杨伟松 丁耿玉

摘要：根据江西科技师范大学物理学专业的定位和人才培养模式，结合量子力学的课程特点和江西科技师范大学物理学专业的教学现状，对量子力学课堂教学的困惑难和学生学习的困难进行分析，我认为适当调整现在的教学模式，探索出符合本校学生的教学模式极其重要。本文粗浅地论述了量子力学的教学要求、教学方法和课程设计，对进一步提高我校量子力学  教学质量提出了自己的见解。

关键词：量子力学;教学改革;教学方法

1. 引言

近百年来，量子力学促进了科学技术的发展。量子力学作为物理专业本科生的一门重要基础课，也被认为是一门比较难的学科，它极大地影响了学生对物理的兴趣以及他们未来的研究方向和工作。本文叙述江西科技师范大学物理学师范专业量子力学课程教学现状，从现状从找出存在的问题，并针对存在的这些问题，来粗浅的研究量子力学课程教学改革方法。

2. 量子力学课程内容及应用

量子力学作为物理学的分支学科，研究的是，物质微观粒子的运动规律，主要研究的有原子、分子、凝聚态物质，还有原子核和基本粒子的结构、性质[5]。是基础理论课程。

量子力学对现代技术设备发挥着重要作用，如电子显微镜、激光、原子钟等现代技术设备，它们都离不开量子力学的知识，可想量子力学的作用。其次，现代电子工业、核武器的研发等，虽然量子力学直接起到的作用较少，但也离不开量子力学课程的内容知识。

3. 量子力学课程教学现状及存在的问题

3.1.量子力学课程抽象原理难理解

《量子力学》这门课程，与其他学科不同，它概念抽象难理解。量子力学的基本概念与经典物理之间存在着很大的差异，就体现出了它的抽象。学习量子力学的学生，要有牢固的的数学知识为基础，数学物理方法方面的知识，要有一定的功底。以求解能级和一维谐振子的波函数为例，就得需要学生有幂级数和厄米函数等知识点的知识积累，不仅知道幂级数的相关思想，而且对厄米函数的特性及相关知识要比较熟悉。就我校来讲，很多学生并没有掌握相关的数学知识基础，用到较难的数学知识，来教学量子力学，从而使教学的难度又有提升。

3.2.教学方法单一，教学思路传统，教学手段死板

一直以来，一些高校教师注重科学研究，很少花精力在教学上，几乎不花时间去对教学方法的探索，在教学过程中，还采用传统的“填鸭式”教学方法。以“教师为主体”传统教学，剥夺了学生的主体地位，从教师到学生的单向讲授教学模式。让学生只能被动地接受知识，导致学生的思维方式单一，阻碍了学生的思维，使学生获取知识过程中，缺乏了主动性、自主性及创造性。这种方法，学生在教学活动中，总是处于被动地位，不利于培养学生的学习兴趣、知识获取和创新能力。

4. 量子力学课程教学改革方法

4.1.教学思路的改革

我们的教学目标，是培养创新型应用型人才，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，实施素质教育。在量子力学教学中， 我们应该要对量子力学的教学内容进行整合，对教学方法和教学手段进行改革， 提升本科生学习量子力学的效果，提高人才培养的质量。

4.2.教学内容与课程体系的改革

本科专业为物理学专业的学生，目前掌握量子力学与薛定谔方程的建立应用、波函数与波粒二象性的意义、全同粒子和微扰理论的相关内容及概念。在教学过程中，为了让学生理解及掌握Dirac符合体系，Hilbert空间知识，教师在讲解量子力学时，因着重讲量子力学的假设或和基本原理。

4.3.教学方法的改革

量子力学课程的理论体系中，有很多概念在经典物理学中就已经接触到了，对于大部分的本科生来讲，他们已经形成经典物理的思维习惯，因而在学习量子力学课程时就会产生不少的疑惑和困难。对于这一问题，在教学过程中，利用对比的方法，使学生在学习量子力学时更容易理解，量子力学课程的教学效果将得到提升。如;在对比描述，量子力学的微观粒子运动和经典物理学的物理运动时，他们的不同点在于：经典物理学表示，在测量一个体系时，物体本身的状态不会改变，物体本身的运动轨迹可以用运动方程来描述;而在量子力学中，体系的状态，通常有两种变化形式，第一种是按运动方程演进的体系状态形式，第二种是体系状态变化的改变可测量。经典力学是可逆的而量子力学是不可逆的，这就是两种力学的不同点，状态物理量没有确切的值，描述它时，只能用物理量，在某个位置出现的概率。在类比学习经典力学和量子力学时，教师同时还要注意区别它们的概念、观念和方法学。

