量子力学基本原理的内容十篇

量子力学基本原理的内容篇1

关键词: 农林院校 大学物理 高中物理 内容 比较与分析

1999年开始的新一轮基础教育课程改革的力度是空前的,在课程理念、课程目标、课程内容、课程实施方式上进行全方位整体改革。为适应21世纪技术化社会的需要,我国基础教育阶段的物理课程在课程设置和教学内容等方面进行了调整和更新,在内容上体现了时代性、基础性和选择性。在农林院校,物理课程所涉及的物理学知识内容而言,主要包括力、电、原子、热四部分。在知识的讲述上,农林院校的讲述方式是简单介绍物理学基本原理,然后就介绍物理理论知识在农林科技及日常科技中的应用、物理学在现代农业方面的应用,较少涉及公式的推导、数学计算等。

一、力学内容的比较和分析

农林院校大学物理课程力学部分讲述了流体力学、振动和波(机械振动、机械波、声波)。流体力学部分的主要内容有:液体的表面张力、液体的流动性质(液体的定常流动、连续性原理、伯努利方程)、液体的猫滞性质(牛顿勃滞定律、泊肃叶公式)、物体在猫滞液体中的流动(斯托克斯公式、雷诺数和流体相似率、离心分离技术)。振动和波的主要内容有:简谐振动的特征及描述、阻尼振动和受迫振动、简谐振动的合成、频谱、机械波的产生和传播、平面简谐波、惠更斯原理、声波、波的干涉、多普勒效应。此外,有些版本的教材如金仲辉(2000)、王海婴(2000)均讲述了牛顿力学和力学的基本定律,两个版本都讲述了质点运动状态的描述、牛顿三定律、力学相对性原理、力学的三个守恒定律、刚体的转动(简述)。除此之外,王海婴(2000)还讲述了非线性力学(线性和非线性力学系统的特点、两种确定性和两种随机性)、相对论力学(相对论运动学、狭义相对论动力学、广义相对论)。刁岗(2001)对于力学基础知识没有专门介绍,在固体一章中涉及应变与应力、杆的弯曲等力学知识。高中物理共同必修中,没有讲述流体力学方面的知识,但是学生在初中物理中学习过浮力、压强、压力方面的知识,高中物理课程涉及的力学基础知识,以及力的应用方面的知识,学生对于流体力学部分的学习应该不会有什么困难。振动和波这部分涉及的知识内容同工科大学物理大致相同,农林学院校对于声波的讲述有所加强。这部分内容的学习同样是以牛顿力学为基础的。

二、电磁学内容的比较和分析

农林院校大学物理电磁学部分涉及的物理学基础知识同工科院校基本一致,但是,在叙述上更精炼和简单,内容更侧重于物理知识在生物学、医学中的应用,如静电场的应用(静电场处理种子、电晕放电处理种子、人工诱发闪电的应用、静电喷农药和静电人工授粉)、磁的应用(磁场处理、磁性肥料、磁化水、磁法检验)、电磁波在农业上的应用、电容器与细胞电容、生物组织的电阻等,以及基尔霍夫定律及应用、直流电的医学应用。基尔霍夫第一定律的物理背景是电荷守恒定律,基尔霍夫第二定律可以在高中全电路欧姆定律的基础上引申得出。农林院校大学物理电磁学部分同高中物理课程的编排思想是一致的,涉及的电磁学知识提供了学生进一步学习所需要的物理学基础知识。

三、光学内容的比较和分析

农林院校大学物理光学部分涉及光的干涉、衍射、偏振,光的吸收与散射等知识内容,在讲述物理基础知识时,更加侧重于在生物学中的应用,如薄膜干涉的应用、夫琅禾费圆孔衍射与生物显微镜、激光在现代农业和生物学中的作用、生物体发光的性质和实际应用、生物学研究中常用的光学仪器(光学显微镜、分光光度计、特种生物显微镜、电子显微镜)等。由此看到,农林院校大学物理光学部分同高中物理的编排思想基本是一致的,高中物理课程涉及的光学、原子物理的知识提供了学生进一步学习所需要的物理学基础知识。

四、量子物理基础知识内容的比较和分析

农林院校量子物理基础知识部分涉及的内容主要有:第一,光的量子性(黑体辐射定律、光电效应实验规律、爱因斯坦光子理论、爱因斯坦光电效应方程、光电效应的应用、光的波粒二象性);第二,量子力学初步(德布罗意波、不确定关系、薛定愕方程、势阱和势垒、氢原子光谱的规律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三,光谱分析(原子光谱、分子光谱、X射线谱及其应用);第四,激光的原理和应用医学院校大学物理该部分讲述了原子物理和量子力学基础知识,原子物理中介绍了X射线(X射线的产生、X射线的强度和硬度、X射线谱、X射线的性质、X射线衍射、X射线的衰减规律、X射线的医学应用)、原子核和放射性(原子核的角动量和磁矩、原子核的稳定性、放射性核素的衰变种类和衰变规律、射线与物质的相互作用、电离辐射防护、放射性核素在医学上的应用)。量子力学基础讲述了玻尔的氢原子理论、德布罗意假设、物质波的统计解释、不确定关系、波函数、薛定愕方程、势阱与势垒、原子结构理论(四个量子数、原子的壳层结构、分子结构)。此外,还介绍了相对论基础(狭义相对论、广义相对论)和混沌动力学基础知识。高中物理对于相对论与量子物理的知识作了初步的介绍,使学生对此有一个感性的认识,而农林院校大学物理对于这部分内容的讲述,是在高中物理已有知识基础上的提高和扩展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反应方程、衰变、半衰期、结合能、核裂变、链式反应、核聚变等知识,侧重于从应用的角度展开物理知识,这同农林院校大学物理基本是一致的。

五、热学内容的比较和分析

量子力学基本原理的内容篇2

关键词：原子物理学 教学方法 量子理论

中图分类号：G652 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0174-01

原子物理学是研究原子结构、运动规律及相互作用的学科，是物理学专业的基础课程，也是核类专业重要的专业基础课程，上承经典物理学，下接量子力学和原子核物理等重要课程。相比经典物理学课程原子物理学有很大差别，首先，原子物理学课程不像普通物理学课程从基本物理概念和物理规律出发进行严密的理论运算推导得到更普遍的基础理论，而是遵循从实践出发―理论模型建立―实践检验的认识过程，应用更多的是总结、归纳的方法；其次，研究对象是微观体系，而学生对微观现象缺乏直观的感性认识。正是由于这些差异，大部分学生在学习中感觉原子物理学知识点凌乱，理不清头绪，导致不能巩固和深化所学知识。因此，在教学中如何激发学生的学习兴趣，引导学生把握课程主线，认识原子运动规律，形成新概念，进而培养学生自学能力、思维能力、研究能力等成为原子物理学教学中需要探讨的问题。本文针对褚圣麟先生教材《原子物理学》的教学浅谈个人教学过程中的认识。

1 学习兴趣的培养

学习兴趣指一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态。学生对某一学科有兴趣，就会持续地专心致志地钻研它，从而提高学习效果。学习兴趣既是学习的原因，又是学习的结果。由此，培养学生最初的学习兴趣，促进学生在学习中找到乐趣，由被动的学习转变为主动学习、好学、乐学，在培养学生的自学能力过程中具有重要的意义。如何培养学生对原子物理学学习的兴趣，笔者从教学实践中总结如下几个方面。

1.1 结合物理学史增强学习内容的趣味性

原子物理发展史料丰富，若将史料运用于原子物理教学中，将起到事半功倍的效果。在授课中将原子物理学发展史融入知识的传授可增强学习的趣味性。如电子发现最早进行试验的并不是汤姆逊，试验结果最精确的也不是汤姆逊，但汤姆逊是第一个敢于突破常规认识而提出新粒子是电子的人，这一简介让学生明白科学研究中要尊重科学事实，敢于突破传统认识；讲述量子化概念提出时介绍普朗克为解释黑体辐射提出量子化概念的历程，由于这一崭新理论与经典理论的冲突，普朗克本人也不是特别坚决，此后他曾试图放弃量子论，用经典物理学方法重新解决黑体辐射问题，但均未成功，让学生认识科学发展中开创性革新的不易。可以说原子物理的发展中，充满对已有思想观念的颠覆和新思想的建立，这些都需要科学怀疑和批判精神，充分说明科学无绝对权威，科学怀疑精神和独立思考是科学进步的动力。通过物理学史的介绍，能在课堂上吸引学生的注意，使课堂气氛活跃，激发学生对原子物理学的兴趣，在轻松快乐的氛围中学习，同时学习科学的批判精神，培养学生创新能力。

1.2 结合课程内容介绍原子物理学中的难题激发学生钻研兴趣

好奇心和探索欲望是科学研究的原动力，在教学中通过介绍课本中出现而尚未完全认识明白的物理概念、物理问题，能极大激发学生的认识和探索欲望，教师可引导学生对相关问题的研究现状进行调研并汇报，在这一过程中既能促进学生了解学科的研究前沿，也能使学生加深对基本物理概念、原理的认识，同时有助于培养学生的实践能力和初步的科研能力。在原子物理学教材中有不少世界性的难题，如，在索末菲椭圆轨道理论和相对论效应中提出的精细结构常数所包含的物理含义、数值为什么刚好约为1/137；为解释光谱精细结构产生而引人的电子自旋的概念人们是否已经完全认识清楚等，这些问题在教学中可充分利用，调动学生的探索欲望，激发学生的钻研兴趣。

