摘 要：原子物理学，是物理相关专业的一门基础必修课。它是普通物理的最后一部分内容，也是学习近代物理的开始，其教学质量的优劣不仅影响到近代物理教学是否有扎实基础，而且也影响学生思维能力的提升。本文针对现代原子物理学教学过程中存在的一些问题，提出合理化的建议和解决方法。
关键词：原子物理学;教学方法;课程;教材;能力;现代技术;科学
1前言
原子物理学，它既是普通物理的最后一部分，也是学习近代物理的开始，其教学质量的好坏不仅关系着近代物理教学是否有坚实的基础，而且对训练学生思维能力也很重要。
它是近代物理发展史，深入到分子、原子、电子、质子、夸克等微粒的研究。这部分的主要内容是研究物质的微观结构，探讨微粒的结构和原子内部运动规律。从原子物理学的发展史来看，它始终与近代物理领域重大的思想和观念变革密切关联，因此，原子物理教学对培养学生优良的科学素养具有十分丰富而生动的题材，在普通物理系列课程中具有重要的地位。
作为普通物理中的一个分支，它是唯一讲述物质结构的课程，对于原子物理这一部分还是应该让学生有一个较为完整的认识。原子物理学与力学、电磁学等经典物理不一样的。原子现象在日常生活中是不容易观察到，导致学生缺乏感性认识，难以激发学习兴趣。原子物理中的物理过程与生活中常见的物理过程也有较大的差异，从而导致学生对原子物理过程没有具体的认知，再加上前沿知识了解甚少，更充分体会到该学科的重要性。学生对原子物理的学习并不积极，一味采取死记硬背的学习方式，学习效果往往不好。所以，浅析现代科技下的原子物理学教学方法十分重要。
2 原子物理学学科分析
2.1课程内容分析
原子物理学的教学内容主要是沿物理学发展的历史脉络来叙述，重点介绍原子物理学各个发展阶段的重要模型、理论和实验。各部分内容之间彼此的联系不是十分紧密，并且穿插有经典理论和量子理论的内容，不成体系，这对教师讲课和学生学习来说是有一定的挑战性。
2.2教材对比分析
目前，普通本科高校使用率最高的教材是褚圣麟编写的《原子物理学》和杨福家编写的《原子物理学》。两种教材都包含了以下的基本内容：原子的核式结构;玻尔的旧量子论;量子力学初步知识;用旧量子论处理单电子、多电子原子的壳层结构;用旧量子论处理X射线;原子核物理等内容。
区别之处在于，杨福家编写的《原子物理学》中删除了分子结构与分子光谱和粒子物理简介这部分内容，增加了超精细相互作用的内容，更多介绍了量子力学以及近代物理及近代科技发展的知识。此书的另一个特色就是其语言风趣、诙谐。而褚圣麟的《原子物理学》是以物理学发展的历史以及定性半定量方法进行讲述，没有涉及过于复杂的数学运算过程，降低了课程的难度，使学生更容易理解接受，更能够把注意力集中到从经典到量子的过渡上来。但有关分子与分子光谱的介绍与教材体系联系不紧凑，显得有些累赘冗余。再者就是书中关于超精细结构及核磁共振的内容介绍较少，而这部分内容在现今是倍受关注的。因此从发展的眼光来看，这些内容是有必要添加进去作更多更详细的讲述的。
3 传统原子物理学教学方法分析
传统的原子物理教学是以教师为中心，要求学生死记硬背大量定义、公式、定理，然后便利用这些定义、公式、定理去分析问题、解决问题，让学生处于被动接受知识的状态，属于典型的填鸭式教学法，如此培养出来的学生只会成为两脚书橱，只会应付习题和考试，除此之外别无他用。
4 现代科技下原子物理学的教学方法分析
4.1在教学中培养学生的科学创新能力
在教学活动中，学生的科学创新能力得到发展是衡量教学效果的一个重要指标。学生创新能力的发展与提高，与学生个人素质、思维习惯等方面因素有关，但教师的引导作用同样也是十分关键、必不可少的。原子物理学课程教学受条件所限一般是在教室内进行，所以如何在课堂教学中加强对学生创新能力的培养是需要深入研究的。
因而，教师应针对课时内容，要有详有略，也就是要处理好“详讲”与“略讲”的关系。“详讲”就是重点细致讲授，是指以教材内容为依据的，对重点问题、难点问题要详细分析、深入讲解。如对玻尔理论的内容，可将玻尔当时提出这一理论的基本思想、重要结论及量子化概念的引入等几个问题，进行归纳讲解，同时要不时从新角度提出新问题去让学生课后进行思考，在潜移默化中给学生讲授一种从多角度出发去思考问题的学习方法。“略讲”是指对学生经过思考后可以理解的内容要言简意赅，使学生能够掌握问题的广度和深度，在理论认识方面有提高，在实验操作方面有收获。在教学中，应当根据具体内容，采取详讲与略讲相结合的方法促进学生自学，提高他们思维发散能力以及创新能力。同时，将教学与科研结合起来，讲授基本的科研方法，调动学生科研的积极性，为学生以后从事科研工作打下理论基础。
开辟新的研究领域，成立创新小组团队，吸收更多地学生进行科技创新活动，扩大学生的受益面。同时，将学生的课程论文、毕业论文工作与本课程科技创新活动相结合，探索有效培养学生综合能力的新途径。
4.2在教学过程中培养学生的实验操作能力
