量子力学的认识和理解(6篇)

量子力学的认识和理解篇1

一、分析知识生长点，建立知识生长树

学生的认知结构是学生头脑中现有知识的数量、清晰度和组织方式。在初中学习化学的时候，教师已经引导学生熟知物质结构、性质和用途之间的关系。但是随知识内容的增多，高中阶段若仅仅从物质结构、性质和用途之间关系去认识，他们就感到知识又多又乱，如一团乱麻，所以有必要根据高中知识深广度的特点，分析学生认识化学的知识生长点，才能有利于提高课堂教学效果。在教学中，物质的结构知识可从原子结构（原子的构成及核外电子排布规律、原子结构示意图电子式、电子排布式、轨道表示式）、分子结构（分子空间结构及成键方式、电子式、结构式、结构简式）和晶体结构（结构中粒子及相互作用、晶体空间结构）入手作为知识生长点。物质的化学性质可从类别通性、氧化还原性及特殊性质入手作为知识生长点。如二氧化硫的化学性质包括三方面：其一，具有酸性氧化物的一般通性如与水、碱、碱性氧化物进行反应，类似于二氧化碳，其二，从价态讲，二氧化硫既具有氧化性，又具有还原性，通过实验探究，二氧化硫以还原性为主，如使酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水褪色。其三，特殊性，如二氧化硫能使品红褪色。再如，化学计算教学中应以物质的量为知识生长点形成知识网（如下图）。

教学中如果以这样的知识结构进行引导教学，有利于学生对知识的理解和加工，进而形成内化的知识结构。

二、找准知识生长点，激发学生兴趣

在教学中，找准学生的“知识生长点”，使教学符合学生的认知规律，有助于激发学生对问题的兴趣。教师只有在教学前弄清哪些旧知识是新知识的基础，找准新知识的生长点在哪里，才能准确地面向学生知识的最近发展区，为学生构建新知识做好准备。

例如，在学习“氧化还原反应”时，由于学生原有认知认为“得氧的反应是氧化反应，失氧的反应是还原反应”，因此教师应以此作为知识生长点，要学生列举已经学过的氧化还原反应，通过化合价变化拓展原有认知结构，得出参加化学反应的物质“元素化合价变化”是氧化还原反应的标志，进而探讨氧化还原反应的本质是“电子发生了转移”，使新知识在原有知识点生长，从而实现知识的意义建构。

例如，在“强电解质和弱电解质”教学中，要找准新知识的生长点——“酸、碱、盐是电解质”，“电解质与电解质的电离”。所以，教师在新知识学习之前，要以“什么是电解质？”“电解质通常包含哪些种类的化合物？”作为认知基础。接着，提出问题：“为什么在相同条件下，不同电解质溶液的导电能力有强有弱？”“什么原因造成电解质在水溶液中电离程度不同呢？”以此促进学生积极思维。再通过课件演示“氯化钠与醋酸溶于水电离”，加强直观性，从现象到本质建立强、弱电解质的概念。在此基础上，让学生分析二者之间有什么异同？引导学生解释每种物质的电离程度、电离过程、离子浓度的大小，由直观思维逐步过渡到抽象思维，最终顺利得出正确的结论。这种由表及里的分析，激发了学生学习兴趣，培养了学生逻辑推理能力。

三、寻找知识结合点，创设中心问题

量子力学的认识和理解篇2

关键词：初中化学基本概念教学

一、用数学手段（集合、代数式等）处理化学概念，帮助学生澄清概念间的相互关系

化学概念往往都是“成群结队”出现，而且众多概念间有着千丝万缕的联系，故澄清概念间的相互关系是化学基本概念教与学活动中的一个非常重要的组成部分。

对于表示知识范围的大小的同一知识系列概念，可启发学生根据分析对象的特点及其相互间的关系用对应的数学手段——集合加以表示。如：氧化物、含氧化合物、化合物三个概念的相互关系就可以用集合的定义表示成：

对那些从定量角度反映概念内涵，而仍以文字形式给出的概念可让学生通过对概念认真分析，弄清各个量之间的相互关系，然后用代数式的形式把概念“翻译”出来。例如在“相对原子质量”概念的教学中，教师首先讲述原子是化学变化中的最小微粒，其质量极小，运用起来很不方便，指出“相对原子质量”使用的重要性。

再指导学生通过练习的形式对概念加以巩固，在实际计算中体验相对原子质量的真正含义。如果学生只注意背相对原子质量概念，尽管多次记忆仍一知半解。通过这样计算，学生便能直观地准确地理解“相对原子质量”的概念，而且还较容易地把握相对原子质量只是一个比值，一个没有单位的相对量，数值大于等于一。

