量子力學(xué)基礎(chǔ)理論精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的量子力學(xué)基礎(chǔ)理論主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

物理學(xué)專(zhuān)業(yè)可分為“縱向深入”和“橫向擴(kuò)張”兩方向。“縱向深入”是向更微觀和更高速領(lǐng)域的深入探索，獲得描述新的領(lǐng)域最核心的物理模型?！皺M向擴(kuò)張”是在“縱向深入”中得到的每一個(gè)區(qū)域的核心物理模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用該模型來(lái)探索和解決該領(lǐng)域每一個(gè)更具體和更復(fù)雜的問(wèn)題，伸向更精細(xì)的世界。

縱向世界

下圖是目前物理學(xué)的四個(gè)“基本理論”所統(tǒng)治的區(qū)域，它是一個(gè)普遍的力學(xué)系統(tǒng)，用一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)描述物質(zhì)、時(shí)間和空間，以及他們之間的關(guān)系。這四個(gè)“基本理論”是人類(lèi)幾百年來(lái)“縱向深入”所得到的四個(gè)核心物理模型。

一、經(jīng)典力學(xué)（Classical Mechanics）

圖中左下區(qū)域是“宏觀低速”區(qū)域，稱(chēng)為經(jīng)典力學(xué)（Classical Mechanics）領(lǐng)域，即最早的牛頓力學(xué)及其后續(xù)發(fā)展的拉格朗日力學(xué)，哈密頓力學(xué)等。在中學(xué)物理課程中主要涉及的部分是牛頓力學(xué)。這里基本的數(shù)學(xué)模型是：空間是最簡(jiǎn)單的歐幾里得幾何的三維空間，時(shí)間是另外一個(gè)和空間維完全無(wú)關(guān)的維度。物質(zhì)是質(zhì)點(diǎn)，或者是有限體積的質(zhì)點(diǎn)集合（剛體，流體），或者是遍布全空間無(wú)限體積的質(zhì)點(diǎn)集合（場(chǎng)，如電磁場(chǎng)）。質(zhì)點(diǎn)在空間中的運(yùn)動(dòng)符合伽利略變換。

這個(gè)領(lǐng)域孕育了第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命。它的“縱向深入”突破點(diǎn)是麥克斯韋的電動(dòng)力學(xué)，并由此導(dǎo)致量子力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)領(lǐng)域的出現(xiàn)。

二、相對(duì)論力學(xué)（Relativistic Mechanics）

圖中的右下區(qū)域是縱向深入到“宏觀高速”的區(qū)域，即愛(ài)因斯坦的相對(duì)論力學(xué)（Relativistic Mechanics）領(lǐng)域。

這里基本的數(shù)學(xué)模型是：狹義相對(duì)論（Special Relativity）時(shí)空是閔可夫斯基四維時(shí)空，即一維時(shí)間和三維空間由光速不變?cè)砭o密聯(lián)系，組成一個(gè)平直的四維時(shí)空背景。廣義相對(duì)論（General Relativity）的時(shí)空是黎曼時(shí)空，即一個(gè)彎曲的四維時(shí)空。相對(duì)論力學(xué)里物質(zhì)依然是經(jīng)典力學(xué)里的質(zhì)點(diǎn)、體或場(chǎng)，但是它會(huì)直接影響時(shí)空背景。質(zhì)點(diǎn)在四維時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)符合洛侖茲變換。

這個(gè)模型揭示了時(shí)間和空間不再是經(jīng)典力學(xué)中和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立無(wú)關(guān)的背景，而是與物質(zhì)的質(zhì)量、能量和運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系。

三、量子力學(xué)（Quantum Mechanics）

圖中左上區(qū)域是縱向深入到“微觀低速”的區(qū)域，即量子力學(xué)（Quantum Mechanics）的地盤(pán)。它的建立以普朗克、愛(ài)因斯坦、波爾、德布羅意等物理學(xué)家的工作為先導(dǎo)，以海森堡、薛定諤、狄拉克、泡利等物理學(xué)家的工作為主體。

這里基本的數(shù)學(xué)模型是：時(shí)空還是經(jīng)典力學(xué)中歐幾里得的三維空間加上獨(dú)立的一維時(shí)間，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)還是符合伽利略變換，但物質(zhì)本身卻不再是質(zhì)點(diǎn)或者質(zhì)點(diǎn)的集合，而是分布在全空間的波函數(shù)。一切物理量的取值都要靠它與波函數(shù)在全空間的積分才能得到。

這個(gè)模型揭示了真實(shí)的微觀物質(zhì)不是只具備粒子性的質(zhì)點(diǎn)，而是同時(shí)具有波動(dòng)性，即分布在全空間的波。

這個(gè)領(lǐng)域是現(xiàn)代物理學(xué)最大的領(lǐng)域，它孕育了20世紀(jì)后半葉的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命，使人類(lèi)全面步入信息時(shí)代。

四、量子場(chǎng)論（Quantum Field Theory）

圖中右上區(qū)域便縱向深入到“微觀高速”區(qū)域，即量子場(chǎng)論（Quantum Field Theory）領(lǐng)域。它是量子力學(xué)和狹義相對(duì)論的結(jié)合。從量子力學(xué)的幾位創(chuàng)始人到標(biāo)準(zhǔn)模型的建立者，諸多20世紀(jì)物理學(xué)家們的工作完成了這個(gè)建立過(guò)程，其中包括楊振寧教授和李政道教授的貢獻(xiàn)。

這里基本的數(shù)學(xué)模型是：物質(zhì)的基本粒子是分布在完全的閔可夫斯基四維時(shí)空的波動(dòng)場(chǎng)的激發(fā)態(tài)，場(chǎng)的基態(tài)是能量不為零的真空態(tài)。一個(gè)基本粒子的出現(xiàn)和消失（產(chǎn)生和湮滅）是它的場(chǎng)在該模式上的躍遷。場(chǎng)用量子化的拉格朗日密度來(lái)描述。

這個(gè)模型揭示了真實(shí)的物質(zhì)不僅是量子力學(xué)中分布在全空間的波，還和狹義相對(duì)論中的時(shí)空背景緊密相連。

從各個(gè)區(qū)域所建立起來(lái)的基本數(shù)學(xué)模型來(lái)看，量子場(chǎng)論區(qū)域是目前描述自然界最精確的模型，量子力學(xué)區(qū)域是描述自然界的低速近似，相對(duì)論力學(xué)區(qū)域是描述自然界的宏觀近似，經(jīng)典力學(xué)是描述自然界的宏觀低速近似（顯然關(guān)系已經(jīng)不大了）。

在這我們只能用“近似”兩個(gè)字，因?yàn)槿祟?lèi)在了解和認(rèn)識(shí)自然界的過(guò)程中是一個(gè)不斷深入的漸進(jìn)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，一個(gè)不斷積累的認(rèn)識(shí)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程將永遠(yuǎn)不斷地有新的發(fā)現(xiàn)，就像我們觀賞大自然的美景一樣，沒(méi)有終極，越看越美麗，越看越新奇。

橫向世界

一、經(jīng)典力學(xué)（Classical Mechanics）

經(jīng)典力學(xué)模型應(yīng)用到具體的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式上就可建立剛體力學(xué)、流體力學(xué)、聲學(xué)，以及經(jīng)典的光學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)、磁學(xué)等學(xué)科?，F(xiàn)在的物理學(xué)家已經(jīng)很少涉及這個(gè)領(lǐng)域，因?yàn)樵谶@個(gè)領(lǐng)域里基本的模型早已建立完畢并經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)，物理學(xué)家也早已把這個(gè)地盤(pán)交到工程師的手上了，研究的主流變成是對(duì)這些規(guī)律的應(yīng)用，這個(gè)領(lǐng)域與人類(lèi)日常生活關(guān)系最近。

對(duì)于有志于從事機(jī)械、建筑、汽車(chē)、航天、熱能動(dòng)力等專(zhuān)業(yè)的學(xué)子來(lái)說(shuō)，牛頓力學(xué)和熱力學(xué)等是必須要掌握的物理基礎(chǔ)，這些物理基礎(chǔ)引發(fā)了人類(lèi)第一次工業(yè)革命。對(duì)于有志于從事電力、通訊、電子工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)子來(lái)說(shuō)，經(jīng)典電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)是必須要掌握的物理基礎(chǔ)，這些基礎(chǔ)引發(fā)了人類(lèi)第二次工業(yè)革命。

學(xué)好這些基礎(chǔ)，能讓你輕快地進(jìn)入到這些實(shí)用的領(lǐng)域中發(fā)展。

二、相對(duì)論力學(xué)（Relativistic Mechanics）

相對(duì)論力學(xué)模型應(yīng)用到具體的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式上就可建立天體物理學(xué)、宇宙學(xué)等學(xué)科方向，研究宇宙大尺度物理現(xiàn)象，如引力等，從業(yè)人數(shù)在物理學(xué)界占較小的部分。

對(duì)于有志于研究天文學(xué)和恒星、地外行星、黑洞等各種天體以及宇宙奧秘的學(xué)子來(lái)說(shuō)，這個(gè)領(lǐng)域便是其歸宿。這個(gè)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)主要以望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)為主。相對(duì)論力學(xué)領(lǐng)域是人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙和了解宇宙的最前沿，它是人類(lèi)了解太空的一扇窗口，但是離人類(lèi)日常生活較遠(yuǎn)。工作單位一般是各個(gè)天文臺(tái)、大型的地面觀測(cè)站和太空觀測(cè)站等科研部門(mén)。

三、量子力學(xué)（Quantum Mechanics）

量子力學(xué)模型應(yīng)用到具體的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式上就可建立原子物理學(xué)、分子物理學(xué)、量子光學(xué)、量子電子學(xué)，以及凝聚態(tài)物理學(xué)等學(xué)科。物理學(xué)家中在這個(gè)領(lǐng)域的人數(shù)最多，僅凝聚態(tài)物理專(zhuān)業(yè)的人數(shù)就要占所有物理學(xué)家的三分之一以上，是物理學(xué)最大的分支。保守估計(jì)以量子力學(xué)為基礎(chǔ)理論的這個(gè)區(qū)域中的物理學(xué)家人數(shù)應(yīng)該超過(guò)所有物理學(xué)家總?cè)藬?shù)的一半。近十年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有6次頒給了這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家。

這個(gè)領(lǐng)域的特點(diǎn)是基礎(chǔ)理論模型完善，計(jì)算方便。實(shí)驗(yàn)規(guī)模小，可在實(shí)驗(yàn)室桌面上進(jìn)行。理論和實(shí)驗(yàn)課題數(shù)量多且分散，而且作為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)領(lǐng)域，和化學(xué)與生物學(xué)等其他學(xué)科聯(lián)系緊密，因此它橫向擴(kuò)張的速度最快，成果也遠(yuǎn)多于物理學(xué)其他三個(gè)區(qū)域。

這個(gè)領(lǐng)域孕育了20世紀(jì)的現(xiàn)代科技革命，如半導(dǎo)體元件的發(fā)明、激光器的誕生、磁存儲(chǔ)介質(zhì)、液晶，以及最熱門(mén)的納米材料、超導(dǎo)體等都是拜他它所賜。因此這個(gè)領(lǐng)域不但適合想從事物理研究的學(xué)子加入，而且也適合想從事微電子學(xué)、納米材料、量子信息技術(shù)等新興專(zhuān)業(yè)的學(xué)子們學(xué)習(xí)。

四、量子場(chǎng)論（Quantum Field Theory）

量子場(chǎng)論模型應(yīng)用到具體的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式上建立了量子電動(dòng)力學(xué)（QED），電弱統(tǒng)一理論，量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）等理論，作為粒子物理（高能物理）的基礎(chǔ)理論，同時(shí)研究基本粒子的束縛態(tài)如重子、介子和原子核結(jié)構(gòu)等。這個(gè)領(lǐng)域是向物質(zhì)奧秘探索的最前沿，基本理論內(nèi)容最深?yuàn)W、計(jì)算難度大，但是橫向擴(kuò)張的工作很多。實(shí)驗(yàn)需要在大型的粒子加速器上進(jìn)行，規(guī)模龐大，課題集中，成果多是十年磨一劍，因此進(jìn)展緩慢。

對(duì)于有志于探索物理最前沿的學(xué)子來(lái)說(shuō)，這個(gè)領(lǐng)域最適合,但更需要具備耐得住寂寞和世俗誘惑的能力。這個(gè)領(lǐng)域風(fēng)光無(wú)限，魅力無(wú)限。

結(jié)語(yǔ)

