材料物理專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)教學(xué)方法
材料物理專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)教學(xué)方法【1】
摘 要 針對材料物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習量子力學(xué)課程所面臨的困難，通過(guò)對近年來(lái)教學(xué)實(shí)踐的總結，從教學(xué)內容、教學(xué)方法和手段進(jìn)行探索和實(shí)踐，調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，取得了較好的教學(xué)成果。
關(guān)鍵詞 量子力學(xué) 教學(xué)內容 教學(xué)方法
0 引言
量子力學(xué)是研究微觀(guān)粒子(如原子、分子、原子核和基本粒子等)運動(dòng)規律的物理學(xué)分支學(xué)科，它和相對論是矗立在20世紀之初的兩座科學(xué)豐碑，一起構成了現代物理學(xué)的兩塊理論基石。
相對論和量子力學(xué)徹底改變了經(jīng)典物理學(xué)的世界觀(guān)，并且深化了人類(lèi)對自然界的認識，改造了人類(lèi)的宇宙觀(guān)和思想方法，它使人們對物質(zhì)存在的方式及其運動(dòng)形態(tài)等的認識產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
量子力學(xué)是材料物理專(zhuān)業(yè)一門(mén)承前啟后的專(zhuān)業(yè)基礎必修課：量子力學(xué)的教學(xué)必須以數學(xué)為基礎，包括線(xiàn)性代數、概率論、高等數學(xué)、數理方法等，其又是后續課程材料科學(xué)基礎、固體物理、材料物理、納米材料等的理論基礎。
可見(jiàn)，量子力學(xué)課程在材料物理專(zhuān)業(yè)的課程體系中占有非常重要的地位，學(xué)生掌握的程度直接影響后續專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習。
作者近年來(lái)一直從事量子力學(xué)的教學(xué)工作，針對量子力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的現象和問(wèn)題，進(jìn)行了較深入細致的思考與探討，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中對本課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索與實(shí)踐，收到了較好的教學(xué)效果。
1 量子力學(xué)教學(xué)面臨的難點(diǎn)
量子力學(xué)研究的是微觀(guān)粒子的運動(dòng)規律，微觀(guān)粒子同宏觀(guān)粒子不同，看不見(jiàn)，摸不著(zhù)，只有借助于探測器才能察覺(jué)它的存在和屬性。
材料物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生之前學(xué)習的基本上是經(jīng)典物理，而量子力學(xué)理論無(wú)法用經(jīng)典理論進(jìn)行解釋?zhuān)瑢W(xué)生對此感到難于理解。
因此，經(jīng)典物理的傳統觀(guān)念對學(xué)生思想的束縛，構成了學(xué)生學(xué)習量子力學(xué)的思想障礙;量子力學(xué)可以說(shuō)無(wú)處不“數學(xué)”， 由于材料物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生在數學(xué)基礎方面與物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生相比較為薄弱，在學(xué)習過(guò)程中普遍感到數學(xué)計算繁難，對大段的數學(xué)推導表現出畏難情緒。
可見(jiàn)，量子力學(xué)對數學(xué)的精彩詮釋卻構成了學(xué)生學(xué)習量子力學(xué)的心理障礙。
這兩大障礙勢必會(huì )影響量子力學(xué)和后續課程的學(xué)習。
在這種情況下，我們應當怎樣開(kāi)展量子力學(xué)教學(xué)從而使學(xué)生重視并努力學(xué)好該課程就成了一個(gè)嚴峻的挑戰。
2 明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)、有的放矢
要講授一門(mén)課程，首先應該對課程內容有一個(gè)清晰的認識。
