2007年度“国家精品课程”

申报表

 

 

推 荐 单 位  山西省教育厅

所 属 学 校  山西大学(非部属)

课 程 名 称   原子物理学

课程层次(本/专) 本 科

课程类型          理论课

所属一级学科名称  物理学

所属二级学科名称  原子与分子物理

课 程 负 责 人    贾锁堂

申 报 日 期       2007.6.5

 

中华人民共和国教育部制

○○六年三月


 

填 写 要 求

以word文档格式如实填写各项。

表格文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和缩写,再次出现时可以使用缩写。

涉密内容不填写,有可能涉密和不宜大范围公开的内容,请在说明栏中注明。

除课程负责人外,根据课程实际情况,填写1~4名主讲教师的详细信息。

本表栏目未涵盖的内容,需要说明的,请在说明栏中注明。

 

 

1.课程负责人情况

姓 名

贾锁堂

性别

出生年月

1958年3月

最终学历

研究生

职 称

教授

电 话

0351-7010122

学 位

博士

职 务

副校长

传 真

0351-7011500

所在院系

物理电子工程学院

E-mail

tjia@sxu.edu.cn

通信地址(邮编)

太原市山西大学物理电子工程学院 (030006)

研究方向

光学,原子分子物理

1-2

教学

情况

近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)

(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,

学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)

一、讲授的主要课程

1.     原子物理学,      本科生,     专业基础课,周学时43届,100人;

2.     大学物理,        本科生,     专业基础课,周学时42届,132人;

3.     高等原子分子物理,硕士研究生, 专业基础课,周学时23届,30人;

4.     激光光谱学,      硕士研究生,专业基础课,周学时25届,40人。

二、实践性教学:

1.     指导博士研究生             5      13人;

2.     指导硕士研究生             5      10人;

3.     指导本科生毕业论文         5      12人。

三、获得的教学表彰/奖励:

1.  2006年省级与校级《原子物理学》精品课程;

2.  教育部2005年高等教育国家级教学成果二等奖,项目名称“地方大学优势专业建设国家理科基础科学人才培养基地的实践”

3.  2005年山西省《大学物理》精品课程;

4.  2004年国家重点实验室计划先进个人;

5.  2003年山西省教学成果一等奖,项目名称“国家理科基础科学人才培养基地建设与高素质人才培养模式的探索与实践”

6.  2001年地方综合大学文化素质教育特色的形成与发展教学成果一等奖;

7.  1999年政府特殊津贴。

1-3

学术

研究

近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)

(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、

署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、

授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)

一、 承担的学术研究课题:

1.  光缔合制备新型分子及其光谱特性研究,2006CB921603. 国家重点基础研究发展计划(973计划) 07.1-12.12主持人;

2.  超冷原子分子中的量子干涉效应研究,60678003国家自然科学基金07.1-10.12主持人;

3.  受控Raman光缔合产生超冷分子及其高激发态光谱的研究,10574084,国家自然科学基金,06.1-08.12,主持人;

4.  高光稳定单分子的光谱动力学特性的研究,20040108002,高等学校博士学科点专项科研基金,05.1-07.12主持人;

5.  超薄蒸气中量子信息存储的研究,跨世纪优秀人才培养计划基金03.1-05.12

二、发表的学术论文:

1  Single event photon statistics characterization of a single photon source in an imperfect detection systemJournal of  Luminscence, 124, (2007), 286-290通讯联系人;

2  Tunable and frequency-stabilized diode laser using temperature-dependent energy pooling fluorescenceApplied Physics Letters, 88, 231104 (2006)  通讯联系人;

3  Signal-to-noise ratio improvement of photon counting using wavelength modulation spectroscopyApplied Physics Letters, 89, 061102 (2006)  通讯联系人;

4  Observation of Four-wave Mixing In Cesium Atoms Using a Noncycling TransitionChinese Physics, 15, 1268-12722006 通讯联系人;

5  Experimental investigation of slow light propagation in degenerate two-level systemChinese Physics, 15, 365-3702006 通讯联系人。

 

三、获得的学术研究奖励:

12006 山西省自然科学一等奖(第1获奖人);

22006年山西省高等学校科技进步一等奖(第1获奖人);

32001年山西省科技进步二等奖(第1获奖人);

42001年山西省高等学校科技进步一等奖(第1获奖人);

51997年山西省科技进步二等奖(第1获奖人)。

 

课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课

课程负责人:主持本门课程的主讲教师。

 

2. 主讲教师情况(1)

姓 名

肖连团

性别

出生年月

196710

最终学历

研究生

职 称

教授

电 话

0351-7011682

学 位

博士

职 务

博导

传 真

0351-7011500

所在院系

物理电子工程学院

E-mail

xlt@sxu.edu.cn

通信地址(邮编)

太原市山西大学物理电子工程学院学院(030006)

研究方向

激光光谱学,原子分子物理

2(1)-2

教学

情况

近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)

(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,

学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)

 

 

一、讲授的主要课程:

1、  原子物理学,本科生,专业基础课,周学时41届,40人;

2、  激光原理,  本科生,专业课,    周学时44届,163人;

3、  激光技术,  本科生,专业课,    周学时32届,63人;

4、  激光光谱,  研究生,专业课,    周学时42届,16人。

 

二、实践性教学:

1、指导本科毕业论文,             5届,18人;

2、指导硕士毕业论文(高校师资),  3届,3人;

3、指导硕士毕业论文设计,         5届,7人;

4、指导博士毕业论文设计,         3届,3人。

 

三、获得的教学表彰奖励

1 2006年山西省“育人杯”先进个人

22005年山西大学“三育人”先进。

 

 

 

2(1)-3

学术

研究

近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)

(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、

署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、

授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)

 

一、 承担的学术研究课题:

1.室温单分子的跟踪及量子动力学特性研究,国家自然科学基金,07.1-10.12,主持人。

2.用于量子密码的染料分子/聚合体单光子源的研究,国家自然科学基金,04.1-06.12,主持人。

3.高光稳定性单分子系统的研究,国家人事部留学人员科技活动优秀项目,04.1-05.12,主持人。

4.单分子光谱及应用研究,教育部新世纪优秀人才支持计划,07.1-10.12,主持人。

二、发表的学术论文:

1Tunable and frequency-stabilized diode laser using temperature-dependent energy pooling fluorescenceApplied  Physics Letters, Vol.88, 231104(2006) (第一作者)

2.  Laser off-set-frequency locking against energy pooling fluorescence in thermal caesium vapour,  Measurement science and technologyRapid Communication), Vol. 17 (2006) L5-L8. (第一作者)

3.  Photon statistics measurement by use of single photon detection,  Chinese science bulletinVol.49(9), P875-878 (2004) (第一作者)

4.  Effect of Background Noise on the Photon Statistics of Triggered Single MoLecules Chinese Physics Letter, Vol.21(3)P489-492 (2004) (第一作者)

5.  Direct measurement of the photo statistics of a triggered single photon sourcePhysical Review Letters, Vol.89(9), 093601(4), (2002)  (第三作者)

 

2. 主讲教师情况(2)

姓 名

李昌勇

性别

出生年月

1967年4月

最终学历

研究生

职 称

副教授

电 话

0351-7011682

学 位

博士

职 务

硕导

传 真

0351-7018927

所在院系

物理电子工程学院

E-mail

lichyong@sxu.edu.cn

通信地址(邮编)

太原市山西大学物理电子工程学院 (030006)

研究方向

激光光谱学,原子分子物理

2(2)-2

教学

情况

近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)

(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,

学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)

