量子力學(xué)的基本知識(shí)精選(九篇)

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第1篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

關(guān)鍵詞 量子力學(xué) 教學(xué)改革 創(chuàng)新能力 研究性教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G643.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.07.017

Graduate Education Course Advanced Quantum Mechanics Teaching Reform

HU Ping， PENG Zhihua， GUO Ping， HU Jiwen

（College of Mathematics and Science， University of South China， Hengyang， Hu'nan 451001）

Abstract Postgraduate both the learning process to deepen the knowledge of the process is scientific ability， knowledge of scientific basis. From Graduate Teaching Mode existing problems， discusses the necessity of quantum mechanics graduate students in higher education， research teaching model introduced in the teaching process， improve the quality of teaching so that students master the basic principles of quantum mechanics， based on general ability， innovation ability has been greatly improved.

Key words Quantum Mechanics; teaching reform; innovative ability; research teaching

自上個(gè)世紀(jì)80年初期恢復(fù)研究生教育，我國(guó)的研究生教育進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期。①隨著我國(guó)高等教育的發(fā)展，研究生教育規(guī)模的也迅速擴(kuò)大，研究生教育質(zhì)量已成為一個(gè)全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)研究生的素質(zhì)關(guān)系到國(guó)家的未來(lái)發(fā)展，研究生教育是為國(guó)家培養(yǎng)現(xiàn)代化建設(shè)、發(fā)展科技培養(yǎng)高水平、高層次人才;研究生教育是我國(guó)站上世界知識(shí)經(jīng)濟(jì)高點(diǎn)的重要支持;同時(shí)也是高校實(shí)現(xiàn)由教學(xué)型向研究型轉(zhuǎn)變的重要基礎(chǔ)。研究生教育不同于本科生教育，研究生教育不僅包含課程教學(xué)，同時(shí)包含了社會(huì)實(shí)踐、學(xué)位論文等諸多環(huán)節(jié)。②然而作為科研能力、自主創(chuàng)新能力發(fā)展的基礎(chǔ)――課程教學(xué)不僅要傳授知識(shí)，更重要的是要指導(dǎo)研究生思考，是提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的根本。

研究生教學(xué)質(zhì)量是整個(gè)研究生教育的一個(gè)重要部分，如何合理利用現(xiàn)有教學(xué)資源條件，使得研究生教學(xué)質(zhì)量能夠穩(wěn)步提高，則成為研究生管理的首要解決問(wèn)題之一。自上個(gè)世紀(jì)80年代以來(lái)，高等教育改革逐漸興起，其主要目標(biāo)就是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，教育界越來(lái)越多地關(guān)注教學(xué)方法創(chuàng)新研究。首先，研究性教學(xué)，是一種能有效引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)方式，引起全世界各地的教育及其相關(guān)部門(mén)的關(guān)注。目前，教育部實(shí)施研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目研究計(jì)劃， 現(xiàn)在全國(guó)已有100多所大學(xué)參加這項(xiàng)計(jì)劃。其次，在過(guò)去的幾十年中，國(guó)內(nèi)外在總結(jié)以前高等教育成果與不足的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為教育主要目標(biāo)，對(duì)原有的傳統(tǒng)高等教育模式進(jìn)行了改革。

自從20世紀(jì)50年代美國(guó)施瓦布教授首先提出學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和科學(xué)家的研究過(guò)程是一致的以來(lái)，研究性學(xué)習(xí)引起了人們的廣泛關(guān)注，提出了各種相關(guān)的理論。③④⑤ 然而，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的高校課堂教學(xué)大部分都是基于傳統(tǒng)教學(xué)模式：教師教學(xué)――課堂講授為主的教學(xué)模式。而研究性學(xué)習(xí)，則主要是以研究問(wèn)題為基礎(chǔ)、由學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題、并設(shè)計(jì)解決方案、解決問(wèn)題，并在這一過(guò)程中獲得知識(shí)、培養(yǎng)相應(yīng)的能力，基于此中方式來(lái)展開(kāi)教學(xué)與研究的教學(xué)模式在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的教學(xué)理念與教學(xué)資源條件下，應(yīng)用并不廣泛。尤其是在相對(duì)較為抽象難懂的理工類(lèi)課程如量子力學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用更是甚少。⑥研究生教育主要是培養(yǎng)學(xué)生的科研能力與素養(yǎng)，首先要在“研究”的培養(yǎng)上下功夫，而研究生課程教學(xué)正好提供了這一平臺(tái)。在本文中主要以高等量子力學(xué)課程教學(xué)為主要研究?jī)?nèi)容，探討如何進(jìn)行課堂教學(xué)改革。

自1978年國(guó)內(nèi)恢復(fù)研究生招生制度以來(lái)，高等量子力學(xué)就被列為物理系各專(zhuān)業(yè)研究生必修的學(xué)位課程之一，同時(shí)高等量子力學(xué)也是報(bào)考博士研究生的考試科目之一，在原來(lái)本科階段“量子力學(xué)”的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化和拓展，主要是提供學(xué)生在后學(xué)研究工作中要用的一些知識(shí)和方法。量子理論已經(jīng)成為解決物理學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)和材料科學(xué)等理論問(wèn)題的關(guān)鍵。

量子力學(xué)作為一門(mén)微觀物理課程，與經(jīng)典物理學(xué)相比，有一個(gè)很明顯的差異：其中很多理論很難與日常生活和經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)，涉及的理論、概念非常抽象，同時(shí)涉及非常多的數(shù)學(xué)知識(shí)，如（線性代數(shù)、Hilbert 空間、群論、數(shù)學(xué)物理方法和復(fù)變函數(shù)等），內(nèi)容繁多，知識(shí)結(jié)構(gòu)廣泛，使得學(xué)生理解起來(lái)有非常大的困難，同時(shí)容易誘使學(xué)生陷入復(fù)雜繁瑣的計(jì)算，而失去對(duì)量子力學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。目前，從我校物理系碩士研究生的實(shí)際情況來(lái)看，學(xué)生的量子力學(xué)知識(shí)水平參差不齊，有的學(xué)生以前沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)量子力學(xué)，有的學(xué)生學(xué)量子力學(xué)學(xué)時(shí)非常短，同時(shí)每個(gè)研究方向?qū)α孔恿W(xué)的需求也不盡相同。 因此，量子力學(xué)成為教師公認(rèn)難教的課程、學(xué)生公認(rèn)難學(xué)的課程。 高等量子力學(xué)的教學(xué)效果將直接影響學(xué)生以后的科學(xué)研究創(chuàng)新能力與論文水平。為了培養(yǎng)研究生日后的科研能力，我們主要從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)行了改革探討。

在教學(xué)內(nèi)容上，結(jié)合本校教學(xué)時(shí)限（48學(xué)時(shí)）和本校學(xué)生的特點(diǎn)、學(xué)生的研究方向，主要目標(biāo)是將量子力學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到其它領(lǐng)域，避免冗長(zhǎng)的理論計(jì)算，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。重點(diǎn)學(xué)習(xí)量子力學(xué)的形式理論、微擾理論、對(duì)稱(chēng)性和守恒定律、量子散射理論等。

在教學(xué)方法上，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，采用學(xué)生為主的教學(xué)方式。傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要是以教師講授為主的灌輸式、填充式，由于量子力學(xué)本身的特點(diǎn)，這些教學(xué)方法對(duì)量子力學(xué)的教學(xué)實(shí)效非常有限。一方面，一個(gè)主角的表演使得本身比較枯燥的量子力學(xué)課堂毫無(wú)生氣，學(xué)生面對(duì)復(fù)雜繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，思維跟不上教師的節(jié)奏，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情下降。另一方面，學(xué)生本身的角色沒(méi)有改變，自主學(xué)習(xí)、自主思考沒(méi)有可鍛煉的平臺(tái)。教師考慮到自然科學(xué)的特點(diǎn)，一定要從知識(shí)的傳承角度出發(fā)，這樣教師要去貫徹啟發(fā)式的教學(xué)方式。學(xué)生學(xué)一門(mén)課，學(xué)的是前人從實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的間接知識(shí)。一個(gè)好的教師，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)身處地去思考，自己是否也能根據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)分析和推理去得出前人已認(rèn)識(shí)到的規(guī)律？自然科學(xué)中任何一個(gè)新的概念和原理，總是在舊概念和原理與新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的矛盾中誕生的。⑦作為教師，要充分利用新舊理論的矛盾提出問(wèn)題，讓學(xué)生思考問(wèn)題，并設(shè)計(jì)一套完成的解決方案。在量子力學(xué)的課堂教學(xué)中，筆者結(jié)合實(shí)際情況，主要采取的是學(xué)生講授為主、教師輔導(dǎo)的方式。盡管學(xué)生對(duì)量子力學(xué)知識(shí)的理解有限，但是一方面可以促使學(xué)生在課前預(yù)習(xí);另一方面學(xué)生為了準(zhǔn)備一堂課，要查閱相關(guān)資料，這樣就可以極大地提高學(xué)生查找資料的能力，拓展學(xué)生知識(shí)面。作為教師，從學(xué)生講授中也可以得到一些啟發(fā)，諸如學(xué)生對(duì)一個(gè)問(wèn)題理解的切入點(diǎn)與教師理解的不同，從而教師可以調(diào)整日后的課堂教學(xué)，使得課堂教學(xué)的內(nèi)容從抽象化為通俗。

將科學(xué)研究融入到課堂教學(xué)，也是實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)改革的有效方式之一。研究生不僅要學(xué)習(xí)知識(shí)，更要的是做科學(xué)研究，寓教于研同樣可以提高教學(xué)效果。在課題教學(xué)中，針對(duì)一個(gè)主題，在講授基本知識(shí)的同時(shí)，更多的引入與之相關(guān)的前沿知識(shí)，并要求學(xué)生設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題，展開(kāi)調(diào)查研究，以論文、學(xué)術(shù)報(bào)告的方式提交研究成果。通過(guò)此種方式，研究生的科學(xué)研究能力得到鍛煉，創(chuàng)新思維能力得到培養(yǎng)，符合我們培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。

本文結(jié)合本校研究生的實(shí)際情況以及量子力學(xué)學(xué)科特色，我們主要從從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法兩方面探討高等量子力學(xué)課程的教學(xué)改革。隨著我國(guó)高等教育的發(fā)展，研究生課程教學(xué)改革還有待進(jìn)一步地深化，這樣才能提升我國(guó)研究生教育的整體水平，為祖國(guó)的發(fā)展培養(yǎng)更多的人才，日益增強(qiáng)國(guó)家的綜合國(guó)力。

本文得到南華大學(xué)教學(xué)改革研究課題，2014XJG49;南華大學(xué)研究生教學(xué)改革研究項(xiàng)目 資助

注釋

① 周萍.量子力學(xué)研究性教學(xué)[J]. 中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)， 2011（17）： 89-90

② 高芬.美國(guó)高校研究生教學(xué)中的“教”與“學(xué)”――以美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校教育學(xué)院為例[J].學(xué)位與研究生教育，2011（3）：73-77.

③ 沈元華.設(shè)計(jì)性、研究性物理實(shí)驗(yàn)介紹[J].物理實(shí)驗(yàn)，2004（2）：33-37.

④ 顧沛.把握研究性教學(xué)、推進(jìn)課堂教學(xué)方法改革[J].中國(guó)高等教育研究，2009， （7） ：3 1-33 .

⑤ 陳興文，白日霞，李敏.開(kāi)展研究性教學(xué)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力[J].黑龍江教育：高教研究與評(píng)估，2009（1）：123-125.

