量子力學的基礎知識精選(九篇)

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第1篇：量子力學的基礎知識范文

關鍵詞: 農林院校 大學物理 高中物理 內容 比較與分析

1999年開始的新一輪基礎教育課程改革的力度是空前的,在課程理念、課程目標、課程內容、課程實施方式上進行全方位整體改革。為適應21世紀技術化社會的需要,我國基礎教育階段的物理課程在課程設置和教學內容等方面進行了調整和更新,在內容上體現了時代性、基礎性和選擇性。在農林院校,物理課程所涉及的物理學知識內容而言,主要包括力、電、原子、熱四部分。在知識的講述上,農林院校的講述方式是簡單介紹物理學基本原理,然后就介紹物理理論知識在農林科技及日常科技中的應用、物理學在現代農業方面的應用,較少涉及公式的推導、數學計算等。

一、力學內容的比較和分析

農林院校大學物理課程力學部分講述了流體力學、振動和波(機械振動、機械波、聲波)。流體力學部分的主要內容有:液體的表面張力、液體的流動性質(液體的定常流動、連續性原理、伯努利方程)、液體的貓滯性質(牛頓勃滯定律、泊肅葉公式)、物體在貓滯液體中的流動(斯托克斯公式、雷諾數和流體相似率、離心分離技術)。振動和波的主要內容有:簡諧振動的特征及描述、阻尼振動和受迫振動、簡諧振動的合成、頻譜、機械波的產生和傳播、平面簡諧波、惠更斯原理、聲波、波的干涉、多普勒效應。此外,有些版本的教材如金仲輝(2000)、王海嬰(2000)均講述了牛頓力學和力學的基本定律,兩個版本都講述了質點運動狀態的描述、牛頓三定律、力學相對性原理、力學的三個守恒定律、剛體的轉動(簡述)。除此之外,王海嬰(2000)還講述了非線性力學(線性和非線性力學系統的特點、兩種確定性和兩種隨機性)、相對論力學(相對論運動學、狹義相對論動力學、廣義相對論)。刁崗(2001)對于力學基礎知識沒有專門介紹,在固體一章中涉及應變與應力、桿的彎曲等力學知識。高中物理共同必修中,沒有講述流體力學方面的知識,但是學生在初中物理中學習過浮力、壓強、壓力方面的知識,高中物理課程涉及的力學基礎知識,以及力的應用方面的知識,學生對于流體力學部分的學習應該不會有什么困難。振動和波這部分涉及的知識內容同工科大學物理大致相同,農林學院校對于聲波的講述有所加強。這部分內容的學習同樣是以牛頓力學為基礎的。

二、電磁學內容的比較和分析

農林院校大學物理電磁學部分涉及的物理學基礎知識同工科院校基本一致,但是,在敘述上更精煉和簡單,內容更側重于物理知識在生物學、醫學中的應用,如靜電場的應用(靜電場處理種子、電暈放電處理種子、人工誘發閃電的應用、靜電噴農藥和靜電人工授粉)、磁的應用(磁場處理、磁性肥料、磁化水、磁法檢驗)、電磁波在農業上的應用、電容器與細胞電容、生物組織的電阻等,以及基爾霍夫定律及應用、直流電的醫學應用。基爾霍夫第一定律的物理背景是電荷守恒定律,基爾霍夫第二定律可以在高中全電路歐姆定律的基礎上引申得出。農林院校大學物理電磁學部分同高中物理課程的編排思想是一致的,涉及的電磁學知識提供了學生進一步學習所需要的物理學基礎知識。

三、光學內容的比較和分析

農林院校大學物理光學部分涉及光的干涉、衍射、偏振,光的吸收與散射等知識內容,在講述物理基礎知識時,更加側重于在生物學中的應用,如薄膜干涉的應用、夫瑯禾費圓孔衍射與生物顯微鏡、激光在現代農業和生物學中的作用、生物體發光的性質和實際應用、生物學研究中常用的光學儀器(光學顯微鏡、分光光度計、特種生物顯微鏡、電子顯微鏡)等。由此看到,農林院校大學物理光學部分同高中物理的編排思想基本是一致的,高中物理課程涉及的光學、原子物理的知識提供了學生進一步學習所需要的物理學基礎知識。

四、量子物理基礎知識內容的比較和分析

農林院校量子物理基礎知識部分涉及的內容主要有:第一,光的量子性(黑體輻射定律、光電效應實驗規律、愛因斯坦光子理論、愛因斯坦光電效應方程、光電效應的應用、光的波粒二象性);第二,量子力學初步(德布羅意波、不確定關系、薛定愕方程、勢阱和勢壘、氫原子光譜的規律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三,光譜分析(原子光譜、分子光譜、X射線譜及其應用);第四,激光的原理和應用醫學院校大學物理該部分講述了原子物理和量子力學基礎知識,原子物理中介紹了X射線(X射線的產生、X射線的強度和硬度、X射線譜、X射線的性質、X射線衍射、X射線的衰減規律、X射線的醫學應用)、原子核和放射性(原子核的角動量和磁矩、原子核的穩定性、放射性核素的衰變種類和衰變規律、射線與物質的相互作用、電離輻射防護、放射性核素在醫學上的應用)。量子力學基礎講述了玻爾的氫原子理論、德布羅意假設、物質波的統計解釋、不確定關系、波函數、薛定愕方程、勢阱與勢壘、原子結構理論(四個量子數、原子的殼層結構、分子結構)。此外,還介紹了相對論基礎(狹義相對論、廣義相對論)和混沌動力學基礎知識。高中物理對于相對論與量子物理的知識作了初步的介紹,使學生對此有一個感性的認識,而農林院校大學物理對于這部分內容的講述,是在高中物理已有知識基礎上的提高和擴展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反應方程、衰變、半衰期、結合能、核裂變、鏈式反應、核聚變等知識,側重于從應用的角度展開物理知識,這同農林院校大學物理基本是一致的。