因此，化学基本概念教学的基本原理应是注重学生概念学习的过程，帮助学生发展思维能力，可以充分利用演示实验，分析归纳，形成基本概念适的条件使学生自主建构意义形成概念。

实践证明，用数学手段（集合、代数式等）处理化学概念，大大降低了学生理解概念和澄清概念相互关系的难度。同时对学生掌握和应用概念起到了很大的促进作用。

二、利用实验对基本概念进行解析

概念教学往往强调的语言较多，绕来绕去，让学生感到化学很难学。为避免学生用死记硬背的方法学习，教师尽可能地加强直观教学，增加课堂实验，让每个学生都能直接观看到实验现象，加强直观性，增强学生对概念的信度。同时学生的感性认识有助于形成概念、理解和巩固概念。例如，在学习质量守恒定律时，首先由教师演示测定白磷燃烧前后质量变化的实验，然后由学生分组测定白磷燃烧前后质量的变化。通过多组学生的实验事实导出质量守恒定律的内容。教师还可以借助现代化教学技术和手段，进一步从微观角度去分析质量守恒定律的原因，并指导学生在此基础上进行练习，学生就会真正理解质量守恒定律。这样，从宏观到微观，从实践到理论再到实践，自然学生学习起来兴趣高，学习内动力大，对理论问题认识清楚。

三、通过比较分析的方法，掌握相关概念的本质

学生对基本概念的运用造成偏差的原因，主要是对概念的本质掌握不牢、理解不准，特别是对一些本质属性相似的概念更是如此。因此做题时经常出现差错。在教学的过程中，对有关概念进行有目的地比较，让学生辨别其区别与联系很有必要。通过运用比较分析的方法，有利于学生抓住概念的本质要点和特征，从而更深刻地理解概念，启发学生积极的抽象思维活动。元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。再如分子和原子，物理变化与化学变化，化合反应和分解反应，溶解度与溶质质量分数等概念也可以通过对比的方式找出它们之间的联系和区别进行辨析，使学生明确概念间的相同点和不同点，加深印象，从而理解概念。

四、通过反面论证，加深对概念的理解

为了使学生更好地理解和掌握概念，教学中指导学生在正面认识概念的基础上，引导学生从反面或侧面去逆向剖析，使学生从不同层次、不同角度去理解、掌握每一个概念。如对于“同种分子构成的物质一定是纯净物”这一概念，反过来问“纯净物一定由同种分子构成吗？”学生容易看出分子只是构成物质的一种微粒，构成物质的微粒除了分子外，还有原子、离子。如铁是纯净物，但是铁是由铁原子构成的。氯化钠是纯净物，但是氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。再如，元素具有相同的核电荷数（即核内的质子数）同一类原子的总称。这一概念，可理解为同种元素的粒子中质子数一定相同。如氧元素里的16O、17O、18O三种原子都具有相同的质子数（质子数均为8）；氯元素里的氯原子与氯离子的质子数相同（质子数均为17）。但是反过来问“质子数相同的粒子一定是同种元素吗？”如钠离子与铵根离子具有相同的质子数，但它们不是同种元素。教学中要及时指导学生运用反面论证的方法，对所学概念反复认识，以达到深刻理解概念的目的。

五、通过练习巩固，灵活应用概念

对难理解的概念还可以从不同的角度设计练习题，使学生能够灵活地应用这些概念。事实证明，一道好的、典型的习题，不但能起到检验被试者是否准确记忆和理解概念的作用，还能提供从多方面深入认识概念的机会，甚至还能起到深化和发展概念的作用。通过教师精心设计或筛选出来的质量较高、对应性较强的习题，经过练习之后，会把学生认识概念的水平提高到一个较高的层次。

六、抓住概念的关键词，灵活记忆

量子力学的认识和理解篇3

关键词:《量子力学》物理图像创新思维培养

《量子力学》是物理学专业重要的专业基础课程,其教学质量的高低不仅影响到其他后续课程的学习,而且直接影响到物理学专业人才培养目标的实现。衡量物理教学的质量标准应该有三个维度,一是知识与技能维度,二是物理思想和方法论维度,三是物理品格维度。过去的教学,我们往往过多地重视第一维度,而忽视第二、第三个维度。在量子力学教学中,我们结合量子力学及其发展历史所涵含的丰富的物理思想与方法,开展了学生创新思维能力培养的教学实践研究。

