量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)精選(九篇)

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第1篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：經(jīng)典理論 量子力學(xué) 聯(lián)系

中圖分類號(hào)：O413.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）08（a）-0143-02

量子力學(xué)于20世紀(jì)早期建立以來，經(jīng)過飛速的發(fā)展，逐漸成為現(xiàn)代物理學(xué)科中不可分割的一部分。量子力學(xué)是現(xiàn)代量子理論的核心，它的發(fā)展不僅關(guān)乎人類的物質(zhì)文明，還使人們對(duì)量子世界的認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)展[1]。

但是，量子力學(xué)并不是一個(gè)完備的理論，其體系中還存在許多問題，特別是微觀與宏觀，即經(jīng)典理論與量子力學(xué)的聯(lián)系。為解決這些迷惑，歷史上相關(guān)科學(xué)家提出了很多實(shí)驗(yàn)與理論。該文旨在以量子力學(xué)發(fā)展史上提出的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)其進(jìn)行簡單分析，以展示經(jīng)典理論與量子力學(xué)的聯(lián)系。

1 問題的提出

1935年3月，愛因斯坦等人在EPR論文中提出了“量子糾纏態(tài)”的概念，所謂的“量子糾纏態(tài)”是以兩個(gè)及以上粒子為對(duì)象的。在某種意義上，“量子糾纏態(tài)”可以理解為是把迭加態(tài)應(yīng)用于兩個(gè)及以上的粒子。若存在兩個(gè)處于“量子糾纏態(tài)”的粒子，那這兩個(gè)粒子一定是相互關(guān)聯(lián)的，用量子力學(xué)的知識(shí)去理解，只要人們不去探測，那么每個(gè)粒子的狀態(tài)都不能夠確定。但是，假如同時(shí)使這兩個(gè)粒子保持某一時(shí)刻的狀態(tài)不變，也就是說，使兩個(gè)粒子的迭加態(tài)在一瞬間坍縮，粒子1這時(shí)會(huì)保持一個(gè)狀態(tài)不再發(fā)生變化，根據(jù)守恒定律，粒子2將會(huì)處于一個(gè)與粒子1狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。如果二者相距非常遙遠(yuǎn)，又不存在超距作用的話，是不可能在一瞬間實(shí)現(xiàn)兩個(gè)粒子的相互通信的。但超距作用與當(dāng)今很多理論是相悖的，于是，這里就形成了佯謬，即“EPR佯謬”。

同年，薛定諤提出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，后人稱之為“薛定諤的貓”。設(shè)想把一只貓關(guān)在盒子里，盒中有一個(gè)不受貓直接干擾的裝置，這套裝置是由其中的原子衰變進(jìn)行觸發(fā)，若原子衰變，裝置會(huì)被觸發(fā)，貓會(huì)立即死去。于是，量子力學(xué)中的原子核衰變間接決定了經(jīng)典理論中貓的生死。由量子力學(xué)可知，原子核應(yīng)該處于一種迭加態(tài)，這種迭加態(tài)是由“衰變”和“不衰變”兩個(gè)狀態(tài)形成的，那么貓應(yīng)該也是處在一種迭加態(tài)，這種迭加態(tài)應(yīng)該是由“死”與“生”兩個(gè)狀態(tài)形成的，貓的生死不再是一個(gè)客觀存在，而是依賴于觀察者的觀測。顯然，這與常理是相悖的[2]。

這兩個(gè)佯謬的根源是相同的，都是經(jīng)典理論與量子理論之間的關(guān)系。

2 近代研究進(jìn)展

2.1 驗(yàn)證量子糾纏的存在

華裔物理學(xué)家Yanhua Shih[3]曾做過一個(gè)被稱為“幽靈成像”的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象大致可以描述為：假設(shè)存在一個(gè)糾纏光源，這個(gè)光源可以發(fā)出兩種互為糾纏的光子，通過偏振器使兩種光子相互分離，令第一束光子通過一個(gè)狹縫，第二束不處理，然后觀察兩束光的投影，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第二束光的投影形狀與第一束光通過的狹縫形狀完全相同。

人們發(fā)現(xiàn)，如果僅僅使用經(jīng)典理論，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是無法解釋的，必須應(yīng)用量子理論，才能解釋“幽靈成像”的現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也恰好驗(yàn)證了“量子糾纏”現(xiàn)象的存在。

2.2 量子世界中的歐姆定律

歐姆定律是由德國物理學(xué)家Ohm于19世紀(jì)早期提出來的，它是一種基于觀察材料的電學(xué)傳輸性質(zhì)得到的經(jīng)驗(yàn)定律，其內(nèi)容是：在同一電路中，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端所加的電壓成正比，跟導(dǎo)體自身電阻成反比，即 （U指導(dǎo)體兩端電壓；R指導(dǎo)體電阻；I指通過導(dǎo)體的電流）。

18世紀(jì)二、三十年代，人們認(rèn)為經(jīng)典方法在宏觀領(lǐng)域是正確的，但是在微觀領(lǐng)域?qū)?huì)被打破。Landauer公式給出了納米線電阻的計(jì)算方法，即（h為普朗克常量；e為電子電量；N為橫波模式數(shù)量）；而在宏觀中，（為材料的密度；l為樣品的長度；s為樣品的橫截面積）。由此發(fā)現(xiàn)，在宏觀領(lǐng)域，樣品的電阻是隨著樣品的長度增加而增加的，而在微觀領(lǐng)域，樣品的電阻與樣品的長度沒有關(guān)系。

Weber[4]等人制備了原子尺度的納米線并進(jìn)行觀察，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在微觀領(lǐng)域，歐姆定律也是滿足的。Ferry[5]認(rèn)為樣品的電阻是由多種機(jī)理所導(dǎo)致的，而他最后得到的結(jié)果正是由于多種機(jī)理的相互疊加。經(jīng)過分析，他認(rèn)為歐姆定律何時(shí)開始生效取決于納米線中電子耗散的力度，力度越大說明開始生效時(shí)的尺度越小。但這也同時(shí)引發(fā)了另一個(gè)問題的思考：低溫條件下，歐姆定律是仍然成立的，也就是說經(jīng)典理論仍然成立，但往往是希望在低溫下研究比較純粹的量子效應(yīng)。低溫條件下歐姆定律的成立要求在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，必須花費(fèi)更多的精力來使得經(jīng)典理論與量子理論分離開。

2.3 生活中的量子力學(xué)――光合作用與量子力學(xué)

Scholes等[6]從兩種不同的海藻中提取出了一種名為捕光色素復(fù)合體的化學(xué)物質(zhì)，并在其正常的生活條件下，通過二維電子光譜術(shù)對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行了分析研究。他們首先使用了飛秒激光脈沖模擬太陽光來激發(fā)這些蛋白，發(fā)現(xiàn)了會(huì)長時(shí)間存在的量子狀態(tài)。也就是說，這些蛋白吸收的光能能夠在同一時(shí)刻存在于不同地點(diǎn)，而這實(shí)際上是一種量子迭加態(tài)。由此可見，量子力學(xué)與光合作用是有很大聯(lián)系的。

3 結(jié)語

從近幾年來量子力學(xué)的基本問題和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究可以看出，雖然經(jīng)典理論與量子理論的聯(lián)系仍然是一個(gè)懸而未決的問題，但是當(dāng)代科學(xué)家已經(jīng)能夠通過各種精妙的實(shí)驗(yàn)逐步解決歷史遺留的一個(gè)個(gè)謎團(tuán)，使得微觀領(lǐng)域的單個(gè)量子的測量與控制成為可能，并且積極研究宏觀現(xiàn)象的微觀本質(zhì)，將生活與量子力學(xué)逐漸的聯(lián)系起來。對(duì)于“經(jīng)典理論與量子力學(xué)的聯(lián)系”這一專題還需要進(jìn)行不斷研究，使量子力學(xué)得到進(jìn)一步完善與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫昌璞.量子力學(xué)若干基本問題研究的新進(jìn)展[J].物理，2001，30（5）：310-316.

[2] 孫昌璞.經(jīng)典與量子邊界上的“薛定諤貓”[J].科學(xué)，2001（3）：2，7-11.

[3] Shih Y. The Physics of Ghost Imaging[J].2008.

[4] Weber B， Mahapatra S， Ryu H， et al. Ohm's law survives to the atomic scale[J].Science，2012，335（6064）：64-67.

第2篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

量子力學(xué)是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展中最成功、也是最神秘的理論之一。其成功之處在于，它以獨(dú)特的形式體系與特有的算法規(guī)則，對(duì)原子物理學(xué)、化學(xué)、固體物理學(xué)等學(xué)科中的許多物理效應(yīng)和物理現(xiàn)象作出了說明與預(yù)言，已經(jīng)成為科學(xué)家認(rèn)識(shí)與描述微觀現(xiàn)象的一種普遍有效的概念與語言工具，同時(shí)也是日新月異的信息技術(shù)革命的理論基礎(chǔ)；其神秘之處在于，與其形式體系的這種普遍應(yīng)用的有效性恰好相反，量子物理學(xué)家在表述、傳播和交流他們對(duì)量子理論的基本概念的意義的理解時(shí)，至今仍未達(dá)成共識(shí)。量子物理學(xué)家在理解和解釋量子力學(xué)的基本概念的過程中所存在的分歧，不是關(guān)于原子世界是否具有本體論地位的分歧，而是能否仍然像經(jīng)典物理學(xué)理論那樣，把量子理論理解成是對(duì)客觀存在的原子世界的正確描述之間的分歧。

在量子力學(xué)誕生的早期歲月里，這些分歧的產(chǎn)生主要源于對(duì)量子理論中的波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的理解。因?yàn)榱孔恿W(xué)的創(chuàng)始人把量子力學(xué)理解成是一種完備的理論，把量子統(tǒng)計(jì)理解成是不同于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)，在根本意義上，帶來了量子力學(xué)描述中的統(tǒng)計(jì)決定性特征。而理論描述的統(tǒng)計(jì)決定性與物理學(xué)家長期信奉的因果決定論的實(shí)在論研究傳統(tǒng)相沖突。在當(dāng)時(shí)的背景下，對(duì)于那些在經(jīng)典物理學(xué)的熏陶下成長起來的許多傳統(tǒng)物理學(xué)家而言，對(duì)量子力學(xué)的這種理解是難以容忍的。這些物理學(xué)家仍然堅(jiān)持以經(jīng)典實(shí)在觀為前提，希望重建對(duì)原子對(duì)象的因果決定論的描述。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)有的量子力學(xué)只是臨時(shí)的現(xiàn)象學(xué)的理論，是不完備的，將來總會(huì)被一個(gè)擁有確定值的能夠解決量子悖論的新理論所取代。量子哲學(xué)家普遍地把這種實(shí)在論稱之為定域?qū)嵲谡?，或者稱為非語境論的實(shí)在論。從EPR悖論到貝爾定理的提出正是沿著這一思路發(fā)展的。這種觀點(diǎn)把量子論中的統(tǒng)計(jì)決定論與經(jīng)典實(shí)在論之間的矛盾，理解成是量子論與傳統(tǒng)實(shí)在論之間的矛盾。

但是，自從1982年阿斯佩克特等到人完成的一系列實(shí)驗(yàn)，沒有支持定域隱變量理論的預(yù)言，而是給出了與量子力學(xué)的預(yù)言相一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以來，量子論與傳統(tǒng)實(shí)在論之間的矛盾焦點(diǎn)，由對(duì)量子理論中的統(tǒng)計(jì)決定性特征的質(zhì)疑，轉(zhuǎn)向了對(duì)更加基本的量子測量過程中的“波包塌縮”現(xiàn)象的理解。因?yàn)榱孔訙y量問題是量子理論中最深層次的概念問題。馮諾意曼在本體論意義上引入量子態(tài)的概念來表征量子實(shí)在的作法，直接導(dǎo)致了至今難以解決的量子測量難題。到目前為止，所有的量子測量理論都是試圖站在傳統(tǒng)實(shí)在論的立場上，對(duì)量子測量過程作出新的解釋。玻姆的本體論解釋在承認(rèn)量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性特征，把量子世界看成是由客觀的不確定性、隨機(jī)性和量子糾纏所支配的世界的前提下，通過假設(shè)非定域的隱變量的存在，尋找對(duì)量子測量過程的因果性解釋。量子哲學(xué)家把這種實(shí)在論稱為非定域的實(shí)在論。[1] 多世界解釋在承認(rèn)現(xiàn)有的量子力學(xué)的形式體系和基本特征是完全正確的前提下，通過多元本體論的假設(shè)來對(duì)具有整體性特征的量子測量過程作出整體論的解釋。量子哲學(xué)家把這種實(shí)在論稱為非分離的實(shí)在論。[1]

量子測量現(xiàn)象的非定域性和非分離性所反映的是量子測量過程的整體性特征。問題是，相對(duì)于科學(xué)哲學(xué)研究而言，如果把量子測量系統(tǒng)理解成是一個(gè)包括觀察者在內(nèi)的整體，我們將永遠(yuǎn)不可能在觀察者與被觀察系統(tǒng)之間作出任何形式的分割。而觀察者與被觀察系統(tǒng)之間的分界線的消失，將會(huì)使我們?cè)诓豢紤]觀察者的情況下，對(duì)物理實(shí)在進(jìn)行客觀描述的夢想徹底地破滅。這是因?yàn)?，一方面，如果我們認(rèn)為量子力學(xué)的形式體系是正確而完備的理論，那么，就能夠用量子力學(xué)的術(shù)語描述包括觀察者在內(nèi)的整個(gè)測量過程。這時(shí)，觀察者成為整個(gè)測量系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分參與了測量中的相互作用；另一方面，如果我們?nèi)匀豢释褚钥煞蛛x性假設(shè)為基礎(chǔ)的經(jīng)典測量那樣，在以整體性假設(shè)為基礎(chǔ)的量子測量系統(tǒng)中，也能夠得到確定而純客觀的測量結(jié)果，那么，他們必須要在觀察者與被觀察的量子系統(tǒng)之間作出某種分割，觀察者才有可能站在整個(gè)測量系統(tǒng)之外進(jìn)行觀察。然而，在量子測量的具體實(shí)踐中，這個(gè)重要的“阿基米德點(diǎn)”是永遠(yuǎn)不可能得到的。因?yàn)閷?duì)量子測量系統(tǒng)進(jìn)行的任何一種形式的分割，都必然會(huì)導(dǎo)致像“薛定諤貓”那樣的悖論。這樣，關(guān)于量子論與實(shí)在論之間的矛盾事實(shí)上轉(zhuǎn)化為，在承認(rèn)量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性特征的前提下，如何解決量子測量的整體性與傳統(tǒng)實(shí)在論之間的矛盾。

以玻爾為代表的傳統(tǒng)量子物理學(xué)家在創(chuàng)立了量子力學(xué)的形式體系之后，并不追求從量子測量現(xiàn)象到量子本體論的超越中提供一種本體論的理解。而是在認(rèn)識(shí)論和現(xiàn)象學(xué)的意義上做文章。玻爾認(rèn)為，觀察的“客觀性”概念的含義，在原子物理學(xué)的領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了語義上的變化。在這里，客觀性不再是指對(duì)客體在觀察之前的內(nèi)在特性的揭示，而是具有了“在主體間性的意義上是有效的”這一新的含義。這種把“客觀性”理解成是“主體間性”的觀點(diǎn)，在認(rèn)識(shí)論意義上，所隱藏的直接后果是，使“客觀性”概念失去了與“主觀性”概念相對(duì)立的基本含義，從而使量子力學(xué)成為支持科學(xué)的反實(shí)在論解釋的一個(gè)重要的立論依據(jù)。與此相反，近幾十年發(fā)展起來的多世界解釋，試圖以多元本體論的假設(shè)為前提，恢復(fù)對(duì)客觀性概念的傳統(tǒng)理解；玻姆的本體論解釋則是以粒子軌道與真實(shí)波的二元論假設(shè)為代價(jià)，把測量過程中的整體性特征歸結(jié)為是量子勢的性質(zhì)。這兩種解釋雖然在理解量子測量現(xiàn)象時(shí)堅(jiān)持了傳統(tǒng)實(shí)在論的立場。但是，這些立場的堅(jiān)持是以在量子力學(xué)中增加某些額外的假設(shè)為代價(jià)的。這正是為什么近幾十年來，反思與研究量子力學(xué)與量子測量的概念基礎(chǔ)問題，成為不計(jì)其數(shù)的論著和論文所討論的中心論題的主要原因所在。

到目前為止，在量子物理學(xué)家的心目中，微觀客體的非定域性特征和量子測量的非分離性特征已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。如果我們站在科學(xué)哲學(xué)的立場上，像當(dāng)初接受量子統(tǒng)計(jì)性一樣，也接受量子力學(xué)描述的微觀系統(tǒng)的這種整體性特征。那么，量子測量過程中被測量的系統(tǒng)與測量儀器（包括觀察者在內(nèi)）之間的整體性關(guān)系將會(huì)意味著，在微觀領(lǐng)域內(nèi)，我們所得到的知識(shí)，事實(shí)上，總是與觀察者密切相關(guān)的知識(shí)。這個(gè)結(jié)論顯然與長期以來我們所堅(jiān)持的真理符合論的客觀標(biāo)準(zhǔn)不相容。因此，接受量子力學(xué)的整體性特征，就意味著放棄真理符合論的標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)傳統(tǒng)實(shí)在論的核心概念——理論和真理的性質(zhì)與意義——進(jìn)行重新理解。這樣，現(xiàn)在的問題就變成是，能否在接受量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性和整體性特征的前提下，闡述一種新的實(shí)在論觀點(diǎn)呢？如果答案是否定的，那么，科學(xué)實(shí)在論將永遠(yuǎn)不可能得到辯護(hù)；如果答案是肯定的，那么，與理論的整體性特征相協(xié)調(diào)的實(shí)在論是一種什么樣的實(shí)在論呢？這正是本文所關(guān)注的主要問題所在。

2．認(rèn)識(shí)論教益：隱喻思考與模型化方法的突現(xiàn)

自近代自然科學(xué)產(chǎn)生以來，公認(rèn)的傳統(tǒng)實(shí)在論的觀點(diǎn)是建立在宏觀科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)之上的一種鏡像實(shí)在論。在宏觀科學(xué)的研究領(lǐng)域內(nèi)，觀察者總是能夠站在整個(gè)測量系統(tǒng)之外，客觀地獲得測量信息。在有效的測量過程中，測量儀器對(duì)測量結(jié)果的干擾通?？梢院雎圆挥?jì)。測量結(jié)果為理論命題的真假提供了直接的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，使命題和概念擁有字面表達(dá)的意義（literal meaning）或非隱喻的意義和指稱。因此，鏡像實(shí)在論是以觀察命題的真理符合論為前提的。

