发布时间:2023-05-17 15:42:44
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的课题学习教案样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:信息安全课程体系 教学模式 实践型教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)08(a)-0166-02
随着计算机网络、信息安全技术的不断发展,电子商务、电子政务等新兴技术的逐步普及,信息安全问题凸显。为了提高大学生信息安全技术与意识,不但要求培养大学生具有全面、良好的理论基础,而且要培养和锻炼学生的分析能力、综合解决问题的能力。因此,信息安全课程体系教学中,理论教学与实验教学模式成为一个亟待研究的课题。
信息安全是一门综合性的交叉学科和国家重点发展的新兴学科,涉及通信、密码学、计算机、数学、人工智能、安全工程、法律、管理等诸多学科,涵盖计算机通信工程、计算机科学与技术、信息与计算科学等专业,数学与计算机科学分别作为信息安全课程的理论基础与技术支持,是信息安全学科的两个最重要的工具。信息安全课程强调理论与实践的结合,要求培养的人才具有宽阔的知识面、较强的实践动手能力、快速的知识更新能力[1]。
信息安全课程根据其定位的不同,先修课程也不尽相同。该课程将计算机系统、网络、密码学和人类因素等不同领域的概念融为一体,对普遍存在的基础安全问题及保护系统进行抽象建模和分析,是信息安全技术及后续信息安全专业课程的理论基础。
1 信息安全课程的教学现状
鉴于国内外信息安全形势的日益严峻,国内外的大多高等院校都开设了信息安全的先修课程,包括《信息安全导论》、《计算机网络安全》、《信息论基础》等,不同的高校根据自身的专业特点,对这些课程作了新的定位。
一般的高等院校将信息安全课程作为公共选修课面向全校学生来开设,以提高大学生的整体安全观念、技术与意识。理工科院校把信息安全课程作为计算机、信息与计算科学专业的必修课,给学生传授专业的安全防护技术与方法。信息安全课程的特点是实践与理论并重[2],实践高于理论,其教学现状可总结如下。
(1)由于各高校对信息安全课程的定位不同,同时受制于高校自身的实验室条件,很多高校只能将理论的教学放在了首位,而该课程算法难懂,结构复杂,造成该课程内容枯燥、模式单一,缺乏实验的模拟与验证,很难让学生对安全策略及模式产生直观的感受,无法引起学生的学习兴趣。
(2)信息安全课程对学生的数学基础要求很高[3]。很多理工类高校在信息安全的先修课程《信息论基础》、《密码学的数学基础》等的开设上并不完整,很难让学生掌握知识难点和重点,使得计算机专业学生在必修课的学习中感到吃力,而一般性的高校在面向全校学生的信息安全课程中,只能以信息安全示例等简单情形作为课程的主要内容,没有涉及到课程的核心部分,离课程的教学目的相去甚远。
(3)信息安全课程的核心是培养学生的实践能力,在掌握理论知识的基础上,还要求学生能够根据算法的原理,用专门的硬件设备结合软件实现安全策略,如用C++、JAVA等语言完成实验模拟。因硬件设备价格昂贵,多数高校实验室条件有限,无法真正提高学生的实践能力。
(4)计算机技术的发展日新月异,信息传输的入侵及安全防护技术也在对抗中得到了飞速的发展,而现有教材的知识在实际操作中已经落后,只重基础理论的讲解无法跟上学科的进步与技术的革新,难以为学生提供信息安全发展的前沿,学生的创新意识[4]也不能得到很好的开发。
(5)信息安全课程要求任课教师具有合理的知识结构,在数学和计算机知识上都要有扎实的基础[5],很多高校在任课教师的选择上范围较小,而且缺乏实践教学的经验,导致任课教师与学生之间的互动性较差,交流上存在一定的障碍,调动不起学生的学习积极性。
2 信息安全课程教学模式探讨
信息安全专业建设目标是为社会培养信息安全工科应用型人才,信息安全课程的教学应该服务于该目标。针对信息安全课程的上述特点和教学中出现的问题,在实际教学过程中,在教学模式方面积极探索,提出了以下提高信息安全课程教学质量的方法与措施[6]。
(1)重视实践教学,精心安排实验内容和贴近现实的实践性作业。
为提高学生的学习兴趣,实践教学的内容及作业设置须注重丰富性与应用性,能够把枯燥的理论知识与实践相结合,让学生学会融会贯通、学以致用。为了贴近现实场景,可以将每个信息安全的基本实验灵活化、综合化,让实验有挑战性。比如在进行网络安全教学的过程中,设计缓冲区的溢出实验来让学生理解溢出原理及其实现方法,先演示缓冲区溢出的过程,然后通过开发工具的调试生成包括shellcode头、执行体和尾部的文件,再针对算法设计溢出程序,最后通过加载shellcode文件内容实现溢出。
实践型课外作业是让学生带着信息安全问题在现实中自我实践、自主探究,来开发学生的信息安全创新潜能,提高学生信息安全技术的应用意识。比如在计算机病毒及其防治章节中,课外作业内容可以设置为让学生上网调查当前最新发现的一些病毒工作机理与防范方法。学生通过资料搜集、病毒特点分析、病毒描述后,能以更直观、感性的方式了解病毒原理,提高了应用原理和现有技术来防范病毒的意识和能力。
关键词:小学体育;安全教学;措施;必要性
1小学体育课堂现存的安全问题
1.1体育器材存在安全隐患:由于体育教育的需要,学校为学生提供了相关的体育器材,使学生能够更好的上体育课,进行体育锻炼。可是一些学校只重视前期的提供,而忽视了后期对体育器材的检查和维修。一些体育器材因长期暴露在室外,经过阳光的暴晒、大雨的冲刷、风雪的洗礼,出现掉漆、断裂、松动的现象。导致学生在使用时,容易出现安全问题。对与体育器材老化等可以人为控制的安全隐患,学校和体育教师要施以足够的重视,要做到在最短的时间内发现并且解决问题,才能够最大程度地保证学生的安全。
1.2学生自身的问题:在小学阶段,体育课上的安全问题很大一部分原因是由于学生本身造成的。小学生还处于身体发育的阶段,身体的各项机能还没发育完善,又因为大多被家人照顾,没有进行过大量的体育活动,导致学生身体素质较差,进行稍微过量的体育运动容易出现呕吐、头晕的状况。在课堂中,由于学生安全意识淡薄,再加上他们年龄小,喜欢打闹,有时候闹起矛盾,打架不知道轻重,不计后果,容易导致受伤,出现安全问题。对于这些问题,体育教师要在上课时对学生进行一定的安全教育,向学生讲述安全常识。
1.3体育教师安全意识不强,组织不当:小学体育教师经历的安全事故较少,有时候上课会出现考虑不周的情况。对学生的身体状况没有充分了解,对学校的体育设备也没有进行检查,组织学生活动的地点可能不当,这些都容易出现安全问题。教师对学生的影响是最大的,体育教师的安全意识的强弱,可以说直接决定了学生在体育课上的安全是否能够得到保障。
2小学体育课堂安全教学的措施
2.1教师要树立高度的安全意识:教师承担着学生的安全责任,要树立高度的安全意识。在解决各项问题时,要把学生的安全放在首位,要对可能出现的安全问题进行预测,进行有效的防范,防止安全问题的发生。在课堂上,要适量教给学生一些安全知识,在出现安全事故的时候,对学生进行提醒和教育从而增强学生的安全意识。
2.2了解学生身体状况,根据不同体质的学生实施不同的策略:在上课前,教师要充分了解学生的身体情况。有的学生可能会有一些病史,不易暴晒,不易激烈运动等。这时教师要根据学生不同的身体状况,给他们合理安排运动量,做到所谓的“因材施教”,充分了解每一位学生的具体情况,这样既能有效避免学生病症的复发,增强体质,又能使他们在体育课堂上也能过得充足、有意义。
2.3做好准备活动:上体育课,教师要要求学生尽量穿上运动衣和运动鞋,没有运动服的学生,就穿宽松的便于活动的比较宽松的衣服和裤子,穿布鞋不要穿凉鞋、塑料底的鞋子或皮鞋,禁止学生带尖锐的物品上课,女生尽量不要带发卡、手链等首饰,不要留长指甲以防在运动的过程中断裂,戴眼镜的学生如果不戴眼镜可以上体育课,就尽量不要戴眼镜。在学生进行体育活动前,教师要带领学生做好热身运动。因为如果没有进行热身运动就立即进行紧张的运动,容易造成肌肉拉伤、抽筋等问题。所以教师要根据课堂教学的主要内容,对身体的各部位进行预热,并对某些需要强度运动的部位重点放松。当然,在进行预热活动时,教师也要根据学生的身体素质、天气、季节等各方面的因素适量安排准备活动,不易过量也不易过轻,过量对接下来的体育主要教学内容不利,过轻就不能显出之前的准备活动的效果了。
2.4对体育器材定期检查维修:学校不仅要提供体育器材,而且要注重对体育器材的检查维修。对体育器材要充分了解,加大对体育设备资金的投入,安排一些体育教师对器材进行定期的检查和维修。在体育器材达到一定年数时要拆旧换新,更换体育器材,消除安全隐患,提高体育设施的安全水平,使学生用的更放心,更安全。
2.5教学生一些必要的保护技巧:课堂中,教师在教主要课程内容之外,可以教学生一些在紧急情况下必要的保护技巧。这时,老师不要只用口头几句话概括了事,要进行情景模拟,使学生真正明白。老师可以找一个学生进行示范,并进行指导,使学生更容易掌握这些保护自我的技巧。比如:在摔倒时尽量身体向前倾斜,双手着地,避免后脑着地;无法掌握平衡时要向倾倒的方向跨步;面对坏人时,进行自我保护的方法和攻击的主要部位等等。使学生在一些危急情况下能够有效应对,理性面对,不慌乱。
3小学体育课堂安全教学的必要性
安全是重中之重,是学生家长、老师、学校都关心的话题。只有在保证学生安全的前提下,小学体育课堂才能更好的开展,促进学生锻炼,增强体质,培养良好的生活习惯,促进学生身心的健康发展。保证在校学生的安全,是学校和老师的共同责任,有利于促进学生家长、学校、老师良好关系的建立。
4结束语
安全教学是小学体育课堂的重点,保证学生安全是学校和老师的共同责任和重要任务。小学体育课堂安全教学需要学校、老师、学生的共同努力,其中重要的是老师做好自身的准备和引导工作,避免出现安全问题,保证在校学生的安全,促进学生健康成长。
作者:安杰 单位:吉林省吉林市丰满区第二实验小学
参考文献:
[1]王建.浅谈小学体育教学中如何做好安全防护[J].科学中国人,2015,17:261.
