量子力學簡明教程精選(九篇)

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第1篇：量子力學簡明教程范文

關鍵詞：材料專業；普通化學；緒論課；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0134-02

普通化學是高等學校材料專業的一門重要的理論基礎課。但由于授課對象是大一新生，學生們對于這門課程在材料專業中的基礎地位與重要性，以及與所學專業的內在聯系缺乏了解或認識不足。如何能讓學生迅速了解化學與材料科學之間的密切聯系，從而激發他們學習化學的興趣，調動他們學習的積極性，是普通化學教學過程中面臨的首要課題。

緒論課是普通化學課堂教學的第一課，在引導學生認識化學的重要性、激發學生學習化學的興趣方面起著非常重要的作用[1，2]。對于材料專業的學生來說，最感興趣的莫過于各類材料對人類文明、社會發展所起的重要作用。通過講解化學發展簡史、材料在社會發展中所起的作用，增加學生學習化學的興趣，激發學生的學習熱情。近幾年，筆者通過對緒論課內容的不斷更新完善，以及對多媒體課件的精心設計，使學生及時認識到學習化學的必要性和重要性，取得了良好的教學效果。現就緒論課的教學實踐做幾點總結。

一、從材料發展對社會進步的巨大作用講述材料發展史，增強學生的專業自豪感和自信心

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，一種新材料的應用往往成為人類進步的重要里程碑。例如，歷史上的石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作為時代特征標志的。一種新型材料的研制成功，可以引起社會生活的新變化。如石器、陶瓷、鐵、銅、玻璃、水泥、單晶材料、有機高分子材料等的發明與創造，都曾為社會進步提供了重要的物質基礎。因此，可以說，沒有半導體材料，就不可能有計算機技術；沒有耐高溫、高強度的特殊結構材料，便沒有宇航工業；沒有低損耗的光導纖維，也就沒有現代光通訊；沒有有機高分子材料，人們的生活也不可能這樣豐富多彩。特別是到了現代，國際競爭日趨激烈，各國都想在生物、信息、空間、能源、海洋等技術領域占有一席之地。而開發這些高新技術的關鍵往往與材料的發展有關。

通過一個個生動鮮明的事例，讓學生了解不同材料在人類文明進程中所起的巨大推動作用，增加他們對自己所學專業的自豪感；通過介紹材料在高新技術領域的價值及應用前景，激發學生學習材料科學的興趣。同時，結合筆者的科研經歷、科研體會，講述一些新型材料設計合成的案例，激發學生的求知欲，增強學生的自信心。

二、介紹化學發展史，激發學生的學習興趣，培養學生正確的價值觀

人類化學知識的獲得，是從認識自然現象開始的：動植物的腐爛、火山爆發、空氣和水對物質的侵蝕等。遠古時代人類通過摩擦生火和鉆木取火等方法學會了利用火，不僅增進了健康，發展了智力，而且利用火能產生各種化學反應這個特點，開始了制陶工藝。制陶過程實際上就是在高溫下，使粘土中的二氧化硅、三氧化二鋁、碳酸鈣、氧化鎂等成分發生一系列的化學變化。制陶工藝不僅提供生活必需品，改進農耕工具，而且改善了人類的居住條件。人們逐漸走出巖洞，住進了磚瓦房，并用陶制農具開展農業生產。同時，人們從燒陶工藝中掌握了高溫技術，并該項技術應用于冶煉銅礦和鐵礦。如將銅礦石和木炭混合加熱得到了金屬銅；但純銅質地較軟，不利于制造工具和兵器。在冶煉銅時摻入錫、鉛，可制得硬度很高的青銅。青銅器如銅幣、編鐘、青銅鼎的出現，推動了當時農業、兵器、金融、藝術等方面的發展，把社會文明向前推進了一大步。除了冶煉銅以外，人們用木炭不完全燃燒產生的一氧化碳，還原鐵礦石中的氧化鐵為金屬鐵。戰國時期鐵制工具如犁鏵、鐵D、鐵錛等農具得到廣泛應用，帶動了農業和手工業的發展。這樣，隨著冶金技術的不斷進步，生產工具的不斷革新，在人類歷史上相繼出現了青銅器時代和鐵器時代[4]。

此后到了煉丹術和煉金術時期。雖然煉丹家和術士的目的沒能達到，但他們為化學學科的建立積累了豐富的經驗。通過做原始的化學實驗，發明了大批實驗器具，制造出很多化學藥劑，記錄了大量的實驗方法，寫下了許多煉金著作。正是這些理論、實驗方法、化學儀器以及丹術著作，開創了化學學科的先河。與此同時，人們對物質結構本質的探索與論證也從未停息過。但直到1661年英國化學家波義耳給元素下了明確的定義、1803年英國化學家道爾頓創立原子學說、1811年意大利化學家阿伏加德羅提出分子學說，人們才逐步認識到物質的組成、結構以及發生的化學變化，逐漸形成了完整的化學體系，化學才真正成為一門科學。

