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1、研究医学物理课堂教学折射出的大学教育实质论文 【摘要】从医学物理学熵和熵增加原理这一章节教学安排探索大学基础课程课堂的布局探讨如何在基础课堂中完成让学生在有限的时间内既能获取更多本学科的专业知识又能体现对学生价值观和素质的培养问题从课程整体安排布局来层次递进由熵于物理中的概念和意义推广至结合专业内容的具体应用引申到经济、人文中的价值观体现让大学理科基础课堂既能实现对物理学基本概念及规律的介绍又凸显了学科特色还实现了对学生社会观价值观引导的多重目的 【关键词】熵；熵增加原理；课堂安排；教学改革；大学课堂改革；素质教育 21世纪的教育对学生身心素质全面培养的要求日益提高要求学生具有独立性能动性创造
2、性的而全面实施基础教育课程改革是当前教育领域的深刻变革课堂是实施教育教学的主战场是对学生进行素质教育的主渠道如何在基础课堂中完成让学生在有限的时间内既能获取更多本学科的专业知识又能体现对学生价值观和素质的培养是我们亟待解决的问题大学基础课程教学的目的是让学生不只局限于课堂书本或是联系学生所学专业激发学生学习兴趣甚至可以更进一步实现对学生社会观价值观的引导我们理科教学亦可让学生从另一种思维角度去认识世界反思历史从而引导树立正确的社会观价值观从医学物理学熵和熵增加原理这一章节安排探索大学基础课程课堂的布局的广泛性是应立足学科基础还是结合专业凸显特色或者更进一步期望适度呈现人文精神我们对学生的培养不
3、应停留于书本知识单纯的了解掌握或是对学科的认知接纳更进一步期望从基础课堂体现对学生素质教育的培养让大学理科基础课堂也能实现既完成教学任务又凸显了学科特色还实现了对学生社会观价值观的引导 1学科内容讲解熵的引入及教学层次安排 课堂设计安排上要呈现逻辑性和层次性既要适时引入教学内容又要引发学生兴趣教学内容环环相扣递进地引导学生使学生在认知上产生知与不知的矛盾激发求知的内在动力驱使学生去主动地感知理解 1.1熵的概念的引入及熵变计算介绍 首先介绍卡诺定理由卡诺定理可逆热机效率问题推出卡诺热机热温比之和为零1其次将定义推广值所有可逆热机推出克劳修斯等式从而将熵的概念引入提出熵变的算法并对算式进行说明在
4、以上内容完成后引入例题：有1温度为0的冰吸热后融化成0的水然后变成10的水求其熵变给出冰的溶解热和水等压热容分析题目给出思路让学生自行计算学生会根据熵变计算式自行计算出0的冰吸热后融化成0的水的熵变和0的水变成10的水的熵变引导他们发现算出来的结果为正值说明两个过程末态的熵值大于初态教学方法上改变一味地单纯接受式的课堂模式会让学生产生枯燥感学习积极性主动性受挫2因此在传统教学方式基础上应实施建立新型的参与式的发挥学生主动性的学习方式引导学习成为生成、进入、提升的综合过程3 1.2承上启下引入玻尔兹曼熵 在这教学环节加入讨论时间讨论一定量的同种物质的熵变是否和温度有关是否和物态存在关系相关从微观
5、上分析和什么相关4基于问题的分组讨论和课堂发言将接下来的教学环节自然引入承上启下课堂设计上提高学生参与度；内容设计上抽象问题实例化5引导学生得出结论10的水的熵大于0的水的熵大于0的冰的熵从物态关系上提出一定量下同温度水的液态熵比气态熵大而且发现温度越高熵值越大此时引入玻尔兹曼熵的讲解介绍玻尔兹曼熵及其意义这样课堂安排上有层次感内容引入有衔接感学生更容易理解接受 2结合医学拓展信息熵于生物进化遗传中的引入 对于医学类学生而言医学物理学教学既要体现物理学本身内在的逻辑性和系统性又要反映物理学理论及衍生出的技术在医学上的应用6转变以往医学类学生对本课程的片面认知提高学习积极性7为了突出专业特色将基
6、础学科与专业内容相结合8以玻尔兹曼熵为前提于生物遗传现象遗传密码信息的传递中引入信息熵信息熵反映信息的不确定程度和缺损程度那么信息熵的减少意味着不确定度的减少也即信息量的增加在生物遗传现象中从物理熵的角度提供遗传组织复杂程度和进化程度的定量描述方法例举将遗传密码信息的传递假设为通信系统若S为发信者R为接收者由于S发送的不是单个的核苷酸信号而是三种核苷酸组成三联体密码子形式的信息计算A、T、G、C四种核苷酸信号中每三种核苷酸组成三联体密码子形式的信息发送和接受所出现的概率并不能从接受到的遗传信息来确定发送的信息 3素质教育体现从熵增加原理所反映的社会价值观 由卡诺定理不可逆热机效率问题推出克劳修
7、斯不等式从而引入熵增加原理的内容熵增加原理结合不可逆过程的结果引出能量品质的退降推广至生物进化实例讲明生命系统开放的目的为了获得负熵最后引入熵的社会观如果宇宙的能量是一定的使用系统内的能源必然增加系统内的熵这意味着如果人类单纯依靠地球自身的能源地球必将变成一个越来越混乱的地方而目前的种种环境问题：空气污染、水污染、冰山融化、生物灭绝其实都可以归结为熵的增加这就要求人类不能一味寻求经济和社会发展速度就连人类心理、思维、价值观上的混乱也可以归结为熵的增加所以可以从物理学的角度引导学生正面看待遇到的人和事树立正确的价值观和人生观提倡建立正确的社会价值观不一味强调经济的发展加强环保意识 4结语 从课程
8、整体安排布局来层次递进由熵于物理中的概念和意义推广至结合专业内容的具体应用引申到经济、人文中的价值观体现进而实现了学生对物质现象及规律的认识与所学专业的衔接和学生人文素质的培养9大学课堂教育期望完成和实现的并不仅仅拘泥于书本学科受限于专业分类理科基础课课堂同样可以折射人文价值大学基础课课堂不仅可以让学生具备一定的理科素养同样能够体现对学生人文素质的培养. 参考文献 1王磊冀敏.医学物理学M.8版.北京：人民卫生出版社XX：12. 2田壮壮陈瑞霞.大学物理教学中的问题及建议J.科技创新导报XX（1）：119120. 3颜红金.医学物理学与医学课程相结合的研究J.中国医学物理学杂志XX31（1）：
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