一、创新型、应用型人才培养目标的要求

考虑到培养21世纪需要的应用型人才目标的要求,而且结合新建本科院校的课程设置的特点,《量子力学》课程的教学方法和教学体系建设应从以下两方面着手:一方面,着重量子力学概念、规律和物理思想的展现,使学生在知识层面上够用并且能用,并注意科学人文精神的阐发,为进行物理素质教育与物理教学研究提供量子力学方面的科学素养,如勇于创新、科学、严谨等。另一方面,培养学生建立正确的量子力学概念和物理图像,掌握基本规律,广泛了解量子力学在推动技术进步方面的作用,开拓思路,培养学生应用物理规律解决应用技术问题的能力。

二、《量子力学》教学中创新意识及创新能力的培养

根据应用型人才培养的目标,我们一直致力于探索一套合适的物理学专业量子力学课程教学的共享数字化教学体系,创建完整的教学资源,力求使学生在学习这门课程的同时受到实践能力和创新能力的培养。相应措施主要体现在以下三个方面。

(一)创造实验情景,以实验和实践为基础深化量子力学的原理。

由于量子力学主要研究微观粒子的运动规律,理论太抽象,许多量子现象和日常的生活经验不符合甚至相违背,因此在教学中教师必须强调量子力学首先是一门试验性的科学,应从实验事实去推理分析,不直接与主观经验联系,并时时将新的概念和结论与经典物理学的结果作比较,使学生能正确理解量子力学的基本概念,从而学会处理具体问题的方法,掌握量子力学的精髓。在讲述量子力学基本内容的时候,寻找合适的接口与量子力学原理在实际生产中的应用相联系。通过这两方面的着重讨论,学生能感受到量子力学的抽象原理是实实在在的、来源于实践又回到实践中得到检验的、正确的理论。

量子力学实验从可操作的层面上可大致分为三类,一类是仅存在于人们想象中或目前还不能实现的理想实验,一类是在高水平的实验室中可以实现的科学研究实验,一类是我们让学生自己动手做的有关教学的基础性实验。但无论何种实验,我们都可以利用多媒体技术在课堂上将其生动形象的展现出来,让学生不仅深刻认识到实验在量子力学发展中的重要作用,而且培养用实验发现问题和验证假说的能力。例如在讲解物质粒子的波粒二象性时,我们用多媒体课件演示单电子衍射实验。单电子发射时,在荧屏上出现一个亮点,说明电子的粒子性;再发射大量电子,屏幕上出衍射条纹,说明了电子的波动性。这样,难以讲解清楚的知识变得生动活泼,使学生能更快地理解所学的知识,且加深了学生的认知印象,大大提高了学习效率。

(二)充分利用现代媒体的作用,激发学生的创造兴趣。

以电脑和互联网为代表的信息技术已演变为继传统媒体后的“现代媒体”。现代媒体将为教学过程提供新的教学手段,并为培养创新人才奠定了技术基础。通过网络技术,学生可以突破传统教学的时空限制,不但可以享受本校教学资源,而且可以享受到全国高水平的教学资源,从而实现优质教学资源的共享,也为各学校的师生讨论交流提供了一个很好的平台。

对于《量子力学》这样一门抽象的理论课,多媒体技术将图、文、声、像等各种教学信息有机的组合在一起,直观、形象、生动,即使对那些比较抽象,难以理解的理论和日常看不到或拍摄不到的情景,也可以通过三维动画虚拟实现。多媒体丰富的表现力不仅能打破人类视觉上的樊篱,使得学生从科学与艺术相融的视觉信息中感知抽象、复杂的理论,而且能引发学生无限的遐想,极大地激发了他们的想象力。学生的思维高度活跃从而激发创新火花。

(三)密切结合当前的科技前沿和高新技术,将量子力学知识应用于实践。

量子力学在各学科中已经有很多成功的应用并催生了许多交叉学科及现代高新技术的产生。在教学中,教师应尽可能进行知识的渗透和迁移,及时将当前与量子力学相关的科技前沿和高新技术引入到教学中,一些知识可以作为简单的介绍,也可以就某个方面详细分析,阐明其量子力学原理。例如量子力学与非线性科学的关系,量子理论在耗散系统、纳米技术、分子生物学中的应用,量子力学与正在研究的量子计算机、量子保密通信的关系,等等。在教学中教师适当地穿插这些知识,既不会花费太多的时间,又能使教学更生动、易于理解,而且可使学生开拓视野,活跃思维,激发兴趣。这样学生不仅可以学到运用基础理论指导科学研究的方法,而且可以克服原有的“量子力学就是一种纯理论的学科”的片面认识。如我们在讲解一维无限深势阱时,将其与半导体量子阱和超晶格这一现代科学的前沿相联系;在讲解隧道效应时,将其与扫描隧道显微镜相联系,进而可以介绍扫描探针操纵单个原子的实验。我们通过这种方式使学生对这一部分的知识有了直观的认识,从而不再感到量子力学的学习枯燥无味。

参考文献:

[1]曾谨言.量子力学教学与创新人才培养[J].物理,2000,(7).

