高中物理新课程中量子理论的教学策略初探.pdfVIP

V01．34No．5 物 理 教 师 第34卷第5期 PHYSICS (2013) TEACHER 2013年 高中物理新课程中量子理论的教学策略初探 陈志伟 (辅仁高级中学，江苏无锡214123) 摘 要：关于量子力学的教学在各个水平上都是很难的，我国高中物理量子理论部分的教学形式过于单一，教学 效果不佳．为了使学生更好地理解抽象的量子力学概念，笔者从实践中总结出5条教学策略：促进概念转变的策 略；渗透物理学史教学；加强实验教学，注重科学探究；可视化教学；巧妙运用比喻．并对教学方法作了必要的思 考与评价． 关键词：新课程；量子理论；概念转变；教学策略 在国际科学教育改革的积极影响下，我国新一轮高中 结合图片介绍以下两个实验：(a)两个缝同时开一段 物理课程改革适当加大了近现代物理知识的比重，以便跟 时间；(b)一个缝开一段时间之后，接着另一个缝再打开． 上世界科学教育改革的步伐． 实验结果表明两个缝同时开时，在屏上形成了干涉条纹． 课程标准对原子结构、量子数、能级结构、能量量子 而两个缝不同时开，一前一后打开时，屏上没有形成干涉 化、光电效应、光和实物粒子的波粒二象性、电子云、不确 条纹，而是两个单缝电子分布的直接相加．这样的结果就 定关系等概念提出了相应的要求．学生要初步了解微观世 与我们的假设电子通过一个确定的缝相矛盾了．接着引导 界中的量子化现象，比较宏观物体和微观物体的能量变化 学生放弃这种经典力学的想法，也就是电子不具有经典意 特点，体会量子论的建立，深化对于物质世界的认识． 义的路径概念． 众所周知，关于量子力学的教学在各个水平上都是很 2渗透物理学史教学 难的．物理学家玻尔曾经说过：“谁在第一次学习量子力学 以“原子结构”这一章为例．本章重点讲述原子的核式 时没有觉得糊涂，那么他就一点也没学懂．”因此，如何使 结构模型和玻尔的原子结构理论．教材把原子结构的内容 量子力学的教学更有效果是物理教育研究的课题． 单独作为一章，是为了突出人类是怎样逐步深入地认识原 教学中发现，我国高中物理量子理论部分的教学形式 子结构的． 过于单一．由于这部分内容在高考中所占比例小，难度往 在科学研究中，科学家们通过对实验事实的分析，提 往也不高，教学不够重视，有时教师甚至就让学生自学，这 出模型或假说，这些模型或假说又在实验中经受检验，正 样做，忽略了学生思想观念转变的过程，也忽略了探究能 确的被肯定，经不起检验的被否定，在新的基础上再提出 力的锻炼，不利于激发学生的兴趣和培养创新的意识． 新的学说．让学生了解人类是怎样一步步认识微观世界 所以进行高中量子理论的教学研究十分迫切．为了使 的，可以使他们具体体会到人类对客观世界的认识是螺旋 学生更好地学习和理解抽象的、反直觉的量子力学概念， 上升和不断深入的，是一个辩证发展的过程． 笔者在工作实践中作了有益的思考和尝试，下面谈几种相 现在的教育比较注重培养学生的创新能力．而科学认 关的教学策略． 识发展的历史，就是一部创新的历史．对原子结构的认识 1促进概念转变的策略 过程，比较典型地说明了继承和创新的关系．比如，卢瑟福 该教学策略的关键是教师要创设能引起学生产生认 提出的原子核式结构模型可以很好地解释