量子力學(xué)知識點精選(九篇)

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第1篇：量子力學(xué)知識點范文

[關(guān)鍵詞] 地方院校；量子力學(xué)；精品課程建設(shè)

[中圖分類號] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)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“地方院校”指省屬高校中的地方性直屬本科高校，這些院校大多采取省市共建、以市為主的管理體制，多數(shù)建校時間短或由?？粕?。

隨著我國高等教育大眾化進(jìn)程的不斷深入，生源質(zhì)量降低，教學(xué)資源日趨緊張，高等院校的教學(xué)壓力逐漸加大，引發(fā)了社會對高等教育質(zhì)量的擔(dān)憂。2003年4月《教育部關(guān)于啟動高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》（教高[2003]1號），引起了全國范圍內(nèi)建設(shè)國家、省、校三級精品課程的熱潮。量子力學(xué)精品課程也同其他課程一樣，經(jīng)歷了精品課程建設(shè)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(xué)（2004年）、復(fù)旦大學(xué)（2004年）、清華大學(xué)（2007年）、北京大學(xué)（2008年）；兩校建成湖北省精品課程，分別是華中師范大學(xué)（2003年）和湖北大學(xué)（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(xué)院（2007年）、湖北師范學(xué)院（2011年）?？梢姡孔恿W(xué)國家精品課程全部由985重點大學(xué)建設(shè)，湖北省精品課程也由211重點大學(xué)和省屬重點大學(xué)建設(shè)，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(shù)地方院校并未開展量子力學(xué)精品課程建設(shè)，這與量子力學(xué)課程的重要地位極不相稱。量子力學(xué)是近代物理學(xué)的兩大支柱之一，也是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)，其教學(xué)質(zhì)量的重要性不言而喻，但量子力學(xué)又是一門高度抽象的理論物理課程，遠(yuǎn)離日常經(jīng)驗，教與學(xué)都有一定的難度。地方院校由于師資力量薄弱，學(xué)術(shù)資源匱乏，生源素質(zhì)不理想，教學(xué)與科研脫節(jié)，導(dǎo)致這些院校的量子力學(xué)精品課程大多處于有心無力、舉步維艱的狀態(tài)。

地方院校占我國高?？倲?shù)的90%左右，擔(dān)負(fù)著服務(wù)地方社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)、培養(yǎng)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(wěn)，必然影響我國高等教育的健康發(fā)展，因此研究地方院校量子力學(xué)精品課程建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)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(dǎo)地方院校量子力學(xué)精品課程的建設(shè)。

1 地方院校視角下量子力學(xué)精品課程建設(shè) 的內(nèi)涵

精品課程的評價標(biāo)準(zhǔn)是“五個一流”，即一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理。精品課程建設(shè)研究大多圍繞“五個一流”展開，但精品課程建設(shè)應(yīng)該是分層次的，不同類型的高校應(yīng)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。每個學(xué)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(xué)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(yīng)從自己的辦學(xué)定位、培養(yǎng)規(guī)格和生源情況來考慮量子力學(xué)精品課程建設(shè)，基于地方院校視角來理解“五個一流”，揚(yáng)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(xué)歷、職稱、學(xué)術(shù)水平和重點大學(xué)相比有較大差距，教學(xué)任務(wù)重，技術(shù)應(yīng)用能力不強(qiáng)。重點大學(xué)承擔(dān)培養(yǎng)拔尖人才的任務(wù)，必然要求教師具有較高的學(xué)術(shù)水平和科研能力，地方院校承擔(dān)培養(yǎng)千百萬專門人才，即應(yīng)用型技能型人才的任務(wù)，對教師的學(xué)術(shù)水平要求不是太高，但要求教師具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力。地方院校教師不宜與重點大學(xué)的教師比學(xué)術(shù)水平，但要關(guān)注學(xué)科前沿，盡快掌握與本學(xué)科相關(guān)的最新技術(shù)，提高重點大學(xué)教師并不擅長的技術(shù)應(yīng)用能力，體現(xiàn)地方院校“雙師”型師資的鮮明特色。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教師隊伍，就是要建設(shè)一支與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相適應(yīng)的，具有一定的學(xué)術(shù)水平、較高的教學(xué)水平、較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力的“雙師型”教師隊伍。

1.2 一流教學(xué)內(nèi)容

應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，決定了量子力學(xué)精品課程的教學(xué)內(nèi)容有別于重點大學(xué)，教學(xué)內(nèi)容的核心是量子力學(xué)的基本理論、基本知識、基本技能，不求教學(xué)內(nèi)容的高度完整性，適當(dāng)降低內(nèi)容的深度和應(yīng)用數(shù)學(xué)解題的難度，保持教學(xué)內(nèi)容的前沿性和時代性，滿足學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展前沿及其技術(shù)應(yīng)用的強(qiáng)烈愿望。前沿知識不僅可以開闊學(xué)生的眼界，而且能夠潛移默化地影響學(xué)生未來的發(fā)展。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教學(xué)內(nèi)容可以理解為，量子力學(xué)基本理論、基本知識、基本技能等學(xué)科有效知識與專業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的前沿知識及其技術(shù)應(yīng)用的有機(jī)整合。有效知識，就是今后能對在該領(lǐng)域繼續(xù)學(xué)習(xí)、繼續(xù)研究、開辟新的領(lǐng)域、學(xué)習(xí)新的知識發(fā)揮作用的、最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)性的東西[1]。

1.3 一流教學(xué)方法

重點大學(xué)普遍重視討論式、研究式教學(xué)方法，基于量子力學(xué)學(xué)科特點和地方院校學(xué)生水平，討論式和研究式的教學(xué)方法要慎重使用，如果準(zhǔn)備不充分，極有可能出現(xiàn)學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。采用討論式和研究式教學(xué)方法，一要內(nèi)容難度適宜，二要前期準(zhǔn)備充分，三要教師循循善誘。量子力學(xué)內(nèi)容高度抽象，學(xué)生自學(xué)困難較大，因此對教學(xué)方法和手段的要求較高。無論選擇什么樣的教學(xué)方法，采用什么樣的教學(xué)手段，都是為了學(xué)生能夠更好地理解和掌握知識，都要適合學(xué)生的實際認(rèn)知水平，不能為了討論而討論，為了研究而研究，應(yīng)以實際教學(xué)效果來評價教學(xué)方法的優(yōu)劣。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教學(xué)方法，即以啟發(fā)式講授為主，結(jié)合課程內(nèi)容適當(dāng)采取討論式和研究式教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合，集多種方法與手段于一體的教學(xué)方法體系。

1.4 一流教材

量子力學(xué)教材的選用，國內(nèi)一般主要選用曾謹(jǐn)言版（重點大學(xué)）和周世勛版（地方院校），另有蘇汝鏗版、張永德版、錢伯初版、關(guān)洪版等多種教材，也有多種國外優(yōu)秀教材。鑒于量子力學(xué)的某些基本問題至今仍有爭議，甚至國內(nèi)權(quán)威教材中的部分內(nèi)容仍受質(zhì)疑，地方院校不宜盲目自編教材，避免對某些問題的不當(dāng)闡述誤導(dǎo)學(xué)生，宜選用國內(nèi)經(jīng)典的簡明教材，輔以優(yōu)秀教材作為參考書，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，通過立體化、一體化教材建設(shè)，補(bǔ)充量子力學(xué)的最新進(jìn)展和實際應(yīng)用，更好地為地方院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才服務(wù)。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教材，即在選用國內(nèi)經(jīng)典簡明教材的基礎(chǔ)上，選擇國內(nèi)外優(yōu)秀教材作參考書，著力打造包括電子教案、PPT、習(xí)題答案、試題庫、仿真實驗、網(wǎng)絡(luò)課堂等資源在內(nèi)的立體化、一體化教材。

1.5 一流教學(xué)管理

精品課程需要通過科學(xué)的管理為其提供制度保證。科學(xué)的教學(xué)管理和規(guī)范的管理機(jī)制，是精品課程的重要條件。精品課程的教學(xué)管理既包括對課堂教學(xué)的組織、實踐教學(xué)的安排、學(xué)習(xí)成績的評定等教學(xué)環(huán)節(jié)的管理，還包括師資隊伍的配備、課程建設(shè)過程的管理、教學(xué)保證條件的建設(shè)等[2]。

地方院校作為教學(xué)型大學(xué)，科研上處于劣勢，教學(xué)管理上更應(yīng)加強(qiáng)，應(yīng)將一流教學(xué)管理作為量子力學(xué)精品課程的重要特色來建設(shè)。

地方院校量子力學(xué)精品課程的一流教學(xué)管理，即建立健全與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的教學(xué)管理制度，包括編、備、教、輔、改、考各教學(xué)環(huán)節(jié)的管理制度，以及經(jīng)費(fèi)投入、師資配備、用人機(jī)制和激勵機(jī)制、課程評價等教學(xué)質(zhì)量保障制度，認(rèn)真落實各項教學(xué)管理制度并切實做好教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，保證課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 地方院校視角下量子力學(xué)精品課程建設(shè) 的對策