第2篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

本書(shū)詳細(xì)闡述了熱中子散射的基本量子理論以及相關(guān)概念對(duì)于晶體、液體和磁系統(tǒng)散射的應(yīng)用。細(xì)致地介紹了散射的關(guān)聯(lián)函數(shù)、散射的動(dòng)力學(xué)理論和散射過(guò)程中的極化分析。特別強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代方法的應(yīng)用。它的第1版于1978年問(wèn)世，第2版于1996年出版。本書(shū)是作者去世2年以后2012年出版的第3版。

本書(shū)源自1973年由物理研究所和法拉第協(xié)會(huì)中子散射組組織的暑期學(xué)校的一些講義。它是為從事熱中子散射研究的實(shí)驗(yàn)者而非理論家撰寫(xiě)的，他們想以一種非正式的方式了解該領(lǐng)域的理論思想。但是作者希望本書(shū)也能引起相關(guān)領(lǐng)域的更廣泛的學(xué)生和研究人員的興趣。

本書(shū)并未要求讀者先具備熱中子散射的知識(shí)，但要求熟悉量子力學(xué)和固體物理學(xué)的基本概念，為方便讀者利用該書(shū)，本書(shū)附錄中簡(jiǎn)略地歸納了相關(guān)論題必需的一些基礎(chǔ)知識(shí)，包括了簡(jiǎn)明扼要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明。

本書(shū)作者Gordon L. Squires （1924-2010）從1956年起擔(dān)任劍橋大學(xué)物理學(xué)講師和劍橋大學(xué)三一學(xué)院研究員，由劍橋大學(xué)出版社出版的他的“量子力學(xué)習(xí)題集”（Problems in Quantum Mechanics with Solutions）受到普遍的好評(píng)。1991年他退休之后直到2010年去世，一直擔(dān)任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室博物館館長(zhǎng)，撰寫(xiě)了許多關(guān)于劍橋的科學(xué)家和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的文章。

第3篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到化學(xué)……

提到化學(xué)模型，我們可能首先會(huì)聯(lián)想到中學(xué)化學(xué)課上老師用塑料球和小棍搭起來(lái)的模型?，F(xiàn)在，建模則由計(jì)算機(jī)完成。當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到化學(xué)，便形成了計(jì)算化學(xué)這一新的交叉學(xué)科。

化學(xué)研究的核心在于“化”字，即分子之間的相互轉(zhuǎn)化，舊化學(xué)鍵斷裂、新化學(xué)鍵生成。只有這樣，才能創(chuàng)造出新材料，設(shè)計(jì)出新藥物?？墒牵肿又g的轉(zhuǎn)化經(jīng)常發(fā)生得很快，在毫秒瞬間，電子便從一個(gè)原子核躍遷到另一個(gè)，傳統(tǒng)的化學(xué)方式已很難捕捉這個(gè)過(guò)程，必須借助計(jì)算機(jī)這一工具。時(shí)至今日，計(jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)家的作用已經(jīng)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段一樣重要。因?yàn)橛?jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的模擬能夠非常逼真，化學(xué)家們已經(jīng)能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果了。

在20世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)還未被普及的時(shí)候，馬丁·卡普拉斯、邁克爾·萊維特及亞利耶·瓦謝爾就打造了堅(jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)程序基礎(chǔ)，為后人用于了解和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程作了強(qiáng)大鋪墊。近年來(lái)，因?yàn)橛?jì)算方法和計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展，在他們的基礎(chǔ)上取得了很多的后續(xù)成果，并得到推廣應(yīng)用。

得益于他們的工作，我們將解開(kāi)許多關(guān)于自然界的疑問(wèn)。比如世界上最重要的化學(xué)反應(yīng)——光合作用是怎么進(jìn)行的？如果能模擬出來(lái)，那么我們就將能制造出更加高效的太陽(yáng)能電池板；催化劑如何加快化學(xué)反應(yīng)？如果深入了解其中的機(jī)理，我們可以嘗試通過(guò)催化讓水分子分解，從而開(kāi)發(fā)出清潔的能源；藥物如何在人體中發(fā)生作用？通過(guò)計(jì)算的方法，尋找出藥物的靶點(diǎn)以及可能的藥物干擾，我們就能設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足我們特定需求的理想藥物。

諾貝爾“理綜”獎(jiǎng)？

如果化學(xué)反應(yīng)在氣相中發(fā)生，由于參與反應(yīng)的分子受環(huán)境影響小，因此是理想的模型體

系（1986年，李遠(yuǎn)哲等三人因?yàn)橛脤?shí)驗(yàn)方法揭示氣相化學(xué)反應(yīng)微觀細(xì)節(jié)而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）；然而，化學(xué)反應(yīng)更多是在液相，在生物體系中發(fā)生，體系自由度多，非常復(fù)雜，不容易弄清楚細(xì)節(jié)。而反映真實(shí)情況的多尺度模型可以用來(lái)研究復(fù)雜體系的分子行為，包括液相化學(xué)反應(yīng)或者是生化反應(yīng)。

為什么生物體系中的分子反應(yīng)如此復(fù)雜呢？舉例來(lái)說(shuō)，“人體的一個(gè)細(xì)胞內(nèi)就可有上百億個(gè)蛋白質(zhì)分子。一個(gè)大的蛋白質(zhì)分子可包含上百萬(wàn)個(gè)原子。蛋白質(zhì)內(nèi)每?jī)蓚€(gè)原子間都有相互作用，這些原子處于不停的運(yùn)動(dòng)中，其情形就像北京城內(nèi)同一時(shí)刻有兩百萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車(chē)行駛一樣。計(jì)算和跟蹤一個(gè)蛋白質(zhì)的原子運(yùn)動(dòng)就像記錄和監(jiān)控北京的車(chē)輛一樣。如此巨大的分析計(jì)算量必須借助計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)和分析?！边@番話(huà)出自中科院計(jì)算數(shù)學(xué)與科學(xué)工程計(jì)算研究所的盧本卓研究員，他的研究方向就與此次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)相關(guān)，而他原本是學(xué)物理出身。這是不是有點(diǎn)兒“亂套”了？當(dāng)然沒(méi)有，而且還恰恰反映了本屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的交叉學(xué)科屬性，即計(jì)算機(jī)、物理、數(shù)學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科相互滲透和融合。難怪本屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)被戲稱(chēng)為諾貝爾“理綜”獎(jiǎng)。

這是化學(xué)的榮譽(yù)

雖然被戲稱(chēng)為“理綜”獎(jiǎng)，但這的的確確是屬于化學(xué)的榮譽(yù)。理論化學(xué)發(fā)展到今天，其最大的組成部分就是計(jì)算化學(xué)。計(jì)算化學(xué)的基礎(chǔ)理論大多來(lái)源于兩部分：量子力學(xué)和牛頓經(jīng)典力學(xué)，這兩個(gè)學(xué)科在化學(xué)上的應(yīng)用則分別誕生了量子化學(xué)和分子模擬兩個(gè)學(xué)科。涉及電子的化學(xué)反應(yīng)需要用量子化學(xué)來(lái)解決，一旦涉及到分子間的相互作用，其量子效應(yīng)往往可以忽略不計(jì)，使用經(jīng)典力學(xué)就足以描述，從而大大地簡(jiǎn)化了計(jì)算，這就是分子模擬。

當(dāng)描述化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程時(shí)，量子力學(xué)的描述是小而精，經(jīng)典力學(xué)的描述大卻精度不高。如果都用高精度的方法來(lái)描述化學(xué)過(guò)程，理論上當(dāng)然不錯(cuò)，但實(shí)際計(jì)算將難以進(jìn)行。所以，多尺度組合的方法便成了最好的選擇。這也體現(xiàn)了三位獲獎(jiǎng)?wù)唛_(kāi)創(chuàng)性工作之所在，即把兩種體系中的精華部分提取了出來(lái)，并且找到了適用于二者的研究方法。

第4篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

關(guān)鍵詞：熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)；國(guó)家精品課程；統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系

“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”（簡(jiǎn)稱(chēng)“熱統(tǒng)”）是我國(guó)高等院校本科物理專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課程，是研究物質(zhì)有關(guān)熱現(xiàn)象（即宏觀過(guò)程）規(guī)律的理論物理課，也是普通物理“熱學(xué)”的后續(xù)課。內(nèi)蒙古大學(xué)“熱統(tǒng)”教學(xué)組在20多年教學(xué)實(shí)踐中，不斷更新教育觀念，探索課程教學(xué)體系的改革，逐步建立了以微觀理論為主線(xiàn)的教學(xué)體系，建設(shè)了首門(mén)“熱統(tǒng)”國(guó)家精品課程（2004年）——“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”，陸續(xù)出版了配套教材[1]和學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書(shū)[2]。

一、關(guān)于“熱統(tǒng)”教學(xué)體系的思考

關(guān)于熱現(xiàn)象的理論包括兩部分，即宏觀理論——“熱力學(xué)”和微觀理論——“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”。我國(guó)目前的“熱統(tǒng)”課程由早年設(shè)置的 “熱力學(xué)”和“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”兩門(mén)課程合并而成，一直沿襲“熱”、“統(tǒng)”相對(duì)獨(dú)立的“一分為二”教學(xué)體系[3-5]。教學(xué)內(nèi)容安排大體以學(xué)科發(fā)展歷史和認(rèn)識(shí)層次為序，由唯象到唯理，由宏觀到微觀。這種體系十分成熟，在多年教學(xué)實(shí)踐中獲得很大成功。隨著科學(xué)技術(shù)和人類(lèi)現(xiàn)代文明的飛速發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)世界的條件、增長(zhǎng)知識(shí)的方式和獲取信息的渠道發(fā)生了質(zhì)的變化：昔日深?yuàn)W難解的名詞，今天已可聞之于街巷；諸多科學(xué)概念的理解，逐漸變得不很困難。在這種知識(shí)氛圍和學(xué)習(xí)環(huán)境下，從中學(xué)到大學(xué)的物理教學(xué)內(nèi)容均在不斷地改革和深化。同時(shí)，現(xiàn)代科學(xué)成就在高新技術(shù)中的廣泛應(yīng)用向21世紀(jì)人才培養(yǎng)提出更高的要求。這一切，催動(dòng)著大學(xué)物理課程改革的進(jìn)程，也激發(fā)起我們對(duì)傳統(tǒng)體系的思考。

從“熱物理”系列課程改革現(xiàn)狀來(lái)看，一方面，普通物理“熱學(xué)”課程的內(nèi)容已進(jìn)行了必要的深化和后延，原有“熱統(tǒng)”課程與現(xiàn)行“熱學(xué)”課程內(nèi)容出現(xiàn)較多重復(fù)。僅以汪志誠(chéng)著《熱力學(xué) · 統(tǒng)計(jì)物理》[5]和秦允豪著《熱學(xué)》[6]為例，二者內(nèi)容重疊約為1/3。過(guò)多重復(fù)造成學(xué)習(xí)時(shí)間與精力的浪費(fèi)，甚至引發(fā)學(xué)生的厭學(xué)情緒，使學(xué)習(xí)效益降低。另一方面，飛速發(fā)展的高新技術(shù)拉近了基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)的距離，就熱物理而言，無(wú)論實(shí)際工作中的應(yīng)用，還是繼續(xù)深造時(shí)的基礎(chǔ)，都對(duì)“熱統(tǒng)”課程教學(xué)提出更高的要求。增加課程的統(tǒng)計(jì)物理比重，深化微觀理論的系統(tǒng)理解勢(shì)在必然。此外，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)高等教育從學(xué)制到專(zhuān)業(yè)及課程設(shè)置均有較大幅度的變動(dòng)，“熱統(tǒng)”課教學(xué)時(shí)數(shù)多次削減（1208672、64），課堂教學(xué)的信息量和效益問(wèn)題變得更加突出。面對(duì)這種形勢(shì)，各校對(duì)“熱統(tǒng)”課程的內(nèi)容進(jìn)行了不斷的改革，逐步增加統(tǒng)計(jì)物理比重，努力減少和避免與“熱學(xué)”的重復(fù)。然而，由于沒(méi)有觸動(dòng)“一分為二”的體系，大量的簡(jiǎn)單重復(fù)難以避免，“熱力學(xué)”內(nèi)容仍然偏多，實(shí)際教學(xué)中統(tǒng)計(jì)物理的系統(tǒng)性難以保證。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們從體系結(jié)構(gòu)著眼，對(duì)“熱統(tǒng)”課程進(jìn)行了較大力度的改革[1]。我們的改革思路是：打通“熱物理”宏觀與微觀理論的壁壘，融二者為一體，削減學(xué)時(shí)、充實(shí)內(nèi)容，有效地避免與普通物理的簡(jiǎn)單重復(fù)，提高教學(xué)效益；以微觀理論為主導(dǎo)，確保統(tǒng)計(jì)物理體系的完整性與系統(tǒng)性，增加課程的先進(jìn)性與適用性。在上述思想指導(dǎo)下，構(gòu)建了“熱統(tǒng)”課程的“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系。新體系從根本上解決了熱物理課程中理論物理與普通物理之間層次交疊、內(nèi)容重復(fù)的問(wèn)題；大幅增加統(tǒng)計(jì)物理比重，使其理論及應(yīng)用內(nèi)容在總學(xué)時(shí)中占到3/4以上。

