量子力學知識點精選(九篇)

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第1篇：量子力學知識點范文

[關鍵詞] 地方院校；量子力學；精品課程建設

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）01-0057-04

0 引言

我國本科高校按隸屬對象不同，分為部委屬和省屬兩大類別，省屬高校又分為省屬國家“211”重點高校、省部共建高校、地方性直屬高校三類，本文“地方院?！敝甘俑咝Ｖ械牡胤叫灾睂俦究聘咝＃@些院校大多采取省市共建、以市為主的管理體制，多數建校時間短或由?？粕瘛?/p>

隨著我國高等教育大眾化進程的不斷深入，生源質量降低，教學資源日趨緊張，高等院校的教學壓力逐漸加大，引發了社會對高等教育質量的擔憂。2003年4月《教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》（教高[2003]1號），引起了全國范圍內建設國家、省、校三級精品課程的熱潮。量子力學精品課程也同其他課程一樣，經歷了精品課程建設的熱潮，截至2013年9月，共有四校建成國家精品課程，分別是蘭州大學（2004年）、復旦大學（2004年）、清華大學（2007年）、北京大學（2008年）；兩校建成湖北省精品課程，分別是華中師范大學（2003年）和湖北大學（2003年）；兩校建成湖北省地方院校校級精品課程，分別是黃岡師范學院（2007年）、湖北師范學院（2011年）?？梢?，量子力學國家精品課程全部由985重點大學建設，湖北省精品課程也由211重點大學和省屬重點大學建設，地方院校只有兩校建成校級精品課程，只占湖北省27所地方院校的7.4%，大多數地方院校并未開展量子力學精品課程建設，這與量子力學課程的重要地位極不相稱。量子力學是近代物理學的兩大支柱之一，也是現代工業技術的重要理論基礎，其教學質量的重要性不言而喻，但量子力學又是一門高度抽象的理論物理課程，遠離日常經驗，教與學都有一定的難度。地方院校由于師資力量薄弱，學術資源匱乏，生源素質不理想，教學與科研脫節，導致這些院校的量子力學精品課程大多處于有心無力、舉步維艱的狀態。

地方院校占我國高校總數的90%左右，擔負著服務地方社會經濟建設、培養千百萬專門人才的重任。地方院校是我國高等教育金字塔的塔基，塔基不穩，必然影響我國高等教育的健康發展，因此研究地方院校量子力學精品課程建設，提高人才培養質量是迫在眉睫的重要問題，令人惋惜的是這方面的研究成果太少，難以指導地方院校量子力學精品課程的建設。

1 地方院校視角下量子力學精品課程建設 的內涵

精品課程的評價標準是“五個一流”，即一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理。精品課程建設研究大多圍繞“五個一流”展開，但精品課程建設應該是分層次的，不同類型的高校應有不同的標準。每個學校都是在自己的層次上、自己的類型上來辦出最高水平的課程，各個學校是不一樣的，精品課定位不一樣，尋找精品課群體也不一樣[1]。地方高校應從自己的辦學定位、培養規格和生源情況來考慮量子力學精品課程建設，基于地方院校視角來理解“五個一流”，揚長避短，不盲目攀比，也不妄自菲薄。

1.1 一流教師隊伍

地方院校普遍存在教師整體水平不高的問題，教師的學歷、職稱、學術水平和重點大學相比有較大差距，教學任務重，技術應用能力不強。重點大學承擔培養拔尖人才的任務，必然要求教師具有較高的學術水平和科研能力，地方院校承擔培養千百萬專門人才，即應用型技能型人才的任務，對教師的學術水平要求不是太高，但要求教師具有較強的技術應用能力。地方院校教師不宜與重點大學的教師比學術水平，但要關注學科前沿，盡快掌握與本學科相關的最新技術，提高重點大學教師并不擅長的技術應用能力，體現地方院?！半p師”型師資的鮮明特色。

地方院校量子力學精品課程的一流教師隊伍，就是要建設一支與應用型人才培養相適應的，具有一定的學術水平、較高的教學水平、較強的技術應用能力的“雙師型”教師隊伍。

1.2 一流教學內容

應用型人才培養的定位，決定了量子力學精品課程的教學內容有別于重點大學，教學內容的核心是量子力學的基本理論、基本知識、基本技能，不求教學內容的高度完整性，適當降低內容的深度和應用數學解題的難度，保持教學內容的前沿性和時代性，滿足學生了解學科發展前沿及其技術應用的強烈愿望。前沿知識不僅可以開闊學生的眼界，而且能夠潛移默化地影響學生未來的發展。

地方院校量子力學精品課程的一流教學內容可以理解為，量子力學基本理論、基本知識、基本技能等學科有效知識與專業發展密切相關的前沿知識及其技術應用的有機整合。有效知識，就是今后能對在該領域繼續學習、繼續研究、開辟新的領域、學習新的知識發揮作用的、最關鍵、最基礎性的東西[1]。

1.3 一流教學方法

重點大學普遍重視討論式、研究式教學方法，基于量子力學學科特點和地方院校學生水平，討論式和研究式的教學方法要慎重使用，如果準備不充分，極有可能出現學生討論時言之無物和研究時無從著手的難堪局面，反而挫傷學生的學習積極性。采用討論式和研究式教學方法，一要內容難度適宜，二要前期準備充分，三要教師循循善誘。量子力學內容高度抽象，學生自學困難較大，因此對教學方法和手段的要求較高。無論選擇什么樣的教學方法，采用什么樣的教學手段，都是為了學生能夠更好地理解和掌握知識，都要適合學生的實際認知水平，不能為了討論而討論，為了研究而研究，應以實際教學效果來評價教學方法的優劣。

地方院校量子力學精品課程的一流教學方法，即以啟發式講授為主，結合課程內容適當采取討論式和研究式教學，傳統教學手段與多媒體技術手段有機結合，集多種方法與手段于一體的教學方法體系。

1.4 一流教材

量子力學教材的選用，國內一般主要選用曾謹言版（重點大學）和周世勛版（地方院校），另有蘇汝鏗版、張永德版、錢伯初版、關洪版等多種教材，也有多種國外優秀教材。鑒于量子力學的某些基本問題至今仍有爭議，甚至國內權威教材中的部分內容仍受質疑，地方院校不宜盲目自編教材，避免對某些問題的不當闡述誤導學生，宜選用國內經典的簡明教材，輔以優秀教材作為參考書，以滿足不同學生的學習要求，通過立體化、一體化教材建設，補充量子力學的最新進展和實際應用，更好地為地方院校培養應用型人才服務。

地方院校量子力學精品課程的一流教材，即在選用國內經典簡明教材的基礎上，選擇國內外優秀教材作參考書，著力打造包括電子教案、PPT、習題答案、試題庫、仿真實驗、網絡課堂等資源在內的立體化、一體化教材。

1.5 一流教學管理

精品課程需要通過科學的管理為其提供制度保證。科學的教學管理和規范的管理機制，是精品課程的重要條件。精品課程的教學管理既包括對課堂教學的組織、實踐教學的安排、學習成績的評定等教學環節的管理，還包括師資隊伍的配備、課程建設過程的管理、教學保證條件的建設等[2]。

地方院校作為教學型大學，科研上處于劣勢，教學管理上更應加強，應將一流教學管理作為量子力學精品課程的重要特色來建設。

地方院校量子力學精品課程的一流教學管理，即建立健全與應用型人才培養目標相適應的教學管理制度，包括編、備、教、輔、改、考各教學環節的管理制度，以及經費投入、師資配備、用人機制和激勵機制、課程評價等教學質量保障制度，認真落實各項教學管理制度并切實做好教學質量監控，保證課程建設的可持續發展。

2 地方院校視角下量子力學精品課程建設 的對策

2.1 建設一支與應用型人才培養適應的師資隊伍

地方院校培養應用型人才的定位，客觀上要求教師應具有教師和工程師（或技能師）的雙重身份。量子力學精品課程的師資隊伍建設，除引進高層次人才、抓好現有教師的轉型提升、開展與課程相關的教研和科研等常規措施之外，尤其要重視師資隊伍的技術水平和能力的培養，通過產學研用結合切實提高教師的技術操作能力、應用能力和轉化能力。加強學校與科研機構、企業的合作，聘請經驗豐富的科研人員和工程師作為兼職教師，提高教師隊伍整體的科研水平和技術實力。

2.2 精選課程有效知識構建學科基礎，實現理論 與應用、基礎與前沿的完美結合

夯實基礎、關注前沿、了解應用、激發興趣是一流教學內容的必然要求。在教學內容的選擇和安排上，要注意與知識的實際應用相聯系，找準最佳結合點，融入學科前沿的理論知識和學科發展的最新成果。

量子力學的有效知識包括量子力學的發展歷史、量子力學的五大公設、定態問題求解、表象變換理論、微擾理論、電子自旋等，有效知識構成課程的核心知識；學科前沿知識、量子力學在現代科技和其它學科中的應用等內容構成課程的補充知識；散射等相對困難的內容構成課程的知識。核心知識具有相對穩定性，要求熟練掌握；補充知識具有時代性，要求學生了解而不求掌握；知識具有可選性，建議有能力的學生選學。核心知識和補充知識屬于第一層次的教學內容，面向全體學生；知識屬第二層次的教學內容，面向部分學生。教學內容的分類既有利于實現教學的層次化，又有利于實現理論與應用、基礎與前沿的有機結合。

