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探究量子力學(xué)模塊化教學(xué)
物理學(xué)是一個(gè)大的學(xué)科，下面我們就來(lái)看看探究量子力學(xué)模塊化教學(xué)，歡迎各位閱讀!
摘要： 量子力學(xué)是從研究經(jīng)典問(wèn)題出發(fā)而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)研究微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，是核物理與核類(lèi)其他專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課。
在日常教學(xué)中運(yùn)用模塊化思想給這些專(zhuān)業(yè)學(xué)生講授量子力學(xué)，已取得初步成效。
關(guān)鍵詞： 量子力學(xué);模塊化;教學(xué)
Key words： quantum mechanics;modular;teaching
0 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，能源緊缺問(wèn)題十分嚴(yán)峻，各國(guó)都在大力發(fā)展核電事業(yè)，我國(guó)“十一五規(guī)劃”也將核電和核技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展列為重點(diǎn)。
黨中央、國(guó)務(wù)院十分關(guān)心核工業(yè)的發(fā)展，做出了和平利用原子能，積極促進(jìn)核電發(fā)展的戰(zhàn)略決策。
核科學(xué)與技術(shù)等即將迎來(lái)前所未有的發(fā)展。
作為省部共建的南華大學(xué)，是中國(guó)核類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)齊全、本科生培養(yǎng)規(guī)模大、核類(lèi)人才培養(yǎng)層次較完整的高校，18 個(gè)涉核專(zhuān)業(yè)，核支撐專(zhuān)業(yè)和學(xué)位點(diǎn)24個(gè)，我校的核科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域在中南地區(qū)乃至全國(guó)都具有一定的優(yōu)勢(shì)。
如何辦好這些核類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)，突出南華大學(xué)的“核”特色，這些都成為了值得我們研究的新課題。
量子力學(xué)是從研究經(jīng)典問(wèn)題出發(fā)而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，是原子物理學(xué)、原子核物理等學(xué)科的重要基礎(chǔ)。
量子力學(xué)有知識(shí)面廣、抽象難以理解的特點(diǎn)。
怎樣使其更好的為核類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生服務(wù)成為我們新的教學(xué)難點(diǎn)。
1 量子力學(xué)的教學(xué)目標(biāo)分析
我校核物理專(zhuān)業(yè)的量子力學(xué)課程，授課時(shí)間在大三第一學(xué)期，共64學(xué)時(shí)。
教材以[1-3]為主，闡述波函數(shù)和薛定諤方程、量子力學(xué)量、態(tài)和表象、微擾理論、自旋和全同粒子等具體內(nèi)容，使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握量子力學(xué)的理論知識(shí)和體系結(jié)構(gòu)，分析和處理一些核物理中的實(shí)際問(wèn)題。
量子力學(xué)對(duì)于核物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容及其深度有較高的要求;而對(duì)于核類(lèi)其他專(zhuān)業(yè)，量子力學(xué)只作為原子物理和原子核物理的基礎(chǔ)課，在專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握方面要求相對(duì)要低些，只需要掌握一些基本理論，能用量子力學(xué)定性解釋一些簡(jiǎn)單的核物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即可。
2 量子力學(xué)的模塊化教學(xué)初探
量子力學(xué)是關(guān)于微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。
在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，除了量子力學(xué)基本分析方法之外，是一些基本理論模型，如一維無(wú)限深勢(shì)阱、勢(shì)壘貫穿理論等對(duì)于核工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生后續(xù)學(xué)科的理論學(xué)習(xí)有很好的指導(dǎo)作用，在教學(xué)中我們加深對(duì)這些方面的講解，力圖通過(guò)本課程為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
量子力學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)理論。
如何使其更好的為核類(lèi)學(xué)生服務(wù)是我們一直關(guān)注的問(wèn)題，在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上結(jié)合量子力學(xué)理論體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們提出模塊化改革教學(xué)的理論，以解決各專(zhuān)業(yè)對(duì)量子力學(xué)學(xué)習(xí)要求的不一致，將量子力學(xué)分為波函數(shù)及薛定諤方程模塊、量子力學(xué)量模塊、表象變換模塊、微擾論及粒子自旋模塊、散射理論模塊等五個(gè)模塊。
對(duì)不同的核類(lèi)專(zhuān)業(yè)，教學(xué)內(nèi)容有不同的模塊結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的課時(shí)分配計(jì)劃。
對(duì)于核物理專(zhuān)業(yè)，其對(duì)量子力學(xué)理論知識(shí)要求較高，在教學(xué)實(shí)踐工作中必須強(qiáng)調(diào)課程知識(shí)體系的全面性和深入性，加大對(duì)理論基礎(chǔ)的講解力度，讓其掌握利用量子力學(xué)理論去分析和解決常見(jiàn)的微觀(guān)現(xiàn)象。
我們較系統(tǒng)地講解這五大模塊，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)量子力學(xué)知識(shí)去解決一些核物理問(wèn)題。
對(duì)于核類(lèi)其他專(zhuān)業(yè)，如核工程與核技術(shù)、核科學(xué)與核技術(shù)、核反應(yīng)堆工程等專(zhuān)業(yè)，其對(duì)量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求較低，在教學(xué)過(guò)程中保證教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性和體系的完整性的同時(shí)，選擇其中的波函數(shù)及薛定諤方程模塊、量子力學(xué)量模塊和微擾論模塊重點(diǎn)來(lái)講解，表象及表象變換略去不講，對(duì)于散射模塊，也只做簡(jiǎn)單的介紹。
3 結(jié)束語(yǔ)
在日常教學(xué)中，我們運(yùn)用模塊化的思想，給核類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生講授量子力學(xué)，取到了良好的成績(jī)。
我們注重總結(jié)并收集反饋意見(jiàn)，研究調(diào)整模塊結(jié)構(gòu)及其課時(shí)分配計(jì)劃，在模塊化教學(xué)的框架下適當(dāng)修改完善，已取得一定成效。
參考文獻(xiàn)：
[1]周世勛.量子力學(xué)教程(第二版)[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]褚圣麟.原子物理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2001.
[3]盧希庭.原子核物理(修訂版)[M].北京：原子能出版社，2010.
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