真理符合論的最實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容是，堅(jiān)持命題與概念同實(shí)際的事實(shí)相符合。長期以來，科學(xué)家一直把這種觀點(diǎn)視為是科學(xué)研究活動(dòng)的價(jià)值基礎(chǔ)。

維特根斯坦在其著名的《邏輯哲學(xué)導(dǎo)論》一書中，把真理的這種符合論觀點(diǎn)表述為：就像唱片是聲音的畫像并具有聲音的某些結(jié)構(gòu)一樣，命題所描述是事實(shí)的畫像，并具有與事實(shí)一致的結(jié)構(gòu)。因?yàn)橛谜Z言來思考和說話，就是用語言來對(duì)事實(shí)作邏輯的模寫，它類似于畫家用線條、色彩、圖案來描繪世界上的事物。所以，用語言描述的圖象與世界的實(shí)際圖象之間具有同構(gòu)性。1933年，塔爾斯基對(duì)這種真理觀進(jìn)行了定義。在當(dāng)前科學(xué)哲學(xué)的文獻(xiàn)中，人們習(xí)慣于用“雪是白的”這一命題為例，把塔爾斯基對(duì)真理的定義形象地表述為：“雪是白的”是真的，當(dāng)且僅當(dāng)，雪是白的。

普特南把塔爾斯基對(duì)真理的這種定義概括為“去掉引號(hào)的真理論”。塔爾斯基認(rèn)為，要想使“‘雪是白的’是真的”，這個(gè)句子本身成真，當(dāng)且僅當(dāng)，“雪是白的”這個(gè)事實(shí)是真實(shí)的，即我們能夠得到“雪是白的”這一經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。這個(gè)看似簡單的句子隱含著兩層與常識(shí)相一致的符合關(guān)系：第一層的相符合關(guān)系是，語言表達(dá)的命題與實(shí)際事實(shí)相符合；第二層的相符合關(guān)系是，觀察得到的事實(shí)與真實(shí)世界相符合。在日常生活中，像“雪是白的”這樣的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)是非常直觀的，只要是一個(gè)正常的人，都有可能看到“雪確實(shí)是白色的”這個(gè)實(shí)際存在的事實(shí)。因此，人們對(duì)它的客觀性不會(huì)產(chǎn)生任何懷疑，能夠作為“‘雪是白的’是真的”這個(gè)句子的成真條件。

然而，量子力學(xué)揭示出的微觀測量系統(tǒng)中的整體性特征，既限制了我們對(duì)這種理想知識(shí)的追求，也向傳統(tǒng)的客觀真理標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值觀提出了挑戰(zhàn)。這是因?yàn)?，在量子測量的過程中，對(duì)命題的這種理想的描述方式和對(duì)對(duì)象的如此單純的觀察活動(dòng)，已經(jīng)不再可能。以玻爾為代表的許多物理學(xué)家雖然在量子力學(xué)誕生的早期就已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)。但是，在科學(xué)哲學(xué)的意義上，他們?cè)趻仐壛苏胬矸险撝螅瑓s走向了認(rèn)識(shí)論的反實(shí)在論；馮諾意曼的測量理論以真理符合論為基礎(chǔ)，要求在觀察者與測量儀器之間進(jìn)行分割的做法，直接導(dǎo)致了量子測量中的“觀察者悖論”；現(xiàn)存的非分離與非定域的實(shí)在論解釋，也是以真理符合論為基礎(chǔ)，在量子力學(xué)的形式體系中增加了某些難以令人接受的額外假設(shè)，來解決量子測量難題。從哲學(xué)意義上看，這種借助于額外假設(shè)來使量子力學(xué)與實(shí)在論相一致的作法并沒有唯一性。它不過是借助于各種哲學(xué)的想象力來解決量子測量難題而已。

由此可見，量子測量難題的產(chǎn)生，實(shí)際上是以真理符合論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)實(shí)在論的觀點(diǎn)，來理解量子測量過程的整體性特征所導(dǎo)致的?，F(xiàn)在，如果我們像放棄經(jīng)典的絕對(duì)時(shí)空觀，接受相對(duì)論一樣，也放棄真理符合論的實(shí)在論，接受現(xiàn)有的量子力學(xué)。那么，在當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)的研究中，我們需要以成功的量子力學(xué)帶給我們的認(rèn)識(shí)論教益為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)理論、概念和真理的性質(zhì)與意義作出新的闡述。量子力學(xué)所揭示的微觀世界與宏觀世界之間的最大差異在于，我們對(duì)微觀世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，不可能像對(duì)宏觀世界的認(rèn)知那樣，使觀察者能夠站在整個(gè)測量語境的外面來進(jìn)行。

這就像盲人摸象的故事一樣，不同的盲人從大象的不同部位開始摸起，最初，他們所得到的對(duì)大象的認(rèn)識(shí)是不相同的，因?yàn)槊總€(gè)人根據(jù)自己的觸摸活動(dòng)都只能說出大象的某一個(gè)部分。只有當(dāng)他們摸完了整個(gè)大象時(shí)，他們才有可能對(duì)大象的形狀作出客觀的描述。然而，雖然他們對(duì)大象的描述始終是從自己的視角為起點(diǎn)的，并建立在個(gè)人理解的基礎(chǔ)之上。但是，不可否認(rèn)的是，他們的觸摸活動(dòng)總是以真實(shí)的大象為本體的。在微觀領(lǐng)域內(nèi)，量子世界如同是一頭大象，物理學(xué)家如同是一群盲人，有所區(qū)別的是，物理學(xué)家對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)不可能是直接的觸摸活動(dòng)，而只能借助于自己設(shè)計(jì)的測量儀器與對(duì)象進(jìn)行相互作用來進(jìn)行。在這個(gè)相互作用的過程中，包括觀察者在內(nèi)的測量語境成為聯(lián)系微觀世界與理論描述之間的一個(gè)不可分割的紐帶。

如果把這種量子力學(xué)的這種整體性思想延伸外推到一般的科學(xué)哲學(xué)研究中，那么，可以認(rèn)為，科學(xué)家所闡述的理論事實(shí)上是一個(gè)產(chǎn)生信念的系統(tǒng)?？茖W(xué)家借助于模型化的理論，把他們對(duì)世界的認(rèn)知模擬出來。理論模型所描述出的世界與真實(shí)世界之間的關(guān)系是一種內(nèi)在的、整體性的相似關(guān)系。這種相似分為兩個(gè)不同的層次：其一，在特定的語境中，模型與被模擬的世界在現(xiàn)象學(xué)意義上的初級(jí)相似。這種相似是指，在這個(gè)層次上，我們只是能夠通過某些關(guān)系把現(xiàn)象描述出來，但是，對(duì)現(xiàn)象之所以發(fā)生的原因給不出明確的說明；其二，在特定的語境中，模型與被模擬的世界在認(rèn)識(shí)論意義上的高級(jí)相似。這種相似是指，理論模型達(dá)到了與真實(shí)世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與關(guān)系之間的相似。所以，現(xiàn)象學(xué)意義上的相似最后會(huì)被成熟理論所描述的認(rèn)識(shí)論意義上的結(jié)構(gòu)相似所包容或修正。

這兩個(gè)層次之間的相似關(guān)系是建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的，而不是建立在邏輯或先驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。這樣，雖然科學(xué)家在建構(gòu)理論模型的過程中，總是不可避免地存在著許多非理性的因素。但是，在根本的意義上，他們的建構(gòu)活動(dòng)是以最終達(dá)到使理論描述的可能世界與真實(shí)世界之間的結(jié)構(gòu)與關(guān)系相似為目的的。因此，測量語境的存在成為科學(xué)家建構(gòu)活動(dòng)的一個(gè)最基本的制約前提。建構(gòu)理論模型的活動(dòng)是一種對(duì)世界的認(rèn)知活動(dòng)。建構(gòu)活動(dòng)中的虛構(gòu)性將會(huì)在與公認(rèn)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的比較中不斷地得到矯正，直至達(dá)到與真實(shí)世界完全一致為止。或者說，在一定的語境中，當(dāng)從理論模型作出的預(yù)言在經(jīng)驗(yàn)意義上不斷地得到了證實(shí)的時(shí)候，類比的相似性程度將隨之不斷地得以提高；當(dāng)科學(xué)共同體能夠依據(jù)理論模型所描述的可能世界的結(jié)構(gòu)來理解真實(shí)世界時(shí)，相似性關(guān)系將逐漸地趨向模型與世界之間的一致性關(guān)系。

在這種理解方式中，真理是物理模型與真實(shí)世界之間的相似關(guān)系的一種極限，是在一定的語境中完善與發(fā)展理論的一個(gè)最終結(jié)果。這樣，在科學(xué)研究中，真理成為科學(xué)研究追求的一個(gè)最終目標(biāo)，而不是科學(xué)研究的邏輯起點(diǎn)?；蛘哒f，把真理理解成是在科學(xué)的探索過程中，成熟的物理模型與世界結(jié)構(gòu)之間達(dá)成的一致性關(guān)系。對(duì)真理的這種理解，使過去追求的客觀真理變成了與語境密切相關(guān)的一個(gè)概念。超出理論成真的語境范圍，真理也就失去了存在的前提和價(jià)值。這樣，與玻爾把理論的客觀性理解成是主體間性的觀點(diǎn)所不同，本文是通過改變對(duì)真理意義的理解方式，挽救了理論的客觀性。

如果把科學(xué)活動(dòng)理解成是對(duì)世界的模擬活動(dòng)，那么，在理論的建構(gòu)活動(dòng)中，科學(xué)理論的概念與術(shù)語所描述出的可能世界，只在一定的語境中與真實(shí)世界具有相似性。所以，相對(duì)于不可能被觀察到的真實(shí)世界而言，科學(xué)的話語（scientific discourses）將不再具有按字面所理解的意義，而是只具有隱喻的意義。只有當(dāng)理論與世界之間的關(guān)系趨向于一致性關(guān)系時(shí)，對(duì)某些概念的隱喻性理解才有可能變成字面語言的理解。所以，在科學(xué)研究的活動(dòng)中，研究對(duì)象越遠(yuǎn)離日常經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)話語中的隱喻成份就越多。這也許是為什么在量子理論產(chǎn)生的早期年代，物理學(xué)家在理解微觀現(xiàn)象時(shí)，不可能在微觀對(duì)象的粒子性和波動(dòng)性之間作出任何選擇的原因所在。實(shí)際上，微觀粒子的波——粒二象性概念只是在現(xiàn)象學(xué)意義上的一種典型的隱喻概念，它們并不擁有概念的字面意義，而只具有隱喻的意義。因此，它們不是對(duì)真實(shí)世界的基本結(jié)構(gòu)的實(shí)際描述。正如惠勒的“延遲實(shí)驗(yàn)”所揭示的那樣，物理學(xué)家不可能選擇用其中的一類圖象來解釋另一類圖象。只有當(dāng)關(guān)于微觀世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)在可能世界的模型中得到全部模擬時(shí)，原來的波——粒二象性的概念才被一個(gè)更具有普遍意義的新的量子態(tài)概念所取代。

如果科學(xué)語言只具有隱喻的意義，科學(xué)理論所描述的是可能世界，那么，物理學(xué)家對(duì)測量現(xiàn)象的描述，也只是一種隱喻描述，而不是非隱喻的按照字義所理解的描述。這種描述既依賴于觀察者的背景知識(shí)，也依賴于當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展的水平。就像格式塔心理學(xué)所闡述的那樣，同樣的圖形、同一個(gè)對(duì)象，不同的觀察者會(huì)得出不同的結(jié)論。在這個(gè)意義上，測量與觀察不再是純粹地揭示對(duì)象屬性的一種再現(xiàn)活動(dòng)，而是觀察者與對(duì)象發(fā)生相互作用之后，受到測量語境約束的一種生成活動(dòng)。在這個(gè)活動(dòng)中，就現(xiàn)象本身而言，至少包含有兩類信息：一是來自對(duì)象自身的信息；二是包括觀察者在內(nèi)的測量系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生相互作用時(shí)新生成的信息。

從這個(gè)意義上看，微觀粒子在測量過程中表現(xiàn)出的波——粒二象性只是一種現(xiàn)象學(xué)意義上的相似，而不是微觀粒子的真實(shí)存在。在大多數(shù)情況下，現(xiàn)象還不等于是證據(jù)，把現(xiàn)象作為一種證據(jù)表述出來，還要受到物理學(xué)家的背景知識(shí)和社會(huì)條件的制約，甚至受到已接受的可能世界的基本理念的制約。按照對(duì)理論、真理和測量的這種理解方式，由“波包塌縮”現(xiàn)象所反映的問題，就變成了提醒物理學(xué)家有必要對(duì)過去所忽視的物理測量過程的各個(gè)細(xì)節(jié)，對(duì)宏觀與微觀之間的過渡環(huán)節(jié)，進(jìn)行更細(xì)致的理論研究的一個(gè)信號(hào)，成為進(jìn)一步推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展的一個(gè)技術(shù)性的物理學(xué)問題，而不再是觀念性的與實(shí)在論相矛盾的哲學(xué)問題。

玻姆的量子論是試圖用非隱喻的字面語言對(duì)真實(shí)的量子世界進(jìn)行描述，而現(xiàn)有的量子力學(xué)在它的產(chǎn)生初期則是用隱喻的語言對(duì)量子世界的一種模擬描述。正是由于理論模型具有的相似性，才使得薛定諤的波動(dòng)力學(xué)與海森堡等人的矩陣力學(xué)能夠得出完全相同的結(jié)果，并最終證明兩者在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的。在量子力學(xué)的語境中，不論是波動(dòng)圖象，還是粒子圖象都只是理論與世界之間的現(xiàn)象學(xué)意義上的初級(jí)相似。在以后的發(fā)展中，量子力學(xué)所描述的可能世界的預(yù)言與真實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相一致的事實(shí)說明，當(dāng)馮諾意曼在希爾伯特空間以量子態(tài)為基本概念建立了量子力學(xué)的公理化體系之后，這些現(xiàn)象學(xué)意義上的相似已經(jīng)上升到認(rèn)識(shí)論意義上的結(jié)構(gòu)相似，說明量子力學(xué)描述的可能世界與真實(shí)世界在微觀領(lǐng)域內(nèi)是一致的。這時(shí)，以波——粒二象性為基礎(chǔ)的隱喻圖象被整體論的世界圖象所取代。這也許正是物理學(xué)家可以在拋開哲學(xué)爭論的前提下，只注重量子物理學(xué)的技術(shù)性發(fā)展的一個(gè)原因所在。而相比之下，玻姆的理論不過是追求傳統(tǒng)意義上的非隱喻的字面圖象和傳統(tǒng)哲學(xué)觀念的一種理想產(chǎn)物。

在對(duì)理論、概念和真理的意義的這種理解方式中，理論與世界之間的一致性關(guān)系不是建立在命題與概念的層次上，而是以測量語境為本體，建立在物理模型與真實(shí)世界之間從現(xiàn)象學(xué)意義上的初級(jí)相似到認(rèn)識(shí)論意義上的結(jié)構(gòu)相似的基礎(chǔ)之上的。測量語境的本體性，成為我們?cè)谡J(rèn)識(shí)論意義上承認(rèn)科學(xué)理論是一個(gè)信念系統(tǒng)的同時(shí)，拒絕后現(xiàn)代主義者把理論理解成是可以隨意解讀的社會(huì)文本的極端觀點(diǎn)的根本保證。所以，真理的意義不是取決于詞、概念和命題與世界之間的直接符合，而是在于理論整體與世界整體之間在逼真意義上的一致性。由于可能世界與真實(shí)世界之間的這種一致性關(guān)系在一定程度上是依賴于社會(huì)技術(shù)條件的動(dòng)態(tài)關(guān)系。因此，以一致性為基礎(chǔ)的真理是依賴于語境的真理，它永遠(yuǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的和可變的概念，而不是靜止的和不變的概念。這顯然是對(duì)“把科學(xué)研究的目的理解為是追求真理”這句話的最好解答。

3．從思維方式的變革到語境實(shí)在論的基本原理

當(dāng)我們把對(duì)理論、真理和意義的這種理解方式應(yīng)用于對(duì)真實(shí)世界的認(rèn)識(shí)時(shí)，也可以在測量語境的基礎(chǔ)上，對(duì)理論進(jìn)行實(shí)在論的解釋。所不同的是，這種實(shí)在論不再是把科學(xué)理論理解成是提供關(guān)于世界的某種鏡象圖景的、以強(qiáng)調(diào)語言與命題的真理符合論為基礎(chǔ)的那種實(shí)在論，而是把科學(xué)理論理解成是通過先對(duì)世界的模擬，然后，與真實(shí)世界趨于一致的、依賴于測量語境的實(shí)在論。不同的理論模型和測量語境可以提供對(duì)世界的不同描述。但是，通過進(jìn)一步的觀察或?qū)嶒?yàn)，我們可以判斷哪一個(gè)模型能夠更好地與世界相一致。在這里，理論模型與世界之間的關(guān)系是一種相似關(guān)系，而不再是相符合的關(guān)系；測量結(jié)果與對(duì)象之間的關(guān)系是在特定條件下的一種境遇性關(guān)系，而不再是一種純粹的再現(xiàn)關(guān)系。我們把這種與量子力學(xué)的整體性特征相一致的量子實(shí)在論稱為“語境實(shí)在論”。用語境實(shí)在論的觀點(diǎn)取代傳統(tǒng)實(shí)在論的觀點(diǎn)，必然帶來思維方式的根本轉(zhuǎn)變。需要以整體性的語境論的思維觀取代傳統(tǒng)思維觀。這種思維方式的逆轉(zhuǎn)主要通過下列幾個(gè)方面體現(xiàn)出來：

