摘要:以普通高校課程思政總體現狀為研究依據，結合量子力學課程的結構和特點，探索在量子力學課程中開展課程思政教學的有效路徑，通過提升專業課教師對課程思政的理解和認知，深入挖掘量子力學課程中蘊含的豐富思政元素，以課程承載思政，將思政融于課程，達到啟迪學生心智、陶冶道德情操的育人目標。

關鍵詞:課程思政;量子力學;教學改革

在全國高校思想政治工作會議上強調，要堅持把立德樹人作為中心環節［1］。要把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，要用好課堂教學渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。在此背景下，如何在專業課程的教學中將課程思政元素融入課堂、如何育人成為當前各個高校和教師們關注的熱點［2－6］。量子力學是物理學專業的核心課程之一，它的主要內容是以微觀世界粒子為研究對象，根據量子力學的五大基本假設，通過解薛定諤方程得到微觀粒子的力學量本征值，進而得到微觀世界粒子運動的基本規律。量子力學在物理學中占有極其重要的位置，也是從事當代科學技術研究的基礎之一。量子力學可以培養學生扎實的物理基本功，為固體物理學和半導體物理學等后繼課程的學習做準備。量子力學被廣泛地應用到化學、電子學、計算機科學、天體物理學等其他學科。量子力學課程的學習對培養學生嚴謹的科學學風、科學方法及抽象邏輯思維能力、創新精神等起到十分重要的作用。因此，充分發掘和運用量子力學中蘊含的思政教育資源，強化思想理論教育和價值引領，在量子力學課程的教學中融入課程思政元素，對于塑造學生的馬克思主義世界觀、人生觀和價值觀具有重要的理論和現實意義。已有研究者通過對量子力學的知識結構的再梳理，以及對量子力學課程中所蘊含的思政元素的深入挖掘，形成思政案例，探索了量子力學課程與思政元素相融合的問題［7－9］，這些工作對量子力學課程思政教育理念的推廣起到了很好的促進作用。然而，在探索和實踐地方本科高校量子力學課程思政教育的過程中，量子力學課程與思政元素的有機結合仍然有很多困難和問題，需要去探索和解決。

一、課程思政教學的基本現狀

(一)專業課教師思政元素的提煉能力稍顯不足。按照課程思政的育人要求，專業課教師在培養人才、講授專業知識和技能的同時，要引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。教師是執行課程思政育人功能的第一責任人，其自身要具備一定的思政素質和修養。然而，地方普通高校尤其是應用型本科高校的多數理工科專業教師在參加工作后，很少有機會學習如何將思政元素系統地應用于專業課程教學中的方法。按照傳統的課程歸類和育人模式，人們通常認為思想政治教育是思政教師和學生黨團組織的事情，專業課程的育人功能主要體現在專業課教師對專業知識的講授上。這就導致很多專業課教師在課程思政是什么的問題上陷入迷茫，更不知道如何開展課程思政。另外，很多理工科專業教師畢業于非師范類高校，缺少系統的教師技能培訓。如果不對這部分教師進行課程思政教學技能培訓，只是機械地在專業課堂中加入思政內容，就會造成課程思政與專業課教學相脫節的問題，達不到課程思政的育人目的。

(二)專業課程教材的思政元素表現不足。當前制約地方本科高校開展課程思政教育的另一個重要問題就是專業課程的教材建設。地方本科高校由于受辦學歷史短、積累少、師資力量薄弱、課程建設經費投入不足等多方面因素的影響，都是直接采用省部級以上規劃教材或重點大學的教材。這類專業教材的主要特點是非常重視專業知識的能力培養和訓練。像量子力學這類物理學核心課程，教材強調知識體系的完整性，內容呈現專業化、數學化和系統化的特點，幾乎找不到用思政元素來描述知識點的語句。這就在客觀上增加了教師將思政元素融入教學的難度，同時也造成學生在學習的過程中想不到量子力學課程中還有思政元素存在。因此，地方普通本科高校要實施好專業課程的思政育人功能，就必須加大課程思政教學研究力度，積極構建適合專業人才培養需求的課程思政教材體系。

二、提升量子力學課程思政教學效能的有效路徑

摘要：從固體物理的學科特點及在材料類各專業的重要性出發，結合學科和學情特點，分析討論如何通過改變教學和評價方式，培養學生的學習積極性和自信心，提高學生的課堂效率，從而提高教學效果；并在整個教學過程中貫穿思政元素，激發學生的學習興趣和動力，進一步增強學生的愛國熱情和民族自尊心，培養具有家國情懷、德才兼備的人才。

