《热力学统计物理》课程教学改革的思考

冷森林+张仁辉+石维+张恒

【摘要】本文基于材料物理专业的特点，为了培养合格的高素质专业人才，符合国家人才培养目标及模式，使其能更好的带动地方经济发展及本专业的需要，更好的服务社会，满足该专业领域的要求，对《热力学统计物理》课程教学内容、教学方法以及考核方式等多方面的内容进行改革。更好的优化教学效果，适应专业教育的教学实践。

【关键词】热力学统计物理 教学方法 教学内容 教学实践

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0150-01

《热力学统计物理》是材料物理专业基础理论课程之一[1]，是材料科学与物理学的一个交叉学科。重点研究热运动和热现象规律的学科，而且内容丰富，体系完整。但是由于这门课程内容抽象，理论性极强，就自己在学习中的体验与老师在教学中的探讨，发现很多的理论知识点都很难充分理解与熟练运用，因此在我们学习中及老师的教学方面都面临着诸多方面的困难。所以在专业特点课程要求上既要有材料科学又要有物理学理论方面的知识相结合，应在教学计划中占有很重要的地位，为后续专业学习提供承上启下的链接作用。教学中激起学生的学习兴趣和思考能力，使教学效果达到最优。满足该领域的人才需求，培养高素质的专业人才及独立分析问题的能力。本文结合作者在实践学习中和课堂教学中的教学内容、教学方法、考核方式及学习方法等诸多当前存在的问题作以下的教学改革。

一、热力学统计物理课程中存在的主要问题

首先，《热力学统计物理》作为材料物理专业理论课程主要基础之一，它是由热力学与统计物理两部分组成，而且理论性较强，课程抽象。基于作者平时在教学中和同学的探讨中发现公式很多，记不住，理不清，大多数同学都觉得《热力学统计物理》比较难。又由于在当前高校推行素质教育和培养应用型人才的指导下，理论课程教学学时都均有大幅度的压缩。因此带来了教学学时少和教学内容多的严重矛盾，又因为教学体系没有改变，所以存在教师教学过程中难教，学生难学的普遍现象。

其次，教学形式陈旧，而《热力学统计物理》的语言严谨又枯燥[2]，内容包含很多的公式及推导。在长期的教学中发现，老师采取灌输的方式教学，这样只能使课堂枯燥乏味，学生被动的接受知识，所以很难带动学生自主学习的兴趣，从而容易使学生感到疲劳产生厌烦心态，对后续专业课的学习产生抵触情绪。要想使学生真正的学习到知识，掌握实践的应用，培养符合目标的专业人才，达到该领域的需求。就要大胆对过去陈旧的教学模式进行改革，增加学生自主学习的空间，培养独立思考的能力，促进学生个性发展。又由于传统期末考试都是闭卷考试，使学生不重视平时的课堂测试及知识的运用，期末都只是希望老师划重点，到考试的时候死记硬背，考过之后就什么都忘了。根本就无法应用到当前科学的研究中，更不用谈科学素养及创新能力。

对于以上普遍存在的诸多问题，根据作者在实践中的学习与教师在教学中的深入探究。本文将对诸多的教学矛盾和学习提出一些意见及新的教学改革。

二、研究新型教学及内容改革

（一）改进教学方法，优化教学内容

在面对教学内容多，教学学时少的主要矛盾上，要加强教学课程的整合。因为在《热力学统计物理》中的热学部分在大学物理和物理化学中都有很高的重复率，所以在充分了解本专业的选修课及后续学习的专业课知识后，如发现有重复的部分要进行压缩与删减[3，4]。但是要正确引导学生，有针对性的做好提前复习与课后总结，让学生自己去发现问题，然后在课堂上对学生重点提出的问题作重点的讲解，与学生多探讨，加强课堂训练。这样既保证了知识的完整性、系统性和逻辑性。更不会使学生产生厌烦的情绪，也能激发学生自主学习的兴趣。这样既提高了教学效果，优化了课程体系，又能很好的缓解学时少与内容多的主要矛盾。

（二）引入新课程考核理念，强化素质考察

经过国家对教育的不断改革，对人才的考核及评定方式都发生了很大的变化。所以课程评价对课程实施起着重要的引导作用，在不同的时期，就有不同的教学理念，也就会出现不同的评价标准。在对学生进行成绩及各方面的考核中，要采取全方位多动态的方式对学生素质与能力进行考查。基于传统的考试方式，都是一张试卷定成绩，这种考核方式是有弊端的。因为《热力学统计物理》的基本内容包含大量的公式及繁琐的推导运算。而传统的教学模式都是灌输的方式进行教学，学生被动的学习。教师与学生之间缺少交流，这样学生在学习中很容易产生厌烦的情绪，上课根本就听不进去，达不到人才培养目标。所以在教学中要采用启发式教学，调动学生学习的积极性，以教师为引导，开展课堂讨论，师生共同参与，由教师提出一个或者多个与课堂相关的问题，让学生以小组的形式进行探讨，或者让学生课后自己查阅资料，每个人都对问题提出不同的回答，老师最后对问题做总结。以这种多样化的方式考核，多方面做评定。既拓宽了学生的知识面，又激起了学生自主学习兴趣。也更好的培养了学生独立思考的能力与勇于提出自己见解的习惯。

（三）理论联系实际，适当引入材料学科前沿内容

随着各大高校的转型及对人才培养模式都是朝着创新型人才方向进行的，课程的内容就要体现一定的先进性与现代化。在教学过程中要适当的补充与《热力学统计物理》课程相关的最新材料学与物理学学术成就与进展。另一方面可以通过鼓励学生多参加一些这方面的学术报告与学术沙龙，多做交流，或者可以让学生多看相关报告的视频。有意识的引导学生拓宽知识面，激发自主学习兴趣，体现课程的丰富性，使教学效果达到最优化。

材料类专业是应用性很强的专业，比较注重实践性，而当前很多高校又在转型为应用型人才的培养，所以在对本课程的要求中要体现实用性，要加强理论与实践相结合。在教学过程中多带学生参观一些生产或者加工类的工厂。让学生在实践中学习，这样不会使学生对课程产生厌烦的情绪，更能带动学生自主学习的兴趣。或者老师可以带学生多参加教学讨论，参加各方面的比赛来加强学生对知识的应用，让学生体验到学习本课程的实践性，这样既不会使学生对学习感到盲目和乏味，又能激发学习兴趣，也帮助学生拓宽知识面。

三、结语

本文结合作者在实践学习中及根据教师的教学实践，深入的探索了《热力学统计物理》课程的教学模式。基于传统陈旧的教学方法存在的问题与当前在实践教学中课时少与内容繁多存在的诸多问题，提出了课程整合的具体课改方法。要加强讨论式教学，调动学生自主学习的兴趣，有效激发学生的创新热情以及培养学生的创造精神，实现多样化的考核方式，拓宽学生的知识面，使教学效果达到最优。以实现人才培养目标，达到国家对该专业的要求。

参考文献：

[1]汪志诚.热力学统计物理[M]. 北京：高等教育出版社，2013.

[2]林宗涵，热力学与统计物理学[M]. 北京：北京大学出版社，2007.

[3]冯立芹. 热力学统计物理课程教学改革探讨[J]. 中国西部科技，2014，13（5）：90-91.

[4]曹海静.热力学与统计物理教学改革初探[J]. 科技资讯，2013，5：187-189.

作者简介：

冷森林（1981-），男，汉族，江西宜春人，教授，主要负责材料物理专业课程教学改革的工作。