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大学物理热力学总结范文1
（呼和浩特民族学院 数学系，内蒙古 呼和浩特 010051）
摘 要：众所周知，热力学三大基本定律是热现象宏观理论的重要基础.因此，了解这些定律的深刻意义和建立过程，在热现象的研究当中是格外重要的.本文中主要介绍热力学三大基本定律的概述，以及在其建立过程中，做出卓越贡献的物理学家和他们的重要成就.
关键词 ：热学基本定律；概述；形成史
中图分类号：O414.1 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2015）01-0009-02
热力学是热学理论的一个方面.热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质，它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律.热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论，不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用.因此它是一种唯象的宏观理论，具有高度的可靠性和普遍性.热力学三定律是热力学的基本理论.
1 热力学第一定律
1.1 热力学第一定律概述
能量守恒与转换定律是自然界最普遍、最基本的规律之一.自然界中的一切物质都具有能力，能量有各种不同的形式，这种不同形式的能量都可以转移（从一个物体传递到另一个物体），也可以相互转换(从一种能量形式转变为另一种能量形式)，但在转移和转换过程中，它们的总量保持不变.这一规律成为能量守恒与转换定律.能量守恒与转换定律应用在热力学中，或者说应用在伴有热效应的各种过程中，便是热力学第一定律.热力学第一定律是人类在实践中积累的经验总结，它的发现和建立，打破了人们企图制造一种可以不消耗能量而能连续做功的永动机.因此，热力学第一定律也可以表述为：第一类永动机是造不出来的[1].
其基本公式可以表述为公式（1），它表明向系统输入的热量Q，等于质量为m的流体流经系统前后焓H的增量、动能v的增量以及系统向外界输出的机械功W之和.
1.2 热力学第一定律形成史
1.2.1 罗伯特·迈尔
热力学第一定律与能量守恒定律有着极其密切的关系.德国物理学家、医生迈尔发现体力和体热来源于食物中所含的化学能，提出如果动物体能的输入同支出是平衡的，所有这些形式的能在量上就必定守恒.他由此受到启发，去探索热和机械功的关系.1842年他发表了《论无机性质的力》的论文，表述了物理、化学过程中各种力（能）的转化和守恒的思想.迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人.
1.2.2 焦耳
英国科学家焦耳(J.P.Joule，1818-1889)关于热功当量的测定，为最终确立热力学第一定律奠定了坚实的实验基础.1850年，焦耳在他的《论热功当量》的论文中，已经将热功当量值总结为：以水做实验为773石4磅/卡(424千克米/千卡)，以水银作实验为776.30磅/卡(425.77千克米/千卡)，后来又经过一系列极为精确的实验，焦耳又将J值确定为423.85千克米/千卡(4.153焦耳/卡)，这已和现代精确实验极为接近了.他和迈尔分别从不同的方面和不同的途径达到了对能量转化与守恒的证明.
1.2.3 亥姆霍兹
德国物理学家亥姆霍兹从多方面论证了能量转化与守恒定律，其中最主要的是从否定永动机的存在这一途径来完成的.1842年，他在关于《力的守恒》的论文中，就论述了他的能量转化与守恒的基本思想，论证了“活力”与“张力”之和是一个常数，称之为“力的守恒原理”，并把这种“力”的保守性同永动机之不可能联系起来.他的这一工作从理论上对能量守恒原理作出了重要概括.
2 热力学第二定律
2.1 热力学第二定律概述
热力学第二定律有两种表述，第一种是“不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化”，另一种为“不可能从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化，”即第二类永动机是造不出来的[2].
其基本公式可以表述为公式（2），式中，对不可逆过程应取用不等号，δQ指系统实际过程热，T指环境温度，对可逆过程应取用等号，δQ指可逆过程热，T为系统温度.
2.2 热力学第二定律形成史
十八、十九世纪，由于科学技术迅猛发展，蒸气机在英国煤矿业得到了普遍的使用，这同时给物理学家提出了许多急待解决的理论问题，比如：热现象的产生原理、提高热机效率的方法、热机效率上限的存在与否、永动机的存在与否等等.
正式提出热力学第二定律的是英国物理学家汤姆逊·开尔文(WilliamThomson，1524-1907)和德国物理学家克劳修斯在研究热现象的过程中，发现按能量守恒与转化定律，于是开尔文提出了“不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功，而不产生其它影响”.
而克劳修斯在提出热力学第二定律的表述后，于1854年发表了题为“论热的机械理论的第二定律的变化了的形式”论文，文中对热力学第二定律又作了补充.至此，经过众多物理学家的努力，热力学第二定律才完整地建立起来.
3 热力学第三定律
3.1 热力学第三定律概述
20世纪初，人们通过对低温下热力学现象的研究，确定了物质熵值的零点，逐步建立起了热力学第三定律，进而提出了规定“熵”的概念，为解决一系列的热力学问题提供了极大的方便.热力学第三定律可以准确简洁地表述为：0K时，任何完美晶体的熵值为0.也可以表达为，绝对零度不能达到[3].
其公式可以按照公式（3）来表示，说明ΔG和ΔH随着T变化，而当T趋向于0时，ΔG和ΔH近似相等.
3.2 热力学第三定律形成史
3.2.1 T·W·Richards
1902年，T·W·Richards研究了低温下电池反应的G、H与温度的关系，得出这样一个结论：当温度降低时，G、H逐渐趋于相等.Richards的研究为热力学第三定律的提出提供了必要的理论和实验基础.
3.2.2 普朗克
1912年，德国人普朗克在能斯特的热定理基础上，进一步假设：0K时，纯凝聚体系的熵值为零[4].
3.2.3 路易斯和兰德尔
1920年，Lewis和Gibson发现指出普朗克的假设S(0k)=0只适用于完美晶体.因为0K时一些物质可能有多种晶体形态，但其中只有完美晶体熵可能为零.普朗克、路易斯和兰德尔对普朗克假设作了修正，得出如下说法：如果温度为0k的每一种元素处于结晶状态的熵值都为零，则一切物质的熵值都具有一定的正值，但温度为0k时其熵值可变为零，对于完美晶体来说确实如此.
至此，人们就建立起了比较完整、准确的热力学第三定律.
4 结语
热力学三个定律是无数经验的总结，至今尚未发现热力学理论与事实不符合的情形，因此它们具有高度的可靠性.热力学理论对一切物质系统都适用，具有普遍性的优点.这些理论是根据宏观现象得出的，因此称为宏观理论，也叫唯象理论.