首先，在本體論意義上，用普遍的本體論的關(guān)系論（global-ontological relationalism）的觀點(diǎn)取代傳統(tǒng)的本體論的原子論（ontological atomism）的觀點(diǎn)。承認(rèn)關(guān)系屬性或傾向性屬性的存在，承認(rèn)概率的實(shí)在性，承認(rèn)世界中的實(shí)體、屬性與關(guān)系之間的整體性。傳統(tǒng)的原子本體論總是把世界理解成是由可以進(jìn)行任意分割的部分所組成，整體等于部分之和，牛頓力學(xué)是這種本體論的一個(gè)典型范例；關(guān)系本體論則把世界理解成是一個(gè)不可分割的整體，整體大于部分之和，量子力學(xué)是這種本體論的一個(gè)典型范例。與原子本體論中認(rèn)為實(shí)體可以獨(dú)立地?fù)碛凶陨淼膶傩运煌?，在關(guān)系本體論中，實(shí)體及其屬性總是在一定的關(guān)系中體現(xiàn)出來。這里存在著兩層關(guān)系：一層是實(shí)體之間的內(nèi)在關(guān)系屬性；另一層是實(shí)體固有屬性表現(xiàn)的外在關(guān)系條件。前者具有潛存性，后者為潛存性向現(xiàn)實(shí)性的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了有利條件。 其次，在認(rèn)識(shí)論意義上，用理論模型的隱喻論的觀點(diǎn)取論模型的鏡象論的觀點(diǎn)。傳統(tǒng)的模型鏡象論觀點(diǎn)把理論理解成是命題的集合，命題與概念的指稱和意義是由對(duì)象決定的，它們的集合構(gòu)成了對(duì)對(duì)象的完備描述；而模型隱喻論的觀點(diǎn)雖然也認(rèn)為理論能夠以命題的形式表示出來，但是，理論不是命題的集合，而是包含有模仿世界的內(nèi)在機(jī)理的模型集合。理論與世界之間的關(guān)系不是傳統(tǒng)的相符合關(guān)系，而是在一定的語境中，理論描述的可能世界與真實(shí)世界之間以相似為基礎(chǔ)的一致性關(guān)系。理論系統(tǒng)的模型與真實(shí)系統(tǒng)之間的相似程度決定理論的逼真性。這樣，真理不再是命題與世界之間的符合，而是成為理論的逼真性的一種極限情況?；蛘哒f，當(dāng)理論所描述的可能世界與真實(shí)世界相一致的時(shí)候，理論的真理才能出現(xiàn)。這是對(duì)基本的認(rèn)識(shí)論概念的倒轉(zhuǎn)：傳統(tǒng)的逼真性理論是用命題或命題集合的真理作為基本單元，來衡量理論距真理的距離，即理論的逼真度；而現(xiàn)在正好反過來，是通過對(duì)逼真性概念的理解來達(dá)到對(duì)真理的理解。

第三，在方法論意義上，用語義學(xué)方法取代傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論方法。在傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)論方法中，是用命題的真理或圖象與世界之間的逼真度的術(shù)語來表達(dá)科學(xué)實(shí)在論的一般論點(diǎn)。然而，這種方法使我們從開始就需要清楚地辨別對(duì)一些解釋性描述的理解。例如，在相同的研究領(lǐng)域內(nèi)，我們?yōu)槭裁茨軌蛘f，一個(gè)理論比與它相競爭的另一個(gè)理論更逼近真理或更遠(yuǎn)離真理？對(duì)于諸如此類的問題，如果沒有一個(gè)明確的和可辯護(hù)的回答方式，那么，逼真性概念要么是空洞的；要么就是不一致的。結(jié)果，對(duì)理論的逼真性的論證反而成為對(duì)“認(rèn)識(shí)的謬誤（epistemic fallacy）”的證明，并在某程度上支持了認(rèn)識(shí)論的懷疑論觀點(diǎn)。但是，如果我們?cè)谡Z義學(xué)的語境中，通過對(duì)逼真性概念的分析與辯護(hù)，然后，衍生出理論的真理，對(duì)上述問題的理解方式將不會(huì)陷入如此的認(rèn)識(shí)論困境。并且從認(rèn)識(shí)論的懷疑論也不會(huì)推論出語義學(xué)的懷疑論。

第四，在經(jīng)驗(yàn)的意義上，用現(xiàn)象生成論的測量觀取代現(xiàn)象再現(xiàn)論的測量觀。所謂現(xiàn)象再現(xiàn)論的測量觀是指，把物理測量結(jié)果理解成是對(duì)對(duì)象固有屬性的一種再現(xiàn)，測量儀器的使用不會(huì)對(duì)對(duì)象屬性的揭示產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的干擾，它扮演著一個(gè)單純意義上的工具角色。理論術(shù)語能夠?qū)@些觀察證據(jù)進(jìn)行精確的表述。觀察證據(jù)的這種純粹客觀性成為建構(gòu)與判別理論的邏輯起點(diǎn)；而現(xiàn)象生成論的測量觀則認(rèn)為，測量是對(duì)世界的一種透視，測量結(jié)果是在對(duì)象與測量環(huán)境相互作用的過程中生成的。測量結(jié)果所表達(dá)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，不是純粹對(duì)世界狀態(tài)的反映，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)事實(shí)存在于我們的信念系統(tǒng)之中，而不是獨(dú)立于觀察者的意識(shí)或論述之外與世界的純粹符合，只是在特定的測量語境中的一種相對(duì)表現(xiàn)，是相互作用的結(jié)果?；蛘哒f，測量語境構(gòu)成了對(duì)象屬性有可能被認(rèn)識(shí)的必要條件。

所以，理論的逼真度與科學(xué)進(jìn)步之間的聯(lián)系，應(yīng)該在經(jīng)驗(yàn)的意義上來確立。科學(xué)進(jìn)步的記錄并不是真命題的積累，而是從模型系統(tǒng)與真實(shí)系統(tǒng)之間的相似性出發(fā)，用逼真度的概念衡量科學(xué)研究綱領(lǐng)接近真理的程度。在這里，相似性不是一個(gè)命題，也不是兩個(gè)世界之間的一種固定不變的關(guān)系，而是依賴于語境的一個(gè)程度性的概念。它的內(nèi)容將會(huì)隨著我們對(duì)世界的不斷深入的理解而發(fā)生變化。所以，科學(xué)進(jìn)步不是真命題積累的問題，而是理論的成功預(yù)言與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的函數(shù)。

第五，在語義學(xué)的意義上，用整體論或依賴于語境的隱喻語言范式取代非隱喻的字面真理范式（literal-truth paradigm）。從17世紀(jì)開始，非隱喻的字面真理的范式就已經(jīng)被科學(xué)家廣泛地接受為是理想的語言。其動(dòng)機(jī)是期望把理論模型的言語和論證，建立在優(yōu)美而簡潔的數(shù)學(xué)和幾何的基礎(chǔ)之上。當(dāng)時(shí)的理性論者和經(jīng)驗(yàn)論者把科學(xué)語言當(dāng)成是理想的合乎理性的語言，或者說，把科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)看成是人類經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的典范。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，所有的知識(shí)與真實(shí)世界之間的關(guān)系是根據(jù)表征知識(shí)的命題方式來討論的，科學(xué)語言與概念的意義由它所表征的世界來確定，它們不僅在本質(zhì)上具有固有的字義，而且語言本身的字面意義就是使用詞語的標(biāo)準(zhǔn)。語言的意義不僅與語言的用法無關(guān)，而被認(rèn)為是客觀地對(duì)應(yīng)于世界的各個(gè)方面?？茖W(xué)的話語總是關(guān)于自然界的現(xiàn)象、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和原因的話語。

然而，在整體論的隱喻語言范式中，理論所討論的是由科學(xué)共同體提出的關(guān)于世界的因果結(jié)構(gòu)的信念，知識(shí)與真實(shí)世界之間的關(guān)系是根據(jù)可能世界與真實(shí)世界之間的相似關(guān)系來討論的。在這里，兩個(gè)世界之間的相似程度的提高是它們共有屬性的函數(shù)。在隱喻的意義上，語言與概念的意義是極其模糊的和語境化的，隱喻的表達(dá)通常并不直接對(duì)應(yīng)于世界中的實(shí)體或事件：即，按照字面的意義理解隱喻的陳述常常是錯(cuò)誤的。例如，在理解量子測量現(xiàn)象時(shí)，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，或者強(qiáng)調(diào)使用粒子語言，或者強(qiáng)調(diào)波動(dòng)語言都是失敗的。這也是玻爾的互補(bǔ)性原理在量子力學(xué)的時(shí)期歲月里容易被人們所接受的高明之處。從本文的觀點(diǎn)來看，關(guān)于微觀世界的粒子圖象或波動(dòng)圖象只不過是傳統(tǒng)思維慣性的一種最顯著的表現(xiàn)而已。事實(shí)上，這兩種圖象都只是一種隱喻意義上的圖象，而不代表微觀世界的真實(shí)圖象。隱喻與其它非字面的言詞是依賴于語境的。正如后期維特根斯所言，語言與概念的意義依賴于活動(dòng)，使用一個(gè)符號(hào)的充分必要條件必須包括對(duì)活動(dòng)的描述。

在這種整體論的思維方式的基礎(chǔ)上，我們可以把語境實(shí)在論的主要觀點(diǎn)，總結(jié)為下列六個(gè)基本原理：

本體論原理：在物理測量的過程中，物理學(xué)家所觀察到的現(xiàn)象是由不可能被直接觀察到的過程因果性地引起的。這些不可能被直接觀察到的過程是獨(dú)立于人心而自在自為地存在著的。

方法論原理：對(duì)一個(gè)真實(shí)過程的理論模型的建構(gòu)，是對(duì)不可能被觀察到的真實(shí)世界的機(jī)理和結(jié)構(gòu)的模擬。對(duì)于真實(shí)世界而言，它在現(xiàn)象學(xué)意義上的表現(xiàn)與它的內(nèi)在結(jié)構(gòu)或機(jī)理在定性的意義上具有一致性。即，理論模型具有經(jīng)驗(yàn)的適當(dāng)性。

認(rèn)識(shí)論原理：理論描述的可能世界與真實(shí)世界只具有的相似性，它們之間的相似程度是它們具有的共同特性的函數(shù)。這些共性是在實(shí)驗(yàn)與測量語境中找到的。

語義學(xué)原理：在一定的語境中，理論模型與真實(shí)系統(tǒng)之間的相似關(guān)系決定理論的逼真性。在理想的情況下，真理是理論描述的可能世界逼近真實(shí)世界的一種極限。

價(jià)值論原理：科學(xué)理論的建構(gòu)在最終意義上總要受到實(shí)驗(yàn)證據(jù)的制約，科學(xué)理論的發(fā)展總是向著越來越接近真實(shí)世界機(jī)理的方向發(fā)展的。

倫理學(xué)原理：包括人類在內(nèi)的自然界具有不可分割的整體性，關(guān)于人類行為的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該建立在人與自然的整體性關(guān)系上。

4．科學(xué)進(jìn)步的語境生成論模式

探討科學(xué)進(jìn)步的模式問題一直是科學(xué)哲學(xué)研究中的重大理論問題之一。不同的學(xué)派提出了不同的觀點(diǎn)。邏輯實(shí)證主義者繼承了自培根以來的哲學(xué)傳統(tǒng)，認(rèn)為科學(xué)的發(fā)展在于對(duì)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)的真命題的積累。理論所包括的真命題越多，它就越逼近真理。波普爾把理論逼近真理的這種性質(zhì)稱為“逼真性”，逼真性的程度稱為“逼真度”。他認(rèn)為，理論是真內(nèi)容與假內(nèi)容的統(tǒng)一，理論的逼真度等于理論中的真內(nèi)容與假內(nèi)容之差。而真內(nèi)容由理論中那些得到經(jīng)驗(yàn)確認(rèn)的真命題所組成。真命題越多，理論的逼真度就越高。在所有這些觀點(diǎn)中，逼真性的主要特性是用命題與事實(shí)的符合作為近似真理的基本單元。換言之，是用命題真理的術(shù)語來理解理論的逼真性。在這里“符合”沒有程度上的差別；逼真性與真理之間的關(guān)系是部分與整體之間的關(guān)系。這種“符合”或“與事實(shí)相符”包含著四個(gè)方面的關(guān)系：其一，句子的主語與謂詞之間處于相互聯(lián)系的狀態(tài)；其二，事態(tài)（the state of affairs）與主語之間的指稱關(guān)系；其三，謂詞表達(dá)與被選擇的事態(tài)之間的指稱關(guān)系；其四，說話者所選擇的對(duì)象與事態(tài)之間的相適合關(guān)系。[1]

然而，這種以真命題的多少來衡量理論的逼真度的方法，似乎沒有辦法回答諸如下面的那些問題：如果一個(gè)理論最后被證明是與事實(shí)不相符，那么，這個(gè)理論怎么可能接近真理呢？比如說，在當(dāng)前的情況下，量子場論還是一個(gè)不成熟的理論，它在未來一定會(huì)被加以修改，那么，我們能夠說，量子場論不如牛頓力學(xué)與事實(shí)更相符嗎？此外，“符合事實(shí)”這個(gè)概念也會(huì)遇到同樣的問題：如果某個(gè)理論根本就是錯(cuò)誤的，我們又怎能說，它與事實(shí)符合的更好或更糟呢？也許有些在表面上曾經(jīng)顯示出具有某種逼真性的理論，實(shí)際上，它卻在根本意義上就是錯(cuò)的。例如，化學(xué)中的“燃素說”、物理學(xué)中的“地心說”，等等，這些理論都曾經(jīng)在科學(xué)家的實(shí)際工作中，起到過積極的作用。但是，后來的發(fā)展證明，它們都是錯(cuò)誤的假說。另一方面，這種方法還無法解釋為什么在前后相繼的理論中使用的同一個(gè)概念，卻具有不同的內(nèi)涵這樣的問題。例如，經(jīng)典物理學(xué)中的質(zhì)量概念不同于相對(duì)論力學(xué)中的質(zhì)量概念；量子力學(xué)的中微觀粒子概念也比經(jīng)典物理學(xué)中的粒子概念擁有更豐富的內(nèi)涵。庫恩在闡述他的科學(xué)進(jìn)步的范式論模式時(shí)，為了避免上述問題的出現(xiàn)，走向了徹底的相對(duì)主義。

如果我們用強(qiáng)調(diào)理論描述的物理模型與世界之間的相似性比較，取論中包含的真命題的比較來理解理論的逼真性，那么，上述問題就很容易得到解決。在特定的語境中，并存著的相互競爭的理論，分別描繪出幾個(gè)相互競爭的可能世界，這些可能世界與真實(shí)世界之間的相似程度決定理論的逼真性。逼真度越高的理論，將會(huì)越客觀、越接近于真理。真理是理論的逼真度等于1時(shí)的一種極限情況。例如，牛頓力學(xué)比伽里略的力學(xué)更接近真理的真正理由是，因?yàn)榕ｎD物理學(xué)所描繪的世界模型比伽里略物理學(xué)所描繪的世界模型與真實(shí)世界更相似。而不應(yīng)該把這個(gè)結(jié)論替換成是，在每一個(gè)方法中通過真命題的計(jì)數(shù)來使它們與精確地說明真實(shí)世界的真命題的總數(shù)進(jìn)行比較后作出的選擇。前后相繼的理論中所使用的共同概念的意義也是依賴于可能世界的。不同層次的可能世界雖然賦予同一個(gè)概念以不同的內(nèi)涵。但是，由于更深層的可能世界更接近真實(shí)世界的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，所以，對(duì)為什么同一個(gè)概念會(huì)有不同內(nèi)涵的問題就容易理解了。

我們把由理論描繪的可能世界逼近真實(shí)世界的過程，以及前后相繼的理論之間的更替關(guān)系總結(jié)為：

前語境階段——語境確立階段——語境擴(kuò)張階段——語境轉(zhuǎn)換階段

——新的語境確立階段……

在科學(xué)進(jìn)步的這個(gè)模式中，前語境階段是指，當(dāng)科學(xué)進(jìn)入一個(gè)新的研究領(lǐng)域時(shí)，面對(duì)不可能被舊理論所解釋的有限數(shù)量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和存在的重要問題，科學(xué)家首先是進(jìn)行大膽的創(chuàng)新和積極地猜測，提出可能與證據(jù)相一致的相互競爭的理論或假說。這些理論或假說分別描繪出了相互競爭的各種可能世界的圖象。這個(gè)時(shí)期，科學(xué)家在建構(gòu)理論時(shí)，通過模型與現(xiàn)象的比較來約束他們的想象?；蛘哒f，他們的富有創(chuàng)造性的想象力是一種意向性的想象，而不是完全隨意的想象。這種意向性的信息直接來自不可能被直接觀察到的對(duì)象本身?？茖W(xué)家在相互競爭的理論中作出選擇時(shí)，依賴于兩個(gè)主要的歸納根據(jù)：其一，相信任何一個(gè)理論模型的建構(gòu)都是為了盡可能準(zhǔn)確地模擬真實(shí)世界的結(jié)構(gòu)和機(jī)理；其二，依據(jù)模型所產(chǎn)生的信念能夠作為成為設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是為了探索世界，和檢驗(yàn)?zāi)Ｐ团c它所表征的世界之間的類似程度。在特定領(lǐng)域內(nèi)和一定的歷史條件下，根據(jù)一個(gè)理論的信念所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)越新穎，在得到應(yīng)用之后，越能夠證明理論的成功性。同時(shí)，理論的調(diào)整總是向著與新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致的方向進(jìn)行的。而新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由自然界中某種未知的因果機(jī)理引起的。

然而，說明的成功（explanatory success）只是理論逼近真理的一個(gè)象征或一個(gè)結(jié)果，或者說，說明的成功只是理論逼近真理的一個(gè)必要條件。凡是逼真的理論都必定能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出成功的說明。但是，并不是每一個(gè)擁有成功說明的理論都是逼真的理論。在理論的說明中，理論的逼真性與不斷增加的成功之間的聯(lián)系應(yīng)該是一個(gè)認(rèn)識(shí)論問題，而不是一個(gè)語義學(xué)問題。一個(gè)完整的科學(xué)理論從產(chǎn)生到成熟通常要經(jīng)過三個(gè)階段：其一，對(duì)現(xiàn)象的描述階段，這個(gè)階段得到了在經(jīng)驗(yàn)上恰當(dāng)?shù)哪Ｐ?。例如，在量子力學(xué)之前，玻爾等人提出的各種原子模型；第二個(gè)階段是建立一個(gè)理論的說明模型。例如，現(xiàn)有的量子力學(xué)的數(shù)學(xué)形式體系。第三個(gè)階段是為成功的說明模型尋找一種可理解的機(jī)理，或者說，對(duì)說明模型提供語義學(xué)的基礎(chǔ)。相對(duì)于一個(gè)成熟的科學(xué)理論而言，現(xiàn)象——模型——機(jī)理三者之間的相互關(guān)系具有內(nèi)在的不可分割的整體性。這也就是為什么原子物理學(xué)家在理解量子力學(xué)的內(nèi)在機(jī)理的問題上沒有達(dá)成共識(shí)時(shí)，產(chǎn)生了量子力學(xué)的解釋問題的原因所在。

