物理力学论文:物理力学知识有效教学论文 一、做好教学导入 初中物理力学主要包括了力、密度与浮力、压强等知识.教师在组织学生学习每一个知识点的过程中应当与现实生活的现象联系起来,这往往更容易被学生理解与掌握.同时,教师可以在课堂上穿插一些经典的小故事或者教学案例来活跃课堂氛围,促进学生对于知识的理解与掌握.例如,在讲“浮力”时,教师可以先给学生讲一下阿基米德在洗澡的时候想到了如何在不损坏国王王冠的情况下检测出王冠是不是纯金的.教师在讲这个故事时,可以让学生先猜想阿基米德是用的什么方法,再在课堂上讲解浮力的知识,将其中的原理在知识中呈现.这不仅能够为学生的独立思考提供一定的空间,学生在经历了积极的思考后也会更容易明白阿基米德是怎么做到的.在力学知识的教学中教学导入是一个十分关键的环节,良好的教学导入,能够为知识教学提供好的氛围,并且深化学生对于知识点的领会. 二、注重启发式教学 在力学知识的学习中,知识应用非常重要,教师要注重对于学生的引导与启发,让学生的思维更为活跃,对于一些知识的理解能够更加透彻.有的教师在课堂上采用的教学模式十分陈旧,往往只是单一地引出知识,然后和学生就相关问题展开剖析,学生的参与非常局限,学生对于知识点的学习兴趣也不高.这些都是课堂教学中应当有所改善的地方,教师要透过启发式教学活跃学生的思维,增进学生对于相关知识点的掌握.例如,在讲“压强”时,教师可以先提出问题让学生思考:我们在雪地中行走的时候很容易陷入雪中,但是很宽的滑雪板在雪地上为什么可以自由滑行而不会陷进雪中呢?还有,我们可以实验一下,用自己的大拇指和中指夹住圆珠笔的两端,细细感受一下,两个手指的感受其实是不相同的,这是为什么呢?这两个问题,学生从各个方面进行分析和猜想,就会考虑到受力面积,从而将课堂教学的重心引入压强的学习中.这种透过问题情境的创设来引发学生的思考是物理教学中很值得采用的一种教学方式.这不仅能够凸显学生的教学主体性地位,也能够活跃学生的思维,促进学生对于知识的理解与掌握. 三、重视力学演示实验 在力学知识的学习中,实验教学是重要的组成部分,教师要注重演示实验的呈现,这将会为知识教学提供辅助.力学知识如果单纯地以口头讲述的形式进行阐述,学生不仅在理解上十分浅显,对于重点的领会也会较为缺乏.实验教学能够弥补这种缺陷.透过实验过程,不仅能够直观地将一些物理学现象呈现给学生,对于知识的应用,也有促进作用.例如,在讲“浮力”时,教师可以设计这一个实验:把一块橡皮泥丢入水中,让学生自己动手实验:怎样才能让橡皮不下沉.学生都会积极地思考和动手,有些学生会把橡皮泥放在木板上,有的学生会把橡皮泥捏成片状或者豌豆状让它不下沉.学生在动手的时候,其实就是把浮力的相关知识进行了运用,达到了培养学生创新思维的效果.此外,对于一些不方便在课堂上进行的实验,教师可以借助多媒体工具来实现实验的演示.例如,在讲“大气压强”时,需要做一个托里拆利实验,其中需要运用到水银,但是水银是有毒的,无法在课堂上进行实验,教师可以运用多媒体,展示整个实验的过程,让学生明白大气压强的值是如何得到的.力学部分知识的实验教学,不仅是力学知识教学的重要组成,也能够深化学生对于很多优秀知识点的理解与认知,能够提升课堂教学效率. 四、结语 总之,想要深化初中物理力学知识的教学,教师要从教学导入着手,要借助多样化的导入形式来激发学生的学习兴趣.同时,教师应当注重对于学生的引导与启发,要透过启发式教学来深化学生对于相关知识点的认知.此外,教师在课堂上要注重力学演示实验的呈现,这将会为知识教学提供辅助.力学知识是物理学的基础所在,夯实学生的力学基础,能够为今后的知识教学提供有力铺垫. 作者:季学余 单位:江苏盐城市泽夫初级中学 物理力学论文:复合水泥物理力学性能论文 1试验 1.1原材料 熟料:采用华新水泥厂的新型干法熟料(石膏外掺),其物理力学性能见表1;硬石膏:其化学成分见表2;脱硫渣:采用武钢的干法烟气脱硫渣,其化学成分见表3;粉煤灰:采用青山热电厂的二级粉煤灰;矿粉:取自武钢粉磨厂,其SO3含量为0.35%;标准砂:采用的标准砂是厦门ISO标准砂。 1.2方法 水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验按照GB/T1346—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》[6]进行。水泥胶砂流动度按照GB/T2419—1999《水泥胶砂流动度测定方法》[7]进行。水泥胶砂强度按照GB/T1767l—1999《水泥胶砂强度检验方法》[8]进行。水泥胶砂干缩试验按照JC/T603—2004《水泥胶砂干缩试验方法》[9]进行。 1.3试验配合比 试验中控制熟料掺量为35%,矿粉掺量为30%,通过调节脱硫渣和硬石膏掺量,探讨了脱硫渣及硬石膏掺量的变化对复合水泥性能的影响规律。其中,在脱硫渣和硬石膏复掺试验中,脱硫渣与硬石膏中所含SO3比例为1∶1。 2结果与讨论 2.1硬石膏(未掺脱硫渣)对水泥性能的影响 从A-1到A-3的试验结果中可以看出:随着石膏掺量的增加,水泥标准稠度用水量逐渐增大;水泥的凝结时间有所延长,SO3含量的变化从3.0%~4.0%,水泥初凝时间增加近60min,终凝时间增加近30min;此外,每组水泥的初凝和终凝时间相差60min左右。作出水泥各龄期力学强度随石膏掺量变化趋势图,见图1。从图1中可知,该组水泥试样的3d和28d的抗折强度均随着硬石膏掺量的增加而逐渐增大,其抗压强度与抗折强度有着相同的规律。 2.2脱硫渣(未掺硬石膏)对水泥性能的影响 从B-1到B-3的试验结果中可以看出:随着脱硫渣掺量的增加,水泥的标准稠度用水量呈逐渐增大的趋势,水泥凝结时间也逐渐延长,同样,SO3含量的变化从3.0%~4.0%,水泥的初凝及终凝时间均增加近150min;此外,每组水泥的初凝和终凝时间差达到180min左右。与A-1到A-3的试验结果对比发现,SO3含量相同两组试验,掺脱硫渣的水泥试样的标准稠度用水量、初凝及终凝时间均要大于掺硬石膏的水泥试样,并且随着SO3含量的增加,水泥凝结时间延长的幅度也随之加大。当SO3含量都为3.0%时,两者初凝相差10min,终凝相差131min;SO3含量都为3.5%时,两者初凝相差25min,终凝相差137min;SO3含量都为4.0%时,两者初凝相差103min,终凝相差241min。由此可见,脱硫渣能够明显延缓水泥的凝结时间,并且其缓凝效果要强于硬石膏。脱硫渣对水泥的缓凝作用,增大了水泥初凝和终凝的时间间隔,并且合理掺量的脱硫渣对水泥的缓凝效果能满足相应规范对水泥凝结时间的要求。作出水泥各龄期力学强度随脱硫渣掺量变化趋势图,见图2。从图2中可知,该组水泥试样3d抗折、抗压强度随着脱硫渣掺量的增加先降低后增大,而28d抗折、抗压强度则逐渐增大,并且28d强度值比较接近,脱硫渣掺量从9.2%增加到13.7%,28d抗压强度提高了6.01%。但与A-1到A-3的试验结果对比可发现,相同SO3含量的两组试验,掺有脱硫渣的水泥试样的3d抗折、抗压强度均低于掺硬石膏的水泥试样。与A-1试样相比,B-1试样的3d抗折、抗压强度分别降低11.1%和10.9%;与A-2试样相比,B-2试样的3d抗折、抗压强度分别降低34.1%和40.2%;与A-3试样相比,B-3试样的3d抗折、抗压强度分别降低38.6%和43.2%;然而掺有脱硫渣的水泥试样28d抗压强度值却偏高,与A-1试样相比,B-1试样的28d抗压强度提高了36.2%;与A-2试样相比,B-2试样的28d抗压强度提高了32.8%;与A-3试样相比,B-3试样的28d抗压强度提高了18.6%。由此可见,与硬石膏相比,脱硫渣的掺入对水泥早期强度的发展不利,且随着脱硫渣掺量的增加,3d强度降幅增大;但脱硫渣有利于水泥后期抗压强度的增长。 2.3脱硫渣和硬石膏复掺对水泥性能的影响 从C-1到C-3的实验结果中可以看出:随着SO3含量的增加,水泥试样的标准稠度用水量逐渐增大,但水泥凝结时间相近,变化不明显,水泥初凝时间将近10h,终凝时间到达12h左右,水泥凝结时间明显偏长。由此说明脱硫渣与石膏复掺时会出现更强的缓凝效果,水泥凝结时间大幅延长。作出水泥各龄期力学强度随SO3含量变化趋势图,见图3。从图3中可知,该组水泥试样3d抗折、抗压强度随着SO3含量的增加先降低后增大,28d抗折强度逐渐增大,28d抗压强度却逐渐降低。但是,在相同SO3含量的情况下,与A组实验进行比较发现,其变化规律与B组和A组比较结果的变化规律相似,即C组水泥试样3d强度低于A组试样,但28d抗压强度仍然高于A组试样;与A-1试样相比,C-1试样的28d抗压强度提高了45.2%;与A-2试样相比,C-2试样的28d抗压强度提高了36.2%与A-3试样相比,C-3试样的28d抗压强度提高了13.2%。通过上述分析可知,脱硫渣和硬石膏进行复掺,使复合水泥的凝结时间大幅延长,其凝结时间已经不能满足复合水泥对凝结时间的要求,但其对水泥强度的影响规律和单掺脱硫渣的水泥类似。因此,两者复掺主要对水泥的凝结时间影响较大,可能是由于两者掺配比例不合理的原因。 2.4脱硫渣对水泥干缩性能的影响 为了研究脱硫渣对水泥干缩性能的影响,本次试验中选取A-1、B-1、B-2及B-3四组配比,测定了水泥砂浆的不同龄期的干缩率,试验结果见图4。从图4中可以看出,4组水泥试样的干缩率均随着龄期的增加而增大,在养护的初期阶段,水泥干缩率的增长速率较快,养护14d后,水泥干缩率的增长速率降低;比较A-1和B-1可知,在相同SO3含量的情况下,掺有脱硫渣的水泥试样在各龄期的干缩率均低于掺硬石膏的水泥试样;从B-1到B-3可看出,水泥试样各龄期的干缩率随着脱硫渣掺量的增加而降低。由此可见,脱硫渣的掺入能明显改善水泥的干缩性能,且随着脱硫渣掺量的增加,改善效果越好。 2.5脱硫渣对水泥缓凝及补偿收缩效应机理分析 脱硫渣中Ca(OH)2的含量较高,这使水泥在水化初始即形成Ca(OH)2的高度过饱和液相,对钙矾石生成影响最大的Ca2+、OH-浓度与普通水泥相比要大的多,在水化初始形成钙矾石的诸离子的溶度积K即超过了形成钙矾石所需的临界值Ksp,钙矾石的析晶速率更快,晶体尺寸更小,生成更具有屏蔽作用的胶体状钙矾石覆盖在水泥颗粒表面,延缓了水泥特别是C3A的水化[10]。而CaSO3·1/2H2O与C3A体系在纯水中水化30min时即可生成胶体状的C3A·CaSO3·11H2O覆盖在C3A的表面,也可能造成C3A在开始之初水化延缓。由于脱硫渣中同时含有硫酸钙和亚硫酸钙这两种物质,可能由于两者的双重作用效果,使得脱硫渣的缓凝效果要强于硬石膏。袁润章等人研究了矿渣在不同介质下呈现出水硬活性的能力,矿渣通常只有在pH值大于12的碱性环境下才能呈现出一定的胶凝能力,同时CaSO4和Ca(OH)2共同作用下对矿渣的激发效果比Ca(OH)2单独激发的效果更加显著[11]。脱硫渣中含有大量的Ca(OH)2、CaSO4等活性激发组分,在大幅度提高水泥水化液相碱含量的同时,不仅可以促进矿渣和粉煤灰活性更早地被激发,还能大大提高矿渣和粉煤灰的二次水化反应程度,进而提高水泥后期强度增长率[12]。通过掺入脱硫渣能促进水泥水化过程中钙矾石晶体的生成,通过钙矾石的吸水肿胀和结晶膨胀作用来达到微膨胀的作用,显著改善水泥的收缩和抗裂性能。 3结论 a.脱硫渣与硬石膏相比,比表面积较大,需水量多。b.脱硫渣对复合水泥的缓凝效果要好于硬石膏,其缓凝时间能满足复合水泥对凝结时间的要求,脱硫渣能够取代硬石膏用做水泥缓凝剂。但将两者复掺时,复合水泥的凝结时间却大幅延长,其缓凝时间不能满足复合水泥对凝结时间的要求,两者复掺比列还需进一步研究。c.脱硫渣对复合水泥早期强度影响不利,却能提高水泥后期强度的增长率;在SO3含量相同时,B组水泥试样(脱硫渣掺量9.2%~13.7%)与A组相比,3d抗压强度下降10.9%~43.2%,而28d抗压强度提高了18.6%~36.2%。d.在合理掺量范围内,脱硫渣的掺入能明显改善复合水泥的干缩性能,且随着脱硫渣掺量的增加,改善效果越好。 作者:拓守俭 单位:武汉理工大学 物理力学论文:物理力学题受力分析解题方式论文 摘要:整体法和隔离法是力学部分常用的分析方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再部分隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。整体法与隔离法的综合应用时,系统的运动情况通常分为以下三种类型:第一,系统处于平衡状态;第二,系统处于不平衡状态且无相对运动;第三,系统内部分平衡部分不平衡。 关键词:整体法;隔离法;力学 在力学中,解决力学问题时,往往遇到这样一类情况:题中被研究的对象不是单一的一个物体,而是互相关联的几个物体组成一个系统。解这一类问题,一般采用隔离法:即把各个物体隔离开来,分别作受力分析,再根据各自的受力情况和运动情况,应用牛顿运动定律和运动学公式,列式求解。但在这类问题中,往往单用隔离法很难求得结果,解决过程也十分繁复,甚至用隔离法解简直无从着手。这时,我们不妨试用整体法:即把整个系统当作一个整体作为研究对象进行受力分析,再列式求解。这样做,往往能使原来很难求解的问题简单化,无从着手的问题也迎刃而解。 整体法是从局部到全局的思维过程,是系统论中的整体原理在力学中的应用。它的优点是:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)时,用整体法。 隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。它的优点是:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单,便于理解。在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。 整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。整体法与隔离法的综合应用时系统的运动情况通常分为以下三种类型: 一、系统处于平衡状态 整体都处于静止状态或一起匀速运动时,或者系统内一部分处于静止状态,另一部分匀速运动。以上这些情况,整体都平衡,整体内每个物体所受合力为零,整体所受合力也为零。这样,根据整体的平衡条件,就可以确定整体或某一个物体的受力特点。 二、系统处于不平衡状态且无相对运动 由于系统内物体间没有相对运动,即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度,这时整体所受的合力提供整体运动的加速度。这种情况利用整体法,更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点。 三、系统内部分平衡部分不平衡 这种情况由于系统内物体的运动状态不同,物体间有相对运动,通常习惯用隔离法。若系统内两个物体一个处于平衡,另一个处于不平衡状态时,也可以利用整体法来分析,有时会使问题简化易于理解。当然,这种情况整体所受合力不为零,整体所受合力就等于不平衡物体所受的合力,用来提供不平衡物体的加速度。 物理力学论文:利用物理图象形象解答物理力学问题研究论文 摘要:本文从物理图像的含义出发,以位移—时间(x-t)图象和速度—时间(v-t)图象的应用为例,阐述了正确把握物理图象的涵义在提高解决物理问题的能力、培养科学的思维方法方面的积极作用。 关键词:物理;图象;力学 在对物理规律与现象进行描述时,为了更加直观,我们经常借助于函数图象,用纵坐标和横坐标分别对应不同的物理量,这就形成了物理图象,在中学物理课程的力学部分,涉及到许多的物理图象,其中以位移—时间(x-t)图象和速度—时间(v-t)图象的应用最为广泛。正确把握这些图象的涵义,有利于提高对物理问题的解决能力,培养科学的思维方法。下面笔者以一些图象为例,对其进行剖析与应用。 一、图象中直线的斜率的物理涵义 为一物体做直线运动的位移—时间(x-t)图象,图象为一直线,说明运动过程中,物体在相同的时间内发生的位移相等,做的是匀速直线运动,直线的斜率应表示位移与发生这些位移所用时间的比值,即速度。 为一物体做直线运动的速度—时间(x-t)图象,图象为一直线,说明运动过程中,物体在相同的时间内速度的改变量相等,物体做匀变速直线运动,直线的斜率应表示速度变化量与发生这些变化所用时间的比值,即加速度。可以看出,对应直线图象中直线的斜率的物理量应该是纵坐标物理量与横坐标物理量的比值。 二、图象中曲线上某点的切线的斜率的物理涵义 曲线上某点的切线的斜率是所对应物理量的瞬时值。切线的斜率分别表示物体在对应时刻的瞬时速度和瞬时加速度。 例3:为某质点做简谐运动的x-t图象,请根据该图象指出质点速度的大小及其变化情况。 解析:由图象可以看出,在平衡位置,位移最小,但斜率最大,因此速度最大,在最大位移处,位移最大,但斜率最小(为0),因此速度最小(为0)。当物体由平衡位置向最大位移处运动时,斜率变小,速度变小,当物体由最大位移处向平衡位置运动时,斜率变大,速度变大。 三、图象和坐标轴之间所夹的对应面积的物理涵义 图象和坐标轴之间所夹的对应的面积,应该是横坐标所代表物理量与纵坐标所代表物理量的乘积。在速度-时间(v-t)图象中,图象与时间轴所夹的对应时刻t1、t2之间的阴影部分面积,表示t1到t2时间内物体发生的位移。 物理力学论文: 学生物理能力学习方法分析论文 一、高中物理学习现状 (一)日常生活中观察的现象与学习的物理知识相违背 学生的观察能力由于受主观条件的限制,都会对大自然的认识过程中出现片面甚至是错误的认识,如“力是改变物体运动的原因”、“加速度大,速度就大”、“摩擦力总是阻碍物体运动”、“受静摩擦力的物体一定处于静止状态”、“子弹打木块机械能守恒”、“质量不相同的两个物体从同一高度落下,质量大的先着地”等产生错误认识…… (二)不能对物理过程进行全面、合理的分析 学历物理规律后必须能对具体的问题进行正确何苦的分析。必须是自己的脑子中有非常清晰的“物理模型”,才能在实际解题中不出差错。 (三)数学知识的滞后性 解决物理问题是需要一定数学基础做为后盾的,否则导致物理问题地解决束手无策。 (四)不正确地学习办法对解题的影响 简单而言,不正确的学习方法有以下几种情况: 1.死记硬背;2.物理问题数学化;3.思维定势影响解题;4.思维不能正确迁移。 (五)相关学科学习水平对解题的影响 1.语文基础不好,导致学生不能正确审题,读不出关键内容从而造成审题错误。 2.数学学习水平对物理学科的影响。 (六)思维不严密 1.审题不周造成漏界解;2.研究物理状态不清;3.分析物理过程不全;4.正负号运用不当。 物理教学大纲要求:物理教学既要重视教学,更要重视能力的培养,能力包括学生观察能力、思维能力、分析和解决问题的能力,而各种能力的优秀是培养学生的思维能力。教师确立学生在教学中的主导地位,使学生积极主动学习,积极参与教学过程,使学生养成良好习惯,在获得和运用知识过程中培养能力。 二、高中物理学习对策 物理内容包括知识和能力两个方面,重点是能力,即运用物理概念、规律来分析、解决问题。所以,物理学习的优秀是全面、深入、准确地理解物理概念、规律、方法。 (一)通过解题培养能力——解题能力,具体目标就是培养物理思维品质 1.在解题训练中,培养思维的广阔性和深刻性,可以通过一题多解、一题多变、一题多问等方式进行,使学生多角度、全方位地抓住问题的本质、加强分析问题和解决问题的深广度。 2.物理现象自身是有序的,人类认识物理现象的办法和过程应该是有序的,因此必须培养学生分析问题的有序思维能力。 3.培养思维的创造性,既培养创造能力 在解决物理习题中,有的可用基本方法解(如定义法、公式法),这类习题思路明显,解题方法直接,而有些戏提条件特殊,新颖有趣,提问离奇,若用基础方法很麻烦,甚至陷入绝境,需要充分挖掘条件,灵活联想变换,才能找到最佳会富有创造性的解法,因此培养学生的创造能力,既是解题关键又符合新时代的要求——培养和创造性人才 4.培养思维的精确性和有效性 物理选择题,题干及若干个选项创设了特定的物理情境,不一定学生精确至每个选项的细节,只是根据题意,把信息加以传递,提取有价值的信息,论证与筛选同步进行,以求局部的深刻性,整体认识,用极端思维等培养思维的有效性,而在计算题中需要仔细分析物理过程,合理推断。 5.掌握一些特殊的办法。 严密的分析,这需要培养思维的深刻性。转(二)全面、深刻、准确地理解物理概念、物理规律 1.要在更广泛的知识和更普遍的背景材料上把握物理概念、物理规律。理解和掌握物理概念、物理规律就需要对概念、规律的提出、建立有一定的了解,对概念、规律内容的各种表达形式(文字和数字)有清楚的认识,能理解它们的确切含义,理解它们的胜利条件和适用范围,理解他们在物理理论大厦中的位置,会应用它们分析解决问题。在复习前考生对此已经有一定的认识、理解,但那是应该知道,基本物理概念、物理规律揭露了客观事物的本质,是人类经过长期曲折的历史过程的结晶,具有深刻的、丰富的意义,对它们的实质和意义的理解是分层次,在高中一、二年级学习四的理解是低层次的,在复习过程中要努力提高一个层次。 2.概念规律紧密联系。应该知道,物理概念、物理规律揭露物理现象的本质,物理规律建立了有关物理量间的联系,它们之间是紧密联系的。如果把它们隔离开来、脱离物理规律、死背概念定义和脱离概念、形式上对待规律内容,是不可能很好理解和掌握物理概念、规律的。我们应该主要通过规律来理解概念,通过概念来掌握规律。 3.比较易混的物理概念、规律。比较容易混搅的物理概念、规律的异同、区别和联系有利于准确理解概念、规律的准确含义。 4.灵活应用物理概念、规律。只有通过实践、通过应用才能检查出我们对物理概念、规律是否真正理解,哪些内容理解了,哪些内容还没有理解。解题是物理概念、规律的一种应用。我们根据概念、规律对题意进行具体分析、确定研究对象,分析对象说出的物理状态和发生的物理过程,弄清楚题目的物理情景、现象产生的原因、条件,然后确定具体的物理量,建立解题方程、关系,求出最后答案,必要时要进行讨论。根据物理规律的内容、特点,我们得出应用规律的一些基本步骤,但我们不应该是套基本步骤,而应该理解基本步骤来源于物理规律本身,对具体内容具体分析并灵活应用。那种把物理题形式分成许多“类型”,对某一“类型”的题目套用“解题步骤”的做法,不能很好培养自己独立地、灵活分析解决问题的能力。例如,牛顿定律F=ma是对质点的某一时刻说的,根据定律和有关力、质量、加速度的概念应理解,应用牛顿定律首先要明确研究对象是哪一物体或一组物体,他们要看成是一个质点。研究的质点明确了,质量m才能定下来,加速度a和受力F才能够分析明确。质点的受力分析和加速分析除了根据力是物体间相互作用、重理、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑磁力公尺和加速度定义、运动学公式外,在许多问题中海需要把力和加速度结合起来分析,应灵活运用;动力学有5个重要规律:牛顿定律:动量定理:动能定理:机械能守恒定律。这些规律在研究对象、内容、是和条件、受力分析等方面各有特点。对以具体的力学问题研究应该选用哪个或那几个规律求解要根据规律特点和提议的具体分析确定。 总之,物理学习在勤奋的基础上,要不断总结,加以信息整理、思考、拓展、延伸,不断提升,才能培养思维能力。只有真正掌握概念、规律,才能正确理解物理知识。理解和应用两者有机结合,才能学好物理。 物理力学论文:中学物理力学教学法讨论分析论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:中学物理力学教学法研究论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理重视力学解题管理论文 在多年的物理教学中,我对力学解题做了一些探究:在重视力学概念、规律教学的同时,把重点放在力学解题的思维过程上,增强学生力学解题思维的自我调控意识。我把学生解题过程看作是“获取信息、思维启动、思维逻辑、思维深化”的过程。在指导学生解题上,抓了“明确对象、弄清概念、运用规律、设疑点拨”四个方面。 一、认真审题、明确对象、联想图景、启动思维。 力学习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相关联的物体。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。认真审题就是要实现几个转换:1.由个别向一般转换。 所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析,代入运算时统一用力学的国际单位制(SI制),解题结束应对结果的合理性作出判断。 2.研究对象的实体向物理图景转换。 宏观物体(大到天体);有做匀速运动的,也有做变速运动的;有个体,也否相关联的群体。对题目给定的研究对象进行抽象思维,形成一定条件下的清晰的物理图景。有趣的物理图景促进学生的注意转移,情感与图景贴近,达到情景结合,有助于学生思维的正常启动。 3.物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生对物理过程和物体所处状态的了解,减少了解题的盲目性。 4.已知条件向解题目标转换。力学解题目标一般包括:画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析(不能遗漏所受到的每一个力,也不能凭空增加力),物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。 5.文字叙述向示意图形转换。在根据题意画出的图上标明受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。 二、弄清概念,策略认知,分配注意,发散思维。 物理概念是物理知识的重要组成部分。物理概念有严格的科学界定。同一物理概念在不同的物理学识水平阶段严密的程度不同。一些能力较差的学生对物理概念的界定模糊不清,思维混乱,解题注意分配不合理。为了解决这个问题,我引导学生强化以下几方面意识:1.增强物理概念的物质意识。每引入一个力学概念,应充分利用实验或学生生活积累的已有经验,把物理概念建立在充实的物质基础上。 2.强化物理概念的界定意识。速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们也有严格的界定。 学生树立界定意识可养成良好的科学素质,有利于增强解题思维的自我调控意识。 3.培养创造思维意识。力学解题时“双向思维”的设计,给学生创造了发散思维的条件。 三、运用规律、感知范围、网络信息、逻辑思维 中学学习的力主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。一些能力中下的学生把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,需要对已建立的解题信息加以选择。 1.根据物理过程选择规律。 2.从已知条件选择物理规律。 3.从解题结果检验物理规律选择的合理性。 四、设疑开拓、点拨解惑、触类旁通、深化思维 课本上的力学习题是教学大纲的最低要求,一些能力较强的学生从中获取了探求知识的方法,思维敏捷。一些能力较差的学生解题一旦受阻,思维停滞,需要点拨才能展开。通过设疑点拨探究解惑,学生思维进入新的层次。 1.指导语点拨。 2.资料点拨。 3.情境点拨。 4.交流点拨。 5.一题多解点拨。 在力学解题中增强解题思维的自我调控意识是发展智力、培养能力、提高素质的必要条件。在力学解题全过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐近、反复多次地引导学生自己实践,是提高力学解题效益的充分条件,中学生力学习题难的心理障碍可以排除。 物理力学论文:物理力学教学法管理论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学研究论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学论文 [摘要]当代大学物理力学教育应该如何发展,如何改进能够更好的教授学生学习知识是一个很重要的问题。下文笔者主要从两个方面来进行论述:物理力学教育现代化和培养学生科学思维。 [关键词]大学物理,力学教学,教育观,科学思维 卢嘉锡院士指出:“当我们注重面向21世纪培养高等科技人才时,科技和社会发展要求我们培养的人才必须把握现代科技的最新成就,必须具有较强的能力和宽厚的基础,这就要求教学内容和课程体系必须现代化。”大学物理力学属于本科教育中一门必修的基础课程一个知识点,它的重要性源自于物理力学对社会科学进步的基础作用。很多学生心中都有这样的疑问:学学物理力学有什么用?言外之意很明显,似乎没用,那何必费那么多的精力去学这门相对较难的知识呢!在多年的教学实践中我们不断探索如何使教学内容体现时代特色。大学物理力学教育需要从多方面进行改革。教学手段现代化是其中的一项重要内容。充分利用现代化的教学手段,才能激发学生的学习爱好,提高学习效率。 在现代的物理力学教学中应当充分使用现代教育技术。以现代信息技术为手段,通过对教与学的实践过程,对文字教材、数字音像教材、电子教材、计算机及网络的设计、开发、使用、治理和评价,促进教与学最优化的理论与实践。大学物理力学教育需要从多方面进行方法改革。教学手段现代化是其中的一项重要内容。现代化的教学手段,才能激发学生的学习爱好,提高习效率。主要可以从以下几方面来进行现代教育技术改进: 1.将多媒体技术应用到物理力学教学 将传统得教学方式与现在教学方式相结合,充分利用多媒体资源。多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机结合。以多媒体信息作用于学生,形成合理的教学结构。达到最优化的教学效果。它可以使传统的枯燥无味的教学变得生动有趣。它是以视听教学理论、现代学习理论、教育传播理论为理论基础的。利用多媒体课件教学的优点主要有:首先,可以拓展教学内容,为教师提供更多的教学资源。例如,可以在万有引力知识点,做得更形象,利用多媒体将自然界的苹果落地形象再现,也可以将老师课前构思好的内容,用幻灯片展示给同学们看;其次,可创设虚拟的教学情境,激发学生的学习爱好,例如,可以做一个乘客在公交车惯性现象的一个视频片断,同学们将会更好的理解什么事惯性;第三,可使教学难点具体化、形象化,便于化繁为简,变难为易,例如,在讲刚体的角动量时,可以将现实生活中的一个具体的实例来进行讲解,这样可以将非常复杂的知识利用生活中常见事物形象描述出来;第四,可培养学生观察、分析、联想、想象能力,拓展思维空间,例如,播放一个小的力学片断给学生,让他们去从中提出问题,并且运用物理力学知识解释,为什么;第五,可使学生的视觉、听觉等多种感觉器官综合运用于学习。从而提高学习效率。例如,可以将一些重要的内容,或者一些物理力学学者的重要演讲播放给学生们听,形象具体,加深记忆。 2.物理力学教学网络化网络化教学是现代教育的一种重要改变。随着计算机网络的日益普及。网络全球化,网络资源无地域限制,利用计算机可以访问遍及世界各地的信息资源。进入信息时代,我们可以将信息高速公路作为基本的平台,通过计算机实现跨国家、跨地区、跨民族、跨人群、跨领域的语言交互、思想交互、情感交互、信息交互、文化交互。 便于教师和学生进行更广泛的交流,内容之丰富,资料之完备,从所谓有。与传统教学媒介相比,教学网络化可以充分调动学生的主动性,改变千人一面的、单向的、固定的教学模式。教学网络化具有以下特点:教学过程的交互性;教学资源的共享性;教学信息的综合性;教学方式的先进性;教学目标的多样性;教学内容的丰富性。 网络信息技术与物理力学教育的一体化.要求逐步打破传统物理课堂的封闭围墙.把物理教育带入到这个无限广阔而又全新的领域,促使物理力学学习不但在时间和空间上得到拓展.而且使课堂主体也得到拓展。物理课堂将成为一个被无限拓展的无比宽泛的概念。课堂时空的宽泛,时时是课堂.处处是课堂。只要有一台计算机,哪里都可以成为力学课堂:只要开机,就可以上课,进行在线阅读、在线实验、在线讨论、在线交流等力学综合性学习与实践活动。课堂主体的宽泛,人人是教师,人人是学生。在在线空间里,学生通过网络,通过远程登录,就可以很便捷地进入世界各地的各式各样的力学课堂.去接受世界各地力学老师或其他专业老师的远程力学教育。同时,通过网络,通过电子邮件、网络新闻组和电子公告板,学生还可以把自己的力学知识传递给他人,可以指导他人进行力学学习,自己摇身一变,又是一个地地道道的力学教师.具有了学生与教师双重身份。 借助虚拟现实技术使学习者沉浸在虚拟环境和情节里.在极富真实感的状态下与电脑交互。运用这种技术可以构建起一个与现实物理课堂几乎一样的。甚至比现实物理课堂更具魅力。例如,可以重现物理实验、可以演绎物理发现等等的逼真的在线物理课堂。这虚拟课堂将是师生充分发挥主动性和创造性的在线教学与在线学习的主阵地。 3.对物理力学实验进行现代化改进 很长时间以来,一些高等院校大学物理力学实验教学基本上处于一种封闭的状态。多年不变的教学体系和教学内容与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节,陈旧落后的实验教学设备。因袭多年的传统教学模式和手段更是远远落后于科学技术进步的步伐。有的课本要求的实现在学校的力学是现实居然找不到任何实验器材,想做实验无实验可做,想研究现象无现象可以出现,学过东西只知道其然,不知其所以然。只能依靠死记硬背来把握一些知识,没有了实验这种形象地教学方式,物理力学自然变得更加难懂,不轻易理解,如此恶性循环。因此,学生对力学实验课越来越感到枯燥无味,严重地影响了学生学习的积极性、主动性、创造性以及现代科学思维方法的形成。 演示实验的好处:由于大学物理实验需要很长的时间.因此往往难以在课堂上完成力学物理实验讲解。在课堂上引入先进的物理力学实验课件,利用声音和色彩给学生留下直观的现象.可以加深学生的感知程度,使学生牢固地记住知识点。 仅仅充分使用现代化的技术手段丰富课堂内容还是不够的,还应该充分培养学生在大学物理学习中科学思维。大学物理课程教学,除向学生传授物理知识,更要对学生进行科学思维的培养.这不仅对后续专业基础课和专业方向课的学习奠定良好的逻辑基础,同时对学生毕业后的实际工作将起到深远的影响.主要应培养以下几个方面:1.培养学生的辩证思维 辩证思维是指在思维过程中,由抽象上升到具体,获得其理性熟悉的最普遍的科学思维方式.理论基础是辩证唯物主义.利用辩证思维来熟悉各种物理现象,学习和理解各种物理规律几乎贯穿了整个大学物理教学过程.如作用力与反作用力等内容的学习中,教师都可引导学生利用辩证思维来加以理解.例如,在学习惯性的斜坡下滑问题时,学生一开始碰到惯性于什么相关时,很轻易理解重力一种分解,事实上,还涉及反作用力在华东过程中的影响.伽利略关于摩擦力的实验。彼此相对安放两个斜面,当球从一个斜面的顶端滚下去后,即沿对面的血面向上滚,达到差不多原来的高度。他推论,只是因为摩擦力,求才没能严格地达到原来的高度。然后,他减少后一些面的斜率,球仍达到统一高度,但这是它要滚的远些。学率越小,球达到的统一高度需要滚得越远。这时,教师应有意识地引导学生进行辩证思考,分析上述现象进一步熟悉理得作用力与反作用力的本质特征。这样,学生就辩证地理解到理得作用力与反作用. 2.培养学生的逻辑思维 逻辑思维是在感性熟悉的基础上,运用概念、判定、推理等形式对客观世界间接的、概括地反映过程,是科学思维的一种最普遍、最基本的形式.在逻辑思维方法中,归纳和演绎是运用得较为广泛的两种思维方法,在课堂教学中应注重培养学生的这两种思维方法.归纳是从个别到一般的思维方法,物理课中很多力学律现都是在对大量个别现象观察。和研究的基础上,通过归纳总结而获得的.例如,牛顿在总结了伽利略等前辈对自然界机械运动的观察与实验结果基础上,归纳出了闻名的牛顿运动三定律.教师在讲授上述相关知识时,可提醒学生对这一看似简单,却又应用广泛的科学思维方法加以重视. 但归纳法的局限性在于它只能根据已经把握的一部分事物的某些属性进行归纳,无法穷尽同类事物的全部属性,因而所得结论带有较大的或然性.它与其它方法结合起来,就成为了真正的科学思维方法.因此,在培养学生利用归纳法来分析问题的同时,还要培养学生利用演绎法来进行推理,使学生的逻辑思维得到较为全面的练习. 3.培养学生的形象思维 形象思维是在感性熟悉的基础上,通过意向、联想和想象来揭示客观对象的本质及具体运动规律的思维形式.在物理学中,利用形象思维来揭示物理规律的例子很多.例如,阿基米德从跨入浴盆洗澡发现水从浴盆中溢出而受到启发,从而发现了浮力定律。又如力学中的例子:在杂技表演中,演员平躺在沉重的钢板下,两个大力士用铁锤轮番敲击置于钢板上的砖块,结果砖碎,人却丝毫未受损伤。我们针对为什么重锤击不伤人这一问题展开讨论,则可运用动量定理,揭示了杂技表演的秘密。教师在大学物理教学过程中,可借助上述一些物理问题的实例,培养学生运用形象思维来更好地理解和把握物理规律,从而养成形象思维的良好习惯. 结束语:大学物理力学内容是对大学生进行创新素质与能力培养的极好知识,大学物理力学教学内容、教学方法、教学手段等方面进行的上述改革,充分利用多媒体技术和网络技术,将多媒体和网络开始大量运用于学科教学中。利用多媒体和网络进行物理力学理论课程厦实验课教学的主要方法与策略。对促进学生知识、能力、素质的综合提高,起到了积极的效果。我们需要进一步紧密结合物理力学的教学,在新的教学理念中强调对学生开展自主创新素质与能力培养的深层次研究与实践,以此更好地发挥物理课程在人才培养过程中的积极作用,为实现知识与能力的双重培养目标而努力。 物理力学论文:物理力学教学讨论论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理学中的量子力学概况 此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立: 〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数h=2π?的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在【测不准原理】——《量子力学》的基本原理。 文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学——世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理——【测不准原理】系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中! 由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃: 有道僧是愚氓忧可训, 奈何量子愚氓胜和尚! 第一章.世界是测得准的,并非测不准的 乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。 大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架——《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。 但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实: 1.1关于“量子化”根源问题。 微观世界“量子化”已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是“量子化”根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄! 就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈“量子”的“科学”。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状! 可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:“量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的”。 虽然,这量子力学家利用了“微小量子”数学“极限”概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程! 不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。1.2理论与实践关系问题 既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――“符合”试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实: 世界著名理论物理第六册——《量子力学》(文献[1])中著:“量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统”。 这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。“科学学”研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:“量子力学是建立在实验基础上的科学”。这不是弥天大谎么?! 时说:“这是一基本假定”。并告诫人们:“不可懂”!就是说(1)式不能用任何数学——物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的“波动方程”的基础,也就是量子力学的理论基础。 所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识! 研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意“物质波”理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说“建立在实验基础上”呢?! 研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出“物质波”概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出“波函数”(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的“波动方程”——量子力学的理论基础: 由于量子力学凭空引进“波函数Ψ”,实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。 1.3量子力学诡辩伦理 1.3.1关于理论基础诡辩 以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:“量子力学是建立在实验基础上地科学”。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。1.3.2关于物质波的狡辩 对于“物质波”概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定“对易关系”即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定“测不准原理”,由此编造了电子“几率云”图像;其三假定“波粒互补原理”,这种原理本身就是一种诡辩,因为“波粒二象性”问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出“波函数Ψ”并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质——量子力学家们的主观意识。 然而“波函数”的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论! 如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出: 很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现: 1.3.3关于“经典”与“近代”狡辩 量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。 然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实——量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4量子力学方法论狡辩 确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都“迎刃而解”了。 然而,量子力学同时又“有权”轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要——否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。 似这样,在哲学面前,用“建立在实验基础上”量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心“量子化”根源,又由“领地”限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威! 1.4关于“符合”试验问题 以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰“符合”试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实: 基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。 4.1大自然内在本质规律之一——辐射能场客观存在 注意教材书(文献[9])已有“辐射场”及“能量场”的物理学概念。但囿于理论局限,使得教材书对这种场的描述是静止的(机械的)、孤立的(与物质世界无必然联系的)、无源的(原因不清),因而也是抽象的(没有物理意义的)。 上已证明,原子中能量量子化的根源是原子核,量子化是原子核自身性质。值得物理学注意的是,原子核这种性质并不孤立存在,它同时还严格地规定着所有外部世界。因而使得电子、原子、分子、物体、天体、宇宙都只能有唯一稳态位置和结构。这就是大自然最基本的内在本质规律。也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。 那末,具体规律是什么呢?请看: 4.2辐射能场(存在)定理 研究表明,辐射能场准确存在可用定理表述。 〖辐射能场定理〗:任何粒子(含场粒子及天体,无例外,下同)在其周围都形成(存在)一种辐射能场,这种辐射能场可用普朗克常数?和量子数n=0,1,2,3…准确具体描述。在微观辐射能场表现为量子化,在宏观则表现为大量粒子的简并统计结果。 4.3辐射能场实质 辐射能场实质系以粒子为中心,向周围空间抛射场粒子流(这里主旨中性场粒子流,对于电磁场当有别论),这种场粒子流经电子集约化就成了光子。研究也表明,任何光子包括X射线都准确如此。参见(15)式,据此不难描述任何光子的自身结构。并且可以证明任何光子的静止(如可能)质量均不为零。认为光子静止质量为零,还是量子力学根据“相对论”瞎子摸象猜测结果。 这已表明光子的真实粒子性。并可准确具体证明,所谓波动性实际上是普朗克常数与量子数相互作用的一种客观表象,任何光子都不存在任何物理意义上的波动属性。 4.4辐射能场形象 研究表明,辐射能场形象与点光源的光通量完全一致。对于原子核,其辐射能场可用图(3)准确表示: 图中箭头方向表示辐射能流方向,其线密度表示能流密度,n为量子数。 4.5辐射能场性质 研究表明,辐射能场实质系以光速抛射场粒子流(粒子上限为中微子),故,辐射能场具有排它性。原子核的辐射能场首先排斥核外所有电子,任何电子也因此未能落到核上,这是事实。所以,电子未能落到核上量子力学的任何解释都只能是自欺欺人的胡言乱语!也所以,玻尔对电子的担心完全多余。 需要指出,辐射能场这种排斥作用,通常主要表现为能量形式。相形之下排斥力效应很小,一般可忽略。这与太阳光辐射的能量效应十分明显,而太阳光的压力效应十分微小,完全相似。不过在研究宇宙膨胀时,完全不可忽略天体辐射的斥力效应。就是说,“宇宙斥力”存在。然,囿于历史和理论局限,爱因斯坦在提出宇宙斥力概念后,又不得不自我否定。 4.7辐射能场的实验验证 4.7.1太阳的辐射本领已足够大 目前世界公认太阳发射本领(文献[2])为3.8×1033(尔格/秒),这相当于太阳每秒抛射出质量为m=4.2×109(千克)物质。但如上可知,太阳实际发射本领远大于此。因为太阳光仅是辐射能流的一部分,这种能流粒子上限为中微子。 4.7.2宇宙正在膨胀 宇宙正在膨胀,表明“宇宙斥力”存在,这是宇宙中心辐射能场性质。宇宙正在膨胀恰系宇宙中心辐射能场的客观真实写照(或曰照片)。4.7.3“太阳风”的存在 文献[10]介绍的“太阳风”正是本文定义的太阳辐射能场,太阳风就是太阳辐射能场的客观真实写照。该文献给出了对太阳风考察的卫星实际探测结果(文献图示略)。这可谓太阳辐射能场的真实实验验证。 4.7.4第四个验证是,任何原子中任何电子均未能落到核上,这是事实 不仅如此,人为方法:高能阴极射线、X射线或高能加速器也很难将电子打到原子核上。这绝非因碰撞截面太小,总会有几率。实际上正是由于原子核具有排它性的辐射能场排斥效应所致。由(22)式可见,电子得到的原子核排斥能与距离平方成反比例。在核半径处排斥能十分巨大,以致可忽略静电引力能。简单计算表明,电子必须具有200倍C(光速)才可能到达核半径处。也因此,玻尔对电子的担心完全多余! 需要指出,对此类问题,量子力学仍会故伎重演——狡辩。但经如上及以下分析论证,量子力学纯系主观臆造,对物理学实质问题全然无知,已经使得量子力学的狡辩不再有任何效力。 物理力学论文:初中物理力学有效教学策略 【内容摘要】随着新课程改革的不断推进,我国的教育事业正有序地实现着新的发展目标。不断提高教学有效性是当前教育行业的共识,初中物理作为重要的自然学科之一,从教学目标和教学方法上都积极强调有效教学。文中在明确有效教学的理论认知基础上,结合初中物理的教学实际,提出了具体的物理力学有效教学策略供广大教员参考。 【关键词】初中物理 力学 有效教学 在新一轮课程改革持续深入背景下,我国教育领域已经加强了对教学有效性的关注,力求通过实践来取得积极突破。有效教学理念的提出,能够进一步激励学生保持高昂的热情和兴趣投入到理论学习中,同时能够在积极实践中加强对理论的巩固和完善,提供知识的系统性。初中阶段物理学科的教学也十分重视有效教学,需要从业者在长期的教学中总结教学方法,从事实现有效的教学目标。 1.有效教学的理论认知 有效教学需要广大教师的积极努力才能完成,首先要有系统完善的理念作为教学指导思想,其次教师应该坚持按教学理念开展教学,关键在于考察学生在一段时间内的成绩提升与能力增长状况。有效教学行为必然强调过程和结果的有效性,因此要想获得有效性,就需要教师坚持几项原则:第一,明确目标。只有教师清晰界定学科教育的短期或长期教学目标,才能更有针对性地编排教学内容,同时采用适当的教学方法,让学生在正常的学习状态下培养更高的能力。学生在一个考察时限内,与教学目标对照已经准确完成或者有所超越,自然实现了有效教学。第二,激发兴趣。有效教学讲求学习效率,而学生的兴趣因素可以直接影响学习效率的发展程度。教师要始终关注学生的兴趣,结合实际状况适当调整教学形式和内容,让学生愿意积极主动的体会学习乐趣,从而提出教学有效性。第三,优化方法。学生在不同阶段的教学具有一定的差异性。初中阶段的学生与外界接触互动认知的能力尚且需要提高,因为教师如果对于理论的讲解能够在不断优化的教学方法中变得通俗易懂,当然能够提高学生的有效学习。 2.初中物理力学课程的有效教学策略 2.1加强课前准备工作 课堂教学的稳定开展离不开教师在课前的积极备课。加强初中物理力学单元的课前准备工作必然促进课堂教学的高效进行。初中物理教师应该认真慎重的对待力学单元的备课。首先要全面了解当前学生的自然学科基础,通过日常教学观察和教学互动了解学生的个性、特点、学习习惯和知识水平,要设计一定的导入性内容,使得不同层次的学生都能够在适当的课程引导中有效的进入力学内容。要掌握物理的基本概念,并且要试着通过通俗易懂的解释来定义,让学生能够更好更快地形成认知。其次,应该对当堂课程的内容进行结构创设,通过拆分教学任务,将其中的重点与学生的生活实践相互结合。如讲解“浮力”内容时可以讲解人在游泳中遇到的浮力,船在水面行进需要的浮力,飞机在高空飞行需要的浮力等等内容,当讲解“大气压力”内容可以在课前设计小型实验,准备简单实用的实验材料。可以选用一个熟鸡蛋或一个口径略小于鸡蛋外径的瓶子。开始教学实验时,首先在瓶子中倒入一定量的热水后倒出,同时将熟鸡蛋剥皮后迅速放置在瓶子口,随着时间推移能发现鸡蛋缓慢地被吸入到玻璃瓶中。这样的实验操作简单,但是现象生动直观,准确反映大力压力的存在与作用效果,自然能够为课堂上理论知识的讲解提供巨大的辅助效果。 2.2加强课堂实验互动 物理作为自然学科中的重要内容,理论知识有时显得较为抽象。力学单元教学中,“力”就属于摸不着看不见的概念,如果对于力的相互作用只是结合课本完成讲解,学生的接受程度和掌握效果必然层次不齐,无法达到良好的教学效果。只有强调课堂实验互动,结合物理实验才能更好的让学生感受到力的存在,有助于理论结合实际来分析思考和解决问题。实验的器材并不需要多么复杂,如前文中提到的利用熟鸡蛋和瓶子完成大力压力的实验一样,大量的生活材料都能用来完成力学实验教学。如让学生在一个较为粗糙的案板上,让学生选择书、笔、文具盒、粉笔盒等不同物品在水平方向推出,观察推出后滑动的效果。从而让学生了解物品在滑动中受到了人的推力,案板的摩擦力,自身的重力等不同的受力影响。要想滑的更远,可以推的更重些,可以将案板打磨光滑些等。通过简单的实验例子,学生能够对物品运动中的受力过程有所了解,有效地掌握了课堂教学理论。 2.3加强现代技术应用 现阶段,我国的义务教育已经大范围推行多媒体、信息化技术在教学中的应用,基于计算机网络技术的发展,使得教学有效性变得更加明显。初中物理的力学有效教学也同样需要加强现代技术的应用。从而确保各种力学的抽象定义能够通过图片、音频、视频等内容得到形象展示,这样的教学环境中学生的感官得到了充分的刺激,从而对知识点的印象更为深刻,对于理论的理解更为透彻。例如教师可以找来正式的科学实验视频,让学生感受大型科学实验中的力学现象,从而准确理解物理基本概念,为有效学习其他内容也奠定了坚实的基础。可以制作FLASH动画,将物体的受力进行对照拆分讲解,对于力的作用对象、力的转移、力的递进等不同现象进行动态化的展示,有助于增强学生的理解,提高学生的记忆。 结束语 力学知识是初中阶段的物理学科的重要内容,教师应该通过积极优化的教学方法,借助不同的教师手段和技术,通过演示多样化的实验让学生在愉快融洽的教学氛围中掌握力学知识,实验物理的有效教学。相信有效教学理念下,教师能够开发出更多的针对性策略,从而增强学生的物理知识,提高应用物理的能力。 作者:汤本政 单位:江苏省徐州市撷秀初级中学
量子力学论文:量子力学对经典科学世界图景的变革论文 经典科学基本上是指由培根、牛顿、笛卡儿等开创的,近三百年内发展起来的一整套观点、方法、学说。经典科学世界图景的最大特征是机械论和还原论,片面强调分解而忽视综合。以玻尔、海森伯、玻恩、泡利、诺伊曼等为代表的哥本哈根学派的量子力学理论三部曲:统计解释—测不准原理—互补原理所反映的主要观点是:微观粒子的各种力学量(位置、动量、能量等)的出现都是几率性的;量子力学对微观粒子运动的几率性描述是完备的,对几率性的原因不需要也不可能有更深的解释;决定论不适用于量子力学领域;仪器的作用同观察对象具有不可分割性,确立了科学活动中主客体互动关系。[1]量子力学的发展从根本上改变了经典科学世界 图景。 一、量子力学突破了经典科学的机械决定论,遵循因果加统计的非机械决定论 经典力学是关于机械运动的科学,机械运动是自然界最简单也是最普遍的运动。说它最简单,因为机械运动比较容易认识,牛顿等人又采取高度简化的方法研究力学,获得了空前成功;说它最普遍,因为机械力学有广泛的用途,容易把它绝对化。[2]机械决定论是建立在经典力学的因果观之上,解释原因和结果的存在方式和联系方式的理论。机械决定论认为因和果之间的联系具有确定性,无论从因到果的轨迹多么复杂,沿着轨迹寻找总能确定出原因或结果;机械决定论的优秀在于只要初始状态一定,则未来状态可以由因果法则进行准确预测。[3]其实,机械决定论仅仅适用于宏观物体,而对于微观领域以及客观世界中大量存在的偶然现象的研究就产生了统计决定论。[4] 量子力学是对经典物理学在微观领域的一次革命。量子力学所揭示的微观世界的运动规律以及以玻尔为代表的哥本哈根学派对量子力学的理解,同物理学机械决定论是根本相悖的。[5]按照量子理论,微观粒子运动遵守统计规律,我们不能说某个电子一定在什么地方出现,而只能说它在某处出现的几率有多大。 玻恩的统计解释指出,因果性是表示事件关系之中一种必然性观念,而机遇则恰恰相反地意味着完全不确定性,自然界同时受到因果律和机遇律的某种混合方式的支配。在量子力学中,几率性是基本概念,统计规律是基本规律。物理学原理的方向发生了质的改变:统计描述代替了严格的因果描述,非机械决定论代替了机械决定论的统治。 经典统计力学虽然也提出了几率的概念,但未能从根本上动摇严格决定论,量子力学的冲击则使机械决定论的大厦坍塌了。量子力学揭示并论证了人们对微观世界的认识具有不可避免的随机性,它不遵循严格的因果律。任何微观事件的测定都要受到测不准关系的限定,不可能确切地知道它们的位置和动量、时间和能量,只能描述和预言微观对象的可能的行为。因此,量子力学必须是几率的、统计的。而且,随着认识的发展,人们发现量子统计的随机性,不是由于我们知识和手段的不完备性造成的,而是由微观世界本身的必然性(主客体相互作用)所注定。 二、量子力学使得科学认识方法由还原论转化为整体论 还原论作为一种认识方法,是指把高级运动形式归结为低级运动形式,用研究低级运动形式所得出的结论代替对高级运动形式的本质认识的观点。它用已分析得出的客观世界中的主要的、稳定的观点和规律去解释、说明要研究的对象。其目的是简化、缩小客体的多样性。这种方法在人类认识处于初级水平上无疑是有效的。如牛顿将开普勒和伽利略的定律成功地还原为他的重力定律。但是还原论形而上学的本质,以及完全还原是不可能的,决定了还原论不能揭示世界的全貌。 量子力学认为整体与部分的划分只有相对意义,整体的特征绝非部分的叠加,而是部分包含着整体。部分作为一个单元,具有与整体同等甚至还要大的复杂性。部分不仅与周围环境发生一定的外在联系,同时还要表现出“主体性”,可将自身的内在联系传递到周边,并直接参与整体的变化。因而,部分与整体呈现了有机的自觉因果关系。在特定的临界状态,部分的少许变化将引起整体的突变。[6] 波粒二象性是微观世界的本质特征,也是量子论、量子力学理论思想的灵魂。用经典观点来看,也就是按照还原论的思想,粒子与波毫无共同之处,二者难以形成直观的统一图案,这是经典物理学通过部分还原认识整体的方法,是“向上的原因”。可是微观粒子在某些实验条件下,只表现波动性;而在另一些实验条件下,只表现粒子性。这两种实验结果不能同时在一次实验中出现。于是,玻尔的互补原理就在客观上揭示了微观世界的矛盾和我们关于微观世界认识的矛盾,并试图寻找一种解决矛盾的方法,这就是微观粒子既具有粒子性又具有波动性,即波粒二象性。这就是整体论观点强调的“向下的原因”,即从整体到部分。同样,海森伯的测不准原理说明不能同时测量微观粒子的动量和位置,这也说明绝不能把宏观物体的可观测量简单盲目地还原到微观。由此我们可以看出,造成经典科学观与现代科学观认识论和方法论不同的根本在于思考和观察问题的层面不同。经典科学一味地强调外在联系观,而量子力学则更强调关注事物内部的有机联系。所以,量子力学把内在联系作为原因从根本上动摇了还原论观点。 三、量子力学使得科学思维方式由追求简单性发展到探索复杂性 从经典科学思维方式来看,世界在本质上是简单的。牛顿就说过,自然界喜欢简单化,而不喜欢用什么多余的原因以夸耀自己。追求简单性是经典科学奋斗的目标,也是推动它获取成功的动力。开普勒以三条简明的定律揭示了看似复杂的太阳系行星运动,牛顿更是用单一的万有引力说明了千变万化的天体行为。因而现代科学是用简单性解释复杂性,这就隐去了自然界的丰富多样性。 量子力学初步揭示了客观世界的复杂性。经典科学的简单性是与把物理世界理想化相联系的。经典物理学所研究的是理想的物质客体。它不但用理想化的“质点”、“刚体”、“理想气体”来描述物体,而且把研究对象的条件理想化,使研究的视野仅仅局限于人们自己制定的范围之内。而客观世界并不是如此,特别是进入微观领域,微观粒子运动的几率性、随机性;观测对象和观测主体不可分割性等都足以说明自然界本身并不是我们想象的那么简单。 在现代科学中,牛顿的经典力学成了相对论的低速现象的特例,成为非线性科学中交互作用近似为零的情况,在量子力学中是测不准关系可以忽略时的理论表述。复杂性的提出并不是要消灭简单性,而是为了打破简单性独占的一统地位。复杂性是把简单性作为一个特例包含其中,正如莫兰所说的,复杂性是简单性和复杂性的统一。复杂性比简单性更基本,可能性比现实性更基本,演化比存在更基本。[7]今天的科学思维方式,不是以现实来限制可能,而是从可能中选择现实;不是以既存的实体来确定演化,而是在演化中认识和把握实体。复杂性主张考察被研究对象的复杂性,在对其作出层次与类别上的区分之后再进行沟通,而不是仅仅限于孤立和分离,它强调的是一种整体的协同。 四、量子力学使科学活动中主客体分离迈向主客互动 经典科学思维方式的一个指导观念就是,认为科学应该客观地、不附加任何主观成分地获取“照本来样子的”世界知识。玻尔告诉人们,根本不存在所谓的“真实”,除非你首先描述测量物理量的方式,否则谈论任何物理量都是没有意义的!测量,这一不被经典物理学考虑的问题,在面对量子世界如此微小的测量对象时,成为一个难以把握的手段。因为研究者的介入对量子世界产生了致命的干扰,使得测量中充满了不确定性。在海森伯看来,在我们的研究工作由宏观领域进入微观领域时,我们就会遇到一个矛盾:我们的观测仪器是宏观的,可是研究对象却是微观的;宏观仪器必然要对微观粒子产生干扰,这种干扰本身又对我们的认识产生了干扰;人只能用反映宏观世界的经典概念来描述宏观仪器所观测到的结果,可是这种经典概念在描述微观客体时又不能不加以限制。这突破了经典科学完全可以在不影响客体自然存在的状态下进行观测的假定,从而建立了科学活动中主客体互动的关系。 例如,关于光到底是粒子还是波,辩论了三百多年。玻尔认为这完全取决于我们如何去观察它。一种实验安排,人们可以看到光的波现象;另一种实验安排,人们又可以看到光的粒子现象。但就光子这个整体概念而言,它却表现出波粒二象性。因此,海森伯就说,我们观测的不是自然本身,而是由我们用来探索问题的方法所揭示的自然。[8] 量子力学的发展表明,不存在一个客观的、绝对的世界。唯一存在的,就是我们能够观测到的世界。物理学的全部意义,不在于它能够描述出自然“是什么”,而在于它能够明确,关于自然我们能够“说什么”。 量子力学论文:量子力学保守性论文 一、科学、语言和思维 在建立科学理论体系的过程中,往往需要以一系列巨量的、通常是至为复杂的实验、归纳和演绎工作为基础。而且人们一般相信科学知识就是在这个基础上产生和累积起来的。但只要这种认识活动过程是为一个协调一致的目标所固有,只要它真正属于科学研究自我累进的进程,则不论其如何复杂,仍只是过程性的,而不从根本上规定科学的性质、程序,乃至结论。这就使我们在考察复杂的科学认识活动时,可以抽取出高于具体手段的,基本上只属于人类心智与外在世界相联络的东西,即科学语言,来作为认识的中介物。 要说明科学语言何以能成为这样的中介,需要先对科学的认识结构加以分析。 作为一种形式化理论的近现代科学,其目的是力图摹写客观实在。这种摹写的认识论前提是一个外在的、自为的客体和作为其思维对立面的内在的主体间的双重存在。这一认识论前提在科学认识方面衍生出一个更实用的前提,就是把客体看作是一种自在的“像”或者“结构”(包括动态结构,比如动力学所概括的各种关系和过程)。 这一自在的实在具有由它的“自明性”所保证的严格规范性。这种自明性只在涉及存在与意识的根本关系时才可能引起怀疑。而科学是以承认这种自明性为前提的。因此科学实际就是关于具有自明性的实在的思维重构。它必须限于处理自在的实在,因为科学的严格规范性(主要表现为逻辑性)是由实在的自明性所保证的,任何超越实在的描述都会破坏这种描述的前提。这一点对稍后关于量子力学的讨论非常重要。 上述分析表明,科学的严格规范性并非如有唯理论倾向的观点所认为的那样,是来自思维,也并非如经验论观点所认为的来自具体手段对经验表象的操作,也并不象当代某些科学哲学家所认为的纯粹出于主体间的共同约定。科学的最高规范是存在在客观实在中的,是来自客体的自明性。一切具体手段只是以这种规范为目标而去企及它。 在科学认识活动中,不论是一个思维过程还是一个实验过程,如果其中缺失了语言过程,那就什么意义都不会有。科学语言与人类思维形态固然有很大的关系,但是它们可能在一个很高的层次上有着共同的根源。就认识的高度而言,思维形态作为人类的一种意识现象,对它进行本质的追究,至少目前还不能完全放在客观实在的背景上。因此,在科学认识的层次上,思维形态完全可以被视为相对独立的东西。而科学语言则是明确地被置于实在自身这一背景之中的。这就使我们实际上可以把科学语言看作一种知识,它与系统的科学知识具有完全相同的确切性,即它首先是与实在自身相谐合,然后才以这种特殊性成为思维与对象之间的中介。这才能保证,既使科学语言所述说的科学是关于实在的确切图景,又使思维活动具备与实在相联络的手段。 科学语言作为一种知识所具备的上述特殊性,使它成为客观实在图景构成的基本要素,或科学知识的“基元”。思维形态不能独立地形成知识,但思维形态却提供某种方式,使科学语言所包含的知识基元获得某种特定的加成和组合,从而构成一种系统化的理论。这就是语言在认识中的中介作用。由于任何事物都必须“观念地”存乎人的意识中,才能为人的心智所把握,所以,在这个意义上,一个认识过程就是一个运用语言的过程。 二、数学语言 数学语言常常几乎就是科学语言的同义词。但实际上,科学语言所指的范围远比数学语言的范围大,否则就不会出现量子力学公式的解释问题。在自然科学发生以前,数学所起的作用也还不是后世的那种对科学的叙录。只是由于精密推理的要求所导致的语言理想化,才推进了数学的应用。但归根究底,数学与前面说的那种合乎客观实在的知识基元是不同的。将数学用作科学的语言,必须满足一个条件,即数学结构应当与实在的结构相关,但这一点并不是显然成立的。 爱因斯坦曾分析过数学的公理学本质。他说,对一条几何学公理而言,古老的解释是,它是自明的,是某一先验知识的表述,而近代的解释是,公理是思想的自由创造,它无须与经验知识或直觉有关,而只对逻辑上的公理有效性负责。爱因斯坦因此指出,现代公理学意义上的数学,不能对实在客体作出任何断言。如果把欧几里德几何作现代公理学意义上的理解,那么,要使几何学对客体的行为作出断言,就必须加上这样一个命题:固体之间的可能的排列关系,就象三维欧几里德几何里的形体的关系一样。〔1〕只有这样,欧几里德几何学才成为对刚体行为的一种描述。 爱因斯坦的这种看法与上文对科学语言的分析是基本上相通的。它可以说明,数学为什么会一贯作为科学的抽象和叙录工具,或者它为什么看上去似乎具有作为科学语言的“先天”合理性。 首先,作为科学的推理和记载工具的数学,实际上是从思维对实在的一些很基本的把握之上增长起来的。欧几里得几何学中的“点”、“直线”这样一些概念本身就是我们以某种方式看世界的知识。之所以能用这些概念和它们之间的关系去描绘实在,是因为这些“基元”已经包含了关于实在的信息(如刚体的实际行为)。 其次,数学体系的那种严密性其实主要是与人类思维的属性有关,尽管思维的严密性并不是一开始就注入了数学之中。如前所述,思维的严密性是由实在的自明性来决定的,是习得的。这就是说,数学之所以与实在的结构相关,只是因为数学的基础确切地说来自这种结构;而数学体系的自洽性是思维的翻版,因而是与实在的自明性同源的。 由此可见,数学与自然科学的不同仅表现在对于它们的结果的可靠性(或真实性)的验证上。也就是说,科学和数学同样作为思维与实在相互介定的产物,都有可能成为对实在结构的某种描述或“伪述”,并且都具有由实在的自明性所规定的严密性。但数学基本上只为逻辑自治负责,而科学却仅仅为描述的真实性负责。 事实正是如此。数学自身并不代表真实的世界。它要成为物理学的叙录,就必须为物理学关于实在结构的真实信息所重组。而用于重组实在图景的每一个单元,实际上是与物理学的基本知识相一致的。如果在几何光学中,欧几里德几何学不被“光线”及其传播行为有关的概念重组,它就只是一个纯粹的形式体系,而对光线的行为“不能作出断言”。非欧几何在现代物理学中的应用也同样说明了这一点。 三、物理学语言 虽然物理学是严格数学化的典范,但物理学语言的历史却比数学应用于物理学的历史要久远得多。 在认识的逻辑起点上,仅当认识论关系上一个外在的、恒常的(相对于主体的运动变化而言)对象被提炼和廓清时,才能保证一种仅仅与对象自身的内在规定性有关的语言描述系统成为可能。对此,人类凭着最初的直觉而有了“外部世界”、“空间”、“时间”、“质料”、“运动”等观念。显然,这些观念并非来自逻辑的推导或数学计算,它是人类世代传承的关于世界的知识的基元。 然后,需要对客观实在进行某种方式的剥离,才能使之通过语言进入我们的观念。一个客观实在,比如说,一个电子,当我们说“它”的时候,既指出了它作为离散的一个点(即它本身),又指出了它身处时空中的那个属性。而后一点很重要,因为我们正是在广延中才把握了它的存在,即从“它”与“其它”的关系中“找”出它来。 当我们按照古希腊人(比如亚里士多德)的方式问“它为什么是它”时,我们正在试图剥离“它”之所以为“它”的属性。但这个属性因其离散的本质,在时空中必为一个“奇点”,因而不能得到更多的东西。这说明,我们的语言与时空的广延性合若符节,而对离散性,即时空中的奇点,则无法说什么。如果我们按照伽利略的方式问“它是怎样的”时,我们正是在描绘它与广延有关的性质,即它与其它的关系。这在时空中呈现为一种结构和过程。对此我们有足够的手段(和语言)进行摹写。因为我们的语言,大多来自对时空中事物的经验。我们运用语言的主要方式,即逻辑思维,也就是时空经验的抽象和提升。 可见,近现代物理学语言是一种关于客观实在的时空形式及过程的语言,是一种广延性语言。几何学之所以在科学史上扮演着至为重要的角色,首先不在于它的严格的形式化,而在于它是关于实在的时空形式及过程的一个有效而简洁的概括,在于与物理学在面对实在时有着共同的切入点。 上述讨论表明了近现代物理学语言格式包含着它的基本用法和一个根深蒂固的传统,这是由客观实在和复杂的历史因素所规定的。至为关键的是,它必须而且只是关于实在的时空形式及过程的描述。可以想象,离开了这种用法和传统,“另外的描述”是不可能在这种语言中获得意义的。而这正是量子力学碰到的问题。 四、量子力学的语言问题 上文说明,在描摹实在时,人类本是缺乏固有的丰富语言的。西方自古希腊以来,由于主、客体间的某种相互介定而实现了有关实在的时空形式和过程的观念及相应的逻辑思维方式。任何一种特定的语言,随着时代的变迁和认识的深入,某些概念的含义会发生变化,并且还会产生新的语言基元。有时,这样的变化和增长是革命性的。但不可忽视的是,任何有革命性的新观念首先必须在与传统语言的关系中获得意义,才能成为“革命性的”。在自然科学中,一种新理论不论提出多么“新”的描述,它都必须仍然是关于时空形式及过程的,才能在整体的科学语言中获得意义。例如,相对论放弃了绝对时空、进而放弃了粒子的观念,但代之而起的那种连续区概念仍然是时空实在性的描述并与三维空间中的经验有着直接联系。 量子力学的情况则不同。微观粒子从一个态跃迁到另一个态的中间过程没有时空形式;客体的时空形式(波或粒子)取决于实验安排;在不观测的情况下,其时空形式是空缺的;并且,观测所得的客体的时空形式并不表示客体在观测之前的状态。这意味着,要么微观实在并不总是具有独立存在的时空形式,要么是人类无法从认识的角度构成关于实在的时空形式的描述。这两种选择都将超出现有的物理学语言本身,而使经典物理学语言在用于解释公式和实验结果时受到限制。 量子力学的这个语言问题是众所周知的。波尔试图通过互补原理和并协原理把这种限制本身上升为新观念的基础。他多次强调,即使古典物理学的语言是不精确的、有局限性的,我们仍然不得不使用这种语言,因为我们没有别的语言。对科学理论的理解,意味着在客观地有规律地发生的事情上,取得一致看法。而观测和交流的全过程,是要用古典物理学来表达的。〔2〕 量子力学的反对者爱因斯坦同样清楚这里的语言问题。他把玻尔等人尽力把量子力学与实验语言沟通起来所作的种种附加解释称之为“绥靖哲学”(Beruhigunsphilosophie)〔3〕或“文学”〔4〕,这实际上指明了互补原理等观念是在与时空经验相关的科学语言之外的。爱因斯坦拒绝承认量子力学是关于实在的完备描述,所以并不以为这些附加解释会在将来成为科学语言的新的有机内容。薛定谔和玻姆等人从另一个角度作出的考虑,反映了他们以为玻尔、海森堡、泡利和玻恩等人的观点回避了经典语言与实在之间的深刻矛盾,而囿于语言限制并为之作种种辩解。薛定谔说:“我只希望了解在原子内部发生了什么事情。我确实不介意您(指玻尔)选用什么语言去描述它。”〔5〕薛定谔认为,为了赋予波函数一种实在的解释,一种全新的语言是可以考虑的。他建议将N个粒子组成的体系的波函数解释为3N维空间中的波群,而所谓“粒子”则是干涉波的共振现象,从而彻底抛弃“粒子”的概念,使量子力学方程描述的对象具有连续的、确定的时空状态。 固然,几率波的解释使得理论的数学结构不能对应于实在的时空结构,如果让几率成为实验观察中首要的东西,就会让客观实在在描述中成了一种“隐喻”。然而薛定谔的解释由于与三维空间中的经验没有明显的联系,也成了另一种隐喻,仍然无法作为一种科学语言而获得充分的意义。 玻姆的隐序观念与薛定谔的解释在语言问题上是相似的。他所说的“机械序”〔6〕其实就是以笛卡尔坐标为代表的关于广延性空间的描述。这种描述由于经典物理学的某些限定而表现出明显的局限性。玻姆认为量子力学并未对这种序作出真正的挑战,在一定程度上指出了量子力学的保守性。他企图建立一种“隐序物理学”,将量子解释为多维实在的投影。他以全息摄影和其它一些思想实验为比喻,试图将客观实在的物质形态、时空属性和运动形式作全新的构造。但由于其基础的薄弱,仍然只是导致了另一种脱离经验的描述,也就是一种形而上学。 这里所说的“基础”指的是,一种全新的语言涉及主客体间完全不同的相互介定。它涉及对客体的完全不同的剥离方式,也就是说,现行科学语言及其相关思维方式的整个基础都将改变。然而,现实地说,这不是某一具有特定对象和方法的学科所能为的。 可见,试图通过一种全新的语言来解决量子力学的语言问题是行不通的。这个问题比通常所能想象的要无可奈何得多。 五、量子力学何种程度上是“革命性”的 量子力学固然在解决微观客体的问题方面,是迄今最成功的理论,然而这种应用上的重要性使人们有时相信,它在观念上的革命也是成功的。其实,上述语言与实在图景的冲突并未解决。量子力学的种种解释无法在科学语言的基础上必然过渡到那种非因果、非决定论观念所暗示的宇宙图景。这就使我们有必要对量子力学“革命性”的程度作审慎的认识。 正统的量子力学学者们都意识到应该通过发展思维的丰富性来解决面临的困难。他们作出的重要努力的一个方面是提出了很多与经典物理学不同的新观念,并希望这些新观念能逐渐溶入人类的思想和语言。其中玻恩用大量的论述建议几率的观念应该取代严格因果律的概念。〔7〕测不准原理以及其中的广义坐标、广义动量都是为粒子而设想的,却又不能描述粒子在时空中的行为,薛定谔认为应该放弃受限制的旧概念,而玻尔却认为不能放弃,可以用互补原理来解决。玻尔还希望,波函数这样的“新的不变量”将逐渐被人的直觉所把握,从而进入一般知识的范围。〔8〕这相当于说,希望产生新的语言基元。 另一方面,海森堡等人提出,问题应该通过放弃“时空的客观过程”这种思想来解决。〔9〕这又引起了量子力学的客观性问题。 这些努力在很大程度上是具有保守性的。 我们试把量子力学与相对论作比较。相对论的革命性主要表现在,通过对时间和空间的相对性的分析,建立起时间、空间和运动的协变关系,从而推翻了绝对时空、绝对同时性等旧观念,并代之以新的时空观。重要的是,在这里,绝对时空和绝对同时性是从理论上作为逻辑必然而排除掉的。四维时空不变量对三维空间和一维时间的性质依赖于观察者的情形作了简洁的概括,既不引起客观性危机,又与人类的时空经验有着直接关联。相对论排除了物理学内部由于历史和偶然因素形成的一些含混概念,并给出了更加准确明晰的时空图景。它因此而在科学语言的范围内进入了一般知识。 量子力学的情况则不同。它的保守性主要表现在: 第一,严格因果律并不是从理论的内部结构中逻辑地排除的。只是为了保护几率波解释,才不得不放弃严格因果律,这只是一种人为地避免逻辑矛盾的处理。 第二,不完全连续性、非完全决定论等观念并没有构成与人类的时空经验相关联的自洽的实在图景。互补原理和并协原理并没有从理论内部挽救出独立存在于时空的客体的概念,又没有证明这种概念是不必要的(如相对论之于“以太”那样)。因此,量子力学的有关哲学解释看似抛弃旧观念,建立新观念,实际上,却由于这些从理论结构上说是附加的解释超出了关于实在的描述,因而破坏了以实在的自明性为保证的描述的前提。所以它实际上对观念的丰富和发展所作的贡献是有限的。 第三,量子力学内在地不能过渡到关于个别客体的时空形式及过程的模型,使得它的反对者指责说这意味着位置和动量这样的两个性质不能同时是实在的。而为了保护客观性,它的支持者说,粒子图像和波动图象并不表示客体的变化,而是表示关于对象的统计知识的变化。〔10〕这在关于实在的时空形式及过程的科学语言中,多少有不可知论的味道。 第四,人们必须习惯地设想一种新的“实在”观念以便把充满矛盾的经验现象统一起来。在对客体的时空形式作抽象时,这种方法是有效的。而由于波函数对应的不是个别客体的行为,所以大多新的“实在”几乎都是形而上学的构想。薛定谔和玻姆的多维实在、玻姆在阐释哥本哈根学派观点时提出的那种包含了无限潜在可能性的“第三客体”〔11〕,都属于这种构想。玻恩也曾表示,量子力学描述的是同一实在的排斥而又互补的多个影像。〔12〕这有点象是在物理学语言中谈论“混元”或“太极”一样,很难说对观念有积极的建设。 本文从科学语言的角度,对量子力学尤其是它的哲学基础的保守性作出一些分析,这并不是在相对论和量子力学之间作价值上的优劣判断。也许量子力学的真正价值恰恰在于它所碰到的困难是根本性的。 海森堡等人与新康德主义哲学家G·赫尔曼进行讨论时,赫尔曼提出,在科学赖以发生的文化中,“客体”一词之所以有意义,正在于它被实质、因果律等范畴所规定,放弃这些范畴和它们的决定作用,就是在总体上不承认经验的可能性。〔13〕我们应该注意到,赫尔曼所使用的“经验”一词,实际上是人类对客观事物的广延性和分立性的经验。这种经验是科学的实在图景成立的基础或真实性的保证,逻辑是它的抽象和提升。 在本文的前三节已经谈到,自从古希腊人力图把日常语言理想化而创立了逻辑语言以来,西方的科学语言就一直是在实在的广延性和分立性的介定下发展起来的。我们也许可以就此推测,对于人的认识而言,世界是广延优势的,但如果因此认为实在仅限于广延性方面,却是缺乏理由的。广延性优势在语言上的表现之一是几何优势。西方传统中的代数学思想是代数几何化,即借助空间想象来理解数的。不论毕达哥拉斯定理还是笛卡尔坐标都一样。直角三角形的斜边是直观的,而根号2不是。我们可以用前者表明后者,而不能反过来。可是一个离散的数量本身究竟是什么呢?它是否与实在的另一方面或另一部分(非广延的)相应?也许在微观领域里不再是广延优势而量子力学的困难与此有关? 如果量子力学面临的是实在的无限可能性向语言的有限性的挑战,那么问题的解决就不单单是语言问题,甚至不单单是目前形态的物理学的问题。它将涉及整个认识活动的基础。玻尔似乎是深刻地意识到这一点的。他说“要做比这些更多的事情完全是在我们目前的手段之外。”〔14〕他还有一句格言;“同一个正确的陈述相对立的必是一个错误的陈述;但是同一个深奥的真理相对立的则可能是另一个深奥的真理。”〔15〕 量子力学论文:量子力学研究论文 摘要:20世纪三次物理学革命之一的量子力学在诸多方面对经典科学世界图景进行了变革。量子力学突破了经典科学的机械决定论,使之转化为非机械决定论;使得科学认识方法由还原论转化为整体论;使得科学思维方式由追求简单性到探索复杂性;确立了科学活动中主客体互动关系。 关键词:量子力学;经典科学世界图景;非机械决定论;整体论;复杂性;主客体互动 经典科学基本上是指由培根、牛顿、笛卡儿等开创的,近三百年内发展起来的一整套观点、方法、学说。经典科学世界图景的最大特征是机械论和还原论,片面强调分解而忽视综合。以玻尔、海森伯、玻恩、泡利、诺伊曼等为代表的哥本哈根学派的量子力学理论三部曲:统计解释—测不准原理—互补原理所反映的主要观点是:微观粒子的各种力学量(位置、动量、能量等)的出现都是几率性的;量子力学对微观粒子运动的几率性描述是完备的,对几率性的原因不需要也不可能有更深的解释;决定论不适用于量子力学领域;仪器的作用同观察对象具有不可分割性,确立了科学活动中主客体互动关系。[1]量子力学的发展从根本上改变了经典科学世界 图景。 一、量子力学突破了经典科学的机械决定论,遵循因果加统计的非机械决定论 经典力学是关于机械运动的科学,机械运动是自然界最简单也是最普遍的运动。说它最简单,因为机械运动比较容易认识,牛顿等人又采取高度简化的方法研究力学,获得了空前成功;说它最普遍,因为机械力学有广泛的用途,容易把它绝对化。[2]机械决定论是建立在经典力学的因果观之上,解释原因和结果的存在方式和联系方式的理论。机械决定论认为因和果之间的联系具有确定性,无论从因到果的轨迹多么复杂,沿着轨迹寻找总能确定出原因或结果;机械决定论的优秀在于只要初始状态一定,则未来状态可以由因果法则进行准确预测。[3]其实,机械决定论仅仅适用于宏观物体,而对于微观领域以及客观世界中大量存在的偶然现象的研究就产生了统计决定论。[4] 量子力学是对经典物理学在微观领域的一次革命。量子力学所揭示的微观世界的运动规律以及以玻尔为代表的哥本哈根学派对量子力学的理解,同物理学机械决定论是根本相悖的。[5]按照量子理论,微观粒子运动遵守统计规律,我们不能说某个电子一定在什么地方出现,而只能说它在某处出现的几率有多大。 玻恩的统计解释指出,因果性是表示事件关系之中一种必然性观念,而机遇则恰恰相反地意味着完全不确定性,自然界同时受到因果律和机遇律的某种混合方式的支配。在量子力学中,几率性是基本概念,统计规律是基本规律。物理学原理的方向发生了质的改变:统计描述代替了严格的因果描述,非机械决定论代替了机械决定论的统治。 经典统计力学虽然也提出了几率的概念,但未能从根本上动摇严格决定论,量子力学的冲击则使机械决定论的大厦坍塌了。量子力学揭示并论证了人们对微观世界的认识具有不可避免的随机性,它不遵循严格的因果律。任何微观事件的测定都要受到测不准关系的限定,不可能确切地知道它们的位置和动量、时间和能量,只能描述和预言微观对象的可能的行为。因此,量子力学必须是几率的、统计的。而且,随着认识的发展,人们发现量子统计的随机性,不是由于我们知识和手段的不完备性造成的,而是由微观世界本身的必然性(主客体相互作用)所注定。 二、量子力学使得科学认识方法由还原论转化为整体论 还原论作为一种认识方法,是指把高级运动形式归结为低级运动形式,用研究低级运动形式所得出的结论代替对高级运动形式的本质认识的观点。它用已分析得出的客观世界中的主要的、稳定的观点和规律去解释、说明要研究的对象。其目的是简化、缩小客体的多样性。这种方法在人类认识处于初级水平上无疑是有效的。如牛顿将开普勒和伽利略的定律成功地还原为他的重力定律。但是还原论形而上学的本质,以及完全还原是不可能的,决定了还原论不能揭示世界的全貌。 量子力学认为整体与部分的划分只有相对意义,整体的特征绝非部分的叠加,而是部分包含着整体。部分作为一个单元,具有与整体同等甚至还要大的复杂性。部分不仅与周围环境发生一定的外在联系,同时还要表现出“主体性”,可将自身的内在联系传递到周边,并直接参与整体的变化。因而,部分与整体呈现了有机的自觉因果关系。在特定的临界状态,部分的少许变化将引起整体的突变。[6] 波粒二象性是微观世界的本质特征,也是量子论、量子力学理论思想的灵魂。用经典观点来看,也就是按照还原论的思想,粒子与波毫无共同之处,二者难以形成直观的统一图案,这是经典物理学通过部分还原认识整体的方法,是“向上的原因”。可是微观粒子在某些实验条件下,只表现波动性;而在另一些实验条件下,只表现粒子性。这两种实验结果不能同时在一次实验中出现。于是,玻尔的互补原理就在客观上揭示了微观世界的矛盾和我们关于微观世界认识的矛盾,并试图寻找一种解决矛盾的方法,这就是微观粒子既具有粒子性又具有波动性,即波粒二象性。这就是整体论观点强调的“向下的原因”,即从整体到部分。同样,海森伯的测不准原理说明不能同时测量微观粒子的动量和位置,这也说明绝不能把宏观物体的可观测量简单盲目地还原到微观。由此我们可以看出,造成经典科学观与现代科学观认识论和方法论不同的根本在于思考和观察问题的层面不同。经典科学一味地强调外在联系观,而量子力学则更强调关注事物内部的有机联系。所以,量子力学把内在联系作为原因从根本上动摇了还原论观点。 三、量子力学使得科学思维方式由追求简单性发展到探索复杂性 从经典科学思维方式来看,世界在本质上是简单的。牛顿就说过,自然界喜欢简单化,而不喜欢用什么多余的原因以夸耀自己。追求简单性是经典科学奋斗的目标,也是推动它获取成功的动力。开普勒以三条简明的定律揭示了看似复杂的太阳系行星运动,牛顿更是用单一的万有引力说明了千变万化的天体行为。因而现代科学是用简单性解释复杂性,这就隐去了自然界的丰富多样性。 量子力学初步揭示了客观世界的复杂性。经典科学的简单性是与把物理世界理想化相联系的。经典物理学所研究的是理想的物质客体。它不但用理想化的“质点”、“刚体”、“理想气体”来描述物体,而且把研究对象的条件理想化,使研究的视野仅仅局限于人们自己制定的范围之内。而客观世界并不是如此,特别是进入微观领域,微观粒子运动的几率性、随机性;观测对象和观测主体不可分割性等都足以说明自然界本身并不是我们想象的那么简单。 在现代科学中,牛顿的经典力学成了相对论的低速现象的特例,成为非线性科学中交互作用近似为零的情况,在量子力学中是测不准关系可以忽略时的理论表述。复杂性的提出并不是要消灭简单性,而是为了打破简单性独占的一统地位。复杂性是把简单性作为一个特例包含其中,正如莫兰所说的,复杂性是简单性和复杂性的统一。复杂性比简单性更基本,可能性比现实性更基本,演化比存在更基本。[7]今天的科学思维方式,不是以现实来限制可能,而是从可能中选择现实;不是以既存的实体来确定演化,而是在演化中认识和把握实体。复杂性主张考察被研究对象的复杂性,在对其作出层次与类别上的区分之后再进行沟通,而不是仅仅限于孤立和分离,它强调的是一种整体的协同。 四、量子力学使科学活动中主客体分离迈向主客互动 经典科学思维方式的一个指导观念就是,认为科学应该客观地、不附加任何主观成分地获取“照本来样子的”世界知识。玻尔告诉人们,根本不存在所谓的“真实”,除非你首先描述测量物理量的方式,否则谈论任何物理量都是没有意义的!测量,这一不被经典物理学考虑的问题,在面对量子世界如此微小的测量对象时,成为一个难以把握的手段。因为研究者的介入对量子世界产生了致命的干扰,使得测量中充满了不确定性。在海森伯看来,在我们的研究工作由宏观领域进入微观领域时,我们就会遇到一个矛盾:我们的观测仪器是宏观的,可是研究对象却是微观的;宏观仪器必然要对微观粒子产生干扰,这种干扰本身又对我们的认识产生了干扰;人只能用反映宏观世界的经典概念来描述宏观仪器所观测到的结果,可是这种经典概念在描述微观客体时又不能不加以限制。这突破了经典科学完全可以在不影响客体自然存在的状态下进行观测的假定,从而建立了科学活动中主客体互动的关系。 例如,关于光到底是粒子还是波,辩论了三百多年。玻尔认为这完全取决于我们如何去观察它。一种实验安排,人们可以看到光的波现象;另一种实验安排,人们又可以看到光的粒子现象。但就光子这个整体概念而言,它却表现出波粒二象性。因此,海森伯就说,我们观测的不是自然本身,而是由我们用来探索问题的方法所揭示的自然。 量子力学的发展表明,不存在一个客观的、绝对的世界。唯一存在的,就是我们能够观测到的世界。物理学的全部意义,不在于它能够描述出自然“是什么”,而在于它能够明确,关于自然我们能够“说什么”。 量子力学论文:中医形神关系和量子力学 【摘 要】中医形神关系和量子力学中的意识都是研究精神活动的范畴,两者理论研究可以互相促进。中医形神关系认为“形为神之宅,神为形之主”,将精神和物质进行了统一,符合量子力学的哥本哈根解释精神。中医对精神的研究比量子力学衍生出来的意识理论有更强大的生命力。中医理论认为宇宙之间有一种自我协调、自动平衡的能力。这种能力产生了神(精神),神又进一步控制强化了这种自我协调、自动平衡的能力。本文认为这种能力最初使量子世界走向经典世界,使万物生成之源。 【关键词】中医;形神关系;量子力学;精神 形神关系是中医研究物质和精神关系的理论总称。中医对精神的形成有明确的认识,并广泛运用于中医实践中。本文主要结合中医和量子力学进一步探讨物质和精神的关系,希望对传统世界的认知有新的突破。 1 量子力学简介 量子力学是现代物理学的基础和优秀,主要有单个电子双缝干涉实验、活猫死猫问题和量子纠缠等非常规现象。《宇宙的琴弦》第二篇第四章总结单个电子双缝干涉实验时指出:电子从两条缝都通过了,并产生了干涉现象。“一旦确定了电子从哪条缝经过,两缝间的干涉现象也就消失了”,电子像小球一样只产生两道竖纹。唐先一、张志林在《量子力学诠释综论》中全面分析了现有的八大类量子诠释理论,认为传统的哥本哈根解释最为合理,观测者有不可或缺的作用,即观测者的观测让干涉现象消失了。现在普遍认为是观测者的意识使得量子波坍缩的。所以,认知、意识等精神活动是理解量子力学的关键。 2 神的概念和形成 中医将精神活动总称为神,认为形为神之宅,神者形之用,统一了唯心主义和唯物主义。 2.1 神的概念 《中医基础理论》认为“狭义之神指人的意识、思维、情感等精神活动”,它是中医研究的重点。刘富林在《形神合一理论的研究》中认为“神,指人体的生命活动,包括精神、思维、意识、情感、心理等变化”。中医研究的神主要指精神活动,也包括意识,和量子力学中的意识息息相关,两者结合定能熠熠生辉。本文的意识、情志和思维等都是指精神活动,是研究量子力学的重要基础。 刘富林在《形神合一理论的研究》中总结指出中医形神合一理论“体现在中医基础理论与临床诊治、养生防病的全过程中”。陈向群在《量子力学视角下的三种意识解释》中对量子力学衍生出来的三种主要意识理论进行介绍,说明了量子力学视角下的意识处于假设阶段,毫无应用价值。所以,中医形神关系比量子力学产生的意识理论有更强大的生命力。 2.2 神的形成 《中医基础理论》认为“无形则神无以附,无神则形无以活;形为神之宅,神为形之主。形神统一是生命存在的根本保C”。 这里的形“指人体的形体,包括脏腑、经络、气血、津液等构成形体的物质”( 刘富林《形神合一理论的研究》)。中医的形神观告诉我们:精神离不开物质,物质是精神生成的基础。 《中医基础理论》将狭义之神分为五神、情志及思维活动。《中医基础理论》认为:“五神,即神、魂、魄、意、志,是对人的感觉、意识等精神活动的概括。”五神分属五脏,即“心藏神,肺藏魄,肝藏魂,脾藏意,肾藏志”(《素问・宣明五气》)。七情指喜、怒、忧、思、悲、恐、惊,七情中的五志分属五脏,心在志为喜,肝在志为怒,肺在志为忧,脾在志为思,肾在志为恐。《中医基础理论》认为“脏腑精气对自然环境与社会环境的各种刺激作出应答,便产生了意识、思维、情感等精神活动”,这里的脏腑指五脏六腑。《中医基础理论》认为“脏腑之精,指脏腑所藏的具有濡养、滋润本脏腑及其所属的形体、官窍等作用的液态精华物质。”《中医基础理论》认为“气是人体内活力很强运动不息的极细微物质,是构成人体和维持人体生命活动的基本物质之一。”综上所述,精神是由五脏六腑中属于精和气的物质共同作用产生的。五脏分属五行,分别与六腑相表里。《中医基础理论》认为“五行,即木、火、土、金、水五类物质及其运动变化”。五脏六腑的精气各不相同,分属木火土金水的五类物质。五行之气的太过不及都会影响精神活动,如“肝气虚则恐,实则怒”,“心气虚则悲,实则笑不休” (《灵枢・本神》肝气即木气,心气即火气)。五行平衡是正常精神活动的保证,精神的产生离不开水火金木土五类物质的协调运作。 量子世界存在着不确定性,物质可以同时存在多个地方,这决定了物质之间的相互作用也存在着不确定性,那么生成的精神也将变化无常。中医形神观告诉我们:日常的精神世界和量子世界是相互排斥的,这符合物理实验。 2.3 心在精神活动中的作用 中医认为在所有的精神活动中,心起到了控制和调节作用,而西医认为这一功能是脑。杨涛、赵明镜等在《“心主神明”的内涵及现代科学依据》从心脏的内分泌功能与脑的功能密切相关、心血管疾病与精神状态、心血管疾病与认知功能障碍等5个方面对心主神明进行了验证。朴顺天在《心神为体,脑神为用》中总结认为“心就是神明所出之根,脑不主神明,而是神明流注的地方”。简而言之,心就是中央处理器,脑就是存储器。从目前研究进展看,心在精神活动中确实发挥了控制和调节作用,这进一步说明了中医形神关系并非无根之木。 《灵枢・本神》对思维的过程进行了概括“所以任物者谓之心;心有所忆谓之意;意之所存谓之志;因志存变谓之思;因思而远慕谓之虑;因虑而处物谓之智”。这句话说明了心是认识事物的关键,而今所有理论都忽视了认识事物这一能力。量子世界的不确定性决定了由它构成的世界也将不确定,这样的世界是无法认识的。所以,认识事物涉及到量子世界向经典世界的过渡,是一项非常重要的能力,希望理论界能够重视。 3 形神关系的重要意义 《素问・六微旨大论》中有“相火之下,水气承之;水位之下,土气承之;土位之下,风气承之;风位之下,金气承之;金位之下,火气承之;君火之下,阴精承之”的亢害承制现象,即本气亢盛,相克之气就会承接克制。《素问・至真要大论》中有“有胜则复,无胜则否。”这些都说明了五行之气根据相克规律有自我协调、自动平衡的能力。这种自我协调、自动平衡的能力可以作为宇宙初期从量子世界向经典世界过渡的原动力,也应该是精神活动的开始《中医基础理论》认为“神既由精、气、血、津液等作为物质基础而产生,又能反作用于这些物质。神具有统领、调控这些物质在体内进行正常代谢的作用”;“脏腑精气产生神,神通过对脏腑精气的主宰来调节其生理机能”;“神的盛衰是生命力盛衰的综合体现,因此神是人体生理活动和心理活动的主宰”。物质的协调运作生成精神,精神又控制促进物质的协调运作,精神与物质的关系比形神统一更加复杂。这种协调平衡能力在人体中变得更加强大,过犹不及,人的情志反应太过又会扰乱气机的正常运行,这一情况《黄帝内经》也多有描述,本文不做进一步讨论。 杨涛、赵明镜等在《“心主神明”的内涵及现代科W依据》认为,“‘神’指事物的本质属性,是主宰事物运动变化、兴衰存亡的根本因素”。精神生于物质,高于物质,是物质间的固有属性。《宇宙的琴弦》描述了弦理论中的宇宙有10个维度,9个空间维和1个时间维。神可能是宇宙中更高的维度,它将万物联系起来,产生了天人合一理论,存在着非定域性,比量子纠缠现象更加复杂。 中医形神关系支持意识对物质作用的这种观点,符合哥本哈根解释精神。那么在人类进化史、宇宙生成史和时空概念中都必须加入意识。本人能力有限,到此已是黔驴技穷,能引起大家的重视也就心满意足了。 量子力学论文:地方应用型高校如何教好量子力学 摘要:量子力学是现代物理的基础,是一门理论性很强的学科。许多概念与经典物理格格不入,给初学者造成很大困难。笔者结合自己的学习过程和教学情况,探讨如何在地方应用型高校教好这门课程。 关键词:量子力学;现代物理;地方应用型高校 笔者于1997年毕业于衡阳师范高等专科学校物理教育专业,那时用的是专科学校自编的量子力学教材,内容较简化,学习起来较吃力;2005年进入湖南师大读研后,又学习了高等量子力学,许多东西似懂非懂;2016年开始向本科生讲授量子力学课程,也只有在这时候,才懂得了困惑自己多年的一些问题。从这个历程中,可见学好量子力学这门课程是多么难。 一、教学指导思想 正因为这门课程很难学,所以不能期望太高,何况在生源较差的地方应用型高校。与此同时,教师要以人才市场需求和学术发展为双重依据,保持学科体系的完整性,把量子力学教好。对于若干个学生中的精英,要使其受到完整的课程体系训练,培养物理学科的领头雁;而对于其他学生,则通过教学方式和考核方式的多样性,让其顺利通过这些理论性较强的课程考核,培养物理文化的传播者。 笔者采用的教学方式以传统讲授法为主,PPT用得很少。因为这门课程必须经过数学演算和推导,才能对量子世界有所理解。不要求学生步步推导,但教师至少要去一步一步地算,给学生留下深刻的印象,让学生知道,做学问是老老实实地工作。每章结束后,设置一个小测试,题目来自上课时讲的一些重点概念、符号、规律以及一些简单的公式推导。这样可以保证学生能从书本里查找答案,掌握基本知识。 二、正确看待学生的学习状况 学生的学习状况也如所预料的一样,认真听的只有几个有考研意愿的人,其他人几乎是以玩手机来消磨时间。小测试的时候,总有十多人先不做,坐等别人的答案。笔者认为,教育不能指望人人都会成为精英,能成为“欲栽大树柱长天”的人只需几个即可。同一个专业里,也需要各种层次的人才,如理论计算、实验操作、知识传播、人际协调,等等。量子力学教师需要关注学生的听课状态,以人人能学会为原则(教育机会均等),随时调整自己的教学策略;同时也要牢记自己的使命,把量子力学的灵魂传播到位,把它的科学精神传播到位。 三、量子力学的魂与精神 量子力学的魂是:微观粒子的运动状态是不确定的,只能用概率波去描述;微观粒子的运动能量不是连续的,而是离散的;测量微观粒子的力学量时得不到确定值,只能得到系列的可能值及其出现的概率,但它们的统计值是确定的,即得到的宏观量;量子力学里的微观粒子不一定是电子质子等实物粒子,还可能是经过一次量子化和二次量子化后的某种运动单元,如电磁场光子、谐振子粒子。量子力学的精神是:科学研究是一件严肃的事情,必需老老实实地演算和推导,来不得半点投机取巧。 四、教学心得体会 1.量子力学的研究对象。量子力学是研究微观粒子的运动,但是课本开始介绍的黑体辐射却是能观察到的宏观现象,这该怎样理解?一是将空窖里的辐射场当成大量微观粒子组成的系统,它们服从Bose-Einstein分布l=ωl/(eβεl-1),只是它们不是有原子分子结构的实物粒子罢了。二是认为这些粒子的能量是量子化的εl=ω,不再是宏观的连续能量了。这样一来,物体的辐射就是发射和吸收微观粒子的过程了。 2.二次量子化。把辐射场处理成能量量子化的大量微观粒子,把原点附近做振动的原子或分子处理成能量量子化的线性谐振子等就是一次量子化。最简单的二次量子化就是体现在对线性谐振子的处理上。线性谐振子的能级是分立的,En=ω(n+1/2),τΦ谋菊魈为Ψn。由于相邻能级上的本征态具有递推关系,即由Ψn可以推出Ψn-1或Ψn+1这时又把态Ψn看成是由n个粒子组成的系统,每个粒子具有能量E=ω,这样一来,递推关系里的算符就可以看成产生算符和湮灭算符了。 3.不确定性。这点和统计力学有某种相似性。统计力学并不知道微观粒子确定的运动状态,所以只好假定每种微观运动状态出现的概率相等,即等概率原理。这样一来,就可以理解测量微观粒子的力学量时,得不出确定值的原因,只能得出一系列的可能值以及这些可能值出现的概率。同样,描述粒子的运动状态也只能用概率波来描述了。 五、结语 综上所述,教师在地方应用型高校教量子力学时,既不能期望太高,也不能敷衍了事,要有正确的教学指导思想,即以人才市场需求和学术发展为依据,正确看待学生的学习状况,遵循教育机会均等的原则;一是做到将它的魂与精神传播到位,二是要不断总结教学经验,随时调整教学方法和步骤。 量子力学论文:关于量子力学―典力学―相对论力学的统―论可行性研究 摘要 本文给出了三合一量子轨道方程的解题步骤和说明,使读者对三合一量子轨道方程有更深入的了解,尤其是方程本身所具备的相位差设计,可以与泡利不相容原理模型相统一。另外,文中还论述了原子光谱与原子壳层填充顺序的关系,关于原子壳层填充顺序的新见解以及对原子光谱轨道化,做了初步探讨。最后,文中还论述了笔者设计的三合一量子轨道方程和三合一量子偏微分方程的规范统一性。 关键词 椭圆标准方程;相位差;弱相互作用轨道图;红外线轨道方程 1概述 本文继续对参考文献中所列笔者之系列文章进行深入研究,给出了三合一量子轨道方程的解题步骤和说明。另外,对原子光谱轨道化,做了初步探讨,同时,概述了三合一量子轨道方程和偏微分方程的规范统一性,为量子力学的研究发展,又提供了较为坚实有力的线索。 2三合一量子轨道方程的解题步骤及说明 这里F1、F2中的(tlx/uw±),确定为(90°x/2w±),x=0-π。见参考文献[3],而2π≈6.28。考虑2π/能级7,相似于2π/h,而此处的缺口正是动量矩与其倒数h/2 n之差。因此,x=λ/2,y=A(振幅)是一致的。故x/y=低能级/高能级。又两个x及两个y是一致的,统一的。所以,分两个步骤计算,是方便可行的。另外,电子或其他粒子的频率v=1/T,即它在一秒之内振动多少周期,与它的轨道在一秒之内转多少圈是一致的。故,上述解题步骤是正确的。 以下几点说明: 1)这是以y轴为焦点的椭圆标准方程,这是和λ-T图相一致的。可以看出,如果受到电离作用,产生圆形轨道,那么,二者叠加起来就是螺蛳形的轨道。参见泡利不相容原理模型。 2)轨道上半周,方向指向90°,高能级。而低能级的动量矩用了倒数,即n2π/h(见参考文献)。这样符合降频的实际,由于升频方程和降频方程存在速度差,因此,低能级落后高能级90°相位。 3)笔者在设计三合一升、降频波动方程,和三合一量子轨道方程,及泡利不相容原理模型时,即考虑到F1和F2都是半波,相互之间存在着此消彼涨,此涨彼消的情况。即二者相差90°的相位差。因此,看此椭圆轨道图时,要规定,x从小到大时,代表负半周,低能级,即-y。此即代表外系统的能量在增长,轨道趋圆。±y靠近x轴。+y向下构成倒金字塔,-y向上构成正金字塔。这一点,用直角三角形就可构出。相反地,当x从大到小时,代表正半周,高能级,即+y。此即代表核的作用力在增长,轨道狭长。这一点,我们从轨道图形就可看出。这樱就与实际情况相一致了。还有,因为x与y相差90°相位差,所以,当x增加,y减少时,y的指向是与x轴的指向相一致的,指向右方。这就是电子电离的方向。另外,必须强调一点,即,三合一量子轨道方程形式不可颠倒,不等式的方向不能颠倒,F1始终大于F2,如果情况发生改变,那要重新确定F1和F2。即,一般情况下,x≤y。 4)以上是微观领域。如果在宏观领域,即经典力学范畴,由于各向同性的原因,因此,除了作相应的 2.2基因工程在医学方面的应用 现今,基因工程在医学方面的应用最为活跃,其在新药物研制、疾病诊断以及治疗方面都有着不可忽视的作用。以基因工程药物为主导的基因工程的应用产业在全球发展迅速、前景良好开阔,目前利用基因工程生产的药物主要包括疫苗、抗体、激素、寡核苷酸药物等,已经被用来治疗和预防各种疾病。例如基因工程乙型肝炎疫苗。基因工程药物能改善传统化学药物供应不足、副作用较大、缺乏安全性等问题。其次基因工程在疾病诊断应用领域也不断拓宽。基因诊断技术是20世纪70年代简悦威在贫血临床治疗中取得的研究成果,基因诊断常用的方法有DNA分子杂交、检测基因的缺失等。例如一些遗传病症通常就与基因的突变有关,在临床上,就可以通过基因诊断技术对遗传病症或者癌症等进行检测。并且随着多聚酶链式反应技术发明,基因诊断方法也越来越简单方便,不采用DNA分子杂交方法,直接从扩增的DNA分子做酶切分析,甚至有些不需要做酶切分析而直接根据扩增的长度来达到疾病诊断的目的。 2.3基因工程在环保方面的应用 随着工业经济的发展,我国国内环境状况严峻,石油污染、水污染、农药污染、气候变暖等问题已经成为了社会日益关注的焦点。例如美国通过采取DNA重组技术将降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因有效链接起来,并转移到某一种菌体中从而产生同时降解这4种有机物的超级细菌从而达到清楚油污染的作用。基因工程技术同样可以用于降解农药,转基因作物的出现有利于减少农药对环境的不利影响,并根据中科院研究所研制出为了降解农药并带有自杀控制功能的一种细菌即“环境安全型基因工程菌”,其在完成降解农药的目的任务后能够“自杀”,从而消除基因工程菌本身对环境的影响。总之,基因工程由于其自身高技术、基本不污染环境或少污染环境的特点,对于建设生态环境以及消除环境污染有着积极重大意义。 3结论 总之,随着基因工程领域的快速发展,其用途在很多领域都得以发挥,可以利用转基因改良植物品质,用转基因动物生产社会所需的新型药物等,但是也应该认识到任何一项新兴科学技术的应用,都有它好坏的两面,同样对于基因工程,如果我们不能科学合理地利用它,则也带来不利的影响。例如:转基因食品中的外源蛋白质进入人体后,就可能产生新的过敏物质,对人体产生毒性,引起人体过敏反应,从而存在危害人体健康的可能。美国某种子公司也曾经将巴西坚果中的某基因转移到大豆中,结果造成对巴西坚果过敏的人群也存在对该大豆过敏的现象,最终该大豆种子也就没有被政府批准进行商业化生产。因此,在实际基因技术应用中应该取长补短、违害就利并加强对基因工程应用的规范化管理,使基因工程技术能够朝着可持续健康发展的方向。所以,我们应该与时俱进,不断加强对基因工程知识的学习。技术处理外,其轨道仍按椭圆标准方程,相位也仍差90°,这一点人造卫星的轨道可以作些许证明。 量子力学论文:浅析量子力学与量子教育学 摘 要 在物理学中,量子力学并不是一个陌生的概念,它与哲学思想也有着密切的联系,如波粒二象性等原理都是因果的重要体现,量子教育学却是科学主义的产物,没有正确地找到量子力学的原理,认为主观性决定一切。简单阐述两者的联系,为后期的量子学研究提供参考。 关键词 量子力学 量子教育学 主观性 量子力学所涵盖的一些思想,在哲学的研究中体现比较广泛,也对教学理论方面起了重要的作用,可以说量子力学对哲学思想的发展有着重要的促进作用。量子力学着重利用图景等表象来认识周围的世界,强调因果关系的认识,对后期形成的教育学理论具有参考性。但是,借助量子力学所形成的“量子教育学”则有很大的不同,这一教育学对原来的量子理论认识存在较大的偏差,充分强调自然科学。 1量子力学的缘起 1900年,量子假说出现在众人的认知里,现在的量子力学仍在不断完善,为后期的科学发展提供了重要的理论基础,可以说量子力学是量子理论的中心,它促进了原子能等一些先进技术的发展,为社会的重大发明打下基础,使人们更加清晰地认识到微观世界,并利用微观运动来更好地服务社会,是人类的重要发现,也是社会的伟大进步。 2量子力学的宇宙观 在宇宙世界中,对量子理论有较多的探讨,从已经存在的氢原子中,找到了量子级别的状态。对于电子而言,比原子更为复杂,这就要求必须要满足求解该原子的特定的方程来解出,并且要求其 场刚好环绕原子核产生驻波而求得。此外,量子态与别的驻波不一样,都有自己特定的频率,并与所蕴含的能量有关,每种量子状态都有所表征的能量。这就是说,预期任何一个态的能量都是一个具体量子所确定的,并不是模棱两可的,只要是有理论依据,就可以科学地估测态的能量多少。由于质子与电子之间存在着相互吸引的力,要想移动一个电子就必须要克服引力做功。 3量子的思维方式 人类思想总是处于不断发展中,当两种思想发生交集时,就会形成一个比较完整的、令人惊叹的思想成果,正如牛顿的世界观与量子理论产生彼此弥合的交集,才会让思想发展得如此迅速,才会让社会发展如此的快。量子思维方式给人类一个重要的启示,要求以人为中心,以人为主体。随着时代的进步和经济发展,信息技术逐渐融入了人的智慧和思想,他们彼此都是看不见的,没有确定的形状,但彼此交汇起来以后,就成了一种可以量化的物质,这是由于物质性比较弱。其实,量子物理学所产生相关的科学智慧,是人类社会发展的重要因素,也是文明进步的重要保障,可以说,量子物理学是计算机重要的组成部分,所形成的计算机芯片是重要的思维体现,量子物理学不仅是科学进步的前提,更是信息发展的重要保障,量子思维更是现代社会发展的必要方式。 4“量子教育学”的唯心主义 从产生量子力学后,“量子教育学”也随之不断发展,虽然也涉及到一些教育学方面的观点,但这些观点都是被众人早就接受了。如:学习是一个整体的过程,在这个过程中各知识点是相互联系、彼此交错的,以及还谈到了关键词:服务、个性化、互补等,但是,这些所谓的观点及结论不是原汁原味的,也不是从量子力学中演变而来,而是与它的原理相悖,从本质上讲,“量子教育学”就是一种唯心主义的表现。 贝克莱比较重视经验,认为所学的知识来源于经验,但是他却犯了一个致命的错误,认为感觉是世界真正存在的东西,其他的都是看不见的。他认为,知识是一切力量之源,但感觉是我们去探索未知世界,追求至高真理的唯一手段,只有能感觉到,才能被发现。也就是说:我们的主观性决定了我们所看见的世界,这也是量子教育学诠释的观点。他认为,只要消除了事物与观念的差异,认同事物等同于所谓的观念,并且观念可以感知任何世界上存在的事物,这样才会让我们的知识更加具有生命力。 5“量子教育学”的曲解 正所周知,量子力学不可能槲ㄐ闹饕搴筒豢芍论创造理论基础,而“量子教育学”却是唯心主义的重要思想来源,这是“量子教育学”对量子力学优秀思维的歪曲,或者说对量子力学没有正确的认识,造成思想上出现截然不同的主张,另外,“量子教育学”过分强调感觉和经验,导致偏向于不可知论,与量子力学的思想相悖而驰。 “量子教育学”对量子力学概念和方法认识的偏差表现有。为了进一步认识光的本质特性,提出了波粒二象性的观念。此后,玻尔提出了“气补原理”,再一次诠释了波粒二象性的本质。“测不准”原理而是在某一个方面有较大的缺陷,不是粒子在宏观世界的不适用,只是说明不能单一地应用某一个方面,只有同时应用时才能为物理现象提高全面的解释。玻尔认为,波粒二象性在整个量子力学中的地位较高,它是一种可以很好地描述一种物理现象的原理,也可以说是解释因果关系的一种原理,它可以相互促进、相互排斥,这种互斥的关系不可或缺,这种互补关系后来被广大学者所接受。 6结语 近年来,量子力学逐渐被广大研究者重视起来,探讨量子力学的基本原理以及与量子教育学的重要关系,在量子理论的发展过程中,这已经留下了较多的论争。可以肯定的是量子力学对于科学的进步贡献了一份力量,把微观世界与宏观世界联系起来,而量子教育学并不是量子力学的正确认识,就本身的发展情况来看,量子教育学认同了后现代主义,成为了唯心主义的重要依据。 量子力学论文:本科生量子力学教学改革探索 摘 要:量子力学推进了近百年来的科技发展,量子力学课程是物理学类本科生的重要基础课程,也是公认比较难的一门学科,也极大影响了学生对物理学的兴趣,以及今后的研究方向和从事的工作。该文将从提升教师的自身修养和提高学生的学习主观能动性两方面来探索如何提高本科生量子力学课程的教学效果。 关键词:量子力学 教学改革 物理学 本科生 随着科学技术的快速发展,使得与物理类相关的交叉学科异军突起,和量子力学密切相关的量子通信[1],量子计算[2]量子调控[3]等前沿研究方向深刻影响着人们的日常生活,也成为未来物理学走向应用的重要方向。因此,为了培养的本科生能够更好服务社会,为时代提供科技人才支撑,提高本科生量子力学[4]的教学效果变得尤为重要。 1 教师应该引导学生主动思考 要培养出紧跟时代步伐的优秀学生,量子力学的教师必须紧跟时代步伐。在20世纪上半叶,量子力学的基础理论及整体框架已经成熟,但物理类专业本科生量子力学的教学大纲也仅仅要求学生能够建立薛定谔方程,在动量和位置表象求解薛定谔方程,引入算符以及电子的自旋这些量子力学所特有的物理量[5]。如果仅仅照本宣科地讲,而不去引导学生思考问题,培养的学生也就仅仅会求解量子力学课程最基本的薛定谔方程,更不会把量子力学和其他的课程内容联系起来,串成一条主线。作为教师,应该能够启发学生去思考,如讲到波尔定态假设的时候要求电子在固定的轨道运动系统的能量不减少这一基本假定的时候,就可以引导学生思考,为什么电子加速运动能量一定会减少,这就要用到电动力学的知识,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电子,形成了电磁波,电场波就会携带能量,这样也可以引导学生回忆起来其他的课程,把所有的物理知识串联起来,提升对物理图像和物理本质的认识。 2 通过量子力学的前沿进展激发学生的学习兴趣 量子力学的基础理论虽然已经基本完成,它的理论应用却还有待开发,学生学习时候的普遍思想是现在所学的内容都得到了解决。但是量子力学则不然,要告诉学生,现在的课程内容虽然已经形成固定的教材,而且国内外教材有很多,但很多问题不同的教材可能有不同的表述方式,鼓励学生多阅读各种不同的教材和专著,同时要告诉学生量子力学的应用方向和延伸现在仍然在持续更新,要广泛阅读网络资源,特别是外文文献,比如发表在Arxiv,Nature,Science,Reviews of Modern Physics,Physical Review Letters等期刊上的文献。在教学中如果涉及到现在科学研究应用很广泛的知识点,要引导学生去学会应用,如:波函数可以用无穷多的平面波进行展开这一基本原理,而这一简单的原理正是现在凝聚态物理中K・P理论[6]的精髓,现在最新的科研成果中仍然可以发现其解决问题的强大能力;而讲到用波函数来描述量子力学的波粒二象性后,介绍了有意义是波函数的模平方,即粒子在某一位置出现的几率,通过密度泛函理论[7],可以通过波函数得到几乎所有的物理性质,这正是第一性原理计算的精髓所在。当然,还有很多类似的最新研究成果,如:通过量子力学的纠缠光子对实现量子通信,波函数的叠加原理实现量子计算等。因此,这对量子力学教师的要求更高,要能够紧跟科技前沿,做好一个引路人,从事量子力学的教师一定要扎根在科学研究的一线,而且要求研究方向和量子力学密切相关,如:凝聚态物理、量子信息等。 3 教学方式的改革 量子力学的基本理论比较抽象,难以理解,理论本身一些内容不能直接用实验验证,如:薛定谔方程等。量子力学目前的理论形式多样:如包含薛定谔波动力学、海森堡矩阵力学、路径积分理论等。如果单纯的是教师讲,学生被动的接受效果不会太好,特别是讲了一些知识点后,加上例题讲解,学生都能够听懂,但是自己独立完成的时候仍然是一头雾水。为此,我试探着给学生们分组,4~5个人一个小组,小组采用自由组合的方式,每次同一小组的同学坐在一起,当讲完一个知识点或者几个知识点后,提出问题,让学生以小组的形式进行讨论,教师轮流进入到每一个小组中去参与学生的讨论。这样可以分享彼此的理解,从而加深对量子力学问题的理解。 4 注重课后的阅读和交流 上课时间必然受到学时数目的影响,正如推出量子力学的正统诠释的哥本哈根学派的领袖人物玻尔曾说:“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学。”因此,要更加充分激发学生的兴趣,使得学生主动花更多的时间进行学习和讨论,为此,我建立了一个QQ群,通过加平时成绩的方式鼓励学生在群里面讨论。此外,还可以把我看到的最新物理内的相关新闻,量子力学的一些研究前沿分享到QQ群里面,使得学生在玩手机的时候即可以了解到量子力学的前沿方向,此外还把课件分享到群里供同学们下载,并把课件通过美化大师转为长图片,这样学生可以把知识点保存在手机中,可以充分调动学生的零星时间来学习。同时也鼓励同学们参加校内外的学术交流,也可以观看网络上的视频讲座。通过多渠道,多媒体等各种方式拓展视野,开拓眼界,提升学生的学术水平。 5 结语 综上所述,使得本科生能够学习好量子力学这一门重要的基础课程是一个系统工程,需要教师和学生的共同努力。该文从上述4方面提出了一种使得学生能够学习好量子力学的思路,如果上述4个方面能够得到完美解决,不仅可以提高学生的学习积极性,调动学生的主观能动性,也可以激发他们对科学研究的探索,同时将推进物理方向的人才培养。 量子力学论文:面向材料类专业的量子力学教学探索 摘要:量子力学是材料类专业本科生的优秀课程,在整个知识体系中占有非常重要的地位,然而因为其需要前期课程基础、逻辑推理内容比例大,一直以来都是工科院校本科教学的教和学双方都感到困难的学科。本文针对材料类专业的学科特点,结合自身教学实践经验,分别从专业特色、前沿学科发展和教学手段三方面提出一些关于量子力学的教学方法的探索,有效激发学生学习兴趣、提高教学水平。 关键词:量子力学;材料类专业;教学探索 对于普通高校的材料类本科教学来说,要求学生具有数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识,掌握材料设计、性能优选、工艺优化的原则,以及材料的组成、结构和性能关系。这就需要学生具有材料学科的完整的知识体系,量子力学是半导体、固体物理以及计算材料学、材料测试表征技术等学科的基础,在材料科学体系中有着非常重要的地位。然而其由于本课程的学习是基于高等数学、大学物理、数学物理方法等前期课程学习的基础之上的,学生对这些基础课程的掌握情况参差不齐,而大部分学生对前期课程多有遗忘,课程内容的学习过程中需要理解的知识点很多,所以要学好这门课程需要充分发挥学生的主观能动性,及时复习前期基础课程和预习相关知识。由于知识间衔接紧密,需要逻辑推理内容非常多,学生稍有走神或缺课就会跟不上教师的教学进度,从而对后续知识的学习也丧失信心。此外,对于工科大环境下的学生群体来说,学生普遍对实用的专业课程较感兴趣,而对基础理论课程不够重视,认为学习非常枯燥也没有大多的用处。种种原因造成了在工科大环境下的理论物理教学特别是量子力学课程的教学困难重重,因此将理论教学与专业特色相结合,探索具有专业特色的量子力学的教学方法具有重要的意义。如何消除学生对本课程的畏惧心理,如何调动学生的学习积极性,让学生在课堂上有收获的同时也要自觉利用好课余时间学习是解决本课程教学的关键。本文结合材料类专业的综合情况,经过实践探索,总结几点较为实用的教学方法。 一、与专业课程体系相结合,突出课程的重要性 备课之前先熟悉所授课专业的培养方案,了解学生的已修课程、同学期开设的专业课程以及后续的专业课程。材料类专业的量子力学课程一般在第四学期开课,在此之前学生已经修完了高等数学、大学物理、线性代数、数学物理方法等前期课程。同时学生开始接触一些材料类的专业课程,例如材料科学基础、高分子物理、物理化学等,在之后的第五以及第六学期将有大量的学科专业课,如材料分析测试技术、计算材料学等。教师在对本专业的课程设置以及知识框架有了整体的了解以后,有针对性地翻阅一下一些优秀专业课程的教材,将专业课程当中涉及量子力学基础的内容筛选出来以备用。在给学生讲授第一堂课时既将本课程的重要地位告知学生,哪些课程在后续课程种会涉及到相关知识,哪些领域会用到本课程的知识,以及量子力学对本专业以及相关专业的研究生入学考试以及继续深造时的必要性。让学生一开始对本课程的学习有心理上的重视。在具体教学的过程中,注意将量子理论与专业内容相结合,包括已修课程和后续课程。通过多学科的渗透将整个材料学专业的课程内容进行贯穿,凸显出量子理论的重要性和实用性,让学生意识到量子力学并不是高高在上毫无用处的理论公式,同时也使得量子力学的教学更加丰富和生动。 二、与前沿科学相结合、活跃课堂气氛 当下的高校教师除了教学很大一部分时间精力都用于科学研究。平时实验或看文献时可以将所涉及的一些前沿科技成果加以搜集,课堂上通过多媒体以图片、音响等直观的方式将其进行简要的介绍。活跃课堂气氛的同时有可以加深对该理论的理解,激发学生的学习积极性。在给学生讲解理论知识的同时注重结合理论的应用领域,结合材料学科的特点以及学校的特色。作者所在的本校是有着交通特色专业背景,本校材料类专业也有水泥混凝土、沥青混合料等工程材料方面的课程,学生就业也有很大比例在交通相关领域。结合本科的这一特征,教师讲课时可以作一些前沿材料在交通领域的最新进展。在讲解知识基础的同时穿插该部分知识的应用方面的展望,展示过程中采用借助多媒体以图片、音响和板书讲解相结合的方式。通过多种途径让量子力学这种看似“高大上”的学科也有“接地气”的一面,不至于全是枯燥的理论和生硬的公式,有利于对学生学习动力的激发。对于自己的科研课题也可以作一些介绍,还可以挑选部分基础较好的感兴趣的本科生参与到课题的研究或者参观学习,零距离的接触前沿科学,对调动学生的学习积极性也有一定的帮助。 三、多种教学手段相结合,调动学生的学习积极性 在教学的过程中采用多种教学手段相结合。鉴于量子力学的理论抽象、知识量大、数学推理公式繁多,在教学过程中教师的讲授以基本概念的理解、基本物理思想的和基本的物理模型的建立为主,对于需要推理演算的部分可以引导学生利用课余时间自学。首先可以拓展多样化的考核方式。课程考核的成绩以期末考试为主但是学期内平时的表现也是必要的。可以考虑适当增大平时考核的分数比例,便于调动学生充分利用课余的时间。其中平时表现又可以分为多个方面来考核,充分调动学生的自主学习激情。课堂教师讲授为主,适时设问作为课外思考作业,作业以书面形式或者学生在下一次课作简短的展示的方式。才外还可以给学生布置小论文,鼓励学生多进图书馆,查阅相关文献书籍写一两篇小综述。在第一堂课即向学生说明考核的方式和比例,在考分的压力下学生自然会积极准备相关内容。在应对这些平时作业的过程实际上就是学生自主学习的过程中,既巩固了量课程知识,又锻炼了学生自主学习的能力和思维。在教学当中采用多媒体和传统的板书相结合的方式,多媒体信息涵盖量较大,对一些复杂又必须的推导过程可以采用PPT作快速的展示,而对于一些重要的公式及定理则需要采用板书加以强化,通过教师边书写边口诉讲解,学生有足够的时间消化理解。同时可以采用多媒体多展示一些图片、动画等内容,尽量在枯燥的理论讲授过程中增添一些有趣的小插曲,例如该理论提出的科学家的肖像及简介、名言名句,小故事等。在W习原子的波尔理论以及氢原子模型的时候,使用PPT展示基本公式和理论,再辅以教师在黑板上作图的方式讲解。可以将原子内电子的运动类比于在操场跑步以及天体的运动,在做计算近似时甚至可以将近似级类比于上课教室内的座次对个人学习效果的影响、人际关系的亲疏对个人情感生活的影响程度等。此外还可以鼓励学生多接触一些科普书籍以及最新出版的一些学术专著,例如上帝掷骰子就是很通俗的前沿物理科普书籍。通过多种渠道将量子力学枯燥难懂的教学过程生动化、有趣化。 作为材料类专业优秀课程的量子力学一直都是教和学双方都感到很困难的课程。由于量子力学的理论性较强,学习过程相对枯燥,学科的实用性不是很明显,学生容易厌学。教师在教学过程中需要不断的探索适合本专业学生的教学方法。通过与专业课程相结合,与学校特色想结合,采取多种教学手段,结合最新的前沿科学研究,多方面入手使理论知识深入浅出,使教学过程生动有趣、调动学生学习热情,对提高教学质量有非常有益的帮助。 量子力学论文:中国量子力学第一人――潘建伟 8月份的朋友圈,被两大主题新闻刷爆了――里约奥运会和中国的量子卫星。我虽然不是运动达人,但每每看到中国奥运健儿在里约运动场上的身姿,还是会激动不已。至于量子卫星的新闻,第一感觉就是够高深:量子、量子通信、量子纠缠效应……好多名词扑面而来。本期“特别关注”栏目已经就量子卫星做了简单的介绍。这里,我们来聊聊量子卫星这个项目的首席科学家、中科院院士――潘建伟。 年轻、帅气、有为 在看新闻的时候,看到了潘建伟的照片,第一感觉是年轻帅气!印象中的院士不是白发苍苍,也应该60往上啊。网上一搜,发现了潘院士的资料:1970年3月,潘建伟出生在浙江东阳。而他在2011年,已经当选了中国科学院院士(数学物理学部)。掰着手指头算一算,潘院士今年才46岁,而他在41岁的时候就已经当选成为院士了。同学们,看到这,你们是不是和我一样感慨:真是年轻有为啊。当然,除了被评为中国科学院院士,潘院士其他奖项也拿到了一箩筐,如奥地利科学院施密德奖、欧洲物理学会菲涅尔奖、国际量子通信奖、国家自然科学奖一等奖,等等。 不放弃、不服输 这么年轻就取得了如此多的成就,他是怎样做到的呢? 潘建伟是个农村孩子。在他的记忆中,小时候特别喜欢玩,他可以做自己感兴趣的事情,父母也不限制他什么。到了初中,他开始到县城上学。这时候他才发现,在农村小学打下的语文基础很差,英语根本就没学过。初中第一次写作文,他才得了40分。这个打击对潘建伟来说,不可说不重。不过,潘建伟有着一种不放弃、不服输的精神,为了把学习尽快赶上去,他经常约同学到家里一起学习,不懂的问题也会虚心向老师请教,所以进步非常快。就这样,潘建伟一路迎头追赶,最后顺利考上了中国科技大学。 知道自己想要什么 进入中国科技大学,潘建伟如鱼得水,不过学习一样不轻松。因为当时在他们班上,高考状元就有7个。在这样的环境中,潘建伟一边更加刻苦地学习,一边还是和儿时一样,钻研自己真正感兴趣的东西。当时,他就对量子叠加态问题产生了浓厚的兴趣。在期中考试的时候,他差点没考及格,因为他一直在想量子叠加态的问题,他就没办法好好听别的课了。就是从那时候开始,为了搞明白量子叠加态的问题,潘建伟开始学习量子力学。这一学,就是20多年。 在获得中国科技大学理论物理学士和硕士学位后,1996年,潘建伟决定出国继续攻读博士。开始的时候,他选的导师是一位诺贝尔奖得主。跟着诺奖得主读博士,肯定对未来的就业有帮助。不过,比来比去,潘建伟最终选择了这位诺奖得主的弟子塞林格教授当导师。塞林格教授当时只是一位普通教授,但潘建伟认为他学识渊博,在新兴学科量子力学方面潜力更大。就这样,潘建伟来到奥地利维也纳大学,攻读博士学位。(果然跟他预料的一样,如今的塞林格教授已经是量子力学的世界级大师,担任奥地利科学院的院长。) 1996年,他在奥地利第一次见到导师塞林格教授时,这位导师像很多其他导师一样问道:“你的梦想是什么?”潘建伟脱口而出:“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”而他此后的人生,就是一步步向这个目标迈进的过程。 2001年,潘建伟在中科大负责组建量子物理和量子信息实验室。如今,潘建伟的团队也被人称为“梦之队”,团队成员都是中国最顶尖的物理学家。在国外媒体眼里,这个中国学者简直创造了奇迹。 对科学的真正好奇 潘建伟长期在国外学习、交流,通过两个他的亲身经历,我们也能感受到中外对科学的不同。 第一个经历发生在阿尔卑斯山大峡谷。当时潘建伟在国外留学,游历至此。在这个很少有人到的峡谷中,潘建伟遇到了一位80多岁的外国老太太。老太太白发苍苍,坐在轮椅上。攀谈中,老太太问起潘建伟的工作,潘建伟说,他是研究量子物理的。想想看,如果是你的爷爷奶奶,听到一个人说他是研究量子物理的,会有什么反应?而当时,这位老太太却接着问:“你是做量子物理哪一方面的?”潘建伟回答说,研究的是量子信息、量子态隐形传输等。万万没想到,老太太听后接着说:“我读过你在《自然》杂志发表的那篇文章。” 这是一位80多岁的老太太,她仍然对科学抱有浓厚的兴趣,竟然自己跑去读艰涩难懂的科学期刊,这是一种天生的好奇。 第二个经历发生在医院里。当时潘建伟在海德堡大学,当他做完手术并醒过来之后,护士正好站在他的床前。护士说:“潘教授,你是不是就是研究跟时空穿越类似的东西啊?”潘建伟说:“是啊。”护士说:“你能不能给我讲讲?”但因为潘建伟当时鼻子里面插着两根管子,非常痛苦。他说:“现在我讲不了,我将来送给你点资料吧。”这就是普普通通的欧洲人对物理学的好奇。 在国内,潘建伟院士也做科普演讲,他尝试用深入浅出的方法,讲量子叠加态、量子纠缠。下面的学生听完会说:老师,我很认真听了,但是听不懂。然后,学生就去拍自拍、刷朋友圈、玩游戏了。 潘院士就是因为对量子力学的好奇,最终成为了中国量子力学第一人。在这里,我们也希望小读者们永远保持一颗对生活、对科学好奇的心。 量子力学论文:中国量子力学第一人潘建伟:保持对科学最初的好奇 8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。“量子科学实验卫星的发射,表明中国正从经典信息技术的跟随者,转变成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。”量子卫星首席科学家、中科院院士潘建伟如此说道。 但是,让许多人真正记住潘建伟的,却不是因为他被称为“中国量子力学通信第一人”,而是一次他在央视的演讲:中国为什么拿不了诺贝尔物理学奖? 潘院士讲了两个这样的故事,让人感触良多: 以前在国外留学的时候,我到阿尔卑斯山大峡谷,一个很少有外国人到的地方去游历。 一个大概80多岁、满头白发的老太太,坐在轮椅上,问我是干什么的。我说是做量子物理的。老太太问,你做量子物理的哪一方面?我说是量子信息、量子态隐形传输,用英文就像时空穿越里面的东西。万万没想到,老太太说:我读过你在《自然》杂志发表的那篇文章。 这是一位80多岁的老太太,她仍然对科学抱有浓厚的兴趣,竟然自己跑去读艰涩难懂的科学期刊,这是一种天生的好奇。 过了几年之后,潘教授在海德堡大学做了一个手术。他醒过来之后,正好护士站在他的床前。护士说:潘教授,你是不是就是研究跟时空穿越类似的东西啊?潘教授说:是啊。护士说:你能不能给我讲讲?但因为潘教授当时鼻子里面插着两个管子,非常痛苦。他说:现在我讲不了,我将来送给你点资料吧。这就是普普通通的欧洲人,对物理学的好奇。 潘建伟说,他在国内也做科普演讲,尝试用最生动浅出的方法讲量子叠加态、量子纠缠。 下面的学生说:老师,我很认真听了,但是听不懂。然后,学生就去拍自拍、刷朋友圈、玩游戏了。他说:我们国家为什么没有人获得诺贝尔物理学奖,原因也许也在这其中,对科学没有真正的好奇,怎么出得了诺贝尔奖大师呢? 但这也正是为什么对于中国人来说,潘建伟如此珍贵。早在十年前开始,他就被称为“中国离诺贝尔奖最近的人”。然而这位中国物理学的巨星,小时候却曾经是得40分的差生,在农村小学,英语根本就没有学过,初中后才第一次写作文。但凭着一股不放弃、不服输的意志,潘建伟这个从小就爱玩的孩子一路迎头追赶,考取了中国科技大学。在大学里,他仍然不太起眼,当时班上高考状元就有7人。不过,潘建伟仍然和儿时一样,钻研自己真正感兴趣的东西。“量子力学所预言的种种奇特现象,以及量子力学诞生一百余年来对人类物质文明进步所带来的巨大变革,使我对量子物理产生了浓厚兴趣。因此,探究量子世界的各种奇妙现象也成了我终生的奋斗目标。”在潘建伟的心中,对量子的探究是保持他精神自由的工具,也是他摆脱精神桎梏的飞行器。 在获得中国科技大学理论物理学士和硕士学位后,1996年,潘建伟来到奥地利攻读博士。他在因斯布鲁克大学第一次见到导师塞林格教授时,这位量子物理学世界级大师问道:“你的梦想是什么?”他的答案脱口而出:“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”他此后的人生,就是一步步地向着这个目标前进的过程。 1997年,他在塞林格的领导下,作为第二作者在《自然》杂志上,宣布在实验中实现了量子态隐形传输,这被公认为量子信息实验领域的开山之作。《科学》杂志将其列为年度全球十大科技进展。这一年,他年仅27岁。 1999年,潘建伟博士毕业准备回国工作,却发现那时量子信息研究在国内还是一片空白,不仅不被承认,甚至还被认为是伪科学。这使得他根本无法申请到科研经费。 就在这时,他那篇“量子态隐形传输”论文,被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”,一同入选的还有“爱因斯坦建立相对论”等重大成果。消息传到国内引起轰动,潘建伟提交的科研项目申请终于获得批准。2001年,潘建伟在中科大负责组建量子物理和量子信息实验室。他想:“过去,我们在科研领域常常扮演追随者和模仿者的角色,研究方向的选定、科研项目的设立都先要看看国际上有没有人做过。量子信息是一个全新的学科,我们必须学会和习惯做领跑者和引领者。” 就这样,潘建伟小组曾经成功创造了量子研究的6个“世界首次”。“这标志着中国在量子通信领域的崛起,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅,将领先于欧洲和北美。”国际权威期刊《自然》杂志不禁感叹。2011年,潘建伟被增选为中国科学院数学物理学部院士,并成为当年增选产生的最年轻院士。2012年,当选为发展中国家科学院(TWAS)院士,获得量子信息科学领域最高奖项“国际量子通信奖”,潘建伟也是获得这一荣誉的第一个华人物理学家。2015年,科研成果“多自由度量子隐形传态”入选英国物理学会新闻网站《物理世界》评选的“2015年度国际物理学领域的十项重大突破”并名列榜首。2016年,由他作为第一完成人的科研项目“多光子纠缠及干涉度量”获得2015年度国家自然科学奖一等奖,该奖项被称作中国自然科学领域最高奖。 但是对潘建伟自己来说,他对物理学的钻研,跟这些奖没有任何关系,只是来自于最初的好奇。他最喜欢的生活状态,是思考问题,在思考到最艰难的时候去林间散步。他有一个怪癖,就是喜欢捡掉落在地上的树枝来闻,在这种和自然近距离接触的状态下,他觉得这是人类最初的状态,和自然没有隔阂,融为一体,这也是物理学的追求。 热议锐评:也许,正是保持着这样的初心,和对自然的最初的好奇,潘建伟才得以成为中国最好的量子物理学家。而对你我这样平凡的中国人来说,我们所缺的,不是少学了多少个物理学定理,我们所缺的,是在日复一日的应试教育的课堂上,被磨灭掉的对物理学最初的好奇。 素材运用:保持对科学最初的好奇;思考;梦想;奋斗;创新的土壤;做领跑者和引领者;创造奇迹的中国人;不怕输的精神;未来充满无限可能;励志人生;改变与反思…… 量子力学论文:浅谈经典理论与量子力学的联系 摘 要:文章首先回顾了量子力学发展史上的几个问题,简要说明了“EPR佯谬”和“薛定谔的猫”的主要内容,然后通过“幽灵成像”实验简单介绍了近几年科学家在研究经典理论与量子理论关系时所付出的努力,继而通过介绍“量子世界中的欧姆定律”和“光合作用与量子力学的联系”说明了量子力学与我们生活的联系。最后,剖析总结量子力学现今仍存在的问题,并得到量子力学亟待发展这一结论。 关键词:经典理论 量子力学 联系 量子力学于20世纪早期建立以来,经过飞速的发展,逐渐成为现代物理学科中不可分割的一部分。量子力学是现代量子理论的优秀,它的发展不仅关乎人类的物质文明,还使人们对量子世界的认识有了革命性的进展[1]。 但是,量子力学并不是一个完备的理论,其体系中还存在许多问题,特别是微观与宏观,即经典理论与量子力学的联系。为解决这些迷惑,历史上相关科学家提出了很多实验与理论。该文旨在以量子力学发展史上提出的几个实验为例,对其进行简单分析,以展示经典理论与量子力学的联系。 1 问题的提出 1935年3月,爱因斯坦等人在EPR论文中提出了“量子纠缠态”的概念,所谓的“量子纠缠态”是以两个及以上粒子为对象的。在某种意义上,“量子纠缠态”可以理解为是把迭加态应用于两个及以上的粒子。若存在两个处于“量子纠缠态”的粒子,那这两个粒子一定是相互关联的,用量子力学的知识去理解,只要人们不去探测,那么每个粒子的状态都不能够确定。但是,假如同时使这两个粒子保持某一时刻的状态不变,也就是说,使两个粒子的迭加态在一瞬间坍缩,粒子1这时会保持一个状态不再发生变化,根据守恒定律,粒子2将会处于一个与粒子1状态相对应的状态。如果二者相距非常遥远,又不存在超距作用的话,是不可能在一瞬间实现两个粒子的相互通信的。但超距作用与当今很多理论是相悖的,于是,这里就形成了佯谬,即“EPR佯谬”。 同年,薛定谔提出了一个实验,后人称之为“薛定谔的猫”。设想把一只猫关在盒子里,盒中有一个不受猫直接干扰的装置,这套装置是由其中的原子衰变进行触发,若原子衰变,装置会被触发,猫会立即死去。于是,量子力学中的原子核衰变间接决定了经典理论中猫的生死。由量子力学可知,原子核应该处于一种迭加态,这种迭加态是由“衰变”和“不衰变”两个状态形成的,那么猫应该也是处在一种迭加态,这种迭加态应该是由“死”与“生”两个状态形成的,猫的生死不再是一个客观存在,而是依赖于观察者的观测。显然,这与常理是相悖的[2]。 这两个佯谬的根源是相同的,都是经典理论与量子理论之间的关系。 2 近代研究进展 2.1 验证量子纠缠的存在 华裔物理学家Yanhua Shih[3]曾做过一个被称为“幽灵成像”的实验,其实验过程及现象大致可以描述为:假设存在一个纠缠光源,这个光源可以发出两种互为纠缠的光子,通过偏振器使两种光子相互分离,令第一束光子通过一个狭缝,第二束不处理,然后观察两束光的投影,结果发现第二束光的投影形状与第一束光通过的狭缝形状完全相同。 人们发现,如果仅仅使用经典理论,实验现象是无法解释的,必须应用量子理论,才能解释“幽灵成像”的现象。这个实验也恰好验证了“量子纠缠”现象的存在。 2.2 量子世界中的欧姆定律 欧姆定律是由德国物理学家Ohm于19世纪早期提出来的,它是一种基于观察材料的电学传输性质得到的经验定律,其内容是:在同一电路中,导体中的电流跟导体两端所加的电压成正比,跟导体自身电阻成反比,即 (U指导体两端电压;R指导体电阻;I指通过导体的电流)。 18世纪二、三十年代,人们认为经典方法在宏观领域是正确的,但是在微观领域将会被打破。Landauer公式给出了纳米线电阻的计算方法,即(h为普朗克常量;e为电子电量;N为横波模式数量);而在宏观中,(为材料的密度;l为样品的长度;s为样品的横截面积)。由此发现,在宏观领域,样品的电阻是随着样品的长度增加而增加的,而在微观领域,样品的电阻与样品的长度没有关系。 Weber[4]等人制备了原子尺度的纳米线并进行观察,实验发现,在微观领域,欧姆定律也是满足的。Ferry[5]认为样品的电阻是由多种机理所导致的,而他最后得到的结果正是由于多种机理的相互叠加。经过分析,他认为欧姆定律何时开始生效取决于纳米线中电子耗散的力度,力度越大说明开始生效时的尺度越小。但这也同时引发了另一个问题的思考:低温条件下,欧姆定律是仍然成立的,也就是说经典理论仍然成立,但往往是希望在低温下研究比较纯粹的量子效应。低温条件下欧姆定律的成立要求在进行实验研究时,必须花费更多的精力来使得经典理论与量子理论分离开。 2.3 生活中的量子力学――光合作用与量子力学 Scholes等[6]从两种不同的海藻中提取出了一种名为捕光色素复合体的化学物质,并在其正常的生活条件下,通过二维电子光谱术对其作用机理进行了分析研究。他们首先使用了飞秒激光脉冲模拟太阳光来激发这些蛋白,发现了会长时间存在的量子状态。也就是说,这些蛋白吸收的光能能够在同一时刻存在于不同地点,而这实际上是一种量子迭加态。由此可见,量子力学与光合作用是有很大联系的。 3 结语 从近几年来量子力学的基本问题和相关的实验研究可以看出,虽然经典理论与量子理论的联系仍然是一个悬而未决的问题,但是当代科学家已经能够通过各种精妙的实验逐步解决历史遗留的一个个谜团,使得微观领域的单个量子的测量与控制成为可能,并且积极研究宏观现象的微观本质,将生活与量子力学逐渐的联系起来。对于“经典理论与量子力学的联系”这一专题还需要进行不断研究,使量子力学得到进一步完善与发展。 量子力学论文:量子力学模块化教学的探讨 摘要: 量子力学是从研究经典问题出发而发展起来的一门研究微观粒子运动规律的学科,是核物理与核类其他专业的重要基础课。在日常教学中运用模块化思想给这些专业学生讲授量子力学,已取得初步成效。 关键词: 量子力学;模块化;教学 0 引言 随着科学技术的迅猛发展,能源紧缺问题十分严峻,各国都在大力发展核电事业,我国“十一五规划”也将核电和核技术应用与发展列为重点。党中央、国务院十分关心核工业的发展,做出了和平利用原子能,积极促进核电发展的战略决策。核科学与技术等即将迎来前所未有的发展。作为省部共建的南华大学,是中国核类本科专业齐全、本科生培养规模大、核类人才培养层次较完整的高校,18 个涉核专业,核支撑专业和学位点24个,我校的核科学技术等领域在中南地区乃至全国都具有一定的优势。如何办好这些核类本科专业,突出南华大学的“核”特色,这些都成为了值得我们研究的新课题。量子力学是从研究经典问题出发而发展起来的一门微观粒子运动规律的学科,是原子物理学、原子核物理等学科的重要基础。量子力学有知识面广、抽象难以理解的特点。怎样使其更好的为核类专业学生服务成为我们新的教学难点。 1 量子力学的教学目标分析 我校核物理专业的量子力学课程,授课时间在大三第一学期,共64学时。教材以[1-3]为主,阐述波函数和薛定谔方程、量子力学量、态和表象、微扰理论、自旋和全同粒子等具体内容,使学生能够系统掌握量子力学的理论知识和体系结构,分析和处理一些核物理中的实际问题。 量子力学对于核物理专业学生来说教学目标和教学内容及其深度有较高的要求;而对于核类其他专业,量子力学只作为原子物理和原子核物理的基础课,在专业知识的掌握方面要求相对要低些,只需要掌握一些基本理论,能用量子力学定性解释一些简单的核物理实验现象即可。 2 量子力学的模块化教学初探 量子力学是关于微观粒子运动规律的学科。在教学中我们发现,除了量子力学基本分析方法之外,是一些基本理论模型,如一维无限深势阱、势垒贯穿理论等对于核工程类专业学生后续学科的理论学习有很好的指导作用,在教学中我们加深对这些方面的讲解,力图通过本课程为学生以后的学习打下坚实基础。 量子力学是一门基础理论。如何使其更好的为核类学生服务是我们一直关注的问题,在教学实践的基础上结合量子力学理论体系结构的特点,我们提出模块化改革教学的理论,以解决各专业对量子力学学习要求的不一致,将量子力学分为波函数及薛定谔方程模块、量子力学量模块、表象变换模块、微扰论及粒子自旋模块、散射理论模块等五个模块。对不同的核类专业,教学内容有不同的模块结构和相应的课时分配计划。 对于核物理专业,其对量子力学理论知识要求较高,在教学实践工作中必须强调课程知识体系的全面性和深入性,加大对理论基础的讲解力度,让其掌握利用量子力学理论去分析和解决常见的微观现象。我们较系统地讲解这五大模块,引导学生利用已学量子力学知识去解决一些核物理问题。 对于核类其他专业,如核工程与核技术、核科学与核技术、核反应堆工程等专业,其对量子力学基础知识要求较低,在教学过程中保证教学内容的连续性和体系的完整性的同时,选择其中的波函数及薛定谔方程模块、量子力学量模块和微扰论模块重点来讲解,表象及表象变换略去不讲,对于散射模块,也只做简单的介绍。 3 结束语 在日常教学中,我们运用模块化的思想,给核类专业的学生讲授量子力学,取到了良好的成绩。我们注重总结并收集反馈意见,研究调整模块结构及其课时分配计划,在模块化教学的框架下适当修改完善,已取得一定成效。 量子力学论文:潘建伟:中国量子力学第一人 2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。这意味着我国在“量子物理”这个可以打开人类未来“新世界大门”的尖端学科中站到最前沿,美国《华尔街日报》称:量子卫星将让中国在防御黑客方面走在世界前列。 提到有着划时代意义的“墨子号”,就必须要提到这个量子卫星项目的首席科学家、中科院院士潘建伟――中国量子力学第一人。 1970年,潘建伟出生在浙江东阳,从小父母重视对他兴趣的培养,从不限制他做什么。在中国科技大学,潘建伟仍和儿时一样,钻研自己感兴趣的东西。他崇拜爱因斯坦,喜欢读《爱因斯坦文集》,“爱因斯坦的散文是最深刻、最美的,让我坚定了研究物理的决心。让我感觉从简单的事实后面可以找到一个规律,现在、将来不会变”。那时起,他开始学习量子力学,一学就是20多年。在奥地利第一次见到博士导师时,导师问他“你的梦想是什么”,他脱口而出:“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。” 1997年,27岁的潘建伟在导师的领导下,作为第二作者在《自然》杂志上发表的论文被公认为量子信息实验领域的开山之作,《科学》杂志将其列为年度全球十大科技进展。1999年,博士毕业准备回国的潘建伟发现,量子信息研究在国内是一片空白,不仅不被承认,甚至被认为是伪科学,他根本无法申请到科研经费。就在这时,他早前发表的那篇论文入选《自然》杂志 “百年物理学21篇经典论文”,一同入选的,还有“爱因斯坦建立相对论”等重大成果。消息传到国内,引起轰动,潘建伟提交的科研项目申请终于获得了批准。 如今,潘建伟的团队被叫作“梦之队”,成员都是中国最顶尖的物理学家。2016年,潘建伟团队荣获2015年度“国家自然科学奖一等奖”,这一中国自然科学领域最高奖,只有最顶级的科学家华罗庚、吴文俊和钱学森等人曾经拿到过。 在一次演讲中,潘建伟提到了对科学的好奇,提到了中国为什么拿不了诺贝尔物理学奖。他讲了两个小故事:一次他在阿尔卑斯山大峡谷遇到一个80多岁、满头白发的老太太,坐在轮椅上,问他是干什么的。他说是做量子物理的。没想到,老太太说:我读过你在《自然》杂志发表的那篇文章。还有一次,他在海德堡大学做手术,醒来后,护士问:潘教授,你是不是就是研究跟时空穿越类似的东西啊?你能不能给我讲讲?这就是普普通通的欧洲人对物理学的好奇。在国内,他也做科普演讲,他尝试用最生动的方法讲量子物理,下面的学生却说:老师,我很认真听了,但是听不懂。然后,学生就去拍自拍、刷朋友圈、玩游戏了。 我们国家为什么没有诺贝尔物理学奖原因或许就在其中:对科学没有真正的好奇,怎么出得了诺贝尔奖大师呢?这也是为什么对于中国人来说潘建伟如此珍贵。 热议锐评:正是保持着对事业的初心和对自然的最初好奇,潘建伟才得以成为中国最好的量子物理学家。而对你我这样平凡的中国人来说,我们所缺的正是在日复一日应试教育的课堂上,被磨灭掉的对物理学的最初的好奇,以及对科学、对自然的好奇。 素材运用:坚定理想;保持初心;珍惜好奇心;对科学的探索;对未知的渴望;伟大的科学家…… 量子力学论文:两类量子力学压缩相干态密度算符的讨论 【摘要】鉴于量子力学教科书和相关文献对两类压缩相干态的论述比较模糊,本文利用外尔编序下相似变换不变性以及外尔――魏格纳量子化方案,推导出了第一类压缩相干态正规乘积形式的密度算符的解析表达式 。同时,利用压缩算符的正规乘积形式,推导出了第二类压缩相干态密度算符的解析表达式。通过对比第一类和第二类密度算符,发现两类压缩相干态密度算符形式上很相似,但是存在一定的差异,并不是一般的教材和文献里论述的二者是完全等同的。 【关键词】密度算符 压缩相干态 正规乘积 一、引言 量子力学是在19世纪末20世纪初建立和发展起来的一门科学,它的建立是20世纪划时代的成就之一。量子力学与我们的生活密切相关,可以毫不夸张的说,没有量子力学,就没有人类的现代物质文明。量子力学规律已成功地运用于包括材料、化学、生命、信息和制药等领域,对于物理专业的本科生来说,量子力学是物理学专业最重要的基础课程之一,它是学习固体物理、材料科学、材料物理与化学、激光原理、激光物理与技术等专业课程的重要基础[1,2]。通过量子力学的学习,使得学生能够熟练地掌握量子力学的基本理论,具备利用量子力学基本理论分析和解决问题的能力。在物理学课程当中,量子力学的教学既是重点又是难点。 相干态[3,4]作为量子力学中的一个优秀概念,不仅是量子物理学中的一个有效方法,而且是激光理论的重要支柱,对了解量子力学理论具有重要的意义,在教学和科研中都具有基础性的作用。相干态的概念最初是薛定谔在1926年提出的[3],对于谐振子位势,他找到了这样的态。直到1963年格劳伯等人系统地建立起光子相干态,并研究它的相干性与非经典性,同时又证明相干态是谐振子湮灭算符的本征态[4]。现在相干态已被广泛地应用于物理学的各个领域。实际上,相干态是最小测不准态,而且两个正交位相振幅算符有着相同的起伏,在相空间中,相干态的起伏呈圆形,相干态在相空间平移或者转动时此圆保持不变。对于压缩态而言,它是泛指一个正交相位振幅算符的起伏比相干态相应分量的起伏小的量子态,其代价是另一个正交相位振幅算符的起伏增大,但两者的乘积等同于相干态的相应量。压缩态是一类非经典光场,呈现出非经典性质,例如反聚束效应、亚泊松分布等. 压缩态由于其在光通讯、高精度干涉测量以及微弱信号检测方面具有广泛的应用前景使得对它的研究成为量子力学领域的研究热点。 理论上,产生压缩相干态的方式主要有对真空态先平移后压缩(第一类压缩相干态)和先压缩后平移(第二类压缩相干态)两种方式,鉴于很多教材上认为这两种方式产生的压缩相干态完全等同,考虑到压缩算符与平移算符的不对易,而且各量子力学教科书上每提及这两种压缩态的区别时阐述都比较模糊,不能向广大读者提供一个清晰的结论,又考虑到密度算符包含了某一个量子态的全部信息,所以有必要推导出这两种压缩相干态的密度算符并做分析比较,以阐明二者的异同。 二、第一类压缩相干态 对比式(10)和(14)可知,由于产生压缩相干态的方式不同,压缩算符和平移算符之间不对易,得出的两类压缩相干态密度算符也有差异,并不是之前一些教科书里阐述的二者是完全等同的。 四、结论 本文利用外尔编序下相似变换不变性、外尔-魏格纳量子化方案以及正规乘积形式的压缩算符,推导出了第一类和第二类压缩相干态密度算符的正规乘积形式解析式。通过对比二者密度算符可以发现,第一类压缩相干态和第二类压缩相干态密度算符形式上很相似,但是存在一定的差异,并不是一般的教材和文献里论述的二者完全等同。所以在量子力学教学过程中有必要澄清这一既定的事实,不能似是而非,模棱两可。 关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究 摘 要 本文深入研究了跷跷板效应的运动机理,把跷跷板效应与自感和谐振子联系起来,同时将根据跷跷板效应设计的两个公式,即升―降频波动方程,与微观领域的角动量守恒和动―势能公式联系起来,为量子力学的研究发展,提供了创意和线索。 关键词 自感;谐振子;动能;势能;亚稳态 笔者在《关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究――兼谈对测不准原理的大胆突破》一文中,提出两个公式,即升―降频公式,这二个公式是根据跷跷板效应推导出来的。现在,经笔者深入研究发现,这两个公式是个通用公式,它还可以应用于以下两个方面:1)动―势能的量化关系;2)角动量守恒量化关系,它可以大大简化量子力学的计算。 1 谐振子的能量计算公式 1.1 跷跷板效应与自感 笔者在《续论与连带性能量保留即能量不守恒有关的几个问题》一文中,提出跷跷板效应的概念,后来,根据跷跷板效应,笔者绘出了电子的波形,并设计了升―降频波动方程,通过这两个方程,大致勾勒出电子轨道呈梨子形状,或说螺蛳形状。另外笔者又认为,电子的轨道波形和受激后的自旋波形及原子波形是一样的,现在经过进一步研究认为,在跷跷板效应过程中,电子体内的力矢由纺锤形变为陀螺形,然后又在原子内潮汐运动的影响下,由陀螺形变为纺锤形,这种变化不正是电磁学上的自感现象吗,又因为电子波形同轨道及原子波形一致,故笔者认为,这种自感形式存在于一切微观领域。 1.2 自感与谐振子及能级 笔者通过研究发现,自感本身就是一个谐振子,即电子受辐射后,被辐射位置升频并膨胀,质心与轴心分离,在此点张力的推动下,力矢会向周围沿立体螺蛳形的路径扩散,在全过程中的每一点上,随时会受到感抗即恢复力的阻碍,这就是谐振子和自感,而且这种自感发生一次,谐振子振动一次,这就是自感与谐振子的关系,亦即电子的振动频率。而电子的振动频率受普朗克常数h的调制,即能量子ε,它是不连续的,这种调制,就是能级n,就是电子轨道的脉动频率,就是电子螺蛳形轨道的螺纹。特别声明,电子轨道脉动频率,不等同于电子本身振动频率。 1.3谐振子的能量与计算公式 谐振子的升频与降频构成动能和势能的双方,而跷跷板效应就是动能势能的互导,而互导的前提就是频率差,据此,微观领域的能量公式应为: 以上提供的两个式子,只是定量研究的一个动议和线索,需要具体验证和不断完善,笔者衷心希望能促进量子力学的研究和发展。 解题思路――首先确定相互作用的双方,高能量高频率者用F1,低能量低频率者用F2,然后向里代,然后确定有效能量及其他。 另外,如果两个质量相差不多的粒子相撞,虽然双方互导的有效能量不大,产生的电流很弱,但总能量是不低的,弱相互作用就是如此。 2 角动量守恒公式及其他 2.1能级与亚稳态 能级越高,即电子受激能量越高,则质心轴心分离的越大,就在分离的瞬间必受到自感的拼命阻碍,这就是谐振子,而谐振子振荡,受普朗克常数h的调制,即能量子ε,是不连续的,这就是亚稳态,也就是电子轨道的脉动及脉动频率,不言自明这就是能级n。同理,电子的张力从被辐射点,沿一定路径扩张时也要遇到自感的阻碍。一般情况下,电子谐振子的振荡,是沿螺蛳形脉动的,无论是电子体内,还是运行轨道都是一致的,脉动的频率,就形成螺蛳的螺纹,即能级n。受激时,电子就向远日点跃迁,张力从受激点向外扩张时,就发射一颗光子,然后向近日点跃迁,这就是所谓的高低能级。如果发生连续的受激发射,就是激光,如果是系统磁场的连带激发,则是自发发射。受激发射形成一定的光谱,而斯塔克分裂,则是自发发射引起的。另外,电子轨道近乎立体螺旋,这些螺纹就是我们观察到的,氢原子电子的驻波。