热力学是热学理论的一个方面.热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质，它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律.热力学基本定律是人类在长期生产经验和科学实验的基础上总结出来的，他们虽不能用其他理论方法加以证明，但由它们出发得出的热力学关系及结论都与事实或经验相符，这有力地说明了热力学定律的正确性.纵观热力学定律的发展史，科学是一个集观察、思考、实验、总结、学习、于一体的事物，只有以谨慎的态度对待它，才会迎来科学事业的飞跃.
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参考文献：
〔1〕魏蔚,吴建琴,马晓栋.关于热力学第一定律的讲述[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2011（04）:59-62.
〔2〕李复,高炳坤.热力学第二定律理论体系的讨论[J].大学物理,2000（04）:19-22.
〔3〕祁学永,毕言锋.浅谈热力学第三定律的建立和规定熵的求算[J].山东教育学院学报,2003（06）:97-98+102.
大学物理热力学总结范文2
关键词：大学物理；教学方法；教学效果
中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）03-0078-02
一、引言
大学物理学是一门重要的通识性必修基础课程，力、热、声、光、电等内容在各个学科中都有广泛的应用。在高等院校中开设大学物理课程，其教学目的是使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和理解，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养探索和创新意识，提高科学素养，树立科学的世界观[1]。随着科学技术的迅速发展，物理学与各学科间相互交叉、相互渗透日益密切，物理学将为学生适应现代科学技术发展在专业领域中有所发现、有所创造、有所前进打好基础。通过大学物理课程教学，应注重培养学生以下素质：
1.求实精神——通过大学物理课程教学，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。
2.创新意识——通过学习物理学的研究方法、物理学的发展历史以及物理学家的成长经历等，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望以及敢于向旧观念挑战的精神。
3.科学美感——引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。
然而，对于农林类专业的学生（包括农学、林学、食品、动科等），大学物理学时相对较少，我校理论教学48学时，实验教学32学时，共80学时，理论学时和实验学时都不足理工科学生课时的一半。因此学生对该课程的认识不足，学习兴趣不高；而且这些学生高考录取分数较低，数学物理基础不是特别好；最后是大学物理学用到很多高等数学知识，而很多学生刚学习完一学期高等数学，对高等数学知识的欠缺和不牢固是影响学生学习成绩的另外一个重要因素。因此，学生的学习效果不明显，并未达到应有的学习要求。几年来我校物理教研室本着边研究、边实践、边提高的原则，对少学时物理教学进行了卓有成效的改革和建设，在调整课程体系、改革课程内容及考试方法等方面作了大量的研究和实践工作，取得了较好的效果。在教学内容方面，主编了教材《普通物理学》（张庆国，陈庆东主编，中国农业出版社，2012年1月出版）。我们把教学内容要求分为四级：掌握、理解、了解和阅读。“掌握”要求学生深刻理解，熟练掌握。“理解”要求学生理解和基本掌握。“了解”要求学生进行一般性的了解，能进行定性分析，知道所涉及的物理量和相关的公式。阅读为选用内容，为开阔学生视野而设定。在本文中，根据多年来从事少学时大学物理教学的改革经验，总结了提高少学时大学物理教学效果的几个方法，希望真正提高学生的学习效果，加强基础、提高能力、提高物理素养，最后达到教师的“教”和学生的“学”的和谐统一。
二、教学方法探究
2l世纪需要知识面宽、适应性强、有开拓精神和创新意识的人才。所以我们在传授物理知识时，应重视培养学生的物理学研究方法及思想方法[2]。古人云“授之以鱼，不如授之以渔”，提高学生科学素质的关键在于提高教师素质，为此我们对物理学的典型思想方法进行了深入研究。根据我们多年来的教学成功经验，要在有限的学时内，提高学生成绩，增强学生利用物理知识分析和解决实际问题的能力，达到大学物理的教学要求，我们总结了以下几点：
1.提高学习兴趣。我们都知道，“兴趣是最好的老师”，提高学生的学习兴趣，是提高学生学习效果的前提。可以在课程开始之前，可以在第一次上绪论课时，多讲述物理学在高新科技，尤其是本专业的应用。例如，对农林类专业的学生，可以讲述植物根部的水为什么能够到达树顶，植物叶面很多小孔的作用，土壤中的水为什么能够悬浮等问题，引导他们利用大学物理中的流体力学的知识可以解释；对于动科类专业的学生，可以讲述为什么血液能够在血管中流动，x射线成像是什么原理，原子核的放射性对生物体有什么影响等，引导他们利用大学物理学中的相关内容可以进行解释。通过这些内容的讲述，学生知道了大学物理学和专业知识的关系，激发了学习动力，为提高学习效果提供了保障。
2.增加学习乐趣。中国人常说“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。在实际教学中，讲到相关知识时，可以适当讲解该定理的产生过程，以及一些物理学中的名人轶事，提高学生的乐趣，增加大学物理学习的趣味性。例如，在讲高斯定理时，可以讲解数学王子高斯成长过程中的一些故事；在讲光的衍射时，可以讲解泊松亮斑的产生及命名过程；在讲解粒子的波粒二象性时，可以让学生猜想一下，如果宏观物体具有波动性，会产生哪些效应等。通过这些内容的了解，不仅提高了学生学习的乐趣，也对学生进行了励志教学，启发他们努力学习、积极探索新事物的精神。
3.活跃课堂气氛。物理学的学习对有些学生来说是困难的，甚至是枯燥的，这些学生在课堂上不愿意听讲，课后不愿意复习，抄袭作业，敷衍了事，不能达到教学要求。因此，在课堂教学中，要设法提高课堂气氛。课堂讲课时，随机提问，让每个学生都要跟上教学进度；每章节结束，让学生总结本章节的主要内容、重要共识、基本方法等，迫使每个学生都要认真听讲，积极总结。把提问和总结与期末考核的平时分结合起来，让学生重视这些教学环节。
4.打开专业窗口。在给农林各专业讲解大学物理时，应多介绍物理学和生物学的结合和应用。如生物力学、生物系统热力学、化学势与水势、大气电场对生物的影响、环境磁场对生物的影响、热力学和量子力学对生命现象的解释等。这对于提高学生学习物理学的主观能动性，扩大视野以及在各自专业范围内的思路无疑是有帮助的。
5.重视实验教学。物理学是一门实验科学，对学生加深对书本知识的理解，提高学生动手能力具有重要的作用。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”说的就是这个道理。因此，要重视实验教学环节。课前，要检查学生的预习情况，包括检查预习报告和提问相关内容；实验过程中，要保证每个学生规范操作，顺利完成，得到相应结论；课后认真批改实验报告，对出现严重错误的学生要求重新完成实验。
三、总结
在本文中，根据多年对少学时大学物理教学的经验，我们总结了增强学生兴趣，提高学生利用物理知识分析和解决实际问题的能力，从而达到大学物理的教学要求的几个方法，为提高少学时大学物理教学的目标提供了一些方法。在今后的教学过程中，还要不断改革，不断总结，为真正提高少学时大学物理教学寻找更加合理有效的方法。以上是我们对提高少学时大学物理教学的一些思考，优化课堂教学是一个长期的课题，我们将不断地努力实践探索，使少学时大学物理教学工作日趋完善。
参考文献：
[1]郝希平，贺健.面向21世纪提高光学课堂教学质量的探讨[J].高教论坛，2007，（3）：65-66.
