资讯详细

课程详细内容
来源:本站 作者:admin 更新时间:2011-10-24 14:41:11 字体大小:

 

 

  潍坊学院热学课程(0612032)详细内容

              适用专业:物理学、光信息科学与技术、电子科学与技术专业、光电子技术科学

   总学时:36    学分:2学分

一、课程的历史沿革
   《热学》课从1971年昌潍师专物理教育专业设立,一直都开设这门重要的专业基础课。经过40年的改革、改进已经形成了比较完善的课程体系。热学课程的发展大约经历了四个阶段。

第一阶段(1971——1988

由于当时我校办学规模很小,招生人数少,师资力量比较薄弱,只有一名教师来主讲这门课程,授课的方式是课堂教学,主要以讲授为主,热学实验室仪器设备匮乏,主要靠老师和学生自己动手制作实验器材来进行实验。

第二阶段(1988——2000

《热学》课程教学全面走上正规,配备了2-3名主讲教师,这期间我校主讲教师主持开发成功了热学试题库,教学中开始采用投影仪、录像等辅助教学手段,已经建成较为正规的热学实验室,特别是通过世界银行贷款,使热学实验室仪器设备得到极大的充实,教学质量和教学效果得到了极大的提高。

第三阶段(2001——2009):

2000年昌潍师专和潍坊高专合并升本,2001年物理系招收了首届物理学专业本科生,《热学》课程建设从师资队伍到实验条件都得到了长足的发展,信息技术手段在教学中得到了大量的应用。

第四阶段(2009——现在)

2009年开始,我院成为首批师范教育基地,物理学专业进行了全面改革,增加了师范教育类课程和教育实践环节,相应的基础理论课进行了瘦身,《热学》课程学时进行了缩减;另一方面我院进行了全面的教育教学改革,光电子技术科学、光信息科学与技术、电子科学与技术等电子信息类专业强化了物理基础,由原来的《大学物理》改为目前的普通物理课程分别讲授。考虑以上原因,《热学》课程也进行了全面改革,在《热学》课程的建设上,积极推进教学内容和教学方法地改革,力争使大学生在创新能力、使用计算机进行信息处理的能力和社会适应能力等综合文化素质等方面得到提高。

总之,热学课程历史悠久,师资力量不断强大,经过多年的建设与发展,已具有一支师资力量强、教学水平高,治学严谨、知识结构、年龄结构及学历结构非常合理的教师队伍。与该课程配套的实验室经过多年的建设,已达到国内一流水平,具有宽敞、整洁的环境、先进的实验仪器设备,具有一整套完整的实验管理制度。实验室除完成教学实验任务外,还可安排课程设计等实践教学活动。

二、课程设置理念

加强基础理论课程,重视学生综合素质提高。加强基础理论是提高人才质量、建设一流大学的根本,美国本科生新生入学的第一二年,通常不属任何院系,也不分专业,全部学习由人文科学和自然科学的基础学科组成的普通教育课程,其目的在于保证学生知识的广度和一定的深度。60年代,在美国大学中出现的以改革物理课程为中心的新物理运动,把大学中的普通物理课的学习时间由一年改为两年。《热学》课程是一门重要的基础理论课程。设置《热学》课程的目的,是使学生比较系统地掌握物质热运动的基本规律,培养学生分析和解决与热学有关的问题的能力,帮助学生建立辩证唯物主义的观点,并为后续课程的学习、其他专业和学科的需要和技术应用奠定必要的热学基础。所以《热学》作为普通物理课程的重要组成部分,不仅对物理学专业学生而且对电子信息类专业学生都是一门重要的基础理论课,因此在新一轮的教育教学改革中,我院物理学、光电子技术科学、光信息科学与技术、电子科学与技术四个专业采用了大平台建设模式,加大了这些专业的普通物理学时。

 人的全面发展是21世纪人类共同的教育理念。全面发展的教育与通才教育有着内在的逻辑联系,在科学技术高度分化又高度综合的情况下,一个人很难在许多专业上都面面俱到地熟练掌握各种专业知识和技能。因此,通才更要讲基础理论之、一般能力之和一般方法之,这样,在通才已有的专业知识和技能所及的方面,他能凭借自己的专业知识和技能熟练地工作,而在他的专业知识和技能不及的方面,他则可以依靠自己的基础理论、一般能力和方法,迅速地吸收与掌握自己不熟悉的知识和技能,从而胜任工作。《热学》乃至整个普通物理学的课程设置理念正基于此。

三、《热学》在专业人才培养中的地位和作用

《热学》是物理学、光电子技术科学、光信息科学与技术、电子科学与技术四个专业开设的第二门专业基础课,《热学》课程的目的是使学生系统地了解和掌握统计《热学》的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法,以及它们的实验基础;了解《热学》的发展方向及《热学》与其它自然科学和社会科学等的关系;培养学生进一步学好物理学的兴趣,提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力;逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。

