量子力學知識點總結

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量子力學知識點總結范文第1篇

關鍵詞：量子力學；材料類專業；教學探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0122-02

對于普通高校的材料類本科教學來說，要求學生具有數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識，掌握材料設計、性能優選、工藝優化的原則，以及材料的組成、結構和性能關系。這就需要學生具有材料學科的完整的知識體系，量子力學是半導體、固體物理以及計算材料學、材料測試表征技術等學科的基礎，在材料科學體系中有著非常重要的地位。然而其由于本課程的學習是基于高等數學、大學物理、數學物理方法等前期課程學習的基礎之上的，學生對這些基礎課程的掌握情況參差不齊，而大部分學生對前期課程多有遺忘，課程內容的學習過程中需要理解的知識點很多，所以要學好這門課程需要充分發揮學生的主觀能動性，及時復習前期基礎課程和預習相關知識。由于知識間銜接緊密，需要邏輯推理內容非常多，學生稍有走神或缺課就會跟不上教師的教學進度，從而對后續知識的學習也喪失信心。此外，對于工科大環境下的學生群體來說，學生普遍對實用的專業課程較感興趣，而對基礎理論課程不夠重視，認為學習非常枯燥也沒有大多的用處。種種原因造成了在工科大環境下的理論物理教學特別是量子力學課程的教學困難重重，因此將理論教學與專業特色相結合，探索具有專業特色的量子力學的教學方法具有重要的意義。如何消除學生對本課程的畏懼心理，如何調動學生的學習積極性，讓學生在課堂上有收獲的同時也要自覺利用好課余時間學習是解決本課程教學的關鍵。本文結合材料類專業的綜合情況，經過實踐探索，總結幾點較為實用的教學方法。

一、與專業課程體系相結合，突出課程的重要性

備課之前先熟悉所授課專業的培養方案，了解學生的已修課程、同學期開設的專業課程以及后續的專業課程。材料類專業的量子力學課程一般在第四學期開課，在此之前學生已經修完了高等數學、大學物理、線性代數、數學物理方法等前期課程。同時學生開始接觸一些材料類的專業課程，例如材料科學基礎、高分子物理、物理化學等，在之后的第五以及第六學期將有大量的學科專業課，如材料分析測試技術、計算材料學等。教師在對本專業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業課程的教材，將專業課程當中涉及量子力學基礎的內容篩選出來以備用。在給學生講授第一堂課時既將本課程的重要地位告知學生，哪些課程在后續課程種會涉及到相關知識，哪些領域會用到本課程的知識，以及量子力學對本專業以及相關專業的研究生入學考試以及繼續深造時的必要性。讓學生一開始對本課程的學習有心理上的重視。在具體教學的過程中，注意將量子理論與專業內容相結合，包括已修課程和后續課程。通過多學科的滲透將整個材料學專業的課程內容進行貫穿，凸顯出量子理論的重要性和實用性，讓學生意識到量子力學并不是高高在上毫無用處的理論公式，同時也使得量子力學的教學更加豐富和生動。

二、與前沿科學相結合、活躍課堂氣氛

當下的高校教師除了教學很大一部分時間精力都用于科學研究。平時實驗或看文獻時可以將所涉及的一些前沿科技成果加以搜集，課堂上通過多媒體以圖片、音響等直觀的方式將其進行簡要的介紹。活躍課堂氣氛的同時有可以加深對該理論的理解，激發學生的學習積極性。在給學生講解理論知識的同時注重結合理論的應用領域，結合材料學科的特點以及學校的特色。作者所在的本校是有著交通特色專業背景，本校材料類專業也有水泥混凝土、瀝青混合料等工程材料方面的課程，學生就業也有很大比例在交通相關領域。結合本科的這一特征，教師講課時可以作一些前沿材料在交通領域的最新進展。在講解知識基礎的同時穿插該部分知識的應用方面的展望，展示過程中采用借助多媒體以圖片、音響和板書講解相結合的方式。通過多種途徑讓量子力學這種看似“高大上”的學科也有“接地氣”的一面，不至于全是枯燥的理論和生硬的公式，有利于對學生學習動力的激發。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學習，零距離的接觸前沿科學，對調動學生的學習積極性也有一定的幫助。

