- 刘世勇;袁晓忠;胡其图
教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会最新公布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2023版)量子物理部分增加了态叠加原理、力学量与算符、全同粒子、定态微扰等内容作为必修内容,如何将这些内容与原有大学物理课程架构有机结合是当前教学研究中的重要问题。本文在考虑量子力学基本理论框架和大学物理课程学时实际情况的基础上,对量子物理的教学内容进行优化设计,提出少课时、标准课时和较多课时这三种情况下的教学内容方案。
网络首发时间: 2025-09-16 15:55:55[查看摘要][在线阅读][下载 891K] [被引频次：0 ][下载次数：65 ] - 何斌
大学物理与大学物理实验作为理工科人才培养的核心基础课程,其教学模式的系统性改革对提升学生科学素养与创新能力具有重要意义。针对当前国内高校普遍存在的理论教学与实验训练关联不足的问题,西湖大学借鉴国内外高校的经验,尝试了将大学物理与大学物理实验深度结合的教学模式,其创新点主要呈现在三个方面:第一,课程体系重构(学分联动、内容同步);第二,实验结构创新(模块化仪器、分组协作);第三,评价机制改革(交叉赋分、双向考核)。本文介绍了西湖大学实施此教学模式的具体实践,以期为同类高校大学物理教学改革提供可复制的实施方案。
网络首发时间: 2025-09-16 15:37:44[查看摘要][在线阅读][下载 702K] [被引频次：0 ][下载次数：100 ] - 谢惟楷;余伟超
本文通过开发参数化维度映射策略,利用COMSOL Multiphysics软件实现了对一维无限深势阱中多粒子量子系统的数值模拟研究,通过建立粒子坐标与软件内置空间维度的非定域对应关系,克服了高维量子系统的计算复杂性。通过对单电子、双电子和三电子系统的分析,探讨了库仑相互作用对波函数分布和能级结构的影响。结果表明,在双电子系统中,库仑相互作用使波函数概率密度集中在电子距离较远的区域,并显著提高了系统总能量。对于不同电子数目,能量宽度依赖关系(基态能量随势阱宽度的变化规律)可以分为动能和势能两部分的贡献,前者与势阱宽度的二次方成反比,后者与势阱宽度的一次方成反比。通过引入有效幂次分析,发现随着电子数增加,能量与势阱宽度的关系趋于线性反比。该方法学创新显著降低了多体量子系统的教学演示难度,研究结果为深入理解低维量子系统中电子间相互作用的影响提供了新的视角。
网络首发时间: 2025-09-16 13:10:07[查看摘要][在线阅读][下载 609K] [被引频次：0 ][下载次数：42 ] - 周雨青;董科;高建;梁颖
《高职物理基础模块》是与高等职业教育专科物理课程标准征求意见稿配套的教材。本文全面梳理了该教材在契合课标内容、确定教材定位和内容重构、形成特色等建设过程中所遇到的问题以及解决这些问题的方法,突出介绍了该教材在工程应用方面的特色以及体现课标核心素养的做法。为解决教学中存在的教学课时少、课程定位高、与实践结合紧密等问题,教材编写创立了“自主平衡,连贯处理”“降低难度,助力扶持”和“保持经典,提炼应用”的编写思路;同时基于现代职业教育的需要,采取了体例上的教材课程一体化设计,并在内容上凸显应用性,叙述上保持连贯性,育人价值上彰显职业教育特征。该教材在结构安排上设置了章节前的情景引入和章节内与章节后的课程实践、疑惑与递进、例题讨论、实践与探索的编排形式。为了便于该教材的有效使用,有必要深入了解其一体化设计,充分认识教材中各栏目的作用,深刻领会教材课程元素的应用。
网络首发时间: 2025-09-16 11:44:54[查看摘要][在线阅读][下载 611K] [被引频次：0 ][下载次数：35 ] - 李保平;陈健;王静
