量子力學基礎理論精選(九篇)

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第1篇：量子力學基礎理論范文

物理學專業(yè)可分為“縱向深入”和“橫向擴張”兩方向?！翱v向深入”是向更微觀和更高速領域的深入探索，獲得描述新的領域最核心的物理模型。“橫向擴張”是在“縱向深入”中得到的每一個區(qū)域的核心物理模型基礎上，應用該模型來探索和解決該領域每一個更具體和更復雜的問題，伸向更精細的世界。

縱向世界

下圖是目前物理學的四個“基本理論”所統(tǒng)治的區(qū)域，它是一個普遍的力學系統(tǒng)，用一個數(shù)學模型來描述物質(zhì)、時間和空間，以及他們之間的關系。這四個“基本理論”是人類幾百年來“縱向深入”所得到的四個核心物理模型。

一、經(jīng)典力學（Classical Mechanics）

圖中左下區(qū)域是“宏觀低速”區(qū)域，稱為經(jīng)典力學（Classical Mechanics）領域，即最早的牛頓力學及其后續(xù)發(fā)展的拉格朗日力學，哈密頓力學等。在中學物理課程中主要涉及的部分是牛頓力學。這里基本的數(shù)學模型是：空間是最簡單的歐幾里得幾何的三維空間，時間是另外一個和空間維完全無關的維度。物質(zhì)是質(zhì)點，或者是有限體積的質(zhì)點集合（剛體，流體），或者是遍布全空間無限體積的質(zhì)點集合（場，如電磁場）。質(zhì)點在空間中的運動符合伽利略變換。

這個領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”突破點是麥克斯韋的電動力學，并由此導致量子力學和相對論力學領域的出現(xiàn)。

二、相對論力學（Relativistic Mechanics）

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

這里基本的數(shù)學模型是：狹義相對論（Special Relativity）時空是閔可夫斯基四維時空，即一維時間和三維空間由光速不變原理緊密聯(lián)系，組成一個平直的四維時空背景。廣義相對論（General Relativity）的時空是黎曼時空，即一個彎曲的四維時空。相對論力學里物質(zhì)依然是經(jīng)典力學里的質(zhì)點、體或場，但是它會直接影響時空背景。質(zhì)點在四維時空中的運動符合洛侖茲變換。

這個模型揭示了時間和空間不再是經(jīng)典力學中和物質(zhì)運動獨立無關的背景，而是與物質(zhì)的質(zhì)量、能量和運動緊密聯(lián)系。

三、量子力學（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（Quantum Mechanics）的地盤。它的建立以普朗克、愛因斯坦、波爾、德布羅意等物理學家的工作為先導，以海森堡、薛定諤、狄拉克、泡利等物理學家的工作為主體。

這里基本的數(shù)學模型是：時空還是經(jīng)典力學中歐幾里得的三維空間加上獨立的一維時間，物質(zhì)運動還是符合伽利略變換，但物質(zhì)本身卻不再是質(zhì)點或者質(zhì)點的集合，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。

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

這個領域是現(xiàn)代物理學最大的領域，它孕育了20世紀后半葉的高新技術產(chǎn)業(yè)革命，使人類全面步入信息時代。

四、量子場論（Quantum Field Theory）

圖中右上區(qū)域便縱向深入到“微觀高速”區(qū)域，即量子場論（Quantum Field Theory）領域。它是量子力學和狹義相對論的結(jié)合。從量子力學的幾位創(chuàng)始人到標準模型的建立者，諸多20世紀物理學家們的工作完成了這個建立過程，其中包括楊振寧教授和李政道教授的貢獻。

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

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

從各個區(qū)域所建立起來的基本數(shù)學模型來看，量子場論區(qū)域是目前描述自然界最精確的模型，量子力學區(qū)域是描述自然界的低速近似，相對論力學區(qū)域是描述自然界的宏觀近似，經(jīng)典力學是描述自然界的宏觀低速近似（顯然關系已經(jīng)不大了）。

在這我們只能用“近似”兩個字，因為人類在了解和認識自然界的過程中是一個不斷深入的漸進的認識過程，一個不斷積累的認識過程，這個過程將永遠不斷地有新的發(fā)現(xiàn)，就像我們觀賞大自然的美景一樣，沒有終極，越看越美麗，越看越新奇。

橫向世界

一、經(jīng)典力學（Classical Mechanics）

經(jīng)典力學模型應用到具體的物質(zhì)運動形式上就可建立剛體力學、流體力學、聲學，以及經(jīng)典的光學、電學、熱力學、磁學等學科?，F(xiàn)在的物理學家已經(jīng)很少涉及這個領域，因為在這個領域里基本的模型早已建立完畢并經(jīng)受住了時間的考驗，物理學家也早已把這個地盤交到工程師的手上了，研究的主流變成是對這些規(guī)律的應用，這個領域與人類日常生活關系最近。

對于有志于從事機械、建筑、汽車、航天、熱能動力等專業(yè)的學子來說，牛頓力學和熱力學等是必須要掌握的物理基礎，這些物理基礎引發(fā)了人類第一次工業(yè)革命。對于有志于從事電力、通訊、電子工程等專業(yè)的學子來說，經(jīng)典電磁學和電動力學是必須要掌握的物理基礎，這些基礎引發(fā)了人類第二次工業(yè)革命。

學好這些基礎，能讓你輕快地進入到這些實用的領域中發(fā)展。

二、相對論力學（Relativistic Mechanics）

相對論力學模型應用到具體的物質(zhì)運動形式上就可建立天體物理學、宇宙學等學科方向，研究宇宙大尺度物理現(xiàn)象，如引力等，從業(yè)人數(shù)在物理學界占較小的部分。

對于有志于研究天文學和恒星、地外行星、黑洞等各種天體以及宇宙奧秘的學子來說，這個領域便是其歸宿。這個領域的實驗主要以望遠鏡觀測為主。相對論力學領域是人類認識宇宙和了解宇宙的最前沿，它是人類了解太空的一扇窗口，但是離人類日常生活較遠。工作單位一般是各個天文臺、大型的地面觀測站和太空觀測站等科研部門。

三、量子力學（Quantum Mechanics）

量子力學模型應用到具體的物質(zhì)運動形式上就可建立原子物理學、分子物理學、量子光學、量子電子學，以及凝聚態(tài)物理學等學科。物理學家中在這個領域的人數(shù)最多，僅凝聚態(tài)物理專業(yè)的人數(shù)就要占所有物理學家的三分之一以上，是物理學最大的分支。保守估計以量子力學為基礎理論的這個區(qū)域中的物理學家人數(shù)應該超過所有物理學家總?cè)藬?shù)的一半。近十年的諾貝爾物理學獎有6次頒給了這個領域的科學家。

這個領域的特點是基礎理論模型完善，計算方便。實驗規(guī)模小，可在實驗室桌面上進行。理論和實驗課題數(shù)量多且分散，而且作為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎領域，和化學與生物學等其他學科聯(lián)系緊密，因此它橫向擴張的速度最快，成果也遠多于物理學其他三個區(qū)域。

這個領域孕育了20世紀的現(xiàn)代科技革命，如半導體元件的發(fā)明、激光器的誕生、磁存儲介質(zhì)、液晶，以及最熱門的納米材料、超導體等都是拜他它所賜。因此這個領域不但適合想從事物理研究的學子加入，而且也適合想從事微電子學、納米材料、量子信息技術等新興專業(yè)的學子們學習。

四、量子場論（Quantum Field Theory）

量子場論模型應用到具體的物質(zhì)運動形式上建立了量子電動力學（QED），電弱統(tǒng)一理論，量子色動力學（QCD）等理論，作為粒子物理（高能物理）的基礎理論，同時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。這個領域是向物質(zhì)奧秘探索的最前沿，基本理論內(nèi)容最深奧、計算難度大，但是橫向擴張的工作很多。實驗需要在大型的粒子加速器上進行，規(guī)模龐大，課題集中，成果多是十年磨一劍，因此進展緩慢。

對于有志于探索物理最前沿的學子來說，這個領域最適合,但更需要具備耐得住寂寞和世俗誘惑的能力。這個領域風光無限，魅力無限。

結(jié)語

第2篇：量子力學基礎理論范文

本書詳細闡述了熱中子散射的基本量子理論以及相關概念對于晶體、液體和磁系統(tǒng)散射的應用。細致地介紹了散射的關聯(lián)函數(shù)、散射的動力學理論和散射過程中的極化分析。特別強調(diào)了現(xiàn)代方法的應用。它的第1版于1978年問世，第2版于1996年出版。本書是作者去世2年以后2012年出版的第3版。

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

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

本書作者Gordon L. Squires （1924-2010）從1956年起擔任劍橋大學物理學講師和劍橋大學三一學院研究員，由劍橋大學出版社出版的他的“量子力學習題集”（Problems in Quantum Mechanics with Solutions）受到普遍的好評。1991年他退休之后直到2010年去世，一直擔任卡文迪什實驗室博物館館長，撰寫了許多關于劍橋的科學家和科學發(fā)現(xiàn)的文章。

第3篇：量子力學基礎理論范文

當計算機遇到化學……

提到化學模型，我們可能首先會聯(lián)想到中學化學課上老師用塑料球和小棍搭起來的模型?，F(xiàn)在，建模則由計算機完成。當計算機遇到化學，便形成了計算化學這一新的交叉學科。

