導語：如何才能寫好一篇量子力學基礎知識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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本書從簡要概述經典物理、統計物理與量子力學之間的明顯不同開始，論證為什么量子力學的應用可以超出物理學的范圍，并且定義了量子社會科學。指出所謂的量子社會科學并不是要用適用微觀尺度的量子力學原理重新表述社會，而是嘗試借助量子力學的一些形式理論和概念，研究社會科學中的一些問題，包括在心理學、經濟學與金融學中量子概率效應的存在，提出并解答了一些基本問題。他們論證了社會科學體系中的信息處理在一定程度上可以利用量子力學的數學工具形式化的奇妙方法。本書建議了一種類-量子方法可以作為理解經濟學與金融學中心對象決策問題的有效工具。兩位作者還論證了概率相干性能夠用來解釋著名的Ellsberg決策佯謬中總概率規律的破壞，本書兩位作者對這一新奇的研究領域做出了一些領先的貢獻。

兩位作者深知這樣一本書所討論的內容是與直覺相反的，他們要把解釋亞原子行為發展起來的物理學理論用于解釋我們日常生活世界。盡管我們掌握了很多亞原子世界的精確知識，但是從來沒有關于這個世界的直接經驗。把微觀世界有效的理論用于宏觀世界可信度如何？這樣奇特的做法會不會令人擔憂？感興趣的讀者都可能提出這類問題。兩位作者的想法是，關于他們開創的這種做法的可行性，應該由讀者在讀過該書之后自己得到答案。

本書陳述的模型可以稱之為類-量子的，他們與量子物理沒有直接關系。作者強調指出，對于復雜的社會系統所做的信息處理可以通過量子力學的數學工具描述。正是在這個意義上，本書闡釋了金融市場、行為經濟學和決策問題。

把精確科學與社會科學聯系起來不是件輕而易舉的事。其中最為困難的問題是消除這樣的一種誤解，即似乎在物理學與社會系統模擬之間本來就應當存在一架橋梁。實際上，在一些特殊的社會系統中，所得結果的“物理等價物”幾乎毫無意義。

全書內容分4個部分，共15章。第1部分 社會科學中的物理概念，含第1-3章：1.經典、統計和量子力學，三合一概覽；2.經濟物理學； 3.量子社會科學。第2部分 數學與物理的預備知識，含第4-6章： 4.矢量的微積分學及其他數學預備知識；5.量子力學基本要素；6.Bohm力學的基本要素。第3部分 心理學中量子概率效應：基本問題及其答案，含第7-9章：7.簡略概述；8.心理學中的干涉效應——導論；9.決策的類量子模型。第四部分 經濟學、金融學與腦科學中的其他量子概率效應，含第10-15章：10.危機中的金融學/經濟學理論；11.金融與經濟學中的Bohm力學；12.BohmVigter模型和路徑模擬；13.對于經濟學/金融學理論的其他一些應用；14.大腦的類-量子處理的神經心理學起源；15.結論。

本書是面向經濟學和心理學以及物理學的研究人員的一部具有新穎、獨特觀點的專著，很具啟發性和創新性，對于希望開拓新的研究領域，特別是交叉學科相關領域的研究生以及研究人員很有參考價值。作者概述了進入該領域所需的數學預備知識和量子力學的基本概念以及社會科學相關的基礎知識，這對那些對這一問題感興趣并打算閱讀該書的讀者很有益處。

丁亦兵，教授

（中國科學院大學）

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關鍵詞 半導體物理學 課程探索

中圖分類號：G642.421 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）02-0001-01

信息技術的基礎是微電子技術，隨著半導體和集成電路的迅猛發展，微電子技術已經滲透到電子信息學科的各個領域，電子、通信、控制等諸多學科都融合了微電子科學的基礎知識。《半導體物理學》是微電子技術的理論基礎，是電子科學與技術、微電子學等專業重要的專業基礎課，其教學質量直接關系到后續課程的學習效果以及學生未來的就業和發展。但是，《半導體物理學》具有理論性強、教學模式單一、教學內容更新慢等特點，使得學生在學習過程中存在一定的難度。因此，本文從課堂教學實踐出發，針對目前教學過程中存在的問題與不足，對微電子專業的《半導體物理學》課程進行探索。

一、教學內容的設置

重慶郵電大學采用的教材為電子工業出版社劉恩科主編的《半導體物理學》，該教材具有知識體系完善、涉及知識點多、理論推導復雜、學科交叉性強等特點，需要學生有扎實的固體物理、量子力學、統計物理以及數學物理方法等多門前置學科的基礎知識。另外，我們開設的學生對象為微電子相近專業的學生，因而在課程內容設置時有必要考慮學生知識水平及其知識結構等問題。雖然微電子學相近專業開設了大學物理等課程，但是大部分專業未開設量子力學、固體物理及熱力學統計物理等前置課程，學生缺少相應的背景知識。因此，我們在《半導體物理學》課程內容設置上，需要將部分量子力學、固體物理學及統計物理學等相關知識融合貫穿在教學中，避免學生在認識上產生跳躍。

從內容上，依據課程大綱《半導體物理學》主要分為兩大部分，前半部分著重介紹半導體的電子狀態及對應的能帶結構，電子有效質量、雜質和缺陷能級、載流子的統計分布，半導體的導電性與非平衡載流子，在此基礎上進一步闡述了費米能級、遷移率、非平衡載流子壽命等基本概念；后半部分對典型的半導體元器件及其性能進行了深入分析。基于以上分析，半導體物理課程對授課教師要求較高，需要教師采用多樣化的教學手段，優化整合教學內容，注重理論推導與結論同相關電子元器件的實際相結合，使學生較好地理解并掌握相關知識。

二、教學方法與教學手段

為了讓學生能較好地掌握《半導體物理學》中涉及的理論及模型，需要采用多樣化的教學方法和手段。基于《半導體物理學》課程的特點，在傳統黑板板書基礎上，充分利用PPT、Flash等多媒體軟件，實物模型等多種信息化教學手段，模擬微觀過程，使教學信息具體化，邏輯思維形象化，增強教學的直觀性和主動性，從而達到提高課堂教學質量的目的。

三、考核方式的改革

為了客觀地評價教學效果和教學質量，改革考核方式是十分必要的。針對《半導體物理學》課程特點，對考核方式作如下嘗試：（1）在授課過程中，針對課程的某些重點知識點，設計幾個小題目，進行課堂討論，從而增強學生上課積極性及獨立思考能力；（2）學期末提交針對課程總結的課程論文，使學生在對課程有更深入了解的同時激發學生的創造積極性。

《半導體物理學》是微電子技術專業重要的專業基礎課，為后續專業課程的學習打下理論基礎。要實現《半導體物理學》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。

參考文獻：

[1]湯乃云.微電子專業“半導體物理”教學改革的探索[J].中國電力教育，2012，（13）.

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關鍵詞：結構化學；課程特點；學習興趣；教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）20-0118-03

結構化學是在原子、分子的水平上研究原子、分子和晶體結構的運動規律以及物質微觀結構與其性能關系的科學[1-4]。著名化學家L.Pauling說過“當任何一種物體，當它的性質和物體的結構聯系起來時，那么這樣一種性質最容易最清楚地被理解”，理論化學家R.Hoffmann也曾說過“化學理論最重要的作用是提供一種思維機制，以總結更新知識”。從中可見結構化學地位的重要性。該課程涉及的知識面廣，內容相對抽象，要求學生具有較多的數理知識和豐富的空間思維能力，同時還要努力擺脫宏觀現象的傳統概念的束縛。大部分學生始終把學習結構化學當成一種負擔，學習起來感覺很枯燥，一知半解，似懂非懂，難以進入狀態。因此，本人根據結構化學課程的特點和學生在學習過程中存在的主要問題以及如何培養學生的學習興趣三方面進行了積極的思考和有益的探索。