1CTM在胃肠内科教学中的实施
本文就我们在胃肠内科教学中应用CTM的经验做一总结并加以探讨。
1.1案例的选择、布置及学生分组
精选具有一定特性[1],如真实性,即取材于以往诊治的真实病例或专业网站检索获得的病例;典型性,即选择难易适中、具有一定代表性的病例;知识性,即学生能从中获得知识;针对性,即所选案例与教学内容及目的具一致性;实践性,即选择对临床实践有指导作用的案例;综合性:即能较为全面完整反映理论知识的案例。以此引导学生将既往所学知识体系纵向联系,加深学生对相关理论知识的理解与掌握,理清相关疾病的诊治思路,提高学生综合运用理论知识服务于临床实践的能力。教师将收集整理好的病例以多媒体课件的形式直接展现给学生,使案例要阐述的内容更加生动、清晰、直观,便于学生理解掌握。例如,在炎症性肠病(inflammatoryboweldisease,IBD)的教学探索中,我们精选了临床上较为常见的溃疡性结肠炎(ulcer-ativecolitis,UC)病例,同时还准备了少见(Crohn’sdisease,CD)病例,里面插入了相关镜下影像图片、视频、CT成像及并发症图解,对照UC和CD病例的主要临床表现、影像特点、图解及临床用药的异同,以使学生对IBD的诊断和治疗有一个更为清晰、深刻的理解与掌握。同时将学生分成若干学习小组。
1.2设计相关问题
案例问题的设计是教学实施成功的重要前提和基础。教师需围绕教学大纲、教学目标及容易混淆的理论知识,特别是容易误诊之处、疾病的主要鉴别点及治疗原则,精选案例,并进一步设计相关问题。例如,IBD(包括UC和CD)其病因、发病机制及临床表现复杂且多变,难以掌握与理解,是胃肠科教学中的难点。所以针对IBD病例,我们会提出相关问题:结合病史、查体及辅助检查,考虑患者最可能的诊断?主要诊断依据?还需要提检哪些辅助检查以协助诊断?可能出现哪些并发症?该患者目前应如何治疗?发生哪些情况需要手术干预?明确诊断UC后,需要进一步思考的问题:UC与CD如何鉴别?UC应用糖皮质激素的指征?UC应用糖皮质激素治疗时应注意事项等,以便更好地启迪学生的临床思维能力。问题的提出使得学生们对IBD有了更加系统全面的认识,提高了学生对IBD相关知识学习的兴趣和积极性。
1.3课堂实施与归纳总结
在临床实践中,教师首先指出具体病例分析时应注意事项,强调相关联的理论知识点。针对教师事先整理设计的相关问题,以学生为主体,教师为指导,各小组对所选案例资料进行讨论分析。与此同时,教师要适时地给予有针对性地讲解和指导,帮助学生找出解决临床实际问题的关键点,最后列出疾病的可能诊断、诊断依据,尚需与哪些疾病鉴别,其主要鉴别点?如何治疗等。最后教师归纳并总结,对讨论过程中出现的知识点、关键点进行重点讲解,同时适当介绍该疾病研究方向的最新前沿与进展,同时指出讨论中存在的问题,并根据讨论过程中表现出的优点和不足,提出今后努力的方向。教师的解析能够帮助学生理清疾病诊治思路,对疾病的诊治有了更全面系统地认识,对提高学生分析、解决问题的能力以及临床思维能力的启迪与培养起重要作用。
2实施CTM的必要性及优势所在
2.1激发和培养学生的求知欲望,充分调动其学习积极性
在传统理论教学过程中,学生始终处于被动地位。而CTM,通过对真实案例的分析讨论获取理论知识,学生由被动地接受知识变为主动学习,独立思考,充分调动了学生的学习热情,显著提高了学生的学习兴趣和积极性。CTM既重视理论,更注重实践,倡导学生以临床资料为线索,使学生运用所学理论知识,对精选病例资料加以分析、总结,学生变被动听课为主动思考、主动参与,激发和培养学生的求知欲望,充分调动其学习兴趣和积极性。
2.2培养学生解决临床实践问题的能力
通过讨论分析案例,学生对精选案例有了充分理解,在教师的正确引导下,对所选病例做出诊断及恰当治疗。这种以教师为指导、学生为主体的CTM,有助于学生对所学相关疾病理论知识的理解与掌握。CTM更注重医学生临床诊治思路的扩展和实践能力的培养,培养学生积极思考、主动参与,真正做到“授之以渔,而非授之以鱼”,提高学生解决临床实践问题的能力[2]。
2.3提高医学生的临床技能
医学生的培养是一个长期且艰巨的任务,其培养的最终目标是做一名治病救人的合格医生。通过CTM的有效实施,学生如同身临其境,在模拟的疾病诊治中,学生主动思考,认真分析并最终解决临床实际问题,激发了学生的学习热情、调动了其积极性。通过CTM的实施,有效促进理论向实践的转化,提高学生的临床技能[3,4],为其将来步入临床工作奠定基础。
2.4弥补教学资源的不足
目前我国医学临床教学面临诸多问题与挑战:一方面学生需要不断接触患者来逐渐积累临床实践经验,将平素所学理论知识转化为临床知识和技能;另一方面由于疾病谱的变迁、疾病的地域差异、疾病季节性变换特点及医院收容患者的制约,加之患者自我保护意识不断增强,不愿作为医学生的实习对象,更不愿主动配合教学,造成临床教学资源不足,医学生临床实践机会逐渐减少,进而导致理论教学脱离临床实践,不利于医学生临床思维能力的启迪与培养。CTM可有效促进理论知识向临床实践的转化,从真正意义上做到学以致用,让学生的临床思维能力得到进一步提升,弥补教学资源的不足。
2.5建立高素质师资队伍
相对于以教师为主的传统教学,CTM对教师提出了更多更高的要求。课堂案例讨论过程中,教师需答疑解惑,故教师需具备深厚的理论基础和丰富的临床实践经验,更需掌握相关疾病及诊疗技术的前沿及进展。同时根据医学理论的不断更新和诊疗技术的发展变化,及时进行必要的修正、更新,对教师教学水平的提高有积极作用,可培养并建立具有一定案例教学经验,适应时代要求的高素质师资队伍。
3案例教学中应注意的问题
3.1在教学过程中注意诸多教学方法的联合应用
传统教授法在教学过程中固然有其不足,然而其适用性、稳定性好,有较好的系统性,教学改革时不宜全盘否定。只有将不同的教学法在联合应用,才能充分发挥其各自优势,取得良好的教学效果。
3.2案例的选择
案例质量是决定教学成功与否的关键。案例的选择应结合学生的现有知识水平。教学实践中,更应选择难易适中的案例,才能激发学生的兴趣及学习积极性。选择能比较全面反映出教学内容及目标的案例,使学生在案例分析讨论的过程中理解并掌握难点和重点,有利于临床思维能力的培养和强化。
3.3加强教师对教学进程的把握
第一章
量子理论基础
1.1
由黑体辐射公式导出维恩位移定律:能量密度极大值所对应的波长与温度T成反比,即
T=b(常量);
并近似计算b的数值,准确到二位有效数字。
解
根据普朗克的黑体辐射公式
,
(1)
以及
,
(2)
,
(3)
有
这里的的物理意义是黑体内波长介于λ与λ+dλ之间的辐射能量密度。
本题关注的是λ取何值时,取得极大值,因此,就得要求
对λ的一阶导数为零,由此可求得相应的λ的值,记作。但要注意的是,还需要验证对λ的二阶导数在处的取值是否小于零,如果小于零,那么前面求得的就是要求的,具体如下:
如果令x=
,则上述方程为
这是一个超越方程。首先,易知此方程有解:x=0,但经过验证,此解是平庸的;另外的一个解可以通过逐步近似法或者数值计算法获得:x=4.97,经过验证,此解正是所要求的,这样则有
把x以及三个物理常量代入到上式便知
这便是维恩位移定律。据此,我们知识物体温度升高的话,辐射的能量分布的峰值向较短波长方面移动,这样便会根据热物体(如遥远星体)的发光颜色来判定温度的高低。
1.2
在0K附近,钠的价电子能量约为3eV,求其德布罗意波长。
解
根据德布罗意波粒二象性的关系,可知
E=h,
如果所考虑的粒子是非相对论性的电子(),那么
如果我们考察的是相对性的光子,那么
E=pc