三、多種教學手段相結合，調動學生的學習積極性

在教學的過程中采用多種教學手段相結合。鑒于量子力學的理論抽象、知識量大、數學推理公式繁多，在教學過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生利用課余時間自學。首先可以拓展多樣化的考核方式。課程考核的成績以期末考試為主但是學期內平時的表現也是必要的。可以考慮適當增大平時考核的分數比例，便于調動學生充分利用課余的時間。其中平時表現又可以分為多個方面來考核，充分調動學生的自主學習激情。課堂教師講授為主，適時設問作為課外思考作業，作業以書面形式或者學生在下一次課作簡短的展示的方式。才外還可以給學生布置小論文，鼓勵學生多進圖書館，查閱相關文獻書籍寫一兩篇小綜述。在第一堂課即向學生說明考核的方式和比例，在考分的壓力下學生自然會積極準備相關內容。在應對這些平時作業的過程實際上就是學生自主學習的過程中，既鞏固了量課程知識，又鍛煉了學生自主學習的能力和思維。在教學當中采用多媒體和傳統的板書相結合的方式，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加以強化，通過教師邊書寫邊口訴講解，學生有足夠的時間消化理解。同時可以采用多媒體多展示一些圖片、動畫等內容，盡量在枯燥的理論講授過程中增添一些有趣的小插曲，例如該理論提出的科學家的肖像及簡介、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類比于在操場跑步以及天體的運動，在做計算近似時甚至可以將近似級類比于上課教室內的座次對個人學習效果的影響、人際關系的親疏對個人情感生活的影響程度等。此外還可以鼓勵學生多接觸一些科普書籍以及最新出版的一些學術專著，例如上帝擲骰子就是很通俗的前沿物理科普書籍。通過多種渠道將量子力學枯燥難懂的教學過程生動化、有趣化。

作為材料類專業核心課程的量子力學一直都是教和學雙方都感到很困難的課程。由于量子力學的理論性較強，學習過程相對枯燥，學科的實用性不是很明顯，學生容易厭學。教師在教學過程中需要不斷的探索適合本專業學生的教學方法。通過與專業課程相結合，與學校特色想結合，采取多種教學手段，結合最新的前沿科學研究，多方面入手使理論知識深入淺出，使教學過程生動有趣、調動學生學習熱情，對提高教學質量有非常有益的幫助。

參考文獻：

量子力學知識點總結范文第2篇

關鍵詞原子物理；物理學史；教學；科學思維

1引言

原子物理是物理學專業學生必修的一門專業基礎課。與其他理論性抽象性較強的學科不同，原子物理課程介紹的對象為微觀結構，微觀體系具有其特定的規律而且不能直接觀測，所以不具有宏觀物體運動的直觀性，必須借助實驗手段，因此教學中有大量的實驗介紹。與其他學科一樣，理論的建立都必須以實驗為基礎并遵從“實驗—理論—實驗”的發展原則。在原子物理的教學中一直以來側重于通過實驗現象的分析，發展理論模型，揭示原子結構及運動規律，揭示其微觀結構及本質運動規律。通過物理學史的引入，介紹物理學家的實驗構想，實驗結果與分析可以更加清晰地讓學生看到科學探索的過程：在實驗過程中發現更多新信息歸納總結推測修正理論然后再在實踐中加以檢驗。實際教學中結合物理學史的講授能夠極大地激發學生的學習興趣，同時也從中看到實驗與理論是怎樣相互推進完善我們對原子世界的認知。諾獎輩出的近代物理發展史貫穿整個原子物理學，本文將著重以α粒子散射實驗、玻爾氫原子模型和康普頓散射實驗為例討論原子物理教學與物理學史的結合并分析其優勢。

2α粒子散射實驗教學過程與物理學史的結合

原子物理學發展處于經典物理完善與量子概念提出的這段革命性時期，具有豐富的史料,在教學中結合物理學史，將極大地提升教學效果，這不僅有利于本課程的教學，也將對學科乃至科學思維方法的培養都具有積極意義。將原子物理學發展史融入知識的傳授過程中可增強學習的趣味性。例如在講授盧瑟福核式結構模型[1-2]前分析當時人們對原子的認識。原子是中性，不帶電，湯姆孫（J.J.Thomson）發現了電子并由此提出了葡萄干布丁模型。然后此處，電子的發現也經歷了一個曲折的科學發展過程。早在1811年阿伏伽德羅（A.Avogadrao）提出的假說中隱含常數NA，聯系到電荷存在最小單位，到1833年法拉第（M.Fara-day）提出電解定律并推得1mol任何原子單價離子永遠帶有相同電量，直至1874年，斯通尼（G.J.Stoney）才明確提出“電子”這一名詞來命名電荷最小單位。由實驗現象到理論推測，這只是微觀世界探索路上的一小步。23年以后，1897年，湯姆孫通過放電管陰極射線偏轉真正從實驗上確定了電子的存在，成為“最先打開通向基本粒子物理學大門的偉人”。然而，這“理所當然”的結果也不是唾手可得的。首先，人們對陰極射線的研究已有數十年歷史，由于真空度不高，很多偉大的物理學家在類似的實驗中并未發現陰極射線的偏轉，錯誤地認為陰極射線不帶電，真理被掩蓋在射線管的低真空環境中。另一方面，在1890年，休斯脫（A.Schuster）研究氫放電管中陰極射線偏轉時算得荷質比是千倍以上，他不敢相信自己的測量結果，認為這是荒謬的，真理又一次敗給“固有”觀念。在與湯姆孫發現電子的同年，德國考夫曼（W.Kaufman）在類似的實驗中測得比湯姆孫還要精確的荷質比，但他沒有勇氣發表這些結果。這些都是真理都碰到鼻子尖上還沒有得到真理的人。可見，科學探索過程不是一帆風順的，通過這些擴展和背景知識介紹讓學生認識到科學研究要嚴謹，忠于客觀事實，勇于突破傳統觀念。接下來在盧瑟福α粒子散射實驗中，湯姆孫葡萄干布丁模型的失敗、核式結構的成功，這部分的教學中可以讓學生看到實驗與理論兩手并行，設計實驗驗證理論，新的實驗現象修正理論，原子物理這一門學科的發展，充滿了對固有觀念的顛覆，帶著懷疑和批判的精神進一步驗證，由此一步一步接近真理，學生們可以真切地體會科學家們通過用客觀事實來修正和進一步完善理論的科學思維方法。除了對知識點本身的介紹，結合物理學史的講授能夠在課堂上吸引和牽動更多學生思考，激發學習興趣，培養基本的科學素養。