量子力學(xué)的內容可以包括三個(gè)方面：一是介紹產(chǎn)生新概念的歷史背景及一些重要實(shí)驗;二是提出一系列不同于經(jīng)典物理學(xué)的基本概念與原理，如波函數、算符等概念和相關(guān)原理，是該課程的核心;三是給出解決具體實(shí)際問(wèn)題的方法。
三部分內容相互聯(lián)系，層層推進(jìn)，形成完整的知識體系。
作為引導者，教師應在這三部分內容的教學(xué)過(guò)程中幫助學(xué)生成功地突破兩大束縛。
第一部分內容教師應考慮如何引導學(xué)生入門(mén)，從習慣古典概念轉而接受量子概念。
在講授這部分內容時(shí)要將重點(diǎn)放在“經(jīng)典”向“量子”的過(guò)渡上，引出量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)在研究方法上的顯著(zhù)不同：經(jīng)典力學(xué)是將其研究對象作為連續的不間斷的整體對待，而量子力學(xué)將其研究對象看成的間斷的、不連續的。
學(xué)生在學(xué)習這部分時(shí)應仔細“品嘗”其中的“滋味”，以便啟發(fā)自己的思維自然地產(chǎn)生一個(gè)飛躍，完成思想的突破。
第二、三部分是量子力學(xué)學(xué)習的重點(diǎn)與難點(diǎn)，并且涉及大量的數學(xué)推導，教師應采取適當的教學(xué)手段，突出重點(diǎn)，強調難點(diǎn)。
在物理學(xué)研究中，數學(xué)只是用來(lái)表達物理思想并在此基礎上進(jìn)行邏輯演算的工具，不能將物理內容淹沒(méi)在復雜的數學(xué)形式當中。
通過(guò)數學(xué)推導才能得到的結論，只需告訴學(xué)生，從數學(xué)上可以得到這樣的結果就可以了，無(wú)需將重點(diǎn)放在繁難的數學(xué)推導上，否則會(huì )使學(xué)生本末倒置，忽略了對量子力學(xué)思想的理解。
這樣的教學(xué)可以幫助學(xué)生突破心理障礙，不會(huì )一提量子力學(xué)就想到復雜的數學(xué)推導，從而產(chǎn)生抵觸情緒。
成功地突破這兩大障礙，是學(xué)習量子力學(xué)的關(guān)鍵。
3 教學(xué)方法的改革
3.1 利用現代技術(shù)改進(jìn)教學(xué)手段
傳統的板書(shū)教學(xué)能夠形成系統性的知識框架，教師在板書(shū)推導的過(guò)程中，學(xué)生有時(shí)間反應和思考，緊跟教師的思路，從而可以詳細、循序漸進(jìn)地吸收所學(xué)知識，并培養了良好的思維習慣。
但全程板書(shū)會(huì )導致上課節奏慢，授課內容有限。
目前隨著(zhù)高校教學(xué)改革的推進(jìn)，授課學(xué)時(shí)相繼減少，對于傳統教學(xué)方式來(lái)講，要完成教學(xué)任務(wù)比較困難。
這就要借助現代科技手段進(jìn)行教學(xué)改革，包括多媒體課件的使用和網(wǎng)絡(luò )教學(xué)。
但是在量子力學(xué)教學(xué)中，一些繁雜公式的推導，如果使用多媒體課件，節奏會(huì )較快，導致學(xué)生目不暇接，來(lái)不及做筆記，更來(lái)不及思考，不利于講授內容的消化吸收。
鑒于此，對于量子力學(xué)課程，教學(xué)過(guò)程應采用板書(shū)和多媒體技術(shù)相結合的方式，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性。
3.2 建設習題庫
量子力學(xué)課程理論抽象，要深入理解這些理論，在熟練掌握教材基本知識的基礎上，需要通過(guò)大量習題的演練，循序漸近，才能檢驗自己理解的程度，真正學(xué)好這門(mén)課程。
因此在教學(xué)過(guò)程中，強調做習題的重要性。
有針對性地根據材料物理專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)的教學(xué)大綱和教學(xué)內容，參考多本量子力學(xué)教材和習題集，利用計算機技術(shù)建設量子力學(xué)習題庫，題型包括選擇、填空、證明、簡(jiǎn)答和計算題等，內容涵蓋各知識點(diǎn)，從簡(jiǎn)到繁、由淺至深。
題庫操作方便，學(xué)生可自行操作，并對所做結果進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，從而清楚自己掌握本課程的程度。
這一方式在近幾年的教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。
3.3 加強與學(xué)生互動(dòng)，調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性
教學(xué)是一個(gè)師生互動(dòng)的過(guò)程，應讓學(xué)生始終處于主動(dòng)學(xué)習的位置而不是被動(dòng)的接受。
