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量子力學基礎知識總結范文1
關鍵詞：量子力學 教學研究 哲學思想
“大學之道，在明明德，在親民，在止于至善?！睖毓手?，止于至善，提高當代大學生的哲學素養、人文情懷和科學素養，是素質教育的要求之一。以牛頓運動三定律、電磁理論和熱力學及統計物理學為基礎的經典力學誕生于17世紀，成功地解釋了大量物理學現象，取得了輝煌的科學成就，曾經被人們信奉為客觀真理。在19世紀末20世紀初，人類以巨大的熱情來研究原子核和放射現象，導致了兩大理論成果的誕生：量子理論和相對論。隨后，激光器、二極管、三極管、集成電路、互聯網、移動通信、登月等等，這些輝煌的成就促使人類邁進了信息時代。運動著的電子――一個小小的微觀粒子，卻促使人類文明進入了電子信息時代。事實表明，現代信息技術的理論基礎是物理學，信息的產生、發送、接收和處理，都是由一個個物理的系統來實現，因此信息世界的物理體系歸根結底要受到物理定律的制約?，F在人們明白了，經典物理理論僅適用于宏觀低速運動的物體的場合，而對于微觀小尺度下、接近于光速運動的粒子的運動規律誤差會變得很大，必須使用相對論和量子理論來描述。而經典物理理論僅僅是量子理論和相對論在低速宏觀范圍下的良好近似。
量子理論是二十世紀最偉大的發現之一。量子理論的形成和發展，是整個物理學發展中最值得書寫的，也是對青年大學生最具有啟發意義的過程，在此期間包括了愛因斯坦的奇跡年（1905年）。梳理和探究整個過程中所包含的科學思維，科學方法，科學理論，科學素養……都是值得我們去探索、去深思、去挖掘的。
一、對青年大學生物質觀和運動觀的進一步加深具有重要意義
科學技術發展到21世紀，人類對于物質世界的認識進入到了納米尺度。材料學科的研究中出現了很多量子效應。量子理論中的許多不同于經典力學的物理現象顛覆性地發展了經典力學的思維，拓寬了人類認識物質世界的視野，使人們對運動的本質有了更進一步的了解。隨著人類認識的不斷深入和材料尺寸的不斷縮小，電子運動的量子效應愈加明顯。現在人們已經明白了，電子既是一種微觀粒子，同時也是一種波，這就是所謂的波粒二象性。與經典物理現象不同的是，微觀粒子的諸多物理量之間受到量子規律的束縛，其中之一便是著名的不確定性原理，例如時間與能量之間、動量與位置之間等。此外，另一個有趣的現象是電子的勢壘貫穿效應，即能量小于勢壘高度的電子或者其它微觀粒子可以以一定的幾率，越過勢壘，運動到勢壘的右邊去。盡管一個理性的人對這種解釋可能不滿意，但是我們必須明白“隧穿”僅僅是我們為了理解的方便而構造的一個東西，除非人們對量子世界的認識更進一步。我們唯一能確定的是當滿足一定條件的時候，隧穿效應就會發生。
二、對青年大學生思維拓展與創新具有重要的啟發意義
量子理論是描述微觀粒子運動規律的理論，其概念體系與研究宏觀現象及其規律的經典物理學有很大的不同。量子理論的出現，是人類對物質世界認識日益深化的結果，為其他自然學科的發展開辟了廣闊的前景。從培養研究型科學人才的角度來說，量子理論是與現代科學研究聯系最緊密的課程之一。這對當代青年大學生提出了更高、更嚴格的要求。
第一，必須尊重客觀世界的運動規律，堅持創新思維，深刻認識微觀世界的規律。規律是物質在運動過程中表現出來的必然的、穩定的、永恒的聯系，任何事物之間都有聯系，都是矛盾的對立統一體，這就需要在實際的學習探索中抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面。同時，矛盾具有特殊性，內因是事物發展的根據，決定著事物發展的方向和主要性質，外因是事物發展的次要因素。在實際的處理過程中要區別對待。
第二，注意量變到質變的積累。量變是指事物單純數量上的增加或減少，事物保持其質的穩定性。質變是指事物根本性質的變化，“量變質變新的量變”是事物發展的基本規律。注意收集數據，逐步地總結規律。任何重大的發現，都有一個辛苦的積累過程，面對紛繁雜蕪的實驗數據，如何去偽存真，由表及里，層層剖析？這需要尊重客觀規律，逐漸挖掘深層次的信息，切勿急于求成或者違背客觀規律。這方面在量子理論的發展過程中體現得尤為重要。
第三，量子理論是開放的理論，對量子理論的爭論一直在繼續。量子理論過去的成功并不意味著它是一個徹底完善的物理學理論。自量子理論誕生以來，關于量子理論的思想基礎和基本問題的爭論，從來就沒有停止過。人們對于量子理論本身的完備性及其一些基本觀念的理解，甚至持有截然不同的觀點。其他的理論也是在不斷地爭論中不斷完善。
三、量子力學中的數學思想及其知識框架
