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摘 要：热学课程是大学物理课的重要组成部分，其教学内容兼具理论性与实践性，教学对象是正经历着学习方式和学习习惯转变的大学初年级学生，教学目标是使学生掌握热学知识的同时，培养其探索精神和创新能力。在教学实践中，探索了以BOPPPS教育模型为框架，融入研讨型教学方法的模式，可以让学生更大程度地参与课堂教学，积极思考与讨论，实现深刻理解课本知识，升华理论应用。不仅如此，通过这一过程，学生可以完成从静态学习知识到动态解决问题思维方式的转变，养成独立思考的良好习惯，为其他课程的学习打下基础。
关键词：大学物理;热学;本科课程;研讨型教学;BOPPPS模型
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）27-0120-04
Abstract： Thermology course is an important part of College Physics. The characteristics of teaching content are both theoretical and practical. The teaching object is the freshman undergraduate who are experiencing changes in learning styles and learning habits. The teaching goal is not only to enable students to master thermal knowledge， but also at the same time， to cultivate their exploration spirit and innovative ability. In the teaching practice， the BOPPPS model is used as the framework and the seminar-style teaching method is integrated， which allows students to participate in classroom teaching to a great extent， actively think and discuss. They could finally achieve a deep understanding of textbook knowledge， and sublimate theoretical applications. And students can complete the transition from static learning knowledge to dynamic problem-solving thinking mode， develop a good habit of independent thinking， and lay the foundation for other courses.
Keywords： University Physics; Thermotics; undergraduate course; seminar-style teaching; BOPPPS model
大學物理是高等教育的一门基础课程，属于科学通识教育的一部分[1]。通过对该课程的学习，学生可熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，并为后续其他课程的顺利学习打好基础。课程不仅要求学生掌握课本中的知识，更重要的是帮助学生拥有建立物理模型的能力、估算与精算结合的能力、定量分析与定性分析的能力及理论联系实际的能力。因此，在对大学物理课程进行教授的时候，应当着重培养学生分析问题、解决问题的能力，特别是需要培养学生的探索精神和创新意识。
热学课程是大学物理课的重要组成部分，对理工科类后续多种课程具有支撑作用。热学课程主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质和热现象，其中的内容既涉及事物发展的宏观过程，又涉及物质微观粒子的运动状况。不仅如此，大学物理课程中含有的辩证唯物主义世界观和方法论，其充满着宏观的哲学思辨精神，可为学生建立科学的世界观和思维习惯[2]。因此，学好这门课，对学生而言大有裨益;教好这一门课，也是教师所肩负的重要责任。