五、熱學內容的比較和分析

第2篇：量子力學的基礎知識范文

[關鍵詞]結構化學；教學改革；互動教學

結構化學課程是我國高等學校化學專業的必修課程，內容涉及量子化學，分子對稱性，配位化學和晶體學基礎等部分。該課程內容抽象，知識系統龐雜，數理推導較多，學習曲線陡峭，不少學生因此存在著畏難情緒。然而正如詩詞所言，無限風光在險峰，學好這門課程不僅有助于理解其它化學課程的內容，也是為進一步在本專業深造打下堅實的基礎。[1]在當前深化本科教育教學改革的背景下，如何將結構化學課程上好，真正做到讓老師強起來，學生忙起來，效果實起來，筆者在此對授課以來的問題和解決方法進行總結。

1重視數理，夯實基礎

結構化學課程的一大難點在于數學推導較多，譬如量子化學部分完全使用數學語言描述核心知識，而對于化學專業的同學，數學一直是軟肋，于是極容易產生厭學和畏難情緒。[2-4]針對這個問題，很多老師采取的解決方法是淡化數學推導，重點介紹推導后的結論和意義，但我們在授課過程中，發現這樣的授課方式效果欠佳，因為基礎不牢，課程的學習只能是空中樓閣、風中沙塔，很多同學在課程結束后還是無法對物理圖像有一個正確的認識和把握。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，筆者認為與其淡化數學，不如嚴格要求，把數學學到位。偉大的思想家恩格斯說過：“任何一門科學的真正完善在于數學工具的廣泛應用。”正是因為數學和物理的引入，才讓化學擺脫了煉金術的桎梏而成為一門科學。因此我們在授課時自始至終強調數學的重要性，在涉及數學內容較多的章節，提前講授將要用到的數學工具并布置作業，每章節結束后將重要的公式和結論進行串講并配合習題進行強化訓練，要求所以學生每學完一個章節就做思維導圖及時總結復習，將重要公式進行總結歸納制作公式索引表格。盡管提升了學習的難度，但學生對于推導的結果和物理意義理解的更加準確和深入，記憶也更加牢固，鍛煉了學生的邏輯思維和嚴謹認真的科學態度。

2理清主線，合理增負

結構化學課程內容主要涉及量子化學基礎，分子對稱性，配位化學以及晶體學基礎。盡管這四個部分知識彼此之間較為獨立，但所表達的核心思想是一致的，即結構決定性質，性質也反映著結構。目前授課內容主要存在問題是：量子化學部分各章節之間主線不夠明確；配位化學部分和專業無機化學課程內容有重疊；晶體學基礎部分，結構相關的內容介紹較多而相關的性質介紹較少。針對這些問題，我們對課程的授課內容進行了合理的補充和刪減。首先，對于量子化學部分，我們在授課一開始給出課程的故事主線，即量子力學的誕生背景，量子力學基本假設，簡單模型的量子力學處理方法，氫原子薛定諤方程的求解過程及解的物理意義，以及針對于多電子原子和多原子分子的近似方法。這條主線清晰明確，在每一章節開始時，我們對之前的內容進行簡要回顧，幫助學生理清了各章節的邏輯關系，在學期末復習課時對每一個知識點進行展開復習，進行鞏固。配位化學部分，對于和無機化學有重疊的部分，我們通過翻轉課堂的方式簡要復習，同時突出結構化學的重點，即分子軌道理論在配位化學的應用，著重介紹了配體群軌道這個新概念，以及不同配位幾何構型下配體群軌道和中心原子如何依據對稱性進行線性組合的方式，同時介紹了金屬配合物作為均相催化劑催化反應的常見機理。在此基礎上，我們還將科研中的一些問題引入課堂討論，如金屬氮賓體和金屬氧化物的電子結構，讓學生通過知識解決實際科研問題，真正做到科研反哺教學。晶體學部分除了介紹基本知識以外，補充介紹了能帶理論，態密度等概念，并介紹了導體，半導體，絕緣體在電子結構上的差異，這些基礎知識有利于化學專業的同學在材料化學方向進行科研工作打下基礎。盡管課程在深度和廣度上都有所增加，但不少同學都表示感受到了挑戰性學習所帶來獲得感和高階樂趣。

3反客為主，多元考核

傳統理論課授課方式，采用幻燈片講述授課，學生被動填鴨式學習，效果較差，也不利于學生培養綜合能力。針對這些問題，我們開始嘗試翻轉課堂教學方法來提高學生參與性，重點培養學生的學習能力，表達能力，獨立思考，發現問題，解決問題的能力，這些都是未來創新型人才所具有的重要特質。翻轉課堂的內容主要涉及三個方面，一個是結構化學課程中難度較低的幾個章節，如雙原子分子電子結構，分子對稱性，配位化學基礎知識等章節，各章節的總結復習以及研究性課題，教師提供慕課資源，書籍資料和分子建模軟件，讓所有學生統一準備，課堂上抽簽進行講解，在授課過程中，要求其他小組必須提問，教師在課程結束時對各小組所準備的課件進行補充點評，我們也將翻轉課堂教學納入了考核評價，提高了課程總結筆記，課堂提問，翻轉課堂課件等分數項的比例。翻轉課堂授課方式有效的活躍了課堂氣氛，提高了課堂參與度，也增強了學生的學習能力和思辨精神。

第3篇：量子力學的基礎知識范文

粒子物理學一直是我們對于最小尺度物質終極結構研究的前沿，但隨著技術的進步和研究的進展，粒子物理本身現在已經拓展到研究宇宙的結構和發展歷史，成功地把極小尺度與極大尺度連接在一起，成為了一個快速發展的巨大研究領域。要掌握它，通常不得不追隨研究的進展去讀各種主題的不同著作，內容涉及粒子物理學的歷史背景、基本的實驗數據、量子場論、數學概念、理論模型以及宇宙學的大量概念等。本書作者嘗試把粒子物理的全部理論和實驗內容的大部分論題納入到一套著作中，系統而全面地介紹近幾十年來粒子物理取得的巨大進展。