[2]钱伯初.我的教学生涯[C].2003.

[3]谢希德.创造学习的新思路[N].人民日报,1998-12-25,(10).

量子力学的认识和理解篇4

关键词：比喻法；物理教学；作用

课堂教学中恰当而生动的比喻．能帮助学生加深对物理概念的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生的思维能力，有效地提高课堂教学效率。现结合本人多年的教学实践，谈几点粗浅的认识。

一、比喻教学能激发学生的学习兴趣

美国当代教育家布卢姆曾指出，那些对学习有兴趣，能主动学习的学生会比那些学习没有兴趣．不能主动学习的学生学得更好，学得更快。因此在课堂教学中，教师要充分发挥其主导作用，运用恰当、巧妙的比喻，把枯燥无味、填鸭式的物理概念教学变为学生生动有趣的自学主动的学习。

如在讲固体、气体、液体的分子结构一节时，我把同学们比喻成一个个分子。上课时同学们之间相互约束力很强，排列有规则，有一定的形状体积．相当于固体．每个同学只能在自己的位置上看书、记笔记或相互商量问题，相当于固体分子只能在平衡位置附近振动。

而上自习课．有些同学可以离开自己的座位去找其他同学讨论问题，有规则的排列被破坏，相当于固体融化成液体，液体分子可以移动。但这时的纪律约束力还较强，不能出教室，所以液体有一定的体积．无一定的形状。

而下课后同学们离开教室，可以自由运动，相互间距离很大，无相互约束力，相当于气体。这样一打比方，同学们在兴趣盎然的情绪下，非常轻松地就把固体、液体、气体的分子结构、宏观特征、物态变化的道理理解了，并形象地记在了脑海中。

二、比喻教学能够帮助解决实验问题

有些物理概念非常抽象，利用实验的方法又解决不了问题。同学们学习起来枯燥无味，又难以理解，如果能通过形象的比喻，就会收到意想不到的的良好教育效果。

例如．在讲金属导体中的电流方向和自由电子实际移动方向相反这一个问题时．同学们就感到十分难以理解．又不能通过实验说明．我就把一个凳子比作一个原子核。一个学生比成一个电子．这样一个学生和一个凳子就组成一个中性原子．一纵排八个学生相当于一条金属导线。

我先让第一名学生离开座位到讲台上来．剩下的空位就相当于一个正离子(正电荷)，后边的同学依次往前移，最后的空位(正电荷)到了最后边。

在这一现象中，实际是学生(电子)往前移动，空位(正电荷)尚未动，但结果相当于空位(正电荷)从前向后移动到了最后边，所以金属导体中是自由电子定向移动．形成了电流．但电流方向和电子实际移动方向相反。

三、比喻教学可以加深学生对物理概念的理解

对于初中生来说，由于年龄、知识基础、理解能力的限制，对于一些物理概念，只能硬背下来，但是用到实际中就理解不了，不能解答实际问题。

例如在讲”物体问力的作用是相互的”这一概念时．同学们都背得很熟．但我随即举了一个例子．一个重600牛顿的跳伞运动员正在空中下落，地球对它有没有吸引力?有同学回答没有。他们并说出了理由：如果有．运动员为什么不把地球吸起来?而运动员却向地面上落呢?为帮助同学们理解这一问题，我让一个大个子和一个矮个子站到讲台上，让他们相互拉，看谁能拉过谁，结果大个子同学很容易就把小个子同学拉了过去。

让同学们分析这一现象后，都认识到他们相互拉时，都用了力，之所以小个子被拉了过去，是由于小个子质量小的缘故。运动员之所以被地球吸引下来．也是由于运动员质量小、地球质量大的缘故，并不是运动员对地球没有吸引力。

四、比喻教学可以培养学生的逻辑推理能力

心理学研究表明．人的思维活动．是在感性材料的基础上产生的。人认识新事物，获取新知识，如果提供感性材料越丰富，参与认识的感官越多，那么认识就越深刻。传授物理概念，有些可以直接通过实验去获取．有些还可以由已有的知识或实际事例引入．运用比喻的方法易把感性认识上升为理性认识．这样在学习过程中就培养了学生的推理思维能力。

例如在讲《电阻》一节课时，我首先举了一个生活实例：同学们上下楼时，有何感觉?下楼的速度为什么快?引导学生得出结论：人定向移动到形成人流时要受到阻碍作用，其原因是人和人之间、人和楼梯相互碰撞。接着让学生思考，水在水管中流动时是否也受到阻碍作用?为什么?接着提问学生：电流是怎样形成的?电流在导体中流动时是否也受到阻碍作用呢?(同学们回答：受到)为什么受到阻碍作用呢?(同学们回答：电荷问也会相互碰撞)然后通过课文中的演示实验验证了同学们的推理是正确的。