2.3 構建教學理念先進、與學生水平相適應的教 學方法體系

以教師為主導，以學生為主體。變單一教學方式為多樣化教學方式構成的有機體系，變以教為主為以學為主或學教并重，變傳統課堂教學為傳統課堂教學和網絡課堂教學相結合。基于量子力學的抽象性，講授仍是主要的教學方法，但應注重啟發學生積極思考，采取課內、課外、網絡等多種形式增強師生互動，結合適當的內容開展討論和研究。

可以組織學生討論如量子力學相關實驗的解釋、量子力學基本原理的各種理解、一維定態問題的求解方法等；也可討論量子力學的某些新進展和新的技術應用，要求學生就“量子糾纏”、“EPR佯謬”、“量子計算機原理”等內容展開調研，撰寫文獻綜述報告，將討論和初步的研究結合起來，培養學生從事科學研究的基本素質；也可建議能力較強的學生對“密度矩陣表示量子態”、“路徑積分量子化”、“自由粒子的狄拉克方程”等較新的內容進行一些初級的理論探討，通過寫小論文的方式總結研究結果等。

討論和探究的關鍵在于培養學生的參與意識、問題意識和批判意識，不奢望畢其功于一役，長期堅持一定會有收獲。

2.4 選擇適宜的教材和教學參考書，建設立體化、 一體化教材

選擇周世勛版《量子力學教程》作為教材，因為它比較簡明，適合初學者和地方院校生源的實際水平；選擇曾謹言版《量子力學教程》作為主要參考書，因為它是全國大多數高校指定的考研參考用書，要照顧部分考研學生的需要；還可選擇其他國內外優秀教材作為參考書，以兼收并蓄、博采眾長。

教材是教學內容的載體，一流教材必然要展現一流教學內容。立體化、一體化教材不是簡單的教材和教參搬家，應將學科最新的研究成果、成功的教改經驗和教師自己的教科研成果及時地反映出來。一流教材除電子教案、PPT、全程教學錄像、習題解答、試題庫、網絡互動答疑、在線測試等內容外，還要自編學習輔導用書，內容大致可包括學習內容輔導、考研輔導、閱讀材料三大部分。學習內容輔導應梳理各章知識點及聯系、重點難點的學習經驗，補充典型習題；考研輔導可提供各類院校近年來的量子力學考研試卷，分析考試內容涵蓋的知識點和相關的考核要求；閱讀材料可介紹量子力學的最新進展、與量子力學有關的各交叉學科、量子力學的發展歷史以及逸聞趣事等。

2.5 抓緊抓實全方位全過程的教學管理

精品課程建設是一個綜合系統工程，只有扎扎實實、認認真真、持之以恒地努力工作，才能把事情做好[3]。一流教學管理是精品課程建設的重要方面，建章立制是基礎，教學各環節的過程管理是縱線，教學保障條件建設管理是橫線，教學質量監控、反饋和改進是保障。教學管理不必標新立異，抓緊、抓實、抓細、抓出成效，就是教學管理的最大特色。

教學各環節的管理制度中，重點要改變學業成績評價標準，變結果評價為過程評價，正確把握考試導向，降低期末考試比重，加大平時考核比重，將考勤、作業、提問、小論文、課程設計納入平時考核。

教學質量保障制度的建設和落實要抓好以下幾個方面：學校要加大對精品課程建設的經費投入；選擇學術水平較高、教學效果得到師生公認的優秀教師擔任課程負責人，組建由課程負責人負總責、主講教師分工與合作的教學隊伍；對參與精品課程建設的教師，在評優評先、晉升職稱等方面優先考慮；抓實教學過程的質量監控，完善同行評教、學生評教、畢業生評教和評教意見的及時反饋及改進制度；抓住一切校內外的交流機會，博采眾長，不斷更新充實網上資源，確保精品課程建設的可持續發展。

3 地方院校視角下量子力學精品課程建設 的初步成果

2011年起，荊楚理工學院應用物理學專業開設量子力學課程。三年來，量子力學教學團隊堅持以建設校級精品課程為目標，始終追求精品境界，目前量子力學精品課程的基本資料已準備就緒，擬申報校級精品課程，并計劃在校級精品課程基礎上，力爭申報省級及以上精品課程，最終轉型升級成為精品資源共享課。

教學團隊堅持教學和科研相結合，重視研究解決教學過程中存在的突出問題，以教科研水平的提高帶動教學水平的提高。三年共主持完成湖北省教育科學“十一五”規劃課題“理工類本科生物理學習障礙歸因及對策研究”一項，此課題于2013年5月被湖北省教科規劃辦批準結題，鑒定結論為：課題研究整體設計規范，研究路線科學，課題組成員分工合理，研究成果豐富且有實效；正主持湖北省教育科學“十二五”規劃課題一項：“地方院校應用物理學專業人才培養模式研究”。在學術研究方面，教學團隊圍繞量子糾纏態、量子點、反應微分截面等方向進行了比較深入地研究，取得了一些成果，近幾年在國外英文期刊和國際學術會議上發表了6篇英文學術論文，其中4篇被EI收錄，2篇被INSPECT收錄，并在原子與分子物理學報、重慶大學學報、量子光學學報等中文核心期刊上發表了8篇學術論文。

科學研究提高了教師的學術水平，加深了對量子力學課程內容的深刻理解，促進了教學的深入淺出，實現了理論與應用、基礎與前沿的有機結合，量子力學課程教學質量逐年穩步提高：三年來師生評教均分都在95分以上，教學效果得到師生認可；學生學習量子力學的積極性明顯提高，學業成績的統計結果表明，大部分學生較好地掌握了量子力學的基本理論、基本知識和基本技能，并對量子力學知識的有關應用和學科發展前沿產生了濃厚興趣，越來越多的學生開始選擇以量子力學的有關研究作為畢業論文選題，其中2009級兩名學生的畢業論文榮獲學校優秀畢業論文；不少學生考研時量子力學科目也取得了135分以上的較好成績。荊楚理工學院量子力學精品課程建設取得的初步成效，從理論和實踐兩方面證明了建設具有地方院校特色的量子力學精品課程是可行的。

4 結束語

精品課程不應千課一面，不同類型的院校應該有不同類型的精品課程，量子力學精品課程建設也不應該成為重點大學的專利，地方院校完全可以根據自己的培養目標、培養規格、生源狀況，正確地理解“一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理”，建設具有應用型人才培養特色的量子力學精品課程，在精品課程建設上實現與重點大學的錯位發展。

參考文獻

[1]袁德寧.精品課建設及課程支撐理念的轉變[J].清華大學教育研究，2004，25（3）：53-57.

第2篇：量子力學知識點范文

關鍵詞：交互式電子白板；交互功能；提高課堂教學效率

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）27-104-01

目前，最先進的教育技術交互式電子白板已經走進課堂。交互式電子白板技術具有豐富的資源平臺，具備現代多媒體教學的各種優勢和交互性強、使用靈活便捷等特點。利用交互式電子白板整合英語課堂教學，可豐富課堂上教育教學資源，通過互動，創造了一個生機勃勃的學習環境，充分展示教師教學的設計意圖，全面優化課堂教學結構，使學生保持積極活躍的思維，深刻體驗英語學習的快樂及成就感。本人在具體的英語教學過程中，深刻認識到交互式電子白板的強大功能及對教學效果提升的促進作用，敢于應用，靈活使用，收獲頗豐。

一、發揮交互式電子白板強大的交互功能，做好“三個互動”

交互式電子白板技術本身具備強大的交互功能和易操作等特點，在整合英語教學中，必須要充分發揮好這一功功能，通盤考慮、有機整合好“師生互動、同學互動、師生與資源互動”三大互動，有針對性開展和促進互動式、啟發式課堂教學。

1、教師與學生互動

在傳統的英語課堂中，教師往往只是從問與答或游戲這幾方面與學生進行互動，這些在一定意義上起到了一定互動效果，但實質很難使學生真正的與教師交流并參加到教學中來。但交互式電子白板不同，白板可借助其在外觀和操作上接近黑板和觸模屏特點，具備可隨時書寫、繪畫、拖放組合等優勢，老師和學生無須嚴格的專業訓練的特點，可以在白板上面親自操作，隨時在計算機界面、網頁上和光盤播放界面上進行書寫，展現知識形成的過程，學生能與老師進行討論，可以及時修改錯題，從而在課堂教學中實現師生同步。對于學生在學習過程中提出的問題，教師可以調換不同顏色的筆，隨寫隨劃，隨時進行歸納，隨時給予解決，師生間教與學的互動時時可開展，課堂教學的有效性將大大提高。

2、同學間互動

當然白板不僅僅是屬于教師的，同時也是屬于學生的。這一點讓學生非常自豪和快樂。課堂上，很多學生通過觀察教師上課使用示范和課余同學間相互嘗試，能較快掌握白板的各種學習功能，其掌握度、熟練度甚至比教師還快、還精。基于以上認識，在課堂中，我大膽地將同學間互動完全放手交給學生，上臺的同學可以通過白板成為同學間的小老師，自己去設計問題，主動向其他的同學提問，相互間解答問題。通過讓學生當同學小教師的嘗試，本人既可以了解學生對問題的理解，又可以從解答問題的同學身上及時掌握學生對知識上的掌握程度。

