量子科学应用汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇量子科学应用范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0158-02

一、引言

对于我国高等院校的各电子类专业，如电子信息工程、电子科学与技术等而言，电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性，对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制，使学生在听课过程中经常感到枯燥无味，并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望，提高授课效果，需要授课老师不断提高自身业务能力，改变传统教学思路，寻找更为新颖、高效的教学方法，为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。

近年来，伴随着微课的兴起，为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点，对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。

二、什么是微课

1.微课简介。微课（microlecture），顾名思义，指的是一种长度较短的教学过程，时长通常为5～8分钟。它以视频为主要载体，围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯（David Penrose）提出的，一经引入，就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来，并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。

微课的核心是关于某个知识点的课堂教学视频，同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅内容。教师在编制微课课件的过程中，可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们，引起学生的学习兴趣，同时还可以添加音频内容，将对该知识点的点评加入到课件中去，使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激，由于此时学生的注意力较平时更为集中，因此会使教学效果大幅提高。

2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展，逐渐形成了如下几个自己独特的特点：

（1）短小精悍。在传统的教学过程中，对某一具体知识点的讲解可能需要10～20分钟的时间，包括板书、PPT等教学资源的使用，但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟，但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生，辅以声、光等多种感官刺激，势必取得更为良好的教学效果。

（2）重点突出。由于微课的时间短，因此它所包含的内容都是经过精挑细选的，并且都是与教学内容的主旨密切相关的，这就使得教学内容的重点更为突出，便于学生接受与掌握。

（3）素材丰富。微课的教学素材来源丰富，并且形式多种多样，除了传统的图片、视频等，目前还有各种专门用于制作微课课件的软件，如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio，制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate，以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等，这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材，是微课质量的重要保障。

（4）学习时间灵活。借助现在发达的英特网，只要将微课课件上传至指定服务器后，学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习，而且由于时间短、重点突出等这些特点，学生在进行微课学习时不易疲惫，并且会迅速掌握教学内容的重难点，取得事半功倍的效果。

三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题

《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段，是其他基础课程和专业基础课程的综合应用，对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验，并结合查阅相关的文献，对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结，主要有以下几点：

1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中，前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍，如示波器中示波管的结构与各部分功能，各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等，都涉及了大量的电路图和原理分析，需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解，容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。

2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展，现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展，各种性能不断提高，各种新颖的功能也层出不穷，直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例，在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明，还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握，这就会占据大量的课时资源。在上实验课时，由于学生数量较多，因此不可能对学生进行逐一辅导，直接导致了事倍功半的教学效果。

3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期，此时的学生经过两年大学生活的洗礼，逐渐产生两级分化，有的学生保持了高中阶段好的学习习惯，能够积极主动地进行学习，有的学生则放松懈怠，上课时注意力不集中，自然得不到好的学习效果。

综上所述，针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题，需要授课教师不断探索，寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣，才能从根本上保证该门课程的教学效果。

四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究

由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分，因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看，如某型号数字示波器的演示视频，基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现，学生们对这些视频的兴趣很高，通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力，此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1～2倍。

微课正好拥有这种短小精悍的特点，而且它本身作为一种特殊的视频资源，能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来，必将取得良好的效果。

同时，《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点，也特别适合进行微课的开展。在这门课程中，不仅包含了各种电子仪器，如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项，还包含了自动测试系统的组建和实现，以及虚拟仪器的使用，这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如，可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制，然后通过后期的处理，添加一些动画特效，将其制作为一个5～8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示，还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式，不仅新颖，而且收效更好。

五、总结

作为一种新出现的教学方式，微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍，以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析，对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论，由于《电子测量与仪器》本身的一些特点，特别适合进行微课的开展，通过对微课的合理利用，必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。

参考文献：

[1]陈尚松.《电子测量与仪器》课程的沿革与发展[J].国外电子测量技术，28，（1）：3-4，2009.

[2]苏小兵，管钰琪，钱冬明，祝智庭.微课概念辨析及其教学应用研究[J].中国电化教育，2014，（330）：94-99.

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中图分类号：G71 文献标识码：A

“教学做一体化”的思想，对指导职业学校的电子专业课教学有重要的理论价值和实践意义。理实一体化教学是打破理论课、实验课和实训课的界限，理论和实践同时进行，突出学生动手能力和专业技能培养，充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法。

电子测量是一门知识面很广，理论性、实践性都很强的课程，电子测量技术又是一门综合性技术。我们在电子测量课程教学中进行理实一体化教学的研究表明，开展理实一体化教学有利于学生操作技能的提高，有利于加深学生对理论知识的掌握与理解。

1理实一体化教学是“教学做一体化”的实践

它基本主张是：事怎样做便怎样学，怎样学便怎样教，在做上教、在做上学，做既是学的中心，也是教的中心。“理实一体化”教学模式要改变以往的教学模式，在课程标准的设置上做到理论知识的讲授以“必需、够用”为原则，强调“实用、适度”，技能操作则强调与实际接轨，同时注重学生的创新能力的培养。

2“教学做一体化”在电子测量课程中的应用探索

2.1“教学做一体化”需要优化课程标准

随着技术进步，社会需求的改变，电子测量的课程体系和内容已跟不上社会、企业对本专业人才提出的培养目标，与理实一体化教学的要求不相适应。同时，现有的电子测量课程标准对理论知识的要求较多，而实践操作的要求相对较少。因此，课程标准的调整是十分必要的。如第一部分电子测量的基本知识，设置一些关于实际测量结果的数据的处理，增强学生对基本知识的应用能力。第二部分常用的电子测量仪器及其测量技术，主要将掌握信号发生器、电子示波器、电压表仪器的工作原理改为理解仪器的工作原理。第三部分其他电子测量仪器及其测量技术，只要求学生掌握电子计数器、扫频仪、晶体管特性图示仪等相关仪器的操作方法就可以了。

2.2“教学做一体化”应具备合适教材

实施“教学做一体化”需要根据学校的实际情况，编写适合本校的校本教本。在编写过程要注意以下问题：

（1）要依据上级教学大纲、课程标准和国家技能鉴定的标准，按科学合理性和实用够用的原则编写一体化教材；

（2）深入企业进行调研，了解企业岗位要求，以企业用人标准为依据，在专业知识的安排上，坚持够用、实用的原则，去除复杂的理论知识，同时，提高技能训练学时的比例；

（3）对学校实验实习场所的情况进行调查，掌握现在实验实施的可使用情况，结合课程标准中的实践要求编制适合学校设备的技能操作指导手册；

（4）关注行业的发展趋势，多介绍新技术、新知识、新工艺、新方法，使教材与行业发展紧密联系。

2.3“教学做一体化”需要理实一体化的教学场所

教学场所是保证教学实施的重要环节，传统的教学是理论和实践分别在不同的教室进行的。以往的电子测量课程教学安排，理论课程大多在多媒体教室进行，介绍仪器的基本原理与操作方法，而到实习室进行实践训练时操步骤已经忘记了，老师又要重新讲，十分浪费时间，影响教学效果。这种理论与实践分割的教学场地安排，是与实践教学严重脱节的，因此要改变理论课与实践课地点分离的教学模式，创造一体化的教学场地。

2.4“教学做一体化”需要“双师型”教师

长期的理论和实践分开教学，导致部分专业课教师只在专业理论知识的教学方面下功夫，而忽略了实践操作方面的能力的提高 ；另外，专职实训教师在理论教学的方面能力比较欠缺，而操作方面的比较突出。要进行一体化教学，对专业教师提出了更高的要求，这不仅要求教师具有较扎实的专业理论功底，也要具有较熟练的实践技能。所以专业课教师要通过各种培训、下厂实习等学习机会，逐渐成长为能胜任理论教学又能指导实习操作的“双师型”教师。

2.5“教学做一体化”需完善课程评价体系

以往电子测量课程的考核偏向于理论考试，而对实践操作的考核是忽略的，导致教学质量评价很不全面。因此，需要对课程评价体系进行改革，可以从过程评价和结果评价两个方面着手，逐渐完善考核方法。对于理论知识的考核可以采用结果评价，可以采取理论考试的方法，根据学生的考试成绩，给出相应的评价。而操作技能需要从过程考核入手，根据学生对操作技能掌握的情况给出不同成绩评价。这样使学生对职业技能的掌握就有较高的积极性和主动性，教学效果显著。

3结语

运用“教学做一体化”的思想探索理实一体化教学的过程中，要紧紧把握课程改革的动态，创新地应用新教学方法；要不断地进行反思，并在实际教学过程中加以改进和提高。只有这样才能更好地将理实一体化教学应用到实践教学中提高教学质量。

参考文献

[1] 李明生.电子测量仪器[M].北京：高等教育出版社，2008.