 

一、讲授的主要课程:

1.     原子物理学,        本科生,    专业基础课,周学时41届,40人;

2.     激光技术与器件,    本科生,    专业课,    周学时41届,38人;

3.     激光技术,          本科生,    专业课,    周学时31届,43人;

4.     高等原子分子物理学,硕士研究生,专业课,    周学时41届,20人;

5.     原子与分子光谱学,  硕士研究生,专业课,    周学时41届,20人。

 

二、实践性教学:

1.     指导本科毕业论文                        4届,13人;

2.     指导国家物理基地本科生科研训练项目2项,1,4人;

3.     指导硕士研究生                          3届,4人;

4.     指导硕士研究生(高校师资),             1届,1人。

 

三、教学研究课题

    2006年教育部高等理工教育教学改革与实践项目:《原子物理学》双语教学课程建设,2006 9 月至 20089月,第四参加人

 

2(2)-3

学术

研究

近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)

(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、

署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、

授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)

 

一、 承担的学术研究课题:

1.     质量分辨阈值电离(MATI)光谱装置建立与生化分子光谱研究,    山西省自然科学基金、05.1-07.12,主持人;

2.     受控Raman光缔合产生超冷分子及其高激发态光谱的研究,10574084,国家自然科学基金,06.1-08.12,第二参与人。

              

二、发表的学术论文:

1.       Mass analyzed threshold ionization spectroscopy of methyl-p-aminobenzoate cationChem. Phys. Lett.Vol.421 P77-80 (2006) 第一作者;

2.       Mass-analyzed threshold ionization spectroscopy of the rotamers of p-n-propylphenol cation and configuration effect, J. Chem. Phys., Vol.122, P044311-1--04311-10. (2005) 第一作者;

3.       Mass analyzed threshold ionization spectroscopy of p-cyanophenol cation and the CN substitution effect Chem. Phys. Lett., Vol.411 P506-510 (2005) 第一作者;

4.       Rotamers of p-methoxyphenol cation studied by mass-analyzed threshold ionization spectroscopy Chem. Phys. Lett.Vol.410 P99-103 (2005) 第一作者;

5.       Mass-analyzed threshold ionization spectroscopy of p-methylphenol and p-ethylphenol cations and the alkyl substitution effectJ. Chem. Phys.Vol.120 P10513-10519 (2004)  第二作者。

 

三、获得的学术研究奖励:

1.  2001年山西省科技进步二等奖(第3获奖人)。

 

 

课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课

2. 主讲教师情况(3)

姓 名

赵建明

性别

出生年月

1966年5月

最终学历

研究生

职 称

副教授

电 话

0351-7018489

学 位

博士

职 务

硕导

传 真

0351-7018927

所在院系

物理电子工程学院

E-mail

zhaojm@sxu.edu.cn

通信地址(邮编)

太原市山西大学物理电子工程学院(030006)

研究方向

激光光谱学,原子分子物理

2(3)-2

教学

情况

近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)

(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,

学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)

 

一、讲授的主要课程:

1.  原子物理学,本科生,专业基础课,周学时42届,80

2.  光学,      本科生,专业基础课,周学时43届,150人;

1.     电磁学,     本科生,专业基础课,周学时42届,100人;

2.     大学物理,   本科生,基础课,    周学时41届,130人;

3.     信息光学,   本科生,专业基础课,周学时43届,120人。

二、实践性教学:

1.       指导本科毕业论文,           4届,16人;

2.       指导本科生光电子技术实验,   2届,100人;

3.       指导硕士研究生(高校师资),  1届,1人;

4.       指导硕士研究生,             3届,3人。

三、教学研究课题与奖励

1.  2006年教育部高等理工教育教学改革与实践项目:《原子物理学》双语教学课程建设,2006 9 月至 20089月,第三参加人

2.  合作编著21世纪高等院校教材《近代物理实验》一部,科学出版社,20041月,第一版

3 2006国家级实验教学示范中心(山西大学物理实验教学中心)(主要成员之一)

4 2005年山西省《大学物理》精品课程(主要成员之一)

 

 

2(2)-3

学术

研究

近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)

(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、

署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、

授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)

一、承担的学术研究课题:

1.     激光冷却铯原子中非线性光谱的实验研究,20031004,山西省青年科学基金,03.1-05.12 主持人;

2.     光缔合制备新型分子及其光谱特性研究,2006CB921603. 国家重点基础研究发展计划(973计划) 07.1-12.12 第二参与人;

3.     超冷原子分子中的量子干涉效应研究,60678003国家自然科学基金07.1-10.12第二参与人;

4.     受控Raman光缔合产生超冷分子及其高激发态光谱的研究,10574084,国家自然科学基金,06.1-08.12,第三参与人。

二、发表的学术论文:

1.       Dipole Blockade at Forster Resonances in High Resolution Laser Excitation of  Rydberg States of Cesium AtomsPhysical Review Letters Vol.97, 083003 (2006), 第三作者;

2.       Experimental observation of Aulter-Townes Splitting in Sub-Dopper selective Reflection SpectroscopyChinese physics letter Vol.22(7) P1668-1671 (2005) 第二作者;

3.       Observation of EIA in closed and open Caesium atomic systemChinese Physics Vol.14(4) P725-728 (2005) 第一作者;

4.       Experimental investigation of non-linear selective reflection at the interface of Cs atomic vapor and QuartzApplied Physics B Vol.75,P553-555, (2002) 第一作者;

5.       Experimental measurement of absorption and dispersion in V-type cesium atomOptics communication Vol.206,P341-345, (2002) 第一作者。

三、获得的学术研究奖励:

1.        2006年山西省自然科学一等奖(第2获奖人);

2.  2001年山西省科技进步二等奖(第5获奖人);

32003年博士毕业论文获山西省优秀毕业论文。

 

课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课

2. 主讲教师情况(4)

姓 名

汪丽蓉

性别

出生年月

1971年11月

最终学历

研究生

职 称

讲师

电 话

0351-7018489

学 位

硕士

职 务

传 真

0351-7018927

所在院系

物理电子工程学院

E-mail

wlr@sxu.edu.cn

通信地址(邮编)

太原市山西大学物理电子工程学院(030006)

研究方向

激光光谱学,原子分子物理

2(4)-2

教学

情况

近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)

(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,

学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)

 

一、讲授的主要课程:

1.原子物理学,本科生, 专业基础课,周学时41届,40人;

2.大学物理,   本科生,     基础课,周学时42届,300人;

3.力学,       本科生, 专业基础课,周学时41届,120人;

4.量子力学,   本科生, 专业基础课,周学时41届,30人。

二、实践性教学:

1.   指导本科毕业论文,               5届,20人;

2.   本科生电磁学实验,               2届,400人;

3.   指导硕士毕业论文设计(高校师资),1届,2人。

三、教学奖励:

1.       2002年山西大学《量子力学》精品课程(第3参与人);

2.       2005年山西省《大学物理》精品课程(主要成员之一)

四、教学论文

1  多媒体技术在物理教学中的运用,山西广播电视大学学报,2004年,第2 2627页,第一作者

2  Encouraging students to take more active part in bilingual course,全国高校非物理专业物理教育学术研讨会论文集,20047月,第一作者

 

 

2(4)-3

学术

研究

近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)

(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、

署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、

授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)

一、承担的学术研究课题:

1   冷原子的碰撞与能量积聚效应的研究20041013,山西省青年科学基金,2004.01-2006.12,主持人;

2   超冷原子分子中的量子干涉效应研究,60678003 国家自然科学基金 07.1-10.12 第三参与人;

