新形勢(shì)下《熱學(xué)》課程教學(xué)改革初探

摘 要：針對(duì)目前《熱學(xué)》課程教學(xué)存在的教材內(nèi)容嚴(yán)重滯后、科學(xué)素養(yǎng)和愛(ài)國(guó)主義缺失、囿于教材照本宣科、教學(xué)方法落后學(xué)用脫節(jié)等問(wèn)題，我們通過(guò)教學(xué)理念的改變、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)手段和方法及學(xué)生評(píng)價(jià)方式的改革，構(gòu)建《熱學(xué)》課程教學(xué)的新模式，并應(yīng)用于型本科教學(xué)實(shí)踐中。

關(guān)鍵詞：熱學(xué) 教學(xué) 改革

熱學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，存在一些不容忽視并亟待解決的問(wèn)題。

一、現(xiàn)狀分析

（一）教材內(nèi)容嚴(yán)重滯后

近幾十年來(lái)，熱學(xué)理論及其應(yīng)用有了很大發(fā)展，如熱力學(xué)理論超出了平衡態(tài)范圍，進(jìn)入了非平衡態(tài)領(lǐng)域，特別是遠(yuǎn)離平衡態(tài)領(lǐng)域，產(chǎn)生了耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同論、突變論等理論，從而擴(kuò)大了熱力學(xué)研究的范圍。非平衡態(tài)理論、量子統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境物理、海洋物理、低溫物理、表面物理、等離子體物理、天體物理學(xué)、微電子學(xué)、生物工程、核能利用等尖端科學(xué)技術(shù)之中[1]。

而現(xiàn)行大多數(shù)熱學(xué)教材遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于日新月異發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，還基本停留在19世紀(jì)經(jīng)典熱力學(xué)與分子動(dòng)理論的范疇。所以，以教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)彌補(bǔ)教材嚴(yán)重滯后的不足刻不容緩。

（二）科學(xué)素養(yǎng)和愛(ài)國(guó)主義缺失

科學(xué)教育的核心理念應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。而我們現(xiàn)在的熱學(xué)教學(xué)，大都停留在孤立地、機(jī)械地傳授知識(shí)上，滿足于讓學(xué)生獲得一兩個(gè)僵化的答案，很少有老師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)探索科學(xué)知識(shí)的過(guò)程和方法，從而提高學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的方法，使學(xué)生進(jìn)一步熱愛(ài)科學(xué)，發(fā)揚(yáng)獻(xiàn)身科學(xué)的精神，一句話，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

愛(ài)國(guó)主義教育是社會(huì)主義核心價(jià)值觀的重要內(nèi)容，而目前愛(ài)國(guó)主義教育在高校顯得蒼白無(wú)力。推進(jìn)核心價(jià)值體現(xiàn)大眾化，基本途徑就是豐富載體。寓愛(ài)國(guó)主義教育于《熱學(xué)》教學(xué)中，探索空間很大。

（三）囿于教材，照本宣科

熱學(xué)是大學(xué)物理學(xué)的重要組成部分，更是物理系工科專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課程。熱學(xué)的內(nèi)容特別是熱力學(xué)第二定律與由它所引出的“熵”的概念是目前最具生機(jī)與活力的，它不僅是耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學(xué)等新理論的生長(zhǎng)點(diǎn)，而且它也正被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的眾多領(lǐng)域[2]-[5]。

但目前的熱學(xué)教學(xué)一直處于自我封閉、與外界隔絕的狀態(tài)，沒(méi)有把所講學(xué)科放在整個(gè)學(xué)科體系的大背景、大坐標(biāo)中加以介紹，是教熱學(xué)教材，而不是用熱學(xué)教材教，嚴(yán)重制約了學(xué)生開(kāi)闊視野、開(kāi)放思維。

（四）教學(xué)方法落后、學(xué)用脫節(jié)

物理學(xué)與我們的生活息息相關(guān)，如今熱學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用已屢見(jiàn)不鮮：大到汽車火車中的內(nèi)燃機(jī)、空調(diào)冰箱的制冷系統(tǒng)，小到電飯鍋、微波爐、太陽(yáng)能的加熱裝置等等，熱現(xiàn)象已經(jīng)完全融入我們的生活。

但目前的熱學(xué)教學(xué)還是傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式，不注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生覺(jué)得上課氣氛沉悶，感到抽象茫然，不易理解。為了彌補(bǔ)這些不足，培養(yǎng)出的學(xué)生能夠盡快適應(yīng)社會(huì)需求，熱學(xué)教學(xué)改革迫在眉睫。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，我們構(gòu)建了如下熱學(xué)教學(xué)的新模式：

二、熱學(xué)教學(xué)改革的內(nèi)容和方法

（一）教學(xué)理念的改變

按照教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的原則來(lái)組織課堂教學(xué)：在課堂教學(xué)中，讓學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，即教師提出問(wèn)題或者日常生活的現(xiàn)象來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考和分析問(wèn)題。讓學(xué)生主動(dòng)地探索知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，真正做到在教學(xué)過(guò)程中教師和學(xué)生的互動(dòng)，讓課堂氣氛更加活躍，學(xué)生快樂(lè)地接受知識(shí)。在對(duì)教學(xué)內(nèi)容的講授過(guò)程中，通過(guò)分析和講解與生活有關(guān)的物理實(shí)例，把理論知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系在一起。由于我們招收的學(xué)生基礎(chǔ)比較差，數(shù)學(xué)功底相對(duì)較弱，因此我們降低計(jì)算上的難度，著重增加物理概念、定理內(nèi)涵的分析，使學(xué)生感覺(jué)物理知識(shí)實(shí)用且容易學(xué)習(xí)。