二、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系的特色

統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)教學(xué)體系的主要特色是：熱物理學(xué)以微觀理論為框架；微觀理論以系綜理論為主線(xiàn)；系綜理論以量子論為基礎(chǔ)。體系知識(shí)結(jié)構(gòu)框如上圖所示。

1．以微觀理論為框架，融微觀與宏觀一體

“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”以微觀理論——統(tǒng)計(jì)物理為主導(dǎo)，建立了從微觀到宏觀、完整自恰的理論體系。

在傳統(tǒng)的“一分為二”體系下，學(xué)生往往將過(guò)多精力用于熱力學(xué)計(jì)算，不能很好地理解統(tǒng)計(jì)物理的理論體系，容易將熱現(xiàn)象的宏觀和微觀理論割裂開(kāi)來(lái)。本體系從微觀理論出發(fā)，用統(tǒng)計(jì)物理理論導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，討論體系熱力學(xué)性質(zhì)，給出統(tǒng)計(jì)物理概念與宏觀現(xiàn)象的對(duì)應(yīng)，融熱現(xiàn)象的微觀、宏觀理論于一體，結(jié)束了兩種理論割裂的傳統(tǒng)教學(xué)格局，提高了認(rèn)識(shí)層次。同時(shí)，使理論物理與普通物理的分工更趨合理，便于解決傳統(tǒng)體系難以避免的“熱統(tǒng)”與“熱學(xué)”過(guò)多重復(fù)問(wèn)題。

本體系按照統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的知識(shí)框架，將主要知識(shí)點(diǎn)劃分為孤立系、封閉系和開(kāi)放系等三個(gè)模塊（參見(jiàn)上圖）。各塊均首先給出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分布，進(jìn)而引入熱力學(xué)勢(shì)（特性函數(shù)），導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，再用微觀和宏觀理論相結(jié)合的方法研究具體系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)。例如：在孤立系一章，從等概率基本假設(shè)出發(fā)，引入統(tǒng)計(jì)物理的熵，導(dǎo)出熱力學(xué)第一、第二定律，進(jìn)而研究理想氣體的平衡性質(zhì)。在討論封閉系時(shí)，從正則分布出發(fā)，引入熱力學(xué)勢(shì)——自由能，給出均勻系熱力學(xué)基本微分式，進(jìn)而導(dǎo)出麥克斯韋關(guān)系，介紹用熱力學(xué)理論研究均勻物質(zhì)宏觀性質(zhì)的方法，再具體討論電、磁介質(zhì)熱力學(xué)、焦-湯效應(yīng)等典型實(shí)例。同時(shí)用正則分布研究近獨(dú)立子系構(gòu)成的體系，導(dǎo)出麥-玻分布，介紹最概然法；進(jìn)一步導(dǎo)出能均分定理，介紹運(yùn)用統(tǒng)計(jì)理論研究半導(dǎo)體缺陷、負(fù)溫度、理想和非理想氣體等問(wèn)題的方法。對(duì)于開(kāi)放系，首先導(dǎo)出巨正則分布，再引入巨勢(shì)，給出描述開(kāi)放系的熱力學(xué)微分式，研究多元復(fù)相系的平衡性質(zhì)，討論相變和化學(xué)熱力學(xué)問(wèn)題；用量子統(tǒng)計(jì)理論導(dǎo)出熱力學(xué)第三定律，討論低溫化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。另一方面，考慮全同性原理，用巨正則分布導(dǎo)出玻色、費(fèi)密兩種量子統(tǒng)計(jì)分布，給出它們的準(zhǔn)經(jīng)典極限——麥-玻統(tǒng)計(jì)分布，并運(yùn)用獲得的量子統(tǒng)計(jì)分布分別討論電子氣、半導(dǎo)體載流子、光子系的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和玻色—愛(ài)因斯坦凝聚等應(yīng)用實(shí)例。

2．以系綜理論為主線(xiàn)，完善統(tǒng)計(jì)物理體系

與國(guó)內(nèi)現(xiàn)流行體系不同，“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”的統(tǒng)計(jì)物理以“系綜理論”為基礎(chǔ)，具有更強(qiáng)的系統(tǒng)性。

現(xiàn)流行體系為便于學(xué)生理解，大多先避開(kāi)系綜理論，講解統(tǒng)計(jì)物理中常用的分布和計(jì)算方法，如近獨(dú)立粒子的最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用等，而在課程的最后介紹系綜理論有關(guān)知識(shí)[5]。這種體系除內(nèi)容不可避免地出現(xiàn)重復(fù)外，還在一定程度上犧牲了統(tǒng)計(jì)物理的系統(tǒng)性。在實(shí)際教學(xué)中，為了闡明有關(guān)分布和統(tǒng)計(jì)法，往往不可避免地運(yùn)用如等概率假設(shè)、配分函數(shù)、巨配分函數(shù)等系綜理論的基本概念，難免出現(xiàn)生吞活剝、“消化不良”的弊端。從體系實(shí)施現(xiàn)狀來(lái)看，不少院校因?qū)W時(shí)有限，在熱力學(xué)和基本統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)之后，對(duì)系綜理論的介紹只能一帶而過(guò)，學(xué)生難以完整掌握統(tǒng)計(jì)物理理論。

我們多年采用系綜理論為主線(xiàn)的教學(xué)實(shí)踐表明，“統(tǒng)計(jì)分布”與“系綜”的“分割”是不必要的。本體系首先引入“系綜”概念，將整個(gè)“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”的基礎(chǔ)建立在系綜理論之上，從一個(gè)基本假設(shè)——等概率假設(shè)（微正則系綜）入手，漸次導(dǎo)出各種宏觀條件下的系綜分布，建立配分函數(shù)、巨配分函數(shù)等基本概念，給出相應(yīng)的熱力學(xué)勢(shì)和熱力學(xué)基本微分公式；同時(shí)，順暢地導(dǎo)出如最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)法等常用分布和計(jì)算方法，并用于實(shí)際問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，力求循序漸進(jìn)地闡明統(tǒng)計(jì)物理的基本理論，使學(xué)生準(zhǔn)確、清晰地掌握統(tǒng)計(jì)物理的基本概念，對(duì)熱物理理論有完整系統(tǒng)的理解，能夠全面、靈活地運(yùn)用，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)更高深的知識(shí)和了解物理學(xué)的最新成果奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3. 以量子理論為基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)微觀運(yùn)動(dòng)本質(zhì)

為使學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)微觀運(yùn)動(dòng)本質(zhì)，“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”將系綜理論建立在量子論的基礎(chǔ)上，而經(jīng)典統(tǒng)計(jì)則作為量子統(tǒng)計(jì)的極限給出。

傳統(tǒng)體系多從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)入手，然后進(jìn)入量子統(tǒng)計(jì)。我們教學(xué)實(shí)踐的體會(huì)是，物理學(xué)歷史上由經(jīng)典論到量子論的認(rèn)識(shí)過(guò)程沒(méi)有必要在統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)中重演。通過(guò)現(xiàn)設(shè)“普通物理學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已理解微觀運(yùn)動(dòng)遵從量子力學(xué)規(guī)律，并具備了一定的量子論知識(shí)基礎(chǔ)，在量子論基礎(chǔ)上建立統(tǒng)計(jì)物理理論順理成章。事實(shí)上，微觀運(yùn)動(dòng)的正確描述須用量子理論，而量子統(tǒng)計(jì)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)就統(tǒng)計(jì)規(guī)律性而言并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)只是量子統(tǒng)計(jì)的極限情形而已。以量子論為基礎(chǔ)構(gòu)建統(tǒng)計(jì)物理體系，更有利于學(xué)生盡快認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，迅速進(jìn)入對(duì)前沿科學(xué)的學(xué)習(xí)。

三、關(guān)于體系的兼容性——幾個(gè)共同關(guān)注的問(wèn)題

“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”以系綜理論為主線(xiàn)，以量子論為基礎(chǔ),大幅提高統(tǒng)計(jì)物理比重，適當(dāng)?shù)卦黾恿苏n程深度。在課時(shí)縮減，招生規(guī)模擴(kuò)大的形勢(shì)下,實(shí)施上述改革更有一定風(fēng)險(xiǎn)和難度。另一方面，新體系能否與流行體系兼容，也是國(guó)內(nèi)同行普遍關(guān)注，需要在優(yōu)化改革方案過(guò)程中解決的問(wèn)題。為化解難度，提高兼容性，在體系建立和教學(xué)實(shí)踐中，我們著力解決了以下幾個(gè)問(wèn)題：

問(wèn)題之一：量子理論與系綜理論理解困難問(wèn)題。如前所述，學(xué)習(xí)本體系前應(yīng)具備一定的量子論知識(shí)。目前國(guó)內(nèi)物理專(zhuān)業(yè)的“熱統(tǒng)”課程多排在“量子力學(xué)”之前。這就不可避免地出現(xiàn)了“前量子力學(xué)”困難。為解決這一問(wèn)題，我們?cè)谡n程引論中安排了量子論基本知識(shí)的講授，介紹量子態(tài)、能級(jí)、簡(jiǎn)并、全同性、對(duì)應(yīng)關(guān)系等概念。如此處理，再結(jié)合普通物理“原子物理學(xué)”中學(xué)到的量子力學(xué)初步知識(shí)，學(xué)生就能夠較好地接受“量子統(tǒng)計(jì)”有關(guān)概念。此外，我們將“量子態(tài)”和“量子統(tǒng)計(jì)法”兩個(gè)初學(xué)者較難理解的概念做分散處理：分別在第1章引入“系綜”概念之前和第6章巨正則系綜概念之后講授，既分散了難點(diǎn)，又使概念和運(yùn)用銜接緊密，有利于及時(shí)消化。

系綜理論是統(tǒng)計(jì)物理中最核心、最抽象的內(nèi)容，也是統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)的難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)流行體系將系綜理論與常用統(tǒng)計(jì)分布及計(jì)算方法分離，安排在課程最后集中單獨(dú)介紹。我們實(shí)踐的體會(huì)是，這種處理將多個(gè)難點(diǎn)（三種系綜及相應(yīng)熱力學(xué)關(guān)系）集中，增加了學(xué)生的理解困難；加之系綜概念孤立于基本統(tǒng)計(jì)方法和應(yīng)用之外，更顯抽象枯燥。學(xué)生學(xué)后或覺(jué)不知所云，或難縱觀全局，終致應(yīng)用乏力。鑒于此，我們遵循由表及里、由淺入深、循序漸進(jìn)、層層推進(jìn)的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將系綜的基本概念和三個(gè)系綜分散在七章中穿插講授、逐步深入，并及時(shí)運(yùn)用理論對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)的性質(zhì)加以討論。這樣做，可分散認(rèn)知難點(diǎn)，并及時(shí)結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)宏觀微觀的交錯(cuò)，避免枯燥無(wú)味的困惑，既保證了熱物理理論的系統(tǒng)性和完整性，又解決了系綜理論為主線(xiàn)的教學(xué)困難。

問(wèn)題之二：關(guān)于最概然法與麥-玻統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。最概然（可幾）法與麥克斯韋-玻爾茲曼（麥-玻）統(tǒng)計(jì)法，是統(tǒng)計(jì)物理中應(yīng)用較廣的兩個(gè)方法。采用系綜理論為主線(xiàn)的教學(xué)體系，是否會(huì)影響這兩種方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用？這也是國(guó)內(nèi)同仁關(guān)注的問(wèn)題之一。在新體系課程改革和教材編寫(xiě)中，對(duì)這兩部分內(nèi)容均給予充分的注意。在第三章（封閉系）導(dǎo)出正則分布和相應(yīng)熱力學(xué)公式之后，用兩種方法導(dǎo)出麥-玻分布：一是作為近獨(dú)立子系的平均分布，由正則分布導(dǎo)出；二是從微正則系綜出發(fā)，用最概然法導(dǎo)出。同時(shí)還由麥-玻分布給出熱力學(xué)公式，并討論幾種分布之間的關(guān)系，給出分布的應(yīng)用實(shí)例。實(shí)踐表明，這種處理模式能全面深化學(xué)生對(duì)最概然法與麥-玻分布的理解，以致在應(yīng)用中得心應(yīng)手；還能強(qiáng)化對(duì)系綜理論和統(tǒng)計(jì)物理體系的理解。

