“热学”与“热力学与统计物理学”课程整合与改革

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热力学与统计物理课程大纲分析

热力学与统计物理课程大纲分析1.引言《热力学与统计物理》（下文简称热统）作为物理专业的高级专业课程，包含热力学与统计力学两个重要局部，涵盖面广泛，理论要求高。

以国内流行的两本教材为例，仅根本理论局部便需要70学时以上，超过一般理工科院校的课程学时。

另外，对于局部特色型工科院校，物理学更多作为支撑学科，往往《热统》课程仅有48学时。

因此，针对目前工科院校专业课程的课程体系设置，结合笔者近几年的授课阅历，在本文中对48学时《热统》课程大纲做一探讨。

2.热力学大纲浅析由于在大一阶段有先行《热学》课程，因此，热统课程的热力学局部应作为热学课程的补充与提升。

两门课程应作为课程群体系共同建立，《热学》课程重点侧重现象介绍，让学生了解热学所讨论的内容；《热统》课程重点侧重理论提升，建立平衡态热力学函数分析的理论体系。

因此，笔者认为，《热统》课程中热力学局部应分三个局部，列举如下。

（1）热力学函数与热力学根本方程首先，应重点让学生了解各种热力学函数的定义，包括通常定义的状态参量（温度、体积、压强）以及热力学函数（内能、焓、克劳修斯熵、赫姆霍兹自由能、吉布斯自由能），说明其物理意义，并强调两者在本质上的共性。

其次，强调热力学的根本定律，特殊是热力学第肯定律和其次定律的数学表述。

第三，应强调物态方程的概念。

在热力学中，物态方程是反映热力学系统性质的根本方程，其形式一般为状态参量的函数关系。

结合热力学根本方程，两者将作为热力学函数分析的根本动身点。

（2）麦克斯韦关系首先，从热力学根本方程动身，依据全微分的性质，推导麦克斯韦关系。

结合课程需要，应适当补充相关的数学技巧，包括全微分、勒让德变换、雅克比行列式等。

其次，引入共轭量的概念。

麦克斯韦关系形式美丽，具有特别高的对称性。

通过引入共轭量的概念，学生可以较为便利的理解和记忆四个麦氏关系，提高在应用过程中的敏捷性。

第三，引入特性函数的概念。

一方面，在热力学局部，从特性函数动身，可以得到系统全部的热力学性质，同时依据其全微分，可以导出系统热力学稳定性的判据。

“热统”课程的“统计热力学”体系

摘要：本文介绍内蒙古大学“统计热力学”（热力学与统计物理学）国家精品课程的知识体系。

该课程突破“热力学”和“统计物理学”相对独立的传统教学格局，建立了以统计物理为框架，以系综理论为主线，以量子论为基础，融热物理宏观与微观理论一体的“统计热力学”新体系，出版了特色鲜明的教材和配套学习辅导书。

关键词：热力学与统计物理学；国家精品课程；统计热力学体系“热力学与统计物理学”（简称“热统”）是我国高等院校本科物理专业的一门必修课程，是研究物质有关热现象（即宏观过程）规律的理论物理课，也是普通物理“热学”的后续课。

内蒙古大学“热统”教学组在20多年教学实践中，不断更新教育观念，探索课程教学体系的改革，逐步建立了以微观理论为主线的教学体系，建设了首门“热统”国家精品课程（2004年）——“统计热力学”，陆续出版了配套教材[1]和学习辅导书[2]。

一、关于“热统”教学体系的思考关于热现象的理论包括两部分，即宏观理论——“热力学”和微观理论——“统计物理学”。

我国目前的“热统”课程由早年设置的“热力学”和“统计物理学”两门课程合并而成，一直沿袭“热”、“统”相对独立的“一分为二”教学体系[3-5]。

教学内容安排大体以学科发展历史和认识层次为序，由唯象到唯理，由宏观到微观。

这种体系十分成熟，在多年教学实践中获得很大成功。

随着科学技术和人类现代文明的飞速发展，人们认识世界的条件、增长知识的方式和获取信息的渠道发生了质的变化：昔日深奥难解的名词，今天已可闻之于街巷；诸多科学概念的理解，逐渐变得不很困难。

在这种知识氛围和学习环境下，从中学到大学的物理教学内容均在不断地改革和深化。

同时，现代科学成就在高新技术中的广泛应用向21世纪人才培养提出更高的要求。

这一切，催动着大学物理课程改革的进程，也激发起我们对传统体系的思考。

从“热物理”系列课程改革现状来看，一方面，普通物理“热学”课程的内容已进行了必要的深化和后延，原有“热统”课程与现行“热学”课程内容出现较多重复。

《热力学统计物理》课程教学改革的思考

《热力学统计物理》课程教学改革的思考作者：冷森林张仁辉石维张恒来源：《课程教育研究·上》2016年第10期【摘要】本文基于材料物理专业的特点，为了培养合格的高素质专业人才，符合国家人才培养目标及模式，使其能更好的带动地方经济发展及本专业的需要，更好的服务社会，满足该专业领域的要求，对《热力学统计物理》课程教学内容、教学方法以及考核方式等多方面的内容进行改革。

更好的优化教学效果，适应专业教育的教学实践。

【关键词】热力学统计物理教学方法教学内容教学实践【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0150-01《热力学统计物理》是材料物理专业基础理论课程之一[1]，是材料科学与物理学的一个交叉学科。

