熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)改革初探

摘 要：本文結(jié)合熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理的教學(xué)現(xiàn)狀，在緩解授課學(xué)時(shí)與教學(xué)內(nèi)容的矛盾以及改善學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)等方面提出了教學(xué)方式和考試方式等具體的改革措施。

關(guān)鍵詞：熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理 教學(xué)改革 教學(xué)方式 考試方式

中圖分類號(hào)：O414-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（b）-0187-02

熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是研究熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科[1]。《量子力學(xué)》和《半導(dǎo)體物理》等許多領(lǐng)域需要熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理作為基礎(chǔ)理論。本課程的主要目的是使學(xué)生掌握熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理的基本理論、這些理論的實(shí)際應(yīng)用、國際上最先進(jìn)的科研動(dòng)態(tài)，及解決不了的難題；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和方法；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。

目前的教學(xué)模式中，存在著一些問題。學(xué)生大多處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，對(duì)課程缺乏興趣感，更缺少主動(dòng)參與的意識(shí)。考試的方式基本上是一張?jiān)嚲矶ǔ煽儭＿@樣的教學(xué)方式和考試方式會(huì)帶來一些弊端，如學(xué)生只是應(yīng)付考試，把學(xué)到的東西死記硬背出來，學(xué)到的知識(shí)考完就忘了，不知道知識(shí)的真正用處。因此，教學(xué)方式和考試方式的改革必須引起我們的高度重視。本論文通過深入的調(diào)查和教學(xué)實(shí)踐工作對(duì)教學(xué)方法和考試方式的改革方面進(jìn)行探討[2]。

1 討論式教學(xué)方式

在平時(shí)的教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)丶尤胗懻撌浇虒W(xué)方式。

（1）課堂中引入討論式教學(xué)方式。在平常的課堂中，討論式教學(xué)方式可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。例如講述某一個(gè)現(xiàn)象之后，先讓學(xué)生討論該現(xiàn)象的原理是什么，往往是學(xué)生會(huì)有很多種結(jié)論，而有一些結(jié)論非常有創(chuàng)意，可以開拓學(xué)生的視野。再例如在做習(xí)題時(shí)，讓幾個(gè)學(xué)生同時(shí)到黑板上寫出自己的做題思路，讓學(xué)生發(fā)揮自己的思維探討不同的做法，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多做法，有些非常有創(chuàng)意，有些是行不通的。但通過討論對(duì)解決問題的思路清晰起來，不但使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有了較深入的了解，而且大大提高了學(xué)習(xí)的自信心。

（2）小結(jié)中引入討論式教學(xué)方式。在某一章內(nèi)容結(jié)束之后，在的應(yīng)用方面和國際科研動(dòng)向方面做一次討論，使學(xué)生通過基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)之后，通過上網(wǎng)查閱信息和自己的思考以及相互討論，對(duì)這部分內(nèi)容做一總結(jié)。例如：在第一章熱學(xué)基本規(guī)律結(jié)束之后，作一次本章內(nèi)容應(yīng)用的討論課，學(xué)生通過上網(wǎng)查詢及對(duì)本章內(nèi)容反復(fù)思考，在討論課上進(jìn)行討論，可以給出討論的提綱：如是否可以將孤立系統(tǒng)的熵增原理應(yīng)用到宇宙中？由熱機(jī)效率理論聯(lián)系到?jīng)_程熱機(jī)等。這些信息會(huì)使學(xué)生感到非常興奮和激動(dòng)，憧憬著將來自己在這方面也有大有作為的時(shí)刻。同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)有所用的印象。

2 新的考試模式

把以往單一試卷形式的考試分成兩部分，筆答部分和科研小論文部分。筆答部分主要考察學(xué)生基本理論的學(xué)習(xí)效果。科研小論文主要是將有關(guān)本課程知識(shí)點(diǎn)的小論文題目布置給大家，讓學(xué)生自由選擇自己感興趣的課題。最后以完整論文的形式提交上來。這部分主要考察學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解能力、收集信息的能力和表達(dá)能力。這樣的改革能夠轉(zhuǎn)變學(xué)生原來的學(xué)習(xí)習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力，進(jìn)一步提高學(xué)生整體素質(zhì)，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

3 利用多媒體教學(xué)

