(11.2)--孤立系统熵增原理案例课思政教学设计方案.pdf

《工程热力学》教学设计

孤立系统熵增原理案例课

课程名称《工程热力学》专业大类土木工程

课程性质专业基础课学时64学时

本次课时1学时建筑环境与能源应用工程专

授课对象

授课学期第三学期业本科生

教学重难点及解决方案

教学重难点解决方案

（1）线上线下混合式教学；线上低阶呈现，线下高阶讨论。

（2）设计两个雨课堂的题目：（1）冬奥会使用补气增焓技术采暖，培养学

生民族自豪感，考察熵流的概念；（2）借助负压救护车的题目，让学生配合

疫情防控，考察熵变的计算；

（3）通过“热寂说”与“俄乌战争”的综合讨论，培养学生爱国情怀、利

用可再生能源实现可持续发展。

教学重点：（4）实物模型讲解：借助斯特林发动机模型；用“卡诺定理”和“孤立系统熵

1.孤立系统增原理”两种说法证明第二类永动机无法制成，培养学生多维度思考问题的

熵增原理的能力。借助磁悬浮水冷机组模型，既可以拓展学科前沿，又可以培养学生科

实质；技报国的家国情怀。

（4）工科文讲：用唯美的诗词给枯燥的“熵”提供一点佐料，体现工程热力学

2.孤立系统

之美，体现文化自信，培养学生人文素养。

熵增原理的

（6）讨论时政热点“煤改气”是否合理，培养学生批判意识，让大家明白温差

应用。

越大，熵产越大，作功能力损失越大。

（7）通过国家专门为短道速滑运动员研发服装，上千次风洞试验为减少风

阻，培养学生精益求精的大国工匠精神。

（8）结合经典问题“绝热自由膨胀”的案例，让学生明白势差越大，熵产越大，

作功能力的损失越大。

（9）科创比赛反哺教学，结合建环17级崔国峰的科创作品，培养学生创新

能力以及利用专业知识服务社会的社会责任感。

教学难点：（1）用案例的方式讲解孤立系统熵增原理的应用，所有案例贴近生活，让

孤立系统熵知识点通俗易懂。巧妙的用3个案例引出问题：培养学生从案例中提炼问题、

分析问题、解决问题的能力；

增原理的应

（2）更多地采用启发式教学，让学生利用已有的知识解决复杂工程问题。

用。

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《工程热力学》教学设计

一、知识目标：

1、让学生掌握孤立系统熵增原理及其应用。能够利用孤立系统熵增原理解决简

单的证明问题，并随着学习深入，能解决复杂的专业问题。理解孤立系统熵增原理

与克劳修斯说法、开尔文-普朗克说法、卡诺定理、逆卡诺循环等知识点之间的内在

联系。

2、线下高阶性知识点：通过分析“煤改气”政策的合理性，重新认识和理解克劳

修斯说法；通过“热寂说”的讨论，培养学生思辨能力；通过热机的案例，让学生重新

理解开尔文普朗克说法、卡诺定理；通过空调案例的讲解，让学生重新理解逆卡诺

循环制冷系数、制热系数的意义；通过“哈哈手还是搓搓手”的案例，让学生对热力学

第二定律有更深刻的认识，学会如何判断热力过程的好与坏。

教学3、拓展内容：热