3玻爾氫原子模型教學過程與物理學史的結合

在玻爾模型的講解中也可以通過對著名物理學家們對“量子”概念的認識理解過程以及介紹1927年第五屆索爾維會議，很好地讓學生了解近代物理發展的精彩一幕。這樣可以有效避開傳統的灌輸邏輯思維方法的教學，通過介紹物理學家的認知過程、思想斗爭、學術辯論，讓學生看到知識的構建過程，更加深刻領悟物理學研究的思想方法。如1900年普朗克（M.Planck）“勉強”地發表了著名的量子假說，作為經典物理的大師，普朗克不得不拋棄能量是連續的傳統經典物理概念，導出了與實驗完全符合的黑體輻射經驗公式。并且因為量子理論的創立而獲得諾貝爾物理學獎。普朗克本人是如此地不喜歡自己提出的量子概念，很想把量子說納入經典軌道，但十余年的斗爭終敗，最后在各種經典解釋一一碰壁后他才真正理解量子的深刻含義。由此可以再次讓學生看到，科學研究確實不僅需要勇氣挑戰經典，還要學會改變固有觀念和思維方式。物理理論的萌芽、發展和完善，這個復雜的過程中學生能夠深切地體會其中的曲折艱辛。在介紹玻爾氫原子模型的部分，可以引入玻爾與愛因斯坦的世紀之爭。玻爾1885年出生于丹麥，在哥本哈根大學學習物理期間發展和完善了湯姆孫和洛倫茲的研究方法，并且創造性地把普朗克提出的量子假說應用于盧瑟福的核式結構模型，非常完美地解釋了困惑物理學家們近30年的光譜實驗。玻爾作為哥本哈根學派的創始人，不僅成功地解釋了氫原子光譜，還提出互補原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學。在玻爾成立的哥本哈根大學理論物理學研究所還誕生了大量杰出優秀的物理學家，是當時世界上最重要最活躍的學術中心。玻爾與愛因斯坦的世紀之爭因為對物理學發展具有極為重要的作用而被載入史冊。在第五屆索爾維會議中，愛因斯坦質疑海森堡的不確定性原理，并拋出了“上帝不會擲骰子”的觀點，而玻爾反駁“愛因斯坦，不要告訴上帝怎么做”。愛因斯坦對測不準關系和量子力學的幾率解釋極為不滿，認為量子力學不完備，并提出一個思想實驗來反駁測不準關系。但這正好被玻爾用分析場的可測性證明了量子場論的無矛盾條件。愛因斯坦提出了很多問題，找到很多矛盾，但都被玻爾一一攻破，反而更加全面地證明自己的正確性，闡明了量子力學的原理。兩位偉大的科學家一直在爭斗，但玻爾十分尊重愛因斯坦的挑戰，愛因斯坦的批評和挑戰也促進了大家對微觀理論的認識。正所謂真理越辯越明，索爾維會議上玻爾與愛因斯坦的世紀爭辯的介紹不僅更能提升學生對物理研究過程的了解和對科學發展的認識，同時有利于正確看待學術討論、爭議、合作，培養學術精神和正確的價值觀。另一方面通過介紹以玻爾為中心的哥本哈根學派的工作，可以展開極為豐富的信息，這對激發學生興趣給學生以啟迪、聯系專業學科可以起到更加積極的作用。此外，在教學過程中由玻爾理論到索末菲理論再到第三章介紹的量子理論電子云概念的提出，從介紹氫原子到類氫離子再到最外層只有一個電子的堿金屬，單電子原子到雙電子原子再到多電子原子，每一個部分都是物理學發展堅實的腳印，讓學生看到，實際上現有的物理知識無一不是通過無數的曲折反復由簡到繁升華高度概括得到的精華，這樣的教學過程將更有益于滲透物理思想和學習科學思維的方法，從而樹立科學的世界觀[3]。