3、師生與資源互動

基于交互式電子白板的教學，補充了從演示性多媒體教學到網絡條件下的個別教學之間的空白，在強調學生的參與和師生、互動基礎上，有利于推動信息技術與學科教學的整合，注重師生與教育教學資源的互動。本人在運用互動電子白板上課時，非常注重師生與教育教學資源的互動功能。在充分準備教學用的素材基礎上，課堂上還根據教學的需要，利用資源即時生成，隨時補充在課堂教學中瞬間迸發的教學靈感，對重點難點內容勾勾劃劃，而同學們亦可以更改、充實教師原先的素材內容。另外，由于電子白板具有強大的儲存功能，課堂上師生與教育教學資源的互動、新資源的生成，只要在白板上操作過，白板系統會自動儲存這些寶貴的資料，從而生成每個教師每堂課的個性化的“課件”，成為教師及學校以后教學的重要資源。

二、發揮交互式電子白板的輔助功能，多方面激發學生自主學習

1、巧用鏈接和資源庫功能，激發學生學習英語的興趣

電子白板暨可以利用互聯網中的各類教育資源，也可以直接利用電子白板內置的多種教育資源。交互式電子白板為英語學科教學準備了大量的學科素材，教師可以根據自己的教學設計和目標，應用資源庫中的素材形成自己的教案，保存自己的圖片，可以在使用時從圖庫中簡單地一拖就顯示在交互式電子白板上，形象直接。電子白板將使教師非常方便地、較簡單地應用資源庫中的資源生成數字化教案?；ヂ摼W的鏈接和資源庫的應用，不僅給予教師提供便利，同學們通過查找資源、參加資源優化與生成等，產生學習英語的深厚興趣，常常是課堂上笑聲不斷，學習凝聚度高。

2、巧用聚光燈功能，突破教學重點和難點

學生對某些英語知識，特別是抽象的語法知識的理解是英語教學中的難點。可以利用電子白板中的“探照燈”功能來放大頁面的某一部分，以此來刺激學生的眼球，加深印象，幫助他們突破教學重點和難點。

3、巧用幕布功能 ，激發學生的好奇心

使用幕布能激起人的心理期待，引起人的好奇心。電子白板中的幕布功能，既能橫著拉，也能豎著拉。教學中可充分利用幕布來迅速集中學生注意力，引發他們的好奇心，進而充分調動他們的學習積極性。

4、巧用透視鏡功能，激發學生的求知欲

利用電子白板的透視鏡功能，不僅可以激發學生的學習興趣，而且有利于激發學生的求知欲。

三、發揮交互式電子白板容量大的功能，提高課堂利用時空率

交互式電子白板技術相對于傳統的教學模式，擴大課堂容量、提高時間利用率是輕而易舉之事。交互式電子白板教學，能任意把文本、圖形、圖表、語言、音樂、靜止圖像、動態圖像有機地結合在一起，又能進行數據處理、編輯、存儲、播放演示，將打破時間和空間的制約，延伸和拓寬教學的時空。在具體教學過程中，對通過圖像、聲音、色彩、動畫來傳遞教學信息，優化教學課堂結構，比較容易解決因時間和空間的限制造成的教學難點，將擴大課堂教育教學的容量，將極大提升課堂上的時空的利用率，學習內容變得易于理解和掌握。但不是任何一節課均要擴充容量，就初中英語科教學而言，對于語法歸納、試卷講評、訓練題型等課型尤其適合擴充容量，英語教師只需要把所需內容制作成原始課件，在課堂上根據需要展示答案，對講解某一問題時隨便對該題的考查點、重難點進行標注，還可以讓學生上臺書寫答案，既擴大練習量、強化精講，又激發學生積極參與性，從而提高課堂教學效率。 隨著社會進步和信息技術高速發展，交叉式電子白板將會替代原有黑板成為課堂教學的新平臺。我們要充分發掘這個新技術平臺中所蘊涵的教學策略和途徑，將現代教育技術手段真正整合到英語課堂教學中，對打造高效課堂和全面提高學生英語聽說寫用、考試成績起到巨大推進作用。

參考文獻：

[1] 丁興富，蔣國珍.白板終將替代黑板成為課堂教學的主流技術.2004.

[2] 李新宇.課堂教學中交互白板的應用層次分析.中國電化教育.2005.3.

第3篇：量子力學知識點范文

過去十多年，做物理學研究的同時，我還做科普。開始的時候興趣就不小，可是，講得很專I。隨著時間推移，我的興趣沒有減退，不論做科普講座，還是寫科普文章，著力點卻越來越通俗。這個世界上，沒有我們不能理解的事物，也沒有不能傳授給大眾的知識。我們每一個人每一天都在學習，同時都在將自己的知識傳遞給別人。

我是從研究物理中最基本的理論――弦論開始的，1999年回國，慢慢轉向宇宙學研究。人類區別于其他動物最根本的地方在于，我們不僅會通過語言交流，還對這個世界充滿好奇心，對萬事萬物背后的驅動力量感興趣。大自然對我們好奇心的報答相當豐厚，我們可以通過努力找到那些驅動力，同時還利用這些驅動力改變我們的生存環境和生活質量，結果我們占據了食物鏈的頂端，成為地球的主宰。

我們要保持好奇，勇敢地去追問，一旦心智的大門被打開，一個人就會一發不可收拾。我就是這樣，上了北京大學的天體物理專業還不夠，還要去中國科學技術大學讀研究生，進而出國。

在發表了數十篇物理學論文之后，我回國開始做科普了，才慢慢發現，將自己研究的東西講給別人聽是一件多么愉快的事。開始的時候，我還脫不了自己的專業背景，喜歡用專業名詞講專業的事，于是就有了《超弦史話》。三年半前來到中山大學組建新的學院，我開始向科學管理轉型，同時給大學生講一門課，叫做《人與宇宙的物理學》，這門課是用講故事的方式將日常的、眼前發生的和未來有可能發生的不可思議的事情講給大學生，這門課在中山大學很有名，以至于一直講了三年學生還繼續要我講。同時，我出版了《三體中的物理學》，這本書從去年年底到今年年初得了十幾項獎。

今年年初在博雅小學堂給孩子們講量子力學，是我做科普的一個轉折點。現在，我有一種自信，我能夠將學到的知識講給任何人聽。用有趣的方式講知識并不容易，但我們能夠做到。博雅小學堂的這門課只有四節，但內容足夠豐富，基于講課內容我最近出版了《給孩子講量子力學》，銷量真不錯。

第4篇：量子力學知識點范文

隨著計算機的普及和利用，多媒體教室普遍存在，并被廣泛使用。多媒體教學手段的利用，有助于學生對固體微觀結構的理解。例如，可以通過視頻或PowerPoint文件，可以直觀地展示晶體的微觀結構、原胞的選取、原胞的形狀等。與傳統板書相比，利用多媒體呈現并分析固體的微觀結構以及晶體的結構特征，對教師而言，更加省時、省力；幾何關系的表達也更為準確，便于學生的理解。此外，若能結合三維的原子實物模型，那么，固體的微觀結構將能更為直觀地展現在學生眼前。多媒體與三維模型的應用對于學生理解固體的微觀結構、晶格的周期性、原胞、晶體的對稱性等基礎概念很有好處。當然，多媒體教學也存在著一定的局限性。例如，在公式的推導、基礎概念的講解等方面，板書其實更受學生的歡迎。與多媒體教學相比，板書的節奏慢，師生間可以有較多的互動；學生相對容易跟上教師思考問題、解決問題的步伐，學生也能有較充分的時間來理解各個知識點、梳理要點以及做筆記等。因此，多媒體教學還需適當地與傳統板書相結合才能達到較好的教學效果。

二、教學內容的取舍

由于固體物理學融合了普通物理、熱力學與統計物理、量子力學、晶體學等多學科的知識，其知識面廣、量大，在有限的學時里，不可能面面俱到地討論固體物理學所涉及的所有知識點。因此，實際教學中可以結合本專業的特色，有選擇地取舍部分教學內容。例如，側重固體熱學性質的專業可以考慮以晶格振動等內容為主；而側重微電子的專業則可以考慮以能帶理論、半導體中的電子等內容為主。當然，一些多個領域都涉及到的基礎知識也應是這門課程不可缺少的一部分內容。固體的微觀結構和結合方式是固體物理學的基礎，因此，晶體的結構和晶體的結合等知識點應是這門課程的基礎知識之一?？紤]到理想晶格由原子實和電子組成，晶格的運動主要在晶格振動等部分討論；而電子的運動主要在能帶理論等部分討論，具體還可以分為金屬中電子的運動和半導體中電子的運動等部分。盡管這原子實和電子的運動實際上相互聯系，但很多時候，可以分別側重討論。此外，實際晶體也并非理想晶體；實際晶體除了有邊界之外，也常含有缺陷。但在許多情況下，晶格的振動、電子的運動和缺陷的影響依然可以依據實際情況分別討論，并得到與實際較為符合的理論結果。因此，晶格振動、能帶理論和缺陷等知識點之間相對獨立，或可根據各專業的實際情況取舍部分教學內容。在許多固體物理學的教材中，例如黃昆等的《固體物理學》教材和閻守勝的《固體物理基礎》教材，密度泛函理論并沒有被提到。事實上，密度泛函理論是一個被廣泛使用的基礎理論，它是凝聚態物理前言研究的有效手段之一，也是材料設計的一種有效方法。教學過程中，教師可以結合各專業的實際情況介紹一些密度泛函理論的基礎知識。同時，還可以介紹一些最新的相關研究進展，以拓展學生的知識面、提高學生的學習興趣。

