本科熱學(xué)教學(xué)中唯物辯證法的展現(xiàn)

匡尚奇

(長春理工大學(xué) 理學(xué)院，吉林 長春 130022)

熱學(xué)是物理學(xué)的重要組成部分，是研究熱現(xiàn)象的理論，相應(yīng)知識也是構(gòu)建理科本科生物理基礎(chǔ)知識體系的重要組成部分。熱學(xué)的主要研究內(nèi)容包括熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論，其中熱力學(xué)是指由觀察和實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的熱現(xiàn)象規(guī)律，是熱現(xiàn)象的宏觀規(guī)律；統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，應(yīng)用分子、原子的運(yùn)動及它們相互作用的微觀理論和統(tǒng)計(jì)方法研究物質(zhì)熱現(xiàn)象規(guī)律的方法。高等學(xué)校理科本科生的熱學(xué)教學(xué)的主要內(nèi)容包括熱學(xué)基本概念、氣體分子動理論、熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，相關(guān)知識是十九世紀(jì)資本主義工業(yè)革命時(shí)期物理學(xué)所取得的巨大成就，并且以熱機(jī)的改進(jìn)為代表的成果極大地推進(jìn)了資本主義的發(fā)展。熱學(xué)知識的系統(tǒng)掌握是理科本科生進(jìn)一步學(xué)習(xí)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、固體物理、半導(dǎo)體物理等專業(yè)知識的基礎(chǔ)，也是學(xué)生今后從事相關(guān)科學(xué)研究所不可或缺的基礎(chǔ)。

1873年至1886年間，在歸納總結(jié)當(dāng)時(shí)各學(xué)科領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上，恩格斯應(yīng)用唯物辯證法的規(guī)律與方法對當(dāng)時(shí)的科技成果進(jìn)行了分析與總結(jié)，撰寫了《自然辯證法》一書，雖然該書沒有全部完成，但是恩格斯因此開創(chuàng)了自然辯證法這一研究領(lǐng)域。自然辯證法是馬克思主義關(guān)于自然和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律，人類認(rèn)識和改造自然的一般方法以及科學(xué)技術(shù)與人類社會相互作用的理論體系，體現(xiàn)出辯證唯物主義的強(qiáng)大力量。自然辯證法不僅是當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的高度總結(jié)和概括，而且其給出的自然科學(xué)發(fā)展規(guī)律對后來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到重要的指導(dǎo)作用[1-3]，這其中最具代表性的是日本學(xué)術(shù)界對自然辯證法的研究與應(yīng)用，日本科學(xué)家湯川秀樹、武谷三男和坂田昌一等人將自然辯證法研究與理論物理研究結(jié)合起來，并運(yùn)用自然辯證法思想進(jìn)行科學(xué)研究[3]，湯川秀樹由于在核力的理論基礎(chǔ)上預(yù)言了介子的存在而榮獲1949年諾貝爾物理學(xué)獎。

在以往熱學(xué)教學(xué)過程中，由于學(xué)生在高中階段很少學(xué)習(xí)熱學(xué)知識，基礎(chǔ)知識較為缺乏，加之熱學(xué)基礎(chǔ)理論性較強(qiáng)且比較抽象，很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和形成深刻的理解。針對這一問題，考慮到熱學(xué)基礎(chǔ)的理論成果取得時(shí)期與恩格斯撰寫《自然辯證法》處于同一歷史時(shí)期，恩格斯應(yīng)用唯物辯證法對當(dāng)時(shí)的熱學(xué)研究成果進(jìn)行了分析、總結(jié)與論述，而熱學(xué)研究成果等一系列自然科學(xué)的發(fā)展也印證了唯物辯證法的原理與規(guī)律同樣適用于自然界的發(fā)展。考慮這一情況，本文探討在熱學(xué)教學(xué)中結(jié)合熱學(xué)發(fā)展史和唯物辯證法對熱學(xué)重點(diǎn)知識和科學(xué)研究的規(guī)律進(jìn)行綜合講授，以此提高教學(xué)的趣味性和深刻性，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