注意到本题所考虑的钠的价电子的动能仅为3eV,远远小于电子的质量与光速平方的乘积,即,因此利用非相对论性的电子的能量——动量关系式,这样,便有
在这里,利用了
以及
最后,对
作一点讨论,从上式可以看出,当粒子的质量越大时,这个粒子的波长就越短,因而这个粒子的波动性较弱,而粒子性较强;同样的,当粒子的动能越大时,这个粒子的波长就越短,因而这个粒子的波动性较弱,而粒子性较强,由于宏观世界的物体质量普遍很大,因而波动性极弱,显现出来的都是粒子性,这种波粒二象性,从某种子意义来说,只有在微观世界才能显现。
1.3
氦原子的动能是(k为玻耳兹曼常数),求T=1K时,氦原子的德布罗意波长。
解
根据
,
知本题的氦原子的动能为
显然远远小于这样,便有
这里,利用了
最后,再对德布罗意波长与温度的关系作一点讨论,由某种粒子构成的温度为T的体系,其中粒子的平均动能的数量级为kT,这样,其相庆的德布罗意波长就为
据此可知,当体系的温度越低,相应的德布罗意波长就越长,这时这种粒子的波动性就越明显,特别是当波长长到比粒子间的平均距离还长时,粒子间的相干性就尤为明显,因此这时就能用经典的描述粒子统计分布的玻耳兹曼分布,而必须用量子的描述粒子的统计分布——玻色分布或费米公布。
1.4
利用玻尔——索末菲的量子化条件,求:
(1)一维谐振子的能量;
(2)在均匀磁场中作圆周运动的电子轨道的可能半径。
已知外磁场H=10T,玻尔磁子,试计算运能的量子化间隔E,并与T=4K及T=100K的热运动能量相比较。
解
玻尔——索末菲的量子化条件为
其中q是微观粒子的一个广义坐标,p是与之相对应的广义动量,回路积分是沿运动轨道积一圈,n是正整数。
(1)设一维谐振子的劲度常数为k,谐振子质量为μ,于是有
这样,便有
这里的正负号分别表示谐振子沿着正方向运动和沿着负方向运动,一正一负正好表示一个来回,运动了一圈。此外,根据
可解出
这表示谐振子的正负方向的最大位移。这样,根据玻尔——索末菲的量子化条件,有
为了积分上述方程的左边,作以下变量代换;
这样,便有
这时,令上式左边的积分为A,此外再构造一个积分
这样,便有
(1)
这里
=2θ,这样,就有
(2)
根据式(1)和(2),便有
这样,便有
其中
最后,对此解作一点讨论。首先,注意到谐振子的能量被量子化了;其次,这量子化的能量是等间隔分布的。
(2)当电子在均匀磁场中作圆周运动时,有
这时,玻尔——索末菲的量子化条件就为
又因为动能耐,所以,有
其中,是玻尔磁子,这样,发现量子化的能量也是等间隔的,而且
具体到本题,有
根据动能与温度的关系式
以及
可知,当温度T=4K时,
当温度T=100K时,
显然,两种情况下的热运动所对应的能量要大于前面的量子化的能量的间隔。
1.5
两个光子在一定条件下可以转化为正负电子对,如果两光子的能量相等,问要实现实种转化,光子的波长最大是多少?
解
关于两个光子转化为正负电子对的动力学过程,如两个光子以怎样的概率转化为正负电子对的问题,严格来说,需要用到相对性量子场论的知识去计算,修正当涉及到这个过程的运动学方面,如能量守恒,动量守恒等,我们不需要用那么高深的知识去计算,具休到本题,两个光子能量相等,因此当对心碰撞时,转化为正风电子对反需的能量最小,因而所对应的波长也就最长,而且,有
此外,还有
于是,有
尽管这是光子转化为电子的最大波长,但从数值上看,也是相当小的,我们知道,电子是自然界中最轻的有质量的粒子,如果是光子转化为像正反质子对之类的更大质量的粒子,那么所对应的光子的最大波长将会更小,这从某种意义上告诉我们,当涉及到粒子的衰变,产生,转化等问题,一般所需的能量是很大的。能量越大,粒子间的转化等现象就越丰富,这样,也许就能发现新粒子,这便是世界上在造越来越高能的加速器的原因:期待发现新现象,新粒子,新物理。
第二章波
函数和薛定谔方程
2.1证明在定态中,几率流与时间无关。
证:对于定态,可令
可见无关。
2.2
由下列定态波函数计算几率流密度:
从所得结果说明表示向外传播的球面波,表示向内(即向原点)
传播的球面波。
解:
在球坐标中
同向。表示向外传播的球面波。
可见,反向。表示向内(即向原点)
传播的球面波。
补充:设,粒子的位置几率分布如何?这个波函数能否归一化?
波函数不能按方式归一化。
其相对位置几率分布函数为
表示粒子在空间各处出现的几率相同。
2.3
一粒子在一维势场
中运动,求粒子的能级和对应的波函数。
解:无关,是定态问题。其定态S—方程
在各区域的具体形式为
Ⅰ:①
Ⅱ:②
Ⅲ:③
由于(1)、(3)方程中,由于,要等式成立,必须
即粒子不能运动到势阱以外的地方去。
方程(2)可变为
令,得
其解为
④
根据波函数的标准条件确定系数A,B,由连续性条件,得
⑤
⑥
⑤
⑥
由归一化条件
得
由
可见E是量子化的。
对应于的归一化的定态波函数为
#
2.4.
证明(2.6-14)式中的归一化常数是
证:
(2.6-14)
由归一化,得
归一化常数
#
2.5
求一维谐振子处在激发态时几率最大的位置。
解:
令,得
由的表达式可知,时,。显然不是最大几率的位置。
可见是所求几率最大的位置。
#
2.6
在一维势场中运动的粒子,势能对原点对称:,证明粒子的定态波函数具有确定的宇称。
证:在一维势场中运动的粒子的定态S-方程为
①
将式中的代换,得
②
利用,得
③
比较①、③式可知,都是描写在同一势场作用下的粒子状态的波函数。由于它们描写的是同一个状态,因此之间只能相差一个常数。方程①、③可相互进行空间反演
而得其对方,由①经反演,可得③,
④
由③再经反演,可得①,反演步骤与上完全相同,即是完全等价的。
⑤
④乘
⑤,得
可见,
当时,,具有偶宇称,
当时,,具有奇宇称,
当势场满足时,粒子的定态波函数具有确定的宇称。#
2.7
一粒子在一维势阱中
运动,求束缚态()的能级所满足的方程。
解法一:粒子所满足的S-方程为
按势能的形式分区域的具体形式为
Ⅰ:
①
Ⅱ:
②
Ⅲ:
③
整理后,得
Ⅰ:
④
Ⅱ:.
⑤
Ⅲ:
⑥
令
则
Ⅰ:
⑦
Ⅱ:.
⑧
Ⅲ:
⑨
各方程的解为
由波函数的有限性,有
因此
由波函数的连续性,有
整理(10)、(11)、(12)、(13)式,并合并成方程组,得
解此方程即可得出B、C、D、F,进而得出波函数的具体形式,要方程组有非零解,必须
即
为所求束缚态能级所满足的方程。#
解法二:接(13)式
#
解法三:
(11)-(13)
(10)+(12)
(11)+(13)
(12)-(10)
(b)
k
a
ctgk
k
)
10
(
)
12
(
)
13
(
)
11
(
1
2
2
-
=
Þ
-
+
令
则
合并:
利用
#
解法四:(最简方法-平移坐标轴法)
Ⅰ:
(χ≤0)
Ⅱ:
(0<χ<2)
Ⅲ:
(χ≥2)
束缚态<<
因此
由波函数的连续性,有
(7)代入(6)
利用(4)、(5),得
#
2.8分子间的范德瓦耳斯力所产生的势能可以近似表示为
求束缚态的能级所满足的方程。
解:势能曲线如图示,分成四个区域求解。
定态S-方程为
对各区域的具体形式为
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
对于区域Ⅰ,,粒子不可能到达此区域,故
而
.
①
②
③
对于束缚态来说,有
④
⑤
⑥
各方程的解分别为
由波函数的有限性,得
由波函数及其一阶导数的连续,得
⑦
⑧
⑨
⑩
由⑦、⑧,得
(11)
由
⑨、⑩得
(12)
令,则①式变为
联立(12)、(13)得,要此方程组有非零解,必须
把代入即得
此即为所要求的束缚态能级所满足的方程。
#
附:从方程⑩之后也可以直接用行列式求解。见附页。
此即为所求方程。
#
补充练习题一
1、设
,求A
=
?