三、模塊化的教學形式

如前所述，固體物理學中的許多知識點間相對獨立；基于這門課程的特征，教師在教學過程中可以考慮模塊化的教學形式，以子課題的形式將相應內容呈現給學生?？赡艿哪K如：討論晶體的結構和晶體的結合方式的基礎模塊———晶體的結構與結合；討論晶體中原子實運動的模塊———晶格振動；討論晶體中電子運動的模塊———能帶理論；討論實際晶體中可能存在的缺陷的模塊———晶體的缺陷等；其中，能帶理論部分還可分為：近自由電子模型、緊束縛模型、贗勢方法等數個部分。這樣做首先有利于教學內容的取舍；其次，有利于學生對各知識點的理解、有利于學生梳理清楚各個知識點之間的關系。此外，固體物理學是凝聚態物理前沿研究的基礎之一；其基礎知識、理論推導、實驗背景以及處理問題的方式方法等，都是開展凝聚態物理研究的基礎。而模塊化教學，以課題研究的形式提出問題、解決問題，將教學內容以問題為導向呈現給學生，這有助于培養學生的學習能力和解決實際問題的能力。而且，課題研究的教學模式，既是在教授學生知識，也是在開展科研，有助于提高學生對科研的認識、有助于培養學生的科研能力。這種課題研究的模塊化教學形式還可以結合基于原始問題的教學來開展。

四、基于原始問題的教學

所謂原始問題，可簡單理解為：現實生活中實際存在的、未被抽象加工或簡化的問題。于克明教授、邢教授等人詳細探討了原始物理問題的諸多方面；此外，周武雷教授等人還討論了原始物理問題含義的界定等相關問題，并呼吁將基于原始物理問題的教學實踐引入大學物理的教學中。這應是個值得提倡的建議，畢竟現實生活中遇到的具體問題都是原始問題。與傳統的習題不同，原始問題未被抽象、加工或簡化。學生處理實際問題的第一步便是將問題適當簡化，這也是學生需要學習的一種能力。事實上，合理的模型簡化是各種理論的基礎，也是實際應用或科研必不可少的一種能力。例如，討論晶格熱容的愛因斯坦模型和德拜模型，盡管模型簡單，但它們數十年來是我們討論、分析相應問題的基礎。今天，那些被寫進教科書的基礎理論，在當時、在理論剛被提出時，都是為了原始問題的解決。下面以晶體熱容為例，稍加詳述。問題的背景：根據經典的熱力學理論，晶體的定體摩爾熱容是個與溫度無關的常數。實驗發現晶體的熱容在高溫下確實接近于常數，但是晶體的熱容在低溫下并不是個常數，其與溫度的三次方成比例關系。問題的提出：理論預言與實驗觀測為何不相符？如何解釋實驗現象？20世紀初剛剛發展起來的量子力學是否能解釋這個實驗現象？這些問題在愛因斯坦的年代應該都是前言的科研問題。問題的簡化：（1）不考慮邊界、缺陷、雜質等的影響，將實際晶體抽象為理想晶體；（2）基于絕熱近似，不考慮電子的具體空間分布，將原子當作一個整體，原子—原子間存在相互作用；（3）基于近鄰近似，只考慮近鄰原子間的相互作用；（4）基于簡諧近似，將原子間的相互作用勢在原子的平衡位置作泰勒級數展開，并保留到二階項。問題的解決：基于上面的模型簡化，寫出描述原子運動的牛頓第二定律，并求解方程組，這些方程組與相互獨立的簡諧振子的運動方程組相對應。結合量子力學，得到體系的能量本征值；寫出晶格振動總能的表達式，繼而給出由晶格振動貢獻的晶格熱容的表達式。由于晶格熱容的表達式復雜，很難直接與實驗結果對比，因此引入進一步的簡化和近似———愛因斯坦模型或德拜模型。這種提出問題、分析問題、解決問題的方式與做前言科學研究的方式相接近，既能提高學生對科研的認識、培養學生的科研能力，又能培養學生理論聯系實際、解決實際問題的能力。

五、小結

第5篇：量子力學知識點范文

關鍵詞：科學活動觀；結構化學；課程教學

一、問題的提出

“結構化學”是高等院?；瘜W專業的主干基礎課程。它從微觀視角闡明原子、分子和晶體的結構、性能和應用，主要包括量子力學基本原理及其在原子與分子體系中的應用和原子、分子與晶體結構的實驗表征兩大部分。后者又可根據被表征物質的形態及理論基礎的不同，劃分為譜學和晶體學兩個不同體系[1]。

由于“結構化學”課程涉及面廣、內容抽象、理論性強，要求學生具備較強的空間思維能力，嚴密的邏輯推理能力和扎實的數理功底；同時由于“結構化學”通常不作為考研基礎科目，因此許多教師對教學有效性缺乏足夠重視，大量采用灌輸式教學或簡化教學內容。這樣看似在短時間內完成了課程內容的教學，但實際上產生了諸多問題，這些問題恰恰制約著課程目標的達成。

（1）學生難以形成對知識的整體性認識。教師將結構化學知識作為一種結果和定論傳授給學生，從表面上看，學生能夠機械記憶基本知識，能進行簡單的運用和拓展。但由于沒有經歷和體驗知識獲得的過程，無法從本質上、整體上理解結構化學的知識體系的來龍去脈、因果關系。

（2）學生關于理論與計算化學的學習和研究能力非常欠缺。由于結構化學涉及許多微觀物質的結構和抽象的概念，如果沒有科學的方法支撐去解決問題、發現規律，學生難以理解理論與計算化學的核心觀念并運用理論與計算化學的核心方法。

（3）學生的情感體驗不足。由于結構化學本身具備較高的難度，學生容易產生抵觸、焦慮等一系列不良情緒。僅僅將知識作為一種工具和經驗傳授給學生，他們將無法體驗和感受在知識形成中的愉悅感和合作、會話、交流的過程，進而難以得到需要的滿足和被尊重、被接納的情感體驗。

基于以上“結構化學”教學的問題，有必要探索、建立新的教學觀念以改革“結構化學”課程教學。由于科學知識從本源來講恰恰是在科學活動中產生的，因此將“結構化學”的教學活動和科學活動做適當的融合，通過深入探索化學科學活動的基本特點和形式，研究科學活動與“結構化學”教學的相互關系，進而探索以科學活動為中心的“結構化學”課程教學途徑，不失為一種恰如其分的改革視角。

二、科學活動觀——“結構化學”課程教學的新理念

人們對科學本質的認識是一個不斷深化的過程。從動態的和生成性的觀點看，科學作為“系統化的實證知識”的觀點引起了人們高度反思。有人認為科學的本質是獲得知識的活動，例如，保加利亞學者T. H. 伏爾科夫曾提到，科學的本質，不在于已經認識的真理，而在于探索真理；科學本身不是知識，而是產生知識的社會活動，是一種科學生產[2]。我國學者劉大椿曾將科學更多地看成是活動的過程，指出科學是人類特有的活動形式，是人類特定的社會活動成果；雖離不開獨特的物質手段，但本質上是精神的、智力的活動[3]。這種以動態的角度認識科學本質的思想，能夠使人們對科學的理解更加豐富、深刻和全面。

對科學本質的理解，決定著科學教育實踐價值取向。以科學活動觀指導“結構化學”課程改革，對于提高教學質量，讓學生建立自己的“結構化學”乃至整個化學一級學科的知識框架體系，培養學生終身學習、自主學習的能力，引導學生掌握分子模擬研究的初步技能，有著顯著的優勢。

（1）科學活動觀視角下的“結構化學”教學是為科學知識的獲得服務的。學生獲得的系統性的、基礎性的結構化學知識大多是結構化學已有的成果，是科學家多年來積累的理論與計算化學的經驗、概念、理論、技能和方法。將知識的獲得過程還原于科學活動，符合結構化學教學活動和科學活動在知識形成過程中的本質共同性，有利于學生建立并鞏固系統的結構化學知識體系。

（2）科學活動觀視角下的“結構化學”教學為學生能力的培養帶來了良機。體驗結構化學研究過程、掌握結構化學研究方法，對學生走入結構化學研究、形成理論與計算化學的研究能力并進而發展對整個化學一級學科的研究能力都有著重要的意義。學生在以科學活動為背景的學習中感受科學研究的全過程，習得科學研究方法，感受科研的意義和價值，在獲得結構化學知識的同時形成與提高科研能力。

（3）科學活動觀視角下的“結構化學”教學給予學生體驗科研情感的平臺?？茖W活動創造了真實的結構化學科研情境，而科學情感等隱性目標都是在情境中通過感悟獲得的。學生在對結構化學問題的研究過程中提高學習興趣、產生學習熱情、發揚團隊精神，這就有效解決了因知識灌輸式教學而帶來的學生情感體驗不足的問題。

三、“結構化學”課程教學——“知識學習與能力培養”并重

1.以挑戰性問題為學習驅動，構建“結構化學”學習活動

基于挑戰性問題的探究式教學方法是為了設計合理的科學活動、有效實施“結構化學”教學而設計的。所謂的挑戰性問題是指教師提出的一些與教學內容相關的、具有探索意義和探究價值的問題，供學生小組根據自己的興趣和思維特點進行選擇，以此作為科學活動的一個驅動性引導。在學習過程中，學生通過查找資料、相互討論、動手實踐等多種形式，采用合理的結構化學研究方法對這個問題進行深入研究，完成研究報告。