量子力學(xué)課程的學(xué)習更應積極調動(dòng)學(xué)生的積極性，因此教師應在教學(xué)過(guò)程中加強與學(xué)生的互動(dòng)。
增設課前提問(wèn)、課后討論環(huán)節，認真批改作業(yè)，積極發(fā)現學(xué)生學(xué)習過(guò)程中存在的問(wèn)題，并及時(shí)對問(wèn)題進(jìn)行深入講解，解決問(wèn)題。
另外，由于量子力學(xué)是建立在一系列基本假定基礎之上的，抽象難懂，鑒于學(xué)生難接受的情況，在授課時(shí)注意理論聯(lián)系實(shí)際，盡可能進(jìn)行知識的滲透和遷移，將量子力學(xué)在實(shí)際中的應用穿插于教學(xué)之中，豐富教學(xué)內容，開(kāi)拓學(xué)生視野，從而調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性。
4 結語(yǔ)
通過(guò)近年來(lái)教學(xué)經(jīng)驗的總結和探索，形成了一套適合材料物理專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)課程教學(xué)的方法，該方法教學(xué)效果良好。
在近幾年的研究生入學(xué)考試中，學(xué)生量子力學(xué)課程的成績(jì)優(yōu)秀，說(shuō)明采用這樣的教學(xué)方法是成功的。
參考文獻
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材料物理專(zhuān)業(yè)中量子力學(xué)教學(xué)研究【2】
摘要：本文結合材料物理專(zhuān)業(yè)中的基礎課程――《量子理論》的發(fā)展史，從哲學(xué)的角度出發(fā)，淺談了材料學(xué)科發(fā)展中的哲學(xué)思想，并以哲學(xué)思想為主線(xiàn)，來(lái)進(jìn)一步指導學(xué)生對現代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的理解，對加強學(xué)生的世界觀(guān)、物質(zhì)觀(guān)以及運動(dòng)觀(guān)的進(jìn)一步理解，具有重要的指導意義。
關(guān)鍵詞：量子力學(xué) 教學(xué)研究 哲學(xué)思想
“大學(xué)之道，在明明德，在親民，在止于至善。”溫故知今，止于至善，提高當代大學(xué)生的哲學(xué)素養、人文情懷和科學(xué)素養，是素質(zhì)教育的要求之一。
以牛頓運動(dòng)三定律、電磁理論和熱力學(xué)及統計物理學(xué)為基礎的經(jīng)典力學(xué)誕生于17世紀，成功地解釋了大量物理學(xué)現象，取得了輝煌的科學(xué)成就，曾經(jīng)被人們信奉為客觀(guān)真理。
在19世紀末20世紀初，人類(lèi)以巨大的熱情來(lái)研究原子核和放射現象，導致了兩大理論成果的誕生：量子理論和相對論。
隨后，激光器、二極管、三極管、集成電路、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、登月等等，這些輝煌的成就促使人類(lèi)邁進(jìn)了信息時(shí)代。
運動(dòng)著(zhù)的電子――一個(gè)小小的微觀(guān)粒子，卻促使人類(lèi)文明進(jìn)入了電子信息時(shí)代。
事實(shí)表明，現代信息技術(shù)的理論基礎是物理學(xué)，信息的產(chǎn)生、發(fā)送、接收和處理，都是由一個(gè)個(gè)物理的系統來(lái)實(shí)現，因此信息世界的物理體系歸根結底要受到物理定律的制約。
現在人們明白了，經(jīng)典物理理論僅適用于宏觀(guān)低速運動(dòng)的物體的場(chǎng)合，而對于微觀(guān)小尺度下、接近于光速運動(dòng)的粒子的運動(dòng)規律誤差會(huì )變得很大，必須使用相對論和量子理論來(lái)描述。
而經(jīng)典物理理論僅僅是量子理論和相對論在低速宏觀(guān)范圍下的良好近似。
量子理論是二十世紀最偉大的發(fā)現之一。
量子理論的形成和發(fā)展，是整個(gè)物理學(xué)發(fā)展中最值得書(shū)寫(xiě)的，也是對青年大學(xué)生最具有啟發(fā)意義的過(guò)程，在此期間包括了愛(ài)因斯坦的奇跡年(1905年)。
梳理和探究整個(gè)過(guò)程中所包含的科學(xué)思維，科學(xué)方法，科學(xué)理論，科學(xué)素養……都是值得我們去探索、去深思、去挖掘的。
一、對青年大學(xué)生物質(zhì)觀(guān)和運動(dòng)觀(guān)的進(jìn)一步加深具有重要意義
