[摘要]：本文旨在更新量子力学的教学理念，介绍改革教学方式的方法以及如何培养学生的创新精神和实践能力。结合新疆大学量子力学课程教学实践具体地讨论了如何在课程教学中提高学生物理学素质的教学方法，以及在量子力学课程教学中利用现代化教学手段进行创新教育和实践教育的方法。

　　[关键词]：量子力学;教学改革;素质教育;创新实践;计算机辅助教学

　　引言

　　20世纪初物理学的两个划时代的发现——相对论和量子力学的建立改变了人类对于时空的性质以及物质形态的传统认识。狭义相对论指出当粒子速度接近于光速时牛顿力学不再适合于描述质点的运动学规律。量子力学则指出牛顿力学只适用于质点角动量远大于普朗克常数时的动力学及运动学规律。量子物理学对说明极为广泛的许多自然现象，取得了前所未有的成功[1]。物质属性及其微观结构这个古老而根本的问题,只有在量子力学的基础上,才能在原则上得以阐明.不仅如此量子力学中的基本概念和原理还在不断深化，一些新的物理现象和交叉学科不断涌现出来。为了适应近年来量子力学中的新进展，对量子力学课程的教学方式进行适当的改革是必要的，也引起了各方面的广泛关注。文献[2]对量子力学的教学模式和创新人才的培养进行了深入的的探讨。文献[3]对量子力学的教学研究做了详细的讨论。在理论力学课程教学中如何加强素质教育进行了研究, 文献[4]就工程类专业中量子力学课程教学进行了深入的探讨。本文针对大学量子力学课程的教学改革，结合新疆大学品牌课程的建设，提出了本课程教学改革和建设的基本思路和方法。

　　1. 更新教学理念

　　在传统的教学结构中，“教学”被认为是教师的任务，是教师将课本中的知识传授给学生的一种活动过程。单一的这种 “被动讲授”的教学方式必然导致学生丧失在学习过程中的主体地位和获取知识的自主性。进而限制了学生的思维，最终导致学生思维僵化、单一、缺乏创造性，甚至不能独立完成具有原创性的实践活动。然而，随着科学技术以及社会文明的快速发展，“教学”已不再是单纯的“传授知识”的教育活动，而且要在传授知识的同时重视“培养学生的素质和能力”。因此，教学方法必须作相应的改变，已达到在整个教学过程中培养学生素质和能力的目的。特别是对于量子力学，它不仅包含人类对物质世界认识过程中最新颖的概念，而且是现今各类科学技术分支的重要理论基础。因此在量子力学课程的教学中实现教学理念的更新和转变格外重要。教学理念更新和转变的根本目的是要让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者。在教学中，不仅要强调发挥教师的主导作用，同时要充分发挥学生的主体作用，要为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、去探索、去发现，要鼓励学生大胆提出问题。

　　对于培养学生的创新精神和创新能力，互动式和研究式的教学方法最为有效。在传统的以先“教”再“验”的教学方式进行教学的整个教学活动中，学生完全被动地接受知识。特别是量子力学课程，它具有概念新颖，内容抽象，数学运算复杂的特点。传统的教学方式导致学生认为课程内容空洞、乏味，仅有的只是对一些数学符号的处理，不能准确的掌握例如量子、概率幅、对易子等新物理量的物理意义。然而，在科研活动中，新概念、新知识总是在遇到问题之后，科学家们通过大量的交流和讨论才被提出来的。因此，这种教学方式并不适应为快速发展的科学研究提供素质高、能力强的学生。教学活动与科研活动和实践活动之间的不协调导致大部分学生丧失了独立思考的能力，进而不能进行独立的研究工作。因此，教学内容必须在学生和教师的互动中被学生理解和接受。教学过程要以讨论、阐明物理问题以及知识的物理意义为首要任务，以教师的主导作用来调动学生的积极性，对现有问题的进行互动式的讨论和研究式的求解，从而充分发挥学生在教学活动中的主体作用，培养学生的创新精神和创新能力。

　　在教学理念更新和转变的同时，还需要优化学生的学习方法。目前，量子力学课程已具备了严谨的理论基础和逻辑，但抽象度高。因此，在讲授其基本理论时，不仅要启发学生根据基本概念、基本原理以及逻辑推理方法，思考所要分析解决的具体问题，而且要对所分析的问题建立一幅清晰的物理图像。这不但加深理解了所学的知识，而且能够增进对科学研究的基本步骤和思想的认识。近年来，量子力学在多个领域中有了巨大的进步。由于新知识、新技术的快速发展，使得知识、技术更新的速度加快、周期缩短，所以要求培养出来的学生必须掌握研究性、探究性的学习方法，以便达到培养学生的“研究性学习、探究性学习”的目的，促使学生走向社会后具备自主学习、获取新知识、新技术以及开展研究和创新的能力。

　　2. 改革教学方法

　　传统的教学方法以讲授、启发、讨论式为主，这些方法在以往的教学中发挥了重要的作用，现在仍然是教学活动的主要手段。但是，仅用以上的教学方法已经不能适应目前的知识发展形势。为此，课程内容的教学需采用多种教学方法来组织教学活动，如启发式、讨论式、互动式、研究型和创新实践型等教学方式。

　　2.1 启发式教学

　　对于启发式教学，其关键不仅是提出问题，而且要对问题的性质以及物理意义有明确的认识。量子力学作为描述微观物质相互作用及运动的基本理论，其内容完全不同于经典力学。量子力学的基本理论高度抽象，不易与生活中的物理现象相联系。因此，如果对所提的问题没有明确的概念，或物理意义不清晰，那么即使通过数学手段得到了问题的解，但解却没有任何物理意义，不能增进学生对物质世界中物理规律的认识。这样一次物理教学过程，变成了数学习题课。因此，在讲授量子力学的基本理论时，不仅要启发学生根据基本概念、基本原理以及逻辑推理方法，思考所要分析解决的具体问题，而且要让学生对所要解决的问题有明确的物理图像，这样不但加深了对所学知识的理解，而且初步了解科学研究的基本思路和方法步骤。

　　2.2 互动式讨论教学

　　对于一些典型的量子力学问题，例如一、二、三维各项同性谐振子问题，氢原子问题等，由于基本理论、方法已经掌握，宜采用互动式讨论教学。积极调动学生的兴趣，人人动手动脑，争先恐后发言，生动活泼，增强教学的效果。例如，对于一、二、三维各项同性谐振子问题，可以让学生归纳总结量子谐振子与经典谐振子的相同点和不同点、空间维数对谐振子各物理性质的影响、不同维数谐振子之间的共同特点、谐振子可能描述哪些物理过程等。对于氢原子问题，可以让学生猜想类氢原子的解、类氢原子与氢原子各物理性质的不同点与相同点、原子数对氢原子的影响等。对于这些互动式讨论活动，可以采用多种形式的课内外互动，如在小论文、创新实践中师生互动等。

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