在晨光學院,林曉教授正面臨著前所未有的教學難題。他所教授的高階量子物理課程,一直以來都是學院的王牌課程,但這學期的學生們似乎對課程的接受度遠低於預期。
課堂上,林曉在黑板上奮筆疾書,寫下一串串複雜的量子力學公式,試圖深入淺出地講解量子糾纏的奇妙世界。然而,臺下的學生們卻眼神迷茫,多數人只是機械地記錄著筆記,缺乏那種對知識的渴望與熱情的互動。
“同學們,量子糾纏是一種極其特殊的現象,它超越了我們經典物理學的認知範疇,兩個或多個粒子之間即便相隔甚遠,也能瞬間相互影響……”林曉提高了聲音,試圖喚起學生們的注意力。
前排的學霸型學生蘇然倒是聽得津津有味,不時點頭,還能在林曉提問時迅速給出準確的回應。但像後排的體育特長生李陽,以及藝術系轉專業過來的王悅等學生,則明顯有些跟不上節奏。李陽看著黑板上那些密密麻麻的符號,感覺就像是在看天書,心裡暗自懊悔當初選這門課是不是太沖動了。王悅則努力地想要集中精力,但那些抽象的概念總是讓她的思緒飄到了自己的繪畫創作上。
課後,林曉把李陽和王悅叫到了辦公室。“李陽,你在課堂上的表現我注意到了,你是不是對基礎概念的理解有困難?”林曉關切地問道。
李陽撓了撓頭,有些不好意思地說:“教授,我高中時物理就不太好,那些公式我背起來都費勁,更別說理解這麼高深的量子理論了。”
王悅也小聲說道:“教授,我是因為對物理感興趣才轉專業過來的,但我發現這門課比我想象中難太多了,我總是無法把那些抽象的東西和實際聯絡起來。”
林曉沉思片刻後說:“這樣吧,李陽,我給你推薦一些基礎物理的輔導資料,你先把基礎打牢。王悅,你可以嘗試從藝術的角度去理解量子物理,比如把粒子想象成色彩的斑點,它們的相互作用就像是色彩的融合與碰撞。我會在接下來的課程中多增加一些例項和比喻,幫助大家理解。”
在接下來的備課過程中,林曉絞盡腦汁。他深知量子物理的抽象性是教學的最大障礙,必須找到一種全新的教學方法。他開始查閱大量的國內外教學案例,發現國外有一些院校採用了實驗與理論結合的沉浸式教學法,效果不錯。
於是,林曉向學院申請了一筆教學經費,購置了一些量子物理實驗裝置,如量子光學演示儀、超導量子位元實驗裝置等。他打算把課堂搬到實驗室,讓學生們在親身體驗中感受量子物理的魅力。
新的教學方式開始實施後,課堂氛圍有了明顯的改善。學生們圍在實驗裝置旁,看著那些神奇的量子現象,好奇心被極大地激發出來。
“大家看,透過這個量子光學演示儀,我們可以看到光子的偏振態是如何在量子糾纏的作用下相互關聯的……”林曉一邊操作儀器,一邊耐心地講解。
李陽這次終於有了感覺,他興奮地說:“教授,我好像有點明白了,原來量子糾纏不是那麼遙不可及的東西。”
王悅也眼睛發亮,說道:“教授,我可以把這個現象畫下來,用色彩和線條來表現光子的糾纏態,這樣我就能更好地理解了。”
然而,新的問題又接踵而至。隨著教學進度的推進,課程內容逐漸深入到量子場論等更為複雜的領域,實驗裝置的演示效果也變得有限起來。而且,部分學生在實驗操作過程中出現了失誤,導致資料不準確,進而影響了對理論知識的理解。
林曉意識到,單純的實驗教學還不夠,還需要進一步最佳化教學體系。他決定引入小組討論和專案式學習的方法。將學生們分成小組,每個小組給定一個量子物理的研究課題,如“量子計算的可行性探索”“量子隱形傳態的原理及應用前景”等,讓學生們在小組合作