科學(xué)技術(shù)發(fā)展到21世紀，人類(lèi)對于物質(zhì)世界的認識進(jìn)入到了納米尺度。
材料學(xué)科的研究中出現了很多量子效應。
量子理論中的許多不同于經(jīng)典力學(xué)的物理現象顛覆性地發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)的思維，拓寬了人類(lèi)認識物質(zhì)世界的視野，使人們對運動(dòng)的本質(zhì)有了更進(jìn)一步的了解。
隨著(zhù)人類(lèi)認識的不斷深入和材料尺寸的不斷縮小，電子運動(dòng)的量子效應愈加明顯。
現在人們已經(jīng)明白了，電子既是一種微觀(guān)粒子，同時(shí)也是一種波，這就是所謂的波粒二象性。
與經(jīng)典物理現象不同的是，微觀(guān)粒子的諸多物理量之間受到量子規律的束縛，其中之一便是著(zhù)名的不確定性原理，例如時(shí)間與能量之間、動(dòng)量與位置之間等。
此外，另一個(gè)有趣的現象是電子的勢壘貫穿效應，即能量小于勢壘高度的電子或者其它微觀(guān)粒子可以以一定的幾率，越過(guò)勢壘，運動(dòng)到勢壘的右邊去。
盡管一個(gè)理性的人對這種解釋可能不滿(mǎn)意，但是我們必須明白“隧穿”僅僅是我們?yōu)榱死斫獾姆奖愣鴺嬙斓囊粋�(gè)東西，除非人們對量子世界的認識更進(jìn)一步。
我們唯一能確定的是當滿(mǎn)足一定條件的時(shí)候，隧穿效應就會(huì )發(fā)生。
二、對青年大學(xué)生思維拓展與創(chuàng )新具有重要的啟發(fā)意義
量子理論是描述微觀(guān)粒子運動(dòng)規律的理論，其概念體系與研究宏觀(guān)現象及其規律的經(jīng)典物理學(xué)有很大的不同。
量子理論的出現，是人類(lèi)對物質(zhì)世界認識日益深化的結果，為其他自然學(xué)科的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的前景。
從培養研究型科學(xué)人才的角度來(lái)說(shuō)，量子理論是與現代科學(xué)研究聯(lián)系最緊密的課程之一。
這對當代青年大學(xué)生提出了更高、更嚴格的要求。
第一，必須尊重客觀(guān)世界的運動(dòng)規律，堅持創(chuàng )新思維，深刻認識微觀(guān)世界的規律。
規律是物質(zhì)在運動(dòng)過(guò)程中表現出來(lái)的必然的、穩定的、永恒的聯(lián)系，任何事物之間都有聯(lián)系，都是矛盾的對立統一體，這就需要在實(shí)際的學(xué)習探索中抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面。
同時(shí)，矛盾具有特殊性，內因是事物發(fā)展的根據，決定著(zhù)事物發(fā)展的方向和主要性質(zhì)，外因是事物發(fā)展的次要因素。
在實(shí)際的處理過(guò)程中要區別對待。
第二，注意量變到質(zhì)變的積累。
量變是指事物單純數量上的增加或減少，事物保持其質(zhì)的穩定性。
質(zhì)變是指事物根本性質(zhì)的變化，“量變→質(zhì)變→新的量變”是事物發(fā)展的基本規律。
注意收集數據，逐步地總結規律。
任何重大的發(fā)現，都有一個(gè)辛苦的積累過(guò)程，面對紛繁雜蕪的實(shí)驗數據，如何去偽存真，由表及里，層層剖析?這需要尊重客觀(guān)規律，逐漸挖掘深層次的信息，切勿急于求成或者違背客觀(guān)規律。
這方面在量子理論的發(fā)展過(guò)程中體現得尤為重要。
第三，量子理論是開(kāi)放的理論，對量子理論的爭論一直在繼續。
量子理論過(guò)去的成功并不意味著(zhù)它是一個(gè)徹底完善的物理學(xué)理論。
自量子理論誕生以來(lái)，關(guān)于量子理論的思想基礎和基本問(wèn)題的爭論，從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)。
人們對于量子理論本身的完備性及其一些基本觀(guān)念的理解，甚至持有截然不同的觀(guān)點(diǎn)。
其他的理論也是在不斷地爭論中不斷完善。
三、量子力學(xué)中的數學(xué)思想及其知識框架
量子力學(xué)中主要的數學(xué)知識，主要是Hilbert內積空間，這是學(xué)生在學(xué)完微積分初步、線(xiàn)性代數以及概率論后需要掌握的、在工程領(lǐng)域內應用最為廣泛的一門(mén)數學(xué)學(xué)科，也是對空間解析幾何的推廣和延伸。
其中包括了對前面提到的幾門(mén)學(xué)科的綜合應用，例如量子力學(xué)中的力學(xué)量，用線(xiàn)性算符來(lái)描述，則必須是厄米的;用海森堡的矩陣力學(xué)表示，則要求該矩陣的本征值和平均值均為實(shí)數;還有，在計算不同物理量表象的矩陣元時(shí)，要用到定積分的運算;而不同表象之間的變換，需要用到矩陣變換;此外，在講到微擾論和變分法時(shí)，還需要進(jìn)一步的用到更多的數學(xué)知識。