關鍵詞：課程思政；固體物理；教學模式；課程評價方式；改革

要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。[1]”中共教育部黨組在2017年印發的《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》中提出了課程育人質量提升體系。大力推動以“課程思政”為目標的課堂教學改革，優化課程設置，修訂專業教材，完善教學設計，加強教學管理，梳理各門專業課程所蘊含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學各環節，實現思想政治教育與知識體系教育的有機統一[2]。北方民族大學是國家民委直屬的一所建立在民族自治區省會城市的綜合性民族類普通高等院校，多數學生來自我國少數民族和邊疆地區，經濟落后，人才緊缺，對北方民族大學這樣的高等院校而言，為少數民族和邊疆地區培養高素質創新型人才，并對這部分學生適時進行課程思政，加強愛國主義教育，將學生培養成具有家國情懷、專業素質過硬的經濟和社會主義建設者就顯得尤為重要。固體物理作為材料類專業學生的一門專業核心課程，起著連接基礎理論知識與實際應用技術的橋梁作用[3-4]。學習固體物理往往需要前期系統學習高等數學、熱力學與統計物理、量子力學和電動力學。根據北方民族大學19版培養方案的要求，材料類專業的學生往往只學習一年的高等數學和普通物理，熱力學統計物理和電動力學在普通物理只講了很少的一部分，量子力學根本沒有接觸。加之民族院校學生大多數來自少數民族和邊疆地區，學生基礎差，學習固體物理課程時感覺很困難，尤其是遇到理論推導時，學生難以理解，從而造成部分學生產生厭學情緒。為了改變北方民族大學材料類各專業固體物理教學過程中教師難教、學生畏學的現狀，必須對固體物理的教學模式進行改革，采取一系列措施提高學生的參與度，提高課堂效率。結合多年固體物理教學經驗，將從教學大綱修訂、調整教學內容、改變教學模式和課程評價方式等方面進行思考和探索；結合固體物理課程的學科背景和特點，在教學中適時切入思政素材，將愛國主義、民族責任感和家國情懷融入到固體物理教學中，激發學習興趣，培養正確的世界觀、人生觀和價值觀，達到思政育人的目的。下面就課程思政視閾下民族院校固體物理教學模式改革談幾點看法。

一、制定科學的固體物理課程思政的教學大綱

根據課程思政育人目標、北方民族大學學情、課程特征和時代發展的要求，適當刪減和調整部分重點難點內容和講授次序，并在固體物理講授中融入思政素材，把社會主義核心價值觀和大國工匠精神等愛國主義教育融入到教學大綱，重新修訂教學大綱，依據教學大綱確定教學目標。彰顯教師要樹立“課程思政”育人的主體意識，從根本上保證思政元素進入課堂。

二、教學內容和教學模式改革

目前多數高校使用的固體物理教材，內容基本包括晶體的結構、晶體的結合、晶格振動與晶體的熱學性質、晶體中的衍射、金屬電子輪和周期場中的電子態等內容。作為一個學期的專業核心課程，大部分的高校計劃64學時，而北方民族大學材料類專業的學時數只有48學時，只能講授固體物理基礎的部分內容。加之缺少熱力學統計物理與量子力學方面的知識，全面講授固體物理有很大的困難。為了解決這個矛盾，將對授課內容做以下調整。（1）有選擇性地講授。對固體物理各章節講授要有主次之分，重點內容精講，在其他課程中涉及的內容可以略講或不講[5]。例如，固體物理中關于什么是晶體、晶體結構和晶體結合等內容學生已經在材料科學基礎里學過了，所以在講授這部分內容時只選擇性地講解重點和難點，對基本概念和術語一帶而過[5]。（2）重思想輕推導。對于有些章節的難點，不追求煩瑣的數學推導，更多地突出物理思想的表達[5]；比如應用量子力學的微擾理論求解準自由電子模型和緊束縛模型時，力求講清量子力學的處理思路，對于求解復雜的薛定諤方程的過程可以一帶而過，不要陷入復雜的公式推導和繁雜的方程求解過程中。對于某一個具體理論要重點講述其建立過程與物理模型。物理模型盡量簡單，深入淺出，讓學生學會用固體物理學的方法思考和處理問題。（3）適時增加固體物理學科前沿內容的講授，合理補充與固體物理學科聯系緊密的半導體物理學科最新的學術成果與進展[5]。引導學生積極參與老師的科研實驗，鼓勵學生多聽學校邀請的國內專家的學術報告，了解最新的學術動態，培養對科學研究的興趣，為學生繼續深造和從事科研工作奠定基礎。

