中国大学MOOC(慕课)

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发布时间:2025-08-30 16:36

spContent=《量子力学》课程面向电子科学与技术、光电信息科学与工程等专业本科学生,以及对量子力学内容感兴趣的社会学习者开设。本课程揭示了微观物质世界中物质属性及其运动规律,梳理了量子力学课程理论知识与现代高新应用技术间的相互支撑关系。不仅对后续专业课程教学提供保障作用,而且对提高学生的理论物理素养和技术创新能力发挥重要作用。 本课程构建了“以旧新梳理课程知识量子论——波动力学——矩阵力学为主线”的量子力学知识体系,通过课程知识点的碎片化、遴选和重组,构建以知识点为单元的视频课程模块,提供完整的课程资源,构建系统化的在线课程。 本课程充分结合工程实践,构建量子力学“五领域五专题”案例库,构建“审-思-辨-行”的案例式教学设计,发挥学生的主体作用,实现知识的内化和升华,一方面加深学生对知识的理解,另一方面培养学生分析问题、解决问题的能力,并进一步启发学生发现新问题,培养学生创新性思维和创新意识。

—— 课程团队

课程概述

1、我为什么要学习这门课?

量子力学与相对论的提出,被称为20世纪物理学的两个划时代的里程碑。特别是量子力学的创立,揭示了微观物质世界中物质属性及其运动规律,造就了上个世纪人类科学技术的辉煌,推动了原子能技术、航天航空技术、电子技术等方面的发展,并开辟了光子技术的诞生之路,基于量子力学发展起来的高新科技不胜枚举,例如激光器、半导体芯片、量子计算机、量子通信、核磁共振成像、核能发电等等,其产值在发达国家国民生产中目前已超过30% 。此外,量子力学正逐步渗透到各个科学领域,并导致交叉领域的重大进展,量子生物学、量子生命科学、量子神经网络、量子化学、量子材料科学、量子信息科学等学科应运而生,其前景难以估量。

因此,国外内著名高校和研究机构都将量子力学课程作为培养学生逻辑推理、技术创新能力的重要课程之一。此外,很多高校也将量子力学课程作为研究生入学考试的专业课。

2、这门课的主题是关于什么?

本课程构建了以旧量子论——波动力学——矩阵力学为主线的量子力学知识体系,揭示了微观物质世界中物质属性及其运动规律,解决了量子力学课程理论知识与现代高新应用技术间的相互支撑关系。本课程树立以学生为主体的教学理念,通过课程知识点的碎片化、遴选和重组,重新梳理课程知识点、凝练课程内容,构建以知识点为单元的视频课程模块,提供完整的课程资源,构建系统化的在线课程。本课程融入课程思政的教学方法,深入挖掘量子力学中蕴含的思政元素和所承载的育人功能,实现专业知识与育人元素的有机融合、知识传授价值引领的有机统一,增强学生的爱国情怀和文化自信,建立思想价值观认同感。

3、学习这门课可以获得什么?特别是对自己有什么帮助和应用。

通过本课程的学习,应使学生初步具备以下能力: (1)使学生了解微观物质世界中物质属性及其运动规律,加深对普通物理中近代物理知识的理解,了解经典物理不能正确描述微观粒子的运动规律,理解到创立微观世界的理论——量子力学的必然性。 (2)使学生初步掌握量子力学的基本概念、原理和基本方法,熟练掌握求解量子力学基本问题的方法,为后继课程的学习和解决简单应用问题打下扎实的基础。 (3)提高理论物理素养和抽象思维能力,建立起较完善的思维模式和完整的物理知识结构。 (4)使学生了解量子力学基本理论在工程和现代科学技术中各种重大应用,体现出工程化倾向的教学,体现出理论与实践的结合。

4、这门课有什么特色和亮点。

(1)特色

课程以建立、巩固、提升学生量子力学思维范式为目标,优化量子力学的知识结构,构建以旧量子论——波动力学——矩阵力学为主线的量子力学知识体系,实现知识微观碎片化、宏观模块化的双重效果。融入课程思政的教学理念,从国家、行业、个人三个视域深入挖掘量子力学中蕴含的思政元素和所承载的育人功能,实现专业知识与育人元素的有机融合、知识传授价值引领的有机统一,达到润物细无声的思政育人效果。

(2)亮点

1)依托线上、线下混合式的课堂学习环境,拓展学生学习的维度、广度和深度,培养学生量子力学思维范式。

针对缺乏量子力学思维范式训练,量子力学思维习惯不易形成的痛点问题,课程打造线上、线下混合式的课堂学习环境,多层次、全方位培养学生的思维习惯,巩固和提升学生量子力学思维范式。

2)采用问题导向的案例式教学法,构建五领域五专题的教学模块,提升教学效果。

以学生为中心,以问题为驱动,以兴趣为引导,构建“5专题-5领域的教学模块,通过创设问题——专题讨论——反思与延续——总结与联系的教学设计,实现知识的内化和升华,一方面加深学生对知识的理解,另一方面培养学生分析问题、解决问题的能力,并进一步启发学生发现新问题,培养学生创新性思维和创新意识。

3)构建过程性评价和结果性评价相结合的模块化考核机制,形成多通道反馈途径,客观全面评价学生学习效果。

形成了章节测试-各章作业-互动讨论-期末考试四阶段的成绩评定方式。结合创设的蕴含课程思政的讨论、大作业和小论文题目,采用量化方式进行考评,并及时反馈给教师和学生。

授课目标

课程目标1:掌握旧量子论、波动力学、矩阵力学、微扰理论等知识,理解微观粒子的特性及其运动规律,能够将量子力学的基本知识、原理应用到复杂光电子器件与系统问题中

课程目标2:能够运用量子力学的基本原理,分析光电子器件及系统开发中的工程问题,并具有对相关数学模型求解的能力,推演、分析复杂光电子系统的工程问题,提出解决方案。

课程目标3:能够运用量子力学的基本方法对复杂光电子技术问题进行分类与判断,并结合专业知识进行有效分解的能力。

课程目标4:能及时跟踪和学习电子科学与技术领域的最新理论、技术及国际前沿动态。

课程目标5:能够使用马克思主义立场、观点、方法,用科学的态度正确认识问题、分析问题和解决问题。

课程大纲

预备知识

大学物理、高等数学

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材:

《量子力学》,刘蓉,刘王云,李亚清,华中科技大学出版社,2023.

参考书:

1《量子力学》,钱伯初,高等教育出版社,2006.

2、《量子力学教程》(第二版),周世勋,人民教育出版社,2009.

3、《量子力学导论》(第二版),曾谨言,北京大学出版社,1993年.

4、《量子力学教程》,曾谨言,科学出版社,2003年.

5、《量子力学基础》,关洪,高等教育出版社,1999年.

6、《量子力学习题精选与剖析》第二版(上、下册),钱伯初、曾谨言,科学出版社,1999.

7、《量子力学教程习题剖析》,孙婷雅,科学出版社,2004.