【摘要】量子力學是學生普遍反映難學難懂的理論基礎(chǔ)課程。量子力學課程教學的主要內(nèi)容現(xiàn)在已基本固化。對非物理學專業(yè)，如何在較少的教學學時下實現(xiàn)課程教學目標，一直都是授課教師們探究的問題。根據(jù)課程教學實際，教學中注意強化基本知識的講授，注意把課程思政教育融入到課程教學中，注意以網(wǎng)絡(luò)課程教學平臺為依托強化課程過程性考核來實現(xiàn)課程學習向課堂外延伸，這些做法對激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量起到了很好的促進作用。

【關(guān)鍵詞】量子力學 ?教學改革 ?課程思政 ?少學時

【基金項目】山東理工大學課程思政教育教學改革項目（20182813161）。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）29-0236-02

量子力學是現(xiàn)代物理學的理論基礎(chǔ)之一。當前，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，它也成為其他許多自然科學的基礎(chǔ)。因此，除了物理學專業(yè)，其他許多專業(yè)也開設(shè)有量子力學課程。只是在教學學時上，相對于物理學專業(yè)，教學學時明顯偏少。量子力學發(fā)端于原子物理，但很快延伸、運用于物理學各分支領(lǐng)域，它既導致核物理、粒子物理的應(yīng)運而生，又促使固體物理、凝聚態(tài)物理、激光物理以及非線性光學突兀崛起。自上世紀初建立以來，量子力學研究領(lǐng)域也在不斷地擴展。比如量子物理學所擴展出的重大學科領(lǐng)域——激光物理，與半導體物理共同成為現(xiàn)代信息科學的主要基石。量子力學也是化學、生物學、天文學、地球科學等學科的主心骨。當前，量子力學向物質(zhì)科學各領(lǐng)域延伸，觸發(fā)產(chǎn)生了一些新的交叉學科，諸如量子化學、分子生物學和量子生物學和現(xiàn)代宇宙學等。

同時，量子力學的不斷發(fā)展也使得人們對所處的物質(zhì)世界有了更深刻的認識。但量子力學基本概念和原理的深刻內(nèi)涵還遠未被人們發(fā)掘出來，在我們面前還有一個很大的必然王國。量子力學的進一步發(fā)展，也許會對21 世紀人類的物質(zhì)文明產(chǎn)生更深遠的影響，正是因為量子力學有著如此廣泛的應(yīng)用，量子力學課程是國內(nèi)外各高校物理類及相關(guān)專業(yè)必修的一門課程。

量子力學在高校物理學及相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)中具有重要的作用。通過該課程學習，可使學生掌握微觀粒子運動規(guī)律的理論、量子力學的基本假設(shè)、基本原理和基本方法。這些教學內(nèi)容除了讓學生學習到相關(guān)的知識，還使學生在學習的過程中讓自己的思維方式和對世界的認識經(jīng)歷一次洗禮。量子力學所展示的世界和萬花筒一樣色彩斑斕，讓人們的思維和想象力得到最大限度的釋放。量子力學是學生普遍反映難學難懂的理論基礎(chǔ)課程，如何完成課程教學實現(xiàn)相應(yīng)的教學目標，一直都是相關(guān)授課教師探究的問題[1-3]。經(jīng)多年的教學實踐，傳統(tǒng)量子力學課程的教學內(nèi)容也已基本固化。對非物理學專業(yè)，教學學時相對較少，如何有限教學學時下完成教學任務(wù)，一直都是授課教師探究的問題。在多年的教學實踐中，我們根據(jù)教學實際，對此進行了一定的改革探索，取得了一定的成績。

一、當前課程教學中存在的問題

目前該課程在教學上存在以下幾個方面問題。

一是學生學習積極性不高。“量子力學不講理”，作為一門理論課程，其基本原理難于理解，且在理論分析中用到了一定的特殊函數(shù)，學生學習時存在一定的畏懼心理，學習起來感覺比較枯燥。

二是教學方法和手段單一。目前課程教學主要采用課堂教學，盡管采用了一定的多媒體教學，但課程內(nèi)容也決定了純粹的多媒體教學并不適應(yīng)用于該理論課程教學。由于教學手段和方法單一，在一定程度上影響了課程教學的效果。

三是考核方式單一，期末考試時學生存在搞突擊的現(xiàn)象。多年來課程考核一直是在期末采用閉卷答題作為唯一的考試方式。由于課程本身具有一定的難度，而教學安排本身又使得學生沒有足夠的時間消化和吸收課程內(nèi)容，學生很難把握學習重點，而幫助同學梳理課程教學內(nèi)容又使得一些學生平時不學，等到期末考試開夜車，加班加點復習。