摘要：大學物理課程是材料專業的基礎課，它的教學改革具有重要的意義。文章從改革課件、增加與材料專業相關內容、教學方法改革等方面做了初步的探討和嘗試，從而增強學生興趣，增大了課程的內容含量。

關鍵詞：大學物理；基礎課；教學改革

物理學是材料學發展的基礎，材料的發展離不開物理，材料科學中遇到的難題不斷吸引物理學家去解答，新材料、新工藝和各種微觀結構性能的研究又涉及到物理學的各個領域，材料學最新的研究方向更是從偏重化學實驗轉向偏重物理分析。大學物理是材料類學生的一門重要的基礎課程，也是大一新生走進大學校園最先接觸到的課程之一，這門課程旨在培養學生對物理原理的理解，為學生進一步學習材料專業的相關理論知識打下良好的基礎。與此同時，大學物理還能培養物理特色的思維方式，對學生處理其他問題也具有指導作用：即透過現象看本質、抓主要矛盾、做合理假設、建數學模型，從而真正做到舉重若輕、事半功倍。大學物理是世界范圍內理工科高等院校普遍開設的基礎課程。美國哈佛大學[1]的物理教學模式主要包括，第一，案例教學；第二，互動討論法教學；第三，教研結合教學；第四，教師獨立教學。麻省理工學院提出了以研究為主的大學物理教學模式[2]，在教學過程中，教師只是起到指導作用，學生是教學活動的主體，從而更好的培養和造就科技人才。北卡羅來納州立大學采用以學生為中心的教學法[3]，學生們在小組里互相合作，進行活動，而教師負責通過討論，對學生進行指導。伊利諾伊大學香檳分校的大學物理教學中，整個教學過程都是以學生為主體[4]，強調學生的參與，教師在授課過程中，大量提問，學生積極踴躍參與討論。德國克勞斯塔爾工業大學也注重教學和科研的統一[5]。這種教學與科研密切結合的體制，對提高大學物理教學質量大有裨益。這些世界一流名校的經驗對于國內的普通高校未必適用，我們只需加以借鑒，并不一定要完全照搬。目前國內尤其是地方院校，大學物理的教學情況是：學時少，現代化教育手段運用不足。更嚴峻的是，擴招給地方院校帶來巨大的壓力，師資力量無法滿足需要，而生源質量又大幅下降，因此對大學物理教學的影響壓力很大。我們在聊城大學材料科學與工程學院多年的大學物理的教學過程中發現，很多學生認為大學物理內容過于深奧抽象，難以學以致用。還有一部分學生覺得大學物理的內容與自己的專業課程聯系不大，沒有多少實際用途，以致于學學物理的興趣不佳，主動性差，甚至有厭學情緒。上課不認真，玩手機，學習其他課程甚至逃課，課后抄襲作業甚至不寫作業，考試時作弊等現象比比皆是。很多學生不為學會知識，只為應付考試及格。目前材料專業的大學物理教學基本上是沿襲物理專業的教學模式進行的，這樣的模式不適用于材料專業建設和學生主動性培養的要求，主要表現在：1.材料學的發展日新月異，然而我們所用的大學物理教材內容依然是沿用多年前的教材體系，教材里只有極少的現代科技發展的簡介，對學生缺乏足夠的吸引力。2.大學物理教學內容對學生的專業、學科沒有區分，與專業結合不夠緊密，教師只注重物理知識的講授，忽視物理學與材料專業之間的緊密聯系及物理知識在實際中的應用，因此無法激發學生的學習熱誠。3.大學物理課堂內容多以教師講述為主，課堂上演示性、設計性實驗較少，以致于很多抽象的原理學生理解不了，同時，課堂和課后師生間互動較少，教學質量大大降低。當前，各學校各專業都在積極的探索適合本專業學生的大學物理教學模式，以解決當前阻礙大學物理教學改革的瓶頸。本文根據聊城大學材料學院的實際情況，以提高材料專業大學物理課程教學質量、培養學生科研精神、增強學生分析問題解決問題的能力為出發點，依據大學物理教學的目標與要求，結合材料專業特色，注重物理知識與材料知識的聯系，體現物理知識是材料專業研究工具的特點，開展對材料專業大學物理教學模式改革的探討，最終調動學生的學習熱誠，使學生懂得學習物理的重要性并能用物理知識解決專業問題，使物理知識與材料專業知識相輔相成、互相促進。本文的改革方案如圖1所示：