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电动力学论文:关于电磁学和电动力学两门课学习的体会 摘要:电磁学和电动力学两门课既有独立性又相互渗透,根据电磁学和电动力学的关联性,在学习时注重知识间的横向和纵向联系,注重从个别到一般、从特殊到普遍的学习方法,注重数学知识的运用将更易于学好电磁学和电动力学这两门课。 关键词:电磁学;电动力学;体系;矢量 电与磁不仅是我们生活中常见的现象,也是物理学科中的一个重要组成部分。从初中开始我们就已经接触有关电与磁的基本概念,高中的时候我们研究一些电流、磁现象的基本规律以及一些基本的场问题,在大学物理的学习中,电与磁仍然是我们要深入研究的对象,电磁学和电动力学这两门课就是研究电磁场理论及其应用的。但相对于电动力学来说,电磁学所研究的对象和所需要的数学知识工具都比较简单,通过对电动力学和电磁学的教学研究以及对关联知识之间的思考,笔者认为以下几点对同学们学好电磁学和电动力学有很大帮助。 一、树立学科体系思想,注重知识间的横向和纵向联系 电动力学和电磁学两门课程所涉及的都是电与磁的理论基础。电磁学以处理稳态情况为主要内容,主要讲述电磁现象的主要概念和规律,可以说是对高中电磁知识的丰富和延伸;电动力学则是从麦克斯韦方程出发,讨论电磁场和电磁波的性质及其在各种条件(真空,介质)中的应用。两门课程既有独立性又相互渗透,内容上有深刻的联系,这为两门课程的关联学习创造了自然条件[1]。我们在学习的时候要注意知识间的横向和纵向联系,以便形成一个有条理的、层次分明的学习体系。 从这些基本规律之间的联系我们不难看出这两门课程之间的紧密关系,因此,在学习的时候要有目的地将电磁学和电动力学课程进行关联学习,要注意前后知识之间的联系,利用知识点之间的联系将两门课程形成一个有机整体,这样更容易将繁杂的电磁知识归类,有助于促进两门课程学习的相辅相成,在已有的基础上学习将更容易掌握有难度的知识点。 二、注重“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习方法 在学习电磁学内容和电动力学中的麦克斯韦方程组后,很多同学都认为麦克斯韦方程组就是综合库仑定律、安培定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律并补充了位移电流的效应后的结果,其实这种认识是不够确切的。如果你分别用库仑定律和麦克斯韦方程组去求解等速运动带电粒子的电磁场,就会发现所得两个结果是不一样的。这是因为库仑定律作为静电场的规律,其中既包含了电磁现象的普遍规律又有其自身的特殊性。所以在学习的过程中要注意各个规律的适用性。 在我们学习的过程中,我们通常都是从特殊情况开始学习的。因为特殊条件都是比较简单的情况,而一般现象就会比较复杂,就会涉及更多的变量。怎样才能从个别的、特殊的现象得到一般的、普遍的规律,这就需要我们对那些特殊的规律进行一分为二的透彻分析,既要明白定律的特殊之处在哪里,又要深刻理解其中蕴含的普遍意义。因为普遍性的东西就包含在一些特殊的情形中,而特殊规律虽然有其特殊地适用范围,但其中必然包含着一些普遍规律。通过认真分析,我们就要分辨出那些特殊定律中有哪些是特有的,哪些部分又具有普遍的意义。 从以上这些例子不难看出,物理学中许多一般性的定理的产生,都是在不断总结特殊情况下的规律并加以修正而得出的。因此,我们在学习电磁知识的时候一定要注意把握“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习规律,这样才能更好地学习和理解物理世界的奥秘。 三、利用数学知识把握电磁学和电动力学的学习 从许多的例子都不难看出,矢量分析对我们学习电磁知识有很大的帮助,好好利用矢量这一数学工具将使我们在学习电磁学和电动力学这两门课程的时候能更好地形成一条主线,更好地由浅入深地掌握电磁场的各种性质和运算。 作者简介:冯浩(1974-),男,海南昌江人,琼州学院理工学院副教授,硕士,研究方向为物理课程与教学。 电动力学论文:有关重金属污染土壤的电动力学修复研究 摘 要:在本案,为了对受过重金属污染的土壤其电动力学的修复性能进行研究,笔者自制了实验装置,采取提高电压法和间歇断电法两种办法,实现了单一重金属污染土壤中重金属去除率的提高,该实验取得了预期的效果,与此同时也研究了多离子污染土壤的电动修复。 关键字:重金属污染 土壤 电动力学 修复研究 就现阶段科技发展的水平而言,能为修复受过重金属污染的土壤提供多种方法,在这些方法中,属电动力学最优,理由是它对土壤的负面影响小,且修复效果好、修复速度快。该方法被广泛应用于各工程领域,包括:地基化学灌浆、工程排降水、土壤修复等。 在本案,笔者认为只有完全熟知土壤电动力学修复的相关影响因素,才能把握住土壤电动力学修复的关键。土壤修复的影响因素包括:电流大小、电势梯度、电极材料、土壤酸碱值、重金属性质、受污染土壤的特性等。基于电动力学的实际应用效果,在原有基础上又研究开发出能实现电动力学的更高效以及应用更普及的手段:阳离子选择膜法、pH值中和法、Lasagra法、络合剂法、氧化还原法等。但是这些方法的实际应用中,或多或少均存在诸如:引起二次污染、成本过高、应用复杂、添加外加剂等问题。所以,电动力学的研究落脚点就在于:电场时间的控制、外加剂的添加、电位的损失、金属离子间的彼此作用等。 针对上述问题,笔者选取提高电压法与间歇断电发两种方法,通过自制试验研究电动力学对受到镉离子污染的土壤的修复,以及处理Pb/Cd/Cu三种复合离子的效果。 1 试验 1.1 实验材料 (1)所需仪器:全自动电化学分析仪酸碱值测量,DDS-11A型电导率仪,电压、电流均很稳定的YJ83/2双路直流电源,3510型原子吸收光谱仪金属质量分数的测量。 (2)试验土样(如表1)。 (3)试验试剂:硝酸铅、硝酸铜、硝酸镉皆为分析纯。 1.2 试验手段 (1)试验装置(如图1) (2)制备试样:称取若干自然风干的土样以土壤含水量的实际需求为依据,通过湿土(含有1000 mg/kg质量分数的金属离子污染)计算出金属硝酸物的质量在50 mL去离子水中溶入硝酸物加入土样并选取搅拌棒进行充分搅拌至均匀加水达到实验需要的含水量将分为5层的污染土样分别装入模型的土壤室分层压实后整平土柱表面安装到实验模型上。 (3)分析手段:试验中,阴极溶液池3~4间的酸碱值可以选用醋酸进行控制对溶液池的电导率、酸碱值以及系统中的电流进行监测试验后,分割土样至8段,分割标准为10 mm/1段分别对土样的金属离子质量分数、酸碱值、电导率、含水率进行测量。 土样中金属离子质量分数的测定:分段取出0.01 g地土样放置入100 mL规格的磨口锥形瓶浓硝酸的足量添加选取超声波振荡1 h、静置12 h选取离心机对其进行离心操作取出上清液选取蒸馏水定容至250 mL采取原子吸收分光光度法对Cd离子的浓度进行测量计算出土壤中金属的质量分数(对样品分别备置两份分析资料,求取平均值)。 土样酸碱值的分段测定:风干土样比五的土水质量添加入离子水通过超声对其振荡30 min、静置30 min提取悬浮液搅拌悬浮液测定悬浮液的酸碱值。 (4)计算去除率以及电能消耗: 2.1 提高断电法与间歇断电法的结果分析 下图为EK10/EK11段土样的酸碱值、电导率、含水量、Cd理智质量分数: 由图2可得出:在实验过程中,阴极的酸碱值如不能得到控制,土样在2/3阳极地方会有一个PH值过渡区,原因是阴极处产生的OH-不断往阳极迁移的速度是阳极处产生的H+不断往阴极迁移的速度的1/2倍。由图2可以得出本案中笔者选取的试验对阴极酸碱值采取了控制办法:将醋酸添加入阴极池至土样呈酸性,源于池中有OH-的出现,所以才会造成图2中所示的酸碱值由阴极向阳极递减的现象。由此可以得出:醋酸添加的时间与邻近阴极处得酸碱值有关。 由上图3中可以得出:电导率越靠近阳极、阴极的土样,其电导率越高,电导率呈“碗型”变化,但是土样处于土壤室中心的,其电导率处于极低的状态。高电导率土壤中H+ 的含量高酸碱值低近阳极;靠近阴极处电导率较高,理由是土样中存在源自阴极池的OH-,以及含量很高的Cd. 2.2 受多离子污染的土壤的电动修复 上述对各土样的酸碱值、含水量、电导率、Cd离子量的试验结果如图5所示。 (1)土样的电导率、酸碱值、含水率的电能消耗以及质量分数的呈现规律为:电导率―碗型;酸碱值―由阴极往阳极递减,整个过程都被控制在酸性程度;含水率―由阴极往阳极递增,初始含水率低于阳极端却高于阴极端。 (2)由图5可以得出:试验中选取的三类离子均在阴极的近处集结,Pb/Cu的质量分数,其第8段低于第7段。三类离子的去除率为:Cu―68.56%;Pb―75.31%;Cd―69.90%,其电能消耗均为5.0612 kJ/g。该实验结果与单一离子性质的电动试电动修复试验比较分析得出:电能消耗更高、离子修复效果更低,原因是多离子的存在可以实现初始污染浓度增长近三倍;离子间的彼此作用能够影 电动力学论文:有限元方法在“电动力学”中的应用研究 摘 要:电动力学作为一门理论物理的基础课程,是用数学语言来描述作为一门理论物理的基础课程,是用数学语言来描述,求解复杂电磁学问题的技术条件,同时也出现了加有限元方法等有效的计算方法。文章主要探讨有限元方法在“电动力学”中的应用研究。 关键词:有限元方法;电动力学;应用 光量子就是一种“左”和“右”的奇异偏振粒子,由于偏振的对称或不对称,而发生光波在干涉过程中的系统偏振化。苏联科学家瓦维洛夫设计的许多光学实验,十分有趣地说明了光的偏振是光学过程的基本现象之一。所有的实验都表明,光是一种粒子现象,而一切单色的运动的微观粒子群都表现为粒子的波的本性。 1 电动力学原理 1.1 光量子 电子是一个小旋涡体。光量子是由2个质量相等、自旋相反的电子在小黄道面(E平面)上结合的双粒子。 以化学键结合的电子偶,由于在双电子中间结合带,质点所受向心力被抵消,使质点沿圆切线方向被抛出,在反冲力推动下,光量子会沿曲率半径为无限大的圆“自己运动”,因此,光量子的静止质量等于零。在处理光量子运动学问题时,可将它比成一个按周期间歇振荡,在时间与空间中补充燃料质量近似等于喷出燃料质量,自己推进的小火箭。因为光量子是由2个电子在E平面上结合而成的,所以它是偏振的,有EHc。图1表示电子偶在小黄道面上的物质旋涡运动呈疏密相间的条带分布(类似太阳系中的小行星环缝)。由于共振效应,双电子只能停留在各物质环缝上结合。这些环缝是光量子的能级En。处于不同分立能级状态下结合的双电子的中心距an不同,其电子的质量亏损也不同。an愈小的光量子有愈大的能级。光量子的能级表征了它特有的固有振动频率。是每个光量子的固有振动频率决定了光的颜色,并与光波波长有密切关系。 自旋电子的场的开放性使单个电子很难单独游离存在,所以,电子团一般都是由偶数个“左”和“右”自旋的单电子在E平面上结合形成的。而由奇数个单电子组成的总自旋角动量不为零的电子链条通常是不稳定的衰变粒子团。每一个电子团的固有振动频率为vc,其中每个电子的瞬时振动速度为光速±C并具有内能mec2。不同的光量子所需外场激发能量不同。在电场中的电子团受电场力被加速。外场所做的功除表现为电子团的动能增加外,由于阻力,所以还表现在对电子团压缩变形的质量亏损上。因此,在电场中运动的电子团,根据瞬时速度不同,被压缩的能级状态也不同。不同能级状态下的电子团有不同的固有振动频率vc,恰恰是这个固有振动频率vn记忆了能量压缩过程。取在放电管中电子团的固有振动频率最大值vmax,平均振动频率v=■,当时v=c,就有下面电动力学的基本方程: 式中,me为单电子的质量,h为普朗克常数。 当在放电管中充满某种气体分子,且在气体第一电离电位临界点上,气体电离原子的主振频率等于电子团的平均固有振动频率vn时,则发生电子团在共振中被破坏,分散成在一个平面上对称辐射的2个或3个光量子(单态或三重态),形成最强的线状光谱的辐射。 1.2 粒子的干涉和光波的内部结构 因为微观粒子质量很小,粒子之间开放键的作用相对很强,所以,任何两个电子团或光量子,在小夹角的碰撞中都表现为粒子最原始的干涉形式。我们把这种碰撞叫做“吸引碰撞”或“排斥碰撞”。例如,两个沿同方向,在E平面上以小夹角相遇的光量子,因为互相靠近的电子自旋方向相反则互相吸引,使在“吸引碰撞”后的两个光量子沿其速度矢量夹角平分线ψ方向运动。而两个向反方向运动的光量子在E平面上相遇时,由于互相靠近的电子自旋方向相同而发生“排斥碰撞”相互分离。其他各种偏振的、对称或是不对称的碰撞形式,读者可以自己研究。例如,偏振面互相垂直的两个光量子,相互碰撞就不能发生干涉现象。光量子在干涉或界面反射过程中往往发生系统的偏振化,成为圆偏振光或椭圆偏振光。 在空间中任何按一定平均自由程分布的“单色偏振态相同或相近微观粒子群”都能发生上述粒子的干涉现象。光波就是由光量子组成的、自己推进的粒子波。在光源的附近就已经发生干涉所形成的光线上,包含着许多长程无序分布的“线波包”。在每个“线波包”内是由光源在一次辐射,经过干涉而聚集的光量子。光量子在“线波包”内排列是有序的,前后两组光量子之间的距离为 mλ(m是正整数,λ是波长)。 如图2所示,由一次辐射所分开的两条相干光线上,当“线波包”之间的光程差小于它本身的长度时,在一定干涉孔径条件下,两条光线能够发生干涉。在图2中给定的初始条件下,从小孔光源S或S’毫无规律地向任意方向辐射的光量子,只能在与S7或S两个点的理论波阵面上,光程差L=mλ上各点相遇,相遇后的两组光量子在干涉后沿其速度矢量夹角平分线上的ψ方向运动,这个方向就是光线干涉后的传播方向。光波的干涉不是充满在整个空间的粒子毫无规则的弹性碰撞,而是以“线波包”中光量子相遇的“吸引碰撞”或“排斥碰撞”发生的光量子在光线方向上的集中,这表现为光波能量在干涉过程中的重新分布。 2 有限元法及其在“电动力学”中的应用 有限元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是20世纪50年代首先在连续体力学领域应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛地应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元法的基本思想是:在变分法或加权余量法基础上,采用分块逼近而形成的系统化的数值计算方法。有限元法的基本原理是:首先将求解区域进行离散化,其次剖分成若干互相连接而又不重叠的一定几何形状的子区域,这样的子区域称为单元(二维问题的子区域,一般取为三角形区域或矩形区域)。在单元体中选择基函数,用单元基函数的线性组合来逼近单元中的真解,而总体基函数可以由单元基函数组成。也就是说,有限元方法是根据变分原理和方程余量与权函数正交化原理建立起的积分表达式为出发点,将整个积分区域中的求解函数离散为若干单元区域中的连续函数,再通过单元积分,总体合成为代数方程形式的有限方程。对于二维情况,拉普拉斯方程及边界关系为: 与有限差分法等其他数值方法相比,有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,但局限性在于只适用于相对小的子域。20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫(Clough)形象地将其描绘为:“有限元法——Ray—leigh Ritz法+分片函数”,即有限元法是Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。与求解满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz法(往往是很困难的)相比,有限元法将函数定义在简单几何形状(如二维问题中的三角形或任意四边形)的单元域上(分片函数),且不考虑整个定义域的复杂边界条件,这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。由于有限元法的重要应用,现在已经开发出了许多关于有限元法的通用程序与软件。 与差分法比较,有限元素法的节点配置方式比较灵活,因此适用于处理形状比较复杂的区域。它的边界节点完全处在区域的边界上,从而在边界上可以给出较好的逼近。当边界比较复杂的时候,有限差分法是很难处理的,而且误差也较大,有限元素法还可以根据具体情况的需要,在一部分求解区域中配置较密的节点,而在另一部分求解区域中配置较稀疏的节点,以便在尽量不增加过多的节点总数下,提高计算精度,这些长处是有限差分法很难实现的。当然,差分法采用直交网格,列计算格式比较简便,而有限元素法由于节点配置比较任意,列计算格式就要复杂得多,不过这些计算格式都可以在电子计算机上自动运算。 电动力学论文:不同浓度的缓冲溶液对电动力学修复喹啉污染土壤的影响 (武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉430223) 摘要:喹啉属于中等毒类物质,对环境和人体健康具有很大的危害。本实验模拟了喹啉污染土壤,利用电动力学的方法处理污染土壤,使喹啉迁移,最终达到降解喹啉的目的。结果表明,电动力学过程能有效地促进土壤中喹啉的迁移,电渗析和电迁移是其主要的作用机理;在恒定的电压下,缓冲溶液的添加对喹啉的降解性能影响很大;缓冲溶液的浓度越大,喹啉的降解速度越快。 关键词:喹啉;电迁移;电渗析;电动力学;修复 1.喹啉来源及危害 喹啉、异喹啉及其衍生物作为溶剂和原料在化工、医药等行业用途很广,喹啉是冶金、染料、聚合物以及农用化学品工业的重要中间体。另外在一些石化行业及木材加工业产生的废水中也含有大量喹啉,喹啉已成为土壤和水体中的常见污染物。它们对生物体有致癌、致畸、致突变性,被公认为是一种有毒难降解有机化合物。因此研究喹啉的降解过程,不仅可以找出去除它们的有效方法,而且可以为N-杂环类的其它有机物的降解和去除提供理论上的指导。 2.实验原理——电动力学土壤修复技术 电动力学修复是上世纪80–90年提出的一种绿色可行的原/异位修复技术,在土壤和地下水污染处理方向均有大量的研究报道[1-2]。在土壤修复方面,电动力学技术最受推崇之处是它对于水力渗透性差的粘性土壤污染具有较好的修复效果。 电动力学土壤治理技术的基本原理是在土壤/沉积物污染区域施加低压直流电场,使得污染物在电场的作用下向两极迁移得到富集和去除。污染物的迁移可以通过电迁移、电渗析和电泳来实现。电迁移是指土壤孔隙水中的阴阳离子或带电颗粒向电性相反的电极移动的过程,它主要是针对土壤中溶于水的离子态物质,因而对于重金属和解离态的有机分子迁移去除起到决定性作用。电渗析是在电场作用下,由于扩散双电层作用,土壤中的孔隙溶液在电场中从一极向另一极的定向移动。其中电迁移和电渗析是污染物主要的迁移去除途径。笔者应用电动力学技术对喹啉污染土壤的修复进行了实验,研究土壤中喹啉在电场力作用下的迁移特征及改变电压和加入表面活性剂、控制液后对其迁移的影响,为喹啉污染土壤的电动力学修复提供理论依据。 3.实验装置及方法 3.1 实验装置 图1:电动力学装置示意图 实验装置主要由直流电源、电流表、电解槽、电极室、电极、双头泵、纱网及滤纸、量筒、橡胶管等组成。 3.2 实验测试指标 1)电流:由直接与铜电极棒相连的电流表读取。 2)土壤pH值:取10g土壤试样,精确到0.0001g,置于锥形瓶中,加入50mL去离子水,超声10min,静止30min,用pH测试仪测定上清液的pH值。 3)土壤含水率:烘干称重法。 4)土壤中喹啉含量:各取样点取湿土壤1g,加去离子水10ml于聚乙烯管中,离心机离心分离10min,离心速度4000r/min。离心后静置10min,取上清液用分光光度法测定喹啉的含量。 3.3 实验方法 称取500g高岭土,加入1g/L的喹啉溶液250mL,再加入56mL蒸馏水,使土壤中的含水率为38%。将配好的土壤均匀后填入电解槽,避光,恒定压力下压实24 h。以高纯石墨板做电极,用导线将阳极和阴极分别与电源的正负极相连。电极室定量加入去离子水或硫酸钠或碳酸钠溶液作为电解液,两极室中的溶液由蠕动泵进行串联循环,每天定时更新电极室中的溶液,在恒定7V·cm-1电压下运行10d,每天9:00、15:30、21:00三个时间点分别测定电流强度、电渗流和溶液PH。实验结束后,将电解槽中的土壤平均分成7份,依次从阳极至阴极编为1-7号,测定各部分的含水率及土壤中污染物的含量,风干后测定土壤pH值及电导率,电解液中的喹啉含量以分光广度法进行测定。共进行3 组实验,实验主要研究不同的电解质溶液及不同浓度的电解质溶液对电动修复土壤中的喹啉污染物的影响,实验初始条件见表1。 3.4 缓冲溶液的配制 (1)硫酸钠溶液的配置:用Na2S04粉末配成浓度为0.1mol/L的硫酸钠溶液。 (2)碳酸钠溶液的配置:用碳酸钠粉末配成浓度为0.1mol/L的碳酸钠溶液。 3.5 喹啉标准使用液的配制 取0.92mL喹啉纯液,加去离子水稀释,配成浓度为0.1mol/L的喹啉标准使用液。 3.6 标准曲线的绘制 (1)配制:在6个10mL哈气瓶中,分别加入0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0mL喹啉标准使用液,各加去离子水至l0mL,摇匀,配成浓度分别为10、30、50、70、90、100mg/L的喹啉溶液。于312nm处测定吸光度标准曲线如图2所示。 4.结果与分析 4.1 喹啉的吸附及初始含量的确定 土壤吸附会使污染物水相浓度和迁移能力降低,为有效地反映电动力学过程对污染物的解吸附和迁移作用,喹啉初始含量宜低于其饱和吸附量。吸附实验结果如图3。图3表明,每克土壤吸附的喹啉量在0.14到0.64mg范围内吸附量呈上升的趋势,说明在0.5mg未达到饱和吸附量,故实验中选择以0.5mg/g浓度制备喹啉污染土壤是可行的。 图3:喹啉吸附等温线 4.2 土壤中电流的变化 实验过程中土壤的电流随时间的变化曲线如图4所示。在不同电解液种类及浓度变化下,电流在电解初期逐渐增大,但速率较慢,50h后电流显著增大。大约在实验运行200-250h处达到最大值,然后有降低的趋势。以硫酸钠溶液为电解液时,浓度大于以碳酸钠为电解液时的电流。当碳酸钠浓度为0.05 mol·L-1时差距尤为明显。 电解初期,电解液向土壤中的迁移及土壤矿物的溶解需要一段时间,通过土壤的电流较小;随着电解液在电渗析及电迁移的作用下,土壤孔隙溶液中的离子浓度逐渐升高,电流增大;随着电解时间的延长,一方面孔隙溶液中阴阳离子的电迁移量减少,另外,电解反应产物或其它的化学物质也可能与迁移的离子发生反应(例如向阴极迁移的H+与向阳极迁移的OH-中和形成水而稀释了土壤溶液中的离子浓度),从而使通过土壤的电流逐渐减小[3]。两极电解反应使土壤pH值发生变化,可能使土壤中的矿物发生溶解或沉淀,导致土壤中可迁移的离子浓度发生变化,土壤中电流也随之轻微波动。 图4:电流变化示意图 4.3 土壤中电渗析流的变化 实验过程中,阴阳极累积电渗流的变化如图5、图6。从图中可以看出,阳极的电渗流呈减小的趋势,阴极的电渗流呈增大的趋势。且三组实验由电渗流对时间的变化曲线的上升或下降的速率基本一致。 三组实验中得到的累积阴极电渗析流量EOF有明显差异。T-1累积EOF最高,运行216h后达到240mL;T-2、L-1次之,累积EOF分别为190mL和145mL,各组累积EOF的大小关系与电流高低有基本一致的关系;同时图6.2中的曲线斜率显示的EOF随电流增大或趋于平稳而相应地增大和平稳,也揭示了这种一致性。 电动力学论文:浅论建构主义理论的电动力学教学探讨 论文摘要:本文阐述了建枸主义学习、教学理论的基本特征,并尝试在电动力学教学中运用建构主义的观点。通过两个实例说明如何在教学中注重以学生已有的知识经验为基础而进行积极的“意义建构过程”。 论文关键词:建构主义学习理论;建构主义学习理论;电动力学 1.引言 《电动力学》课程是物理本科专业的一门重要专业课,也是理论物理的第一门基础课。它是在学生学习了高等数学、数学物理方法和电磁学等基础课程之后开设的。分析整个电动力学教材的内容体系,我们不难看出,矢量分析和数学物理方法好比电动力学的双腿,电磁学的实验、定义、公式、方法和应用则是它的躯干,而物理概念、物理思想、物理图像和物理思维方式是它的灵魂。 由此可见,学生的数学基础特别是对矢量、张量分析的掌握是学好整个课程的关键,没有这个基础,学生就无法领会电动力学的定义、公式和方法。电动力学本身是一门较难也比较枯燥的理论课程,如果此时教师不注意对学生进行学习方法和学习自主性的引导,就很容易滋生厌学清晰,从而影响教学质量。本文利用建构主义理论针对电动力学中如何处理一些知识的教学做了一些探讨,希望达到抛砖引玉的目的。 2.建构主义理论 建构主义是当代教育心理学的一场革命,代表人物是著名心理学家皮亚杰(.Piaget)。建构主义理论的优秀内容可以用一句话来概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现对知识意义的主动建构]。建构主义理论内容丰富、流派纷呈,本文只对建构主义理论中对学习及教学的认识加以浅析。 2.1建构主义理论对学习的认识 建构主义理论认为学习是学生在原有经验基础上主动进行意义建构的过程,这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间的反复相互作用而建构而成。在此过程中学生依靠同化和顺应来组建自己的知识结构。同化是指把外来的信息纳入已有的知识结构中,以丰富和加强原有的思维取向和行为模式;顺应是通过学生原有的知识结构与新的信息产生冲突,调整原有认识结构,从而建立新的认知结构。通过不断地同化——顺应——同化——顺应……循环往复,相互交替,将新知识转化、组织和重新组织,并纳入到自己的知识体系中。这就是学习的过程。 2.2建构主义理论对教学的认识 建构主义认为教学是学生在教师设置的情景中通过交流和协作对知识进行主动加工的过程。它不是知识的传递,而是对知识的处理和转换。学生对知识的处理和转换,只能由学生自己来建构完成,所以在教学中不能把教师对知识的理解传递给学生,而要从学生原有的知识经验出发,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。即教学的关键其实是向学生展示这些结论是如何得到的,而不是去熟记这些结论。 3.建构主义理论对指导电动力学教学的启示 3.1学生基础现状分析 学生经过对经典物理学力学、热学、光学和电磁学的学习,已经有了一定的物理基础知识和分析、解决物理问题的能力,并且已经形成自己的学习.方法和习惯。但目前的基本现状是:数学基础知识特别是矢量计算基础较差、先行课程电磁学的知识有很多已经生疏或遗忘、学生习惯接受教师“咀嚼”好的知识和方法,不愿意也不会自己去思考和总结,在学习的主动性和积极性方面还存在很多不足。 上述问题在班上是普遍存在的,它为电动力学的正常教学提出了了刻不容缓的难题,如果不运用适当的手段搞清楚学生的知识状况,并能及时调整知识的讲授方式以便能适当与先行课程做好衔接,就势必给学生学习电动力学造成很大的困难,对教师的教学也是一个很大的障碍。 3.2建构主义对教学的指导——两个案例的分析 (1)“位移电流”的教学 ‘位移电流假说是麦克斯韦为了将稳恒情况下电磁场所满足的麦克斯韦方程 (积分形式为推广到普遍情况(包括稳恒和非稳恒)而引入的一个定义。这是一个很重要的新概念,也是一个比较抽象的概念。学生的思维里可能比较熟悉的是传导电流的性质。 稳恒情况下,磁场的安培环路定理的积分 那么在非稳恒情况下,磁场的环流这个地方,书上的阐述是由麦克斯韦方程与电荷守恒定律之间的矛盾来引入这个概念的口。这是用理论来讲授理论,当然推理严密,讲解简单。但在教学中,我觉得可以从大家熟悉的含有平行板电容器的充、放电电路(图1)来讲述,学生会更领会“位移电流”的本质。 现考虑以L为边界作曲面S1和S2,其中曲面S1通过导线的横截面,有自由电子穿过S1;而曲面S2通过电容器的两极板之间,没有自由电子穿过S2. 这说明,尽管两个曲面的边界L是相同的,但穿过曲面的传导电流并不一样,也就是说这个方程不能推广到非稳恒电流的情况。 为了解决这个矛盾,麦克斯韦提出了“位移电流”的假设,将方程稍做修改为就代表“位移电流”的贡献。下面再来计算的表示式。利用 ×)所以直接比较得出:由此式我们就很容易看出:位移电流的本质是变化的电场,它和传导电流一样都能激发磁场。引入位移电流以后,上述电路的全电流可表示为:这个全电流在整个电路中是连续的。对上式取散度(并用到 这样一来,平板电容器充、放电电路中出现的矛盾就得到解决:在电容器两极之间随时间变化的电场形成了位移电流它把电容器极板中间断的电流.厂连接起来,使全电流.Jr具有闭合的性质。 (2)“谐振腔”的教学 第四章四、五节讨论的是有界空间的电磁波的传播问题,以矩形波导和谐振腔为例,研究了高频电磁波的传播的驻留行为。从知识的角度来看,本章属于运用理论解决实际问题的类型,在前面,先给学生回顾和讲解分离变量法求解亥姆霍兹方程中的定解问题,同时让学生学会分析理想导体的边界条件。有了这两个基础以后,后面介绍的具体例子——谐振腔和波导问题的求解就应该不是重点,学生只需要针对具体情况分析好边界条件就没有困难。 我们知道谐振腔是储存某一特定频率的电磁能量的器件,常用于选择并发射某一频率的电磁波。我觉得作为一种光学的应用器件,讲授它的功能、用途以及为何具备这样的功用是很有必要的。在教学中可以从复习学生比较熟悉的LC振荡回路的知识来过渡到对谐振腔的讲解。我们知道,低频电磁波是利用 如图(2)所示的LC振荡回路激发的,首先用外电源给电容器充电至U,合上开关k以后,储存在电容器内的电场能与电感中的磁场能在不停地相互转换,形成电磁振荡。LC回路振荡频率为 由此式知,为了得到高频的电磁波,就要减小谐振回路的L和C。为了减小C,就要增加电容器极板间的距离d,见图3(a);为了减小L,就要减小电感线线圈的匝数,直到使用一根直导线代替,见图3(b);甚至用很多根直导线并联,见图3(c);更进一步推痔极限情况下,用无数根直导线并联的结果就使LC回路过渡为一个封闭的金属矩形谐振腔,见图3(d)。 由这样的方法引入谐振腔的概念,学生很容易理解和掌握,并且对谐振腔的用途有一定的了解。下面再根据谐振腔的模型给出定解问题,进而求出其中的电磁场结构。 电动力学论文:浅论建构主义理论的电动力学教学探讨 论文摘要:本文阐述了建枸主义学习、教学理论的基本特征,并尝试在电动力学教学中运用建构主义的观点。通过两个实例说明如何在教学中注重以学生已有的知识经验为基础而进行积极的“意义建构过程”。 论文关键词:建构主义学习理论;建构主义学习理论;电动力学 1.引言 《电动力学》课程是物理本科专业的一门重要专业课,也是理论物理的第一门基础课。它是在学生学习了高等数学、数学物理方法和电磁学等基础课程之后开设的。分析整个电动力学教材的内容体系,我们不难看出,矢量分析和数学物理方法好比电动力学的双腿,电磁学的实验、定义、公式、方法和应用则是它的躯干,而物理概念、物理思想、物理图像和物理思维方式是它的灵魂。 由此可见,学生的数学基础特别是对矢量、张量分析的掌握是学好整个课程的关键,没有这个基础,学生就无法领会电动力学的定义、公式和方法。电动力学本身是一门较难也比较枯燥的理论课程,如果此时教师不注意对学生进行学习方法和学习自主性的引导,就很容易滋生厌学清晰,从而影响教学质量。本文利用建构主义理论针对电动力学中如何处理一些知识的教学做了一些探讨,希望达到抛砖引玉的目的。 2.建构主义理论 建构主义是当代教育心理学的一场革命,代表人物是著名心理学家皮亚杰(.Piaget)。建构主义理论的优秀内容可以用一句话来概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现对知识意义的主动建构]。建构主义理论内容丰富、流派纷呈,本文只对建构主义理论中对学习及教学的认识加以浅析。 2.1建构主义理论对学习的认识 建构主义理论认为学习是学生在原有经验基础上主动进行意义建构的过程,这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间的反复相互作用而建构而成。在此过程中学生依靠同化和顺应来组建自己的知识结构。同化是指把外来的信息纳入已有的知识结构中,以丰富和加强原有的思维取向和行为模式;顺应是通过学生原有的知识结构与新的信息产生冲突,调整原有认识结构,从而建立新的认知结构。通过不断地同化——顺应——同化——顺应……循环往复,相互交替,将新知识转化、组织和重新组织,并纳入到自己的知识体系中。这就是学习的过程。 2.2建构主义理论对教学的认识 建构主义认为教学是学生在教师设置的情景中通过交流和协作对知识进行主动加工的过程。它不是知识的传递,而是对知识的处理和转换。学生对知识的处理和转换,只能由学生自己来建构完成,所以在教学中不能把教师对知识的理解传递给学生,而要从学生原有的知识经验出发,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。即教学的关键其实是向学生展示这些结论是如何得到的,而不是去熟记这些结论。 3.建构主义理论对指导电动力学教学的启示 3.1学生基础现状分析 学生经过对经典物理学力学、热学、光学和电磁学的学习,已经有了一定的物理基础知识和分析、解决物理问题的能力,并且已经形成自己的学习.方法和习惯。但目前的基本现状是:数学基础知识特别是矢量计算基础较差、先行课程电磁学的知识有很多已经生疏或遗忘、学生习惯接受教师“咀嚼”好的知识和方法,不愿意也不会自己去思考和总结,在学习的主动性和积极性方面还存在很多不足。 上述问题在班上是普遍存在的,它为电动力学的正常教学提出了了刻不容缓的难题,如果不运用适当的手段搞清楚学生的知识状况,并能及时调整知识的讲授方式以便能适当与先行课程做好衔接,就势必给学生学习电动力学造成很大的困难,对教师的教学也是一个很大的障碍。 3.2建构主义对教学的指导——两个案例的分析 (1)“位移电流”的教学 ‘位移电流假说是麦克斯韦为了将稳恒情况下电磁场所满足的麦克斯韦方程 (积分形式为推广到普遍情况(包括稳恒和非稳恒)而引入的一个定义。这是一个很重要的新概念,也是一个比较抽象的概念。学生的思维里可能比较熟悉的是传导电流的性质。 稳恒情况下,磁场的安培环路定理的积分 那么在非稳恒情况下,磁场的环流这个地方,书上的阐述是由麦克斯韦方程与电荷守恒定律之间的矛盾来引入这个概念的口。这是用理论来讲授理论,当然推理严密,讲解简单。但在教学中,我觉得可以从大家熟悉的含有平行板电容器的充、放电电路(图1)来讲述,学生会更领会“位移电流”的本质。 现考虑以L为边界作曲面S1和S2,其中曲面S1通过导线的横截面,有自由电子穿过S1;而曲面S2通过电容器的两极板之间,没有自由电子穿过S2. 这说明,尽管两个曲面的边界L是相同的,但穿过曲面的传导电流并不一样,也就是说这个方程不能推广到非稳恒电流的情况。 为了解决这个矛盾,麦克斯韦提出了“位移电流”的假设,将方程稍做修改为就代表“位移电流”的贡献。下面再来计算的表示式。利用 ×)所以直接比较得出:由此式我们就很容易看出:位移电流的本质是变化的电场,它和传导电流一样都能激发磁场。引入位移电流以后,上述电路的全电流可表示为:这个全电流在整个电路中是连续的。对上式取散度(并用到 这样一来,平板电容器充、放电电路中出现的矛盾就得到解决:在电容器两极之间随时间变化的电场形成了位移电流它把电容器极板中间断的电流.厂连接起来,使全电流.Jr具有闭合的性质。 (2)“谐振腔”的教学 第四章四、五节讨论的是有界空间的电磁波的传播问题,以矩形波导和谐振腔为例,研究了高频电磁波的传播的驻留行为。从知识的角度来看,本章属于运用理论解决实际问题的类型,在前面,先给学生回顾和讲解分离变量法求解亥姆霍兹方程中的定解问题,同时让学生学会分析理想导体的边界条件。有了这两个基础以后,后面介绍的具体例子——谐振腔和波导问题的求解就应该不是重点,学生只需要针对具体情况分析好边界条件就没有困难。 我们知道谐振腔是储存某一特定频率的电磁能量的器件,常用于选择并发射某一频率的电磁波。我觉得作为一种光学的应用器件,讲授它的功能、用途以及为何具备这样的功用是很有必要的。在教学中可以从复习学生比较熟悉的LC振荡回路的知识来过渡到对谐振腔的讲解。我们知道,低频电磁波是利用 如图(2)所示的LC振荡回路激发的,首先用外电源给电容器充电至U,合上开关k以后,储存在电容器内的电场能与电感中的磁场能在不停地相互转换,形成电磁振荡。LC回路振荡频率为 由此式知,为了得到高频的电磁波,就要减小谐振回路的L和C。为了减小C,就要增加电容器极板间的距离d,见图3(a);为了减小L,就要减小电感线线圈的匝数,直到使用一根直导线代替,见图3(b);甚至用很多根直导线并联,见图3(c);更进一步推痔极限情况下,用无数根直导线并联的结果就使LC回路过渡为一个封闭的金属矩形谐振腔,见图3(d)。 由这样的方法引入谐振腔的概念,学生很容易理解和掌握,并且对谐振腔的用途有一定的了解。下面再根据谐振腔的模型给出定解问题,进而求出其中的电磁场结构。 电动力学论文:物理学专业电动力学课程教学论述 一、课程教学基本理念 第一,在教学中要尊重学生学习的主体性、教师教学的主导性,全面发挥学生的自觉性、主动性、创造性。第二,“电动力学”课程属于专业基础课程,教学内容安排上除了让学生学习本门课程的基本知识、基本理论、基本思路,与其他物理学分支也具有共性和个性的关系。针对这一特点,老师在教学中要注意引导学生相似性形象思维。第三,教学应突出探究式教学方法,改变传统的教学模式,把信息技术与电动力学课程最大限度地整合,运用多种现代教育手段优化教学过程,推行启发式、探究式、讨论式、小制作等授课方式,培养学生的创新思维和创新理念。 二、在本课程教学中应当做到以下几点 1.讲授内容应理论联系实际 “电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的基础理论课。教学中要求学生掌握课程的基本知识、基本理论和基本原理,使学生加深对所授知识的理解,更可深刻认识电动力学的实际应用价值,达到学以致用的目的,同时提升学生分析问题、解决问题的能力。 2.注重学生学习的主体性和个体性培养 从课程的设计到评价各个环节,在注意发挥教师在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别注意体现学生的学习主体地位,以充分发挥学生的积极性和挖掘学习潜能。要求学生能初步分析生产、生活中的电动力学问题,以提升学生的分析问题和解决问题的能力。在电动力学理论的学习中运用数学工具处理问题,使学生认识数学和物理的密切关系,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。培养学生自学能力,重要的不是教内容,而是教给学生学习方法。要充分注意学生的兴趣、特长和基础等方面的个体差异,因材施教,根据这种差异性来确定学习目标和评价方法,并提出相应的教学建议。课程标准在课程设计、教学方案、计划制订、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和发展的空间。 3.运用多种现代教育手段优化教学环节 充分利用现代化教学手段,发挥信息化教学的优势,增强学生的学习兴趣,进一步强化需要掌握的知识点,拓宽知识面,增强学生的实践操作技能,培养科学的思维方式,这样学生能更好地掌握“电动力学”课程知识所涉及的相关科学方法,有效提升其发现问题、分析问题、解决问题的能力。 4.具备良好的实验条件,充分保证实验和实践训练质量 鼓励学生开展科研实践训练,参加各类科技竞赛。实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维,充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。 三、课程学习策略探究 第一,针对“电动力学”是理论基础课的特点,学生必须坚持课前预习,预习过程中有意识地提出问题。课堂教学主要采用探究式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题通过师生多种形式的互动,教师及时了解、解决学生的疑难问题,以增强学生的学习兴趣。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手段相结合。如课内讲授与课外讨论和制作相结合、基础理论教学与学科前沿讲座结合、基本理论与科研实践训练相结合。第三,鼓励学生参加科研实践训练和各类科技竞赛。培养多样化应用型人才,以培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力,完成本课的预期目标。第四,电动力学也是一门实践性很强的课程,其研究对象是区别于实物的物质形态,具有抽象的特征。为避免课程教学的数学化,我们将充分应用当代信息技术的优势,比如说以视频教学资料增强学生的感性认识和动手能力。再次,实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质,充分发挥学生的物理思维和物理探究能力。 四、课程教学方法探究 本课程教学中应注意电动力学理论与实践的结合,尊重学生学习的主体性,适当安排指导性自习,培养学生的自学能力。加强对学生课前、课后的答疑辅导,注重学生能力的培养,使学生通过对电动力学中基本理论的理解,认识和掌握电动力学原理的研究规律,开拓思路,初步培养学生的科研思维。 1.“双边反馈式”教学法 这种教学法由“自学”和“反馈”两部分构成,其着眼点是学生在教师指导下的自学和教师由反馈来的信息而进行的有重点的讲解,使学生的能力在反复训练中得到锻炼。“自学”和“反馈”体现了学生和教师的相互联系、相互配合、相互作用的训练过程。 2.以问题为中心,开展课堂讨论 式教学法建议课堂教学中遵循科学性、主体性、发展性原则,采用以学生为主体的小组讨论式的方法,从提出问题入手,激发学生学习的兴趣,让学生有针对性地去探索并运用理论知识解决实际问题;也可以针对教研室科研工作中遇到的问题设计讨论或思考题,以启发学生分析、讨论有关电动力学问题,学习并巩固电动力学知识,开拓思路,培养科研思维。 3.提倡学导式的教学方式 在教师指导下,学生进行自学、自练,教师把学生在教学过程中的认知活动视为教学活动的主体,让学生主动地去获取知识,发展各自能力,从而达到在充分发挥学生主动性的基础上,渗入教师的正确引导,使教学双方各尽其能,各得其所。 4.多开展课外实践活动 课外实践训练中,要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质。鼓励和指导有能力的学生进入科研实践训练,参加各类科技竞赛。将学生撰写的课程小论文融入教学全过程,从中选出有质量的项目进入科研实践训练。充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力。“电动力学”作为一门探究性课程,在课堂教学中,要突出学生的参与性,使他们主动获取而不是被动接受科学结论,互动思维使学生感觉电动力学发人深思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“共性”和“个性”的关系。为了激发学生学习兴趣,可以经常采用课堂讨论形式,由学生提问,在教师引导下大家讨论,总结得出正确结论。由于分析“电动力学”需要运用抽象思维,所以课堂教学应充分使用多媒体,尽量使用图像和色彩搭配,使学生建立正确的物理图像。注意“信息技术”与“电动力学”课程的有效整合,这对于整体优化教学过程,提高学生的专业知识学习效果、提高学生的信息技术能力、培养学生的合作意识和创新精神均具有重大的现实意义。同时,可将教学理论应用到创新实践能力训练中,应用到物理、电子等各类竞赛中。 作者:邓洪亮 曾爱华 袁琳 单位:邵阳学院 电动力学论文:光信息科学与电动力学课程教育研讨 作者:卢俊 陈桂波 李金华 孔梅 金光勇 单位:长春理工大学理学院物理系 一、光信息科学与技术国家一类特色专业 我校光信息科学与技术专业历史悠久、办学基础好、生源质量高、专业方向应用性强。为适应国家对激光科学与技术及光信息技术高素质人才的需求,发挥我校光信息科学与技术专业应用性强的优势,围绕“特色教育,服务社会”的宗旨,2009年申报成功了光信息科学与技术国家第一类特色专业,目标是建设一个以激光科学与技术和光信息技术两个专业方向为优势方向,特色鲜明的名牌专业,使之在培养质量方面达到或接近国内一流水平。在专业边缘领域,大胆开拓,不断扩展研究内容,使该专业成为国内激光科学与技术和光信息技术方向高级人才的培养基地,满足社会发展需要,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。电动力学作为该专业重要的一门专业基础课程,需进行教学内容和教学方式的改革,以适应特色专业的建设和培养高质量毕业生要求。 二、电动力学课程教学现状及课程特点 电动力学课程内容,对大多数学生来说感觉到比较难学。原因是知识点较多,抽象难懂。数学推导复杂,要求有较强的数理基础。虽然有些电动力学问题接近实际,比如波导问题、天线问题,但学生要理解和解决这些问题,需要一定的过程,由于上述问题的存在,使初学者常常感到电动力学课枯燥无味、难以入门;上课听讲似懂非懂,下课做题无从下手。并且,由于招生数量的增加,极大降低了师生比,降低了学生与老师交流的几率。同时,现代大学生与80年代大学生比,缺乏主动思考意识和能力,都严重影响电动力学课程的教学效果。 三、教学改革设想及实施 我校光信息科学技术专业本科生的培养中,激光器及技术是一个重要的专业方向。因此在电动力学课程教学中,如何将与专业基础相关教学内容更扎实、有效地贯穿教学,并激发学习兴趣,采取以下教学改革设想及措施:3.1教学内容改革根据专业特点,对教学内容进行调整,并适当引申,为学生后续的平台课如物理光学、激光原理,以及专业课如激光器件、导波光学等奠定良好基础。比如,对电磁波传播的相关内容重点讲解并结合教师的科研等背景进行引申及拓展。其中关于模式及其形成条件,结合导波光学及物理光学内容,概念交待清楚,条件讲解透彻,为后续课程的学习奠定良好基础。在亥姆霍兹方程的讲解中,引入前沿热点问题如“负折射率”问题,使学生了解其理论基础。在教材中作为选学内容的高斯光束问题,对该专业的学生交待清晰,为后续的激光原理奠定基础。凡此不再赘述,总之,对教学内容的制定,以为学生更好学习后续课程及激发学习兴趣为原则。3.2教学方式改革在电动力学课程的教学中,改变以往单纯板书、课件的教学模式。尝试使用讨论式教学、课程小论文及结合教师科研讲座与板书、课件相结合的教学方式。传统板书教学方法对公式的推导及其有利,也符合学习的学习习惯。但在涉及较抽象问题时,使用课件教学更直观、形象,有利于学生对具体问题的理解。如涉及形成模式的条件———驻波问题,以及偶极子天线的辐射问题,利用课件的动画演示,极大提高了教学效果。在课程的讲解中,穿插讨论式教学,实现教师和学生的互动,调动学生学习的主动性。教师结合课程中不同章节的内容及特点,设置具体问题在课堂上展开讨论是一种形式。对于课程小论文及教师科研讲座,安排在电磁波的传播内容讲解之后,有利于培养学生的兴趣和创造性。我们的教师梯队均为博士毕业,涉及光学、物理电子学、光学工程、凝聚态物理、计算电磁学五个学科,且承担包括国家自然基金、“863”、“973”及工程类项目,为结合不同的学科开展前沿问题讲座,并将研究成果引入课堂,激发学生学习兴趣提供了良好条件。为此,在课程教学中穿插了与课程相关的前沿问题讲座。比如全固态激光器的研究进展、光子晶体及ZnO纳米材料研究进展等,通过前沿问题讲座的尝试,学生积极性很高,取得了预期效果。关于课程小论文,我们安排在了讲座之后,教师根据专业特点和学生基础,给出题目和时间节点,其间学生与教师有交流,教师进行指导,使学生更好地完成小论文,只是这个环节需要的时间较长,需要教师后续跟踪并总结。通过科研讲座及小论的尝试,以初步取得成效,所教授的学生据此参加了全国大学生创新大赛并获奖,所研究结果也在相关刊物发表文章。这种教学模式的探索,极大提高了学生学习的能动性,有利于培养学生的学习兴趣及提高培养质量。 四、总结 结合国家特色专业建设,对电动力学课程教学内容和教学方式进行了有益探索,并取得较好的效果。通过进一步的研究和实践,努力形成一种稳定的教学模式。 电动力学论文:舰船计算电动力学研究 摘要: 本文综述了应用于舰船和潜艇电磁防护以及隐身舰船研究的计算电动力学的性能、解法和软件包。 关键词: 舰艇;电磁防护;计算电动力学 0引言 计算电动力学于20世纪70年代作为一门单独的学科成立。1976年在牛津召开的第一届国际电磁场数值计算会议可以认为是计算电动力学的起点。这些方法可划分为三类:有限元法,边界和体积积分方程法以及混合方法[1]。当利用有限元法对三维目标进行计算时,三维目标的整个计算域会被划分为体积单元(六面体或四面体)。当用于内场问题以及非均匀、各项异性和非线性媒介场域问题求解时,有限元法有着显著的优势。当计算远离场源的电磁场时,有限元法的缺点就会明显的暴露出来。有限元法中未知变量为电动力学势能或者近似为离散空间的电磁场矢量E和H。在积分方程法中需要考虑和电动力学势能及矢量(如格林方程中的积分关系)有关场的表面密度或者是等效体积源。积分方程法在解决无边界区域问题(包括均匀介质)上有很大优势。混合方法集合了有限元法和积分方程法的优缺点,因此在此提及。最初,计算电动力学方法的相关术语发展广泛,但直到20世纪90年代中期挑选出数值算法后才使得计算电动力学方法在工业应用方面变得切实可行。对于以标量电势描述的静态问题进行计算的可用软件包大都采用有限元法。当计算由于涡流引起的低频场时,最有效的方法是采用棱单元的有限元法。当计算辐射或衍射物体产生的高频电磁场时,一般更倾向采用矩量法,矩量法是积分方程法的一个特例,其采用表面电流和磁流的密度作为状态变量[2]。当计算舰船目标的电磁防护问题时,我们最感兴趣的是探测、识别以及武器自导系统所反应的远场区电磁场,所使用的计算软件主要采用了积分方程法。使用积分方程法的时候,必须将目标物体的表面划分成不同的独立单元(边界元)。构造表面以及在表面形成边界元网格是有挑战性的,因为水面舰艇和潜艇具有非常复杂的几何结构和布局。当要考虑内部结构的时候,挑战性就会更大。大多数商业化电磁场计算软件都有从计算机辅助设计系统(CAD)导入几何文件的工具。但是运用CAD进行船或是潜艇设计时,却不经常使用。首先,当导入几何结构的时候,必须要找出那些对舰船的总磁场贡献不明显的结构;其次,在导入几何结构时会容易丢失结构的拓扑链接,这些链接对创建在节点、边缘和表面处的有限元或边界元规则网络是非常必须的。很多计算方法都强制要求规则网格,在这种情况下,更倾向使用单独开发的几何模块(预处理器)来构建几何模型和生成该表面网络。一些软件(如ShipEDF)试图通过舰船通用数据库建立几何结构以及计算模型之间的关联。但不论哪种情况,不同频段下的计算方法有很大差别。下面将分别对这些计算方法进行描述。 1静态电场 舰船静态电场的主要来源为螺旋桨-船之间的电偶以及电化学腐蚀防护系统的阳极。一般来说,静态电场控制的任务以下面方式进行:安排好阳极在船体的位置,并选择阳极电流使环绕舰船环境中的电场以及与腐蚀有关的磁场达到最小,同时还需满足舰船的腐蚀保护要求。“BEASY”软件就是严格按照上述任务编写的[3]。考虑到非线性优化的复杂性以及实际阳极布置的技术局限性,在软件包“STAR3DElectric”中使用另一个未知变量-金属表面电流矢量。使用这个未知量使得在整个电路中考虑有限电阻(如电刷)成为可能。除此之外,软件包“STAR3DElectric”中使用的守恒方程在迭代过程中求解系统方程效率更高。 2静态磁场 目前已知最好的且应用最广泛的计算静态磁场的软件为“矢量场”公司开发的有限元软件包“Opera-3D”[4]。复杂区域内的四面体网格生成质量在“Opera-3D”的最新版本中已经大幅提升。在此之前的版本,为生成高质量网格,就必须对目标的几何结构的某些部件进行挤压。这是一项很精细的工作,需要数周或数月才能完成。在最新版本中,往往只需要构建目标的表面及一些额外的面就可自动生成网格。当利用有限元来计算舰船或潜艇的静态磁场时,面临的主要问题是大部分的铁磁结构厚度都很小(相对于其他尺寸)。这就使得在网格生成过程中产生的一些不好的网格会导致计算精度变差。极限情况下,当结构的厚度趋近于零时,有限元法就变得不稳定了。在软件包“STAR3DMagnetic”中,薄壁结构被表面磁化分布未知的中间面所替代,使得软件对于求解任意厚度的船体都具有稳定性。计算装备了消磁线圈的舰船静态磁场边界元的典型大小为0.5~1m。在此种情况下,使用积分方程法时就必须求解包含大约100000个未知量的密度矩阵方程。“STAR3DMagnetic”采用快速多极算法,是该问题能在一般台式电脑上解决。 3极低频电磁场 舰船极低频电磁场特性是海军武器及探测系统的重要信息源。其主要特点是存在大量的不同物理源产生不同频率的场。这些源所产生的场取决于舰船内部的布置、舰船壳体的屏蔽、甲板和舱壁、环境参数以及舰船运动。由于场源的多样性以及场的尺度不一,计算极低频电磁场时,舰船的电磁场模型并没有作为一个整体,而是对每个场源所产生的电磁场单独考虑。为了仿真0.01Hz~10kHz频段的极低频电磁场,EMSS软件包利用三层介质中恒定和交变电偶极子和磁偶极子的总和来代表舰船的总源场。偶极子数量取决于离观测点的距离,频段以及环境参数。对于中型大小的舰船,数目大约为数十万。偶极子的参数取决于实验数据或通过模型计算得到。以下是EMSS仿真程序里面所考虑的极低频电磁场的源: 1)结构磁化; 2)由于冲刷导致的船壳结构电流的不均匀性; 3)电气设备产生的电流; 4)杂散电流; 5)消磁线圈中的电流纹波; 6)由于船桨的旋转以及腐蚀保护系统产生的电流调制; 7)磁性轴的旋转; 8)船桨的叶片切割地磁场产生的感应电流; 9)舰船在地磁场中运动; 10)铁磁体结构振动。为了进行极低频电磁场分析,仿真得到的时域信号需要加入人工生成或是全尺度测量的干扰。EMSS允许显示在舰船建造以及调试试验时产生的极低频电磁场场源,并且在需要的时候可以评估附加的电磁防护措施的有效性。场源的探测基于目标采样结果和全尺度测量结果之间复杂对比得到。 4无线电波段的电磁场 当需要确定顶层甲板的电磁场辐射水平以确保舰员安全、评估同时运行的天线间的互耦,检验天线安装时的输入阻抗及方向图时,就必须计算船载中频、高频和甚高频天线的电磁场。市场上有大量的商业软件来解决上述问题。例如“Concerto”、“ShipEDF”、“FEKO”以及“CARLOS-3D”等。这些软件大都采用矩量法。“STAR3DHighFrequency”软件包使用和“STAR3DElectric”、“STAR3DMagnetic”类似的几何预处理器。三个软件都可以使用同样的铁壳舰船的几何模型:当计算静态电场和腐蚀磁场时,只利用了模型的水下部分;当计算高频电磁场时只利用了模型的水上部分;当计算静态磁场的时候需要用到整个模型。为了有效求解由矩量法产生的大型系统方程,“STAR3DHighFrequency”软件包采用了高频改进的快速多极子算法[5]。和“STAR3DElectric”、“STAR3DMagnetic”采用的快速多极算法一样,高频改进的快速多极子算法所需的计算资源和NlogN成正比,其中N是边界元的个数。这相对需要O(N3)运算次数的高斯消除法或是LU分解法来说有很大改进。 5雷达、红外和激光波段的电磁场 令人遗憾的是,目前为止这些波段内不能采用矩量法进行严格计算。矩量法的边界元大小约为λ/10,当利用波长为3cm的电磁波来计算露出水面面积为10000m2的舰船瞬时雷达散射截面(RCS)时,容易估算出求解系统方程中未知量个数为10亿。为确定RCS的平均值,需要在特定的距离和观测角度对目标进行多次计算。目前,矩量法中未知量个数的世界纪录是3300万,这个数目是计算理想导电球面上平面波散射问题时,在一个多处理器的计算机群上达到的。替代矩量法的计算方法有:物理光学法、物理绕射理论、几何绕射理论、绕射统一理论等[6]。通常的商业计算软件会综合采用这些方法。近似方法最主要的缺点是缺乏通用性。软件用户必须有大量的工程经验,以便根据不同的情况挑选正确且合适的模型,并能对计算误差进行评估。与矩量法不同的是,所有的近似方法都将目标的总辐射量认为是局部场源辐射量的一个叠加。在这种假设下,就没必要严格考虑几何结构的拓扑以及在表面构建规则网格,这对于使用CAD生成的几何模型有很大优势。电磁场计算方法和CAD的联合应用产生了一个新的概念—电磁场设计,这在雷达、红外和激光波段的隐形目标的发展中具有广泛的应用。知名的电磁场设计计算软件为“ShipEDF”,其主要目标是最大限度的降低舰船的雷达和红外信号水平。软件的主要模块为利用标准的AutoCAD软件生成舰船的三维模型。该模型会生成舰船每个航向角的观测区域表面元,并以电子表格的形式输出,作为计算模型的输入数据。第一个计算模块计算了舰船雷达信号在每个观测的方位角上的积分和差分特性;第二个模块计算了舰船的红外图像;第三个模块估计了激光波段范围内的舰船平均RCS。 6总结 本文回顾了一些关于电磁防护以及隐身舰船发展方面的电磁场计算方法。新的计算机算法使电磁计算方法取得了明显的进展,这种新的计算方法可以处理任意几何外形的薄壁面结构,并能降低计算所需资源。目前的目标是发展一种统一的算法,可以涵盖从静电场到光学射线场的所有频段电磁场。目前,矩量法和近似算法理论之间存在明显差距,试图将两者之间进行结合的数次尝试并没有取得成功。 作者:雷津 龚昱玮 单位:武汉海军驻719所军事代表室 西安海装西安局 电动力学论文:电动力学课程教学改革的思考和实践 摘 要 电动力学是介绍电磁场和电磁波基本规律及其狭义相对论理论的课程,是大学物理学和光电信息等相关专业的必修课程,是支撑现代科技不断发展的重要理论知识。电动力学具有很强的理论性,学生学习这门课程的难度较大,难以取得良好的教学效果。因此,本文将深入研究和思考电动力学的教学现状,并指出电动力学课程教学改革的思路,旨在改善电动力学课程教学模式,提升教育教学效果。 关键词 电动力学课程 教学改革 思考 实践 电动力学是四大力学之一,综合了经典电磁学的最高成就,相对电磁学而言,其可以揭示物理现象的本质和规律,具有概念、公式、符号抽象,内容繁多,教学效率较低的显著特征,是电子通信相关专业的重要基础课程。随着科学技术的迅猛发展,电动力学在通信、电工、超导和微电子等诸多领域都得到了广泛应用。电动力学课程中的物理概念和思想较为抽象,不易理解,学生只有具备扎实的数理基础和丰富的想象力,才能理解和掌握电动力学课程中的物理概念和数学方法。由于电动力学是物理学相关专业的重要基础课程,也是推动现代科学技术不断发展的基础理论,因此,深入研究和思考电动力学理论课程教学存在的问题,总结出提升电动力学教学效果的建议,对促进高校电动力学的教学改革和推动现代科学技术的发展具有重要意义。 1电动力学教学中存在的问题 1.1教学内容多,课时少 电动力学主要涵盖电磁现象的普遍规律、静电场、静磁场、电磁波的辐射和传播以及狭义相对论等五大部分的教学内容。仅有电磁波的相关内容广泛应用于生产生活、军事和物理学研究前沿等领域。在电动力学实际的教学工作中,电动力学教师通常会依照教学大纲进行讲解,注重静电场、静磁场等相关内容的理论知识、基本方法以及电磁波在实际生产生活中的应用,电磁波在物理前沿以及军事方面的应用长期得不到电动力学教师的重视,导致这种现象的缘由是电动力学课程本身有着物理概念抽象、符号和公式难以理解以及教学难度大等显著特征,教学内容多和课时少的矛盾突出,这势必会导致电动力学教师为了提升考试通过率而减少教学内容,这就大幅度降低了电动力学的教学效果和学生的学习成绩。 1.2教学方法有待改善 受我国传统接受式教学模式的影响,电动力学的教学活动主要以教师为中心,教师在实际的教学活动中处于主体地位,主要采取讲解、板书以及多媒体等教学模式向学生传授知识,学生在学习过程中处于被动地位,这样的教学模式有利于学生及时理解电动力学的概念,但是却制约着学生独立思考能力的发展,不利于增强学生主动参与教学活动的积极性。另外,随着多媒体技术在教学活动中的普及和应用,大多数教师逐步从传统“粉笔+板书”的教学模式向以多媒体为主、板书为辅的教学模式过渡,这就会导致教师讲课的语速不自觉的加快,学生在课堂上几乎没有独立思考的时间,也不可能准确理解和掌握课本上的基本概念和有关公式的论证过程,大大降低了电动力学课程的教学效果。 1.3考核方式不完善 目前,绝大部分高校的电动力学考核方式有两部分构成,即平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。平时成绩主要取决于学生的课堂表现和作业完成情况,而期末测试注重对课本基础理论知识的记忆和模仿,几乎没有综合能力的测试。所以学生只重视期末考试,平时学习电动力学的积极性不高,通过考前临时性的记忆完成电动力学课程的考核已经成为一种常态,这样的考核方式不利于学生探索性思维的发展,也不利于学生全面掌握电动力学的相关知识。 2电动力学课程教学改革的思考和实践 2.1调整教学内容 在实际的教学工作中,大多数学生在面对电动力学复杂的运算推导时通常会表现出畏难情绪,对公式的推导束手无策,从而失去了学习电动力学的积极性。因此,电动力学教育工作者要积极主动地调整教学内容,在正式讲解电动力学课程之前增添数学基础知识的讲解,协助学生解决学习电动力学的数学障碍,从而树立起学好电动力学课程的信心,从而提升该课程的教学效果和学生的学习成绩。 2.2创新教学模式 电动力学教师要根据教学要求和学生的实际情况,灵活地运用教学方法。教师要主动并善于分析电动力学课程不同章节之间的联系,总结出处理问题的共同点和不同点,不断创新教学模式,从而达到事半功倍的教学效果。例如在讲解静电场和静磁场这部分内容时,电动力学教师利用静电场和静磁场研究方法相似的特征,深入讲解静电场这部分内容,让学生准确掌握静电场的各种分析方法,之后再采取类比法讲解静电场的相关内容,这样有利于培养学生灵活运用知识的能力。与此同时,电动力学教师要善于利用多媒体技术教学,将复杂和难以理解的物理学现象通过多媒体技术形象生动地呈现在学生面前,为学生理解疑难问题创造良好的条件,从而提升电动力学的教学质量。 2.3健全课程的考核方式 电动力学教学工作者要不断健全课程的考核方式,增强学生学习电动力学的积极性。各大高校可以适当地提升平时成绩占总成绩的比例,积极贯彻学习为目的、考核为手段的教学理念,让学生清醒地认识到学习过程的重要性作用,丰富考核的内容和方式,从多方面考察学生的知识和能力。例如在每单元结束时进行单元测试,将单元测试的成绩纳入平时成绩;定期开展探究性的学习活动,培养学生获取知识、分析和解决问题问题的能力,并将探究性学习的成果纳入平时成绩;在期末考试试题中增大综合题目的比重,从而让学生更加重视电动力学的学习。 3结论 电动力学是物理学相关专业的优秀基础课程,对培养和提升学生的抽象思维能力具有重要作用。在电动力学的实际教学中依旧存在着教学内容多和课时少矛盾、教学方法有待改善和考核方式不完善等诸多不良问题,电动力学教师要注重课程教学的改革工作,积极调整教学内容、不断创新教学模式和健全课程的考核方式,从而有效提升电动力学的教学质量,为我国现代科学技术的发展培养出更多的高素质人才。 电动力学论文:可视化技术在电动力学教学中的应用 摘 要:针对电动力学学习中学生常会遇到的某些难以理解的抽象概念,介绍了可视化科学计算软件MATLAB在电动力学教学中的应用。旨在帮助学生理解和掌握电磁场的规律,初步掌握电磁学的数值计算方法,提高学生的科研能力。 关键词:MATLAB;电动力学 TM1-4 一、引言 电动力学是研究电磁场的基本性质运动规律以及它与物质相互作用的一门学科,是高校物理学专业本科阶段学生的优秀课程。然而由于其抽象的电磁场理论和繁琐的数学推导,且无法观察到直观地实验现象,导致部分学生过于依赖书本,不去独立思考,甚至产生厌学情绪。 为了改变这一现象,我们必须要让抽象的概念形象化,同时让学生初步掌握电磁学的数值计算方法,才能提高学生实际运用电磁理论的能力。然而现在大部分基于Flash、Photoshop、3D Studio MAX的仿真模拟实验,尽管能够制作生动的实验过程动画,但却对物理实验规律和过程很少涉及,很难做到真正的交互使用。 而MATLAB作为美国Math Works公司开发的一套高性能的数值计算和可视化软件,则因其高效可视化有推理能力等优点,已经在大学教育和科学研究中的得到了足够的重视和广泛的应用。其语言简单,计算能力强,工具箱中有大量的求解常微分方程(ode)和偏微分方程(pde)的函数,正好满足物理过程的数值计算要求,既可在求解拉普拉斯方程边值问题时体现物理问题与数学结合的研究方法,又可通过数值求解来算出各点的电位值和做出分布图形,直观地分析场内各点场的分布情况。 二、MATLAB与绘图有关的命令 输入命令的方式有两种,一种是在命令窗口直接输人简单的语句另一种工作方式是M文件的编程工作方式当使用绘图语句时,MATLAB就自动打开一个图形窗口。一些较为常见的作图命令如下: 1.在已有图形上继续作图的指令是hold on:取消这种功能的指令是hold off。 2.二维图形绘图命令中最基本的指令就是plot如果输人两个矢量x,y,则plot(x,y)产生的是y相对于x的图形。 3.MATLAB中的曲面是用xy平面上的各个格点上的坐标z来定义,相邻点用直线连接,并建立平面的数据网格。生成数据网格的命令是meshgrid。mesh是三维网格作图命令,mesh(x,y)画出了每一个格点(x,y)对应的z值。 三、利用MATLAB辅助教学实例 1.标量场梯度的计算 在电动力学的课程学习中,矢量分析是基础的数学工具,也是之后课程内容学习的关键。在矢量分析中,散度作为描述矢量场的有源性的量,相对容易理解,计算也简单;旋度、梯度的难度相对大一些。以梯度概念为例,介绍借助MATLAB来计算及理解梯度矢量。 【例】求解标量场 的梯度 梯度是方向导数的最大值,是与等值面垂直的一个矢量。我们利用MATLAB中的梯度函数就可以作出等值面和梯度图。 源程序及绘图结果如下: 2.点电荷产生的电势 已知点电荷Q激发的电场强度为 ,其中 为源点到场点的距离。把此式沿径向由场点到无穷远点进行积分,把积分变数写为 , 可得出真空中点电荷的电势函数为 ,通过分析我们得知,其电势在空间中的分布为以点电荷为球心的一系列球面,每个球面上电势大小相同。 3.电偶极子场的分布 电偶极子是等量异号点电荷组成的电荷系统,其特征用电偶极矩p来描述,其中p=ql,p和l的方向规定为由-q指向q。中心位于坐标原点的电偶极子在其远方产生的场的电势为 ,对此式求梯度即可得到为于原点处电偶极子产生的场强 。 其源程序及作图如下: 四、结语 本文根据电动力学的特点,介绍了可视化软件MATLAB在电动力学教学中绘图和科学计算的便捷应用。我们认为计算机辅助教学不仅只是用计算机制作教学课件,更应该用来解决一些思维抽象计算繁杂的教学难题。例如在电动力学教学中利用MATLAB,则能使电磁场概念大大形象化,让学生不仅加深对抽象的场的理解,更能学会利用计算机进行科学计算和模拟物理现象的基础知识。这样不仅会提高教学效果,而且有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的学习能力和科研能力。 电动力学论文:Matlab绘图在电动力学教学中的应用探索 摘要:根据电动力学的特点,在教学中引入Matlab软件,使用其绘图功能把抽象的物理知识和物理现象用形象、直观的图形表示,帮助学生对知识的理解和掌握,提高了教学质量,值得进一步的推广应用。 关键词:Matlab;电动力学;教学改革 1.电动力学教学现状分析及Matlab的引入 电动力学是高校物理专业及相关专业学生在电磁学基础上继续深入学习的一门重要的理论基础课。我院选的教材是高等教育出版社郭硕鸿先生编写的电动力学第三版,教学主要内容可以分为五个部分:电磁场的基本方程、静电场、静磁场、电磁波和狭义相对论。调查显示[1],在教学内容上,教师都相当重视基础内容,教学方法仍趋于传统的教学方法,讲清基础知识、基本概念,渗透科学方法,强调物理概念和数学描述的统一,体现物理学知识的整体性。虽然已有一部分教师采用了一些研究生学习的方式和引入英语教学等手段来进行教学方式的改革,但并未引起广泛的重视,特别是在电动力学中引入计算机软件辅助教学方面更加少有人问津。 Matlab是国际上公认的最优秀的科技应用软件之一,Matlab软件易于操作,简单易懂,已逐渐被用于大学物理、电磁学等本科院校的教学当中[2-4]。对于理工科院校本科教学来说,采用Matlab软件比较合适。我院学生在前期已开设了Matlab基础课程,再结合电动力学内容生涩难懂,物理知识、物理现象不能形象直观的描述等因素,我们在教学中引入了Matlab强大的绘图功能,要求每一位学生针对某一个知识点或者物理现象画出Matlab图形,并形成M文件。一学期后,同学们均能达到基本要求,效果良好! 2.Matlab绘图给教学带来的优势 引入Matlab绘图辅助教学,把可视化教学和传统的教学模式结合起来,一方面可以把抽象的物理知识变成清晰的图象,很大程度上帮助了学生对电磁场和电磁波传播规律的理解和掌握,另一方面可以向学生传达更多更新的教学内容,展示与电动力学相关的更丰富的物理现象,最终达到激发学生的学习兴趣,提高了教学质量,同时也培养学生的想象力、创造力以及处理实际问题的能力。 3.应用举例 我们一共收到43份Matlab图形及M文件,其中描述静电磁场有27份,电磁波的传播有7份,描述一些主要物理现象如磁聚焦现象、带电粒子在恒定磁场中的螺旋运动、电磁波的衍射等有9份。 4.结束语 通过Matlab强大的绘图功能把电动力学中的知识点和物理现象用图形直观、形象的表达出来,加深了学生的理解,激发了学习的兴趣。通过一学期的探索,该教学改革是切实可行的,我们将进一步在教学和科研中进行推广。 电动力学论文:微连续体的电动力学 【摘 要】引力场是由无数相干的引力子一个接一个地在空间中分布形成的一个具有相干结构的连续的整体;光能量是一份一份不连续的,但每个光波都是一个量子化的连续体的整体波动,就好像每个声波都是一群粒子整体的连续的波动一样。方向性、粒子性、概率性是包括声波在内的任何一种波频率足够高时都可显现出来的的波的三大共性。微连续理论从自然最深层次上解释了物体具有惯性的原因,揭开了光速不变之迷,并在狭义相对性原理和等效原理的基础上阐明了光速的相对性,推导出了超光速质能方程和超真空泡原理。 【关键词】场分子;光障;场激波;超光速质能方程;超真空泡效应 1 引力与电磁力的统一 引力场是由无数与奇点相干的引力子在宇宙空间中一个接一个地分布形成的一个连续的整体。引力是奇点和它本身的引力场原有的平衡状态被其它奇点打破产生的一种压力。例如,在真空中有一个静止的引力场奇点1,奇点1的引力场对奇点1产生的压力是各向均等的,这使得奇点1和它的引力场能够保持一种相对平衡的状态,使奇点1相对静止在它的引力场的中心。把奇点2放到奇点1的引力场中,奇点1和它的引力场原有的平衡状态就会被打破,使奇点1的引力场中的每个引力子都有以奇点2为中心从各个方向指向奇点2重新分布的趋势,从而对奇点1产生一个指向奇点2的压力,压力的大小与两奇点间距离的平方成反比,这个压力表现出来就是奇点2对奇点1产生的引力。与此同时,奇点2和它的引力场原有的平衡状态也会被奇点1打破,使奇点2受到一个指向奇点1的压力,压力的大小与两奇点间距离的平方成反比,这个压力表现出来就是奇点1对奇点2产生的引力。引力的这种产生方式与相对论描述的时空弯曲是等效的。与引力场类似,一个电荷的电场是由无数与电荷相干的电场分子(电场分子是构成电场的最小物质组分,也是光波的媒介)在宇宙空间中一个接一个地分布形成的具有相干结构的连续的整体,即微连续体。引力场并不局限在场奇点周围的空间区域,而是向空间中无限延伸,其影响是非局域的,所以,电荷的电场也并不局限在电荷周围的空间区域,而是非局域的,电场力与引力一样,其大小都与距离的平方成反比。一个正电荷和一个负电荷并排在一起,与正电荷相干的电场分子就会有以负电荷为中心,从各个方向指向负电荷重新分布的趋势,使正电荷受到一个指向负电荷的压力,表现出来就是负电荷对正电荷产生的吸引力;与此同时,与负电荷相干的电场分子也会有以正电荷为中心,从各个方向指向正电荷重新分布的趋势,使负电荷受到一个指向正电荷的压力,表现出来就是正电荷对负电荷产生的吸引力。两个同种电荷并排在一起,每个电荷的电场分子都会有以对方电荷为中心,指向各个方向重新分布的趋势,使每个电荷都受到一个由两电荷的内侧指向两电荷外侧的压力,表现出来就是两个同种电荷间互相排斥的电场力。一个静止的电荷在场的作用下向前运动,会带动它周围空间中相干的电场分子一起向前运动,这些电场分子又会带动空间中相干的电场分子一起向前运动,在与电荷运动方向垂直的界面上,与电荷相干的电场分子并不是直线向前运动的,而是一边绕着电荷旋转一边向前运动,从而形成一个以电荷为中心的磁场涡旋,磁场涡旋的方向就是磁场的方向。稳定的磁场涡旋一但形成,就可长期存在,没有外力的作用就不会自动消失,就像超导线圈中的电流一但形成就不会自动消失一样。电流方向不变,电流大小呈周期性变化的振荡电流叫做单向振荡电流,磁场方向不变,场强大小呈周期性变化的振荡磁场,叫做单向振荡磁场;电流或磁场的大小和方向都呈周期性变化的叫做双向振荡。与此类似,电场(磁场)分子流涡旋的方向不变,电场(磁场)分子流大小呈周期性变化的振荡叫做单向振荡;电场(磁场)分子流涡旋的大小和方向都呈周期性变化的叫双向振荡。单向振荡的电流可在其周围空间中激发单向振荡的磁涡旋,单向振荡的磁涡旋可在其周围的空间中激发单向振荡的电涡旋,单向振荡的电涡旋和单向振荡的磁涡旋在空间中交替产生形成单链式电磁波。让两列时间相差半个周期的等幅同频率的超高频单链式电磁波经过等长的路经后叠加,便可在空间中合成一个超低频单向振荡的无源的磁场,使通恒定电流的导体受到一个方向不变的电磁力的作用,推动飞船前进,这就是大推力量子引擎的基本原理。双向振荡的电涡旋与双向振荡的磁涡旋在空间中交替产生形成双链式电磁波。普通的无线电波和光都是双链式电磁波。在空间中互相激发交替产生的电涡旋和磁涡旋总是互相垂直的,且两者都是由大量相干的电场分子的涡旋运动形成。我们都知道,液体是不可以产生和传播横波的,而大量相干的液体分子彼此远离,密度变得极低,使张力远大于斥力后,便可形成具有相干结构和固定形状的膜,产生并传播横波。一个电荷的电场分布在宇宙中的电场分子的密度虽低,但这些电场分子形成了像膜一样的相干结构,所以能产生和传播横波。因为不同电荷的电场分子是不能形成传播横波的相干结构的,所以,在一个电荷的电场里传播的光能不能直接传到另一个电荷的电场中去,就好比两个光波彼此穿过后,仍保持各自的独立性,一个光场中的动能不能传到另一个光场中去一样。每个电磁波中的电涡旋和磁涡旋都是由同属一个电荷的相干的电场分子运动形成。无论是引力还是电场力,或是磁场力,实际上都是由空间中与场奇点相干的场分子与场奇点间原有的平衡态被打破而产生的,都是与场奇点相干的场分子对场奇点直接产生的作用力。实验证明,每个观察者接收到的电磁波都是以观察者自身的电场为载体来传播的。静止或匀速运动的电荷,它的电场也是静止或匀速运动的,这一点有大量实验可证明。无论观察者以什么样的速度匀速运动,观察者的电场相对于观察者都是静态的电场,两者总是处在同一个非局域的惯性系中,这必然导致真空光速相对于观察者恒定不变,而光行差角也会严格地只与地球和恒星的相对运动有关。结合等效原理,在不违背狭义相对性原理的前提下,光速的相对性可归纳为两点:(1)无论光源和观察者如何运动,在真空中传播的光,其速度相对于接收它的观察者恒为c;(2)在真空中传播的光,其速度相对于不是接收它的观察者可变。 2 超光速传输信息实验 在真空中选取AB两个相距较远的点,将一根长杆平放在B点旁边,让长杆与AB两点的连线垂直,长杆与B点间的距离很短,可忽略不计。让一个激光器和一块平面镜分别以相同的速度沿着两条平行于长杆的直线从左向右同时匀速穿过AB两点,激光器和平面镜始K处在同一个惯性系中。激光器到达A点的瞬间向B点方向垂直射出一束激光,平面镜穿过B点向右匀速移动一段距离后把激光垂直反射到长杆上的O点。在上述实验中,激光器经过A点瞬间发出的激光被分成两束,一束从A点直线射向长杆上的O点,所花的时间为t1,另一束从A点垂直射向B点,被平面镜的电场向右拖曳后,经平面镜垂直反射到长杆上的O点,所花的时间为t2,t1 t2。这证明第二束激光以超过真空光速的速度从A点传到了O点。但对O点上的电荷来说,激光只不过是走了一条比较短的“捷经”而已,它们观察到激光是从A点右方与平面镜相对应的点发出的,它们观察到的光速仍是c,但这并不是真实的光速。在激光器和平面镜间传播的光,平面镜才是接收者,O点上的电荷并不是接收者,O点上的电荷接收到的光实际上已不是激光器发出的光,而是平面镜上的原子受激辐射出的光,只是两者的频率相同而已。因此,在激光器和平面镜间传播的激光,其速度相对于平面镜恒为c,相对于O点上的电荷却是大于c的。 3 物体具有惯性的原因 物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里定义惯性为:惯性是物质固有的力,是一种抵抗的现象,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并尽量使其保持现有的状态,无论是静止状态或是匀速直线运动状态。可见,牛顿早就已经认识到了惯性与力有密不可分的关联。像电子、夸克等实物粒子实际上都不是能够独立存在的最小物质组分,而是各种场的奇点。因为场奇点和场是个不可分割的整体,所以,任何实物都不能脱离有关的场而独立存在。在没有外力或合外力为零的情况下,一个场奇点的场对该场奇点产生的压力在各个方向上都是均等的。若要改变一个场奇点的运动状态,首先要改变该场奇点周围区域的场的状态,场奇点周围区域的场的状态被改变产生的影响,会以光速传遍整个非局域的场。因为场是由无数互相联系互相影响的场分子组成的一个连续的整体,即微连续体。在没有外力或合外力为零的情况下,微连续体中的每个物质组分都在张力和斥力的作用下维持其在整体中的位置不变,以维持整个微连续体的平衡状态,一旦有外力打破这种平衡状态,微连续体必然会产生抵抗的力,对外表现出惯性。这就好比静止在湖水下面的小球,受到来自各个方向的水压力,这些压力大小均等,方向相反,合力为零。站在岸上观察,小球是静止的,站在匀速行驶的汽车中观察,小球是匀速运动的,但小球与湖水仍是相对静止的。若要改变小球的运动状态,可用非局域的场将整个湖与小球一起移动,就像地球引力场带动整个湖与小球一起转动一样。也可用推力改变小球相对于湖水的位置和运动状态,湖水反向的压力必然会使小球表现出的抵抗的力。由此可见,场奇点的惯性实际上是场奇点自身的场对场奇点产生的压力的一种表现。因为场奇点和它的场是个不可分割的整体,而场是看不见的,所以,人们才会误认为惯性是场奇点(即实物粒子)自身的属性。 4 波的粒子性与概率性 无论是电磁波还是机械波,波的频率达到或超过一个临界值后,波的方向性就会明显表现出来。比如,频率很高的超声波与频率很高的光波一样,都是接近直线传播的。波的频率越高,波的方向性就越强,在与波传播方向垂直的界面上,波的作用范围就越小。在金属中,原子外层的价电子可脱离原来所属的原子而成为在金属中自由地做热运动的自由电子。但在温度不是很高时,自由电子并不能大量逸出金属表面,这说明金属原子对自由电子有一定的引力以阻碍自由电子逃逸出去,自由电子若要挣脱出来必须克服这种引力做功,这个功叫做逸出功。在导体中的电流实际上就是电场力克服了金属原子的引力使自由电子定向移动形成的。频率比较低的电磁波遇到金属表面的自由电子时,可同时驱动自由电子所处的波界面上大量的电场分子一起做步调一致的振荡运动,近而带动自由电子一起做同频率的振荡运动。就好像水波,其频率虽低,但大量水分子整体的波动却可产生强大的力带动水面上的物体一起做同频率的振荡运动。而频率很高的光波由于其方向性强,在与光波传播方向垂直的界面上,光波的作用范围太小,只能驱动波界面上的一个或极少个电场分子去撞击电子,表现出明显的粒子性。就好像在水中传播的特超声波,由于其方向性强,在与特超声波传播方向垂直的波界面上,特超声波的作用范围太小,只能驱动一个水分子或极少个水分子去撞击物体,表现出明显的粒子性。光波的频率越高,撞击力就越大,电子在被撞击瞬间获得的动能就越大,电子从撞击中获得的动能等于光量子的动能hv。一个电子不能同时获得两个光波的能量,若一个电子获得一个光波的能量后还不能挣脱金属原子的引力,电子获得的能量就会在瞬间消散,这导致每个电子获得的能量不能累加。因此,光频率达不到金属的极限频率时,增加光强和光照时间都不能产生光电效应。因为撞击不但改变了电子的动量和位置,也改变了光波的媒介――电场分子的动量和位置,所以,一列光波不能总是驱动同一个电场分子去撞击同一个电子,而是每个周期都随机地驱动一个不同的电场分子去撞击另一个电子,标记下每个光子的撞击点,就会发现大量光子的撞击点的分布是有规律的。大量特超声波的撞击点的分布也是有规律的,可见,粒子性和概率性,与方向性一样,都是波的频率达到一定的值后才能显现出来的波的一种共性。 5 熵的加速度与宇宙时间 一个物质系统的熵反映了该物质系统的状态的混乱程度,即无序度,熵越大,无序度就越大。熵增大的趋势表现出来的力叫做正熵力,阻碍熵增大或使熵减小的力叫做反熵力。熵的加速度等于物质系统的合熵力与该物质系统的质量的比值,它可以改变熵增大或减小的速率。外界的压力可抵消物质系统的正熵力,使熵的加速度减小,熵增加得慢。例如,储存在钢瓶中的液氧,在熵增大的趋势下,大量的氧分子总是趋向于占据更大的空间,向外扩张产生正熵力。但在瓶壁的压力下,绝大部分正熵力都被抵消了,熵的加速度很小,熵变化得很慢,使得大量的氧分子长期保持液体状态,并使每个氧分子热振动的频率变得很低,热辐射很低。一旦钢瓶的压力消失,熵的加速度就会变得很大,液氧很快就会气化,每个氧分子热振动的频率都会变大,使热辐射升高。在微观世界中,可用激光产生的压力来抵消一群粒子的正熵力,将粒子束缚在一起,并使每个粒子热振动的频率降低,热辐射降低,这就是激光制冷技术。一个孤立系统的时间速率反映了该孤立系统所有的物理量(包括所有宏观的物里量和所有微观的物里量)变化的平均速率,它与该孤立系统的所有熵,包括宏观的熵和微观的熵(即总熵)增大或减小的速率相关,与熵的方向无关。而一个孤立系统的场分子(包括电场分子、引力子等各种场的分子)熵的加速度与该孤立系统的总熵速率成正比关系,所以,孤立系统的时间速率与场分子熵的加速度成正比关系,与场分子熵的方向无关。在真空中高速运动的飞船会带动周围空间中的场分子一起向前运动,这些场分子产生的负熵力会抵消飞船内场分子的正熵力,使飞船内场分子熵的加速度减小,场分子的振动频率减小,时间频率降低,原子钟变慢。飞船的速度越大,飞船内被抵消的场分子的正熵力就越多,飞船内场分子的振动频率就越小,时间频率就越低,原子钟走得就越慢。但即使飞船以光速或超光速飞行,也无法使飞船里的时间停止,更无法使时间倒退。强引力也可以抵消场分子的正熵力,使场分子的振动频率减小,时间频率降低。飞船在靠近大质量物体时,飞船内场分子的正熵力会被强引力抵消,使飞船内场分子的振动频率减小,时间频率降低,原子钟变慢。但当引力大于正熵力时,引力越大,场分子熵的加速度就越大,场分子熵减小的速率就越大,时间反而变得更快了。这种情况下,时间已不能用原子钟来观测,只能通过“引力钟”来观测。宇宙的时间速率取决于宇宙总熵的加速度,与观察者的运动状态无关。因此,宇宙时间对任何参考系都是一样的,同时并不是相对的,在同一宇宙时发生的两件事情相对于任何参考系都是同时发生的。 6 超光速迁移 除中微子外,目前人类观察到的所有实物粒子在真空中运动都会带动其运动方向上的场分子向前运动。当粒子的速度增加到接近光速时,粒子前方的场分子因来不及散开而被到压缩到粒子身上,密度突然增大,使粒子的质量显著增加。粒子的速度越大,场分子的密度就越大,粒子被附加的质量就越大,粒子就越难以加速,这种现像叫做光障。低于光速时,粒子的质量可用相对论的质速公式来计算出近似值,但粒子的速度无限趋近光速时其质量并不会增加到无穷大。当光障附加到粒子身上的质量达到一个阀值时就会产生剧烈的质量衰减反应,大量被压缩到粒子身上的场分子以波的形式向四周围散开,带走光障的质量,使粒子被光障附加的质量迅速减少。此时,若对粒子加以足够大的力,使被压缩到粒子身上的场分子数大于离散数,粒子的质量仍会随着速度的增大而有所增加,但粒子被附加的质量越大,质量衰减的速度就越大,这导致相对论的质速关系失效。实验证明,电子被光障附加的质量达到电子自身质量(即电子的静质量)的大约210倍时,就会产生剧烈的质量衰减反应,电子被加速到光速时,其质量大约是静止质量的3600倍。当电子的速度超过光速时,大量场分子就会遭到强烈的压缩而形成场激波。光障的产生是飞船加速到光速的最大障碍。如果全飞船上的每一个粒子都产生光障,整艘飞船被附加的质量将十分巨大,飞船不但无法加速到光速,还可能会解体爆炸。怎样才能够让飞船突破光障呢?唯一的办法就是将光障屏蔽在飞船外,并尽量减小光障的阻力。试想一下,让一亿个小珠子独立地在空气中接近音速飞行,就会产生一亿个音障,这一亿个音障产生的阻力是非常巨大的,把这一亿个小珠子拼凑成一个乘波体,音障就只在乘波体的外表面上产生,阻力就会变得很小。同理,让一亿个小珠子独立地在真空中接进光速飞行,就会产生一亿个光障,这一亿个光障附加的质量是非常巨大的,把这一亿个小珠子拼凑成一个乘波体,光障就只在乘波体的外表面上产生,乘波体被附加的质量就很小。举个实例,每个原子核都是由一定数量的夸克构成的,但一些从核子中对撞出来的夸克的质量却超过了整个原子核的质量。夸克的质量是被光障附加的,对撞的能量越大,对撞出的夸克的速度就越大,光障附加的质量就越大。夸克会像丢包袱一样把附加在它身上的质量丢掉,衰变为更轻的夸克。采用特殊的材料并设计成乘波体的飞船可使光障只在飞船的外表面上产生。理论计算表明,一艘质量为100吨的乘波体飞船的速度增加到光速时,光障附加在飞船外表面的质量大约只有30吨,不到飞船静质量的三分之一。当飞船的速度增加到超光速时,大量场分子(下转第38页)(上接第16页)就会遭到强烈的压缩而形成场激波,产生类似于音爆的光爆现象。因为,每个观察者接收到的光波都是以观察者自身的力场为载体来传播的,所以,只有运动物体相对于观察者的速度超过光速时,观察者才可能观察到光爆,而位于超光速物体运动方向上的观察者则无法观察到光爆。 7 超光速质能方程 爱因斯坦的相对论给出了低于光速时的质能方程,该方程并不适用于超光速粒子。一个正电子和一个反电子互相湮灭,只下光子,根据等效原则,我们可以这样解释相对论质能方程;拥有一定惯性质量的物体可转化为一束光波,这束光波具有的能量就是该物体所具有的能量,它等于该物体的质量与光速的平方的乘积,即E=mc2。相对论揭示了质量、能量和光速三者之间的内在联系,但相对论并不能解释光速为何不变,也就不能解释质能方程中的光速为何取c值。因为,真空光速相对于接收光的观察者恒为c,这一点有个前提条件,即光源相对于观察者的速度小于c。所以,质能方程中的光速只有在运动物体的速度小于c时才取c值。但当运动物体相对于观察者的速度超过c时,就会产生场激波,运动物体在观察者的力场中向前发出的每个光波都会被压缩到同一个激波阵中,成为一个激波量子,每个激波量子传播的速度相对于观察者都是超光速的,它等于超光速物体的运动速度v。因此,在超光速物体的质能方程中,光速应取v值,即E=mv2。 8 超真空泡效应 任何实物粒子都是由场奇点构成。粒子的速度低于阀值时,粒子和它的场是个不可分割的整体,但当粒子的速度超过光速并达到一个阀值时,就会产生接近绝对真空的超真空泡把粒子和它的场隔开。这与水中的超空泡相似:大量高速运动的水分子互相远离使水分子间的张力远大于斥力,从而形成具有相干结构的超空泡。与此类似,真空中大量高速运动的场分子互相远离使场分子间的张力远大于斥力,便可形成具有相干结构的超真空泡,把实物粒子(即场奇点)和它的场分隔开。因为实物粒子的惯性实际上就是场奇点自身的场对场奇点产生的压力的一种表现,所以,实物粒子和它的场被超真空泡分隔后,其惯性质量就会被空虚化。在超真空中的实物粒子,其摩尔数不变,但惯性质量却因空虚化而变得极小,只须很小的力便可获得很大的加速度,且其惯性质量不会随着速度的增大而增大。这种情况就像在水中旋转的螺旋桨,刚开始时,水对桨叶的阻力随着转速的增大急剧增大,但当转速达到一个阀值时,就会产生超空泡效应,超空泡将桨叶和水隔开,使水对桨叶的阻力急剧减小,接近消失,导致螺旋桨空转而损毁。超光速飞船的速度达到一个阀值时,也会产生超真空泡效应,飞船在超真空中运动,其摩尔数不变,但惯性质量却因空虚化而变得极小,只须很小的推力便可使飞船获得很大的加速度,且飞船的惯性质量始K保持一个极小的值,不会随着速度的增大而增大。 电动力学论文:PAN/PMMA凝胶聚合物电解质膜导电动力学研究 【摘要】本实验采用静电纺丝法制备PAN/PMMA凝胶聚合物电解质膜,用交流阻抗法测试了其电导率,研究了温度对凝胶聚合物电解质膜离子传输性能的影响规律,并与溶液浇铸法制得的平滑膜进行对比;分析了两种不同形式凝胶聚合物电解质膜的导电动力学规律,探索了其导电机理与微观形貌的关系。结果发现,静电纺丝薄膜的离子电导率较高;两种薄膜的导电机理符合Arrhenius方程,其中纺丝薄膜的离子导电活化能较低。 【关键词】静电纺丝;交流阻抗;活化能;离子电导率 锂离子电池是一种工作电压高、比能量大、循环寿命长的新型电池。目前商业使用的电解质主要是液体电解质,它的优点是电导率高,但存在稳定性差,电解液易泄漏等安全隐患。全固态聚合物电解质虽然安全性高,但电导率太低,限制了其应用;凝胶聚合物电解质融合了以上两者的优点,但机械性能差,难以在现有电池生产线上进行组装,同时面对下一代新能源汽车所使用的动力电池,仍存在室温电导率不足的问题[1]。而静电纺丝工艺是一种孔隙率高,形貌易于控制的新型制膜技术,可以改善凝胶聚合物膜的性能,并解决以它为电解质的电池组装问题[2]。所以研究这一电解质膜的制备工艺、导电性能以及导电机理具有重要的意义。 本实验中,我们用静电纺丝法制备了PAN/PMMA基凝胶聚合物电解质薄膜,采用交流阻抗法测试了凝胶聚合物电解质膜的电导率,并与溶液浇铸法制得的薄膜进行比较,建立了其导电模型。在实验教学中几乎还没有涉及凝胶聚合物电解质的实验,将这一研究内容引入本科物理化学实验,可以使学生较早地接触前沿科学,更好地了解现代化学的发展方向,有利于研究型人才的培养。 1 实验目的 ①学会静电纺丝法制备凝胶聚合物电解质多孔膜; ②了解交流阻抗法测试电导率的基本原理并掌握测量方法; ③测试不同温度下电解质膜的电导率,探索电导率与温度的依赖关系并研究其导电机理。 2 实验原理 静电纺丝法制膜是聚合物溶液在高压电场作用下,克服表面张力,从喷射口喷出,形成微小射流,最终固化得到的多孔纤维薄膜。通过更改纺丝参数,我们可以得到不同孔状结构的纺丝膜,实现对膜形貌的调控。 交流阻抗法测试电解质隔膜的电导率。其原理是对膜与电极构成的电化学体系施加小振幅对称正弦波扰动并测其响应,以此绘制出交流阻抗谱图,再计算得到膜电阻,最后求出电导率。 目前,大部分凝胶电解质的离子导电机理符合Arrhenius方程[3-6], (1) 对上式取自然对数, (2) 可以看出1/T与 之间存在线性关系,将实验数据以1/T为横坐标, 为纵坐标进行线性拟合,如果符合线性规律则体系满足Arrhenius方程;由此还可以求出离子传输的活化能等参数。 3 实验仪器及药品 仪器:铝箔纸、5mL注射器、烧杯、温度计、镊子、1cm1cm不锈钢电极(2个)、油浴锅、CHI660e电化学工作站(上海辰华)、静电纺丝机(北京永康乐业科技发展有限公司)。 药品:硅脂、PC/EC―LiClO4溶液、无水乙醇(分析纯)、已配好的PAN/PMMA纺丝溶液,溶液浇铸法制备的PAN/PMMA平滑膜(配制PAN/PMMA含量为聚合物体系12wt%的溶液,倒入表面光滑的培养皿中烘干溶剂)。 4实验步骤 4.1静电纺丝法制备凝胶聚合物电解质膜 (1)实验准备 打开静电纺丝设备电源,打开照明灯和通风装置。在接收器滚筒表面铺一层铝箔,接口处用胶带粘连固定。 (2)参数设定与纺丝薄膜制备 将螺杆推进至未吸取纺丝液的注射器末端,设为前终止点。使用21号针头,用注射器吸取3mL纺丝液,排尽注射器中气泡。后退螺杆,放上吸入3mL纺丝液的注射器,将螺杆恰好推进至注射器末端,设为后终止点。设定注射速率0.25mL/min,接收速率20r/min,接收距离20cm,工作时间200min,正向电压15kV,负向电压-5kV。将电压夹头夹在注射器前端针头处。单击联机启动,仪器正常运转。待注射器内纺丝液喷射完全后,揭下滚筒上的铝箔,经过处理再将铝箔上的纺丝膜小心揭下,备用。 4.2聚合物电解质膜的电导率测试 (1)实验准备 用无水乙醇将电极及镊子擦拭消毒。用千分尺测量未夹膜之前两电极厚度l1并记录。从制备好的凝胶聚合物电解质膜上裁剪下一张1cm1cm的膜,平铺在一个不锈钢电极上,放上另一电极夹紧,即在两个不锈钢电极(SS)之间夹入制备好的薄膜(GPE),构成聚合物电解质阻塞电极体系(SS/GPE/SS)。用千分尺测量此时夹膜后两电极总厚度l2,(l2 -l1)为膜厚L。将夹紧膜的两电极片放入电解液中浸泡5分钟,取出放在滤纸上,吸去多余电解液。 (2)仪器参数设置 打开电化学工作站软件,选择交流阻抗法,输入电压0.01V,高频200kHz,低频42Hz,振幅0.01V,使用四电极法,绘制出电解质膜的交流阻抗谱图。 4.3不同温度下聚合物电解质膜的电导率测试 与常温下测试电导率相同,将夹紧膜的电极片与温度计固定在一起,放入试管中,将试管放入油浴锅中加热升温,将温度设置为30℃,40℃,50℃,60℃,70℃,80℃,90℃,分别绘制出PAN/PMMA纺丝膜在30℃-90℃范围内不同温度下的交流阻抗谱图。 用相同方法测试得到PAN/PMMA凝胶聚合物电解质平滑膜在30℃-90℃范围内不同温度下的交流阻抗谱图。 5 结论 静电纺丝法可以制备电导率高的凝胶电解质薄膜;PAN/PMMA凝胶聚合物电解质的电导率符合Arrhenius方程,其中纺丝膜有更低的离子传输活化能。 6 注意事项 ①纺丝过程中,有可能因为配的溶液过浓,导致喷头堵塞。如发生这种情况,应单击联机停止,再关闭正负电压,待示数降至零后,取下夹头,用纸巾擦拭喷头处后重新启动仪器。 ②电导率测试过程中勿触动电极片和导线,否则会导致测得的交流阻抗不准确,最后所得的电导率也会与实际偏差较大。 7 实验教学意义 本实验抽提于科研项目,其内容涉及到电化学基本理论、离子导电动力学基础知识以及静电纺丝制备多孔膜材料的新加工技术、电化学工作站的使用、数据处理、综合分析等内容,可以激发学生学习兴趣,培养学生扎实、宽广的基础知识,而且对培养学生理论联系实际,加强对仪器基本原理的理解、提高对分析方法的应用以及实际操作能力及创新思路能力具有非常深远的意义。 电动力学论文:本科物理学专业“电动力学”课程教学刍议 一、课程教学基本理念 第一,在教学中要尊重学生学习的主体性、教师教学的主导性,全面发挥学生的自觉性、主动性、创造性。第二,“电动力学”课程属于专业基础课程,教学内容安排上除了让学生学习本门课程的基本知识、基本理论、基本思路,与其他物理学分支也具有共性和个性的关系。针对这一特点,老师在教学中要注意引导学生相似性形象思维。第三,教学应突出探究式教学方法,改变传统的教学模式,把信息技术与电动力学课程最大限度地整合,运用多种现代教育手段优化教学过程,推行启发式、探究式、讨论式、小制作等授课方式,培养学生的创新思维和创新理念。 二、在本课程教学中应当做到以下几点 1.讲授内容应理论联系实际 “电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的基础理论课。教学中要求学生掌握课程的基本知识、基本理论和基本原理,使学生加深对所授知识的理解,更可深刻认识电动力学的实际应用价值,达到学以致用的目的,同时提升学生分析问题、解决问题的能力。 2.注重学生学习的主体性和个体性培养 从课程的设计到评价各个环节,在注意发挥教师在教学中主导作用的同时,应特别注意体现学生的学习主体地位,以充分发挥学生的积极性和挖掘学习潜能。要求学生能初步分析生产、生活中的电动力学问题,以提升学生的分析问题和解决问题的能力。在电动力学理论的学习中运用数学工具处理问题,使学生认识数学和物理的密切关系,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。培养学生自学能力,重要的不是教内容,而是教给学生学习方法。 要充分注意学生的兴趣、特长和基础等方面的个体差异,因材施教,根据这种差异性来确定学习目标和评价方法,并提出相应的教学建议。课程标准在课程设计、教学方案、计划制订、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和发展的空间。 3.运用多种现代教育手段优化教学环节 充分利用现代化教学手段,发挥信息化教学的优势,增强学生的学习兴趣,进一步强化需要掌握的知识点,拓宽知识面,增强学生的实践操作技能,培养科学的思维方式,这样学生能更好地掌握“电动力学”课程知识所涉及的相关科学方法,有效提升其发现问题、分析问题、解决问题的能力。 4.具备良好的实验条件,充分保证实验和实践训练质量 鼓励学生开展科研实践训练,参加各类科技竞赛。实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维,充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。 三、课程学习策略探究 第一,针对“电动力学”是理论基础课的特点,学生必须坚持课前预习,预习过程中有意识地提出问题。课堂教学主要采用探究式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题通过师生多种形式的互动,教师及时了解、解决学生的疑难问题,以增强学生的学习兴趣。 第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手段相结合。如课内讲授与课外讨论和制作相结合、基础理论教学与学科前沿讲座结合、基本理论与科研实践训练相结合。 第三,鼓励学生参加科研实践训练和各类科技竞赛。培养多样化应用型人才,以培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力,完成本课的预期目标。 第四,电动力学也是一门实践性很强的课程,其研究对象是区别于实物的物质形态,具有抽象的特征。为避免课程教学的数学化,我们将充分应用当代信息技术的优势,比如说以视频教学资料增强学生的感性认识和动手能力。 再次,实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质,充分发挥学生的物理思维和物理探究能力。 四、课程教学方法探究 本课程教学中应注意电动力学理论与实践的结合,尊重学生学习的主体性,适当安排指导性自习,培养学生的自学能力。加强对学生课前、课后的答疑辅导,注重学生能力的培养,使学生通过对电动力学中基本理论的理解,认识和掌握电动力学原理的研究规律,开拓思路,初步培养学生的科研思维。 1.“双边反馈式”教学法 这种教学法由“自学”和“反馈”两部分构成,其着眼点是学生在教师指导下的自学和教师由反馈来的信息而进行的有重点的讲解,使学生的能力在反复训练中得到锻炼。“自学”和“反馈”体现了学生和教师的相互联系、相互配合、相互作用的训练过程。 2.以问题为中心,开展课堂讨论式教学法 建议课堂教学中遵循科学性、主体性、发展性原则,采用以学生为主体的小组讨论式的方法,从提出问题入手,激发学生学习的兴趣,让学生有针对性地去探索并运用理论知识解决实际问题;也可以针对教研室科研工作中遇到的问题设计讨论或思考题,以启发学生分析、讨论有关电动力学问题,学习并巩固电动力学知识,开拓思路,培养科研思维。 3.提倡学导式的教学方式 在教师指导下,学生进行自学、自练,教师把学生在教学过程中的认知活动视为教学活动的主体,让学生主动地去获取知识,发展各自能力,从而达到在充分发挥学生主动性的基础上 ,渗入教师的正确引导,使教学双方各尽其能,各得其所。 4.多开展课外实践活动 课外实践训练中,要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质。鼓励和指导有能力的学生进入科研实践训练,参加各类科技竞赛。将学生撰写的课程小论文融入教学全过程,从中选出有质量的项目进入科研实践训练。充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力。 “电动力学”作为一门探究性课程,在课堂教学中,要突出学生的参与性,使他们主动获取而不是被动接受科学结论,互动思维使学生感觉电动力学发人深思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“共性”和“个性”的关系。为了激发学生学习兴趣,可以经常采用课堂讨论形式,由学生提问,在教师引导下大家讨论,总结得出正确结论。由于分析“电动力学”需要运用抽象思维,所以课堂教学应充分使用多媒体,尽量使用图像和色彩搭配,使学生建立正确的物理图像。注意“信息技术”与“电动力学”课程的有效整合,这对于整体优化教学过程,提高学生的专业知识学习效果、提高学生的信息技术能力、培养学生的合作意识和创新精神均具有重大的现实意义。同时,可将教学理论应用到创新实践能力训练中,应用到物理、电子等各类竞赛中。 电动力学论文:浅谈电动力学的理论体系和研究方法 摘要:根据我校的教学实际,结合电动力学的课程特点,介绍了在学生学习和教师教学过程中应明确的电动力学的地位、知识结构和逻辑体系以及研究方法,为学生学习电动力学和教师教授电动力学提供有益的帮助。 关键词:电动力学;知识结构;逻辑体系;研究方法 本文根据我校的教学实际并结合电动力学的教学特点,分别介绍了学生学习和教师教学过程中应明确的电动力学的地位、知识结构和逻辑体系以及研究方法,希望能为电动力学的学习与教学提供有益的帮助。 一、明确电动力学的地位 电动力学主要阐述宏观电磁场理论,其研究对象是电磁场的基本属性、它的运动规律以及它和带电物质之间的相互作用,可见它与自然界中的四种基本相互作用(引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用)之一有直接联系。由于光的理论本质是电磁理论,所以电动力学还是光学理论的基础。电动力学作为物理学专业一门理论基础课,是理论物理(理论力学、热力学统计物理、电动力学、量子力学)的重要组成部分,包括物理学发展史上具有里程碑意义的两个物理理论,即麦克斯韦电磁理论和爱因斯坦狭义相对论。本课程最重要、最直接的先行课程是电磁学和数学物理方法,后继课程是量子力学、固体物理等。因此,电动力学要在电磁学的基础上,利用数学工具严格、定量地讲清宏观电磁相互作用的基本概念、基本理论和基本方法,使学生加深对电磁场性质和时空概念的理解,获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力。同时为后继相关课程打下必要的基础。 以上将经典电磁场理论放在整个物理学中做了概括的论述,目的是为了使学生对它的地位和意义有一个恰当的认识,避免过份强调本学科的作用,造成“只见树木,不见森林”的错觉。 二、明确电动力学的知识结构和逻辑体系 在课程内容体系和结构的组成与安排上,一般采用两种方法:“从特殊到一般”的分析归纳法和“从一般到特殊”的演绎法,这两种方法是同样重要的。但是,多年来电动力学的教学大大忽视了分析归纳法,实际上这不符合物理学发展的规律。从认识论的角度来看,分析归纳法所指的“从特殊到一般”就是由实践到理论的过程,即将丰富的实践经验进行深入的分析,由表及里,去伪存真,总结概括出带有规律性的东西而上升为理论。演绎法所指的“从一般到特殊”就是由理论再到实践的过程,即理论要经过实践检验,并且经过实践检验而被证明是正确的理论再指导实践。由此可见,分析归纳法与演绎法的结合正是在某一个认识层次上实践―理论―实践的全过程,同时体现了理论与实践的紧密结合。因此,在电动力学课程内容体系和结构的安排上,可力求从实验事实出发,提出问题,分析问题,总结出规律和假设,再经实验验证升华为科学理论,在更为普遍的意义上解决实际问题。这样,使分析归纳法和演绎法有机地结合起来,更好地贯穿理论联系实际的重要原则。具体来说,对于麦克斯韦理论的讲述,是从静电场、静磁场和时变场的实验定律出发,分析在时变场情形下所出现的深刻矛盾,为解决矛盾提出位移电流这一科学假设,并总结出麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式。之后的大量实验验证了它是在随时间变化的普遍情形下完全正确的电磁场理论。然后以此理论为基础,讨论在特殊情形和不同方面电磁场的性质和运动规律,如电磁波的传播,电磁波的辐射、散射和衍射,运动带电粒子的辐射等。对于狭义相对论的阐述,也同样注重理论原理与实验基础之间的紧密结合。 在国内外,有些电动力学书的逻辑体系与上述不同。其中一类是以归纳法和演绎法并重,先详细讨论静态场与似稳场,然后用归纳法得出麦克斯韦方程组,以后就用演绎法讨论电磁波的辐射、传播等问题;第二类是以静电场为起点,应用狭义相对论对库仑力进行洛伦兹变换,从中引出磁场的概念,导出磁场的场方程,继续推出麦克斯韦方程组,然后讨论辐射、传播等问题,基本逻辑体系仍属于演绎法范畴;此外,还有采用“逐步公理法”的逻辑体系,它以矢量场的亥姆霍兹定理为优秀,对每种具体电磁场,根据实验规律对该场的源和“涡源”提出假设(即公理),然后对每种场做深入的研究,这也是一种以演绎法为主的逻辑体系;还有人采用分析力学方法,引入电磁场的拉格朗日函数,导出电磁场的基本规律等。 三、注意学习电动力学的研究方法 1.归纳法。根据有限的、特殊条件下的实验结果和规律,归纳出在一般情况下的普遍规律。由于总是不完全归纳,所以其结论可能是对的(经得起新实验的检验),也可能是错的(经不起多数实验的检验),还可能是不完全的(被许多实验证实,但有个别例外),就需要进一步修正结论,从而得出新结论。用归纳法得出的结论实际上是“猜”出来的,谁猜的本领高,谁就能发现真理,这里面包含了科学家天才的想象力与严密的理论思维能力。麦克斯韦方程组的得出就是运用归纳法的光辉范例,它不是对静态场与似稳场的简单归纳,麦克斯韦在归纳过程中提出的两个假说(涡旋电场和位移电流)就体现了他的天才想象力和逻辑思维能力。洛伦兹力公式是洛伦兹运用归纳法将静电力和静磁力两个公式推广到适用一般电磁场的电磁力公式。这个公式经受住了无数次实验检验,没有一个反例,因此可以相信它反映了客观真理。 2.演绎法。全部理论建立在尽可能少的几个出发点之上,把它们作为基石,然后运用严密的逻辑推理和准确的数学推演,建立起完整的理论体系,演绎过程可将我们的认识从基本出发点引到很遥远的地方,从而大大开拓了眼界,同时也使得基本理论在许多具体的工程技术领域内得致实际的应用。电动力学是如此(这一点在“2”中已做论述),狭义相对论更是如此,它的全部理论只建立在两条基本假设上(相对性原理和光速不变原理),通过缜密的逻辑推理和运用四维时空张量的推演,得出了震惊世界的相对论时空理论、相对论力学和相对论电动力学等。演绎法中,出发点的提出是有创造性的,只要这个前提是对的,那么通过严密的逻辑推理和准确的数学推演所得的结论就是正确的。 电动力学论文:光和真空光的波动―粒子性质与通过电磁理论和量子电动力学连结的真空 由于光在人类生活中起的作用太重要了,人们对于光的研究从公元前就已经开始了。那时就已经认识到光沿直线传播。公元前三世纪,希腊数学家欧几里得就出版了“光学”一书。迄今两千多年过去了,我们完全地理解了光的行为以及它所遵从的物理规律。但是,光的本质究竟是什么,它与真空的关系是什么,仍然没有完全理解。 由麦克斯韦方程组组成的经典电动力学明确地告诉我们:光是电磁波,并引入了真空的概念。而量子电动力学则认为光由光子组成,而不关心光子的频率带来的概念性问题。量子电动力学预言了一个非常复杂的所谓的真空,真空具有无穷大的零点能,不断地发生着各种虚过程,而且目前已经发现了它们都具有可以观测的效应。不可回避的光同时具有波动和粒子的属性,以及光与真空的相互作用,仍然没有满意的解决。 这些论题都是从以前发表的许多成果中抽取出来的,这些成果都列入了参考文献中。关于光子矢量势及它与真空的关系的看法和陈述都是作者自己的观点,提出一些问题,给出一些提示和答案,并期望进一步的理论与实验研究,以便改进我们关于光与真空实质的认识和理解。 全书内容分成7章:1. 引言;2. 历史的回顾和实验证据;3. 电磁波理论的基本原理; 4. 从电磁波到量子电动力学; 5. 理论、实验和问题; 6. 电磁场量子化过程与光子的矢量势的分析、非局域光子的波动与粒子表示和量子真空。7.结语。 本书作为一部专著,根据论述需要精选内容,深入浅出地清晰阐述,推导尽可能详尽。每一章末都给出了参考文献便于查阅。本书特别适合于对量子力学和量子电动力学感兴趣的高年级研究生和研究人员以及教师选做专题参考书。 丁亦兵,教授 (中国科学院大学) 电动力学论文:Mathematica在电动力学课程教学中的应用探索 摘要:电动力学是电子、信息、通信、物理等学科的主干课程之一,有较高的抽象性,要求学生具备较好的数学基础,一直是专业课程教学中的难点。Mathematica工具软件很好地结合了数值和符号计算,配以直观的图形展示和动态交互,对很多概念可以具体呈现,在教学中能起到很大作用。本文以电动力学教学中的部分难点为例,探讨了Mathematica引入电动力学课程教学的应用,对两者有机结合、建立课堂教学辅助软件进行了探讨。 关键字:Mathematica,电动力学,课堂教学 引言 大学高等教育通常致力于培养专业基础扎实、有较强实践能力和拓展潜力、富有创新精神的本科人才。其中理工科专业要求学生系统掌握专业基础理论、基本实验方法和实验技能,并具有较强的数理基础。近些年,大学普遍扩招,生源质量下降,学生数学基础不够扎实,冷门专业情况更是严重,不少学生往往因专业知识在数学计算上的复杂及相关定理、概念和过程的抽象等问题而失去学习兴趣,导致专业课的教学学习效果不够理想[1]。 基于此种情况,已有不少人把多种现代教育技术如Matlab,Java,Mathematica等软件应用到课堂教学中[2, 3],使现代教学技术在提高学生学习积极性、优化课堂、提高课堂效率等方面取得了较好的效果。Mathematica是一款科学计算软件,其很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统以及与其他应用程序的高级连接。很多功能在相应领域内处于世界领先地位,截至2014年,它也是世界上使用最广泛的数学软件之一。普遍认为Mathematica的标志着现代科技计算的开始,它是世界上通用计算系统中最强大的系统。自从1988以来,它已经对科技和其它领域中计算机的运用方式产生了深刻的影响,并且在国外教学工作中获得了广泛的应用[4, 5]。从google学术搜索中搜寻Mathematica以及Education相关条目,有近十万条结果。从高中到研究生数以百计的课程都使用它,并有多本关于Mathematica教学的图书出版,涵盖多门专业教学。Karim等人[5]甚至还基于Mathematica软件开展了远程教学。而在我国,虽然教师们对于现代化手段在教学中的应用很早就开展了研究,但是一直以来不够重视,特别是Mathematica软件在教学中的应用和国际相比还处于初级阶段,还没有得到广大教师的足够重视和普遍使用。这从google学术检索中就可以发现,Mathematica与教育教学等词条相关的论文搜索结果还不到三千条。相关教学论文数量不够充分,内容也还很不深入,相关中文教材也处于缺乏状态,并且这些研究主要分布于大学物理以及数学分析这两门课程[2, 3, 6]。对于Mathematica在数学、物理等数学要求较高的大学各专业优秀课程教学中的应用工作还未深入展开,而物理、电子等系优秀专业课之一――电动力学的数学要求远比普通理工科专业高,因此本文欲在前人研究基础上,以电动力学部分难点的教学工作为例,展开深入分析,力图引入Mathematica软件辅助教学,消除学生对复杂公式的畏惧感,直观准确地展示各种物理图像,使学生对课程的学习有良好的进步。 1 应用 本文研究目的旨在借助于Mathematica软件将学生从复杂的微分偏微分方程求解过程中解放出来,并用图形和动画直观展示各重点难点,从而降低专业课的学习难度,达到提高学生学习积极性的目的,并使学生初步掌握Mathematica软件的使用方法,提高他们学习新事物的能力。 电动力学是很多大学专业的主干课程之一,如电子、信息、通信、物理等学科。其主要内容就是麦克斯韦方程组的来由及其在各种条件下的具体应用。此处我们以电磁波的传播为例,在瞬变条件下,变化的电场和磁场相互激发,形成在空间传播的电磁波。单从字面描述以及电磁波方程来看,较为抽象。学生一般很难理解。通过使用Mathematica软件,我们可以将平面电磁波的传播用图1展示。从图1中可以清晰看出平面电磁波的几个特性:1,平面电磁波是横波;2,电场、磁场以及传播方向三者是相互垂直的; 3,电场和磁场是同位相。 图1是静态图,实际上,通过图2所示代码,我们还可以用动画演示电磁波的传播。图2所示代码形式简洁,接近于自然语言,这样就让学生无须较高的编程水平即可自行编写代码,容易激发学生的学习兴趣。图2所示代码会生成一个简洁易懂,易于操作的界面,可以通过设置循环播放,良好地演示电磁波的传播。通过“waves”按钮可以分别演示不同个数的完整波形,时间轴可以快速或慢速地动态演示电磁波的传播过程,让学生轻松理解电磁波传播过程。 除了平面电磁波在无界空间的自由传播之外,平面电磁波在两块平行板之间的传播,也能形象清晰地展示。如图3所示,此图可以大大加深学生对电磁波传播的理解,便于学生学习。诚然此图所需代码较为复杂,不仅需要相关的电动力学知识,还必须熟悉偏微分方程求解理论,此外对Mathematica软件的使用熟悉程度也有要求,学生难以短时间内独立完成,需要进一步的训练之后才可能完成。类似的内容可以让学生课后完成,作为考核内容,这样可避免学生过于依赖该软件而忽视数学学习的重要性。 总而言之,Mathematica应用到电动力学课堂教学中,能让教学过程更生动,促进学生学习理解。 2 结束语 当前我国大学专业课教学中,数学分析软件的使用还处于初级阶段。学生薄弱的数学基础与专业课较高的数学分析要求是专业课学习过程中的主要矛盾之一。本文着力于解决由学生薄弱的数学基础和抽象的专业概念所引起的在专业课学习上的困难,让学生开阔视野,并培养学生利用工具软件的能力。从而可以将专业课学习过程中的复杂数学问题交给专业数学分析软件Mathematica来进行,学生只需掌握基本的数学原理,了解相关知识,配合Mathematica丰富的互动界面和图形显示功能,就能达到更充分更深层次理解内容本质的目的。本文重点有机衔接了电动力学与Mathematica软件,通过Mathematica在电动力学课堂教学上的使用,达到加强基本理论教学,扩展学生视野,引导学生关注科学前沿的发展动态,并训练学生的创新精神,而且避免了学生过于依赖该软件而置数学于不顾的情况。对于电动力学课程中的主要内容,可以建立一系列相应的数值程序,进而开发一个系统性的课件,辅助课堂教学,这将会对教学效果产生很大的促进作用。 电动力学论文:电动力学中的理论物理思想及教学策略 摘 要:该文讨论了电动力学中的理论物理思想及教学策略,理论物理思想包括理论的基本原理、数学方程的建立以及理论物理解决问题的方法,提出了相应的教学策略以及学习策略。 关键词:电动力学 理论物理思想 教学策略 电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论,它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用,电动力学是在电磁学基础上更系统、更深入、更严密地进行阐述的理论体系,是高校物理专业及相关专业学生在普通物理基础上,继续深入学习的一门理论基础课。这门学科与电磁学、近代物理学、量子力学等相关学科联系紧密,因此在物理学课程中具有重要的地位和作用。 电动力学课程的内容包括麦克斯韦电磁理论和爱因斯坦狭义相对论,这是在物理学发展史上起里程碑作用的两个物理理论。普通物理的逻辑体系是:实验定律理论,是一种以归纳法为主线的知识结构。电动力学是它属于理论物理范畴,是以麦克斯韦方程组,分别讨论在静态、时变态、含源区、自由空间等不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律,其逻辑体系以演绎法为主。因此电动力学淋漓尽致地体现了的理论物理思想,在本课程的教学过程中如何将理论物理思想展现并传授与学生,如何通过本课程培养学生的能力仍然是一个值得讨论的问题。 1 电动力学中的理论物理思想 电动力学同理论力学、热力学统计物理、量子力学则属于理论物理范畴,它们的科学体系是建立在基本原理之上,例如理论力学中的虚功原理、最小作用量原理、量子力学中的态叠加原理、热力学统计物理中的等概率原理、电动力学中的麦克斯韦的两个假定。理论物理由这些基本原理得出数学推论形式,也就是建立数学方程方程,方程的建立描述着着物理规律。例如理论力学中有哈密顿正则方程、量子力学中有薛定谔方程。电动力学中有麦克斯韦方程组、热力学统计物理中有刘维尔方程等。因此,理论物理科学体系建立需要我们提出合理的假定,这些合理的假定正是物理学的创新之处,所以学习前人的提出假定的过程就是学习如何创新的过程!这一点在培养学生创新能力方面必须在教学中体想出来。尤其是在电动动力学当中,科学家在建立理论过程中充分体现着创新的过程。例如法拉第发现电磁感应规律后,人们很容易解释为什么会产生动生电动势,这可以用电荷受到洛伦磁力来解释,是洛伦磁力提供了非静电力。但是无法解释感生电动势,因为不明白是哪一种力提供着非静电力,为了解决这个问题,麦克斯韦提出了合理的假定,他认为电荷既然可以运动,肯定受到了电场或磁场力的作用,磁场力显然不可能,所以只有电场力,但是电场力必须是非静电力,因此麦克斯韦提出存在涡旋电场,这个涡旋电场来自于变化的磁场,显然体现着一种创新思想。还有狭义相对论的建立,正是人们无法解释麦克斯韦方程组与伽利略变化的矛盾的时候,还有对“以太”的是否存在犯愁的时候,爱因斯坦提出了狭义相对论的两个基本原理。 2 教学策略 认识到了电动力学课程的特征,体会到了电动力学中的理论物理思想,在教学中应该注重通过物理学中的创新,激发学生的学习兴趣,培养学生创新能力以及解决问题的能力。因此在教学中应当注意介绍现代生产技术实践对电动力学学科的新进展。电动力学课程教学应当密切联系最新科学技术和实际应用,对于电磁波辐射的危害,科学家们已经做出了大量的实验以及临床证明,证实电磁波辐射对人体健康有危害已经是不可否认的事实。 利用自己的科研经验和成果,启发学生走向科研轨道。坚持进行教学研究和学术研究,使教学与科研紧密结合,注意从教学实践中提出研究课题让学生作为毕业论文完成。注重带有普遍性的方法与近似方法相结合。比如电动力学种求解静电场的普遍方法有拉普拉斯方程法,但是也有近似方法比如电多极矩展开。近似方法的实质就是通过抓住主要矛盾、忽略次要因素来解决问题的方法,它大量运用于物理学的教学和科研之中。该方法可解决一些还不能严格求解的问题,可使一些能求解的问题得到简化,还往往能很好地适应生产实践的需要。 在教学中还应注意在一些具体的数学推导中也紧密结合物理分析,这样不仅能理解每一个数学结果的物理含义,而且有时还能简化数学运算。从物理上获得数学方程的解,如计算点电荷格林函数,就可以从物理上获得。实践结果表明,这样做不仅对问题本身的认识更加全面、深刻,而且学生更易于接受和理解。 3 结语 电动力学是电磁学的后继课程,它属于理论物理范畴,它由麦克斯韦方程组讨论不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律,其辑体系以演绎法为主。所以广大学习物理课程的大学生更应该充分重视电动力学、学好电动力学,这不对学生牢固掌握和灵活运用归纳法、演绎法、类比法、理想模型和数学语言来求解各种问题,更要树立严谨的学习态度和刻苦的学习作风、培养浓厚的学习兴趣起到良好的的促进作用,而且为以后解决各类问题培养能力。当学生一旦掌握了这门课程并学会了研究它的科学方法时,便会产生“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路”的那种发自内心的喜悦。 电动力学课程的科学体系以及教学策略,不仅适应于电动力学课程的教学,还很容易推广到其他理论物理课程上,让学生在大学四年不仅获得知识,而且更重要的是让学生毕业后具有获取知识的能力、解决问题的能力、具有创造性的思维。