一、結構化學課程的特點

在高等師范院校中，結構化學課程通常開設在第三學年，是在學生修完高等數學、大學物理、無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等課程基礎上開設的。該課程主要包括三種理論（量子理論、化學鍵理論和點陣理論），三種結構（原子結構、分子結構和點陣結構），三個基礎（量子力學基礎、對稱性基礎和晶體學基礎），這也是學生學習結構化學時所要掌握的主要內容及學習方法[2]。

結構化學是學生本科階段初次接觸的理論課程，它是一門以量子力學為基礎，從微觀的角度來研究物質結構的學科，具有概念多，內容抽象，系統性、理論性較強等特點。另外，結構化學與數學、物理等學科互為交叉，所以要求學生具有嚴密的邏輯思維和扎實的數學、物理學等基礎知識。其次，化學是一門以實驗為基礎的自然科學，但是其研究的微觀結構狀態很難在宏觀的實驗中觀察出來，所以還要求學生具有較強的空間思維能力。因此，結構化學比較深奧、難學、難懂，往往被大多數學生認為是最難學的課程之一。

二、學生學習結構化學過程中存在的主要問題

1.從心理上害怕結構化學。結構化學所涉及的基本概念及理論高度抽象，一方面，有些老師在上第一節課時會告訴學生結構化學這門課程很重要，也很難學，許多同學都因不及格而重修；另一方面，學生還沒開始正式學習，就從高年級學生那里得知結構化學難學，不及格率較高。因此，從心理上學生對學習結構化學產生一種畏懼和抵觸心理。

2.學生學習結構化學存在誤區。很多學生對結構化學的學習內容沒有充分認識，認為研究生入學資格考試不考結構化學，學習結構化學根本沒用，只是為了應付考試。實際上這是一種誤區，部分高校（如南開大學）物理化學專業碩士學位研究生的入學考試就包含結構化學。而且結構化學也非常有用，可以了解化學反應的本質，可以合成滿足人類一定需要的新物質，也是學習高等化學的基礎等。

3.學生數理知識薄弱。結構化學內容涉及面廣，如需具備高等數學、無機化學、有機化學、物理化學及量子力學等知識，學習化學的學生數理知識普遍較差，對于結構化學中大量的數學推導過程感覺很費力，致使學生對該課程產生排斥心理。

4.缺乏微觀分析能力。量子力學是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎[5]。結構化學以量子力學為理論基礎，使人們對物質世界的認識從宏觀層次進入了微觀層次。而量子力學獨立于經典物理學，自成一套理論體系，內容抽象，脫離生活實際，邏輯性強，抽象思維程度高，學生易受宏觀思維定式束縛。

5.理論與實踐脫節。結構化學是重要的基礎科學之一，是一門以實驗為基礎的學科，在與物理學、生物學、天文學等學科的相互滲透中，得到了迅速的發展，也推動了其他學科和技術的發展。但是，在學習這門課程的同時，多數學生只在乎教程中的理論知識，從而忽略了思考與其他學科的相互關聯。另外，大多數學生學習結構化學缺乏實踐，把學習它當成了一項應付考試的任務，這與學習這門課的宗旨背道而馳。

6.學生之間缺乏交流。結構化學以數學邏輯推導為基礎，物理模型抽象難懂，學生學習方式單一、被動。學生的學習方式主要體現個體性，教師與學生之間，學生與學生之間經常處于一種緊張甚至對立的狀態，課堂上很少看見人際間的交流、觀點的交鋒和智慧的碰撞，學生的學習始終處于被動應付狀態。學生缺少自主探索、合作交流、獨立獲取知識的機會，很少有機會表達自己的理解和意見。

三、激發學生學習結構化學的興趣

根據結構化學課程的上述特點及學生學習過程中存在的主要問題，培養學生學習興趣是提高結構化學教學質量的前提和關鍵。愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”學生只有有了學習興趣，才會積極配合教師的教學，教師才能夠更新教學理念，提高課程教學效果。下面筆者結合兩年來在結構化學教學實踐中的親身體會，介紹在結構化學課程教學中如何激發學生的學習興趣。

1.明確學習結構化學的目的與意義。結構化學包括很多有用的基本概念和許多重要的規律和原理。教師要讓學生了解通過結構化學的學習可以學到扎實的基礎知識和和理論知識，可為后續專門化課程的學習做好必要的理論基礎。同時也讓學生知道通過結構化學的學習可以了解化學反應的機理，例如，NO分子分解為N2和O2時在熱力學上是可以自發進行的，但此反應是動力學禁阻的，只有用結構化學中的前線軌道理論才能夠容易證明這一點。另外，通過結構化學知識的學習，人們很容易合成出新物質（如新材料、新藥的合成），其結構測定與分子的設計過程必須具有扎實的結構化學知識。還有結構化學的發展對化學學科的發展也有重大的推動作用（化學界化學的兩次革命性飛躍）等。

2.介紹科學奇聞趣事，陶冶學生情操。結構化學教學內容理論性較強，若在課堂教學中引入科學大師的物理學史教育，有助于激發學生的學習熱情。例如，在介紹薛定諤方程時，可以向大家介紹薛定諤的奮斗歷程，薛定諤被稱為量子物理學之父，23歲時獲得奧地利維也納大學哲學博士學位，1926年建立波動力學（39歲），1933年獲得諾貝爾物理學獎（46歲），同時告訴學生薛定諤不僅僅數學物理好，而且他的文學功底也非常好，于1944年整理出版了一本著作《生命是什么》。這樣學生在了解相關知識背景的同時，開闊了視野，提高了思維能力，受到了科學態度、科學精神的熏陶，激發了其學習熱情。

3.充分利用多媒體輔助教學，提升課堂教學效果。多媒體輔助教學作為一種現代化的教學手段，可以把文本、音頻、視頻、圖像、圖表、動畫等多種媒體信息綜合為一體化并進行加工處理，為課堂教學提供了豐富、直觀、真實的語言材料，啟迪學生的思維，從而優化課堂結構，提高課堂教學效果。例如原子核外電子運動狀態、電子云的概念、雜化軌道理論、等徑圓球密堆積結構、離子晶體結構等都比較抽象，想象力較差的學生理解起來相對困難，若我們在計算機軟件中，用二維、三維動畫模擬顯示[6]，將抽象、微觀的內容具體化、宏觀化，使學生能夠實現對物質微觀結構更好的理解。

4.把最新科研成果引入課堂，以科研促進教學，激發學生學習興趣。教師還可以精心創設一些引人入勝的實踐環節，增強教學內容的趣味性，使學生在學習過程中能夠感受到所學知識的實用性。教材內容往往有所落后，已不適應當今社會發展的需要，而社會生活和科學知識卻不斷地迅猛發展，及時給學生補充最新的信息，將新的科研動態、知識引入結構化學教學課堂，豐富課堂內容，將抽象生硬的知識點轉化為生動具體的科研案例進行解釋和說明，調動了學生的學習積極性，保證了教學質量，促進了我們教學理念的轉變，使課堂教學的面貌大為改觀。

5.不斷改進教學方法，吸引學生的學習興趣。教師可采用多種形式的教學方法，創造一個輕松愉快的學習氛圍，激發學生的學習興趣。教師教學語言要盡可能做到用詞準確，條理清晰，生動有趣，富有感染力，學生易于接受。另外教師可以采用討論式教學方法，這種方法主要運用習題范例和關鍵知識點的應用實例，或者是就某一個關鍵問題進行辯論，師生平等互動，活躍課堂氣氛，提高課堂教學效率。同時教師也可采用提問式課堂教學，引發學生好奇心，讓學生進行創造性的思維活動，不斷地激發他們的求知需求。再者，教師還可以精心創設一些引人入勝的教學情境，增強教學內容的趣味性，使學生在學習過程中能夠感受到其樂融融，從而達到“我要學”的最佳境地。

6.加強師生之間的情感交流，提高學生的學習熱情。課堂教學不僅是知識信息的交流過程，也是情感信息的交流過程。心理學家莫維爾說：“情感如同肥沃的土地，知識的種子就播種在土壤里。”可見積極的情感能調動學生的學習積極性，有利于優化課堂教學，改善課堂教學效果，提高學生的學習熱情。

四、小結

綜上所述，本文介紹了結構化學課程的特點、學生學習過程中存在的主要問題以及如何激發學生的學習興趣，那么如何將結構化學抽象、難以理解的知識形象化，如何運用各種合理的教學方法提高自己的教學水平，培養和激發學生的學習興趣，仍然是教師特別是青年教師需要長期思考的一個問題。

參考文獻：

[1]潘道皚，趙成大，鄭載興.物質結構（第2版）[M].北京：高等教育出版社出版，2004.

