理论教学
以“寻源”与“回归”为认知主线促进结构化学核心概念的深度理解* ——定态薛定谔方程的认知逻辑重构
李海蓓1** , 沙沙1 , 王欣妍1 , 宋萃1 , 周美娟2 , 乔丽娜1 , 戚明颖1
1.山东大学海洋学院 山东威海 264209;
“Tracing to the Source” and “Returning” Promoting Deep Understanding of Core Concepts in Structural Chemistry:Cognitive Logic Reconstruction of Time-Independent Schrödinger Equation
LI Hai-Bei1** , SHA Sha1 , WANG Xin-Yan1 , SONG Cui1 , ZHOU Mei-Juan2 , QIAO Li-Na1 , QI Ming-Ying1
1. Marine College, Shandong University, Weihai 264209, China;
摘要： 定态薛定谔方程是结构化学课程的核心和难点,学生普遍存在对力学量算符本质理解不清、对本征方程物理图像缺失的问题。提出了一种以“从已知到未知、从物理到数学再回归物理”为认知主线的教学新设计。该设计以图形化方式,引导学生首先从数学的线性代数领域“寻源”,直观理解算符、特征值与特征向量的概念;继而带领学生完成“回归”,将抽象的数学工具与物理的力学量、本征值、本征态建立对应关系,揭示定态薛定谔方程作为能量本征方程的物理内涵;最终落脚于化学应用,引导学生自主写出原子体系的定态薛定谔方程。该认知逻辑框架能够大大提升学生的学习效果,实现了学生对量子力学核心概念的深度理解与知识框架的自主建构。
关键词： 定态薛定谔方程 ,
算符 ,
力学量 ,
本征方程 ,
深度理解
收稿日期: 2025-10-18
基金资助: *山东大学教学改革项目(Z2025015,Z2024016);山东省本科教改项目(Z2025017)
通讯作者:
** E-mail:lihaibei@sdu.edu.cn
引用本文:
李海蓓, 沙沙, 王欣妍, 宋萃, 周美娟, 乔丽娜, 戚明颖. 以“寻源”与“回归”为认知主线促进结构化学核心概念的深度理解* ——定态薛定谔方程的认知逻辑重构[J]. 化学教育（中英文）, 2026, 47(14): 22-27
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