在這里，我們所說的模型是指物理模型而不是僅僅指數(shù)學(xué)模型。物理模型除了包括數(shù)學(xué)模型之外，還包括理解世界的構(gòu)成機(jī)理的模型。物理模型是為數(shù)學(xué)模型提供一個(gè)語義學(xué)基礎(chǔ)。例如，分子運(yùn)動(dòng)論模型是解釋壓強(qiáng)公式的語義學(xué)基礎(chǔ)；場的觀點(diǎn)是理解引力理論的語義學(xué)基礎(chǔ)。所以，物理學(xué)中的模型是指真實(shí)物理系統(tǒng)的替代物，它既具有解釋的作用，也能夠把抽象的數(shù)學(xué)系統(tǒng)翻譯為一個(gè)可理解的論述。正是在這個(gè)意義上，物理學(xué)模型是指一個(gè)模型簇。由這些模型簇所描繪的可能世界的結(jié)構(gòu)與真實(shí)世界的結(jié)構(gòu)之間的相似關(guān)系，在選擇理論時(shí)是很重要的。一方面，它能夠使理論在科學(xué)實(shí)踐中被不斷地修改和擴(kuò)展以適應(yīng)新的現(xiàn)象，而不是靜止的和孤立的；另一方面，它使相互競爭的理論之間的選擇在科學(xué)實(shí)踐的規(guī)則與活動(dòng)之內(nèi)自然地得到了求解。這時(shí)，被淘汰掉的理論并非必須要被證偽（盡管證偽也是因素之一），而是如同生物進(jìn)化那樣是自然選擇的結(jié)果。

在這里，把逼真度作為選擇理論的標(biāo)準(zhǔn)，與要么強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，要么強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)證偽的標(biāo)準(zhǔn)不同，它永遠(yuǎn)是動(dòng)態(tài)的和依賴于研究語境的概念。它既有助于把淘汰掉的理論中的某些合理化因素進(jìn)行再語境化，也能夠確保科學(xué)描述和與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技巧與獨(dú)立于人心的世界之間建立起一種物理聯(lián)結(jié)，從而堅(jiān)持了存在著一個(gè)不可能被觀察到的獨(dú)立于人心的世界的本體論的實(shí)在論觀點(diǎn)。大體上，衡量可能世界與真實(shí)世界之間的結(jié)構(gòu)或機(jī)理的相似程度可以通過它們之間的共有屬性（或共同特征）來進(jìn)行。如果用S（A ，B）表示兩個(gè)世界之間的基本特征的相似關(guān)系，用 A∩B表示共有屬性，A – B和 B - A表示它們之間的差異，那么，在定性的意義上，這些量之間的關(guān)系可以定性地表示為：[1]

S（A ，B）= C1F（A∩B）- C2F（A - B）- C3F（B - A）

這個(gè)公式說明，兩個(gè)世界之間的相似關(guān)系是它們的共性與差異的函數(shù)。當(dāng)C1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C2和C3時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)之間的共性將比差異處于更重要的支配地位。其中，三個(gè)系數(shù)C1、C2和C3 的值是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。這樣，我們就有可能在經(jīng)驗(yàn)的意義上來研究相似關(guān)系。在經(jīng)驗(yàn)的意義上，如果相互競爭的理論中的某個(gè)理論的描述和說明模型能夠完全依據(jù)當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和本體論概念被加以校準(zhǔn)，那么，我們就可以認(rèn)為，這個(gè)理論是似真的（plausible）。理論越擬真，它就越逼真。

在一個(gè)特定的語境中，當(dāng)一個(gè)理論的說明與理解模型能夠完全經(jīng)得起經(jīng)驗(yàn)的考驗(yàn)時(shí)，科學(xué)共同體將認(rèn)為理論描繪的可能世界與真實(shí)世界之間達(dá)到了某種一致性。這時(shí)，科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了語境確立的階段。這個(gè)階段相當(dāng)于庫恩的常規(guī)科學(xué)時(shí)期或范式形成時(shí)期。這時(shí)，科學(xué)家不僅擁有共同的信念和共同的語言，而且擁有對(duì)真實(shí)世界的共同圖象。他們相信，理論描繪的可能世界代表了真實(shí)世界的內(nèi)在機(jī)理；理論描繪的圖象就是不可觀察的真實(shí)世界的圖象。為了進(jìn)一步探索真實(shí)世界的精細(xì)結(jié)構(gòu)，科學(xué)家常常會(huì)根據(jù)現(xiàn)有理論提供的信念和約定，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)規(guī)劃，預(yù)言新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，特別是運(yùn)用成熟理論中的理論實(shí)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而形成了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的語境階段。但是，這個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的語境邊界是非常不確定的。

當(dāng)科學(xué)家把成熟理論所揭示的世界機(jī)理作為一個(gè)范式和信念的基礎(chǔ)，延伸推廣到解釋其它相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)象時(shí)，科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入到語境的擴(kuò)張階段。其中，既包括理論研究的信念與方法的擴(kuò)張，也包括以它的基本原理為基礎(chǔ)的技術(shù)與實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)張。例如，在牛頓理論確立之后，不論是物理學(xué)還是化學(xué)家，他們都用牛頓力學(xué)的基本思想解釋他們所面臨的其它領(lǐng)域內(nèi)的新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且成功地制造出了許多測量儀器；同樣，現(xiàn)代技術(shù)的崛起和分子生物學(xué)、量子化學(xué)等學(xué)科的產(chǎn)生都是量子力學(xué)的基本原理成功應(yīng)用的結(jié)果。所以，語境擴(kuò)張的過程實(shí)際上是已有語境膨脹的過程。當(dāng)科學(xué)共同體在語境擴(kuò)張的過程中，遇到了與理論信念相矛盾的而且是他們料想不到的實(shí)驗(yàn)事實(shí)時(shí)，他們才有可能開始對(duì)理論的信念產(chǎn)生懷疑，這時(shí)，理論的應(yīng)用邊界，或者說，語境擴(kuò)張的邊界逐漸地變得明確起來，科學(xué)的發(fā)展開始進(jìn)入語境轉(zhuǎn)換階段。在這個(gè)階段，舊語境的擴(kuò)張受到了限制，新的語境處于形成與培育當(dāng)中。新的理論競爭也就隨之開始了。隨著新理論競爭的開始，科學(xué)共同體的信念也在不斷地發(fā)生著改變，直到一個(gè)全新的語境形成為止。

當(dāng)新的語境確立之后，不僅科學(xué)家確立了新的信念，而且他們對(duì)問題的求解值域也隨之發(fā)生了改變。這時(shí)，原來前語境中的一些不合理的偏見，在新語境中得到了糾正。在前語境中是真理的理論，在后語境中失去了它的真理性。后語境的形成是伴隨著新理論的確立而完成的。由于新語境比舊語境揭示出了更深層次的世界結(jié)構(gòu)或機(jī)理。所以，它在理論信念、方法和技術(shù)層次的擴(kuò)張與滲透力將會(huì)比舊語境更強(qiáng)、更徹底。這也就是，為什么量子力學(xué)的產(chǎn)生所帶來的理論、方法與技術(shù)革命會(huì)比牛頓力學(xué)更深刻、更廣泛的原因所在。但是，前后語境之間的界線是連續(xù)的。這時(shí)，就像新理論是對(duì)舊理論的一種超越一樣，新語境也是對(duì)舊語境的一種超越。由于語境的變遷和運(yùn)動(dòng)是不斷地向著揭示世界的真實(shí)機(jī)理的方向發(fā)展的。因此，在語境中生成的理論也使得科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步向著不斷地逼近真理的方向進(jìn)行。本文把科學(xué)發(fā)展的這種模式稱為“語境生成論模式”。

這里包括兩個(gè)層次的生成，其一，理論的形成與完善是在特定的語境中進(jìn)行的；其二，科學(xué)進(jìn)步也是在語境的變更中完成的。但是，值得注意的是，強(qiáng)調(diào)語境化并不意味著使科學(xué)進(jìn)步成為無規(guī)則的游戲。把理論系統(tǒng)放置于特定的語境當(dāng)中，強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)的開放性和連續(xù)性。在這個(gè)意義上，語境論的事實(shí)也是一種客觀事實(shí)。運(yùn)用語境論的隱喻思考與模型化方法，不僅能夠使科學(xué)進(jìn)步過程中的微觀的邏輯結(jié)構(gòu)與宏觀的歷史背景有機(jī)地結(jié)合起來，而且能夠使基本的內(nèi)在邏輯的東西在歷史的發(fā)展中內(nèi)化到新的語境當(dāng)中，從而使得語境在自然更替的同時(shí)，一方面，完成了理論知識(shí)的積累與繼承的任務(wù)；另一方面，揭示出更深層次的世界機(jī)理。所以，語境生成論的科學(xué)進(jìn)步模式既不會(huì)像庫恩的范式論那樣，走向相對(duì)主義，也不會(huì)像普特南那樣，走向多元真理論?？茖W(xué)進(jìn)步的語境生成論模式，既能夠包容相對(duì)主義的某些合理成份，又能夠堅(jiān)持實(shí)在論的立場。

5．結(jié)語

從量子力學(xué)的認(rèn)識(shí)論教益中抽象出的語境實(shí)在論的觀點(diǎn)，是一種具有更廣泛的解釋力，并且有可能把許多觀點(diǎn)有機(jī)地融合在一起的實(shí)在論觀點(diǎn)。它不僅能夠賦予量子力學(xué)以實(shí)在論的解釋，而且為解決科學(xué)實(shí)在論面臨的許多責(zé)難，理清上世紀(jì)末圍繞“索卡爾事件”所發(fā)生的一場震驚西方學(xué)壇的科學(xué)大戰(zhàn)，[1] 提供了一條可能的思路。法因曾經(jīng)在《擲骰子游戲：愛因斯坦與量子論》一書中斷言“實(shí)在論已經(jīng)死了”。[2] 然而，我們通過對(duì)量子力學(xué)與實(shí)在論的分析，在放棄了傳統(tǒng)的真理符合論之后，運(yùn)用隱喻思考與模型化方法所得出的結(jié)論則是，“實(shí)在論還活著，而且活的很好”。

[1] D.Bohm and B.J.Hiley， The Unpided Universe: An ontological interpretation of quantum theory， Routledge and Kegan Paul， London (1993).

[1] Jeffrey Alan Barrett， The Quantum Mechanics of Minds and Worlds， Oxford University Press (1999).

[1] Jerrold L. Aronson， Rom Harré & Eileen Cornell Way， Realism Rescued: How Scientific progress of possible， Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 136-137.

[1] Jerrold L. Aronson， Rom Harré & Eileen Cornell Way， Realism Rescued: How Scientific progress of possible， Gerald Duckworth & Co.Ltd (1994): 133.

第3篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

傳統(tǒng)的原子物理學(xué)教科書大多按照歷史發(fā)展的時(shí)間順序，即按照人類認(rèn)識(shí)原子世界的具體過程，從“光譜”這一概念入手組織教學(xué)。這種教學(xué)的特點(diǎn)是以光譜實(shí)驗(yàn)事實(shí)為主線，以玻爾的舊量子論為重點(diǎn)，用半經(jīng)典半量子論的方法講授課程。但是對(duì)于這樣的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)安排，學(xué)生并不容易掌握，而且讓學(xué)生花費(fèi)大量的時(shí)間掌握這些不易理解最終又要被量子論修正的理論，看起來確實(shí)是沒有必要的。因此傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容有些陳舊并且不易理解，也不能及時(shí)反映現(xiàn)代物理理論和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最新水平，因此必須用新觀點(diǎn)和新思想重新組織教學(xué)內(nèi)容，以全新的角度構(gòu)建這門課程的知識(shí)體系。在材料物理專業(yè)學(xué)生原子物理學(xué)的教學(xué)中，可直接用量子力學(xué)的理論研究原子結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律。原子中電子的運(yùn)動(dòng)都遵循著量子力學(xué)的理論，而傳統(tǒng)教學(xué)中以學(xué)生不好理解的舊量子論為基礎(chǔ)，再用量子力學(xué)修正的做法并不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。因此可以直接用量子力學(xué)的理論來研究原子結(jié)構(gòu)及其規(guī)律[1]，而將舊量子論僅僅作為一種鋪墊。實(shí)際教學(xué)中，可以先簡明扼要地介紹舊量子論的核心內(nèi)容，而不必過多講授軌道的概念?？梢詣h除橢圓軌道理論和堿金屬原子的原子實(shí)極化和軌道貫穿等內(nèi)容。這樣就實(shí)現(xiàn)了原子物理學(xué)課程知識(shí)體系現(xiàn)代化的第一步，用最新的量子力學(xué)理論成果講述原子中電子的行為。量子力學(xué)理論是從特有的波函數(shù)、哈密頓算符以及薛定諤方程等形式化的理論，以高度濃縮的數(shù)學(xué)形式借鑒了各學(xué)科的研究成果，從而形成了一套獨(dú)特的理論體系。實(shí)際講授中可以薛定諤方程為主線，由薛定諤方程引入微觀粒子的波函數(shù)，建立二階偏微分方程，從而定量描述微觀粒子客體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。一方面，根據(jù)不同的勢能表達(dá)，建立各種原子的薛定諤方程并求解，向?qū)W生闡述這些解的物理意義，并與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相對(duì)照，從而加深學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而把握原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。另一方面，要突出德布羅意物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)解釋。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容總是先從經(jīng)典物理學(xué)的角度和觀點(diǎn)看“粒子”和“波”這兩個(gè)概念，指出二者之間的相互排斥性，然后再引出微觀粒子的波粒二象性，并強(qiáng)調(diào)波粒二象性是微觀粒子客體區(qū)別于宏觀客體的一種屬性。這種講法常常會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生困惑，覺得微觀客體很不可思議，超過了他們的認(rèn)知和理解范圍。因此在講授時(shí)可以直接給出對(duì)德布羅意波的正確解釋，闡明微觀粒子的波動(dòng)性并非指粒子和波一樣彌漫到整個(gè)空間，它本質(zhì)上是粒子位置分布的一種概率波。為了更好實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化，還應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中穿插關(guān)于物理學(xué)前沿知識(shí)的專題，介紹近代物理學(xué)中和原子物理相關(guān)的最新發(fā)展和高新技術(shù)。在講授某些概念和原理時(shí)，可適當(dāng)介紹最新應(yīng)用成果和科技前沿。例如在講授原子的能級(jí)和激發(fā)時(shí)，可以詳細(xì)介紹激光產(chǎn)生的原理、特性以及應(yīng)用等；在講到隧道效應(yīng)時(shí)，可以介紹掃描隧道顯微鏡的原理及其發(fā)展；在講授X射線的吸收和透射時(shí)，可以介紹在醫(yī)學(xué)診斷和治療中具有廣泛應(yīng)用的CT技術(shù)。增設(shè)這些前沿內(nèi)容，一方面是為了加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)際的聯(lián)系，使內(nèi)容變得生動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面可以讓學(xué)生體會(huì)到當(dāng)今科學(xué)與技術(shù)、生活的高度融合，開擴(kuò)他們的視野，激發(fā)他們的創(chuàng)新熱情。原子物理學(xué)的發(fā)展伴隨了20世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展，并且隨著新的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、新模型新理論的建立而不斷深入[2]。從歷史上看，原子物理學(xué)的每次重大突破，都經(jīng)歷著非常復(fù)雜曲折的過程，同時(shí)閃耀著物理學(xué)家創(chuàng)新精神的光芒。在課堂教學(xué)中，教師可以結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)內(nèi)容，抓住典型的歷史案例進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生了解到科學(xué)探究過程的艱辛，體會(huì)創(chuàng)新精神的可貴性，并學(xué)習(xí)科學(xué)家們?yōu)榱颂角罂陀^世界真理不畏艱辛、執(zhí)著追求的科學(xué)品質(zhì)和創(chuàng)新精神。

二、實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的現(xiàn)代化，突出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

教師教學(xué)的主要任務(wù)是傳授知識(shí)同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生入門，為了更好地突出學(xué)生的主觀能動(dòng)性和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師有必要改進(jìn)原有的教學(xué)方法。除了教師講授、學(xué)生聽講的傳統(tǒng)教學(xué)方式外，還必須引入更加現(xiàn)代化的教學(xué)方式進(jìn)行有益的補(bǔ)充[3，4]。在原子物理學(xué)課程的教學(xué)中，近代物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)占有舉足輕重的地位，很多重要的理論和結(jié)論都是由實(shí)驗(yàn)直接引出的。因此要特別重視近代物理實(shí)驗(yàn)，課堂教學(xué)時(shí)可以結(jié)合近代物理實(shí)驗(yàn)，如夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)、塞曼效應(yīng)等。在實(shí)驗(yàn)演示中，可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)，為他們提供更好的認(rèn)識(shí)微觀世界的途徑。同時(shí)，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件允許時(shí)，可以讓學(xué)生先動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，然后針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)規(guī)律，從理論上給予解釋，從而加深學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。在此過程中，可以給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)重現(xiàn)當(dāng)年物理學(xué)家們探究的過程，讓學(xué)生能夠親身參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。另外可以指導(dǎo)學(xué)生撰寫與課程相關(guān)的小論文，幫助培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生撰寫的小論文，作為平時(shí)成績的一部分，計(jì)入學(xué)生的總評(píng)成績。論文的題目可以圍繞原子物理學(xué)的基本規(guī)律和應(yīng)用，由學(xué)生自己選題、搜索資料并獨(dú)立撰寫。不僅可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，拓寬他們的知識(shí)面，還可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的品質(zhì)。在這種教學(xué)過程中，可以充分體現(xiàn)教師引導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)理念和方法，加強(qiáng)學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性，同時(shí)有意識(shí)地培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

三、實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化，為學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的培養(yǎng)創(chuàng)造情境條件

第4篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

【關(guān)鍵詞】思想實(shí)驗(yàn)科學(xué)素養(yǎng)

利用科學(xué)發(fā)展史知識(shí)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義，如何利用科學(xué)史中的有關(guān)思想實(shí)驗(yàn)史料來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是個(gè)值得研究的問題，對(duì)于思想實(shí)驗(yàn)，有些老師往往只重視了思想實(shí)驗(yàn)的知識(shí)功能，對(duì)于其豐富的思想內(nèi)涵則較少進(jìn)行挖掘，特別是它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的意義。本文試圖對(duì)此進(jìn)行探討。

1什么是思想實(shí)驗(yàn)

根據(jù)中國大百科全書可知，思想實(shí)驗(yàn) （thought experiment）是一種按照實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的并在思維中進(jìn)行的特殊論證方法。它既不同于真實(shí)實(shí)驗(yàn)，也有別于形式邏輯的推理。是按照假想的實(shí)驗(yàn)手段和步驟，進(jìn)行思維推理，得出合乎邏輯的結(jié)果。在物理學(xué)發(fā)展的歷史過程中伽利略、愛因斯坦等許多科學(xué)大師都曾經(jīng)借助思想實(shí)驗(yàn)延伸其理論的觸角。

從科學(xué)思想實(shí)驗(yàn)發(fā)展的歷史，我們可以看到思想實(shí)驗(yàn)主要特點(diǎn)。

1.1 可操作性。思想實(shí)驗(yàn)不是實(shí)際進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，但是它是按照實(shí)驗(yàn)的格式展開的，是可操作的。