2.1 建設(shè)一支與應(yīng)用型人才培養(yǎng)適應(yīng)的師資隊伍

地方院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的定位，客觀上要求教師應(yīng)具有教師和工程師（或技能師）的雙重身份。量子力學(xué)精品課程的師資隊伍建設(shè)，除引進(jìn)高層次人才、抓好現(xiàn)有教師的轉(zhuǎn)型提升、開展與課程相關(guān)的教研和科研等常規(guī)措施之外，尤其要重視師資隊伍的技術(shù)水平和能力的培養(yǎng)，通過產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合切實提高教師的技術(shù)操作能力、應(yīng)用能力和轉(zhuǎn)化能力。加強(qiáng)學(xué)校與科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)的合作，聘請經(jīng)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(shù)實力。

2.2 精選課程有效知識構(gòu)建學(xué)科基礎(chǔ)，實現(xiàn)理論 與應(yīng)用、基礎(chǔ)與前沿的完美結(jié)合

夯實基礎(chǔ)、關(guān)注前沿、了解應(yīng)用、激發(fā)興趣是一流教學(xué)內(nèi)容的必然要求。在教學(xué)內(nèi)容的選擇和安排上，要注意與知識的實際應(yīng)用相聯(lián)系，找準(zhǔn)最佳結(jié)合點，融入學(xué)科前沿的理論知識和學(xué)科發(fā)展的最新成果。

量子力學(xué)的有效知識包括量子力學(xué)的發(fā)展歷史、量子力學(xué)的五大公設(shè)、定態(tài)問題求解、表象變換理論、微擾理論、電子自旋等，有效知識構(gòu)成課程的核心知識；學(xué)科前沿知識、量子力學(xué)在現(xiàn)代科技和其它學(xué)科中的應(yīng)用等內(nèi)容構(gòu)成課程的補(bǔ)充知識；散射等相對困難的內(nèi)容構(gòu)成課程的知識。核心知識具有相對穩(wěn)定性，要求熟練掌握；補(bǔ)充知識具有時代性，要求學(xué)生了解而不求掌握；知識具有可選性，建議有能力的學(xué)生選學(xué)。核心知識和補(bǔ)充知識屬于第一層次的教學(xué)內(nèi)容，面向全體學(xué)生；知識屬第二層次的教學(xué)內(nèi)容，面向部分學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容的分類既有利于實現(xiàn)教學(xué)的層次化，又有利于實現(xiàn)理論與應(yīng)用、基礎(chǔ)與前沿的有機(jī)結(jié)合。

2.3 構(gòu)建教學(xué)理念先進(jìn)、與學(xué)生水平相適應(yīng)的教 學(xué)方法體系

以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體。變單一教學(xué)方式為多樣化教學(xué)方式構(gòu)成的有機(jī)體系，變以教為主為以學(xué)為主或?qū)W教并重，變傳統(tǒng)課堂教學(xué)為傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)相結(jié)合?；诹孔恿W(xué)的抽象性，講授仍是主要的教學(xué)方法，但應(yīng)注重啟發(fā)學(xué)生積極思考，采取課內(nèi)、課外、網(wǎng)絡(luò)等多種形式增強(qiáng)師生互動，結(jié)合適當(dāng)?shù)膬?nèi)容開展討論和研究。

可以組織學(xué)生討論如量子力學(xué)相關(guān)實驗的解釋、量子力學(xué)基本原理的各種理解、一維定態(tài)問題的求解方法等；也可討論量子力學(xué)的某些新進(jìn)展和新的技術(shù)應(yīng)用，要求學(xué)生就“量子糾纏”、“EPR佯謬”、“量子計算機(jī)原理”等內(nèi)容展開調(diào)研，撰寫文獻(xiàn)綜述報告，將討論和初步的研究結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的基本素質(zhì)；也可建議能力較強(qiáng)的學(xué)生對“密度矩陣表示量子態(tài)”、“路徑積分量子化”、“自由粒子的狄拉克方程”等較新的內(nèi)容進(jìn)行一些初級的理論探討，通過寫小論文的方式總結(jié)研究結(jié)果等。

討論和探究的關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)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(xué)參考書，建設(shè)立體化、 一體化教材

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

教材是教學(xué)內(nèi)容的載體，一流教材必然要展現(xiàn)一流教學(xué)內(nèi)容。立體化、一體化教材不是簡單的教材和教參搬家，應(yīng)將學(xué)科最新的研究成果、成功的教改經(jīng)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(xué)錄像、習(xí)題解答、試題庫、網(wǎng)絡(luò)互動答疑、在線測試等內(nèi)容外，還要自編學(xué)習(xí)輔導(dǎo)用書，內(nèi)容大致可包括學(xué)習(xí)內(nèi)容輔導(dǎo)、考研輔導(dǎo)、閱讀材料三大部分。學(xué)習(xí)內(nèi)容輔導(dǎo)應(yīng)梳理各章知識點及聯(lián)系、重點難點的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，補(bǔ)充典型習(xí)題；考研輔導(dǎo)可提供各類院校近年來的量子力學(xué)考研試卷，分析考試內(nèi)容涵蓋的知識點和相關(guān)的考核要求；閱讀材料可介紹量子力學(xué)的最新進(jìn)展、與量子力學(xué)有關(guān)的各交叉學(xué)科、量子力學(xué)的發(fā)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(xué)管理

精品課程建設(shè)是一個綜合系統(tǒng)工程，只有扎扎實實、認(rèn)認(rèn)真真、持之以恒地努力工作，才能把事情做好[3]。一流教學(xué)管理是精品課程建設(shè)的重要方面，建章立制是基礎(chǔ)，教學(xué)各環(huán)節(jié)的過程管理是縱線，教學(xué)保障條件建設(shè)管理是橫線，教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控、反饋和改進(jìn)是保障。教學(xué)管理不必標(biāo)新立異，抓緊、抓實、抓細(xì)、抓出成效，就是教學(xué)管理的最大特色。

教學(xué)各環(huán)節(jié)的管理制度中，重點要改變學(xué)業(yè)成績評價標(biāo)準(zhǔn)，變結(jié)果評價為過程評價，正確把握考試導(dǎo)向，降低期末考試比重，加大平時考核比重，將考勤、作業(yè)、提問、小論文、課程設(shè)計納入平時考核。

教學(xué)質(zhì)量保障制度的建設(shè)和落實要抓好以下幾個方面：學(xué)校要加大對精品課程建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入；選擇學(xué)術(shù)水平較高、教學(xué)效果得到師生公認(rèn)的優(yōu)秀教師擔(dān)任課程負(fù)責(zé)人，組建由課程負(fù)責(zé)人負(fù)總責(zé)、主講教師分工與合作的教學(xué)隊伍；對參與精品課程建設(shè)的教師，在評優(yōu)評先、晉升職稱等方面優(yōu)先考慮；抓實教學(xué)過程的質(zhì)量監(jiān)控，完善同行評教、學(xué)生評教、畢業(yè)生評教和評教意見的及時反饋及改進(jìn)制度；抓住一切校內(nèi)外的交流機(jī)會，博采眾長，不斷更新充實網(wǎng)上資源，確保精品課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 地方院校視角下量子力學(xué)精品課程建設(shè) 的初步成果

2011年起，荊楚理工學(xué)院應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)開設(shè)量子力學(xué)課程。三年來，量子力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊堅持以建設(shè)校級精品課程為目標(biāo)，始終追求精品境界，目前量子力學(xué)精品課程的基本資料已準(zhǔn)備就緒，擬申報校級精品課程，并計劃在校級精品課程基礎(chǔ)上，力爭申報省級及以上精品課程，最終轉(zhuǎn)型升級成為精品資源共享課。

教學(xué)團(tuán)隊堅持教學(xué)和科研相結(jié)合，重視研究解決教學(xué)過程中存在的突出問題，以教科研水平的提高帶動教學(xué)水平的提高。三年共主持完成湖北省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題“理工類本科生物理學(xué)習(xí)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(guī)劃辦批準(zhǔn)結(jié)題，鑒定結(jié)論為：課題研究整體設(shè)計規(guī)范，研究路線科學(xué)，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(xué)“十二五”規(guī)劃課題一項：“地方院校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究”。在學(xué)術(shù)研究方面，教學(xué)團(tuán)隊圍繞量子糾纏態(tài)、量子點、反應(yīng)微分截面等方向進(jìn)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(xué)術(shù)會議上發(fā)表了6篇英文學(xué)術(shù)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(xué)報、重慶大學(xué)學(xué)報、量子光學(xué)學(xué)報等中文核心期刊上發(fā)表了8篇學(xué)術(shù)論文。

科學(xué)研究提高了教師的學(xué)術(shù)水平，加深了對量子力學(xué)課程內(nèi)容的深刻理解，促進(jìn)了教學(xué)的深入淺出，實現(xiàn)了理論與應(yīng)用、基礎(chǔ)與前沿的有機(jī)結(jié)合，量子力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量逐年穩(wěn)步提高：三年來師生評教均分都在95分以上，教學(xué)效果得到師生認(rèn)可；學(xué)生學(xué)習(xí)量子力學(xué)的積極性明顯提高，學(xué)業(yè)成績的統(tǒng)計結(jié)果表明，大部分學(xué)生較好地掌握了量子力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，并對量子力學(xué)知識的有關(guān)應(yīng)用和學(xué)科發(fā)展前沿產(chǎn)生了濃厚興趣，越來越多的學(xué)生開始選擇以量子力學(xué)的有關(guān)研究作為畢業(yè)論文選題，其中2009級兩名學(xué)生的畢業(yè)論文榮獲學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)論文；不少學(xué)生考研時量子力學(xué)科目也取得了135分以上的較好成績。荊楚理工學(xué)院量子力學(xué)精品課程建設(shè)取得的初步成效，從理論和實踐兩方面證明了建設(shè)具有地方院校特色的量子力學(xué)精品課程是可行的。

