“泛在智能”时代热力学与统计物理教学设计实践
——以卡诺循环教学设计为例
2021-06-11塔金星
黑龙江科学 2021年11期
塔金星
(东北林业大学理学院,哈尔滨 150040)
在热力学与统计物理的卡诺循环教学中,理想气体的卡诺循环是重点教学内容。在分析过程中,会利用到很多公式,能够考察学生对功的公式的理解程度。等温过程中需要利用到物态方程,绝热过程中涉及焦耳定律、泊松方程、绝热方程的合理运用,这两个过程还都要用到数学中的微积分公式。
随着“泛在智能”时代的到来,越来越多的教师已经完全采用了课件等多媒体形式进行授课,优点显而易见,包含丰富多彩的图片、音频、视频,在听觉和视觉等方面可以强烈刺激学生的感官,引起学生共鸣。但对学生的思维引导有所欠缺,除了利用课件授课以外,传统板书教学依然很有必要。
1 多媒体课件内容设计
教学从基本概念讲起,然后过渡到理论公式的推导及其意义分析。当基本概念和图示较多时,不适合传统板书教学。为提高课堂教学效率,该部分采用课件形式进行授课,具体设计如下:
①循环:经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程。
②表示法:P-V图中的封闭曲线,如图1、图2所示。
③分类:正循环(系统对外做功)、逆循环(外界对系统做功)。
④代表:卡诺循环、斯特林循环,如图1、图2 所示。

图1 卡诺循环

图2 斯特林循环
卡诺循环由两个准静态的等温过程与两个准静态的绝热过程构成。斯特林循环由两个准静态的等温过程与两个准静态的等体过程构成。在这部分课堂教学中,只分析卡诺循环,学生学会了分析方法后,要求学生课后独立分析斯特林循环,巩固所学内容。……
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