量子力学的认识和理解篇5

摘要：随着高等工程教育改革和社会发展，工程教育认证已经在我国高等工程专业实施。工程教育认证是高等教育工程观的重要转变，主要倡导学生中心、产出导向、持续改进三个基本理念。高校应当按照工程教育认证要求，加强专业内涵建设，调整培养目标，改进培养标准，重构工程人才培养体系，推进工程教育的改革和发展。

关键词：工程教育认证；教学改革；专业建设；人才培养

中图分类号：TB1文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）52-0007-03

专业建设是高校本科教学的基础性、持续性、引领性工作。经济全球化带动了工程教育的国际化[1]，《华盛顿协议》为工程类学生走向国际提供了质量标准通行证。为推进我国工程教育改革，提高工程教育质量，从而提升工程技术人才的国际竞争力[2]，早在2005年，我国就开始了试点工程教育专业认证工作。2013年，我国成为“华盛顿协议”预备成员国，标志着中国工程教育专业认证体系得到国际认可，这对促进我国工程教育改革和发展有着重要作用。我们必须以此为契机，加强专业建设内涵式发展，进一步提高我国高等工程教育国际化水平和人才培养质量[3]。

一、工程教育认证对专业建设提出的挑战

工程教育认证主要倡导三个基本理念：学生中心理念、产出导向理念、持续改进理念[2]，这些理念代表了工程教育改革的方向，也明确了对专业建设的要求。

1.培养目标与毕业要求的一致性。培养目标和培养方案是直接影响高校人才培养的关键因素。工程教育认证强调以产出为导向，逆向设计培养方案，从“教师教什么”转变为“学生达到什么”，以社会需求来确定合理的培养目标，明确支撑培养目标的毕业要求。从工程教育认证对毕业生的12条认证标准可以看出，工程教育应注意以市场需求为导向，在多学科背景下对学生工程实践能力的培养，并重视其职业道德和社会责任感的培养。工程教育认证首先要求培养目标定位准确合理，并且各项毕业要求必须能够完整支撑培养目标。培养目标是专业建设的龙头，毕业要求必须围绕培养目标展开，并要能为培养目标提供合理和足够的支撑。工程教育认证看重的是学生广泛受益，因此专业在设定培养目标时要脚踏实地，不能好高骛远。毕业要求是对毕业生的规格设定，不同的培养目标所要求的毕业生的能力和知识必然不同，要注意其差异性。

2.课程体系对毕业要求的支撑度。课程体系是人才培养的主要部分，科学合理、有效运行的课程体系对专业建设有较好的促进作用。工程教育认证下的课程体系必须在广度、深度及运行等方面有效分解、合并并合理承载各项毕业要求。首先，必须要有足够多的支撑毕业要求的相关课程；其次，相关的课程在教学与实践内容的广度和深度上必须能够匹配该项毕业要求。例如，在毕业要求中如强调应具备很好的高分子材料成型加工应用能力，那么在课程体系中不仅应规划足够的高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识，而且必须设置足够的高分子材料合成与成型加工实验课程和工程实践环节，并且应分布在不同的学期内，以便形成能力培养的有效衔接。

3.持续改进，建立保障机制。持续改进是贯穿于工程教育认证全过程的理念，持续改进效果则有赖于学校教学质量管理体系的完整性与有效性。完善的质量保障体系是培养达标人才的一个关键。工程教育认证提出要有一个能对培养目标、毕业要求和教学活动实施持续有效的改进体系，包含校内、校外、课内三个循环，并且对这三个改进和三个循环的要素建立互相作用的关系。

二、工程教育认证下加强品牌专业建设

工程教育认证对提升专业建设水平有着重要影响，高校在专业建设中要深入工程认证理念，为培养专业型高素质人才打下良好基础。

1.立足定位，明确人才培养目标。根据工程教育认证指导，学校应从人才培养的层次、面向和未来三方面明确人才培养目标，以保证人才培养既符合学校办学定位，又适应社会经济发展，同时还兼顾学生可持续发展。常州大学高分子材料与工程专业是江苏省高校中开设的第一个高分子材料加工类专业。专业自建立以来，以“跟进式教育”理念为指导，坚持目标导向和持续改进，先后获得“十一五”部级特色专业、“十二五”教育部综合改革项目试点专业、江苏省“十二五”重点专业、2003―2010年江苏省品牌专业和2015年江苏省高校品牌专业A类建设点。专业根据学校总体办学定位和石油石化行业发展对高分子材料与工程专业人才的特殊需求，结合教育部高分子材料与工程R到萄е傅嘉员会制定的专业规范，并充分体现自己的特色，将人才培养定位为立足地方，面向高分子材料成型加工及应用领域，培养具有良好职业道德与团队精神，能承担社会责任，具有扎实的高分子材料与工程专业知识，具备解决高分子材料成型加工中工程问题的能力和创新思维，适应行业与区域经济发展的人才，为材料、化工、能源、环境等行业输送具有国际化视野的工程应用型人才做好准备。

