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1、鲁东大学 硕士学位论文 量子理论新进展及其在现代科技中的应用量子力学课程改 革 姓名：郝爱军 申请学位级别：硕士 专业：课程与教学论物理 指导教师：柳盛典 20090612 鲁东大学硕士学位论文 捅要 量子力学的产生与应用，对我们日常生活的影响无比巨大，没有量子力学的建立， 就不可能有其它关键学科的进展。当今，量子力学的前沿飞速发展，对于每一位学生或 每一位现代科学工作者来说，量子力学前沿知识已成为解决很多问题的必备基础，量子 力学基本思想及其前沿知识对于人们深化微观世界的认识与高科技接轨产生了深远影 响。 近年来，随着科学技术的不断进步及其在现代科技中的应用，量子力学理论在教学 领域又有了新
2、的进展。它开拓了一个高新技术时代，其前沿教学研究已将很多科技成果 引入实际教学中来。特别是物理学和物理实验技术的进展，已将很多量子力学中原来有 争议的问题，通过实验得到证实；并通过实验探讨一些基本理论和做出图像，使我们在 教学中对一些基本理论问题的理解和认识进一步深化，从而使学生对一些抽象问题的理 解更加直观，更加准确。因此，在教学过程中，我们应注重通过开设必要的窗口和接口， 使学生及时了解本学科的前沿进展，对他们今后的学习、科研和教学工作中有所裨益。 例如：可通过增加相干态、压缩态、纠缠态、磁共振、测量理论等教学内容，作为量子 力学前沿教学的接口，使学生较快进入这些领域。另外，也可通过在教学
3、中引入对B E C 、 量子变换、量子相位、量子信息论等前沿知识的介绍，使学生及时了解科技前沿进展状 况。 对量子力学教学的研究，国外最近几年不断增多，相比之下，国内对量子力学前沿 教学的研究相对缺乏。鉴于此，本文提出了“量子理论新进展及其在现代科技中的应用 量子力学课程改革的论题，将量子力学在现代科技中的应用、量子力学前沿发展 与量子力学教学有机结合起来，使其适应当今教学的需要，也希望为进一步完善我国高 校量子力学前沿教学提供一定的理论参考。 本文试图将当代教育理论与量子力学的前沿成果相结合，增强前沿知识的敏感性， 激发科研积极性，将前沿知识内化到教育理论中。这样就不仅涉及具体科学知识的变化
4、， 基本思想、基本观念的变革，也必然涉及科学方式的转换，对教育提出新的要求。将信 息技术渗透到量子力学前沿教学中，必将促使学生把所学到的前沿知识及科学研究方法 与社会实践及其应用结合起来，推动教育工作者结合量子力学传统教学及基本思想探索 新的教学模式，以弥补原有教学模式的缺陷，从而促进量子力学前沿教学不断发展。 关键词：量子力学新进展课程改革前沿教学 鲁东大学硕士学位论文 A b s t r a c t T h ee m e r g e n c eo fq u a n t u mm e c h a n i c sa n dt h ea p p l i c a t i o no fo u ri
5、m m e a s u r a b l ei m p a c t o nd a i l yl i f e ，t h e r ei sn os e tu pq u a n t u mm e c h a n i c s ，t h e r eC a l lb en op r o g r e s si no t h e rk e y d i s c i p l i n e s T o d a y , q u a n t u mm e c h a n i c s ，t h er a p i dd e v e l o p m e n to fc u t t i n g e d g e ，f o re a
6、c h s t u d e n to rw o r k e rf o ram o d e ms c i e n c e ，q u a n t u mm e c h a n i c sh a sb e c o m eac u t t i n g - e d g e k n o w l e d g en e c e s s a r yt os o l v et h ep r o b l e mal o to ff o u n d a t i o n ，t h eb a s i ci d e ao fq u a n t u m m e c h a n i c sa n di t s c u t t
7、i n g e d g ek n o w l e d g ef o rt h ep e o p l ed e e p e nt h eu n d e r s t a n d i n go ft h e m i c r o w o r l dh i g h t e c hw o r l da n dh a v eh a dap r o f o u n di m p a c t I nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h ec o n t i n u o u sa d v a n c e m e n to ft e c h n o l o g ya n di t sa
8、p p l i c a t i o n si n m o d e ms c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , q u a n t u mm e c h a n i c st h e o r yi nt h ef i e l do ft e a c h i n g ，t h e r eh a s b e e nn e wd e v e l o p m e n t I to p e n e du pah i g h t e c he r a , t h ec u t t i n g e d g et e a c h i n ga n dr e s e a r
