[基金项目]四川文理学院一流课程建设项目(2021KCB004，2021KCB005)

[中图分类号] TQ        [文献标识码]A    

0 引言

化工热力学课程是化工及相关专业的专业必修课程，它是研究理想状态到实际状态的理论基础，也是理论课与工程实践的桥梁，为各类实际应用中的物质热力学状态函数的推算提供计算思路和方法，也是化工过程研发与设计的理论基础。该课程不仅注重实践、还为科研提供计算便于理论指导科研、更注重工程观点、计算工具的应用以及设计能力的培养。

近年来，我国全面推进新工科建设以及卓越工程师的培养，不断探索工程教育改革的新目标、新模式和新经验，提出以需求和目标导向来推进教改的新工科建设。2019年《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》指出，一流本科建设，要树立课程建设新理念，推进课程改革创新，确立学生中心、产出导向、持续改进，实施科学课程评价，提升课程的高阶性、创新性和挑战度，建设适应新时代要求的一流课程体系。为培养出能适应社会发展的新型科研实践全面的工程师奠定基础。化工热力学这门课程在化工专业课程体系有的举足轻重的地位，一直都是工科类课程改革的重点。

化工热力理论抽象，晦涩难懂，工程观强，实际应用情况复杂多变，传统的讲授性授课模式不能充分体现该课程中的工程内涵，也不能激发学生主动探索学习的积极性，更不利于学生对知识的掌握和综合应用。因此，为了提高学生的综合能力，工程观，亟需对化工热力学课程建设进行探索与研究。

1 化工热力学课程特点及课程建设现状

1.1 化工热力学课程特点

1.1.1 工程性与实用性强

化工热力学是一门理论与工程紧密结合的课程，主要关注化工过程中的能量转化、物质平衡与应用。学生不仅需掌握热力学的基本原理，还要理解相平衡、化学平衡等在实际化工过程中的应用。因此，化工热力学的学习强调工程视角，要求学生能够将理论知识应用于实际的工程计算和设计。

1.1.2 计算繁琐、学习难度大

化工热力学课程涉及复杂的数学模型和方程，如状态方程和活度系数模型。这些模型的求解需要精确的计算，通常通过专门的软件辅助完成。然而，模型参数的选取、方程的应用范围、求解的准确性等问题极大地增加了学习难度。例如，维里方程中的各阶维里系数对计算精度有重要影响，但计算高阶系数极其困难，教学中需用大量假设才能获得可行结果。因此，计算的复杂性和难度要求学生具备扎实的数学和计算机操作基础。

1.1.3 内容抽象、课时紧张

化工热力学的内容涵盖热力学基本定律、状态函数、相平衡和化学平衡等重要概念。课程内容抽象、理论性强，且需要一定的高等数学和物理化学知识作为基础。同时，由于课程学时较少，学生在较短的时间内掌握复杂内容难度较大。

1.1.4 线上资源匮乏、计算软件操作要求高

作为化工专业的一门核心课程，化工热力学的线上资源尚不完善，大多数网络课程内容传统，缺乏互动性，难以满足现代教学需求。此外，计算软件的使用是课程的重要组成部分，但软件学习曲线较陡，使学生在学习过程中面临较大挑战。

1.1.5 科研意识培养不足

化工热力学对学生科研能力的培养具有重要意义。然而，目前课程教学多集中于工程应用，忽视了化工热力学在科研中的广泛应用。现代科研中，热力学计算已广泛应用于材料设计、光催化降解等领域，但当前课程中对科研应用的重视程度不足，导致学生难以将所学知识用于科研实践。

1.1.6 课程考核机制不合理

当前的课程考核多采用“考勤+习题+期末考试”的模式，难以准确评估学生的实际掌握程度。这种方式忽略了学生在课堂参与度、习题独立性、课外学习等方面的表现，使得学生学习情况的真实反馈难以实现。

1.2 基于“一流课程”背景的化工热力学课程建设现状

在“一流课程”建设的大背景下，化工热力学课程的教学模式和内容逐步改革，以适应现代工程教育对人才培养的需求。国内外高校开始探索多元教学模式和工具应用，强化学生的工程观和科研能力，提升教学效果。

1.2.1 基于软件应用的教学探索

例如，浙江大学通过Aspen软件辅助教学，将理论知识与实际计算相结合，帮助学生直观理解热力学概念。软件的引入不仅简化了繁琐的计算过程，也激发了学生的学习兴趣，使学生在计算实践中掌握应用技能。

1.2.2 工程案例驱动的教学模式

北京化工大学通过引入历届大学生化工设计竞赛的案例，将工程实际融入课堂教学。学生通过小组讨论和案例分析，获得对实际工程问题的直观认识，从而提升分析和解决问题的能力。这种教学模式培养了学生的多元化角色意识，有助于未来的专业发展。

1.2.3 创新能力培养

天津大学采用化工案例教学，以实际问题为出发点设计课堂讨论与实验，鼓励学生创新思维。课程围绕化工热力学中的相平衡等知识点进行设计，帮助学生在实验与讨论中强化应用能力，提高了学生的综合素质。

1.3 课程建设中存在的问题

尽管化工热力学课程在教学改革上取得了进展，但仍存在一些问题：

学习兴趣和工程思维的提升空间：学生普遍对化工热力学课程的学习兴趣不高，工程观的培养仍需进一步加强。课程内容的难度和抽象性往往导致学生学习动机不足，课程设计需在激发学生兴趣方面进一步探索。

新型教学模式的应用难度：虽然引入了多种新型教学方法，但如何在课堂上有效实施仍是一个挑战。比如，软件的应用需要学生具备一定的计算机基础，而现有学生操作软件的能力参差不齐，使得教学效果难以保证。