波带片在X射线与光学领域中发挥着重要作用。本文提出了一种广义斐波那契波带片(generalized Fibonacci zone plate, GFi ZP)设计,该设计能够实现对X射线与光线聚焦特性的调控。与传统斐波那契波带片(Fibonacci zone plate, Fi ZP)及康托型分形波带片(Cantor-type fractal zone plate, Fra ZP)相比,该器件为调控聚焦性能提供了更多自由度。相较于康托型分形波带片,广义斐波那契波带片采用膨胀规则而非提取规则构建而成,因此可避免在高递归阶数下形成稀疏结构——而这类稀疏结构往往会给制备工艺带来难题。值得注意的是,数值模拟结果表明,与康托型分形波带片类似,广义斐波那契波带片同样具备两项关键功能:多焦点特性与自相似强度分布。此外,本文还针对不同结构参数下广义斐波那契波带片的轴向辐照度分布展开了详细研究。凭借这些优良特性,这种新型波带片设计在光学制造、微粒子光学操控等领域具有广阔的拓展应用前景。
网络首发时间: 2025-09-16 10:39:35[查看摘要][在线阅读][下载 808K] [被引频次：0 ][下载次数：17 ] - 樊代和;谢东;朱浩;姬晓旭;倪宇翔;李相强
物理基础课程(包含大学物理实验课和理论课),是国内各理工科高校均开设的公共基础必修课之一,在培养学生的基本科学素养和创新实践能力方面发挥了不可替代的作用。以西南交通大学新成立的城市轨道交通学院物理基础课程教学为基础,构建了一种由问题导入、问题解决、知识巩固、课程考核等四个环节构成的基于PBL(Problem Based Learning)教学法的大学物理实验与理论课融合教学模式,详细阐述了该教学模式中各环节的内涵。最后,对教学实践过程中面临的教师教学能力要求、专题实验项目数量、适合的学生数量规模等三方面情况进行了讨论。
网络首发时间: 2025-08-04 16:41:31[查看摘要][在线阅读][下载 613K] [被引频次：0 ][下载次数：180 ] - 王怀玉
本文求解了狄拉克方程在哈密顿量中的势能是库仑势时束缚态的本征值。文献上求出的这个哈密顿量时一个粒子的束缚态的能量是正的但小于这个粒子静止质量。笔者将这样的本征值解称为正能量解。本文的推导结果表明,实际上还有一个束缚态的负能量解,其能量本征值与正能量一一对应且互为相反数。我们称这是关于正负能解的对称性。本文的结果显示,狄拉克方程在哈密顿量中的势能是库仑势时,无论是束缚态还是非束缚态,都有关于正负能量解的对称性。
网络首发时间: 2025-08-04 14:46:53[查看摘要][在线阅读][下载 393K] [被引频次：0 ][下载次数：39 ] - 王玉莹;贺西平;李清晏;刘玉娟;申文洁;买子桐;陈恬雅
高中电路教学中,电源输出功率最大值、动态电路的分析及暂态电路分析等问题是教学难点问题。传统教学方式因未能展示物理量变化导致电路参数发生变化的具体过程,较为抽象,使得学生在理解和掌握上存在较大困难。本文利用LTspice软件对这几种电路变化进行仿真计算,可视化地呈现了电路变化过程。直观地提升了学生的理解力,提高了教学效果。仿真软件的应用也有利于拔尖创新性人才的培养。
网络首发时间: 2025-07-31 13:23:10[查看摘要][在线阅读][下载 896K] [被引频次：0 ][下载次数：84 ] - 王峥;安炜;徐平
基于2023版《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》,结合学校的定位和工程师专业的人才培养要求,对迈克耳孙干涉仪实验的教学内容进行了分层次设计;参考法国教育部颁布的物理类基础课程能力评价量表,探索了以能力评价为导向的迈克耳孙干涉仪实验分层次教学新模式,对教学效果和学生的学习目标达成情况进行了评价和分析,提出了进一步改进建议,以期为大学物理实验课程的建设和更好地开展分层次教学提供借鉴和参考。