一、教学开展前的预评估
大学物理这一课程的基础性，决定了其面向的授课对象具有一定的特殊性。不同于高年级专业课程授课时学生已经逐渐开始适应高等教育教学模式，大学物理课程面对的更多是初入大学校门的学生。这一类学生正处于从中等教育到高等教育的过渡期，在学习方法和学习习惯方面均处于重要的转型期。故在开展热学课程教学时，需要充分考虑学生的知识习得特点，帮助他们调整学习习惯，更好更快地接受热学课程内容。一方面，大学一年级新生年轻有朝气，愿意探索和发现，对新的知识渴求度较高。热学课程中的部分内容在中等教育中已有初步涉及并在高等教育中进行加深，因此在课程讲授的前期，需要了解学生对这门课程的熟悉和生疏部分，从而在课程讲授的过程中灵活调节，不断触发学生的熟悉点和兴趣点。另一方面，中等教育多年来的教育方式使得学生在某种程度上对教科书有着金科玉律式的信仰。同一物理规律，如果换一种说法或者换一套符号体系，就会出现迷惑和自我怀疑。针对这一情况，需要老师去引导，使学生能以一种更加开放的视野去看待课本、国内外的其他参考书籍、甚至是最新文献，从而以一种更加接近事物本质的思路去理解问题。
就教学内容而言，热学课程兼具理论性与实践性。热学课程中的众多理论均是从大量实践中归纳总结而来，并形成了焓、 、熵等抽象概念以及热学基本定律。随后，热学课程又要求学生能够将这些抽象概念反向用于指导具体工程实践[3-4]中。不仅如此，热学课程中思想甚至已拓展到数据与信息传播、生命和宇宙发展等层面[5]。因此，在教学实施过程中，不仅应当秉承大学物理课程教学的基本原则和规律，更要根据教学对象的实际学情以及热学课程本身抽象与实践交织的特点，注意把握教学内容抽象与实践的对立性和统一性[6]。 在高等教育教学中，研讨型教学方法作为一种有效的教学模式，已受到多方面的肯定和推广[7]。研讨型教学作为一种开放性教学模式，与热学课程的教学特点具有较多的相似点。首先，研讨型教学方式符合热学课程所面向学生的自身特点。如前所述，学习热学课程的学生有活力有朝气，相对于枯燥传统的黑板式教学方式，对丰富的实验形式和有趣的实验现象具有更高的兴趣。热学课程本身就是一个从理论到实践，再从实践到理论的循环过程，研讨型教学可更好地结合热学课程自身特点，将抽象的理论概念贯穿到生动的物理实验中，有助于学生更好地理解和运用热学课程知识。其次，研讨型教学方式契合热学课程所面对学生的培养需求。热学课程面对的大学初年级学生，正经历着学习方式和学习习惯的转变[8]，高等教育更重视的是学生的运用能力和创新能力。而研讨型教学方式注重的正是帮助学生建立独立思考的习惯，培养学生形成创新思考的能力[9]。
因此，合理将研讨型教学方法融入热学教学课程，有助于该课程的顺利实施，也有助于人才能力的培养。本文将通过阐述研讨型教学方法在热学课程教学中的运用形式，探索热学课程研讨型教学的方式方法和优势。
二、研讨型教学在热学课程中的应用与分析
教学过程中，宏观到本门课程的设计与组织，微观到每一堂课的实施，都可以借鉴加拿大英属哥伦比亚大学（University of British Columbia， UBC）等大学的BOPPPS教育模型[10]。经典的BOPPPS教育模型共分为6个阶段，包括导言（Bridge-in）、学习目标（Objective/Outcome）、 前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）。根据热学课程的教学实际，上述6个教学环节可被合并为引入环节、授课环节和收束环节，以学生兴趣为课堂牵引点，通过采用讲授与研讨结合的方式，取得了良好的效果[11]。在各个环节的具体实施中，要紧扣热学的课程特点和研讨型方法的教学规律，特别要把握如下几个方面：
（一）紧扣学生特点，激发学习兴趣
大学物理作为公共基础课，面对的是全校不同专业的学生。作为引入环节，需要在课程开始之初和每堂课的前五分钟就紧扣学生特点，针对不同专业目标[12]，抓住其兴趣点，以不同切入点导入课程。例如，对于工科类专业的学生，就可以以热机为主线，以热机在工程领域的广泛应用为牵引，从热机工质状态的描述引出状态参数，从热机的输出情况引出第一定律，从热机最高效率的追求引出第二定律，等等;在绪论课时，还可以提前准备热机模型，现场演示从燃料燃烧带动热机运转，最终输出电功的过程。无论哪种方式，都要鼓励学生提问，提出许多个为什么，留下悬念，这样可以在后续教学中充分激发学生学习和讨论的热情。作为收束环节，在学生完成本次课的学习后，再回过头来讨论并解答预留问题，可以始终紧抓学生注意力，达到有始有终、一以贯之的效果。对于其他专业的学生，道理相仿。例如对于医学类专业学习热力学第零定律，就可以从体温计入手，在课前留下问题，为什么体温计可以测温，背后隐含了什么原理等等。