一、積極探索，改革教學軟件

利用專業軟件工具包制作一套適合材料專業學生的大學物理電子教程。大學物理課堂上，加入材料、物理、生物、計算機、天文學的前沿科技，彌補傳統教材體系落后于時代、應用性不強的缺點。讓學生能夠了解到社會的發展和科技前沿的最新動態，將學生代入一個生動、形象、具體的環境，活躍課堂氣氛，開闊學生視野，增加學生的求知欲望。

二、將物理學史貫穿融入到物理課的教學中去

講課過程中，融入與課本相關的物理方面的名人軼事和物理學史。通過講述科學家的趣事和成長成才經歷，讓學生體會到大學物理的方法論是如何演繹的，讓學生感悟物理學家是如何考慮科學問題，如何解決問題的，了解物理學大師科學創造的思路，使學生從中獲得啟發、感悟和熏陶。讓學生自己體會做學問的三個境界：昨夜西風凋碧樹，獨上高樓，望斷天涯路；衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴；眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處。掌握了這三個境界，學生便很自然的掌握了科學的邏輯思維方法。

[摘要]有機化學是化學專業以及應用化學專業的一門必修專業基礎課。有機化學課程內容較繁雜，理論性較強，抽象的知識點也多，是學生學習起來比較吃力的課程之一。根據有機化學理論課程的特點，結合教學實際情況，本文探討了計算機多媒體技術在有機化學各模塊教學中的應用及優點。通過在教學過程結合多媒體技術的使用，有效提高了學生的學習興趣以及積極性，產生了較好的教學效果。

[關鍵詞]有機化學；多媒體；教學；高等教育；化學專業

有機化學是高等學校化學專業以及應用化學專業的必修專業基礎課程，是研究有機化合物的一門基礎學科[1]。有機化學理論課程包含的內容較廣，涵蓋有機化合物的微觀分子結構、反應機理、宏觀物理化學性質以及有機合成等方面。有機化學既包含一些傳統的化學鍵以及化學反應概念，也有來自量子力學的電子云、原子及分子軌道等概念。有機分子的結構復雜，涉及碳鏈異構、位置異構、官能團異構、對映異構和非對映異構等同分異構概念，學習這些概念對學生的空間想象力以及邏輯思維能力等都有一定的要求。此外，有機化學中的反應歷程和立體化學選擇性依賴于有機分子的三維空間結構。一方面，對于老師而言，在有限時間內畫出復雜有機分子的空間結構或是將一個復雜的反應機理用精煉的語言講清楚都是較有挑戰的問題。另一方面，對學生來說，有機化學按照官能團分類導致知識點相對零散，涉及空間結構的理論知識學習難度較大，自學容易受到挫折，導致自主學習的動力不足，效果也不佳。在壓縮課時成為高等教育教學改革的大趨勢之后，眾多高校減少了包括有機化學在內的各種課程的理論教學課時，但是教學內容并沒有顯著的變化[2]。這就對于有機化學的理論講授提出了更高的要求，亦即教師如何在更少的時間內完成相關知識的傳授并達到較好的效果。為了增強學生的學習積極性以及學習成效，國內眾多高校教師對于有機化學的理論教學改革開展了探討，認為多媒體對于壓縮課時背景下的理論教學可以起到很好的輔助作用[3-7]。多媒體技術在高等教育中已經得到了廣泛的應用，通過計算機和投影儀將事先做準備好的課件(可以包含圖像、動畫、音頻和視頻等內容)投影到大屏幕上，可減少老師的簡單重復勞動而節約大量時間。以有機物為例，常見分子結構可以制造成三維球棍模型。在ChemDraw、Gaussview以及Chemoffice等專業化學作圖軟件的支持下，這些結構模型可以很容易實現旋轉、平移以及縮放等效果[8-9]，增加了知識點的可讀性與趣味性從而提高學生的學習興趣及效果。