学校根据工程教育认证标准中对毕业生的毕业要求，面向社会需求，结合学校多年人才培养的实践与积淀，提出高分子材料与工程专业的5个具体培养目标：①具有良好职业道德和人文社会科学素养，能承担社会责任；②具有扎实的自然科学、工程基础和高分子材料工程专业知识，具有通过现代信息技术获取信息的能力，具备解决高分子材料成型加工过程中工程问题的基本素质和能力；③具有一定的经济、法律、安全、环境和管理等知识，具备推进社会可持续发展的综合能力；④能够在高分子材料与工程相关领域成功就业，具有团队合作精神和国际交流能力，能够在团队中作为成员或者领导者有效地发挥作用；⑤具有终身学习的意识，拓展自己的知识和能力，具备自主创新创业的能力。

2.产出导向，制定人才培养标准。工程教育认证的人才培养标准体现为内容和表现两个层面，一个回答了“社会需要什么样的工程人才”问题，一个回答了“工程专业本科毕业生应该具备的知识、能力和素养”问题。高分子材料与工程专业参考工程教育专业认证标准，依据培养目标，结合学校特色，提出了12条人才培养标准要求：①掌握高分子材料工程所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识；②能够运用高分子材料工程所需的相关知识，具备对高分子材料成型加工过程进行工程问题分析和解决的初步能力；③具有创新意识，能够综合运用所学理论和技术，能综合考虑社会、健康、安全、法律、经济以及环境等因素；④掌握高分子材料合成与成型加工实验、工程实践、科学研究和工程设计的基本技能，具备对产品、工艺、技术和设备进行研究、开发和设计的初步能力，并能够设计实验及对实验数据进行分析、解释并得出合理结论；⑤具备计算机理论知识，掌握文献检索、资料查询和现代信息技术等方法，具有独立获取新知识的能力；⑥掌握高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识，并能应用本专业基本理论知识解决复杂高分子材料工程问题，理解应承担的社会责任；⑦了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研发、环境保护和可持续发展等方面的方针政策、法律法规；⑧具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感，理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；⑨具有一定的参与或组织管理能力、表达能力、人际交往能力以及在多学科背景下的团队中发挥作用的能力；⑩掌握一门外语，具有较强的听、说、读、写能力，具备撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达及有效沟通等能力，并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力；{11}具备一定的项目管理能力，理解并掌握工程管理原理与相关经济决策方法，并能在多学科环境中应用；{12}具有终身学习意识和不断学习、适应社会发展的能力。上述人才培养标准要求完全覆盖了工程教育认证标准中对毕业生的要求，能够完整支撑培养目标，并且能够按照地方区域经济社会的发展对人才培养需求的变化而适时调整，使其具有可持续性。同时，本专业制定了可供具体落实、过程检查和结果评价的标准体系，确保培养标准切实可行，易操作。

3.学生中心，构建课程体系。本专业致力于培养适应经济发展要求的高分子材料与工程专业应用型人才，为能够对人才培养标准要求的达成提供有力支撑，构建“211+”课程体系，合理配置基础知识课程、专业课程、实践技能课程以及能力素养课程，以满足区域经济特别是高分子材料加工行业对人才的需求。该课程体系借鉴国际化教育方法与先进的教学体系，注重学科交叉，在传统课程体系的基础上，结合现代教育特点，对课程知识体系进行合理优化：在新的课程体系中融入化学、机械、环境、管理等学科的相关课程。“211+”课程体系具有基础性、全面性、系统性，并注重课程的综合性、交叉性、适应性，能够满足社会对高分子材料人才的要求。“2”指化学类和机械类两大基础课程群，多学科融合的知识积淀为专业课程的学习奠定扎实基础。化学类指无机与分析化学、物理化学、有机化学和化工原理等基础课程；机械类指机械设计基础、工程制图与CAD、工程力学和电工与电子技术等基础课程。第一个“1”是指专业课程群。瞄准我国产业结构转型升级，重点支持的高分子材料产业。开设高分子物理、高分子化学、高分子材料成型工艺学、高分子材料成型模具、高分子材料成型加工原理、材料现代测试方法等课程，满足区域经济特别是高分子材料加工行业的需求，满足学生多样化专业兴趣和职业发展规划的需要。第二个“1”是指实践课程群。依托部级实验教学示范中心等高水平实践平台，开设高分子化学实验、高分子物理实验、专业实验、课程设计、生产实习等实践教学课程，彰显重实践、重应用的特点。“+”是指为适应经济发展需求而设置的能力素养提升课程，课程内容不断更新改进，做到与时俱进。如为适应培养国际化人才的要求，开设双语教学课程；为增强学生的安全环保意识，开设“安全技术概论”和“环境保护概论”课程；为增强学生的经济意识，开设“新材料经济与管理”课程，为培养专业能力强、富有责任感的应用型创新人才打下坚实基础。

