现代量子力学教程范文

论文关键词：孔子学院现代远程教育文化传播

1孔子学院

在全球化时代，国家形象需要通过文化传播方式得以实现。中国目前的文化传播仍然处于“文化逆差”的状态，如何加快文化交流，有效传播中国的声音和形象成为当务之急。我国政府借鉴英、法、德、西等国家语言推广的经验，从2004年开始在海外支持设立了以教授汉语和传播中华民族文化为宗旨的非营利公共机构——“孔子学院”。

孔子学院(ConfuciusInsittute)lip孔子学堂。它和我们平时所说的大学是不一样的，有着很大的不同。它是在国外设立的一个以教授汉语和传播中华民族文化为宗旨的非营利公共机构，由外方申办中方批准，是推广汉语文化的教育和文化交流的机构。是一个非营利性的社会公益机构。孔子学院最重要的一项工作就是给世界各地的汉语学习者提供规范、权威的现代汉语教材；提供最正规、最主要的汉语教学渠道。孔子学院的宗旨和使命是增进世界人民对中国语言和文化的了解，发展中国与外国的友好关系，促进世界多元文化发展，为构建和谐世界贡献力量。

自2004年l1月21日世界第一所海外孔子学院在韩国首尔成立到2009年，已在81个国家建立了256所孔子学院和58所孔子课堂。孔子学院的发展相当迅速，这一点从孔子学院的数量上足以证明。孔子学院受到各国当地社会各界的广泛欢迎，正在成为世界各国人民学习汉语和了解中华文化的园地、中外教育文化交流与合作的平台和加强中国人民与世界各国人民友谊的桥梁。但随着规模的不断发展壮大，高速发展的同时也出现了一些问题。如：在教育部、国家汉办就“孔子学院发展情况”答问中，国家汉办主任、孔子学院总部总干事许琳女士说：根据原来既定的且标，2010年应该是达到500所。许琳女士还说目前师资问题是孔子学院发展的一大瓶颈。

我们可以预见：到2010年孔子学院的数量达到500所，对汉语教师的需求将会更大，在这么短的时间里培养出这么多对外汉语教师将会是一个巨大的难题。同时还有办学场地不足以及学生分散也会制约孔子学院的发展。所以我们必须采取一些新的教学方法来应对这些问题。随着计算机、信鼠技术等新技术的迅猛发展，现代远程教育的一些特点和优势更加凸显出来，如交互性、自主性、全球性等。可见远程教育将在孔子学院以后的发展中大有用武之地。

2现代远程教育

现代远程教育是以计算机、多媒体、现代通信等信息技术为主要手段，将信息技术与现代教育思想有机结合的一种新型教育方式。和传统的教育相比较，现代远程教育由于以计算机、多媒体、现代通信等信息技术作为手段使其打破了传统教育体制的时间和空间的限制，打破了以教师传授为主的教育方式，有利于个性化学习，扩大了受教育对象的范围。现代远程教育作为一种新型的教育方式，如果能充分发挥自身的特点对正在高速发展中的孔子学院将会有很大帮助。现代远程教育和传统的面授教育有很多不同，由于其借助的教学媒体的特点也使其有很多自身的特点，如开放性、交互性、自主性等特点。

1)开放性，即不同于传统教育中教师和学生在时间上、空间上处于一个相对封闭的环境中(如在一个教室中)，在现代远程教育中学生和教师而是相对分离的。我们知道孔子学院的学习者在空间上来说是不可能处于同一个教室的，因为他们分布在世界各地；在时间上来说他们具有不同的职业，时间上取得统一也是有难度的，可见如果完全采取传统的授课方式是不现实的，对这样的学生来说，实行常规的面对面的班级授课制有很大难度。远程教育的开放性打破了学生物理的(如场所)、社会的(职业、地位)障碍，使“有教无类”和“按需学习”成为可能，学习者可以自由地选择时间、选择地点。可见这一特点对在孔子学院报名的学习者(包括在校的学生、商人等)在时间，空间上的学习具有很大的灵活性和选择性。