1.3 结合物理学发展前沿介绍激发学生研究兴趣

原子是从宏观到微观的第一个层次，物质世界各个层次的结构和运动变化相互联系、相互影响，很多其他重要学科和技术的发展以原子物理为基础，在课程教学中结合课程内容穿插原子物理学与相关学科的交叉及原子物理学发展的前沿介绍，可激发学生学习兴趣和钻研热情。如讲述α粒子散射实验时，介绍原子碰撞研究方法已经发展成为一个重要的研究方向，涉及各种基本粒子与原子和分子碰撞的物理过程等；讲述激光原理时，介绍激光技术的发展及其对原子物理学发展的促进，介绍我国激光领域研究的国际地位等。学科前沿的介绍能帮助学生认识学习本学科的社会意义及其与个人的关系，有助于激发学生学习的社会责任感。

2 把握课程主线

原子物理学的内容不像经典物理学具有严密的逻辑体系，因此在教学中拎课程的主线有助于学生系统的掌握课程的知识内容。对原子结构的认识发展，课程以光谱分析法为主线：从原子光谱规律出发，原子光谱规律的变化可以反映出原子内部能级的特点，进而探究原子内部的作用及其规律。对原子内部作用的认识，课程以量子力学中的角动量概念为主线：从玻尔氢原子理论的角动量量子化假设的提出，到单电子的轨道角动量与自旋角动量的耦合解释精细结构的产生，及两个电子体系的LS耦合和JJ耦合等，并进一步明确角动量与磁矩概念的对应，角动量耦合的本质是粒子间电磁相互作用，自旋和轨道运动的相互作用引起原子能级的分裂和塞曼效应能级分裂在本质上是相同的。

3 讲清基本概念

杨福家先生提出了原子物理学教学要注重“培养智能”，课程讲述做到“言犹未尽”，“既讲清楚又不讲清楚”。这也就要求老师要把握课程教学中哪些要讲清楚，哪些可不讲清楚。对基本概念和基本物理模型我们要力图阐述清楚，如，原子结构模型的提出，从背景到实验过程、理论推导和实验验证给出了详细的讲解，而其中卢瑟福散射理论公式（散射角与瞄准距离关系式）的推导可以引导学生自己在课余推导。又如，原子空间取向量子化概念，学生刚接触量子理论，很容易将角动量量子化与取向量子化混淆，讲解中要让学生理解取向的概念即矢量方向的描述，讲清了这个概念有助于对史特恩-盖拉赫实验的理解，而实验中偏转位移公式的推导可以留给学生自己完成等等。

根据原子物理学的特点，在教学中要努力贯彻启发式教学原则，倡导学生加强课外阅读，进行读书报告、讨论等多种教学模式有机结合，对提高原子物理学教学是非常必要的。

参考文献

[1] 丁肇中.论科学研究的原动力―好奇心是科学研究的原动力[J].上海交通大学学报：哲学社会科学版，2002，10（4）：3-5.

量子力学基本原理的内容篇3

关键词： 电子测量技术 理论教学 探索和实践

电子测量技术是一门综合课程，它的内容涉及很广。在以往的高职教学中，由于实习实训硬件条件较差，教学过于偏重于书本理论学习，加上高职学生与普通高校学生学习基础相比要差些，学生大多因学习吃力而渐渐失去兴趣，导致教学效果不甚理想。随着我国经济条件的改善，政府加大了对高职教育的基础设施和实验实训设备的投资，实验实训的硬件条件得到了巨大改变，加上校企联盟逐渐成熟化，形象化教学在高职作为重要的教学手段逐步得到推广。我院在创办全国高职示范以来，更是加大了实验实训的课时量，学生的职业能力得到了发展。电子技能是一项基于复杂脑力活动的高级技能，电子测量技术的课程教学亦有两个方面要求――原理学习和职业技能训练，二者并不矛盾，相互促进，故教学中不应厚此薄彼，这也是符合高等职业技术教育要求的。对于高职教学来说，怎样才能达到技能训练和理论学习的统一？如何使两者完美结合，使教学效果最大化，达到“润物细无声”的境界，是每一个高职教学工作者必须面对的课题。

在电子测量技术教改课程建设中，我院在加大实验实训课时比重的基础上，对于如何开展电子测量技术理论教学，进行了一些探索和实践。

一、重整课程模块

电子测量技术课程涵盖模拟、数字、电路和微机方面的知识内容，甚至涉及高数和统计数学方面的知识点，可谓内容“庞杂”，教师首先要对教材进行分析，明确理论要讲哪些内容、讲到什么程度，都要进行细致的分析。要寻找与实验实训内容的切入点，很好地将理论教学融合到实验实训教学中。为此，我们制订了新的课程标准和基于项目的教学设计，在对教材分析的基础上，把理论教学分为基础理论和新技术新仪器的介绍两个部分。基础理论部分是相对固定的，而新技术新仪器则是动态的，可以随时进行更新。电子测量技术课程理论教学可以分为五个模块，每个模块由若干要点组成。一是测量误差与数据处理模块，要求学生掌握电子测量误差分类以及运用测量误差理论进行测量数据处理及测量结果的表示。二是电子测量仪器的原理与使用模块，主要内容包括信号发生器、示波器、电压表、电子计数器原理与使用，学生通过实验任务完成，能熟练使用仪器。三是基本电参数的测量，主要根据测量任务，组建电子测量系统。四是电信号特性的测量，主要是使用频率特性测试仪和频谱仪原理和使用。五是小型电子测量系统的设计，内容包括信号发生器、时基发生器、频率计和数字电压表等设计项目，根据教学课时量的多少进行选用。其次是理论讲到什么深度，这要根据学生的就业方向决定。例如，就业方向是检测方向的，就要具有一定的理论支撑。电子测量技术理论要讲得深些，但是也要适度，要本着够用的原则。

二、加强理论内容载体实验实训项目的设计

我院进行了教学改革，把课程按职业能力递进思路分为两个层次。

一层主要是基本电子测量仪器的使用模块。该层主要体现在教学手段为“教学做合一”、强化“双基”能力的培养。在这个模块教学中，由于学生已经修完模电、数电等课程，如果把学生完成实验实训任务看成是“做”的过程，教师就要把理论知识嵌入到具体的实验实训项目中，理论教学实施可以在“做”前讲，可以“做”的过程中讲，也可以“做”后讲，即在实验实训任务完成后进行理论知识的归纳和总结。“复习”起到温故而知新的作用，是电子测量技术理论知识的“反刍”阶段，是知识系统化的过程，能够更好地体现“知识够用”的教学目的。在这个教学模块中，我们根据现有的实验室仪器，适时嵌入理论知识点，让学生看着具体的实物讲解电路原理和各旋钮的功能，从而避免了课程教学的抽象问题，有利于学生对理论知识的消化和吸收。例如在信号发生器应用实验中，嵌入模电的正弦信号产生以及波形变换等知识点。二层是整机测试模块。该层主要体现学生根据电子测量任务，组建电子测量系统，完成实际的电子测量实际操作，采集数据并且处理数据，提取被测对象最具特征信息的能力。它是“就业”前的适应期，能够起到加快学生职业能力养成的催化作用。我们在该层加入收音机装调和电视机调修两个实训模块。当然也可以根据不同的生产任务和岗位需求，适当调整模块的相应实训内容。

三、课赛结合，培养学生电子仪器的设计能力

创造能力是一个民族强盛标志之一，是一个国家快速发展的推进剂。电子仪器的精度和智能水映了一个国家的科技水平。为此，每两年国家都会举行全国大学生电子设计竞赛，在每年的设计题目中，都有关于电子测量仪器方面的、旨在提高大学生电子仪器的设计能力的题目。从2007年后，该项竞赛分为高职高专组和本科组两个组别。高职高专组更强调对动手能力、电路调试能力以及设计报告的撰写能力的考查，因而在电子测量技术教学中，我们有意识地加入小型电子仪器设计，通过设计了解电路设计步骤、设计方案选择、电路参数的计算、电路组装和调试。每个设计都是相对复杂的、综合的项目工程。例如在学完信号发生器子模块内容时，就可以进行函数信号发生器设计与制作；在学完电子计数器后，进行数字频率计的设计和制作。经过几个电子设计项目之后，学生通过电子仪器的设计，理论水平和动手能力都得到了显著的提高，同时也激发了学生的创造热情。我院积极组织学生参加全国以及江苏省电子设计竞赛，都取得了较好的成绩。

四、通过网站建设，加大习题库和试题库建设，编写了大量试题和习题

这有利于学生课后知识的消化和自主学习能力的养成，也有利于学生“工学交替”，方便学生去工厂实习，学生遇到学习困难或者发现问题后，可以通过网络BBS论坛和电子邮箱，及时得到教师指导，有利于电子测量技术理论与实践的结合，从而进一步促进职业能力的形成。

五、跟踪电子测量新技术和新设备

量子力学基本原理的内容篇4

20世纪后半叶，物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上，以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科，如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等，都得到极大发展.与此同时，科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分.

