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量子力学基础知识总结范文1
关键词：量子力学 教学研究 哲学思想
“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。”温故知今，止于至善，提高当代大学生的哲学素养、人文情怀和科学素养，是素质教育的要求之一。以牛顿运动三定律、电磁理论和热力学及统计物理学为基础的经典力学诞生于17世纪，成功地解释了大量物理学现象，取得了辉煌的科学成就，曾经被人们信奉为客观真理。在19世纪末20世纪初，人类以巨大的热情来研究原子核和放射现象，导致了两大理论成果的诞生：量子理论和相对论。随后，激光器、二极管、三极管、集成电路、互联网、移动通信、登月等等，这些辉煌的成就促使人类迈进了信息时代。运动着的电子――一个小小的微观粒子，却促使人类文明进入了电子信息时代。事实表明，现代信息技术的理论基础是物理学，信息的产生、发送、接收和处理，都是由一个个物理的系统来实现，因此信息世界的物理体系归根结底要受到物理定律的制约。现在人们明白了，经典物理理论仅适用于宏观低速运动的物体的场合，而对于微观小尺度下、接近于光速运动的粒子的运动规律误差会变得很大，必须使用相对论和量子理论来描述。而经典物理理论仅仅是量子理论和相对论在低速宏观范围下的良好近似。
量子理论是二十世纪最伟大的发现之一。量子理论的形成和发展，是整个物理学发展中最值得书写的，也是对青年大学生最具有启发意义的过程，在此期间包括了爱因斯坦的奇迹年（1905年）。梳理和探究整个过程中所包含的科学思维，科学方法，科学理论，科学素养……都是值得我们去探索、去深思、去挖掘的。
一、对青年大学生物质观和运动观的进一步加深具有重要意义
科学技术发展到21世纪，人类对于物质世界的认识进入到了纳米尺度。材料学科的研究中出现了很多量子效应。量子理论中的许多不同于经典力学的物理现象颠覆性地发展了经典力学的思维，拓宽了人类认识物质世界的视野，使人们对运动的本质有了更进一步的了解。随着人类认识的不断深入和材料尺寸的不断缩小，电子运动的量子效应愈加明显。现在人们已经明白了，电子既是一种微观粒子，同时也是一种波，这就是所谓的波粒二象性。与经典物理现象不同的是，微观粒子的诸多物理量之间受到量子规律的束缚，其中之一便是著名的不确定性原理，例如时间与能量之间、动量与位置之间等。此外，另一个有趣的现象是电子的势垒贯穿效应，即能量小于势垒高度的电子或者其它微观粒子可以以一定的几率，越过势垒，运动到势垒的右边去。尽管一个理性的人对这种解释可能不满意，但是我们必须明白“隧穿”仅仅是我们为了理解的方便而构造的一个东西，除非人们对量子世界的认识更进一步。我们唯一能确定的是当满足一定条件的时候，隧穿效应就会发生。
二、对青年大学生思维拓展与创新具有重要的启发意义
量子理论是描述微观粒子运动规律的理论，其概念体系与研究宏观现象及其规律的经典物理学有很大的不同。量子理论的出现，是人类对物质世界认识日益深化的结果，为其他自然学科的发展开辟了广阔的前景。从培养研究型科学人才的角度来说，量子理论是与现代科学研究联系最紧密的课程之一。这对当代青年大学生提出了更高、更严格的要求。
第一，必须尊重客观世界的运动规律，坚持创新思维，深刻认识微观世界的规律。规律是物质在运动过程中表现出来的必然的、稳定的、永恒的联系，任何事物之间都有联系，都是矛盾的对立统一体，这就需要在实际的学习探索中抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面。同时，矛盾具有特殊性，内因是事物发展的根据，决定着事物发展的方向和主要性质，外因是事物发展的次要因素。在实际的处理过程中要区别对待。
第二，注意量变到质变的积累。量变是指事物单纯数量上的增加或减少，事物保持其质的稳定性。质变是指事物根本性质的变化，“量变质变新的量变”是事物发展的基本规律。注意收集数据，逐步地总结规律。任何重大的发现，都有一个辛苦的积累过程，面对纷繁杂芜的实验数据，如何去伪存真，由表及里，层层剖析？这需要尊重客观规律，逐渐挖掘深层次的信息，切勿急于求成或者违背客观规律。这方面在量子理论的发展过程中体现得尤为重要。
第三，量子理论是开放的理论，对量子理论的争论一直在继续。量子理论过去的成功并不意味着它是一个彻底完善的物理学理论。自量子理论诞生以来，关于量子理论的思想基础和基本问题的争论，从来就没有停止过。人们对于量子理论本身的完备性及其一些基本观念的理解，甚至持有截然不同的观点。其他的理论也是在不断地争论中不断完善。
三、量子力学中的数学思想及其知识框架
