量子学习法范文精选
量子学习法范文第1篇
关键词：贝叶斯网；结构学习；量子遗传算法；K2算法；拓扑序列；量子计算
中图分类号：TP181
0引言
不确定性问题知识表示和推理是人工智能领域中的一个研究热点，贝叶斯网（BayesianNetwork，BN）是处理该问题的一个非常重要的理论模型。近年来，随着搜索技术的发展和数据挖掘的兴起，贝叶斯网结构的学习引起了国内外学者的广泛兴趣。到目前为止，人们已经提出了一些学习贝叶斯网结构的方法，其中基于蚁群算法[1]、遗传算法[2-4]和粒子群算法[5]的贝叶斯网结构学习是比较新的一些实用而有效的方法。例如，基于蚁群算法的贝叶斯网结构学习算法I ACO B[1]首先用0阶条件独立性测试发现一些潜在的条件——独立知识并用之压缩搜索空间，然后利用改进的启发函数使蚁群算法的搜索能力得到提高。文献[5]提出了一种新的基于粒子群的学习贝叶斯网结构的算法——C PSO B，该算法利用定义的规则链模型度量拓扑序列优劣，有利于发现较高质量的拓扑序列；然后通过给粒子位置可选择更新的粒子群优化算法加上动态权重系数，提高了算法的搜索性能。这两种算法都取得了比较好的成果，但是它们在学习贝叶斯网结构时仍存在求解精度不高、收敛速度慢等不足。
量子计算是20世纪90年代被提出的。由于它是以微观世界为物理研究基础，所以量子计算具有了经典计算无可比拟的优越性。在量子理论中，量子信息的丰富性、量子计算的并行性和量子态的叠加性等特性，使量子计算具有了明显的优势。将经典的搜索算法与量子计算相结合是改善上述不足的一种研究思路。到目前为止，已出现了一些与量子相结合的搜索算法[6-11]，如量子进化算法[6-7]、量子遗传算法[8-10]和量子粒子群算法[11]等。本文提出了一种基于拓扑序列和量子遗传算法的贝叶斯网结构学习算法（BayesianNetworkStructureLearningAlgorithmbasedonTopologicalOrderandQuantumGeneticAlgorithm，T&QGA B）。为了提高搜索的效率，新算法首先利用量子计算的优势，设计出基于量子染色体的拓扑序列生成策略；然后通过采用带上下界的自适应量子变异策略，增强了种群的多样性。实验结果表明，与新近提出的I ACO B算法[1]和C PSO B算法[5]相比，新算法在求解精度和收敛速度两方面都有明显提高。
量子学习法范文第2篇
关键词 量子力学 教学内容 教学方法
中图分类号：G420 文献标识码：A
Teaching Methods and Practice of Quantum Mechanics of
Materials Physics Professional
FU Ping
(College of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan, Hubei 430073)
Abstract For the difficulties faced by students in Materials professional to learn quantum mechanics physics course, by a summary of teaching practice in recent years, from the teaching content, teaching methods and means of exploration and practice, students mobilize the enthusiasm and initiative, and achieved good teaching results.
Key words quantum mechanics; teaching content; teaching methods
0 引言
量子力学是研究微观粒子（如原子、分子、原子核和基本粒子等）运动规律的物理学分支学科，它和相对论是矗立在20世纪之初的两座科学丰碑，一起构成了现代物理学的两块理论基石。相对论和量子力学彻底改变了经典物理学的世界观，并且深化了人类对自然界的认识，改造了人类的宇宙观和思想方法，它使人们对物质存在的方式及其运动形态等的认识产生了一个质的飞跃。
量子力学是材料物理专业一门承前启后的专业基础必修课：量子力学的教学必须以数学为基础，包括线性代数、概率论、高等数学、数理方法等，其又是后续课程材料科学基础、固体物理、材料物理、纳米材料等的理论基础。可见，量子力学课程在材料物理专业的课程体系中占有非常重要的地位，学生掌握的程度直接影响后续专业课程的学习。作者近年来一直从事量子力学的教学工作，针对量子力学课程教学过程中存在的现象和问题，进行了较深入细致的思考与探讨，在实际教学过程中对本课程的教学方法进行了探索与实践，收到了较好的教学效果。
1 量子力学教学面临的难点
量子力学研究的是微观粒子的运动规律，微观粒子同宏观粒子不同，看不见，摸不着，只有借助于探测器才能察觉它的存在和属性。材料物理专业学生之前学习的基本上是经典物理，而量子力学理论无法用经典理论进行解释，学生对此感到难于理解。因此，经典物理的传统观念对学生思想的束缚，构成了学生学习量子力学的思想障碍；量子力学可以说无处不“数学”， 由于材料物理专业学生在数学基础方面与物理专业学生相比较为薄弱，在学习过程中普遍感到数学计算繁难，对大段的数学推导表现出畏难情绪。可见，量子力学对数学的精彩诠释却构成了学生学习量子力学的心理障碍。这两大障碍势必会影响量子力学和后续课程的学习。在这种情况下，我们应当怎样开展量子力学教学从而使学生重视并努力学好该课程就成了一个严峻的挑战。
2 明确教学重点和难点、有的放矢
要讲授一门课程，首先应该对课程内容有一个清晰的认识。量子力学的内容可以包括三个方面：一是介绍产生新概念的历史背景及一些重要实验；二是提出一系列不同于经典物理学的基本概念与原理，如波函数、算符等概念和相关原理，是该课程的核心；三是给出解决具体实际问题的方法。三部分内容相互联系，层层推进，形成完整的知识体系。作为引导者，教师应在这三部分内容的教学过程中帮助学生成功地突破两大束缚。第一部分内容教师应考虑如何引导学生入门，从习惯古典概念转而接受量子概念。在讲授这部分内容时要将重点放在“经典”向“量子”的过渡上，引出量子力学与经典力学在研究方法上的显著不同：经典力学是将其研究对象作为连续的不间断的整体对待，而量子力学将其研究对象看成的间断的、不连续的。学生在学习这部分时应仔细“品尝”其中的“滋味”，以便启发自己的思维自然地产生一个飞跃，完成思想的突破。第二、三部分是量子力学学习的重点与难点，并且涉及大量的数学推导，教师应采取适当的教学手段，突出重点，强调难点。在物理学研究中，数学只是用来表达物理思想并在此基础上进行逻辑演算的工具，不能将物理内容淹没在复杂的数学形式当中。通过数学推导才能得到的结论，只需告诉学生，从数学上可以得到这样的结果就可以了，无需将重点放在繁难的数学推导上，否则会使学生本末倒置，忽略了对量子力学思想的理解。这样的教学可以帮助学生突破心理障碍，不会一提量子力学就想到复杂的数学推导，从而产生抵触情绪。成功地突破这两大障碍，是学习量子力学的关键。
3 教学方法的改革
3.1 利用现代技术改进教学手段
传统的板书教学能够形成系统性的知识框架，教师在板书推导的过程中，学生有时间反应和思考，紧跟教师的思路，从而可以详细、循序渐进地吸收所学知识，并培养了良好的思维习惯。但全程板书会导致上课节奏慢，授课内容有限。目前随着高校教学改革的推进，授课学时相继减少，对于传统教学方式来讲，要完成教学任务比较困难。这就要借助现代科技手段进行教学改革，包括多媒体课件的使用和网络教学。但是在量子力学教学中，一些繁杂公式的推导，如果使用多媒体课件，节奏会较快，导致学生目不暇接，来不及做笔记，更来不及思考，不利于讲授内容的消化吸收。鉴于此，对于量子力学课程，教学过程应采用板书和多媒体技术相结合的方式，充分发挥二者的优势，调动学生的学习积极性。
3.2 建设习题库
量子力学课程理论抽象，要深入理解这些理论，在熟练掌握教材基本知识的基础上，需要通过大量习题的演练，循序渐近，才能检验自己理解的程度，真正学好这门课程。因此在教学过程中，强调做习题的重要性。有针对性地根据材料物理专业量子力学的教学大纲和教学内容，参考多本量子力学教材和习题集，利用计算机技术建设量子力学习题库，题型包括选择、填空、证明、简答和计算题等，内容涵盖各知识点，从简到繁、由浅至深。题库操作方便，学生可自行操作，并对所做结果进行实时检查，从而清楚自己掌握本课程的程度。这一方式在近几年的教学中取得了良好的教学效果。
