量子力學(xué)簡(jiǎn)明教程精選(九篇)

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第1篇：量子力學(xué)簡(jiǎn)明教程范文

關(guān)鍵詞：材料專業(yè)；普通化學(xué)；緒論課；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）51-0134-02

普通化學(xué)是高等學(xué)校材料專業(yè)的一門(mén)重要的理論基礎(chǔ)課。但由于授課對(duì)象是大一新生，學(xué)生們對(duì)于這門(mén)課程在材料專業(yè)中的基礎(chǔ)地位與重要性，以及與所學(xué)專業(yè)的內(nèi)在聯(lián)系缺乏了解或認(rèn)識(shí)不足。如何能讓學(xué)生迅速了解化學(xué)與材料科學(xué)之間的密切聯(lián)系，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性，是普通化學(xué)教學(xué)過(guò)程中面臨的首要課題。

緒論課是普通化學(xué)課堂教學(xué)的第一課，在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)的重要性、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣方面起著非常重要的作用[1，2]。對(duì)于材料專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，最感興趣的莫過(guò)于各類材料對(duì)人類文明、社會(huì)發(fā)展所起的重要作用。通過(guò)講解化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史、材料在社會(huì)發(fā)展中所起的作用，增加學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。近幾年，筆者通過(guò)對(duì)緒論課內(nèi)容的不斷更新完善，以及對(duì)多媒體課件的精心設(shè)計(jì)，使學(xué)生及時(shí)認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)化學(xué)的必要性和重要性，取得了良好的教學(xué)效果?，F(xiàn)就緒論課的教學(xué)實(shí)踐做幾點(diǎn)總結(jié)。

一、從材料發(fā)展對(duì)社會(huì)進(jìn)步的巨大作用講述材料發(fā)展史，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自豪感和自信心

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一種新材料的應(yīng)用往往成為人類進(jìn)步的重要里程碑。例如，歷史上的石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是以材料作為時(shí)代特征標(biāo)志的。一種新型材料的研制成功，可以引起社會(huì)生活的新變化。如石器、陶瓷、鐵、銅、玻璃、水泥、單晶材料、有機(jī)高分子材料等的發(fā)明與創(chuàng)造，都曾為社會(huì)進(jìn)步提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，可以說(shuō)，沒(méi)有半導(dǎo)體材料，就不可能有計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒(méi)有耐高溫、高強(qiáng)度的特殊結(jié)構(gòu)材料，便沒(méi)有宇航工業(yè)；沒(méi)有低損耗的光導(dǎo)纖維，也就沒(méi)有現(xiàn)代光通訊；沒(méi)有有機(jī)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(xiàn)代，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，各國(guó)都想在生物、信息、空間、能源、海洋等技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地。而開(kāi)發(fā)這些高新技術(shù)的關(guān)鍵往往與材料的發(fā)展有關(guān)。

通過(guò)一個(gè)個(gè)生動(dòng)鮮明的事例，讓學(xué)生了解不同材料在人類文明進(jìn)程中所起的巨大推動(dòng)作用，增加他們對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的自豪感；通過(guò)介紹材料在高新技術(shù)領(lǐng)域的價(jià)值及應(yīng)用前景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)材料科學(xué)的興趣。同時(shí)，結(jié)合筆者的科研經(jīng)歷、科研體會(huì)，講述一些新型材料設(shè)計(jì)合成的案例，激發(fā)學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

二、介紹化學(xué)發(fā)展史，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀

人類化學(xué)知識(shí)的獲得，是從認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象開(kāi)始的：動(dòng)植物的腐爛、火山爆發(fā)、空氣和水對(duì)物質(zhì)的侵蝕等。遠(yuǎn)古時(shí)代人類通過(guò)摩擦生火和鉆木取火等方法學(xué)會(huì)了利用火，不僅增進(jìn)了健康，發(fā)展了智力，而且利用火能產(chǎn)生各種化學(xué)反應(yīng)這個(gè)特點(diǎn)，開(kāi)始了制陶工藝。制陶過(guò)程實(shí)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(fā)生一系列的化學(xué)變化。制陶工藝不僅提供生活必需品，改進(jìn)農(nóng)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(jìn)了磚瓦房，并用陶制農(nóng)具開(kāi)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)，人們從燒陶工藝中掌握了高溫技術(shù)，并該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)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(zhì)地較軟，不利于制造工具和兵器。在冶煉銅時(shí)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(xiàn)，推動(dòng)了當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)、兵器、金融、藝術(shù)等方面的發(fā)展，把社會(huì)文明向前推進(jìn)了一大步。除了冶煉銅以外，人們用木炭不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳，還原鐵礦石中的氧化鐵為金屬鐵。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期鐵制工具如犁鏵、鐵D、鐵錛等農(nóng)具得到廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)了農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的發(fā)展。這樣，隨著冶金技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)工具的不斷革新，在人類歷史上相繼出現(xiàn)了青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代[4]。

此后到了煉丹術(shù)和煉金術(shù)時(shí)期。雖然煉丹家和術(shù)士的目的沒(méi)能達(dá)到，但他們?yōu)榛瘜W(xué)學(xué)科的建立積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)做原始的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，發(fā)明了大批實(shí)驗(yàn)器具，制造出很多化學(xué)藥劑，記錄了大量的實(shí)驗(yàn)方法，寫(xiě)下了許多煉金著作。正是這些理論、實(shí)驗(yàn)方法、化學(xué)儀器以及丹術(shù)著作，開(kāi)創(chuàng)了化學(xué)學(xué)科的先河。與此同時(shí)，人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)本質(zhì)的探索與論證也從未停息過(guò)。但直到1661年英國(guó)化學(xué)家波義耳給元素下了明確的定義、1803年英國(guó)化學(xué)家道爾頓創(chuàng)立原子學(xué)說(shuō)、1811年意大利化學(xué)家阿伏加德羅提出分子學(xué)說(shuō)，人們才逐步認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)以及發(fā)生的化學(xué)變化，逐漸形成了完整的化學(xué)體系，化學(xué)才真正成為一門(mén)科學(xué)。

