基于项目的量子计算入门课程教学:医学影像量子算法案例研究
量子计算引入的抽象概念及反直觉特性,仅通过传统讲授式教学往往难以被学生充分理解。本文论证了如何通过项目式学习(PBL)弥合这一鸿沟:让学生参与结合量子计算与其兴趣领域的跨学科现实任务。基于同类课题实践,该研究团队探究了Harrow-Hassidim-Lloyd(HHL)算法在计算机断层扫描(CT)图像重建中的应用,并与经典代数重建技术(ART)进行性能对比。通过在小规模问题上实施和对比两种方法,研究人员获得了量子算法的实践经验,批判性评估了其局限性,并提升了科技写作与研究能力。实践表明,项目式学习不仅能强化概念理解,更能通过研究、实施与反思推动学生深度参与新兴技术探索。建议在量子计算入门课程中引入类似PBL模块,若要求学生撰写会议格式论文并配备跨学科导师指导,教学效果更佳。此类课程通过跨学科的现实问题,能将抽象理论转化为有意义的学习体验,为学生应对量子技术未来发展做好更充分准备。