4 結(jié)束語

精品課程不應(yīng)千課一面，不同類型的院校應(yīng)該有不同類型的精品課程，量子力學(xué)精品課程建設(shè)也不應(yīng)該成為重點大學(xué)的專利，地方院校完全可以根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格、生源狀況，正確地理解“一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理”，建設(shè)具有應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色的量子力學(xué)精品課程，在精品課程建設(shè)上實現(xiàn)與重點大學(xué)的錯位發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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

第2篇：量子力學(xué)知識點范文

關(guān)鍵詞：交互式電子白板；交互功能；提高課堂教學(xué)效率

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

目前，最先進(jìn)的教育技術(shù)交互式電子白板已經(jīng)走進(jìn)課堂。交互式電子白板技術(shù)具有豐富的資源平臺，具備現(xiàn)代多媒體教學(xué)的各種優(yōu)勢和交互性強(qiáng)、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(xué)，可豐富課堂上教育教學(xué)資源，通過互動，創(chuàng)造了一個生機(jī)勃勃的學(xué)習(xí)環(huán)境，充分展示教師教學(xué)的設(shè)計意圖，全面優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生保持積極活躍的思維，深刻體驗英語學(xué)習(xí)的快樂及成就感。本人在具體的英語教學(xué)過程中，深刻認(rèn)識到交互式電子白板的強(qiáng)大功能及對教學(xué)效果提升的促進(jìn)作用，敢于應(yīng)用，靈活使用，收獲頗豐。

一、發(fā)揮交互式電子白板強(qiáng)大的交互功能，做好“三個互動”

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

1、教師與學(xué)生互動

在傳統(tǒng)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(xué)生進(jìn)行互動，這些在一定意義上起到了一定互動效果，但實質(zhì)很難使學(xué)生真正的與教師交流并參加到教學(xué)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(yōu)勢，老師和學(xué)生無須嚴(yán)格的專業(yè)訓(xùn)練的特點，可以在白板上面親自操作，隨時在計算機(jī)界面、網(wǎng)頁上和光盤播放界面上進(jìn)行書寫，展現(xiàn)知識形成的過程，學(xué)生能與老師進(jìn)行討論，可以及時修改錯題，從而在課堂教學(xué)中實現(xiàn)師生同步。對于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出的問題，教師可以調(diào)換不同顏色的筆，隨寫隨劃，隨時進(jìn)行歸納，隨時給予解決，師生間教與學(xué)的互動時時可開展，課堂教學(xué)的有效性將大大提高。

2、同學(xué)間互動

當(dāng)然白板不僅僅是屬于教師的，同時也是屬于學(xué)生的。這一點讓學(xué)生非常自豪和快樂。課堂上，很多學(xué)生通過觀察教師上課使用示范和課余同學(xué)間相互嘗試，能較快掌握白板的各種學(xué)習(xí)功能，其掌握度、熟練度甚至比教師還快、還精?；谝陨险J(rèn)識，在課堂中，我大膽地將同學(xué)間互動完全放手交給學(xué)生，上臺的同學(xué)可以通過白板成為同學(xué)間的小老師，自己去設(shè)計問題，主動向其他的同學(xué)提問，相互間解答問題。通過讓學(xué)生當(dāng)同學(xué)小教師的嘗試，本人既可以了解學(xué)生對問題的理解，又可以從解答問題的同學(xué)身上及時掌握學(xué)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(xué)，補(bǔ)充了從演示性多媒體教學(xué)到網(wǎng)絡(luò)條件下的個別教學(xué)之間的空白，在強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和師生、互動基礎(chǔ)上，有利于推動信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合，注重師生與教育教學(xué)資源的互動。本人在運(yùn)用互動電子白板上課時，非常注重師生與教育教學(xué)資源的互動功能。在充分準(zhǔn)備教學(xué)用的素材基礎(chǔ)上，課堂上還根據(jù)教學(xué)的需要，利用資源即時生成，隨時補(bǔ)充在課堂教學(xué)中瞬間迸發(fā)的教學(xué)靈感，對重點難點內(nèi)容勾勾劃劃，而同學(xué)們亦可以更改、充實教師原先的素材內(nèi)容。另外，由于電子白板具有強(qiáng)大的儲存功能，課堂上師生與教育教學(xué)資源的互動、新資源的生成，只要在白板上操作過，白板系統(tǒng)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(xué)校以后教學(xué)的重要資源。

二、發(fā)揮交互式電子白板的輔助功能，多方面激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

1、巧用鏈接和資源庫功能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)英語的興趣

電子白板暨可以利用互聯(lián)網(wǎng)中的各類教育資源，也可以直接利用電子白板內(nèi)置的多種教育資源。交互式電子白板為英語學(xué)科教學(xué)準(zhǔn)備了大量的學(xué)科素材，教師可以根據(jù)自己的教學(xué)設(shè)計和目標(biāo)，應(yīng)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(yīng)用資源庫中的資源生成數(shù)字化教案。互聯(lián)網(wǎng)的鏈接和資源庫的應(yīng)用，不僅給予教師提供便利，同學(xué)們通過查找資源、參加資源優(yōu)化與生成等，產(chǎn)生學(xué)習(xí)英語的深厚興趣，常常是課堂上笑聲不斷，學(xué)習(xí)凝聚度高。

2、巧用聚光燈功能，突破教學(xué)重點和難點

學(xué)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(xué)中的難點?？梢岳秒娮影装逯械摹疤秸諢簟惫δ軄矸糯箜撁娴哪骋徊糠郑源藖泶碳W(xué)生的眼球，加深印象，幫助他們突破教學(xué)重點和難點。

3、巧用幕布功能 ，激發(fā)學(xué)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(xué)中可充分利用幕布來迅速集中學(xué)生注意力，引發(fā)他們的好奇心，進(jìn)而充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性。

4、巧用透視鏡功能，激發(fā)學(xué)生的求知欲

利用電子白板的透視鏡功能，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲。

三、發(fā)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(shù)相對于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，擴(kuò)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(xué)，能任意把文本、圖形、圖表、語言、音樂、靜止圖像、動態(tài)圖像有機(jī)地結(jié)合在一起，又能進(jìn)行數(shù)據(jù)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(xué)的時空。在具體教學(xué)過程中，對通過圖像、聲音、色彩、動畫來傳遞教學(xué)信息，優(yōu)化教學(xué)課堂結(jié)構(gòu)，比較容易解決因時間和空間的限制造成的教學(xué)難點，將擴(kuò)大課堂教育教學(xué)的容量，將極大提升課堂上的時空的利用率，學(xué)習(xí)內(nèi)容變得易于理解和掌握。但不是任何一節(jié)課均要擴(kuò)充容量，就初中英語科教學(xué)而言，對于語法歸納、試卷講評、訓(xùn)練題型等課型尤其適合擴(kuò)充容量，英語教師只需要把所需內(nèi)容制作成原始課件，在課堂上根據(jù)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(jìn)行標(biāo)注，還可以讓學(xué)生上臺書寫答案，既擴(kuò)大練習(xí)量、強(qiáng)化精講，又激發(fā)學(xué)生積極參與性，從而提高課堂教學(xué)效率。 隨著社會進(jìn)步和信息技術(shù)高速發(fā)展，交叉式電子白板將會替代原有黑板成為課堂教學(xué)的新平臺。我們要充分發(fā)掘這個新技術(shù)平臺中所蘊(yùn)涵的教學(xué)策略和途徑，將現(xiàn)代教育技術(shù)手段真正整合到英語課堂教學(xué)中，對打造高效課堂和全面提高學(xué)生英語聽說寫用、考試成績起到巨大推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁興富，蔣國珍.白板終將替代黑板成為課堂教學(xué)的主流技術(shù).2004.

