曲华師范大学课程教学大纲学院：物理工程学院量子力学1课程名称：英文名称：Quantum Mechanics课程代码：072115课程性质：专业核心课程计划学时：理论：54实践/实验：18学分：41-18 周授课时间：授课地点：物理楼物理学适用专业：执笔人：闫伟斌审核人：仪双喜批准人：课程负责人：闫伟斌授课教师：夏云杰、满忠晓、闫伟斌、陈英杰、路毅修订日期：2023年7月9日
学 院： 物理工程学院 课程名称： 量子力学 1 英文名称： Quantum Mechanics 课程代码： 072115 课程性质： 专业核心课程 计划学时：理论：54 实践/实验 ：18 学 分： 4 授课时间： 1-18 周 授课地点： 物理楼 适用专业： 物理学 执笔人： 闫伟斌 审核人： 仪双喜 批准人： 课程负责人： 闫伟斌 授课教师：夏云杰、满忠晓、 闫伟斌、陈英杰、路毅 修订日期：2023 年 7 月 9 日
《量子力学1》课程教学大纲一、课程简介《量子力学I》是高等师范院校物理学专业学生必修的一门专业基础课，对物理学专业的师范生将来完成教书育人、治学育人的使命起着重要的作用。通过本课程的学习，学生能够初步掌握量子力学的基本原理和方法，了解微观世界矛盾的特殊性和微观粒子的运动规律，为进一步的学习与科研打下必要的基础。通过学习量子力学的基本知识并认识量子力学在物理学中的地位、作用及其在近代物理中的广泛应用，学生能够深化和拓宽自己的普通物理知识并达到今后从事物理教学与研究工作所必需的知识水平。同时，学生可以通过量子力学的学习来培养自身独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。另外，量子力学研究对象是微观粒子体系，所采用的是不同于经典力学的全新理论，因而结合师范专业学生的培养自标，在教与学的综合实施过程中，学生在教师的导下利用所学的基本原理认识微观体系的性质，提高自身的学科素养，培养学会反思和沟通合作的能力，塑造教育情怀、并提高教学能力。二、课程目标本课程着眼于从培养师范生的角度系统讲授量子力学知识，使学生掌握量子力学的基本概念和基本理论，获得综合运用所学知识解决问题的能力，提高自身的教学能力。表1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表课程目标1：学生能够掌握量子力学的基本知识，牢固掌握量子力学的基本原理、基本知识体系和分析方法。学生能够掌握波函数、算符、薛定调方程的重要意义，能够求解简单的薛定方程，理解并能够计算微观体系物理量的取值、取值概率和平均值，掌握量子力学中表象变换和近似计算方法，初步掌握电子自旋的和全同性原理的相关知识。课程目标2：学生能够了解量子力学在电子学、光学、信息科学、化学、材料科学和当代工艺技术的重要意义，了解量子科技在中国特色社会主义建课程目标设过程中对国计民生和国家战略发展的重大意义以及我国科研人员在党和国家的大力支持下在量子科技发展方向取得的成就，增进对中国特色社会主义的思想认同、政治认同。在此基础上，学生能够将量子力学知识运用于相关领域学科中基础现象的解释，学会运用科学的思维和科学研究方法分析和解决问题，践行社会主义核心价值观、培养创新精神、科学思维方法、严谨的科学态度、细致踏实的工作作风、实事求是的人生态度、爱国主义情怀以及为中国特色社会主义建设事业奉献的精神，并初步具有分析和解决实际问题的能力。1 / 14
《量子力学 1》课程教学大纲 1 / 14 一、课程简介 《量子力学 I》是高等师范院校物理学专业学生必修的一门专业基础课，对物理学 专业的师范生将来完成教书育人、治学育人的使命起着重要的作用。通过本课程的学习， 学生能够初步掌握量子力学的基本原理和方法，了解微观世界矛盾的特殊性和微观粒子 的运动规律，为进一步的学习与科研打下必要的基础。通过学习量子力学的基本知识并 认识量子力学在物理学中的地位、作用及其在近代物理中的广泛应用，学生能够深化和 拓宽自己的普通物理知识并达到今后从事物理教学与研究工作所必需的知识水平。同时， 学生可以通过量子力学的学习来培养自身独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。 另外，量子力学研究对象是微观粒子体系，所采用的是不同于经典力学的全新理论，因 而结合师范专业学生的培养目标，在教与学的综合实施过程中，学生在教师的引导下利 用所学的基本原理认识微观体系的性质，提高自身的学科素养，培养学会反思和沟通合 作的能力，塑造教育情怀、并提高教学能力。 