量子力学中主要的数学知识，主要是Hilbert内积空间，这是学生在学完微积分初步、线性代数以及概率论后需要掌握的、在工程领域内应用最为广泛的一门数学学科，也是对空间解析几何的推广和延伸。其中包括了对前面提到的几门学科的综合应用，例如量子力学中的力学量，用线性算符来描述，则必须是厄米的；用海森堡的矩阵力学表示，则要求该矩阵的本征值和平均值均为实数；还有，在计算不同物理量表象的矩阵元时，要用到定积分的运算；而不同表象之间的变换，需要用到矩阵变换；此外，在讲到微扰论和变分法时，还需要进一步的用到更多的数学知识。这些数学学科分支的交叉出现，足以让学生对该门课程的进一步学习产生畏惧心理。如何消除和转变学生的这种畏惧心理，这就要求教师在课堂上增强授课的趣味性。事实上，一部量子力学的发展史，包含了太多的启迪、方法、思维和科学研究的因素，因利势导，重视基础知识的讲解，将所有涉及到的数学知识及其发展史，生动地传授给学生。笔者经过近五年的课堂教学，认为对当前的大学本科学生，倘能在授课中能做到这一点，那么，学习《量子力学》的意义就达到了。
结论：以量子理论为核心的量子物理无疑是本世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。它不仅代表了人类对微观世界基本认识的革命性进步，而且带来了许多划时代的技术创新，直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。让学生在不断的思考和探索中，体会到学习和思考的快乐；对学生的世界观、物质观以及运动观的进一步深入，具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]格雷厄姆•法米罗,涂泓等译.天地有大美之现代科学之伟大方程,世界图书出版社,2008
[2]施塔赫尔,范岱年等译.爱因斯坦奇迹年.上海科技出版社,2001,7
[3]曾谨言.量子力学.科学出版社,2010,4
[4]伯特兰•罗素.西方哲学史.中国商业出版社,第1版,2009,1
量子力学基础知识总结范文2
关键词：科学活动观；结构化学；课程教学
一、问题的提出
“结构化学”是高等院校化学专业的主干基础课程。它从微观视角阐明原子、分子和晶体的结构、性能和应用，主要包括量子力学基本原理及其在原子与分子体系中的应用和原子、分子与晶体结构的实验表征两大部分。后者又可根据被表征物质的形态及理论基础的不同，划分为谱学和晶体学两个不同体系[1]。
由于“结构化学”课程涉及面广、内容抽象、理论性强，要求学生具备较强的空间思维能力，严密的逻辑推理能力和扎实的数理功底；同时由于“结构化学”通常不作为考研基础科目，因此许多教师对教学有效性缺乏足够重视，大量采用灌输式教学或简化教学内容。这样看似在短时间内完成了课程内容的教学，但实际上产生了诸多问题，这些问题恰恰制约着课程目标的达成。
（1）学生难以形成对知识的整体性认识。教师将结构化学知识作为一种结果和定论传授给学生，从表面上看，学生能够机械记忆基本知识，能进行简单的运用和拓展。但由于没有经历和体验知识获得的过程，无法从本质上、整体上理解结构化学的知识体系的来龙去脉、因果关系。
（2）学生关于理论与计算化学的学习和研究能力非常欠缺。由于结构化学涉及许多微观物质的结构和抽象的概念，如果没有科学的方法支撑去解决问题、发现规律，学生难以理解理论与计算化学的核心观念并运用理论与计算化学的核心方法。
（3）学生的情感体验不足。由于结构化学本身具备较高的难度，学生容易产生抵触、焦虑等一系列不良情绪。仅仅将知识作为一种工具和经验传授给学生，他们将无法体验和感受在知识形成中的愉悦感和合作、会话、交流的过程，进而难以得到需要的满足和被尊重、被接纳的情感体验。
基于以上“结构化学”教学的问题，有必要探索、建立新的教学观念以改革“结构化学”课程教学。由于科学知识从本源来讲恰恰是在科学活动中产生的，因此将“结构化学”的教学活动和科学活动做适当的融合，通过深入探索化学科学活动的基本特点和形式，研究科学活动与“结构化学”教学的相互关系，进而探索以科学活动为中心的“结构化学”课程教学途径，不失为一种恰如其分的改革视角。
二、科学活动观——“结构化学”课程教学的新理念
人们对科学本质的认识是一个不断深化的过程。从动态的和生成性的观点看，科学作为“系统化的实证知识”的观点引起了人们高度反思。有人认为科学的本质是获得知识的活动，例如，保加利亚学者T. H. 伏尔科夫曾提到，科学的本质，不在于已经认识的真理，而在于探索真理；科学本身不是知识，而是产生知识的社会活动，是一种科学生产[2]。我国学者刘大椿曾将科学更多地看成是活动的过程，指出科学是人类特有的活动形式，是人类特定的社会活动成果；虽离不开独特的物质手段，但本质上是精神的、智力的活动[3]。这种以动态的角度认识科学本质的思想，能够使人们对科学的理解更加丰富、深刻和全面。
