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《热力学与统计物理》课程从此为坦途 精选

已有 5604 次阅读 2019-11-5 08:26 |个人分类:大学教育|系统分类:教学心得| 《热力学与统计物理》, 慕课

普天之下,极言《热力学与统计物理》是最困难的课程者,非伦敦大学的Brian Cowan教授莫属。不仅在他的教科书《统计物理专题选讲》的序言部分,还在他的课程讲义的PPT的前几页,有正告曰:学习和研究统计物理者有性命之虞,请倍加小心!

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当然,很可能Brian Cowan教授是正话反说,正好借以激发出青年人的挑战心,结果反而是培养出了一批热力学统计物理方面的人才。不过,对于中国学生,渲染自己所讲的课程艰深难学,是教学之大忌,学生一般马上会退避三舍。

必须承认,长期以来,国内外有一些物理学教授和学生,都认为《热力学与统计物理》比较难教也比较难学。国内一些有成就的物理学家,即使在功成名前之后依然认为未入《热力学与统计物理》之化境。

前后六十年,湖南大学两三代教师在《热力学》和《统计物理》持续不断的教学实践中,一点一点思考的电闪雷鸣,最后点燃了不灭之火,不但照亮了这个教学团队的职业生涯,也照亮了学生的前程。

电闪雷鸣之一,气液的热力学和物质磁性的热力学中几乎等同。请见下列二例。

例一,理想气体的绝热膨胀降温和顺磁性材料的绝热去磁降温一模一样!

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例二,铁磁性的临界行为和气液的临界行为全同。

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电闪雷鸣之二,热力学中成百上千的实验定律,在热力学基本方程的梳理下,只有两类:一类是这个方程的输入,一类是输出。热力学几乎全部任务,就是利用热力学基本方程给出新的实验可以检验的结果!

电闪雷鸣之三,物理学中的基本物理量,都不具有观测意义!这一点,我们先悟到,然后才知道Dyson在1958年代也有过类似表述。后来,我们发现全部物理学的基本理论都符合这个规律。后来发现,这一发现,被重复发现过很多次,例如:The shortest and best way between two truths of the real domain often passes through the imaginary one.---- Jacques Hadamard

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电闪雷鸣之四,从概率和微观的角度辨认出了热和功的不同,才算知道了热和功的不同。后来,这种观念上升到了普遍性的高度,即物理学解析工具的“三把刀”:微观角度,动力学角度和原理角度。

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电闪雷鸣之五,教学必须和课程有关内容的科研相结合。结合本科生科研,我们给出了“科研型教学”的教育理念和操作手册,在这个教育理念中,根本没有不搞科研而进行教学的问题!

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现在,湖南大学《热力学与统计物理》教学团队制作了《热力学与统计物理》MOOC(慕课massive open online courses),11月4日已经正式上线。从此,教学团队将为您提供免费的助教服务!

https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/2054691#onlineCourse

理解一下智慧树也是网络平台,观看全部视频参与讨论需要有个身份,故请直接和智慧树联系,他们会提供方便。联系人员:刘工(程师)yaoyaoweixin2(微信);2,唐工(程师)18569525943(微信同号)

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湖南大学《热力学与统计物理》MOOC是一个讨论热统教学问题的场所,一个自教、请教、受教、施教的平台。课程全免费,全公开。

参考教材:汪志诚《热力学·统计物理》(第五版),或林宗涵《热力学与统计物理学》(第二版)。讲授内容涵盖全部(星号部分除外),但是期末考试内容不含非平衡态或不可逆过程的热力学,非平衡态的统计物理这两部分。期末考试全客观题,考完即有分数。

课程特点:课时极少,共1087分钟,43课时,3学分。涵盖广泛,符合教育部《高等学校物理学物理学本科指导性专业规范》,少数内容甚至超出《规范》。

独特卖点:60余年教学积累只为一个目的:热力学与统计物理原来可以如此简单;讲授团队主体为一线科学家,讲授过程自带科研型和开放式。

平台优势:尽管MOOC是教育部特别支持和推广的一种现代化教学手段,但是现阶段的MOOC课程还不能替代每所高校自己的课程教学,而是一种教学辅助手段。从教师角度,可以把本MOOC课程选为预习、复习和辅导的手段,也可以把通过MOOC课程考试作为一种最低要求,等等;从学生角度看,MOOC是一个便捷的学习途径,可以提前学习,也可以课后反刍,等等;对于任何《热力学与统计物理》同好,这是一个提出疑问和交流思想的咖啡屋。

进入课堂:智慧树在全国每所高校都有代表。任何有兴趣的学生都可以临时组团参加学习。学生组团后需要学校同意,由智慧树技术人员录入,考试成绩合格者智慧数最后才能发放证书。仅仅对于这部分同学才有权限观看全部视频并在平台提出学术问题并参与有关讨论,授课团队负责答疑。

老师可以单独开放个人通道,观看全部视频,参与讨论。

智慧树联系人员:刘工(程师)yaoyaoweixin2(微信); 唐工(程师)18569525943(微信同号)。

无奈
游客暂时不能看到全部视频!只能看到导论部分。

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智慧树特别声明
1,智慧树平台提供的是学分课,学完本课程并通过考试者,将由智慧树平台发放学分证书。

2,这个课程有400+道的客观考试题(包含:200+期末试题,200+章测试、视频弹题)。选课学校可以将期末考试分数以一定比例(例如10%或者5%甚至更少)计入各自学校《热力学与统计物理》课程学习成绩。

3,任何问题和要求可以直接联系智慧树。联系方式和联系人员:刘工(程师)yaoyaoweixin2(微信);2,唐工(程师)18569525943(微信同号)。
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