解:由归一化条件,有
利用
#
2、求基态微观线性谐振子在经典界限外被发现的几率。
解:基态能量为
设基态的经典界限的位置为,则有
在界限外发现振子的几率为
)
(
2
2
2
2
2
2
x
a
x
a
x
e
dx
e
dx
e
a
a
a
p
a
y
p
a
p
a
w
-
¥
-
-
¥
-
-
=
+
=
ò
ò
式中为正态分布函数
当。查表得
在经典极限外发现振子的几率为0.16。
#
3、试证明是线性谐振子的波函数,并求此波函数对应的能量。
证:线性谐振子的S-方程为
①
把代入上式,有
把代入①式左边,得
当时,左边
=
右边。
n
=
3
,是线性谐振子的波函数,其对应的能量为。
第三章
量子力学中的力学量
3.1
一维谐振子处在基态,求:
(1)势能的平均值;
(2)动能的平均值;
(3)动量的几率分布函数。
解:(1)
(2)
或
(3)
动量几率分布函数为
#
3.2.氢原子处在基态,求:
(1)r的平均值;
(2)势能的平均值;
(3)最可几半径;
(4)动能的平均值;
(5)动量的几率分布函数。
解:(1)
(3)电子出现在r+dr球壳内出现的几率为
令
当为几率最小位置
是最可几半径。
(4)
(5)
动量几率分布函数
#
3.3
证明氢原子中电子运动所产生的电流密度在球极坐标中的分量是
证:电子的电流密度为
在球极坐标中为
中的和部分是实数。
可见,
#
3.4
由上题可知,氢原子中的电流可以看作是由许多圆周电流组成的。
(1)求一圆周电流的磁矩。
(2)证明氢原子磁矩为
原子磁矩与角动量之比为
这个比值称为回转磁比率。
解:(1)
一圆周电流的磁矩为
(为圆周电流,为圆周所围面积)
(2)氢原子的磁矩为
在单位制中
原子磁矩与角动量之比为
#
3.5
一刚性转子转动惯量为I,它的能量的经典表示式是,L为角动量,求与此对应的量子体系在下列情况下的定态能量及波函数:
(1)
转子绕一固定轴转动:
(2)
转子绕一固定点转动:
解:(1)设该固定轴沿Z轴方向,则有
哈米顿算符
其本征方程为
(无关,属定态问题)
令
,则
取其解为
(可正可负可为零)
由波函数的单值性,应有
即
m=
0,±1,±2,…
转子的定态能量为
(m=
0,±1,±2,…)
可见能量只能取一系列分立值,构成分立谱。
定态波函数为
A为归一化常数,由归一化条件
转子的归一化波函数为
综上所述,除m=0外,能级是二重简并的。
(2)取固定点为坐标原点,则转子的哈米顿算符为
无关,属定态问题,其本征方程为
(式中设为的本征函数,为其本征值)
令
,则有
此即为角动量的本征方程,其本征值为
其波函数为球谐函数
转子的定态能量为
可见,能量是分立的,且是重简并的。
#
3.6
设t=0时,粒子的状态为
求此时粒子的平均动量和平均动能。
解:
可见,动量的可能值为
动能的可能值为
对应的几率应为
上述的A为归一化常数,可由归一化条件,得
动量的平均值为
#
3.7
一维运动粒子的状态是
其中,求:
(1)粒子动量的几率分布函数;
(2)粒子的平均动量。
解:(1)先求归一化常数,由
动量几率分布函数为
(2)
#
3.8.在一维无限深势阱中运动的粒子,势阱的宽度为,如果粒子的状态由波函数
描写,A为归一化常数,求粒子的几率分布和能量的平均值。
解:由波函数的形式可知一维无限深势阱的分布如图示。粒子能量的本征函数和本征值为
动量的几率分布函数为
先把归一化,由归一化条件,
3.9.设氢原子处于状态
求氢原子能量、角动量平方及角动量Z分量的可能值,这些可能值出现的几率和这些力学量的平均值。
解:在此能量中,氢原子能量有确定值
角动量平方有确定值为
角动量Z分量的可能值为
其相应的几率分别为
,
其平均值为
3.10一粒子在硬壁球形空腔中运动,势能为
求粒子的能级和定态函数。
解:据题意,在的区域,,所以粒子不可能运动到这一区域,即在这区域粒子的波函数
()
由于在的区域内,。只求角动量为零的情况,即,这时在各个方向发现粒子的几率是相同的。即粒子的几率分布与角度无关,是各向同性的,因此,粒子的波函数只与有关,而与无关。设为,则粒子的能量的本征方程为
令
,得
其通解为
波函数的有限性条件知,
有限,则
A
=
由波函数的连续性条件,有
其中B为归一化,由归一化条件得
归一化的波函数
#
3.11.
求第3.6题中粒子位置和动量的测不准关系
解:
3.12
粒子处于状态
式中为常量。当粒子的动量平均值,并计算测不准关系
解:①先把归一化,由归一化条件,得
/
是归一化的
②
动量平均值为
③
(奇被积函数)
#
3.13利用测不准关系估计氢原子的基态能量。
解:设氢原子基态的最概然半径为R,则原子半径的不确定范围可近似取为
由测不准关系
得
对于氢原子,基态波函数为偶宇称,而动量算符为奇宇称,所以
又有
所以
可近似取
能量平均值为
作为数量级估算可近似取
则有
基态能量应取的极小值,由
得
代入,得到基态能量为
补充练习题二
1.试以基态氢原子为例证明:的本征函数,而是的本征函数。
可见,
可见,是的本征函数。
2.证明:的氢原子中的电子,在的方向上被发现的几率最大。
解:
的电子,其
当时
为最大值。即在方向发现电子的几率最大。
在其它方向发现电子的几率密度均在~之间。
3.试证明:处于1s,2p和3d态的氢原子的电子在离原子核的距离分别为的球壳内被发现的几率最大(为第一玻尔轨道半径
)。
证:①对1s态,
令
易见
,当不是最大值。
为最大值,所以处于1s态的电子在处被发现的几率最大。
②对2p态的电子
令
易见
,当为最小值。
为几率最大位置,即在的球壳内发现球态的电子的几率最大。
③对于3d态的电子
令
易见
,当为几率最小位置。
为几率最大位置,即在的球壳内发现球态的电子的几率最大。
4.
当无磁场时,在金属中的电子的势能可近似视为
其中
,求电子在均匀场外电场作用下穿过金属表面的透射系数。
解:设电场强度为,方向沿χ轴负向,则总势能为
,
势能曲线如图所示。则透射系数为
式中为电子能量。,由下式确定
令
,则有
透射系数
5.指出下列算符哪个是线性的,说明其理由。
①
;
②
;
③
解:①是线性算符
②不是线性算符
③是线性算符
6.指出下列算符哪个是厄米算符,说明其理由。
7、下列函数哪些是算符的本征函数,其本征值是什么?