[2]周公度，段連運.結構化學基礎（第4版）[M].北京：北京大學出版社，2008.

[3]彭鵬，柴春霞.高等師范院校結構化學課程的難點探析[J].周口師范學院學報，2010，27（3）：75-77.

[4]孫巧珍.關于結構化學教學改革的實踐體會[J].考試周刊，2011，（18）：27-28.

[5]曾謹言.量子力學教程（第2版）[M].北京：科學出版社，2003.

[6]宋國拓，蔡俊.淺議化學教改前景――計算機輔助教學的應用[J].西北民族學院學報.2000，21（3）：23-25.

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半導體物理學是以半導體中原子狀態和電子狀態以及各種半導體器件內部電子運動過程為研究對象的學科，是固體物理的一個重要組成部分，凝聚態物理的一個活躍分支[1]。半導體物理學是一門公認的難教、難學的課程，為了提高半導體物理學的教學質量，相關院校的教師們提出了許多有益的建議和有效的方法，如類比學習法[2]、多媒體教學法、市場導向法[3]等。基于提高課堂效率、改善半導體物理學課程的教學效果的目標，作者在樂山師范學院材料科學工程專業（光伏方向）的半導體物理學的教學中，對傳統的課堂教學模式進行改革，在半導體物理學的課堂教學中采用“學案導學”教學模式，該文就“學案導學”教學模式在樂山師范學院材料科學工程專業（光伏方向）的半導體物理學課程教學實踐作一簡述，供同行參考。

1 半導體物理學課程教學模式改革的必要性和迫切性

傳統半導體物理學的主要內容包含半導體的晶格結構、半導體中的電子狀態、雜質和缺陷能級、載流子的統計分布、非平衡載流子及載流子的運動規律、p―n結、異質結、金屬半導體接觸、表面及MIS結構等半導體表面和界面問題以及半導體的光、熱、磁、壓阻等物理現象[4]。但是近年來半導體物理發展迅猛，新現象、新理論、新的研究領域不斷涌現。上世紀50～60年代，屬于以固體能帶理論、晶格動力學理論、金屬―半導體接觸理論、p-n結理論和隧道效應理論為主的晶態半導體物理時代；70～80年代則形成半導體超晶格物理、半導體表面物理和非晶態半導體物理三足鼎立的格局；90 年代以后，隨著多孔硅、C60以及碳納米管、納米團簇、量子線與量子點微結構的興起，納米半導體物理的研究開始出現并深化；現在，以GaN為主的第三代半導體、有機聚合物半導體、光子帶隙晶體以及自旋電子學的研究，使半導體物理研究進入一個新的里程[5]。

半導體物理學是材料科學工程專業（光伏方向）的核心專業課程，是太陽能電池原理等后續專業課程的基礎。它是一門理論性較強同時又和實踐密切結合的課程。要透徹學習半導體物理學，既要求有較強的數學功底，熟悉微積分和數理方程；又要求有深厚的物理理論基礎，需要原子物理、統計物理、量子力學、固體物理等前置課程作為理論基礎。由于材料科學工程（光伏方向）培養目標側重于培養光伏工程專業技術人才，而不是學術型的研究人才，在課程設置方面有自己的獨特要求，學生在學習半導體物理之前，沒有系統學習過數學物理方程、量子力學、固體物體、統計物理等專業課程，所以理論基礎極其薄弱，這給該門課程的教學帶來極大的困難和挑戰。而且半導體物理的理論深奧，概念多，公式多，涉及知識范圍廣，理論推導復雜，沿用“教師講學生聽”的傳統課堂教學模式，學生學習興趣不高，直接的結果就是課程教學質量較低，教學效果不好，學生學習普遍被動。面對發展迅猛的半導體物理和目前教學現狀，如果不對“教師講、學生聽”的半導體物理學的課堂教學模式進行改革，難以跟上形勢的發展。為此教師要在半導體物理學教學中采用了“學案導學”教學模式。

2 “學案導學”導學教學模式在半導體物理課程教學中的實施過程

“學案導學”教學模式由“學、教、練、評”四個模塊構成。“學”，就是學生根據教師出示的教學目標、教學重點、教學難點，通過自學掌握所學內容。“教”，就是教師講重點、難點、講思路等。“練”，就是通過課堂訓練和課后練習相結合，檢驗學習效果。“評”，就是通過教師點評方式矯正錯誤，總結方法，揭示規律。“學案導學”教學模式相對于傳統教學模式的改革絕不是一蹴而就的課堂教學形式的簡單改變，而是一項復雜的系統工程，包括教學模式的總體目標確定、教學內容的重新構建、導學案的編寫、課堂教學過程的實施。

2.1 半導體物理學“學案導學”教學模式總體目標的確定

半導體物理學課堂教學模式創新的總體目標是：以材料科學工程專業（光伏方向）人才培養方案和半導體物理學課程教學大綱依據，以學生為主體，以訓練為主線，以培養學生的思維方式、創新精神和實踐能力為根本宗旨，倡導自主、合作、探究的新型學習方式，構建自主高效的課堂教學模式；注重學生的主體參與，體現課堂的師生互動和生生互動，關注學生的興趣、動機、情感和態度，突出學生的思維開發和能力培養；針對學生的不同需求，實行差異化教學，面向全體，分層實施。

2.2 根據人才培養方案構建合理有效的教學內容

半導體物理學的教材種類較多，經典教材包括：黃昆、謝希德主編的《半導體物理》（科學出版社出版）；葉修良主編《半導體物理學》（高等教育出版社出版）；劉恩科、朱秉生主編《半導體物理學》（電子工業出版社出版）。該校教研組經過認真分析，選擇劉恩科主編的《半導體物理學》第7版作為教材，該書內容極其豐富，全書共分13章，前五章主要講解晶體半導體的結構、電子的能帶、載流子的統計分布、半導體的導電性、非平衡載流子理論等基礎知識，第6章講PN結理論，第7章講金屬和半導體的接觸性能、第8章講半導體的表面理論、第9章講半導體的異質結構，第10、11、12章講解半導體的光學性質、熱電性質、磁和壓電效應，第13章講解非晶態半導體的結構和性質；該教材理論性很強，有很多繁雜的數學推導，要真正掌握教材所講內容，需要深厚的數學功底和物理理論功底。該校材料科學工程專業（光伏方向）立足于培養光伏工程的應用型人才，學生理論功底較為薄弱，故我們對理論推導不做過高的要求，但對推導的結果要形成定性的理解。具體要求學生掌握半導體物理學的基本理論、晶體半導體材料的基本結構、半導體材料基本參數的測定方法。根據人才培養方案的要求，我們確定的主要理論教學內容有：（1）半導體中的電子狀態；（2）半導體中的雜質和缺陷能級；（3）半導體中載流子的統計分布；（4）半導體的導電性；（5）非平衡載流子理論；（6）PN節；（7）金屬和半導體接觸；（8）半導體表面理論。對半導體的光學性質、熱電性質、磁和壓電效應以及非晶態半導體不做要求。在課程實踐方面我們開設四個實驗：（1）半導體載流子濃度的測定；（2）少數載流子壽命的測量；（3）多晶硅和單晶硅電阻率的測量；（4）PN節正向特性的研究和應用。

2.3 立足學生實際精心編寫導學案

“導學案”是我們指導學生自主學習的綱領性文件，對每個教學內容都精心編寫了“導學案”。“導學案”主要包括每章節的主要內容、課程重點、課程難點、基本概念、基本要求、思考題等六個方面的內容。以“半導體中的電子狀態”為例，我們編寫的導學案如下：