4康普頓散射實驗教學過程與物理學史的結合

科學發展實驗與理論兩手并行，例如1923年美國物理學家康普頓（pton）在研究X射線與物質散射的實驗中證明了X射線的粒子性，完滿地解釋了光量子說，人類對光的本性的認識在實驗中完滿。這是一個漫長曲折的過程，從17世紀末開始，牛頓提出的“微粒說”認為光是微小的粒子，而惠更斯提出了與之相對立的“波動說”，人們對光的認識局限在當時所能觀測的有限的實驗現象中，加之牛頓崇高的威望使得“微粒說”一度占領統治地位。一百年后，托馬斯•楊通過光的干涉實驗驗證了惠更斯原理，“波動說”開始充滿生機。到了19世紀中葉，麥克斯韋提出“電磁說”，由此光的波動理論占據主導地位。但很快因為波動理論認為光的傳播需要介質，這難以解釋宇宙中光的傳播，“波動說”又身陷囹圄，而且“波動說”在光電效應面前蒼白而無力。1905年，愛因斯坦提出“光量子說”成功解釋了光電效應，這樣幾經曲折，康普頓散射實驗終結了人們對于“光量子說”的懷疑，最終認識到光具有波粒二象性，粒子與波動完美統一。康普頓散射實驗這個漂亮的句號可以啟發學生認識到人們對于客觀事物的認知總存在歷史局限性，前人們經歷了從無知到多角度多方面看實物，從相對真理到越來越接近絕對真理的過程。

5小結

在原子物理這門課程的教學過程中充滿了革命性創新性的故事，聯系物理學史開放性的教學，對于培養學生不拘泥思維，敢想敢干勇于創新將起到積極的促進作用。物理教學中，特別是原子物理課程教學中扒開死氣沉沉的公式，充分利用物理學史資料，呈現真實的歷史不僅可以充實和豐富課堂內容，開闊學生視野，活躍課堂氣氛，培養學生學習興趣，更重要的是可以讓學生對專業學科展開立體的聯系，知識不再是單一的點，還可以連成線，展開為面，知識是立體的，充滿生命力的，向各方面生長的。綜上，原子物理教學過程中緊密結合科學事例的歷史，將更有利于激發學生學習興趣，深入探索實驗現象，積極動腦思考物理本質，培養科學思維方法。知識的多寡不是我們教學中所追求的終極目標，探索精神的培養，對物理本質的全面理解以及建立正確的科學思維方法，樹立正確的科學觀才是充滿生命力的有活力的教學。

參考文獻

[1]楊福家.原子物理學[M].北京:高等教育出版社.

[2]褚圣麟.原子物理學[M].北京:高等教育出版社.

量子力學知識點總結范文第3篇

關鍵詞：熱力學;統計物理;教學

熱力學統計物理學、電動力學、理論力學和量子力學是物理學專業四大理論課程，但是對于大部分學生來講，他們除了對理論力學稍感興趣外，對其他三大理論課都是從心理上帶著恐懼的，覺得特別難理解。熱力學和統計物理學是關于熱現象理論的兩個組成部分：熱力學為宏觀理論，而統計物理學則是微觀理論。熱力學和統計物理學與其他三門理論課之間有著緊密的聯系，學好熱力學和統計物理學掌握其學習方法及思維方式對于學習其他相關學科有著非常重要的意義。本文就是以自身教學實踐為出發點，分析了在熱力學統計物理學教學過程中遇到的問題，并且提出了自己的建議及解決問題的方法。

一、教學中遇到的問題

1.學生學習興趣不足

熱力學統計物理學在該校是在物理學本科專業大三的第一個學期開設的，對于這個時間段的大學生來講，他們已經開始對畢業后自己的去向進行思考。在考慮就業壓力及自身條件和家庭因素后，絕大部分學生選擇的是畢業后就業，而只有少數學生選擇繼續考研究生。那些已經決定畢業后就業的大部分學生提不起對熱力學統計物理學的興趣，這門課也不足以引起他們足夠的重視，在他們看來，畢業后他們不會再用到它，再加上這門課程相對于大學物理這種基礎課有一定的難度，他們從心理上不愿意把時間用在與自己認為跟未來就業無關的課程上。其次是現在的“90后”大學生大多數為獨生子女，心理依賴性強，除了少數打算考研的學生會在課前預習和課堂上做筆記外，大部分學生很少動筆。所以，如何激發學生學習熱情，發揮其主動性是教師應該首要解決的問題。