《热学》是我院各专业学生的基础理论课程。它不仅作为物理学的一个有机组成部分,并且由于《热学》在现代科学技术中的重要地位,而发展成一门独立的学科,在实际生活中有广泛地应用,如热机、制冷机等。通过《热学》课程的教学,将有效地引导学生学会从微观角度分析问题的实质,从宏观角度总结问题的规律,并使学生学会理论与实践很好的结合起来;使学生从《热学》的研究方法上掌握物理学的学习方法和科学研究方法,为学生以后更深层次的学习打下良好的基础。

四、体系结构

《热学》课程的知识体系和结构不断变化,经过几十年的发展,结合创新型人才培养模式,我们对《热学》课程体系进行了一定的优化设置,构建了以能力培养为核心的课程体系。目前针对36课时的要求,《热学》课程内容由气体分子运动论、热力学基础两部分组成。气体分子运动论以气体为主要研究对象,揭示热现象的微观本质,在经典物理中是唯一采用统计方法的学科但却有重要的方法论意义和重要的推广应用价值,尤其对认识整个自然界、促进后续的《量子力学》和《热力学与统计物理》等重要理论课程的学习有直接影响;热力学基础是以理想气体为基础,系统阐明了热力学的理论体系和基本原理,并继而推广应用于任意实际物质体系,从而了解工程应用和材料物理对热学理论的实际需要。

《热学》课程的目的是使学生系统地了解和掌握统计《热学》的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法,以及它们的实验基础;了解《热学》的发展方向及《热学》与其它自然科学和社会科学等的关系;培养学生进一步学好物理学的兴趣,提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力;逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。

通过《热学》课程的教学,既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律,建立正确的学习方法,努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风,又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备,还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。这样,尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用,但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观,当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。


五、课程内容

各章讲授参考学时数

章节

教学内容

参考学时

绪论

1

第一章

温度

3

第二章

气体分子动理论的基本概念

4

第三章

气体分子热运动速率和能量的统计分布律

6

第四章

气体内的输运过程

4

第五章

热力学第一定律

12

第六章

热力学第二定律

6

合计

36

 

本课程的重点是:

《热学》课程的重点是在于系统阐述分子物理学的经典统计原理和宏观热力学规律,体现微观统计的观点与方法,体现宏观唯象方法和能量为核心的思维线索,体现微观偶然事件的统计特性与宏观物理性质的相互联系,突出与力学的决定性因果关系的重要差别,初步展现热学与物理学体系其他课程、与化学生命科学甚至社会科学的横向联系,站在大科学观的高度将热学知识讲活。

本课程的难点是:

《热学》课程的难点是学生在中学和大学力学课程中较为根深蒂固的力学思维习惯和常量思维方式,影响了对一些热学概念的准确理解、对统计观点和方法的接受和应用,将物理公式过分数学化。

解决办法

为突出重点,解决好难点,我们的解决方法是:

1、上好绪论课,以有趣、鲜明、贴近时代、充满冲突的大量信息强烈冲击学生的思维习惯,提出一些生活和科技发展中力学不能很好解决但需要热学知识解决的课题,吸引学生产生学习热学理论的好奇和动力;

2、突出从生活从自然现象中提出和发展热学概念,采用探究和启发的方式来寻找概念之间的联系从而达到学习物理规律的目的,例如,关于温度的概念从生活中来,回到历史发展过程去,又到现在科学的认识;根据教材思考题多的特点,通过思考题来准确理解响应的概念和规律的实质,并逐步形成分析解决实际问题的基本能力,简单的知识让学生自学,重点难点则讲得较多;

3、突出实验的学科特点,通过实验让学生理解体会思考热学概念规律的正确性,突出微观的统计特点和宏观的能量主线,逐步形成基本的实验动手能力,形成理论联系实际的好习惯;

4、自制课件,开展多媒体教学,提高课堂信息量,增加师生互动,注意用物理学的前沿最新成果来充实教学内容。;

5、既要讲数学公式,更要讲对公式的正确理解,更多的是要从物理意义的正确理解中写出正确的数学表达式,在同学们的头脑中形成正确的微观和宏观图象,真正具有一定的形象思维能力,同时又有一定的严密的逻辑推理能力,真正从物理思想上掌握统计方法和热力学方法,并不失时机的上一些习题课,巩固学习成果;

6、突出每一章之间的逻辑联系,形成连贯的线索,有利于学生较系统地掌握热学知识。同时提供大量的参考资料目录,对重点难点问题从不同的侧面来理解,达到一定的深度和广度。例如,关于热力学第二定律是一个难点,从宏观到微观阐述了熵的物理性质和意义,才能对热力学第二定律有本质理解,为此,让学生去阅读较多的参考资料,各抒己见并争论,最后形成深刻认识。 

