高年级量子力学中学生困难综述
物理教育
2016-02-18 v2 量子物理
摘要
总体而言，学习高等物理具有挑战性，不仅因为数学复杂性增加，还因为必须继续建立在入门和中级水平获得的所有先验知识之上。此外，学习量子力学可能尤其困难，因为经典力学与量子力学的范式非常不同。在此，我们综述了关于高年级量子力学学习中学生的推理困难的研究，以及关于这些课程中学生问题解决和元认知技能的研究。其中一些研究是多所大学的调查。调查表明，无论大学、教材或教师如何，高年级量子力学的学生表现差异很大，且这些课程中的许多学生未获得对基本概念的功能性理解。学习量子力学中推理困难的性质类似于在入门物理课程研究中发现的推理困难。推理困难常源于将某一情境中学到的概念过度泛化到另一不直接适用的情境。区分密切相关概念的推理困难以及理解量子力学形式体系的推理困难很常见。最后我们简要总结了基于研究的途径，其利用对学生困难的研究来改进量子力学的教与学。
引用
@article{arxiv.1504.02056,
title = {A Review of Student Difficulties in Upper-Level Quantum Mechanics},
author = {Chandralekha Singh and Emily Marshman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02056},
year = {2016}
}