3   室温单分子的跟踪及量子动力学特性研究10674086国家自然科学基金 07.1-10.12 第三参与人;

4   受控Raman光缔合产生超冷分子及其高激发态光谱的研究 10574084国家自然科学基金06.1-08.12第三参与人;

5   质量分辨阈值电离(MATI)光谱装置建立与生化分子光谱研究, 山西省自然科学基金05.1-07.12第三参与人。

 

二、发表的学术论文:

1 Observation of Four-wave Mixing In Cesium Atoms Using a Noncycling Transition, Chinese Physics, Vol.15,No.6, P1268-12722006)第一作者;

2.  Experimental investigation of slow light propagation in degenerate two-level system, Chinese Physics, Vol.15,No.2, P365-3702006)第一作者;

3.  Spectral hole-burning in pump-probe studies of nonlinear selective reflection spectroscopy, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.Vol.38 P3037-3042 (2005) 第三作者;

4.  Thermal-energy pooling collisions in Cesium Vapor 6P3/2+6P3/27PJ+6S1/2 , Chinese Journal of Laser Vol.B11(6), P421-424,(2002) 第一作者;

5.  磁场对简并二能级系统相干特性的影响,物理学报 Vol.54(11),5093,(2005) 第二作者。

 

三、获得的学术研究奖励:

1.  2006山西省自然科学一等奖 (4获奖人)

 

 

 

课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课

 

3. 教学队伍情况

3-1

人员构成(含外聘教师)

姓名

性别

出生年月

职称

学科专业

在教学中承担的工作

贾锁堂

1958.3

教授

光学

主讲教授,总体建设

肖连团 1967.10 教授 光学 主讲教授,课程指导
李昌勇

1967.7

副教授

光学

主讲教师,课程建设

赵建明

1966.5

副教授

光学

主讲教师、课程建设

姜晓庶 1971.6 副教授 计算物理 主讲教师、课程建设
汪丽蓉

1971.11

讲师

光学

主讲教师,课件制作

张临杰 1975.10 讲师 光学 主讲教师,课件制作
马维光

1976.1

讲师

光学

主讲教师,课件制作

黄涛

1980.6

助教

光学

助课、网络资源建设

3-2

教学队伍整体情况

教学队伍的学历结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况(含辅导教师或实验教师与学生的比例)

山西大学《原子物理》教学团队,是一支多年来从事原子、分子物理的研究团队,是山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室的一个研究小组,依托国家重点学科--光学,主要的教学对象是山西大学国家理科(物理)人才培养基地的学生。在科学研究方面,我们先后开展了弱光作用下的原子系统的非线性光学效应、单分子光谱、超冷原子分子物理等方面的研究,并取得了一定的结果,发表学术论文100余篇。先后得到国家重大基础研究项目(973)、7项国家自然科学基金以及20多项省级项目的支持,获山西省自然科学奖1次、科技进步奖4次。在教学方面,2006年获教育部高等理工教育教学改革与实践项目:《原子物理学》双语教学课程建设;2004年合作编著21世纪高等院校教材《近代物理实验》一部;教育部2005年高等教育国家级教学成果二等奖一项,项目名称“地方大学优势专业建设国家理科基础科学人才培养基地的实践”;2003年山西省教学成果一等奖,项目名称“国家理科基础科学人才培养基地建设与高素质人才培养模式的探索与实践”;2001年地方综合大学文化素质教育特色的形成与发展教学成果一等奖一项;另外,团队成员多人参与了省级和校级精品课程《原子物理学》、《大学物理》、《量子力学》等精品课程建设。我们利用自己的科学研究优势,结合国际上原子、分子物理的发展,将研究成果转化为教学资源,在《原子物理》的课程体系和教学内容的改革方面进行了一定的探索,试图高起点、高水平进行精品课程建设。

学历结构:《原子物理学》课程教学团队中,现有教授2名、副教授3名、讲师3名、助教1名;9名成员中具有博士学位的7人、硕士2人。这支教学队伍高级职称、中级职称、初级职称之比分别为531,教学队伍职称、学历结构合理,是一支热爱教学事业,自愿奋斗奉献,具有创新精神的教学团队。为该课程高水平和可持续发展提供了强有力的保证。

年龄结构:40岁以上的教师4人,25-39岁的教师5人,中青年教师比例为4:5,教学队伍以中青年教师为主体,所有教师长期进行原子分子物理和计算物理领域的研究和相关的教学,具有较深厚的学科基础和科研造诣。在科学研究上有所建树,在教学中能够将科学研究成果有机的引入到教学中,激发了学生的学习兴趣。

学缘结构:4人为非山西大学毕业,7人有国外或境外合作研究经历,博采众长,吸取不同学校的教学经验和教学方法,提高教学质量。

  师资配置情况:本课程主讲教师5人,学生每周交作业1次,全批全改。4位教师负责课件制作和网络资源建设,为实现多媒体教学奠定了基础。

 

3-3

教学改革与教学研究

近五年来教学改革、教学研究成果及其解决的问题(不超过十项)

1. 原子物理学课程改革的背景

我国采用的《原子物理》教材,无论是旧教材,还是近几年出版的面向21世纪的优秀教材,都没有突破原有教学体系的框架,基本上是原子位形、原子的量子态、量子力学初步、原子的精细结构、多电子原子等,对近二十年来原子物理研究的新成就未曾涉及。自从激光问世以来,尤其是1997年以激光冷却和俘获原子的贡献而获得的诺贝尔奖为标志,为原子、分子物理的研究开辟了新天地,提供了新内容和新方法,接着2001年以稀薄气体中原子的玻色爱因斯坦凝结(BEC)的贡献而获得的诺贝尔奖为标志,把原子分子物理的研究继续推上了新的高峰。原子分子物理研究的快速发展和丰富的科学成就的积累,为原子物理的教学改革提供了很大的空间和迫切的要求,同时也为原子物理的教学内容提供了丰富的素材。如何把前沿的科学研究成果变为丰富和生动的教学内容,成为《原子物理》教学改革的当务之急。

2. 以培养高素质创新人才为目标,大力进行教学内容的改革

基于以上的认识,我们经过反复的研究和讨论,既充分吸收我国《原子物理》教材的传统和优点,非常注重对学生基础理论的教学,又借鉴国外一流大学的教学改革经验,形成了对《原子物理》 教学改革思路:夯实基础,突出前沿,以研促教,以教助研。利用国家重点实验室的研究优势,引入原子物理研究的新成果,在继承和发扬已有教材的传统的基础上,构建新的教学体系,增加新的教学内容,使学生既掌握扎实的原子物理基础知识和实验技能,又能拓宽视野了解原子物理的新进展和掌握原子物理实验的新技术。本科生教育和研究生教育有机衔接,自然过渡。通过《原子物理》的学习,确实有助于培养基础扎实、视野开阔、创新能力强的人才。根据这一思路,我们在教改中坚持了三个结合:1 基础知识和科学前沿相结合;2 理论教学和实验教学相结合;3 课程教学和前沿讲座相结合。根据三结合的原则,我们处理好了基础知识、前沿知识、实验教学之间的关系,做到了三者之间的有机联系和互动,以全新的思维和最大的效率焕发老师和学生教与学的热情,为一度沉闷的原子物理教学注入活力。我们的具体做法是:

1 夯实基础,突出前沿,设计课程体系和改革教学内容

课程体系:基础部分+过渡部分+学科前沿 

基础部分:

²     早期的原子物理(引言,氢原子光谱,波尔理论,相对论效应,辐射衰减,塞曼效应等)