到了19世紀(jì)末，隨著X射線和電子的發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)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(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)之上的波爾原子結(jié)構(gòu)理論的提出，標(biāo)志著現(xiàn)代化學(xué)的興起；薛定諤方程的建立，更直接揭示了微觀世界微粒運(yùn)動(dòng)的深層奧秘；而在量子力學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的化學(xué)鍵理論，使人類進(jìn)一步了解到分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，大大地促進(jìn)了化學(xué)與材料科學(xué)的聯(lián)系，為發(fā)展材料科學(xué)提供了理論依據(jù)。通過(guò)化學(xué)發(fā)展史的介紹，使學(xué)生豐富化學(xué)歷史知識(shí)，了解各個(gè)時(shí)期化學(xué)發(fā)展的標(biāo)志性成果及對(duì)社會(huì)發(fā)展所起的巨大作用，由此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)普通化學(xué)的興趣，為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

除了激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，化學(xué)史的講授還可以給人以智慧，即尊重事實(shí)、追求真理的科學(xué)情感和態(tài)度，百折不回、鍥而不舍的科學(xué)品德和情操，勇于探索、勤奮創(chuàng)新的科學(xué)精神和方法。如講述諾貝爾這樣的偉大科學(xué)家的奮斗歷程、學(xué)術(shù)成就、品德修養(yǎng)，描繪科學(xué)家實(shí)事求是、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，鍥而不舍、持之以恒的拼搏精神，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)會(huì)起到潛移默化的作用，更為重要的是，在這個(gè)過(guò)程中還可以培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的道德品質(zhì)，以及正確的人生觀和價(jià)值觀[5]。

三、闡明材料專業(yè)只有以化學(xué)為基礎(chǔ)，方能引領(lǐng)科技的發(fā)展，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

材料是人類生存、社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化革命的先導(dǎo)，人們把信息、材料、能源作為社會(huì)文明的支柱。如今，材料已成為與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)和人民生活息息相關(guān)的重要組成部分。通過(guò)功能材料的設(shè)計(jì)合成，如超導(dǎo)材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料等，制造各種高科技功能元器件。發(fā)展功能材料正在成為國(guó)家提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力，甚至是強(qiáng)化軍事優(yōu)勢(shì)的重要手段。

當(dāng)前，化學(xué)在推動(dòng)人類進(jìn)步和科技發(fā)展中起到了核心作用?；瘜W(xué)首先是基礎(chǔ)的核心科學(xué)，它不僅可以制造或創(chuàng)造出自然界已有的或不存在的物質(zhì)，提供分析手段，還可以預(yù)測(cè)、裁剪、設(shè)計(jì)分子，揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能之間的關(guān)系；其次化學(xué)還在相關(guān)學(xué)科的發(fā)展中起了牽頭作用，化學(xué)研究不僅帶動(dòng)了其他學(xué)科的過(guò)程研究（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源），而且極大地帶動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。材料學(xué)科的發(fā)展、功能材料的設(shè)計(jì)，只有以化學(xué)為基礎(chǔ)，才能合成出具有特殊物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能等的功能材料。通過(guò)講解材料領(lǐng)域的前沿知識(shí)，使學(xué)生了解材料與化學(xué)之間的密切聯(lián)系，提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，為材料專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

四、多種教學(xué)手段的綜合運(yùn)用，進(jìn)一步改善教學(xué)效果

興趣是學(xué)好知識(shí)的基礎(chǔ)和保障，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的源動(dòng)力。為吸引注意力，提高興趣，在課堂教學(xué)中，筆者運(yùn)用多種教學(xué)技巧提高教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果。首先是充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。多媒體課件可以綜合多種教學(xué)藝術(shù)效果，根據(jù)緒論課的特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特色，通過(guò)精心設(shè)計(jì)，恰當(dāng)使用圖片、文字、聲音、動(dòng)畫(huà)等形式，充分發(fā)揮多媒體形象、直觀、交互性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造生動(dòng)的教學(xué)氛圍，增強(qiáng)趣味性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到最佳教學(xué)效果。其次，通過(guò)查閱相關(guān)歷史及文獻(xiàn)資料，以材料知識(shí)為主線，以化學(xué)知識(shí)為背景，通過(guò)講授化學(xué)史上的中國(guó)人及中國(guó)化學(xué)史上的世界第一，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后，結(jié)合自己的科研方向和研究成果，講授材料領(lǐng)域的前沿學(xué)科進(jìn)展，讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴，拉近師生間的距離，提高他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。總之，通過(guò)多種教學(xué)技巧的運(yùn)用，增加課堂表現(xiàn)力和感染力，從而有效地激發(fā)學(xué)生的興趣。

普通化學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)是材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的一項(xiàng)必修課程，是培養(yǎng)專業(yè)人才的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。培養(yǎng)高素質(zhì)的合格人才，激發(fā)學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)學(xué)生的自信心，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀和價(jià)值觀，做好緒論課教學(xué)，至關(guān)重要。俗話說(shuō)，“良好的開(kāi)端是成功的一半”，“學(xué)貴刻苦、教貴善誘”。教師通過(guò)不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容、滲透科研前沿、總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，講授一堂重點(diǎn)突出、條理清晰、內(nèi)容翔實(shí)，集科學(xué)性、歷史性、趣味性、藝術(shù)性于一體的生動(dòng)的緒論課，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)普通化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，還將對(duì)學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及綜合素質(zhì)的提高打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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