科研指导不足：化工热力学课程对科研的指导性有待提高。学生普遍认为该课程主要用于工程应用，难以在科研实践中发挥作用，这与课程内容和教学方法缺少科研导向有关。

2“一流课程”背景下化工热力学课程建设探究

2.1 调整课程教学目标以聚焦人才培养

在当前教育背景下，教育理念已逐渐转向以产出为导向的教育模式（OBE），即通过明确的学习产出要求和成果来推动课程设计和教学改革。这种人才培养模式强调学生的知识应用能力、问题解决能力和持续学习的能力。基于此理念，《工程教育认证标准（2019版）》提出了化工专业人才培养的具体目标，即不仅要求学生掌握专业知识，还应能够灵活地将所学知识应用于工程实践，并发展终身学习的能力。

在化工热力学课程中，课程目标设计紧密围绕这些培养要求，使学生不仅掌握热力学的基本概念和定律，还能理解各种热力学函数间的关系、常用的状态方程和活度系数模型等核心内容。此外，课程还强调学生对理想和实际体系的掌握能力，以提升学生解决工程实际问题的技能。通过这些课程目标的调整，课程教学内容更加适应现代工程教育的需求，为培养能够应对复杂工程问题的专业人才奠定了基础。

2.2 构建产学研协同的闭环课程体系

为了培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力，课程建设中应引入产学研协同的闭环体系。这一体系的构建主要依赖于校企合作，形成理论教学和企业实践的良性互动。在这种合作框架下，企业导师将参与学生的实践指导，使学生在课堂之外直接接触真实的工程问题，体验企业中的实际操作。理论知识在实践中的应用，使学生在理解知识的同时提高实际操作技能。此举不仅提升了课程的实用性，也使学生对化工专业有了更深入的认识，从而培养了具有较强专业技能和应用能力的人才。

2.3 结合研究性教学法，丰富课程内容

研究性教学法是一种以学生为中心的教学方法，通过引导学生自主探索、主动学习，提高他们的学习兴趣和问题解决能力。与传统的讲授式教学相比，研究性教学更注重学生的参与和实践。例如，将Aspen软件用于偏离性质计算、用Matlab计算维里系数等实际计算中，学生可以通过软件的应用减少繁琐的运算量，更加专注于对模型和方法的理解。同时，课程还鼓励学生探索其他专业软件的应用，开拓他们在解决专业问题中的新思路。

课程内容还可以融入思政教育，结合化工热力学的背景与学科发展过程，激发学生对科学家精神和创新精神的认同。例如，通过介绍科学家在探索热力学领域的奋斗历程，引导学生从中感悟科学家们的爱国情怀和科研毅力，将课程内容与时事热点相结合，以此加强学生的社会责任感和爱国意识。

此外，通过引入化工类竞赛的设计内容，将课堂设置为竞赛情境，通过分组讨论、方案设计等方式使学生的学习更加贴近实际问题的分析和解决。这种教学方法不仅提高了学生的参与度，也培养了他们的创新思维和团队合作能力。

2.4 优化线上资源，开展互动式学习

化工热力学课程的网络教学资源在实际应用中仍较为匮乏，这对现代教学提出了新的挑战。课程建设应当加大线上资源的开发力度，以提高网络教育的质量和实用性。互动式的网络学习模式是实现线上教学目标的有效方式之一。通过在线学习，学生可自行查阅和整理教学资源，并在分组讨论中相互分享学习心得。这种网络学习模式不仅可以帮助学生加深对化工热力学的理解，还能通过查阅和整理学术资源提升他们的科研能力。

为了实现多方式的线上学习效果，可以将课程内容进行分模块设计。每个模块结束后，学生可以通过网络资源对相关知识进行扩展学习，并查阅文献资料完成小组总结和线上报告。这样既可以提高学生对基础知识的掌握，又能使他们在实际应用中积累科研经验和技能。

2.5 促进热力学在科研中的具象应用

将化工热力学应用于科研实际场景是增强学生科研意识的重要手段之一。课程中适当安排讨论课，让学生通过查阅数据库和科研文献理解化工热力学的现代科研应用，以更具体的案例来展示知识在实际研究中的价值。例如，学生可以通过光催化降解实验的热力学计算来验证复合材料的设计合理性，从而深化他们对科研方法的理解。具备科研条件的教师还可以组织本科生进入科研实验室，开展一些基础科研训练，将课堂学习与科研实践紧密结合，这对本科毕业设计和未来的科研学习打下坚实基础。

2.6 优化考核机制，建立综合考评体系

有效的考核机制可以激发学生的学习动力，使他们在课堂内外积极探索和思考。传统的“考勤+习题+期末考试”考核方式已不能完全反映学生的真实学习状况，优化考核机制成为提升课程质量的关键。为此，课程考核应增加课堂表现评价，例如回答问题的次数、分组讨论的参与度等。此外，习题考核可以采取随机抽查学生讲解自己解题思路的方式，既能防止学生抄袭习题，又有助于教师评估学生的理解程度。

为了进一步提升考核的有效性，考勤还可以扩展到线上线下结合的方式，通过线上小组讨论等形式检查学生的课外学习情况。最终，化工热力学的综合考核体系应包含“考勤（线上线下）+课堂表现+习题+期末考试”四个维度，从而确保学生的综合表现得以真实反映，并为课程改进提供反馈依据。

3总结

本科院校为了培养出实践能力强，专业水平高的复合性人才，积极推进一流课程建设。而化工热力学课程作为一流课程建设对象之一，它在化工相关专业课程体系中有着举足轻重的作用。因此，从培养学生专业素质和工程实践能力出发，对该课程进行了深入和全面的改革和探索，在原有改革的基础上提出了课程建设和改革的新理念和新思路，为化工新型人才的培养提供了参考。

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