 ²     氢原子(Schrodinger 方程,跃迁,精细结构)

²     氦原子(氦原子的基态,氦原子的激发态,氦原子的相关积分估算)

²     碱金属原子(壳层结构和周期表,量子亏损,中心场近似,Schrodinger 方程的数值解,自旋-轨道相互作用,碱金属原子中的精细结构)

²     L-S 耦合机制(L-S 耦合中的精细结构,jj 耦合机制,L-S 耦合的选择定则,塞曼效应

²     超精细结构和同位素移动(超精细结构,同位素移动,塞曼效应和超精细结构,超精细结构测量)

过渡部分:

²     原子与辐射场的相互作用(方程的建立,爱因斯坦B 系数,和单色辐射场的相互作用,辐射衰减,光吸收截面,a.c Stark 效应和光移动)

前沿部分:

²     无多普洛激光光谱(谱线的多普洛展宽,交叉束方法,饱和吸收光谱,激光光谱的精密测量)

²     激光冷却和俘获(散射力,原子束减速,光学粘团技术,磁光阱,偶极力介绍,Sisyphus 冷却技术,Raman 跃迁,原子喷泉)

²     磁俘获,蒸发冷却,玻色爱因斯坦凝结(磁俘获原理,磁俘获,蒸发冷却,玻色爱因斯坦凝结,在原子蒸汽中的玻色爱因斯坦凝结,玻色气的性质)

²     原子干涉仪(杨氏双缝实验,原子的衍射光栅,转动测量,由光引起的原子衍射)

²     离子阱(在电场中作用于离子的力,Earnshaw’s 定理,Paul阱,惰性气体冷却等)

²     量子计算(Qubits 和它的性质,量子逻辑门,并行量子计算,量子计算机,量子误差修正和退相干)

 2 强化理论,加强实验,理论教学和实验教学有机结合

本课程主要介绍相关理论,实验部分在另一门课《近代物理实验》中完成。《原子物理学》是实验性很强的课程,很多经典的实验内容都是诺贝尔奖的成果。根据这一特点,我们在强化理论教学的过程中,非常重视实验教学的改革,利用学科优势,在加强经典实验教学内容的基础上,根据理论教学的需要,引入了激光饱和吸收光谱、双光子光谱、激光冷却原子与俘获、利用原子饱和吸收光谱进行激光器的频率稳定等实验。通过实验来加强理论教学,二者有机结合,整体推进,对于培养学生的创新能力起到了有力的促进作用,有关的实验教学内容已加入我校国家精品课程《近代物理实验》的教材中,并引起国内同行的关注。

 3 结合课程,举办讲座,把基础理论教学与科技前沿紧密结合

 随着科学研究的快速发展,原子物理研究成果异彩纷呈,为了使学生能不断了解研究进展,开阔视野。我们在课程的基础部分也加入一些讲座内容,如:在“早期的原子物理学”部分,引入超冷Rydberg原子的进展讲座,在“氦原子”部分,引入He-Ne激光工作原理讲座,在“塞曼分裂”部分,引入塞曼减速讲座,在“辐射场与原子相互作用”部分,引入量子相干效应、EITEIA光脉冲的减速和存储实验讲座。同时对课程的“前沿部分”引入了超冷原子分子物理进展、单光子、单分子实验进展以及应用光谱技术等前沿讲座。

3.教学研究成果及其解决的问题

   在上述教改内容实施后,在学生中产生了良好的效果,主要体现在如下几个方面:

  1  学生主动联系教师参加大学生科研项目训练的人数急剧增加。理科基地的学甚至达到100%。有的教师甚至带领科研训练项目的学生人数达10人。这里是几个科研训练项目的题目:a) 铷原子饱和吸收光谱理论模拟, b) 铷原子饱和吸收光谱随温度变化的实验观察和理论计算,c)铯分子的光缔合光谱, d)铯分子0g电子态远程势能曲线的解析表示,e)由铯冷分子光缔合光谱计算铯分子0g电子态的远程势能曲线,f)汞原子的Stark效应研究,g)汞原子塞曼效应分裂能级的相互影响,等等。学生在《大学物理》等期刊发表了相关科研训练项目论文。

2) 学生和老师的关系非常融洽,点燃了学生学习激情,学生不仅对本课程相关内容非常感兴趣,而且积极参与学校、省里和国家组织的各项活动。譬如全国的电子设计竞赛,获得了一等奖一项,省级电子设计竞赛获得了一等奖一项,山西省“兴晋杯”大学生科技竞赛一等奖一项等。

3) 学生取得了较好学习成绩,考研率升高。近三四年来,国家基地班的考研率(包含推荐)几乎百分之百。一些中科院的研究所和全国知名大学每年都要我们推荐基地班的学生攻读研究生,有部分学生本科一毕业就获得国外大学奖学金出国留学。

4)在基地班的学科建设方面取得了很好的成绩。获得了多项教学奖励和项目,2006年获教育部高等理工教育教学改革与实践项目:《原子物理学》双语教学课程建设;教育部2005年高等教育国家级教学成果二等奖一项,项目名称“地方大学优势专业建设国家理科基础科学人才培养基地的实践”;2004年合作编著21世纪高等院校教材《近代物理实验》一部;2003年山西省教学成果一等奖,项目名称“国家理科基础科学人才培养基地建设与高素质人才培养模式的探索与实践”;2001年地方综合大学文化素质教育特色的形成与发展教学成果一等奖一项;另外,团队成员多人参与了省级和校级精品课程《原子物理学》、《大学物理》、《量子力学》等精品课程建设。

    这些成果的获得都为学科的进一步发展,打下了基础和提供了条件,我们将继续努力,再接再厉,取得更好的成绩。

3-3

教学研究与教学改革

3-4

师资培养

近五年培养青年教师的措施与成效

原子物理学课程的教学团队中,大部分人是青年教师且获得了博士学位,并在国外进行了一年以上的合作研究后回国,所以除承担教学工作外,还从事原子分子物理和量子光学以及激光光谱学的科学研究。我们对青年教师进行多方面、多课程的培养,使他们既能进行理论教学,又可以进行科学研究。团队对青年教师的培养能够做到既爱护又严格要求,一方面积极鼓励他们出国深造,加强学术交流,学习国际前沿的科研方法和基础理论,与国际先进的科学技术水平相结合,另一方面又对他们的本职工作进行严格要求,以保证原子物理学教学水平的不断提高。团队每年都要根据国内外先进知识与技术的发展,制定对不同人员的培训计划,坚持每周集体学习制度,通过青年教师“观摩教学、辅导实习、课程试讲”三个环节培养青年教师的教学能力,使青年教师在短时间内成为教学骨干

具体措施:

1、课程组坚持每周集体学习制度,研究教学法、优化教学内容,吸取课程改革方面的先进经验,提高其业务能力和知识水平。强化课程组的团队研究能力,促进青年教师的培养。

2、积极鼓励青年教师参与《原子物理学》的实验教学,他们把研究的成果直接转化为实验教学内容,加强了《原子物理学》的理论和实验教学效果。

3、发挥教学指导委员会和教学名师的模范带头作用,对青年教师实行传帮带,通过青年教师“观摩教学、辅导实习、课程试讲”三个环节培养青年教师的教学能力,使青年教师在短时间内成为教学骨干