一、熱學(xué)教學(xué)中唯物辯證法的融入與應(yīng)用

十九世紀(jì)是科學(xué)大發(fā)展的時(shí)代，恩格斯以其敏銳的洞察力和深刻認(rèn)識能力，應(yīng)用唯物辯證法的基本規(guī)律——對立統(tǒng)一規(guī)律、質(zhì)量互變規(guī)律和否定之否定規(guī)律對當(dāng)時(shí)科學(xué)研究成果進(jìn)行了歸納總結(jié)，特別對熱學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展和成果進(jìn)行了深入的分析和論述。恩格斯在《自然辯證法》中對熱學(xué)相關(guān)的論述體現(xiàn)出唯物辯證法的巨大力量，并且他給出的相關(guān)規(guī)律對其后的熱學(xué)乃至其它領(lǐng)域的科學(xué)研究起到了深刻的影響。恩格斯基于辯證唯物主義對當(dāng)時(shí)熱學(xué)研究成果的論述幾乎涵蓋了本科熱學(xué)教學(xué)的全部核心內(nèi)容，教師可以在相應(yīng)知識點(diǎn)的講授中加入唯物辯證法的分析以及恩格斯的論述，具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

(一) 分子動理論發(fā)展及理論中唯物辯證法的體現(xiàn)

分子動理論是熱學(xué)的一種微觀理論，其以分子的運(yùn)動來解釋宏觀氣體的熱性質(zhì)，其表述為：“物質(zhì)是由大量分子和原子構(gòu)成的，熱現(xiàn)象是分子無規(guī)則運(yùn)動的表現(xiàn)形式”[4]。

早在17世紀(jì)，法國學(xué)者笛卡爾從自然哲學(xué)出發(fā)猜想熱是物質(zhì)粒子的一種機(jī)械運(yùn)動的表現(xiàn)，并產(chǎn)生了分子動理論的基本概念，當(dāng)時(shí)該理論能夠定性地解釋一些熱學(xué)現(xiàn)象。但是在18世紀(jì)，由于熱質(zhì)說的發(fā)展，分子運(yùn)動論受到抑制，其發(fā)展進(jìn)程非常緩慢。熱質(zhì)說認(rèn)為熱是一種看不見的、沒有重量的物質(zhì)，熱的物體含有較多的熱質(zhì)，冷的物體含有較少的熱質(zhì)；熱質(zhì)既不能產(chǎn)生也不能消滅，只能從較熱的物體傳到較冷的物體，在熱傳遞過程中熱質(zhì)的量守恒。1789年，倫福德觀察用鉆頭加工炮筒時(shí)摩擦生熱現(xiàn)象揭示了熱質(zhì)不守恒；從1840年到1879年，焦耳進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，精確求得功和熱量相互轉(zhuǎn)化的數(shù)值關(guān)系，全面否認(rèn)了熱質(zhì)說。熱質(zhì)說衰落后，分子運(yùn)動論得以復(fù)活。1856年，德國化學(xué)家克里尼希在《物理學(xué)年鑒》上發(fā)表論文《氣體理論的特征》，這一工作激發(fā)了克勞修斯和麥克斯韋進(jìn)一步發(fā)展這個(gè)理論。1858年，克勞修斯發(fā)表《氣體分子的平均自由程》一文，其中提出了分子運(yùn)動速率無規(guī)則分布的概念；1859年，麥克斯韋發(fā)表《氣體動力理論的說明》，初步給出了氣體分子運(yùn)動的速度分布率——麥克斯韋速度分布率；1868年玻爾茲曼在麥克斯韋工作的基礎(chǔ)上，發(fā)表題為《運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)平衡的研究》，其中明確指出，研究分子運(yùn)動論必須引進(jìn)統(tǒng)計(jì)學(xué)，進(jìn)而奠定了分子動理論的理論基礎(chǔ)。針對熱的本質(zhì)的研究從熱質(zhì)說回歸到分子動理論在熱學(xué)發(fā)展史上是一個(gè)巨大的飛躍，恩格斯對此評價(jià)道：“發(fā)現(xiàn)熱是一種分子運(yùn)動，這時(shí)劃時(shí)代的，但是，如果我除了說熱是分子的某種位置移動之外再也不知道說些別的什么，那么我還不如閉口不談為妙”[5]。恩格斯當(dāng)時(shí)對分子動理論進(jìn)行了精辟評價(jià)，同時(shí)預(yù)見該理論還有更加豐富的內(nèi)容，這也體現(xiàn)了唯物辯證法強(qiáng)調(diào)的要用一種運(yùn)動、變化、發(fā)展的眼光看待問題，而不是孤立、片面、靜止的眼光看待問題。1900年底，普朗克用一個(gè)能量不連續(xù)的諧振子假設(shè)，按照玻爾茲曼的統(tǒng)計(jì)方法，推導(dǎo)了黑體輻射公式，進(jìn)而敲開了量子時(shí)代的大門，這一成果正驗(yàn)證了恩格斯的預(yù)見。