20世纪后半叶，新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高，处于科学技术的前沿，近几年来的局部战争向人们展示，现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.

这一切都表明，在科学技术发展的进程中，物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的，在20世纪是处于主导地位的，而且毫无疑问，21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位，它的作用将会更加突出.

大学物理课是一门重要基础课，它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法，这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响.物理课的这一作用，特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.

我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此，目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲，工科大学生的物理基础较薄弱，物理知识面也较窄，特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容，工科一般专业在后续课中多不再涉及，而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的，有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲，大学物理课内容“老的多、新的少”.因此，更新内容，加强现代物理和现代工程技术有关知识，特别是有关基础知识，是工科物理教学改革必须面向的首要问题.

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的，也是很困难的，不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础)，同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.

（一)课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分内容的讲授学时，分别约占总学时的58%、27%和15%.

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性.

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来，有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明，把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式，在计算机上把图、文、声、像集成在一起，提高教学内容的表现力和感染力，能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动，使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时，这也为教学研究提供了有力工具，为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上，加大这方面的资金投人，多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日，中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便，物理教育工作者应充分利用这一有利条件，从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验，使大家受益.

量子力学基本原理的内容篇5

关键词：物理化学实验；人才培养；教学改革；研究性实验

一、目前物理化学实验面临的问题

一直以来，复旦大学化学系有着重视化学实验教学改革的优良传统。20世纪70年代末，由复旦大学等14所学校合作编写的《物理化学实验》教材在国内广受好评，影响深远。20世纪90年代，复旦大学化学系对大学本科的化学课程体系进行了改革，逐步形成以创新能力培养为核心、以技术要素为主线的新实验教学体系及相应管理机制[1，2]。2000年前后，复旦化学系根据化学实验的特点，本着“统筹管理、优化资源、避免重复和遗漏”的原则，将涉及仪器操作类的基础实验课程“仪器分析实验”和“物理化学实验”融合为“仪器分析和物理化学实验”，那时实验教学中心在世行贷款和学校配套资金支持下，购置了一批在当时属于先进的仪器用于教学，使得化学实验条件得到大幅度改善，教学质量和水平因此得到保障和提高。

随着时代和学科的发展，我系的物理化学实验教学逐渐暴露出一些不足。一方面大部分实验仪器设备相对落后，如电化学分析工作站、气相色谱仪、原子发射光谱仪等设备都已使用了10～15年。这些仪器性能不够稳定，测量出的实验数据误差大，得不到理想的实验结果，这样直接削弱了学生学习新知识的积极性。另一方面是实验内容更新速度慢，滞后于科学研究发展的步伐。物理化学学科的发展也使得一些原本属于专门化或综合实验内容的高级技术和仪器成为基础物理化学实验的常规技术和设备，在当前科研中发挥重要作用的常规表征手段至今没有相应的教学实验开设，而且复旦大学物理化学教学团队早在1999年就开设了以结构分析和表征为主线，集原理、仪器使用和解谱为一体的“谱学导论”理论课，导致理论教学与实验教学有较大的脱节。同时本系科研实力的快速提高、学科建设、师资优化和研究生生源的增长需求对本科学生的科研素质提出了新要求，一些操作简单、内容单薄的验证性实验显然不能满足这些要求。在这样的形势下，物理化学实验教学内容如何设置，成为我们面临的又一重要课题。经过多次调研和讨论，我们对物理化学实验教学内容设置有了一些初步实践与设想，希望能与国内同行共同探讨。

二、物理化学实验教学内容的总体设计

本课程内容的设置将充分依托本系学科优势，在“衔接前沿、兼顾基础”的原则下，更新、升级、完善和补充大型仪器类实验。同时在完成经典传承的基础上，加大综合性、设计性、研究性实验的比例，以求拓宽学生专业面、增强适应性。更希望通过本课程教学内容的实施和开展，让学生了解和掌握一定的前沿技术、技能以及思考、解决问题的方法，促进学生探索能力、科研创新能力的发展，提高学生的综合能力。

在上述思想的指导下，我们经过对国内部分高校的物理化学实验教学内容进行调研和对比，并结合本系的实际情况，进行如下改革。

1.更新仪器设备，推动传统实验内容的更新优化

对目前开设的多个实验的老旧设备进行更新，取得了明显的效果。

比如，差热分析实验是一个经典的研究物质在受热或冷却时产生的物理和化学的变迁速率和温度以及所涉及的能量和质量变化的热分析实验。本系原有的实验设备，是20世纪70年代老师们自己动手搭建的，从冰水浴、自制热偶、加热炉到记录笔、温控仪的连接，都需要学生动手完成，由于各配件年代久远，数据的重现性、分辨率都不理想，而且经常出现某一部件“罢工”的尴尬局面，导致实验无法顺利进行。近年来，热分析技术的不断创新与完善，使得热分析的应用领域不断拓展，研究对象不断增加，在无机、有机、化工、冶金、医药、食品、塑料、橡胶、能源、建筑、生物及空间技术等领域被广泛应用[3]。开展热分析类的教学实验，不仅具有课堂理论意义，也具有非常强的应用背景，国内许多高校开设热分析教学实验，但具体实施的方案各不相同。经过考察，我们购置了性能较好的热重天平，此仪器采用较先进自动化技术和精密的机械制造工艺，将机械结构、机电控制和气氛控制集于一体，一定程度上改善了传统热分析仪器笨重外形。性能优良的温度控制软件和界面，全面的热动力参数分析功能，将热重分析TG、微商热重法DTG与差热分析DTA结合为一体，在同一次测量中利用同一样品可同步得到热重、微商热重与差热数据。这样一来，实验简便快捷，而且数据可靠直观。为克服实验内容相对单薄的问题，我们重新设计实验方案，学生除了验证已知样品受热过程中的吸放热情况，还可以观测不同升温速率下吸放热情况的变化，进而研究样品受热过程中相应的动力学参数，例如根据不同升温速率下五水硫酸铜失水峰的峰顶温度与升温速率进行数学处理，便可以计算热分解的活化能。在问题与思考环节中，启发学生通过文献查阅，对热分析方法进行更全面的了解，有了这样的技术和知识储备，将来需要分析其他样品受热过程中物相变化、吸放热等问题时，很容易找到解决方案。

此外，对气液色谱法测定非电解质溶液热力学函数的实验也更换了最新型号的气相色谱仪。所有的温度、压力、流量以及其他参数的设定和显示均可以在电脑软件界面上进行，大大方便了学生的实验操作，而且对了解目前的主流色谱有了感官认识。最为关键的是，数据重复性得到了极大的提高，以前需要重复进样近10次才能得到3次相对误差较小的数据，现在只需进样3次就可满足要求，对操作难度的要求大大降低，数据也与文献值吻合较好，得到了同学们的认可。

涉及电化学测量的实验，目前全部采用电化学工作站进行。由于是软件界面控制，重现性较好，出现故障也很容易判断。这些改进与以前的电压、电流表显示相比，优势明显，而且对本科生继续从事电化学相关研究起到了较好的铺垫作用。

2.增开研究性实验，加强对学生技术技能的培养

调研发现，物理化学实验内容最欠缺的是科学研究领域中的前沿成果在教学中的体现，而学生能力培养上较欠缺的是现代表征仪器的操作技术。因此，与前沿研究相关的实验内容的设置，是我们此次实验教学内容更新的重点。

我们引入负载型催化剂的多相催化实验。随着催化技术的发展，由于多相催化剂具有易回收利用、产物易分离等特点，在石油化工等领域得到越来越广泛的应用。因此，让学生了解和掌握一定的多相催化技术和知识显得尤为重要，国内浙江大学和南京大学化学系的本科生物理化学实验中都涉及相关的实验内容。我们开设了负载贵金属催化剂液相催化苯甲醇氧化的实验，通过本实验，希望学生理解多相催化操作中的基本要求、评价活性优劣的基本方法、影响催化活性的外界因素、完成活性测试的定量分析手段等内容，再通过数据处理与分析，了解更多的与催化相关的动力学和热力学知识与技术。

3.引入物质结构性质表征方面的实验内容

现在科学研究中，物质结构及其性质的揭示，离不开大型仪器。自19世纪伦琴发现了X射线以来，X射线衍射被迅速地应用于物质结构表征，它可以用在研究体积很大的对象，譬如人体骨骼，还可以表征很小的物质结构，譬如蛋白质分子结构[4]。由于波长短，X射线有很强的穿透性，在分子及原子级的材料结构研究当中应用尤为广泛。现代X射线技术在研究未知结构和新材料中已经成为一个有力的工具，比如本系多个课题组制备的各种单晶新材料，其结构解析就离不开X射线单晶衍射仪。作为重要的物质结构表征手段，理论课堂上也做了深入的介绍，但由于硬件条件的限制，本系本科生一直没有机会动手操作X射线衍射仪。

多孔固体材料最早发现于19世纪90年代，因其独特的结构特性而在催化、吸附、分离和储能等领域受到广泛的关注，表面状态和孔结构直接影响其性能，所以多孔固体材料的比表面积和孔径分布是研究固体材料的必要数据。本系多个课题组在介孔、微孔材料的制备研究中，一直离不开比表面积测试仪对样品基本性质的测定，也正因如此，本系多套比表面积测试仪均难以匀出机时用于本科教学。