第2篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

自從 Thompson 于100多年前發(fā)現(xiàn)了作為第一個(gè)基本粒子的電子以來(lái)，粒子物理逐漸成為現(xiàn)代科學(xué)的前沿，受到了普遍的關(guān)注，吸引了越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)家和理論家投入其中。他們企圖發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的最深層結(jié)構(gòu)，探究這些最基本組分之間的作用力，并致力于這些作用力的統(tǒng)一描述的實(shí)驗(yàn)和理論研究。粒子物理實(shí)驗(yàn)家和理論家們當(dāng)前還面對(duì)許多需要進(jìn)一步努力解決的難題。比如，到底有多少代夸克和輕子存在？費(fèi)米子質(zhì)量是怎么來(lái)的？“上帝的粒子”Higgs粒子究竟有沒(méi)有？CP破壞來(lái)源是什么？為什么物質(zhì)與反物質(zhì)如此的不平衡？引力怎樣才能與其它相互作用統(tǒng)一起來(lái)？

本書(shū)不僅涵蓋了幾乎所有重要的基本概念和最新的發(fā)展，還詳細(xì)地介紹了天體物理學(xué)、宇宙學(xué)與粒子物理之間的新的交叉學(xué)科，即所謂的天體粒子物理學(xué)的基本知識(shí)。

本書(shū)的兩位作者（兄弟二人）都是巴基斯坦著名的理論粒子物理學(xué)家、諾獎(jiǎng)得主Salam 的學(xué)生，從事粒子物理研究幾十年。本書(shū)是他們?cè)谑澜缍嗨髮W(xué)講授粒子物理的講義發(fā)展而成的。第1版出版于1992年，2000年出版了第2版，對(duì)于原書(shū)做了很多修改和補(bǔ)充。本書(shū)是2012年出版的第3版。它對(duì)于原書(shū)做了大量的更新和擴(kuò)充。有7章徹底改寫(xiě)了。添加了許多新的內(nèi)容和大量習(xí)題。

全書(shū)內(nèi)容共分成18章：1. 導(dǎo)論； 2. 散射和粒子的相互作用； 3. 時(shí)空對(duì)稱(chēng)性；4. 內(nèi)部對(duì)稱(chēng)性；5. U-群和SU（3）；6. SU（6）和夸克模型；7. 色、規(guī)范原理和量子色動(dòng)力學(xué)；8. 重味； 9. 重夸克等效理論； 10. 弱相互作用；11. 強(qiáng)子弱流的性質(zhì)和手征對(duì)稱(chēng)性；12. 中微子； 13. 弱電統(tǒng)一； 14. 深度非彈性散射； 15.重味的弱衰變； 16. 粒子的混合與CP-破壞； 17. 大統(tǒng)一、超對(duì)稱(chēng)和弦； 18. 宇宙學(xué)和天體粒子物理學(xué)。書(shū)末有兩個(gè)附錄，分別簡(jiǎn)要地介紹了量子場(chǎng)論和重整化群與運(yùn)行耦合常數(shù)的基本知識(shí)。

本書(shū)對(duì)于粒子物理的介紹非常豐富，推導(dǎo)很詳細(xì)，而且盡量不用形式化的量子場(chǎng)論而更多地依靠量子力學(xué)知識(shí)。因此適合于廣泛的讀者，諸如高能物理、粒子物理、原子核物理學(xué)、天文學(xué)和天體粒子物理學(xué)等領(lǐng)域的研究生和研究人員，選做粒子物理的教材和重要的參考書(shū)。

第3篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

[關(guān)鍵詞]固體物理；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；科學(xué)前沿；新能源

固體物理是研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成粒子(分子、原子、離子、電子)之間相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以闡明固體性能和用途的學(xué)科[1-2]。自上世紀(jì)20年代以來(lái)，經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展固體物理已衍生出金屬物理學(xué)、材料物理學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、磁性物理學(xué)、電介質(zhì)物理學(xué)、固體光電子學(xué)、超導(dǎo)物理學(xué)等學(xué)科分類(lèi)。因此，固體物理不僅是物理專(zhuān)業(yè)的必修課，也逐漸成為材料科學(xué)、電子技術(shù)、新能源材料與器件等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程[3-4]。固體物理涉及的知識(shí)廣泛且復(fù)雜，學(xué)生在該門(mén)課程的學(xué)習(xí)中會(huì)感到比較吃力。如何在有限的課堂教學(xué)中讓學(xué)生高效地掌握固體物理的基礎(chǔ)知識(shí)，并具備實(shí)際應(yīng)用的能力一直是固體物理教學(xué)研究的熱點(diǎn)[5]。本文針對(duì)對(duì)固體物理學(xué)自身的特點(diǎn)，結(jié)合新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，分析討論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的調(diào)整。

1教學(xué)問(wèn)題分析

固體物理學(xué)課程建立在普通物理、統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)等知識(shí)基礎(chǔ)之上，講述了晶格理論和固體電子理論，包含很多晦澀難懂的專(zhuān)業(yè)定義、繁瑣復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和三維空間變化，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中反映比較吃力[6-8]。經(jīng)調(diào)查研究，問(wèn)題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)固體物理本身具有很強(qiáng)的理論性，包含大量的理論和公式，如果按照書(shū)本內(nèi)容從基本定理、定律出發(fā)進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹，會(huì)使有些學(xué)生陷入繁瑣冗長(zhǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程之中而忽視了本課程所表達(dá)的物理模型和思想，從而容易會(huì)出現(xiàn)畏難情緒，對(duì)本課程失去興趣。(2)固體物理建立在統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)等知識(shí)基礎(chǔ)之上，但由于培養(yǎng)計(jì)劃的限制，本專(zhuān)業(yè)先修課程并不包括這些課程，而所用到的數(shù)學(xué)知識(shí)雖然在高等數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)過(guò)，但有些學(xué)生并不能實(shí)際運(yùn)用，客觀上學(xué)生并沒(méi)有做好學(xué)習(xí)固體物理學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)備。(3)固體物理是一門(mén)介于基礎(chǔ)理論與應(yīng)用學(xué)科之間的課程，與日常生活與生產(chǎn)距離較遠(yuǎn)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“學(xué)習(xí)這門(mén)課有什么用”的困惑，難以激發(fā)學(xué)習(xí)固體物理的熱情。因此，如何能在有限的學(xué)時(shí)里讓學(xué)生理解和掌握固體物理的基本知識(shí)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)到知識(shí)產(chǎn)生認(rèn)同感，提高他們的學(xué)習(xí)積極性，是非物理專(zhuān)業(yè)的固體物理課程教學(xué)中需要思考的問(wèn)題。

2分塊教學(xué)內(nèi)容，建立內(nèi)在聯(lián)系

固體物理學(xué)知識(shí)看似比較零散，但實(shí)際有很強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系。固體由原子(分子)構(gòu)成，我們首先關(guān)注固體中的原子是如何排列的，即第一章晶體的結(jié)構(gòu)；這些原子(分子)之間存在相互作用，這樣才能結(jié)合成一個(gè)整體，即第二章晶體的結(jié)合；但實(shí)際上這些原子并不是靜止不動(dòng)的，它們會(huì)圍繞平衡位置做微小的振動(dòng)，即第三章晶格振動(dòng)；以上是晶格理論部分。原子再往下分，包含原子核和電子，電子繞原子核快速運(yùn)動(dòng)，最簡(jiǎn)單的是金屬中外層電子，由于受到原子核作用非常小可以忽略近似成自由電子，即第四章金屬電子論；但更多的晶體中電子受原子核的作用不能忽略，而是在原子和其它電子形成的周期性勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，即第五章能帶理論；最后講解第六章晶體中的電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)；以上是固體電子論部分。采用的是吳代鳴先生的《固體物理基礎(chǔ)》作為教材，并依據(jù)實(shí)際情況作了調(diào)整。受黃昆先生《固體物理學(xué)》的啟發(fā)，將晶體的缺陷放在最后一章，一方面是因?yàn)榫Ц窭碚摵凸腆w電子論大多都是基于完美晶體的假設(shè)，另一方面因?yàn)樵摬糠謨?nèi)容與前面的知識(shí)相對(duì)獨(dú)立。對(duì)教學(xué)內(nèi)容的另一個(gè)調(diào)整是在晶格振動(dòng)部分不引入絕熱近似。學(xué)生此時(shí)還沒(méi)有開(kāi)始固體電子論的學(xué)習(xí)，對(duì)于將原子看成一個(gè)運(yùn)動(dòng)整體并無(wú)異議，如果在這里介紹絕熱近似需要同時(shí)引入原子和電子的運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生陷入混亂。在授課中幫學(xué)生建立好脈絡(luò)體系，可以使學(xué)生更好地掌握固體物理基本知識(shí)。

3加深物理圖像，淡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)

傳統(tǒng)的物理學(xué)習(xí)往往從基本的定理、定律出發(fā)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹出相應(yīng)的結(jié)論，這對(duì)于固體物理學(xué)習(xí)(尤其是非物理專(zhuān)業(yè))并不完全適合，繁瑣冗長(zhǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)會(huì)消耗學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)時(shí)間，而把握不住關(guān)鍵的物理思想。清晰的物理圖像是學(xué)好固體物理的關(guān)鍵，老師應(yīng)該把重點(diǎn)放在對(duì)基本概念、原理和模型的講解上，復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程可以放在課下進(jìn)行，對(duì)于一些數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜但又非常重要的結(jié)論，還可以通過(guò)圖像方法解釋其物理意義。布洛赫波是能帶理論中非常重要的一個(gè)概念，但學(xué)生往往不明白它的物理意義。所以在講授該知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，首先讓學(xué)生回憶金屬電子論中自由電子波函數(shù)，為平面波形式；再說(shuō)明由于晶體中周期勢(shì)場(chǎng)的存在，自由電子平面波將受到調(diào)制，具體表現(xiàn)為在平面波的波函數(shù)前添加一個(gè)調(diào)幅因子；最后在近自由電子近似模型中將電子的波函數(shù)寫(xiě)成布洛赫波函數(shù)的形式，加深前后知識(shí)的聯(lián)系，讓學(xué)生直觀理解為什么布洛赫波函數(shù)由這樣的兩部分構(gòu)成。固體物理研究對(duì)象是原子、電子等微觀粒子，摸不到也看不到，學(xué)生難以形成直觀的感受。因此有時(shí)可以將抽象的物理概念和日常生活中的形象物體聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生易于理解和接受。在講到格波時(shí)，通過(guò)與一根波動(dòng)的繩子比較說(shuō)明晶格的振動(dòng)可以用波動(dòng)理論來(lái)描述。格波的群速度可以用沙丘的移動(dòng)打比方，格波的相速度和群速度類(lèi)似于沙粒和沙丘的移動(dòng)速度。又例如，講到自由電子氣的量子理論時(shí)，將電子態(tài)比喻成電影院里的座位，將觀眾比喻成電子，一個(gè)座位只能坐一個(gè)觀眾。電子如何填充這些狀態(tài)取決于系統(tǒng)的溫度，從而可以計(jì)算出系統(tǒng)的總能量。

4引入科技前沿，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣讓學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中可提高教學(xué)質(zhì)量。固體物理學(xué)是新材料、新器件和新技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科，是新材料和新器件的增長(zhǎng)點(diǎn)，換而言之，固體物理知識(shí)雖然較少直接轉(zhuǎn)換成現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)但它已經(jīng)滲透到現(xiàn)代技術(shù)的方方面面。如果將這些科學(xué)技術(shù)前沿引入到課堂中，不僅可引發(fā)學(xué)生對(duì)固體物理知識(shí)的興趣，還可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握固體物理基本知識(shí)。緒論的安排尤為重要，所引發(fā)的學(xué)習(xí)興趣可大大提高后續(xù)課程的教學(xué)質(zhì)量。表一列舉了近十年中與固體物理有關(guān)的國(guó)內(nèi)外物理大獎(jiǎng)，在緒論中介紹這些獎(jiǎng)項(xiàng)，可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到固體物理在高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域無(wú)可替代的作用，從而對(duì)本門(mén)課產(chǎn)生濃厚的興趣和學(xué)習(xí)的熱情。在教學(xué)中，將現(xiàn)代科技前沿知識(shí)引入進(jìn)來(lái)，建立其與固體物理基本知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可幫助學(xué)生加深對(duì)基本概念、基本理論的理解，而且可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。石墨材料家族是固體物理教學(xué)中一個(gè)非常好的范例，它幾乎與與固體物理中每一章知識(shí)相關(guān)，對(duì)石墨家族材料的講解可使這些知識(shí)具體化。石墨烯是2004年曼徹斯特大學(xué)的Geim和Novoselov等人采用機(jī)械剝離法獲得的二維單層材料，展現(xiàn)出了無(wú)質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子、彈道輸運(yùn)、室溫量子霍爾效應(yīng)等一系列獨(dú)特的物理性質(zhì)，Geim和Novoselov等人也因此獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯作為一種二維材料，碳原子呈現(xiàn)正六邊形排列，看似簡(jiǎn)單卻是復(fù)式晶格結(jié)構(gòu)。通過(guò)平移晶格，向?qū)W生說(shuō)明存在兩種不等價(jià)的碳原子，引入復(fù)式晶格概念；通過(guò)讓學(xué)生分析該結(jié)構(gòu)的原胞、晶胞、基元、基矢、倒格矢等，考察他們對(duì)晶體結(jié)構(gòu)這一章基本知識(shí)的理解和掌握。晶體結(jié)合存在五種主要的結(jié)合方式，但是即使是同一種原子組成的晶體其結(jié)合方式也不是唯一的，通過(guò)對(duì)石墨體材料結(jié)構(gòu)的講解，引導(dǎo)學(xué)生找出共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華結(jié)合，從而加深對(duì)晶體結(jié)合基本知識(shí)的理解。講解能帶理論時(shí)，用緊束縛近似方法計(jì)算石墨烯電子能量和波函數(shù)，由于石墨烯中有兩種不等價(jià)電子，波函數(shù)寫(xiě)為BAaa???21??。通過(guò)求解本子方程，給出能量公式和能帶圖，導(dǎo)帶與價(jià)帶剛好交于第一布里淵區(qū)的六個(gè)頂點(diǎn)，且頂點(diǎn)附近能量與波矢呈線性關(guān)系。能帶理論的引入解釋了導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體現(xiàn)象，而石墨烯是一種特殊的零帶隙半導(dǎo)體材料，通過(guò)吸附、摻雜其它元素，或破壞雙層石墨烯的對(duì)稱(chēng)性可打開(kāi)能帶。

5結(jié)束語(yǔ)

第4篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；教學(xué)；建議；微積分

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）07-0213-02

大學(xué)物理課程是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)，大學(xué)物理包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)，為以后電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)、量子統(tǒng)計(jì)、流體力學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)等物理學(xué)課程的學(xué)習(xí)樹(shù)立好的物理概念十分重要。大學(xué)物理的學(xué)習(xí)效果直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣以及未來(lái)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此，學(xué)好大學(xué)物理課程，讓學(xué)生從本質(zhì)上理解大學(xué)物理的精髓顯得特別重要。而學(xué)好大學(xué)物理課程中比較關(guān)鍵的一點(diǎn)就是學(xué)會(huì)在大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)中熟練運(yùn)用微積分。