9、c h h a v eal o to fs c i e n t i f i ca n dt e c h n o l o g i c a la c h i e v e m e n t st ot h ei n t r o d u c t i o no ft h ea c t u a l t e a c h i n g P h y s i c sa n dp h y s i c si np a r t i c u l a rt h ep r o g r e s so fe x p e r i m e n t a lt e c h n i q u e ，al o to f q u a n t u m
10、m e c h a n i c sh a sb e e nc o n t r o v e r s i a l i nt h e o r i g i n a lp r o b l e m ，i sc o n f i r m e db y e x p e r i m e n t ，a n de x p e r i m e n t st oe x p l o r et h eb a s i ct h e o r ya n dm a d es o m ei m a g e s ，S Ot h a tw ei n t h et e a c h i n go fs o m eb a s i ct h e
11、o r e t i c a li s s u e sT h ef u r t h e rd e e p e n i n go fu n d e r s t a n d i n ga n d a w a r e n e s s ，e n a b l i n gs t u d e n t st Ou n d e r s t a n ds o m ea b s t r a c tp r o b l e mm o r ei n t u i t i v e ，m o r e a c c u r a t e T h e r e f o r e ，i nt h et e a c h i n gp r o c
12、 e s s ，w ec a i ls e tu pw i n d o w sa n di n t e r f a c e sn e c e s s a r y t oe n a b l es t u d e n t st ok e e pa b r e a s to fp r o g r e s si nt h ef o r e f r o n to ft h ed i s c i p l i n e so ft h e i rs t u d y , r e s e a r c ha n dt e a c h i n gw o r kb e n e f i t s F o re x a m
13、p l e ：t h r o u g ht h ei n c r e a s ei nc o h e r e n ts t a t e s ， s q u e e z e ds t a t e s ，e n t a n g l e ds t a t e s ，m a g n e t i cr e s o n a n c e ，m e a s u r e m e n tt h e o r y ，s u c ha st e a c h i n g ， a st h ef o r e f r o n to ft e a c h i n gq u a n t u mm e c h a n i c so
14、 ft h ei n t e r f a c e ，t oe n a b l es t u d e n t st oe n t e r t h e s ea r e a sq u i c k l y I na d d i t i o n ，c a l la l s ob ei n t r o d u c e di nt h et e a c h i n go ft h eB E C ，Q u a n t u m t r a n s f o r m a t i o n ，Q u a n t u mp h a s ea n dq u a n t u mi n f o r m a t i o nt
15、h e o r y , s u c ha si n t r o d u c t i o no f c u t t i n g e d g ek n o w l e d g e ，S Ot h a ts t u d e n t sk n o wt h ep r o g r e s so fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y T e a c h i n gq u a n t u mm e c h a n i c st Os t u d ya b r o a di nr e c e n ty e a r si n c r e a s i n gc o m p
16、a r e dt Ot h e f o r e f r o n to ft h ed o m e s t i ct ot h et e a c h i n go fq u a n t u mm e c h a n i c st h er e l a t i v el a c ko fr e s e a r c h I nv i e wo ft h i s ，t h i sp a p e r ，”A d v a n c e si nq u a n t u mt h e o r ya n di t sa p p l i c a t i o no fm o d e m t e c h n o l o g y - q u a n t u mm e c h a n i c sc u r r i c u l u mr e f o r m ”o ft h es u b j e c to fq u a n t u mm e c h a n i c s w i l lb ea tt h ea p p l i c a t i o no fm o d e