在“量子力學基本原理及其在平動、振動、轉動、原子與分子軌道理論中的應用”模塊的教學過程中，教師選擇了從簡單到復雜的系列自主學習內容，組織學生開展了以挑戰性問題為驅動的自主研究性學習。

例如，教師在過去的教學過程中發現，學生對類氫原子結構的球諧波函數和徑向波函數的圖像理解有難度，不清楚圖像的來源和圖像節點的性質。為此，教師向學生介紹matlab軟件，并提出挑戰性問題：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。并根據這個問題，分別提出了一套由簡入深的系列問題：（1）利用matlab 軟件將諧振子振動波函數數字圖形化，并與教材上的圖形進行對比分析，以此為例說明表層理解信息（naming something）和深層理解信息（knowing something）的區別。（2）利用matlab軟件將粒子圍繞球面轉動的球諧波函數Y及其|Y|2數字圖形化。（3）利用matlab軟件將類氫原子的徑向函數、徑向分布函數、原子軌道（徑向函數R與球諧函數Y之積）數字圖形化并討論其節點問題。（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近似解）數字圖形化并討論其節點與成鍵與反鍵性質。（5）設計一個程序將矩陣對角化，為共軛體系的休克爾經驗分子軌道理論的近似解提供一套矩陣算法（HC=SCE在休克爾近似下變為HC=CE），并重點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轉化為近似求解體系能量函數（嘗試波函數的線性組合系數為變量）的條件極值問題。

該系列挑戰性問題由若干不同難度的小問題組成，根據學生的認知特點和水平逐漸提高，既防止問題太寬泛而無從下手，又逐漸向學生發出挑戰以激發學生求知欲。另外，該問題的解決方法不固定，解答結果也不唯一。它允許學生運用不同的方法來解決問題，并且將分子模擬技術融入理論課程之中，通過體驗編寫程序的過程，獲得結構化學研究的思路，深化對理論知識的理解和掌握。在學習過程中，教師作為學生學習的主導者，對學生學習過程進行觀察、把握和調配，當學生學習出現困難時，提供必要的指導和點撥。

學生通過分工合作、查找資料、熟悉軟件、編寫程序、運行程序、優化程序，逐漸解決了每一個子問題。在這個過程中，學生在原有知識經驗基礎上主動構建對知識的理解，充分將知識內化為自己的認知。比如對球諧函數圖像的認識，不再是機械地“記憶”每一個函數對應的圖像，而是充分理解其本質，將原理融入圖像的繪制過程，整體把握“數-形”關系，在理解的層面上深刻記憶圖像的性質和形狀。不僅如此，學生在學習過程中熟悉了結構化學學習與研究的基本方法，充分將結構化學的理論知識與分子模擬實踐相結合，體驗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，有學生通過自己繪制一維諧振子振動波函數示意圖，發現了教材附圖中的一處印刷錯誤[4]。

科學的發展是建立在繼承前人的研究結果，并在科學實踐過程中不斷地對已有認識形成批判而發展的。例如，原子結構理論模型正是一代又一代科學家在繼承、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。這種科學精神和科學意識的形成必須依賴于科學活動。如果僅僅是讀書、聆聽教師的講授，思維往往會被局限，實證意識往往會變得淡漠；相反，學生通過審慎地思考、縝密地分析、嚴謹的踐行，不僅能夠讓學生認識到科學的學習不能唯書唯上，還需自己親歷躬行。

2.以知識框架圖為學習工具，建立“結構化學”學科網絡

要具備良好的理論與計算化學的學習與研究能力，必須具備系統化的結構化學基礎知識和基本技能，從整體上、宏觀上駕馭整個學科體系。學生需要將自己在科學活動中所獲得的知識與經驗加以總結、提煉與提升，構建自己的知識網絡。在以教師講授為主的“結構化學”教學過程中，這一點做得很不夠，不是忽視知識的系統化處理過程，就是將教師自我頭腦中已經構建好的體系直接傳遞給學生，供學生直接借鑒、吸取，而缺乏探索和整理的過程，缺失個性。

在“結構化學”的課程教學過程中，通過學生自主根據自己的知識理解狀況繪制知識框架圖（Schema），以圖形而非文字的形式將結構化學知識加以梳理。在具體的實施過程中，教師要求學生將結構化學知識進行梳理、歸類，根據具體的內容繪制相應的知識框架圖，不僅僅要全面涵蓋該內容內所有的知識點，同時要呈現出各知識點之間的邏輯關系，清晰地表明知識的結構屬性和形成方式，使知識逐漸從“點”向“線、面”過渡。學生在繪制知識框架圖的時候，不需要根據課本上的章節順序來設計，也沒有固定的思路，更希望學生能夠呈現出自己對知識結構的理解。

以量子力學基本原理一章為例，學生繪制了該章的知識框架圖，展現出了量子力學基本原理所包括五方面內容。這種教學方式不僅有助于幫助學生梳理結構化學知識的來龍去脈，建立科學的結構化學知識體系，形成全面的關于結構化學基本學科邏輯結構和基本學習與研究思路的認識；更有助于學生反思科學研究活動過程和結果，總結開展科學學習與研究的視角和途徑，探索有待進一步學習和研究的盲點和解決策略，最終建立起清晰的化學學科體系框架，并在具體知識基礎上形成化學觀念。

3.以多種形式呈現學習結果，提升能力同時以評促學

所謂“研而不發則囿”，在科學活動中，通過書面報告（論文）和口頭匯報（學術報告）等形式，科學生動地、多樣化地展示科學活動成果，是科學工作者必須具備的能力和素質。學生在實踐中解決了挑戰性問題，繪制了知識框架圖之后，需要完成關于學習與研究過程與結果的書面報告，同時在課堂中將自己的學習與研究過程與結果通過口頭匯報的形式向教師和同學展示。這樣能夠讓教師了解學生的學習研究過程，讓同學學習與借鑒研究方法和研究結果，同時也能夠接受教師與同學的批評指正，認識到自己的研究不足之處，為今后開展深入的結構化學學習與研究工作啟迪思維、創設條件、打好基礎。

利用書面報告和口頭匯報等形式表達學習和研究過程與結果，在提高學生的基本科學研究素養的同時，也有助于從過程的角度、從個性化的角度、從個人全面發展的角度來開展并落實過程評價、全員評價，將過程評價與終結性評價相結合。傳統的以平時成績和期末考試成績為唯一評價指標的評價方式，過多地局限于知識點的掌握，卻不能很好地考查學生的個性化學習能力和學習方式，更難以評價學生的科學研究基本素養。利用書面報告和口頭匯報則有效地彌補了單一評價方式的不足之處，最終達到以評促學的根本目的。這種以多個評價者從多個角度對學習者進行評價的機制，關注學習者學習過程中所表現出來的各方面能力和素質而并非簡單的學習結果，有效促進了學習者學習的積極性，體現了過程評價與終結性評價相結合的現代教育評價理念。

通過“活動-提煉-總結”方式的“結構化學”課程學習，學生能夠在科學活動中找到自己的長處，發現自己的潛能，體驗到相互合作的樂趣以及自己的想法被他人肯定和接納時的成功愉悅感。學生在自主學習過程中收獲的不僅僅是知識和能力，還有對自我的肯定，對他人的贊許，以及對學習、對科學研究的積極態度。同時，最難能可貴的是學生的學習能力普遍得到了提高，自主學習意識明顯增強，為他們今后更好地開展分子模擬研究乃至從事化學理論與實驗相結合的研究打下了良好的基礎。

參考文獻：

[1] 萬堅等. “結構化學”課程內容體系與教學方法的研究與實踐[A]//大學化學化工基礎課程報告論壇論文集[C]. 北京：高等教育出版社，2007：264-267.

[2] 夏禹龍. 科學學基礎[M]. 北京：科學出版社，1983：45.

