量子力學基本概念及理解精選(九篇)

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第1篇：量子力學基本概念及理解范文

關(guān)鍵詞：文科物理；教學實踐

文科物理的授課對象是文科學生。文科學生在以后的工作中可能永遠不會遇到“相對論”或者是“量子力學”的問題，他們不學大學物理，似乎是天經(jīng)地義的事。但是，進入知識經(jīng)濟時代，我們再不能把大學教育簡單地看作是“崗位培訓”，再不能把大學物理僅定位成為工科專業(yè)后繼課程服務的基礎(chǔ)課程，學生也不是“知識的容器”，文科生也需要具有一定的科學文化素養(yǎng)。

那么，給文科生開設(shè)文科物理課程的意義何在?如何給文科學生講授大學物理課程?筆者在這方面做了初步的教學探索。

一、文科生開設(shè)物理課的意義

愛因斯坦曾說過：“科學對于人類事務的影響有兩種方式，第一種方式是科學直接地、并在更大程度上間接地生產(chǎn)出完全改變了人類生活的工具；第二種方式是教育的性質(zhì)——它作用于心靈?！苯o文科生開設(shè)大學物理課程主要是想用科學對人類事物的第二種影響方式來影響他們。所以在這里關(guān)于開設(shè)文科物理課的意義我想強調(diào)兩點：1、知識的積累；2、素質(zhì)教育。

美國物理學家費曼曾經(jīng)說過：“物理學是最基本的、包羅萬象的一門學科，它對整個科學的發(fā)展有深遠的影響?！睋Q句話說，物理學的研究對象很難用一個范圍、一句話去定義。力、熱、電磁、光、原子、基本粒子、凝聚態(tài)、材料、信息、超導等等，大到天體，小到基本粒子，從宏觀到微觀，從低速到高速，都是物理學的研究對象及范圍。無論是在過去、現(xiàn)在還是將來，物理學都是各類學科的帶頭學科和基礎(chǔ)學科，甚至為其它學科的建立提供了最基本的原理(支持保障等)。所以我給文科生提出來的學學物理的第一個目標就是，通過大學物理的學習來積累知識，從而認識自然，理解自然界中一些最基本的規(guī)律和現(xiàn)象，建立正確的世界觀。

我給文科生提出來的第二個目標是，通過大學物理的學習來提高自身素質(zhì)，建立正確的方法論。現(xiàn)代教育觀點是：一個人接受終生教育，而大學所提供的教育是以基礎(chǔ)的、素質(zhì)的、方法的教育為主要目的的教育，是一個階段性的教育。大學教育把提高學生的素質(zhì)，也就是把能力的培養(yǎng)放在首位。物理學有自己的一套體系，它所涉及的思維方式、哲學思考、美學原則、科學方法，使其成為進行素質(zhì)教育、方法教育的不可替代的學科。因此，開設(shè)大學物理課不僅僅是出于為某專業(yè)服務的考慮，更因為這是進行素質(zhì)教育、方法教育的一個有效途徑。

綜上可見，開設(shè)文科物理課有兩種作用，一是通過基礎(chǔ)知識的學習，了解自然運行的規(guī)律；另一個是思維方法的教學、科學精神的熏陶、創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，即科學文化的教學。這是一門軟硬結(jié)合的課程，從某種程度上講，科學文化教學的重要性不亞于基礎(chǔ)知識的教學。開設(shè)文科物理課的目的就是培養(yǎng)文科學生的綜合素質(zhì)，提高學生的思維能力、觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力，形成客觀認識世界的方法，具備科學精神和人文精神。除了培養(yǎng)正確的世界觀和方法論，文科生開設(shè)大學物理有其更深遠的意義所在。

伴隨著文藝復興，歐洲走出了中世紀，科學發(fā)展起來了，人類文化中便分出了科學文化，這種文化逐漸區(qū)別于早已形成的人文文化。在20世紀50年代的中國，為改變我國科技落后的面貌政策導向，我們曾倡導過“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”。這句話雖然在當時曾受到批判，卻在實際上鼓勵了無數(shù)青年發(fā)奮地學習科學技術(shù)。然而，兩種文化的分裂也以一種中國特色的形式表現(xiàn)出來了。

被譽為“德國教育之父”的洪堡提出：教育是個人狀況全面和諧的發(fā)展，是人的個性、特性的一種整體發(fā)展，教育是一個人一輩子都不可能結(jié)束的過程，教育是人自身目的，也是人的最高價值體現(xiàn)。一切社會活動都是人的活動，要改善我們的社會，就必須改善和提高人的全面素質(zhì)。因此我們的教育應當致力于培養(yǎng)德、智、體、能、美等諸方面和諧發(fā)展的一代新人。而要做到這一點，正如已故著名女科學家吳健雄所指出，應該把人類文化已經(jīng)長期分裂而造成隔閡的兩種文化——科學文化與人文文化——在校園里重新加以彌合，這是為了避免社會可持續(xù)發(fā)展中出現(xiàn)危機而必須解決的一個刻不容緩的問題。21世紀科學需要文理相通，這是給文科生開設(shè)物理課的根本意義所在。