到了19世紀末，隨著X射線和電子的發現，人們對物質結構的認識逐漸深入，打破了道爾頓原子不可分割的觀念。此后，隨著建立在盧瑟福有核原子模型、普朗克量子理論和愛因斯坦光子學說基礎之上的波爾原子結構理論的提出，標志著現代化學的興起；薛定諤方程的建立，更直接揭示了微觀世界微粒運動的深層奧秘；而在量子力學基礎上發展起來的化學鍵理論，使人類進一步了解到分子結構與性能之間的關系，大大地促進了化學與材料科學的聯系，為發展材料科學提供了理論依據。通過化學發展史的介紹，使學生豐富化學歷史知識，了解各個時期化學發展的標志性成果及對社會發展所起的巨大作用，由此激發學生學習普通化學的興趣，為以后的專業課學習打下堅實的基礎。

除了激發學習興趣，化學史的講授還可以給人以智慧，即尊重事實、追求真理的科學情感和態度，百折不回、鍥而不舍的科學品德和情操，勇于探索、勤奮創新的科學精神和方法。如講述諾貝爾這樣的偉大科學家的奮斗歷程、學術成就、品德修養，描繪科學家實事求是、一絲不茍的科學態度，鍥而不舍、持之以恒的拼搏精神，對提高學生的科學素養會起到潛移默化的作用，更為重要的是，在這個過程中還可以培養學生優良的道德品質，以及正確的人生觀和價值觀[5]。

三、闡明材料專業只有以化學為基礎，方能引領科技的發展，進一步激發學生的學習熱情

材料是人類生存、社會發展、科技進步的堅實基礎，是現代化革命的先導，人們把信息、材料、能源作為社會文明的支柱。如今，材料已成為與國民經濟、國防建設和人民生活息息相關的重要組成部分。通過功能材料的設計合成，如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉換及儲能材料、生態環境材料、生物醫用材料等，制造各種高科技功能元器件。發展功能材料正在成為國家提高國際競爭力，增強經濟實力，甚至是強化軍事優勢的重要手段。

當前，化學在推動人類進步和科技發展中起到了核心作用。化學首先是基礎的核心科學，它不僅可以制造或創造出自然界已有的或不存在的物質，提供分析手段，還可以預測、裁剪、設計分子，揭示物質結構、性質和功能之間的關系；其次化學還在相關學科的發展中起了牽頭作用，化學研究不僅帶動了其他學科的過程研究（工業、農業、環保、能源），而且極大地帶動了材料科學的發展。材料學科的發展、功能材料的設計，只有以化學為基礎，才能合成出具有特殊物理性能、化學性能、力學性能等的功能材料。通過講解材料領域的前沿知識，使學生了解材料與化學之間的密切聯系，提高學生對學習化學重要性的認識，激發學生學習化學的熱情，為材料專業課的學習奠定扎實的理論基礎。

四、多種教學手段的綜合運用，進一步改善教學效果

興趣是學好知識的基礎和保障，也是學生學習的源動力。為吸引注意力，提高興趣，在課堂教學中，筆者運用多種教學技巧提高教學質量，改善教學效果。首先是充分發揮多媒體教學的優勢。多媒體課件可以綜合多種教學藝術效果，根據緒論課的特點，結合學生的專業特色，通過精心設計，恰當使用圖片、文字、聲音、動畫等形式，充分發揮多媒體形象、直觀、交互性強的優勢，創造生動的教學氛圍，增強趣味性，激發學習興趣，達到最佳教學效果。其次，通過查閱相關歷史及文獻資料，以材料知識為主線，以化學知識為背景，通過講授化學史上的中國人及中國化學史上的世界第一，激發學生的學習熱情。最后，結合自己的科研方向和研究成果，講授材料領域的前沿學科進展，讓學生產生共鳴，拉近師生間的距離，提高他們學習的主動性。總之，通過多種教學技巧的運用，增加課堂表現力和感染力，從而有效地激發學生的興趣。

普通化學基礎理論教學是材料專業學生學習的一項必修課程，是培養專業人才的一個關鍵環節。培養高素質的合格人才，激發學生的求知欲，增強學生的自信心，培養學生正確的人生觀和價值觀，做好緒論課教學，至關重要。俗話說，“良好的開端是成功的一半”，“學貴刻苦、教貴善誘”。教師通過不斷充實教學內容、滲透科研前沿、總結教學經驗，講授一堂重點突出、條理清晰、內容翔實，集科學性、歷史性、趣味性、藝術性于一體的生動的緒論課，不僅可以培養學生對普通化學的學習興趣，還將對學生專業課的學習以及綜合素質的提高打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]周春生，王書民.論無機化學緒論課教學的加強與改進[J].商洛學院學報，2013，27（6）：25-27.

[2]王淑濤.上好緒論課，培養大學化學的學習興趣[J].廣州化工，2010，38（4）：247-249.

[3]張藝，雷艷虹.緒論課對大學化學課堂教學的重要性[J].保山師專學報，2006，25（2）：29-30.