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《量子力学课程的教学改革与实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第31卷第4期渤海大学学报(自然科学版)Vol.31No.42010年12月loumalofBOh亩Uni~ity(Natoral阮ienCeE由tion)Dec2010量子力学课程的教学改革与实践韩萍,董莉(渤海大学物理系,辽宁锦州121戊心)摘要:本文从量子力学课程的性质和内容出发,结合量子力学的课程特点,在教学内容教学方法教学手段等方面作了一些有益的改革尝试通过采取讨论式教学与学科前沿知识密切结合等措施,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新思维通过教学内容的改革与实践,收到了较好的教学效果关键词:量子力学;教学内容;教学改革;创新思维中图分类号:口抖2文献标识码:A文幸编号
2、:1673一0569(2010)04一0350一03量子力学是二十世纪最伟大的发现之一许多现代科学研究,如材料电学工程物理通讯气象化学生物等都以量子力学为基础量子力学是物理专业及物理学相关专业的本科生和研究生最重要的一门专业基础课,也是研究生人学考试课程量子力学从概念到解决问题的方法与经典物理有根本的不同,中学阶段很少见到甚至没见到学生在学习过程中普遍反映抽象深奥难理解.枯燥抓不住重点等,且缺少激发学生学习兴趣和想象力的知识点,学习起来困难,效果不佳作者近几年来一直从事这门课的教学工作,针对这些现象与问题,在教学中进行了较深人细致的思考与探讨,采取了一些切实可行的
3、措施,使学生在掌握知识的同时,培养了创新思维,受到了学生的欢迎,收到了较好的教学效果1精选主要内容突出重点击破难点量子力学的教科书一般包括三个基本部分:第一部分是关于粒子的波粒二象性;第二部分是关于量子力学的基本原理,这是全书的核心内容;第三部分是关于运用基本原理解决基本物理实际问题及其方法,这是本书的难点三部分内容相互关联,如粒子的波粒二象性是事实依据,量子力学的基本原理是核心,而如何学会运用基本原理解决基本物理实际问题是关键因此,在教学中应该将重点放在基础性强适用性广对高新技术的发展起重要作用的基本原理和基本内容上,并适当顾及广度为了实用型人才培养的需要,我们突出了对一般性
4、原理方法的训练对于需要学生掌握的重点知识,如定态schmdinger方程及其求解要进行精讲精练,使学生能够掌握,并举一反三在基本理论的讲授中,结合例题思考题练习题有目的有意识地引导学生深人思考,从中受到有益的启示,从而对学生进行创新意识和创新思维的培养2从学生的实际出发,合理安排教学过程的三个阶段收稿日期:2010一伪一巧.基金项目:辽宁省教育厅(而.2阅吕以巧).作者简介:韩萍(1%4一),女,副教授,从事理论物理教学研究.第4期韩萍,董莉:量子力学课程的教学改革与实践351传统的教学方法多采用填鸭式的讲授法,这种方法使得学生在教学活动中处于被动地位,不利于知识的获取和创新能力
5、的培养针对这种情况我们改进了教学法,按三个阶段来安排教学2.1第一阶段是学生课前预习阶段课前预习,以学生为主,教师为辅教师的辅助作用是发给学生教学指导意见,主要包括各章节需掌握的重点难点等知识内容,为第二阶段的课堂教学打下基础要求学生做好预习,让学生带着问题听课,能够充分发挥学生学习的主动性,培养学生的自学能力2.2第二阶段是课堂教学阶段这一阶段,以教师为主教师一定要讲清量子力学的物理本质和物理思想,如量子测量的本质是测量仪器作为一个量子系统与被测系统相互作用,形成纠缠态教师通过创设问题情境,在课堂上多设巧设问题,引导学生思考讨论,搞清量子测量的本质另外,教师遴选教学中的一
6、些热点难点问题及典型习题等,如束缚态问题算符的对易关系及占有数表象等,让师生互动起来,从而极大地提高了学生学习的兴趣2.3第三阶段是复习巩固和提高阶段要求每学完一章,学生除了独立完成该章作业外,还要完成教师布置的课外补充题,并通过小考题的形式复习该章内容,再根据学生实际水平辅导答疑,最后通过师生讨论,把知识学懂学透这样,既可以提高学生学习兴趣,又可以复习巩固知识亨还有助于学生深度地理解问题,如隧道效应因其在固体物理及超导体等方面均有重要应用,所以教师可进一步引导学生对电子的冷发射及粒子衰变等做深度的分析和讨论,使学生一边学一边用,提高了学生分析问题和解决问题的能力3构建不同类型的物
7、理图像,帮助学生形象思维由于量子力学抽象难懂,又是建立在一系列基本假设的基础上,学生很难接受,因此在讲解过程中,非常有必要以恰当的图像辅助帮助学生找到形象的感觉如物质波!概念的辅助图像可取自由电子的双缝衍射图像,把电子波类比光波,由于学生熟悉光的波粒二象性,所以就容易把物质波看作是具体的了再把光波经双狭缝从各种可能的途径到达观测屏类比电子波行为就可以理解屏上电子波强度的强弱分布(或概率分布)