2.3.1 本節主要內容

原子中的電子狀態：

（1）玻耳的氫原子理論；（2）玻耳氫原子理論的意義；（3）氫原子能級公式及玻耳氫原子軌道半徑；（4）索末菲對玻耳理論的發展；（5）量子力學對半經典理論的修正；（6）原子能級的簡并度。

晶體中的電子狀態：

（1）電子共有化運動；（2）電子共有化運動使能級分裂為能帶。

半導體硅、鍺晶體的能帶：

（1）硅、鍺原子的電子結構；（2）硅、鍺晶體能帶的形成；（3）半導體（硅、鍺）的能帶特點

2.3.2 課程重點

（1）氫原子能級公式，氫原子第一玻耳軌道半徑，這兩個公式還可用于類氫原子。（今后用到）

（2）量子力學認為微觀粒子（如電子）的運動須用波函數來描述，經典意義上的軌道實質上是電子出現幾率最大的地方。電子的狀態可用四個量子數表示。

（3）晶體形成能帶的原因是由于電子共有化運動。

（4）半導體（硅、鍺）能帶的特點：

①存在軌道雜化，失去能級與能帶的對應關系。雜化后能帶重新分開為上能帶和下能帶，上能帶稱為導帶，下能帶稱為價帶。

②低溫下，價帶填滿電子，導帶全空，高溫下價帶中的一部分電子躍遷到導帶，使晶體呈現弱導電性。

③導帶與價帶間的能隙（Energy gap）稱為禁帶（forbidden band），禁帶寬度取決于晶體種類、晶體結構及溫度。

④當原子數很大時，導帶、價帶內能級密度很大，可以認為能級準連續。

課程難點：原子能級的簡并度為（2l+1），若記入自旋，簡并度為2（2l+1）；注意一點，原子是不能簡并的。

基本概念：電子共有化運動是指原子組成晶體后，由于原子殼層的交疊，電子不再局限在某一個原子上，可以由一個原子轉移到另一個原子上去。因而，電子將可以在整個晶體中運動，這種運動稱為電子的共有化運動。但須注意，因為各原子中相似殼層上的電子才有相同的能量，電子只能在相似殼層中轉移。

基本要求：掌握氫原子能級公式和氫原子軌道半徑公式；掌握能帶形成的原因及電子共有化運動的特點；掌握硅、鍺能帶的特點。

思考題：（1）原子中的電子和晶體中電子受勢場作用情況以及運動情況有何不同，原子中內層電子和外層電子參與共有化運動有何不同。（2）晶體體積的大小對能級和能帶有什么影響。

2.4 以學生為主體組織課堂教學

在每次上課的前一周，我們將下周要學習的內容的導學案印發給學生，人手一份，讓學生按照導學案的要求先在課余時間提前預習，對一些基本概念要有初步的理解，對該課內容要形成基本的認識。比如，我們在學習“半導體中的電子狀態”這一內容時，要求學生通過預習要清楚：孤立原子中的電子所處的狀態是怎樣的；晶體中的原子狀態又是怎樣的；半導體硅、鍺的能帶有何特點。在課堂教學中我們的教學組織程序是一問、二討論、三講解、四總結。一問，是指通過提問，抽取個別同學回答問題，了解學生的自主學習情況。二討論是指讓同學們就教師提出的問題開展自主深入的討論。例如就晶體中電子的狀態這一問題，讓學生討論什么是共有化運動；電子的共有化遠動是如何產生的；電子的共有化運動有何特征；電子的共有化運動如何使能級分裂為能帶。讓學生暢所欲言，充分發表自己的意見，教師認真聆聽，發現學生的錯誤認識，為下一步的講解做好準備。三講解是指就三個方面的知識進行講解，其一是就學生討論過程中的錯誤認識和錯誤觀點及時的糾正；其二是對學生不具備的理論知識進行補充講解，例如學生不具備量子力學基礎，就要給學生補充講解量子力學認為微觀粒子（如電子）的運動須用波函數來描述，經典意義上的軌道實質上是電子出現幾率最大的地方，電子的狀態可用四個量子數表示；其三是就難點進行講解，比如原子能級的簡并度，學生理解起來較為困難，就需要教師深入細致地講解；四總結就是歸納本堂課要掌握的重點知識，那些基本概念必須掌握，那些基本公式必須會應用。

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20世紀后半葉，物理學在此前建立起來的狹義相對論、量子力學、量子電動力學、統計物理和許多重要物理實驗基礎上，以前所未有的速度發展著。許多物理學的分支學科，如原子、分子物理、原子核物理、固體物理、等離子體物理以及粒子物理等，都得到極大發展。與此同時，科學發展的另一個重要特征是學科間相互滲透和交叉綜合。物理學和其他學科相互滲透，產生了一系列交叉學科和邊緣學科，如化學物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理等等。物理學的新概念、新理論和新的實驗方法向其他學科轉移，促成各學科的發展并成為其組成部分。

20世紀后半葉，新技術特別是高新技術發展之快也是前所未有的。高技術包含的科學知識高度密集，綜合性極高，如紅外和紅外成像技術、激光技術、計算技術、信息技術、航天技術、生物技術等等，都無一例外地與物理學等學科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關，其發展在很大程度上依賴包括物理學在內的各學科的發展。

現代軍事科學技術的知識密集性、綜合性極高，處于科學技術的前沿，近幾年來的局部戰爭向人們展示，現代戰爭在相當大程度上是高新技術的較量。現代軍事科學技術離不開物理學和物理學的新成就，如紅外夜視、激光制導、激光雷達、三相彈等都與物理學原理和物理學實驗技術密切相關。

這一切都表明，在科學技術發展的進程中，物理學不但在歷史上曾經是處于主導地位的，在20世紀是處于主導地位的，而且毫無疑問，21世紀物理學在科學技術發展中也必將處于主導地位，它的作用將會更加突出。

大學物理課是一門重要基礎課，它的作用一方面是為學生較系統地打好必要的物理基礎，另一方面是使學生初步學習科學的思維方法和研究方法，這些都起著增強適應能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發探索和創新精神、提高人才素質的重要作用。學好大學物理，不僅對學生在校學習十分重要，而且對學生畢業后的工作和在工作中進一步學習新理論、新知識、新技術、不斷更新知識，都將發生深遠的影響。物理課的這一作用，特別為許多專家、教授、高級工程技術專家所強調。

我國工科大學物理的學時一直少于理科。因此，目前實施的教學內容，主要是傳統物理課內容在給定學時范圍內一再精選后形成的。總的來講，工科大學生的物理基礎較薄弱，物理知識面也較窄，特別是近代物理和現代工程技術有關的物理基礎和現代工程技術方面的新知識更顯薄弱。如我們的課程基本要求中沒有物性學、分子、原子核、粒子等內容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應等內容;量子物理、統計物理等近代物理基礎的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱。這些內容，工科一般專業在后續課中多不再涉及，而它們恰恰是當今學習新理論、新知識和新技術所要涉及的，有些甚至已成為當今高新技術的組成部分。在這個意義上講，大學物理課內容“老的多、新的少”。因此，更新內容，加強現代物理和現代工程技術有關知識，特別是有關基礎知識，是工科物理教學改革必須面向的首要問題。

二、工科物理課教學改革

工科大學物理課程的教學改革是很復雜的，也是很困難的，不可能一嗽而就。應該堅持以下原則:不應改變物理課作為基礎課的地位和作用，應著力研究現代高級工程技術人才應具備什么樣的物理基礎;要重點研究如何處理好經典物理和近代物理及有關近代內容的關系;應在培養學生科學思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度，與研究教學內容改革的同時，還必須系統地研究教學方法、考試方法等教學環節的改革。

工科大學物理課內容改革的重點在于加強物理學基礎(包括經典物理基礎和近代物理基礎)，同時適當地介紹反映現代物理和現代工程技術的新知識，擴大學生的知識面，在整個教學過程中提高學生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力。由于工科物理課程教學時數少，只靠課程內容和體系本身改革回旋余地小，改革要將課內課外、理論教學與實驗教學、課與課間關系諸方面綜合考慮。