分子動理論的上述發(fā)展歷史充分證明科研成果的取得不可能是直線性的，從熱質(zhì)說到分子運(yùn)動論，再到分子動理論的統(tǒng)計(jì)規(guī)律的建立，其發(fā)展是前進(jìn)性與曲折性的對立統(tǒng)一，是唯物辯證法中否定之否定規(guī)律的體現(xiàn)。同時(shí)，對熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)的認(rèn)識是熱學(xué)發(fā)展史中的一次質(zhì)的飛躍，而這一質(zhì)的轉(zhuǎn)變必須以大量的研究的量變?yōu)榛A(chǔ)，其中典型事例就是焦耳為了精確地測定所作機(jī)械功和所產(chǎn)生的熱量所進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)，如槳葉攪拌水摩擦生熱、壓縮空氣做功和水銀中鐵環(huán)摩擦生熱等等，正是這些富有創(chuàng)造性的獨(dú)特設(shè)計(jì)和精確實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過量的積累實(shí)現(xiàn)了質(zhì)變，全面否認(rèn)了熱質(zhì)說，為分子動理論開辟了道路。焦耳的事跡給我們以啟示，科學(xué)研究的發(fā)展必須以量變開始，在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中必須首先作艱苦的量的積累工作，要有腳踏實(shí)地、埋頭苦干的精神。同時(shí)，由于質(zhì)變是量變的必然結(jié)果，因此在進(jìn)行量的積累時(shí)要有信心和信念，不能因量變的漫長和艱辛而放棄。與之同時(shí)，分子動理論本身就是唯物辯證法規(guī)律的體現(xiàn)，其體現(xiàn)出矛盾的普遍性和特殊性這一對立統(tǒng)一規(guī)律。首先，分子動理論研究表明，構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子均處在大量的無規(guī)則的熱運(yùn)動之中，完全靜止即達(dá)到絕對零度的微觀粒子是不存在的，運(yùn)動本身就是矛盾，這就說明在分子層面矛盾規(guī)律也是普遍存在的。其次，分子動理論指出，構(gòu)成物質(zhì)的大量分子的無規(guī)則運(yùn)動是隨機(jī)的、偶然的，大量分子運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果變現(xiàn)為宏觀物質(zhì)的確定的物理量(如溫度或壓強(qiáng))，而大量無規(guī)則熱運(yùn)動的分子的速度滿足一定的統(tǒng)計(jì)分布。這一理論就體現(xiàn)了唯物辯證法中關(guān)于必然性與偶然性關(guān)系的論斷：“必然性存在于偶然性之中，沒有脫離偶然性的純粹的必然性，必然性通過大量偶然性表現(xiàn)出來；偶然性體現(xiàn)必然性，并受制于必然性，沒有脫離必然性的純粹的偶然性。”

分子動理論是統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的基礎(chǔ)，是本科生在學(xué)習(xí)生涯中最先接觸的從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，闡明宏觀熱現(xiàn)象規(guī)律的分析方法，相關(guān)內(nèi)容較為抽象，教學(xué)難度較高。針對這一問題，在教學(xué)過程中結(jié)合相關(guān)史實(shí)和唯物辯證法進(jìn)行講授，可以起到提升知識認(rèn)識層次的作用。

(二) 熱力學(xué)第一定律發(fā)展中唯物辯證法的體現(xiàn)

熱力學(xué)第一定律就是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。能量轉(zhuǎn)化和守恒定律為：“自然界一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞中能量的數(shù)量不變”[6]。