2)交互性。面对孔子学院的快速发展，我们如何提高教学质量，是主要问题。我们的宗旨是办一所就要办好一所，质量是孔子学院的生命线，所以我们要大力提高孔子学院的办学质量。面对匮乏的师资，欠完善的教材，以及分散在世界各地的学习者，教师和学习者之间如果不能进行有效的沟通和交流将会对教学质量产生很大的影响，势必会影响孔子学院的继续发展。现代远程教育交互性的特点为我们提供了一条解决问题的办法。在现代电子技术的支持下，现代远程教育有了突破性进展。20世纪80年代以来，现代远程教育集成了许多新的技术，如卫星、交互视频、语音复答机、计算机网络、电子邮件和WWW技术等，实现了师生间实时或非实时地以文本、图形、图像、音频或视频等形式进行交互式教学活动，如通过BBS、网络聊天、E—mail以及电话等进行网络交互。交互即教师与学生的“对话”或“交流”，它是信息传播与信息接受者的双向交流。现代远程教育的交互性，缩短了远程教育与“面对面”教育的差距，大大提高了教学质量。师生间如果缺乏交流、缺乏信息反馈，必然导致其教学质量低、效果差。

3)自主性。2005年世界上通过各种方式学习汉语的人数已超过3000万人，随着汉语学习热潮的不断升温，目前海外通过不同途径学习汉语的人数已突破4000万人，而孔子学院的学习者数量也是很庞大的，职业更是不同，有在校学生、商人、企业主管、中国文化的爱好者等。比如，乌兹别克斯坦塔什干孔子学院的学习者主要是工商界人士和外交使节，而伦敦商务孔子学院与金融经贸界开展密切合作，学习者主要是许多大型企业的高管。面对这样一个庞大、“复杂”的学习体，需要一种可以让学习者发挥自主性的学习方式，而现代远程教育是实现主体化，让个体充分、自由发展的教育。现代远程教育是一种灵活开放的、自主性学习的个别化学习方式。在以计算机网络为基础的现代远程教育学习环境中，学生是学习的中心，他可以通过网络数据库寻找自己需要的课程和感兴趣的信息，并下载自由组合，然后在最适合自己的时空中自由学习。个别化自主学习方式能最大限度地满足不同个体的不同需求，使自我规划、自我调整的独立学习变得更容易。这样，每个学习者都能根据自己的兴趣、爱好、要求和能力进行学习；根据自己的需要来组配知识结构，制定学习目标，选择学习内容，安排学习场地，从而构建自身的知识技能结构，完善和发展自我。

现代量子力学教程范文

关键词微电子科学与工程量子力学教学探讨

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1002-7661（2015）07-0004-02

量子力学作为当代科学发展最成功的理论之一，它主要研究微观粒子的运动规律，与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学是学习固体物理、半导体物理和微电子技术等专业课程的重要基础，已经成为很多理工科专业最重要的必修基础课程之一。其体现出的研究和对待新事物的思想和方法，对学生学习其他学科和毕业后从事其工作均有很好的指导和启迪作用，对培养学生的探索精神和创新意识及科学素养亦具有十分重要的意义。

量子力学理论与学生长期以来接触到的经典物理体系和日常生活常识相距甚远，尤其是处理问题的思路和手段与经典物理更是截然不同，但二者又是科学上的继承和创新的关系，许多量子力学中的基本概念和基本理论是从经典物理中的相关内容类比而来的。因此，在教学中一方面需要彻底打破学生在经典物理学习中已经形成的固有观念和认识，另一方面在学习量子力学某些基本概念和基本理论时又要求学生建立起与经典物理之间的联系，以形成较为直观的物理图像，这种思维上的冲突导致学生在学习这门课程时困惑不堪。同时，微电子科学与工程专业学生由于数学和普通物理基础比较薄弱，众多学生陷于烦琐的数学推导之中，导致学习兴趣缺失。那么，在教学量子力学时，应如何激发兴趣，提高教学质量呢？