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要培养出新型高素质的技术人才，首先必须提高学生的思想道德素质。否则，将难以胜任各种工作岗位的需求。因此，要求教师遵循中等职业学校学生身心发展的规律，增强新形势下德育教育的主动性、针对性和实效性，在整个教育教学过程中都要渗透德育教育。如引导学生认清职业教育的特点是要求他们具备熟练的专业技能，树立健康的学习观和择业观，正确评价自己，增强爱岗敬业意识等等。

二、刻意强调安全生产，文明生产

出于学科的特点，本学科的大部分时间都是和电打交道。这就涉及到一个很严峻的问题，那就是安全问题。退一步讲，不论技术学得怎样，都要确保安全万无一失。要做到这一点，就是要严格要求。如不准学生在实训室内嬉闹，电源总开关不能忘记关闭，电源线漏电要及时维护，不要违章操作等。消除人为的安全隐患。师生齐抓共管，按章法办事，一丝不苟，不可粗心大意。除此之外，还要做到文明生产。不论课程的那一个环节，只要走进了实训室，就要在安全的前提下，做一个文明的学生。工具用完了，不要随意乱扔乱放；焊锡丝要节约使用；电烙铁要适时保养；万用表使用要规范，不能故意拉断表笔线，断了要及时焊上，使用完毕要关表；实训台要保持整洁，不经老师允许不得乱动实验装置，用完后单台关闭等。这些看起来都是容易做到的事，但也是容易忽视的小事，只要大家共同努力，形成习惯，就一定能够构建一个安全文明的学习环境，使学生学习专业技术的大道一路畅通。

三、夯实专业基础，激发学习兴趣

我们的学生入学程度绝大部分低于初中二年级水平，对本学科内容一无所知或知之甚少，近乎于启蒙教学。基于这一点，必须从头开始，进行点滴积累。在实际教学中根据学生的实际情况，根据自己对教材的理解和整体把握，依照“以就业为导向”的方针。力争做到以基本技能为主，以基础理论为辅，重在培养学生的动手能力。启发引导学生的专业思维，从日常生活出发，留心观察，寻找本学科与生活的关系，要求学生从认知常用电子元器件入手，从符号到实物，如电阻器、电容器、半导体二极管、三极管。通晓他们的功能及特性，同时，引导学生认识一些相对较生疏的元器件。如光敏电阻器、热敏电阻器、陶瓷滤波器、晶振，可控硅、驻极体、电子音乐芯片、电源变压器等，为下学期实践整机联装做好感性储备。

要想使学生真正打好基础，首要问题是要引发他们学习本学科的兴趣，激起他们的好奇心和学习欲望。具体的做法是：（1）列举自己最熟悉或喜欢的电子产品，如手机、mp3等；（2）学会操作先进的实训设备；（3）教学中引进竞赛机制，如用色标法判读电阻器的标称阻值及实际阻值的测量；用数码表示法判读电容器的标称容量及容量大小比较。看谁做得又快又准。（4）参观历届毕业生的优秀作品，感悟电子产品的无限魅力。

兴趣调动起来了，就要进一步着手对学生进行识图能力的培养。目的是让学生能读懂电子整机的原理图和印制电路板图，提高整机连装的速度和质量。从绘制一些简单的串并联电路开始，一步步由浅入深，以至于能够自行设计稍微复杂一点的电路。

四、指导学生认知并准确检测电子元器件

要做到准确检测电子元器件，首先必须学会检测工具的使用。常用的也是最基本的检测工具就是万用表。每位同学都必须掌握测量技术，否则，后面的学习将无法继续进行。

在实际教学中，要求学生能够使用万用表测量电阻器的实际阻值，判别晶体二极管的引脚极性，识别晶体三极管各极的位置及相关参数，判识电解电容器的引脚极性，元器件的质量判别等等，掌握了测量技术，是在前面基础上的一个飞跃。

五、教会学生掌握熟练的手工焊接技术

要组装出一部性能良好的整机，除具备上述能力之外，还要具有高超的手工焊接能力。首先要学会焊接工具及材料的使用。即电烙铁的握法、焊接的五步法、三步法；焊料供给要适量有度，焊剂不宜过多，做出圆润、光亮、美观的焊点，杜绝虚假焊、拉尖及桥连现象。所以我们也称手工焊接技术为手工焊接工艺。还要掌握拆焊技术，力争做到电路板和元器件两不损，这是技术全面的重要表现。只有熟练掌握手工焊接技术，才能进入下一环节的技能训练。

篇（4）

《国际贸易》课程是一门理论（含实践）课程，在国际经济与贸易专业的课程体系中处于主干课和必修课的地位。以这一定位为基础，本门课程对于国际经济与贸易专业的学生来说，教学的目标是着力培养学生的专业素质和专业能力。即通过该课程的教学，使学生明确国际贸易产生、发展的规律以及国际贸易利益分配的特点，夯实国际贸易的基本理论，掌握国际贸易政策措施；强化和拓展学生的探索意识，并学会运用基本理论分析国际贸易领域的热点和难点问题，培养学生分析问题和解决问题的能力，对国际经济贸易发展及变化敏锐的观察能力和学习能力等等，使学生将来能较好地适应国际竞争。本文将采用因子分析法来对国际贸易教师的课堂教学质量进行评价。

一、确立指标体系

本文在请教有丰富教学经验的专家的基础上，设计出国际贸易课程教学质量的评估体系表，运用多元统计学中的因子分析法,对Y学院国际贸易专业的11位教师的教学情况进行分析，具体指标如表1。

将以上评估体系设计成问卷，总分值为100分。发放到该学院国际贸易专业的120位同学，回收试卷112份，回收率为93.3%，问卷具有代表性，根据回收的问卷计算均值，得到表2数据。

二、数据的因子分析

1、判断数据是否适合因子分析（见表3）

由表3可知，KMO 统计量为0.793>0.7,因子分析的效果比较好，在由Bartlett球形检验，可知各变量的独立性假设不成立，故因子分析的适用性检验通过。

2、计算因子载荷和共同度（见表4）

Extraction Method: Principal Component Analysis.

由相关系数矩阵R计算得到特征值、方差贡献率和累积贡献率，如上图所示，可知第一因子的方差占所有因子方差的81.2%左右，前两个因子的方差贡献率达到了95.59%，因此选前两个因子已经足够描述国际贸易教师教学的总体水平。提取了两个公因子之后可以计算共同度，如表5所示。

Extraction Method: Principal Component Analysis.

从表5中可以看出所有的共同度都在90%以上，可知被提取的公因子对各变量的解释能力是非常强的。

3、因子旋转

采用主成分法计算的因子载荷矩阵可以说明各因子在各变量（上接第250页）上的载荷，即影响程度。但为了使载荷矩阵中系数向0―1分化，对初始因子载荷矩阵进行方差最大旋转，旋转后的因子载荷矩阵如表6所示。

Extraction Method: Principal Component Analysis.