一、大學(xué)物理教學(xué)的弊端

大學(xué)物理是物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí)由于一開(kāi)始講解的內(nèi)容對(duì)從高中上來(lái)的學(xué)生來(lái)說(shuō)比較熟悉，所以學(xué)生會(huì)放松警惕，一旦講到運(yùn)用微積分時(shí)，學(xué)生反應(yīng)過(guò)來(lái)要認(rèn)真學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)不懂了。自主能力差的學(xué)生慢慢就會(huì)放棄學(xué)習(xí)新知識(shí)。再加上這門(mén)課程相對(duì)比較抽象，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較低。再加上課堂教學(xué)法單一，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的能力較差，就會(huì)導(dǎo)致大學(xué)物理的教學(xué)效果下降，從而降低學(xué)習(xí)整個(gè)從物理學(xué)的興趣。

1.課程內(nèi)容較為抽象。大學(xué)物理課程主要介紹了力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、原子物理學(xué)等分支的基本原理以及經(jīng)典思想。涉及的知識(shí)面較廣，公式較多，學(xué)生較難理解。需要有物理思維，高等數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)。單靠教師的講解無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)的要求。學(xué)生由于感覺(jué)內(nèi)容抽象，對(duì)學(xué)學(xué)物理課程沒(méi)有興趣。

2.教學(xué)方式單一。受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，大學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程主要采取傳統(tǒng)的教師講解加多媒體課件的教學(xué)方式。這種單一的教學(xué)方式讓學(xué)生讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解不夠透徹，知識(shí)和實(shí)踐相脫離，學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)感到吃力，教學(xué)效果不明顯。因此單一的教學(xué)方式，使學(xué)生對(duì)改課程知識(shí)的接受程度減小。

二、微積分在大學(xué)物理教學(xué)課程中的應(yīng)用

1.微積分。微積分最重要的思想就是用“微元”與“無(wú)限逼近”，就是把一個(gè)一直在變化的量通過(guò)微分分成很小，這樣我們就認(rèn)為這個(gè)很小的量是不變的，然后我們對(duì)這個(gè)很小的量進(jìn)行研究，最后把所有的和加起來(lái)就是我們要求的那個(gè)變量。這就是微積分在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。這種分析連續(xù)過(guò)程累積的方法已經(jīng)成為解決問(wèn)題的基本方法，也是微積分最重要的優(yōu)點(diǎn)。物理學(xué)更是接近于生活，因此微積分也經(jīng)常應(yīng)用于物理學(xué)當(dāng)中。

2.微積分在大學(xué)物理應(yīng)用中的舉例。

（2）微積分在做功方面的應(yīng)用。用微積分的方法解決變力做功的問(wèn)題。變力作功的問(wèn)題是熱學(xué)和力學(xué)中的常見(jiàn)問(wèn)題。例如，質(zhì)點(diǎn)在恒力F的作用下，沿直線產(chǎn)生位移r過(guò)程中的功A=F*r。但對(duì)一般情況，質(zhì)點(diǎn)沿曲線從a運(yùn)動(dòng)到b，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，作用于質(zhì)點(diǎn)上力的大小和方向都可能不斷改變，要計(jì)算F力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功，可將運(yùn)動(dòng)曲線分成許多微小的線段dr，計(jì)算出F在每一小段上所做的元功，再對(duì)整個(gè)軌道上所有元功求和。由于dr極小，所以每一小曲段都可看成直線段，而質(zhì)點(diǎn)所受力可視為恒力。這樣質(zhì)點(diǎn)所做的功為dA=F*dr變力所做的功就是全部元功的和，寫(xiě)成積分的形式就是：A=∫F*dr因此通過(guò)微積分的方法可以把物理問(wèn)題中變化的量轉(zhuǎn)化為不變的量，先求微元再求和的方法，從而求出變力在整個(gè)物理過(guò)程中做的總功，使看似復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。

三、結(jié)語(yǔ)

微積分是大學(xué)課程的重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，并是物理學(xué)中解決問(wèn)題必不可少的工具之一，學(xué)習(xí)微積分不但要學(xué)習(xí)它的應(yīng)用，更重要的是理解它的思想，熟練掌握微積分，在面對(duì)物理學(xué)的具體問(wèn)題時(shí)采用適當(dāng)?shù)膯卧梦⒎e分進(jìn)行分割解決，即將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單分割，逐個(gè)擊破，如此在使枯燥的物理學(xué)看起來(lái)更生動(dòng)具體的同時(shí)，也減輕了學(xué)生對(duì)于物理學(xué)產(chǎn)生的畏難情緒。微積分作為物理解題的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，其重要性可見(jiàn)一斑，因此熟練掌握微積分，是大學(xué)物理課程必要的教學(xué)要求，這不僅能夠讓學(xué)生掌握大學(xué)物理的基本方法，也在無(wú)形中降低了物理學(xué)的難度，從而很好地提高了學(xué)生學(xué)學(xué)物理的興趣，改善了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張禮.近代物理學(xué)進(jìn)展[M].北京：清A大學(xué)出版社，1997：170-205.

[2]朱榮華.基礎(chǔ)物理學(xué)[M].高等教育出版社，2000.

[3]陳麗佳.“半導(dǎo)體物理學(xué)”課程教學(xué)中的幾點(diǎn)建議[J].教育教學(xué)論壇，2016，（5）：82-83.

第5篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：盧瑟福散射；庫(kù)侖散射；原子物理；散射截面

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）28-0113-02

原子物理課程為大學(xué)物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，應(yīng)用若干量子力學(xué)的結(jié)論，揭示原子結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用的特點(diǎn)，與物理學(xué)的全部領(lǐng)域和其他學(xué)科有著密切的關(guān)系。教學(xué)的關(guān)鍵是傳授知識(shí)的過(guò)程中盡最大可能讓學(xué)生掌握接受知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，能夠最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如何能深入淺出地傳授較為枯燥的理論知識(shí)點(diǎn)，也成為對(duì)教師的一種挑戰(zhàn)。在教學(xué)的過(guò)程中，教學(xué)方法的選擇具有顯著的效果。在原子物理這個(gè)課程上，人們也做了大量的教學(xué)改革思考。[1-4]現(xiàn)在在各個(gè)大學(xué)中廣為采用的原子物理教材，如楊福家，褚圣麟版的原子物理教材[5，6]，均采用在第一章介紹原子的位形。該章節(jié)作為整個(gè)課程的第一部分。在原子物理教學(xué)中，具有重要的地位。這一章教學(xué)效果的好壞，嚴(yán)重影響后續(xù)知識(shí)的展開(kāi)。那么這一章的教學(xué)的難點(diǎn)在哪里呢？筆者發(fā)現(xiàn)主要還是集中在對(duì)盧瑟福散射公式的推導(dǎo)，即盧瑟福散射截面的理解及應(yīng)用。在歷年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，該知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)問(wèn)題主要在于：部分學(xué)生在該章的學(xué)習(xí)中普遍遇到的問(wèn)題是，上課聽(tīng)講解，對(duì)定性的知識(shí)點(diǎn)理解還比較順利。但一旦要進(jìn)行定量計(jì)算，面對(duì)具體問(wèn)題，就遇到了困難。那么從教學(xué)方法上如何改善這一現(xiàn)狀呢？

原子物理課程的特點(diǎn)是從微觀結(jié)構(gòu)的考慮入手揭示與之相關(guān)的宏觀現(xiàn)象與規(guī)律的本質(zhì)。而微觀體系遵從它特有的規(guī)律，不能直接觀測(cè)，所以不像宏觀物體的運(yùn)動(dòng)一樣，具有直觀性。因此微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，必須借助實(shí)驗(yàn)手段。密立根在1923年在Nobel領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上講到：科學(xué)靠?jī)蓷l腿走路，一是理論，一是實(shí)驗(yàn)。有時(shí)一條腿走在前面，有時(shí)另一條腿走在前面。但只有使用兩條腿，才能前進(jìn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中尋找新的關(guān)系，上升為理論，然后再在實(shí)踐中加以檢驗(yàn)。物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，原子物理學(xué)更是如此。一切理論的建立都必須以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并遵從“實(shí)驗(yàn)―理論―實(shí)驗(yàn)”的發(fā)展原則。因此在原子物理的教學(xué)上，一直以來(lái)側(cè)重于通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，揭示其微觀結(jié)構(gòu)，及本質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。[7]第一章的教學(xué)內(nèi)容也是如此。通過(guò)介紹盧瑟福α粒子大角度散射實(shí)驗(yàn)與當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)同的湯姆遜“葡萄干面包”的原子模型有沖突，引出新的盧瑟福核式模型，并應(yīng)用盧瑟福散射公式再次通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其核式模型的正確性。從課程講解的邏輯線索來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是非常明確的“實(shí)驗(yàn)―理論―實(shí)驗(yàn)”過(guò)程。即對(duì)α粒子大角度散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行描述后，定性否定原來(lái)的“湯姆遜”模型，并逐步推導(dǎo)盧瑟福散射公式，應(yīng)用盧瑟福散射截面和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，以驗(yàn)證核式模型的正確性。但是在我校實(shí)際講課的效果來(lái)看，這樣的授課方式下，學(xué)生對(duì)核式模型的定性的認(rèn)識(shí)，是容易接受的。但事實(shí)上對(duì)盧瑟福散射公式的推導(dǎo)過(guò)程，尤其是最后盧瑟福散射截面的物理意義的理解是缺乏深度的。以至于一旦面對(duì)具體的問(wèn)題，部分學(xué)生完全不知從何處下手。而這一章的教學(xué)難點(diǎn)也在于此處。對(duì)這個(gè)問(wèn)題一定要具體問(wèn)題具體分析。以往的教學(xué)的方法，一般采取在知識(shí)點(diǎn)講授完成后，學(xué)生完成習(xí)題。根據(jù)習(xí)題完成情況，在習(xí)題的講解過(guò)程中，做知識(shí)點(diǎn)的再次展開(kāi)，以期達(dá)到知識(shí)點(diǎn)的鞏固與理解。對(duì)部分理解力較強(qiáng)，并且主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性較高的同學(xué)而言，這樣的教學(xué)方法可以達(dá)到較好的效果。而事實(shí)是，由于部分相對(duì)學(xué)習(xí)較為被動(dòng)的學(xué)生，課堂教學(xué)內(nèi)容理解還有困難。面對(duì)習(xí)題根本無(wú)從下手，產(chǎn)生畏難情緒，容易出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。作業(yè)不能反映其實(shí)際學(xué)習(xí)效果。而后的課堂習(xí)題講解，對(duì)這部分同學(xué)而言，效果也形同虛設(shè)。如何能夠降低學(xué)習(xí)理解的難度，提高這部分學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，成為課堂教學(xué)中一個(gè)不可回避的問(wèn)題。另外，由于課時(shí)有限，也很難在課后進(jìn)行大量的習(xí)題講解。針對(duì)這一現(xiàn)狀，可以采取的方法可以是。在盧瑟福散射公式的教學(xué)中，放棄或掠去整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程，直接給出定性結(jié)論。以避免在較為繁復(fù)的推導(dǎo)過(guò)程，使得學(xué)生分散了學(xué)習(xí)注意力。其優(yōu)點(diǎn)是學(xué)習(xí)過(guò)程中，思路清晰、結(jié)論突出，易于接受。但缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)。知識(shí)點(diǎn)的理解是不深入的。物理從古至今，講究格物致知。知其然，且要知其所以然。對(duì)物理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，省略推導(dǎo)，而直接給出結(jié)論的方式，顯然是不夠的。既然盧瑟福散射公式的推導(dǎo)是不可避免的。如何才能讓學(xué)生容易理解，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

結(jié)合課堂教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為以下方法還是切實(shí)可行的。第一步，理清思路，貫徹“實(shí)驗(yàn)―理論―實(shí)驗(yàn)”的基本邏輯線索。在介紹瞄準(zhǔn)距離，庫(kù)侖散射公式，盧瑟福散射公式等難點(diǎn)內(nèi)容前，首先定性給出為什么要學(xué)習(xí)介紹這些內(nèi)容。如庫(kù)侖散射公式是描述核式散射的基本公式，但瞄準(zhǔn)距離，實(shí)驗(yàn)上不可測(cè)。而盧瑟福散射公式則是基于庫(kù)侖散射的基礎(chǔ)上，推出了可以實(shí)驗(yàn)測(cè)量的散射截面這個(gè)物理量。而且盧瑟福散射截面其物理意義為散射粒子在不同散射角的散射幾率。在此基礎(chǔ)上給出庫(kù)侖散射公式，盧瑟福散射公式的詳細(xì)推導(dǎo)。這一步，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，起到一個(gè)明確學(xué)習(xí)目的，理清學(xué)習(xí)思路的作用。第二步，在公式推導(dǎo)后，布置作業(yè)前，先直接挑選典型課后習(xí)題，即具體物理題型，進(jìn)行解題思路的提示。既深化知識(shí)點(diǎn)的理解，又能夠幫助學(xué)生降低解題的難度，減少學(xué)習(xí)中的畏難情緒。促使學(xué)生可以自主地思考完成習(xí)題。從而在之后課后習(xí)題的講解階段，又可以大大縮短時(shí)間，提高效率，做到事半功倍。相對(duì)來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，可以對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握較為深入；而部分學(xué)習(xí)較為被動(dòng)的學(xué)生，也可以較容易接受和掌握基本知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，從而能夠兼顧不同程度的學(xué)生。