原子物理学的很多重大发现都来源于实验，重视实验教学，充分认识实验教学在人才培养中的重要地位，树立以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念，彻底改变实验教学依附于理论教学的传统观念，形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围。深化实验教学内容改革，构建科学系统的实验教学体系;建立以能力培养为核心，层次分明、模块多样、相互衔接，与理论教学既有机结合又相对独立的实验教学体系;联系科研、工程和社会实际，融入科技创新和实验教学改革成果，对传统实验内容进行优化与创新，使之具有基础与前沿、传统与现代有机结合的特点，形成“基本型—综合设计型—研究创新型”实验项目体系;引进现代技术，改造传统的实验手段和方法，改革实验考核方式，探索创新实验教学模式，推进学生自主、合作、研究学习。
4.3充分利用多媒体现代技术进行授课
多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术。利用多媒体技术教学增加了课堂容量，提高了教学效率，增强了教学内容的直观性，调动了学生的学习积极性，有利于学生了解学科最新发展动态，也有利于学生提高听课的效率。
原子物理学中的物理过程比较抽象难懂，学生难以理解这些或是稍纵即逝、或是异常缓慢的物理过程。例如在讲解氢原子中不同态电子的角分布规律时，由于学生对于描述微观粒子运动的波函数以及几率概念理解不透彻，外加抽象的理论，很难建立起电子运动的具体过程。而使用计算机多媒体技术以肉眼可见的速度演示氢原子内电子的角分布规律的动态过程，可使学生更快地理解和掌握电子运动规律，从而达到教学目标。
此外，应该建设原子物理数字化网络资源中心，将计算机网络技术与本课程有机结合，开发网上教学资源，包括相关教学大纲、教案、授课录像、网络课堂、习题、演示实验、实验指导、参考文献、网上答疑、原子物理大观等内容，拓展更为广阔的学习空间。
4.4完善课程考核方式和教学评价
课程考核方式的改变是原子物理学课程改革的一个重要方面，传统的单纯的采取笔试考试的方法，在一定程度上已不能满足学科发展的需要，课程考核方式改革势在必行。但是如何进行改革也是一个值得深思的问题！应该结合当前学校师资等方面的实际情况，可选择进行调查调研报告，参观科技实验，邀请领域知名学者做讲座等等方式，去拓宽学生的思路，让学生都参与其中，收获更多新思想新思潮。
同时，教学评价是教学活动中不可或缺的环节。教学过程中，师生定时互评，对教师来说，可进一步了解学生的思想需求动态以及学生对于知识点的掌握理解程度，这反映了教师教学效果，也为教师的下一步教学工作提供参考;对学生来说，可更好的表达自己的需求，也可就此提出教师教学过程中合理化的建议。因而，完善课程考核方式和教学评价，能令师生达到共赢。
4.5与基础科学前沿结合
人们平时所用的钟表，精度高的大约每年会有1分钟的误差，这对日常生活是没有影响的，但在要求很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。目前世界上最准确的计时工具就是原子钟，它是20世纪50年代出现的。
根据原子物理学的基本原理，原子是按照不同电子排列顺序的能量差，也就是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的。这里电磁能量是不连续的。当原子从一个“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是不连续的，这也就是人们所说的共振频率。同一种原子的共振频率是一定的——例如铯133的共振频率为每秒9192631770周。因此铯原子便用作一种节拍器来保持高度精确的时间。铯原子钟它利用铯原子内部的电子在两个能级间跳跃时辐射出来的电磁波作为标准，去控制校准电子振荡器，进而控制钟的走动。这种钟的稳定程度很高，目前，最好的铯原子钟达到2000万年才相差1秒。现在用在原子钟里的元素有氢、铯、铷等。但是国际上，普遍采用铯原子钟的跃迁频率作为时间频率的标准，广泛使用在天文、大地测量和国防建设等各个领域中。
从上述介绍的原子物理学前沿实例可知，基础物理学课程中某些概念的延伸拓展有可能推动科学前沿课题的新发展。从另一方面来说，科学前沿的某些新成果也有可能改变基础物理的某些旧观念或基本概念。此外，在授课过程中，适当向学生讲述有典型启发意义的物理学科学史大事件，可引起学生的学习兴趣，也更有利于培养和提高学生的创新思维能力。
5 结束语
我认为在原子物理学的课程教学中，应该以学科发展进程的重大事例和思想观念演变为背景，致力培养学生科学实证和科学批判的精神，启发学生科学分析及逻辑分析能力。
教师要转变教学观念，把课堂还给学生，把科学探究作为教育理念，把学习方式作为课程标准融入课堂，在这个过程中体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法。
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