4、鼓励和资助青年教师参加师资培训班和教学研讨会,为青年教师的成长创造机遇和环境。

4.课程描述

4-1 本课程校内发展的主要历史沿革

山西大学物理电子工程学院的前身是物理系,是山西大学的一个资深大系,有着比较悠久的发展历史。早在1902年山西大学成立后的初期,中斋高等科中就开设了物理学科,于上世纪60年代原子物理学作为专业基础课在本科生中正式开出。随着科学技术的发展,特别是人们对微观世界的认识,原子物理学的内容也在不断的增加和更新,在不同的历史时期,始终致力于原子物理教学改革的探索与实践。近年来,随着冷原子技术的发展和重点实验室发展原子分子物理实验的需要,对原子物理教学内容和方法等进行了全面的革新,取得了良好的成效。

我们所采用的教材是国际上最新的原子物理学的英文教材,同时辅以相关的中文高水平的面向二十一世纪课程教材,制作英语教学课件、习题和考试系统,并在实际教学过程中不断对课件系统进行完善和提高。

由于原子物理以微观世界为研究对象,很多现象和原理在宏观世界没有对应物,学生在初次接触时难免会觉得抽象、不好理解。自主开发出一套原子物理的英语多媒体教学课件,在保证内容规范、概念准确、表述严密、引用资料正确、科学性强的同时,通过制作PowerPoint幻灯片作为教学课件的主要载体,使得抽象的内容生动形象、直观易懂,达到黑板授课不可比拟的效果,兼顾教育性、技术性和艺术性。

原子物理学课程由三部分组成:基础部分+过渡部分+学科前沿。

基础部分:是指经典的原子物理部分,主要包含有氢原子的玻尔模型,氦原子理论模型,类氢原子的结构和特点以及精细结构和超精细结构的形成等内容,是本课程的基本要求。这部分主要结合近代物理实验中心的相关的经典实验,如夫兰克—赫兹实验、密立根油滴实验,塞曼效应等以及多媒体进行教学。

过渡部分主要包含光与物质的相互作用,主要介绍方程的建立,爱因斯坦B 系数,和单色辐射场的相互作用,辐射衰减,光吸收截面,a.c Stark 效应和光移动等概念

学科前沿指近年来发展起来的原子分子物理部分,主要包含有无多普勒激光光谱,双光子和多光子光谱,激光冷却和俘获原子的理论和实验,磁光阱,蒸发冷却以及玻色爱因斯坦凝聚等内容。这部分内容的教学主要结合目前国内外科学研究的前沿问题和重点实验室的研究结果进行教学,依托山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室的实验装置和仪器,让有兴趣的学生参与到实验中来,与科研的老师一起研究学习。不仅使学生了解了科研的环节和方法,学到了更多的书本以外的知识,而且培养了科研能力。

目前原子物理学教学组教师 9人,年龄平均36岁,其中高级职称教师 5人,大部分具有博士学位和出国留学的经历,并参与相关方面的科学研究工作。还有一些年轻教师正在攻读博士学位。是一支层次结构科学合理,热爱科学教育事业,自愿奋斗奉献,具有创新精神和实践能力的教学团队。

山西大学物电学院的近代物理实验中心和山西大学量子光学和光量子器件国家重点实验室,为原子物理学的教学和发展创造了科学氛围,奠定了科学实验基础。经过新老教师的奋斗不懈,原子物理学课程不断深化教学改革,不断提高本科理论教学水平,紧跟科学发展的步伐,踏上了创建国家级精品课程的征途。

4-2 理论课和理论(含实践)课教学内容

4-2-1 结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标

依据山西大学“建设国内高水平研究教学型大学”定位的要求,物理电子工程学院办学定位是“建设面向全国、服务山西,在国内同类院校中处于领先地位的物理电子工程学院”。“重基础、强实践,理工结合,培养适应国家现代化建设的需要,为国家和山西地方经济和社会发展服务的高素质复合型人才”。我院的生源一直很好,本课程定位为物理电子工程学院物理学基地本科生的专业基础课程,也为本专业的核心课程。课程目标是通过本课程的学习,使学生理解、掌握原子物理学的基本概念、原理;了解原子物理的研究内容、研究方法和发展动向,为21世纪培养科学研究优秀人才。教学内容除了经典的原子物理学内容外,增加了与当前的科学研究紧密结合的部分,讲授了目前原子物理领域科学研究前沿的理论和方法。其最终目的是培养学生解决问题的能力,激发他们在此领域中继续学习和研究的愿望。

 

4-2-2知识模块顺序及对应的学时

模块内容:

Chap.1  Early atomic physics (4)

 Chap.2  The hydrogen atom (6)

 Chap.3  Helium (4)

 Chap.4  The alkalis (6)

 Chap.5  The L-S coupling scheme (4)

 Chap.6  Hyperfine structure and isotope shift (6)

 Chap.7  The interaction of atoms with radiation (6)

 Chap.8  Doppler-free laser spectroscopy (6)

 Chap.9  Laser cooling and trapping (8)

 Chap.10 (1) magnetic trapping (2)

 Chap.10 (2) Evaporative cooling and BEC (4)

 Chap.11 Atom interferometry (6)

 Chap.12 Ion Traps (4)

 Chap.13 Quantum computing (4)

4-2-3课程的重点、难点及解决办法

一、课程的重点、难点

²     课程的重点:氢原子,氦原子,碱金属原子和电子自旋,多电子原子,饱和吸收光谱,磁场与电场中的原子,原子减速,磁光阱,离子阱,原子干涉等。

²     教学难点:  求解氢原子的薛定鄂方程,能级计算,光谱在不同条件下的分裂,多电子原子态的确定,饱和吸收光谱中的交叉线(crossover lines),Block矢量与Block球, 激光冷却及玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)理论等。

²     具体而言,本课程要着重以下内容的教学和辅导:

1.         玻尔理论,能级相对论位移,X射线与原子序数关系,塞曼效应经典解释

2.         氢原子的薛定谔方程,跃迁选择定则,氢原子的精细结构;

3.         氦原子的基态和激发态,氦原子的能量的计算;

4.         中心力场近似,自旋轨道相互作用,碱金属原子的精细结构;

5.         超精细结构,同位素位移,超精细结构的测量,塞曼效应量子解释;

6.         具有两个价电子的电子组态、两个电子的耦合、原子态,复杂原子光谱的辐射跃迁的选择定则,泡利不相容原理,原子基态、洪特定则、朗德间隔定则;

7.         无多普勒激光光谱,饱和吸收光谱;

8.         原子与辐射的相互作用方程建立,Block矢量与Block

9.         散射力,磁光阱,偶极力理论,Sisyphus冷却技术,喇曼跃迁;

10.     磁俘获,蒸发冷却,玻塞-爱因斯坦凝聚,玻塞-爱因斯坦凝聚气体特性;

11.     原子干涉;保罗阱,俘获离子的激光冷却,电子束离子阱;

二、解决办法

1.  教师要把教育体现在教学当中。要在学生心目中树立起迎难而上的奋发向上的思想,不怕困难,别人能够理解和掌握的知识,自己一定也要理解和掌握,尽管可能会比别人付出更多的时间和精力。学习就是要了解和掌握未知的东西、困难的东西、甚至探索别人不知道的东西。在这种思想的主导下,学生就能够努力掌握教学内容,并且越学越有兴趣;

2.  教师必须深入掌握教学内容,融会贯通,这样才能回答学生提出的各种问题。要为人师表,以身作则,讲好每一堂课,认真细致批改作业,做一位受学生敬佩和尊敬的老师。只有这样师生的互动才能够热烈,才能产生良好的教学效果;

