量子力學(xué)與量子教育學(xué)
量子力學(xué)與量子教育學(xué)【1】
摘 要 在物理學(xué)中，量子力學(xué)并不是一個(gè)陌生的概念，它與哲學(xué)思想也有著(zhù)密切的聯(lián)系，如波粒二象性等原理都是因果的重要體現，量子教育學(xué)卻是科學(xué)主義的產(chǎn)物，沒(méi)有正確地找到量子力學(xué)的原理，認為主觀(guān)性決定一切。
簡(jiǎn)單闡述兩者的聯(lián)系，為后期的量子學(xué)研究提供參考。
關(guān)鍵詞 量子力學(xué) 量子教育學(xué) 主觀(guān)性
量子力學(xué)所涵蓋的一些思想，在哲學(xué)的研究中體現比較廣泛，也對教學(xué)理論方面起了重要的作用，可以說(shuō)量子力學(xué)對哲學(xué)思想的發(fā)展有著(zhù)重要的促進(jìn)作用。
量子力學(xué)著(zhù)重利用圖景等表象來(lái)認識周?chē)氖澜�，強調因果關(guān)系的認識，對后期形成的教育學(xué)理論具有參考性。
但是，借助量子力學(xué)所形成的“量子教育學(xué)”則有很大的不同，這一教育學(xué)對原來(lái)的量子理論認識存在較大的偏差，充分強調自然科學(xué)。
1量子力學(xué)的緣起
1900年，量子假說(shuō)出現在眾人的認知里，現在的量子力學(xué)仍在不斷完善，為后期的科學(xué)發(fā)展提供了重要的理論基礎，可以說(shuō)量子力學(xué)是量子理論的中心，它促進(jìn)了原子能等一些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，為社會(huì )的重大發(fā)明打下基礎，使人們更加清晰地認識到微觀(guān)世界，并利用微觀(guān)運動(dòng)來(lái)更好地服務(wù)社會(huì )，是人類(lèi)的重要發(fā)現，也是社會(huì )的偉大進(jìn)步。
2量子力學(xué)的宇宙觀(guān)
在宇宙世界中，對量子理論有較多的探討，從已經(jīng)存在的氫原子中，找到了量子級別的狀態(tài)。
對于電子而言，比原子更為復雜，這就要求必須要滿(mǎn)足求解該原子的特定的方程來(lái)解出，并且要求其 場(chǎng)剛好環(huán)繞原子核產(chǎn)生駐波而求得。
此外，量子態(tài)與別的駐波不一樣，都有自己特定的頻率，并與所蘊含的能量有關(guān)，每種量子狀態(tài)都有所表征的能量。
這就是說(shuō)，預期任何一個(gè)態(tài)的能量都是一個(gè)具體量子所確定的，并不是模棱兩可的，只要是有理論依據，就可以科學(xué)地估測態(tài)的能量多少。
由于質(zhì)子與電子之間存在著(zhù)相互吸引的力，要想移動(dòng)一個(gè)電子就必須要克服引力做功。
3量子的思維方式
人類(lèi)思想總是處于不斷發(fā)展中，當兩種思想發(fā)生交集時(shí)，就會(huì )形成一個(gè)比較完整的、令人驚嘆的思想成果，正如牛頓的世界觀(guān)與量子理論產(chǎn)生彼此彌合的交集，才會(huì )讓思想發(fā)展得如此迅速，才會(huì )讓社會(huì )發(fā)展如此的快。
量子思維方式給人類(lèi)一個(gè)重要的啟示，要求以人為中心，以人為主體。
隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步和經(jīng)濟發(fā)展，信息技術(shù)逐漸融入了人的智慧和思想，他們彼此都是看不見(jiàn)的，沒(méi)有確定的形狀，但彼此交匯起來(lái)以后，就成了一種可以量化的物質(zhì)，這是由于物質(zhì)性比較弱。
其實(shí)，量子物理學(xué)所產(chǎn)生相關(guān)的科學(xué)智慧，是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的重要因素，也是文明進(jìn)步的重要保障，可以說(shuō)，量子物理學(xué)是計算機重要的組成部分，所形成的計算機芯片是重要的思維體現，量子物理學(xué)不僅是科學(xué)進(jìn)步的前提，更是信息發(fā)展的重要保障，量子思維更是現代社會(huì )發(fā)展的必要方式。
4“量子教育學(xué)”的唯心主義
從產(chǎn)生量子力學(xué)后，“量子教育學(xué)”也隨之不斷發(fā)展，雖然也涉及到一些教育學(xué)方面的觀(guān)點(diǎn)，但這些觀(guān)點(diǎn)都是被眾人早就接受了。