1.2 嚴(yán)密的邏輯性。思想實(shí)驗(yàn)的操作過程，既是想象自由展開的過程，又是邏輯運(yùn)動(dòng)的過程。在這中間，邏輯起著主導(dǎo)作用，它引導(dǎo)、控制著想象，保證想象既是豐富的．又不是胡思亂想。

1.3 高度的創(chuàng)造性?？茖W(xué)家做思想實(shí)驗(yàn)的目的，是為了揭示事物內(nèi)部的規(guī)律性。因此其探索是前無先例的，帶有高度的創(chuàng)造性。

2什么是科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)（scientific literacy）概念的形成與發(fā)展經(jīng)歷了長期的演進(jìn)過程，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和變革，概念的含義也將不斷變化。本文采用以下觀點(diǎn)?？茖W(xué)素養(yǎng)的基本要素包括以下幾個(gè)方面。

一是科學(xué)知識(shí)與技能，是人們?cè)诳茖W(xué)實(shí)踐中獲得的關(guān)于客觀世界的各種事物的本質(zhì)及規(guī)律性的認(rèn)識(shí)程度和實(shí)際操作本領(lǐng)。

二是科學(xué)方法與能力，是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和改造客觀世界的實(shí)踐中總結(jié)出來的，并能在實(shí)踐中正確運(yùn)用的思維和行為方式，以及把握事物本質(zhì)的策略與熟練程度。

三是科學(xué)行為與習(xí)慣?？茖W(xué)習(xí)慣是長期積累和科學(xué)行為的定型。

四是科學(xué)精神、態(tài)度與價(jià)值觀。科學(xué)精神是指人所具有的科學(xué)的意識(shí)、思維活動(dòng)和一般心理狀態(tài)，其中以推動(dòng)并指引一個(gè)人采取決定和行動(dòng)的科學(xué)的原則、信念和標(biāo)準(zhǔn)組成的科學(xué)價(jià)值觀為核心?？茖W(xué)態(tài)度則指個(gè)體在科學(xué)價(jià)值觀的支配下，對(duì)某一對(duì)象所持的評(píng)論和行為傾向。

我國在制定中學(xué)"科學(xué)"標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)還應(yīng)該涉及科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系方面。這些都是科學(xué)素養(yǎng)所包含的重要內(nèi)容。

3利用思想實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的途徑

思想實(shí)驗(yàn)可以對(duì)所研究的過程設(shè)想出真實(shí)實(shí)驗(yàn)暫時(shí)不可能或原則上不可能達(dá)到的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行邏輯論證。在這個(gè)過程中，不僅包含有豐富的科學(xué)知識(shí)與技能，體現(xiàn)了物理學(xué)研究事物的方式與方法，而且也蘊(yùn)含著人類認(rèn)識(shí)事物，研究事物時(shí)所伴隨的豐富的科學(xué)精神和人文精神。這些對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)都是具有重要意義的，都是值得挖掘與充分利用的。

3.1 挖掘科學(xué)史中思想實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

伽利略是第一位思想實(shí)驗(yàn)大師，他重視實(shí)驗(yàn)對(duì)理論的檢驗(yàn)作用，但由于外部環(huán)境的惡劣、實(shí)驗(yàn)條件的簡陋以及哲學(xué)思想的影響，因此思想實(shí)驗(yàn)是一個(gè)常用的方法，并依此獲得許多重要的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論。

重力作用下的落體運(yùn)動(dòng)在伽利略的力學(xué)中占據(jù)著中心位置，他在關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的討論中仍然運(yùn)用了他早先提出的"落體佯謬"，對(duì)亞里士多德的落體定律提出詰難，然后逐步顯示出他的研究的全部豐富內(nèi)容，在這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)中，他已把早先所說的密度相同而大小不同的物體改變成重量不同的物體。對(duì)話是這樣進(jìn)行的：

"如果讓兩塊石頭（其中之一的重量十倍于另一塊的重量）同時(shí)從比如說100腕尺高處落下，那么這兩塊石頭下落的速率便會(huì)不同，那較重的石塊落到地面時(shí)，另一塊石頭只不過下落了10腕尺。"

"如果我們?nèi)√烊凰俾什煌膬蓚€(gè)物體，顯而易見，如果把那兩個(gè)物體連接在一起，速率較大的那個(gè)物體將會(huì)因受到速率較小物體的影響其速率要減慢一些，而速率較小的物體將因受到速率較大的物體的影響其速率要快一些?！?，如果這是對(duì)的話，并假定一塊大石頭以8的速率運(yùn)動(dòng)，而一塊較小的石塊以4的速率運(yùn)動(dòng)，那么把二者連在一起，這兩塊石頭將以小于8的速率運(yùn)動(dòng)；但兩塊連在一起的石頭當(dāng)然比先前以8的速率運(yùn)動(dòng)的更重。可見，較重的物體反而比較輕的物體運(yùn)動(dòng)的慢，而這個(gè)效應(yīng)同你的設(shè)想是相反的。"

這個(gè)佯謬不僅揭示了亞里士多德理論的破綻和邏輯混亂，同時(shí)也表明了，運(yùn)用這種思想實(shí)驗(yàn)的推理法，比起永遠(yuǎn)可能被人挑剔的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，有時(shí)會(huì)更有說服力的一個(gè)包含著錯(cuò)誤的理論。

在這個(gè)過程中，不僅說明了重力作用下的落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且體現(xiàn)了物理學(xué)研究問題的方法，如認(rèn)真觀察現(xiàn)象，提出要研究的問題，并對(duì)問題提出猜想與假設(shè)，然后進(jìn)行論證。更蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)精神與科學(xué)態(tài)度，對(duì)于前人的觀點(diǎn)不是盲目的接受，而是具有懷疑精神，敢于提出問題，實(shí)事求是地面對(duì)科學(xué)并勇于堅(jiān)持。這些都是科學(xué)素養(yǎng)的范疇，因此，從物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中吸取營養(yǎng)，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是大有裨益的。

3.2利用物理學(xué)方法中的思想實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

如果所設(shè)想的條件是完全理想化的，如絕對(duì)真空、絕對(duì)光滑等，在這種條件下所進(jìn)行的論證稱為理想實(shí)驗(yàn)法，它是思想實(shí)驗(yàn)的一種重要形式。

這一部分在中學(xué)的物理教學(xué)中涉及的知識(shí)很多。如牛頓運(yùn)動(dòng)定律等。真正代表近代科學(xué)方法論精神的伽利略與牛頓。伽利略最先倡導(dǎo)并實(shí)踐了實(shí)驗(yàn)加數(shù)學(xué)的方法，但是他所謂的實(shí)驗(yàn)并不是培根意義上的觀察實(shí)驗(yàn)，而是理想化實(shí)驗(yàn)。地球上的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能避免摩擦力的影響，但是認(rèn)識(shí)基本的力學(xué)規(guī)律，又要從觀念上排除這種摩擦力，這就需要全新的概念體系來支撐將做得實(shí)驗(yàn)，包括設(shè)計(jì)、實(shí)施和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只有這種理想化的實(shí)驗(yàn)才可能與數(shù)學(xué)處理相配套。伽利略的研究程序可以分為三個(gè)階段：直觀分解、數(shù)學(xué)演繹、實(shí)驗(yàn)證明。牛頓在吸收前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步完善，牛頓的方法可以稱之為"歸納-演繹"法，并且認(rèn)為演繹的結(jié)果必須重新訴諸實(shí)驗(yàn)確證。牛頓運(yùn)動(dòng)定律就是這些過程的直接結(jié)果。

牛頓運(yùn)動(dòng)定律不僅內(nèi)容上說明了自然界的重要定律，他的研究方法、研究思想同樣也具有重要的價(jià)值。它是以觀察和實(shí)驗(yàn)中了解到的資料作為出發(fā)點(diǎn)，把自然現(xiàn)象合理簡化并建立起恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ?；運(yùn)用思想實(shí)驗(yàn)，即在絕對(duì)簡化理想條件下，運(yùn)用思維中的邏輯演繹推理導(dǎo)出某種科學(xué)結(jié)論，再去接受科學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)的過程。

從這個(gè)研究的過程本身我們可以發(fā)現(xiàn)其中不僅包括科學(xué)知識(shí)，而且還涉及一種比較完善的物理學(xué)的研究方法，這對(duì)后人進(jìn)行進(jìn)一步的研究具有重要的借鑒意義。發(fā)現(xiàn)過程本身也暗含了牛頓對(duì)于科學(xué)的濃厚興趣和科學(xué)探究的整個(gè)過程。這些都是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要素材，應(yīng)該給予充分利用。

3.3利用現(xiàn)代物理學(xué)研究中的思想實(shí)驗(yàn)部分提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

新課程強(qiáng)調(diào)科學(xué)與社會(huì)，技術(shù)的聯(lián)系，必須看到，現(xiàn)代科技已經(jīng)逐漸滲透到了我們生活的方方面面，因此需要學(xué)生對(duì)于現(xiàn)代物理學(xué)有些初步的認(rèn)識(shí)。如中學(xué)物理課本加入了關(guān)于愛因斯坦的相對(duì)論和一些量子力學(xué)的簡單介紹。但是現(xiàn)代物理學(xué)的研究，無論在微觀還是宏觀上越來越多地進(jìn)入了不能完全直接靠實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽的領(lǐng)域。相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，其中都包含有豐富思想實(shí)驗(yàn)的部分。

1961年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者美國物理學(xué)家霍夫斯塔斯曾說過："我相信任何一個(gè)喜歡自然的人都應(yīng)該學(xué)習(xí)量子力學(xué)，并不是他的數(shù)學(xué)而是他的思想"。進(jìn)入21世紀(jì)，無論是中學(xué)生或者是全體公民都應(yīng)該不同程度的知道一點(diǎn)什么是量子力學(xué)，量子力學(xué)的基本概念，基本思想，量子力學(xué)有什么作用，已經(jīng)起到了什么作用，這些都是很必要的。

使學(xué)生能了解科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)又促進(jìn)科學(xué)發(fā)展的相互關(guān)系，初步認(rèn)識(shí)社會(huì)需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力等科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系。同時(shí)能使學(xué)生增長見識(shí)，激起學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)科學(xué)精神。這也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要方面。

4進(jìn)行思想實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)的注意事項(xiàng)

4．1 處理好思想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

思想實(shí)驗(yàn)是一種理性的思維活動(dòng)。但不是脫離實(shí)際的主觀臆想，而是以實(shí)踐為基礎(chǔ)．按照實(shí)驗(yàn)的格式操作展開，對(duì)實(shí)際過程做出更深入一層的抽象分析，其推理過程是以一定的邏輯法則為根據(jù)的。而這些邏輯法則，都是從長期的社會(huì)實(shí)踐中總結(jié)出來且為實(shí)踐所證實(shí)了的。

思想實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)又是緊密聯(lián)系和互補(bǔ)的?？茖W(xué)中的理論、規(guī)律是從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)概括出來的，科學(xué)中的假設(shè)、爭論也有賴于真實(shí)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

有時(shí)兩者往往密不可分地穿插在一起，真實(shí)實(shí)驗(yàn)為思想實(shí)驗(yàn)提供經(jīng)驗(yàn)材料，思想實(shí)驗(yàn)對(duì)經(jīng)驗(yàn)材料進(jìn)行理性加工，并為真實(shí)實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)。從伽利略發(fā)現(xiàn)落體定律和慣性定律的活動(dòng)中，可以明顯地看到這一點(diǎn)。

4．2不能忽略物理學(xué)史中被證實(shí)為錯(cuò)誤的思想實(shí)驗(yàn)

在科學(xué)研究中，通過再多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能完全證實(shí)一個(gè)理論，這是歸納法的本質(zhì)所決定的，但是一個(gè)否定例證就足以證偽一個(gè)理論。在物理學(xué)的思想實(shí)驗(yàn)中，有的已被否定，但不能因此就貶低它的作用，那些被證偽的思想實(shí)驗(yàn)往往是一個(gè)新理論產(chǎn)生的重要基石，如伽利略在給出著名的"落體佯謬"的最初說法時(shí)，他所說的是同樣材料而不同大小的物體，并非指所有的物體，其前提是錯(cuò)誤的，結(jié)論也是有局限性的，但是他的過程本身是非常有意義的，為他后來得出普遍的結(jié)論提供了重要的基礎(chǔ)。這些過程都是需要進(jìn)一步挖掘的，這樣才能讓學(xué)生明白科學(xué)研究的真實(shí)過程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是具有豐富的教育意義的。

4．3 思想實(shí)驗(yàn)是一種相對(duì)獨(dú)立的科學(xué)方法

在科學(xué)研究中，思想實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺蔀橐环N不替代的科學(xué)方法，是由于思想實(shí)驗(yàn)以其科學(xué)思維的嚴(yán)密性、精確性補(bǔ)充了真實(shí)實(shí)驗(yàn)的不足。比如，驗(yàn)證廣義相對(duì)論的某些實(shí)驗(yàn)條件，或者某些條件在任何時(shí)代都不能被滿足，比如，驗(yàn)證牛頓第一定律所需要的無摩擦力的平面。但是，這些條件在邏輯上是可以實(shí)現(xiàn)的，這樣，人們可以避開實(shí)際的技術(shù)困難。在思維中把這些條件制作出來，或者對(duì)現(xiàn)在條件進(jìn)行理想化抽象，在想象中實(shí)現(xiàn)這些條件。進(jìn)而在頭腦中展開類似于真實(shí)實(shí)驗(yàn)的"仿真"過程，推斷被研究事物的內(nèi)部規(guī)律。

必須看到，思想實(shí)驗(yàn)中包含有豐富的思想內(nèi)涵，有利于進(jìn)行積極的科學(xué)文化教育，而且思想實(shí)驗(yàn)作為一種科學(xué)方法將在更廣闊的領(lǐng)域中應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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［5］查有梁等．物理教學(xué)論［M］廣西：廣西教育出版社，1997

第5篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：智能信息處理技術(shù)；量子計(jì)算智能導(dǎo)論；教學(xué)實(shí)踐

人類正被數(shù)據(jù)淹沒，卻饑渴于知識(shí)。面臨浩瀚無際而被污染的數(shù)據(jù)，人們呼喚從數(shù)據(jù)中來一個(gè)去粗取精、去偽存真的技術(shù)。而數(shù)據(jù)挖掘就是從大量數(shù)據(jù)中識(shí)別出有效的、新穎的、潛在有用的，以及最終可理解的知識(shí)和模式的高級(jí)操作過程，所以數(shù)據(jù)挖掘也可以說是一個(gè)模式識(shí)別的過程，因此模式識(shí)別領(lǐng)域的許多技術(shù)經(jīng)過一定的改進(jìn)便可以在數(shù)據(jù)挖掘中起重要的作用。計(jì)算智能(Computational Intelligence-CI)方法是傳統(tǒng)人工智能(Artificial Intelligence，AI)的擴(kuò)展，它是模式識(shí)別技術(shù)發(fā)展的新階段[1]。

科學(xué)家預(yù)言：“21世紀(jì)，人類將從經(jīng)典信息時(shí)代跨越到量子信息時(shí)代”。創(chuàng)立了一個(gè)世紀(jì)的量子力學(xué)隨著20世紀(jì)90年代與信息科學(xué)交叉融合誕生的量子信息學(xué)，已成為量子信息時(shí)代來臨的重要標(biāo)志[2]。量子計(jì)算智能導(dǎo)論作為信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、智能信息處理、人工智能等相關(guān)專業(yè)的研究生專業(yè)課程，已經(jīng)在越來越多的高等學(xué)校開設(shè)。

由于量子計(jì)算智能是一門跨越包括物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子機(jī)械、通訊、生理學(xué)、進(jìn)化理論和心理學(xué)等學(xué)科在內(nèi)的深?yuàn)W科學(xué)，因此量子計(jì)算智能導(dǎo)論的教學(xué)內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)的安排目前仍處在探索階段，尤其作為研究生課程如何使得學(xué)生在掌握深?yuàn)W理論的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，將理論轉(zhuǎn)化為技術(shù)與工具，從而提高動(dòng)手能力，這是每個(gè)研究生專業(yè)課任課老師的核心探索所在，因此就要求老師在授業(yè)解惑的同時(shí)關(guān)注前沿，以該學(xué)科的前沿領(lǐng)域?yàn)榻虒W(xué)指引，進(jìn)而更好的培養(yǎng)研究生主動(dòng)探索知識(shí)的能力。

1教材選擇

一本好的教材為教學(xué)起到了畫龍點(diǎn)睛的作用，因此教材的選擇即是老師對(duì)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法的選擇。我們選擇教材，期望該教材由淺入深、深入淺出、可讀性好，具有系統(tǒng)性、交叉性、前沿性等特點(diǎn)。由于量子計(jì)算智能導(dǎo)論為全校研究生的專業(yè)課程，而量子計(jì)算智能是一門多學(xué)科交叉的綜合型學(xué)科，因此我們要考慮到來自學(xué)校不同專業(yè)背景，以及在物理，數(shù)學(xué)，工程優(yōu)化和進(jìn)化理論基礎(chǔ)有限的兩難困境，所以首先選擇了一本關(guān)于量子計(jì)算的英文原版書作為教材之一，Michael Nielsen等人所著的《Quantum Computation and Quantum Information》[3]，2003年高等教育出版社出版，該書全面介紹了量子計(jì)算與量子信息學(xué)領(lǐng)域的主要思想與技術(shù)。到目前為止，該領(lǐng)域的高速進(jìn)展與學(xué)科交叉的特性使得初學(xué)者感到困惑而不易對(duì)其主要技術(shù)與結(jié)論有綜合性的認(rèn)識(shí)，而該書特色在于對(duì)量子機(jī)制和計(jì)算機(jī)科學(xué)給予了指導(dǎo)性介紹，使得那些沒有物理學(xué)或計(jì)算機(jī)科學(xué)背景的學(xué)生對(duì)此也易于接受，為學(xué)生提供了詳實(shí)的關(guān)于量子計(jì)算的物理原理和基本概念；另外考慮到這門課程面向研究生，無論將來他們是直接就業(yè)還是繼續(xù)深造，都要注重實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，要能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)的書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為技術(shù)和工具，去解決實(shí)際的工程和科研問題，因此我們還選擇了另外一門書，由李士勇教授所著的《量子計(jì)算與量子優(yōu)化算法》[4]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社于2009年出版，該書著重講解了量子優(yōu)化算法，為實(shí)際工程應(yīng)用提供了新的思路，并啟發(fā)大家在量子計(jì)算機(jī)沒有走出實(shí)驗(yàn)室的今天，如何利用現(xiàn)有的數(shù)字式計(jì)算機(jī)構(gòu)造具有量子特性的快速算法。當(dāng)然考慮到全校研究生的專業(yè)知識(shí)背景不同，我們也推薦了中南大學(xué)蔡自興教授等編著，2004年由清華大學(xué)出版社出版的《人工智能及其應(yīng)用：研究生用書(第三版)》[5]，該書是蔡自興為主講教授的國家精品課程人工智能的配套教材，該本書中系統(tǒng)全面的講解了高級(jí)知識(shí)推理、分布式人工智能與艾真體、計(jì)算智能、進(jìn)化計(jì)算、群智能優(yōu)化、自然計(jì)算、免疫計(jì)算以及知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘等近年的熱點(diǎn)智能方法，從而輔助學(xué)生了解人工智能，以及人工智能如何發(fā)展到計(jì)算智能，使得學(xué)生全面認(rèn)識(shí)學(xué)科的發(fā)展和傳承性，為今后學(xué)習(xí)量子計(jì)算智能打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2教學(xué)內(nèi)容