二、文科物理的課程體系——立足于理，建瓴于文

經(jīng)多方比較，選用倪光炯先生的《文科物理——物理思想與人文精神的融合》作為教材。編者首先強調(diào)了一個重要理念，物理學既是科學也是文化。在人類的人文文化和科學技術(shù)文化兩大文化中，后者的重要部分就是物理文化。物理教育的基本任務之一是傳遞物理文化。因此，物理教育不應僅是傳授物理知識的過程，而且要突出物理教育中的文化特征，重視對學生探索、求實精神及科學審美觀等的培養(yǎng)。一句話，就是要重視對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)與教育。

按照上述理念，《文科物理——物理思想與人文精神的融合》以物理學史的發(fā)展為主線，以物理學發(fā)展史和物理學研究方法論作為其主要內(nèi)容，從人文文化和科學文化的高度把有關(guān)的內(nèi)容組織起來。編者在該書的編寫中，充分體現(xiàn)了文理滲透的精神，注意加強物理學的人文色彩，并注意突出物理學的思想性和哲理性，立足于理，建瓴于文。

文科物理共分為十個章節(jié)。第一章，兩種文化的歷史演變。通過簡介中國傲人過去，引出李約瑟難題；在分析李約瑟難題過程中分析東西方哲學的差異；正是因為東西方哲學的不同開局導致了兩種文化的分裂；最后指出東西方文化的融合對可持續(xù)發(fā)展的必要性；21世紀的科學需要文理相同，再次強調(diào)文科生學習物理的必要性。第二章，經(jīng)典力學的建立。從哥白尼、地谷到開普勒，從伽利略到牛頓，簡單介紹了經(jīng)典力學的發(fā)展與成熟，簡短的篇幅里面有完整的經(jīng)典力學體系。第三章，從靜電現(xiàn)象到電磁現(xiàn)象。包含了電磁學的整個完整體系，介紹思路也是順延物理學的發(fā)展過程。第四章，光的本性是什么。簡單的闡述了光的本質(zhì)和有關(guān)光的最基本的物理現(xiàn)象。第五章，打開微觀世界研究大門的三大發(fā)現(xiàn)。介紹了通向近代物理之門的三把鑰匙X射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)過程，在了解物理知識的同時我們還能學到正確的分析問題和解決問題的方法，并能領(lǐng)略到科學家的大師風范。第六章，物質(zhì)觀的革命——量子論。屬于近代物理的范疇，帶學生們走入微觀世界，了解神秘的量子理論。第七章，統(tǒng)計規(guī)律，混沌，熵與信息。屬經(jīng)典熱學范疇，研究了生活中遇到的熱現(xiàn)象的微觀實質(zhì)。第八章，時空觀的革命——相對論。屬于近代物理范疇，它將帶學生們走進高速的研究領(lǐng)域，在這里大家根深蒂固的時空觀將被。第九章天體物理學的新發(fā)展將給學生們簡單介紹天空中各種星體的運行。演化和研究手段。第十章物理亦文化再次給大家展示物理學的魅力所在。

物理學在研究和發(fā)展過程中所形成的各種方法、理論與實踐、歸納與演繹、分析與綜合、類比聯(lián)想和假設(shè)試探、理想化方法與模型化方法等都是培養(yǎng)和提高人的觀察能力、思維能力、表達能力、理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)新能力等素質(zhì)最有效的方法。文科物理中不僅蘊含著先進的生產(chǎn)力，同時也蘊含著先進文化，對人類的未來能夠起到?jīng)Q定性的作用。

三、文科物理課程的授課方法及其可行性分析

在高等教育從精英教育向大眾化教育的轉(zhuǎn)型時期，在教學中首先要提高學生的學習興趣，這就要求教師在課堂上追求全方位的精彩。講出物理學中的科學之美，簡捷與統(tǒng)一之美，深邃與含蓄的內(nèi)在之美，奇異與對稱的和諧之美。讓學生在浩繁的物理概念和推理下感受物理大師們賦予自然科學的真善美。出于這方面的考慮，文科物理教學過程一定要優(yōu)化教學方法。

文科物理的教學過程中綜合采用了知識結(jié)構(gòu)法教學、發(fā)現(xiàn)法教學、案例法教學、討論法教學。