4.4.教学手段的改革

大学教师一方面教学，一方面做科研，教师在教学时，结合相关的教学内容，适当引入科学研究方面的研究成果，给学生介绍所教学的内容在科研中的应用。这种科研与教学相结合的模式，调动了学生的学习积极性，能有效的使学生对量子力学知识的渴望，激发学生的潜能;培养了学生的思维方式，初步培养了学生的科研能力，为将来学生读研做科研打下一定的基础。

督指“监督”、促为“促进”，教师应该通过对学生学习量子力学过程的监督从而促进其自身正能量的发挥。教师对于学生学习过程的监督行为在中小学处处可见，从对于课堂纪律的把控，到认真批改学生课后作业;但在文献当中，基本会看到对学生的表扬及鼓励，对于部分学生惰性的批评，在文献中却一直讳言。当然，我们要激发学生内在的学习动机，要提升学生对于提升量子力学学习的兴趣，却很少想过，教师是很难激发全部学生的学习热情的，对于部分学习主动性和学习兴趣没有被激发的学生，教师应该如何办？其次，外界的环境因素时时影响着学生，学生不可能始终保持着对于量子力学的学习热情，假如学生不在状态时，教师由该如何办？监督是教学手段并非教育目的，我们教育的目的是促进学生内在的成长。

4.5.考核方式改革

对于要考核的学科，考核方式尤为重要，它往往指挥着教学的方向。对我校的量子力学课程的考核方式而言，考核方式为平时成绩占比40%。期末考试占比60%。并且，占比40%的平时成绩，没有明确细化。就算有部分细化了的也没有落到实处。我认为想要提升量子力学课程的教学效果，它的考核方式就需要细化。在教学过程中，2-3周给学生一次小测试，将调动了学生平时学习的积极性和主动性，以从不测试相比，很多学生平时不积极，期末考试前短时突击，这使得学生对此课程的学习质量显然不佳。例如：实行平时小测试20%，课程专题报告20%，平常自主学习（课前预习，课堂考勤，课后作业，听课笔记）20%，期末考試40%。研究好量子力学的考核方式并且能落到实处，我认为该课程的教学效果就会有所提升。

5. 总结

本文根据我就读的江西科技师范大学“量子力学”课程教学的现状，以及我所学习的感受，分析浅谈存在的不足，结合我同班同学及我自身的特点，围绕教学思路、教学内容与课程体系、教学方法、教学手段及考核方式等几方面的改革进行分析浅谈。注重培养学生的学习兴趣，不放弃督促学生学习的教学手段，分析建立，更加适合本校学生学习《量子力学》课程的教学模式，可以增强学生学习量子力学的学习质量。提升我校量子力学课程教学效果。也能真正培养出国家未来所需的高技能、高素质的应用型人才。

参考文献：

[1]于培清.量子力學的教学方法改革[J].教改研究， 2011，（77）： 14.

[2]凌亚文，华中文，史彭.大学物理实验[M].北京：科学 出版社，2005：123-127.

[3]周殿清.大学物理实验[M].武汉：武汉大学出版社，2002：135-141.

[4]肖井华，蒋达娅，陈以方，等.大学物理实验教程[M].北京：北京邮电大学出版社，2005：115-122.

[5]王建军，杨宏斌.量子力学课程教学改革探析[J].榆林学院学报，2014，24（06）：84-86.

[6]曾谨言.量子力学教学与创新人才培养[J].物理，2000（07）：436-438.

[7]邹艳.浅谈量子力学的教学改革[J].物理与工程，2009，19（04）：40-41+46.

[8]邱建华.《高等量子力学》教学改革探索[J].产业与科技论坛，2011，10（18）：152-153.

[9]苏耀恒，王军，陈爱民，程琳.量子力学课程中问题式教学法的构建与实施[J].高教学刊，2017（08）：63-65.

[10]覃东欢，文尚胜.理工院校《量子力学》教学改革分析[J].教育现代化，2018，5（37）：15-16.

基金项目：江西科技师范大学教改课题“量子力学教学改革初探”（编号：JGYB-19-100-73）

主持人：杨伟松。

作者简介：杨伟松（1977-），男，江西南昌人，博士，江西科技师范大学通电学院讲师，研究方向为经济物理、非线性科学;丁耿玉（1994-），男，贵州六盘水人，江西科技师范大学通电学院本科生。