這些數學(xué)學(xué)科分支的交叉出現，足以讓學(xué)生對該門(mén)課程的進(jìn)一步學(xué)習產(chǎn)生畏懼心理。
如何消除和轉變學(xué)生的這種畏懼心理，這就要求教師在課堂上增強授課的趣味性。
事實(shí)上，一部量子力學(xué)的發(fā)展史，包含了太多的啟迪、方法、思維和科學(xué)研究的因素，因利勢導，重視基礎知識的講解，將所有涉及到的數學(xué)知識及其發(fā)展史，生動(dòng)地傳授給學(xué)生。
筆者經(jīng)過(guò)近五年的課堂教學(xué)，認為對當前的大學(xué)本科學(xué)生，倘能在授課中能做到這一點(diǎn)，那么，學(xué)習《量子力學(xué)》的意義就達到了。
結論：以量子理論為核心的量子物理無(wú)疑是本世紀最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。
它不僅代表了人類(lèi)對微觀(guān)世界基本認識的革命性進(jìn)步，而且帶來(lái)了許多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng )新，直接推動(dòng)了社會(huì )生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類(lèi)的物質(zhì)生活。
讓學(xué)生在不斷的思考和探索中，體會(huì )到學(xué)習和思考的快樂(lè );對學(xué)生的世界觀(guān)、物質(zhì)觀(guān)以及運動(dòng)觀(guān)的進(jìn)一步深入，具有重要的指導意義。
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面向材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的量子力學(xué)教學(xué)【3】
摘要：量子力學(xué)是材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生的核心課程，在整個(gè)知識體系中占有非常重要的地位，然而因為其需要前期課程基礎、邏輯推理內容比例大，一直以來(lái)都是工科院校本科教學(xué)的教和學(xué)雙方都感到困難的學(xué)科。
本文針對材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，結合自身教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗，分別從專(zhuān)業(yè)特色、前沿學(xué)科發(fā)展和教學(xué)手段三方面提出一些關(guān)于量子力學(xué)的教學(xué)方法的探索，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣、提高教學(xué)水平。
關(guān)鍵詞：量子力學(xué);材料類(lèi)專(zhuān)業(yè);教學(xué)探索
對于普通高校的材料類(lèi)本科教學(xué)來(lái)說(shuō)，要求學(xué)生具有數學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識，掌握材料設計、性能優(yōu)選、工藝優(yōu)化的原則，以及材料的組成、結構和性能關(guān)系。
這就需要學(xué)生具有材料學(xué)科的完整的知識體系，量子力學(xué)是半導體、固體物理以及計算材料學(xué)、材料測試表征技術(shù)等學(xué)科的基礎，在材料科學(xué)體系中有著(zhù)非常重要的地位。
然而其由于本課程的學(xué)習是基于高等數學(xué)、大學(xué)物理、數學(xué)物理方法等前期課程學(xué)習的基礎之上的，學(xué)生對這些基礎課程的掌握情況參差不齊，而大部分學(xué)生對前期課程多有遺忘，課程內容的學(xué)習過(guò)程中需要理解的知識點(diǎn)很多，所以要學(xué)好這門(mén)課程需要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，及時(shí)復習前期基礎課程和預習相關(guān)知識。
由于知識間銜接緊密，需要邏輯推理內容非常多，學(xué)生稍有走神或缺課就會(huì )跟不上教師的教學(xué)進(jìn)度，從而對后續知識的學(xué)習也喪失信心。
此外，對于工科大環(huán)境下的學(xué)生群體來(lái)說(shuō)，學(xué)生普遍對實(shí)用的專(zhuān)業(yè)課程較感興趣，而對基礎理論課程不夠重視，認為學(xué)習非�？菰镆矝](méi)有大多的用處。
