热学教学改革的实践

2010-08-15刘立华华中张勇董丽荣

赤峰学院学报·自然科学版 2010年11期

关键词：热学改革传统

刘立华，华中，张勇，董丽荣

（吉林师范大学物理学院，吉林四平136000）

热学教学改革的实践

刘立华，华中，张勇，董丽荣

（吉林师范大学物理学院，吉林四平136000）

为了使热学教学适应21世纪科学技术发展的需要，必须对热学教学进行改革.我们结合本校实际情况，积极进行热学教学改革，取得了良好的效果.

热学；教学；教学改革

1 引言

21世纪是科学技术加速发展的时代，知识更新速度比较快，对人才素质的要求也越来越高，要求人才不但要具有深厚的理论基础，还要有实践能力、创新能力和创业能力.传统的人才培养模式已经不能适应社会的需要.因此，高等教育必须改革传统的人才培养模式，积极进行教学改革.

热学是本科物理学专业必修的专业基础课程.热学在物理学专业中的地位及其重要，是学生进一步学习原子物理学、热力学和统计物理学、固体物理、凝聚态物理等后续课程的基础.我国热学教育工作者对热学的教学改革提出了很多合理的建议和宝贵的经验[1-3].我校自从开设热学这门课程以来，在多位任课教师的不断努力下，积极进行教学改革，推动了热学课程的建设.尤其近几年来，在学校的大力支持下，我们对热学课程的教学进行了全面的改革，取得了显著的效果.

2 改革传统的教学观念

传统的教学观念认为教学过程是教师教、学生学的过程.教师处于中心地位，具有绝对的权威，学生是教学的对象，学生对教师主要是服从和接受，学生在学习中被动接受知识，处于被动局面，这阻碍了学生科学素质和创新能力的培养.因此，必须改革传统的教学观念.在教学中应贯彻新的教学观念，即以“教师为主导、以学生为主体”的原则来组织课堂教学.改变以往单纯由教师讲解的教学方法,让学生积极参与，在思考的基础上发现和提出问题,使学生由被动接受知识变为主动探索知识.让整个教学过程成为师生互动的过程.

3 改革传统的教学内容

传统的热学基础知识是该学科中最基本的、最有迁移价值的东西.是今后从事中等教育的师范类毕业生必须掌握的基础知识，因此，在教学内容改革中应该保留和加强这些基础知识，不能轻易地压缩或删除.

20世纪60年代以后，非平衡态热力学有了较大的发展，比如协同论、耗散结构等，这些理论对人们的思想产生了深刻的影响，其应用范围几乎遍及整个自然科学和社会科学.这些前沿知识必须在热学教学内容中有所体现.我们加入前沿知识主要采用三种方式，第一种方式是采用局部渗透的方法将科学前沿体现出来，即在热学和现代科学中找出结合点，把相应的科学前沿内容渗透进去，在讲课过程中作简单介绍.例如，我们在进行熵的教学时，把信息熵、生物熵和社会熵的内容渗透进去.第二种方式是在相关的章节中采用阅读材料的形式集中讨论一些专题，供学生课后阅读.例如在讲熵增加原理时，阅读材料有热寂说、大爆炸与宇宙膨胀，其中涉及到名列2003年10大科学突破榜首的暗能量问题以及人们普遍关注的宇宙年龄问题.第三种方式是以单独的章节来讲述非平衡态理论.我们设计的热学教学内容包括四个部分：第一部分，平衡态热力学.第二部分，平衡态分子动理学理论.第三部分，物性学理论.第四部分，非平衡态理论.

在热学内容的组织上，注重体现物理学的思想方法.例如在讲准静态过程、卡诺循环时，告诉学生这是理想化的方法.在讲能量转化和守恒定律时，告诉学生寻找运动中的守恒量是物理学中常用的方法，动量守恒、机械能守恒等都是寻找了运动中的守恒量.在引入态函数内能时，可以告诉学生物理学中常用这种方法引进态函数，熵、力学中重力势能的引入都是采用这种方法.

4 改革传统的教学手段

积极采用多媒体教学，创建一个全新的热学课多媒体教学模式.热学中的微观理论比较抽象，是教学中的难点.为了使这些抽象的概念变得形象、直观、易懂,我们充分利用二维和三维的动态画面,直观地演示了这些概念的物理图像.图文并茂、生动活泼的电子课件,可将无法演示的微观的物理过程生动、形象地模拟出来,化抽象为形象,降低了思维的难度，便于学生理解.同时形象生动、丰富多彩的多媒体课件能极大地激发学生的学习兴趣，也加大了课堂信息量，拓展了学生的视野，解决了有限的学时与知识激增之间的矛盾.进而达到提高教学效率和教学效果的目的.

尽管多媒体课件有很多传统教学方法所不能比拟的优越性，但在具体的教学过程中，多媒体课件不能完全代替传统的教学手段.在具体教学过程中，我们使多媒体课件与传统教学手段有机结合、协调互补，两种手段相互辅助共同为热学课的课堂教学服务.

5 改革传统的教学方法

积极实行启发式、探索式的教学方法.教师在教学的各个环节中主动地、有计划地创设问题情境，启迪学生思维，引导学生思考，充分调动学生的主动性和积极性，把教学过程变成一连串的提出问题、分析问题、解决问题的过程，以发展学生的智力和培养能力，使知识和能力发生有机联系.

增设讨论课.我国传统的教学模式是教师讲、学生听，学生缺乏发表个人见解的机会，不利于学生创造能力的培养.在热学教学中，应该开展有意义的课堂讨论，使学生积极互动，参与到教学中去，引导学生的思维发生分散，培养学生的创造能力.课堂讨论的一般程序是：教师根据教学大纲的要求和学生的理解能力，精心选择课堂讨论的题目，合理设计课堂讨论的提纲.然后把课堂讨论的题目和提纲告诉学生，让他们回去查找相关资料，进行小组讨论，讨论后推荐一名小组发言人.在讨论课上，各小组发言人汇报本小组的讨论情况.随后，教师和全体同学就发言内容开展全班讨论，在讨论过程中，教师要充分发挥主导作用，对正确的加以肯定，对错误的予以纠正，对遗漏的进行补充，对创新的积极鼓励.最后教师对讨论进行总结.

鼓励学生撰写小论文.大多数学生对写本专业论文比较陌生，为了鼓励学生写论文，教师在课堂上向学生渗透怎样写论文.每届学生中都有几个爱思考想写论文的，教师就和他们一起讨论，鼓励他们写，帮助他们修改.这样做效果很好，这些学生基本掌握了论文的写作方法和技巧，调动了学生主动参与的积极性.

6 改革传统的考核制度

成绩评定是督促学生全面系统地复习、巩固、掌握热学课程的基本理论、基本知识和基本技能的重要环节.我们认为，热学成绩不能仅由一次期末考试确定，而应该是对整个学期热学学习情况的积累.因此我们的成绩评定分为两部分，一部分为平时成绩，一部分为期末成绩.平时成绩根据学生的考勤、学习态度、课堂表现、作业、平时检测、课堂讨论、小论文等给出，最后加上期末考试，给出热学课程的最后成绩.这样就对学生的综合素质进行了考核.