地方高校物理学专业课《热学》教学改革的研究与实践

董艳红 佳木斯大学理学院 154007

地方高校物理学专业课《热学》教学改革的研究与实践

董艳红 佳木斯大学理学院 154007

本文从热学的课程体系、教学内容、教学方法、教学手段方面阐述了对地方高校物理学专业基础课－热学的教学改革研究与实践。

物理学专业课；热学；教学改革

地方高校创新教育是以培养人的创新意识、创新精神和创新能力为基本价值取向的教育实践，向地方输送实用型人才，为地方经济建设服务。现代教育、教学要求教师不但要传授知识，而且还要把方法传授给学生。这样就要求教师通过具体的课堂教学，即选择一本有很好的课程体系的教材，精选教学内容，恰当运用教学方法和现代化教学手段，精心准备组织教学，来培养学生自学能力，引导学生积极思考，善于发现问题，鼓励学生动手、动口，培养思维的独创性，使之求新求异，培养学生的创新精神和能力。

目前地方高校本科教育中由于加强了公共基础课教育，使得本科物理专业课课时相对的减少。对于教师来说时间紧、教学内容多；对于学生课堂练习机会少，不利于各种能力的培养；科学技术前沿问题涉及的较少，学生学习兴趣不高，教学效果不理想。所以我校本科教学目标和学生实际情况，主要从课程体系、教学内容、教学方法和教学手段几个方面，对本科物理学专业课热学进行了教学改革研究与实践。

1 课程体系

我们对传统课程体系进行了改革，将热学中热力学和统计物理学初步知识的分子运动论相互渗透；非平衡理论与平衡理论相互渗透；宏观方法和微观方法相互渗透。例如讲解压强、温度宏观量时，给出这两个物理量的微观机制。如用微观方法从假设模型出发，推导出理想气体的压强的计算公式，在公式的推导过程中，用到经典的力学原理，同时也引入了统计概念和统计方法。由于气体分子对器壁的碰撞是不连续的，单位体积、单位时间碰壁的分子数也是涨落不定的，因此单位体积内的分子数是统计平均值，这样得出宏观量压强与微观量单位体积分子数和分子的平均平动能之间的关系式，从而更加清楚了宏观物理量是微观物理量的统计平均值。另外，在讲解非平衡态理论的输运过程中黏滞现象、热传导现象、扩散现象三个宏观现象时，引入局域平衡假设后，进一步得到三个宏观定律和相对应的三个输运系数的微观表示公式。

2 教学内容

2.1 实现教材系列化、立体化

我们选用了李椿、秦允豪、常树人等教授主编的各种高质量的热学教材和面向21世纪课程推荐教材，实现教材系列化、立体化。在教学内容的组织上，根据本科物理学专业热学课教学大纲、教学目标及地方高校学生实际知识基础，精心组织教学内容，以李椿老师编写的热学教材为理论框架,以秦允豪教授编写的面向21世纪课程热学教材为基础，以常树人教授编写的教材为参考,重整教学内容。学生选用教材是秦允豪教授编写面向21世纪教材,结合学生的知识结构和理解能力，教材中“气体运输过程”和“相变”这两章内容，我们以李椿老师编写的教材内容为主进行讲解，通过几轮教学实践，教学效果很好，即依托一本教材，又不完全受限于教材，同时提供给学生多本教学参考书，使学生更好地掌握这门课程的总体框架，融会贯通地学好热学这门专业基础课。

2.2 简化数学推导，注重物理问题本质

物理离不开数学，物理理论的阐述必须要用到高等数学的知识，物理教材中有大量的数学公式和数学导，在教学中时常有学生反应对课本上的推导感到很难理解，我们根据专业基础课的特点和学生的实际知识基础以及教学课时的安排，我们把教学内容做了适当调整，简化部分物理公式的推导过程，增强物理概念的讲解和逻辑推理是必要的。所以，在教学中注意减少或忽略繁琐的、复杂的数学证明和推导过程，尽量强调对物理概念、物理规律、物理思路的理解和认识，使学生在学习时，不会因数学基础不好而对物理产生畏难情绪。