種種原因造成了在工科大環(huán)境下的理論物理教學(xué)特別是量子力學(xué)課程的教學(xué)困難重重，因此將理論教學(xué)與專(zhuān)業(yè)特色相結合，探索具有專(zhuān)業(yè)特色的量子力學(xué)的教學(xué)方法具有重要的意義。
如何消除學(xué)生對本課程的畏懼心理，如何調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，讓學(xué)生在課堂上有收獲的同時(shí)也要自覺(jué)利用好課余時(shí)間學(xué)習是解決本課程教學(xué)的關(guān)鍵。
本文結合材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的綜合情況，經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，總結幾點(diǎn)較為實(shí)用的教學(xué)方法。
一、與專(zhuān)業(yè)課程體系相結合，突出課程的重要性
備課之前先熟悉所授課專(zhuān)業(yè)的培養方案，了解學(xué)生的已修課程、同學(xué)期開(kāi)設的專(zhuān)業(yè)課程以及后續的專(zhuān)業(yè)課程。
材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的量子力學(xué)課程一般在第四學(xué)期開(kāi)課，在此之前學(xué)生已經(jīng)修完了高等數學(xué)、大學(xué)物理、線(xiàn)性代數、數學(xué)物理方法等前期課程。
同時(shí)學(xué)生開(kāi)始接觸一些材料類(lèi)的專(zhuān)業(yè)課程，例如材料科學(xué)基礎、高分子物理、物理化學(xué)等，在之后的第五以及第六學(xué)期將有大量的學(xué)科專(zhuān)業(yè)課，如材料分析測試技術(shù)、計算材料學(xué)等。
教師在對本專(zhuān)業(yè)的課程設置以及知識框架有了整體的了解以后，有針對性地翻閱一下一些核心專(zhuān)業(yè)課程的教材，將專(zhuān)業(yè)課程當中涉及量子力學(xué)基礎的內容篩選出來(lái)以備用。
在給學(xué)生講授第一堂課時(shí)既將本課程的重要地位告知學(xué)生，哪些課程在后續課程種會(huì )涉及到相關(guān)知識，哪些領(lǐng)域會(huì )用到本課程的知識，以及量子力學(xué)對本專(zhuān)業(yè)以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生入學(xué)考試以及繼續深造時(shí)的必要性。
讓學(xué)生一開(kāi)始對本課程的學(xué)習有心理上的重視。
在具體教學(xué)的過(guò)程中，注意將量子理論與專(zhuān)業(yè)內容相結合，包括已修課程和后續課程。
通過(guò)多學(xué)科的滲透將整個(gè)材料學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程內容進(jìn)行貫穿，凸顯出量子理論的重要性和實(shí)用性，讓學(xué)生意識到量子力學(xué)并不是高高在上毫無(wú)用處的理論公式，同時(shí)也使得量子力學(xué)的教學(xué)更加豐富和生動(dòng)。
二、與前沿科學(xué)相結合、活躍課堂氣氛
當下的高校教師除了教學(xué)很大一部分時(shí)間精力都用于科學(xué)研究。
平時(shí)實(shí)驗或看文獻時(shí)可以將所涉及的一些前沿科技成果加以搜集，課堂上通過(guò)多媒體以圖片、音響等直觀(guān)的方式將其進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。
活躍課堂氣氛的同時(shí)有可以加深對該理論的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性。
在給學(xué)生講解理論知識的同時(shí)注重結合理論的應用領(lǐng)域，結合材料學(xué)科的特點(diǎn)以及學(xué)校的特色。
作者所在的本校是有著(zhù)交通特色專(zhuān)業(yè)背景，本校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)也有水泥混凝土、瀝青混合料等工程材料方面的課程，學(xué)生就業(yè)也有很大比例在交通相關(guān)領(lǐng)域。
結合本科的這一特征，教師講課時(shí)可以作一些前沿材料在交通領(lǐng)域的最新進(jìn)展。
在講解知識基礎的同時(shí)穿插該部分知識的應用方面的展望，展示過(guò)程中采用借助多媒體以圖片、音響和板書(shū)講解相結合的方式。