（二）吃透基本概念，打牢学习基础
热学课程的一大特点就是抽象概念较多，必须要对每一个关键的基本概念进行彻底且通透的理解，才能为后续的学习打牢坚实的基础。教学时可以借鉴类比法、整体法、案例法等多种形式，引导学生思考和推理。例如，熵是一个状态量，不取决于过程，很多学生记住了这句话，但未必有深刻的认识;从其空间做功与路径无关的特点，联系到学生熟悉的重力势能，二者要素一一比较，就使学生得到空间位置之于重力势能，就相当于热力状态之于熵的认识。再例如，热力学第一定律中，功和热的正负符号定义在不同参考书中具有不同的定义方法，有部分学生就会因此困惑，认为是教材或参考书有一个出现了错误，这时就需要从第一定律实质出发，讲清能量守恒关系的本质，阐明不同的正负号定义仅仅是同一关系的一种表述方法而已;甚至可以进一步上升讨论，事物和规律是客观存在的，我们的语言和符号体系仅仅是客观实际的描述工具，进而引发学生对其中蕴藏的观点进行哲学性思考。
（三）兼顾宏观微观，多维度理解物理本质
热学实际上涵盖了工程热力学和统计热力学，内容包含了宏观与微观两大部分，这就需要教学时教师做好桥梁作用，引领学生对同一事物学会用不同尺度的视角去看待问题，对物理本质有更深刻的认识。例如，克劳修斯是从循环和热机的角度引出了熵，而玻尔兹曼是从分子运动和热力学概率的角度引出了熵，他们其实都描述了物理过程的方向性这一规律。相关知识讲解后，需要引导学生来一起讨论，针对二者进行对比。同样的，温度作为热学中基本量，在宏观角度是物体的冷热程度，最初是通过介质的体积膨胀与缩小、压力的升高与降低进行度量的;在微觀角度，它是分子运动的能量度量，是麦克斯韦和玻尔兹曼分布中描述其分布形状的一个参数，这些知识点都需要在教学过程中，透过问与答的穿插，不断强化，达到深刻理解的效果。
（四）鼓励发散思维，引导学生深入思考讨论
纵观热学的发展历史，发现不少来自于研究者的“触类旁通”和“举一反三”，在教学过程中鼓励学生进行发散思维，不仅有利于更好地理解所学内容，还有利于培养学生的创新精神和创新意识。例如，关于热力学第二定律，人们熟知的有开尔文表述和克劳修斯表述，同时我们又讲自然界中所有不可逆过程的方向性是一致的，那么热力学第二定律有没有其他表述方式呢？教师可以围绕这个问题，引导学生思考、发言和讨论，一步步地挖掘，最终请我们自己的学生站出来，提出以他冠名的热力学第二定律表述。在这个模拟发现科学定律的过程中，学生不仅更为深刻地领会了知识本身，而且其科学思维方法可获得极大提高，创新精神和创新自信也可得到极大的鼓励。
（五）回归实际应用，综合训练提升素质 科学的发展总是从实践中来，回归到实践中去。不能描述实际现象或指导实践的知识将是无本之木，热学也是如此。因此在整个热学阶段学习完毕后，应该有侧重地通过大作业和课堂汇报的方式对学生所学知识进行一个综合训练。这一实践环节同样应该是由学生专业和学生兴趣点决定的，并且形式与内容可以多样化，包括但不限于前沿文献的调研、生活中热学现象的实例分析、装置的改进设计，以及实物的制作等等。例如，对于工科类专业学生，可以结合前修的“大学计算”等课程的知识，对某类特定的热机（涡轮风扇发动机、内燃机、斯特林发动机等）做热力循环分析，计算其工作过程中的压力、密度、温度随时间的变化曲线和输出功率情况，分析不同设计参数对热机效率的影响规律，对于学有余力的同学，甚至可以尝试设计和制造一个简单的热机，来演示自己的分析结果。教学实践表明，这类综合性的大作业训练，可以充分调动学生积极性，锻炼其综合运用所学知识的本领，提高其分析问题、解决问题的能力[13]。
三、热学课程教学评价思考
热学课程的教学评价对于本门课程的优质、可持续进行具有着重要的意义。高效的课程评价不仅可以更加客观和全面地反映出学生对于热学课程的掌握程度，更可以指导教师及时地进行课程的优化与调整，从而使教学活动不断更新，保持教育教学与学科发展的同步。传统的教学评价主要是通过课堂随测成绩和期末考试成绩组合而成[14]。这种评价方式属于静态评价，不能完整地体现出学生对热学课程的理解。因此，将形成性评价形式与传统评价方法有机结合，可更加深入和动态地评估“教”与“学”的成效。