3.3 加强与学生互动，调动学生的学习积极性
教学是一个师生互动的过程，应让学生始终处于主动学习的位置而不是被动的接受。量子力学课程的学习更应积极调动学生的积极性，因此教师应在教学过程中加强与学生的互动。增设课前提问、课后讨论环节，认真批改作业，积极发现学生学习过程中存在的问题，并及时对问题进行深入讲解，解决问题。另外，由于量子力学是建立在一系列基本假定基础之上的，抽象难懂，鉴于学生难接受的情况，在授课时注意理论联系实际，尽可能进行知识的渗透和迁移，将量子力学在实际中的应用穿插于教学之中，丰富教学内容，开拓学生视野，从而调动学生的学习兴趣和积极性。
4 结语
通过近年来教学经验的总结和探索，形成了一套适合材料物理专业量子力学课程教学的方法，该方法教学效果良好。在近几年的研究生入学考试中，学生量子力学课程的成绩优秀，说明采用这样的教学方法是成功的。
资助项目：武汉工程大学2010年校级教学研究项目（X201037）
量子学习法范文第3篇
一、跳高
第一种方法：把小垫子对折成A字的形状，并按照一定的距离摆放，摆放时要依次错开，成斜线放开，以全练习者侧面助跑跨越斜向A型垫，这是跨越式跳高中练习助跑起跳和两腿依次过杆的动作。接下来，再把一块或几块垫子重叠放，增加高度，提高难度，让学生跨过一定的横杆练习。
第二种方法：把小垫子展开，将一端用绳子吊起，悬挂在一定高度的篮球架上，并在小垫子上画上刻度，让学生通过助跑在垫子下面跳起摸垫子上面的刻度，这样给学生一种感觉，感觉跳了一定的高度来衡量跨下的高度，提高了学生的学习积极性。
二、跳远
跳远分立定跳远与急行跳远，下面就立定跳远谈一下自己利用小垫子进行教学的体会。大家知道，立定跳远，既可以锻炼学生的下肢力量，也可以锻炼其身体的协调能力。所以，学会立定跳远对于后面的跳远都有很好的帮助。笔者从事多年立定跳远练习，发现利用小垫子来辅助练习可以迅速提高立定跳远的成绩。练习方法如下：
第一种方法，利用小体操垫发展腰腹部力量和上肢力量。腰腹力量和上肢力量都对立定跳远起到关键性的作用，如果力量达不到，其弹性差，就达不到好的成绩。利用小体操垫做腹部的力量练习是立定跳远的好助手，可以做诸如仰卧起坐、仰卧两头起、仰卧举腿、俯卧撑等发展腰腹部和上肢力量的练习，而且很安全。通过这些练习，上肢的摆臂和收腹举腿的能力都得到了增强，提高立定跳远成绩就很容易了。
第二种方法，利用小体操垫发展腿部力量。腿部力量是决定立定跳远的关键因素，如何提高腿部力量和爆发力就尤为重要。利用小体操垫来发展腿部力量和爆发力就很安全有效。具体方法一：用10张小体操垫折叠平放，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生单脚或双脚依次连续跳过，每人4组。方法二：用10张小体操垫折叠成倒“v”字型立放，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生单脚或双脚依次连续跳过，每人4组。方法三：用10张小体操垫展开平放，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生单脚或双脚依次连续跳过，每人4组。方法四：用10张小体操垫展开平放加折叠组合成5组垫子，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生依次连续蛙跳跳过，每人4组。方法五：用10张小体操垫展开平放加折叠成倒“v”字型立放组合成5组垫子，每组垫子之间间隔50～80厘米。学生依次连续蛙跳过，每人4组。
第三种方法，是利用小体操垫发展踝关节力量。踝关节力量是立定跳远的影响因素之一。提高踝关节的力量可以有助于学生的起跳瞪地，从而提高立定跳远的成绩。具体方法：小体操垫平放，间隔50厘米，学生依次快速跑过或跨跳，以及后瞪跑来发展踝关节力量，从而安全有效地提高立定跳远的成绩。
通过上述的几种方法练习后，可以有效安全地提高学生在立定跳远时的蹬地摆臂收腹举腿动作，从而大大地提高立定跳远的成绩。
三、跨栏
对于初学跨栏，有些学生可能会出现心理障碍，总是觉得栏架会把自己拦倒，所以不敢去尝试，而且在练习时为了防止自己会被拌倒，就会有意识地提高跨的高度，这样就成了跳栏，跨栏动作走形，形成错误的动作。如果利用小垫子可以解决这样的问题，把小垫子对折成A型间隔一定距离摆放，进行连续性的跨越练习。这样，学生心理就不会产生恐惧，从而很好地学习跨栏。
四、短跑
第一种方法，把体操垫对折起来平放于地面，每垫之间有20cm的间隔，可摆放8到10个，练习者从间隙中做高抬腿快速跑，可以固定学生的步幅，对于培养节奏感有一定的显著效果。
第二种方法，提高步幅的练习。把体操垫打开平放于地面，垫与垫根据实际情况有一定的间隔，练习者从垫子间隙中跑过，进行跑格练习，久之就会形成一定的步幅。
第三种方法，提高加速能力的练习。把小垫子对折立放10个，间隔40～50cm，后面放10个，间隔为50～60cm，前面的10个垫子可以让学生团身跳练习，后面10个垫子练习高抬腿快速跑，后接20m加速跑。做这个练习的时候，要注意团身跳要做到大腿前摆抬平，不要小腿往后屈，半高抬腿时重心应充分前移，两动作都要结合正确有用的摆臂。
五、投掷实心球
量子学习法范文第4篇
心语：杜老师，现在有许多家长“望子成龙”、“望女成凤”心切，但又不知道从何入手来有效地管理孩子的课余时间，于是很多家长对孩子进行了“填鸭式”的硬性教育。然而，功夫费了不少，孩子也尽力配合，而收效却并不理想。你是如何看待这个问题？
杜新林（以下简称“杜”）：许多家长都是在缺少教育经验的情况下，仓促地承担起教育孩子的重担的。他们采取这种“填鸭式”的灌输方式，根本没有考虑到孩子是否能承受如此大的学习压力。要想真正地提高孩子的学习效率，必须采取科学的学习方法。
1、“时间拍卖法”
心语：从你的研究经验来看，孩子学习和休息的时间段应如何科学的划分？
杜：现在，家长往往以小时来规定孩子的学习时间，但孩子的体力和心理承受能力有限，很难耐得住长时间的学习。
虽然1小时和55分钟只不过5分钟之差，但事实上，在孩子的心理上却有很大的不同。这就像百货公司大拍卖时，2000元的东西降价到1900元时，顾客就会感觉价格明显下降，从而产生购买冲动的道理一样。
因此，如果1小时的学习时间孩子不肯“买账”，那么家长就可以做“降价”处理，改成55分钟。表面看来似乎“便宜”了很多，但易于让孩子接受。
2、约斯特记忆法则
心语：现在孩子的学习科目增多了，那各科目的学习时间应如何安排？
杜：先举个例子：假如一门课程需要学习5个小时，1天用5小时的“集中学习”和分成5天完成的“分散学习”相比，一般来说，“分散学习”的效果更好。这就如同人的一日三餐，读书也不能一次全部读完，只有循序渐进，融入理解、消化的时间，学习成绩才能得到有效提高。
美国心理学家约斯特曾经做过一次对所学的东西能记忆多少的实验，得出了著名的“约斯特法则”，即在学习某一科目时，与其连续强记，不如休息以后再记，这样可有效地避免记忆内容的重复和混淆。这个法则充分印证了“分散学习”的好处。
此外，家长在为孩子拟定学习计划时，与其以一小时为单位，还不如以二十分钟为单位。这样可以把孩子的学习时间“化整为零”，反复强化记忆。同时，把各科目的学习时间穿插开，提高孩子学习的积极性。
3、“心理除法”
心语：听说你有一种叫做“心理除法”的教育方法？
杜：由于孩子年龄越小对长期发展目标的意识越淡薄，所以当家长为孩子制定学习进度，尤其是给低年级孩子定“任务”时，应以具体的、眼前的目标为主。
假如家长给孩子规定一个月要完成300道练习题，家长最好将任务量平均分摊到每一天，也就是一天只写十道练习题。这样操作对孩子来说，就显得比较轻松，且更容易完成了。
家长在与孩子沟通时，要多从孩子所处的立场思考问题的解决办法，以便消除孩子学习上沉重的压力感，积极提高学习的质量。
心语：实际上，这种“心理除法”对成人来说也是非常适用的。
4、妙用“中间时间”
心语：现在孩子每天的作业量很多，孩子如何在保证正常休息的情况下，安排好学习呢？
