“热学”与“热力学统计物理”课程整合探索

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1、“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.L.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

2、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，

3、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。　　因此，怎样降低必修课比例、加大选修课比例、减少课堂讲授时数、重视实践教学环节、提高学生实践能力，已是摆在我们面前的高教改革的实际问题。在此形势下，作为物理学专业两门主干

4、课程的热学与热统，既承前启后又相互渗透，在保质保量的前提下进行整合优化，以获得最大的教学效益已势在必行。　　　　二、整合的可能性热学与热统内容的重复性　　　　目前，国内普通本科院校理论物理学专业热学和热统课程普遍使用的教材为：秦允豪编的《普通物理学教程：热学》教材是国家九五级重点教材，其结构基本上先是分子物理学，后是热力学，最后是物态与相变及统计物理的初步。汪志诚编的《热力学统计物理》教材内容包括热力学与统计物理两个部分。其中热力学讲授的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；统计物理部分主要讲授玻耳兹曼系统、玻色系统和费米系统，以及微正则

5、分布、巨正则分布和正则分布等。据统计，热统课程中热力学部分和统计物理部分各占总内容的46%和54%。而热学课程中设计的热力学定律部分和热统课程中热力学的部分内容（平衡态、温度、物态方程、热力学第一定律、功、热量与焓、理想气体、热力学第二定律、熵、卡诺定理等）重复率达1/3。统计物理部分和热统课程中统计的部分内容（等概率原理、玻耳兹曼统计、能均分定理、麦克斯韦分布等）重复率达1/4。其中设计的麦玻分布、气体分子运动论、输运现象、热力学定律与熵、均匀物质的热力学、复相平衡、玻耳兹曼分布等内容重复尤为明显。　　可见，热学与热统课程之间存在着内容重复性建设的不足，

6、这样不仅浪费大量的时间去讲解相同的内容，而且使学生产生厌烦的心理，不利于学生的学习。同时，在这种课程内容设置下，学生的选修课时和实践教学课时将难于得到保障。在新的形势下，不但要求热学与热统课程课时的减少和许多非专业但适用性课程的开设，还要让学生全面而又系统地学习热学与热统的基本思想、研究方法以及当今学科前沿技术。所以，通过对两课程重复内容的整合，节约出近1/3课时，是新时期下热学和热统课程教学改革的重要手段之一。　　　　三、整合应遵循的原则　　　　1.热学与热统整合后的体系必须保持原有知识结构的完整性。内容上要保证基础、承前启后、连接顺.L.畅、由浅入深。

7、课程从热力学、统计物理两方面入手，系统讨论热力学的基本定律，引入热力学函数，研究物质的热性质，并运用统计方法，讨论不同系统所遵循不同的统计规律，用求系统平均值的方法来研究具体系统的热力学性质。　　2.热学与热统整合后的内容体系要符合教学规律。即教材内容编排必须遵循学生掌握的理论基础知识、认知规律和教师教学方便性，合理地处理好各知识点的先后首次位置。按整合后的内容体系实施教学，既要体现教学的基本内容，又要使学生懂得解决热物理学问题的方法：透过普通物理的现象唯象理论，培养学生由感性到理性的分析问题的方法，懂得由宏观到微观世界的转变，即透过现象看本质；通过统计物

8、理理论的学习和训练，培养学生由理性到感性的思考问题的策略，即通过本