量子力學中主要的數學知識，主要是Hilbert內積空間，這是學生在學完微積分初步、線性代數以及概率論后需要掌握的、在工程領域內應用最為廣泛的一門數學學科，也是對空間解析幾何的推廣和延伸。其中包括了對前面提到的幾門學科的綜合應用，例如量子力學中的力學量，用線性算符來描述，則必須是厄米的；用海森堡的矩陣力學表示，則要求該矩陣的本征值和平均值均為實數；還有，在計算不同物理量表象的矩陣元時，要用到定積分的運算；而不同表象之間的變換，需要用到矩陣變換；此外，在講到微擾論和變分法時，還需要進一步的用到更多的數學知識。這些數學學科分支的交叉出現，足以讓學生對該門課程的進一步學習產生畏懼心理。如何消除和轉變學生的這種畏懼心理，這就要求教師在課堂上增強授課的趣味性。事實上，一部量子力學的發展史，包含了太多的啟迪、方法、思維和科學研究的因素，因利勢導，重視基礎知識的講解，將所有涉及到的數學知識及其發展史，生動地傳授給學生。筆者經過近五年的課堂教學，認為對當前的大學本科學生，倘能在授課中能做到這一點，那么，學習《量子力學》的意義就達到了。
結論：以量子理論為核心的量子物理無疑是本世紀最深刻、最有成就的科學理論之一。它不僅代表了人類對微觀世界基本認識的革命性進步，而且帶來了許多劃時代的技術創新，直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的物質生活。讓學生在不斷的思考和探索中，體會到學習和思考的快樂；對學生的世界觀、物質觀以及運動觀的進一步深入，具有重要的指導意義。
參考文獻：
[1]格雷厄姆•法米羅,涂泓等譯.天地有大美之現代科學之偉大方程,世界圖書出版社,2008
[2]施塔赫爾,范岱年等譯.愛因斯坦奇跡年.上海科技出版社,2001,7
[3]曾謹言.量子力學.科學出版社,2010,4
[4]伯特蘭•羅素.西方哲學史.中國商業出版社,第1版,2009,1
量子力學基礎知識總結范文2
關鍵詞：科學活動觀；結構化學；課程教學
一、問題的提出
“結構化學”是高等院?；瘜W專業的主干基礎課程。它從微觀視角闡明原子、分子和晶體的結構、性能和應用，主要包括量子力學基本原理及其在原子與分子體系中的應用和原子、分子與晶體結構的實驗表征兩大部分。后者又可根據被表征物質的形態及理論基礎的不同，劃分為譜學和晶體學兩個不同體系[1]。
由于“結構化學”課程涉及面廣、內容抽象、理論性強，要求學生具備較強的空間思維能力，嚴密的邏輯推理能力和扎實的數理功底；同時由于“結構化學”通常不作為考研基礎科目，因此許多教師對教學有效性缺乏足夠重視，大量采用灌輸式教學或簡化教學內容。這樣看似在短時間內完成了課程內容的教學，但實際上產生了諸多問題，這些問題恰恰制約著課程目標的達成。
（1）學生難以形成對知識的整體性認識。教師將結構化學知識作為一種結果和定論傳授給學生，從表面上看，學生能夠機械記憶基本知識，能進行簡單的運用和拓展。但由于沒有經歷和體驗知識獲得的過程，無法從本質上、整體上理解結構化學的知識體系的來龍去脈、因果關系。
（2）學生關于理論與計算化學的學習和研究能力非常欠缺。由于結構化學涉及許多微觀物質的結構和抽象的概念，如果沒有科學的方法支撐去解決問題、發現規律，學生難以理解理論與計算化學的核心觀念并運用理論與計算化學的核心方法。
（3）學生的情感體驗不足。由于結構化學本身具備較高的難度，學生容易產生抵觸、焦慮等一系列不良情緒。僅僅將知識作為一種工具和經驗傳授給學生，他們將無法體驗和感受在知識形成中的愉悅感和合作、會話、交流的過程，進而難以得到需要的滿足和被尊重、被接納的情感體驗。
基于以上“結構化學”教學的問題，有必要探索、建立新的教學觀念以改革“結構化學”課程教學。由于科學知識從本源來講恰恰是在科學活動中產生的，因此將“結構化學”的教學活動和科學活動做適當的融合，通過深入探索化學科學活動的基本特點和形式，研究科學活動與“結構化學”教學的相互關系，進而探索以科學活動為中心的“結構化學”課程教學途徑，不失為一種恰如其分的改革視角。
二、科學活動觀——“結構化學”課程教學的新理念
人們對科學本質的認識是一個不斷深化的過程。從動態的和生成性的觀點看，科學作為“系統化的實證知識”的觀點引起了人們高度反思。有人認為科學的本質是獲得知識的活動，例如，保加利亞學者T. H. 伏爾科夫曾提到，科學的本質，不在于已經認識的真理，而在于探索真理；科學本身不是知識，而是產生知識的社會活動，是一種科學生產[2]。我國學者劉大椿曾將科學更多地看成是活動的過程，指出科學是人類特有的活動形式，是人類特定的社會活動成果；雖離不開獨特的物質手段，但本質上是精神的、智力的活動[3]。這種以動態的角度認識科學本質的思想，能夠使人們對科學的理解更加豐富、深刻和全面。