3 教学方法

在教学方法上，采用“讲解+自学+指导+讨论”教学方法：

讲解是指教师在课堂上对教学重点、难点进行解释和说明的过程，主要针对基本概念、基本原理的理解、基本公式的运用；自学是针对相关章节较容易理解的、生活实际遇到的有关热学的问题和课外阅读材料，要求学生课下自己学习，完成教师留的阅读提纲。同时，教师在课堂要留有疑点，让学生有足够的思考空间；指导是指每节课有3～5分钟的答疑指导，重点解决课下自学中发现的问题。讨论是指每章结束后，根据课后思考题、教学重点、教学难点，展开讨论，开阔学生思维，利于培养学生的创新能力。同时为了调动学生课堂讨论积极性，把期末总成绩5%作为课堂讨论的成绩。

通过以上的教学方法，来激发学生学习兴趣，使学生学习延伸至课外，可缓解课堂教学课时少的问题。引导学生利用好教材和教学参考书以自学方式来充实和训练自己，从而提高学生的自学能力和培养创新意识。

4 教学手段

随着教育改革的逐步深入和计算机、多媒体、网络技术的广泛应用，其作用也日渐凸现。十几年教学过程中，制作了配套多媒体课件，改变传统的单一媒体教学手段，运用音频、视频，吸引学生注意力，运用多媒体教学已有三届学生，课堂上使学生积极主动参与课堂活动，实现由传统的被动听课到学生主动的思考，同时增加教师在课堂上向学生传递的信息量，从而提高学生课堂学习效率。

在课堂上教师不是简单运用多媒体这种教学手段，根据课堂教学实际情况和教学要求，把物理模型、透明胶片等穿插到教学中，才能发挥现代教育手段的作用。教师同时注意对物理课件内容的理解、教案的组织、对课件的操作熟练程度，及教师本人积极地运用课件，使得每节课都有好的教学效果。

在教学中，特别注意了学生创新能力、综合素质的培养，主要有：

（1）通过课堂讨论课，对教学中的难点、疑点及课后思考题展开讨论，不但使学生加深了对基本概念和基本理论的理解，而且培养了学生分析问题、解决问题的能力；

（2）教学内容与传统科技和现代化科技应用密切结合，使学生了解本专业及相关领域的一些国内外研究动态和前沿课题。指导学生阅读教材上的课外读物材料，开阔学生的视野，激发学生的求知欲，调动学生学习的积极性和主动性，开发学生的创新意识，培养学生的创新能力；

（3）通过习题课、例题和作业，加强对学生基本计算技能的训练；

（4）通过常规实验课，使学生掌握一定的热学实验技能，提高动手能力；培养学生理论联系实际的能力和创新能力，为今后从事科学研究打下一定的基础。

5 教学改革小结

在热学教学中，通过对教学内容的重整，新的教学方法和教学手段的运用，促进了课程主讲教师投入更多的精力，不断补充前沿科学内容，占有充分资料，并结合教学加强这方面课题的深入研究，从而提高了教师教学业务素质和科学研究的能力。同时，在多年的教学中，遵循着循序渐进、因材施教的原则，适当的选择教材，合理组织教学内容，运用“讲解+自学+指导+讨论”教学方法，加强现代技术知识、学科前沿的新成果与物理基本原理的融合。以提高学生创新能力、加强综合素质教育为重点，激发了学生学习兴趣，培养了学生良好的自主学习习惯，为将来更好适应社会，服务地方奠定了基础。

[1] 秦允豪.普通物理学教程 热学 (第二版).北京,高等教育出版社.2004年5月

[2] 李椿,章立源,钱尚武.热学.北京.人民教育出版社.1978年

[3] 赵凯华.对当前物理学教学改革的几点看法.大学物理.2000年1月

[4] 专家论坛.物理教学改革十人谈.中国大学教学.2002年2月

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.10.100

董艳红（1970－），女，黑龙江省佳木斯人，佳木斯大学理学院物理系副教授，主要研究方向为热力学与统计物理学。