形成性评价包括平时课堂表现、课堂报告等多个方面。前者主要依据的是学生平时参与回答问题、课堂讨论的情况;而后者是作为教学内容的综合训练，在形成性评价中居于重要地位。课堂报告包含问题引入、物理模型、计算代码或实物的演示。报告完毕后，课堂上将组织针对报告的讨论和答辩。其他分组需要根据报告内容对该组提出质疑，报告分组成员（非报告人）需要现场进行答辩，提问者和答辩者的表现都将纳入最终成绩，这样可以充分鼓励全体学生都参与到思考和互动之中来。
基于热学课程的应用性和基础性双重特性，其教学评价的方法应该是动、静结合的，这样既能保证学生对课本知识的熟练掌握，同时也可提升他们对该课程知识应用的理解和感悟。
四、教学总结与展望
随着当今社会的高速发展，科技正以一种势不可挡的姿态影响着生活，改变着世界。而物理学的基本概念和方法也早已渗透到科技发展的各个方面，并逐渐成为各个学科的基础。热学是大学物理课程的重要组成部分，热学课程中所用到的统计物理学方法和热力学分析方法经过不断的交叉融合，在热学应用乃至其他学科的发展中日益重要。当今的大学物理教学开放性仍然不足，距离当前时代对人才的要求尚有可以提升的空间。因此，探索更加合理的教学模式，积极推动新型热学教学改革，对于大学生的优质培养具有重要的战略意义。
持续的教改实践证明，在大学物理热学课程的教学过程中，以BOPPPS教育模型为实践原型，将研讨型方法融入热学课程的教学中，可以让学生更大程度地参与到课堂教学中，并且进行积极思考与讨论，实现真正意义上的理解课本知识，升华理论应用。不仅如此，在这门课的学习过程中，学生可以完成从被动接受课本知识到主动消化原理公式，从静态学习文字到动态解决问题的思维方式转变，从而帮助学生逐渐建立知识从接受、消化到应用的新型学习模式，并在热学课程学习的同时为其他课程的学习打下基础。
参考文献：
[1]赵庆利.大学物理在工科基础课教学中的地位[J].河北理工学院学报（社会科学版），2002（2）：167-169.
[2]邵理堂，李冠成.论大学物理热学部分的教学改革[J].淮海工学院学报，2000（9）：66-68.
[3]Moran Michael J.， Shapiro Howard N.， Boettner Daisie D.， Bailey Margaret B. Fundamentals of Engineering Thermodynamics[M]. 7th Edition， John Wiley Sons， Inc，2011
[4]Cengel Yunus A.， Boles Michael A.. Thermodynamics： an engineering approach[M]. 8th Edition， McGraw-Hill Education， 2015.
[5]Blundell Stephen J.， Blundell Katherine M.. Concepts in Thermal Physics[M]. second edition， Oxford University Press， 2010.
[6]王林杰，刘雪华，成爽.“互联网+”时代“慕课”对大学物理实验开放式教学的价值研究[J].产业与科技论坛，2020，19（14）：139-140.
[7]付丽丽.国内高校研讨型教学法普及并发挥教与学的积极作用问题探讨[J].当代教育实践与教学研究，2017（2）：329.
[8]马术文，秦娜，江磊，等.制造类新生研讨课的教学探索[J].当代教育实践与教学研究，2019（9）：180-182.
[9]楊文翠，赵慧，蔡小平.基于项目学习提升大一学生的实践创新能力[J].中国建设教育，2019（6）：74-82.
[10]Cheryl King， Diane Morrison， Cheryl Wilson.， et al. Instructional Skills Workshop（ISW）handbook for participants[Z]. UBC： ISW Community， May， 2006.
[11]李小康，王墨戈，杨雄，等.探讨型方法在“空间推进技术”教学中的探索及实践[J].高教学刊，2019（3）：115-117.
[12]吴方平，杨军，章曦，等.大学物理教学内容与专业关联研究[J].科技资讯，2019（21）：164-166.