本課程從量子計(jì)算的基本概念和原理出發(fā)，重點(diǎn)講解量子計(jì)算基礎(chǔ)和基本的量子算法；并從量子優(yōu)化算法拓展開來。該門課程我們安排了46學(xué)時(shí)，具體安排如下：第1章，量子力學(xué)基礎(chǔ)(2學(xué)時(shí))；第2章，量子計(jì)算基礎(chǔ)(4學(xué)時(shí))；第3章，基本量子算法(4學(xué)時(shí))；第4章，Grover量子搜索算法的改進(jìn)(4學(xué)時(shí))；第5章，量子遺傳算法(8學(xué)時(shí))；第6章，量子群智能優(yōu)化算法(8學(xué)時(shí))；第7章，量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與算法(8學(xué)時(shí))；第8章，量子遺傳算法在模糊神經(jīng)控制中的應(yīng)用(8學(xué)時(shí))。

3教學(xué)方法

3.1理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法

量子計(jì)算智能導(dǎo)論是一門多學(xué)科交叉的綜合型學(xué)科。選課的同學(xué)來自全校，各個(gè)的專業(yè)背景不同，但是大家的共同需求是一樣的，就是從課程中掌握一種用于解決實(shí)際問題的工程技術(shù)，但是工程技術(shù)的掌握也需要理論的支撐，因此我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中總結(jié)出了一套方法，具體做法是將教學(xué)內(nèi)容劃分為：理論型和實(shí)踐型。

理論型教學(xué)指的是發(fā)展完善的量子計(jì)算基本原理和方法。其內(nèi)容包括：量子位、量子線路、量子Fourier 變換、量子搜索算法和量子計(jì)算機(jī)的物理實(shí)現(xiàn)等。而其中量子位、量子線路以及量子算法都是以量子相對(duì)論為基礎(chǔ)的，這也是量子計(jì)算的本質(zhì)原理，而較之我們熟悉的數(shù)字式計(jì)算機(jī)和計(jì)算方式有著本質(zhì)的區(qū)別。我們?cè)诮虒W(xué)中由淺入深，通過PPT授課，采取理論與實(shí)例相結(jié)合的講授方式。下面給出了一個(gè)我們?cè)诮虒W(xué)中的實(shí)例：將量子計(jì)算問題形象化。具體內(nèi)容如下。

讓我們想象一下下面這個(gè)問題。我們要找一條穿過復(fù)雜迷宮的路。每次我們沿著一條路走，很快就會(huì)碰到新的岔路。即使知道出去的路，還是容易迷路。換句話說，有一個(gè)著名的走迷宮算法就是右手法則――順著右手邊的墻走，直到出去(包括繞過絕路)。這條路也許并不很短，但是至少您不會(huì)反復(fù)走相同的過道。以計(jì)算機(jī)術(shù)語表述，這條規(guī)則也可以稱作遞歸樹下行。現(xiàn)在讓我們想象另外一種解決方案。站在迷宮入口，釋放足夠數(shù)量的著色氣體，以同時(shí)充滿迷宮的每條過道。讓一位合作者站在出口處。當(dāng)她看到一縷著色氣體出來時(shí)，就向那些氣體粒子詢問它們走過的路徑。她詢問的第一個(gè)粒子走過的路徑最有可能是穿過迷宮的所有可能路徑中最短的一條。當(dāng)然，氣體顆粒絕不會(huì)給我們講述它們的旅行。但是 量子算法以一種同我們的方案非常類似的方式運(yùn)作。即，量子算法先把整個(gè)問題空間填滿，然后只需費(fèi)心去問問正確的解決方案(把所有的絕路排除在答案空間以外)。這樣以來，一個(gè)枯燥晦澀的量子算法就被很形象的解釋，因此增強(qiáng)了學(xué)生的記憶也加深了理解，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)踐型教學(xué)指的是正在發(fā)展中的量子計(jì)算智能方法的熱點(diǎn)問題。其內(nèi)容包括：量子遺傳算法，混沌量子免疫算法，量子蟻群算法，量子粒子群算法，量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與算法，和這些算法在實(shí)際工程優(yōu)化中的應(yīng)用。這部分內(nèi)容屬于本學(xué)科的前沿，但也是熱點(diǎn)問題，因此這部分我們?cè)诮虒W(xué)中忽略理論推導(dǎo)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)際操作，在PPT課件中增加仿真實(shí)例的講解；并在課下布置相應(yīng)的上機(jī)操作習(xí)題，配合上機(jī)實(shí)踐課程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注這些前沿，從而培養(yǎng)他們的科研素養(yǎng)。

為了體現(xiàn)該門課的教學(xué)特點(diǎn)，我們?cè)诳己朔绞缴希扇】荚嚺c報(bào)告相結(jié)合的方式，其中理論部分我們采取閉卷考試，占總考評(píng)分?jǐn)?shù)的40%；實(shí)踐部分采取上機(jī)技術(shù)報(bào)告考核，內(nèi)容為上機(jī)實(shí)踐課程布置的大作業(yè)，給出詳實(shí)的算法流程圖和仿真結(jié)果與分析，占總考評(píng)分?jǐn)?shù)的40%；出勤率占總考評(píng)分?jǐn)?shù)的20%。

3.2科研素養(yǎng)的培養(yǎng)與實(shí)踐能力的提高

科研素養(yǎng)的最核心部分，就是一個(gè)人對(duì)待科研情感態(tài)度和價(jià)值觀，科研素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅使學(xué)生獲得知識(shí)和技能，更重要的是使其獲得科學(xué)思想、科學(xué)精神和科學(xué)方法的熏陶和培養(yǎng)。正如溫總理說的那樣：“教是為了不教，學(xué)是為了會(huì)學(xué)”，當(dāng)學(xué)生將課本內(nèi)容遺忘后，遺留下來的東西即是他們所具備的科研素養(yǎng)。因此，在教學(xué)中，我們的宗旨也是提高學(xué)生的科研素養(yǎng)，量子計(jì)算智能導(dǎo)論是一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科，該學(xué)科的發(fā)展日新月異，在信息處理領(lǐng)域的關(guān)注度也越來越高。在教學(xué)實(shí)踐中，我們采用了上機(jī)實(shí)踐和技術(shù)報(bào)告相結(jié)合的教學(xué)方式。掌握各種量子計(jì)算智能方法的原理和流程是這門課程教學(xué)的首要任務(wù)，因此學(xué)生結(jié)合各自研究方向?qū)崿F(xiàn)量子智能算法在實(shí)際科研任務(wù)中的優(yōu)化問題求解。在上機(jī)實(shí)踐中，學(xué)生不僅要掌握該智能算法的流程而且重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)

自己科研任務(wù)的建模，學(xué)會(huì)系統(tǒng)分析問題，建立合理的數(shù)學(xué)模型，并給出理論分析。上機(jī)實(shí)踐驗(yàn)收中，我們不但考察其結(jié)果展示，更增加了上機(jī)實(shí)踐的技術(shù)報(bào)告，用來分析模型建立的合理性，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科研問題的分析素養(yǎng)和建模素養(yǎng)。在技術(shù)報(bào)告中，我們要求學(xué)生給出幾種可供參考的建模模型，并分析各自的優(yōu)勢，和選擇這一解決方案的依據(jù)。由于量子計(jì)算智能導(dǎo)論是面向研究生開設(shè)的課程，在教學(xué)中，我們更佳關(guān)注其分析問題的能力，和解決問題的合理性的思考能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

4結(jié)語

把教學(xué)當(dāng)做一門藝術(shù)，是我們作為高校老師畢生追求的目標(biāo)，如何做到重點(diǎn)講透，難點(diǎn)講通，要點(diǎn)講清，這也是我們多年教學(xué)中一直關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)。我們?cè)诮虒W(xué)中反對(duì)“灌輸式”，強(qiáng)調(diào)“啟發(fā)式”，以實(shí)際應(yīng)用先導(dǎo)教學(xué)是非?？扇〉?，也收到了良好的效果。量子計(jì)算智能導(dǎo)論是一門綜合型交叉學(xué)科，且面向研究生開設(shè)，因此在教學(xué)實(shí)踐中，我們十分重視學(xué)生科研素養(yǎng)的培養(yǎng)。通過上機(jī)實(shí)踐和技術(shù)報(bào)告的形式引導(dǎo)學(xué)生積極動(dòng)手，積極思考。希望這些教學(xué)中的點(diǎn)滴供同行們交流探討。

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[5] 蔡自興,徐光v. 人工智能及其應(yīng)用:研究生用書[M]. 3版. 北京:清華大學(xué)出版社,2004.

Exploration on Introduction to Quantum Computational Intelligence

LI Yangyang, SHANG Ronghua, JIAO Licheng

(School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China)

第6篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：科學(xué)活動(dòng)觀；結(jié)構(gòu)化學(xué)；課程教學(xué)

一、問題的提出

“結(jié)構(gòu)化學(xué)”是高等院?；瘜W(xué)專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程。它從微觀視角闡明原子、分子和晶體的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用，主要包括量子力學(xué)基本原理及其在原子與分子體系中的應(yīng)用和原子、分子與晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)表征兩大部分。后者又可根據(jù)被表征物質(zhì)的形態(tài)及理論基礎(chǔ)的不同，劃分為譜學(xué)和晶體學(xué)兩個(gè)不同體系[1]。

由于“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程涉及面廣、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的空間思維能力，嚴(yán)密的邏輯推理能力和扎實(shí)的數(shù)理功底；同時(shí)由于“結(jié)構(gòu)化學(xué)”通常不作為考研基礎(chǔ)科目，因此許多教師對(duì)教學(xué)有效性缺乏足夠重視，大量采用灌輸式教學(xué)或簡化教學(xué)內(nèi)容。這樣看似在短時(shí)間內(nèi)完成了課程內(nèi)容的教學(xué)，但實(shí)際上產(chǎn)生了諸多問題，這些問題恰恰制約著課程目標(biāo)的達(dá)成。

（1）學(xué)生難以形成對(duì)知識(shí)的整體性認(rèn)識(shí)。教師將結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)作為一種結(jié)果和定論傳授給學(xué)生，從表面上看，學(xué)生能夠機(jī)械記憶基本知識(shí)，能進(jìn)行簡單的運(yùn)用和拓展。但由于沒有經(jīng)歷和體驗(yàn)知識(shí)獲得的過程，無法從本質(zhì)上、整體上理解結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識(shí)體系的來龍去脈、因果關(guān)系。

（2）學(xué)生關(guān)于理論與計(jì)算化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究能力非常欠缺。由于結(jié)構(gòu)化學(xué)涉及許多微觀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和抽象的概念，如果沒有科學(xué)的方法支撐去解決問題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，學(xué)生難以理解理論與計(jì)算化學(xué)的核心觀念并運(yùn)用理論與計(jì)算化學(xué)的核心方法。

（3）學(xué)生的情感體驗(yàn)不足。由于結(jié)構(gòu)化學(xué)本身具備較高的難度，學(xué)生容易產(chǎn)生抵觸、焦慮等一系列不良情緒。僅僅將知識(shí)作為一種工具和經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生，他們將無法體驗(yàn)和感受在知識(shí)形成中的愉悅感和合作、會(huì)話、交流的過程，進(jìn)而難以得到需要的滿足和被尊重、被接納的情感體驗(yàn)。

基于以上“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)的問題，有必要探索、建立新的教學(xué)觀念以改革“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程教學(xué)。由于科學(xué)知識(shí)從本源來講恰恰是在科學(xué)活動(dòng)中產(chǎn)生的，因此將“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的教學(xué)活動(dòng)和科學(xué)活動(dòng)做適當(dāng)?shù)娜诤?，通過深入探索化學(xué)科學(xué)活動(dòng)的基本特點(diǎn)和形式，研究科學(xué)活動(dòng)與“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)的相互關(guān)系，進(jìn)而探索以科學(xué)活動(dòng)為中心的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程教學(xué)途徑，不失為一種恰如其分的改革視角。

二、科學(xué)活動(dòng)觀——“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程教學(xué)的新理念

人們對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是一個(gè)不斷深化的過程。從動(dòng)態(tài)的和生成性的觀點(diǎn)看，科學(xué)作為“系統(tǒng)化的實(shí)證知識(shí)”的觀點(diǎn)引起了人們高度反思。有人認(rèn)為科學(xué)的本質(zhì)是獲得知識(shí)的活動(dòng)，例如，保加利亞學(xué)者T. H. 伏爾科夫曾提到，科學(xué)的本質(zhì)，不在于已經(jīng)認(rèn)識(shí)的真理，而在于探索真理；科學(xué)本身不是知識(shí)，而是產(chǎn)生知識(shí)的社會(huì)活動(dòng)，是一種科學(xué)生產(chǎn)[2]。我國學(xué)者劉大椿曾將科學(xué)更多地看成是活動(dòng)的過程，指出科學(xué)是人類特有的活動(dòng)形式，是人類特定的社會(huì)活動(dòng)成果；雖離不開獨(dú)特的物質(zhì)手段，但本質(zhì)上是精神的、智力的活動(dòng)[3]。這種以動(dòng)態(tài)的角度認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)的思想，能夠使人們對(duì)科學(xué)的理解更加豐富、深刻和全面。

對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，決定著科學(xué)教育實(shí)踐價(jià)值取向。以科學(xué)活動(dòng)觀指導(dǎo)“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程改革，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生建立自己的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”乃至整個(gè)化學(xué)一級(jí)學(xué)科的知識(shí)框架體系，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)學(xué)生掌握分子模擬研究的初步技能，有著顯著的優(yōu)勢。

（1）科學(xué)活動(dòng)觀視角下的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)是為科學(xué)知識(shí)的獲得服務(wù)的。學(xué)生獲得的系統(tǒng)性的、基礎(chǔ)性的結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)大多是結(jié)構(gòu)化學(xué)已有的成果，是科學(xué)家多年來積累的理論與計(jì)算化學(xué)的經(jīng)驗(yàn)、概念、理論、技能和方法。將知識(shí)的獲得過程還原于科學(xué)活動(dòng)，符合結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)活動(dòng)和科學(xué)活動(dòng)在知識(shí)形成過程中的本質(zhì)共同性，有利于學(xué)生建立并鞏固系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)體系。

（2）科學(xué)活動(dòng)觀視角下的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)為學(xué)生能力的培養(yǎng)帶來了良機(jī)。體驗(yàn)結(jié)構(gòu)化學(xué)研究過程、掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)研究方法，對(duì)學(xué)生走入結(jié)構(gòu)化學(xué)研究、形成理論與計(jì)算化學(xué)的研究能力并進(jìn)而發(fā)展對(duì)整個(gè)化學(xué)一級(jí)學(xué)科的研究能力都有著重要的意義。學(xué)生在以科學(xué)活動(dòng)為背景的學(xué)習(xí)中感受科學(xué)研究的全過程，習(xí)得科學(xué)研究方法，感受科研的意義和價(jià)值，在獲得結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)的同時(shí)形成與提高科研能力。

（3）科學(xué)活動(dòng)觀視角下的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)給予學(xué)生體驗(yàn)科研情感的平臺(tái)?？茖W(xué)活動(dòng)創(chuàng)造了真實(shí)的結(jié)構(gòu)化學(xué)科研情境，而科學(xué)情感等隱性目標(biāo)都是在情境中通過感悟獲得的。學(xué)生在對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)問題的研究過程中提高學(xué)習(xí)興趣、產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情、發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神，這就有效解決了因知識(shí)灌輸式教學(xué)而帶來的學(xué)生情感體驗(yàn)不足的問題。

三、“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程教學(xué)——“知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)”并重

1.以挑戰(zhàn)性問題為學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建“結(jié)構(gòu)化學(xué)”學(xué)習(xí)活動(dòng)

基于挑戰(zhàn)性問題的探究式教學(xué)方法是為了設(shè)計(jì)合理的科學(xué)活動(dòng)、有效實(shí)施“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)而設(shè)計(jì)的。所謂的挑戰(zhàn)性問題是指教師提出的一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的、具有探索意義和探究價(jià)值的問題，供學(xué)生小組根據(jù)自己的興趣和思維特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以此作為科學(xué)活動(dòng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)性引導(dǎo)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過查找資料、相互討論、動(dòng)手實(shí)踐等多種形式，采用合理的結(jié)構(gòu)化學(xué)研究方法對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行深入研究，完成研究報(bào)告。

在“量子力學(xué)基本原理及其在平動(dòng)、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、原子與分子軌道理論中的應(yīng)用”模塊的教學(xué)過程中，教師選擇了從簡單到復(fù)雜的系列自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，組織學(xué)生開展了以挑戰(zhàn)性問題為驅(qū)動(dòng)的自主研究性學(xué)習(xí)。

例如，教師在過去的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)類氫原子結(jié)構(gòu)的球諧波函數(shù)和徑向波函數(shù)的圖像理解有難度，不清楚圖像的來源和圖像節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)。為此，教師向?qū)W生介紹matlab軟件，并提出挑戰(zhàn)性問題：如何利用matlab軟件編寫程序語言作圖，幫助理解原子與分子軌道圖像。并根據(jù)這個(gè)問題，分別提出了一套由簡入深的系列問題：（1）利用matlab 軟件將諧振子振動(dòng)波函數(shù)數(shù)字圖形化，并與教材上的圖形進(jìn)行對(duì)比分析，以此為例說明表層理解信息（naming something）和深層理解信息（knowing something）的區(qū)別。（2）利用matlab軟件將粒子圍繞球面轉(zhuǎn)動(dòng)的球諧波函數(shù)Y及其|Y|2數(shù)字圖形化。（3）利用matlab軟件將類氫原子的徑向函數(shù)、徑向分布函數(shù)、原子軌道（徑向函數(shù)R與球諧函數(shù)Y之積）數(shù)字圖形化并討論其節(jié)點(diǎn)問題。（4）利用matlab軟件將氫分子離子的分子軌道（分子軌道理論框架下的單電子波函數(shù)近似解）數(shù)字圖形化并討論其節(jié)點(diǎn)與成鍵與反鍵性質(zhì)。（5）設(shè)計(jì)一個(gè)程序?qū)⒕仃噷?duì)角化，為共軛體系的休克爾經(jīng)驗(yàn)分子軌道理論的近似解提供一套矩陣算法（HC=SCE在休克爾近似下變?yōu)镠C=CE），并重點(diǎn)理解分子軌道理論的核心在于變分原理——將不可能完成的精確求解多體薛定諤方程的任務(wù)轉(zhuǎn)化為近似求解體系能量函數(shù)（嘗試波函數(shù)的線性組合系數(shù)為變量）的條件極值問題。

