《热学》课程体系和教学方式的改革探讨

马青山

（新疆大学物理科学与技术学院 新疆乌鲁木齐 830046）

进入21世纪，我们国家进入了社会主义建设的新时代，国家对于高层次人才的需求越来越大，如何培养能承担时代大任的有思想、有理想的大学生是高校必须思考的问题。人才培养具有多层次性，作为综合性高等学校，我们要培养高层次复合型人才，不同的专业方向对于学生能力及素质培养的偏重点不同，我们需要结合专业特点，积极调整培养方案和专业课程体系，积极落实“培养什么人，为谁培养人，怎么培养人”的要求，为国家输送合格的建设者和接班人。物理学是基础学科，通过物理知识的学习、物理实验的亲身操作、物理问题的实际解决来锤炼学生的逻辑思维能力、科学价值观及素养，培养适应社会与时代需求的具有创新、应变和竞争能力的创新型及应用型人才。“热学”是研究构成物质的微观粒子的“热运动”及其有关性质和规律的一门物理学分支，是物理学专业的基础课。物理知识源于生活而又高于生活，因为“热学”课程知识内容庞杂，不像力学内容直观可视，从教师“教”的层面及学生“学”的角度都存在较大难度。本文结合笔者在课程体系及教学方法上的实践和思考，谈谈如何根据学校实际和学生特点调整课程体系、改进教学方法，激发学生内生动力的做法和感悟[1]。

一、新时代对教育教学的要求

进入新时代，国家和社会对于高等教育教学的要求和期望越来越高，作为高校教师，我们要深刻领会并通过自己的努力来实践这些要求。基于当前的教育教学环境，教师要坚持“以学生为中心，以产出为导向”，全面提升学生的知识储备、能力提高和素质升华，努力培养出符合“新时代”要求的能为国家建设和民族复兴大业作出积极贡献的合格建设者和接班人。坚持“一个中心（以学生为中心），两个基本点（依标施教，教学改革）”的基本路线。科学利用教育规律指导教学和实践，将书本知识与现实生活所见所感相结合；“教师引导”与“学生主体地位”相统一；掌握知识和发展能力相统一；传授知识与思想品德教育相统一。

教师要在教学实践过程中充分发挥课堂教学主阵地、主战场、主渠道作用，课前课后协同（实现课前预习-课堂教学讨论-课后巩固交流），改革教学模式和方法，不断加强现代信息技术与教育教学的深度融合，强化师生互动、生生互动；与此同时，教师还要充分发挥课下“副战场”的作用，充分调动学生学习积极性和主动性，让学生“忙”起来、“动”起来，同时也使得教师的积极性调动起来，在教育教学过程中不断提高自身能力和素质[2]。

二、当前“热学”课程教学的“痛点”

（1）传统的“热学”教学过程是“以教师讲、学生听”为主导方式，授课过程是按选定教材的章节顺序开展，教师传授、讲解，通过作业和小测试验证效果。学生往往是被动听，部分学生会记笔记，而大部分学生也仅仅是听完就算，也不记笔记，主动性非常差。与此同时，师生互动非常少，教师往往因为时间紧张而，不能充分与学生交流，偶尔有部分学生会问问题，但大部分学生是没有与老师沟通交流的意愿的。这样的教学方式花费时间较多，教与学的效率都十分低下。

（2）“热学”是门古老的物理学分支学科，知识体系抽象且内容庞杂，绝大多数内容学生无法直观观察，学生在接受和理解方面都十分困难，这就导致课堂教学陈旧枯燥，教学氛围呆板；教材更新缓慢，无法随时跟踪学科发展。这样的课程特点也就决定了学生很难有极高的兴趣和较好的参与度，教学效果往往在这样的氛围中不断下降。

（3）“课堂教学”是教学过程的主要承载体，但传统教学偏重知识的传授，欠缺传授知识与培养能力、提高素质的有机结合。传统教学模式还是以灌输式方法为主，学生仅仅靠死记硬背知识应付考试，这些不利于学生综合素质的提高，难以实现提高人才综合素质能力的培养目标。