3.  原子物理学的很多内容不能直接观察,通过实验分析得出结果,对于初学者不易理解,在教学中,重点、难点内容细致讲解,并设计多媒体课件以及动态FLASH软件,使学生更好的掌握了课件中的内容;

4.  结合近代物理实验如原子光谱实验,使学生理解和掌握原子的结构和原子中电子的基本运动规律;结合近年来发展起来的关于光与原子相互作用实验的最新结果,让有兴趣的学生参与到实验中来,与科研的老师一起研究学习。不仅使学生了解了科研的环节和方法,学到了更多的书本以外的知识,培养了其科研能力;

5.  结合一些物理学史介绍,让学生了解物理学家发现这些物理规律的背景和过程,以及他们解决问题的物理思想和理论模型的建立过程,使学生建立起科学的思想观念。了解人们对物质结构的认识过程即:实验——理论——再实验——再理论的认识过程,以及微观物理学对现代科学技术的重大影响,并为以后继续学习和进行科学研究打下基础。

4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)

  本课程不含实践教学内容。

 

4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)

 

1、教材

《原子物理学》课程的教材选用牛津大学出版社2005年出版的<Atomic Physics> written by C. J. Food, Oxford University Press, 2005),辅助以高等教育出版社出版的杨福家教授编著的面向21世纪课程教材《原子物理学》作为参考。该教材包含有相关的最新科研成果,一方面包含了本学科的基础性、普遍性的知识,保持内容体系的系统性与完整性,另一方面又与国际科学研究的前沿课题紧密结合,内容丰富,体系结构严谨,概念清晰。

 

2、促进学生主动学习的扩充性资料使用情况

物理电子工程学院资料室为学生购置相关图书1000余册,订阅国内外相关期刊40余种,在教学中按学科发展与国际前沿的技术发展动态不断修改和加入新的内容。在主教材的基础上,教师可以选用新的研究论文充实教材内容,将重点实验室的科研成果与最新的科学研究论文引入教学,将当前的学科发展和国际前沿的科学发展的最新动态传授给学生。

 

3、科研训练环境

物理电子工程学院具有近代物理实验中心(国家示范中心)为学生提供了各种近代物理实验,山西大学有量子光学与光量子器件国家重点实验室,主要从事光与原子相互作用,冷原子、冷分子、玻色-爱因斯坦凝聚和超高分辨激光光谱等前沿课题的研究,建立了超冷原子和超冷分子的若干实验平台,为学生科研训练提供了先进的科研条件,相关的老师主持有超冷原子、分子物理方面的“973”和国家基金多项研究课题。还有理论物理研究所,为学生提供了极佳的理论发展环境和条件。

 

4-4教学方法与教学手段(举例说明本课程教学过程使用的各种教学方法的使用目的、实施过程、实施效果;相应的上课学生规模;信息技术手段在教学中的应用及效果;教学方法、作业、考试等教改举措)

1、  多种教学方法灵活使用的形式与目的

1)        用讲授、讨论、研究相结合的方法进行教学。

2)        利用多媒体课件,使学生更好的理解和掌握了相关的物理概念和研究内容。

3)        结合近代物理实验如原子光谱实验,使学生更好地理解和掌握原子的结构和原子中电子的基本运动规律;结合近年来发展起来的关于光与原子相互作用实验的最新成果,让有兴趣的学生参与到实验中来,与科学研究的老师一起研究学习与科研训练。不仅使学生了解了科研的环节和方法,学到了更多的书本以外的知识,培养了科研能力。

4)        结合一些物理学史介绍,让学生了解物理学家发现这些物理规律的背景和过程,以及他们解决问题的物理思想和理论模型的建立过程,使学生建立起科学的思想观念。了解人们对物质结构的认识过程即:实验——理论——再实验——再理论的认识过程,以及微观物理学对现代科学技术的重大影响。

5)        在教材教学基础上,将新的国际前沿学术论文和重点实验室的科研成果适时引入课堂教学,验证理论的正确性,同时激发了学生学习兴趣,最有效地将目前的学科发展和最新动态传授给学生。

6)        带领学生参观量子光学与光量子器件国家重点实验室,着重介绍饱和吸收光谱及其稳频原理和方法,原子冷却实验装置和技术等教材涉及的当代科学研究内容。

 

2、  现代教育技术应用

在现代教育技术应用方面,主要进行了以下工作:

1)        原子物理学中新概念多,数学推导多,很多物理现象不能直接观察,对物理概念的理解,不能日常经验处理问题的方法,根据课程的特点,采用英文多媒体课件,同时利用网上资源进行教学的方法。极大的提高了学生学习的积极性。

2) 积极进行网络教学改革。课题组成员积极准备进行了全面的网络教学实验研究和技术准备。我们将建立教材配套的多媒体课堂辅助教学资料库,以及配套网站,在网上发布网络课件,电子作业,往年试题试卷,网上答疑和问题讨论等。

4-5 教学效果(含校内同事举证评价、校外专家评价及有关声誉的说明;校内学生评教指标和近三年的学生评价结果)

 

一、校外专家举证评价:

1. 华东师范大学物理系丁良恩教授(博士生导师,原子分子光谱学专家)评价:

山西大学物理电子工程学院建设的“原子物理学”课程,具有雄厚的师资力量,教学队伍的知识结构、年龄结构、学历结构和职称结构合理,是一支治学严谨、爱岗敬业、师德教风良好的团队。

“原子物理学”课程是物理电子工程学院本科生必修的一门专业基础课,选用的英文教材是国际一流,选用的国内教材为面向21世纪课程教材。多年来,该课程组坚持教学研究,教学手段多样,教学内容先进,教学形式活泼,教学效果良好,深受学生欢迎。在实际教学中,将课程中的基本理论和当前的原子物理领域的前沿科学研究紧密结合,开拓了学生的眼界,极大的增强了学生学习的积极性。

该院“原子物理学”课程建设在师资力量配备、科学研究、课程建设、多媒体教学、辅助性教学资源以及实践性环节等方面已取得了很好的成绩,具有明显的自身特色,又具有建设“精品”课程的良好基础和有利条件,特此予以推荐。

2. 中北大学物理系温廷敦教授(理学院副院长,博士生导师)评价:

原子物理学一直是百年老校山西大学物理系的骨干课程之一。在漫长的教学过程中,积累了丰富的教学经验,形成了独特的学科特色。

近年来,参考、借鉴世界著名大学的教育理念与教学方法,依托山西大学量子光学国家重点实验室,将最近20年的相关科研成果融入了教学内容之中。如已将两届诺贝尔物理学奖的激光原子冷却与玻色-爱因斯坦凝聚的内容作为本课程的部分内容。引导学生积极参与量子力学和光量子器件国家重点实验室的部分科学研究工作,极大地调动了学生学习的主动性和积极性。定期举办“原子分子物理学前沿进展”讲座,经常邀请国内外著名专家学者介绍原子分子物理最新进展与成果应用,为尽快提高学生的科学素质起到了积极作用。

本人作为原子物理学授课教师,深切感受到山西大学物理系开设的原子物理课程,一定程度上代表了目前国内原子物理学课程建设的水平。

3 太原理工大学物理系王云才教授(系主任,博士生导师)评价:

山西大学原子分子物理课程组的教师非常注重教学内容和教学方式的改革,选择了牛津大学出版社2005年出版的《Atomic Physics》,该教材包含有相关的最新科研成果,一方面包含了本学科的基础性、普遍性的知识,保持内容体系的系统性与完整性,另一方面又与国际科学研究的前沿课题紧密结合,内容丰富,体系结构严谨,概念清晰,结合自己的教学和科研实践,不断充实和更新自己的课堂讲义。受到学生的好评。