对科学本质的理解，决定着科学教育实践价值取向。以科学活动观指导“结构化学”课程改革，对于提高教学质量，让学生建立自己的“结构化学”乃至整个化学一级学科的知识框架体系，培养学生终身学习、自主学习的能力，引导学生掌握分子模拟研究的初步技能，有着显著的优势。
（1）科学活动观视角下的“结构化学”教学是为科学知识的获得服务的。学生获得的系统性的、基础性的结构化学知识大多是结构化学已有的成果，是科学家多年来积累的理论与计算化学的经验、概念、理论、技能和方法。将知识的获得过程还原于科学活动，符合结构化学教学活动和科学活动在知识形成过程中的本质共同性，有利于学生建立并巩固系统的结构化学知识体系。
（2）科学活动观视角下的“结构化学”教学为学生能力的培养带来了良机。体验结构化学研究过程、掌握结构化学研究方法，对学生走入结构化学研究、形成理论与计算化学的研究能力并进而发展对整个化学一级学科的研究能力都有着重要的意义。学生在以科学活动为背景的学习中感受科学研究的全过程，习得科学研究方法，感受科研的意义和价值，在获得结构化学知识的同时形成与提高科研能力。
（3）科学活动观视角下的“结构化学”教学给予学生体验科研情感的平台。科学活动创造了真实的结构化学科研情境，而科学情感等隐性目标都是在情境中通过感悟获得的。学生在对结构化学问题的研究过程中提高学习兴趣、产生学习热情、发扬团队精神，这就有效解决了因知识灌输式教学而带来的学生情感体验不足的问题。
三、“结构化学”课程教学——“知识学习与能力培养”并重
1.以挑战性问题为学习驱动，构建“结构化学”学习活动
基于挑战性问题的探究式教学方法是为了设计合理的科学活动、有效实施“结构化学”教学而设计的。所谓的挑战性问题是指教师提出的一些与教学内容相关的、具有探索意义和探究价值的问题，供学生小组根据自己的兴趣和思维特点进行选择，以此作为科学活动的一个驱动性引导。在学习过程中，学生通过查找资料、相互讨论、动手实践等多种形式，采用合理的结构化学研究方法对这个问题进行深入研究，完成研究报告。
在“量子力学基本原理及其在平动、振动、转动、原子与分子轨道理论中的应用”模块的教学过程中，教师选择了从简单到复杂的系列自主学习内容，组织学生开展了以挑战性问题为驱动的自主研究性学习。
例如，教师在过去的教学过程中发现，学生对类氢原子结构的球谐波函数和径向波函数的图像理解有难度，不清楚图像的来源和图像节点的性质。为此，教师向学生介绍matlab软件，并提出挑战性问题：如何利用matlab软件编写程序语言作图，帮助理解原子与分子轨道图像。并根据这个问题，分别提出了一套由简入深的系列问题：（1）利用matlab 软件将谐振子振动波函数数字图形化，并与教材上的图形进行对比分析，以此为例说明表层理解信息（naming something）和深层理解信息（knowing something）的区别。（2）利用matlab软件将粒子围绕球面转动的球谐波函数Y及其|Y|2数字图形化。（3）利用matlab软件将类氢原子的径向函数、径向分布函数、原子轨道（径向函数R与球谐函数Y之积）数字图形化并讨论其节点问题。（4）利用matlab软件将氢分子离子的分子轨道（分子轨道理论框架下的单电子波函数近似解）数字图形化并讨论其节点与成键与反键性质。（5）设计一个程序将矩阵对角化，为共轭体系的休克尔经验分子轨道理论的近似解提供一套矩阵算法（HC=SCE在休克尔近似下变为HC=CE），并重点理解分子轨道理论的核心在于变分原理——将不可能完成的精确求解多体薛定谔方程的任务转化为近似求解体系能量函数（尝试波函数的线性组合系数为变量）的条件极值问题。
该系列挑战性问题由若干不同难度的小问题组成，根据学生的认知特点和水平逐渐提高，既防止问题太宽泛而无从下手，又逐渐向学生发出挑战以激发学生求知欲。另外，该问题的解决方法不固定，解答结果也不唯一。它允许学生运用不同的方法来解决问题，并且将分子模拟技术融入理论课程之中，通过体验编写程序的过程，获得结构化学研究的思路，深化对理论知识的理解和掌握。在学习过程中，教师作为学生学习的主导者，对学生学习过程进行观察、把握和调配，当学生学习出现困难时，提供必要的指导和点拨。
学生通过分工合作、查找资料、熟悉软件、编写程序、运行程序、优化程序，逐渐解决了每一个子问题。在这个过程中，学生在原有知识经验基础上主动构建对知识的理解，充分将知识内化为自己的认知。比如对球谐函数图像的认识，不再是机械地“记忆”每一个函数对应的图像，而是充分理解其本质，将原理融入图像的绘制过程，整体把握“数-形”关系，在理解的层面上深刻记忆图像的性质和形状。不仅如此，学生在学习过程中熟悉了结构化学学习与研究的基本方法，充分将结构化学的理论知识与分子模拟实践相结合，体验了以科研的视角去分析问题、解决问题、获得新知的过程。更加难能可贵的是，有学生通过自己绘制一维谐振子振动波函数示意图，发现了教材附图中的一处印刷错误[4]。