（4）在实际教学过程中，从主观角度（学生）及客观角度（内容及方法）都导致学生学习主动性非常差、参与课堂教学的积极性不高，甚至从不参与。

（5）评价方式方法单一，主要以学生期末试卷和考情、作业为主，并不能真实反映学生的课程参与度及学生利用所学知识处理问题的能力，也无法激发学生的自我能力提升。

三、教学内容及方法的具体实践

针对上述几点教学中的“痛点”，以及新时代“以学生为中心”的教育理念，提高课程教学质量，笔者主要从以下几个方面开展改革和探索[3]。

1.教学内容的更新与优化

笔者处在西北边疆高校，同时也是民族聚居地区，在“热学”课程教学授课对象学情复杂，大学入学成绩总分有三百多分落差，个别学生的数学单科只有三十多分，差异巨大。除此之外，部分同学思想状态、学习态度也存在问题，信心不足、被动学习、自学能力不够、数学基础差、发散思维能力弱等问题较为突出。这些实际情况及新形势和新时代的要求，在“热学”课程的教学内容上必须做出相应调整，调整的目的是坚持做到突出理论体系构建，重视理论在不同学科中的应用，跟踪新进展、发现新应用，显示知识的高阶性特征。更新和重组部分教学内容，更加体现“引领性、创新性、前沿性、开放性、实践性”的理念。“热学”课程体系主要包括三部分内容：宏观理论；微观理论和物性学部分。前两部分是课程教学的重点，通过分块学习和整合过程教学，使得学生构建起完整的“热学”课程体系。

2.“课程思政”融入教学

“教书育人”是教师的天职，育人功能不能仅依靠“思政课”及“思政教师”来完成，专业课也要通过融入“课程思政”内容来实现育人功能。“热学”课程的发展来自实践，在热学研究及应用方面有非常多的中外科学家作出了积极地贡献，他们的研究精神、态度都是十分宝贵的财富，也为热学教育提供了丰富的思政元素，在教学过程中通过把教学内容和内容相关的“思政教育元素”相融合，在授课过程中自然完成思想教育的作用，实现课程思政和专业课程教学的有机结合，通过这样的结合，在教学过程中“教”会了知识，也实现了“育”人，这是践行“立德树人”的教育根本任务的必然要求。

例1：在“开学第一课”中融入“思政元素”，引导学生展开对“热”的理解和扩展，从“热心”“热爱”“热情”等不同的角度启迪学生思考自己的学习、生活、人生目标等，也为本门课程的顺利开展打下良好的思想基础。“热心”是对人、对事的，学生要有年轻人该有的朝气，要有对未来的无限憧憬和希望；“热爱”不仅体现在对课程的爱，更重要的是对于家国的热爱，对于伟大的中华民族、中国共产党的热爱，还有对于我们正在进行的伟大的社会主义建设事业的无限热爱；“热情”是自我发展的主观动力，是我们对于自身未来充满自信的表现，只有全身心地投入和付出，才能为自己打开未来无限的可能。如果学生主观上积极上进，愿意投入到相关课程的学习之中，那么一定能产生良好的学习效果[4]。

例2：教师可在介绍热学发展历史的时候通过介绍中国古人对热现象的认识及理解，激发学生的民族自豪感，同时也反衬出近代中国在科学研究上的落后，畅谈产生这些变化的历史和现实原因，引导学生增强使命意识和担当精神；与此同时，教师也可以介绍瓦特、焦耳、卡诺等著名科学家的事迹，谈科学批判精神，培养学生的基本科学素养，激发学生的探索精神，我们国家的古代先贤和近代很多科学家对热学的研究都起到了积极的促进作用，这些也是引导和激发学生积极上进、热爱科学，促进国家繁荣昌盛的动力之源。

例3：介绍热力学第一定律，即能量守恒与转换定律在热学中的应用，由此可以和学生探讨生命的话题，人的生命是有限的，拥有的时间和精力也是有限的，那么新时代的大学生应该思考如何将有限的时间和精力用于做更多有益于国家、社会的事情上，做一名有担当的新时代大学生。成功来源于实践和努力，只有通过自己不断地付出、不断地积累，才能将自身内在的强大的能力和潜力不断挖掘出来，为自己的发展、新疆的发展、国家的发展和进步作出自己的更大的贡献。