杜：孩子在学习过程中要保持一种紧张的学习状态，在一定时间内达成某种成果，仍是相当困难的。例如，家长可能把孩子做功课的结束时间定在4点钟或7点钟，但这对一个自律性不强的孩子来说，只是一个“大约时间”。因此，他难免会马虎对待，无法保质保量地完成。
但是，如果把做功课的时间定为3点15分或6点50分这样的“中间时间”，那么对结束时间的意识便会鲜明起来，从而促使孩子在“有效时间”内充分保持紧张的学习状态，减少应付了事情况出现的几率。
其实，这种以“中间时间”代替完整时段的方法，在成人工作中对提高效率起到了明显的收效。所以为人父母者，不妨也借鉴借鉴现代管理学上的先进方法。
此外，值得注意的一点是，贪玩孩子的自制力比较差，如果单纯用时间作为衡量学习效率的手段，收效并不显著。所以，家长可以转变教育方式，把指定 “读书的时间”改成 “读书的量”。指定的学习量将使孩子把注意力转向这一定的 “量”上，反而能淡化“时间”的概念。这么一来，孩子便从必须忍耐时间的消极态度，转变成为赶快完成作业的积极态度上来，获得更多的学习效果。
5、具体目标“上好佳”
心语：有些家长在指导孩子做功课的时候，常常采取故意模糊学习量的方法。譬如，他们会说“到9点钟为止，能做多少尽量做多少。”你认为这种方法是否得当？杜：家长这么做，除了考虑到不愿意勉强、加重孩子的学习负担之外，还暗自期许孩子能超过他们规定的学习量。但是这种方法，实际上对孩子学习效率的提高并没起到本质上的作用。比如，我们在做某项工作时，工作的目标越具体，越容易按时完成工作任务。而家长口中的“尽量多做”，对任务量规定不明确，易于导致学习量的“缩水”。
心语：我明白了，如果家长想提高孩子学习的效率，最好还是给孩子拟定以时间、数量、质量为基准的具体的学习目标。
6、学习效率的时间差
心语：人们常说“一日之计在于晨”，孩子如何利用早晨宝贵的时间呢？
杜：人类在一天里，为了记忆各种事情，学习的内容常常与其他记忆相互重叠，而记忆的痕迹要在头脑里固定，却需要一定的时间。一次记忆的内容，如果完全不复习，则往后记忆的内容会一一消失，致使大脑几乎不会留下任何的记忆痕迹。
一般来说，在八、九个小时以内，把一次记忆的事情再度复习，才会记得住。因此孩子前一个晚上所学的功课，在第二天早晨，花上10分钟复习一次，是非常重要的。尤其是做完功课后立即睡觉，由于没有其他事情需要记忆，记忆的痕迹不会混乱，所以比较容易产生记忆的再生。因此，在早晨上学以前，家长最好给孩子留出10分钟让其回顾前天晚上所学的知识，这将事半功倍。
家长常常让孩子在课余时间分秒必争，常挂在嘴边的话就是“去做功课”，而且吃饭前使用的频率最高。他们似乎都不明白，饭前饭后的一小时其实是一天中效率最低的时候。
从生理学上来说，吃饱饭后，全身的活动能量都集中在消化器官，脑部活动相对迟缓；而空肚子的时候，身体能量很小，大脑得不到足够的氧气和养分供给。因此，吃饭前后一小时，大脑的思考能力较差。
虽然常常有人说“珍惜吃饭的时间”，但实际上此时即使让孩子读书，效率也很低。建议家长在吃饭前后，多让孩子做好充分的休息，养精蓄锐，这才是提高学习效率的上策。
7、“即时确认法”
心语：小时候，学校一考完试，我心里就记挂着不知道自己的答案对不对，于是一回到家，立刻翻出教科书和参考书来查个究竟。但我不知道为什么这个时候记忆的知识很牢固呢？
杜：在学习理论上，这种所谓的“即时确认法”，正被许多教育场所关注和研究。刚一考完试时，学生对考题的关心度和动机最强，记忆力往往很集中。
孩子在自学过程中，?家长可以通过小测验来检验孩子的学习效果，并让孩子考完后对错误之处进行“即时确认”，这样只需要很短的时间，就能得到较好的学习效果，同时，也使孩子充分认识到了学习中的漏洞。
量子学习法范文第5篇
关键词： 有督导机器学习； 网络流量识别； LSSVM； 协同量子粒子群优化算法
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）21?0109?04
Network traffic identification system based on supervised machine learning
XING Yufeng， MAO Yanqiong
（School of Humanity and Art， Yunnan College of Business Management， Kunming 650106， China）
Abstract： In the real network environment， a large number of interference noise and outlier samples are existed， which seriously affect on the performance of the least square support vector machine （LSSVM） algorithm. A network traffic identification system combining cooperative quantum particle swarm optimization （CQPSO） algorithm with LSSVM is proposed. The network traffic is divided into 12 types， in which the data of network traffic are collected. The network traffic identification system is conducted with training and performance test by the collected data. To study the performance of the CQPSO?LSSVM based algorithm， the CQPSO?LSSVM based algorithm is compared with the PSO?LSSVM based algorithm. The comparison results show that the CQPSO?LSSVM based algorithm has faster identification speed and better identification accuracy， which can avoid the occurrence that the system is caught in local optimal solution.
Keywords： supervised machine learning； network traffic identification； LSSVM； CQPSO algorithm
0 引 言
随着随着互联网技术的不断发展壮大，不断涌现出各种各样的网络服务和应用类型，这对互联网管理提出了更高的要求，同时网络安全问题日益严重，对网络流量进行实时有效的检测，具有非常重要的意义[1?2]。
传统对网络流量进行分类识别的方式手段主要有：基于端口识别技术的网络流量分类识别方法；基于数据包载荷内容的网络流量分类识别方法。传统网络流量分类识别方法虽然具有算法简单、效率高等优点，但是由于其自身局限性已经不再适用于当今复杂多样互联网服务类型和应用。
现在应用比较广泛的网络流量分类识别方法主要有：基于统计特征的网络流量分类识别方法；基于有督导机器学习的网络流量分类识别方法；基于无督导机器学习的网络流量分类识别方法。有督导机器学习算法又分为基于贝叶斯算法、基于决策树算法和基于支持向量机算法以及基于神经网络算法等；无督导机器学习算法又分为基于模型方法、基于密度方法以及基于划分方法等[3?6]。
1 网络流量识别系统
1.1 网络流量分类
近年来，P2P技术已经得到了非常广泛的应用，P2P应用类型也随着其服务类型的增长而增长，因此，过去文献在对网络流量识别进行研究时，通常将网络流量类型分为10个类型。本文根据P2P服务类型将三种常用应用类型分别考虑，即分为P2P文件共享、音视频以及即时通信应用服务。因此，本文对网络流量类型划分为12个类型，如表1所示[7]。
1.2 基于机器学习的网络流量识别分类方法
