学生对统计力学中泰勒级数展开的理解

物理教学的一个目标是让学生学会在不同物理情境中理解特定数学思想、概念和过程的物理意义。作为研究统计物理学生学习情况的一部分，我们正在开发课程材料，引导学生通过熵的泰勒级数展开推导玻尔兹曼因子。利用书面调查、课堂观察以及个人出声思维和教学访谈的结果，我们提供的证据表明，许多学生能够识别和解释级数展开，但尽管之前在微积分和物理课程中接触过泰勒级数，他们往往缺乏熟练度。我们展示了学生在不同情境下使用和解释泰勒级数展开的成功与失败。