六、课程教学手段

1、课堂讲解时注意板书与课件的有机、合理结合

利用课件引入大量动画、实例,提高学生的感性认识;演示知识脉络,显示例题的题干、图形,介绍物理名人轶事、知识点的历史背景等。对于理论推导及习题解题过程仍用板书方式来引领思路,加深印象。充分发挥电脑和板书的各自优势。掌握“理论推导尽量板书,课件演示为课堂‘锦上添花’”的原则。

2、精选例题习题,讲解见缝插针,穿插于授课过程

针对改革后课时减少的情况,采用精选题目,坚持“少而精,有代表性”的原则,使学生从有限的题目讲解过程中掌握分析、解决问题的方法。形式以课堂随授课内容随时穿插进行,不再单独设习题课。公开任课教师及辅导教师的联系方式,如有不明白处可辅以课后辅导答疑。

3、课堂教学进行基础理论系统讲解的同时,注重对物理问题和概念的理解

热学程基础性较强,是从微观和宏观两个方面入手研究, 热现象的理论的, ,因此热学是一门概念比较抽象,公式比较杂乱的课程。再者,近几年学生在高中阶段物理课程的学习中,热学部分和近代物理部分一样属于选修课程,并且很少有选修的,使得学生对热学所研究内容的掌握比较困难,给大学阶段的教学带来许多不利因素。因此我们讲授的重点放在物理概念和物理思想上,对于数学描述,要求学生理解其物理意义。加强案例教学的内容与时间,省略大量繁杂的理论推导过程,把时间用于案例教学上,能让学生牢固掌握理论知识,并能灵活运用。

4、采用启发式和讨论式教学,充分调动学生学习的积极性

首先在讲课过程中不断提出问题,解决问题。通过提问的方式让学生通过自己的努力把问题解决,这样既能让学生的思路紧跟老师上课的进度,又能增强学生的自信心;另一方面为了便于学生正确理解和掌握课程中的物理概念和原理,提高学生学习兴趣,我们也经常采用课堂讨论,最后由教师总结,或者由学生提出问题,大家讨论,然后教师总结的教学方式。

5、充分利用网络资源,开展学生自主学习

建立了完善的课程学习网站,教学课件以及习题指导全部上网,注重指导学生在课外自学,阅读参考书和通过网络查阅教学参考资料和最近的一些与本课程有关的信息。我们在教学中开展了网上答疑,及时解决学生在学习中的问题。

6、重视实验教学

物理学是建立在实验基础上的一门科学,要充分重视理论的实验基础,除在普通物理实验中安排热学实验外,在课堂讲授中要注意发挥演示实验的作用,防止忽视实验的纯推理的倾向。根据理论联系实际的精神,本课程应在不影响理论体系的完整性的条件下适当联系生产实际,注意反映现代科学知识。

七、本课程的主要特色及创新点:

1. 本课程为物理专业的主要基础课程之一。根据课程的特点,我们主要采取课堂讲授的手段进行教学。讲授的重点放在物理概念和物理思想上,对于数学描述,要求学生理解其物理意义,理解数学准确描述的重要意义,从而深化对物理概念的理解。

教学中,在照顾理论的系统性和完整性的同时,并适当介绍热学的前沿动态。在教案组织和课堂实施中,力求抓住重点,分散难点,适度重复,启发思考。授课中有意留出一些学生思考的余地,以启发他们独立思考。为了便于学生正确理解和掌握课程中的物理概念和原理,提高学生学习兴趣,我们也经常采用课堂讨论,最后由教师总结,或者由学生提出问题,大家讨论,然后教师总结的教学方式。

2.充分利用多媒体加板书的教学手段。使用现代化多媒体教学手段,可模拟许多物理上理想的环境及条件,从而把抽象的物理过程具体化,也可以把教师从繁重的板书中解放出来,使他们有更多的时间去讲解、把许多问题引向深入,并针对某些问题展开热烈地讨论。这种生动直观的教学方式,调动学生的一切感官系统,激发了学习的兴趣,收到良好的教学效果。但由于热学这门课程的特点,还需要必要的理论推导,因此我们使用了多媒体加板书的教学手段。

3.充分利用网络资源。多媒体网络教学作为现代信息技术与教学实践科学结合的一种新的教学形态,不仅从手段和形式上改变了传统教学,更从观念、过程、方法以及师生角色诸多深层面赋予教学以新的含义。

通过精心设计方案,全面加强各个环节,合理运用各种方法手段,形成治学严谨、视野开阔、联系实际、深入浅出、幽默风趣、寓教于乐的特色风格。

重视学生能力素质培养,讲科学知识,教人生哲理,课程建设的目标定位于造就新世纪人才,使学生终生受益。

用搞科研的态度对待教学,积极开展教学研究,从教学领域挖掘课题开展科研,再把科研成果引入教学从而丰富教学内容,并培养学生科研创新能力,使教学与科研相互促进,有机地结合起来。

 
CopyRight 2002-2011 潍坊学院普通物理系列精品课程《热学》 Yuleroom.Cn All Rights Reserved 网站热线:0536-8838239  13188865239
地址:山东省潍坊市  鲁ICP备000000号