机器学习方法已经得了非常成熟广泛的发展，将机器学习应用于网络流量识别技术，能够有效提高网络流量识别系统的识别率以及识别速度。机器学习通常分为两种，即有督导机器学习和无督导机器学习。相比无督导机器学习来说，基于有督导机器学习的网络流量识别系统具有更好的识别性能。
基于有督导机器学习的网络流量分类识别方法一般通过大规模已知类别的网络流量会话流样本数据对识别系统进行训练，使得系统具有较强的泛化能力。基于有督导机器学习的网络流量识别分类训练过程如图1所示[8]。
图1 基于有督导机器学习的网络流量识别分类训练过程
基于有督导机器学习的网络流量分类识别方法种类繁多。其中最小二乘支持向量机法因其具有较好的鲁棒性和实用性能，得了比较广泛的应用。最小二乘支持向量机法综合了神经网络和支持向量机两种算法的优点，摒弃了支持向量机训练过程复杂、效率低以及神经网络需要大数据样本的缺点。因此最小二乘支持向量机法不仅具有较快的训练速度，而且具有较强的泛化能力[9]。
但是由于真实网络环境中，存在大量干扰噪声和野值样本等，严重影响了最小二乘支持向量机算法的性能；因此本文提出一种结合协同量子粒子群优化算法和最小二乘支持向量机的网络流量识别系统。
2 协同量子粒子群算法
2.1 量子粒子群算法
设粒子群中有[N]个粒子，其中：第[i]个粒子的位置[xi=xi1，xi2，…，xiD；]第[i]个粒子的速度[vi=vi1，vi2，…，viD；]第[i]个粒子的历史最优位置[pi=pi1，pi2，…，piD；]整个粒子群体的历史最优位置是2.2.1 协同搜索策略
协同搜索策略的核心思想是，将整个种群分解成多个子群，整个种群使用的是对一个种群进行搜索的策略，而将整个种群分解成多个子群后，能够成功削弱种群的多样性在迭代后期降低而产生的早熟问题[11]。
2.2.2 粒子的学习行为
式中：[lcmax]和[lcmin]是学习参数的最大和最小值；[a]是不小于0的常数。
协同量子粒子群算法（简称CQPSO），就是使用上面描述的协同搜索策略的QPSO算法。
2.3 CQPSO?LSSVM的网络流量识别步骤
步骤1：对网络流量数据进行采集，对数据进行处理后，得到网络流量特征向量。
步骤2：随机得到[N]个粒子的位置[Xi，]对各个粒子的适应值[fXi]进行计算。
步骤3：将粒子群分成[s]个子群，计算每一个子群适应值的最优粒子序号：[k=argmin1≤i≤NsfXsi]，那么各个子群的最优解为：[pgs=Xsk；][k=argmin1≤i≤sfpgi，][pgpop=pgk，]由基因比率[Rgene]选出子群中适应值最优的粒子来组建种群基因库。
步骤4：对收缩扩张系数[βt、]子群的[βti1≤i≤s]以及[lc]进行计算，[qi]取决于[lc]与[lrand]关系。
步骤5：对粒子的适应值、子群的[pi、]子群的[pg]以及种群最优解[pgpop]进行更新。
步骤6：当到达进化的周期后，依据[Rdead]淘汰子群中劣质粒子，更新种群的基因库。
步骤7：重复步骤4到步骤6，直到迭代完成。
步骤8：求解[pgpop，]得到网络流量识别的最优特征子集。
步骤9：使用步骤8得到的网络流量识别的最优特征子集建立网络流量识别模型[12]。
3 实验分析
3.1 实验数据采集
使用基于Libsvm软件包的C#程序对网络流量数据进行采集，使用Matlab软件构建基于PSO?LSSVM、QPSO?LSSVM和CQPSO?LSSVM算法的网络流量识别模型，对采集的数据进行处理。
将采集到的数据分为两组：一组用于对基于三种算法的网络流量识别模型进行训练；另一组数据测试训练后的基于三种算法的网络流量识别模型的识别性能。
3.2 网络流量分类方法性能评价标准
针对网络流量识别方法的评价标准，人们通常使用反馈率（recall）、准确率（precision）评估识别方法性能，具体表示为：
[recall=TPTP+FN×100%] （12）
[precision=TPTP+FP×100%] （13）
式中：TP（True Positive）是被系统正确识别的类型A的样本数量；FN（False Negative）是未被系统正确识别的类型A的样本数量；FP（False Positive）是被系统误认为是类型A的样本数量。
3.3 网络流量识别流程
基于本文提出的CQPSO?LSSVM网络流量识别流程如图2所示[13]。
图2 网络流量识别流程
为了研究本文提出的CQPSO算法的优化性能，使用QPSO作对比实验。设定粒子群个数为20，子群的规模是5，收缩扩张系数[β]随着迭代次数线性下降，由1.0降至0.5。得到两种算法在Rosenbrock函数和Ackley函数这两个测试函数下的性能对比如图3所示。可以看出，CQPSO算法比QPSO算法具有更快的收敛速度和收敛精度，具有更好的稳定性能[14]。
3.4 实验结果分析
使用本文提出的CQPSO?LSSVM识别算法对实验数据进行识别后，得到表1中各种网络服务类型与应用的识别准确率和反馈率，见表2。
通过表2的数据可以看出，本文研究的CQPSO?LSSVM识别算法对12种类型网络服务与应用均有较好的识别准确率和反馈率。为了横向比较本文研究算法的性能，使用基于PSO?LSSVM算法和基于QPSO?LSSVM算法的网络流量识别系统对同样的数据进行模型训练和测试，得到了基于三种不同算法的识别系统的识别准确率、反馈率以及识别速度[15?16]。
表2 各个网络流量类别的准确率与反馈率
[类别＼&应用名称＼&反馈率 /%＼&准确率 /%＼&WWW＼&HTTP＼&94.9＼&95.7＼&P2P文件共享＼&BitTorrent＼&92.9＼&93.6＼&P2P音频视频＼&PPlive＼&90.1＼&91.2＼&P2P即时通信＼&QQ＼&92.3＼&92.1＼&ATTACK＼&Virus＼&97.6＼&98.1＼&GAMES＼&Half?life＼&95.2＼&96.9＼&MULTIMEDIA＼&Real media player＼&86.2＼&86.8＼&INTERACTIVE＼&Telnet＼&90.7＼&88.8＼&DATABASE＼&SqLnet＼&94.8＼&95.1＼&BULK＼&FTP＼&92.5＼&90.9＼&SERVICES＼&DNS＼&92.6＼&93.9＼&MAIL＼&Stmp＼&98.3＼&97.2＼&]
图3 CPSO与CQPSO算法性能对比
CQPSO?LSSVM识别算法的平均识别准确率达到了93.36%，比QPSO?LSSVM算法的平均识别准确率高出5.28%，比PSO?LSSVM算法的平均识别准确率高出10.3%，CQPSO?LSSVM识别算法的平均识别反馈率达到了93.18%，比QPSO?LSSVM算法的平均识别反馈率高出4.32%，比PSO?LSSVM算法的平均识别反馈率高出9.37%。可以说明，相比粒子群优化算法来说，量子粒子群优化算法能够得到更优良的特征子集，因此得到了更好的流量识别效果。另外由于CQPSO?LSSVM识别算法使用了协同策略，因此避免出现陷入局部最优解的情况发生，因此加快了算法收敛速率，提高了识别准确率[17?18]。
4 结 论
与传统网络流量分类方法不同，本文将P2P应用分为三类，即P2P文件共享、P2P音视频以及P2P即时通信服务，因此本文将网络流量类型划分为12个类别进行研究。
将CQPSO算法和QPSO算法在Rosenbrock函数和Ackley函数这两个测试函数下进行性能测试，结果表明，CQPSO算法比QPSO算法具有更快的收敛速度和收敛精度，具有更好的稳定性能。
将本文提出的基于CQPSO?LSSVM算法与基于PSO?LSSVM算法和基于QPSO?LSSVM算法在相同网络环境下，使用相同数据进行性能测试对比。结果表明基于CQPSO?LSSVM算法具有更快的识别速度以及更好的识别准确率，避免了出现陷入局部最优解的情况发生。
参考文献
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量子学习法范文第6篇
关键词： 学习状态 评价体系 构建
国外对于学习状态的研究比较少，在针对“learning state”的研究方面，也多侧重于远程学习。国内从20世纪80年代起就开始了对学习状态的研究，大部分研究对象为中、小学生，主要强调的是如何控制课堂。进入21世纪，研究对象开始扩展到大学生，研究方法和研究内容上都具有一定的相似性，基本是通过问卷分析，找出研究对象在学习状态方面存在的问题，提出相关的解决措施和办法[1-3]。通过对文献的梳理和分析发现，学者们习惯针对具体问题提出具体解决办法，忽略了理论的基础性研究，而大学生学习状态评价体系的构建研究更是空白。