（一)課程教學內容改革，應以物理課程教學基本要求為依據。在保證經典的前提下，進一步精選經典物理內容，突出教學內容及能力培養，避免過分強調系統性和嚴密性等，在整個經典物理教學過程中應貫徹加強近代思想;在近代物理基礎的基本要求部分，加強量子力學和統計物理基礎知識，以利于學生在校和離校后進一步學習新理論、新知識和新技術;加強現代工程技術物理基礎專題，這部分內容應側重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分內容的講授學時，分別約占總學時的58%、27%和15%。

(二)開設物理類和技術類專題選修課(或講座)。物理類選修課:如現代物理導論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態物理、嫡和信息、傅里葉光學、非線性光學、非線性力學等、技術類選修課:如現代工程技術專題、激光技術、光散射技術、全息技術、穆斯堡爾譜學、核磁共振技術、薄膜技術、換能器、紅外技術、低溫和超導等。選修課應著重物理概念、物理思想和方法，不追求數學嚴密性，不過分強調系統性和完整性。

(三)教學手段改革是教學改革的重要組成部分。粉筆加教鞭不適應改革的需要已經成為人們的共識。近幾年來，有許多院校在多媒體輔助教學上做了大量的工作。實踐證明，把多媒體技術應用于教學可以改變信息的包裝形式，在計算機上把圖、文、聲、像集成在一起，提高教學內容的表現力和感染力，能調動學生主動運用多種感觀積極參與多媒體的活動，使學生由知識的被動接受轉為主動發現。同時，這也為教學研究提供了有力工具，為教學的順暢實施與高效提供了可靠的技術保障。在提高認識的基礎上，加大這方面的資金投人，多媒體輔助教學必將成為21世紀教學手段的主體。而多媒體輔助教學軟件也應向智能化方向發展。1997年n月6日，中國物理學會正式宣布中國物理教育網建立。這就為網上教學和科研提供了方便，物理教育工作者應充分利用這一有利條件，從網上獲取信息服務于教學。名校、名師更應在網上傳播自己的教法和經驗，使大家受益。

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【關鍵詞】高中物理；思想；方法

物理教學為什么改革？怎樣改？改革的目的是什么？我想是要通過對必要的物理基礎知識的學習，掌握必要學習方法、培養基本素質、提高解題能力。高中學生普遍認為物理難學。怎樣才能學好物理呢？通過多年的高中物理教學，我認為，了解物理學思想和掌握物理學方法是學好物理的基本保證。

1. 在高中物理教學中必須貫穿物理學思想 何謂物理學思想，物理學思想就是研究物質的運動形式、內在規律和物質基本結構的客觀存在反映在人的意識中經過思維活動而產生的結果。這種思維活動是人的一種精神活動，是從社會實踐中產生的。而新課程標準的實施,為我們在物理教學中進行物理思想教育展示了一個舞臺。新的課程標準要求我們從知識與技能、過程與方法、態度情感與價值觀這三維的目標上培育學生。特別強調過程而不單單是結果,強調思想方法而不單單是知識。

我們認識物理學思想就是要知道它的發展史，要尊重客觀事實，遵循自然規律。物理學是不同于其他學科的一門自然科學，就中學物理而言，它是以觀察和實驗為基礎的學科。物理學的發展史告訴我們，在物理學發展過程中，每一次物理學思想上的“危機”都孕育著物理學上的一次重大的突破，而每一次重大的突破都會強烈地在當代乃至下一代的物理思想方法上留下不滅的印記。一個重要的物理學定律或定理的產生往往是一代人甚至是幾代人的堅持不懈努力的結果。而在每一項成果的背后，總伴隨著新的物理思想方法的產生，或用新的物理思想方法作為它的世界觀的支撐點。物理思想方法是在物理學各個發展階段中逐漸萌發出來并成長為這個階段物理學最重要的，對促進和發展以后物理學認識有突出影響的物理學的主流思想方法，這些思想方法既體現在物理學家對他們研究領域和研究工作的思考、理解、認識以及創造性發展的過程中，也體現在與不同學派和不同觀點的比較、切磋、爭論以及逐漸為同行所認可的過程中。

認識物理學思想是學好物理的前提，因此，我們在學習物理過程中，始終要領會物理學思想，并能逐步轉化為自己的思想。掌握科學方法，提高解決物理問題的能力是極其重要的。我們在了解物理學發展史的同時，不僅要學習物理學家的精神，而且要學習他們研究物理的方法。努力汲取物理學家的精華，推進物理教學的改革。掌握物理思想和研究方法，對學習好物理具有重大的意義。

2. 在高中物理教學中結合物理規律的研究，介紹物理學方法 所謂物理學方法，簡單的說就是研究或學習和應用物理的方法。方法是研究問題的一種門路和程序，是方式和辦法的綜合。這些方法對物理學家力圖按照物理世界的本來面目，在不斷深化對自然界的認識過程中進行物理學探究起到了重大的推動作用。高中物理教學中常見的一些物理學方法有：實驗法、控制變量法、類比法、極限法、假設法、理想化法等。例如：丹麥物理學家N.H.D.玻爾提出的一條從原子的經典理論過渡到量子理論的原則。按這條原則，原子現象的量子理論在極限情況下應給出與相應的經典物理學相同的結果。1913年，玻爾在量子概念和E.盧瑟福有核原子模型的基礎上建立了氫原子的量子理論。在這個理論中，他提出定態和躍遷兩條基本假設，認為相鄰定態之間躍遷所發射的輻射的頻率與按電動力學計算的電子繞核運行的頻率之間，可能存在某種對應。他經過分析和計算發現,在大量子數的極限情況下兩種頻率相吻合。后來,他把這種特設性假設加以推廣，認為輻射的量子理論應是輻射的電動力學理論的自然推廣，并根據這一思想解決了躍遷選擇定則、光譜線強度的計算和偏振等問題。在1921年召開的第三屆索爾維國際物理學會議上，這一新舊理論類比的對應原理被接受，成為指導發展量子力學的一條方法論原則。

所以，在教學中務必有意識地貫穿物理思想和物理方法，思想指導方法，方法體現思想.學好物理要識記、理解物理概念、規律及條件。要解決描述物理問題，就要明確題設的物理情境,理解物理過程,會對物理問題進行唯象研究,然后進一步研究它的原因、規律，再尋求解決的方法。可見，明確題設的物理情境，理解物理過程是解決物理問題的關鍵。教學過程必須始終貫穿物理思想和物理方法，這是授之漁和受之漁的根本。

在教學中務必有意識地貫穿物理思想和物理方法，思想指導方法，方法體現思想。當然，隨著科學的發展，物理學習的深入，新思想新方法會不斷出現，只要我們不懈的努力，勇于探索，大膽創新，一定能為物理教學作出貢獻。

參考文獻

［1］ 高中物理教材和大綱。

［2］ 物理教學法。

［3］ 《物理教育學研究》，殷傳宗，四川科技出版社。

［4］ 《物理教育學》，喬際平、續佩君，江西教育出版社。

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1什么叫“原子軌道”原子軌道，這是量子化學、結構化學中一個非常重要的概念，在研究微觀粒子運動時經常要與其打交道。“這里所說的原子軌道與宏觀物體的運動軌跡不同，它是指量子力學描述電子在原子核外空間運動的主要區域。”［1］這是一個明顯的錯誤解釋，原子軌道怎么會是一個運動區域呢？這正是想用經典力學的觀點解釋量子力學（量子化學）的現象，顯然不行。那什么叫原子軌道呢？在量子化學中，處理一個多電子體系（包括多電子原子或多原子分子），我們往往采取的近似解法是軌道近似方法（或稱單電子近似和電子獨立運動模型）。在運用這種方法時，我們需要求解任意一個單電子的波函數ψi，即求解它的Schrdinger方程：此時，我們把原子中單電子的波函數ψi稱為原子軌道。同理我們可以把分子中單電子的波函數ψj稱為分子軌道［2～4］。因此即使對中學生，我們也應該把原子軌道粗略地解釋為描述原子中電子運動狀態的函數（波函數），它可用來描述電子在核外空間一定區域內出現的幾率，而不能解釋成電子活動的區域。