由输出的表可以看出，第一公因子备课情况、重难点处理和教学效果方面的指标，因此可以定义为讲授水平因子。第二公因子体现了教材处理、多媒体运用和语言表达在课堂中的重要性，定义为教学展示因子。这两个因子的性质及其顺序较好的体现了这些因素在教学质量中的影响及其地位，表明教学展示与讲授水平的发挥是相辅相成的。

4、计算因子得分,对各位教师的教学质量进行综合评价

为了考察各位教师的课堂教学质量情况，并对其进行分析和综合评价，采用回归法求出因子得分函数，spss输出的函数系数矩阵如表7。

由系数矩阵将两个公因子表示为7个指标的线性形式。因子得分的函数为：

F1=-0.185X1+0.216X2+0.178X3+0.088X4+0.193X5+0.219X6+0.176X7

F2=0.897X1-0.141X2-0.006X3+0.282X4-0.044X5-0.166X6+0.016X7

Spss已经计算出两个因子的得分，两个因子分别从不同的方面反映了各位教师课堂教学的总水平，但单独使某一公因子并不能对各位教师作出综合的评价，因此按各公因子对应的方差贡献率为权数计算如下综合统计量：

F=0.798058F1+0.201942F2

通过计算得可以得到综合得分，并求出各教师的排序（见表8）。

从表8中可以看出讲授水平得分因子得分最高的是教师A，其次是D，教学展示水平得分因子最高的是教师G，其次是教师I，H，K。

两个因子加权综合后即表示教师教学质量的整体水平，综合得分最高的是教师A，靠前的有教师D,G。靠后的是教师E和F。综合得分的不平衡，说明了教师教学各个方面的不平衡性。有的老师语言表达准确生动、善于启发，但是重难点把握不准；有些老师教材熟悉、理论联系实际，但学生心不在焉，教学效果差。

三、提高国际贸易教学质量的建议

从以上因子分析的结果，我们可以看出各位教师的教学质量水平不平衡，所有教学方法改革的出发点与归宿是调动学生的积极性。而调动学生学习的积极性的根本途径就是让学生最大限度地参与教学。除了参与课堂教学活动外，应特别重视让学生参与各种形式的实践教学活动。例如：

1、教案的栏目化。通过设立多个联系外贸业务实践的栏目，力求为课堂营造一种仿真模拟环境。如每一节课的开头，通过相关业务案例分析将学生引进课堂情景教学内容当中。

2、构建互动式课堂。每次课都安排一定数量的师生互动，并对该节重点设计重点互动教学活动。

3、经常实施全课堂渗透式案例分析。案例分析渗透到整个课程教学的全程。

4、角色扮演。是学生设身处地，模拟公司相关业务角色，如：组织货源业务、报关业务、租船订舱业务、报检业务。⑤业务软件模拟。运用外贸业务软件模拟商务运作的全过程。课程开始，就组建模拟外贸公司，从询盘、发盘、还盘到接受，订立贸易合同开始，从信用证项下的FOB进口合同、CIF项下的出口合同各环节来锻炼学生开展进出口业务的实际能力。通过模拟实践的形式，有效地调动学生参与业务活动的积极性，强化了他们的工作体验，激活了他们的创新思维，从而获得了显著的成效。

参考文献：

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本节课的教学目标是希望学生通过学习，了解网络营销相对于传统营销的新理念，对“网络软营销”的应用技巧有一定直观的认识，具体做法如下：

一、传统营销理念案例分析

在引入新课的时候，我先提出问题：“何为新理念，新在何处？”让学生带着思考进入本节课的学习。

要知道什么“新”，先要知道什么是“旧”，我先通过常见的电视广告——脑白金、户外平面广告——电线杆上的小广告、人员推销——街头拦截等等传统营销手段的案例展示，让学生思考：传统营销有没有效果——当然是有效果的；传统营销有何特点——学生会有直观的感受，例如重复，强制，直接，甚至有些粗暴，无聊。以此，为接下来引出网络营销新理念做好铺垫。

二、微博活动过程

接下来就是通过微博活动，让学生全员参与，对网络营销有一个直观的认识。教学活动的设计如下：

1、活动介绍：

什么是微博活动？

微博活动是网络营销手段的一种，在微博迅速走红的今天，越来越多的企业开始尝试利用微博进行网络营销活动。微博所具有的快捷性、交互性和广泛性，为企业拉近与用户距离，增强用户忠诚度，获取用户需求提供了一个非常好的平台。

企业通常采用的形式是，在新浪或腾讯微博平台上注册自己的官方微博，利用企业官方微博组织一场消费者与企业之间的互动活动，在这个过程中通过一定奖品的利益驱使，激励用户为其转发传播企业信息。并在此过程中强化消费者对于企业品牌的认知度和忠诚度。

教学活动目的：

本节课，是想通过一个模拟的、缩小的微博活动，让学生亲身体验微博活动的做法，认识到微博营销的特点、成效，以及从中体现出的网络营销新理念。由于该班学生为物流专业，所以在模拟活动的时候，以著名物流企业“顺丰速运”为例。

活动内容：

假设物流企业“顺丰速运”拟在新浪微博上开展营销活动。本物流公司认为物流工作不仅仅是为广大消费者传递物品，其实也在传递寄收双方的爱意。冬天已至，也希望能鼓动微博网友为其下一阶段的广告宣传口号出谋划策。

活动微博内容为：

“#微博速递#寒冬已至，XX速运为您传递暖暖的爱意，转发此条微博，并@你特别关注的三位好友，就有机会获得奖励。另外，在评论中留言，为我们策划一个“宣传口号”，一经采用，将有更加丰厚的奖励。”

活动规则：

（1）使用各自的新浪微博账号，在新浪微博上搜索并关注“教师活动微博”。

（2）转发活动微博，并@你的三位好友，前5位转发者可获得平时成绩+3分。

每个账号可进行多次转发，总转发次数第50次的转发者，可获得平时成绩+4分。第100次转发者，可获得平时成绩+6分。

（3）为本次主题活动策划“宣传口号”。这个可以是每个同学独立思考，也可以小组内共同讨论协作制定，以小组内某同学的账号在活动主帖下以评论形式留言。

评选出最佳宣传口号，该留言同学可获得平时成绩+10分，同时，该同学同组同学每人+2分。

（4）活动时间限定为5分钟。

在课前我已经做好了布置，让他们每个人都注册一个微博，并且关注了我的“教师活动微博”，熟悉微博的转发评论功能。这个微博活动当中，有一项策划广告词的内容，鼓励学生发挥创意，也是一种营销能力的锻炼。

在活动过程中，我利用机房教室的投影屏直播活动进行过程，根据活动进行情况作出适当的激励和控制。在5分钟的过程中，学生的表现甚至超出我的预期，转发量超过150次，评论——即广告词30余条，其中有不少很优秀的广告词，

2、活动分析：

活动完成，趁热打铁，对微博营销的活动进行分析。

（1）成果分析

（2）成本分析

（3）效率分析

三、新旧营销理念对比思考

活动做完，成效也进行了深入地分析。我又提出了一个新的问题。

“这是一个典型的网络营销案例，与传统营销相比，它的理念新在何处？好在哪里？”

这是一个比较宽泛、比较大的问题，学生在思考时可能较难找到出发点、落脚点，因此我把它分解为6个小问题。

从以下角度思考，在这个营销活动中：

1、主要参与者是企业还是消费者？

2、信息的传播者是企业还是消费者？

3、获益的是哪一方？企业还是消费者？

4、消费者转发评论的行为是主动自愿进行的还是被胁迫进行的？

5、企业与消费者之间的沟通有没有经过中间商或者是广告商？

6、企业与消费者之间的信息传递是单向的还是双向的互动？

由小组讨论来回答。

四、由问题探讨引出网络营销的三种新理念

这六个分解问题的设计是与网络营销的三种新理念相互呼应的。

网络营销的三种新理念分别为：

1、 整合营销

2、 网络“软营销”

