一、以育人为本，注重学生思想道德素质的培养
要培养出新型高素质的技术人才，首先必须提高学生的思想道德素质。否则，将难以胜任各种工作岗位的需求。因此，要求教师遵循中等职业学校学生身心发展的规律，增强新形势下德育教育的主动性、针对性和实效性，在整个教育教学过程中都要渗透德育教育。如引导学生认清职业教育的特点是要求他们具备熟练的专业技能，树立健康的学习观和择业观，正确评价自己，增强爱岗敬业意识等等。
二、刻意强调安全生产，文明生产
出于学科的特点，本学科的大部分时间都是和电打交道。这就涉及到一个很严峻的问题，那就是安全问题。退一步讲，不论技术学得怎样，都要确保安全万无一失。要做到这一点，就是要严格要求。如不准学生在实训室内嬉闹，电源总开关不能忘记关闭，电源线漏电要及时维护，不要违章操作等。消除人为的安全隐患。师生齐抓共管，按章法办事，一丝不苟，不可粗心大意。除此之外，还要做到文明生产。不论课程的那一个环节，只要走进了实训室，就要在安全的前提下，做一个文明的学生。工具用完了，不要随意乱扔乱放；焊锡丝要节约使用；电烙铁要适时保养；万用表使用要规范，不能故意拉断表笔线，断了要及时焊上，使用完毕要关表；实训台要保持整洁，不经老师允许不得乱动实验装置，用完后单台关闭等。这些看起来都是容易做到的事，但也是容易忽视的小事，只要大家共同努力，形成习惯，就一定能够构建一个安全文明的学习环境，使学生学习专业技术的大道一路畅通。
三、夯实专业基础，激发学习兴趣
我们的学生入学程度绝大部分低于初中二年级水平，对本学科内容一无所知或知之甚少，近乎于启蒙教学。基于这一点，必须从头开始，进行点滴积累。在实际教学中根据学生的实际情况，根据自己对教材的理解和整体把握，依照“以就业为导向”的方针。力争做到以基本技能为主，以基础理论为辅，重在培养学生的动手能力。启发引导学生的专业思维，从日常生活出发，留心观察，寻找本学科与生活的关系，要求学生从认知常用电子元器件入手，从符号到实物，如电阻器、电容器、半导体二极管、三极管。通晓他们的功能及特性，同时，引导学生认识一些相对较生疏的元器件。如光敏电阻器、热敏电阻器、陶瓷滤波器、晶振，可控硅、驻极体、电子音乐芯片、电源变压器等，为下学期实践整机联装做好感性储备。
要想使学生真正打好基础，首要问题是要引发他们学习本学科的兴趣，激起他们的好奇心和学习欲望。具体的做法是：（1）列举自己最熟悉或喜欢的电子产品，如手机、mp3等；（2）学会操作先进的实训设备；（3）教学中引进竞赛机制，如用色标法判读电阻器的标称阻值及实际阻值的测量；用数码表示法判读电容器的标称容量及容量大小比较。看谁做得又快又准。（4）参观历届毕业生的优秀作品，感悟电子产品的无限魅力。
兴趣调动起来了，就要进一步着手对学生进行识图能力的培养。目的是让学生能读懂电子整机的原理图和印制电路板图，提高整机连装的速度和质量。从绘制一些简单的串并联电路开始，一步步由浅入深，以至于能够自行设计稍微复杂一点的电路。
四、指导学生认知并准确检测电子元器件
要做到准确检测电子元器件，首先必须学会检测工具的使用。常用的也是最基本的检测工具就是万用表。每位同学都必须掌握测量技术，否则，后面的学习将无法继续进行。
在实际教学中，要求学生能够使用万用表测量电阻器的实际阻值，判别晶体二极管的引脚极性，识别晶体三极管各极的位置及相关参数，判识电解电容器的引脚极性，元器件的质量判别等等，掌握了测量技术，是在前面基础上的一个飞跃。
五、教会学生掌握熟练的手工焊接技术
要组装出一部性能良好的整机，除具备上述能力之外，还要具有高超的手工焊接能力。首先要学会焊接工具及材料的使用。即电烙铁的握法、焊接的五步法、三步法；焊料供给要适量有度，焊剂不宜过多，做出圆润、光亮、美观的焊点，杜绝虚假焊、拉尖及桥连现象。所以我们也称手工焊接技术为手工焊接工艺。还要掌握拆焊技术，力争做到电路板和元器件两不损，这是技术全面的重要表现。只有熟练掌握手工焊接技术，才能进入下一环节的技能训练。
六、充分发挥电子实训设备的作用
关键词：地方应用型高校；种子科学与工程专业；实践教学；质量保障与监控；教学效果
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）22-0117-03
应用型本科教育作为一种新的教育现象和教育类型在我国是20世纪90年代末随着科技进步、经济的快速发展和产业不断升级对知识与技能兼备的高层次应用型人才需求背景下产生的[1]。在我国，应用型大学是相对于研究型大学和教学研究大学而言的，它是按照我国目前大学培养的特点，在我国经济建设现代化和高等教育大众化推动下产生的一种新型的本科教育[2]。目前，我国本科高校总数的1/3定位为应用型大学，由于这类高校大多设在地级市，所以又称为地方应用型本科高校[1]。安徽科技学院于2009年获批安徽省示范应用型本科高校建设单位，2014年获批安徽省地方应用型高水平大学建设单位，确定了“地方性、应用型、高水平”的办学定位。
1 地方应用型本科高实践教学存在问题