問(wèn)題之三：熱力學(xué)基本方法掌握問(wèn)題。熱力學(xué)作為一種可靠的宏觀理論，從基本定律出發(fā)，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推演，系統(tǒng)地給出熱力學(xué)函數(shù)之間的有機(jī)聯(lián)系，將其用于實(shí)際問(wèn)題。深入理解熱力學(xué)定律的主要推論和熱力學(xué)關(guān)系，熟悉它們的應(yīng)用，掌握熱力學(xué)演繹推理方法，是“熱統(tǒng)”課程不可或缺的內(nèi)容?！敖y(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系以微觀理論為框架組織教學(xué)，是否會(huì)削弱學(xué)生在熱力學(xué)理論的理解和應(yīng)用方面的訓(xùn)練？對(duì)這個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)同行關(guān)注有加，各見(jiàn)仁智，也是我們?cè)谡n程改革中始終注意的問(wèn)題。我們的處理模式是：打通熱物理宏觀與微觀理論的壁壘，針對(duì)不同宏觀條件，在相應(yīng)章節(jié)給出各種系綜分布，然后導(dǎo)出熱力學(xué)公式，并插入相應(yīng)的熱力學(xué)理論訓(xùn)練內(nèi)容，確保足夠篇幅討論平衡態(tài)的熱力學(xué)性質(zhì)。例如：在建立封閉系的正則系綜理論后，插入“均勻物質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)”一章，集中講授麥克斯韋關(guān)系、基本熱力學(xué)函數(shù)和關(guān)系、特性函數(shù)等概念，介紹熱力學(xué)基本方法和對(duì)典型實(shí)例的應(yīng)用。建立開(kāi)放系的巨正則系綜理論后，又集中介紹與之相關(guān)的相平衡、化學(xué)平衡等問(wèn)題的宏觀理論。事實(shí)上，熱物理的微觀和宏觀理論相得益彰、不可分割。在學(xué)習(xí)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)物理研究宏觀過(guò)程的規(guī)律時(shí)，勢(shì)必也會(huì)反復(fù)地運(yùn)用熱力學(xué)函數(shù)、公式和相應(yīng)方法，使學(xué)習(xí)者得到相應(yīng)訓(xùn)練。此外，再提供一定數(shù)量的習(xí)題，輔之以課外練習(xí)，以達(dá)到“學(xué)而時(shí)習(xí)之”的效果。這樣，新體系雖然大量削減純粹“熱力學(xué)”內(nèi)容，并未削弱對(duì)熱力學(xué)理論的理解和方法的訓(xùn)練，相反可使其得到加強(qiáng)和升華。

內(nèi)蒙古大學(xué)“熱統(tǒng)”教學(xué)組近20年的課程改革和教學(xué)實(shí)踐證明，用“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系組織本科物理專(zhuān)業(yè)“熱統(tǒng)”課教學(xué)是可行的。采用同樣的體系和教材，適當(dāng)取舍內(nèi)容，在應(yīng)用物理和電子科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)組織2學(xué)分“統(tǒng)計(jì)物理”教學(xué)，亦取得一定的經(jīng)驗(yàn)，其效果令人欣慰。毋庸置疑，筆者主張統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系，絲毫無(wú)意否定“熱統(tǒng)分治”的傳統(tǒng)教學(xué)體系。兩種體系，各有千秋，互補(bǔ)互鑒。究竟采用何種體系組織教學(xué)，還應(yīng)視培養(yǎng)目標(biāo)、師資力量、學(xué)生狀況等，因地制宜地選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁希俠，班士良. 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)[M]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)出版社，2000.

梁希俠，班士良. 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)(第二版)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2008.

[2] 梁希俠，班士良，宮箭，崔鑫. 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)（第二版）學(xué)習(xí)輔導(dǎo)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2010.

[3] 王竹溪. 熱力學(xué)簡(jiǎn)程[M]. 北京：高等教育出版社，1964.

[4] 王竹溪. 統(tǒng)計(jì)物理學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版社，1965.

第5篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

（上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院，中國(guó) 上海 201620）

【摘　要】《固體物理》是材料學(xué)科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程。根據(jù)高等學(xué)?！豆腆w物理》課程的特點(diǎn)以及材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)這門(mén)課程的需求不同，作者結(jié)合自身的教學(xué)心得和體會(huì)，分別從材料學(xué)專(zhuān)業(yè)《固體物理》課程教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 固體物理；教學(xué)改革；材料學(xué)

《固體物理》作為一門(mén)基礎(chǔ)性學(xué)科，受到了越來(lái)越多的重視[1-2]。作為連接基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的橋梁，它已經(jīng)成為材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)基礎(chǔ)課程。但傳統(tǒng)的《固體物理學(xué)》中有很多晦澀難懂的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，復(fù)雜的圖形與空間變換以及繁瑣的理論推導(dǎo)，故而學(xué)習(xí)難度較大。學(xué)生學(xué)習(xí)《固體物理》時(shí)需完成《高等數(shù)學(xué)》、《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》和《量子力學(xué)》等先修課程的學(xué)習(xí)。由于材料學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的不同，材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生往往只學(xué)習(xí)一部分或者沒(méi)有學(xué)習(xí)這些先修課程，故而材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《固體物理》時(shí)凡是涉及到一些嚴(yán)密的理論推導(dǎo)過(guò)程就會(huì)感到十分難懂，造成部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對(duì)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)《固體物理》教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的教師教學(xué)難，學(xué)生畏學(xué)這一現(xiàn)狀，本文從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面，對(duì)如何提高材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)《固體物理》的教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)方面提出了一些新的探討。

1　教學(xué)內(nèi)容改革

《固體物理》教科書(shū)通常由兩大部分組成：第一部分為基礎(chǔ)部分。主要包括晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)合、晶體的振動(dòng)與熱力學(xué)性質(zhì)、晶體的缺陷、能帶理論和金屬電子論等內(nèi)容；第二部分為專(zhuān)業(yè)化部分。主要包括半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、非晶固體和固體磁性等內(nèi)容。其中基礎(chǔ)部分是各理工科院校講授的核心內(nèi)容。對(duì)于材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于缺少《量子力學(xué)》與《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》方面的知識(shí)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)《固體物理》有一定的困難，為了解決上述矛盾，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中對(duì)于《固體物理》內(nèi)容主要實(shí)行以下改革措施：

（1）有選擇性的講授。對(duì)于《固體物理》各章節(jié)的內(nèi)容講述要有詳有略，作到詳略得當(dāng)。對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容要精講，對(duì)于不太主要或者在其它課程中能學(xué)到的內(nèi)容可以略講或不講。例如：在講述晶體的結(jié)合這部分內(nèi)容時(shí)，材料類(lèi)學(xué)生在學(xué)習(xí)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《化學(xué)基礎(chǔ)課》過(guò)程中對(duì)于晶體的結(jié)合方式等內(nèi)容都進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，因此對(duì)這部分內(nèi)容可以略講。在講解晶體的缺陷這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中也學(xué)習(xí)過(guò)，對(duì)這部分內(nèi)容就可以略講或者不講。

（2）重思想輕推導(dǎo)。對(duì)于有些章節(jié)的內(nèi)容，不追求繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，更多的突出物理思想的傳達(dá)，對(duì)于某一個(gè)具體理論要重點(diǎn)講述它的建立過(guò)程與物理模型。物理模型盡量簡(jiǎn)單，深入淺出，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用《固體物理學(xué)》的方法去思考和處理問(wèn)題。

（3）增加學(xué)科前沿內(nèi)容。合理的補(bǔ)充與固體物理學(xué)緊密相連的凝聚態(tài)物理學(xué)和材料學(xué)最新的學(xué)術(shù)成就與進(jìn)展，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與或參觀學(xué)院相關(guān)老師的科研實(shí)驗(yàn)，多聽(tīng)相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告，讓學(xué)生了解最新的學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)研究的興趣，為部分學(xué)生將來(lái)的繼續(xù)深造和終身從事科學(xué)研究事業(yè)奠定基礎(chǔ)。

2　教學(xué)方式的創(chuàng)新

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的大部分的教師都是采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即老師一個(gè)人在講臺(tái)上講，學(xué)生在下面聽(tīng)。這種模式固然有可取之處，但是對(duì)于現(xiàn)代大學(xué)生來(lái)說(shuō)，這種教學(xué)模式未免顯得有些過(guò)于單調(diào)?，F(xiàn)代的大學(xué)生喜歡新鮮事物，喜歡主動(dòng)“出擊”，所以作為一名現(xiàn)代的大學(xué)老師，對(duì)學(xué)生應(yīng)當(dāng)“投其所好”，改變一下固有的思維與教學(xué)模式，使學(xué)生樂(lè)于接受所學(xué)的新知識(shí)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。我們采取具體做法是：

（1）啟發(fā)式教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，教師的主要作用在于引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生積極思考，尤其《固體物理》這類(lèi)理論性較強(qiáng)的課程。如果學(xué)生僅僅限于在課堂上被“填鴨式”式的灌輸知識(shí)而不經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的思考與推理，很難深刻理解和掌握所學(xué)的內(nèi)容。因此，就要求教師在授課過(guò)程中，適時(shí)的啟發(fā)學(xué)生去思考問(wèn)題的來(lái)龍去脈，教會(huì)學(xué)生科學(xué)的思維方法，往往能達(dá)到事半功倍的效果[4]。

（2）案例教學(xué)。選取符合知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用要求的、貼近生活與技術(shù)發(fā)展的、學(xué)生感興趣的案例，師生共同分析、討論，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題能力與知識(shí)應(yīng)用能力。比如課程體系講授到晶格常數(shù)時(shí)，引入聚苯乙烯微球人工微結(jié)構(gòu)概念和半導(dǎo)體超晶格概念，并要求學(xué)生就相關(guān)概念進(jìn)行文獻(xiàn)分組調(diào)研，PPT制作，下次課程時(shí)間面向同學(xué)進(jìn)行介紹。相比以前老師直接給學(xué)生舉例的教學(xué)方式，案例教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人、課堂的主角，課堂氣氛生動(dòng)活潑。

（3）實(shí)踐教學(xué)。《固體物理》是一門(mén)與實(shí)踐密切聯(lián)系的課程，在《固體物理》教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的聯(lián)系，這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺(jué)性和創(chuàng)造性，使學(xué)生感到所學(xué)知識(shí)的用處和價(jià)值，由此可培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。在《固體物理》的教學(xué)中，為了讓學(xué)生更深刻地理解所學(xué)知識(shí)，應(yīng)該適當(dāng)安排《固體物理》實(shí)驗(yàn)。如講授晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以安排學(xué)生作X射線(xiàn)衍射分析實(shí)驗(yàn)。通過(guò)親自實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不但掌握了晶體的衍射理論知識(shí)，也可使學(xué)生體會(huì)到現(xiàn)代分析方法在材料研究中的重要性和必要性。通過(guò)安排《固體物理》實(shí)驗(yàn)，不但使學(xué)生加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)也大大提高了觀察能力、動(dòng)手能力和分析問(wèn)題的能力。

3　結(jié)語(yǔ)

總之，在材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)《固體物理》教學(xué)過(guò)程中，要充分認(rèn)識(shí)到材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生與物理學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的不同，因材施教。此外，還要結(jié)合凝聚態(tài)物理與材料學(xué)發(fā)展的前沿和本校的科研工作，充分的利用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)。實(shí)踐證明，上述文中所提到的教學(xué)改革方法能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與綜合素質(zhì)。但是，《固體物理》教學(xué)改革是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程，課程改革的進(jìn)行涉及到諸多方面，這就需要我們廣大教育工作者做更多地研究和探索，同時(shí)不斷提高自身的能力。要造就創(chuàng)新人才，除改變教育觀念，營(yíng)造生動(dòng)活潑的人文環(huán)境外，還要加強(qiáng)我們教師隊(duì)伍建設(shè)，提高他們培養(yǎng)創(chuàng)新人才的能力。

參考文獻(xiàn)

［1］馮端.固體物理學(xué)大辭典[M].北京:高等教育出版社,1995.

［2］黃昆,韓汝琦.固體物理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1997.