四是課程教學學時正逐步減少。受專業(yè)培養(yǎng)方案課程體系改革的影響，目前量子力學課程教學學時已大為減少，不少甚至只有48學時。隨著高等教育教學改革的不斷深入，課程教學學時減少趨勢不可避免。但為了教學質(zhì)量，教學內(nèi)容卻不能大幅度的減少，因此如何在少學時條件下，有效組織教學，高質(zhì)高效的完成教學任務(wù)是目前課程教學中亟待解決的問題。

二、量子力學課程教學改革探索

在少學時條件下，量子力學課程的基本教學內(nèi)容依然需要保留，但在教學內(nèi)容安排上，適當弱化部分應(yīng)用數(shù)學知識較多的理論內(nèi)容，同時根據(jù)“以必需夠用為度”的原則減少后續(xù)課程用得少或不用的內(nèi)容。由于是傳統(tǒng)的理論課程，量子力學課程教學一直以課堂講授為主。教學中注意保留量子力學基本概念、基本原理和基本方法的內(nèi)容，以培養(yǎng)和發(fā)展學生思維能力，及分析問題、解決問題的能力。比如對量子力學中五個基本假定要精講細講。近年來在課程教學學時不斷減小的情況下，為達到課程的教學目標，在課程教學中應(yīng)注意以下幾點：

1.基于傳統(tǒng)的課堂教學方法，適當運用多媒體技術(shù)，注意根據(jù)授課內(nèi)容采用靈活多樣的課堂教學方式。課堂教學是千百年來流傳下來的傳統(tǒng)教學方法，有著獨到的優(yōu)勢，是其他教學方法所不能取代的。教學過程是教學和學生之間雙向的溝通交流過程。在教學中應(yīng)強調(diào)教師的主導作用、學生的主體地位，充分調(diào)動學生課堂的積極性、主動性，引導學生們參與到課堂中來。因此，在講不同章節(jié)的內(nèi)容時，可以根據(jù)章節(jié)的性質(zhì)，靈活采取多種教學方式，如互動式、分組討論式或研究式等，以營造學生積極參與及主動思考的氛圍，提高學生學習興趣。在教學中注意多媒體技術(shù)的使用，利用豐富多彩的學生易于感興趣的和課程教學內(nèi)容或德育元素相關(guān)的故事、圖片等來吸引學生的注意力。多媒體教學是教學手段創(chuàng)新的重要內(nèi)容之一。在量子力學課程中使用多媒體并結(jié)合傳統(tǒng)板書教學，可以同時發(fā)揮傳統(tǒng)教學方法和現(xiàn)代科學技術(shù)的優(yōu)勢，有助于課程教學中使學生集中精力理解量子力學的物理思想，掌握好量子力學的基本概念、基本原理，同時還可增加師生之間的互動，調(diào)動學生的積極性，加深學生對所學知識的印象。借助多媒體技術(shù)，可很方便地展示一些繁雜的數(shù)學推導。同時對一些物理規(guī)律，還可借助數(shù)學軟件對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律展示， 若使用傳統(tǒng)板書手工繪制，不僅速度慢而且不準確。充分利用多媒體的特殊功能來展示量子力學內(nèi)容的豐富性、抽象性、應(yīng)用性和前沿性，可以加深學生的印象，理解其物理意義，同時也容易激發(fā)學生的學習熱情。由于授課學時減少，為達到相應(yīng)的教學目標，把課程學習延伸到課外，就是一個必然的選擇。我們充分利用學校的網(wǎng)絡(luò)教學平臺，把課程教學中所要用到的文獻資料、練習題和測試題發(fā)布到平臺上，對一些問題的解答討論和階段測試也通過網(wǎng)絡(luò)進行。

2.不受教材的束縛，優(yōu)化課程知識體系，強化量子力學基本概念、基本原理和基本方法的教學，弱化繁雜的數(shù)學推導。量子力學課程教學的主要內(nèi)容雖然已基本固化，但不同的教材對這些主要內(nèi)容的處理各有不同。在實際教學中，注意根據(jù)課程教學內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系優(yōu)化課程知識體系，根據(jù)需要調(diào)整授課內(nèi)容的前后順序，而不受教材的束縛。量子力學教學要抓住其基本特點，讓學生理解概念的物理實質(zhì)，只有理解了基本概念的物理實質(zhì)，學生才能掌握量子力學的規(guī)律，理解量子力學的理論結(jié)構(gòu)，正確地運用量子力學知識去解決實際問題。量子力學從研究規(guī)律到描述方式都和經(jīng)典物理有著根本的區(qū)別。例如，在量子力學中，“態(tài)”這個概念需要特別注意。量子力學的基本假定之一：微觀體系的狀態(tài)被一個波函數(shù)完全描述，從波函數(shù)可以得出體系的所有性質(zhì)。知道態(tài)函數(shù)后，就像在經(jīng)典物理學中知道了位置和速度一樣，可以求體系的能量、動量等。教學中我們注意這類基本概念和基本原理的講解，注意講深講透。同時對量子力學中存在的繁雜的數(shù)學推導，在教學中，為難免大量時間被用于純粹的數(shù)學推導而忽視了物理情景的建立，進而使得量子力學學起來無趣，沒有魅力，在教學中盡量避免繁雜的數(shù)學推導。相應(yīng)的推導，可利用多媒體課件來展示，相應(yīng)的課件可上傳到網(wǎng)絡(luò)教學平臺，供學生下載學習使用。