通過(guò)多種途徑讓量子力學(xué)這種看似“高大上”的學(xué)科也有“接地氣”的一面，不至于全是枯燥的理論和生硬的公式，有利于對學(xué)生學(xué)習動(dòng)力的激發(fā)。
對于自己的科研課題也可以作一些介紹，還可以挑選部分基礎較好的感興趣的本科生參與到課題的研究或者參觀(guān)學(xué)習，零距離的接觸前沿科學(xué)，對調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性也有一定的幫助。
三、多種教學(xué)手段相結合，調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性
在教學(xué)的過(guò)程中采用多種教學(xué)手段相結合。
鑒于量子力學(xué)的理論抽象、知識量大、數學(xué)推理公式繁多，在教學(xué)過(guò)程中教師的講授以基本概念的理解、基本物理思想的和基本的物理模型的建立為主，對于需要推理演算的部分可以引導學(xué)生利用課余時(shí)間自學(xué)。
首先可以拓展多樣化的考核方式。
課程考核的成績(jì)以期末考試為主但是學(xué)期內平時(shí)的表現也是必要的。
可以考慮適當增大平時(shí)考核的分數比例，便于調動(dòng)學(xué)生充分利用課余的時(shí)間。
其中平時(shí)表現又可以分為多個(gè)方面來(lái)考核，充分調動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習激情。
課堂教師講授為主，適時(shí)設問(wèn)作為課外思考作業(yè)，作業(yè)以書(shū)面形式或者學(xué)生在下一次課作簡(jiǎn)短的展示的方式。
才外還可以給學(xué)生布置小論文，鼓勵學(xué)生多進(jìn)圖書(shū)館，查閱相關(guān)文獻書(shū)籍寫(xiě)一兩篇小綜述。
在第一堂課即向學(xué)生說(shuō)明考核的方式和比例，在考分的壓力下學(xué)生自然會(huì )積極準備相關(guān)內容。
在應對這些平時(shí)作業(yè)的過(guò)程實(shí)際上就是學(xué)生自主學(xué)習的過(guò)程中，既鞏固了量課程知識，又鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習的能力和思維。
在教學(xué)當中采用多媒體和傳統的板書(shū)相結合的方式，多媒體信息涵蓋量較大，對一些復雜又必須的推導過(guò)程可以采用PPT作快速的展示，而對于一些重要的公式及定理則需要采用板書(shū)加以強化，通過(guò)教師邊書(shū)寫(xiě)邊口訴講解，學(xué)生有足夠的時(shí)間消化理解。
同時(shí)可以采用多媒體多展示一些圖片、動(dòng)畫(huà)等內容，盡量在枯燥的理論講授過(guò)程中增添一些有趣的小插曲，例如該理論提出的科學(xué)家的肖像及簡(jiǎn)介、名言名句，小故事等。
在�W習原子的波爾理論以及氫原子模型的時(shí)候，使用PPT展示基本公式和理論，再輔以教師在黑板上作圖的方式講解。
可以將原子內電子的運動(dòng)類(lèi)比于在操場(chǎng)跑步以及天體的運動(dòng)，在做計算近似時(shí)甚至可以將近似級類(lèi)比于上課教室內的座次對個(gè)人學(xué)習效果的影響、人際關(guān)系的親疏對個(gè)人情感生活的影響程度等。
此外還可以鼓勵學(xué)生多接觸一些科普書(shū)籍以及最新出版的一些學(xué)術(shù)專(zhuān)著(zhù)，例如上帝擲骰子就是很通俗的前沿物理科普書(shū)籍。
通過(guò)多種渠道將量子力學(xué)枯燥難懂的教學(xué)過(guò)程生動(dòng)化、有趣化。
作為材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)核心課程的量子力學(xué)一直都是教和學(xué)雙方都感到很困難的課程。
由于量子力學(xué)的理論性較強，學(xué)習過(guò)程相對枯燥，學(xué)科的實(shí)用性不是很明顯，學(xué)生容易厭學(xué)。
教師在教學(xué)過(guò)程中需要不斷的探索適合本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教學(xué)方法。
通過(guò)與專(zhuān)業(yè)課程相結合，與學(xué)校特色想結合，采取多種教學(xué)手段，結合最新的前沿科學(xué)研究，多方面入手使理論知識深入淺出，使教學(xué)過(guò)程生動(dòng)有趣、調動(dòng)學(xué)生學(xué)習熱情，對提高教學(xué)質(zhì)量有非常有益的幫助。
參考文獻：
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