標準模型（SM）是電弱相互作用與量子色動力學（QCD）的一種統一理論，從20世紀60年代創立開始，迄今已經取得了極大成功，至少在原則上解釋了所有已知的現象。它的基本概念超出了粒子物理范圍，已經成為宇宙學、原子核理論以及某些凝聚態物理的核心。本書解釋了SM的基本概念和實驗基礎。作者在第一卷中詳細地闡述了量子場論，為粒子物理的深入研究做好了充分的準備，并揭示了SM在歷史上是如何形成的。盡管第二卷可以看作是第一卷的后續，但實際上除了一些基本公式偶然需要參考第一卷之外，它自成一個體系。

所有的重要概念和截面公式都從第一原理以自成體系的方式推導出來。讀者如果具有本書第一卷中給出的場論知識，應當能夠自己推導出在第二卷中給出的所有除包含高階修正之外的公式。而對于高階過程，除了必須重新生成精確的 Z共振峰數據之外，都只給出了定性的討論。對于理解一些特殊過程的方程式所必須的數學公式和工具在附錄中給予補充介紹。

本書沒有討論重夸克衰變、微物理問題、以及必須非微擾處理的所謂的軟過程等。此外，對于超出SM的問題本書完全沒有提及。作者準備將它們作為本書第三卷的主要內容。

本書（卷2）內容分成兩大部分，共11章。第一部分為電弱動力學，含第1-6章：1. 標準模型；2.中性流；3.W粒子；4. Z共振峰物理；5. 電弱理論的精確檢驗；6. CKM矩陣。第二部分為QCD動力學，含第7-11章：7. QCD；8. 深度非彈性散射；9. 噴注和碎裂；10. 膠子； 11. 強子反應中的噴注。書末給出了12個附錄，對于正文中的一些較為困難而又十分重要的數學細節作了補充介紹。

本書對于粒子物理專業的研究生是一部難得的教材。具有量子力學和狹義相對論基礎知識的讀者可以用本書作為自學粒子物理的很好的參考書。

第4篇：量子力學的基礎知識范文

20世紀后半葉，物理學在此前建立起來的狹義相對論、量子力學、量子電動力學、統計物理和許多重要物理實驗基礎上，以前所未有的速度發展著。許多物理學的分支學科，如原子、分子物理、原子核物理、固體物理、等離子體物理以及粒子物理等，都得到極大發展。與此同時，科學發展的另一個重要特征是學科間相互滲透和交叉綜合。物理學和其他學科相互滲透，產生了一系列交叉學科和邊緣學科，如化學物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理等等。物理學的新概念、新理論和新的實驗方法向其他學科轉移，促成各學科的發展并成為其組成部分。

20世紀后半葉，新技術特別是高新技術發展之快也是前所未有的。高技術包含的科學知識高度密集，綜合性極高，如紅外和紅外成像技術、激光技術、計算技術、信息技術、航天技術、生物技術等等，都無一例外地與物理學等學科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關，其發展在很大程度上依賴包括物理學在內的各學科的發展。

現代軍事科學技術的知識密集性、綜合性極高，處于科學技術的前沿，近幾年來的局部戰爭向人們展示，現代戰爭在相當大程度上是高新技術的較量。現代軍事科學技術離不開物理學和物理學的新成就，如紅外夜視、激光制導、激光雷達、三相彈等都與物理學原理和物理學實驗技術密切相關。

這一切都表明，在科學技術發展的進程中，物理學不但在歷史上曾經是處于主導地位的，在20世紀是處于主導地位的，而且毫無疑問，21世紀物理學在科學技術發展中也必將處于主導地位，它的作用將會更加突出。

大學物理課是一門重要基礎課，它的作用一方面是為學生較系統地打好必要的物理基礎，另一方面是使學生初步學習科學的思維方法和研究方法，這些都起著增強適應能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發探索和創新精神、提高人才素質的重要作用。學好大學物理，不僅對學生在校學習十分重要，而且對學生畢業后的工作和在工作中進一步學習新理論、新知識、新技術、不斷更新知識，都將發生深遠的影響。物理課的這一作用，特別為許多專家、教授、高級工程技術專家所強調。

我國工科大學物理的學時一直少于理科。因此，目前實施的教學內容，主要是傳統物理課內容在給定學時范圍內一再精選后形成的。總的來講，工科大學生的物理基礎較薄弱，物理知識面也較窄，特別是近代物理和現代工程技術有關的物理基礎和現代工程技術方面的新知識更顯薄弱。如我們的課程基本要求中沒有物性學、分子、原子核、粒子等內容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應等內容;量子物理、統計物理等近代物理基礎的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱。這些內容，工科一般專業在后續課中多不再涉及，而它們恰恰是當今學習新理論、新知識和新技術所要涉及的，有些甚至已成為當今高新技術的組成部分。在這個意義上講，大學物理課內容“老的多、新的少”。因此，更新內容，加強現代物理和現代工程技術有關知識，特別是有關基礎知識，是工科物理教學改革必須面向的首要問題。

二、工科物理課教學改革

工科大學物理課程的教學改革是很復雜的，也是很困難的，不可能一嗽而就。應該堅持以下原則:不應改變物理課作為基礎課的地位和作用，應著力研究現代高級工程技術人才應具備什么樣的物理基礎;要重點研究如何處理好經典物理和近代物理及有關近代內容的關系;應在培養學生科學思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度，與研究教學內容改革的同時，還必須系統地研究教學方法、考試方法等教學環節的改革。