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

第3篇：量子力學(xué)知識點范文

過去十多年，做物理學(xué)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(xué)習(xí)，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(zhuǎn)向宇宙學(xué)研究。人類區(qū)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(qū)動力量感興趣。大自然對我們好奇心的報答相當(dāng)豐厚，我們可以通過努力找到那些驅(qū)動力，同時還利用這些驅(qū)動力改變我們的生存環(huán)境和生活質(zhì)量，結(jié)果我們占據(jù)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(fā)不可收拾。我就是這樣，上了北京大學(xué)的天體物理專業(yè)還不夠，還要去中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)讀研究生，進(jìn)而出國。

在發(fā)表了數(shù)十篇物理學(xué)論文之后，我回國開始做科普了，才慢慢發(fā)現(xiàn)，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(yè)背景，喜歡用專業(yè)名詞講專業(yè)的事，于是就有了《超弦史話》。三年半前來到中山大學(xué)組建新的學(xué)院，我開始向科學(xué)管理轉(zhuǎn)型，同時給大學(xué)生講一門課，叫做《人與宇宙的物理學(xué)》，這門課是用講故事的方式將日常的、眼前發(fā)生的和未來有可能發(fā)生的不可思議的事情講給大學(xué)生，這門課在中山大學(xué)很有名，以至于一直講了三年學(xué)生還繼續(xù)要我講。同時，我出版了《三體中的物理學(xué)》，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(xué)堂給孩子們講量子力學(xué)，是我做科普的一個轉(zhuǎn)折點?，F(xiàn)在，我有一種自信，我能夠?qū)W(xué)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(xué)堂的這門課只有四節(jié)，但內(nèi)容足夠豐富，基于講課內(nèi)容我最近出版了《給孩子講量子力學(xué)》，銷量真不錯。

第4篇：量子力學(xué)知識點范文

隨著計算機(jī)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(xué)手段的利用，有助于學(xué)生對固體微觀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、原胞的選取、原胞的形狀等。與傳統(tǒng)板書相比，利用多媒體呈現(xiàn)并分析固體的微觀結(jié)構(gòu)以及晶體的結(jié)構(gòu)特征，對教師而言，更加省時、省力；幾何關(guān)系的表達(dá)也更為準(zhǔn)確，便于學(xué)生的理解。此外，若能結(jié)合三維的原子實物模型，那么，固體的微觀結(jié)構(gòu)將能更為直觀地展現(xiàn)在學(xué)生眼前。多媒體與三維模型的應(yīng)用對于學(xué)生理解固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶格的周期性、原胞、晶體的對稱性等基礎(chǔ)概念很有好處。當(dāng)然，多媒體教學(xué)也存在著一定的局限性。例如，在公式的推導(dǎo)、基礎(chǔ)概念的講解等方面，板書其實更受學(xué)生的歡迎。與多媒體教學(xué)相比，板書的節(jié)奏慢，師生間可以有較多的互動；學(xué)生相對容易跟上教師思考問題、解決問題的步伐，學(xué)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(xué)還需適當(dāng)?shù)嘏c傳統(tǒng)板書相結(jié)合才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容的取舍

由于固體物理學(xué)融合了普通物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、量子力學(xué)、晶體學(xué)等多學(xué)科的知識，其知識面廣、量大，在有限的學(xué)時里，不可能面面俱到地討論固體物理學(xué)所涉及的所有知識點。因此，實際教學(xué)中可以結(jié)合本專業(yè)的特色，有選擇地取舍部分教學(xué)內(nèi)容。例如，側(cè)重固體熱學(xué)性質(zhì)的專業(yè)可以考慮以晶格振動等內(nèi)容為主；而側(cè)重微電子的專業(yè)則可以考慮以能帶理論、半導(dǎo)體中的電子等內(nèi)容為主。當(dāng)然，一些多個領(lǐng)域都涉及到的基礎(chǔ)知識也應(yīng)是這門課程不可缺少的一部分內(nèi)容。固體的微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)合方式是固體物理學(xué)的基礎(chǔ)，因此，晶體的結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)合等知識點應(yīng)是這門課程的基礎(chǔ)知識之一?？紤]到理想晶格由原子實和電子組成，晶格的運(yùn)動主要在晶格振動等部分討論；而電子的運(yùn)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(yùn)動和半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動等部分。盡管這原子實和電子的運(yùn)動實際上相互聯(lián)系，但很多時候，可以分別側(cè)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(yùn)動和缺陷的影響依然可以依據(jù)實際情況分別討論，并得到與實際較為符合的理論結(jié)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(jù)各專業(yè)的實際情況取舍部分教學(xué)內(nèi)容。在許多固體物理學(xué)的教材中，例如黃昆等的《固體物理學(xué)》教材和閻守勝的《固體物理基礎(chǔ)》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(chǔ)理論，它是凝聚態(tài)物理前言研究的有效手段之一，也是材料設(shè)計的一種有效方法。教學(xué)過程中，教師可以結(jié)合各專業(yè)的實際情況介紹一些密度泛函理論的基礎(chǔ)知識。同時，還可以介紹一些最新的相關(guān)研究進(jìn)展，以拓展學(xué)生的知識面、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、模塊化的教學(xué)形式

如前所述，固體物理學(xué)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(xué)過程中可以考慮模塊化的教學(xué)形式，以子課題的形式將相應(yīng)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生。可能的模塊如：討論晶體的結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)合方式的基礎(chǔ)模塊———晶體的結(jié)構(gòu)與結(jié)合；討論晶體中原子實運(yùn)動的模塊———晶格振動；討論晶體中電子運(yùn)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(shù)個部分。這樣做首先有利于教學(xué)內(nèi)容的取舍；其次，有利于學(xué)生對各知識點的理解、有利于學(xué)生梳理清楚各個知識點之間的關(guān)系。此外，固體物理學(xué)是凝聚態(tài)物理前沿研究的基礎(chǔ)之一；其基礎(chǔ)知識、理論推導(dǎo)、實驗背景以及處理問題的方式方法等，都是開展凝聚態(tài)物理研究的基礎(chǔ)。而模塊化教學(xué)，以課題研究的形式提出問題、解決問題，將教學(xué)內(nèi)容以問題為導(dǎo)向呈現(xiàn)給學(xué)生，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決實際問題的能力。而且，課題研究的教學(xué)模式，既是在教授學(xué)生知識，也是在開展科研，有助于提高學(xué)生對科研的認(rèn)識、有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。這種課題研究的模塊化教學(xué)形式還可以結(jié)合基于原始問題的教學(xué)來開展。

四、基于原始問題的教學(xué)

所謂原始問題，可簡單理解為：現(xiàn)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(xì)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(guān)問題，并呼吁將基于原始物理問題的教學(xué)實踐引入大學(xué)物理的教學(xué)中。這應(yīng)是個值得提倡的建議，畢竟現(xiàn)實生活中遇到的具體問題都是原始問題。與傳統(tǒng)的習(xí)題不同，原始問題未被抽象、加工或簡化。學(xué)生處理實際問題的第一步便是將問題適當(dāng)簡化，這也是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一種能力。事實上，合理的模型簡化是各種理論的基礎(chǔ)，也是實際應(yīng)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(shù)十年來是我們討論、分析相應(yīng)問題的基礎(chǔ)。今天，那些被寫進(jìn)教科書的基礎(chǔ)理論，在當(dāng)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(jù)經(jīng)典的熱力學(xué)理論，晶體的定體摩爾熱容是個與溫度無關(guān)的常數(shù)。實驗發(fā)現(xiàn)晶體的熱容在高溫下確實接近于常數(shù)，但是晶體的熱容在低溫下并不是個常數(shù)，其與溫度的三次方成比例關(guān)系。問題的提出：理論預(yù)言與實驗觀測為何不相符？如何解釋實驗現(xiàn)象？20世紀(jì)初剛剛發(fā)展起來的量子力學(xué)是否能解釋這個實驗現(xiàn)象？這些問題在愛因斯坦的年代應(yīng)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(zhì)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(dāng)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(shù)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(yùn)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(yùn)動方程組相對應(yīng)。結(jié)合量子力學(xué)，得到體系的能量本征值；寫出晶格振動總能的表達(dá)式，繼而給出由晶格振動貢獻(xiàn)的晶格熱容的表達(dá)式。由于晶格熱容的表達(dá)式復(fù)雜，很難直接與實驗結(jié)果對比，因此引入進(jìn)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(xué)研究的方式相接近，既能提高學(xué)生對科研的認(rèn)識、培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，又能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、解決實際問題的能力。

五、小結(jié)

第5篇：量子力學(xué)知識點范文

關(guān)鍵詞：科學(xué)活動觀；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)的實驗表征兩大部分。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的數(shù)理功底；同時由于“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。這樣看似在短時間內(nèi)完成了課程內(nèi)容的教學(xué)，但實際上產(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)生難以形成對知識的整體性認(rèn)識。教師將結(jié)構(gòu)化學(xué)知識作為一種結(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，能進(jìn)行簡單的運(yùn)用和拓展。但由于沒有經(jīng)歷和體驗知識獲得的過程，無法從本質(zhì)上、整體上理解結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識體系的來龍去脈、因果關(guān)系。

（2）學(xué)生關(guān)于理論與計算化學(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算化學(xué)的核心觀念并運(yùn)用理論與計算化學(xué)的核心方法。

（3）學(xué)生的情感體驗不足。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。僅僅將知識作為一種工具和經(jīng)驗傳授給學(xué)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(jìn)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(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)知識從本源來講恰恰是在科學(xué)活動中產(chǎn)生的，因此將“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的教學(xué)活動和科學(xué)活動做適當(dāng)?shù)娜诤?，通過深入探索化學(xué)科學(xué)活動的基本特點和形式，研究科學(xué)活動與“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)活動觀——“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程教學(xué)的新理念