实践教学是高等教育教学体系的重要组成部分，是培养学生基本技能、实践能力、创新精神的有效途径[3]。服务地方经济社会发展、面向行业内部的实际需要是地方应用型本科高校的立足之本；培养学生的知识应用和实际操作能力是地方应用型本科高校人才培养的根本出发点；培养基础知识比高职高专生深厚、实践能力比传统本科生强的应用型人才是地方应用型本科高校人才培养的优势[3-4]。因此，实践教学在地方应用型本科高校人才培养过程中具有举足轻重的作用。目前许多地方应用型本科高校在实践教学方面仍存在诸多问题，如师资制度不健全、队伍力量不够、基地建设不完善、评价体系不科学、监控不到位等等[5]。具体表现为：多数教师缺乏实践经验，新教师多数是从高校到高校，缺乏实践经验，老教师不能及时掌握现代实用技术，因此学生的实践应用能力不能得到很好的提高；资金和场所不能保障实践教学的正常运行，学生不能及时对课堂理论知识进行实际操作和现场实践；实践教学体系的构建合理、教学计划的制定与执行、教学质量的评价执行不到位，实践教学教师也各自为战，无统一的标准，监控与管理较为混乱；实践教学环节的评价不科学，多数仍采用传统的“笔试”形式，不能真正放映学生的实践教学水平，极大地挫伤了学生进行实践学习的主动性。
2 种子专业实践教学体系的构建与优化
为适应地方应用型本科高校建设的需要，我校种子专业主动出击、全面调研、统筹规划，紧紧围绕地方应用型高水平种业人才的培养目标，科学构建了与理论教学体系相对独立又相互呼应、课内外相结合、校内外相结合、集中与分散相结合、实习与实训相结合的“三能合一、十六个环节”的实践教学体系。在学科基本素质的基础上突出了专业知识应用能力、创新创业能力和社会活动能力的培养，“三能合一、十六个环节”即专业课程实习、专业生产实践、专业综合技能训练、专业技能大赛、职业技能鉴定、企业实训、毕业实习，创新创业培训、创新创业论坛、大学生创新课题、创新创业大赛、校企合作创业课题，个性化拓展实习、暑期社会实践、大学生村官、暑期企业营销实战。构建的实践教学体系中规定课内实践教学不少于26周、课外不少于17周，在166个总学分的人才培养方案中，实践教学环节占3分，加上课内实验折合的学分，实践学分占总学分的39.6%。此外，根据种子专业特点，实行农忙学期制（6月下旬至9月底），安排学生进入企业进行岗位实战训练，在培养学生专业知识应用能力的同时，更突出学生社会活动综合能力的培养。
3 种子专业实践教学质量保障与监控体系的构建与实践
为确保实践教学体系的顺利执行，并取得实效，我校从实践教学规章制度、实践师资队伍、实践基地、实践教材、实践经费、实践教学质量评价及监控等方面构建了以系统论为支撑，办学理念先进、培养方案科学、组织机构健全、管理制度完善、条件保障得力、运行机制规范、效果评价科学合理的地方用型本科高校种子专业实践教学质量保障和监控体系。
3.1 制定规章制度，确保实践教学有章可循 要确保实践教学各环节按计划有条不紊地进行，制定相关的规章制度是非常有必要的，因为只有制度健全了，才能保证实践教学活动有章可循、监控有制度可依。为此，我校在学校层面制定了实验教学管理办法、实验教学与成绩考核评定、课程实习管理规定、实践教学工作的若干意见、毕业论文（设计）管理工作细则等实践教学相关制度。学院结合种子专业特点，对相关制度进行了补充和细化，从实践课程、实践师资、实践教材、实践基地、实践教学考核办法及质量评价与监控等方面对实践教学相关环节进行了细化和完善。
3.2 强化队伍建设，确保实践教学师资力量 地方应用型本科高校要求教师不仅要有扎实理论知识，更要有丰富的行业企业专业实践经验和应用能力，但目前许多应用型高校教师主要来自刚毕业的（硕士、博士）研究生，这些青年教师大部分是从学生直接过渡到老师，缺乏实践教学的能力和经验，从而导师应用型本科高校所要求的“双能型”教师缺乏。针对这种情况，我校主要通过“内培”与“外引”相结合的方式来提升实践教师的专业实践技能。“内培”主要有以下几种形式：一是对新进青年教师实行导师制，由实践经验丰富的老教师担任其导师，制定指导计划，通过指导，2a内获得“双能型”教师资格。二是选派中青年教师到专业对口的企业挂职锻炼或利用课余和假期担任大学生假期社会实践的专业指导老师，以提高专业实践能力。三是鼓励和引导中青年教师参加行业、职业培训和相关资格考试，获取职业资格证书。四是鼓励教师积极参与产学研合作、项目申报、技术服务等，通过项目和实战提高教师专业实践能力。“外引”主要是通过弹性引进或聘请行业企业专家承担相关实践环节的指导教师，如种子生产、种子加工、种子营销等实践环节邀请种子企业技术人员或种子管理部门相关专家指导学生，以弥补校内实践教师的不足或实践经验的不足，从而提高实践教学效果。
3.3 加强基地建设，确保实践教学场所需求 实践教学场所一般包括专业实验室、校内实践基地（训练中心）和校外实习基地等。许多应用型本科高校的实践场所存在实验室利用效率不高、校内实践基地管理混乱、校外实习基地流于形式等问题。我校种子专业实践教学基地建设的具体做法是：一是加强实验室建设。通过国家综合改革试点专业、省级特色专业和省级卓越农艺师支撑计划等项目的建设改善实验室软硬设施，在原有遗传育种实验室和种子学实验室的基础上，筹建了分子育种室、种苗培育室（组织室）、创新实验室，并根据种业岗位群建立了种子检验室、种子加工室、种子发芽室等功能室，实验室面积超600m2以上，仪器设备价值1 000余万元，完全能满足种子专业实践和种子科技创新的室内要求。二是加强校内实践基地的建设和管理。利用省振兴计划和高水平大学创建专项资金加强校内实践基地的建设、规范管理，新建种质资源圃、种子生产试验田、微型种子仓库等，并推行校院二级管理，确保校内课程实习有保障。三是校企合作共建校外实习基地。与皖垦集团、安徽隆平等种业企业共同建立校外实习基地，选派专业教师到企业挂职，负责实习基地的建设与管理，聘请企业专家在种子生产、加工及销售等关键环节全程指导，从而确保校外实习见成效。