科学的发展是建立在继承前人的研究结果，并在科学实践过程中不断地对已有认识形成批判而发展的。例如，原子结构理论模型正是一代又一代科学家在继承、借鉴、批判前人研究成果，并在孜孜不倦地分析与探索过程中逐步建立的。这种科学精神和科学意识的形成必须依赖于科学活动。如果仅仅是读书、聆听教师的讲授，思维往往会被局限，实证意识往往会变得淡漠；相反，学生通过审慎地思考、缜密地分析、严谨的践行，不仅能够让学生认识到科学的学习不能唯书唯上，还需自己亲历躬行。
2.以知识框架图为学习工具，建立“结构化学”学科网络
要具备良好的理论与计算化学的学习与研究能力，必须具备系统化的结构化学基础知识和基本技能，从整体上、宏观上驾驭整个学科体系。学生需要将自己在科学活动中所获得的知识与经验加以总结、提炼与提升，构建自己的知识网络。在以教师讲授为主的“结构化学”教学过程中，这一点做得很不够，不是忽视知识的系统化处理过程，就是将教师自我头脑中已经构建好的体系直接传递给学生，供学生直接借鉴、吸取，而缺乏探索和整理的过程，缺失个性。
在“结构化学”的课程教学过程中，通过学生自主根据自己的知识理解状况绘制知识框架图（Schema），以图形而非文字的形式将结构化学知识加以梳理。在具体的实施过程中，教师要求学生将结构化学知识进行梳理、归类，根据具体的内容绘制相应的知识框架图，不仅仅要全面涵盖该内容内所有的知识点，同时要呈现出各知识点之间的逻辑关系，清晰地表明知识的结构属性和形成方式，使知识逐渐从“点”向“线、面”过渡。学生在绘制知识框架图的时候，不需要根据课本上的章节顺序来设计，也没有固定的思路，更希望学生能够呈现出自己对知识结构的理解。
以量子力学基本原理一章为例，学生绘制了该章的知识框架图，展现出了量子力学基本原理所包括五方面内容。这种教学方式不仅有助于帮助学生梳理结构化学知识的来龙去脉，建立科学的结构化学知识体系，形成全面的关于结构化学基本学科逻辑结构和基本学习与研究思路的认识；更有助于学生反思科学研究活动过程和结果，总结开展科学学习与研究的视角和途径，探索有待进一步学习和研究的盲点和解决策略，最终建立起清晰的化学学科体系框架，并在具体知识基础上形成化学观念。
3.以多种形式呈现学习结果，提升能力同时以评促学
所谓“研而不发则囿”，在科学活动中，通过书面报告（论文）和口头汇报（学术报告）等形式，科学生动地、多样化地展示科学活动成果，是科学工作者必须具备的能力和素质。学生在实践中解决了挑战性问题，绘制了知识框架图之后，需要完成关于学习与研究过程与结果的书面报告，同时在课堂中将自己的学习与研究过程与结果通过口头汇报的形式向教师和同学展示。这样能够让教师了解学生的学习研究过程，让同学学习与借鉴研究方法和研究结果，同时也能够接受教师与同学的批评指正，认识到自己的研究不足之处，为今后开展深入的结构化学学习与研究工作启迪思维、创设条件、打好基础。
利用书面报告和口头汇报等形式表达学习和研究过程与结果，在提高学生的基本科学研究素养的同时，也有助于从过程的角度、从个性化的角度、从个人全面发展的角度来开展并落实过程评价、全员评价，将过程评价与终结性评价相结合。传统的以平时成绩和期末考试成绩为唯一评价指标的评价方式，过多地局限于知识点的掌握，却不能很好地考查学生的个性化学习能力和学习方式，更难以评价学生的科学研究基本素养。利用书面报告和口头汇报则有效地弥补了单一评价方式的不足之处，最终达到以评促学的根本目的。这种以多个评价者从多个角度对学习者进行评价的机制，关注学习者学习过程中所表现出来的各方面能力和素质而并非简单的学习结果，有效促进了学习者学习的积极性，体现了过程评价与终结性评价相结合的现代教育评价理念。
通过“活动-提炼-总结”方式的“结构化学”课程学习，学生能够在科学活动中找到自己的长处，发现自己的潜能，体验到相互合作的乐趣以及自己的想法被他人肯定和接纳时的成功愉悦感。学生在自主学习过程中收获的不仅仅是知识和能力，还有对自我的肯定，对他人的赞许，以及对学习、对科学研究的积极态度。同时，最难能可贵的是学生的学习能力普遍得到了提高，自主学习意识明显增强，为他们今后更好地开展分子模拟研究乃至从事化学理论与实验相结合的研究打下了良好的基础。
参考文献：
[1] 万坚等. “结构化学”课程内容体系与教学方法的研究与实践[A]//大学化学化工基础课程报告论坛论文集[C]. 北京：高等教育出版社，2007：264-267.
[2] 夏禹龙. 科学学基础[M]. 北京：科学出版社，1983：45.