3.課程教學過程中注意把課程思政融入到課程教學中。當前，把課程思政教育教學理念融入到專業(yè)課程課堂教學中正逐步成為大家的一種共識。量子力學課程中的德育元素很多。授課時注意以合適的方式結(jié)合課程教學內(nèi)容把一些思政元素引入到教學中，這對消除或減輕學生課程學習的枯燥感，增加課程學習興趣具有非常好的作用。如何有效地把課程思政元素融入到教學中是一個值得深入研究的課題。課程教學中，我們注意把思政元素與課程教學內(nèi)容緊密結(jié)合起來。通過介紹量子力學發(fā)展史的相關(guān)史實可極大地激發(fā)學生學習量子力學的興趣和熱情。量子力學建立過程中很少有中國人的身影，但今天我國在某些量子力學領(lǐng)域的研究是走在世界的前列的，據(jù)此激發(fā)學生獻身科學研究的熱情和作為中國人的自豪感。量子理論與經(jīng)典物理并不是水火不相容的，在一定條件下量子理論過渡到經(jīng)典理論，據(jù)此引導學生進行“量變”和“質(zhì)變”之間的關(guān)系的哲學思考。在講授全同粒子體系這部分內(nèi)容時，向?qū)W生講明，微觀全同粒子是不可區(qū)分的，但我們又經(jīng)常說“這個世界上不存在兩片完全相同的葉子”，據(jù)此引導學生進行相關(guān)的哲學思考，并進一步引導學生探尋這一矛盾的關(guān)鍵所在。把思政元素融入到課程教學要避免說教。在學時有限的情況下，為使思政元素發(fā)揮其應(yīng)用的作用，基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺中的學習討論區(qū)，發(fā)起相應(yīng)的討論話題，供同學們留言討論。為促進學生參與的積極性，可將參與情況納入到平時成績的考核中。

4.強化過程性考核，豐富平時成績評定的具體內(nèi)容，使每個學生都能找到自己的興趣點，促進學生培養(yǎng)自主學習精神。在教學學時減少的情況下，課程學習必須延伸到課堂外。在這種新教學形勢下，傳統(tǒng)平時成績的評定依據(jù)及方法，有必要做相應(yīng)的充實和調(diào)整[4]。一是在考核形式要創(chuàng)新，傳統(tǒng)的方法可用于激勵學生加強課程知識的學習，而根據(jù)需要添加新的考核依據(jù)，或?qū)δ承﹤鹘y(tǒng)的考核依據(jù)賦予新的內(nèi)涵，以適應(yīng)新的形勢需要。這些新的評定依據(jù)要加強學生對課外時間的利用，形式要多樣，內(nèi)容要豐富，使每個學生都找到自己的興趣點。二是要基于學生個體之間的差異，設(shè)定平行的成績評定依據(jù)，不要求學生完成每一項作業(yè)。學生可根據(jù)自己的情況選擇完成其中自己感興趣的部分，這樣在完成作業(yè)的過程中學生會獲得一定的成就感，并能激勵其去探索新的未知領(lǐng)域。為促進學生的全面發(fā)展，培養(yǎng)學生的團隊合作精神，還可要求學生組成互助學習小組，同學之間相互幫助，取長補短，來共同完成相關(guān)的作業(yè)。

三、結(jié)語

近年來在本課程的教學過程中，我們以新時期的“以學生為主體，以教師為主導，知識、素質(zhì)和能力協(xié)調(diào)發(fā)展”的現(xiàn)代教育思想為指導，進行相關(guān)的教學改革，教學中突出學生的中心地位，注重因材施教，使學生掌握科學的學習方法，真正達到從學會到會學。注意采用多種教學方法，強化學生各種能力的培養(yǎng)，引導學生較快接觸學科發(fā)展的前沿，養(yǎng)成辯證唯物主義的世界觀和方法論。同時也注意加強網(wǎng)絡(luò)課程資源的建設(shè)，為學生課外學習提供學習資源庫，以彌補課程教學學時不足的限制。

參考文獻：

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