物理教學(xué)中的“信達(dá)雅”原則研究

林珠妹

（閩江學(xué)院 物理學(xué)與電子信息工程系，福建 福州 350108）

物理教學(xué)中的“信達(dá)雅”原則研究

林珠妹

（閩江學(xué)院 物理學(xué)與電子信息工程系，福建 福州 350108）

文章從熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理的內(nèi)容結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討了教學(xué)中需要遵循的三個(gè)原則：“信、達(dá)、雅”；認(rèn)為在學(xué)科教學(xué)過程中，需要從學(xué)科的最新發(fā)展、知識(shí)點(diǎn)之間的互相聯(lián)系，以及概念的生動(dòng)傳達(dá)三個(gè)方面出發(fā)，建立本學(xué)科教學(xué)的基本方法。

熱力學(xué)；教學(xué)原則；物理

《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》是物理教育專業(yè)學(xué)生的一門重要專業(yè)課程，包含了對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀和微觀描述兩個(gè)方面的內(nèi)容，因此其課程結(jié)構(gòu)顯得較為龐雜。從現(xiàn)今對(duì)《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》的教學(xué)研究概況來看，有不少文獻(xiàn)關(guān)注物理概念之間的關(guān)聯(lián)性，如王麗萍等人認(rèn)為統(tǒng)計(jì)物理中的歸納和總結(jié)是最重要的。除此之外，廖碧濤等人和范建中分別從化學(xué)勢(shì)和系綜兩個(gè)物理概念角度分別探討了本門課程中概念之間的聯(lián)系；但就文章作者來看，雖然講解概念聯(lián)系的過程有著重要的地位，對(duì)概念的深刻理解和形象化講解也是課堂教學(xué)中的難點(diǎn)。由當(dāng)今《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》學(xué)科的教學(xué)現(xiàn)狀，文章提出三個(gè)原則建立《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》的教學(xué)方法。

1 教學(xué)三原則

《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》作為一門建立在實(shí)驗(yàn)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)假設(shè)基礎(chǔ)上的學(xué)科，從熱力學(xué)到統(tǒng)計(jì)物理兩部分跨度較大，這給課堂教學(xué)帶來了一定困難。 在教師課堂教學(xué)過程中，相當(dāng)于采用學(xué)生容易懂的語言和授課方式將書本上的知識(shí)進(jìn)行翻譯，這個(gè)過程中需要滿足“信達(dá)雅”三原則,從翻譯的角度看，信是準(zhǔn)確性，達(dá)是直觀性，雅是文學(xué)性 。而從教學(xué)過程來看，這三個(gè)原則應(yīng)該變通為：“信”是從物理概念的最新發(fā)展豐富教學(xué)內(nèi)容；“雅”是對(duì)整門課程框架的掌握；“達(dá)”是采用現(xiàn)代教學(xué)手段解釋熱力學(xué)物理的概念。下面做以詳細(xì)說明：

（1）“信”的原則。熱力學(xué)規(guī)律來自長期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，其正確性不容置疑，但隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，每個(gè)概念又在不斷地豐富；要講好每個(gè)熱力學(xué)概念，需要講授者對(duì)熱力學(xué)理論的應(yīng)用和發(fā)展的最新進(jìn)展有所了解，例如熵這一概念就從早期的物理系統(tǒng)的無序度的描述到現(xiàn)在應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域；由熵增原理直接導(dǎo)出的“宇宙熱寂說”與宇宙學(xué)現(xiàn)狀的矛盾等，這說明即便是學(xué)科概念已經(jīng)比較系統(tǒng)地建立了，但是由于本學(xué)科應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，每個(gè)物理概念還處于不斷的發(fā)展過程中。要達(dá)到讓學(xué)生對(duì)這門學(xué)科產(chǎn)生興趣的目的，在講解時(shí)就需要從現(xiàn)代物理發(fā)展和廣泛應(yīng)用的角度說明學(xué)科內(nèi)容的新穎性和實(shí)用性。由于現(xiàn)在對(duì)物理學(xué)專業(yè)感興趣的大學(xué)生越來越少，在教學(xué)時(shí)需要盡量兼顧學(xué)生將來的職業(yè)選擇，也就是盡量地講解本學(xué)科實(shí)際應(yīng)用的范例，這是啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)性的關(guān)鍵一步。因此聯(lián)系熱力學(xué)理論在現(xiàn)代物理發(fā)展和實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用講解，是將熱力學(xué)概念立體化和生動(dòng)化的必要途徑。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到本門學(xué)科的概念如此豐富和實(shí)用時(shí)，才更可能產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣和信心，這就是“信”的原則。