量子力学基础知识总结范文3
关键词：化工专业；无机化学；教学改革
无机化学是化工专业的一门主干专业基础课[ 1]。我们的授课对象是刚刚进入大学的朝气蓬勃的大学新生。本课程立足于学生有着深刻印象的中学化学知识基础，教学时间涵盖两学期[ 2] ，64学时涉及广泛的内容，既有基础理论部分，又有涵盖重要化合物组成，结构，代表性规律的元素部分[ 3] 。因此，课程的教学质量和教学效果显得尤为重要，它直接影响大学生对专业的看法及学习兴趣，学习方法和能力的培养，还为后续相关课程打下良好的基础。
近年来，随着高校教育改革的深化，我们结合学生的情况和化工专业的特点在教学理念和教学形式上进行了一系列探索和改进，有效提升了教学质量，建立了和谐的师生关系。现从以下几个方面来简要阐述。
一、精选基本教学内容
如上所述，无机化学的内容包含基本原理和元素化学两部分。本课程是新生接触到的第一门专业基础课，要充分考虑到学生对新知识的渴求和已有的基础知识，避免内容庞杂。所以，我们对教材内容进行了归纳和充实，对于中学化学里讲述过的知识，例如化学平衡的特征、溶液的酸碱性的表征、氧化还原反应等基本化学原理的定性部分只做大概回顾，在本课程里着重讨论他们的定量计算；而对于配合物的分步解离平衡、化学热力学和动力学等内容在后续分析化学和物理化学课程中会详述，在无机化学中则以定性讲述为主。我们将教学基本内容概括为以溶液（电解质溶液，缓冲溶液）为基础，结构（原子结构、分子结构、晶体结构）为主线，平衡（酸碱平衡、化学平衡、沉淀―溶解平衡、氧化还原平衡）为重点，分区（s区，p区，d区，ds区）讲述，重点分明，条理清楚。特别是元素无机化学部分，具有“内容丰富、体系繁杂、历史悠久”的特点[ 4] ，讲好和学好元素化学对培养学生分析问题、解决问题和独立创新的能力至关重要。
在备课的过程中，教师也在反复研究教材、查阅资料、精选内容，这样才能做到高屋建瓴，视野开阔。如果讲课过程中始终局限于课本，只会把课上得枯燥乏味，不能激发学生的兴趣，因此，在授课内容中要注意引进补充内容，增加例题，使教学内容以课本为主又高于课本，体现教师的水平和特色。同时，某些知识点也应该根据学生的专业特点和学生实际适当进行调整。例如，在讲述碳族元素的时候可以给化工专业的学生增加煤化工的基本知识为他们的后续课程做铺垫，主族元素的性质递变可以要求学生通过查阅资料自己总结。
二、有针对性地强化教学重难点 无机化学课程内容多，学时少，不可能使学生牢记所有物质的性质和代表性反应。因此，教学中我们尽量突出重点即基本原理的阐述，培养学生分析问题的能力。这样即使到高年级，学生遗忘了本课程的具体内容，解决问题的方法和能力也能受用终身。教学的难点包括抽象难懂的内容和容易出错的地方。
例如，核外电子的运动状态是历届学生公认的难点。我们在教学中从回顾电子的波粒二象性开始引进薛定谔方程，结合传统的轨道含义和学生在高中了解的电子云引进量子力学中电子的运动状态。对相关的4个量子数的取值和应用增加大量示例，并形象地和学生所在寝室结合分析，层层深入，使学生建立核外电子运动状态的正确概念。而配位化合物的计算这样容易出错的地方，我们会预先给出错误的实例，加深学生印象，有助于内容的强化记忆。实践证明：有针对性地攻破难点、突出重点取得了很好的教学效果。
三、因材施教，适当引申，注重激发学生兴趣 不可否认，学生的基础、能力和知识的掌握程度有着很大的差异。所以我们也注重了教学过程中的针对性特点。对优生、学困生、中等生做到心中有数，充分考虑到他们在接受知识和技能时方式和速度的不同，在教学过程中因材施教，激发学生的兴趣和自信心，达到理想的教学效果。
同时，在元素无机化学的教学过程中，要充分考虑到学生对知识的渴求，采取适当变革的态度在教学内容上创新，适当地加入现代化学的重大发现或教师的科研项目，开阔学生的眼界，启迪思维，避免死记硬背。通过改进教学方法，学生对自然界存在的元素及主要化合物的性质及反应规律有了一个总体了解，也了解了一些在当今环境、能源、生命、材料等领域中采用的新技术，新方法和新材料。
例如，在讲配合物的应用时从人体血红蛋白结构入手，衍生出与配合物密切相关的生物无机化学的发展、人造血液、人体微量元素、抗癌药物及机理；在碳族元素中加入温室效应、全球气候变暖及钻石的相关知识；在硼族元素中加入各种宝石的图片及铊元素的中毒示例等。从学生渴望求知的眼神中可以看出他们很接受这些新的“窗口”，通过这些知识与公式原理的相互渗透，使课堂教学变得生机勃勃、面目一新，并为学生在今后专业知识的学习和工作中的“临窗远眺”乃至“破窗而出”打了一个很好的基础。
量子力学基础知识总结范文4
一、讲究教学中的教授艺术
