为何应讲授玻尔模型以及如何有效讲授

一些教育研究者声称不应讲授原子玻尔模型，因为它会阻碍学生学习原子中电子的真实量子本性。尽管支持这一主张的证据薄弱，但许多人已接受此观点。该主张对从小学到研究生阶段的原子教学呈现方式具有影响。我们展示了一项研究的结果，该研究旨在通过开发包含玻尔模型和薛定谔模型的原子模型课程来检验这一主张。我们考察了在采用该课程不同版本的改革后现代物理课程期末考试中，学生对原子的描述。我们发现，如果课程未在不同模型之间建立充分的联系，许多学生仍持有类玻尔的原子观，而非更准确的薛定谔模型。然而，通过设计旨在培养模型构建技能并加强不同模型间整合的改进课程，可以使大多数学生使用薛定谔模型来描述原子。将我们的结果与先前研究进行比较，我们发现对比和对照不同模型是帮助学生超越玻尔模型并采纳原子薛定谔观点的课程关键特征。我们发现，理解模型发展的原因比理解模型特征对学生而言更为困难。我们还展示了旨在帮助学生更有效构建原子模型的交互式计算机模拟。