《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》課程教學(xué)改革的思考

冷森林 張仁輝 石維 張恒

【摘要】本文基于材料物理專業(yè)的特點，為了培養(yǎng)合格的高素質(zhì)專業(yè)人才，符合國家人才培養(yǎng)目標(biāo)及模式，使其能更好的帶動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展及本專業(yè)的需要，更好的服務(wù)社會，滿足該專業(yè)領(lǐng)域的要求，對《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等多方面的內(nèi)容進(jìn)行改革。更好的優(yōu)化教學(xué)效果，適應(yīng)專業(yè)教育的教學(xué)實踐。

【關(guān)鍵詞】熱力學(xué)統(tǒng)計物理 教學(xué)方法 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)實踐

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0150-01

《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》是材料物理專業(yè)基礎(chǔ)理論課程之一[1]，是材料科學(xué)與物理學(xué)的一個交叉學(xué)科。重點研究熱運動和熱現(xiàn)象規(guī)律的學(xué)科，而且內(nèi)容豐富，體系完整。但是由于這門課程內(nèi)容抽象，理論性極強(qiáng)，就自己在學(xué)習(xí)中的體驗與老師在教學(xué)中的探討，發(fā)現(xiàn)很多的理論知識點都很難充分理解與熟練運用，因此在我們學(xué)習(xí)中及老師的教學(xué)方面都面臨著諸多方面的困難。所以在專業(yè)特點課程要求上既要有材料科學(xué)又要有物理學(xué)理論方面的知識相結(jié)合，應(yīng)在教學(xué)計劃中占有很重要的地位，為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)提供承上啟下的鏈接作用。教學(xué)中激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力，使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)。滿足該領(lǐng)域的人才需求，培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才及獨立分析問題的能力。本文結(jié)合作者在實踐學(xué)習(xí)中和課堂教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式及學(xué)習(xí)方法等諸多當(dāng)前存在的問題作以下的教學(xué)改革。

一、熱力學(xué)統(tǒng)計物理課程中存在的主要問題

首先，《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》作為材料物理專業(yè)理論課程主要基礎(chǔ)之一，它是由熱力學(xué)與統(tǒng)計物理兩部分組成，而且理論性較強(qiáng)，課程抽象?；谧髡咂綍r在教學(xué)中和同學(xué)的探討中發(fā)現(xiàn)公式很多，記不住，理不清，大多數(shù)同學(xué)都覺得《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》比較難。又由于在當(dāng)前高校推行素質(zhì)教育和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的指導(dǎo)下，理論課程教學(xué)學(xué)時都均有大幅度的壓縮。因此帶來了教學(xué)學(xué)時少和教學(xué)內(nèi)容多的嚴(yán)重矛盾，又因為教學(xué)體系沒有改變，所以存在教師教學(xué)過程中難教，學(xué)生難學(xué)的普遍現(xiàn)象。

其次，教學(xué)形式陳舊，而《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》的語言嚴(yán)謹(jǐn)又枯燥[2]，內(nèi)容包含很多的公式及推導(dǎo)。在長期的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，老師采取灌輸?shù)姆绞浇虒W(xué)，這樣只能使課堂枯燥乏味，學(xué)生被動的接受知識，所以很難帶動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，從而容易使學(xué)生感到疲勞產(chǎn)生厭煩心態(tài)，對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸情緒。要想使學(xué)生真正的學(xué)習(xí)到知識，掌握實踐的應(yīng)用，培養(yǎng)符合目標(biāo)的專業(yè)人才，達(dá)到該領(lǐng)域的需求。就要大膽對過去陳舊的教學(xué)模式進(jìn)行改革，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，培養(yǎng)獨立思考的能力，促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展。又由于傳統(tǒng)期末考試都是閉卷考試，使學(xué)生不重視平時的課堂測試及知識的運用，期末都只是希望老師劃重點，到考試的時候死記硬背，考過之后就什么都忘了。根本就無法應(yīng)用到當(dāng)前科學(xué)的研究中，更不用談科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力。

對于以上普遍存在的諸多問題，根據(jù)作者在實踐中的學(xué)習(xí)與教師在教學(xué)中的深入探究。本文將對諸多的教學(xué)矛盾和學(xué)習(xí)提出一些意見及新的教學(xué)改革。

二、研究新型教學(xué)及內(nèi)容改革

（一）改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在面對教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)學(xué)時少的主要矛盾上，要加強(qiáng)教學(xué)課程的整合。因為在《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》中的熱學(xué)部分在大學(xué)物理和物理化學(xué)中都有很高的重復(fù)率，所以在充分了解本專業(yè)的選修課及后續(xù)學(xué)習(xí)的專業(yè)課知識后，如發(fā)現(xiàn)有重復(fù)的部分要進(jìn)行壓縮與刪減[3，4]。但是要正確引導(dǎo)學(xué)生，有針對性的做好提前復(fù)習(xí)與課后總結(jié)，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題，然后在課堂上對學(xué)生重點提出的問題作重點的講解，與學(xué)生多探討，加強(qiáng)課堂訓(xùn)練。這樣既保證了知識的完整性、系統(tǒng)性和邏輯性。更不會使學(xué)生產(chǎn)生厭煩的情緒，也能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。這樣既提高了教學(xué)效果，優(yōu)化了課程體系，又能很好的緩解學(xué)時少與內(nèi)容多的主要矛盾。