通过努力，现在我们购置了4台比表面积测试仪，并借用本系X射线粉末衍射仪科研机时，用于本科生的教学实验。先让学生通过不同方法制备铜锆复合氧化物材料，并对这些样品进行X射线粉末衍射和比表面积测定，最后通过数据处理，分析了解不同的制备因素对材料基本性质的影响，了解BET多分子层吸附理论的基本假设和BET法测量固体比表面的基本原理，掌握X射线粉末衍射方法的基本原理、技术和物理吸附仪的工作原理、使用方法，并借此掌握一定的材料常规表征实验技能技巧。

三、未来设想

近年来，随着世界环境问题的日益严重，光催化在环境污染物降解中已成为研究热点[5]。最近我们还将开设TiO2光催化废水降解实验，这个实验是有效治理环境污染技术的典型代表。纳米TiO2由于其化学性能稳定、抗菌性能好以及在有机物降解过程中无二次污染等优良性质，成为环境污染治理领域中的重要光催化剂，在光催化领域得到了广泛研究。TiO2的结构形貌对其光催化活性有很大的影响，通过本实验，希望学生了解环境污染与防治的相关知识，并能从结构形貌与光量子效率间的关系理解影响光催化活性的因素，同时理解光催化降解效率的衡量指标等知识和技能。

从培养学生技术技能的角度看，现代物质基本结构表征方面涉及的内容还远不够，将来还计划开设铜锆复合氧化物或者负载贵金属样品表面的CO吸附红外光谱测定、核磁共振测定液相反应速率常数等相关内容。希望通过系列动力学活性测试以及相应物质结构表征方面实验的开展，让学生对功能材料样品制备技术、物质基本性质表征以及样品性质与性能之间的本质关联有所了解。更希望学生通过这一系列的训练，对科学研究过程有所了解，为他们开展系列校内科技创新项目打下基础，有利于他们今后的继续深造或工作。

本课程还将引入量子化学计算实验内容。20世纪20年代，物理学家海森堡（W. K. Heisenberg）和薛定谔（E. Schrodinger）各自发表了物理学史上著名的测不准原理和薛定谔方程，标志着量子力学的诞生。1927年物理学家海特勒（W. Heitler）和伦敦（F. London）将量子力学处理原子结构的方法应用于氧分子[6]，成功地解释了两个氧原子能够结合成一个稳定的氧分子的原因，标志着量子力学与化学的交叉学科――量子化学计算的诞生。随着计算机水平的不断提高以及计算模型与方法的不断改进，研究对象从小分子向较大分子发展，甚至到固体表面吸附、表面化学反应以及生物大分子等。目前量子化学理论计算方法逐渐被广泛应用于催化反应、纳米材料和药物制备等诸多领域。本系物理化学方向的研究中，量子化学计算的研究实力雄厚，不管是为拓展大学生的现有知识体系还是便于其进一步深造，都有必要让学生了解量子化学计算相关方面的知识。我们拟开展葡萄糖水解过程以及过渡反应中间体或过渡态的预测和金属铝表面氢气解离吸附等过程的模拟，希望通过这两个理论模拟实验的开展，让学生能了解基元反应动力学的主要内容和基本研究方法，并了解宏观反应和微观基元反应之间的统计联系等知识和技术。

总之，我们认为物理化学实验教学不应该仅仅要求学生掌握某一个或几个物理量的测量原理和技术，而更应该注重培养他们掌握前沿知识和从事科学研究的能力。这就要求教学内容要不断创新和与时俱进，减少验证性实验，增加综合性、设计性及研究性实验。通过这类实验的开展，让学生熟悉认识问题、分析问题、解决问题的途径、方法和手段，注重数据处理的方法和实验报告的规范书写，注意培养学生查阅资料、综合解决实际问题的能力，并提高学生做实验的积极性和主动性，进而培养他们的进取心和创造力。

参考文献：

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[2] 徐息良，吴性良，姚子鹏等. 以技术要素为主线重组实验教学体系[J]. 大学化学，2001，16（6）：21-22.

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[4] 李锐鹏. ZnO，SiC薄膜的X射线衍射研究暨高分子体系的微束散射研究[D]. 中国科学技术大学，2008.

[5] 徐悦华，古国榜，罗志刚. 活性纳米二氧化钛的制备、表征及光催化性能[J]. 功能材料，2004（35）：2764-2767.

量子力学基本原理的内容篇6

关键词：基础化学 教学改革 项目化教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0190-01

当今社会，参加高考的学生逐年下降，而大学的招生人数没有下降，因此，我们高职院校招收的学生整体素质也在逐年下降，学生接受知识能力和学习兴趣也在下降。传统的灌输式教育，已激发不出学生的学习兴趣，学生不愿意学习，如何培养学生具有解决问题、与人交流、创新技能、与人合作、自我提高等现代职业要求的核心能力？面对有差异的学生，我们面向大一新生的基础化学课程迫切需要改革，探索出适合学生的教育，由传统的知识传授改变为技能和能力传授。因此，我把基础化学课程与高材专业相结合，进行项目化教学，旨在激发学生学习热情，掌握化学相关知识和技能。

1 课程设计

1.1 项目设计思路

依据实用性、典型性、可行性等原则，对教学项目（产品）进行精选，教学项目选择了典型的两种高聚物产品聚氯乙烯（PVC）、丁苯橡胶（SBR），这两种高聚物产品涉及了高聚物应用的二大主要领域（塑料和橡胶）。通过这两个项目的学习，让学生初步了解高分子材料，进而学会和掌握化学的基本原理、基础知识和基本操作技能，培养自主学习能力，提高分析问题、解决问题的能力，为学习后续课程和将来从事高分子材料的合成及其工业产品的检测、分析工作打下良好基础。

1.2 课程内容设计

以扬子塑料厂、南京锦湖轮胎有限公司（高新工厂）、高分子材料实训中心和基础化学实训中心为依托，根据后续专业课程学习和后续岗位操作所需要的能力，编制方案，设计课程的两个项目，两个项目之间由易到难、由简单到复杂，相互联系贯穿，具体见表1。两个项目的设计渗透着本门课程的知识目标，贯穿着本门课程所要培养的能力目标和素质目标。

1.3 课程目标设计

总目标：通过本课程的学习，学生能运用化学的基本原理、基础知识和基本操作技能，完成化学实验基本操作和简单实验装置的组装及使用，了解高分子材料的生产及其产品的检测方法，培养学生具有良好的职业道德、行为规范和认真细致的工作态度，树立高度责任意识，为其在高材专业的后继学习及职业岗位奠定必需的化学知识、化学技能。

1.3.1 能力目标

能进行甲烷、乙烯、乙炔等简单有机物的制备及性质鉴定；进行回流、蒸馏、过滤、重结晶、萃取等操作，对有机化合物进行合成、纯化和精制；能正确进行滴定管、移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器的操作，会正确处理和评价实验数据及结果；能正确使用分析天平、烘箱、干燥器等仪器，会对仪器进行基本维护；能操作分光光度计，会用分光光度法对组分进行定性、定量分析，测定组分的含量；能操作气相色谱仪，会分析所测的色谱数据并给出结果；能操作膜渗透压计，会测定分子的相对分子质量。

1.3.2 知识目标

了解烃和卤代烃的物理性质，理解原子结构和分子结构的相关理论，了解物质性质与其结构的关系，掌握烃和卤代烃的命名和主要化学性质；理解回流、蒸馏、过滤、重结晶、萃取的基本原理，掌握其操作步骤；了解含氮有机物的分类及物理性质，掌握胺的命名及主要化学性质；了解滴定分析的基本原理与应用（包括酸碱滴定、氧化还原滴定、配位滴定、沉淀滴定），掌握滴定分析中的误差类型、减免方法及有效数字的记录与运算；了解紫外可见分光光度计的结构，掌握分光光度法的基本原理及测定方法；了解气相色谱仪的结构和基本原理，掌握气相色谱图的定性分析及定量分析方法；了解高聚物相对分子质量测定的意义和方法，了解渗透压的产生的原理，掌握稀溶液的两个定律（拉乌尔定律和亨利定律）及稀溶液的依数性相关理论。

1.3.3 素质目标

培养学生团队合作意识、与人协作的能力，自学和独立思考的能力，热爱科学、实事求是的学风和创新意识，安全、环保、节约意识，学生良好的人文素质和职业道德等方面。

2 考核方案

整个课程考核内容由平时成绩、项目成绩和期末成绩三部分组成。平时成绩占20%，包括出勤、课堂纪律和作业情况。项目考核成绩占50%，按照没有完成、基本完成、完成较好、完成很好四个档次给分。项目考核的具体内容包括资料查阅、小组讨论表现、实验操作、实验记录、实验作风、实验纪律、实验报告、团队协作意识等方面。期末试卷成绩占30%，采用开卷形式，主要是化学基本理论和基本操作的应知部分内容。

参考文献

[1] 赵玉娥.基础化学[M].化学工业出版，2004.

