量子力学的基础知识精选(九篇)

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第1篇：量子力学的基础知识范文

关键词: 农林院校 大学物理 高中物理 内容 比较与分析

1999年开始的新一轮基础教育课程改革的力度是空前的,在课程理念、课程目标、课程内容、课程实施方式上进行全方位整体改革。为适应21世纪技术化社会的需要,我国基础教育阶段的物理课程在课程设置和教学内容等方面进行了调整和更新,在内容上体现了时代性、基础性和选择性。在农林院校,物理课程所涉及的物理学知识内容而言,主要包括力、电、原子、热四部分。在知识的讲述上,农林院校的讲述方式是简单介绍物理学基本原理,然后就介绍物理理论知识在农林科技及日常科技中的应用、物理学在现代农业方面的应用,较少涉及公式的推导、数学计算等。

一、力学内容的比较和分析

农林院校大学物理课程力学部分讲述了流体力学、振动和波(机械振动、机械波、声波)。流体力学部分的主要内容有:液体的表面张力、液体的流动性质(液体的定常流动、连续性原理、伯努利方程)、液体的猫滞性质(牛顿勃滞定律、泊肃叶公式)、物体在猫滞液体中的流动(斯托克斯公式、雷诺数和流体相似率、离心分离技术)。振动和波的主要内容有:简谐振动的特征及描述、阻尼振动和受迫振动、简谐振动的合成、频谱、机械波的产生和传播、平面简谐波、惠更斯原理、声波、波的干涉、多普勒效应。此外,有些版本的教材如金仲辉(2000)、王海婴(2000)均讲述了牛顿力学和力学的基本定律,两个版本都讲述了质点运动状态的描述、牛顿三定律、力学相对性原理、力学的三个守恒定律、刚体的转动(简述)。除此之外,王海婴(2000)还讲述了非线性力学(线性和非线性力学系统的特点、两种确定性和两种随机性)、相对论力学(相对论运动学、狭义相对论动力学、广义相对论)。刁岗(2001)对于力学基础知识没有专门介绍,在固体一章中涉及应变与应力、杆的弯曲等力学知识。高中物理共同必修中,没有讲述流体力学方面的知识,但是学生在初中物理中学习过浮力、压强、压力方面的知识,高中物理课程涉及的力学基础知识,以及力的应用方面的知识,学生对于流体力学部分的学习应该不会有什么困难。振动和波这部分涉及的知识内容同工科大学物理大致相同,农林学院校对于声波的讲述有所加强。这部分内容的学习同样是以牛顿力学为基础的。

二、电磁学内容的比较和分析

农林院校大学物理电磁学部分涉及的物理学基础知识同工科院校基本一致,但是,在叙述上更精炼和简单,内容更侧重于物理知识在生物学、医学中的应用,如静电场的应用(静电场处理种子、电晕放电处理种子、人工诱发闪电的应用、静电喷农药和静电人工授粉)、磁的应用(磁场处理、磁性肥料、磁化水、磁法检验)、电磁波在农业上的应用、电容器与细胞电容、生物组织的电阻等,以及基尔霍夫定律及应用、直流电的医学应用。基尔霍夫第一定律的物理背景是电荷守恒定律,基尔霍夫第二定律可以在高中全电路欧姆定律的基础上引申得出。农林院校大学物理电磁学部分同高中物理课程的编排思想是一致的,涉及的电磁学知识提供了学生进一步学习所需要的物理学基础知识。

三、光学内容的比较和分析

农林院校大学物理光学部分涉及光的干涉、衍射、偏振,光的吸收与散射等知识内容,在讲述物理基础知识时,更加侧重于在生物学中的应用,如薄膜干涉的应用、夫琅禾费圆孔衍射与生物显微镜、激光在现代农业和生物学中的作用、生物体发光的性质和实际应用、生物学研究中常用的光学仪器(光学显微镜、分光光度计、特种生物显微镜、电子显微镜)等。由此看到,农林院校大学物理光学部分同高中物理的编排思想基本是一致的,高中物理课程涉及的光学、原子物理的知识提供了学生进一步学习所需要的物理学基础知识。