[13]故学文，梁裕民，郭文刚.立足大学物理课堂教学，培养学生科学素质[J].教育现代化，2020（7）：150-151.
[14]王焕，荣建红.大学物理课程“混合式”教学改革探索[J].教育教学论坛，2020（3）：96-97.
关键词：大学物理;热学;本科课程;研讨型教学;BOPPPS模型
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）27-0120-04
Abstract： Thermology course is an important part of College Physics. The characteristics of teaching content are both theoretical and practical. The teaching object is the freshman undergraduate who are experiencing changes in learning styles and learning habits. The teaching goal is not only to enable students to master thermal knowledge， but also at the same time， to cultivate their exploration spirit and innovative ability. In the teaching practice， the BOPPPS model is used as the framework and the seminar-style teaching method is integrated， which allows students to participate in classroom teaching to a great extent， actively think and discuss. They could finally achieve a deep understanding of textbook knowledge， and sublimate theoretical applications. And students can complete the transition from static learning knowledge to dynamic problem-solving thinking mode， develop a good habit of independent thinking， and lay the foundation for other courses.
Keywords： University Physics; Thermotics; undergraduate course; seminar-style teaching; BOPPPS model
大學物理是高等教育的一门基础课程，属于科学通识教育的一部分[1]。通过对该课程的学习，学生可熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，并为后续其他课程的顺利学习打好基础。课程不仅要求学生掌握课本中的知识，更重要的是帮助学生拥有建立物理模型的能力、估算与精算结合的能力、定量分析与定性分析的能力及理论联系实际的能力。因此，在对大学物理课程进行教授的时候，应当着重培养学生分析问题、解决问题的能力，特别是需要培养学生的探索精神和创新意识。
热学课程是大学物理课的重要组成部分，对理工科类后续多种课程具有支撑作用。热学课程主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质和热现象，其中的内容既涉及事物发展的宏观过程，又涉及物质微观粒子的运动状况。不仅如此，大学物理课程中含有的辩证唯物主义世界观和方法论，其充满着宏观的哲学思辨精神，可为学生建立科学的世界观和思维习惯[2]。因此，学好这门课，对学生而言大有裨益;教好这一门课，也是教师所肩负的重要责任。
一、教学开展前的预评估