［3］馮端,師昌緒,劉治國(guó).材料科學(xué)導(dǎo)論[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

第6篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

關(guān)鍵詞：熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 考核方式 材料物理專(zhuān)業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（c）-0170-02

材料物理專(zhuān)業(yè)是材料科學(xué)與物理學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科，專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)要求在課程設(shè)置上既有材料科學(xué)方面的課程又要有物理類(lèi)課程。安徽工業(yè)大學(xué)材料物理專(zhuān)業(yè)于2003年開(kāi)始進(jìn)行籌劃建設(shè)，2005年實(shí)現(xiàn)了首次招生。經(jīng)過(guò)幾年的探索、規(guī)劃和實(shí)踐，基本完成了專(zhuān)業(yè)定位和課程體系設(shè)置[1]，正逐步完善專(zhuān)業(yè)建設(shè)?，F(xiàn)階段，保留了量子力學(xué)，熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理（以下簡(jiǎn)稱(chēng)熱統(tǒng)）和固體物理學(xué)作為本專(zhuān)業(yè)的物理類(lèi)必修課程。其中，熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，無(wú)論對(duì)后續(xù)的物理類(lèi)還是材料類(lèi)課程的學(xué)習(xí)都起到承上啟下的知識(shí)連接作用。本課程的設(shè)置目的使學(xué)生能夠熟練掌握熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本原理和研究方法，逐步建立分析微觀世界的思路和方法，訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)格的邏輯思維能力，培養(yǎng)演繹推理能力，提高解決具體問(wèn)題的能力。

1 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

熱統(tǒng)課程內(nèi)容由熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理兩部分組成。其中，熱力學(xué)是研究熱現(xiàn)象的宏觀理論，它從若干經(jīng)驗(yàn)定律出發(fā)，通過(guò)嚴(yán)密的邏輯演繹方法，最終給出系統(tǒng)的宏觀熱性質(zhì)；而統(tǒng)計(jì)物理則是研究熱現(xiàn)象的微觀理論，它從微觀粒子的力學(xué)規(guī)律出發(fā)，加上統(tǒng)計(jì)假設(shè)，獲得系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。從內(nèi)容上來(lái)看，熱統(tǒng)課程的理論性強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容繁雜。尤其，在當(dāng)前高校推行素質(zhì)教育和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的指導(dǎo)下，基礎(chǔ)理論課課程教學(xué)學(xué)時(shí)均有不同程度的壓縮。我校熱統(tǒng)課程安排為40個(gè)學(xué)時(shí)，由此帶來(lái)了教學(xué)學(xué)識(shí)少和教學(xué)內(nèi)容多的嚴(yán)重矛盾。我們根據(jù)我校材料物理專(zhuān)業(yè)特色方向和后續(xù)課程，在熱統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容上做出了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

現(xiàn)行的熱統(tǒng)教材理論性強(qiáng)，較適合理科生使用，缺乏較合適的工科材料類(lèi)學(xué)生使用的熱統(tǒng)教材。在組織教學(xué)中，我們以汪志誠(chéng)編寫(xiě)的《熱力學(xué)?統(tǒng)計(jì)物理（第四版）》作為主要參考教材[2]，同時(shí)綜合了多本經(jīng)典教材，如：胡承正編著的《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》，包景東編著的《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理簡(jiǎn)明教程》等[3～4]。根據(jù)我校材料物理專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專(zhuān)業(yè)特色方向，本著“先進(jìn)、有效、有用”的原則，對(duì)熱統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真清理與重構(gòu)，形成適合本校實(shí)際的課程講義。

在教學(xué)方法和考核方式上也應(yīng)根據(jù)我校實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)的改革。熱統(tǒng)課程是一個(gè)理論性強(qiáng)的課程，其中的物理概念抽象，物理公式繁雜。安徽工業(yè)大學(xué)材料物理專(zhuān)業(yè)是在工科背景下成立并發(fā)展起來(lái)的，學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中會(huì)有些吃力。長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐告訴我們，如果采取傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法，只能使熱統(tǒng)課堂教學(xué)枯燥無(wú)味，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，失去了學(xué)習(xí)興趣，甚至對(duì)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸情緒。另外，傳統(tǒng)的閉卷考試常造成學(xué)生不重視平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，期末復(fù)習(xí)只看教學(xué)課件，期待老師劃重點(diǎn)，搞突擊記憶。

針對(duì)上述現(xiàn)狀，我們嘗試著進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和考核方式的改革和實(shí)踐。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

熱統(tǒng)課程的熱力學(xué)部分與先修課程，如大學(xué)物理、物理化學(xué)和工程化學(xué)基礎(chǔ)的部分內(nèi)容重復(fù)率較高。我們?cè)诔浞至私獗緦?zhuān)業(yè)學(xué)生的先修課程和后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容后，對(duì)與其他課程有交叉重疊的部分進(jìn)行了壓縮和刪減。比如：熱力學(xué)部分的熱力學(xué)基本定律，熱力學(xué)函數(shù)，化學(xué)平衡條件，理想氣體的化學(xué)平衡等都在先修課程里面作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講授的。在實(shí)際教學(xué)時(shí)，只作復(fù)習(xí)性的簡(jiǎn)述或以學(xué)生自學(xué)的方式完成。但為保證熱力學(xué)基本概念與規(guī)律的嚴(yán)格性與系統(tǒng)性，對(duì)重要的基本概念和定律還是進(jìn)行重點(diǎn)講解。通過(guò)這樣的調(diào)整，節(jié)省了熱力學(xué)部分的教學(xué)學(xué)時(shí)，加大了統(tǒng)計(jì)物理部分的學(xué)時(shí)講授。統(tǒng)計(jì)物理是從宏觀系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)入手，從內(nèi)容上與量子力學(xué)和固體物理課程聯(lián)系緊密，也為后續(xù)的計(jì)算材料學(xué)課程，甚至可為本科畢業(yè)論文工作提供前期的知識(shí)準(zhǔn)備。在統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)部分，將在先修課程中學(xué)習(xí)過(guò)的麥克斯韋速度分布率和能均分定理略講；固體的熱容量的德拜理論是固體物理課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，在熱統(tǒng)教學(xué)中，這部分只簡(jiǎn)單提及。經(jīng)過(guò)這樣的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化后，節(jié)省了課時(shí)，加強(qiáng)了課程之間的聯(lián)系，提高了教學(xué)效率。

2.2 適當(dāng)引入材料學(xué)科前沿內(nèi)容

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求課程內(nèi)容要體現(xiàn)先進(jìn)性和現(xiàn)代化。通過(guò)合理的補(bǔ)充與熱統(tǒng)課程相關(guān)的材料學(xué)和物理學(xué)最新的學(xué)術(shù)成就與進(jìn)展，有意識(shí)的突出課程的廣度，豐富和具體化基本理論內(nèi)容。增加學(xué)科前沿內(nèi)容，我們從兩個(gè)方面進(jìn)行。一方面是在講授基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，引入與該知識(shí)密切相關(guān)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的介紹。例如：在對(duì)溫度和溫標(biāo)作復(fù)習(xí)簡(jiǎn)述的時(shí)候，介紹測(cè)溫儀表和測(cè)溫技術(shù)。電阻溫度計(jì)，熱電偶測(cè)溫技術(shù)，紅外測(cè)溫技術(shù)等在后續(xù)的材料類(lèi)課程學(xué)習(xí)，課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)論文工作是非常重要的一部分。在講授氣體的節(jié)流和膨脹過(guò)程一節(jié)時(shí)，介紹了獲得低溫的技術(shù)，以及與低溫有關(guān)的材料性能的變化，超導(dǎo)電現(xiàn)象的發(fā)展歷史及科研現(xiàn)狀等；在講授單元系的相變時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)二級(jí)相變和臨界現(xiàn)象的講授，介紹了磁性材料，超導(dǎo)材料，超流體等方面的最新研究進(jìn)展；在統(tǒng)計(jì)物理部分，介紹玻色-愛(ài)因斯坦凝聚的新進(jìn)展，講授統(tǒng)計(jì)物理部分的金屬中的自由電子時(shí)，適當(dāng)介紹計(jì)算材料學(xué)和計(jì)算物理方面的研究現(xiàn)狀等。另一方面是通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)取相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告，或者觀看相關(guān)報(bào)告的視頻。通過(guò)前沿知識(shí)的適當(dāng)引進(jìn)，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研興趣，獲得了較好的教學(xué)效果。

2.3 注重理論聯(lián)系實(shí)際

材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)是應(yīng)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，要求熱統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)實(shí)用性，加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系。我們鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃（SRTP）和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃的方式參與相關(guān)教師的課題研究，或者開(kāi)設(shè)課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。如在講授相變的章節(jié)時(shí)，為了讓學(xué)生加深對(duì)二級(jí)相變的理解，開(kāi)設(shè)了高溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)，巨磁電阻材料的相變實(shí)驗(yàn)等。組織學(xué)生參觀學(xué)校相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，如參觀計(jì)算材料實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生了解相圖的理論計(jì)算方法，第一性原理計(jì)算及材料設(shè)計(jì)方法。經(jīng)過(guò)這樣的訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)物理概念有了深入的理解，提高學(xué)生的應(yīng)用能力，研究能力和創(chuàng)新能力。

3 教學(xué)方法和考核方式的改革

3.1 學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)

在組織課堂教學(xué)時(shí)，認(rèn)真貫徹以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想，加強(qiáng)師生互動(dòng)，爭(zhēng)取使學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索知識(shí)。在課前，給學(xué)生預(yù)留思考題進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去聽(tīng)課，做到有的放矢。在組織教學(xué)時(shí)，對(duì)重點(diǎn)章節(jié)進(jìn)行精講，適時(shí)開(kāi)展物理基本概念和基本問(wèn)題的討論，啟發(fā)學(xué)生思考和推理。對(duì)相對(duì)容易理解的章節(jié)組織學(xué)生自學(xué)，或者制作成ppt課件，在課堂上講解，教師在做總結(jié)式講授。課后，要求學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)和習(xí)題，以期加深對(duì)基本概念的理解和應(yīng)用。

3.2 重物理思想 簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)推導(dǎo)

在組織教學(xué)的過(guò)程中，重點(diǎn)講解基本概念，突出物理思想。借助于多媒體教學(xué)，對(duì)于較抽象、難理解的概念和原理，可通過(guò)制作圖文并茂的課件，或者觀看相關(guān)視頻的方式，使抽象的概念形象化，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。適當(dāng)補(bǔ)充基本概念辨析題和思考題以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本概念的深入理解和掌握。對(duì)于必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，使用板書(shū)的方式進(jìn)行詳解和推導(dǎo)，留給學(xué)生足夠的時(shí)間思考并跟上教師的思路。

3.3 考核方式的改革

考核是教學(xué)過(guò)程的主要環(huán)節(jié)之一，應(yīng)具有實(shí)用性和針對(duì)性，并能體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)。我們?cè)诳己朔矫?，加大了平時(shí)成績(jī)的比例，增加了課堂回答問(wèn)題，課堂討論，撰寫(xiě)科研小論文等環(huán)節(jié)的考核。在期末的閉卷考試中，減少死記硬背的概念題和公式，把考核重點(diǎn)放在學(xué)生對(duì)基本物理概念的理解和基本理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用上。

4 實(shí)踐效果

在教學(xué)實(shí)踐中逐步形成了適合我校材料物理專(zhuān)業(yè)實(shí)際的熱統(tǒng)課程講義。實(shí)踐證明，改革措施在緩解授課學(xué)時(shí)與教學(xué)內(nèi)容的矛盾，拓寬學(xué)生知識(shí)面等方面效果顯著。尤其，熱統(tǒng)課程作為材料物理專(zhuān)業(yè)的前期先修基礎(chǔ)課，對(duì)后續(xù)的課程學(xué)習(xí)起著承上啟下的重要作用。通過(guò)上述的教學(xué)改革后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大提高，熱愛(ài)本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)，踴躍參加SRTP和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的計(jì)劃，甚至部分同學(xué)提前加入教師團(tuán)隊(duì)的課題組，對(duì)未來(lái)的工作或者繼續(xù)深造充滿(mǎn)信心。

參考文獻(xiàn)

[1] 方道來(lái)，童六牛，夏愛(ài)林，等.材料物理專(zhuān)業(yè)定位及課程體系設(shè)置的探索[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011（23）：104-105.

[2] 汪志誠(chéng).熱力學(xué)?統(tǒng)計(jì)物理[M].北京：高等教育出版社，2010.