人們對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識是一個不斷深化的過程。從動態(tài)的和生成性的觀點看，科學(xué)作為“系統(tǒng)化的實證知識”的觀點引起了人們高度反思。有人認(rèn)為科學(xué)的本質(zhì)是獲得知識的活動，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)識的真理，而在于探索真理；科學(xué)本身不是知識，而是產(chǎn)生知識的社會活動，是一種科學(xué)生產(chǎn)[2]。我國學(xué)者劉大椿曾將科學(xué)更多地看成是活動的過程，指出科學(xué)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(zhì)手段，但本質(zhì)上是精神的、智力的活動[3]。這種以動態(tài)的角度認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)的思想，能夠使人們對科學(xué)的理解更加豐富、深刻和全面。

對科學(xué)本質(zhì)的理解，決定著科學(xué)教育實踐價值取向。以科學(xué)活動觀指導(dǎo)“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程改革，對于提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生建立自己的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”乃至整個化學(xué)一級學(xué)科的知識框架體系，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)活動觀視角下的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)是為科學(xué)知識的獲得服務(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算化學(xué)的經(jīng)驗、概念、理論、技能和方法。將知識的獲得過程還原于科學(xué)活動，符合結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)活動和科學(xué)活動在知識形成過程中的本質(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)知識體系。

（2）科學(xué)活動觀視角下的“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，對學(xué)生走入結(jié)構(gòu)化學(xué)研究、形成理論與計算化學(xué)的研究能力并進(jìn)而發(fā)展對整個化學(xué)一級學(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值，在獲得結(jié)構(gòu)化學(xué)知識的同時形成與提高科研能力。

（3）科學(xué)活動觀視角下的“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)給予學(xué)生體驗科研情感的平臺?？茖W(xué)活動創(chuàng)造了真實的結(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)隊精神，這就有效解決了因知識灌輸式教學(xué)而帶來的學(xué)生情感體驗不足的問題。

三、“結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程教學(xué)——“知識學(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，構(gòu)建“結(jié)構(gòu)化學(xué)”學(xué)習(xí)活動

基于挑戰(zhàn)性問題的探究式教學(xué)方法是為了設(shè)計合理的科學(xué)活動、有效實施“結(jié)構(gòu)化學(xué)”教學(xué)而設(shè)計的。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值的問題，供學(xué)生小組根據(jù)自己的興趣和思維特點進(jìn)行選擇，以此作為科學(xué)活動的一個驅(qū)動性引導(dǎo)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過查找資料、相互討論、動手實踐等多種形式，采用合理的結(jié)構(gòu)化學(xué)研究方法對這個問題進(jìn)行深入研究，完成研究報告。

在“量子力學(xué)基本原理及其在平動、振動、轉(zhuǎn)動、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(shù)數(shù)字圖形化，并與教材上的圖形進(jìn)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(qū)別。（2）利用matlab軟件將粒子圍繞球面轉(zhuǎn)動的球諧波函數(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)點與成鍵與反鍵性質(zhì)。（5）設(shè)計一個程序?qū)⒕仃噷腔瑸楣曹楏w系的休克爾經(jīng)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?yōu)镠C=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(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，通過體驗編寫程序的過程，獲得結(jié)構(gòu)化學(xué)研究的思路，深化對理論知識的理解和掌握。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，提供必要的指導(dǎo)和點撥。

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，逐漸解決了每一個子問題。在這個過程中，學(xué)生在原有知識經(jīng)驗基礎(chǔ)上主動構(gòu)建對知識的理解，充分將知識內(nèi)化為自己的認(rèn)知。比如對球諧函數(shù)圖像的認(rèn)識，不再是機(jī)械地“記憶”每一個函數(shù)對應(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)的理論知識與分子模擬實踐相結(jié)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(xué)生通過自己繪制一維諧振子振動波函數(shù)示意圖，發(fā)現(xiàn)了教材附圖中的一處印刷錯誤[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)實踐過程中不斷地對已有認(rèn)識形成批判而發(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)意識的形成必須依賴于科學(xué)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(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)知識和基本技能，從整體上、宏觀上駕馭整個學(xué)科體系。學(xué)生需要將自己在科學(xué)活動中所獲得的知識與經(jīng)驗加以總結(jié)、提煉與提升，構(gòu)建自己的知識網(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，這一點做得很不夠，不是忽視知識的系統(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)自己的知識理解狀況繪制知識框架圖（Schema），以圖形而非文字的形式將結(jié)構(gòu)化學(xué)知識加以梳理。在具體的實施過程中，教師要求學(xué)生將結(jié)構(gòu)化學(xué)知識進(jìn)行梳理、歸類，根據(jù)具體的內(nèi)容繪制相應(yīng)的知識框架圖，不僅僅要全面涵蓋該內(nèi)容內(nèi)所有的知識點，同時要呈現(xiàn)出各知識點之間的邏輯關(guān)系，清晰地表明知識的結(jié)構(gòu)屬性和形成方式，使知識逐漸從“點”向“線、面”過渡。學(xué)生在繪制知識框架圖的時候，不需要根據(jù)課本上的章節(jié)順序來設(shè)計，也沒有固定的思路，更希望學(xué)生能夠呈現(xiàn)出自己對知識結(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)知識的來龍去脈，建立科學(xué)的結(jié)構(gòu)化學(xué)知識體系，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；更有助于學(xué)生反思科學(xué)研究活動過程和結(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，提升能力同時以評促學(xué)

所謂“研而不發(fā)則囿”，在科學(xué)活動中，通過書面報告（論文）和口頭匯報（學(xué)術(shù)報告）等形式，科學(xué)生動地、多樣化地展示科學(xué)活動成果，是科學(xué)工作者必須具備的能力和素質(zhì)。學(xué)生在實踐中解決了挑戰(zhàn)性問題，繪制了知識框架圖之后，需要完成關(guān)于學(xué)習(xí)與研究過程與結(jié)果的書面報告，同時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，同時也能夠接受教師與同學(xué)的批評指正，認(rèn)識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)。

利用書面報告和口頭匯報等形式表達(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，也有助于從過程的角度、從個性化的角度、從個人全面發(fā)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(jié)性評價相結(jié)合。傳統(tǒng)的以平時成績和期末考試成績?yōu)槲ㄒ辉u價指標(biāo)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(xué)生的個性化學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)方式，更難以評價學(xué)生的科學(xué)研究基本素養(yǎng)。利用書面報告和口頭匯報則有效地彌補(bǔ)了單一評價方式的不足之處，最終達(dá)到以評促學(xué)的根本目的。這種以多個評價者從多個角度對學(xué)習(xí)者進(jìn)行評價的機(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)了過程評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的現(xiàn)代教育評價理念。

通過“活動-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)活動中找到自己的長處，發(fā)現(xiàn)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(xué)生在自主學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)、對科學(xué)研究的積極態(tài)度。同時，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)理論與實驗相結(jié)合的研究打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬堅等. “結(jié)構(gòu)化學(xué)”課程內(nèi)容體系與教學(xué)方法的研究與實踐[A]//大學(xué)化學(xué)化工基礎(chǔ)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(xué)學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京：科學(xué)出版社，1983：45.

第6篇：量子力學(xué)知識點范文

【關(guān)鍵詞】課程設(shè)置；物理教學(xué)；融合與滲透

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

從表面上看，物理專業(yè)的學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)已經(jīng)足夠，如高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論、數(shù)學(xué)物理方法等已經(jīng)成了物理專業(yè)的標(biāo)配課程，所占課時約占總課時的五分之一。數(shù)學(xué)的學(xué)時不可謂不多。那么學(xué)了這么多數(shù)學(xué)為什么還滿足不了物理學(xué)習(xí)需要呢？實際上物理學(xué)中所遇到的數(shù)學(xué)知識均已在高等數(shù)學(xué)中學(xué)過，關(guān)鍵是如何用的問題。

如何將所掌握的數(shù)學(xué)方法應(yīng)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(shù)學(xué)計算模型，是我們在教學(xué)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(xiàn)在物理專業(yè)用的教材大多是數(shù)學(xué)專業(yè)的教師編寫的，幾乎就是數(shù)學(xué)專業(yè)所用教材的翻版，沒有體現(xiàn)物理特色，只不過是稍微降低了數(shù)學(xué)定理證明題的難度。對于數(shù)學(xué)如何在物理中應(yīng)用，范例很少、講解不透徹。另外，幾乎所有的高等數(shù)學(xué)教師不具有物理專業(yè)背景，他們不清楚哪些數(shù)學(xué)知識要在物理中經(jīng)常用、如何用，導(dǎo)致教師教學(xué)的側(cè)重點在于計算和證明而不在物理的應(yīng)用上。這樣表面上看學(xué)生學(xué)的數(shù)學(xué)知識很多，卻不知道如何在物理中應(yīng)用，造成了物理和數(shù)學(xué)的脫節(jié)。這就是我們學(xué)校開設(shè)《物理中的數(shù)學(xué)》課程的原因。

一、開設(shè)《物理中的數(shù)學(xué)》的嘗試

大學(xué)一年級的學(xué)生處于高中與大學(xué)兩個學(xué)習(xí)階段的轉(zhuǎn)型期。這兩個階段從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)生管理到學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、生活環(huán)境和生活方式等各個方面均有很大的差異。學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后會有一段適應(yīng)期。在這段時間適應(yīng)能力強(qiáng)的同學(xué)會取得較好的成績，適應(yīng)能力差的同學(xué)成績會較差。這段適應(yīng)期的長短基本上決定了學(xué)生大學(xué)四年成績的走向。這也是有的同學(xué)入學(xué)成績高卻經(jīng)常掛科，而有的同學(xué)入學(xué)成績不突出卻能在大學(xué)中取得很好成績的原因。