化學研究的核心在于“化”字，即分子之間的相互轉(zhuǎn)化，舊化學鍵斷裂、新化學鍵生成。只有這樣，才能創(chuàng)造出新材料，設計出新藥物?？墒牵肿又g的轉(zhuǎn)化經(jīng)常發(fā)生得很快，在毫秒瞬間，電子便從一個原子核躍遷到另一個，傳統(tǒng)的化學方式已很難捕捉這個過程，必須借助計算機這一工具。時至今日，計算機對化學家的作用已經(jīng)和化學實驗手段一樣重要。因為計算機對化學反應的模擬能夠非常逼真，化學家們已經(jīng)能夠通過計算機預測傳統(tǒng)實驗的結(jié)果了。

在20世紀70年代計算機還未被普及的時候，馬丁·卡普拉斯、邁克爾·萊維特及亞利耶·瓦謝爾就打造了堅實的計算機程序基礎，為后人用于了解和預測化學反應進程作了強大鋪墊。近年來，因為計算方法和計算機軟硬件的飛速發(fā)展，在他們的基礎上取得了很多的后續(xù)成果，并得到推廣應用。

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

諾貝爾“理綜”獎？

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

系（1986年，李遠哲等三人因為用實驗方法揭示氣相化學反應微觀細節(jié)而獲得諾貝爾化學獎）；然而，化學反應更多是在液相，在生物體系中發(fā)生，體系自由度多，非常復雜，不容易弄清楚細節(jié)。而反映真實情況的多尺度模型可以用來研究復雜體系的分子行為，包括液相化學反應或者是生化反應。

為什么生物體系中的分子反應如此復雜呢？舉例來說，“人體的一個細胞內(nèi)就可有上百億個蛋白質(zhì)分子。一個大的蛋白質(zhì)分子可包含上百萬個原子。蛋白質(zhì)內(nèi)每兩個原子間都有相互作用，這些原子處于不停的運動中，其情形就像北京城內(nèi)同一時刻有兩百萬輛機動車行駛一樣。計算和跟蹤一個蛋白質(zhì)的原子運動就像記錄和監(jiān)控北京的車輛一樣。如此巨大的分析計算量必須借助計算機技術來存儲和分析?！边@番話出自中科院計算數(shù)學與科學工程計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獎相關，而他原本是學物理出身。這是不是有點兒“亂套”了？當然沒有，而且還恰恰反映了本屆諾貝爾化學獎的交叉學科屬性，即計算機、物理、數(shù)學、生物學和化學等多學科相互滲透和融合。難怪本屆諾貝爾化學獎被戲稱為諾貝爾“理綜”獎。

這是化學的榮譽

雖然被戲稱為“理綜”獎，但這的的確確是屬于化學的榮譽。理論化學發(fā)展到今天，其最大的組成部分就是計算化學。計算化學的基礎理論大多來源于兩部分：量子力學和牛頓經(jīng)典力學，這兩個學科在化學上的應用則分別誕生了量子化學和分子模擬兩個學科。涉及電子的化學反應需要用量子化學來解決，一旦涉及到分子間的相互作用，其量子效應往往可以忽略不計，使用經(jīng)典力學就足以描述，從而大大地簡化了計算，這就是分子模擬。

當描述化學反應的過程時，量子力學的描述是小而精，經(jīng)典力學的描述大卻精度不高。如果都用高精度的方法來描述化學過程，理論上當然不錯，但實際計算將難以進行。所以，多尺度組合的方法便成了最好的選擇。這也體現(xiàn)了三位獲獎者開創(chuàng)性工作之所在，即把兩種體系中的精華部分提取了出來，并且找到了適用于二者的研究方法。

第4篇：量子力學基礎理論范文

關鍵詞：熱力學與統(tǒng)計物理學；國家精品課程；統(tǒng)計熱力學體系

“熱力學與統(tǒng)計物理學”（簡稱“熱統(tǒng)”）是我國高等院校本科物理專業(yè)的一門必修課程，是研究物質(zhì)有關熱現(xiàn)象（即宏觀過程）規(guī)律的理論物理課，也是普通物理“熱學”的后續(xù)課。內(nèi)蒙古大學“熱統(tǒng)”教學組在20多年教學實踐中，不斷更新教育觀念，探索課程教學體系的改革，逐步建立了以微觀理論為主線的教學體系，建設了首門“熱統(tǒng)”國家精品課程（2004年）——“統(tǒng)計熱力學”，陸續(xù)出版了配套教材[1]和學習輔導書[2]。

一、關于“熱統(tǒng)”教學體系的思考

關于熱現(xiàn)象的理論包括兩部分，即宏觀理論——“熱力學”和微觀理論——“統(tǒng)計物理學”。我國目前的“熱統(tǒng)”課程由早年設置的 “熱力學”和“統(tǒng)計物理學”兩門課程合并而成，一直沿襲“熱”、“統(tǒng)”相對獨立的“一分為二”教學體系[3-5]。教學內(nèi)容安排大體以學科發(fā)展歷史和認識層次為序，由唯象到唯理，由宏觀到微觀。這種體系十分成熟，在多年教學實踐中獲得很大成功。隨著科學技術和人類現(xiàn)代文明的飛速發(fā)展，人們認識世界的條件、增長知識的方式和獲取信息的渠道發(fā)生了質(zhì)的變化：昔日深奧難解的名詞，今天已可聞之于街巷；諸多科學概念的理解，逐漸變得不很困難。在這種知識氛圍和學習環(huán)境下，從中學到大學的物理教學內(nèi)容均在不斷地改革和深化。同時，現(xiàn)代科學成就在高新技術中的廣泛應用向21世紀人才培養(yǎng)提出更高的要求。這一切，催動著大學物理課程改革的進程，也激發(fā)起我們對傳統(tǒng)體系的思考。

從“熱物理”系列課程改革現(xiàn)狀來看，一方面，普通物理“熱學”課程的內(nèi)容已進行了必要的深化和后延，原有“熱統(tǒng)”課程與現(xiàn)行“熱學”課程內(nèi)容出現(xiàn)較多重復。僅以汪志誠著《熱力學 · 統(tǒng)計物理》[5]和秦允豪著《熱學》[6]為例，二者內(nèi)容重疊約為1/3。過多重復造成學習時間與精力的浪費，甚至引發(fā)學生的厭學情緒，使學習效益降低。另一方面，飛速發(fā)展的高新技術拉近了基礎理論與應用技術的距離，就熱物理而言，無論實際工作中的應用，還是繼續(xù)深造時的基礎，都對“熱統(tǒng)”課程教學提出更高的要求。增加課程的統(tǒng)計物理比重，深化微觀理論的系統(tǒng)理解勢在必然。此外，改革開放以來，我國高等教育從學制到專業(yè)及課程設置均有較大幅度的變動，“熱統(tǒng)”課教學時數(shù)多次削減（1208672、64），課堂教學的信息量和效益問題變得更加突出。面對這種形勢，各校對“熱統(tǒng)”課程的內(nèi)容進行了不斷的改革，逐步增加統(tǒng)計物理比重，努力減少和避免與“熱學”的重復。然而，由于沒有觸動“一分為二”的體系，大量的簡單重復難以避免，“熱力學”內(nèi)容仍然偏多，實際教學中統(tǒng)計物理的系統(tǒng)性難以保證。

針對上述問題，我們從體系結(jié)構(gòu)著眼，對“熱統(tǒng)”課程進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，削減學時、充實內(nèi)容，有效地避免與普通物理的簡單重復，提高教學效益；以微觀理論為主導，確保統(tǒng)計物理體系的完整性與系統(tǒng)性，增加課程的先進性與適用性。在上述思想指導下，構(gòu)建了“熱統(tǒng)”課程的“統(tǒng)計熱力學”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)容重復的問題；大幅增加統(tǒng)計物理比重，使其理論及應用內(nèi)容在總學時中占到3/4以上。

二、統(tǒng)計熱力學體系的特色

統(tǒng)計熱力學教學體系的主要特色是：熱物理學以微觀理論為框架；微觀理論以系綜理論為主線；系綜理論以量子論為基礎。體系知識結(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)計熱力學”以微觀理論——統(tǒng)計物理為主導，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，學生往往將過多精力用于熱力學計算，不能很好地理解統(tǒng)計物理的理論體系，容易將熱現(xiàn)象的宏觀和微觀理論割裂開來。本體系從微觀理論出發(fā)，用統(tǒng)計物理理論導出熱力學基本定律，討論體系熱力學性質(zhì)，給出統(tǒng)計物理概念與宏觀現(xiàn)象的對應，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)教學格局，提高了認識層次。同時，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”過多重復問題。