（二）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)出科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課外資料，了解熱學(xué)發(fā)展的前沿問(wèn)題：在教材的選擇上，我們采用經(jīng)典和現(xiàn)代發(fā)展緊密結(jié)合的教材；在熱學(xué)內(nèi)容的組織上，更多的是讓學(xué)生掌握物理學(xué)的思想方法；課后安排學(xué)生閱讀網(wǎng)絡(luò)資源，拓寬學(xué)生視野，增加前沿和交叉學(xué)科知識(shí)；同時(shí)在課堂上講述一些自己科研中用到的熱學(xué)知識(shí)。

（三）教學(xué)手段和方法的改變

根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容制作豐富多彩的多媒體課件，把熱學(xué)中的一些比較抽象且在學(xué)生的腦海很難想象的物理情景，制作二維或三維的動(dòng)態(tài)圖像，直觀生動(dòng)地演示相關(guān)概念和熱力學(xué)過(guò)程的物理圖像。這樣可以降低思維的難度，有利于學(xué)生理解。同時(shí)，采用多媒體和板書相結(jié)合的方式，兩種手段相互輔助完成教學(xué)改革。

積極實(shí)行啟發(fā)式、探索式的教學(xué)方法：教師在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中主動(dòng)地、有計(jì)劃地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，啟迪學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生思考，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，把教學(xué)過(guò)程變成一連串的提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，以發(fā)展學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生的能力，使知識(shí)和能力發(fā)生有機(jī)聯(lián)系。

增設(shè)討論課：我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師講、學(xué)生聽(tīng)，學(xué)生缺乏發(fā)表個(gè)人見(jiàn)解的機(jī)會(huì)，不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。在熱學(xué)教學(xué)中，應(yīng)該開(kāi)展有意義的課堂討論，參與到教學(xué)中去，使學(xué)生積極互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生的思維發(fā)生分散，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

鼓勵(lì)學(xué)生撰寫小論文：大多數(shù)學(xué)生對(duì)寫本專業(yè)論文比較陌生，為了鼓勵(lì)學(xué)生寫論文，教師要在課堂上向?qū)W生滲透怎樣寫論文。每屆學(xué)生中都有幾個(gè)愛(ài)思考想寫論文的，教師和他們一起討論，鼓勵(lì)他們寫，幫助他們修改。這樣做效果很好，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)參與的積極性，基本掌握了論文的寫作方法和技巧。

（四）學(xué)生評(píng)價(jià)方式的改變

成績(jī)?cè)u(píng)定是督促學(xué)生全面系統(tǒng)地復(fù)習(xí)、鞏固、掌握熱學(xué)課程的基本理論、基本知識(shí)和基本技能的重要環(huán)節(jié)。我們認(rèn)為，《熱學(xué)》成績(jī)不能僅由一次期末考試確定，而應(yīng)該是對(duì)整個(gè)學(xué)期《熱學(xué)》學(xué)習(xí)情況的積累。因此，我們的成績(jī)?cè)u(píng)定分為兩部分，一部分為平時(shí)成績(jī)，一部分為期末成績(jī)。平時(shí)成績(jī)根據(jù)學(xué)生的考勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、平時(shí)檢測(cè)、課堂討論、小論文等給出，最后加上期末考試，給出熱學(xué)課程的最后成績(jī)。這樣，就對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行了考核。

在《熱學(xué)》教學(xué)過(guò)程中，我們始終以“增加趣味，降低難度，突出應(yīng)用，面向未來(lái)”為原則：增加趣味，即借助物理學(xué)家的名人軼事、日常生活的物理現(xiàn)象、物理學(xué)史等手段引入物理規(guī)律，讓學(xué)生在一些故事中體會(huì)物理學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和意義；降低難度，在教材處理上著重講述基本概念、基本理論、基本規(guī)律，并且適當(dāng)降低數(shù)學(xué)上計(jì)算的難度；突出應(yīng)用，即通過(guò)大量的與生活有關(guān)和專業(yè)相關(guān)的習(xí)題，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力，從而滿足地方院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要；面向未來(lái)，就是使熱學(xué)教學(xué)具有前沿性和時(shí)代性。

總的來(lái)說(shuō)，這樣的熱學(xué)教學(xué)改革，既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、開(kāi)發(fā)了學(xué)生的潛能、優(yōu)化學(xué)生的素質(zhì)、達(dá)到全面發(fā)展、適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展對(duì)人才的要求，又增強(qiáng)了教師教學(xué)改革的意識(shí)和能力，優(yōu)化課堂教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，提高教育教學(xué)能力，發(fā)展自我，成長(zhǎng)為新一代地方院校應(yīng)用型的教師。

參考文獻(xiàn)

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[2] 王雨田.《控制論、信息論、系統(tǒng)科學(xué)與哲學(xué)》 北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，1986：291.

[3] 夏宗經(jīng).《湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)》，1992.12.

[4] 黃叔清，等.《熱學(xué)教程》高等教育出版社，2011.7.

[5] 秦允豪.《普通物理學(xué)教程 熱學(xué)》（第三版）高等教育出版社，2011.01.

作者簡(jiǎn)介

王琦蓮（1962.10-），女，漢族，山西呂梁學(xué)院物理系副教授， 主持《熱學(xué)教學(xué)改革研究》校級(jí)重點(diǎn)教改項(xiàng)目已結(jié)題。