美國國家科學(xué)基金(NSF)對(duì)量子教育的支持方式研究

摘 要 美國政府近年來通過行政命令和預(yù)算調(diào)整，強(qiáng)化了在量子科學(xué)和量子教育方面的投入，了解美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）如何支持量子教育，對(duì)我國應(yīng)對(duì)全球科技競(jìng)爭(zhēng)具有深遠(yuǎn)意義。本研究搜集了目前NSF所有在研的與量子教育相關(guān)的研究項(xiàng)目，對(duì)這些項(xiàng)目的研究內(nèi)容進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，美國的量子教育研究覆蓋了從基礎(chǔ)教育到高等教育的全部學(xué)段，研究重點(diǎn)已從“第一次量子革命”的物理理論教學(xué)轉(zhuǎn)為面向“第二次量子革命”的量子信息實(shí)際應(yīng)用教學(xué)，并特別強(qiáng)調(diào)教育研究與量子信息勞動(dòng)力市場(chǎng)的直接聯(lián)系。

關(guān)鍵詞 量子教育;科研基金;學(xué)科教學(xué)

近年來國際科技領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正日益加劇，而量子科學(xué)正是這場(chǎng)科技競(jìng)賽的主賽道之一。2022年，美國總統(tǒng)拜登簽署了一份國家安全備忘錄以及相關(guān)的行政命令，旨在加強(qiáng)美國在量子科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位[1]。2023年8月，拜登政府進(jìn)一步發(fā)布了新的行政命令，對(duì)美國企業(yè)在量子計(jì)算、先進(jìn)半導(dǎo)體以及人工智能等敏感技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ袊耐顿Y施加了限制[2]。同時(shí)，美國政府還將國家量子倡議咨詢委員會(huì)（National Quantum InitiativeAdvisory Committee）從美國能源部劃至白宮的直接管轄之下，并批準(zhǔn)增加了國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation，NSF）在量子科學(xué)和量子教育方面的預(yù)算支出。

在此背景下，深入了解NSF在量子教育領(lǐng)域如何為研究人員和教育者提供支持變得尤為關(guān)鍵，對(duì)于推動(dòng)我國量子領(lǐng)域教育改革以應(yīng)對(duì)全球科技競(jìng)爭(zhēng)具有重要意義。本研究整理了目前NSF所有在研的與量子物理或量子信息教育相關(guān)的研究項(xiàng)目，并對(duì)其主要研究內(nèi)容、目標(biāo)教學(xué)對(duì)象、教育開展形式等方面進(jìn)行了分析。

1 量子教育項(xiàng)目篩選方法

本研究中的“量子教育”所指的是在量子物理、量子信息、量子計(jì)算等領(lǐng)域的相關(guān)課程、培訓(xùn)、教育活動(dòng)與教學(xué)研究[3]。NSF分為數(shù)學(xué)與物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)、工程、STEM 教育等多個(gè)學(xué)部，對(duì)量子教育的支持主要來源于數(shù)學(xué)與物質(zhì)科學(xué)學(xué)部的物理方向（以下簡稱物理方向，代碼PHY）、計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)部（以下簡稱計(jì)算機(jī)學(xué)部，代碼CISE或CSE）、工程學(xué)部（代碼ENG），以及STEM 教育學(xué)部（以下簡稱教育學(xué)部，代碼EDU）。為了篩選量子教育相關(guān)的項(xiàng)目，本研究對(duì)這四個(gè)學(xué)部的在研項(xiàng)目（Active Award）進(jìn)行了檢索。

對(duì)于教育學(xué)部的在研項(xiàng)目，如果該項(xiàng)目在摘要中提到了Quantum（量子），有很大概率該研究會(huì)與量子教育相關(guān)。因此我們的篩選策略是直接在NSF教育學(xué)部項(xiàng)目摘要中檢索關(guān)鍵詞“Quantum”，并逐項(xiàng)人工檢驗(yàn)，去除了其中一項(xiàng)僅包含短語“a quantum leap”但實(shí)際研究內(nèi)容與量子物理無關(guān)的項(xiàng)目（本意為量子躍遷，在文中用來描述變化很大），總計(jì)納入研究的教育學(xué)部量子教育項(xiàng)目數(shù)為39項(xiàng)。