重点研究热运动和热现象规律的学科，而且内容丰富，体系完整。

但是由于这门课程内容抽象，理论性极强，就自己在学习中的体验与老师在教学中的探讨，发现很多的理论知识点都很难充分理解与熟练运用，因此在我们学习中及老师的教学方面都面临着诸多方面的困难。

所以在专业特点课程要求上既要有材料科学又要有物理学理论方面的知识相结合，应在教学计划中占有很重要的地位，为后续专业学习提供承上启下的链接作用。

教学中激起学生的学习兴趣和思考能力，使教学效果达到最优。

满足该领域的人才需求，培养高素质的专业人才及独立分析问题的能力。

本文结合作者在实践学习中和课堂教学中的教学内容、教学方法、考核方式及学习方法等诸多当前存在的问题作以下的教学改革。

一、热力学统计物理课程中存在的主要问题首先，《热力学统计物理》作为材料物理专业理论课程主要基础之一，它是由热力学与统计物理两部分组成，而且理论性较强，课程抽象。

基于作者平时在教学中和同学的探讨中发现公式很多，记不住，理不清，大多数同学都觉得《热力学统计物理》比较难。

又由于在当前高校推行素质教育和培养应用型人才的指导下，理论课程教学学时都均有大幅度的压缩。

热力学与统计物理教学改革初探

排好，学生只能被动接受。按认知学习理论
的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的，必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知，这种主动参与
目前的教学模式中，存在着一些问题。
学生大多处于被动的学习状态，对课程缺和激动，憧憬着将来自己在这方面也有大的方式基本上是一张试卷定成绩。这样的教学方式和考试方式会带来一些弊端，如学生只是应付考试，把学到的东西死记硬背出来，学到的知识考完就忘了，不知道
律的学科…。《量子力学》和《半导体物理》等许多领域需要热力学和统计物理作为基础力学和统计物理的基本理论、这些理论的
自己的思考以及相互讨论，对这部分内容
理论。本课程的主要目的是使学生掌握热做一总结。例如：在第一章热学基本规律结
能力。
在传统的教学过程中一切都是由教师决定。从教学内容、教学策略、教学方法、教学步骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的，学生只能被动地参与这个过程，即
用到宇宙中？由热机效率理论联系到冲程热机等。这些信息会使学生感到非常兴奋

《热学》与《热力学·统计物理》课程整合与实践

一
、
然分布、玻耳兹曼统计、玻色统计和费米统计及系综理论。这样的设置可以合理配置教学内容，彰显教学过程一气呵成。不会发生教学内容相互重叠或脱节的现象，既提高教学效率，又较大地提高教学质量。在教学中我们采用多媒体技术把每节课要讲的内容都制作成课件形式，这样就可以节约上课时教师在黑板上的板书时间。另外，简化教学过程中的数学推导．侧重讲解物理概念和物理思想。由于教学过程、数学推导过程都简化了．因此，应该把详细的数学推算过程以附录形式发给同学们，供他们课后学习和参考，或者以课后作业形式布置给同学们自己推导。为了尽可能地建立全面的教学效果评价机制．除了举行期末考试以外，我们还将要求每个同学作一次报告、写份学习心得及面对面交流等方式对学生的学习效果进行综合评价。在实际教学过程中，学生学习兴趣浓厚．学习积极性显著提高。三、课程整合后需要改进的地方目前，学者们对《热学》和《热统》两门课程的整合教学进行了大量研究和总结，但还有很多方面尚未涉及．有很多问题需要进一步探讨和更深入研究。比如：１．对热学与统计物理学教学内容的研究、整合课程教材的建设和选择等方面还有待进一步研究：２．热学与统计物理学与其他学科的联系及与前沿技术的接轨等方面的研究都很缺少；３．热学与统计物理学课程的教学内容和教学方法等应因不同类型的学生有所区别，比如：对重点大学的学生和一般院校的学生应不一样：对非师范类和师范类的学生也应有所不同。４．为了发挥教师的主动性并节约时间，可以把多媒体技术引入教学手段中，但又不能完全依赖多媒体技术，因此，处理好多媒体使用手段与传统教学手段的关系值得探讨：５．热物理课程中涉及复杂的数学知识，但又不能把物理学降格为应用数学，因此，如何在实际教学中处理好数学问题是值得研究的问题。６．与热物理联系紧密的实用技术及前沿科技知识在教学过程中的合理体现也值得深究。以上问题的思考和研究对热学与统计物理学的教学、对我国实用型人才的培养等方面都有重要意义。

“热学”与“热力学统计物理”课程整合探索

“热学”与“热力学统计物理”课程整合探索［摘要］文章分析了“热学”与“热力学统计物理”课程整合的必要性和可能性，并提出了初步的整合方案，以优化配置教学资源。

［关键词］热学热力学统计物理课程整合“热学”与“热力学统计物理”（以下简称“热统”）课程是物理学专业必修的两门主干课程，两者承前启后，存在着密切关系。

在高等教育改革不断推进的今天，怎样整合两门课程，优化设置，以达到高效的教与学的目的，是我们面临和必须考虑的问题。

一、整合的必要性党的十六届六中全会通过的《中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定》中强调指出：“保持高等院校招生合理增长，要注重增强学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力”，这为我国高等教育人才培养提出了明确的目标，也为高等教育改革与发展指明了方向。

为不断深化高等教育教学改革，全面提高高等教育质量，2007年2月17日《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》又指出：“推进人才培养模式和机制改革，着力培养学生创新精神和创新能力。