如：學(xué)習是一個(gè)整體的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中各知識點(diǎn)是相互聯(lián)系、彼此交錯的，以及還談到了關(guān)鍵詞：服務(wù)、個(gè)性化、互補等，但是，這些所謂的觀(guān)點(diǎn)及結論不是原汁原味的，也不是從量子力學(xué)中演變而來(lái)，而是與它的原理相悖，從本質(zhì)上講，“量子教育學(xué)”就是一種唯心主義的表現。
貝克萊比較重視經(jīng)驗，認為所學(xué)的知識來(lái)源于經(jīng)驗，但是他卻犯了一個(gè)致命的錯誤，認為感覺(jué)是世界真正存在的東西，其他的都是看不見(jiàn)的。
他認為，知識是一切力量之源，但感覺(jué)是我們去探索未知世界，追求至高真理的唯一手段，只有能感覺(jué)到，才能被發(fā)現。
也就是說(shuō)：我們的主觀(guān)性決定了我們所看見(jiàn)的世界，這也是量子教育學(xué)詮釋的觀(guān)點(diǎn)。
他認為，只要消除了事物與觀(guān)念的差異，認同事物等同于所謂的觀(guān)念，并且觀(guān)念可以感知任何世界上存在的事物，這樣才會(huì )讓我們的知識更加具有生命力。
5“量子教育學(xué)”的曲解
正所周知，量子力學(xué)不可能�槲ㄐ鬧饕搴筒豢芍�論創(chuàng )造理論基礎，而“量子教育學(xué)”卻是唯心主義的重要思想來(lái)源，這是“量子教育學(xué)”對量子力學(xué)核心思維的歪曲，或者說(shuō)對量子力學(xué)沒(méi)有正確的認識，造成思想上出現截然不同的主張，另外，“量子教育學(xué)”過(guò)分強調感覺(jué)和經(jīng)驗，導致偏向于不可知論，與量子力學(xué)的思想相悖而馳。
“量子教育學(xué)”對量子力學(xué)概念和方法認識的偏差表現有。
為了進(jìn)一步認識光的本質(zhì)特性，提出了波粒二象性的觀(guān)念。
此后，玻爾提出了“氣補原理”，再一次詮釋了波粒二象性的本質(zhì)。
“測不準”原理而是在某一個(gè)方面有較大的缺陷，不是粒子在宏觀(guān)世界的不適用，只是說(shuō)明不能單一地應用某一個(gè)方面，只有同時(shí)應用時(shí)才能為物理現象提高全面的解釋。
玻爾認為，波粒二象性在整個(gè)量子力學(xué)中的地位較高，它是一種可以很好地描述一種物理現象的原理，也可以說(shuō)是解釋因果關(guān)系的一種原理，它可以相互促進(jìn)、相互排斥，這種互斥的關(guān)系不可或缺，這種互補關(guān)系后來(lái)被廣大學(xué)者所接受。
6結語(yǔ)
近年來(lái)，量子力學(xué)逐漸被廣大研究者重視起來(lái)，探討量子力學(xué)的基本原理以及與量子教育學(xué)的重要關(guān)系，在量子理論的發(fā)展過(guò)程中，這已經(jīng)留下了較多的論爭。
可以肯定的是量子力學(xué)對于科學(xué)的進(jìn)步貢獻了一份力量，把微觀(guān)世界與宏觀(guān)世界聯(lián)系起來(lái)，而量子教育學(xué)并不是量子力學(xué)的正確認識，就本身的發(fā)展情況來(lái)看，量子教育學(xué)認同了后現代主義，成為了唯心主義的重要依據。
參考文獻
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“量子力學(xué)”教學(xué)淺談【2】
【摘 要】“量子力學(xué)”本身是一門(mén)非常抽象的課程，一方面需要學(xué)生摒棄在經(jīng)典物理學(xué)習中形成的固有觀(guān)念和認識，另一方面在學(xué)習某些基本概念和基本理論時(shí)又要求學(xué)生建立起與經(jīng)典物理之間的聯(lián)系以形成較為直觀(guān)的物理圖像，這種思維上的沖突導致學(xué)生在學(xué)習這門(mén)課程時(shí)困惑不堪。
需要認真思考教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展方式。
【關(guān)鍵詞】量子力學(xué);教學(xué)方法;物理思想