對科學本質的理解，決定著科學教育實踐價值取向。以科學活動觀指導“結構化學”課程改革，對于提高教學質量，讓學生建立自己的“結構化學”乃至整個化學一級學科的知識框架體系，培養學生終身學習、自主學習的能力，引導學生掌握分子模擬研究的初步技能，有著顯著的優勢。
（1）科學活動觀視角下的“結構化學”教學是為科學知識的獲得服務的。學生獲得的系統性的、基礎性的結構化學知識大多是結構化學已有的成果，是科學家多年來積累的理論與計算化學的經驗、概念、理論、技能和方法。將知識的獲得過程還原于科學活動，符合結構化學教學活動和科學活動在知識形成過程中的本質共同性，有利于學生建立并鞏固系統的結構化學知識體系。
（2）科學活動觀視角下的“結構化學”教學為學生能力的培養帶來了良機。體驗結構化學研究過程、掌握結構化學研究方法，對學生走入結構化學研究、形成理論與計算化學的研究能力并進而發展對整個化學一級學科的研究能力都有著重要的意義。學生在以科學活動為背景的學習中感受科學研究的全過程，習得科學研究方法，感受科研的意義和價值，在獲得結構化學知識的同時形成與提高科研能力。
（3）科學活動觀視角下的“結構化學”教學給予學生體驗科研情感的平臺?？茖W活動創造了真實的結構化學科研情境，而科學情感等隱性目標都是在情境中通過感悟獲得的。學生在對結構化學問題的研究過程中提高學習興趣、產生學習熱情、發揚團隊精神，這就有效解決了因知識灌輸式教學而帶來的學生情感體驗不足的問題。
三、“結構化學”課程教學——“知識學習與能力培養”并重
1.以挑戰性問題為學習驅動，構建“結構化學”學習活動
基于挑戰性問題的探究式教學方法是為了設計合理的科學活動、有效實施“結構化學”教學而設計的。所謂的挑戰性問題是指教師提出的一些與教學內容相關的、具有探索意義和探究價值的問題，供學生小組根據自己的興趣和思維特點進行選擇，以此作為科學活動的一個驅動性引導。在學習過程中，學生通過查找資料、相互討論、動手實踐等多種形式，采用合理的結構化學研究方法對這個問題進行深入研究，完成研究報告。
在“量子力學基本原理及其在平動、振動、轉動、原子與分子軌道理論中的應用”模塊的教學過程中，教師選擇了從簡單到復雜的系列自主學習內容，組織學生開展了以挑戰性問題為驅動的自主研究性學習。
例如，教師在過去的教學過程中發現，學生對類氫原子結構的球諧波函數和徑向波函數的圖像理解有難度，不清楚圖像的來源和圖像節點的性質。為此，教師向學生介紹matlab軟件，并提出挑戰性問題：如何利用matlab軟件編寫程序語言作圖，幫助理解原子與分子軌道圖像。并根據這個問題，分別提出了一套由簡入深的系列問題：（1）利用matlab 軟件將諧振子振動波函數數字圖形化，并與教材上的圖形進行對比分析，以此為例說明表層理解信息（naming something）和深層理解信息（knowing something）的區別。（2）利用matlab軟件將粒子圍繞球面轉動的球諧波函數Y及其|Y|2數字圖形化。（3）利用matlab軟件將類氫原子的徑向函數、徑向分布函數、原子軌道（徑向函數R與球諧函數Y之積）數字圖形化并討論其節點問題。（4）利用matlab軟件將氫分子離子的分子軌道（分子軌道理論框架下的單電子波函數近似解）數字圖形化并討論其節點與成鍵與反鍵性質。（5）設計一個程序將矩陣對角化，為共軛體系的休克爾經驗分子軌道理論的近似解提供一套矩陣算法（HC=SCE在休克爾近似下變為HC=CE），并重點理解分子軌道理論的核心在于變分原理——將不可能完成的精確求解多體薛定諤方程的任務轉化為近似求解體系能量函數（嘗試波函數的線性組合系數為變量）的條件極值問題。
該系列挑戰性問題由若干不同難度的小問題組成，根據學生的認知特點和水平逐漸提高，既防止問題太寬泛而無從下手，又逐漸向學生發出挑戰以激發學生求知欲。另外，該問題的解決方法不固定，解答結果也不唯一。它允許學生運用不同的方法來解決問題，并且將分子模擬技術融入理論課程之中，通過體驗編寫程序的過程，獲得結構化學研究的思路，深化對理論知識的理解和掌握。在學習過程中，教師作為學生學習的主導者，對學生學習過程進行觀察、把握和調配，當學生學習出現困難時，提供必要的指導和點撥。
學生通過分工合作、查找資料、熟悉軟件、編寫程序、運行程序、優化程序，逐漸解決了每一個子問題。在這個過程中，學生在原有知識經驗基礎上主動構建對知識的理解，充分將知識內化為自己的認知。比如對球諧函數圖像的認識，不再是機械地“記憶”每一個函數對應的圖像，而是充分理解其本質，將原理融入圖像的繪制過程，整體把握“數-形”關系，在理解的層面上深刻記憶圖像的性質和形狀。不僅如此，學生在學習過程中熟悉了結構化學學習與研究的基本方法，充分將結構化學的理論知識與分子模擬實踐相結合，體驗了以科研的視角去分析問題、解決問題、獲得新知的過程。更加難能可貴的是，有學生通過自己繪制一維諧振子振動波函數示意圖，發現了教材附圖中的一處印刷錯誤[4]。