 

二、校内同事举证评价:

1.张天才教授(山西大学光电研究所副所长、博导)评价:

贾锁堂教授长期从事原子物理的教学和科研工作。近年来,在贾锁堂教授的带领下,该课程的教学和建设上取得了显著成绩。

首先,形成了一支结构合理、人员稳定、团结协作、热爱该课程教学、自愿为该课程建设付出艰辛劳动的一支教学水平高、效果好的教师梯队。

其次,在教学内容上,他们能够结合课程的特点,将学科的最新科技成果(如超冷原子、超冷分子)结合学生实际引入教学,突出了该课程理论与实际应用并重的特色,这些思想在他们培养的本科生和指导的研究生取得的成绩中得到了体现。提出了新的课程教学体系,采用国际通用英文教材,为培养学生阅读科技外文材料以及今后从事相关研究工作奠定了基础。

在教学方法上,结合课程特点,将任务驱动教学法、案例教学、研究性学习、合作学习等多种教学方法相结合,针对不同学习环境,灵活应用这几种方法,达到互相取长补短的目的,取得了理想的教学效果。

《原子物理》的教学采用理论和实践相结合的方法,既注重学生理论知识的培养,同时也注重学生应用知识和实际动手能力的培养。为此他们根据课程的性质和特点,设计了观察性与验证性实验、设计性实验、综合性实验和研究性实验四类实验。

2. 张靖教授(山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室博士生导师,山西省中青年拔尖创新人才)评价:

原子物理学的发展对激光技术的产生和发展,作出过很大的贡献。激光出现以后,用激光技术来研究原了物理学问题,实验精度有了很大提高,因此又发现了很多新现象和新问题。原子是从宏观到微观的第一个层次,是一个重要的中间环节。物质世界这些层次的结构和运动变化,是相互联系、相互影响的,对它们的研究缺一不可,很多其他重要的基础学科和技术科学的发展也都要以原子物理为基础,例如化学、生物学、空间物理、天体物理、物理力学等。激光技术、核聚变和空间技术的研究也要原子物理提供一些重要的数据,因此研究和发展原子物理这门学科有着十分重要的理论和实际意义。原子物理》课程是物理专业本科生的一门必修专业基础课程,《原子物理》网络精品课程的建设,对进一步深化教学改革,共享优质教学资源,继而培养学生的创新能力,具有十分重要的意义。

贾锁堂教授长期从事光与原子分子相互作用的科研工作。近年来,在贾锁堂教授的带领下,该课程采用牛津大学出版的<Atomic Physics>,课程内容设置合理,注意将学科的最新发展引入教学,为学生学习后续课程和提高科技水平打下坚实的基础,深受学生欢迎。该课程组师资力量雄厚,学术造诣较高,课程教学梯队结构合理,由具有丰富的教学、科研和实践经验的中、青年骨干教师担任主讲。

该课程多年来改革效果显著,自主研发了课程网站,包括电子教案、多媒体课件和在线交流讨论等多种教学资源,为学生掌握该课程内容和开展研究性学习提供了网络支持环境,提高了教学效果;课程组成员近几年发表相关研究论文近百余篇。课程组具有建设精品课程的实力,课程建设成果一定能够取得很好的示范与辐射作用。

3.董有尔教授(山西大学国家物理实验示范中心主任,山西省级教学名师,《近代物理实验》国家精品课程负责人)评价:

原子物理学教学团队,首先是一支科研团队,是量子光学和光量子器件国家重点实验室的组成部分。团队成员都具有或正在攻读博士学位,大部分在国外(或境外)先进的实验室进行了一年以上的合作研究。教学团队将利用科学研究优势,在原子物理课程的建设方面做出了有益的探索并取得了很好的成绩。他们将目前国内外原子分子领域的最新研究方法和研究成果融入了课堂教学中,一方面开阔了学生的视野,使他们了解到了该学科的最新进展和广泛应用,增强了学生的兴趣、提高了学习的积极性,另一方面也为评价学生的学习效果提供了更加全面和客观的依据。

三、学生评教指标:

1.很热诚、责任心强;2.注重对学习方法的传授;3.重视对学生实践能力和创新能力的培养;4.讲课时能够抓住重点,揭示问题的实质;5.能充分讨论本学科领域目前的发展趋势;6.讲课内容能体现学科知识的交叉与融合;7.推荐的参考资料有助于对学习内容的理解与掌握;8.教师敬业,作业全批全改,辅导答疑、作业考试上所给的反馈很有价值;9.课程讲解清楚,富有启发和激励性;10.教学组织能力强;11.教学方法灵活,适当运用现代化教学手段;12.因材施教尊重并引导学生个性发展;13.鼓励学生参与课堂讨论;14.讲课信息量深浅度和进度适合学生学习特点;15.教书育人平易近人深得信赖;16.能调动学生的学习积极性;17.能虚心听取学生意见和建议并改进工作;18.提高学生的分析和解决问题的能力.

四、学生对主讲教师的评价和近三年学生的评价结果:

教书育人、为人师表、敬业勤勉、教学投入、认真负责;教学方法得当、内容组织合理,讲课深入浅出、生动活泼效果好;能把涉及到的学科前沿成果带入课堂教学;积极利用现代化教学辅助手段,真正实现了教学互动。近几年来学生评价优秀。学生们普遍反映该门课程教学质量好,受益大。

 

 

4 课堂教学录像资料要点

 

贾锁堂教授讲课录像摘要:

介绍了冷原子和超冷原子的基本概念,获得超冷原子样品的方法、工作原理和应用,重点讲解了目前科学研究领域人们普遍采用的冷却方法----磁光阱(Magneto-Optical Trap)。实现激光冷却和俘获中性原子的概念和原理。在教学中结合1997年和2001年两届与超冷原子相关的诺贝尔物理学奖的工作,极大的提高了学生学习的兴趣和积极性。

 

李昌勇副教授讲课录像摘要:

介绍了早期塞曼发现磁场中能及发生分裂的历史背景和意义。用经典理论推导解释了正常塞曼效应,揭示了磁场方向与能级分裂各成分的偏振特性关系,解释了从不同方向观察到的各分裂谱线成分之间的强度关系。详细介绍了实验原理、装置,特别是FP腔的功能和特性作了图文并茂介绍。当堂进行教学提问,检查学生对课堂教学内容掌握情况。

 

赵建明副教授讲课录像摘要:

利用半经典理论描述二能级原子与辐射场的相互作用,介绍了相关的基本概念。建立含时Schrodinger 方程,在旋波近似(The rotating-wave approximation)条件下,解出了强场和弱场条件下的Schrodinger 方程,求出这两种情况下二能级原子处于基态和激发态的几率及其物理意义和相关的实验结果,计算了振荡电场对原子的影响。在此基础上引入Rabi频率,p脉冲和p/2脉冲的概念。为下面各章节的讲解奠定基础。

 

5.自我评价

5-1 本课程的主要特色(限200字以内,不超过三项)

1. 改革课程体系,引入原子物理新进展,注入新的教学内容。

本课程的主要特色:参考牛津大学出版社2005年最新出版的《原子物理》<Atomic Physics>进行教学,该教材内容与当前的科学研究紧密结合,除了原子物理经典的内容外,还介绍了目前原子物理领域的科学研究前沿的理论和方法,譬如激光冷却原子、玻色爱因斯坦凝聚、原子干涉和量子计算等。使学生更多地了解目前国际前沿的科学研究内容和研究方法,为进一步深造打下了基础,为培养21世纪的科学研究优秀人打好了基础。

