2.3 研究型教学
研究型教学最重要的是与前沿物理学知识相联系。对前沿物理学问题进行适当的简化后作为学生的小型研究课题,激发学生学习知识和研究问题的兴趣。例如,量子力学中最重要,也是最基本的一个原理就是算符之间的对易关系。其中最根本的是坐标与动量这一组算符的对易关系。因此,可以假设在超微观尺度下,这组对易关系有所改变,依赖于一个新的物理参量(这是对前沿物理学课题——非队易物理学的简化)。在这样的假设下,可以让学生对典型的量子力学问题进行再求解,讨论所得解的物理意义及内涵。通过近两年在教学中的应用,已经肯定了这种教学方式的有效性,并且初步认识到这一教学方法的适用对象和使用条件。学生对这种教学方式也很感兴趣。
3. 革新教学手段
采用现代教育技术及设备进行教学,构筑量子力学课程的现代化教学模式,是本课程教学改革的重要内容之一。
3.1 多媒体教育技术
由于量子力学课程抽象度高、求解过程复杂等自身特点,其教学内容没有其它专业学科生动、具体。传统的黑板加粉笔、偶尔加一些模型的教学手段,不仅让学生感到所学知识枯燥无味,而且教师在授课时也要将大量的时间花在画图和公式的书写上。在教学学时量不断减少的情况下,既要完成教学任务,又要保证教学质量,其最好的办法,只有改进教学手段。多媒体技术的发展给量子力学教学改革带来了生机。利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等进行综合处理,编制计算机辅助教学课件,尽可能地创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,为教师教学的顺利实施提供良好的保障。所以,教学手段的现代化改革是解决上述问题的根本出路。例如量子力学中的遂穿效应,拓扑效应,波函数的意义,能级的分析等在课堂上难以讲解、难以实现的较为复杂和抽象的知识内容及图形和实体,首先可以帮助学生加深感性认识,从而使学生进一步深入地理解和掌握其基础理论知识。上述这些内容,如果不采用现代教育技术,教师花费很大精力、耗费很多时间,也难以收到现在的教学效果。
3.2 网络资源学习
由于量子力学现已成为现代各科学技术分支领域的基本理论,再生产实践中有广泛的应用,同时生产实反过来又促进了量子力学自身的不断发展。所以很难在一本教材或讲义中囊括所有的量子力学知识。因此,除了听课以外,学生需要课外自主学习,充分利用网络资源进行学习就显得格外重要。我们要建设量子力学网站,以提供丰富的教学资源,学生可以根据需要随时随地享受到良好的服务,而且图文并茂、丰富多彩,这样学生也不会觉得枯燥乏味了。
3.3 构建交互式学习平台
由于课时的限制,在课堂上教师没有足够的时间与学生展开充分的交流与讨论,因此额外的交互式学习平台显得很重要。可以通过两种途径来构建交互式学习平台。一是由辅导教师引导,学生自由选择同伴组建学习小组,定时或不定时地组织各小组进行学习交流和讨论。教师或辅导教师还可以指定学习或研究的题目,让各小组进行独立学习或研究,最后以讨论会的形式在各小组之间进行交流和讨论。在这个学习过程中,不仅教师或辅导教师能够充分的了解学生对知识的掌握程度,而且锻炼了学生的创新思维、独立思考能力以及必要的合作意识。二是可以通过给教师或辅导教师书面或网络留言构建交互式学习平台。这样单个学生也有机会与教师或辅导教师进行深入的交流和讨论。同时以这两种相辅相成的方式构建交互式学习平台可以达到最好的教学效果,从而更好的培养了学生的创新意识和能力。
4. 结论
教学改革不仅是为了适应不断发展的科学文化知识,也是推动教育进步、为国家培养高素质人才的根本手段。本文针对大学量子力学课程教学改革的目标,结合新疆大学品牌课程的建设,总结了本课程教学改革和建设的思路和方法。更新教学理念和优化学习方法是课程改革的根本。让学生真正成为教学活动的主体,进而掌握研究性、探究性的学习方法,提高自我学习、获取新知识、新技术以及开展研究和创新的能力。教学活动可以利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等进行综合处理,已达到激发学生学习兴趣和实践兴趣的目的。 利用网络资源展开自主性学习,以及构建交互式学习平台也是课程改革的重要手段。总之,教学改革的最终目标就是让学生在系统掌握本课程的基本理论和研究方法的同时,逐步培养学生的创新精神和创新能力。
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