[2] 张正兢，曹国庆.基础化学[M].化学工业出版，2007.

量子力学基本原理的内容篇7

关键词：木薯淀粉;交联羧甲基淀粉;Cr3+;吸附

中图分类号：TQ425.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）12-2784-04

Cr3+ Adsorption with Cassava Cross-linking Carboxymethylated Starch

TAN Yi-qiu

（Department of Chemistry and Biology Engineering，Guangxi Normal University for Nationalities，Chongzuo 532200，Guangxi，China）

Abstract： The cross-linking carboxymethyl starch was prepared using the cassava starch mechanically activated for 60 min by a ball-stirring mill. The static adsorption behavior and kinetics of the cross-linking carboxymethyl starch on Cr3+ were investigated. The adsorption mechanism was studied. The results showed that the cross-linking carboxymethyl starch could adsorb Cr3+ with 15.3 mg/g when the dosage of cross-linking carboxymethyl starch was 0.10 g， Cr3+ initial concentration was 0.06 mg/mL with pH of 3.3 and the adsorption time of 60 min. The adsorption was an intraparticle diffusion process. The adsorption process was adapted to Freundlich equation. The adsorption was comprehensive action of physical adsorption and chemical adsorption.

Key words： cassava starch; cross-linking carboxymethylated starch; Cr3+; adsorptoin

铬是动植物生命与健康所需要的微量元素。铬能调节人体内糖和胆固醇的代谢，缺铬可引起动脉粥样硬化等多种疾病[1]，铬可增强动物抗应激能力和免疫等功能[2];微量铬可刺激多种作物的生长，提高作物产量[3]。铬离子有毒，铬的毒性与其存在的状态有关。对人体，六价铬的毒性比三价铬大得多[3]。人体过量吸入铬离子将引起皮肤、呼吸道、肠胃及血液等发生病变;水体含铬离子量偏高，水生生物群落结构将受影响，水体自净能力降低;用含铬污水灌溉农田，铬会被部分农作物富集，且土壤有机质的环境效应也将受到抑制。根据污水综合排放标准，总铬的最高容许排放浓度为1.5 mg/L，六价铬为0.5 mg/L[4]。控制含铬离子污水对环境的污染是环境保护的迫切需要。

铬及其制品的应用很广范，冶金、电镀、制铬、颜料、制药、轻工纺织、铬化合物生产等一系列行业，都会产生大量含铬离子废水。铬离子通过水向土壤、生物链迁移，从而对环境造成污染。目前，含铬废水治理方法有还原法、电解法、吸附法、膜分离法、离子交换法、生物法等。还原法产生固体废弃物量大，不易回收利用;电解法板极损耗大;膜分离法和离子交换法生产成本较高;生物法对高浓度的含铬废水效果不明显。吸附法是利用有键合金属离子的或表面有微孔的吸附剂吸附除去金属离子的一种有效方法。淀粉基金属离子吸附剂由于原料来源广，价格低廉，易生物降解，吸附效果好受到了广泛的关注。本研究采用机械活化的方法对木薯淀粉进行预处理，以活化60 min的木薯淀粉为原料，环氧氯丙烷为交联剂、一氯乙酸钠为醚化剂制备交联羧甲基淀粉，并对交联羧甲基淀粉吸附Cr3+的性能、行为和机理进行了初步探讨。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

集热式恒温加热磁力搅拌器，鼓风干燥箱，循环水式多用真空泵，多功能搅拌机，722型分光光度计，电子天平。

木薯淀粉，工业级;氢氧化钠、环氧氯丙烷、一氯乙酸钠、浓盐酸、磷酸、硫酸、氨水、硫酸铬钾、乙醇，均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 机械活化木薯淀粉的制备 参照文献[5]。

1.2.2 交联羧甲基淀粉的制备 参照文献[6]。

1.2.3 交联羧甲基淀粉的吸附性能测定 分光光度法，参照文献[7]。

将一定量的吸附剂和50 mL一定浓度的含Cr3+离子的溶液置入150 mL的具塞三角瓶中，用硫酸和氨水溶液调节至一定的pH后，放入一定温度的水浴恒温振荡器中振荡一定时间以确保达到吸附平衡。将溶液离心，取上清液，测定Cr3+离子的浓度。吸附容量按式（1）计算

Q=V（C0-C）/m （1）

式（1）中：Q―吸附容量，mg/g;C0―Cr3+离子的起始浓度，mg/L;C―Cr3+离子的终浓度，mg/L;V―溶液的体积，L;m―交联羧甲基淀粉质量，g。

2 结果与分析

2.1 样品的电镜照片分析

原木薯淀粉（Nstar）颗粒呈圆球形，表面光滑、结构紧密、界面清晰;活化60 min的木薯淀粉（Astar）呈椭圆形的团粒，表面粗糙，有缝隙，结构松散[8]。

原木薯淀粉制备的交联羧甲基淀粉（NCCMS）及由活化60 min的木薯淀粉制备的羧甲基淀粉（ACCMS）的电镜图见图1。由图1可见，NCCMS的颗粒局部或有破损或有腐蚀的痕迹，但多数区域没有变化，淀粉颗粒粘连在一起;ACCMS的颗粒很不规则，凹陷不平，表面布满大小不一，深浅不一的孔洞。

2.2 影响吸附性能的因素

2.2.1 吸附动力学 吸附速率是吸附过程的一个重要参数。在30 ℃、pH 3.0、Cr3+的初始浓度0.05 mg/mL、交联羧甲基淀粉用量0.10 g条件下考察吸附时间对Nstar、NCCMS（取代度DS=0.331）、Astar和ACCMS（DS=0.328和DS=0.633）吸附Cr3+的性能影响，结果如图2所示。由图2可见，吸附时间为3 h时，Nstar对Cr3+基本无吸附;Astar对Cr3+有吸附，但吸附容量只有0.8 mg/g;随着吸附时间的延长，NCCMS对Cr3+的吸附容量逐渐增大，但3 h还没有达到吸附平衡;取代度基本相同时，ACCMS（DS=0.328）对Cr3+的吸附容量大于NCCMS（DS=0.331）;随着时间的延长ACCMS（DS=0.328）对Cr3+的吸附容量逐渐增大，1 h后基本达到吸附平衡;ACCMS（DS=0.633）的吸附容量又大于ACCMS（DS=0.328），随吸附时间的延长吸附容量增大，1 h后也达到了吸附平衡。交联羧甲基淀粉对Cr3+的吸附能力比原淀粉强，活化淀粉制备的交联羧甲基淀粉吸附Cr3+能力比原淀粉制备的交联羧甲基淀粉强。ACCMS对Cr3+的吸附，1 h就达到平衡，说明吸附速率较大。本研究选用吸附效果较好的ACCMS（DS=0.633）作为试验材料。

采用颗粒内扩散方程[9]对ACCMS（DS=0.633）吸附动力学数据进行拟合，方程如下：

Qt=kit0.5 （2）

式中，Qt为吸附时间t时的吸附容量，mg/g;ki为测试温度下的颗粒内扩散速率常数，mg/（g・min0.5）。将图2中的数据以Qt对t0.5作图，拟合结果见图3。结果表明，图3中Qt与t0.5呈线性关系，相关系数大于0.99，说明ACCMS对Cr3+的吸附受颗粒内扩散控制，反应动力学符合颗粒内扩散速率方程。

为了便于比较，在30 ℃、pH 3.0、Cr3+的初始浓度0.05 mg/mL、活性炭用量0.10 g、时间60 min条件下测定活性炭对Cr3+的吸附情况，测得吸附容量为0.23 mg/g。

2.2.2 Cr3+离子浓度对吸附容量的影响 在30 ℃、pH 3.0、交联羧甲基淀粉用量0.10 g、吸附时间1 h的条件下考察Cr3+的浓度变化对ACCMS（DS=0.633）吸附性能的影响，结果如图4所示。由图4可见，ACCMS对Cr3+离子的吸附容量随Cr3+离子浓度的增大而增大，C=0.06 mg/mL时，吸附容量增加变缓。

采用Freundlich方程对图4数据进行线性拟合。

Freundlich方程如下[10，11]：

lgQ=lgKf+（1/n）lgC （3）

式中：Kf、n均为常数。拟合结果见图5。由图5可见，lgQ和lgC有较好的线性关系，说明ACCMS对Cr3+离子的吸附行为符合Freundlich吸附等温方程。Freundlich吸附等温方程为：

lgQ=0.738 7lgC+2.055 7

其相关系数R=0.995 7，n=1.354。

2.2.3 溶液pH对吸附容量的影响 Cr3+离子在溶液中的存在形式与溶液的酸碱性有密切关系。当溶液的pH≤3时，Cr3+离子主要以[Cr（H2O）6]3+形式存在，当溶液的pH 4时，Cr3+离子以[Cr（H2O）6]3+及[CrOH]2+形式存在，但以[CrOH]2+为主，随着溶液的pH增大，[CrOH]2+转变换成[Cr（OH）2]+和Cr（OH）3，并产生沉淀，加入过量的碱，沉淀Cr（OH）3溶解，转变为[Cr（OH）4]-[12，13]。本研究用硫酸及氨水调节溶液的酸性环境，只在酸性范围内进行对比，考察ACCMS（DS=0.633）对Cr3+离子的吸附性能，试验条件为：30 ℃、交联羧甲基淀粉用量0.10 g、吸附时间1 h，结果如图6所示。由图6可见，pH 1.0时，ACCMS对Cr3+的吸附容量很小，吸附120 min后Q几乎为零;pH 2.0时，ACCMS对Cr3+的吸附容量随吸附时间的延长而增大，但吸附120 min后Q也仅有4 mg/g;当pH 3.3时，随着吸附时间的延长，吸附量迅速增大，60 min后吸附基本达到平衡。因为淀粉分子中的羧基与H+离子，Cr3+离子存在竞争结合，酸性越强，羧基的质子化程度越大，对Cr3+离子的排斥力越强，结合Cr3+离子能力越弱，相反，羧基的质子化程度随溶液酸性的减弱而减弱，吸引及结合Cr3+离子的能力增强，吸附容量增大。在废水处理中，可通过调节废水的pH来选择最佳吸附条件，pH范围为3.0～4.0较合适。