對(duì)于物理方向、計(jì)算機(jī)學(xué)部和工程學(xué)部的項(xiàng)目，我們采用了多輪篩選的方法。首先在項(xiàng)目標(biāo)題中檢索關(guān)鍵詞“Education”（教育）、“Student”（學(xué)生） 或“Teach（教學(xué)）”等詞，選出與物理教育、計(jì)算機(jī)教育和工程教育直接相關(guān)的項(xiàng)目，然后在摘要中檢索“Quantum”，篩選出與量子教育相關(guān)的項(xiàng)目。同時(shí)，由于標(biāo)題長度有限，為了避免遺漏重要的量子教育研究項(xiàng)目，我們又對(duì)這三個(gè)學(xué)部包含“Quantum”關(guān)鍵詞的在研項(xiàng)目進(jìn)行了摘要檢索，選取的檢索詞為“Curriculum”（課程）、“Course”（課）、“Teach”（教學(xué)）、“K-12”（12年級(jí)以下）、“Undergraduate”（本科）等與教育教學(xué)直接相關(guān)的單詞，對(duì)同一篇摘要中多次出現(xiàn)這些檢索詞的項(xiàng)目進(jìn)行了人工檢驗(yàn)，確認(rèn)該項(xiàng)目是直接研究量子相關(guān)內(nèi)容的教育教學(xué)，還是在研究量子科學(xué)的過程中將相關(guān)內(nèi)容間接的引入到教學(xué)中。例如，在物理方向我們初篩出38個(gè)項(xiàng)目在摘要中較多的提到了教育或教學(xué)等詞匯，逐一分析研究內(nèi)容后，確定了14項(xiàng)研究與量子教育直接相關(guān)，而其余24項(xiàng)為間接相關(guān)。多所學(xué)校合作研究的同一個(gè)NSF項(xiàng)目可能有多個(gè)項(xiàng)目號(hào)，本研究在處理數(shù)據(jù)時(shí)已將這些合作研究合并為一項(xiàng)。最終納入本文研究的NSF各學(xué)部量子教育相關(guān)項(xiàng)目的數(shù)量如表1所示，其中初篩的項(xiàng)目數(shù)量標(biāo)記于括號(hào)中。

2 NSF量子教育項(xiàng)目研究內(nèi)容

我們將納入分析的99個(gè)NSF量子教育項(xiàng)目的摘要提取出來，逐項(xiàng)分析了這些項(xiàng)目的研究內(nèi)容，以下根據(jù)學(xué)部的不同分別展開討論。

2.1 教育學(xué)部項(xiàng)目

在NSF教育學(xué)部資助的39項(xiàng)量子教育項(xiàng)目中，有18項(xiàng)由本科教育項(xiàng)目資助的（代碼DUE），有12項(xiàng)是由研究生教育項(xiàng)目資助的（代碼DGE），有3項(xiàng)是由“正式與非正式學(xué)習(xí)研究（代碼DRL）”資助的，有6項(xiàng)是由STEM 卓越平等計(jì)劃（代碼EES）資助的。從這些項(xiàng)目的摘要內(nèi)容來看，由DUE或DGE資助的量子教育的項(xiàng)目也并非是只針對(duì)本科生或只針對(duì)研究生設(shè)計(jì)課程，許多項(xiàng)目都涉及到本科和研究生兩階段課程，也有多個(gè)項(xiàng)目針對(duì)K-12階段的學(xué)生和教師開設(shè)了科技活動(dòng)或量子內(nèi)容培訓(xùn)。具體而言，有四個(gè)項(xiàng)目明確提到了要對(duì)K-12階段的教師開展量子物理或量子信息方面的教學(xué)培訓(xùn)，這四個(gè)項(xiàng)目的立項(xiàng)時(shí)間、資助金額和面向的學(xué)段如表2所示。

在研究內(nèi)容方面，NSF教育學(xué)部的資助項(xiàng)目中有一類是為少數(shù)族裔為主的高校專門開設(shè)的STEM 卓越平等計(jì)劃（Equity for Excellence inSTEM，EES），這一類的量子教育項(xiàng)目實(shí)際上是以量子方面的科學(xué)研究為主，在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人開展科研的過程中為本科生或研究生提供研究機(jī)會(huì)，并將相應(yīng)的研究內(nèi)容融入到量子相關(guān)的課程教學(xué)中。因此我們將其劃分為量子教育的間接研究，而其余各項(xiàng)目為針對(duì)量子教育的直接研究。