本體系按照統(tǒng)計物理學的知識框架，將主要知識點劃分為孤立系、封閉系和開放系等三個模塊（參見上圖）。各塊均首先給出相應的統(tǒng)計分布，進而引入熱力學勢（特性函數(shù)），導出熱力學基本定律，再用微觀和宏觀理論相結(jié)合的方法研究具體系統(tǒng)的熱力學性質(zhì)。例如：在孤立系一章，從等概率基本假設出發(fā)，引入統(tǒng)計物理的熵，導出熱力學第一、第二定律，進而研究理想氣體的平衡性質(zhì)。在討論封閉系時，從正則分布出發(fā)，引入熱力學勢——自由能，給出均勻系熱力學基本微分式，進而導出麥克斯韋關系，介紹用熱力學理論研究均勻物質(zhì)宏觀性質(zhì)的方法，再具體討論電、磁介質(zhì)熱力學、焦-湯效應等典型實例。同時用正則分布研究近獨立子系構(gòu)成的體系，導出麥-玻分布，介紹最概然法；進一步導出能均分定理，介紹運用統(tǒng)計理論研究半導體缺陷、負溫度、理想和非理想氣體等問題的方法。對于開放系，首先導出巨正則分布，再引入巨勢，給出描述開放系的熱力學微分式，研究多元復相系的平衡性質(zhì)，討論相變和化學熱力學問題；用量子統(tǒng)計理論導出熱力學第三定律，討論低溫化學反應的性質(zhì)。另一方面，考慮全同性原理，用巨正則分布導出玻色、費密兩種量子統(tǒng)計分布，給出它們的準經(jīng)典極限——麥-玻統(tǒng)計分布，并運用獲得的量子統(tǒng)計分布分別討論電子氣、半導體載流子、光子系的統(tǒng)計性質(zhì)和玻色—愛因斯坦凝聚等應用實例。

2．以系綜理論為主線，完善統(tǒng)計物理體系

與國內(nèi)現(xiàn)流行體系不同，“統(tǒng)計熱力學”的統(tǒng)計物理以“系綜理論”為基礎，具有更強的系統(tǒng)性。

現(xiàn)流行體系為便于學生理解，大多先避開系綜理論，講解統(tǒng)計物理中常用的分布和計算方法，如近獨立粒子的最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計、玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計及其應用等，而在課程的最后介紹系綜理論有關知識[5]。這種體系除內(nèi)容不可避免地出現(xiàn)重復外，還在一定程度上犧牲了統(tǒng)計物理的系統(tǒng)性。在實際教學中，為了闡明有關分布和統(tǒng)計法，往往不可避免地運用如等概率假設、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。從體系實施現(xiàn)狀來看，不少院校因?qū)W時有限，在熱力學和基本統(tǒng)計方法的教學之后，對系綜理論的介紹只能一帶而過，學生難以完整掌握統(tǒng)計物理理論。

我們多年采用系綜理論為主線的教學實踐表明，“統(tǒng)計分布”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“統(tǒng)計熱力學”的基礎建立在系綜理論之上，從一個基本假設——等概率假設（微正則系綜）入手，漸次導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，給出相應的熱力學勢和熱力學基本微分公式；同時，順暢地導出如最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計、玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計法等常用分布和計算方法，并用于實際問題。在教學過程中，力求循序漸進地闡明統(tǒng)計物理的基本理論，使學生準確、清晰地掌握統(tǒng)計物理的基本概念，對熱物理理論有完整系統(tǒng)的理解，能夠全面、靈活地運用，為進一步學習更高深的知識和了解物理學的最新成果奠定扎實的基礎。

3. 以量子理論為基礎，認識微觀運動本質(zhì)

為使學生準確認識微觀運動本質(zhì)，“統(tǒng)計熱力學”將系綜理論建立在量子論的基礎上，而經(jīng)典統(tǒng)計則作為量子統(tǒng)計的極限給出。

傳統(tǒng)體系多從經(jīng)典統(tǒng)計入手，然后進入量子統(tǒng)計。我們教學實踐的體會是，物理學歷史上由經(jīng)典論到量子論的認識過程沒有必要在統(tǒng)計物理教學中重演。通過現(xiàn)設“普通物理學”課程的學習，學生已理解微觀運動遵從量子力學規(guī)律，并具備了一定的量子論知識基礎，在量子論基礎上建立統(tǒng)計物理理論順理成章。事實上，微觀運動的正確描述須用量子理論，而量子統(tǒng)計與經(jīng)典統(tǒng)計就統(tǒng)計規(guī)律性而言并無本質(zhì)區(qū)別，經(jīng)典統(tǒng)計只是量子統(tǒng)計的極限情形而已。以量子論為基礎構(gòu)建統(tǒng)計物理體系，更有利于學生盡快認識事物的本質(zhì)，迅速進入對前沿科學的學習。

三、關于體系的兼容性——幾個共同關注的問題

“統(tǒng)計熱力學”以系綜理論為主線，以量子論為基礎,大幅提高統(tǒng)計物理比重，適當?shù)卦黾恿苏n程深度。在課時縮減，招生規(guī)模擴大的形勢下,實施上述改革更有一定風險和難度。另一方面，新體系能否與流行體系兼容，也是國內(nèi)同行普遍關注，需要在優(yōu)化改革方案過程中解決的問題。為化解難度，提高兼容性，在體系建立和教學實踐中，我們著力解決了以下幾個問題：

問題之一：量子理論與系綜理論理解困難問題。如前所述，學習本體系前應具備一定的量子論知識。目前國內(nèi)物理專業(yè)的“熱統(tǒng)”課程多排在“量子力學”之前。這就不可避免地出現(xiàn)了“前量子力學”困難。為解決這一問題，我們在課程引論中安排了量子論基本知識的講授，介紹量子態(tài)、能級、簡并、全同性、對應關系等概念。如此處理，再結(jié)合普通物理“原子物理學”中學到的量子力學初步知識，學生就能夠較好地接受“量子統(tǒng)計”有關概念。此外，我們將“量子態(tài)”和“量子統(tǒng)計法”兩個初學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，又使概念和運用銜接緊密，有利于及時消化。

系綜理論是統(tǒng)計物理中最核心、最抽象的內(nèi)容，也是統(tǒng)計物理教學的難點。國內(nèi)流行體系將系綜理論與常用統(tǒng)計分布及計算方法分離，安排在課程最后集中單獨介紹。我們實踐的體會是，這種處理將多個難點（三種系綜及相應熱力學關系）集中，增加了學生的理解困難；加之系綜概念孤立于基本統(tǒng)計方法和應用之外，更顯抽象枯燥。學生學后或覺不知所云，或難縱觀全局，終致應用乏力。鑒于此，我們遵循由表及里、由淺入深、循序漸進、層層推進的認識規(guī)律，將系綜的基本概念和三個系綜分散在七章中穿插講授、逐步深入，并及時運用理論對相應系統(tǒng)的性質(zhì)加以討論。這樣做，可分散認知難點，并及時結(jié)合應用，實現(xiàn)宏觀微觀的交錯，避免枯燥無味的困惑，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的教學困難。

問題之二：關于最概然法與麥-玻統(tǒng)計問題。最概然（可幾）法與麥克斯韋-玻爾茲曼（麥-玻）統(tǒng)計法，是統(tǒng)計物理中應用較廣的兩個方法。采用系綜理論為主線的教學體系，是否會影響這兩種方法的學習和運用？這也是國內(nèi)同仁關注的問題之一。在新體系課程改革和教材編寫中，對這兩部分內(nèi)容均給予充分的注意。在第三章（封閉系）導出正則分布和相應熱力學公式之后，用兩種方法導出麥-玻分布：一是作為近獨立子系的平均分布，由正則分布導出；二是從微正則系綜出發(fā)，用最概然法導出。同時還由麥-玻分布給出熱力學公式，并討論幾種分布之間的關系，給出分布的應用實例。實踐表明，這種處理模式能全面深化學生對最概然法與麥-玻分布的理解，以致在應用中得心應手；還能強化對系綜理論和統(tǒng)計物理體系的理解。

問題之三：熱力學基本方法掌握問題。熱力學作為一種可靠的宏觀理論，從基本定律出發(fā)，通過嚴格的數(shù)學推演，系統(tǒng)地給出熱力學函數(shù)之間的有機聯(lián)系，將其用于實際問題。深入理解熱力學定律的主要推論和熱力學關系，熟悉它們的應用，掌握熱力學演繹推理方法，是“熱統(tǒng)”課程不可或缺的內(nèi)容?！敖y(tǒng)計熱力學”體系以微觀理論為框架組織教學，是否會削弱學生在熱力學理論的理解和應用方面的訓練？對這個問題，國內(nèi)同行關注有加，各見仁智，也是我們在課程改革中始終注意的問題。我們的處理模式是：打通熱物理宏觀與微觀理論的壁壘，針對不同宏觀條件，在相應章節(jié)給出各種系綜分布，然后導出熱力學公式，并插入相應的熱力學理論訓練內(nèi)容，確保足夠篇幅討論平衡態(tài)的熱力學性質(zhì)。例如：在建立封閉系的正則系綜理論后，插入“均勻物質(zhì)熱力學性質(zhì)”一章，集中講授麥克斯韋關系、基本熱力學函數(shù)和關系、特性函數(shù)等概念，介紹熱力學基本方法和對典型實例的應用。建立開放系的巨正則系綜理論后，又集中介紹與之相關的相平衡、化學平衡等問題的宏觀理論。事實上，熱物理的微觀和宏觀理論相得益彰、不可分割。在學習運用統(tǒng)計物理研究宏觀過程的規(guī)律時，勢必也會反復地運用熱力學函數(shù)、公式和相應方法，使學習者得到相應訓練。此外，再提供一定數(shù)量的習題，輔之以課外練習，以達到“學而時習之”的效果。這樣，新體系雖然大量削減純粹“熱力學”內(nèi)容，并未削弱對熱力學理論的理解和方法的訓練，相反可使其得到加強和升華。

內(nèi)蒙古大學“熱統(tǒng)”教學組近20年的課程改革和教學實踐證明，用“統(tǒng)計熱力學”體系組織本科物理專業(yè)“熱統(tǒng)”課教學是可行的。采用同樣的體系和教材，適當取舍內(nèi)容，在應用物理和電子科學技術專業(yè)組織2學分“統(tǒng)計物理”教學，亦取得一定的經(jīng)驗，其效果令人欣慰。毋庸置疑，筆者主張統(tǒng)計熱力學體系，絲毫無意否定“熱統(tǒng)分治”的傳統(tǒng)教學體系。兩種體系，各有千秋，互補互鑒。究竟采用何種體系組織教學，還應視培養(yǎng)目標、師資力量、學生狀況等，因地制宜地選擇。

參考文獻：

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

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

[2] 梁希俠，班士良，宮箭，崔鑫. 統(tǒng)計熱力學（第二版）學習輔導[M]. 北京：科學出版社，2010.