2電子云圖

關于用小黑點描繪的電子云圖（圖1）。“用小黑點代表電子在核外空間區域內出現的機會，小黑點的疏密與電子在該區域內出現的機會大小成正比。”［1］這是一種很不準確的解釋。其關鍵問題是沒有分清楚幾率密度與幾率的概念。試問若區域A比區域B大，但區域B內小黑點排列得緊密些，那電子在A區出現的機會大還是在B區出現的機會大呢？上述的解釋是沒有分清楚幾率密度和幾率這2個重要概念的含義和關系。在某一微體積內，2者關系如下：其中｜ψ｜2代表幾率密度，｜ψ｜2dτ代表電子在體積元dτ內出現的幾率。對中學生可以采取如下近似解釋：小黑點密度大的地方表示電子在那里出現的幾率密度大，稀則表示幾率密度小［5，6］。在電子云圖上取2個面積相等的區域A和B來觀察，若為立體圖形，則取2個體積相等的區域來觀察，則小黑點密度大的區域電子出現的幾率大。對電子云圖，這樣的解釋比較準確———單位體積內小黑點的疏密程度表示電子在原子核外單位體積內出現概率的大小。點密集的地方，表示在那里電子在單位體積內出現的概率大……［7］。

3關于Moeller記憶圖［8］在討論多電子原子結構時，涉及到核外電子的填充順序，很多結構化學的教科書都給出了圖2。國外教材稱之為Moeller記憶圖［9］，國內教材一般稱為構造原理圖［10，11］。而稱之為“原子核外電子排布的軌道能量順序”［1］，這是一個很不準確的稱呼。因為電子填充順序的經驗表達式1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，……并不能真實地、準確地代表在各個原子中原子軌道的能量，它只能近似預測原子基態的電子構型及定性地解釋周期表中原子的電子排布［12］。對不同的原子來說（其核電荷當然不同），原子軌道能量的順序不一定相同，比如原子軌道能量與原子序數的關系如圖3［13～15］：由圖3也可以看出，原子序數不同的原子，有的是E4s＞E3d，有的是E4s＜E3d。尤其是多電子體系，原子軌道能量次序還和電子填充情況有關。例如，同為第四周期元素的K和Ni，K無d電子填充，E3d＝－0．64eV，E4s＝－4．00eV，即E3d＞E4s；而Ni有d電子填充，E3d＝－18．7eV，E4s＝－7．53eV，即E3d＜E4s；類似情況在第五、六周期元素還有［16］。

4晶體結構結晶化學是化學科學中內容極其豐富的一門學科。但迄今為止，學術界對結晶化學中的某些基本概念，如晶胞、晶系，布拉威格子等都還存在著一些不同解釋和描述［17～20］，但對大多數基本概念、基礎知識，學術界還是有共識的。

4．1密堆積中空隙種類在等徑圓球的密堆積中把空隙分成2種類型［1］，如圖4［21］。這種分類法不準確。一般把晶體中的空隙分為三角形空隙、四面體空隙、八面體空隙、立方體空隙等［22～24］。在一個密置層中只有一種空隙———三角形空隙。只能說如考慮其空間取向，有2種情況。否則的話，怎么討論在立方ZnS中空隙的種類和個數呢？在立方ZnS（晶胞）中，可視S原子（或S2－）作立方最密堆積，形成2類空隙———四面體空隙（8個）和八面體空隙（4個），而Zn原子（或Zn2＋）填入其中4個四面體空隙（見圖5），另外4個四面體空隙（未填微粒）與前面4個四面體空隙空間取向不同，但這8個空隙只能算一類———四面體空隙，故才會得出空隙填充率等于50％的結論。

4．2關于小球堆積方式的概念在描述堆積方式時用了一個模糊概念———立方堆積［1］。與立方晶胞有關的堆積方式一般說有3種：立方最密堆積（可抽面心立方晶胞），立方密堆積（可抽體心立方晶胞），簡單立方堆積（可抽簡單立方晶胞）。教材的表述應改為“簡單立方堆積。”

4．3密堆積和晶格型式（或晶胞類型）間的關系“在稱為干冰的二氧化碳分子晶體中，作為線型分子的二氧化碳在空間是以A1型密堆積方式形成晶體的”［7］。這段描述與其給出的干冰的晶胞的示意圖［7］是矛盾的。關于CO2（干冰）的晶格形式有2種表述：CO2為線型分子，若晶胞中4個CO2分子的空間取向相同，則晶格型式為面心立方。且可認為CO2是以立方最密堆積（A1型）方式形成晶體的。但是，若晶胞中4個CO2分子的空間取向不同，則4個CO2分子各屬于一套不同的等同點，故晶格型式應為簡單立方晶胞，此時可認為CO2是以簡單立方堆積方式形成晶體的。正如金剛石晶胞中有8個C原子，但分屬于2套不同的等同點（因其空間環境不同），其中頂點和面心的4個碳屬于一套等同點，而晶胞體內4個碳屬于另一套等同點。我們只需取某一套等同點（如頂點和面心那一套）就能確定金剛石中碳原子的堆積方式和晶格型式（晶胞類型）———立方最密堆積（A1型）和面心立方晶胞，見圖7。那么在不能確定干冰晶胞中，CO2空間取向是否相同時應怎么描述呢？潘道皚等采取了這種說法“形成了以分子的中心作立方密堆積排列；同時，CO2分子的軸平行于立方體體對角線。”立方體有4條對角線，即CO2分子屬于4套等同點。其實質是在不考慮空間取向時，干冰可視為A1型密堆積，但實際上4個CO2分子的空間取向不同，只能視為簡單立方晶胞。

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關鍵詞：創新平臺 光電子材料 教學改革

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）11（b）-0105-02

隨著材料科學的飛速發展，光電子材料已經成為新材料產業和當代信息技術產業的重要組成部分，引領著光電子、通信、新能源等產業的發展[1，2]。對于光電子材料相關專業的高校本科生，需要具備較強的光電子材料方面的實踐能力，以及與這些技能相匹配的理論基礎知識。通過《光電子材料》課程的學習，能夠加深學生對光電子技術理論知識的理解，幫助學生將光電子技術知識與光電子相關的實驗和實踐能力緊密結合起來。因此，當代光電子材料相關專業的大學生亟需學習光電子材料的相關知識，以滿足科技日益發展的社會需要。[3，4]

光電子材料課程的學習需要學生有良好的電磁學和光學等物理學科的理論基礎知識，同時也是一門實用性強、對動手能力要求較高的課程；其課程目標主要是培養學生掌握扎實的專業知識，同時學習實驗和實踐相關的基本技術，性能檢測的方法，培養學生的實際動手能力[5]。通過光電子材料實驗可鞏固和加強對有關專業理論的理解，提升學生分析和解決問題的能力，使理論與實踐教學有機結合[6]。在以往理論教學中， 激光原理，光纖導光原理，光調制，非線性光學和光電探測等理論知識，涉及較多的電磁學，光學，固體物理和量子力學等專業知識，對于本科生較難理解，而實驗和實踐方面又要求學生在掌握理論的基礎上具備較強的動手操作能力。因此，由于理論知識較難，必須進行較長時間的理論教學，實驗和實踐操作時間被壓縮，枯燥的理論教學不能激發學生對該課程的興趣，最終導致教學效果較差。因此，如何增加實驗和實踐教學的比重，使學生對該門課程產生濃厚興趣，并將光電子材料基礎理論知識與實驗和實踐結合起來，使學生掌握課程的主要知識和基本的操作技能，是達到良好的教學效果的關鍵。

1 光電子材料課程改革目標

《光電子材料》課程是材料物理（光電材料）專業的專業必修課，涵蓋了《光學》、《電磁學》、《固體物理》、《量子力學》等課程相關知識，含有較多的物理公式，具有很強的理論性。根據筆者所在校培養應用型人才的辦學特色，結合課程理論性強的特點，該課程目標如下：