要采取各种措施，通过推进学分制、降低必修课比例、加大选修课比例、减少课堂讲授时数等，增加学生自主学习的时间和空间，拓宽学生知识面，增强学生学习兴趣，完善学生的知识结构，促进学生个性发展。

”理论物理学专业主要是培养学生掌握物理学的基本理论、基本知识和实践技能，具备较高科学素养和创新能力，能够胜任物理学或相关科学与技术领域的科研、教学、技术开发等工作，也可以继续攻读本学科或其他相关学科的硕士学位。

可见，在新的社会市场需求和高等教育教学改革形势下的今天，原来的理论物理学专业的课程设置、各内容设计以及教学模式等已凸显出其不合理性。

部分课程的重复性建设比较严重，有些课程内容相近或者基本相同，却分别在同一专业不同的课程中开设；不同院系、专业之间信息不够畅通，统筹规划比较少，各专业按照自己的需要开设课程，造成不同院系、专业之间课程的重复性建设。

应用物理学专业热物理课程体系整合探索

应用物理学专业热物理课程体系整合探索摘要：针对我校应用物理学专业热物理课程教学中涉及到的“热学”和“热力学与统计物理学”两门课程，结合课程内容及教学实际，提出了对热物理体系整合的意义、目标及方法。

关键词：热物理热学热统整合中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）02（b）-0196-01我校应用物理学专业被评为自治区品牌专业，“热物理课程”是专业课教学中的一个大的教学系列，包括基础物理的“热学”和理论物理的“热力学与统计物理学”（简称“热统”），属于本专业的专业主干课，这两门课程均是研究与热现象有关的性质和规律，分别从宏观和微观角度分析热现象的理论和相关物性性能，两课程内容承前启后，互有联系，但也有很多的重叠。

在高等教育教学改革不断推进的今天，在我校实行学分制、要求减少学生上课学时的背景下，怎样整合两门课程，优化内容设置，达到高效的教学目标，是我们应该考虑的一个问题。

1.整合的意义我校应用物理专业分别在大一下学期和大三上学期开设“热学”和“热统”课程，所用教材是当前国内高校采用较多的李椿等主编的《热学》和汪志诚主编的《热力学与统计物理》，开课学时较多，采用板书和多媒体结合教学的方式，考试为闭卷考试，但“热统”考试题目中有近一半的考题还会涉及到“热学”的内容。

所用教材中《热学》包括宏观理论、微观理论和物性学三大部分，结构上是统计物理学初步，之后是热力学基础，最后是物态与相变；《热力学与统计物理》内容涵盖热力学与统计物理两个部分，其中热力学部分的内容主要是热力学的基本定律、热力学函数、相平衡与化学平衡等；统计物理学部分的内容主要是玻耳兹曼系统、玻色系统和费米系统，及微正则分布、巨正则分布和正则分布等。

其中，“热统”课程中热力学部分和统计物理部分内容各占总内容的45%和55%。

而“热学”和“热统”课程中涉及到的热力学部分的内容重复率达1/3，如温度、平衡态、物态方程、热力学第一定律、热容量、焓、热力学第二定律、熵、卡诺定理等内容涉及到重复；统计物理部分的内容重复率达1/4，如能均分定理、麦克斯韦分布、等概率原理、玻耳兹曼统计等内容有重复。

“热学”与“热力学与统计物理学”课程整合与改革

“热学”与“热力学与统计物理学”课程整合与改革【摘要】该文章将围绕"热学"与"热力学与统计物理学"课程的整合与改革展开讨论。

首先介绍了背景情况，分析了目前热学课程和热力学与统计物理学课程的现状，探讨了整合这两门课程的意义。

接着探讨了课程整合的方式和方法，以及改革的难点和挑战。

最后提出建议，探讨未来发展方向并进行总结。

这篇文章将有助于提高热学教育的质量，推动热力学与统计物理学课程的整合与改革，促进学科发展。

【关键词】热学、热力学、统计物理学、课程整合、改革、背景介绍、现状分析、整合意义、方式方法、难点挑战、建议、发展方向、总结。

1. 引言1.1 背景介绍热学作为物理学的一门重要学科，研究热现象的产生、传播和利用规律。

而热力学与统计物理学则是热学的重要分支，研究宏观系统的热力学性质和微观分子的统计性质。

目前，我国高校普遍开设有热学、热力学和统计物理学这三门课程，但在教学内容和体系上存在一定的重复和分散。

在科技发展迅速的今天，热学的应用领域越来越广泛，对专业人才的需求也变得更加复杂和多样化。

有必要对热学、热力学和统计物理学这三门课程进行整合与改革，以提高教学质量，培养学生的综合能力和创新思维。

本文将对热学课程的现状、热力学与统计物理学课程的现状以及热学与热力学与统计物理学课程整合的意义进行分析，探讨课程整合的方式和方法，并探讨改革的难点和挑战。

提出整合与改革的建议，探讨未来发展方向，总结整个问题。

2. 正文2.1 热学课程的现状分析热学作为物理学的基础课程，在大学教育中起着至关重要的作用。

当前热学课程存在一些问题和挑战。

在教学内容方面，现有的热学课程往往过于注重理论而缺乏实践性和应用性。

学生很难将抽象的理论知识与实际生活和工程实践相结合，导致学习效果不佳。

在教学方法方面，传统的讲授式教学模式已经无法满足学生多样化的学习需求。

学生对于热学理论知识的掌握程度差异较大，而传统的教学方法往往只能照顾到部分学生的学习情况。

《热力学与统计物理》课程教学改革和实践

《热力学与统计物理》课程教学改革和实践作者：伊厚会姚延立来源：《教育教学论坛》2013年第08期摘要：在教学中结合《热力学与统计物理》的课程特点和教学中存在的问题，进行了教学内容和教学方法等方面的改革和尝试，并起到较好的效果。