多媒體技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為中心，把語音處理技術(shù)、圖像處理技術(shù)、視聽技術(shù)都集成在一起，而且把語音信號(hào)、圖像信號(hào)先通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變成統(tǒng)一的數(shù)字信號(hào)，這樣作以后，計(jì)算機(jī)就可以很方便地對(duì)它們進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、控制、編輯、變換，還可以查詢、檢索。近年來，多媒體技術(shù)迅速發(fā)展，其應(yīng)用已遍及國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)生活的各個(gè)角落，正在對(duì)人類的生產(chǎn)方式、工作方式乃至生活方式帶來巨大的變革。因?yàn)槎嗝襟w具有圖、文、聲并茂甚至有活動(dòng)影像這樣的特點(diǎn)，具有許多對(duì)于教育、教學(xué)過程來說是特別寶貴的特性與功能，這些特性與功能是其他媒體所不具備或是不完全具備的。因此，多媒體技術(shù)對(duì)教學(xué)也產(chǎn)生了積極的效應(yīng)，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，具有重要作用。

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中一切都是由教師決定。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)方法、教學(xué)步驟甚至學(xué)生做的練習(xí)都是教師事先安排好的，學(xué)生只能被動(dòng)地參與這個(gè)過程，即處于被灌輸?shù)臓顟B(tài)。而在多媒體計(jì)算機(jī)這樣的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)生則可以按照自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣來選擇自己所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，可以選擇適合自己水平的練習(xí)，如果教學(xué)軟件編得更好，連教學(xué)模式也可以選擇，比如說，可以用個(gè)別化教學(xué)模式，也可以用協(xié)商討論的模式。使計(jì)算機(jī)像學(xué)習(xí)伙伴一樣和你進(jìn)行討論交流。也就是說，學(xué)生在這樣的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境中有了主動(dòng)參與的可能，而不是一切都由教師安排好，學(xué)生只能被動(dòng)接受。按認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，人的認(rèn)識(shí)不是外界刺激直接給予的，而是外界刺激與人的內(nèi)部心理過程相互作用產(chǎn)生的，必須發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，才能獲得有效的認(rèn)知，這種主動(dòng)參與性就為學(xué)生的主動(dòng)性、積極性的發(fā)揮創(chuàng)造了很好的條件。

人機(jī)交互、立即反饋是多媒體技術(shù)的顯著特點(diǎn)，是任何其他媒體所沒有的。多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)一步把電視機(jī)所具有的視聽合一功能與計(jì)算機(jī)的交互功能結(jié)合在一起，產(chǎn)生出一種新的圖文并茂的、豐富多彩的人機(jī)交互方式，而且可以立即反饋。這樣一種交互方式對(duì)于教學(xué)過程具有重要意義，它能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，從而形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。交互性是多媒體計(jì)算機(jī)所獨(dú)有的，正是因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)使得多媒體計(jì)算機(jī)不僅是教學(xué)的手段方法，而且成為改變傳統(tǒng)教學(xué)模式乃至教學(xué)思想的一個(gè)重要因素。

多媒體教學(xué)的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）直觀性：能突破視覺的限制，多角度地觀察對(duì)象，并能夠突出要點(diǎn)，有助于概念的理解和方法的掌握。

（2）圖文聲像并茂：多角度調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒、注意力和興趣。

（3）動(dòng)態(tài)性：有利于反映概念及過程，能有效地突破教學(xué)難點(diǎn)。

（4）交互性：學(xué)生有更多的參與，學(xué)習(xí)更為主動(dòng)，并通過創(chuàng)造反思的環(huán)境，有利于學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

（5）通過多媒體實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)普通實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)充，并通過對(duì)真實(shí)情景的再現(xiàn)和模擬，培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)造能力。

（6）可重復(fù)性：有利于突破教學(xué)中的難點(diǎn)和克服遺忘。

（7）針對(duì)性：使針對(duì)不同層次學(xué)生的教學(xué)成為可能。

（8）大信息量、大容量性：節(jié)約了空間和時(shí)間，提高了教學(xué)效率。

多媒體教育技術(shù)飛速發(fā)展，教學(xué)過程中多媒體技術(shù)的運(yùn)用越來越普遍。在學(xué)習(xí)多媒體、計(jì)算機(jī)技術(shù)的同時(shí)，我們應(yīng)該關(guān)注教育理論的發(fā)展，隨時(shí)用先進(jìn)的教育理論來指導(dǎo)自己的多媒體教學(xué)，發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，從而提高熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理課程的教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過兩年的熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)效果來看，進(jìn)行教學(xué)方法改革和考試方式改革是非常必要的。引入討論式教學(xué)方式，改革以往的考試方式，充分利用多媒體教學(xué)手段是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必經(jīng)之路。

參考文獻(xiàn)

[1]汪志誠.熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]彭愛蓮，辛修芳.物理專業(yè)熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)改革初探[J].科技信息，2009（30）.

[3]洪文峰，劉玉梅，畢廣吉.信息技術(shù)教育與多媒體課件制作[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2004.