2 坚持三个结合,培养学生创新精神和科研能力。

本课程的另一个特色是:我们在教改中坚持三个结合:1 基础知识和科学前沿相结合;2 理论教学和实验教学相结合;3 课程教学和前沿讲座相结合。根据三结合的原则,我们处理好了基础知识、前沿知识、实验教学之间的关系,做到了三者之间的有机联系和互动,依托山西大学量子光学和光量子器件国家重点实验室的实验装置、仪器、成果及科学研究的氛围,以全新的思维和最大的效率焕发老师和学生教与学的热情,为一度沉闷的原子物理教学注入活力。

 

5-2  本课程在国内外同类课程中的地位

该课程在国内同类课程中,在课程体系和教学内容改革方面,以及科研与教学的结合方面处于国内领先地位。

本课程对传统的原子物理学的教学内容和教学方法进行了较大的改革,增加了与本课程基本内容相关同时与国际前沿科学研究内容有密切关联的新的物理概念、内容和研究方法。这样让学生直接了解国外物理学界的最新动态,培养了适应国际化趋势和发展的研究型和应用型人才。这种教学方法能够满足目前社会和科研单位对人才的需求,是我们在学科建设和教改方面迈出的巨大一步。

5-3 目前本课程还存在的不足之处

²      《原子物理学》网络课件需要进一步完善和补充;

²       教学方法和手段还需进一步研究改进与完善

 

6.课程建设规划

6-1-1 本课程的建设目标、步骤及五年内课程资源上网时间表

一、课程建设目标

课程建设的目标是为了培养21世纪的科学研究优秀人才,选用了牛津大学出版社2005年出版的《原子物理》<Atomic Physics>作为教材,其内容与当前的科学研究紧密结合,介绍与本课程基本内容相关同时与国际前沿科学研究内容有密切关联的新的物理概念和研究方法。这样的教学让学生直接了解国内外物理学界的最新动态,培养适应国际化趋势的研究型和应用型人才,能够满足目前社会和科研单位对人才的需求,是学科建设的新成果。

二、课程建设步骤

1.         进一步完善多媒体课件系统和试题数据库

2.          探索理论教学与学科前沿讲座有机结合的教学模式。

三、课程资源上网计划:

1.        完善课程网站运行机制,上网资源经常要有新变化。预计2008年完成。

2.        不断扩充新的与课程有关的科学研究内容的多媒体课件,使网站内容不断丰富,预计2008年完成。

6-1-2 三年内全程授课录像上网时间表

        2009年底实现本课程全程授课录像上网。

6-2 本课程已经上网资源

网上资源名称列表及网址链接

课程网址:

公众网:http://lesson.sxu.cn/jpkc/yzwlx/index.htm

教育网: http://lesson.sxu.edu.cn/jpkc/yzwlx/index.htm

网上资源

课程简介;申报表;课程梯队;教学大纲;电子教案;教学课件;试卷与答案;教学效果;相关成果;教学视频;学校举证材料等。

课程试卷及参考答案链接(仅供专家评审期间参阅)

公众网: http://lesson.sxu.cn/jpkc/yzwlx/index.htm

或教育网 http://lesson.sxu.edu.cn/jpkc/yzwlx/index.htm(以上网址英文字母请使用小写)

  

课程试卷及参考答案链接(仅供专家评审期间参阅)

http://lesson.sxu.edu.cn/jpkc/2007sheng/yzwlx/index.htm

        (以上网址英文字母请使用小写)

 

 

 

7. 学校的政策措施

7-1 所在高校鼓励精品课程建设的政策措施及实施情况

 

根据《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》和山西省教育厅的相关要求,山西大学于20037月制定了《山西大学精品课程建设与评估方案》(山大教字[200319号),强调要把精品课程建设作为从根本上提高教学质量进而提高人才培养质量的重要工作来抓,逐步建立和完善国家、省、学校三级建设体系。文件对精品课程的科学规划、教学队伍、教学内容与课程体系改革、教学方法与手段改革、教材建设、实践教学体系等方面作出了详尽规定,特别是建立起了有效的激励与评价机制,如:校级精品课程由学校授予“山西大学精品课程”荣誉称号,颁发荣誉证书,除前期课程建设资助经费外,每门课程一次性奖励3万元;学校择优推荐参加省级和国家级精品课程评选,获得省级和国家级表彰的精品课程,除享受教育部和教育厅相关待遇外,同时享受学校创新人才津贴。

该文件出台后,学校教学指导委员会在精品课程建设的科学性、时代性、示范性等方面进行了深入研讨,并组织广大教师根据专业特点和课程特色制定了专项建设计划,正式启动了以精品课程建设为核心的教学建设改革工程。目前,学校共建设了30余门校级精品课程,其中13门被评为省级精品课程,1门被评为国家级精品课程。近五年来,以精品课程建设为基础,学校共获得教育厅教学改革研究立项45项,省级教学成果奖27项,国家级教学成果奖3项,培育了39名校级教学名师,13名省级教学名师,真正带动了本科教学工作的整体推进与全面发展。

课程建设是一项长期而系统的工程。早在1999年,山西大学就启动了“百门优秀课程”建设工程,并于2002年完成了100门校级优秀课程的建设任务。精品课程建设计划实施后,学校在2004年又启动了“网络版多媒体教学课件”专项建设工作,投入35万元重点建设了22个教学课件。2006年,学校以精品课程建设为核心、以课程团队建设为依托,正式启动了精品课程建设、教学名师、教材建设、教学改革研究、教学资源库等“五项培育工程”,连续5年每年投入100万元建设经费,立项重点建设了65个课程团队。2007年,学校又根据教育部实施“质量工程”的要求,进一步调整、充实、完善了“五项培育工程”的建设规划,为山西大学本科教学质量和人才培养质量的稳步提高奠定了坚实基础。《原子物理学》也在山西大学重点建设课程团队之列。

 

7-2  对本课程后续建设规划的支持措施

 

1)山西大学的定位从去年开始已经由教学研究型转变为研究教学型,学校将专项支持研究型课程建设,原子物理学是其中之一。

2)学校将继续支持精品课程的建设,包括完善和改进网上教学内容,进行教学全程录像等。在教学设施、条件、教学实习、课程建设、教学改革立项等方面予以经费重点支持。

3)支持教学团队成员国内外交流、进修和学习。

 

 

 

8. 说明栏

关于本课程团队的获奖情况目录和专家评价:

 

一、证书

1.       2006年山西省自然科学一等奖。

2.       2006年校级《原子物理学》精品课程;

3.       2006年山西省高等学校科技进步一等奖;

4.       教育部2005年高等教育国家级教学成果二等奖,项目名称“地方大学优势专业建设国家理科基础科学人才培养基地的实践”

5.       2005年山西省《大学物理》精品课程;

6.       2004年国家重点实验室计划先进个人;

7.       2003年山西省教学成果一等奖,项目名称“国家理科基础科学人才培养基地建设与高素质人才培养模式的探索与实践”

8.       2001年山西省高等学校科技进步一等奖;

9.       2001年山西省科技进步二等奖;

10.    2001年地方综合大学文化素质教育特色的形成与发展教学成果一等奖;

11.    1997年山西省科技进步二等奖;

 

二、校内外专家评价

1. 丁良恩教授的评价意见;

2. 温廷敦教授的评价意见;

3. 王云才教授的评价意见;

4. 张天才教授的评价意见;

5. 张靖教授的评价意见;       

6. 董有尔教授的评价意见。