大学物理热力学总结范文3
固体物理学是凝聚态物理和材料物理专业的必备基础课，它融合了普通物理、热力学与统计物理、量子力学等多学科的知识。也是因为知识面广、量大、深奥难懂，在教学过程中，学生普遍反映较难掌握这门课程。如何取舍教学内容、如何深入浅出地讲解基础知识点、如何改变教学手段和教学形式提高学生的学习和应用能力等，这些都是教学中遇到的主要问题。作者从数年的教学中总结了一些心得体会，希望对这门课的教学有所借鉴作用。
一、多媒体与三维模型的应用
固体物理学是一门研究固体的微观结构、组成固体的粒子（原子、离子、电子等）之间的相互作用与规律，并在此基础上阐明固体宏观性质的学科。因此，固体的微观结构是这门课程的基础。许多固体物理学的教材，例如黄昆等的《固体物理学》经典教材，开篇即讨论晶体的结构。但对晶体结构的理解，特别是对三维的晶体结构的理解，需要学生较好的空间想象能力。由于晶格的周期平移不变性，理想晶格可以通过原胞或单胞的周期平移、重复而得到。那么，如何选取合适的原胞或单胞？原胞的形状如何？原胞内有多少个原子？单胞内的各个原子是否等价？在教学过程中，许多学生对这些问题一时不能很好理解。
随着计算机的普及和利用，多媒体教室普遍存在，并被广泛使用。多媒体教学手段的利用，有助于学生对固体微观结构的理解。例如，可以通过视频或PowerPoint文件，可以直观地展示晶体的微观结构、原胞的选取、原胞的形状等。与传统板书相比，利用多媒体呈现并分析固体的微观结构以及晶体的结构特征，对教师而言，更加省时、省力；几何关系的表达也更为准确，便于学生的理解。此外，若能结合三维的原子实物模型，那么，固体的微观结构将能更为直观地展现在学生眼前。多媒体与三维模型的应用对于学生理解固体的微观结构、晶格的周期性、原胞、晶体的对称性等基础概念很有好处。
当然，多媒体教学也存在着一定的局限性。例如，在公式的推导、基础概念的讲解等方面，板书其实更受学生的欢迎。与多媒体教学相比，板书的节奏慢，师生间可以有较多的互动；学生相对容易跟上教师思考问题、解决问题的步伐，学生也能有较充分的时间来理解各个知识点、梳理要点以及做笔记等。因此，多媒体教学还需适当地与传统板书相结合才能达到较好的教学效果。
二、教学内容的取舍
由于固体物理学融合了普通物理、热力学与统计物理、量子力学、晶体学等多学科的知识，其知识面广、量大，在有限的学时里，不可能面面俱到地讨论固体物理学所涉及的所有知识点。因此，实际教学中可以结合本专业的特色，有选择地取舍部分教学内容。例如，侧重固体热学性质的专业可以考虑以晶格振动等内容为主；而侧重微电子的专业则可以考虑以能带理论、半导体中的电子等内容为主。当然，一些多个领域都涉及到的基础知识也应是这门课程不可缺少的一部分内容。
固体的微观结构和结合方式是固体物理学的基础，因此，晶体的结构和晶体的结合等知识点应是这门课程的基础知识之一。考虑到理想晶格由原子实和电子组成，晶格的运动主要在晶格振动等部分讨论；而电子的运动主要在能带理论等部分讨论，具体还可以分为金属中电子的运动和半导体中电子的运动等部分。尽管这原子实和电子的运动实际上相互联系，但很多时候，可以分别侧重讨论。此外，实际晶体也并非理想晶体；实际晶体除了有边界之外，也常含有缺陷。但在许多情况下，晶格的振动、电子的运动和缺陷的影响依然可以依据实际情况分别讨论，并得到与实际较为符合的理论结果。因此，晶格振动、能带理论和缺陷等知识点之间相对独立，或可根据各专业的实际情况取舍部分教学内容。
在许多固体物理学的教材中，例如黄昆等的《固体物理学》教材和阎守胜的《固体物理基础》教材，密度泛函理论并没有被提到。事实上，密度泛函理论是一个被广泛使用的基础理论，它是凝聚态物理前言研究的有效手段之一，也是材料设计的一种有效方法。教学过程中，教师可以结合各专业的实际情况介绍一些密度泛函理论的基础知识。同时，还可以介绍一些最新的相关研究进展，以拓展学生的知识面、提高学生的学习兴趣。
三、模块化的教学形式
如前所述，固体物理学中的许多知识点间相对独立；基于这门课程的特征，教师在教学过程中可以考虑模块化的教学形式，以子课题的形式将相应内容呈现给学生。可能的模块如：讨论晶体的结构和晶体的结合方式的基础模块――晶体的结构与结合；讨论晶体中原子实运动的模块――晶格振动；讨论晶体中电子运动的模块――能带理论；讨论实际晶体中可能存在的缺陷的模块――晶体的缺陷等；其中，能带理论部分还可分为：近自由电子模型、紧束缚模型、赝势方法等数个部分。这样做首先有利于教学内容的取舍；其次，有利于学生对各知识点的理解、有利于学生梳理清楚各个知识点之间的关系。
此外，固体物理学是凝聚态物理前沿研究的基础之一；其基础知识、理论推导、实验背景以及处理问题的方式方法等，都是开展凝聚态物理研究的基础。而模块化教学，以课题研究的形式提出问题、解决问题，将教学内容以问题为导向呈现给学生，这有助于培养学生的学习能力和解决实际问题的能力。而且，课题研究的教学模式，既是在教授学生知识，也是在开展科研，有助于提高学生对科研的认识、有助于培养学生的科研能力。这种课题研究的模块化教学形式还可以结合基于原始问题的教学来开展。
四、基于原始问题的教学
所谓原始问题，可简单理解为：现实生活中实际存在的、未被抽象加工或简化的问题。于克明教授、邢教授等人详细探讨了原始物理问题的诸多方面；此外，周武雷教授等人还讨论了原始物理问题含义的界定等相关问题，并呼吁将基于原始物理问题的教学实践引入大学物理的教学中。这应是个值得提倡的建议，毕竟现实生活中遇到的具体问题都是原始问题。与传统的习题不同，原始问题未被抽象、加工或简化。学生处理实际问题的第一步便是将问题适当简化，这也是学生需要学习的一种能力。
事实上，合理的模型简化是各种理论的基础，也是实际应用或科研必不可少的一种能力。例如，讨论晶格热容的爱因斯坦模型和德拜模型，尽管模型简单，但它们数十年来是我们讨论、分析相应问题的基础。今天，那些被写进教科书的基础理论，在当时、在理论刚被提出时，都是为了原始问题的解决。下面以晶体热容为例，稍加详述。