二、课程目标 本课程着眼于从培养师范生的角度系统讲授量子力学知识，使学生掌握量子力学的 基本概念和基本理论，获得综合运用所学知识解决问题的能力，提高自身的教学能力。 表 1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表 课程目标 课程目标 1：学生能够掌握量子力学的基本知 识，牢固掌握量子力学的基本原理、基本知识体系 和分析方法。学生能够掌握波函数、算符、薛定谔 方程的重要意义，能够求解简单的薛定谔方程，理 解并能够计算微观体系物理量的取值、取值概率和 平均值，掌握量子力学中表象变换和近似计算方 法，初步掌握电子自旋的和全同性原理的相关知 识。 课程目标 2：学生能够了解量子力学在电子学、 光学、信息科学、化学、材料科学和当代工艺技术 的重要意义，了解量子科技在中国特色社会主义建 设过程中对国计民生和国家战略发展的重大意义 以及我国科研人员在党和国家的大力支持下在量 子科技发展方向取得的成就，增进对中国特色社会 主义的思想认同、政治认同。在此基础上，学生能 够将量子力学知识运用于相关领域学科中基础现 象的解释，学会运用科学的思维和科学研究方法分 析和解决问题，践行社会主义核心价值观、培养创 新精神、科学思维方法、严谨的科学态度、细致踏 实的工作作风、实事求是的人生态度、爱国主义情 怀以及为中国特色社会主义建设事业奉献的精神， 并初步具有分析和解决实际问题的能力
《量子力学1》课程教学大纲课程目标3：在掌握量子力学基本原理的前提下，结合当前科技发展前沿，学生能够在教师的引导下自主阅读相关资料，并以个体或学习小组为单位协作探索量子力学与其他学科交叉所产生的高新技术。通过课堂讨论、课后交流，学生能够培养自身的语言表达能力、团队协作能力、人际交往能力。课程目标4：引导学生养成主动查阅、整理文献的习惯，并在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力。结合已了解的量子力学发展前沿的先进思想与实验技术，引导学生进行专题知识的讨论，提高综合分析能力，并增强未来教学和科学研究中分析问题和解决问题的能力。课程目标课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求指标点2-1：对教师职业有强烈的认同，具有积极的从教意愿和动机，端正的从教态度，认同教师工作的专业性和意义，热爱祖国。2-2:具有人文底蕴与科学精神，富有爱心、责任心和事业心，自觉成为学生锤炼品格、学习知识、创毕业要求2：新思维、奉献祖国的引路教育情怀人。2-3：树立正确的教师观、学生观，理解教师作为学生学习促进者的角色要求，懂得尊重学生人格及个体差异，因材施教，对学生富有爱心与责任心，能够促进学生自主与全面发展。3-1：掌握量子力学基本原理和解决问题的方法。毕业要求3：能够运用量子力学基本定学科素养理和定理，解决基本物理模型的力学问题。2 / 14
《量子力学 1》课程教学大纲 2 / 14 课程目标 3：在掌握量子力学基本原理的前提 下，结合当前科技发展前沿，学生能够在教师的引 导下自主阅读相关资料，并以个体或学习小组为单 位协作探索量子力学与其他学科交叉所产生的高 新技术。通过课堂讨论、课后交流，学生能够培养 自身的语言表达能力、团队协作能力、人际交往能 力。 课程目标 4：引导学生养成主动查阅、整理文 献的习惯，并在阅读与整理文献的过程中形成批判 性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术 获取及处理信息的能力。结合已了解的量子力学发 展前沿的先进思想与实验技术，引导学生进行专题 知识的讨论，提高综合分析能力，并增强未来教学 和科学研究中分析问题和解决问题的能力。 课程目标 毕业要求指标点 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 毕业要求 2： 教育情怀 2-1：对教师职业有强烈的 认同，具有积极的从教意 愿和动机，端正的从教态 度，认同教师工作的专业 性和意义，热爱祖国。 √ 2-2：具有人文底蕴与科学 精神，富有爱心、责任心 和事业心，自觉成为学生 锤炼品格、学习知识、创 新思维、奉献祖国的引路 人。 2-3：树立正确的教师观、 学生观，理解教师作为学 生学习促进者的角色要 求，懂得尊重学生人格及 个体差异，因材施教，对 学生富有爱心与责任心， 能够促进学生自主与全面 发展。 毕业要求 3： 学科素养 3-1： 掌握量子力学基本 原理和解决问题的方法。 能够运用量子力学基本定 理和定理，解决基本物理 模型的力学问题。 √ √