关键词：热力学统计物理；教学改革；教学实践中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0105-02《热力学与统计物理》属理论物理课程，是高等院校物理学专业本科学生在修完《热学》课程之后必修的一门基础理论课程，它对于后续课程的学习以及从事相关科研都具有重要的意义。

《热力学与统计物理》语言严谨但枯燥，包含大量的公式和推导，教学中容易忽视科学思维训练和科学思想方法的培养。

经过调查发现，大部分同学学完《热力学与统计物理》后，对涉及到的概念、规律和处理方法都感觉比较模糊，实际应用困难。

在教学方法上，目前普遍采用的教学方法是老师推导公式，学生听讲，使学生整体感觉模糊。

热力学是一大堆偏微商，偏来偏去；统计物理是这分布那分布。

教师在讲台上讲的是口干舌燥，筋疲力尽，学生在台下却无精打采，昏昏欲睡。

如何实现在教学中师生的互动，知识的传递、信息的交流和思维的碰撞在《热力学与统计物理》课堂教学中显得尤为重要。

笔者在近几年的教学中，针对《热力与学统计物理》的现状进行了教学内容和教学方法的改革，在一定程度上调动了学生的学习兴趣和积极性，并收到了较好的效果。

一、教学内容改革1.深化物理概念。

由于《热力学与统计物理》教材中有很多理论的堆积和繁杂的推导过程，而对课程中蕴含的思维训练和科学思想、科学方法等内容很少涉及，在传统的教学中，大部分时间都是花在推导公式上，忽视了应用人才的培养。

在《热力学统计物理》教学中，尽量做到从最普遍的基本原理出发，运用归纳、演绎的方法导出实验规律，然后培养学生运用物理理论解决一些典型实际问题的方法和能力。

同时强调对物理概念和意义、物理意义的理解，简化数学推导，使学生形成较完整的物理学图像。

《热力学与统计物理》翻转课堂教学模式的应用研究

《热力学与统计物理》翻转课堂教学模式的应用研究摘要：本文介绍了翻转课堂教学的特点，《热力学与统计物理》课程的教学现状和翻转课堂的教学设计，这种教学模式改革必将对提高《热力学与统计物理》的教学水平，培养高素质创新型人才起到重要的作用。

关键词：翻转课堂;课堂教学;混合式教学在信息化时代的教育行业中，教学方法、教学手段、教学目标、教学模式、教学过程和教学角色等许多方面都发生了翻天覆地的变化。

传统的教学模式是以老师为主体，更加注重知识的传输过程，而新的教学模式是以学生为主体，更加注重知识的内化过程。

翻转课堂教学模式打破了传统教学模式的局限，它能够满足学生个性化学习的需求，能够体现“混合式学习”的优势，有助于构建新型的师生关系，还能促进教学资源的有效利用与研发，而且更符合人类的认知规律。

翻转课堂教学模式近几年来受到国内外教育研究者及教师的较多关注，成为目前传统课堂教学改革的尝试点之一。

翻转课堂是以学习者为主体，以信息技术为支撑，以学生个性化认识为目标，以课前学习、课上讨论的一种新型教学模式。

2004年孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗在为自己的侄女辅导功课时录制了一小段教学视频，并上传到了YouTube网站上，引起了人们的广泛关注。

后来，萨尔曼·可汗录制了越来越多的教学视频并上传至网站供各地的学生通过网络来参与他的课程辅导和学习。

从此，越来越多的教师开始了解这种新型的教育模式，同时也引发了教育界对该教学模式的广泛关注。

可以说萨尔曼·可汗掀起了一场翻转课堂的研究热潮，为翻转课堂的深入研究和推广起到了极大的推动作用。

一、《热力学与统计物理》课程的教学现状《热力学与统计物理》是高等院校物理學专业本科学生必修的一门基础理论课，它是研究物质的热现象和热运动规律的物理课程，是热学的后续课程，同时对于《量子力学》和《固体物理》等后续课程的学习也是非常重要的。