2.數學基礎薄弱

熱力學和統計物理學這門課程中大部分用到高等數學中的知識，例如，某些復雜的積分要用到換元法或者是分步積分法，某些問題中要用到泰勒展開式，但是有些學生數學知識掌握不牢固，不能靈活地運用數學工具來解決熱力學統計物理學中遇到的問題。

3.物理概念不清晰

熱力學研究的是由大量微觀粒子（分子或其他粒子）組成的宏觀物質系統。同時熱力學中某些知識點與高中時期講過的熱學部分知識點重合，所以大部分學生覺得理解起來相對容易些。而統計物理學理論是對物質的微觀結構作出某些假設之后，應用統計物理學理論求得具體物質的特性，并且闡明產生這些特性的微觀機理。大部分學生對物理概念理解不清晰、不透徹，比如，由大量全同近獨立粒子組成的系統，粒子的微觀狀態數對于玻爾茲曼系統、玻色系統和費米系統的不同。

二、對熱力學統計物理學教學方法提出的幾點建議

1.教師應熟悉教材，深入研究

教師應該熟悉自己所教課程的教材，概念清晰，公式推導完整。并且應該在課下多看些關于熱力學統計物理學方面的其他資料及網上的影像講課視頻，檢查自身不足，深入研究，不能如蜻蜓點水般膚淺地理解知識點。

2.改變傳統教學模式，提高學生主動性

現在的大學生已經不喜歡滿堂灌、填鴨式的教學模式，所以教師應該適當調整自身的講課方式，比如，可以將傳統的板書和多媒體結合，一些重要的公式推導用板書細致講解，一些比較容易理解的概念可以用幻燈放映帶過即可，沒必要在學生已經熟悉的簡單的知識點上做冗長的陳述。另外對于師范類學生可以鼓勵他們自己課下準備教案課件，一個學期抽出適當的課時給學生，讓他們走上講臺。這樣既鍛煉了他們的心理素質，為他們日后做教師這一工作積累一定的經驗。同時也激發了他們自身學習的積極性，他們必然會在課下認真看書，遇到困難會查閱相關資料或者與其他同學討論，這也是對他們自主學習能力的一種很好的鍛煉。

3.注重理論的應用及知識間的融會貫通

熱力學統計物理學教師不應該只是為了完成教學任務在規定時間里將一本教材的理論知識原封不動地講給學生，而是清楚知識之間的融會貫通，靈活運用已知的知識來引出未知的知識點。比如，在介紹均勻物質的熱力學性質一節中麥克斯韋關系及四個基本方程時，可以將熵（S）、壓強（P）、溫度（T）及體積（V）分別用英文單詞sun（太陽），peak（山峰），tree（樹）及valley（山谷）表示，然后繪出一個圓（圓的上端為S，下端為T，左端為P，右端為V，箭頭方向為從上到下，從左到右），可以用一個英文句子來記憶箭頭的方向：The Sun is pouring down his rays upon the Tree，and the brook is flowing from the Peak to the Valley，然后利用基本方程及麥氏關系的記憶方法就可以輕松地掌握這兩部分知識，這樣既建立了英語與熱力學統計物理學之間的聯系，又激發了學生的學習興趣。同時教師應該注意熱力學統計物理學理論知識與實踐應用之間的聯系，比如，熱力學熵的概念，完全可以將其拓展，有生物熵、信息熵、農業熵，還可以涉及熵與能量品質及社會的關系。

綜上所述，提高教師自身素質，改變傳統教學模式，激發學生學習主動性，注重理論與實踐和熱力學統計物理學課程與其他學科之間的聯系，相信學生會對該課程更感興趣，并且會提高分析、解決問題的能力。

參考文獻：

[1]梁希俠.統計物理學[M].北京：科學出版社，2008.

[2]林宗涵.熱力學與統計物理學[M].北京大學出版社，2007.

[3]汪志誠.熱力學與統計物理[M].4版.北京：高等教育出版社，2003.