①,
②
,
③, ④, ⑤
解:①
不是的本征函数。
②
不是的本征函数,其对应的本征值为1。
③
可见,是的本征函数,其对应的本征值为-1。
④
是的本征函数,其对应的本征值为-1。
⑤
是的本征函数,其对应的本征值为-1。
8、试求算符的本征函数。
解:的本征方程为
(的本征值)
9、如果把坐标原点取在一维无限深势阱的中心,求阱中粒子的波函数和能级的表达式。
解:
方程(分区域):
Ⅰ:
Ⅲ:
Ⅱ:
令
标准条件:
取
,
即
粒子的波函数为
粒子的能级为
由归一化条件,得
粒子的归一化波函数为
10、证明:处于1s、2p和3d态的氢原子中的电子,当它处于距原子核的距离分别为的球壳处的几率最(为第一玻尔轨道半径)。
证:
令
,则得
为几率最小处。
为几率最大处。
令
,则得
为最大几率位置。
当
时,
为几率最小位置。
令
,得
同理可知
为几率最小处。
为几率最大处。
11、求一维谐振子处在第一激发态时几率最大的位置。
解:
令
,得
,
,
为几率最小处。
,
为几率最大处。
6.设氢原子处在的态(为第一玻尔轨道半径),求
①的平均值;
②势能的平均值。
解:①
②
12、粒子在势能为
的场中运动。证明对于能量的状态,其能量由下式决定:
(其中)
证:方程
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
令
则得
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
其通解为
利用标准条件,由有限性知
由连续性知
①
②
③
④
由①、②,得
⑤
由③、④,得
⑥
而
把⑤、⑥代入,得
整理,得
令
由,得
###
13、设波函数,求
解:
14、说明:如果算符和都是厄米的,那么
(+)也是厄米的
证:
+也是厄米的。
15、问下列算符是否是厄米算符:
①
②
解:①
因为
不是厄米算符。
②
是厄米算符。
##
16、如果算符满足关系式,求证
①
②
证:
①
②
17、求
解:
=
18、
解:
=
第四章
态和力学量的表象
4.1.求在动量表象中角动量的矩阵元和的矩阵元。
解:
#
4.2
求能量表象中,一维无限深势阱的坐标与动量的矩阵元。
解:基矢:
能量:
对角元:
当时,
#
4.3
求在动量表象中线性谐振子的能量本征函数。
解:定态薛定谔方程为
即
两边乘以,得
令
跟课本P.39(2.7-4)式比较可知,线性谐振子的能量本征值和本征函数为
式中为归一化因子,即
#
4.4.求线性谐振子哈密顿量在动量表象中的矩阵元。
解:
#
4.5
设已知在的共同表象中,算符的矩阵分别为
求它们的本征值和归一化的本征函数。最后将矩阵对角化。
解:的久期方程为
的本征值为
的本征方程
其中设为的本征函数共同表象中的矩阵
当时,有
由归一化条件
取
对应于的本征值0。
当时,有
由归一化条件
取
归一化的对应于的本征值
当时,有
由归一化条件
取
归一化的对应于的本征值
由以上结果可知,从的共同表象变到表象的变换矩阵为
对角化的矩阵为
按照与上同样的方法可得
的本征值为
的归一化的本征函数为
从的共同表象变到表象的变换矩阵为
利用S可使对角化
#
4.6求连续性方程的矩阵表示
解:连续性方程为
而
写成矩阵形式为
第五章
微扰理论
5.1
如果类氢原子的核不是点电荷,而是半径为、电荷均匀分布的小球,计算这种效应对类氢原子基态能量的一级修正。
解:这种分布只对的区域有影响,对的区域无影响。据题意知
其中是不考虑这种效应的势能分布,即
为考虑这种效应后的势能分布,在区域,
在区域,可由下式得出,
由于很小,所以,可视为一种微扰,由它引起的一级修正为(基态)
,故。
#
5.2
转动惯量为I、电偶极矩为的空间转子处在均匀电场在中,如果电场较小,用微扰法求转子基态能量的二级修正。
解:取的正方向为Z轴正方向建立坐标系,则转子的哈米顿算符为
取,则
由于电场较小,又把视为微扰,用微扰法求得此问题。
的本征值为
本征函数为
的基态能量为,为非简并情况。根据定态非简并微扰论可知
#
5.3
设一体系未受微扰作用时有两个能级:,现在受到微扰的作用,微扰矩阵元为;都是实数。用微扰公式求能量至二级修正值。
解:由微扰公式得
得
能量的二级修正值为
#
5.4设在时,氢原子处于基态,以后受到单色光的照射而电离。设单色光的电场可以近似地表示为,及均为零;电离电子的波函数近似地以平面波表示。求这单色光的最小频率和在时刻跃迁到电离态的几率。
解:①当电离后的电子动能为零时,这时对应的单色光的频率最小,其值为
②时,氢原子处于基态,其波函数为
在时刻,
微扰
其中
在时刻跃迁到电离态的几率为
对于吸收跃迁情况,上式起主要作用的第二项,故不考虑第一项,
O
θ
α
x
y
z()
其中
取电子电离后的动量方向为Z方向,
取、所在平面为面,则有
#
5.5基态氢原子处于平行板电场中,若电场是均匀的且随时间按指数下降,即
求经过长时间后氢原子处在2p态的几率。
解:对于2p态,,可取三值,其相应的状态为
氢原子处在2p态的几率也就是从跃迁到的几率之和。
由
(取方向为Z轴方向)
=
=
由上述结果可知,,
当时,
其中
#
5.6计算氢原子由第一激发态到基态的自发发射几率。
解:
由选择定则,知是禁戒的
故只需计算的几率
而
2p有三个状态,即
(1)先计算z的矩阵元
(2)计算x的矩阵元
(3)计算的矩阵元
(4)计算
#
5.7
计算氢原子由2p态跃迁到1s态时所发出的光谱线强度。
解:
若
,则
#
5.8求线性谐振子偶极跃迁的选择定则
解:
由
时,
即选择定则为
#
补充练习三
1、一维无限深势阱中的粒子受到微扰
作用,试求基态能级的一级修正。
解:基态波函数(零级近似)为
能量一级修正为
2、具有电荷为的离子,在其平衡位置附近作一维简谐振动,在光的照射下发生跃迁。设入射光的能量为。其波长较长,求:
①
原来处于基态的离子,单位时间内跃迁到第一激发态的几率。
②讨论跃迁的选择定则。
(提示:利用积分关系
答:①
②仅当,所以谐振子的偶极跃迁的选择定则是)
解:①
(对于一维线性谐振子~)
其中
一维线性谐振子的波函数为
②
跃迁几率,当时的跃迁为禁戒跃迁。
可见,所讨论的选择定则为。
#
3、电荷e的谐振子,在时处于基态,时处于弱电场之中(为常数),试求谐振子处于第一激发态的几率。
解:取电场方向为轴正方向,则有
当经过很长时间以后,即当时,。
实际上在以后即可用上述结果。
#
第七章
自旋与全同粒子
7.1.证明:
证:由对易关系
及
反对易关系
,
得
上式两边乘,得
7.2
求在自旋态中,和的测不准关系:
解:在表象中、、的矩阵表示分别为
在态中
讨论:由、的对易关系
[,]
要求
①
在态中,
可见①式符合上式的要求。
7.3.求的本征值和所属的本征函数。
解:的久期方程为
的本征值为。
设对应于本征值的本征函数为
由本征方程
,得
由归一化条件
,得
即
对应于本征值的本征函数为
设对应于本征值的本征函数为
由本征方程
由归一化条件,得
即
对应于本征值的本征函数为
同理可求得的本征值为。其相应的本征函数分别为
7.4
求自旋角动量方向的投影
本征值和所属的本征函数。
在这些本征态中,测量有哪些可能值?这些可能值各以多大的几率出现?的平均值是多少?
解:在
表象,的矩阵元为
其相应的久期方程为
即
所以的本征值为。
设对应于的本征函数的矩阵表示为,则
由归一化条件,得
可见,
的可能值为
相应的几率为
同理可求得
对应于的本征函数为
在此态中,的可能值为
相应的几率为
7.5设氢的状态是
①求轨道角动量z分量和自旋角动量z分量的平均值;
②求总磁矩
的
z分量的平均值(用玻尔磁矩子表示)。
解:ψ可改写成
从ψ的表达式中可看出的可能值为
相应的几率为
的可能值为
相应的几率为
7.6
一体系由三个全同的玻色子组成,玻色子之间无相互作用。玻色子只有两个可能的单粒子态。问体系可能的状态有几个?它们的波函数怎样用单粒子波函数构成?
解:体系可能的状态有4个。设两个单粒子态为,,则体系可能的状态为
7.7
证明和组成的正交归一系。
解:
=0
同理可证其它的正交归一关系。
7.8
设两电子在弹性辏力场中运动,每个电子的势能是。如果电子之间的库仑能和相比可以忽略,求当一个电子处在基态,另一电子处于沿x方向运动的第一激发态时,两电子组成体系的波函数。
解:电子波函数的空间部分满足定态S-方程
考虑到
,令
其中
,
对于基态,
对于沿χ方向的第一激发态,
两电子的空间波函数能够组成一个对称波函数和一个反对称波函数,其形式为
而两电子的自旋波函数可组成三个对称态和一个反对称态,即
和
综合两方面,两电子组成体系的波函数应是反对称波函数,即
独态:
三重态:
主要参考书:
[1]
周世勋,《量子力学教程》,高教出版社,1979