17世紀(jì)法國哲學(xué)家笛卡爾明確提出了運(yùn)動不滅的思想，而機(jī)械能守恒是能量守恒定律在機(jī)械運(yùn)動中的一個(gè)特殊情況。同期，人們曾幻想制造一種機(jī)器，其不需要任何動力和燃料，但可以不斷對外做有用功，這類機(jī)器被稱為“第一類永動機(jī)”。在經(jīng)過不斷的失敗之后，人們總結(jié)出規(guī)律：“不消耗能量而作功的機(jī)器是不可能制作成功的”。永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)從反面提供了能量守恒的例證，成為導(dǎo)致建立能量守恒原理的重要線索。對能量守恒定律做出明確敘述的，最為重要的科學(xué)家為德國的邁爾、赫姆霍茲和英國的焦耳。能量守恒定律的提出在十九世紀(jì)是物理學(xué)界所取得的驚人成就，但是恩格斯從唯物辯證法的觀點(diǎn)出發(fā)，深刻地指出，能量守恒定律只表明了運(yùn)動在量上的不滅性，沒有體現(xiàn)運(yùn)動在質(zhì)上的不滅性，即一種形式的運(yùn)動可以向其它形式的運(yùn)動轉(zhuǎn)化，而運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)化才是物質(zhì)運(yùn)動最核心的內(nèi)容。因此，恩格斯首先提出將“能量守恒定律”表述為“能量轉(zhuǎn)化和守恒定律”，這使得人們對熱力學(xué)第一定律的深刻理解大大推進(jìn)了一步。在此基礎(chǔ)上，恩格斯進(jìn)一步歸納總結(jié)了當(dāng)時(shí)的自然科學(xué)成果，指出能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是自然界基本規(guī)律之一，其和達(dá)爾文進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說并稱為十九世紀(jì)三大自然發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，恩格斯縱觀能量轉(zhuǎn)化和守恒定律提出的歷史，進(jìn)一步指出：“如果物理學(xué)家先生們記得笛卡爾早就提出了這一原理，那么它還能作為某種絕對新的東西出現(xiàn)嗎？”，恩格斯指出笛卡爾應(yīng)用辯證法早已提出了運(yùn)動不滅原理，闡明了運(yùn)動形式只能相互轉(zhuǎn)化而不能無中生有，因此早已預(yù)見第一類永動機(jī)不可能制作成功，而物理學(xué)家受形而上學(xué)思想的束縛，忽視了辯證法的力量，在近百年的反復(fù)研究和失敗后才提出相近的結(jié)論。事實(shí)說明，自然辯證法對自然科學(xué)具有指導(dǎo)作用，自然科學(xué)只有在辯證唯物主義哲學(xué)的指導(dǎo)下，才能沿著正確的方向發(fā)展，否則就要多走彎路，甚至?xí)`入歧途[3]。

針對熱力學(xué)第一定律的知識點(diǎn)，如果教師僅對知識進(jìn)行講授極易造成枯燥乏味、老生常談的印象，無法起到吸引學(xué)生的效果，而且學(xué)生的理解也往往浮于表面并缺乏深刻認(rèn)識。如果結(jié)合熱力學(xué)第一定律的提出的科學(xué)發(fā)展史和唯物辯證法對能量守恒和轉(zhuǎn)化定律進(jìn)行講解，一方面科學(xué)發(fā)展的歷史具有一定的趣味性，可以吸引學(xué)生；另一方面，分析相關(guān)的科學(xué)發(fā)展史可以使學(xué)生了解到科研的思維方法，體會到唯物辯證法的巨大力量，也可以讓學(xué)生意識到哲學(xué)與科學(xué)并不是完全分離的，哲學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫛⒗硇缘姆治龆紴榭茖W(xué)的發(fā)展與研究提供了開闊的思路，進(jìn)而為培養(yǎng)具有正確世界觀的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

(三) 熱力學(xué)第二定律發(fā)展及理論中唯物辯證法的體現(xiàn)

