新形勢下《熱學》課程教學改革初探

摘 要：針對目前《熱學》課程教學存在的教材內容嚴重滯后、科學素養和愛國主義缺失、囿于教材照本宣科、教學方法落后學用脫節等問題，我們通過教學理念的改變、教學內容的調整、教學手段和方法及學生評價方式的改革，構建《熱學》課程教學的新模式，并應用于型本科教學實踐中。

關鍵詞：熱學 教學 改革

熱學課程的教學現狀，存在一些不容忽視并亟待解決的問題。

一、現狀分析

（一）教材內容嚴重滯后

近幾十年來，熱學理論及其應用有了很大發展，如熱力學理論超出了平衡態范圍，進入了非平衡態領域，特別是遠離平衡態領域，產生了耗散結構、協同論、突變論等理論，從而擴大了熱力學研究的范圍。非平衡態理論、量子統計物理學等已經廣泛應用于環境物理、海洋物理、低溫物理、表面物理、等離子體物理、天體物理學、微電子學、生物工程、核能利用等尖端科學技術之中[1]。

而現行大多數熱學教材遠遠滯后于日新月異發展的科學技術，還基本停留在19世紀經典熱力學與分子動理論的范疇。所以，以教學的與時俱進彌補教材嚴重滯后的不足刻不容緩。

（二）科學素養和愛國主義缺失

科學教育的核心理念應該是培養學生的科學素養。而我們現在的熱學教學，大都停留在孤立地、機械地傳授知識上，滿足于讓學生獲得一兩個僵化的答案，很少有老師引導學生學習探索科學知識的過程和方法，從而提高學生興趣，培養學生科學研究的方法，使學生進一步熱愛科學，發揚獻身科學的精神，一句話，提高學生的科學素養。

愛國主義教育是社會主義核心價值觀的重要內容，而目前愛國主義教育在高校顯得蒼白無力。推進核心價值體現大眾化，基本途徑就是豐富載體。寓愛國主義教育于《熱學》教學中，探索空間很大。

（三）囿于教材，照本宣科

熱學是大學物理學的重要組成部分，更是物理系工科專業學生的必修基礎課程。熱學的內容特別是熱力學第二定律與由它所引出的“熵”的概念是目前最具生機與活力的，它不僅是耗散結構、協同學等新理論的生長點，而且它也正被越來越廣泛地應用到自然科學和社會科學的眾多領域[2]-[5]。

但目前的熱學教學一直處于自我封閉、與外界隔絕的狀態，沒有把所講學科放在整個學科體系的大背景、大坐標中加以介紹，是教熱學教材，而不是用熱學教材教，嚴重制約了學生開闊視野、開放思維。

（四）教學方法落后、學用脫節

物理學與我們的生活息息相關，如今熱學知識在生產生活中的應用已屢見不鮮：大到汽車火車中的內燃機、空調冰箱的制冷系統，小到電飯鍋、微波爐、太陽能的加熱裝置等等，熱現象已經完全融入我們的生活。

但目前的熱學教學還是傳統的講授式教學模式，不注重理論與實踐的結合，學生覺得上課氣氛沉悶，感到抽象茫然，不易理解。為了彌補這些不足，培養出的學生能夠盡快適應社會需求，熱學教學改革迫在眉睫。

針對以上存在的問題，我們構建了如下熱學教學的新模式：

二、熱學教學改革的內容和方法

（一）教學理念的改變

按照教師為主導、學生為主體的原則來組織課堂教學：在課堂教學中，讓學生積極參與課堂教學，即教師提出問題或者日常生活的現象來引導學生思考和分析問題。讓學生主動地探索知識和運用知識解決實際問題，真正做到在教學過程中教師和學生的互動，讓課堂氣氛更加活躍，學生快樂地接受知識。在對教學內容的講授過程中，通過分析和講解與生活有關的物理實例，把理論知識與實際生活聯系在一起。由于我們招收的學生基礎比較差，數學功底相對較弱，因此我們降低計算上的難度，著重增加物理概念、定理內涵的分析，使學生感覺物理知識實用且容易學習。