3、 网络直复营销

五、课堂总结

最后与学生一起回顾本节课的重点——通过微博活动引出的三种网络营销新理念。然后再引导学生思考，网络营销的手段仅仅只有微博营销一种吗？

当然不是，网络营销的手段有很多，例如搜索引擎营销、病毒式营销、SNS营销等等。所以布置的作业即是每个小组分配一项任务，寻找某种网络营销手段的案例，下次课向全班同学分享展示。这样在作业中，让学生去锻炼，去了解，加深对网络营销的认识，为后续的课程学习也做好准备铺垫。

六、教学反思

电子商务是一个对时效性与实践性要求很高的专业。作为一个年轻的学科，电子商务的理念以及应用模式一直在不断地发展和进化。因此，电子商务的教学绝不应该仅限于故纸堆当中的理论，或者是已渐渐过时、被淘汰的工具应用，而是要做到：一，与时俱进，适应当下，面向未来；二，重视实践，学校的教学要与企业的实际结合，培养企业需要的电子商务人才；三，培养学生的创新能力，企业需要创新，经济发展需要创新，电子商务的进步需要创新。

电子商务行业、互联网行业每天都在诞生新鲜有趣的创意和应用，年轻学生更喜欢接受新鲜事物，电子商务的课堂可以用时下最流行的互联网应用点亮。

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中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）22-0117-03

应用型本科教育作为一种新的教育现象和教育类型在我国是20世纪90年代末随着科技进步、经济的快速发展和产业不断升级对知识与技能兼备的高层次应用型人才需求背景下产生的[1]。在我国，应用型大学是相对于研究型大学和教学研究大学而言的，它是按照我国目前大学培养的特点，在我国经济建设现代化和高等教育大众化推动下产生的一种新型的本科教育[2]。目前，我国本科高校总数的1/3定位为应用型大学，由于这类高校大多设在地级市，所以又称为地方应用型本科高校[1]。安徽科技学院于2009年获批安徽省示范应用型本科高校建设单位，2014年获批安徽省地方应用型高水平大学建设单位，确定了“地方性、应用型、高水平”的办学定位。

1 地方应用型本科高实践教学存在问题

实践教学是高等教育教学体系的重要组成部分，是培养学生基本技能、实践能力、创新精神的有效途径[3]。服务地方经济社会发展、面向行业内部的实际需要是地方应用型本科高校的立足之本；培养学生的知识应用和实际操作能力是地方应用型本科高校人才培养的根本出发点；培养基础知识比高职高专生深厚、实践能力比传统本科生强的应用型人才是地方应用型本科高校人才培养的优势[3-4]。因此，实践教学在地方应用型本科高校人才培养过程中具有举足轻重的作用。目前许多地方应用型本科高校在实践教学方面仍存在诸多问题，如师资制度不健全、队伍力量不够、基地建设不完善、评价体系不科学、监控不到位等等[5]。具体表现为：多数教师缺乏实践经验，新教师多数是从高校到高校，缺乏实践经验，老教师不能及时掌握现代实用技术，因此学生的实践应用能力不能得到很好的提高；资金和场所不能保障实践教学的正常运行，学生不能及时对课堂理论知识进行实际操作和现场实践；实践教学体系的构建合理、教学计划的制定与执行、教学质量的评价执行不到位，实践教学教师也各自为战，无统一的标准，监控与管理较为混乱；实践教学环节的评价不科学，多数仍采用传统的“笔试”形式，不能真正放映学生的实践教学水平，极大地挫伤了学生进行实践学习的主动性。

2 种子专业实践教学体系的构建与优化

为适应地方应用型本科高校建设的需要，我校种子专业主动出击、全面调研、统筹规划，紧紧围绕地方应用型高水平种业人才的培养目标，科学构建了与理论教学体系相对独立又相互呼应、课内外相结合、校内外相结合、集中与分散相结合、实习与实训相结合的“三能合一、十六个环节”的实践教学体系。在学科基本素质的基础上突出了专业知识应用能力、创新创业能力和社会活动能力的培养，“三能合一、十六个环节”即专业课程实习、专业生产实践、专业综合技能训练、专业技能大赛、职业技能鉴定、企业实训、毕业实习，创新创业培训、创新创业论坛、大学生创新课题、创新创业大赛、校企合作创业课题，个性化拓展实习、暑期社会实践、大学生村官、暑期企业营销实战。构建的实践教学体系中规定课内实践教学不少于26周、课外不少于17周，在166个总学分的人才培养方案中，实践教学环节占3分，加上课内实验折合的学分，实践学分占总学分的39.6%。此外，根据种子专业特点，实行农忙学期制（6月下旬至9月底），安排学生进入企业进行岗位实战训练，在培养学生专业知识应用能力的同时，更突出学生社会活动综合能力的培养。

3 种子专业实践教学质量保障与监控体系的构建与实践

为确保实践教学体系的顺利执行，并取得实效，我校从实践教学规章制度、实践师资队伍、实践基地、实践教材、实践经费、实践教学质量评价及监控等方面构建了以系统论为支撑，办学理念先进、培养方案科学、组织机构健全、管理制度完善、条件保障得力、运行机制规范、效果评价科学合理的地方用型本科高校种子专业实践教学质量保障和监控体系。

3.1 制定规章制度，确保实践教学有章可循 要确保实践教学各环节按计划有条不紊地进行，制定相关的规章制度是非常有必要的，因为只有制度健全了，才能保证实践教学活动有章可循、监控有制度可依。为此，我校在学校层面制定了实验教学管理办法、实验教学与成绩考核评定、课程实习管理规定、实践教学工作的若干意见、毕业论文（设计）管理工作细则等实践教学相关制度。学院结合种子专业特点，对相关制度进行了补充和细化，从实践课程、实践师资、实践教材、实践基地、实践教学考核办法及质量评价与监控等方面对实践教学相关环节进行了细化和完善。

3.2 强化队伍建设，确保实践教学师资力量 地方应用型本科高校要求教师不仅要有扎实理论知识，更要有丰富的行业企业专业实践经验和应用能力，但目前许多应用型高校教师主要来自刚毕业的（硕士、博士）研究生，这些青年教师大部分是从学生直接过渡到老师，缺乏实践教学的能力和经验，从而导师应用型本科高校所要求的“双能型”教师缺乏。针对这种情况，我校主要通过“内培”与“外引”相结合的方式来提升实践教师的专业实践技能。“内培”主要有以下几种形式：一是对新进青年教师实行导师制，由实践经验丰富的老教师担任其导师，制定指导计划，通过指导，2a内获得“双能型”教师资格。二是选派中青年教师到专业对口的企业挂职锻炼或利用课余和假期担任大学生假期社会实践的专业指导老师，以提高专业实践能力。三是鼓励和引导中青年教师参加行业、职业培训和相关资格考试，获取职业资格证书。四是鼓励教师积极参与产学研合作、项目申报、技术服务等，通过项目和实战提高教师专业实践能力。“外引”主要是通过弹性引进或聘请行业企业专家承担相关实践环节的指导教师，如种子生产、种子加工、种子营销等实践环节邀请种子企业技术人员或种子管理部门相关专家指导学生，以弥补校内实践教师的不足或实践经验的不足，从而提高实践教学效果。