一、学习状态影响因子的确定
学习状态是指学生在学习过程和结果方面所表现出来的注意状态、情绪状态、动机状态等的总和[4]。基于班杜拉的社会学习理论，学习活动是个十分复杂的过程，其所提出的“三元交互决定论”强调在社会学习过程中行为、个体和环境三者的交互作用。根据“三元交互决定论”，将大学生学习状态的影响因子分为个人情感因素，教师行为因素、学生行为因素及学习环境因素，并列出这四个影响因素的具体影响指标。通过德尔菲法咨询专家意见，最终确定了31项具体的影响因子，分别是：（1）个人情感因素：学习动力、明确的学习目标、对专业的认可度、课程设置的认可度、对课程的兴趣、学习的勤奋程度、父母对你的期待与要求、家庭的幸福程度、人际关系状况;（2）教师行为因素：教师语言表达、教学内容安排、教师备课情况、课堂组织状况、教师的情感状态、教师的个人魅力、教学手段、对作业/课外学习的指导;（3）学生行为因素：制订学习计划、课前预习、课堂参与性、课后知识总结与巩固、与老师的交流、学习情绪状况、与同学的交流状况;（4）学习环境因素：学校学习气氛、班级学习气氛、课堂学习气氛、舍友对学习的态度、课堂秩序、学习成绩的奖励措施、学习场地的卫生状况。
二、学习状态评价指标的确定
借鉴李克特量表对大学生学习状态的31个测量因子进行量化，7表示非常重要，1表示非常不重要，从7到1重要程度逐渐降低，据此设计问卷对九江学院大学生进行问卷调查。本次调查共发放问卷260份，回收问卷243份，其中有效问卷229份，回收率93.5%，有效回收率88.1%。课题组将229份有效问卷输入Spss软件，对所得数据进行因子分析。
首先进行KMO and Bart1ett’s检验和信度检验。结果显示，KMO值为0.910，P值为0.000，分析数据显示十分适合做因子分析，信度系数为0.9以上，表示问卷对于大学生学习状态的统计结果是可信赖的。在做因子分析时，提取因子的主要依据以下两点：一是Eigenvalue（特征值）大于1，二是累积解释总变异尽量不小于60%。由表1可知，可以提取6个因子，且其累计的解释方差为61.625%。
表1 解释的总方差
为了更好地解释各个因子，对初始的因子载荷矩阵进行正交旋转，对旋转成分矩阵中的载荷近似值小于0.5的公因子予以剔除，可以得出@6个公因子下各具体评价指标，即评价体系的二级指标。根据二级指标内容命名6个公因子，具体内容如下：（1）学习情感状态：学习动力（0.716）、学习目标（0.711）、课堂参与性（0.659）、课后知识总结与巩固（0.659）、与老师的交流（0.626）、学习情绪状况（0.624）、对专业的认可度（0.605）、学习的勤奋程度（0.603）、与同学的交流（0.588）、课程设置的认可度（0.530）、对课程的兴趣（0.526）;（2）学习氛围情况：学校学习气氛（0.798）、班级学习气氛（0.791）、课堂气氛（0.777）、舍友对学习的态度（0.731）、课堂秩序（0.530）;（3）教师教学状况：教师语言表达（0.790）、教学内容安排（0.728）、教师备课情况（0.630）、课堂组织状况（0.611）、教师的情感状态（0.588）、教师的个人魅力（0.524）、教学手段（0.497）;（4）家庭与人际关系状况：家庭的幸福程度（0.779）、父母对你的期待与要求（0.694）、人际关系状况（0.541）;（5）学习准备状况：制订学习计划（0.702）、课前预习（0.667）、对作业/课外学习的指导（0.597）;（6）学习支持条件：学习成绩的奖励措施（0.806）、学习场地的卫生状况（0.531）。
三、确定指标权重建立评价体系
确定了评价体系的指标，还需要确定指标权重，才能建立完整的评价体系。因子载荷的贡献率可以反映各因子相对总体的重要性程度，因此，采用因子载荷贡献率的比重和因子得分系数的归一化处理来计算各个指标的权重。
评价体系的一级指标由提取的6个公因子组成，表1中旋转后的解释方差表示各因子对目标的贡献程度，对这6个同一纬度的影响因子的方差进行方差贡献率，进行标准化和归一化处理即可获得各一级指标的权重。计算公式如下：
A■=α■/∑■■α■
其中A■是指各一级指标相对于评价目标的权重值，a■是A■的因子方差贡献率的标准化值，即旋转后的解释方差。通过公式所求的各一级指标权重如下：学习情感状态（0.291）;学习氛围情况（0.202）;教师教学状况（0.184）;家庭与人际关系状况（0.126）;学习准备状况（0.113）;学习支持条件（0.084）。
二级指标是提取的公因子所包含的具体的影响因子。根据因子分析法的基本原理，因子得分系数矩阵是在因子分析过程中通过数学变换而得到的，该系数矩阵可以将主因子表示为其所包含的各个变量的线性组合。因此，根据因子得分系数矩阵可以建立起各个主因子与其所包含的各变量的线性回归方程，而回归方程中自变量的回归系数，即因子得分系数，反映了自变量的变化对因变量的影响程度，故而，将回归系数标准化后进行归一化处理，就可以得到各自变量在其主因子上的权重值。计算公式如下：
B■=β■/∑β■
其中B■是指各二级指标相对于一级指标的权重值，β■是表2中所显示的是标准化之后的因子的得分系数。
经过以上计算可以得到各级指标的权重值，结合之前得出的评价指标体系，可以构建出完整的大学生学习状态的评价体系，如表2所示：
表2 大学生学习状态评价体系
四、总结与讨论
本研究采用调查问卷和因子分析法定量化地构建了高校科研质量评价指标体系。指标体系分2个层级，一级指标包含6个指标，二级指标包含31个指标。在最后建立的评价体系中不难发现，对于大学生的学习状态，学生的学习情感状态影响最为深刻，说明教师在日常教学中要时刻关注学生的情感状态，强化学生的学习动力，提高学习兴趣，加深学生对专业课程的认可。同时教师应该维护好课堂秩序，调节课堂气氛，加强对教学的掌控，运用多样化的教学手段，合理安排课程内容，组织好课堂教学，帮助学生制订合理的学习计划，从而保证学生具有良好的学习状态。
参考文献：
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量子学习法范文第7篇
关键词：高中 化学教学 有效衔接 教学方法
中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）02-0157-01
时下，又是一年中考时，众多初中的莘莘学子正在埋头苦学，力争中考考到一所好的高中，从而实现其高考考入名校的梦想。一些学生在这场激烈的战斗中成为赢家，顺利地考入了当地知名的高中，进行进一步的深造；另一些学生未能如愿，只进入了普通高中就读。无论在什么样的学校就读，都要面对三年后的又一次战场厮杀。因此，高中阶段的学习成为学生的又一个分水岭。
如何帮助学生实现从初中到高中学习的衔接，从而为高中三年的学习开一个好头呢？这不仅是学生自己的事情，更是作为各科任课老师值得思考的一个问题。以下便是本人的一点浅显的认识，拿出与大家共享。
本人是一名高中化学任课教师，因此主要谈谈化学教学方面如何帮助学生从初中到高中的过渡。
化学作为一门实验学科，是与学生周围的实际生活息息相关的，初中只开设了一年，学生主要学习了存在于我们周围的一些物质，如：空气、水，初步建立了一些概念，如：混合物、纯净物、化合反应、分解反应、置换反应及复分解反应，还对一些常见的金属进行了学习，如：铁、铜，了解了金属活动顺序表，对它们之间的置换进行了学习。经过了一年的学习，学生已基本掌握化学学科的一些基本知识，但这仅是皮毛，真正的化学学习应当是从高中开始的，如果说初中学习是一种文科的学习模式，靠死记硬背的话，高中化学学习就是一种纯理科的学习，知识之间的联系密切，需要进行一定的推导，同时还需记忆一些基本知识。很多学生一到高中，依然沿用之前的学习方法，一下子就觉得适应不了，就是这个原因。