科學的發展是建立在繼承前人的研究結果，并在科學實踐過程中不斷地對已有認識形成批判而發展的。例如，原子結構理論模型正是一代又一代科學家在繼承、借鑒、批判前人研究成果，并在孜孜不倦地分析與探索過程中逐步建立的。這種科學精神和科學意識的形成必須依賴于科學活動。如果僅僅是讀書、聆聽教師的講授，思維往往會被局限，實證意識往往會變得淡漠；相反，學生通過審慎地思考、縝密地分析、嚴謹的踐行，不僅能夠讓學生認識到科學的學習不能唯書唯上，還需自己親歷躬行。
2.以知識框架圖為學習工具，建立“結構化學”學科網絡
要具備良好的理論與計算化學的學習與研究能力，必須具備系統化的結構化學基礎知識和基本技能，從整體上、宏觀上駕馭整個學科體系。學生需要將自己在科學活動中所獲得的知識與經驗加以總結、提煉與提升，構建自己的知識網絡。在以教師講授為主的“結構化學”教學過程中，這一點做得很不夠，不是忽視知識的系統化處理過程，就是將教師自我頭腦中已經構建好的體系直接傳遞給學生，供學生直接借鑒、吸取，而缺乏探索和整理的過程，缺失個性。
在“結構化學”的課程教學過程中，通過學生自主根據自己的知識理解狀況繪制知識框架圖（Schema），以圖形而非文字的形式將結構化學知識加以梳理。在具體的實施過程中，教師要求學生將結構化學知識進行梳理、歸類，根據具體的內容繪制相應的知識框架圖，不僅僅要全面涵蓋該內容內所有的知識點，同時要呈現出各知識點之間的邏輯關系，清晰地表明知識的結構屬性和形成方式，使知識逐漸從“點”向“線、面”過渡。學生在繪制知識框架圖的時候，不需要根據課本上的章節順序來設計，也沒有固定的思路，更希望學生能夠呈現出自己對知識結構的理解。
以量子力學基本原理一章為例，學生繪制了該章的知識框架圖，展現出了量子力學基本原理所包括五方面內容。這種教學方式不僅有助于幫助學生梳理結構化學知識的來龍去脈，建立科學的結構化學知識體系，形成全面的關于結構化學基本學科邏輯結構和基本學習與研究思路的認識；更有助于學生反思科學研究活動過程和結果，總結開展科學學習與研究的視角和途徑，探索有待進一步學習和研究的盲點和解決策略，最終建立起清晰的化學學科體系框架，并在具體知識基礎上形成化學觀念。
3.以多種形式呈現學習結果，提升能力同時以評促學
所謂“研而不發則囿”，在科學活動中，通過書面報告（論文）和口頭匯報（學術報告）等形式，科學生動地、多樣化地展示科學活動成果，是科學工作者必須具備的能力和素質。學生在實踐中解決了挑戰性問題，繪制了知識框架圖之后，需要完成關于學習與研究過程與結果的書面報告，同時在課堂中將自己的學習與研究過程與結果通過口頭匯報的形式向教師和同學展示。這樣能夠讓教師了解學生的學習研究過程，讓同學學習與借鑒研究方法和研究結果，同時也能夠接受教師與同學的批評指正，認識到自己的研究不足之處，為今后開展深入的結構化學學習與研究工作啟迪思維、創設條件、打好基礎。
利用書面報告和口頭匯報等形式表達學習和研究過程與結果，在提高學生的基本科學研究素養的同時，也有助于從過程的角度、從個性化的角度、從個人全面發展的角度來開展并落實過程評價、全員評價，將過程評價與終結性評價相結合。傳統的以平時成績和期末考試成績為唯一評價指標的評價方式，過多地局限于知識點的掌握，卻不能很好地考查學生的個性化學習能力和學習方式，更難以評價學生的科學研究基本素養。利用書面報告和口頭匯報則有效地彌補了單一評價方式的不足之處，最終達到以評促學的根本目的。這種以多個評價者從多個角度對學習者進行評價的機制，關注學習者學習過程中所表現出來的各方面能力和素質而并非簡單的學習結果，有效促進了學習者學習的積極性，體現了過程評價與終結性評價相結合的現代教育評價理念。
通過“活動-提煉-總結”方式的“結構化學”課程學習，學生能夠在科學活動中找到自己的長處，發現自己的潛能，體驗到相互合作的樂趣以及自己的想法被他人肯定和接納時的成功愉悅感。學生在自主學習過程中收獲的不僅僅是知識和能力，還有對自我的肯定，對他人的贊許，以及對學習、對科學研究的積極態度。同時，最難能可貴的是學生的學習能力普遍得到了提高，自主學習意識明顯增強，為他們今后更好地開展分子模擬研究乃至從事化學理論與實驗相結合的研究打下了良好的基礎。
參考文獻：
[1] 萬堅等. “結構化學”課程內容體系與教學方法的研究與實踐[A]//大學化學化工基礎課程報告論壇論文集[C]. 北京：高等教育出版社，2007：264-267.
[2] 夏禹龍. 科學學基礎[M]. 北京：科學出版社，1983：45.