例4：教师在介绍物态相变的时候，可以引申到量变到质变的辩证唯物主义观点，引导学生注重平时的积累和沉淀，为将来的成功打下坚实的基础。没有量的积累就不可能有质的变化，引导学生要注重平时的积累，不能只盯着最后的一站，没有过程，最后的那一站也永远都是虚无缥缈的无法实现的空中楼阁，我们要脚踏实地地走好每一步，每一个脚印最终会为我们走向成功，走向质变提供坚实的保证。

3.教学方法多元化、现代化

多媒体和网络平台教学有利于学生对于知识的获取和效率的提高，也可以培养学生的创新意识及能力，同时不会受到时间、空间的限制，使得整个教学过程更加具有开放性。因此充分利用多媒体和网络平台可以有效提高教学实效性和学生的参与度，亦可以实现教学内容与教学方法的多元化和现代化。

在教学内容方面，通过学校的教学平台、QQ、微信等多种渠道在课前向学生提供课程相关预习资料及“慕课”“微课”等资源用于学生预习及复习巩固。另外，通过教学平台可以进行课程教学过程的师生互动，作业提交、测试等，这些相关数据将为课程考核提供有效数据。

在教学方法方面主要采用探究式教学、类比法教学及专题讨论式教学。

（1）探究式教学：在教学过程中，教师可首先从学生熟悉的生活常识及情境出发，引导学生从生活中发现我们要解决的问题，通过讲授知识内容，再引导学生思考还可以根据学习内容处理的问题并寻找解决问题的方案，后期可以将不同的方案进行比较进而逐步完善方案，起到巩固和提高的作用。比如，在讲理想气体状态方程之后，教师可以让学生思考如何解决实际气体的问题以及实际气体与理想气体的差异。再如，在学习输运理论时，教师可以让学生探讨黏滞系数从理论推演的结果与实验结果存在明显差异的原因是什么，有什么方式方法可以改进实验。采用探究式教学既能培养学生的科学精神和创新能力，又能提升学生的合作意识和学生参与课程教学的积极性及主动性。

（2）类比法教学：教学中通过学生熟知的知识引出未知的，找出不同的研究对象在我们研究范畴内关注的特征点存在的相似性、不同之处以及联系，这样学生易于接受且节约时间。例如，在讨论热力学过程及其涉及的内能、热量、功的转化时，我们利用P-V图来描述，在讲述热力学第二定律引出熵的概念的时候亦可以通过T-S图来表征理想气体的性质特点。

（3）专题讨论教学：落实“以学生为中心”的教学理念，我们需要给学生提供更多的机会让学生积极参与到教学活动中，专题讨论就是一个很好的媒介。教师可以将班级学生分成若干个学习小组，以小组为单位安排专题问题，让他们通过自己的调研和讨论汇总出专题讨论的结果，再以小组为单位做汇报交流和讨论。例如，教师可以带领学生开展“热”的本质的探讨，可以讨论它的研究历程、不同学说的物理实质、当下的研究现状及发展趋势等，通过分组进行调研和讨论，可以加深学生对于热的本质的理解。专题讨论教学能充分调动学生学习的主动性与积极性，不仅可以培养学生的自学能力、阅读能力、理解能力、收集信息能力和表达能力，也可以使授课教师了解学生的需求与兴趣所在，加深教师与学生间的了解，开阔学生的视野。

教师积极开展“教学方法”的实践，既可以提高教学效率，同时也可以提高学生的主动性、积极性和参与度。而这一系列参与过程都可以作为课程过程考核的重要支撑，对于综合评价学生学习及教学效果能起到积极的促进作用。

结语

教师通过教学内容的调整和教学方法多样性试点，既提高了教学和学习效率，激发了学生学习的主动性和参与度，同时也提升了学生的综合能力。变化带来改变，但这种改变距离我们的期望值还有很大的差距，在今后的教学过程中还需要不断地变革和锤炼，找到课程授课对象最适宜的方案，不断提高教学质量和效果，不断培养出更多符合“新时代”要求的合格建设者和接班人。