高一为人教版必修模块的学习，分两册，必修1和必修2。进入高中首先学习《从实验学化学》，第一节是几种基本实验方法，介绍了实验室安全注意事项和分离提纯的方法，对于教材的编写者来说，这样安排就是为了消除学生从初中进入高中的不适感，通过实验让他们感觉到既熟悉又陌生的化学世界。笔者以为这样的安排非常好，既算是初中化学的简单小结，又算是高中知识的入门教学。先讲到粗盐的提纯，用到了溶解和蒸发，这些都是学生初中非常熟悉并动手实际操作过的实验，但粗盐的化学提纯（含Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质）就考察到了学生的化学知识功底及周全思考的能力，每加入一种试剂（Na2CO3、NaOH、BaCl2），不仅要除去相应的杂质离子，还不能引入新的杂质，除杂剂的加入就有了先后顺序的要求（三种加入顺序），力争后面加的试剂除去前面新引入的杂质离子，最后还需把物理提纯的方法交叉使用才能达到目的。这也告诉学生一个道理：化学不是一个孤立的学科，要达到一个目的，可能需要多个学科及方法之间的共同协作，而蒸馏和萃取的实验操作也让学生认识到物质物理性质上的差异对分离提纯方法选取的影响。通过蒸馏操作的学习，让学生认识并了解蒸馏的操作仪器和方法，对用两相溶液体的沸点差异来选择分离方法有切身的感受，最好在授课时给学生现场展示或用多媒体播放，增加学生的视野。萃取是高中阶段学习的重要的分离操作方法，高考必考，因此无论是仪器展示还是具体操作都需老师亲力亲为，逐个耐心地介绍给学生，还需巩固所学。如果说第一节的学习还让学生未感觉到高中化学的难点，进入第二节《物质的量在化学计量中的应用》，也就进入了高中化学的难学之处，很多新上高中的学生也是从此处开始进入了化学学习的痛苦之旅。“物质的量”首先带学生进入了一个抽象世界，把宏观世界可以称量的物质的质量和体积与微观世界的粒子的数目联系在一起，我们用肉眼无法直接观察到这些粒子，由于数目众多，也无法直接去数，因此，就有了阿伏伽德罗常数的引入，帮助学生把这些宏观量和微观量直接连接，虽然表象上只是一两个简单的公式，但却揭示了一个理念：宏观和微观不是完全脱离的两个世界，它们之间也可以通过化学上的物理量联系起来。先夯实学生对物质的量的理解，并使之可以灵活应用于质量和微粒数目之间的转化，再介绍“气体摩尔体积”的概念，从而把气体的体积与物质的量进行联系，最后再介绍物质的量浓度概念，并将其与之前的公式合并，得到最后的关于微粒数目、物质质量、气体体积、溶液物质的量浓度与物质的量之间的关系。此处一定物质的量浓度溶液的配置不仅是对第一节化学实验基本操作的巩固，也是对新学习物质的量与浓度之间关系的印象加深，因此非常有意义。
量子学习法范文第8篇
【关键词】 学习障碍 学习兴趣 词汇 语法 情景交流
《普通高中英语课程标准》要求学生在义务教育阶段，进一步明确英语学习的目的，发展自主学习和合作学习的能力，形成有效的英语学习策略，培养学生的综合运用语言能力，让学生在听、说、读、写较初中阶段有质的飞跃。
多数学生在英语学习方面存在很多的问题和障碍。这些问题和障碍使很多学生的学习过程变得异常的艰难，进步微乎其微。为何很多的学生也曾努力去尝试各种不同的办法希望在英语方面有所进步，仍然没有取得一定的成效呢？我认为主要的原因就在于没有找到正确的学习方法，缺乏耐心和毅力。另外最重要的一个方面就是没有发现在学习中真正的学习阻力是什么，也就是在学习中的主要绊脚石，主要障碍。
1. 学生在英语学习中存在的主要问题
1.1词汇量不足
掌握足够的词汇是成功运用外语的关键，没有词汇就没有能力运用所学的结构和功能意念（张虹，2008）。《初中义务教育教学大纲》要求学生掌握的词汇量不少于600，高中阶段对词汇量的要求进一步的增大，新课程标准对每个级别的词汇学习都做了目标描述和量的规定。
1.2 学生不懂基本的语法规则
在近些年的英语教学中，素质教育要求淡化语法的教学，这一点本是无可厚非的。可是如果一点都不对语法进行讲解的话，学生对基本的语法知识就会一无所知，这对提高学生整体的英语水平会有很大的影响。比如一个含有很多从句的一个句子，学生如果看不出主干结构，就不能理解句子主要的意思，就会把从句的意思理解为句子的主要含义，造成对整个文意的理解出现很大的偏差。从而影响考试成绩，影响英语成绩的提高。因此，在日常的教学过程中，要合理恰当的对学生进行语法方面的教学。比如，很多的学生写作文，造句子不知道英语句式结构的特点，写出的句子，很多都是Chinglish，就是按照汉语学习的思维，去把单词堆砌在一起，造的句子让人看了啼笑皆非。只有掌握基本语法，学生所说的、写的英语才比较规范，他们才不会犯时态、语态、结构等方面的错误。因此，在语法学习方面，教师应告诉学生语法是语言规律的总结，我们应该利用这些规律来指导我们的学习。学英语要多读、多看，可以从简单、短小的文章开始，然后过渡到较难的文章。除学习课本外还可以阅读英文版的报刊杂志。
1.3 英语学习和运用严重脱节
许多的学生从小学就开始接触英语，到了初中就开始英语的语言系统学习，可是很多的学生到了高中毕业还只会说，“Yes， very good.” “I am fine.”等简单的口语，学生把课堂的学习就当成一种很死板的东西，不懂得学习英语的目的是为了交流，就是一种沟通的工具。
2. 解决学生学习中问题的对策
2.1 创造学习环境，鼓励学生大胆运用英语
学习英语的最终目的是为了运用，因此我们应引导学生创造自己的英语学习环境，鼓励他们在课堂内外抓住一切可能的机会进行听、说、读、写、译等方面的交流，大胆实践，并从错误中不断改进学习，监控自己的学习行为。同时， 教师应给学生创造一种敢说、敢想、敢做的开放氛围，并迎合他们的心理特点，以便在教学过程中给学生更多的时间和空间进行尝试和改进。第二，学习英语的过程中，口语不只是天天说就能说出来的，真正听英语听得很多了，对别人怎么说就有了一个感觉，这时候自己再开口说就很容易了，听力和口语是连在一起的，甚至与阅读都会有很重要的关联，任何读、听、说、写都不是孤立的。
2.2 帮助学生掌握学习词汇的正确方法
高中教材，听、说、读写对英语词汇量的要求变大。而很多学生词汇量还停留在初中水平上，因此无论是在平时的练习还是在考试中，很多学生发现在英语的词汇理解上有很多的绊脚石，不能理解句子和文章的意思。最终影响学生整体的学习成绩。针对这些问题，我认为应该从几个方面来解决。
第一，阅读是吸收英语语言材料，增加语言知识，扩大词汇量的最重要的手段；而且阅读能力的提高能为口语能力和写作能力的发展打好基础，也能使学生从英语阅读中认识学习英语的真正意义和价值，体验学习英语的乐趣，树立学好英语的自信心。英语阅读能力只有通过大量的阅读实践才能培养起来。英国语言学家韦斯特指出“通过阅读学会阅读”。因此，教师不仅在课内，也应在课外培养学生地阅读兴趣，使学生能自觉地、愉快地进行大量、广泛、快速地阅读。
第二，要教会学生记忆单词的恰当方法，增加学生的词汇量。有的学生在记忆单词时往往孤立地死记硬背，把每个单词孤立地抄写十几遍，尽管暂时记住但记忆时间不会长久。教师应教给学生学习单词的正确方法应是把单词放在句子和阅读文章中来记忆，整合多个情景，灵活学习词汇，这样才能真正学以致用。
第三，培养学生在阅读中猜测词其义的好习惯。不妨联系上下文让其猜一下要表达的意思，读完后再去查词典，这对培养语言的悟性是很有好处的。学习英语犹如盖房子，英语的句子结构就是框架，单词则是造房子的砖瓦。你虽然备足了砖瓦，但不知怎样建房子的框架是造不成房子的，充其量也只是砖瓦的杂乱堆砌。这就是有的人记住了单词却写不出句子的原因。学习单词不要孤立地去死记硬背，要在句子中、在篇章中学习，要记住单词在句子中是怎么运用的。
2.3 帮助学生掌握正确的学习方法
如果把英语学习变为更自觉的过程，学习内容和方法也应该相应地灵活些。既要培养感性的东西（例如兴趣、语感等），也要有理性的思考，既注重课内也注重课外。学习的路子也不必过于拘泥，情景的、意念的、语法的等方法可以尝试，接触的材料也可以广泛一些。这样学习的效率才会提高。
3. 结束语
总之，提高中学生英语成绩的关键在于教师帮助学生消除学习障碍并适时地予以学法指导。只要我们面对现实，从学生的实际出发，注重加强基础训练，培养学生的学习兴趣，学生的成绩就一定会得到提高。 学好英语最主要的是有主动性，当然方法也是很重要。本文就学英语过渡期有可能出现的问题作了原因分析，并提供了相应的解决方法。
[1] 教育部. 普通高中英语课程标准（实验）[M]. 北京：北京师范大学出版社， 2003.
[2] 张虹. 英语教学词汇浅谈[J]. 中小学英语教学与研究， 2008（06）.
