量子力学与量子教育学.docx

1、量子力学与量子教育学量子力学与量子教育学 量子力学与量子教育学【1】 摘要在物理学中，量子力学并不是一个陌生的概念，它与哲学思想也有着密切的联系，如波粒二象性等原理都是因果的重要体现，量子教育学却是科学主义的产物，没有正确地找到量子力学的原理，认为主观性决定一切。 简单阐述两者的联系，为后期的量子学研究提供参考。 关键词量子力学量子教育学主观性 量子力学所涵盖的一些思想，在哲学的研究中体现比较广泛，也对教学理论方面起了重要的作用，可以说量子力学对哲学思想的发展有着重要的促进作用。 量子力学着重利用图景等表象来认识周围的世界，强调因果关系的认识，对后期形成的教育学理论具有参考性。 但是，借助量子

2、力学所形成的“量子教育学”则有很大的不同，这一教育学对原来的量子理论认识存在较大的偏差，充分强调自然科学。 1量子力学的缘起 1900年，量子假说出现在众人的认知里，现在的量子力学仍在不断完善，为后期的科学发展提供了重要的理论基础，可以说量子力学是量子理论的中心，它促进了原子能等一些先进技术的发展，为社会的重大发明打下基础，使人们更加清晰地认识到微观世界，并利用微观运动来更好地服务社会，是人类的重要发现，也是社会的伟大进步。 2量子力学的宇宙观 在宇宙世界中，对量子理论有较多的探讨，从已经存在的氢原子中，找到了量子级别的状态。 对于电子而言，比原子更为复杂，这就要求必须要满足求解该原子的特定的

3、方程来解出，并且要求其场刚好环绕原子核产生驻波而求得。 此外，量子态与别的驻波不一样，都有自己特定的频率，并与所蕴含的能量有关，每种量子状态都有所表征的能量。 这就是说，预期任何一个态的能量都是一个具体量子所确定的，并不是模棱两可的，只要是有理论依据，就可以科学地估测态的能量多少。 由于质子与电子之间存在着相互吸引的力，要想移动一个电子就必须要克服引力做功。 3量子的思维方式 人类思想总是处于不断发展中，当两种思想发生交集时，就会形成一个比较完整的、令人惊叹的思想成果，正如牛顿的世界观与量子理论产生彼此弥合的交集，才会让思想发展得如此迅速，才会让社会发展如此的快。 量子思维方式给人类一个重要的

4、启示，要求以人为中心，以人为主体。 随着时代的进步和经济发展，信息技术逐渐融入了人的智慧和思想，他们彼此都是看不见的，没有确定的形状，但彼此交汇起来以后，就成了一种可以量化的物质，这是由于物质性比较弱。 其实，量子物理学所产生相关的科学智慧，是人类社会发展的重要因素，也是文明进步的重要保障，可以说，量子物理学是计算机重要的组成部分，所形成的计算机芯片是重要的思维体现，量子物理学不仅是科学进步的前提，更是信息发展的重要保障，量子思维更是现代社会发展的必要方式。 4“量子教育学”的唯心主义 从产生量子力学后，“量子教育学”也随之不断发展，虽然也涉及到一些教育学方面的观点，但这些观点都是被众人早就接

5、受了。 如：学习是一个整体的过程，在这个过程中各知识点是相互联系、彼此交错的，以及还谈到了关键词：服务、个性化、互补等，但是，这些所谓的观点及结论不是原汁原味的，也不是从量子力学中演变而来，而是与它的原理相悖，从本质上讲，“量子教育学”就是一种唯心主义的表现。 贝克莱比较重视经验，认为所学的知识经验，但是他却犯了一个致命的错误，认为感觉是世界真正存在的东西，其他的都是看不见的。 他认为，知识是一切力量之源，但感觉是我们去探索世界，追求至高真理的唯一手段，只有能感觉到，才能被发现。 也就是说：我们的主观性决定了我们所看见的世界，这也是量子教育学诠释的观点。 他认为，只要消除了事物与观念的差异，认