[2]
一、大学生安全教育课程存在问题
在高校环境充分开放的前提下,如何确保大学生身心安全,是管理者长期思考的问题,但是该工作纳入必修课时间却不长。2004年北京林业大学首次把“安全逃生课”纳入必修学分,广西多所高校于近年开设安全教育类课程。以广西大学为例,2011年起,大学生安全教育课成为全校公共必修课,但是这门课程尚存不足。为分析问题,笔者深入课堂,在课堂随机发放180份调查问卷,从教学目标、教学方式、课程内容与课后学习四大部分对大学生进行调查,发现问题如下。
(一)师资队伍有待完善,教学理念有待改变
对于谁适合教这门课程,国内教育界有两种声音,一种支持由学校保卫部门人员教,他们经过专业培训,有丰富的校园安全事件处理经验,能够从实践上指导学生。另一种支持由大学辅导员教,持此论者认为保卫部门人员文化水平不高,不具备教师资质,缺乏授课技巧,学生旷课严重。当下大学生经受的不仅是传统威胁,还新增网络谣言、心理危机等问题,具备心理学、教育学基础的思政辅导员比保卫人员更适合。目前,广西各大高校主要由辅导员教授该门课程。
但是,目前由辅导员教授效果不够理想,原因是:开展安全教育的教师队伍缺乏专业职业化,课程运作粗放、不系统。辅导员大多不是安全专业出身,未接受课前统一培训,尚不具备安全逃生和安全实践能力。多数辅导员上完理论课就结课,实践环节成空谈。教师的教学理念、教学态度存在偏差。辅导员平日有大量学生管理事务要处理,对于课程敷衍了事。安全教育课常常变成视频课,教师放完多媒体就下课的情况屡见不鲜;又有辅导员把课堂变为班会,约束学生行为。
(二)课程设计本身存在缺陷,课程策略、内容有待改善
问卷结果表明,37%的同学提出课程内容很令人失望,理论多技能少,所选事例过时,远离生活实际,大部分知识为从中小学就被灌输的规范;90%的同学反映授课方式主要是放视频,此部分学生中又有78%认为,教师大多放弃讲授,由学生自己看视频学习,授课方式单一、不深入。学生提出采取课堂小组讨论、开展安全演习、课后调查等建议,但是由于师资队伍原因,课程普遍缺乏实践性,影响学生学习兴趣。广西大学安全教育课划分为国家安全、心理安全、人身安全、财产安全、消防安全、交通安全、防灾避险、网络安全、食品安全、社交安全十个模块,共设置12个课时,要通过视频教学将十个模块在固定课时完成不容易。65%的学生表示,授课老师每个模块都播放相关视频,但是视频之间没有逻辑关联,缺乏侧重,仅是看着有趣,没有帮助理解。由于该课多为考查课,教师仅仅以课上作业作为考核结果,具有随意性,不利于有效地评价学生所学。
(三)课程目标定位不准,课后学习不被重视
该课以传授知识为课程目标,意图通过丰富的模块,在课堂架构学生的安全知识体系。授课老师对于课后探索、结课考试较为忽视,重授课轻课后考核,这是误区。该课涉及内容多,目标不应求大求全。增强大学生安全意识,才应是本课程设置的主要目标。问卷调查显示,68%的同学表示平时不会主动对安全知识进行学习,接受知识是被动的,这充分说明其意识极其薄弱。与其薄弱意识相对应的是,他们正面临着多重身心威胁因素,单一知识不足以解决问题。要做好安全教育,必须把安全教育作为系统工程抓,通过板报、宣传栏、网络平台等方式进行日常化教育。要达到植入人心的效果,还要充分考虑“90后”学生的心理特点。当前90后大学生知识面广、思维活跃,寻找网络资源能力很强,具备课后主动学习的能力,但是他们自我意识强,对于刚性管理有反抗意识,延续中学行政管理方式强调安全重要性,只会适得其反。
二、大学生安全教育课改良策略
(一)转变“管理模式”,换为“学习模式”的教育理念
在管理模式的安全教育课上,课程实现的是对学生日常行为的规范。要改变这种模式,教师要改变观念,主动切换为“学习模式”。通过趣味性和逻辑性吸引学生,引导学生主动探索,塑造安全习惯。问卷调查显示,在面对“你认为最愿意接受的安全知识学习渠道”这一问题时,58%的学生填选手机网络,其次是电视媒体(32%),愿意接受长辈教育的不足10% 。这表明教师应当抓住年轻人关注网络的特点,在课堂注意建构知识与网络传媒的联系。通过提供开放性、线上课后作业设计,让他们在网络寻找材料,做调查,形成课堂自然延伸。
(二)精选课堂内容,优化课程设计
1.强化课堂内容选取。安全教育涉及多方面,单对多模块做蜻蜓点水,不如侧重地做课外延伸。在选择内容方面,要有辩证意识,授课者既要对课本知识模块有基本了解,不脱离基本模块;又要跳出模块寻找网络资源,做安全事件的有心人,密切关注网络热点事件。比如复旦大学生投毒事件对应社交安全、心理安全模块;2014年8月全国多地报道的少女返校遇害事件对应人身安全;网络“大V变大谣”事件对应网络安全等。以相关新闻段落取代生硬的模块作为课程内容衔接点,引起学生兴趣,再引领学生进行深度思考。在传授安全知识的同时,培养他们的反思能力。
其次,要以区情为基点进行举例阐释。安全教育毕竟是实践性课程,要结合学生周边实例才更引起重视。笔者在课堂调查过程所见,一起发生在广西高校的视频事件引起的热度远大于发生于上海高校的事件。广西在地理地貌上有沿江沿边、多山多水的特征;作为一个少数民族地区具有独特的文化;在社会风貌等多方面具有不同于其他省份的特点。把握这些特点,深入其中进行探讨,结合本身高校、学科特点进行重点选择。例如:少数民族学生、东南亚国际学生聚集的学校要把国家安全板块放到一个重要位置;面向有大量野外作业的专业学生,地理灾害、野外避险部分更应仔细讲解。
再次,尊重学生对新知的渴望,与其他课构成课程体系。大学教育与中学教学 差别应该在于创新性,高校教育应更注重对学生知识层次的深化。问卷调查显示,学生对一些安全板块(心理安全、国家安全)表现出更高兴趣,因为这些板块相对于教条性的人身安全而言更有新鲜度、纵深感。笔者在课堂通过从一般心理问题、严重心理问题、疑似神经症等心理学专业知识进行剖析,辅以案例,取得不错的效果。深入的讲解而非肤浅的介绍,不仅教授他们心理安全的保护措施,同时成为大学生心理健康教育的入门,形成课与课之间的体系链条,有助于引导学生去开拓知识的新领域,充分调动其对知识的渴求。
2.采取情境教学增强互动。单向教学并不能满足学生需要,在集体演练难以实践的前提下,课堂要多采取情境教学。所谓情境教学,即运用具体生动的场景以激起学生主动学习兴趣、提高学习效率的教学方法。调查问卷显示,超过50%的学生提出了加强情境教学的要求,可见教师应更多考虑师生互动。比如进行经典的心理游戏;在人身财产安全、防灾避险安全方面则更适于小组学习,通过分角色饰演情境小品的方式来达成;国家安全则可安排小组之间进行辩论赛,通过辩论明晰安全问题。
(三)加强安全教育师资队伍建设
首先要进行队伍优化结构,改变目前只由某一类教师全程上课的局面。教师队伍应由三部分人组成:一是保卫部门人员。通过汇编校园案例,定期开展专题讲座和讨论的方式参与课程;二是大学辅导员、思政干部作为课程主讲人,运用本文的思路,以激励方法为核心理念,对安全知识进行讲解,引领同学深入学习;三是心理健康中心、安全部队专家。组织学生开展实践,比如 “消防日演习”、“525心理活动”等,将课堂实践环节分解到日常活动中去,并且规定算入课时。
其次要加强师资培训。安全教育课的特殊性决定授课者既不需安全专业出身,又必须具备一定的专业知识,目前大部分辅导员不具备相关的资质。可由各高校学工处在辅导员职业培训中通过开设讲座,辅导员参与演习等方式,使其具备一定的传授安全知识的基础。
再次,授课者要提高自身职业素养,加强对课程的重视程度。考查方式不宜敷衍了事,应精心准备。通过设计安全课题,引导学生组成学习小组,通过组织问卷、进行采访等方式,了解潜藏在学生身边突出的安全隐患。既避免理论考试、论文这种不适于本课的考核方法,又借此加强了他们的实践能力,可谓一举两得。
【参考文献】
[1]张继延.提高大学生安全教育效果的路径与方法研究[J].福建论坛(社交教育版),2010(12)
[2]刘尧飞.高校公共安全教育调查及对策分析——以江西某高校为例[J].中国科技纵横,2009(11)
[3]郑玉莲.当代大学生安全教育课教法改革探究[J].重庆文理学院,2011(4)
[4]黄龙.当代高校大学生安全教育若干问题思考[J].科技信息,2008(30)
[5]蒋夏宁.大学生安全教育问题的几点思考[J].扬州大学学报(高教版),2003(4)
【关键词】高职院校 文化体验 大学英语课 教学案例
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)22-0046-03