量子力學基礎知識總結范文3
關鍵詞：化工專業；無機化學；教學改革
無機化學是化工專業的一門主干專業基礎課[ 1]。我們的授課對象是剛剛進入大學的朝氣蓬勃的大學新生。本課程立足于學生有著深刻印象的中學化學知識基礎，教學時間涵蓋兩學期[ 2] ，64學時涉及廣泛的內容，既有基礎理論部分，又有涵蓋重要化合物組成，結構，代表性規律的元素部分[ 3] 。因此，課程的教學質量和教學效果顯得尤為重要，它直接影響大學生對專業的看法及學習興趣，學習方法和能力的培養，還為后續相關課程打下良好的基礎。
近年來，隨著高校教育改革的深化，我們結合學生的情況和化工專業的特點在教學理念和教學形式上進行了一系列探索和改進，有效提升了教學質量，建立了和諧的師生關系?，F從以下幾個方面來簡要闡述。
一、精選基本教學內容
如上所述，無機化學的內容包含基本原理和元素化學兩部分。本課程是新生接觸到的第一門專業基礎課，要充分考慮到學生對新知識的渴求和已有的基礎知識，避免內容龐雜。所以，我們對教材內容進行了歸納和充實，對于中學化學里講述過的知識，例如化學平衡的特征、溶液的酸堿性的表征、氧化還原反應等基本化學原理的定性部分只做大概回顧，在本課程里著重討論他們的定量計算；而對于配合物的分步解離平衡、化學熱力學和動力學等內容在后續分析化學和物理化學課程中會詳述，在無機化學中則以定性講述為主。我們將教學基本內容概括為以溶液（電解質溶液，緩沖溶液）為基礎，結構（原子結構、分子結構、晶體結構）為主線，平衡（酸堿平衡、化學平衡、沉淀―溶解平衡、氧化還原平衡）為重點，分區（s區，p區，d區，ds區）講述，重點分明，條理清楚。特別是元素無機化學部分，具有“內容豐富、體系繁雜、歷史悠久”的特點[ 4] ，講好和學好元素化學對培養學生分析問題、解決問題和獨立創新的能力至關重要。
在備課的過程中，教師也在反復研究教材、查閱資料、精選內容，這樣才能做到高屋建瓴，視野開闊。如果講課過程中始終局限于課本，只會把課上得枯燥乏味，不能激發學生的興趣，因此，在授課內容中要注意引進補充內容，增加例題，使教學內容以課本為主又高于課本，體現教師的水平和特色。同時，某些知識點也應該根據學生的專業特點和學生實際適當進行調整。例如，在講述碳族元素的時候可以給化工專業的學生增加煤化工的基本知識為他們的后續課程做鋪墊，主族元素的性質遞變可以要求學生通過查閱資料自己總結。
二、有針對性地強化教學重難點 無機化學課程內容多，學時少，不可能使學生牢記所有物質的性質和代表性反應。因此，教學中我們盡量突出重點即基本原理的闡述，培養學生分析問題的能力。這樣即使到高年級，學生遺忘了本課程的具體內容，解決問題的方法和能力也能受用終身。教學的難點包括抽象難懂的內容和容易出錯的地方。
例如，核外電子的運動狀態是歷屆學生公認的難點。我們在教學中從回顧電子的波粒二象性開始引進薛定諤方程，結合傳統的軌道含義和學生在高中了解的電子云引進量子力學中電子的運動狀態。對相關的4個量子數的取值和應用增加大量示例，并形象地和學生所在寢室結合分析，層層深入，使學生建立核外電子運動狀態的正確概念。而配位化合物的計算這樣容易出錯的地方，我們會預先給出錯誤的實例，加深學生印象，有助于內容的強化記憶。實踐證明：有針對性地攻破難點、突出重點取得了很好的教學效果。
三、因材施教，適當引申，注重激發學生興趣 不可否認，學生的基礎、能力和知識的掌握程度有著很大的差異。所以我們也注重了教學過程中的針對性特點。對優生、學困生、中等生做到心中有數，充分考慮到他們在接受知識和技能時方式和速度的不同，在教學過程中因材施教，激發學生的興趣和自信心，達到理想的教學效果。
同時，在元素無機化學的教學過程中，要充分考慮到學生對知識的渴求，采取適當變革的態度在教學內容上創新，適當地加入現代化學的重大發現或教師的科研項目，開闊學生的眼界，啟迪思維，避免死記硬背。通過改進教學方法，學生對自然界存在的元素及主要化合物的性質及反應規律有了一個總體了解，也了解了一些在當今環境、能源、生命、材料等領域中采用的新技術，新方法和新材料。
例如，在講配合物的應用時從人體血紅蛋白結構入手，衍生出與配合物密切相關的生物無機化學的發展、人造血液、人體微量元素、抗癌藥物及機理；在碳族元素中加入溫室效應、全球氣候變暖及鉆石的相關知識；在硼族元素中加入各種寶石的圖片及鉈元素的中毒示例等。從學生渴望求知的眼神中可以看出他們很接受這些新的“窗口”，通過這些知識與公式原理的相互滲透，使課堂教學變得生機勃勃、面目一新，并為學生在今后專業知識的學習和工作中的“臨窗遠眺”乃至“破窗而出”打了一個很好的基礎。
量子力學基礎知識總結范文4
一、講究教學中的教授藝術