在國內(nèi)的大部分高校，物理專業(yè)的高等數(shù)學(xué)和力學(xué)課大多在大學(xué)一年級的第一學(xué)期開設(shè)，高等數(shù)學(xué)的教學(xué)進(jìn)度往往滯后于力學(xué)教學(xué)的需要，因此力學(xué)課的教師經(jīng)常要提前講一點微積分等數(shù)學(xué)知識以滿足教學(xué)的需要。但由于課時有限，很難全面透徹地講解力學(xué)中所用到的數(shù)學(xué)內(nèi)容，造成了學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙。同時，由于物理專業(yè)學(xué)的高等數(shù)學(xué)，其數(shù)學(xué)性太強(qiáng)、物理應(yīng)用偏弱，導(dǎo)致大部分同學(xué)不能將所學(xué)的數(shù)學(xué)知識靈活地運(yùn)用到物理中去，認(rèn)為數(shù)學(xué)與物理是截然不同的兩個學(xué)科。這是多年來我們在力學(xué)教學(xué)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(yè)新生中第一次開設(shè)了《物理中的數(shù)學(xué)》作為物理專業(yè)新生都必須選的選修課，共48課時，由物理專業(yè)的教師講授。為了滿足力學(xué)教學(xué)的需要，該門課的教學(xué)進(jìn)度需領(lǐng)先于力學(xué)。因此在新生入校的第一個星期的軍訓(xùn)期間，我們利用晚上的時間開始上課。這樣在學(xué)生軍訓(xùn)結(jié)束正式上課時，我們已經(jīng)講了五次《物理中的數(shù)學(xué)》課。這樣學(xué)生在上力學(xué)課之前已經(jīng)熟悉了矢量的運(yùn)算和導(dǎo)數(shù)與微分的相關(guān)內(nèi)容，并通過《物理中的數(shù)學(xué)》中的例題與習(xí)題，了解了力學(xué)題目的求解方法。這樣在整個力學(xué)的教學(xué)過程中，力學(xué)所用到的數(shù)學(xué)知識均已在《物理中的數(shù)學(xué)》中學(xué)過，保障了力學(xué)課的教學(xué)，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(shù)學(xué)》講什么

據(jù)我們了解，國內(nèi)很少有高校開設(shè)該門課程或類似課程，也沒有相應(yīng)的教材，沒有現(xiàn)成的經(jīng)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(shè)這門課的目的不是要取代高等數(shù)學(xué)課、搶數(shù)學(xué)教師的飯碗，更不是泛泛地講物理問題。我們目的是要在數(shù)學(xué)和物理之間搭建一座橋梁，使學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的物理問題簡化成清晰的數(shù)學(xué)計算模型。也就是說，絕對不能將物理中的數(shù)學(xué)講成另一門數(shù)學(xué)課，更不能講成多門物理課的混搭。根據(jù)此設(shè)想，我們以北京師范大學(xué)漆安慎先生編寫的《力學(xué)》教材為藍(lán)本[1]，根據(jù)力學(xué)中所用到的數(shù)學(xué)知識的先后次序?qū)⒏叩葦?shù)學(xué)內(nèi)容分成若干個相對獨立的知識單元，如矢量運(yùn)算、導(dǎo)數(shù)與微分、積分、微分方程和矩陣等，并參考高等數(shù)學(xué)中的相關(guān)內(nèi)容編制了課件[2]。在講課過程中，我們不強(qiáng)求數(shù)學(xué)知識體系的完整性、連續(xù)性和證明嚴(yán)格性，而是本著實用的原則，力求講清數(shù)學(xué)的思想、定義和定理，著力數(shù)學(xué)方法在物理中的具體運(yùn)用。因此，該門課的例題和習(xí)題的選擇也緊緊圍繞課程的定位進(jìn)行，絕大部分的題目與高等數(shù)學(xué)的題目有明顯的不同，這些題目都是根據(jù)授課內(nèi)容而精選的物理題（絕大部分是力學(xué)題目）。這些題目既不能包含過多的物理知識又要充分體現(xiàn)出數(shù)學(xué)知識在物理中的應(yīng)用。例題講解的重點不在題目中的物理而在數(shù)學(xué)在物理中是如何運(yùn)用的，解題步驟也以物理中的解題步驟為準(zhǔn)，以免對今后的物理教學(xué)造成困難。同時，對物理中經(jīng)常用到的數(shù)學(xué)知識點也是重點講解、多次練習(xí)，達(dá)到熟能生巧、學(xué)以致用的程度。

三、 數(shù)學(xué)方法如何向物理中滲透

如何將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用到物理中去是本門課的教學(xué)目標(biāo)之一。為達(dá)到此目標(biāo)，我們在講透數(shù)學(xué)方法的基礎(chǔ)上大量增加在物理上的應(yīng)用練習(xí)，通過練習(xí)提高學(xué)生的應(yīng)用水平。例如微元法源于高等數(shù)學(xué)中的微積分，它是微積分思想的核心?？梢哉f，微元法的應(yīng)用貫穿于物理學(xué)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(xué)生能充分理解微元法的本質(zhì)，那么他就能在計算變力的功、轉(zhuǎn)動慣量等需要用積分計算的物理問題時靈活運(yùn)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(zhuǎn)動慣量、磁通量等為例，詳細(xì)講解其在實際計算中的具體應(yīng)用。但學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)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(xí)題均來自量子矩陣力學(xué)，并將矩陣的特征值、特征向量與量子力學(xué)中力學(xué)量的本征值和本征態(tài)對應(yīng)；將矩陣的對角化與量子力學(xué)中的表象變換對應(yīng)。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(qiáng)調(diào)定積分不僅僅代表曲線下的面積，被積函數(shù)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(shù)學(xué)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(jīng)常用到的積分。就這樣在整個教學(xué)過程中，時時刻刻將數(shù)學(xué)知識與物理問題聯(lián)系在一起，重點講解數(shù)學(xué)方法是如何在物理中實現(xiàn)應(yīng)用的。

熟練地將數(shù)學(xué)方法運(yùn)用到物理問題中去是一個長期的過程，也是物理專業(yè)的學(xué)生所必須掌握的一項技能。只有長期地訓(xùn)練才能達(dá)到熟能生巧、靈活運(yùn)用的程度。

四、教學(xué)效果與存在的問題

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

當(dāng)然，該門課的開設(shè)還存在一些有待進(jìn)一步探索的問題，主要有以下幾點。第一，開課時間與力學(xué)課的協(xié)調(diào)問題。 為了實現(xiàn)如期的教學(xué)效果，要求該課的進(jìn)度應(yīng)該比力學(xué)的進(jìn)度快，但該課與力學(xué)課同時開設(shè)，教學(xué)進(jìn)度差不多，因此該課的授課教師應(yīng)該與力學(xué)教師充分協(xié)調(diào)，以保證該課的授課內(nèi)容領(lǐng)先于力學(xué)的教學(xué)需要。 第二，授課內(nèi)容的選擇與整合問題。如前所述，該課的授課內(nèi)容是根據(jù)力學(xué)教材的需要編寫的，各校采用的力學(xué)教材不同，其中用到的數(shù)學(xué)知識在教材中出現(xiàn)的先后次序也不盡相同，因此應(yīng)盡量將不同的數(shù)學(xué)知識整合成相對獨立的知識單元，以便于教學(xué)調(diào)整。 第三，例題與練習(xí)題的篩選問題。例題的配備與練習(xí)題的篩選是訓(xùn)練學(xué)生熟練地將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到物理問題中去的關(guān)鍵。 我們的課件中尚有部分題目的數(shù)學(xué)性較強(qiáng)，沒有充分體現(xiàn)出物理中數(shù)學(xué)的特點，需要更換；有些題目的物理過程過于物理化。由于學(xué)生物理知識不足導(dǎo)致學(xué)生尚不能理解其中的物理內(nèi)涵，也需要簡化。

以上問題有待在以后的教學(xué)過程中進(jìn)一步探討。我院已決定在以后的物理專業(yè)新生中，連續(xù)開設(shè)該門課程，探索該課設(shè)置的利弊，為我國高校物理專業(yè)的課程設(shè)置繼續(xù)摸索積累經(jīng)驗。

【參考文獻(xiàn)】

第7篇：量子力學(xué)知識點范文

歷史悠久的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式普遍采用板書的方式，近年來，這種教學(xué)模式常常與啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)相結(jié)合，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生思辯能力的效果。這種教學(xué)模式能使上課教學(xué)內(nèi)容條理清晰，重點突出，便于課堂的復(fù)習(xí)與總結(jié)，在教學(xué)過程中發(fā)揮中重要作用。但是，在這一種教學(xué)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(fù)雜結(jié)構(gòu)的板書，導(dǎo)致上課講授內(nèi)容太少，跟不上上課內(nèi)容增加的步伐，同時，由于板書浪費(fèi)了太多的時間，從而導(dǎo)致與學(xué)生的互動與交流減少，導(dǎo)致上課效率降低，不利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，幻燈片、投影儀、計算機(jī)、以及相對應(yīng)的各種教學(xué)軟件相繼研發(fā)出來并在高校中廣泛使用，這些設(shè)備和相對應(yīng)軟件結(jié)合，能夠?qū)D畫、文字、語言、可視電影、動畫等有效結(jié)合，從而導(dǎo)致上課內(nèi)容生動、有趣，而且導(dǎo)致上課的知識容量增加；同時，能節(jié)省大量由于板書浪費(fèi)的時間，進(jìn)而導(dǎo)致上課時能騰出更多的時間來和學(xué)生交流和溝通，從而導(dǎo)致上課效率大大提高。