第7篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

納米材料學(xué)研究作為納米科技發(fā)展的基礎(chǔ)其地位尤為重要。納米科技在信息、國(guó)防、能源、醫(yī)藥、環(huán)境、材料、工程等眾多領(lǐng)域都存在重要的應(yīng)用前景。由于納米材料對(duì)未來(lái)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國(guó)力增強(qiáng)有戰(zhàn)略性影響力，為提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，近年來(lái)很多高校開(kāi)始增設(shè)該課程為本科生和碩士生的專(zhuān)業(yè)課。

2005年起，筆者任教的內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院為本學(xué)院材料物理與化學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科生及碩士研究生開(kāi)設(shè)了該課程做為專(zhuān)業(yè)必修課。目的是讓材料專(zhuān)業(yè)大學(xué)生掌握更多的納米材料的基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握納米技術(shù)的前沿動(dòng)態(tài)，拓寬他們的知識(shí)面，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。筆者在幾年的納米材料科學(xué)與技術(shù)課程教學(xué)工作中有以下幾點(diǎn)體會(huì)。

一基礎(chǔ)理論知識(shí)的透徹講解

納米材料是一種介觀物質(zhì)，其物理化學(xué)性質(zhì)不同于宏觀物體，也不同于微觀原子和分子。眾所周知，宏觀材料的尺寸改變時(shí)其物理化學(xué)性質(zhì)不會(huì)有大的改變，但當(dāng)材料的尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，其物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)有很大的變化，顯示出不同于宏觀材料的物理化學(xué)特性，如量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子隧穿效應(yīng)、庫(kù)倫阻塞效應(yīng)、巨磁阻效應(yīng)等。這些特殊性質(zhì)使得納米材料在眾多領(lǐng)域中有著重要的潛在應(yīng)用前景，因而吸引著科研工作者的研究興趣。

我學(xué)院為本科生開(kāi)設(shè)這門(mén)課程是在大學(xué)四年級(jí)的第一學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)具有了一定的無(wú)機(jī)材料理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，因此比較容易理解該課程內(nèi)容。任課教師在講解時(shí)注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已學(xué)過(guò)的知識(shí)的運(yùn)用。例如，介紹納米微粒的制備方法時(shí)先講解學(xué)生已經(jīng)掌握的液相制備法如沉淀法和水熱法，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到納米材料不再神秘，又能觸手可及，可以鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

在講解量子隧穿效應(yīng)時(shí)，運(yùn)用量子力學(xué)的定態(tài)薛定諤方程來(lái)推導(dǎo)出一維勢(shì)壘金屬納米粒子內(nèi)部及外表面的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)波函數(shù)，結(jié)果金屬納米粒子外表面存在電子波函數(shù)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“隧道效應(yīng)”。即金屬納米粒子表面處存在勢(shì)壘，阻止內(nèi)部電子向外逸出，但由于隧道效應(yīng)，仍有一部分電子穿過(guò)表面勢(shì)壘到達(dá)金屬表面以外，并形成一層電子云。講解量子隧道效應(yīng)在掃描隧道顯微鏡納米金屬探針中的應(yīng)用，使學(xué)生更容易理解和記憶枯燥的理論，進(jìn)而達(dá)到活學(xué)活用的目的。

我院材料專(zhuān)業(yè)本科生在三年級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)了X射線(xiàn)衍射技術(shù)。因此在講解納米顆粒粒徑的表征方法時(shí)介紹了學(xué)生熟悉的X射線(xiàn)衍射技術(shù)中X射線(xiàn)衍射線(xiàn)線(xiàn)寬法（謝樂(lè)公式）測(cè)定一次顆粒晶粒度的方法。

碳納米材料中多壁、單壁碳納米管是大家關(guān)注的納米材料。講解單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)時(shí)運(yùn)用石墨片的模型。石墨片可以沿不同方向卷曲，得到各種螺旋度的納米管，根據(jù)手性矢量Ch=na1+ma2的計(jì)算，可以將碳納米管記為（n， m）。n和m的數(shù)值確定了納米管的電學(xué)性質(zhì)。例如當(dāng)n=m時(shí)，納米管為金屬型，電子沿納米管壁傳輸，因此金屬型碳納米管可用作納米回路的導(dǎo)線(xiàn)等等。講解單壁碳納米管的表征方法時(shí)，采用透射電子顯微鏡的高分辨圖片HRTEM和Raman光譜中的環(huán)呼吸振動(dòng)峰等來(lái)進(jìn)行表征。

二理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生積極性

納米材料是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，具有知識(shí)更新速度快的特點(diǎn)。大學(xué)四年級(jí)的學(xué)生面臨著找工作、考研究生、考公務(wù)員等實(shí)際狀況。如果任課老師此時(shí)一味地講解基礎(chǔ)理論知識(shí)，會(huì)使學(xué)生覺(jué)得枯燥無(wú)用，從而導(dǎo)致學(xué)生聽(tīng)課疲勞、厭學(xué)等現(xiàn)象，所以講解時(shí)要注重理論聯(lián)系實(shí)際。首先講解與日常生活緊密相關(guān)的納米材料，單臂碳納米管陣列、磁性液體、鈦酸鋇納米片及納米纖維等。讓學(xué)生了解這是一門(mén)有用的課程，激發(fā)他們深入學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到事半功倍的效果。

例如，講解單臂碳納米管陣列的合成及應(yīng)用時(shí)，借助圖像和動(dòng)畫(huà)，生動(dòng)、直觀地介紹了用微點(diǎn)陣技術(shù)將金屬催化劑固定在硅基板上，然后采用化學(xué)氣相沉積法在特定條件下使碳納米管在硅片上垂直生長(zhǎng)，形成單臂碳納米管陣列。因?yàn)樘技{米管具有優(yōu)異的場(chǎng)發(fā)射性質(zhì)，單臂碳納米管陣列可用于場(chǎng)發(fā)射高清晰度平板顯示器等。

詳細(xì)講解磁性液體的多種用途，如用于旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)密封、劑、增進(jìn)揚(yáng)聲器功率、礦物浮選、傳感器、阻尼器件等。

廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品中的多層陶瓷電容器的發(fā)展方向趨于大容量和薄層化，其主要原料鈦酸鋇高純超細(xì)粉體的制備工藝備受學(xué)術(shù)界關(guān)注。任課老師查閱最新的鈦酸鋇納米片及納米纖維的制備及表征的文獻(xiàn)，介紹給學(xué)生并進(jìn)行探討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三注重課程在研究課題中的應(yīng)用

研究合成無(wú)機(jī)材料的同學(xué)很多會(huì)用到透射電子顯微鏡（TEM）技術(shù)進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)表征。講解納米材料的結(jié)構(gòu)表征時(shí)，讓本科學(xué)生了解透射電子顯微鏡（TEM）的結(jié)構(gòu)的同時(shí)掌握支持膜法制備納米粉末樣品。而且該課程的內(nèi)容可能在以后的研究生學(xué)習(xí)中起到重要的作用。

在為碩士生講解時(shí)，要求他們掌握電子衍射原理和初等結(jié)晶學(xué)等內(nèi)容，并選用立方晶系材料的選區(qū)電子衍射圖片具體講解了衍射斑點(diǎn)的指數(shù)標(biāo)定方法，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)該課程的重要性。準(zhǔn)備一些與課題有關(guān)的或最新的納米材料英文文獻(xiàn)，分組翻譯，并進(jìn)行討論，將基礎(chǔ)理論知識(shí)與研究課題相結(jié)合，提高他們的綜合能力。

四營(yíng)造和諧互動(dòng)的課堂氣氛

筆者是一位留學(xué)回國(guó)人員，在國(guó)外攻讀碩博課程期間有很多的學(xué)習(xí)體會(huì)。例如每周舉行一次組會(huì)。組會(huì)具體內(nèi)容有基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、課題進(jìn)展報(bào)告、文獻(xiàn)研讀等。與學(xué)生一起分享自己的研究和學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，討論學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，從而可以使學(xué)生有計(jì)劃、有目的地使用時(shí)間，獲得事半功倍的學(xué)習(xí)效果。例如，利用關(guān)鍵詞搜索大量文獻(xiàn)，通過(guò)泛讀找到與課題有關(guān)的研究背景，再進(jìn)行精讀，來(lái)了解課題進(jìn)展情況等。根據(jù)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，參考部分國(guó)外的教學(xué)模式，例如組會(huì)模式，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。

人類(lèi)的每一次進(jìn)步都和一種或多種新材料的開(kāi)發(fā)密不可分。新技術(shù)的產(chǎn)生是以新材料為基礎(chǔ)的。納米材料對(duì)我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)振興及國(guó)力增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)具有戰(zhàn)略性影響力。因此高校為本科生和碩士生開(kāi)設(shè)納米材料科學(xué)與技術(shù)的專(zhuān)業(yè)課程是有必要的。納米科技具有發(fā)展迅速、知識(shí)更新速度快的特點(diǎn)，任課老師要針對(duì)課程特點(diǎn)不斷地查閱最新文獻(xiàn)，更新納米材料科研成果的內(nèi)容。講解時(shí)要注重納米科技理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系，借助圖像和動(dòng)畫(huà)等形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。營(yíng)造和諧互動(dòng)的課堂氣氛，以學(xué)生為主體，幫助學(xué)生做好學(xué)習(xí)規(guī)劃，有效利用時(shí)間，獲得事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]楊志伊.納米科技[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]汪信.納米材料化學(xué)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3]徐并社.納米材料及應(yīng)用技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1

[4]張全勤.納米技術(shù)新進(jìn)展[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

[5]朱永法.納米材料的表征與測(cè)試技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

第8篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

[關(guān)鍵詞] 高等職業(yè)教育 廣告設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè) 教學(xué)設(shè)計(jì) 課程設(shè)置

廣告設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)是一門(mén)涉及到繪畫(huà)藝術(shù)、美學(xué)、藝術(shù)修養(yǎng)、審美能力、心理學(xué)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)學(xué)的綜合性邊緣學(xué)科。從本行業(yè)專(zhuān)業(yè)理論的深度、廣度和專(zhuān)業(yè)技能的多樣性等角度來(lái)看，在三年內(nèi)要培養(yǎng)出具有高等教育層次、鮮明職業(yè)特色的技能型、應(yīng)用性職業(yè)技術(shù)專(zhuān)門(mén)人才，關(guān)鍵的是要有一套科學(xué)的、切實(shí)可行的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)專(zhuān)業(yè)從設(shè)置、確立培

養(yǎng)目標(biāo)、組織教學(xué)，最后到如何適應(yīng)社會(huì)需要的一個(gè)總體設(shè)計(jì)。高職教育是以能力為中心的教育，是以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)為主。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)需要按照社會(huì)崗位所需要的職業(yè)能力模塊組織教學(xué)。根據(jù)崗位對(duì)人才的要求，將專(zhuān)業(yè)素質(zhì)細(xì)分為能力模塊，并設(shè)置相應(yīng)的課程。能力模塊的劃分，是高職教育中廣告設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

一、行業(yè)現(xiàn)狀分析與培養(yǎng)目標(biāo)確立

根據(jù)對(duì)目前各類(lèi)廣告公司營(yíng)運(yùn)狀況及廣告專(zhuān)業(yè)歷屆畢業(yè)生進(jìn)行分類(lèi)調(diào)查研究的結(jié)果，我們逐漸掌握了社會(huì)對(duì)該專(zhuān)業(yè)在人才層次、專(zhuān)業(yè)方向、就業(yè)崗位、工作能力等方面的要求。確立了高職廣告設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，即培養(yǎng)專(zhuān)門(mén)從事廣告設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工及廣告管理運(yùn)作過(guò)程中的高級(jí)技術(shù)人才和管理人才。要使畢業(yè)生具有鮮明的法制觀念、高尚的職業(yè)道德，同時(shí)具有現(xiàn)代審美能力和較高藝術(shù)修養(yǎng)、有較強(qiáng)的藝術(shù)造型能力、較高的設(shè)計(jì)水平、掌握數(shù)碼設(shè)計(jì)手段，并且有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和社會(huì)能力，熟練掌握各種廣告設(shè)計(jì)與制作技能的“設(shè)計(jì)師”和“工藝師”。畢業(yè)生在獲得國(guó)家教委統(tǒng)一頒發(fā)的大專(zhuān)學(xué)歷證書(shū)外，還應(yīng)考取各種廣告業(yè)執(zhí)業(yè)資格證書(shū)。

二、崗位及專(zhuān)業(yè)能力分析

根據(jù)目前廣告行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，本專(zhuān)業(yè)的就業(yè)崗位和就業(yè)人數(shù)比例如下：廣告公司設(shè)計(jì)人員，約占總?cè)藬?shù)的25％；企業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)的設(shè)計(jì)人員，約占總?cè)藬?shù)的15％；設(shè)計(jì)師助理，約占總?cè)藬?shù)的15％；廣告施工技術(shù)管理人員，約占總?cè)藬?shù)的20％；廣告業(yè)務(wù)員，約占總?cè)藬?shù)的15％。