网络首发时间: 2025-07-24 09:50:01[查看摘要][在线阅读][下载 627K] [被引频次：0 ][下载次数：101 ] - 刘菊;程涛;陈健全;严文悦;余祥;刘子豪;郑昌盛
本文围绕《大学物理》教学中一道经典的电磁感应题目展开了详细探讨,针对学生在求解该题目过程中遇到的困惑与常见错误进行了剖析。分析发现准确把握数学积分运算中各量的物理含义是避免出现该问题的关键,本文系统全面的讨论了在时间变化磁场B(t)、空间变化磁场B(x)及时间空间变化磁场B(x,t)三种不同情形下积分计算结果上的差异,并从物理含义的角度上给出了圆满解释,阐明了该问题的本质,也说明了运用微积分解决实际问题时正确理解微积分运算含义的重要性。
网络首发时间: 2025-06-30 09:30:01[查看摘要][在线阅读][下载 416K] [被引频次：0 ][下载次数：144 ] - 高娜;张纯淼;吴雅苹;吴志明
在国家创新驱动发展战略与高校“双一流”建设背景下,培养全方位的拔尖创新人才是高校的一项重要任务。基于对拔尖人才培养的基本要求,课程组对传统实验教学中存在的问题进行思考与分析,针对性地提出了多维度融创链式人才培养模式,在教学方式、教学内容、创新培养模式、评价体系等方面进行融合创新,以达到物理现象中链式反应的提升效果。相关数据说明学生的综合素养,尤其是创新能力得到较好的提升,同时也反映了该创新人才培养模式的有效性和前沿性。
网络首发时间: 2025-06-30 09:29:18[查看摘要][在线阅读][下载 659K] [被引频次：0 ][下载次数：63 ] - 周可雅;刘哲;曹永印;张宇
一维谐振子的量子力学处理是具有基本重要性的一个问题,与一维无限深势阱的能量本征值分布不同,它的本征值是等间距分布的,这个处理可追溯到量子诞生之初的科学猜想,又在解释场与物质相互作用中起着基本作用。本文以“一维谐振子”为例,介绍了哈尔滨工业大学工科物理教学团队在量子力学部分的教学设计和实施策略。论文从科学思想、前沿理论、科技应用和中国元素等四个方面充分挖掘了课程思政育人素材,着眼于对学生科学思想的启迪和前沿科技的牵引,通过对“一维谐振子”的量子力学处理,让学生能够感受量子力学的科学价值和独特魅力。
网络首发时间: 2025-06-23 17:54:25[查看摘要][在线阅读][下载 1076K] [被引频次：0 ][下载次数：159 ] - 许震明;王晓辉
结合新时代新工科的要求,针对课程中存在教师如何教、学生如何学、课程如何评价的普遍性问题,我们创新数学物理方法课程教学过程,构建了教、学、评“一体循环”的教学模式。通过实施教师教学形象化、学生学习主动化、考核评价多元化等多项改革措施,教、学、评三个环节相互促进、有机统一,显著提升了学生的学业成绩、学习能力和科研素养。
网络首发时间: 2025-05-20 11:04:25[查看摘要][在线阅读][下载 656K] [被引频次：0 ][下载次数：124 ] - 邵云
本文推导出在验证牛顿第二定律的实验中遮光条中心通过两个光电门时的准确速率,以及滑块加速度的严格结果。分析显示,这些严格准确的结果与通常实验中以平均速率代替瞬时速率的测量结果在量值上几乎没有区别,即实验中的通常做法所带来的系统误差几乎为零;但是在定性的性质上,速率的测量值会略微小于其准确值,而加速度的测量值则会略微大于其准确值。为充实内容,本文又推理出以遮光条的宽度,以及它的两段位移所表达的测量加速度的相对误差,并据此判断出相对误差随各参量的变化趋势。虽然本文在本质上属于理论性的研究,对于实际实验的参考价值不大,但是其理论上的参考价值则是客观存在的,对大中学相关内容的教学以及科学素养的培养具有一定的帮助。
网络首发时间: 2025-01-27 13:20:55[查看摘要][在线阅读][下载 412K] [被引频次：0 ][下载次数：213 ] 下载网络首发数据