6、同事物等同于所谓的观念，并且观念可以感知任何世界上存在的事物，这样才会让我们的知识更加具有生命力。 5“量子教育学”的曲解 正所周知，量子力学不可能?槲闹饕搴筒豢芍?论创造理论基础，而“量子教育学”却是唯心主义的重要思想，这是“量子教育学”对量子力学核心思维的歪曲，或者说对量子力学没有正确的认识，造成思想上出现截然不同的主张，另外，“量子教育学”过分强调感觉和经验，导致偏向于不可知论，与量子力学的思想相悖而驰。 “量子教育学”对量子力学概念和方法认识的偏差表现有。 为了进一步认识光的本质特性，提出了波粒二象性的观念。 此后，玻尔提出了“气补原理”，再一次诠释了波粒二象性的本质。 “测不准”原理

7、而是在某一个方面有较大的缺陷，不是粒子在宏观世界的不适用，只是说明不能单一地应用某一个方面，只有同时应用时才能为物理现象提高全面的解释。 玻尔认为，波粒二象性在整个量子力学中的地位较高，它是一种可以很好地描述一种物理现象的原理，也可以说是解释因果关系的一种原理，它可以相互促进、相互排斥，这种互斥的关系不可或缺，这种互补关系后来被广大学者所接受。 6结语 近年来，量子力学逐渐被广大研究者重视起来，探讨量子力学的基本原理以及与量子教育学的重要关系，在量子理论的发展过程中，这已经留下了较多的论争。 可以肯定的是量子力学对于科学的进步贡献了一份力量，把微观世界与宏观世界联系起来，而量子教育学并不是量子

8、力学的正确认识，就本身的发展情况来看，量子教育学认同了后现代主义，成为了唯心主义的重要依据。 参考文献 1贺天平.量子力学多世界解释的哲学审视J.中国社会科学，xx(01)：48-61，207. 2乌云高娃.量子力学发展综述J.信息技术，xx(06)：154-157. 3母小勇.量子力学与“量子教育学”J.教育理论与实践，xx(07)：1-5. 4陈建翔.量子教育学：一百年前“量子爆破”的现代回声J.教育研究，xx(11)：3-10. 5孙昌璞.量子力学若干基本问题研究的新进展J.物理，xx(05)：310-316，321. “量子力学”教学浅谈【2】 【摘要】“量子力学”本身是一门非常抽象的

9、课程，一方面需要学生摒弃在经典物理学习中形成的固有观念和认识，另一方面在学习某些基本概念和基本理论时又要求学生建立起与经典物理之间的联系以形成较为直观的物理图像，这种思维上的冲突导致学生在学习这门课程时困惑不堪。 需要认真思考教学活动的开展方式。 【关键词】量子力学;教学方法;物理思想 “量子力学”是20世纪物理学对人类科学研究两大标志性贡献之一，已经成为理工科专业最重要的基础课程之一，学生熟练掌握量子力学的基本概念和基本理论，具备利用量子力学理论分析问题和解决问题的能力。 对提高学生科学素，养培养学生的探索精神和创新意识及亦具有十分重要的意义。 但是，量子力学理论与学生长期以来接触到的经典物

10、理体系相去甚远，尤其是处理问题的思路和手段与经典物理截然不同，但它们之间又不无关联，许多量子力学中的基本概念和基本理论是类比经典物理中的相关内容得出的。 思维上的冲突导致学生在学习这门课程时困惑不堪。 此外，这门课程理论性较强，众多学生陷于烦琐的数学推导之中，导致学习兴趣缺失。 针对这些教学中的问题，如何激发学生学习本课程的热情，充分调动学生的积极性和主动性，已经成为摆在教师面前的重要课题。 对“量子力学”课程的教学内容应作一些合理的调整。 1合理安排教学内容 1.1理清脉络，强化知识背景 从经典物理所面临的困难出发，到半经典半量子理论的形成，最终到量子理论的建立，对量子力学的发展脉络进行细致