在教學中，教師努力提高講授的效果具有很重要的現實意義。首先，講授時突出重點，條理清晰。教師所講授的內容，必須有明確的目的性，重點突出，抓住重點、難點和關鍵，要能讓學生字字聽清，句句聽懂；在內容理解上不存在克服不了的困難（那些有意留給學生進行思考的問題除外）；其次，講授時適當點撥，在物理概念和規律教學中，使新知識與學生已有的知識結構建立聯系，所以教師在講授時要心中有數、適當點撥。如在《豎直方向上的拋體運動》教學中，因為學生已經學過了《勻變速直線運動的規律》，豎直上拋和豎直下拋實際上就是勻變速直線運動的特殊情況，所以學生有了一定的基礎，物理教師講授時不需要從頭講到尾，只需要適當點撥，學生就能輕松地學好這一節課；最后，講授時富有情感。缺乏情感的講授是蒼白無力的，它難以點燃學生創造思維的火花，融會了一定情感的東西給人更多的形象美感，因為情感往往是和具體的人或事相聯系的。在學生學習物理概念和規律的過程中，教師講授要富有情感，使學生在學習知識的同時得到愉快的情感體驗。
二、靈活采用多種教學方式
高中物理新課程改革以來，提出了很多新的有效的教學方式，這就要求老師在高中物理教學過程中掌握這些教學方法，并結合傳統有效的教學方式，進行靈活的運用，只有這樣才能提高物理課堂教學水平?？茖W探究是高中物理新課程實施的有效的教學方式，從課程標準以及教科書的編寫內容中可以認識到，不可能也沒有必要將所要求的內容都設計成探究選題。有許多物理知識，需要通過教師的系統講授，學生在學習中才會少走彎路，達到對知識的深刻理解和牢固掌握。對于那些獨立而簡單、有利于促進學生發展的基礎知識技能，對于物理實驗儀器的介紹、科學家的生平事跡、物理學史的介紹、物理學科知識的拓展、自然現象等常識性內容，采用講授式教學都有較好的效果。
大部分物理教師使用最多的教學方式是講授，教學實踐中為了達到最佳的教學效果，對于不同的教學內容，教師有將各種教學方式靈活結合運用的必要性，物理教師在講授的間隙可以適當穿插演示實驗和學生實驗，引導學生觀察或進行師生的討論。在演示實驗的過程中，教師還可以將實驗與講授相結合，以講授來指導觀察，以觀察來推動思維的發展，教師的講授一方面要體現演示實驗的目的、意義和觀察要求，另一方面要揭示現象與本質之間的因果聯系，引導學生從演示實驗中分析比較，得出實驗結論。
三、深入研究用好教材
教材是老師教學的依據，新課改給老師在利用教材方面提供了很大的自由發揮空間。教師應該通過深入分析教材內容和研究學生的實際認知水平，準確把握教學內容的深度和廣度，減輕學生過重的學習負擔。高中物理課程內容應為學生的終身學習、將來參與社會生活奠定必要的基礎，使其具備發展的能力。因此，高中課程內容強調讓學生學習物理學的基礎知識，了解物質結構、相互作用和運動的一些基本概念和規律，掌握終身發展必備的物理基礎知識和技能，滿足學生終身學習和發展的需求。教師應全面落實課程標準的要求，注重高中物理課程內容的基礎性，嚴格篩選物理學中的核心內容，舍棄舊教材中某些偏難的內容，尤其是《課程標準》已經降低的教學要求、明確不作教學要求的內容及嚴格界定了教學難度的內容。許多一線物理教師在教學過程中唯恐知識點不全、不精、不細，導致課堂上講得太多、太難。在有限的課時中，確保完成學生必須掌握的教學內容，在此基礎上，再談課外內容的援引，處理好“教與不教、教多教少”的問題，這樣也能使課時壓力有所緩解。
四、在知識學習過程中滲透物理學思想和方法
量子力學基礎知識總結范文5
一、大學物理課程教學理念的轉變
大學物理作為各類高等院校中面向非物理專業的學生所開設的一門課程，在高等人才教育和培養框架中起著基礎作用。對于應用特色明顯、致力于培養高級應用型人才的地方本科院校，“地方性、應用性”是高校的辦學定位，“以能力為根本，以學生為主體，以教師為主導，注重應用性、融合性、職業性、開放性和創新性”則是高校人才培養的理念。根據此理念，大學物理教學的基本指導思想應該結合學生的專業特點為非物理類專業應用型人才打好物理基礎。
1.加強基礎教學。
物理是研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法的自然科學。如果引用宋學集大成者朱熹以及明代心學創始人王陽明的說法，此乃格物究理、格物致理。在這里可以從“理”、“格”二個方面來理解大學物理及大學物理實驗課程的教學理念和思路。理：是指教師在對學生傳道授業之時應該教導給學生的基礎物理知識。在這點上，中學的物理與大學物理內容存在兩點最重大的區別。第一個區別在于大學物理知識體系的數學表達形式已經不再停留于初等代數幾何的范圍。高等數學的引入，特別是微積分對物理規律的表述形式已經廣泛呈現在力、熱、光、電磁、量子及相對論等各個基礎理論領域內。根據本人在教學中統計到的學生反饋意見，高等數學會給初學大學物理的學生在理解原理規律和應用原理解決問題方面帶來一定的困難。而不可避免的，高等數學是學生學習更深層、更普遍的物理規律并與實踐相結合所必需的工具。因此，如何在教學中將物理與高等數學緊密結合起來，讓學生既能用高等數學對物理規律和物理現象加以描述，同時又能通過數學表達式獲取物理信息，形成物理圖像，總結物理規律是我們在教學中需要認真思考和改革的地方。