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第6篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

該學(xué)會(huì)的主要目標(biāo)是推廣、普及在學(xué)校教育和社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中所需要的物理教育，現(xiàn)在大概有會(huì)員1200余名．日本物理教育學(xué)會(huì)有定期發(fā)行的附屬刊物《物理教育》．該刊物創(chuàng)刊于1953年，主要刊發(fā)各種新的教育演示實(shí)驗(yàn)以及探討物理教育的論文．到1990年為止，該刊物每年大約發(fā)行3卷，1991年開(kāi)始增為每年4卷．截止到筆者發(fā)稿時(shí)，《物理教育》從創(chuàng)刊號(hào)到2011年共計(jì)59卷在網(wǎng)上免費(fèi)開(kāi)放［3］．從1984年開(kāi)始，日本物理教育學(xué)會(huì)每年會(huì)在暑假期間召開(kāi)物理教育研討會(huì)，討論物理教育所面臨的種種問(wèn)題，以及最新科技成果的普及等．中國(guó)和日本的物理教育交流活動(dòng)開(kāi)始于1989年夏．首次中－日－美物理教育討論會(huì)在夏威夷舉行［4］，中方共有大、中學(xué)教師9人參加．第二次中－日－美物理教育討論會(huì)由日本物理教育學(xué)會(huì)主辦，1991年在日本富士舉行，中方有17人參加．以此類(lèi)會(huì)議為契機(jī)，日、美雙方得以了解中國(guó)物理教育研究中的長(zhǎng)處，同時(shí)中國(guó)代表也及時(shí)了解了對(duì)方的教學(xué)改革動(dòng)態(tài)．近年來(lái)，日本國(guó)內(nèi)對(duì)高中物理教育質(zhì)量的下降有了一些批判的聲音［5］，怎樣提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在．日本教育界對(duì)新的演示實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)以及教學(xué)時(shí)平行科目的相互影響的研究很活躍，在物理教育學(xué)會(huì)刊物《物理教育》以及物理教育研討會(huì)中有很多討論．另外，長(zhǎng)期以來(lái)日本的教育體制對(duì)于物理類(lèi)競(jìng)賽并不熱衷，日本全國(guó)范圍的物理競(jìng)賽僅僅始于世界物理年2005年，并于同年才開(kāi)始派隊(duì)參加國(guó)際奧林匹克競(jìng)賽．

2日本高等物理教育的指導(dǎo)方針及模式

自2004年開(kāi)始實(shí)施國(guó)立大學(xué)法人化以后，日本國(guó)立大學(xué)雖然由政府出資運(yùn)營(yíng)，但是幾乎每所國(guó)立大學(xué)都擁有相應(yīng)的自治權(quán)，因此各個(gè)國(guó)立大學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)以及方法風(fēng)格有很大的差別，每個(gè)學(xué)校都擁有自己的教育體系與理念．以名古屋大學(xué)為例，名古屋大學(xué)的物理教育方針和核心主要由理學(xué)院的物理學(xué)教室（即物理系）會(huì)議決定．一般來(lái)講研究生和教員都可以申請(qǐng)成為物理學(xué)教室的研究員并列席會(huì)議（留學(xué)生和外國(guó)教員亦可參加）．會(huì)議一般每季度舉辦一次，每次會(huì)議的討論內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)科目?jī)?nèi)容的增減，科目課時(shí)與學(xué)分的分配，科目構(gòu)成的比例，畢業(yè)條件的變更，新教員的聘用，新研究室的設(shè)立以及經(jīng)費(fèi)的預(yù)算及使用等．每次會(huì)議一般會(huì)按需討論多個(gè)議題，每個(gè)議題以不記名投票方式表決．物理學(xué)教室有議長(zhǎng)和下屬各個(gè)分支的負(fù)責(zé)人，議長(zhǎng)及主要負(fù)責(zé)人每年輪換，以投票選舉產(chǎn)生．由于有大量的碩士及博士研究生參與討論，不僅對(duì)于物理學(xué)教育的創(chuàng)新與改良起到了積極而有效的作用而且使物理系全員參與到物理專(zhuān)業(yè)的建設(shè)和改良議程中，充分體現(xiàn)了大學(xué)法人化法案提出的學(xué)術(shù)自治所需要達(dá)到的要求．

3日本物理本科教育近況

由于國(guó)立大學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)以及方法風(fēng)格有很大的差異，很難對(duì)各所大學(xué)的教育狀況作一全面的論述．以下僅以筆者學(xué)習(xí)、工作的名古屋大學(xué)為例來(lái)介紹日本本科教育的一些近況．在名古屋大學(xué)，物理類(lèi)本科教育主要由基礎(chǔ)科目、專(zhuān)業(yè)科目、實(shí)驗(yàn)科目、選修科目、畢業(yè)設(shè)計(jì)等組成．其中選修科目和畢業(yè)設(shè)計(jì)一般相互關(guān)聯(lián)，有高能物理、宇宙物理、凝聚態(tài)物理、生物物理4個(gè)大的方向．由于大一新生為理學(xué)院的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物4個(gè)系共同招收，在大一階段理學(xué)院新生需參加公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，教育形態(tài)以大班教學(xué)為主．大學(xué)一年級(jí)的教育目標(biāo)是在培養(yǎng)學(xué)生興趣的同時(shí)鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，主要進(jìn)行的是通識(shí)教育．教學(xué)時(shí)一般會(huì)配合演示實(shí)驗(yàn)以增加課堂活躍度并增進(jìn)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察和理解．學(xué)校配有相應(yīng)的金屬器具加工車(chē)間，大四以上學(xué)生參加安全使用培訓(xùn)后皆可申請(qǐng)使用．課堂演示實(shí)驗(yàn)所需教具一般以教員自己制作為主．二年級(jí)開(kāi)始進(jìn)入物理專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)．教學(xué)科目主要由數(shù)學(xué)物理方法、分析力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、量子力學(xué)等組成．與專(zhuān)業(yè)課程相對(duì)應(yīng)的設(shè)置有配套的習(xí)題課．習(xí)題課由教授等教員負(fù)責(zé)，有相應(yīng)的學(xué)分，屬于必修科目．配套習(xí)題課的教學(xué)以討論式教學(xué)為主，每個(gè)班級(jí)大約由15～20人組成，分成3～4個(gè)討論小組．除第一節(jié)習(xí)題課以外，在每節(jié)習(xí)題課后一般由教員布置一些問(wèn)題作業(yè)．習(xí)題課作業(yè)一般由研究生組成的學(xué)生助理批改、評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)會(huì)由負(fù)責(zé)教員分發(fā)到研究生助理手中，并由研究生助理作匯總統(tǒng)計(jì)后呈報(bào)給習(xí)題課的負(fù)責(zé)教員．每次上習(xí)題課時(shí)，負(fù)責(zé)教員把作業(yè)發(fā)還學(xué)生，每個(gè)小組先進(jìn)行內(nèi)部討論，再由各個(gè)小組派學(xué)生輪流講解，遇到講解不恰當(dāng)不全面的時(shí)候教員會(huì)參與討論，教員起監(jiān)督指導(dǎo)輔助作用．習(xí)題課成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)主要由學(xué)生討論活躍度、出勤率、課題作業(yè)完成情況決定．每學(xué)期期末考試后會(huì)舉辦教育反思會(huì)，參會(huì)人包括本科學(xué)生代表、研究生助教和專(zhuān)業(yè)課教員，對(duì)教學(xué)中的難點(diǎn)和不足之處進(jìn)行反饋和探討．大三階段增加高級(jí)熱力學(xué)、高級(jí)統(tǒng)計(jì)物理、高級(jí)量子力學(xué)、近代物理實(shí)驗(yàn)等，并出現(xiàn)多個(gè)專(zhuān)業(yè)課分支選擇，比如高能物理學(xué)、宇宙學(xué)、固體物理、生物物理等．物理實(shí)驗(yàn)以近代物理實(shí)驗(yàn)為主，共有14個(gè)左右的實(shí)驗(yàn)可以選擇，每?jī)扇艘唤M，一個(gè)實(shí)驗(yàn)每周一次大約持續(xù)一個(gè)月，每個(gè)學(xué)生平均需做3～4個(gè)實(shí)驗(yàn)才可以獲得學(xué)分．為了使學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面并且使他們對(duì)各個(gè)研究室的研究情況有初步了解以便他們進(jìn)入大四時(shí)選擇教研室進(jìn)行畢業(yè)研究，從2012年起，大三新增了前沿科學(xué)講座這一環(huán)節(jié)．講座由20個(gè)左右的研究室進(jìn)行分擔(dān)，每周進(jìn)行一次，每次由一個(gè)研究室的主要負(fù)責(zé)人進(jìn)行講解介紹，每次講座結(jié)束后會(huì)要求學(xué)生提交一個(gè)簡(jiǎn)單的小報(bào)告．各個(gè)研究室的主要負(fù)責(zé)人親自負(fù)責(zé)本科的課堂教學(xué)工作，這對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)十分有利．大學(xué)的教學(xué)目標(biāo)不僅是知識(shí)本身的教與學(xué)，更重要的是研究方法與經(jīng)驗(yàn)的傳承．將最新的科技前沿信息傳遞到教室，才能不斷保持科技創(chuàng)新的活力．在三年級(jí)結(jié)束進(jìn)入大四以前學(xué)生會(huì)自主選報(bào)教研室進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)研究、設(shè)計(jì)．隨著本科生進(jìn)入各個(gè)教研室，大四的教育方式主要以各個(gè)教研室的研討會(huì)形式為主．學(xué)生在黑板上講解課本或者文獻(xiàn)或者匯報(bào)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，教員和其他同學(xué)在下面聽(tīng)講并共同探討相關(guān)的問(wèn)題要點(diǎn)．每次研討會(huì)大概持續(xù)2～3小時(shí)，每周1～2次，每次由1～2個(gè)學(xué)生進(jìn)行報(bào)告．這種研討會(huì)形式的教學(xué)很好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．

4日本高能物理研究生教育近況

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，日本物理教育體系發(fā)展了一套自己的研究人才培養(yǎng)及傳承方法．其研究生的培養(yǎng)主要采用2年碩士＋3年博士的方案，類(lèi)似于我國(guó)的碩－博連讀．由于一些研究小組對(duì)某些課題，研究方法和手段會(huì)幾十年持之以恒地進(jìn)行研究，他們?cè)诤芏鄦?wèn)題的研究上積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)．這樣的物理教育體系為其研究思想的傳承提供了很好的保障．例如，名古屋大學(xué)的高能物理理論研究長(zhǎng)期以來(lái)一直受其創(chuàng)立者坂田昌一的影響，其主要研究風(fēng)格與研究思想與坂田昌一一脈相承．在日本的研究生培養(yǎng)中，教學(xué)任務(wù)主要集中在碩士一年級(jí)，主要有大課教學(xué)和討論課教學(xué)兩種模式．大課模式主要以出勤率和報(bào)告決定成績(jī)．專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)基本上以討論式教學(xué)為主．由指導(dǎo)教員指定教科書(shū)以后，由學(xué)生每次在黑板上講解．另外，學(xué)生也會(huì)針對(duì)自己感興趣的參考書(shū)或者研究論文，自己組成討論小組，視情況會(huì)有高年級(jí)學(xué)生或教員參與討論，每個(gè)小組由3～8人組成．討論小組每周討論一至兩次，具體時(shí)間與長(zhǎng)度由學(xué)生自己決定，是一種自組織形式的自學(xué)自助團(tuán)體．碩士二年級(jí)以及博士生的教育基本上以討論式教學(xué)為主，討論內(nèi)容可以是教科書(shū)、論文等，在互相探討中學(xué)習(xí)研究．對(duì)于研究材料的理解每個(gè)人會(huì)有不同之處，這一思考、討論的過(guò)程就是取長(zhǎng)補(bǔ)短，去粗取精的過(guò)程．討論式教學(xué)對(duì)于深化對(duì)物理現(xiàn)象、概念的理解有很大提高和幫助作用．在研究生的論文選題中，除了第一個(gè)選題由導(dǎo)師進(jìn)行稍微具體的指點(diǎn)外，其他的基本是以學(xué)生為主．從論文的選題，中間的計(jì)算，到結(jié)果的分析，論文的書(shū)寫(xiě)主要都是由學(xué)生完成的．在這一過(guò)程中，導(dǎo)師主要是作一些點(diǎn)撥性的指導(dǎo)，以及論文的潤(rùn)色．另外，日本研究生的教育過(guò)程中十分注重對(duì)團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)．在合作中相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而使工作效率大為提高．除了以上提到的學(xué)校內(nèi)部的學(xué)生培養(yǎng)活動(dòng)外，日本國(guó)內(nèi)還有一些有特色的校際間的研究生教育交流活動(dòng)，下面列舉兩個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目．（1）集中講義：由于日本的各個(gè)大學(xué)研究室的研究?jī)?nèi)容和方向比較獨(dú)立，為了深化各個(gè)大學(xué)之間的交流，使學(xué)生對(duì)不同大學(xué)的研究室的研究?jī)?nèi)容有所了解，每年各大學(xué)會(huì)舉辦2～4次以碩士生或博士生為聽(tīng)講對(duì)象的集中講義．集中講義一般持續(xù)2～4天，一般在講義中間會(huì)穿插1個(gè)面向低年級(jí)研究生水平的2小時(shí)左右的報(bào)告．集中講義的選題一般都與近期的研究重點(diǎn)、熱點(diǎn)相關(guān)．研究生通過(guò)參加集中講義既可以了解相關(guān)專(zhuān)題的研究進(jìn)展并較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)相關(guān)專(zhuān)題的研究方法，又可以獲得相應(yīng)的選修學(xué)分．（2）暑期－冬季學(xué)校：每年長(zhǎng)假期間，依據(jù)由日本文部省的預(yù)算所開(kāi)展項(xiàng)目的情況而定，會(huì)舉辦一些暑期－冬季學(xué)校進(jìn)行一些專(zhuān)題講座．其中傳統(tǒng)最悠久的當(dāng)屬?gòu)?955年夏天開(kāi)始，到2013年為止共成功舉辦59次的YONUPA［6］暑期學(xué)校．YONUPA是YOungNUclearandPArticlephys－icistgroupofJapan的縮寫(xiě)，每年暑假期間由與高能物理、原子核物理、高能物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的各個(gè)大學(xué)研究生院的學(xué)生輪流自發(fā)組織、策劃、主辦并參與．為了降低每個(gè)籌備學(xué)校的勞動(dòng)量，籌備學(xué)校由管理財(cái)務(wù)報(bào)銷(xiāo)的學(xué)校、管理事務(wù)聯(lián)絡(luò)的學(xué)校、管理各個(gè)所屬成員郵件的學(xué)校、選取會(huì)場(chǎng)并維持秩序的學(xué)校4部分組成．另外，與這4個(gè)籌備學(xué)校相獨(dú)立的，高能物理、原子核物理以及高能物理實(shí)驗(yàn)3個(gè)方面由另外的3個(gè)學(xué)校進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)邀請(qǐng)講師、組織學(xué)生報(bào)告等活動(dòng)．YONUPA的財(cái)政預(yù)算主要由日本幾個(gè)大的研究所出資贊助，另外每個(gè)大學(xué)的研究室也會(huì)按一定比例支付學(xué)生交通費(fèi)用等．YONUPA每次持續(xù)4～6天，每年大概有200～300人參加．暑期學(xué)校期間，高能物理、原子核物理以及高能物理實(shí)驗(yàn)3個(gè)研究方向會(huì)設(shè)置一個(gè)共同的集中講義以及針對(duì)每個(gè)研究方向的2～3個(gè)平行的集中講義，剩下大約一半的時(shí)間是學(xué)生相互之間的研究報(bào)告．每年從碩士1年級(jí)到博士3年級(jí)的學(xué)生都有一定比例學(xué)生參加暑期學(xué)校，YONUPA為日本從事高能物理研究的青年學(xué)生提供了互相學(xué)習(xí)與交流的良好平臺(tái)．除了YONUPA，日本文部省的許多大的研究項(xiàng)目也有專(zhuān)門(mén)的學(xué)生培養(yǎng)方面的預(yù)算．例如在2009—2014年的重大項(xiàng)目“ElucidationofNewHadronswithaVarietyofFlavors”中，每年都會(huì)組織與該項(xiàng)目相關(guān)的研究生暑期學(xué)校．暑期學(xué)校采用教員授課與學(xué)生習(xí)題課并重的形式．通過(guò)教員授課與習(xí)題課的方式，學(xué)生可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)到某一領(lǐng)域的基本知識(shí)并掌握該領(lǐng)域研究的相關(guān)方法．

