摘要:本文主要通過對《量子力學》教學過程中使用傳統板書和多媒體教學各自的優缺點進行比較，為如何更好地進行板書和多媒體相結合教學提供新的思路。

關鍵詞:多媒體;量子力學;教學效率

一、前言

《量子力學》課程是物理學科的一門重要的基礎課。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。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，還在化學等相關學科和許多近代技術中得到了廣泛的應用。

由于《量子力學》課程的重要性，其相關的教學得到了相當的重視，通常每周是4個學時的課程量。眾所周知，《量子力學》是一門既難學又難教的課程，一是因為其中涉及的概念和我們日常生活(或者說常識)相距甚遠，二是所學習的數學課程比較多，主要有高等數學、數學物理方法、線性代數等，幾乎包括了物理專業學生所學過的全部數學課程。概念抽象，遠離日常經驗，計算復雜，使《量子力學》成為一門難學難教的課程。

隨著電氣化教學的發展，現在有越來越多的課程開始使用多媒體教學，并且取得了一定的成效，當然同時也顯露了一些問題。本文擬對《量子力學》課程中使用多媒體教學的優缺點進行分析，并就如何在傳統板書教學和多媒體教學之間達到最好的效果給出一些建議。

二、在《量子力學》課程中使用多媒體教學的利弊

眾所周知，多媒體教學是教學手段創新的重要內容之一。多媒體教學是現代科學技術在教育工作中的運用，即應用先進的技術手段，把錄音機、電視機、錄像機、視頻展示臺、投影機、多媒體計算機等引進課堂，將通訊技術、網絡技術、電子郵件、衛星遠程通訊、傳真通訊、虛擬現實等新的教育媒體逐步運用于教學，充分發揮其優勢，增加教學的密度，調動學生的學習積極性。其主要的優點有:

(1)有利于提高課堂教學效率。傳統的課堂教學，教師展示知識的空間只是一塊容量有限的黑板，教學時間有限，教師不得不將很大一部分精力放在板演文字、繪畫等低效的勞動上。這樣的課堂教學往往呆板、僵化，缺乏生機與活力，效率不高。運用多媒體教學，可以將大量的教學信息預置在計算機內，隨時調用，任意切換，將相關的圖形、圖像，生動、直觀地投影到屏幕上，學生可從視覺、聽覺等多方面感受知識，加深對教學內容的理解。

在《量子力學》課程中，如對于氫原子各級波函數，就可以直接使用圖像形象地表示出來，可以給學生以強烈的印象，使物理結果更易于理解，同時也容易激起學生的學習熱情。若使用傳統板書手工繪制電子云圖，一則手工畫圖速度慢，二則不很準確，直接影響教學效率。有的Flash格式的課件，可以通過輸入和調整主量子數、角量子數、磁量子數，即時把原子軌道輪廓圖和徑向分布圖表示出來，用色鮮艷，對比強烈，給人以深刻的印象，這樣效果是很明顯的。

(2)能夠激發學生的學習熱情。多媒體技術因其圖文并茂、聲像俱佳的表現形式和跨越時空的非凡表現力，大大增強了學生對事物與過程的理解與感受，體現了極強的直觀性，能夠全方位、多角度、多層次地調動學生的情緒、注意力和興趣，使學生能夠主動地學習。

在《量子力學》課程中，比如在緒論部分，可適當地介紹一下在量子力學發展史上一些著名科學家的簡歷，如普朗克、愛因斯坦、玻爾、泡利、海森堡、費曼等，使用多媒體可通過文字、音像資料充分表現，這可以活躍課堂氣氛，有助于促進學生對科學的熱愛，包括對《量子力學》課程的興趣。