问题的背景：根据经典的热力学理论，晶体的定体摩尔热容是个与温度无关的常数。实验发现晶体的热容在高温下确实接近于常数，但是晶体的热容在低温下并不是个常数，其与温度的三次方成比例关系。
问题的提出：理论预言与实验观测为何不相符？如何解释实验现象？20世纪初刚刚发展起来的量子力学是否能解释这个实验现象？这些问题在爱因斯坦的年代应该都是前言的科研问题。
问题的简化：（1）不考虑边界、缺陷、杂质等的影响，将实际晶体抽象为理想晶体；（2）基于绝热近似，不考虑电子的具体空间分布，将原子当作一个整体，原子―原子间存在相互作用；（3）基于近邻近似，只考虑近邻原子间的相互作用；（4）基于简谐近似，将原子间的相互作用势在原子的平衡位置作泰勒级数展开，并保留到二阶项。
问题的解决：基于上面的模型简化，写出描述原子运动的牛顿第二定律，并求解方程组，这些方程组与相互独立的简谐振子的运动方程组相对应。结合量子力学，得到体系的能量本征值；写出晶格振动总能的表达式，继而给出由晶格振动贡献的晶格热容的表达式。由于晶格热容的表达式复杂，很难直接与实验结果对比，因此引入进一步的简化和近似――爱因斯坦模型或德拜模型。
这种提出问题、分析问题、解决问题的方式与做前言科学研究的方式相接近，既能提高学生对科研的认识、培养学生的科研能力，又能培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。
五、小结
针对固体物理学这门课程的一些特点，本文从教学手段、教学内容和教学形式等方面提出了一些教学改革的心得体会。教学手段上，可以利用多媒体和三维模型等教学手段，以便让学生更容易理解固体的微观结构。教学内容上，可以针对专业特色，有选择地取舍部分章节。而模块化的教学形式，可以将相对独立的知识点以子课题的形式呈现给学生，既能帮助学生梳理知识点，又能让学生对课题研究有所认识。最后，通过课题研究的教学形式、理论联系实际的讨论分析以及基于原始问题的教学，培养学生学习和应用的能力。
致谢：感谢上海高校外国留学生英语授课示范性课程《英文大学物理》建设项目的资助。
参考文献：
[1]黄昆，韩汝琦.固体物理学[M].北京：高等教育出版社，1988.
[2]阎守胜.固体物理基础[M].第二版.北京：北京大学出版社，2003.
[3]谢希德，陆栋.固体能带理论[M].上海：复旦大学出版社，2007.
[4]冯端，金国钧.凝聚态物理学[M].北京：高等教育出版社，2003.
[5]陈志远，熊钢，易伟松.多媒体技术应用于固体物理教学的探讨[J].咸宁师专学报2002，22（6）：53-55.
[6]梁先庆，何小荣.固体物理学课程教学研究与探讨[J].广西物理，2011，32（3）：47-49.
大学物理热力学总结范文4
关键词：化学反应速率；化学平衡；调查研究
文章编号：1005C6629（2017）3C0021C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学反应原理是中学化学中逻辑性最为缜密的一个部分，而最令学生头痛的则是其中的化学平衡部分。化学平衡还包括下位的弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡等内容。化学平衡的基本原理是上述所有理论的基础，学生只有真正掌握了化学平衡，才能认知其他特殊条件下的各类平衡问题。
1 “速率”和“平衡”的教学误区
1.1 尽管课标“隔离”了“速率”和“平衡”，但教学中往往混为一谈
化学反应动力学和热力学的基础内容是高中化学反应原理模块的重要组成部分。课程标准要求学生对动力学的认识主要有：（1）知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率；（2）知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响；（3）通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。而对热力学的要求包括以下两个方面：（1）能用焓变和熵变说明化学反应的方向；（2）描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率[1]。
很明显，课标对动力学和热力学这两个理论作了明确的“隔离”，即内容上分开来阐述，强调了速率相关内容的过程性以及平衡相关内容的状态性。例如课标要求用焓变和熵变两个状态函数去判断反应进行的方向，要求利用化学平衡常数去计算反应物的转化率等等。动力学和热力学有着不同的研究对象，前者关注的是反应的过程，后者只关涉体系的状态。两者有着本质的差异，而教材往往通过速率来建立平衡，且通过速率的改变来讨论平衡的移动，从而教师往往将两个理论混为一谈，时而“速率”，时而“平衡”，导致学生误以为速率的改变是平衡移动的原因，事实上焓和熵才是影响平衡的关键因素。
在教学实践中，教师往往这样总结：“在一定的条件下，当一个可逆反应的正逆反应速率相等且不等于零时，该反应就达到了动态的化学平衡状态。这种状态的建立需要一定的条件，当条件改变时，导致正逆反应速率改变，从而平衡状态被打破。如果正反应速率大于逆反应速率，那么反应向正方向移动，最终达到一个新的平衡。”这样的表述乍看起来很正确，有条理。但仔细分析其逻辑关系时会发现存在很多问题。比如这样的表述认为速率不变导致了平衡建立，速率的改变引起了平衡的移动，即化学反应速率是化学平衡的原因。这种将热力学和动力学归结为简单的因果关系的错误做法，势必导致学生思维紊乱，因此从源头上区分动力学和热力学才能消除这种认识误区。
1.2 相P研究“隔靴搔痒”，没有涉及教学中如何有效“分离”动力学和热力学