5結(jié)語(yǔ)

第7篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)模式；專(zhuān)與博；原理

作者簡(jiǎn)介：王蓁蓁（1975-），女，江蘇南京人，金陵科技學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院，講師。（江蘇 南京 211169）

基金項(xiàng)目：本文系2012年金陵科技學(xué)院科研基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：jit-b-201207）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）22-0214-02

在中學(xué)和小學(xué)教育階段，教師傳授基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生則通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練來(lái)掌握它。但是到了大學(xué)教育階段，教育工作者則應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練。[5]為了更好地指導(dǎo)大學(xué)生的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力，本文從精度和瀏覽、專(zhuān)與博、細(xì)節(jié)和原理三個(gè)層次對(duì)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法模式展開(kāi)了討論，給出了一些相應(yīng)的建議。

一、精讀和瀏覽

決定攻讀一門(mén)學(xué)科時(shí)，首先應(yīng)該選定一本基本教材進(jìn)行精讀。所謂基本是指其應(yīng)是這門(mén)學(xué)科的一本全面、深刻、經(jīng)典的著作，也就是說(shuō)精讀了它，就會(huì)基本上掌握了該學(xué)科的全貌。所謂精讀是指要反復(fù)地閱讀它，不僅要通曉它，還要做到對(duì)其其本內(nèi)容“倒背如流”，這樣學(xué)生就可以掌握這門(mén)學(xué)科的骨架。然而僅僅如此還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)閷?duì)于該學(xué)科，其知識(shí)可能還不夠“豐滿”，因此學(xué)生必須瀏覽大批有關(guān)文獻(xiàn)和其他書(shū)籍。所謂瀏覽是指對(duì)于有些材料，學(xué)生不必全部通讀，可以選擇有關(guān)部分閱讀；同樣對(duì)于有些材料，學(xué)生也不必逐字逐句閱讀，可以“一目十行”掃過(guò)。不過(guò)值得注意的是，雖然瀏覽并不要求學(xué)生完全掌握所看的內(nèi)容，但是學(xué)生必須對(duì)其所看材料的基本知識(shí)要有較透徹的了解，對(duì)深?yuàn)W的部分至少要做到有一模糊印象。只有通過(guò)上述“實(shí)效”性瀏覽，學(xué)生對(duì)該學(xué)科的知識(shí)才會(huì)豐富起來(lái)。

如果是在校學(xué)生，學(xué)科基本教材多由授課教師選定，學(xué)生基本不用操心。如果不是在校學(xué)生，或者是在校學(xué)生，但教師選定的教材不夠精深，此時(shí)人們選定較深教材和鉆研它就有一定的難度。在現(xiàn)今提倡“終生學(xué)習(xí)”的年代，應(yīng)建議人們?cè)诓贿`背循序漸進(jìn)的原則下，選擇經(jīng)典著作作為基本教本。一般來(lái)說(shuō)，不管多么深?yuàn)W的書(shū)，反復(fù)閱讀十幾遍，總是能夠看得懂的。同樣，對(duì)于瀏覽的材料，自學(xué)者也應(yīng)該類(lèi)似處理。

精讀使人能夠站立，瀏覽使人能夠豐滿，兩者結(jié)合起來(lái)，人們就可以在該專(zhuān)業(yè)上進(jìn)行創(chuàng)造性工作了。

二、專(zhuān)與博

梁?jiǎn)⒊f(shuō)：“無(wú)專(zhuān)則不能成，無(wú)博則不能通。”短短兩句話，深刻地說(shuō)明了專(zhuān)與博的關(guān)系。把主要精力放在自己的業(yè)務(wù)上，鉆研自己的專(zhuān)業(yè)，這是一個(gè)人的立身之本。然而要想有所成就，僅僅只有專(zhuān)業(yè)知識(shí)是不夠的。時(shí)至今日，人類(lèi)的科學(xué)知識(shí)早已超出了經(jīng)驗(yàn)范疇，為了表達(dá)其深邃思想必須使用數(shù)學(xué)。愛(ài)因斯坦在創(chuàng)立廣義相對(duì)論時(shí)，就曾經(jīng)向數(shù)學(xué)家詢(xún)問(wèn)數(shù)學(xué)的最新進(jìn)展，最終其使用黎曼幾何表述了他的理論。自然科學(xué)也從人文學(xué)科中獲得了營(yíng)養(yǎng)，如符號(hào)學(xué)、哲學(xué)都為一些學(xué)科奠定了研究基調(diào)。最明顯的例子就是實(shí)證論是一些西方自然科學(xué)賴(lài)以生存的哲理基石。[1]類(lèi)似地，在社會(huì)科學(xué)和人文學(xué)科中也出現(xiàn)了不同程度的數(shù)學(xué)化傾向，甚至是藝術(shù)也在追求理性表達(dá)力?？梢哉f(shuō)人類(lèi)各類(lèi)知識(shí)在基本原理上都是相通的。美國(guó)哈佛大學(xué)規(guī)定每個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生都至少要“精修”本專(zhuān)業(yè)以外六、七門(mén)功課，這是擴(kuò)大學(xué)生眼界，讓知識(shí)貫通起來(lái)，從而達(dá)到上乘境界的絕妙手段。

現(xiàn)今的科學(xué)和技術(shù)越來(lái)越專(zhuān)門(mén)化，任何一種專(zhuān)業(yè)耗盡人的一生精力也未必能夠全部精通，因此“專(zhuān)”是我們所處的專(zhuān)家時(shí)代的一個(gè)特征。同樣，現(xiàn)今的科學(xué)和技術(shù)也出現(xiàn)了交融、溝通的現(xiàn)象，因此“博”也是學(xué)者在現(xiàn)今時(shí)代獲得成功不可或缺的一個(gè)因素。只有“專(zhuān)”深、“博”學(xué)的人，才有可能取得最偉大的成就。

三、細(xì)節(jié)和原理

英國(guó)哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家懷海特說(shuō)：“大學(xué)的理想與其說(shuō)是知識(shí)，不如說(shuō)是能力。它的責(zé)任就在于使青年人的知識(shí)變成成年人的能力。”[2]而能力的形成很大程度上取決于人們的思想深度和洞察力。所以他又說(shuō)：“在中小學(xué)階段，學(xué)生在精神上是埋頭在書(shū)桌上的；在大學(xué)里，他就應(yīng)當(dāng)站起來(lái)環(huán)顧四周……大學(xué)的職能就在于使你能夠?yàn)樵矶鴶[脫細(xì)節(jié)。”[2]

細(xì)節(jié)指的是一門(mén)學(xué)科的“具體”知識(shí)和技能，按照學(xué)生所獲得的訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，它能以一種類(lèi)似“程序”的固定方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作；而原理卻是根本性的，它是一門(mén)學(xué)科的“抽象”思想，它以一種“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式滋潤(rùn)人的理智和創(chuàng)造力。人類(lèi)的科技史告訴我們，所有民族無(wú)一例外地都重視知識(shí)和技能，但是在重視原理的程度上卻存在很大差異。凡是很重視原理的民族，他們的科學(xué)知識(shí)往往是系統(tǒng)性的，且具有很強(qiáng)的理論性和普適性。我們知道，具有很強(qiáng)理性的系統(tǒng)知識(shí)是很容易深化的，并且隨著人類(lèi)知識(shí)的積累和深化，它又以很大的概率保證人類(lèi)的思想觀念遲早會(huì)發(fā)生革命性轉(zhuǎn)變，即導(dǎo)致人類(lèi)在思想認(rèn)識(shí)上不斷地突破和更新。

事實(shí)上，人類(lèi)許多進(jìn)步都直接來(lái)自于人類(lèi)思想觀念的巨大轉(zhuǎn)變，因此重視原理的民族往往在科學(xué)技術(shù)上居于領(lǐng)先地位。康德在談到幾何學(xué)時(shí)，說(shuō)到：有的人死盯著圖形研究，而有的人卻站起來(lái)，從原理上立法，于是我們就有了幾何學(xué)公理體系。我們知道第一個(gè)純粹從原理出發(fā)的學(xué)科是歐幾里德幾何體系。關(guān)于它，愛(ài)因斯坦這樣評(píng)價(jià)道：“世界第一次目睹了一個(gè)邏輯體系的奇跡，這個(gè)邏輯體系如此精密地一步一步推進(jìn)，以致它每一個(gè)命題都是絕對(duì)不容置疑的——我這里說(shuō)的是歐幾里德幾何。推理的這種可贊嘆的勝利，使人類(lèi)的理智獲得了為取得以后成就所必需的信心”。[3]哥白尼的太陽(yáng)中心學(xué)說(shuō)是對(duì)地心學(xué)說(shuō)的突破，它導(dǎo)致牛頓力學(xué)和近代科學(xué)的誕生，隨后又出現(xiàn)了相對(duì)論和量子力學(xué)革命性理論。類(lèi)似的，麥克斯韋爾的電磁理論促使電磁波的應(yīng)用。圖靈關(guān)于計(jì)算本質(zhì)的論述和圖靈機(jī)模型的構(gòu)造，直接導(dǎo)致現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)。

可惜的是，很多人至今仍不重視或者很少重視原理和思想，他們認(rèn)為原理和思想虛無(wú)飄渺，沒(méi)有實(shí)際意義。這種現(xiàn)象可能影響重大創(chuàng)造性的工作。我們知道，出現(xiàn)劃時(shí)代的理論和技術(shù)，一方面它是歷史上罕見(jiàn)現(xiàn)象，另一方面它又在短短的幾千年人類(lèi)文明史中不時(shí)地出現(xiàn)。它們之所以罕見(jiàn)，是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)它們需要非凡的洞察力。而它們之所以能不時(shí)地出現(xiàn)，是因?yàn)閯?chuàng)造它們時(shí)并不需要很多“東西”，有時(shí)僅僅需要幾條原理就夠了，甚至憑借人類(lèi)的靈感也能構(gòu)造出它的雛形。[3，4]只有當(dāng)豐富它們或者論證它們時(shí)，才需要人們花費(fèi)巨大精力。牛頓創(chuàng)立他的理論，只用了三大運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力。愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論也只用了（如重力和加速度等效等）幾個(gè)等效原理。雖然牛頓和愛(ài)因斯坦為他們的理論付出了很多心血，但是那些勞動(dòng)卻是“細(xì)節(jié)”性的（盡管許多細(xì)節(jié)也需要高度技巧和創(chuàng)造性智慧），也就是說(shuō)每個(gè)受過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練且不怕艱苦的人或許也可以完成，但是他們的真知灼見(jiàn)并不為一般人所擁有。由此可見(jiàn)，重視原理和思想的學(xué)習(xí)是多么的重要。今后在重視細(xì)節(jié)的同時(shí)，也應(yīng)讓學(xué)生們聽(tīng)從懷德海的教導(dǎo)，站起來(lái)環(huán)顧四周，勤于思辨，尋找原理，只有這樣才有可能突破舊有觀念，做出創(chuàng)造性工作。

