高等师范院校热力学与统计物理教学中的科学方法教育.pdfVIP

维普资讯 第 25卷 第 3期 《新疆师范大学学报》(自然科学版) VO1．25，NO．3 2006年 9月 JournalofXinjiangNormalUniversity Sep．2006 (NaturalSciencesEdition) 高等师范院校热力学与 统计物理教学中的科学方法教育 廖碧涛 ， 陈月花 ， 祝恒江 (1．绵阳师范学院物理与 电子信息系，四川 绵阳621000；2．新疆师范大学 数理信息学院，新疆 乌鲁木齐 830054) 摘 要 ：科学方法教育已经引起教育界各类人士的广泛关注，文章主要介绍高等师范院校热力学统计物理教学中常用的 科学方法 ，使隐性知识显性化 ．达到以知识为载体进行科学方法教育的目的。 关键词 ：科学方法；热力学；统计物理学 中图分类号 ： G642．41 文献标识码： B 文章编号： 1008—9659一(2006)一03—0377—04 物理教学的 目的不只是要学生掌握物理科学知识 ，更重要的是掌握知识的方法 ，培养具有终身学习的能 力。“授之于鱼不如授之于渔”，德国教育家第斯多惠指出：“一个坏的教师是廉价奉送真理 ，一个好的教师教 人发现真理 。”这就要求我们在进行教学时不仅要传授物理知识，更重要的是让学生 以和一个科学家对话的 方式了解物理学家是如何提出问题，采用什么研究方法，还要尽量创造研究氛围使学生受到物理学家思维的 启迪、熏陶和感染。但在大多数教学当中，方法教育与知识传授相比处于附属地位 ，是知识传授过程的副产 品，因而教学仍以知识传授为特征 。这是与强调能力、素质、创新的时代教育特征不相适应但又顽固地存在的 教学现状 。我们有必要在我们教学 中以科学知识为载体进行科学方法教育 。 科学方法是人们认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和行为方式 ，是人们在 研究和解决科学问题过程中所运用 的策略、程序 、办法 ，是人们认识和改造世界的有效工具。热力学与统计物 理教学中常用的科学方法有以下几类 ： 1 理想化方法 理想化方法是指从现有的认识水平出发 ，综合 已经掌握 的相关事实依据 ，抓住主要因素 ，舍弃相对次要 因素使物理问题简化和理想化的方法。它包括理想模型和理想实验两种形式。其中理想模型是指抓住事物 的本质特征对研究对象、研究条件、研究过程在特定的前提下进行合理简化 ，建立一个易于研究的、能反映物 理问题主要特征的模型。理想实验又叫思想实验 ，是人们在脑海里构想的实验 ，是一种科学的抽象方法 。它 是在已有正确理论的基础上，人们充分发挥 自己的创造性想象 ，设计想象中的理想化仪器和设备 ，在理想条 件下，在大脑中对实验过程进行理想化的操作，运用逻辑推理得出实验结论 。在热力学与统计物理中大量采 用此方法 ，在教学中要注意引导学生分析此种方法产生机制。比如热力学平衡态 ，它采用理想模型法，即不 受外界影响的平衡态系统 。比如准静态过程 ，它是一种特殊过程 ，其经历的状态可近似地看成是一系列平衡 态 ，这对于我们计算功提供了方便。近独立粒子组成的系统 ：它是指忽略粒子之间的相互作用 ，将整个系统的 能量表达为单个粒子的能量之和 ；系综 ：代表了大量性质相同的体系的集合 ，每个 系统都处于相同的独立 的 [收稿 日期]2006—4—12 [作者简介]廖碧涛 (1979一)，女，四川仁寿人 ．在读硕士研究生，绵阳师范学院物理系助教，主要从事物理课程与教学论方向的研究。 维普资讯 378 新疆师范大学学报 (自然科学版) 运动状态 中；等等。 2 类 比方法 类比法是由一种物理现象，想象到另一种物理现象，并对两种物理现象进行 比较 ，由已知物理现象的规 律去推出另一种物理现象的规律，或解决另一种物理现象中的问题的思维方法。它通过查同、找异加深对事 物的认识