文化体验式英语教学强调的就是以学生为中心,以学生的个体差异为基础,通过交际情境和实际应用,使学生掌握中西方文化并学会如何运用而不是孤立地学习语言。这种教学法体现了交际教学的原则,主张在课堂教学中让学生有更多的机会练习英语,要求学生可以融入教师设计的学习情境中,通过这样的环境达到在体验中学习的目的或者说亲身接触学习的内容。文化体验式教学的根本目的是实现成功的跨文化交流,以教师为课堂主导的传统教学模式导致很多学生虽然能够对语法规则倒背如流,却不具备用英语交际的能力。学生只有在体验的过程中学习英语,才能不断激发学习的兴趣和潜能。在高职院校的英语教学中,将英语口语教学和文化教学相结合利用多媒体教学设施的介入让学生感受英语社会的文化生活。教师在教学中扮演导入者、助学者、信息输出者和信息反馈接收者,使课堂教学从“传授式”的模式向“体验式”模式转变,最终实现对所学知识的建构。
一 教学背景
大学英语是高职院校各专业开设的一门必修课程,不仅要帮助学生们打好英语语言基础,更要注重培养学生实际运用语言的能力,为各专业学生今后就业、创业服务。高职院校英语课堂教学应该摆脱传统的英语教学模式,不再以课文讲解和语言知识传授为重点,而是突出训练学生的英语表达交际能力。
高职院校的学生与本科院校学生相比,在语音、词汇、语法等最基本的知识方面有一定的差距,口头表达能力较弱。有的专业的学生学习目标不明确,认为英语无实际用处,更导致英语学习兴趣大大降低,消极应付英语学习,甚至对英语失去信心。体验式教学是英语教学活动中一种倍受推崇的教学方法,其将英语学习与社会生活实际结合起来,挖掘学生的学习潜能,提高他们的英语交际能力。
本学期我担任赣州师范高等专科学校2013级数学教育(三年制)1班的英语课程的教学工作,班上共49人,我将班上学生分为8组,这样每个小组就是六或七个人。本学期采用全新版《大学英语》系列教程的第三册。在每周2个学时的课堂教学中,主要采用综合教程和听说教程,隔周进行一次与课文内容和主题相关的口语活动。
二 教学过程
文化体验式英语教学的理论主要基于建构主义理论和体验学习理论。所以在体验式英语教学中要强调和体现学生的主动性、自主性,符合体验学习圈的循环理论。为此,体验式英语教学在实践中大致可分为四个阶段。
1.教学内容、目标与要求分析
本次课的教学内容是《大学英语》综合教程第三册第五单元的Text A。课文题目是Writing Three Thank-You Letters。本课文有一个非常重要的文化背景知识:Thanksgiving Day. 如果不了解相关的文化知识就难以很好地理解文章。一门语言,不可能脱离其文化。文化知识可以加深学生对语言的了解,语言则因为赋予了文化内涵而更易于理解和掌握。对于这次的活动,就来一次中美两国节日的探究,让学生自己去搜集一些相关的节日材料,在课堂上尽量营造出真实的语言环境,再进行交流和展示,从中深刻了解关于中西方传统节日的文化知识。
2.设计情景与材料准备
我在中美两国文化中各选取了四个有代表性的传统节日,每个小组选择其中的一个进行准备,不可重复。提前让各个小组抽签选好自己的节日,明确任务。这八个有代表性节日分别是:The Spring Festival,The Dragon Boat Festival,The Lantern Festival,The Mid-Autumn Festival,Thanksgiving Day,Christmas,Halloween,St. Valentine's Day。
各小组选定节日后,我为本次课设计了一个情景:下周我们要举办一个中美传统节日的交流会,各组分别介绍一个传统节日,除了通过PPT介绍该节日的来历、庆祝方式、风俗习惯、特色食品等相关内容外,还要准备回答其他组提出的相关问题。各小组成员要有明确分工,相互沟通和合作,共同完成任务。
3.体验与感受、感悟
经过一周的准备,学生们带着各自准备好的材料来到了课堂。八个组抽签决定展示的先后顺序。在我做了简单的开场白进行导入后,各组便开始展示,每组先派出一个代表作为发言人进行至少三分钟的PPT展示,然后全组回答其他组至少三个相关问题。
仅以第一组的展示为例,介绍本单元相关的西方传统节日――Thanksgiving Day:
论文摘要:本文刹析学案导学的内涵,结合黄瓜栽培教学案例,从学案设计、实施、反思等方面探讨了“学案导学”教学法在提高中职课堂教学效率中的应用。
近年来,中等职业学校学生的生源质量呈现下降趋势。表现在学生文化基础不好,自学能力、探究精神、创新精神差,中职学校课堂的实效性受到了极大的影响,直接影响到学生技能的培养。因此,反思传统的教学模式,探究新的教学方法和手段来提高课堂教学的效率,就显得尤为重要。“学案导学”教学模式能激发学生学习的积极性和主动性,为提高中职学校课堂教学实效性,培养学生自学能力、探究精神、创新精神提供了一条有效途径。
1、“学案导学”教学法的内涵
什么是“学案”?“学案”就是教师根据教学内容和学生的认知水平、知识经验编写的供学生课前预习,课上使用,课后复习用的书面的学习方案。“学案导学”实质是以“学案”为载体、“导学”为手段的、种教学模式。教师根据上课的实际安排分课时编写学案,就是一节课一个学案。学生根据教师设计的学案,认真阅读教材,了解教材内容,然后根据学案要求完成相关内容,学生可提出自己的观点或见解,师生共同研究学习。这充分体现教师的主导作用和学生的主体作用。在这种教学模式下,教师主要做学生的组织者、支持者、评价者,引导学生积极思考,培养他们的创新精神和自学能力,教会他们如何学习,如何思考,提高学生的分析和解决问题的能力。
中等职业学校学生文化基础不好,自学能力、探究精神、创新精神差,采用传统的教学教育模式显然已经很不适应课堂教学的要求。在中职课堂中使用“学案导学”教学模式,能提高课堂教学效率,发挥学生的积极性和主动性,培养学生自学能力、探究精神、创新精神,为培养学生实践技能打下良好的基础。
2、黄瓜栽培学案的设计
学案设计,要求从教材的编排原则和知识系统出发,对大纲、教材和教参资料进行认真分析,对学生的认知能力和认识水平做出正确判断,在处理教材时,尽量做到重点突出,难点分散,学习内容适中,导学方法得当,达标习题全面等等。根据以上要求在设计黄瓜栽培学案时,从以下几个方面进行:
2.1明确制定黄瓜栽培学习的目标,突出重点,分散难点
学案应该具备明确的学习目标,并突出学习重点和难点,让学生一目了然,知道本节课要学习的内容及主攻方向。本节课目标就是掌握黄瓜对环境条件的要求;黄瓜的多种栽培方式;黄瓜的生长发育;黄瓜的栽培技术。黄瓜的栽培技术是重点,在栽培中肥水的管理技术是难点。
2.2有层次、有梯度地设计黄瓜栽培的学案内容
学案内容是学案的核心。学案内容的设计,就是根据教材特点、学生的实际水平能力,联系生产生活实际,设计成不同层次的问题,编排出合理的知识体系。要根据具体情况对教材内容删减、合并、重组,将知识点转变为探索性的问题点、能力点,从而激发学生主动思考,给学生留有创造性学习的空间,并能联系生产实践。在设计层次性、梯度性上的要求是:根据学生对问题的认识逐步加深,做到循序渐进,使学生真正从教师设计的问题中找到解决问题的方法,学会看书,学会自学,进而养成独立思考学习的习惯。
在黄瓜栽培学案中首先设计了以下基础性问题供全体学生预习时思考:①黄瓜对环境条件(温度、光照、水分、土壤营养)有何要求?②黄瓜培育壮苗要抓好哪几个环节?③露地黄瓜栽培主要技术措施有哪些?④黄瓜喜湿喜肥,但吸收水、肥能力弱,应怎样对黄瓜进行水、肥管理?⑤怎样对黄瓜进行搭架整枝?⑥黄瓜的主要病虫害有哪些?怎样防治?这样,学生带着学案上的问题看书,预习的目的更加明确,大部分学生通过预习基本上能解决这些问题。这种层次性设计,能引导学生人人参与到学习中来,体验探究过程,感受成功喜悦。
其次,为了满足不同学习水平学生的需要,使学优生从学案中感到挑战,一般学生受到激励,学困生一也能从中尝到成功的快乐,让不同水平学生都参与并学有所得,提高每个学生学习的信心。在预习基础上,提出一些拓展学生思维的探究性问题:①为什么黄瓜早产高产,但难以稳产丰收?②如何使黄瓜的雌花形成得早而多?③黄瓜有时会出现畸形瓜,如尖嘴瓜、大肚瓜、细腰瓜等,有时会出现苦味瓜,这些会使黄瓜的品质大大降低,探究畸形瓜、苦味瓜的产生的原因及防止?④黄瓜能嫁接吗?嫁接苗用于什么栽培方式上?有哪些嫁接技术,具体怎样操作?对于上述探究性问题,学生必须查阅相关资料才能获取答案,适合于中等以上学生去探究思考,带着问题走进课堂,从而培养他们自主学习和探究创新的习惯。
2.3达标训练
达标训练题型要多样,量要适中,题目应紧扣本节课的教学内容、能力培养目标和学生的认知水平进行。为此,笔者精心设计有“阶梯性”、“层次性”的题目在课堂上完成:①为防止黄瓜种子“带帽出土”,播种时种子必须放。②黄瓜应采取的追肥原则。③黄瓜嫁接的砧木主要是_,嫁接的方法主要有 和 。④黄瓜花芽分化期间,以下哪些条件有利于形成雌花:a短日照、低夜温;b长日照、夜温偏高;c氮磷营养供应较大;d较高的coz浓度;;e外源激素乙烯利。⑤为什么说黄瓜早产高产但难以稳产?