3.4 完善教材建设，确保实践教学地方特色 质量高、操作性强的实践教材是开展实践教学的有力保障。为了充分体现地方性、应用型和高水平的特点，学院组织种子专业课教师根据人才培养目标，深入行业、企业及生产一线进行专业调查，了解社会对现代种业人才的真正需求，结合专业人才培养目标，编写能体现地方特色、实用性强、系统规范的种子专业系列实践教材，如根据学校具体情况和安徽沿淮淮北种植业特点，编制地方性、操作性强的《种子生物学实验指导》《种子生产技术实验指导》《种子加工贮藏实验指导》《种子实践》和《种子实训》等实践教材。
3.5 多渠道筹集资金，确保实践教学经费 目前许多地方应用型本科高校由于实践经费得不到保障，使得实践教学停留于纸上，得不到很好的实施。我校主要采取以下措施保障充足的实践教学经费：一是学校每学期划拨实验室易耗品维持费，确保实验教学的正常开展。二是利用省级振兴计划、高水平大学创建等专项经费，确保实验室、校内实践基地硬件设施建设。三是利用国家综合改革试点专业、省级特色专业和省级卓越农艺师支撑计划等，通过项目驱动，确保专业综合技能训练、创新训练等正常运转。四是通过种业企业的横向合作经费，确保校外实习基地的建设。通过以上几种渠道，种子专业的实践教学经费充足，确保了实践教学扎实有效开展。
3.6 科学评价，确保实践教学质量 目前许多学校实践教学环节的评价仍采用传统的“笔试”形式或根据实践报告或实物进行评价，缺乏对过程的考核评，导致考核评价结果不能真正反映出实践过程，很难对教师的实践教学水平和学生的实践操作进行准确判断，不仅挫伤了学生实践学习的积极性、主动性，而且严重影响了实践教学的有效开展。我们根据学校和学院实际，构建了学生评价体系、教师评价体系以及企业、行业、学生家长、研究机构等利益相关方共同参与的第三方实践教学质量评价体系，通过以上3个层面的评价体系来衡量实践教学质量的好坏。学生评价体系主要以过程操作考核为主、结果（目标）考核为辅，旨在培养学生的实践技能，结果只作为评价的参考。教师评价体系主要依据实践教学计划的制定与执行、过程考核标准的制定及执行、专业技能大赛指导成绩等方面对实践课教师进行考核。利益相关方共同参与的第三方实践教学质量评价体系主要根据学生实习企业的评价、行业对实践内容及成效的评价、学生家长对学生掌握实践技能满意度以及被研究机构采用的评价指标等情况对实践教学进行评价。
3.7 全程监控，确保实践教W落到实处 一是实践教学计划的制定不能由任课教师说了算，要通过课程组、教研室和学院讨论后制定执行，避免了实践内容的重复性，保证实践内容的连贯性；二是学院督导组对实践教学过程的全程监督和指导，及时协调解决实践过程中出现的问题，保证实践教学顺利进行；三是学校督导组加强对实践教学的督导，杜绝师生散漫实践教学思想的产生。
4 种子专业实践教学成效显著
通过构建科学的实践教学体系及质量保障和监控体系，我校种子专业实践教学取得了明显成效。一是学生的实践技能显著提高。毕业生获得部级“作物种子繁育员”和“农业技术指导员”的比率达100%，部分学生获得了省级种子检验员资格证书。二是学生创新创业意识明显增强。通过构建“三个环节、三项课题、三大训练、多种大赛的专业实践创新体系”（即“学科带动―项目驱动―教师指导三个环节，大学生创新课题、企业创新课题、科技创新兴趣课题三项课题，暑期专业技能训练、学生综合训练田、企业专业实训三大训练，种子检验技能大赛、生物标本制作大赛、农科学子风采展之农科专业技能大赛、挑战杯创新创业技能大赛”等），并以“三进二促一创”（即“应用性研究进课堂、进教材和进学生毕业论文，科研促实践教学和创新创业的开展，通过科研创造良好的学习氛围和平台”）为途径，学生参与科技创新创业的积极性明显增强，学生的科技创新项目和毕业论文90%以上源于教师的科研课题或生产实践，近3a来，学生参与申报专利的达20余人次，学生参与发表的论文达20余篇。三是毕业生就业率明显提高。2012-2014届种子专业毕业生就业率分别为98.4%、98.6%和100%，学院多次获校就业先进集体称号，学校连续3a荣获“安徽省普通高校毕业生就业工作标兵单位”荣誉称号。四是企业和社会对毕业生的满意度大幅度提升。从毕业生跟踪调查情况来看，用人单位对种子专业毕业生的能力素质给予高度评价，一致认为“思想道德素质”过硬，90.1%的单位认为专业基础扎实；在实践能力、人际交往能力、创新意识和能力的评价中，选择“很强”、“强”的分别占到93.8%、95.1%和92.6%；毕业生能“完全适应”或“基本适应”工作岗位要求，58.0%的毕业生获得过销售冠军、优秀员工、工会活动积极分子、优秀新闻奖等单位、县级、省级奖励；在对毕业生工作满意度、人才培养质量满意度的调研结果中，超过98.5%的用人单位表示“很满意”或“满意”，毕业生技能符合工作岗位要求的达到74.1%以上，29.6%的单位指出，种子专业社会需求处于供不应求的状态，需加大学科专业建设力度。
参考文献
[1]陈小虎，吴中江，李建启.新建应用型本科院校的特征及发展思考[J].中国大学教学，2010（6）：4-6.
[2]王良莹.地方应用型本科高校内涵式发展的战略思考[J].河南科技学院学报，2014（10）：10-13.
[3]金晶，陈斌，臧靖.对地方应用型本科院校实践教学管理改革的探索[J].科教文汇，2012（12）：27-28.
[4]王丽霞.地方应用型本科高校人才培养模式存在的问题及路径探索[J].湖北函授大学学报，2014，27（17）：13-14.
[5]陈平.应用型本科实践教学质量监控问题分析[J].吉林省教育学院学报，2011，27（7）：28-31.