2.3 吸附机理

在相同条件下各样品对Cr3+的吸附容量由小到大的顺序为：原木薯淀粉、活性炭、活化木薯淀粉、原木薯淀粉制备的交联羧甲基淀粉、活化木薯淀粉制备的交联羧甲基淀粉。这可能是跟各种样品的结构和形态有关。活性炭疏松多孔，主要通过微孔的物理静电作用吸附Cr3+离子，但由于没有-OH等功能基团，对Cr3+的吸附容量较小;原木薯淀粉含有大量的-OH，但分子中氢键结合力强，结构致密，同时表面光滑，因此对Cr3+离子的物理吸附，化学吸附非常弱，吸附量小于活性炭。活化木薯淀粉，由于淀粉在机械力的作用下，结晶度降低，淀粉分子的双螺旋结构被解离，氢键结合力被削弱，羟基活性提高，同时淀粉团粒凹凸不平，有缝隙，结构松软，淀粉冷水溶解度较大，淀粉分子易于伸展，因此对Cr3+的物理静电吸引力较强，同时-OH中的氢也与Cr3+有一定程度交换，因此吸附容量大于活性炭。无论是原淀粉或活化淀粉，进行醚化引入羧基之后，产物对Cr3+的吸附容量明显增大。在取代度基本相同时，ACCMS的吸附容量大于NCCMS，这是因为ACCMS表面缝隙孔洞多，比表面积大，同时结构较松软，溶质溶剂容易向淀粉渗透，羟基、羧基活性较高;高取代度的ACCMS比低取代度的ACCMS的吸附容量要大，也说明了羧基对Cr3+可能有化学键合作用，取代度越高，羧基含量越大，对Cr3+的结合力越强，吸附容量越大。ACCMS对Cr3+离子的吸附，推测是物理静电吸附和化学吸附的综合作用。

3 结论

1）由机械活化60 min的木薯淀粉制备的交联羧甲基淀粉对Cr3+离子有很好的吸附能力。在常温、吸附时间60 min、Cr3+的浓度0.06 mg/mL、pH 3.3的条件下，交联羧甲基淀粉对Cr3+的吸附容量为15.3 mg/g。

2）木薯交联羧甲基淀粉对Cr3+的吸附受颗粒内扩散控制，吸附过程符合Freundlich等温方程;吸附机理推测是物理静电吸附和化学吸附的综合作用。

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量子力学基本原理的内容篇8

关键词：化学实验基础；课程标准；项目化

一、课程概述

对于工业分析与检验专业的新生来说，该课程主要学习目标是实验基础知识，掌握实验基本操作技术和基本分离技术，偏重于分析这一块，强调理论联系实际，注重知识的综合运用，以提高学生分析问题和解决问题的能力。该课程的主要任务是：通过实验教学训练学生的基本操作技能，提高实际动手能力，为学习后续专业课程如油品分析、化学品分析、药物分析和食品分析课程等以及将来从事化工生产操作及质检等工作奠定理论和操作基础。

二、课程理念和思路

该课程以职业能力为本位，以工作过程为导向，通过行业专家对相关岗位工作任务的分析得出从事化工产品检验与质量管理工作应具备的职业能力，在课程内容分析的基础上，将化学实验室规则及常识、实验基本操作技术和实验基本分离技术等进行合理整合优化，以实验室为情境，以单个具体实验为项目，突出知识与技能训练的有机配合，体现实用性、针对性、全面性原则。以工作任务为线索设计项目教学，把工作过程设计成项目学习过程，以工作任务负载知识，在工作情境或模拟情境中开展学习过程。体现教师的主导和引领作用，突出强化学生的主体作用和自主性，强调师生之间、学生之间的合作探究、互动交流。通过项目课程的实施提高学生的方法能力、学习能力、交流能力，促进学生专业能力、社会能力、个性能力的形成。

三、课程目标

该课程在能力目标主要包括：（1）能完整的填报原始记录与检验报告；（2）能正确洗涤玻璃仪器，取用化学试剂；（3）能对实验中的温度、压力和质量进行正确的测量；能简单使用分析天平、滴定管、容量瓶和移液管；（4）能初步掌握加热、溶解、搅拌、蒸发、沉淀、结晶及过滤等基本操作。该课程的知识目标主要包括：（1）掌握化学实验室规则和各类常识；（2）掌握常见实验仪器的用途；（3）了解体积、质量和压力的测量原理；（4）了解利用重结晶、蒸馏、分馏、萃取以及升华等方法分离提纯混合物的基本原理。该课程的知识目标主要包括：（1）培养学生实事求是、尊重科学的态度；（2）增强学生创新和技术革新的意识；（3）树立学生服务生产、指导生产的意识；（4）培养学生爱岗敬业、服务社会的精神。

四、内容标准

1.课程总体内容。通过广泛的市场调研、行业专家对相关岗位工作任务的分析，选择具有代表性的4个平行项目，包括了常用器皿认领和试剂的取用（6课时）、玻璃仪器的洗涤和使用（8课时）、电子天平的称量练习（6课时）以及粗食盐的分离（8课时），每个模块又分为若干任务的模式展开。

2.课程项目具体内容描述。项目一，常用器皿认领和试剂的取用。教学目标。（1）能力目标能认识常见实验仪器，熟悉实验室环境；能正确的取用各类试剂；能完整的填报原始记录与检验报告。（2）知识目标掌握化学实验室规则和各类常识；掌握试纸、滤纸和化学实验室用水相关知识；掌握原始记录和检验报告的格式要求；了解化学实验常用仪器的名称与用途；掌握不同试剂的取用注意事项。工作任务。对照清单认领仪器，并排放整齐；对五种不同的试剂用不同方法进行取用；完成正规完整的填写实验报告。项目二，玻璃仪器的洗涤和使用。教学目标。（1）能力目标能正确洗涤多种玻璃仪器（锥形瓶、量筒、烧杯、滴定管、移液管、容量瓶等）；能对滴定管、移液管和容量瓶进行正确的操作(使用姿势和操作流程)；能对溶液进行加热、溶解、搅拌、转移、定容、移液等操作。（2）知识目标掌握玻璃仪器的洗涤方法；掌握三种容量仪器的使用方法；掌握溶液加热、溶解、搅拌、转移、定容、移液的操作方法。工作任务。洗涤烧杯、锥形瓶、滴管等实验常用玻璃仪器；洗涤并准备滴定管、移液管、容量瓶三种分析容量仪器；将一份水样转移并准确稀释100倍。项目三，电子天平的称量练习。教学目标。（1）能力目标能够正确使用干燥器和称量瓶；能够正确使用电子天平；能够对固体样品进行直接法、固定质量法和差减法的称量。（2）知识目标掌握电子天平的结构和原理；掌握电子天平的使用步骤和注意事项；掌握干燥器和称量瓶的使用方法；掌握直接法、固定质量法和差减法的操作方法。工作任务。对5台天平进行检查和校正；对食盐进行固定质量法称量；对碳酸钠进行差减法称量。项目四，粗食盐的分离。教学目标。（1）能力目标能正确使用酒精灯加热；能配合烧杯、玻棒等器皿，用蒸发溶剂法进行重结晶；能使用布氏漏斗和抽滤瓶进行减压过滤；(4)能通过电子天平最终求出食盐的回收率。（2）知识目标掌握利用过滤、重结晶、蒸馏等方法分离提纯混合物的基本原理；熟悉分馏、萃取、升华、离子交换、色谱法这些分离提纯技术的应用范围；掌握酒精灯、布氏漏斗、抽滤瓶、蒸发皿、分液漏斗等的使用方法和注意事项。工作任务。粗食盐的溶解、沉淀和过滤；对滤液进行加热和蒸发；测定食盐的回收率。

五、实施建议

1.教学过程。

1.1教师依据工作任务来安排和组织教学活动。

1.2教师以学习者为主体设计教学结构，营造民主、和谐的教学氛围，激发学习者参与教学活动，提高学习者学习积极性，增强学习者学习信心与成就感。

1.3教师指导学习者完整地完成项目，并将有关知识、技能与职业道德和情感态度有机融合。

2.考核和评价方面。

2.1过程评价和结果评价相结合、课内评价和课外评价相结合、理论评价和实践评价相结合、校内评价和校外评价相结合。

2.2过程与目标结合评价，结合课堂提问、课后作业、模块考核等手段，加强实践性教学环节的考核，并注重平时采分。

2.3强调课程结束后综合评价，结合企业实验室实际分析过程，充分发挥学生的主动性和创造力，注重考核学生所拥有的综合职业能力及水平。

2.4在教学中分任务模块评分，课程结束时进行综合模块考核。

六、结语

该课程要求每个学生都能熟练且规范的掌握每个基本操作，为以后的学习打好基础。这就要求实验老师在学生平时操作的规范上作严格的把关。在教学内容的难易上，首先安排一些基本操作及实验技能，在此基础上开设一些能运用到这些实验技能的实验，之后再提高要求。另外，也可以选择开设几个与地方经济建设相关的老师在研项目中的子课题作为实验内容，这样一方面既能提高学生兴趣又能让学生体验到实验的实际成果以及带来的实际价值，更为其在今后的工作岗位中提供有力的实践经验。

参考文献：

[1]王建梅,刘晓薇.化学实验基础.化学工业出版社.2007.