廣告行業(yè)對(duì)本專(zhuān)業(yè)的具體要求：有較強(qiáng)的手繪造型能力；能熟練使用電腦進(jìn)行廣告設(shè)計(jì)；能根據(jù)廣告不同媒體、特點(diǎn)和客戶(hù)的要求，提出創(chuàng)意新穎的各種廣告設(shè)計(jì)方案，并能組織實(shí)施；掌握基本的包裝裝潢設(shè)計(jì)技術(shù)以及各種文字造型能力，其中能熟練掌握黑體美術(shù)字和宋體美術(shù)字的書(shū)寫(xiě)方法，進(jìn)而推及其他種類(lèi)的文學(xué)造型，并在設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用；能熟練掌握現(xiàn)代攝影、影視技術(shù)等廣告制作手段；能根據(jù)設(shè)計(jì)方案提出正確的施工(制作)方案，并根據(jù)這些方案能準(zhǔn)確計(jì)算出各種廣告的制作成本；英語(yǔ)能通過(guò)廣東省二級(jí)考試并基本掌握廣告專(zhuān)業(yè)用英語(yǔ)。

方法能力與社會(huì)能力的具體要求：有較強(qiáng)的自學(xué)能力；有抽象思維與形象思維的能力，能有效地綜合各種信息，進(jìn)行有計(jì)劃、有步驟地實(shí)施各種廣告設(shè)計(jì)方案；有較強(qiáng)的語(yǔ)言和文字表達(dá)能力及一定的外語(yǔ)閱讀能力；有較強(qiáng)的群體適應(yīng)能力和合作交流能力；有良好的為人民服務(wù)思想、法制觀念、職業(yè)道德和行為規(guī)范。

三、知識(shí)結(jié)構(gòu)的劃分

在處理高職教學(xué)計(jì)劃中的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，有一對(duì)矛盾是必須認(rèn)真探討的，那就是針對(duì)性與適應(yīng)性的矛盾。作為職業(yè)教育，必須要針對(duì)一定的職業(yè)范圍，學(xué)生不能培養(yǎng)成通才；作為高等教育，它又必定要與職業(yè)培訓(xùn)區(qū)別開(kāi)來(lái)，學(xué)生除能上崗工作外，尚須有較強(qiáng)的適應(yīng)性，具有本專(zhuān)業(yè)的可持續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。要滿(mǎn)足針對(duì)性和適應(yīng)性?xún)煞矫娴囊螅呗毴瞬疟仨氂泻侠淼闹R(shí)結(jié)構(gòu)。高職課程的知識(shí)內(nèi)容，大致可分為三種類(lèi)型：基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)理論和專(zhuān)業(yè)技術(shù)。基礎(chǔ)理論的內(nèi)涵是普遍的客觀規(guī)律，包括自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)。專(zhuān)業(yè)理論是基礎(chǔ)理論在一定專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)，沿著實(shí)際應(yīng)用方向的綜合和發(fā)展。專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)是與高職人才的具體工作直接有關(guān)并頻繁應(yīng)用的知識(shí)。從三類(lèi)知識(shí)的性質(zhì)可知，專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)是直接反映當(dāng)前職業(yè)崗位的工作需求，體現(xiàn)了高職教學(xué)的針對(duì)性。專(zhuān)業(yè)理論是專(zhuān)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)，它常常是相近專(zhuān)業(yè)的

共同基礎(chǔ)。基礎(chǔ)理論表達(dá)的是自然與社會(huì)的普遍規(guī)律，它是專(zhuān)業(yè)理論的基礎(chǔ)，覆蓋面更廣。因而，這兩類(lèi)知識(shí)支持著高職人才的適應(yīng)能力。

三種類(lèi)型知識(shí)的性質(zhì)決定著它們的穩(wěn)定性。它們的邏輯聯(lián)系(或內(nèi)容排序)是基礎(chǔ)理論――專(zhuān)業(yè)理論一專(zhuān)業(yè)技術(shù)。實(shí)踐證明，越在基層的知識(shí)，穩(wěn)定性越高。當(dāng)前，人們?cè)隗@呼的“知識(shí)老化”“知識(shí)淘汰”等大都是指技術(shù)知識(shí)。計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，是最突出的實(shí)例。基礎(chǔ)理論最為穩(wěn)定，有時(shí)，即使“老化”了，但在一定時(shí)空下，仍然是有效的。例如當(dāng)相對(duì)論、量子力學(xué)出現(xiàn)后，古典力學(xué)當(dāng)然是“老化”了，但是，當(dāng)前地球上的絕大部分的力學(xué)計(jì)算仍然是依靠古典力學(xué)來(lái)做的。專(zhuān)業(yè)理論的穩(wěn)定性處于二者之間，例如廣告設(shè)計(jì)課內(nèi)容框架的變化是較緩慢的，但由于設(shè)計(jì)學(xué)的進(jìn)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)方法上產(chǎn)生了許多變化。

高職人才知識(shí)結(jié)構(gòu)是否合理的關(guān)鍵，就是協(xié)調(diào)這三類(lèi)知識(shí)的比重。高職人才的適應(yīng)性是一定職業(yè)范圍內(nèi)的適應(yīng)，沒(méi)有必要在過(guò)分寬廣的幅度中打基礎(chǔ)。在高職課程內(nèi)容中，應(yīng)該加強(qiáng)的是專(zhuān)業(yè)理論，專(zhuān)業(yè)理論課要占35％，專(zhuān)業(yè)技術(shù)課占25％，基礎(chǔ)理論課占15％，其理由可歸納為：專(zhuān)業(yè)理論是基礎(chǔ)理論沿一定專(zhuān)業(yè)方向的綜合和發(fā)展，是根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要精選提煉出來(lái)的基礎(chǔ)理論。因而，它是針x,-j要求和適應(yīng)性要求的統(tǒng)一。專(zhuān)業(yè)理論是學(xué)習(xí)和發(fā)展多種同類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)；專(zhuān)業(yè)理論具有足夠的穩(wěn)定性。

四、能力模塊劃分和課程設(shè)置

廣告專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)能力模塊劃分是以社會(huì)調(diào)查和專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，具體的思路是：廣告行業(yè)的各種職業(yè)崗位或技術(shù)分工進(jìn)行能力的分析，以確定與專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)的“應(yīng)知”和“應(yīng)會(huì)”；根據(jù)這些“應(yīng)知”和“應(yīng)會(huì)”來(lái)確定學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握的綜合能力、專(zhuān)項(xiàng)能力、單項(xiàng)能力的若干能力要素；將各種能力分解整合成能力模塊，來(lái)確定課程的設(shè)置。

1．職業(yè)道德及社會(huì)能力。要求有良好的職業(yè)道德和行為規(guī)范；敬業(yè)、樂(lè)業(yè)精神；良好的組織能力和適應(yīng)能力；中、英文語(yǔ)言表達(dá)能力和書(shū)面表達(dá)能力。對(duì)應(yīng)課程有政治理論、德育、英語(yǔ)、公文寫(xiě)作、體育、廣告法規(guī)。

2．基本造型和設(shè)計(jì)能力。要求能夠掌握現(xiàn)代平面造型、色彩裝飾效果及立體空間構(gòu)成的三大設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并通過(guò)純形式語(yǔ)言過(guò)渡到專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)語(yǔ)匯的把握，從而創(chuàng)造性地運(yùn)用到廣告設(shè)計(jì)中去。對(duì)應(yīng)課程有素描、色彩、三大構(gòu)成。

3．文字造型與運(yùn)用能力。要求掌握中英文的標(biāo)準(zhǔn)字、變體字,以及按設(shè)計(jì)屬性進(jìn)行不同風(fēng)格的字體造型，能進(jìn)行各種文字的組合與單項(xiàng)創(chuàng)意設(shè)計(jì)，并按工藝要求進(jìn)行制作。對(duì)應(yīng)課程有文字造型。

4．印刷廣告制作能力。要求掌握各種開(kāi)度頁(yè)碼編排法、印刷廣告設(shè)計(jì)成本計(jì)算方法。對(duì)應(yīng)課程是印刷廣告。

5．影像技術(shù)造型能力。要求了解攝影、攝像的各種技巧，能獨(dú)立完成作品創(chuàng)意及拍攝，并具有一定的后期加工制作能力。

6．廣告材料選用及傳統(tǒng)廣告設(shè)計(jì)制作能力。要求熟悉路牌廣告、燈箱廣告、霓虹燈廣告等傳統(tǒng)廣告媒體的設(shè)計(jì)與制作能力，了解各種廣告材料的性能。對(duì)應(yīng)課程是廣告媒體、路牌廣告制作、燈箱廣告制作。

7．電腦制作能力。要求熟練地操作電腦，進(jìn)行排版、文字編輯、圖形創(chuàng)意等制作程序，熟悉平面設(shè)計(jì)所需的各種軟件操作。對(duì)應(yīng)課程是電腦設(shè)計(jì)。

8．廣告設(shè)計(jì)能力。要求對(duì)廣告諸要素具有較全面的綜合表達(dá)能力，能獨(dú)立完成廣告方案、標(biāo)識(shí)、廣告主題、廣告制作等工作，具備一定的系列廣告籌劃、設(shè)計(jì)、制作能力。對(duì)應(yīng)課程是廣告概論和廣告設(shè)計(jì)。

9．策劃與設(shè)計(jì)能力。掌握策劃與設(shè)計(jì)原理和方法，采用中外優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案有辨析能力，能獨(dú)立完成各種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、應(yīng)用設(shè)計(jì)及對(duì)企業(yè)策劃執(zhí)行計(jì)劃的監(jiān)督與指導(dǎo)。對(duì)應(yīng)課程是策劃。

10．外語(yǔ)能力。要求能閱查、收集有關(guān)專(zhuān)業(yè)資料和信息。對(duì)應(yīng)課程是專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)。

綜上所述，并根據(jù)我國(guó)廣告行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)高職廣告設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)所對(duì)應(yīng)的職業(yè)崗位、人才的規(guī)格要求、能力素質(zhì)進(jìn)行的探析，高等職業(yè)技術(shù)教育廣告設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)設(shè)計(jì)，主要面向廣告行業(yè)五大工作崗位，需10多種能力模塊及相應(yīng)的20余門(mén)課程的支持。這樣才能培養(yǎng)出適合社會(huì)形勢(shì)發(fā)展需求的人才。

參考文獻(xiàn):

[1]張軍:高等職業(yè)技術(shù)教育研究[M].上海：教育出版社，1998

[2]李文利．職業(yè)教育課程模式的比較研究[M].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙人民出版社，1992

第9篇：量子力學(xué)基礎(chǔ)理論范文

【論文摘要】針對(duì)目前醫(yī)用物理學(xué)課堂教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容不合理，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問(wèn)題，應(yīng)該改革教學(xué)內(nèi)容，提高教師素質(zhì)，優(yōu)化教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

醫(yī)用物理學(xué)是高等醫(yī)藥院校醫(yī)學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科一年級(jí)的必修基礎(chǔ)課。近兩年我校教學(xué)改革，將臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)課程的學(xué)時(shí)數(shù)改為36學(xué)時(shí)（理論學(xué)時(shí)），然而教學(xué)目的沒(méi)有變。鑒于學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的實(shí)際情況，怎樣使醫(yī)學(xué)生較好地掌握相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，科學(xué)素質(zhì)也得到相應(yīng)的提高，是我們迫切需要解決的問(wèn)題。根據(jù)這兩年本人從事醫(yī)用物理學(xué)的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合我校的實(shí)際，談?wù)勎业囊恍┫敕ā?/p>

一、醫(yī)用物理學(xué)課堂教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高

第一，物理學(xué)是基礎(chǔ)課，是解釋生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)，卻不能代替生命科學(xué)去解釋生命現(xiàn)象，因此大部分學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)與跟自己的專(zhuān)業(yè)關(guān)系不大，學(xué)物理沒(méi)什么用處。第二，主講教師絕大多數(shù)不是醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)出身，而是來(lái)自于物理學(xué)或物理教育專(zhuān)業(yè)，具有物理學(xué)和教育學(xué)的知識(shí)和能力，但從事醫(yī)用物理教學(xué)還缺乏相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識(shí)。正是因?yàn)槲覀兘處熥陨韺?duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)了解不夠，教學(xué)中不能很好地闡明物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)用性，以及教學(xué)過(guò)程枯燥乏味，所以不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。第三，我校90%以上的學(xué)生在高中分科的時(shí)候，選讀的科目是生物或化學(xué)，因此物理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，很多學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)比較難學(xué)，存在畏難情緒。例如：我們學(xué)校臨床醫(yī)學(xué)（全科醫(yī)學(xué)方向）05（2）班共63人，高中選物理的只有4人，占總?cè)藬?shù)的6%。

