创新视域下《热力学与统计物理》课程教材比较研究

朱励霖 向 钢

(四川大学物理学院,四川 成都 610065)

《热力学与统计物理》是一门国内外物理专业不可缺少的核心课程,隶属“四大力学”之一,在物理学知识体系中占有极为重要的地位。《热力学与统计物理》是我们了解微观世界和宏观世界联系的重要课程,它同时运用了其他课程中罕见的思维方式——宏观视角与微观视角的交替综合运用——深刻揭示了自然界的规律。这门课程是一门进行严谨、严格思维训练的最重要课程,并不断启迪其他学科的研究。因此,国内外高校对《热力学与统计物理学》课程都十分重视。

《热力学与统计物理》也是一门即古老又常新的学科。古老,意味着这门课内容多、系统性强,同时因涉及到《量子力学》等多门前置课程,对教与学是一大挑战。常新,意味着随着人们对热力学与统计物理研究不断深入,新理论不断涌现、知识更新周期缩短、教学内容日益丰富,对所选用教材提出了高要求。到目前为止,无论是在国内还是国外,该门课程的教材都非常丰富,有些教材理论性很强,有些教材更偏重于实际应用,有些教材涉猎非常广泛、包罗万象。不同教材,甚至同一教材不同版本都各有其特点。教材是实现创新型人才培养目标的重要保证。因此,面对如此大量的教材,如何选择一本优秀的、能够激发和培养学生的思维能力和创新意识的教材是每一位任课教师教学时面临的首要问题。基于此考虑,在教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会立项资助和四川大学新世纪教改项目资助下,我们与华中师范大学物理学院合作,研究了国内外高校《热力学与统计物理》主流教材的特点。……