工科大學物理課內容改革的重點在于加強物理學基礎(包括經典物理基礎和近代物理基礎)，同時適當地介紹反映現代物理和現代工程技術的新知識，擴大學生的知識面，在整個教學過程中提高學生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力。由于工科物理課程教學時數少，只靠課程內容和體系本身改革回旋余地小，改革要將課內課外、理論教學與實驗教學、課與課間關系諸方面綜合考慮。

（一)課程教學內容改革，應以物理課程教學基本要求為依據。在保證經典的前提下，進一步精選經典物理內容，突出教學內容及能力培養，避免過分強調系統性和嚴密性等，在整個經典物理教學過程中應貫徹加強近代思想;在近代物理基礎的基本要求部分，加強量子力學和統計物理基礎知識，以利于學生在校和離校后進一步學習新理論、新知識和新技術;加強現代工程技術物理基礎專題，這部分內容應側重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分內容的講授學時，分別約占總學時的58%、27%和15%。

(二)開設物理類和技術類專題選修課(或講座)。物理類選修課:如現代物理導論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態物理、嫡和信息、傅里葉光學、非線性光學、非線性力學等、技術類選修課:如現代工程技術專題、激光技術、光散射技術、全息技術、穆斯堡爾譜學、核磁共振技術、薄膜技術、換能器、紅外技術、低溫和超導等。選修課應著重物理概念、物理思想和方法，不追求數學嚴密性，不過分強調系統性和完整性。

(三)教學手段改革是教學改革的重要組成部分。粉筆加教鞭不適應改革的需要已經成為人們的共識。近幾年來，有許多院校在多媒體輔助教學上做了大量的工作。實踐證明，把多媒體技術應用于教學可以改變信息的包裝形式，在計算機上把圖、文、聲、像集成在一起，提高教學內容的表現力和感染力，能調動學生主動運用多種感觀積極參與多媒體的活動，使學生由知識的被動接受轉為主動發現。同時，這也為教學研究提供了有力工具，為教學的順暢實施與高效提供了可靠的技術保障。在提高認識的基礎上，加大這方面的資金投人，多媒體輔助教學必將成為21世紀教學手段的主體。而多媒體輔助教學軟件也應向智能化方向發展。1997年n月6日，中國物理學會正式宣布中國物理教育網建立。這就為網上教學和科研提供了方便，物理教育工作者應充分利用這一有利條件，從網上獲取信息服務于教學。名校、名師更應在網上傳播自己的教法和經驗，使大家受益。

第5篇：量子力學的基礎知識范文

物理教學為什么改革？怎樣改？改革的目的是什么？我想是要通過對必要的物理基礎知識的學習，掌握必要學習方法、培養基本素質、提高解題能力。高中學生普遍認為物理難學。怎樣才能學好物理呢？通過二十幾年的高中物理教學，我認為，了解物理學思想和掌握物理學方法是學好物理的基本保證。

一、在高中物理教學中必須貫穿物理學思想

何謂物理學思想，物理學思想就是研究物質的運動形式、內在規律和物質基本結構的客觀存在反映在人的意識中經過思維活動而產生的結果。這種思維活動是人的一種精神活動，是從社會實踐中產生的。而新課程標準的實施，為我們在物理教學中進行物理思想教育展示了一個舞臺。新的課程標準要求我們從知識與技能、過程與方法、態度情感與價值觀這三維的目標上培育學生。特別強調過程而不單單是結果，強調思想方法而不單單是知識。

我們認識物理學思想就是要知道它的發展史，要尊重客觀事實，遵循自然規律。物理學是不同于其他學科的一門自然科學，就中學物理而言，它是以觀察和實驗為基礎的學科。物理學的發展史告訴我們，在物理學發展過程中，每一次物理學思想上的“危機”都孕育著物理學上的一次重大的突破，而每一次重大的突破都會強烈地在當代乃至下一代的物理思想方法上留下不滅的印記。一個重要的物理學定律或定理的產生往往是一代人甚至是幾代人的堅持不懈努力的結果。而在每一項成果的背后，總伴隨著新的物理思想方法的產生，或用新的物理思想方法作為它的世界觀的支撐點。物理思想方法是在物理學各個發展階段中逐漸萌發出來并成長為這個階段物理學最重要的，對促進和發展以后物理學認識有突出影響的物理學的主流思想方法，這些思想方法既體現在物理學家對他們研究領域和研究工作的思考、理解、認識以及創造性發展的過程中，也體現在與不同學派和不同觀點的比較、切磋、爭論以及逐漸為同行所認可的過程中。

認識物理學思想是學好物理的前提，因此，我們在學習物理過程中，始終要領會物理學思想，并能逐步轉化為自己的思想。掌握科學方法，提高解決物理問題的能力是極其重要的。我們在了解物理學發展史的同時，不僅要學習物理學家的精神，而且要學習他們研究物理的方法。努力汲取物理學家的精華，推進物理教學的改革。掌握物理思想和研究方法，對學習好物理具有重大的意義。

二、在高中物理教學中結合物理規律的研究，介紹物理學方法

所謂物理學方法，簡單的說就是研究或學習和應用物理的方法。方法是研究問題的一種門路和程序，是方式和辦法的綜合。這些方法對物理學家力圖按照物理世界的本來面目，在不斷深化對自然界的認識過程中進行物理學探究起到了重大的推動作用。高中物理教學中常見的一些物理學方法有：實驗法、控制變量法、類比法、極限法、假設法、理想化法等。例如：丹麥物理學家N.H.D.玻爾提出的一條從原子的經典理論過渡到量子理論的原則。按這條原則，原子現象的量子理論在極限情況下應給出與相應的經典物理學相同的結果。1913年，玻爾在量子概念和E.盧瑟福有核原子模型的基礎上建立了氫原子的量子理論。在這個理論中，他提出定態和躍遷兩條基本假設，認為相鄰定態之間躍遷所發射的輻射的頻率與按電動力學計算的電子繞核運行的頻率之間，可能存在某種對應。他經過分析和計算發現，在大量子數的極限情況下兩種頻率相吻合。后來，他把這種特設性假設加以推廣，認為輻射的量子理論應是輻射的電動力學理論的自然推廣，并根據這一思想解決了躍遷選擇定則、光譜線強度的計算和偏振等問題。在1921年召開的第三屆索爾維國際物理學會議上，這一新舊理論類比的對應原理被接受，成為指導發展量子力學的一條方法論原則。