[3] 王竹溪. 熱力學簡程[M]. 北京：高等教育出版社，1964.

[4] 王竹溪. 統(tǒng)計物理學導論[M]. 北京：高等教育出版社，1965.

第5篇：量子力學基礎理論范文

（上海工程技術大學材料工程學院，中國 上海 201620）

【摘　要】《固體物理》是材料學科專業(yè)開設的一門重要基礎課程。根據(jù)高等學?！豆腆w物理》課程的特點以及材料類專業(yè)的學生對學習這門課程的需求不同，作者結(jié)合自身的教學心得和體會，分別從材料學專業(yè)《固體物理》課程教學現(xiàn)狀、教學內(nèi)容和教學方式等方面進行探討。

關鍵詞 固體物理；教學改革；材料學

《固體物理》作為一門基礎性學科，受到了越來越多的重視[1-2]。作為連接基礎理論知識與實際應用技術的橋梁，它已經(jīng)成為材料類專業(yè)學生必修的一門基礎課程。但傳統(tǒng)的《固體物理學》中有很多晦澀難懂的專業(yè)術語，復雜的圖形與空間變換以及繁瑣的理論推導，故而學習難度較大。學生學習《固體物理》時需完成《高等數(shù)學》、《熱力學與統(tǒng)計物理》和《量子力學》等先修課程的學習。由于材料學科特點和學生培養(yǎng)目標的不同，材料類專業(yè)的學生往往只學習一部分或者沒有學習這些先修課程，故而材料類專業(yè)學生學習《固體物理》時凡是涉及到一些嚴密的理論推導過程就會感到十分難懂，造成部分學生產(chǎn)生厭學情緒。針對材料類專業(yè)《固體物理》教學過程中出現(xiàn)的教師教學難，學生畏學這一現(xiàn)狀，本文從教學內(nèi)容和教學方式等方面，對如何提高材料類專業(yè)《固體物理》的教學質(zhì)量和促進學生綜合能力的培養(yǎng)方面提出了一些新的探討。

1　教學內(nèi)容改革

《固體物理》教科書通常由兩大部分組成：第一部分為基礎部分。主要包括晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)合、晶體的振動與熱力學性質(zhì)、晶體的缺陷、能帶理論和金屬電子論等內(nèi)容；第二部分為專業(yè)化部分。主要包括半導體、超導體、非晶固體和固體磁性等內(nèi)容。其中基礎部分是各理工科院校講授的核心內(nèi)容。對于材料類專業(yè)的學生來說，由于缺少《量子力學》與《熱力學與統(tǒng)計物理》方面的知識，系統(tǒng)學習《固體物理》有一定的困難，為了解決上述矛盾，我們在教學過程中對于《固體物理》內(nèi)容主要實行以下改革措施：

（1）有選擇性的講授。對于《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。對于重點內(nèi)容要精講，對于不太主要或者在其它課程中能學到的內(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，材料類學生在學習《材料科學基礎》和《化學基礎課》過程中對于晶體的結(jié)合方式等內(nèi)容都進行過系統(tǒng)學習，因此對這部分內(nèi)容可以略講。在講解晶體的缺陷這部分內(nèi)容時，學生在《材料科學基礎》課程中也學習過，對這部分內(nèi)容就可以略講或者不講。

（2）重思想輕推導。對于有些章節(jié)的內(nèi)容，不追求繁瑣的數(shù)學推導，更多的突出物理思想的傳達，對于某一個具體理論要重點講述它的建立過程與物理模型。物理模型盡量簡單，深入淺出，讓學生學會用《固體物理學》的方法去思考和處理問題。

（3）增加學科前沿內(nèi)容。合理的補充與固體物理學緊密相連的凝聚態(tài)物理學和材料學最新的學術成就與進展，鼓勵學生積極參與或參觀學院相關老師的科研實驗，多聽相關的學術報告，讓學生了解最新的學術動態(tài)，培養(yǎng)他們對科學研究的興趣，為部分學生將來的繼續(xù)深造和終身從事科學研究事業(yè)奠定基礎。

2　教學方式的創(chuàng)新

長期以來，我國的大部分的教師都是采用傳統(tǒng)的教學模式，即老師一個人在講臺上講，學生在下面聽。這種模式固然有可取之處，但是對于現(xiàn)代大學生來說，這種教學模式未免顯得有些過于單調(diào)?，F(xiàn)代的大學生喜歡新鮮事物，喜歡主動“出擊”，所以作為一名現(xiàn)代的大學老師，對學生應當“投其所好”，改變一下固有的思維與教學模式，使學生樂于接受所學的新知識，變被動學習為主動學習。我們采取具體做法是：

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

（2）案例教學。選取符合知識點應用要求的、貼近生活與技術發(fā)展的、學生感興趣的案例，師生共同分析、討論，從而提高學生分析問題能力與知識應用能力。比如課程體系講授到晶格常數(shù)時，引入聚苯乙烯微球人工微結(jié)構(gòu)概念和半導體超晶格概念，并要求學生就相關概念進行文獻分組調(diào)研，PPT制作，下次課程時間面向同學進行介紹。相比以前老師直接給學生舉例的教學方式，案例教學法激發(fā)了學生的學習熱情，使學生成為學習的主人、課堂的主角，課堂氣氛生動活潑。

（3）實踐教學。《固體物理》是一門與實踐密切聯(lián)系的課程，在《固體物理》教學中，強調(diào)理論與實際的聯(lián)系，這樣可以激發(fā)學生學習的主動性、自覺性和創(chuàng)造性，使學生感到所學知識的用處和價值，由此可培養(yǎng)學生靈活應用所學知識解決問題的實踐能力。在《固體物理》的教學中，為了讓學生更深刻地理解所學知識，應該適當安排《固體物理》實驗。如講授晶體結(jié)構(gòu)時，可以安排學生作X射線衍射分析實驗。通過親自實驗，學生不但掌握了晶體的衍射理論知識，也可使學生體會到現(xiàn)代分析方法在材料研究中的重要性和必要性。通過安排《固體物理》實驗，不但使學生加深了對理論知識的理解，同時也大大提高了觀察能力、動手能力和分析問題的能力。

3　結(jié)語

總之，在材料類專業(yè)《固體物理》教學過程中，要充分認識到材料類專業(yè)學生與物理學專業(yè)學生的不同，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)代化教學手段進行教學。實踐證明，上述文中所提到的教學改革方法能有效提高學生的學習興趣與綜合素質(zhì)。但是，《固體物理》教學改革是一個龐大而又復雜的系統(tǒng)工程，課程改革的進行涉及到諸多方面，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，營造生動活潑的人文環(huán)境外，還要加強我們教師隊伍建設，提高他們培養(yǎng)創(chuàng)新人才的能力。

參考文獻

［1］馮端.固體物理學大辭典[M].北京:高等教育出版社,1995.

［2］黃昆,韓汝琦.固體物理學[M].北京:高等教育出版社,1997.

［3］馮端,師昌緒,劉治國.材料科學導論[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.