一、学习量子力学发展史，激发学生的求知欲

兴趣是最好的老师，量子力学课程的第一节课讲授效果对学生学习量子力学的兴趣影响很大，所以量子力学绪论课的讲解直接影响到学生对学习量子力学这门课程的态度。作者主要通过列举早期与量子力学相关的诺贝尔物理学奖，以及量子力学中奇特的现象来抓住学生的兴趣。诺贝尔奖得主历来都是世人瞩目的人物，处于网络时代的学生当然也会有所关心和理解，而且他们的主要工作在量子力学这门课程中都将会一一介绍，这样通过举例子的方法强调了量子力学在自然科学中的重要地位。同时也为学生探索什么样的工作才可以拿到诺贝尔奖留下悬念，逐渐消除学生对量子力学的恐惧感。通过介绍四大经典力学，引导出量子力学和大家熟悉的经典物理学的关系，并结合经典物理学史上出现的困难和解决过程，让学生深入了解量子力学发展史。这样一方面可使学生对量子力学的形成和建立的科学历史背景有深刻了解，有助于学生厘清经典物理与量子理论之间的界限和区别，加深他们对量子力学基本概念和基本理论的理解；另一方面，可使学生对蕴藏在这一历程中的智慧火花和科学思维方法有一全面的了解，有助于培养学生的创新意识及科学素养。

在授课过程中，在介绍量子力学发展史上一些著名科学家的简历，如爱因斯坦，海森伯，薛定谔等的同时，适当地量子力学发展史上的大事记，比如第一颗原子弹爆炸，第一个晶体管的发明等。通过介绍这些学生熟悉的人物及相关事件，有助于促进学生对量子力学课程的兴趣，在听故事的过程中了解量子力学的诞生，通过讲述量子力学与经典物理学的关系，让学生明白量子力学是现代物理学基础之一，在微电子科学与工程后续课程固体物理、半导体物理等学科的发展中它都有重要的意义和应用。

二、加深对物理概念的把握，帮助学生找寻学习方法

量子力学课程的教学和学习需要线性代数、概率论、高等数学、数理方法等数学课程作为的数学基础，而在微电子科学与工程专业学生的数学基础比较薄弱，从而对量子力学产生畏惧心理，影响对后续课程的学习。在物理学中，数学只是用来表述物理思想并在此基础上进行逻辑演算的工具，教师不能将深刻的物理思想淹没在复杂的数学形式之中。因此，在教学过程中，教师要着重于加强基本概念和基本理论的讲授，把握这些概念和理论中所蕴含的物理实质。对一些涉及繁难数学推导的内容，在教学中刻意忽略具体数学推导过程，着重于使学生掌握其中的思想方法。例如：在一维势垒问题的教学中，对于数学方面的问题，只要求学生能正确写出入射粒子能量和势垒高度不同关系情形下三个区域薛定谔方程、记住其结论即可，重点放在该类问题所蕴含的物理意义及对现成结论的应用上。

三、改革教学方法和手段，加深学生的理解

“量子力学”课程本身实验基础薄弱、理论性较强，物理图像不够直观，一味采取灌输式教学方法和长时间的板书推导，学生势必感到枯燥，甚至厌烦。长期以往，必然挫败学生的学习积极性，使得学习效果大打折扣。作者在教学过程中通过采用类比的方法构建物理图像使学生对一些难以理解的概念和理论形成较为直观的印象，从而形成深刻的记忆和理解。取得了不错的教学效果。结合图形、影像等多媒体手段，模拟实验全过程。借助有关的教学软件，通过对真实情景的再现和模拟，可以让学生重复观察模拟实验过程，增加师生之间的互动，调动学生的积极性，加深学生对所学知识的理解。例如：在讲述微光粒子的波动性，借助电子衍射实验图像类比讲解波函数的统计解释和态叠加原理时，使用多媒体动画，我们可形象地展现电子一个一个打到屏幕上最后得到衍射图样的过程。通过减弱电子流强度使粒子一个一个地被衍射，粒子一个个随机的被打到屏幕各处，显示电子的粒子性；但经过足够长的时间，所得衍射图样和大量电子同时衍射所得图样一样，显示电子的波动性以及波函数的统计解释，可以加深学生的印象，理解其物理意义，同时也容易激发学生的学习热情。通过比较电子和经典粒子的波长，说明为什么在日常生活中难以观测到粒子的波动性，加深学生对微观粒子波粒二象性的理解和掌握。若使用传统板书手工绘制，不仅速度慢而且不准确，直接影响教学效果。

四、结束语

微电子科学与工程作为电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，以实现微米和纳米尺寸下电路和系统的集成为目的。针对这种情况，在授课时应注意介绍量子力学和微电子科学与工程的联系，尽可能进行知识的渗透和迁移。课堂教学过程是一个不断探索、总结和创新的过程。要实现量子力学这门课程的全面深入的改革，还有待与同仁一道共同努力。

参考文献：

[1]周世勋，量子力学教程【M】.2版.北京：高等教育出版社，2009.