四、量子物理基础知识内容的比较和分析

农林院校量子物理基础知识部分涉及的内容主要有:第一,光的量子性(黑体辐射定律、光电效应实验规律、爱因斯坦光子理论、爱因斯坦光电效应方程、光电效应的应用、光的波粒二象性);第二,量子力学初步(德布罗意波、不确定关系、薛定愕方程、势阱和势垒、氢原子光谱的规律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三,光谱分析(原子光谱、分子光谱、X射线谱及其应用);第四,激光的原理和应用医学院校大学物理该部分讲述了原子物理和量子力学基础知识,原子物理中介绍了X射线(X射线的产生、X射线的强度和硬度、X射线谱、X射线的性质、X射线衍射、X射线的衰减规律、X射线的医学应用)、原子核和放射性(原子核的角动量和磁矩、原子核的稳定性、放射性核素的衰变种类和衰变规律、射线与物质的相互作用、电离辐射防护、放射性核素在医学上的应用)。量子力学基础讲述了玻尔的氢原子理论、德布罗意假设、物质波的统计解释、不确定关系、波函数、薛定愕方程、势阱与势垒、原子结构理论(四个量子数、原子的壳层结构、分子结构)。此外,还介绍了相对论基础(狭义相对论、广义相对论)和混沌动力学基础知识。高中物理对于相对论与量子物理的知识作了初步的介绍,使学生对此有一个感性的认识,而农林院校大学物理对于这部分内容的讲述,是在高中物理已有知识基础上的提高和扩展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反应方程、衰变、半衰期、结合能、核裂变、链式反应、核聚变等知识,侧重于从应用的角度展开物理知识,这同农林院校大学物理基本是一致的。

五、热学内容的比较和分析

第2篇：量子力学的基础知识范文

[关键词]结构化学；教学改革；互动教学

结构化学课程是我国高等学校化学专业的必修课程，内容涉及量子化学，分子对称性，配位化学和晶体学基础等部分。该课程内容抽象，知识系统庞杂，数理推导较多，学习曲线陡峭，不少学生因此存在着畏难情绪。然而正如诗词所言，无限风光在险峰，学好这门课程不仅有助于理解其它化学课程的内容，也是为进一步在本专业深造打下坚实的基础。[1]在当前深化本科教育教学改革的背景下，如何将结构化学课程上好，真正做到让老师强起来，学生忙起来，效果实起来，笔者在此对授课以来的问题和解决方法进行总结。

1重视数理，夯实基础

结构化学课程的一大难点在于数学推导较多，譬如量子化学部分完全使用数学语言描述核心知识，而对于化学专业的同学，数学一直是软肋，于是极容易产生厌学和畏难情绪。[2-4]针对这个问题，很多老师采取的解决方法是淡化数学推导，重点介绍推导后的结论和意义，但我们在授课过程中，发现这样的授课方式效果欠佳，因为基础不牢，课程的学习只能是空中楼阁、风中沙塔，很多同学在课程结束后还是无法对物理图像有一个正确的认识和把握。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，笔者认为与其淡化数学，不如严格要求，把数学学到位。伟大的思想家恩格斯说过：“任何一门科学的真正完善在于数学工具的广泛应用。”正是因为数学和物理的引入，才让化学摆脱了炼金术的桎梏而成为一门科学。因此我们在授课时自始至终强调数学的重要性，在涉及数学内容较多的章节，提前讲授将要用到的数学工具并布置作业，每章节结束后将重要的公式和结论进行串讲并配合习题进行强化训练，要求所以学生每学完一个章节就做思维导图及时总结复习，将重要公式进行总结归纳制作公式索引表格。尽管提升了学习的难度，但学生对于推导的结果和物理意义理解的更加准确和深入，记忆也更加牢固，锻炼了学生的逻辑思维和严谨认真的科学态度。

2理清主线，合理增负

结构化学课程内容主要涉及量子化学基础，分子对称性，配位化学以及晶体学基础。尽管这四个部分知识彼此之间较为独立，但所表达的核心思想是一致的，即结构决定性质，性质也反映着结构。目前授课内容主要存在问题是：量子化学部分各章节之间主线不够明确；配位化学部分和专业无机化学课程内容有重叠；晶体学基础部分，结构相关的内容介绍较多而相关的性质介绍较少。针对这些问题，我们对课程的授课内容进行了合理的补充和删减。首先，对于量子化学部分，我们在授课一开始给出课程的故事主线，即量子力学的诞生背景，量子力学基本假设，简单模型的量子力学处理方法，氢原子薛定谔方程的求解过程及解的物理意义，以及针对于多电子原子和多原子分子的近似方法。这条主线清晰明确，在每一章节开始时，我们对之前的内容进行简要回顾，帮助学生理清了各章节的逻辑关系，在学期末复习课时对每一个知识点进行展开复习，进行巩固。配位化学部分，对于和无机化学有重叠的部分，我们通过翻转课堂的方式简要复习，同时突出结构化学的重点，即分子轨道理论在配位化学的应用，着重介绍了配体群轨道这个新概念，以及不同配位几何构型下配体群轨道和中心原子如何依据对称性进行线性组合的方式，同时介绍了金属配合物作为均相催化剂催化反应的常见机理。在此基础上，我们还将科研中的一些问题引入课堂讨论，如金属氮宾体和金属氧化物的电子结构，让学生通过知识解决实际科研问题，真正做到科研反哺教学。晶体学部分除了介绍基本知识以外，补充介绍了能带理论，态密度等概念，并介绍了导体，半导体，绝缘体在电子结构上的差异，这些基础知识有利于化学专业的同学在材料化学方向进行科研工作打下基础。尽管课程在深度和广度上都有所增加，但不少同学都表示感受到了挑战性学习所带来获得感和高阶乐趣。