3.3 加强基地建设，确保实践教学场所需求 实践教学场所一般包括专业实验室、校内实践基地（训练中心）和校外实习基地等。许多应用型本科高校的实践场所存在实验室利用效率不高、校内实践基地管理混乱、校外实习基地流于形式等问题。我校种子专业实践教学基地建设的具体做法是：一是加强实验室建设。通过国家综合改革试点专业、省级特色专业和省级卓越农艺师支撑计划等项目的建设改善实验室软硬设施，在原有遗传育种实验室和种子学实验室的基础上，筹建了分子育种室、种苗培育室（组织室）、创新实验室，并根据种业岗位群建立了种子检验室、种子加工室、种子发芽室等功能室，实验室面积超600m2以上，仪器设备价值1 000余万元，完全能满足种子专业实践和种子科技创新的室内要求。二是加强校内实践基地的建设和管理。利用省振兴计划和高水平大学创建专项资金加强校内实践基地的建设、规范管理，新建种质资源圃、种子生产试验田、微型种子仓库等，并推行校院二级管理，确保校内课程实习有保障。三是校企合作共建校外实习基地。与皖垦集团、安徽隆平等种业企业共同建立校外实习基地，选派专业教师到企业挂职，负责实习基地的建设与管理，聘请企业专家在种子生产、加工及销售等关键环节全程指导，从而确保校外实习见成效。

3.4 完善教材建设，确保实践教学地方特色 质量高、操作性强的实践教材是开展实践教学的有力保障。为了充分体现地方性、应用型和高水平的特点，学院组织种子专业课教师根据人才培养目标，深入行业、企业及生产一线进行专业调查，了解社会对现代种业人才的真正需求，结合专业人才培养目标，编写能体现地方特色、实用性强、系统规范的种子专业系列实践教材，如根据学校具体情况和安徽沿淮淮北种植业特点，编制地方性、操作性强的《种子生物学实验指导》《种子生产技术实验指导》《种子加工贮藏实验指导》《种子实践》和《种子实训》等实践教材。

3.5 多渠道筹集资金，确保实践教学经费 目前许多地方应用型本科高校由于实践经费得不到保障，使得实践教学停留于纸上，得不到很好的实施。我校主要采取以下措施保障充足的实践教学经费：一是学校每学期划拨实验室易耗品维持费，确保实验教学的正常开展。二是利用省级振兴计划、高水平大学创建等专项经费，确保实验室、校内实践基地硬件设施建设。三是利用国家综合改革试点专业、省级特色专业和省级卓越农艺师支撑计划等，通过项目驱动，确保专业综合技能训练、创新训练等正常运转。四是通过种业企业的横向合作经费，确保校外实习基地的建设。通过以上几种渠道，种子专业的实践教学经费充足，确保了实践教学扎实有效开展。

3.6 科学评价，确保实践教学质量 目前许多学校实践教学环节的评价仍采用传统的“笔试”形式或根据实践报告或实物进行评价，缺乏对过程的考核评，导致考核评价结果不能真正反映出实践过程，很难对教师的实践教学水平和学生的实践操作进行准确判断，不仅挫伤了学生实践学习的积极性、主动性，而且严重影响了实践教学的有效开展。我们根据学校和学院实际，构建了学生评价体系、教师评价体系以及企业、行业、学生家长、研究机构等利益相关方共同参与的第三方实践教学质量评价体系，通过以上3个层面的评价体系来衡量实践教学质量的好坏。学生评价体系主要以过程操作考核为主、结果（目标）考核为辅，旨在培养学生的实践技能，结果只作为评价的参考。教师评价体系主要依据实践教学计划的制定与执行、过程考核标准的制定及执行、专业技能大赛指导成绩等方面对实践课教师进行考核。利益相关方共同参与的第三方实践教学质量评价体系主要根据学生实习企业的评价、行业对实践内容及成效的评价、学生家长对学生掌握实践技能满意度以及被研究机构采用的评价指标等情况对实践教学进行评价。

3.7 全程监控，确保实践教W落到实处 一是实践教学计划的制定不能由任课教师说了算，要通过课程组、教研室和学院讨论后制定执行，避免了实践内容的重复性，保证实践内容的连贯性；二是学院督导组对实践教学过程的全程监督和指导，及时协调解决实践过程中出现的问题，保证实践教学顺利进行；三是学校督导组加强对实践教学的督导，杜绝师生散漫实践教学思想的产生。

4 种子专业实践教学成效显著

通过构建科学的实践教学体系及质量保障和监控体系，我校种子专业实践教学取得了明显成效。一是学生的实践技能显著提高。毕业生获得国家级“作物种子繁育员”和“农业技术指导员”的比率达100%，部分学生获得了省级种子检验员资格证书。二是学生创新创业意识明显增强。通过构建“三个环节、三项课题、三大训练、多种大赛的专业实践创新体系”（即“学科带动―项目驱动―教师指导三个环节，大学生创新课题、企业创新课题、科技创新兴趣课题三项课题，暑期专业技能训练、学生综合训练田、企业专业实训三大训练，种子检验技能大赛、生物标本制作大赛、农科学子风采展之农科专业技能大赛、挑战杯创新创业技能大赛”等），并以“三进二促一创”（即“应用性研究进课堂、进教材和进学生毕业论文，科研促实践教学和创新创业的开展，通过科研创造良好的学习氛围和平台”）为途径，学生参与科技创新创业的积极性明显增强，学生的科技创新项目和毕业论文90%以上源于教师的科研课题或生产实践，近3a来，学生参与申报专利的达20余人次，学生参与发表的论文达20余篇。三是毕业生就业率明显提高。2012-2014届种子专业毕业生就业率分别为98.4%、98.6%和100%，学院多次获校就业先进集体称号，学校连续3a荣获“安徽省普通高校毕业生就业工作标兵单位”荣誉称号。四是企业和社会对毕业生的满意度大幅度提升。从毕业生跟踪调查情况来看，用人单位对种子专业毕业生的能力素质给予高度评价，一致认为“思想道德素质”过硬，90.1%的单位认为专业基础扎实；在实践能力、人际交往能力、创新意识和能力的评价中，选择“很强”、“强”的分别占到93.8%、95.1%和92.6%；毕业生能“完全适应”或“基本适应”工作岗位要求，58.0%的毕业生获得过销售冠军、优秀员工、工会活动积极分子、优秀新闻奖等单位、县级、省级奖励；在对毕业生工作满意度、人才培养质量满意度的调研结果中，超过98.5%的用人单位表示“很满意”或“满意”，毕业生技能符合工作岗位要求的达到74.1%以上，29.6%的单位指出，种子专业社会需求处于供不应求的状态，需加大学科专业建设力度。

参考文献

[1]陈小虎，吴中江，李建启.新建应用型本科院校的特征及发展思考[J].中国大学教学，2010（6）：4-6.

[2]王良莹.地方应用型本科高校内涵式发展的战略思考[J].河南科技学院学报，2014（10）：10-13.

[3]金晶，陈斌，臧靖.对地方应用型本科院校实践教学管理改革的探索[J].科教文汇，2012（12）：27-28.

[4]王丽霞.地方应用型本科高校人才培养模式存在的问题及路径探索[J].湖北函授大学学报，2014，27（17）：13-14.