热力学主要采用宏观的研究方法，以实验事实为基础总结出一些基本的规律。

大学物理统计物理学与热力学

大学物理统计物理学与热力学在大学物理学习中，统计物理学与热力学是重要的分支领域。

统计物理学是以统计方法研究物质的宏观性质，而热力学则关注物质的能量转化和热现象。

本文将探讨这两个领域的基本概念、主要原理和实际应用。

一、统计物理学统计物理学是用统计方法研究物质微观状态与宏观性质间关系的学科。

它通过考虑在大量粒子系统中的统计规律，揭示物质性质的普遍规律。

统计物理学的核心概念是统计热力学和微观统计学。

1. 统计热力学统计热力学研究大量粒子系统的宏观性质和概率分布。

它基于经典热力学的基本假设，如粒子之间的力学相互作用、宏观系统与热源的交换等。

通过定义熵、温度、压力等宏观量，统计热力学建立了宏观系统的统计描述和微观粒子的统计规律。

2. 微观统计学微观统计学是统计物理学的基础，研究微观粒子在给定约束下的状态统计。

它从粒子的能级和简并度出发，通过玻尔兹曼原理和统计机理，推导出系统的状态密度和粒子分布的统计规律。

微观统计学将微观粒子的性质与宏观物质的性质联系起来，为统计物理学的理论建立提供了基础。

二、热力学热力学是研究物质热现象和能量转化的学科。

它关注热力学系统的宏观性质，如体积、温度、压强等，并通过热力学定律和热力学过程描述物质的行为。

1. 热力学定律热力学定律是热力学的基本原则，包括零th定律、第一定律和第二定律。

零th定律表明具有相同温度的物体处于热平衡；第一定律阐述了能量守恒的原理；第二定律给出了热量流动方向和热效率的限制。

2. 热力学过程热力学过程是物质从一个平衡状态变化到另一个平衡状态的过程。

常见的过程包括等温过程、绝热过程、等容过程等。

通过对过程中的能量转化和熵变化的分析，可以研究系统的性质和实际应用。

三、统计物理学与热力学的应用统计物理学和热力学的理论与方法广泛应用于各个领域，包括物质科学、天文学、地球科学等。

1. 材料科学统计物理学在材料科学中的应用包括材料的相变、晶体结构、热导率等研究。

通过统计方法，可以揭示材料中微观粒子的分布和能量转换规律，为材料设计和性能优化提供理论指导。

材料物理专业的热力学与统计物理课程教学改革研究

材料物理专业的热力学与统计物理课程教学改革研究：材料物理专业的热力学与统计物理课程教学改革研究材料物理专业是材料科学与物理学的一个交叉学科，专业特点要求在课程设置上既有材料科学方面的课程又要有物理类课程。

安徽工业大学材料物理专业于2003年开始进行筹划建设，2005年实现了首次招生。

经过几年的探索、规划和实践，基本完成了专业定位和课程体系设置[1]，正逐步完善专业建设。

现阶段，保留了量子力学，热力学与统计物理（以下简称热统）和固体物理学作为本专业的物理类必修课程。

其中，热力学与统计物理是一门重要的专业基础课，无论对后续的物理类还是材料类课程的学习都起到承上启下的知识连接作用。

本课程的设置目的使学生能够熟练掌握热力学和统计力学的基本原理和研究方法，逐步建立分析微观世界的思路和方法，训练学生严格的逻辑思维能力，培养演绎推理能力，提高解决具体问题的能力。

1 热力学与统计物理课程教学中存在的主要问题热统课程内容由热力学和统计物理两部分组成。

其中，热力学是研究热现象的宏观理论，它从若干经验定律出发，通过严密的逻辑演绎方法，最终给出系统的宏观热性质；而统计物理则是研究热现象的微观理论，它从微观粒子的力学规律出发，加上统计假设，获得系统的宏观性质。

从内容上来看，热统课程的理论性强，教学内容繁杂。

尤其，在当前高校推行素质教育和培养应用型人才的指导下，基础理论课课程教学学时均有不同程度的压缩。

我校热统课程安排为40个学时，由此带来了教学学识少和教学内容多的严重矛盾。

我们根据我校材料物理专业特色方向和后续课程，在热统教学内容上做出了适当的调整。

现行的热统教材理论性强，较适合理科生使用，缺乏较合适的工科材料类学生使用的热统教材。

在组织教学中，我们以汪志诚编写的《热力学·统计物理（第四版）》作为主要参考教材[2]，同时综合了多本经典教材，如：胡承正编著的《热力学与统计物理学》，包景东编著的《热力学与统计物理简明教程》等[3～4]。

《热力学.统计物理》课程教学方法改革的探讨论文

《热力学.统计物理》课程教学方法改革的探讨论文•相关推荐《热力学.统计物理》课程教学方法改革的探讨论文摘要在教学中加入一些能够促使学生自己动脑想问题，分析问题，收集有关信息的教学环节，对深入理解《热力学.统计物理》这门课内容的是大大有益的，对培养学生分析问题和解决问题的习惯和能力，以及对提高以后的工作能力是大大有益的。

关键词热力学和统计物理讨论式教学方式新的考试模式一、引言热力学和统计物理学的任务是研究热运动的规律，研究与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化。

材料和工程技术方面许多领域需要热力学和统计物理作为基础理论。

本课程的主要目的是使学生掌握热力学和统计物理的基本理论，了解这些基本理论的实际应用，目前国际上这方面最先进的科研动态，及解决不了的难题；培养学生科学的态度、方法和理论联系实际的作风；培养学生独立分析和解决问题能力。

英国教育家布卢姆提出：“有效的教学始于准确希望达到的目标”。

在目前的教学模式中，存在着一些问题。

首先总体上学生处于被动的学习状态，缺少主动参与的意识和方法，更缺少学习知识的主动权。

例如：教师给学生安排好课程进度，内容及需要的相关知识，学生只需上课记笔记，课下写作业就可把一门课学好。

考试的方式基本上是一张卷定成绩。

但这样的教学方式和考试方式会带来一些弊端，如学生学到的知识考完试就忘了，不了解学到的知识有什么样的用处，不知道国际上有关该方面的科技发展最新动态是什么，需待解决的问题是什么。

因此，教学方式和考试方式的改革必须引起我们的高度重视。

本文针对《热力学.统计物理》课程的特点和教学目标，通过深入的调查和教学实践工作对教学方法和考试方式的改革方面进行探讨。

二、引入讨论式教学方式适当地加入积极互动的教学方式-讨论式教学方式，改变以往课堂教学的传统模式，实施激发学生主动学习的积极性和自我学习能力，并在此过程中，逐步培养学生自学意识，参与意识，群体意识和问题意识。