3反客为主，多元考核

传统理论课授课方式，采用幻灯片讲述授课，学生被动填鸭式学习，效果较差，也不利于学生培养综合能力。针对这些问题，我们开始尝试翻转课堂教学方法来提高学生参与性，重点培养学生的学习能力，表达能力，独立思考，发现问题，解决问题的能力，这些都是未来创新型人才所具有的重要特质。翻转课堂的内容主要涉及三个方面，一个是结构化学课程中难度较低的几个章节，如双原子分子电子结构，分子对称性，配位化学基础知识等章节，各章节的总结复习以及研究性课题，教师提供慕课资源，书籍资料和分子建模软件，让所有学生统一准备，课堂上抽签进行讲解，在授课过程中，要求其他小组必须提问，教师在课程结束时对各小组所准备的课件进行补充点评，我们也将翻转课堂教学纳入了考核评价，提高了课程总结笔记，课堂提问，翻转课堂课件等分数项的比例。翻转课堂授课方式有效的活跃了课堂气氛，提高了课堂参与度，也增强了学生的学习能力和思辨精神。

第3篇：量子力学的基础知识范文

粒子物理学一直是我们对于最小尺度物质终极结构研究的前沿，但随着技术的进步和研究的进展，粒子物理本身现在已经拓展到研究宇宙的结构和发展历史，成功地把极小尺度与极大尺度连接在一起，成为了一个快速发展的巨大研究领域。要掌握它，通常不得不追随研究的进展去读各种主题的不同著作，内容涉及粒子物理学的历史背景、基本的实验数据、量子场论、数学概念、理论模型以及宇宙学的大量概念等。本书作者尝试把粒子物理的全部理论和实验内容的大部分论题纳入到一套著作中，系统而全面地介绍近几十年来粒子物理取得的巨大进展。

标准模型（SM）是电弱相互作用与量子色动力学（QCD）的一种统一理论，从20世纪60年代创立开始，迄今已经取得了极大成功，至少在原则上解释了所有已知的现象。它的基本概念超出了粒子物理范围，已经成为宇宙学、原子核理论以及某些凝聚态物理的核心。本书解释了SM的基本概念和实验基础。作者在第一卷中详细地阐述了量子场论，为粒子物理的深入研究做好了充分的准备，并揭示了SM在历史上是如何形成的。尽管第二卷可以看作是第一卷的后续，但实际上除了一些基本公式偶然需要参考第一卷之外，它自成一个体系。

所有的重要概念和截面公式都从第一原理以自成体系的方式推导出来。读者如果具有本书第一卷中给出的场论知识，应当能够自己推导出在第二卷中给出的所有除包含高阶修正之外的公式。而对于高阶过程，除了必须重新生成精确的 Z共振峰数据之外，都只给出了定性的讨论。对于理解一些特殊过程的方程式所必须的数学公式和工具在附录中给予补充介绍。

本书没有讨论重夸克衰变、微物理问题、以及必须非微扰处理的所谓的软过程等。此外，对于超出SM的问题本书完全没有提及。作者准备将它们作为本书第三卷的主要内容。

本书（卷2）内容分成两大部分，共11章。第一部分为电弱动力学，含第1-6章：1. 标准模型；2.中性流；3.W粒子；4. Z共振峰物理；5. 电弱理论的精确检验；6. CKM矩阵。第二部分为QCD动力学，含第7-11章：7. QCD；8. 深度非弹性散射；9. 喷注和碎裂；10. 胶子； 11. 强子反应中的喷注。书末给出了12个附录，对于正文中的一些较为困难而又十分重要的数学细节作了补充介绍。

本书对于粒子物理专业的研究生是一部难得的教材。具有量子力学和狭义相对论基础知识的读者可以用本书作为自学粒子物理的很好的参考书。

第4篇：量子力学的基础知识范文

20世纪后半叶，物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上，以前所未有的速度发展着。许多物理学的分支学科，如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等，都得到极大发展。与此同时，科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合。物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等。物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分。

20世纪后半叶，新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的。高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展。

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高，处于科学技术的前沿，近几年来的局部战争向人们展示，现代战争在相当大程度上是高新技术的较量。现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关。