所以，在教學中務必有意識地貫穿物理思想和物理方法，思想指導方法，方法體現思想.學好物理要識記、理解物理概念、規律及條件。要解決描述物理問題，就要明確題設的物理情境，理解物理過程，會對物理問題進行唯象研究，然后進一步研究它的原因、規律，再尋求解決的方法。可見，明確題設的物理情境，理解物理過程是解決物理問題的關鍵。教學過程必須始終貫穿物理思想和物理方法，這是授之漁和受之漁的根本。 轉貼于

在教學中務必有意識地貫穿物理思想和物理方法，思想指導方法，方法體現思想。當然，隨著科學的發展，物理學習的深入，新思想新方法會不斷出現，只要我們不懈的努力，勇于探索，大膽創新，一定能為物理教學作出貢獻。

參考文獻：

1.高中物理教材和大綱。

2.物理教學法。

3.《物理教育學研究》，殷傳宗，四川科技出版社。

4.《物理教育學》，喬際平、續佩君，江西教育出版社。

第6篇：量子力學的基礎知識范文

一、科學方法的教育

按教育學的思想，學校開設的每一門學科首先是要讓學生學習、了解、掌握該學科的基本結構。“所謂基本結構，就是指這門學科的基礎知識、基本原理和基本規律，以及研究這門學科的基本方法。”而且關于方法的教學目標絲毫不比知識目標次要。在物理學科中，最具價值、也是最活躍的部分正是科學研究方法。每一個物理問題的解決、每一個物理定律的得出，總是伴隨著科學方法的應用與產生；同樣，新的科學方法的產生與應用又總可轉化為更多物理概念的形成與物理問題的解決。伽利略對物理學的最大貢獻在于把實驗方法引入物理學研究，從而徹底地改造了物理學，使它從經院式的思辨學變為建筑在實驗基礎上的科學；法拉第引入了“力線”的研究方法，使物理學研究抽象問題的過程更直觀、形象；麥克斯韋正是應用了數學方法，把電磁學的四條實驗定律改造成堪稱物理學中最具科學美的公式典范。

方法是人們在認識世界和改造世界的一切活動中所運用的各種途徑、方式和手段的總稱，科學方法就是指在研究與解決科學問題過程中所運用的策略、程序、辦法。在高中物理教材中，滲透了很多科學方法，既有一般的邏輯范疇的歸納方法、推理方法、類比方法、分析方法和綜合方法，又有較為特殊的科學范疇的觀察方法、實驗方法、理想化方法、等效方法、模型方法、科學假設方法、對稱（守恒）方法等。物理知識（概念、規律與原理）只是這些方法運用于物理研究后的“形式化”產物，方法活躍在知識獲得的過程中，科學方法的教育對改進人的能力結構有著十分重要的作用。倫琴對X射線研究的周密安排，使得這一發現在一周內即被世界所公認，這正是由于他對實驗方法的深刻理解與正確應用的結果。如科學假說方法，是“根據已有的科學理論和新的科學事實對所研究的問題做出猜測性陳述并加以驗證的一種科學研究方法”。作為一種科學假說，它必須能說明和解釋對象已知的事實；能解釋原有理論無法解釋的事實，并把原理論作為一個特例包含在自身之中；要使新假說比原理論更具邏輯簡單性；并且新假說往往還能演繹出新的結論并能通過（判決性）實驗加以檢驗。假說的提出，既要有一定的經驗基礎，包括關于研究對象的某些經驗事實或其它方面的信息，又要有直覺、靈感等非理性因素的作用。假說是使物理學從經驗上升為理論層次的中介和橋梁，是物理學發展的重要形式。惠更斯的光的波動學說、安培的分子電流假說等都是科學假說的典型。又如普朗克在研究“黑體”輻射時提出了“量子”假設，但他的假說只限于光與其它物質發生作用時的特性；而后，愛恩斯坦在解釋光電效應時，進一步提出了“光量子”假說，把“量子”假說向前推進到了光的傳播過程中；玻爾更把這種假說引入原子領域，建立了舊量子力學，從而使物理學跨入了一個全新的時期。這個事例生動地注釋了“科學假說是科學發展的主要形式”這一論斷。

二、科學觀念的培養

科學觀念是由于科學知識的長期積累及科學方法的多次卓有成效的運用后，使人們深信某些知識與方法具有更為深刻與普遍的意義，從而在信念、世界觀、價值論等方面引起較為深刻的變化，并形成穩定的取向，它使一些基本科學規律、科學原理被提升到判斷事非標準的地位，形成一種科學的理性。科學觀念有較強的遷移性，它會自覺或不自覺地體現在人們對世界、事物的判斷中。所以在物理教學中要十分重視培養學生的科學觀念，在課堂教學目標中要顧及觀念的培養目標。