关键词： 博雅教育 化学学科 独特美
南京市第九中学的校训之一是博雅尚美，在我校学生课内课外吸收大量知识的基础上，会欣赏各个学科的独特之美，对学生获得知识、巩固和运用知识能力的提高有很好的推进作用。“授人以鱼，不如授人以渔”，与其泛泛地告诉学生学科的美，不如教会学生如何欣赏各个学科的独特的美，从心里喜爱学科的美，产生学习知识、探究知识的动力，获得学习知识的成就感。南京市第九中学“新博雅教育”，旨在培养“广见识、雅气质、会思想的人”，是在新的教育环境下对“博雅教育”的继承与发展。本文以高中化学学科为例，从三个方面探讨属于化学学科的独特美，引导读者学会欣赏化学的美妙之处。
化学是一门以实验为基础的自然科学。门捷列夫提出的化学元素周期表大大促进了化学发展。化学是自然科学的一门基础科学，在原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学；化学是创造新物质的科学。
化学是一门历史悠久而又富有活力的学科，化学的成就是社会文明的重要标志。化学的独特的“美”主要表现在三个方面：（1）化学用语的简便之美；（2）化学实验的操作规范性和实验现象多样性之美；（3）化学学科中守恒思想的严谨之美。学习化学知识，不仅能培养学生不断进取、发现、探索、好奇的心理，而且能激发人类对理解自然、了解自然的渴望，丰富人的精神世界。
化学是一门是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱。化学家们运用化学的观点观察和思考社会问题，用化学知识分析和解决社会问题，例如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展问题等。
生活中的四要素：衣食住行都离不开化学，普及化学知识就是为了提高人们的生活质量。化学学科的美有很多，笔者认为主要从三个以下方面学会欣赏化学之美。
一、化学用语的简便之美
化学用语是化学学科用来表示物质组成、结构、性质、化学变化的专用符号，也是学习化学学科的重要工具。化学用语语言简练，含义丰富，表达准确，全球通用，便于沟通。
常用的化学用语有：元素符号、核素、化学式、分子式、离子符号、原子结构示意图、核素表达式、电子式、结构式、核外电子排布式、化学反应方程式、离子反应方程式、电离方程式、电极反应方程式、热化学反应方程式等。
1.欣赏方法
“”表示原子核，圈内“+”号，表示质子所带电荷的是正电性；圈内数字“12”，表示核内12个质子；圈外弧线，表示电子层，弧线所夹的数字为该电子层容纳的电子的数目。镁原子有3条弧线，表示它共有3个电子层。
原子结构示意图不仅可以表示中性原子，还可以表示带电的原子――离子（包括阳离子和阴离子）核外电子排布的情况。构成原子的结构粒子之间的数量关系
①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
②质子数=核电荷数=原子核外电子数=原子序数
注意：质子数、中子数决定原子种类（同位素），质量数决定原子的近似相对原子质量，质子数（核电荷数）决定元素种类；原子最外层电子数决定整个原子显不显电性，也决定着镁元素的化学性质。
化学思维的一个最重要思想是：结构决定性质，性质决定用途。结合镁原子结构示意图，就可以推测镁原子的原子核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性、元素的金属性与非金属性等。
化学用语在化学学习、科学研究和生产实践中的作用与价值是独一无二的。
2.表示物质之间化学变化和物质的化学性质
用化学式表示钠及其化合物之间转换关系，简洁明了，一目了然。如图所示：
二、化学实验的操作规范性和实验现象多样性之美
1.化学实验操作的规范性
仪器的选用和组装，试剂的状态和用量，操作的顺序和时间，实验现象的观察，尾气的处理，仪器的清洗方法、试剂的储存等都有严格要求和规则。化学实验规范性操作，是化学实验安全的有力保障，根据实验目的选择合适的实验仪器和实验步骤，是完成实验的基础。
2.化学实验现象的多样性
化学反应时，物质的颜色、状态、气味等在反应前后都可能发生变化，有时还有火焰及其颜色变化，有的实验还伴有声响、烟雾等现象。美妙的化学实验现象不仅能吸引学生学习的注意力，而且能提高学生学习化学的兴趣。
化学反应的现象中色、态、味的变化，与参加反应物质的量和反应条件密切联系。正确观察实验现象是得到实验结论的有效手段，实验各个环节的有机组合才能确保实验的完美。
三、化学学科的严谨之美
物质在发生化学变化时，除了遵循一定性质变化规律进行质的转变之外，在数量上也有紧密联系，主要遵循三大守恒规律。简单地归纳为：（1）化学反应中得失电子守恒；（2）化学反应前后原子守恒即质量守恒，也称为物料守恒；（3）在电解质溶液或离子化合物中阴、阳离子的电荷守恒。示例如下：
1.电荷守恒
在电解质溶液或离子化合物中，无论存在多少种离子，阴离子所带负电荷数的总和一定等于阳离子所带正电荷数的总和，即电解质溶液是呈电中性的。
2.质量守恒
质量守恒定律是指，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和[1]，微观上是化学反应前后原子的种类和个数不变。
3.电子守恒
化学学科的美妙之处有很多，本文仅介绍其中的三个方面。化学学科发展前景诱人，它在保证人类的生存并不断提高生活质量方面起着重要作用。如：利用化学生产化肥和农药，以增加粮食的产量；利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒，保障人体健康；利用化学开发新能源和新材料，以改善人类的生存条件；利用化学综合应用自然资源和保护环境，以使人类生活得更加美好[2]。
目前，化学知识的应用广泛，日益渗透到生活的各个方面，特别是与人类社会发展密切相关的重大问题。化学与人类的衣、食、住、行，以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系，它是一门社会迫切需要的实用学科。为了生活质量的提高和会欣赏化学知识，我们没有理由不掌握一些基本的化学知识。
参考文献：
关键词：量子力学 教学内容 教学方法