这一切都表明，在科学技术发展的进程中，物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的，在20世纪是处于主导地位的，而且毫无疑问，21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位，它的作用将会更加突出。

大学物理课是一门重要基础课，它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法，这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用。学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响。物理课的这一作用，特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调。

我国工科大学物理的学时一直少于理科。因此，目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的。总的来讲，工科大学生的物理基础较薄弱，物理知识面也较窄，特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱。如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱。这些内容，工科一般专业在后续课中多不再涉及，而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的，有些甚至已成为当今高新技术的组成部分。在这个意义上讲，大学物理课内容“老的多、新的少”。因此，更新内容，加强现代物理和现代工程技术有关知识，特别是有关基础知识，是工科物理教学改革必须面向的首要问题。

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的，也是很困难的，不可能一嗽而就。应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革。

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础)，同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力。由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑。

（一)课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据。在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分内容的讲授学时，分别约占总学时的58%、27%和15%。

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座)。物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等。选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性。

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分。粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识。近几年来，有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作。实践证明，把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式，在计算机上把图、文、声、像集成在一起，提高教学内容的表现力和感染力，能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动，使学生由知识的被动接受转为主动发现。同时，这也为教学研究提供了有力工具，为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障。在提高认识的基础上，加大这方面的资金投人，多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体。而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展。1997年n月6日，中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立。这就为网上教学和科研提供了方便，物理教育工作者应充分利用这一有利条件，从网上获取信息服务于教学。名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验，使大家受益。

第5篇：量子力学的基础知识范文

物理教学为什么改革？怎样改？改革的目的是什么？我想是要通过对必要的物理基础知识的学习，掌握必要学习方法、培养基本素质、提高解题能力。高中学生普遍认为物理难学。怎样才能学好物理呢？通过二十几年的高中物理教学，我认为，了解物理学思想和掌握物理学方法是学好物理的基本保证。

一、在高中物理教学中必须贯穿物理学思想

何谓物理学思想，物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。这种思维活动是人的一种精神活动，是从社会实践中产生的。而新课程标准的实施，为我们在物理教学中进行物理思想教育展示了一个舞台。新的课程标准要求我们从知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观这三维的目标上培育学生。特别强调过程而不单单是结果，强调思想方法而不单单是知识。

我们认识物理学思想就是要知道它的发展史，要尊重客观事实，遵循自然规律。物理学是不同于其他学科的一门自然科学，就中学物理而言，它是以观察和实验为基础的学科。物理学的发展史告诉我们，在物理学发展过程中，每一次物理学思想上的“危机”都孕育着物理学上的一次重大的突破，而每一次重大的突破都会强烈地在当代乃至下一代的物理思想方法上留下不灭的印记。一个重要的物理学定律或定理的产生往往是一代人甚至是几代人的坚持不懈努力的结果。而在每一项成果的背后，总伴随着新的物理思想方法的产生，或用新的物理思想方法作为它的世界观的支撑点。物理思想方法是在物理学各个发展阶段中逐渐萌发出来并成长为这个阶段物理学最重要的，对促进和发展以后物理学认识有突出影响的物理学的主流思想方法，这些思想方法既体现在物理学家对他们研究领域和研究工作的思考、理解、认识以及创造性发展的过程中，也体现在与不同学派和不同观点的比较、切磋、争论以及逐渐为同行所认可的过程中。

认识物理学思想是学好物理的前提，因此，我们在学习物理过程中，始终要领会物理学思想，并能逐步转化为自己的思想。掌握科学方法，提高解决物理问题的能力是极其重要的。我们在了解物理学发展史的同时，不仅要学习物理学家的精神，而且要学习他们研究物理的方法。努力汲取物理学家的精华，推进物理教学的改革。掌握物理思想和研究方法，对学习好物理具有重大的意义。

二、在高中物理教学中结合物理规律的研究，介绍物理学方法

所谓物理学方法，简单的说就是研究或学习和应用物理的方法。方法是研究问题的一种门路和程序，是方式和办法的综合。这些方法对物理学家力图按照物理世界的本来面目，在不断深化对自然界的认识过程中进行物理学探究起到了重大的推动作用。高中物理教学中常见的一些物理学方法有：实验法、控制变量法、类比法、极限法、假设法、理想化法等。例如：丹麦物理学家N.H.D.玻尔提出的一条从原子的经典理论过渡到量子理论的原则。按这条原则，原子现象的量子理论在极限情况下应给出与相应的经典物理学相同的结果。1913年，玻尔在量子概念和E.卢瑟福有核原子模型的基础上建立了氢原子的量子理论。在这个理论中，他提出定态和跃迁两条基本假设，认为相邻定态之间跃迁所发射的辐射的频率与按电动力学计算的电子绕核运行的频率之间，可能存在某种对应。他经过分析和计算发现，在大量子数的极限情况下两种频率相吻合。后来，他把这种特设性假设加以推广，认为辐射的量子理论应是辐射的电动力学理论的自然推广，并根据这一思想解决了跃迁选择定则、光谱线强度的计算和偏振等问题。在1921年召开的第三届索尔维国际物理学会议上，这一新旧理论类比的对应原理被接受，成为指导发展量子力学的一条方法论原则。