篇（7）

《量子力学》是物理学专业重要的专业基础课程,其教学质量的高低不仅影响到其他后续课程的学习,而且直接影响到物理学专业人才培养目标的实现。衡量物理教学的质量标准应该有三个维度,一是知识与技能维度,二是物理思想和方法论维度,三是物理品格维度。过去的教学,我们往往过多地重视第一维度,而忽视第二、第三个维度。在量子力学教学中,我们结合量子力学及其发展历史所涵含的丰富的物理思想与方法,开展了学生创新思维能力培养的教学实践研究。

一、创新型、应用型人才培养目标的要求

考虑到培养21世纪需要的应用型人才目标的要求,而且结合新建本科院校的课程设置的特点,《量子力学》课程的教学方法和教学体系建设应从以下两方面着手:一方面,着重量子力学概念、规律和物理思想的展现,使学生在知识层面上够用并且能用,并注意科学人文精神的阐发,为进行物理素质教育与物理教学研究提供量子力学方面的科学素养,如勇于创新、科学、严谨等。另一方面,培养学生建立正确的量子力学概念和物理图像,掌握基本规律,广泛了解量子力学在推动技术进步方面的作用,开拓思路,培养学生应用物理规律解决应用技术问题的能力。

二、《量子力学》教学中创新意识及创新能力的培养

根据应用型人才培养的目标,我们一直致力于探索一套合适的物理学专业量子力学课程教学的共享数字化教学体系,创建完整的教学资源,力求使学生在学习这门课程的同时受到实践能力和创新能力的培养。相应措施主要体现在以下三个方面。

(一)创造实验情景,以实验和实践为基础深化量子力学的原理。

由于量子力学主要研究微观粒子的运动规律,理论太抽象,许多量子现象和日常的生活经验不符合甚至相违背,因此在教学中教师必须强调量子力学首先是一门试验性的科学,应从实验事实去推理分析,不直接与主观经验联系,并时时将新的概念和结论与经典物理学的结果作比较,使学生能正确理解量子力学的基本概念,从而学会处理具体问题的方法,掌握量子力学的精髓。在讲述量子力学基本内容的时候,寻找合适的接口与量子力学原理在实际生产中的应用相联系。通过这两方面的着重讨论,学生能感受到量子力学的抽象原理是实实在在的、来源于实践又回到实践中得到检验的、正确的理论。

量子力学实验从可操作的层面上可大致分为三类,一类是仅存在于人们想象中或目前还不能实现的理想实验,一类是在高水平的实验室中可以实现的科学研究实验,一类是我们让学生自己动手做的有关教学的基础性实验。但无论何种实验,我们都可以利用多媒体技术在课堂上将其生动形象的展现出来,让学生不仅深刻认识到实验在量子力学发展中的重要作用,而且培养用实验发现问题和验证假说的能力。例如在讲解物质粒子的波粒二象性时,我们用多媒体课件演示单电子衍射实验。单电子发射时,在荧屏上出现一个亮点,说明电子的粒子性;再发射大量电子,屏幕上出衍射条纹,说明了电子的波动性。这样,难以讲解清楚的知识变得生动活泼,使学生能更快地理解所学的知识,且加深了学生的认知印象,大大提高了学习效率。

(二)充分利用现代媒体的作用,激发学生的创造兴趣。

以电脑和互联网为代表的信息技术已演变为继传统媒体后的“现代媒体”。现代媒体将为教学过程提供新的教学手段,并为培养创新人才奠定了技术基础。通过网络技术,学生可以突破传统教学的时空限制,不但可以享受本校教学资源,而且可以享受到全国高水平的教学资源,从而实现优质教学资源的共享,也为各学校的师生讨论交流提供了一个很好的平台。

对于《量子力学》这样一门抽象的理论课,多媒体技术将图、文、声、像等各种教学信息有机的组合在一起,直观、形象、生动,即使对那些比较抽象,难以理解的理论和日常看不到或拍摄不到的情景,也可以通过三维动画虚拟实现。多媒体丰富的表现力不仅能打破人类视觉上的樊篱,使得学生从科学与艺术相融的视觉信息中感知抽象、复杂的理论,而且能引发学生无限的遐想,极大地激发了他们的想象力。学生的思维高度活跃从而激发创新火花。

(三)密切结合当前的科技前沿和高新技术,将量子力学知识应用于实践。

量子力学在各学科中已经有很多成功的应用并催生了许多交叉学科及现代高新技术的产生。在教学中,教师应尽可能进行知识的渗透和迁移,及时将当前与量子力学相关的科技前沿和高新技术引入到教学中,一些知识可以作为简单的介绍,也可以就某个方面详细分析,阐明其量子力学原理。例如量子力学与非线性科学的关系,量子理论在耗散系统、纳米技术、分子生物学中的应用,量子力学与正在研究的量子计算机、量子保密通信的关系,等等。在教学中教师适当地穿插这些知识,既不会花费太多的时间,又能使教学更生动、易于理解,而且可使学生开拓视野,活跃思维,激发兴趣。这样学生不仅可以学到运用基础理论指导科学研究的方法,而且可以克服原有的“量子力学就是一种纯理论的学科”的片面认识。如我们在讲解一维无限深势阱时,将其与半导体量子阱和超晶格这一现代科学的前沿相联系;在讲解隧道效应时,将其与扫描隧道显微镜相联系,进而可以介绍扫描探针操纵单个原子的实验。我们通过这种方式使学生对这一部分的知识有了直观的认识,从而不再感到量子力学的学习枯燥无味。

参考文献:

[1]曾谨言.量子力学教学与创新人才培养[J].物理,2000,(7).

[2]钱伯初.我的教学生涯[C].2003.

篇（8）

量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛，比如，我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。实际上，量子霍尔效应就是粒子在低温条件下所发生的一种奇特现象。普通状态的电子是杂乱无章的，它们无序运动，不断发生碰撞。而处于量子霍尔态的电子则好像置身在一条“高速公路”上，中间有隔离带，将两个方向的“车流”隔开。

也就是说，量子霍尔效应能解决电子碰撞发热的问题，因而在未来的量子计算、量子信息存储方面具有巨大的应用潜力，据此设计新一代大规模集成电路和元器件，将会具有极低的能耗。

量子霍尔效应可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。这就好比一辆高级跑车，常态下是在拥挤的市区街道前进，而在量子霍尔效应下，则可以在“各行其道、互不干扰”的高速路上前进。

然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，相当于外加10个计算机大的磁铁，这不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。而量子反常霍尔效应的美妙之处就是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。

篇（9）

说起量子卫星，就得先讲讲什么是量子。对一般人来说，“量子”一词似乎有点深奥，难以理解。实际上，量子是组成物质的基本单元，是能量不能再分割的最小单位。如，量子是光能量的最小单位，不存在“半个光子”。

量子通信的安全性，就是基于单个光子的不可分割性和量子态的不可复制性，从而保证了信息不被窃听和不可破解的安全性。

量子通信绝对安全，还因为量子有两个基本特性，即量子的叠加和量子纠缠。量子叠加，是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。也就是说，任何一个干扰包括光照都会使量子改变状态，即它刚才还在随机蹦Q，忽然就停止不动了，变幻莫测。

著名的“薛定谔虐猫”理论就形象描述了这一现象：装在盒子里的猫，在盒子没打开时，猫可以同时既是活的又是死的，只有打开看才知道。这表明，量子状态随机变化，两种状态可叠加存在，这就是量子的叠加态;量子纠缠，是指量子间具有像孙悟空和其分身那样“心有灵犀”的功能，两个量子无论相隔多远，若对其中一个量子态做任何改变，另一个会立刻感受到，并做相应的状态改变，这就为远距离同步传递不被破解的信息提供了可能性。

欧洲、美国、日本等国的科学家很早就对量子通信进行研究实验，但由于种种原因而成效甚微。我国研究量子通信虽然起步较晚，于2011年才启动量子卫星研制计划，然而在党和国家极其重视和大力支持下，一举获得开创性的突破，成功地发射了“墨子号”量子卫星，成为这一科技领域的领路者。

“墨子号”开创安全通信新时代

“墨子号”量子卫星发射后，将实验远距离传输不可破解信息的方式，即卫星升空后，其主要任务是建立一个量子密钥分发网络，并在太空中首次进行量子纠缠分发实验，从而展现一种让用户免受最精明的窃听者伤害的安全网络，开创安全通信的新时代。

