《热学》课程文在教学中的形式与作用

对河海大学应用物理专业开设的《热学》课程论文基础、形式、作用等进行了阐述,在传授基础知识的基础上,以教学论文为载体,可实现《热学》课程的互动研究型教学,使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升.

热学课程论文教学形式与作用一、引言

《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科,是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课.《热学》课程在实验基础上,通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导,培养学生进一步学好物理学的兴趣,提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力.其主要内容包括：分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能.通过本课程的学习,既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律,建立正确的学习方法,努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风,又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备,还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础.在目前《热学》课程的教学中,课程论文扮演着越来越重要的角色,探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视.课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上,通过调查研究,适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用,注意培养学生理论联系实际的能力,培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣,引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感.教学方法的改进是课程教学改革的重要方面,在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养,把课程建设的目标定位于造就新世纪人才,使学生终生受益.

二、课程论文的基础

课程论文实际上是对学生提出了更高的要求,因此,《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上.如果学生掌握的基础知识雄厚,基本功扎实,再加上广泛涉猎与深入钻研,专业课就能学得好,理解得深,在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快,回旋的余地也比较大.况且,“热学”课程在传授系统物理学知识的同时,还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言.这样,尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用,但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观,当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用.总而言之,《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法,离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木.

三、课程论文的形式

课程论文的形式灵活,不仅包括论文、调查报告,还包含有实验研究、实物制作等多种形式.在教学过程中,教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究,常见的课程论文形式主要有以下几种.一是解题方法的探究,通过对一个例题或习题的多种方法求解,使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻；二是实验探究,例如,当讲解到气体玻一马定律与盖吕定律知识点时,可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律；三是调研报告,例如在讲解卡诺循环这一知识点时,可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等；四是理论模拟与分析,例如讲到相变这一知识点时,可以通过理论分析各种相的稳定性.五是合理的估算,例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式,查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果,它是个级数,由前几项可得系数约为0.499,而如果充分考虑速度住留的简便方法,很容易就得到此系数等于1/2,又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式,再如可以用标准大气模型中数以千计的数据,考虑地面凹凸不平的影响,可求出精度较高的大气粒子总数,然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比,从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法；目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一,有的甚至还是有争议的,例如：任意逆循环的制冷系数的定义,等热容过程与多方过程的差异,卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环,等等.遇到这些内容时,就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生,同时也介绍自己的看法,然后让学生独立进行研究,自由思考,自己做出合理的判断.

四、总结

《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习,建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法,掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律,在此基础上,采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式,以教学论文为载体,实现《热学》课程的互动研究型教学,重视学生能力素质培养,通过精心设计方案,全面加强各个环节,合理运用各种方法手段,形成视野开阔、理论联系实际的特色风格.用搞科研的态度对待教学,积极开展教学论文的教学,从教学有关领域挖掘课题开展科研,再把科研成果引入教学丰富教学内容,使教学与科研两者有机地相结合.教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果,身教言传,课程里就会充满了研究与探索的特色和风格,使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶,养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯,并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境,使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升.