所以，在教学中务必有意识地贯穿物理思想和物理方法，思想指导方法，方法体现思想.学好物理要识记、理解物理概念、规律及条件。要解决描述物理问题，就要明确题设的物理情境，理解物理过程，会对物理问题进行唯象研究，然后进一步研究它的原因、规律，再寻求解决的方法。可见，明确题设的物理情境，理解物理过程是解决物理问题的关键。教学过程必须始终贯穿物理思想和物理方法，这是授之渔和受之渔的根本。 转贴于

在教学中务必有意识地贯穿物理思想和物理方法，思想指导方法，方法体现思想。当然，随着科学的发展，物理学习的深入，新思想新方法会不断出现，只要我们不懈的努力，勇于探索，大胆创新，一定能为物理教学作出贡献。

参考文献：

1.高中物理教材和大纲。

2.物理教学法。

3.《物理教育学研究》，殷传宗，四川科技出版社。

4.《物理教育学》，乔际平、续佩君，江西教育出版社。

第6篇：量子力学的基础知识范文

一、科学方法的教育

按教育学的思想，学校开设的每一门学科首先是要让学生学习、了解、掌握该学科的基本结构。“所谓基本结构，就是指这门学科的基础知识、基本原理和基本规律，以及研究这门学科的基本方法。”而且关于方法的教学目标丝毫不比知识目标次要。在物理学科中，最具价值、也是最活跃的部分正是科学研究方法。每一个物理问题的解决、每一个物理定律的得出，总是伴随着科学方法的应用与产生；同样，新的科学方法的产生与应用又总可转化为更多物理概念的形成与物理问题的解决。伽利略对物理学的最大贡献在于把实验方法引入物理学研究，从而彻底地改造了物理学，使它从经院式的思辨学变为建筑在实验基础上的科学；法拉第引入了“力线”的研究方法，使物理学研究抽象问题的过程更直观、形象；麦克斯韦正是应用了数学方法，把电磁学的四条实验定律改造成堪称物理学中最具科学美的公式典范。

方法是人们在认识世界和改造世界的一切活动中所运用的各种途径、方式和手段的总称，科学方法就是指在研究与解决科学问题过程中所运用的策略、程序、办法。在高中物理教材中，渗透了很多科学方法，既有一般的逻辑范畴的归纳方法、推理方法、类比方法、分析方法和综合方法，又有较为特殊的科学范畴的观察方法、实验方法、理想化方法、等效方法、模型方法、科学假设方法、对称（守恒）方法等。物理知识（概念、规律与原理）只是这些方法运用于物理研究后的“形式化”产物，方法活跃在知识获得的过程中，科学方法的教育对改进人的能力结构有着十分重要的作用。伦琴对X射线研究的周密安排，使得这一发现在一周内即被世界所公认，这正是由于他对实验方法的深刻理解与正确应用的结果。如科学假说方法，是“根据已有的科学理论和新的科学事实对所研究的问题做出猜测性陈述并加以验证的一种科学研究方法”。作为一种科学假说，它必须能说明和解释对象已知的事实；能解释原有理论无法解释的事实，并把原理论作为一个特例包含在自身之中；要使新假说比原理论更具逻辑简单性；并且新假说往往还能演绎出新的结论并能通过（判决性）实验加以检验。假说的提出，既要有一定的经验基础，包括关于研究对象的某些经验事实或其它方面的信息，又要有直觉、灵感等非理性因素的作用。假说是使物理学从经验上升为理论层次的中介和桥梁，是物理学发展的重要形式。惠更斯的光的波动学说、安培的分子电流假说等都是科学假说的典型。又如普朗克在研究“黑体”辐射时提出了“量子”假设，但他的假说只限于光与其它物质发生作用时的特性；而后，爱恩斯坦在解释光电效应时，进一步提出了“光量子”假说，把“量子”假说向前推进到了光的传播过程中；玻尔更把这种假说引入原子领域，建立了旧量子力学，从而使物理学跨入了一个全新的时期。这个事例生动地注释了“科学假说是科学发展的主要形式”这一论断。