（1）通過該課程的學習讓學生了解當前光電子技術及研究的最新進展和實際的應用情況。加深學生對光電子技術及其發展的相關認識，并通過講授光電子技術的發展歷程激發學生的研究興趣和開拓他們的思維與知識面。

（2）將該課程的理論教學與光電材料綜合實驗等實驗課程進行有機結合，力爭形成理論和實際相結合，培養學生理論基礎知識的同時提升學生的綜合實踐能力。

2 光電子材料課程教學方法和手段改革

根據教育部的專業規范和學校的課程體系，和筆者所在校培養應用型課程人才的辦學理念和材料物理專業的特點與培養目標，結合《半導體器件物理基礎》理論性強的特點，在該課程建設過程中，以提高教學質量、培養學生主動學習能力和創新能力為目的，采用啟發、互動式教學，講解與討論相結合，講授與自學相結合。借助多媒體和實物教具進行形象化教學。充分運用該校多媒體教室所擁有設備以及網絡平臺來實現教學手段的現代化，充分運用實物、互聯網資源以及企業資源，沓涫悼翁玫哪諶藎使其內容具體豐富。

具體采取的教學方法、手段如下：

（1）制作一系列教學video，輔助課堂教學，活躍教學氣氛，增加課堂互動，有效調動學生學習積極性。

（2）建設課程網站，通過學生熟悉的微博、小木蟲等平臺實現“光電子技術基礎”網絡資源庫的建立；并上傳精品課時，在互聯網上進行國內外的共享。

（3）課堂教學中通過課前回顧、課前提問等方式保持課程的連貫性和邏輯性，采取引入實物、實驗演示及參觀等方式使教學更加形象化，運用布置課后作業、小論文等方法使學生在課下更好地鞏固已學內容，同時對學生掌握知識的程度得到及時的反饋，為學生打下扎實的理論基礎。

（4）針對該課程公式偏多的特點，在課上帶領學生推導重要的公式，使學生更好地理解公式的物理意義，掌握光電子材料與器件制造及設計的依據。

（5）針對該課程與《光電材料綜合實驗》等實驗課程的密切關聯性，在該課程理論教學中先引入關鍵實驗課程，并逐步與《光電材料綜合實驗》等實驗課程進行有機結合，力爭做到理論聯系實際，學生們學到的知識有的放矢。

（6）通過教師指定報告內容或者討論主題，讓學生進行分組報告或者分組討論等方式，了解半導體器件物理知識在新器件制造及工藝當中的實際應用，分析和研究實際生活中有關的問題，達到理論聯系實際，學以致用的目的，提高學習的深度和廣度，促進學生學習能力發展。

（7）課程考核可采取過程考核的形式，即降低學期末考試成績占總評成績的比重（50%），另外50%的成績根據過程考核的成績進行評定，過程考核主要包括學生的考勤、課堂表現、分組報告或分組討論和團隊作業等多個部分。這種核算成績的方式可以有效降低學生平時對課程重視度不夠，只靠期末進行突擊復習的弊端。督促學生平時對課程的各個環節進行高度重視，上課積極回答問題，積極思考如何將理論與實際應用結合起來，并且善于進行與團隊協作完成作業。

3 結語

光電子材料的研究和應用不但需要較強的光電子技術基礎理論知識，還需要較強的理論聯系實際，動手操作的實踐能力。因此，為滿足社會光電子材料專業人才的需要，在協同創新平臺的基礎上，通過改善原有課程中“學”與“用”脫節的現象，進行有針對性的教學，能夠促進學生對理論知識的理解以及知識運用和動手操作的實踐能力，促進創新實踐能力的專業人才的培養。

參考文獻

[1]葉莉華，崔一平，胡國華.“光電子技術”課程教改探索[J].電氣電子學報，2007，29（2）：10-12.

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[3]范東華，代福.基于協同創新理念的光電子專業生產實習課程教學方法改革[J].時代教育，2015（2）：199-200.

[4]趙洪霞，包蕾，徐達文，等.應用技術型本科院校光電子技術課程教學改革[J].科教導刊，2015（2）：125-126.

篇9

關鍵詞 固體物理 教學探索 微電子

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2017）02-0036-01

隨著半導體技術的不斷進步，固體物理課程的教學在新的歷史條件下已面臨前所未有的挑戰，其也是后續如《半導體物理》等專業主干課程的基礎。傳統的物理教學內容對固體物理前沿的新動態、新成果及新概念介紹不夠，不利于學生發現問題、分析問題及解決問題等能力的培養。基于此，本文基于重慶郵電大學微電子科學與工程專業的實際情況，結合教學實踐，擬從以下幾個方面對《固體物理》課程進行教學探索。

一、教學內容設置

《固體物理》是微電子科學與工程專業的一門重要專業基礎課程，具有理論性強、概念較抽象、專業性強等特點，我們根據本專業的需求和學生學習知識的規律對教學內容進行梳理。以王矜奉所著的《固體物理》一書為教材，教學內容可分為以下幾部分：（1）晶體的結構；（2）晶體的結合；（3）晶格振動和晶格熱學性質；（4）晶體的缺陷；（5）晶體中電子能帶理論；（6）自由電子論和電子的輸運性質。由于《固體物理》這門課程對學生的數學、物理基礎要求較高，與高等數學、量子力學等課程聯系緊密，在授課過程中，根據本專業課程開設情況和學生對基礎知識掌握情況，適時地對這部分知識加以補充說明，以幫助學生理解課程內容，避免學習認知過程中過大的跳躍性；對于課程中較為復雜的物理圖像，適當地結合比較形象生動的實例加以說明，降低學生對抽象問題的理解難度，增加課程的吸引力。同時，將近些年來固體物理領域的研究進展引入課堂，拓展學生的視野，培養科學精神，還可以提高學生的學習興趣和熱情。

二、教學方法與教學手段

教師采用的教學方法和手段往往對學生的接受情況有著重要影響，針對本課程理論抽象、概念多、公式繁雜的特點，主要以授課為主的教學形式，并引入啟發式、討論式等互動教學方法，實現以教為中心到以學為中心的轉換，激發學生學習熱情，調動學生的積極性，從而獲得好的教學成果。在教學手段方面，將多媒體和板書兩種形式結合，充分利用各自的優勢，最大程度地提高授課效率。此外，在課堂教學中啟發引導學生合理利用豐富的網絡資源，拓展知識視野，培養自主學習能力。

三、考核方式改革

傳統的課程考核方式多為書面考核，為了更客觀合理地評價學生的學習成果和能力，本課程采用平時考核和期末試卷考核相結合的方式。在平時授課過程中，針對一些重點、難點問題，適當布置幾道問題，要求學生課上或課下獨立完成。一方面通過這種方式培養學生獨立思考解決問題的能力，另一方面也可以及時了解學生對知識的掌握情況，發現學生理解上的誤區并加以糾正。

參考文獻：

[1]趙曾茹等.固體物理教學改革的探索[J].科技信息，2013，（5）.

[2]周前能等.《CMOS射頻集成電路》課程教學探索[J].素質教育論壇，2016，（8）.