（二）教學內容的調整

教學內容體現出科學性、先進性和實用性，指導學生閱讀課外資料，了解熱學發展的前沿問題：在教材的選擇上，我們采用經典和現代發展緊密結合的教材；在熱學內容的組織上，更多的是讓學生掌握物理學的思想方法；課后安排學生閱讀網絡資源，拓寬學生視野，增加前沿和交叉學科知識；同時在課堂上講述一些自己科研中用到的熱學知識。

（三）教學手段和方法的改變

根據不同的教學內容制作豐富多彩的多媒體課件，把熱學中的一些比較抽象且在學生的腦海很難想象的物理情景，制作二維或三維的動態圖像，直觀生動地演示相關概念和熱力學過程的物理圖像。這樣可以降低思維的難度，有利于學生理解。同時，采用多媒體和板書相結合的方式，兩種手段相互輔助完成教學改革。

積極實行啟發式、探索式的教學方法：教師在教學的各個環節中主動地、有計劃地創設問題情境，啟迪學生思維，引導學生思考，充分調動學生的主動性和積極性，把教學過程變成一連串的提出問題、分析問題、解決問題的過程，以發展學生的智力，培養學生的能力，使知識和能力發生有機聯系。

增設討論課：我國傳統的教學模式是教師講、學生聽，學生缺乏發表個人見解的機會，不利于學生創造能力的培養。在熱學教學中，應該開展有意義的課堂討論，參與到教學中去，使學生積極互動，引導學生的思維發生分散，培養學生的創造能力。

鼓勵學生撰寫小論文：大多數學生對寫本專業論文比較陌生，為了鼓勵學生寫論文，教師要在課堂上向學生滲透怎樣寫論文。每屆學生中都有幾個愛思考想寫論文的，教師和他們一起討論，鼓勵他們寫，幫助他們修改。這樣做效果很好，增強學生主動參與的積極性，基本掌握了論文的寫作方法和技巧。

（四）學生評價方式的改變

成績評定是督促學生全面系統地復習、鞏固、掌握熱學課程的基本理論、基本知識和基本技能的重要環節。我們認為，《熱學》成績不能僅由一次期末考試確定，而應該是對整個學期《熱學》學習情況的積累。因此，我們的成績評定分為兩部分，一部分為平時成績，一部分為期末成績。平時成績根據學生的考勤、學習態度、課堂表現、作業、平時檢測、課堂討論、小論文等給出，最后加上期末考試，給出熱學課程的最后成績。這樣，就對學生的綜合素質進行了考核。

在《熱學》教學過程中，我們始終以“增加趣味，降低難度，突出應用，面向未來”為原則：增加趣味，即借助物理學家的名人軼事、日常生活的物理現象、物理學史等手段引入物理規律，讓學生在一些故事中體會物理學規律的發現和意義；降低難度，在教材處理上著重講述基本概念、基本理論、基本規律，并且適當降低數學上計算的難度；突出應用，即通過大量的與生活有關和專業相關的習題，鍛煉學生分析問題、處理問題的能力，從而滿足地方院校培養應用型人才的需要；面向未來，就是使熱學教學具有前沿性和時代性。

總的來說，這樣的熱學教學改革，既培養了學生的創新精神和實踐能力、開發了學生的潛能、優化學生的素質、達到全面發展、適應新時代發展對人才的要求，又增強了教師教學改革的意識和能力，優化課堂教學的主要環節，提高教育教學能力，發展自我，成長為新一代地方院校應用型的教師。

參考文獻

[1] 趙凱華，羅蔚茵.《新概念物理教程》——熱學[M].北京：高等教育出版社，2010.11.

[2] 王雨田.《控制論、信息論、系統科學與哲學》 北京：中國人民大學出版社，1986：291.

[3] 夏宗經.《湖北師范學院學報》，1992.12.

[4] 黃叔清，等.《熱學教程》高等教育出版社，2011.7.

[5] 秦允豪.《普通物理學教程 熱學》（第三版）高等教育出版社，2011.01.

作者簡介

王琦蓮（1962.10-），女，漢族，山西呂梁學院物理系副教授， 主持《熱學教學改革研究》校級重點教改項目已結題。