“量子力學(xué)”是20世紀物理學(xué)對人類(lèi)科學(xué)研究?jì)纱髽酥拘载暙I之一，已經(jīng)成為理工科專(zhuān)業(yè)最重要的基礎課程之一，學(xué)生熟練掌握量子力學(xué)的基本概念和基本理論，具備利用量子力學(xué)理論分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
對提高學(xué)生科學(xué)素，養培養學(xué)生的探索精神和創(chuàng )新意識及亦具有十分重要的意義。
但是，量子力學(xué)理論與學(xué)生長(cháng)期以來(lái)接觸到的經(jīng)典物理體系相去甚遠，尤其是處理問(wèn)題的思路和手段與經(jīng)典物理截然不同，但它們之間又不無(wú)關(guān)聯(lián)，許多量子力學(xué)中的基本概念和基本理論是類(lèi)比經(jīng)典物理中的相關(guān)內容得出的。
思維上的沖突導致學(xué)生在學(xué)習這門(mén)課程時(shí)困惑不堪。
此外，這門(mén)課程理論性較強，眾多學(xué)生陷于煩瑣的數學(xué)推導之中，導致學(xué)習興趣缺失。
針對這些教學(xué)中的問(wèn)題，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習本課程的熱情，充分調動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，已經(jīng)成為擺在教師面前的重要課題。
對“量子力學(xué)”課程的教學(xué)內容應作一些合理的調整。
1 合理安排教學(xué)內容
1.1 理清脈絡(luò )，強化知識背景
從經(jīng)典物理所面臨的困難出發(fā)，到半經(jīng)典半量子理論的形成，最終到量子理論的建立，對量子力學(xué)的發(fā)展脈絡(luò )進(jìn)行細致的、實(shí)事求是的分析，特別是對量子理論早期的概念發(fā)展有一個(gè)準確清晰的理解，弄清楚到底哪些概念和原理是已經(jīng)證明為正確并得到公認的，還存在哪些不完善的地方。
這樣一方面可使學(xué)生對量子力學(xué)中基本概念和基本理論的形成和建立的科學(xué)歷史背景有一深刻了解，有助于學(xué)生理清經(jīng)典物理與量子理論之間的界限和區別，加深他們對這些基本概念和基本理論的理解;另一方面，可使學(xué)生對蘊藏在這一歷程中的智慧火花和科學(xué)思維方法有一全面的了解，有助于培養學(xué)生的創(chuàng )新意識及科學(xué)素養。
比如：對于玻爾理論，由于對量子化假設很難用已經(jīng)成形的經(jīng)典理論來(lái)解釋?zhuān)瑢W(xué)生往往會(huì )覺(jué)得不可思議，難以理解。
為此，在講解這部分內容時(shí)，很有必要介紹一下玻爾理論產(chǎn)生的歷史背景，告訴學(xué)生在玻爾的量子化假設之前就已經(jīng)出現了普朗克的量子論和愛(ài)因斯坦的光量子概念，且大量關(guān)于原子光譜的實(shí)驗數據也已經(jīng)被掌握，之前盧瑟福提出的簡(jiǎn)單行星模型卻與經(jīng)典物理理論及實(shí)驗事實(shí)存在嚴重背離。
為了解決這些問(wèn)題，玻爾理論才應運而生。
在用量子力學(xué)求解氫原子定態(tài)波函數時(shí)，還可以通過(guò)定態(tài)波函數的概率分布圖，向學(xué)生介紹所謂的玻爾軌道并不是真實(shí)存在的，只是電子出現幾率比較大的區域。
通過(guò)這樣講述，學(xué)生可以清晰地體會(huì )到玻爾理論的承上啟下的作用，而又不至于將其與量子力學(xué)中的概念混為一談。
1.2 重在物理思想，壓縮數學(xué)推導
在物理學(xué)研究中，數學(xué)只是用來(lái)表述物理思想并在此基礎上進(jìn)行邏輯演算的工具，教師不能將深刻的物理思想淹沒(méi)在復雜的數學(xué)形式之中。
因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要著(zhù)重于加強基本概念和基本理論的講授，把握這些概念和理論中所蘊含的物理實(shí)質(zhì)。
對一些涉及繁難數學(xué)推導的內容，在教學(xué)中刻意忽略具體數學(xué)推導過(guò)程，著(zhù)重于使學(xué)生掌握其中的思想方法。
例如：在一維線(xiàn)性諧振子問(wèn)題的教學(xué)中，對于數學(xué)方面的問(wèn)題，只要求學(xué)生能正確寫(xiě)出薛定諤方程、記住其結論即可，重點(diǎn)放在該類(lèi)問(wèn)題所蘊含的物理意義及對現成結論的應用上。