在針對(duì)量子教育的直接研究項(xiàng)目中，有一項(xiàng)屬于教育政策方面的研究，探索如何采用三年本科加兩年碩士的3+2模式加速培養(yǎng)半導(dǎo)體和量子科學(xué)方面的專業(yè)人才①;有一項(xiàng)是關(guān)于半導(dǎo)體行業(yè)工程師培訓(xùn)與認(rèn)證的項(xiàng)目;有兩項(xiàng)是教育技術(shù)與物理教學(xué)的結(jié)合，例如利用VR/AR 學(xué)習(xí)物理相關(guān)知識(shí)以及利用3D建模學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)過程，其中涉及了部分量子知識(shí);有四項(xiàng)是STEM 領(lǐng)域涉及多個(gè)學(xué)科的教學(xué)研究，其中包含了量子相關(guān)的內(nèi)容。其他的27個(gè)項(xiàng)目則是專門針對(duì)量子物理或量子信息等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行教育研究，這部分項(xiàng)目所具體涵蓋的量子科學(xué)內(nèi)容如表3所示。

2.2 物理學(xué)部項(xiàng)目

NSF物理方向所資助的量子教育項(xiàng)目中，有六項(xiàng)是關(guān)于量子相關(guān)的教育教學(xué)研究，如表4所示。這六個(gè)項(xiàng)目中，有一個(gè)是2023年立項(xiàng)的教育政策方面的項(xiàng)目，“量子信息科學(xué)與工程的教育格局：引導(dǎo)教育創(chuàng)新以支持量子職業(yè)發(fā)展路徑”。該項(xiàng)目指出，量子科學(xué)將在計(jì)算、通信和傳感方面帶來重大改進(jìn)，現(xiàn)有的勞動(dòng)力數(shù)據(jù)無法適應(yīng)量子相關(guān)行業(yè)快速擴(kuò)張的需求，需要更為詳細(xì)和全面的量子勞動(dòng)力分析，并需要將這些知識(shí)傳播給現(xiàn)有和未來的量子信息工程的教育者和開發(fā)者。而另外五個(gè)項(xiàng)目則是從課程教學(xué)方法、學(xué)習(xí)工具開發(fā)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等不同角度開展的量子教育研究。

值得注意的是，上面的這六個(gè)項(xiàng)目中，有一個(gè)叫做“本科研究經(jīng)驗(yàn)基地”（Research Experiencefor Undergraduates Site， REU Site）。這是NSF物理方向撥出專項(xiàng)資金給承擔(dān)項(xiàng)目的高校，供每所高校每年資助10位左右的學(xué)生深度參與到相關(guān)的物理研究中。例如表4中我們列出的由蒙大拿州立大學(xué)承擔(dān)的“量子與材料物理學(xué)”本科研究經(jīng)驗(yàn)基地項(xiàng)目，每年會(huì)資助8名本科生在暑期參與10周的量子項(xiàng)目研究。而除了這個(gè)直接命名為“量子與材料物理學(xué)”的項(xiàng)目之外，目前NSF物理方向還有八個(gè)在研的本科研究經(jīng)驗(yàn)基地項(xiàng)目中專門提到了開展量子科學(xué)方面的研究（表5），這八個(gè)項(xiàng)目也在本研究中被劃分為量子教育的直接相關(guān)項(xiàng)目。

除了本章中討論的14個(gè)與量子教育直接相關(guān)的項(xiàng)目，NSF物理學(xué)科還有許多量子科學(xué)相關(guān)的科研項(xiàng)目在摘要中著重強(qiáng)調(diào)了其研究過程與研究結(jié)果將會(huì)用于支持量子教育工作。例如，在一項(xiàng)名為“控制空間量子相關(guān)性以增強(qiáng)量子網(wǎng)絡(luò)”（Control of Spatial Quantum Correlations forEnhanced Quantum Networks）的NSF職業(yè)成就獎(jiǎng)（NSF Career Award）項(xiàng)目中，項(xiàng)目主持人就提到要將量子網(wǎng)絡(luò)研究與教育計(jì)劃相結(jié)合，通過讓本科生積極參與研究以及在本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中引入量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)，來發(fā)展學(xué)生的問題解決能力，同時(shí)，該項(xiàng)目也將通過讓高中教師參與學(xué)習(xí)量子光學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)，為普通公眾提供教育推廣機(jī)會(huì)。其余的項(xiàng)目也從不同的物理內(nèi)容層面，將科學(xué)研究與教育相結(jié)合。