德國物理學(xué)家克勞修斯和英國物理學(xué)家開爾文在1850～1851年間略有先后分別給出了熱力學(xué)第二定律的兩種表述[6]：

(1)開爾文表述——不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響；

(2)克勞修斯表述——不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。

熱力學(xué)第二定律說明了熱過程的不可逆性，1854年，克勞修斯在提出熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引進(jìn) “熵”的概念，并將“熵增加原理”擴(kuò)展到整個(gè)宇宙的范圍，即著名的宇宙“熱寂說”：“宇宙越接近其熵為一最大值的極限狀態(tài)，它繼續(xù)發(fā)生變化的機(jī)會也越減少，如果最后完全達(dá)到了這個(gè)狀態(tài)，也就不會出現(xiàn)進(jìn)一步的變化，宇宙將處于死寂的永遠(yuǎn)狀態(tài)”[7]。在熱力學(xué)第二定律提出后不久，“熱寂說”就如同夢魘般伴隨著科技的發(fā)展，甚至給“上帝創(chuàng)造世界”的說教以口實(shí)，美國著名科幻作家阿西莫夫1956年創(chuàng)作的科幻小說《最后的問題》就是以宇宙“熱寂說”的為核心基礎(chǔ)的文學(xué)演繹最典型例子[8]。固然，科幻文學(xué)允許幻想與杜撰，但這也充分表明對“熱寂說”的錯(cuò)誤理解，熱力學(xué)第二定律就極易被異端邪說所歪曲和利用。“熱寂說”不恰當(dāng)?shù)匕丫植课镔|(zhì)世界的部分變化過程的規(guī)律推廣到整個(gè)宇宙的發(fā)展全過程，同時(shí)不考慮定律的適用范圍和條件，把孤立體系的規(guī)律，推廣到全宇宙，是因?yàn)闆]有深刻地認(rèn)識到唯物辯證法中還有個(gè)性與共性這一對范疇，也沒有意識到矛盾具有普遍性和特殊性的對立統(tǒng)一，違反了“具體問題具體分析”的矛盾論分析方法，得到了荒謬的結(jié)論。對此恩格斯基于唯物辯證法，在《自然辯證法》中指出：“運(yùn)動的不滅不能僅僅從數(shù)量上去把握，而且還必須從質(zhì)量上去理解”，根據(jù)這一原則，他進(jìn)一步指出：“放射到太空中去的熱一定有可能通過某種途徑(指明這一途徑，將是以后自然科學(xué)的課題)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動形式，在這種運(yùn)動形式中，它能夠重新集結(jié)和活動起來”。近期宇宙學(xué)研究成果表明，宇宙在膨脹，而天體的形成是引力系統(tǒng)中的自發(fā)過程，它的熵是增加的，因此宇宙沒有平衡態(tài)。由于不存在平衡態(tài)，熵沒有極大值，宇宙熵的增加應(yīng)是沒有止境的。宇宙早期處于熱平衡的高溫高密度的混沌狀態(tài)，并從這一狀態(tài)開始，在膨脹的過程中一步步發(fā)展出愈來愈復(fù)雜的多樣化結(jié)構(gòu)，即宇宙不但不會死，反而從早期的“熱寂”狀態(tài)下生機(jī)勃勃地復(fù)生。誠然，當(dāng)今的宇宙學(xué)還不能準(zhǔn)確地預(yù)期宇宙的結(jié)局，還有待進(jìn)一步的研究，但已證明“熱寂說”是錯(cuò)誤的。應(yīng)用當(dāng)今宇宙學(xué)的研究成果反思恩格斯的相關(guān)論斷表明，恩格斯基于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平和認(rèn)識水平對“熱寂說”進(jìn)行了一定的批駁，雖然具有一定的局限性，但是其基于辯證唯物主義思想，認(rèn)識到“熱寂說”是錯(cuò)誤的，并指出還需進(jìn)一步研究。恩格斯的論述有助于人們進(jìn)一步的探索與研究，是對“熱寂說”認(rèn)識過程中的必要環(huán)節(jié)，辯證唯物主義認(rèn)識論中對于認(rèn)識與實(shí)踐的關(guān)系的論述告訴我們，任何結(jié)論的得出，都需要進(jìn)行反復(fù)的實(shí)踐活動，并被實(shí)踐所檢驗(yàn)，結(jié)論并不是一蹴而就的，或者一成不變的，所以說“擺脫了神秘主義的辯證法，變成了自然科學(xué)絕對必需的東西”[5]。