量子力學知識點總結范文第4篇

關鍵詞：固體物理；課堂教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0129-02

固體物理是研究固體的結構及其組成粒子（原子、離子、電子等）之間相互作用與運動規律以闡明其性能與用途的學科。固體物理與凝聚態物理和新材料科學緊密相連，是現代科學技術的重要物理基礎，是當今物理學領域中最重要的學科之一，因此它是物理學專業高年級的一門重要基礎理論與應用的課程。該課程對固體的結構和性質的研究是從原子、電子和分子的角度進行的。它與金屬物理、普通物理、材料科學、熱力學與統計物理，尤其是量子力學等相關學科聯系非常緊密。對于固體電子論、固體的磁性、晶格振動和晶體的熱學性質、超導體、半導體等專題要著重研究。所以說，在物理學專業起到承前啟后作用的專業課程是固體物理。如何較好地講授該門課程，取得良好的教學效果，是一個值得深入研究的問題。就當前固體物理在教學實踐中出現的問題，我們從其教學手段、教學內容和教學方法等三個方面進行探索性的實踐與改革。

一、教學中存在的問題

1.教學內容方面的問題。首先固體物理課程所包含的知識面較為廣泛，理論性和專業性較強，抽象難懂，大量運用比較復雜的數學處理方法，增加了學習強度，使學生的學習變得較為困難。其次，固體物理的較高要求，使得學生的空間想象能力變得更加豐富，尤其是在學習晶體結構這部分內容的時候，空間想象是必不可少的，這更進一步地增加了學習難度。再者，由于諸多方面的原因導致固體物理教學學時緊張，固體物理課程被不可避免的壓縮刪減。這樣就使得教師在基本的講授時間之外，選擇用很少的課余時間進行專題講解，這樣非常不利于拓展學生的視野和知識層面。另外，在社會不斷進步、科技發展迅猛的時代，激光、半導體、超導等一系列現代科學技術的研究均取得了很大的突破，固體物理學科發展也發生著日新月異的變化，層出不窮的高新技術，不斷涌現出來的新概念，而現有的經典教材卻少有前沿知識的更新，對固體物理前沿的新動態、新成果、新概念介紹得不夠，這樣就很容易導致學生缺乏學習的動力和興趣，同時也給我們的固體物理教學帶來了嚴峻的挑戰。

2.教學手段方面的問題。傳統的固體物理教學手段基本采用“黑板+粉筆”的傳統模式，教師依然使用傳統教具和較為抽象的語言來傳授知識，沒有具體的形象描述。而固體物理課程內容相對豐富，對于稍微復雜的三維晶體結構、倒易空間及其能帶結構和特點等難以描述清楚，致使學生難以理解一維到三維的擴展，對該門課程沒有形象深刻的認識，感覺很空洞，對固體物理的基本定理、公式、概念等沒有較多的體會，這就讓固體物理變得非常難學，學生越學越受挫，從而對固體物理失去學習的興趣，最終導致學生對固體物理產生厭學情緒。

3.教學方法方面的問題。固體物理教學的傳統形式比較單一，“填鴨式”教學模式讓教師成為主體，教師唱獨角戲。這種教學模式強調理論知識全面，公式推導嚴謹、精練，只能使學生被動地接受前人已經積累的知識，單純靠機械記憶，從而降低了學生的理解程度。這種教學模式也沒有對學生進行很好的引導，讓學生積極主動地去思考和研究，去發現問題和提出問題，甚至解決問題，限制了學生的創造性。教學方法的單一也使學生缺少了對本門課程的整體認識，不知道各章節間的聯系，腦中只有零散的知識點，學習效果大打折扣，覺得固體物理課程原理多、模型多、定律和概念多，這就更容易使學生對固體物理學習失去興趣。在教學過程中大量講授物理模型的推導過程，比如黃昆的《固體物理》中能帶理論等章節含有大量涉及量子力學的理論推導，這使學生接受起來比較困難，學生對理論性相對較強的內容可能不太感興趣，而對實用或未來就業價值更高的知識比較感興趣。

二、課程教學改革和實踐

針對我校的實際情況和固體物理課程教學中存在的諸多問題，我們相應改革了課堂教學方法、教學手段和教學內容，以期推動固體物理課程的建設。

1.優化教學內容。針對本校本專業學生的特點以及課程的學時安排，對固體物理課程內容進行優化和整合。第一章晶體結構，主要講述晶格、周期對稱性、幾種基本的晶體結構和倒格子；第二章固體的結合，主要介紹晶體結合力的物理本質，并介紹基于不同結合力的幾種基本晶體類型；第三章晶格振動和晶體的熱學性質，重點講述愛因斯坦模型、德拜模型以及一維單原子鏈和一維雙原子鏈，其他內容讓學生自學；第四章能帶理論，主要講述布洛赫定理，近自由電子近似，緊束縛近似，固體能帶，能帶結構計算，介紹費米面和態密度定義及其物理實質；第五章晶體中電子在電場和磁場中的運動，講述特定電場、磁場下電子的運動規律；第六章缺陷，簡要講述缺陷產生機制，介紹點缺陷，其他內容安排學生自學。