[2]曾谨言.量子力学【M].3版.北京：科学出版社，2000.

现代量子力学教程范文篇3

【Keywords】Independentcollege；Modernphysics；Theteachingmethod

1近代物理教学内容以及作用

20世纪初，经典物理在解释一些实验现象时遇到一些困难，为了解决这些困难，普朗克、爱因斯坦、狄拉克、玻尔、薛定谔等物理学家们经过不断努力和探索，逐渐建立起新的物理学理论，近代物理。大学物理课程里近代物理部分主要是基础量子力学以及爱因斯坦的狭义相对论。

物理学发展的每一次突破，都会给人类生活带来巨大的变革。以牛顿为代表的经典力学、热学的发展导致了第一次工业革命的发生，蒸汽机的发明利用，让人类文明向前迈了一大步。法拉第、麦克斯韦建立起的经典电磁理论，使得电力得到广泛应用，并出现了无线电。同样，近代物理的建立也给我们的社会带来了重大变化，它导致了第三次工业革命的发生，使人类进入信息化时代。目前我们所使用的高科技，例如集成电路、激光技术、原子能技术、航天技术都离不开近代物理的内容。近代物理目前已经是整个自然科学领域的重要支柱之一，其中量子力学部分研究对象主要是微观粒子如：夸克、原子核、原子、分子、电子以及团簇、纳米颗粒等的物理学特性。量子力学的规律不仅支配着微观世界，也支配着宏观世界。量子霍尔效应、高温超导现象和玻色―爱因斯坦凝聚等物理学取得的新理论、新成果必将影响21世纪的科学和技术，未来的工科人才不能不了解今天物理学的新成就[1]。

2独立学院近代物理教学现状

近代物理和未来科学技术发展密切相关，因此，有必要给工科学生一个与现代物理学发展水平相适应的物理概念和知识体系。目前，很多高校由于基础课程学时有限，开始大幅删减近代物理部分的内容。一些高校甚至完全放弃近代物理部分的教学。独立学院因为自身的特色，对基础物理的教学要求更加杂乱。南航金城学院在2009年物理学时缩减后，近代物理部分已经完全去除。很多独立学院现在发展的趋势均是根据各个专业的要求来选择基础物理的教学内容。很多专业课程教师认为近代物理和专业课程没有关系，要求删减。从长期来看，这对学生的综合素质教育是极为不利的。近代物理的理论知识部分比较抽象，学生学习起来比较困难，因此在内心也排斥学习该部分内容。针对以上的情况，物理教师们有必要针对近代物理部分的教学修订出适当的方案。

3独立学院近代物理教学改革建议

由于生源的不同，独立学院的学生不能完全照搬普通高校。南航金城学院在建院前几年的时间了，很多课程的设置参照了南航的体系。大学物理课程也是如此，后来教师们发现学生跟不上，考试及格率偏低。独立学院有自己的特色，学院对学生理论基础的要求不高，对应用能力要求较高。近代物理的教学也不能和其他高校一样要求，我们也要弱化对理论推导的要求，多学习近代物理的发展历史和具体应用。在具体教学过程中可以采取以下的方法。

1）贯彻“授人以鱼不如授人以渔”的教学理念，培养学生独立自出的学习习惯。在教授近代物理知识过程中穿插物理学家的逸闻趣事，介绍物理学的发展历史[2，3]，事实证明学生对这些方面比较感兴趣.由于独立学院的学生基础相对薄弱，与其花费大量时间教授学生求解薛定谔方程，不如告诉学生什么是薛定谔方程，它有什么用处，出何而来以及它出现的背景。

2）合理利用多媒体，选择生动形象的视频、动画播放代替传统的板书推导。近代物理有很多和学科前沿相关的知识，我们可以针对学时的专业特点，选择相关的物理知识应用视频。让学生不再认为物理学尤其是近代物理不再是枯燥无味的抽象理论，它和我们的生活密切相关。例如，我们在给航空相关专业的学生讲授近代物理时，会给学生播放隐形飞机原理的相关视频，讲解其中用到的黑体辐射、红外探测、无线电波等相关内容，学生比较感兴趣。