二、科学观念的培养

科学观念是由于科学知识的长期积累及科学方法的多次卓有成效的运用后，使人们深信某些知识与方法具有更为深刻与普遍的意义，从而在信念、世界观、价值论等方面引起较为深刻的变化，并形成稳定的取向，它使一些基本科学规律、科学原理被提升到判断事非标准的地位，形成一种科学的理性。科学观念有较强的迁移性，它会自觉或不自觉地体现在人们对世界、事物的判断中。所以在物理教学中要十分重视培养学生的科学观念，在课堂教学目标中要顾及观念的培养目标。

最典型的是守恒观念的培养，无论物质世界的形式怎样变化，但有些东西是不变的，它们揭示了世界的本来面目。所以有些学者认为，物理学的最大成就莫过于发现了为数不多的几条守恒定律。在高中物理中，有机械能守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒、质能守恒等。在教学过程中，要突出这些守恒定律的意义，要经常用守恒的观念去分析一些物理现象，它能给人们确定一个大的方向，而不拘泥于公式的规定。如热力学第一定律，学生经常因为对ΔE＝Q＋W公式中各项的正、负号理解不准而出现错误，其实，从能量守恒的角度去理解，就不必去记各项的符号，即系统内能的增加等于外界供给系统的能量（以热传递与做功2种方式进行），则Q、W的正、负的确定就一目了然。又如化学中的氢的第一电离能，从能量角度看就是使氢原子从基态跃迁到n∝（电离态）所需的能量。再如多个副线圈的理想变压器的各电流的关系，从输出能量等于输入能量的观念分析，就是一件十分显然的事。

三、科学精神的陶冶

第7篇：量子力学的基础知识范文

【关键词】高等数学；课堂教学；数学教育

课堂教学是教学工作的基本形式，是提高教学质量的关键环节，如何能够在高等数学课堂教学中提高课堂教学质量，涉及很多方面的因素，下面具体展开论述.

一、合理制定教学目标

一堂课的成功与否首先是看这堂课的教学目标是否合适.其次是为达到目标所选择的教学内容、教学措施是否得当.最后看整体的教学目的是否达到，以及达到的程度如何.

目前的高等教育是大众教育，授课时既要兼顾大多数同学的利益，同时又不能忽视少部分能力强有考研需求的同学，所以高等数学教学目标的制定要以《教学大纲》为主，《考研大纲》为辅综合制定.

另外每节课教学目标的制定还有与授课时长有关，比如讲极限概念一节时，同学们刚从高中进入到大学，一下子接触极限这种抽象的概念需要有一个过程，所以教学目标的制定不用期望过高，因此初次讲解极限概念及运算法则要求“正确理解、正确运用”就可以了，至于“深刻理解、熟练运用”需要以后慢慢完成.

教学目标的制定还与学生的专业情况相关.比如经济管理学院的学生大部分是文科生，所以在制定教学目标时难度要适当降低.并需要根据其专业特点适当补充部分内容，比如需求函数，成本函数，价格弹性、边际成本等概念，为以后学习专业知识奠定基础.

除此之外教学目标的制定还与所讲的知识在教材中的所处的地位有关.比如函数导数这一节在整个的教材中都占据着至关重要的地位.因为后面所涉及的积分和微分方程等知识都是以导数概念作为基础的，因此从整个教材的地位来看，也要求熟练掌握导数概念及其相关法则公式.

总之高等数学教学目标的制定都是基于教学大纲、授课时长、学生情况、在教材中的地位等几方面来展开的，只有遵循上述几点才能制定出合适的教学目标.

二、重视新知识的引入

如果把每节数学课比作一场演出，那么新课的引入就是演出开始的亮相，效果的好坏直接影响这节课的成败.新课的引入常见的方式有下面几种：

（一）创造情境提出问题

比如新开导数一章时提出学生所熟悉的自由落体运动，如何求出任意时刻的瞬时速度？导数的概念很多同学在高中都接触过，但并不知道这一概念的由来.通过提问使学生产生好奇，从而化成学习的动力.

（二）由新旧知识的关联提出问题

例如介绍不定积分一章时，提出问题：如果知道某个函数求导的结果是sinx，如何来求这个函数呢，从而引入不定积分的概念.

（三）开门见山法

有些知识不能借助旧知识引入时，可以直接介绍本节要学习主要内容，在讲完函数和差积商的求导法则后，举一例：tanx的求导公式已经知道，但arctanx、lntanx，f（tanx）对x的导数如何来求，为了解决这些实际问题就有必要学习下面的知识，即反函数求导法、复合函数求导法和抽象函数求导法.通过提问使学生意识到数学法则是来源于客观实际问题的解决，迅速进入学习状态

三、加强基础知识的教学

高等数学的基础知识是指教学大纲规定的概念和法则，包括定义、定理、运算法则、重要公式以及推理方法等.