第二大區別在于大學物理內容的廣泛性和深刻性。由于一個實際的問題往往不是只牽涉到物理某方面的知識，因此，在這一方面，教師的授課不能簡單停留在對某個物理分支理論的講解，我們更應該引導學生從更高的角度全方位學習，綜合應用所學的物理知識來分析解決問題。格：要培養學生成為具有創新精神，具備創新能力的專業型人才很重要一點是要教會他們怎樣學習，而不是學了什么。大學生活本身的寬松自由為學生提供了自學的良好氛圍，因此，在大學物理課程教學中教師應該更加注重培養學生的格物之法。即對物該怎么格，怎么將需要討論的實際問題和所學的知識對應起來，加以運用才是學生在學習的過程中應該被引導和指導的更重要的東西。為此，在教學過程中我們應訓練學生養成探求物理概念與規律意義的習慣；通過分析物理概念和規律的內涵與外延完成知識的學習習慣；培養學生養成質疑思考的習慣，并能較自覺地依據物理的科學概念和規律，使用各種方法釋疑，掌握物理思維方法的能力。另外，在傳道解惑的過程中，教師應該有意識地讓學生思考解決一些有難度的問題，鼓勵學生在困難面前勇于探索、勤于思考，通過多途徑的調研、自學，鼓勵他們在實際問題中不斷擴充物理知識面，通過自學掌握教材中沒有涉及的理論及實驗知識，從而培養他們百折不撓的作風和品質。
2.實踐與創新能力的訓練與發展。
物理是一門實驗科學，實驗課的作用不僅僅能驗證所學的物理知識和理論，更重要的是它強化了學生在實踐中學習和思考并解釋的作用。正因為這樣，現代物理學已經廣泛與其他許多自然科學及現代技術結合，從而衍化出諸如航天物理學、生物物理學、納米技術等與現代社會發展息息相關的嶄新學科和技術領域。為了培養和訓練學生這方面的素質，應該培養學生的物理學綜合能力。通過大學實驗課程的設立，我們可以訓練學生綜合運用物理學知識，經觀察物理現象，運用物理及數學的語言來描述現象并建立物理模型以強化學生對各種現象進行分析和研究的能力，以及在利用規律分析、計算的基礎上，能夠區分答案的合理性與不合理性，提高他們的邏輯思維和判斷能力。同是，通過對實驗現象、結論的描述培養學生正確使用規范語言進行準確描述的本領。
3.培養現代的科學素養。
大學物理課程教學的目標不僅僅為了讓學生學習基礎知識，獲得一定的實踐技能，更是為了提高大學生整體的現代科學素養，為了通過學生的學習認知，將現代的科學理念、科學精神傳播出去。因此，我們每一位教師在教書育人的過程中應該有意識地學習并向學生傳播科學的理念和精神，為提高國民的整體科學文化素質做出工作。
二、大學物理課程教學內容、方法及手段的改革
在上述教學理念的指導下，大學物理的教學內容、方法及手段也應隨之調整，以適應現代化人才培養的需要。
1.教學內容的現代化。
物理學在其發展過程中逐步產生了諸如力學、熱學及統計物理、電磁學、相對論及量子力學等理論體系。這些體系內的基礎理論構成了大學物理的經典授課內容。到了近現代，由于研究的具體和深入，這些基本理論體系相互融合，相互補充又逐步發展出了更明確的諸如粒子物理、原子分子物理、凝聚態物理、生物物理、化學物理、空間物理等更多的專業學科領域。因此，除了對傳統的基本理論框架的教學以外，應適當補充與現代高新技術發展密切相關的物理知識教學和實踐探索。向學生介紹最新的物理進展，指導學生接觸前沿的物理知識，根據他們的專業特點及興趣愛好給他們提供更大的自學空間和指導。
2.教學方法的現代化。
大學物理的現代化教學應該堅持啟發式與創造式相結合的方法，通過引入諸如定性、半定量的分析以及其他有效的邏輯分析方法來培養學生的物理思維及解決問題的能力。要大膽構建適合物理學科教學實際的、能發揮學生主體作用和教師主導作用的多種模式的教學方法，并進行評估和優化組合。
3.教學手段的現代化。
由于信息技術的發展和計算機在現代社會各個領域的廣泛應用，學生對于能實際操作的儀器本身接受力強，興趣高。因此，教師應該在教學中采用多媒體、計算機輔助教學、幻燈投影儀、實物投影儀等現代化教學手段，達到加大課堂教學密度，高效率地向學生傳遞信息的目的。另外教師也應該通過指導學生學習運用各類如matlab、physlets等軟件來解決物理問題，從而培養學生用現代化工具進行物理建模及數值分析的能力。此外，我們今后也將通過數字化網上教學平臺的建設，來加強學生與老師之間的良性互動，從而促進教學相長，完成對學生的培養目標。
4.教學類別的多樣性。
可為低年級學生提供必需的基礎物理教學，也可以根據學校不同應用專業的特點面向中高年級理工科類大學生開設科技創新實踐類選修提高課。同時，面向文科及藝術類的同學開設文科物理，從而豐富物理教學種類，滿足學生的不同需求。
三、豐富第二課堂活動
定期或不定期舉辦一些與應用密切相關的前沿物理發展的講座，邀請國內外專家做科普性質的前沿報告；開設一些研究興趣小組，吸引學生參與與教學研究以及科研相關的活動；指導學生撰寫科研論文，設計發明物理實驗裝置；鼓勵學生積極參加物理競賽等活動。