最典型的是守恒觀念的培養，無論物質世界的形式怎樣變化，但有些東西是不變的，它們揭示了世界的本來面目。所以有些學者認為，物理學的最大成就莫過于發現了為數不多的幾條守恒定律。在高中物理中，有機械能守恒、能量守恒、動量守恒、電荷守恒、質能守恒等。在教學過程中，要突出這些守恒定律的意義，要經常用守恒的觀念去分析一些物理現象，它能給人們確定一個大的方向，而不拘泥于公式的規定。如熱力學第一定律，學生經常因為對ΔE＝Q＋W公式中各項的正、負號理解不準而出現錯誤，其實，從能量守恒的角度去理解，就不必去記各項的符號，即系統內能的增加等于外界供給系統的能量（以熱傳遞與做功2種方式進行），則Q、W的正、負的確定就一目了然。又如化學中的氫的第一電離能，從能量角度看就是使氫原子從基態躍遷到n∝（電離態）所需的能量。再如多個副線圈的理想變壓器的各電流的關系，從輸出能量等于輸入能量的觀念分析，就是一件十分顯然的事。

三、科學精神的陶冶

第7篇：量子力學的基礎知識范文

【關鍵詞】高等數學；課堂教學；數學教育

課堂教學是教學工作的基本形式，是提高教學質量的關鍵環節，如何能夠在高等數學課堂教學中提高課堂教學質量，涉及很多方面的因素，下面具體展開論述.

一、合理制定教學目標

一堂課的成功與否首先是看這堂課的教學目標是否合適.其次是為達到目標所選擇的教學內容、教學措施是否得當.最后看整體的教學目的是否達到，以及達到的程度如何.

目前的高等教育是大眾教育，授課時既要兼顧大多數同學的利益，同時又不能忽視少部分能力強有考研需求的同學，所以高等數學教學目標的制定要以《教學大綱》為主，《考研大綱》為輔綜合制定.

另外每節課教學目標的制定還有與授課時長有關，比如講極限概念一節時，同學們剛從高中進入到大學，一下子接觸極限這種抽象的概念需要有一個過程，所以教學目標的制定不用期望過高，因此初次講解極限概念及運算法則要求“正確理解、正確運用”就可以了，至于“深刻理解、熟練運用”需要以后慢慢完成.

教學目標的制定還與學生的專業情況相關.比如經濟管理學院的學生大部分是文科生，所以在制定教學目標時難度要適當降低.并需要根據其專業特點適當補充部分內容，比如需求函數，成本函數，價格彈性、邊際成本等概念，為以后學習專業知識奠定基礎.

除此之外教學目標的制定還與所講的知識在教材中的所處的地位有關.比如函數導數這一節在整個的教材中都占據著至關重要的地位.因為后面所涉及的積分和微分方程等知識都是以導數概念作為基礎的，因此從整個教材的地位來看，也要求熟練掌握導數概念及其相關法則公式.

總之高等數學教學目標的制定都是基于教學大綱、授課時長、學生情況、在教材中的地位等幾方面來展開的，只有遵循上述幾點才能制定出合適的教學目標.

二、重視新知識的引入

如果把每節數學課比作一場演出，那么新課的引入就是演出開始的亮相，效果的好壞直接影響這節課的成敗.新課的引入常見的方式有下面幾種：

（一）創造情境提出問題

比如新開導數一章時提出學生所熟悉的自由落體運動，如何求出任意時刻的瞬時速度？導數的概念很多同學在高中都接觸過，但并不知道這一概念的由來.通過提問使學生產生好奇，從而化成學習的動力.

（二）由新舊知識的關聯提出問題

例如介紹不定積分一章時，提出問題：如果知道某個函數求導的結果是sinx，如何來求這個函數呢，從而引入不定積分的概念.

（三）開門見山法

有些知識不能借助舊知識引入時，可以直接介紹本節要學習主要內容，在講完函數和差積商的求導法則后，舉一例：tanx的求導公式已經知道，但arctanx、lntanx，f（tanx）對x的導數如何來求，為了解決這些實際問題就有必要學習下面的知識，即反函數求導法、復合函數求導法和抽象函數求導法.通過提問使學生意識到數學法則是來源于客觀實際問題的解決，迅速進入學習狀態

三、加強基礎知識的教學

高等數學的基礎知識是指教學大綱規定的概念和法則，包括定義、定理、運算法則、重要公式以及推理方法等.

加強基礎知識的教學，一定要重視數學定義和數學定理和法則的教學.對于一些基本的數學概念，要最好從實際例子出發進行引入，在具體講解時要把具體與抽象相結合，引導學生對與新概念有關的實際問題進行觀察分析概括，最后得出正確嚴謹的概念.而對于相近有聯系又容易混淆的概念，要引導學生用對比的方法分清他們的本質屬性和它們之間的邏輯聯系.例如在講解方向導數概念時，學生很容易與前面學習的導數概念混淆了，所以授課時要講清楚導數與方向導數的區別與聯系.而對于公式、定理、法則的教學，則要抓住引入、表述，推導證明、運用和記憶幾個環節.

四、強調知識的關聯性

對于基礎知識的教學還要注意使學生把所學的知識納入到整體知識結構中去.使學生了解所學的概念法則在整體知識結構中的地位到底如何，以及與其他知識的相關性如何，否則不顧整體只顧局部就會畫地為牢.例如講完微分方程和級數之后，要向學生指出：表面上微分方程和級數沒什么關系，實際上求某些冪級數的和函數可以通過微分方程來求解，從而使學生注意到知識的橫向聯系.

五、嘗試“應用教學法”

在學習高等數學的有些知識時，學生容易產生厭煩的情緒，因為學生不了解這些知識的應用背景，不知道所學內容是為何服務，影響了學習的積極性.比如在講不定積分和定積分兩章的內容時，通篇都是題型與解法，絲毫沒有提及所解的積分類型究竟有何應用，教師在授課時可以適當補充這方面的背景知識，使學生了解其應用意義.例如菲涅耳積分∫+∞0sinxxdx，∫+∞0sinx2dx，這兩個積分都是無窮限的反常積分，它們在光的衍射和振動學理論值起到了非常重要的作用，具體的求解要結合高年級所學習的復變函數知識來解決.除此之外不定積分一章涉及很多有理函數積分、無理函數積分等知識在熱力學、量子力學也有著廣泛的應用.總之通過教師相關背景知識的介紹，學生就把抽象的理論與現實問題聯系起來，拓寬了知識面，也增加了學習的興趣.