1、在基础知识学习中引入讨论式教学方式。

工科专业热力学与统计物理课程教学改革探讨

问题，通常包括对不确定现象或随机过程和非线性
关键词：工科专业；热力学与统计物理；教学改革
热力学与统计物理是理论物理学的传统基础课程，由于其内容抽象、理论性强、公式繁多，工科专业的学生大多感觉学习难度大，加之当前教学计划
已经将该课程的授课学时进行了较大程度的压缩，
样花费大量时间讲解相关公式和结论的推导过程，但在讲解过程中需要向学生说明，对具体过程感兴
趣的可以参考哪些教材或文献。热力学与统计物理这门课程由于其理论性强，如果只是讲解结论性的
量研究经济问题的学科。它是一门交叉学科，主要运用由物理学家发展起来的理论和方法来解决经济
介绍给学生，并引导他们用新概念、新思想去把握物理学和相关学科的学习。针对工科专业热力学与统
计物理课程学生学习难度大、授课学时不断压缩、授
其是在一些以工科专业为主的高等院校，热力学与统计物理这门课程的授课对象大部分是未来不会专
第３２卷第１期
工科专业热力学与统计物理课程教学改革探讨
２０１５年３月
工科专业热力学与统计物理课程教学改革探讨
பைடு நூலகம்李会东
（西华大学物理与化学学院，西华大学先进计算研究中心四川成都６１００３９）

热力学统计物理课程教学改革初探

中图分类号：ｏ４１４，４
热力学统计物理是物理专、Ｉ基础理论课程之 ‘ ，２０１２年２月教育部《关于进哕深化本科教学改革，全面提高教学质的若‘ ｒ问题》指出：要采取各种措施，通过推进学分制、降低必修课的比例、加大选修课的比例、减少课堂讲授时数等，增加学生自土学习的实践课空问，拓宽学生的知识面，增强学生学习兴趣，促进学生个性发展。本文以教育部提高本科生教育质基本要求为指导思想，在热力学统计物理的教Ｊ学上作中，嗣绕课程内容、教学方法等方面进行了多种改革实践，实
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热力学统计物理课程教学改革初探
刘静
（东北大学理学院辽宁・沈阳１１０８１９）
摘要根据教学改革的基本指导思想，针对传统教学中存在的各种问题，在改善学生被动学习状态等方面提出了课程改革的具体实践方法，在传统讲课方法的基础上把讨论式和研究性教学的教学理念应用到课堂教学中，实践证明这些改革措施在缓解授课学时－９教学内容的矛盾，增加学生自主பைடு நூலகம் 习的空间，拓宽学生的知识面以及增强学生学习兴
践证明，效果显著。１课程内容１．１加强课程整合，优化课程体系
２．１加强讨论式的教学方法，改变被动的学习状态
为改善学生被动的学习状态，在重点难点ｔ ¨ ：授法的基础上，授课过程中还’ 町组纵阶段性的讨论课。例如，在讲完熵及熵增加原理后，开展一饮课堂讨论，学生通过上网查询及反复心考认真准备，在讨论课Ｉ－进行了热烈的讨论，人部分学把有关孤系统的熵增原理应用到宇宙中，讨论了宇宙的起源，宇宙的形成，宇宙的未来，宇宙的演化等，个别学还存Ｉ：下载了生动的视频。通过几次的集体讨论和分组讨论，逐步培养了学白学意识，参与意识，提高学＞Ｊ的积极性和卡幼性。２．２目标、问题结构式教学法物瑚知识的结构（或框架）是知识的精髓。我们提…的Ｕ标、『ｕＪ题结构式教学法就是在全课程内容和各章内容的整体教学过程中注重给学阐明知识的体系，物理规律、定律的地位与其问的联系，特别注意讲授知识发展过程中１ｊ｛『人发现的『ｕｊ题、解决『ｕＪ题的物理思想。存教学中把每一章的内容凝练Ｊｌ｝几个具体『ｕＪ题，讲授中让学带着题听课，告诉学要解决什么ｆｕｊ题，分析削明解决这一『ｕＪ题的物理思路，以教给学Ｉ－：解决物理问题的方法，使学从中得到肩迪收益。２－３研究性教学法把研究性教学念引入的热力学统计物的课程教学中。在每学期的教学中把学分成若干研究小组，授课教师结合课后爿题提｝ｌｌｅｆ究题Ｕ，学从杏阅文献开始在规定时间内完成研究题Ｕ，形成论文并选定代表进行答辩。最后成绩记入期米考试成绩。研究性教学舀利培养学生白学能力、探索能力，培养学Ｌ独思考的能力，有助＿－ｒ培养学科研能力。研究性教学对教师要求较高，提 Ⅲ的问题必须紧密结合教学内容同时难度要适当，既要让学生得到锻炼还要激发学，Ｉ的学习热情。

《热力学统计物理》线上线下混合课程教学改革

DOI：10.16661/ki.1672-3791.2019.22.168《热力学统计物理》线上线下混合课程教学改革①曹海静蒋锋朱燕艳(上海电力大学数理学院物理系上海 200090)摘要：《热力学与统计物理》课程是物理专业本科生的必修专业基础课程之一。