第6篇：量子力學知識點范文

【關鍵詞】課程設置；物理教學；融合與滲透

有人說：“數學是物理學的工具，物理則是附加了靈魂的數學?！币灿腥苏f：“物理是自然科學的皇帝，而數學是自然科學的皇后。”這些描述都說明物理與數學的不可分。因此對物理專業的學生來說，數學是他們學好專業課的基礎和保障。在某種程度上說，學生數學水平的高低決定了其在物理專業上所能達到的高度，對今后從事理論物理研究的學生尤其如此。我們在多年的教學實踐中深深感受到學生數學水平或應用能力的不足成了其專業課學習的羈絆。

從表面上看，物理專業的學生所學的數學已經足夠，如高等數學、線性代數、概率論、數學物理方法等已經成了物理專業的標配課程，所占課時約占總課時的五分之一。數學的學時不可謂不多。那么學了這么多數學為什么還滿足不了物理學習需要呢？實際上物理學中所遇到的數學知識均已在高等數學中學過，關鍵是如何用的問題。

如何將所掌握的數學方法應用到解決物理問題中去，或者說如何將所研究的物理對象簡化成數學計算模型，是我們在教學中存在的主要問題。造成這一問題的原因之一是教材，之二是教師。

現在物理專業用的教材大多是數學專業的教師編寫的，幾乎就是數學專業所用教材的翻版，沒有體現物理特色，只不過是稍微降低了數學定理證明題的難度。對于數學如何在物理中應用，范例很少、講解不透徹。另外，幾乎所有的高等數學教師不具有物理專業背景，他們不清楚哪些數學知識要在物理中經常用、如何用，導致教師教學的側重點在于計算和證明而不在物理的應用上。這樣表面上看學生學的數學知識很多，卻不知道如何在物理中應用，造成了物理和數學的脫節。這就是我們學校開設《物理中的數學》課程的原因。

一、開設《物理中的數學》的嘗試

大學一年級的學生處于高中與大學兩個學習階段的轉型期。這兩個階段從教學內容、教學方法、學生管理到學生的學習方法、生活環境和生活方式等各個方面均有很大的差異。學生進入大學后會有一段適應期。在這段時間適應能力強的同學會取得較好的成績，適應能力差的同學成績會較差。這段適應期的長短基本上決定了學生大學四年成績的走向。這也是有的同學入學成績高卻經常掛科，而有的同學入學成績不突出卻能在大學中取得很好成績的原因。

在國內的大部分高校，物理專業的高等數學和力學課大多在大學一年級的第一學期開設，高等數學的教學進度往往滯后于力學教學的需要，因此力學課的教師經常要提前講一點微積分等數學知識以滿足教學的需要。但由于課時有限，很難全面透徹地講解力學中所用到的數學內容，造成了學生學習的障礙。同時，由于物理專業學的高等數學，其數學性太強、物理應用偏弱，導致大部分同學不能將所學的數學知識靈活地運用到物理中去，認為數學與物理是截然不同的兩個學科。這是多年來我們在力學教學中遇到的問題，一直也沒有找到很好的方法解決。

為解決這一問題，去年我們在2014級物理專業新生中第一次開設了《物理中的數學》作為物理專業新生都必須選的選修課，共48課時，由物理專業的教師講授。為了滿足力學教學的需要，該門課的教學進度需領先于力學。因此在新生入校的第一個星期的軍訓期間，我們利用晚上的時間開始上課。這樣在學生軍訓結束正式上課時，我們已經講了五次《物理中的數學》課。這樣學生在上力學課之前已經熟悉了矢量的運算和導數與微分的相關內容，并通過《物理中的數學》中的例題與習題，了解了力學題目的求解方法。這樣在整個力學的教學過程中，力學所用到的數學知識均已在《物理中的數學》中學過，保障了力學課的教學，很好地解決了困擾我們多年的問題，取得了良好的效果。

二、《物理中的數學》講什么

據我們了解，國內很少有高校開設該門課程或類似課程，也沒有相應的教材，沒有現成的經驗可以借鑒。要確定這門課講什么，首先要對它定位。我們開設這門課的目的不是要取代高等數學課、搶數學教師的飯碗，更不是泛泛地講物理問題。我們目的是要在數學和物理之間搭建一座橋梁，使學生能夠將復雜的物理問題簡化成清晰的數學計算模型。也就是說，絕對不能將物理中的數學講成另一門數學課，更不能講成多門物理課的混搭。根據此設想，我們以北京師范大學漆安慎先生編寫的《力學》教材為藍本[1]，根據力學中所用到的數學知識的先后次序將高等數學內容分成若干個相對獨立的知識單元，如矢量運算、導數與微分、積分、微分方程和矩陣等，并參考高等數學中的相關內容編制了課件[2]。在講課過程中，我們不強求數學知識體系的完整性、連續性和證明嚴格性，而是本著實用的原則，力求講清數學的思想、定義和定理，著力數學方法在物理中的具體運用。因此，該門課的例題和習題的選擇也緊緊圍繞課程的定位進行，絕大部分的題目與高等數學的題目有明顯的不同，這些題目都是根據授課內容而精選的物理題（絕大部分是力學題目）。這些題目既不能包含過多的物理知識又要充分體現出數學知識在物理中的應用。例題講解的重點不在題目中的物理而在數學在物理中是如何運用的，解題步驟也以物理中的解題步驟為準，以免對今后的物理教學造成困難。同時，對物理中經常用到的數學知識點也是重點講解、多次練習，達到熟能生巧、學以致用的程度。

三、 數學方法如何向物理中滲透

如何將數學方法應用到物理中去是本門課的教學目標之一。為達到此目標，我們在講透數學方法的基礎上大量增加在物理上的應用練習，通過練習提高學生的應用水平。例如微元法源于高等數學中的微積分，它是微積分思想的核心?？梢哉f，微元法的應用貫穿于物理學的始終，它是處理非均勻物理問題最基本、最有效的方法。如果學生能充分理解微元法的本質，那么他就能在計算變力的功、轉動慣量等需要用積分計算的物理問題時靈活運用。因此，我們在講解微元法時首先明確什么是微元，把為什么要用微元、如何選擇微元等問題講透。然后以變力的功、轉動慣量、磁通量等為例，詳細講解其在實際計算中的具體應用。但學生還沒有學習的物理概念如磁通量等，講解過程中僅給出定義，其在物理中的意義不作重點講解。又例如在講矩陣的線性變換、特征值、特征向量時，我們選用的所有的例題和練習題均來自量子矩陣力學，并將矩陣的特征值、特征向量與量子力學中力學量的本征值和本征態對應；將矩陣的對角化與量子力學中的表象變換對應。又如v解定積分定義時，明確定積分就是對無窮多項求和， 著重強調定積分不僅僅代表曲線下的面積，被積函數不同，它還可代表其他的物理意義。我們選擇的定積分大部分例題看似是純數學的題目，實則不然，而是我們從物理中提煉出的、今后物理上經常用到的積分。就這樣在整個教學過程中，時時刻刻將數學知識與物理問題聯系在一起，重點講解數學方法是如何在物理中實現應用的。

熟練地將數學方法運用到物理問題中去是一個長期的過程，也是物理專業的學生所必須掌握的一項技能。只有長期地訓練才能達到熟能生巧、靈活運用的程度。

四、教學效果與存在的問題

由于該課是第一次開設，沒有現成的教材、沒有教學課件，也沒有經驗可循，整個的教學過程是在摸索中進行，不可避免地存在這樣或那樣的問題。不過從課程目標來看，該課達到了預期的教學目標，取得了較好的效果。通過該門課的學習，該年級的學生在期末的力學考試中不及格率低于10%，達到近些年的最低點；高等數學的成績也有明顯的提高，在全校非數學專業的高等數學和線性代數考試中名列第二，不及格率也低于10%， 這也是物理專業的學生以前沒有達到過的成績，教學效果達到了我們的預期目標。但由于該課剛剛開設了一次，學生的成績不具有統計性，因此尚不能對該課的教學效果作有力說明。

當然，該門課的開設還存在一些有待進一步探索的問題，主要有以下幾點。第一，開課時間與力學課的協調問題。 為了實現如期的教學效果，要求該課的進度應該比力學的進度快，但該課與力學課同時開設，教學進度差不多，因此該課的授課教師應該與力學教師充分協調，以保證該課的授課內容領先于力學的教學需要。 第二，授課內容的選擇與整合問題。如前所述，該課的授課內容是根據力學教材的需要編寫的，各校采用的力學教材不同，其中用到的數學知識在教材中出現的先后次序也不盡相同，因此應盡量將不同的數學知識整合成相對獨立的知識單元，以便于教學調整。 第三，例題與練習題的篩選問題。例題的配備與練習題的篩選是訓練學生熟練地將數學知識應用到物理問題中去的關鍵。 我們的課件中尚有部分題目的數學性較強，沒有充分體現出物理中數學的特點，需要更換；有些題目的物理過程過于物理化。由于學生物理知識不足導致學生尚不能理解其中的物理內涵，也需要簡化。

以上問題有待在以后的教學過程中進一步探討。我院已決定在以后的物理專業新生中，連續開設該門課程，探索該課設置的利弊，為我國高校物理專業的課程設置繼續摸索積累經驗。

【參考文獻】

第7篇：量子力學知識點范文

歷史悠久的傳統課堂教學模式普遍采用板書的方式，近年來，這種教學模式常常與啟發式教學和討論式教學相結合，達到提高學生學習興趣、提高學生思辯能力的效果。這種教學模式能使上課教學內容條理清晰，重點突出，便于課堂的復習與總結，在教學過程中發揮中重要作用。但是，在這一種教學模式中，由于在板書過程中需要大量的時間，特別是一些圖形、圖表等復雜結構的板書，導致上課講授內容太少，跟不上上課內容增加的步伐，同時，由于板書浪費了太多的時間，從而導致與學生的互動與交流減少，導致上課效率降低，不利于高素質人才的培養。而隨著科學技術的發展，幻燈片、投影儀、計算機、以及相對應的各種教學軟件相繼研發出來并在高校中廣泛使用，這些設備和相對應軟件結合，能夠將圖畫、文字、語言、可視電影、動畫等有效結合，從而導致上課內容生動、有趣，而且導致上課的知識容量增加；同時，能節省大量由于板書浪費的時間，進而導致上課時能騰出更多的時間來和學生交流和溝通，從而導致上課效率大大提高。