经典力学论文:从经典力学到狭义相对论的启示 经典力学到狭义相对论是物理学的巨大进步,其中涉及到两位重要的科学家,这两位科学家的身上我们能发现有什么共性的特点,对我们有什么启示呢?让我们先这两位科学家谈起。 牛顿,在中学时代寄宿在一位药剂师家中,学习到了很多化学、物理知识,毕业后,进入剑桥大学三一学院,花大量时间去思考自然哲学,光学和数学领域,最终23岁发明了微积分,创立了经典力学。 爱因斯坦,小开始就一直对数学、物理学不断追求,16岁开始思考有关相对论的问题,26岁建立了狭义相对论。 两人的成长历程来看,共同的特点是有兴趣,小就对科学孜孜不倦的追求,很早就开始思索科学问题,我们应该学习他们那种如饥似渴、锲而不舍、永不放弃的精神, 我们惊叹万有引力和狭义相对论的想象力的同时,不禁要问它们的来源,关于两人的传记多次提到音乐,牛顿爱好风管,爱因斯坦爱好小提琴,音乐是科学研究的催化剂,我们可以认识到,培养多种兴趣,无论对于学习,或是其它事情,都会有极大的好处。 经典力学的建立中,我们可以认识到数学对于物理学的重要性,数学,是一门古老而又极其成熟的学科,它建立在逻辑推理的基础上,几乎是无懈可击,而其它学科,只有建立在数学的基础上,用数学形式去表述自身,才能建立起严谨正确的体系,经典力学正是用这一种数学方法,而取得了无比辉煌的成就,而后来的量子论、狭义相对论、广义相对论无不不是建立在数学语言的基础之上,而使得物理学迅速成为一门仅次于数学的严谨学科,物理学的这一发展模式,对于其它学科,比如化学,生物等等,我们都有借鉴之处。 经典力学到狭义相对论,我们认识到了经典力学的局限性,但是,我们也必须认识到,经典力学曾经取得无比辉煌的成就,它是不能也是不可能被抛弃的,它仍将在它适用的范围内大放光彩,我们必须认识到,每一个理论,都会有它的局限性,我们不能因为有了新的理论而抛下旧的理论,科学研究是一代代人的积累,是一个不断创新、不断完善的过程。 建立狭义相对论,是需要无比大的勇气的,当时,物理学处于一片混乱之中,老一代的物理学家在寻找种种尝试去拯救经典力学,特别是以太,当时没有任何一个人敢对它说声“不”字,而要推翻以太,推翻绝对时空观,没有勇气是不行的,因此,我们应该学习爱因斯坦那种追求真理、不畏权威、勇往直前的精神,而事实证明,这一种精神是非常重要的,是推动科学发展的实在因素,比如哥白尼、伽利略、布鲁诺…… 我们还必须认识到,狭义相对论是时代的产物,是物理学发展到这一程度必然的产物,麦克斯韦的电动力学无法满足伽利略相对性原理,因此,必须引入狭义相对性原理,引入洛仑兹变换,而使经典力学和电动力学统一起来,这一过程是水到渠成,一气呵成,因此,我们必须清楚地认识到物理学的发展历程,它不单是某个人的成就,而,我们也不能盲目、一昧地夸大爱因斯坦的成就, 狭义相对论的体系简单明了,非常值得我们借鉴,尽量少的假设出发,而推出所有的解,这是欧氏几何的公理体系,而狭义相对论借鉴了这一方法,仅狭义相对性原理和光速不变原理出发,构造了完备的体系,而后来的广义相对论,也是等效原理和广义相对性原理出发,建立了完备的框架,这一思想,不仅是在物理学上,特别是在其它学科,更是值得我们借鉴。 可以说,爱因斯坦发明狭义相对论,是其16岁时的“假如我以光速追逐一束光波而去,我会看到什么?”的臆想实验开始的,这样一个思考在当时许多人看来是可笑的,没有用处的,但是,它却导致了狭义相对论的诞生,而在后来的广义相对论建立过程中,爱因斯坦的“升降机实验”又孕育了广义相对论,所有这些臆想实验,表面看来是可笑的,不切实际的,但往往能够导致新理论的诞生,因此,平常时我们也不妨去思考一下那么不切实际的、看起来非常低能的事情,而多思考也是科学发现的首要因素。 经典力学到狭义相对论,我们应该体会到物理学的魅力,它的灵活性、趣味性,我们应该认识到,其实物理是一个充满想象的世界,它和游戏一样引人人胜,因此,在以后的学习当中,我们应该保持这样一种认识,去享受物理,感知物理。 经典力学论文:论经典力学的局限性 摘要:人类从愚昧走向文明,从神学走向科学,在认识自我的过程中,物理学起到了绝对重要的作用。而物理学的第一次颠覆时刻就是经典力学的建立。但创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,重点论述了经典力学的局限性。 关键词:经典力学;牛顿;局限性 在高中阶段,我们所学习的力学知识主要是以牛顿运动定律为基础的经典力学。那么经典力学是如何形成的、它的局限性表现在哪些方面?让我们一一解答。 一、经典力学的形成 17世纪牛顿力学构成了体系,可以说,这是物理学的第一次伟大综合。牛顿建立了两个定律,一个是运动定律,一个是万有引力定律,并发展了变量数学微积分,具有了解决实际问题的能力。他开创了天体力学这一科学,海王星和冥王星的发现就充分证明了这一点。 二、经典力学的主要观点 牛顿力学三定律构成了近代力学的基础,也是近代物理学的重要支柱。牛顿对于力学最重要的贡献则是万有引力的发现。 牛顿的力学三定律和万有引力定律把天体运动定律与地上物体运动定律统一起来,建立起经典力学的理论大厦。牛顿把他的力学理论应用于太阳系,解决了天体力学中的一系列问题。他拿出了计算太阳质量和行星质量的方法,证明了地球是一个赤道凸出的扁球,解释了岁差现象,说明了潮汐的涨落,分析了彗星运动的轨迹和天体摄动现象等。 18世纪及以后的一系列事实,证实了牛顿力学的真理性,从而得到了广泛的承认。对证实牛顿万有引力定律有重要意义的事实,一是哈雷彗星的发现,二是地球形状的证实,三是关于行星摄动现象的证实。此外,如关于引力常数G的测定等,也都证实了万有引力定律。 三、经典力学的局限性 创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限,牛顿创立的经典力学的基本概念和基本原理存在着固有的局限性,主要表现在以下几个方面: 1.引入了绝对时间、绝对空间等基本概念 按照牛顿的说法,绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着。绝对空间就其本性而言,是与任何外界事物无关、永远是相同的和不动的。绝对运动是一个物体从某一绝对处所向另一绝对处所的移动。 莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议,但却没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。爱因斯坦推广了上述的相对性原理,提出了狭义相对论。在狭义相对论中,长度和时间间隔也变成了相对量,运动的尺相对于静止的尺变短,运动的钟相对于静止的钟变慢。在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的:一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它;另一方面,时空的性质也决定于物体及其运动本身。 量子论的发展,对时间概念提出了根本的问题。量子论的结论之一就是:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。这种现在与过去之间的相互关系,是与因果顺序概念十分不同的,暗含于时间概念中的因果序列要求过去的存在应是不依赖于现在的。 因此,用时间来描述事件发生的顺序,可能并不总是合适的。空间与时间是事物之间的一种次序,但并不一定是最基本的次序,它可能是更基本的次序的一种近似。 2.在经典力学中,物体的质量是恒定不变的,它与物体的速度或能量无关 在相对论中质量这一概念的外延被大大地扩展了。爱因斯坦著名的质能方程E=mc2使原来在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明,质量和能量是不可分割而联系着的。一方面,任何物质系统既可用质量m来表志它的数量,也可用能量E来表志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也会相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加。 3.经典力学定律只适用于宏观低速世界 经典力学定律只适用于宏观低速世界,对于可与光速相比的高速情况和微观世界的适用问题,当时没有涉及也不可能涉及。1905年,出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特·爱因斯坦发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度,其他任何事物──速度、长度、质量和经过的时间,都随观察者的参考系而变化。 同样,纳入力学框架中的光的波动论也难以自圆其说。按照波动论,光被解释为充满宇宙空间的以太的振动。由于光是横波,因此以太必须具有承受切应力而不承受压应力的能力,又由于以太对可称量物质并不产生可观察到的阻力,它又必须具有极小的密度。为此,人们绞尽脑汁,臆想出种种以太模型。这种无所不能、无奇不有的以太反倒使人如坠雾中。 经典力学的基本概念和基本原理在热力学中也遇到了一些麻烦。1865年,克劳修斯确立了热力学第二定律,该定律揭示出与热现象有关的物理过程具有不可逆性。在经典力学中,从未发现类似的情况,力学过程的可逆性是由普遍的力学原理作保证的。可是热力学第二定律也是普遍成立的,因此,这个矛盾是无法用力学的基本观念予以解释的。 四、广义相对论的提出 由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。 狭义相对论最著名的推论是质能公式,它说明了质量随能量的增加而增加,它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量,但它不是导致原子弹诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象符合。 传统上,在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期,人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展,这种分类方法越来越显示出其缺陷——参考系是跟观察者有关的,以这样一个相对的物理对象来划分物理理论,被认为不能真实地反映问题的本质。目前,一般认为,狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力(弯曲时空),即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题,而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学的。用相对论的语言来说,就是狭义相对论的背景时空是平直的,即四维平凡流型配以闵氏度规,其曲率张量为零,又称闵氏时空;而广义相对论的背景时空则是弯曲的,其曲率张量不为零。 事实上,物理学在每一个历史时期都有它自己的基本概念和基本原理,而继后的时期人们又往往夸大它们的作用,不适当地把它们误用到其所能及的范围之外。为了消除这种误用,每—个历史时期都需要一种新的启蒙,正是这种永不止息的启蒙精神,才使科学不致变为僵化的教条。 (作者单位 山西省大同市农业机械化学校) 经典力学论文:论经典力学范围内现行的惯性观 摘要: 对经典力学范围内现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性要区分:个别 研究 对象的性质与存在的性质;保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;物 理学 规律 的动力学特性与审美性。 关键词: 惯性;存在;时间;空间 惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性 问题 也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的 发展 时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。 一、惯性的意义 大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。 二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。 二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关 通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。 惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本 分析 而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。 例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成 交通 事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9) 在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。 并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。 例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10) 通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。 事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。 如果仅从动力学的角度来看,斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间(或所通过的位移)所共同决定的,也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率,从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是,虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因,可严格地说,斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系,因而,撞击“几下”也是一个非常重要的条件。 例3.小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?(11) 教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。 事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若以小车为参照物,小车被档板制动时已是一个非惯性系,作用在木块(重心)上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。 需要指出的是,在上述例2和例3中,斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题,而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是,在非惯性系中,我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立,从而也失去了此两例的代表意义。也就是说,这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子,毫无疑问是正确的(12),但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时,用不着举更新鲜的特别例子,倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于,惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于火车制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。 惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:“试取汽车为 参考 系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性”(13)。这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”(14)也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时,惯性系总有着特殊的地位。可是,这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应,惯性系的存在有其形而上的基础: 自然 之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性,我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在 计算 上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式,其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是:存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而,我们应当从审美的视角来看待惯性,而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。 所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈,可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说,把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候,对学生的这一期望是合适的吗?其实这是一个误区:当教完一些物理学的基本概念与规律以后,就要求学生用它们解释自然现象。事实上,物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象,它没有这个功能,它只是告诉我们要去感受些什么,它提供给我们的不是一种推理的方式,而是一个判断的原则 :它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。 三、惯性定律与牛顿第二定律的关系 当物体所受的合外力为零时,从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是,仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的 研究 对象是一个物体,而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质,因为这个“任何物体”,包括了天地间的万物,而万物的总称(15)即是宇宙:“四方上下曰宇,古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性:惯性是存在的特性,是存在着的时空的特性,是宇宙的特性。 其次,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的 规律 ,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性(16)构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位,从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问,物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系(17)。由此可见,不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例,恰恰相反,现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说,正是惯性现象,构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变,因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。 最后,牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对 自然 的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来,基本的物质粒子完全是惰性的,没有任何自发的运动,而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体(18)。也就是说,惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。 四、惯性与具体物体的质量无关 从上面的讨论可以看出:“质量是物体惯性大小的量度”这个论题,在几个角度去看都是错误的。第一,质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系,从 内容 上来看是个体与存在的关系,在它们之间,人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二,“物体(的)惯性”这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三,“惯性(的)大小”这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在的一种表达方式,一种特定状态的显现。第四,既然惯性并无大小,我们也不可去进行量度,事实上,任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系,因为这一函数关系并不存在,它只是人们的一个虚假的逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比 ,更不能得出它们之间的比例系数,因为这些关系均是虚假的。因而,物 理学 界流传的物体的惯性等于它的质量(19)只是人们一个随心所欲的错误言说。 由于物体质量与惯性无关,所以,将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的,质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用,质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说:“物体只有当有其他力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力。(20)”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关,它事实上具有动力学特征,当一个物体的质量大时,它对运动状态改变的阻抗能力就越大。 从逻辑上而言,我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来,才能完全地克服牛顿 时代 的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说,这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。 五、惯性定律的表述方式 牛顿第一定律是动力学定律的基础,但它本身并不表征物体的某种动力学性质,它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述,对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的:反映时间的均匀性,空间的对称性,及自然之美对人的呈现。可是,现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然,这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的,但以今天的眼光来看,这种差异性就成为值得商讨的了。 例如:一个物体,如果没有受到其他物体的作用,它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态(21)。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远,因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的,陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的,这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例,因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。 另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(22)这样一种表述比前一种完整多了,它几乎就是牛顿的原义,但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”(23)。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定,而“有外力”应当换成“其它物体的作用”,因为惯性定律是不涉及力的,操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。 作者试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质,它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许,这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式,它强调了惯性与惯性的表现者(个别研究对象)的严格区分,这个陈述的主语是性质,这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。 六、人们误解惯性的来源 人们在惯性 问题 上所犯的错误认识,既来源于 历史 上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式,又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上,牛顿似乎注定要被人误解”。(24) 在牛顿所陈述的第一定律中:(25)“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它迫使它改变那个状态(every body persists it's state of rest or of uniform motion in a straight line until it is compelled by some force to change that state.)”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解,即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的,这个内部原因即称为惯性:“vis insita,或物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”。(26)在牛顿时代,作出这样的判断是无可厚非的:“一个物体,由于其物质的惰性(现称惯性——译者注),要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”(27)因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出,他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的,因而他才认为(惯性)大小与该物体的运动和质量有关。 这一观点可以追踪到亚里士多德,它 影响 了包括牛顿在内的一大批 科学 家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过(29):“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性”;“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”由此我们也可见,在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。 从上面的论述可以看出,人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的,这个原因主要在于:人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候,就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部,把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力,他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即:惯性作为一个内力,在缺乏外部动力或阻力时,会引起无定限的直线运动(30),另一方面,牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承,我们可以从他的著作中强烈地感到,他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然,在 现代 人看来,自然界的物体是与人具有本质区别的。 在牛顿以后,欧拉则将牛顿关于vis insita 的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白:“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力.....惯性的大小与质量成正比例。”(31) 可是现在看来,这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在,人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的 发展 ,特别是诺特尔之后,我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关,而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说,我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解,牛顿的vis insita(惯性是一个消极的本原,靠此本原物体维持它们的运动或静止,按照作用力的大小接受运动,按照受到阻力的大小抵制运动。(32))可以深入为两个层面的结论:在没有外力的作用下,一个物体,它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性,即时间均匀性与空间对称性;在同样大小的力的作用下,一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性,即它的质量较大。 经典力学论文:浅谈高中生如何学好高中物理之经典力学 【摘 要】经典力学,作为高中物理的重要章节之一,在考试中也占据着较高的分值。那么,如何让高中学生学好物理的经典力学是我们教师一直在关注的话题。就此,本文针对高中生如何更好地学习高中物理之经典力学的学习方法提出相关建议。 【关键词】高中物理 经典力学 学习方法 建议 力学贯穿着整个高中物理的学习,学生学好经典力学的板块,有利于他们今后在物理方面的深入学习,让他们后续的物理学习变得更加容易。当然,要学好某种知识讲究的是方法,方法对了,自然离成功也就近了,下面就来分享我经过多年教学而提炼出的针对高中生对经典力学的学习方法及相关建议。 一、理解掌握概念,巩固基础知识 对于理科学习,如果仅仅靠死记硬背来学习理科知识的办法是不可取的。尤其对于我们的物理学科,学生需要的是理解和记忆。只有这样两项结合,学生才能把基础知识学的更扎实,才能得巩固所学的知识,只有基础知识掌握牢固了,才谈得上更深入的学习。 就拿学生学习摩擦力来说,学生首先要掌握的是摩擦力的定义:“两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时。就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力”。其次通过定义需要总结出物体之间产生摩擦力必须要具备的条件:第一,物体间有相互接触、挤压;第二,接触面必须要粗糙;第三,物体间有相对运动趋势或者是相对运动。我们不需要学生硬性的去记住这些定义以及摩擦力产生的条件。但是,学生需要通过理解的方式来掌握我们所讲解的知识点。再者,学生可以通过生活中的一些例子,去感受摩擦力的存在,领悟产生摩擦力所需要的条件。比如,人在走路时,鞋底与地面的摩擦,在我们前进的时候也相对于地面发生了位移,也就是与地面发生了相对运动,而且地面也是粗糙的。这样的例子既贴近生活,而且也包含了学生需要掌握的知识。让学生通过生活中的事例,理解知识,进而掌握知识,是学生在物理知识的学习上应该具备的能力。 二、掌握相关解决经典力学试题的典型方法 (一)整体隔离法在物理上的有效运用 所谓的整体法就是把多个物体看成一个整体的大物体。当学生对物体进行受力分析时,就不需要去考虑物体之间的内力,就只需要考虑外力对于物体的作用效果。在使用整体法时,学生省去对内力的求解。在一定程度上,让学生在做题时计算量减小,而且更容易理解物体的运动情况。当然,学生在使用整体法的时候需要注意以下这些方面:首先要明确研究的系统的运动状态、过程;其次画出系统的受力示意图;最后根据相关的物理知识,进行列方程并求解。 隔离法就是把需要我们分析的物体从一个体系中隔离出来。这时需要我们学生的想象,把我们隔离出来的物体想象成单个物体,通过对隔离出来的物体进行分析。此时,不用考虑其他的物体对该物体的作用力。对于隔离法的使用,学生应该注意的是:首先要明确隔离的对象,其次对隔离出的物理运动状态加以分析,再画出物体的受力示意图,最后在运用相关的物理知识列出方程求解。 在物理经典力学中,连接体处使用整体隔离方法 ,可以让学生的计算量简化,并且对于物体的受力分析更清楚。计算量的简化在考试中能节约学生的时间,也让结果的正确率也提高了很多。 (二)改变研究对象法在经典力学上的运用 在我们的物理试题中连接体的试题是非常常见的。这类题会让学生求出其中一个物体在克服摩擦方面做了多少功。往往要分析清楚该物体的运动情况对于高中学生来说并不容易,而且也很容易出错,而与此物体连接的另一个物体的受力情况、运动情况是很容易分析出来的。这时我们便可以通过改变研究对象来解决此题。就比如说,一个放在粗糙的木板的A物体经过一根细线,再通过一定滑轮连接一竖直静止的B物体(通过手捧住,保证物体最先处于静止状态),当松手后,B物体往下运动的过程中,求物体A的内能如何变化?对于该问题,当我们只对A分析时,过程是比较复杂,如果我们更换研究对象。对于体系来说,B物体的机械能的减少也就等于A物体的内能增加。对于这类题,当我们改变研究对象,把复杂的运动过程简单化,让我们的物理解题速度加快,正确率也会提高。 (三)模型法在高中物理之经典力学上的运用 所谓的模型法就是通过模型去揭示原型的本质特征。在物理上通过模型法,去解决试题的运用是相当广泛的。我们有理想化模型质点、点电荷,有想象模型电场线、磁感线……,总之模型法在我们物理上运用是比较多的。在遇到的试题中,同样有可以采取模型法去解答试题,比如我们常考的板块模型。学生可以通过老师讲解板块模型的基础知识去应对考试中改编版的板块模型试题。 三、端正态度,学习物理 (一)端正态度学习物理的好处 有了前面介绍的对高中物理经典力学的学习方法后,学生还应当作的就是端正学习态度。态度是决定做好一件事情的因素之一,有了好的学习物理的方法后,学生还要端正态度去对待物理的学习,这样才会让学生在物理学习方面取得更高的成就。 (二)课前预习,课中听课,课后温习 我们要求学生对所学知识提前进行预习,是让学生带着目的听课,学生不可能一节课都做到全神贯注,所以让学生有目的地,可以提高听课效率,课堂中我们要求学生是在他们困惑之处认真听,当然,课后的温习可以加深学生对课堂知识的印象,再者,在温习时去发现上课没明白的地方,通过问老师或者同学,可以把知识点弄明白。 (三)学会归纳总结 对所学过的知识进行归纳、总结,再比较知识点之间的差异,是学生学习每一科都很实用的方法。对于我们物理的学习,学生在学完一个章节时,把所学的知识分类,通过对比找出各知识点间的差异。这样不仅可以锻炼学生的归纳能力,而且利于学生对知识点的掌握。因为在物理的力学学习中,有些概念学生并不容易区分,如果他们自己通过去归纳,而找出其中的不同,这样能帮助他们在易混淆的概念上区分清楚。 总之,对于高中学生学习物理经典力学的板块是有一定难度的,然而经典力学却伴随着整个高中物理学习。只有学生采取正确的学习经典力学的方法时,才能更好地学习力学部分。以上是我根据多年的教学而感悟出的学习高中物理经典力学的方法。我还将继续探寻如何让学生更好地学懂经典力学知识的方法,也希望其他物理老师能提出相关的建议,让我们的学生更好地学习物理。 经典力学论文:关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究 摘 要 本文深入研究了跷跷板效应的运动机理,把跷跷板效应与自感和谐振子联系起来,同时将根据跷跷板效应设计的两个公式,即升―降频波动方程,与微观领域的角动量守恒和动―势能公式联系起来,为量子力学的研究发展,提供了创意和线索。 关键词 自感;谐振子;动能;势能;亚稳态 笔者在《关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究――兼谈对测不准原理的大胆突破》一文中,提出两个公式,即升―降频公式,这二个公式是根据跷跷板效应推导出来的。现在,经笔者深入研究发现,这两个公式是个通用公式,它还可以应用于以下两个方面:1)动―势能的量化关系;2)角动量守恒量化关系,它可以大大简化量子力学的计算。 1 谐振子的能量计算公式 1.1 跷跷板效应与自感 笔者在《续论与连带性能量保留即能量不守恒有关的几个问题》一文中,提出跷跷板效应的概念,后来,根据跷跷板效应,笔者绘出了电子的波形,并设计了升―降频波动方程,通过这两个方程,大致勾勒出电子轨道呈梨子形状,或说螺蛳形状。另外笔者又认为,电子的轨道波形和受激后的自旋波形及原子波形是一样的,现在经过进一步研究认为,在跷跷板效应过程中,电子体内的力矢由纺锤形变为陀螺形,然后又在原子内潮汐运动的影响下,由陀螺形变为纺锤形,这种变化不正是电磁学上的自感现象吗,又因为电子波形同轨道及原子波形一致,故笔者认为,这种自感形式存在于一切微观领域。 1.2 自感与谐振子及能级 笔者通过研究发现,自感本身就是一个谐振子,即电子受辐射后,被辐射位置升频并膨胀,质心与轴心分离,在此点张力的推动下,力矢会向周围沿立体螺蛳形的路径扩散,在全过程中的每一点上,随时会受到感抗即恢复力的阻碍,这就是谐振子和自感,而且这种自感发生一次,谐振子振动一次,这就是自感与谐振子的关系,亦即电子的振动频率。而电子的振动频率受普朗克常数h的调制,即能量子ε,它是不连续的,这种调制,就是能级n,就是电子轨道的脉动频率,就是电子螺蛳形轨道的螺纹。特别声明,电子轨道脉动频率,不等同于电子本身振动频率。 1.3谐振子的能量与计算公式 谐振子的升频与降频构成动能和势能的双方,而跷跷板效应就是动能势能的互导,而互导的前提就是频率差,据此,微观领域的能量公式应为: 以上提供的两个式子,只是定量研究的一个动议和线索,需要具体验证和不断完善,笔者衷心希望能促进量子力学的研究和发展。 解题思路――首先确定相互作用的双方,高能量高频率者用F1,低能量低频率者用F2,然后向里代,然后确定有效能量及其他。 另外,如果两个质量相差不多的粒子相撞,虽然双方互导的有效能量不大,产生的电流很弱,但总能量是不低的,弱相互作用就是如此。 2 角动量守恒公式及其他 2.1能级与亚稳态 能级越高,即电子受激能量越高,则质心轴心分离的越大,就在分离的瞬间必受到自感的拼命阻碍,这就是谐振子,而谐振子振荡,受普朗克常数h的调制,即能量子ε,是不连续的,这就是亚稳态,也就是电子轨道的脉动及脉动频率,不言自明这就是能级n。同理,电子的张力从被辐射点,沿一定路径扩张时也要遇到自感的阻碍。一般情况下,电子谐振子的振荡,是沿螺蛳形脉动的,无论是电子体内,还是运行轨道都是一致的,脉动的频率,就形成螺蛳的螺纹,即能级n。受激时,电子就向远日点跃迁,张力从受激点向外扩张时,就发射一颗光子,然后向近日点跃迁,这就是所谓的高低能级。如果发生连续的受激发射,就是激光,如果是系统磁场的连带激发,则是自发发射。受激发射形成一定的光谱,而斯塔克分裂,则是自发发射引起的。另外,电子轨道近乎立体螺旋,这些螺纹就是我们观察到的,氢原子电子的驻波。 经典力学论文:高中物理中关于经典力学局限性的思考 摘 要: 在实际高中物理教学中,从高一《万有引力与航天》这一章开始就遇到一些关于经典力学局限性的问题,高三复习时也有此类问题。本文立足高中物理教学就经典力学的局限性问题做了初步讨论。 关键词: 高中物理 经典力学 局限性 经典力学的基础是牛顿运动定律,随着科学的发展和社会的进步,牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律,牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域,包括在天体力学的研究中经受实践的检验,显示出牛顿运动定律的正确性和经典力学的魅力。但是,再伟大的科学理论,也不会穷尽一切真理,经典力学也有自己的局限性。那么经典力学的局限性究竟在哪里?要搞清楚这个问题,我们首先了解一下宇宙。 一、宇宙 1.经典的时空观 在《自然哲学的数学原理》中关于时间,牛顿写道:绝对的、真实的和数学的时间,由其特性决定,自身均匀地流逝,与一切外在事物无关,又名延续;相对的、表观的和通常的时间是可感知和外在的(不论是精确的或者是不均匀的)对运动之延续的量度,它常被以代替真实时间,如一小时、一天、一月、一年。 关于空间,牛顿写道:绝对空间,就其自身特性与一切外在事物无关,处处均匀,永不移动。相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构,或是绝对空间的量度,我们通过它与物体的相对位置感知它;它一般被当做不可移动的空间。也就是说,时间自宇宙中均匀的流逝着,而空间就好像一个容器,两者之间没有联系,也不与物质运动发生关系。 牛顿的时空观与我们的经验是那样吻合,以至于我们会情不自禁地认为时间和空间的概念太浅显了,而探索“时空究竟是什么”似乎成了一个多余而天真的问题。 然而,在1905年的时候,爱因斯坦提出了一种崭新的时空观念。他指出,在研究物体的高速运动(速度接近真空中的光速)时,物体的长度即物体占有的空间,以及物理过程、化学过程、甚至还有生命过程的持续时间,都与它们的运动状态有关。这样,时间和空间不再与物体及其运动无关而独立存在了,世界在世人面前翻开了新的一页。 2.爱因斯坦的时空观 (1)狭义相对论的时空观 爱因斯坦的侠义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。一是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关;二是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。 从这两个基本假设出发,爱因斯坦得出以下主要结论:(1)长度收缩,即运动物体在运动方向长度缩短;(2)时钟变慢,即运动着的时钟要变慢;(3)光速极限,即任何物体的速度都不可能超过光速;(4)同时性是相对的,即在一个惯性系中同时发生的事情,在另一个惯性系中测量便不是同时发生的;(5)如果物质运动的速度比光速小得多,相对论力学就变为牛顿力学,因此相对论比牛顿力学具有更普遍的意义。 时间和空间的相对性和统一性,是狭义相对论的优秀思想。狭义相对论从数学关系上精确地揭示了空间和时间的统一性,所谓孤立的空间和孤立的时间在自然界是不存在的。爱因斯坦的这一新的时空观由他的大学数学老师闵可夫斯基(MinkowskiH,1864―1909)做了重大发展。他在通常的三个空间坐标系以外,又引入了新的第四个坐标,从此人们才弄清楚,原来自然界的每一真实事件,都只能在四维时空连续区才能作出全面描述。 (2)广义相对论的时空观 爱因斯坦对于1905年提出的相对论并不满意,因为其中只涉及了相对做匀速运动的参照系,而没考虑到加速运动,所以并不完备。这也是今天我们称它为“狭义”相对论的原因。1915年,爱因斯坦进而把相对性状原理从匀速运动推广到加速运动,完成了广义相对论的表述。1916年,他写成总结性论文《广义相对论的基础》,宣告了广义相对论的诞生。 广义相对论基础的两个基本原理:(1)广义相对性原理;(2)等效原理。广义相对论实际上是关于空间、时间与万有引力关系的理论,它指出空间、时间不可能脱离物质而独立存在,空间、时间随物质分布和运动速度的变化而变化,揭示了时空与物质的内在联系。广义相对论进一步指出,由于物质的存在,时间和空间会发生弯曲,万有引力实际上是时空弯曲的表现。 对这两种时空观有一个基本的认识后,我们再讨论一下经典力学适应的领域。 二、惯性系和非惯性系 描写物体的运动,可以考虑研究问题的方便,而任意选择参考系。一个乘客在加速的火车车厢里行走,描述他的运动,可以用地面作参考系,也可以用车厢作参考系。但是,确定运动和力关系的牛顿运动定律,却不是对任何参考系都成立。 我们生活在地球上,通常是相对地面参考系研究物体运动的。伽利略的理想实验及高中物理里做过的研究运动和力关系的实验,都是用地面作参考系的。在地面上所做的许多观察和实验表明,牛顿运动定律对地面参考系是成立的。 那么,除了地面参考系外,牛顿运动定律还对什么参考系成立呢? 1632年,伽利略发表了《关于两种世界体系的对话》一书,他对于在船舱里观察到的现象有一段生动的描述:“……船停着不动时,你留神观察,小虫都以等速向各方向飞行,鱼向各个方向随意游动,水滴滴进下面的罐中;你把任何东西扔给你的朋友时,只要距离相等,向这一方向不比另一方向用更多的力。你双脚齐跳,无论向哪个方向跳过的距离都相同。当你仔细观察这些事情之后,再使船以任何速度前进,只要运动是匀速的,也不忽左忽右的摆动,你将发现,所有上述现象都没有丝毫变化。你也无法从其中任何一个现象来确定,船是在运动还是停着不动……” 伽利略的这段描述说明:在相对于地面做匀速直线运动的船舱里进行的力学实验和观测,与地面上的力学实验和观测,结果并没有差异。这就是说,以相对于地面做匀速直线运动的物体作为参考系,牛顿运动定律也是成立的。 那么,在相对于地面做变速运动的参考系中,牛顿运动定律是否成立呢? 先设想有一辆做匀速直线运动的车厢,在车厢的桌面上放一个小球。相对于车厢参考系来说,小球保持静止,小球所受的合外力为零,符合牛顿运动定律。现在设想车厢开始向右做加速运动,在车厢里观测,小球将向左做加速运动,而小球并没有受到其他物体的作用力,所受的合力仍为零。这说明:在相对于地面做变速运动的车厢里,牛顿运动定律不再成立。 在物理学中,把牛顿运动定律成立的参考系,称为惯性参考系,简称惯性系。牛顿运动定律不成立的参考系,称为非惯性系。研究地面上物体的运动,地面参考系通常可认为是惯性系,相对地面做匀速直线运动的参考系,也是惯性系。在高中物理中,我们一般以惯性系作为参考系。 经典力学论文:对经典力学和时空理论以及重力理论的思考 【摘要】梁氏(笔者)对经典力学的思考发现其基本定律(公理)是牛顿――梁氏定律,对时空理论的思考发现其基本方程是梁氏变换,对重力理论的思考发现重力场场强的相对性和物体重力的相对性。 【关键词】牛顿――梁氏定律;梁氏变换;牛顿――梁氏力学;梁氏相对论 1. 对经典力学的思考经典力学是实验科学,其概念、方程、定理、定律、原理等等都直接来源于实验(实验可重复,实验结果可观测)。牛顿力学引入不可观测(找不到)的惯性系和不可测量(不可作实验检验)的惯性力是错的,不是实验科学的概念。经典力学理论之公理只有一条,即牛顿――梁氏定律。经典力学之基本方程(即数学基础)是牛顿――梁氏定律数学表达式,经典力学之基本定理是动量定理、动量矩定理和动能定理(这些定理的数学表达式均由基本方程导出),这样的经典力学称为普适经典力学或牛顿――梁氏力学。普适经典力学适用于任何一个参照系,地面参照系S上的经典力学称为S上的普适经典力学(其基本方程是牛顿――梁氏定律在S上的表达式F=ma ,此式被迄今物理学误认为是牛顿第二定律表达式〔1〕),相对于S匀速平动的参照系Sv上的经典力学称为Sv上的普适经典力学(其基本方程是牛顿――梁氏定律在Sv上的表达式Fv=mav,相对于S变速运动的参照系S`上的经典力学称为S`上的经典力学(其基本方程是牛顿――梁氏定律在S`上的表达式 F`=ma`),天宫一号实验室S*上的经典力学称为S*上的普适经典力学(其基本方程是牛顿――梁氏定律在S*上的表达式 ΣFi=ma*)。若将F=ma , F=mav , F`=ma`和ΣFi=ma*统一表为F合=ma 合(即质点所受合力等于质点质量乘以质点加速度),则牛顿――梁氏定律表达式就是F合=ma 合 。因此,迄今物理学将S上的经典力学称为牛顿力学成为历史性错误。牛顿力学基本定律只有一条牛顿第二定律,因其基本方程 F=ma 与牛顿第一、三定律无关,故牛顿第一、三定律不是牛顿力学之公理。公理愈少的理论体系愈好。值得指出,经典力学的应用其实就是牛顿――梁氏定律的应用, F=ma 的应用被误认为是牛顿定律应用,天空一号上的质量测量实验被误为是牛顿定律实验。还值得指出, Fv=mav证明伽利略相对性原理不成立(随之狭义相对性原理不成立);因为实验方程 包含 ,所以 反映的物理定律不能称为梁氏定律而只能称为牛顿――梁氏定律,随之经典力学不能称为梁氏力学只能称为牛顿――梁氏力学(又称普适经典力学,其中普适之意不言自明)。到此可见,牛顿――梁氏力学才是名符其实的实验的经典力学。 2. 对时空理论的思考以时间空间变换式(简称时空变换〔2〕)为基本方程(即数学基础)的理论称为时间空间理论,简称时空理论。洛伦兹变换是两坐标系(参照系)相对匀速平动的时空变换,因此狭义相对论是匀速平动情况的时空理论(简称为匀速平动时空理论或匀速平动相对论)。两坐标系的普遍的相对运动是变速运动,于是梁氏发现了变速运动情况的时空变换――梁氏变换〔2〕,以梁氏变换为基本方程的时空理论称为变速运动情况的时空理论,简称为梁氏时空理论或变速运动相对论或梁氏相对论。洛伦兹变换和梁氏变换(以及超光速梁氏变换)均可由光速不变性原理推导出来,说明时空理论基本原理(公理)仅一条光速不变性原理。由时空变换导出钟慢关系式、尺缩关系式、质速关系式、质能关系式、能量动量关系式等等有无实际意义(称为物理意义)均由光速不变性原理有无物理意义来决定。因为物理学是实验科学,物理学理论(例如牛顿力学)之公理(例如牛顿第二定律)必须是可作实验检验的公理(不符合公理可以不证明之说),可见牛顿第二定律是实验定律(误认为牛顿第二定律是理想定律而不是实验定律成为历史性错误)。无法证明光速不变性原理(找不到实验证明,也找不到数学证明),因此时空理论肯定没有物理意义,其数学意义是有的,数学理论之公理不用证明,例如欧氏几何、非欧几何只有数学意义而无物理意义。到此可见,时空理论(相对论)不是物理理论而本质是数学理论。值得一提,广义相对性原理不是物理学原理(无实验依据),等效原理同样不是物理学原理(爱因斯坦用理想实验证明等效原理成立,其实是用“理想实验”概念偷换物理学的“实验”概念,爱因斯坦无道理将惯性力说成引力随之将广义相对论说成引力论);另外,广义相对论构不成逻辑体系,不但不成物理学理论,而且不成数学理论。到此可见,爱因斯坦的地位比牛顿(世界最伟大的自然科学家)低一个层次是合理的,将爱因斯坦说成“人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星”不成立(评价过高)。另外,值得一提,怀疑一种理论,首先应思考其公理,再到基本方程(凭空想出来的方程――例如爱因斯坦重力场方程,根本没有意义),再到其他(例如概念,爱因斯坦用理想实验或称思想实验证明的同时性的相对性完全没有实际意义即物理意义)……。还值得一提,梁氏将梁氏相对论称为普适相对论意在强调变速运动的普遍性,将普适相对论称为爱氏――梁氏相对论意在借爱因斯坦这位假神促使人们相信梁氏变换,其实狭义相对论就是爱氏相对论,普适相对论就是梁氏相对论。 3. 对重力理论的思考众所周知,地球附近的物体的重力就是地球的吸引力或其一个分力,万有引力定律是重力理论的唯一基本定律。我们将哥白尼日心说推广为宇宙旋转说:地球绕太阳转,太阳系绕银河系中心转,银河系中心绕银河系集团中心转,……。于是,我们可以说明地球附近的物体其重力虽然是宇宙所有其他物体对它的吸引力之合力,但是太阳对它的吸引力恰好提供它跟随地球公转所需向心力、银河系中心对它的吸引力恰好提供它跟随银河系中心绕银河系集团中心公转所需向心力,……,因此它的重力只能由地球吸引力产生。同理,月球上物体的重力只能由月球吸引力产生。根据万有引力定律和力的分解,很容易得到地球附近各种参照系上的重力场场强方程,这些方程表明上述参照系S、Sv和S`上的重力场场强(即重力加速度),分别为 g、gv和g'且gv≠ g'≠g (此不等式反映了重力加速度的相对性)。重力加速度的相对性导致物体重力的相对性:质量为m的同一物体,对S、Sv、和 S`而言有不同的重力,分别为 mg、mgv 和mg'。迄今物理学没有认识到重力加速度的相对性和物体重力的相对性,误认为同一物体不管在S上还是在Sv上还是在S`上的重力都一样。这一错误导致引入惯性力这种鬼力,于是有所谓质点相对运动动力学基本方程,于是误导爱因斯坦将数学当成物理学。 4. 梁氏相对论的应用经典力学的应用,归根结底是牛顿――梁氏定律的应用(本文文献〔1〕有几个应用之举例,天空一号上的抛体运动是运动学)。梁氏相对论的应用,归根结底是梁氏变换的应用。应用梁氏变换可解释双生子佯谬、转动参照系上钟慢、 μ子实验、1971年原子钟环球飞行实验、光谱线红移和本文文献〔1〕中设想王亚平带原子钟环球飞行实验,都证明动钟变慢;应用梁氏变换可解释迈――莫实验、水星近日点运动、火车进入隧道的争论、转动参照系上尺长,转盘圆周率大于π ,都证明静尺缩短。文献〔2〕应用梁氏变换给出了双生子佯谬、 μ子实验、1971年原子钟环球飞行实验、水星近日点运动、光谱线红移、迈――莫实验、火车进入隧道的争论、光线弯曲和平面弯曲的数学解释,显示了梁氏相对论是比狭义相对论更普遍和更好的相对论。 5. 结论 (1)牛顿――梁氏定律是经典力学唯一基本定律,它导致了牛顿力学的修正,随之要改写经典物理学史。 (2)梁氏变换是最普遍的时空变换,它导致了爱因斯坦相对论的修正,随之要改写近代物理学史。 6. 后语梁氏希望世界物理学家以本文及本文文献〔1〕〔2〕来思考牛顿――梁氏定律和梁氏变换,公开发表评论,欢迎推倒它从而制止来自中国大陆(广西桂平市)的物理学大地震。 经典力学论文:经典力学和电磁学中的比较学习 摘要:“大学物理”是所有高校理工科的重要基础课,本文笔者针对很多学生觉得物理难、定理和公式多、记不住等问题,利用比较方法学习经典力学和电磁学中部分内容,通过类比分析、类比记忆,使看似复杂、繁多的物体定律、公式变得有序可循,需要记忆的量成倍减少。 关键词:大学物理 比较学习 类比记忆 一、引言 “物理学”是美的,具有物理规律的简洁美和形式统一美。我们可以将性质相似的内容进行比较学习, 找出公式表达形式的形似性和内容内涵的可对比理解性,使物理的学习更加简单,使物理学的“美”真正地在教师教学和学生学习中体现出来。本文笔者比较学习了力学中的物体平动和刚体定轴转动、万有引力势能和电势能、电场的能量和磁场的能量。 二、力学中物体平动和刚体定轴转动 物体的平动和刚体的定轴转动是经典力学的重要组成部分,对于平动和转动两部分的重要概念和定理,形式和内容上是很相似的。下面,我们分别从平动中的牛顿第二定律、动能、动量、动量定理、动量守恒定律与转动中的转动定律、转动动能、角动量、角动量定理、角动量守恒定律几个方面进行比较分析。 五、结束语 本人通过多年湖北省省级精品课程“大学物理”的比较教学实践,发现学生的物理学习成绩大有改观。学生通过比较学习之后,觉得记忆的内容和所花的时间成倍减少。本文仅仅举了一些经典力学和电磁学中的例子,希望以后能够把整个大学物理阶段的比较学习系统地整理出来。 作者简介: 张金业(1981- )女,安徽淮南人,讲师,博士,主要从事基础物理教学和大气环境物理科学研究。 经典力学论文:浅谈对牛顿经典力学的认识 【摘要】牛顿是物理学家、数学家、天文学家,他在科学上的贡献是非常巨大的,写成了伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。 【关键词】三大运动定律 万有引力 牛顿(1643~1727)是英国物理学家、数学家、天文学家,经典物理学的创始人。幼年时代就喜欢制作机械玩具。1665年发现二项式定理。 1667年他进入三一学院当研究生,次年获硕士学位。 1689年和1701年,牛顿两次以剑桥大学代表的身份被选入议会。 1703年起担任英国皇家学会会长。1727年3月20日逝世于伦敦。 牛顿在科学上的贡献是非常巨大的。1686年底,牛顿写成《自然哲学的数学原理》一书。 这部科学史上伟大的著作在1687年出版。牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一数学工具,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把经典力学确立为完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。 在当今人类继续享受牛顿经典力学给我们带来的科技与文明成果的同时,我们也有必要追寻三大定律所包含的物理规律之深刻的本质意义。本文就牛顿在经典力学方面的杰出贡献简要谈谈自己的认识和理解。 一、牛顿第一运动定律 300多年前,伽利略认识到:运动物体受到的阻力越小,它的运动速度减小得就越慢,他运动的时间就越长。他还进一步推理得出,在理想情况下,如果水平表面绝对光滑,它的速度将不会减慢,这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。 1675年的著作《解释光属性的解说》中,牛顿假定了以太的存在,认为粒子间力的传递是透过以太进行的。)并把以太作为绝对理想的参考系的前提下产生的,牛顿曾经说过:“我是站在巨人的肩膀上才成功的。”这句话就是针对伽利略的。所以牛顿概括了前人的研究结果,总结出了著名的牛顿第一定律。 一切物体在没有受力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是牛顿第一定律。 物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性 ,惯性的大小由质量量度。所以牛顿第一定律也称为惯性定律 。 需要我们注意的是: 1.惯性运动是理论上的、概论性的物理现象,在宇宙中,不存在纯理论上的惯性运动,牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的。我们 不可能用实验来直接验证这一定律。牛顿动力学基本定律是建立在绝对运动的基础上, 但是,宇宙中的任何物体都是运动的,根本不存在绝对静止的空间,自然也找不到绝对静止的惯性坐标系。 然而,从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验,牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。 2.惯性系的必然条件,是它相对于另一个系统,特别是一个更大的系统而表现为匀速直线运动或静止的状态。判定地表或地球是否是惯性系统,显然必须站在太空的角度。牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。(地球是惯性系吗?)因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否是惯性参照系的判据。 二、牛顿第二运动定律(惯性定律) 物体在受到合外力的作用时会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。 如果用m表示质点的质量,F和a分别表示作用于质点上的力和质点的加速度,我们只要选取适当的单位,则第二定律可表示为:F合=ma 定律给出了质点运动的加速度与其所受力之间的瞬时关系,说明作用力并不直接决定质点的速度,力对于质点运动的影响是通过加速度表现出来的,而速度的方向可完全不同于作用力的方向。 同时,这个定律说明质点的加速度不仅取决于作用力,而且与质点的质量有关。若使不同的质点获得同样的加速度,质量较大的质点则需要较大的力,这说明较大的质量具有较大的惯性。由此可知,质量是质点惯性的度量。由于平动物体可以看作质点,所以质量也是平动物体惯性的度量。牛顿在万有引力定律中引入了引力质量以显示物体产生和接受引力的强弱,他定义的惯性质量与引力质量是等价的。 同样,在应用牛顿第二定律时需要我们注意的是: (1)F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向。 (2)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。 (3)根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物体所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may。 三、牛顿第三运动定律 两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。 表达式: F1=-F2 说明:牛顿第三定律中力的特点,在于揭示的是内力的作用规律,是牛顿第一定律和牛顿第二定律的内部作用机制。要改变一个物体的运动状态,必须有其他物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。 在应用时需要注意的是: 1.作用力和反作用力成对出现,同时产生、同时消失。 2.这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。 3.作用力和反作用力是同一性质的力。 4.相互作用力区别于平衡力 。 5.牛顿第三定律是动量守恒定律在经典力学中的表现形式.牛顿第三定律有两个前提条件,即“直接性”和“瞬时性”。“直接性”是指两物体之间由于接触(即:两物体之间的距离可忽略)而产生的相互作用;“瞬时性”是指相互作用的两物体在某一时刻分别受到对方施加的力。 四、万有引力定律 在牛顿以前,天文学家一直无法圆满地解释一个问题:为什么行星要按照一定的规律围绕太阳运行?在牛顿发现万有引力之前,已经有许多科学家严肃地考虑过这个问题,比如开普勒就认识到,要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用,这种力像磁石吸铁一样。1659年,惠更斯从研究摆的运动中发现,保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。 1673年,惠更斯推导出向心力定律;1679年,胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律,推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。 牛顿自己回忆,1666年前后,他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是:在假期里,他常常在花园里小坐片刻。有一次,像以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来…… 1679年,胡克曾经写信问牛顿,能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律,来证明行星沿椭圆轨道运动,但是他不擅长数学计算 。牛顿没有回答这个问题。牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1685年,哈雷登门拜访牛顿时,牛顿已经发现了万有引力定律:两个物体之间有引力,引力和距离的平方成反比,和两个物体质量的乘积成正比。 当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力,也证明了在太阳引力作用下,行星运动符合开普勒运动三定律。 牛顿在临终前对自己的生活道路是这样总结的:“我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。” 这当然是牛顿的谦逊。 1727年3月20日,伟大的艾萨克?牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着: 让人们欢呼这样一位多么伟大的人类,荣耀曾经在世界上存在。 经典力学论文:对经典力学和时空理论以及重力理论的思考 【摘要】梁氏(笔者)对经典力学的思考发现其基本定律(公理)是牛顿——梁氏定律,对时空理论的思考发现其基本方程是梁氏变换,对重力理论的思考发现重力场场强的相对性和物体重力的相对性。 【关键词】牛顿——梁氏定律;梁氏变换;牛顿——梁氏力学;梁氏相对论 1. 对经典力学的思考 经典力学是实验科学,其概念、方程、定理、定律、原理等等都直接来源于实验(实验可重复,实验结果可观测)。牛顿力学引入不可观测(找不到)的惯性系和不可测量(不可作实验检验)的惯性力是错的,不是实验科学的概念。经典力学理论之公理只有一条,即牛顿——梁氏定律。经典力学之基本方程(即数学基础)是牛顿——梁氏定律数学表达式,经典力学之基本定理是动量定理、动量矩定理和动能定理(这些定理的数学表达式均由基本方程导出),这样的经典力学称为普适经典力学或牛顿——梁氏力学。普适经典力学适用于任何一个参照系,地面参照系S上的经典力学称为S上的普适经典力学(其基本方程是牛顿——梁氏定律在S上的表达式F=ma ,此式被迄今物理学误认为是牛顿第二定律表达式〔1〕),相对于S匀速平动的参照系Sv上的经典力学称为Sv上的普适经典力学(其基本方程是牛顿——梁氏定律在Sv上的表达式Fv=mav,相对于S变速运动的参照系S`上的经典力学称为S`上的经典力学(其基本方程是牛顿——梁氏定律在S`上的表达式 F`=ma`),天宫一号实验室S*上的经典力学称为S*上的普适经典力学(其基本方程是牛顿——梁氏定律在S*上的表达式 ΣFi=ma*)。若将F=ma , F=mav , F`=ma`和ΣFi=ma*统一表为F合=ma 合(即质点所受合力等于质点质量乘以质点加速度),则牛顿——梁氏定律表达式就是F合=ma 合 。因此,迄今物理学将S上的经典力学称为牛顿力学成为历史性错误。牛顿力学基本定律只有一条牛顿第二定律,因其基本方程 F=ma 与牛顿第一、三定律无关,故牛顿第一、三定律不是牛顿力学之公理。公理愈少的理论体系愈好。值得指出,经典力学的应用其实就是牛顿——梁氏定律的应用, F=ma 的应用被误认为是牛顿定律应用,天空一号上的质量测量实验被误为是牛顿定律实验。还值得指出, Fv=mav证明伽利略相对性原理不成立(随之狭义相对性原理不成立);因为实验方程 包含 ,所以 反映的物理定律不能称为梁氏定律而只能称为牛顿——梁氏定律,随之经典力学不能称为梁氏力学只能称为牛顿——梁氏力学(又称普适经典力学,其中普适之意不言自明)。到此可见,牛顿——梁氏力学才是名符其实的实验的经典力学。 2. 对时空理论的思考 以时间空间变换式(简称时空变换〔2〕)为基本方程(即数学基础)的理论称为时间空间理论,简称时空理论。洛伦兹变换是两坐标系(参照系)相对匀速平动的时空变换,因此狭义相对论是匀速平动情况的时空理论(简称为匀速平动时空理论或匀速平动相对论)。两坐标系的普遍的相对运动是变速运动,于是梁氏发现了变速运动情况的时空变换——梁氏变换〔2〕,以梁氏变换为基本方程的时空理论称为变速运动情况的时空理论,简称为梁氏时空理论或变速运动相对论或梁氏相对论。洛伦兹变换和梁氏变换(以及超光速梁氏变换)均可由光速不变性原理推导出来,说明时空理论基本原理(公理)仅一条光速不变性原理。由时空变换导出钟慢关系式、尺缩关系式、质速关系式、质能关系式、能量动量关系式等等有无实际意义(称为物理意义)均由光速不变性原理有无物理意义来决定。因为物理学是实验科学,物理学理论(例如牛顿力学)之公理(例如牛顿第二定律)必须是可作实验检验的公理(不符合公理可以不证明之说),可见牛顿第二定律是实验定律(误认为牛顿第二定律是理想定律而不是实验定律成为历史性错误)。无法证明光速不变性原理(找不到实验证明,也找不到数学证明),因此时空理论肯定没有物理意义,其数学意义是有的,数学理论之公理不用证明,例如欧氏几何、非欧几何只有数学意义而无物理意义。到此可见,时空理论(相对论)不是物理理论而本质是数学理论。值得一提,广义相对性原理不是物理学原理(无实验依据),等效原理同样不是物理学原理(爱因斯坦用理想实验证明等效原理成立,其实是用“理想实验”概念偷换物理学的“实验”概念,爱因斯坦无道理将惯性力说成引力随之将广义相对论说成引力论);另外,广义相对论构不成逻辑体系,不但不成物理学理论,而且不成数学理论。到此可见,爱因斯坦的地位比牛顿(世界最伟大的自然科学家)低一个层次是合理的,将爱因斯坦说成“人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星”不成立(评价过高)。另外,值得一提,怀疑一种理论,首先应思考其公理,再到基本方程(凭空想出来的方程——例如爱因斯坦重力场方程,根本没有意义),再到其他(例如概念,爱因斯坦用理想实验或称思想实验证明的同时性的相对性完全没有实际意义即物理意义)……。还值得一提,梁氏将梁氏相对论称为普适相对论意在强调变速运动的普遍性,将普适相对论称为爱氏——梁氏相对论意在借爱因斯坦这位假神促使人们相信梁氏变换,其实狭义相对论就是爱氏相对论,普适相对论就是梁氏相对论。 3. 对重力理论的思考 众所周知,地球附近的物体的重力就是地球的吸引力或其一个分力,万有引力定律是重力理论的唯一基本定律。我们将哥白尼日心说推广为宇宙旋转说:地球绕太阳转,太阳系绕银河系中心转,银河系中心绕银河系集团中心转,……。于是,我们可以说明地球附近的物体其重力虽然是宇宙所有其他物体对它的吸引力之合力,但是太阳对它的吸引力恰好提供它跟随地球公转所需向心力、银河系中心对它的吸引力恰好提供它跟随银河系中心绕银河系集团中心公转所需向心力,……,因此它的重力只能由地球吸引力产生。同理,月球上物体的重力只能由月球吸引力产生。根据万有引力定律和力的分解,很容易得到地球附近各种参照系上的重力场场强方程,这些方程表明上述参照系S、Sv和S`上的重力场场强(即重力加速度),分别为 g、gv和g'且gv≠ g'≠g (此不等式反映了重力加速度的相对性)。重力加速度的相对性导致物体重力的相对性:质量为m的同一物体,对S、Sv、和 S`而言有不同的重力,分别为 mg、mgv 和mg'。迄今物理学没有认识到重力加速度的相对性和物体重力的相对性,误认为同一物体不管在S上还是在Sv上还是在S`上的重力都一样。这一错误导致引入惯性力这种鬼力,于是有所谓质点相对运动动力学基本方程,于是误导爱因斯坦将数学当成物理学。 4. 梁氏相对论的应用 经典力学的应用,归根结底是牛顿——梁氏定律的应用(本文文献〔1〕有几个应用之举例,天空一号上的抛体运动是运动学)。梁氏相对论的应用,归根结底是梁氏变换的应用。应用梁氏变换可解释双生子佯谬、转动参照系上钟慢、 μ子实验、1971年原子钟环球飞行实验、光谱线红移和本文文献〔1〕中设想王亚平带原子钟环球飞行实验,都证明动钟变慢;应用梁氏变换可解释迈——莫实验、水星近日点运动、火车进入隧道的争论、转动参照系上尺长,转盘圆周率大于π ,都证明静尺缩短。文献〔2〕应用梁氏变换给出了双生子佯谬、 μ子实验、1971年原子钟环球飞行实验、水星近日点运动、光谱线红移、迈——莫实验、火车进入隧道的争论、光线弯曲和平面弯曲的数学解释,显示了梁氏相对论是比狭义相对论更普遍和更好的相对论。 5. 结论 (1)牛顿——梁氏定律是经典力学唯一基本定律,它导致了牛顿力学的修正,随之要改写经典物理学史。 (2)梁氏变换是最普遍的时空变换,它导致了爱因斯坦相对论的修正,随之要改写近代物理学史。 6. 后语 梁氏希望世界物理学家以本文及本文文献〔1〕〔2〕来思考牛顿——梁氏定律和梁氏变换,公开发表评论,欢迎推倒它从而制止来自中国大陆(广西桂平市)的物理学大地震。 经典力学论文:经典力学为何难以说明意识问题 摘 要 以经典力学为理论基础的二元论和唯物主义,在相反的立场上对意识的说明是心物关系问题日益复杂的重要原因之一。经典力学作为传统心物关系理论的固有范式,在说明意识的整体性等问题上存在困难。量子力学有可能为意识研究开辟一条新的研究路径。 关键词 心身二元论 经典力学 观察者 意识 意识涵盖了大部分的心理现象,它既是我们体验到的对心理状态的复杂的内省,又等同于“觉醒”的状态,或者感知状态。因此,在给意识下定义时就会出现困难,它所涉及的分支众多,难以用一个单一的定义将意识所包含的方面全部囊括其中。意识的优秀问题是“现象性”,理解意识的关键在于弄清楚现象性本身的本质及其起源。在早期西方哲学历史上,意识问题是以“心身问题”为标志开始的,意识是“心灵”的一个特征。从最早时期开始,意识与死亡相关联,人们希望并且相信,意识是与物质性的身体相区别的东西。因此,对意识的研究首先要回溯到早期历史上的心身问题。 自从笛卡尔提出“心身二元论”,赋予“心灵”以实体地位以来,对于心灵是否存在、怎样存在、如果存在,心灵该如何与身体相互作用等问题的争论延续至今。笛卡尔认为,心灵与物质是独立的两个实体,物质具有广延的属性,却不能思考,心灵能够思考却不占有空间。从对日常经验的内在主义素朴描述出发来看,心灵与身体之间和谐地相互作用,促使人们能够相信,心灵必然有其独特的存在地位。为了说明两者如何互动作用,笛卡尔提出“松果腺”这一概念。但是“松果腺”的提出,却恰恰暴露出笛卡尔的心灵观念存在的矛盾。 从内在主义的角度看,心灵确实与物质相互作用,意愿、欲望能够促成行为的发生,导致行为对象的改变等。但是,由于心灵不具有广延且不占有空间的属性,又导致人们无法运用在经典力学基础之上形成的认知图式,来理解和说明心灵的存在形式,心灵怎样与物质相互作用更成为了一个难题。如果承认心灵的独特实体地位,则有悖于经典力学的科学原则,如果依照唯物主义的基本观点,把心灵与物质等同起来,用大脑内部的物质之间的相互作用来说明意识活动,则导致无法说明为什么存在主观体验和感受的问题,这显然又违背了人类体验的直觉。因此,无论是坚持二元论还是唯物主义一元论,心物互动问题都面临着极大的理论困难,坚持内在主义观点,就必须说明心灵有别于物质的本体论地位以及心身互动的作用机制;坚持唯物主义的观点,就必须说明为什么人会有主观体验和感受。本文认为,除了上述两种对心物关系的说明之外,存在第三种对心物关系的思考,即对经典力学原则在说明心灵问题上是否具有适用性的质疑:经典力学的原则是万能的吗?它是否能够作为评判心灵是否存在以及怎样存在的标准?心物关系问题难以有所进展,是否因为我们用来评判心灵存在的标准出了问题?量子力学能否作为新的研究范式来推进心灵的研究? 随着人们认知程度的提高,自然科学的发展,对心灵问题的讨论更加如火如荼。古老神秘的“心灵”概念也逐渐以“意识”这一崭新的形式出现在哲学、神经科学、心理学、计算机科学等多学科的交叉研究视域中。本文将以“意识”这一概念来论述笛卡尔心物二元论中所提及的“心灵”。 “有一种古老的观点:自然由两部分组成,一部分包含感觉和思想,另一部分在运动中包含有物质对象。这个观点在笛卡尔的时代复活,并成为经典物理学的基础。”①1687年,牛顿出版了著名的《自然哲学的数学原理》一书,掀起了科学的革命。在这本书中,宇宙被描述成一个遵循严格规律的大机器,依照数学的精密性在空间中运动。一切事物都可以被还原成遵循严格规律运动的物质实体,作为因果决定链条上的一环,按照既定的规律运行。因此,经典物理学的世界被冠以具有决定论和客观性的特征。但是在涉及到微观世界的对象时,经典物理学的基本原则就失效了。 意识问题是当代哲学、神经科学、心理学、计算机科学等多个交叉学科进行跨学科研究的热点难题。众多学科关注意识的原因在于,它是关乎人的本性根基和人与外部世界关系的根本性问题。不论是唯物主义立场,还是二元论立场来看待意识,都有不可回避的理论困难。 以上两种立场在说明意识问题的过程中,会遭遇到困难的原因,除了意识问题本身的复杂性之外,另一个重要的原因是,唯物主义和二元论均把研究宏观事物低速运动规律的经典力学,作为思考意识问题的理论基础。二元论产生的部分原因是迫于经典力学的还原论和客观性压力,人们无法调和与说明物质活动和意识之间存在形式的不协调,但是却又难以违背自己体验的常识,放弃意识的主观性特征。唯物主义则恰恰相反,它遵循经典力学的客观性、决定论、还原论等根本规律,把物质放在优先地位,试图用经典力学的规律来同化或拒斥意识的主观性特征。在一定程度上,二元论与唯物主义这两种相对立的立场都是以经典力学的原则为根本依据,朝着各自相反的方向建构自己的理论,但是,二元论从理论内部割裂了意识与物质的关联,而唯物主义又混淆了意识与物质的差别。 以牛顿运动定律为主要内容的经典力学在20世纪以前被称为最美的物理学,它通过把“意识”排斥在研究范围之外来实现其理论的完备性。它假定时空的绝对性和依据初始值可进行精确预测等特征,为人类认识自然、了解自身的本性描绘了一幅因果封闭、清晰可测的蓝图。世界上的任何物理系统都能够被分解为各个组成元素,各个组成元素只能够与彼此相邻的元素发生相互作用,物理系统遵循着严格的物理因果封闭定律,根据一定的可观测的物理量,能够做出无限精确的预测。经典力学的唯物主义世界观已经否定了意识是有别于物质,具有独立存在地位的实体。大脑是世界上最为精密且复杂的整体系统,它作为意识活动发生的场所已经是毋庸置疑的科学事实。按照经典力学的观点,大脑与意识同样应该遵守经典力学的根本原则,但显然意识的诸多属性以及对应的神经活动的规律都无法用经典力学来说明。 神经科学的研究成果已经表明,意识活动的发生受到大脑整体活动的控制,它并不是固定发生在大脑的某一个区域。同样,大脑的某一部分神经通路也不是意识发生的场所,完整的意识的出现,需要调动大脑内部不同脑区的神经元进行放电。不同的意识场景所对应的神经元活动的组合也不一样。就目前的神经研究成果而言,神经科学只能够对意识活动的说明进行基于科学经验上的描述,而不能够进行充分的因果说明。经典力学中的整体可以分解成部分的组合的原则,无法说明意识的高度统一性;相邻部分的因果互动原则更加无法解释不同脑区的神经活动,怎样能够作为单一的意识活动的组成部分。发生在个体大脑中的意识转瞬即逝,难以捕捉,甚至毫无规律可循。大脑内部呈现的意识场景为什么具有统一整合性和动态的分化性,归属于不同脑区的神经元为什么能同时放电而形成单一的意识场景,控制这些神经元活动的机制是什么?这些问题,对于研究宏观事物运动规律的经典力学而言存在困难。经典力学中不需要涉及对微观事物的化学过程的说明,而这一点对于大脑研究来说,则非常重要。 如果从大脑内部和大脑外部两个维度,来对意识进行一种描述上的区分,从大脑外部,引入一个“观察者”,那么对意识就可以做出两种不同的描述。这两种维度的描述之间的区别也表明,经典力学难以说明意识。 按照经典力学的原则,每个脑区的神经元只能够与它紧邻的神经元发生互动,并根据所处的大脑区域的定域性而非全局性来表征意识场景。对意识的内在描述不是从外在的“观察者”或者元素集合所体现出的整体功能性角度进行描述,而是对这些独立的神经元描述的组合的描述。“根据经典力学,对物理系统和它的动力学的状态的描述,能够在内在的层次上表达出来。但是人们怎样来理解经验的整体思想的发生呢?”② 外在描述是在引入一个外部“观察者”之后而做出的描述,观察者知道大脑内部描述是由诸多元素所构成,但是,他能够从外在维度对内部元素进行整合,使内部元素组合起来具有整体的表征属性。同时,外部的观察者能够从整体的功能性角度出发来进行整体表征,在观察者的意识中形成的整体性描述,不会受到各个不同脑区神经元活动的区域性限制。总之,这个外在的观察者不仅具备“知道”大脑内部是由多个元素组合的能力,还具备把这些元素集合成整体的能力。因此,在内在描述层次上的独立元素的集合,在外在层次上可以被称为是一个单一的整体。 从功能的角度出发,大脑被看作是一个功能性的整体,但是在经典力学的框架中,功能基本上不具备任何实际的意义,因为大脑的过程受到不同脑区神经活动的控制,然而,大脑部分与部分之间的相互作用不可能实现大脑的整体性功能作用。从根本上来说,一个从外在层次所描述的功能性整体,所表现出来的整体性含义要比逻辑上独立的要素的简单集合要复杂得多,而这一点恰恰是与经典力学的根本原则相悖。因此,意识的整体功能性概念在经典力学框架中也无法得到合理的说明。 依据经典力学的法则,整体可以被分解为独立的局部要素的集合。“功能性”对于物理因果封闭定律而言是无效的,因而不具备任何存在的理由,唯一承认它的理由就是方便我们从外在层次对它进行直接的理解。 灵感与顿悟是经常出现在人类思考过程中的真实存在的心理现象,在艺术和科学研究中表现尤为明显。它们具有突发性、偶然性、丰富性、瞬息变化等特征,它们常常会受到当下场景或意识内容的刺激而产生,但是其产生的机制与结果却远远超出了人对当下对意识的研究水平。按照经典力学的可预测性原则,依据一定的可观测的物理量,就能够对事物做出精确的预测,但是在灵感和顿悟这类具有突发性的心理现象上,经典力学的根本原则显然不适用。 根据经典力学的根本原则来解决意识问题面临诸多的理论困难,意识的高度整合性和高度的分化性、主观体验的整体性和动态多样性、从外在的功能角度所描述的大脑的整体功能性特征、灵感和顿悟这类突发性的心理现象都无法从经典力学理论中得到科学合理的说明。 斯塔普(Henry Stapp)认为,对于经典力学而言,意识和行为之间的紧密关系不可能从逻辑上推导出来,相反,这恰恰意味着经典力学的不完整性。经典力学不能够蕴含意识的现象性方面,除非意识是一种副现象。但是,如果意识是副现象,则显然有悖了直觉。如果经典力学控制自然的整个动态过程,那么作为人类大脑高度进化发展结果的意识就是一个令人怀疑的神话。经典力学的动态原则既不蕴含现象实在的存在,也不能够对它们怎样从简单形式进化到高级阶段提供一种自然的动态说明。在经典力学的理论框架当中,人类的体验既没有存在地位,它也无法对大脑的动态作用提供充分合理的自然说明,那么我们就应该放弃用经典力学的整体逻辑结构来研究意识,并转而寻求一种能让我们的体验充分发挥动态作用,且完全不同的逻辑结构的模式,这一模式就是量子力学。 量子力学的诞生打破了人类对经典力学关于世界的固有认识,传统的物质观念、物理封闭因果定律、决定论和连续性观点都遭到了破坏。量子力学重新为人类描述了一个新奇的、感官不可知、反常识的世界。量子力学的理论框架内,大脑被看作一个量子系统。 意识与大脑之间的紧密联系已经是一个不争的科学事实,虽然经典力学在说明意识问题上存在许多的理论困难,但是科学的发展趋势表明,我们始终要在科学的框架内来说明意识。因此,意识研究必须转换一种新的研究范式。目前,最有希望将意识重新纳入到物质世界的科学理论只有量子力学。“冯诺依曼、诺伯特维纳和霍尔丹指出,自然的量子力学方面似乎是为了将意识重新纳入我们现有的物质概念而为意识量身定做。”③ 经典力学与量子力学的不同之处在于,量子力学引入了“观察者”因素,测量结果不再是具有绝对的客观性。尤其是在对意识进行研究的过程中,“观察者”本身也作为物理系统的一部分而参与和影响着对意识的测量结果。由于意识具有高度的分化性,各种心理事件瞬息万变,每一次对意识的测量都会取得不同的结果,为了对意识现象做出完备的描述,每一次的测量结果彼此之间呈互补关系,这种互补性取消了在经典力学框架内应该具有的严格因果律,意识呈现出非因果性的特征。 当代著名的心灵哲学家查默斯也多次在其著作中谈到意识可能与量子力学有紧密的关系,但是对此他常常又持一种怀疑的态度。作为提出“意识的困难问题”而闻名于世的哲学家来说,他始终关注的是意识的主观经验问题,但是,在他看来,量子力学与经典力学相比,在意识问题上具有一定的优势,但是即便如此,这一范式目前还未能说明为什么会有主观感受的发生。“问题在于物理理论的基本元素都要归结到两点:结构和物理过程的动力学,但是从结构和动力学出发,我们只能获得更多的结构和动力学,而有意识的经验仍然没有被涉及。”④尽管如此,量子力学在意识研究上仍有许多探讨的空间。 经典力学论文:地方师范院校经典力学课堂教学的几点思考 【摘 要】新形势下,地方师范院校面临着两方面的任务:一是培养能胜任素质教育的中学教师;二是培养具有创新意识的科研型学习人才。而当前地方院校的转型已经落后于素质教育的推广和高中新课改的全面实施。因此,改变传统的课程定位、教学模式、教学目标势在必行。本文讨论了经典力学课堂教学在学生角色转变、职业技能培养和科研能力培养等方面的作用。 【关键词】地方师范院校 课堂教学 桥梁作用 教师职业技能 科研创新能力 进入21世纪,特别是在素质教育全面实施、高中新课改全面推行、本科教育面向大众化的新形势下,地方师范院校的人才培养目标也将发生相应的调整。一方面需立足于地方性和师范性,担负起为地方培养素质教育合格人才(中学教师)的任务;另一方面,由于本科教育已经面向大众化,研究生教育已经是一种趋势,因此,地方师范院校还承担着为研究生培养输送合格的科研型学习人才的任务。所以,地方师范院校的课堂教学既不能实行单一的知识讲解和理论灌输,也不能完全脱离教学的师范性,将地方师范教育转变为考研加工厂。下面笔者以经典力学为例,谈谈课堂教学的几点思考。 一 在课堂教学中发挥力学教学的桥梁作用 地方师范院校的力学课程往往是在大学一年级开设,此时,学生在学习方法和认知能力等方面还停留在高中阶段,对物理学科的认识往往有很大的偏差,对物理学习的整体印象还停留在强化记忆、定量计算上,不习惯或不能够对物理对象做完整而详细的定性分析,不习惯用物理语言、数学语言去描述物理现象和运用数学手段去解决物理问题。因而教师在课堂教学中,应该注重培养学生的科学素养,养成用学术语言去定义物理概念,用物理语言去解释数学公式,用数学手段解决物理问题的物理思维,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,调动学生学习的积极性和主动性,逐步引导他们从中学物理的学习方式转变到大学物理的学习方式上来,逐步适应大学的课堂教学方式,从而充分发挥经典力学课堂教学在学生角色转变上的桥梁作用。力学教学的另一桥梁作用体现在力学课程中蕴含的物理规律、科学思维、研究方法等对后续经典物理学基础课程的影响,经典物理学中电磁学、声学、光学、热学等基础物理理论的建立无一不与经典力学理论有着密切的联系,在学习方法和思维模式上深受经典力学的影响。电磁学的学习首先是从电场和磁场力的属性及能量的属性开始的,库仑定律、麦克斯韦方程组等理论的建立无一不是类比或借鉴于经典力学理论。在声学中声音被视为是弹性介质空气中的机械振动。在热学理论中,热运动被归结为分子无规则机械运动的统计表现,能量守恒被引入到热力学三定律的建立之中,而光学中光电效应爱因斯坦方程恰是功能关系的体现。可以说,整个经典物理理论均渗透着经典力学的痕迹,因而,在经典力学的课堂教学中,教师应该引导学生了解力学与其他学科的关系,发挥经典力学在物理学知识体系中的桥梁作用,激发学生的学习兴趣和积极主动性。 二 在课堂教学中培养师范类学生的职业技能 在素质教育和新课改全面推行的新形势下,对教师的职业技能要求越来越高,地方师范院校传统的职业技能训练往往采取的是学生分组试讲、教师单独指导,这一模式由于受时间短、试讲课堂虚拟化、教师指导理想化等客观因素的限制,很难将学生培养成为一名合格的素质教育工作者,因而在日常的教学活动中不仅要传授知识,更应该让其参与到教学活动中来,积极学“教”。但在物理学的很多课程中由于受课时少、教学任务重、知识内容相对较难等因素的影响,要想让学生站在“准教师”的立场参与到教学中来,是一件不容易的事情。而经典力学由于在知识层面上有很大一部分与高中知识点相重叠,课程相对较简单,因而在力学的课堂教学中,教师可以积极引导学生参与到教学活动中来,鼓励他们以“准教师”的立场去讨论和理解在中学阶段曾经接触过的物理问题,培养他们基本的职业技能,从而改变传统的教学模式,真正让学生参与到教学中来,在日常的教学活动中学习“教”,逐步培养和提高他们的教师职业素养。 三 在课堂教学中培养学生的科研创新能力 本科教育已经走向大众化,地方师范院校完全的师范性教育既不能满足学生的发展需要,也不能促进学校本身的发展。因而,如何以科研促进教学,积极培养合格的“准研究生”已经是当前地方师范院校面临的难题之一。合格的“准研究生”不仅要求学生具有系统而扎实的专业基础,还应具备自主创新的学习能力和科学探究能力,对本专业的前沿知识和发展前景均应有所了解,这些知识技能的获得,要经过长期的学习和熏陶,逐步积累和总结才能习得。所以,教师在日常的课堂教学中,必须把握和贯彻这一理念。经典力学作为师范类专业学生进入大学后较早接触的专业基础课之一,是整个物理学的基石,其课程内容具有基础性和实用性的特点,经典力学概念及其理论从形成到发展,都蕴含了丰富的物理学思维。经典力学研究问题的方法对学生认知能力的培养起着不可替代的作用。经典力学的研究手段是整个物理学乃至自然科学的常用手段之一。经典力学课程的这些特点是课程本身的精华所在,在教学中,教师应积极引导学生去把握、探究这些科学思想、思维方式和研究方法,逐步养成研究式的学习方法,而不是单纯地接受知识。教师在教学中,应该加大介绍物理学发展的前沿理念和科学技术的力度, 拓展学生视野,帮助他们理清物理的学习思路,引导他们走上物理学习和研究之路。 地方师范院校的教学改革,已经远远落后于素质教育的推广和高中新课改的推行,作为衔接中学物理和大学物理桥梁的基础物理课程,特别是物理学基础课程之中的优秀课程——经典力学,其教学改革和教学模式的好坏直接影响着地方师范院校在人才培养方面能否取得长足进步,因而,探讨和推行经典力学课程教学改革具有举足轻重的作用。 经典力学论文:论经典力学的局限性 摘要:人类从愚昧走向文明,从神学走向科学,在认识自我的过程中,物理学起到了绝对重要的作用。而物理学的第一次颠覆时刻就是经典力学的建立。但创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,重点论述了经典力学的局限性。 关键词:经典力学;牛顿;局限性 在高中阶段,我们所学习的力学知识主要是以牛顿运动定律为基础的经典力学。那么经典力学是如何形成的、它的局限性表现在哪些方面?让我们一一解答。 一、经典力学的形成 17世纪牛顿力学构成了体系,可以说,这是物理学的第一次伟大综合。牛顿建立了两个定律,一个是运动定律,一个是万有引力定律,并发展了变量数学微积分,具有了解决实际问题的能力。他开创了天体力学这一科学,海王星和冥王星的发现就充分证明了这一点。 二、经典力学的主要观点 牛顿力学三定律构成了近代力学的基础,也是近代物理学的重要支柱。牛顿对于力学最重要的贡献则是万有引力的发现。 牛顿的力学三定律和万有引力定律把天体运动定律与地上物体运动定律统一起来,建立起经典力学的理论大厦。牛顿把他的力学理论应用于太阳系,解决了天体力学中的一系列问题。他拿出了计算太阳质量和行星质量的方法,证明了地球是一个赤道凸出的扁球,解释了岁差现象,说明了潮汐的涨落,分析了彗星运动的轨迹和天体摄动现象等。 18世纪及以后的一系列事实,证实了牛顿力学的真理性,从而得到了广泛的承认。对证实牛顿万有引力定律有重要意义的事实,一是哈雷彗星的发现,二是地球形状的证实,三是关于行星摄动现象的证实。此外,如关于引力常数G的测定等,也都证实了万有引力定律。 三、经典力学的局限性 创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限,牛顿创立的经典力学的基本概念和基本原理存在着固有的局限性,主要表现在以下几个方面: 1.引入了绝对时间、绝对空间等基本概念 按照牛顿的说法,绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着。绝对空间就其本性而言,是与任何外界事物无关、永远是相同的和不动的。绝对运动是一个物体从某一绝对处所向另一绝对处所的移动。 莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议,但却没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。爱因斯坦推广了上述的相对性原理,提出了狭义相对论。在狭义相对论中,长度和时间间隔也变成了相对量,运动的尺相对于静止的尺变短,运动的钟相对于静止的钟变慢。在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的:一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它;另一方面,时空的性质也决定于物体及其运动本身。 量子论的发展,对时间概念提出了根本的问题。量子论的结论之一就足:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。这种现在与过去之间的相互关系,是与因果顺序概念十分不同的,暗含于时间概念中的因果序列要求过去的存在应是不依赖于现在的。 因此,用时间来描述事件发生的顺序,可能并不总是合适的。空间与时间是事物之间的一种次序,但并不一定是最基本的次序,它可能是更基本的次序的一种近似。 2.在经典力学中,物体的质量是恒定不变的,它与物体的速度或能量无关 在相对论中质量这一概念的外延被大大地扩展了。爱因斯坦著名的质能方程E=mc2使原来在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明,质量和能量是不可分割而联系着的。一方面,任何物质系统既可用质量m来表志它的数量,也可用能量E来表志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也会相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加。 3.经典力学定律只适用于宏观低速世界 经典力学定律只适用于宏观低速世界,对于可与光速相比的高速情况和微观世界的适用问题,当时没有涉及也不可能涉及。1905年,出生于德国的美籍物理学家阿尔伯特·爱因斯坦发表了狭义相对论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度,其他任何事物——速度、长度、质量和经过的时间,都随观察者的参考系而变化。 同样,纳入力学框架中的光的波动论也难以自圆其说。按照波动论,光被解释为充满宇宙空间的以太的振动。由于光是横波,因此以太必须具有承受切应力而不承受压应力的能力,又由于以太对可称量物质并不产生可观察到的阻力,它又必须具有极小的密度。为此,人们绞尽脑汁,臆想出种种以太模型。这种无所不能、无奇不有的以太反倒使人如坠雾中。 经典力学的基本概念和基本原理在热力学中也遇到了一些麻烦。1865年,克劳修斯确立了热力学第二定律,该定律揭示出与热现象有关的物理过程具有不可逆性。在经典力学中,从未发现类似的情况,力学过程的可逆性是由普遍的力学原理作保证的。可是热力学第二定律也是普遍成立的,因此,这个矛盾是无法用力学的基本观念予以解释的。 四、广义相对论的提出 由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。 狭义相对论最著名的推论是质能公式,它说明了质量随能量的增加而增加,它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量,但它不是导致原子弹诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象符合。 传统上,在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期,人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展,这种分类方法越来越显示出其缺陷——参考系是跟观察者有关的,以这样一个相对的物理对象来划分物理理论,被认为不能真实地反映问题的本质。目前,一般认为,狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力(弯曲时空),即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题,而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学的。用相对论的语言来说,就是狭义相对论的背景时空是平直的,即四维平凡流型配以闵氏度规,其曲率张量为零,又称闵氏时空;而广义相对论的背景时空则是弯曲的,其曲率张量不为零。 事实上,物理学在每一个历史时期都有它自己的基本概念和基本原理,而继后的时期人们又往往夸大它们的作用,不适当地把它们误用到其所能及的范围之外。为了消除这种误用,每--W历史时期都需要一种新的启蒙,正是这种永不止息的启蒙精神,才使科学不致变为僵化的教条。 (作者单位 山西省大同市农业机械化学校) 经典力学论文:再议经典力学的成就与局限性 我们对物理这门学科并不陌生,早在17世纪,伟大的物理学家伽利略就曾想出用理想斜面来研究力和运动的关系。他开创了“观察实验、科学思维、与数学相结合的研究方法”,发现了惯性定律、自由落体规律、力学相对性原理,从此奠定了动力学的基础。而天才的物理学家牛顿将研究方法发挥到极至他在前人研究的基础上,采用归纳演绎、综合分析的方法,总结出牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学。同时也确立了他在物理学界至高无上的地位,并被称为经典力学之父。但是人创造了历史必然也会受到历史的制约,因此经典力学有其巨大的成就性,但其也存在着局限性。 一、经典力学的成就 经典力学理论体系的完美和实用威力的强大使物理学家相信,天地四方,古往今来发生的一切现象都能够用力学来描述.许多科学家宣称物理学的大厦已基本建成,留给后人的只是补充与完善。经过三次革命,第一次,是一位年轻的物理学家几乎仅靠单枪匹马之力引发的。他就是伟大的理论物理学家,阿尔伯特•爱因斯坦。19世纪末科学家们发现,当研究有关光的问题时,用经典物理的理论解释一些相关现象,就会产生尖锐的矛盾.为了解决这一矛盾,爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论;第二次革命的导火索是物理学史上的三大发现:伦琴发现X射线、汤姆生发现电子、贝克勒耳发现天然放射线 ,使物理学的研究从宏观领域进入了微观世界,人们发现,微观粒子所表现出的现象用经典物理理论根本无法解释,为了克服这一困难,德国物理学家普朗克大胆提出了量子的观点,爱因斯坦等物理学家又将量子论进一步丰富、发展,形成了现代量子力学理论.因此对其做出阐述是:经典物理对物理学思想和科学方法作了重点总结,它只适用于宏观低速的物体,相对论和量子论则适用于微观高速粒子的运动。因此,相对论和量子力学的建立,并不是对经典力学的否定。 二、经典力学的局限性 (一)绝对时间、绝对空间等基本概念引入。按照伟大的物理学家牛顿所阐述的是,绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着。绝对空间就其本性而言,是与任何外界事物无关而永远是相同的和不动的。绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对的处所的移动。但是莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议,指出过,没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。爱因斯坦推广了上述的相对性原理,提出狭义相对论。在狭义相对论中,长度和时间间隔也变成相对量,运动的尺相对于静止的尺变短,运动的钟相对于静止的钟变慢。在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的:一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面时空的性质也决定于物体及其运动本身。另一方面量子论的发展,对时间概念提出了更根本的问题。量子论的结论之一就是:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。这种现在与过去之间的相互关系,是与因果顺序概念十分不同的,暗含于时间概念中的因果序列要求过去的存在应是不依赖现在的。因此,用时间来描述事件发生的顺序,可能并不总是合用的。空间与时间是事物之间的一种次序,但并不一定是最基本的次序,它可能是更基本的次序的一种近似。 (二)牛顿虽然对引力作了抽象的、纯粹数学形式的概括,把它实际看作是一种直接的、即时传递的超距作用力。爱因斯坦的广义相对论对万有引力做出一种解释,就是时空本身是有弹性的,可以弯曲、伸展。当一个有质量的物体置于某一空间时,空间就会弯曲变形,质量越大,空间弯曲变形就越严重。那么,空间为什么会在有质量的物体周围弯曲呢?爱因斯坦也没能给出答案。所以,爱因斯坦的弯曲空间理论也没有说明引力的本质是什么。量子力学关于电荷间的电磁力和强子间的强相互作用力的传递原理的解释也没有说明引力的本质是什么。认为引力是通过引力场或引力子来传递的观点也未得到肯定,因而至今科学家也没有找到传递万有引力作用的引力子。 (三)在经典力学中物体的质量是恒定不变的,它与物体的速度或能量无关。在相对论中质量这一概念的外延就被大大地扩展了。.爱因斯坦著名的质能方程E=mc2使到原来在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明,质量和能量是不可分割而联系着的.一方面,任何物质系统既可用质量m来标志它的数量,也可用能量E来标志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加。爱因斯坦从力学的观点出发,考虑两个球体的弹性碰撞,利用动量守恒定理和相对论速度相加定理能够导出著名的质速度公式 ,该式说明,物体的质量不再是与其运动状态无关的量,它依赖于物体的运动速度。当物体的速度趋于光速时,物体的质量趋于无穷大。 (四)经典力学定律只适用于宏观低速世界,对于可与光速相比的高速情况和微观世界的适用问题,当时没有涉及也不可能涉及。 (五)在经典物理学中,最难使人满意之处恐怕莫过于对光的描述了。如果微粒说是正确的,那么人们不禁要问,当光被吸收的时候,组成光的粒子变成了什么呢?而且为了既表示可称量物质又表示光,必须在讨论中引入不同的实体,这无论如何也不能使人心安理得。 同样,纳入力学框架中的光的波动论也难以自圆其说。按照波动论,光被解释为充满宇宙空间的以太的振动。由于光是横波,因此以太必须具有承受切应力而不承受压应力的能力,又由于以太对可称量物质并不产生可观察到的阻力,它又必须具有极小的密度。为此,人们绞尽脑汁,臆想出种种以太模型。这种无所不能、无奇不有的以太反倒使人如堕五里雾中。在1865年,克劳修斯确立了热力学第二定律,该定律揭示出与热现象有关的物理过程具有不可逆性。在经典力学中,从来也未发现类似的情况,力学过程的可逆性是由普遍的力学原理作保证的。可是热力学第二定律也是普遍成立的,因此,这个矛盾是无法用力学的基本观念予以解释的。 总之,物理学在每一个历史时期都有它自己的基本概念和基本原理,而继后的时期人们又往往夸大它们的作用,不适当地把它们误用到其所能及的范围之外。为了消除这种误用,每个历史时期都需要一种新的启蒙,正是这种永不止息的启蒙精神,才使科学不致变为僵化的教条。 注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
材料化学论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 材料化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者:孙红英 李占君 单位:安阳工学院 机械工程学院 材料化学论文:材料化学人才培养化学实验论文 1改变课程考核评价体系,注重实验过程考核 在无机化学实验教学考核的过程中,仅凭实验报告成绩和期末考试成绩,不能准确地衡量学生的实际实验能力。为了科学地评估学生的实验能力,需要优化传统的实验课程考核体系,建立全面的无机化学实验综合考核办法。将学生的课程成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩,单项成绩不合格,则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节,有效地提高了学生的综合实验素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中,根据学生实际操作情况给出的评价;实验报告成绩主要是根据学生的预习实验报告和实验报告书写、数据处理及分析等来评判;在实验理论考试中,除了常见考题外,还结合材料化学专业特点,增加了实验方案设计等考核内容,突出了综合实验能力和创新能力的考核,促进学生实验能力的全面发展。 2创建适合材料化学专业发展需求的无机化学实验教学模式 进入21世纪以来,材料科学发展愈加迅速,新材料、新技术、新产品不断问世,与此相适应,对材料化学人才培养也提出了新的要求。材料化学专业无机化学实验授课模式必需紧跟时展步伐,及时调整课程结构与内容,引入学科发展的最新成果,介绍学科内容中的多种学术观点及学术背景和发展动态,开阔学生学术视野,提高学生的学习兴趣。教无定法,教要得法。要使课程教学生动活泼,教师必须不断更新教学内容,创新教学方法与手段,增强课程教学的趣味性,促使学生积极参与,在实验中勤于动手、动脑,实现教师教学方式和学生学习方法的转变。 2.1采用多媒体辅助教学和建设实验教学网络平台 多媒体教学是利用多媒体软件对文本、声音、图像、图形、动画等信息进行处理,教师配合多媒体放映进行讲解,将教学内容用特技方法显现出来,能充分创造一个有声有色、图文并茂、生动直观的教学环境,从视觉、听觉等多方面给学生留下深刻印象。无机化学实验教学可以采用多媒体(视频)教学,它不仅教学信息量大,而且可以非常直观地演示实验操作和过程。随着现代科学技术的发展,有些实验可以采用多媒体技术进行辅助教学,如基本操作单元、仪器的使用等。这些实验项目信息量大,操作细节多,仅靠教师在课堂教学有限的时间内进行演示和讲解往往是不够的,而且总有学生没有注意到一些具体操作细节,因此,可以将这些实验演示制成多媒体课件或视频资料,放在课程网络平台上,学生可以不受时间、空间的限制,反复观看,自主地开展预习、复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性,而且增加了教师演示的可再现性,延长了学生的学习时间,从而有益于提高学生操作的规范性,使实验教学得到延伸。 2.2将生产生活实例和教师科研项目引入实验教学课堂 不同专业对无机化学实验教学的要求是不一样的。我院材料化学专业的培养目标是培养具备材料化学相关的基本理论知识和基本技能的应用型高级专门人才。因此,学生必须掌握物质的结构与性质、性能的关系,这需要在教学中注意教学内容的层次性。在无机化学实验教学中,我们尽可能选择与专业相关的真实实验课题和实验样品,将生产生活实例引入实验课堂,营造实战氛围,做到知识性、实用性、趣味性的统一。同时,我们还选取了一些与生活息息相关的实验,如锂离子电池正极材料的制备、胶囊壳中铬含量测定等,这样的实验学生感兴趣,实验热情高,有助于学生综合能力的培养。为了进一步提高实验课堂教学质量,我们还在课堂教学中引入教师最新科研课题成果,使实验教学更加贴近科研实际,既丰富了实验教学内容,又增加了实验教学的先进性、新颖性,在加深学生对所学知识的理解和实验技能的熟悉时,还能培养他们的科研兴趣,提高理论联系实际的能力,对科研工作产生感性认识。 2.3实施开放性实验教学 在传统的无机化学实验教学中,学生往往处于被动地位,教师处于主动地位。从实验项目选择、实验方案选择、实验仪器与试剂选择,都由实验老师预先完成。在这种照方抓药的实验教学模式中,学生往往兴趣不高,应付了事。在优化实验教学内容结构的前提下,实行开放式实验教学模式,可以提高学生实验兴趣,强化教学效果。在学生自主的基础上,利用学生课余自由时间开放实验室,对于实验技能较差的同学,让他加强基本操作单元和基本技能的练习。在学生较好地掌握实验基本操作技能后,可以让学生自主选择一些设计型、综合型、应用型实验。在教师的指导下,学生独立设计实验方案,独立完成实验,并认真进行总结,以全面锻炼学生的实验能力和提高综合素质。 3结语 为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求,无机化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院材料化学专业人才培养方案,对目前无机化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革,以全面培养学生的工程应用能力,适应经济社会发展对人才的要求。通过几年来的教学实践与探索,我们已初步建立一套具有可操作性的无机化学实验教学方法与体系,使学生在实际操作能力、实验方案设计、求真务实的实验态度、分析问题和解决问题的能力及创新能力培养等方面得到了良好的锻炼。 作者:李谷才 单位:湖南工程学院化学化工学院 材料化学论文:材料化学教学论文 1“两平台双能力”体系的内涵 基于中国计量学院材料化学专业的教育实践,在分析目前及今后本专业的社会需求和用人单位对材料类专业学生素质、能力等人才规格要求的基础上,对照政府和社会加快教学改革、提高高等教育质量的迫切希望,我们充分认识到实践和创新是专业人才培养的优秀,决定共同搭建分院专业培养学习能力的课程教学与培养实践能力的生产实验(校内综合性实验、自主创新型实验、模拟实验及校外实习等)两大平台,作为学生能力培养的有效载体。通过这两个平台的搭建,把材料专业学生培养为适应社会发展的应用型人才,提升学生的学习能力、适应能力、知识应用能力和专业发展能力。 2教学平台建设及管理体制 自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想,遵循认知规律,遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨,对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外,搭建专业教学课程平台,实现教学课程资源网络化,促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设,实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程,例如《应用电化学》《材料表面处理》等,教师在充分掌握学生学习情况的基础上,针对大多数同学,课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容;对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生,在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等,方便他们自主学习、加深知识理解;最终针对学生个体差异,实现分层次教学,促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程,将对本专业所有学生公开,方便他们对教学资源的获取及问题反馈。 3实验平台建设及优化 大学本科教育中,实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践,才能更有效率地促进理论知识学习,提高教学改革效果。目前,主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。 3.1实验内容的改革 首先,改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式,超越单门课程的范围,建立实验课程之间的系统联系,在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程,形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系,实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次,改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式,形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后,根据实验教学内容,重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验,以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中,减少了验证性、分析性实验项目,增加了设计性、综合性、创新性实验项目。 3.2依据功能实验室条件,实现资源共享 高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备,根据仪器属性,可巧妙设计实验教学内容,综合利用仪器,充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作,能掌握仪器基本原理和简单维护知识,进而提高学生动手能力,为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师,课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验,学生可以积极参与教师的科研,甚至仪器设备熟练操作后,独立自主完成其中的一个实验环节,培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前,不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下,承担了省级、校级、院级等科研项目,在综合利用实验室资源的条件下,获得了有效的实验成果,并在SCI收录的国际杂志及国内优秀杂志发表数篇论文。 3.3实验管理网络实时化 实验管理过程中,可通过网络平台管理,实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说,可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目,通过实验网络平台完成预习、学习、复习、提问等各项学习任务;对于教师而言,可以对实验教学的全过程实时监控,实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能,从而使学生实验在老师的指导下有效开展。 3.4建设产学研基地,促进学生社会实践综合能力培养 中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业,主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象,解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题,满足区域经济发展需求,达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个,建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作,共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”,在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作,支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地,要加强专业实践环节的组织和团队指导,让学生参与到协作单位实际的工程项目中,在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理,让学生接触技术的优秀,使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。 4结语 根据社会主义市场经济发展的要求,培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展,且具有扎实专业知识和实验技能的材料人才是推进材料领域发展的关键。通过认真研究国内外高校相关专业特点,探索并执行“两平台双能力”材料化学专业教学—实践体系的构建,制定并落实材料专业人才培养模式的具体实施方案,必定能够促使专业教学课程体系不断的完善,促进学生在实验实践创新平台培养的实践和创新能力不断提高。 作者:江莉李冬云金顶峰卫国英孙丽侠余云丹单位:中国计量学院材料科学与工程学院 材料化学论文:材料专业普通化学绪论课教学的重要性及其实践 摘要:普通化学是材料专业的一门化学理论基础课,内容抽象、理论性强。通过在绪论课教学中介绍化学发展简史、讲授材料领域学术前沿知识,使学生了解材料在人类文明进程中所起的作用,了解材料与化学之间的关系,从而提高学生对材料专业的认识,激发学生对学习化学的兴趣,增强教学效果。 关键词:材料专业;普通化学;绪论课;教学 普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生,学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性,以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系,从而激发他们学习化学的兴趣,调动他们学习的积极性,是普通化学教学过程中面临的首要课题。 绪论课是普通化学课堂教学的第一课,在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1,2]。对于材料专业的学生来说,最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用,增加学生学习化学的兴趣,激发学生的学习热情。近几年,笔者通过对绪论课内容的不断更新完善,以及对多媒体课件的精心设计,使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性,取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。 一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史,增强学生的专业自豪感和自信心 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如,历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功,可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造,都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此,可以说,没有半导体材料,就不可能有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,便没有宇航工业;没有低损耗的光导纤维,也就没有现代光通讯;没有有机高分子材料,人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代,国际竞争日趋激烈,各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。 通过一个个生动鲜明的事例,让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用,增加他们对自己所学专业的自豪感;通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景,激发学生学习材料科学的兴趣。同时,结合笔者的科研经历、科研体会,讲述一些新型材料设计合成的案例,激发学生的求知欲,增强学生的自信心。 二、介绍化学发展史,激发学生的学习兴趣,培养学生正确的价值观 人类化学知识的获得,是从认识自然现象开始的:动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火,不仅增进了健康,发展了智力,而且利用火能产生各种化学反应这个特点,开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下,使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品,改进农耕工具,而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞,住进了砖瓦房,并用陶制农具开展农业生产。同时,人们从烧陶工艺中掌握了高温技术,并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜;但纯铜质地较软,不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅,可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外,人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳,还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用,带动了农业和手工业的发展。这样,随着冶金技术的不断进步,生产工具的不断革新,在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。 此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到,但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验,发明了大批实验器具,制造出很多化学药剂,记录了大量的实验方法,写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作,开创了化学学科的先河。与此同时,人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说,人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化,逐渐形成了完整的化学体系,化学才真正成为一门科学。 到了19世纪末,随着X射线和电子的发现,人们对物质结构的认识逐渐深入,打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后,随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出,标志着现代化学的兴起;薛定谔方程的建立,更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘;而在量子力学基础上发展起来的化学键理论,使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍,使学生丰富化学历史知识,了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用,由此激发学生学习普通化学的兴趣,为以后的专业课学习打下坚实的基础。 除了激发学习兴趣,化学史的讲授还可以给人以智慧,即尊重事实、追求真理的科学情感和态度,百折不回、锲而不舍的科学品德和情操,勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养,描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度,锲而不舍、持之以恒的拼搏精神,对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用,更为重要的是,在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质,以及正确的人生观和价值观[5]。 三、阐明材料专业只有以化学为基础,方能引领科技的发展,进一步激发学生的学习热情 材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础,是现代化革命的先导,人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今,材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成,如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等,制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力,增强经济实力,甚至是强化军事优势的重要手段。 当前,化学在推动人类进步和科技发展中起到了优秀作用。化学首先是基础的优秀科学,它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质,提供分析手段,还可以预测、裁剪、设计分子,揭示物质结构、性质和功能之间的关系;其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用,化学研究不仅带动了其他学科的过程研究(工业、农业、环保、能源),而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计,只有以化学为基础,才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识,使学生了解材料与化学之间的密切联系,提高学生对学习化学重要性的认识,激发学生学习化学的热情,为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。 四、多种教学手段的综合运用,进一步改善教学效果 兴趣是学好知识的基础和保障,也是学生学习的源动力。为吸引注意力,提高兴趣,在课堂教学中,笔者运用多种教学技巧提高教学质量,改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果,根据绪论课的特点,结合学生的专业特色,通过精心设计,恰当使用图片、文字、声音、动画等形式,充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势,创造生动的教学氛围,增强趣味性,激发学习兴趣,达到最佳教学效果。其次,通过查阅相关历史及文献资料,以材料知识为主线,以化学知识为背景,通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一,激发学生的学习热情。最后,结合自己的科研方向和研究成果,讲授材料领域的前沿学科进展,让学生产生共鸣,拉近师生间的距离,提高他们学习的主动性。总之,通过多种教学技巧的运用,增加课堂表现力和感染力,从而有效地激发学生的兴趣。 普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程,是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才,激发学生的求知欲,增强学生的自信心,培养学生正确的人生观和价值观,做好绪论课教学,至关重要。俗话说,“良好的开端是成功的一半”,“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验,讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实,集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课,不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣,还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。 材料化学论文:材料科学与工程专业物理化学课程教学改革的几点建议 摘要:物理化学是高校材料类专业重要的基础课程。介绍了石河子大学近几年来材料科学与工程专业物理化学课程体系中出现的一些问题,以及教学改革与探索的几点建议,包括教学体系的重构、改进教学方法、强化实验配套教学。以此为举措,推动提高教学质量提高。 关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议 物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题: 1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。 2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。 3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。 因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。 一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系 对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。 我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学优秀教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。 针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。 二、掌握专业知识框架,改革教学方法 通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。 物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。 除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。 三、强化配套实验教学 实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。 为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。 经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。 材料化学论文:应用型本科院校材料化学专业教学改革探析 摘 要:我国高等教育已进入大众化阶段,地方本科院校材料化学专业应以应用型人才培养为目标,突出地方特色,科学定位办学目标,优化专业课程体系,加强师资队伍建设,改革课程考核评价机制。 关键词:应用型本科院校;材料化学;教学改革 推进教育教学改革,提高教育教学质量和人才培养质量,是高等教育发展的优秀任务。进入21世纪以来,我国的本科教育进入大众化教育发展阶段,客观上要求多数本科院校转向以培养应用型本科人才为主。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》、教育部颁布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(高教三十条)等相关文件均指出:地方本科院校的办学应以科学发展观为指导,以地方经济社会发展对应用型人才培养的要求为导向,遵循高等教育基本规律,要深化教学改革,突出优势,强化特色,培养符合地方经济社会发展需要的应用型本科创新人才。因此,结合材料化学专业特点和应用型人才培养要求,优化课程体系,改革教学内容,突出专业特色,加强师资队伍建设,改革课程评价机制,推动材料化学专业的教学改革,是新形势下应用型本科院校的一项紧迫任务。 一、材料化学专业建设存在的问题 (一)办学目标不明确 目前全国各应用型本科院校中开设的材料化学专业,其专业建设并没有形成自己的办学特色,不少新建本科院校很多只是简单地照搬其他重点大学如“985”或“211”高校的材料类专业或者化学化工类专业的人才培养方案,并没有把其他高校的培养方案引进来后,根据本校本地区的实际情况进行充分吸收与相互融合,这样造成很多新建本科院校在专业设计上同质化现象越来越严重,学生所学习到的专业知识和技能越来越不能适应市场发展的需要。因此,目前应用型本科院校的材料化学专业在办学过程中普遍存在办学目标不够明确,办学定位缺乏一定准确性的问题。 (二)课程体系不合理 不同规格的人才培养需要有相应的课程体系来保证和支撑,课程体系是人才培养的总体蓝图,是实现人才培养目标的主要依据和手段[1]。总体而言,目前我国新建本科院校的课程结构不够科学合理,课程体系不够完整,教学内容相对陈旧。作为一门实践性很强的应用型学科,材料化学专业的课程体系应体现专业培养特色,综合考虑所设置的相关课程之间的有机联系,但目前各本科院校在课程体系构建方面存在以下主要问题:一是少数专业课程由于师资力量不够存在因人设课现象;二是专业课程的部分内容重复较多,学时分配也不够合理;三是专业主干课程缺乏系统性,理论课程的门数和学时偏多,实践课程的门数和学时偏少。此外,课程设置上必修课的比重较大,而选修课的比重较小,且缺乏整体的有机联系。总之,这些传统的课程结构设置不能体现学生创新精神和实践能力的培养,达不到应用型本科院校“宽口径、厚基础、强能力”的培养目标,不利于应用型本科创新人才的培养。 (三)师资力量薄弱 在我国高等学校序列中,地方高校占高校总数的90%以上,是我国高等教育的主体部分,地方高校师资队伍的建设与优化是国家“人才强国”战略的重要保障[2]。目前,各应用型本科院校的材料化学专业专任教师虽然人数不算少,但由于所处地域原因以及待遇因素,引进的高素质专业人才数量仍然偏少,不能满足本科院校新形势下的教学需求。与此同时,由于应用型本科院校大多是由专科学校升格而成,虽然升格以来引进了一大批具有博士或硕士学位的青年教师充实到教师队伍中来,但这些青年教师大多缺乏工程实践经验,这对培养应用型人才的高校而言,极大地影响教学质量,从而影响人才培养质量。此外,高层次人才是引领和带动学校学科建设和专业发展的“领头羊”,应用型本科院校不同程度地存在着高层次人才匮乏,尤其是学科带头人紧缺的问题,着力解决好高层次人才相对匮乏的问题是当前应用型本科院校持续发展和提升办学水平的迫切工作[3]。 二、材料化学专业教学改革的路径 (一)科学定位办学目标 应用型本科院校的办学目标要充分考虑本地区区域经济社会发展情况,积极挖掘特色质点,加强学生应用能力的培养,合理设置专业方向,形成与区域经济社会发展需要相适应、结构优化的专业办学特色。材料化学专业是教育部近年来新设置的一个专业,各本科院校应该明确本校的专业定位,结合本地区的实际情况,突出专业特色,科学合理设置专业办学目标。人才培养定位是高校实施教学计划的主要依据,明确自身定位、提高教学质量是高校办学育人的基础所在[4]。湖南人文科技学院材料化学专业应用型人才的培养目标应该是:培养德智体美全面发展,具有较高的思想道德素质、人文素质和良好身体心理素质,掌握材料化学的基本理论、基本知识和基本技能,了解材料化学领域的理论前沿、最新动态和应用前景,具有运用专业知识和技能解决实际问题的能力,具有较强的创新创业能力,能够在材料化学及其相关领域从事生产、应用开发和管理工作的应用型人才。 (二)优化课程体系与教学内容 课程体系是指一所大学根据本校制订的培养目标而设计的课程整体,课程体系不是简单的指课程设置,不同类型的学校,其课程体系也应当是不同的,这是创办富有特色大学的必要条件[5]。因此,应用型本科院校对本校的专业课程体系进行改革和优化时,既要突出本校的专业办学特色,又应体现应用型本科院校注重应用的特点。湖南人文科技学院的材料化学专业本次重新修订了人才培养方案,对课程体系进行了整体优化,并对相应的教学内容进行了调整,使之更符合专业办学特色和专业综合改革的要求。 1.优化课程结构 湖南人文科技学院材料化学专业根据市场人才需求宽口径招生,强化通识教育,培养综合素质,不断优化课程体系,在本次人才培养方案修订中将理论课程设置为公共必修课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和公共任选课共5个课程模块。 第一,公共必修课主要是培养学生具有正确的世界观、人生观、价值观和较强的民主法制观念与较高的社会责任感,具有健康的体魄和良好的心理素质。公共必修课包括“思想道德修养与法律基础”、“马克思主义基本原理概论”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“形势与政策”、“大学生就业指导”、“大学生健康教育”、“高等数学”、“线性代数”、“大学物理”、“大学英语”、“大学计算机基础”、“大学体育”、“大学语文”等。 第二,专业必修课主要包括“无机及分析化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料概论”、“工程力学”、“工程制图”、“化工原理”、“材料科学基础”、“材料测试方法”、“材料制备原理”、“热工基础”等,目的是培养学生具有扎实的材料化学专业知识,具有较强的分析问题和解决问题的能力。 第三,根据企业实际和市场需求以及地方区域经济发展情况,专业限选课设置两个专业方向:陶瓷材料方向和能源材料方向。陶瓷材料方向开设“陶瓷工业机械设备”、“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“特种陶瓷”等课程;能源材料方向开设“现代新能源材料”、“化学电源基础与应用”、“化学电源设计与制造工艺学”、“新能源材料与器件发展动态”等课程。 第四,专业任选课包括“金属材料概论”、“复合材料概论”、“专业外语”、“材料工厂设计”、“粉体工程”、“信息检索与应用”、“纳米材料”、“标准化概论”、“材料科学新进展”、“计算机在材料科学中的应用”等课程,学生从中任选6门课程学习。这些专业任选课的开设可使学生更多了解材料化学专业的理论前沿、最新发展动态及应用前景,了解与本专业相关的学科和边缘学科现状及发展趋势,从而可拓展学生的专业视野,为今后就业打下坚实而宽广的专业基础。 第五,公共任选课由学校其他系部开设,包括中华传统文化类、艺术素养类、科学素养类、应用技术类、教师教育类、其他类别类等六大系列课程,学生从中任选5门课程学习。通过该类课程的学习,可使学生实现文理科相关知识的交叉渗透,也是大学教育的努力方向。 为了突出专业培养特色,增强学生对企业实践知识的了解和熟悉程度,在材料化学专业人才培养方案中,我们从专业课程中选择其中6门体现专业特色的课程,组建校企联合授课模块,包括“材料测试方法”、“热工基础”、“材料工厂设计”、“材料科学新进展”、“材料产品技术概论”、“标准化概论”等。 2.合理构建实践课程类型 材料化学专业是一个与生产实际联系非常密切的应用性非常强的专业,在对理论课程整体调整和优化的同时,也必须重视实践教学课程,以提高学生动手能力以及分析和解决问题的能力。该专业的实践教学课程主要设置为校内和校外两个实践模块。校内实践教学模块主要包括公共实践必修课、专业基础实验课、专业实验课等。公共实践必修课主要包括“大学计算机技能训练”、“军事理论与训练”、“素质拓展教育”、“就业实践”等。专业基础实验课主要包括“无机化学实验”、“分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等。专业实验课主要有“陶瓷制备与性能实验”、“化学电源综合实验”等。材料化学专业的实验教学内容要充分考虑其科学性和系统性,既要强化基础实验课必须掌握的各项理论知识和基本实践技能,同时又要多设置一些综合性实验和设计性实验,减小验证性实验的比重,鼓励学生大胆创新,提高学生的综合设计能力、实践创新能力以及分析问题与解决问题的能力。校外实践课程主要包括“校企合作教育(一)”、“校企合作教育(二)”、“校企合作教育(三)”以及“生产实习”等,这些课程的开设可扩大学生的专业知识面,增加实践技能,同时可将所学专业知识应用到生产岗位,提升学生解决实践问题的能力,使学生得到系统的工程训练,成为更符合社会需求的应用型人才。 (三)加强师资队伍建设 材料化学专业应用性强,与企业生产实践联系紧密,因此要培养出高素质的材料化学专业人才,就必须拥有一支高素质的教师队伍。针对应用型本科院校目前的师资队伍现状,有必要重构师资素质,既要重视教师专业理论知识与学术水平的提高,也要注重在新形势下专业教师创新能力与实践知识的培养。笔者认为,可从以下几个方面考虑来加强师资队伍建设:一是鼓励教师进修攻读硕士和博士学位,进一步增强教师专业知识,全面提升教学理论水平和能力;二是加强青年教师的教育教学培训工作,重点对新进教师进行教学方面的长期培训,建立考核机制,同时完善老教师指导制度,以帮助青年教师过好教学关;三是确定2―3个专业带头人培养对象,通过3年左右时间的培养,遴选出本专业的带头人;四是可考虑选择5―7门专业主干课程进行重点建设,每门主干课程的建设周期为2―3年,加强教学团队建设,整体提升教师队伍的专业能力和教学水平;五是鼓励和遴选专业教师分期分批到相关企事业单位进行短期挂职锻炼(3―6个月),拓宽教师视野,增强实践知识与理论知识的结合,使教师的知识结构与能力结构得到进一步调整和充实,从而提高专业教师的实践动手能力和知识更新能力;六是聘请校外相关企事业单位的“双师型”人才为专职教师或兼职教师,充实到教学团队中,参与校内专业人才培养方案制订、专业课程教学等工作,提高教师实践能力的整体水平。此外,学校还可定期通过举办讲座等形式,邀请国内著名高校、科研院所的专家学者以及有实践经验的企业老总或者技术开发人员来校讲学,让相关教师能够更多地了解和熟悉本专业的最新研究进展,及时更新自己的专业理论知识和实践知识。 (四)改革课程考核评价机制 逐步建立“考核内容综合化、考核形式多样化、考核过程全程化”的多元型课程考核模式,以考核方式改革促进教学模式改革。首先,对于“材料科学基础”、“材料制备原理”、“工程力学”、“化工原理”等专业理论课程,改变期末考试的单一考核方式,可采取课程教学的过程性考核(如增加平时考核、期中考核等方式)和期末考核相结合,实行课程考核方式多样化;而对于专业性比较强的理论课程(如“复合材料概论”、“材料工厂设计”、“化工制图”、“专业英语”等),可实行半开卷或开卷考试,在考试内容上尽量多采用综合性试题来衡量学生对该门课程的掌握程度,侧重学生思维能力和专业知识综合应用能力的考核。其次,对于专业实验课程(如“无机化学实验”、“分析化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等)的考核,如果单纯地以每次实验报告的成绩为依据进行考核,容易出现高分低能现象。可考虑采用平时成绩(占30%,包括出勤情况、实验课堂表现、实验报告等综合考评)、期末实验操作考试(占30%,包括对所随机抽中的实验项目的实验过程熟悉程度、操作规范度、实验结果等综合考评)以及期末笔试测试(占40%,包括对平时所有实验项目内容进行考评)等多样化考核对学生学习情况进行综合评价。最后,对“毕业论文”、“校企合作教育”、“生产实习”等实践课程,要细化考核指标体系,实行实践课程的全过程考核评价机制,加大平时考核的成绩比重,把对学生的平时考核与期末总结性考核有机结合,科学评价该类课程的实际教学效果。 材料化学论文:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业;高分子化学实验;教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程,但同时更是高分子材料科学的启蒙课程,是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料, 《高分子化学》被选为材料化学专业的优秀课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程,聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验,但又是以有机化学实验为基础,它是培育创业创新人才的一个重要环节,是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学,开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果,学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验,而且实验教学环节依然偏重于理论,注重高分子材料实用性的实验不多,不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中,学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解,学生只需按照教师提供的实验过程,即可顺利完成实验。如此实验教学,不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高,还使学生对教师产生依赖,并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色,和高分子材料专业比,材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少,开设《高分子材料化学》(《高分子化学》)、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》,总共课时不到140学时。如何在有限的时间内,使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿,又可以激发学生学习高分子材料的兴趣,是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验,高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备,包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液(如提纯单体、引发剂)等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除,学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中,既懂得实验的成功来之不易,又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合(变质)。所以为了使实验顺利进行,缩短反应时间,开始实验前,在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体(加入阻聚剂)进行提纯。这样,学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解,又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作,学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程,而且与实验前期工作密切相关,从而更加重视实验教学过程。更重要的是,通过参与教师实验前期工作的准备,加深了对课堂理论知识的理解,熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣,设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验,尼龙绳、尼龙袜子等,生活中很常见,但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚,这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单,一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后,在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成,而且该层薄膜拉出之后,又立即生成新的聚合物薄膜,可以连续不断地拉出,形成纤维状物质。实验操作不复杂,成功率高,过程新颖,操作明了,学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件,尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备,能使学生体会到高分子化学实验的实用价值,有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中,高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等,由于该产物的实用性强,一方面可以提高学生动手实验的积极性;另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等,这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验,学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高,却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验,其中包含多个的知识点和基本实验操作,需要结合多方面的理论知识和技能,才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能,又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中,学生主动思考,敢于提出问题、分析问题和解决问题,学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后,实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机,教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料,小组讨论提出实验方案,并与指导老师讨论方案的可行性,最后开展实验。