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0140-01
量子力学课程是工科电类专业的一门非常重要的专业基础课程。通过该课程的学习，使学生初步掌握量子力学的基本原理和基本方法，认识微观世界的物理图像以及微观粒子的运动规律，了解宏观世界与微观世界的内在联系和本质的区别。量子力学课程教学质量的好坏直接影响后续的如“固体物理学”、“半导体物理学”、“集成电路工艺原理”、“量子电子学”、“纳米电子学”、“微电子技术”等课程的学习。
量子力学课程的学习要求学生具有良好的数学和物理基础，对学生的逻辑思维能力和空间想象能力等要求较高，因此要学好量子力学，在我们教学的过程中，需要充分发挥学生的学习主动性和积极性。同时，随着科学日新月异的发展，对量子力学课程的教学也不断提出新的要求。如何充分激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习主动性和能动性，切实提高量子力学课程的教学质量和教师的教学水平，已经成为摆在高校教师目前的一项重要课题。
该课程组在近几年的教学改革和教学实践中，本着高校应用型人才的培养需求，强调量子力学基本原理、基本思维方法的训练，结合物理学史，充分激发学生的学习积极性；充分利用熟知软件，理解物理图像，激发学生学习主动性；结合现代科学知识，强调理论在实践中的应用，取得了良好的教学效果。
1 当前的现状及存在的主要问题
目前工科电类专业普遍感觉量子力学课程难学，其主要原因在于：第一，量子力学它是一门全新的课程理论体系，其基本理论思想与解决问题的方法都没有经典的对应，而学习量子力学必须完全脱离以前在头脑中根深蒂固的“经典”的观念；第二，量子力学的概念与规律抽象，应用的数学知识比较多，公式推导复杂，计算困难；第三，虽然量子力学问题接近实际，但要学生理解和解决问题，还需要一个过程；由于上述问题的存在，使初学者都感到量子力学课程枯燥无味、晦涩难懂，而且随着学科知识的飞速发展，知识的更新周期空前缩短，在有限的课时情况下，如何使学生在掌握扎实的基础知识的同时，跟上时代的步伐，了解科学的前沿，以适应新世纪人才培养的需求，是摆在我们教育工作者面前的巨大挑战。
2 结合物理学史激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师，在大学物理中，谈到了19世纪末物理学所遇到的“两朵乌云”，光电效应和紫外灾难，1900年，普朗克提出了能量子的概念，解决了黑体辐射的问题；后来，爱因斯坦在普朗克的启发下，提出了光量子的概念，解释了光电效应，并提出了光的波粒二象性；德布罗意又在爱因斯坦的启发下，大胆的提出实物粒子也具有波粒二象性；对于物理学的第三朵乌云“原子的线状光谱，”玻尔提出了关于氢原子的量子假设，解释了氢原子的结构以及线状光谱的实验。后来还有薛定谔、海森堡、狄拉克等伟大的物理学家的努力，建立了一套崭新的理论体系-量子力学。在教学的过程中，适当穿插量子力学的发展历史以及伟大科学家的传记故事，避免了量子力学课程“全是数学的推导”的现状，这样激发学生的学习兴趣和学习热情，通过对伟大科学家的介绍，培养刻苦钻研的精神。实践表明，这样的教学模式大大提高了学生的学习主动性。
3 结合熟知软件化抽象为形象
量子力学内容抽象，对一些典型的结论，可以用软件模拟的方式实现物理图像的重现。很多软件如matlab、c语言等很多学生不是很熟练，而且编程较难，结合物理结论作图较为困难；Excell是学生常用的软件之一，简单易学却功能强大，几乎每位同学都非常熟练，我们充分利用这一点，将Excell软件应用到量子力学的教学过程中，取得了良好的效果。
如在一维无限深势阱中，我们用解析法严格求解得到了波函数和能级的方程。而波函数的模方表示几率密度。我们要求学生用Excell作图，这样得到粒子阱中的几率分布，通过与经典几率的比较（经典粒子在阱中各处出现的几率应该相等）和经典能级的比较（经典的能量分布应该是连续的函数），通过学生的自我参与，充分激发了学生的求知欲望；从简单的作图，学生深刻理解了微观粒子的运动状态的波函数；微观粒子的能量不再是连续的，而是量子化了的能级，当n趋于无穷大时微观趋向于经典的结果，即经典是量子的极限情况；通过学生熟知的软件，直观的再现了物理图像，学生会进一步来深刻思考这个结论的由来，传统的教学中，我们先讲薛定谔方程，然后再解这个方程，再利用边界条件和波函数的标准条件，一步一步推导下来，这样的教学模式有很多学生由于数学的基础较为薄弱，推导过程又比较繁琐，因此会逐步对课程失去了兴趣，这也直接影响了后面章节的学习，而通过学生亲自作图实现的物理图像，改变了传统的“填鸭式”教学，最大限度的使学生参与到课程中，这样的效果也将事半功倍了，大大提高了教学的效果。
4 结合科学发展前沿拓宽学生视野
在课程的教学中，除了注重理论基础知识的讲解和基础知识的应用以外，还需介绍量子力学学科前沿发展的一些动态。结合教师的教学科研工作，将国内外反映量子力学方面的一些最新的成果融入到课程的教学之中，推荐和鼓励学生阅读反映这类问题的优秀网站、科研文章，使学生了解量子力学学科的发展前沿，从而达到拓宽学生视野，培养学生创新能力的目的。例如近年兴起并迅速发展起来的量子信息、量子通讯、量子计算机等学科，其基础理论就是量子力学的应用，了解了这些发展，学生会反过来进一步理解课程中如量子态、自旋等概念，量子态和自旋本身就是非常抽象的物理概念，他们没有经典的对应，通过对实验结果的理解，学生会进一步理解用态矢来表示一个量子态，由于电子的自旋只有两个取向，正好与计算机存储中二进制0和1相对应，这也正是量子计算机的基本原理，通过学生的主动学习，从而达到提高教学质量的目的。另外我们还要介绍量子力学在近代物理学、化学、材料学、生命学等交叉学科中的应用，拓宽学生的视野。
5 结语
该课程组经过多年的教学实践和教学改革，已经逐步形成了一套行之有效的教学方法，在使学生充分理解和掌握量子力学的基本概念和基本思想的基础上，初步具备利用量子力学基本理论进行分析和解决相关实际问题的能力，改革和研究的结果对于推动高校工科电类专业的量子力学课程的教学具有一定的理论和实践指导意义。
参考文献
[1] 笪诚.一个描述金融投资项目演化的量子力学状态方程[J].物理学报，2014（11）.