（2）“達(dá)”的原則。比較高中的課程，在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，對(duì)學(xué)生的要求是需要自己深刻地理解課程內(nèi)容，F(xiàn)red G等人[8]在上世紀(jì)末已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，形象化講解方式是讓學(xué)生建立清晰物理概念的基礎(chǔ)，其中采用圖片和視頻形式的課件可以達(dá)到很好的效果。將抽象的熱力學(xué)概念用形象化的圖像表達(dá)出來，這就是“達(dá)”的教學(xué)原則。如進(jìn)行統(tǒng)計(jì)物理概念教學(xué)時(shí)，采用形象化的模型可以達(dá)到很好的效果。

（3）“雅”的原則。本門課程的內(nèi)容包含兩部分：一部分是熱力學(xué)，另一部分是統(tǒng)計(jì)物理，前者從宏觀角度對(duì)系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了的描述；后者從微觀統(tǒng)計(jì)的角度對(duì)熱力學(xué)參量進(jìn)行了解釋，揭示了熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)。最近，彭昌寧撰文論述了本課程教學(xué)過程中內(nèi)容整體意識(shí)培養(yǎng)的重要性，這就是“雅”的原則，也就是將部分物理概念放在整個(gè)學(xué)科的大框架中進(jìn)行考慮。例如熵這一狀態(tài)參量，在熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理兩部分中其表達(dá)形式是不一樣的，但從本質(zhì)上來看，熵的數(shù)量變化是用來度量系統(tǒng)發(fā)展方向的，因此在前后兩部分授課過程中需要有意識(shí)地反復(fù)強(qiáng)調(diào)熵的這一物理意義；再如能量，該概念在整個(gè)學(xué)科中有著提綱挈領(lǐng)的基礎(chǔ)地位，在授課過程中，如果能始終堅(jiān)持從能量角度出發(fā)闡述熱力學(xué)第一和第二定律以及由此衍生的諸多概念，對(duì)于學(xué)生建立熱力學(xué)部分的邏輯框架有著明顯的益處；此外，統(tǒng)計(jì)物理的基石是建立在統(tǒng)計(jì)原理的基本假設(shè)等概率假設(shè)基礎(chǔ)上的，因此對(duì)這個(gè)基本假設(shè)的物理意義及在統(tǒng)計(jì)物理中的應(yīng)用的說明對(duì)于統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解有著高屋建瓴的作用。在講解本門課程中，抓住主要概念的講授，使學(xué)生能夠達(dá)到基本認(rèn)識(shí)整個(gè)學(xué)科內(nèi)容的境界，這就是“雅”境界。

2 三原則的有機(jī)結(jié)合

總地說來，在本門課程的教學(xué)過程中，以上三個(gè)原則是相輔相成的，根據(jù)作者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在采用形象化教學(xué)手段（即采用“達(dá)”的原則）的教學(xué)過程中，建立課程內(nèi)容的前后關(guān)聯(lián)（即采用“雅”的原則）對(duì)于學(xué)生理解課程內(nèi)容有較大的促進(jìn)作用，而本學(xué)科最新實(shí)際應(yīng)用的講解（即采用“信”的原則）對(duì)激發(fā)學(xué)生的興趣有明顯的效果。因此教學(xué)過程中需要綜合應(yīng)用文章中的“信、雅、達(dá)”三原則才能達(dá)到良好的教學(xué)效果。

[1]王麗萍，倪致祥.歸納方法在統(tǒng)計(jì)物理中的應(yīng)用[J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（9）.

[2]廖碧濤，劉剛.熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理中的化學(xué)勢(shì)[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，27（2）：132-135.

[3]范建中.統(tǒng)計(jì)物理中三種系綜之問的關(guān)系[J].太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，2（1）：39-44.

[4]乾坤.淺論翻譯的原則[J].科教文匯，2008，（5），184.

[5]Thacker，B.A.Recent advances in classroom physics[J].Reports on Progress in Physics，2003，66.

[6]施云海，彭陽峰，程亮，等.以創(chuàng)新的理念搞好熱力學(xué)第二定律及其工程應(yīng)用的教學(xué)[J].化學(xué)高等教育，2007，97（7）：70-73.

[7]Fred G，Sharon B.Making the invisible visible：A teaching/learning environment thatbuildson a new view of the physics learner[J].American Journalof Physics，1995，63（11）：978-991.

[8]Tobochnik，J.a，Gould，H.b.Teaching statistical physics by thinking about models and algorithms [J].American Journal of Physics，2008，76：（4-5）.

[9]彭昌寧.熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)的“三個(gè)基本點(diǎn)”隴東學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）[J].2007，17（1）：108-110

[10]李慧娟.克勞修斯熵與玻耳茲曼熵的統(tǒng)一性[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，35（3）：433-435.

[11]LeMarechal，J.-F.，Bilani，R.E.Teachingand learningchemical thermodynamics in school [J].International Journal of Thermodynamics，2008，11（2）：91-99.

[12]Ghosh，K.a，Dill，K.A.a，Inamdar，M.M.b，Seitaridou，E.b，Phillips，R.c Teaching the principlesof statistical dynamics[J].American Journal of Physics，2006，74（2）：123-133.

林珠妹（1973-），女，福建福州人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，主要從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。