结束时,上交实验记录由指导教师批阅给出评价,并讨论实验的得失。整个过程中,要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文,锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动,为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的,学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现,缺乏客观性和公正性。因此,可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式,将实验成绩的评定方式细化:平时实验成绩60分,包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分;期末实验操作考试40分(随机抽取)。将实验成绩的评定标准在开课前公布,使学生不得不复习巩固所有开设的实验,从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向,《高分子化学》成为材料化学专业的优秀课程,直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革,在激发学生学习高分子化学科学的兴趣,提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日,全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕,国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后,我们将秉成这一新理念,继续深入研究与探索,使高分子化学教学不断适应社会发展的要求,为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 材料化学论文:量子化学在电致发光材料分析中的应用 【摘 要】利用量子化学半经验方法可以研究电致发光材料的电子机构、几何构型、光谱性质等等。可为电致发光材料的合成和选用提供诸多指导性建议。本文通过对最近量子化学在电致发光材料合成和分析的应用类文章进行了归纳总结,粗略地说明了量子化学在电致发光材料合成中所起的作用。 【关键词】量子化学;电致发光材料;合成 0 引言 有机及配合物电致发光(EL)和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用,受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来,随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展,对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质,以全自由度优化几何结构为基础,计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。 1 量子化学研究EL材料的方法及原理 就量子化学的几种计算方法来看,从头算法虽然有严谨的理论支持,能得到较好的计算结果,但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时,计算很耗时,其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础,忽略一些计算量极大,但是对结果影响极小的积分,或者引用一些来自实验的参数,从而近似求解薛定谔方程,就诞生了半经验算法。如:AM1,PM3,MNDO,CNDO,ZDO 等[5,6]。目前,对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。 2 光谱性能的量子化学半经验计算 EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系,荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1,先对化合物的几何构型进行了全参数优化, 得到其稳定构型,再进行振动分析,在此基础上利用单激发态组态相互作用方法(CIS)计算它们的电子光谱。 比如苏宇,廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析,均未出现虚频率。在此基础上,采用单激发组态相互作用方法(CIS) 计算荧光光谱,所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威,李来才[8]采用单激发组态相互作用(CIS)方法,分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱,选了801个组态进行计算,所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料,对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究,计算结果与实验值基本相符合。薛照明,张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱,测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱(DMF溶液)。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽,石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合(LiBq4)的电子结构和光谱性质,计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度,获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样,所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响,为分子设计提供理论指导。 3 量子化学对EL材料结构的分析 结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域,它涉及的范围非常广泛,从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子,从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究,人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释,得出一般性的规律,进而预言一新的化学事实,指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有:重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究;重金属、稀土元素化合物的成键规律;(半)导体材料、磁性材料、光电材料等。 高洪泽,石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构,国外研究人员在这方面已做了不少努力,合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15],但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大,迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明,各个喹啉环基本保持各自的面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响,为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。 4 振动分析 判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲,张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型, 在振动分析中,其振动光谱均未出现虚频率, 说明构型优化基本合理性。 5 前景与展望 近些年来虽然量子化学在研究和分析EL材料方面,解释了一些实验现象,揭示了不少前期未被理解的机理,甚至预期了一些结构性能关系。但量子化学的应用远不止这些。随着量子化学理论不断发展和应用领域的逐渐拓宽,研究方法的不断创新,今后将对电致发光材料的合成和选择提供更好的理论依据和指导。将量子化学与EL材料的性质分析结合起来,才能更好的选择EL材料的构成,合成性能更好的EL材料。 材料化学论文:浅析化学化工材料应用技术 [摘 要]目前我国国家经济发展迅速,随之,化学化工的发展在科学领域也呈现出强劲势头,化学化工材料凭借自己独特的优势不仅在工业生产中得到了广泛的应用,在人们的日常生活中也可以随处可见化学化工材料的身影。化学化工材料已经在各个领域范围内受到了人们的认可,化工材料的应用技术也日新月异,呈现出迅猛的趋势。随着化学化工材料的蓬勃发展,在科学领域不断出现新的学科和新的概念。本文就化学化工材料的应用技术研究为大家进行阐述。 [关键词]化工材料 科学技术 应用 随着化学化工产业的不断发展,各个行业对化学化工材料的应用也有了更为广泛的要求,如何在传统产业链中谋求创新和突破,也成为了化学化工应用技术发展的主要方向,目前,现代建筑业以及新型农业现代产业都对化学化工材料提出了绿色环保的要求。那么化学化工材料在现代建筑业以及新型农业现代产业中的应用具体情况是怎样的呢,现在本文一一阐述。 一、化学化工材料在现代建筑业上的应用 从2008年北京成功举办奥运会开始,世界开始进一步瞩目中国,同时,绿色化工材料也被人们更为广泛的认同。从某个意义上来说,绿色奥运的北京奥运会环保理念,拉开了绿色化工材料在我国建筑行业的应用新纪元。虽然奥运会短暂的过去了,但是绿色化学化工材料在我国的应用还有广阔的市场。 奥运会以来,在“水立方”等奥运场馆中采用的零挥发性有机化合物和低挥发性有机化合物水性涂料更为广泛的在现代建筑业中得到应用。其中水性聚氨酯涂料有着粘合持久、无污染、干燥快的性质,维护起来也更为容易,同时,水性聚氨酯涂料还具有阻燃性,防火性能首屈一指。在“鸟巢”钢结构中使用的氟碳涂料,也是值得现代建筑业关注的化学化工材料的一种绿色涂料。它不但耐溶剂、耐候,还有耐酸碱性的优势。并且其涂刷后性质高度稳定,无害无毒,是当之无愧的“涂料之王”。 谈到化学化工材料在现代建筑业上的应用,不得不说的就是隔热保温材料。像“鸟巢”建筑过程中采用的聚氨酯硬泡材料,其具有保温节能、防止噪音和绿色环保的功能。是现代建筑业中不可或缺的化工材料之一。同样,在奥运场馆座椅上采用的聚丙烯材料,具有阻燃和耐候的特性,同样可以实现回收再次利用。还有值得关注的膜材料。在“水立方“建筑上广泛使用的新型化学化工材料:乙稀-四氟乙烯共聚物。它主要用于膜材料,有着节能、保温隔温、自我清洁的功能。在控制温度方面,其节能效果更为显著,曾为“水立方”节省百分之三十的电能。对于新型建筑产业来说有突破性的建树。 应该说,化学化工材料的应用渗透到了整个现代建筑行业,在绿色环保节能创新方面给现代建筑业带来了新的春天。 二、化学化工材料在新型农业现代产业中的应用 随着社会经济的发展,人们在消费农产品时不再单单重视产品的质量和价格,而是更加注重对品味、特色和安全保健等感性的因素。因此,为了适应这一要求,新型农业应运而生,要想满足新型农业的要求,就要求化学化工材料在微生物肥和生物农药研发上进一步发展。然而农业生产并不是一朝一夕的事,也并不是满足了一代人就可以了,它是关系着我们下一代的发展问题。所以,持续性、发展性以及可循环性就成为了新型农业发展的一个重要特性。而要想能持续发展,与自然和谐共存,就需要化学化工材料应用技术着眼长远,从可持续发展角度进行应用和推广。 传统农药的害处不言而喻,因此绿色农药在新型农业中的应用就越来越为重要。“十一五”以来,加强环境保护成为新的主要目标之一。大力发展“安全、低毒、高效”的环保型农药,保持生态平衡,保障农业产品安全环保成为国家以及人民对农业的更新要求。从而,有机农药应运而生。有机农药中重要的一种腐殖酸类的农药作用更为突出,一方面,腐殖酸类农药产自大自然,并没有传统农药的毒副作用。同时,大自然有丰富无穷的资源,使得有机农药丰富广泛,是可持续发展的前提之一。另一方面,此类有机农药的经济效益可观,又无毒无害,所以深受现代农业好评。是发展前景大好的新型农药之一。 当然,要想农作物增产丰收,还需要一些促进农作物生产效率的有机农药。而这些增效方法可分为物理增效、化学增效、生物增效以及综合增效四类。物理增效,就是不改变农作物的分子,在农作物的细胞间进行各种性能的增效和提升。主要改善农作物的细胞通透性、渗透性和表面活性和粘着性等。化学增效,就是在分子间进行组合和作用,以达到改善农作物的生长形态的方法。生物增效,就是利用生物酶在农作物之间进行调整,进而增加农作物的生长效率。而综合增效就是利用以上各种方法,在不同要求下使用两个以上的增效方法对农作物进行增效生长,以达到增产增收的效果。 随着化学化工材料的不断发展,人们也在尝试将化学化工材料应用到生物菌剂中。在生物菌剂的应用构成中,研究在实验室内取得了较为明显的效果,但是当将这些研究完成的生物菌剂应用到农业生产的农田中,还是遇到了一些问题,因为农田环境对生物菌群的发展环境有所破坏,使得菌剂不能发挥在实验室中的效果。然而,当将化学化工材料与生物菌剂经过合理配比后,再应用到农业生产中,我们可喜的发现了生物菌剂的完美优势,从而完成了生物菌剂与化学化工材料的完美组合,对控制土壤中的农作物病原菌起到了显著的作用。 我国针对现代农业对农药的要求,通过农药企业在技术上进行创新和改革,以达到农业企业发展多元化。这也要求化学化工材料应用技术得到更为多元化以及多方面更为全面的研究,尤其是在现代农产品的生产方面,对化学化工材料的应用技术也要求更为系统和全面的研究和发展。现在,国家对农业化工材料应用和建筑化工材料应用越来越为重视,经过文章的深入分析,希望能对我国化学化工材料的应用和发展起到积极的影响。虽然现在我国的农药生产已经有了一百万吨的突破,但还是不能满足现代农业产业的需求,同时,进出口业务的发展,也使得化学化工材料的应用技术优势更为突出,在平稳中促进全国乃至全球化工化学材料的全面发展。 三、结语 在现代建筑业和新型农业的发展过程中,新型创新性化学化工材料得到了广泛的应用和重视,当然,在全球经济不断升温的今天,只着眼眼前的化学化工材料应用技术是远远不够的,我们还要不断的研究和实验,使化学化工材料的应用技术更为全面和多元化,应用到生产生活的各个领域,从而给我们的日常生活带来更为专业、健康的产品和服务。相信只要通过不断的追求和谨慎的研究,化学化工材料的应用技术一定会得到进一步的完善和升华。 作者简介 李俊闹(1994.1),女,云南昆明人,中南民族大学化学与材料科学学院2012级本科生,材料化学专业 材料化学论文:材料的制备及其光催化环境污染物降解的设计 摘 要: 通过水热法合成并使纳米粒子附着在表面,形成复合光催化剂,通过两种半导体材料之间的相互协同作用,提高复合材料的光催化性能及其光致稳定性。并通过XRD、TEM、XPS、FT-IR等表征方法对光催化剂进行分析;在可见光下以RhB (罗丹明B)和MB(亚甲基蓝)为目标污染物,高压汞灯为光源,评估复合光催化剂的性能,并运用XRD、红外、DRS等表征了其结构特征。通过实验可使学生初步了解纳米材料的基本知识,常用的表征分析方法,以及环境污染物降解处理方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、无机材料合成、仪器分析、光催化性能测试等方面。实验内容设置有助于培养学生的科研创造能力。 关键词: 环境化学 污染学习降解 随着全球对环境问题关注程度的日益提高,对从事环境研究人才的要求越来越高。 为了适应社会及经济发展的需求,培养理论实践相统一的应用复合型人才,要特别加强与重视实验教学。环境化学实验设计应反映新的科研成果,以提高学生的创新能力和科研能力,旨在使学生在实验教学中得到更好的综合能力训练。 近年来,半导体光催化技术在净化环境污染物领域的研究得到了广泛关注。因其独特的半导体能带结构和化学热稳定性,作为一种非金属型可见光光催化剂被应用于光催化领域,包括光解水制取氢气、光催化降解环境有机污染物和光催化合成等,引起国内外学者的广泛关注[1-2]。不仅廉价易得,而且其化学组成和能带结构可调控,因此成为光催化材料研究领域研究的热点。但是,单体材料仍然存在缺陷,为解决该问题,本文采用的复合改善单体的光催化性能。 1.实验部分 1. 1 试剂和仪器 2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪、三聚氰胺、乙腈、钒酸钠、硝酸银和亚甲基蓝(MB) (国药集团化学试剂有限公司);电子分析天平(北京赛多利斯仪器有限公司);Avatar360型FI-IR 光谱仪(美国Nicolet 公司);紫外可见分光光度计(岛津 UV-2450);X射线粉末衍射仪(D/max2500PC)。 1.2 光催化剂的制备 g-C3N4的合成: 称取一定量的2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪和乙腈放入反应釜中搅拌,然后加入三聚氰胺搅拌。将反应釜置于140℃烘箱中反应,反应结束后,反应釜自然冷却至室温。溶液离心分离,蒸馏水洗涤,干燥,所得粉末即为。 的合成: 将含有的水溶液超声后加入于25℃下搅拌。将准备好的NaVO・12HO水溶液逐滴加入上述溶液。搅拌反应后,溶液离心分离,蒸馏水洗涤,60℃干燥,所得粉末即。 1. 3 光催化降解实验方法 在可见光照射下,30℃条件下测量光催化材料的光催化性能。反应光源为模拟太阳光灯源。实验中,将光催化剂和MB (10 mg/L)或者RhB (10 mg/L)水溶液加入光催化反应玻璃瓶中,并通过循环水冷却消除热催化的影响。在光照之前,先将悬浮液在暗处磁力搅拌1 h,使MB (或RhB)染料与光催化剂混合均匀,达到物理吸附平衡。在光反应过程中,MB (或RhB)光催化剂溶液连续磁力搅拌,每5 min (或15 min)取悬浮液,离心去除光催化剂粒子,取上清液测试。使用岛津UV-2450分光光度计,通过测定最大吸收波长确定其浓度,MB (或RhB)的最大吸收波为664 nm (或553 nm)。根据朗伯-比尔定律,溶液的吸光度与浓度成正比,因此可用吸光度代替浓度计算去除率,以此为MB溶液的去除率。计算公式:降解率=(1-)×100%=(1-)×100%,其中C、C分别为光催化降解前后的浓度,A、A分别是降解前后的吸光度值。 2. 结果与讨论 经过XRD、IR、DRS表征发现,合成的为。光催化活性考察表明合成的具有较高的光催化降解活性。 学生在本实验过程中可以学习光催化剂的合成方法,巩固掌握称量固体、液体量取、催化剂洗涤等基本化学实验操作技能,并学习紫外可见分光光度计、红外光谱和DRS的操作方法。学习标准曲线建立的方法。材料的光催化活性最好,光照90 min后RhB的去除率达到85%,光催化降解速率常数最大,说明的存在能够显著提升基体的光催化降解性能。 3.结语 光催化技术已经在制氢、还原,污染物降解等多个领域具有广泛应用。半导体光催化剂是目前应用广泛的环境和能源保护功能性材料之一。本实验可以让学生了解环境污染物控制的新方法,使学生扎实环境化学基础知识的同时,能关注环境领域科技前沿信息, 将最新的科技知识融入基础知识学习中,提高自身的专业技能。 材料化学论文:材料化学教学内容存在的问题及改革趋势研究 摘 要:材料是社会现代化的物质基础与向导,是一切科学和技术发展必不可少的基石,是人类社会进步的里程碑。而材料化学是材料化学专业的基础课程和主干课程,是由材料科学与化学两大类学科交叉形成的。本文通过分析材料化学教学中存在的问题,针对材料科学学科特征和研究内容、任务,探讨了材料化学教学的改革趋势,希望能够提高材料化学教学质量,提高学生综合素质。 关键词:材料化学;教学问题;改革趋势 材料化学是材料化学专业的一门基础课程以及主干课程,是在化学学科、材料科学的相互交叉、渗透的过程中,形成、发展起来的,属于新兴的交叉、边缘学科。我们所采用的材料化学课程包括了晶体学基础、金属材料、有机高分子材料等等内容。材料化学的课程目的是为了使学生具有初步分析、解决材料中的化学问题的能力,通过该课程的学习,使学生熟悉材料的合成方法、表征手段,使学生掌握材料结构的基础理论,熟悉材料应用领域中的一系列知识,掌握材料性质与结构的关系等。并且为了培养学生的创新能力,通过对材料化学课程的系统学习,能够提高学生的综合素质。 1 材料化学教学中存在的问题 随着新材料、新技术、新理论等的出现,材料化学的快速发展要求教材不断更新,材料科学具有了新的生命力和发展前景。材料科学与工程技术日益融合,材料科学研究已经深入到源自尺度,发生了深刻的变化,并开拓了新的研究领域,如:微纳结构材料等等。并且材料化学是一门实践性很强的学科,作为教材,在日新月异发展的同时,需要具备基础性、前沿性和应用性特征。但是目前,教材对学科的原理、规律等难以阐明,缺乏较强的理化基础,根本无法适应学科的发展变化。一些大学毕业生就算具备很好的理论基础,也缺乏适应能力,后劲不足的缺点。对于材料化学研究的目的来说,教材具备应用型能够学以致用,目的明确;而教材具备前沿性,能够有利于学生较快地适应日后的科研工作,能够恰当地反映材料科学发展。随着科技的不断发展,新型材料的研发已经成了高科技中作为活跃的部分,从实验开发到工业应用,材料研究的周期大大缩短,因此,在材料化学的教材中,需要有意识的突出这一特征。另外,材料化学学科发展实践短,研究范围广,是一门新兴学科,课程参考教学资料少,存在本学科中的新理论、新技术不能及时充实到教材中的现象,对教材编著人员素质要求高,因此,材料化学课程教学内容要体现出与时俱进的理念,要进行很好的选取、改革和优化。 2 材料化学教学内容的改革趋势 2.1 材料化学课程教学内容的选取 在内容选取上,材料化学课程教学内容要根据两条原则。首先,材料化学课程教学的目标是“加强基础、突出应用、提高素质”,因此,要根据材料化学课程的研究内容和课程特征,处理好与其他学科的关系,材料化学专业的材料化学课程强调基础理论,适当地介绍一些传统材料,适当地加入一些内容,如:晶体理论、能带理论、热力学基础、金属结构近似模型等等。其中晶体理论包括晶体缺陷、X射线衍射基本原理、晶体结构对称性等等,不能有物没有理论,也不能有理论没有物理,并且还要适当的介绍一些新型功能材料结构、使用性能等。同时,还要突出其基础理论性,要与金属材料、高分子材料、无机非金属材料等联系起来又区别开来,突出材料合成条件、结构性能的关系。其次,要根据学校学科特点,遵循教学内容的选取原则,如:整体优化、精选内容、跟踪前沿等,根据教师的特长及科研成果,体现出课程内容的前沿性,实现课程内容的广度和深度,力求能够反映出当代材料化学新成就、新工艺等,让学生充分了解到材料化学发展趋势,如:纳米材料、能源材料等新材料,扩大学生的视野,培养学生的学习兴趣。 2.2 选取与优化材料化学课程内容的要求 首先,要了解化学在材料科学总的地位,熟悉材料化学的定义、材料类型、材料应用,了解与材料科学有关的期刊,了解新型材料的制备方法、功能、用途。材料化学结构理论要求掌握晶体结构的周期性、对称性概念与性质,主要包括点阵理论和晶体结构、原子结构等。要求要了解常见的对称元素系、疯子的几何构型等等,熟悉金属、离子化合物晶体,了解群的定义,常见分子点群,了解描述晶体结构的表达方法,掌握金属键能带理论、金属单质结构的近似模型,了解晶体学语言转变为化学语言等的方法,熟悉分子之间作用力等,了解不同化学元素等对材料性能的影响,了解不同材料的本质区别。材料化学合成原理与技术,要掌握材料制备技术,如:无定型材料的制备和晶体材料的制备等,熟悉无机材料制备基础理论,如:化学热力学、动力学等,熟悉高分析材料合成原理与方法。如:自由基聚合、高分子化学反应等。并且要熟悉晶体X射线衍射原理等等。其次,要加深理解各种传统材料结构决定性能的观点,熟悉几类重要材料,如:玻璃与陶瓷、聚合物等。另外,要熟悉纳米材料概念、技术等应用前景,了解光学功能材料、电性能材料等。 2.3 材料化学课程教学内容选取措施 一为了帮助学生顺利抵学习材料化学的基本原理,要重视由表入里、由浅入深的认知过程,处理好材料结构与性能、宏观与微观的关系。 二为了贯彻少而精、精而新、新而优的原则,在讲解课程基础知识的同时,要注重理论的连贯性,注意适当穿插新的研究成果,处理好课程内容更新与精选、更新与基础的关系,拓宽学生的知识面,注重其他课程和学科的渗透、促进作用。 三为了巩固学生学到的知识,要充分发挥例题习题的作用,使学生运用所学的知识去分析、解决问题。加强学生的练习,拓展并深化对基本概念、原理的理解,检查学生对课程内容的理解和掌握程度,提高其分析问题和解决问题的能力。 四为了训练学生演绎法和归纳法两种思维方式,要重视演绎法和归纳法的学习、运用,为化学理论提供一种思维体制,总结更新知识,培养学生观察、分析、推理等能力。 五为了提高学生的创新意识和综合素质,要注重理论联系实际,注重实验技能的训练,处理好理论教学与实验内容的关系,通过实验教学加深对原理的理解。 材料化学论文:建筑室内装饰装修材料化学污染及其防治对策 摘要:关于建筑装饰装修材料有害物限量,我国虽制定了系列标准及规范,但目前市场上的产品仍是鱼龙混杂,一般消费者很难鉴别这些材料或物品的环保程度,导致一些高污染的装饰装修材料、物品进入家庭,引发室内空气污染问题,危害居住者健康。 关键词:建筑装修;室内装修;室内污染;防治对策 一、建筑装修工程施工过程的特点 建筑装修工程指的是通过相应的施工操作,在原有的建筑物主体上添加一层装修层,实现建筑物的美观和整洁,提高建筑物业主的居住环境质量。在建筑装修工程施工过程之中,其主要是依托于建筑物的承重墙等结构主体的支持才能够进行相关的装修操作。而在装修的过程中,所使用的漆料和木板由于经过了相应的化学加工处理,很有可能含有甲醛等对人体有危害的气体,可能对人民群众的身体造成危害,在加工的过程之中,也有可能或产生粉尘,影响到人民群众的身体健康。 在建筑装修工程施工过程之中,由于建筑物的施工环境限制,整个建筑装修工程施工只能在一个有限的建筑物空间之内进行,这就很有可能发生建筑装修工程施工和其他建筑物施工过程的平行交叉施工,这就导致在建筑装修工程施工过程中会产生一些不安全的因素,导致一些质量问题的产生。与此同时,由于建筑物业主的具体要求不尽相同,这也就导致进行装修使用的过程中所要进行施工操作也不尽相同。除此之外,进行建筑装修工程施工的材料的类别也很多,这些材料所蕴含的各种物质可能造成对建筑物内部的污染的效果也各不相同,其可能含有的污染物的种类就具有甲醛、粉尘等物质。具体的说,就是在进行建筑装修工程施工的时候,建筑团队要选取不同的施工工艺来进行施工,在保证建筑物室内美观的基础上,保证室内的环境不受污染。 二、建筑装修材料中主要污染物及影响因素 1、涂料 目前室内装饰装修主要用到的有卫生间或阳台的防水涂料、内墙涂料和木器涂料。一般厨卫用的防水涂料主要两大类:聚氨酯类防水涂料和聚合物水泥基防水涂料,早期的聚氨酯类防水涂料因含有煤焦油或沥青,属于严重污染环境损害健康的产品,已经被淘汰,此外,聚氨酯防水涂料普遍使用的交联剂是莫卡(MOCA),也属于可疑致癌物,目前使用的新型聚氨酯类防水涂料为水固化型聚氨酯防水涂料以水为固化扩链剂,不需交联剂莫卡(MOCA),而且不含苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯酯等有害有毒溶剂,属于环保产品。另外,内墙涂料中以合成树脂乳胶漆为主,属水性涂料,内墙腻子的主要成分也属于无机成分,健康危害风险较低,但鉴于市场中很多淘汰工艺或禁用产品的盛行,需注意以下几点:第一、合成树脂乳胶漆属水性涂料,虽然环保性较溶剂型涂料高,但乳胶漆的添加助剂较多,注意表面活性剂、成膜助剂、防霉杀菌剂、防冻剂中是否含有禁用物质(烷基酚类、乙二醇醚和乙二醇酯、乙二醇)或强溶剂等;第二、内墙腻子主要为无机成分,严禁添加建筑胶(107、108、801、901胶水),以免带来化学污染;第三、防水涂料中目前使用的湿气固化聚氨酯防水涂料和聚合物水泥基防水涂料属环保型产品,严禁使用含煤焦油或含沥青的聚氨酯涂料。 2、胶黏剂 与涂料组成类似,胶黏剂也是以高分子材料为主料,配合各种固化剂、增塑剂、填料、溶剂、防腐剂、稳定剂和偶联剂等助剂配制而成。高分子材料有热塑性树脂、热固性树脂、合成橡胶、天然高分子物质等;溶剂有脂肪烃、酯类、醇类、酮类、卤代烃类、醚类等;增塑剂用的较多的是邻苯二甲酸酯类;固化剂种类有脂肪族多胺、芳香族多胺、芳环脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺、有机酸酐、咪唑类等;颜填料则包括氧化铁红、氧化铁黄、云母氧化铁、三氧化二铬等。根据胶粘剂的原料组成,造成室内污染的成分主要来源于溶剂中的挥发性有机化合物、有毒固化剂与增塑剂以及其他助剂等。 3、氨气 氨气是室内装修污染的污染源之一,是一种具有强烈刺激性气味的气体。建筑物的混凝土外加剂会造成氨气污染,有的建筑单位为了缩短工期,使用了高碱混凝土,这些混凝土中含有大量的氨类物质,随着环境温度、湿度等的变化,这些物质会还原成氨气,并从墙体中缓慢释放,进而造成室内空气中氨的浓度不断增高。氨气对人体的主要危害在于它会削弱人体的免疫能力。氨气被人体吸入后,会与人体血液中的血红蛋白结合,进而破坏血红蛋白的输氧功能,长期大量吸入氨气会出现流泪、咽疼、声音嘶哑、咳嗽、痰中带血、胸闷和呼吸困难等一系列呼吸道疾病。 三、室内建筑装修危害的防止 1、严控建筑装修工程施工材料质量 施工团队在引进施工材料的时候,要仔细地审查材料的性能,并根据工程的具体需要进行装修材料的选取工作。因为,只有保证了建筑装修工程施工材料质量满足相应的质量检验标准,才能够保证建筑材料之中所蕴含的的有毒害物质的组分控制在一定的范围内,才能够保证建筑装修工程的室内环境控制达到相应的水平。需要通过这样的方式,以有效地保证建筑装修工程的室内环境。但是,截止目前为止,我国还没有形成一个监督管理严格,价格符合统一标准的建筑材料市场,这就导致很多质量并不符合国家相关规定的材料的流入。这就需要建筑团队组织相关的专业技术人员,进行对建筑材料的严格检查,确保建筑装修工程施工过程之中使用的建筑材料都是性价比高、绿色无污染、符合可持续发展原则的建筑装修施工材料。具体地来说,就要求施工团队仔细审查建筑装修材料的规格性能、建筑装修材料的环保性能。针对目前越来越严重的环境污染问题,建筑团队在进行建筑材料选取的时候,必须严格遵守《民用建筑室内环境污染控制规范》的相关规定,使用绿色无污染的建筑物装修材料。在建筑装修工程施工过程之中,如果建筑团队想要更改施工的建筑装修材料,必须要申报监督管理部门,经过认可之后才能够更改建筑装修施工材料。 2、简化装修模式,增添绿色植物 家居装修应以实用、简约为主,过度装修会引发污染的“叠加效应”。绿色植物可起到净化室内空气的作用,比如芦荟、常春藤、龙舌兰、月季和玫瑰等,这些植物可吸收室内装修产生的有害物质。 3、进行必要的室内环境检测和空气处理 室内污染,其实是化学污染,所以,不能简单地凭气味感觉来判断,必须借助于专业设备由专业人员进行分析处理。装修后的房屋不要急于入住,应该先找室内环境监测部门进行检测,听取专家的意见,选择合适的入住时间。 4、建立健全相关的法律法规 通过立法的方式可使室内装修污染物的防治控制有法可依、有章可循。应从源头抓起,政府部门要加强装饰、装修材料质量标准的细化工作,各级质量技术监督部门应将建筑材料的环保性能作为一项重要内容,并加对大建筑材料违法行为的惩处力度。各级的工商、质量技术管理监督部门应加大联合执法的力度,在流通领域开展有效的监督管理。 结束语 室内装修造成的室内空气污染及其防治措施是一个常新的研究课题,室内装饰污染的防治应以事前控制为主,事后处理为辅,双管并重,双管齐下。通过施工团队和质量监督单位的共同努力,实现建筑装修环境的有效提升,保证人民群众不受装修污染的干扰。 材料化学论文:墙体涂层材料中化学成分的检测与分析 [摘 要]采用红外光谱、气质联用仪对一种涂料的化学成分进行检测分析,对涂料的红外光谱进行解析、综合定性,并用气质联用数据进行验证,确定出涂料的溶剂及基料。 [关键词]涂料;溶剂;红外光谱;气质联用;分析 随着现代生活水平的不断提高,对居室进行不同程度的装修在城市居民中已成为一种趋势。在装修中必然要用到大量的油漆和涂料,由此带来的室内空气污染问题也日益突出,尤其是涂料中挥发性有机化合物在室内不断释放,会引起不良建筑物综合征,其对健康的影响已引起了人们的极大关注。挥发性有机化合物主要存在于涂料的溶剂中,因此关注涂料溶剂成分就显得势在必行。 1 实验部分 1.1 实验仪器、设备及溶剂 分析采用Bruker公司的TENSOR27傅立叶变换红外光谱仪;HP6890GC-5975BMS型气相色谱-质谱联用仪(Angilent公司);上海安亭科学仪器厂80-28型离心机;甲醇:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯;二甲苯:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯。 1.2 实验内容 1.2.1溶剂的鉴定 由于样品是液状涂料,考虑到其中含有一定量的溶剂或水,先对样品进行蒸馏,在圆底烧瓶中放入23.0g涂料样品,采用常压蒸馏装置,用电热套加热,缓慢升温,当外部温度计达到140℃时开始有无色液体馏出,该液体有芳香烃的气味,蒸馏得到的馏分共重7.3g,计算可知溶剂所占比例为31.7%。 蒸馏出的溶剂先进行有无水测试,结果显示溶剂中不含水。将溶剂的原样涂在干净、平整、透明的NaCl晶片上,做红外光谱,如图1所示。 图1所示的红外光谱反映该溶剂是一个混合溶剂,3030cm-1和1606cm-1分别为苯环的C-H伸缩振动和C=C伸缩振动,说明有芳香烃化合物;1377cm-1是-CH3对称变形震动峰,是-CH3的特征吸收峰,900~650cm-1有芳基的3种取代类型的数据,说明溶剂中可能含有领、间及对位3种二甲苯。1241cm-1为羰基的伸缩振动峰,说明溶剂中可能含有酸类或脂类。 为了证实溶剂的成分,采用GC-MS分析方法进行验证。GC条件:IIP-5MS5%PhenglMethySikloxane型弹性石英毛细管柱(30.0m×250um×0.25um),模式为恒定流量,初始流量为0.8ml/min,额定初始压力为55.227KPa,平均速率为34cm/sec,分流进样,分流比为125:1,分流流量81.1ml/min,进样口温度230℃。升温程序:初始温度40℃,保持2min,以2℃/min升至50℃,保持3min,再以2℃/min升至75℃,保持3min,再以2℃/min升至100℃,保持3min。进样量0.2ul。MS条件:EI源,离子源温度230℃;接口温度280℃;电子能量69.922EV;倍增器电压1152V;四级杆温度150℃;溶剂延迟0min;扫描范围30~400amu。按照上述实验方法对样品进行分析,获得了涂料溶剂成分的总离子流图,如图2所示。通过G1701BA化学工作站数据处理,检索NIST05谱库,确定样品的组成;采用面积归一化法计算出各组分的相对百分含量。 经NIST05普库检索,共鉴定出6种化合物,结果见表1。GC-MS分析结果证实溶剂系统由甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸丁酯等组成,证实了红外光谱图的分析结果。 1.2.2成膜物的鉴定 在离心管中装入涂料约1g,用二甲苯溶解,溶解的涂料做离心分离,将第一次离心得到的上层清液倒入干净的锥形瓶中待用。取下层浑浊液用二甲苯洗涤重复离心6~8次,始终无沉淀出现,说明该涂料无无机涂料,开始的浑浊为未溶解的涂料样品。将锥形瓶中的上层清液在红外灯下浓缩至少量,用甲醇做沉淀剂,得到成膜物的沉淀,过滤,洗涤,将沉淀烘干至恒重,称量得到0.58g。计算得成膜物的质量分数58%。将烘干的成膜物做红外光谱图,如图3.该谱图与红外标准图对照[4],可知该成分为短油醇酸树脂。1730cm-1、1602cm-1、1581cm-1、1283cm-1和741cm-1为醇酸树脂的特征吸收峰,其中1602-1和1581cm-1为弱的双吸收峰。 由此粗略判断该涂料为醇酸树脂涂料,但考虑到氨基树脂(由尿素或三聚氰胺与醛缩聚而成)和醇酸树脂可以混合成氨基树脂涂料,检查谱图中并无氨基树脂的特征值1552cm-1和815cm-1及908cm-1或849cm-1或826cm-1[5],所以可以判断该涂料为醇酸树脂涂料。 2 结论 该醇酸涂料的成膜物为短油醇酸树脂,溶剂为甲苯、二甲苯及乙苯等毒性较大的挥发性化合物。挥发性有机化合物(volatileorganiccompoubds,VOC)常见的有脂肪烃混合物、萜烯类、芳香烃类、醇类、酮类、醚类、醚醇类等,是造成室内空气污染的主要原因之一。有机溶剂大多挥发性有机化合物,装饰装修材料中的有机溶剂挥发到空气中污染空气后,可直接对人体造成各种严重损害,甚至中毒死亡。该涂料中的挥发性VOC比重较大不能用于室内装修。 材料化学论文:CeO2改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的合成和电化学性能研究 [摘 要]采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4,并采用溶胶凝胶法在其表面进行了CeO2包覆。用XRD、SEM和循环测试分别对包覆后粉体的晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:通过LiMn2O4表面包覆CeO2,其电化学性能得到显著提高。综合分析,当LiMn2O4表面包覆CeO2为3.0%时,其综合电化学性能最优,首次放电容量可达120.9mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 [关键词]锂离子电池;正极材料;CeO2包覆;LiMn2O4;性能 0 引言 目前对于尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的研究较多,主要因为其具有无毒、价格低廉、安全性高等特点。但是尖晶石型LiMn2O4在充放电过程中会发生锰在电解液中的溶解[1],造成在反复的充放电过程中有明显的容量衰减现象,大大降低了电池的比容量及循环寿命。国内外研究表明,表面包覆可以有效地改善锂离子电池正极材料的性能。当前,包覆物质主要有C、CaF2、TiO2、Al2O3、Li3PO4[2~5]等。本文通过CeO2表面包覆LiMn2O4,研究不同CeO2包覆量LiMn2O4的结构、形貌、包覆量及电化学性能,分析不同CeO2包覆量LiMn2O4的循环性能。 1 实验 1.1 CeO2改性LiMn2O4的合成 采用高温固相法合成LiMn2O4,将摩尔比为1.05:4的Li2CO3(分析纯)和电解MnO2(分析纯)混合均匀,在800℃条件温度下保温9小时,冷却到室温,得到LiMn2O4正极材料。用合成的LiMn2O4正极材料作为包覆目标,Ce(NO3)2・6H2O(分析纯)为包覆原料,制备包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的正极材料。分别取计量比的Ce(NO3)2・6H2O溶于去离子水中,搅拌溶解后,加入一定量的柠檬酸溶解。再取2.0g的LiMn2O4加入到混合溶液中,在75~85℃下搅拌至水分蒸发呈凝胶状。将凝胶在100℃下真空干燥8h,再在750℃下热处理6h,得到包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的LiMn2O4正极材料。 1.2 电池制备 将制备的正极材料与乙炔黑、聚四氟乙烯按70:15:15的物质量比均匀混合,配制成锂离子电池的正极,用锂片做负极, 隔膜为Celgard 2300,采用1mol/L的LiClO4/PC(碳酸丙烯酯)+DMC(碳酸二甲酯)+EMC(碳酸甲乙酯)(体积比为1:1:1)做为电解液,在德国M.Braun公司生产的LAB Master氩气手套箱内组装成双电极试验模拟电池。 1.3 材料结构分析及电化学性能测试 采用日本理学D max-RD12kw旋转阳极衍射仪进行XRD分析材料的微观结构,测试条件:CuKα辐射,40kV管电压,100mA管电流,扫速为8°/min;采用JSM-6390LA扫描电子显微镜分析材料形貌。电池组装完毕静置放置10h后,在室温下,采用CT2001A Land电池测试仪进行恒流充放电测试。以0.1C倍率进行恒流充放电测试,充放电区间为2.8~4.4V。 2 结论分析 2.1 LiMn2O4/ CeO2正极材料结构 由图1可知,当CeO2包覆量达到3.0%后,LiMn2O4的XRD图谱出现了CeO2的杂峰;随着包覆量达到3.0%,该衍射峰变得更强。但包覆后,LiMn2O4的晶格常数并没有明显的变化,说明CeO2在LiMn2O4颗粒表面是作为一个独立相存在的。 通过未包覆和包覆3.0%CeO2的LiMn2O4的SEM图可知,采用高温固相合成法制备的LiMn2O4颗粒尺寸主要在2~6μm之间,而包覆3.0%CeO2的LiMn2O4颗粒尺寸主要集中在3~5μm之间,其均匀度明显优于未包覆的LiMn2O4,有益于锂离子的脱嵌。未包覆材料的LiMn2O4单晶颗粒形成完整,单个颗粒呈现立方结构;表面包覆3.0%CeO2的LiMn2O4,样品颗粒均匀性较好,表面较为光滑,颗粒之间存在明显的边界,没有较大的团聚现象发生。 2.2 电化学性能 图2是包覆0、1.0%、3.0%、5.0% CeO2的LiMn2O4在室温条件下的首次充放电曲线。从图中可以看出,未包覆的LiMn2O4首次放电容量为125.0mAh/g,比包覆CeO2的LiMn2O4首次放电容量要高,这可能是包覆后材料未完全活化的原因。随着CeO2包覆量的增加,材料的首次放电容量有所减小,但减小幅度不大。当CeO2的包覆量为3.0%时,其首次放电容量显著减小。 图3是包覆0、1.0%、3.0%、5.0%CeO2的LiMn2O4在0.1C放电倍率下的循环性能。从图中可以看出,在室温下充放电20周后,未包覆的LiMn2O4容量衰减最快,为初始容量的81.3%。当CeO2包覆量从0增加到3.0%时,LiMn2O4的放电容量降低的幅度较小,但循环能力明显提高。当包覆量为3.0%时,其具有最佳的电化学性能,首次放电容量可达到120.9mAh/g,循环20周后容量保持率可达到94.0%。尽管包覆量为5.0%的试样也表现出较好的循环能力,但包覆较多的CeO2使得离子通过CeO2和LiMn2O4界面的阻力增大,使得其放电容量较低。综合考虑,CeO2最佳的包覆量为3.0%。 3 结论 (1)随着CeO2包覆量的增加,LiMn2O4的放电容量虽逐渐降低,但幅度较小,其循环能力明显提高,说明LiMn2O4表面包覆CeO2可显著提高它的电化学性能。 (2)综合考虑不同CeO2包覆量LiMn2O4的首次放电容量和循环性能,当CeO2表面包覆量为3.0%时,其具有最优的电化学性能,首次放电容量可达121.1mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 作者简介:吕斌(1987―― ),男,陕西咸阳,助理工程师,主要从事锂离子电池正极材料研究。 材料化学论文:金属材料化学成分的仪器分析方法概述 [摘 要]金属材料化学成分的含量及形态决定着金属的性能,准确分析金属材料的化学成分对鉴别材料性能及用途起着重要作用。利用传统化学法进行成分分析存在着过程复杂、效率低下的缺点,本文主要介绍紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法等常见仪器分析方法在金属材料化学成分分析中的应用。 [关键词]金属材料,化学成本,仪器分析 金属材料的化学成分是决定材料性能和质量的重要因素,现行国家、行业标准对绝大多数的金属材料都规定了其必须保证的化学成分,有的甚至作为质量、品种的指标。金属材料的化学成分分析依据分析原理和分析条件不同,分为化学法和仪器法。化学法主要根据金属成分的化学反应来确定金属材料的组成成分,这种方法能够准确定性及定量分析金属化学成分,但存在着试剂消耗量大、过程复杂、效率低下的缺点。仪器分析法则根据元素的的光学、电学等化学性质,利用分析设备为依托,准确快速地实现成分分析。随着仪器分析学科的发展和越来越多先进分析设备的问世,紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法以及X射线荧光光谱法等仪器分析方法在金属材料分析领域应用越来越成熟。 一、 紫外可见分光光度法 分光光度法的原理是利用重金属与显色剂发生络合反应,生成有色的分子团,反应后溶液的颜色深浅与浓度成正比。在特定的波长下与标准样品比色检测。目前分光光度分析主要有两种,一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定,另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见区都有吸收,但因一般强度较弱,所以直接用于分析的较少。加入显色剂使待测物转化为紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定,是目前金属材料分光光度分析方法最广泛的手段。通过分光光度法,可测定金属材料中的Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg等化学成分。与传统化学法相比,紫外可见分光光度法具有灵敏度高,仪器设备操作简单,操作便捷、快速的有点,能够广泛应用在各种金属材料的化学成分分析中,但是相比较于化学法以及其他仪器分析方法,存在着样品需要显色处理、准确度不高的不足。 二、 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法是20世纪50年代创立起来的一种新型仪器分析方法,依据金属材料中被分析的目标元素能够吸收特定波长的特征谱线,根据特定元素对光吸收量的多少从而利用朗博比尔定律去进行定量分析,实现金属材料中元素含量的分析。该种方法能够实现金属材料中70多种微量元素的成分分析。分析灵敏度根据原子化方式的不同有所不同,火焰原子吸收光谱法测定的金属材料相对灵敏度为1.0×10-8~1.0×10-10g・mL-1,非火焰原子吸收分光光度法的绝对灵敏度为1.0×10-12~1.0×10-14g。原子吸收光谱法作为一种成熟且应用广泛的分析方法,应用在金属材料化学分析领域具有不可替代的优点:首先,该方法分析范围广,能够分析金属材料中70多种主次微含量的元素;其次,原子吸收光谱法采用的是锐线光源,减少了目标元素之外的其他元素光谱干扰,有利于得到更为准确的分析结果,测定微、痕量元素的相对误差可达0.1%~0.5%,这点在基体复杂的金属材料分析中尤为明显;再次,该方法具有良好的稳定性和重现性,精密度好,一般的仪器分析结果相对标准偏差为1%~2%,性能好的仪器可达0.1%~0.5%。第四,该方法分析的速度快,分析一个样品只需要数十秒至几分钟。基于以上优点,该方法已经成为金属材料化学成分分析的主要手段。但是该法也存在每次测试只能分析一个目标元素,分析多元素时样品用量大,以及只能分析液体样品,金属材料需要化学前处理的不足。 三、原子荧光光谱法 原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的,是通过测量待测元素的原子蒸汽在特定频率能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量的方法。原子荧光主要有5种基本类型:共振荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、敏化荧光和多光子荧光。大部分仪器分析工作时使用的是共振荧光因其跃迁的概率最大且普通线光源即可获得相当高的辐射密度。原子荧光光谱法在金属材料化学分析中应用最成功的是金属材料中易形成气态氢化物的As、Sb、Bi、Se、Ge、Pb、Sn、Te和Hg等8种元素的痕量分析,到20世纪末,又增加了Cd和Zn两种元素。目前有些国家标准中已经将原子荧光光谱法指定为金属材料中个别元素分析的标准方法。原子荧光光谱法分析金属材料,具备以下几个方面的优点:1、分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离,消除干扰;2、与溶液直接喷雾进样相比,氢化物法能够将待测元素充分预富集,进样效率接近100%;3、连续氢化物发生装置易于实现自动化;4、不同价态的氢化物发生条件不同,可进行金属材料中痕量元素的价态分析。但是基于原子荧光光谱法的原理,能够形成气态氢化物的元素有限,所以原子荧光光谱法仅能够实现金属材料中部分元素的分析,而不能实现所有成分元素的测定,存在一定的局限性。 四、原子发射光谱法 原子发射光谱法与原子吸收光谱法相辅相成,是金属材料中无机元素定性和定量分析的主要手段。分析的原理是依据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线,对元素进行定性和定量分析。该方法分析目前最主要的仪器为ICP-AES,此类仪器可实现70多个元素的微量、痕量分析。与原子吸收光谱法不同,使用该仪器分析方法分析金属材料时,一个样品一经激发,样品中各元素都各自发射出其特征谱线,从而可以实现一个金属材料样品同时测定其中的多个元素含量。使用原子发射光谱法分析的试样,大多数不需经过化学处理就可分析,且固体、液体试样均可直接分析,若用光电直读光谱仪,还可在几分钟内同时做几十个元素的定量测定。对于批量金属材料的分析,体现出了快速和样品使用量较少的优点。原子发射光谱法的仪器大多都具备检出限低,稳定性及重现性好的优点,但也存在一定的不足,在金属材料分析中,由于各个元素的发射谱线众多,各个目标元素有时会出现相互干扰的情况,影响结果准确性;分析金属材料中主元素含量时,由于含量过高,分析的准确性会变差;该类仪器分析方法,只能分析金属材料中的元素含量,而不能分析金属材料中的化合物含量或者元素的形态;虽然缺点明显,但是原子发射光谱法还是以其无法比拟的优点赢得众多金属材料化学成分分析者的欢迎,成为金属材料化学分析的首选手段。 五、结语 使用仪器分析方法进行金属材料的化学成分分析,每种方法适用的样品类型以及分析的目标不一致,优缺点明显。如何根据金属材料的性质以及分析的目标选取适当经济的分析方法,才是做好金属材料化学分析的关键。随着化学分析技术的进步以及仪器性能的不断提高,仪器分析手段将会更加广泛地应用到金属材料化学分析中。 材料化学论文:基于晶体学的材料化学课程教学 【摘 要】材料化学是从化学的角度研究金属、非金属等多种材料的科学,课程内容涉及面广。以晶体学为主线的材料化学课程教学,通过对材料结构的解析和比较使学生明确各类材料在合成、性能和应用方面的异同,体现了基础理论和应用的结合。 【关键词】晶体学;材料化学;课程模块 现代科学技术赖以发展的各种材料主要以固态形式存在。按照基本粒子排列的有序程度,固态物质可以分为晶态、非晶态和准晶态。鉴于大多数材料只存在于晶态之中且晶态材料具有特殊的规则性,在近代自然科学体系中,通过晶态获得微观立体结构信息已成为极其重要的研究渠道。因此,晶体学是材料科学发展的重要支柱。 材料化学是材料科学的重要分支,是一门研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的科学[1-2]。在材料化学的课程学习中,对于材料结构的认识尤为重要[3]。本文结合本科教学实践,分析了《材料化学》课程的特点和存在的问题,阐述了以晶体学为主线的课程设计及教学方法。 1 《材料化学》课程的特点及存在的问题 首先,《材料化学》是材料类专业的重要专业基础课,课程内容多,涵盖了材料的制备、结构、性能及应用。从所涉及的材料来看,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、功能材料等。这就要求《材料化学》授课教师的知识面广,在内容组织上不仅能体现不同材料各自的特点,还要强调它们之间的联系。 其次,不同于《无机化学》等课程,作为一个较新的学科和课程,《材料化学》不具备经典、权威教材。目前,各大出版社的《材料化学》教材内容各不相同,有些甚至差别较大。此外,新材料的开发、传统材料的升级一直是研究热点。因此,材料相关的理论和知识日新月异。如何将新技术、新成果引入到《材料化学》课程中,做到知识与时俱进,是课程教学中面临的一个重要问题。 2 以晶体学为主线的《材料化学》课程教学 2.1 课程内容模块化 按照材料化学专业培养目标及山东科技大学人才培养的特点,材料化学课程选用李奇教授编写的《材料化学》作为教材。根据对本课程的理解,以晶体学基本原理为主线,将课程内容进行模块化整合,分为背景模块、晶体学原理模块、金属材料模块、无机非金属材料模块、高分子材料模块和学科前景模块。 2.2 课程设计及教学方法 背景模块主要介绍材料化学课程在材料科学中的地位、材料化学课程内容、学习目的及学习方法,结合实际例子(如摔不碎的纳米陶瓷刀,“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”――金属玻璃等)激发学生对课程的兴趣。 晶体学原理模块中以晶体的周期性和对称性为教学重点,结合宏观实例解释微观的概念和原理。鉴于晶体学原理模块内容较为抽象,在教学过程中采用多媒体与模型(主要是球棍模型)相结合的方式,通过对比教学加强学生对基本概念和原理的掌握。从晶体与非晶体的异同入手引出晶体的周期性和对称性,从晶棱、晶面和晶胞三个层次分析晶体的特点,结合X射线衍射完整讲解晶体学知识,引导学生构建完整的晶体学理论框架。 在学习晶体学知识的基础上,金属材料模块、无机非金属材料模块和高分子材料模块分别从三大类材料各自的结构出发结合制备方法引出材料的性能及应用。在金属材料模块的教学中,结合前期《无机化学》中有关金属晶体的知识,引出“等径圆球密堆积”的模型,从而分析金属单质一维、二维和三维密堆积的基本形式。为了使学生更好的理解二维密堆积中四面体空隙和八面体空隙的产生,在教学中将学生分成若干小组,每组发放一定数量的乒乓球(代表金属单质原子),请学生动手排出密堆积的形式。另外,准备已组合好的模型,让学生从不同角度观察二维密堆积,查找四面体空隙和八面体空隙的位置。通过二维密堆积的详细讲解和学生的动手组装,使学生更好的理解密堆积,为后续金属单质的三维密堆积和合金结构的学习打下良好的基础。 在金属材料中除了金属晶体之外,还涉及到准晶这一特殊的结构。与晶体的长程有序不同,准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性。这部分的教学中着重强调准晶与晶体在结构上的不同,并由此引出其制备和性能的特殊性。 在无机非金属材料模块的教学中,引导学生从比较离子晶体与金属晶体的结构区别入手,结合球棍模型的组装,使学生掌握离子晶体结构的解析方法。着重强调离子晶体结构分析中以往学生经常出现的错误。例如氯化铯(CsCl)晶体的解析,学生在根据晶体结构示意图(图1)进行分析时往往得出其为体心立方结构,但实际上CsCl晶体应该是简单立方结构。该错误的出现是因为学生并未掌握离子晶体结构分析要点。在离子晶体的结构解析中,应首先分析负离子(或正离子)的排列方式,然后查找正离子(或负离子)的位置及其占据的空隙类型,最后分析正负离子的配位数以及每个晶胞中所含正负离子个数。只有按照这样的分析方式才能正确得出晶体结构。在学生熟悉无机材料典型的晶体结构后,引出无机材料的经典制备方法,并比较各种方法间的差异,由此得出材料的性能和应用。在晶态无机材料的教学中,穿插近代科研中比较热门的碳材料(如碳纳米管、石墨烯等)和分子筛材料,分析这些材料的特殊结构及由此衍生出的特殊性质和应用。例如,分子筛材料特殊的孔道结构使其具有择形催化性能并在石油化工领域中有着非常重要的应用。 另一方面,在无机非金属材料中还涉及到非晶态材料。教学过程中通过晶体结构的周期性和对称性,引出非晶态材料(如玻璃等)的结构特点,注重新兴非晶态材料(如金属玻璃)的合成及性能。 在高分子材料模块的教学中,引导学生总结高分子与小分子在结构上的差异,引出高分子的晶态、非晶态、液晶态和取向态。结合偏光显微镜对球晶的观察,使学生进一步明确晶态高分子与金属晶体、离子晶体等的区别。通过高分子材料的晶态没有小分子完善,而其非晶态的有序性却高于非晶态小分子,引出高分子材料具有小分子所不具备的特殊性能和应用。 在前景展望模块,主要从化学的角度针对材料的发展进行分析,使学生认识到材料的特殊魅力。结合材料化学的发展前沿,提高学生对材料学科今后发展趋势的认识,为学生成为材料专业技术人才奠定坚实的基础。 3 结语在材料化学课程教学中,以晶体学为主线将金属材料、无机非金属材料和高分子材料串联在一起。采用比较式教学、多媒体和模型相结合的教学手段,加深学生对材料结构、制备、性能和应用的理解和认识,提升学生分析解决问题的能力。
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计算机新技术论文:浅谈计算机网络新技术 【摘 要】计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议,将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能,具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。本文将对网络关键技术及其新发展进行概述。 【关键词】计算机 网络 新技术 1计算机网络传输介质技术 1.1双绞线 用于公共电话交换系统,可分为屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线; 1.2 同轴电缆 具有传输频带宽,话路容量大,抗干扰性能好,传输速率高等优点; 1.3 光纤 具有载波频率高,通信容量大,传输损耗小,不受外界电磁场干扰,体积小,重量轻等优点,是计算机网络通信领域中最具竞争性的一种传输介质; 1.4 视线介质通信 包括无线电通信、微波通信、红外线通信等利用空间传输电磁波技术实现的通信。 1.5 卫星通信 一个静止轨道的同步卫星只需要经过一次中继,就可以覆盖地球表面积三分之一的地区。 2 计算机网络交换技术 2.1 电路交换网 电路交换网进行数据通信交换时,首先申请通信的物理通路,通路建立后通信双方开始通信并传输数据; 2.2 存储转发交换网 在进行数据通信交换时,先将数据在交换装置控制下存入缓冲器中暂存,并对存储的数据进行一些必要的处理。 2.3 混合交换网 这种网同时采用存储转发和电路交换两种方式进行数据交换。 2.4 高速交换网 高速交换网采用ATM异步传输模式、帧中继FR及语音传输等技术。 3 公用网络传输技术 3.1 X.25协议 X.25协议是应用较广泛的一种传输协议。它规定了网桥和路由器等通信设备如何在连接线路上打包和选择路由。 3.2 帧中继 帧中继是继X.25后发展起来的数据通信方式。它通过按需要分配带宽来处理分段信息传输增加带外信号来实现。帧中继这种新技术在局域网的互连中得到广泛应用。 3.3 ISDN ISDN是基于单一通信网络、能够提供包括语音、文字、数据、图像等综合业务的数字网。ISDN通过标准POTS线路传送数据。速率可以达到128kbps。 3.4 千兆快速以太网 千兆快速以太网较快速以太网速度提高了10倍,达到1000Mbps。通常用光纤、6类非屏蔽双绞线进行组网。 3.5 ATM异步传输模式 ATM异步传输模式是一种高速面向连接的、标准化的传输、复用交换技术。它使用了由53B(字节)组成的传输分组,可以同时传送各种不同类型的数据,包括视频和音频。在25Mbps~655Mbps的数据范围内提供专用带宽。 3.6 B-ISDN宽带综合业务数字网 B-ISDN宽带综合业务数字网是基于光缆网络使用异步传输模式(ATM),通过SONET同步光缆网络进行数据交换传输的新一代ISDN网络。 3.7 蓝牙技术 蓝牙技术是一种短距离的无线连接技术标准。其实质内容是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。蓝牙技术主要面向网络中各类数据及语音设备,如PC机、笔记本电脑等。 3.8 无线AP 无线AP是无线局域网中的接入点和无线网关。作用类似于有线网络中的集线器。 3.9 大容量无线网 大容量无线网是以蜂窝式移动数字通信网实现个人数据通信的技术。美国微软公司与美国移动通信公司已联合投资90亿美元开发卫星蜂窝网,建立21世纪的个人数据通信。 3.10 空间信息高速公路 空间信息高速公路是美国规划全球Internet通信卫星计划,休斯公司已经筹划开发的空间信息技术。 4宽带用户入网技术 4.1 DSL数字用户链路网 以铜质电话线为传输介质的传输技术组合,包括ADSL、HDSL和RADSL等,一般称之为XDSL技术。 ADSL非对称数字用户线路是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术,利用现有的一对电话铜线,分别传送数据和语音信号,数据信号不通过电话交换机设备,不需要拨号一直在线,属于一种专线上网方式。 HDSL高比特率数字用户线路是一种对称的DSL技术,可以利用现有电话线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.544Mbps(T1)或2.048kbps(E1)数字连接能力。优点是充分利用现有电缆实现扩容,可以解决少量用户传输宽带信号的要求。 RADSL速率自适应非对称数字用户环路是自适应速率的ADSL技术。可以根据双绞线质量和传输距离动态地提交640kbps到22Mbps的下行速率。以及从272kbps到1.088Mbps的下行速率。 4.2 Home PNA对称式数据传输技术 Home PNA对称式数据传输技术的双向传输带宽均为1Mbps或10Mbps。其传输距离一般为100~300m。Home PNA技术运用现有的电话线高速接入互联网。不需要改变原有电话的设置,而且上网速度很快。 4.3 Cable接入技术 可以使有线电视公司利用现有HFC(光纤铜轴混合网)网络提供了宽带业务。HFC在一个500户左右的光节点覆盖区可以提供60路模拟广播电视和每户至少2路电话、速率至少高达10Mbps的数据业务。 4.4 光纤接入技术 光纤接入技术是指在光纤用户网中局端与用户之间完全以光纤作为传输介质的接入网技术。光纤用户网具有带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等特点。 4.5 无线接入技术 利用无线技术作为传输媒介向用户提供宽带接入服务。除了传统的无线局域网络接入外,卫星宽带技术正在迅速发展。用户通过计算机的调制解调器和卫星配合接入互联网,从而获得高速互联网传输、定向发送数据、网站广播等服务。 5 网络安全技术 5.1 端到端的安全技术 主要指用户(包括)之间的加密、鉴别和数据完整性的维护。 5.2 端系统的安全技术 主要涉及防火墙技术。 5.3 安全服务质量 主要指如何保证合法用户的带宽。防止用户非法占用带宽。 5.4 安全的网络基础设施 主要涉及路由器、城名服务器,以及网络控制信息和管理信息的安全问题。 6 计算机网络的未来技术 6.1 开放技术 开放的体系结构、开放的接口标准,使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性,归根结底是标准化技术问题。 6.2 集成技术 表现在网络的各种服务与多媒体应用的高度集成,在同一个网络上,允许各种消息传递。既能提供单点传输,也能提供多点传递;既能提供无特殊服务质量要求的信息传输,也能提供有一定时延和差错要求的确保服务质量的实时传递。 6.3高性能技术 表现在网络提供高速率的传输、高效率的协议处理和高品质的网络服务。 6.4 智能化技术 表现在网络的传输和处理上。能向用户提供更为方便、友好的应用接口。在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。尤其是主动网络的技术研究,使得网络内执行的计算能动态地变化,该变化可以是/用户指定0或/应用指定0,而且用户数据可以利用这些计算。计算机网络技术的未来趋势是优化网络体系结构、提高网络传输效率和解决网络关键技术。 计算机新技术论文:浅谈中国计算机中等职业教育面临的新技术挑战和应用策略 摘要:本文通过计算机中等职业教育面临的新技术挑战、造成现状的原因以及新技术挑战的应对策略进行简要分析。 关键词:中国计算机;中等职业;新技术;应用策略 一、计算机中等职业教育面临的新技术挑战 1、物联网的概念及其发展 中国在1999年提出了物联网的概念,是通过射频识别(RFID)、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的通讯协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、跟踪、管理等的一种网络概念。物联网概念的问世,打破了以前的传统思维即将物理基础设施和IT基础设施分离开来,其中一方面是机场、公路和建筑物,而另一方面是基础数据中心,个人电脑和宽带等。而在物联网时代,基础设施更像是新型地球,属于智慧地球的有机组成部分。 2、云计算的概念及其发展 云计算(cloudcomputing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的比喻说法。云计算具有超大规模、高可靠性、高可扩展性、极其廉价等重要特点,包括基础设施即服务、平台即服务和软件即服务三个层次的服务。因此,云计算对于软件开发、存储方式、计算机硬件设备等各个方面均存在重大的影响,改变了原有的开发与测试模式。目前发展较为成熟的云计算商业模式有亚马逊云平台、苹果公司云服务平台、微软公司云服务平台等重要模式。 3、大数据的概念及其发展。 大数据技术(bigdata)是目前最新出现的另一种先进技术,指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具,在合理时间内达到获取、管理、处理、整理成为帮助企业经营决策更积极目的的信息。大数据具有4V特点:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、value(价值)。目前,大数据已经被广泛应用在天文学,基因组学,生物,和其他复杂或跨学科的科研,医疗记录,视频档案等众多领域。 二、造成现状的原因 1、师资严重不足 在中等职业学校,因计算机专业历史并不悠久,有些计算机教师专业知识不够系统,不够深入。另外由于计算机专业的知识发展的非常迅速,而许多即使是计算机专业毕业的教师其知识储备也大多来自早些的计算机书籍,因而使得其知识显得相对陈旧。对于计算机专业的教师来说,良好的终身学习习惯的养成是非常重要的。另外由于计算机知识实践性强,对计算机专业的教师提出了更高的要求。只有专业老师走到生产实践中去,自身具有很强的实践能力,学生才有可能不会与社会脱节。 2、培养方向模糊 有很多中等职业学校之所以开设计算机专业,是因为计算机专业招生形势比较看好,学校本身却缺乏对该专业的了解,从而导致培养目标过于宽泛,专业设置盲目,培养方向模糊。 3、课程设置欠佳 师资力量和培养方向决定了课程设置。有些学校甚至存在因人开课的现象,即因教师会上什么课程而开设什么课程,有的学校因培养方向模糊,门门课程都是浅尝辄止,最后导致的结果是学生什么都学过,却什么都不会。 三、新技术挑战的应对策略 1、新型课程体系的形成 中等职业教育课程体系是根据职业中专学生的特点,通过独立思考和集体合作,提高其分析、解决实际问题的能力,以发展自己的创造才能,使学生全面系统地掌握计算机知识。随着物联网、云计算和大数据新技术的蓬勃发展,新理论新方法新技术已成为目前计算机科学和应用市场所必须的重要内容。由于传统的教育课程体系内容过于陈旧,已跟不上计算机技术的发展和社会职业的需求。因此,必须根据新理论新技术特点,适时编制新型课程体系,充分融合物联网、云计算和大数据等新技术的基本内容和开发方法。以应对新技术挑战,推动新型教学体制改革,大力推进我国整个中等职业教育体系的发展。 2、新型教师队伍的培养 合格的教师队伍是我国中等职业教育体系中极为关键的环节,也是培养满足市场要求的中专生的前提条件。但随着物联网、云计算和大数据为代表的新技术的出现,我国基层中等职业教育中教师已跟不上时代对计算机技术的需要。我国大量的基层中等职业教师队伍其知识结构和思维模式很大部分还局限于传统的教学理念中。计算机学科的重要特点就是知识更新速度快。若不及时更新自己的知识结构,补充新理论新方法和新技术,则意味着巨大后退。因此,计算机专业的中等职业教师必须不断地学习,全面投身到计算机中等职业教育的教学研究领域,同时承担大量中专生培养任务的中等职业教育机构也需改变教学思路,把提高教师队伍素质作为一项重要工作推进,加大对于优秀教师的激励力度,定期举办教师的进修班,从而全面提高计算机专业中等职业教师队伍的综合水平,形成新型的教师队伍。 3、新型教学方法的形成 面对物联网、云计算和大数据新技术对计算机专业中等职业教育的挑战,旧的教学方法已经完全不能适应新技术条件下的教学需要。传统的教学方法着重于对学生知识结构的被动灌输,学生的学习能力和创新思维完全被压抑,导致学生本身只能接受教师教授的知识,当面对物联网、云计算和大数据新技术时则表现为不知所措。因此,为了适应上述新技术的挑战,必须开发新型教学方法,注重理论与实际相结合,因材施教保证基础知识和新型技术的传授。教师不仅仅要单纯的进行备课工作,还要针对目前出现的物联网、云计算和大数据新技术特点,专门设计新型教学方法,对上述新技术的概念、形成和发展方向具备充分的了解,同时对上述新技术的基本理论、技术方法和实现工具具有详细的理解,才对形成针对性的教学方法。同时还要对学生的知识结构和特点进行深入的了解,做到因材施教,使学生对自己学到的知识更加灵活地运用。计算机科学是必须拥有复杂操作能力的学科,因此专业教师必须在备课方案中根据软件的不同功能特点编制特定教案,在具体上机操作时按照规定步骤进行演示,让学生充分理解软件的操作与使用。 结语 作为处于计算机中等职业教学一线的教师,作者根据自身切身体会,深入探讨国际先进信息技术的发展对于计算机中等职业教学的影响和面临的重大挑战,并提出了建立完善的新型课程体系、培养新型教师队伍和形成新型教学方法体系等应对策略,以利于培养能够适应新技术挑战和社会经济发展需求的优秀的计算机中等职业学生,提高我国计算机专业中等职业教育水平。 计算机新技术论文:借助微课应对全国计算机高新技术考试的教学实践研究 摘 要:教育信息化的发展和微文化的盛行促进了微课教学研究,针对中职生源质量欠缺的现实问题和提高中职生职业技术技能的需求,将微课引入课堂,可为学生的个性化、自主化、多元化学习创造条件,提高中职生计算机技术技能水平和OSTA认证的通过率,从而为中职学生就业和立业打下坚实的基础。 关键词:全国计算机信息高新技术考试;微课;课堂教学 随着学校信息技术和现代网络通信技术不断完善,电脑、手机、平板电脑等设备的普及促进了信息化教学的发展,恰逢微博、微信、微电影、微小说的兴起,微课也在这股潮流下应运而生。跟随这波教改浪潮,笔者尝试将微课应用于全国计算机信息高新技术考试(OSTA)教学中,以提高教学质量和考证通过率。 一、选择微课理由 教学是教与学的互动过程。笔者主要从教材、学生、微课、教师、环境五个方面综合考量,引入微课教学。 1.学科特点 OSTA认证是人力资源与社会保障部为适应社会发展和科技进步的需要,授权人力资源和社会保障部职业技能鉴定中心,在全国范围内组织实施的社会化职业技能鉴定考试,采用标准化考试方法,事先公开考题和答案。按软件不同,划分为若干模块,如办公软件、计算机辅助设计(AutoCAD)、图形图像设计(Photoshop)等几十个模块,按软件应用知识点将各个考试模块划分为若干单元,每个单元内有若干道考题,即对应知识点的具体应用。按难易程度不同,划分为初级操作员、中级操作员、高级操作员、技师和高级技师5个等级。考试时,按不同模块和等级,系统随机抽取每个单元内的一道考题,要求学生按标准熟练完成。例如:中级图像制作员,即图形图像处理(Photoshop)模块第一单元“选区”第一题“制作立体饼状物”的操作要求。 建立选区:建立直径为230像素的圆形,制作饼状比例示意图选区。 选区编辑:填充2700绿色(#00a92-4)、500红色(#a40603)和400蓝色(#1709dc)。 效果装饰:制作立体效果(30像素高度)。 将最终结果保存在考生文件夹中。 总之,OSTA认证要求学生通过考题的训练,提高学生的计算机应用技能,进而提高考试通过率。 2.学生实际 职业学校的生源主要是中考成绩达不到普通高中录取线的“线下生”和初中毕业的“往届生”,就读职业学校是他们无奈和被动的选择或是逃避工作的港湾。因此,大部分职专生被动接受职业教育,虽然学生先天的智力因素差别不大,但在学习态度、学习能力和学习习惯等方面差距明显。大部分学生到校不是为了学一技之长,为今后的生存、生活和事业打基础做准备,而是为了应付家长的要求,迫不得已到校混日子,厌学成风。具体表现包括:学生课堂纪律观念薄弱,迟到、早退、旷课、逃学是常事;虽然受制于学校的管理,学生人在教室,但无心上课,打瞌睡、走神发呆、讲闲话、玩手机等现象严重;学生缺乏学习兴趣,求知欲不强,但迫于教师、家长的压力,被动地应付学习,作业抄袭、考试舞弊等屡屡发生。总之,职专生学习缺乏主动性,生活缺乏积极性,纪律缺乏自控性。 3.微课特性 微课全称为“微型视频课程”,教育部教育信息管理中心给出的微课定义为“以教学视频为主要呈现方式,围绕学科知识(如例题习题、疑难问题、实验操作等)进行的教学过程及资源的有机结合体”。其主要特点是教学时间短(5-10分钟),易于碎片化、泛在化学习;教学内容较少,易于突出课堂教学中重点、难点、疑点和反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动;针对性强,利于掌握记忆;资源容量较小,一般在几十兆左右,支持网络在线播放,易于师生在线观摩,灵活方便地将其下载保存到终端设备(如:笔记本电脑、手机、平板电脑等)上进行移动学习。 4.教师能力 OSTA认证考试模块中的办公软件应用已经成为职业学校的公共基础课,计算机辅助设计(AutoCAD)成为建筑专业的必修课,图形图像设计(Photoshop)成为美术装潢和计算机专业的必修课……职业学校选聘了一批计算机教师,经过多年的培训和岗位锻炼成为“双师型”教师,他们是学校信息化建设的中坚力量。这些教师具备扎实的专业知识能力和职业教育能力,熟悉计算机专业理论和网络专业知识,掌握办公软件应用、图形图像设计、动画视频制作、计算机辅助设计、网站开发和编程技术技能,了解职专生源情况和培养技术技能型人才的要求。总之,中职计算机教师有能力针对OSTA认证考试模块的特点和中职生的实际,应用办公软件、录屏软件、音视频编辑软件制作相应的微课,架设可操作的平台和交互平台,完成微课的应用。 5.设施条件 近年来,学校信息化建设得到国家的重视和政府的大力支持,特别是2012年12月教育部召开全国职业教育信息化建设工作会议以后,学校为加快推进教育信息化进程,购置了足够的微机和多媒体录播设备,建有光纤主干网,无线覆盖整个校区,配置了网页、邮件、文件存储服务器以及相关软件平台,基本满足基于网络环境下的教学要求。 尽管类似“微课”的理念、形式和实践早已有之,但是只有符合学科特点和学生实际,借助当代信息与通讯技术的微课,才有可能成为普遍推广的教学资源,由普通教师自主设计开发和记录的优质教学资源的手段。 二、制作微课的方法 基于上述理由,结合教学实践笔者认为,屏幕录制型、PPT演示加真人拍摄型和真人实景拍摄型三类微课,基本满足OSTA认证教学的需要。 1.计算机屏幕录制型微课制作 OSTA认证考试教材是一本试题集,有明确的标准和样章。制作此类微课,必须保证演示步骤规范、准确,解说语言标准、简洁,条理清晰明了。此类微课的制作一般不使用摄像机拍摄,而使用软件捕捉计算机的屏幕动作。笔者选用的是TechSmith公司的Camtasia Studio软件,首先,通过屏幕录制功能记录下屏幕动作,包括影像、音效、鼠标移动轨迹,解说声音等;然后,通过后期剪辑制作功能对视频进行复制、移动、删除、添加标注、放大、画中画、字幕、转场、旁白等;最后,将录制的视频输出rm、wmv、flv等格式的文件,大小为几十兆左右。如果追求更为专业的剪辑,则需要Adobe Premiere、Adobe After Effects、Avid Media Composer等影视制作软件。 2.PPT演示加真人拍摄型微课 为了对OSTA认证考试教材各章节的知识点的操作要领进行归纳小结,帮助学生融会贯通所学知识,避免学生死记硬背操作步骤,需要用PPT罗列知识点,教师出镜解说,更能吸引学生的注意和重视。制作此类微课需要花一定的功夫,首先,要制作PPT课件,教师根据章节的内容,整理出相应的文字资料,在保证知识的准确性外,合理进行技术加工和艺术再现,以达到文字简洁突出,图片协调清晰,音乐和谐优美,切换速度适中,过渡自然,动画设置种类和数量合适。其次,进行视频录制,可以采用学校的录播教室进行录制,录播室的摄录设备配置齐全,录制效果比较好,后期剪辑工作量相对较小;还可以用手机、摄像机拍摄教师的授课过程,将PPT课件转化为视频文件,用后期软件合成。 3.真人实景拍摄型 寻访已取得OSTA认证证书的学生,请他们介绍学习方法、考试经验,帮助考生做好迎考准备;或寻访优秀毕业生,请他们介绍技能证书在竞聘上岗中的重要性和所学计算机操作技能在实际工作中的应用,让学生了解证书和技能的重要性,激发学生学习兴趣和信心。这类微课的制作,相当于访谈类视频拍摄,前期需制定好拍摄脚本,选好拍摄机位、焦距、高度、角度、景别,后期剪辑要注意镜头组接的规律,必须符合学生的思维方式和影视表现规律,把握好节奏,讲究色调统一。由于专门制作这类微课,投入成本较大,如果学校存有优秀毕业生访谈视频素材,可以从中剪辑加工,以节约制作成本。 教师将制作好的微课,按教材的章节整理并上传到校园信息化平台,学生可以利用计算机或移动终端设备(手机、笔记本、平板电脑等)访问下载,满足学生随时随地学习的需要。 三、运用微课策略 微课作为一种教学资源,本身不具备传播功能,但搭载在交互平台后,它就是一种灵活、开放的网络资源,可为学生的个性化、自主化、多元化学习创造条件。 1.融入课堂 目前,课堂仍是中职学生技术技能学习的主阵地,教师找准微课与课堂教学的切入点,把微课与现实课堂整合,将微课融入到教学情境的创设、新课的导入、概念的阐述、习题操作过程的演示、课堂小结等环节,高效合理地利用有限的课堂时间,充分调动学生学习的积极性,发挥课堂的最大作用,引导学生掌握计算机技术技能,形成有效的学习策略,为掌握一技之长和通过OSTA认证考试打下基础。例如:利用真人实景拍摄的访谈微课创设情境,激发学生学习兴趣,建立自信心;使用习题录屏型微课,引导学生自主学习,独立完成习题训练,培养学生的自主学习能力,规范操作步骤,解决学生面对计算机屏幕学习时常会出现操作细节缺失的问题和教师无暇逐个辅导的难题,帮助学生形成自主学习策略,使学生在实践中体会学习的成就感和学以致用的快乐。 2.翻转课堂 职业教育倡导“做中学,做中教”的教学理念,借助微课,实现“先学后教”翻转课堂,符合职业教育理念,也是微课的典型应用。学生按照教师的安排,依据自身情况,可以在课前、课始、课中、课后自行浏览教师放在服务器上的微课,自定步调完成课程内容的学习,把原本由教师统一讲授的环节,通过信息交互平台辅助,由学生在课前或课始自主完成,让学生在学习过程中发现问题并解决问题,满足学生探究的欲望,体验成功的喜悦。课堂上教师也应转变角色,由传统的知识传授者、控制者转变为学习活动的引导者、组织者、促进者和参与者,突出学习者的主体性和主动性,营造良好的学习环境氛围。例如:在办公软件模块教学中,先按OSTA认证时间和课时制定教学进步表,在交互平台,预告上课内容,引导学生提前观看微课,了解所学知识,便于在课堂上顺利完成学习任务,掌握所学知识的合理应用方法。 3.拓展课堂 职业教育要求学生掌握一技之长,鼓励学生深入学习感兴趣的学科,掌握更为卓越的技术技能,为今后做事立业打基础。而传统课堂的“齐步走”教学模式无法满足学生的个性化学习需求,造成会的学生不想学、不会的学生不会学、一知半解的学生懒得学的尴尬局面。微课有效整合了课堂教学资源,制作典型性高、层次性强、代表性高的视频,来增强课堂的多样性、立体性和时效性。同时,微课为学生开展自主学习、搜集相关知识提供了快速便捷的通道,突破了传统课堂的局限性。在OSTA认证考试中,一个模块有初级、中级和高级操作员难度之分,鼓励程度好、感兴趣的学生参加高级操作员级考试,实施因材施教,分层教学。 总之,合理高效地应用微课,可以化解“班级化”教学的困境,化解教师重复讲解无法一对一帮教的问题,化解考试前复习丢失操作细节的不足,提高中职生计算机技术技能水平和OSTA认证的通过率,为中职学生就业和立业打下坚实的基础。 计算机新技术论文:计算机信息高新技术认证考试的几点思考 全国计算机信息高新技术考试,即OSTA(Occupational Skill Testing Authority)认证考试,是由人力资源和社会保障部职业技能鉴定中心统一组织的计算机及信息技术领域新职业国家考试,是国家职业技能鉴定工作和职业资格证书制度的有机组成部分,目的就是推动计算机信息高新技术的迅速普及,全面提升劳动者素质,增强劳动者就业能力和创业能力。目前,全国计算机高新技术考试已开发出15个模块,45个系列,67个平台的考试,平台考试采用全美测评软件系统,即ATA(American Testing Authority)智能化考试。 三峡电力职业学院1995年申请成立了“全国计算机信息高新技术考试站”,2002年,采用ATA系统,开始智能化考试。在考试实际运行的教学工作实践中,我们积累了一套行之有效的培训考试经验,同时,也在思考ATA培训考证工作中存在的一些问题。 一、OSTA认证考试的运作 1.健全机构,加大组织指导力度 在采用ATA智能化考试系统之前,我校计算机信息高新技术(办公应用模块中级操作员)培训考证工作已经开展了七年多,累积完成考试取证六千多人次,整个培训考证环节已是驾轻就熟。2002年,开始采用ATA智能化考试系统,原来是所有考生用一套考题,现在是全部考生随机抽题,各不相同,原来是老师人工阅卷,现在是考试系统自动评分,减轻了老师的劳动强度。同时,也带来了新问题,初期的数场考试,平均通过率只有30%左右,这引起了学校领导的高度重视,专门成立了计算机信息高新技术考试培训考证工作领导小组,分管教学的副院长任领导小组组长,负责培训考证工作的统筹规划协调管理,计算机信息中心负责培训考试的教学组织等日常管理。为此,计算机信息中心安排两名骨干教师专职负责ATA的培训教学工作。培训考证工作领导小组通过召开专题会议,分析考试失利的原因,查找问题,研究对策,及时调整教学方法。工作领导小组的成立为ATA智能化考试通过率的提高提供了有效的组织保障。 2.及时更新设备和系统,为教学和考试提供物质和技术保证 我校始终与省技能鉴定中心及ATA公司驻武汉办事处保持经常联系,ATA考试系统的每次升级,我们都做到了及时更新。除此之外,学校还加大教学计算机设施的投入,十年间,学校先后投入58余万元,二次改造计算机机房,最近一次为2009年,学校更新64台电脑(惠普DX2310:E5200/2GDDRⅡ/250G/17”),很好地满足了ATA培训教学和考试的需求。各种软硬件系统的及时更新,为ATA智能化考试的顺利进行提供了良好的物质和技术支撑。 3.精心组织培训教学,提高考试通过率 办公应用模块中级操作员,即国家职业资格四级,考证内容主要微软的办公应用软件WORD和EXCEL的基本操作为主,外加少量Windows操作系统的知识,题目并不难,但覆盖面广。每次考试抽题,题量基本上为75道,在120分钟内完成,要求有一定的速度。因此,一周的时间,合理安排,精心组织,尤其重要。目前,根据教学系统提供的四套题目,我们以第一套讲解为主,练习为辅,其他三套以练习为主,讲解为辅,边讲边练为原则。第一套讲解12个课时,其余三套练习4课时,讲解1课时,考试3个课时,总计30个课时。其中第一套课时时间分配如下所示。 整个教学过程采用边讲边练,讲练结合,首先采用成绩激励,激发学习的积极性,每天对学生学习情况都做相应的考核,对成绩突出的同学给予表扬。例如1-4节,共计要讲44分的题目,要求学生在下课前要达到40分的标准,只有达到40分的才能够记录成绩,否则5-6节课前要自行做一遍,再可记录成绩。通过这种方法,同学们为了不甘落人后,听课,练习的态度都非常认真,90%的人可以达到要求的目标。 其次是模拟考试找差距。第一套讲解过后,大多数同学能达到90分,就认为很简单。这时用第二套进行模拟考试,多数同学2小时无法完成,成绩在及格的边缘,一般情况达到90分很难,此时老师把重点,难点,存在的问题再次进行剖析讲解,学生通过反复练习模拟测试找出不足,加深题目印象,不断提高操作熟练程度和正确性。 到目前为止,一次性考证通过率达92%以上,对于因各种原因没能通过考试的学生,我们允许他们进入下一期,跟班学习,甚至下下一期,跟班再学,直到通过考试,取得办公应用模块国家职业资格四级证书,学生毕业时,取证率达到100%。 二、问题与思考 1.ATA全美测评软件系统有待进一步完善。 在ATA智能化考试过程中,我们发现,对于同一个问题,仿真系统不能穷举出所有的解题方法,只能按规定的操作答题,与实际情况不完全相符。题库更新周期较长,自从开展ATA智能化考试以来,考试系统虽然几次升级,考试题库却变化不大,尤其是微软办公应用软件已经几次升级,从开始的Office98到现在的Office2007,功能越来越强,操作越来越简单,如果题库不能及时更新,不仅原有的一些题目失去了考试的意义,而且新的操作功能又得不到及时补充。对于这些问题,我们积极与省人力资源和社会保障厅技能鉴定中心、ATA公司驻武汉办事处保持密切联系,及时反馈发现的问题,希望能得到进一步改进和完善。 2.加强质量监控,防止“应试培训”。 近年来,我校计算机信息高新技术培训考试一次性通过率一直维持在很高水平,取证率达到100%。成绩固然可喜,同时,我们也发现另外一种现象,有部分学生毕业时,做自我推荐材料,在文字排版和表格制作还存在问题。实际上,这些学生都取得了办公应用模块(Windows平台)中级操作员证书,也就是说,学生办公应用软件的实际应用能力欠缺。调查发现,为了提高考试通过率,学生通过反复练习,应付考试已不存在问题,但实际应用时就暴露出不足,这也说明,办公软件的系统化操作训练没有落实到位,出现了“应试培训”的趋势,学生的实际应用操作能力不够。因此,要将强培训质量监控,防止“应试培训”现象发生。 3.努力开展其他模块的培训考证工作。目前,我校计算机信息高新技术培训考证工作取得了一些成绩,但那仅仅是办公应用模块(Windows平台)中级操作员,即国家职业资格四级证书的培训考试。在计算机信息高新技术培训考证中,还有很多模块有待我们进一步开发,如计算机辅助设计模块、图形图像处理、局域网管理模块等等。,我们将结合学校实际情况,有步骤,分阶段地推出其他模块的培训考证工作,努力把我校的ATA培训考证工作推向一个新的高度。 (作者单位:三峡电力职业学院) 计算机新技术论文:计算机信息高新技术认证考试的几点思考 全国计算机信息高新技术考试,即OSTA(Occupational Skill Testing Authority)认证考试,是由人力资源和社会保障部职业技能鉴定中心统一组织的计算机及信息技术领域新职业国家考试,是国家职业技能鉴定工作和职业资格证书制度的有机组成部分,目的就是推动计算机信息高新技术的迅速普及,全面提升劳动者素质,增强劳动者就业能力和创业能力。目前,全国计算机高新技术考试已开发出15个模块,45个系列,67个平台的考试,平台考试采用全美测评软件系统,即ATA(American Testing Authority)智能化考试。 三峡电力职业学院1995年申请成立了“全国计算机信息高新技术考试站”,2002年,采用ATA系统,开始智能化考试。在考试实际运行的教学工作实践中,我们积累了一套行之有效的培训考试经验,同时,也在思考ATA培训考证工作中存在的一些问题。 一、OSTA认证考试的运作 1.健全机构,加大组织指导力度 在采用ATA智能化考试系统之前,我校计算机信息高新技术(办公应用模块中级操作员)培训考证工作已经开展了七年多,累积完成考试取证六千多人次,整个培训考证环节已是驾轻就熟。2002年,开始采用ATA智能化考试系统,原来是所有考生用一套考题,现在是全部考生随机抽题,各不相同,原来是老师人工阅卷,现在是考试系统自动评分,减轻了老师的劳动强度。同时,也带来了新问题,初期的数场考试,平均通过率只有30%左右,这引起了学校领导的高度重视,专门成立了计算机信息高新技术考试培训考证工作领导小组,分管教学的副院长任领导小组组长,负责培训考证工作的统筹规划协调管理,计算机信息中心负责培训考试的教学组织等日常管理。为此,计算机信息中心安排两名骨干教师专职负责ATA的培训教学工作。培训考证工作领导小组通过召开专题会议,分析考试失利的原因,查找问题,研究对策,及时调整教学方法。工作领导小组的成立为ATA智能化考试通过率的提高提供了有效的组织保障。 2.及时更新设备和系统,为教学和考试提供物质和技术保证 我校始终与省技能鉴定中心及ATA公司驻武汉办事处保持经常联系,ATA考试系统的每次升级,我们都做到了及时更新。除此之外,学校还加大教学计算机设施的投入,十年间,学校先后投入58余万元,二次改造计算机机房,最近一次为2009年,学校更新64台电脑(惠普DX2310:E5200/2GDDRⅡ/250G/17”),很好地满足了ATA培训教学和考试的需求。各种软硬件系统的及时更新,为ATA智能化考试的顺利进行提供了良好的物质和技术支撑。 3.精心组织培训教学,提高考试通过率 办公应用模块中级操作员,即国家职业资格四级,考证内容主要微软的办公应用软件WORD和EXCEL的基本操作为主,外加少量Windows操作系统的知识,题目并不难,但覆盖面广。每次考试抽题,题量基本上为75道,在120分钟内完成,要求有一定的速度。因此,一周的时间,合理安排,精心组织,尤其重要。目前,根据教学系统提供的四套题目,我们以第一套讲解为主,练习为辅,其他三套以练习为主,讲解为辅,边讲边练为原则。第一套讲解12个课时,其余三套练习4课时,讲解1课时,考试3个课时,总计30个课时。其中第一套课时时间分配如下所示。 整个教学过程采用边讲边练,讲练结合,首先采用成绩激励,激发学习的积极性,每天对学生学习情况都做相应的考核,对成绩突出的同学给予表扬。例如1-4节,共计要讲44分的题目,要求学生在下课前要达到40分的标准,只有达到40分的才能够记录成绩,否则5-6节课前要自行做一遍,再可记录成绩。通过这种方法,同学们为了不甘落人后,听课,练习的态度都非常认真,90%的人可以达到要求的目标。 其次是模拟考试找差距。第一套讲解过后,大多数同学能达到90分,就认为很简单。这时用第二套进行模拟考试,多数同学2小时无法完成,成绩在及格的边缘,一般情况达到90分很难,此时老师把重点,难点,存在的问题再次进行剖析讲解,学生通过反复练习模拟测试找出不足,加深题目印象,不断提高操作熟练程度和正确性。 到目前为止,一次性考证通过率达92%以上,对于因各种原因没能通过考试的学生,我们允许他们进入下一期,跟班学习,甚至下下一期,跟班再学,直到通过考试,取得办公应用模块国家职业资格四级证书,学生毕业时,取证率达到100%。 二、问题与思考 1.ATA全美测评软件系统有待进一步完善。 在ATA智能化考试过程中,我们发现,对于同一个问题,仿真系统不能穷举出所有的解题方法,只能按规定的操作答题,与实际情况不完全相符。题库更新周期较长,自从开展ATA智能化考试以来,考试系统虽然几次升级,考试题库却变化不大,尤其是微软办公应用软件已经几次升级,从开始的Office98到现在的Office2007,功能越来越强,操作越来越简单,如果题库不能及时更新,不仅原有的一些题目失去了考试的意义,而且新的操作功能又得不到及时补充。对于这些问题,我们积极与省人力资源和社会保障厅技能鉴定中心、ATA公司驻武汉办事处保持密切联系,及时反馈发现的问题,希望能得到进一步改进和完善。 2.加强质量监控,防止“应试培训”。 近年来,我校计算机信息高新技术培训考试一次性通过率一直维持在很高水平,取证率达到100%。成绩固然可喜,同时,我们也发现另外一种现象,有部分学生毕业时,做自我推荐材料,在文字排版和表格制作还存在问题。实际上,这些学生都取得了办公应用模块(Windows平台)中级操作员证书,也就是说,学生办公应用软件的实际应用能力欠缺。调查发现,为了提高考试通过率,学生通过反复练习,应付考试已不存在问题,但实际应用时就暴露出不足,这也说明,办公软件的系统化操作训练没有落实到位,出现了“应试培训”的趋势,学生的实际应用操作能力不够。因此,要将强培训质量监控,防止“应试培训”现象发生。 3.努力开展其他模块的培训考证工作。目前,我校计算机信息高新技术培训考证工作取得了一些成绩,但那仅仅是办公应用模块(Windows平台)中级操作员,即国家职业资格四级证书的培训考试。在计算机信息高新技术培训考证中,还有很多模块有待我们进一步开发,如计算机辅助设计模块、图形图像处理、局域网管理模块等等。,我们将结合学校实际情况,有步骤,分阶段地推出其他模块的培训考证工作,努力把我校的ATA培训考证工作推向一个新的高度。 (作者单位:三峡电力职业学院) 计算机新技术论文:关于计算机网络安全信息新技术探索 摘要:随着计算机技术的飞速发展,计算机也已经全面的进入到各个家庭之中,关系到人们生活的方方面面,但是,目前的网络环境还存在着一些安全性的问题,人们在使用计算机网络,网络安全成为人们关心的一个问题,所以本文针对目前的网络安全缺陷,对目前的计算机网络安全信息新技术进行探索。 关键词:计算机 网络安全 新技术 1 引言 计算机技术的普及为人们的生活提供了极大的便利,但是因为目前的计算机网络中形式的多样化、客户端分布不平衡以及网络的开放性和互联性的特性,使得目前的网络会受到一些非法的组织以及个人的恶意攻击以及破坏,因此计算机网络安全以及信息的保密性成为一个关键性的问题。强化计算机网络安全,成为目前计算机网络技术的重大问题。现在的企业的信息以及经营,也已经在很大程度上越来越依赖网络,其中存在着巨大的企业资料以及信息,如果计算机网络出现了漏洞,会造成信息的丢失、延迟,或者被不法分子恶意的破坏、篡改、会为企业的经营带来巨大的损失。对于政府来说,网络的安全就会有更大的现实意义,关系到一个国家安全以及利益。 2 计算机网络安全概述 计算机网络安全的含义,所谓的计算机安全是指通过建立和采取的的技术以及管理来保护数据的安全,通过对计算机的软硬件的保护,确保资料稳定,不会因为偶然或者恶意行为而丢失、破坏或者泄露。相对的计算机网络安全的定义为通过对计算机网络中的软硬件以及数据的保护,确保网络中的数据的安全、完整、保护,保证信息的安全。而实际应用中关于计算机网络安全的定义会因为使用环境不同而不同。对于我们普通的使用者,更加关注的的计算机网络安全更重要的是对个人的隐私以及机密在网络环境中的安全,避免遭到恶意泄露。对于网络运营商,关注的不但有客户在使用网络时的安全,更重要的是考虑怎样面对一些突发事件,例如自然灾害、战争等对于网络安全带来的巨大影响。 3 信息加密技术的新发展及其在计算机网络安全中的应用 计算机加密技术作为一种新兴的的计算机网络安全技术,得到了巨大发展,逐渐发展出了对称以及非对称加密技术,目前正在发展更加有效地加密技术。目前出现了数字签名技术、信息隐藏技术以及量子加密技术,为计算机网络安全提供了新的方法。 3.1 数字加密技术 3.1.1 数字签名技术 数字签名技术室对非对称加密技术的改进,能够保证信息交易业务的安全,主要应用在保证电子商务安全以及公司局域网的安全。目前的电子商务主要是利用RSA加密技术以及SSL协议确保交易的安全。通过数字签名技术能够保证信息发送向唯一的地址,所以通过数字签名签名技术只有通过私人秘钥才能完成,所以不能复制,只要开始交易,就会留下能以否认的记录信息。通过数字签名技术可以确保电子商务的安全,客户能够放心的进行电子商务操作。 3.1.2 信息隐藏技术 信息以藏技术是在信息加密技术上的改进,基本的原理是利用隐蔽算法将信息嵌入隐蔽载体中,然后通过使用原始的隐蔽载体和秘钥完成信息的提取,将隐蔽的信息变为能够阅读的信息。这种加密算法经常应用在局域网中,在局域网的信息传播中,通常是将信息在各个部门统一传播,但是会隐藏一些仅仅发送给个人的信息,而这些个人可以使用秘要完成信息的阅读。通过这样的信息加密技术,具有很高的的实效性,出去了由于二次信息加密以及传输带来的风险,除此之外由于隐藏的信息不易检测,可以具有更高的安全性。 3.1.3 用户加密技术 在网络发达的时代,用户加密技术是最基本常见的技术,作为administrator的用户来讲,在用户设置面板就会见到,密码设置以及改制是非常简单而且易懂的。作为Administrator,可以行使的权利是超级多的。切换User可以使你在计算机中的多重利用,节省资源又便利。 3.2 防火墙技术 防火墙技术虽然面临着最近几年跟中网络新技术的冲击,但是因为自身的特点及不断对自身技术的完善,依然是网络安全中最用价值的技术。可以分为软件、硬件以及芯片级的防火墙技术。 3.2.1 软件防火墙技术 软件防火墙技术需要在特定的计算机上运行,越要利用客户已经安装的计算机系统为操作的基础,这样一台特定的计算机可以定义为整个网络防火墙,可以叫做“个人防火墙”。软件防火墙需要其他的软件运行一样,经过在计算机上的安装才能完成功能。有时需要一定的专业知识完成对软件防火墙的操作。 3.2.2 硬件防火墙 硬件防火墙需要一定的硬件平台作为运行的基础。目前经常使用的硬件防火墙都是一种PC结构的框架,所以仅从这一点上来看,与我们家庭中使用的计算机没有什么不同。通过在这样的一种PC框架上完成一些讲过了剪裁或者简化的操作系统,完成对计算机网络的安全保护。但是目前这种安全技术仍然需要其他的内核作为操作基础,所以会多少的受到操作系统本身的限制。 3.2.3 芯片级防火墙 芯片级防火墙是一种以专用的硬件作为基础,不需要专门的操作系统的支持。专用的芯片因为自身特点,具有更快地的工作速度,更高的处理能力,以及更加效率的性能。目前经常使用的芯片级防火墙由于还是比较少的,所以防火墙本身会有一定的漏洞,会有一些漏洞,而且价格比较高,需要更加进一步的发展。 4 结语 随着电子商务、远程教学、企业办公等越来越多的进入人们的生活,人类现在的生活的各个方面都与计算机以及网络息息相关。努力提升网络的安全,发展能够在现代化的应用环境下,更加合理高效的保证计算机网络安全的技术已经显得更加重要。也只有在确保了计算机网络的安全后,才能更大可能发挥网络信息时代的特点,真正进入人们的生活的每个细节,为提升人们的生活质量做更多的贡献。 计算机新技术论文:计算机网络通信新技术的现状与发展趋势 摘要:计算机网络通信技术的发展不仅影响着世界互联网的发展,还影响着人类社会发展的走向和经济、政治、军事、文化、生活的各个方面,因此,了解计算机网络通信技术的发展现状和趋势能够帮助人们清晰地认识互联网信息时代。 关键词:计算机;网络通信技术;现状与特点;发展趋势 一、计算机网络通信技术的概述及现状分析 1、概述 在计算机技术与通信技术相互融合之后出现了一种新技术便是计算机网络技术,该技术在网络协议的基础上将全球范围内相互独立的、分散的计算机连接到了一起。在连接的过程中,电缆、载波、通信卫星、双绞线、光纤和微波等都可以作为连接的介质。同时,该技术既使得硬件、软件和数据资料等实现了共享,又能够对共享之后的数据资源进行集中管理、有效的处理与维护。 互联网络通信技术已朝着宽带化、智能化、个人特征化和综合发展化的方向前进。通信网络技术已经从简单的信息通信向能够支持各种窄带和宽带、实时通讯和非实时通信、多种网络传输协议、复杂的计算机网络操作系统的方向发展,引起人们极大的关注。 2、发展现状 2.1 多媒体技术的发展现状 计算机网络技术和通信技术的快速发展,在一定程度上满足了人们不断提高的多媒体需求。多媒体技术不仅包含图像数字和语音技术,还包含海量存储技术和无线技术等。多媒体技术的迅速发展使得网络电视、音乐、广播应用得十分广泛。 2.2 移动网络通信技术的发展现状 全球移动通信技术已经由模拟技术、G S M 和C D M A 技术向3 G 技术方向发展,移动通信技术的快速发展使电信行业得到了迅猛发展,更是网络通信技术发展的重要体现。移动通信技术实现了全球随时随地的沟通交流,给人们的生活带来方便和快捷。 2.3 光通信技术的发展现状 随着社会快节奏的加快,人们对数据传输和处理的要求越来越高,传统的线路传输已经难以满足需求,而光通信技术则可以。光通信技术涵盖了光缆、光纤、光节点、光接入和光传输等领域。光通信技术的发展使得单模光纤、色散位移光纤、塑料光纤以及多模光纤技术得以逐渐成熟。 二、推动计算机网络技术发展的因素分析 1、计算机网络技术发展的根本动力:个人需求。人的本质是每一个人个体的一切社会关系的总和。实践是人类社会的存在方式,计算机网络技术是通过人类的实践创造出来的,是人类社会为了生存需要,对自身肢体器官的一种延伸。因此,从根本上来说,计算机网络技术的出现与发展是人类社会的需求所致。 2、计算机网络技术发展的主要动力:社会需求。计算机网络技术的出现反映了人类的需求,而这种需求也是在人类社会中产生的,因此,计算机网络技术发展的主要动力就是社会需求。首先,国家政治需要和经济发展为计算机网络技术的发展提供了持久的动力支持;其次,国家的军事需求为计算机网络技术的发展提供了强大的动力支持;最后,企业的逐利性特点为计算机网络技术的发展提供了不竭的动力支持。 3、计算机网络技术发展的重要推动力:相关科学技术的发展 计算机网络技术是与其他科学技术有密切联系的有机整体,我们需从科学技术基础出发对计算机网络技术的发展模式进行探讨研究。一方面,理论基础为计算机网络技术的发展提供了理论上的可行性;另一方面,相关群体技术的不断发展为计算机网络技术的创新提供了技术上的可能性。 三、计算机网络通信的技术特点 1、多样性 计算机网络通信是计算机技术发展的必然产物,是通信技术的必然趋势。计算机网络技术通信依托于计算机技术、网络技术、通信技术、信息技术的支持,依托于现代科技支撑,具有多样性和多元化的特点。 2、综合性 计算网络机通信将计算机透过网络连接起来,然后再实现通信和信息化处理,实现资源、信息、数据的共享,为信息需求者提供帮助和便利。综合性是指计算网络机通信必须要集合多种技术,形成技术集群。因此,综合性是计算机网络通信的显著特征,也是不可或缺的要素。 3、创新性 计算机网络通信是现代信息技术发展的极致。尽管如此,计算机网络通信技术也时时刻刻发生着技术的创新与变革。在初期,网络通信仅能实现区域间信息传递与流通;逐步成熟的广域网技术为计算机网络通信的创新和拓展提供了契机;3 G 无线网络技术使计算机网络通信技术迎来了一次大变革。由此可见,信息技术的发展推动了计算机网络通信的技术创新。 四、计算机网络通信技术的常见问题 计算机网络通信问题主要表现在技术故障及通讯安全问题。通讯安全主要表现在信息的泄露、篡改、非法渗透、非法使用等方面,而技术故障往往是硬件连接和软件设置问题。 1、技术故障 网络技术故障诊断常用的命令有p i n g 命令和ipconfig两条。ping命令主要用来检查本机到目标站点路由是否能够通畅,ipconfig命令显示IP协议的具体配置,查看主机名、节点类型、DNS 服务器等信息。综合运用这两条命令可以诊断出网络的常见故障。 2、网络通信安全问题 网络信息系统具有开放性、脆弱性和易受攻击性的特点。网络通信安全问题主要表现在信息容易被泄露、信息篡改、非法使用网络资源、非法信息渗透、假冒等。互联网的不安全因素主要来自硬件(电磁泄露、搭线窃听等)和软件(病毒感染、非法入侵、系统漏洞等)两个方面。 五、计算机网络通信的发展趋势 1、网络融合技术、无线通信技术以及移动通信技术的大发展 三网融合已经成为发展的必然趋势,可以让电信网、广播电视网以及计算机网络通信进行相互合作、兼容以及渗透,更完美的发挥各自的优势和功能,为用户提供更高效率、更高质量的服务,合成一个全球的网络通信,从而更好地实现全网络范围内的资源共享,大幅提高网络效率、减低运行成本。无线通信技术是网络通信改革的重要方。WiFi是无线通信市场的一个新开拓,使得网线网络通信变为开放性、灵活性的无线网络通信,得到了广大用户的认可,加大WiFi的研究和拓展力度将使无线通信得到有更好地发展。在今后的发展中,对3 G 技术进行突破和改进依然是移动通信研究的主要方向。应不断研究三种主流3 G 技术,使其向商业化方向进行发展。 2、全光通信网也成为未来网络宽带的发展方向 全光通信网具有传输方面的优点,而且在减少误码率的方面也具有其他网络无法替代的地方,光通信技术的出现给通信领域带来了蓬勃发展的机遇。特别是在提出信息高速公路以来,光技术开始渗透于整个通信网,光纤通信有向全光网推进的趋势。全光网的解释是网中直到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式,即端到端的全光路,中间没有光电转换器。这样,网内光信号的流动就没有光电转换的障碍,信息传递过程无需面对电子器件处理信息速率难以提高的难点。因具有处理高速率的光信号,实现超长距离、超大容量的无中继通信提高网络效率等多种优点而成为通信网未来的发展方向。目前,世界上许多国家已开始利用波分复用技术和现有的以及即将铺设的光纤联网进行全光网实验,以寻求一个具有透明性、可扩性、可重构性的全光网的全面解决方案,为实现未来的宽带通信网奠定坚实的基础。 3、科技的发展,未来移动网转型的一大方向就是移动分组化,其中最主要的就是IP化 由于IP技术在移动通信中的引入,将改变移动通信的业务模式和服务方式。基于移动IP技术,为用户快速、高效、方便地部署丰富的应用服务成为可能。移动IP技术为移动节点提供了一个高质量的实现技术,可应用于用户需要经常移动的所有领域。如通过无线上网,使用手提电脑,用户可以随时随地上网,通过IP技术还可以与公司的专用网相连;扩展移动IP技术,还可以使一个网络移动,即把移动节点改成移动网络。它的实现可以简单地认为把原先的移动节点所做的工作改成移动网络中的路由器所做的工作,这种技术广泛地应用于轮船、列车等活动网络中。人们开始寻求移动的数据业务,研究移动IP技术成为业界的重点,具了解IETF也正在扩展因特网协议,开发一套用于移动IP的技术规范。 总的来说:计算机网络是社会发展的一种必然。计算机网络应是覆盖全球的,可随处连接的巨型网;计算机网络应具有前所未有的带宽以保证承担任何新的服务;计算机网络应是贴近应用的智能化网络;计算机网络应具有很高的可靠性和服务质量;计算机网络应具有延展性来保证时迅速的发展做出反应;计算机网络应具有很低的费用六个方面。 结束语 计算机网络通信技术已成为业界关注的焦点。关注计算机网络通信技术的发展新趋势,立足国情,制定周全的业务和网络发展规划,认真解决技术问题,不断开发网络新的应用是互联网持续发展的原动力。 计算机新技术论文:浅谈计算机新技术在道路桥梁设计中的应用 【摘 要】随着经济的迅猛发展,道路运输行业也随之,向多、重、快的方向快速发展着,相应的对道路桥梁的要求也随之增高,在这一过程中计算机作用也非常明显,主要是应用在结构性检测的过程中。因此加强计算机网络信息技术桥梁建设项目在管理中的应用,是一个必然的趋势,计算机网络信息技术的主要职能体现在信息收集、储存、加工、传递、处理、,以及辅助决策。推广信息技术在道路项目管理中的应用,以解决利用计算机网络技术的问题,还可以使工点达到数千个之多。 【关键词】计算机技术 道路桥梁 设计 应用 一、计算机信息化在中国道路桥梁设计的过程中经历了三个阶段 对于桥梁的建设来说,勘察设计是首要的工作,而在我国,常规桥梁建设现状是任务越来越重,交通勘察设计院的工作,是属于超负荷运转状态的,在这其中出图这一工作占据了大部分时间。而计算机信息化在桥梁设计的工作中,使现状得到了明显的改善,不仅保障了桥梁设计的质量,还有效地提高了交通勘察设计院的工作效率。并且随着计算机技术的不断应用和发展,使得我国的桥梁设计工作,已经从计算机辅助绘图发展阶段,正式步入了以提升机设计为主的数字化阶段,我国桥梁设计信息化的三个阶段,不仅有效地反应了计算机信息化发展的重要性,而且展示了计算机信息化与我国桥梁设计发展的有效融合。首先上个世纪八九十年代我国的桥梁设计用的是人工的手工绘图,然后通过手工录入的形式把设计图纸输入到电脑实现电子化,到了上个世纪九十年代中期,出现了桥梁参数化的出图软件, 而这一软件的特征是把将要设计的桥梁分解成多个部分绘制在电脑上,弊端在于设计师是没有办法在电脑上完成设计方案的,更无法从整体上对桥梁设计进行把握和统筹,软件的本质作用只是实现参数化出图而已。以Bridge Master 桥梁信息建模为代表的信息技术的出现和广泛采用,代表着我国的桥梁设计,已经正式进入了第三个阶段,这一软件的特征在于可以使设计人员完全通过电脑设计的方式展现一座真实的桥梁,并且从整体上便于掌握和统筹设计工作。这样他们就可以把更多的时间用在方案的设计和优化上面进而提高工作效率。这一软件的使用不仅使道路桥梁可以快速高效地建立全球化信息模型还可以是线条量房设计变更并且能够自动生成桥梁施工图,从根本上彻底的改变了,道路桥梁设计院的,工作效率,鉴于上述的优势,这一软件得到了广大用户的推崇,到目前为止国内已经有三十多条道路、市政、与铁路的部门和省级设计院在使用。 二、道路桥梁建设项目管理中信息技术应用现状 在近期很多的在建与已完成的桥梁中,屡屡被曝曝存在质量隐患问题,并且从近五年的数据来分析,15%的桥梁,都需要每年进行维修加固和保养。而有了信息技术的使用,就可以第一时间破解桥梁养护危桥改造等传统的难题,而在这之前桥梁养护和危桥改造之所以会成为难题,主要原因是在于设计这个源头开始信息就不完善,在这一方面西方的发达国家对于细节的控制就由于我们的国家,信息管理是桥梁设计工作的优秀要素。而在我国这一数据备份工作就没有办法有效的完成。首先,设计院在完成设计后就会把设计图纸交到施工单位,施工单位建设完成以后就会对图纸进行废弃处理,因此查询工作就非常难,因此如何有效的解决数据备份,是我国的桥梁业急需解决的问题。 三、 提高道路桥梁建设项目计算机网络信息管理对策 随着我国桥梁业的发展,我国现有的桥梁建设成就已经在世界上位居前列,并且随着中国的道路桥梁行业的不断发展已经从高速增长期你想运营管理器迈进,在这一过程中我们势必会遇到一些挑战和难题,因此探讨利用先进的计算机与软件解决方案就显得势在必行,并且从现实情况来看,运用计算机软件,桥梁设计,势必能够使我国的桥梁建设行业实现质的飞跃。 (一)在工程造价管理方面,实现了工程造价管理,但是在资源管理方面,仍然缺乏统一标准,因此,如果要解决这一问题,最切实可行的办法就是把这些单位的资源统一整合起来,建立一个大的网站,这样不仅资源可以共享,内容也可以更更丰富。目前在我国对于一级二级道路来说,还承担着近距离城市之间集成乡之间的主要运输任务。主要的运输对象就是一些传统的建筑材料,包括砂石骨料,各种性能的水泥、钢筋、沥青,等传统的材料,另一方面现阶段高速发展的交通运输行业对原材料的运输也要求越来越高。另外,我国道路建设已经基本实现了机械化,而且覆盖了整个道路建设过程。随着工程难度的增加,今后越来越需要大吨位的机械和专门设计机械,这些现状都和运输行业存在着,不可或缺的关系。 (二)路桥项目具有点多、线长、面广的特点,因此不论在地域上还是在行业上都会与其他各种各样的元素发生了关联,因此他们之间相互的配合就显得尤为重要。 (三)GIS作为一种地理信息系统(Geographic Information System)主要作用在于采集(更新)、存储、管理、分析和表达空间信息和数据的特殊的空间信息系统。而这一系统在桥梁信息管理系统的应用是一个必然的趋势,文中以常州市的地图为背景来举例说明,桥梁在地图中用圆点来表示,并且做好与数据库的连接工作,圆点的不同颜色代表不同的情况,如果情况良好用绿色来表示,如果情况较好,用黄色来表示,如果情况很差,用红色来表示,如果情况非常危险,圆点则显示黑色,这一系统的出现,可以使工作人员更直观地了解桥梁状况。 四、总结 这些年来计算机网络信息技术在建设桥梁项目管理中的应用实践表明,计算机信息管理系统本身是一个高效率低成本的项目管理手段,对于道路桥梁项目管理来说是不可或缺的有力工具,并且可以有效的促进道路桥梁建设的飞速的良好的发展。 作者简介:1、姜哲,男,1988.12.,山东宁津县,大学本科,助理工程师,研究方向:计算机电子。2、李克,男,1986.12,河北省保定,大学本科,助理工程师,研究方向:计算机电子 计算机新技术论文:基于计算机技术的“新技术”在教育领域的应用探讨 摘 要 本文从“数字化互动教室”、高校资源“开源”建设及新技术条件下的“新学习”几个角度,探讨了基于计算机技术的“新技术”在教育领域的应用及其产生的影响;以期对促进基于计算机技术的“新技术”在教育领域的科学整合与应用有所帮助。 关键词 计算机技术 新技术 教育 应用 基于计算机技术的“新技术”,特别是以互联网通信技术为代表的新技术的迅速发展,渗透到了人类生活的各个方面,教育领域亦不例外,无论从教育管理、学校教学与学习以及对外信息交流和教育教学资源的获取,都离不开互联网通信技术的应用。借助于基于计算机技术的“新技术”开展教学与学习,已经成为一种最有效的学习方式,基于计算机技术的“新技术”在教育领域的应用,其改变的不仅仅是教学手段和学习方法的变革,更涉及到了教育观念、教学模式、教育体制的转变,对教育的发展产生了前所未有的影响。 1 数字化互动教室――未来课堂教学的方向 传统课堂教学过于教条化、模式化、静态化,已经不能满足新技术条件下的课堂教学需要,创新人才的培养目标要求我们要重构传统的课堂教学,数字互动教室即是未来课堂教学发展的方向。以“数字化互动教室――交互式电子书包”为代表,正围绕着这一主题展开。“数字化互动教室”正是在当前应试教育人才模式已经严重不能满足社会发展需要、地区教育资源“贫富分化”程度不断加大、优质教育资源争夺日趋激烈,及传统教育下的平均教育水平难以提高等问题背景下诞生,其意义就在于将学校教育推进到了信息化课堂教学这一优秀阶段;数字互动教室其不仅仅是一种简单的教学设备更新,其着眼于课堂教学方式、方法的提升、改善,着眼于教材、知识呈现形式的转变。 数字化互动教室,更为学校素质教育环境下学生创造性学习能力的培养提供了支撑平台,其可以充分发挥“互动”与学生自主学习的作用来提升课堂教学效果,为包括名师、优质课件、优质教案在内的诸多优质教育资源实现共享,进一步促进教育公平的实现。数字化互动教室环境下的电子书包,则可以实现教材资源内容的多本合一,结束传统“分科”对教育产生的不利影响,大大提高教学效率、教学效果。总之,数字化互动教室是一个可以实现学校课堂信息化教学的一个系统性的、有效的改革方案,实现与教育相关的课堂教学、科学研究、实践操作等多个方面内容的协同作战,对传统课堂教学产生革命性的影响。 2 开源――高校教育资源建设的未来出路 高校教育教学资源建设,一直是困扰高校计算机教育研究者、管理者与应用者们的一个重要问题;自国家教育部实施本科教学质量工程以来,精品课程建设始终是高校教育教学资源建设的一个重点。资源的“开源”共建与共享,被诸多专家认为是解决目前高校教育教学资源重复建设,以及解决资源建设过程中资金、人员、技术瓶颈等问题的一种有效方法。我国著名大学华东师范大学副校长任友群教授,曾经系统论述了高校教育教学资源“开源”建设的可能,并从他作为一个学校领导,特别是一个分馆信息化工作的领导角度,以及作为一个教育技术专家的角度阐述了高校教育教学资源“开源”建设的看法。他分别从学生、教师、学校、社会四个层面系统地论述了高校教育教学资源的“开放”特性。首先是学生层面,“开源”能够放大教育教学资源数量及其时空效应,学生可以接触更多数量的、知识面更为宽泛的优质教育资源,形成资源“超市”,学生获得了更多的资源选择机会。其次是教师层面,“开源”可以促进教育教学资源的优化,免去教师的优质资源困扰,减轻教师的教学负担、有效提高教学质量。同时,开源也为教师之间的专业学习交流提供了平台,教师在使用的同时也不忘贡献学术成果。第三是学校层面,“开源”可以实现高校之间的优势互补,开源打破了传统高校教育教学资源管理上的分割状态,其更有利于高校复合型人才的培养,更避免了(下转第76页)(上接第54页)资源建设过程中人员、财力、物力等资源的浪费。第四是社会层面,从社会贡献角度来说,开源更有利于减轻高校将人口大国转化为人才大国的负担,以及将人口负担变为人力资源优势,实现为国家培养高素质创新人才的历史使命。总之,“开源”对于当前高校教育教学资源建设所面临的诸多的问题的解决,不失为一种有益尝试。 3 新学习――新技术引发的教育信息化变革 基于计算机技术的“新技术”的不断出现及在教育领域的应用给高校教育信息化工作增添了活力,也为我国的高等教育变革提供了新的视角,特别是新技术条件下的我们应该如何“学习”,成为一个值得探讨的问题。学界已经公认的一种看法,就是要想有效地学习就必须适应新技术,其优秀问题就是转变学习方式,但前提是研究基于新技术的学习认知和环境可变性问题。基于新技术的学习认知和环境可变性研究,重要研究与了解学习和环境之间复杂的交互作用,以及解释不同环境影响下的学习动态变化。“生态教育”理念认为,教与学环境其是一个“生态系统”,其反映了新技术环境与学习之间的本质联系;新技术条件下,技术作为学习伙伴出现,这就需要我们改变学习过程中传统的认知方式。基于计算机技术的“新技术”对学习的影响,最具代表性的莫过于“虚拟仿真技术”,虚拟仿真技术在教育领域的应用,其使知识、技能实验变成了真正可以证实的实验,更为确切地说,是在虚拟现实技术支持下可以进行学习、证伪、试错。华东师范大学教育科学学院丁刚教授认为,我国目前的教育并没有很好地体现时代特征,我们一直以来都比较传统,说办法不比五六十年代进步多少是有点过于偏激,但目前的教育改革的确令人怀疑,其严重缺少新技术的应用。丁刚教授还指出,在未来五年之内,基于计算机技术的“新技术”将会广泛应用于教、学及创新。 信息时代,无所不在的基于计算机技术的“新技术”必将更为深入地渗透到整个社会,渗透到人类生活的更深处,并且“新技术”的地位越来越重要,使人们的生活发生翻天覆地的变化;但这些变化一定是最先通过教育影响人们,特别影响人们的学习,人们可以通过使用任何设备,在任何时间、地点,以同步或者异步的方式,获取信息、掌握知识、锻炼技能,使人们的学习、生活更加个性化、情境化和互动化;基于计算机技术的“新技术”,必将使教育教学环境发生一场剧烈变革。 计算机新技术论文:计算机新技术与现代项目管理 摘 要:现代计算机技术,同管理思想和管理技术相结合催生出现代企业管理理念。从单机发展到网络互连,计算机新技术被运用于企业管理过程中。抓住其中的机遇去争取而求得发展,是每一个企业都应考虑的问题,不断的应用新的计算机技术,成为了企业实现管理现代化和高效化一种优先途径。 关键词:企业管理;网络技术;办公自动化 中图分类号:C29文献标识码: A 随着中国市场经济体系进一步完善,企业经营规模逐步扩大,管理水平也在不断提升。在这个过程中,越来越多的计算机新技术被运用于企业管理,帮助企业实现管理的现代化和高效化,提高管理效率和管理水平。 一、计算机网络技术在企业管理中的应用 企业的计算机网络管理可分为网络设备级的管理、安全管理、局域网管理、客户管理这四大类。ERP、B2B、CRM之类的企业电子商务或者信息化管理的大型应用,及处在中间水平的企业VLAN网络、企业WEB(或FTP)站点、OA系统、企业即时通讯系统、网络共享、远程访问、远程控制、远程管理、网络访问控制、NAT技术等新技术在企业管理中发挥了越来越重要的作用。实现现代化的企业管理模式,主要依靠的就是企业的计算机网络管理系统,这不仅能为企业管理者提供决策所需要的所有信息,而且还具有一定的控制、决策功能,正好解决了传统企业管理过程中出现的问题和弊端。对于企业来说,要实现企业经营管理的自动化,就要使计算机网络在企业管理中真正的发挥作用。 1.IP网络电话。IP网络电话在企业的应用,是以IP网络来实现企业内部传输语音的应用。企业通过网络接入服务,把不同地区的分机留言变成为语音邮件,员工进入内部IP网就可以收听留言,并且同时可以使用分机电话拨打和接听信息。这样不仅使企业改变了原有的办公室对办公室的长途通信,而且还节约了大量的通话费用。IP网络电话不仅可以做到分机号码跟随人走的灵活办公,而且也使员工与内外部的沟通效率大大提高。 2.视频会议技术。当今社会是一个比拼效率的社会,利用新技术,降低成本,提高沟通协作效率,最终实现业绩提升,是企业的必经之路。而视频会议技术,特别是网络视频会议技术实现了人员随时随地都能开会的意愿。使用视频会议主要是节约公司运营成本,提升沟通效率,减少不必要的出差,另外在节能减排、低碳环保方面,都具有着显著的优势。远程视频会议之类的网络应用已成为当今的热点。IP视频和H.323协议的日趋完善,为这一应用在企业中的广泛应用提供了可能,使得人们在机场、酒店或任何有带宽要求网络、WLAN覆盖的地区,都能随时参加公司会议,进行面对面的沟通。 二、办公自动化在企业管理中的应用 企业办公自动化系统是一门以先进的计算机及软件技术、信息网络技术为基础的综合性技术。企业办公自动化系统一般以公文处理和事务处理为优秀,同时提供信息通信与服务等重要功能。具体功能包括提供电子邮件功能、复合文档存储管理和表达处理功能、协同工作和移动办公功能等。同时办公自动化系统还使公文审批流转、会议管理等业务流程可以互相连接、交叉或循环进行,通过网络技术实现同步协作、异步协作甚至离线工作的方式,打破地域和时间的限制,极大的提升了工作和决策效率。 1.建立了内部通讯平台和信息平台。平台一般具有清晰的工作流程引擎、独特的空间式办公理念、无缝集成的企业管理平台、良好的系统开放性、友好的操作界面和快捷安全的部署方式。平台上的员工通讯录、在线交流功能使工作信息得以及时的传递,有效消除了公司的信息死角。此外,还搭建起一个高效的信息和交流的平台,使企业的制度、新闻、通知等信息能够快速流畅地在各部门之间传播,使员工能够随时掌握企业的工作动态。 2.实现了工作流程的自动化。工作流程自动化后,就不再会因人工处理而造成信息延误或文件遗失等情形发生,可以自动将企业各流转文件及经验知识自动归档,不会因人为的疏忽而遗漏。 通过工作流程自动化,员工可随时查看自己的办公流程,如有待办事项,可马上处理,提升企业运营效率,使协调部门间工作更为顺畅。 3.实现了文档管理的自动化。现代企业办公室的业务,主要是进行大量文件的处理,起草文件、各种业务文本,接受外来文件存档,查询本部门文件和外来文件,产生文件复件等等。采用计算机文字处理技术生产各种文档,存储各种文档,采用其他设备,如复印机、传真机等复制、传递文档,或者采用计算机网络技术传递文档,是文档管理自动化的基本特征。办公自动化使各种文档实现电子化,通过电子文件柜的形式实现文档的保管,按权限进行使用和共享,具有易于搜索、操作简易等特点。 4.实现了无纸化办公。利用现代化的网络技术进行办公,从纸质及手工办公向无纸化办公发展,节约了大量的通讯费、传真费、纸张费、耗材费,并能起到整合资源、加快信息流通、规范办公流程、提高办公效率等效果。 三、网络数据库在企业管理中的应用 数据+资源共享这两种技术结合在一起即成为在今天广泛应用的网络数据库(也叫web数据库)。网络数据库定义:以后台数据库为基础的,加上一定的前台程序,通过浏览器完成数据存储、查询等操作的系统。这个概念看上去很抽象,我们可以把它说得通俗一点:简单的说,一个网络数据库就是用户利用浏览器作为输入接口,输入所需要的数据,浏览器将这些数据传送给网站,而网站再对这些数据进行处理,例如,将数据存入数据库,或者对数据库进行查询操作等,最后网站将操作结果传回给浏览器,通过浏览器将结果告知用户。 1.收集信息。我们为了加强网站营销效果,往往需要搜集大量潜在客户的信息,或者要求来访者成为会员,从而提供更多的服务,比如大型的购物、交易网站,注册会员后提供优惠服务等。就像我们在网站上常看到的“会员登录”、“会员注册”等字样,通过注册和登录,网站为访问者提供一个独特的氛围,因为是自愿注册,必定是对相关信息比较感兴趣的访问者或潜在客户,因此,可以在登录后详细地介绍相关服务或提供优惠措施,吸引浏览者参与企业的营销活动,为企业收集大量的潜在客户资源,同时增加了交易的机会。 2.提供搜索功能,方便网站内容的查找。如果你的网站只有几个页面,这种功能似乎没有什么作用,但是,如果你的网站有几十页甚至上百页,或站内提供大量的信息,如果没有方便的搜索功能,浏览者只能依靠清晰的导航系统,而对于一个新手往往要花些时间甚至无法达到目的,从而对网站产生不良影响。 3.产品管理。这也是网站数据库的重要应用,如果你的网站有大量的产品需要展示和买卖,那么通过网络数据库可以方便地进行分类,使产品更有条理、更清晰地展示给客户。这其中重要的是合理地将产品信息电子化归类,从而方便日后的维护、检索与储存。对于加入数据库的网站而言,往往在后台有一个维护系统,目的是将技术化的网站维护工作简单化,看到的不是复杂的网页制作,而是一系列表格,只要熟悉基本的办公软件如Word等,经过简单的培训即可立即开展工作,而且人工费用不高。更重要的是通过程序与数据库的结合,我们可以统计出一些相当重要的信息,如产品的关注程度、评价信息、销售情况、质量投诉等等,根据这些信息,企业可以迅速作出相应的举措。 4.新闻系统。一些企业网站为了增加营销力度与凝聚力,往往放置行业新闻或相关企业新闻、动态等等,如果网站中要放置新闻,一般而言,其更新的频率很大(否则还不如不放),这时增加数据库功能一方面可以快速的信息,另一方面可以很容易地存储以前的新闻,便于浏览者或管理者查阅,更重要的是避免重复直接修改主要页面,从而保持网站的稳定性。 总之,加强计算机新技术在企业管理中的合理应用,逐渐成为企业加速发展的必要条件,为企业适应残酷激烈的市场竞争提供技术支持。企业结合自身的实际情况,制定相关计算机技术长期应用战略规划并贯彻执行,就可以使其更好地为企业的管理者服务。 计算机新技术论文:计算机网络通信新技术的现状与发展趋势 【摘要】随着我国科技信息的快速发展,计算机网络通信方面也随着其需求的增加而不断发展。文中针对计算机网络通信中的几方面新技术的现状进行分析,并结合其实际技术情况,对其未来的发展趋势进行了预测、分析,不仅可以为运营商带来更大的经济效益,而且可以为人们提供最大化的便捷性。 【关键词】计算机网络;通信;新技术;现状;发展 目前,我国的计算机网络通信新技术处于不断发展、更新的趋势之中,通过加强通信新技术的研究与发展,可以有效的改善计算机的网络通信状况,提高其运行的高效性与安全性,降低技术故障出现的概率。现今计算机网络通信主要以光纤通信为主,实现信息的传递、交流与共享,从而可以有效的改善计算机网络的通畅性与有效性,进而推动我国社会经济与计算机网络通信的发展。 1 计算机网络通信新技术的现状 1.1 光纤通信 随着人们生活水平的提高,其对于计算机网络通信的要求与需求也不断提高,为了增加计算机网络通信技术的适应性及适应范围,逐渐出现了光纤通信新技术。光纤通信新技术所用的材料来源较广,可以节约相应的有色金属铜用量,不仅可以有利于保护环境,而且可以进行远距离大容量通信传输,其尺寸较小、重量不大,易于工作人员操作、铺设与运输;其光缆的适应性较强,且耐用性高、信号干扰程度低、具备较好的保密性能。其中,光纤通信新技术主要涉及光纤、光缆、光接入、光节点以及光传输等多个领域,从而为人们提供了更便捷、有效的信息传输方式。 1.2 移动网络通信发展现状 全球通信技术由第一代模拟技术到GSN技术以及CDMA技术再到3G技术,移动网络成为了网络通信的重要组成部分,为人们随时随地使用计算机网络通信技术奠定了基础,也提高了网络通信的便捷性与时效性。 在第三代移动通信中,网络通信技术发生了重大变化,出现了许多新型、高效的通信技术,主要包括:软件无线电技术、DSP技术、无线定位技术、智能天线技术、超导体、塔顶放大器技术和多用户检测技术。3G通信技术不仅可以有效的提高数据传输的速度及频率的复用性,而且大大提高了频谱的利用率,为完善移动网络通信技术提供了重要的作用。 1.3 接入网技术 电信网一般主要包含优秀网、接入网和用户驻地网这三方面,其中,接入网主要是指将本地端与用户终端之间连接起来的所有机线设备。由于接入网技术可以通过使用全面化的网管功能,为客户提供高程度光纤化水平,其适应性较强,通过运用管理接口进行相应的管理与配置活动,为电信中的各项业务提供信息传输的必要动力,它同时具备复用、交叉连接和传输功能,但不具备交换功能。现今,电信的业务种类越来越多,通过使用接入网技术,可以为客户提供便捷的服务,并提高网络通信的传输速度。 1.4 优秀网技术 通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化,能够支持各类窄带和宽带、实时和非实时、恒定速率和可变速率,尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电信网、有线电视网和计算机网,它们都有各自的优势和不足,当前三种网都在逐步演变,使自身具备其他两网的优点,电信网通过采用光纤、XDSL、以太网和ATM技术,提供Internet的高速接入和交互多媒体业务;为实现通信网的发展要求,三网融合的概念被提了出来。三网融合不是指三网在物理上的兼并合一,而是高层业务应用的融合,即技术上互相渗透,网络层上实现互通,应用层上使用相同的协议,但运行和管理是分开的。 未来的优秀网正朝着基于IP或IP/ATM的多业务网及至最终实现综合业务网的方向演进。各种非IP业务将通过本地的窄带和宽带、固定或移动接入方式经由相应的媒体网络与这样的优秀网相连。 2 计算机网络通信新技术的未来发展趋势 首先,实现未来无线网络的融合体是现代无线通信技术的发展趋势。就目前的现代通信技术来看,诸多通信方式之间有很强的互补性,而促进不同通信技术之间的融合不仅有利于网络环境的检测,更加有利于减少不同用户之间数据交换的干涉。实现无线通信的信息个体化,手机、个人电脑等个人终端的普及,为无线通信市场带来了巨大的商机和发展潜力,个体用户的需求无形中推动着通信技术的发展,指引着新技术的发展方向。 2.1 无线通信技术的发展趋势 当前,无线通信技术的发展给广大群众带来了极大的便利,不仅提高了网络信息传输的速度及效率,而且大大改善了信息传输的质量。通过广泛应用无线网络通信技术,促使网络通信方式更为灵活、便捷、高效,大大方便了群众的生活与工作。只有人们所处的环境在无线网络范围内,既可以搜索到无线网络,实现高效化、高质量的上网。现今无线网络通信技术正处于不断完善之中,经过更多的应用推广,无限网络通信技术将会更加完善,取得更好的发展。 2.2 三网合一技术的发展趋势 如上文所述,为了将电信网、有线电视网和计算机网三网的优势集齐,促使计算机网络通信技术不断发展、更新,从而推进网络通信的快速、高效、便捷服务,为客户提供最大的便利。通过将三大网络的优势技术及网络应用技术互相融合、改进,提供网络通信技术的资源共享化水平及稳定性、正常性,而且可以有效的实现将网络通信成本降低下来,以最高质量、高效性、高时效的服务展现在客户面前。 2.3 光纤通信的发展趋势 根据当前我国计算机网络通信的发展趋势来看,光纤通信若能实现全网光纤,则可以有效的扩充宽度,提高通信信息传输的速度及时效性,因此,应当加大力度投入全网光纤的研发,加速实现通信信息的高效化传输。 其中,在实现全光网络时,主要由光纤作为其相应的物理介质,通过将电接点替换为光节点,从而有效的实现在光域内进行相应的网络信号的复用、传输、交换、存储和业务调度等,可以有效的避免由于光电转换器件响应速度慢而影响了信号的传输速度与传输质量,同时可以有效的避免光电信号的反复转换,对于改善网络信号质量水平具有重要意义。由此可见,全光纤网络通信对于计算机网络通信的发展具有重要意义,经过大力的研究与分析,实现全光纤网络通信,保持高质量的网络信号及信息传输速度、传输质量指日可待。 3 结束语 综上所述,随着世界信息化科技的快速发展,我国的计算机网络通信需求随着人们生活的丰富多彩而不断扩增,通信信息化、科技化对于提高人们生活质量水平具有重要意义。随着计算机网络通信新技术的不断发展与更新,其网络通信新技术的未来发展趋势将不可估量,通信技术的安全性与高效性、实效性也将随之增加,同时也为人们的社会生活、社会文明提供了重要的基础作用。 计算机新技术论文:新技术条件下的《大学计算机基础》启发式教学研究 【摘 要】通过介绍启发式教学,结合大学计算机基础进行分析,将启发式教学运用到教学当中,提高学生的学习积极性、动手能力,使其熟练的掌握大学计算机基础知识。 【关键词】新技术;启发式;教学 随着计算机和信息技术的普及,以计算机和信息技术为主体的教育技术已经成为高校大学计算机基础教学不可分割的一部分。当前在校的大学生大多数是90后一代,他们思维活跃,容易接受新事物、新知识。能够通过网络资源解决老师提出的问题,并能够获取新知识。但同时,基于应试教育,学生更多的是注重考试及分数,并没有真正进行学习和思考。如何培养他们的动手能力及思维,是大学计算机基础教学工作者关注的焦点问题。笔者就此探讨如何有效的将现代教育技术应用于大学计算机基础会计专业启发式教学中,以达到学生自主学习、独立思考,促使其熟练掌握计算机基础知识。 1.概念的阐述 1.1启发式教学 《中国大百科全书·教育》中国大百科全书·教育中把启发式教学(heuristic teaching)概括为:“教师在教学工作中,依据学习过程的客观规律,引导学生主动、积极、自觉地掌握知识的各种具体教学方法的总称。”目前的研究中,对启发式教学的范畴属性存在不同的观点,但多倾向于将启发式教学作为一种教学指导思想或教学原则,认为其无固定的模式,只要教师在教学活动中,善于抓住教育时机对学生进行启发,使学生积极思考,处于“愤悱”状态,而不是将所有知识“全盘地灌输”给学生的教学方式都属于启发式教学。 1.2教育技术概念 教育技术是对学习过程和学习资源进行设计、开发、使用、管理和评价的理论与实践。教育技术经历了传统技术(口语、文字、黑板、粉笔、图片、模型和实物等)和媒体技术(摄影、幻灯、投影、元线电广播、电影、电视和语言实验室等),现在进入以计算机技术和通信技术为基础的信息技术阶段[1]。 2.大学计算机基础会计专业启发式教学传统启发方式 2.1案例或相关案例导入 用具有针对性的实际案例或相关案例导入新课,从而进一步提出问题、设置悬念,使学生带着问题听课,以此启发学生思维,吸引学生注意力。这种方法是应用最多,也很有成效的启发方式之一。 2.2 问题启发 问题启发是在课前几天在上课中提出的问题。以问题为基础的学习法(problem—basedlearning,PBL)于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创,目前已成为国际上较流行的一种教学方法。PBL是在课前l~2周内将问题发给学生,学生自行查找资料,寻找问题的可能答案,最后师生共同讨论,对问题进行深入剖析。这种方式适用于学生有高度的自学能力,可方便地使用计算机通信技术查阅资料。 2.3启发内容 启发式教学的真正内涵应包含教学方法的启发性和教学内容的启发性两方面。大学教学者应该同时注重教学方法和教学内容两方面的启发性。如果教学者提出的问题太浅,学生只需要简单思考或者直接在书本上就可以查阅到,那么学生的思维方式并没有提高,如果教学者提出的问题太深、太难,学生努力思考仍然摸不到头绪,就会打击学生的积极性,起到消极作用。所以教学者提出的问题应该能够有效启发学生的思维、应使学生能够通过积极思考就找到问题的解决方法或者触及到问题的优秀。同时,教学者提出的问题应该具有一定挑战性,最好能与现实生活相联系。 2.4 问题可来源于生活 实际生活世界是一个具体的、意义的世界。“意义是某某东西的可领悟性的栖身之所。在领会着的展开活动中可以加以勾连的东西,我们称之为意义[2]。启发式教学事实上就是奠基于意义性之上,在意义的世界中才得以展开,而意义栖居于生活世界之中[3]。因此,启发性教学必须注重学生现实生活,或者与学生息息相关。笔者针对当前我院非计算机专业(会计专业)学生计算机水平层次不齐的情况设置了如下问题: (1)WORD邮件合并。WORD中通过邮件合并插入EXCEL表格中的每一位员工的工资明细表。此问题学生可以通过翻看书籍、查找例题、演示例题独立思考完成。 (2)EXCEL中直接打印每一位员工的工资明细表,要求每一位员工均带有字段和明细记录,同时员工与员工记录之间空出一行以便进行裁剪,同时让学生计算问题1和问题2打印10位员工的工资明细表所需要的纸张。 上述的问题把会计专业学生关注的实际生活与知识联系了起来,激发了学生的学习兴趣,促使其积极思考。 2.5解题技巧 在实发工资右边增加一列H,H1输入数字1,对应的在10条记录上输入1.1,2.1,利用拖动柄拖至最后一行,然后将第一行复制至第12行,利用拖动柄向下拖动10行,然后再从H21输入1.2,H22输入2.2,利用拖动柄拖动至9.2,选择表格,数据-排序-选择“无标题行”,主要关键字“列H”,选择“升序”,这样就对工资表进行了排序,并且每一条记录下都有空格,之后,编辑-定位-定位条件-选择“空值”设置一下选定单元格边框为“无框线”,然后在设置“上下框线”,删除或者隐藏列H,最终我们需要的每一位员工的工资明细表就可以利用EXCEL直接打印了,并且每一位员工之间都留有一行的距离以便裁剪之用。 2.6将知识进行纵向、横向联系 将知识的纵向联系作为启发内容,可促进学生将所学的知识理解并加深印象、学生通过自己动手操作,学会举一反三,温故而知新;将知识的横向联系作为启发内容,可促进学生对该知识的深层次的理解和归纳掌握,将表象的具体知识上升为抽象的知识。 3.大学计算机基础启发式教学新技术条件下的启发式探讨 3.1设置情景 大学计算机基础涉及非计算机专业外的所有专业,这些专业的学生均需要通过1学期至2学期的课程来学习以达到熟练使用计算机掌握相关计算机知识。教学者可结合授课学生的相关专业,设置相应的情景、营造氛围,充分调动学生的学习积极性。学生在情景中模拟角色,自然的将理论知识运用于实践当中,既巩固了知识,又对学生起到激励作用。笔者针对会计专业的学生毕业后将从事企业会计职务入手,提出利用EXCEL打印每位员工工资明细表为情景,激发学生的学习主动性。 3.2 问题要有层次性,问题之间具有内在联系 教学者在提出问题时,内容的重点、难点学生短时间内难以理解、掌握,这时就需要教师依据教学内容,提出的问题层层推进,循序渐进地启发学生。使学生逐步理解、掌握。 3.3讲练结合 在注重理论知识的讲授下又培养学生的动手操作能力。教学者在设置了问题情景后,通过给学生一段时间的思考后,应该指出学生解决方法的优缺点,并对学生的方法进行改进以达到解决问题的最佳方法。这样一来既充分肯定了学生前期的工作,又引导学生对自己的解决方法进行改进,从而找到更多更合理的解决方法。笔者针对会计专业的学生从WORD邮件合并打印员工工资明细表到EXCEL逐条打印员工工资明细表为例,充分调动学生的学习积极性,理论联系实际,达到学生自主学习、独立思考,熟练掌握计算机基础知识的效果。 3.4 运用多媒体技术,辅助教学,激发学生共情 通过使用现代化教学媒体使一些不易掌握、抽象的内容变的简单、生动、直观。这些材料可以在短时间内引起学生的兴趣,激发学习热情,学生还可以通过对比、换位思考,使其最大限度的接受知识。 4.启发式教学的实施必须改革考核方式 我国现在传统的课程考核大都是以理论考试成绩评价学生的学习,大部分内容都是死记硬背,答案固定统一,导致学生以应试学习为主,有的学生抱着59分犯罪,60分万岁,61分浪费的想法,出现了“一切为了考试,考完就过、考完就忘”的学习态度。笔者认为在学生的考核方式上应该采取更加灵活、开放的方式,比如论文、问答、多样性试题等多种形式,定量与定性评价相结合,消除学生学习的功利行为,提高学生学习的积极性和主动性。 计算机新技术论文:计算机网络安全信息新技术探究 摘要:信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,作为一种无形的物质资源,它以物质介质为载体,传递和反映世界各种事物存在的方式和运动状态的表征。随着科学技术的发展,人类已进入了网络经济时代,其发展也离不开丰富快捷的网络信息,企业对计算机和网络的需求也日趋增长,网络安全面临着严峻的威胁。本文就网络安全的重要性进行了研究,同时提出了安全信息新技术应用情况,对网络自身的稳健发展有着非常重要的意义。 关键词:计算机 安全 信息 近年来,随着计算机技术、数字通信技术以及网络技术的飞速发展,信息在人类社会活动、经济活动中起着越来越重要的作用。计算机能对各种信息进行海量和快速的采集、存储、处理和交换,替代传统的低效人工处理。然而网络在给企业管理系统带来质的变革的同时,也大大增加了信息的安全风险,在很大程度上阻碍了网络技术的发展,也可能带来的安全风险或效能损失。因此,我们对计算机安全信息技术进行研究,对我们能够使信息进行快速有效的传输,实现世界范围内的信息共享具有重要意义。 一、网络安全技术遇到的问题分析 (一)网络病毒、黑客等的攻击而失真。随着网络规模的持续增长,移动互联、云计算等新技术和应用为网络安全提出挑战,网络攻击逐步涉及工业控制等领域,安全可控问题较严峻。由于互联网的开放性、分步式等特点,给企业信息的安全性提出了严峻的挑战。随着互联网的发展,计算机病毒的种类急剧增加,许多网络会计系统遭病毒感染,服务器瘫痪。病毒运行后会主动检测中毒者操作系统的语言,如果发现操作系统语言为简体中文,病毒就会自动对计算机发起攻击,扩散速度大大加快,受感染的范围也越来越广。另外,黑客攻击手段也越来越多,达几千种。黑客一词,原指热心于计算机技术,水平高超的电脑专家,尤其是程序设计人员。 但到了今天,黑客一词已被用于泛指那些专门利用电脑网络搞破坏或恶作剧的家伙。从危害计算机信息系统安全犯罪的现状来看,掩饰、隐瞒计算机信息系统数据、控制权的现象十分突出,不予以打击将无法切断危害计算机信息系统安全犯罪的利益链条,难以切实保障计算机信息系统安全。黑客通过窃取网络系统的口令和密码,非法进入网络系统恶意篡改信息,使信息严重失真,这个在传统信息系统中的问题在网络条件下将变得更加复杂。 (二)系统本身存有漏洞。我国的网络信息安全技术研究与产业规模在过去几年中取得了不小的进步,然而在系统安全的研究与应用方面与先进国家和地区存在很大差距。首先,电磁波辐射泄密。由于计算机工作时,必然会产生电磁场的变化,并向外辐射电磁波。而这些电磁波中会包含计算机中的信息,窃密方只要具有相应的电磁波接收、判读设备,其次,Windows桌面操作系统还是商用UNIX操作系统,其开发厂商必然在操作系统中留有“后门”,而且系统本身也不可避免存在很多安全漏洞。第三,网络化造成的泄密 将企业内部的计算机接入互联网,在享用全球网络化带来的资源共享的便利的同时,也为恶意入侵提供了最好的途径。第四,网络中采用的TP/IP协议族软件,本身缺乏安全性,不能对来自Internet中夹带的病毒及Web浏览可能存在的恶意Java/ActiveX控件进行有效控制。网络中一旦有一台主机受病毒感染,则病毒程序就完全有可能在极短的时间内迅速扩散,传播到网络上的所有主机,可能造成信息泄漏、文件丢失。 (三)防火墙的局限性。近年来,网上黑客的攻击活动正以每年20倍的速度增长。网络防火墙作为一种边界安全的手段,在网络安全保护中起着重要作用。然而,网络防火墙存在明显的局限性。加之发展时间短,需求变化大,响应要求快等原因,致使我国的网络防火墙安全产业整体布局缺乏顶层设计,没有形成布局合理的、体系化的信息安全产业链。防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障。但是,网络防火墙不能阻止来自内部的袭击。调查发现,50%的攻击都将来自于网络内部。由于企业Web服务器曾因为访问可执行文件而中毒、瘫痪。同时,用户使用的杀毒软件没有及时更新,导致杀毒软件无法查杀最新的病毒,造成严重后果等现象可以看出防火墙是具有局限性的。 二、探索适合在典型的企业环境中采用的网络安全体系 (一)加强网络病毒和黑客的防范技术应用。计算机病毒是一个程序,一段可执行码 ,对计算机的正常使用进行破坏,使得电脑无法正常使用甚至整个操作系统或者电脑硬盘损坏。病毒是对软件、计算机和网络系统的最大威胁之一。病毒可以很快地蔓延,又常常难以根除。它们能把自身附着在各种类型的文件上。当文件被复制或从一个用户传送到另一个用户时,它们就随同文件一起蔓延开来。这种程序不是独立存在的,它隐蔽在其他可执行的程序之中,既有破坏性,又有传染性和潜伏性。轻则影响机器运行速度,使机器不能正常运行;重则使机器处于瘫痪,会给用户带来不可估量的损失。在互联网信息发达的年代,每一台运行的计算机背后总有计算机系统漏洞时时刻刻在威胁着计算机系统的安全运行。作为一名网络用户,当在你浏览网页,观看视频、图片及传送文件资料的同时一定要把计算机系统的安全因素提前考虑:安装杀毒软件,更新病毒库,系统漏洞扫描,及时安装补丁软件等等,查漏补缺,防患未然。 (二)强化计算机系统更新和建设。随着信息产业的高速发展,众多企业、单位都利用互联网建立了自己的计算机网络信息系统,以充分利用各类信息资源。计算机的系统安全性历来都是人们讨论的主要话题之一。在计算机网络日益扩展和普及的今天,计算机系统安全的要求更高,涉及面更广。不但要求防治病毒,还要提高系统抵抗外来非法黑客入侵的能力。当计算机病毒对网上资源的应用程序进行攻击时,这样的病毒存在于信息共享的网络介质上,因此就要在网关上设防,在网络前端进行杀毒。基于网络的病毒特点,应该着眼于网络整体来设计防范手段。在计算机硬件和软件,LAN服务器,服务器上的网关,Inter层层设防,对每种病毒都实行隔离、过滤。 (三)积极利用防火墙新技术。防火墙作为企业内部网络和外部网络连接的第一道门,它的功能全面,能有效阻止非法的入侵和攻击。提高计算机安全管理等级,安装硬件防火墙,安装杀毒软件,定期杀毒软件升级等。加强系统本身的防御能力,完善防护设备,如防火墙构成了系统对外防御的第一道防线。防火墙作为网络的第一道防线并不能完全保护内部网络,必须结合其他措施才能提高系统的安全水平。在防火墙之后是基于网络主机的操作系统安全和物理安全措施。按照级别从低到高,分别是主机系统的物理安全、操作系统的内核安全、系统服务安全、应用服务安全和文件系统安全;同时主机安全检查和漏洞修补以及系统备份安全作为辅助安全措施。 三、结束语 如今,人类社会已经迈入信息时代,互联网把社会中的个体连接成一个整体。随着计算机技术和网络技术的高速发展, 面对日趋复杂的网络安全威胁,各种安全技术也应运而生。因此,不断加强计算机网络安全信息技术的研究,是保护信息和资源的保密性、完整性、可用性、可控性的重要途径。 计算机新技术论文:计算机最新技术发展趋势研究 计算机的发展在我们的生活中已经不可或缺,在计算机技术、网络通讯技术的高速发展的今天,计算机正在以惊人的速度进入人类社会的各个角落,那么,将来的计算机将会朝着怎样的方向发展呢? 一、未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展 超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。 同时计算机将具备更多的智能成分,它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段(如语音输入、手写输入)外,让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现,虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升,新的海量存储技术趋于成熟,新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB(以一本书30万字计,它可存储约1500万本书)。信息的永久存储也将成为现实,千年存储器正在研制中,这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是,今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。 二、新型计算机系统不断涌现 硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限,为此,世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机,计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪走进我们的生活,遍布各个领域。 三、量子计算机与光子计算机的产生 量子计算机是基于量子效应基础上开发的,它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。 量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应,一个量子位可以是0或1,也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据,同样数量的存储位,量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算,其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型:核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。 光子计算机即全光数字计算机,以光子代替电子,光互连代替导线互连,光硬件代替计算机中的电子硬件,光运算代替电运算。超高速电子计算机只能在低温下工作,而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。 目前,世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功,其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计,光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。 四、生物计算机 生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。 20世纪70年代,人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据,DNA分子间通过生化反应,从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据,反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程,那么就可以制作成功DNA计算机。 蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多,彼此相距甚近,生物计算机完成一项运算,所需的时间仅为10微微秒,比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量,1立方米的DNA溶液,可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子,所以生物计算机既有自我修复的功能,又可直接与生物活体相联。预计10~20年后,DNA计算机将进入实用阶段。 五、互联网络继续蔓延与提升 今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来,一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到,另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展,其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样,剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连,使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信,可从Internet中获得各种信息。 人们已充分领略到网络的魅力,Internet大大缩小了时空界限,通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证明,被世人逐步接受。 六、移动计算技术与系统 随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高,新的业务和应用不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出,业已成为产业发展的重要方向。 移动计算包括三个要素:通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前,人们对它们的研究已经很长时间了,移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化,例如,通信系统的容量可以通过计算处理(信源压缩,信道编码,缓存,预取)得到提高。 面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品,以及各种手持式个人信息终端产品,将把移动计算与数字通信融合为一体,手机将被嵌入高性能芯片和软件,依据标准的无限通信协议(如蓝牙)上网,观看电视、收听广播。在Internet上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具,汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能,成为车轮上的信息平台。 我们有理由相信,计算机在人类生活中的影响,将会越来越大,而由此会带给我们全新的生活体验,将会有怎样的惊喜和全新体验呢?让我们拭目以待。 计算机新技术论文:“行动导向教学法”在计算机信息高新技术类课程中的应用 摘要:“行动导向教学法”是在我国职业教育改革背景下,借鉴德国职业教育教学的主导范式而产生的,适合于我国现时职业教育的教学活动形式。本文从行动导向教学法的基本理论着手,结合自己的实际教学经验,探讨了“行动导向教学法”在计算机信息高新技术类课程中的应用,并对教学中出现的问题进行了分析,总结出解决问题的对策。 关键词:行动导向教学法;计算机信息高新技术 改革开放以来,党中央、国务院十分关心和重视职业教育的改革与发展。国家提出“十一五”期间要大力发展职业教育,进一步深化职业教育教学改革。在全面推进素质教育的大背景下,提出了职业教育的教学指导思想:以全面素质为基础,以职业能力为本位、以提高技能水平为优秀。故什么样的教学能提高学生的素质,培养学生的能力,促进学生的发展,成为中职教师深思的问题。“行动导向教学法”正是在我国职业教育改革背景下,借鉴德国职业教育教学的主导范式而产生的,适合于我国现时职业教育的教学活动形式。 一、行动导向教学法的涵义及特点 (一)行动导向教学法的涵义 “行动导向教学法(HandlungsorientierteMethode)源自德国,90年代以后传入我国,后经本土化后开始推广。行动导向教学法指全面的和学生积极参与的教学,是一系列让学生自主学习、合作探究、产生学习产品的策略与理念。在课堂上,由教师和学生共同决定要完成的行为产品引导着教学过程。这种教学是以职业活动为导向,以人的发展为本位(能力本位)的教学。行动导向教学法包含以下教学原则:(1)促进独立思考和操作;(2)提出问题并尽可能的解决问题,允许提出多种建议;(3)鼓励合作而独立地进行工作;(4)在评价者依据一定标准评价学生的同时,允许学生自己检查学习成果,控制工作过程;(5)鼓励和赞扬,而不是指责和挑剔。 (二)行动导向教学法的特点 行动导向的教学法的特点主要体现在: 1、行动导向的教学是全面的,教学借助并促进学生头、心、手以及其他感官的发展,根据预定行动目标来选择教学的内容并选择全面性的教学方法; 2、行动导向的教学是学生主动的学习活动; 3、学生参与教学的全过程:收集信息、制定计划、作出决策、实施计划、反馈控制、评估结果; 4、采取自我控制的独立作业、小组制定计划独立作业以及小组作业等多种教学组织形式; 5、教师是学习过程的组织者、咨询者和伙伴。 二、在计算机高新技术类课程中应用行动导向教学法 《计算机高新技术应用》是一门实践性强的学科,学生经过在校学习,可参加国家教委考试中心组织的计算机等级考试。因此在教学过程中,可结合等级考试的实际情况,除了理论知识的讲解外,还应使用考试模拟软件加强上机练习。教学中教师若按照传统的满堂灌的方式讲授,不注意培养学生的实际操作技能,那么培养出来的学生可能就是一群只会“死读书”,“读死书”的书呆子,而不是企业所需要的具备理论知识和熟练操作技能的技术工人。在计算机教学中,若适时采用行动导向教学法不但可以使教学生动有趣,而且可使理论教学和实践操作有机的结合,从而促进学生对理论知识和操作技能的掌握。下面,结合几年来自己在计算机教学中的一些尝试,谈谈行动导向教学法的应用。 1、情景教学法 情景教学法是通过一个具体教育情景的描述,引导学生对这些特殊情景进行操作的一种教学方法。学习者利用个人的亲身经验和知识的获得,通过对情景的分析和研究来进行学习,达到为实践行为做准备的目的。教师在设计情景时应考虑现实性即学生已有的条件,已掌握的知识;设计的情景要来自实际环境中或学生身边熟悉的例子;具体做法:(1)由教师借助现代教育技术手段,以专业理论知识为基础,专业的岗位实际需要为标准,实行模块化设计;(2)由教师提供详实的情景资料,指导学员从理论的高度提出可行性、创新性的解决方案;(3)让学员互相评说各自方案的优劣。这种教学方法的优点:一是背景资料真实可信;二是问题的针对性强;三是教学过程贯通研讨性;四是思维方式体现发散性和创新性;五是教学形式人性化,具有趣味性;六是教学效果注重实效性。如电子表格中的数据处理——应用公式(函数)、数据排序、数据筛选、数据合并计算、数据分类汇总、建立数据透视表等;在Excel工作表中,采用“启发式”问学生如何实现这一功能,学生可能根据已有的知识提出用相应的单元格“两两相乘并相加”。此时,再问学生“是否有更简捷的方式?”恰到好处地引入EXCEL函数公式SUMPRODUCTO——表示单元序列乘积之和,引导学生设置函数参数。进行比较后,两种方法的计算结果是相同的,使学生能够很快地掌握SUMPRODUCT0。要给学生留下任务,对遇到的情况进行分析,对问题的各方面进行解答操作。 在《操作系统应用》这一部分内容的教学中,笔者曾采用讲授法进行教学,发现学生在理解上存在一定的困难,故在以后的教学中采用了情景教学法。例如在讲授完“文字录入与编辑”和“文档的版面设置与编排”包含的因素后,引入“公司白领办公室的一天”案例,并设置问题:公司办公室工作人员公文处理,他采取了什么措施来应对一天的公文?之后布置学生分小组讨论提出问题,汇编汇集成试题,选派代表操作,教师再进行点评。 情景教学通过一个个具体情景的分析,不但可以启发学生的创造潜能以及体现学生的职业行为能力,而且还能培养学生解决实际问题的能力和决策能力;通过对整个决策过程的思维用语言进行完整地表述,还可进一步提高了学生分析组织能力和操作能力。 2、头脑风暴法 头脑风暴是教师引导学生就某一课题自由发表意见,教师不对其正确性进行任何评价的方法。头脑风暴法是一种能够在最短的时间里获得最多的思想和观点的工作方法,是聚合思维训练的一种好办法。头脑风暴是教师引导学生就某一课题自由发表意见,教师不对其正确性进行任何评价的方法。头脑风暴法是一种能够在最短的时间里获得最多的思想和观点的工作方法,是聚合思维训练的一种好办法。