該系列挑戰(zhàn)性問題由若干不同難度的小問題組成，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和水平逐漸提高，既防止問題太寬泛而無從下手，又逐漸向?qū)W生發(fā)出挑戰(zhàn)以激發(fā)學(xué)生求知欲。另外，該問題的解決方法不固定，解答結(jié)果也不唯一。它允許學(xué)生運(yùn)用不同的方法來解決問題，并且將分子模擬技術(shù)融入理論課程之中，通過體驗(yàn)編寫程序的過程，獲得結(jié)構(gòu)化學(xué)研究的思路，深化對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。在學(xué)習(xí)過程中，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行觀察、把握和調(diào)配，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)出現(xiàn)困難時(shí)，提供必要的指導(dǎo)和點(diǎn)撥。

學(xué)生通過分工合作、查找資料、熟悉軟件、編寫程序、運(yùn)行程序、優(yōu)化程序，逐漸解決了每一個(gè)子問題。在這個(gè)過程中，學(xué)生在原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上主動(dòng)構(gòu)建對(duì)知識(shí)的理解，充分將知識(shí)內(nèi)化為自己的認(rèn)知。比如對(duì)球諧函數(shù)圖像的認(rèn)識(shí)，不再是機(jī)械地“記憶”每一個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)的圖像，而是充分理解其本質(zhì)，將原理融入圖像的繪制過程，整體把握“數(shù)-形”關(guān)系，在理解的層面上深刻記憶圖像的性質(zhì)和形狀。不僅如此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中熟悉了結(jié)構(gòu)化學(xué)學(xué)習(xí)與研究的基本方法，充分將結(jié)構(gòu)化學(xué)的理論知識(shí)與分子模擬實(shí)踐相結(jié)合，體驗(yàn)了以科研的視角去分析問題、解決問題、獲得新知的過程。更加難能可貴的是，有學(xué)生通過自己繪制一維諧振子振動(dòng)波函數(shù)示意圖，發(fā)現(xiàn)了教材附圖中的一處印刷錯(cuò)誤[4]。

科學(xué)的發(fā)展是建立在繼承前人的研究結(jié)果，并在科學(xué)實(shí)踐過程中不斷地對(duì)已有認(rèn)識(shí)形成批判而發(fā)展的。例如，原子結(jié)構(gòu)理論模型正是一代又一代科學(xué)家在繼承、借鑒、批判前人研究成果，并在孜孜不倦地分析與探索過程中逐步建立的。這種科學(xué)精神和科學(xué)意識(shí)的形成必須依賴于科學(xué)活動(dòng)。如果僅僅是讀書、聆聽教師的講授，思維往往會(huì)被局限，實(shí)證意識(shí)往往會(huì)變得淡漠；相反，學(xué)生通過審慎地思考、縝密地分析、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)嫩`行，不僅能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)的學(xué)習(xí)不能唯書唯上，還需自己親歷躬行。

2.以知識(shí)框架圖為學(xué)習(xí)工具，建立“結(jié)構(gòu)化學(xué)”學(xué)科網(wǎng)絡(luò)

要具備良好的理論與計(jì)算化學(xué)的學(xué)習(xí)與研究能力，必須具備系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，從整體上、宏觀上駕馭整個(gè)學(xué)科體系。學(xué)生需要將自己在科學(xué)活動(dòng)中所獲得的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)、提煉與提升，構(gòu)建自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在以教師講授為主的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)過程中，這一點(diǎn)做得很不夠，不是忽視知識(shí)的系統(tǒng)化處理過程，就是將教師自我頭腦中已經(jīng)構(gòu)建好的體系直接傳遞給學(xué)生，供學(xué)生直接借鑒、吸取，而缺乏探索和整理的過程，缺失個(gè)性。

在“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的課程教學(xué)過程中，通過學(xué)生自主根據(jù)自己的知識(shí)理解狀況繪制知識(shí)框架圖（Schema），以圖形而非文字的形式將結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)加以梳理。在具體的實(shí)施過程中，教師要求學(xué)生將結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行梳理、歸類，根據(jù)具體的內(nèi)容繪制相應(yīng)的知識(shí)框架圖，不僅僅要全面涵蓋該內(nèi)容內(nèi)所有的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)要呈現(xiàn)出各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，清晰地表明知識(shí)的結(jié)構(gòu)屬性和形成方式，使知識(shí)逐漸從“點(diǎn)”向“線、面”過渡。學(xué)生在繪制知識(shí)框架圖的時(shí)候，不需要根據(jù)課本上的章節(jié)順序來設(shè)計(jì)，也沒有固定的思路，更希望學(xué)生能夠呈現(xiàn)出自己對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的理解。

以量子力學(xué)基本原理一章為例，學(xué)生繪制了該章的知識(shí)框架圖，展現(xiàn)出了量子力學(xué)基本原理所包括五方面內(nèi)容。這種教學(xué)方式不僅有助于幫助學(xué)生梳理結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)的來龍去脈，建立科學(xué)的結(jié)構(gòu)化學(xué)知識(shí)體系，形成全面的關(guān)于結(jié)構(gòu)化學(xué)基本學(xué)科邏輯結(jié)構(gòu)和基本學(xué)習(xí)與研究思路的認(rèn)識(shí)；更有助于學(xué)生反思科學(xué)研究活動(dòng)過程和結(jié)果，總結(jié)開展科學(xué)學(xué)習(xí)與研究的視角和途徑，探索有待進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究的盲點(diǎn)和解決策略，最終建立起清晰的化學(xué)學(xué)科體系框架，并在具體知識(shí)基礎(chǔ)上形成化學(xué)觀念。

3.以多種形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果，提升能力同時(shí)以評(píng)促學(xué)

所謂“研而不發(fā)則囿”，在科學(xué)活動(dòng)中，通過書面報(bào)告（論文）和口頭匯報(bào)（學(xué)術(shù)報(bào)告）等形式，科學(xué)生動(dòng)地、多樣化地展示科學(xué)活動(dòng)成果，是科學(xué)工作者必須具備的能力和素質(zhì)。學(xué)生在實(shí)踐中解決了挑戰(zhàn)性問題，繪制了知識(shí)框架圖之后，需要完成關(guān)于學(xué)習(xí)與研究過程與結(jié)果的書面報(bào)告，同時(shí)在課堂中將自己的學(xué)習(xí)與研究過程與結(jié)果通過口頭匯報(bào)的形式向教師和同學(xué)展示。這樣能夠讓教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)研究過程，讓同學(xué)學(xué)習(xí)與借鑒研究方法和研究結(jié)果，同時(shí)也能夠接受教師與同學(xué)的批評(píng)指正，認(rèn)識(shí)到自己的研究不足之處，為今后開展深入的結(jié)構(gòu)化學(xué)學(xué)習(xí)與研究工作啟迪思維、創(chuàng)設(shè)條件、打好基礎(chǔ)。

利用書面報(bào)告和口頭匯報(bào)等形式表達(dá)學(xué)習(xí)和研究過程與結(jié)果，在提高學(xué)生的基本科學(xué)研究素養(yǎng)的同時(shí)，也有助于從過程的角度、從個(gè)性化的角度、從個(gè)人全面發(fā)展的角度來開展并落實(shí)過程評(píng)價(jià)、全員評(píng)價(jià)，將過程評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。傳統(tǒng)的以平時(shí)成績和期末考試成績?yōu)槲ㄒ辉u(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方式，過多地局限于知識(shí)點(diǎn)的掌握，卻不能很好地考查學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)方式，更難以評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)研究基本素養(yǎng)。利用書面報(bào)告和口頭匯報(bào)則有效地彌補(bǔ)了單一評(píng)價(jià)方式的不足之處，最終達(dá)到以評(píng)促學(xué)的根本目的。這種以多個(gè)評(píng)價(jià)者從多個(gè)角度對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行評(píng)價(jià)的機(jī)制，關(guān)注學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的各方面能力和素質(zhì)而并非簡單的學(xué)習(xí)結(jié)果，有效促進(jìn)了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的積極性，體現(xiàn)了過程評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的現(xiàn)代教育評(píng)價(jià)理念。

通過“活動(dòng)-提煉-總結(jié)”方式的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠在科學(xué)活動(dòng)中找到自己的長處，發(fā)現(xiàn)自己的潛能，體驗(yàn)到相互合作的樂趣以及自己的想法被他人肯定和接納時(shí)的成功愉悅感。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中收獲的不僅僅是知識(shí)和能力，還有對(duì)自我的肯定，對(duì)他人的贊許，以及對(duì)學(xué)習(xí)、對(duì)科學(xué)研究的積極態(tài)度。同時(shí)，最難能可貴的是學(xué)生的學(xué)習(xí)能力普遍得到了提高，自主學(xué)習(xí)意識(shí)明顯增強(qiáng)，為他們今后更好地開展分子模擬研究乃至從事化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬堅(jiān)等. “結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程內(nèi)容體系與教學(xué)方法的研究與實(shí)踐[A]//大學(xué)化學(xué)化工基礎(chǔ)課程報(bào)告論壇論文集[C]. 北京：高等教育出版社，2007：264-267.

[2] 夏禹龍. 科學(xué)學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京：科學(xué)出版社，1983：45.

第7篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu)化學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)質(zhì)量 興趣

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

結(jié)構(gòu)化學(xué)是從微觀的角度研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與其性能關(guān)系的科學(xué)。本課程是基礎(chǔ)化學(xué)的后續(xù)和深化，具有知識(shí)面廣、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，要求學(xué)生具有較多的數(shù)理知識(shí)和較強(qiáng)的邏輯思維能力以及豐富的空間想象能力，同時(shí)還要努力擺脫宏觀現(xiàn)象的傳統(tǒng)概念的束縛。因此，在教學(xué)過程中出現(xiàn)了教師感覺難教，學(xué)生感覺難學(xué)的現(xiàn)象，那么如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，提高教學(xué)效果，便成為每一位教師必須研究的課題。本文就從教師的教學(xué)過程，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程以及如何提高結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)等方面進(jìn)行了積極的思考和探索。

1 關(guān)于教師教學(xué)過程中的思考

1.1教材的選擇

鑒于各個(gè)高?；瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容都有很大差別，在結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教材的選擇上，需要根據(jù)本校專業(yè)實(shí)際的特點(diǎn)，我們選擇了由周公度、段連運(yùn)編著的《結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)》作為教材。本書更加注重介紹結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本原理，同時(shí)也反映結(jié)構(gòu)化學(xué)的新成就、新進(jìn)展以及作者在教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，全書系統(tǒng)性和連貫性較強(qiáng)，層次分明，講解清晰，便于教學(xué)。本教材共編10章，約60萬字，主要包括量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、各類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)化學(xué)、化學(xué)鍵理論、晶體化學(xué)、研究結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法等內(nèi)容。但由于課時(shí)有限而課程的內(nèi)容較多，教師只能對(duì)具有代表性的重要章節(jié)進(jìn)行講解和輔導(dǎo)。根據(jù)我校實(shí)際和專業(yè)設(shè)置，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平和往年教學(xué)實(shí)踐的體會(huì)，我們主要講解第1、2、3、5、6、7、8章，其余章節(jié)由同學(xué)們自學(xué)完成。

1.2教師應(yīng)精通專業(yè)學(xué)科，具有扎實(shí)而淵博的知識(shí)

結(jié)構(gòu)化學(xué)課程內(nèi)容涉及面廣、內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)、教學(xué)難度大，教師如果沒有過硬的專業(yè)理論水平和邏輯思維能力，是很難深刻理解并掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本概念和基本理論。因此，教師應(yīng)精通自己所教的專業(yè)學(xué)科，時(shí)刻學(xué)習(xí)，做一個(gè)知識(shí)淵博的教師。同時(shí)教師要備課充分，思路清晰，對(duì)知識(shí)的重、難點(diǎn)分析講解透徹，學(xué)會(huì)舉一反三，融會(huì)貫通。

1.3教學(xué)方法要靈活多樣

單一的教學(xué)方法是乏味的，為使整個(gè)課堂教學(xué)過程充滿情趣和活力，這就要求教師要采取靈活多樣的教學(xué)方法來處理課堂教學(xué)。首先，充滿激情、幽默生動(dòng)、嚴(yán)謹(jǐn)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)語言能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，教師可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，啟發(fā)學(xué)生思維，提升課堂教學(xué)效果。比如啟發(fā)式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)、討論式教學(xué)和類比式教學(xué)等等。比如“物質(zhì)波”和“機(jī)械波”的異同，“波函數(shù)”和“電子云”的聯(lián)系等采用類比的方法加以解釋和說明，使課堂教學(xué)效果能夠得到較大提高。再者，在課堂教學(xué)中適當(dāng)?shù)恼故緦?shí)物模型，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.4教學(xué)中重視科研，以科研促進(jìn)教學(xué)

高校教師既要從事教學(xué)，又要進(jìn)行科研，二者的有機(jī)結(jié)合有利于提高教學(xué)質(zhì)量。因此，教師應(yīng)該精心選擇有關(guān)結(jié)構(gòu)化學(xué)方面的一些新成就和新進(jìn)展、新文獻(xiàn)融入課堂教學(xué)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，在教學(xué)中滲入化學(xué)史教育，像普朗克、薛定諤、德布羅意、R.B.伍德沃德等科學(xué)家堅(jiān)持不懈地對(duì)真理的追求及其奮斗歷史，不僅可以陶冶學(xué)生的情操，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)他們的科學(xué)思想、科學(xué)精神、優(yōu)秀的思想品質(zhì)以及科學(xué)探究能力。

1.5教學(xué)中充分利用多媒體輔助教學(xué)，提高教學(xué)效果

多媒體教學(xué)存在直觀、形象、生動(dòng)、信息量大的優(yōu)點(diǎn)，具有傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的優(yōu)勢。多媒體的合理應(yīng)用能突破教學(xué)重難點(diǎn)，豐富結(jié)構(gòu)化學(xué)課堂教學(xué)的形式，通過圖、文、聲、像等手段，能把抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成具體、形象、直觀、真實(shí)的語言材料，啟迪學(xué)生思維，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。例如Pauling的雜化軌道及價(jià)鍵理論、分子對(duì)稱性及點(diǎn)群、等徑圓球密堆積結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)周期性與點(diǎn)陣等內(nèi)容都比較抽象，采用多媒體軟件輔助教學(xué)可將這些抽象、微觀、枯燥的理論知識(shí)形象化、具體化、感性化，易于學(xué)生理解，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

1.6理論與實(shí)踐相結(jié)合，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教師在強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)教學(xué)滲透到結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中，使其不再是純粹的理論，真正做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。因此，教師在教學(xué)中可以適當(dāng)?shù)匕才乓恍?shí)驗(yàn)，也可以鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師的研究課題，這樣可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。比如磁化率的測定，偶極距的測定，在X射線粉末衍射儀上測定晶體的結(jié)構(gòu)等等。

2 關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思考

2.1加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)

結(jié)構(gòu)化學(xué)課程是化學(xué)學(xué)生本科階段初次接觸的理論課程，內(nèi)容廣泛，涉及到較多的高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及量子力學(xué)等基本知識(shí)。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)時(shí)感覺很費(fèi)力，致使學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生排斥心理。所以，學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)，提前預(yù)習(xí)，上課注意聽講，不懂就學(xué)，不懂就問，學(xué)會(huì)分析和歸納總結(jié)，真正做到學(xué)有所思、思有所得、得有所成，從心理上不再害怕結(jié)構(gòu)化學(xué)。

2.2抓住重點(diǎn)，建立完整知識(shí)體系

本科階段的結(jié)構(gòu)化學(xué)課程主要包括三種理論（量子理論、化學(xué)鍵理論和點(diǎn)陣?yán)碚摚?，三種結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)），三個(gè)基礎(chǔ)（量子力學(xué)基礎(chǔ)、對(duì)稱性基礎(chǔ)和晶體學(xué)基礎(chǔ)）。在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)過程中一定不要過于深究其數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，需要分清主次，明確重點(diǎn)，做到抓重點(diǎn)、抓中心、抓關(guān)鍵，建立完整知識(shí)體系。只有這樣才能做到不本末倒置，才能把握住問題的關(guān)鍵，才能體現(xiàn)學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)深、學(xué)透的效果。

2.3充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

當(dāng)今社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)資源豐富多彩，各種信息以多媒體化――文字、圖像、聲音、視頻圖像、動(dòng)畫等呈現(xiàn)，使結(jié)構(gòu)化學(xué)抽象的內(nèi)容生動(dòng)化、形象化、多樣化。因此，學(xué)生除了學(xué)習(xí)教材外，要善于合理利用校園網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)中豐富的教學(xué)資源，這樣，不但激發(fā)了其探索新知的欲望，而且使他們對(duì)課堂的知識(shí)有了更深刻、更全面的理解。

2.4多閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)，了解最新發(fā)展動(dòng)態(tài)

當(dāng)今世界各國科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，每時(shí)每刻都有大量的科技文獻(xiàn)產(chǎn)生，學(xué)生通過閱讀科技文獻(xiàn)可以了解國內(nèi)外結(jié)構(gòu)化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)和成果、跟蹤國內(nèi)外某個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。所以學(xué)生要多搜集和閱讀一些前沿的科技文獻(xiàn)資料，有利于專業(yè)知識(shí)的鞏固、深化以及綜合能力和創(chuàng)造思維的提高。這樣他們就可以變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)習(xí)潛能，提高了學(xué)習(xí)積極性。

2.5 學(xué)會(huì)溝通和交流

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)方式單一、被動(dòng)，學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識(shí)，缺少自主探索、合作交流、獨(dú)立獲取知識(shí)的機(jī)會(huì)。因此，學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生與老師之間應(yīng)該加強(qiáng)溝通和交流，從而產(chǎn)生生生之間、師生之間情感的交融，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高。

2.6 重視理論聯(lián)系實(shí)踐

學(xué)生除了學(xué)習(xí)基本理論知識(shí)外，應(yīng)該充分利用課余時(shí)間參加大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)、參與教師科研課題、撰寫科研專題報(bào)告、發(fā)表學(xué)術(shù)論文等，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新思維能力，提高分析與解決問題的能力。只有做到理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，才能把自己所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為認(rèn)識(shí)和分析、解決問題的能力。

3 結(jié)論

“教學(xué)有法，但無定法，貴在得法”，只有通過授課教師不斷的改進(jìn)教學(xué)方法，更新教學(xué)理念，探索教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)新教學(xué)模式，避免教學(xué)方法上和學(xué)習(xí)方法的單一化，不斷強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，真正做到教與學(xué)的和諧統(tǒng)一，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，才能提高教學(xué)質(zhì)量。

基金項(xiàng)目：周口師范學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（J201421）。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘道皚，趙成大，鄭載興.物質(zhì)結(jié)構(gòu)（第2版） [M].高等教育出版社出版，2004.