加强基础知识的教学，一定要重视数学定义和数学定理和法则的教学.对于一些基本的数学概念，要最好从实际例子出发进行引入，在具体讲解时要把具体与抽象相结合，引导学生对与新概念有关的实际问题进行观察分析概括，最后得出正确严谨的概念.而对于相近有联系又容易混淆的概念，要引导学生用对比的方法分清他们的本质属性和它们之间的逻辑联系.例如在讲解方向导数概念时，学生很容易与前面学习的导数概念混淆了，所以授课时要讲清楚导数与方向导数的区别与联系.而对于公式、定理、法则的教学，则要抓住引入、表述，推导证明、运用和记忆几个环节.

四、强调知识的关联性

对于基础知识的教学还要注意使学生把所学的知识纳入到整体知识结构中去.使学生了解所学的概念法则在整体知识结构中的地位到底如何，以及与其他知识的相关性如何，否则不顾整体只顾局部就会画地为牢.例如讲完微分方程和级数之后，要向学生指出：表面上微分方程和级数没什么关系，实际上求某些幂级数的和函数可以通过微分方程来求解，从而使学生注意到知识的横向联系.

五、尝试“应用教学法”

在学习高等数学的有些知识时，学生容易产生厌烦的情绪，因为学生不了解这些知识的应用背景，不知道所学内容是为何服务，影响了学习的积极性.比如在讲不定积分和定积分两章的内容时，通篇都是题型与解法，丝毫没有提及所解的积分类型究竟有何应用，教师在授课时可以适当补充这方面的背景知识，使学生了解其应用意义.例如菲涅耳积分∫+∞0sinxxdx，∫+∞0sinx2dx，这两个积分都是无穷限的反常积分，它们在光的衍射和振动学理论值起到了非常重要的作用，具体的求解要结合高年级所学习的复变函数知识来解决.除此之外不定积分一章涉及很多有理函数积分、无理函数积分等知识在热力学、量子力学也有着广泛的应用.总之通过教师相关背景知识的介绍，学生就把抽象的理论与现实问题联系起来，拓宽了知识面，也增加了学习的兴趣.

教师在授课过程中要强调所学知识的实用性，使学生了解数学知识是用来解决现实生活中的问题，同时又可以从现实生活中提出有关的数学问题，这就是数学的全部内容.

综上所述，提高高等数学课堂教学质量要围绕着下面几个方面着手：（一）合理制定教学目标；（二）重视新知识的引入；（三）加强概念、定理、法则等基础知识的教学；（四）强调知识的整体性和关联性，形成有内在联系的知识网络结构；（五）重视知识的实用性.其中强调知识的关联性和实用性是重点，同时还要关注知识发生的过程.数学教育理念在不断更新发展，但不管怎样“如何切实、有效地促进和改进学生的学习”才是教师教学的中心出发点，只要围绕着这一中心理念展开教学，高等数学教师关于教学方法、教学结构的认识将不断进步.

【参考文献】

[1]曹才翰.《曹才翰数学教育文选》[M].人民教育出版社，2005，10：350-352.

第8篇：量子力学的基础知识范文

【关键词】高中物理；教学摸索；研究

【中图分类号】G332 【文章标识码】B 【文章编号】1326-3587（2013）09-0011-01

自2001年新课程改革全面推行以来，在全面实施新课程后，我们的课堂教学发生了很大的变化，这给高中物理教学带来了新的发展机遇，同时也给老师们的教学带来了很大的挑战。因此，在高中物理教学中，我们必须改变以前课堂上师生做无用功的教学状况，以高中物理新课程改革理念为依据和指导，不断改进和完善教学策略，提高物理教学水平和质量。本人在高中物理新课改的实践教学中摸索总结出以下几点策略：

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

第9篇：量子力学的基础知识范文

关键词：物理 人才培养 策略

理科教育在高等教育中占有重要的地位，随着科学技术的不断发展和应用，各个学科之间的交叉变得越来越负载，理科教育和工科教育之间的融合变得越来越深入。物理学科是一门应用性十分强的学科，对于学生的综合实践能力的提升具有十分重要的意义，物理教育在人才培养过程中占据重要的地位。在培养学生的科学观念、创新和探索精神方面有积极的促进作用，而且当前社会上的对应用型人才的需求量十分大，为此应该要加强高校物理教育过程中对应用型人才的培养力度。