1多媒體技術在近代價鍵理論中的應用

緒論是有機化學的第一章，也是打下學習基調的重要章節。為了讓學生保持較高的學習興趣，一種方案是讓學生了解有機化學的發展歷史以及在國民經濟以及社會生活中的重要作用，并讓他們意識到有機化學的學習有規律可循，無需焦慮。對于原子與分子軌道的理解需要引入近代價鍵理論，涉及量子化學波函數以及原子、分子軌道等抽象概念。為吸引學生興趣，我們在課上介紹了量子力學的發展歷史、在量子力學發展中起到重大作用的德布羅意、薛定諤、波爾、愛因斯坦、海森堡、狄拉克等著名科學家。我們也給學生講解了吳有訓、葉企孫和王守竟等我國的老一輩學者在國外求學時也在量子力學領域做出了一些比較重要的貢獻，從而增強學生的民族自豪感和民族自信心。這些歷史人物的照片以及參考資料以幻燈片的方式展示給學生，讓學生在瞻仰前輩學者形象的同時也能汲取他們銳意創新進取的精神。在介紹電子波函數的時候，我們將幾種典型的波函數通過三維彩圖的方式投影在屏幕上，在不同相位標注上不同的顏色，這樣分子的化學鍵或者是反鍵對應的電子云分布就能看得很清楚。我們也針對碳原子的不同雜化情況，用三維作圖軟件畫出了相應的雜化軌道以及電子云分布彩圖。和教科書上的二維黑白圖片相比，ChemDraw、Gaussview以及Chemoffice等專業化學作圖軟件提供的三維空間彩圖能揭示更多細節。通過這些信息的綜合展示，學生在有限的時間里對于分子的微觀結構有了更加感性的認識，提高了學習的信心。

2多媒體技術在烷烴以及環烷烴結構與性質中的應用

在烷烴與環烷烴的章節內容中涉及到碳原子的sp3雜化。傳統的結構式寫法是將分子用平面結構的方式畫出來，但是實際即使是直鏈烷烴分子的碳鏈也是以鋸齒狀彎曲的方式，而環烷烴的結構也并非是平面結構。我們用多媒體技術展示這些分子結構的球棍模型，其中不同大小和不同顏色的球來表示不同的原子，細棍則表示兩個原子之間的化學鍵。根據這些三維模型，學生可以清楚地看出直鏈烷烴分子的碳骨架呈鋸齒形狀，環烷烴的碳原子則以船型或椅型構象作為其穩定結構，而較小的環烷烴的碳原子也并不處在同一個平面上，這樣也能容易理解小環的張力問題。為了讓學生更好地理解構象的概念，我們在軟件中操作乙烷分子模型中的一個CH3基團發生轉動，通過透視角度來看兩個基團的相對位置，讓學生直觀理解分子構象的概念。在教材中只將烷烴的一部分熱力學參數做成了圖，我們則進一步將表格中給出的燃燒熱、生成熱等信息也做成圖，這樣學生能更方便地看到烷烴的性質隨著烷烴碳鏈長度的變化趨勢。而在涉及烷烴的氯化反應時，我們用卡通動畫來形象地顯示一個氯分子在吸收光子之后變成兩個氯原子，之后氯原子又和甲烷分子碰撞產生甲基自由基以及氯化氫分子，甲基自由基又進一步和氯分子產生氯甲烷以及氯原子的一系列自由基鏈反應過程。這些都切實提高了學生的注意力，提高了他們參與課堂的積極性。

摘要：通過具體的實例探究在大學物理教學過程中把思想政治教育和文化素質教育恰當融合，實現既教書又育人，充分落實高校的立身之本在于立德樹人的精神。

關鍵詞：大學物理;教學理念;教學內容;課程思政

在高校政治思想會議上指出高校的立身之本在于立德樹人，要充分利用好高校的各個渠道特別是課堂教學這個主渠道，把思想教育和文化素質教育融合，實現各門課程的教育教學的全過程育人、全方位育人。要將高校思想政治教育融入到其它課程教學和改革的各環節、各方面，形成一個協同效應[1]。怎樣把大學物理課程與思政教育結合起來是我們每位大學物理教師要探究的課題。本文從以下幾個方面對大學物理教學過程融入思政進行了探索。