第8篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；發(fā)展史；前景展望

1 前言

計(jì)算機(jī)由機(jī)械技術(shù)向電子技術(shù)以及生物技術(shù)、智能技術(shù)的轉(zhuǎn)變，為我們的生活帶來了巨大的變化。計(jì)算機(jī)已經(jīng)擁有了60年的發(fā)展歷程，共經(jīng)歷了5個(gè)重要的發(fā)展階段，將在不久的未來經(jīng)歷第六個(gè)發(fā)展階段。

2 計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史

（1）電子管計(jì)算機(jī)（1946-1958年）

用陰極射線管或汞延尺線作主存儲(chǔ)器，外存主要使用紙帶、卡片等，程序設(shè)計(jì)主要使用機(jī)器指令或符號(hào)指令，應(yīng)用鄰域主要是科學(xué)計(jì)算。

（2）晶體管計(jì)算機(jī)（1958-1964年）

主存儲(chǔ)器均采用磁蕊存儲(chǔ)器，磁鼓和磁盤開始用作主要的外存儲(chǔ)器，程序設(shè)計(jì)使用了更接近于人類自然語言的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也從科學(xué)計(jì)算擴(kuò)展到了事務(wù)處理，工程設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。

（3）小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(1964-1971年)

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器逐步取代了磁芯存儲(chǔ)器的主存儲(chǔ)地位，磁盤成了不可缺少的輔助存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)也進(jìn)入了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化的發(fā)展時(shí)期，使計(jì)算機(jī)使用效率明顯提高。

（4）大規(guī)模集成電路（1972年-至今）

大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路應(yīng)用的一個(gè)直接結(jié)果是微處理器和微型計(jì)算機(jī)的誕生。微處理器自1971年誕生以來幾乎每隔二至三年就要更新?lián)Q代，以高檔微處理器為核心構(gòu)成的高檔微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已達(dá)到和超過了傳統(tǒng)超極小型計(jì)算機(jī)水平，其運(yùn)算速度可以達(dá)到每秒數(shù)億次。由于微型計(jì)算機(jī)體積小、功耗低、其性能價(jià)格比占有很大優(yōu)勢，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

（5）人工智能計(jì)算機(jī)——神經(jīng)計(jì)算機(jī)。

其特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)分布式聯(lián)想記憶．并能在一定程度上模擬人和動(dòng)物的學(xué)習(xí)功能。它是一種有知識(shí)、會(huì)學(xué)習(xí)、能推理的計(jì)算機(jī)，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，并且具有說話的能力，使人機(jī)能夠用自然語言直接對(duì)話，它可以利用已有的和不斷學(xué)習(xí)到的知識(shí)，進(jìn)行思維、聯(lián)想、推理，并得出結(jié)論，能解決復(fù)雜問題，具有匯集、記憶、檢索有關(guān)知識(shí)的能力。

3 計(jì)算機(jī)發(fā)展前景展望

計(jì)算機(jī)的發(fā)展將趨向超高速、超小型、并行處理和智能化。計(jì)算發(fā)展如此之快，計(jì)算機(jī)界據(jù)此總結(jié)出了“ 摩爾法則”，該法則認(rèn)為每 18個(gè)月左右計(jì)算機(jī)性能就會(huì)提高一倍。因此，在未來，第六代計(jì)算機(jī)發(fā)展方向如下：

（1）分子計(jì)算機(jī)

分子計(jì)算機(jī)體積小、耗電少、運(yùn)算快、存儲(chǔ)量大。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過程。轉(zhuǎn)換開關(guān)為酶，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計(jì)算機(jī)具備能在生化環(huán)境下，甚至在生物有機(jī)體中運(yùn)行，并能以其它分子形式與外部環(huán)境交換。因此它將在醫(yī)療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發(fā)揮無法替代的作用。分子芯片體積可比現(xiàn)在的芯片大大減小，而效率大大提高， 分子計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算，所需的時(shí)間僅為10 微微秒，比人的思維速度快 100 萬倍。分子計(jì)算機(jī)具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲(chǔ) 1 萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。分子計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計(jì)算機(jī)的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以分子計(jì)算機(jī)既有自我修復(fù)的功能，又可直接與分子活體相聯(lián)。

（2）光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)。在光子計(jì)算機(jī)中，不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，這遠(yuǎn)勝于電子計(jì)算機(jī)中通過電子“0”和“1” 狀態(tài)變化進(jìn)行的二進(jìn)制運(yùn)算, 可以對(duì)復(fù)雜度高、計(jì)算量大的任務(wù)實(shí)現(xiàn)快速的并行處理。光子計(jì)算機(jī)將使運(yùn)算速度在目前基礎(chǔ)上呈指數(shù)上升。

（3）量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。量子計(jì)算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動(dòng)，從而進(jìn)行運(yùn)算。量子計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)用量子位存儲(chǔ)。由于量子疊加效應(yīng)，一個(gè)量子位可以是0或1，也可以既存儲(chǔ)0又存儲(chǔ)1。因此, 一個(gè)量子位可以存儲(chǔ)2個(gè)數(shù)據(jù)，同樣數(shù)量的存儲(chǔ)位，量子計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)量比通常計(jì)算機(jī)大許多。同時(shí)量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏?jì)算，其運(yùn)算速度可能比目前計(jì)算機(jī)的 PentiumⅢ晶片快10億倍。

（4）納米計(jì)算機(jī)

納米計(jì)算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計(jì)算機(jī)。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍, 質(zhì)地堅(jiān)固,有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性, 能代替硅芯片制造計(jì)算機(jī)。“納米”是一個(gè)計(jì)量單位, 一個(gè)納米等于10-9米, 大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從20世紀(jì)80年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領(lǐng)域，最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個(gè)原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品?，F(xiàn)在納米技術(shù)正從微電子機(jī)械系統(tǒng)起步，把傳感器、電動(dòng)機(jī)和各種處理器都放在一個(gè)硅芯片上而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片，其體積只有數(shù)百個(gè)原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計(jì)算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源， 而且其性能要比今天的計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多倍。

（5）生物計(jì)算機(jī)[1]

20世紀(jì)80年代以來，生物工程學(xué)家對(duì)人腦、神經(jīng)元和感受器的研究傾注了很大精力，以期研制出可以模擬人腦思維、低耗、高教的第六代計(jì)算機(jī)——生物計(jì)算機(jī)。用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片，存儲(chǔ)量可以達(dá)到普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。

第9篇：量子力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文

關(guān)鍵詞：理論力學(xué);公式推導(dǎo);工程案例教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）20-0169-02

一、引言

理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)。這門課程研究的內(nèi)容是速度遠(yuǎn)小于光速的宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，它以伽利略和牛頓總結(jié)的基本定律為基礎(chǔ)，屬于古典力學(xué)范疇。經(jīng)過長期的實(shí)踐證明，一般工程中所遇到的大量動(dòng)力學(xué)問題，用古典力學(xué)來解決，既方便又能夠保證足夠的精確性。力學(xué)是從物理學(xué)中分離出來的，與“數(shù)、理、化、天、地、生”并列為七大基礎(chǔ)學(xué)科。物理學(xué)是研究一切自然現(xiàn)象的科學(xué)，而研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是力學(xué)的定義。因此，力學(xué)從物理學(xué)中分離出來已是很長一個(gè)時(shí)期了。理論力學(xué)與電動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子力學(xué)在力學(xué)界稱為四大力學(xué)。理論力學(xué)是牛頓力學(xué)，即所謂經(jīng)典力學(xué)，現(xiàn)代力學(xué)包括經(jīng)典力學(xué)、量子力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)。力學(xué)是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，又是一門理論性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。[1]

國際理論與應(yīng)用力學(xué)學(xué)會(huì)把力學(xué)分成基礎(chǔ)力學(xué)和應(yīng)用力學(xué)。上世紀(jì)30年代蘇聯(lián)建立了突出基礎(chǔ)力學(xué)教育的教育體系。同時(shí)期，歐美建立了強(qiáng)調(diào)應(yīng)用力學(xué)教育的教育體系。我國力學(xué)教育在解放后的十年間，受蘇聯(lián)力學(xué)教育體系的影響比較大，多數(shù)高等學(xué)校使用的理論力學(xué)教材都是從俄文翻譯過來的。70年代末，歐美的理論力學(xué)教材進(jìn)入我國高等教育界。直到80年代，理論力學(xué)還以120學(xué)時(shí)作為四年制機(jī)械類等專業(yè)課程的設(shè)置原則。

1980年5月，在南京召開高等學(xué)校工科力學(xué)教材編審委員擴(kuò)大會(huì)，通過了教育部委托西北工業(yè)大學(xué)等高校提出的120學(xué)時(shí)機(jī)械類專業(yè)試用的“理論力學(xué)教學(xué)大綱”。二十多年來，隨著高等教育教學(xué)體制改革的深化，理論力學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)思想和觀念上都發(fā)生了很大變化。現(xiàn)在我院為機(jī)械類設(shè)置的理論力學(xué)課程只有70學(xué)時(shí)，而教學(xué)基本要求與20年前的差別不大。由于學(xué)時(shí)急劇減少，迫使教師采用多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段，增大信息量，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，通過精講多練，使學(xué)生能夠比較牢固地掌握理論力學(xué)的基本知識(shí)。建設(shè)理論力學(xué)精品課程的要求正是在這樣的教學(xué)改革背景下應(yīng)運(yùn)而生的。

理論力學(xué)是理工科院校的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。但對(duì)許多理工科學(xué)校的學(xué)生來講，學(xué)習(xí)理論力學(xué)并不是一個(gè)輕松的過程。普遍反映“課堂能聽懂，一做作業(yè)就無從下手”，甚至有人將之稱為“頭疼力學(xué)、煩人力學(xué)”。究其原因，主要還是由于很多學(xué)生對(duì)于理論力學(xué)的基本概念、基本理論和分析方法等總是處于一種似懂非懂的狀態(tài)，沒有對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深刻理解。理論力學(xué)的學(xué)習(xí)具有很強(qiáng)的邏輯性，前后章節(jié)的關(guān)系環(huán)環(huán)相扣。前面章節(jié)沒學(xué)好，后面章節(jié)自然就學(xué)不好，越到后面越是緊密聯(lián)系前面章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。再者，理論力學(xué)的定理、公式往往是“非構(gòu)造性”的，不能用簡單代公式的方法來計(jì)算，而是必須要有分析的過程，沒有清晰的概念就無從下手[2]?？梢哉f，對(duì)理論力學(xué)問題的求解非常鍛煉人的宏觀把握能力。因此，迫切需要對(duì)現(xiàn)行的理論力學(xué)教學(xué)方法及內(nèi)容進(jìn)行改革?；诖?，工程案例教學(xué)方法應(yīng)用而生。

二、工程案例教學(xué)

伴隨著擴(kuò)招，生源質(zhì)量也有所下降，顯得參差不齊。上同一門課，有些學(xué)生學(xué)習(xí)能力比較強(qiáng)，課堂不能滿足需求，顯得“吃不飽”;另外有些學(xué)生又不能跟上課堂教學(xué)的進(jìn)度，學(xué)習(xí)比較吃力。因此，理論力學(xué)課堂改革就顯得很有必要。學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)，第一印象――感性認(rèn)識(shí)是很重要的。只有通過感性認(rèn)識(shí)抓住學(xué)生的好奇心，才能有興趣把相關(guān)的內(nèi)容學(xué)習(xí)好，甚至于通過自學(xué)來滿足自身對(duì)知識(shí)的渴望。而通過工程案例教學(xué)不但可以激發(fā)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生的積極性，還可以通過大量工程案例的引入滿足學(xué)有余力的學(xué)生對(duì)課堂外知識(shí)的渴求。工程案例的教學(xué)主要通過以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)。

1.工程案例的整理及提煉。和力學(xué)相關(guān)的案例可以說是隨處可見，小到日常生活，大到航空航天。怎樣選擇合適的工程案例就顯得比較關(guān)鍵。好的工程案例既能引導(dǎo)學(xué)生快速理解工程背景，又能提煉工程當(dāng)中的力學(xué)原理，達(dá)到實(shí)踐和理論有機(jī)結(jié)合的效果。因此，工程案例的收集整理就很有必要了。比如理論力學(xué)當(dāng)中的力矩問題，就可以用常見的吊車起吊重物來舉例說明：某事故現(xiàn)場，吊車起吊出事的卡車，結(jié)果卡車沒吊上來，吊車反而由于起吊位置選擇的不合適而翻倒了。這個(gè)實(shí)例可以很好的說明力矩，通過這個(gè)實(shí)例學(xué)生也能快速的將力矩理論與工程實(shí)際結(jié)合起來。又比如裂紋和斷裂，這兩個(gè)概念相對(duì)而言比較抽象。只有比較專業(yè)的課程才會(huì)談到與裂紋有關(guān)的斷裂問題。裂紋和斷裂也可以通過生活當(dāng)中的實(shí)例來說明：乘坐公交車應(yīng)該是很多人都有過的生活經(jīng)歷，而公交車的安全錘就可以很好的說明裂紋和斷裂。公交車上的紅色安全錘是為了在緊急情況下讓乘客逃生用的。當(dāng)公交車出現(xiàn)緊急情況時(shí)，乘客只需要用安全錘敲擊鋼化玻璃的四個(gè)角。由于安全錘錘頭很尖，接觸面積小，手握安全錘大約用兩千克的力就可以砸開玻璃的邊角。對(duì)鋼化玻璃而言，一點(diǎn)點(diǎn)的開裂就意味著玻璃內(nèi)部的應(yīng)力分布受到了破壞，從而在瞬間產(chǎn)生無數(shù)蜘蛛網(wǎng)狀裂紋，此時(shí)只需用錘子輕輕的再砸?guī)紫戮湍軐⒄娌Ａг议_。用這個(gè)實(shí)例不但可以講清楚裂紋和斷裂，還可以闡明應(yīng)力和應(yīng)力集中，可以將學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐緊密相連。

2.工程案例的講授。有了好的工程案例，還需要有好的教師在合適的章節(jié)恰如其分的引入。這就對(duì)教師的綜合素質(zhì)提出了較高的要求[3]。毋庸諱言，力學(xué)尤其是基礎(chǔ)力學(xué)，上課教師的數(shù)量偏少，質(zhì)量也略顯不足。針對(duì)很多二本院校，基礎(chǔ)力學(xué)的上課學(xué)生比較多，教師的教學(xué)任務(wù)相對(duì)較重，這也使得很多教師沒法精心研究工程案例在教學(xué)當(dāng)中的運(yùn)用。另外，有些高校的基礎(chǔ)力學(xué)教師并非“科班”出身，這也使得教師自身對(duì)有些課程的理解還不是特別深刻，當(dāng)然也就不能更好的促進(jìn)課堂教學(xué)的完善和發(fā)展。

三、工程案例教學(xué)的實(shí)踐

從工程實(shí)踐以及日常生活當(dāng)中整理提煉了大量典型的工程案例，通過教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師進(jìn)行課堂教學(xué)，能否達(dá)到預(yù)期的效果，這也是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題。為了驗(yàn)證工程案例教學(xué)的實(shí)際教學(xué)效果，本文選擇機(jī)電一體化及車輛工程兩個(gè)專業(yè)進(jìn)行對(duì)比。機(jī)電一體化4個(gè)班進(jìn)行工程案例教學(xué)，而車輛工程3個(gè)班采用常規(guī)教學(xué)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，從平時(shí)的課堂問答到期末考試都反映出，工程案例教學(xué)要優(yōu)于常規(guī)教學(xué)。采用工程案例教學(xué)的機(jī)電一體化班最高分比車輛班高出10分，最低分高出15分，平均分高出12分。

四、結(jié)語

基礎(chǔ)力學(xué)特別是理論力學(xué)課程的工程案例教學(xué)是一項(xiàng)長期、艱巨的任務(wù)，需要投入大量的人力、物力和時(shí)間。學(xué)生通過案例教學(xué)的學(xué)習(xí)可以快速地掌握理論知識(shí)在實(shí)際工程中的運(yùn)用，從而更好的將理論與實(shí)踐結(jié)合起來。案例教學(xué)還可以培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生從工程實(shí)踐中抽象力學(xué)模型繼而求解優(yōu)化工程問題的能力，因此從該意義上來說，工程案例教學(xué)的作用可以說絲毫不亞于數(shù)學(xué)建模的功效[4]。再者，工程案例教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦的能力。比如講到桁架部分，通過桁架橋梁的案例講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。人們常說“興趣是最好的老師”，一旦學(xué)生對(duì)桁架充滿興趣，就會(huì)在課堂外富有興趣的動(dòng)手制木制桁架，還會(huì)通過傳感器等來測量桁架中的桿件是否為二力桿等。這樣一來，學(xué)生對(duì)桁架的理解就會(huì)相當(dāng)深刻。另外，工程案例教學(xué)還可以促進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件如MATLAB、ANSYS等在教學(xué)中的應(yīng)用。通過工程案例教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，從學(xué)習(xí)階段開始就以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待工程實(shí)際。最后，工程案例教學(xué)也可以提高教師的綜合素質(zhì)，豐富教師的課堂教學(xué)素材，使原本相對(duì)枯燥的課堂教學(xué)一下變得豐富有趣起來[5]。

工程案例教學(xué)使得師生都能很好的將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的最初目的：從實(shí)踐中來，到實(shí)踐中去。

參考文獻(xiàn)：

[1]閔磊.《理論力學(xué)》課程教學(xué)的探討[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2014，（10）：119.

[2]楊衛(wèi).案例式教學(xué)：固體力學(xué)的前沿應(yīng)用[J].力學(xué)課程報(bào)告論壇，2007：3-5.

[3]陳紅明.理論力學(xué)教學(xué)過程中的問題及對(duì)策分析[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014，（4）：66.