物理教學中的“信達雅”原則研究

林珠妹

（閩江學院 物理學與電子信息工程系，福建 福州 350108）

物理教學中的“信達雅”原則研究

林珠妹

（閩江學院 物理學與電子信息工程系，福建 福州 350108）

文章從熱力學統計物理的內容結構出發，探討了教學中需要遵循的三個原則：“信、達、雅”；認為在學科教學過程中，需要從學科的最新發展、知識點之間的互相聯系，以及概念的生動傳達三個方面出發，建立本學科教學的基本方法。

熱力學；教學原則；物理

《熱力學統計物理》是物理教育專業學生的一門重要專業課程，包含了對熱力學系統的宏觀和微觀描述兩個方面的內容，因此其課程結構顯得較為龐雜。從現今對《熱力學統計物理》的教學研究概況來看，有不少文獻關注物理概念之間的關聯性，如王麗萍等人認為統計物理中的歸納和總結是最重要的。除此之外，廖碧濤等人和范建中分別從化學勢和系綜兩個物理概念角度分別探討了本門課程中概念之間的聯系；但就文章作者來看，雖然講解概念聯系的過程有著重要的地位，對概念的深刻理解和形象化講解也是課堂教學中的難點。由當今《熱力學統計物理》學科的教學現狀，文章提出三個原則建立《熱力學統計物理》的教學方法。

1 教學三原則

《熱力學統計物理》作為一門建立在實驗結果和統計假設基礎上的學科，從熱力學到統計物理兩部分跨度較大，這給課堂教學帶來了一定困難。 在教師課堂教學過程中，相當于采用學生容易懂的語言和授課方式將書本上的知識進行翻譯，這個過程中需要滿足“信達雅”三原則,從翻譯的角度看，信是準確性，達是直觀性，雅是文學性 。而從教學過程來看，這三個原則應該變通為：“信”是從物理概念的最新發展豐富教學內容；“雅”是對整門課程框架的掌握；“達”是采用現代教學手段解釋熱力學物理的概念。下面做以詳細說明：

（1）“信”的原則。熱力學規律來自長期實驗結果的總結，其正確性不容置疑，但隨著現代科技的發展，每個概念又在不斷地豐富；要講好每個熱力學概念，需要講授者對熱力學理論的應用和發展的最新進展有所了解，例如熵這一概念就從早期的物理系統的無序度的描述到現在應用到經濟學領域；由熵增原理直接導出的“宇宙熱寂說”與宇宙學現狀的矛盾等，這說明即便是學科概念已經比較系統地建立了，但是由于本學科應用范圍的擴大，每個物理概念還處于不斷的發展過程中。要達到讓學生對這門學科產生興趣的目的，在講解時就需要從現代物理發展和廣泛應用的角度說明學科內容的新穎性和實用性。由于現在對物理學專業感興趣的大學生越來越少，在教學時需要盡量兼顧學生將來的職業選擇，也就是盡量地講解本學科實際應用的范例，這是啟發學生主動學習性的關鍵一步。因此聯系熱力學理論在現代物理發展和實際生產中的應用講解，是將熱力學概念立體化和生動化的必要途徑。當學生認識到本門學科的概念如此豐富和實用時，才更可能產生學習的興趣和信心，這就是“信”的原則。

（2）“達”的原則。比較高中的課程，在大學的學習過程中，對學生的要求是需要自己深刻地理解課程內容，Fred G等人[8]在上世紀末已經認識到，形象化講解方式是讓學生建立清晰物理概念的基礎，其中采用圖片和視頻形式的課件可以達到很好的效果。將抽象的熱力學概念用形象化的圖像表達出來，這就是“達”的教學原則。如進行統計物理概念教學時，采用形象化的模型可以達到很好的效果。

（3）“雅”的原則。本門課程的內容包含兩部分：一部分是熱力學，另一部分是統計物理，前者從宏觀角度對系統的熱力學性質進行了的描述；后者從微觀統計的角度對熱力學參量進行了解釋，揭示了熱現象的微觀本質。最近，彭昌寧撰文論述了本課程教學過程中內容整體意識培養的重要性，這就是“雅”的原則，也就是將部分物理概念放在整個學科的大框架中進行考慮。例如熵這一狀態參量，在熱力學和統計物理兩部分中其表達形式是不一樣的，但從本質上來看，熵的數量變化是用來度量系統發展方向的，因此在前后兩部分授課過程中需要有意識地反復強調熵的這一物理意義；再如能量，該概念在整個學科中有著提綱挈領的基礎地位，在授課過程中，如果能始終堅持從能量角度出發闡述熱力學第一和第二定律以及由此衍生的諸多概念，對于學生建立熱力學部分的邏輯框架有著明顯的益處；此外，統計物理的基石是建立在統計原理的基本假設等概率假設基礎上的，因此對這個基本假設的物理意義及在統計物理中的應用的說明對于統計規律的理解有著高屋建瓴的作用。在講解本門課程中，抓住主要概念的講授，使學生能夠達到基本認識整個學科內容的境界，這就是“雅”境界。

2 三原則的有機結合

總地說來，在本門課程的教學過程中，以上三個原則是相輔相成的，根據作者的教學經驗，在采用形象化教學手段（即采用“達”的原則）的教學過程中，建立課程內容的前后關聯（即采用“雅”的原則）對于學生理解課程內容有較大的促進作用，而本學科最新實際應用的講解（即采用“信”的原則）對激發學生的興趣有明顯的效果。因此教學過程中需要綜合應用文章中的“信、雅、達”三原則才能達到良好的教學效果。

[1]王麗萍，倪致祥.歸納方法在統計物理中的應用[J].阜陽師范學院學報，2006，（9）.

[2]廖碧濤，劉剛.熱力學·統計物理中的化學勢[J].綿陽師范學院學報，2008，27（2）：132-135.

[3]范建中.統計物理中三種系綜之問的關系[J].太原師范學院學報，2003，2（1）：39-44.

[4]乾坤.淺論翻譯的原則[J].科教文匯，2008，（5），184.

[5]Thacker，B.A.Recent advances in classroom physics[J].Reports on Progress in Physics，2003，66.

[6]施云海，彭陽峰，程亮，等.以創新的理念搞好熱力學第二定律及其工程應用的教學[J].化學高等教育，2007，97（7）：70-73.

[7]Fred G，Sharon B.Making the invisible visible：A teaching/learning environment thatbuildson a new view of the physics learner[J].American Journalof Physics，1995，63（11）：978-991.

[8]Tobochnik，J.a，Gould，H.b.Teaching statistical physics by thinking about models and algorithms [J].American Journal of Physics，2008，76：（4-5）.

[9]彭昌寧.熱力學與統計物理教學的“三個基本點”隴東學院學報（自然科學版）[J].2007，17（1）：108-110

[10]李慧娟.克勞修斯熵與玻耳茲曼熵的統一性[J].山東農業大學學報，2004，35（3）：433-435.

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[12]Ghosh，K.a，Dill，K.A.a，Inamdar，M.M.b，Seitaridou，E.b，Phillips，R.c Teaching the principlesof statistical dynamics[J].American Journal of Physics，2006，74（2）：123-133.

林珠妹（1973-），女，福建福州人，碩士，實驗師，主要從物理實驗教學工作。