2.3 工程學(xué)部與計(jì)算機(jī)學(xué)部項(xiàng)目

NSF的工程學(xué)部（ENG）和計(jì)算機(jī)學(xué)部（CSE）都有關(guān)于量子教育的項(xiàng)目，本文在這里一并討論。工程學(xué)部與計(jì)算機(jī)學(xué)部各有兩個(gè)項(xiàng)目與量子教育直接相關(guān)，具體如表5所示。

工程學(xué)部的是兩項(xiàng)教師研究經(jīng)驗(yàn)基地項(xiàng)目（Research Experience for Teachers，RET）。這一類項(xiàng)目是由NSF提供資金支持K-14教師（包含K-12學(xué)校和社區(qū)大學(xué)）在暑期開展真實(shí)的工程與信息領(lǐng)域研究，提高這些教師在工程與信息領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)，并將他們的研究經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為課堂活動(dòng)和課程，以拓寬他們的學(xué)生對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)和參與。工程學(xué)部與量子教育直接相關(guān)的兩個(gè)教師研究基地項(xiàng)目分別是“促進(jìn)俄克拉荷馬州半導(dǎo)體教育的芯片設(shè)計(jì)教師體驗(yàn)項(xiàng)目”和“電子束光刻系統(tǒng)在量子工程與納米科學(xué)研究、教育和培訓(xùn)中的應(yīng)用”。除此之外，工程學(xué)部還有多個(gè)設(shè)計(jì)和開發(fā)量子器件的項(xiàng)目在摘要中提到了會(huì)開設(shè)相關(guān)的課程并納入本科生參與項(xiàng)目。

計(jì)算機(jī)學(xué)部的兩個(gè)量子教育方面的項(xiàng)目，一項(xiàng)研究利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生理解量子信息中的疊加、測(cè)量、糾纏等概念，另一項(xiàng)研究則將開發(fā)量子計(jì)算與信息安全方面的課程，供本科生與研究生學(xué)習(xí)。除此之外，計(jì)算機(jī)學(xué)部的在研項(xiàng)目中，還有八個(gè)項(xiàng)目既在標(biāo)題中提到了“Education”（教育）或“Teaching”（教學(xué)），又在摘要中提到了量子。但是在對(duì)摘要內(nèi)容進(jìn)行人工復(fù)核時(shí)發(fā)現(xiàn)，這八個(gè)項(xiàng)目主要是開發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)可視化設(shè)備或計(jì)算集群，用于科研與教學(xué)開展，量子是其列出的可處理的數(shù)據(jù)內(nèi)容之一（如量子化學(xué)），因此這些項(xiàng)目未被列為量子教育的直接研究項(xiàng)目。

3 美國量子教育研究特點(diǎn)與趨勢(shì)。

通過對(duì)NSF資助的量子教育相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行逐條分析，本研究總結(jié)了美國當(dāng)前量子教育研究的幾個(gè)主要特點(diǎn)與趨勢(shì)：

3.1 教學(xué)內(nèi)容主要針對(duì)第二次量子革命

量子科學(xué)的發(fā)展可以分為“第一次量子革命”和“第二次量子革命”兩個(gè)階段[4]。“第一次量子革命”發(fā)生在20世紀(jì)初，主要內(nèi)容是量子力學(xué)的基礎(chǔ)理論建立。而正在進(jìn)行的“第二次量子革命”著重于利用量子現(xiàn)象（如量子糾纏和量子疊加）進(jìn)行信息處理和通訊，將引發(fā)諸如量子計(jì)算機(jī)、量子安全通信、高精度量子傳感器等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)突破。從研究的趨勢(shì)看，美國的量子教育正從“第一次量子革命”的量子力學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)轉(zhuǎn)向“第二次量子革命”的實(shí)際應(yīng)用與培訓(xùn)。如前文表3所示，在NSF教育學(xué)部專門針對(duì)量子相關(guān)課程教學(xué)的在研項(xiàng)目中，27個(gè)項(xiàng)目中有23個(gè)項(xiàng)目是明確關(guān)于量子信息、量子計(jì)算、量子器件（量子傳感器）等方面的課程與教學(xué)研究。