关键词: 《量子力学》 物理图像 创新思维 培养
《量子力学》是物理学专业重要的专业基础课程,其教学质量的高低不仅影响到其他后续课程的学习,而且直接影响到物理学专业人才培养目标的实现。衡量物理教学的质量标准应该有三个维度,一是知识与技能维度,二是物理思想和方法论维度,三是物理品格维度。过去的教学,我们往往过多地重视第一维度,而忽视第二、第三个维度。在量子力学教学中,我们结合量子力学及其发展历史所涵含的丰富的物理思想与方法,开展了学生创新思维能力培养的教学实践研究。
一、创新型、应用型人才培养目标的要求
考虑到培养21世纪需要的应用型人才目标的要求,而且结合新建本科院校的课程设置的特点,《量子力学》课程的教学方法和教学体系建设应从以下两方面着手:一方面,着重量子力学概念、规律和物理思想的展现,使学生在知识层面上够用并且能用,并注意科学人文精神的阐发,为进行物理素质教育与物理教学研究提供量子力学方面的科学素养,如勇于创新、科学、严谨等。另一方面,培养学生建立正确的量子力学概念和物理图像,掌握基本规律,广泛了解量子力学在推动技术进步方面的作用,开拓思路,培养学生应用物理规律解决应用技术问题的能力。
二、《量子力学》教学中创新意识及创新能力的培养
根据应用型人才培养的目标,我们一直致力于探索一套合适的物理学专业量子力学课程教学的共享数字化教学体系,创建完整的教学资源,力求使学生在学习这门课程的同时受到实践能力和创新能力的培养。相应措施主要体现在以下三个方面。
(一)创造实验情景,以实验和实践为基础深化量子力学的原理。
由于量子力学主要研究微观粒子的运动规律,理论太抽象,许多量子现象和日常的生活经验不符合甚至相违背,因此在教学中教师必须强调量子力学首先是一门试验性的科学,应从实验事实去推理分析,不直接与主观经验联系,并时时将新的概念和结论与经典物理学的结果作比较,使学生能正确理解量子力学的基本概念,从而学会处理具体问题的方法,掌握量子力学的精髓。在讲述量子力学基本内容的时候,寻找合适的接口与量子力学原理在实际生产中的应用相联系。通过这两方面的着重讨论,学生能感受到量子力学的抽象原理是实实在在的、来源于实践又回到实践中得到检验的、正确的理论。
量子力学实验从可操作的层面上可大致分为三类,一类是仅存在于人们想象中或目前还不能实现的理想实验,一类是在高水平的实验室中可以实现的科学研究实验,一类是我们让学生自己动手做的有关教学的基础性实验。但无论何种实验,我们都可以利用多媒体技术在课堂上将其生动形象的展现出来,让学生不仅深刻认识到实验在量子力学发展中的重要作用,而且培养用实验发现问题和验证假说的能力。例如在讲解物质粒子的波粒二象性时,我们用多媒体课件演示单电子衍射实验。单电子发射时,在荧屏上出现一个亮点,说明电子的粒子性;再发射大量电子,屏幕上出衍射条纹,说明了电子的波动性。这样,难以讲解清楚的知识变得生动活泼,使学生能更快地理解所学的知识,且加深了学生的认知印象,大大提高了学习效率。
(二)充分利用现代媒体的作用,激发学生的创造兴趣。
以电脑和互联网为代表的信息技术已演变为继传统媒体后的“现代媒体”。现代媒体将为教学过程提供新的教学手段,并为培养创新人才奠定了技术基础。通过网络技术,学生可以突破传统教学的时空限制,不但可以享受本校教学资源,而且可以享受到全国高水平的教学资源,从而实现优质教学资源的共享,也为各学校的师生讨论交流提供了一个很好的平台。
对于《量子力学》这样一门抽象的理论课,多媒体技术将图、文、声、像等各种教学信息有机的组合在一起,直观、形象、生动,即使对那些比较抽象,难以理解的理论和日常看不到或拍摄不到的情景,也可以通过三维动画虚拟实现。多媒体丰富的表现力不仅能打破人类视觉上的樊篱,使得学生从科学与艺术相融的视觉信息中感知抽象、复杂的理论,而且能引发学生无限的遐想,极大地激发了他们的想象力。学生的思维高度活跃从而激发创新火花。
(三)密切结合当前的科技前沿和高新技术,将量子力学知识应用于实践。
量子力学在各学科中已经有很多成功的应用并催生了许多交叉学科及现代高新技术的产生。在教学中,教师应尽可能进行知识的渗透和迁移,及时将当前与量子力学相关的科技前沿和高新技术引入到教学中,一些知识可以作为简单的介绍,也可以就某个方面详细分析,阐明其量子力学原理。例如量子力学与非线性科学的关系,量子理论在耗散系统、纳米技术、分子生物学中的应用,量子力学与正在研究的量子计算机、量子保密通信的关系,等等。在教学中教师适当地穿插这些知识,既不会花费太多的时间,又能使教学更生动、易于理解,而且可使学生开拓视野,活跃思维,激发兴趣。这样学生不仅可以学到运用基础理论指导科学研究的方法,而且可以克服原有的“量子力学就是一种纯理论的学科”的片面认识。如我们在讲解一维无限深势阱时,将其与半导体量子阱和超晶格这一现代科学的前沿相联系;在讲解隧道效应时,将其与扫描隧道显微镜相联系,进而可以介绍扫描探针操纵单个原子的实验。我们通过这种方式使学生对这一部分的知识有了直观的认识,从而不再感到量子力学的学习枯燥无味。
参考文献:
[1]曾谨言.量子力学教学与创新人才培养[J].物理,2000,(7).
[2]钱伯初.我的教学生涯[C].2003.
[3]谢希德.创造学习的新思路[N].人民日报,1998-12-25,(10).