很遗憾的是，相关教学研究并没有关注到教学实践中如何从源头上消除这种混淆，而主要集中在以下三个方面：一是学科本体知识的推导。主要是从学科本体知识层面出发去辨析和论证化学反应速率、化学平衡状态、化学平衡移动等核心概念的内涵和实质，探讨各概念间的联系和区别。该讨论建立在大学物理化学的纯理论知识之上，没有涉及到具体的教和学，缺乏操作性。
二是教学策略与方法的探讨。这类研究一般都起源于教师在实际授课过程中遇到的困惑或者问题，针对某一节课或者某一单元的内容，通过尝试新的教学理念或者改进教学设计和方法来提高教学的实效性，然后分析比较改进后的成果和不足，为其他教师提供参考。但以上研究极少触及学生在本部分产生认知障碍的本质原因：即将混淆了的热力学和动力学作为建构知识的基础。
三是学生学习障碍点的分析。这部分研究主要从教学重难点出发，调查分析学生存在的认知障碍和迷思概念以及形成原因，旨在探讨如何避免学生在认知建构中出现矛盾。但这类研究的关注点集中在教学过程中的策略和方法是否恰当，很少触及到学科本体知识框架的科学性。
1.3 教学误区的实践表征：“以其昏昏，使人昭昭”
在真实的教学情境中主要存在两个方面的问题：一是教师本身理论知识紊乱、逻辑不清，不清楚化学反应速率和化学平衡之间的联系和区别。因此在教学实践中也就无法将这个问题有层次、结构化地呈现给学生。导致学生在认知建构的起始阶段就存在误区，失之毫厘谬以千里，最后无法认清动力学和热力学的本质。
二是学生在学习这一块内容时只考虑速率和平衡的关系，错误地使用速率去推断一切平衡问题，混淆了两个理论不同的适用范围，不能区分过程性问题和状态性问题，导致问题解决时思维混乱，甚至出现分别从“速率”和“平衡”的角度去分析同一个问题，居然得到截然相反答案的情形。如有学生学完速率和平衡之后提出一个问题，“有固体做反应物的可逆反应达到平衡状态后，将固体由块状粉碎成粉末状后，正反应速率增大，逆反应速率没有变化，为何平衡没有移动呢？”学生这种问题出现的根本原因在于学生没有理解化学平衡移动的能量本质。
2 “速率”和“平衡”教学的实证研究
本研究对北京市一所普通学校的高二学生进行调查研究，发放问卷240份，回收有效问卷194份，有效回收率为80.8%。
研究工具分为问卷和访谈两部分。（1）问卷测试。问卷包括对速率及其影响因素的理解、对平衡及其影响因素的理解、对平衡和速率关系的理解三个维度。每个维度均包括两个判断题，每个问题后均要求学生写出判断的原因。（2）半结构性访谈。对6位教师进行深度的半结构性访谈，主要从教师的角度关注教学实践中速率和平衡问题的处理。测试总体结果如图1所示。
学生对于化学平衡的表征、速率表征及速率与平衡的关系掌握较好，正确率在80%以上。但在平衡与状态的关系、速率与平衡的移动等方面表现一般，正确率50%左右。由于相应的理论知识掌握不扎实，导致绝大多数学生在实际问题解决时束手无策，得分率非常低，仅有26%的学生能够很好地解释工业合成氨中的相关问题。图1充分说明了以下几个问题：一是大部分学生能从较低层次理解速率和平衡及二者关系，但未能上升到速率微观变化机理的高度，孤立地考虑速率的各影响因素，没有形成系统；二是接近一半的学生对于化学平衡状态的实质认识有欠缺，不能理解平衡状态只与系统的各状态函数（焓、熵、温度等）有关而与达到平衡的途径无关；三是绝大多数学生对平衡和速率的关系极少能从本质上区分，几乎都停留在各种规律的机械记忆上，化学平衡常数仅仅被作为计算的工具，没有意识到平衡的热力学实质（K与Q的关系）。
2.1 对平衡及其影响因素的理解：半数学生不清楚“平衡只与体系的状态有关，与建立的途径无关”
数据分析结果表明，87%的学生能够正确判断“化学平衡发生移动，但化学平衡常数不一定改变”，其中62%的学生能够指出化学平衡常数仅与温度有关，仅16%的学生能够同时指出化学平衡受多种因素（浓度、温度、压强等）的影响。学生总体的25.7% 在解释这一判断时出现了错误。主要的错误解释有三类，每类约占1/3，具体数据见表1。
有54%的学生能够正确判断“平衡只与体系的状态有关，与建立的途径无关”，其中39.5%的学生能够答出“在等温等压下，固定容积时，1mol N2和3mol H2达到的平衡状态与2mol NH3达到的平衡状态是等同的”或者“以上两种情况是等效平衡”。学生总体中有51.4%在解释原因时出现了错误，没有从热力学的研究角度去看待平衡状态，仍然试图从变化过程推断平衡结果，将动力学套用到热力学问题的解决中，从而导致科学性错误。主要也是三类，具体情况见表1。
2.2 对速率及其影响因素的理解：大部分学生忽视速率的定量特征
数据分析结果表明，82.9%的学生能够正确判断“速率大，现象并不一定越明显”，其中58.6%的学生认为“无明显现象的化学反应即使速率大现象也不显著”。学生总体的24.3%在解释判断原因时出现了错误，主要错误有两种，一是认为速率是物质的量的变化，没有考虑单位时间。数据表明大部分学生对于化学反应速率的意义认识比较清晰，但绝大多数学生仅基于化学反应的某种现象来考虑化学反应速率的大小，忽视速率的定量特征。有研究者指出，“化学反应速率”的广义定义可以表_为“参与反应的物质的‘量’（如质量、物质的量、物质的量浓度等）随时间的变化量”，这一定义是“化学反应速率”普遍的表达方式[3]；二是学生错误地认为只有观测到宏观实验现象才能讨论速率，如果没有气泡或者颜色变化等则无法测量速率。事实上，眼见不一定为实，有时现象明显可能速率并一定大。
2.3 对速率和平衡关系的理解：几乎没有学生理解“速率所属的动力学及平衡所属的热力学虽然两者相关，但并不互为因果关系”
有81.4%的学生正确判断“反应速率变化，平衡并不一定移动”，其中68.4%的学生能够举出反例如“催化剂可以改变化学反应速率，但并不能使平衡移动”来证伪该命题，3.5%的学生想到了“对于反应前后气体的物质的量相等的反应压强的改变同等程度地改变反应速率，平衡不移动”；学生总体的38.6%不能正确清楚地表述原因。判断错误的学生原因主要有两点：其一是化学反应速率决定平衡；其二是认为加热等会使速率增大，但平衡有可能不移动。50%的学生能正确判断“平衡正向移动，正反应速率可能变大、变小或者不变”，其中34.3%的学生表示“正反应速率和逆反应速率有可能同时增大或减小，但只要正反应速率大于逆反应速率，平衡即向正反应方向移动”。判断错误的学生主要认为“只有正反应速率增大，且逆反应速率减小，平衡才能正向移动”。