量子学习法范文第9篇
关键词：量子力学；教学探讨；能力提高
1 引言
生产力的发展客观需要，推动人们探索微观世界的奥妙，掐指算来，量子概念的诞生已经超过整整100年。但随着科技日新月异的发展，可以毫不夸张地说，没有量子物理，就没有人们今天的生活方式。量子物理的应用已经渗透到现代化生产的许多方面，如半导体材料与器件，磁性材料与器件，原子能技术、激光技术等等。《量子力学》课程的学习已成为国内高等理工科院校“应用物理”“电子科学与技术”“光信息科学与技术”等专业的必修学科基础课。通过该课程的学习，培养学生辩证唯物主义世界观，独立分析问题和解决问题的科学素养，并为“固体电子导论”“光电子学”等后续课程的学习打下良好的基础。
2 对《量子力学》课程的探讨
《量子力学》涵盖了基础物理、数学物理方法、概率论、线性代数、矩阵等多个学科领域的内容，特别是基本概念、规律与方法与经典物理截然不同，不能凭借我们所熟悉的经典概念去证明。这些现状导致学生在该课程学习中感觉到难度更大。传统的课堂教学容易陷入纯粹的数学推导而忽略物理情景的建立。
种种现象表明，现存的“单纯授课式”教学方式不符合本课程的教学规律，无法实现其预定的教学目标，必须在各方面加以充分改进。目前，国内外对《量子力学》课程的教学方法已经作了大量的尝试和研究，提出了多种教学方法，如开发生动的多媒体课件、课堂分组讨论、模块化教学等。如何让学生在偏微分方程为主线的教学体系中，理解抽象的量子物理基本框架，并激发和保持学生的学习兴趣，是任课教师需要探索和实践的重要课题，值得花力气去研究。此外，随着时代的发展，量子物理所带来的新技术又层出不穷，大量前言研究成果脱颖而出，如量子通信，量子纠缠，量子密码等。如何将这些最近量子应用技术融入到日常课堂教学中，无疑对教师的教学能力、教学方法和综合素质以及学生的课程学习方式等都提出了更高要求。
问题既是学习的起源，也是选择知识的依据，又是掌握知识的手段，因此在教学实践的基础上，可以尝试以“问题导向”作为切入口，将案例教学、视频教学、科研成果等融入《量子力学》的教学过程，克服抽象的物理图景给学生带来的困扰，增强学生利用所学知识解释现实、分析问题、解决问题的能力，培养学生主动思考和实践创新能力，进而提高教学效果。鼓励学生根据自己的兴趣与基础，在教师的指导下进行专题研究，用现有的专业实验室条件，针对课程理论知识带着问题和专业的实践应用问题，在科研实践中加深知识的理解和运用，逐步提高其创新能力。
3 《量子力学》课程问题导向型教学实施建议
3.1 学习状态的调查与分析
量子力学可谓无处不数学，因此需要以无记名答卷调查和课间交谈方式，对学生的之前数学物理知识基础，学习兴趣等进行统计和分析，从而为制定合适的教学计划、选取恰当的教学内容和教学方式打下基础。如果没有对具体问题进行严格的数学推导，就无法真正深刻理解基本原理，量子物理的实际应用也就更无从谈起。课程系统学习之前，教师应该把知识点中可能运用到的数学知识梳理后作为参考资料发给学生，便于学生在平时练习中使用。
3.2 建立“问题为导向的交互式教学模式”
量子学习法范文第10篇
课题1质量守恒定律（1）
【教学目标】
知识与技能：认识质量守恒定律，并能说明化学反应中的质量关系，能应用质量守恒定律解释化学变化中的一些现象。培养学生观察，分析实验和总结归纳能力。
过程与方法：教师讲解，实验演示相结合的组织形式。教师指导，学生合作探究，形成初识，科学探究意识。
情感态度与价值观：通过自己动手探究，培养学生形成研究问题的科学态度，培养辨证唯物主义观点。
【教学重点】认识质量守恒定律
【教学难点】应用质量守恒定律解释化学变化中的一些现象
【教学方法】探究式学习法。
【教学用品】托盘天平、锥形瓶（250ml）、玻璃管、单孔胶塞、气球、白磷、烧杯（100ml）、铁钉、玻璃片、蜡烛、火柴、镁条、石棉网、坩埚钳。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、复习旧知,引入新授：
1、写出铝在氧气中燃烧和高锰酸钾受热分解的文字表达式。
2、问题提出：
反应物的质量同生成物的质量之间有没有关系？如果有会是怎样的关系？
二、活动与探究
实验方案
在250ml锥形瓶底部铺层细沙，放在一火柴头大的白磷，在橡皮塞上插一玻璃管，在其上端系一个小气球（使下端能与白磷接触）称量。将玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速将橡皮塞盖好，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后，称量。
在100ml烧杯中加入30mlCuSO4溶液，将几根铁钉同时放在硫酸铜烧杯旁边一起称量。将铁钉放入CuSO4中观察至不变色，称量。
实验现象
反应前质量
反应后质量
3、分析讨论得出结论：
（1）归纳小结：质量守恒定律。
概念：
理解：
（2）情景与讨论：
情景⑴：取一支蜡烛粘在一块玻璃片上，将玻璃片和蜡烛一起称量，点燃蜡烛，天平会发生什么变化？
情景⑵：取一根用砂纸磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起称量。在石棉网上将镁条点燃，将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，观察反应现象并比较反应前后质量。
4、讨论与交流：
⑴上面两个实验的结果与你实验前的预测相同吗？为什么会出现这样的实验结果？
⑵对于前面方案一中的实验，如果玻璃管上端没有系小气球，将会出现什么结果？
⑶如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，会出现什么实验结果？
⑷以碳在氧气中燃烧生成二氧化碳为例，从化学反应中分子、原子的变化情况说明化学反应必定符合质量守恒定律。
四、反思与小结
通过这节课的学习，我的收获和体会是
五、板书设计
一、活动与探究
实验方案
在250ml锥形瓶底部铺层细沙，放在一火柴头大的白磷，在橡皮塞上插一玻璃管，在其上端系一个小气球（使下端能与白磷接触）称量。将玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速将橡皮塞盖好，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后，称量。
在100ml烧杯中加入30mlCuSO4溶液，将几根铁钉同时放在硫酸铜烧杯旁边一起称量。将铁钉放入CuSO4中观察至不变色，称量。
实验现象
反应前质量
反应后质量
二、质量守恒定律
【教学后记】
第五单元化学方程式
课题1质量守恒定律（2）
【教学目标】
知识与技能:了解化学方程式的意义,并能正确书写简单化学方程式。
过程与方法：对化学方程式教学，教师通过互动性教学组织形式，引导学生逐步深入思考化学方程式的意义，讨论总结化学方程式的读法。
情感、态度与价值观：通过理解化学方程式的意义，培养科学态度。
【教学重点】了解化学方程式的意义,并能正确书写简单化学方程式
【教学难点】通过理解化学方程式的意义，培养科学态度
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、、知识回顾：
1、质量守恒定律的内容及遵守质量守恒的原因。、
2、用文字描述碳在氧气中燃烧的文字表达式。
3、我们知道用化学式来表示物质的组成不仅书写方便，而且从化学式还可以知道物质的内部构成。那么物质之间发生的化学反应是否也可以用一种式子来表示呢？
二、引入新授
1、化学方程式：
⑴定义：
⑵化学方程式的读法
以C+O2CO2为例
宏观：碳和氧气在点燃的条件下生成了二氧化碳。
微观：一个碳原子和一个氧分子生成了一个二氧化碳分子。
质量：每12份质量的碳和32份质量的氧气生成了44份质量的二氧化碳。
⑶化学方程式意义（与读法一致）
2、化学方程式提供的信息
⑴讨论：从物质种类、质量和反应条件等方面考虑，下列反应的化学方程式能提供给你哪些信息？
CuO+H2Cu+H2O
Mg+CuOMg+Cu
反应物
生成物
反应条件
反应物、生成物粒子比
生成物、反应物质量比
质量守恒
⑵归纳：化学方程式提供的信息
三、课堂练习
1、蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳和水，根据质量守恒定律可知，该物质的组成中一定含有元素。
2、根据质量守恒定律，在A2+3B====2C中，C的化学式用A、B表示是（）
A、AB2B、AB3C、A2B3D、A3B2
四、课外练习：点拨P137
五、反思与体会：通过这节课学习，我的收获和体会
六、板书设计
一、化学方程式
1、定义：
2、化学方程式的读法
以C+O2CO2为例
宏观：碳和氧气在点燃的条件下生成了二氧化碳。
微观：一个碳原子和一个氧分子生成了一个二氧化碳分子。
质量：每12份质量的碳和32份质量的氧气生成了44份质量的二氧化碳。
⑶化学方程式意义（与读法一致）
二、化学方程式提供的信息
从物质种类、质量和反应条件等方面考虑，下列反应的化学方程式能提供给你哪些信息？
CuO+H2Cu+H2O
Mg+CuOMg+Cu
反应物
生成物
反应条件
【教学后记】
课题2如何正确书写化学方程式
【教学目标】