這樣，學(xué)生就不會(huì )感到枯燥無(wú)味，而能始終保持較高的學(xué)習熱情。
2 改進(jìn)教學(xué)方法
“量子力學(xué)”這門(mén)課程本身實(shí)驗基礎薄弱、理論性較強，物理圖像不夠直觀(guān)，一味采取傳統的灌輸式教學(xué)，學(xué)生勢必感到枯燥，甚至厭煩。
學(xué)習效果自然大打折扣。
為了提高學(xué)生學(xué)習興趣，激發(fā)其學(xué)習的積極性，培養其科學(xué)探索精神及創(chuàng )新能力，在教學(xué)方法上應進(jìn)行積極的探索。
2.1 發(fā)揮學(xué)生主體作用
在必要的教學(xué)內容講解外，每節課都留出一定的師生互動(dòng)時(shí)間。
教師通過(guò)創(chuàng )設問(wèn)題情景，引導學(xué)生進(jìn)行研究討論，或者針對已講授內容，使學(xué)生對已學(xué)內容進(jìn)行復習、總結、辨析，以加深理解;或者針對未講授內容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習新知識的興趣(比如，在講授完一維無(wú)限深方勢阱和一維線(xiàn)性諧振子這兩個(gè)典型的束縛態(tài)問(wèn)題后就可引導學(xué)生思考“非束縛態(tài)下微觀(guān)粒子又將表現出什么樣的行為”)，這樣學(xué)生就會(huì )積極地預習下節內容;或者選擇一些有代表性的習題，讓學(xué)生提出不同的解決辦法，培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。
對于在課堂上不能解決的問(wèn)題，積極鼓勵學(xué)生利用圖書(shū)館及網(wǎng)絡(luò )資源等尋求解決，培養學(xué)生的科學(xué)探索精神。
此外，還可使學(xué)生自由組合，挑選他們感興趣的與課程有關(guān)的題目進(jìn)行討論、調研并完成小組論文，這一方面激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習積極性，另一方面使其接受初步的科研訓練，一舉兩得。
2.2 注重構建物理圖像
在實(shí)際教學(xué)中著(zhù)重注意物理圖像的構建，使學(xué)生對一些難以理解的概念和理論形成較為直觀(guān)的印象，從而形成深刻的記憶和理解。
例如：借助電子束衍射實(shí)驗，通過(guò)三個(gè)不同的實(shí)驗過(guò)程(強電子束、弱電子束及弱電子束長(cháng)時(shí)間曝光)，即可為實(shí)物粒子的波粒二象性構建出一幅清晰的物理圖像;借助電子束衍射實(shí)驗圖像，再以光波類(lèi)比電子波，即可凝練出波函數的統計解釋;借助電子雙縫衍射實(shí)驗圖像，可使學(xué)生更易接受和理解態(tài)疊加原理;借助解析幾何中的坐標系，可很好地為學(xué)生建立起表象的物理圖像。
盡管這其中光波和電子波、坐標系和表象這些概念之間有本質(zhì)上的區別，但借助這些學(xué)生已經(jīng)熟知和深刻理解的概念，可使學(xué)生非常容易地接受和理解量子力學(xué)中難以言明的概念和理論，同時(shí)，也可使學(xué)生掌握這種物理圖像的構建能力，對培養學(xué)生的創(chuàng )新思維具有非常積極地作用。
3 教學(xué)手段和考核方式改革
3.1 課程教學(xué)采用多種先進(jìn)的教學(xué)方式
如安排小組討論課，對難于理解的概念和規律進(jìn)行討論。
先是各小組內討論，再是小組間辯論，最后老師對各小組討論和辯論的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行評述和指正。
例如，在講到微觀(guān)粒子的波函數時(shí)，有的學(xué)生會(huì )認為是全部粒子組成波函數，有的學(xué)生會(huì )認為是經(jīng)典物理學(xué)的波。
這些問(wèn)題的討論激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，從而進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生對一些不易理解的概念和量子原理進(jìn)行深入理解，直至最后充分理解這些內容。
另外課程作業(yè)布置小論文，邀請國內外專(zhuān)家開(kāi)展系列量子力學(xué)講座等都是不錯的方式。