11、的、实事求是的分析，特别是对量子理论早期的概念发展有一个准确清晰的理解，弄清楚到底哪些概念和原理是已经证明为正确并得到公认的，还存在哪些不完善的地方。 这样一方面可使学生对量子力学中基本概念和基本理论的形成和建立的科学历史背景有一深刻了解，有助于学生理清经典物理与量子理论之间的界限和区别，加深他们对这些基本概念和基本理论的理解;另一方面，可使学生对蕴藏在这一历程中的智慧火花和科学思维方法有一全面的了解，有助于培养学生的创新意识及科学素养。 比如：对于玻尔理论，由于对量子化假设很难用已经成形的经典理论来解释，学生往往会觉得不可思议，难以理解。 为此，在讲解这部分内容时，很有必要介绍一下玻尔理论产

12、生的历史背景，告诉学生在玻尔的量子化假设之前就已经出现了普朗克的量子论和爱因斯坦的光量子概念，且大量关于原子光谱的实验数据也已经被掌握，之前卢瑟福提出的简单行星模型却与经典物理理论及实验事实存在严重背离。 为了解决这些问题，玻尔理论才应运而生。 在用量子力学求解氢原子定态波函数时，还可以通过定态波函数的概率分布图，向学生介绍所谓的玻尔轨道并不是真实存在的，只是电子出现几率比较大的区域。 通过这样讲述，学生可以清晰地体会到玻尔理论的承上启下的作用，而又不至于将其与量子力学中的概念混为一谈。 1.2重在物理思想，压缩数学推导 在物理学研究中，数学只是用来表述物理思想并在此基础上进行逻辑演算的工具，

13、教师不能将深刻的物理思想淹没在复杂的数学形式之中。 因此，在教学过程中，教师要着重于加强基本概念和基本理论的讲授，把握这些概念和理论中所蕴含的物理实质。 对一些涉及繁难数学推导的内容，在教学中刻意忽略具体数学推导过程，着重于使学生掌握其中的思想方法。 例如：在一维线性谐振子问题的教学中，对于数学方面的问题，只要求学生能正确写出薛定谔方程、记住其结论即可，重点放在该类问题所蕴含的物理意义及对现成结论的应用上。 这样，学生就不会感到枯燥无味，而能始终保持较高的学习热情。 2改进教学方法 “量子力学”这门课程本身实验基础薄弱、理论性较强，物理图像不够直观，一味采取传统的灌输式教学，学生势必感到枯燥，

14、甚至厌烦。 学习效果自然大打折扣。 为了提高学生学习兴趣，激发其学习的积极性，培养其科学探索精神及创新能力，在教学方法上应进行积极的探索。 2.1发挥学生主体作用 在必要的教学内容讲解外，每节课都留出一定的师生互动时间。 教师通过创设问题情景，引导学生进行研究讨论，或者针对已讲授内容，使学生对已学内容进行复习、总结、辨析，以加深理解;或者针对未讲授内容，激发学生学习新知识的兴趣(比如，在讲授完一维无限深方势阱和一维线性谐振子这两个典型的束缚态问题后就可引导学生思考“非束缚态下微观粒子又将表现出什么样的行为”)，这样学生就会积极地预习下节内容;或者选择一些有代表性的习题，让学生提出不同的解决办法

15、，培养学生的创新能力。 对于在课堂上不能解决的问题，积极鼓励学生利用图书馆及网络资源等寻求解决，培养学生的科学探索精神。 此外，还可使学生自由组合，挑选他们感兴趣的与课程有关的题目进行讨论、调研并完成小组论文，这一方面激发学生的自主学习积极性，另一方面使其接受初步的科研训练，一举两得。 2.2注重构建物理图像 在实际教学中着重注意物理图像的构建，使学生对一些难以理解的概念和理论形成较为直观的印象，从而形成深刻的记忆和理解。 例如：借助电子束衍射实验，通过三个不同的实验过程(强电子束、弱电子束及弱电子束长时间曝光)，即可为实物粒子的波粒二象性构建出一幅清晰的物理图像;借助电子束衍射实验图像，再以光波类比电子波，即可凝练出波函数的统计解释;借助电子双缝衍射实验图像，可使学生更易接受和理解态叠加原理;借助解析几何中的坐标系，可很好地为学生建立起表象的物理图像。