第6篇：量子力學基礎理論范文

關鍵詞：熱力學與統(tǒng)計物理 教學內(nèi)容 教學方法 考核方式 材料物理專業(yè)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0170-02

材料物理專業(yè)是材料科學與物理學的一個交叉學科，專業(yè)特點要求在課程設置上既有材料科學方面的課程又要有物理類課程。安徽工業(yè)大學材料物理專業(yè)于2003年開始進行籌劃建設，2005年實現(xiàn)了首次招生。經(jīng)過幾年的探索、規(guī)劃和實踐，基本完成了專業(yè)定位和課程體系設置[1]，正逐步完善專業(yè)建設。現(xiàn)階段，保留了量子力學，熱力學與統(tǒng)計物理（以下簡稱熱統(tǒng)）和固體物理學作為本專業(yè)的物理類必修課程。其中，熱力學與統(tǒng)計物理是一門重要的專業(yè)基礎課，無論對后續(xù)的物理類還是材料類課程的學習都起到承上啟下的知識連接作用。本課程的設置目的使學生能夠熟練掌握熱力學和統(tǒng)計力學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，訓練學生嚴格的邏輯思維能力，培養(yǎng)演繹推理能力，提高解決具體問題的能力。

1 熱力學與統(tǒng)計物理課程教學中存在的主要問題

熱統(tǒng)課程內(nèi)容由熱力學和統(tǒng)計物理兩部分組成。其中，熱力學是研究熱現(xiàn)象的宏觀理論，它從若干經(jīng)驗定律出發(fā)，通過嚴密的邏輯演繹方法，最終給出系統(tǒng)的宏觀熱性質(zhì)；而統(tǒng)計物理則是研究熱現(xiàn)象的微觀理論，它從微觀粒子的力學規(guī)律出發(fā)，加上統(tǒng)計假設，獲得系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。從內(nèi)容上來看，熱統(tǒng)課程的理論性強，教學內(nèi)容繁雜。尤其，在當前高校推行素質(zhì)教育和培養(yǎng)應用型人才的指導下，基礎理論課課程教學學時均有不同程度的壓縮。我校熱統(tǒng)課程安排為40個學時，由此帶來了教學學識少和教學內(nèi)容多的嚴重矛盾。我們根據(jù)我校材料物理專業(yè)特色方向和后續(xù)課程，在熱統(tǒng)教學內(nèi)容上做出了適當?shù)恼{(diào)整。

現(xiàn)行的熱統(tǒng)教材理論性強，較適合理科生使用，缺乏較合適的工科材料類學生使用的熱統(tǒng)教材。在組織教學中，我們以汪志誠編寫的《熱力學?統(tǒng)計物理（第四版）》作為主要參考教材[2]，同時綜合了多本經(jīng)典教材，如：胡承正編著的《熱力學與統(tǒng)計物理學》，包景東編著的《熱力學與統(tǒng)計物理簡明教程》等[3～4]。根據(jù)我校材料物理專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)特色方向，本著“先進、有效、有用”的原則，對熱統(tǒng)課程的教學內(nèi)容應該進行認真清理與重構(gòu)，形成適合本校實際的課程講義。

在教學方法和考核方式上也應根據(jù)我校實際進行相應的改革。熱統(tǒng)課程是一個理論性強的課程，其中的物理概念抽象，物理公式繁雜。安徽工業(yè)大學材料物理專業(yè)是在工科背景下成立并發(fā)展起來的，學生的數(shù)理基礎相對薄弱，在學習的過程中會有些吃力。長期的教學實踐告訴我們，如果采取傳統(tǒng)的灌輸式教學方法，只能使熱統(tǒng)課堂教學枯燥無味，學生被動的接受知識，失去了學習興趣，甚至對后續(xù)的專業(yè)課學習產(chǎn)生抵觸情緒。另外，傳統(tǒng)的閉卷考試常造成學生不重視平時的學習過程，期末復習只看教學課件，期待老師劃重點，搞突擊記憶。

針對上述現(xiàn)狀，我們嘗試著進行了教學內(nèi)容，教學方法和考核方式的改革和實踐。

2 教學內(nèi)容的改革

2.1 優(yōu)化教學內(nèi)容

熱統(tǒng)課程的熱力學部分與先修課程，如大學物理、物理化學和工程化學基礎的部分內(nèi)容重復率較高。我們在充分了解本專業(yè)學生的先修課程和后續(xù)課程的教學內(nèi)容后，對與其他課程有交叉重疊的部分進行了壓縮和刪減。比如：熱力學部分的熱力學基本定律，熱力學函數(shù)，化學平衡條件，理想氣體的化學平衡等都在先修課程里面作為重點內(nèi)容進行講授的。在實際教學時，只作復習性的簡述或以學生自學的方式完成。但為保證熱力學基本概念與規(guī)律的嚴格性與系統(tǒng)性，對重要的基本概念和定律還是進行重點講解。通過這樣的調(diào)整，節(jié)省了熱力學部分的教學學時，加大了統(tǒng)計物理部分的學時講授。統(tǒng)計物理是從宏觀系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)入手，從內(nèi)容上與量子力學和固體物理課程聯(lián)系緊密，也為后續(xù)的計算材料學課程，甚至可為本科畢業(yè)論文工作提供前期的知識準備。在統(tǒng)計物理教學部分，將在先修課程中學習過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教學內(nèi)容，在熱統(tǒng)教學中，這部分只簡單提及。經(jīng)過這樣的教學內(nèi)容優(yōu)化后，節(jié)省了課時，加強了課程之間的聯(lián)系，提高了教學效率。

2.2 適當引入材料學科前沿內(nèi)容

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求課程內(nèi)容要體現(xiàn)先進性和現(xiàn)代化。通過合理的補充與熱統(tǒng)課程相關的材料學和物理學最新的學術成就與進展，有意識的突出課程的廣度，豐富和具體化基本理論內(nèi)容。增加學科前沿內(nèi)容，我們從兩個方面進行。一方面是在講授基礎理論知識的同時，引入與該知識密切相關的科學技術發(fā)展的介紹。例如：在對溫度和溫標作復習簡述的時候，介紹測溫儀表和測溫技術。電阻溫度計，熱電偶測溫技術，紅外測溫技術等在后續(xù)的材料類課程學習，課程設計和實驗及畢業(yè)論文工作是非常重要的一部分。在講授氣體的節(jié)流和膨脹過程一節(jié)時，介紹了獲得低溫的技術，以及與低溫有關的材料性能的變化，超導電現(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，加強了對二級相變和臨界現(xiàn)象的講授，介紹了磁性材料，超導材料，超流體等方面的最新研究進展；在統(tǒng)計物理部分，介紹玻色-愛因斯坦凝聚的新進展，講授統(tǒng)計物理部分的金屬中的自由電子時，適當介紹計算材料學和計算物理方面的研究現(xiàn)狀等。另一方面是通過鼓勵學生現(xiàn)場聽取相關的學術報告，或者觀看相關報告的視頻。通過前沿知識的適當引進，開闊了學生的視野，激發(fā)了學生的學習和科研興趣，獲得了較好的教學效果。

2.3 注重理論聯(lián)系實際

材料類專業(yè)是應用性很強的專業(yè)，要求熱統(tǒng)課程教學內(nèi)容要體現(xiàn)實用性，加強理論與實際的聯(lián)系。我們鼓勵學生通過本科生科研訓練計劃（SRTP）和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃的方式參與相關教師的課題研究，或者開設課程設計和實驗。如在講授相變的章節(jié)時，為了讓學生加深對二級相變的理解，開設了高溫超導轉(zhuǎn)變的實驗，巨磁電阻材料的相變實驗等。組織學生參觀學校相關的實驗室，如參觀計算材料實驗室，使學生了解相圖的理論計算方法，第一性原理計算及材料設計方法。經(jīng)過這樣的訓練，學生對物理概念有了深入的理解，提高學生的應用能力，研究能力和創(chuàng)新能力。

3 教學方法和考核方式的改革

3.1 學生為主體，教師為主導

在組織課堂教學時，認真貫徹以學生為主體，教師為主導的教學思想，加強師生互動，爭取使學生由被動接受知識變?yōu)橹鲃犹剿髦R。在課前，給學生預留思考題進行課前預習，讓學生帶著問題去聽課，做到有的放矢。在組織教學時，對重點章節(jié)進行精講，適時開展物理基本概念和基本問題的討論，啟發(fā)學生思考和推理。對相對容易理解的章節(jié)組織學生自學，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，要求學生獨立完成作業(yè)和習題，以期加深對基本概念的理解和應用。

3.2 重物理思想 簡化數(shù)學推導

在組織教學的過程中，重點講解基本概念，突出物理思想。借助于多媒體教學，對于較抽象、難理解的概念和原理，可通過制作圖文并茂的課件，或者觀看相關視頻的方式，使抽象的概念形象化，增強學生的感性認識。適當補充基本概念辨析題和思考題以促進學生對基本概念的深入理解和掌握。對于必要的數(shù)學推導，使用板書的方式進行詳解和推導，留給學生足夠的時間思考并跟上教師的思路。

3.3 考核方式的改革

考核是教學過程的主要環(huán)節(jié)之一，應具有實用性和針對性，并能體現(xiàn)學生的綜合素質(zhì)。我們在考核方面，加大了平時成績的比例，增加了課堂回答問題，課堂討論，撰寫科研小論文等環(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，把考核重點放在學生對基本物理概念的理解和基本理論知識的實際應用上。

4 實踐效果

在教學實踐中逐步形成了適合我校材料物理專業(yè)實際的熱統(tǒng)課程講義。實踐證明，改革措施在緩解授課學時與教學內(nèi)容的矛盾，拓寬學生知識面等方面效果顯著。尤其，熱統(tǒng)課程作為材料物理專業(yè)的前期先修基礎課，對后續(xù)的課程學習起著承上啟下的重要作用。通過上述的教學改革后，學生的學習積極性大大提高，熱愛本專業(yè)的學習，踴躍參加SRTP和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的計劃，甚至部分同學提前加入教師團隊的課題組，對未來的工作或者繼續(xù)深造充滿信心。

參考文獻

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

第7篇：量子力學基礎理論范文

納米材料學研究作為納米科技發(fā)展的基礎其地位尤為重要。納米科技在信息、國防、能源、醫(yī)藥、環(huán)境、材料、工程等眾多領域都存在重要的應用前景。由于納米材料對未來社會發(fā)展、經(jīng)濟振興、國力增強有戰(zhàn)略性影響力，為提高大學生的創(chuàng)新能力，近年來很多高校開始增設該課程為本科生和碩士生的專業(yè)課。