目前，多媒體教學模式已經在高校中大量應用，大有完全代替傳統教學模式的趨勢。誠然，合理使用多媒體教學，確實可以大大大學物理的教學效率。研究表明，合理利用現代化教學媒體，能使學生學到比目前多三倍的知識。但是，現在的高校教學中，很多老師過度依賴多媒體教學，忽略傳統教學以及板書的作用，板書隨意書寫，有的老師甚至一節課沒有一個字符板書在黑板上，僅僅照PPT過一遍。

經過一段時間實踐表明，完全利用多媒體教學，忽略傳統的板書教學模式，教學效果并不明顯，甚至會打擊學生的學習積極性，主要表現在教學速度過快，前面的還沒聽懂，后面的新知識就來了；從而導致雖然上課的內容豐富了，但是學生對知識點的掌握不扎實；或者前面的只是剛剛掌握好，過一會兒后就忘記了。在本期的大學物理教學過程中，我們對傳統板書教學與多媒體技術的結合進行了多種模式的探索，我們的探索表明，在大學物理的教學中，要把每節課的重點，特別是公式、定理、定律等詳細地列舉在黑板上，特別是一些重要公式的推理過程能在黑板上詳細地帶領學生一起推一遍，這對公式的理解特別有用。同時，每節課的重點知識板書到黑板上之后，在本節課中一定要保持不被抹掉，以便學生在后面新知識的學習時忘記前面學的知識點時能及時回過頭來隨時復習。而對于一些具體的例題、模型、物理實驗、歷史物理典故等可以通過多媒體展示出來，以豐富上課內容，激發學生學習興趣。通過傳統上課模式和多媒體技術的有效結合，經過一段時間的時間后，學生的反饋很好，包括對大學物理知識的理解，對大學物理的學習熱情等有了顯著提高。

二、基礎知識的傳授與前沿科學研究探討相結合，培養學生的綜合素質和創造能力

長期以來，中國的傳統的教育以“傳道、授業、解惑”為主，特別注重于知識的傳遞與記憶，注重于知識的理解。在大學物理教育方面也傳承了許多歷史積累下來的慣性思維，例如基本公式、基本定義的講解，然后大量題型的訓練。誠然，這些訓練對于大學物理基礎知識的理解和鞏固，對于培養學生扎實的大學物理功底有著非常重要的意義。然而，在當代社會，除了要培養學生扎實的基本功外，還需要特別注重創造性思維的培養。對大學生進行創新思維的培養的途徑有很多，而在大學物理教學中把大學物理與科技前沿相結合，把反映當代科學技術發展的重要成果和新的科學思想引入大學物理課堂，同時，老師在自身的科研經歷和研究過程中鼓勵和引導學生參與，這對培養學生的思辯能力、帶動學生的學習愛好、提高學生自主學習能力、培養學生的學習熱情，特別對于培養學生的創造性思維能力，有著非常重要的現實意義。

從2010年秋季開始，我們在機械設計制造及其自動化、汽車服務工程、信息與計算科學、物流工程、生物工程、高分子、林產化工等各理工科專業的教學中將最新的科研動態滲透到相關的大學物理知識教學中，例如，在講到《大學物理》第16章量子力學基礎時，我們把最新的前沿科學低維結構中量子熱導、量子電導知識滲透到其中，并將我們正在進行的科學研究，包括目前低維量子體系中熱、電輸運需要解決的理論問題、我們的研究方法、研究內容、正在主持的課題介紹給大家，同時，把正在研究的問題中急需解決的關鍵核心問題介紹給大家，引導學生思考，在這些問題的引導下，開展撰寫“小論文”的教學課外活動，引導學生開展第二課堂。通過學生課后查資料，自主參與調研，主導思索，把自己的想法和構建的解決方案在一段時間后集中在課堂討論。通過這種教學模式的實踐，結果表明，學生的學習積極性得到了提高，激發了學生對新知識的求知欲，特別是通過這種與前沿科學研究相結合的教學模式，提高了學生研究問題、解決問題的能力，從而提高了學生的創造能力。

三、結束語

第8篇：量子力學知識點范文

【關鍵詞】 激光原理與技術課程；教學內容；教學方法；實驗教學

【中圖分類號】G632.010 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）29-00-01

一、教學現狀

“激光原理與技術”是應用物理學本科專業的專業課，是一門理論性很強的專業基礎課。通過本課程的學習可以為學生今后從事激光技術、光通信、信息處理、紅外探測、環境檢測、激光醫療診斷和材料加工等方面的相關光學工程研究打下基礎。由于該課程物理概念抽象并且理論性強，基礎知識面廣，不易理解，感到難學，畏難情緒嚴重，學習這門課程時的興趣就不如其它普通物理課程；此外，由于學生對激光應用方面的知識了解較少，往往因缺乏感性認識，不能充分體會到該課程的重要性，導致學生在學習中沒有一個積極的態度；再次，“激光原理與技術”需要講授激光的基本原理、基本技術以及激光的應用三部分內容，知識點多，邏輯關系也不像力學、電磁學等那么明顯，再加上該課程總的學時數只有32學時，所以大部分學生在學習中會感覺到有些凌亂，理不清頭緒，最終導致不能鞏固和深化所有的知識點?；谝陨蠁栴}，如何在教學中合理的處理教學內容以及采取合理的教學方法，做到重點突、詳略得當，既要讓學生掌握基本原理和基本技術，又要了解激光的具體應用是目前教學過程中急待解決的主要問題。

二、對教學內容適當刪減

《激光原理與技術》是一門理論性很強的專業基礎課，該課程涉及的基礎知識面廣，需要應用原子物理、量子力學、熱力學統計物理、光學和高等數學等課程的結論和基礎，公式繁多、推導復雜、理論抽象，具有較大的難度和深度。要在32學時內完成教學任務，就必須選擇合適的教材并且合理的安排教學內容。在教學中我們選擇的是上海理工大學陳家璧教授編寫的《激光原理及應用》（電子工業出版社）作為教材。這本教材的特點在于內容章節安排合理，知識點覆蓋面廣，理論體系較為完整，避免過多的理論公式推導和計算，而把重點放在闡明物理概念以及激光輸出特性與激光器的參數之問的關系，幫助學生了解和掌握最基本的激光原理和技術，學會如何根據不同應用范圍選擇合適的激光器。因此這本教材的內容很對工科類的學生的胃口，尤其是具有一定物理基礎的應用物理系學生來說所講授的內容比較容易掌握。我們根據教材的安排將教學內容主要分為三個大的部分：激光的基本原理包括激光的產生條件、激光器的工作原理和激光器的輸出特性；激光技術部分包括激光的選模技術、穩頻技術、激光束的光束變換，調Q、鎖模技術以及激光的內調制、外調制等技術；激光的應用部分主要包括各種常見激光器介紹和激光在不同領域內的應用。關于激光的其他方面的知識將不再安排進課堂教學，主要供學生自學。

三、教學手段多樣化

激光原理與技術內容繁多并且教材中包含大量圖片，只靠“一支粉筆一張嘴”的教學手段很難在有限的課時內完成教學任務。因此在科技發展的今天，我們必須借助現代化的多媒體教學手段。在教學中通過PPT、Flash以及小電影等多中形式，使學生獲得對激光更為直觀、感性的認識，增強課程的趣味性和直觀性。例如在激光的應用方面，我們通過小電影播放激光雕刻、汽車車身的激光焊接以及激光的醫學應用等視頻，可以很直接引起學生的興趣和好奇心，充分調動學生的積極性。在此基礎上，教師再具體介紹在不同應用背景下激光器的選擇、各項技術參數等知識，這樣可以在感性認識的基礎之上更好的掌握激光器的主要知識點。

此外，在教學中將部分教學內容以專題的形式提供給學生，學生通過自己的探索和實踐過程中掌握科學研究的方法，在研究中獲得知識。例如可以在講授諧振腔結構對激光輸出特性的影響時，在學習了開放式光腔與高斯光束、激光振蕩特性章節內容后，結合具體的激光器He―Ne氣體激光器，讓學生探索腔型結構對He―Ne氣體激光器激光輸出性能的影響和高斯光束聚焦特性的研究以及振腔設計和激光輸出特性測試等工作。通過專題研究，有效地促進了在教學活動中培養學生具有能從物理學的角度對激光有深入的理解的能力，使學生對“激光原理”的學習有了感性認識，將被動的接受變為主動的獲取，并啟發他們做一些創新性科學研究，培養本科生敢于開辟激光應用新領域的開拓精神，解決學生對激光物理知識內容的深入理解與創新思維之間的聯系。在此基礎上，還可以選拔出優秀的學生，讓他們參與到教師的科研項目和研究中，開展初步的科學研究和探索，以此提高優秀本科生的創新思維發展、理論學習和實踐相結合的能力。

四、注重實驗教學

激光原理實驗是“激光原理與技術”教學的重要組成部分，讓學生接觸真正的激光器，并在實驗中通過練習掌握調試、測試激光器的各種方法，可以幫助學生真正理解激光理論、認識和應用激光器，在教學過程中必須兩者兼顧，不可偏廢?？梢娂す庠韺嶒瀸τ趲椭鷮W生真正掌握這門課程無疑是有重要意義。因此在教學中必須開設能夠涵蓋理論課涉及到的主要原理、技術和應用方面的基礎性實驗，如激光器諧振腔設計、調整、橫模觀察、發散角測量、縱模間隔測量（He―Ne）和半導體激光器特性（GaAs）以及半導體激光器在通訊領域內的應用等實驗。通過這些實驗的教學，提高了學生的學習興趣，進而增加了學生的學習積極性，培養了學生觀察問題、思考問題、解決問題的能力，也促進了理論教學質量的提高。在實驗條件允許的條件下，還可以開展一些設計性、研究性實驗，如研究激光與原子、分子的相互作用、激光在化學反應動力學的應用等方面的實驗。當然，這要根據學校自身條件和教師科研情況自行決定，總的目標是培養學生的創新思維和分析、解決問題的能力以及初步的科研能力。