速率是动力学概念，平衡是热力学的概念，属于不同的范畴，两者相关，但并不互为因果关系。因此，应基于能量的视角来理解化学平衡的本质，热力学中的平衡状态是一种体系中所包含的能做功的热量（焓）和分子功（熵）之间的特殊稳定状态。这种状态的存在用平衡常数K和Q的相对大小来衡量，而正逆反应速率相等是化学平衡建立后的一种外在表现形式，使用正逆反应速率的大小变化去推论平衡的相关问题存在科学性错误。
化学热力学认为对任意的封闭系统，当系统有微小变化时，
总之，通过上述讨论，无论是平衡的建立过程还是平衡的移动过程，热力学基础上建立的关于化学反应问题的结论，与反应速率之间没有任何的联系。
3 澄清“速率”和“平衡”教学误区的建议3.1 教师要深刻把握热力学、动力学的联系与差异
化学反应动力学与化学反应热力学是综合研究化学反应规律的两个不可缺少的重要组成部分。由于二者各自的研究任务不同、研究的侧重点不同，因而化学反应动力学与化学反应热力学既有显著的区别又互有联系。因此，教师要从源头上对它们作本质的区分。
化学反应热力学，特别是平衡态热力学，是从静态的角度出发研究过程的始态和终态，利用状态函数探讨化学反应从始态到终态的可能性及变化过程的方向和限度，而不涉及变化过程所经历的途径和中间步骤。所以化学反应热力学只回答反应的可能性问题，不考虑时间因素，不能回答反应的速率和历程。热力学方法不依赖于物质的结构和过程的细节，旨在预示和指出途径而不是解释，因此它只能处理平衡问题而不能说明这种平衡状态是怎么达到的，只需要知道体系的最初和最终状态就能得到可靠的结果[7]。
一般来说化学反应动力学的研究对象包括以下三个方面：化学反应进行的条件（温度、压强、浓度及介质等）对化学反应速率的影响；化学反应的历程（又称机理）；物质的结构与化学反应能力之间的关系。化学动力学最重要的是研究化学反应的内因（反应物的结构和状态等）与外因（催化剂、辐射及反应器等存在与否）是如何影响化学反应的速率及过程；揭示化学反应机理；建立总包反应与基元反应的定量理论等[8]。
在对化学反应进行动力学研究时总是从动态的观点出发，由宏观的研究进而到微观的分子水平的研究，因而将化学反应动力学区分为宏观动力学和微观动力学两个领域，但二者并非互不相关，而是相辅相成的。平衡是对过程结果的描述，速率变化则是对反应过程的描述。它们的解机制是两个不同学科的不同问题，既非化学平衡移动决定反应速率的变化，也非反应速率的变化导致了化学平衡的移动，它们属于各自独立的学科体系问题。
3.2 教学顺序可以尝试调整，按照大学顺序先平衡后速率，有利于中学与大学衔接
我们发现，传统教学基本按照人教版教材顺序安排，先讲“化学反应速率”部分，然后通过速率的讨论来研究平衡的建立问题。笔者通过教师访谈发现，他们认为“速率”较为贴近学生的生活经验，且已有认知中的物理概念“速度”易于迁移，所以没有觉得这种教学顺序存在问题。但由于速率的影响因素和平衡的影响因素非常相似，这种教学安排导致前者对后者的学习产生了干扰，学生在后期平衡移动的判断过程中把正逆速率的改变看成平衡移动的本质原因。
教师应当对学生的认知障碍有一定的判断，认识到速率部分的学习对学生认知同化造成矛盾，因此合理调整教学顺序，选择比较合适的教学素材，可以克服这一困境。例如可以采取鲁科版《化学反应原理》中的编排顺序，将化学反应方向和限度放在化学反应速率之前教学。笔者对鲁科版教材编写专家进行访谈，发现该版本教材之所以将“平衡”置于“速率”之前，就是为了避免以往教学中先讲速率的弊端，让学生分清热力学和动力学这两个不同的问题。这样的教学顺序也符合大学化学中的授课顺序，有利于中学到大学的教学衔接。
3.3 引导学生厘清平衡和速率，从热力学的角度解决平衡问题
为了使学生能从本质上理解反应速率的影响因素，教师要使学生将速率的宏观影响因素（浓度、温度、催化剂）和微观机理（碰撞理论和活化能理论）结合起来，只有让学生能从能量角度（活化分子数和活化分子百分数的改变）推理出浓度、温度、催化剂对速率的影响，学生才能不浮于表面的死记硬背。针对化学平衡移动这一学生认知困难的部分，教师应当深刻把握平衡的本质，即将平衡的影响因素归于化学平衡常数K与浓度商Q的不相等，温度改变了平衡常数K的数值，而压强或浓度改变的则是浓度商Q的数值，平衡会向使浓度商Q趋近于平衡常数K的方向移动。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[2][5][6][7]傅献彩等.物理化学（第五版）（上册）[M].北京：高等教育出版社，2006：343～347，348～349，362～365，64
大学物理热力学总结范文5
煤炭类单招生是我校经教育部批准，在河南、江西、甘肃、新疆等省份实行面向煤炭企业就业的单独招生，招生对象为中等职业学校、技工学校以及职业高中的优秀应届毕业生（简称“三校生”）和符合国家规定报名条件的煤炭企业优秀青年。近几年主要招生专业有采矿工程、安全工程、地质工程等工科类专业。大学物理是高等院校工科学生非常重要的基础性课程，与工科学生专业课的学习有很强的关联性。单招生长时间处于工作一线，虽然具有丰富的实践经验，但缺乏系统的高中物理、数学基础，而物理课程是一门非常注重基础和数学理论的学科。如何在教学中结合单招生的特点进行有的放矢的教学，以期达到良好的教学效果，是值得探究的教学问题。笔者结合近三年来对单招生的大学物理教学，总结出一些教学心得，主要有教学中存在的问题和教学实践中的几个尝试。
1单招生教学中存在的问题
1.1理论基础薄弱