四、結(jié)論

在大學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)生都處在一個(gè)新的起點(diǎn)，大學(xué)教育可能也是他們接受學(xué)校教育的最后一個(gè)階段。因此應(yīng)研究大學(xué)生的思維特征、學(xué)習(xí)方法，給予學(xué)生有效的指導(dǎo)和引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生“向前進(jìn)，你就會(huì)產(chǎn)生信念”（達(dá)朗貝爾語(yǔ)），勝利就在那里，從而讓他們攀登科學(xué)的頂峰，努力書(shū)寫(xiě)他們的人生。

參考文獻(xiàn)：

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第8篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：思維類(lèi)型；思維方法；原則

中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）03-0113-02

“思維類(lèi)型”是一個(gè)通用概念，大量學(xué)者都對(duì)其進(jìn)行了研究。事實(shí)上，明確區(qū)分思維的類(lèi)型對(duì)教育來(lái)說(shuō)具有重要的實(shí)際意義。為了更好地指導(dǎo)大學(xué)生的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力，本文從新的角度對(duì)思維類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，從四種思維類(lèi)型出發(fā)給出學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，特別對(duì)數(shù)學(xué)思維方法展開(kāi)討論，最后再給出創(chuàng)造性思維的徹底性原則。

一、思維類(lèi)型及其對(duì)教育方法的啟發(fā)

一般來(lái)說(shuō)人們思維分為下述四種類(lèi)型：接受快且深刻，接受快但膚淺，接受慢但深刻，接受慢且膚淺。當(dāng)然最好的是接受快且深刻這種類(lèi)型，這種類(lèi)型的人往往自小就表現(xiàn)出天才模樣，他們大都被稱(chēng)為是神童?？上У氖牵麄?cè)谫潛P(yáng)聲中成長(zhǎng)，很容易養(yǎng)成驕傲情緒，久而久之他們就不習(xí)慣于“艱苦研究”，最后變成平庸之人。王安石的《傷仲永》寫(xiě)的就是這種情況。所以對(duì)第一種類(lèi)型的學(xué)生，我們對(duì)他們的愛(ài)護(hù)首先就是不要多表?yè)P(yáng)他們（例如各地過(guò)分吹捧高考狀元是不明智的做法），其次對(duì)他們要多加督促，讓他們養(yǎng)成艱苦學(xué)習(xí)習(xí)慣。列寧小時(shí)候聰明異常，他往往很快就完成作業(yè)，然后就嬉鬧不止。他的父母很擔(dān)心，怕他今后不會(huì)踏實(shí)學(xué)習(xí)，除了教育他以外，還時(shí)刻注意他。有一次列寧看到他的妹妹坐在鋼琴邊，不停地彈奏一首樂(lè)曲，花了許多小時(shí)，才把它彈得正確。為此列寧感悟道：做任何事情，沒(méi)有堅(jiān)毅品質(zhì)是不行的。列寧的父母知道這件事后才放心，他們知道列寧已經(jīng)懂得養(yǎng)成勤勞習(xí)慣的重要性。第二種類(lèi)型（接受快但膚淺）的人，他們平常的表現(xiàn)最容易使人迷惑：許多復(fù)雜的問(wèn)題他們一聽(tīng)就懂，可是他們自己做起來(lái)卻經(jīng)常出錯(cuò)。他們的家長(zhǎng)和老師都誤認(rèn)為這是由于“粗心”造成的，除了告誡他們要細(xì)心以外，家長(zhǎng)、老師（甚至他們自己）對(duì)這種現(xiàn)象都不在意。舉一個(gè)例子，初中學(xué)生剛學(xué)習(xí)有理數(shù)時(shí)，寫(xiě)負(fù)數(shù)時(shí)往往會(huì)遺漏負(fù)號(hào)，當(dāng)你向他指出時(shí)，他立刻就知道是自己錯(cuò)了。人們大都認(rèn)為這是粗心的原因，殊不知是他在他的意識(shí)里還沒(méi)有真正接受負(fù)數(shù)這個(gè)概念，也就是說(shuō)他雖然接受了負(fù)數(shù)概念（也許很快就接受了）但是卻很“膚淺”，他的潛意識(shí)里并沒(méi)有它的“真正”位置。因?yàn)橐龑?dǎo)學(xué)生思想深化是一件困難的工作，所以對(duì)于接受快但膚淺的學(xué)生，我們也許更應(yīng)該留心。除了教育他們不要驕傲（這是由于他們接受快而造成的錯(cuò)誤）以外，還要訓(xùn)練他們的思維，讓他們養(yǎng)成深思的習(xí)慣。（順便提一下，怎樣培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成深思習(xí)慣，如同怎樣提高學(xué)生的寫(xiě)作能力一樣，至今都尚未找到特別行之有效的辦法）第三種類(lèi)型，即接受慢而深刻，在某種意義上它才是最好的一種類(lèi)型。領(lǐng)會(huì)深本是探索一切知識(shí)的必要因素，可是他具有這種優(yōu)越品質(zhì)而不覺(jué)，有時(shí)他還為自己接受慢而苦惱，這樣他對(duì)學(xué)業(yè)從不掉以輕心，為了克服自己接受慢的缺點(diǎn)，他總是“笨鳥(niǎo)先飛”，這樣在漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)生涯中，他養(yǎng)成一種堅(jiān)忍不拔的品質(zhì)，這又是一個(gè)獲得成功的必要條件。第三種類(lèi)型的人“天然”地具備了成功的兩個(gè)最重要的因素，所以大部分在學(xué)術(shù)上有成就的人都來(lái)自于他們。據(jù)說(shuō)牛頓、愛(ài)因斯坦小時(shí)候都很“笨”，倘若真是這樣，這便是上面論述最好佐證。另外的例子是真人真事，20世紀(jì)偉大的數(shù)學(xué)家吉伯特（1862—1943），他接受新的思想很慢，但一經(jīng)接受，在運(yùn)用和進(jìn)一步發(fā)展這些思想上，就沒(méi)有人能和他比擬了。至于第四種類(lèi)型的人，雖然他們?cè)趯W(xué)業(yè)上很費(fèi)力，但他們的成功機(jī)率并不比第一、二種類(lèi)型的人要少，甚至還要大于第二種類(lèi)型的人。這種人只要不放棄努力，那么在他艱難的學(xué)習(xí)過(guò)程中，自然會(huì)養(yǎng)成一種深刻鉆研的稟性，此是“勤能補(bǔ)拙”之謂也，這正是一切在學(xué)術(shù)上獲得成就的人所要必備的主要品質(zhì)。明末清初的一位歷史學(xué)家談遷，小時(shí)候很愚笨，記性差、反應(yīng)慢，他對(duì)自己所讀的書(shū)籍很難弄懂，他很苦惱，不過(guò)他鍥而不舍，經(jīng)常讀書(shū)到深夜，由于長(zhǎng)期的努力，他終于大徹大悟，從此他便突飛猛進(jìn)，成為那個(gè)時(shí)代最有學(xué)問(wèn)的人之一。金庸小說(shuō)《射雕英雄傳》里的郭靖大概就是這種類(lèi)型人的最好寫(xiě)照?？傊瑹o(wú)論是哪種類(lèi)型都有成功希望，只不過(guò)有的開(kāi)始要多費(fèi)點(diǎn)力氣而已?！奥斆鳌辈⒉皇侨顺晒Φ牟豢扇鄙俚臈l件，最重要的是人的刻苦和堅(jiān)忍，而且隨著人們的成長(zhǎng)，差的類(lèi)型在不斷刻苦努力下，也會(huì)迅速朝著最好類(lèi)型轉(zhuǎn)化，李白說(shuō)“天生我材必有用”，是千真萬(wàn)確的。

二、數(shù)學(xué)思維方法和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法

在一切學(xué)科中，數(shù)學(xué)是一門(mén)最重要而且最奇怪的學(xué)科。它研究的問(wèn)題似乎虛無(wú)飄渺，并不接觸現(xiàn)實(shí)世界，但卻有莫名其妙的大功效。麥克斯韋爾認(rèn)為，研究問(wèn)題時(shí)首先要引入數(shù)學(xué)概念，以他的名字命名的著名方程就是以這種方法推導(dǎo)出來(lái)的。狄拉克也認(rèn)為，應(yīng)該遵循數(shù)學(xué)方向前進(jìn)，因?yàn)椤罢娮印币矟M足以他的名字命名的方程，所以他預(yù)言“反物質(zhì)”正電子的存在，幾十年后人們果然在宇宙射線里發(fā)現(xiàn)了它。也許最值得一提的是，陳省身的“纖維叢”幾何學(xué)理論，竟然可以平行移動(dòng)到楊振林的“規(guī)范場(chǎng)”物理理論里，對(duì)此楊振林感嘆地說(shuō)：數(shù)學(xué)家研究數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，根本沒(méi)有考慮到物理世界，而卻能深刻地闡述世界，這真令人驚嘆。如今關(guān)于物質(zhì)粒子最新研究的“弦理論”也和數(shù)學(xué)家丘成桐的微分幾何成就有密切關(guān)聯(lián)。計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)理論的關(guān)系同樣也非常密切。就連過(guò)去一向被認(rèn)為是最難找到實(shí)際用途的數(shù)論也在計(jì)算機(jī)科學(xué)里發(fā)揮著重要作用，例如大整數(shù)質(zhì)因數(shù)分解定理豐富了密碼學(xué)方法：RSA公鑰系統(tǒng)，根據(jù)大整數(shù)的分解，它采用“公鑰”和“私鑰”技術(shù)。[1]由此可見(jiàn)，在數(shù)學(xué)上花費(fèi)時(shí)間是值得的。一般人并不喜歡數(shù)學(xué)，他們或者認(rèn)為數(shù)學(xué)枯燥無(wú)味，或者認(rèn)為數(shù)學(xué)深?yuàn)W難懂。在人們心目中，數(shù)學(xué)里只有推理，沒(méi)有猜測(cè)；只有邏輯，沒(méi)有藝術(shù)；只有抽象，沒(méi)有直觀；只有理性，沒(méi)有想象。人們感到數(shù)學(xué)的結(jié)果是一步一步推出來(lái)的，沒(méi)有過(guò)人的聰慧是不行的。然而，幸虧事實(shí)并非如此，否則我們的數(shù)學(xué)就不會(huì)興旺到如它目前所示，它早就不會(huì)吸引任何一個(gè)有智慧的人。其實(shí)數(shù)學(xué)是一門(mén)融合了人類(lèi)一切認(rèn)識(shí)世界方法的學(xué)科，只是在它整理自己的知識(shí)時(shí)，才采取了“定義”、“定理”和“證明”嚴(yán)格方式，這是為了保證它的結(jié)論準(zhǔn)確無(wú)誤所致。但是這并未妨礙人們用其他方式獲得數(shù)學(xué)知識(shí)，其實(shí)最偉大的數(shù)學(xué)家在他們思考問(wèn)題時(shí)，都是憑借直觀（甚至是最粗糙的直觀）前進(jìn)的，特別是當(dāng)他們?cè)谧鰟潟r(shí)代事業(yè)時(shí)，更依賴(lài)直覺(jué)，甚至有時(shí)連邏輯也不顧。這在牛頓和萊布尼茲創(chuàng)立微積分時(shí)特別明顯。本段敘述直接來(lái)自于文獻(xiàn)[2]。明白了上面道理，我們建議：要在感性上下功夫，要理解數(shù)學(xué)精神實(shí)質(zhì)，即要有數(shù)學(xué)質(zhì)感。對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)要運(yùn)用人類(lèi)一切認(rèn)知手段，即實(shí)驗(yàn)、猜測(cè)、直觀推理、試錯(cuò)法、合情推理和正統(tǒng)的邏輯推理；對(duì)于基本知識(shí)要有透徹了解，基本技能要熟練掌握。對(duì)于較難或者很難的題目，應(yīng)該努力解決它，真正解決不了，也不要?dú)怵H，可以暫時(shí)放下，“歷史總是帶著問(wèn)題前進(jìn)的”；對(duì)一門(mén)數(shù)學(xué)學(xué)科，如果你感到對(duì)它的任何一個(gè)習(xí)題，只要有時(shí)間你就可能會(huì)做出，即使不會(huì)做，但對(duì)別人做出的看一眼就會(huì)，那么這門(mén)學(xué)科你就基本過(guò)關(guān)了，沒(méi)有必要搞題海戰(zhàn)術(shù)，這是我國(guó)著名物理學(xué)家嚴(yán)濟(jì)慈的觀點(diǎn)。