（二）引入新課程考核理念，強(qiáng)化素質(zhì)考察

經(jīng)過國家對教育的不斷改革，對人才的考核及評定方式都發(fā)生了很大的變化。所以課程評價對課程實施起著重要的引導(dǎo)作用，在不同的時期，就有不同的教學(xué)理念，也就會出現(xiàn)不同的評價標(biāo)準(zhǔn)。在對學(xué)生進(jìn)行成績及各方面的考核中，要采取全方位多動態(tài)的方式對學(xué)生素質(zhì)與能力進(jìn)行考查?；趥鹘y(tǒng)的考試方式，都是一張試卷定成績，這種考核方式是有弊端的。因為《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》的基本內(nèi)容包含大量的公式及繁瑣的推導(dǎo)運算。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式都是灌輸?shù)姆绞竭M(jìn)行教學(xué)，學(xué)生被動的學(xué)習(xí)。教師與學(xué)生之間缺少交流，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)中很容易產(chǎn)生厭煩的情緒，上課根本就聽不進(jìn)去，達(dá)不到人才培養(yǎng)目標(biāo)。所以在教學(xué)中要采用啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以教師為引導(dǎo)，開展課堂討論，師生共同參與，由教師提出一個或者多個與課堂相關(guān)的問題，讓學(xué)生以小組的形式進(jìn)行探討，或者讓學(xué)生課后自己查閱資料，每個人都對問題提出不同的回答，老師最后對問題做總結(jié)。以這種多樣化的方式考核，多方面做評定。既拓寬了學(xué)生的知識面，又激起了學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣。也更好的培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的能力與勇于提出自己見解的習(xí)慣。

（三）理論聯(lián)系實際，適當(dāng)引入材料學(xué)科前沿內(nèi)容

隨著各大高校的轉(zhuǎn)型及對人才培養(yǎng)模式都是朝著創(chuàng)新型人才方向進(jìn)行的，課程的內(nèi)容就要體現(xiàn)一定的先進(jìn)性與現(xiàn)代化。在教學(xué)過程中要適當(dāng)?shù)难a充與《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》課程相關(guān)的最新材料學(xué)與物理學(xué)學(xué)術(shù)成就與進(jìn)展。另一方面可以通過鼓勵學(xué)生多參加一些這方面的學(xué)術(shù)報告與學(xué)術(shù)沙龍，多做交流，或者可以讓學(xué)生多看相關(guān)報告的視頻。有意識的引導(dǎo)學(xué)生拓寬知識面，激發(fā)自主學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)課程的豐富性，使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。

材料類專業(yè)是應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，比較注重實踐性，而當(dāng)前很多高校又在轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，所以在對本課程的要求中要體現(xiàn)實用性，要加強(qiáng)理論與實踐相結(jié)合。在教學(xué)過程中多帶學(xué)生參觀一些生產(chǎn)或者加工類的工廠。讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)，這樣不會使學(xué)生對課程產(chǎn)生厭煩的情緒，更能帶動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。或者老師可以帶學(xué)生多參加教學(xué)討論，參加各方面的比賽來加強(qiáng)學(xué)生對知識的應(yīng)用，讓學(xué)生體驗到學(xué)習(xí)本課程的實踐性，這樣既不會使學(xué)生對學(xué)習(xí)感到盲目和乏味，又能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也幫助學(xué)生拓寬知識面。

三、結(jié)語

本文結(jié)合作者在實踐學(xué)習(xí)中及根據(jù)教師的教學(xué)實踐，深入的探索了《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》課程的教學(xué)模式。基于傳統(tǒng)陳舊的教學(xué)方法存在的問題與當(dāng)前在實踐教學(xué)中課時少與內(nèi)容繁多存在的諸多問題，提出了課程整合的具體課改方法。要加強(qiáng)討論式教學(xué)，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神，實現(xiàn)多樣化的考核方式，拓寬學(xué)生的知識面，使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)。以實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，達(dá)到國家對該專業(yè)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪志誠.熱力學(xué)統(tǒng)計物理[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[2]林宗涵，熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2007.

[3]馮立芹. 熱力學(xué)統(tǒng)計物理課程教學(xué)改革探討[J]. 中國西部科技，2014，13（5）：90-91.

[4]曹海靜.熱力學(xué)與統(tǒng)計物理教學(xué)改革初探[J]. 科技資訊，2013，5：187-189.

作者簡介：

冷森林（1981-），男，漢族，江西宜春人，教授，主要負(fù)責(zé)材料物理專業(yè)課程教學(xué)改革的工作。