熱力學(xué)第二定律實(shí)用上的重要意義在于尋求可能獲得的熱機(jī)效率的最大值，1824年，法國科學(xué)家卡諾提出了熱機(jī)理論中具有重要地位的卡諾定理，并以此引導(dǎo)了熱力學(xué)第二定律的相關(guān)研究。卡諾在其研究中指出：“為了以最普遍的形式來考慮熱產(chǎn)生運(yùn)動的原理，就必須撇開任何的機(jī)構(gòu)或任何特殊的工作物質(zhì)來進(jìn)行考慮，就必須不僅建立蒸汽機(jī)原理，而且要建立所有假想的熱機(jī)原理，不論在這種熱機(jī)里用的是什么工作物質(zhì)，也不論以什么方法來運(yùn)轉(zhuǎn)它們”[4]。卡諾選取最普遍的形式進(jìn)行研究，抓住了熱力學(xué)研究的精髓，撇開了紛繁復(fù)雜的次要因素，直接選取了一個(gè)理想循環(huán)，深刻揭示了熱量及其轉(zhuǎn)移過程中所作功之間的理論聯(lián)系。卡諾在復(fù)雜的科學(xué)問題面前，去繁就簡，集中精力研究問題的主要矛盾的方法完美體現(xiàn)了唯物辯證法在科學(xué)研究中的指導(dǎo)意義，即應(yīng)明晰問題的主次矛盾、矛盾的主次方面以及主次矛盾之間的辯證關(guān)系，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面，因?yàn)槭挛锏男再|(zhì)主要是由主要矛盾的主要方面規(guī)定的。與之同時(shí)，縱觀熱力學(xué)第一、第二定律的研究歷史，從第一類永動機(jī)的不可能實(shí)現(xiàn)到第二類永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)，充分反映了自然規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與認(rèn)知必然是一條“否定之否定”的道路，是唯物辯證法中發(fā)展的前進(jìn)性與曲折性的統(tǒng)一。

上述是將唯物辯證法和熱學(xué)發(fā)展史融合在熱學(xué)教學(xué)過程中的一些建議。相關(guān)內(nèi)容一方面有助于熱學(xué)課程內(nèi)容的教學(xué)，提升學(xué)生對相關(guān)知識的理解與掌握，提高教學(xué)質(zhì)量；另一方面，應(yīng)用唯物辯證法指導(dǎo)科學(xué)研究的方法以及對科學(xué)基本規(guī)律的深刻理解和概括的方法也可以潛移默化地傳授給學(xué)生。

二、通過在教學(xué)中融合唯物辯證法培養(yǎng)本科生科研創(chuàng)新能力

恩格斯在十九世紀(jì)的自然科學(xué)發(fā)展水平和認(rèn)識能力的基礎(chǔ)上，應(yīng)用唯物辯證法，依據(jù)當(dāng)時(shí)的自然科學(xué)對具體問題的分析得出的具體結(jié)論，其中很多關(guān)于熱學(xué)研究成果的論述經(jīng)過證實(shí)是正確的、深刻的和具有預(yù)見性的，這部分內(nèi)容需要我們在教學(xué)過程中充分講授給學(xué)生，并努力將唯物辯證法指導(dǎo)研究和工作的方法傳授給學(xué)生，以此啟迪學(xué)生思維，開拓學(xué)生的思維方式和視野。歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，恩格斯在當(dāng)時(shí)自然科學(xué)水平基礎(chǔ)上對科學(xué)技術(shù)發(fā)展和自然界發(fā)展概括的基本規(guī)律、基本原則和科學(xué)方法經(jīng)過科技發(fā)展的驗(yàn)證是正確的和行之有效的，在當(dāng)今人工智能和生物技術(shù)為代表的科技革命的推動下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展更是日新月異、突飛猛進(jìn)，因此我們的研究和教學(xué)更需要唯物辯證法的指導(dǎo)。因此，使學(xué)生較早地涉略和學(xué)習(xí)唯物辯證法，樹立正確的世界觀和科學(xué)觀，在唯物辯證法的指導(dǎo)下開展學(xué)習(xí)和研究既是深化教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)質(zhì)量的必要要求，也是培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才的必然要求。

三、結(jié) 語

分析表明，熱學(xué)發(fā)展史和熱學(xué)理論中蘊(yùn)含了豐富的唯物辯證法的規(guī)律。教師可以在熱學(xué)教學(xué)過程中以熱學(xué)發(fā)展史為主線，結(jié)合唯物辯證法對學(xué)生進(jìn)行熱學(xué)基礎(chǔ)知識和馬克思主義教育，該方法也是提高教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生人文素質(zhì)和創(chuàng)新能力的有效途徑。同時(shí)，相關(guān)方法不僅適用于本科生基礎(chǔ)熱學(xué)的教學(xué)還適用于高等教育本科階段如大學(xué)物理學(xué)、力學(xué)和光學(xué)等其它科目的教學(xué)工作。