在教学中，教师努力提高讲授的效果具有很重要的现实意义。首先，讲授时突出重点，条理清晰。教师所讲授的内容，必须有明确的目的性，重点突出，抓住重点、难点和关键，要能让学生字字听清，句句听懂；在内容理解上不存在克服不了的困难（那些有意留给学生进行思考的问题除外）；其次，讲授时适当点拨，在物理概念和规律教学中，使新知识与学生已有的知识结构建立联系，所以教师在讲授时要心中有数、适当点拨。如在《竖直方向上的抛体运动》教学中，因为学生已经学过了《匀变速直线运动的规律》，竖直上抛和竖直下抛实际上就是匀变速直线运动的特殊情况，所以学生有了一定的基础，物理教师讲授时不需要从头讲到尾，只需要适当点拨，学生就能轻松地学好这一节课；最后，讲授时富有情感。缺乏情感的讲授是苍白无力的，它难以点燃学生创造思维的火花，融会了一定情感的东西给人更多的形象美感，因为情感往往是和具体的人或事相联系的。在学生学习物理概念和规律的过程中，教师讲授要富有情感，使学生在学习知识的同时得到愉快的情感体验。
二、灵活采用多种教学方式
高中物理新课程改革以来，提出了很多新的有效的教学方式，这就要求老师在高中物理教学过程中掌握这些教学方法，并结合传统有效的教学方式，进行灵活的运用，只有这样才能提高物理课堂教学水平。科学探究是高中物理新课程实施的有效的教学方式，从课程标准以及教科书的编写内容中可以认识到，不可能也没有必要将所要求的内容都设计成探究选题。有许多物理知识，需要通过教师的系统讲授，学生在学习中才会少走弯路，达到对知识的深刻理解和牢固掌握。对于那些独立而简单、有利于促进学生发展的基础知识技能，对于物理实验仪器的介绍、科学家的生平事迹、物理学史的介绍、物理学科知识的拓展、自然现象等常识性内容，采用讲授式教学都有较好的效果。
大部分物理教师使用最多的教学方式是讲授，教学实践中为了达到最佳的教学效果，对于不同的教学内容，教师有将各种教学方式灵活结合运用的必要性，物理教师在讲授的间隙可以适当穿插演示实验和学生实验，引导学生观察或进行师生的讨论。在演示实验的过程中，教师还可以将实验与讲授相结合，以讲授来指导观察，以观察来推动思维的发展，教师的讲授一方面要体现演示实验的目的、意义和观察要求，另一方面要揭示现象与本质之间的因果联系，引导学生从演示实验中分析比较，得出实验结论。
三、深入研究用好教材
教材是老师教学的依据，新课改给老师在利用教材方面提供了很大的自由发挥空间。教师应该通过深入分析教材内容和研究学生的实际认知水平，准确把握教学内容的深度和广度，减轻学生过重的学习负担。高中物理课程内容应为学生的终身学习、将来参与社会生活奠定必要的基础，使其具备发展的能力。因此，高中课程内容强调让学生学习物理学的基础知识，了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律，掌握终身发展必备的物理基础知识和技能，满足学生终身学习和发展的需求。教师应全面落实课程标准的要求，注重高中物理课程内容的基础性，严格筛选物理学中的核心内容，舍弃旧教材中某些偏难的内容，尤其是《课程标准》已经降低的教学要求、明确不作教学要求的内容及严格界定了教学难度的内容。许多一线物理教师在教学过程中唯恐知识点不全、不精、不细，导致课堂上讲得太多、太难。在有限的课时中，确保完成学生必须掌握的教学内容，在此基础上，再谈课外内容的援引，处理好“教与不教、教多教少”的问题，这样也能使课时压力有所缓解。
四、在知识学习过程中渗透物理学思想和方法
量子力学基础知识总结范文5
一、大学物理课程教学理念的转变
大学物理作为各类高等院校中面向非物理专业的学生所开设的一门课程，在高等人才教育和培养框架中起着基础作用。对于应用特色明显、致力于培养高级应用型人才的地方本科院校，“地方性、应用性”是高校的办学定位，“以能力为根本，以学生为主体，以教师为主导，注重应用性、融合性、职业性、开放性和创新性”则是高校人才培养的理念。根据此理念，大学物理教学的基本指导思想应该结合学生的专业特点为非物理类专业应用型人才打好物理基础。
1.加强基础教学。
物理是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。如果引用宋学集大成者朱熹以及明代心学创始人王阳明的说法，此乃格物究理、格物致理。在这里可以从“理”、“格”二个方面来理解大学物理及大学物理实验课程的教学理念和思路。理：是指教师在对学生传道授业之时应该教导给学生的基础物理知识。在这点上，中学的物理与大学物理内容存在两点最重大的区别。第一个区别在于大学物理知识体系的数学表达形式已经不再停留于初等代数几何的范围。高等数学的引入，特别是微积分对物理规律的表述形式已经广泛呈现在力、热、光、电磁、量子及相对论等各个基础理论领域内。根据本人在教学中统计到的学生反馈意见，高等数学会给初学大学物理的学生在理解原理规律和应用原理解决问题方面带来一定的困难。而不可避免的，高等数学是学生学习更深层、更普遍的物理规律并与实践相结合所必需的工具。因此，如何在教学中将物理与高等数学紧密结合起来，让学生既能用高等数学对物理规律和物理现象加以描述，同时又能通过数学表达式获取物理信息，形成物理图像，总结物理规律是我们在教学中需要认真思考和改革的地方。