五、結語

根據對《激光原理與技術》課程教學現狀的分析，從教學內容、教學方法和實驗教學三個方面探討了“激光原理與技術”課程改革的一些想法和體會。在教學內容上要合理刪減，突出重點，將最基本的原理和技術傳授給學生；在教學方法上要結合多媒體教學，利用生動的動畫、影視等使課程形象、生動，并且激發學生的學習興趣和學習的主動性；實驗教學是該課程的重要一環，既要加強基礎實驗教學也要開設一些設計研究型實驗，培養學生的探索精神和創新能力。

參考文獻

[1]陳家璧，彭潤玲主編.激光原理及應用[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]周炳琨，高以智，陳倜嶸等.激光原理（第6版）[M].北京：國防工業出版社，2009

第9篇：量子力學知識點范文

關鍵詞:結構化學;教學;模擬

中圖分類號:G42 文獻標識碼:A

文章編號:1009-0118(2012)09-0141-02

《結構化學》是一門化學專業的必修課,也是材料等專業的重要基礎課,已成為從事化學、材料和物理專業深入研究材料特性的一把鑰匙。但由于該門課是從微觀結構研究原子、分子和晶體的結構及其與性能的關系,與宏觀世界對物質的認識有很大差異,進而使學生感覺該門課抽象、復雜甚至混亂。因此,本文將主要對該門課的特點及其存在的問題進行教學方式、方法上的探討。

一、課程特點及難點

《結構化學》課程包含兩個核心內容:一是描述微觀粒子運動規律的波函數,即原子軌道和分子軌道,通過軌道的相互作用了解化學鍵的本質;二是分子和晶體中原子的空間排布,了解分子和晶體的立體結構。與其它化學課程不同,該門課看物質的角度不同,涵蓋的相關知識多,內容涉及面廣,如需具備高等數學、無機化學、有機化學、物理化學及量子力學等知識,同時包含的新概念比較多,如波函數,雜化軌道,點陣。在教學過程中發現,學生普遍感到這門課很難,有的同學在學習過程中很快跟不上老師講解的速度,相當一部分學生死記硬背,甚至有個別學生由于太難太抽象而放棄對該門課程的繼續學習。事實上,這個問題的源頭在于學生對該門課基礎知識理解的不足,具體來講,很多學生不明白什么是波函數,什么是晶體。因此,如何更好地理解與數學和量子力學有關的波函數概念和不同于分子的固體的晶體結構成為學生學習的兩大難點。

二、教學中存在的問題

(一)學生學習興趣低

造成學生學習興趣低的原因很多。從學生角度來看,部分學生學習態度不端正,學習的目的只是為了應付考試,并且由于課程本身的特點造成學生對該門課產生誤解,從心理上學生覺得該門課抽象、難學、難懂,導致學習非常被動,最終學習效果較差;從教師的角度看,教學方法必須要求多元化,如果不同的教學內容使用同一種教學方式,尤其對該門課難懂的波函數,如果使用文字的方法來講解,勢必會使教學效果差,學生學習興趣低下。如何提高學生學習的積極性和主動性,是值得授課老師深入思考和探討的重要課題。

(二)教學方法

目前,對該門課的教學方法主要使用板書和多媒體形式講解。這些方法有如下幾個缺點:1、缺少學生的參與,課題氣氛呆板;2、對具有立體空間結構的可觀性差,學生理解受到限制;3、對數字化的波函數缺乏形象化的表示,成為學習該門課其它知識的瓶頸。這些將阻礙學生學習的積極性和對所學知識的理解。因此,授課教師需要在教學方法上根據課程內容進行個性化的調整。

三、解決措施

該門課不像有機和分析等化學課程,沒有實驗教學部分,因此,學生對所學知識的理解消化受到很大限制。為了提高教學質量,提高學生的綜合素質,提出以下措施。

(一)引入實驗教學

由于高等教育教學改革的不斷深化,該門課程的課時數明顯減少,即使采取板書、多媒體和演示相結合的講述方式完成該課程系統的教學也已經變得較為困難。因此,在教學方式上,我們需要做進一步的改進。通過教學,發現采用一種新型方法,即類似實驗教學的方式對該門課的教學效果能達到事半功倍的效果。為了清晰地闡述這一方法,本文通過舉例的方式來說明?，F以二氧化碳分子中存在的兩個離域π鍵為例來說明。在使用板書或多媒體教學中,老師的分析可能如下:

假設二氧化碳分子在直角坐標系的x軸上,碳原子有4個價電子,氧原子有6個價電子,分子中的兩個氧原子分別表示為O1和O2。碳和氧原子采用spx雜化,碳和每個氧原子形成σ鍵,每個氧原子的另一個spx雜化軌道被其上的一對孤對電子占據。碳原子剩余的兩個電子,分別占據在py和pz軌道上。氧原子剩余的三個電子中,如果O1原子中一對孤對電子占據在py軌道上,另一個電子必將占據在pz軌道上,它的pz電子將會與碳原子的pz電子形成πz鍵,那么碳原子的另一個py電子必將與O2原子的一個py電子形成πy鍵,此時,在O2原子中pz軌道上必須安排一對孤對電子,那么,O2中由孤對電子占據的pz軌道將會與碳和O1原子形成的πz軌道重疊,形成π4z3離域鍵,O1中由孤對電子占據的py軌道將會與碳和O2原子形成的πy軌道重疊,形成π4y3離域鍵。此時老師可能會將這兩個離域π鍵的圖片放在多媒體中。但大部分學生聽完之后,由于不能看到一個三維的直觀圖像,而且講起來描述語言頗多,最終教學效果不佳。

如果我們利用一種軟件,如Chem 3D和Dmol3,通過計算得到二氧化碳分子的各個σ和離域π鍵的三維空間構象,通過空間旋轉可以讓學生清晰看到碳與氧原子之間的σ鍵和兩個不同方向的離域π鍵,且通過查看計算結果文件得到這些軌道的波函數。在這里學生還可以學到如下幾點:1、通過簡單的類實驗計算,學生獲得來自書本上與波函數、雜化軌道和分子軌道等相關理論知識;2、能獲得由原子軌道波函數線性組合成分子軌道波函數的明確數學表達式,并能與軌道圖一一對應,解決了學生關于分子軌道理論復雜的薛定諤方程,能從圖像上理解書本上的純理論內容,進而達到實踐教學的效果;3、對雜化軌道理論,很多學生從書本上僅僅知道雜化的原因、目的和雜化后的原子軌道,但大多不明白雜化后這些軌道形成什么樣的鍵。通過這個實驗的教學,學生可以從軌道上清晰看到碳和氧原子的sp雜化軌道相互重疊形成的π鍵,同時也能看到氧原子的一對孤對電子占據在氧的2p軌道上的分子軌道圖。

通過比較上面兩種教學方法,我們發現,由于該門課的教學內容偏重純理論,學生經常感覺暈暈乎乎,似懂非懂,因此,引入類實驗教學部分,可通過一個簡單的實驗例子,讓學生深刻理解來自書本的較多知識點,同時,可以讓學生清楚各個知識點間的區別和聯系,從而對教學達到較好的效果。

(二)提高學生的學習興趣

興趣是最好的老師,因此,在教學中怎樣提高學生的學習興趣是每個教學工作者一直思考的問題。就該門課的課堂教學來說,將教學內容與其它化學課程及日常生活現象相結合,讓化學專業學生感到該門課非常有意思或對學生學好其它課程起到重要作用,如有機化學和物理化學中,關于乙烯加氫氣反應活化能大或反應速率慢等現象,離不開該門課關于前線軌道理論知識的理解。再如,在實踐中,我們看到的物體表面總是一個宏觀的結構,如果額外引入晶體表面結構的教學內容,學生將了解到肉眼看到或感覺光滑的物體表面其實有很多原子缺陷,讓學生對常規認識有新的視覺和認識,進而提高了學生的好奇感,激發了學生的求知欲望。

(三)改革考核方式

在考核方面,采用多種考核方式綜合評定學生的最終成績,有助于促進學生注重過程學習,進而提高了學生分析問題和解決問題能力的培養。目前,該門課常用的考核是由平時成績+期末考試成績構成,其中,平時成績主要來自出勤、書面作業和期中考試。如果在平時成績中引入課外作業,學生通過查閱資料或類似于實驗設計的材料模擬,不僅能加深學生對理論部分的理解,而且也能提高學生應用所學知識解決實際問題的能力。

四、結語

在《結構化學》課程教學中,針對“教”與“學”雙方存在的不足,在教學方式、方法及教學手段上主要引入實驗教學部分,以期提高教學質量。在今后的教學過程中,作為教學主體的教師應結合課程特點和實際教學,充分研究教學中的方式方法手段的最佳組合,以獲得更好的教學效果。

參考文獻:

[1]周公度,段連運.結構化學基礎(第4版)[M].北京大學出版社,2008.