NSF長期以來對(duì)物理教育研究和科學(xué)教育研究進(jìn)行了大量資助[5]。我們也可以通過量子教育領(lǐng)域的專家所獲得的NSF 資助項(xiàng)目情況發(fā)現(xiàn)量子教育趨勢(shì)的變化。例如，Chandralekha Singh教授是匹茲堡大學(xué)物理與天文學(xué)院教授，學(xué)科教育研究中心主任，曾任美國物理教師協(xié)會(huì)主席，長期從事量子力學(xué)教育的研究[6，7]。她在2000年開始，陸續(xù)獲得了六項(xiàng)NSF量子教育項(xiàng)目，之前的項(xiàng)目主要是研究如何利用基于物理教育研究的教學(xué)方法和教學(xué)工具提升學(xué)生對(duì)于量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。而她2023年最新獲批的項(xiàng)目則是“使用基于研究的學(xué)習(xí)工具幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)第二次量子革命”。作為量子教育領(lǐng)域的資深專家，她的研究內(nèi)容一定程度上也可以反映美國量子教育的最新動(dòng)向。

3.2 面向量子信息產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)力需求

我們對(duì)量子教育項(xiàng)目摘要中的詞匯進(jìn)行了詞頻分析，詞匯云圖如圖1所示。由于在篩選項(xiàng)目時(shí)，篩選條件之一就是在摘要中含有文本“Quantum”，所以在詞匯云圖里我們剔除了Quantum 這個(gè)詞。值得注意的一個(gè)詞匯是出現(xiàn)在云圖上方的“Workforce”（勞動(dòng)力）。在本研究初步篩選得到的99個(gè)量子教育相關(guān)項(xiàng)目中，“勞動(dòng)力”一詞在45個(gè)項(xiàng)目中共出現(xiàn)了95次。

人們往往認(rèn)為“量子”只是專家學(xué)者們需要研究的學(xué)術(shù)內(nèi)容。但實(shí)際上，要推動(dòng)量子科研轉(zhuǎn)化和商業(yè)應(yīng)用，形成一個(gè)更為全面和多元的量子技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)，必須建設(shè)多層次的人才隊(duì)伍。而NSF量子教育項(xiàng)目中多次出現(xiàn)的“勞動(dòng)力”一詞，說明美國政府和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)意識(shí)到量子科技形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)需要有大量的人才輸入。前文提到的《量子信息科學(xué)與工程的教育格局：引導(dǎo)教育創(chuàng)新以支持量子職業(yè)發(fā)展路徑》（Education Landscapefor Quantum Information Science and Engineering：Guiding Education Innovation to SupportQuantum Career Paths）的NSF 項(xiàng)目，就是要從“量子信息領(lǐng)域勞動(dòng)力知識(shí)與技能需求分析”“向開展量子教育的教師與學(xué)校傳遞勞動(dòng)力需求分析結(jié)果”“全面調(diào)查美國的量子信息教育開展情況”三個(gè)方面展開工作，將量子教育與勞動(dòng)力市場(chǎng)直接連接，擴(kuò)大美國的量子信息教育覆蓋范圍，滿足量子信息領(lǐng)域的勞動(dòng)力需求。

3.3 在量子科學(xué)研究項(xiàng)目中強(qiáng)調(diào)教育工作

除了本文中列出的這些與量子教育直接相關(guān)的項(xiàng)目之外，還有大量的NSF量子科學(xué)研究項(xiàng)目中強(qiáng)調(diào)了科學(xué)研究與教育教學(xué)的結(jié)合。例如前文中提到的NSF職業(yè)成就獎(jiǎng)是一項(xiàng)為期5年的特別資助，該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在表彰有潛力成為各學(xué)科領(lǐng)軍人才的優(yōu)秀青年教授，是NSF為青年學(xué)者頒發(fā)的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)，某種程度上可以類比為國內(nèi)的“優(yōu)青項(xiàng)目”。在對(duì)NSF物理學(xué)科的項(xiàng)目初篩后，本研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的NSF職業(yè)成就獎(jiǎng)項(xiàng)目都會(huì)在摘要中強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和團(tuán)隊(duì)將會(huì)開展與項(xiàng)目相關(guān)的教育教學(xué)工作。這些與科研項(xiàng)目相關(guān)的教學(xué)工作形式多樣，既有面向本科生與研究生開展的課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也有面向?qū)W校所在地的中小學(xué)的教師培訓(xùn)和學(xué)生實(shí)踐工作，還有聯(lián)合博物館等機(jī)構(gòu)開展的面向公眾的科研成果介紹與科普公眾。