第二大区别在于大学物理内容的广泛性和深刻性。由于一个实际的问题往往不是只牵涉到物理某方面的知识，因此，在这一方面，教师的授课不能简单停留在对某个物理分支理论的讲解，我们更应该引导学生从更高的角度全方位学习，综合应用所学的物理知识来分析解决问题。格：要培养学生成为具有创新精神，具备创新能力的专业型人才很重要一点是要教会他们怎样学习，而不是学了什么。大学生活本身的宽松自由为学生提供了自学的良好氛围，因此，在大学物理课程教学中教师应该更加注重培养学生的格物之法。即对物该怎么格，怎么将需要讨论的实际问题和所学的知识对应起来，加以运用才是学生在学习的过程中应该被引导和指导的更重要的东西。为此，在教学过程中我们应训练学生养成探求物理概念与规律意义的习惯；通过分析物理概念和规律的内涵与外延完成知识的学习习惯；培养学生养成质疑思考的习惯，并能较自觉地依据物理的科学概念和规律，使用各种方法释疑，掌握物理思维方法的能力。另外，在传道解惑的过程中，教师应该有意识地让学生思考解决一些有难度的问题，鼓励学生在困难面前勇于探索、勤于思考，通过多途径的调研、自学，鼓励他们在实际问题中不断扩充物理知识面，通过自学掌握教材中没有涉及的理论及实验知识，从而培养他们百折不挠的作风和品质。
2.实践与创新能力的训练与发展。
物理是一门实验科学，实验课的作用不仅仅能验证所学的物理知识和理论，更重要的是它强化了学生在实践中学习和思考并解释的作用。正因为这样，现代物理学已经广泛与其他许多自然科学及现代技术结合，从而衍化出诸如航天物理学、生物物理学、纳米技术等与现代社会发展息息相关的崭新学科和技术领域。为了培养和训练学生这方面的素质，应该培养学生的物理学综合能力。通过大学实验课程的设立，我们可以训练学生综合运用物理学知识，经观察物理现象，运用物理及数学的语言来描述现象并建立物理模型以强化学生对各种现象进行分析和研究的能力，以及在利用规律分析、计算的基础上，能够区分答案的合理性与不合理性，提高他们的逻辑思维和判断能力。同是，通过对实验现象、结论的描述培养学生正确使用规范语言进行准确描述的本领。
3.培养现代的科学素养。
大学物理课程教学的目标不仅仅为了让学生学习基础知识，获得一定的实践技能，更是为了提高大学生整体的现代科学素养，为了通过学生的学习认知，将现代的科学理念、科学精神传播出去。因此，我们每一位教师在教书育人的过程中应该有意识地学习并向学生传播科学的理念和精神，为提高国民的整体科学文化素质做出工作。
二、大学物理课程教学内容、方法及手段的改革
在上述教学理念的指导下，大学物理的教学内容、方法及手段也应随之调整，以适应现代化人才培养的需要。
1.教学内容的现代化。
物理学在其发展过程中逐步产生了诸如力学、热学及统计物理、电磁学、相对论及量子力学等理论体系。这些体系内的基础理论构成了大学物理的经典授课内容。到了近现代，由于研究的具体和深入，这些基本理论体系相互融合，相互补充又逐步发展出了更明确的诸如粒子物理、原子分子物理、凝聚态物理、生物物理、化学物理、空间物理等更多的专业学科领域。因此，除了对传统的基本理论框架的教学以外，应适当补充与现代高新技术发展密切相关的物理知识教学和实践探索。向学生介绍最新的物理进展，指导学生接触前沿的物理知识，根据他们的专业特点及兴趣爱好给他们提供更大的自学空间和指导。
2.教学方法的现代化。
大学物理的现代化教学应该坚持启发式与创造式相结合的方法，通过引入诸如定性、半定量的分析以及其他有效的逻辑分析方法来培养学生的物理思维及解决问题的能力。要大胆构建适合物理学科教学实际的、能发挥学生主体作用和教师主导作用的多种模式的教学方法，并进行评估和优化组合。
3.教学手段的现代化。
由于信息技术的发展和计算机在现代社会各个领域的广泛应用，学生对于能实际操作的仪器本身接受力强，兴趣高。因此，教师应该在教学中采用多媒体、计算机辅助教学、幻灯投影仪、实物投影仪等现代化教学手段，达到加大课堂教学密度，高效率地向学生传递信息的目的。另外教师也应该通过指导学生学习运用各类如matlab、physlets等软件来解决物理问题，从而培养学生用现代化工具进行物理建模及数值分析的能力。此外，我们今后也将通过数字化网上教学平台的建设，来加强学生与老师之间的良性互动，从而促进教学相长，完成对学生的培养目标。
4.教学类别的多样性。
可为低年级学生提供必需的基础物理教学，也可以根据学校不同应用专业的特点面向中高年级理工科类大学生开设科技创新实践类选修提高课。同时，面向文科及艺术类的同学开设文科物理，从而丰富物理教学种类，满足学生的不同需求。
三、丰富第二课堂活动
定期或不定期举办一些与应用密切相关的前沿物理发展的讲座，邀请国内外专家做科普性质的前沿报告；开设一些研究兴趣小组，吸引学生参与与教学研究以及科研相关的活动；指导学生撰写科研论文，设计发明物理实验装置；鼓励学生积极参加物理竞赛等活动。