1教師要樹立新的教育教學理念

無論是進行基礎課程教學還是專業課程教學，教師時刻都應該記住我們的使命是教書育人，既要對學生進行文化知識的傳授和能力的培養，又要結合課程內容對學生進行思想政治教育[2]，引導他們樹立正確的人生觀和價值觀，先天下之憂而憂,后天下之樂而樂，為建設繁榮昌盛的社會主義祖國而勤奮學習。

2思想政治教育融入大學物理課堂教學過程

2.1大學物理課程教學大綱要體現課程思政

摘要:大學物理在理工科高校扮演重要角色，是眾多理工科基礎。本文針對新時期理工科專業大學物理教學中的現狀，從教學內容、教學手段、教學形式等方面淺析教學改革舉措，促進大學物理學科發展，同時培養本科生邏輯思維、科學思維能力，更好的促進大學生全面發展。

關鍵詞:大學物理；教學改革；教學手段

0引言

《大學物理》是高等院校、理工科專業學生所必修的一門公共基礎課。主要內容包括力學、熱學、光學、電磁學及量子物理部分[1]。涉及內容較多，覆蓋面較廣，同時要求嚴密的邏輯推導能力與數學運算能力。因此理工科專業學生在學習過程中面臨較大困難。同時，很多理工學科的學生往往對大學物理重視程度不夠，視其為一般大學公共課程。此外，隨著互聯網技術發展，大學生往往被形形色色的網絡所吸引，相對枯燥的大學物理往往缺少足夠的趣味性以致不能激發大學生學習物理的興趣。以上種種因素造成大學物理學科發展緩慢。而事實上，大學物理不單單是理工專業公共基礎課，同時是其他學科如材料科學與工程、機械工程、通信工程、熱能與動力工程、土木工程等學科的基礎。此外，面對日益發展的科學技術，物理學科往往承載著重要作用。環顧三次工業革命，無一不一隨著物理學科發展而發生[2]。第四次工業革命也可能隨著量子通信、量子計算機、可控核聚變等物理技術的發展而發生。因此，新時期下《大學物理》教學改革非常必要，不但有利于促進物理學科的發展，同時有利于為社會培養高技能理工科專業人才。本文將從教學內容、教學手段、教學形式等方面淺析教學改革舉措，以此提高大學物理教學水平。

1教學內容改革

新時期下，理工專業對物理學科重視程度越來越低。由于課程較難、不及格學生較多，一些院校將大學物理的課程由通常的140學時，逐步減少至120學時、96學時甚至80學時[3]。因此，在有限授課時間內，對教學內容及時調整尤為重要。（1）因材施教、依據專業性質調整教學內容：由于大學物理涉及內容廣泛，而理工專業學科眾多。在有限的教學課時內，如若兼顧所有物理學研究內容，一是學而不精，二是容易造成顧此失彼。因此，按照專業相近程度，劃分不同大學物理教學內容，做到合理的取舍。如對材料科學與工程、化學與工程、環境與工程等學科，加重熱學、量子物理部分教學講解；對機械工程、土木工程、建筑環境與設備工程等學科，適當增加牛頓力學部分教學；對通信工程、電子信息與工程等學科，增加電磁學比重。這樣，即使在有限的教學課時內，突出重點，仍然能夠使學生掌握本科學所需的物理專業知識。（2）增加物理學史與物理趣味性，吸引學生學習興趣：物理課程不同于其他課程。物理課程需要嚴謹的邏輯推導與數學運算。物理往往比較枯燥，難于吸引學生興趣。因此，適當增加教學內容的趣味性，可以大大激發學生學習興趣，提高學生學習物理的動力。回顧物理學史，包含著無數趣味物理實驗，以及物理謬論引發的趣味討論，同時很多物理大家本身就幽默風趣。將這些有趣的故事，適當引入課堂，有助于緩解枯燥的物理教學，激發學生學習物理興趣，更好地掌握物理概念、物理原理及物理定律的推導方法。

2教學手段改革

【摘要】在高中物理教學過程中，再現科學家的研究過程，引導學生總結得出結論，顯示出研究方法在科學研究中的重要地位；通過引導學生推導規律，讓學生經歷規律的推導過程，培養學生的科學思維、科學探究精神；在原子物理知識的教學中，通過梳理原子物理的發展史，讓學生沿著科學家的研究足跡，認識原子的結構，讓學生感受到科學家鍥而不舍的研究究精神和科學的研究方法，培養學生的學科素養。