潘建伟院士是研制“墨子号”量子卫星的领军人物。20世纪80年代初，法国科学家阿兰・阿斯佩首次用实验证实了“量子纠缠”现象存在后，潘建伟于20世纪90年代赴量子力学创始人薛定谔的祖国奥地利留学，学习最先进、最完整的量子科学知识，奠定了其在量子科学方面的基础。潘建伟学成回国后，很快就投入到量子通信方面的研究实验。

2003年，潘建伟研究小组正式成立，主攻自由空间量子通信方面的研究。他们在实验点制备出成对的纠缠光子，再利用专门设计加工的发射望远镜将容易发散的细小光束“增肥”后，向东西相距13千米的两个实验站发送。然后，实验站的接收端用同样型号的望远镜收集。实验人员发现，在如此远距离的传送中，竟有许多纠缠光子“夫妻对”仍能保持相互纠缠状态，其携带信息的数量和质量完全能满足基于卫星的全球化量子通信的要求。

在国家的大力支持下，量子卫星研制团队经过精心研究实验，终于在2016年8月16日将我国研制的世界首颗量子卫星成功发射。这次发射不仅使我国走到世界量子通信研究领域的最前沿，更重要的是，它使我们在获得网络安全“圣杯”（即令黑客无法渗透的数字通信系统）方面大大领先于全球竞争对手。

全球的量子通信网络，起步

首颗量子卫星上天，我国在国际上将率先实现高速星地量子通信，借助连接地面光纤量子通信网络，初步构成全球量子通信网络。

据潘建伟院士透露，京沪干线大尺度光纤量子通信骨干网工程将于2016年下半年完工交付。该工程将构建千公里级高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，并建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范研究平台。

参与量子卫星研制的奥地利科学家/潘建伟导师蔡林格强调说：“量子卫星有助于信息传递者和接收者远距离交换令信息无法破解的密钥，而量子卫星将首先同北京交换密钥，今后还可在北京和维也纳之间分发量子密钥”，逐步构筑成全球量子通信网络。

值得庆贺的是，“墨子号”卫星发射后一直表现很好，所有参数都已达标，有些甚至高于预期。“墨子号”卫星发射升空一周时，中科院国家天文台兴隆观测站观测到罕见的红、绿光束。人们形象地说，“墨子号”实现了天地“握手”， 这一观测显示“墨子号”可以正常通信联系了。

量子通信，许你美好未来

目前，量子通信这一“永不被破解”的信息安全传输方式，已在市场上得以产业应用，如工商银行等多家银行率先试用量子通信加密技术。工商银行通过国盾的量子加密技术，将数据从数据中心传输到同城的另一个机房内。这样做是因为通过设备产生量子密钥，再对数据进行加密传输是不会被窃取的，这对金融数据传输非常必要。

早在2008年10月，中国科技大学通过实验将合肥市内的本校区、杏林苑、滨湖新区三个本不相干的点连接在一起。由于这三个点组成三节点可扩展的量子通信网络，因而实现了全球首个量子保密电话系统建设，开创了量子通信网的先河。随后，五节点，四十六节点，合肥、济南城域网，“京沪”城际网……量子通信网在不断扩张。

如今量子通信卫星发射成功后，量子通信网络如虎添翼，就能真正升到“广域”“洲际”传播，为信息保密传输开辟了“天地一体”的广阔天地。预计今年12月贯通的量子通信京沪干线（总长2000多千米）建成后，将主要用于军事、金融、政务等领域的信息安全传输。此外，媒体、大型企业、金融机构等都可以成为量子通信用户。量子通信关键技术的研发，初步形成构建空地一体广域量子通信网络体系的能力，并在全天时量子通信上取得突破。

量子通信的应用前景美好，但普及应用是逐步进行的，就像电话、手机的普及过程一样。起初，量子通信会应用于科学研究、国防、政务和金融等领域，之后才会在大众中广泛应用。至于要让每个人都能用上，估计需要10至15年。届时，每个人的家里、手机上或许会有一个量子加密芯片，银行转款、电子账户等操作将不用担心被盗用或者遭到攻击。

量子计算机，有望走入现实

更引人注目的是，随着对量子科学的深入研究和量子卫星的成功发射，进一步促进了量子计算机的发展。

在“墨子号”发射前不久，中国科技大学量子实验室成功研发出半导体量子芯片和量子存储技术，取得了量子计算机研制的突破性进展。量子芯片用于计算机的逻辑运算和信息处理，被称为计算机的“大脑”;有了量子存储装置，科学家利用它能实现超远距离的量子信息传输。因此，该技术的突破特别振奋人心。

为什么要研制量子计算机？早在1981年，物理学家理查德・费曼就提出了此观点：如果用传统电子计算机模拟量子力学，那么微观粒子的数量越多，计算量就越大，也就越不可能实现模拟。这种情况下要实现量子力学的模拟，就必须用和它的原理相同的方式。人们认为他的说法有道理，而且也得到事实的证明。于是，量子力学和计算机科学便开始结合，人们开始研究量子计算机了。

量子计算机优势大，关键在于它一个量子位可同时处于0和1两个状态，这是由量子叠加特性决定的。与此形成对比的是，传统电子计算机中的晶体管一次只能处于0或1的状态。如此一来，如果要进行海量运算量子计算机更合适。

因为，传统电子计算机只能按时间顺序来进行运算;而量子计算机能做到超并行运算，即它的N个量子位可同时表示2的N次方个状态，数量呈指数增长。譬如，目前我国性能最强大的天河二号超级计算机需要100年才能处理的任务，一台量子计算机只需0.01秒就能完成。

因而，量子计算机适用于庞大运算量的项目，如太空探测、核爆模拟、密码破解、气候变化、药物研究和模拟复杂的化学反应等。量子计算机对解决精确的天气预报和大城市交通拥堵等难题，也能大显身手，迎接挑战。

篇（10）

人类正被数据淹没，却饥渴于知识。面临浩瀚无际而被污染的数据，人们呼唤从数据中来一个去粗取精、去伪存真的技术。而数据挖掘就是从大量数据中识别出有效的、新颖的、潜在有用的，以及最终可理解的知识和模式的高级操作过程，所以数据挖掘也可以说是一个模式识别的过程，因此模式识别领域的许多技术经过一定的改进便可以在数据挖掘中起重要的作用。计算智能(Computational Intelligence-CI)方法是传统人工智能(Artificial Intelligence，AI)的扩展，它是模式识别技术发展的新阶段[1]。

科学家预言：“21世纪，人类将从经典信息时代跨越到量子信息时代”。创立了一个世纪的量子力学随着20世纪90年代与信息科学交叉融合诞生的量子信息学，已成为量子信息时代来临的重要标志[2]。量子计算智能导论作为信息科学、计算机科学、智能信息处理、人工智能等相关专业的研究生专业课程，已经在越来越多的高等学校开设。

由于量子计算智能是一门跨越包括物理学、数学、计算机科学、电子机械、通讯、生理学、进化理论和心理学等学科在内的深奥科学，因此量子计算智能导论的教学内容和侧重点的安排目前仍处在探索阶段，尤其作为研究生课程如何使得学生在掌握深奥理论的基础上结合实际应用，将理论转化为技术与工具，从而提高动手能力，这是每个研究生专业课任课老师的核心探索所在，因此就要求老师在授业解惑的同时关注前沿，以该学科的前沿领域为教学指引，进而更好的培养研究生主动探索知识的能力。