3.2 堅持研究型教學(xué)方式
把課程教學(xué)和科研相結合，在教學(xué)過(guò)程中針對教學(xué)內容，吸取科研中的研究成果，通過(guò)結合最新的科研動(dòng)態(tài)，向學(xué)生講授在相關(guān)領(lǐng)域的應用以培養學(xué)生學(xué)習興趣。
在量子力學(xué)誕生后，作為現代物理學(xué)的兩大支柱之一的現代物理學(xué)的每一個(gè)分支及相關(guān)的邊緣學(xué)科都離不開(kāi)量子力學(xué)這個(gè)基礎，量子理論與其他學(xué)科的交叉越來(lái)越多。
例如：基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚態(tài)物理到中子星、黑洞各個(gè)層次的研究以量子力學(xué)為基礎;量子力學(xué)在通信和納米技術(shù)中的應用;量子理論在生物學(xué)中的應用;量子力學(xué)與正在研究的量子計算機的關(guān)系等，在教學(xué)中適當地穿插這些知識，擴大學(xué)生的知識面，消除學(xué)生對量子力學(xué)的片面認識，提高學(xué)生學(xué)習興趣和主動(dòng)性。
量子力學(xué)從誕生到發(fā)展的物理學(xué)史所包含的創(chuàng )新思維是迄今為止哪一門(mén)學(xué)科都難以比擬的。
在20世紀初，經(jīng)典物理學(xué)晴空萬(wàn)里，然而黑體輻射、光電效應、原子光譜等物理現象的實(shí)驗結果嚴重沖擊經(jīng)典物理學(xué)理論，讓經(jīng)典物理學(xué)陷入危機四伏的境地。
量子力學(xué)的誕生，開(kāi)啟了人類(lèi)科學(xué)發(fā)展的新思維。
開(kāi)展好量子力學(xué)的教學(xué)活動(dòng)，在教學(xué)過(guò)程中展現量子力學(xué)數學(xué)形式之美，使學(xué)生在科學(xué)海洋中得到美的享受，有利于極大的提高學(xué)生的科學(xué)素養，從精神上熏陶他們的創(chuàng )新精神。
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量子力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐【3】
摘 要：量子力學(xué)課程是工科電類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎課程的重要組成部分。
課程的物理概念抽象，應用的數學(xué)知識較多，歷來(lái)都是反映“老師難教、學(xué)生難學(xué)”的課程。
結合課程組多年的教學(xué)和研究的經(jīng)歷，從激發(fā)學(xué)生興趣，構建物理圖像，結合學(xué)科最新發(fā)展成果等方面對課程的教學(xué)進(jìn)行了有益的探索和思考。
實(shí)踐表明，這樣的教學(xué)模式得到了學(xué)生的肯定，取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：量子力學(xué) 教學(xué)內容 教學(xué)方法
量子力學(xué)課程是工科電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎課程。
通過(guò)該課程的學(xué)習，使學(xué)生初步掌握量子力學(xué)的基本原理和基本方法，認識微觀(guān)世界的物理圖像以及微觀(guān)粒子的運動(dòng)規律，了解宏觀(guān)世界與微觀(guān)世界的內在聯(lián)系和本質(zhì)的區別。
量子力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響后續的如“固體物理學(xué)”、“半導體物理學(xué)”、“集成電路工藝原理”、“量子電子學(xué)”、“納米電子學(xué)”、“微電子技術(shù)”等課程的學(xué)習。
量子力學(xué)課程的學(xué)習要求學(xué)生具有良好的數學(xué)和物理基礎，對學(xué)生的邏輯思維能力和空間想象能力等要求較高，因此要學(xué)好量子力學(xué)，在我們教學(xué)的過(guò)程中，需要充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性和積極性。