大学物理这一课程的基础性，决定了其面向的授课对象具有一定的特殊性。不同于高年级专业课程授课时学生已经逐渐开始适应高等教育教学模式，大学物理课程面对的更多是初入大学校门的学生。这一类学生正处于从中等教育到高等教育的过渡期，在学习方法和学习习惯方面均处于重要的转型期。故在开展热学课程教学时，需要充分考虑学生的知识习得特点，帮助他们调整学习习惯，更好更快地接受热学课程内容。一方面，大学一年级新生年轻有朝气，愿意探索和发现，对新的知识渴求度较高。热学课程中的部分内容在中等教育中已有初步涉及并在高等教育中进行加深，因此在课程讲授的前期，需要了解学生对这门课程的熟悉和生疏部分，从而在课程讲授的过程中灵活调节，不断触发学生的熟悉点和兴趣点。另一方面，中等教育多年来的教育方式使得学生在某种程度上对教科书有着金科玉律式的信仰。同一物理规律，如果换一种说法或者换一套符号体系，就会出现迷惑和自我怀疑。针对这一情况，需要老师去引导，使学生能以一种更加开放的视野去看待课本、国内外的其他参考书籍、甚至是最新文献，从而以一种更加接近事物本质的思路去理解问题。
就教学内容而言，热学课程兼具理论性与实践性。热学课程中的众多理论均是从大量实践中归纳总结而来，并形成了焓、 、熵等抽象概念以及热学基本定律。随后，热学课程又要求学生能够将这些抽象概念反向用于指导具体工程实践[3-4]中。不仅如此，热学课程中思想甚至已拓展到数据与信息传播、生命和宇宙发展等层面[5]。因此，在教学实施过程中，不仅应当秉承大学物理课程教学的基本原则和规律，更要根据教学对象的实际学情以及热学课程本身抽象与实践交织的特点，注意把握教学内容抽象与实践的对立性和统一性[6]。 在高等教育教学中，研讨型教学方法作为一种有效的教学模式，已受到多方面的肯定和推广[7]。研讨型教学作为一种开放性教学模式，与热学课程的教学特点具有较多的相似点。首先，研讨型教学方式符合热学课程所面向学生的自身特点。如前所述，学习热学课程的学生有活力有朝气，相对于枯燥传统的黑板式教学方式，对丰富的实验形式和有趣的实验现象具有更高的兴趣。热学课程本身就是一个从理论到实践，再从实践到理论的循环过程，研讨型教学可更好地结合热学课程自身特点，将抽象的理论概念贯穿到生动的物理实验中，有助于学生更好地理解和运用热学课程知识。其次，研讨型教学方式契合热学课程所面对学生的培养需求。热学课程面对的大学初年级学生，正经历着学习方式和学习习惯的转变[8]，高等教育更重视的是学生的运用能力和创新能力。而研讨型教学方式注重的正是帮助学生建立独立思考的习惯，培养学生形成创新思考的能力[9]。
因此，合理将研讨型教学方法融入热学教学课程，有助于该课程的顺利实施，也有助于人才能力的培养。本文将通过阐述研讨型教学方法在热学课程教学中的运用形式，探索热学课程研讨型教学的方式方法和优势。
二、研讨型教学在热学课程中的应用与分析
教学过程中，宏观到本门课程的设计与组织，微观到每一堂课的实施，都可以借鉴加拿大英属哥伦比亚大学（University of British Columbia， UBC）等大学的BOPPPS教育模型[10]。经典的BOPPPS教育模型共分为6个阶段，包括导言（Bridge-in）、学习目标（Objective/Outcome）、 前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）。根据热学课程的教学实际，上述6个教学环节可被合并为引入环节、授课环节和收束环节，以学生兴趣为课堂牵引点，通过采用讲授与研讨结合的方式，取得了良好的效果[11]。在各个环节的具体实施中，要紧扣热学的课程特点和研讨型方法的教学规律，特别要把握如下几个方面：
（一）紧扣学生特点，激发学习兴趣
大学物理作为公共基础课，面对的是全校不同专业的学生。作为引入环节，需要在课程开始之初和每堂课的前五分钟就紧扣学生特点，针对不同专业目标[12]，抓住其兴趣点，以不同切入点导入课程。例如，对于工科类专业的学生，就可以以热机为主线，以热机在工程领域的广泛应用为牵引，从热机工质状态的描述引出状态参数，从热机的输出情况引出第一定律，从热机最高效率的追求引出第二定律，等等;在绪论课时，还可以提前准备热机模型，现场演示从燃料燃烧带动热机运转，最终输出电功的过程。无论哪种方式，都要鼓励学生提问，提出许多个为什么，留下悬念，这样可以在后续教学中充分激发学生学习和讨论的热情。作为收束环节，在学生完成本次课的学习后，再回过头来讨论并解答预留问题，可以始终紧抓学生注意力，达到有始有终、一以贯之的效果。对于其他专业的学生，道理相仿。例如对于医学类专业学习热力学第零定律，就可以从体温计入手，在课前留下问题，为什么体温计可以测温，背后隐含了什么原理等等。