2005年起，筆者任教的內(nèi)蒙古大學化學化工學院為本學院材料物理與化學專業(yè)的本科生及碩士研究生開設了該課程做為專業(yè)必修課。目的是讓材料專業(yè)大學生掌握更多的納米材料的基礎理論知識，掌握納米技術的前沿動態(tài)，拓寬他們的知識面，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。筆者在幾年的納米材料科學與技術課程教學工作中有以下幾點體會。

一基礎理論知識的透徹講解

納米材料是一種介觀物質(zhì)，其物理化學性質(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其物理化學性質(zhì)不會有大的改變，但當材料的尺寸減小到納米級時，其物理化學性質(zhì)會有很大的變化，顯示出不同于宏觀材料的物理化學特性，如量子尺寸效應、表面效應、小尺寸效應、量子隧穿效應、庫倫阻塞效應、巨磁阻效應等。這些特殊性質(zhì)使得納米材料在眾多領域中有著重要的潛在應用前景，因而吸引著科研工作者的研究興趣。

我學院為本科生開設這門課程是在大學四年級的第一學期，學生已經(jīng)具有了一定的無機材料理論基礎和實驗經(jīng)驗，因此比較容易理解該課程內(nèi)容。任課教師在講解時注意引導學生對已學過的知識的運用。例如，介紹納米微粒的制備方法時先講解學生已經(jīng)掌握的液相制備法如沉淀法和水熱法，讓學生認識到納米材料不再神秘，又能觸手可及，可以鍛煉學生解決問題的能力。

在講解量子隧穿效應時，運用量子力學的定態(tài)薛定諤方程來推導出一維勢壘金屬納米粒子內(nèi)部及外表面的電子運動狀態(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)象稱為“隧道效應”。即金屬納米粒子表面處存在勢壘，阻止內(nèi)部電子向外逸出，但由于隧道效應，仍有一部分電子穿過表面勢壘到達金屬表面以外，并形成一層電子云。講解量子隧道效應在掃描隧道顯微鏡納米金屬探針中的應用，使學生更容易理解和記憶枯燥的理論，進而達到活學活用的目的。

我院材料專業(yè)本科生在三年級時學習了X射線衍射技術。因此在講解納米顆粒粒徑的表征方法時介紹了學生熟悉的X射線衍射技術中X射線衍射線線寬法（謝樂公式）測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注的納米材料。講解單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)時運用石墨片的模型。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性質(zhì)。例如當n=m時，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線等等。講解單壁碳納米管的表征方法時，采用透射電子顯微鏡的高分辨圖片HRTEM和Raman光譜中的環(huán)呼吸振動峰等來進行表征。

二理論聯(lián)系實際，激發(fā)學生積極性

納米材料是一門實用性很強的學科，具有知識更新速度快的特點。大學四年級的學生面臨著找工作、考研究生、考公務員等實際狀況。如果任課老師此時一味地講解基礎理論知識，會使學生覺得枯燥無用，從而導致學生聽課疲勞、厭學等現(xiàn)象，所以講解時要注重理論聯(lián)系實際。首先講解與日常生活緊密相關的納米材料，單臂碳納米管陣列、磁性液體、鈦酸鋇納米片及納米纖維等。讓學生了解這是一門有用的課程，激發(fā)他們深入學習的積極性，達到事半功倍的效果。

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

詳細講解磁性液體的多種用途，如用于旋轉(zhuǎn)軸的動態(tài)密封、劑、增進揚聲器功率、礦物浮選、傳感器、阻尼器件等。

廣泛應用于數(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粉體的制備工藝備受學術界關注。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，介紹給學生并進行探討，激發(fā)學生的學習興趣。

三注重課程在研究課題中的應用

研究合成無機材料的同學很多會用到透射電子顯微鏡（TEM）技術進行晶體結(jié)構(gòu)表征。講解納米材料的結(jié)構(gòu)表征時，讓本科學生了解透射電子顯微鏡（TEM）的結(jié)構(gòu)的同時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習中起到重要的作用。

在為碩士生講解時，要求他們掌握電子衍射原理和初等結(jié)晶學等內(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的指數(shù)標定方法，讓學生認識到學習該課程的重要性。準備一些與課題有關的或最新的納米材料英文文獻，分組翻譯，并進行討論，將基礎理論知識與研究課題相結(jié)合，提高他們的綜合能力。

四營造和諧互動的課堂氣氛

筆者是一位留學回國人員，在國外攻讀碩博課程期間有很多的學習體會。例如每周舉行一次組會。組會具體內(nèi)容有基礎理論學習、課題進展報告、文獻研讀等。與學生一起分享自己的研究和學習的經(jīng)驗，討論學習方法、學習經(jīng)驗，從而可以使學生有計劃、有目的地使用時間，獲得事半功倍的學習效果。例如，利用關鍵詞搜索大量文獻，通過泛讀找到與課題有關的研究背景，再進行精讀，來了解課題進展情況等。根據(jù)自己的學習經(jīng)歷，參考部分國外的教學模式，例如組會模式，活躍課堂氣氛，激發(fā)學生學習的積極主動性。

人類的每一次進步都和一種或多種新材料的開發(fā)密不可分。新技術的產(chǎn)生是以新材料為基礎的。納米材料對我們國家經(jīng)濟振興及國力增強，實現(xiàn)中國夢具有戰(zhàn)略性影響力。因此高校為本科生和碩士生開設納米材料科學與技術的專業(yè)課程是有必要的。納米科技具有發(fā)展迅速、知識更新速度快的特點，任課老師要針對課程特點不斷地查閱最新文獻，更新納米材料科研成果的內(nèi)容。講解時要注重納米科技理論知識和實際應用的聯(lián)系，借助圖像和動畫等形式，激發(fā)學生的學習興趣。營造和諧互動的課堂氣氛，以學生為主體，幫助學生做好學習規(guī)劃，有效利用時間，獲得事半功倍的效果。

參考文獻

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第8篇：量子力學基礎理論范文

[關鍵詞] 高等職業(yè)教育 廣告設計專業(yè) 教學設計 課程設置

廣告設計專業(yè)是一門涉及到繪畫藝術、美學、藝術修養(yǎng)、審美能力、心理學、市場營銷學的綜合性邊緣學科。從本行業(yè)專業(yè)理論的深度、廣度和專業(yè)技能的多樣性等角度來看，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、應用性職業(yè)技術專門人才，關鍵的是要有一套科學的、切實可行的教學設計方案。教學設計是一個專業(yè)從設置、確立培

養(yǎng)目標、組織教學，最后到如何適應社會需要的一個總體設計。高職教育是以能力為中心的教育，是以培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)為主。因此，教學設計需要按照社會崗位所需要的職業(yè)能力模塊組織教學。根據(jù)崗位對人才的要求，將專業(yè)素質(zhì)細分為能力模塊，并設置相應的課程。能力模塊的劃分，是高職教育中廣告設計專業(yè)教學設計的關鍵。

一、行業(yè)現(xiàn)狀分析與培養(yǎng)目標確立

根據(jù)對目前各類廣告公司營運狀況及廣告專業(yè)歷屆畢業(yè)生進行分類調(diào)查研究的結(jié)果，我們逐漸掌握了社會對該專業(yè)在人才層次、專業(yè)方向、就業(yè)崗位、工作能力等方面的要求。確立了高職廣告設計專業(yè)的培養(yǎng)目標，即培養(yǎng)專門從事廣告設計、生產(chǎn)、施工及廣告管理運作過程中的高級技術人才和管理人才。要使畢業(yè)生具有鮮明的法制觀念、高尚的職業(yè)道德，同時具有現(xiàn)代審美能力和較高藝術修養(yǎng)、有較強的藝術造型能力、較高的設計水平、掌握數(shù)碼設計手段，并且有較強的實踐能力和社會能力，熟練掌握各種廣告設計與制作技能的“設計師”和“工藝師”。畢業(yè)生在獲得國家教委統(tǒng)一頒發(fā)的大專學歷證書外，還應考取各種廣告業(yè)執(zhí)業(yè)資格證書。

二、崗位及專業(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，本專業(yè)的就業(yè)崗位和就業(yè)人數(shù)比例如下：廣告公司設計人員，約占總?cè)藬?shù)的25％；企業(yè)設計部門的設計人員，約占總?cè)藬?shù)的15％；設計師助理，約占總?cè)藬?shù)的15％；廣告施工技術管理人員，約占總?cè)藬?shù)的20％；廣告業(yè)務員，約占總?cè)藬?shù)的15％。

廣告行業(yè)對本專業(yè)的具體要求：有較強的手繪造型能力；能熟練使用電腦進行廣告設計；能根據(jù)廣告不同媒體、特點和客戶的要求，提出創(chuàng)意新穎的各種廣告設計方案，并能組織實施；掌握基本的包裝裝潢設計技術以及各種文字造型能力，其中能熟練掌握黑體美術字和宋體美術字的書寫方法，進而推及其他種類的文學造型，并在設計中靈活運用；能熟練掌握現(xiàn)代攝影、影視技術等廣告制作手段；能根據(jù)設計方案提出正確的施工(制作)方案，并根據(jù)這些方案能準確計算出各種廣告的制作成本；英語能通過廣東省二級考試并基本掌握廣告專業(yè)用英語。