电子学论文:成人教育电子学籍档案管理论文 一、电子档案的含义 电子档案是指通过计算机磁盘等设备进行存储,与纸质档案相对应,相互关联的通用电子图像文件集合,通常以案卷为单位。电子档案与传统的纸质档案有相同的本质:都是文件存在的一种方式、都具有物理实态的特征、都是形成者真实活动的记录,有参考利用价值,需要存档备查。但相比之下电子档案在记录方式上有许多独特的特性:即电子档案依赖于计算机软、硬件和数据库与网络系统,其信息存储量大大高于过去的各种信息介质。而且便于存放、方便快捷,极大地提高了工作效率,信息可以实现共享且不受地域的限制。 二、成人教育电子学籍档案管理的作用 首先,计算机内存容量满足大,可以满足由于招生规模扩大而导致的学籍档案数量迅速增加的需要。一台配备电子档案管理软件的计算机就可以存储历年历届学生的学籍档案,这样就能够安全高效地完成各级学生学籍档案的日常管理。同时电子档案管理通常情况下实行专人管理,档案的保密性强,工作效率高。其次,由于电子档案管理软件具有搜索和查询功能,管理人员可以随时输入查询条件仅需几分钟甚至更短的时间就可以调取任何一个考生的信息。如果是传统的纸质方式进行查询往往需要数小时甚至更长时间才能找到,为管理人员节约了大量的时间和精力,既减少了档案管理的成本,也大大提高了工作的效率。再次,利用计算机中某些软件,可以对相关学籍信息进行分析处理,对每个学生的信息进行综合处理,为学生加深对自身的了解、高校提高管理水平、用人单位找到更合适的员工和制定合理的用人计划提供方便。 三、目前成人教育学籍电子档案管理工作中存在的问题 1、成人电子档案管理重视程度不够。 一部分成教管理工作人员对学籍管理工作认识模糊,思想上只把成教当成普教的附属品;还有少数分管成教工作的校领导和工作人员仅将它看成创收的渠道。这种思想导致许多软件和硬件的配备都不能满足电子档案的管理需要,硬件设施不够完善,不能按岗配备专门人才及档案管理混乱等。 2、成人电子档案管理仍然存在手段落后和模式陈旧现象。 虽然目前很多成人教育都采用了电子档案管理方法,但实践中还有许多高校的成人教育学籍电子档案管理仍然采用的是传统手工操作,没有采用电子档案管理,没有配备专门的电子档案管理软件。有一些学校的学籍管理的常规性工作虽然也一部分使用了计算机,但也仅仅是采用单机操作,计算机的价值只是打印的工具而已。这些手段明显落后于形势,跟不上时展的需要,从而必然阻碍了工作效率的提高和成人教育事业的发展。 3、电子档案管理存在忽视学籍档案管理队伍建设和人员培训的现象。 成教学籍档案管理工作是一项复杂的系统工程,要求成人电子档案管理人员不仅要有过硬的专业素养,而且要把握工作中的准确性和原则性。随着计算机系统软件的不断升级,要求电子档案管理人员要不定期的参加系统培训。但是实践中,许多地方高校普遍存在着忽视学籍管理队伍的建设的现状,学籍管理人员存在着综合素质偏低、专业结构、年龄结构不合理等现象。高校只有紧紧围绕当前时展对成人高等教育的新要求,彻底摒弃陈旧和落后的管理理念,将科学、先进、高效的管理理念引进到学籍电子档案管理领域,才能有效地加强和完善学籍管理队伍建设工作。 4、成人电子档案管理存在着信息技术领域内的一些难题 如学籍管理密钥升级过于繁复、网上黑客与病毒的客观存在。而且电子档案管理有其自己的特点,它是无形的东西,装载在某种介质上,并且必须通过计算机或其他“懂”得其组成规则的工具才能看得到它,没有传统档案的直观性等等。可以说,保证电子文件的真实性和原始性的技术难题很多,这些因素都制约着学籍电子档案管理水平。当然,电子档案当前还处于发展的初级阶段,需要不断的改进和完善。 四、成人教育学籍电子档案管理的具体措施 1.成人教育学籍管理需要引进一套规范、标准的学籍档案管理软件。 目前大部分高校使用的学籍档案管理软件是购买软件公司开发的通用的档案管理软件,比较有实力的高校也可能根据本校的实际情况自行开发管理软件。软件公司开发的档案管理软件虽然设计的原理遵循了国家档案实体分类法的规定,能够基本适应高校学籍档案管理的需要,但是这类软件更适用于文书档案的管理。将其用于高校的学籍档案管理比较牵强。而部分学校自行开发的软件由于根据本校实际进行设计,所以比较适合本单位档案管理工作。但自行开发的软件分类标准却欠规范。两种类型都各有利弊,如何扬长避短?实践中购买软件的高校可以在引进软件时与软件公司进行约定,要求开发人员根据本校实际,在原有通用软件的基础上做适当的修改。而有条件自行开发软件的高校,可以在基于本校工作实际的基础上,严格按照国家档案实体分类法的规定制定分类标准,使其在适应自身学籍档案管理需要的同时,更加标准和规范。 2.配备专职的成人学籍档案管理人员,并加强管理人员的培训。 首先,先进的学籍管理软件需要掌握信息技术知识并能熟练操作使用这些管理软件的专职管理队伍才能实现发挥作用。要保障成人学籍档案管理的现代化和信息化,不仅要大力提高学籍管理人员的知识水平及管理能力,尤其要管理人员具有熟练使用现代化办公设施的能力。所以配备专职的成人学籍档案管理人员至关重要。其次由于信息技术是不断更新的,所以重视和加强对档案管理人员的培训和继续教育也不容忽视。学籍管理人员必须及时学习新技能和新知识以提高他们的信息管理意识和水平,这样才能更好地为本职工作服务。 3.成人电子学籍档案管理需要建立网络互联平台以实现信息共享。 成人教育的学籍管理不仅部门自身需要查阅,各级教育主管部门也要在需要时对成人教育学籍档案的相关信息进行查询。如何提高办事效率,减少重复劳动和查阅纸质档案的时间?这就需要建立网络互联平台以实现信息共享,实现成人教育学籍档案相关管理模块与教育主管部门的对接。各部门可以根据工作需要直接调用学籍档案中的信息。 4.成人电子学籍档案管理要注意学籍档案的安全性和保密性。 成人电子学籍档案由于教育系统分布广泛,多个校区和工作站或总校与各分校及各分校之间都要进行相关信息的交流和传递,所以不可避免的具有一定的开放性。但是学籍档案中又包含了很多如身份证号码、联系方式及家庭住址等涉及学生个人隐私的信息,这些信息的泄露会影响学生个人正常生活,为了避免学生的隐私信息不被不法分子利用,保护学生的合法权益,成人的电子学籍信息是需要保密的。这就要求管理软件首先要具有一定的学籍信息安全与保密功能。另一方面学籍管理工作还要严格审查网上公布的信息,避免涉及学生隐私的信息泄露以保障成人教育学籍档案信息的安全。 作者:徐松 单位:营口职业技术学院 电子学论文:医用电子学与医疗论文 一、医用电子学与医疗器械的关系 随着社会进步,有些便携式医疗器械进入家庭,使人们随时了解自己身体的健康情况。人口老龄化的增多,医疗器械市场需求不断增长,人们健康意识不断增强,促进医用电子学的发展和进步。血压计、血糖计等早已进入家庭,使人们及时发现血压动态变化。如发现血压出现不正常,及时调节饮食和生活,减少不必要的病痛。同时血糖计可以提前预防糖尿病,及时发现血糖是否增高,减少去医院的次数和时间。电子是由原子组成的,导体之所以能够导电,是由于导体中存在着大量可以自由移动的电荷。各种医疗器械都是医用电子学发展的产物。如CT机、彩超等大型医疗设备内部芯片的制作原理,必须有一定的医用电子学基础理论才能解释。随着医用电子行业的进步,一些医用电子行业的最新研究结果将运用于医疗器械,使医疗器械行业得到发展。现实中我们每个人都希望有一个健康的身体,这就需要随时观察自己的身体状况,就要用到医疗器械。要想弄清医疗器械的内部结构和原理,就需要有足够的医用电子学理论知识。因为,医疗器械内部由很多电子器件和集成块组成的,每个电子器件和集成块都需要医用电子学知识才能知道它是如何正常工作的。科学家们不断研究更新医疗器械,如血压计由机械式发展到电子数字式,体重计也由指针式发展到电子数字式,体现了全球科技的进步。 二、电子学是一门以应用为主要目的的科学 电子是一种极其微观的粒子,在物理领域对其研究比较深入,它的性质决定了应用的广泛,自由电子能够在导体的原子之间轻易移动,利用这个原理我们通过导线可以控制引导电子的定向移动,进而为人类服务。电子学是研究导体及半导体如何导电的,电子学课程包括低频电子电路、数字电路,这些都是以应用为主要目的的科学技术。如医疗器械维修专业,所开课程必须有电子学。没有电子学知识,医疗器械内部电路原理无法解释。有些医疗器械为什么只能用,不会修,就是因为没有丰富的电子学知识,充分证明电子学在医学学科中的重要性。要想维修好医疗器械,必须有丰富的电子学知识和医学知识。低频电子线路主要讲半导体电子如何导电,单级、多级放大器的工作原理、差动放大器原理、多谐振荡器原理、直流稳压电源等知识,掌握这些基本知识,才能学习电子学高深的内容。高频电子电路,阐述频率高的电子学知识,数字脉冲电路,阐述电路输入不同的脉冲电路的工作原理,有了这些电子学的基本知识,才能初步了解电子仪器的内部结构原理。电子技术是一门实用技术,是一门综合科学。要想学好电子学,必须学好高等数学和物理。因为高频电路涉及高等数学,物理涉及电学和磁学,它们都是相互联系的共同体,所以,电子学是一门实用的科学。现代的电脑、手机这些实用电子设备,机芯都是由若干集成电路组成的,集成电路是根据电子电路原理制成的,集成块各有不同的原理和作用。任何电子器件都是在电子学原理基础上研制成的。电子学这门学科已经普及,在飞速发展的年代起到了重要作用。在现实生活中,电子学这门科学运用到各个领域。电子技术的飞速发展使得电子仪器在医学领域得到了广泛的应用,如基础医学研究、临床诊断和治疗、病房监护以及预防保健。在这些应用过程中,电子技术不断吸取生物医学领域中其他学科的知识,从而逐步形成一门新兴学科——医用电子学。目前,医用电子学已成为医学影像、生物医学工程,其目的是解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。 三、现代医疗器械在病理诊断中的重要性 医学发展到现代,已经是一个应用高端电子技术以及材料科学的学科。医学的重要方面就是诊断。于是,就要有现代医疗设备,不断发展检测手段。“诊断”包括诊察和判断两方面。所谓诊断,指的是对病性、病因的判断。在此过程中,医生对疾病规律比较全面的掌握非常重要。具备了比较全面的知识和经验就能作出比较准确的判断,从而为病症施治提供依据。为了高效准确诊断病症,我们不得不依赖科技发展。例如运用现代检测设备,我们可以快速采集到病理标本,并通过电子设备使用电子学的各种原理变换、传输、交换、处理信息,从而直观再现出来,使我们对病症诊断有一个科学精确的分析。不仅是病理诊断使用到,就是我们未发病的时候也能经常使用简单而又准确的检测仪器自检。医疗器械在人们生活中起到重要作用,为医生诊断病情提供了一定的依据,提高了诊断病症的准确率,使医疗水平得以提高。在高节奏、高强度的竞争时代,需要强壮健康的体魄,更好地工作学习生活,要不断学习专业知识,才能跟上快节奏的时代。尤其电子学这门学科,更要努力学好,只有掌握电子学专业知识,才能维护医疗器械。现代医学的发展,医疗器械的不断更新与换代,使医生对病症的诊断精确率越来越高,从而使人们的寿命不断增长,现代医疗器械充分发挥了有效的作用,为全世界人们服务。科学家们不断创新研究医疗器械,加之医生专业水平的提高,使难疑病症得到医治。 四、传感器与电子学的关系 传感器技术、通信技术和计算机技术一起构成了现代信息技术的三大基础,分别被喻为五官、神经和大脑,分别完成信息的采集、传输和处理。随着信息处理技术以及微处理器和计算机技术的高速发展,传感器的作用越来越重要。传感器是一种能把非电学量转变成便于测量的电信号的器件。传感器的种类很多,常用的有光电门、声、电、光强、温度、电位、位移、压力、电压等传感器。它们的主要功能是将诸如力、热、光、温度等非电学量的信号转化成电信号并通过接口电路与微机相连,实现实时监控。还有电磁传感器、红外传感器、光纤传感器。磁传感器是最古老的传感器,指南针是磁传感器最早的应用。红外技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度。人体的血压、血流、呼吸、温度、生物电、化学物质和生物物质,细微的变化,我们自身无法及时体验,有时一些轻微的变化也会引起生理疾病,我们运用各种物质传感器就能及时感知到这些变化。各种传感器都是依赖电子学中电路处理、计算机整合等原理,通过极敏感的感知效应和强大的放大效应将生物信号转化为直观可见的图像信号。于是我们便能及时获得人体的生理健康信息。诊断结果出来我们更需要考虑治疗方案,严重的可能需要置换人造或组织器官,这就涉及到了材料科学。而电子学在改造现有材料、创造新型材料方面发挥着积极的作用。 五、结束语 由此可见,尽管电子和医学属于不同的领域,但在科技发达的现代社会,两者有着密切的关系,人类对电子的研究不断进步应用到更广泛的领域,为我们的医学事业发展提供强大的支持。 作者:林凤云 单位:内蒙古医科大学计算机信息学院 电子学论文:电子学系统电路设计论文 1.辅助电子学系统电路设计实现 1.1ARM处理部分 针对ARM内核的高速可顺序执行特性,更适合处理复杂协议信息。ARM处理部分在设计中主要负责协议层处理工作,包括通信信息、人机交互设定、系统工作参数监测、报警数据设定、监测以及系统数据分析处理等多方面的工作,整体采用抢占式进行多任务分配,提高CPU利用率以及系统鲁棒性。 1.2FPGA控制部分 总体来看,FPGA主要负责外围硬件设备底层驱动的读写,作为ARM的一个外部扩展RAM进行外设数据交换,所有FPGA采集、输出的数据均可通过ARM的可变静态存储控制器(FlexibleStaticMemoryController,FSMC)总线读写。在设计中运用FPGA独特的可多任务并行执行的特性,FPGA控制部分主要负责外部通信模式的选择;外部模拟信号的采集、输出温度的控制、时钟同步、时钟移相、数码管计数显示等多项功能的处理。在外部模拟量、氢原子钟内炉温度采集部分,由FPGA内部硬件采用状态机形式通过两片AD7490D对外部32路模拟量采集,并直接用模数转换器进行控制处理;另一个状态机通过热敏电阻对内炉顶,上,底等三部分温度进行采集;在温度输出控制部分,通过三路PWM控制方式,以外部温控器作为驱动信号,调节加热功率。在模数转换部分由专用基准电压芯片REF192产生参考电压,温度转换经过带有前置运算放大器(Operationalamplifier,OP)的模数转换器进行采样,并同时具有抑制50Hz抑制功能,以抵消测量中所产生的工频干扰。在通信电路的设计部分由FPGA来选择所采用的通信方式,其中串口通信采用隔离式电平变换芯片,避免电平不兼容或是不同设备间的静电释放(Electro-Staticdischarge,ESD)所带来的放电损坏;以太网部分采用专用以太网接口模块,可同时兼容TCP/IPv4、用户数据报协议(UserDatagramProtocol,UDP)等。 1.串口通信接口的电路设计 原本的串口通信设计为了满足两路串口通信的技术指标,采用AT89C52结合通用同步异步接收发送器8251A实现双串口的扩展。本文采用ADM3251E[3]来解决多路串口的通信功能。ADM3251E是一款高速、2.5kV完全隔离、单通道RS-232/V.28收发器、具有isoPower隔离电源的双通道数字隔离器,设计中无需使用单独的隔离DC-DC转换器。由于RIN和TOUT引脚提供高压ESD保护,因此该器件非常适合在恶劣的电气环境中工作,或频繁插拔RS-232电缆的场合。ADM3251E采用ADI公司的芯片级变压器iCoupler技术,能够同时用于隔离逻辑信号和集成式DC-DC转换器,因此该器件可提供整体隔离解决方案。 2.ADC模拟量采样电路设计改进 原本的ADC采样电路使用两片ADC0816。ADC0816是逐次比较式16路8位A/D转换器,其内部包含有一个8位A/D转换器和16路的单端模拟信号多路转换开关,转换精度为1/2LSB,转换时间为100us(时钟频率为640KHz)。改进设计中采用AD7490,它是一款12位高速、低功耗逐次逼近型ADC。同时AD7490采用单电源工作,电源电压为2.7V至5.25V,最高吞吐量可达1MSPS;其内置一个低噪声、宽带宽采样/保持放大器,可处理1MHz以上的输入频率;转换过程和数据采集过程通过CS和串行时钟进行控制,从而为器件与微处理器接口创造了条件。 3.温度控制部分的设计改进 温度对于氢原子钟来说是个很重要的因素,温度控制不好会引起氢原子钟稳定度变差;温度失控会直接导致氢原子钟没有中频信号输出。因此在温度控制的设计中首先要做到可靠、稳定。原先的温度控制系统采用模拟控制多块电路板各温度区域独立控制模式,其缺点是变容二极管参数数值不在正常工作范围内之后,需要人为调整电路板的电位器,即通过人为改变电阻的模式来达到调整温度的目的。在数字化智能温控设计中采用AD7792[4],AD7792具有两个高精度的可编程恒流激励源,内置有可编程的仪表放大器,可以对不同的输入信号选择相对应的放大倍数,实现信号的匹配。它内置16位ADC,采用SPI串行接口,容易实现光耦隔离,有三路差分模拟输入,可以满足设计中分别对内炉顶,上,底三部分温度进行采集的设计要求。AD7792为适应高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端,内置一个低噪声、带有三个差分模拟输入的16位Σ-Δ型ADC。它还集成了片内低噪声仪表放大器,因而可直接输入小信号;内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源,而且也可采用一个外部差分基准电压。图2中所示CHAN表示温度区域,其中CH1代表内炉顶,CH2代表内炉上,CH3代表内炉底;ACTU代表采样温度数值,SET代表设定温度数值,OUT代表了输出功率的大小。 4.移相同步精度设计改进 传统控制板同步精度为100ns±逻辑门延时(约几个ns),移相分辨率为0.1us。经过设计改进后,采用独特的先倍频后同步技术,可大大提高移相同步分辨率。在本次应用中,先对外部输入的10MHz方波信号,经过FPGA内部的锁相环(PhaseLockedLoop,PLL)的配置进行零度移相五倍频,得到和输入信号零相位差的50MHz信号。上一幅为10MHz信号波形,下一幅为倍频后的50MHz方波信号波形。 5.DDS电路设计部分 之前控制板在综合器设计输出时,采用AT89C52驱动三片74LS595串入并出输出6位8421码共24位数据信息经25芯弯角插座(DR-25)将数据传输至接收机控制板,再由CPLD处理后输出所需的频率信号。而目前设计中选取AD9956[5],使用直接数字式频率合成器(DirectDigitalSynthesizer,DDS)技术直接从监控板输出所需的频率信号,AD9956是由美国AnalogDevice公司推出的高性能的DDS芯片,提供速度高达400MHz的内部时钟,可合成频率高达160MHz,支持2.7GHz的时钟输入(可选2,4或8分频)、内部集成14位的D/A转换器,具备快速频率转换、精细频率分辨率和低相位噪声输出的性能,适用于快速跳频频率合成器的设计,本设计DDS输出频率信号可以根据键盘键入的频率值不同而输出不同的频率值。 6.存储器设计改进 氢原子钟必需具有对时间以及对所监测数据实时保存的功能。然而外部存储器的选择也是多种多样的,目前应用最多的仍是SRAM、EEPROM及NVRAM这三种方案。我们目前使用的存储器就是采用SRAM加后备电池的模式,型号62256,它是组织结构为32K*8位字长的高性能CMOS静态RAM。在设备掉电的情况下,存储数据易丢失。同时SRAM加后备电池的方法增加了硬件设计的复杂性,降低了系统的可靠性;EEPROM方式可擦写次数较少(约10万次),且写操作时间较长(约10ms);而NVRAM的价格问题又限制了它的普遍应用。因此越来越多的设计者将目光投向了新型的非易失性铁电存储器(FRAM)。铁电存储器具有以下几个优点:可以总线速度写入数据,而且在写入后不需要任何延时等待;有近乎无限次擦写寿命;数据保持45年不丢失;具有较低的功耗。设计中采用的FM25L16是串行FRAM。其内部存储结构形式为2k×8位,地址范围为0000H~07FFH,FM25L16支持SPI方式0和方式3。具有先进的写保护设计,包括硬件保护和软件保护双重保护功能。FM25L16的数据读写速度能达到18MHz,可与当前高速的RAM相媲美。结束语从设计的测试结果来看,全新的设计模式对电路的性能,可靠性,稳定性等多方面都有很大的提高,具体表现如下所示: (1)设计中采用AD7490替代ADC0816,从而使得ADC精度提高8bit升级到12bit,精度提高了16倍,并且无需经过外接模拟开关,减少了信号经过多个模拟芯片引起误差。 (2)温度控制系统采用全数字化设计模式,提高测量精度,降低干扰,可避免处理运放电路所造成的对温度飘移的影响以及多级模拟带来的累计误差,最重要的一点就是不用再人为的通过改变电阻模式来达到调整温度的目的。 (3)综合器设计部分采用DDS处理技术,直接从监控板输出所需频率信号,从而大大减少设计中潜在的故障点,大大提高了设计的可靠性,稳定性。 (4)通信电路采用的ADM3251E是ADI公司推出的基于其专利iCoupler和isoPower磁隔离技术的RS-232隔离器,在性能、功耗、体积等各方面都有传统光电隔离器(光耦)无法比拟的优势。它的功耗仅为光电耦合器的1/10~1/6,具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力,大大提高了通信的质量和正确性。 作者:李锡瑞 单位:中国科学院上海天文台 电子学论文:硅微电子学研讨论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和优秀的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 电子学论文:硅微电子学研究论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和优秀的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 电子学论文:光学与电子学相结合分析论文 0引言 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术[1]。它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示[2]。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的[3]。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高检测系统输出信号的信噪比。 1光电检测电路的基本构成 光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱,而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中,因此,要对这样的微弱信号进行处理,一般都要先进行预处理,以将大部分噪声滤除掉,并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样,就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。 2光电二极管的工作模式与等效模型 2.1光电二极管的工作模式 光电二极管一般有两种模式工作:零偏置工作和反偏置工作,图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中,在光伏模式时,光电二极管可非常精确的线性工作;而在光导模式时,光电二极管可实现较高的切换速度,但要牺牲一定的线性。事实上,在反偏置条件下,即使无光照,仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流,这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声;在反偏置时,由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此,在设计光电二极管电路的过程中,通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计,而不是对两种模式都进行最优化设计[4]。 一般来说,在光电精密测量中,被测信号都比较微弱,因此,暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号,所以,尽量避免噪声干扰是首要任务,所以,设计时采用光伏模式。 2.2光电二极管的等效电路模型 工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示,它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中,IL为二极管的漏电流;ISC为二极管的电流;RPD为寄生电阻;CPD为光电二极管的寄生电容;ePD为噪声源;Rs为串联电阻。 由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降,故为零偏置。在这种方式中,影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD,它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄,结电容的值越大。相反,较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻),则与光电二极管的偏置有关。 与光伏电压方式相反,光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时,耗尽层的宽度会增加,从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作,然而,线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。 3电路设计 3.1主放大器设计 众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换,从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量,同时受各种不同传感器灵敏度的限制,因而所得到的电量自然是小信号,一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用,但后续电路一般为A/D转换电路,所需电压幅值一般为2V。然而,即使是这样,而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍,因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。 该主放大器的放大倍数为A=l+R2/R3,其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作,设计时需要设定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的输出电压。即有 3.2滤波器设计 为使电路设计简洁并具有良好的信噪比,设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性,本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路,以除去有用信号频带以外的噪声,包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号,而抑制该频段以外的信号。 Q为品质因数,Q值越大,则随着频率的变化,增益衰减越快。这是因为中心频率一定时,Q值越大,所通过的频带越窄,滤波器的选择性好。 有源滤波器是一种含有半导体三极管、集成运算放大器等有源器件的滤波电路。这种滤波器相对于无源滤波器的特点是体积小、重量轻、价格低、结构牢固、可以集成。由于运算放大器具有输人阻抗高、输出阻抗低、高的开环增益和良好的稳定性,且构成简单而且性能优良。本设计选用了去处放大器来进行设计。 本设计选用了去处放大器来进行设计。 图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器,其滤波电路采用有源滤波器完成,并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。 4完整的检测电路设计 本光电检测系统设计的完整电路如图7所示。为方便表示,电路中的R2、R3即为前面等效电路模型中的RT、RF。前级部分由光电转换二极管与前级放大器组成,这也是光电检测电路的优秀部分,其器件选用高性能低噪声运算放大器来实现电路匹配并将光电流转换成电压信号,以实现数倍的放大。然而,虽然前级放大倍数可以设计得很大,但由于反馈电阻会引入热噪声而限制电路的信噪比,因此前级信号不能无限放大。 5结束语 本文研究了光电检测系统的原理和设计方法。通过从经济和实用的角度对相关的光电转换器件和前置放大器进行了选择和电路设计,从而确定了关键元器件的参数。实际使用证明:该设计可以满足一般光电检测场合的需要。 电子学论文:电工电子学阅卷心得浅谈 摘要: 电工电子学是中国石油大学的一门部级精品课程,本文介绍了该课程的试卷批阅流程及特点。在阅卷时采取集体阅卷、试阅、流水作业、复查和反复检查的标准流程,有效避免错判和错给分的现象。借助于Excel软件进行单题成绩的登记、再查、誊写的标准流程,避免分数登记错误、分数计算错误,并根据学生的各题得分情况用EXCEL软件对试卷进行统计分析,从中发现教学中存在的问题,以便于进一步提高教学质量。 关键词: 电工电子学;阅卷;Excel;分数统计;试卷分析 0引言 考试是对学生学习的阶段性总结和评价,也是对教师教学情况的评判。对于大学生来说,考试成绩还成为了个人能力的重要指标,好的成绩能成为各种机会的敲门砖。所以教师对于阅卷工作一定要认真负责,要做到公平、公正,这不只是本科评估的要求,更是教师的责任。而且,学生的答题情况还在很大程度上反映了老师的教学情况,可以从中发现教学中存在的问题,从而在以后的教学中不断改进,使教学水平不断提高。 电工电子学是中国石油大学的部级精品课程,在课程建设过程中,经过不断探索改进,总结了一套比较好的阅卷方法,既提高了阅卷效率,又提高了准确性,同时还进行试卷统计分析,便于进一步提高试卷质量,并从答卷情况中分析讲课过程中存在的问题,以便进一步提高教学质量。下面从几个主要方面说明电工电子学课程的阅卷方法和特点。 1阅卷方法 1.1 集体阅卷多年来,电工电子学课程一直采取集体阅卷的方式,尤其在高校扩招后,集体阅卷的优势更加明显。集体阅卷有两大优点: 1.1.1 质量高,效率高扩招后,教师教授的班数增加,一般在七个班到十几个班,如果独立阅卷,一则不可能及时上报成绩(不负责任的阅卷方式除外),二则因阅卷时间太长,教师身心疲惫,阅卷质量容易越来越低,并且很容易出错。而集体阅卷则体现了合作互助的优势,每个人都不太累,而且人多不沉闷,一般在一天到一天半的时间内即可完成。因时间短,故每人都精力充沛,阅卷质量高。而且每人只阅一道或两道题,在思维上简单,容易对评分标准掌握得一致,公平性好,而且阅卷速度快,一般在阅过十几份卷后就基本不再需要看答案及评分标准了。 1.1.2 教学研讨集体阅卷还是一个很好的教学研讨的机会。 在阅卷开始前,首先讨论标准答案及评分标准,往往会有不同意见,讨论的过程就是互相学习提高的过程。 在阅卷过程中,教师都会把学生的各种不同的甚至稀奇古怪的做法讲出来,针对一些典型问题一般要进行简短的讨论,分析为什么会有这种情况发生,在教学中应该如何教导学生才能使其真正领会,从而在今后的教学过程中避免这种情况的发生。 有的时候是因为题目不太严谨以至部分同学产生歧义,以后如何避免,本次应该如何评判,等等。例如,数字电路的组合逻辑电路设计中没有真值表直接得到的情况,讨论结果,一是因题目并没有严格要求一定要真值表,而学生通过其他手段进行分析得到了正确的表达式,应该全部得分,二是学生的理解还存在问题,其实是知识理解不深造成的,在今后的教学过程中要强调分析的方法和步骤,因为不规范的做法是不可取的,三是在今后出题时应该详细说明都要求哪些结果。 因为这种研讨是针对学生答题中出现的具体问题进行讨论的,但由于时间限制不能讨论得非常深入,所以可以作为正常教学研讨活动的有效补充。 1.1.3 深刻把握学生存在的问题由于每位老师只阅其中的一道或两道题,所以对于学生的答题情况掌握得深刻,能够发现学生比较集中的问题。一般地,在一道中学生犯错的模式不过几种,大同小异,由此可以发现学生错误的症结所在,由此对教学方法进行改进,以便让学生更好地掌握知识,减少犯错学生的比例,提高教学质量。试卷批完后,阅卷教师都要向主讲教师汇报答题情况,并由主讲教师记入试卷总结,为进一步改进教学方法以及改进试卷质量做一个很好的参考。 例如,选择题内容较杂,仅从分数上看不出问题。在某次考试中,阅卷教师发现其中一道选择题出错率很高,属于不正常情况,故当场提出。该题目的电路如图1所示,要求当开关S闭合时两灯的明暗情况。该题的考点在于电源为一直流电源,而变压器只能对正弦交流电源进行电压变换。而很多学生并未注意到加的是直流电源,理所当然地按照交流电源计算,所以大面积出错。一方面说明学生观察不仔细从而失分,另一方面该题有“陷阱”嫌疑。改进措施:对于类似的题目,应该在题目叙述中强调“电源为直流电源”。 1.2 试阅一份好的试卷应该难易适中,使得学生成绩呈正态分析。如果题目偏难,则会出现成绩总体偏低、优良率低、不及格率高的现象。如果全部阅完卷总完分才发现问题就被动了。如果对分数用某种算法处理,如“开方乘十”或统一加分等,都是本科评估所不允许的;如果不作处理,则会成绩总体偏低,学生的成绩不能反映学生的水平,至少是不能反映学生的相对水平,对学生是不公平的;如果重新修改评分标准重新阅卷,则会在试卷上普遍留下太多的改动痕迹,这在本科评估中也是会受到质疑的。 为避免以上问题,应该先取一个班的试卷为样本进行预先评估。 试阅时,各老师对一个班的试卷同时进行,并不断报告每题的得分情况及出错情况,并不断总结比较普遍的错误方式,如果需要则适时修改评分标准。如果试卷严重不合理,则中途就会发现,否则,就在整班阅完后立即总分,算出试卷成绩,各档次人数,如果分布不合理,则根据具体情况调整评分标准,并重新阅卷。 1.3 流水批卷在流水阅卷时,每题的得分只记在题目左上角,并不登到封面上,这样阅卷效率高,并且封面比较干净。阅卷时必须避免既有加分又有减分的情况,我们统一用加分,因为加分制可避免多给分或遗漏的情况。 阅卷中还实行复查制。每位教师在阅完所有的试卷后,再复查一遍,主要查评分标准是否一致,有没有多给分或漏分的情况,然后再查一下每题的总分是否正确。这次复查必须是认真进行的,尤其保证不能有错给分或漏给分的情况。 然后再复查一遍,这次的复查主要针对分数加得是否正确,可由助教完成,如果由教师完成,则应交换来做。 至此,教师的阅卷工作就可以告一段落了。 1.4 用Excel录入成绩这项工作可由助教完成,但应事先准备好名单及处理模板。 录入方法:由助教两人一组,一人念一人录,把每道题的成绩都录入到事先准备好的Excel表格中。录完后,将成绩打印出来再进行核对,打印出来不容易出错。核对时,两人互换,原来念成绩的拿成绩单,原来录入的念试卷上每题的得分。一般在这个过程中多少总会有点错误,经过核对后就不会再有错误了。 有的文献采用了另一种核对方法:由两人分别将各题成绩录入到两个Excel表中,然后利用Excel的公式功能对两个文件进行对比,但本文的方法效率要高些。 由于用Excel可以很容易地实现总分的功能,所以总成绩就不必人工口算了。 成绩核对无误后,就可以由助教对照着成绩单上的各题分数及总分誊写到试卷的封面上了。 至此,阅卷完毕。教师的主要任务是题目的审阅,分数的给定,而总分、誊写等工作则可由助教或研究生完成,减轻了老师的工作量,提高了效率。 2试卷分析 每题的得分都录入到了Excel表中,这就为试卷分析提供了方便。成绩录入及分析模板应该在阅卷前完成。 试卷分析主要使用得分率,其次为方差,因每题分数不同,故平均分并无太大意义。 考虑到每次阅卷使用方便,特将成绩录入模板进行如下设计。 由于每个学生班的人数不尽相同,所以在计算时不应按人数计算,比如“Average(I4:I33)”,而应该按列计算,即“Average(I:I)”。为了保证按列计算的正确性,在每一项成绩所在列中,除了中文的说明字符外,不应再有其他数字,所以统计分析工作都放在成绩右侧的列中进行。 统计时,主要统计每道题及总分的平均成绩、得分率、方差值。为了模板的通用性及计算得分率方便直观,还应列出每题总分。 统计模板的截图如图2所示。 其中,得分率和方差是考察的重要内容。 例如,在图2所示的成绩分析表中,三(4)题的得分率只有30%,四(1)题的得分率只有50%,这两题需要重点关注。 三(4)题的题目为:设八位模数转换器ADC0809的输入电压范围为0~5V,求最小分辨电压ULSB,以及输入电压为4.5V时输出的二进制数。 经分析,该题得分率的原因主要为:①该部分内容为最后一次课时讲授,时间紧张,学生出现浮躁情绪;②该内容夹在介绍性的内容当中,部分同学未认真听讲,误认为不考,未听讲也未复习;③学时分配偏少,未能细讲;④对于非电专业的学生来说,对这类问题理解较困难,单靠死记硬背则容易出错。 虽然该题的分数少,但得分率严重偏低,说明学生未能掌握知识,所以必须改进教学方法。措施为:①适当增加学时,放慢进度,适当举两个例题;②重点强调,提醒学生应该掌握哪些知识,以及在工作中可能会遇到的类似问题,加深印象。 经过调整后,在以后的考试中,这类题目的得分率提高到了60%~70%,效果明显。 四(1)题考核整流滤波稳压电路的知识,电路图如图3所示,要求学生求解电路主要器件的参数。该题目的主要原因是:讲课时主要以W7805和W7815为例进行讲解,虽然讲了78系列稳压器件的命名规则,但部分同学知识复习不全面,故不知道W7818为何物,从而造成失分。这也暴露了讲课的局限性,故在后来的讲课中,有意识地在举例时多用几种器件,并强调产品的系列性,以加深学生的印象。在后来的考试中,该类题的得分率都达到了70%以上。 3结论 本文总结了我校部级精品课程―电工电子学在教学实践中多年积累的阅卷经验。阅卷采取了集体阅卷、试阅、流水作业、复查、反复检查、登记、再查、誊写的标准流程,有效避免了错判、错算的现象,实现了优质高效的阅卷方式,并对学生的各题得分情况进行统计,实现试卷分析,为后来的提高教学质量提供了参考依据。 电子学论文:利用电子学档进行外语学习评价的特征与功效 摘要: 基于电子学档的学习评价以其较强的人文性、个性化、开放性和多元化特征强调元认知和自我反思。本文从分析其特征的基础上,探讨如何在大学外语教学中通过建立电子学档,充分发挥其评价、反馈和管理功能,使其成为培养学生信息技术、问题解决、协作交流、元认知等诸多方面的能力和态度的有效工具。 关键词: 电子学档;学习评价;元认知策略 1问题的提出 学习评价是教学过程中一个重要组成部分,我国传统教学评价依赖于终结性评价,关注等级、名次和知识,重视课程和技能,把教室内评定(测验、小考和家庭作业)和标准化测验当成衡量学生学习优劣的唯一依据,忽视学生的成长和发展,忽视对学生情感、学习策略、文化意识及综合素质的考察,缺乏以人为本的教学理念。 作为教学信息化进程中产生的一种新事物,电子学档(E-Portfolio)以其信息强大的交互性、数据收集整理的即时性和方便性特点,通过文本、视听文件、超媒体、超文本链接、数码照片和动画等各种媒体,长期动态地收集和管理个人信息和学习结果,实现了在教学中对学生学习的有效结果和学生的发展潜能进行整体价值判断的过程。 2电子学档在外语教学中的运用 2.1 利用电子学档进行学习评价的理论基础多元智力学习理论认为人的智力至少有八种:语言智力、逻辑―数学智力、空间关系智力、形体运动智力、音乐智力、人际关系智力、个人内省智力和自然智力,因而不能用固定统一的标准来测试、要求不同的学生。多元智力理论的提出从神经心理学、认知心理学、发展心理学、心理测量学等多学科上支持了档案测评。 2.2 电子学档在外语教学中的运用 2.2.1 学生的基本信息学生的基本信息包括标识,外标识,姓名,电话,通讯地址,扩展信息(学生个人有关的其他信息,主要包括注册日期,自我介绍,专长,个人爱好,学习风格等)。 2.2.2 学业信息 2.2.2.1 学习任务的识别学生对学习任务的识别主要是指识别自己与所从事的学习活动相关的心理、任务操作因素。 2.2.2.2 制定学习目标在自我识别基础上,学生在教师指导下制定不同层次、阶段的学习目标(包括课程学习目标、小组学习与研究目标、个人学习与发展目标),并将总目标分解为阶段性目标,使其具体化、个性化、具有可操作性和可检测性。 2.2.2.3 选择学习策略二语习得者从获得语言输入到语言输出的感知、识别、选择、内化、提取和使用的全部过程即学习策略的选择运用过程,对其语言学习潜能和语言学能的发展有重要的制约作用。 2.2.2.4 评价信息评价信息是学生学习评价的汇总,应包括评价标准和成绩记录。评价标准应由师生从语言层面(词、句、篇章)、语言技能(听、说、读、写)和心理过程(识别、记忆、理解、推理、概括和重构等过程)等三个方面共同讨论制定;评价主体有教师评价、自我和同伴评价等多种形式。 2.2.3 反思总结反思总结主要是指学生以书面论文的形式围绕认知主体对自身在学习活动中的心理状态、能力、目标、策略等方面的认知以及对自身认知活动的计划、监控和评价等方面做出的反思。 3利用电子学档进行学习评价的特征与功效 3.1 利用电子学档进行学习评价的特征 3.1.1 人文性此特征把学生看作一个全面发展的人,尽可能客观真实地评价其学业成绩和能力品质,它不仅要评价学生对知识的获取程度(目标导向),还要评价学生应用、分析、综合、创造性思维等高层次的智力因素,以及兴趣、态度、情感等方面的非智力因素。 3.1.2 个性化电子学档创作活动的优秀是学习者个体的独立思考和创新呈现出个人风格。学生可自行决定如何组织电子学档的内容,决定评价的标准和依据,此特征还体现在档案是个人学习与成长的记录。 3.1.3 开放性电子学档完成之后,可利用网络条件链接在教育网络资源上,在任何时候、任何地方、任何教师(学生)都可以将自己最新的电子学档添加入资料库,成为全体师生共享的丰富教学资源。 3.1.4 多元性评价的多元性是指评价主体、内容和手段的多样性。如:除采用传统标准化测验的手段之外,还要采用一种“另类评价”,即采用观察、记录、展示、演说、辩论、调查问卷等多种方式进行;评价主体不仅仅是教师,还可以是学习者本人和学习同伴等。 3.2 电子学档的功效 3.2.1 评价功能电子学档对学习评价具有事实描述和价值判断两种功能。 3.2.2 反馈功能由于电子学档用于存放学生在学习过程中包括学习评价、学习策略、学习自省等在内的各种学习材料,教师可从中获取很多有关学生知识获取和能力发展的各种信息。如学生的当前水平、学习需求、学习策略、学习风格、个性特征及发展潜能等。教师可根据这些信息及时制定或调整教学内容、方法和计划以适应学生的发展需要。 3.2.3 管理功能基于电子学档的学习过程包括学生的自我监察、指导、强化和评价等环节,这是由一系列互动的、以动态方式彼此影响的组成部分构成的活动,这些环节可使学生成为能够参与、控制并管理学习过程的自我调节的主体,形成对自己学习的元认知并掌握一整套策划、启动、实施、监控、调节和评价学习的自我管理技能。 电子学论文:电工电子学教学改革的探索与实践 摘要: 本文提出了关于电工学实行“四段式”教学模式的设想。四段式教学是指:感性认识阶段、理论教学阶段、实践教学阶段、综合提高阶段。通过这种四段式教学体系的初步实践及教学效果的反馈,深刻体会到这种教学模式能够进一步开发学生的创造性思维,培养学生的动手能力,引导学生培养自学能力。让学生在学习理论知识前学会提出问题,在学习理论知识后学会发现新问题,从而能够通过自学不断的将新知识填充到自己的知识框架中,这样学生就掌握了科学研究的基本方法(提出问题-解决问题-提出新问题),具备了很强的适应能力和可持续发展的能力,将终身受益。 关键词:教学改革 电工电子学 教学模式 教学效果 0引言 高等教育教学必须屏弃那些与现代高等教育不相适应的旧思想、旧观念,培养和造就未来社会所需要的高质量的开拓型创造型人才。改革是社会的需求,每次教学改革的前进,都是在社会经济进步的基础上,教育思想上有所飞跃的条件下形成的。电工学是高等院校工科非电类专业的一门重要的技术基础课,该门课程的改革重点是将过去传统的以传授知识为主的教学模式,向培养学生知识、能力、素质并重的模式转变。本文所提出《电工电子学》“四段式”教学体系的建立正是基于这种理念,把单调的理性教学转变为一个从感性认识到理性教学,到实践教学、再回归理性教学的过程。这样就形成了电工学教学的感性认识阶段、理论教学阶段、实践教学阶段、综合提高阶段的“四段式”教学体系。 1感性认识阶段[1] 感性教学的目的在于激发学生的学习兴趣和学习热情,最大程度的发挥学生的主观能动性,挖掘其潜能,从而达到提高教学质量的目的,这在高等教学中有着重要的意义。因此首先必须提出电工电子学感性教学概念,所谓的感性教学资料是在教学改革讨论中,以及对毕业生的跟踪调查中得到的,然后把这些资料介绍给学生或穿插在教学过程中,学生总会对那些实际的事例很感兴趣,而学生在学习的过程中,时间、精力的投入主要源于兴趣,有了学习兴趣,就能理性的深入学习,对教学内容理解得更深刻,学习更扎实,反过来会使学习兴趣更浓,步入良性循环的学习过程。 感性教学的实施是在理论教学之前,我们在非电专业学生中提前一个学期开展了电子工艺实习,让学生到实验室来认识常用的电子元器件,了解常用电子仪器的使用,了解电子器件的焊接工艺及技巧,并通过实物展示、模型教具及感性教学录象片等形式使学生了解电在工农业生产及日常生活中的主要应用,了解安全用电常识。通过感性阶段的学习,使学生明确学习电工学的重要性,能带着问题独立思考进入理论学习阶段。 2理论教学阶段 本阶段的教学重在使学生掌握基本理论知识和基本技能加强对学生能力的培养。在教学内容上做了较大的调整。 2.1 对课程改革的探讨 2.1.1 适当增加新的教学内容随着电力电子、数字控制技术的发展,数字电路的集成度愈来愈高,一批大规模和超大规模的新型集成电路应运而生,并很快在工农业生产中得到了广泛的应用,因此,在讲述数字电子技术过程中要及时补充这方面的内容,如可编程逻辑器件、数模转换器和模数转换器等,并列举一些应用实例,使学生对该方面的知识有更为系统的认识。 2.1.2 对教学内容进行适当的整合、顺序适当调整《电工电子学》是由《电路理论基础》、《模拟电子技术》与《数字电子技术》三门课合成的,它涉及的内容多、知识面广,三门课之间既独立又相互联系。因此,在有限的学时数内有必要对其课程内容进行有效的整合、顺序进行适当的调整,以力求达到更好的教学效果。比如:电阻元件、电容元件、电感元件属于电工技术课程,而二极管、三极管属于电子技术课程,在电工电子技术里可将上述内容统一到电路元件中。又比如:“运算放大器”的内容在电工技术课程和电子技术课程中都有讲述,电工技术里只讲述它的输出特性及线性应用和非线性应用,电子技术里则着重讲述其内部电路,如果将它放在电工技术 “电路变量与元件”,“电路化简与电路分析”的内容之后,“电路响应”与“正弦波分析”的内容之前讲述,这样在进行信号运算和信号处理电路的讲述时,便于进行带运算放大器与不带运算放大器电路的对比,进而加深学生对此类电路知识的理解和掌握。另外,这样更切合实际,使学生更易于理解实际应用中的电路。 2.2 对教学方法和教学手段改革的探讨随着信息化时代的到来,通讯技术和传媒技术得到了迅猛的发展,课堂教学方法和教学手段发生了根本的变化。传统的教学方法和教学手段已经无法满足现代教学的需要,运用现代化的教学方法和教学手段,既可以丰富课堂教学内容,又可以提高教学质量。 2.2.1 采用多元化教学[2],提高教学质量采用多元化教学方法,是一种提高教学质量的手段。它使得现代教学方法在整个教学过程中所采用的方法和措施都是以教学为对象、学生为中心,以充分发挥学生的主观能动性为目的。教学中重视学生的感觉、质疑、逻辑推理等感知和思维过程,让学生在反复实践和挫折中体味“发现的喜悦和创造的价值”。 根据《电工电子学》课实践性很强这一特点,在学生的实验方式上,要采用“开放式”,在时间和内容上充分对学生开放,让有时间、有兴趣、有能力的学生有一个自我发展的空间,这样可以培养他们动手能力和提出问题、分析问题和解决问题的能力。 2.2.2 采用多媒体技术[3],改革教学手段多媒体技术作为一种新的教学手段,已经在各门课程教学中得到了广泛的应用,它在传授知识、描述过程、阐述原理、演示过程、揭示本质等方面显示了独特的功能和优势。它不但丰富了教学内容,而且可以使很多抽象知识通过演示而具体、形象,更重要的是在教学环节上通过多媒体与传统教学的有机结合,可以大大节省时间,提高教学效率和教学质量。但同时要求教师在制作多媒体课件时要多花时间和精力,力求更好的发挥多媒体技术的优势。 3实践教学阶段 我这里所说的实践教学是指学生见习阶段,当理论教学进行到一定阶段中间可带领见习教育,这样可以建立学习与就业的桥梁、使学生明白理论学习的重要性,从而培养学生学习的主动性。每当我们讲完电工电子学的基础理论部分,剩下的内容比如电动机、继电接触系统和下册的电子技术都很重要但比较抽象,学生对这些内容的感性认识不足势必会影响学习的效果。在这种情况下我们带领学生去见习,在见习过程中我们就可以着重介绍理论教学的相关内容,让学生有针对性地去观察了解,这样会引发学生极大的学习兴趣,学生就会主动提出问题,为我们接下来的理论教学做好铺垫。事实上经过这样一个实践环节,当学生再次坐在教室里学习时教师会发现自己的讲解变得不那么费力,因为所涉及到的器件他们都认识而且都有了解;对于学生来说理论学习再不是抽象的和枯燥的,他们也很渴望获得更多的知识去面对毕业、就业。 当然,一次见习不能只为一门课程而安排,应该同时为一个专业的课程而安排,所以见习的前期工作就变得尤为重要,带领学生见习的教师须对这个专业课程知识体系和专业课程结构都非常了解,这样就可以在见习过程中指导学生的实践学习以备与我们的理论教学接轨;否则学生只是走马观花的无目的性的参观那些厂家和相关器件,对于学生的学习是没有多大帮助反而会因为理论学习的偶然中断而分散学习注意力使他们一时无法集中于学习。见习实践教育阶段是学校教学体系中的一个不可缺少的重要组成部分和不可替代的重要环节。成功的见习是学生衔接理论学习到实践操作的过渡、也是从学习到就业的过渡。实践教学可以培养技能型人才,是实现培养目标的重要途径。没有实践教学,就没有完整的教育,它是校内教学的延续。学校要提高教育教学质量,在注重理论知识学习的前提下,首先要提高实践教学管理的质量。实践教学的成功与否,关系到学校的兴衰及学生的就业前途。 4综合提高阶段 以“加强基础、突出能力、注重创新、全面发展”为优秀的教育理念贯穿于《电工电子学》教学的始终。实验教学是《电工电子学》教学的重要组成部分,是提高学生综合运用知识和分析问题、解决问题能力的重要途径。学校一定要加大对电工电子实验中心的投入,大量更新了实验仪器、设备及装置,使实验条件得到完善,同时对实验教学的内容和方法作出相应的调整和改革。以教学大纲为基础,以改善实验条件为保障,以因材施教为优秀,根据学生的不同层次,建立三级实验教学平台:基础部分应满足教学大纲要求的实验;提高阶段应结合各部分理论知识,带有一定设计性的实验,学生可有选择的完成;最后综合型阶段结合本专业,自行设计并实现具有一定功能的电路,将所学的知识得以综合利用。通过提高阶段的学习,使学生的实验能力得到提高,同时对理论教学内容有了更深层次的理解,在这个过程中,实现了理论与实践相互促进的效果。 5结论 综上所述,我们通过这种四段式教学体系的初步实践及教学效果的反馈,深刻体会到这种教学模式能够进一步开发学生的创造性思维,培养学生的动手能力,引导学生培养自学能力。让学生在学习理论知识前学会提出问题,在学习理论知识后学会发现新问题,从而能够通过自学不断的将新知识填充到自己的知识框架中,这样学生就掌握了科学研究的基本方法(提出问题-解决问题-提出新问题),具备了很强的适应能力和可持续发展的能力,将终身受益。 电子学论文:福州大学微电子学专业卓越工程师培养体系的探讨 【摘 要】根据卓越工程师培养体系的标准,提出微电子学专业卓越工程师培养体系的建设内容,分析了该培养体系实施过程中遇到的问题,给出卓越工程师培养实施的几点建议。应用该培养体系对在校生进行试点,在多个方面已取得初步成效。 【关键词】卓越工程师 培养 体系 福州大学于1970年开始招收微电子专业学生,为我省培养出第一批微电子专业人才,但由于历史原因,80年代微电子学专业停办了。为促进福建省IC产业的发展,加速福建省集成电路专业技术人才的培养,促进闽台两岸IC产业对接和为海峡西岸创新经济建设提供有力的人才支撑,2007年2月,经教育部批准,福州大学复办微电子学本科专业,依托福建省集成电路设计中心的公共服务平台,建立起集教学、研发与产业化功能于一体的国家集成电路人才培养基地。经过这几年的建设,微电子学专业实验室、福建省集成电路重点实验室等几个平台已建立起来,基本可满足学生、老师学习与研究之用,但微电子的人才还很奇缺,培养的人才与社会的需求还有一定的差距,因此我们根据教育部“卓越工程师培养计划”的标准,对微电子学专业的培养方案进行探索,培养符合社会需求的人才。 作为第一批试点单位,福州大学“卓越工程师培养”采用校企联合培养模式,把工程师培养分为校内学习和企业学习两个培养阶段。本科培养采用“3+1”培养模式,即前3年在校内学习本科课程,第4年到企业实践;硕士培养采用“1.5+1”培养模式,硕士工程型要求前一年半以校内为主学习硕士课程,后一年到企业实践,接受工程设计研发训练。 一、卓越工程师培养体系的建设 根据卓越工程师培养标准,卓越工程师培养体系的建设应包含以下几个方面: 1.教学计划建设(理论教学和实践教学安排) 集成电路设计、集成电路测试与封装等微电子专业都是实践性很强的学科,除了要有厚实的理论基础外,学生参与实践显得非常重要,这与卓越工程师的培养精神相吻合。因此在本科工程培养阶段,课程体系要面向工程,强调宽基础、重实践、重应用,强调学以致用,教学内容精而管用,可适当削减部分课程学时,同时开设企业与工程管理、企业法规、企业文化、国内外营销等与企业管理密切相关的课程,注重自然科学与人文科学的融合,并开设前沿性交叉学科课程,拓宽学生知识面。 2.教学模式和考核方式方面 教学模式和考核方式方面改革,课程教学与考核结合工程实际进行,专业课强调案例教学。通过课堂理论教学、研究性学习和企业实践性学习三段式的培养,实现培养模式创新。学生一年时间到企业顶岗或挂职,接受工程实践训练,并结合企业生产实际完成相关课程与毕业设计(工程设计)。 3.学生管理方面 学生管理方面实行校内、外双导师制。在企业的生产实习、企业实践与毕业设计的教学过程中,采用“双导师制”,即学生下派企业的同时,一个企业指定一名学院内在职教师为指导教师,长期与企业合作,与企业导师共同制定课程进度与相关内容等,为学生及时完成学业奠定基础。学生到达企业后,由企业指派高级技术人员(一般应为总工程师或部门负责人)为固定企业指导教师。 4.课程建设方面 把构建科学的卓越工程师培养课程体系,与实际的教学实践有机地结合起来,突出工程实践和创新能力,打造一批工程教育特色课程,一些面向企业实践性强的课程或项目聘请企业高级工程师授课或学生到企业通过动手实践完成,力争每一届学生有6门专业课是由具备5年以上在企业工作的工程经历教师主讲。 5.师资队伍建设方面 在每个企业中遴选出2~3名适合微电子专业各相关专业课程教学的高级专业人才,通过福州大学高等教师专业培训,正式聘任为福州大学教师,完成企业课程的授课任务与承担企业导师的工作。此外,学院的教师也应不定期地深入到相关企业进行调研和科研项目合作,加强校企的实质性深入合作,提高校内教师的工程素质与业务水平。同时鼓励中青年教师积极参加、探索新的教学模式和实验创新机制,逐步形成一支优秀教学团队,以培养一批中青年骨干教师。 二、卓越工程师培养计划的实施 目前正处于卓越工程师培养启动阶段,部分培养模式可对在校生进行试点,针对目前教学体制更注重学生的理论学习、实践环节明显不足、学生工程意识淡薄、毕业后很难让企业满意、学校的教学环节与企业的需求有较大的脱节等问题,并根据我省集成电路行业的发展状况和我校的现有条件,适当调整现有课程与课程的教学内容,适应微电子行业的人才结构需求,力争与福建省现有微电子企业联合培养集成电路方面的人才,探讨IC专业人才的培养模式与培养方案的创新和研发,是目前的工作重点。 1.课程体系的改革 深入集成电路的有关企业调研,了解企业需求,对2009级《微电子学专业培养计划》已做了很大修改,课程设置突出工程实践和创新能力的培养,培养方案与目标比较接近于企业的要求。这些变化体现在大多数理论课程之后都设置了相应的应用课程,比如数电、模电、C语言、数字集成电路设计、模拟集成电路设计、微机原理等课程,不仅有相应的课内实验,还有相应的课程设计,将刚学到的基础知识赋予实践,不仅巩固了基础知识,加深了理解,而且也培养了学生学以致用的能力。 2.本科第四学年的教学安排 根据卓越工程师培养方案的要求,第四学年应安排一些实践性的、研究性的课程,比如毕业实习、科研实践、毕业设计、项目研发管理等,这些课程可以带到企业中完成,可以结合各个企业的实际情况,做相应的课程研究,使得学生的研究内容来源于实际,使学生的学习与实际接轨。 3.课程建设方面 与实践相关的课程、教学内容要求直接使用目前行业流行的三大巨头软件,比如SPICE模拟设计与实验、逻辑设计与FPGA、数字集成电路CAD、模拟集成电路版图设计、集成电路制造工艺、集成电路可测性设计等课程的实验,都要求用目前市面上流行的软件工具与版本,并且教学内容要求来源于实际工程,逐步形成几门有特色的课程。 4.师资培养方面,加强现有教师参与企业项目研发的力度。 目前6名年青教师承担了福州福大海矽微电子有限公司的研发项目,研制的三个芯片已经完成MPW流片,经测试达到了设计技术要求,取得良好的效果;另有多名教师参与了福建省集成电路服务中心的建设与技术服务工作,逐步培养与锻炼了一批中青年骨干教师,形成了一支优秀的教学团队。 5.企业师资培养 在企业中遴选适合微电子各相关专业课程教学的高级专业人才,通过福州大学高等教师专业培训,正式聘任为福州大学教师,完成企业课程的授课任务与承担企业导师的工作。《集成电路实习》课程已经在ICC上课,07级的《教授讲座》由福州贝莱特集成电路有限公司的老总陈炳来教授承担。今后,其他相关课程的部分实践也将在该中心完成。 三、卓越工程师培养过程中存在的难点 1.企业难以接受学生实习 微电子行业都有较高的技术要求,企业一定是靠技术生存,各个单位对保护自己的商业秘密都非常重视,所以一般都不太愿意接受实习生。他们认为大学生没有实际工作能力,即使有,短时间内也不能很好地发挥出来为企业所用,所以企业接收大学生实习不仅没有得到免费的劳动力,而且还要冒着泄露商业机密的风险、需要付出各种代价,比如,至少必须给实习生安排办公位置及设备等,另外学生短时间内难以接手相关工作,还要让老职工去带,必然影响企业的进度安排,因此企业收益和成本相比得不偿失。总之,由于行业的原因,企业难以接受学生实习,这是微电子学专业卓越工程师培养实践过程的最大难点。 2.诚信问题 现在企业愿意接受学生实习的,大多是希望学生毕业后能够到企业来工作,这样相当于学生提前一年来企业实习,企业可以少培养学生一年,这对于学生、企业都是一件双赢的好事。但出现了很多学生毕业后又不去这个企业工作,失信于企业,以至于企业认为现在的学生诚信差,眼高手低在企业呆不住,打击了很多企业的热情。 3.学生管理上的难题 学生分散于各个企业实习,给学生管理带来了很大的难度,如学生在外地,老师很难经常去检查学生的情况,如在本地实习,学生大多还会住在学校,则交通问题给学生的安全带来了隐患,学校存在很大的压力。 四、卓越工程师培养的出路 1.政府给予参与企业一定的优惠 目前实行本计划的难点之一在于企业的参与。建议教育部联合国家有关部门共同出台政策,调动企业接受学生实践并共同参与培养学生的积极性,例如给予参与本计划的企业在税收上的减免或经费补贴,或在企业申报国家有关部门科研立项,技改立项时给予优惠。 2.加强学生的诚信建设 如果学生的诚信度可以得到企业的信任,那么我们可以这样来分流学生:对于不考研的学生,可以以找工作单位的方式去找实习企业,与企业签定协议,毕业后到企业工作,这样企业基本上就会接受这一批学生;至于要参加考研的学生,可以到学校的各个研究室等参与老师的课题研究,或者由一些有实践经验的老师各自带几个学生做些实用性、综合性的设计,也可以得到一些工程性的实战。 3.加强学校自身科研机构的建设,让更多的学生可以在校参与科研研究。 4.在一些重点企业设置教育部门,参与学校的实践教学。 建议国家、学校在各个地方建立大型的实践基地,接受学生的实习,这些实践基地可以依托某些学校已有的实践中心也可以依托某些大型企业。 本文根据教育部卓越工程师培养体系的标准,提出了微电子学专业卓越工程师培养体系的建设内容,结合该培养体系实施过程中遇到的问题,给出卓越工程师培养实施的几点建议。该培养体系对在校生进行试点,在多个方面已取得初步成效。 电子学论文:Multisim10在医学电子学教学中的应用 【摘 要】本文介绍了在医学电子学教学中引入Multisim 10仿真软件的必要性。以共射极单管放大电路和RLC谐振电路为例研究了Multisim 10在医学电子学教学中的应用,说明Multisim 10仿真软件是化解教学难点、提高教学效果的重要教学辅助工具。 【关键词】Multisim10;医学电子学;仿真 医学电子学是医学信息工程、医学影像技术等专业的一门专业基础课,是应用电子技术解决生物医学工程中问题的一门交叉学科,教学内容涵盖了理工科院校多门电子学课程的相关知识,而且它又有别于理工科的电子学课程。通过学习,可以提高学生运用电子学技术来解决生物医学中相关事情的能力[1-2]。 1 Multisim10仿真软件引入医学电子学教学的必要性 医学电子学课程由理论课和实验课两部分组成,课程内容主要包括电路基础、模拟电子技术和数字电路三部分。该课程的很多重点教学内容抽象、难懂,成为教学难点,目前理论课的主要教学手段是利用传统教学与幻灯片结合在课堂上完成,不能实时、动态显示电路的功能,对复杂的内容,教师难于讲解,学生不易接受。随着计算机仿真技术的发展,利用计算机构造一个虚拟的实验环境,通过建立电路、设定参数、自动建立电路方程并计算结果,最后以图形和动画的形式将电路功能表现出来,可达到与传统实验的效果和目的,大大增强教学效果[3]。这类仿真软件很多,现在比较流行的仿真软件有Matlab、Orcad/Pspice、Multisim和Protel等。在众多的电路仿真软件中,Multisim是最容上手的。multisim10属于较新的版本,具有界面直观、操作简单等优点。将Multisim10引入教学,对于帮助教师课堂上阐述、验证医学电子学的基本原理以及学生深入理解概念和掌握规律有着重要作用[4]。将Multisim10软件引入到理论课教学中,对电路进行仿真,使学生很直观的看到由于参数变化引起的电路各项指标的变化,使课堂教学变得形象、直观,学生易于理解,化解了教学难点。学生可以在业余时间利用Multisim10仿真软件设计各种电路并判断电路的可行性与结果,仿真验证正确后,再进行实物的设计,可以有效提高效率,避免浪费。 2 Multisim10软件简介 Multisiml0仿真软件是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟、数字电路板的设计工作,它含了电路原理图的图形输入,电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力,作为专业的应用软件,它具有以下功能特点[5-6]:直观的图像界面、丰富的元件库、强大的分析功能、高效的“实时仿真”模式。由于 Multisim10具有以上特点,被广泛应用于电子类课程的辅助教学,成为提高电子类课程教学效果的重要工具。 3 应用思路 教师在备课时根据教学内容提前设计仿真电路,在理论课和实验课上进行传统教学、幻灯片教学的同时,在必要时刻将Multisim10软件仿真教学穿插到教学中,把三种教学手段有机结合起来,达到最佳的教学效果。由于Multisiml0具有界面直观、操作简单等优点,学生完全可以通过自学掌握该软件的使用方法并加以应用。教师在上第一次课时就将Multisiml0安装包包拷贝给学生让学生自行安装,要求学生利用课余时间自学该软件,掌握其使用方法并会设计简单电路。 4 Multisiml0在医学电子学教学中的应用 4.1 Multisiml0在医学电子学课堂教学中的应用 医学电子学中戴维南定理、RLC谐振电路、共发射极放大电路、负反馈放大电路等重点教学内容都很抽象、复杂,因而成为教学难点。下面就以共发射极放大电路为例介绍Multisiml0在医学电子学课堂教学中的应用。 教师在利用传统教学和幻灯片讲解完共发射极放大电路的静态工作点、放大倍数、输入电阻、输出电阻后,打开如图1所示的仿真电路并进行仿真,通过投影仪把仿真结果展示给学生看。 图1 共发射极放大电路的仿真电路 图2 静态工作点仿真结果 4.1.1 设置静态工作点 4.2 Multisiml0在医学电子学实验教学中的应用 医学电子学实验是培养学生基本技能的重要环节,是实践能力培养的重要手段,为学生以后学习专业课程奠定必要的实验基础。我校医学电子学课程开设有:电路元器件伏安特性的测绘、RLC串联谐振电路、整流滤波电路、共发射极放大电路四个实验项目。下面就以实验电路比较简单,学生能比较容易的搭建电路的RLC串联谐振电路为例介绍Multisiml0在医学电子学实验教学中的应用。在开设此实验前一周,要求学生利用仿真软件按照实验讲义预做实验并记录仿真结果。教师在讲授完实验目的、原理、实验步骤等内容后,将提前设计仿真电路进行仿真,把仿真结果展示给学生看后才让学生进行实物实验。学生可以将自己的仿真结果与老师的仿真结果进行比较,实物实验完成后还可以将实物实验数据、仿真数据与理论值进行对比,验证仿真数据、实验数据的正确性。 4.2.1 测定谐振频率与品质因数 4.2.2 绘制幅频特性曲线 幅频特性曲线是在信号源电压值不变的情况,电路中的电流随频率变化的规律。在输入信号的电压值为1V不变的情况下,在13kHz-23kHz之间取11个值对电路进行仿真,用万用电表测出各个频率值相对应的电流值如表1所示。 由表1所示仿真数据看出随着信号频率的增加,输出电阻R上的电流先增大然后减小,在输入信号频率为17.9kHz时输出电流最大,说明这一频率点电路发生了谐振。利用表1所示的数据可以绘制幅频特性曲线。 通过上述两个实例可以看出把Multisim10仿真软件引用到医学电子学教学中,够让学生形象、直观的理解教学重点并化解教学难点,激发学生学习兴趣,提高教学效果。 电子学论文:机械电子学课程信息化教学需要把握的几个重点 摘 要 随着计算机、多媒体、网络通讯等技术在课堂上的应用,信息化教学也应运而生。与传统教学相比,信息化教学具有很多优势,对学生学习习惯具有颠覆性,同时,它可以更好地将复杂抽象的知识展现在学生面前,对学生也具有思维启发作用。文章围绕信息化教学理念和教学设计,针对如何将信息化教学在机械电子学课程中应用提出了几点见解。 关键词 机械电子学 信息化教学 课程教学 0 引言 机械电子学是一门综合了机械工程、计算机技术和电子技术的学科,它内容丰富,实践性强,知识更新快,对机电行业人才的培养具有重大的作用。随着机电制造业的快速发展和市场对机电一体化人才需求的变大,机械电子学课程在高校的地位也越来越突出。目前来看,工业信息革命对教育行业的影响也已然敲响了教育改革的钟声,传统的教学模式无法满足这一门课程的特点要求。 信息化教学是将先进教学理念与现代信息技术相结合,运用现代教学方法的教学,它明确以学生为中心,强调协作、透明、思辨。本文就信息化教学在机械电子学课程中的应用提出了需要把握的几个重点。 1 树立信息化教学正确理念 信息化教学,研究的主体对象是教学,目的是达到教学的信息化。信息化教学模式是教师以信息技术为教学手段,引导学生积极主动获取知识,摆脱传统的知识灌输者角色的教学方式。教学过程也由讲解说明转变为情景设定、问题分析、协商研讨、总结延伸等模式,极大地去调动学生的积极性、主动性和创造性。①从目前来看,高校教室都配有计算机和投影仪等基础教学设备,并实现了联网,但教师的传统角色并没有改变,从而对教学设备资源也造成了一定的浪费。可见,如果教师没有领悟信息化教学内在本质,即使丰富了课堂知识内容,但还是无法更好引导学生获取知识,只是在为用技术而用技术,忽视了教学的目的是让学生深刻理会课堂知识,摆脱传统的僵化的教学模式。 在信息化教学模式下,课程考核机制也要随着改变,并不是“一卷定全程”的做法,因为每个学生对不同知识的理解程度、兴趣度是不一样,单凭教师所谓的“重点知识”来考核,极易忽视学生的个性化,遏制学生的思辨思维,对于学生学习知识也纯属应付教师、应付考试,容易造成理论知识和实践操作的脱节。 在整个教学过程中,教师只有具备合理的信息化教学理念,并以此为依据制定信息化教学目标,每一环节都要认识到学生的主体性,使课堂变得科学化、现代化,高校培养的人才才是社会所需要的。 2 丰富信息化教学的数字化资源 传统的教学中一支粉笔、一块黑板就够了,教师是以知识灌输者的角色“活跃”于课堂。随着信息化、数字化已成为当今时代的显著特征,教学领域也应丰富教学的数字化资源,多层次的激发学生的发散思维、创造性思维以及知识处理能力。机械电子学是融合了多种技术的学科,内容丰富多样,所以学习它需要多方面的基础知识。然而课堂多媒体资源毕竟有限,这就需要在信息化教学设计中,使课程资源多样化。如今,移动网络终端发达,数字化资源可能会比书本内容提供更好的服务,而且数字化资源能紧跟机械电子行业发展,提供前沿的知识,对学生以后的实践操作能起到很大的作用。 机械电子学课程的特点也表明,单凭一本教材很难让学生深刻领悟知识。学生的实践机会本来就很少,如果理论方面还不能提供丰富生动的资源,那这门课对于学生的作用就很小。由于数字化资源不局限于时间和空间的限制,教师的教学设计中可以从课本内容或者相关基础知识出发,围绕某个知识点提供全方位的学习资源。信息化教学中,教师所有的备课资源应该是为学生服务,而不是在课堂上进行教学“表演”。除PPT课件外,教师可根据每节课内容要求,录制或搜索相关视频分享给学生,建立实践应用题库,并开通教学平台鼓励学生积极讨论,开设教师答疑专栏等。 3 完善信息化教学的硬件环境 信息化教学的具体实践离不开配套的教学硬件,没有硬件设施的支持,再好的信息化教学理念也只是“纸上谈兵”,也就不能达到信息化这一教学目标,可见,硬件设施环境是信息化教学环境的基石。 类似于传统课堂中的粉笔、黑板、板擦等基本物品,计算机和多媒体设备已成为课堂必不可少的“一员”,而计算机和多媒体大多情况也只是方便教师教学的设备。随着科技的快速发展,硬件设备趋于智能化、便携化,教学课堂的布局也要根据设备的应用程度。②对于机械电子学中抽象难懂的知识点,教师可以带领学生参观或展示相关机器或构件,使学生对知识有清晰的掌握。机械电子学这门课程是服务于实践操作,理论知识要与实践相结合,考虑到实际设备购置昂贵,可引进相关模拟系统,使学生通过虚拟的操作达到对理论知识的把握。 4 提高信息化技术的运用能力 信息化教学理念再好,课堂设备再先进,教师不会运用这些技术,也就不会使信息化技术发挥到高效的作用,所以信息化教学对教师的信息化技术应用能力也提出了要求。教师是学生攀登知识殿堂的阶梯,决定了学生攀登的高度。在信息化教学中,教师也要积极主动地提高自己的教学能力,紧跟时展步伐,而教师教育技术能力的优秀是基于信息支持的教学设计,美国《面向教师的美国国家教育技术标准》(2008版)中明确指出了,教师应能够使用各种数字化时代的媒介和方式与学生、家长及同事就一些信息和想法进行有效的沟通。教师信息化技术能力是一种综合能力,它包括信息化教学迁移能力、信息化教学融合能力、信息化教学交往能力、信息化教学评价能力、信息化协作教学能力、促进学生信息化学习能力。③ 在信息化、数字化时代,教师也要不断学习,不断创新教学方式方法,注重技能培养,如多媒体设备操作技能、教学应用软件开发设计能力。虽然在过渡阶段,教师可能会有压力,但要有清醒的认识,只有把自己综合教学能力提高上去,才不会在教学改革中迷失,才可以在以后教学中更加轻松灵活。 5 掌握信息化教学的方法手段 以往教师备课只是去制作和熟悉讲课用的课件,而多数情况课件也都是随着教材附带,给学生的感受是教师只是在念课件内容,忽视了学生对本节课知识的掌握程度,期间教师并没有认识到信息化教学理念的本质。很多教师以为教室配备了计算机和多媒体设备,只是用来方便教学,而有些教师虽然认识到了信息化教学的重要性,通过技巧使课件生动,比如在课件中穿插搞笑动画、字体显示伴有特殊声效等简单手段,吸引学生注意,但这并不适用于高校课堂,尤其对于机械电子学这门理论知识繁琐、内容抽象的课程。教师存在的价值是为学生传授解答知识,而方法手段是取得成效的保障。 信息化教学手段是将信息化教学硬件设备和信息化教学理念相结合的教学方式,教师充分合理使用教学中的资源,使课堂形象化、生动化、具体化。④机械电子学课程要求有较好的机械、计算机、电子等基础知识,综合性较强,而学生以前“术有专攻”,可能并不能很全面地理解课堂知识,在这种情况下,教师就要提前了解到学生的具体情况,因材施教,为学生更好理解新知识制定良性的教学方法。 6 信息化教学的课堂把控能力 在信息化教学课堂上,教师需要具备调动学生积极性、主动性,根据不同知识点灵活组织课堂模式,把控课堂气氛,擅于转变师生主体地位,把握全局,避免学生自由思想泛滥的能力。现在的高校学生在中学时代都是在传统教学模式下培养的,新的教学模式对于他们来说是新颖的,就会导致学生很容易“乐在其中”,这对于教师也是一种挑战。在信息化教学中,学生接触的数字化设备功能强大,摆脱了单一的课本,他们很容易偏离教学设计内容,虽然上课积极性很高,但是并没有对知识有系统性的掌握。教师要“利用”学生的这一心理特点,制定完善的学习任务,使学生学习具有明确的目的性。信息化教学并不仅局限于课堂,它具有延长性。⑤教师要充分利用教学资源,课下带动学生在教学平台交流、利用数字化资源并完成作业,同时教师也应注意方式方法,不能忽略学生的主体地位,要体现出学生个性化,发掘出学生对知识的兴趣。 7 结论 机械电子学这门课理论与实践结合性强,这就需要学生接触更多虚拟仿真环境、操作实际设备,经常进行互动交流。同时教师也要根据知识特点搭建信息化教学环境,既要给学生明确的学习任务,也要起到教学监督的作用。信息化教学模式以其和信息技术的高度结合,越发体现出它在现代教学中的优越性,必将代表教学模式改革和发展的趋势。对信息化教学模式的研究和推广,将是推动高等教育信息化进程的必由之路。 电子学论文:电子学籍档案管理在普通高中的探讨 【摘要】随着科学技术不断发展,互联网技术不仅对于教育起着十分重要的影响,同时还对学校档案管理产生了影响。学生的学籍档案十分重要,在电子档案的保管方面,快捷便利是电子档案比传统纸质档案管理中的突出优势。本文主要分析在普通高中中,电子学籍档案管理工作的具体应用。 【关键词】电子学籍档案;管理;普通高中;具体应用 社会不断发展的今天,个体的档案在整个社会中起到的作用越来越突出,而学籍是学生档案的一个重要组成部分,对学生的学业来说起着十分重要的作用。它详实的记录了学生在学校学习过程中整个学习状态和具体生活状态,也表现出学生学习所在的学校展现出来的具体情况,十分丰富多彩的学习状况,由此可见学籍的涉及内容范围很广,并且是学生学习状态以及学校具体情况的真实性反应。这对于教育部门以及学校具体管理工作的开展和教学内容的选择方面具有极高重要价值。而随着科学技术不断发展,学籍也朝着电子化和数字化方向发展,表现出了优越性。 一、电子学籍管理所具有的重要作用 现在许多高校学生毕业之后,因为思想中没有档案的概念,使得他们没有档案的重要性的想法,对档案如何处理和安排也毫不关心。所以,现阶段越来越多的高校毕业生对自己的档案采取一种漠然的态度,一旦开始工作、读研、出国等,就发现自己的档案早已经不知道被放置在何处,成为一个阻碍。 (一)电子学籍档案在保管方面具有极高的优势。与传统纸质学籍档案的管理工作相比,电子学籍档案的管理具有极为明显的优越性,主要表现在以下几点:首先,由专门的系统进行学生各种资料的收集和整理,不论是在学校期间的各种荣誉奖项,还是在学校期间的学习成绩,都晚安整整的保存在这个专门的系统之中。不仅由专门的档案保管所进行档案的保存,学生也有自己的一份报关,定期在档案中输入各种的信息,十分的方便并且安全。其次,所有的教学信息都储存在专门的教育系统之中,以互联网为基础,通过正确的登录步骤就能够查看学生的各种信息内容,这样方便了学校对于档案的管理,还简化了整个档案的具体工作效率,更加的省时省力。 (二)电子学籍档案在学籍的改动方面具有优势。在高速发展的社会中,信息总是时刻处在高速的变动之中,教育教学也在所难免。学生在学习过程中,总会遇到这样或者那样的问题,从而导致学校的改变或者年级的变动,甚至会出现休学、退学的现象。这种时期需要提交大量的表格,手续很多。但是电子学籍档案在这一方面的手续要明显简化于传统的档案管理方式。因为电子档案主要基于互联网,在专门的系统中进行内容的更改就可以了,修改后,信息共享就可以使得全国各地的教育机构看到学籍的变化。这样不仅简化了工作步骤,还提高了办事效率。 (三)电子学籍档案管理是整个学校管理的重要组成部分。在具体的教育教学管理活动中,学校应该重视电子学籍档案的突出优势,把握好电子信息档案所掌握的各种真实性信息,更加做好教育教学的服务。对于电子学籍的管理中,极好的发挥了整个网络的独特性优势,满足了整个学校的社会发展需要,能够密切不同部门的沟通和联系,推动着学校朝着统一的方向不断发展,并且帮助学校实现自身监督管理工作的标准化。 二、电子学籍档案管理在普通高中中的具体运用 学籍管理是一项十分严肃并且对于严谨程度要求极高的管理工作,需要学校高度的关注这一项工作,并且秉持着高度的热情来对待管理工作。 (一)现代高中需要转变传统学习管理意识。随着科学技术不断发展,我国教育也受到计算机网络的影响,朝着电子化的方向发展。从这一角度看出,学籍档案朝着电子化的方向发展是主要性的趋势。中小学生电子学籍管理是教育工作者在逐步发展中不断探索的成果,它是适应信息时代教育教学管理的一种重要模式。在潜移默化中,它逐步提高了教育界的管理水平和效率,实现了学校和教育行政部门办公自动化的管理模式。实践证明,有效实施电子学籍管理,对于教育教学的管理质量非常有益,同时有利于学校、学生管理信息的积累、分析、利用、交换和共享。电子学籍管理的主要内容是熟练运用电子信息技术,利用电子信息技术的优势对学籍管理的方式、方法进行改革,以此提高办事效率。现阶段我国的学籍管理制度都已经是电子化管理。电子信息化管理的应用能够帮助我们快速的查阅学生的学籍信息,在中学生的高考、升学、就业等多方便起着至关重要的作用。所以,电子学籍档案对学生来说,是成长、学习的痕迹,更是一个学生学历证明的重要材料。 (二)给电子学籍的管理制定健全的制度。教育部门和学校要负起责任,切不可马虎。学校的学籍管理工作应该交给一些管理经验丰富、责任心强的老师。这些老师应该有着熟练的计算机技能,对电子数据的管理有着过硬的基本功。学校还应该制定健全的制度,有序地管理学生的电子学籍。制定科学、规范、高校的管理制度也有利于学校管理工作的健康运行,是一个学校教师的素质水平和综合水平的体现。学校应该做好细心的准备,相关的教育部门也应该给以足够的认识。学籍的电子档案也应该坚持“以人为本”的原则。深入贯彻落实学生信息的准确化和标准化。学生档案的纸质版和电子版相对接,做到真正地服务于学生。有效的管理,必将带来学校的有序管理,是受学生和家长们值得肯定的制度。 三、结语 随着我国整体教育水平的提高,大多数的家长已经不满足于学生只有九年义务教学,追求更高的学历是学生和家长的追逐的目标。所以,学籍的流动性也很大,所以学籍是非常重要的。学校科学、规范的学籍管理制度也直接影响学会学籍的相关工作。伴随着计算机水平的发展,我国的电子学籍必将成为趋势。所以,不断地根据教育现状的特点,从而改进电子学籍管理,在实践中积极稳妥地去工作。学校有序组织相关老师和部门管理人员去认真落实电子信息档案的整理和扫描工作,才能为学生带来切实地方便,从而辅助我国教育教学质量的提高。完善相关部门的科学化管理,并真正地让学生家长感受到电子信息档案的好处。 电子学论文:翻转课堂在《电工电子学》的教学实践研究 【摘要】近年来,随着信息技术的发展,推动了新型学习模式的发展,翻转课堂正是信息技术与现代教育相结合的产物。翻转课堂改变了以往先课堂授课再课后复习的传统模式,采用先课前在线学习后课堂吸收消化,提高了混合学习的层次,使学生的学习更加深入,提高学生学习的自主性,改变传统教育统一施教的弊病,尽可能的做到因材施教,并对教师提出了更高的要求。本文以《电工电子学》为例,设计基于翻转课堂的教学模型,通过教学实践,探索翻转课堂教学模式的优缺点。 【关键词】翻转课堂 混合学习 教学改革 一、研究背景与意义 传统教育的弊端是以知识的传授为中心,过分强调了教师的作用,忽视了学生的主动性。课堂进度统一,不能因材施教,忽略学生个体特点,教师在授课过程中把知识单向输送给学生,双向的互动和反馈不多;强调老师的教,弱化学生的学。极大地削弱了学生自主学习的动力和能力,也减少了学生自主学习的时间。为了改善传统教学模式的弊病,提高教学质量,需要对传统教学模式进行改革,翻转课堂借助现代信息技术的发展,致力解决传统教学模式的这些弊端。翻转课堂及其教学实践研究培养学生的学习兴趣,调动学生学习的主动性和积极性。 二、翻转课堂的内容 翻转课堂属于一种新型的混合学习模式,它是传统课堂模式教学与现代在线学习的高度融合。翻转的课堂摆脱了传统“课堂知识传授课后知识内化”的教学形式的束缚,将二者实施的顺序颠倒过来,采用“课前知识学习课堂知识深化”。翻转课堂教学中,课前和课堂的大部分时间交由学生支配,课堂小部分时间留给教师,大大减少了教师知识讲授的时间,这是翻转课堂的一个重要特征。翻转课堂将原来课堂讲授的知识内容转移到课前去完成,在不缩减原先课时知识量的基础上,利用课堂时间来增强师生以及学生之间的交流和沟通。 翻转课堂是构建一个全新的深层次学习的课堂,学生成为课堂的主角。翻转课堂通过充分利用课下时间完成了基本知识的传递,极大地延长课堂上教与学的时间,而且时间是弹性的。学生角色的转变随着教育信息化学习网络化的不断深入,在定制化的网络学习环境中,学生能够根据自己具体的学习情况需要选择学习的内容、时间和地点,然后再按照自己的节奏和特点进行学习。 三、翻转课堂的设计与实施 通过研究并分析现有的翻转课堂教学模式,构建全新的通用型翻转课堂简单教学模型,翻转课堂的三个关键环节都是双向的闭环的,三个部分都是要根据实际情况不断改进更新的,根据翻转课堂教学模式,设计出支持翻转课堂网络教学系统模型,为翻转课堂的具体实施提供网络技术支持,实现翻转课堂教学效果的最大化。课前,老师根据课程任务安排学习计划,制作学习视频,布置学习任务;学生观看视频,自主决定学习进度,观看结束后完成老师布置的任务,在完成过程中检验自学的效果;在课堂上,师生间及同学间讨论课程知识,深化学习。 以《电工电子学》课程为例,设计基于支持翻转课堂的网络教学系统,通过教学实验来探索翻转课堂教学模式的优点与不足。翻转课堂要点在于:一、课外真正发生了深入学习;二、课堂上观点能够真正相互碰撞并将对问题的研究引向更深层次。实施的关键在于:微课程开发、课前深入学习、课堂学习活动组织。根据《电工电子学》各章节的知识点,制作微视频,学生在学习各知识点的时候自由进行,《电工电子学》各知识点结合非常紧密,如电路的基本定律、电路的分析方法,学生看视频时可以前后视频穿插看,以便自己理解,在学习三相交流电时,又可以复习正弦交流电路的知识。在制作视频和设计作业时也考虑前后知识点衔接的问题。根据《电工电子》各个知识点的情况,结合本校和本班情况录制有针对性的微课视频。设计视频教程时控制时长,因为太长学生容易学习倦怠,不利于学习效率的提高,一般一个微视频5-15分钟,辅以用于知识巩固强化的针对性练习和用于课堂知识内化的学习活动等。为很好促进学习,建立班级《电工电子学》学习群,在群里面师生合作探讨本学科的问题,及时解决学生在自主学习过程遇到的问题,适当布置设计任务,让同学们协同解决难题。布置设计任务,学生完成后可以上传班级群,同学们一起点评,提出意见和建议,共同进步。 《电工电子学》学习过程中,实验部分也是重点,以往传统教学中,老师会在实验室教授实验内容,并指导学生操作,但是一般只演示一两次,不能保证每个学生当时就看懂且会操作,在翻转课堂学习时,学生可以多次观看并就疑惑处询问老师,到了课堂阶段就可以短时间学会操作并完成实验内容,提高学习的效率。学生也可以录制各自实验步骤,请老师点评,老师可以全时段的了解全部同学的实验步骤,有针对性的进行指导,以便学生改进。 在课程考核时,根据学生课前学习、课堂情况、平时知识讨论、以及上传的实验视频综合考量,不简单以试卷为衡量,促进学生学习能力动手能力的提高。 四、总结与展望 翻转课堂实施过程中存在几个关键环节,一是明确视频教内容,要精品化,以往视频内容大多是课堂内容的录制,内容简单,形势呆板,问题的针对性不强,不利于学生自学。二是精简视频长度,现有的教学视频一般以课时为单位,时长一般在40-50分钟,甚至更长,视频片段过长,学生专注力下降,效率降低,达不到好的学习效果,三是布置针对性作业,学生要根据学到的知识完成作业,及时巩固所学内容。四是在教学闭环中根据学生学习时的反馈及时跟进,帮助每个学生解决所遇问题,调整视频内容和作业,不断完善时时更新。 结果证明,基于文本提出的通用翻转课堂教学模型教学效果优于传统教学模式,但翻转课堂的适用范围具有一定局限性,其实施难度也高于传统教学模式。对老师的要求较传统教学模式都有所提高,首先要求老师能制作适合本班本专业的识破内容,其次要求老师全程跟踪学生学习,包括学生课堂学习;对学生要求也有所提高,要求学生有更强的自主学习的主观能动性。反之翻转课堂也正是提高教师和学生综合素质的有利手段,也更能促进学习效果的提高。 作者简介: 职燕,女,陕西杨凌人,硕士,桂林理工大学讲师,研究方向是自动化控制,嵌入式系统。 电子学论文:《微电子学导论》“过程化管理”方法的研究 【摘 要】《微电子学导论》课程是微电子专业学生本科阶段接触的第一门专业课程。本文通过研究《微电子学导论》“过程化管理”的方法,使学生具备自主学习的能力和习惯,自己掌控学习。充分利用网络的在线互动,增加学生学习中的时效性。真正培养学生的良好的生活习惯和学习态度。通过本项目的实施,有利于培养具有全面高素质的微电子本科毕业生,为我国的微电子专业的发展培养合格人才。本项目提出的课程建设思路,也适用于其它专业的课程建设,具有一定的推广价值。 【关键词】 过程化管理;微电子;自主学习 0 引言 近几年,微电子专业教师的队伍在不断扩大,教师的专业方向也在不断丰富,能够胜任并有选择性的担任各主要方向的专业课教学。但学生的个性不同,使学生在学习的兴趣、主动性等方面差异很大;随着社会竞争的日益激烈和社会需求的不断变化,又使学生的未来发展面临很大挑战,学生的需求随之呈现多样化。因此,多元化的培养规格应当成为共识。将学生的具体情况和社会需求相结合,这就要求我们必须打破现有的统一模式,根据学生的实际和社会需求建立多样化的课程体系,实施分类教学和过程化管理教学,在保证打好扎实的专业基础的前提下,设立尽可能多的适应当今社会发展的方向性课程。因此,本项目选择一门专业基础课程《微电子学导论》,尝试“过程化管理”的教学模式,即学生自主选择时间观看教师录制的讲课录像,保证一定的学习时间,并和教师在线和课堂互动,用于答疑和讨论。 《微电子学导论》课程是微电子专业学生本科阶段接触的第一门专业课程,本课程教学的主要任务:通过向微电子专业的学生介绍微电子学科体系结构,使其掌握微电子专业知识的基本构架,了解本专业毕业后可能从事的工作和进一步深造的方向,同时也培养他们的专业兴趣。本课程按照自底向上的方式对微电子学的知识体系展开介绍。通过本课程的学习,学生可以循序渐进、由浅入深地初步掌握半导体物理、半导体器件物理、集成电路工艺、集成电路设计、集成电路设计方法学、微纳机电系统和纳电子技术等基本内容,从而为其后续学习奠定基础。因此,其教学有着十分重要的地位。 1 研究内容 本项目选择《微电子学导论》,尝试“过程化管理”的教学模式,即学生自主选择时间观看教师录制的讲课录像,同时保证和教师的在线互动,用于答疑和讨论。根据本课程的特点,课程的过程化管理通过以下四个环节进行: (1)进行4-5次课堂讨论,组织学生进行讨论,成立学习小组; (2)提交1-2份读书报告进行交流,了解掌握微电子最新技术及发展趋势; (3)布置2-3次课堂作业,巩固学生所学知识; (4)开展2-3随堂测验,测试学生学习效果。 备注:课堂讨论与课堂教学交叉进行,读书报告与课堂作业交叉进行。 项目研究具体内容包括以下两个方面: (1)研究教学视频内容:首先应明确学生必须掌握的目标,以及视频最终需要表现的内容。在安排视频内容的时候,要考虑已有知识点的主次分配。同时,还应考虑学生的想法,以适应不同学生的学习方法和习惯。 (2)研究课堂活动:内容在课外传递给学生后,那么课堂内更需要高质量的学习活动,让学生有机会在具体环境中应用其所学内容。如何建立更加有效的课堂互动和讨论。 2 研究目标 通过此次项目的研究,争取达到以下目的: (1)使学生具备自主学习的能力和习惯,自己掌控学习。过程化管理后,利用教学视频,学生能根据自身情况来安排和控制自己的学习。学生在课外或回家看教师的视频讲解,完全可以在轻松的氛围中进行;而不必像在课堂上教师集体教学那样紧绷神经,担心遗漏什么,或因为分心而跟不上教学节奏。学生观看视频的节奏快慢全在自己掌握,懂了的快进跳过,没动的倒退反复观看,也可停下来仔细思考或笔记,甚至还可以和同学相互讨论、寻求帮助。 (2)充分利用网络的在线互动,增加学生学习中的时效性。保证有一半左右的学时用于课堂互动。具体表现在教师和学生之间以及学生与学生之间。让教师有时间与学生交谈,回答学生的问题,参与到学习小组,对每个学生的学习进行个别指导。当学生在完成作业时,我们会注意到部分学生为相同的问题所困扰,当学生遇到难题准备请教时,我们能及时的给予指导。 (3)真正培养学生的良好的生活习惯和学习态度。过程化管理扩展了我们与学生交流的内容。我们会更愿意去思考:学生们是否在学习?如果他们不学习,我们能做些什么来帮助他们学习呢?这个更深刻的问题会带领教师思索:如何把学生带到一个环境,帮助他们成为更好的学习者。 考核方式如下: (1)总成绩有平时成绩和期末考试构成,其中平时成绩占比0.6,期末考试占比0.4; (2)平时成绩严格由五项教学环节的情况产生,其中课堂讨论占比0.3,随堂测验占比0.2,读书报告占比0.2,课堂作业占比0.2,课堂签到占比0.1。 3 研究的创新性 研究的重点、难点在于如何使学生具备自主学习的能力和习惯,自己掌控学习。如何能真正培养学生的良好的生活习惯和学习态度,如何把学生带到一个环境,帮助他们成为更好的学习者。如何利用好视频资源,增加学生学习中的时效性。合理地安排教学视频内容和课堂的在线讨论和互动。即使有这些难点,但本项目的创新点仍然很明显: (1)过程化管理可以帮助学习有困难的学生。过程化管理巨大的灵活性让学生能够自主安排时间―可以提前学习或事后补课,做到课程和活动两不误。而且能够暂停、倒带、重放讲座视频,直到听懂为止。 (2)过程化管理增加课堂互动。改变了教师与学生相处的时间。过程化管理后,教师可与学生进行一对一的交流,也可以把有相同问题的学生聚集在一起集中讲解。教师与学生时时互动。学生之间的互动也比以前更多了。学生间互相讨论、帮助学习,而不是依靠老师作为唯一的知识传播者。学生的参与度更高了。 (3)过程化管理让教师更了解学生。过程化管理让教师花更多的时间与学生在一起,听学生们讨论讲解。因此我们能更好的了解学生。同时,我们还能了解学生的生活。并有机会给予他们生活上和精神上的帮助。 (4)过程化管理能实现学生个性化学习。每个学生的学习能力和兴趣都不同。虽然我们早认识到这一点,但传统教学统一的课堂却无法真正分层教学。过程化管理承认了学生的不同,并能真正实现分层教学,每个学生可以按自己的速度来学习。学习速度快的学生可以掌握更难的课程内容,速度慢的学生则可以反复学习,并寻求教师的帮助。 (5)过程化管理改变了课堂管理。在传统教学课堂上,我们必须始终密切注意课堂上的学生动向。很多学生因为没兴趣就分神或是睡觉。从而跟不上进度或者影响其他人的学习。过程化管理课堂后,学生都在忙于讨论或活动,也没有时间分神了。 4 对本科教学的意义 全面高素质人才的培养顺应了二十一世纪对人才的需求。通过本项目的实施,有利于培养具有全面高素质优良的微电子本科毕业生,为我国的微电子专业的发展培养合格人才。有利于提高学生全面素质、加强专业技能、扩大专业知识涵盖面、增强实践能力的培养。本项目提出的课程建设思路,也适用于其它专业的课程建设,具有一定的推广价值。 电子学论文:电子学案的特征分析 摘 要:文章通过对“电子学案”简要分析,明确了“电子学案”与“普通学案”相比所具有的六个基本特征,即学习目标层次化、学习资源多样化、学习路径个别化、学习反馈及时化、学习评价导向化和学习记录全程化,并对每一个特征的特点及如何在设计中体现做了简要说明。 关键词:学案;电子学案;特征 课程改革倡导以学生为中心,充分发挥学生学习的主动性、积极性,课堂教学的重心由教师的教向学生的学转变。经过多年改革实践,一批体现学生学习主体的改革成果不断涌现,其中以“学案”作为成果之一的研究受到重视,“学案导学”成为当下课堂教学改革的一道亮丽风景。当前,在信息技术飞速发展的影响下,信息化环境下的学习成为研究热点,以“电子学案”为代表的研究正逐步走向深入,这对建立“深化课程改革,适应时展”的教育新常态,无疑具有十分重要的现实意义。 一、对电子学案的认识 为了研究的方便,以便建立交流的共同话语体系,我们有必要对什么是“电子学案”做进一步明晰。查询中国知网发现,对于“电子学案”的研究成果相对不足,以“电子学案”作为“关键词”查询,仅有4篇文献,其中硕士论文1篇、期刊文献2篇,会议文献1篇。但对于“学案”的研究成果相对丰富,以“学案”作为“关键词”查询,有14941篇文献资料(查询日期:16年4月10日)。 梳理相关文献发现,关于“学案”的界定并不统一,主要有三种观点[1]:学案即学习方案,学案就是学习材料,学案就是案例。这三种观点虽然从不同角度解读了学案,但对学案本质的认识而言是一致的,那就是重视学生的学,强调学生学习的主动性,强调教师的教是为了促进学生的学。因此,对学生来说,学案是学生课前预习、课堂自学、课后复习所使用的工具与方案,是学生主动学习所依据的材料。对教师而言,它是教师启发讲解的工具与方案。[2] 电子学案可通俗地理解为是基于数字化环境下的学案。它是电子化(数字化)的学习活动方案,是教师基于对数字化学习的理解,依据学生现有认知特点和知识背景,为指导学生进行主动意义建构而精心编制的学习活动方案。电子学案的主体是学案,用信息技术来扩充“学案”的功能,使“学案”插上“信息技术”的翅膀。[3]普通学案与电子学案的关系见表1。 从学案到电子学案实现了四个转变:从静态学案设计转变为动态学案设计,学生有机会参与其中;从传统学案设计转变为电子学案设计,引导学习教材变为组织和帮促学生自我发展;从针对全体学生的集体统一设计,转变为面向每个学生的个性化设计;从重视学习结果评价,转变为个体能力发展评价。[5] 因此,电子学案是以支撑学生在数字化环境下如何有效学习为设计的基本理念,以提升学生在数字化环境下的有效学习能力为优秀,着眼于学生学习方式的有效变革,面向学生终身发展,切实提升学生的信息化学习素养为目标指向,它是推进课程深化改革的有效抓手。电子学案具备普通学案的一般特征,但并不是普通学案的简单数字化,而是基于数字化学习环境的学案设计,有其自身的特征。本文以信息技术课程为例,研究电子学案所具备的基本特征及在设计中如何体现。 二、电子学案特征分析 电子学案具有十分显著的特征,主要表现在学习目标层次化、学习资源多样化、学习路径个别化、学习反馈及时化、学习评价导向化和学习记录全程化等方面。 1.学习目标层次化 在进行目标设计时,传统学案也会考虑分层的要求,但限于课堂教学现状,大多只是完成了基础性目标,拓展、提升目标往往只能停留在纸面上,没有完成的时空。而以电子学案为载体的学习,可以较为有效地解决这一问题。在数字化学习环境下,学生学习有更大自主性,可以自己确定学习的要求、节奏,这样教师就可以设计对应不同学习目标要求的多项活动,学生可以根据自身情况有选择地进行学习。学生有了学习的自主性,不同层次的目标要求就有了达成的可能。传统课堂上,师生是“一对多”的关系,不可能关注到每个学生,而基于电子学案的学习,可以有效改变这种对应关系,实现学案与学生之间的“一对一”关系,不同的学生可以达成不同的目标要求,在达成基本目标要求的基础上,允许学有余力的学生根据自己的特点获得更大提升。 2.学习资源多样化 (1)从表现载体上来看 学习资源的表现载体包括文字、图像、动画、音频、视频、虚拟环境等,这也是与普通学案的一个根本区别。而且,这些载体充分体现了网络学习的特征,如文本资源可以体现出超文本的特性,在一些关键词汇上实现“超链接”,动画资源可以实现交互功能等。从另一角度来看,在设计这些载体时也应该充分体现其特征。如,操作学习可以设计为一种虚拟环境,学生在虚拟环境中进行操作学习,针对性更强,因为在虚拟环境下,无关操作是被禁止的,这对于技能的掌握会更加有效。 (2)从资源功能上来看 学习资源承载的功能可以是学习内容,也可以是学习工具。对应优秀学习内容,我们可以通过不同的表现载体准备多种学习资源供学生选择学习。这里可以有两类思考方案:一是对应优秀学习内容,可提供多类型资源,如学习信息技术的发展史,可以是文字资源、图片资源,也可以是视音频资源,这些资源可由学习者自主选择使用。二是多角度提供资源,让对应优秀内容的学习变得更加丰满。如某一技术的使用,既可以提供技术使用的方法介绍资源,也可以提供技术解决问题的案例资源,还可以是技术使用技巧类资源等。学习工具类资源主要是学习者学习的助手,让学习者的学习更加方便,一般也有两种类型:一是直接工具,是指直接用于学习支持的工具,如为了让学生更好地学习计算机系统的组成知识,可以将“输入、输出、存储器、运算器、控制器”等学习内容设计成积木,学生可以以类似搭积木的方式进行学习,而且还可提供判断对错功能,在这样的情境下,学生的学习可以更加有趣、有效。二是间接工具,一般为非学习的内容,只是学生可以借助于该工具资源进行学习,如对于图片资源格式的认识,可以借助于“格式转换”软件,让学生将同一素材资源进行格式变化,再进行对比研究,如文件大小、分辨率等等,从而加深学生对学习内容的理解。 (3)从资源呈现上来看 学习资源包括学生必读资源、主动选择阅读的资源以及学案智能推送的资源。学生必读资源一般包括了学生学习所包括优秀内容,供学生阅读学习,以达成共同基础目标要求;学生选读资源一般为拓展类资源,以进一步提升学习者的能力,促进学生的个性发展。学案智能推送资源一般基于两种情况进行设计:一是发展学生的个性特长。可由学案系统依据学生各种表现,如选择阅读的文章类型,所推送的自选实践作品分类等,从而判断学生的喜好而推送的。如学生平时喜欢上传一些小的Flash作品,系统由此判断学生是对Flash学习有特殊追求的,因此可以有意向其推送一些Flash学习的资源。二是针对学生可能存在问题而推送。如学案系统可以根据学生在测试系统中的表现或问题解决中的表现来判断学生的不足,而推送相关学习材料。 3.学习路经个别化(分支化) 考虑数字化学习的特点,可以针对学习的内容进行细化、加工,对相应的知识点、技能点实现单独设计,这样学生也可以根据自己的基础情况进行选择学习。如对知识点没有逻辑层次的平行学习内容,学生可以自行决定先学习的内容,对不同的学习内容也可以选择花费不同的学习时间,在学习内容的资源使用上,可以选择文本性阅读材料、动态型的动画(视频)材料、音频材料等等,从而为每一个学生的学习提供不同的学习路径,满足了不同学生的学习风格和个性特点,充分体现出个性化学习的特点,同时也体现出电子学案学习的可选择性。一般来说,学习选择可体现在学习内容、时间分配等方面。从内容的选择来看,可以有两种情况:一是根据自己的基础情况,选择相应能力要求的学习内容,如基础性的内容、拓展性内容等。二是对于选择学习的内容,也可以根据自身的情况,选择学习的起点、学习的知识点、学习的技能点等。如对网络传输介质学习,从知识点来说,主要涉及分类(有线与无线)及特点、有线介质的认识(同轴电缆、双绞线、光纤)等。学习者如果对其中某一部分已知晓,可以选择不学或少学,对特别有兴趣的内容,可以先学。时间分配同样也可以体现出选择性,简单的内容或熟悉的内容可以少花时间,比较难或有兴趣的内容可以多花些时间,这都可以依据学生的个体情况进行选择。这种选择正是学习路径个别化的基本保证。 4.学习反馈及时化 信息时代的学习,及时反馈是一大基本特征。基于电子学案的学习,就是要充分发挥技术优势,实现有效及时反馈,促进学习质量的有效提升。从信息技术课程本身来看,其“所见即所得”的特征本身就是一种及时反馈,错误的操作系统可能马上提示,也得不到正确的结果;从测试上来看,通过在线测试系统有效实现测试结果反馈及时化,不单是学生本人,教师也可以通过测试系统获得全体学生的学习反馈信息,这为有效组织后续学习提供了第一手资料。同时,对于学习中可能出现的问题,学生可以通过电子学案本身提供的帮助系统解决,如相关资料、微课、学件等,也可以利用在线工具得到老师、同学甚至其他人的在线支持,甚至获得学习系统(如智能技术)的支持,实现反馈的及时化。 5.学习评价导向化 评价应立足于发展,强调运用多元评价,实现内容、形式、主体、反馈的多元化,充分发挥诊断、调节、反馈、激励的作用,达到促进发展的目标[6]。即通过评价,要发现学习中的问题,分析问题产生的原因,并指明学生后续学习的方向,从而有效促进学生的发展。所以,评价应该是基于过程的,也是基于发展的。有学者将这种基于过程的评价喻为学习行程中的指路牌,在现代技术支持下,这种“导向”变得更加可能。在评价设计上,可以通过技术手段及时获得学生学习情况,并提供进一步的学习支持,如根据学生完成试题的情况初步判断学生出现错误的问题所在,从而给出进一步的学习建议,如某个知识点掌握不好,可以建议再看一看,而且在技术支持下,可以对不同学生给出不同建议,实现“因材施教”,充分体现出评价的“导向”价值。另外,通过学生互评、教师点评都能给学生的学习提供进一步学习的方向。 6.学习记录全程化 基于电子学案下的学习,学生的学习过程在技术支持下进行,可以被有效记录,从而为有效地分析学习、指导学生提供重要信息。如学生在阅读相关电子材料时,可以从材料中提取自己认为重要的信息,并将这些信息以一定的方式记录下来,这样,学生的学习过程通过这些记录的信息就能有效呈现。如通过学生提取的信息可以分析学生对关键信息的获取能力,从而判断学生的自主学习能力等。再如,学生的操作实践能力,一般通过学生最后的实践作品来分析,但我们也可以通过屏幕录像的方法全程记录学生的操作过程,从而进一步分析学生的操作行为,有效提升学生的操作能力。同时,学生参与各类互动所留下来的发言、进行系统测试的应答等都可以成为学习过程资料而被保存,体现出学习记录的全程化。 三、结束语 这里,我们抽取了电子学案的六个基本特征,其中学习目标层次化是设计的基础,学习资源多样化既是对学习目标层次化的响应,也是对学习路径个别化的支持,学习反馈及时化、学习评价导向化和学习记录全程化是对学习支持系统的要求,因此,它们构成了一个有机的整体,有效地服务于信息化环境下的教与学。 随着社会的发展,基于信息化环境下的学习会成为常态,对学校教育产生巨大影响,在课堂教学中,以“电子学案”的设计与应用为抓手,对于提高学生信息素养十分重要。如果我们能够在设计与应用中更好地体现出这些特征,对于提升学习过程的效果,进而提高教与学的质量无疑具有重大价值。 电子学论文:生物医学电子学实验课程设计 【摘 要】为了加强对生物医学工程专业本科生的电子工程技术训练,对该专业的生物医学电子学实验进行课程设计。选取生物电位放大器作为实验主题;实验中,要求学生将基于电子设计自动化软件的设计仿真和实践操作相结合,完成生物电位放大器的设计工作、验证其功能、并对其重要性能进行测量;该实验安排在理论课早期集中精力完成。实践表明,学生经过生物医学电子学实验的训练,对电子工程技术中不同手段的特点有了更深刻的体会,对生物电位放大器的原理和性能有了更深入的理解。因此,该实验的课程设计是成功的。 【关键词】生物医学工程;生物医学电子学;生物电位放大器;电子设计自动化 0 引言 生物医学工程专业涉及多种学科和技术,具有很强的综合性[1];但与此同时,该专业的本科生培养工作也具有很高的难度,原因就在于学生学习的内容多而不精,在择业时常常无法体现出能力优势。因此,从培养生物医学工程专业本科生的角度而言,应该在对学生进行综合素质培养的同时、加强特定专业技能的训练,为学生的就业和继续深造打下良好的专业基础[2]。 医学电子仪器方式是上海理工大学生物医学工程专业的一个重要方向,在课程设置上,专注于培养学生的电子工程技术[3]。这其中,生物医学电子学[4]是生物医学工程专业的重要专业课程之一,其教学目的是让学生掌握医学电子仪器中带有共性的电子器件、电子线路及电子学设计方法,因此是引导学生学习将电子工程技术应用于生物医学工程专业的重要环节。生物医学电子学实验是该课程的配套实验,目的是在于通过有代表性的实验课题,引导学生学以致用、将课堂内容融会贯通于实践之中。因此,生物医学电子学实验是生物医学工程专业的一门重要实验,需要进行慎重的实验选题、认真的实验设计和细致的实验安排。为此,进行了相关的课程设计和实践工作,详述如下。 1 课程设计思想 上海理工大学生物医学工程专业的生物医学电子学实验被安排于第五学期,和生物医学电子学理论课平行设置。此前,学生已经通过电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础和电子技术技能训练等课程的培养,具备了一定的电子工程技术基础。生物医学电子学实验的总课时为16学时,在有限的课时内,让学生得到最大程度的专业训练,具有一定难度。在此背景下,展开生物医学电子学实验的课程设计工作。 首先要解决的问题是实验选题。生物医学电子学实验的选题,应该能够突出生物医学电子学的特色,具有代表性。经过研究,多个生物医学电子学的相关教材中,都将生物电位放大器(Biopotential Amplifier),即仪表放大器(instrumentation amplifier),放在了相当重要的位置上[5]。生物电位放大器,是用于放大心电、肌电和脑电等信号的专用放大器;这些信号具有的特点包括:由生物体内的电活动产生、属于微弱的差分信号、非常容易被更加强烈的共模噪声淹没;而生物电位放大器具有很好的共模抑止特性,最适于放大这些存在于强烈共模噪声背景下的微弱差分信号[6];因此,生物电位放大器在生物医学电子学中占有重要地位,以生物电位放大器为主题开展生物医学电子学实验,不仅具有代表性,而且能够引导学生在前期的课程基础上有所提高。 其次要解决的问题是实验设计。围绕生物电位放大器这个主题开展实验设计工作,需要使实验具有一定深度,但同时又要保证大部分同学有能力在限定的课时内完成任务。经过反复论证设计,最终决定生物电位放大器相关实验由两部分组成:基于电子设计自动化(Electronic design automation, EDA)软件的设计仿真实验和动手实践实验。在第一部分实验中:学生基于LM324[7]完成生物电位放大器的设计工作;仿真验证设计结果;仿真测试其差模增益幅频响应曲线[8]。在第二部分实验中:学生在面包板上动手搭建生物电位放大器;并在实验室中,使用各种设备测试差模增益幅频响应曲线。上述实验设计的优点在于:通过设计仿真工作,让同学们尽快掌握生物电位放大器的原理,同时,基于EDA软件开展电路工作,符合发展趋势[9];通过设计仿真和动手实践相结合,互为验证,比较差异,容易引发思考,更加深刻的体会电子工程技术中不同手段的特点;对生物电位放大器的重要参数进行仿真、测量和总结,有利于学生们在更深地程度上掌握生物电位放大器。 最后要解决的问题是实验安排。由于生物医学电子学实验是生物医学电子学理论课程的配套实验,因此在进度安排上必须要统筹考虑;此外,实验设计决定了生物医学电子学实验适宜集中精力完成,而不是分散到每周进行,集中完成实验能够取得更好的效果。为此,在生物医学电子学理论课程中,生物电位放大器相关内容被安排在课程的早期进行讲解;紧随其后,利用课余和周末时间,在一周内完成生物医学电子学实验。这样安排的好处是:学生能够在课程的开始阶段,就体会到了如何将理论应用于实际,引发学习兴趣。 2 实验内容展示 下面以一位学生的实验情况为例,说明课程设计效果。 1)生物电位放大器的设计和仿真 a)生物电位放大器的设计: 基于lm324设计一个基于三运放的仪表放大器,用于生物电位测量,仿真电路原理图如图1所示。增益公式如公式(1)所示,其中:R1、R2、R5和R6都选用10KΩ的电阻;R3和R4都选用24KΩ的电阻;Rg为增益电阻,当Rg为无穷大时,(这里选用600MΩ),增益约为1倍,当Rg为5.6kΩ时,增益约为10倍,当Rg为470时,增益约为100倍,当Rg为47时,增益约为1000倍。 A=(2*R3/Rg+1)*R2/R1(1) b)对所设计的生物电位放大器进行仿真,验证其功能 如图1所示:使用+Vdm/2和-Vdm/2两个信号源组合成模拟心电信号的差模输入信号Vdm,峰值为10mV,频率为18Hz;使用Vcm仿真工频干扰产生的共模信号,峰值为500mV,频率为50Hz。取Rg为5.6kΩ,输入、输出信号对比图如图2所示。由图可见,差模输入信号被放大约10倍,但50Hz共模输入信号在输出信号中全无踪迹,因此该生物电位放大器正确的实现了预期目的:放大差模信号、抑制共模信号。 c)对所设计的生物电位放大器进行仿真,测量其性能,频率范围设定在0.1Hz-5MHz之间: 对图1的生物电位放大器进行仿真,测量其差模增益频率响应,如图3所示。图中从上到下的短划线、虚线、点划线和实线分别代表差模增益约为1000倍、100倍、10倍和1倍时的幅频响应。由图3可见,放大倍数越小时的幅频响应截止频率约高:差模增益约1000倍时,幅频响应在1kHz左右就开始截止;差模增益约100倍时,幅频响应在10kHz左右开始截止;差模增益约10倍时,幅频响应在100kHz左右开始截止;差模增益约1倍时,幅频响应在1MHz左右开始截止。 2)生物电位放大器的实践实验 动手实现所设计的生物电位放大器。使用的器材包括:面包板、lm324、10KΩ电阻、24KΩ电阻、5.6KΩ电阻、470Ω电阻、47Ω电阻和导线等,电阻均为5%精度;使用的仪器包括SPF05数字合成函数信号发生器、DS1000数字示波器和电源。测试所得到差模增益频响曲线如图4所示。其中,差模增益随频率变化的趋势与仿真所得的结果基本类似,除了差模增益为1时的截止频率出现在了100kHz左右。 3)实验分析 相比于实际实现的生物电位放大器,仿真实验而得的结果具有更好、更理想的特点。其原因在于:仿真时避免了器件差异造成的影响,需要匹配的电阻和运放可以做到完全匹配,同时也避免了人为测量失误造成的影响,因此可以排除随机误差。仿真实验更容易实施,对于理解理论课内容大有裨益;但动手实验更加真实,且可以提高动手能力、积累实验经验,对于理解真实情况、解决实际问题非常有好处;两者可以互为补充。 3 结论 为了避免生物医学工程专业本科生培养博而不精的问题,在对学生进行综合素质培养的同时,应该加强特定专业技能的训练;上海理工大学生物医学工程专业医学电子仪器方向在课程设置上专注于培养学生的电子工程技术;生物医学电子学实验作为该专业的重要课程生物医学电子学的配套实验,在引导学生“入门”、引发专业兴趣等方面,具有重要作用;为此,对该实验进行了相关的课程设计工作。实践表明,通过生物医学电子学实验的训练,学生对专业的认知程度、对技术的理解程度和对知识的掌握程度,都得到了提升,这些能力的加强有助于学生对其它专业课程的学习和掌握。因此,该实验的课程设计是成功的,今后将沿此方向继续推进。 电子学论文:高校电子学籍档案法律效力探析 [摘 要]随着信息技术不断演进,电子档案正在以惊人的速度激增并终将取代传统纸质档案,解放人类的劳动。高校有效保管教学管理中需要长期甚至永久保存电子学籍档案的任务已经显得十分迫切,探索电子档案法律效力,成为法律上认可的证据,是本文重要的研究内容。 [关键词]电子学籍档案;保全认证;信息技术 一、电子学籍档案的特性 学籍档案电子化管理系统模式是通过采用现代化信息技术快速而又高效的完成学籍档案收集、分类、存储、统计以及查阅等环节,从而实现学籍档案管理全程的自动化[1]。电子学籍档案拥有以下一些不同于纸质档案的特性:1.信息载体的变化。传统的学籍档案都是纸质的,档案形成依赖人工的立卷、装订、上架,工作效率低,使用起来查找不便,难以发挥其作用。学籍档案电子化后,改变了信息的载体,以电子数据格式等形式存储于服务器或者磁盘,查找方便,检索快速,并且便于保存。2.信息和载体的可分离性。同纸质学籍档案相比,电子学籍档案的显著特点就是其内容和载体的是可以分离的,我们可以通过技术手段将电子学籍档案无限次数的分享给不同的用户使用。这样虽然能够极大的方便使用者减少获取档案的时空成本,但是原始信息有容易被修改、破坏的风险。3.技术依赖性。电子学籍档案的利用依赖一定的电子设备,因为电子学籍是以计算机可识别的一定的文件形式来进行保存和利用的。所以,一旦获取了电子原文件,还需要利用设备来还原电子学籍信息[2]。 二、电子学籍档案在利用过程中的问题 随着教学管理信息化的推进,各高校普遍建成自己的教务管理系统,用于排课与选课、教学与实践、招生与学籍、考试与成绩等教务管理领域。系统的广泛使用极大提高了教务管理的信息化水平,解放了繁杂的手工劳动,提高了教务工作效率。但是,教务管理系统海量数据如何有效转化为规范的电子教学档案却显得十分滞后。很少有高校开展电子教学档案的归档工作,包括需要长期甚至永久保管的学生学籍档案的电子档也没有归档,教务管理电子档案的安全隐患巨大。部分高校已开始借助教务管理系统进行电子学籍管理,但远远未上升到电子学籍档案管理层面。分析其原因,主要有以下两个方面:1.教务管理系统电子数据如何有效同档案资源管理系统进行对接,同时确保教务管理系统与档案管理系统数据的真实性(收到的文件与上传的文件相比数据是否被修改过)、完整性(是否在传输过程中丢失)和有效性(是否与上传的文件是同一文件)未得到有效解决;2.当前电子档案法律效率未得到真正认可,保管电子档案必须同时保存纸质档案,实行“双套制”管理,不少单位认为多一事不如少一事,没有推进保管电子档案的动力。3.在教学管理过程中,教学档案意识薄弱,误以为借助系统进行电子学籍管理,就能够确保电子学籍的安全和有效。 然而,随着信息技术不断演进,电子档案正在以惊人的速度激增并终将取代传统纸质档案,解放人类的劳动。高校有效保管教学管理中需要长期甚至永久保存电子学籍档案的任务已经显得十分迫切,探索电子档案法律效力,成为法律上认可的证据,更是一直以来都是档案界、法律界和软件行业共同努力研究的课题。 三、利用电子证据保全解决电子学籍档案法律效力问题 所谓电子证据保全即是指对以电子形式存在的,能够作为证据证明有关事实的一切材料及其派生物的固定和保护制度。充分利用理论和技术相结合的办法来解决电子学籍档案利用过程中的法律效力问题:理论上采用电子证据保全的方法,重庆邮电大学数字档案系统所提供的远程异地电子档案利用依托于重庆邮电大学法学院建成的电子保全认证中心。该中心已获中央与地方共建项目400万元资助,建成了集电子数据收集、分析、取证和保全功能于一体的电子保全认证系统,该系统能够有效、安全的对各种形式的电子文件进行保全认证,并且于重庆市各级法院以及北京部分法院进行试点,其司法有效性得到了验证;该系统作为具有公信力和权威性的第三方为数字档案的法律效力提供了真实的,可靠的理论保障。在技术上采用数字摘要技术,也称作安全Hash编码法。应用单向Hash函数对文件中若干重要元素进行某种变换运算得到固定长度的摘要码,并在传输信息时将之加入文件一同发送给接收方,接收方收到文件后,用相同的方法进行变换运算,若得到的结果与发送来的摘要码相同,则可断定文件未被篡改,反之亦然,它可以产生信息的数字“指纹”,以确保数据信息未被修改或变化,保证信息的完整性不被破坏[3]。 具体的流程如下:将电子学籍档案传送予保全认证系统。保全系统主动抓取用户电子档案信息特征的Hash值,应用混沌分组密码对电子文件进行保密,采用分片Hashing技术保证电子文件的完整性,利用数字签名标准DSS防止通信双方相互欺骗或抵赖,通过算法的运算,保证证据的原生态。然后由保全系统反馈给档案系统经过运算加密后的、保存用户信息特征的电子戳文件。最后再由档案系统将经过加密的电子档案原文传送给用户使用。经过保全认证的电子档案,在使用的过程中完全可以等同于纸质档案加盖公章的效力。 电子学籍档案远程异地利用平台,为用户提供远程异地信息服务,既提升了档案资源管理系统的服务层次,方便用户使用,又利用第三方权威机构提供的电子证据保全对电子文件、数字档案的法律效力进行保障,让用户摆脱纸质文件的束缚,可以利用方便、实时的电子文件、数字档案,同时确保了数字档案的真实性、完整性、有效性并同时赋予其法律效力。 电子学论文:试论“电子学案”在初中数学学科中的运用 “电子学案”作为新课改教学探索中的一部分,正将全新的教学理念和教育模式带进了我们的课堂.它的主旨是最大程度关注学生的学,更明确教师的作用不是向学生灌输知识,而是引导学生自主学习.作为一名初中数学教师,我以这种全新的教学模式开展了《轴对称》这一内容的“电子学案”课.现就自己对如何将“学案”引入数学教学课堂谈谈自己的浅见. 一、课前准备有预案 首先,我们应当明确“学案”只是一种教学手段,电脑网络仅仅是传播知识的一个载体,但由于“学案”课的特殊教学模式,导致教师在课前的准备工作的重要性和必要性更是不容忽视,它将直接影响到“学案”课能否顺利地开展.因此,在进行《轴对称》一课的教学设计前,我充分考虑到以下几方面: 1.预习工作适当放手 由于“学案”课更多依靠的是学生自己的自主学习,自我探究.因此,对于学习内容的预习显得尤为重要.我在课前要求每位同学认真阅读《轴对称》这一章节的内容,对先前所学内容安排了适当的练习巩固,确保学生对前后知识有系统性的了解.另外,要求学生在课前上网阅读“学案”资料,并熟悉评价表的内容,根据此表对自己的任务有明确的了解,并根据“学案”内容做好适当的准备工作,以便于能使学生迅速进入课堂角色,真正成为课堂上的主角. 2.课堂设计层层铺垫 对于逻辑性较强的数学学科,相较于其他学科而言,要让学生通过自学扫除所有障碍比较困难,因为它的知识结构不是被分割成一个个单独的个体的,而是有十分强的前后连贯性,因而为使学生能顺利开展自学探究活动,我对于《轴对称》这一课的内容安排设计上安排了阶梯式的铺垫工作,如为让学生对于轴对称有直观的认识,我在设计时安排了实验这一内容,让一名学生将一张纸对折,用油彩在上面绘图,然后将纸张展开,发现位于折痕两边的图案是完全相同的,从而让学生从直观的实验中引入了轴对称的思想.又如在让学生掌握如何画一个图形关于一条直线成轴对称,我安排了观察多幅两图形成轴对称的图片,让学生通过互相启发,充分讨论,总结两个图形之间形状、大小关系,两个图形的关键点与这条对称轴之间的位置与距离关系,从而让学生有了完整的思考过程,也便于他们总结正确的绘图方式,有效解决本课的难点. 二、课堂探究有抓手 课前细致的准备工作无疑为正式“学案”课的开展奠定了扎实的基础,而在课堂中我们必须关注的是以下几个问题: 1.自学效果真实反馈 由于“电子学案”课将学习的任务真正转交给学生本人,更多的是需要学生运用所给的资料,通过独立思考以及小组协作来解决问题,因此课堂上的设疑就显得格外重要.因此我在上《轴对称》一课时,在“学案”内容中的每一阶段均铺设了疑问,如轴对称图形与轴对称有什么区别和联系;两个图形成轴对称有什么特点?如何运用这些特点进行规范作图等等,让学生在不断解疑的过程中牢固掌握知识. 2.课堂合理调整节奏 学生在自主学习过程中所发生的问题,以及可能出现的情况是教师在课前无法完全预知的,有些时候或许会与当初的设想大相径庭.因此对于教师来说,运用教学机智,适当调整教学的进程将是格外重要的.我在授课过程中,当进行到寻找两个图形与对称轴的关系这个环节时,学生无法像我事先预料的那样将“连接对应点的线段被对称轴垂直平分”这一特点正确表达,此时,若我还坚持赶进度,或者直接将答案告知,势必违背了让学生自主探究的初衷.因此我适当放慢了节奏,再次形象地展示各图片,使学生在直观的刺激感受下,自然得到了结论,既使他们对知识有了更深层次的认识,同时也真正体现了让学生通过自主学习得到结论的理念. 3.自我评价激励学习 在上《轴对称》这一课时,我要求学生时刻关注自己学习的每个阶段实效如何,并在完成一个任务后迅速给自己一个评价.如在比较轴对称与轴对称图形填表后,请他们即刻反思自己是独立正确填写,还是经过同学启发填写,亦或是填写有误等等,为学生的自学提供了一个衡量的标准,减少了这种自主学习的盲目性,为他们更好地进入角色提供了平台. 三、课后思考有深度 经过实践,我在课后对这堂课进行了深入的分析和思考.我认为采用“学案”课这一教学手段的目的是希望通过它让学生在自我探究的过程中,能更主动和牢固地掌握知识,提高学习的能力,并能增强团队协作的意识.对于数学课的教学来说,由于理科的内容着重于概念明确,步骤清晰,较其他学科而言也应当有其特殊之处.要达到这个目的,更多地要求教师进行层层深入的设疑和引导,对此,我经过反思后,认为数学“学案”课的顺利开展,在课堂上必须注重以下几点: 1.无可厚非,“学案”课的安排应以学生自学为主,让学生能有更充分的时间通过小组间的交流以及自我探索来掌握知识.但是由于数学这门学科客观性十分强,很多概念、定理、性质并不是靠学生单方面的学习能够真正掌握的.因此对于这些内容,教师不应当太过“吝啬”于自己的语言提示与小结,不能因为是“学案”课而让数学课的本质变了味,刻意去减少讲授的时间.毕竟一堂真正的数学课,无论以任何形式进行,它的教学目的只有一个――那便是要让学生真正从本质上牢固掌握新的知识. 2.由于“学案”课需要分组进行,学生被分配到各个小组中进行学习,如此形式确实能增进同学间的交流与讨论.但是对于数学学科而言,培养学生进行独立思考的能力是十分必须的.因此教师在创设问题时必须充分考虑到这一方面,既要合理分配好自我解答和交流合作的时间,使每个学生都能有所收获,更要充分利用好这个特殊的教学形式,以此作为提高教学成效的一个台阶.自己上完“学案”课后的一个体会是,这样的合作其实不仅仅是讨论型的,更是在无形中形成了一个“互助”的氛围.由于在传统的教学课堂上无法跟上教师上课节奏而落下了队伍的同学,而今因为有了这样的一个小团体,能够在同组同伴的帮助下也能掌握知识,这样的学习方式既使各层次同学均有提高,更加深了同学间互帮互助的良好风气. 最后,我认为教师应当及时组织学生再次利用“学案”内容巩固所学知识,并及时通过练习加以反馈.因为对一堂数学课而言,练习是必不可少的一部分,学生在整堂课中若没有完整的书面练习,仅仅是靠听和看是无法牢固掌握数学知识的,而这堂课的实际意义也是空的. 当然,无可置疑,每种课堂形式都或多或少存在着利与弊,对于各个学科而言,应该明确并不是每个内容都能利用“学案”的形式来开展教学的.相信“电子学案”课的探究路程还很长,它有待我们每位教师从实践中去体会和总结,希望通过大家的努力,能够让其在我们的课堂中真正发挥提高学生学习能力,提高课堂教学效率的作用.