目前该课程大多采用教师在课堂上教授的线下教学模式。

随着互联网的高速发展，该文主要针对此课程进行线上和线下混合教学进行教学改革，一方面充分利用互联网的在线教学优势，加强教师和学生的课堂互动；另一方面充分利用学习资源、学习环境、学习方式线上和线下的混合，拓展授课的时空边界，打造具有高阶性、互动性、创新性和讨论性的混合式课程。

关键词：热力学统计物理学线上线下中图分类号：O414 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2019)08(a)-0168-021 线上教学的优势时代在发生翻天覆地的变化，传统教育也应该与时俱进。

为了适应教育新形势的发展，更新教育教学观念，推进“互联网+”环境下以混合教学为主导的课堂教学方法和教学模式的改革势在必行。

互联网的线上教学具有传统教学无法比拟的优势。

（1）资源共享。

随着互联网的广泛推进，大量的教育资源通过网络突破了空间和距离的限制，实现大量的共享。

这为该课程的线上教学的实现提供了坚实的依托，我们可以网络的优势，把其他院校的优秀的教学资源、教学方式甚至是优秀的教师的授课经验都借鉴过来，使我们的学生接受最优的教育。

（2）学习意识。

网络技术应用于远程教育，实现线上教学，其显著特征是：任何人可以在任何时间和任何地点，以自己的实际情况为出发点，主动性地选择知识点的学习。

线上教学在学习模式上最直接体现了主动学习的特点，可以抛弃传统的教学方式，而充分满足现代教育和终身教育的需求。

（3）学习方式。

传统的教学，由于时间的限制，教师不能够及时有效地解决学生的问题。

但是线上教学中，教师与学生通过网络进行全方位的交流，增加了教师和学生的交流机会和范围。

热力学与统计物理的教学体会和改进方法

摘要：热力学与统计物理是高校物理学专业的主干课程之一，在本科阶段专业学习中起着承前启后的重要作用。

笔者总结了自2016年以来讲授这门课程的心得体会，在提出问题、选用实例、穿插历史或物理学家介绍、板书推导和推荐同类优秀教材五方面提出了改进方法，从而提高学生自主学习、思考的积极性，增加对基本物理概念的理解。

关键词：热力学与统计物理；教学方法；教学体会中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：2095-9214（2020）19-0056-02 DOI：10.12240/j.issn.2095-9214.2020.19.026热力学与统计物理作为高校物理学专业主干课程中的“四大力学”之一，既承接了普通物理的力学、热学和原子物理，又综合了量子力学和概率统计方法，还为后续的固体物理、半导体物理进行了铺垫，因而在本科阶段物理专业的学习中扮演着承前启后的重要角色，同时也是比较难于理解和掌握的课程。

它系统性地建立了各种热现象的宏观描述和对应的微观理论，给出了宏观热现象背后的微观物理机制，并在学习过程中培养和锻炼学生建立物理模型、逻辑思维和演绎推理解决具体问题的能力。

笔者从2016年起，在扬州大学物理科学与技术学院给物理学及物理师范专业的大三本科生讲授热力学与统计物理课程。

然而，在教学过程中，笔者发现学生存在积极性不足、基本概念掌握不牢等问题。

因此，笔者对这些问题进行深入思考后，在后续的教学过程中进行了探索，做出了一些改进。

一、提出问题，激发学生兴趣兴趣是提高学生积极性和学习动力的重要内在因素。

在学生对课程内容不了解的情况下，在每一章或者重点内容开始教学时，结合日常生活提出学生感兴趣的问题，则能够很好地引发学生思考，激发学生学习的自主性。

如果在教学结束时，结合所提出的问题进行总结，可以有效地加深学生对教学内容的理解。

第一个例子，在“玻色—爱因斯坦凝聚”这一节教学中，首先提出问题：能否把光装到容器中？进一步结合实例引导学生思考：以常见的水为例，固态的水—冰，液态的水和气态的水，哪一种更容易装到容器中？再进一步引导：类比水的例子，什么样的方法可能会更有利于我们把光装到容器中？教师提出三个递进的问题，把学生的思考引至本节的重点“降温使光子气体产生凝聚”的知识点上。

“热学”与“热力学与统计物理学”课程整合与改革

“热学”与“热力学与统计物理学”课程整合与改革：“热学”与“热力学与统计物理学”课程整合与改革“加强教学基本建设，提高人才培养质量，增强社会服务能力”，是地方性院校的办学宗旨。

为适应这一形势，我校这类新升本科院校必须一切以教学工作为中心，改变人才培养模式，积极倡导理论课教学内容整合、教学方法的改革和现代教育技术手段的运用，降低必修课比例、加大选修课比例、减少课堂讲授时数等，增加学生自主学习的时间和空间，拓宽学生知识面，提高学生的学习兴趣，完善学生的知识结构，促进学生个性发展，培养服务地方经济的应用型、技能型人才。

对热学和热力学与统计物理课程整合已有许多文献[1-3]，但是，本文根据我校实际情况对《热学》与《热力学与统计物理》（以下简称“热统”）两门理论课进行整合与改革，突出适应我校的富有特色的课程设置与教学模式。

