丁林杰

（重慶三峽學院，重慶 404100）

1 引言

量子力學（Quantum Mechanics），是物理學理論，是研究物質世界微觀粒子運動規(guī)律的物理學分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。作為物理學專業(yè)的專業(yè)理論課，量子力學在理論物理，應用物理中占據(jù)極其重要的地位，許多現(xiàn)代科學研究，如材料、電學、工程物理、通訊、化學、生物等都以量子力學為基礎。量子力學不僅是現(xiàn)代物理學的基礎理論之一，而且是20世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。本課程將使學生帶以全新的觀念去了解物質世界，掌握量子理論的基本概念及原理。量子力學從概念到解決問題的方法與經(jīng)典物理有著根本性的不同，中學階段很少見到甚至沒見到過。

2 量子力學課程的教學現(xiàn)狀

本校物理學（師范類）專業(yè)開設的本課程為54學時。通過這十幾年的教學經(jīng)驗和教學觀察，了解到學生們在學習量子力學遇到的問題[1]。

學生在學習過程中普遍反映該課程抽象、深奧、難理解、枯燥、抓不住重點等，且缺少激發(fā)學生學習興趣和想象力的知識點，學習起來困難，效果不佳。

1）量子力學本身是一門非常抽象的課程，主要體現(xiàn)在它的基礎概念與經(jīng)典物理相距甚遠，學生需要重新掌握。它要求學生具有微觀的思維角度，而目前大部分學生仍以宏觀思維思考，長此以往將造成課程理解困難，學生學習興趣不高。

2）量子力學需要扎實的高等數(shù)學基礎和邏輯思維，課堂大部分時間在于公式的數(shù)學推導。由于涉及數(shù)學知識較多，計算較難，大部分學生很難全集中注意力在課堂上。只有少部分有考研意向的學生能夠注重。

3）由于量子力學是較難的課程，因此需要更多的學時來開展，而本院校分配的課時只有54學時，(一般為72學時，研究生的專業(yè)基礎課中教學課時最多)，嚴重分配不均，很多知識點講不完，這就要求教師能根據(jù)課程的側重點來合理安排教學內(nèi)容。

4）通過這幾年的教學調(diào)查，每年都會有個別學生學習思想不端正，常常曠課，逃課，甚至厭學，認為自己不是學習的料，來聽課也僅僅是害怕老師點名。

5）而且隨著學科知識飛速發(fā)展，知識更新周期縮短，如何在有限的課時情況下，使學生在掌握扎實的基礎知識的同時，跟上時代的步伐，了解科學的前沿，以便適應新世紀人才培養(yǎng)的需求，是我們教育者的巨大挑戰(zhàn)。

6）部分教師采取教師講授、學生聽的單一被動的教學模式，這種填鴨式，灌溉式方法使得學生在教學活動中處于被動地位，難以很好的汲取知識。教師過分地強調(diào)講清楚和講透徹，這種方法的弊病是完全由教師主宰課堂造成的，從根本上忽視了學生作為認知主體的作用，不利于有效的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。同時教學手段也仍然是單純的黑板教學，這種教學方法的落后和手段的單一在一定程度上影響學生的創(chuàng)新能力和專業(yè)能力。

3 對該課程實施的一些改進措施

1）課堂教學結合量子力學的發(fā)展史。在講授本課程的緒論中，普朗克提出光的粒子性假設；愛因斯坦是第一個完全肯定光具有波粒二象性；康普頓是第一個根據(jù)普朗克和愛因斯坦的理論，從實驗中證實光具有粒子性；玻爾理論的缺陷是由于把微觀粒子看做經(jīng)典力學中的質子，從而把經(jīng)典力學的規(guī)律用在微觀粒子上；德布羅意結合愛因斯坦的理論提出微觀粒子也具有波粒二象性等等，來激發(fā)學生們的學習興趣，學生才能建立起量子力學與現(xiàn)實的聯(lián)系，這樣能逐漸消除學生對量子力學的恐懼感[2]。

2）在授課中，教師應提倡數(shù)學運算簡化，強化物理化思想，培養(yǎng)學生分析、解決問題的方法，例如在講解電子在庫侖場的運動一節(jié)中，首先應該讓學生明確對電子運動描述的物理量是波函數(shù)，由此則需要建立相應的薛定諤方程。通過求解薛定諤方程來得到描述粒子狀態(tài)的函數(shù)。因為該方程求解過于復雜，所以有必要簡化數(shù)學運算。

2）注重啟發(fā)式教育，引導學生以主人翁的身份進入量子力學的世界，而不僅僅只是學習的接納者。比如在講授完粒子具有波粒二象性后，就可以提問：“如果電子和粒子也是波的話，同學們能否給出它們的波函數(shù)?！苯?jīng)過多年教學經(jīng)驗所得，證明這對調(diào)動學生們的積極性大有幫助并且能有效改善課堂氣氛[3]。

3）適當結合現(xiàn)代化多媒體教學。對于一些復雜，難懂，抽象的知識，能夠通過現(xiàn)代化教學設備能生動，形象的展示給學生。在量子力學課程中涉及的實驗并不多，主要有康普頓散射實驗、電子衍射實驗、施特恩--格拉赫實驗等。通過運用多媒體技術可以采用圖形、圖像等多媒體形式，模擬實驗全過程。借助有關的教學軟件，通過對真實情景的模擬還原便于學生理解，掌握，記憶，能有效提高課堂教學質量。學生也更容易接納、學習，能提高學生的學習動機，激發(fā)求知欲望。多種教學手段的應用也有助于學生對知識的掌握，例如合理使用多媒體、板書、視頻、學習小組討論等，并以習題輔導等。

4）積極發(fā)揮課程考核方式，結合課程改革推進。采取考核多樣化，加大平時成績比重，杜絕期末考試定成績的局面。可將課前預習報告，課后作業(yè)，課堂論文納入平時成績。課前預習報告占20%，課后作業(yè)占20%，課堂論文占20%，期末成績占40%。

5）在課程的教學課程中，除了教授學生們基礎知識和應用基礎知識，還應該介紹量子力學最新前沿的發(fā)展動態(tài)，將國內(nèi)外優(yōu)秀的一些量子力學研究理論融入課堂，鼓勵學生查閱優(yōu)秀物理網(wǎng)站和科研文章，使學生了解最新的量子力學領域的發(fā)展動態(tài)，擴展學生的眼界。

6）在教學方法上，教師應該根據(jù)學生的知識基礎與課程教學內(nèi)容的特點，改變傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式，結合課程改革實行現(xiàn)代的啟發(fā)式、研究式、滲透式、討論式等多種教學方法，將統(tǒng)一教學與個性輔導相結合，留下部分較簡單的章節(jié)學生自習，便于發(fā)揮學生自主學習能力。

4 總結

要上好這門課程，首先教師應擁有扎實的量子力學知識，熟悉本課程的教學目的，掌握課程大綱，通過了解學生的實際情況，適量運用現(xiàn)代化教學工具和新式教育方法來幫助學生了解并掌握知識。教師必須堅持以學生為主體，為學生為本，不斷科研，不斷思考，不斷完善自身知識儲量來進行量子力學教學探討、研究教學改革思路、途徑和方法等，進一步提高量子力學教學質量。

教學改革是搞好大學教育的動力.在教學中，作者雖然進行了一些有益的改革嘗試，取得了一些成果，但仍有一些問題有待解決，例如量子力學課程教學應如何與學生畢業(yè)后的工作聯(lián)系起來，如何為學生今后走向企業(yè)的道路提供服務。