學(xué)背景的教案
有種觀點認為,教案是中小學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中采用的,大學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)是不需要的,這種觀點是錯誤的。大學(xué)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,也是需要依據(jù)教學(xué)大綱、教學(xué)計劃,以及不同教材的特點和學(xué)生專業(yè)實際能力的差異進行編寫教案,編寫中往往是依據(jù)課時或者教學(xué)課題為單位,內(nèi)容上需要將核心教學(xué)目的、主要教學(xué)內(nèi)容安排列出,并包含教學(xué)過程中的教學(xué)手段、師生兩方面的教學(xué)語言及組織。由此可見,編寫教案是為上課提供充足的準備工作,是教師科學(xué)構(gòu)思課堂組織活動的基本措施。對教案相關(guān)內(nèi)容的研究、編寫和運用,關(guān)系到最后的課堂教學(xué)是否成功、教學(xué)質(zhì)量的高低。但是,高校教案的編寫又不可以與中小學(xué)教案雷同,因為這是大學(xué)教學(xué)本身的特點所決定的,最大的特點就是大學(xué)一次課的授課內(nèi)容遠遠高于中小學(xué),如果按照課本頁碼計算,有時候一節(jié)課平均相當于課本二三十頁。因此,在保證教案中的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容要點、教學(xué)活動設(shè)計、教學(xué)效果反思這四個基本要素的基礎(chǔ)之上,文、理、工、藝、體等不同的課程不必強求統(tǒng)一的模式,不同的高校課程應(yīng)該有自身的特色。積極吸收現(xiàn)代教學(xué)心理學(xué)的理論,強調(diào)教學(xué)過程中學(xué)生應(yīng)該達到的認知目標、情感目標、行為目標。在教案中體現(xiàn)不同專業(yè)間學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)、實踐能力的提高,并結(jié)合授課教師自身的專業(yè)背景和教學(xué)風格,從而最終提高教學(xué)質(zhì)量。
由于現(xiàn)有的諸多物理化學(xué)教材中缺乏環(huán)境科學(xué)背景方面的化學(xué)熱力學(xué)教學(xué)章節(jié),因此需要授課教師在備課時,廣泛搜集相關(guān)的資料。最好的辦法就是利用CNKI、萬方、維普等數(shù)據(jù)庫,在數(shù)據(jù)庫中以“環(huán)境”和“化學(xué)熱力學(xué)”,或者化學(xué)熱力學(xué)下某些章節(jié)的主要知識點作為關(guān)鍵詞進行搜索,查找已有的文獻資料,將文獻資料的內(nèi)容仔細研讀,加入教案中,從而提高化學(xué)熱力學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中的環(huán)境背景。例如,通過文獻搜索,發(fā)現(xiàn)環(huán)境三廢處理中廢渣采用了就熱力學(xué)穩(wěn)定性判斷。有關(guān)教案主要內(nèi)容如下:某工廠生產(chǎn)鋇鹽,在生產(chǎn)流程中有硫化鋇殘渣,在進行環(huán)境影響評價時候,需要分析其化學(xué)熱力學(xué)穩(wěn)定性,從而便于進行下一步的處理。這其實就轉(zhuǎn)化為討論在常壓,25℃時候BaS的熱力學(xué)穩(wěn)定性,可通過ΔG是否小于零,判斷其自發(fā)性,已知BaS遇到潮濕空氣中的水會形成易溶性的Ba(OH)2和劇毒的H2S,反應(yīng)式如下:
ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθm
=(65.76-298×94.84×10-3)kJmol-1=37.498kJmol-1
計算結(jié)果表明ΔG>0,即在常溫常壓的條件下,BaS不會自發(fā)分解產(chǎn)生H2S,因此廢渣是處于穩(wěn)定的狀態(tài),無需進一步處理。
通過這個例子,可見其化學(xué)熱力學(xué)知識很好的應(yīng)用于實踐之中,讓學(xué)生可以牢固的掌握相應(yīng)的方法,也體現(xiàn)了課程教案建設(shè)的重要性。
2.2提供課外閱讀材料
廣泛的課外閱讀材料可以為學(xué)生學(xué)習提供興趣,但是化學(xué)熱力學(xué)類專業(yè)性較強的書籍不可能與通俗易懂的科普類書籍一樣,這需要授課教師廣泛的學(xué)習,并找出與環(huán)境科學(xué)專業(yè)有關(guān)的化學(xué)熱力學(xué)類書籍。我們在實踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn),《溯源探幽:熵的世界》這本書籍通俗易懂的講解了化學(xué)熱力學(xué)有關(guān)的知識,并進一步的延伸到其他學(xué)科,而《環(huán)境多介質(zhì)模型———逸度方法》則很好的將化學(xué)熱力學(xué)的基本概念運用于環(huán)境科學(xué)相關(guān)實踐中,是難得的一本適合的課外讀物。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以手機為代表的移動網(wǎng)絡(luò)日益走入教學(xué)環(huán)節(jié)。作所周知,單純文字、圖表、視頻這三種的傳遞信息是逐步增加的,且逐步容易被人們接收。近年來,大量傳統(tǒng)的電腦網(wǎng)絡(luò)課堂逐步轉(zhuǎn)移到手機載體的平臺,出現(xiàn)了大量的可以運用于手機平臺的在線課程,例如爾雅通識課、“高校邦”等,不僅提供傳統(tǒng)的網(wǎng)頁形式,還有APP、微信等平臺,這些課程可以作為廣泛的課外閱讀材料,通過給學(xué)生加以引導(dǎo),讓其在課下擴充掌握化學(xué)熱力學(xué)、環(huán)境科學(xué)相關(guān)的材料,促進物理化學(xué)課程基礎(chǔ)知識的掌握。
3結(jié)論
通過授課教師積極準備教案,給學(xué)生積極提供課外閱讀材料,并充分利用現(xiàn)代化的手機移動網(wǎng)絡(luò)平臺的在線課程,可以為現(xiàn)階段環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生有效學(xué)習物理化學(xué)中化學(xué)熱力學(xué)部分的內(nèi)容提供支持。
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