2、教學(xué)內(nèi)容不合理

醫(yī)用物理學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和操作能力為目標(biāo)，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際去解釋生命現(xiàn)象，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，為以后的學(xué)習(xí)和研究做好鋪墊。而我們的醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)中往往注重物理學(xué)體系的完整性，教學(xué)內(nèi)容以講授物理規(guī)律為主，僅僅是在每一章的最后一節(jié)加了一點(diǎn)物理學(xué)知識(shí)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，不能有效地把理論聯(lián)系實(shí)際貫穿在整個(gè)授課過(guò)程[2]。另外，目前我校臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)講授的內(nèi)容有：流體的運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和波、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、幾何光學(xué)、量子力學(xué)基礎(chǔ)、原子核與放射性等部分，而與醫(yī)學(xué)聯(lián)系非常緊密的X射線(xiàn)、激光和核磁共振等，由于學(xué)時(shí)數(shù)不夠沒(méi)辦法講授。同時(shí)課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾日益突出，物理教學(xué)以理論課為主，實(shí)驗(yàn)操作很少，使學(xué)生缺乏鍛煉，儀器設(shè)備適應(yīng)能力差，動(dòng)手能力差。

3、考試內(nèi)容不盡人意

考題內(nèi)容多以理論分析、定量計(jì)算為主，偏重于物理理論的掌握和定量分析計(jì)算，純物理味過(guò)濃，考試內(nèi)容的應(yīng)用性與醫(yī)學(xué)相關(guān)性較差，較少涉及醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容，不能體現(xiàn)醫(yī)用物理學(xué)的特點(diǎn)[1]。

二、醫(yī)用物理學(xué)課堂教學(xué)改革思路

1、改革教學(xué)內(nèi)容

（1）精選教學(xué)內(nèi)容。由于內(nèi)容多，課時(shí)少的矛盾極為突出，根據(jù)基本保證物理學(xué)本身系統(tǒng)性，兼顧醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)需要以及醫(yī)學(xué)物理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)的原則，選擇物理學(xué)中與醫(yī)學(xué)有密切聯(lián)系的內(nèi)容。建議將原來(lái)的量子力學(xué)基礎(chǔ)部分換成x射線(xiàn)和激光。

（2）重視物理知識(shí)在實(shí)際生活特別是在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。第一，主要介紹物理學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的知識(shí)。例如，流體的運(yùn)動(dòng)部分側(cè)重介紹與人體血液循環(huán)和呼吸過(guò)程有關(guān)的流體的運(yùn)動(dòng)；振動(dòng)和波動(dòng)部分主要介紹與人的聲音和聽(tīng)覺(jué)有關(guān)的振動(dòng)、波動(dòng)和聲；電磁學(xué)部分主要介紹對(duì)深入了解生物電磁現(xiàn)象和有效使用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器而必備的電磁學(xué)知識(shí)；幾何光學(xué)主要介紹人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)，還有激光、X射線(xiàn)以及核醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)等等。在教學(xué)過(guò)程中合理地引入臨床醫(yī)學(xué)問(wèn)題，有助于綜合應(yīng)用物理學(xué)現(xiàn)象和物理規(guī)律，有助于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，有助于活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二，教學(xué)中盡量避免純數(shù)學(xué)的推導(dǎo)和計(jì)算，增加與醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容的講授時(shí)間。由于高等數(shù)學(xué)與醫(yī)用物理學(xué)都是大一上學(xué)期開(kāi)課，醫(yī)用物理學(xué)的有些內(nèi)容需用到高等數(shù)學(xué)，但由于課時(shí)方面的原因，進(jìn)度不能保證一致，如靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)算都需用到定積分，然而講授靜電場(chǎng)時(shí)，學(xué)生還沒(méi)學(xué)到定積分。因此把高等數(shù)學(xué)中微積分的分析思路引入即可，不必定量計(jì)算，等到學(xué)生高等數(shù)學(xué)課跟上節(jié)拍后，自然就能解題。對(duì)重要的物理定律、公式、結(jié)論要講清思路，講明來(lái)源和應(yīng)用思想，讓學(xué)生了解、明白，會(huì)定性分析即可[1]。第三，注意物理新知識(shí)的延伸[3]，在適當(dāng)?shù)牡胤浇榻B一些近代物理知識(shí)及與醫(yī)學(xué)相關(guān)的物理學(xué)成就,也可將教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和臨床醫(yī)學(xué)中的實(shí)際結(jié)合在一起，開(kāi)展專(zhuān)題講座。例如：激光醫(yī)學(xué)專(zhuān)題、醫(yī)學(xué)影像專(zhuān)題、電療、磁療等。

2、提高教師素質(zhì)

（1）強(qiáng)化教師隊(duì)伍的建設(shè)。要構(gòu)建具有“醫(yī)用”特色的物理學(xué)體系，就必須找到物理與醫(yī)學(xué)的最佳切入點(diǎn)及生長(zhǎng)點(diǎn)，以推動(dòng)醫(yī)用物理學(xué)的改革。這就要求醫(yī)用物理學(xué)教師必須有較完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，既要有充分的物理學(xué)的知識(shí)，又要有解剖學(xué)、病理學(xué)以及生理學(xué)等方面的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。然而，主講教師的醫(yī)學(xué)知識(shí)缺乏，不能很好的將理論聯(lián)系在醫(yī)學(xué)實(shí)際中。為此，物理學(xué)教師必須主動(dòng)適應(yīng)知識(shí)的動(dòng)態(tài)需求，走出課堂、調(diào)查研究、更新知識(shí)。首先，在保證教學(xué)的前提下，通過(guò)進(jìn)修、攻讀學(xué)位等方式，進(jìn)一步強(qiáng)化教師隊(duì)伍的建設(shè)。其次，鼓勵(lì)和組織教師跨學(xué)科聽(tīng)課，以增長(zhǎng)相關(guān)學(xué)科的知識(shí)和拓寬知識(shí)面，促使教學(xué)內(nèi)容從單一化向多樣化、綜合化發(fā)展。再次，積極開(kāi)展科學(xué)研究，及時(shí)追蹤學(xué)科發(fā)展新動(dòng)向及新技術(shù)、新方法。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解臨床和科研對(duì)物理學(xué)的需求，架構(gòu)起二者聯(lián)系的“橋梁”。[4]（2）加強(qiáng)集體備課。整合每一位教師的專(zhuān)長(zhǎng)，定期召開(kāi)研討會(huì)，學(xué)重點(diǎn)，分解教學(xué)難點(diǎn)，爭(zhēng)論教學(xué)熱點(diǎn)，分析醫(yī)學(xué)與物理在實(shí)踐中的典型例子，充分發(fā)揮每個(gè)人的優(yōu)勢(shì)。

3、優(yōu)化教學(xué)方法

（1）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自學(xué)能力。大一新生剛進(jìn)入大學(xué)，思維方式還停留在中學(xué)的學(xué)習(xí)方法上。中學(xué)教師每節(jié)課講的內(nèi)容較少，課后做大量的習(xí)題，而大學(xué)課堂上每節(jié)課講述的內(nèi)容多，習(xí)題相對(duì)少，學(xué)生一時(shí)很難適應(yīng)。因此我們?cè)趯W(xué)期初應(yīng)該在學(xué)習(xí)方法上對(duì)學(xué)生加以指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自學(xué)能力，幫助學(xué)生盡快地適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式[3]。例如：每次課結(jié)束的時(shí)候告訴學(xué)生下次課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，并把看不懂的地方記錄下來(lái)，這樣帶著問(wèn)題去聽(tīng)課，將會(huì)達(dá)到更好的效果。另外，也可以把下一節(jié)課要講的內(nèi)容分成幾個(gè)主題，讓學(xué)生分別去準(zhǔn)備，要求學(xué)生帶著問(wèn)題去看書(shū)或者去圖書(shū)館查閱相關(guān)資料。學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)書(shū)本上的內(nèi)容和查閱相關(guān)文獻(xiàn)把答案準(zhǔn)備好，上課的時(shí)候由學(xué)生來(lái)講，老師負(fù)責(zé)糾正錯(cuò)誤并進(jìn)行總結(jié)。這種方式不但充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，還使講課內(nèi)容更加豐富。

（2）采用多種教學(xué)方法。例如：類(lèi)比教學(xué)法：物理學(xué)中有些概念、規(guī)律較抽象，學(xué)生很難理解，我們可以拿學(xué)生熟悉的概念、規(guī)律與它們類(lèi)比，這樣學(xué)生就很容易接受。例如：我們講到電勢(shì)梯度的概念時(shí)，由于高等數(shù)學(xué)中與其相關(guān)矢量的知識(shí)沒(méi)有學(xué)，因此有些學(xué)生不理解，如果我們拿學(xué)生很熟悉的速度的概念與電勢(shì)梯度進(jìn)行類(lèi)比：速度是位移隨時(shí)間的變化快慢，電勢(shì)梯度實(shí)際上就是電勢(shì)沿空間某個(gè)方向（這個(gè)方向就是等勢(shì)面的法線(xiàn)方向）的變化快慢，這樣學(xué)生就恍然大悟。歸納總結(jié)法：每學(xué)習(xí)完一節(jié)內(nèi)容，我們應(yīng)該做一個(gè)小結(jié)，學(xué)習(xí)完一章或者物理學(xué)一部分（例如：電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、幾何光學(xué)、原子核物理與放射性等）也要做總結(jié)，并且總結(jié)的時(shí)候要講究方法，例如：對(duì)于相似的、容易混淆的物理概念或者規(guī)律，可以采用對(duì)比歸納法，這樣更容易記憶，并且不容易混淆。例如：光的干涉和光的衍射都描述的是光的波動(dòng)性，它們二者有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？我們可以從以下方面進(jìn)行分析對(duì)比和歸納總結(jié)：干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件；干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象的分類(lèi)；不同類(lèi)型的干涉條紋和衍射條紋中明暗條紋的條件；條紋間距；影響干涉條紋和衍射條紋的因素等等。我們可以采用列表或者框圖的形式，這樣更直觀、更容易記憶。另外，對(duì)于有共性的物理量或者規(guī)律，可以放在一起來(lái)記憶。例如：靜電場(chǎng)比較抽象，很多學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有些困難。例如我們可以把靜電場(chǎng)力做功跟重力做功進(jìn)行類(lèi)比等等。當(dāng)然，每個(gè)人都有適合自己的學(xué)習(xí)方法，如果教師做好所有的歸納總結(jié)，然后讓學(xué)生被動(dòng)地去接受，這樣是不能達(dá)到較好的教學(xué)效果的。我們應(yīng)該督促學(xué)生自己歸納總結(jié)，讓所學(xué)的物理知識(shí)在他們的頭腦中構(gòu)建一個(gè)清晰的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4、認(rèn)真批改作業(yè)和講評(píng)作業(yè)

每次布置的課后作業(yè)，都認(rèn)真批改，作為平時(shí)成績(jī)的一部分；指出學(xué)生的錯(cuò)誤之處，并且把學(xué)生出錯(cuò)的地方都做好筆記，然后把各種不同的錯(cuò)誤進(jìn)行分析、歸納總結(jié)，做好相應(yīng)的電子課件，該課件不僅展示作業(yè)的參考答案，而且還列舉各種不同的錯(cuò)誤做法，這樣可以加深學(xué)生的印象，告誡他們以后不要出現(xiàn)此類(lèi)錯(cuò)誤。除此之外，對(duì)于學(xué)生頻繁出錯(cuò)的地方，教師應(yīng)該作自我總結(jié)，在以后的教學(xué)過(guò)程中要注意改進(jìn)教學(xué)方法，著重強(qiáng)調(diào)這些地方。

5、改革考試內(nèi)容

改變過(guò)去以計(jì)算題為主的做法，增加論述性、主觀性、綜合性、應(yīng)用性（與醫(yī)學(xué)相關(guān)的內(nèi)容）和設(shè)計(jì)性的題目。這樣可以幫助學(xué)生提高分析、比較、歸納、綜合的能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及語(yǔ)言、圖形表達(dá)的能力。

總之，為了適應(yīng)醫(yī)學(xué)生物理基礎(chǔ)培養(yǎng)的需要，落實(shí)素質(zhì)教育目標(biāo)，醫(yī)用物理教學(xué)改革勢(shì)在必行。醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)改革的宗旨應(yīng)該是改過(guò)去枯燥、乏味、難學(xué)、缺乏實(shí)用性的教學(xué)模式為輕松愉快的教育形式。從總體培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，本著因材施教、因需施教的原則，改變過(guò)去物理教學(xué)中求精求深的教學(xué)方式，使教學(xué)方式多樣化、內(nèi)容實(shí)用化，加強(qiáng)與醫(yī)學(xué)的有機(jī)結(jié)合，既保證醫(yī)學(xué)生對(duì)物理基本概念的掌握，又保證大綱的完成。

【參考文獻(xiàn)】

[1]艾拜都拉•肉孜，馬遠(yuǎn)新，樊孝喜.醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)改革初探[J].新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2002,25(3):347-348.

[2]豐新勝.醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)探討[J].山東醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2007,29:275-276.