教師在授課過程中要強調所學知識的實用性，使學生了解數學知識是用來解決現實生活中的問題，同時又可以從現實生活中提出有關的數學問題，這就是數學的全部內容.

綜上所述，提高高等數學課堂教學質量要圍繞著下面幾個方面著手：（一）合理制定教學目標；（二）重視新知識的引入；（三）加強概念、定理、法則等基礎知識的教學；（四）強調知識的整體性和關聯性，形成有內在聯系的知識網絡結構；（五）重視知識的實用性.其中強調知識的關聯性和實用性是重點，同時還要關注知識發生的過程.數學教育理念在不斷更新發展，但不管怎樣“如何切實、有效地促進和改進學生的學習”才是教師教學的中心出發點，只要圍繞著這一中心理念展開教學，高等數學教師關于教學方法、教學結構的認識將不斷進步.

【參考文獻】

[1]曹才翰.《曹才翰數學教育文選》[M].人民教育出版社，2005，10：350-352.

第8篇：量子力學的基礎知識范文

【關鍵詞】高中物理；教學摸索；研究

【中圖分類號】G332 【文章標識碼】B 【文章編號】1326-3587（2013）09-0011-01

自2001年新課程改革全面推行以來，在全面實施新課程后，我們的課堂教學發生了很大的變化，這給高中物理教學帶來了新的發展機遇，同時也給老師們的教學帶來了很大的挑戰。因此，在高中物理教學中，我們必須改變以前課堂上師生做無用功的教學狀況，以高中物理新課程改革理念為依據和指導，不斷改進和完善教學策略，提高物理教學水平和質量。本人在高中物理新課改的實踐教學中摸索總結出以下幾點策略：

一、講究教學中的教授藝術

在教學中，教師努力提高講授的效果具有很重要的現實意義。首先，講授時突出重點，條理清晰。教師所講授的內容，必須有明確的目的性，重點突出，抓住重點、難點和關鍵，要能讓學生字字聽清，句句聽懂；在內容理解上不存在克服不了的困難（那些有意留給學生進行思考的問題除外）；其次，講授時適當點撥，在物理概念和規律教學中，使新知識與學生已有的知識結構建立聯系，所以教師在講授時要心中有數、適當點撥。如在《豎直方向上的拋體運動》教學中，因為學生已經學過了《勻變速直線運動的規律》，豎直上拋和豎直下拋實際上就是勻變速直線運動的特殊情況，所以學生有了一定的基礎，物理教師講授時不需要從頭講到尾，只需要適當點撥，學生就能輕松地學好這一節課；最后，講授時富有情感。缺乏情感的講授是蒼白無力的，它難以點燃學生創造思維的火花，融會了一定情感的東西給人更多的形象美感，因為情感往往是和具體的人或事相聯系的。在學生學習物理概念和規律的過程中，教師講授要富有情感，使學生在學習知識的同時得到愉快的情感體驗。

二、靈活采用多種教學方式

高中物理新課程改革以來，提出了很多新的有效的教學方式，這就要求老師在高中物理教學過程中掌握這些教學方法，并結合傳統有效的教學方式，進行靈活的運用，只有這樣才能提高物理課堂教學水平。科學探究是高中物理新課程實施的有效的教學方式，從課程標準以及教科書的編寫內容中可以認識到，不可能也沒有必要將所要求的內容都設計成探究選題。有許多物理知識，需要通過教師的系統講授，學生在學習中才會少走彎路，達到對知識的深刻理解和牢固掌握。對于那些獨立而簡單、有利于促進學生發展的基礎知識技能，對于物理實驗儀器的介紹、科學家的生平事跡、物理學史的介紹、物理學科知識的拓展、自然現象等常識性內容，采用講授式教學都有較好的效果。

大部分物理教師使用最多的教學方式是講授，教學實踐中為了達到最佳的教學效果，對于不同的教學內容，教師有將各種教學方式靈活結合運用的必要性，物理教師在講授的間隙可以適當穿插演示實驗和學生實驗，引導學生觀察或進行師生的討論。在演示實驗的過程中，教師還可以將實驗與講授相結合，以講授來指導觀察，以觀察來推動思維的發展，教師的講授一方面要體現演示實驗的目的、意義和觀察要求，另一方面要揭示現象與本質之間的因果聯系，引導學生從演示實驗中分析比較，得出實驗結論。

三、深入研究用好教材

教材是老師教學的依據，新課改給老師在利用教材方面提供了很大的自由發揮空間。教師應該通過深入分析教材內容和研究學生的實際認知水平，準確把握教學內容的深度和廣度，減輕學生過重的學習負擔。高中物理課程內容應為學生的終身學習、將來參與社會生活奠定必要的基礎，使其具備發展的能力。因此，高中課程內容強調讓學生學習物理學的基礎知識，了解物質結構、相互作用和運動的一些基本概念和規律，掌握終身發展必備的物理基礎知識和技能，滿足學生終身學習和發展的需求。教師應全面落實課程標準的要求，注重高中物理課程內容的基礎性，嚴格篩選物理學中的核心內容，舍棄舊教材中某些偏難的內容，尤其是《課程標準》已經降低的教學要求、明確不作教學要求的內容及嚴格界定了教學難度的內容。許多一線物理教師在教學過程中唯恐知識點不全、不精、不細，導致課堂上講得太多、太難。在有限的課時中，確保完成學生必須掌握的教學內容，在此基礎上，再談課外內容的援引，處理好“教與不教、教多教少”的問題，這樣也能使課時壓力有所緩解。