1教材选择

一本好的教材为教学起到了画龙点睛的作用，因此教材的选择即是老师对教学内容，教学目标和教学方法的选择。我们选择教材，期望该教材由浅入深、深入浅出、可读性好，具有系统性、交叉性、前沿性等特点。由于量子计算智能导论为全校研究生的专业课程，而量子计算智能是一门多学科交叉的综合型学科，因此我们要考虑到来自学校不同专业背景，以及在物理，数学，工程优化和进化理论基础有限的两难困境，所以首先选择了一本关于量子计算的英文原版书作为教材之一，Michael Nielsen等人所著的《Quantum Computation and Quantum Information》[3]，2003年高等教育出版社出版，该书全面介绍了量子计算与量子信息学领域的主要思想与技术。到目前为止，该领域的高速进展与学科交叉的特性使得初学者感到困惑而不易对其主要技术与结论有综合性的认识，而该书特色在于对量子机制和计算机科学给予了指导性介绍，使得那些没有物理学或计算机科学背景的学生对此也易于接受，为学生提供了详实的关于量子计算的物理原理和基本概念；另外考虑到这门课程面向研究生，无论将来他们是直接就业还是继续深造，都要注重实践动手能力的培养，要能够将自己所学的书本知识转化为技术和工具，去解决实际的工程和科研问题，因此我们还选择了另外一门书，由李士勇教授所著的《量子计算与量子优化算法》[4]，哈尔滨工业大学出版社于2009年出版，该书着重讲解了量子优化算法，为实际工程应用提供了新的思路，并启发大家在量子计算机没有走出实验室的今天，如何利用现有的数字式计算机构造具有量子特性的快速算法。当然考虑到全校研究生的专业知识背景不同，我们也推荐了中南大学蔡自兴教授等编著，2004年由清华大学出版社出版的《人工智能及其应用：研究生用书(第三版)》[5]，该书是蔡自兴为主讲教授的国家精品课程人工智能的配套教材，该本书中系统全面的讲解了高级知识推理、分布式人工智能与艾真体、计算智能、进化计算、群智能优化、自然计算、免疫计算以及知识发现和数据挖掘等近年的热点智能方法，从而辅助学生了解人工智能，以及人工智能如何发展到计算智能，使得学生全面认识学科的发展和传承性，为今后学习量子计算智能打下坚实的理论基础。

2教学内容

本课程从量子计算的基本概念和原理出发，重点讲解量子计算基础和基本的量子算法；并从量子优化算法拓展开来。该门课程我们安排了46学时，具体安排如下：第1章，量子力学基础(2学时)；第2章，量子计算基础(4学时)；第3章，基本量子算法(4学时)；第4章，Grover量子搜索算法的改进(4学时)；第5章，量子遗传算法(8学时)；第6章，量子群智能优化算法(8学时)；第7章，量子神经网络模型与算法(8学时)；第8章，量子遗传算法在模糊神经控制中的应用(8学时)。

3教学方法

3.1理论与实践相结合的教学方法

量子计算智能导论是一门多学科交叉的综合型学科。选课的同学来自全校，各个的专业背景不同，但是大家的共同需求是一样的，就是从课程中掌握一种用于解决实际问题的工程技术，但是工程技术的掌握也需要理论的支撑，因此我们在教学实践中总结出了一套方法，具体做法是将教学内容划分为：理论型和实践型。

理论型教学指的是发展完善的量子计算基本原理和方法。其内容包括：量子位、量子线路、量子Fourier 变换、量子搜索算法和量子计算机的物理实现等。而其中量子位、量子线路以及量子算法都是以量子相对论为基础的，这也是量子计算的本质原理，而较之我们熟悉的数字式计算机和计算方式有着本质的区别。我们在教学中由浅入深，通过PPT授课，采取理论与实例相结合的讲授方式。下面给出了一个我们在教学中的实例：将量子计算问题形象化。具体内容如下。

让我们想象一下下面这个问题。我们要找一条穿过复杂迷宫的路。每次我们沿着一条路走，很快就会碰到新的岔路。即使知道出去的路，还是容易迷路。换句话说，有一个著名的走迷宫算法就是右手法则――顺着右手边的墙走，直到出去(包括绕过绝路)。这条路也许并不很短，但是至少您不会反复走相同的过道。以计算机术语表述，这条规则也可以称作递归树下行。现在让我们想象另外一种解决方案。站在迷宫入口，释放足够数量的着色气体，以同时充满迷宫的每条过道。让一位合作者站在出口处。当她看到一缕着色气体出来时，就向那些气体粒子询问它们走过的路径。她询问的第一个粒子走过的路径最有可能是穿过迷宫的所有可能路径中最短的一条。当然，气体颗粒绝不会给我们讲述它们的旅行。但是 量子算法以一种同我们的方案非常类似的方式运作。即，量子算法先把整个问题空间填满，然后只需费心去问问正确的解决方案(把所有的绝路排除在答案空间以外)。这样以来，一个枯燥晦涩的量子算法就被很形象的解释，因此增强了学生的记忆也加深了理解，从而提高了学生的学习兴趣。

实践型教学指的是正在发展中的量子计算智能方法的热点问题。其内容包括：量子遗传算法，混沌量子免疫算法，量子蚁群算法，量子粒子群算法，量子神经网络模型与算法，和这些算法在实际工程优化中的应用。这部分内容属于本学科的前沿，但也是热点问题，因此这部分我们在教学中忽略理论推导，重点强调实际操作，在PPT课件中增加仿真实例的讲解；并在课下布置相应的上机操作习题，配合上机实践课程，锻炼学生的动手能力，同时也引导学生去关注这些前沿，从而培养他们的科研素养。

为了体现该门课的教学特点，我们在考核方式上，采取考试与报告相结合的方式，其中理论部分我们采取闭卷考试，占总考评分数的40%；实践部分采取上机技术报告考核，内容为上机实践课程布置的大作业，给出详实的算法流程图和仿真结果与分析，占总考评分数的40%；出勤率占总考评分数的20%。

3.2科研素养的培养与实践能力的提高

科研素养的最核心部分，就是一个人对待科研情感态度和价值观，科研素养的培养不仅使学生获得知识和技能，更重要的是使其获得科学思想、科学精神和科学方法的熏陶和培养。正如温总理说的那样：“教是为了不教，学是为了会学”，当学生将课本内容遗忘后，遗留下来的东西即是他们所具备的科研素养。因此，在教学中，我们的宗旨也是提高学生的科研素养，量子计算智能导论是一门理论和实践紧密结合的学科，该学科的发展日新月异，在信息处理领域的关注度也越来越高。在教学实践中，我们采用了上机实践和技术报告相结合的教学方式。掌握各种量子计算智能方法的原理和流程是这门课程教学的首要任务，因此学生结合各自研究方向实现量子智能算法在实际科研任务中的优化问题求解。在上机实践中，学生不仅要掌握该智能算法的流程而且重点关注学生对

自己科研任务的建模，学会系统分析问题，建立合理的数学模型，并给出理论分析。上机实践验收中，我们不但考察其结果展示，更增加了上机实践的技术报告，用来分析模型建立的合理性，从而培养学生对待科研问题的分析素养和建模素养。在技术报告中，我们要求学生给出几种可供参考的建模模型，并分析各自的优势，和选择这一解决方案的依据。由于量子计算智能导论是面向研究生开设的课程，在教学中，我们更佳关注其分析问题的能力，和解决问题的合理性的思考能力，从而培养学生的科研素养。

4结语

把教学当做一门艺术，是我们作为高校老师毕生追求的目标，如何做到重点讲透，难点讲通，要点讲清，这也是我们多年教学中一直关注的关键点。我们在教学中反对“灌输式”，强调“启发式”，以实际应用先导教学是非常可取的，也收到了良好的效果。量子计算智能导论是一门综合型交叉学科，且面向研究生开设，因此在教学实践中，我们十分重视学生科研素养的培养。通过上机实践和技术报告的形式引导学生积极动手，积极思考。希望这些教学中的点滴供同行们交流探讨。

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Exploration on Introduction to Quantum Computational Intelligence

LI Yangyang, SHANG Ronghua, JIAO Licheng