方法能力與社會能力的具體要求：有較強的自學能力；有抽象思維與形象思維的能力，能有效地綜合各種信息，進行有計劃、有步驟地實施各種廣告設計方案；有較強的語言和文字表達能力及一定的外語閱讀能力；有較強的群體適應能力和合作交流能力；有良好的為人民服務思想、法制觀念、職業(yè)道德和行為規(guī)范。

三、知識結(jié)構(gòu)的劃分

在處理高職教學計劃中的知識內(nèi)容時，有一對矛盾是必須認真探討的，那就是針對性與適應性的矛盾。作為職業(yè)教育，必須要針對一定的職業(yè)范圍，學生不能培養(yǎng)成通才；作為高等教育，它又必定要與職業(yè)培訓區(qū)別開來，學生除能上崗工作外，尚須有較強的適應性，具有本專業(yè)的可持續(xù)學習的基礎。要滿足針對性和適應性兩方面的要求，高職人才必須有合理的知識結(jié)構(gòu)。高職課程的知識內(nèi)容，大致可分為三種類型：基礎理論、專業(yè)理論和專業(yè)技術?；A理論的內(nèi)涵是普遍的客觀規(guī)律，包括自然科學和社會科學。專業(yè)理論是基礎理論在一定專業(yè)范圍內(nèi)，沿著實際應用方向的綜合和發(fā)展。專業(yè)技術知識是與高職人才的具體工作直接有關并頻繁應用的知識。從三類知識的性質(zhì)可知，專業(yè)技術知識是直接反映當前職業(yè)崗位的工作需求，體現(xiàn)了高職教學的針對性。專業(yè)理論是專業(yè)技術的基礎，它常常是相近專業(yè)的

共同基礎。基礎理論表達的是自然與社會的普遍規(guī)律，它是專業(yè)理論的基礎，覆蓋面更廣。因而，這兩類知識支持著高職人才的適應能力。

三種類型知識的性質(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)是基礎理論――專業(yè)理論一專業(yè)技術。實踐證明，越在基層的知識，穩(wěn)定性越高。當前，人們在驚呼的“知識老化”“知識淘汰”等大都是指技術知識。計算機軟件的迅速發(fā)展，是最突出的實例?；A理論最為穩(wěn)定，有時，即使“老化”了，但在一定時空下，仍然是有效的。例如當相對論、量子力學出現(xiàn)后，古典力學當然是“老化”了，但是，當前地球上的絕大部分的力學計算仍然是依靠古典力學來做的。專業(yè)理論的穩(wěn)定性處于二者之間，例如廣告設計課內(nèi)容框架的變化是較緩慢的，但由于設計學的進展和計算機的應用，使得設計方法上產(chǎn)生了許多變化。

高職人才知識結(jié)構(gòu)是否合理的關鍵，就是協(xié)調(diào)這三類知識的比重。高職人才的適應性是一定職業(yè)范圍內(nèi)的適應，沒有必要在過分寬廣的幅度中打基礎。在高職課程內(nèi)容中，應該加強的是專業(yè)理論，專業(yè)理論課要占35％，專業(yè)技術課占25％，基礎理論課占15％，其理由可歸納為：專業(yè)理論是基礎理論沿一定專業(yè)方向的綜合和發(fā)展，是根據(jù)專業(yè)需要精選提煉出來的基礎理論。因而，它是針x,-j要求和適應性要求的統(tǒng)一。專業(yè)理論是學習和發(fā)展多種同類專業(yè)技術的基礎；專業(yè)理論具有足夠的穩(wěn)定性。

四、能力模塊劃分和課程設置

廣告專業(yè)的專業(yè)能力模塊劃分是以社會調(diào)查和專業(yè)培養(yǎng)目標為依據(jù)，具體的思路是：廣告行業(yè)的各種職業(yè)崗位或技術分工進行能力的分析，以確定與專業(yè)培訓目標相對應的“應知”和“應會”；根據(jù)這些“應知”和“應會”來確定學生應當掌握的綜合能力、專項能力、單項能力的若干能力要素；將各種能力分解整合成能力模塊，來確定課程的設置。

1．職業(yè)道德及社會能力。要求有良好的職業(yè)道德和行為規(guī)范；敬業(yè)、樂業(yè)精神；良好的組織能力和適應能力；中、英文語言表達能力和書面表達能力。對應課程有政治理論、德育、英語、公文寫作、體育、廣告法規(guī)。

2．基本造型和設計能力。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)成的三大設計基礎，并通過純形式語言過渡到專業(yè)設計語匯的把握，從而創(chuàng)造性地運用到廣告設計中去。對應課程有素描、色彩、三大構(gòu)成。

3．文字造型與運用能力。要求掌握中英文的標準字、變體字,以及按設計屬性進行不同風格的字體造型，能進行各種文字的組合與單項創(chuàng)意設計，并按工藝要求進行制作。對應課程有文字造型。

4．印刷廣告制作能力。要求掌握各種開度頁碼編排法、印刷廣告設計成本計算方法。對應課程是印刷廣告。

5．影像技術造型能力。要求了解攝影、攝像的各種技巧，能獨立完成作品創(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)廣告設計制作能力。要求熟悉路牌廣告、燈箱廣告、霓虹燈廣告等傳統(tǒng)廣告媒體的設計與制作能力，了解各種廣告材料的性能。對應課程是廣告媒體、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，進行排版、文字編輯、圖形創(chuàng)意等制作程序，熟悉平面設計所需的各種軟件操作。對應課程是電腦設計。

8．廣告設計能力。要求對廣告諸要素具有較全面的綜合表達能力，能獨立完成廣告方案、標識、廣告主題、廣告制作等工作，具備一定的系列廣告籌劃、設計、制作能力。對應課程是廣告概論和廣告設計。

9．策劃與設計能力。掌握策劃與設計原理和方法，采用中外優(yōu)秀設計方案有辨析能力，能獨立完成各種基礎設計、應用設計及對企業(yè)策劃執(zhí)行計劃的監(jiān)督與指導。對應課程是策劃。

10．外語能力。要求能閱查、收集有關專業(yè)資料和信息。對應課程是專業(yè)英語。

綜上所述，并根據(jù)我國廣告行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對高職廣告設計專業(yè)所對應的職業(yè)崗位、人才的規(guī)格要求、能力素質(zhì)進行的探析，高等職業(yè)技術教育廣告設計專業(yè)的教學設計，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的20余門課程的支持。這樣才能培養(yǎng)出適合社會形勢發(fā)展需求的人才。

參考文獻:

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第9篇：量子力學基礎理論范文

【論文摘要】針對目前醫(yī)用物理學課堂教學中存在的教學內(nèi)容不合理，學生學習興趣不高等問題，應該改革教學內(nèi)容，提高教師素質(zhì)，優(yōu)化教學方法，以實現(xiàn)教學目標，提高專業(yè)素質(zhì)。

醫(yī)用物理學是高等醫(yī)藥院校醫(yī)學相關專業(yè)本科一年級的必修基礎課。近兩年我校教學改革，將臨床醫(yī)學專業(yè)的醫(yī)用物理學課程的學時數(shù)改為36學時（理論學時），然而教學目的沒有變。鑒于學時少、內(nèi)容多的實際情況，怎樣使醫(yī)學生較好地掌握相關物理學基礎理論知識的同時，科學素質(zhì)也得到相應的提高，是我們迫切需要解決的問題。根據(jù)這兩年本人從事醫(yī)用物理學的教學實踐，結(jié)合我校的實際，談談我的一些想法。

一、醫(yī)用物理學課堂教學中存在的主要問題

1、學生的學習興趣不高

第一，物理學是基礎課，是解釋生命現(xiàn)象的基礎，卻不能代替生命科學去解釋生命現(xiàn)象，因此大部分學生認為物理學與跟自己的專業(yè)關系不大，學物理沒什么用處。第二，主講教師絕大多數(shù)不是醫(yī)學專業(yè)出身，而是來自于物理學或物理教育專業(yè)，具有物理學和教育學的知識和能力，但從事醫(yī)用物理教學還缺乏相關的醫(yī)學知識。正是因為我們教師自身對醫(yī)學知識了解不夠，教學中不能很好地闡明物理學在醫(yī)學中的應用，教學內(nèi)容缺乏實用性，以及教學過程枯燥乏味，所以不能激發(fā)學生的學習興趣[1]。第三，我校90%以上的學生在高中分科的時候，選讀的科目是生物或化學，因此物理基礎相對薄弱，很多學生認為物理學比較難學，存在畏難情緒。例如：我們學校臨床醫(yī)學（全科醫(yī)學方向）05（2）班共63人，高中選物理的只有4人，占總?cè)藬?shù)的6%。

2、教學內(nèi)容不合理

醫(yī)用物理學以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和操作能力為目標，讓學生通過學習物理學知識，理論聯(lián)系實際去解釋生命現(xiàn)象，學會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，為以后的學習和研究做好鋪墊。而我們的醫(yī)用物理學教學中往往注重物理學體系的完整性，教學內(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)加了一點物理學知識在醫(yī)學上的應用，不能有效地把理論聯(lián)系實際貫穿在整個授課過程[2]。另外，目前我校臨床醫(yī)學專業(yè)的醫(yī)用物理學講授的內(nèi)容有：流體的運動、振動和波、電磁學、波動光學、幾何光學、量子力學基礎、原子核與放射性等部分，而與醫(yī)學聯(lián)系非常緊密的X射線、激光和核磁共振等，由于學時數(shù)不夠沒辦法講授。同時課時少、內(nèi)容多的矛盾日益突出，物理教學以理論課為主，實驗操作很少，使學生缺乏鍛煉，儀器設備適應能力差，動手能力差。