通过教学中与学生的交流发现，单招生中一部分一直处于企业工作一线，长时间不接触课本知识。一部分虽然来自职业技术学校的应届生，但由于技术教育更侧重于专业技能的培养，对于学生知识理论体系的建立有些疏散。尤其重要的是数学知识，从中学到高中物理课程的设计总是与相匹配的数学基础齐头并进。进入大学以后，大学物理课程的开设一般要比高等数学晚一个学期，就是为了使学生有一定数学基础后再进入物理课程的学习。虽然我校针对单招类学生制定了专门的高等数学教学计划也增加了课时，然而由于学生基础的限制，学生学习仍然有很大的困难。正如学生所说“高数就是一棵很高的树怎么也爬不上”。而大学物理学习中大量运用的积分微分等数学知识，学生掌握的程度也十分有限，这就为大学物理的教学带来了很大问题。
1.2急切希望进入专业课的学习
从企业走入高校学习的单招生，都有一个迫切的愿望，就是希望以最快的速度在学校找到生产实践中问题的答案。他们具有丰富的实践经验，清楚的知道自习希望通过学习得到什么。同时也满怀着对大学的信任，他们相信在这里可以找到答案。然而大学课程的设置更注重知识的系统性，学习的循序渐进，所以一入大学首先要学的是基础课。基础课中物理和专业课最接近，所以学生都希望从大学物理课堂上找到专业的影子。而实际上，大学物理虽然是各工科专业课程的基础，然而却和工科专业课有着一套不同的专业概念。大学物理的教师队伍也多是理论物理专业的学科背景，对工科专业知识也知之有限。
2教学实践中的几个尝试
2.1教学内容的调整
我们知道一般大学物理的教学大多以“引例-讲概念-讲例题-学生练习”这四个步骤进行课堂组织教学。然而对于单招班的学生，由于基础知识的缺乏，每到讲例题用到数学计算时学生就进入的听天书的状态。即便补充了相应的数学知识，在缺乏练习的情况下也很难达到良好效果。经过一个学期的摸索教学后，在带单招班第二学期大学物理课程时，对大学物理的教学内容进行了大量的调整。首先，概念讲解时加入了物理学史的内容。如讲解电磁波时，从麦克斯韦预言电磁波存在，到赫兹如何设计实验仪器寻找电磁波，以及英国物理学家奥利弗.洛奇在电磁波发现上的遗憾。通过物理学史知识的串接，使学生接触的知识不是一个独立的概念，而成了一个故事的主角，更能帮助学生理解并记住这个知识点。其次，讲课时去掉了80%的计算型例题，而引入更多的生活实例。如讲解光的等厚干涉时引入了眼镜的镀膜问题，平衡概念时引入了雪崩的发生，驻波时加入了乐器的设计原理等。最后，学生练习由计算问题，变为用物理知识解释工业生产中的问题。在学生提交的作业中有学生结合热力学知识讲解了内燃机的原理及主要参数的意义；有学生结合力学知识解释了矿井中的支撑问题；有学生结合电磁学知识解释了生活中的一些电磁干扰问题。总的来说，对教学内容的调整就是将原本定量计算的问题淡化，将重点放在物理概念的系统性理解及生活应用上。
2.2演示实验进课堂
物理是一门以实验为基础的课程，而演示实验更是学生直观接受物理概念最有效的手段。随着多媒体技术的发展，大量课堂演示实验被老师以PPT的形式给学生呈现。虽然这样可以有效的节约课堂时间，但多媒体上呈现的实验往往没有失败经验，只有成功结果的展示。而一些实验的失败操作往往蕴含着物理概念的注意点。如在阴雨天很难演示成功的梳头展示摩擦起电的实验，可以让学生认识到空气湿度对电的影响；不稳定的利萨如图形，可以让学生认识到相位的概念等。对于单招学生过快的课堂节奏，虽然可以给学生呈现更多的信息量，但学生却也容易出现因接受不了而放弃的课堂学习的情况。为此，在对单招生的课堂教学上，我加入了大量实物演示实验，放慢上课节奏，务求学生能对讲解的知识点达到充分的理解。对于一些由于课堂条件或实验器材限制而无法进行的演示实验，辅以PPT展示或多媒体视频的形式给学生展示。
2.3考核内容跟进
考核是检验课堂教学及学生掌握知识程度的手段。考核内容要与授课内容相适应，由于对单招生大学物理的教学内容及手段的大幅变化，考核内容也要随之变化才可。单招生的考核主要分平时及期末考试两个部分。平时考核采用科技小制作形式，学生自拟题目和老师出题相结合。学生三到五人一个小组，在期末考试前完成一个和具体物理知识有关的小制作，占总评成绩的40%。期末考试以问答题为主，主要考察学生对物理概念的系统性理解及与生活工作的联系，占总评成绩的60%。考核方式的变化，使考试不再成为学生的一个负担，而把主要精力用于平时知识的学习和应用上。通过学生上交的科技制作作业及与学生的交流沟通，可以发现到学生对物理的学习兴趣不断提高，物理概念的理解也逐渐深入。
3结语
大学物理热力学总结范文6
关键词 应用型本科院校 卓越计划 大学物理 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.01.044
Investigation of College Physics Teaching Reforming of Application
-oriented Colleges Based on Excellence Program
YONG Yongliang， LI Xiaohong， CHEN Qingdong
（College of Physics and Engineering， He'nan University of Science and Technology， Luoyang， He'nan 471023）
Abstract College physics is a major fundamental course for the students of the science and engineering in universities and colleges. According to the objectives in talent cultivation of application-oriented colleges， we have innovated the teaching content and teaching methods of college physics based on excellence program.