另外还要注重基本技能的训练,如黄瓜栽培管理,在课堂上难以完成,可以放在课外让学生完成,如组织学生在校外蔬菜基地参与黄瓜栽培管理,从播种育苗一直到采收,使理论教学和实践操作有机结合,教师根据学生实践动手情况进行总结评价,了解学生技能达标的情况。
3、黄瓜栽培“学案导学”的组织实施
“学案导学”的实施,有以下几个环节:依案自学一课堂讨论。点拔精讲、练习检测、课后巩固。
3.1依案自学
依案自学是“学案导学”教学法重要的一个环节,它能充分体现学案的导学功能,又是实现“主体先行”的关键环节。在课前把精心编好的学案发给学生,让学生明确学习目标,并在学案问题的指导下对课堂内容自主学习,主动学习教材及查阅一些参考资料,掌握黄瓜对环境条件的要求、黄瓜培育壮苗的环节及高产黄瓜栽培主要技术措施。通过自学,学困生可以找出书中重点、难点;中等生能标出自己的疑问,带问题进课堂;学优生掌握自学的方法。
3.2课堂讨论
课堂伊始,教师要先进行导课,展示本节课的学习目标,对一些基础知识可以提问,了解学生的预习情况。对于一些重点、难点知识,往往也是学生的疑难问题,提出后采用分组讨论,每5-6人一组,阅读教材,讨论疑难。讨论应遵循以下原则:
第一,避免草草了事或形式主义,最大限度地提高课堂教学效率。第二把握课堂讨论节奏时机,讲究艺术,注重灵活性。如何使黄瓜雌花形成得早而多?指导学生从黄瓜花芽分化对环境的要求及受外源激素两方面来归纳问题。第三,导学应灵活多样,并根据教学不同情形,灵活调整学案,及时完善课堂教学,不受既定学案束缚。第四,做好小结,将讨论结果和疑难问题列出提纲,由代表向全班陈述。
3.3点拨精讲
经过小组讨论,集中解决不了的问题或者各组容易出错的问题,由教师精讲。教师的精讲要有针对性,抓住要害,切忌面面俱到;要有启发性,要最大限度地激发学生的思维,并结合教学重点、难点,进行讲解。
这节课的难点是黄瓜的水肥管理,也是学生最容易出错的地方,教师要点明黄瓜水的管理一般遵循薄水勤浇的原则。苗期保持湿润,当根瓜坐住时开始浇水,盛瓜期是黄瓜一生中需水最多时期,应增加浇水次数,每隔1一2天浇一次水。肥的管理,根据黄瓜长相和生育期长短,进行平衡施肥,适时追施氮肥和钾肥。一般掌握第1次摘收黄瓜前不施肥,第1次摘瓜后随水追肥,结瓜初期结合浇水隔两次水追一次肥,结瓜盛期可隔一次水追一次肥。每次每亩追施尿素5kg,开沟追施或穴施,生长中期追施硫酸钾8kg。同时,应有针对性地喷施微量元素肥料。比如喷施叶面肥防早衰。
3.4练习检测
课堂上要留出时间让学生进行练习,以了解全班学生对各个知识、能力点的掌握情况。要限时完成课内达标训练题,此间教师巡视,做好个别辅导工作。这样既能使学生当堂消化、巩固知识,又能为教师提供直接的反馈,以便对练习中出现的问题及时发现,给予指正,对学生薄弱部分进行补救,对错误部分进行纠正,力争整体达标。
3.5课后巩固
课后教师要根据课堂讨论及课堂评价中出现的一些问题,适时将学案收回,仔细审阅,及时安排指导和讲解来巩固学习内容,使学生在“无疑一有疑一无疑”的过程中,由未知到有知、由浅人深、由表及里、由此及彼地掌握知识,增强学习能力。
4、对黄瓜栽培“学案导学”教学模式中几个关键环节的思考
4.1“学案导学”要注重“学”
在设计学案时要充分考虑学生的情况,摸清学生的认知情况、各个学生的学习状况以及对教学效果的反馈来编制体现学生需求的学案。此外,学生们之间的互学互研使得学生能够学到同学独特高效的学习方法和技巧,提高自己的学习效率。
4.2“学案导学”要讲究“导”
教师适当的引导能够维持学生持久的学习动力,还能缩短获取知识的时间,提高学习效率。“导”要求教师要有较高的驾驶能力,要善于处理放与收、问与答、个体与全体、学生与教材等几方面的关系,既要使学生畅所欲言,做到活而不乱,又要难易适中,高质量地完成课堂教学任务。
4.3“学案导学”教学实践中要尽量关注学困生
一部分学生若不能认真完成学案中基础知识的自学要求,在课堂讨论环节中处于被动地位,更不用说课堂知识的延展和研究性学生。教学实践中要促使这部分学生愿意学习,做到既发展了学优生,又使学困生有所进步。
4.4学案的编写要集思广益,避免闭门造车
【关键词】青铜图案 构成 教学
校级项目:图案设计中宝鸡地方特色图形的融入(JGYB15026)。
引 言
旧瓶能不能装新酒?在西方,据《圣经新约》的《马太福音》里记载,耶稣说:“没有人把新酒装到旧皮袋里。若是这样,皮袋就裂开,酒漏出来,连皮袋也坏了。唯独把新酒装到新皮袋里,两样都保全了。”[1]在中国,鲁迅在《重三感旧》一文中说:“近来有一句话常谈,是‘旧瓶不能装新酒’。这其实是不正确的。倘若不信将一瓶五加皮和一瓶白兰地互换起来试试看,五加皮装在白兰地的瓶子里,也还是五加皮。”[2]“旧瓶不能装新酒”“旧瓶可以装新酒”更多的是一种比喻,瓶子与酒的关系在艺术中寓意形式与内容的关系,其重点在于旧有形式能否承载新的内容。而目前高校图案设计课程亦面临着形式与内容的协调问题。
图案设计教育的现有形式
“我国的图案学最早取法于日本,是日本的图案家在明治维新之后,受到西方的影响并应着经济发展的需要建立起这个学科。”[3]然而“图案”在中国随后的发展道路却越走越窄,本是建立设计观念和设计思维的一门W科,却蜕变成了设计基础教学的一门技法课,教学中形式与内容的协调方式大致如下。
1.旧瓶装旧酒,传统图案设计教育方式的延续
张道一先生曾说:“在20世纪20年代至40年代。经过老一辈图案家的开创和苦心经营,使‘图案学’构建了一个较为完整的理论体系和实践措施,至今还没有任何理论和方法能够超越它。它是‘工艺美术――设计艺术’的基础,特别是从艺术思维、构想、创意到具体方法、表现形式,建立起一个系统的框架。”[4]正因为此框架、此系统是如此的全面,现有部分高校的图案设计教学一直是传统教育模式的一再循环。课程内容以传统图案的临摹,单独纹样的变形以及二方连续、四方连续纹样的模式化训练为主。通过对自然物的造型、构图、色彩进行加工,以便符合艺术审美规律的目的。这样的课程安排存在严重的重经验、轻创造;重技能、轻理解的倾向,学生囫囵吞枣地寻找传统图案的样本,所有的精力都投入到模式的重复和艺术的再现上。
2.新瓶装新酒,三大构成对图案课程的取代
“将图案纹样程式化的所谓‘四大变化’视为全部内容,在很大程度上丧失了作为原理解释和能力培养的教学目的,而建立在数理逻辑基础上的具有理性色彩的构成教学,讲究以单位元素在特定的结构方式作用下,形成千变万化的视觉秩序与抽象表现效果,当这种以抽象形象体现组织规律的三大构成一经由香港引入,顿时大有令人耳目一新的感觉。”[5]故有些学者适时抛出“图案过时论”,将平面构成、色彩构成、立体构成作为设计基础的核心教学内容从而取代图案课程。
当图案教学和“三大构成”争论时,“从事图案教学的教师们也加强了对传统图案教学的改进,将三大构成的逻辑思维方式吸收到图案教学中来,进行有机融合教学”。[6]宝鸡文理学院地属具有“青铜器之乡”美誉的宝鸡,故教师将图案教学中的传统图案缩至青铜图案的范畴,从而进行图案与构成、具象与抽象、感性与理性、旧瓶与新酒的融合性教学研究。
图案设计中青铜器图案的介入
青铜器的图案作为青铜器的主体部分,集中体现了青铜时代的精神风貌。奴隶社会独有的阶级对立、信仰变化赋予了青铜器的纹饰狞厉之美。在教学中,引入青铜图案,引导学生完成从写生到变化的设计思维的转变,帮助学生理解图案设计的方法。
图案教学以青铜器图案的介入展开,整个教学划为三个阶段:第一阶段是“青铜器图案的收集整理”,让学生归纳青铜图案中动物纹样和几何纹样,掌握特征;第二个阶段是“单形变化”,让学生找出其中最感兴趣的青铜图案,揣摩掌握该图案的视觉特征和造型规律,进而变形;第三个阶段“图案的具体应用”,学生将自己变化完成的图案选择其一,结合面具进行再设计,创造价值!
1.分析归类――青铜器图案的收集
对于青铜器图案的收集,宝鸡作为“青铜器之乡”拥有得天独厚的优势,学生无需借助书籍、网络获得二手资料,直接去地属宝鸡市的中国青铜器博物馆就可以收集第一手资料。中国青铜器博物院是中国目前最大且唯一的青铜器博物馆,馆内汇集了众多宝鸡地区出土的青铜器文物。青铜器物图案按时间排序分为动物纹、几何纹、植物纹和人物画像四类,因为学生在前期的中国工艺美术史的学习当中主要是针对商周青铜器的了解,所以图案的收集以动物纹和几何纹为主。动物纹中的兽面纹、龙纹、凤鸟纹、蝉纹、鱼纹;几何纹中的云雷纹、窃曲纹、波带纹、目雷纹、如意云纹均有出现。当然,在资料的收集过程中学生的问题也暴露得非常明显:首先,走马观花,盲目收集,到博物院里面见什么拍什么。因为现代化智能手机拍照的便易性,资料的收集就是不经大脑的简单拍摄。不对比、不挑选、不总结,几乎每个同学都拍摄了上百张的青铜器图片,更有甚者,因为着急,连图案都没有拍摄清晰。再者指鹿为马,分类不清,理论知识显得薄弱。因为收集的资料太多,教师要求学生分别以动物纹、几何纹为主题,从资料中各选8个进行分类,并且每个图案都要标注其名称。分类中,学生通常将窃曲纹与双头龙纹混淆,放置在动物纹的分类里。名称标注中,动物纹尚能识辨,只是少数学生将双体龙纹误作羊纹标注,但到几何纹,学生只知其形而不知其名,明显不能将理论的学习代入到实践课程中。最终通过老师的讲解学生能整理出名称详细、分类明确的青铜器图案资料。