(3)多媒體教學可以拓展教學時空。學生也可以通過拷貝電子教案和網上閱讀電子教案進行課后復習，逐漸改變學生過于依賴課堂、過于依賴教師的傳統教學模式，加強學生獲取知識的能力，有助于創新人才的培養和學生個性的發展。事實上，我們可從網絡上看到許多名師的教學課件，通過對課件的學習，無論對于學生還是教師都是有益的。這不論對《量子力學》課程還是其他課程都是一樣的。 (4)動態交互性強。人機交互、立即反饋是多媒體技術的顯著特點，也是任何其他媒體所沒有的。在這種交互式學習環境中，教師通過創設形象直觀、生動活潑的交互式教學情境，為學生提供更多的參與機會。教師與學生的交流、學生與學生交流、人機交流的良性互動，能激發學生的學習興趣及參與意識，可以充分發揮學生的主觀能動性，使學習更為主動，從而有利于學生形成新的認知結構。

(5)理論聯系實踐的功能大大增強。運用多媒體技術可以采用虛擬實驗實現對普通實驗的擴充，甚至現實環境很難實現或無法實現的實驗項目，可以用圖形、圖像等多媒體形式，模擬實驗全過程。借助有關的教學軟件，通過對真實情景的再現和模擬，學生可以隨時在電腦上“重溫”實驗過程。

在《量子力學》課程中涉及的實驗不多，主要有黑體輻射、電子衍射實驗、Stern-Gelach實驗等。在展現實驗過程和結果時，多媒體可發揮其優越性。如電子衍射實驗，通過減弱電子流強度使粒子一個一個地被衍射，粒子一個個隨機的被打到屏幕各處，顯示粒子性，但經過足夠長的時間，所得衍射圖樣和大量電子同時衍射所得圖樣一樣，從而引出波函數的統計詮釋。使用多媒體動畫，我們可形象地展現電子一個一個打到屏幕上最后得到衍射圖樣的過程。這是在黑板上自己手工畫圖的效果所不能比擬的。

以上我們討論了使用多媒體教學體現出的優越性。開展多媒體教學時一定要處理好內容與形式的關系。形式為內容服務，這是教學的一個基本原則，多媒體教學也不例外。教學體現的是教師和學生之間的一個溝通過程，在此過程中，如何恰當地使用多媒體技術應引起我們的注意。如果我們仔細分析，可以發現在多媒體教學中，特別是在《量子力學》教學中同樣存在著較多的問題，值得引起我們的注意。

(1)忽視雙向交流。在多媒體教學中，如果不注意的話，教師可能會較多的注意桌面點擊，表演課件，而在一定的程度上忽視和學生的雙向交流。不過相對來說，這一點只要講課老師適當注意，就能夠減小這方面的不利影響。

(2)數學推導的欠缺。

在《量子力學》課程中，由于涉及到的數學計算較多，在講課過程中無法避免地會出現較多的數學推導。面對整個多媒體中大片的公式，學生很容易感到疲倦，甚至失去興趣，從而使教學效果大打折扣。

從某種意義上來說，如果學了一門理論物理的課，學生卻不能夠把公式推導出來，就教學效果而言，是一個很大的遺憾。使用板書可讓學生真實地看到教師如何把結論一步一步地推導出來，與使用多媒體相比，學生更容易掌握板書的推導，且學生本身的數學推導能力也能較快地提高。甚至教師在推導過程中偶然的失誤也會促進學生的了解，至少可以讓學生知道哪些地方如果不注意的話可能會弄錯。

不過，過于復雜且教學大綱又不作要求的數學推導可以通過多媒體進行，一是讓學生看到了結論是如何出來的，二又避免了把過多的時間投入于此，畢竟課堂時間是有限的。比如一維諧振子波函數，氫原子角向波和徑向波函數。在教科書上，對氫原子角向波函數，常常直接說在《數學物理方法》課程中已經得到解，為球諧函數，然后就直接給出了結論，由于課時的原因，不可能對此進行詳細的闡述。事實上學生有可能已經遺忘了相關內容，因此相應的復習還是必要的。通過多媒體簡略地展示下相關推導過程可能是一個比較好的選擇。

三、結論

前面我們分別討論了在《量子力學》課程中使用多媒體教學中存在著的優缺點。為了有效提高教學效果，筆者認為應當綜合的使用傳統板書教學和多媒體教學，在講授基本概念和有較多的圖表時，可多使用多媒體教學，但應適當使用，而在講數學推導時仍應使用傳統板書，少用甚至不使用多媒體。

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