3、考試內(nèi)容不盡人意

考題內(nèi)容多以理論分析、定量計算為主，偏重于物理理論的掌握和定量分析計算，純物理味過濃，考試內(nèi)容的應用性與醫(yī)學相關性較差，較少涉及醫(yī)學相關內(nèi)容，不能體現(xiàn)醫(yī)用物理學的特點[1]。

二、醫(yī)用物理學課堂教學改革思路

1、改革教學內(nèi)容

（1）精選教學內(nèi)容。由于內(nèi)容多，課時少的矛盾極為突出，根據(jù)基本保證物理學本身系統(tǒng)性，兼顧醫(yī)學專業(yè)需要以及醫(yī)學物理學的發(fā)展趨勢的原則，選擇物理學中與醫(yī)學有密切聯(lián)系的內(nèi)容。建議將原來的量子力學基礎部分換成x射線和激光。

（2）重視物理知識在實際生活特別是在醫(yī)學中的應用。第一，主要介紹物理學與醫(yī)學相結(jié)合的知識。例如，流體的運動部分側(cè)重介紹與人體血液循環(huán)和呼吸過程有關的流體的運動；振動和波動部分主要介紹與人的聲音和聽覺有關的振動、波動和聲；電磁學部分主要介紹對深入了解生物電磁現(xiàn)象和有效使用現(xiàn)代醫(yī)學儀器而必備的電磁學知識；幾何光學主要介紹人眼的光學結(jié)構(gòu)，還有激光、X射線以及核醫(yī)學物理基礎等等。在教學過程中合理地引入臨床醫(yī)學問題，有助于綜合應用物理學現(xiàn)象和物理規(guī)律，有助于學生理論聯(lián)系實際，提高其分析問題、解決問題的能力，有助于活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣。第二，教學中盡量避免純數(shù)學的推導和計算，增加與醫(yī)學相關內(nèi)容的講授時間。由于高等數(shù)學與醫(yī)用物理學都是大一上學期開課，醫(yī)用物理學的有些內(nèi)容需用到高等數(shù)學，但由于課時方面的原因，進度不能保證一致，如靜電場中電場強度與電勢的計算都需用到定積分，然而講授靜電場時，學生還沒學到定積分。因此把高等數(shù)學中微積分的分析思路引入即可，不必定量計算，等到學生高等數(shù)學課跟上節(jié)拍后，自然就能解題。對重要的物理定律、公式、結(jié)論要講清思路，講明來源和應用思想，讓學生了解、明白，會定性分析即可[1]。第三，注意物理新知識的延伸[3]，在適當?shù)牡胤浇榻B一些近代物理知識及與醫(yī)學相關的物理學成就,也可將教學內(nèi)容中的重點和臨床醫(yī)學中的實際結(jié)合在一起，開展專題講座。例如：激光醫(yī)學專題、醫(yī)學影像專題、電療、磁療等。

2、提高教師素質(zhì)

（1）強化教師隊伍的建設。要構(gòu)建具有“醫(yī)用”特色的物理學體系，就必須找到物理與醫(yī)學的最佳切入點及生長點，以推動醫(yī)用物理學的改革。這就要求醫(yī)用物理學教師必須有較完善的知識結(jié)構(gòu)，既要有充分的物理學的知識，又要有解剖學、病理學以及生理學等方面的醫(yī)學基礎知識。然而，主講教師的醫(yī)學知識缺乏，不能很好的將理論聯(lián)系在醫(yī)學實際中。為此，物理學教師必須主動適應知識的動態(tài)需求，走出課堂、調(diào)查研究、更新知識。首先，在保證教學的前提下，通過進修、攻讀學位等方式，進一步強化教師隊伍的建設。其次，鼓勵和組織教師跨學科聽課，以增長相關學科的知識和拓寬知識面，促使教學內(nèi)容從單一化向多樣化、綜合化發(fā)展。再次，積極開展科學研究，及時追蹤學科發(fā)展新動向及新技術、新方法。在此基礎上，進一步了解臨床和科研對物理學的需求，架構(gòu)起二者聯(lián)系的“橋梁”。[4]（2）加強集體備課。整合每一位教師的專長，定期召開研討會，學重點，分解教學難點，爭論教學熱點，分析醫(yī)學與物理在實踐中的典型例子，充分發(fā)揮每個人的優(yōu)勢。

3、優(yōu)化教學方法

（1）培養(yǎng)學生獨立思考和自學能力。大一新生剛進入大學，思維方式還停留在中學的學習方法上。中學教師每節(jié)課講的內(nèi)容較少，課后做大量的習題，而大學課堂上每節(jié)課講述的內(nèi)容多，習題相對少，學生一時很難適應。因此我們在學期初應該在學習方法上對學生加以指導，培養(yǎng)學生獨立思考和自學能力，幫助學生盡快地適應大學的學習方式[3]。例如：每次課結(jié)束的時候告訴學生下次課將要學習的內(nèi)容，讓學生提前預習，并把看不懂的地方記錄下來，這樣帶著問題去聽課，將會達到更好的效果。另外，也可以把下一節(jié)課要講的內(nèi)容分成幾個主題，讓學生分別去準備，要求學生帶著問題去看書或者去圖書館查閱相關資料。學生通過預習書本上的內(nèi)容和查閱相關文獻把答案準備好，上課的時候由學生來講，老師負責糾正錯誤并進行總結(jié)。這種方式不但充分調(diào)動了學生的積極性，還使講課內(nèi)容更加豐富。

（2）采用多種教學方法。例如：類比教學法：物理學中有些概念、規(guī)律較抽象，學生很難理解，我們可以拿學生熟悉的概念、規(guī)律與它們類比，這樣學生就很容易接受。例如：我們講到電勢梯度的概念時，由于高等數(shù)學中與其相關矢量的知識沒有學，因此有些學生不理解，如果我們拿學生很熟悉的速度的概念與電勢梯度進行類比：速度是位移隨時間的變化快慢，電勢梯度實際上就是電勢沿空間某個方向（這個方向就是等勢面的法線方向）的變化快慢，這樣學生就恍然大悟。歸納總結(jié)法：每學習完一節(jié)內(nèi)容，我們應該做一個小結(jié)，學習完一章或者物理學一部分（例如：電磁學、波動光學、幾何光學、原子核物理與放射性等）也要做總結(jié)，并且總結(jié)的時候要講究方法，例如：對于相似的、容易混淆的物理概念或者規(guī)律，可以采用對比歸納法，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性，它們二者有什么相同點和不同點呢？我們可以從以下方面進行分析對比和歸納總結(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；不同類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，對于有共性的物理量或者規(guī)律，可以放在一起來記憶。例如：靜電場比較抽象，很多學生學習起來有些困難。例如我們可以把靜電場力做功跟重力做功進行類比等等。當然，每個人都有適合自己的學習方法，如果教師做好所有的歸納總結(jié)，然后讓學生被動地去接受，這樣是不能達到較好的教學效果的。我們應該督促學生自己歸納總結(jié)，讓所學的物理知識在他們的頭腦中構(gòu)建一個清晰的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4、認真批改作業(yè)和講評作業(yè)

每次布置的課后作業(yè)，都認真批改，作為平時成績的一部分；指出學生的錯誤之處，并且把學生出錯的地方都做好筆記，然后把各種不同的錯誤進行分析、歸納總結(jié)，做好相應的電子課件，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誤做法，這樣可以加深學生的印象，告誡他們以后不要出現(xiàn)此類錯誤。除此之外，對于學生頻繁出錯的地方，教師應該作自我總結(jié)，在以后的教學過程中要注意改進教學方法，著重強調(diào)這些地方。

5、改革考試內(nèi)容

改變過去以計算題為主的做法，增加論述性、主觀性、綜合性、應用性（與醫(yī)學相關的內(nèi)容）和設計性的題目。這樣可以幫助學生提高分析、比較、歸納、綜合的能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力及語言、圖形表達的能力。

總之，為了適應醫(yī)學生物理基礎培養(yǎng)的需要，落實素質(zhì)教育目標，醫(yī)用物理教學改革勢在必行。醫(yī)用物理學教學改革的宗旨應該是改過去枯燥、乏味、難學、缺乏實用性的教學模式為輕松愉快的教育形式。從總體培養(yǎng)目標出發(fā)，本著因材施教、因需施教的原則，改變過去物理教學中求精求深的教學方式，使教學方式多樣化、內(nèi)容實用化，加強與醫(yī)學的有機結(jié)合，既保證醫(yī)學生對物理基本概念的掌握，又保證大綱的完成。

【參考文獻】

[1]艾拜都拉•肉孜，馬遠新，樊孝喜.醫(yī)用物理學教學改革初探[J].新疆醫(yī)科大學學報,2002,25(3):347-348.

[2]豐新勝.醫(yī)用物理學教學探討[J].山東醫(yī)學高等專科學校學報,2007,29:275-276.