《量子力学1》课程教学大纲3-2:掌握量子力学所必需的数学知识，提高学生运用数学知识解决物理问题的能力。4-1：通过引导学生观摩授课老师的讲课过程，做笔记，熟知中学物理学科中现代物理问题的认知特毕业要求4：点和一般讲授方式方法：教学能力4-2：通过课堂讨论和语言表达训练，初步具备讲授学习内容的能力。7-1：通过查阅文献资料获取有价值信息，养成终身学习的习惯，具有在物理教育和科研等专业领域发展的意识：毕业要求7：Vy17-2：通过学习量子力学学会反思中的基本原理、定律和方法以及其应用，掌握一定的反思方法和技能，具有一定的创新意识和批评性思维。8-1：能够根据实际问题通过查阅有关文献和参考书，以学习小组为单位正确抽象出物理模型。毕业要求8：沟8-2：培养学生主动查阅、yV通合作整理文献的习惯，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解量子力学发展前沿的先进思想与应用技术。三、教学内容表2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表3 / 14
《量子力学 1》课程教学大纲 3 / 14 3-2： 掌握量子力学所必 需的数学知识，提高学生 运用数学知识解决物理问 题的能力。 毕业要求 4： 教学能力 4-1： 通过引导学生观摩 授课老师的讲课过程，做 笔记，熟知中学物理学科 中现代物理问题的认知特 点和一般讲授方式方法； √ √ 4-2： 通过课堂讨论和语 言表达训练，初步具备讲 授学习内容的能力。 毕业要求 7： 学会反思 7-1： 通过查阅文献资料 获取有价值信息，养成终 身学习的习惯，具有在物 理教育和科研等专业领域 发展的意识； √ √ √ 7-2： 通过学习量子力学 中的基本原理、定律和方 法以及其应用，掌握一定 的反思方法和技能，具有 一定的创新意识和批评性 思维。 毕业要求 8：沟 通合作 8-1：能够根据实际问题， 通过查阅有关文献和参考 书，以学习小组为单位正 确抽象出物理模型。 √ √ √ 8-2：培养学生主动查阅、 整理文献的习惯，培养终 身学习的能力，提高利用 信息技术获取及处理信息 的能力，了解量子力学发 展前沿的先进思想与应用 技术。 三、教学内容 表 2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表
《量子力学1》课程教学大纲学时教学课程课程课程课程章节周次日期内容提要分配方法目标1目标2目标3目标41.1经典物理学的讲授法困难第一章4学从8.28到与自主1Y1.2光的9.31-2节时学习法结合波粒二象性1.3原子讲授结构的玻法、讨从9.4到4学论法与第一章尔理论2YV9.103-4节时自主学1.4微粒习法结的玻粒二象性2.1波函数的统计解讲授释法、讨从9.11到第二章论法与4学2.2态的叠3VVvV9.171-3节时自主学加原理习法结2.3薛定调合方程2.4粒子流密度和粒子数守恒讲授定律法、讨第二章4学从9.18到论法与2.5定态薛4VV9.244-6节时自主学定调方程习法结2.6一维无合限方深势阱讲授2.7线性谐法、讨振子从9.25到第二章4学5论法与YVW10.1时7-8 节2.8势垒贯自主学穿习法结4 / 14
《量子力学 1》课程教学大纲 4 / 14 周次 日期 章节 内容提要 学时 分配 教学 方法 课程 目标 1 课程 目标 2 课程 目标 3 课程 目标 4 1 从 8.28 到 9.3 第一章 1-2 节 1.1 经 典 物理学的 困难 1.2 光 的 波粒二象 性 4 学 时 讲授法 与自主 学习法 结合 √ √ 2 从 9.4 到 9.10 第一章 3-4 节 1.3 原 子 结构的玻 尔理论 1.4 微粒 的玻粒二 象性 4 学 时 讲授 法、讨 论法与 自主学 习法结 合 √ √ 3 从 9.11 到 9.17 第二章 1-3 节 2.1 波函数 的统计解 释 2.2 态的叠 加原理 2.3 薛定谔 方程 4 学 时 讲授 法、讨 论法与 自主学 习法结 合 √ √ √ √ 4 从 9.18 到 9.24 第二章 4-6 节 2.4 粒子流 密度和粒 子数守恒 定律 2.5 定态薛 定谔方程 2.6 一维无 限方深势 阱 4 学 时 讲授 法、讨 论法与 自主学 习法结 合 √ √ √ √ 5 从 9.25 到 10.1 第二章 7-8 节 2.7 线性谐 振子 2.8 势垒贯 穿 4 学 时 讲授 法、讨 论法与 自主学 习法结 √ √ √ √