Key words application-oriented colleges; excellence program; college physics; teaching reform
教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是国家教育改革和发展的重大改革项目，是我国高等工程教育改革，促进高等工程教育质量全面提升的重要举措。①旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。②当前应用型本科院校无论在发展的外部环境还是内部条件方面都面临挑战，在高等学校发展序列中处于“中间地带”，前面有老牌的、强势的研究型大学，后面有各类高职院校，应用型本科院校必须建立具有自身特色的培养目标和模式， 才是多数新建本科院校的合理选择并符合社会和经济发展的需要。③而各个本科课程只有进行必要的改革，才能适应应用型本科院校的发展。
大学物理是面向高等院校理工农医各专业的一门公共基础课，担负着提高学生科学文化素质和培养学生数理思想的重任。该课程涉及面广、知识涵盖范围大对于各专业来说，后续的专业课都要应用本课程引入的基本概念、基本理论和基本方法。更重要的是还关系到培养学生观察问题、分析问题和解决问题等方面具有其他课程所不能替代的作用。应用型本科院校在“卓越计划”的大背景下如何在教学理念、教学内容、教学方法和教学方式上对大学物理这门课程进行建设和改革，如何拓展和完善教学素材和教学资源，是值得认真思考和积极探索的问题。④经过近几年的教学实践，对基于“卓越计划”的大学物理教学进行了改革和探索
1合理优化教学内容
1.1针对不同专业，精选教学内容
卓越计划目的在于培养学生的创新能力强以及适应经济社会发展的需要，大学物理这门课程内容繁多，知识面宽广，以至于很多学生觉得大学物理的很多内容对他们后续专业课的学习，以后的考研或者工作帮助都不是很大，使得学生将学学物理看成是一种拿学分的没有必要的课程。另一方面，大学物理的部分内容对不同专业的学生帮助很大，学生也很愿意学，但是由于学时的限制，不能过多的介绍，使得学生觉得意犹未尽，没有学到更多对自己有帮助的内容。这样一来，学生学学物理的兴趣不高，学习效果令人担忧。事实上，大学物理的部分内容对于不同专业学生的后续学习而言的确作用不是很大。例如，近代物理中的狭义相对论和量子力学的内容对于车辆工程类专业的学生而言，帮助就相对很小，教师在讲台上滔滔不绝，学生在下面也只是听个“稀罕”，听得无奈。相反，力学部分中的刚体力学对于他们相当重要，他们也愿意花时间、花精力去学习，但是根据传统的教学要求，这部分课时少得可怜，只能浅尝辄止地介绍相关的概念，具体的定轴转动和角动量守恒在机械设计中的应用等内容只是稍微提一下。因此，根据不同专业的学生，在有限的学时内，要适当调整教学内容。例如，材料类专业可以增加热学和近代物理中的纳米材料方面的知识等，相对减少近代物理中早期量子论的相关内容。但是，在针对不同专业调整教学内容的同时，要注重物理知识的系统性，有些内容不是不讲，而是点到为止。
1.2针对不同专业，对教学内容模块化处理
上面提到，根据学生的专业情况，适当调整教学内容。对于学生帮助大的要多讲，深讲，而用处不大的，为了知识的系统性也要点到为止。此时，可以将教学内容进行模块化处理。⑤也就是根据物理知识的内在联系，将内容分成若干模块，这样将有利于知识的系统性、针对性和灵活性。特别是，那些学生专业不是很重要的物理知识，进行模块化处理后，利用较少的学时，以作报告或者讲座的形式呈现给学生，使得学生更容易地接受这些内容。例如，自动化等专业的学生，没有必要对热学部分掌握较深，因此这部分内容可以做成几个报告，告诉学生们热学的研究内容，研究方法，以及研究成果等即可，从而使学生接受的物理知识体系还是完整的，又做到了有的放矢。
1.3整合教学内容，补充现代科技理论
传统的大学物理教学体系主要以力、热、光、电磁和近代物理的内容为主，而与当前社会实践紧密相关的现代物理所占比重太小，尤其是物理知识在工程技术等中的应用。因此，适当补充现代物理势在必行。例如，传统的光学部分主要介绍几何光学和波动光学（光的干涉，衍射和偏振），因此补充部分信息光学的内容，对学生理解光学的系统性和现实生活中的光学应用大有益处。比如，在传统的波动光学之后讲解有关激光和光纤的相关知识。在热力学内容之后添加部分信息熵的内容。量子力学基础上介绍部分能带理论以及纳米材料、超导材料的应用，这些都将有助于提高学生学习物理的兴趣。
2多种教学方法相结合
“卓越计划”背景下的应用型本科院校，要求通过大学物理这门课，不仅学到必要的物理知识，更重要的是学会提出问题、分析问题和解决问题的能力。因此，教师在讲课的过程中就要潜移默化地将这些能力带入课堂，引导培养学生的分析问题和解决问题的能力，探索精神和创新意识。另一方面，大学物理这门课程的教学学时一再压缩，课堂时间就显得尤为珍贵。为此，就要改进传统的教学方法，尝试新的教学方法，以期达到上述目标。
2.1 加大多媒体的数字化演示
大学物理是一门实验科学，其中很多定理、定律等内容都是在实验的基础上总结得到的，因此教师在讲解过程中，为了培养学生的思维能力，不可避免地要谈到实验如何进行的，如何得到规律的等等。依靠传统的板书，这一点很难让学生一目了然。因此，讲课过程中要加强多媒体的数字化演示，包括演示实验的内容、原理、相关背景等，从而再现某一个规律发现的过程，提炼的过程等，使学生能够清晰了解规律的现象和原理，同时也培养和提高了学生的观察能力、理解能力和思维能力。这样一来，对于培养应用型的卓越人才计划，教师也就不必要在课堂上花费大量的时间用于定理、定律的推导，不但避免了乏味感，还激发学生思考问题的积极性。但是，需要注意的是，由于学生物理知识的缺失，很容易在观看演示实验过程中，只看皮毛，不去思考和探索。此时，教师在数字化演示过程中，要时时刻刻注意引导学生，增强演示的启发性和创新性。教师要多提问题，多给学生思考，多与学生互动和交流。
2.2 启发式教学和案例教学相结合
案例教学就是利用典型实例进行教学，使学生能通过对特殊的典型的实例进行分析，进一步理解和掌握教学中的概念和原理，并在此基础上培养学生独立分析和解决问题的教法。案例教学的过程中，要注重引入和提出某一类工程问题或者自然现象，让学生讨论问题的提法以及解决的方法，进而使学生巩固已经学过的内容以及了解将要学习的内容等。例如，在光的偏振中介绍立体电影的原理和实现，课前提出问题，立体电影如何工作的，进而学习光的偏振。又或者在薄膜干涉中先提出问题：阳光下的肥皂泡，水面上的油膜，鸽子勃颈处的羽毛，猫眼石等等都会显现出五颜六色的花纹，为什么？通过这些案例，启发学生积极思考和讨论。这样有助于激发学生的兴趣，发挥他们的主观能动性和创造性，进而实现学生对课本内容的深刻理解。同时，也锻炼了学生解决实际问题的能力，更重要的是培养了学生的思维能力。
3结语
综上所述，为了使大学物理课程的教学满足“卓越计划”背景下应用型本科院校的人才培养要求，大学物理必须进行改革。通过教学内容的合理优化，不同教学方法的不断改进和有机结合，不仅能有助于顺利完成教学任务，更重要的是能培养学生的工程技术思维。
基金项目：河南科技大学创新团队（2015XTD001）资助
注释
① 汪泓.打造卓越工程师摇篮，培养应用型创新人才[J].中国大学教学，2010 （8）：9-10.
② 宋佩维.卓越工程师创新能力培养的思路与途径[J].中国电力教育，2011 （7）：25-29.
③ 孙泽平.关于应用型本科院校人才培养改革的思考[J].中国高教研究，2011（4）：55-57.