[2]万坚,宋丹丹,涂海洋.实验技术与管理.在基础化学实验教学实践中培养学生综合素质.2012,29（5）:166-167.

[3]王正明,范玉芳.对实践教育内涵的认识与思考,中国大学教学.2014,(2):68-71,4.

量子力学基本原理的内容篇9

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仪器分析是用精密仪器测量表征物质的某些物理或物理化学性质的参数以确定其化学组成、含量及化学结构的分析方法，是化学、物理、数学、光学、电学、机械、自动控制、计算机等多门学科相互渗透、相互促进的边缘学科。随着现代科学技术的发展，各种分析仪器应运而生，仪器分析的应用日益广泛，在化工冶金、环境保护、食品保健、卫生检验、医学检验和生物监测等各领域中都发挥着重要作用。因此，仪器分析己成为高等院校许多专业教学中一门必修基础课。

 

经过近20年的高速发展，如化学发光、非质子核磁共振波谱、电感耦合等离子体、原子质谱、变性高效液相色谱、超临界流体色谱和毛细管电泳等新技术己广泛使用，仪器分析内容日益丰富。如何在有限的课时内让学生更好地掌握仪器分析的内容，同时了解到最新前沿，是分析工作者必须关注的问题。笔者在医学检验等专业的教学实践中进行了一些探讨，现提出有关教学改革问题，尚期同行商榷与指导。

 

1突出重点，精心安排教学内容

 

仪器分析是教学内容更新较快的技术基础课，要在有限的学时内完成教学任务，就要求教师对教学内容融会贯通，在内容上有所侧重，重点系统学习某些仪器分析方法的基本概念及原理，并抽提出共性1]。例如光谱分析是仪器分析中内容最多、最复杂的一部分。这部分包括原子发射、原子吸收、原子荧光、分子荧光、紫外、可见、红外等光谱法，而这些方法可概括为两部分一原子光谱和分子光谱。因此，我们授课时以原子吸收光谱法为重点讲授原子仪器分析中有许多种分析方法，每种分析方法在不同专业中的应用是不同的。如红外分光光度法、核磁共振波谱法和质谱法主要用于对物质结构的测定，在医学检验专业中对物质结构的测定较少，所以只要求学生对红外分光光度法、核磁共振波谱法和质谱法有个了解，所需的教学时数就要适当少些。而原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、发光分析法和电位分析法等章的内容在医院检验科应用很普及，对于这些章节的教学要适当増加课时的投入，要求学生通过学习掌握其基本原理、定量分析方法、仪器结构、具体操作程序和方法等。

 

现在的分析仪器，基本上带有计算机及数据处理系统，过去较复杂的数据处理，现在也许只需按一下键就完成了。因此，教材中关于手工处理数据的内容，可以不讲。如离子选择性电极的定量分析方法中介绍格氏作图纸的绘制及应用技巧。

 

2运用多媒体教学，提高教学效果

 

仪器分析课程信息量大，内容多，所涉及的仪器品种和元件多而杂，教学内容又涉及到多门学科，加之我校医学检验仪器分析课程按50学时设置，理论教学30学时，实验教学20学时，存在内容多学时少，且抽象难于理解的问题。我校从1999年起对该课程运用多媒体教学进行了尝试，2001年开始普及，取得了非常好的教学效果。

 

2.1解决了内容多课时少的矛盾，増大了教师授课信息量仪器分析内容丰富，涉及面广。如果将平时讲课中很难甚至根本无法在黑板上画出的实验装置、光路图、电路图、仪器外观图制作成PowerPoint省了课堂板书时间。

 

2.教学内容形象生动，提高了学生的学习热情仪器分析中有许多内容需要发挥空间想象力如仪器的组成、结构、图谱等，采用传统的教学模式学生感到枯燥和抽象，难以理解。但如果采用图片、动画和视频演示方式，让学生在动静结合，图文并茂的情景下学习，有利于激发学生学习兴趣，提高教学效果。2.弥补了仪器设备的不足目前许多高等院校的分析仪器设备严重不足，而仪器分析又是一门实验科学，为了培养学生的实验技能，对于实验室没有的仪器，可通过计算机多媒体进行模拟，在一定程度上掌握和増加学习内容，使理论与实际操作有机结合^。对于实验室有的仪器，学生可在完成了预习内容的模拟实验后，再进入实验室可更快更好地进入实际操作过程。

 

笔者在多媒体教学实践中体会到还需注意一些问题。如多媒体教学中信息量大，学生容易疲劳，情绪产生抑制。展现一张新的幻灯片时，应稍作停顿，让学生有足够时间浏览，同时也惊醒一些己经走神的学生。如每张幻灯片的文字叙述尽量少而精，注意语言的锤炼，便于学生做笔记，同时幻灯片中颜色不宜太多，否则易产生眼花缭乱的感觉，反而会分散学生的注意力。由于笔者的学识水平的限制，制作的课件还较简单、粗糙，有待在今后的教学实践中不断修改完善。

 

3科研促进教学，介绍最新前沿知识

 

随着分析仪器的快速发展，仪器分析是发展较快的基础课之一，这就要求我们在教学中要根据检验专业的特点及本学科的发展现状和发展趋势，针对教学内容作适当的调整，将一些旧的内容适当压缩或作为阅读材料，充实一些新的内容和前沿性知识，使学生在学好基础理论的同时，了解最新科技信息。如学习高效液相色谱时，介绍近年来在高效液相色谱基础上发展起来的变性高效液相色谱。随着人类基因组计划的完成，迫切需要一种敏感、高效、经济的方法来检测庞大的序列变异，变性高效液相色谱法是少数能同时满足上述条件的技术之一。变性高效液相色谱主要用于基因变异的检测、DNA微卫星鉴定、肿瘤杂合性缺失的检测等方面。将这些与检验专业有关的新知识、新领域适时地反映到课堂上，对教和学都起到了很好的促进作用。

 

4加强学生综合能力的培养

 

在实验教学中，不仅要锻炼学生的动手能力，也要培养学生的科研能力。以往的实验只是机械地按书本的实验步骤操作，照葫芦画瓢，片面追求结果，不明白实验设计原理，结果学生做完实验后很快就忘记，更不用说掌握。我们在实验教学中不仅要求学生掌握实验目的和实验原理，还要求学生了解实验过程中实验的关键和影响实验结果的各种因素，充分调动学生的兴趣和主动性。如邻菲罗啉分光光度法测定铁的实验中，既要掌握铁含量的测定，也要掌握分光光度法测定铁的条件及方案的拟定方法。这样不仅培养了学生的实验技能，同时培养了学生严谨、实事求是的科学态度和掌握正确的实验研究方法。

量子力学基本原理的内容篇10

关键词：认知理论；核心语法子集；程序设计；教学改革

文章编号：1672-5913（2013）03-0022-04

中图分类号：G642

计算机程序设计类基础课程是高校计算机基础教学体系的核心课程，从国内教学现状来看，许多学生对程序设计技能训练不够，不能很好地树立“程序设计思维”，多数学生不能独立编写解决实际问题的程序。究其原因，一是在有限的课时内灌输大量繁杂语法知识，导致程序设计技能培养投入不足；二是限于初学者的认知水平难以建立程序设计的逻辑思维方式。死的语法知识是“鱼”，而程序设计能力是“渔”，“授人以鱼”不如“授人以渔”。因此，我们提出精简和优化语法教学内容，以核心语法子集进行教学的思想，以认知理论为指导，探讨优化的教学方法，以此提高程序设计基础类课程的教学实效。