微电子论文:非微电子专业电路设计论文 1非微电子专业开设集成电路设计课程的原则 在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程,一方面,这些专业的学生有电子电路基础知识,又有自己本专业的知识,可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片,非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作,这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域;另一方面,对于这些专业学生的应用特点,不宜也不可能开设微电子专业的所有课程,也不宜将集成电路设计阶段的许多技术(如低功耗设计、可测性设计等)开设为单独课程,而是要将相应课程整合,开设一到二门集成电路设计的综合课程,使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程,也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此,在课程的具体设置上,应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展,采用EDA工具进行电路辅助设计,已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此,在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上,了解和掌握相关设计工具,是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中,既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践,又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习,一方面,学员掌握了一项实实在在有用的技术;另一方面,学员了解了该项技术的更深和更新的知识,有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上,对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程,因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识,如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等,而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上,这样非微电子专业的学生能够很容易入门,提高其学习兴趣和热情。 2非微电子专业集成电路设计课程实践 根据以上原则,信息工程大学根据具体实际,在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程,根据近两年的教学情况来看,取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1)集成电路芯片设计概论:介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解,了解IC设计技术的发展历程及基本情况,理解IC设计技术的基本概念;了解IC设计发展趋势和新技术,包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。2)IC产业链及设计流程:介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”,以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工,了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况,了解数字IC的整个设计流程,包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3)RTL硬件描述语言基础:主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法,了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法,并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4)系统集成设计基础:主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统(SoC)、片上网络(NoC)的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。 丰富的实践操作内容1)Verilog代码设计实践:学习通过课下编码、上机调试等方式,初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力,并通过给定的IP核或代码模块的集成,掌握大型芯片电路的集成设计能力。2)IC前端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法,主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3)IC后端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法,主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1)IC设计基本知识笔试:通过闭卷考试的方式,考查学员队IC设计的一些基本知识,如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2)IC设计上机实践操作:通过上机操作的形式,给定一个具体并相对简单的芯片设计代码,要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台,完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3)IC设计相关领域报告:通过撰写报告的形式,要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献,包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等,撰写相应的专题报告。 3结语 随着传统集成电路设计和生产流程的改变,大多数芯片设计可以采用无生产线设计和代工厂生产的方式完成[2],这种流程为高校集成电路设计人才的培养提供了低成本的硬件环境[3]。此外,随着我国对集成电路设计人才需求的逐年提高,在高校非微电子专业开设集成电路设计技术课程已经成为培养相关专业合格毕业生的必须。信息工程大学根据自身软硬件条件和学生具体专业情况,开设了集成电路设计技术相关理论和实践课程,经过两年的教学实践,取得良好的教学效果,培养了一批有着丰富专业技术知识的集成电路设计人才。 作者:宋克张帆沈剑良单位:信息工程大学信息技术研究所讲师 微电子论文:探微电子商务侵权法相关问题 一、电子商务侵权法相关问题研究 电子商务侵权行为的界定需要借助侵权法中对于侵权行为的认定,狭义的角度可以认定在电子商务的实际运行中,由于交易中当事人因为过错有意或者无意情况下,侵害到其他交易者的合法权益的行为,并且当事人必须按照法律规定对受害人予以赔偿来降低损失。狭义的电子商务侵权行为主要是强调互联网络和主观过错。而广义上的电子商务侵权行为是指在电子商务活动运行程中,网络用户、网络服务提供者或者网络内容因为有意或者无意不法行为给从事电子商务活动行为人造成的损失,而且必须依法对受害人予以法律赔偿。 (一)电子商务侵权法的法律地位 电子商务侵权行为发生在电子商务活动中,在电商通过电脑、互联网等方式进行一系列的商业活动行为时发生的侵权行为。按照法律调整,电子商务侵权法应当归于电子商务法的门类中,是电子商务法中必不可少的一部分。但是,电子商务侵权法也属于侵权法的一部分,它体现出在电子商务运行中对于出现的侵权行为法调整以及责任界定和履行的一种具体类型,因此,电子商务侵权法也是侵权法的一个环节,在民法规定的侵权法范围之内。因此电子商务侵权法必须以《民法通则》相关规定为指导,并且适用侵权法的一般规则同时电子商务侵权法也有其自己独特的行为方式和相应的责任。 (二)电子商务侵权法保护的对象 电子商务侵权行为依托网络平台在实际的电子商务活动中行为人对他人造成的合法权益的损失的这样的民事责任,并要承担相应的法律责任。电子商务侵权法主要是保障权力和权益不受到不法的损害。首先,电子商务侵权法保护参与电子商务活动主体和其他人的人身权利。这与一般的民法中对于一般行为人保护的权益相类似,主要保护他们的人格权、姓名权、名称权、肖像权、隐私权、名誉权、信用权、生命权、健康权、身体权不受到他人的非法侵害。例如,在电子商务活动中,客户的个人资料受到法律的保护,不能够以不正当的行为方式进行非法收集并向第三人告知,否则就严重损害了电子商务中他人的隐私权利,需要承担相应的法律责任并进行依法的赔偿。其次,电子商务侵权法保护合法财产权利不受侵害。例如在电子商务过程中,任何人无权损害终端设备的物权,无权破坏电子商务中交易双方事前订立的经济合同,任何人无权去剽窃他人的专利、商标、域名等相关的情况,这些都会受到电子商务侵权法的依法保护。此外还包括电子商务侵权法保护其他法定利益。例如“钓鱼”网站等都是违反电子商务侵权法的。 (三)电子商务侵权法归责原则 制订电子商务侵权法必须明确电子商务侵权法归责原则。由于电子商务侵权法五花八门,形式多样,全部归责原则就成为电子商务侵权法必须遵循的原则。其中包括过错、过错推定和无过错责任等三方面的原则。首先,过错责任原则较常用在电子商务侵权行为中,因为在一般情况下电子商务侵权行为多数属于一般侵权行为,更进一步讲,而且它属于为行为人自身的行为负责的侵权行为,比较适用于过错责任原则规定的范围。在某些情况也会采用过错推定原则和无过错责任运则。不过,这些情况很少遇见,而且其必须符合《民法通则》第122条、第123条、第124条和第127条相应的规定的条件下才予以认定,实际上只有《民法通则》第122条规定产品侵权责任的情形。 (四)电子商务侵权责任的构成和责任方式 电子商务侵权责任的主体主要包括电子商务交易中买卖双方以及其他的电子商务活动参与者,其中包括提供网络服务商(ISP)、负责互联网数据管理的中心(IDC)、相应的电子认证机构(CA)以及软、硬件供应商、物流企业、银行等成员。而电子商务活动中的侵权主体中黒客及病毒传播者也包含在内。根据电子商务侵权行为适用的归责原则不同,这就使得具有多样性的责任构成要件。当遇到适用过错责任和过错推定责任的情况的时候,四个要件是必不可少的,即:违法行为、损害事实、因果关系和主观过错。但是也会遇到特殊情况,在过错推定责任的侵权行为中,被告有权进行举证来证明没有造成侵权行为的事实。而其他的要件举证需要由原告负责提供。违法行为、损害事实和因果关系适用无过错责任的电子商务侵权行为过程中。电子商务侵权责任的形态可以分为:承担连带责任、承担按份责任、承担替代责任、承担不真正连带责任。电子商务侵权行为承担侵权责任的方式包括:停止侵害、排除妨碍、消除危险、返还财产、恢复原状、赔偿损失、消除影响、恢复名誉、赔礼道歉。 二、结语 综上所述,我国电子商务作为经济发展重要组成部分,发挥着巨大作用。而电子商务侵权问题愈来愈严重,我们必需认清其特点,并结合相关法律予以规范,以此保证其健康运行。 作者:吴莉丽单位:江苏省城市职业学院 微电子论文:探微电子商务税收的法律现状 一、电子商务税收法律问题产生的原因 1.税务征收对象难以判断。现行的税务征收是建立在有形交易的基础上完成的。税种和税本的相关规定也是依据有形商品的收入、劳务收入以及特权使用费收入。有形商品在互联网上进行销售,将有形商品转化为数字模式,由于发放商品的站点不受限制,电子商可以在任何的站点提供相关的技术产品,用户不需要现实的进行购买,只需要根据相关密码对相关网站的内容下载即可,销售物质的形态发生变化,模糊了征税对象的界限,加大了征税的法律监管难度。 1.税收监督管理存在漏洞。在当前的税收征收中,征税的相关细节较清晰,例如纳税人信息中包括:真实合同、发票、单证等,相关的税务征收单位可以根据这些信息对销售方进行账务的检查,监督、管理等。税务征收部门在进行相关的税收征收的过程当中主要依据纳税人的相关信息,但电子商在销售的过程当中账簿、会计凭证等都是通过表格填写完成的,这些表格可以被电子商随意的进行修改且不会留下修改的痕迹,导致在进行税务征收的过程之中很难计算电子商的总共收入,电子商的收入难以界定。 二、如何解决电子商务征收的法律问题 1.建立适合电子商务税务征收管理办法。随着电子商务的快速发展,越来越多的国家注重对电子商务的征税管理。尽管经济与发展组织提倡对电子商务关税进行免收,但是由于货物还没有稳定的定义,所以盲目的对电子商务进行免税是不合理的,而是将电子商务的产品进行特殊的定义后再进行合理的收税,建立针对电子商务的征管体制。对于电子商务在网上进行交易,由于交易的地址很难把握,所以必要的时候可以根据互联网的链接地址对相关的电子提供商进行强制的收费,最终达到对电子商务的有效管理和深度的监督。 2.对电子商务的相关法律法规尽快的完善。我国处于电子商务发展的初期,对我国现行的各种法律制度和管理规定进行改革和完善,对电子商务的相关条款进行合理的补充,进一步的细化电子交易条例,保证电子商务在有效的法律监管发下正常的运行。建立电子货币法,使网上电子支付更加的安全。加强国际交流,防止发达国家利用自身优势制定不平等的电子商务条约。 3.加强国际的交流合作。电子商务是在全球进行交易,是全球性的商务交易。因此电子商务的税收问题仅靠我国政府是很难解决的,必须加强国际的交流与合作,针对电子商务交易的开放化和网络化,加强与国际税务机关方关于税务情报的交流合作,对税人的境内信息和境外信息进行深入了解,对世界各地的信息充分的收集,对世界各国的站点以及纳税人的分布及时的掌握,对偷税和避税行为进行防范。 4.对收税管辖权进行统一管理。我国现行的税务征收主要有两种分别为地域管辖权和居民管辖权,两者的结合保证了国家税收的有效收取,但是由于商务电子的模糊性导致商务税收模糊,给电子商提供了逃税的机会,实行概念税收有利有对电子商收入的明确,保证税收的有效收取。随着我国电子商务的快速发展,对电子商务的税务征收工作越来越受到国家的关注,相关部门要制定更加科学的税收征管制度,完善法律法规,加强国际交流与合作,对先进的软件进行开发利用,做到最大限度的对电子商务进行税务管理,确保我国电子商务的征税工作顺利开展。 作者:李威李晨阳郭治国单位:天津市东丽区地方税务局 微电子论文:探微电子政务发展对策 1电子政务发展对策 随着社会的进步和发展,社会公众对电子政务的认识水平不断提升,对政府电子政务发展也提出的全新的要求,加强对电子政务发展问题的解决,能有效提高政府电子政务发展水平,使我国电子政务沿着全新的方向向前发展。 1.1加快电子政务立法进程 电子政务工程在与公民的切身利益密切联系,在政务管理和服务中占据重要地位,通过电子政务工程,能为公共管理和服务提供一个公开、公平、公正的重要平台。在电子政务建设发展中,应加快立法进程,通过法律使电子政务工程得到良好的管理和维护,保证电子政务工程健康发展。立法内容应包括政府在电子政务工程建设中的具体职责、公民获取政府信息权利保障、信息安全、电子政务项目的IT管理等各方面的内容。 1.2加强对社会公众的信息需求的关注 政府在进行电子政务建设中,不能单一地以上级评价指标为指导,需要加强对社会公众的信息需求的关注,使电子政务建设与社会公众的具体需求相适应,增加服务功能,提高服务水平和服务意识。此外,还需要深人落实政务信息公开制度,健全企业的信息公开制度,对社会较为关注的信息公开问题,但又是“敏感区”的政府信息,应采取多方听证的方式,从而使最终形成的管理方法体现出合理性和科学性。 1.3加强政务信息的集成整合 各级政务部门需要加强对政府信息资源共享制度,采用实用经济的集成整合技术,建立完善的信息资源共享机制。此外还需要加强对电子文件的管理,在电子文件管理中完善政务信息资源保存和利用机制,并加大对移动政务的发展,从而使电子政务服务体系立体化、全面化发展。 2结语 我国电子政务自起步以来,历经20多年的发展,在诸多方面取得了可喜的成绩,但也存在不少不容忽视的问题。正视问题,并针对问题提出相应的解决策略对我国电子政务健康、稳步发展大有裨益,对我国电子政务服务水平的提升具有重要意义。 作者:陈亚军胡玉森李金先单位:三江学院 微电子论文:探微电子商务发展趋势 一、电子商务发展历程中的关键性因素分析综述 电子商务之所以能发展得如此迅速,很大程度上取决于消费者对电子商务的需求。电子商务是一种服务性质的行业,随着近几年来第三产业的发展,电子商务必然会有广阔的市场。很多商家为了能在电子商务中分一杯羹,都踊跃投入电子商务行业,进而导致了电子商务行业的竞争越来越激烈。同时电子商务相比传统模式来说,在实际操作中极大的减少了人工劳动量。因此,电子商务的快速发展是顺应时代的潮流。 二、电子商务发展历程中,人们对电子商务需求量影响因素的经济学分析 1.消费者运用电子商务的方式所支付的商品价格或者服务价格。消费者在消费电子商务产品所支出的费用不仅仅包括物品本身的价值,还包括一系列的网络流量费用,物流费用等其他费用,与传统商务有明显的不同之处。同时,电子商务中物品价格的高低也受到电子商务市场需求的影响,如果电子商务市场需求量大则消费者支出的费用较少,相反的,电子商务的需求量大,则消费者支出的费用相应增多。因此,要保证电子商务与传统商务具有价格优势,最终让消费者越来越喜欢电子商务。在电子商务实际操作中,不仅要减少网络费用还要减少物流费用。减少网络费用方面要不断完善网络系统;在减少物流费用方面要建立更科学的物流系统,提高物流效率。目前我国的电子商务消费群体是以80后、90后为主的年轻人,随着时间的推移和电子商务稳定的价格优势,电子商务的应用群体必然会越来越广泛,从而促进消费者在消费电子商务产品时所支出的商品价格和服务价格的降低,使得电子商务进入可持续、良性发展的轨道。 2.现代我国消费者的收入情况对电子商务发展历程的影响。随着人民生活水平的不断提高,消费能力的不断增强,人们的消费欲望也越来越强,对商品的需求量也越来越大。我国的电子商务起步比较晚,很少人通过电子商务消费,对很多人来说电子商务还是奢侈品。但是随着电子商务的不断发展,以及电子商务的消费成本越来越低,消费者对电子商务的需求将会不断上升,电子商务在我国有很大的发展空间。 3.消费者对电子商务的偏好,使得电子商务形成消费时尚。每个消费者都有自己喜爱的消费方式,因此消费者的消费方式对电子商务的发展有着不可忽视的作用。同时我们也应该意识到,当前的社会时尚是取决于大多数人的爱好,网络购物之所以如此流行在很大程度上是因为很多年轻人热衷于这种网络购物模式,网络购物就是我们通常说的电子商务。特别是在电子商务发展初期,消费人群非常少,但是随着电子商务的不断发展,越来越多的人喜欢上了电子商务这种崭新的购物模式。根据各大电子商务平台的数据,应用电子商务的消费者的数量较2010年以前已经有了大幅度的提升。 三、电子商务发展历程中,对电子商务供给方面的经济学分析 电子商务的进行在很大程度上是依赖于网络的,因此是否有更多的商人愿意以电子商务的形式进行商业活动直接的影响到了电子商务的长期发展。如果有更多的人愿意通过电子商务消费,那么电子商务必会有一个美好的未来。反之,则电子商务的发展会受到很大的阻碍。其实生产商是否愿意投入到电子商务中,很大原因取决于他们能从电子商务中得到多少利益,生产商都希望在实际经营中能够利益最大化。因此为了让更多的生产商从事于电子商务,我们要保护好生产商的利益,进而促进电子商务的发展。 1.电子商务与传统商务的生产要素。电子商务与传统商务相比,其生产要素显然不同。与传统商务模式相比,电子商务需要的只是大量的资金和少量的劳动力,而传统商务则在保证大量资金的情况下需要大量的劳动力。 2.我国的资本成本市场以及劳动力市场的发展现状。人们的生活水平和收入随着改革开放和我国经济的不断发展而不断提高,越来越多的人有多余的钱去投资,并且投资成本也有了很大程度的增加,这都为电子商务的发展提供了良好的发展基础。同时,人们对薪资的要求逐年上升,使得人力成本越来越高,对于需要大量人力工作的传统商务模式其成本必然会很高。随着目前投资活动的快速发展,我国的银行贷款利率开始有所降低。所以,虽然电子商务需要大量的资本,但是电子商务的成本并不会有很大提高。 3.生产者选择电子商务的原因。生产者想要在经济活动中使自己的利益最大化,就必须要改变其生产方式、重新配置其生产资源。换句话就是说,生产者要减少生产成本,即减少使单位成本变高的因素,增加使单位成本变低的因素,这恰好符合电子商务的运行模式。因此,要减少生产成本,电子商务是一个很好的选择。 4.电子商务发展历程中,其代替传统商务的速度分析。传统商务被电子商务取代是必然的,只是时间的问题。社会资本和技术发展的快慢在很大程度上影响着电子商务取代传统商务的速度。在电子商务的发展过程中,要让资本更快的取代劳动,让资本的成本越低,则必须要加快社会资本的增长速度。就目前我国经济发展趋势而言,我国经济社会和科学技术的发展速度会越来越快,由于电子商务发展在很大程度上取决于科学技术的发展,因此,社会技术的发展不仅促进了经济的发展,也促进了电子商务的发展。 四、电子商务发展历程与就业形势的相互影响 资本及劳动量的需求不同是传统商务和电子商务的明显区别。目前我国社会的经营模式在很大程度上受到了社会资本和劳动力的影响。电子商务的出现,不仅会产生出一大批新的经济增长点和还会提供大量新的就业岗位。就我国目前竞争日益激烈的就业形势而言,掌握电子商务技能已经成为从业者的一项必备技能,就业市场更青睐于掌握电子商务技术的人,而那些很少或不具备电子商务技术的人将很难在社会上立足。同时,现在正在从事于电子商务行业或者将来要从事于电子商务行业的人员都应该清楚的意识到,只有熟练掌握电子商务技术才能不被社会淘汰,与此同时,提高从事于电子商务人员的专业素质也会促进电子商务的发展。所以,电子商务如果能够很好的发展,会有利于电子商务专业人才的就业,相对应的,从事于电子商务专业人员专业素养的提高也会促进电子商务更好更快的发展。 五、结语 综上所述,随着我国经济的发展,我国的电子商务发展势头迅猛,各种电子商务模式层出不穷,如:B2B、B2C、C2C等模式。同时传统商务被电子商务取代是必然的,只是时间的问题,这不仅是顺应社会的发展趋势,也是经济发展的必然结果。因此在我国经济发展中,电子商务要取得长远发展,仍需社会各界的不断努力。 作者:张雅娟单位:四川建筑职业技术学院 微电子论文:探微电子商务对企业文化的影响 1电子商务对企业文化的影响 电子商务近几年来在我国迅猛发展成就了像阿里巴巴这样大型交易平台,同时也成就了依赖电子商务平台而迅速崛起的中小企业。据统计至2010年12月底,我国网民规模达到4.57亿,较2009年底增加7330万人;我国手机网民规模达3.03亿,依然是拉动中国总体网民规模攀升的主要动力,但用户手机网民增幅较2009年趋缓;最引人注目的是,网络购物用户年增长48.6%,是用户增长最快的应用。这样的增长规模无疑对企业产生了巨大的影响。目前企业的电子商务主要有以下几种类型企业与消费者电子商务(B2C),企业间电子商务(B2B)以及政府与企业电子商务(G2B)。电子商务无疑带来了巨大的变化,主要变现在以下几个方面。首先电子商务缩短了企业与消费者的距离,由于电子商务不受地域和时间的限制,使得消费者能够与商家及时得到沟通,对商家的产品和服务经行评价,从而使商家能够更好地了解消费者的需求,对自己的产品和服务进行进一步的完善,满足市场需求。其次电子商务为企业提供了更加广阔的市场环境。由于电子商务不受时间和地域的限制,企业可以根据电子商务这个平台和世界上任何一个国家的企业进行交易,这也为中小企业提供了一个绝好的机会。另一方面相对传统商务来说,电子商务提供了一个更为广阔的市场平台,因此企业的竞争范围扩大,这也要求企业必须提高自身的优秀竞争力以赢得市场,而企业优秀竞争力的提升离不开企业文化。再次,电子商务加速和完善了了企业文化的建设。电子商务不仅增进了外界与企业内部的沟通,同时也加强了企业内部之间的交流,如Email,Intranet等使原本割裂的独立的各个部门团结起来,更有凝聚力,推动了企业文化在企业内部的发展。 2在电子商务背景下企业文化特征浅析 2.1内部文化特征 首先是创新文化。电子商务改变了传统的交易方式,掀起了一场结构性的商业革命,它为每个企业的经营发展带来了新的机遇与挑战。在电子商务的背景下,企业必须要创新变革才能赢得竞争优势,这种创新不仅包括产品和服务上的创新还包括了管理上和文化上的创新。它要求企业经营模式由竞争转向开放与合作,企业管理模式从垂直型转向扁平化,企业管理手段也转向无纸化、信息化。因此这样的条件下,企业建立一种更为积极的创新文化,使企业今后的发展更具推动力。 其次是沟通文化。电子商务的发展使得企业横向信息、纵向信息甚至是越级信息的交流成为可能。这种文化的建立使得原本交流不多或无法交流的部门得以交流,企业的领导可以更好的了解基层员工的想法,有效地删除原本的沟通障碍,极大地调动了员工的积极性增强了企业的凝聚力。企业内部员工需求的满足也刺激了员工的工作动力,从而进一步推动了企业文化的建立和企业的良性发展。再次是学习文化。电子商务的主要特点就是发展快和变化快,因此要跟上电子商务发展的步伐还必须加强企业内部员工自身的技能培训与学习。企业不仅需要懂得计算机与网络技术的技术人员,也需要懂得企业管理的商业人才,因此复合型人才的培养是企业的人才培养的关键。另一方面在电子商务的背景下,新技术、新知识以爆炸式的速度出现,企业要适应这样的环境就必须招募和培训“知识型”人才以应变社会需求。因此学习文化的建立是企业适应电子商务环境的一个重要环节。 最后是团队文化的建立。任何顶尖的企业都离不开优秀的企业团队,在电子商务的大背景下更离不开团队建设。正如上文所说的电子商务要求的企业拥有复合型人才,但是招募和培养复合型人才并非一朝一夕的任务,它需要一个积累的过程。因此团队建设在这个时候就显得尤为重要了。当团队建立以后,团员之间可以取长补短,对外界的变化做出迅速的反应,完成企业的任务。 2.2外部文化特征 首先是信用文化。电子商务是电子商务发展的必要条件。电子商务自产生以来,信用问题就成为制约其发展的一个重要瓶颈。企业之间无需见面通过电子平台进行交易,而其远程性、记录的可更改性、主题的复杂性等特征,使信用问题显得尤为突出。因此建立企业的信用文化、行业的信用文化不仅能为企业带来更大的竞争优势,也为电子商务的发展奠定了基础。 其次是形象文化。电子商务的发展一定程度上加强了企业形象文化的建立。企业通过网络这个平台如企业网站等向外界传递和塑造良好的企业形象。通过这些方式企业向顾客展示企业的产品或服务,建立彼此的信任,从而产生交易。然而现实生活中有些企业只是一味的夸大宣传,没有注重企业形象的塑造,到最好使得顾客有一种受骗的感觉,从而失去对企业的信任。 最后是合作文化。基于电子商务环境下的企业要对市场做出迅速的分析与反应以应对顾客多变的需求。在这样的环境下往往要求企业能够提供多方位的和全面的产品和服务,企业可以通过相互间的合作将企业间的知识、智力和创新能力转化为资本优势,提高预测的准确性,减少市场的不稳定性,另一方面通过合作可以提高资金、信息等资源的再次重组,更好地利用各种资源以满足社会需求。 3结论 企业文化是企业不可分割的一个部分,使企业生存的基础。在电子商务背景下,企业文化的建立显得尤为重要这包括内部文化和外部文化的建立。通过这些文化的建立,企业将有更快的发展。 作者:王丽单位:金华职业技术学院 微电子论文:探微电子技术理论的运用 1纳米电子技术应用过程中要解决的问题 现有机制的电子元件是一个量子现象是非常不同的,有许多理论问题需要解决,如电子陷阱磨损过程,非弹性散射机制。为了解决这个问题,然而,电子技术和关键设备,和纳米纳米电子电子电路,它主要表现在以下几方面。 (1)在治疗硅量子异质结应该继续电子设备、纳米二氧化硅,大多数人扩展一个新的类似的明确、制造技术和半导体纳米结构层蛋糕光刻。半导体材料,不同层次有不同的势能,纳米尺度的量子井结构,这种结构被称为“\半导体异质结。 (2)在分子组装纳米器件的晶体管,甚至知道如何使分子晶体管和分子导线,但如何将这些组件组合成为一个具有逻辑性的结构,还是一个比较困难的问题,解决这个问题常用的方法是利用平面的扫描隧道显微镜(STM)的分子电子学可行途径;另一部分是通过数组。虽然,有一些机构在这个领域方面进行了大量的研究,也取得了一些进步,但是如何将这项技术应用到实际中去,还有很大的难度。 (3)超高密度量子效应存储器存在的问题。随着科学技术的不断进步,纳米技术在计算机中的应用逐渐普及,纳米计算机也将成为一种发展趋势,而超高密度存储量子效应的电子“芯片”在纳米计算机中会成为一个主要的元件,是计算机信息系统的计算机可以提供高容量的存储设备与快速访问,但没有机械运动部件。然而,能够创建纳米电子逻辑设备,提出了新的挑战,量子效应的纳米电子制造业的超高密度存储阵列或设备使用相同的芯片。 (4)几万亿到前所未有的密度组装计算机纳米计算机连接问题。纳米电子元件需要巧妙的结构,布局合理,这其中需要考虑的一个重要的问题就是纳米计算机之间的互相连接的问题。计算机之间互相连接的问题,也就是计算机结构的各种输入与输出的问题。纳米计算机作为计算机发展的一个趋势,其工作原理是将巨大的信息量都存储在一个比较小的空间内,并且要对这些信息进行有效地利用。因此,这就需要纳米计算机之间,计算机与外部环境之间有准确的连接。当前,计算机的发展趋势是逐渐微型化,微型化又会出现一个问题,即如何保持电线之间的隔离,避免过热或或者串线,因此,要有一些几何约束,不能无限制地增加数量的连接。因此,为了纳米电子器件、量子效应的计算机系统,急需解决纳米计算机的连接问题。 2交互式电子技术手册的问题 交互式电子技术手册的发展经过了很长的一段时间,发展到现在,一共有五个阶段。但是目前还没有真正意义上的人工智能的集成故障诊断的综合电子技术手册。各种各样的电子技术手册虽然代表了不同的发展阶段,和优势的电子技术手册、低水平仍有其价值。随着电子信息技术组织、管理和传播的优势明显,收集。在信息化、数字化的时代,电子技术手册更关注的是对各种信息获取的便捷程度,发展电子技术手册,不仅需要一个良好的外部组织环境,还需要良好的管理、用户手册等诸多内容。 3在时间与频率标准方面的应用 时间和频率是对一个现象进行描述的重要参数,这两者之间,可以通过时间的标准来引导出频率的标准,也可以两者都使用同一个标准。可以通过标准的标准频率源,它可以是一个引用来分享。1952时间标准,建立国际天文联盟定义的基础上,地球的自转和革命,分别称为世界时(UT)和星历表时间(ET)。目前,世界上很多国家都制定出了相应的量子频率标准,如133铷原子频率标准(CS)、氢频率标准,一个标准的原子氢、甲烷、饱和度和他-Ne激光器频率标准和吸收。这样做之后,从过去的微观运动,在这场伟大的运动的原子结构的标准时间。另一方面,设备简单、体积和重量;另一方面,它大大提高了稳定性的频率标准。1967年,国会通过了一项决议,规定:13个国际测量的时间第二阶段等于133919631的“770全国铯超精细跃迁”。时间基准,开发高精度频率测量技术,这将有助于太空飞行,太空探索,还可以促进现代微波技术、激光技术、雷达等方面的发展。有些应用程序在任何情况下,近似静态分析,关键问题在交互式电子技术手册,纳电子学的基本知识和挤压,在时间和频率标准和应用电子技术专业。在蓬勃发展的同时,在现代高新技术产业、先进的信息在我们的生活中,广泛应用新技术、建筑,没有科学,我们研究一个新的理论和国家经济建设和和谐社会建设、专业技能、实践在空气中,应用程序的理论。 4结语 随着信息化、数字化等方面的不断推进,在高科技产业日益繁荣,各种高科技信息逐渐在生活中普及时,各个领域的发展都离不开一些技术理论的应用。电子技术作为一种实用性很强的技术,在很多领域中的应用变得越来越广泛,比如在纳米计算机方面、在时间和频率的标准制定方面等,电子技术可以解决这些领域中的实际问题。 作者:胡茗封淑玲单位:南昌工学院 微电子论文:探微电子技术与通信工程 1通信工程 在信息科学技术的发展历程中,通信工程是非常具有前景的一个领域。其涉及到光纤通信、数字移动通信,以及现在人们都广为熟知的互联网通信工程。这些通信工程在传递和获取信息方面,都是非常便捷的而且具有极高的效率。所以,通讯工程又被认为是极具活力的领域。现在已经进入到了信息时代,也被称为是“知识经济”时代,这些都与通信工程存在着密切的关系。到上个世纪末为止,互联网就已经广泛地被使用了。这就是昭示着通信工程的已经在此时崭露头角。与此同时,在互联网的推动下,通信工程也开始迅速崛起。目前,宽带已经遍布千家万户,人们坐在家里面,就可以环游世界,获得自己所需要的各种各样的信息,而且还可以及时处理。信息产业所涵盖的范围非常广泛,一些当今所最为流行的领域几乎都会与其有直接或者间接的关系。诸如各种信息交流所通过的媒介以及在进行信息处理的时候所需的各种器件设备,甚至于原材料从生产到销售的各种流程,以及与电子相关的各种新技术等,成为了引领社会经济发展的主导力量。通信工程的迅速兴起,带动着通信产业在全球持续发展,从而将人类社会带进了知识经济的时代。 2电子技术与通信工程之间的关系 电子技术与通信工程之间的关系是相辅相成的。从原理上来分析,电子技术与通信工程之间存在着密切的关系,而且是相互依赖的。从应用领域上来分析,电子技术与通信工程可以相互促建,并且实现了应用领域上的密不可分。这主要体现在电子技术与通信工程相结合,带动着相关的学科,如物理电子、光电子学以及微电子学等等进一步向应用领域扩展,构建了现代信息社会的工程领域。其为社会科学技术领域的进步,奠定了良好的基础。电子技术可以用来解决电子元器件、集成电路以及计算机设计等等的工程技术问题,而信息技术所处理的工程性问题都与信息的传输、交换以及信息的处理和检测信号有直接关系。实现电子技术与通信工程的合作,在推动社会经济发展的同时,还在中国信息产业中发挥了巨大的不可替代的作用。电子技术与通信工程相结合,将时代推进了一个新的发展阶段。从工程技术的角度来看,其所涉及到的应用领域遍及社会的各个角落。移动通信与个人通信,宽带通信与宽带通信网,这些都是人们生活中所直接接触到的,甚至于一些通信网络可以通过语音处理并且实现人机交互。在媒体通信中,使用信号处理及其应用技术,可以满足人们的各种高质量需求。还有光电子学与光纤通信工程、微波工程、真空电子工程和纳米材料与技术等,都是电子技术与通信工程相结合科技成果。 3总结 综上所述,电子技术与通信工程无论是在学科研究还是应用领域上,都为相关领域提供了更大的发展空间。除了与其具有直接关系的高科技研究领域之外,包括金融系统、民航系统以及铁路系统等,甚至于有关的设计单位也会通过电子技术与通信工程而有所数以。作为时代的引领者,电子技术与通信工程是建立在一定的理论基础之上的,并为开拓创新领域提供了重要依据。同时,还会应社会的需要,将其应用范围逐步发展。科技的发展,将电子技术与通信工程引领到一个更为广阔的天地。 作者:赵东单位:贵州中建建筑科研设计院有限公司 微电子论文:探微电子技术在工程领域中的运用 1在工程领域应用电子技术的重要意义 1.1应用电子技术可以简化工程领域工作流程 通常情况下,工程领域包含着较多的环节,操作步骤比较繁琐,但是某些流程是多余的。传统的操作方式中,这些流程无法避免,而且会相应的增加工作量,耗时耗力。在工程领域中应用电子技术,可以简化这些繁琐的流程,对多余的工作环节进行筛选和取缔,从而实现资源的优化配置。如建筑工程中财务管理预算复杂,采用电子技术,可以从全局出发,系统分析工程运算与成本控制,从而节约了人力资源,使数据更加科学合理。此外,电子技术的运用有利于管理者从全局出发对工程有整体的掌控,从而制定决策时更具有效性。 1.2应用电子技术提高工程领域工作效率 工程领域的企业生产环节较为繁琐,每个环节密切联系是保证生产顺利实施的重要前提。新的社会背景下,单纯的依靠人为努力是不能实现生产的进一步扩展和工作效率的提高的,工业生产不仅需要工作人员相互协调与配合,更需要先进的生产技术为支撑。电子技术在经过整流器时代和逆变器时代后,大规模继承电路技术有了进一步的发展,以此为基础,电子技术顺利迈入变频器时代,利用电子器件对对电能进行变换和掌控,实现了生产技术顺关于电子技术在工程领域中的应用研究文/王芳应时代要求。与此同时,电子计算机的迅猛发展使电力电子技术和微电子技术有了完美的结合,也促进了高电压、大电流技术的发展。电力电子技术在计算机的帮助下由半控性过渡到智能时代,智能化控制简化了繁琐的生产环节,极大的节约了人工成本。总之,在工程领域应用电子技术,才能够实现信息的交流与传递,各个环节紧密联系,使工程生产更加紧凑高效。 1.3电子技术扩大工程领域经济效益 经济效益是工程领域进行生产的主要目的之一。传统的经济模式中,资源浪费现象严重,生产效率低下,在生产中主要采用人员管理,科技含量低,这些在一定程度上都增加了劳动成本。此外,人员管理存在局限性,工程数据复杂繁琐,人员管理不能面面俱到,在工程的工期、工作量安排上都不能实现最合理分配,而这些都是影响工程效益的因素。在工程领域运用电子技术,不仅可以减少人力成本,实现资源的优化配置,而且提高了工作效率,从而使经济效益有了很大的提高。 2应用于工程领域的电子技术 2.1电子计算机网络 计算机网络又称为因特网,它作为一种系统,将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,并且在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递,它是作为传播信息的媒介而存在。21世纪,电子计算机不仅改变了普通民众的生活,对工程建设也产生了巨大的影响。二十世纪末,随着第一个工程网址的建立,因特网逐渐发展到工程参建各方的合作,从资源共享和信息传递到数据操纵和掌控,软件商利用电子技术手段为工程网站提供了更多便利。 2.2有限元分析软件 有限元分析软件有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。它赋予了工程师强大的计算能力,工程师能够解决越来越复杂的问题,为工程建设带来了前所未有的创新。随着有限元分析软件的不断开发利用,小公司还可以突破自身限制,承接更大的工程,还可以通过节约工程建设成本实现资源的优化配置。但是,分析软件的功能越来越强大,就有可能导致在使用过程中产生不必要的失误。这就要求在进行分析软件的使用前,必须对工程师进行严格的培训,保证有限元分析软件的正确应用。 3结语 综上所述,随着世界经济一体化趋势的进一步发展,科学技术在国际竞争中必将占据越来越重要的地位,电子技术的发展前景广阔,不仅仅是在工程领域,还将应用于更多生产领域,成为支撑我国经济发展和社会进步的重要技术保障。 作者:王芳单位:江苏省丰县中等专业学校 微电子论文:微电子化计量仪特性研究 【摘要】人类对于半导体的研究和应用已经有相当长的时间,特别是在社会经济迅速发展的今天,半导体技术的应用广度和深度都有了较大的提升。作为科技不断创新发展的产物,半导体技术在电子技术领域存在大量结合点,本文中笔者结合微电子化剂量仪展开研究,结合半导体探测器的特性,提出一些试验方法,以供广大研究者参考借鉴。 【关键词】微电子化计量仪;半导体探测器;特性研究;试验方法 半导体技术近年来被运用于多种领域,尤其是在核辐射探测器方面的运用,将半导体技术的优势发挥得淋漓尽致,为社会经济发展做出了巨大贡献。近年来,细数将半导体技术引入核辐射探测器领域的过程,我国的相关科研单位耗费了大量的人力、财力和物力。随着时代的发展,深化半导体材料和技术在核辐射探测器的运用研究将继续为我国的科技发展提供重要支持。结合本文研究方向,拟从半导体探测器特性的实验研究层面展开,利用实验数据进行相关讨论。 1半导体探测器的内涵 半导体探测器以其高效、实用、成本低、性能稳定等特性,目前在各个领域的应用十分广泛。明确半导体探测器的内涵概念,能够深化我们对半导体探测器的了解,为接下来的更深入的探究工作打下坚实基础。接下来笔者就从半导体探测器的概念及发展历程两个方面来粗浅剖析半导体探测器的内涵:1.1半导体探测器的概念。顾名思义,半导体探测器就是利用半导体材料和特点研发的探测设备。结合原理分析,半导体探测器是一种通过锗、硅等半导体材料物理属性、并利用其作为探测介质的辐射探测器。由于半导体探测器的工作原理和气体电离室有诸多相似之处,因此半导体探测器也被称之为固体电离室。从技术原理的层面来讲,半导体探测器的工作原理是在半导体探测器的灵敏体积内带电粒子产生“电子——空穴对”,之后“电子——空穴对”在外电场环境下做出漂移继而产生并输出信号。经过大量科学家的研究,半导体探测器诞生至今,经过不断的技术概念和材料改良,目前性能和效用已经十分优良。1.2半导体探测器的发展历程。半导体技术在核辐射探测器方面的应用分为几个阶段:第一个阶段是八十年代之前。当时的探测器受到技术技术条件和认知的影响,最为常见的探测器是GM计数管探测器。这种GM计数管探测器的产品性能和效果并不理想。随着技术的不断更新和科学家探索的深入。第二个阶段是九十年代之后,在法国、德国出现了用半导体材料作探测器的小型剂量仪器。至此,半导体技术正式被应用于探测器领域。这种半导体探测器具有体积小、工作电压低、耗能少等优势,这些特点为半导体探测器的应用空间和范围奠定了良好基础。 2用于微电子化计量仪的半导体探测器特性的实验方法 为了进一步地探究半导体探测器的特性,更明确地了解并认知其优势,笔者通过一组实验来进行说明。在这一实验中笔者所用的半导体测试器是目前业界内比较新型的设备,它是笔者单位和某原子能科学研究院合理研发的。实验中与半导体探测器相连接的电力属于微电子学混合电路。下面笔者对实验方法(如图2.1所示)作详细的论述与分析:图2.1实验示意图考虑到夜晚的干扰信号比白天小很多,因此我们在做此实验时选择在了晚上的时间段。为了处理好半导体探测器特性实验中噪音大的问题,本次实验所选择的单道阈值是0.21V。在实验中,主放大倍数为50积分、微分常数为0.5μs。定标器的工作方式为积分,脉冲为正脉冲方式。基于上述这些情况,我们的“用于微电子化计量仪的半导体探测器特性”实验研究正式开始。 3用于微电子化计量仪的半导体探测器特性的实验数据及处理 关于特性研究实验过程中的实验数据及处理方式,笔者对其进行了详细的记录。笔者将半导体的探测器面积分为10平方豪米、25平方毫米和50平方毫米三种数据类型来进行测验。第一,半导体探测器的面积为10平方毫米,98型的半导体探测器辐射响应特性的数据结果如图3.1、3.2所示,图中所反映出来的数据指标是偏压为1V和3V的情况下,98型号的半导体探测器中净计数和剂量率之间的关系;99型的半导体探测器所反馈的实验曲线如图3.3、3.4所示,98型半导体探测器的辐射响应特性数据如图3.5、3.6所示。图中所反映出来的数据指标是偏压为1V和3V的情况下,98型号的半导体探测器中净计数和剂量率之间的关系。第二,当半导体探测器的面积增加到25平方毫米之后,99型的半导体探测器辐射响应特性的数据结果如图3.5、3.6所示,图中所反映出来的数据指标是偏压为1V和3V的情况下,99型号的半导体探测器中净计数和剂量率之间的关系。基于系列实验分析,当半导体探测器的面积从10平方豪米增加到25平方毫米,在递增到50平方毫米的过程中,在不同的偏压下,98型和99型的半导体探测器的净计数率在0.869cGy/h点上,半导体探测器的型号和探测器偏压的关系如表1所示。在表中,在照射量率为均为1的情况下,当半导体探测器的偏压设定为1V时,探测面积为10平方毫米的98型探测器的净计数率是68.2,探测面积为25平方毫米的98型探测器的净计数率是104.0;探测面积为50平方毫米的98型探测器的净计数率是181.7,探测面积为10平方毫米的99型探测器的净计数率是125.3。当半导体探测器的偏压设定为3V时,探测面积为10平方毫米的98型探测器的净计数率是90.4,探测面积为25平方毫米的98型探测器的净计数率是167.6;探测面积为50平方毫米的98型探测器的净计数率是316.4,探测面积为10平方毫米的99型探测器的净计数率是178.6。 4用于微电子化计量仪的半导体探测器特性的结果与讨论 通过上述关于不同型号半导体探测器在不同辐射面积中辐射响应特性等相关数据的分析我们可以得出如下三个方面的结论:第一,该半导体探测器的工作电压相对较低,对γ响应十分敏感。当“用于微电子化计量仪的半导体探测器特性研究”的实验电压在1V—3V单偏压电源数据之间变动时,半导体探测器的灵敏度能够在68-316S/(R/h)区间进行变化。结合实验数据的分析与反馈,总体来讲,辐射面积为10平方毫米的99型探测器性能比辐射面积为10平方毫米的98型探测器性能优良。在同样的实验条件中,用来测定DM91的辐射面积为10平方毫米的半导体探测器灵敏度情况如下:当实验偏压为1V时,10平方毫米的半导体探测器灵敏度为87.2;当实验偏压为3V时,10平方毫米的半导体探测器灵敏度是1.8。对比关于试验偏压和不同辐射面积的半导体探测器灵敏度的这几组实验数据,我们可以得出如下结论:辐射面积为10平方毫米的99型半导体探测器敏感度性能相比较国外辐射面积为10平方毫米的半导体探测器,在对γ辐射方面的灵敏度方面性能要高出很多。也就是说我们目前的辐射面积为10平方毫米的半导体探测器性能已经达到并超出国外同类探测器的水平。第二,从噪音阈值的层面来讲,本次实验中所采用的半导体探测器噪音极小,这种小分贝的噪音数值可以显著提升信噪比,这种情况可以促进微电子学设计工作的更好开展。这一点在微电子化计量仪的半导体探测器特性实验中虽然是一个细节,但也应当充分引起我们的注意和重视。第三,本次“用于微电子化计量仪的半导体探测器特性”实验中,当探测器的屏蔽材质发生变化时,其抗干扰能力也会有明显改变。这一现象表明在实验室中,空间的电磁干扰因素需要引起实验者的重视。 5结束语 综上所述,半导体探测器在当前多种行业中所发挥的作用不容忽视,为了探究“用于微电子化计量仪的半导体探测器特性”,笔者通过开展一项专题实验来进行阐述与说明,在上述文段中,笔者不仅对实验的方法进行罗列和描述,还对实验的数据及处理进行对比分析,并有针对性地提出自己的见解。通过上述实验的分析,笔者希望能够唤起更多业界同行对于半导体探测器特性的关注,通过群策群力,为促进半导体探测器的运用水平贡献力量。 作者:马骏 单位:东华理工大学 微电子论文:微电子学与集成电路分析 1微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2微电子发展状态与趋势分析 2.1发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发以组件为基础的混合元件(锗集成电路)半导体场效应晶体管MOS电路微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下:(1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。(2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。(3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2发展趋势 微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多新型电子器件,为推动学科完善提供帮助。另外微电子技术与其他产业结合,可以极大的拉动产业的发展,推动国内生产总值的增加。微电子芯片的发展遵循摩尔定律,其CAGR累计平均增长可以达到每年58%。在未来一段时间内,微电子技术将按照提升集团系统的性能和性价比,如下为当前微电子的发展方向。 2.2.1硅基互补金属氧化物半导体(CMOS) CMOS电路将成为微电子的主流工艺,主要是借助MOS技术,完成对沟道程度的缩小,达到提升电路的集成度和速度的效果。运用CMOS电路,改善芯片的信号延迟、提升电路的稳定性,再改善电路生产成本,从而使得整个系统得到提升,具有极高研究和应用价值。可以将CMOS电路将成为未来一段时间的主要研究对象,且不断对CMOS电路进行缩小和优化,满足更多设备的需求。 2.2.2集成电路是当前微电子技术的发展重点 微电子芯片是建立在的集成电路的基础上,所以微电子学的研究中,要重视对集成电路研究和分析。为了迎合信息系统的发展趋势,对于集成电路暴露出的延时、可靠性等因素,需要及时的进行处理。在未来一段时间内对于集成电路的研究和转变势在必行。 2.2.3微电子技术与其他技术结合 借助微电子技术与其他技术结合,可以衍生出诸多新型技术类型。当前与微电子技术结合的技术实例较多,积极为社会经济发展奠定基础。例如:微光机电系统和DNA生物芯片,微光机电系统是将微电子技术与光学理论、机械技术等结合,可以发挥三者的综合性能,可以实现光开关、扫描和成像等功能。DNA生物芯片是将微电子技术与生物技术相结合,能有效完成对DNA、RNA和蛋白质等的高通量快速分析。借助微电子技术与其他技术结合衍生的新技术,能够更为有效推动相关产业的发展,为经济发展奠定基础。 3微电子技术的应用解读 微电子学与集成电路的研究不断深入,微电子技术逐渐的应用到人们的日常生活中,对于改变人们的生活品质具有积极的作用。且微电子技术逐渐成为一个国家科学技术水平和综合国力的指标。在实际的微电子技术应用中,借助微电子技术和微加工技术可以完成对微机电系统的构建,在完成信息采集、处理、传递等功能的基础上,还可以自主或是被动的执行相关操作,具有极高的应用价值。对于DNA生物芯片可以用于生物学研究和相关医疗中,效果显著,对改善人类生活具有积极的作用和意义。 4结束语 微电子学与集成电路均为信息技术的基础,其中微电子学中囊括集成电路。在对微电子学和集成电路的解析中,需要对集成电路和微电子技术展开综合解读,分析微电子技术的现状和发展趋势,再结合具体情况对微电子技术的当前应用展开解读,为微电子学与集成电路的创新和完善提供参考,进而推动微电子技术的发展,创造更大的产值,实现国家的持续健康发展。 作者:胥亦实 单位:吉林大学 微电子论文:“微电子工艺学”课程设计研究 微电子工艺学课程学时较少,内容丰富,技术一日千里,对师生提出较高要求。有限的课时下,教师应突出重点,让学生掌握大纲规定的教学内容。对重点内容、难点内容讲深讲透;布置作业引导学生进行创新性研究,让学生把课堂理论转化为具体电路、版图设计,提高动手能力。“微电子工艺学”课程共有32学时,主要为理论教学。理论教学模式和实践教学仍处于摸索阶段,教学效果有待提高。本文对其课程设计进行相关研究与探索。将教师的理论教学、实验教学与学生的自主学习相结合,激发学生学习兴趣,培养动手能力,提高教学效果;建立完善的试题库体系;利用已有的实验条件和仿真平台开展工艺实验和工艺流程仿真,建立一套完善的工艺设计实验教学体系;完善已有的专业见习和专业综合训练实践教学,让学生在见习和综合训练中得到锻炼,增加动手能力;进行网络教学平台建设,充分利用网络资源和网络平台形成良好的师生互动。本文拟解决的问题是制定面向电子科学与技术专业的“微电子工艺学”理论教学、实践教学、网络教学、题库建设、课程考核以及实施标准等课程设计。 一、国内外研究现状分析 2006年,电子科技大学罗小蓉老师强调将教师的理论教学、实验教学与学生的自主学习相结合的教学方式,以激发学生的学习兴趣,培养动手能力,提高教学效果。电子科技大学中山学院陈卉2016年提出“微电子器件”实验教学改革与探索。2012年,哈尔滨工业大学王蔚提出从课堂教学与实践教学整合角度出发,将“微电子工艺”课程的教学模式、内容、教材等将课堂、实验、实习3种不同教学形式作为一个课程模块穿插讲授,理论与实践彼此相互促进,编写教材,进行初步实施及评价,获得学生和微电子课程群其他课程主讲教师的肯定,评教结果为“A+”。2010年,华南理工大学廖荣提出微电子工艺实习教学改革探索。加快发展我国微电子产业成为刻不容缓的大事。高校必须为民族微电子产业做出贡献,让学生在校期间熟悉双极型和MOS集成电路的制造工艺流程,了解集成电路的新工艺和新技术,为学生毕业后从事相关专业打下坚实基础。 二、具体实施方案 1.课堂理论教学及学生学习效果实施标准建设。根据“微电子工艺学”知识点较多且抽象、工艺流程复杂等特点,教师在课堂教学中要重视与学生的互动,强调学生的自主学习能力培养,将讲解为主体改变为讲解——学习双主体。方法如下:首先,精简讲授时间,增加课堂讨论环节,给出课堂讨论结果的评价标准。对于“微电子工艺学”难度较大、实践性较强的专业优秀课,学生独立思考尤其重要。增加课堂讨论环节是让学生独立思考的最好方法,但会减少理论课的时间,需要建立以下实施方案:①每堂课都要仔细设计该课主题,明确重难点,精简讲授时间;②合理设计和安排思考题和讨论题的内容以及实施方法;③合理设计和安排讨论效果的评价标准,激发学生学习积极性。其次,增加教学专题的seminar,采用案例教学方法,使学生不仅能理解基本理论,同时能结合应用,学会基本、常用的微电子器件工艺制造方法。2.习题试题库建设及理论考核标准。课堂练习题和思考题题库建设。根据该门课的特点,合理设计和安排本课主题下的思考题和练习题,使课堂教学有条不紊地进行。调动学生积极性,循序渐进地接受知识,提出问题、分析问题。目前,我校没有完善的“微电子工艺学”考试试题库。本项目拟根据国内外研究成果,结合我校实际和教学大纲编写试题库,使具有不同题型、不重复题目的试卷达10套以上。具体理论考核标准:测试项目一:课堂表现考核、考核内容、课堂表现情况;考核形式:以第一次形成性考核的条件及学生在课堂的表现为基础进行,主要内容为课堂回答问题、专题讨论、口试等。考核时期:课程结束为周期。测试项目二:作业考核,包括平时作业考核和登录网络教学平台进行学习的考核两部分;登录网络教学平台进行学习的考核。测试项目三:课堂卷面考核内容:课程大纲要求掌握的内容;考核形式:抽取题库中的试题进行卷面考试;考核时期:课程教学的最后两节课。3.实践教学实施标准与实验教学改革。本项目拟对实验教学内容进行改革,制定实施和测试标准。进一步调整实验课程方案,安排一次对新工艺和新技术的调查研究和一周的器件工艺流程仿真的课程设计。根据实验课程设置目标,编制“微电子工艺学课程设计指导书”,制定具体的实施方案和评价方案。拟设置的工艺设计的具体内容:利用器件仿真软件Medici和工艺仿真软件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT新结构的器件和工艺仿真设计,以汇报、答辩且最终以论文的形式提交。实验目的:学会利用模拟工具观察新结构的基本特性;通过实验设计掌握器件的工艺流程;在设计过程中体会设计器件结构的各个参数的折中关系和流程的烦琐性,初步建立工艺设计的思维。实践教学内容需要在教学的实际工作中不断更新,根据学生情况增减内容和调整教学大纲。实验教学测试标准:测试项目一:集成电路的新工艺和新技术前沿调研报告。考核内容:对集成电路的新工艺和新技术前沿的调研。考核形式:按时提交集成电路的新工艺和新技术前沿调研报告,字数不少于2000字。考核时期:课程结束2周内完成。测试项目二:工艺仿真设计和小论文撰写考核内容:结合工艺仿真软件Tsuprem4,完成LDMOS和IGBT系列新结构的设计论文。考核形式:以报告形式答辩,最终提交LDMOS和IGBT新结构的设计论文,字数不少于2000字。考核时期:课程结束1周内完成。4.专业见习。学生一方面可以利用学校学院筹建中的实验平台完成工艺相关实验,如微电子工艺实验室。主要功能是使学生初步掌握微电子器件的工作原理、工艺参数的控制方法。器件特性参数的测试分析方法、信息功能材料的制备和结构性能测试方法。内容涵盖CMOS工艺,半导体材料和器件制备工艺、LTCC材料制备和封装工艺、多芯片组件技术,MEMS传感技术及微系统构建工艺等,如微系统封装与测试实验室。该实验平台功能用于微系统封装与测试。实验内容包括各种可用于微系统封装的基板材料及其封装技术研究,系统级封装三维复杂结构的电磁场、热场分析建模、电特性、热特性快速仿真、复杂混合信号完整性分析、电磁兼容、热效应问题的认识和优化处理,封装工艺、可靠性与测试技术研究。集成电路设计实验室:集成电路(IntegratedCircuit,IC)通过一系列特定加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件按照一定电路互连集成在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,用以执行特定电路或系统功能的电子器件。该实验室平台主要用于集成电路设计。5.完善网络教学平台建设。充分利用学校已有的网络资源,在网络教学平台上完成课程创建和内容填充、作业功能、互动功能、阅读资源等内容;学生可以在课下参加讨论与交流、提交与查阅作业,还可以进行一对一的答疑解惑等。本文结合微电子工艺学的理论教学、实验教学与学生的自主学习,从课堂设计、课程考核标准、题库建设、实验环境建设、见习实习和网络平台建设等多方面进行课程设计。具体来说:①在课堂理论教学中,参考借鉴国内外著名高校的实施方法,制定学生课堂表现的考核标准,给出如增加课堂讨论、专题seminar、学生项目PPT展示的环节的具体实施建议,增加学生的参与度和学习热情;②期末考核中,参考借鉴国内外著名高校的教学大纲和教学重点,编写一套能极大指导学生学习的试题库和习题库,打下坚实的理论基础;③根据微电子行业的发展和我校实际,建立一整套合理的实验内容和实验体系,使学生在有限的时间内掌握微电子工艺学的优秀技术和方法;④利用仿真软件模拟实际工艺流程,完成CMOS以及BCD工艺设计;⑤利用网络教学平台以帮助学生巩固已学知识,解决难题,实现师生互动,让电子科学与技术专业的学生通过这门重要专业课学习,在掌握微电子基本理论和技术的基础上具备自主学习,独立研究,勇于创新的能力,成为有一技之长的当代微电人。 作者:吴丽娟 宋月 张银艳 雷冰 唐俊龙 谢海情 刘斯 单位:长沙理工大学 微电子论文:微电子学概论多媒体课件的设计 摘要:基于微电子学概论课程的特点,介绍了微电子学概论课程多媒体课件的设计方法与过程,从教学实际出发,精心组合多媒体中的各要素,实现课件最优化,为学生的自助式学习提供一个具有交互式功能的多媒体课件系统。 关键词:微电子学概论;多媒体;交互式 随着信息技术的飞速发展,传统的教学方式已经很难适应现代教育的需要,将多媒体技术应用到教学过程是弥补传统教学教育方式的诸多不足,提高教学效果的有效手段。多媒体课件是开展计算机辅助教学的一种基本的教学软件,其设计方法直接影响到课件的开发质量和课堂教学的实际效果。 微电子学概论课程的主要内容包括了微电子技术的发展历史、半导体物理和器件物理基础、集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路及系统芯片(SOC)设计方法学及设计技术、微机电系统(MEMS)技术、封装技术、微电子技术发展的一些基本规律等,是一门与实际联系很紧密,形象化教学素材十分丰富的课程,将这门课程开发转化为多媒体CAI课件对提高教学效果、教学质量非常有益。 一、多媒体课件设计的指导思想 现代教育观念强调素质与能力的培养,重视学生在教学活动中的自主活动,要求将学生作为教学的主体。为此,应该把“以学生为主体,以教师为主导”作为多媒体课件设计的指导思想,把它设计成助学式的并且具有交互功能的课件[1]。此外,多媒体课件必须既符合相关课程的特点,又符合一般教学规律,且利用多媒体计算机辅助教学的多种技术手段进行设计和制作。对于微电子学概论课程,多媒体CAI课件应该满足以下基本特点: 1.微电子学概论课程中的版图技术、制造工艺、器件、封装等内容均需要演示较为复杂的图形或过程。因此,需要充分利用多媒体技术,将图像、动画、音频、文字、视频等进行合理的处理,做到图文并茂,形象生动,以有助于提高教学质量。 2.多媒体CAI课件应当有丰富的信息资源,便于扩大学生的知识面。在传统的教学中,信息来源非常有限,且缺乏灵活性、方便性和交互性;随着信息技术的发展,教师可以通过更多的渠道获得文字、图像、音频、动画、视频,甚至三维虚拟现实等多方位信息用于多媒体课件制作,使教学内容更丰富,教学方法灵活多样[2]。 3.微电子学是一门发展很快的学科,所以多媒体课件需要及时更新。由于受到教材限制,传统教学方式所覆盖的教学内容、教学深度和广度都十分有限。而多媒体技术可采用硬盘、光盘等存放教学内容,易于从互联网获取更新的信息,具有强大的可扩展性,便于教学内容的及时更新,这是传统教材所远远不能达到的[2]。 二、多媒体课件的设计制作 多媒体CAI课件制作的基本过程是:首先,用相应的计算机软件对文字、图形、图像、音频和动画等各种素材进行采集或制作。其次,根据教学大纲的要求,把教学内容编写成脚本,设计好计算机每一屏幕所要呈现的教学内容,并且把教学信息链接成网状的、非线性的教学程序。最后,用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统[1]。 目前市面上可用于多媒体应用程序创作的软件工具非常多,Authorware是一款交互式多媒体应用程序创作工具,它能够很好的支持多种格式的多媒体文件,并能够把这些多媒体文件集成到一起,起到丰富课堂内容优化课堂结构的作用[3]。通过Authorware实现微电子制造过程真实情景的再现和元器件内部载流子运动的模拟,有利于培养学生的探索、创造能力。 (一)素材的采集及制作 多媒体素材的采集和制作是CAI课件设计制作的前提。采集即收集各种相关材料如视频、音频、彩色照片等,而制作则是将多媒体素材转换为计算机所能识别形式的过程。 多媒体课件需要大量各种各样的素材,如声音、视频、图形图像、动画等等;对于微电子学概论课程而言,可有制造工艺流程录像以及版图层、封装结构、器件结构等各种各样的图形及动画。因此,素材的收集及制作需要大量的时间和各种各样的渠道,在平时应注意收集归类,以便日后方便使用。对于文本、图片资料可以用扫描仪等设备将书本内容直接扫描即可;但是对于制造工艺流程录像,则需要通过互联网获得;而一些演示器件内部载流子运动过程的动画,则需要亲自制作。但是,直接扫描和互联网得到的数据一般是非常原始的,必须经过处理过程才能用于多媒体制作。部分素材则需要采用专门软件进行设计制作,才能更好地满足多媒体课件系统的需要[2]。 (二)脚本的设计 多媒体课件软件脚本的设计应建立在对学生的学习心理和学习方式充分了解的基础上。对教学方式的描述,教学内容取舍的决定应具有很强的针对性,做到重点突出、中心明确、层次分明,并注重启发学生的思维,引导学生应用所学知识去创造性地分析问题、解决问题。因此,多媒体课件软件脚本的创作一般由教学实践经验比较丰富的教师来支持完成[2]。 (三)多媒体应用系统设计 一个助学式的并具有交互功能的多媒体课件应形成一个完整的系统,该系统在功能上应包括课件演示、动画演示、习题系统和课件管理等部分,并具有一个与之密切相关的多媒体文件集合。在完成多媒体课件素材的采集及制作和脚本的设计后,采用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统,使学生能够通过网络进行学习、作业以及答疑解惑。 三、多媒体教学课件设计总结 一个良好的多媒体课件要能够发挥教师的引导作用,充分发挥学生的主观能动性,要以学生为中心,让学生自己思考,通过丰富的课件内容去感知知识的内涵。此外,一个成功的多媒体课件更离不开教师的精心设计,使教学情境环环相扣,引导学生积极的思考,最终达到掌握知识,应用所学知识去分析问题、解决问题的目的。 多媒体课件虽然种类繁多,但其目标始终是为教学服务,优化课堂教学结构,提高课堂教学效率,既要有利于教师的教,又要有利于学生的学。因此制作多媒体课件要根据课堂教学的特点遵循教学性原则、控制性原则、简约性原则、科学性原则和艺术性原则等基本原则。 四、结束语 多媒体教学提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境,运用多媒体教学,具有传统教学手段不可比拟的优势。在微电子学概论课程中采用多媒体CAI教学,既节省了很多板书和作图时间,又可以借助动画、视频等多媒体技术直观地表现课程的重点、难点,使学生易于理解和记忆,取得良好的教学效果。
通信毕业论文:电力公司信息通信毕业论文 1专业管理的主要做法 1.1加快传输网络工程改造,全面提升传输网络硬实力 江阴电力通信网最早是在2002年开始建设的,采用东信光传输设备建设统一的光通信传输网。设备至今连续运行时间已达12年,故障频繁发生,导致运维压力大增,同时因厂方备品备件储备不足,严重影响到本地区通信网络的可靠运行。根据江苏省网络归并方案的要求,江阴地区结合十二五规划,对现有光传输网进行了逐步调整,组建以中兴设备为传输主体的光通信传输网络。 1.2加强班组运行资料管理,提升班组管理软实力 开展传输设备的技术改造是确保网络稳定运行的硬件建设,那么准确完善的运行资料就是提升班组运维管理的软实力。信通设备资源管理是一项庞大的数据系统工程。班组近年来在运行资料的管理方式上作了很大的努力和探索,专设专业资料FTP服务器,实现资源的共享。建立并及时更新所有信通设备台账,做到对信通设备的全生命周期管理;积极推行设备状态检修,确保设备运行的可控在控能控,有效促进设备健康运行水平。进一步加强班组运行资料的整理归档工作,各类图表资料做到绘制精细化,修改滚动化,现场同步化,大大提高了班组运维管理水平,更好地为全公司提供一个安全可靠高度稳定的通信平台。 1.3加强运维技能培训,创建学习型班组 根据统计,公司从事通信专业人员无论从年龄结构,还是学历层次、职称级别、技能等级来看,均处于弱势地位,整体技能素质偏低,制约公司信息通信运维创新的发展需求。通过加强技能培训有效途径,来切实提高运维人员的综合能力和通信网络的运行管理水平,确保电力通信网络的安全、可靠运行。在制度上,将标准化班组建设与学习型班组建设有机结合,以班组建设系列管理标准规范和统一班组各项管理要求,搭建交流共享的学习平台。构建班组内丰富的图书资料库,建设开放的学习分享模式,广泛收集积累外、内部信息和知识,讨论分享,在班组中营造浓厚的学习氛围。注重新知识新技术的推广培训工作,确保班组全体运维人员了解并掌握先进的技术。同时班组建立常态岗位练兵运行机制,深化培训,通过班务活动和民主生活会加大学习理念的宣传教育力度,采取问答、考试、比武的方式,激发员工在工作中学习,在学习中工作的积极性和热情。同时,高起点全面规划搭建运维实训基地平台。在现有较小规模的通信运维实训平台基础上,完善配置,逐步组建功能强大的信息通信运维实训平台。实训平台设备宜选配系统在线运行主流设备,并适当选用部分超前设备。通过实训基地平台的建立,运维人员不仅能及时掌握传输、交换、电源、光缆维护等信通各分支领域的相关原理和技术,还可以全面掌握信息网络交换数据配置、信息安全运维等必备技能。通过实训基地,有效模拟故障现象,查找现场罕见告警,确实提高运维人员的动手能力,提高对实际设备的应用能力、操作水平及各类突发事件的应对能力,从而更好地服务于电力生产。 1.4完善班组管理制度,提倡一岗多能及专业融合,全面提升工作效率 1.4.1制定分工制度,责任到人文章首先梳理了信息通信两个专业的主要工作方向,主要有光缆、电源、电话、网络、计算机、服务器、系统、抢修等不同分工,而整个班只有11个人,还有3个值班人员,4个50岁以上人员,为了协调好11个班员的工作责任性和积极性,通过沟通,首先取消了值班制度,这样富余了3个人员,可以参与更多工作.然后针对每个人员的特点进行工作分包,50岁以上的负责一项工作,50岁以下的负责两项工作,这样可以保证每项工作都有人负责。1.4.2制定结队制度,不同分工签订结队合同确定了分工,不是说只要对自己的分工负责就可以了,还要对其余相关的工作进行辅助,签订结队的人员要进行专业帮带,负责结对人员对自己分工的熟悉及运维,负有连带责任.确保每个分工至少有1人精通,1~2人熟悉。1.4.3制定轮训讲学制度,全面提升运维技能水平在确保分工,签订结队合同后,班组还制定了讲学制度,利用周五安全活动的时间,开展分工技能大讲堂活动,在活动期间,轮训人员需要对自己的分工进行基础普及,运维技能讲解,并进行测试,每人两周时间,一周讲堂,一周测试并讲解。经过基础知识普及,运维技能测试的过程,班员的各方面水平都得到了很大的提高。1.4.4制定阶段性的职业生涯规划制度班组引导员工在客观分析评价的基础上,合理设定个人愿景及阶段性的职业发展计划。每个人员都需要制定1~3年的阶段性职业生涯计划,做到近期有目标,长期有愿景.通过开展职业生涯设计辅导、沟通交流及定期检验活动,促进员工在日常的积累进步中实现职业生涯的健康发展。1.4.5制定绩效考核制度,鼓励技能提升,专业融合针对分工完成情况,结队帮带效果,技能大讲堂测试成绩,职业生涯规划完成情况,班组制定了确实可行的绩效考核制度,对每项制度完成情况进行打分,当月完成情况好的给予绩效加分,与工资奖金挂钩,鼓励员工对各项制度的落实,提高学习的积极性,进行专业工种的融合,全面提升班组运维技能水平。 2结束语 通过这些措施的实施,信通运维班人员已经进入各自的角色,每项工作既是信息又是通信,进行了真正的专业融合,各项指标有了很大的提高,班组现有人员11人,人才当量密度为0.96。双师型人才共5人,占总人数的45%;技师8人,占73%;党员5人,占45%,高级技师1人,高级工程师1人。信息通信专业融合建设是一项复杂的系统工程,需要经历持续发展完善的过程,涉及对环境、网络、系统、业务等各层次的管理,以及对人员的培训教育和管理,既不能一蹴而就,也不能一劳永逸。为此,需要进一步深化信息通信一体化管理体系,形成“统一指挥、反应灵敏、协调有序、运转高效”的管理机制,切实提高信息通信系统运维水平和工作质效,确保信息通信一体化管理体系在电力生产中发挥重要作用。在看到成效的同时,也看到自身在班组建设工作中存在的不足与差距。主要体现在班组年龄结构分布不均,平均年龄超过46岁,有14年未进新进员工,与日新月异的信息通信技术发展无法同步,技术更新存在一定难度。信通运维班应迎难而上,继续保持高昂的工作热情,不断持续深入的把专业融合工作做好,为公司发展提供高速稳定可靠的网络传输平台。 作者:王志东单位:国网江阴市供电公司 通信毕业论文:通信工程产业对策分析毕业论文 摘要:讨论了我国通信工程产业建设和发展的现状,概速了在研究开发方面,推广应用方面和人才培养方面取得的成就,重点时通信工程中的问题进行分析,并提出相应可行的解决对策。 关键词:通信工程;发展现状;网络安全;解决对策 1发展现状 我国通信工程专业是源于电机系电机工程专业,并由有线电、无线通信、电子技术等专业相互渗透、相互补充而发展起来的一门综合产业。在20世纪的初期,我国的多所大学就曾经先后建立过“无线电门”和“电讯组”,建国以后,我国高等学校在苏联高等教育的基础上,对各高校的电机系和电机工程专业进行大规模的调整,为现代通信工程技术的人才培养积蓄着雄厚的力量。 通信工程在我国真正地进入快速发展是在20世纪80年代,这个时期从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风。为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程专业有了它现在的名称。大量的技术成果如:晶体纤维生长与晶体光纤器件的研究,光纤高温传感器、光纤环形腔的细度及环形激光器的研究,窄线宽可调谐半导体激光器及相关技术等都走在了世界的前沿。 2存在的问题 随着信息技术的广泛应用。人类社会经历着一场前所未有的全方位的深刻变革,网络通信已广泛地应用于政治、军事,经济及科学等各个领域,它改变了传统的事务处理方式,对社会的进步和发展起着很大的推动作用,与此同时,人们也越来越意识到信息安全的重要性,因此,信息在网络通信中的安全性、可靠性日趋受到通信网络设计者与网络用户的重视。 鉴于信息安全开始对国家安全产生了重大的影响,需要准确认识信息安全的基本问题与表现方式,清晰了解保障信息安全所依赖的信息网络化的客观规律。从而做到有的放矢,以便真正发挥作用,在这里我们着重讨论通信工程中的网络通信安全。网络通信安全一般是指网络信息的机密性、完整性、可用性、真实性、实用性、占有性。从技术层面上来看,反映在物理安全、运行安全、数据安全、内容安全四个不同的层面中。而现在网络通信的安全问题可以大体分为;内网通信安全和网络问信息传播安全两个方面。 3解决对策 3.1内网通信安全 3.1.1采用安全交换机 由于内网的信息传输采用广播技术,数据包在广播域中很容易受到监听和截获,因此需要使用安全交换机。利用网络分段及VLAN的方法从物理上或逻辑上隔离网络资源,以加强内网的安全性。 3.1.2操作系统的安全 从终端用户的程序到服务器应用服务、以及网络安全的很多技术,都是运行在操作系统上的。因此,保证操作系统的安全是整个安全系统的根本。除了不断增加安全补丁之外,还需要建立一套对系统的监控系统。并建立和实施有效的用户口令和访问控制等制度。 3.1.3使用网关 使用网关的好处在于网络数据包的变换不会直接在内外网络之间进行,内部计算机必须通过网关。进而才能访问到Internett这样操作者便可以比较方便地在服务器上对网络内部的计算机访问外部网络进行限制。 3.1.4使用密钥管理 在现实中,入侵者攻击Internet目标的时候,90%会把破译普通用户的口令作为第一步。以Unix系统或Linux系统为例,先用“fjnger远端主机名”找出主机上的用户账号。然后用字典穷举法。 如果这种方法不能奏效,入侵者就会仔细地寻找目标的薄弱环节和漏洞,伺机夺取目标中存放口令的文件shad-OW或者passwd.然后用专用的破解DES加密算法的程序来解析口令。 在内网中系统管理员必须要注意所有密码的管理。如口令的位数尽可能的要长;不要选取显而易见的信息做口令;不要在不同系统上使用同一口令;输入口令时应在无人的情况下进行;口令中最好要有大小写字母、字符、数字;定期改变自己的口令:定期用破解口令程序来检测shadow文件是安全。没有规律的口令具有较好的安全性。 3.2网络间信息传播安全 所谓的网络信息传播安全主要是指网络信息在传播的过程中应保持信息本身的完整性、可用性和机密性。信息网络的通信是由通信协议堆栈完成的,通信协议大致可分为应用层、传输层、网络层、链路层和物理层,采用通信协议分层的方式对网络通信进行安全控制可满足信息网络安全通信的需要,保障信息传输的机密性、完整性和可用性,接下来,我们就保证信息传播安全的技术和方法进行探讨。 3.2.1采用数字签名技术 所谓“数字签名”就是通过某种加密算法生成一系列符号及代码组成电子密码进行签名,来代替书写签名或印章,对于这种电子式的签名还可进行技术验证,其验证的准确度是一般手工签名和图章的验证而无法比拟的。它能验证出文件的原文在传输过程中有无变动。确保传输电子文件的完整性、真实性和不可抵赖性。这样数字签名就可用来防止有人修改信息等情况的发生,可以进一步保证信息的完整性、保密性,强化身份识别功能和不可抵赖性,同时数字签名技术还可以提高交易的速度和准确性。 3.2.2数字集群系统网络技术 数字集群系统的信息安全主要涉及用户鉴权、加密、分级用户管理、日志管理、虚拟专网。数字集群系统分为专网运营和共网运营两种方式。数字集群网络对于网络的容量、通信覆盖率、呼叫建立成功率等都有更高的要求。 数字集群通信系统经常应用于应急通信,因此其业务量具有突发性,拥塞控制对于数字集群通信网络也就尤其的重要。拥塞控制可以通过多种方式来实现。数字集群网络的网络结构还具备更高的抗灾变能力,对于重点地区进行基站的双覆盖,由于数字集群系统担负着应急通信的重大使命。因此通常其社会效益要重于经济效益,因此有必要投入一定的资金来提升网络的可靠性。 3.2.3采用量子密码信息加密技术 量子密码术是密码学与量子力学结合的产物,这种加密方法是用量子状态作为信息加密和解密的密钥。量子的一些神奇性质是量子密码安全性的根本保证。到目前为止主要有三大类量子密码实现方案:一是基于单光子量子信道中海森堡测不准原理的方案;二是基于量子相关信道中Bell原理的方案;三是基于两个非正交量子态性质的方案。 量子密码的研究进展顺利。某些方面尤其是量子密钥分发已经逐步趋于实用。面对未来具有超级计算能力的量子计算机,现行基于解自然对数及因子分解困难度的加密系统、数字签章及密码协议都将变得不安全。而量子密码术则可达到经典密码学所无法达到的效果。可以说,量子密码是保障未来网络通信安全的一种重要的技术,我们即将进入到一个量子信息时代。 4结语 通信工程的发展状况决定着我国通信事业的未来,我们只有正视发展中存在的问题才能使我国的通信事业达到新的巅峰。 通信毕业论文:通信类专业毕业研究生就业状况与就业指导对策分析 【摘 要】近年来,随着每年培养的通信类人才数量明显攀升和许多非通信专业人才涌入通信行业,使通信类毕业生出现“就业难”。本文针对目前研究生就业面临市场供过于求、研究生的择业价值取向和研究生就业行为发生变化以及通信类专业研究生就业领域相对集中、就业区域明显失衡、学校所在城市就业意向比较突出的特点进行通信类专业研究生就业现状分析,从结合专业特点、巩固、拓宽通信专业研究生就业渠道、加强通信专业研究生的就业指导工作、加强与用人单位的沟通、共同做好通信专业研究生就业后续稳定工作等方面入手,尝试探讨促进通信类专业研究生顺利就业的对策,以期为推进通信类专业研究生的高质量就业做贡献。 【关键词】毕业研究生 就业 指导 随着市场经济体制的不断发展、教育体制改革和就业制度改革的不断推进,以市场经济为导向的多层次、多侧面的市场需求给毕业研究生提供更多就业机会的同时,他们的就业状况也出现了新的特点。在当前就业制度改革全面展开的新形势下,研究分析研究生就业现状,提出应对措施,不仅是当今社会时展的必然,也是当代研究生顺利就业、实现人力资源优化的内在要求。通信类专业研究生以其专业的特殊性,就业形势变化的灵敏性,使其就业的现状更具有时代气息和研究价值。 一 研究生就业面临新的形势 1.研究生市场供求关系发生变化 研究生扩招直接导致研究生就业竞争加剧。一方面,研究生的数量急剧增加;另一方面,国家机关、科研院所、事业单位和国企、高新技术企业等研究生传统就业领域提供的就业岗位增幅远远低于就业人数的增幅。研究生的就业岗位从“金字塔”的顶部向下移动,就业中出现职位层次下降、工资水平下降、求职时间延长等现象。根据一项调查显示,影响研究生就业的因素分别有:“招生规模扩大,研究生供过于求”,约占89%;“大学教育不能适应市场需求”,约占43%;“大量工作不需要高学历”,约占32.9%;“研究生就业政策存在问题”,约占28.9%;“学生择业不切实际”,约占20.4%。 2.研究生的择业价值取向发生变化 毕业研究生的价值取向由社会本位转向个体本位和社会本位并存、由价值理性转向工具理性。区域经济及文化发展不平衡和不同行业收入差距过大,也严重影响研究生的价值取向。高学历与好岗位并不划等号,研究生群体中“就业难”的心理已基本形成。2010 年,《北京人才报》一项调查显示,自卑、焦虑、从众,成为部分研究生就业的“心理门槛”。复旦大学心理健康教育中心副主任曹高举在其《研究生的不良择业心理及其调适》的报告中提出,不少学生面对激烈的市场竞争,不能客观分析和评价自己,一遇到挫折就信心尽失,变成“鸵鸟”消极逃避。 3.研究生的就业行为发生变化 就业制度与用人制度的改革和职业市场的逐步开放,为广大毕业生提供了自由择业和职业流动的机会,同时也使得他们在心理和行为上出现各种各样的矛盾和冲突。“双向选择,自主择业”就业制度使毕业生通过人才市场就业,但部分研究生对职业生涯没有规划,求职时茫然、盲从。而且,有相当比例的研究生就业期望值与社会需求之间的反差较大,存在择业期望值偏高、目标短期化和趋向功利化现象,把读研的目的狭隘地理解为高薪高职,把研究生文凭当作找个好工作的跳板,误解了研究生教育作为精英教育的初衷。 二 通信类专业研究生的就业现状分析 随着社会经济发展,人才的竞争进一步加剧,特别是计算机、通信等与产业相关的热门专业,研究生就业市场长期红火,就业质量较高。从近年的统计情况看,通信类研究生的就业流向中体现了行业自身的一些特点。 1.通信类专业研究生的就业特点 通信类毕业研究生就业领域相对集中,主要集中在电信运营业、通信设备制造业或电子计算机综合技术服务业等与通信相关的行业内,学科专业十分对口。以某高校为例,近4 年来2 千来名通信类专业毕业研究生,85%以上到国内大型通信运营企业(如移动、联通、电信等)、电子制造企业(如中兴通讯、华为、大唐电信等)和高等院校就业;通信类毕业研究生就业区域总体表现为:华东、华南等沿海发达省市就业人数较多,老少边穷地区较少。还以该高校为例,该校通信类专业80.1%的毕业研究生在江苏、上海就业。其余的毕业研究生也主要选择到东南沿海经济发达的大城市,如长江三角洲地区城市,而到欠发达地区尤其是条件比较艰苦的边远西部地区就业的毕业研究生数量明显偏少,到其他西部省市就业的毕业生仅有0.81%,“孔雀东南飞”的倾向依然严重;院校所在区域在研究生就业地区选择中有十分明显的优势。以南京高校为例,虽然南京在地理环境、经济状况、人才吸引政策等方面与京、沪、深等市相比有一定差距,但每年在南京就业的该校研究生为48.88%,远远超过到京、沪、深等大城市就业的比例。 2.通信专业研究生就业现状分析 从就业率上看,通信专业研究生的就业形势良好。从2005~2009 年该高校通信类研究生一次性就业率的统计数据来看,5 年的平均就业率为98%,远远高于全国研究生的平均一次性就业率。这说明通信类研究生的社会需求量大,就业率普遍较高。但从主要用人单位反馈的信息看,通信行业的用人需求呈现总体增加趋势减缓的格局。通信类专业毕业研究生今天令人羡慕的就业形势已受到多方面的消极影响。 从供需比上看,通信专业研究生的就业优势有所下降。虽然通信专业研究生的就业率较高、就业形势良好,但是这几年平均供需比却逐年下降。以该所高校为例,通信专业研究生平均供需比从2005 年的1∶13.3 下降到2007 年的1∶7.7,再降至2009 年的1∶3.4。由此可见,通信专业研究生的就业优势正在逐渐丧失。 从就业流向上看,通信专业研究生的地区流向很不平衡。随着经济建设在深度和广度上的全面开展,小城市、中西部地区对人才的需求也越来越迫切。可是通信专业研究生就业却没有适应这一需求,就业地区一直主要集中在沿海发达地区和中心城市,就业地域不均衡的问题十分严重。毕业生就业地域流向失衡使得研究生在沿海发达地区和中心城市的就业竞争异常激烈,就业难度也比其他地区更大。 从就业观念上看,通信专业研究生更加保守。受到近年来通信专业研究生相对火爆就业形势的影响,他们就业的期望值非常高。根据调查,在选择工作单位时,该校毕业研究生首先考虑的是行业发展的前景、地区经济发达的城市、生活条件、经济收人和福利待遇等。85.7%的研究生期望月薪在4000 元以上;62.32%的研究生把沪宁作为首选地区,37.77%的研究生选择深圳沿海开放城市;54.57%的研究生选择国企和高新技术企业,29.26%和19.68%的研究生分别选择科研单位和高等院校;79.47%的研究生择业时比较重视专业对口程度;78%的研究生表示他们在求职中遇到困难时一般也不会轻易降低择业标准。研究生保守的就业心理,日趋功利的就业观念,加剧了就业流向的失衡,造成了宝贵人才资源的浪费和教育成果的贬值。 三 新时期做好通信专业研究生就业工作的对策 如何根据现阶段研究生就业工作的特点,针对研究生就业工作的难点,找出切实可行的对策和工作模式,是当前摆在研究生就业指导工作人员面前的一个重要课题。解决研究生就业形势严峻的问题是一个系统工程,需要政府、市场、家庭和研究生自身等多方面共同努力。对此,笔者有以下几点看法: 1.结合专业特点巩固拓宽通信专业研究生就业渠道在就业市场由卖方市场向买方市场转变时,拓宽就业渠道是一个必然的选择。 (1)运用市场营销策略,采取“走出去、请进来”的方法,主动向社会和其他行业的用人单位宣传毕业研究生的专业优势和人才特点。长期保持与通信信息、电子等行业内用人单位的良好合作,巩固毕业研究生基本人才消化渠道。利用科研合作机会,建立联合培养基地,大力开展委培、定向培养,促进高校与用人单位在人才培养方面的多领域合作,使通信专业研究生就业的行业涵盖通信信息、电子、机械制造、教育系统等领域。此外,积极发挥校友会和研究生导师的个人作用,直接向用人单位推荐适合的优秀毕业生。 (2)加强就业需求预测。进行深入的就业市场调研,主动、经常、广泛地听取用人单位的反馈意见,准确把握通信专业就业热点的转移。定期公布预测分析结果,结合人才培养的周期,及时引导专业结构和招生规模的调整,重视和增强人才培养的前瞻性和科学性。 (3)给予西部及边远地区就业政策支持。国家可建立专项基金,对到西部及边远地区、艰苦行业就业的通信专业研究生在工资、生活条件等方面提供优待,尽可能缩小与发达地区的差别,真正实现待遇留人。同时给予这些地区发展地区经济和开展对外开放等方面的政策倾斜,培养当地的“造血”功能,创造良好的事业环境,吸引有志青年创业。 2.加强通信专业研究生的就业指导工作 (1)研究生的就业指导工作要与研究生的培养、管理和教育工作紧密结合。就业指导的思想政治教育功能不能仅仅体现在研究生毕业前的短时间之内,而应始终贯穿于研究生学习的整个过程之中。加强创业教育,通过成功校友或知名人士的成长报告、创业报告和成功报告等活动,帮助研究生树立创业的信心;通过创业设计大赛等课外活动,培养研究生创业的能力;利用假期组织研究生到用人单位进行社会实践,让学生能真正走进社会,接受社会的锻炼,提前适应就业环境的能力。定期组织优秀毕业研究生创业事迹报告团在各高校做巡回报告,在全社会营造良好的舆论氛围。 (2)发挥导师对研究生的引导作用。由于导师与研究生的接触、交流的领域广泛、机会频繁,从思想到学术,从道德情操到治学态度,从为人处事到生活习惯,可以说是全方位的,且师生接触方式多样且随和,既有准备充分的谈话,也有毫无顾忌的闲聊,既有某些深思熟的决策,也有一时的应急处置,较少虚情假意,没有遮遮掩掩,所以在广泛交往过程中,研究生思想中深层的问题会有意或无意地暴露在导师面前,这就使导师能真正抓住研究生思想问题的优秀,采取有效方式做好研究生的思想教育和转化工作。导师可根据每个研究生的特点和个性,采取不同的教育方式,从而取得良好的成效。 (3)主动加强与“三高”用人单位、国家经济科教及国防建设等重点单位的联络和沟通,获得尽可能翔实的介绍资料;充分发挥学校的主导作用,加大这些用人单位在毕业生中宣传的力度,优先安排他们来校招聘毕业研究生,给他们更多选择的机会,以期找到毕业研究生与用人单位双方利益的结合点,尽量解决好国家需要与毕业研究生个人选择之间的矛盾;并做好“三高”用人单位和国家重点企业所接收的毕业研究生的跟踪调查工作,采编优秀毕业研究生创业档案,与用人单位共同探讨和交流做好毕业研究生“进得来,用得好,留得住”的经验和措施。 通信毕业论文:通信类毕业设计工作探讨 学生在外无法学习系统的查阅、收集文献资料的方法,指导老师远程指导,有时候很难联系上学生,遥控失灵,很难深入指导。目前毕业设计的组织管理工作大都由各系(部)自行开展,由于系部教学管理力量的薄弱,很难对整个毕业设计过程进行有效的监督管理。答辩委员会的老师由于日常教学工作任务重,也没有多余精力去监管。 1毕业设计答辩过程中存在的问题 1.1缺乏规范化的操作流程没有充分认识到答辩的目的和意义。缺乏统一的、规范的规章制度和科学的组织,工作职责没有明确。答辩环节忙、乱,容易出差错。在组织答辩的时候没有标准流程可以参考,主观性很强,答辩的范围、内容没有重点,教师提问没有经过深思熟虑,提出的问题随机性强,提问的方法也不讲究。 1.2缺乏科学的评分体系毕业设计评分标准没有进行细化、量化,只是由答辩组教师主观判断和评价,缺乏科学性和合理性。这就很难保证成绩判定是否公正,直接影响指导教师和学生积极性的发挥。 2创新毕业设计工作方面的探索 2.1深化、创新毕业设计工作的指导思想 2.1.1毕业设计是培养应用型人才的重要手段2004年教育部专门下发了《关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》,2009年,浙江省教育厅对高职高专院校的毕业设计(论文)组织了专门的检查,并公布了检查结果。本科院校的毕业设计工作已十分成熟,但高职院校是否需要和如何开展毕业设计教学仍是广泛探讨的课题。毕业设计工作必须开展,因为这是高职院校极其重要的一个实践教学环节,它不仅能全面考察学生的专业知识和技能,还可扩展学生的知识面,培养学生发现问题和解决问题的能力,激发出对通信专业领域的工作热情,养成创新性思维。 2.1.2鼓励学生将论文设计方向与实习岗位、实习内容紧密联系通信行业是一个日新月异的行业,光是一本毕业毕业证书已经不能证明毕业生的能力有多强,而高质量的毕业设计成果即可让学生在竞争中崭露头角,让用人单位刮目相看。当今社会,用人单位对毕业生的要求不再是名校和高学历,而更倾向于毕业生的工作能力、社会实践经验、个人综合素质等方面,要求毕业生具备较强的动手能力,尽快融入团队,适应工作岗位。因此,毕业设计工作中应该注重培养学生严谨负责和刻苦专研的工作态度、创新协作的工作方法等,使其做好入职准备。 2.2创新毕业设计工作的组织与管理 2.2.1以《毕业设计工作指导手册》为准则,各环节规范化、程序化操作学院对毕业设计的任务布置、指导教师的选聘、课题的选择、课题研究及论文写作的指导、论文评阅及答辩等各个环节进行详细分析和疏理,制订出各个环节的规范要求,出台《毕业设计工作指导手册》,编制出格式化电子模板,使教师在工作中有章可循,让学生明白具体的程序和要求。 2.2.2组织召开动员大会组织召开毕业设计动员大会,通过大会,把全体毕业生和指导教师对毕业设计工作的思想认识进行统一和提高,对《毕业设计工作指导手册》各个条款进行解释,明确各项要求,从而更好地执行毕业设计方面的各项规定。同时,组织优秀的指导教师给学生做毕业设计专题讲座。 2.2.3科学制定选题,双向化选择毕业设计选题是关键。选题是否科学,是否具有实践性,直接关系到毕业设计的质量。学院每年进行毕业设计学生人数有800名左右,参与毕业设计指导工作的教师有60名左右,这为采用双向化选择选题提供了条件。双向化选择即先由指导教师结合行业实际情况和专业课程内容,以可操作性、实用性、现实性为标准,研究制定并提交课题题目及简介、对学生人数及其能力的要求,经学院审核后公布,然后学生根据自身实际,结合能力与兴趣,填报选题志愿表,最后由学院根据课题要求和选题志愿统一协调。 2.2.4校企联合指导,让企业的专业力量参与到论文指导的工作中来,增强毕业设计的实用价值学生在企业实习的同时进行毕业设计,理论联系实际,增强毕业设计的实用价值。学生在实际工作中拜师学艺,在实习中完成毕业设计。例如通信运行091班黄懿同学在中国电信实习,在校内老师和企业老师的共同指导下完成毕业设计《关于中国电信政企客户经理服务营销策略的研究》,取得优异的设计成绩,也得到了企业的好评,毕业后直接被该公司录用。校企合作联合指导不仅使学生个人获得了宝贵的实习经历,也使学生在随后的就业竞争中占到了先机。 3结束语 高职学生毕业论文工作是一项科学化、程序化、严谨化的工作,它不仅需要师生重视与配合,更需要学校加强对毕业论文工作的过程管理和方法创新,规范各项工作程序和步骤,让毕业论文工作有章可循,有标准可依,从而确保毕业设计工作高水平开展,高质量完成。 作者:王翠霞单位:浙江邮电职业技术学院 通信毕业论文:通信工程专业毕业实习探索 摘要:为了切实提高学生的实践能力,加强毕业实习过程的质量,哈尔滨工程大学通信工程专业根据专业培养目标,结合毕业实习所面临的一些问题与挑战,利用中兴NC实验室进行毕业实习探索,这对整个过程中的实习项目、内容、管理等方面进行了阐述,并对实际的实习效果进行了分析总结。 关键词:毕业实习;通信工程;NC实验室 毕业实习是通信工程专业必修的实践环节之一,通过毕业实习,可以更好地实现理论和实践的结合,进一步提高学生解决复杂工程问题的实践能力与系统开发能力,为今后学习和实际工作打下良好的基础。教育部在《关于进一步加强高等学校教学工作的若干意见》中指出:要大力加强实践教学,切实提高大学生的实践能力。毕业实习作为本科生临近毕业前的实践环节,越来越受到重视。哈尔滨工程大学信息与通信工程学院通信工程专业根据学生在毕业实习中面临的问题,结合自身的条件,开展了利用中兴通讯NC实验室进行通信工程专业毕业实习的探索。 一、通信工程专业毕业实习现状 为了切实推进高等教育内涵式发展,教育主管部门推出了一系列提高高等教育人才培养质量的措施,如本科教学工作审核评估、工程教育专业认证等。与此同时,学校、学院也不断地加强本科生各个环节教学质量的跟踪、监控、管理。在这种情况下,毕业实习一方面要切实提高学生的专业实践能力,培养学生解决专业领域复杂工程问题的能力;另一方面,要通过毕业实习这一教学环节,使学生了解行业的实际情况,增强专业意识、社会责任感,培养良好的职业道德和一定的工程管理经验,促进学生工程综合实践能力的提高[1]。与此同时,随着经济、社会各方面的发展,哈尔滨工程大学通信工程专业毕业实习面临的环境也出现了变化,对毕业实习这一教学环节的进行提出了新的问题[2]。(一)联系实习单位困难通信工程专业的毕业生有相当一部分的就业去向是通信运营商、设备商,由于企业治理机制的完善,国内的主流运营商、设备商担心接收学生毕业实习会耽误工作、妨碍生产,影响产经济效益和声誉,因此一般不太愿意接待学生进行实习。而中小企业面临行业的竞争压力,往往没有能力也无暇去承担毕业实习这样的社会责任。(二)缺少高质量的实习单位社会上也有一些面向高校毕业实习的企业,但费用相对较高,学校对实习经费投入的增长相对缓慢,不足以承担专业学生全部选择这样的实习单位。(三)企业实习项目不能满足毕业实习要求通信工程专业与电视台、通信运营商等一些行业内的单位也建立了一些实习基地,到这些单位进行毕业实习。这些单位由于行业的特点,其优秀生产部门业务集中,影响巨大,管理严格,学生亲自动手进行实践操作的机会很少。因此实习在绝大多数实习时间内主要采取听讲座和参观的形式进行[3]。虽然保证了实习的有效天数,但也是走马观花。由于毕业实习实践操作环节相对较少,导致学生的动手能力不能得到充分锻炼,专业实践能力培养不足。而且,由于主要是参观走访形式的实习,难以对学生的实际实习效果进行评价,导致一些学生在实习过程中不够认真,实习过程容易流于形式[4]。 二、中兴通讯NC实验室状况 哈尔滨工程大学NC实验室面积300平方米,是哈尔滨工程大学与中兴通讯公司联合建设项目,于2009年底建成。实验室从中国电信行业运营商网络的应用现状出发,设计了一个完整的现网运营模拟方案。实验室采用中国电信行业主流的通信设备,满足专业在电信领域科研、实训、培训的要求。哈尔滨工程大学NC实验室分为机房和学生实验室两部分。实验室的实验设备包括数字程控交换平台、SDH光传输平台、数据通信网络平台、TD-SCDMA3G无线移动平台,2.5G/3G综合移动优秀网,能够模拟网络运行。学生实验室有30台电脑终端,能够完成对每种设备平台的实训与研究。哈尔滨工程大学与中兴通讯公司开展了全方位深度的合作。从实验室设备的选取,到平台结构的设计;从实验课程的建设,到通信工程专业相应师资培训,都由中兴通讯公司参与完成。通信工程专业共有10余名教师参与了中兴通讯学院的相关培训,获得了中兴通讯学院培训讲师的资格。 三、基于NC实验室的专业毕业实习探索 学院、专业针对本科毕业实习环节的现状及面临的问题,结合自身的条件,开展了利用中兴通讯NC实验室进行通信工程专业毕业实习的探索。 (一)实习项目 根据毕业实纲的要求,结合中兴NC实验室的实际情况,最终确定实习为TD-SCDMA移动通信系统开局维护项目实训。之所以选定这个项目,一方面是TD-SCDMA移动通信系统涉及无线、传输、交换、信令等各方面的技术,内容比较全面;另外这方面的技术也是目前广泛使用的技术,学生也比较熟悉,容易接受。 (二)实习内容 通信工程专业的毕业实习内容是根据专业培养目标对于毕业实习这一教学环节的要求,由通信工程专业负责人、实习指导教师,深圳中兴通讯学院的专家共同确定的。通信工程专业毕业实纲一方面要求通过毕业实习使学生在通信工程方面的专业实践能力得到训练;还要求学生在专业职业素养、综合能力方面有所提高。为此,内容设置须能够满足上面两方面的要求。实习的内容包括授课和实训两部分。授课内容包括移动通信发展概述;TD-SCDMA基本原理、关键技术;接口协议与软硬件系统平台;优秀网的相关技术及设备;无线接入网技术介绍、TD-SCDMA无线网络勘察技术、移动天线原理及选型。授课内容使学生对相关的技术原理有所了解,进行实训时就能做到理论联系实践。同时,实习内容还包括技术发展、网络勘察、天线选型等通信行业发展状况、通信工程现场实用技术,目的在于学使学生了解行业的实际情况,增强学生的专业综合素质。实训内容包括优秀网网元MSCS业务开通以及配置实训;优秀网网元MGW业务开通以及配置实训;无线网络控制器RNC业务开通以及配置实训;B326基站的开通及配置。实习学生完成网元的开局及配置,并将配置数据上传到实际网元,最后测试手机上的实际的话音、数据业务来验证配置、开局是否正确。同时学生可以通过信令跟踪查看通信业务过程中信令在各网元中传递、响应状况,进行故障调试,加深对通信业务流程及各接口协议的认识。 (三)实习管理 为了保证毕业实习的质量,在毕业实习进行过程中,有着严格的教学管理。首先,毕业实习教师都是具有一定的企业工作经历或工程经验丰富的教师,获得了中兴通讯学院培训讲师资格。由参与毕业实习的教师组成实习小组,熟悉实习内容、调试实习设备、制订实习计划。实习小组根据毕业实纲中对各个能力培养的要求,将各部分分解到实训、授课等各个具体环节中去,并确定实训环节、实习专题报告、实结报告等各部分的考核比重、评分标准,明确实习重点。在实习考核过程中,严格按照评分标准进行评分。实训的考核分为过程成绩、结果验收;实习专题报告、总结报告不仅给出分数,而且根据评分标准给出相应的文字评价,考核过程做到评分有据;保留各部分考核的相应资料,做到有据可查。 四、实习效果分析 经过3年的实习,专业和实习教师对中兴NC实验室的毕业实习效果也进行了分析总结。1.由于整个实习过程各个阶段的目标明确,因此学生没有参观式实习的松散、懈怠,对待毕业实习与一门实验课程一样,实习的效果比较好,事后实习报告的内容也比较充实。2.从实习教师来看,实习教师都经过了中兴通讯学院的培训,同时参与了实纲、实习计划的撰写,对实习内容熟悉;另外由于实习教师了解专业培养目标,对实习重点、实习过程把握要比一般企业工程师更好,因而毕业实习目标更容易实现。3.NC实验室的设备从规模到细节和运营商生产机房相比,还有差距;同时虽然教师都有企业工作经验,但对于工程师职业素养等方面的理解还是不如在企业工作多年的老工程师。因而,如果能在毕业实习过程中安排一些参观运营商、电台等企业生产过程,或者请企业资深工程师来对生产过程进行一定的讲解,将实训实习和参观实习相结合,学生的工程师综合素质会得到进一步的提高。 作者:安澄全 薛伟 李北明 单位:哈尔滨工程大学 通信毕业论文:电子通信类毕业生就业论文 1以赛促学教学改革的实践 作为职业院校中的工科专业,电子通信类毕业生就业竞争力中对学生的动手能力要求更高,面对不容乐观的就业形势,以赛促学提升高职电子通信类毕业生就业竞争力的实践有其重要性和必要性。 (1)转变教学理念和教学方法;高职院校中的教师大部分具有高学历并有丰富的企业实践经验,在教学理念中,都想把所学的技能传授给学生,往往会造成学生对知识“消化不足”。以赛促学是以“实践教学”为优秀,实行“做中学,学中做”一体化教学。教学过程应该是以实践教学为主要手段,增加案例教学法和面向项目实践教学方法,实现理论和实践的有机结合。 (2)积极组织各项电子通信类专业比赛;根据不同年级的学习课程,组织院系专业比赛,激发学生竞争意识,在比赛中发现不足,能主动的分析问题,寻求老师和同学的指导,形成良好的专业学习氛围。以广东轻工职业技术学院电子通信工程系为例,在2014-2015学年,先后组织了电子焊接大赛、LED灯饰设计大赛、电子创意竞赛、嵌入式产品开发技能竞赛、4G网络通信大赛等技能竞赛。竞赛分不同的学习阶段,比如大一第一学期的同学参加电子焊接比赛,大二大三的同学就可以参加电子创意设计等专业知识要求更高的赛事。竞赛主要的思维是创新、实用。 (3)组织参赛团队参加国家、省、市级电子通信类专业技能竞赛;教学模式的改变,将学生理论学习过程有机融合在专业实践当中,以广东轻工职业技术学院电子通信工程系为例,该系成立了“挑战队”,专门从事各项电子通信类比赛的筹备和研究,以点带面,提高学生专业学习兴趣。提高学生在各项赛事中获得成绩的同时,减轻教师团队的工作量,也提高了学生的综合素质,增强就业竞争力。学生在参加电子设计大赛的过程中,通过系统设计、方案论证、电路设计、选用材料以及创新能力、团队合作能力都有了大幅度的提升。 (4)积极开展各类就业创业竞赛活动;针对高职电子通信类毕业生就业竞争力现状,在以赛促学的人才培养模式下,职业优秀能力可以为毕业生的就业竞争力增加优势。大学生就业创业竞赛活动可以帮助学生尽早树立奋斗目标,使学生更加积极主动地规划好大学三年的生活,以广东轻工职业技术学院为例,该校积极开展了职业规划大赛、“挑战杯”创业大赛,还邀请一些有过大赛经验的校友回校开展经验分享活动,对提高电子通信类专业毕业生就业竞争力起到积极的作用。 2提升就业竞争力的成果 职业教育要着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力,强化工学结合特色,培养高素质、高技能的复合型人才。近3年来广东轻工职业技术学院电子通信工程系积极组织学生参加电子通信类专业竞赛,到目前为止,累计参加省级、部级乃至国际级大赛26次,参与师生达到968人次。先后参加了广东省大学生电子设计竞赛、全国电子设计大赛、全国职业院校技能大赛、粤台高职院校“单片机MCU协同创新”职业技能竞赛、单晶片创意暨认证技能国际竞赛等专业技能大赛,获得国际比赛、部级、省部级比赛奖项一等奖、二等奖38项。 通过以赛促学是教育教学的新模式,将学生的专业优秀技能培养以专业技能大赛的形式融合到教学改革中,专业技能和职业优秀能力相结合,以广东轻工职业技术学院电子通信工程系为例,学生的就业竞争力明显提升。2012到2014年,该系学生就业率分别为98.67%、98.87%和99.21%。,就业率呈现逐步上升的态势,就业质量明显上升。 3结束语 通过以赛促学教育教学改革模式的推进,在提高学生专业技能水平的同时培养学生的职业优秀能力,缩短毕业生职业适应期,切实提高高职电子通信类毕业生就业竞争力。 作者:庄坚泉单位:广东轻工职业技术学院电子通信工程系 通信毕业论文:通信工程专业毕业设计 第一类:通信工程设计1、通信网工程设计2、程控室工程设计3、传输室工程设计第二类:通信论文4、光城域网研究与组网5、光波分复用技术的研究与分析6、光同步数字体系的研究与分析7、论述移动通信的应用及发展8、铁通XX分公司宽带业务现状与发展9、铁通XX分公司发展策略10、提速铁路专用通信业务及发展11、自拟与本职工作密切相关的通信工程专业课题第一类:通信工程设计题目要求《通信网设计》 一、设计要求:1、作某一范围长途干线网设计;2、绘出新设计通信网图并作相应阐述。 二、主要内容:1、对通信网种类及构成要素作概括性阐述;2、拟定长途网业务节点数量及选用相应设备;3、对新设计通信网的信道构成特点、网型、保护方式等作相应阐述。《程控交换工程设计》一.设计要求:1.对原有设备情况的调查,收集各种资料2.根据调查结果设计交换网图3.根据交换网图提出中继方式,其中包括信令方式,接口方式及传输方式等内容4.画出工程所需各部分图纸5.写出设计规范书及设计说明书二.完成图纸名称:1.交换网图2.中继方式3.设备平面布置图4.总配线架,数字配线架端子分配图5.电缆径路图6.电源系统图7.工程数量表《传输室工程设计》 一、设计要求:1、结合本单位条件或者处自拟条件作传输室施工设计,规模不限;2、采用光纤传输设备或者数字微波设备及相关附属设备(如中配架、数配架、引入架、试验架等);3、对各项设计作重点说明。 二、主要内容:1、传输室设备平面布置图;2、通信网图;3、室内信道直线径路图;4、中配架运用及分配图;5、布线计划图改工程数量表。第二类:通信论文题目要求1、根据所选题目进行现场调研及收集资料;2、根据题目说明论文主要包括哪些部分;3、对每一部分作详细论述;4、论文应包括论点、论据、论证过程及结论;5、所涉及的数据、图表要准确;6、论述过程中要有自己独创的观点; 通信毕业论文:浅谈数据通信及其应用前景 摘要:本文介绍数据通信的构成原理、交换方式及其适用范围;数据通信的分类,并展望未来美好的应用前景。 主题词数据通信构成原理适用范围应用前景 数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在崐两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有有线数据通信与无线崐数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来,而使不崐同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。 一、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围 1.数据通信的构成原理 数据通信的构成原理如框图1所示。图中DTE是数据终端。数据终端有分崐组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数崐字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)崐、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)崐、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可崐视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终崐端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器崐(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为崐数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。崐传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换崐网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连崐接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制崐器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端崐设备输入的数据。 2.数据通信的交换方式 通常数据通信有三种交换方式: (1)电路交换 电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时,使用同一条实际的物理链路,崐通信中自始至终使用该链路进行信息传输,且不允许其它计算机或终端同时共亨崐该电路。 (2)报文交换 报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中(内存或外存),当所需崐输出电路空闲时,再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储_转发的方崐式可以提高中继线和电路的利用率。 (3)分组交换 分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块(称为分组或崐打包),将这些分组以存储_转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接崐收地址和发送地址的标识。在分组交换网中,不同用户的分组数据均采用动态复崐用的技术传送,即网络具有路由选择,同一条路由可以有不同用户的分组在传送,崐所以线路利用率较高。 3.各种交换方式的适用范围 (1)电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据崐网(CSPDN)等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式;后一种方式崐与公用电话网基本相似,但它是用四线或二线方式连接用户,适用于较高速率的崐数据交换。正由于它是专用的公用数据网,其接通率、工作速率、用户线距离、崐线路均衡条件等均优于公用电话网。其优点是实时性强、延迟很小、交换成本较崐低;其缺点是线路利用率低。电路交换适用于一次接续后,长报文的通信。 (2)报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或崐一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式,网络传输时崐延大,并且占用了大量的内存与外存空间,因而不适用于要求系统安全性高、网崐络时延较小的数据通信。 (3)分组交换是在存储_转发方式的基础上发展起来的,但它兼有电路交换及崐报文交换的优点。它适用于对话式的计算机通信,如数据库检索、图文信息存取、崐电子邮件传递和计算机间通信等各方面,传输质量高、成本较低,并可在不同速崐率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。 二、数据通信的分类 1.有线数据通信 (1)数字数据网(DDN) 数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成,崐其网络组成结构如框图2所示。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道崐和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、崐数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。崐数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但崐实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。DDN的主要特点是: ①传输质量高、误码率低:传输信道的误码率要求小。 ②信道利用率高。 ③要求全网的时钟系统保持同步,才能保证DDN电路的传输质量。 ④DDN的租用专线业务的速率可分为2.4-19.2kbit/s,N×64kbit/s崐(N=1-32);用户入网速率最高不超过2Mbit/s。 ⑤DDN时延较小。 (2)分组交换网 分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的,所以崐又称为X.25网。它是采用存储_转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长崐度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群崐体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通崐路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,崐但网络性能较差。 (3)帧中继网 帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3崐部分组成,如框图3所示。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术崐是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后崐在网上传输。其功能特点为: ①使用统计复用技术,按需分配带宽,向用户提供共亨的的网络资源,每一条崐线路和网络端口都可由多个终点按信息流共亨,大大提高了网络资源的利用率。 ②采用虚电路技术,只有当用户准备好数据时,才把所需的带宽分配给指定的虚崐电路,而且带宽在网络里是按照分组动态分配,因而适合于突发性业务的使用。 ③帧中继只使用了物理层和链路层的一部分来执行其交换功能,利用用户信息和崐控制信息分离的D信道连接来实施以帧为单位的信息传送,简化了中间节点的处崐理。帧中继采用了可靠的ISDND信道的链路层(LAPD)协议,将流量崐控制、纠错等功能留给智能终端去完成,从而大大简化了处理过程,提高了效率。崐当然,帧中继传输线路质量要求很高,其误码率应小于10的负8次方。 ④帧中继通常的帧长度比分组交换长,达到1024-4096字节/帧,因而其吞吐量崐非常高,其所提供的速率为2048Mbit/s。用户速率一般为9.6、4.4、19.2、N崐×64kbist/s(N=1-31),以及2Mbit/s。 ⑤)帧中继没有采用存储_转发功能,因而具有与快速分组交换相同的一些优崐点。其时延小于15ms。 2.无线数据通信 无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。崐有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的崐通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移崐动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间崐的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便崐携用户。 三、网络及其协议 1.计算机网络 计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线崐信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文崐档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、崐广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般崐指连接一个国家内各个地区的网络,全国公安系统的信息中心互联起来,也是一崐个广域网。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都崐市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的崐地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间崐等。 局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务崐部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各崐种人才信息,公安 刑侦部门使用局域网来管理犯罪信息系统、交警部门使用局域网来管理机动车辆、崐驾驶员信息等等。 2.网络协议 网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有崐面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是崐TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网崐络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。 TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输崐控制协议(TransportControlpro-tocol)和因特网协议(Internet崐Protocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序崐与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标崐准连接协议。网络协议分为如下四层: 〈1〉网络接口层:负责接收和发送物理帧; 〈2〉网络层:负责相邻节点之间的通信; 〈3〉传输层:负责起点到终端的通信; 〈4〉应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/I崐P协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的崐处理才能在物理网络中传输。 目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如202.0.96.133崐就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯崐一的。 四、数据通信的应用前景 1.有线数据通信的应用 (1)数字数据电路(DDN)的应用范围有: ①组建公用数字数据通信网; ②可为公用数据交换网、各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统、高速数崐据传输、会议电视、ISDN(2B+D信道或30B+D信道)、邮政储汇计算崐机网络等提供中继或数据信道; ③为帧中继、虚拟专用网、LAN,以及不同类型的网络提供网间连接; ④利用DDN实现大用户局域网联网;如我区各专业银行、教育、科研以及自崐治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。 ⑤提供租用线,让大用户自己组建专用数字数据传输网; 例如,今年二季度,自治区公安厅租用DDN电路,采用数字交叉复用设备,崐组成公安专用数字数据传输网。这也称为对公安专用通信网进行数字化改造。经崐过多次研讨和实地试验,决定租用128K数字数据电路,其中以64K作为专崐用数据信道,把公安厅和各地级市的犯罪信息中心互联以64K覆用8条8K信崐道作为语音信道,供传真和长途电话直拨业务使用,从而解决公安专用通信网因崐信道少,开电话会议,就打不了长途电话;要打长途电话,就发不了传真、传不崐了数据的问题。 ⑥使用DDN作为集中操作维护的传输手段;或把全区城镇110报警服务台崐互联,实现全区公安机关的统一指挥。 (2)分组交换网的应用 分组交换网能提供永久虚电路(PVC)及交换虚电路(SVC)等多种业务。崐利用分组交换网的通信平台,还可以开发与提供一些增值数据业务: ①电子信箱业务 电子信箱系统又称电子邮件。它是一种以存储_转发方式进行信息交换的通崐信方式。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的崐存储空间,由电子信箱系统处理和传输后,送到接收用户的电子信箱并通知收信崐人。 ②电子数据交换业务 电子数据交换(EDI)是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物,又崐被称为“无纸贸易”。EDI用电子单证代替了纸面单证,由传统的多点对多点崐的联系变为网络信息传递。EDI技术是未来商业发展的极其主要的工具。现在崐国内外都得到广泛的应用。 ③传真存储转发业务 传真存储转发是把计算机与通信技术结合起来,建立智能化的传真网。该网崐利用计算机的存储_转发技术实现广大用户所需的各种新的服务项目。存储_转崐发技术的优秀是传真交换机。 ④可视图文业务 可视图文业务是一种利用现有公用电信网络开发出来的新型、公用、开放式崐的信息服务系统。可视图文的业务类型主要有公用数据库业务和专用数据库业务崐等。 (3)帧中继技术的应用 帧中继技术适用于对广域网进行数据访问和高速数据传输。帧中继也是一种崐ISDN承载业务,主要用于局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入崐口,是向未来宽带ATM交换过渡的手段之一。常用于: ①组建帧中继公用网,提供帧中继业务。 ②在分组交换机上安装帧中继接口,提供业务。 ③为用户提供低成本的虚拟宽带业务。 ④在专用网中,采用复用的物理接口可以减少局域网互联时的桥接器、路由崐器和控制器所需的端口数量,并减少互连设备所需通信设施的数量。帧中继的数崐字链路连接鉴别(DLCI)寻址功能可允许单个中继接入设备与上千个接入设崐备通信。其本地管理接口(LMI)可大大简化帧中继网的配置和管理。 ⑤局域网(LAN)与广域网(WAN)的高速连接。 ⑥LAN与LAN的互联。 ⑦远程计算机辅助设计/制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视崐等。 2.无线数据通信的应用 无线数据通信也称为移动数据通信。它的业务范围很广,也有广泛的应用前崐景。 (1)移动数据通信在业务上的应用。 移动数据通信的业务,通常分为基本数据业务和专用数据业务两种:基本数崐据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网(LAN)接入等。专用业务崐的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、GPS汽车崐卫星定位、远程数据接入等。 (2)移动数据通信在工业及其它领域的应用。 移动数据通信在这些领域的应用可分为固定式应用、移动式应用和个人应用崐三种类型。 ①固定式应用是指通过无线接入公用数据网的固定式应用系统及网络。如边远崐山区的计算机入网、交警部门的交通监测与控制、收费停车场、加油站以及灾害崐的遥测和告警系统等。 ②移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门及交通运输部门的运输车、船队崐和快递公司为指示或记录实时事件,通过无线数据网络实现业务调度、远程崐数据访问、报告输入、通知联络、数据收集等均需采用移动式数据终端。移动数崐据终端在公安部门的刑警、巡警、交警也开始应用。 ③个人应用是指专业性很强的业务技术人员、公安外线侦察破案人员等需要在崐外办公时,通过无线数据终端进行远程打印、传真、访问主机、数据库查询、查崐证。股票交易商也可以通过无线数据终端随时随地跟踪查询股票信息,即使度假崐也可以从远程参加股票交易。此外,电子信箱是国外应用很广的数据业务,在我崐国也已经开始应用。无线接入Internet可随时随地收发电子邮件,因此无线数据崐通信也得到广泛的应用。作为有线数据网的补充和延伸,在公安系统,移动数据崐通信将具有更广泛的应用前景。相信不久的将来,移动数据通信也会在我区公安崐系统得到广泛的应用。 五、结束语 展望未来,通信网络将向着综合业务数字网方向发展,数据、语音、图像等崐各种数据通信在各个层次、各个领域得到综合利用。数据通信在我区公安系统也崐有广泛的应用前景。最近公安部已经下达“金盾工程”总体设计任务书,部署两崐年内建成“金盾工程”。总目标是建成现代化公安综合业务通信网,实现以全国崐犯罪信息中心(CCIC)为优秀,以各项公安业务应用为基础的信息共享和综崐合利用,为公安机关打击犯罪、维护社会治安、提高办公效率和执法能力提供强崐有力的信息支持。数字数据网(DDN)开始在公安专用通信网的应用,促进公崐安专用通信网的快速发展,并逐步向数字化、综合化、宽带化方向发展。公安机崐关掌握着大量的社会信息,要实现信息资源共享必须逐步向这个方向发展。信息崐高速公路将通过同步数字体系(SDH)等大容量光纤、多媒体技术,把电话、崐传真、数据、动态图像等各种通信业务综合在一起,采用计算机综合处理,应用崐ATM技术,以交互方式快速传递,把全国各级公安机关CCIC连接起来,使崐各类公安信息在不同层次上相互交流,实现信息资源共享。 通信毕业论文:浅谈高职通信技术毕业生的就业问题 摘 要:通信行业近十几年来在我国呈现蓬勃发展,遍地开花之势,随着3G、4G的研发、试运行、推广、普及,5G标准的制定以及未来的商用、民用,通信已经成为了人们生活和工作不可或缺的一部分。目前高职类通信毕业生的校企沟通不足,学生自身适应能力差,直接导致就业困难,或者到企业难以适应。因此增强校企沟通,加强学生自我认识和社会认知能力,提高生存能力和解决问题的能力是各高职院校和学生的首要任务。 关键词:高职 通信 毕业生 就业 随着3G、4G的研发、试运行、推广、普及,5G标准的制定以及未来的商用、民用,通信已经成为了人们生活和工作不可或缺的一部分。无论是4G、国家宽带战略,还是物联网技术的发展,都给通信市场带来了新的发展机遇,通信行业的人才需求与日俱增,因此,如何培养具有规划、设计、施工、监理、维护、优化能力的专业技术型人才成为了高职院校的首要任务。 1 岗位现状 1.1 大中型企业的人才需求 以中国通信服务及其子公司为代表的大中型企业更加看重毕业生的资质、在校成绩、获奖情况、学习能力、以及学生干部的经历。入职后会有一定时期相对正规的入职专业培训。 1.2 小型及私有企业的人才需求 在全国各地有数不胜数的通信小型企业,这些企业更加看重毕业生的实用性,希望毕业生上岗就可以直接投入工作,最好还能独当一面,一人兼多职,希望将培训放在学生在校期间,由校内教师完成。既能减少企业的相关培训投入,又可以规避相应的风险。 2 高职毕业生现状 2.1 知识结构老化、单一 通信类高职学生的课程结构一般是本科通信学科的简化,而且通信技术更新换代速度非常快。在4G基本普及的今天,很多教师还在按照2000年初的教材讲授2G的专业知识,知识结构没有做到随技术发展而更新。 2.2 理论知识不够深入,技术实训和动手能力较差 针对高职学生自身理论知识学习热情不高,能力较差的条件,除了一小部分准备专升本以及考研的高职学生外,大部分高职学生应该选择走技能型道路。但是由于目前专业设备价格高,更新换代升级快等特点,很多学校的相关投入较少,学生在校期间接触不到真正在用的通信设备和软件,即使有相关设备也只能参观,不能实际动手操作。 2.3 学生自我要求低,工作期望值高 很多高职学生自入校以来,自我要求低,缺乏自我培养的意识,仅满足于课堂知识,对专业知识的自我学习,探索意识不强;对英语、计算机等通用类考证等事不关心,没信心去做。反而临近毕业时对企业和工作岗位期望值比较高,例如要求工作地点,薪金待遇,企业文化等等。 2.4 沟通能力和解决问题的能力较差 很多毕业生在企业实习或者找工作过程中遇到问题一般都采用忍的方式自己承受,一旦忍受不了就会采用辞职的极端方式。社会不是非黑即白的,中间还有灰。工作中在隐忍和辞职之间,很多事情可以和企业的相关人员沟通协调。例如有的女生因为企业提供的住宿条件比较艰苦就放弃职业前景良好,待遇优越的世界500强企业的工作。 2.5 办公自动化使用能力薄弱 简单的数据统计工具Excel,工作汇报工具PPT,文档处理工具Word等在学校不止一门课在讲授,教师也三令五申的强调其重要性,可是很多毕业生毕业后还是不能灵活应用。还有很多毕业生去应聘文员或者办公室秘书等岗位,但是打印和复印工具从没有用过。 3 岗位和高职毕业生的差异分析 3.1 校企沟通不够 校企双方沟通不足,现在是信息时代,尤其是通信行业的发展可谓是日新月异,校方应主动出击本行业的各种类型的企业进行深入调研,专业教师增加社会实践时间。 3.2 开设课程与岗位结合不够紧密 有些院校开设的课程十几年不变,内容也相类似,讲授方式也仅仅是理论知识,缺乏实际操作。行业内新的用人需求在课程上没有得到体现。 3.3 学生自我认识不足 作为高职通信类学生,要明白自己相对于本科生和研究生的优势和劣势,并如何在校期间发挥自身优势,尽量弥补自身劣势,在求职和工作过程中如何扬长避短。 3.4 学生对社会的认知不足 学生在刚入职场时会抱怨同事对自己不够热情,领导对自己不够关心,住宿条件不及学校,合作方对自己不够尊重,加班太多,工作环境不理想,以上这些都是对社会认识不足,对工作岗位认知不足导致的不适应。 3.5 学生到企业的适应时间长 学生的自我认知和对社会的认知不足是导致学生在企业的适应时间长的根本原因。目前我国每年都有几百万的毕业生毕业就失业,这些毕业生也是由于自我认知和社会认知不足导致的到企业适应时间长带来的结果,更有甚者根本无法适应。 3.6 学生解决问题的能力差 俗话说:办法总比困难多,但是现在有些毕业生根本无法解决一些简单的问题,还有的直接被问题和困难吓倒。例如在南方一些城市天气炎热、空气潮湿、虫鼠较多,这都是毕业生放弃工作的理由。遇到问题时,想的不是怎么解决,而是逃避。 4 院校和学生努力方向 4.1 院校主动出击,加强企业调研 高职院校一方面可以利用企业来校园招聘的机会与企业人员深入交谈,剖析企业的招聘要求,另一方面可以利用寒暑假时间深入企业内部,了解企业文化,工作环境以及用工需求。院校还可以和人力资源机构、猎头机构合作,为毕业生量身定制长远的职业发展方向。 4.2 与企业合作,专业人才定制 高职院校积极寻求机会,与信誉良好、用工稳定、待遇较好的企业合作。针对通信工作人员年轻化,流动性大的特点,专业定制人才,让一部分学生一入学就保障有工作,并针对该工作定制合理的,适合企业的人才培养方案。 4.3 加强学生的自我认知,剖析自己分清优劣势 可以引入性格色彩学和心理学加强学生的自我认知,每个学生在校期间认真剖析自己性格以及适合的职业,分清自己的优劣势,扬长避短。例如擅长人际沟通并且较活跃的可以做通信类销售;比较细心的可以做文员、合同、招投标;团队合作比较好的可以做具体的施工;管理能力和协调沟通能力比较好的可以做O理。 4.4 加强社会实践机会,职业化培养学生 加强社会实践是对社会认知的重要方法。一方面可以请企业各阶段员工,尤其是历届毕业生回校做访谈,讲座。另一方面非毕业生可以利用寒暑假时间到企业实践做假期工,既可以赚些生活补贴,也可以更好的对社会和企业有真实的认识。 4.5 加强学生情商培养 情商,简称EQ,指信心、乐观、急躁、恐惧等一些情绪反应的程度,与智商不同,情商大多取决于后天培养。体现在生活中就是“请、谢谢”等文明用语,体现在工作中就是良好的职业习惯,与人沟通的顺畅,团队合作的愉悦程度等等。尤其是大中型企业比较喜欢资质良好、情商高的毕业生,因为情商是做项目或者团队管理过程中很重要的条件。 4.6 提高生存能力和解决问题的能力 生存能力在我们毕业生的角度就是就业能力和生活问题的处理能力。可以采用先就业再择业的心态在看待毕业季的求职过程。低调做人,高调做事,遇到问题和困难不要畏惧,办法总比困难多,以积极乐观的心态去看待就业,看待工作,提高自身素质和能力,随着通信大环境的发展而发展,相信终有合适的岗位等待通信类高职毕业生。 通信毕业论文:浅析通信类大学毕业生就业困难的原因及对策 【摘 要】高校毕业生就业困难的问题成为当前社会普遍关注的问题,解决好就业困难的问题,对促进社会的稳定,社会主义市场经济的发展和高校可持续发展具有重要的现实意义。本文探讨了造成当前大学毕业生就业困难的原因,并在此基础上提出相应的解决措施。 【关键词】毕业生;就业;原因;措施 随着社会主义市场经济和高等教育的发展,我国已从传统的“精英”教育转向了“大众化”教育,这一方面给社会主义现代化建设提供了丰富的人才;但另一方面大学毕业生就业困难的问题日益突出,成为社会普遍关注的问题。深入剖析造成大学毕业生就业困难的原因,并在此基础上提出相应的解决措施,对促进社会的稳定,社会主义市场经济的发展和高校可持续发展具有重要的现实意义。 1 大学毕业生就业困难的原因 造成大学毕业生就业困难的原因是多方面的,以我校通信学院学生为例分析,主要表现在以下几个方面: 1.1 高等教育自身的原因 高校课程设置应符合行业发展的需求,与社会接轨,与行业接轨。通信行业技术更新快,教学过程中忽视学生的操作能力和创新能力的培养,教材内容不能与时俱进,这使培养出来的学生不能很好的适应社会和经济发展的需要,从而增加了毕业生就业难度。同时,理工科为主的学院,对学生人文素质的培养比较薄弱,使得毕业生在为人处世等方面存在诸多不足,增加了就业难度。 1.2 社会原因 首先,我国是一个人口大国,大学扩招以后,高校就业人口基数增大,政府宏观调控有一定的难度,这给大学毕业生就业带来了相应的困难。 其次,如今各大城市经济发展迅速,学生更愿意留在自己家乡,但是内陆城市通信行业发展相对落后,就业机会相对北上广深这些经济发达的城市而言还是偏少,造成人才需求和供应不相匹配,这也造成了大学毕业生就业难的现象。 最后,用人单位对应聘毕业生的要求越来越高,这也是导致大学毕业生就业困难的一个原因。要求本科生需过英语四级甚至六级,担任过学生干部,获得科技活动奖励或者参与过项目等。还有一些单位的人才引进目标是硕士和博士。 1.3 家庭原因 家庭教育尤其是家庭的期望对一个人的成长和发展具有重要的影响。以父母价值观为主导的家庭,对子女的就业选择往往抱有一种特定的期望。而多导彝ザ酝ㄐ判幸盗私馍跎伲对子女期望过高,有的毕业生在就业时以父母为中心,父母意见左右学生的选择,这样给毕业生就业带来了困难。 1.4 毕业生自身的原因 首先,毕业生就业期望值过高、准备不充分。就业不是接受教育的唯一目的,但却是主要的目的和动力。但是毕业生的就业观必须随着经济的发展和高等教育本身的发展而不断进行调整和改变,其存在的问题主要表现在以下几个方面:一是,就业观落后。在就业过程中,很多毕业生一味的追求大城市、大企业、大机关等。二是,就业期望值过高。毕业生追求个人价值的实现和机会成本的高回报是应该的,过高的期望值导致一部分毕业生有业不就,这种选择性失业给毕业生的就业带来了困难。三是,就业准备不充分。对行业和企业了解程度不够,人云亦云,不能学会判断是否适合自己,犹豫中浪费很多就业机会。 其次,毕业生专业知识不过硬。毕业人数增多,设计竞争激烈,单位求贤若渴。在人才选拔上非常重视,面试、笔试层层筛选。毕业生不重视方式方法,不关注企业需求,在笔试过程中,成绩不够理想,专业知识不过硬,毕业生质量达不到企业人才需求的标准,使得选拔人才出现瓶颈。 最后,不良的就业心态。不良的就业心态严重的影响了毕业生的就业,面对激烈的就业竞争,相当一部分毕业生缺乏信心,选择回避,消极对待。这些不良的就业心态主要表现在以下几方面:一是,攀比心态,部分毕业生在就业过程中以其他同学的择业标准来定位自己的择业标准;二是,盲目求高心态,一些大学生不能结合自己合理定位,要求用人单位工资高、福利好、住房条件好、地理位置好、工作环境好;三是,不平衡心态,部分毕业生因自身综合素质不够或者就业时机没把握准而没找到理想的工作单位,产生不平衡心理,从而消极的对待社会和生活;四是,自卑心态,部分毕业生在就业过程中因自身条件不如别人或者屡次遭到招聘单位的拒绝而产生严重的自卑。五是,依赖心理,部分毕业生在就业过程中,缺乏对立就业思想,一味的依赖父母、亲戚、老师和朋友,表现出强烈的依赖意识。这些不良的就业心态给大学毕业生的就业带来了很大的困难。 2 解决大学毕业生就业困难的措施 大学毕业生就业问题是一项复杂而系统的工程,它涉及到毕业生本人、高校和社会等多方面的因素。面对这日益严峻的就业问题,如何顺利的就业,是摆在每一个高校学生工作者面前的一项重要任务。 2.1 加强对大学毕业生的就业指导 从高校来讲,一方面,加大就业课程体系的完善。针对毕业生就业观落后,就业期望值过高等现象,学校已开展大学生职业生涯规划和就业指导两门课程。但是课程缺乏延续性,就业指导应该从大一开始抓起,贯穿四年,不仅是就业技巧的传授,更要正确树立就业观念、调整就业思想,从而顺利的就业。在一方面,就业指导和教育应是系统工程,是全员老师的工作,不应单单是辅导员的事情,既要注重学生专业知识的学习,又要注重学生综合能力的培养。各环节切实紧密配合、各部门目标一致才能在人才培养上出效果。最后一方面,加强毕业生世界观、人生观、价值观教育。要让他们明白人生的意义及人生价值不在于从事什么职业,不取决于工作环境,而在于把自己投身于社会主义现代建设的实践中去,让自身拥有的潜力充分的发挥出来。提前认识自我、认识行业,有自己明确的定位和正确的求职观,才能使就业变得顺畅。 从家长的来讲,长在指导孩子的就业问题上,一方面要客观的认识当前的就业形势,结合孩子所有专业、具体的能力和自己的性格特征,进行客观的分析和指导,不盲目的拔高要求,造成自己孩子的就业困难。另一方面,要教育孩子树立为人民服务,为社会做贡献的思想。鼓励他们到西部,到基层,到祖国最需要的地方,这不仅缓解就业的困难,而且还使社会的人才分布逐渐趋于平衡。 2.2 提高毕业生的就业素质 第一,加强专业知识的学习,提高自己的综合能力。一方面毕业生要加强专业知识的学习,只有专业知识扎实才能受到用人单位的青睐;另一方面又要注重综合素质培养,结合学校的“四个一”活动,在志愿服务、体育活动、文艺活动、文明礼仪等各方面提高学生的综合素质。培养符合社会要求的接班人。 第二,要正确评价自己,转变就业观念。虽然经过几年的学习,毕业生不管是在专业素养上,还是在为人处世上都有了显著的提高。但面临社会,在动手能力上,在社会验上还是一个新手,因此在就业过程中,要正确的评价自己,要给自己一个准确的定位,所找的工作要适合自己的发展,不能盲目跟风、盲目攀比,一味的追求大城市、大单位、好福利。只有正确的评估自己,才能更好的就业。 第三,树立诚信意识,提高心理承受能力。诚实守信是一个人应该具备的基本道德素养和美德,是人的立世之本。行业变化太多、就业人数剧增,就业竞争异常严峻,遇到挫折是正常的。因此,毕业生尤其是女生要正确面对这种挫折和失败,提高自己的心理承受能力。在过程中,毕业生遇事要冷静,及时的调节自己心态,才能为顺利就业打下心理基础。 第四,树立创新创业意识。毕业生经过几年的系统学习,在自己的专业有了一定的研究和思路,他们有精力,有闯劲,有创新意识,在“大众创业、万众创新”的新时代,鼓励学生运用所学的知识进行自主创业,有政策、有支持,容易出成绩。这不仅能解决自己就业问题,还能为社会提供广阔的就业市场。 大学毕业生就业是一项系统工程,造成就业困难的原因是多方面的,这就要求社会、学校和毕业生以及家庭齐心协力,共同做好就业工作,抓好人才培养,保证大学毕业生顺利就业。 通信毕业论文:网络与通信专业毕业生调查研究 摘 要:高校毕业生就业工作关乎千家万户,关系社会发展稳定的大局,做好毕业生就业工作不仅是高校自身的职责和使命所在,也是一项事关社会全局的重大问题。对当前我国在金融危机影响下大学毕业生就业困难的现状,本文对大学生就业进行了分析,并提出要在提高学生综合素质,加强学生的就业指导,培养学生的综合职业能力和树立正确的择业观方面加大工作力度,促进高校大学生就业工作的开展。 关键词:就业形势;职业能力;就业观 在对我院五个专业的毕业生的跟踪调查中,调查组共发出问卷共150份,目前回收的有效问卷120份,以下是这次活动调查报告: 一、调查内容 1、毕业生个人基本情况2、毕业生对学院教学工作的评价3、毕业生对学院管理的评价及建议4、单位对毕业生和学院的评价及建议。 二、调查结果 1、毕业生个人基本情况 (1)60%的毕业生在民营企业工作,5%的毕业生在外资企业工作,其次是合资企业,很少有人在国有企业上班。仅3.33%在单位担任业务骨干,其他一般为普通职工。超过一半人的工资在2000――3000元之间,20%人的工资在3000元以上,低于2000元仅占6.67%.近六成的毕业生所从事的工作与自己所学专业比较对口,毫不对口只有12%.约一半的毕业生的工作是学院推荐的。同学介绍、个人自荐和供需洽谈各约占10%,亲朋介绍有20%。就选择单位而言,大部分更看重是单位的效益和专业对口,分别占30.10%和39.10%,在乎个人薪酬福利的占14.29%,较少的人关注单位知名度。在校期间获得英语应用A级证书的有92.05%,获得国家英语四级证书的占13.51%,获得计算机一级证书的占98.2%,二级证书的占22.7%,获其他证书的占29.73%,认为作用最大的是计算机二级证书和英语应用A级证书。 2、毕业生对学院教学工作的评价 (1)绝大部分的同学认为学院的办学指导思想基本明确,仅4%的同学认为不明确,其他的占6%。87%认为学校的基本教学设施基本满足教学要求,5%的人认为不能满足教学要求。对于专业设置,20%的同学认为非常合理,40%的同学认为合理,30%的同学认为基本合理,认为不合理的占10%。37%的同学认为学校开始的课程合理,41%的同学认为基本合理,其他的占22%。33%的认为学校的教学方法和教学手段合理,49%认为基本合理,其他的占16%. 3、毕业生对学院管理的评价及建议。大部分人认为学校管理是关心加爱护,12%的同学认为学校管理严而有理有情,还有少部分的人认为比较松。在校期间,超过一半的人认为自己的人际交往能力、自学能力、计算机应用能力和专业实践能力等方面素质对目前的工作有较大帮助,部分人也认为组织管理能力和社会活动能力也在某些方面凸显重要性。另较多人觉得在校大学生应加强培养自身的心理素质和身体素质,学习一些实用文写作和口头表达能力。学校应加快学校内部的硬件设施和软件设施的建设,注意学风校风建设,提高学校综合实力。 4、单位对毕业生和学院的评价及建议。参与填写调查表的单位为国有企业、民营企业、私营企业和其他企业,所占比例分别为32%、27%、35%、10%。51%的单位对我院毕业生的整体印象为优,35%的单位对我院毕业生的整体印象为良好,对我院毕业生的整体印象中等或较差的各约占7%。单位对我院毕业生非常需要和比较需要的皆占40%,一般性需要和不需要的单位皆占10%。各单位认为我校毕业生敬业精神总体非常好,专业知识较强,实践能力比较好,创新精神一般,组织和管理能力和团队合作意识较强,外语水平和计算机水平一般,综合素质与能力和诚实守信一般,90%以上都能胜任工作。各单位对我院毕业生的使用情况为70%专业对口,普遍认为我院毕业生在心理素质、组织管理能力、人际关系和其他方面素质存在问题。在知识和技能方面,缺乏实践能力、创新能力和其他。单位录用我院毕业生主要通过直接到高校挑选,其次是学生上门求职。单位在阅读个人简历最重视的是所学专业、社会经历和本人自我评价,面试时最重视的是精神面貌、专业水平和道德素质。 三、调查结果分析 通过本次毕业生跟踪调查,综合毕业生和用人单位反馈的问题和意见,为提高教学质量,加快学校的建设和发展,培养高素质的人才,我们需要在以下几个方面继续加强工作。 1、坚持和加强素质教育 当前我国的高等教育正向大众化教育过渡。大众化高等教育的结果之一,就是毕业生剧增,就业分配会愈来愈难。学生必须全面提高自身的综合素质,才能在社会激烈的竞争中立于不败之地,这就要求学校坚持和加强素质教育。要通过书本内外、课堂内外、学校内外等多种途径,培养和提高学生的综合素质。正如本次调查的结果一样,毕业生很少反映自己的专业知识不够用,而是反映自己的综合能力、综合素质方面不够突出。 2、加大力度进行教学改革。素质教育是一项以知识传授、方法训练、能力培养和精神陶冶为实践内容的综合性系统工程,素质教育观念必须贯穿于专业教育、学科教育,促进学生综合素质的全面发展。首先要继续进行专业结构和课程设置的改革。其次,素质教育要从教学内容、方法与手段上得到充分的体现。 3、精心组织多种学生活动,培养和锻炼学生的多方面能力。部分毕业生反映,大学的生活就是读书,很少接触社会。学生综合能力的培养,既有赖于其自身对知识的探求,更有赖于其自身精神和行为的磨练和修养。事实表明,学生活动有利于培养学生的集体主义精神、团队合作精神、开拓创新精神,有利于培养学生的各方面能力,提高学生的总体素质。要精心组织学生开展诸如社会调查、社会服务以及各类文娱、体育活动,融素质教育于活动之中;各类活动应注意考虑与专业培养相结合,同时要注重发挥学生个体的不同特点,力求做到让学生人人积极参与、人人从中受益。 通信毕业论文:通信工程专业学生毕业实习问题与对策研究 摘 要:本文从通信工程专业大四学生所具备的理论知识和他们对于毕业实习这项教学环节的心理现状出发,研究他们在实习中存在的主要问题,并在此基础上对通信工程专业毕业实习工作从规划、组织、管理及总结等方面提出建议。 关键词:通信工程专业;毕业实习;理论研究 1 通信工程专业学生进行毕业实习前情况 大部分院校的毕业实习是安排在大四进行的,一般情况下是根据人才培养方案进行为期2个月到半年左右的实习。这个阶段,学生已经基本上完成了大学所有理论知识的学习,已经基本掌握相关专业的理论知识,但由于学校硬件条件不能完全和生产企业实际需求相吻合,学生的实际动手能力远远不能满足生产企业用人要求。 ⑴学生具有的理论知识情况。学生通过三年的理论学习,掌握了相关专业知识,但仅仅是理论知识。但对于通信行业这样一个不断发展,技术要求不断变化的新产业来说,学生学习的理论知识已经远远落后于实际要求,对于用人单位来说,就必须对学生进行新一轮的理论培训。 ⑵学生的心理状况。现在的大学生基本上已经是90后,他们在大人的过分保护下,对社会及自身能力的认识严重不足,因此,在选择毕业实习单位时要求过高,而在进行毕业实习过程中对毕业实习岗位、指导毕业实习老师及毕业实习过程中所获得的劳动报酬有严重地不满。 ⑶学校设计的毕业实习方案。任何一个院校在准备对一个专业进行招生之前,已经设置好了人才培养方案,毕业实习方案也已经在学生进行毕业实习的三年前设计好了。但这三年间,社会、企业及学生能力都在不断变化,特别是用人单位的要求变化是非常大的,这些都会造成毕业实习方案不能完全符合要求。 2 通信工程专业学生,在毕业实习过程中出现的问题 由于学生即将毕业并走向各自的工作岗位,有些学生的工作单位已经基本确定,而各单位对于新进人员的要求不同,所以,对于大四学生的毕业实习,所有院校都分为学生自主实习和集体实习两种不同的情况。对于那些已经确定了工作单位意向,且即将工作的单位又能提供实习条件的同学,一般实行自主实习;另外的同学一般进行集体实习。 ⑴自主实习学生,在毕业实习中出现的问题。虽然学校允许进行自主实习的学生一般是要求已经确定了工作单位意向或准备考研的同学,但有部分同学因为害怕吃苦等原因,没有真的到自己联系的单位实习或只要给学校提供了一份单位同意接收毕业实习的接收函。这样,本来是让学生提升自身能力,选择就业单位的教学环节,变成了大学学习阶段的一个时间空层,甚至会产生很多不安全因素。 ⑵集体实习学生,在毕业实习中出现的问题。对于没有确定工作单位的同学,可以利用毕业实习阶段对企业用人制度有个了解,甚至可以确定自己的工作单位。但学生在进行毕业实习过程中,经常出现对实习单位不满的情况,经常抱怨用人单位给他们的劳动强度过大,支付的劳动报酬过低,工作环境不满,企业制度不合理等,甚至后悔选择了集体实习。 3 毕业实习建议 ⑴在毕业实习前。首先,学校尽可能完善毕业实习方案。根据社会需求及通信专业的人才培养计划,在实习方案中明确毕业实习的意义、目标、内容及对学生的要求,尽可能明确每个学生的实习指导老师,并加强指导实习老师的要求。在进行毕业实习前,学生 、学校与实习企业要签订实习协议书,明确学生、学校与企业三者之间的权利和责任,指定学生负责人、学校联系人及企业联系人,这三方之间必须保证定期沟通,三者要共同协调处理各种出现的问题。然后,作好学生的思想动员工作。让学生认清当前的就业形势,让学生对社会形势充分了解,珍惜毕业实习过程中的就业机会。然后帮助学生明确毕业实习的目的是让他们锻炼自己的综合能力,可以让他们有效地把学校所学习的理论知识与企业生产实践相结合,同时也可以让他们开始适应正常工作地压力。最后要提醒同学,在毕业实习的过程中可能会出现岗位工作与所学专业不是完全地对接,很多工作要从基层开始,在实际的生产工作过程中要勤于思考,多观察,脚踏实地地工作,要有吃苦耐劳地精神。 ⑵毕业实习过程中。在出发去毕业实习单位前,学校一定要对学生进行思想动员,让学生对工作中出现的困难要克服。对于正在进行的毕业实习,为了保证学生毕业实习的质量,学校一定要专门安排相关部门及具体人员与实习单位定期进行沟通,同时要与实习学生进行定期联系,做好学生实习期间的监控,要求学生认真填写实习记录本,对于学生在实习中遇到的各种问题给予相应的指导。 ⑶毕业实习结束。在学生顺利完成毕业实习后,由实习指导老师通过学生在实习过程中学习及工作能力,结合他们完成的实习报告,综合评定学生的毕业实习成绩。最后对实习表现优秀的学生进行奖励,以鼓励学生认真对待毕业实习。 由部分毕业实习学生代表、实习指导老师、学校领导、通信专业课主要教师和实习企业代表共同总结实习过程中出现的问题。把各种问题进行汇总,尽可能让相同的问题在下一届毕业实习学生中不出现。 总结:虽然,目前通信工程专业的毕业实习情况不容乐观,但只要我们做好从毕业实习规划、毕业实习前的准备工作,毕业实习的组织和管理,毕业实习的归纳及总结,最终一定能不断地改进毕业实习这个教学实践环节,使我们的毕业实习真正完成学生从学校学生到成为合格的社会工作者这个身份的转变,使我们的学校最终成为社会人才培养的摇篮。