目前，多媒體教學(xué)模式已經(jīng)在高校中大量應(yīng)用，大有完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)模式的趨勢。誠然，合理使用多媒體教學(xué)，確實可以大大大學(xué)物理的教學(xué)效率。研究表明，合理利用現(xiàn)代化教學(xué)媒體，能使學(xué)生學(xué)到比目前多三倍的知識。但是，現(xiàn)在的高校教學(xué)中，很多老師過度依賴多媒體教學(xué)，忽略傳統(tǒng)教學(xué)以及板書的作用，板書隨意書寫，有的老師甚至一節(jié)課沒有一個字符板書在黑板上，僅僅照PPT過一遍。

經(jīng)過一段時間實踐表明，完全利用多媒體教學(xué)，忽略傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式，教學(xué)效果并不明顯，甚至?xí)驌魧W(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，主要表現(xiàn)在教學(xué)速度過快，前面的還沒聽懂，后面的新知識就來了；從而導(dǎo)致雖然上課的內(nèi)容豐富了，但是學(xué)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(xué)物理教學(xué)過程中，我們對傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體技術(shù)的結(jié)合進(jìn)行了多種模式的探索，我們的探索表明，在大學(xué)物理的教學(xué)中，要把每節(jié)課的重點，特別是公式、定理、定律等詳細(xì)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(xì)地帶領(lǐng)學(xué)生一起推一遍，這對公式的理解特別有用。同時，每節(jié)課的重點知識板書到黑板上之后，在本節(jié)課中一定要保持不被抹掉，以便學(xué)生在后面新知識的學(xué)習(xí)時忘記前面學(xué)的知識點時能及時回過頭來隨時復(fù)習(xí)。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(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過傳統(tǒng)上課模式和多媒體技術(shù)的有效結(jié)合，經(jīng)過一段時間的時間后，學(xué)生的反饋很好，包括對大學(xué)物理知識的理解，對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)熱情等有了顯著提高。

二、基礎(chǔ)知識的傳授與前沿科學(xué)研究探討相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)造能力

長期以來，中國的傳統(tǒng)的教育以“傳道、授業(yè)、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(xué)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(xùn)練。誠然，這些訓(xùn)練對于大學(xué)物理基礎(chǔ)知識的理解和鞏固，對于培養(yǎng)學(xué)生扎實的大學(xué)物理功底有著非常重要的意義。然而，在當(dāng)代社會，除了要培養(yǎng)學(xué)生扎實的基本功外，還需要特別注重創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。對大學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)的途徑有很多，而在大學(xué)物理教學(xué)中把大學(xué)物理與科技前沿相結(jié)合，把反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想引入大學(xué)物理課堂，同時，老師在自身的科研經(jīng)歷和研究過程中鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生參與，這對培養(yǎng)學(xué)生的思辯能力、帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，特別對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，有著非常重要的現(xiàn)實意義。

從2010年秋季開始，我們在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、汽車服務(wù)工程、信息與計算科學(xué)、物流工程、生物工程、高分子、林產(chǎn)化工等各理工科專業(yè)的教學(xué)中將最新的科研動態(tài)滲透到相關(guān)的大學(xué)物理知識教學(xué)中，例如，在講到《大學(xué)物理》第16章量子力學(xué)基礎(chǔ)時，我們把最新的前沿科學(xué)低維結(jié)構(gòu)中量子熱導(dǎo)、量子電導(dǎo)知識滲透到其中，并將我們正在進(jìn)行的科學(xué)研究，包括目前低維量子體系中熱、電輸運(yùn)需要解決的理論問題、我們的研究方法、研究內(nèi)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(guān)鍵核心問題介紹給大家，引導(dǎo)學(xué)生思考，在這些問題的引導(dǎo)下，開展撰寫“小論文”的教學(xué)課外活動，引導(dǎo)學(xué)生開展第二課堂。通過學(xué)生課后查資料，自主參與調(diào)研，主導(dǎo)思索，把自己的想法和構(gòu)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(xué)模式的實踐，結(jié)果表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高，激發(fā)了學(xué)生對新知識的求知欲，特別是通過這種與前沿科學(xué)研究相結(jié)合的教學(xué)模式，提高了學(xué)生研究問題、解決問題的能力，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

三、結(jié)束語

第8篇：量子力學(xué)知識點范文

【關(guān)鍵詞】 激光原理與技術(shù)課程；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實驗教學(xué)

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

一、教學(xué)現(xiàn)狀

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

二、對教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)刪減

《激光原理與技術(shù)》是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程涉及的基礎(chǔ)知識面廣，需要應(yīng)用原子物理、量子力學(xué)、熱力學(xué)統(tǒng)計物理、光學(xué)和高等數(shù)學(xué)等課程的結(jié)論和基礎(chǔ)，公式繁多、推導(dǎo)復(fù)雜、理論抽象，具有較大的難度和深度。要在32學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，就必須選擇合適的教材并且合理的安排教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中我們選擇的是上海理工大學(xué)陳家璧教授編寫的《激光原理及應(yīng)用》（電子工業(yè)出版社）作為教材。這本教材的特點在于內(nèi)容章節(jié)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(dǎo)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(shù)之問的關(guān)系，幫助學(xué)生了解和掌握最基本的激光原理和技術(shù)，學(xué)會如何根據(jù)不同應(yīng)用范圍選擇合適的激光器。因此這本教材的內(nèi)容很對工科類的學(xué)生的胃口，尤其是具有一定物理基礎(chǔ)的應(yīng)用物理系學(xué)生來說所講授的內(nèi)容比較容易掌握。我們根據(jù)教材的安排將教學(xué)內(nèi)容主要分為三個大的部分：激光的基本原理包括激光的產(chǎn)生條件、激光器的工作原理和激光器的輸出特性；激光技術(shù)部分包括激光的選模技術(shù)、穩(wěn)頻技術(shù)、激光束的光束變換，調(diào)Q、鎖模技術(shù)以及激光的內(nèi)調(diào)制、外調(diào)制等技術(shù)；激光的應(yīng)用部分主要包括各種常見激光器介紹和激光在不同領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。關(guān)于激光的其他方面的知識將不再安排進(jìn)課堂教學(xué)，主要供學(xué)生自學(xué)。

三、教學(xué)手段多樣化

激光原理與技術(shù)內(nèi)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(xué)手段很難在有限的課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。因此在科技發(fā)展的今天，我們必須借助現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段。在教學(xué)中通過PPT、Flash以及小電影等多中形式，使學(xué)生獲得對激光更為直觀、感性的認(rèn)識，增強(qiáng)課程的趣味性和直觀性。例如在激光的應(yīng)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(yī)學(xué)應(yīng)用等視頻，可以很直接引起學(xué)生的興趣和好奇心，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。在此基礎(chǔ)上，教師再具體介紹在不同應(yīng)用背景下激光器的選擇、各項技術(shù)參數(shù)等知識，這樣可以在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)之上更好的掌握激光器的主要知識點。

此外，在教學(xué)中將部分教學(xué)內(nèi)容以專題的形式提供給學(xué)生，學(xué)生通過自己的探索和實踐過程中掌握科學(xué)研究的方法，在研究中獲得知識。例如可以在講授諧振腔結(jié)構(gòu)對激光輸出特性的影響時，在學(xué)習(xí)了開放式光腔與高斯光束、激光振蕩特性章節(jié)內(nèi)容后，結(jié)合具體的激光器He―Ne氣體激光器，讓學(xué)生探索腔型結(jié)構(gòu)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(shè)計和激光輸出特性測試等工作。通過專題研究，有效地促進(jìn)了在教學(xué)活動中培養(yǎng)學(xué)生具有能從物理學(xué)的角度對激光有深入的理解的能力，使學(xué)生對“激光原理”的學(xué)習(xí)有了感性認(rèn)識，將被動的接受變?yōu)橹鲃拥墨@取，并啟發(fā)他們做一些創(chuàng)新性科學(xué)研究，培養(yǎng)本科生敢于開辟激光應(yīng)用新領(lǐng)域的開拓精神，解決學(xué)生對激光物理知識內(nèi)容的深入理解與創(chuàng)新思維之間的聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，還可以選拔出優(yōu)秀的學(xué)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(xué)研究和探索，以此提高優(yōu)秀本科生的創(chuàng)新思維發(fā)展、理論學(xué)習(xí)和實踐相結(jié)合的能力。

四、注重實驗教學(xué)

