工程热力学教学设计

工程热力学教学设计网络教育是信息时代涌现出来的新生事物，已经为越来越多的学校所采用，成为教育教学的辅助甚至支撑技术。

网络教育技术在教学应用中优势明显，如多媒体展示集成、超文本链接、大容量丰富存储、传输高速便捷等。

突出功能表现为人机交互、超时空交流共享、动态模拟展示、资料查询、模拟操作、多媒体情景创设以及游戏等。

本文试以工程热力学网站构建为实例，分析超媒体教学系统设计、工程热力学教学网站系统组成及功能设计。

1设计指导思想工程热力学是动力、热工等工科专业重要的技术基础课，而且是能够直接用于工程实际的技术学科。

通过本课程的学习，可以开发学生的智力，培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力，并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。

在工程热力学课程中，很多基本概念、原理和方法都是通过实际的形象物体经抽象化或再加数学演绎而建立的。

许多基本理论都是经过实践而又被实际所验证的客观真理，所以该课程实践性较强。

大量的练习、有比较熟练的教学经验的教师是工程热力学学习的基本要求。

深化教育改革要求加强实践教育，大幅度压缩课堂教学时数，对课程教学方法提出了新的要求。

工程热力学教学网站将为此做一些探索。

基于.NET的工程热力学教学网站是以B/S模式为工作方式，利用校园网传输的辅助网络教育系统。

网站集成了工程热力学各种教学资源，实现了教学信息网页化，在线考试，人机交互，在线讨论、答疑等功能。

本系统旨在成为教与学时间和空间上的延伸，借助网络优势，帮助学生更好地学习工程热力学。

2网站设计2.1设计目标工程热力学对学生的素质培养和知识结构具有重要的作用，也是学生普遍反映较难学且枯燥的一门学科。

随着现代信息技术的发展及其在教学领域的运用，采用网络技术改进工程热力学教学，成为工程热力学这门学科教学改革的重要课题。

工程热力学学习网站设计目标是利用计算机网络实现工程热力学课堂辅助教学，建立一个基于WEB的网络教学环境，充分发挥网络技术优势和多媒体先进的表现手段，实现信息资源共享，体现工程热力学网络教育的仿真性、交互性和实践性，营造良好的学习环境和气氛。

具体而言，是以学习网站为平台，建立一个工程热力学的学习园地，使学生通过网络掌握工程热力学基础知识；开发一个在线考试系统，由系统按照要求自动组题，制作动态网页实现网上模拟测试，能及时给出测试分数，能使学生自我评估，实现梯度教学，满足学生不同的学习要求，激发学习动力；制作课件，调动学生学习的自主性、积极性，发挥网络教育的优势。

每章节附有详细的解题帮助，可适时获得解题指导；学生可与教师交换信息，相互留言，建立远程教学的沟通渠道；教师可以通过网站建库、组题、扩充和修改题库资源，可调阅试卷进行教学讲评，可以查阅学生对各类问题的访问情况，了解练习中的热题、难题，获取教学的反馈信息。

系统数据库可作为习题课、讨论课的丰富资源。

2.2整体设计工程热力学教学网站将实践性、交互性、操作性、仿真性应用于网络教学，力求运用多媒体计算机技术和网络技术，充分利用在线学习交互性强的特点，帮助学生顺利完成课程的学习。

2.2.1教学设计教学设计以分析教学需求为基础，确立解决教学问题的步骤，对教学内容确定教学方法。

首先通过"步进教程"准确掌握基本概念的基本定义，明白这一概念说的是什么，然后通过"专题讲解"进一步了解这些基本概念的实质。

用比较的方法，分析与某一基本概念易混淆的其他概念和说法。

澄清或纠正自己过去模糊或错误的概念。

通过"辅导和答疑"中的思考题、讨论题及习题训练，加深对概念的理解。

最后能用自己的语言准确叙述概念的定义及实质。

工程热力学教学内容参考高职高专规划教材,主要包括以下内容：热力学系统、热力学第一、二定律、基本热力学关系、理想气体性质、四种基本热力过程、多变过程、压气机工作原理、卡诺循环、往复式内燃机理想循环等。