本书从简要概述经典物理、统计物理与量子力学之间的明显不同开始，论证为什么量子力学的应用可以超出物理学的范围，并且定义了量子社会科学。指出所谓的量子社会科学并不是要用适用微观尺度的量子力学原理重新表述社会，而是尝试借助量子力学的一些形式理论和概念，研究社会科学中的一些问题，包括在心理学、经济学与金融学中量子概率效应的存在，提出并解答了一些基本问题。他们论证了社会科学体系中的信息处理在一定程度上可以利用量子力学的数学工具形式化的奇妙方法。本书建议了一种类-量子方法可以作为理解经济学与金融学中心对象决策问题的有效工具。两位作者还论证了概率相干性能够用来解释著名的Ellsberg决策佯谬中总概率规律的破坏，本书两位作者对这一新奇的研究领域做出了一些领先的贡献。
两位作者深知这样一本书所讨论的内容是与直觉相反的，他们要把解释亚原子行为发展起来的物理学理论用于解释我们日常生活世界。尽管我们掌握了很多亚原子世界的精确知识，但是从来没有关于这个世界的直接经验。把微观世界有效的理论用于宏观世界可信度如何？这样奇特的做法会不会令人担忧？感兴趣的读者都可能提出这类问题。两位作者的想法是，关于他们开创的这种做法的可行性，应该由读者在读过该书之后自己得到答案。
本书陈述的模型可以称之为类-量子的，他们与量子物理没有直接关系。作者强调指出，对于复杂的社会系统所做的信息处理可以通过量子力学的数学工具描述。正是在这个意义上，本书阐释了金融市场、行为经济学和决策问题。
把精确科学与社会科学联系起来不是件轻而易举的事。其中最为困难的问题是消除这样的一种误解，即似乎在物理学与社会系统模拟之间本来就应当存在一架桥梁。实际上，在一些特殊的社会系统中，所得结果的“物理等价物”几乎毫无意义。
全书内容分4个部分，共15章。第1部分 社会科学中的物理概念，含第1-3章：1.经典、统计和量子力学，三合一概览；2.经济物理学； 3.量子社会科学。第2部分 数学与物理的预备知识，含第4-6章： 4.矢量的微积分学及其他数学预备知识；5.量子力学基本要素；6.Bohm力学的基本要素。第3部分 心理学中量子概率效应：基本问题及其答案，含第7-9章：7.简略概述；8.心理学中的干涉效应——导论；9.决策的类量子模型。第四部分 经济学、金融学与脑科学中的其他量子概率效应，含第10-15章：10.危机中的金融学/经济学理论；11.金融与经济学中的Bohm力学；12.BohmVigter模型和路径模拟；13.对于经济学/金融学理论的其他一些应用；14.大脑的类-量子处理的神经心理学起源；15.结论。
本书是面向经济学和心理学以及物理学的研究人员的一部具有新颖、独特观点的专著，很具启发性和创新性，对于希望开拓新的研究领域，特别是交叉学科相关领域的研究生以及研究人员很有参考价值。作者概述了进入该领域所需的数学预备知识和量子力学的基本概念以及社会科学相关的基础知识，这对那些对这一问题感兴趣并打算阅读该书的读者很有益处。
丁亦兵，教授
（中国科学院大学）
关键词：电子科学与技术；量子力学；理论教学；科研实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0229-02
现代信息技术即将步入光子学新阶段，光子作为信息和能量的载体，迅速推动建立了一个前所未有的现代光电子交叉学科和信息产业。电子科学与技术是光电信息产业的支柱和基础，是多学科相互渗透而形成的交叉学科。量子力学在近代物理中的地位如此之重，但在实际教学中学生普遍感到量子力学理论性太强，公式众多，逻辑推理严密，太过抽象，难以理解，特别是跟实际生活联系不紧密，从而导致缺乏学习兴趣。作者在多年量子力学专业课程教学过程中，总结教学心得，提出了“科研与教学互进互促”的教学理念，建立了教学内容与科研课题相结合的量子力学专业课程教学模式。
一、介绍量子力学理论在现代科学技术中的实际应用，调动学生学习量子力学的热情
兴趣是学习一切知识的源动力，在绪论讲述中通过大量多媒体资源向学生们展示现代科技革命与量子力学息息相关，量子力学渗透到现代科技的方方面面，从电脑、手机到航天、核能，从科幻电影到工业4.0，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。同时针对学生们的喜好，科普《星际穿越》、《生活大爆炸》、《源代码》等热门影视中黑洞、虫洞、平行宇宙等量子物理的基本思想，以激发学生对量子论的求知欲，并向他们介绍一些关于量子力学的科普书籍，如曹天元的《上帝执骰子吗――量子力学史话》、霍金的《大设计》以及罗杰的《神奇的粒子世界》，并引用《上帝执骰子吗》中优美的开场向学生引出量子力学这一神秘和优美的故事，用生动有趣的方式讲述量子力学的发展史话，穿插每一个具有革命性大事记形成和建立的历史背景，相关科学家的简史和名人逸事，如德布罗意如何从一个纨绔子弟成长为诺贝尔奖获得者；牛顿和胡克还有其他科学家之间关于理论归属问题的争执；一个早期不受大家认可的爱因斯坦；二战期间参与研制原子弹，二战结束后大力促进核能和平利用的“哥本哈根学派”代表人物玻尔；以严谨、博学而著称，同时又以尖刻和爱挑刺而闻名的天才少年泡利；在建筑领域同样杰出的胡尔；爱打赌的霍金；等等。这些偶像级的人物在物理发展中就像一个个明星，你方唱罢我登场，一起连接起物理发展的恢弘历史，循序渐进地消除学生对量子力学的恐惧感，并且对于培养他们的科研品质有很大启迪。