同時(shí)，隨著(zhù)科學(xué)日新月異的發(fā)展，對量子力學(xué)課程的教學(xué)也不斷提出新的要求。
如何充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，充分調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性和能動(dòng)性，切實(shí)提高量子力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和教師的教學(xué)水平，已經(jīng)成為擺在高校教師目前的一項重要課題。
該課程組在近幾年的教學(xué)改革和教學(xué)實(shí)踐中，本著(zhù)高校應用型人才的培養需求，強調量子力學(xué)基本原理、基本思維方法的訓練，結合物理學(xué)史，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性;充分利用熟知軟件，理解物理圖像，激發(fā)學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性;結合現代科學(xué)知識，強調理論在實(shí)踐中的應用，取得了良好的教學(xué)效果。
1 當前的現狀及存在的主要問(wèn)題
目前工科電類(lèi)專(zhuān)業(yè)普遍感覺(jué)量子力學(xué)課程難學(xué)，其主要原因在于：
第一，量子力學(xué)它是一門(mén)全新的課程理論體系，其基本理論思想與解決問(wèn)題的方法都沒(méi)有經(jīng)典的對應，而學(xué)習量子力學(xué)必須完全脫離以前在頭腦中根深蒂固的“經(jīng)典”的觀(guān)念;第二，量子力學(xué)的概念與規律抽象，應用的數學(xué)知識比較多，公式推導復雜，計算困難;第三，雖然量子力學(xué)問(wèn)題接近實(shí)際，但要學(xué)生理解和解決問(wèn)題，還需要一個(gè)過(guò)程;由于上述問(wèn)題的存在，使初學(xué)者都感到量子力學(xué)課程枯燥無(wú)味、晦澀難懂，而且隨著(zhù)學(xué)科知識的飛速發(fā)展，知識的更新周期空前縮短，在有限的課時(shí)情況下，如何使學(xué)生在掌握扎實(shí)的基礎知識的同時(shí)，跟上時(shí)代的步伐，了解科學(xué)的前沿，以適應新世紀人才培養的需求，是擺在我們教育工作者面前的巨大挑戰。
2 結合物理學(xué)史激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣
興趣是最好的老師，在大學(xué)物理中，談到了19世紀末物理學(xué)所遇到的“兩朵烏云”，光電效應和紫外災難，1900年，普朗克提出了能量子的概念，解決了黑體輻射的問(wèn)題;后來(lái)，愛(ài)因斯坦在普朗克的啟發(fā)下，提出了光量子的概念，解釋了光電效應，并提出了光的波粒二象性;德布羅意又在愛(ài)因斯坦的啟發(fā)下，大膽的提出實(shí)物粒子也具有波粒二象性;對于物理學(xué)的第三朵烏云“原子的線(xiàn)狀光譜，”玻爾提出了關(guān)于氫原子的量子假設，解釋了氫原子的結構以及線(xiàn)狀光譜的實(shí)驗。
后來(lái)還有薛定諤、海森堡、狄拉克等偉大的物理學(xué)家的努力，建立了一套嶄新的理論體系-量子力學(xué)。
在教學(xué)的過(guò)程中，適當穿插量子力學(xué)的發(fā)展歷史以及偉大科學(xué)家的傳記故事，避免了量子力學(xué)課程“全是數學(xué)的推導”的現狀，這樣激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和學(xué)習熱情，通過(guò)對偉大科學(xué)家的介紹，培養刻苦鉆研的精神。
實(shí)踐表明，這樣的教學(xué)模式大大提高了學(xué)生的學(xué)習主動(dòng)性。
3 結合熟知軟件化抽象為形象
量子力學(xué)內容抽象，對一些典型的結論，可以用軟件模擬的方式實(shí)現物理圖像的重現。
很多軟件如matlab、c語(yǔ)言等很多學(xué)生不是很熟練，而且編程較難，結合物理結論作圖較為困難;Excell是學(xué)生常用的軟件之一，簡(jiǎn)單易學(xué)卻功能強大，幾乎每位同學(xué)都非常熟練，我們充分利用這一點(diǎn)，將Excell軟件應用到量子力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，取得了良好的效果。
