從平衡態到非平衡態

摘 要 在本科教學中融入科研前沿、訓練科研思維對學生能力的提升有重要作用。本文以壓強為例，由淺入深地梳理平衡態熱力學系統中壓強的推導過程，并結合軟凝聚態領域最前沿的科研進展，討論了壓強在非平衡活性系統中的奇特性質———不是一個系統參量決定的狀態函數，而是依賴相互作用、動力學的微觀細節。本文有助于學生從不同的角度加深對壓強的理解，夯實物理基礎知識、了解前沿科研進展，期望拋磚引玉，能夠給教師同人們一些啟迪。

關鍵詞 壓強;平衡態;活性物質;約束

在國內理工科大學的本科教學中，如何使學生在基礎知識的學習中建立理學思維，培養科研興趣，為本科之后的科研生涯打好基礎，是教學改革的一項重大課題。2018年11月，吳巖在第十一屆“中國大學教學論壇”上，首次提出了“兩性一度”的金課標準，其中“高階性”，即知識、能力、素質的有機融合，旨在培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。將科研融入教學是提高課程高階性的一個重要方面。因此，作者在課堂中注入了更多的科研元素，不僅傳授基本的熱學知識，還將這些知識與最前沿的科研成果相結合，向學生展示熱學在科研中的重要性。