一、物理学科的发展概述

物理学研究的内容主要是各种物质结构和运动基本规律，包括宇宙间的所有物质存在的基本形式、物质的运动规律、物质之间的转化、物质形态内部结构等，从十九世纪末开始，物理学就已经形成了一种初步的体系，在上个世纪初期，物理学的发展过程中产生了相对论和量子力学，并且在此基础上建立了近代物理学。物理学的发展也加深了人们对物理学的理解以及认识，促进了很多新兴的科学技术产物的出现。物理学作为其他学科的一种基础学科，在教育过程中占有十分重要的意义，尤其是发展到现在，社会对应用型人才的需求越来越大，物理学教育过程中人们对人才的综合实践能力的需求越来越大。很多深入到分子结构层次的学科，都需要物理学的基础知识作为支撑，因此在各个学科的交叉过程中又出现了很多新的学科，比如量子化学、激光化学、分子反应动力学等，应用物理是近年来逐渐发展起来的一门物理学的分支，随着信息技术的不断发展，各种科学技术在我们生活中的应用越来越多，加强物理的应用功能的发挥，加强对各种先进技术的应用成为当前时展过程中的一个重要方面。当前物理学科的研究体系也逐渐发生了改变，由简单到复杂、由单一到多元化，越来越多的高校在教育过程中对应用物理加强了教育的力度，从而促进了物理学科的进一步深入发展。

二、物理学科教育中人才培养策略

（一）加强物理教育过程中的各种硬件以及软件投入

由于物理学是一门应用性很强的学科，尤其是发展到现在，结合各种应用技术进行教育成为物理学教育过程中的重要内容。加强理论课程与实践课程的有机结合，一个十分重要的前提就是要加大学校的各种硬件和软件的投入，将物理学应用型人才的培养落到实处。对于物理学课程实训的实施，高校应该要加强对软件以及硬件的投入力度，保证学生对各种物理学原理进行学习之后还能有相应的硬件环境条件进行实践训练，在教学过程中组织学生对各种物理学的原理以及实验现象进行讨论。物理学人才的实训培养过程中，对于硬件投入的力度更大，比如组建相应的实验室，为学生的实践能力的提升提供必要的基础。加强专业实践训练是促进应用型人才的能力不断提升的重要措施，学生的专业训练以及实践一般是到各种实习基地进行，因此需要学校加强实习基地以及创业园的建设，同时要配备相应的师资力量，挑选一批高素质的实习指导教师，为学生的实践学习提供必要的支持。

（二）加强院校之间的合作，提高师资队伍的质量

师资队伍力量是影响教育水平的重要因素，在当前的高校物理学教育过程中，加强师资力量队伍的完善，是提高教学质量以及学生的综合实践能力的重要措施。在师资队伍力量的建设过程中，应该要加强“双师型”教师队伍的壮大，确保高校能够走内涵发展道路。教师不仅要具备理论知识，更要加强实践能力的提升，比如加强不同院校之间相关专业的教师之间的合作以及交流，加强理论与实践相结合，教学与各种实践训练相结合等，鼓励教师到企业中参加相应的工作实践，从而能够提高实践教学能力，提高学生的实践能力。教师的能力素养的培训，不仅要保持各种教育技能的提升，还应该要加强职业道德素养的培训，为高校的物理教育以及物理人才的培养营造一种良好和谐的环境和氛围。

（三）加强校企之间的合作

校园与企业之间的有效衔接，是很多高校在教育过程中提高教育质量的重要发力点。高校教育的一个重要目的就是培养综合性的人才，直接为企业输送专业人才，尤其是对于物理学而言，随着应用物理的不断发展，对学生的综合实践能力的要求越来越高，为了不断提升学生的综合实践能力，需要加强与企业之间的联系。在高校教育过程中，应该要引入相关企业文化建设的内涵，丰富校园文化的内容，形成一种校园文化教育和企业文化教育有效融合的局面。与此同时，加强学校与企业之间的有效结合，还可以为学生提供更多实践锻炼的机会，提供相应的场所从而不断培养学生的综合能力素养，让学生在企业的实践过程中能够强化学生的职业精神，从而更加理解物理教育的本质和内涵。

三、结语

物理学识一门应用学科，从十九世纪开始就已经逐渐形成物理学体系，在不断的发展过程中结合了很多时代的特征以及社会要求，发展到现在，物理学的应用性变得越来越强，如何加强应用物理教学过程中对人才的培养力度，是很多高校在教育教学中考虑的重点。加强物理人才的培养，需要综合实践能力较强的教师积极引导，需要加强校园与校园、校园与企业之间的合作，加强高校对各种基础上设施设备以及软件教学资源的投入，最终提高学生的综合实践能力。

参考文献：

[1] 蔡敬民，魏朱宝.应用型本科人才培养的战略思考[J].中国高等教育，2008（09）

[2] 张丹.浅谈物理学的发展[J].科技信息，2009（14）