如在一維無(wú)限深勢阱中，我們用解析法嚴格求解得到了波函數和能級的方程。
而波函數的模方表示幾率密度。
我們要求學(xué)生用Excell作圖，這樣得到粒子阱中的幾率分布，通過(guò)與經(jīng)典幾率的比較(經(jīng)典粒子在阱中各處出現的幾率應該相等)和經(jīng)典能級的比較(經(jīng)典的能量分布應該是連續的函數)，通過(guò)學(xué)生的自我參與，充分激發(fā)了學(xué)生的求知欲望;從簡(jiǎn)單的作圖，學(xué)生深刻理解了微觀(guān)粒子的運動(dòng)狀態(tài)的波函數;微觀(guān)粒子的能量不再是連續的，而是量子化了的能級，當n趨于無(wú)窮大時(shí)微觀(guān)趨向于經(jīng)典的結果，即經(jīng)典是量子的極限情況;通過(guò)學(xué)生熟知的軟件，直觀(guān)的再現了物理圖像，學(xué)生會(huì )進(jìn)一步來(lái)深刻思考這個(gè)結論的由來(lái)，傳統的教學(xué)中。
我們先講薛定諤方程，然后再解這個(gè)方程，再利用邊界條件和波函數的標準條件，一步一步推導下來(lái)，這樣的教學(xué)模式有很多學(xué)生由于數學(xué)的基礎較為薄弱，推導過(guò)程又比較繁瑣，因此會(huì )逐步對課程失去了興趣，這也直接影響了后面章節的學(xué)習，而通過(guò)學(xué)生親自作圖實(shí)現的物理圖像，改變了傳統的“填鴨式”教學(xué)，最大限度的使學(xué)生參與到課程中，這樣的效果也將事半功倍了，大大提高了教學(xué)的效果。
4 結合科學(xué)發(fā)展前沿拓寬學(xué)生視野
在課程的教學(xué)中，除了注重理論基礎知識的講解和基礎知識的應用以外，還需介紹量子力學(xué)學(xué)科前沿發(fā)展的一些動(dòng)態(tài)。
結合教師的教學(xué)科研工作，將國內外反映量子力學(xué)方面的一些最新的成果融入到課程的教學(xué)之中，推薦和鼓勵學(xué)生閱讀反映這類(lèi)問(wèn)題的優(yōu)秀網(wǎng)站、科研文章，使學(xué)生了解量子力學(xué)學(xué)科的發(fā)展前沿，從而達到拓寬學(xué)生視野，培養學(xué)生創(chuàng )新能力的目的。
例如近年興起并迅速發(fā)展起來(lái)的量子信息、量子通訊、量子計算機等學(xué)科，其基礎理論就是量子力學(xué)的應用，了解了這些發(fā)展，學(xué)生會(huì )反過(guò)來(lái)進(jìn)一步理解課程中如量子態(tài)、自旋等概念，量子態(tài)和自旋本身就是非常抽象的物理概念，他們沒(méi)有經(jīng)典的對應，通過(guò)對實(shí)驗結果的理解，學(xué)生會(huì )進(jìn)一步理解用態(tài)矢來(lái)表示一個(gè)量子態(tài)，由于電子的自旋只有兩個(gè)取向，正好與計算機存儲中二進(jìn)制0和1相對應，這也正是量子計算機的基本原理，通過(guò)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習，從而達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
另外我們還要介紹量子力學(xué)在近代物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生命學(xué)等交叉學(xué)科中的應用，拓寬學(xué)生的視野。
5 結語(yǔ)
該課程組經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革，已經(jīng)逐步形成了一套行之有效的教學(xué)方法，在使學(xué)生充分理解和掌握量子力學(xué)的基本概念和基本思想的基礎上，初步具備利用量子力學(xué)基本理論進(jìn)行分析和解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的能力，改革和研究的結果對于推動(dòng)高校工科電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的量子力學(xué)課程的教學(xué)具有一定的理論和實(shí)踐指導意義。
參考文獻
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