四、科學的評估體系的引入和建立
量子力學基礎知識總結范文6
關鍵詞高中化學；有機化學；教學實效性
高中階段的有機化學教學內容主要涉及一些常見的有機化合物的構造、性能、用途及相關研究方法。隨著高中教育改革的不斷深入發展,有機化學的教材中也融入了大量的新內容,雖然一定程度上增強了學生對于化學這門學科的學習興趣,但收獲的教學成果并不顯著。在新課改背景下,高中化學教師有必要及時更新教學理念,積極探索有效的教學策略,根據學生的實際學習情況和教學內容的設定,選擇恰當的教學方式,充分發揮自身的教學優勢。
一、有機化學的相關概念及發展歷程
高中化學教師要想切實提高自身的教學實效性,首先應當讓學生對有機化學這門學科的基本概念和特點有充分地了解與把握。從發展的角度來看,有機化學分為提取、創立和后期發展三個重要階段。其中,在提取階段,人們對于有機化學的研究主要集中在應用和提取方面,更關注如何利用有機化學的知識進行藥物方面的研究,從中提取所需的目標化合物,例如,農業生產中經常使用到的化肥以及醫學領域的嗎啡等物質。創立階段是指一些關于有機化合物合成以及其他重要理論形成的時期。在這段時間內,專家們研究并合成了許多經典的有機化合物,至今在人們日常生活的各個領域仍有著廣泛應用,如乙酸、油脂等。同時還創立了一些重要理論,為有機化學的發展奠定了堅實的理論根基。后期發展階段是指近現代有機化學高速發展的時期,在此期間,科學家們以量子力學為研究基礎,成功建立了現代結構理論體系并成功合成了一些十分復雜的天然物,極大地推動了有機化學的發展。
二、提升高中有機化學教學實效性的具體策略
(一)明確新舊教材教學內容的變化
隨著新課改的推行,高中化學有機化學部分的內容也發生了相應的改變,教師在開展教學活動前應先仔細研讀教材,把握作者的編寫意圖和教學大綱提出的人才培養目標,對比同樣的教學內容在選修模塊和必修模塊內容編排的不同,進而準確控制好教學進度。同時,教師還應借助新課程標準進一步把握新版教材的內容廣度,在教學過程中遵守循序漸進的原則,實現高效教學。
(二)突破教學重難點,使教學內容更加貼近高考要求
在以往的教學中,學生剛接觸到有機化學時會表現出較濃的學習興趣,但隨著教學內容的不斷深入和難度的不斷增加,不少學生反映需要理解記憶的內容太多且復雜,尤其是各種反應方程式的書寫,結構多變,關系復雜,學習起來非常吃力。因此,高中化學教師在教學過程中,應準確把握教學重難點,有目的、有計劃地教學。根據近幾年來的高考試題,我們可以了解到高考的考點仍在于學生對基礎知識的掌握,題型以推斷題和框架為主,題目大多以醫藥、環境、新材料、生活等領域最新的科研成果為背景,既考查了學生對有機化學主干知識的掌握程度,也讓學生能夠更加深刻地體會有機化學知識對人類社會發展做出的貢獻。
(三)教會學生學習有機化學的方法
除了傳授課本上的知識外,教師還應教會學生正確的學習方法,提高他們的自主學習能力。有機化合物的性質由其結構決定,反之,有機化合物的性質反映了其內部結構。因此教師應引導學生掌握有機化學的一般規律,從其結構特點出發分析其性質、用途等。例如,在講解“乙烯”時,教師可以先向學生展示其結構模型,介紹乙烯分子的特點,進而延伸至化學鍵、分子極性等關聯知識點,強化學生對各個知識點關系的理解與記憶。此外,教師還可以利用多媒體技術向學生直觀、形象地展示各種有機分子的結構組成,幫助學生清晰地把握各個分子結構的異同點,培養他們舉一反三的能力,從而有效提高他們的自主學習成效。
(四)以實驗的方式提高教學的有效性
在有機化學的教學中,通過實驗能有效提高教學的趣味性,并以更加直觀的方式幫助學生深入地掌握化學知識。為了保證教學的趣味性,可采用如下的步驟開展實驗:首先,根據教材的內容及教學目的安排實驗活動;其次,有效引導學生通過深入觀察獨立完成實驗;再次,引導學生根據實際的實驗過程及結果進行總結并填寫實驗報告;最后,根據實驗結果,引導學生對問題進行論證,讓他們對課題有更加深入地了解。
(五)聯系生活實際,滲透有機化學原理
有機化學與人們的日常生活息息相關,教師在教學過程中可適當聯系生活實際,加深學生對課本上知識內容的理解,增強他們運用所學知識解決實際問題的能力。在課堂上,教師可以通過提問引導學生主動關注生活中的化學知識,如:為什么肥皂可以去除污漬?福爾馬林的主要成分是什么?做菜時加入醋和酒的目的是什么?等等,這些都是生活中常見的問題,能夠有效激發學生的學習興趣。
三、結語
在新時期,教師應不斷總結有機化學的教學方法,準確把握考試大綱的重難點要求,根據教學內容和學生的實際學習情況,適當調整教學方案,為學生營造輕松愉悅的學習氛圍。在教學過程中注重培養學生的動手實踐與信息處理能力,切實提高有機化學的教學實效性,促進學生綜合素質的全面發展。
參考文獻
[1]裘南麗.淺談高中有機化學教學的點滴體會[J].才智,2016(29).