四、科学的评估体系的引入和建立
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关键词高中化学；有机化学；教学实效性
高中阶段的有机化学教学内容主要涉及一些常见的有机化合物的构造、性能、用途及相关研究方法。随着高中教育改革的不断深入发展,有机化学的教材中也融入了大量的新内容,虽然一定程度上增强了学生对于化学这门学科的学习兴趣,但收获的教学成果并不显著。在新课改背景下,高中化学教师有必要及时更新教学理念,积极探索有效的教学策略,根据学生的实际学习情况和教学内容的设定,选择恰当的教学方式,充分发挥自身的教学优势。
一、有机化学的相关概念及发展历程
高中化学教师要想切实提高自身的教学实效性,首先应当让学生对有机化学这门学科的基本概念和特点有充分地了解与把握。从发展的角度来看,有机化学分为提取、创立和后期发展三个重要阶段。其中,在提取阶段,人们对于有机化学的研究主要集中在应用和提取方面,更关注如何利用有机化学的知识进行药物方面的研究,从中提取所需的目标化合物,例如,农业生产中经常使用到的化肥以及医学领域的吗啡等物质。创立阶段是指一些关于有机化合物合成以及其他重要理论形成的时期。在这段时间内,专家们研究并合成了许多经典的有机化合物,至今在人们日常生活的各个领域仍有着广泛应用,如乙酸、油脂等。同时还创立了一些重要理论,为有机化学的发展奠定了坚实的理论根基。后期发展阶段是指近现代有机化学高速发展的时期,在此期间,科学家们以量子力学为研究基础,成功建立了现代结构理论体系并成功合成了一些十分复杂的天然物,极大地推动了有机化学的发展。
二、提升高中有机化学教学实效性的具体策略
(一)明确新旧教材教学内容的变化
随着新课改的推行,高中化学有机化学部分的内容也发生了相应的改变,教师在开展教学活动前应先仔细研读教材,把握作者的编写意图和教学大纲提出的人才培养目标,对比同样的教学内容在选修模块和必修模块内容编排的不同,进而准确控制好教学进度。同时,教师还应借助新课程标准进一步把握新版教材的内容广度,在教学过程中遵守循序渐进的原则,实现高效教学。
(二)突破教学重难点,使教学内容更加贴近高考要求
在以往的教学中,学生刚接触到有机化学时会表现出较浓的学习兴趣,但随着教学内容的不断深入和难度的不断增加,不少学生反映需要理解记忆的内容太多且复杂,尤其是各种反应方程式的书写,结构多变,关系复杂,学习起来非常吃力。因此,高中化学教师在教学过程中,应准确把握教学重难点,有目的、有计划地教学。根据近几年来的高考试题,我们可以了解到高考的考点仍在于学生对基础知识的掌握,题型以推断题和框架为主,题目大多以医药、环境、新材料、生活等领域最新的科研成果为背景,既考查了学生对有机化学主干知识的掌握程度,也让学生能够更加深刻地体会有机化学知识对人类社会发展做出的贡献。
(三)教会学生学习有机化学的方法
除了传授课本上的知识外,教师还应教会学生正确的学习方法,提高他们的自主学习能力。有机化合物的性质由其结构决定,反之,有机化合物的性质反映了其内部结构。因此教师应引导学生掌握有机化学的一般规律,从其结构特点出发分析其性质、用途等。例如,在讲解“乙烯”时,教师可以先向学生展示其结构模型,介绍乙烯分子的特点,进而延伸至化学键、分子极性等关联知识点,强化学生对各个知识点关系的理解与记忆。此外,教师还可以利用多媒体技术向学生直观、形象地展示各种有机分子的结构组成,帮助学生清晰地把握各个分子结构的异同点,培养他们举一反三的能力,从而有效提高他们的自主学习成效。
(四)以实验的方式提高教学的有效性
在有机化学的教学中,通过实验能有效提高教学的趣味性,并以更加直观的方式帮助学生深入地掌握化学知识。为了保证教学的趣味性,可采用如下的步骤开展实验:首先,根据教材的内容及教学目的安排实验活动;其次,有效引导学生通过深入观察独立完成实验;再次,引导学生根据实际的实验过程及结果进行总结并填写实验报告;最后,根据实验结果,引导学生对问题进行论证,让他们对课题有更加深入地了解。
(五)联系生活实际,渗透有机化学原理
有机化学与人们的日常生活息息相关,教师在教学过程中可适当联系生活实际,加深学生对课本上知识内容的理解,增强他们运用所学知识解决实际问题的能力。在课堂上,教师可以通过提问引导学生主动关注生活中的化学知识,如:为什么肥皂可以去除污渍?福尔马林的主要成分是什么?做菜时加入醋和酒的目的是什么?等等,这些都是生活中常见的问题,能够有效激发学生的学习兴趣。
三、结语
在新时期,教师应不断总结有机化学的教学方法,准确把握考试大纲的重难点要求,根据教学内容和学生的实际学习情况,适当调整教学方案,为学生营造轻松愉悦的学习氛围。在教学过程中注重培养学生的动手实践与信息处理能力,切实提高有机化学的教学实效性,促进学生综合素质的全面发展。
参考文献
[1]裘南丽.浅谈高中有机化学教学的点滴体会[J].才智,2016(29).