激光原理實驗是“激光原理與技術(shù)”教學(xué)的重要組成部分，讓學(xué)生接觸真正的激光器，并在實驗中通過練習(xí)掌握調(diào)試、測試激光器的各種方法，可以幫助學(xué)生真正理解激光理論、認(rèn)識和應(yīng)用激光器，在教學(xué)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(xué)生真正掌握這門課程無疑是有重要意義。因此在教學(xué)中必須開設(shè)能夠涵蓋理論課涉及到的主要原理、技術(shù)和應(yīng)用方面的基礎(chǔ)性實驗，如激光器諧振腔設(shè)計、調(diào)整、橫模觀察、發(fā)散角測量、縱模間隔測量（He―Ne）和半導(dǎo)體激光器特性（GaAs）以及半導(dǎo)體激光器在通訊領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用等實驗。通過這些實驗的教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生觀察問題、思考問題、解決問題的能力，也促進(jìn)了理論教學(xué)質(zhì)量的提高。在實驗條件允許的條件下，還可以開展一些設(shè)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(xué)反應(yīng)動力學(xué)的應(yīng)用等方面的實驗。當(dāng)然，這要根據(jù)學(xué)校自身條件和教師科研情況自行決定，總的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析、解決問題的能力以及初步的科研能力。

五、結(jié)語

根據(jù)對《激光原理與技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗教學(xué)三個方面探討了“激光原理與技術(shù)”課程改革的一些想法和體會。在教學(xué)內(nèi)容上要合理刪減，突出重點，將最基本的原理和技術(shù)傳授給學(xué)生；在教學(xué)方法上要結(jié)合多媒體教學(xué)，利用生動的動畫、影視等使課程形象、生動，并且激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性；實驗教學(xué)是該課程的重要一環(huán)，既要加強(qiáng)基礎(chǔ)實驗教學(xué)也要開設(shè)一些設(shè)計研究型實驗，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳家璧，彭潤玲主編.激光原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)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(yè)出版社，2009

第9篇：量子力學(xué)知識點范文

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)化學(xué);教學(xué);模擬

中圖分類號:G42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-0118(2012)09-0141-02

《結(jié)構(gòu)化學(xué)》是一門化學(xué)專業(yè)的必修課,也是材料等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課,已成為從事化學(xué)、材料和物理專業(yè)深入研究材料特性的一把鑰匙。但由于該門課是從微觀結(jié)構(gòu)研究原子、分子和晶體的結(jié)構(gòu)及其與性能的關(guān)系,與宏觀世界對物質(zhì)的認(rèn)識有很大差異,進(jìn)而使學(xué)生感覺該門課抽象、復(fù)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(jìn)行教學(xué)方式、方法上的探討。

一、課程特點及難點

《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程包含兩個核心內(nèi)容:一是描述微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的波函數(shù),即原子軌道和分子軌道,通過軌道的相互作用了解化學(xué)鍵的本質(zhì);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(jié)構(gòu)。與其它化學(xué)課程不同,該門課看物質(zhì)的角度不同,涵蓋的相關(guān)知識多,內(nèi)容涉及面廣,如需具備高等數(shù)學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)及量子力學(xué)等知識,同時包含的新概念比較多,如波函數(shù),雜化軌道,點陣。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生普遍感到這門課很難,有的同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中很快跟不上老師講解的速度,相當(dāng)一部分學(xué)生死記硬背,甚至有個別學(xué)生由于太難太抽象而放棄對該門課程的繼續(xù)學(xué)習(xí)。事實上,這個問題的源頭在于學(xué)生對該門課基礎(chǔ)知識理解的不足,具體來講,很多學(xué)生不明白什么是波函數(shù),什么是晶體。因此,如何更好地理解與數(shù)學(xué)和量子力學(xué)有關(guān)的波函數(shù)概念和不同于分子的固體的晶體結(jié)構(gòu)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的兩大難點。

二、教學(xué)中存在的問題

(一)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低

造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低的原因很多。從學(xué)生角度來看,部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,學(xué)習(xí)的目的只是為了應(yīng)付考試,并且由于課程本身的特點造成學(xué)生對該門課產(chǎn)生誤解,從心理上學(xué)生覺得該門課抽象、難學(xué)、難懂,導(dǎo)致學(xué)習(xí)非常被動,最終學(xué)習(xí)效果較差;從教師的角度看,教學(xué)方法必須要求多元化,如果不同的教學(xué)內(nèi)容使用同一種教學(xué)方式,尤其對該門課難懂的波函數(shù),如果使用文字的方法來講解,勢必會使教學(xué)效果差,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)方法

目前,對該門課的教學(xué)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(xué)生的參與,課題氣氛呆板;2、對具有立體空間結(jié)構(gòu)的可觀性差,學(xué)生理解受到限制;3、對數(shù)字化的波函數(shù)缺乏形象化的表示,成為學(xué)習(xí)該門課其它知識的瓶頸。這些將阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對所學(xué)知識的理解。因此,授課教師需要在教學(xué)方法上根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行個性化的調(diào)整。

三、解決措施

該門課不像有機(jī)和分析等化學(xué)課程,沒有實驗教學(xué)部分,因此,學(xué)生對所學(xué)知識的理解消化受到很大限制。為了提高教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),提出以下措施。

(一)引入實驗教學(xué)

由于高等教育教學(xué)改革的不斷深化,該門課程的課時數(shù)明顯減少,即使采取板書、多媒體和演示相結(jié)合的講述方式完成該課程系統(tǒng)的教學(xué)也已經(jīng)變得較為困難。因此,在教學(xué)方式上,我們需要做進(jìn)一步的改進(jìn)。通過教學(xué),發(fā)現(xiàn)采用一種新型方法,即類似實驗教學(xué)的方式對該門課的教學(xué)效果能達(dá)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(xiàn)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(xué)中,老師的分析可能如下:

假設(shè)二氧化碳分子在直角坐標(biāo)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(jù)。碳原子剩余的兩個電子,分別占據(jù)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(jù)在py軌道上,另一個電子必將占據(jù)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(jù)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(jù)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(xué)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(xué)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(gòu)象,通過空間旋轉(zhuǎn)可以讓學(xué)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(jié)果文件得到這些軌道的波函數(shù)。在這里學(xué)生還可以學(xué)到如下幾點:1、通過簡單的類實驗計算,學(xué)生獲得來自書本上與波函數(shù)、雜化軌道和分子軌道等相關(guān)理論知識;2、能獲得由原子軌道波函數(shù)線性組合成分子軌道波函數(shù)的明確數(shù)學(xué)表達(dá)式,并能與軌道圖一一對應(yīng),解決了學(xué)生關(guān)于分子軌道理論復(fù)雜的薛定諤方程,能從圖像上理解書本上的純理論內(nèi)容,進(jìn)而達(dá)到實踐教學(xué)的效果;3、對雜化軌道理論,很多學(xué)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(xué),學(xué)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(jù)在氧的2p軌道上的分子軌道圖。

通過比較上面兩種教學(xué)方法,我們發(fā)現(xiàn),由于該門課的教學(xué)內(nèi)容偏重純理論,學(xué)生經(jīng)常感覺暈暈乎乎,似懂非懂,因此,引入類實驗教學(xué)部分,可通過一個簡單的實驗例子,讓學(xué)生深刻理解來自書本的較多知識點,同時,可以讓學(xué)生清楚各個知識點間的區(qū)別和聯(lián)系,從而對教學(xué)達(dá)到較好的效果。

(二)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師,因此,在教學(xué)中怎樣提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是每個教學(xué)工作者一直思考的問題。就該門課的課堂教學(xué)來說,將教學(xué)內(nèi)容與其它化學(xué)課程及日常生活現(xiàn)象相結(jié)合,讓化學(xué)專業(yè)學(xué)生感到該門課非常有意思或?qū)W(xué)生學(xué)好其它課程起到重要作用,如有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)中,關(guān)于乙烯加氫氣反應(yīng)活化能大或反應(yīng)速率慢等現(xiàn)象,離不開該門課關(guān)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(jié)構(gòu),如果額外引入晶體表面結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容,學(xué)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(xué)生對常規(guī)認(rèn)識有新的視覺和認(rèn)識,進(jìn)而提高了學(xué)生的好奇感,激發(fā)了學(xué)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(xué)生的最終成績,有助于促進(jìn)學(xué)生注重過程學(xué)習(xí),進(jìn)而提高了學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。目前,該門課常用的考核是由平時成績+期末考試成績構(gòu)成,其中,平時成績主要來自出勤、書面作業(yè)和期中考試。如果在平時成績中引入課外作業(yè),學(xué)生通過查閱資料或類似于實驗設(shè)計的材料模擬,不僅能加深學(xué)生對理論部分的理解,而且也能提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

四、結(jié)語

在《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程教學(xué)中,針對“教”與“學(xué)”雙方存在的不足,在教學(xué)方式、方法及教學(xué)手段上主要引入實驗教學(xué)部分,以期提高教學(xué)質(zhì)量。在今后的教學(xué)過程中,作為教學(xué)主體的教師應(yīng)結(jié)合課程特點和實際教學(xué),充分研究教學(xué)中的方式方法手段的最佳組合,以獲得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn):

[1]周公度,段連運(yùn).結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)(第4版)[M].北京大學(xué)出版社,2008.