篇10

關鍵詞：教學改革；概率論與數理統計；教學內容；教學設計

《概率論與數理統計》是一門基礎課程，它的應用幾乎遍及到我們生活和工作的各個領域，如自然科學、社會科學、工程技術、軍事和工農業生產等。因此，它也是一門實踐性很強的課程。目前，我國高等院校不僅數學專業開設了此課程，而且理、工、農、醫、經濟和管理等學科門類也都開設了此課程。結合我校對物理師范專業的辦學定位、培養目標和生源情況制定了《概率論與數理統計》課程的教學內容，使其更好的完成學校對物理師范專業學生的培養目標。通過對該課程的學習，為今后學生應用于社會，解決社會經濟、技術問題打下基礎。同時，對該課程的學習，將有助于我校畢業生在今后的物理教學中，可以居高臨下的處理中學物理教材中有關概率和統計的內容[1]。《概率論與數理統計》，首先它是一門數學課程，而數學課程是所有理工科專業的基礎課程。顯然，物理與數學有著千絲萬縷的關系。就該門課程而言，它是物理課程《熱力學與統計物理》和《量子力學》的基礎課程。沒有《概率論與數理統計》的學習，這兩門課程的學習將會變得困難重重。比如：《熱力學與統計物理》，該課程中統計部分的基礎就是《概率論與數理統計》中講述的等概率原理，它是支持整個統計物理的理論框架體系。又如《量子力學》中的幾率密度，它和《概率論與數理統計》中講述的概率密度是一個概念，它們的歸一化條件講述的是一個原理。我們知道，這兩門課程是物理專業非常重要的兩門課程，可這兩門課程的基礎課程是《概率論與數理統計》，其地位對于完成物理專業的人才培養是非常重要的。目前，師范教育的地位處在一種非常尷尬的地位，根據教育部公布的《中小學教師資格考試暫行辦法》，從2015年起，全國所有非師范專業的學生都可以申報教師資格證。因此，物理師范專業為了適應新形勢下的改革，其培養目標也要適應當前的發展趨勢，而培養過程中的課程教學也要做調整。在本文中，我們將結合改革的新形勢下，結合《概率論與數理統計》課程在物理專業的地位出發，從物理師范專業的培養目標、教學手段、教學內容、教學設計、學生成績考核、教學研究和師資隊伍建設等方面入手，對物理師范專業《概率論與數理統計》課程改革進行探析。

一、基于人才培養目標下的課程改革

根據當前國家對中小學教師資格改革的暫行規定，我國全日制本科的學生都可以申請教師資格證，這無疑會對傳統師范院校畢業生的就業產生強烈的沖擊。因此，為了更好的適應政策的變化，提高師范生的就業核心競爭力，師范專業的人才培養計劃也要做一些調整，與之相應的專業課程設計也要做相應的改革。具體到《概率論與數理統計》課程調整為：（1）課程設置、課程內容必須更好的為本專業其他課程服務；（2）教學內容則要注重培養學生解決實際問題的能力，純理論的教學內容則要做相應的調整；（3）壓縮概率論內容，減少概率論課時。同時，加大統計內容，增加統計課時。

二、教學手段的改革

眾所周知，在傳統的教學過程中一切都由教師決定，包括教學內容、教學策略、教學方法和教學步驟。這些都是事先由教師安排好，學生被動的參與其中，處于被灌輸的狀態。這樣的結果會導致學生缺乏學習主動性，遏制學生的創造性，不利于人才的培養。因此，教學手段必須要改革。對此，可以引進多媒體教學，它與傳統教學模式相比，有如下幾個優勢[2]：（1）直觀性，能突破視覺的限制，多角度地觀察對象，并能突出重點，有助于概念的理解和方法的掌握；（2）圖、文、聲并茂，多角度調動學生的情緒、注意力和興趣；（3）動態性，有利于反映概念及過程，能有效地突破教學難點；（4）交互性，學生有更多的參與，學習更為主動，并通過創造反思的環境，有利于學生形成新的認知結構；（5）通過多媒體實驗實現了對普通實驗的擴充，并通過對真實情景的再現和模擬，培養學生的探索和創造力；（6）可重復性，有利于突破教學的難點和克服遺忘；（7）信息量大，節約空間和時間，提高教學效率。

三、教學內容的改革

根據當前社會對應用型人才的需求，教學內容也應向應用性發展，對教學內容的改革應朝如下方向進行：（1）教材內容要突出“厚基礎”、“重應用”的應用型特色。所謂“厚基礎”是指強化基礎理論、基礎知識，拓寬知識面。（2）教學內容要突出基本概念、基本理論和基本方法，在培養學生的數學素質上下功夫。要改變傳統的“重概率、輕統計”的教學思想以及重運算技巧輕數學思想的傾向，突出概率論的基本概念和基本思想的教學。（3）教學內容要注重理論與實際的結合，強化培養學生的應用能力。將“案例”教學貫穿于教學內容的始終，將有利于學生應用能力的培養。（4）教學內容要與計算機應用相結合，為教學手段的現代化構筑平臺。在教學內容中引入數學實驗，把一些傳統的教學內容，如隨機試驗的例子、統計計算等在計算機上通過數學軟件加以展現，并在教師指導下讓學生在計算機上解決一些簡單的實際問題，調動了學生學習的積極性，并為多媒體教學創造了條件[3]。

四、教學設計的改革

教學設計理論主要有兩種，即以教為主的教學設計和以學為主的教學設計。這兩種教學設計理論各有千秋，在教學設計中應將二者有機結合起來，取長補短，形成優勢互補的“學教并重”的教學設計理念，這不僅發揮了教師的主導作用，也充分體現了學生作為學習主體作用的教學體系[4]。在《概率論與數理統計》課程的教學中，靈活而恰當地選用教學方法，注意教學系統五個要素（教師、學生、教材、教學媒體、網絡）的地位與作用。恰當的將教學媒體、計算機軟件、網絡應用于教學，同時采用與之相應的教學表述方式，使知識的呈現形式和生成方式呈現多樣化。例如：復雜的運算結果可以用計算機軟件（如Mathematic軟件）作為輔助進行近似計算、抽象的幾何圖形可以用工具軟件來生成等。總之，在《概率論與數理統計》課程的教學中主要運用“學教并重”的教學方法。以上教學設計的變化主要基于“構建主義”和“主導—主體相結合”的教學理論支撐[1]。

五、學生成績考核的改革

以前的考試制度是通過期末考試來完成，這種制度強調理論知識的考核，不是對學生解決實際問題能力的考核。這種考核制度夸大了考試的作用，不利于創新人才的培養，這必然會影響大學生綜合素質的提高，不適應瞬息萬變的社會發展對人才的需要。因此，我們必須要加強對學生解決實際問題能力的考核。在課程的考核形式上，我們可以采取平時成績與期末成績相結合的方式。如：一般平時成績占到總成績的20%或30%，期末考試卷面成績占總成績的80%或70%。同時，要注意不同教學要求要采取不同的內容來進行考核。這里，我們重點探析平時成績考核。平時成績考核的形勢應分成兩部分：（1）上課出勤率、上課回答問題、平時作業；（2）對一些重點章節和一些實用性很強的章節要額外布置一些題目，這些題目具有一個特點———開放性，最后沒有確定性答案，結果只有更好沒有最好。同時，要將平時成績作為對學生創新能力培養的主要通道。

六、教學研究和師資隊伍建設

在教學過程中，教師占主導地位。因此，教師的教學理念和教師的教學水平不僅關系到課程目標的實現，也關系到課程教學質量的提高，物理師范專業的培養目標要適應當前社會的新要求。隨著社會的不斷發展，高等教育也會不斷進行改革，那么教師的教學理念和知識面也要不斷更新和拓寬。教師不僅要積極從事科學研究，同時也要加強教學研究，包括積極探索本課程的課程體系、教學內容、教學方法和教學手段，以及如何通過對這些內容的改革實現培養目標的“厚基礎”和“重應用”的特點。在《概率論與數理統計》的教學過程中，不僅要了解教學規律，掌握教學方法，而且還要講究授課藝術，從而提高教學水平和教研水平。要實現這個目標，就必須要建設一支高水平的師資隊伍，為課程的可持續發展注入新活力，使之更好的為人才培養的目標服務。

七、結語

社會日新月異，其對于人才素質的要求也逐漸提高，學校教育作為培養社會人才的基地，也應對這種需求做出相應的調整。而課程作為培養人才的訓練內容，也應做出相應的改變，這就是本文探析《概率論與數理統計》課程的改革的根本出發點。筆者希望本文的研究能為今后更好的推進《概率論與數理統計》的教學提供參考。

參考文獻：

[1]韋相龍.《概率論與數理統計》課程教學改革的思考[J].科技信息，2012，（11）：226-227.

[2]所艷華，汪穎軍，羅洪君，等.無機化學課程與實驗教學探索[J].大學化學，2005，13（28）：11.

[3]楊淑娥.應用型本科院校《概率論與數理統計》課程建設[J].徐州工程學院學報，2006，21（12）：98-100.