4.持续改进，关注人才未来发展。提高教学质量，是高校教育的永恒主题。本专业以工程教育认证的教学质量管理要求为指导性文件，全面建立教学过程质量监督及持续改进体系，大力推进社会、学校、全体老师和学生参与的教学过程质量跟踪管理体系的实施，持续改进教学质量管理机制，制定教学环节质量监督体系、课程教学评价跟踪体系及对培养目标及教学质量持续改进的评价体系，从整体上达到工程教育认证标准，促进教学水平和人才培养质量的提高。

专业实行校、院、专业三级教学管理体制。建立了由校领导、教务处、校教学监督组、学院院长、教学副院长、学院教务办公室、专业负责人等组成的本科教学管理机制。在该管理体系下，根据学校教学管理制度和人才培养的目标要求，建立教学过程质量监督机制，定期进行教学质量评估，持续改进教学质量。建立与工程教育认证相符的教学管理组织机构、制定教学过程管理制度、建立教学质量监督与评价体系、采取培养目标与教学质量监督体系等持续改进措施，促进教学质量的提高。另外，校院两级教学工作委员会通过对培养计划的制订（修订）等重大工作的审核、指导等对相应的本科教学质量的保障和提高，提供了制度和管理方面的有力保证。同时还建立了毕业生跟踪反馈与社会评价机制，对本专业的培养目标实现状况进行持续评估和改进。通过应届毕业生座谈会、往届毕业生座谈会、用人单位调查、社会第三方评估四个途径对培养目标的达成与否进行定期评价，并制定相应的改进措施。

工程教育认证对地方本科高校是机遇，也是挑战。在工程教育认证背景下加强专业建设，推进人才培养改革，可以打破传统教育的束缚，更好的发挥区域优势和专业特色，推进学校可持续发展。

参考文献：

[1]姜宇，姜松.基于工程教育认证的教师教学创新能力研究[J].高校教育管理，2015，（6）：105-109.

量子力学的认识和理解篇6

关键词：量子力学教学研究哲学思想

“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。”温故知今，止于至善，提高当代大学生的哲学素养、人文情怀和科学素养，是素质教育的要求之一。以牛顿运动三定律、电磁理论和热力学及统计物理学为基础的经典力学诞生于17世纪，成功地解释了大量物理学现象，取得了辉煌的科学成就，曾经被人们信奉为客观真理。在19世纪末20世纪初，人类以巨大的热情来研究原子核和放射现象，导致了两大理论成果的诞生：量子理论和相对论。随后，激光器、二极管、三极管、集成电路、互联网、移动通信、登月等等，这些辉煌的成就促使人类迈进了信息时代。运动着的电子――一个小小的微观粒子，却促使人类文明进入了电子信息时代。事实表明，现代信息技术的理论基础是物理学，信息的产生、发送、接收和处理，都是由一个个物理的系统来实现，因此信息世界的物理体系归根结底要受到物理定律的制约。现在人们明白了，经典物理理论仅适用于宏观低速运动的物体的场合，而对于微观小尺度下、接近于光速运动的粒子的运动规律误差会变得很大，必须使用相对论和量子理论来描述。而经典物理理论仅仅是量子理论和相对论在低速宏观范围下的良好近似。

量子理论是二十世纪最伟大的发现之一。量子理论的形成和发展，是整个物理学发展中最值得书写的，也是对青年大学生最具有启发意义的过程，在此期间包括了爱因斯坦的奇迹年（1905年）。梳理和探究整个过程中所包含的科学思维，科学方法，科学理论，科学素养……都是值得我们去探索、去深思、去挖掘的。

