本课程全面讲授热力学和统计力学的原理和方法，建立粒子间微观相互作用与系统宏观特性的联系。通过对具有代表性的经典和量子系统的细致分析，培养学生的批判性思维和解题能力。主要讨论热平衡态系统，但也从粒子碰撞及玻尔兹曼H定理出发，简要介绍稀薄气体趋于平衡态所经历的耗散过程。进一步探讨简单个体运动规则孕育的集体行为，建立学生对宏观统计规律的涌现机理的认识，及其在工程、社会科学和生命科学中的潜在应用。教学采取多种互动模式，包括课堂讲授核心概念、物理图像、理论体系及运算方法，实践课开展习题和案例分析，提高学生运用理论和计算解决实际问题的能力。考核包括课下作业、小型调研项目以及期中和期末考试，以测试学生对理论概念和方法的理解和熟练运用水平。多样化的训练帮助学生全方位了解课程知识的内涵和应用范围，梳理概念和方程的联系，并能够灵活运用物理原理和定量分析方法解决实际问题。