光通信技术论文:数据中心光通信技术点滴谈 摘 要: 随着信息时代的到来,数据中心的流量已经占据世界通信网络流量的大部分。当前,光通信技术被广泛应用到数据中心,包括几米距离的服务器连接,也包括全球多地数据中心的对接。在本文中,笔者对数据中心的光通信技术进行了深入介绍,包括广域网、城域网、数据中心内部的光通信技术,在此基础上,笔者对相关领域中的技术方案展开探讨与比对。 关键词:数据中心 光通信技术 互联网技术 在当前社会中,互联网技术已经成为影响人们生活与工作的重要因素。在互联网上,无论是游戏娱乐,还是商务与社交,都会产生大量的信息数据,这些信息数据量正以指数级不断增长。大部分的互联网业务及相应的信息处理与计算都是在数据中心内完成的。在数据中心内,网络连接起成千上万台服务器,所有服务器共同协作,一起完成工作任务。截止到目前为止,光纤通信产业已经发展了50多年。1977年,首个商用光纤通信系统推出,其为45Mbit/s的容量,目前,单模光纤的容量已经超过了100Mbit/s,无论是长距离的信息传输还是短距离的信息传输吗,都能够见到光纤通信的身影。2008年,数据中心对于光纤的需求开始超越电信运营商,数据中心开始成为光纤通信的第一市场。 一、数据中心网络架构状况 一般来说,大型互联网公司数据中心网络架构涵盖广域网、城域网与数据中心内网。在广域网的作用下,世界各地的数据中心能够有效连接起来。根据架构方面的不同,可以进步将其划分为外部通道进入的数据中心与公共互联网进入的数据中心。为了避免出现用户体验差、访问延时等问题,网络运营商会在用户集中点周边构建起POP点,从而借助专线而与数据中心对接。 通常某一地区的数据中心由多个稻葜行墓餐构成,这样能够满足备份的需求,同时也便于构建起超级化的虚拟数据中心,单个数据中心建设起来比较简单,借助城域网,这些数据中心能够有效对接。对了应对延时等问题,各个数据中心的距离应控制在80km内。 在各个数据中心内部,有成千上万台服务器在工作,这些服务器借助内网而有效连接。数据中心的服务器一般具有可扩展性,能够增加服务器的数量,并且无须改变网络架构。在实际网络设计中,成本是必须要考虑的重要因素,在架构设计的过程中确保成本与性能平衡。就目前来看,多数数据中心都运用多层结构,网络架构呈现出扁平化的发展趋势。 二、广域网下的光通信技术 光通信技术在长距离传输中具有显著优势,其能够支持两点间的大宽带信息传输。在早期,该技术主要被应用于长途干线网。在长距离信息传输中,首要解决的问题是光纤损耗、光纤线性损伤与非线性损伤。目前,干线传输网中的最重要技术就是数字相干光通信技术,在这种技术的应用下,接收机的灵敏度得到了显著提升。其借助正交香味与正交极化方向来对信号进行调制,在强度方面由一维增加到四维,频谱效率有很大提升。在使用数字信号处理技术来处理发射与接收时,会带来一定的损伤,可以在电领域中借助数字信号处理技术进行补偿,从而使得整个系统的设计与管理更加简单化。系统容量也与香农极限更为接近。在陆地与跨洋系统中,SD-FEC技术与光放大器技术的应用使得无电中继传输距离能够达到3000km与10000km。随着网络流量的不断上升,但借助硬件已经难以满足用户的需求,尤其是光纤传统容量已经要达到香农极限了。只有将软件与硬件有效结合,才可以在广域网内构建起具有开放性的光传输网,从而提升整个网络效率。 三、城域网下的光通信技术 从增长速度来看,城域网要比干线网络的流量增速快很多,城域网将发展为光通信的第一市场。数据中心的城域网和电信运营商的城域网有显著不同。前者的节点比较少,业务也单一化,多采用点对点的传输系统,然而由于对数据传输的需求非常大,所以对容量也有着极高的要求。作为当前最热门的研究领域,数据中心城域网得到了学者们的广泛关注。在检测技术方面,能够划分为相干检测与直接检测,相干检测运用的是数字相干光通信技术,与广域网内的相干光通信技术极为相似。然而由于传输距离非常短,所以能够被有效简化,比方说采用低廉的硅光器件、HD-FEC等。在直接检测方案中,则有多种技术,如OOK技术,其对器件的带宽有很高的要求,并且对光纤色散匹配有着非常高的要求。针对此,人们使用高阶强度进行调制,如四电平幅度调制等。DMT技术在直接检测中也有着广泛的应用,其其实为多载波技术的一种,对各个载波运用不同的调制格式,能够最大限度地优化整个信道的频谱效率。城域网数据中心光互联采用交换机与路由器而实现。最近几年来,一种新的设备形态出现,交换机与路由器能够直接出采光,也就是说将彩光光模块直接植入到交换机或路由器中。 四、数据中心内的光互联技术 在数据中心内部,各个链路的距离都非常短,最多也不超过几百米。即便是超大型的数据中心,也很少有超过2km的链路。然而随着信息数据量的增加,以往的铜缆难以满足实际工作的需要,大部分的数据中心都开始采用光互连技术。由于距离非常短,光纤铺设起来非常容易,且多运用平行链路,这样互联的速率得到有效保障。在发射处。信号被分割成为多个平行的通道,在驱动电路的作用下,能够借助光纤实现传输,抵达接收端,再转换为电信号。随着以太网技术的提出,光通道速率得到了进一步提升,成本与功耗都较之前低很多。在交换机速度提升的过程中,电子走线会给信号带来很大损伤,针对此,可以将光模块植入交换机中,形成板载光模块,这样能够有效地避免信号损伤,并提升面板的密度。无论是板载光模块还是光电集成模块,均对器件有着非常高的要求,一旦出现问题,需要更换整个交换机电路板。 五、结束语 在本文中,笔者对广域网、城域网与数据中心内网中光通信技术的应用情况进行介绍。无论是远距离传输,还是近距离的连接,光通信技术都成为重要的信息传输载体。对于未来的数据中心来说,光通信技术将直接影响其发展走向。提升光传输通道的容量与效率将是提升整个数据中心运作效率的重要路径。 作者简介:陈卓(1975.4-) 男,籍贯:广西,大学本科,工作单位:中国移动通信集团广西有限公司,研究方向:云计算 数据中心 信息安全。 光通信技术论文:关于光通信技术在电力通信系统中的发展应用 【摘要】:随着经济的发展与社会的进步,尤其是人们生活水平的日益提高、对于用电量的需求日益增大。而光通信技术对于促进电力体统的发展具有重要的作用。本文主要就光通信技术在电力通信系统中的应用意义及应用方法两个方面的内容展开论述。 【关键字】:光通信技术;电力通信;系统应用;意义;应用方法 引言 电力系统是一个集发电、变电、输电、配电为一体的复杂的系统。为了对电力系统进行科学高效的管理,我国现在正在推动智能电网的建设。而智能电网其中一项重要的内容就是智能化的电力通信系统。这个智能化的电力通信系统具有网络化、信息化、一体化、高效化的特点,对于保障电力运行系统的安全和高效管理具有重要的意义。因此、我们需要运用具有现代化的方式进行电力通信系统的建设。而光通信技术就是这样一个具有科学化、现代化的技术。所以,我们需要对于光通信技术在电力通信系统运用的意义及应用的方法进行科学研究。 1、光通信技术在电力通信系统中的应用意义 现在我国主要应用的是一种新型的ASON光通信技术,它是集传递信号与交换信号为一体的一种技术,对于保障电力通信系统的安全、处理各种线路问题提供了有力的技术支持。除此之外,这种新型的光通信技术还具有网络布置的优点,可以有效的提高我国光传输电网的应用功能与应用质量,全面的为广大的用电群体提供更好的服务。 2、光通信技术在电力通信系统中的应用方法 2.1制定科学的组网方案 光通信技术在电力通信系统中的应用方法是制定出科学的光通信组网方案,实现光通信技术的有效应用。具体的方案主要有两种。第一种方案,利用现代的网络通信技术进行对于目前使用的电力传输网络进行科学化与标准化的改进,融入先进的光通信技术、比如:ASON技术,实现科学化现代化的电力网络通信的建立与完善,形成良好的电力通信系统,全力保障电力的科学运行。第二种方案,利用现代的网路科技对于目前应用的网络传输平面进行网络化的升级与改造,全面的保障电网的有效运行。总之,电力工作人员需要从实际出发、具体问题具体分析,对于需要进行光通信技术应用的地方进行权衡利弊的科学规划,创建一个高效的网络电力通信系统运行模式。 2.2精心挑选光通信技术设施设备 精心挑选光通信技术设备设施也是进行光通信技术在电力通信系统中应用的一个重要方法。目前我国主要进行光通信技术设施设备生产的厂家有华为公司、中兴公司。我们进行现代化、标准化的光通信技术的网络应用,需要从这些知名公司生产的优质产品中进行设施与设备的挑选,以保障质量与应用的要求。同时,进行这些设备与设施的挑选时需要注意以下几个方面。第一,设备设施的网络节点槽位数量规模要很大,总线路带涉及的范围要很广。第二,设施设备要具有良好的安全性能与通用性能,为今后的智能化电力通信系统的建设提供有力的保障。第三,电力工作人员对于卡板的挑选要使其可以保障现阶段工程的要求。第四,卡板要具有热备份的功能。第五,光通信技术应用的设备设施要与低阶业务交叉调度项目的基本要求相适应,保障这些设施设备可以投入到正常运行。第六,在电力通信系统中,多方向线路的应用要尽量在多个业务卡板中,使整个的业务运行出现事故的概率大大降低。 2.3进行高效的业务规划分析 光通信技术在电力通信系统中应用的又一个方法是进行高效的业务规划分析。首先,进行高效的业务分析与规划,拉近业务与业务之间的距离。其次,进行科学的规划、使网络跳数出现的次数要少。再次,进行有效规划、保证网络负载均衡。最后,对于光通信技术的应用情况进行有效的观察与监督,使规划分析的业务与实际的落实情况一致,最大限度的保障光通信技术的功能得以有效发挥。同时,对于光通信技术的应用进行高效规划,对于促进我国经济的发展与保障人民的用电需求也具有重要作用。 3、光通信的发展技术 3.1SON技术 所谓的ASON其实和其它的光信息网络体制一样,就是利用ASON技术来完成信息传输的新型网络。其技术优秀是,在光传输信息网络平台上利用ASON技术进人控制平台,以实现网络资源的实时分配计划和按需分配计划。简答的来说,它是一种具有交换功能的新时代电网。ASON技术是可以进行网络连接和自动交换功能的新一代光网技术。传统的网元只具有两个层面:设备层面、网管层面。而ASON加你个控制层面引人其中构成了三个层面。并且将网管层面功能转移到控制层面,采用了分布式的控制将传输、数据和交换结合起来。 3.2OTN 技术。OTN技术是在对SHD技术的借鉴之上,引人了开销理念。在其中OTN技术定义了三个光层概念:OCH、OMSN、OTSN。定义了域内和域间的网络接口。运用了FEC技术增强了线路容差。WDM基A下的OTN技术拥有一套完善的体制结构,其体制内容包括:第一,规定OTN机制下的光层与电层具有网络生存机制。第二,对所有客户进行任意的透明传输。第三,提供FEC纠错能力。第四,OTN技术下的网组具有分级管理特征,对各个层级都具有特定的管理体制。 3.3EPON技术的组网方式 EPON技术的组网方式的组网方式主要是对局端和分散器的连接方式进行改变。其中将局端和分散器的连接方式变为一条光纤,这样减少了局端到用户之间不必要的成本并且提高了传输效率。利用EPON技术的组网方式拥有着维护简单、供高带宽、网络覆盖面积大范围广、网络可靠性高及简化网络乘此的特点。 结语 对于光通信技术在电力通信系统中的应用问题进行科学的研究与实施,可以有效地促进电力通信系统朝着现代化、科技化、信息化、一体化的目标迈进,保障我国智能电网的建设与完善。 光通信技术论文:这些年的光通信技术 近年来随着智能化的发展,一大批企业纷纷涉足通信行业,希望在通信市场中分得一杯羹。随着越来越多的通信企业对行业应用领域的不断发掘与拓展,各类前沿通信技术正在逐渐进入人们的日常生活。 5G信道编码技术 静止和移动场景、短包和长包场景的外场测试增益稳定性能优异,与高频毫米波频段上的组合测试实现了高达27Gbps的业务速率。5G要实现的10Gbps甚至20Gbps的峰值速率、千亿的连接、1毫秒的时延能力,必须以革命性的基础技术创新来提升网络性能。 高效信道编码技术以尽可能小的业务开销增加信息传输的可靠性,信道编码效率的提升将直接反映到频谱效率的改善。构造可达到信道容量或者可逼近信道容量(Shannon限)的信道编码方法,以及可实用的线牲复杂度的译码算法一直是信道编码技术研究的目标。 芯片光传输 频宽密度增加10至50倍研究 半导体技术的精进让芯片可执行更多运算,但却无法增加芯片间通讯的频宽。目前芯片传输所消耗的功率已超过芯片功耗预算的20%,这项新技术在低功耗的情况下改善一个数量级的芯片通信频宽,替目前面临瓶颈的电晶体技术立下新的里程碑。使用光学元件进行芯片到记忆体的传输将可降低功耗并增加时脉,未来还可能协助达到百万兆等级(Exascale)的运算。 光子神经形态芯片 利用光子解决了神经网络电路速度受限这一难题。神经网络电路已在计算领域掀起风暴,科学家希望制造出更强大的神经网络电路,其关键在于制造出能像神经元那样工作的电路或称神经形态芯片,但此类电路的主要问题是要提高速度。 光子计算是计算科学领域的“明日之星”,与电子相比,光子拥有更多带宽,能快速处理更多数据。但光子数据处理系统制造成本较高,因此一直未被广泛采用。 所以这将开启一个全新的光子计算产业,硅光子神经网络可能会成为更加庞大的、可以扩展信息处理的硅光子系统家族的“排头兵”。 利用城市现有光纤 实现远距离量子传输技术 这是首次在现有的城市光缆中实验量子传输。此前研究人员仅仅能够在实验室环境下实现这一距离的量子传送,通过量子传送的方式可以实现加密信息的绝对安全传输,其允许信息发送者将“无形信息”发送给接受者,而在量子网络上是无法实现信息拦截的。 在实验室外进行量子传输,涉及到一系列问题,是一个全新的挑战,该实验克服了这些问题,是未来量子互联网发展的一个重要里程碑。 光纤传输技术 可供全球48亿人通话 随着AR/VR、4K高清等技术不断涌现,在互联网+、物联网、大数据、云计算、智慧城市等多个产业领域都依赖海量数据的高速传输,这就需要底层的信息高速公路越宽越好。多芯单模技术,就好比在一根光纤中开辟了多条并行道路,让总运力大为提升。 芯片到芯片通信技术 该项目引入硅光电技术和WDM作为提升容量、降低功耗的路由机制,将分别在光引擎级和板级实现1.6Tb/s和25.6Tb/s的吞吐量。在服务器机架设计中采用芯片到芯片通信是目前高端服务器产业发展的热点,可以有效增加数据吞吐能力,并减少物理空间、网络复杂度、开关及线缆的用量和能耗。 最高密度光纤传输技术 这一研发打破了光纤芯线的传输容量界限,在全球范围内开展起来。但若考虑实际可利用的光纤直径的上限和芯线弯曲度分布控制性等问题,不仅芯线数量增加,如果模块数量增加的话,1根光纤超越50个隧道相对比较困难。 NTT等公司将通过这项研究,随着今后数据通信量的增加,多贝脱比特处,其1000倍的检测点方面也可满足信赖性较高的光纤,实现道路的开通。此次研l的光纤,将于2020年推向实用化,在持续增加的数据通信需求方面,有望持续满足光纤传输基础。 光子集成多光子纠缠量子态以及片上光频梳研究 此次研究在Si3N4微环内成功实现了可见光光频梳,得到跨越S-C-L三个通信波段的频率间隔为200GHz的纠缠光子对。这在大规模集成的片上纠缠光子源已成为量子应用技术发展的迫切需求。 该研究开创了片上产生和控制复杂量子态的时代,并提供了一个可规模化集成的光量子信息处理平台。该工作是继片上并行预报(Heraled)单光子源和片上交叉偏振纠缠光子对之后在光子集成片上量子光学研究上的又一重要进展。 光纤传输速率突破1Tb/s 2016年10月,诺基亚贝尔实验室、德意志电信T-Lab实验室以 及慕尼黑工业大学(TechnicalUniversityofMunich,TUM)在一次光纤通信现场试验中,通过一项新的调制技术,研究人员达到了前所未有的传输容量和光谱效率。当可调传输速率随着信道情况和通信量需求而进行动态适应的时候,光网络的灵活性和性能可以得到最大化。 作为安全保障的欧洲路由技术(SafeandSecureEuropeanRouting,SASER)项目的一部分,这个在德意志电信已经部署的光纤网络上进行的实验达到了1Tb/s的传输速率。PCS新调制方式的试验,在给定的信道上达到更高的传输容量,显著地改善了光通信的光谱效率。PCS聪明地以相比于小幅度的星座点更低的频率来使用那些具有大幅度的星座点来传输信号,这样平均来讲对于噪声和其他损伤具有更好的适应性,这使得能够对传输速率进行调整以完美地适应传输信道,从而得到30%的容量提升。德意志电信提供了一个独特的网络基础设施来评估和演示类似此类的高度创新的传输技术。将来它还将支持更高层级的测试场景和技术,并在已经铺设的光纤基础设施上增加容量、覆盖距离以及灵活性。 基于LED实现610Mbps单路实时传输 2016年1月,中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室主持的北京市科技计划课题“室内高速可见光通信系统收发器件与越区切换技术研发”宣布已按计划完成。 研究团队委托中国泰尔实验室对单路实时610Mbps的可见光通信进行了第三方测试,结果呈现良好,基于1瓦荧光型白光LED和PIN探测器在OOK调制下单路实时传输平均速率610Mbps,在传输距离为6.2米时,平均误码率为3.5e-5量级,远低于前向纠错的误码率上限要求3.8e-3。 可见光通信这项无线光通信新技术比传统的无线电通信技术更加符合无线通信技术的发展方向(高速、大容量、安全),未来会催生很多创新应用。中国有众多的LED企业和广阔的半导体照明市场,这种基础优势是其他国家难以企及的,可见光通信技术的实用化研究应该引起业界的充分重视。 光通信技术论文:空间激光通信技术最新进展与趋势 摘 要:光钎通信系统已经被推向我国通信市场,但是研究人员对高速通信系统的关注程度更高。对此,我国通信部门已经对空间激光通信技术展开了研究分析。空间激光通信技术相比传统的通信技术具有以下应用优势:一是传输速率高,二是天线尺寸小,三是抗干扰性强,四是保密性好。很多国家都在加大空间激光通信技术的研究力度和资金量,特别是ESA。长距离的通信也只能依靠空间激光通信技术才能实现,这是光钎通信技术无法实现的。由此可以看出,空间激光通信技术具有广阔的发展前景。 关键词:空间激光通信技g 最新进展 趋势 空间激光通信具有通信容量大,通信速率、抗干扰能力强,抗截获能力强和重量轻等多种优点,是以激光为载波,在空间中实现多种信息进行无线传输的通信方式。从历年的空间激光通信技术的发展历程来看,ESA的作用不可小视,ESA代表空间激光通信技术的最高水平,对于空间激光通信技术的发展有很大影响。但是,对于我国而言,我国空间激光通信技术还处在发展的初级阶段,还在摸索空间激光通信技术的发展方向,可结合本国的情况借鉴发达国家空间激光通信技术的发展经验。 1 空间激光通信技术最新进展 目前,国内外空间激光通信发展迅速,欧洲、美国、日本、德国等地区和国家对空间激光通信技术进行了大量的研究,为空间激光通信技术做出了巨大的研究贡献。如表1所示,展示了近几年美国等国在空间激光通信技术研究方面比较有代表性的成果。 2 空间激光通信技术发展趋势 2.1 直接探测体制发展 相比而言,空间激光通信直接探测体制的结构比较简单,操作起来比较方便,因而被广泛应用于第一代激光通信系统内部。但是,从实际空间激光通信环境来看,光强度对通信系统的影响比较大,而且会受到噪音的干扰,空间激光通信直接探测体制无法满足空间激光通信系统的运行需求,敏感度较低。经过空间激光通信专业人士的多年研究,ESA于2008年被安装在卫星上,对空间激光通信系统进行端口检测,同时也对相干通信展开了实验分析,误码率非常小,而且信息传输的速度非常快。目前,空间激光通信技术还将不断完善。为了不断提高激光通信系统的实用性和通用性,未来的发展趋势是探测体制的发展从单一体制向复合探测体制转变。 2.2 传统量子通信的变革 1980年量子通信被首次提出,量子通信应用了加密技术,可以保证传输信息的绝对安全,量子通信一提出就受到了人们的广泛关注。2004年,经过多位空间激光通信科学家的研究实验,实现了量子通信的远距离传输,量子通信可以透过地面大气依旧保持纠缠特性。2006年,量子通信实现了超远距离的空间通信。截止到目前为止,我国科学家对于量子通信的研究已经创造了新的历史。量子通信具有巨大的发展潜力,空间激光通信研究人员也正是看重了量子通信的这一巨大发展潜力,研究人员从2002―2007年展开了多项研究,总结出影响量子通信的多种因素。经过几年的发展,传统量子通信的变革研究的技术逐渐成熟,正在快速向实用化、加密化迈进。将卫星光通信与量子光通信相结合,进行卫星光通信中的量子密钥分发是卫星光通信保密技术一个新的发展方向。 2.3 光子集成化升级 空间激光通信光子技术包括:一是光纤光学,二是集成光学,三是微光子学。光子技术具有以下特点和优点:一是损耗较小,二是协议透明,三是抗干扰性强,四是不诱导电磁干扰,五是重量小,六是体积小,七是柔韧性好,八是无互相耦合。空间激光通信光子技术特别适合应用于航天环境中;1990年,美国经过实验证明光子技术确实可以应用于航天器中;2002年,研发部门加大了研究光子技术的资金量,研究的内容为:一是通信链路,二是模数转换,三是频率转换,四是本振生成,五是光束形成网络,六是传感,七是成像光纤;2009年,西方国家发射出的卫星上就设置了光子器件。如今,空间激光通信光子技术正朝着光子PCB的方向发展,空间激光通信技术标准也在不断提高。 2.4 天基网络的一体化演变 空间激光通信技术发展的最终目标是实现全球数据覆盖,与地面形成网络链路。在空间激光通信技术的研究初期,研究人员把更多的精力放在空间激光通信链路的研究和实验上。2000年后,研究人员开始加大天基网络一体化演变的研究力度。如今,空间激光通信研究人员提出了天基混合网络结构,并对天基网络的性能和所带来的经济效益做出了研究分析。但是,我国的天基网络一体化演变还处在理论研究阶段,还未真正实践,还有很多空间激光通信技术问题亟需解决。 2.5 空间激光通信向深空迈进 人们一直想更加深入地了解星空,国外发达国家自20世纪90年代初期便开始了以激光通信作为深空探测通信方式的相关研究。近几年人们对天空的探索热潮一直不退。如今,研究人员把探索星空的希望寄托在空间激光通信技术上,西方国家也在加大空间激光通信技术应用于卫星上的研究力度。空间激光通信研究人员经过多年的努力,收到了不错的成果。在ESA和NASA(美国国家航空航天局)未来的深空探测计划中,激光通信将成为深空探测活动的主要通信方式。 3 结语 从实际空间激光通信环境来看,光强度对通信系统的影响比较大,而且会受到噪音的干扰,直接探测体制无法满足空间激光通信系统的运行需求,敏感度较低。2004年,经过多位科学家的研究实验,量子远距离的传输通信实现了,透过地面大气量子通信可以依旧保持纠缠特性。如今,光子技术正朝着光子PCB的方向发展,空间激光通信技术标准也在不断提高。空间激光通信技术发展的最终目标是实现全球数据覆盖,与地面形成网络链路。但是,我国的天基网络一体化演变还处在理论研究阶段,还未真正实践,还有很多空间激光通信技术问题亟需解决。截止到目前为止,我国科学家对于空间激光通信的研究已经创造了新的历史。 光通信技术论文:空间光通信技术的发展与展望 摘 要目前自由空间通信技术在各个领域应用十分广泛,其是一种以激光束为传播信号,大气为传播介质的新型通信技术。随着社会的进步以及科学技术的不断发展,空间光通信技术也取得了突破性的进展,成为现代社会信息交流的基础。本文通过对空间光通信技术的概述以及在我国的发展现状,对空间光通信的关键技术进行了分析,并对其发展和应用进行了深入的探讨。 【关键词】空间光通信技术 关键技术 天线技术 随着科学技术的不断进步,人们对空间通信技术的研究也愈加深入,目前空间技术中的大功率轨道运载技术以及大容量卫星技术已经趋于成熟,促进了空间光通信技术的发展。当前人们对网络传输的速率要求有明显提升,因此对空间通信技术的要求也高,空间光通信技术能够适应现代社会快速发展的需求,有效的提高通信数据的传输率,广泛的引用在保密通信、局域网互联、城域网扩展等领域,为现代社会的发展提供可靠高效的技术保障。 1 空间光通信技术概述 传统的空间通信技术的载体是微波,但是这种技术已经远远不能满足现代社会发展的需求,随着通信技术的研究发展,空间通信技术逐渐发展到以激光为载波、大气为传输介质的光通信技术,作为一种新型的宽带通信技术,这种技术一方面继承了微波通信的优势,另一方面还增加了光纤通信的特点,其基本的原理是激光传输技术和光电转换技术。该技术在进行两点传输时,发射端和接收端设置有高灵敏度的激光的发生器和接收器,以及配备光学望远镜,发射端将电信号调制为光信号发出后,是以直线传播的方式穿过自由空间到达接收端,其中光学望远镜控制激光的发射方向和接收方向,接收端在接收到光信号后再调制为电信号,实现双工通信。空间光通信的优势是通信容量大以及传输速度快,且成本低,安装简便。 2 我国空间光通信技术发展现状 一直以来,卫星技术是我国进行空间探测的重要手段,并提供相应的技术保障,但是以微波为载体的空间技术已经无法满足快速发展的社会需求。在发达国家空间光通信技术的研究已经取得了极大进展,但是在我国空间光通信技术还处于起步阶段,因此只能借鉴国外先进的研究结果。我国的光通信技术发展至今已经取得了不错的成就。在“十五”和“十一五”期间,我国首次成功的进行了星地激光通信实验,以海洋二号卫星平台为搭建平台,这次实验标志着我国的卫星光通信技术已经进入空间试验阶段。随着连续波大功率半导体激光器技术、空分复用技术、智能天线技术等的发展,光通信技术也不断的拉长传输距离,增大传输容量,提高了可靠性,拓宽了适用范围。在“九五”期间我国已经开始基于激光大气通信理论对空间光通信跟踪技术进行深入研究,并取得了一定成就。 3 空间光通信关键技术 3.1 原子探针层析技术 原子探针层析技术(APT)在空间光通信系统中负责实现通信连接的功能,是当前空间分辨率较高的分析测试技术,能够分辨原子种类,并对其空间位置进行直观的重构,比较真实的显示出不同元素原子的三维空间分布。APT是应用在空间光通信系统的服务器中,当服务器的网络探测到信息时,APT服务器开始扫描通信链路,确认信息双方的位置,确认后开始获取信息,并锁定通信目标,随后完成光通信连接。 3.2 天线技术 天线技术是采用收发一体的天线实现空间光通信系统中的双向互逆功能,提升空间光通信的传输性能。该技术的实现主要依靠天线阵、波束形成网络以及波束形成算法,在发射器将电信号转化为光信号后传输到发射天线后,天线技术利用波束形成算法计算发射功率,并发射出光束;接收天线对光束进行接收,主要是利用信号在不同的传播方向的差异性,将相同频率、相同时隙的信号进行区分,有效的降低了光信损失,使空间光通信更加稳定可靠。 3.3 捕获技术 捕获技术是空间光通信系统的关键技术,是能够实现通信的先决条件。主要原理是监视和跟踪目标特定的光电,来实现运动捕捉。利用捕获技术能够捕捉空间点的运行轨迹和具体位置,为实现空间光通信垫定基础。 4 空间光通信技术的发展及应用 当前空间光通信技术已经实现了可行性,并在各个领域都有应用,一定程度上推动了现代社会的发展,当前面临的主要问题是如何实现星际自由空间光通信。在信息高速增长的现代社会环境下,空间光通信技术的发展目标是提升传输的可靠性、提高传输速率以及扩展传输距离。随着三网融合,现代通信的发展方向是数字化和智能化,因此我国要想在激烈竞争的国际背景下有所突破,就要现空间光通信系统的智能化以及数字化。主要的研究方向如下:大气信道的研究,大气是对信号影响最大的干扰因素,会在接收端产生一定的信噪比,解决大气信道干扰能够提升空间光通信技术的通信速率和拓宽通信距离;传输可靠性的研究,主要是研究信号接收和信号源,需要激光器产生的信号具有光束窄、频率高的特丹,因此对其功率以及稳定性要进行深入研究;保密性的研究,当前自由空间光通信技术的通信信道是开放的,这样会造成不法分子在不切断光束的情况下窃取信息,因此要进一步完善空间光通信技术的保密性和安全性。今后空间光通信技术将会在宽带接入市场中成为主流,与微波通信技术互为补充,微波系统在大区域范围内实现低速通信,空间光通信技术在小区域范围内实现高速通信,更加便利的为用户提供可靠稳定的服务,还能在恶劣环境下充当备份通信服务。 5 结束语 综上所述,空间光通信技术在现代社会中逐渐发挥不可替代的作用,其发射率高、灵敏度高以及安全保密性良好的特点,可以满足卫星通信的需求,并与其他通信技术互为补充,实现了光纤的告诉传输,并带动了三网融合的发展,促进电子政务、电子商务、远程医疗等信息化建设领域。空间光通信技术的发展空间广阔,并会为我们生活带来更多的便捷。 作者单位 1.中移(杭州)信息技术有限公司 浙江省杭州市 311100 2.浙江树人大学(基础部) 浙江省杭州市 310015 光通信技术论文:室内可见光通信技术的研究 [摘 要]随着社会时代的发展与科学技术的不断进步,作为一种新型技术,室内可见光通信技术具有无电磁干扰、节约能源等显著优势,越来越得到人们的认可,成为当前社会发展中被大力推广的一种技术。就当前的社会大背景来看,人们正一步步提高着对室内可见光通信技术的研究与关注,此举有助于可见光通信技术在室内设计中充分发挥其优势作用。本文主要对室内可见光通信技术的国内外发展现状及其工作技术原理进行了简要分析,并对其目前的关键技术进行了详细研究。 [关键词]室内 可见光 通信技术 前言 随着时代的发展与科技的进步,室内可见光通信技术得到快速的发展与应用,逐渐走入千家万户,为人民的生产生活带来便利,此外,随着其广泛应用,室内其他相关设备的应用年限也随之得到一定的延长,由此可见,室内可见光通信技术的应用不仅拓宽了我国通信系统的发展道路,在一定程度上提升了信息的传输效率,还在其他方面起到一系列的正面影响,促进了科学技术的应用发展,以下是对室内可见光通信技术的简要介绍与探索研究,希望未来我国的室内可见光通信技术可以得到更多的发展与创新,为社会的发展提供新动力。 1.室内可见光通信技术简介 室内可见光通信技术是指利用室内可见光照明设备的相关功能来实现信息传递,此技术最初起源于日本,于2000年左右由日本的相关技术人士提出。随后,世界各地的相关专业人员大胆创新研发,2008年,经过大量的科技实践,专业的室内可见光通信系统终于成功问世,但由于各种因素的影响,其技术并不完善,传输范围仍然受到一定程度的限制。相较于国外,我国的室内可见光通信技术起步相对较晚,在外国已经进行了大量的实践研究后,国内的相关研究人士于2006年终于提出发展国内的室内可见光通信技术系统的研究思想,并在两年内经过无数的理论探索与实践,终于完成可见光通信技术的远程传输,在真正意义上解决掉可见光通信技术传输距离较短的重大困扰。事实上,先进的室内可见光通信技术的成功研发,一方面可以使照明设备在具备自身照明功能的同时,还拥有信息传递的功能,不仅在一定程度上改善了信息传递的方式方法,也在很大程度上加快了信息传递的效率;另一方面也方便了人们的生产生活,在顺应了时代的发展的同时,满足了社会的发展需求。为当代社会的发展与人民生产生活的进步起到一定的推动作用,具有广阔的应用前景。 2.室内可见光通信技术原理 事实上,室内可见光通信的基本原理并不复杂,其原理是利用灯光的“明”与“暗”分别来对应数字信号“0”与“1”,然后将待发射的广播、图像、影像、音频等信息进行调制,再加载到LED灯光上,最终通过LED灯光的高频闪烁原理将接收到的信号再次传递,从而完成室内可见光的通信过程。众所周知,白光LED区别于传统的光源,其响应速度极快,具有低压供电,利用电场作用发光,寿命长,辐射性低,稳定性高等物理优势,不会对人眼造成消极影响,兼具照明和通信两种功能,成为实现室内可见光的无线通信功能的媒介。与此同时,在信号的接收端通常存在着光电探测元件,具有将刚刚接收到的可见光的信号进行放大和解调处理的功能,从而将其再次还原为广播、图像、影像、音频等信号,即室内可见光通信的基本原理是信号的转换与循环。 3.室内可见光通信技术分类 3.1 分集接收技术 室内可见光通信系统的正常运行需要很多关键技术的支持,分集接收技术就是其中之一,目前来看,传统的通信方式极易受到外界环境及其他不良因素的干扰,而分集接收技术的应用可以简单地解决这个难题,换言之,分集接收技术的主要作用就是防止室内可见光通信系统在信息传递的过程中由于外界干扰而出现信号失真的情况。就现今的科技水平来看,分集接收技术可以说是室内可见光通信系统得以顺利运行的最有力保障也是最不可或缺的重要技术之一。分集接收技术的工作原理是在室内可见光通信系统中应用信号探测器。也就是说,在利用室内可见光通信系统来传递信息时,需要相应的工作人员对待接收信号进行信号检测,然后在所有的检测结果中挑选出信噪比更大的信号,再对此进行信号传递工作,在这个过程中必不可少要用到的仪器就是上文所提到的探测器。由此可见,分集接收技术的合理应用可以在很大程度上确保信息的真实性与有效性。 3.2 正交频分复用技术 正交频分复用技术,用英文表示即OFDM ,是除了上文中所论述的分集接收技术外,用以保证室内可见光通信系统的正常运行的另一种主要技术。该技术于2001年由日本相关技术人员首次研发出来,凭借其强大的功能,随后得以广泛应用,不同于分集接收技术可以抵抗外界干扰的功能,正交频分复用技术主要用于提高数据传输的效率。正交频分复用技术的主要应用原理是将数据传输所利用的通信系统分离,再以一定的规律分为众多不同的通信信道,众多子信道的正交可以在一定程度上提高数据传输的时效性,从而达到提高信号传输的效率的目的目标。 3.3 信道编码技术 事实上,室内可见光通信系统与其他普遍存在的通信系统有很多相似之处,例如,它们在信息传递的过程中都极易遭到外界环境及其他因素的影响,并因此出现数据乱码的问题,较为常见的现象是部分通信图像中出现马赛克,导致信息传输的中断。这时,倘若应用信道编码技术,就可以在信道系统出现乱码的问题时,对该问题进行有效的解决,从而大大的降低了由于信道误码所导致的信息传输中断的现象的发生,在很大程度上降低了该现象所造成的负面影响。另一方面,由于信道编码技术的应用,为室内可见光通信系统提供了很强的抗干扰能力,同时,信息传递的安全性与有序性也随之大幅度提高。此外,在传统的室内可见光通信系统中,由于距离的限制,信息传输时常被迫中断,长距离的信息传递如何进行一直是困扰相关技术工作人员的一大难题,然而,随着信道编码技术的出现与应用,传统系统中的信息传输难题迎刃而解,信道编码技术的应用延长了信息传递的距离,为用户提供了更方便的信息传输方式与功能。 3.4 光码分多址技术 光码分多址技术,在英文中表示为OCDMA ,与上述三种主要技术的功能不同,其在室内可见光通信系统中的主要作用是将不同用户之间的数据信息区别开来,防止混淆与错误传输。目前,为了便于用户的信息传递,室内可见光通信系统要求用户使用相同的光源来进行信息传递,虽然此要求在一定程度上对信息传递起到推动作用,但从另一方面来看,此要求也在很大程度上增加了区别不同用户信息的难度。这时,光码分多址技术的应用解决了@个难题,在用户利用信息进行数据传输时,相关的技术工作人员可以通过适配器将不同用户的信息进行有效隔离,以此阻断数据信息混淆情况的发生。此外,光码分多址技术的应用给不同的用户分配了各自专属的地址,将数据信息混淆的几率降到最低,由此将信息传递的准确性大幅度提高,为信息的传递提供了良好的环境。 4.结语 综上所述,室内可见光通信技术是一种新型的通信技术,具有节约能源等传统通信技术无可比拟的优势,也因此成为最符合当前的社会大背景的通信技术。但是社会还在不断发展进步,室内可见光通信技术也随之面临着更多崭新的发展机遇。目前,可见光通信系统中已经应用了一些关键技术,但这些技术也应与时俱进,使室内可见光通信系统变得更加完善,为用户提供更加良好的信息传输环境,为信息传递的安全性提供更强有力的保障,为社会发展发挥更加积极的作用。 激光通信技术的前景及应用 【摘要】现阶段我国的科学技术有了迅速的发展.一些先进的技术已经在实际生产生活中得到了广泛应用,激光通信技术正是在发展中的一项先进应用技术,对人们的生产生活有着重要的促进作用。基于此,本文则主要就激光通信技术的发展前景以及实际的应用进行详细分析探究,希望借此能对其发展起到一定促进作用。 【关键词】激光通信技术 发展前景 应用 当前的电信体制的改革过程中,对一些先进的技术有了应用,从而将实际的工作效率得到了有效提升,激光通信技术在主要就是通过激光在大气信道当中的点对点数据的传输,来实现信息传输功能的。在这一发展背景下加强激光通信技术的理论研究就有着实质性意义。 一、激光通信技术的优势及主要特征分析 1.1 激光通信技术的优势分析 激光通信技术在当前的广泛应用主要是基于其自身的技术优势,这些优势主要体现在通信的安全保密,由于激光的直线定向传播方式,使得其自身发射的光束比较狭窄有着较好的方向性,所以在实际的数据信息传递过程中就有着较强的保密性,除非是在链路上被截断,除此之外数据不会被泄露。还有就是这一通信技术能够不需授权执照,设备间无射频信号干扰,并且在实施的成本层面较为低廉,从造价上来看是光纤通信工程的1/5左右。不仅如此,最为重要的就是建网的速度相对较快只需要进行在通信点上实施设备安装即可,并且在协议的透明性方面较好设备的尺寸小。 1.2 激光通信技术的主要特征分析 激光通信技术自身有着鲜明的特征,将激光通信和微波通信相比较而言,对无线电频率资源不会占用,并且有着较好的电磁兼容性,在抗干扰能够上也比较强。不会对人体造成危害,另外就是在通信的品质上较好,传输的带宽较大。激光通信技术通过小功率红外激光束或者是脉冲作为信道,然后在空间直接传送分组数据,再进行数据语音以及图像信息双向传送,在实际的选择性以及灵敏度方面都相对较强。 二、激光通信技术的发展前景及应用 1、激光通信技术的发展前景分析。我国的科学技术不断进步过程中,激光通信技术在今后的发展前景也将会比较广阔,激光通信技术在长时间的发展中取得了较好的成果,其在传输的远距离问题上得到了解决,并且节省了大量的通信成本,实现了和卫星技术共同发展的目标。但激光通信技术在发展中也有着一定的问题,最为重要的就是激光通信技术的发射接收的设备相对比较复杂,并且需要独立的场所放置,在安装维护的难度上相对较大。从当前的实际解决的策略来看,主要是将光纤网络与之相结合,并且对通信设备的安装维护不足问题得到了有效弥补。激光通信技术在今后的发展中,将在城市网络通信方面成为主要的应用技术,在激光通信技术的进一步发展优化过程中,其技术的优点将会得到进一步的突出。未来的发展过程中,通信技术和卫星技术的结合度将会更加的紧密,由于光纤通信技术自身的局限性,在城市网络通信中的应用汇有着诸多的不足,在这一情况下激光通信技术就会为城市通信提供重要的技术依据,从而有效的保证城市网络通信传输速率以及带宽的有效增长。 2、激光通信技术的应用。激光通信技术在实际生活当中也有着比较广泛的应用,其中在企业的内部网互联上的应用作用就比较突出,企业的局域网在各网段通常会被大楼建筑或者是道路阻断,而FS0设备的安装就比较适合应对这~问题,从而实现企业内各局域网段的互联,并能够有效的解决大楼间的复杂地貌所带来的挖沟布线的难题。另外在临时的通信以及应急抢通的场合也能得到实际的应用,在电视现场直播高质量数字图像信号过程中,采取的微波信号会受到一些因素的干扰,所以在紧急的情况下能够通过FSO加以应用,从而在抗干扰的能力上能够得到有效加强,并且还有着较大的带宽容量。对一些紧急的事故发生时需要通信,对于光缆的抢通就比较花费时间,并且在效率上也得不到有效提升,虽然微波的应用能够比较迅速,但随着通信业务的增加对实际的需求也得不到有效满足,所以通过激光通信技术不仅在效率上能够得到有效提升,同时在带宽上也能满足实际的需求。将激光通信技术在高压电的工作去数据采集以及传输方面的应用也能够得到效率上的提高,在具体的应用过程中,通过将光发射天线安装在高压区,光接收天线安装在低压区,对其数据的采集主要是通过数据在光传播中加以传输,然后再经过光接收天线对数据进行接收,在整个传输的过程中不会受到干扰,所以这就加强了实际的工作效率。 三、结语 总而言之,当前的通信产业发展过程中,随着一些先进的技术不断的优化发展,两者的有机结合使得在生活中的技术应用也比较广泛,对生产工作的效率有了大幅增长。无线激光通信技术对传统通信技术的不足有了弥补,在未来的发展过程中相信能够进一步的得到发展。 光通信技术论文:关于卫星光通信技术发展及其影响因素的研究 摘要:卫星光通信技术的发展与应用对于实现高速大容量远距离数据通信传输有重要价值,可为多个领域提供优质通信服务。本文介绍了卫星光通信技术发展状况,并对卫星光通信技术的影响因素与应用进行了探讨,希望能为光通信技术的发展与应用服务。 关键词:卫星;光通信技术;发展;影响因素 卫星通信作为应用领域较多、范围较广的一种方式,本身所承担的责任越来越大,科学实验、对地观测、国土资源管理等诸多工作对于传输信息量的要求越来越大,对于传输信息的准确性、可靠性、安全性、实时性都有了更高的要求,这就促使卫星通信技术不断进步、创新,从而更好的服务国计民生。卫星光通信技术作为目前应用较广的一种通信技术,是当前研究热点之一,研究技术发展及其影响因素有助于未来更好的探索发展前进方向。 1.卫星光通信技术发展 近年来卫星光通信技术最典型的一次发展应用就是天宫一号天空授课,利用光通信技术、天链数据“中转站”传送双向实时授课画面,实现天地之间的视频提问和回答,这无疑对卫星光通信技术应用优势的极大认可与发挥,对于该技术的进一步应用与创新提供了可靠参考。卫星光通信网络的建立必须依靠数据中继卫星建立星间链路,这意味着必须解决解决高速运动的卫星之间的捕获与跟踪,对精度要求极高,光通信所采用的星间链路波段主要以光波波段与微波波段,光波段通信的通信调制带宽可显著增大,数据率也突破Gb/s甚至更高。 目前卫星光通信技术的发展瞄准了导航数据、高分辨卫星遥感、测绘等大容量数据的即时传输与处理需求,以提升通信应用综合效益与价值为目标,对高速大容量微波、激光数据压缩传输与处理优秀技术与高效微波、激光数据压缩与数据传输设备等进行深入研究,打造卫星数据传输与处理应用产业链。卫星光通信技术的应用开辟了全新的通信频道,使调制带宽显著增加,将光功率集中在非常窄的光束中,器件的尺寸、重量、功耗明显降低,各通信链路间的电磁干扰小、保密性强且显著减少了地面基站,具有多重优势。目前卫星激光通信包括深空、同步轨道、低轨道、中轨道卫星间的光通信,有GEO-GEO、GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面等多种形式,同时还包括卫星与地面站之间的通信。随着元器件发展,卫星光通信技术已基本成熟,并逐渐向商业化方向发展,美国、欧洲、日本等国家都制定了多项有关卫星激光通信的研究计划,对卫星激光通信系统所涉及到的各项关键技术展开了全面深入的研究,近几年逐步进入实用化阶段,特别是小卫星星座之间激光星间链路的实现与成熟,必将进一步促进其商业化发展与应用,为未来必将成为未来超大容量卫星通信的最主要的途径。 2.卫星光通信技术的影响因素 卫星光通信技术的应用受大气、温度、天气、背景光、飞行平台的相对运动等多种因素干扰。 应用微波以及光波进行卫星通信会受到大气衰减影响导致光束弯曲、扩散,大气本身对微波与光波的吸收、折射、散射等会导致通信传输信号能量减弱,在二氧化碳、水蒸气、臭氧层等影响下导致通信质量与效率受到影响,这对于卫星光波通信的干扰极大。为最大限度的削减这一负面影响,对于光波与微波要尽量选择最佳工作波长,使其提升在大气窗口重点的透过率,要着重提升激光器本身的输出功率与接收机本身的灵敏度,以确保通信质量。大气中的湍流与折射现象会导致光束扩散弯曲引发波前失真,导致传输误码率上升,另外大气中悬浮粒子引起的米氏散射、瑞利散射也会导微波与光波功率下降,在卫星光通信中必须通过增加接收面积或者应用自适应光学技术来减少以上现象带来的干扰。 卫星光通信中温度的变化对于传输质量也有一定影响,比如系统终端不同平台位置、不同设备、不同材料因膨胀系数有所差异因此易形成温度梯度干扰传输,同时还会影响传输、指向精度,加剧设备损伤、降低设备使用寿命,因此必须严格控制设备器材中不同材料的膨胀系数,并配合有效控温举措确保通信传输质量。天气对卫星光通信传输的干扰主要以恶劣天气如冰雪雹雾等为主,其会干扰大气中光波与微波的传输,通过应用大气仿衰减、散射、湍流等举措即可保障传输效果。背景光以太阳光、月光、星光、反射光等为主,其会干扰卫星通信链路的建立与通信传输质量,为削弱背景光干扰作用,要考虑通过采取缩小接收面积、应用窄带滤光器等举措确保通信传输。另外,飞行平台的相对运动对于光波、微波远距离传输通信也有一定负面影响,会造成指向不确定等问题,可通过实时监测、设置超前瞄准参数或者轨道预报来提升指向准确性。 3.卫星光通信技术的应用 卫星光通信技术在我国诸多领域都有所应用,为国民生产与经济发展提供了支持与保障。光通信技术中捕获跟踪瞄准技术的应用使得光波的捕获与接收更加精准,超高速率调制技术的应用进一步增大了通信容量,抗干扰技术的应用提升了接收灵敏度与接收质量,卫星与地面设备传输技术的应用进一步削弱了通信传输过程中负面干扰因素带来的影响,为卫星光通信传输质量提供了切实保障。 卫星光通信技术目前在我国的应用最典型的以海洋二号卫星为主,该卫星具备全天候、全天时、全球连续探测风浪流潮及温度等海洋动力环境信息的能力,为海洋环境监测与资源开发提供了有效支持,另外还有助于高效监测风暴潮和巨浪等极端海洋现象,提高海洋灾害预警的时效性,提供识别大洋中的锋面和中尺度涡的重要大洋渔场信息,为大洋渔业资源开发提供技术保障,卫星获取的数据能够有效监测全球海平面变化和极地冰盖变化,为研究全球气候变化提供科学依据,其配合海洋一号卫星可为完善我国海洋立体监测体系、提升对地观测卫星调查、监测能力提供可靠保障。 4.结束语 综上所述,卫星光通信技术的发展对于现代高速大容量数据传输有重要价值,可满足多个领域内数据通信传输要求,对于进一步发展高精尖通信技术、推动国内航天海洋探测发展有重要价值。 光通信技术论文:试论空间激光通信技术最新进展与趋势 【摘要】 随着科学技术的不断的发展和进步,空间激光通信技术在现代超宽带卫星通信工作中的应用也越来越广泛,开展空间激光通信技术最新进展和趋势的探究,分析空间激光通信技术的应用以及应用的性能,可以促使我国的空间激光通信技术的应用获得更加良好的发展空间和更加光明的发展前景。 【关键词】 空间激光通信技术 进展与趋势 引言:随着社会对于信息技术的应用要求的不断提升,人们对于具有高频率以及高效率的信息传播技术的应用的重视程度,也在不断的提升。因此探究空间激光通信技术最新的进展和趋势的重要性不可忽视。由于空间激光技术所具有的载波频率,远高于微波通信技术所具有的载波频率,因此空间激光通信技术的广泛应用,是应时代的需求而生,具有必然性。 一、空间通信激光技术的最新进展探究 通信激光技术在全世界范围内都被广泛的应用,发达国家也将发展、进步以及完善通信技术作为重要的研究之一。空间通信激光技术随着各项研究的全面实施,也取得了巨大的发展和进步。 1.1空间通信激光技术的最新进展探究中的月球激光通信验证技术探究 月球激光通信验证技术是美国主要开展的空间通信激光技术。月球激光通信验证技术实施的主要目的,是建立绕月飞行器同地面之间的双向的通信渠道,从而可以有效的实现信息的探测的灵敏度得以有效的提升。同时,由于月球激光通信验证技术的灵敏度较为理想,月球激光通信验证技术的技术服务终端,终端的体积较小,质量也相对偏低,并且月球激光通信验证技术的应用过程中所需要消耗的能源也相对较少,因此空间通信激光技术的最新进展探究中的月球激光通信验证技术探究,对于促进信息技术的发展,具有不可忽视的时代意义。 1.2空间通信激光技术的最新进展探究中的欧洲数据中继卫星系统 欧洲数据中继卫星系统是德国主要研究的空间通信激光技术之一。欧洲数据中继卫星系统实施的主要目的,是通过卫星群体的建造,有效的实现无人机与地面站之间的中继服务的顺利的开展[1]。由于欧洲数据中继卫星系统具有较为完善的激光通信服务终端,具有十分可观的码速率,因此欧洲数据中继卫星系统的应用可以使得空间通信过程中,信息的捕捉时间被有效的缩短。因此欧洲数据中继卫星系统的应用的探究十分的具有可行性。 1.3空间通信激光技术的最新进展探究中的星间光通信工程试探技术 星间光通信工程试探技术是日本主要研究的空间通信激光技术之一。星间光通信工程试探技术的应用过程的主要内容,时间里“阿蒂米斯”卫星与任务卫星之间的双向空间激光通信渠道。从而实现双线链路传输速率的同时有效提升。星间光通信工程试探技术的应用,促使了地轨卫星与机动光学地面,建立完善的空间通信激光的平台的可能性,得以有效的实现。因此空间通信激光技术的最新进展探究中,星间光通信工程试探技术的探究和应用,对于空间通信激光技术的应用具有十分有效的发展和完善作用[2]。 二、空间通信激光技术的进展趋势探究 随着各个国家的不断的计划和完善,空间通信激光技术的发展速度较为客观,同时很多技术上存在的障碍也被有效的解决。例如高效准确的获取、对准以及追踪技术、大气湍流效应挽救技术、高功率激光发射技术,以及具有较高的灵敏度的激光接受技术,这些技术的完善和其全面发展,都使得空间通信激光技术具有十分理想的发展趋势。 开展空间通信激光技术的进展趋势探究,可以有效的明确机制从直接检测向关联检测以及综合检测的转变,同时空间通信激光的进展趋势还包括:通信波长的波段的不断过渡、纳米技术在空间通信激光技术应用过程中的有效融合以及经典光通信与量子光通信之间的有效结合[3]。 探究空间通信激光技术的进展趋势可知,由于空间激光通信的宽带优势十分明显,因此成为空间宽带通讯的最重要的渠道,是空间通信激光技术进展的趋势。 结束语:探究空间激光通信技术最新进展与趋势,首先应当明确空间激光通信技术最新进展:月球激光通信验证技术和欧洲数据中继卫星系统以及星间光通信工程试探技术,进而开展空间通信激光技术的进展趋势探究。通过探究空间激光通信技术最新进展与趋势可知,空间激光通信技术的广泛应用,是应时代的需求而生,具有必然性。将发达国家的空间激光通信技术应用到我国的空间宽带通信发展中,将为我国的空间宽带通信技术的发展带来巨大的推动力。 光通信技术论文:论述卫星光通信技术的发展与应用 摘 要:在现代化社会中,信息量的不断增加推动了通信技术的日益发展,促使通信技术运用的通信频段不断升级,最后形成了光波频段。因此,在航天事业中应用的卫星光通信技术的地位至关重要。卫星光通信技术是卫星通信技术中的新型技术类型。本文简单分析了卫星光通信技术的发展概况以及具体的应用,仅供参考。 关键词:卫星光;通信技术;发展与应用 随着我国卫星技术的进步和社会对信息的需要,需要使用卫星进行信息传播的情况越来越多,为了保障信息的实时性和快速性,需要卫星通信过程中越来越高频段的使用。同时,现代化的卫星星座技术的提高也需要星间链路的建立,利用激光远胜于使用微波,但是激光产生的降雨影响比较大。通过选择适当的波长和在不同的地点分设地面站的方式,可以有效地克服激光带来的不良影响。卫星光通信技术具有广阔的发展空间。 一、卫星光通信技术的工作原理 首先,在对地表网络系统中的通信信号进行处理后,经过编码和调控,将通信信号加载后使其进入地球上的激发发射设备中,促使激光脉冲的信号发出,发射的工作通过光学卫星天线进行。在大气层的通道处理后,借助通信卫星来负责接收信号、进行解调,在卫星上实现光通信技术,将信号转输到地面的光学卫星天线上继续工作、进行译码、解调的任务,进而达到两个卫星地球站的全光双工通信的目的。 二、卫星光通信技术的基本特征 与一般的卫星微波相比,卫星光通信技术具有很多特征。包括: (1)拓展了新型的卫星通信渠道,扩大了卫星通信的容量,使数据传输的速度达到100Gb/s,而且运用卫星光通信技术具有潜在的优点。在现阶段,我国的卫星中的微波带宽度是2GHz( Ku波段和C波段)左右,但是激光的频带宽大于105GHz,通信设施中不会有多余信号的干扰。 (2)减轻了卫星通信设备的重量,特别是对于卫星运载的设施来说,重量的减轻能够降低耗费的能源量。有利于延长卫星的使用年限,提高星上的处理效率。 (3)增强了卫星通信过程的保密工作。使用激光进行卫星通信能够起到有效的指向作用,而且发射过程中的激光束很窄,一般的发散角都属于毫弧级别的,因此在通信过程中具有良好的保密性。 (4)卫星光通信技术能够有效的避开干扰因素,而且要优于卫星微波通信技术。 (5)卫星光通信也具有明显的缺点。最重要的是激光星地链路受大气中的降雨、烟尘、雾霆的影响比微波大。 三、卫星光通信技术发展的现状 现阶段,卫星光通信技术已成为卫星技术中的研究热点之一。对于卫星通信网,实时通信必须建立星间链路。建立星间链路所采用的波段可有两种选择:微波波段和光波波段。目前,卫星微波通信使用的频段在300MHz到300GHz之间,而卫星光通信的频段为300THz。可见,采用光波段进行通信时的通信调制带宽可以显著增大,通信的数据率可达数Gb/s或更高。激光通信终端具有较小的终端体积和重量,极大的降低了发射成木,同时具有很强的抗干扰能力和保密性,又可减少地而站数量,因此卫星光通信技术已日益成为各国研究的重点,美国、欧洲、日木等已全而开展了此方面的研究,目前已进入空间试验阶段。 随着低轨小卫星数量的显著增加,需要高数据率、低功耗、体积小、价格低的星上通信终端,激光星间链路终端正是满足了这种需求。而商业需求和空间信息高速公路的发展,对激光星间链路技术的要求更加迫切,这些商业需求已经成为美国和欧洲等国激光星间链路研究的巨大推动力,并正促使其向商业应用转化。美国NASA正在寻求激光星间链路的潜在应用并作了相应计划,要求工业界要考虑实际需要生产,欧洲工业界也已开始了对可获利的激光星间链路市场的竞争。 日本开展卫星光通信的研究尽管较晚,但是进展却很快。日木已于1995年利用装于ETS-VI卫星上的光通信终端成功地与地而站进行了光通信实验,尽管此次实验的数据率仅为1.04 Mb/s,但这是世界上首次成功进行的星地光通信试验。日本的宇宙开发事业团(NASDA)还将与ESA共同进行卫星光通信的实验,实验将在日本的光学星间通信试验卫星与ESA的ARTEMIS之间进行。 然而,我国在卫星光通信领域的研究起步较晚展到实质阶段.与欧、美、日等国的差距较大。因此,我们必须高度予以重视,提高卫星光通信领域研究的投入。借鉴国外的经验,加快研究的进程,力争尽快赶上世界发达国家的研究水平。 四、卫星光通信技术的应用 1、数据中继 如低轨地球观测卫星landsat,它所取得的庞大数据通过同步卫星TDRS(踉踪和数据中继卫星)传送到地球站。如果地球站直接接收中、低轨卫星所取得的数据,就必须在地面均匀地配置多个地球站,因为一个地球站可以接收的轨道范围有限。这样的系统将是非常昂贵的。而且在星上搭载数据记录设备,当卫星进入地球站视野时传送所记录的数据。因记录容量有限。对于要不断获取多信道图象数据等庞大数据的系统并不合适。为此,引入通过同步轨道上的中继卫星。将数据传送到地球站的系统。该系统只需三顺同步卫星,就可覆盖低、中轨卫星的几乎所有轨道。也有人提出将这种系统用于象闪电卫星那样的椭圆轨道卫星与GEO卫星间的中继。 2、编组应用和数据交换 在世界范围内,InteISAT卫星在卫星通信过程中的使用已经将近30年了。现阶段,在大西洋、太平洋等地区的上方都分别有4~7颗正在运行的卫星或者备用的卫星,在对应的通信轨道上运行。这些卫星借助微波组成的路线实现与不同地区间的地面站的联系工作。为了满足将来通信世界的各类需求,需要在众多的轨道上,使用编组的方式,将多个相邻的卫星联结在一起。从某种程度上来说,如果不同地区的地面站打算与同属一组的某一颗卫星组成微波线路,地面站需要与同组内的任意一颗卫星互换所得的工作数据,同时还需要与其他地区的地面站之间统一进行数据的储存和获取。这样的做法有利于提升卫星微波的频率,同时还能够提高卫星轨道的使用效率。在卫星光通信技术适用的过程中,光ISL技术受到干扰的程度最小,在系统的联结工作中具有较大的灵活性。 3、支持卫星发射和深空通信 ISL技术还可用于卫星发射时对火箭的跟踪、控制.或支持卫星入轨。该技术已在发射使用TDRS系统的卫星和宇宙飞船时使用。此外,在深空通信中,用光能在比微波宽得多的频段上建成高效率的通信系统。 五、结语 在信息资料的传播工作中运用光频段的手段是现代化卫星通信技术发展的必经之路。在卫星技术工作的过程中,卫星光通信技术的进步不但能够适应现代化卫星技术进步的过程,同时其过程的研究也具有非常关键的现实意义。卫星光通信技术有利于保证我国航天事业和航天技术在世界上的排名,能够增强我国的国防实力和民族实力。研究卫星光通信技术的概况与应用,有利于卫星光通信技术的进一步创新,对我国具有重大的意义。 光通信技术论文:室内LED可见光通信技术分析 摘 要:本文主要分析了LED可见光通信的基本原理及关键技术,然后就LED可见光通信的未来应用进行展望,以期促进LED可见光通信技术的发展与完善。 关键词:室内LED;可见光通信;应用展望 LED可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。但当前LED可见光通信技术还不够成熟,距离商用还有一定差距,仍需要我们不断加强研究以进一步优化系统的各项性能。 一、室内LED可见光通信原理简介 室内LED可见光通信的基本原理是利用灯光的“明”和“暗”来分别表示数字信号“0”和“1”,然后将广播、图像、音频、影像等待发射的信息调制后加载到LED灯光上,通过LED灯光的高频闪烁将信号传送出去。由于LED响应速度极快,不会对人眼造成影响,因此能够在正常照明的同时实现无线通信功能。在信号接收端一般设置有光电探测元件,可以对接收到的可见光信号进行放大和解调处理,进而将其重新还原成广播、音频、影像等信号。 二、室内LED可见光通信的关键技术 1.光源布局 一般情况下,光源布局要考虑两点:一是组成阵列光源的内部LED灯的数量及排列方式;二是整个室内LED光源的分布。在室内光源设计中,为满足国际照明标准,通常将LED光源设计为白光LED阵列形式,构成各LED阵列的LED个数由LED间隔大小决定,而间隔大小需要综合考虑中心区域的光强度。在LED排列问题上,则要充分考虑信号接收面的照度要求与光强分布。同时在设计LED数量及排列时,还要考虑码间串扰问题。为提高通信质量,还应结合房间大小及内部设施陈列,尽量使室内同一水平面上的光功率保持一致,防止出现通信死角。此外,考虑到行人、设施等造成的遮挡,不可避免地会产生一些阴影区,对此可通过增加光源数量来减少阴影效应,但过多的光路径又会引发严重的码间干扰,因此根据室内实际情况科学设计LED阵列光源是提高通信效果的关键。 2.驱动电路优化 LED可见光通信系统设计中有一个非常重要的参数――调制带宽,它直接影响着LED调制能力的高低,进而决定着无线光通信系统的传输速率。调制带宽通常取决于有源区载流子复合寿命与PN结电容,在LED制造过程中,普遍采取的措施为减少载流子复合寿命与控制寄生电容,或者使用多芯片型白光LED,除此之外,通过对驱动电路进行优化设计也能有效地提升调制带宽。在综合电磁、噪声、温漂、光功率补偿等干扰因素的基础上,LED可见光高速调制驱动电路可设计为以下形式,如图1所示。 其中,BG代表晶体管,Dz代表稳压二极管,BG1与BG2构成发射极耦合式开关,BG3和Dz构成恒流源电路,能够稳定地为LED支路供应驱动电流。又因为此电路超出了线性范围工作,就算输入端过激励,也不会出现饱和,故开关速率十分高,理论上这种电路可实现300Mb/s的信号调制。 3. OFDM技术 OFDM即正交频分复用,该技术的主要原理就是把高速串行数据转变为相对低速的多路并行数据,然后分别对不同的载波加以调制。OFDM技术拥有极强的抗多径能力,如今已在高速无线通信中得到了普及应用。在LED可见光通信中,由于多路径会导致码间干扰,严重影响系统传输速率,因此通过引入OFDM技术来控制码间干扰是一个十分理想的选择。 目前,已有研究人员针对OFDM在LED可见光通信中的应用提出了一些可行方案,其中比较成熟的一种方案如下:该方案由LED照明阵列、电力线调制器、OFDM解调器3部分构成,信源电信号在发射端完成OFDM编码,并通过一直流偏置实现对LED光源的调制。经调制的光信号在接收端完成解调,并通过提取导频信号实现对信道状态的实时监测和更新。OFDM应用于无线光通信系统时,需要将高速串行数据以并行方式调制到多个正交子载波上,以减少码速率、消除码间干扰,同时还要在各OFDM符号间添加保护间隔,以彻底除去残余的码间干扰。 4.信道编码技术 赵俊、陈长缨研发了一种能够用于LED可见光通信的mBnB分组编码技术。该技术所采用的分组码在通信领域中已有十分广泛的应用,通俗而言,就是把原始信息码字以m比特为单位加以分组,并按照特定规则,以另外每组为n比特的码字进行表示,最后将新得到的分组用NRZ或RZ码的格式传输出去。其中,m n,且两者都是正整数,通常n=m+1。目前比较常见的编码形式有1B2B、3B4B、6B8B等。这种编码技术的优点如下:一是功率谱的形状相对较好;二是消除了基线漂移现象;三是能够稳定地进行误码监测和字同步。已有研究表明,6B8B编码的光信号在0.5m~2.5m距离内的通信十分稳定,不会因LED数量、串口模块分频等因素而受到显著影响。采用6B8B编码,能够在确保信号高速传输的基础上,使通信距离突破2.5m。 5.分集接收技术 分集接收的基本原理就是在接收机上设置多个方向的光电探测元件,并对不同方向上探测到的信号加以对比分析,然后选择其中信噪比最大的信号来完成通信,该技术在解决码间干扰和抗阴影效应方面具有良好的表现。在设计分集接收电路时,需要按照信号传输速率的高低将其分成两类:在通信速率较低的情况下(一般将100M以下作为低速率),使用低速率分集接收装置,即直接对多个信号进行叠加,从整体上增强信号功率。在传输速率较高的情况下,考虑到码间干扰问题,无法对信号进行简单叠加,需要增加一个专门的控制电路来进行信号评估和选择。通常而言,在高速通信过程中,直射链接方向的信噪比最高,因此优先将最贴近直射链接的方向作为信号接收方向。在采用分集接收技术的光接收机上,探测器尽可能均匀地分布在一个半球面上,从而能够以较少的探测器数量实现多个方向上的稳定接收效果,除非接收机被整个遮挡才有可能出现信号中断。 6.自适应传输技术 自适应传输技术能够有效克服LED可见光通信中的信噪比波动问题。在自适应收发器的发射端,有一个专门的DSP(信号处理器)负责机电定向系统的实时控制。DSP在通信系统中的普及和应用,在一定程度上改善了系统的信噪比,并且灵活性更强。同时,对于白噪声、多路径干扰等,也能够通过相应的信号处理手段加以解决。在自适应收发器的接收端,由于使用了单一的光电检测器,使得光前端设计大大简化,并通过某种定向机制使光能量作用于单个信道,从而减小了接收端视场,有效避免了环境噪声对通信稳定性的干扰,增强了系统对多路径畸变的抵抗能力。 三、LED可见光通信技术的应用展望 LED可见光通信技术有着十分广阔的应用前景,只要是基于LED的照明和指示装置均可以通过增加通信功能而获得一些全新的用途。例如,在博物馆中,可以在LED指示灯中加载相关展品的解说信号,只要游客携带了具有可见光通信功能的移动设备,就能随时获取展品的解说信息;在LED大屏幕或广告牌上加载相应的信号后,人们可以直接用手机等设备下载屏幕上的内容和信息,如广告信息、交通信息等;在车辆照明领域,可以为汽车前照灯增加信息传输功能,将车辆载重、车牌号、车速等信息自动发送到各类交通监测装置上,轻松完成缴费、登记、测速等功能,极大地方便了车辆信息的采集和管理,同时车辆尾灯也可用于向后面的车辆发送刹车、路况等信息,从而大大提高交通运输的安全性。 结语 LED可见光通信技术不占用无线频谱资源,可以直接对无处不在的照明灯光加以利用,在节能环保的同时实现高速无线通信功能。但目前该技术仍处于实验研究阶段,虽然研究人员已经针对光源布局、驱动电路优化、OFDM、信道编码等进行了大量的研究工作,但依然有一些技术难关亟待人们去攻克,相信在研究人员的不懈努力之下,LED可见光通信技术必将在未来社会中大放光彩。 光通信技术论文:光通信技术在电力通信系统中的应用研究 摘 要:随着社会的发展,电力通信系统已经成为社会主义市场经济持续进步的关键点所在。但是经济的发展和社会的进步对电力通信系统提出了更高的要求,不光要求成本的降低,还需要性能的提升。将光通信技术应用在电力通信系统中,不仅可以大幅度降低电力通信系统的运行成本,还可以提高整个电力通信系统的稳定性。因此,文章从电力通信网存在的问题入手,首先分析了光通信技术在电力系统中的应用,然后研究了光通信技术在电力通信系统中应用的关键点,以期为相关的研究提供可参考的意见。 关键词:光通信;电力通信;应用关键 1 电力通信网存在的问题 电力通信网主要分为电力配电网和电力调度网两种,主要是以电压为依据对两者进行划分。在整个电力系统中,电力通信网发挥着至关重要的作用。 因此,要进一步推动电力通信网的发展,满足当前社会的需求,就必须从当前电力通信网存在的问题入手,然后研究改进的措施。以当前的实际情况而言,电力通讯网存在的问题主要有以下两个。 1.1 DWDM设备组网不能满足实际的需求 以目前的实际情况而言,我国的大多数省份还在延用较为传统的MSTP设备组网,只有很少的一部分在使用DWDM设备网。但是,随着我国只能电网的不断发展,整个电力通信网络的负荷越来越大,已经不能满足社会的实际需求。这在一定程度上阻碍了我国电力通信网络的发展,迫切的需要系统升级。 1.2 自动化水平较低 在我国电力通信网络的发展中,长期存在着“重发轻供不管用”的现象。因此,电力通信网络的自动化水平很低,电力网架的结构也较为薄弱。 特别是在近几年中,社会的需求越来越大,当前的设备已经远远不能满足需求。因此,迫切的需要进行智能化的建设,提高供电水平,保证电力通信网络的正常运行。 2 光通信技术在电力系统中的应用分析 社会的发展给技术的进步提供了动力,电力通信网络的技术也是如此。由于社会的需求,电力通信网络的技术发展速度较快,在短时间内就趋于成熟。在电力通信网络中,光通信有着重要的作用,将之融入到电力通信系统中已经成为必然趋势。 光通信技术有三个发展的过程,也是三次技术的改革,代表技术分别是SHD技术、MSTP技术和ASON技术。在我国的目前阶段,ASON技术的应用最为广泛,也是最大化的缩小了我国和国际之间的电力通信技术差距。 ASON技术集合了信号的交换和传递,通过信号指令来完成一些列的需求动作,是一种新型的光通信技术。SHD技术、MSTP技术在不同的阶段也发挥了不可替代的作用,但是其电路保护和传送电路的技术还很不成熟,在发展中逐渐显露出了自身的弊端。因此,ASON技术发展了起来,不仅结合了前两者的优点,更实现了电路保护和维持电力网络的稳定性,给国家电力通信系统的发展和完善奠定了基础。 光通信技术在一定程度上对科学技术的依赖性较强,也需要较好的载体。以目前的情况而言,光通信技术需要电力光缆作为其载体。而我国的电力光缆数量以较快的速度增加,实现了大范围的覆盖,给技术实现提供了可能。 基于此,作为当前光通信技术的优秀,ASON技术融入到了当代电力通信系统中,增强了电力通信网络的功能,提升了其运行的质量,已经成为我国电力通信系统的技术发展趋势。 3 光通信技术在电力通信系统中应用的关键点 光通信技术应用在电力通信系统中,不仅提高了电力网络运行的安全性,还增加了电力通信网络的传输功能。因此,在科学技术高速发展的社会环境下,把握好光通信技术在电力系统中应用的关键点,将有利于提升光通信技术与电力通信网络的融合,推动电力通信网络发展的同时使光通信技术更加成熟。具体而言,光通信技术在电力系统中应用的关键点主要体现在以下几个方面。 3.1 组网方案的确定 光通信技术在电力通信网络中的组网方案主要有两种。第一种方案是以网络技术为前提,然后再引入光通信技术,然后把电力通信网络进行优化,实现其传输的标准化改造。 网络技术是这种方案的关键点,需要把软件和硬件配合起来,然后引入光通信技术,完善传统的电力通信网络。这种方案的优点就在于不仅实现了电力通信网络和时代的结合,更加快了电力通信网络反应的速度。第二种方案是在电力通信网络和光通信技术融合后再加入网络技术,和第一种方案的区别就在于,这种方案是在确定的传输平面下展开的,可塑性较弱。但是这种方案更加稳定,传输效率也更高,能够保障电力通信网络传输安全性。 电力通信网络融合光通信技术后的组网方案各有利弊,因此在选择的时候一定要考虑到自身的实际情况。特别是不同的技术要求和结构框架性能的要求,一定要从整体出发,挑选组网方案时,综合利弊,科学的选择组网模式。当然,电力通信网络的组网方案也有很强的灵活性,当工作有特殊的需求时,可以自主增加相应的模块,完善电力通信网络的性能。电力通信网络的组网方案确定后,其性能和框架虽然可以有小的调整,但是大的结构已经确定下来,若是选择错误,将对整个电力通信网络造成较大的影响,甚至影响电力通信网络的正常使用。基于此,选择组网方案的时候,一定要合理,切合实际的需求。 3.2 设施设备的选择 科学技术的发展给我们的生活带来了更多的便利,同时也对其运行的设施和设备提出了更高的要求。电力通信网络也是如此,特别是其优秀的光通信技术,对设备的依赖性很强,这是发挥其性能和优势的基础所在。因此,要建立标准化和规范化的电力通信网络,必须选择最恰当的设施和设备。在选择设备的时候,可以从以下几点入手考虑。 3.2.1 通用性和安全性的考虑 为了保障电力通信网络的正常运行,在遇到突发情况的时候也可以正常工作,在设置网络节点槽位数量的时候,一定要多预留几个出来,同时总线路带涉及的范围也要更广,这是从整体出发,保障设备的安全性。同时,在设备的选择时,一定要考虑到通用性,方便设备发生故障后的维修和更换。 3.2.2 卡板的挑选 在挑选卡板的时候,必须严格按照工程的要求进行,给卡板留出备份选择。卡板是线路排布的重要零件,选择卡板直接涉及到了后续的传输系统。因此,要从工程的整体入手,结合实际的情况,针对性的选择卡板。 3.2.3 设备的契合性 在选择设备的时候一定要符合光通信技术的要求,从现阶段的任务要求考虑实际的设备选择。若基本性能要求无法满足光通信的需求,就会造成后续的设备无法正常使用,严重影响电力通信网络的性能。 3.2.4 线路安排的分散性 电力通信网络的多方线路要尽量分散在不同的业务卡板内,这就可以避免单个卡板的损坏影响到整个电力通信网络。可以采用分线的方式,选择恰当的分线设备,使不同的业务卡板在电力通信网络中承担想同的作用。这样,当一个业务卡板发生问题后,不会影响电力通信网络的整体,保障电力通信网络的正常运行。 3.3 业务规划分析 光通信技术最大的优势就在于它可以提供不同层次和不同性能的网络传输服务,因此电力通信系统在规划业务的时候就可以从自身的实际情况入手,挑选利益最大化的方案和措施。 首先要考虑的就是业务和业务之间的距离最短,这样就可以最大化的节约成本,使运营的收益最大化。 其次,在距离想同的基础上,要选择跳数最少的网络,保证电力通信网络运行的稳定性,减少维护的支出。 最后,还要保证网络负荷的均匀,这样可以给电力通信网络的运行增加一层保障。在后期的运行中,还要有效的观察和监督电力网络通信的观察,根据实际情况管理网络中的项目,最大化的发挥光通信在电力通信网络中的优势。 电力通信网络的运营也有商业化的性质,需要靠盈利来维持日常的工作,还需要靠业务的合理性规划来实现自身的完善和发展。因此,电力通信网络的业务规划可以从商业的角度考虑,然后结合科学的分析,找出最优的规划方案。而具体的方案就是从光通信的特点入手,分别分析其运行的特点和运行的成本,然后综合考虑相应的取舍,最终实现业务的合理规划。 光通信技术在当代电力通信系统中有着极其重要的作用,虽然在较短的时间内取得了很大的发展,但是也有自身的问题存在。在实际的应用中,一定要结合自身的实际情况,在实践中不断检验和完善,让其发挥应有的作用,推动国民经济的发展。 4 结 语 光通信技术在电力通信网络中的应用较为广泛,很好的解决了传统技术的弊端,让电力通信网络的发展更加迅速。本文分析了电力通信网络的问题,也针对当前光通信技术在电力通信网络中的应用分析了关键点,希望可以给电力通信网络与光通信技术的更好融合提供一定的参考意见。 光通信技术论文:可见光通信技术仍存缺陷 近日,国内可见光通信技术取得重要突破,该技术的产业化可能和商业前景得到了广泛的关注。 可见光通信技术是一种新型的无线通信技术。它将通信和照明合为一体,具有节省能源的特性。与此同时,高速数据传输能力和不占用通信频谱资源也是可见光通信技术引起广泛关注的重要因素。然而,该技术也有其局限性和适用场景:例如传送光线不能够被阻挡,基本不具备通信穿透能力;波长太短导致受散射、反射、多径的影响很大;适用业务场景暂时不够清晰等。 德国物理学家Herald Haas正计划利用该技术拓展未来可以与目前传统WiFi技术形成互补的Li-Fi技术。这一预期中的技术能带来很高的数据传输速度。而且,Haas在技术设计中,希望能够充分利用目前的可见光设备,在不需要频谱监管的情况之下开展高速通信。通过这两种相互补充的技术,目前WiFi技术所出现的带宽不足、接入不稳定等问题有望得到解决,尤其是在一些点对点需要高速数据传输的场合―例如医院内的海量检测数据的高速传送场景。 可以预想的是,短期之内,可见光通信技术还将会在一些特种行业或是具有特殊非移动环境下高速数据传送的应用中使用,而不会成为WiFi或是蜂窝移动通信技术的竞争者。技术的应用范围和领域应该是作为主要通信技术的补充性技术,在行业应用领域会带来非常丰富的想象空间。 在普通民用场景方面,该技术存在以下缺陷。例如难以具备移动性、需要点对点在通信过程中连接、穿透能力弱等。因此该技术在普通民用场景目前难以实现产业化。 可见光通信技术如果能够成功地实现产业化,那么能源将被可见光替换,能源和信息的分布式网络将能够共享实现。或许到了那一刻,我们才能够真正体会到该技术对社会变化的真正推动。 光通信技术论文:LED可见光通信技术在专利申请中的演进 【摘要】 LED可见光通信技术利用LED照明设备进行高速通信、数据传输,具有广阔的应用前景。本文对LED可见光通信技术在专利申请中的主要技术分支演进行介绍。 【关键字】 LED 可见光通信 专利 演进 一、引言 可见光通信作为一种新兴的无线通信技术,具有如下优点: 1、可见光通信技术利用LED灯可以高速调制的特性,既实现了照明,又实现了上网通信; 2、可见光通信技术无电磁污染; 3、可见光通信技术具有高速通信的能力。 因此,可见光通信正受到越来越多的瞩目。 二、LED可见光通信技术在专利中的演进过程 笔者使用如下关键词在专利库中进行检索:可见光通信(Visible Light Communication,VLC); 发光二级管(lightemitting diode,LED)。检索截止时间为2014年5月29日,获得287篇发明专利文献。基于可见光接收端装置、发送端光源、通信中调制方式三个方面对主要技术分支演进进行介绍: 2.1 可见光通信在接收装置中演进 申请日为2003年,申请号为JP2003183092的专利公开了一种通过接收LED光来接收通信信息的可见光信息接收方式;申请日为2004年,申请号为KR20040056593的专利公开了一种使用摄像机接收通信信息的可见光信息接收方式;申请日为2005年,申请号为JP2005088869公开了一种使用照相机接收通信信息的可见光信息接收方式;申请日为2007年,申请号为JP2007063809公开了一种通过太阳能电池面板的输出变化来检测接收的照明光,并对接收到的照明光进行解调、显示的可见光信息接收方式。 2.2 可见光通信在发射端光源中演进 申请日为2005年, 申请号为JP2005088869、JP2005265694的专利公开了一种使用多色光源发送通信信息的可见光信息发送方式;申请日为2008年,申请号为JP2008196165的专利公开了一种使用单一光源,在回射光中叠加数据的可见光信息发送方式;申请日为2010年,申请号为EP10720372的专利公开了一种使用单一光源,借助于脉宽调制光源(LED)进行数据传输的可见光信息发送方式;申请日为2011年,申请号为CN201110190263的专利公开了一种使用白光LED驱动电路进行数据传输的可见光信息发送方式;申请日为2012年,申请号为CN201210060963的专利公开了一种使用有机电激发光二级管OLED数据传输的可见光信息发送方式。 2.3 可见光通信在通信调制方式中演进 申请日为2008年, 申请号为JP2008298941、JP2008298942的专利公开了一种使用OFDM进行可见光信息调制的方式;申请日为2011年,申请号为CN20118000246的专利公开了使一种用OFDMA调制发送,SC-FDMA接收的可见光信息调制方式;申请日为2011年,申请号为CN201110190263的专利公开了一种使用CJ-OFDM调制的可见光信息调制方式;申请日为2013年,申请号为CN201310167388、CN201310343233的专利分别公开了一种使用码分多址扩频的可见光信息调制方式以及一种使用OFDM调制,分频接收的可见光信息调制方式。 三、审查实践应用示例 通过对LED可见光通信专利技术演进的梳理,可以帮助审查员在审查时快速理解所审案件涉及的技术手段处于该领域发展所处的阶段,并迅速找到对比文件。 申请号:201210060944; 发明名称:基于LED可见光通信的智能照明系统; 申请人:郭丰亮 本案权利要求如下: 1.一种基于LED可见光通信的智能照明系统,其特征在于,包括:传感器模块、LED可见光通信模块、调整模块,所述传感器模块将感应到的信息送入LED可见光通信模块,所述调整模块根据传感器模块检测到的信息对LED灯进行调整,所述传感器模块通过所述LED可见光通信模块与所述调整模块连接。 首先判断本申请属于LED可将光通信领域的申请,技术效果是利用LED可见光通信技术实现照明系统在自控制时的数据传输。然后通过对LED可将光通信专利技术发展路线的梳理,可以很快定位到技术发展路线中的照明系统自控制分支,并且现有技术中已经有大量采用LED可见光通信技术来解决照明系统中的信号传输问题,如2011年8月公开的CN102164436A专利申请,其发明名称即为基于可见光通信接收机的自适应照明系统,显然该申请的技术方案也是通过可见光通信技术来解决照明系统中的信号传输问题,因此将其作为对比文件用来评述三性,从而可以提高检索效率。 光通信技术论文:新型材料有望带来超快全光通信技术 美国普渡大学研究人员开发出一种新的“等离子氧化材料”,有望带来超快全光通信技术,至少比传统技术要快10倍。相关在美国光学协会的《光学》杂志上。 光通信是用激光脉冲沿光纤来传输信息,用于电话服务、互联网和有线电视;而全光技术无论是数据流还是控制信号都是光脉冲,不用任何电信号来控制系统。论文第一作者、博士生纳萨尼尔・金赛说,对数据传输来说,能调制反射光的量是必要条件,“我们能设计一种薄膜使反射光增加或减少,利用光反射的增减来编码数据,反射的变化会导致传输的变化。” 研究人员证明了铝掺杂氧化锌(AZO)制造出的光学薄膜材料是可调制的。他们用铝掺杂氧化锌,在氧化锌中浸满了铝原子以改变材料的光学性质,使它在特定波长下变得像一种金属,而在其他波长下像高电阻介质。AZO薄膜的折射率接近于零,它能利用电子云状的表面等离激元来控制光。脉冲激光会改变AZO的折射率,从而调制反射光的量。这种材料能在近红外光谱范围工作,可用在光通讯中,并与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容。 研究人员的设想是利用这种材料来创造一种“全光等离子调制器”,或叫光学晶体管。在电子设备中,硅基晶体管负责开关电源、放大信号。光学晶体管是用光而不是电来执行类似任务,会使系统运行大大加速。用脉冲激光照射这种材料,材料中的电子会从一个能级(价带)移动到更高能级(导带),留下空穴,并最终与这些空穴再次结合。晶体管开关的速度受限于完成这一周期的时间。在他们的AZO薄膜中,这一周期约为350飞秒,比晶体硅要快约5000倍。把这种速度提升转化到设备中,至少比传统硅基电子设备要快10倍。
计算机科学与技术论文:计算机科学与技术经济管理论文 1、计算机科学与技术在经济管理中所体现的作用 在进行经济管理工作的时候,需要从工作中出现的庞大的信息进行分析和处理,这些数据是重要的资源公司和机构需要这些资源做了分析、决策。然而,经济管理人员如何处理这些信息,从而使这些资源能够得到更好的决策服务,是经济管理人员需要不断探索的问题,在很多的研究过程中相关的许多研究人员已经取得了较为合适的方法去处理数据,但这些方法往往并不适用于人们获得大量正确的感官使自己不足以判定自己的决定或感觉。不过由于计算机技术的发展,让人们在处理这些数据的过程中,获得了很大的方便,因为电脑可以有效地对大量的数据进行处理,分析,因此,计算机科学与技术,经济管理提供了在工作过程中带来极大的方便。 2、计算机科学与技术在经济管理过程中的应用形式 2.1运用人工神经网络的形式来对信息进行分析 在动物界的神经传递过程,以及两者之间的神经元有突触,发挥信息的一对神经元之间传递的作用。在传送过程中会被用来传播若干神经递质,这些不同类型的神经递质的那些神经元接收时的轴突,会有许多分支。神经递质中的信息传送的神经元再传递到受体细胞,然后。这种形式的信息传递有很多好处,研究人员受到这些启示后,他们发明了一种自组织特征映射算法,以实现有效的传递信息。因此对计算机技术,其在外界的时间表达的发展以及当前正在使用的方式为数值向量,并且对于神经系统,这也是在该信号中的信息的传播的移位。因此,使用计算机技术进行的信息的神经之间的信息发送处理,具有非常相似的地方。 2.2这种人工神经网络的信息处理方式具备的功能 有关信息处理这个人工神经网络,它是基于神经网络的生物的形式来学习了,那里的人工神经网络的这个系统,也就是现在的一些智能计算机功能与神经系统的生物学特性有很大一部分是类似的,。第一,它具有如下特性反映在存储器中,因为它是基于生物神经模型来设计,因此,其在信息存储和分析,将在第一保留该信息,并且还具有关联存储器的功能。其次,它具有的功能,可以是非线性映射。因为在许多实现该操作,不能够建立的输入信息与输出的数量之间的线性关系,因此设计了许多熟悉的模型不能在其他信息处理系统来执行。然而,使用人工神经网络的设计方法,使得它可以满足非线性映射信息处理的过程中,也可以设置在设计过程中大量的非线性数学模型,并且每个字段可以是得到了应用。另外,该人工神经网络的信息处理模式中,还可以输入的信息来确定和实现有效的分类,原本存在于该信息的信息处理是不容易的分离和鉴定的问题,以便有效的解决方案。最后一个是,它可以具有的信息和输入,并输出将是一种有效的处理数据知识的内容的功能,因为该人工神经网络模型具有神经传递在生物学的特性,所以它可以在信息到达时,它的分析和信息处理为那些谁满足要利用的条件,并存储。这使信息的处理时,数据可根据它们的特性进行分类和分析。 3、人工神经网络的信息处理技术在经济管理中的应用 计算机科学与技术带来的这个神经网络的信息处理模式的发展过程中,因为它的一些特性和功能,已有效地用于许多领域,解决了传统的信息处理那些不能够解决谁的问题,并取得了良好的效果。因此,目前的做法是,不仅能够使用在经济管理过程信息,还是在医药,工程和其他经济领域已被广泛使用。由于计算机模拟人类思维与人类思考有着极大的相似度,因此在经济管理和其他需要人类思维仔细工作的领域中计算机就可以代替人类进行大量的思考,从而减少人脑处理数据的时间提升效率的同时也降低了人们的劳动脑力,提升了工作品质。 3.1在信贷分析过程中需要对这种信息处理技术加以利用 对于信贷分析,信贷评估机构是有自己的特点,所以在信息化的过程,因为这些公司带来不同形式的信息,制作过程,以判断其可信度,大的问题,这是很难判断出来,使很多时候会带来大量的经济损失。然而,采用这种判断方法的人工神经网络的信息技术,将上有效地解决这些问题完成的。在这些贷款时,信用评级公司,只需要输入信息编码到它,你可以分析数据,由于数额较大的信息输入,使评价过程更加准确地完成更多的工作。利用这种技术,不仅可以做到的准确度,而且还避免了主观的思维操作者的形式。这是这些优点的存在,使得其被非常广泛地应用于在企业风险分析的过程。 3.2使用这种方法可以对市场做到更准确的预测 在经济管理过程中,需要对一些看起来似乎是有效的市场进行分析,并做相关的未来发展趋势的预测,在决策过程,这些预测结果能够起到参考作用,使得投资的风险可以减小。利用人工神经网络预测市场上的信息处理技术,使得市场价格走势和走势进行了考虑和分析,让一个可靠的市场模型可以被创建。例如,在期货市场上使用这种技术,可以预测其未来的价格。而这项技术也已经在股市应用。随着科学技术和计算机技术的发展日趋成熟,使得在其工作过程中已经能够针对非常复杂的工作得到了良好的解决方案。在经济管理过程,从而产生大量的数据,使用传统方法是难以解决的,但是利用计算机科学和技术,我们可以模仿人在神经传递中的处理信息的方式来进行处理,利用它们工作为人类提供了极大的方便。 4、结束语 综上所述,我国经济管理随着电子计算机科技的不断发展和科技电子计算机智能化的不断进步,以往很多经济管理类的工作也逐渐有了更方便的工作方式,既减轻了工作人员的负担又提升了相关产业的发展,电子计算机技术和软件工程的开发在经济学领域的帮助不言而喻,因此在推广及普及电子计算机技术上相关的部门要下足功夫,为了使我国经济市场电子化进程早日实现一定要不断开发新型的电子计算机技术和相关软件,做到与时俱进。 作者:徐世宇单位:黑龙江省机场管理集团有限公司信息管理部 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业人才培养 一、计算机科学与技术专业应用型人才培养模式的现状 1.计算机科学与技术专业的教学内容跟不上社会需要 计算机科学与技术是发展非常快的学科,尤其是在社会需要的推动之下,计算机科学与技术学科的发展日新月异,需要我们能够不断地对学科前沿技术进行关注,并且在教学的过程中向学生传授这些前沿知识,以促进学生专业知识的更新和增长。但是,我们现有的计算机科学与技术专业的教学内容较为陈旧,没有根据社会发展而进行相应的更新,导致学生所学的知识跟不上社会发展的需要,学生也难以获得社会的认可。 2.计算机科学与技术专业人才培养模式中忽略了对学生应用能力的培养 计算机科学与技术专业对于从业人员的应用能力要求非常高,因为只有从业人员具备了相关的应用能力,才能够切实承担各种工作任务,解决各种突发问题。但是,很多学校在计算机科学与技术专业人才培养的过程中,只关注学生理论素质的提升,而忽略了对学生应用能力的培养,导致学生的高分低能,使得学生难以快速地融入到岗位工作当中。 3.计算机科学与技术专业的教学方法存在问题 良好教学方法能够保障教学目标的实现。在计算机科学与技术专业的教学过程中,教学方法不科学,严重地影响了教学效果和教学目标的实现。很多学校在教学的过程中,采用的是教师教授、学生听讲的教学方法。在这样的教学方法影响下,学生主动思考的意识差、对教学过程的参与程度低,因而教学质量较为低下,难以实现教学目标。 二、计算机科学与计算专业应用型人才培养模式构建策略 1.及时更新计算机科学与技术专业的教学内容 首先,对计算机科学与技术专业的学科前沿内容予以不断地关注,然后对专业教学内容进行相应的更新,将学科前沿知识融进来,既能够让学生明白学科发展方向,又能够让学生掌握一定的学科前沿知识,提升其专业知识的新鲜程度,避免被社会淘汰。其次,对计算机科学与技术专业的教材内容进行更新。将计算机科学与技术专业的教材内容分为两部分,一部分为基础知识,另一部分为学科前沿知识,基础知识为固定的教材,学科前沿知识则根据专业技术的发展而随时更新,促进教材内容的时新性。 2.在计算机科学与技术专业人才培养的过程中重视对学生应用能力的培养 首先,加大计算机科学与技术专业实践课程的比重,使学生能够对所学的知识进行充分的应用。实行理论课程与实践课程相结合的教学策略,在理论课程之后开展实践,让学生充分掌握理论知识,同时促进学生实践能力的增强。其次,让学生进入到相关的企业中进行实践,让学生在企业真实的环境中进行计算机科学和技术专业知识的应用和学习,促进其计算机应用能力的提高。 3.改善计算机科学与技术专业的教学方法 首先,在计算机科学与技术专业教学过程中采用教、学、做一体化的方法开展教学,使教师的教与学生的学和做结合起来,使学生在对知识理解的基础上实现应用能力的提升。其次,在计算机科学与技术专业教学过程中采用互动教学法来进行教学,在实际教学的过程中通过师生的互动来促进教学过程的进行,促进学生积极参与到课堂之中,从而提升学生的学习兴趣,促进学生在兴趣提升的前提下实现应用能力的发展。 三、小结 综上所述,随着现代社会的快速发展,计算机科学与技术专业应用型人才越来越受到社会的欢迎。因此,我们需要对计算机科学与技术专业应用型人才培养过程中存在的问题进行分析,进而构建出相应的应用型人才培养模式,最终促进计算机科学与技术专业人才应用能力的大幅提升。 作者:王月红 单位:唐山劳动技师学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业课程探讨 1.三段制学分课程设置比较 第一,美国大学公共基础课所占比重小于中国大学。如果按照公共基础课、专业课、选修课的三段式教学过程分类,中国的计算机科学与技术专业的课程学分和国际上总体相差不大。但是在公共基础课方面兰州大学和中国科技大学明显高于美国的三所大学,中国科技大学的公共基础课(占总学时的71%)之多是普渡大学(20%)的三倍有余,是UIUC(24%)大学的近三倍,同时是麻省理工大学(43%)的近两倍。兰州大学(37%)也是接近普顿大学(20%)与UIUC大学(24%)的两倍。在我国,第一、第二学年主要是学习公共基础课,这体现了基础课教学的重要性。但是另一方面,在总学分有限的情况下,这会导致专业优秀课程的弱化。由于基础课大多数属于必修课,必修课所占比重过高,课程的多样性会受到限制,从而影响学生的自主选择性,进而可能会影响学生的全面发展、个性塑造以及创新能力的培养。美国三所大学公共基础课比例相对较小,有利于学生把更多的时间、精力投入到专业基础课、优秀课程和实践课程的学习。不仅扎实了学生的专业基础知识,还培养了学生的实践动手能力。 第二,选修课课门类多,任选课学分比例大。虽然两国在选修课学分比例方面不相上下,但是美国三所大学的选修课课程门类多,任选课比例大,每个学生选课的模式多种多样,同一专业的学生注重差异性和独特性的培养。美国的计算机科学与技术专业的课程采取主辅修制,学生除了主修学校规定的必修课以外,课程的设置通常包含与本专业无关的其它学科领域的课程内容,这样就能加强计算机科学专业与非专业之间的横向合作,有利于学生发散思维能力的培养,形成了一些新的与计算机科学与技术专业相关的新的专业和与此协调的课程。我国课程设置中任选课门类偏少,学分分值相对较高,学分和课程内容衔接较弱,学生自主选课的空间相对窄小。有一些选修课也是集体课程,对学生的个性发展以及知识面的扩宽有一定的限制。随着近几年教学改革的发展,虽然选修课的数量和范围都有所增加,但仍然都局限在计算机科学与技术专业范围内,难以有所突破。 2.启示及建议 通过上述比较分析发现,国内计算机科学与技术专业在课程设置方面存在公共课比重大、选修课比重小以及选修课门类少,无法满足学生全面发展需要等问题。因此,在课程设置方面要合理安排必修课和选修课,在保障政治理论教育质量的前提下,适当缩减以公共基础课的比重,增加选修课占比以及选修门类以满足不同专业方向学生的需要。同时以培养良好的科学素养为人才目标,以公共课程为基础,以本学科的课程内在逻辑体系为根本依据,以提高学生的研究和开发计算机的能力为着眼点,注重基本理论、概念和方法的掌握与运用。 作者:王澄海 王漫 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术程序设计探索 1如何构建“TESE”的实践教学模式 1.1、Target——确定实践教学目标。(1)学生能力图表的制定。该图表需要依据课本的层次将单元、单项以及整合能力进行划分。这样能保证学生将各种单元与单项能力向整合,最终形成学生自己的实际专业操作能力。(见图1)。(2)实训教学大纲的修订。教师依据上述图表制定相应的实训内容与项目来修订相应的大纲,这样的实训大纲才能确保学生实现相应的能力目标。 1.2、Environmen——创设实践教学环境。(1)实训的硬件环境。学校实训环境布置必须贴近软件企业的实际情况。实训学员不但可以参与校内科研课题,还可以承揽校外项目。通过多形式、多角度重复性的实训保证其有实际的锻炼学习机会。(见图2)。(2)实训的软件环境。1)有效开发实训资源。由于教师在教学中占主导地位,因此我们有必要依靠自身经验与各种外部资源来整合实训内容。2)构建实训的虚拟环境。以课程和实训工作室为前提构建相应的公司模式。学生在该环境中负责对应的工作,这样能很好的提升的团队的沟通、协作力。3)创设实时的课堂教学情境。灵活生动的教学应结合案例、项目以及不同的角色进行。 1.3、Simulation——实践交互模拟。任何软件开发都需要按照相应的流程重复进行,不是一次就能完成的。因此,有必要组件相应的团队开发模式,根据实际需求对软件进行设计、分析、调试、编码与培训。 1.4、Evaluation——能力评估。以课程能力图表为前提,引进各种评价体系。可以采用笔试、口试、现场测试与答辩等多种形式。课程设计实训需以作品质量与个人在团队中的能力相结合进行考核。实训可以采取虚拟货币工资的形式对学生进行考核。顶岗实习的考核需以企业管理人员的评价、相应成果作为评判标准。 2“TESE”教学模式的实践 2.1实施。(1)合理配置资源,主要包括:软件与硬件环境配置、师资配置。我们需要针对工作室与实训室配置硬件,同时,合理配置虚拟场景与实训项目等软资源。要有针对性的选配优秀教师进行进修和培训,保证他们能够很好地落实“TESE”实践教学。三是多项保障措施并举,切实加强过程管理。采用召开动员大会,成立实验小组,制定实施计划并执行,进行数据收集与信息反馈,加强经费保障,采用“走出去、请进来”的方式进行教师培训进修等多种举措,对“TESE”教学模式的实施进行科学管理。(2)教学过程与教学方法的选用。构建学生为主体的教学策略体系。要不断驱动案例或任务方式,真正构建出学生为主体的教学体系。通过各类引入各类竞赛,保证学生保持实际工作状态,这样可以很好的调动他们的创新热情,激发他们上进心。(3)采取多种措施,加强过程管理。通过不断地宣传,成立各种实验组来制定相应的计划。还需采取多种措施保证教师进行相应的进修于培训,从而保证该教学模式的推进。 2.2评价。“TESE”效果需要由学生、教师与社会等多角度进行评价。恶声评价侧重于教学发放与过程以及策略。教师评价应侧重于该模式是否可行、科学、效果与学生专业能力培养效果等方面。社会评价的主题主要是实习企业与各种技能大赛的主办方。 2.3效果。通过一个周期或者多个周期的实践,可以在很大程度上提高学生的团队合作能力、软件开发能力,同时还能很好的提升学生的职业素养。通过各种软件大赛或者用工单位的评价来确定“TESE”教学模式的实用价值。 作者:贺体刚 单位:湖北省荆楚理工学院 计算机科学与技术论文:高校计算机科学与技术教学论述 一、计算机科学与技术教学的培养要求 计算机科学可以运用在各个领域,技术教学亦然;计算机科学在社会经济发展的影响下任何方面的更新周期都会变短,技术教学亦然。这显著的特点使得高校计算机科学与技术教学等方面的专业人才,必须具备多项知识结构,必须将他们按照专业的培养目标和定位来进行归纳。它们主要有一下几种:人文社会科学知识、数学物理知识、从事计算机软件、信息技术应用、计算机网络等方而的专业知识及相关领域知识,并学习和探讨这些领域的开发及应用的关键技术。作为计算机科学与技术教学专业的学生们来说,必须具有以下几项要求:第一,最基本的便是掌握好本专业的基础知识和理论,他们是发展计算机科学的前提;第二,必须具备专业学生掌握并分析系统软件的主要的设计能力;第三,对于网络系统方面,学生们必须学会对其进行运用、管理与维护方面的初级计划;第四,学生们在具备基础知识之后,还必须掌握计算机科学的实际运用的方法,学校在此基础上培养出具有高素质的人才;第五,学生们要时刻关注计算机科学与技术教学的最新情报,掌握它们的发展方向,将自己的学习情况与时展进行同步等等,多方面的培养专业素养与道德品格素质。 二、计算机科学与技术教学的整合与优化 首先,需要完成对两者的定位,确立正确的教育模式。高校计算机科学与技术教学对于学生们的实际操作能力与整体的素质有一定的要求,所以以此作为制定培养目标的前提,就必须使其具有扎实的专业基础知识与基本的知识与技能,而且能够举一反三,将其运用在实际的计算机科学的技术教学中,以培养出高级全面的素质人才作为终极目标。计算机科学与技术课程体系的构建。我国各高校必须能够找寻学生们自身的特点,为他们制定适合自己的教学模式,努力培育学生们的动手学习等方面的积极性,计算机科学与技术教学的整合与优化,一方面使得学校培养出更多的社会需求的人才,同时在另一方面提高了学校的教育整体水平。其次,需要对教学的内容进行改善。分析新时期人才市场的情况,可以发现计算机科学是十分重要的学科,在进行技术教学的时候必须能够将不同类型的学生进行专门的有针对性的培育,在完成教学目标的前提下,能够更好的拓宽学生们的眼界,计算机科学与技术教学将专业课程与教师教育课程以及两者的基础课程进行整合与优化,让学生学习到不同的内容,将教学的内容变得更多样化。所以高校的教师们可以将将学生们带入更多的领域中,让他们根据自己的爱好与特点选择想要学习的专业,为社会培养出一大批专业性强知识面广的高素质人才。最后,学校要更加具有开放性,能够与更多的企业进行双向交流。我国大部分高校还是与社会具有隔离性,是学生们缺乏社会实践经验,对于未来步入职场具有很多的阻碍,不利于学生们能力的提高与创新思维的产生。计算机科学与技术教学必须能够开设更多的与社会有联系,与企业有关系的实践课程,扩充实习基地的数量,提高实习基地的质量,积极的加强双方之间的联系,采取双方共赢的方式,共同进步。 三、结语 高校计算机科学与技术教学的整合与优化,希望学生们能够接受更好的教育,为社会培养出更优秀的人才,是一件对社会与学校还有学生自己来说对十分有益的事情。学校要设计出更合理的教学模式,学生们也要更加努力的充实自己,社会也需要给予高校更多的扶持,实现高校计算机科学与技术教学两者更大的发展。 作者:韩冰 单位:河南艺术职业学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展趋势 1深度发展计算机科学与技术 计算机的深度发展就是实现计算机的智能化。计算机人工智能化发展研究的课题主要有如何更好地实现人机互动,如何将网络上复杂的信息为己所用等等。人工智能的关键在于智能方面,计算机智能化以后,会具备多种感知能力,具备只有人类拥有的逻辑思维能力,到那时人类才算真正实现了人机沟通。虚拟现实技术领域的发展使得人类通过交互设备获得身临其境之感,同时百年存储器的发明使永久存储信息不再是梦想。 2计算机科学技术的具体发展趋势 近年来,人们紧盯着硅技术,使得硅技术的发展逐渐进入一个枯竭的状态,计算机科学家不得不把目光放到新技术的开发上,在这个背景下,各国的研究人员纷纷开始注重纳米计算机、量子计算机、光学计算机等新型计算机技术的研究。计算机的发展从来没有让我们失望,每隔几年,计算机领域就会出现一次大的变革,因此我相信,未来,新型计算机也会进入人类的视野,并得到广泛运用。计算机技术的发展从近几年的研究成果来看具体有以下几个发展趋势: 2.1计算机的运算速度将会大大提高 近年来美国人发明了一种能够使电脑运算速度获得大幅提高的新技术,这项技术是通过空气的绝缘性来完成的。时间研究表明计算机的运行速度主要取决于晶体管和芯片之间信号的传递速度,根据这个特点美国纽约保利技术公司的研究人员发明出一种新型电路,这种新型电路的芯片主要靠由90%的空气组成的胶滞体进行连接。因为空气的绝缘性质,使得这种胶质体在连接时不会吸收信号,所以传递信息的速度能够大大提高。这种导线可以直接安装不需要再更换芯片,而且还能够节约成本,降低电耗。这种导线最大的优点就是能够提高计算机的运行速度,它的缺点在于散热效果较差,无法及时排出热量。目前美国太空宇航局正在测量这种导线能否承受太空失重,如果试验取得成功,空气胶滞体导线将会广泛应用于计算机中,到那时计算机的运算速度将会获得大幅度的提高。 2.2以光为传输媒介的光学计算机 光学计算机主要以光作为传输信息的手段,这种计算机拥有传统计算机无法比拟的优势。①众所周知,光的速度非常快,以光作为传输信息的手段能够大大提高信息的传输速度,而且光具有一定的频率和偏振特征,能够使得计算机传输信息的能力获得提升。②光不需要导线来进行发射,所以就算光与光之间产生交汇也不会有任何干扰。③在智能水平上,光学计算机比电子计算机高出很多。由此看来,光学计算机是一种具备超高优势的理想计算机。世界各国早在20世纪90年代就开始了光学计算机的研究,并且在这上面投入了很大的人力、财力、物力。有美国、意大利等六十多个国家研制的光学计算机不仅有着相当高的运算准确率,而且运算速度也比电子计算机高出1000多倍,除此之外光学计算机还有不受温度控制、存储量高,适应能力强的优点。 2.3量子计算机 近年来科学家在量子计算机领域取得了一定的研究成果,例如美国在量子计算机领域完成了4个锂离子量子的缠结状态,这也标志着人类在量子计算机领域的一大进步。纳米计算机顾名思义就是运用纳米技术研制的高性能计算机,这种计算机的内存芯片只有人类一根头发丝的千分之一那么大,其体积也只有几百个原子大小。纳米计算机体积小、存量大、造价低、性能好。未来,如果纳米计算机研制成功,那么它将会取代芯片计算机,这也标志着计算机的研究领域再次取得质的飞越。 3计算机科学与技术快速发展的原因 3.1时代的变化与需求 二战时期,人们对信息处理的需求较大,因此在计算机领域投入了相当大的人力、物力和财力,这在一定程度上促进了计算机的生产与诞生,人们对计算机的研究也逐步深入。现阶段,政府、军事、各种尖端设备、各类研究领域都离不开计算机,对计算机的运行速度和存储量的要求也越来越高,计算机也逐步走向民用化。因此,计算机需要不断发展才能满足国家和人民日益增长的需求。现阶段,如果企业能够领先竞争对手创造出新技术,这就意味着企业创造了更多的利益,在这样的利益驱使下,许多企业纷纷在计算机领域投入更多的财力和精力,这同样也促进了计算机的大力发展。 3.2计算机科学与技术信息共享的发展基础 现阶段,信息共享是计算机发展的基础,各界人士根据共享的信息可以更快的获得技术与资料的支持,推动计算机科学与技术的发展。并且信息共享使得开发周期减少,计算机的研究质量也能获得提高。 3.3计算机的理论基础使得技术发展 研究人员对计算机的研究与试验越多,得到的理念与涉及的灵感也越多,在具体的实践中就可以运用这些理念。理念要经得起实践的检验,同样实践也可以促进理念的发展。在实践中难免会出现一些错误,对这些错误进行总结和归纳,就能够促进计算机技术的革新,新技术的发展同样可以催生新理念的诞生。当新技术转化为人们手中使用的产品,对相关技术的诞生也会起到促进作用,例如计算机辅助设计的应用促进了计算机软件与芯片的新技术的开发。 4结语 以上是笔者对计算机科学与技术的发展趋势所做的总结,并分析讨论了计算机获得快速发展的原因。未来计算机的发展会朝着多元化、高效化、智能化的方向进行。如今,计算机已经渗透到老百姓生活的方方面面,渗透到政府的日常工作,渗透到各个科学领域的课题研究。计算机改变了我们的生活方式,丰富了我们的生活内容,我们越来越离不开计算机,计算机已经逐步成为我们生活的保障。未来计算机的发展将会日新月异,研究者们也会在计算机领域做出更多的努力。 作者:高飞 单位:华中光电技术研究所 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术人才培养模式 1计算机科学与技术专业存在的问题 传统计算机科学与技术专业以算法理论为基础,专业人才需具备扎实的算法知识与研究能力。因此,在传统计算机科学与技术专业教学中,强调的是对学生学术造诣与研究潜力的培养。 1.1学校专业定位调整不及时 近年来,虽然信息技术不断发展,但是高校计算机科学与技术专业教育却没有实现与时俱进,始终停留一个较为落后的阶段和水平。学校对专业的定位,严重脱离市场需求,这也成为导致毕业生出现就业困难的重要原因。 1.2落后的教学方法与内容 因为计算机科学与技术专业这门学科的发展速度快,从而其更新速度也非常快。在这一现状中,中国多数高校并没有结合学科特点及时有效地改进和调整教学方法与教学内容。 1.3教学中对实习实践环节的不重视 高校传统落后的教学观念根深蒂固,在此观念的影响之下,高校计算机科学与技术专业教学中,对于学生的实践能力、操作能力以及相关的实习活动,并不重视且没有落实到实处,从而导致教学中理论知识与实践的脱离,从而导致毕业生不能适应社会和用人单位的需求。 1.4学校师资建设不完善 通过实践我们发现,在多数高校中,从事计算机科学与技术教学的教师主要以理论知识传授型为主,而且长期以来他们从事理论教学工作,对于与学科相关的研究极少参加,甚至也很少参加相关的技术实践操作活动。在课堂中,他们向学生单纯的传授理论知识,很大程度上决定了学生的学习模式,直接或间接的造成学生在实践操作方面的能力严重不足。此外,在教学中教师的综合素质与专业水平相对不高,对于自身的职业发展缺少合理、科学的规划。学校师资建设的不完善,导致了高校计算机科学与技术专业教学水平的落后。 2计算机科学与技术改进的重要举措 2.1对传统教学观念的创新改变 在高校教学中,一切活动的开展以教学观念为基础,并且以此作为指导思想引导教学活动的顺利开展。传统计算机科学与技术专业重视传授理论知识,关注学生学术能力的培养与潜能的开发,使学生形成一种接受性的学习。随着信息技术的发展,这种教育观念已经不能适应现状。特别是以职业化为主的高校,教学中如果只是重视培养学生的理论知识,那么与社会急需应用型人才的理念背道而驰。传统计算机科学与技术专业在教学观念中,对学生的实践与实习并不重视,学生动手与操作能力不强。基于此,为社会和用人单位培养适宜的应用型人才,首先就需要从改变传统教学观念开始,通过不断创新发展的教学观念以适应时代的发展和需求。 2.2传统教学体系与课程设置的改革 对传统教学体系的改革创新,应当实现以人为本,全面提升学生的综合素质能力,注重理论知识与实践的结合。这一创新教学体系的应用,可从学生素质能力所欠缺的方面有针对性的培养加强,保证学生在学习过程中保持良好的心理素质,提高学生的沟通、分析能力。关于高校课程设置的改革,学校可根据社会分工对其进行细化设置,将计算机科学与技术专业的相关课程以必修课与选修课进行划分,让学生结合自己的研究方向灵活的选择课程。对教学课程的设置将极大提高学生学习的自主性与积极性,提高和培养学生学习规划能力,并在激烈的社会竞争中做出准确的判断与选择,最终脱颖而出。 2.3加大力度开展校企合作模式,建设培养学生实践操作能力的实习基地 在课堂中,学生对理论知识的学习程度再高,若不能及时通过实践活动进行强化与巩固,那么也很难保证学生能够全面的理解和掌握知识。因此,高校应当积极寻求各种途径增强学生实践能力的培养和提高。其中校企合作模式不仅能够为学生提供实习和实践的机会,而且也为企业提供了技术支持与优先选择人才的机会。通过校企合作,学生在相应的工作岗位中,深入的理解所学理论知识,并且与实践的结合了解信息技术的发展趋势与市场未来发展动向,不断开阔眼界,提前做好从学生到步入岗位的角色转换。当然,在条件允许的情况下,学校还可以组织学生参加与计算机科学与技术专业相关的研究,以此激发学生的学习兴趣和热情,积极主动的投入到理论知识的学习中。 2.4学校重视构建理论知识与实践能力兼备的双师型师资队伍 教师在教学活动中起到了重要的作用,因此培养应用型人才,对师资队伍建设提出了更高的要求,要求教师不仅具备理论教学能力,而且在项目设计、开发应用方面具有较高的能力。由此,高校要重视构建双师型师资队伍建设。一方面,在教授课程能够深入的把握知识要点,并且讲解过程中能与应用实例结合,将问题分析的更透彻、清晰,便于学生的理解。 3结语 随着计算机信息技术的广泛应用,在我国计算机科学与技术以及应用也得到普及,但是当前多数毕业在应用能力、开发与设计能力等方面存在着严重不足,无法将所学的理论知识灵活的应用到实际工作中。对此,文章从多个方面对这一现状问题详细分析,并针对具体存在的问题从学校体系、课程设置以及师资建设等多个方面提出解决对策,以此保证和实现高效能够培养出满足社会发展和用人单位需求的计算机应用型人才。 作者:刘博 单位:河南检察职业学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业规划研究 一、专业实践环节没有建立合理的管理、激励及评价体系 由于学院缺少对思维过程的评价,导致学生只看重结果,而忽略过程的重要性,也不可能促使学生注重科学探究的过程,容易于形成一些似是而非的认识与习惯,限制学生解决问题的灵活性和创造性。造成部分已经有的实践教学不能很好地执行,没有真正发挥专业实践教学的重要作用。总结出问题所在,我们进行了计算机专业实践教学体系的设计,提出在实践教学体系的应用方案,并且指出在实施实践教学过程中必须特别注意的问题,希望能够与应用型人才的培养目标相同。依据计算机技术专业的要求,围绕着专业,结合各门课程特点,我们对计算机实践环节进行了相应的改革尝试。 二、面向问题找到计算机专业实践教学方案 1.制定明确的培养目标和实践教学大纲,独立院校计算机专业以理论知识以“必须、够用”为度,有一定的专业认识能力和抽象能力、具有较强的设计能力和实践能力。与自信、创新、吃苦耐劳精神品质为培养目标。专业教师也需要对人才培养目标进行认真理解,以此作为教学导航。在制定实践教学大纲时,不能向以往一样只罗列出知识点,必须在提出典型应用的项目及项目分解的任务,纳入计算机前沿知识,从而培养学生思考、解决实际问题的能力。在进行具体任务操练时还需指明课程群中各课程间的联系,以及实践环节中对综合项目的实际作用,并要求提供全面、专业的参考资料。在实际操作过程讲解中要增加对学习方法的引导,引导学生主动学生、高效学习、快乐学习。我们对已有的专业课程实验内容进行整合,突出联动性和任务性,对任务的难易进行相应的分类,加大设计性实验的比例使实践教学活动改变过去演示性和验证性的现象。 2.制作出严格规范的实践流程。实践性环节与理论授课相差甚远,要改变传统课堂教学模╟╟教师中心,强调以学生为本,通过对项目内容的深层挖掘分析,对任务的恰当安排,充分调动学生参与实践项目的积极性,让学生真正成为教学中的主体。实践流程的实施一般包括:项目的收集,任务课题的拟定、任务课程的实施步骤、学生设计与开发、提交、评阅、总结等。教师的引导要从收集到总结,穿插在每个实践环节之中;利用网络及参考资料辅助学生搭建项目知识框架、划分出重难点,引导学生发现任务中的问题,引出一些开放性的问题,由学生去自主探究,让学生发挥更大的潜能。每个实践环节的具体任务都要明确要求,使教师的引导和学生的做都有统一的标准。