知识与技能：理解化学方程式的书写原则，掌握化学方程式的书写步骤，以及简单化学方程式的配平。
过程与方法：以师生互动为课堂主要的教学形式，教师引导学生分析，学生练习与讨论相结合。
情感态度与价值观：通过化学方程式的教学，培养学生唯物主义观点和实事求是的科学态度。
【教学重点】化学方程式的书写步骤
【教学难点】简单化学方程式的配平
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、回顾旧知识、创设情景：
1、物质发生化学反应时遵循质量守恒原因是什么？
2、引入：写出木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的化学方程式，并分析等号两边原子种类与数目的关系。
二、进入新授
1、阅读教材P95第三自然段-P96，了解化学方程式配平的目的。
2、书写化学方程式的原则
⑴
⑵
4、书写化学方程式的步骤：⑴写⑵配⑶标⑷等
5、结合实际讨论化学方程式的配平方法（目的：使等号两边的和相等）
⑴最小公倍数法：（氧两边各出现一次）
阅读教材P95-96学习配平氢气与氧气反应生成水的化学方程式
练习：
Al+Fe3O4Al2O3+Fe
⑵奇数配偶数的方法（左右氧出现多少次）
例：CH4+2O2——H2O+CO2
练习：FeS2+O2——Fe2O3+SO2
KClO3——KCl+O2
⑶定“1”法：以化学反应中组成最复杂的物质的化学式系数定为1，再配平其它物质的系数（化学式复杂或有机物燃烧）
例：KMnO4——K2MnO4+MnO2+O2
练习：C3H8+O2——CO2+H2O
CO+Fe3O4——Fe+CO2
H2+Fe3O4——Fe+H2O
三、课堂练习：教材上P98习题
四、反思与体会：通过这节课的学习，我知道了
五、板书设计
1、化学方程式配平的目的。
2、书写化学方程式的原则
⑴
⑵
4、书写化学方程式的步骤：⑴写⑵配⑶标⑷等
5、结合实际讨论化学方程式的配平方法（目的：使等号两边的和相等）
⑴最小公倍数法：（氧两边各出现一次）
⑵奇数配偶数的方法（左右氧出现多少次）
⑶定“1”法：以化学反应中组成最复杂的物质的化学式系数定为1，再配平其它物质的系数
【教学后记】
课题3利用化学方程式的简单计算
【教学目标】
知识与技能：在掌握与正确书写化学方程式的基础上，进行简单计算。
过程与方法：在熟悉、理解方程式涵义的基础上进行。首先要把握化学方程式计算的步骤与方法，并依据它进行规范化、准确性地练习，以便更好地掌握。
情感态度与价值观：认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
【教学重点】在掌握与正确书写化学方程式的基础上，进行简单计算
【教学难点】综合计算
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、知识回顾：
配平下列化学方程式，并计算出各种物质之间的质量比。
⑴KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2
⑵CaCO3—CaO+CO2
二、引入新授：
研究物质间的化学变化常涉及量的计算，而化学方程式正体现了反应物和生成物之间的质量比。我们可以利用化学方程式来计算取一定量的原料最多可生产出多少产品？制取一点量的产品最少需要多少原料？
三、新授：
1、例1：加热分解31.6g高锰酸钾，可以得到多少g氧气？
2、归纳解题步骤：
3、例2：工业上，高温煅烧石灰石（CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳，如果制取10吨氧化钙，要碳酸钙多少吨？
四、巩固练习
教材P100习题
五、收获和体会
解题步骤：
（1）设未知数
（2）写出正确的化学方程式
（3）列出已知和待求的量在相应的物质下面
（4）列比例式，求解
（5）简要作答
【教学后记】
第五单元整理与小结
【教学目标】
知识目标：1、通过复习使学生掌握质量守恒定律及其应用；2、使学生巩固化学方程式的书写方法及原则。
能力目标：通过复习培养学生综合计算的能力。
【教学重点】化学方程式的书写方法及原则
【教学难点】学生综合计算的能力培养
【教学方法】分组练习法
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、知识的归纳与整理
1、物质的分类
下列物质⑴铁⑵高锰酸钾⑶水⑷碳⑸氮气⑹氧化汞⑺食盐水⑻汞⑼海水⑽空气⑾冰水混合物⑿氯酸钾⒀氧气⒁氦气⒂氧化镁
(填序号)属于混合物的有:属于化合物的有:
属于单质的有:属于氧化物的有:
2、化学符号
元素符号⑴表示一种元素⑵表示一个原子⑶金属、稀有气体、固体非金属可表示单质
化学式⑴表示一种物质⑵表示组成的元素(宏观)
⑶表示组成的元素⑷表示一个分子的构成(微观)
化学符号前加上适当数字后,通常只具有微观意义
例H2O⑴表示水⑵表示水由氢氧两种元素组成
⑶表示一个水分子⑷表示每个水分子有两个氢原子和一个氧原子构成
练习:1）2000年国家药管局紧急告戒患者,立即停用含PPA(化学式为C9H4NO)的感冒药,关于PPA的下列说法正确的是()
A、它的一个分子里含有20个原子B、它由四种元素组成
C、它是一种氧化物D、它是一种化合物
2）维生素C(化学式C6H8O6)主要存在于蔬菜、水果中,它能促进人体生长发育,增强人体对疾病的抵抗力.下列关于维生素C的说法错误的是()
A、维生素C是由6个碳元素、8个氢元素、6个氧元素组成
B、维生素C分子是由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成
C、保持维生素C化学性质的最小粒子是维生素C分子
D、青少年应多吃蔬菜、水果,切E、忌偏食
3）下列符号既能表示一种元素,又能表示一个原子,还能表示一种物质的是()
A、HB、ClC、HeD、CO
4）指出下列符号中”2”的含义
⑴2H⑵H2⑶2H2O(两个2都需解释)
5）用于火炬接力的丁烷(C4H10)(打火机内液体)乳酸C3H6O
鲨鱼体内有抗癌作用的”角鲨烯”(C30H50)葡萄糖C6H12O6
“脑黄金”不饱和脂肪酸之一C26H40O2尼古丁C10H14N2
“盖中盖”有效成分为葡萄糖酸钙(C6H11O7)2Ca叶绿素C55H70MgN4O65
3、化学计算
1）相对原子质量=某原子质量/碳12原子质量的12分之一
2）相对原子质量=质子数+中子数
3）原子中:核电荷数=质子数=电子数
4）相对分子质量:各原子的相对原子质量的总和
AxBy的相对分子质量=A的相对原子质量×x+B的相对原子质量×y
5）化合物中元素质量比AxBy中
mA:mB=A的相对原子质量×x:B的相对原子质量×y
6）元素质量分数=某元素的相对原子质量×原子个数/相对分子质量×100%
AxBy中
A%=A的相对原子质量×原子个数/AxBy的相对分子质量×100%
原子个数:X=AxBy的相对分子质量×A的质量分数/A的相对原子质量
7）某元素的质量=化合物的质量×某元素的质量分数
mgAxBy中,mA=mg×A%mB=mg×B%
化合物的质量=某元素的质量÷某元素的质量分数
某元素质量分数=某元素的质量/化合物的质量×100%
练习：
1）镭22688Ra是居里夫人发现的一种有放射性的元素，226为相对原子质量，88为其质子数。则镭元素的中子数与电子数之差为_______。
2）某些商品广告常有“补铁”“补钙”“补锌”等词语，这里的铁、钙、锌是指（）
A分子B原子C元素D无法确定
3）某物质的化学式为HnRO2n+1，它的相对分子质量为m，则R元素的相对原子质量是_______，化合价是________。
4）已知R2SO4的相对分子质量为342，则R（NO3）3的相对分子质量为（）
A154B240C185D213
5）H2、O2、CO2、SO2各一个分子，按质量由小到大的顺序是______________,若各取1g上述气体，则分子数由多到少的顺序是__________________。
6）某种氮的氧化物中，氮元素与氧元素的质量比是7：12，则该氧化物的化学式为__.
7）某药物的相对原子质量是328，在其分子中，C占76.83%，H占9.76%，N占8.54%，O占4.88%。则该药物的化学式为_______________。
8）某化合物A6.2g燃烧后，生成8.8gCO2和5.4gH2O，试通过计算后确定A的化学式。
9）某气体与CO混合气体中，经分析含氧58%，则该气体为（）
ASO2BH2CCO2DNOEO2
10）某不纯的NH4NO3样品，经分析知其中含N36%，则可能混有的杂质是（）
ANH4ClB（NH4）2SO4CCO（NH2）2D无法确定
11）有一不纯的NH4NO3样品，经分析知其中含N30%。则该样品中NH4NO3的质量分数为__________。
12）含碳酸钙（CaCO3）80%的石灰石（其余成分不含钙）中钙元素的质量分数为__________
13）对于SO2和SO3
A、相同质量的SO2和SO3中，硫元素的质量之比为________,氧元素的质量之比为_________,SO2和SO3的分子个数比为_________.
B、若SO2和SO3所含氧元素质量相等，则SO2和SO3的质量之比为________,分子个数比为__________.