1 基于语法子集的教学内容优化

目前大多数学校在教学内容方面注重语句、语法等语言细节，基本是以高级语言的语法体系为脉络展开教学，没有把逻辑与编程解题思路放在主体地位，对如何分析问题和解决问题讲得不够，对学生的编程能力、上机解题能力训练不够，以至于学生难以独立编写正确的程序，面对实际问题求解的编程显得束手无策。由于在语法教学内容上追求大而全，导致教师迫于完成教学任务进行“填鸭式”的“满堂灌”，忽略了学生的学习主体特征，不能很好地调动学生的主动性。学生创新能力的重要性已普遍共识，程序设计类课程对创新能力的培养主要体现在解决实际问题的独立编程能力上。只有重视算法和程序设计技能的教学，才能达到这一目的。对于语言的语法内容，够用即可，每种程序设计语言应选择其核心语法子集来教学。因此，首先要按照教学目标要求确定所要解决的各类基本问题，得到基本问题所构成的问题空间；然后确定问题空间求解涉及的基本算法范围。根据算法范围寻找核心教学语法子集。通过实验研究结合人工经验，分别得出实验语法子集和经验语法子集；再将两者结合起来，最终确立核心教学语法子集。

1.1实验语法子集的确立

实验语法子集的确立要通过客观实验完成，需要利用计算机信息处理技术，对主流教材、课件和其他材料中出现的程序设计语言关键字和语法点的频率进行统计分析；利用计算机对统计分析结果进行使用频度排序，获得各种语法点的实际应用频率的客观度量，然后以使用频度为依据确立实验语法子集。获得实验语法子集需要经历如下3类步骤。

1）实验分析。这个阶段要分析“程序设计基础”类课程的教学内容要点，确定问题空间，从而确定系列课程所涉及的算法大类；结合具体语种的特点，分析具体语言涉及的关键字。为便于采用计算机信息处理技术进行研究，可以只从关键字的角度研究基本语法要素构成的语法子集，不必考虑语法结构问题。

2）实验设计。包括以下几个子步骤：①原始数据数据采集。原始数据可以来源于目前国内外用于“程序设计基础”课程的典型教材、课件和其他资料。②数据处理，对符合基本算法范围的程序进行单词划分和标注，由实际材料中经典程序里面出现的单词组建词表文件。③数据统计，对数据处理阶段得到的词表文件进行统计；找出具体程序语言的关键字在所有实际材料中出现的总频数，得到语言关键字使用频数统计表。④数据分析，通过对语言关键字使用频数统计表进行分析，得出统计结果。

3）实验实施。该阶段按照实验设计的步骤进行具体操作，其中，在数据采集环节要利用典型教材的电子版，有些教材电子版文件格式可能是非文本的，需要转换为文本格式。转换中可能用到的转换软件，如Pdg2Pic软件可以将PDG文件转换为TXT的文本格式；汉王PdfConverter（免费版）能快速准确地将PDF文件转换成Word格式的rtf文件或txt文本文件。

1.2经验语法子集的确立

与实验语法子集相并行的是经验语法子集，它是靠人工经验确立的语法子集。获得经验语法子集的操作过程有3步，第一步，针对具体的程序设计语言设计一种语法点使用频度的问卷调查表。第二步，利用调查表向教学经验丰富的一线权威教师进行问卷调查，从而获得第一手原始资料。第三步，对获得的调查表进行统计分析，对各语法点的使用频度得出经验排序，根据排序结果选取经验语法子集。

1.3核心语法子集的确立

结合实验语法子集和经验语法子集，取两者的公共交集，即可得到核心语法子集。将核心语法子集作为教学语法子集，实现语法教学内容的优化。

2 基于认知理论的教学方法优化

2.1认知理论与教学设计原则

认知学习理论是通过研究人的认知过程来探索学习规律的学习理论。主要观点包括，人是学习的主体，主动学习；人类获取信息的过程是感知、注意、记忆、理解、问题解决的信息交换过程；人们对外界信息的感知、注意、理解是有选择性的以及学习的质量取决于效果。

布鲁纳的认知发现说和奥苏贝尔的认知同化说是现代认知学习理论的两大典型学说。布鲁纳强调指出学习过程是一种积极的认知过程，他认为学习的实质在于主动地形成认知结构；重视人的主动性和已有经验的作用，重视学习的内在动机与发展学生的思维，提倡知识的发现学习。认知同化说认为，新知识的学习必须以已有的认知结构为基础；学习新知识的过程，就是学习者积极主动地从自己已有的认知结构中，提取与新知识最有联系的旧知识，并且加以“固定”或者“归属”的一种动态过程。

根据认知学习理论关于学习的基本观点，与教学实践相结合，国内外研究者们提出了一系列指导教学设计的原则，这些原则有许多非常适合于程序设计基础类课程的教学。比如用直观的形式向学习者显示学科内容结构，应该让学习者了解教学内容中涉及的各类知识之间的相互关系；学习材料的呈示应适合于学习者认知发展水平，应按照由简到繁的原则来组织教学内容；学习以求理解，才能有助于知识的持久和可迁移；学习材料既要以归纳序列提供，又要以演绎序列提供；学习材料应体现辩证冲突，适当的矛盾有助于引发学习者的高水平思维。

2.2优化程序设计基础课教学方法的若干实例

1）挖掘新知识的生长点，促进知识正迁移。正迁移就是要把已有知识经验作为新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中生长新的知识。

以“两变量值交换”的教学为例，可以用“酒、水交换”这种已有知识经验作为其新知识的生长点，促使“酒、水交换”操作向“两变量值交换”操作正向迁移，学生就很容易将新知识纳入已有知识结构，牢固掌握“两变量值交换”的算法。

又如，关于“循环”概念的教学，可以用近义词“反复”做类比，用累加算法作例题，以学生熟悉的身边学习生活事例为算法素材。如学生每周的固定时间都要来教室听同一门课就是合适的循环例子，以反复听课增加知识量为算法素材。这种教学方法容易引起正向迁移的发生，加深对“循环”新概念的理解。

再如，很多抽象概念可以用学生熟悉的概念做比喻，引发正迁移。笔者在教学面向对象程序设计“消息多态性”概念时，常举这样的例子：当老师向不同学生宣布同一消息“今天停课”时，不同学生的反应不同，这就是消息的多态性。在教学面向对象程序设计“构造函数与析构函数”的功能时，常用“接生员与火化员”的作用作类比，使学生牢牢记住构造函数的功能是对刚创建的对象进行初始化；析构函数的功能是对使命完成后的对象进行清除。

2）突出新旧知识对比，避免负迁移发生。在学习过程中，如果对表面相似的新旧知识把握不足，反而使某种旧知识对新知识的学习产生严重干扰，这就是负迁移现象需要有效避免。

如学生对“=”号形成了根深蒂固的概念，一看到“=”号就想到两边相等；在C/C++语言中经常将应当用等号“==”的地方误用“=”号。于是，数学“=”号对程序设计语言中的赋值符号“=”形成正确概念带来干扰。因此，在教学中要突出传统数学符号“=”与程序设计语言运算符“=”的差异对比。

又如，传统数学的运算符求值顺序规则对C/C++中“右结合性”算符的求值顺序规则理解有干扰，对于容易引起负迁移的知识点要突出其对比。

3）由具体到一般的教学模式。程序设计语言中有的句式有非常复杂的完整形式，如果先写出其完整的理论形式，再举例说明，往往开始就会引起学生的厌倦情绪。相反，若先通过具体实例说明，然后再总结出一般性规律，对初学者来说更易于接受。如，VB语言中的InputBox函数的运用问题，由于该函数有多个参数，每个参数有不同的含义，控制对话框中出现不同内容。为使初学者易于理解，可先对参数逐个演示其运行效果，用具体的结果突出每个参数的作用，最后总结出该函数的一般语法格式。这一教学原则可以推广到许多复杂语法格式的教学方法中。

4）归纳与演绎的综合运用。以C/C++中的二维数组“行指针”及二级指针的教学为例，为了突出该类指针的“性质”以及“*”号对指针的作用结果，可先进行演绎教学：将该类指针变量加减一个整数，观察值的变化规律，得出性质（移动的地址以什么为单位？）；再将“*”号作用到指针变量前，观察值的变化，发现仍然为地址，再加第二个“*”号上去，观察得到的值，发现新地址性质的不同。通过演绎再归纳，笔者将“行指针”称为“二维指针”，而将简单变量或数组元素的指针称为一维指针，归纳出如下结论：二维指针加减一个整数n移动n个“行”的距离，而一维指针加减一个整数n只移动n个“元素”的距离。“*”号作用于二维指针或二级指针前，得到的值仍然是指针值（地址），前者得到的指针值数量不变但性质降为一维；后者得到的指针值是一级指针变量的值（即普通变量的地址）。“*”号作用于一维指针或一级指针前，得到的值才是普通值（非地址）。

3 优质教学资源的建设

精炼优化的教学内容和适合的教学方法为提高程序设计课程的教学实效打下了良好的基础。通过优质建材建设和优质电子资源建设将内容和方法体现在教学资源方面。

一是编写基于优化核心语法子集的简明程序设计教材。在教材中要充分体现优化教学方法的思想，精选例题，善用类比，尽量发现可引起正迁移的知识点；要有效避免可引起负迁移的因素，对复杂知识点的处理要遵循从具体到抽象、从简单到复杂原则；要善于将归纳与演绎进行综合运用。

二是建立优质电子资源，包括精美课件、电子教案、网上练习题库，尤其是学生实验源程序代码的电子版很值得提供，为学生做验证性实验节省很多代码输入时间，学生可以将主要精力放在对程序理解、调试和修改方面，提高实验课的实际效果。