（二）吃透基本概念，打牢学习基础
热学课程的一大特点就是抽象概念较多，必须要对每一个关键的基本概念进行彻底且通透的理解，才能为后续的学习打牢坚实的基础。教学时可以借鉴类比法、整体法、案例法等多种形式，引导学生思考和推理。例如，熵是一个状态量，不取决于过程，很多学生记住了这句话，但未必有深刻的认识;从其空间做功与路径无关的特点，联系到学生熟悉的重力势能，二者要素一一比较，就使学生得到空间位置之于重力势能，就相当于热力状态之于熵的认识。再例如，热力学第一定律中，功和热的正负符号定义在不同参考书中具有不同的定义方法，有部分学生就会因此困惑，认为是教材或参考书有一个出现了错误，这时就需要从第一定律实质出发，讲清能量守恒关系的本质，阐明不同的正负号定义仅仅是同一关系的一种表述方法而已;甚至可以进一步上升讨论，事物和规律是客观存在的，我们的语言和符号体系仅仅是客观实际的描述工具，进而引发学生对其中蕴藏的观点进行哲学性思考。
（三）兼顾宏观微观，多维度理解物理本质
热学实际上涵盖了工程热力学和统计热力学，内容包含了宏观与微观两大部分，这就需要教学时教师做好桥梁作用，引领学生对同一事物学会用不同尺度的视角去看待问题，对物理本质有更深刻的认识。例如，克劳修斯是从循环和热机的角度引出了熵，而玻尔兹曼是从分子运动和热力学概率的角度引出了熵，他们其实都描述了物理过程的方向性这一规律。相关知识讲解后，需要引导学生来一起讨论，针对二者进行对比。同样的，温度作为热学中基本量，在宏观角度是物体的冷热程度，最初是通过介质的体积膨胀与缩小、压力的升高与降低进行度量的;在微觀角度，它是分子运动的能量度量，是麦克斯韦和玻尔兹曼分布中描述其分布形状的一个参数，这些知识点都需要在教学过程中，透过问与答的穿插，不断强化，达到深刻理解的效果。
（四）鼓励发散思维，引导学生深入思考讨论
纵观热学的发展历史，发现不少来自于研究者的“触类旁通”和“举一反三”，在教学过程中鼓励学生进行发散思维，不仅有利于更好地理解所学内容，还有利于培养学生的创新精神和创新意识。例如，关于热力学第二定律，人们熟知的有开尔文表述和克劳修斯表述，同时我们又讲自然界中所有不可逆过程的方向性是一致的，那么热力学第二定律有没有其他表述方式呢？教师可以围绕这个问题，引导学生思考、发言和讨论，一步步地挖掘，最终请我们自己的学生站出来，提出以他冠名的热力学第二定律表述。在这个模拟发现科学定律的过程中，学生不仅更为深刻地领会了知识本身，而且其科学思维方法可获得极大提高，创新精神和创新自信也可得到极大的鼓励。
（五）回归实际应用，综合训练提升素质 科学的发展总是从实践中来，回归到实践中去。不能描述实际现象或指导实践的知识将是无本之木，热学也是如此。因此在整个热学阶段学习完毕后，应该有侧重地通过大作业和课堂汇报的方式对学生所学知识进行一个综合训练。这一实践环节同样应该是由学生专业和学生兴趣点决定的，并且形式与内容可以多样化，包括但不限于前沿文献的调研、生活中热学现象的实例分析、装置的改进设计，以及实物的制作等等。例如，对于工科类专业学生，可以结合前修的“大学计算”等课程的知识，对某类特定的热机（涡轮风扇发动机、内燃机、斯特林发动机等）做热力循环分析，计算其工作过程中的压力、密度、温度随时间的变化曲线和输出功率情况，分析不同设计参数对热机效率的影响规律，对于学有余力的同学，甚至可以尝试设计和制造一个简单的热机，来演示自己的分析结果。教学实践表明，这类综合性的大作业训练，可以充分调动学生积极性，锻炼其综合运用所学知识的本领，提高其分析问题、解决问题的能力[13]。
三、热学课程教学评价思考
热学课程的教学评价对于本门课程的优质、可持续进行具有着重要的意义。高效的课程评价不仅可以更加客观和全面地反映出学生对于热学课程的掌握程度，更可以指导教师及时地进行课程的优化与调整，从而使教学活动不断更新，保持教育教学与学科发展的同步。传统的教学评价主要是通过课堂随测成绩和期末考试成绩组合而成[14]。这种评价方式属于静态评价，不能完整地体现出学生对热学课程的理解。因此，将形成性评价形式与传统评价方法有机结合，可更加深入和动态地评估“教”与“学”的成效。