四、在知識學習過程中滲透物理學思想和方法

第9篇：量子力學的基礎知識范文

關鍵詞：物理 人才培養 策略

理科教育在高等教育中占有重要的地位，隨著科學技術的不斷發展和應用，各個學科之間的交叉變得越來越負載，理科教育和工科教育之間的融合變得越來越深入。物理學科是一門應用性十分強的學科，對于學生的綜合實踐能力的提升具有十分重要的意義，物理教育在人才培養過程中占據重要的地位。在培養學生的科學觀念、創新和探索精神方面有積極的促進作用，而且當前社會上的對應用型人才的需求量十分大，為此應該要加強高校物理教育過程中對應用型人才的培養力度。

一、物理學科的發展概述

物理學研究的內容主要是各種物質結構和運動基本規律，包括宇宙間的所有物質存在的基本形式、物質的運動規律、物質之間的轉化、物質形態內部結構等，從十九世紀末開始，物理學就已經形成了一種初步的體系，在上個世紀初期，物理學的發展過程中產生了相對論和量子力學，并且在此基礎上建立了近代物理學。物理學的發展也加深了人們對物理學的理解以及認識，促進了很多新興的科學技術產物的出現。物理學作為其他學科的一種基礎學科，在教育過程中占有十分重要的意義，尤其是發展到現在，社會對應用型人才的需求越來越大，物理學教育過程中人們對人才的綜合實踐能力的需求越來越大。很多深入到分子結構層次的學科，都需要物理學的基礎知識作為支撐，因此在各個學科的交叉過程中又出現了很多新的學科，比如量子化學、激光化學、分子反應動力學等，應用物理是近年來逐漸發展起來的一門物理學的分支，隨著信息技術的不斷發展，各種科學技術在我們生活中的應用越來越多，加強物理的應用功能的發揮，加強對各種先進技術的應用成為當前時展過程中的一個重要方面。當前物理學科的研究體系也逐漸發生了改變，由簡單到復雜、由單一到多元化，越來越多的高校在教育過程中對應用物理加強了教育的力度，從而促進了物理學科的進一步深入發展。

二、物理學科教育中人才培養策略

（一）加強物理教育過程中的各種硬件以及軟件投入

由于物理學是一門應用性很強的學科，尤其是發展到現在，結合各種應用技術進行教育成為物理學教育過程中的重要內容。加強理論課程與實踐課程的有機結合，一個十分重要的前提就是要加大學校的各種硬件和軟件的投入，將物理學應用型人才的培養落到實處。對于物理學課程實訓的實施，高校應該要加強對軟件以及硬件的投入力度，保證學生對各種物理學原理進行學習之后還能有相應的硬件環境條件進行實踐訓練，在教學過程中組織學生對各種物理學的原理以及實驗現象進行討論。物理學人才的實訓培養過程中，對于硬件投入的力度更大，比如組建相應的實驗室，為學生的實踐能力的提升提供必要的基礎。加強專業實踐訓練是促進應用型人才的能力不斷提升的重要措施，學生的專業訓練以及實踐一般是到各種實習基地進行，因此需要學校加強實習基地以及創業園的建設，同時要配備相應的師資力量，挑選一批高素質的實習指導教師，為學生的實踐學習提供必要的支持。

（二）加強院校之間的合作，提高師資隊伍的質量

師資隊伍力量是影響教育水平的重要因素，在當前的高校物理學教育過程中，加強師資力量隊伍的完善，是提高教學質量以及學生的綜合實踐能力的重要措施。在師資隊伍力量的建設過程中，應該要加強“雙師型”教師隊伍的壯大，確保高校能夠走內涵發展道路。教師不僅要具備理論知識，更要加強實踐能力的提升，比如加強不同院校之間相關專業的教師之間的合作以及交流，加強理論與實踐相結合，教學與各種實踐訓練相結合等，鼓勵教師到企業中參加相應的工作實踐，從而能夠提高實踐教學能力，提高學生的實踐能力。教師的能力素養的培訓，不僅要保持各種教育技能的提升，還應該要加強職業道德素養的培訓，為高校的物理教育以及物理人才的培養營造一種良好和諧的環境和氛圍。

（三）加強校企之間的合作

校園與企業之間的有效銜接，是很多高校在教育過程中提高教育質量的重要發力點。高校教育的一個重要目的就是培養綜合性的人才，直接為企業輸送專業人才，尤其是對于物理學而言，隨著應用物理的不斷發展，對學生的綜合實踐能力的要求越來越高，為了不斷提升學生的綜合實踐能力，需要加強與企業之間的聯系。在高校教育過程中，應該要引入相關企業文化建設的內涵，豐富校園文化的內容，形成一種校園文化教育和企業文化教育有效融合的局面。與此同時，加強學校與企業之間的有效結合，還可以為學生提供更多實踐鍛煉的機會，提供相應的場所從而不斷培養學生的綜合能力素養，讓學生在企業的實踐過程中能夠強化學生的職業精神，從而更加理解物理教育的本質和內涵。

三、結語

物理學識一門應用學科，從十九世紀開始就已經逐漸形成物理學體系，在不斷的發展過程中結合了很多時代的特征以及社會要求，發展到現在，物理學的應用性變得越來越強，如何加強應用物理教學過程中對人才的培養力度，是很多高校在教育教學中考慮的重點。加強物理人才的培養，需要綜合實踐能力較強的教師積極引導，需要加強校園與校園、校園與企業之間的合作，加強高校對各種基礎上設施設備以及軟件教學資源的投入，最終提高學生的綜合實踐能力。

參考文獻：

[1] 蔡敬民，魏朱寶.應用型本科人才培養的戰略思考[J].中國高等教育，2008（09）

[2] 張丹.淺談物理學的發展[J].科技信息，2009（14）