一、课程整合的原因1.教学现状。

我校2011级物理学专业的培养方案是把“热学”安排在第三学期上，共72学时；而“热统”安排在第六学期上，共54学时。

2011级应用物理专业的培养方案是把“热学”安排在第三学期上，共54学时；而“热统”安排在第六学期上，共54学时。

2011级光电子技术科学专业的培养方案是不开设“热学”，而“热统”安排在第六学期上，共54学时。

2012级、2013级的培养方案是把“热学”和“热统”课时数都减为54学时，所开设的学期不变。

这样，由于我们这种地方性院校学生基础较差，学生对“热学”知识的掌握不深入，两门课的跨度时间又过长，导致上“热统”的时候老师还要再详细地给学生复习“热学”部分基础知识，导致“热统”教材中的热力学部分的讲解占用大量的时间，在有限的课时内不能更多讲解系综理论的内容，以及介绍与课程有关的前沿知识和应用，不能突出“热统”这一门课的核心地位，学生的实践能力的培养得不到保障。

2.“热学”与“热统”内容的重复性。

目前，我校物理学专业“热学”和“热统”课程使用的教材为：李椿、章立源、钱尚武编的《热学》，是普通高等教育“十一五”国家级规划教材[4]，其结构基本上先是微观理论部分，后是宏观理论部分，最后是物态与相变。

《热力学·统计物理》教学探索与实践

《热力学·统计物理》教学探索与实践本文从《热统》课程整体出发，基于本人多年的教学研究：首先，以教学实例谈如何引导学生入门统计物理；其次，对统计物理学习中几个基础的关键性问题进行分析^p ；最后，是《热统》课程的改革。

《热统》教学改革《热力学·统计物理》（或：《热力学与统计物理》），简称《热统》（statistical physics），物理学专业主要骨干课程即理论物理学的四大分支之一，是为物理学专业学生开设的一门重要基础理论课，在教学计划中列为专业主干必修课程。

《热统》课程抽象，教学难度大。

学生们普遍觉得《热统》：乱、公式多、记不住、理不清。

在大幅削减的有限时间完成教学目标，是一门教师难教，学生难学的课程。

因此开始讲这门课时，遇到不少困难。

基于多年的《热统》教学经历，对热统的教学实践及教学内容的理解，进行总结，与老师、同学们分享。

一、建立《热统》课程整体意识，让学生顺利入门统计物理（一）同学们对热力学及统计物理在内容、研究方法的困惑《热统》由热力学和统计物理二个部分组成。

热力学是宏观理论，统计物理是微观理论，二者均以研究热现象规律及相关物理性质为目的。

通过《热统》课程的学习，能对热学理论的认识进一步深化。

特别是建立在微观理论上的统计物理学，将帮助学生了解大量粒子所构成系统的统计规律性，并掌握分析^p 这类系统的有效方法。

热力学以基本实验定律为基础，对具体的物质系统，经过数学推理，得出反映物质热性质的规律——热力学关系式。

热力学不依赖任何特殊模型，适用于任何宏观物体，具有可靠性和普遍性，是研究一切宏观物体热运动的有效方法。

但是，它对热力学系统的温度、熵、内能等概念和热力学定律的本质无法讲清。

而统计物理学，从分析^p 宏观系统中大量（1摩尔物质分子数为尺度）微观粒子的力学运动入手，通过对微观量进行统计平均，实现对宏观现象的描述。

统计物理是由微观到宏观的桥梁，它为各种宏观理论提供依据，已经成为气体、液体、固体和等离子体理论的基础，并在化学和生物学的研究中发挥作用。

《热力学统计物理》线上线下混合课程教学改革

《热力学统计物理》线上线下混合课程教学改革1. 引言1.1 背景介绍热力学统计物理是物理学中重要的分支之一，研究了大系统的宏观性质和微观粒子的统计规律。

随着科技的不断进步和信息技术的快速发展，传统的课堂教学模式已经无法满足学生学习需求。

本文针对热力学统计物理课程，提出了线上线下混合式教学改革方案，以期提高教学效果和学生学习积极性。

在传统的热力学统计物理教学中，学生主要通过教师讲解和书籍阅读来学习理论知识，缺乏实践操作和应用环境。

而线上教学平台可以为学生提供更多的学习资源和互动机会，在课堂之外进行知识的延伸和巩固。

线下教学模式也需要更新，注重师生互动和实验操作，促进学生的动手能力和实践能力的培养。

通过本次教学改革，我们旨在打破传统课堂的束缚，提供更多元化的学习方式和教学资源，激发学生的学习兴趣和创造力，培养他们的综合素质和实践能力。

希望通过线上线下混合式教学改革，能够为热力学统计物理课程的教学带来新的活力和效果。

1.2 问题阐述在传统的热力学统计物理课程教学中，学生普遍对课程内容枯燥乏味、难以理解的问题存在一定程度的困扰。

由于热力学统计物理这门学科具有较高的抽象性和复杂性，传统的课堂教学模式难以激发学生的学习兴趣，导致学生学习积极性不高，课程效果较为欠缺。

由于传统教学模式下师生交流互动相对不足，学生在课程学习过程中往往难以获得及时的解惑和指导，进而影响了学习效果和教学质量。

如何改善热力学统计物理课程的教学质量，提高教学效果，激发学生学习兴趣，成为当前亟待解决的问题。

本文旨在探讨热力学统计物理课程教学中存在的问题，并提出相应的解决方案，以期促进教学质量的提升和学生学习效果的改善。

1.3 研究意义热力学统计物理是自然科学中的一个重要分支领域，它广泛应用于物理、化学、生物等领域的研究和实践中。

而线上线下混合课程教学改革在提高学生学习效果、促进教学方式创新等方面具有重要意义。

对于学生而言，采用线上线下混合教学模式可以增加他们的学习灵活性和自主性。