形成性评价包括平时课堂表现、课堂报告等多个方面。前者主要依据的是学生平时参与回答问题、课堂讨论的情况;而后者是作为教学内容的综合训练，在形成性评价中居于重要地位。课堂报告包含问题引入、物理模型、计算代码或实物的演示。报告完毕后，课堂上将组织针对报告的讨论和答辩。其他分组需要根据报告内容对该组提出质疑，报告分组成员（非报告人）需要现场进行答辩，提问者和答辩者的表现都将纳入最终成绩，这样可以充分鼓励全体学生都参与到思考和互动之中来。
基于热学课程的应用性和基础性双重特性，其教学评价的方法应该是动、静结合的，这样既能保证学生对课本知识的熟练掌握，同时也可提升他们对该课程知识应用的理解和感悟。
四、教学总结与展望
随着当今社会的高速发展，科技正以一种势不可挡的姿态影响着生活，改变着世界。而物理学的基本概念和方法也早已渗透到科技发展的各个方面，并逐渐成为各个学科的基础。热学是大学物理课程的重要组成部分，热学课程中所用到的统计物理学方法和热力学分析方法经过不断的交叉融合，在热学应用乃至其他学科的发展中日益重要。当今的大学物理教学开放性仍然不足，距离当前时代对人才的要求尚有可以提升的空间。因此，探索更加合理的教学模式，积极推动新型热学教学改革，对于大学生的优质培养具有重要的战略意义。
持续的教改实践证明，在大学物理热学课程的教学过程中，以BOPPPS教育模型为实践原型，将研讨型方法融入热学课程的教学中，可以让学生更大程度地参与到课堂教学中，并且进行积极思考与讨论，实现真正意义上的理解课本知识，升华理论应用。不仅如此，在这门课的学习过程中，学生可以完成从被动接受课本知识到主动消化原理公式，从静态学习文字到动态解决问题的思维方式转变，从而帮助学生逐渐建立知识从接受、消化到应用的新型学习模式，并在热学课程学习的同时为其他课程的学习打下基础。
参考文献：
[1]赵庆利.大学物理在工科基础课教学中的地位[J].河北理工学院学报（社会科学版），2002（2）：167-169.
[2]邵理堂，李冠成.论大学物理热学部分的教学改革[J].淮海工学院学报，2000（9）：66-68.
[3]Moran Michael J.， Shapiro Howard N.， Boettner Daisie D.， Bailey Margaret B. Fundamentals of Engineering Thermodynamics[M]. 7th Edition， John Wiley Sons， Inc，2011
[4]Cengel Yunus A.， Boles Michael A.. Thermodynamics： an engineering approach[M]. 8th Edition， McGraw-Hill Education， 2015.
[5]Blundell Stephen J.， Blundell Katherine M.. Concepts in Thermal Physics[M]. second edition， Oxford University Press， 2010.
[6]王林杰，刘雪华，成爽.“互联网+”时代“慕课”对大学物理实验开放式教学的价值研究[J].产业与科技论坛，2020，19（14）：139-140.
[7]付丽丽.国内高校研讨型教学法普及并发挥教与学的积极作用问题探讨[J].当代教育实践与教学研究，2017（2）：329.
[8]马术文，秦娜，江磊，等.制造类新生研讨课的教学探索[J].当代教育实践与教学研究，2019（9）：180-182.
[9]楊文翠，赵慧，蔡小平.基于项目学习提升大一学生的实践创新能力[J].中国建设教育，2019（6）：74-82.
[10]Cheryl King， Diane Morrison， Cheryl Wilson.， et al. Instructional Skills Workshop（ISW）handbook for participants[Z]. UBC： ISW Community， May， 2006.
[11]李小康，王墨戈，杨雄，等.探讨型方法在“空间推进技术”教学中的探索及实践[J].高教学刊，2019（3）：115-117.
[12]吴方平，杨军，章曦，等.大学物理教学内容与专业关联研究[J].科技资讯，2019（21）：164-166.
[13]故学文，梁裕民，郭文刚.立足大学物理课堂教学，培养学生科学素质[J].教育现代化，2020（7）：150-151.
[14]王焕，荣建红.大学物理课程“混合式”教学改革探索[J].教育教学论坛，2020（3）：96-97.