深入审视学生量子力学学习：以隧穿效应为例

我们报告了一项关于学生在 4 门传统现代物理课程和 4 门改革后现代物理课程中学习量子隧穿效应的大规模研究。在旨在解决先前研究中发现的学生困难的改革课程中，学生仍然在许多相同的问题上挣扎。然而，这些困难的原因更为微妙，且许多新问题浮出水面。通过明确阐述如何构建波函数和能量模型以及如何将这些模型与真实物理系统联系起来，我们开启了一扇大门，涌现出大量深刻而困难的问题，因为学生努力理解这些模型。我们得出结论，先前研究中发现的困难仅是冰山一角，学生学习量子隧穿效应的核心问题在于难以构建那些隐含在专家理解中但教学中往往未明确阐述的复杂模型。