科研項(xiàng)目不僅能推動(dòng)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，還可以為教育提供豐富的內(nèi)容和實(shí)踐場(chǎng)景。通過科研項(xiàng)目，教師和學(xué)生能夠直接參與到最前沿的研究中，這種參與經(jīng)驗(yàn)可以極大地提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的實(shí)踐能力。同時(shí)，科研項(xiàng)目還可以作為一個(gè)平臺(tái)，連接不同層次和領(lǐng)域的教育參與者，包括本科生、研究生、中小學(xué)教師和學(xué)生，甚至是普通公眾。這種多元化的教育教學(xué)活動(dòng)能夠讓更多人受益，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的普及和推廣。

3.4 研究類型與教育對(duì)象覆蓋廣泛

NSF資助的量子教育研究項(xiàng)目所涉及的教育研究內(nèi)容非常廣泛：有關(guān)于如何加快培養(yǎng)量子信息產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力的教育政策研究;有關(guān)于量子教育與AR/VR教學(xué)結(jié)合的教育技術(shù);有關(guān)于量子物理基礎(chǔ)內(nèi)容教學(xué)的研究;有關(guān)于量子信息和量子計(jì)算等專門內(nèi)容的研究;有量子理論課程設(shè)計(jì)，有量子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建，等等。這些研究內(nèi)容覆蓋了量子教育的各個(gè)方面，說明美國正試圖通過立體而全方位的量子教育研究來支撐其量子信息產(chǎn)業(yè)的建設(shè)。

同時(shí)，這些量子教育項(xiàng)目覆蓋了小學(xué)、中心、社區(qū)學(xué)院、本科、研究生等全部學(xué)段，面向的對(duì)象既包含了這些學(xué)段的學(xué)生，也包含了從事一線教學(xué)的中小學(xué)教師和社區(qū)學(xué)院教師，同時(shí)也有針對(duì)量子信息等領(lǐng)域從業(yè)者的技術(shù)培訓(xùn)項(xiàng)目。美國的量子教育正從單純的面向大學(xué)以上層面的學(xué)生，擴(kuò)展到面向全體學(xué)生與公眾。另外，在大多數(shù)量子教育項(xiàng)目的摘要中，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人都會(huì)專門提到要面向科學(xué)弱勢(shì)群體（如女性和少數(shù)族裔）的開展教育，增加量子教育的覆蓋度，也擴(kuò)展未來量子科學(xué)和技術(shù)從業(yè)者的多樣性。

4 結(jié)語

綜上所述， NSF資助的量子教育項(xiàng)目體現(xiàn)出美國的量子教育正從基礎(chǔ)量子力學(xué)理論教學(xué)轉(zhuǎn)向?yàn)椤暗诙瘟孔痈锩钡膶?shí)際應(yīng)用教學(xué)研究，強(qiáng)調(diào)量子教育與量子信息勞動(dòng)力市場(chǎng)的直接聯(lián)系。教育對(duì)象不僅局限于高等教育，還覆蓋了從小學(xué)到研究生所有學(xué)段。這些趨勢(shì)顯示美國正全面地推動(dòng)量子科技和教育的發(fā)展。

近年來我國對(duì)量子科學(xué)研究非常重視，各級(jí)科研基金的資助力度很大，但是對(duì)于量子教育方面的直接支持還略顯不足。目前對(duì)于量子教育的直接支持多來自于高校自身，例如華東師范大學(xué)在學(xué)校層面設(shè)立了一項(xiàng)人文社會(huì)科學(xué)交叉融合項(xiàng)目對(duì)量子教育進(jìn)行研究（批準(zhǔn)號(hào)2021JQRH014），華東師大的物理與電子科學(xué)學(xué)院撥款開發(fā)了真實(shí)的本科量子實(shí)驗(yàn)演示裝置，等等。但在國家層面的基金支持上，僅有一項(xiàng)與中學(xué)量子物理教學(xué)直接相關(guān)的全國教育科學(xué)規(guī)劃課題青年項(xiàng)目———“基于‘干涉’主題的高中生量子論和相對(duì)論科普課程開發(fā)研究”（批準(zhǔn)號(hào)EHA220569），自然科學(xué)基金并沒有量子教育的相關(guān)立項(xiàng)。為了提升國家在科技競(jìng)爭(zhēng)中的可持續(xù)發(fā)展能力，希望各級(jí)基金能夠更加重視量子教育，對(duì)相應(yīng)的教育教學(xué)研究給予支持。

參 考 文 獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目： 全國教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃教育部青年課題（項(xiàng)目編號(hào)：EHA220569）。