另一方面，在教學內容中適當添加一些與本學科相關的現代技術和物理前沿，開闊學生眼界、提高學習興趣和積極性。

2.教學手段多樣化。以前課堂教學是單一的黑板教學，而固體物理對學生的空間想象能力要求高，因此，為提高課堂教學質量和講課效率，引入具有生動、形象、直觀、靈活、信息量大等突出優點的現代多媒體教學。根據教學內容在網絡上選擇合適的動畫和圖片，設計和建立一套完善的多媒體課件教學系統。比如，在講晶體結構的時候，可以加入氯化鈉、金剛石等晶體的三維結構圖，讓學生360度觀看晶體結構；在講布里淵區的時候，利用ppt動畫效果，使學生深刻理解布里淵區的畫法。但是，在實際教學過程中也暴露出僅用多媒體教學的不足之處。據學生反映，多媒體畫面具有瞬息多變、一晃而過、翻頁太快使學生來不及思考、概念印象模糊、記憶膚淺等弊端，因此必須恰當使用多媒體課件。筆者的體會是，使用多媒體但決不能依賴多媒體，而是將使用多媒體課件與傳統講課方法有機結合，實現優勢互補，獲得最佳授課效果。這就要求多媒體課件不能是書本的拷貝，更不能對著多媒體課件照本宣科，而是要求課件制作必須精良，使用要恰到好處。

將一些國內外優秀的記錄片引入到固體物理的教學中。如，在課程的開始階段介紹該教材的編著者――黃昆先生。我們可以以記錄片的形式介紹黃昆先生的生平，讓學生在了解編著者的同時，對這本教材也有更進一步的了解，這就很容易地調動起學生對本門課程的學習興趣。又如，在講解超導時，教師可以運用《絕對零度》這一紀錄片，讓學生對超導體的特殊性質和超導的研究歷史有更加形象的認識。

3.教學方法靈活化。結合本校本專業學生的特點，靈活的運用教學方法，選擇學生易于理解的方法進行講授，盡量避免大量的數學推導過程。對于物理概念、物理原理和物理模型的描述是固體物理教學中具體問題闡述的著重點，同時，教師對于較為詳細的固體器件技術問題和較為繁瑣的教學推導都要盡量減少。在講解推導過程較為復雜但結論卻很重要的內容時，教師一般會直接給出結果，這是大多數學生都愿意接受的，相對于那些少數需要更深入學習研究的學生，我們就可以采取將具體的推導過程用別的課件給出的形式，盡量讓學生自主學習探究，碰到問題再與老師進行探討。

在教學中貫徹“教為主導，學為主體”的原則。采用啟發式教學，讓學生在教學過程中通過積極思考對問題進行發現和提問，促使學生對知識的學習由被動變為主動。在各章節的教學中也采用同樣的方法，使學生對教學內容進行深入思考，并且經常聯系前面學過的知識，找出知識點間的關系，使學生對教學內容有宏觀的認識，避免知識學的零散雜亂。

三、結語

當今社會，科學技術的不斷進步與發展，使得固體物理教學也面臨著越來越多的改革和挑戰，固體物理的教學諸方面也要進行相應的調整和轉變。針對物理學專業固體物理課程特點，結合本學校本專業學生特點，開展該課程課堂教學內容、教學手段和教學方法的改革與實踐，有效地調動了學生的學習興趣，變被動學習為主動學習，使學生學出了自信和成效，讓老師和學生共同分享到課堂教學改革的樂趣和收獲，為物理學專業課程的課堂教學改革進行了有益的探索。

參考文獻：

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[9]孟影，邵繼紅，華揚.固體物理教學改革的探索[J].合肥師范學院學報，2010，（06）.

量子力學知識點總結范文第5篇

1.1研究對象的不同對于研究對象，中學物理一般只討論自然現象中的簡單問題如一維問題，而大學物理討論的是二維、三維甚至多維等復雜問題。比如對于力學內容，中學力學只研究加速度為恒矢量的質點的運動學和動力學問題，而大學力學則還要研究加速度變化時的質點的運動學和動力學問題，中學力學只研究質點的運動問題，而大學物理力學還要研究剛體的運動學、動力學問題，從研究對象上看更廣更趨于一般化。中學物理僅對宏觀簡單特殊規律作一般性的認識和了解就夠了，而大學物理則要進一步研究物質運動的理論本質，要運用數理統計的方法得出自然界一般性的普適規律,更上升了一個理論的高度。

1.2研究方法的不同中學物理因研究對象簡單，數學知識基礎少，所以研究方法基本是歸納法，討論的規律基本上是從物理現象出發，通過簡單實驗總結出來的簡單規律，比如中學物理力學中得出動量定理、動能定理的時候都是實驗歸納法得出的，并且涉及的力基本是恒定的，只講恒力的沖量、恒力的功，平均沖力等，在電磁學中只介紹勻強磁場、勻強電場的規律等。而大學物理與自然實際就更接近了，要討論變力的沖量、變力所做的功、非均勻磁場、電場，而研究這些復雜問題所用工具主要是高等數學的微積分思想、矢量代數，通過數學推導演繹的方法結合物理概念得出物理規律，即大學物理講的規律比中學物理的規律又上升了一個理論的高度。