网络教育模式中，调动学习者的学习主动性和积极性至关重要。

要求选择合适的教学媒体，创设具有吸引力的教学环境，具有科学性和趣味性，给学生以极大的吸引力，激发学生学习的热情。

2.2.2开发环境2.3.1网站首页根据工程热力学的教学特点和功能模块的设计要求，设计出如图1所示的网站首页。

2.3.2主要模块功能（1）学员管理模块：主要提供老师给学员设定登录帐号和密码及访问权限，通过查看学员登录日志，可以了解学生访问网站的情况如图2。

同时也提供各学员修改访问密码的功能。

（2）步进教程模块：是主要教学模块，介绍了课程的基本概念和主要知识点。

基本内容以章节目录编组，实现教材的电子化和多媒体化。

内容以文字、动画和图形形象直观地讲解基本知识，指导和帮助学生克服学习的困难，提高分析问题和解决问题的能力。

（3）专题讲解模块：选择教材中的重点和难点进行强化讲解。

主要方法是制作大量完善的flash动画以及教师授课实况视频。

对教材中的重点难点分析提炼，细致讲解，并用flash动画演示解题思路，给出分析提示。

有针对性地突出重点，分散难点，深入浅出，生动形象，为学生释疑解难。

实验是工程热力学不可缺少的重要组成部分，对部分实验制作了flash模拟动画、3DMAX实体。

通过文字、图片、动画等手段展现实验内容，加深学生对实验原理的理解，为学生在实验室亲自动手提供初步认识。

（4）辅导答疑模块：辅导是针对学生不易理解，容易出错之处，特别对课程要求的计算试题类型重点介绍，突出重点，层层指点，帮助学生理解和掌握，为学生有的放矢地复习并顺利通过考试创造条件；答疑是针对学生学习过程中的提出疑问，通过即时消息和留言板的形式实现教师和学生、学生和学生之间的实时信息交流。

教师可以当即一一回答问题，对于一些具有代表性的问题，也可以集中回答，同时学生可以查询、检索，避免了教师的重复性劳动。

（5）知识博览模块：是书本知识的扩充，提供大量的相关内容，以提高学生学习的兴趣和增加学生的知识面，从而落实素质教育的要求。

（6）习题训练模块：依据书本章节，为每一章节内容编制了适量的习题，使学生通过练习来巩固所学的知识。

每一练习都有答案及详细讲解。

#p#分页标题#e#（7）在线考试模块：为学生提供一个进行学习效果测试的平台，同时通过测试结果的实时反馈，协助学生对所学知识的程度进行自我检查，提高学习的效果。

使用SQLServer2000开发试题数据库，制作动态网页实现网上模拟测试，能及时给出测试分数，实现自我评估功能。

2.4安全性设计工程热力学学习网站设计目的是辅助教学和学生自主学习，为减少任课教师工作量，暂时只对开课班级学生开放。

由教师给学生分配帐号和密码，设定权限，只有合法用户才可以登录系统浏览相应页面。

用SQLServer2000设计了一个学生信息表，用来存放学生帐号、密码及基本情况见图3。

用户只有在登录页输入正确的用户名和密码才能登录，登录页面如图4。

3系统实现工程热力学学习网站以B/S体系结构作为基本框架，由客户机、WEB服务器、数据库三个层次组成如图5。

动态网页通过技术制作，用C#语言编写后台代码，利用访问后台数据库。

.NET是微软公司提出的一种分布式运算的框架，以XML为基础，以Web服务为核心，辅以其他各种技术实现，意在利用Internet上强大的计算资源和丰富的带宽资源，提高工作效率。

.NET框架提取出微软组件对象模型COM的精华，将它们与松散耦合计算的精华有机地结合在一起，生成了强大、高效的Web组件系统：简化程序员的"管道"操作，深入地集成了安全性，引进了基于互联网的操作系统，极大地改善了应用程序的可靠性和可扩展性。

.NET框架由三个主要部分组成：通用语言运行库CLR(CommonLanguageRuntime)、.NET架构类库FCL(FrameworkClassLibrary)和。

3.1.1通用语言运行库CLR它是.NET的核心，负责提供执行环境，管理代码的执行并提供各种服务。

在组件运行时，运行库负责管理内存分配、启动或者中止线程和进程、强化安全系数，同时还调整任何该组件涉及到的其他组件的附件配置。

架构类库FCL它是一套可以使用的统一的面向对象、异步和层次结构的可扩展类库，可以与通用语言运行库紧密集成在一起。

FCL由一个提供类、结构、接口、枚举和代理的层状命名空间组成。

通过创建一套跨编程语言的通用API,.NET框架可以实现跨语言继承、纠错处理以及程序调试。

实际上，从VisualBasic到C++的所有编程语言，对于.NET框架都是相互等同的，开发人员可以自由地选择他们想使用的任何语言。

它是创建基于Web的应用程序的模型，该模型由一组控件和一个基本结构组成。

其中，控件集中封装了公共的、用于超文本标识语言(HTML)用户界面的各种小组件(诸如文本框、下拉选单等等)。

有了,Web应用程序的构建变得非常容易。

数据库连接是Microsoft推出的以.NET框架为基础的数据操作模型。

并不是ADO的下一个版本，而是提供了一种新的基于离线数据和XML的数据操作方法。

工程热力学学习网使用设置在Windows下的IIS服务器，数据库使用SQLServer2000，使用实现数据库连接。

4总结工程热力学教学网站设计有以下特点：课程内容丰富、条理清晰明确；教学设计以学生为中心；提供练习、答疑、考试等各种功能模块和交流环境；教学活动设计讲练结合，注重交互性；教学媒体设计符合教学要求，生动直观。

网站的大部分模块已在校园网上试运行，期望工程热力学教学网站能调动学生的学习积极性，弥补教学课时不足的缺陷，有助于学生更好地掌握工程热力学基础知识，提高学生的自学能力，达到自主学习的目的。