一、对青年大学生物质观和运动观的进一步加深具有重要意义

科学技术发展到21世纪，人类对于物质世界的认识进入到了纳米尺度。材料学科的研究中出现了很多量子效应。量子理论中的许多不同于经典力学的物理现象颠覆性地发展了经典力学的思维，拓宽了人类认识物质世界的视野，使人们对运动的本质有了更进一步的了解。随着人类认识的不断深入和材料尺寸的不断缩小，电子运动的量子效应愈加明显。现在人们已经明白了，电子既是一种微观粒子，同时也是一种波，这就是所谓的波粒二象性。与经典物理现象不同的是，微观粒子的诸多物理量之间受到量子规律的束缚，其中之一便是著名的不确定性原理，例如时间与能量之间、动量与位置之间等。此外，另一个有趣的现象是电子的势垒贯穿效应，即能量小于势垒高度的电子或者其它微观粒子可以以一定的几率，越过势垒，运动到势垒的右边去。尽管一个理性的人对这种解释可能不满意，但是我们必须明白“隧穿”仅仅是我们为了理解的方便而构造的一个东西，除非人们对量子世界的认识更进一步。我们唯一能确定的是当满足一定条件的时候，隧穿效应就会发生。

二、对青年大学生思维拓展与创新具有重要的启发意义

量子理论是描述微观粒子运动规律的理论，其概念体系与研究宏观现象及其规律的经典物理学有很大的不同。量子理论的出现，是人类对物质世界认识日益深化的结果，为其他自然学科的发展开辟了广阔的前景。从培养研究型科学人才的角度来说，量子理论是与现代科学研究联系最紧密的课程之一。这对当代青年大学生提出了更高、更严格的要求。

第一，必须尊重客观世界的运动规律，坚持创新思维，深刻认识微观世界的规律。规律是物质在运动过程中表现出来的必然的、稳定的、永恒的联系，任何事物之间都有联系，都是矛盾的对立统一体，这就需要在实际的学习探索中抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面。同时，矛盾具有特殊性，内因是事物发展的根据，决定着事物发展的方向和主要性质，外因是事物发展的次要因素。在实际的处理过程中要区别对待。

第二，注意量变到质变的积累。量变是指事物单纯数量上的增加或减少，事物保持其质的稳定性。质变是指事物根本性质的变化，“量变质变新的量变”是事物发展的基本规律。注意收集数据，逐步地总结规律。任何重大的发现，都有一个辛苦的积累过程，面对纷繁杂芜的实验数据，如何去伪存真，由表及里，层层剖析？这需要尊重客观规律，逐渐挖掘深层次的信息，切勿急于求成或者违背客观规律。这方面在量子理论的发展过程中体现得尤为重要。

第三，量子理论是开放的理论，对量子理论的争论一直在继续。量子理论过去的成功并不意味着它是一个彻底完善的物理学理论。自量子理论诞生以来，关于量子理论的思想基础和基本问题的争论，从来就没有停止过。人们对于量子理论本身的完备性及其一些基本观念的理解，甚至持有截然不同的观点。其他的理论也是在不断地争论中不断完善。

三、量子力学中的数学思想及其知识框架

量子力学中主要的数学知识，主要是Hilbert内积空间，这是学生在学完微积分初步、线性代数以及概率论后需要掌握的、在工程领域内应用最为广泛的一门数学学科，也是对空间解析几何的推广和延伸。其中包括了对前面提到的几门学科的综合应用，例如量子力学中的力学量，用线性算符来描述，则必须是厄米的；用海森堡的矩阵力学表示，则要求该矩阵的本征值和平均值均为实数；还有，在计算不同物理量表象的矩阵元时，要用到定积分的运算；而不同表象之间的变换，需要用到矩阵变换；此外，在讲到微扰论和变分法时，还需要进一步的用到更多的数学知识。这些数学学科分支的交叉出现，足以让学生对该门课程的进一步学习产生畏惧心理。如何消除和转变学生的这种畏惧心理，这就要求教师在课堂上增强授课的趣味性。事实上，一部量子力学的发展史，包含了太多的启迪、方法、思维和科学研究的因素，因利势导，重视基础知识的讲解，将所有涉及到的数学知识及其发展史，生动地传授给学生。笔者经过近五年的课堂教学，认为对当前的大学本科学生，倘能在授课中能做到这一点，那么，学习《量子力学》的意义就达到了。

结论：以量子理论为核心的量子物理无疑是本世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。它不仅代表了人类对微观世界基本认识的革命性进步，而且带来了许多划时代的技术创新，直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。让学生在不断的思考和探索中，体会到学习和思考的快乐；对学生的世界观、物质观以及运动观的进一步深入，具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]格雷厄姆•法米罗,涂泓等译.天地有大美之现代科学之伟大方程,世界图书出版社,2008

[2]施塔赫尔,范岱年等译.爱因斯坦奇迹年.上海科技出版社,2001,7

[3]曾谨言.量子力学.科学出版社,2010,4

[4]伯特兰•罗素.西方哲学史.中国商业出版社,第1版,2009,1