中学与本科低年级量子力学教学洞察
物理教育
2017-05-15 v2
摘要
本研究综述了中学与本科低年级量子力学教学研究的现状。量子力学的概念性方法正在全球越来越多的物理导论课程中实施。由于量子力学的概念性质与经典物理学的差异，需要对量子力学导论中的错误概念、测试和教学策略进行研究。本综述选取并分析了74篇文章，涉及所调查的错误概念、研究工具、教学策略和多媒体应用。结果根据其对量子力学各子主题的贡献进行分类。分析表明，学生难以将量子物理与物理现实联系起来。分析还表明，对于中学和本科低年级水平，诸如时间依赖性、叠加和测量问题等复杂量子行为的教学几乎未被研究。在中学水平，本综述显示需要调查学生关于波函数和势阱的困难。对研究工具的考察表明，有必要开发适用于中学和本科低年级教育、涵盖所有主要主题且适合统计分析的评估工具。此外，本综述显示关于量子力学教学策略存在非常多样的想法，并且缺乏关于哪些策略促进理解的研究。本综述强调需要对面向量子力学概念性方法的学生困难、教学策略、活动和研究工具进行更多实证研究。
引用
@article{arxiv.1701.01472,
title = {Insights into teaching quantum mechanics in secondary and lower undergraduate education},
author = {Kim Krijtenburg-Lewerissa and Henk Pol and Alexander Brinkman and Wouter van Joolingen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01472},
year = {2017}
}