大学物理 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (3): 1-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.250440
• 教学研究 • 下一篇
袁翔,陈欣
YUANXiang1,2, CHENXin1,2
摘要: 量子力学作为现代物理的核心理论,对人类科学发展产生了深远影响.随着第二次量子革命的推进,普通大众特别是文科生和高中生,对量子力学的兴趣与学习需求不断增长.然而传统教学依赖数学推导和公式演算,使缺乏数学训练的学生难以进入量子世界.本文报告了一门量子力学通识课程的建设与实践,该课程完全放弃幻灯片授课模式,以光学仿真为核心,结合板书绘图、实体实验和互动游戏开展教学.课程设计在不依赖线性代数和微分方程的前提下,使学生在32学时内系统掌握了量子态、波函数、叠加原理、相干与塌缩、不确定性原理、量子通信(BB84协议)、量子计算(DeutschJozsa算法)以及第二次量子革命的核心思想.课程考核采用基于仿真平台的面试型考试和量子游戏作业,辅以三偏振佯谬等高可操作性实体实验,既保证了内容的科学“硬核性”,又兼顾了多学科学生的可接受性.实践表明,即使对于文科专业学生和高中生,该课程使他们能够较为准确地把握量子力学的基本原理,能够分辨常见的量子误解与伪科学宣传,并在跨学科背景下建立起对量子力学的整体认识.这一探索为通识教育中硬核科学课程的建设提供了可借鉴的经验.