1.3教學內容和教學進度的不同從教學內容來講，中學物理量少，概念、原理、規律簡單，對物理基本概念和基本定律只有初步淺層的認識，而大學物理涉及的知識量大，概念、原理多且相對復雜，對物理基本規律和物理基本定律要求更多的是掌握其本質和內涵。從教學進度上講，中學物理講的較慢，每個概念，每個公式，每個原理教師會進行全面詳細講解，每一個知識點教師都會講透講精，講課重點放在解題技巧的應試訓練上，教師會給學生總結題型，歸納方法，并督促學生為了高考不斷學習，學生的學多是跟著教師按部就班。而大學物理教學內容量大，而教學時數非常有限，進度快，教師講課一般都只著重把握知識整體框架，講清思路，注重理論性、系統性，不象中學那樣講得精細全面。對于解題方法有總結歸納，但習題課的次數較少，學生運用所學知識解決問題的能力較弱，對習慣于被安排、缺乏學習主動性的中學生，就很難在短時間內適應大學教學過程。

1.4學生學習方法的不同中學生一般課前不預習，課后也很少翻閱知識輔導書,只要課堂上跟著老師聽課，課余時間除了完成老師布置的作業外，就是作大量的習題,實行題海戰術，重復熟練程度高，認為學好物理的標準就是多做題，解難題，學生自主接受新知識的能力較差，不善于提問題，對教師的依賴性較強。而大學生必須做到課前預習,帶著問題去聽課,課堂上抓住重點、難點，做好課堂筆記,課后要翻閱大量課外資料，對所學知識要融會貫通，及時復結，做的題目不在多,而在精，要學會自學，善于提出問題，要有比較強的學習主體意識。中學物理由于數學知識的欠缺，很多物理概念、規律都是直接給出，沒有經過推導，這就決定了中學生接受物理知識的方式主要靠記憶，而大學由于有了高等數學、矢量代數、數理統計等工具，物理概念、物理規律大多可以做詳盡的推理，因而大學物理學習概念更注重概念的理解和掌握，物理過程的分析和論證。

2如何做好大學物理和中學物理教學的銜接

2.1循序漸進，適當放慢教學進度學生已習慣于中學教學慢節奏,少容量，講練結合的教學方法,若一開始就進行快節奏,大容量的教學,學生一下子不能適應，這不僅影響了大學物理的教學效果,同時也會挫傷學生學習物理的積極性。所以，我們在教學過程中最初應適當放慢教學進度，使學生逐漸適應，慢慢逐步進入正常的教學進度，從而達到讓學生適應大學的教學進度，學會大學的學習方法。

2.2通過物理緒論課灌輸大學物理的重要性大學教師應充分考慮大學物理和中學物理的區別,從一開始就讓學生明白大學物理和中學物理在研究對象、研究內容、學習方法等方面有許多的不同，讓學生知道大學物理不是中學物理的簡單重復。同時我們在緒論課中，應介紹物理學的發展歷史、物理學的發展現狀和物理學的發展的未來展望，從而引起學生學習物理學的興趣，另外對理工科學生來說，可以適當地給他們介紹物理學和自己未來的專業的聯系，以提高他們學習物理的積極性，例如對我們紡織專業的學生，可適當介紹量子力學與紡織材料等、質點、剛體力學與紡織機械方面的關系。同時還應強調，大學物理的基礎學科性質，學學物理不僅僅服務于后續的專業知識，更重要的是學會一種思維的方法、學習方法以及研究問題的方法。

2.3從中學物理內容過渡導入大學物理課題在教學內容方面，很多大學物理知識是在中學物理內容基礎上的提高，教師在物理教學時應簡要復習中學教材內容，使學生對所學過的內容做一個簡單回憶，隨后指出中學物理知識的局限性或特殊性，從而比較自然地引入內容，使學生順利地從中學物理知識過渡到大學物理知識的學習。要做到這一點，必須了解和研究中學物理教材內容，比如直線運動，中學研究了勻加速或勻減速直線運動，但加速度變化時的直線運動該如何考慮呢？比如圓周運動,中學研究的是勻速圓周運動的規律,但當速率變化時,圓周運動的規律又是如何呢?恒力的沖量的定義式和恒力做功的公式中學里都學過，變力的沖量和變力所作的做功又如何計算呢？這樣中學內容過渡導入的話學生會很容易從已學過的知識比較順利地過渡到大學知識。