【關鍵詞】物理學史；物理教學；教育作用

物理學史的學習是物理學習的重要組成部分，在高中物理教學中，引導學生通過物理學史的學習，讓學生體會知識形成過程中的科學探究過程，科學家研究所用的科學方法、堅韌不拔的科學探索精神，概念與概念、概念和規律間的關系等。讓學生以物理學史為線索，梳理知識體系，學習科學方法，體會探究過程，培養學生的思維能力。以下是筆者利用物理學史進行教學的一點體會與做法。

一、再現科學家的研究過程，體現科學思維方法

科學家探索物理規律經歷了漫長的過程，科學思維方法也是在探究規律的過程中總結和歸納出來的。在教學中再現科學家的研究過程，對學生科學思維方法的形成有積極的促進作用。例如，在自由落體運動的教學中，介紹伽利略對落體運動的研究過程：伽利略通過邏輯推理，指出了亞里士多德“重的物體下落得快”論斷的問題，得出重物與輕物應該下落同樣快慢的結論。為了進一步研究落體運動規律，伽利略首先建立了描述運動的物理量，如平均速度、瞬時速度、加速度等概念，接著猜想落體運動的速度可能隨時間均勻變化，為了檢驗猜想是否正確，伽利略想辦法用實驗來檢驗v與t成正比是否正確。伽利略通過理論推導，得出如果速度隨時間的變化是均勻的，位移就與時間的二次方成正比，只要測出位移和時間，就可以檢驗物體的速度與時間的關系。為了便于測量，克服落體時間短，時間不能測量的困難，伽利略設計了斜面實驗，讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，加速度小，時間長，就容易測量了。伽利略通過大量實驗，證明小球沿斜面下滑的運動是勻加速直線運動。換用不同質量的小球，從不同高度開始釋放，只要斜面傾角相同，小球的加速度就相同。伽利略將上述實驗進行了合理外推，當斜面傾角很大時，小球的運動跟落體運動差不多。當傾角增大到90°時，小球的運動就是自由落體運動。伽利略在研究運動的過程中，不僅建立了描述運動的基本概念，而且創造了把實驗和邏輯推理相結合，將實驗結果合理外推的科學研究方法，為近代科學研究提供了科學思維方式和科學研究方法。

二、讓學生經歷規律的形成過程，培養學生的科學思維和科學探究素養

在物理規律的教學中，引導學生推導規律，經歷規律的形成過程，使讓學生對規律的理解更深刻，也提升了學生的邏輯推理能力。例如，在萬有引力定律的教學中，先介紹伽利略、開普勒、笛卡兒、胡克、哈雷等科學家對引力研究的重要貢獻，牛頓在總結前人研究成果的基礎上，用數學知識推導出了太陽和行星之間引力與距離的關系及行星的軌跡，提出了萬有引力定律。在教學過程中，引導學生沿著科學家的研究足跡，體會萬有引力定律的推導過程，運用牛頓運動定律和開普勒行星運動定律，結合圓周運動知識，引導學生把行星的運動看作勻速圓周運動，讓學生分析向心力的來源及方向，通過分析，得出太陽為行星的引力提供向心力，引力方向沿著二者連線指向太陽，向心力大小為F=mv2r，行星公轉周期為T，則有v=2πrT，聯立得F=4π2mrT2，根據開普勒第三律r3T2=k，變形為T2=r3k，代入上式得F=4π2kmr2，可知F與mr2成正比，又根據牛頓第三定律，行星與太陽的引力F與m太mr2成正比。接著介紹了牛頓的研究過程：在推導出太陽與行星的引力之后，為了驗證地球與月球之間的作用力、地球對蘋果的吸引力和太陽與行星間的作用力是同一種力，牛頓推出導月球的向心加速度與蘋果的自由落體加速度之比為a月a蘋=1602用數據證明了上述設想的正確性，從而得出萬引力定律具有普適性的結論。在課堂教學中，通過創設情境，設置問題讓學生思考，參與教學過程，應用所學知識推導萬有引力定律，理解萬有引力定律中各物理量的意義和適用條件以及在日常生活應用等。通過教學過程，學生不但學習了物理知識，也體會了科學家的研究過程和研究方法，嚴謹的科學態度，同時培養了學生的科學精神、科學探究素養和科學思維。