量子理论的出现彻底地改变了世界的科技面貌，引发了许多的技术革命。用多媒体将最新的科技知识和高新技术全面融入到教学课程中，可以形象直观地表述量子力学与科学前沿的紧密联系，扩充学生们的知识和视野。如讲述电子自旋有两个取向这部分内容时，正好与计算机存储中二进制0和1相对应，这也正是量子计算机的基本原理，并展开介绍量子信息、量子通讯、量子计算机的基础理论均是遵从量子力学变量的分立特性叠加原理和量子相干原理。机械硬盘的原理是巨磁电阻效应，其本质是电子自旋相交的量子现象，医院里最先进的诊断技术――核磁共振，就是核自旋效应的典型应用。CPU逻辑单元CMOS中的核心部件――场效应晶体管，是量子力学在固体中的应用；集成电路生产用到的光刻机――其光源激光，航天领域对于GPS的系统误差校准以及尤其重要的卫星钟，也是量子力学的应用。没有量子力学，就没有以半导体占主导地位的现代化工业。让学生们切身感受到量子力学已经渗透到我们生活的方方面面，其影响巨大是以往所不能想象的。
二、根据电子科学与技术专业，优化教学内容和方法
教师在教学过程中，一方面给学生讲授了教材上的基本内容，另一方面通过PPT和视频的方式将国内外研究动态和研究成果固化到教学中来，以保证教学内容总是站在专业学科前沿。通过这种融入方式，形成理论水平高、实用性强、特色鲜明的课堂教学，理论联系实际，扩大学生的知识面，从而提高学生的学习兴趣和主动性。例如讲述微观粒子波动性中波长公式λ=h/时，通过比较电子和经典粒子的波长，说明为什么在日常生活中难以观测到粒子的波动性，并拓展引入透射电子显微镜的工作原理，当加速电压达到200kV时，电子的波长达到在0.1纳米量级，和原子的大小相比，由于透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，通过分析电子束的成像可以得到颗粒形貌、大小、位错、缺陷、成分和相组成等微观特性，进而介绍电子显微镜的结构、成像原理及电子衍射原理，加深学生对微观粒子波粒二象性的理解和掌握。同时，还鼓励学生自己动手制作相关动画，提升他们的动手能力和参与性，并通过保龄球视频类比描述双缝衍射实验，形象直观。
讲述一维薛定谔方程求解例题――一维势垒贯穿时，引入隧穿效应概念，并且引用一张经典的狮子“穿墙”追到墙对面高枕无忧人的配图，这在经典物理中完全不可能想象，形象的例子可以更好地理解量子遂穿效应，并且强调了量子论与经典物理的不同之处，进而向学生介绍隧穿效应在现代科学技术中的实际应用――扫描隧道显微镜，用视频和多媒体向学生们展示扫描隧道显微镜的工作原理及分辨率的影响因素，并与课本上遂穿透射系数公式相互验证，并给大家介绍用扫描隧道显微镜的最新研究进展以及自己科研工作中的相关实验结果。
通过让学生们接触这些仪器的工作原理，等同于提前接触了科研工作，对研究工作有了切身体会和形象了解，同时对课程的理论知识有了现实认识。教学中不断渗透专业前沿科学知识，不仅可以使量子力学富有生命力和时代感，而且培养了学生的科学素质，让学习目标更明确，这些都对学生今后的工作和考研打下了一定的实践基础。另一方面，活跃课堂教学气氛和建立讨论环节在教学中是十分必要的。课堂教学一定不能让教师唱独角戏，要充分引导和鼓励学生提出问题、分析问题和解决问题，这样有助于激发学生的思维能力，形成新的思维方式。同时要让学生占主导地位，将学习的决定权从教师转移给学生，可以鼓励学生分享量子力学理论在现代技术中的应用实例，通过查阅资料，动手制作多媒体的过程，充分发挥学生的学习自主能动性，以及增强学生探索性学习的能力和搜集信息的能力。
三、科研融入教学，教学提升科研
在课堂上，要想真正提高学生的学习积极性，加深对量子力学理论的认识，教师只讲授课本上的知识体系是远远不够的，特别是新知识日新月异，这些均需要授课教师不断吸取养分和了解本专业的前沿科学动态和研究进展，不断加强自身的科研水平，让教学和科研相辅相成，相互促进。
围绕“科研融入教学、教学提升科研”的理念，拓展和更新量子力学理论课的教学内容，在实施过程中，紧跟学科前沿发展，将自身的科研经历和成果，以及量子力学理论相关的学科前沿实例灵活融入教学内容的各个环节，形成水平高、前沿性强、内容丰富的课堂教学内容，这将会大大提高学生的学习兴趣。比如讲述海森伯测不准关系Δx・Δp≥？捩/2时，引入衍射极限这一物理问题，衍射极限本质上来源于量子力学中的测不准关系限制，是量子特性的一种宏观体现。
由于衍射极限限制了器件最小特征尺寸和加工分辨率，必须突破光学衍射极限才能进一步发展纳米光学和光子学，表面等离子体激元是目前解决这一瓶颈的唯一方案。进而系统地介绍表面等离子激元的基本原理，及其在光探测器、传感器、发光二极管及太阳能电池方面的应用。讲述电子自旋这一章节时，向同学们介绍材料界的新宠――电阻率超低、电子迁移速度极快，可以有效传导电子自旋的石墨烯，该材料卓越的性能令科学界普遍期待它能引领新一轮的电子元器件革命。引入科技巨头IBM公司制作的《一个男孩和他的原子》的微电影视频形象讲述自旋电子施法大数据存储，电子自旋的自由度得以控。当自旋电子学施展“魔法”，存储介质的体积将变得越来越小，而存储的容量却越来越大，甚至无限延展，真正一粒沙中存储一个世界。这种通过实实在在的研究案例让学生们清楚研究方法，加深对新知识点的理解，让枯燥的公式转换成形象的材料和器件，教学效果生动而富有启发性。
科研是充实教学内容、提高教学质量的源泉，同时也是培养创新性人才的必然需求。同时，教师在提升教学效果的同时，需要不断充实提升自己的科研水平，形成科研教学双促进，从而推动创新人才的培养和教学水平的提高。
参考文献：
[1]王振，王巍.工科非物理专业“量子力学”教学初探[J].读写算-素质教育论坛，2015，（7）：4-5.
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