三、徹底性原則

創(chuàng)造性思維最顯著的特征就是徹底性。歐氏幾何里有一條平行公理：“在平面內(nèi)過(guò)直線外一點(diǎn)，能且只能引一條直線和它平行”。但在歐幾里德的《幾何原本》里，很遲才引入平行公設(shè)，且敘述很啰唆，并不像上述的那樣簡(jiǎn)練。后人懷疑歐幾里德并不想把它作為公理，只是“證不了它”，才不得不把它作為一條公設(shè)采用。后來(lái)的數(shù)學(xué)家們躍躍欲試，用各種方法試圖證明它，就這樣證明了一千多年。不少人采用“反證法”，得出許多奇特結(jié)果，可惜他們認(rèn)為“荒謬”，就匆忙下結(jié)論說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)了矛盾從而證實(shí)了平行公設(shè)。只有高斯、鮑利埃、羅巴切夫斯基和舊觀念，即認(rèn)為“歐氏公理體系是唯一正確的”，徹底決裂，他們發(fā)現(xiàn)了非歐幾何。高斯懼怕舊觀念勢(shì)力，鮑利埃患得患失，他們都沒(méi)有發(fā)表他們的工作，只有羅巴切夫斯基勇敢地發(fā)表了他的成果。[3]同樣，愛(ài)因斯坦相對(duì)論和量子力學(xué)也都是徹底摒棄舊有觀念的好例子。舊有觀念根植于人的潛意識(shí)里，人們很難發(fā)現(xiàn)它，更難突破它。誠(chéng)如一位物理學(xué)家說(shuō)，他花了好幾年工夫才真正弄懂相對(duì)論，不是由于他知識(shí)的缺陷，而是由于他頭腦里的固有觀念妨礙了他的理解。他的話有助于我們理解突破舊觀念時(shí)，堅(jiān)持徹底性原則的重要性。只要是創(chuàng)造性工作，哪怕是很小的創(chuàng)新，實(shí)質(zhì)上都是在突破我們潛意識(shí)里某個(gè)舊有觀念。希望有所創(chuàng)造的人，對(duì)此不可不察。

對(duì)思維類(lèi)型做深入的反思和研究，可以及早發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思維特點(diǎn)，進(jìn)而就可以給予學(xué)生有效的指導(dǎo)和引導(dǎo)，并且我們還要鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性思維，努力攀登科學(xué)的頂峰。

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第9篇：量子力學(xué)的基本知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：教師；教學(xué)；改革；評(píng)價(jià)機(jī)制

大學(xué)辦學(xué)的根本目的是培養(yǎng)人才，只有始終將培育一流人才放在首位才是大學(xué)的立校之本。隨著國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要的實(shí)施，現(xiàn)代大學(xué)治理和教學(xué)管理體制創(chuàng)新的深化，回歸大學(xué)的育人本源已越來(lái)越被高校所重視。要培育一流的人才，就要有一流的教學(xué)，而要有一流教學(xué)則先要有一流教學(xué)水平的教師。因此，高?；ù髿饬μ嵘處煟绕涫翘嵘嗄杲處煹慕虒W(xué)水平，重構(gòu)教師教學(xué)管理創(chuàng)新體制是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、建設(shè)為國(guó)育人文化、營(yíng)造良好育人環(huán)境的關(guān)鍵和抓手所在。

如何提高和評(píng)價(jià)教師的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)水平，已有不少論述。針對(duì)目前高校面臨的教育教學(xué)改革的新形勢(shì)新情況和新要求，我們認(rèn)為，高校教師的科研工作水平的確關(guān)系著教師的發(fā)展，但要成為一名勝任本職崗位要求的教師，其評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)是要能夠開(kāi)展一流的教學(xué)工作，能夠培養(yǎng)一流的人才，能夠成為推動(dòng)高等教育健康穩(wěn)步發(fā)展的教學(xué)大師。高校辦學(xué)中如果處理不好教學(xué)與科研的關(guān)系，如果不能使教書(shū)育人、為人師表成為高校教師的道德規(guī)范，如果不能持續(xù)提升教師的教學(xué)水平，不僅教師會(huì)喪失其安身立命的平臺(tái)，創(chuàng)建一流的高等教育和培養(yǎng)一流人才都將成為空洞的口號(hào)，需要引起在改革發(fā)展中的高校的高度關(guān)注。

一、更新教學(xué)觀念、提升自身素養(yǎng)是教師做好教學(xué)的重要基礎(chǔ)

教師肩負(fù)著為中華民族的偉大復(fù)興、培養(yǎng)大批人才的光榮使命。這就要求教師要始終把培養(yǎng)一流人才放在心上，要自覺(jué)提升教書(shū)育人的素質(zhì)、能力和水平，要夙夜在公、勤勉工作，不負(fù)重托，不辱使命。教師從事教學(xué)工作的表觀作用在于傳遞知識(shí)，其目的在于使學(xué)生最大程度地掌握教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)、思維方法和學(xué)習(xí)訓(xùn)練，這是教學(xué)過(guò)程要實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)層次。而教師從事教學(xué)工作的高層次，則是通過(guò)教學(xué)活動(dòng)引領(lǐng)學(xué)生建立科學(xué)的思維模式、研究方法和拓展視野，培養(yǎng)學(xué)生服務(wù)國(guó)家、服務(wù)人民的社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，繼而達(dá)到開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新潛質(zhì)和創(chuàng)新能力。所以，教師的教學(xué)工作不能僅僅傳授知識(shí)，更重要的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索科學(xué)奧秘的求索精神。

教學(xué)實(shí)踐證明，要不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就要求教師與學(xué)生之間建立密切的交互溝通關(guān)系，這是教師成功組織教學(xué)的基本點(diǎn)。也就是說(shuō)，教師只有將教與學(xué)兩個(gè)方面協(xié)調(diào)配合，教學(xué)工作才能取得良好效果?？鬃釉唬骸芭R之以莊，則敬。孝慈，則忠。舉善而教不能，則勸”。要做到這一點(diǎn)，教師首先應(yīng)自覺(jué)提升自身的綜合素質(zhì)，要培養(yǎng)自身的人格魅力，包括提升自身品行和藝術(shù)修養(yǎng)等。例如，高校普遍開(kāi)設(shè)的大學(xué)物理課程是高校學(xué)生必修的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容涉及力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、振動(dòng)與波動(dòng)學(xué)等諸多自然科學(xué)中的基本現(xiàn)象、基礎(chǔ)理論和基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還包括狹義相對(duì)論、量子力學(xué)等現(xiàn)代物理學(xué)的基本內(nèi)容。這門(mén)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生系統(tǒng)地了解掌握物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)和演化的基本知識(shí)、基本規(guī)律、基本理論和研究方法，也為學(xué)生的后續(xù)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和未來(lái)從事科技工作奠定了重要基礎(chǔ)。然而，教師在教授這門(mén)基礎(chǔ)課程過(guò)程中，如果僅僅傳授知識(shí)，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)活力。這就要求教師要通過(guò)組織教學(xué)，讓學(xué)生從教師自身對(duì)物理現(xiàn)象、問(wèn)題、方法以及應(yīng)用的孜孜不倦探究中，從教師對(duì)物理思想和歷史精髓的挖掘中，感受到物理世界的奇妙和博大精深。進(jìn)而激發(fā)學(xué)生掌握物理知識(shí)、研究方法、實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)的興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程中體會(huì)其廣泛的應(yīng)用價(jià)值，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因此，教師要實(shí)現(xiàn)一流的教學(xué)首先需要不斷增強(qiáng)自身的綜合素養(yǎng)，爭(zhēng)取做到以下幾方面：（1）不斷了解現(xiàn)代高等教育教學(xué)理論，在教學(xué)中處理好科學(xué)性與思想性相結(jié)合、知識(shí)積累與智能發(fā)展相結(jié)合、教師主導(dǎo)與學(xué)生主體作用相結(jié)合、基礎(chǔ)理論與應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合、知識(shí)的系統(tǒng)性與認(rèn)知的循序漸進(jìn)相結(jié)合等方面的關(guān)系，不斷更新教育教學(xué)觀念，不斷豐富自身的教學(xué)品質(zhì)。（2）建立教師自身的教學(xué)哲學(xué)，形成有特色的教學(xué)風(fēng)格。也就是說(shuō)，教師在教學(xué)工作中要十分明確其扮演的角色，正如常說(shuō)的，教師最好的教學(xué)是教師智慧的創(chuàng)造，也是教師的表演藝術(shù)，教師要通過(guò)教學(xué)活動(dòng)成為學(xué)生的知識(shí)庫(kù)、傳授者、指導(dǎo)者和合作者，才能使得學(xué)生從教師那里學(xué)到知識(shí)、掌握方法和接受訓(xùn)練。（3）要為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造積極向上的環(huán)境氛圍，教師要使用多種評(píng)估策略琢磨學(xué)生的學(xué)習(xí)心理活動(dòng)，診斷和滿足學(xué)生的各種學(xué)習(xí)需求，使他們?cè)谡n堂內(nèi)持續(xù)集中學(xué)習(xí)的注意力，在課堂外保持學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。也就是說(shuō)，教師在學(xué)生面前不是一個(gè)簡(jiǎn)單的信息人，不是教書(shū)匠，而是學(xué)生面前的鮮活獨(dú)立的思想者和行動(dòng)者。

二、花氣力的教學(xué)投入是提高教師教學(xué)水平的關(guān)鍵

一位教授曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：我想要學(xué)生理解我們認(rèn)為自己在這個(gè)領(lǐng)域所知道的一切，但我也希望他們弄懂我們是如何得出這些結(jié)論的，正在進(jìn)行的探究是怎樣影響這些發(fā)現(xiàn)的。我要他們問(wèn)這樣的問(wèn)題：為什么我們認(rèn)為這是事實(shí)？我們做了怎樣的假設(shè)？我們擁有什么樣的證據(jù)？我們進(jìn)行了怎樣的推理才形成這樣的觀點(diǎn)？同時(shí)，我要他們問(wèn)一問(wèn)自己，我們的結(jié)論可能具有什么樣的意義？這段話為我們開(kāi)展一流的教學(xué)很有啟發(fā)。因?yàn)?，每位教師在教學(xué)中都會(huì)不斷地遇到各種問(wèn)題，例如，什么知識(shí)最有教育價(jià)值？怎樣傳授這些知識(shí)才有價(jià)值？傳授知識(shí)的目的究竟是為了什么？應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生什么樣的對(duì)待知識(shí)的態(tài)度與能力？應(yīng)該使學(xué)生有一個(gè)怎樣的知識(shí)結(jié)構(gòu)？哪些知識(shí)最能促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展？等等。要不斷提高教師的教學(xué)水平，就需要經(jīng)常反思和回答這些問(wèn)題。

著名教育家阿莫納什維利曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，一般教師是帶著一門(mén)學(xué)科走向?qū)W生；優(yōu)秀教師是帶著學(xué)生走向一門(mén)科學(xué)，并使學(xué)生融入科學(xué)。教師在開(kāi)始教學(xué)活動(dòng)前，熟練掌握教學(xué)內(nèi)容、準(zhǔn)備教案、安排授課時(shí)序、對(duì)內(nèi)容的重點(diǎn)做預(yù)先強(qiáng)調(diào)的安排等都是上好每節(jié)課的基本要求。一般來(lái)說(shuō)，高校教師已經(jīng)掌握了相關(guān)學(xué)科的基本理論，特別對(duì)現(xiàn)在的青年教師來(lái)說(shuō)，都經(jīng)歷了一定時(shí)間的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和科研訓(xùn)練，一些人在某些研究領(lǐng)域或研究方向上都已卓有建樹(shù)。但這并不意味著這些教師就能上好課，就能做出一流的教學(xué)成績(jī)。教學(xué)實(shí)踐證明，教學(xué)工作作為一門(mén)科學(xué)與藝術(shù)，有其自身的發(fā)展規(guī)律，需要教師有足夠的力氣投入其中，需要長(zhǎng)期的積累才能做好。這就要求每一位教師在教學(xué)過(guò)程中投入足夠精力，熟悉教學(xué)基本要求，匯聚更多更豐富的知識(shí)背景，設(shè)計(jì)每一節(jié)課、能夠照顧到每一個(gè)細(xì)節(jié)的教案，準(zhǔn)備深入淺出、易于讓大多數(shù)學(xué)生接受和理解的授課內(nèi)容、授課版面和講授語(yǔ)言，并以飽滿的精神狀態(tài)走入課堂、走向?qū)W生。