一、多媒體與三維模型的應用

隨著計算機的普及和利用，多媒體教室普遍存在，并被廣泛使用。多媒體教學手段的利用，有助于學生對固體微觀結構的理解。例如，可以通過視頻或PowerPoint文件，可以直觀地展示晶體的微觀結構、原胞的選取、原胞的形狀等。與傳統板書相比，利用多媒體呈現并分析固體的微觀結構以及晶體的結構特征，對教師而言，更加省時、省力；幾何關系的表達也更為準確，便于學生的理解。此外，若能結合三維的原子實物模型，那么，固體的微觀結構將能更為直觀地展現在學生眼前。多媒體與三維模型的應用對于學生理解固體的微觀結構、晶格的周期性、原胞、晶體的對稱性等基礎概念很有好處。當然，多媒體教學也存在著一定的局限性。例如，在公式的推導、基礎概念的講解等方面，板書其實更受學生的歡迎。與多媒體教學相比，板書的節奏慢，師生間可以有較多的互動；學生相對容易跟上教師思考問題、解決問題的步伐，學生也能有較充分的時間來理解各個知識點、梳理要點以及做筆記等。因此，多媒體教學還需適當地與傳統板書相結合才能達到較好的教學效果。

二、教學內容的取舍

由于固體物理學融合了普通物理、熱力學與統計物理、量子力學、晶體學等多學科的知識，其知識面廣、量大，在有限的學時里，不可能面面俱到地討論固體物理學所涉及的所有知識點。因此，實際教學中可以結合本專業的特色，有選擇地取舍部分教學內容。例如，側重固體熱學性質的專業可以考慮以晶格振動等內容為主；而側重微電子的專業則可以考慮以能帶理論、半導體中的電子等內容為主。當然，一些多個領域都涉及到的基礎知識也應是這門課程不可缺少的一部分內容。固體的微觀結構和結合方式是固體物理學的基礎，因此，晶體的結構和晶體的結合等知識點應是這門課程的基礎知識之一。考慮到理想晶格由原子實和電子組成，晶格的運動主要在晶格振動等部分討論；而電子的運動主要在能帶理論等部分討論，具體還可以分為金屬中電子的運動和半導體中電子的運動等部分。盡管這原子實和電子的運動實際上相互聯系，但很多時候，可以分別側重討論。此外，實際晶體也并非理想晶體；實際晶體除了有邊界之外，也常含有缺陷。但在許多情況下，晶格的振動、電子的運動和缺陷的影響依然可以依據實際情況分別討論，并得到與實際較為符合的理論結果。因此，晶格振動、能帶理論和缺陷等知識點之間相對獨立，或可根據各專業的實際情況取舍部分教學內容。在許多固體物理學的教材中，例如黃昆等的《固體物理學》教材和閻守勝的《固體物理基礎》教材，密度泛函理論并沒有被提到。事實上，密度泛函理論是一個被廣泛使用的基礎理論，它是凝聚態物理前言研究的有效手段之一，也是材料設計的一種有效方法。教學過程中，教師可以結合各專業的實際情況介紹一些密度泛函理論的基礎知識。同時，還可以介紹一些最新的相關研究進展，以拓展學生的知識面、提高學生的學習興趣。

三、模塊化的教學形式

如前所述，固體物理學中的許多知識點間相對獨立；基于這門課程的特征，教師在教學過程中可以考慮模塊化的教學形式，以子課題的形式將相應內容呈現給學生。可能的模塊如：討論晶體的結構和晶體的結合方式的基礎模塊———晶體的結構與結合；討論晶體中原子實運動的模塊———晶格振動；討論晶體中電子運動的模塊———能帶理論；討論實際晶體中可能存在的缺陷的模塊———晶體的缺陷等；其中，能帶理論部分還可分為：近自由電子模型、緊束縛模型、贗勢方法等數個部分。這樣做首先有利于教學內容的取舍；其次，有利于學生對各知識點的理解、有利于學生梳理清楚各個知識點之間的關系。此外，固體物理學是凝聚態物理前沿研究的基礎之一；其基礎知識、理論推導、實驗背景以及處理問題的方式方法等，都是開展凝聚態物理研究的基礎。而模塊化教學，以課題研究的形式提出問題、解決問題，將教學內容以問題為導向呈現給學生，這有助于培養學生的學習能力和解決實際問題的能力。而且，課題研究的教學模式，既是在教授學生知識，也是在開展科研，有助于提高學生對科研的認識、有助于培養學生的科研能力。這種課題研究的模塊化教學形式還可以結合基于原始問題的教學來開展。

四、基于原始問題的教學