Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ６
ＶＯ １ ． ２ ２ ＮＯ． ４
网络出版时间 ： ２ ０ １ ７ —１ — ３ １ ７ ： １ ９ 网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｅ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ３ ４ ． １ １ ５ ０ ． Ｎ． ２ ０ １ ７ ０ １ ０ ３ ． １ ７ １ ９ ． ０ ３ ４ ． ｈ ｔ ｍ ｌ
１ 引 入 ＭａΒιβλιοθήκη ｔ ｌ ａ ｂ教 学 的设 计 要点
本 课 程 的重 点 是 物理 规 律 的 教学 ， Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ的 引入 起 到支 撑 和辅 助作 用 ， 目的在 于 降低 学 生理 解 数 学推 理 过程 的难度 。公 式 的推 导 过程 ， 既涉 及 物 理概 念 ， 也 涉及 数 学计 算 。前 者包 括 由概念 列 出 的公 式 、 结 合 实 际所 作 的近 似 等 ， 是物 理 课
要领 的主要原 因。
算 功能 ， 可极 大简 化 演算 过程 ｌ ６ Ｉ ， 让学 生更 专 注 于 对 物理 概 念及 本质 的理解 ， 而不 受 限于数 学 工 具 的 掌握 程 度 ；让 学 生 掌 握 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ的一 些 编 程技 巧， 类 比后 可 在解 决 实 际物理 问 题 时加 以灵 活运 用， 有 助 于提升 学生 的综合 能力 。
Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 在“ 热力学统计 物理 ” 教学 中的应用
张 庆 平
（ 安庆师范大学 物理电气工程学院 ， 安徽 安庆 ２ ４ ６ １ ３ ３ ）
摘
要： 在热力学统计物理中引入 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ辅助教学 ， 需要 先适 当补充 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ基础知识 ， 然后针对数学 演算较为复杂
的章节 ， 如 固体 的爱因斯坦理论 、 波色 一爱 因斯坦凝聚等 ， 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ处理繁琐的公式推理。 这样能突 出物理本质 ， 使得讲解 条理清晰 、 形象生动 ， 能有效调动学生的学习兴趣 和积极性 ， 提高教学效果 。 关键词 ： 热力学统计物理 ； 教学方法 ； Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ
２ ０ １ ６年 ｌ ２月
第２ ２卷第 ４期
安庆 师范学 院 学报（ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａｎ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｒ ｓ Ｃｏ Ｉ ｌ ｅ ｇ ｅ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
程 应 当重 点 强 调 的 ； 而后 者 则 是 数 学 问题 ， 如 积
第三， 不利 于 教学 目标 的实 现 。学 生 只是 跟
着思 路 被 动接 受 ， 难 以转化 为 实用 的逻辑 推 理 能 力， 而这 正是 物理 专业 的学 生所要 求 具备 的 。 为 克服 上述 不 利 因素 ，提 高课 堂 教 学效 果 ， 已有 不 少 教育 同仁 进 行 了有 益 的探 索 尝 试 ， 提
程 教学 过 程 中引 入 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ， 利 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ的符 号 计
业基础课。 通过本课程的教学 ， 使学生理解宏观与
微 观层 次热 运动 的基本 规律 ，初步 培养 学生 严谨 的理论 推导功底 和分析 解决物理 问题 的能力 。
该 课 程 物理 公 式 推理 占到 了相 当大 的 比重 ， 特别是统计物理部分 ， 物 理 概 念抽 象 、 演 算 冗 长 且 现 象 和规 律 蕴藏 在 复 杂 的公 式推 理 之 中 ， 是整 门课 程 的难 点 。目前教 学 主要采 取 板书 或幻 灯片 的方式 ， 展示 推 导过 程 ， 然 而存 在 以下 不足 ： 第一 ， 内容枯 燥 。大段 的推 导过 程环 环 相扣 ， 学 生稍 不 留神就 难 以跟上 节奏 ｌ １ Ｊ 。另 外 ， 学生 对数 学 的掌 握 情 况 不 一 ， 课 堂 上难 以 照顾 周 全 ， 这 挫 伤 了数 学功底 一 般 的学 生 的学 习兴 趣 。 第二 ， 数学公式推导的繁琐 ， 分 散 了 学 生 的 注 意力 ， 一定 程度 上 干 扰 了学 生 对物 理 本 质和 规 律 的理 解 ， 这 也 是部 分 学生 课 程 结束 后 仍 没掌 握
分计算的技巧 、 公 式 的变 形 等 ， 虽 与物 理 课 程 本
身关系不大 ， 却是导 出结论必不可少的步骤。为
达 到预 期 的教学 效果 ， 需 把 握如下 两点 。 第一 ， 要 打牢 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ基础 。将 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ引入 理
出了讨论式教学 、 研究性教学等方法 ， 取得了 良 好效果 。教学方式 的多样化 ， 能有效调动学生的
中 图分 类 号 ： Ｏ ４ １ ４ ． ２ １ 文献标识码 ： Ａ
Ｄ ＯＩ ： ｌ ０ ． １ ３ ７ ５ ７ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ３ ４ —１ １ ５ ０ ／ ｎ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ４ ． ０ ３ ４
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ４ ２ ６ ０ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ４ — ０ １ ３ ５ — ０ ４
论教学 ，应当建立在学生熟悉 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 常用操作的
基础上 。 鉴于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ不是 本科物理 类 的专业课 程 ，
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ４ — ２ ３
“ 热力学 统计 物理 ” 是本科 物理 专业 学 生 的专
学 习主动 Ｉ 生， 改善课 堂氛 围［ ２ １ 。为此 ， 尝试 将 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ 与课程相结合 ， 以期 简 化 数 学 推 导 、 强 调 物 理 概 念， 弥 补单 一教 学模 式 的欠 缺 。Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ在 高校 已 经 相 当普 及 ， 理 工类 学 生都熟 悉 该 软件 。 在本 课