西安交通大學(xué)在百余年的人才培養(yǎng)上具有優(yōu)良的傳統(tǒng)和鮮明特色，在當(dāng)今全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的過(guò)程中，學(xué)校在提高教師教學(xué)水平方面開(kāi)展了一系列工作，取得良好效果。例如，學(xué)校建立的國(guó)家級(jí)教師教學(xué)發(fā)展中心本著培訓(xùn)、研究、評(píng)估、咨詢(xún)的服務(wù)宗旨，為教師更新教學(xué)理念、提升教學(xué)水平和教學(xué)能力提供了一個(gè)學(xué)習(xí)、交流的重要平臺(tái)，有效促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。學(xué)校確定全校每位教師在從教過(guò)程中都必須到教師教學(xué)發(fā)展中心參與教學(xué)進(jìn)修和培訓(xùn)活動(dòng)，分學(xué)科、分層次、分類(lèi)別、分專(zhuān)題組織教師開(kāi)展教學(xué)研討活動(dòng)，定期與基層學(xué)術(shù)組織一道組織教學(xué)沙龍。中心設(shè)立了具有特色的“文治講壇”，聘請(qǐng)多位國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者專(zhuān)家開(kāi)辦專(zhuān)題講座，交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和工作體會(huì)。中心還依托學(xué)校多名教學(xué)名師組建了高水平的教學(xué)顧問(wèn)組，對(duì)全校新引進(jìn)的青年教師開(kāi)展一對(duì)一、一幫一的教學(xué)授課點(diǎn)評(píng)活動(dòng)，還積極組織青年教師參加授課競(jìng)賽，幫助青年教師盡快轉(zhuǎn)變角色，適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的要求，受到青年教師的普遍歡迎。又例如，各學(xué)院和各學(xué)系都采取了多項(xiàng)具體措施引導(dǎo)、督促和檢查教師的授課準(zhǔn)備、授課效果情況，構(gòu)建完善學(xué)生學(xué)習(xí)信息反饋機(jī)制；教務(wù)部門(mén)還牽頭成立了分學(xué)科的教學(xué)督導(dǎo)組，通過(guò)教學(xué)名師隨堂聽(tīng)課、重點(diǎn)跟蹤、個(gè)別幫扶等方式幫助教師做好教學(xué)工作。還例如，承擔(dān)全校大面積基礎(chǔ)課程教學(xué)的大學(xué)物理部多年來(lái)堅(jiān)持優(yōu)良的教學(xué)傳統(tǒng)和務(wù)實(shí)作風(fēng)，堅(jiān)持教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)法研討活動(dòng)，堅(jiān)持老教師對(duì)青年教師的“傳、幫、帶”功能，堅(jiān)持做到人人參與教研活動(dòng)、人人承擔(dān)教研任務(wù)，穩(wěn)定了基礎(chǔ)課程教學(xué)隊(duì)伍，提高了課程整體教學(xué)水平，在全國(guó)高校中發(fā)揮了輻射示范作用，2013年西安交通大學(xué)大學(xué)物理課程的教學(xué)改革成果獲得省級(jí)和校級(jí)教學(xué)成果特等獎(jiǎng)。

我們的教學(xué)體會(huì)是，要提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，就必須花大力氣增強(qiáng)教師的教學(xué)投入，使得教師上好每一堂課，抓好每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。使教師在教學(xué)活動(dòng)中努力做到：（1）為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)創(chuàng)造自然的批判性學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在其中不斷探索與思考。（2）從學(xué)生的需求出發(fā)，努力引起學(xué)生對(duì)教師教學(xué)活動(dòng)的注意并且保持下去，發(fā)揮好教師的主導(dǎo)作用。（3）通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)節(jié)等方面的改革，不斷增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)責(zé)任感。（4）激勵(lì)學(xué)生從基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)的角度去思考問(wèn)題，讓學(xué)生從學(xué)習(xí)中得到多元化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維和挖掘?qū)W習(xí)潛質(zhì)。因此，一流水平的教師應(yīng)該是一批特殊類(lèi)型的專(zhuān)家學(xué)者和思想家，他們能夠充分引領(lǐng)自己和學(xué)生們鉆研學(xué)問(wèn)，共同享受智慧人生，也就實(shí)現(xiàn)了一流教學(xué)。

三、有效推進(jìn)研究型教學(xué)是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的發(fā)展趨勢(shì)

教師開(kāi)展教學(xué)工作的目的在于傳承文明，培養(yǎng)一流人才，開(kāi)展科研工作的宗旨在于發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新知識(shí)，是人類(lèi)能動(dòng)改造世界的重要體現(xiàn)，兩者的共同目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)人類(lèi)文明的可持續(xù)發(fā)展。做好人才培養(yǎng)和科學(xué)研究是高校的重要任務(wù)和功能，也都是衡量教師能力和水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，兩者都需要花時(shí)間投精力才能做好。如何能夠充分利用教師有限的時(shí)間精力將兩項(xiàng)工作做好，是需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。

長(zhǎng)期以來(lái)，高校教師始終都面對(duì)著三個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)，一是教師的大多數(shù)學(xué)生對(duì)他們的教學(xué)是否感到滿意？二是教師所教的學(xué)生到底都學(xué)到了什么？三是教師對(duì)他們的學(xué)生產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)性影響是否持久？也就是說(shuō)，教師是否將最有價(jià)值的東西教給自己的學(xué)生、學(xué)生是否對(duì)自己教師的教學(xué)真正滿意、學(xué)生從教師那里學(xué)到的東西能否在自身成長(zhǎng)過(guò)程中持續(xù)有效？這既是一個(gè)教學(xué)觀念問(wèn)題，也是一個(gè)教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題。教師是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的先知，在當(dāng)前信息溝通渠道豐富、知識(shí)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)各方面的新時(shí)代，如果教師在教學(xué)過(guò)程中不注意時(shí)代特點(diǎn)，不注意精煉和改革教學(xué)內(nèi)容，不能為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)和思考的自由度，只是平鋪直敘地傳授前人已總結(jié)的成熟知識(shí)，往往不但不能使學(xué)生有效地獲得知識(shí)，反而還會(huì)抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望與思維。我們都知道，科研工作的對(duì)象一般是學(xué)者所關(guān)心的科技前沿?zé)狳c(diǎn)或者需要探索的未知內(nèi)容，而開(kāi)展科研的重要基礎(chǔ)一定程度上是基于已有的知識(shí)體系，也可以說(shuō)是教學(xué)知識(shí)的應(yīng)用與拓展。由于教師開(kāi)展科研活動(dòng)是創(chuàng)新科技前沿的新知識(shí)，成功的科研往往是發(fā)現(xiàn)新的、未知的研究對(duì)象所涉及的知識(shí)點(diǎn)，因此，教師開(kāi)展科研工作可以為豐富和拓展教學(xué)內(nèi)容提供更好的素材。同時(shí)，教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中向?qū)W生們介紹科研工作，充滿研究和探索氣息的課堂氛圍能夠明顯增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索新知識(shí)的興趣，不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，更重要的是豐富學(xué)生的頭腦，可以使學(xué)生學(xué)到最有價(jià)值，對(duì)他們可以產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)影響的東西，而且也會(huì)激勵(lì)一些優(yōu)秀學(xué)生參與到教師的科研團(tuán)隊(duì)中，成為教師開(kāi)展科研工作的助手。因此，合理有效地構(gòu)建教學(xué)與科研的協(xié)調(diào)關(guān)系，是教師豐富教學(xué)、拓展教學(xué)、深化教學(xué)改革的重要方面。

從教學(xué)實(shí)踐體會(huì)中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)和科研的有機(jī)結(jié)合的一個(gè)有效方案，是積極推進(jìn)研究型教學(xué)模式。研究性教學(xué)是目前備受重視的一種教學(xué)改革創(chuàng)新模式，它采取鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和研究方法，進(jìn)行自主研究型的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，促進(jìn)教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”。盧德鑫教授指出，研究性教學(xué)的要點(diǎn)在于極大地引起學(xué)生對(duì)學(xué)科領(lǐng)域的興趣，拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而對(duì)學(xué)科進(jìn)行比較深入的探究、研究，最終使得學(xué)生能夠有所發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造。研究性教學(xué)模式作為一種教學(xué)模式已有大量精彩的討論，我們認(rèn)為，研究性教學(xué)可以真正做到教、學(xué)、研的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而可以實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)水平的提高和科研工作的順利進(jìn)行。科研工作本身并不分高低，只是基于當(dāng)前的高校競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)體制，促使教師要努力在一些具有較高影響力的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表科研成果，完成這些工作的最突出的基礎(chǔ)是要求研究?jī)?nèi)容和方法要位居科技前沿，本科生特別是低年級(jí)本科生很難達(dá)到這樣要求。但是真正好的科研工作還必須具備好的思想和創(chuàng)新點(diǎn)，這一點(diǎn)本科生完全可以做到，只要教師能夠開(kāi)放自己的科研課題，并能將其融于教學(xué)過(guò)程中，參與的學(xué)生越多效果就會(huì)越好。這是第一。第二，面對(duì)繁多的教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)，研究性教學(xué)可以有效地縮短學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的目標(biāo)。當(dāng)今，知識(shí)爆炸、科技發(fā)展使得知識(shí)迅速積累和細(xì)分，也就意味著學(xué)生需要掌握的知識(shí)越來(lái)越多，如果不能有效縮短學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的環(huán)節(jié)，教學(xué)任務(wù)就不能很好地完成。研究性教學(xué)模式顯然在克服這個(gè)困難矛盾方面具有獨(dú)到之處。第三，研究性教學(xué)不僅可以在具有前瞻性學(xué)科的教學(xué)范圍內(nèi)實(shí)施，也可以在基礎(chǔ)課程教學(xué)中實(shí)施，因?yàn)榛A(chǔ)課程涉及的知識(shí)內(nèi)容更加廣泛，通過(guò)研究型教學(xué)可以幫助學(xué)生開(kāi)闊思路，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)視野和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。因此，要培養(yǎng)一流人才，有效實(shí)施研究型教學(xué)是深化當(dāng)前教學(xué)改革的發(fā)展趨勢(shì)。從目前情況看，研究性教學(xué)的實(shí)施范圍還有一定的局限性，這主要是對(duì)教師教學(xué)水平的要求比較高，教師所付出的工作量比較大，當(dāng)然，也有教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變和教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的問(wèn)題，都還有待于進(jìn)一步的研討和實(shí)踐探索。

我們認(rèn)為，教師需要將自身的教學(xué)和科研融為一體，特別是青年教師需要走教學(xué)科研并重的發(fā)展之路，以科研活躍教學(xué)，以教學(xué)促進(jìn)科研，這對(duì)于提高教師的科研能力和教學(xué)水平、對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才無(wú)疑是十分必要的。在今天提高人才培養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)程中，通過(guò)有效開(kāi)展研究型教學(xué)，關(guān)注學(xué)生的智力發(fā)展和心理發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生開(kāi)展自由有效的交流，幫助學(xué)生更加深刻地理解所學(xué)知識(shí)，誘發(fā)反應(yīng)，深度思考，包容多元視角，一定能夠幫助學(xué)生達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果，從而使我們的教學(xué)水平跨上一個(gè)新臺(tái)階。

四、構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)管理體制，是提升教師教學(xué)水平的重要保障

在教育部最近頒布的“提高人才培養(yǎng)質(zhì)量三十條”中明確指出，提高高等教育質(zhì)量是立足我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)階段性特征和國(guó)際發(fā)展潮流提出的深刻命題，是當(dāng)前我國(guó)高等教育改革發(fā)展最核心最緊迫的任務(wù)。要圍繞培養(yǎng)什么人、怎么培養(yǎng)人的問(wèn)題，確立人才培養(yǎng)的中心地位，抓住一切為了學(xué)生成長(zhǎng)成才這一關(guān)鍵，系統(tǒng)推進(jìn)，務(wù)求實(shí)效。

教師的本職崗位要求就是有效地開(kāi)展教學(xué)工作，特別是對(duì)于具有高級(jí)職稱(chēng)的教師，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的高校，都被要求講授一定數(shù)量的本科生課程。目前，一些教授特別是一些知名教授由于忙于科研工作，無(wú)暇顧及教學(xué)工作，更談不上給本科生上課，這在一定程度上直接影響了本科教育教學(xué)的質(zhì)量，已引起教育主管部門(mén)和教師的高度關(guān)注。同時(shí)，由于教師從事教學(xué)工作的管理體制不夠健全，也導(dǎo)致一些教師在教學(xué)工作中投入不足，責(zé)任心不強(qiáng)，教學(xué)效果不佳。特別令人擔(dān)憂的是，青年教師的普遍科研壓力較大，加之教學(xué)能力和水平還有待提高，尤其從事基礎(chǔ)課程教學(xué)的師資隊(duì)伍不穩(wěn)或不足，都使得教學(xué)質(zhì)量受到不同程度的影響。因此，當(dāng)前高等學(xué)校務(wù)必要加大力度來(lái)培訓(xùn)教師，鼓勵(lì)和支持教師從事教學(xué)改革，尤其是制定有效措施和科學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制來(lái)保障教師能夠愿意盡心盡力地投身于教學(xué)工作。只有一批優(yōu)秀的教師投身于教學(xué)一線，才能使高校培養(yǎng)人才工作真正取得實(shí)效。

我們認(rèn)為，高校要抓好提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，應(yīng)從三個(gè)方面入手來(lái)增強(qiáng)教學(xué)工作的正能量。

第一，是切實(shí)發(fā)揮好教授的重要作用。教授作為高等教育事業(yè)和科研工作的學(xué)術(shù)核心和引領(lǐng)者，在教學(xué)工作中發(fā)揮積極作用至關(guān)重要。由于教授無(wú)論是對(duì)所涉及專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握程度、知識(shí)和能力教育的領(lǐng)航性，還是對(duì)于科學(xué)前沿導(dǎo)向的把握程度，都具有較強(qiáng)的能力與水平。對(duì)于本科教學(xué)而言，教授則是提升教學(xué)水平的最佳承擔(dān)者，他們具有豐富的教學(xué)科研經(jīng)驗(yàn)，并且具有較高的學(xué)術(shù)視野，從而無(wú)論是直接面向?qū)W生授課，還是負(fù)責(zé)指導(dǎo)青年教師都具有重要的積極作用。