实践操作的实施主要体现出对学生操作能力的培养,以及对产生相应的文档资料的编写能力。 3.挖掘适合的实践项目作为计算机专业课程群中的主干基础课程。计算机专业中课程群的实践教学项目,不要仅限于课程本身,而应尽可能地与课程群内其他课程相关知识点贯穿起来,形成一个综合的、科学的项目。当学生在完成某一主干课程实践任务时,能复习或了解先前学习的相关课程,并在本课程的学习和实践中,能通过本课程任务进行综合理解,知晓本课程在计算机专业课程群中的地位与作用。这样就要求实践项目既要锻炼学生对本课程知识的掌握,更需要给学生理解本专业实践设计整体知识体系的网络。引导学生在操作过程中认识计算机专业本身的规律,让感性认识升华为理性思维,可以达到举一反三之效果。满足就业岗位需求。 4.制定合理有效的考核制度。考核对学生起着至关重要的导向性作用。考核不仅能体现教学效果,发现教学中的问题并进行有效改变;同时也能够评价学生的知识体系及操作能力,从而促进学生积极学习,激发学习兴趣。对实践教学的考核应分层分类的进行,过程考核与综合考核相结合,课内考核与课外考核相结合。重点考核学生的分析问题、解决问题的能力。在具体课程实施过程中,在每一个单元中设置考核评价环节,考核内容,评分要求、评价方式非常明确,将学生态度也纳入考核内容。过程考核占最终成绩的60%,综合考核点最终成绩的40%。总而言之,在完成综合项目及各项操作任务与考核任务过程中提升技能、增长知识、学以致用,同时也学会学习、养成良好的习惯,让每一位学生终生受益。独立院校在科学、严谨的教学制度下能够培养出具有真正的实践动手能力,具有自我可持续发展、终身学习的能力,成为真正德技兼备的高素质人才。 作者:许志英 单位:绍兴文理学院元培学院 计算机科学与技术专业实践教学综述 一、当前的计算机教学条件限制教学质量 当前由于很多高校的发展不均衡,开设计算机课程的条件也不同,特别是计算机的硬件设施不能够满足当前学生的教学需要。如果计算机教学的硬件设施配备不上,学生就不能在很好的多媒体教室进行计算机操作练习,学生的操作技能不能得到很好的训练。此外,学校受条件的限制不能开展丰富的课外科技活动,学生不能形成良好的学术研究氛围。 二、计算机科学与技术专业实践教学体系的构建 1.计算机科学与技术专业实践教学体系的构建原则 为了更好的开展计算机科学与技术专业实践教学,我们学院结合自己的实际情况,构建了计算机科学与技术专业实践教学体系的基本原则如下:(1)体系构建的目标:培养高级的专业应用型人才(2)体系构建的规范化:计算机科学与技术专业实践教学体系的构建必须与人才的培养计划相一致,并且对各个实践教学环节进行规范,使实践教学具有较强的科学性和实践性。(3)体系构建的整体化:根据计算机科学与技术专业人才培养的目标和特点,按各实践教学环节的作用,与课程体系改革相适应,运用科学的方法构建实践教学体系,使体系内的各个环节协调统一,贯穿于计算机科学与技术专业的全过程,并分层次逐步深化提高。 2.计算机科学与技术专业实践教学体系的构建 根据计算机科学与技术专业实践教学的构建原则,我们学院的实践教学体系由五个部分组成,分别是课程实验、教学实习、课程设计、社会实践和创新创业。(1)课程实验:课程实验是通过对学生的某项专门能力或技术应用能力进行训练,使学生在该领域的工作能力、操作能力、技术应用能力等都得到大幅度提高。具体教学内容包括引导学生掌握基本实验技能和方法,将整个学科知识贯穿起来,促进学生科学思维和创新思维,并通过模拟生产项目培养学生解决实际问题的能力。(2)教学实习:实习是每个高校学生在学习一门学科时所必须的,因为通过实习可以对所学知识如何在生产生活中进行应用有充分的了解。具体可以学院内部组织学生进行实习,学院联系单位学生进行实习,或是学生自己联系单位进行实习,并撰写实习报告,教师通过学生的实习报告对学生的实习结果进行鉴定。(3)课程设计:主要内容包括课程设计、综合设计及毕业设计等,通过课程设计使学生能够把在课堂中所学的理论知识灵活地应用于实践中,提高学生解决实际问题的能力、基本的科研能力和社会责任意识。(4)社会实践:社会实践的内容主要包括学生社团、勤工俭学、学术讲座、社会服务等。通过这些丰富多彩的社会实践活动,可以让学生深入了解社会,并提高自己的对综合素质。(5)创新创业:我们学院在进行计算机科学与技术专业实践教学改革的过程中,主要通过采取开放实验、科研科技活动及创业大赛等活动对学生实施创新创业教育,并在具体的实践过程中取得了较好的结果,学生的动手能力、创新能力和理论联系实际能力等得到了较大提高。 三、结语 在具体的实践中已取得了较为显著的效果,但计算机科学与技术专业实践教学体系构建是一个长期的、系统的工程,需要我们在今后的教学过程中不断地实践并进一步构建和完善,从而为学生提供更好的实践环境,全面提高学生的综合素质能力。 作者:甘赟 单位:海口经济学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术特色实践与思考 1培养目标 计算机科学与技术的积累和发展,对社会的影响巨大。针对计算机专业人才需求,已成为国家未来发展的重中之重,因此高校将计算机专业化人才培养方案作为战略标准,来衡量一个学校综合实力。以计算机科学与技术为前提,利用软件技术为工具,培养具有扎实的工程实践能力、技术创新能力和良好团队协作能力的计算机特色专业化人才,是高校计算机科学与技术特色专业建设的目标。计算机科学与技术专业可培养软件设计研发、计算机硬件、信息化应用工程类及IT研究型专业人才。从市场需求来看,计算机行业需求较多的是高级软件工程师、支持工程师、硬件工程师、软测试工程师及项目经理。 2计算机科学与技术特色专业建设现状 目前国内大多数高校计算机科学与技术专业建设,重理论轻实践,理论体系越来越庞大,专业特色越来越不明确。总体来看主要存在下列问题。2.1实践能力培养欠缺大多高等院校注重理论知识的学习,庞大的理论体系包含了从计算机基础到数据库、高级程序语言等繁多内容,过于宽泛有失重点,而留给实践的时间非常有限。加上高校实践教学资金不足,当前实训基地不能满足学生实践能力的培养要求。2.2专业特色不明显计算机科学发展迅速,但大多高校的教学大纲却几年都不更新,因此缺乏专业特色,有的学校甚至采用延续十几年的讲义,学科发展严重滞后,无法顺应形势。培养出来的学生好像都懂却又都不懂,步入社会后适应能力差,对所学专业失去信心,无法满足高校向社会输送优秀人才的需要。2.3招生状况逐年下滑计算机专业兴起之初优势明显,随着计算机的普及,社会对计算机专业的整体认可度呈现下滑趋势,但与此同时,社会对计算机专业人才的要求却越来越高。就业市场对毕业生提出了更高的要求,既要有专业扎实的基础,又要具有较强的实践能力,同时还要具备沟通、合作、吃苦等优秀品质,因此就业形势非常严峻,对高校的人才培养提出了相当高的要求。 3计算机科学与技术特色专业建设的思考 3.1科学准确的专业定位高校要结合所在区域和自身特点,制定独特的人才培养目标,避免盲目照搬照抄。例如,矿业类高校在学科建设上可融入矿业特色,石油类院校可定位于石油系统的计算机应用。这样有利于得到行业和地方的支持,培养的毕业生也容易融入社会。3.2加强师资队伍建设加大人才引进,拓宽渠道引进高层次的专业人才充实教师队伍,另外加强青年教师的培养,鼓励青年教师积极参与教学研讨,给青年教师配备经验丰富的教学导师,帮助其尽快适应教学,并尽早成熟形成自己的教学特色。教师队伍的师德建设也是当前高校需要重点研讨的问题,当前的社会风气或多或少影响到了高校,盲目追求利益的思想在学校蔓延,导致很多教师将主要精力放在盈利的项目上,忽视了对教学的研究。因此加强师德建设,努力营造教书育人、爱岗敬业的氛围,提高学校的教学质量。3.3拓展实践方式传统的实践教学方式单一,实践能力得不到培养,与付出的时间不成正比。因此需要在日常的教学中,探索实践的新方式,例如利用课程设计的机会,鼓励学生在合作企业完成设计课题。利用电子设计大赛等竞赛活动,鼓励全员参加,再通过评比评选优胜参赛。3.4健全保障体制成立领导专业化建设小组,制定特色专业建设计划,并跟进落实,保证建设项目有序进行,提升高校整体教学水平。 4结语 伴随着计算机特色专业人才市场需求的增加,高等院校计算机科学与技术特色专业教学管理是提升高校管理水平的必然要求,建立科学完备的专业化教学体系是专业化建设的关键。培养具有扎实的专业实践能力、一定的创新能力和良好的团队协作能力的计算机专业综合型人才,是高校计算机科学与技术特色专业的培养目标。 作者:李瑛 单位:贵州省黔西南州广播电视大学 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展微探 1来自于制造业发展的推动 制造业的发展进步也给计算机科学与技术的发展带来巨大的能量。在上世纪五六十年代,困扰计算机发展的最大因素就是制造计算机的材料品质低下效率很差,使的无法实现相关理论。出现了空有理论却无法实现的局面。但是随着制造业的发展,用以制造计算机的各种元件不断问世,集成电路和微处理器的革命性出现,都给计算机科学与技术的发展注入了强劲的动力,使其在短时间内得到了质的转变。 2来自于个人对于PC的需求 在计算机逐渐推广普及之后,越来越多的个人用户开始接触到计算机PC,并且开始了解其具体功能和一定的技术原理。随着社会整体的科技水平不断进步,智能化时代逐步来临,通过计算机PC进行办公、学习和娱乐,已经成为许多个体单位对计算机的需求。在未来,其对于计算机的需求将会更高。个人用户的不同需求,将成为计算机科学与技术未来发展的关键推动力量。 3计算机科学与技术的发展方向分析 3.1向更高的方向发展 计算机的未来发展,更高是不可避免。更高的要求就是计算机的处理速度越来越高,综合性能越来越高,其优秀在计算机的主频上得以体现。目前,英特尔公司已经开发出了晶体管数量超过10亿个的微型处理器,不仅如此,对于一台计算机来说,其不仅仅只是使用一个处理器。根据实际情况和需要,一台计算机可以使用成百上千个处理器进行并行处理,如此可以超大幅提升计算机的性能,使其具有超高的处理能力,能够满足任何计算工作的需要。当前世界上使用处理器最多的通用机达到了上万个处理器,由此可见,专用机的处理器使用数量将会更加庞大。向更高的方向发展,需要注意两个方面的问题,第一是构建高效的操作系统,保证各处理器之间的高速信息交换渠道;第二是加强计算机之间的协调配合工作。 3.2向更广的方向发展 在社会进步和经济发展的背景下,计算机已经走进千家万户,成为大多数家庭的必备产品,大大提升人们的工作和学习效率,丰富了其娱乐生活。但是,计算机的发展绝对不可满足于此,还应该朝着更广的未来发展。更广的发展方向主要可以分为三个方面。第一是大力拓展计算机科学技术的应用范围,使其更广地渗透到各行各业。目前计算机PC的普及率虽然很高,但是相关科学技术的普及程度并不高,诸多行业多缺少计算机科学技术的应用。因此,需要加强计算机科学技术在和行业的普及。第二是大力拓展计算机技术产品的使用范围,当前计算机产品主要被应用工作、学习和娱乐,这并不是计算机产品的全部,其还可以被运用到更多方面,这就需要相关科技企业细心分析大胆创新。第三是大力拓展计算机技术在其他产品中的应用,推动智能化生活的构建。诸如将计算机技术运用到洗衣机、冰箱等各种家用电器,构建智能化的生活环境。 3.3向更深的方向发展 更高和更广的发展方向主要是从外部推动计算机科学技术的发展,而更深的发展方向主要是从内部加强计算机科学技术的发展。具体来说,更深的发展方向主要就是向人工智能的方向发展。人工智能可以说是计算机科学技术发展的致高点,这里所说的人工智能并不只是简单的可以进行人机交互程序的机器,而是具备独立的思维逻辑,能够进行不受人为因素影响的逻辑分析。人工智能将成为社会的一次重大变革,需要足够的计算机科学技术来实现。 4计算机科学与技术的发展趋势具体分析 4.1生物计算机的发展分析 生物计算机的理念提出已经长达三十年了,但是其发展依旧缓慢,成果甚低。这主要是由于世界计算机科学技术人才依旧主要着力与传统计算机的发展,生物计算机缺少足够的人才进行相关研究。生物计算机的研究始于上世纪八十年代,其最显著的特点就是利用生物工程技术产生的蛋白质分子来构成生物芯片,再将其用于计算机。生物芯片的优点十分显著,其信息的传递是通过波的形式进行,运算速度相当于普通计算机的几十万倍,储存空间巨大,能耗极低,只占普通计算机的十分之一左右。生物芯片的这些特点,正是计算机技术未来发展所应该逐步达到的目标。不仅如此,蛋白质分子具有一定的再生能力,在生物计算机发展故障时,其可以通过自我修复排除芯片故障,极大地延长了计算机的使用寿命。目前,生物计算机的相关技术已经得到了初步的应用,证实了其所具备的高效性和实用性。诸如超微生物机器人,就是基于超微生物技术的研究成果。 4.2光学计算机的发展分析 光是速度极快的一种物质,或者说波。就目前的认知范围来讲,还没有任何一样物质的运动速度能够超过光速。所以将光作为计算机的信息传输手段,将可以极大提高计算机的信息数据处理能力。光学计算机相比传统计算机来说具有多个方面的优点,其数据处理能力远超传统计算机;其偏振和频率特性提高了信息传输能力;光的传播不需要导线,所以光学计算机内部信息数据不会产生互相干扰;光学计算机的智能化程度也远远高于传统计算机。光学计算机的研究起于上世纪九十年代,世界范围内诸多国家都投入了大量的人力财力物力来进行光学计算机的研究,并切实研发出来基于光学的计算机,其数据处理速度超出电子计算机一千多倍。光学计算机不会受到环境的限制,可以在各种极限环境下使用,加之抗干扰能力强悍,但从适用性角度来讲,光学计算机的发展前景不可估量。 4.3量子计算机的发展分析 量子理论近年来被广泛提及,其开始被逐渐运用到一些高精尖领域,计算机也是其中之一。基于量子理论开发量子计算机,具有极其重要的意义。量子计算机的运算速度极快,相关信息数据以量子形态进行传输和储存,能够极大地提高硬件使用率;量子计算机的信息安全度很高,基于测不准原理,量子态化的信息数据很难被拦截和破译,可以极大提高计算机的信息安全等级。目前,美国的研究机构已经实现了锂离子的量子形态缠绕,推动量子技术在计算机领域的应用向前跨进了一步。不过从量子计算机的发展历程来说,其仍然处于构想阶段,想要实现还存在技术方面的诸多缺陷。 5结束语 计算机科学与技术的发展历经百年,从一无所有直到今天的高度,离不开一代又一代科学家的努力。计算机科学与技术的未来发展需要明确更高更广更深的发展方向,结合一系列先进的科学技术,创新出更加优良的计算机设计构想,以推动计算机科学技术的发展。 作者:王科超 单位:河南工程学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的发展方向 摘要:随着我国经济水平的快速提升,科学技术得于迅速的发展,计算机科学与技术在人们的生活与生产中扮演着越来越重要的角色,极大地改变了人们的生活,促进了生产力的发展。因此,结合当前计算机科学与技术的发展现状,探讨了计算机科学与技术的发展趋势。 关键词:计算机科学与技术;探讨;发展趋势 在现代社会中,计算机科学与技术所发挥的作用是显而易见的,并且与我们的生活、工作、娱乐等紧密相连。通过人们的不懈努力以及多年发展,计算机科学与技术的发展趋势逐步从过去的单一化走到如今的多元化,从过去的封闭发展到如今的全球发展,正是因为计算机科学与技术的不断深入发展,才促使我们对计算机科学与技术的未来趋势充满了好奇和期望。 一、计算机科学与技术的发展现状 1.发展迅速,应用广泛。计算机科学与技术在科学技术的发展过程中发挥了重要的作用,在科技生产中,由于计算机技术的快速发展,极大地刺激了科技生产的发展,给科技生产带来了新的动力。而计算机技术通过在人们生活中和生产中的普遍应用,不断的加以完善和发展,技术得于更好的运用和创新,逐步的渗透到社会发展的各个领域,给人们的生活和生产带来了质的提升,对现代社会的发展产生了重大的影响。 2.走向专业化、多功能化。在当前社会中,走向专业化和多功能已经成为众多产业的一种发展趋势,计算机科学与技术也是同样如此,逐步的与各行各业的发展联系越加紧密。特别是在如今的信息化时代,通过对计算机科学与技术合理利用,对各行各业提高自身竞争力有着重要的作用。因此,基于人们对计算机科学与技术的重视,以及在社会各行各业的广泛运用,对计算机科学与技术的专业化人才的需求不断扩大,从而带动了计算机科学的专业化发展,通过专业化的培养,大批专业化的计算机科学与技术人才服务于社会发展当中。与此同时,单一性的产品随着经济的快速发展已经数据被淘汰,只有多功能的产品才能够满足当下人们的需求,正因为如此,计算机科学与技术迈向了多功能的产业链当中,更好的服务于人们的生活和促进各行各业的发展。 二、计算机科学与技术的发展趋势 1.智能化的发展趋势。在社会经济快速发展的驱动下,人们开始越来越注重便捷和效率。与此同时,计算机科学与技术的广泛运用,使得计算机当前所面临的处境就是需要处理的数据越来越多以及越来越大,不仅工序复杂,还在运行过程中所暴露的问题也在不断增多,面对当前社会对大数据的计算需求,普通的计算机技术已经已难以满足,已成了当下计算机科学与技术发展所面临的一大难题。但是,基于当前计算机科学与技术的发展趋势来看,必将经历层层突破,走向一个新的领域,未来的计算机将会是超导技术、光学技术、微电子技术和电子仿生技术相结合的产物。在面对大数据的计算需求,计算机可以在实际应用当中,通过独特的设计机构、平行技术等对各种数据乃至各种指令进行合理的分析,推动计算机科学与技术向智能化发展。同时,还将用智能化计算机取代人工进行生产,为人们提供便捷的服务,提升生产的整体效率,满足社会的发展需求。因此,在未来的社会发展过程中,计算机科学与技术必将走向智能化的发展趋势。 2.高性能的发展趋势。在当前大数据的驱动下,计算机需要处理的信息数据量将越来越大以及越来越多,社会各行各业对计算机的性能要求也随着社会发展逐步提高。而当前大多计算机都是通过采用与之相通用的芯片来完成相关操作,与发达国家相对比,还存在着明显的差距。为了给人们生活生产带来更加便捷的服务,必将提高计算机科学与技术的水平,特备是计算机性能上。因此,在计算机的发展过程中,高性能的处理系统必将成为重点探究对象,只有不断的研制出高性能的计算机技术,才能够更好的满足当下时展的要求。 3.体验式的发展趋势。社会经济的发生发展,人们的消费理念不断的在变化,更加讲究物质享受和精神享受。为了迎合人们的消费需求,社会各行各业展开了激烈的竞争,不断的改善服务理念,通过先体验,让消费者感受到产品的功能和效果后,在促使消费者购买。然而,就计算机科学与技术而言,它已渗透到社会发展的各个领域服务于人们的生活和生产,为了更好的服务于人类,以及及时的发展在发展过程中存在的不足,展开体验式的服务理念是促进计算机科学与技术向前发展的重要体现。因此,在未来的计算机科学与技术的发展过程中,体验式的发展思路也必将成为潮流。 三、结语 总而言之,计算机科学与技术的发展已成了我国当前社会发展的重要一部分,在未来的计算机科学与技术发展过程中,必将会有更多的高新技术不断涌现,服务于人们的生活和生产当中,促进我国社会经济的发展。 作者:林开斌 单位:海南师范大学 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的展望 一、计算机技术发展的整体趋势 高、广、深这三个字概括了计算机科学技术的整体发展方向,即使如今计算机科学技术如此迅速的发展,其发展的方向仍离不开这三个字。计算机技术向“高”发展的趋势主要体现在计算机的主频上,计算机主频的提高对于其性能的提高具有巨大的作用,随着主频的提高,计算机运行速度也会逐渐提高。目前为止,能够集成十亿个以上的晶体管的微处理器已经由英特尔公司研发成功,这标示着一台计算机可以使用多达几十、几百甚至更多的处理器进行并行处理。现如今性能最好的通用机就使用了多达上万个处理器,而专用机的并行程度甚至要更高于通用机。操作系统则是其优秀关键技术,主要包含两个方面,一是怎样能够高效地使计算机之间产生联系,使得处理机之间能够高速通信,另一方面是对这些计算机的有效管理,使计算机之间相互配合,相互协调。 随着计算机科学技术的飞速发展,计算机已经得到了广泛地普及,而计算机技术的网络化范围的扩大以及向各领域的渗透就是向“广”发展,可以想象,在数年之后,计算机将会出现在我们生活中的每个角落,无论是冰箱、洗衣机,甚至是我们所用的书籍都会出现计算机的身影,计算机将会成为我们生活中最常见的组成部分。深则指的是计算机技术向着人工智能的方向发展的趋势,智能在计算机中占据主要部分,同时具有感知能力和逻辑思维的能力就是所谓的人工智能,人工智能的发展将使得人与计算机的交流更加方便、灵活、快捷。 二、计算机技术具体的发展方向 从目前计算机科学技术发展的状况来看,未来计算机发展的具体方向主要有以下几个方面。近年来,美国纽约市的伦斯雷尔•保利技术公司的科学家研发出一种新型电路,这种电路的芯片是用一种包裹着胶滞体的导线进行连接的,空气的比例占了组成这种“胶滞体”的物质的90%,而空气恰恰是一种优良的绝缘体。经过研究得出,晶体管或芯片间信号传递的速度直接影响计算机运行的速度,保利技术公司研发的胶滞体导线,与目前所普遍使用的硅二氧化物导线相比,在信息传输的过程当中对于信号的吸收近乎为零,使得信息在其中的传递速度更快。 另外,伦斯雷尔•保利技术公司研发的导线对于电能的消耗也大幅度的降低且无需对计算机芯片进行改动。但其存在散热效果较差的缺点,保利公司为此研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即将装有液体的微型管道放在计算机电路当中,以此来吸收电路形成的热量。目前,美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验,如果实验成功,胶滞体导线技术将被推广到全球计算机当中,从而大幅提高计算机的运行速度。生物计算机采用由“蛋白质分子”组合构成的生物芯片,因为这种分子具备再生的能力,经过自我组合,它可以合成新的微型电路,正是因为这种生物芯片使得计算机具有了生物体的基本特征,所以这种使用生物芯片的计算机就被称为生物计算机。信息在这种生物芯片中以波的方式传递,运算速度远远高出普通计算机,且储存空间巨大,但其能耗仅约为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。 除了高速计算机与生物计算机之外,以光作为传输信息的手段的智能水平远高于电子计算机的光学计算机、量子计算机以及采用纳米技术研发的纳米计算机也是计算机科学与技术未来发展的几个具体方向。 三、应如何发展计算机科学与技术 唯有加大力度开拓应用,才能真正地推动计算机科学与技术的发展。实践得真知,没有实践,科学技术是根本无法发展的。我们要看一个国家真实的计算机应用水平,就是看计算机的应用是否得到迅速推广以及在国民经济中是否占据着重要的地位,在应用方面是否有从科学技术扩展到数据、知识和信息处理以及从军用扩展到民用。在计算机应用中,科学计算只占10%,而信息、数据处理等则占90%之多。大多数国家的计算机技术的发展,都是首先在军事上大规模应用,之后才逐渐转向民用。而从军用到民用的转变的时机以及转变速度的快慢,对计算机技术的发展具有重要影响。 作者:潘增欣单位:大连大学辽宁大连 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术人才培育体制探微 一、建设计算机科学与技术专业人才培养体系的方法 (一)构建多维分流的培养框架 多维分流的框架模式利于学校有针对性地开展教学与培养。对于高校学生来说,可以将他们通过横向与纵向的方式来进行分流,横向指的是为学生提供不同的课程选择方向,如软件工程、基础理论或是网络技术等,而纵向则是根据学生毕业后的计划来进行分流,如有的学生选择直接就业,而有的学生选择考研,继续深造。在一二年级学校可以统一开展计算机科学与技术的基础教学,三年级开始分流,有针对性地开展专业课程的教学,四年级则更多关注实习和毕业设计。 (二)深化课程体系改革 通过对课程体系的研究与改革,能够为计算机专业教学提供有效指导,为人才培养创造良好条件。在深化课程改革的过程中,需要做到以下几点:首先要对计算机科学与技术专业的基础课程引起足够的重视,通过线性代数、电子线路、大学物理等课程的学习来使学生形成抽象思维,通过汇编语言、数据结构、软件工程等必修课的学习来确保学生掌握专业思想与方法。其次,要从社会需求出发,根据计算机科学的发展来进行选修课程的设定。第三,要重视人文类课程的教学,使学生在正确的人生价值观指导下来开展学习活动,确保学生能够利用所学专业来为国家建设贡献力量,避免学生误入歧途。第四点就是要促进学生的综合发展,促使学生掌握更多其他学科的知识,涉猎如新闻、管理、教育类的课程,使学生成为社会需要的复合型人才。 (三)加强实践力度 计算机科学与技术专业的人才除了具备理论知识外,具备良好的实践能力也同样重要。学校在培养实用型人才时要把握以下几个方面:首先,要拓展实验教学,增加实验课程的比例。在实验课上让学生充分掌握基础计算机科学与技术,并根据社会发展需求来加强教学的实时性,加强LINUX、ORACLE等主流系统的实验力度。其次,要引导学生们多多参加各类计算机科技竞赛,使学生们借竞赛之力来灵活运用学到的知识,拓展视野,提高独立思考能力和动手能力,并通过此类竞赛来培养学生的创业意识。第三,不能忽略毕业论文的重要性,毕业论文是学生四年来学习成果的体现,能够在一定程度上反映学生的理论水平和实践能力。教师在进行论文指导时,要着重加强学生的分析、设计、运用能力,确保学生通过毕业论文的撰写来提升综合能力。 二、结束语: 通过计算机科学与技术专业人才培养体系的构建能够使人才的知识结构更加完备,更加符合社会的信息技术发展需求。作为社会及高校应该时刻把握教育目标,从目标出发来构建培养框架,深化课程改革以及引导学生加强实践,通过这些方法的运用来培养各类专业型的人才,促进计算机科学与技术的发展,从总体上提升我国的信息技术水平。 作者:姚霞单位:海南师范大学信息科学技术学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的展望 1计算机科学与技术发展的专业化趋势 PC今天是如此的受欢迎,因为他的通用模块设计的推动起了决定性的作用,后来的个人电脑也不会牺牲的优点,但也会发扬,不仅要实现在内置的读卡模块,甚至提供多个外槽,供人们使用添加新的模块,提高性能或功能,使用起来,现在在一个笔记本PCMICA更接近一点。这个槽将使用PCI表达的接口技术,PCI表达具有高性能,高的可扩展性,可靠性高的特点,可扩展性好以及成本低的特点,它必将取代PC现在总线。在同一时间的热交换原理,我们可以设计机模块化的概念,下面是一些制造商戴尔,已经在组合WinHEC2002的概念表明,当我们需要一个功能,只需要给机器的功能提供了一个模块,可以提供的功能,无需关闭,因为它是现在我们使用的设备简单。也许未来的计算机将是一个密封的设备,所有设备将由其他USB外接口。但计算机卡通过PCIExpres总线,从而支持热插拔。 不是每一个工作都需要一个高性能的PC来完成,有时甚至使用高性能计算机也可能引起麻烦,因为高性能势必对高能耗的负面影响,高温和其他不良。未来的电脑因为工作不同,形状不同的性能。一般的PC将逐渐由专用设备(硬件和软件集成的计算机)所取代,以提高工作效率。如果你仔细看的话,事实上,目前在美国发生这样的变化,如彩票终端销售,在收银机的购物商场,银行终端等,都是为了提高项目的效率和降低成本,逐渐被广大PC逐渐演变。也许,这种趋势在我们的家庭生活,为“家庭控制计算机”将成为家居电气控制中心,为我们控制的家用灯,冰箱,微波炉,空调等。 2计算机科学与技术发展的智能化趋势 计算机已经变得越来越流行,各种家用电器也开始得到情报,这些现象将促进网络家电和电脑的过程中,家庭网络的分布式系统将逐步取代目前的单机模式,计算机可以通过各种各样的家电网络控制,家用电器通过互联网下载各种新的应用,以提高家电的功能,家电等性能的改善。还可以通过在家电网络远程控制,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。人工智能的研究已经有很多年,人工智能是基于模糊逻辑,计算机可以对计划实施过程中遇到的困难,对最优解的自动选择。智能化最成功的应该是在航天技术应用,并有机会和精神已成功登陆火星,人不仅宣布再次进入外层空间的一步,同时,人工智能的成功,火星和地球的距离大约5576万km,即使使用无线电通信一个信号,来回需要6.2min,在火星上是没有出路的机器人实时控制。这就要求机器人本身具有一定的智能性,应对突发事件。随着计算能力的提高,民用计算机也开始有了一定的智能,帮助解决日常生活中的琐事,甚至出现了专门做家务的机器人,可以使人们花更多的时间学习,娱乐,通信等。 3计算机科学与技术发展的人性化趋势 作为未来人类的工具和家中的控制中心,计算机需要和使用人进行非常多的交流,才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化,才能让使用人真正乐意使用计算机。为了实现这一目标,在未来的交互式计算机将是多元化的,不仅可以控制,而且通过控制语言,或通过眼睛能控制。由于智能化的提高,大多数计算机可以自动选择的操作流程,过程不需要人的参与,因此软件的界面是越来越简单,使用起来像家用电器或移动电话的使用简单,人们不需要专门学习,甚至老年人可以运用自如。 因为家里和办公室的未来会有多台电脑,专门的计算机正变得越来越流行,所以电脑的功能和定位将更加清晰,这将使传统的电脑部,电脑制造商根据人们的习惯和使用范围使用,产生不同类型的计算机,以满足人们的要求。现在传统的台式机和笔记本,以及PDA的界限将变得模糊,计算机将根据工作分类。由于人工智能技术,机器人技术的迅速发展,有一天,传统的计算机和机器人将被合并,所以未来的计算机之间的差异可能比笔记本电脑和台式电脑,家用电脑可以在机器人或电子宠物的式出现在我们的生活中,使计算机将不再一一静机,但也参与了我们的生活。但也可能办公室电脑演变为办公室机器人和个人便携终端两个,工作人员的工作和办公室发出指令,由便携式终端,根据指示准备和处理日常事务的机器人,不需要人的干预,到那个时候,这个职业秘书可能出现的就业危机。 提高计算机的性能,能源消耗将增加,计算机在家庭生活中扮演着越来越重要的作用,运行时间会更长。为了不让计算机成为权力最大的电器在家里,技术人员和先进的方法,让计算机来减少能源消耗,如通过上述专业计算机,让计算机效率大大提高,能够与职业功能性能低的硬件系统,降低能源消耗。也可以通过使用新的架构,如使用“量子”,“光子”的“DNA”代替现有的硅结构的计算机,大大降低计算机的能耗。第二大功率的消耗———显示系统,也会因为LCD,OLED显示器的普及,而不再成为用电大户。 4结束语 今天,计算机已经成为现代社会生活中不可缺少的工具,作为一股潜在的发展技术来满足人们现实生活需要,在人们的日常生活的影响逐渐扩大,越来越多的对开发高效,智能化,多样化的趋势。一个更明显的趋势是网络渗透到各个领域,信息智能的全面发展和进步。计算机科学的发展及时,像一个科学的边缘,渗透到国家,社会,生活的各个领域,丰富了人们的社会生活,改变人们的生活方式,提高学习效率,促进社会文明的发展和时代的进步,我们是乐观的发展趋势计算机科学与健康技术,遵循其进步的脚印,让电脑科技带领我们探索世界的神秘和未知的未来。 作者:任青孙茜单位:四川电力设计咨询有限责任公司 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展探索 1前言 随着信息技术的应用,计算机在各行各业的发展高效地促进了经营效率的提升。计算机在企业管理系统的应用实现了管理的信息化、及时性,增强了企业与员工之间的沟通与交流。借助计算机科学与技术,企业实现管理系统的信息化,使得企业与员工之间可以进行良性的互动,减少了信息交流的时间,提升了互动沟通的效率。企业可以根据不同的员工特征进行针对性的管理,调动员工的工作热情,可以有效促进企业的可持续发展[1]。与以往的管理方式比,计算机技术的成本更低、反映迅速等优势,解决了信息的单向传递、时间间隔长等问题,方便了人与人之间的沟通,满足人们对信息的要求。计算机的这种交流模式,弥补了传统企业管理方式的不足之处,推动员工工作热情的提升,方便员工之间进行信息和资源的交换,充分调动了他们主动探索消息的热情。 2计算机科学与技术的跨越式发展对企业的作用 2.1提高企业管理效率 计算机科学与技术的跨越式发展,对于企业的进一步发展具有重要的作用。为了适应当前社会激烈的市场竞争,企业应该借助计算机技术,实行现代化的管理方式,通过制定符合企业自身情况的管理系统,结合员工的个人信息和能力,获得员工工作的需求,从而提升企业的管理的质量效率。不同的员工由于自身所处的环境不同,需要有不同的管理模式以及工作计划,企业的信息管理系统应该根据不同部门和岗位的需求,制定合理的管理方案[2]。 2.2促进企业可持续发展 随着经济全球化的发展,企业纷纷应用计算机科学技术推动企业的可持续发展。在当前知识经济的背景下,能否科学利用计算机技术促进企业的效率提升,成为影响企业成败的重要因素。企业应该积极探索高水平的计算机科学技术,使得企业在激烈的市场竞争中保持不败的地位,为后续的发展积累力量。在市场环境发生变化的时候,只有能够快速适应市场环境的变化,才能够实现自身的可持续发展。 2.3方便进行人力资源管理 当前社会竞争的日趋激烈,企业先进产品技术发展与优秀人才吸纳方面存在着激烈的竞争。只有积极探索高水平的科学技术摒弃发展优秀的人才队伍企业才能够适应当代激烈的市场环境。人才促进企业发展的关键因素,是企业人力资源管理的重要组成部分[3]。通过计算机科学与技术的使用,可以实时了解员工的信息,对人才进行针对性的管理,促进企业的可持续发展。 3企业实施计算机科学与技术跨越式发展的措施 3.1加强与员工之间的交流,培养企业忠诚度 企业要想获得进一步的发展,必须注重与员工之间的沟通,获取员工关于工作反馈的信息。在当前的企业管理模式下,员工们管理角色已经有了很多转变,都倾向于主动获取信息,向企业阐明自身的要求。但是,企业如果要实现计算机科学与技术的跨越式发展,必须加强与员工之间的交流,培养员工的企业忠诚度。企业可以从以下几个方面着手:(1)通过建立企业内部的信息交流网络,如bbs论坛等形式,通过让员工在内部平台进行交流,可以实现企业与员工的良性互动。企业可以建立资料收集库对员工的信息进行归纳,从而获取有效的信息。(2)企业可以通过建立网上客户交流中心,对客户进行调查和访谈,使得有效信息在企业内部实现共享,提高资源的使用效率。(3)企业可以设立电子信箱,通过匿名的方式获取员工对企业改进的反馈。(4)为了实现企业与员工之间的良性的工作关系,企业应该建立现代化的管理系统,使得企业可以充分了解员工的工作状况,满足员工的个性需求,调动员工的工作热情,提升管理的效率[4]。 3.2加强对企业的管理调查 任何技术的发展都离不开实地调查和研究。因此,要想实现计算机科学与技术的跨越式发展,企业应该加强自身的科学管理,进行管理调查,加强企业管理系统的使用程度,从而开展进一步的深入研究。通过对企业进行管理与调查,可以帮助企业掌握全面的、具有针对性的信息,促进企业管理的科学化进行。在计算机时代,企业每天都会面临很多信息,如果进行分门别类的有效管理,进而从中制定出符合企业实际的管理计划,就需要我们队企业的客户和员工进行管理调查。企业可以利用内部的公司网站和bbs论坛等形式,对员工的需求信息进行整理和分析,还可以通过发送电子邮件的方式,了解具有针对性的信息。通过管理调查的方式,可以提高企业信息的质量和水平,促进企业管理效率的提升。 3.3充分调动员工的工作积极性 在当前市场环境下,只有重视员工的作用,充分发挥员工自身的能力与水平,调动员工的工作主动性,才能使得企业获得长足的发展与进步。企业在选取员工时,应该对人才的质量进行严格的审查,既要注重员工的职业素质,还要选取真正适合岗位的人员。此外,企业应该注重对员工进行培训,促进员工知识水平和技能的更新,提高工作的质量和效率。作为企业发展的重要影响因素,企业要想实现计算机科学与技术的跨越式发展,更应该充分发挥员工的积极作用,使得员工以饱满的热情投入到工作中去[5]。企业应该注重关注员工,倡导以人为本,注重人才队伍的建设,从而使得员工增强对企业的忠诚度。 4总结 计算机科学与技术不仅方便了人们的生活,还促进了市场经营效率的提高。随着计算机科学技术的进一步发展,企业在管理方式中应用计算机技术,可以优化企业管理系统,提升管理的质量,促进企业积极探索计算机科学与技术的跨越式发展。 作者:潘波 单位:河海大学文天学院
计算机科研论文:科研导师制计算机专业论文 1科研导师制 “导师制”是一种教育制度,与学分制、班建制同为3大教育模式。导师制由来已久,最先产生于14世纪的英国,被牛津大学和剑桥大学应用于研究生培养。20世纪,日本的筑波大学、美国的普林斯顿大学在本科生导师制方面实施得非常成功。建国后,国内高校在北京大学和浙江大学率先实行了本科生导师制,随后我国多所高校也开始实行本科生导师制。本科生导师制分为全程导师制、高年级导师制和科研导师制。科研导师制是提升学生创新能力的教育、教学实践活动的一项制度。它利用教师的科研能力、学术水平让学生参与课题研究,以科研为纽带,促进教师在育人中的主导作用,培养与提高学生科研意识和科研能力。科研导师制以教师为主导,学生在科研活动中体现主体性,担任导师的教师必须具有一定科研能力和学术水平,富有责任心。科研导师制的特点有:导师的主导作用与学生主体性相结合;课堂教学与实验教学相结合;具有连续性,必须从一年级起至毕业为止;④导师与学生互动,做到个性化教育]。科研导师制的运行模式:一般采取一年级时选择导师(导师公布自己的学术方向,进行双向选择),由一名导师指导3-5位学生。学生参与模式是:一年级参加社团活动;二年级参加导师课题活动;三年级在导师指导下自行申报课题,从事科研工作;四年级从事毕业设计。学生四年学习生活有机连续,保证科研能力有序提高。 2科研导师制度应用 将科研导师制度引入到计算机专业人才的培养模式中,就是让计算机专业的学生与教师协作,考察、创造和分享新知识。大学生科研创新活动的形式主要有:参与教师的科研项目、大学课外科技活动和大学生自主申请的研究项目。无论学生参与哪种科研创新活动,都要为其配备一个固定的科研导师,以提高学生创新研究的层次和水平。指导教师让学生参与到科研项目研究中,使学生在研究的过程中增强创新意识、创新思维和创新能力,增强学生的就业竞争力。科研导师制度的引入,首先要确定科研导师的能力,挑选那些科技创新能力强的教师担当指导教师。学校及院系需要制订相应的措施,以激励科研导师的工作积极性,努力提高科研导师的科研水平。比如,对成绩优异的科研导师进行奖励与表彰,计算相应的科研工作量等。由于计算机专业的学生从进入大学校门到毕业,所具备的知识水平不同,因而,科研导师制度的引入是一个循序渐进的过程,在每一个阶段,计算机专业学生在科研导师的指导下完成相应的任务,最终达到企业需求的目标,具体步骤如下: (1)将计算机专业学生与科研指导教师配对,学习内容与科研指导教师研究方向一致 学生从大一就开始跟随科研指导老师进行专业学习,阅读计算机专业相关文献资料,有利于在最短的时间内进入到专业氛围学习,也有利于对以后所从事的行业有更深入的了解。计算机专业教师将自己的专业背景、学术业绩、带生数量交给院系,同时学生将自己的学业状况、兴趣特长、接受指导的需求也交给院系,由院系统一整理并公开科研导师和学生的情况,在保障双方都掌握知情权的情况下进行选择,师生之间通过面试环节扩大交流互动,最终通过双向选择机制确定导师与学生的配对关系。这样一种学生-科研导师的关系在整个大学生涯是固定的,学生跟随科研导师从大一进行学习,一直持续到毕业。在大一阶段,计算机专业学生需要培养查阅中外文献资料的能力,熟悉科研导师的研究方向和课题,学会写简单的综述,熟悉科研论文的写作思路和研究方法。通过这一系列的培养,学生对科研导师所研究的课题有了一个大概的了解,同时也基本熟悉了科研过程,可以迅速进入科研导师的课题组参与研究。 (2)通过实践,锻炼学生的动手能力 这一阶段主要是在大二、大三学习阶段完成。一般高校都将专业基础课程安排在大二阶段,将专业方向课程和专业选修课程安排在大三阶段。通过这一阶段的锻炼,培养学生的实践操作能力,为下一步承担和实施科研课题奠定基础。 (3)全面提高实践能力 这一环节主要在大三阶段完成。目前计算机专业大学生竞赛活动和创新基金课题较多,如“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛、大学生程序设计竞赛、全国信息技术大赛、机器人大赛、大学生计算机设计大赛等,在这个阶段,学生可以独立申请创新课题。在课题申请和完成过程中,学生通过查阅资料和科研导师的指导,设计技术路线和实验方案。同时,科研导师可以根据自身所研究的纵向或横向科研课题,在考虑学生专业基础知识、学习积极性和实际能力的前提下,拟定出一些创新性课题,引导学生选题,为毕业设计做准备。科研导师要定期听取学生汇报学习动态和课题研究的进展情况,交流学术思想,认真执行阶段性的检查和总结,及时发现问题并加以引导解决。根据研究进展提出新的要求和研究思路,保证学生学习和科研活动的协调发展。 (4)通过毕业实习、设计毕业论文,完美展现实践动手能力 这一环节主要体现在大四阶段。在毕业实习过程中,学生不仅要学习专业技能,而且要具备社会责任心、职业道德和团队精神等综合素质。毕业设计论文题目由科研导师确定,学生查阅文献资料,撰写毕业论文,设计实验方案,最终完成论文。科研导师除了要严格把握学生的毕业论文实践环节,还要针对学生的论文答辩展开训练,使学生具备展示成绩和学术交流的能力,为今后进入工作岗位或继续学习奠定基础。 3结语 科研导师制的运行,加强了学生的科研工作,增加了学生参与科研课题的机会,改变了高校只重视理论知识学习、缺乏动手能力培养的现状,真正做到学以致用。同时,也督促教师在搞好教学工作的同时,提高自己的科研水平,做到教学科研相互促进,更好地培养理论与实践兼备的学生。科研导师制在计算机专业成功推行后,可将其引入到其它工科专业,以提高工科学生的实践动手能力,改变工科学生的就业困境。 作者:刘燕美 臧利萍 单位:郑州航空工业管理学院 计算机科研论文:科研项目驱动的计算机软件论文 1计算机专业培养现状 从研究生导师反馈的情况来看,硕士生也存在着同样的问题,学生软件开发能力差、没有系统化软件设计的概念、在参与科研项目过程中无法自如地进行相应的分析和设计、只能编写一些特定的小程序等,这些几乎是计算机类本科毕业生的一个通病。一方面,当前的计算机专业毕业生培养没有达到理想的目标,另一方面社会需求对计算机软件人才的工程化素养提出了更高的要求,而目前的教学培养现状还未能达到这样的要求。究其原因,目前的教学环节过多地受到传统思维的约束,许多高校虽然在多年的教学工作中积累了大量的经验,加强了实践环节的培养,合理地梳理出明晰的课程体系和教学思路,但在整个教学培养过程中没有将工程化的思路贯穿始终,使软件工程思想的培养局限在个别课程中,没有形成系统,从而限制了学生工程化素养的养成以及高校教学师资资源的充分发挥。笔者针对计算机专业的培养特点及行业现状,结合普通高校计算机专业软件人才实际情况,提出一种全新的软件工程师的系统化培养方案,即充分利用学校科研团队现有的资源及在大型科研项目方面成功的经验,形成系统化的计算机专业培养方案和思路,着力于培养学生软件开发能力;重点研究如何将软件工程的指导思想贯穿于本科教育培养的始终,系统化培养学生的工程化素养,使毕业生更容易融入社会,为后续工作打下坚实的基础;采用项目驱动的思路充分发挥团队在大型科研项目中的成功经验,将具体的项目分解到学生各门课程的学习和实践环节中,让学生在细节中学习,最终又能宏观统筹集成为一个实际的项目,从而学以致用;最终形成实际工程项目驱动的、软件工程思想指导的系统化培养软件人才的基本思路。 2用软件工程的思想贯穿各门主干课程的教学实践,系统化培养学生软件实践能力 在现有的课程体系下,我们试图找出其中最直接影响学生软件开发能力的各门主干课程,将软件工程的思想贯穿其中,用软件开发生命周期的5个阶段(系统规划、分析、设计、实施、运行和维护)指导各门课程的教学实践,并着重研究每门课程在整个生命周期中的重要地位和作用,以及该门课程应该承担的具体培养工作。在此基础上,重点研究各门课程之间如何更好地衔接,系统化地构架学生的软件开发知识体系。 3用科研指导专业教学的具体实践 高校科研机构所承担的科研项目是一项宝贵的财富,学生也迫切希望早日加入到科研队伍中来,而承担科研项目的骨干力量与学生的教授者之间往往密不可分,甚至是同一批人。这给我们带来新的启示,现有的科研项目正是对学生进行实践教学的生动教材。然而,实际的科研项目往往都是相对复杂的大型系统,对初学者来说难以理清头绪。如何按照各门课程的特点将大型科研项目分解、简化成一个个子系统,渗透在各门主干课程的教学实践中,让学生循序渐进地参与到大型科研项目的开发中,既便于学生学习掌握,也有利于随时采用科研项目实战训练,修正课堂教学方法及方向,实现教学与科研的相互协调,最终达到以培养软件工程型人才为目标的闭环控制,这是亟待解决的问题。 3.1科研项目的开发分解成子系统渗透到各门主干课程的教学实践中,细化各门课程实验环节的开设,形成项目驱动的软件人才培养方案 实施过程中,我们选取智能工程实验室完成的石化行业大型智能建模优化软件平台作为经典案例。该平台是一个集数据预处理、过程建模、过程优化等多项功能,面向石化行业的智能集成化系统平台。教师首先从功能上对其分解,梳理出数据采集、预处理、输入解析、数据建模、优化算法、数据挖掘等模块,将这些模块渗透到各门主干课程的教学中,以子系统的形式作为各门课程实践环节中的重要训练项目。下面以数据预处理模块为例,介绍模块与课程之间的关系。对采集到的数据需要进行初步的处理,并存储到数据库中,这一工作可以放在数据库原理、算法与数据结构、程序设计等课程中作为实例讲解。由于采集来的数据是真实的工业过程数据,这些数据受到各种噪声的干扰、仪表故障或者数据传输错误等原因的影响,存在很多噪声数据、冗余数据、缺失数据和不一致数据,因此,需要采用各种算法进行预处理,如记录删除法、均值填充法、中值填充法和K最邻近距离填充法等。这些都可以渗透到算法设计课程中。处理好的数据如何进行存储这部分知识可以渗透到数据库原理课程中讲解。教师根据后续的应用需求向学生介绍选择哪种数据库工具、采用什么样的存储方式、怎样设计数据库等。在这一过程中,必然涉及程序设计的内容,如均值填充法、中值填充法等相对简单的算法,可以让学生了解基本算法原理后,进行程序设计的实现。带着这些实际的问题进行课程的学习,显然会大大提高学生的学习效率。 3.2做好子系统的集成与拼装,用大型项目的科研实践完善学生的学习过程 在软件方向的学习进程中,随着各门主干课程学习的完成,各子系统逐个开发出来,这些子系统可以作为后续软件工程系列课程的重要实践内容。例如建模优化平台项目总体上采用了三层结构,这将成为软件体系结构课程中重要的典型实例,并以此集成整个系统。软件工程等课程的开设将从理论的层面更系统地对前序课程中渗透的软件工程思想予以科学的总结归纳和提高,同时补充大量前序课程中还未涉及的工程化知识,查漏补缺,为走入工作岗位或进一步的科学研究打下坚实的基础。 4关键问题的解决 在整个方案的实施过程中,指导思想的落实是重中之重,需要学院、系部等行政机构给予必要的支持和配合,才能整合整个计算机课程体系,充分协调好教师与教师之间、课程与课程之间的关系。在学校的实践过程中,我们组织全系大大小小的相关课程研讨、集体备课多达20余次,大会确定思路,小会细化方案,真正将软件工程的思想落实到各门主干课程的教学与实践环节中,最终保证方案的有效实施。其次,学校组织专门的骨干力量对经典的大型工程项目进行合理的分解和集成。完成此项工作需要相关人员既熟悉工程项目,又宏观把握整个计算机教学体系。在此基础上,对全系相关课程教师进行培训和研讨,将正常知识点的教学与工程素养的培养相结合,从而将实际企业工程项目转化为教学资源,真正实现科技创新对教学的促进。 5结语 计算机软件人才的培养不是简单地学习理论知识、编几个小程序,不应停留在概念的层面上,有许多切实的工作可以开展。文章提出了基于软件工程思想、以大型科研项目驱动的卓越软件工程师的系统化培养方案,并对实施过程中遇到的问题进行了分析和研究,为更好地实现教学与科研互动以及科研对教学的促进提供了很好的借鉴,具有很好的推广价值。在实施的过程中,这套方案完全可以依靠学院乃至全校的力量,发动更多的科研团队加入进来,从而形成科研带动教学的完整实践教学体系。 作者:李芳 高敬阳 尤枫 耿志强 单位:北京化工大学信息科学与技术学院 计算机科研论文:计算机科学领域科研合著网演化分析 摘要:[目的/意义]揭示计算机科学领域科研合作发展规律及特点。[方法/过程]以计算机科学领域1975―2014年约300万篇论文为基础构建合著网,以年为单位分析合著网演化特点,对比分析期刊论文合著网和会议论文合著网的特点。[结果/结论] 科研合作已经成为计算机科学领域的必然趋势和普遍现象,八成以上科研人员拥有两名或两名以上合作者;计算机科学领域的发展以2000年为界分为慢速发展和快速发展两个阶段;会议作为更为高效的科研信息交流方式,更有利于促进计算机科研领域的科学合作。 关键词:计算机科学 合著网 演化分析 分类号:G250 引用格式:邹鼎杰.计算机科学领域科研合著网演化分析[J/OL]. 知识管理论坛, 2016, 1(2): 130-135[引用日期]. http:///paperView?id=23. 随着科学研究的进一步发展,科研合作已经成为科学领域的普遍现象。科研论文是科研成果的主要表现形式,科研论文的合著能够从一定程度上反映科研合作状况。通过研究论文合著情况来了解科研合作现状,发现科研合作规律及特点,能够帮助科研管理人员加强科研管理,启发科研人员更好地开展科研合作。 国外的科学计量学专家普赖斯[1]和D. Beaver等[2]最早对科学合作和科研论文的联名发表情况进行了探究,普赖斯认为大多数高产作者提高他们的生产率是由于存在一个集体的领导而使他们能比单枪匹马时完成更多的工作量所致。国内的文献计量学专家王崇德[3]、汪冰[4]等运用统计分析方法对合著率、合著程度等指标展开研究,通过量化的方法研究科研论文合著现象。随后M.E. Newman[5]、A.L. Barabási等[6]提出用网络方法研究合著关系,基于社会网络分析方法的合著现象研究越来越受到重视。王福生、杨洪勇[7]基于2001-2006年期间发表于《情报学报》的科学研究论文作者数据构建合著网络,探索了该网络的小世界特性和无标度特性;李亮、朱庆华[8-9]以1998-2005年期间发表在《情报学报》上的880篇科研论文为基础构建合著网络,利用社会网络分析方法对该合著网展开中心性分析、凝聚子群分析和边缘-优秀结构分析;随后刘蓓、袁毅等[10]以2000-2006年被收录在中国期刊网上“情报学”主题相关的9 806篇论文为样本建立合作网络,分析研究人员合作紧密程度等特性。 然而,现有研究对象大多集中在图情学领域且数据规模小、时间跨度窄,通常以静态方式分析,缺乏动态分析研究。本文以计算机科学领域1975-2014年发表的约300万篇论文为样本建立合著网络,以年份为单位分析该网络演化特点,对比分析期刊合著网络和会议合著网络差异,揭示计算机科学领域的发展规律及特点。 1 DBLP文献库及预处理 DBLP[11]是由德国特里尔大学开发和维护的计算机科学文献库,该文献库收录了计算机科学领域主要的国际期刊和会议论文,为计算机科研人员提供免费的文献检索服务。由于其更新速度快,收录论文质量高,很好地反映了计算机领域学术前沿方向,在学术界有很好的声誉,给计算机科研人员带来了极大的便利,其权威性也得到了研究界的高度认可[12]。截至2015年8月,该文献库已经收录超过140万名科研人员发表的约360万篇文献,其中期刊文献约120万篇,占46%;会议论文约160万篇,占53%。本文提取数据集中1975-2014年40年间发表的期刊论文和会议论文作为研究对象。 DBLP数据集以XML格式提供数据服务,每条数据记录包含论文标题、作者、发表刊物、发表日期等字段。期刊论文以节点标记,包含创建时间(mdate)和唯一标识(key)两个属性,以及作者(author)、标题(title)、刊名(journal)和发表年份(year)等子节点。一条典型的期刊论文记录属性见图1。会议论文以节点标记,所包含属性和子节点与期刊类似。由于各种原因,DBLP文献库收录时存在部分期刊或会议论文字段不齐的情况。笔者挑选出创建时间、唯一标识、作者、标题、刊名和发表时间这7个要素均齐全的所有记录,删除7个要素不齐全的记录。最终得到1975-2014年间发表的1 231 308篇期刊论文和1 607 382篇会议论文。本文运用java语言,采用sax大规模XML文档处理程序包处理所有文档。 2 合著网络构建 本文主要考察科研作者之间有无合作关系,不考察合作关系强弱,因此建立无向无权值合著网络。以姓名为作者标识,作为合著网的节点;对于任意两名作者,如果他们合著过论文,则这两名作者之间建立一条无向边。最初以1975年为基础构建合著网,然后以1975-1976年间为基础构建合著网,以此类推,最终构建1975-2014年间发表的论文合著网络,分析这40年时间内随时间推演网络规模、度分布等演化特点。针对特定论文数据集,构架步骤如下:①基于论文数据构建“作者―合著者”关联表;②根据关联表统计当前合著网络规模;③根据关联表统计节点度及该网络度分布;④基于广度优先搜索算法分析该网络连通区域,并统计最大连通区域节点占整个网络的比例。 3 合著网演化分析 3.1 整体网络属性 表1显示了以1975-2014年间完整数据为基础构建的期刊合著网和会议合著网的基本属性。期刊合著网作者人数约93万,共123万篇,平均每人3.55篇;会议合著网作者人数约107万,共160万篇,平均每人4.52篇。可以看出,计算机科研人员更倾向于以会议的形式发表科研成果,进行科研合作与交流。其原因是会议能够为计算机科研人员提供面对面交流机会,更有利于科研信息的快速交换,启发科学研究。会议合著网平均合作者为7.73人,高于期刊合著网的6.90人,说明科研人员在发表会议论文过程中更倾向于选择合著,这与会议论文的时效性和新颖性要求更高、同等质量论文需要更多科研人员参与才能完成有关。从连通性角度考虑,两者最大组元(组元指网络中的连通区域)节点数与网络总节点数比例均在80%以上,且第二大组元所占比例极低,说明合著网中除极个别的孤立节点外,绝大部分作者已经处于同一个连通区域,作者之间的联系越来越紧密;同时发现会议合著网的最大连通区域较期刊合著网大,会议论文的合著情况好于期刊论文。 本文认为产生上述特征的因素可能有以下3个:第一,科研难度增加以及科学家乐于合作共同解决难题是促进科研合作的主要原因。在一个研究领域发展早期,科研人员倾向于解决基本问题,这类问题比较直观、所需投入的人力较少;随着基本问题的解决,复杂难题需要科学家付出更多的时间和精力,而人类乐于合作的天性也促使科学家走在一起,以更为高效的方式共同解决难题。第二,2000年以来计算机和互联网市场的迫切需求刺激了该领域的发展。通过两类合作网网络规模的增长可以明显看出,2000年以后网络规模呈现出爆发式增长趋势,越来越多的计算机科研人员参与到该领域的研究中。本文认为出现这种明显变化的原因是2000年左右互联网和计算机技术的蓬勃发展吸引了一大批人员参与到计算机科学领域的研究中。第三,会议对论文的时效性要求更高,同等质量的科研论文需要在更短时间内完成,这样从客观上要求科研人员加强合作,提高科研效率;同时会议能够为科研人员提供面对面形式的科研信息交流,可能是吸引更多科研人员参与会议的原因之一。 基于海量数据的合著网分析能更加准确、全面地呈现一个学科合作的发展现状,但因为面临着数据处理难题,传统的个人电脑几乎无法完成一些常见指标(如网络直径等典型参数)的计算。在下一步工作中,笔者将进一步探索如何高效地进行海量数据处理和巨型合著网络的分析和计算。 计算机科研论文:基于科研素养培养的大学计算机基础教学的探索与实践 摘要:本科教育是高等教育的主体,加强大学本科生科研素养的培养,是创新人才培养的关键,对我国建设创新型国家具有基础性的重要作用。本文介绍了美国部分高校在科研素养培养方面的进展,针对作者所在学校本科生科研素养培养的现状,尝试开设公选课《Word、LaTeX论文排版》的教学,内容包括开展课题研究的准备、论文编排两部分,在教学内容、教学方法和教学平台上进行了探索和实践,取得了学生的良好反馈。 关键词:科研素养;计算机基础教学;论文排版;Word;LaTeX 一、引言 1.什么是科研素养。科研素养一般包括科研意识、科研方法和科研精神三个方面。科研意识是科研素养的基础,指积极从事科研活动的意识,包括从事科研的兴趣和主动性,发现问题的自觉性和敏锐性,等等。科研方法是科研素养的优秀,指从事科学研究的基本的方法和手段,包括科研课题的提出、科研方案的制定、科研资料和信息的收集和整理、科研论文的撰写等方面的具体方法。科研精神则是科研素养的内涵,指科学研究活动所应具备的精神品质[1]。 在科学技术越来越成为经济发展和社会进步的主导因素的今天,国力的强弱主要取决于劳动者的素质,而劳动者的素质又主要取决于是否具有创新意识和创新能力。创新意识和能力的培养的关键在于科研素养的提升,科研素养是创新能力的基础,科研能力是创新能力的重要表现。进入21世纪,社会和经济的发展对于大学生科研素养提出了更高的要求,对于具备科研能力和素养的人才的需求也越来越强烈[2]。本科教育是高等教育的主体,是创新人才培养的关键。加强大学本科生科研素养的培养,是时代对于大学教育提出的要求,对我国建设创新型国家具有基础性的重要作用。 2.国内外现状。国外高校围绕人才培养问题进行了诸多理论和实践的探索,对科研素养的培养也有多种途径的探究[3]。在本科生科研理事会(CUR)、全国本科生科研大会(NCUR)、卡内基教学促进基金会、美国科学基金会等组织的推动下,经过三十多年的实践,美国的UROP已经形成一套比较完整和成熟的运作机制。据有关数据统计,80%的MIT的毕业生参加过一个UROP。 近10多年来,美国大学不断探索以研究为本的课程体系创新,如新生研讨课、基于课程的小组研究、基于问题的学习(PBL)等。这些新形式在本质上与本科生科研活动相通,即都是引导学生主动学习,进而获得界定问题、分析问题和解决问题的能力。二是设立与科研相关的课程或者是开设学术研讨班。加州大学伯克利分校通过学术研讨班讲授与科研相关的课程,为即将从事科研的本科生提供一个关于本科生科研的概览,讲解科研的重要性和如何开始科研、如何写作研究计划申请书等。这些都为本科生科研素养的培养,使之尽快进入研究领域奠定了基础。 与国外的人才培养研究启动早、有相对完整的计划相比较,我国高校对本科生科研素养的研究稍滞后[4],培养途径也在探索之中[5]。以我校为例,本科生的科研素养现状不容乐观。大部分本科生缺乏一些基本的科研能力。查找资料是科研的基础工作,许多大学生对于连图书分类、信息检索等获取信息所必需的知识和技能都不具备,因此无法高效地通过计算机与互联网获取自己所需的信息。大多数学生面对丰富的网络资源,只是肤浅地了解大概的信息,无法深入获得自己的所需,从而出现不为我所用的情况。在本科生毕业设计的过程中,很多学生往往不知道如何开始课题的研究,在学术论文和毕业论文的撰写与编排等方面也存在着很多欠缺。随着计算机和网络的普及,大学计算机基础教育也在不断地进行改革,本文旨在针对如何在计算机基础教育中培养本科生的科研素养进行探索和实践研究。 二、探索与实践 以培养本科生科研素质为目标,探索在当前我校大学计算机基础教学现状上开展创新的教学内容、方法、手段,需要解决的主要问题包括以下几个方面: 1.在当前计算机基础课教学内容的基础上,认真分析各专业的科研方法和手段,设计教学内容和案例。 2.在现有基础课教材的基础上,针对提升本科生科研素养,编写教材或相关的参考书。 3.如何针对不同专业的学生,开展任务驱动式教学方法,提高学生学习兴趣以及研究问题和解决问题的能力。 4.如何使用新媒体、新技术来促进教学平台的多样化。 2013年2月至今,作者在所在学校本科生一年级的计算机基础课教学内容的基础上,开设公选课《Word、LaTeX论文排版》的教学,针对如何提升我校本科生科研素养这一教学研究课题进行尝试,分别在教学内容、教学方法和教学平台上进行了探索和实践。由于我校计算机基础教育在本科生科研素养培养方面尚处于空白,这方面的教学探索也没有先例,因此,教学经验一方面来自于作者自己从事科研多年来的经验总结,另一方面来自作者多年从事大学计算机基础课教学及辅导本科生毕业设计的经验总结,主要创新之处有:教学内容的创新;尝试任务驱动式教学方法来训练学生科研基本技能;在课堂授课的基础上,探索利用新的通信、网络平台促进学生提升科研素养。 公选课的学生来自不同院系,包括文科、理科、工科等本科生的不同年级。针对这一特点,教学上需要尽量选择对各专业各年级都有用的学习内容。教学内容的设计为基于案例式,以从事某一领域课题为例,来讲述开展课题研究的准备工作部分;以学位论文编排为例,来展开论文编排部分,主要介绍了两种当前流行的论文编排工具Word与LaTeX,以编写学位论文的顺序来展开具体内容。通过本课程学习,使得学生能够掌握文献检索、论文编排与投稿方面的基本技能,充分利用计算机技术协助科研创新。本课程教学内容具体如下: 第一部分为开展课题研究的准备工作,主要介绍论文的基本知识、写作规范、论文的投稿、期刊及会议的相关知识、论文数据库相关知识、文献检索相关知识、文献检索技巧、网络资源介绍等内容。 第二部分为论文编排,分别介绍了如何用Word与LaTeX两种软件来编排论文。其中,Word编排论文部分以Word 2010为例讲解;LaTeX编排论文部分,以TeX Live 2013发行版为例讲解。 Word论文编排包括:Word编排论文前的Word定制与基本设置;按照论文写作流程详细介绍相关的Word编排技巧,包括大纲制作、图表制作、公式编辑、交叉引用、参考文献制作、EndNote软件及其参考文献制作方法、脚注与尾注、目录与索引等的制作;论文主体内容编排结束之后的版面设计(页眉、页脚和页码的设置)、论文修改、审阅等。 LaTeX论文编排包括:LaTeX基本概念,包括LaTeX简介、Tex Live简介及安装、LaTeX基础知识;按论文写作顺序详细介绍LaTeX编排论文技巧,包括文本输入及其格式设置、段落格式设置、大纲制作、公式编辑、图表制作、参考文献制作页面布局以及LaTeX模板编排大、小论文的示例等。 课程的授课方式包括讲授和上机操作,课时为36,一共12次课,每次3个学时,每次课的教学安排为2学时授课,结合授课内容安排上机练习题,第3节课一般为上机辅导,并对于问题比较多的习题,进行统一讲解。课程的考核方式为平时成绩占40%,采用大作业形式进行(排版自己感兴趣的研究领域的小论文和学位论文各一篇);期末采用闭卷上机考试,考试成绩占60%。 经过三年的教学实践,该课程取得了学生的良好反馈,一方面,学生认为课程的绝大部分内容都比较实用,因此学习兴趣和积极性都比较高;另一方面,学生针对自己专业的、个人的特点,为课程的进一步改进提出了很多有建设性的意见。 三、结束语 经过三年的探索与实践,作者深刻感受到开设提升本科生科研素养的相关课程是一项很有意义的工作,同时也是一项迫切需要进一步完善的工作。无论是从计算机应用角度,还是从专业领域方面来看,都有必要在大学本科阶段对学生进行科研素养的培养和训练。 计算机科研论文:国内计算机领域科研团队结构分析 摘要:根据国内计算机领域较有影响力的计算机学报《软件学报》的2011年至2015年发表的学术论文构建合著网络,对在该期刊上发表合著的计算机领域的科研团队特征进行了统计分析,对合著网络进行了中心性分析、凝聚子群分析。研究结果表明: 合著网络分析方法能清楚的揭示处于计算机领域优秀地位的科研团队; 大部分科研交流与合作集中在小部分稳定且成熟的科研团队中。 关键词:社会网络分析;合著网络; 科研团队 1 概述 随着科技水平的提高,很多科学研究任务需要应用多学科的知识,科学研究领域里以前的科研人员单干做科研现象正在向组成学术团队协同研究转变。对于重大的科技攻关项目,要求许多相关专业的科技人员协同攻关才能完成,于是学术界里科研团队不断涌现。国内计算机领域里的相关专家学者为适应计算机理论研究和应用的新情况,组成科研团队,发表共同署名的学术论文。这些数量庞大的体现计算机领域科研团队研究成果的共同署名的学术论文形成了一类特殊的社会网络――合著网络[1]。在合著网络中, 节点表示作者, 边对应着相连接的两个作者共同署名发表过的文章。由于科研人员之间的合作发表学术论文现象越来越多,规模越来越大,合著网络也成为计算机领域科研团队结构分析中的热点问题。 合著网络的研究已经取得很多研究成果。付允等人[2]针对期刊《科研管理》构建合著网络,讨论了整个合著网络的一些基本性质。文章[3]构建了武汉大学计算机学院的合著网络,讨论了全网密度、节点中心度等性质,找到了计算机学院内部关系较为密切的科研团队。陈伟等人[4]构建了被引网络和合著网络,分析了被引网络和合著网络的基本结构特征和网络关联性质,讨论了科研合作网络的复杂性特征和发展趋势。庞秀丽等人[5]分析了有权与无权条件下该期刊合著网络的各种属性的不同,为该领域的科研合作提供了一些建议。刘洋[6]建立了计算量化论文质量的权重因子和链路权值的数学模型,然后构建了一种带权重的合著网络,对科研团队特征进行了统计分析,得到了科研团队成员内在的联系并且给出了促进科研团队发展的建议。 2 数据来源与研究方法 本文选取中国知网CNKI中国期刊全文数据库为数据来源并进行检索,获取了国内计算机领域较有影响力的计算机学报《软件学报》的2011年至2015年发表的学术论文方面的总共1096条合著数据。 将搜集到的数据,以节点表示作者, 以边表示相连接的两个作者共同署名发表过的文章,构建合著网络。本文主要从中心性分析、凝聚子群分析两个方面对构建的计算机领域软件学报合著网络进行分析。 3 结果分析 利用软件学报的1096条数据,构建软件学报对应的合著网络,如图1(a)所示。由于数据多,我们给出了节点中心度大于等于5的合著网络,如图1(b)所示。 应用UCINET软件处理分析软件学报对应的合著网络的节点中心度、中间中心度、接近中心度。由于数据量大,在本文中仅选取前10位合著作者进行分析。表1给出了软件学报前10位作者的节点中心度、中间中心度、接近中心度分析结果,第一列中的Degree为节点中心度,第二列中的Betweeness为中间中心度,第三列中的Farness为接近中心度。由第一列中的Degree里第一位冯登国的节点中心度为33可知,与其合著发表过的文献的作者总共有33位。第二位戴国忠的节点中心度为27,与其合著发表过的文献的作者总共有27位。但是节点中心度仅仅考虑了一个作者与其他作者的直接联系,而与该作者有合著过的作者与其他作者的关系并没有完全体现,所以要分析合著网络的广泛关联性,不能仅仅使用节点中心度这一单一指标。 从第二列中的中间中心度即Betweeness这一列中可以看出,高数值的排序分别为李宣东、毛新军、王戟等,说明在该学报中合著情况里,这几位作者处于许多合著网络的必经之路上,有许多作者通过他们与其他作者进行交流合作,因此,中间中心度越高,该作者就拥有越高的资源和人脉的控制力。统计中还发现,中间中心度为0的作者共有960人,在1097位作者中占比88%,该比例为较高的占比率,即大部分作者并没有能够影响整个合著网络的控制力。 从第三列中的接近中心度即Farness可以看出,高数值的几位作者分别为王戟、毛新军、李宣东,说明这些作者在传播信息的过程中不需要依靠其他人进行,其本身作为一个关键节点与其他的网络节点距离都很近,也能够更快的使用自己的影响力拓展自己的关系网络。王戟等作者能够使用最短路线与其他合著作者合作,在整个合著网络中处于中心的地位。 从成分、派系各种方面可以充分了解到网络内部的子结构,也能更好的分析软件学报中经常合著的作者团体间的数量和合作情况。N-派系分析是为了寻找满足紧密交流的合著作者团体的子成分,即每个子成分中任一成员与其他成员的派系关联不超过2. 在N=2时,分析结果中截取前8位团队,如表2所示。在这8个合作团队中,毛新军出现5次,董孟高,王戟,齐治昌出现3次。这些不同派系中的作者与合著过文章的作者的高度合著程度,表明了毛新军,董孟高,王戟,齐治昌等人为计算机领域科研团队的优秀组成成员,拥有较高的威望和影响力。 4 总结与建议 通过各项分析表明,大部分作者进行了合著活动,与其他作者进行了不同程度上的交流与合作,也形成了大大小小,或轻或重的合著网络圈,仅有少部分作者没有参与更大范围的科研合作。在这个极大的合著网络圈中,有一小部分作者处于相当重要的地位,发表了数量较多的合著,与相当多的其他作者进行交流合作,建立了以自己为优秀的成熟、稳定的科研团队等等。在软件学报合著网络分析中,有一部分合著作者拥有稳定且成熟的团队,能在团队内部更好的交流与合作。但是大部分的科研团队并不是非常紧密的联系,科研团队的发展也因此受到很多的限制,过度的集中和不均衡发展,会让整个科研氛围受到影响,从而使整个科研资源和脉络不断地向那几个少数的团队倾斜和汇聚,影响科研团队的可持续发展。我们需要考虑开展怎样的活动或者交流使各个科研团队能够更多的交流与合作,不仅仅限于那些优秀团队,也更好的扶持更多的科研团队能够稳定而健康的发展。 计算机科研论文:计算机专业大学生参与科研的意义与实践 摘 要 通过将课程体系教育、实验教学与综合能力培养训练相结合,通过研究大学生在程序设计竞赛、创新创业项目开展中存在的问题与对策,提出一种学生分层、分类的培养机制与方案,并以郑州轻工业学院计算机系为例,将理论付诸于实践,着重培养学生创新能力和参与科研项目开发的实践能力,已取得良好成果。 关键词 计算机专业;科研项目;实验室 1 前言 近年来,随着高校招生规模的不断扩大,应届毕业生的人数也在不断攀升,由此引发的毕业生就业压力问题也日渐突出[1]。对于用人单位来讲,面对供大于求的人才市场,他们更偏爱那些理论知识、实践技能和团队协作能力兼具的毕业生,这样可以更好地降低运营成本,无须为培养新进人员而花费太多的公司资源。对于IT行业来说,新技术更新迭代快,上述现象更为突出,因此,企业更青睐那些拥有丰富研发能力的毕业生[2]。 对于计算机专业的学生而言,个人的创新能力和项目实践能力尤为重要[3]。随着经济社会的快速发展和企业对大学生要求的不断变化,培养高水平应用型人才,提高学生的创新能力和项目实践能力,逐渐成为各大院校计算机专业的培养目标和办学宗旨[4-6]。郑州轻工业学院计算机系在既定办学目标的基础之上,结合自身特点和专业培养方向,提出一种学生培养模式的新方案,积极开展形式多样的学生实践项目,增强年轻一代学生的创新、独立能力和无畏精神的培养。 2 大学生参与科研项目的意义 对于广大本科生而言,参与科研项目对于提升个人综合能力意义重大[7-8]。高校教师通常会承担一些由企业委托的项目研发工作,这样的横向科研项目通常更注重项目本身的实用性。同时项目本身的工作难度也相对适中,主要涉及项目的编码设计和维护升级等工作,这些工作也要求精力旺盛的人来执行。从理论上来讲,大三、大四的在校大学生已具备一定的专业理论知识,完全具备参与项目研发的能力。 目前企业对于应届毕业生不感兴趣的一点也是缺乏必要的实践能力,无法很快适应企业的工作。让本科生参与科研项目可以为其提供一个很好的实践平台,提升其自身的项目实践经验和综合技能[9-10]。 首先,让大学生参与到科研项目中去,可以激发学生的学习热情,起到深化学习效果的目的,在项目实践中能够让学生体会到自己的努力转换为有价值的产品的成就感,以及在实践过程中攻坚克难、逐步提高的喜悦。 其次,通过参与项目研发,可以更加真切地体会项目的研发流程,学习到一些从书本上无法学来的细节问题,进而为以后步入职场提前做好准备,以更好地应对今后工作中可能遇到的问题。 最后,通过项目研发可以更多地接触到校园以外的知识,了解企业需求,同时通过团队研发可以增强个人的团队协作能力。 3 大学生参与科研项目存在的问题 首先,多数大学生对参与科研的认识不足,科研方向不明确。多数学生的思维观念比较单一,对参与科研的认识不足,认为作为一名学生,自己的任务就是单纯地学习,而参与科研会影响甚至耽误自己的学业,产生一种抵触的心理。此外,一些学生虽然对科研工作有兴趣,但是由于缺乏必要的引导,找不到方向感,无法做出理想的成绩,久而久之便失去兴趣。 其次,学生自身缺乏一定的主观能动性。虽然学校每学期都会有针对性地安排一定量的实训课程,但是在具体的实施过程中往往达不到预期的目的,学生对待实训多存在应付心理,在分小组完成的科研题目中存在大量搭便车的现象,一般都是由一两个能力水平强的学生来完成,而其他小组成员则参与甚少。 再次,学生在参与科研项目时缺乏有效的时间保证。在校学生参与科研项目最大的困难往往是时间上的限制,因为他们平时有大量的课程学习任务,而课程学习任务往往关乎个人荣誉和毕业事宜。 此外,本科生参与科研项目还存在项目管理上的一些问题。由于本科生参与项目都是周期性的,当一届学生毕业之后就要找新的学生来接替相关工作,其中的项目衔接问题往往比较棘手。 4 大学生参与科研项目的方案措施 鉴于大学生在参与科研项目中遇到的问题,郑州轻工业学院在实践中探索经验,深入了解问题所在,同时以提高教学质量、培养综合能力强的学生为目标,制定出如下措施。 加强宣传,提高学生对科研的认识 针对大学生对科研项目认识不足及方向不明确等问题,积极开展宣传工作,介绍参与科研项目的积极意义,同时让已参与科研项目的学生介绍自己的切身体验,进而引导学生从单纯的理论学习上转变观念。丰富科研活动,提供多样的科研平台供学生选择,如举办ACM竞赛培训班,以竞赛比拼的方式激发学生的学习热情,提高学习的主动性;创办大学生创新工作室,积极培养和激发学生的创新能力。另外,在学生选择科研方向和选题上,教师要给予方向性的指导,做到选题适度合理且对学生的发展有益。 细化职责,培养学生的独立思考能力 针对科研活动中存在的搭便车现象,在学生参与科研项目之前要明确每个学生负责的工作内容,细化到具体的项目模块,同时在参与项目期间要进行工作汇报,报告项目进度及工作中遇到的问题。在项目验收时要严格,对每个人负责的内容都要验收。相关负责导师针对学生的学习问题给予指导和协助。积极引导学生参与科研项目的研发工作,将所学用于实际,并从实际科研项目的研发中提升个人的理论水平。通过一系列课堂教学与课外实践的结合,为培养综合能力更强的学生提供良好的环境氛围。 完善奖励机制,调动科研积极性 对于参与科研项目的学生还要给予一定的激励措施,在评优评先中要给予表现出色的学生加分,以体现出科研活动作为教学培养工作的一部分,让学生更乐意去主动参与其中,而非将其视为浪费时间的一件事情。 加强实验室队伍建设,营造良好的学习环境 实验室管理体制以“导师带动高年级学生,高年级学生帮扶新加入学生”为主线。在学生参与项目时形成一种梯队,每年从大二学生中选择那些对科研感兴趣且具有一定潜力的学生加入科研团队,由实验室良好的学习氛围和高年级学生的帮扶学习,经过一年左右的培养,大三时可以让他们承担一些重要的工作,这样不仅能够更好地实现学生的培养,还能够保证项目研发过程的良好衔接。 在项目管理方面,要求项目参与人员做好有关文档的编写工作,比如需求分析文档、系统设计文档、数据库设计文档、系统使用帮助文档等,这样可以在学生毕业之后由后来人员更方便地接手有关工作。 在实验室建设方面,定期组织学习培训交流活动,主要分为三个方面。 首先,组织实验室的讲座培训,通过校企联合培养,请相关企业专家团队进行培训,使学生可以认识到在实际企业项目开发中的先进技术以及作为企业人才的必备技能,更易于学生制订学习计划。通过产学研结合,以校外促进校内的方式提升学生的实践能力。 其次,组织实验室毕业往届优秀学生交流会。毕业学生对学生生活非常熟悉,同时经历过毕业,会有别样的体验和认知,通过交流会让学生反省自我,更加珍惜时间。 最后,组织定期自由研讨会,学生自由轻松地交流自己学习过程中存在的问题,分享学习心得。 开放平台,完善制度 针对在校生参与科研项目时间上的限制,要尽可能地利用课余时间进行,科研活动可集中在周末。尽可能将项目研发和出差调研的工作集中到寒暑假进行,这样时间相对集中,工作开展起来具有连续性。要给予参与科研工作的学生良好的工作环境,让学生可以安心参与。对于实验室平台采取开放制度,有助于发散学生思维能力。 5 总结 让大学生积极参与科研项目是高校培养人才的有益尝试,计算机专业不仅要注重理论学习,更要注重学生实践能力的培养,让培养出来的学生更加符合经济社会发展的需要。虽然会遇到种种问题,但是只要勇于尝试、善于总结,必然能够探索出更适应现代经济社会发展需要的人才培养模式。 计算机科研论文:计算机专业青年教师科研与教学相结合的实践研究 摘要:IT产业的快速发展,对高校培养人才提出了更高的要求,要求培养德、智、体全面发展的创新型人才,才能适应IT产业的激烈竞争。对应用型本科院校计算机专业教学模式的改革是必然趋势,青年教师科研与专业教学相结合是这一趋势的主要产物之一。 关键词:计算机专业;青年教师;科研;教学 高等教育的三项职能即:培养专门人才;科学研究;服务社会。培养专门人才,指高校教学。可见,教学与科研是高校的主要职能。结合计算机专业知识更新快、行业人才竞争激烈的特点,教学与科研结合,互动发展,既是培养合格人才的需求,也是应用型本科院校发展的必然趋势。青年教师是需要成长的一代,也是本科院校的骨干力量。青年教师科研与计算机专业教学相结合的教学模式有利于应用型本科院校对人才的培养。 1 计算机专业青年教师科研与教学相结合的意义 目前,湘南学院正处在向应用型本科院校转型的时期,以培养符合时展的应用型人才为出发点,计算机专业更是注重实践发展的专业,注重学生的动手能力、独立解决问题的能力、创新能力的培养,计算机专业青年教师科研与教学相结合的人才培养模式可加强学生这些能力的培养。 湘南学院软件与通信工程学院教职工总数为58人,其中专任教师人数为50人,在50名专任教师当中,其中青年教师为28人,占专任教师人数比例的一半居多。学院既是教学单位,也是科研单位。青年教师的发展,与学院的发展紧密相连。湘南学院软件与通信工程学院目前开设的专业有:计算机科学与技术、通信工程、网络工程、物联网工程,这些专业都是随着时代的发展而日新月异,科研才能让教师走在学科前沿,以适应不断更新的专业知识。青年教师通过科研成果与专业教学相结合的教学模式更是工科专业培养实践型人才、创新型人才的重要方式。应用型本科院校计算机专业青年教师科研与教学相结合的意义总结为以下几点: 1)提高青年教师自身素质。青年教师是关乎高校未来的发展,是学校和学院的骨干力量。青年教师精力充沛,更需要成长和发展的空间。目前,高校对青年教师的综合素质要求越来越高,高校引进的青年教师一般学历层次较高,一般是硕士,或者是博士,这些青年教师都受过良好的高等教育,并且通过竞聘的形式进入高校,本身综合素质不错。青年教师经过研究生教育或者博士阶段的学习,自身已经具备一定的科研能力,进入高校成为专任教师后,职责主要是教学,若青年教师只是一味地做一名教书匠或照本宣科,那么青年教师相当于一直停步不前,青年教师的前途更是堪忧。科研可使青年教师一直保持学习的状态,同时为教学内容提供新的知识源泉。有科研背景的老师,才能了解学科前沿,才能使自己的教学内容不断更新。科研使教师更深刻地理解教学内容。科研更能促进青年教师在教学上的成长,扩展自身的知识面,是对青年教师自身素质的提高。 2)符合应用型本科院校计算机专业发展特点。目前,湘南学院正处在向应用型本科院校转型的时期,计算机专业更新发展,旧的专业技术容易被淘汰,要跟上IT行业的发展速度,必须不断提高学生的专业技能,才能适应时展。学生的学习主要是通过课堂教学,因此教师须改变教学模式。传统的教学模式,已不能满足学生的学习需求,要求教师将科研内容融入到教学中,激发学生的学习热情,使学生养成探讨问题、思考问题的习惯。这也是应用型本科院校计算机专业发展的需求。 3)培养实践型、创新型人才。教师在专业教学过程当中,引入科研内容,可激发学生的学习兴趣,培养学生的探究能力。学生通过参与相关学科的课题,既可以巩固学生的课堂知识,又可以拓展思维。了解所学知识的实际应用,将理论与实践相结合,充分发挥学生在学习中的主体地位,学以致用。学生在参与教师课题过程当中,可以设计一些小课题,供学生选择,让学生自己设计研究方案,查阅资料与文献,得出研究结论,这样的过程可以充分培养学生独立思考、不断探索、独立解决问题的能力,培养学生的科学思维。对以后从事工作与科研意义重大。这样的学生不依赖于书本,不依赖于老师,具有实践能力和创新意识。 2 改革实践 目前,湘南学院软件与通信工程学院青年教师的比例占一半之多,是学院的中坚力量。青年教师不断学习,不断提升自己的科研水平,将科研内容融入教学,给学院的发展注入新的血液,促进学院的发展。计算机专业青年教师将科研与教学相结合的改革实践如下: 1)青年教师将科研内容融入到课堂教学中。教学的主要形式是课堂教学,教师需在课前作好充分准备,教师在课堂教学中可以适当引入科研内容,科研内容应与课堂教学相关,将科研内容与课堂教学相结合,让学生充分理解所学知识点,同时可以扩展学生的知识面,让学生了解学科前沿,既巩固了课堂所学知识,又可以激发学生对未知问题的探索,同时使学生明白所学知识所能用到的领域。 2)学生参与教师课题。要提高学生的实践能力,应该让学生参与到教师课题中,尤其是对于计算机专业的学生,更需要加强学生的实践能力。教师根据学生的知识结构,可在课题当中设置一些小课题,成立课题兴趣小组,以例会的形式组织大家一起探讨,如每个礼拜组织一次讨论,学生在每个礼拜规定的时间集中一起阐述自己课题的研究进展,把自己的研究成果与小组成员,以集体的形式共同学习,共同探讨问题,同时,教师给予一定的指导,这样的学习形式无形之中会给学生施加一定的压力,同时也是动力,可以培养学生的团队精神、遇到问题自己探索最后解决问题,可以加强学生的实践能力。学生在学习的过程当中,能力的培养比书本知识更为重要,尤其要注重学生自学能力的培养,这才是应用型本科院校培养实践型、创新型人才的重要途径。 3)将课题应用于指导计算机专业学生课程设计、毕业设计。提高学生的实践能力,课程设计、毕业设计是重要的方式之一。青年教师可以将科研应用于指导学生课程设计、毕业设计,提高学生的动手能力、科研能力。课程设计是检验学生对一门课程的掌握程度,是学生将所学理论知识运用到实践中的考核方式,可以适当地将科研内容引入到学生课程实践中。毕业设计是对大学四年所学知识的一份答卷,教师可将跟学科相关、难易程度合适的科研内容设为毕业设计题目,用于学生毕业设计。 3 结束语 青年教师是应用型本科院校的骨干力量,对于计算机专业,青年教师通过科研可以提高青年教师自身的素质,将科研结合到教学中,可以促进教学,丰富学生的知识,提高学生的综合素质,是计算机专业培养实践型、创新型专业人才的重要途径。 计算机科研论文:医学院校计算机学生的毕业设计与日常科研结合方式研究 摘要:检验一个大学生在大学期间的学习质量的最好方式就是通过毕业设计来检查。针对医学院校的计算机专业的学生来说亦是如此。在本文中首先介绍了医学院校的计算机专业学生的毕业设计的现状,并对其原因进行了分析,然后重点说明了医学院校计算机学生的毕业设计与日常科研结合的重要性以及意义。最后给出了医学院校计算机学生的毕业设计与日常科研结合的具体方法。这对日后医学院校计算机专业的师生提升毕业设计水平提供了借鉴意义。 关键词:医学院校 结合方式 毕业设计 由于计算机专业在医学院校中不是强势专业,本身在科研水平、师资力量、生源质量等多方面处于劣势水平。因此目前医学院校的计算机专业毕业的学生大都实践能力比较差,在工作中不具备独挡一面的能力,在学术方面也缺乏自主创新能力,使得医学院校计算机专业学生的毕业质量不断降低,被很多企业所排斥。针对目前的严峻形势,医学院校应该给予相应的重视,提升计算机专业的教学质量,营造计算机专业学习氛围,当然还有一个很重要的方面就是注重计算机专业的毕业设计质量,并且使计算机专业的毕业设计要与日常科研结合[1]。因为毕业设计的质量就反映了一个学生在学期间的学习态度与学习成果。让计算机专业学生的毕业设计与日常科研相结合并且保证质量是提高计算机专业学生能力的不二选择。 1 医学院校计算机专业毕业设计现状分析 现在许多高校的目的就是培养学生的实践与就业能力,让学生可以更好的参加到工作中去,而毕业设计就处于日常学习与工作就业连接的一个位置,可以说毕业设计就是学生的第一个工作任务。因此它对日后学生的就业有着莫大的影响作用。而在医学院校中,主打专业不是计算机专业[2],因此对计算机专业的关注度不够,计算机专业的学生平时实践机会较少,毕业设计的完成也是趋于形式化,对学生来说没有起到应有的检验作用,造成目前形势的主要原因有以下几点: 1.1 医学院校轻视计算机专业 医学院校针对计算机等相对比较弱势的专业重视力度不够,对学生的管理过于放松,让学生的学习生活过于轻松,没有起到学校应有监督作用。而且学校抱着“得过且过”的管理态度管理学生,无论学生的毕业设计质量如何,都让学生顺利毕业,这也让学生没有了压力,从而降低了对自己的要求。 1.2 导师指导不足 由于医学院校的计算机专业是小专业,因此导师较少,所以日常与计算机专业相关的工作一般由少数的几位老师来负责,计算机专业的学生老师无论是在教学还是科研等方面要付出许多的精力,因此他们在对于毕业设计方面的管理力度有限,让计算机专业学生得不到很好的监督与指导。 1.3 学生方面 由于毕业设计的时间是在大学生在学校度过的最后几个月,因此许多学生会把更多的精力放在找工作,或者是谋取继续深造的机会上,对毕业设计的重视度难免会有所下降。此外由于大学生在临毕业时期也有与同学分别的情绪,因此很难全心全意的进行毕业设计[3]。 2 学生科研与毕业设计相结合的意义 针对目前医学院校计算机专业毕业设计的完成情况来分析,我们不难发现,让学生把毕业设计与日常的科研知识相结合,做出高质量的毕业设计,才能更好的锻炼学生的自学能力,培养学生创新能力,让学生为就业做好铺垫工作。医学院校计算机专业学生的毕业设计与日常科研相结合对医学院校的就业率的提高也具有不小的意义。下面我们从几个方面来具体阐述: 2.1 锻炼学生学习能力 由于毕业设计是由学生自己拟提,然后通过查阅相关资料,学习相关技术,最后完成毕业设计,这与平时的教学方式有很大的不同,这种方式能够最大的锻炼学生的自学能力,同时还能拓宽学生的知识面。让学生学到自学的方法,培养自学的能力。 2.2 让学生更好就业 由于目前大学毕业生的人数越来越多,但是学生的就职能力并不高,再加上社会的岗位需求量没有那么大,因此大学生的就业形势不容乐观,对医学院校的计算机专业的学生来说更是如此[4]。而毕业设计处于日常学习与工作就业连接的一个位置,可以说毕业设计就是学生的第一个工作任务。因此它对日后学生的就业有着莫大的影响作用。如果计算机专业的学生通过大学生参与科研,并把他们与毕业设计相结合,在临毕业之前提高自己的专业技术水平,学习企业所需要的知识与技能,从而增强自己的职业竞争力。 3 学生科研与毕业设计相结合的具体措施 3.1 积极参与科技竞赛活动 在大学期间,计算机专业有许多的全国性以及省市级别的竞赛活动,如:“计算机算法大赛”、“移动应用开发大赛”,“数据结构大赛”等等。学生应该积极的去参与这些比赛,在比赛中提高自己的科研能力,从而为毕业设计做好科研水平方面的铺垫。并且可以通过这些比赛,提高自己的创新能力,自主思考解决问题能力,提高自身综合素质。 3.2 积极参与导师的科研课题 对医学院校计算机学生来说,日常课程学习学到的内容,只有通过在实际项目中运用,才能真正的掌握和熟练。因此医学院校计算机专业的学生应该在课余时间积极的参与到导师的科研课题中,在课题中运用所学知识,帮助导师解决科研问题,完成科研项目。同时在其中锻炼自己的科研能力,并且可以把所做的项目带到毕业设计中去,在毕业设计中把项目做得更加深入,功能更加完善,也让自己毕业设计的质量更高。 4 结语 医学院校的计算机专业在学校中是相对弱势的专业,因此医学院校计算机专业的学生做好毕业设计与日常科研相结合,才能更好的提高学生的就业能力与科研能力,改变医学院校的计算机专业的现状。 作者简介:刘海燕(1983-),女,汉族,湖南长沙人,硕士,讲师,主要研究方向为无线光网络,长沙医学院,湖南长沙 410219 彭利红(1978-),女,汉族,湖南长沙人,在读博士,讲师,主要研究方向为数据挖掘,长沙医学院,湖南长沙 410219 计算机科研论文:教育与科研计算机网骨干网升级改造项目的研究 【文章摘要】 提高教育信息化工程网络的整体性能,是各省网址质量提升的发展目标。江苏省针对其教育与科研计算机网(JSERNET)开展了网络改造与带宽升级。本文针对骨干网升级改造的具体项目,从网络拓扑选取、设备选型等角度,进行具体分析和研究。 【关键词】 骨干网升级;行业信息化 为了全面提升院校的信息化水平、满足教学科研对信息化基础设施的需求,实现各单位之间的信息互连、部署完善的网管安全策略,校园网信息化未来建设需要严格考究,而骨干支撑网的建设就显得尤为重要。江苏教育与科研计算机网从上世纪90年代中期开始建设,力图依托我国教育和科研计算机网,在本省构建起一套为服务于教育、科研机构的网络,从而促进本省的教育信息化发展。十几年来,经过各级主管部门推动下,江苏教育与科研计算机网已经成功的覆盖到了本省120多所高校。该网不仅满足了广大用户使用互联网服务的需要,还支撑了一大批网络应用的开展,如远程教育、e图书馆等。 然而,伴随着我国教育和科研计算机网开通GPRS,江苏教育与科研计算机网对外的信息流量迅猛增长,此外,随着网络各种信息量的不断增加,再加上当今网上远程教育的迅猛发展,各种网络技术普遍应用于教育领域,该网的带宽已经不满足目前的需求。因此,江苏省针对其教育与科研计算机网开展了网络改造和带宽升级。 1 网络拓扑 本次网络改造是为了提高省内教育骨干网的性能指标,从而使网络更好的适应社会的发展需求。 经过多方比较,选用的是ZTE的ZXR10设备做为路由器,南京市、苏州市采用该设备进行数据汇接。其它一些城市的教育网也将经过这些设备上联到南京市节点,并接入国家骨干网。 苏州汇接点的ZXR10设备配置了2.5G POS口和南京节点联接;其155M POS口和南通、无锡联接;其GE口和苏州联接。 南京汇接点的ZXR10设备有三个高速POS口,一个与苏州市联接,一个和常州市联接,另一个和徐州市联接;其10G接口和CERNET2联接;其GE口则与南京市联接。 目前江苏教育与科研计算机网是基于IPv4网络的,但是可以向IPv6网络可以平滑演进,达成校园网内部网络应用、网络运营服务及网络基础设施三个层面向IPv6的过渡,建立安全、可管、可控、可运营的下一代网络;也有能与CERNET2网络的骨干节点相连接的接口。JSERNET骨干网采用的是OSPF和BGP路由协议。优秀到汇聚层需具备万兆链路的扩展能力,汇聚至接入千兆链路。充分体现扩展性、开放性、安全性、可靠性、先进性以及良好的性价比。 2 方案特点 江苏教育与科研计算机网的成功升级,有效地促进了江苏教育信息化的发展。在江苏教育与科研计算机网建设工程的推动下,不仅江苏省所有部级及省级重点学科全部上网、建立了自己的主页,对本学科的发展动态作出及时介绍,而且全省绝大多数普通高校、大部分中专校、部分市教育行政部门也都建立了自己的网站及其相关情况介绍的主页,同时促进加速了广大中小学校校园网络不断建成、陆续投入使用,实现了与江苏教育与科研计算机网的高速连接。这些网络作用的充分发挥,大大方便了广大师生上网,既促进了江苏省内改善各个学校的办学条件,又促进教育体制与教学方法改革,为确保教育质量与办学水平的提高打下了可靠基础;特别是为实施素质教育,促进广大学生开展自主对外学术交流、实现教育资源共享及利用网络开展合作研究提供了基础环境;又为教育信息化建设开辟了一条有效通道江苏教育与科研计算机网的建成,有效地促进了江苏教育信息化的发展。 中兴通讯路由器在JSERNET工程中的使用,有效的提升了JSERNET的整体水平,另一方面这也标志着中兴通讯的数据产品全面进入江苏教育行业,有助于中兴通讯数据产品在江苏教育行业的大规模商用,中兴通讯成熟的教育行业解决方案将会更好的服务于JSERNET的骨干网建设,并且会在全国各省、各省管辖市的教育城域网建设上,特别是目前教育行业的“校校通”工程上发挥更大作用。 3 项目意义 在已经建成的教育与科研计算机网(CERNET)高速传输网基础上,建成中国下一代互联示范网络CNGI的主干网之一,即下一代的学术性互联网络。它将实现在我国教育与科研集中的大中型城市约20个优秀节点的互联,并建成中国下一代互联网示范工程CNGI国内/国际互联中心(北京),实现与其他CNGI主干网以及国际下一代互联网的高速互联。在此基础上,还将实现中国国内100多所著名高校的高速接入,并为各种科研院所及研发机构提供接入服务,从而形成开放性的实验环境,不仅可用于开展下一代互联网及其应用研究,还将为我国研究下一代互联网技术、开发重大应用、推动下一代互联网产业发展发挥重要作用。 CERNET2的具有以下优势: 大规模开展纯IPv6网络的验证与试验,即IPv4 OVER IPv6; 互联我国20多个大中型城市,实现100多所高校与科研单位的互联; 大规模选用国产的设备,推动下一代互联网的普及。 计算机科研论文:论计算机在医院科研信息化管理中的应用 摘要:随着社会经济的飞速发展,计算机技术日新月异,伴随着计算机技术的长足进步,在社会各行各业得到了全面普及。计算机在医院科研信息化管理中的应用对提高医院科研能力,建设现代化医院起到了积极的推动作用。 关键词:计算机;医院科研;信息化管理 1 概述 为适应当今医学的信息化潮流,建立高度信息智能化的现代医院,从而加强各地区医院的交流合作。通过应用计算机进行医院科研信息化的管理能提高医院的科研实力及医院的现代化管理水平。笔者根据多年经验,从建立医院科研信息数据库,医院科研课题的信息化管理以及医院科研信息化管理的实施应用等方面进行具体叙述,具有一定的借鉴意义和参考价值。 2 建立医院科研信息数据库 近年来,我国的各大医院在信息化系统的运用上都有了不同程度的发展,并以逐渐的成为保障医院各项工作正常运行的一项重要措施。国内多数的医院在信息化建设上对取得较大程度的进步与发展。当前阶段各大医院所建立使用的医院信息化管理系统规模并不相同,但多数主要是以挂号,收费,医嘱及统计报表等方面的信息化管理工作,对于医院科研方面的信息化管理应用较少,建立医院科研信息数据库,将计算机技术运用到医院科研信息化管理中,可以提高医院的科研实力及医院的现代化管理水平 科研管理工作主要包括几方面的内容: 1) 搜集、整理、汇总、上传科研信息; 2) 使用科学有效的管理办法对医院的医疗科研工作的质量与效率进行评价分析,并运用统计方法对数据统计以供医院各相关部门查阅; 3) 规划医院科研的实施方案,并对科研工作的实施进行监管与协调。 传统方式的医院科研管理,主要是对医院科研档案资料的保管工作。随着医院科研资料管理人员的更替,医院科研档案的检索难度会增加,有时还会造成科研资料的丢失。医院科研档案没有明确的管理规范,这将会使科研的数据准确程度,统一程度降低。传统的医院科研档案只是以文献形式保存,而导致了科研过程中大量有价值的科研信息没有被及时的保存,使得科研资料的价值降低,大量珍贵科研信息资源被浪费,阻碍了现代医院科研的信息化管理进程[1]。 计算机数据库技术的运用将使得医院科研的信息化管理工作变得规范,标准,统一。医院科研数据库的结构主要包含以下内容:医院科室名称,科研课题负责人,科研课题名称,合同编号及名称,科研课题起止日期,结题及延迟时间,科研成果名称。医院科研信息数据库的运用可以将大量规范准确的科研信息提供给医务人员,信息的查询工作也变得更加便捷,实现了医院科研项目资料的标准、科学的信息化管理以及科研资料的信息化查询,极大的提高了医院科研管理工作的质量和效率。 3 医院科研课题的信息化管理 3.1 健全医院科研管理制度 医院科研课题管理可以采用以下的分层式管理体制模式如下图所示。 如图1所示,一个标准的医院科研管理模式:医院领导为决策层;医院学术委员会为监督层;医院科教部为管理层;医院技术科室为实施层;各课题研究组为攻关层。 科技人才的管理主要分为有以下几种方法: 1)临床科室及各职能科室的医务人员采取分类管理的办法; 2)医院对引进的各学历人才,博士后、博士、硕士研究生的学位职称的管理; 3)由院长领导的聘约制管理,医院对承担科研项目的各课题组给予相应数额的经费支持。 医院科研可以采取一些激励方式,有以下几种措施: 1)医院科研实施政策方面的倾斜。 医院可以出台一系列相关的政策措施,设立一些奖项,诸如科研成果奖,新技术项目奖,优秀学术论文奖,科研课题中标奖,优秀科技人才奖等一系列奖项。保证每年都进行相关奖项的评选工作,并召开科研成果表彰会议。 2)医院科研奖金的倾斜 医院需拿出相应的经费作为医院科研教学培训基金,并提高上述奖项的奖金数额。科研成果奖可按所得奖金的1:1进行奖励,新技术项目奖,优秀学术论文奖,科研课题中标奖,优秀科技人才奖可针对人数进行具体金额的分配。 3)医院科研在感情上进行倾斜 医院可以对医院各科室的科研技术骨干人才的福利作出相应的提高,例如对在科研成果及学术成就突出的科研人员在住房问题上优先考虑,职称评选上可列为一项重要考核项目。 3.2医院科研管理标准化 医院在国家及省部级科研课题的申报、重点学科、新技术项目等申报实施标准化程序运行,立项合同的书写,形式的审查工作,课题查新的工作,经费的管理工作,实施情况的管理工作,以及结题时医院学术委员会的审查答辩工作都需要有明确的流程,规范的操作[2]。合理规范的医院管理标准不仅能够提高整个医院的工作效率,而且能够最大限度提高医院的经济效益和社会效益。 医院科研项目的申报过程的资料都需要以电子形式保存,相关的工作人员将科研资料按规范要求在医院科研信息数据库中进行存档,使其成为有效的医院科研管理信息。使科技人员在科研项目的提出,形式审查,初审时的推荐,项目实施及结题等科研有良好的科研信息和充足的参考数据。科教部在进行医院学术委员会规章制定时,进行重点的学科,科研基金的管理时,进行科研成果评定及人才引进与培养时都能实现科学的管理,做到全面的信息化管理操作。 4 医院科研信息化管理的实施应用 4.1医院科研信息化管理操作平台应用 建立的医院科研信息化管理操作平台需要有以下特点:(1)需要有较高的普及性且具有可操作性高,简单实用的特点,在经过简单培训就可以进行操作,无需专业人员进行操作;(2)医院科研信息化管理系统信息的录入可以是采用姓名及部分不规范数据名称之外的项目使用数字代码式的数据输入方式;(3)医院科研信息化管理系统数据库可以使用SQL查询功能,保证数据查询的简单准确;(4) 医院科研信息化管理系统使用单一功能的模块,以便系统的检查与维护工作的进行;(5) 医院科研信息化管理系统可以将数据库中的信息导出,以便对信息进行统计,绘制等的处理工作。 4.2医院科研课题的信息化管理应用 医院科研课题的立项,形式审查,项目实施情况及结题工作都可以在医院科研信息化管理系统中实现实施的查询,医院各职能部门及上级卫生管理部门的课题立项、结题成果这些材料都可以迅速,完整的查找到,并作出综合性的数据报告。科教部在作出科研项目立项计划制定,科研项目进程检查,科研项目流程管理,科研项目经费管理,帮助临床科室解决项目的实施过程中遇到的问题与困难等工作时能实现信息的及时反馈和科学标准的管理[3]。 4.3医院科研人员对信息化管理系统的使用 医院科研信息化管理系统的科研课题数据信息将大量网络数据资源和数据查询信息提供给医院科研人员,为科研人员营造了良好的学术氛围,发展了高新的医学技术,并加强优化了学科梯队的建设工作,扩大了科学研究成果的影响范围。同时,医院科研信息化管理数据库可与国家科学项目,省科委、卫生厅级项目申报系统建立科技资料的资源共享,使科学研究所取得的成果能够实现最大程度的利用,提高医院科研信息化管理系统的服务能力,促进医院科研信息化管理的进程。 5 结束语 计算机技术的充分应用是加快医院科研信息化管理系统建设的有效措施,是全面提高医院整体实力的一个重要方法。所以我们要真正的认识到计算机技术在医院科研信息化管理系统建设中发挥出的巨大的作用,并对在医院科研信息化管理系统建设中出现的问题,采取及时、科学的方法有效的解决问题。全面推进我国现代化医院的建设进程。 计算机科研论文:新时期高校科研用计算机状况与安全管理模式探讨 摘要:从高等学校承担国家高新技术、开展国防科研的需求出发,揭示高校使用计算机过程中可能带来的隐患和对国家利益的威胁,探讨高校管理好计算机杜绝泄露国家秘密的管理模式。 关键词:高校;载体;保密管理;模式 1 概述 随着我们跨入了二十一世纪信息化时代,计算机和网络普及应用到我们的工作和生活中,高等学校、科研院所等科研单位因接触高新科学技术的需要,其日常工作和承担国家高新技术研发活动中都有大量的技术和业务秘密存储在计算机中;为方便研究时相互协作,这些计算机中不但存储技术信息多,而且一般还组成局域网络,甚至因科技学术活动的需要,这些局域网络还连接到国际互联网络,暴露在别有用心的网络黑客们面前。 计算机及其网络的普遍使用,给高校研究人员带来了方便,提高了工作效率,但也因此给高校科研工作带来了极大的隐患,这些信息资料关系到国家最新高精尖技术或者国防战略装备技术的最新研究成果,可能涉及到国家秘密,不利于保密工作的开展;又鉴于仍然存在重视不够、制度不落实、措施不到位等管理问题,高校计算机管理在科研中的保密管理问题成为信息时代的泄密重灾区,迫切需要高校管理部门高度重视计算机及网络的保密管理。 2 高校科研用计算机现状和管理存在的问题 2.1 高校科研用计算机的现状 计算机作为日常办公和开展研究必须配备的工具,已经在高校中普及,其存储、处理各类大量的技术信息或是相关业务资料;使用频繁及遍及科技研制全过程,计算机可能是用于处理相关技术文档、形成完整研究技术报告,也可以是与研制机器设备配合,按设计程序进行特定工艺过程自动控制、采集大量研究数据。 高校科研中使用计算机因场所、资源有限,都集中在导师实验室或者学院研究生教室,因此操作人员多,信息交换和处理量大,特别是有些导师所指导的研究生数量多,那么其学生们研究记录数据、编写研究论文等都可能会在同一台导师指定的电脑上处理,介质交叉使用情况普遍。 计算机因其是否存储涉密信息而划分为涉密计算机和非涉密计算机。涉密信息就是涉及只限特定范围人员知悉、不得公开的国家秘密,国家秘密一旦被公开或泄露,会国家造成严重的利益损失或威胁到国家安全的严重后果;一般说来,高校承担的国家最新高科技研究技术或者涉及军队武器装备研制的信息都属于涉密信息范畴。 存储、处理涉密信息的计算机则定义为涉密计算机,与此相对,没有存储涉密信息的计算机则定义为非涉密计算机;涉密计算机的管理要求是不能联接国际互联网络或其他公开网络,而大部分高校科研工作者使用的是非涉密计算机,可以与任何网络连接使用,但其机上不得存储涉密文件资料。 2.2 高校科研计算机使用中存在问题 高校科研计算机因有教师使用者和学生使用者,人员情况比较复杂,存在有典型问题。 1) 交叉使用情况普遍,极易感染病毒。师生人员数量多而电脑有限,各类介质拷贝数据资料,使用随意,计算机上时常感染各类病毒,增加了防范木马病毒的难度。 2) 计算机责任人不清,管理责任很难落实。计算机的所有者可能是教师,也有可能是学生把自己购买的计算机带到学校实验场所,计算机所有人很难划分,无法落实管理责任,出现问题很难确定计算机责任人。 3) 共用同一IP地址,无法跟踪确定问题主机。六七个学生跟教师在同一个房间使用计算机,或者是数十个研究生们在一起上网,学院无法提供如此多数量的网络接口和IP地址,大量学生们或学生跟教师们用无线路由器使用同一个IP地址上网,管理人员无法跟踪出现问题IP的计算机,不能准确定位泄密人员。 3 建立高校科研用计算机安全管理的有效模式 针对上述高校计算机使用情况,为了避免计算机中高科技研究技术或军工技术泄露,我们需要进行建立有效的管理模式。 按计算机存储信息是否涉密的属性,将高校科研用计算机分为非涉密计算机和涉密计算机两大类,从这两类计算机的使用条件考虑,建立适合高校实际情况的安全管理模式。 3.1 建立管理机构,明确职责,实施计算机动态管理 建立必要的管理工作机制,明确管理职责和管理人员分工,是做好计算机管理工作的前提。 3.1.1 明确管理机构职责 高校应当按保密法有关要求,建立由学校党委书记为最高责任人的保密领导机构(或称委员会),总体策划全校保密工作事宜;设定保密管理部门和计算机网络管理部门,指定二级单位专兼职保密工作人员,配备固定编制工作人员,并明确其岗位职能和责任,保证科研用计算机有自查和学校监察的机制,特别是针对涉密计算机或涉密网络,学校领导应当给予保密工作人员足够保密管理能力和监督惩罚权力,确保监管体制能够有效运转,不发生泄密事件。 培养专兼职管理人员筑成能保密、会保密的防泄密防线,管理人员应该掌握计算机监管技能和了解国防科研业务范围,能够履行计算机保密监管责任。每年对涉密计算机信息系统和校园开放网络进行失密风险评估,逐步改善全校计算机及其信息系统管理能力。 3.1.2 实施计算机动态管理 管理部门统筹管理全体涉及国防科研业务和机关业务部门的计算机管理,对计算机及其网络系统应当进行动态管理。所谓动态管理,是指定期对计算机或网络组成的变化进行动态变更、登记和评估;如,计算机使用人情况、承载信息情况、进出网络情况或清退报废情况的变化等,应及时变更台帐,调整管理策略,根据其动态变化情况及时执行不同要求的管理程序。 管理部门和各相关学院应定期审核本单位计算机存储国家秘密情况,建立准确的涉密计算机台帐和非涉密计算机台帐。不同属性计算机的管理要求完全不同,如果是由非涉密计算机由于工作需要升级为涉密计算机,只需要向管理人员申报、部门领导审批,做好必要的文字记录;如果原涉密计算机,不再使用,除向部门领导报批,还必须由将计算机中硬盘拆下,其余部分按正常渠道报废,硬盘必须集中经专用保密销毁设备销毁,也可报请国家保密技术管理部门帮助销毁,严禁自行处理。新保密法第二十四条明确禁止了下列行为:“(五)将未经安全技术处理的退出使用的涉密计算机、涉密存储设备赠送、出售、丢弃或者改作其他用途。”[1] 分清涉密计算机和非涉密计算机,分类管理,可以避免发生泄密事件,节省资源、降低成本、提高效率。 3.2 明确使用流程,全程监管,加强涉密计算机控制 计算机管理中要求严格控制好分级涉密计算机或信息系统使用流程。新保密法第二十四条明确禁止了下列行为:“(一)将涉密计算机、涉密存储设备接入互联网及其他公共信息网络;(三)使用非涉密计算机、非涉密存储设备存储、处理国家秘密信息。”[1]近年来,国家保密局先后对涉密计算机的操作与使用、保管与保存、维修与报废等提出了管理责任和技术要求。[2] 3.2.1 涉密计算机操作全程监控 高校应当根据涉密计算机的特殊要求,制定符合实际情况的计算机使用、管理的工作流程,切实加强涉密计算机全过程各环节的保密管理,对涉密计算机管理要设置系统管理员、安全保密员和审计员三个岗位,建立涉密计算机的批准使用、设置安全策略、资料进出审批登记、软硬件维护、物理防护、清退等各环节审批登记制度;涉密计算机必须配备软硬件安全防护产品,有视频干扰设备、监视审计管理系统和杀毒软件等;而对于涉密计算机上的任何操作,包括资料的输入输出、删除复制、软硬件维护都需要登记和安全保密员的审批,并且要留存以便于管理部门追溯。 安全保密员进行审批的目的,“有审批、有监督”、“先允许、后使用”,避免使用涉密计算机的随意性;涉密计算机的各种操作都要受到监督管理、有案可稽,这才符合国家保密管理要求,能够保障电脑中国家秘密安全。 3.2.2 技术管理手段 一方面,涉密计算机安装介质管理和审计程序,经程序允许的匹配涉密介质才可在涉密电脑上读取,未允许的其他任何介质在涉密电脑上不能使用操作,避免恶意盗取国家秘密和过失泄密。 另一方面,由保密管理部门组织相关技术人员使用技术检查手段,不定期地抽查校园互联网络和非涉密计算机,查找可能过失造成非涉密计算机的违规情况,及时处理,避免扩大泄密范围。 3.3 定期开展保密教育,提高意识,避免非涉密计算机过失泄密 保密管理机构应加强宣传教育,高校参与国防科研或接触涉密信息人员,必须知悉保密有关规定和涉密计算机操作程序,不因贪图方便而在计算机上随意创建、编辑涉密信息,更不能将涉密计算机连接互联网;同时,严肃检查、惩罚,一旦发现违规情况,严肃处罚,屡教不改的,造成泄密后果的还要加重处理,直至追究刑事责任。 高校也应事先教育与实时惩罚的监督管理机制,定期表扬先进,及时处罚违规人员,以鼓励广大教职工增强保密意识、减少人为失误。 计算机科研论文:依托教师科研培养计算机专业创新型应用人才的新模式 摘要:针对地方高师院校计算机专业学生应用技能和创新能力不足的问题,提出依托教师科研项目与成果培养计算机创新应用型人才的实践教学模式。分析地方高师院校计算机专业学生应用技能和创新能力的现状,提出计算机专业创新应用型人才应具备的能力和技能。根据教师科研项目与成果,构建科研成果促进课堂教学、科研成果转化成课程实验,创建创新工作室,建立项目案例实训基地,教师科研促进学科競赛等多层次的实践教学模式。通过多年的研究实践,培养了一批计算机创新应用型人才,取得了显著的成效。 关键词:教师科研;计算机专业;创新型应用人才;实践教学模式 0 引言 应用型人才是地方高师院校的人才培养目标,然而。在激烈的市场競争环境下,创新、开发型的IT公司、企业对计算机人才的需求不断提高,既要求毕业生具有扎实的基础理论和较强的实践能力,也要具有一定创新能力的应用型人才。目前,单纯以培养技能型应用人才已经不能适应社会经济发展的需要。因此,我们依托教师科研项目与成果,在计算机专业中培养具有创新能力的应用型专门技术人才,具有非常重要的现实意义。 1 地方高师院校计算机专业创新型应用人才 为使地方高师院校计算机专业能够培养适应区域经济发展需要的创新型应用人才,我们对目前计算机专业的培养人才现状以及创新型应用人才应具备的专业技能和创新能力进行分析研究。 1.1专业技能与创新能力现状 多年来,从学生的毕业实习、毕业设计,就业应聘、用人单位对毕业生的考核以及反馈情况来看,学生较好地掌握了专业的基本理论和基础知识,具备了一定的计算机操作技能,掌握了初步的编程、网页制作、数据库建立等方法,具有一定的专业技能和专业能力。但是,学生的专业技能和综合能力还存在诸多不足,创新能力缺乏:(1)计算机操作技能不够熟练,专业技能有待提高;(2)程序设计能力不强,实现算法的能力偏低;(3)软件系统设计与开发等综合能力较低,与社会需求差距大;(4)综合运用专业技术解决实际问题能力不足,缺乏创新能力。 1.2学生应具备的专业技能和创新能力 根据不同的培养目标和人才培养规格,应用型人才包括技能应用型人才和创新型应用人才。技能应用型人才是以操作技能和岗位技能训练为优秀、掌握一定的专业理论、具备熟练的操作技能的专业技术人才。创新型应用人才除具备技能应用型人才的能力外,还必须具有技术创新、技术二次开发、综合专业技术解决实际问题的能力,具有适应多种岗位的综合素质以及职业判断能力。因此,计算机专业创新型应用人才应具备熟练的计算机硬件和软件操作技能,同时具备计算思维能力、算法分析与编程能力、系统综合开发能力、团队协作与人际交往等四种能力。 2 教师科研促进创新型应用人才的培养 几年来,我校计算机专业教师主持国家及省部级科研项目30多项,横向项目10多项,获得省科技进步奖7项,省级教学成果奖10多项,各类教学成果20多项,300多篇,形成了一个实力较强的科研与教学团队,为培养创新型应用人才创造了良好的环境和平台,并从以下五个方面开展计算机专业创新型应用人才的培养。 2.1科研成果引入课堂教学 科研是高校教学活力的源泉,是培养创新型应用人才的根本保证。以科研促教学是提高高校教学质量的重要途径,是教师提高教学深度和广度的前提条件。教师通过科研可以了解和掌握学科前沿,不断更新自身的知识结构、完善教师的知识体系。学生通过教师科研成果的介绍和讲解,感悟到学海无涯,创新无限。仅有书本知识是不够的,还要不断学习和掌握学科前沿,才能不断创新、进步。为此,我们发挥教授、博士的科研优势。鼓励他们将自己的科研成果引入课堂。通过启发式或探究式的教学方法,将科研成果与教学内容有机地结合起来,在讲解课本基本概念和基本原理基础上。引入研究成果,丰富了课堂教学内容,提高教学的深度。通过成果的应用,拓展教学的广度。例如,在《数据结构》课程中,没有给出图像算法设计的内容,平时学生对图像处理接触也较少。教师结合讲解哈夫曼编码的数据压缩功能,介绍各种数据压缩算法和系统,并将“分形压缩算法”的研究成果引入课堂教学。使学生了解到,除了欧氏几何学之外,还有一门分形几何学。分形几何学有很广泛的应用,在计算机学科中可以应用来解决图像压缩问题,且压缩率比较高。但是,目前它还有很多问题需要去研究和解决,从而引起学生的好奇心、激发他们的学习兴趣和热情,以此培养学生的创新意识和和创新的欲望。 2.2科研成果融入实验内容 我们充分利用教师科研,实行“教、学、研”相结合,鼓励教师把科研究成果和教改成果融入实验教学中。 教师结合相应的专业课程,从教师的纵向和横向科研课题中选择适合本科学生进行创新实验的项目,按照设计性实验和综合性实验的要求,将研究成果融入到课程实验中。把教师课题中模块设计、算法设计与分析、数据库设计与分析、代码实现等分解成实验项目,总结出实验目的、系统功能、指标要求、实验设备、算法步骤或流程、数据库设计、系统设计与分析、实验结果、代码清单等实验流程和要求,增加设计性、综合性等创新实验项目;并将教师与实验有关的教改成果,例如实验内容、实验方案、实验方法与手段等应用到相关课程的实验。创建操作训练、编程训练、设计训练、综合训练的“四步训练,五种能力”实验教学模式:应用任务驱动、案例分析、开放式、探究式实验教学方法,对实验采用灵活多变、有针对性的训练,促进学生熟练掌握基本操作技能和专业技术。培养学生创新素质,增强科研意识,教学科研密切结合,将前沿科学和新技术及时传授给学生。启迪学生创新思维,拓展想象空间,提高学生设计性与综合性实验的效果。 2.3创建创新工作室培养学生的创新能力 根据我院科研项目、校企合作项目的研究方向、研究内容,创建了“智能计算与信息处理”、“软件开发”两个创新工作室。创新工作室的宗旨是依托教师的科研项目和教师研究团队进行创新与开发,同时吸收专业能力较强的硕士生、本科生协助研究与开发。达到创新与开发,并培养出一批创新型应用本科人才的目的。 创新工作室负责人主要由年轻的教授、博士承担。负责制订创新工作方案,包括创新任务、创新目标、创新项目指导教师、前期培训、时间安排、创新成果验收、评价总结等,并组织实施。创新工作室的本科学生可以由专业教师推荐的优秀学生,也可以是有兴趣自愿报名参加。还可以是计算机协会、网络协会等学生社团推荐的。具体办法:接受大学生参与项目研究报名-对报名学生进行考核-指派团队教师对学生进行研究前的培训-指导教师给学生分配研究或开发任务-学生研究或开发-提交研究或开发成果-成果验收与评价。 几年来,创新工作室以教师为主导。以项目为驱动,主要研究与开发项目包括:基于GEP的关键技术研究、基于多核机群的Petri网并行算法研究、演化算法在物流企业智能信息处理系统中的应用研究、智能物流网站的设计与开发等。学生在这些项目的研究与开发中,负责了算法设计与实现、算法的运行与验证;系统网站的架构与模块设计、功能的详细设计与编程实现、系统与网站的运行与测试、撰写文档等工作。另外,通过创新工作室指导教师的培养和指导,学生结合教师的研究方向申报了省级和校级的“大学生创新创业”研究项目。每年都有5~8个项目获得立项资助,使学生成为了真正的项目主持人,达到了创新工作室培养创新人才的目的。因此,创新工作室的创建,使得一批学生比较完整地参与了项目研究与开发的全过程,亲自参与和主持了创新研究与开发设计,学会了从事研究工作的基本方法和创新思维。使学生在掌握专业技术的同时,了解了专业的前沿发展动态。学生的专业能力、专业技能、独立工作与合作能力、专业素质、敬业精神等方面都得到了锻炼和提高。不仅拓宽了学生的知识广度,也加深了学生的知识深度。不仅提高了学生的理论水平。也提高了学生解决实际问题的能力。使学生具备了一定的创新能力,具有了较强的专业应用能力,增强了学生的自信心和创新动力。 2.4科研项目案例实训基地培养学生的专业应用能力 我院教师承担了多个横向开发项目,为机关、企事业单位设计开发了多个软件系统或网站,取得了较好的经济效益和社会效益。为了培养计算机专业本科学生的创新应用能力,建立了一个“科研项目案例”实训基地,供计算机专业高年级学生进行综合项目开发训练。该基地的案例由科研项目主持人去除知识产权、简化处理和增加二次开发接口后,将项目开发的各个阶段文档、代码等提交给实训基地。实训基地组织计算机专业学生将每一个科研项目案例的开发全过程及各个阶段制作成动画演示系统,供教师在实训前给学生进行培训,学生也可以自己一边演示一边实训。案例系统或网站还提供二次开发的接口,供参加实训的专业学生进行二次开发、运行与测试。 “科研项目案例”实训基地通过案例的开发过程演示,采用开放式、解剖式的直观教学方法向学生展示软件系统开发过程的市场调查分析、需求分析、可行性分析、总体框架设计、模块设计、功能设计、代码设计等各个阶段需要解决的问题以及需要使用的开发工具、数据库等专业技术和专业工具,加深学生对软件工程、数据库原理、面向对象程序设计语言等课程的理解及综合运用,将理论知识转化为感性认识。对软件系统开发有了比较完整的认识。通过具体的实用案例系统或网站,学生学习各功能菜单的代码,掌握要实现某一功能模块的关键算法及代码实现。通过建立具体的数据库,让学生学会如何建立数据表、建立数据表之间的关联,构建实用的数据库。通过功能模块与数据库之间的连接调用,使用学生掌握系统中前台与后台数据的连接方法。同时,学生通过提供的二次开发接口,在原系统或网站基础上,自己动手添加功能模块并编写代码实现。在实训基地,学生可以通过二次开发进行功能模块训练,通过项目驱动开展系统开发实训。学生组成项目小组,共同完成系统的开发,最终达到培养学生的综合设计与开发能力,培养学生的专业能力和专业技能,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生的协调与团队合作精神。 2.5教师科研促进学科競赛,培养创新人才 学科競赛是在课堂教学基础上,以競赛的方法,激发学生理论联系实际和独立发现问题、解决问题,培养学生专业素养和创新能力的重要途径。通过競赛,培养一批学习能力强、学习潜力大、学习效果明显的学生骨干。几年来,我们通过教师科研促进学生的学科競赛。培养创新人才。(1)以教师科研项目依托,通过创新工作室组织参赛学生进行集中培训,依靠项目组的集体智慧,基于课题研究成果开展针对性的训练;(2)以“科研项目案例”实训基地作为训练基地,结合参赛科目、内容,选择相应的科研项目成果案例进行针对性的训练;(3)在导师的指导下,以“大学生创新创业”立项项目和研究成果为基础,经过凝练和提升。推动学生个人或小组参赛。几年来,我们组织学生参加了包括全国大学生软件大赛、计算机网络大赛、广西计算机应用大赛等学科競赛,并取得了优良的成绩。逐步形成了以教师科研促进学科競赛的实践模式:以教师科研项目组建参赛小组-创新工作室分小组集中训练-校级选拔赛-选拔出参加全国或省级比赛选手-创新工作室重点训练-指导教师带队参加比赛-召开总结会-奖励获奖选手。通过依托教师科研,促进学科競赛,培养学生的创新能力。做到以创新促进競赛,以競赛提升创新,不断提高计算机专业学生的专业能力、专业技能、创新精神和团队协作精神。 3 实践与成效 我校计算机专业依托计算机教师科研和教学团队的科研教研优势,促进创新型应用人才的培养。将教师的科研项目、科研成果,融入课堂教学和实验教学,通过创新工作室、“科研项目案例”实训基地、学科競赛等形式、以任务驱动式、案例分析、开放式、探究式等教学方法推动计算机专业创新型应用人才的培养。经过几年的实践,我校计算机专业学生共获得了10多项区级或校级“大学生创新创业”研究项目的立项资助:在参加全国大学生软件大赛、计算机网络大赛、多媒体教学软件大赛。广西计算机应用大赛等比赛中,共获得10多个部级奖项、20多个省级奖项。我校计算机专业依托教师科研,促进专业创新应用型人才的培养取得了比较显著的成效。 4 结语 我们构建依托教师科研项目和研究成果,融入课堂教学和实验教学,通过创新工作室、“科研项目案例”实训基地、学科競赛等形式推动计算机专业创新应用型人才的培养模式,取得了一定的成效。但是,其培养目标、人才规格、项目与课程内容结合、科研成果转化、学生创新创业项目转化等内涵建设还有很多需要完善和改进的地方,这是我们下一步的研究与实践工作。 计算机科研论文:医学院校科研实力计算机评估系统研制 摘 要:科研实力评估是一项难度较大的工作,但在信息技术高速发展的今天,如果我们有先进的评估手段及评估数据库与之相适应,就会提高效率,促进科研发展。我们进行的重点医学院校科研实力评估软件的研究、开发和实践,试图使医学科研管理上升到一个新高度。我们从软件开发的角度,对重点医科院校科研实力评估系统的系统目标、数据库设计、系统结构和功能几个方面进行介绍。 关键词:科研实力 评估系统 研制 1.系统目标 本系统结合两次相对比较归一化的数学处理评估方法和确立的评估指标体系,开发基于windows平台的重点医学院校科研实力评估系统。系统采用计算机录入、统计、分析的方法取代手工整理科研信息,提高工作效率和工作质量。该功能易操作,系统完善、可靠性强、易于维护,便于推广。 2.系统环境 (1) 系统的开发平台为Windows2000,只要会Windows操作,就可以使用。 (2)系统采用Microsoft Visual Basic 6.0 和 ACCESS数据库为开发工具,报表功能强大,管理功能完善,系统维护功能完整。 3.系统开发过程提要 (1)与软件开发人员沟通,仔细分析评估指标体系。 (2)设计数据库结构。 (3)根据评估指标体系内容,应用两次相对比较归一化的数学处理方法,建立基于ACCESS 的评估数据库,同时建立了相关数据表和关系。 (4) 实现数据库的基本信息操作,如:查询、修改、添加、删除等。 (5)设计统计过程,将数学算法程序化,得出科研实力评估结果。 (6) 打印评估结果 4.数据库设计 本系统的数据库共有10个数据表,分五个层次,第一层是学校信息表college;记录学校名称和代号;第二层是学校科研人员信息表member,记录成员的基本信息和一些个人统计信息;第三层是关键层,是本系统的优秀部分,记录本系统的所有细节信息,比如表detail用来记录更细节的成员的科研信息,表discourse专门用来记录成员的学术专著等信息;第四层是采用两次相对比较归一化的数学方法对第三层的信息进行处理,得出某一个重点医学院校的各项评估指标,即评估体系中的二级指标分值;第五层采用两次相对比较归一化的数学处理方法对第四层的信息进行处理,即得出评估体系中的一级指标的分值。下面是本系统的数据库结构: 下面介绍表member和表detail,这两个表用编号bianhao来关联,表member只是记录成员的基本统计信息,更细节的信息在表detail里记录,用字段leibie来标注,同时用字段school 和demo作辅助标注。 5.程序设计 本系统是数据库操作系统,所以前面的数据库设计好了,接下来的程序设计工作比较容易实现,本系统大致分5个模块,下面逐个介绍: (1)主界面 根椐数据库设计结构,主界面的菜单分三部分:添加学校、添加科研人员信息、评估指标统计。 (2)添加修改学校 点击主界面的“添加学校”按钮或菜单“首页”― “添加学校” 为方便操作界面各功能按键,设有快捷键Tab,若要删除信息,除了点击“删除”按钮外,可在表中选中要删除的记录,按Delete键即可删除。 (3)添加科研人员信息: 点击主界面“添加人员”按钮,或点击菜单“科研人员信息”―― 录入即可 科研人员的信息比较多,为了能全面显示信息,本系统采用“点—面”的显示结构,界面里的表用来显示各科研人员的统计信息,下面用SSTab控件来分页显示人员的细节信息,在表中选择一个记录,下面的SSTab控件中对应显示此人的细节信息,同时对于某一细节的修改或添加,都设有功能键,最后统一用保存按钮来保存刚才修改或添加的细节信息。 同样为方便操作界面各功能按键,设有快捷键Tab和Delete。若用户在查询信息,可点击界面下方的查询按键,弹出查询对话框。 (4)指标统计 点击主界面的“开始统计”,或点击菜单“统计”―― “开始统计”。这时需要统计人员输入一些必要的统计信息,比如:当输入经费之后,在部级科研经费占课题总经费的百分数和横向课题经费占课题总经费的百分数这两个信息框中就会自动显示,这是系统自动完成,原理是两次相对比较归一化的数学处理方法。 (5)评估结果界面 该界面的结构是参照评估指标体系设计,给出了每一级指标的标准分数,点击任一个三级指标,弹出该指标的具体信息,同样点击任一个二级指标,会弹出各学校的该指标的比较信息。 (6)打印 点击打印,即可出来打印预览某一学校的科研实力评估信息或各学校之间的科研实力排名。 6.系统的成果及展望 本系统用自己独特的数学处理评估方法,不仅可在学校之间实现科研实力评估,而且也可根据评价目的不同,对评估指标体系权重重新赋值,实现学校内部各学科之间的实力评估,既可以对一个重点医学院校进行静态评估,又可以进行动态评估,在比较范围的纵向方面实用性更强,且系统操作简单,方便许多事务管理,节省人力和财力。 同时本系统也是个覆盖面广、信息量大的课题,成员基本信息的准确性对整个系统的评估结果很关键,所以须到各大重点医学院校作调研工作,才能确保评估结果可行。 作者简介: 张虹(1971-),女,回族,湖南邵阳人,硕士,南方医科大学科技处,主要研究方向:科技管理。 计算机科研论文:计算机科研提速与计算科学发展探讨 摘要:理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。本文通过对计算机的发展历史和人类对计算本质认识的回顾,提出量子计算系统的发展和成熟,并且提出了人类认识未知世界的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。 关键词:计算科学 计算机科研 计算工具 理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。 据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。 首先,先谈谈关于计算科学与计算机发展。 第一,计算的本质以及远古的计算工具。抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理, 那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子, 而g为含意相同的中文句子, 那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串) 开始, 一步一步地改变符号(串) , 经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号(串) 的变换过程。 从类型上讲, 计算主要有两大类::数值计算和符号推导。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。 第二,近代计算系统与电动计算机和电子计算机。近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器, 并风行全世界。 20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。 第三,摩尔定律与计算的极限。人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果――造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。 而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米), 此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律――牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。所有的美妙都是彼此联系和有意义的 第四,量子计算系统。量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。 量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力。不仅如此, 量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质, 把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。 再次,关于理论计算机科学研究提速 据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。 第一,理论研究科学深厚的科学意义和具备丰富的应用功能。理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。直到2004年,计算机理论学界大师姚期智从任教多年的普林斯顿大学回归清华大学时,才算刚刚起步。 微软亚洲研究院院长沈向洋认为,理论研究组的意义在于,从科研角度来讲,理论相当于底层的基础支撑,丰富的、有深度的、坚实的理论资源将使基础研发走得更快更远。他表示,对于微软亚洲研究院来说,促进地区整体科研实力的提高是其使命之一。理论研究组的成立,除了为研究院其他组的研究以及微软产品的研发做好坚实的理论储备,进一步促进研究院的发展和创新外,还希望能和清华大学等科研院所一道促进理论计算机科学在中国的研究与发展。 第二,理论计算机科学研究的机会与挑战。理论计算机科学怎样才能够做出一些突破性的研究,让中国信息科学的研究更上一层楼,姚期智院士举了两个例子: 其一点,有些问题是效率问题,譬如互联网的搜索就能得益于理论计算机科学的发展。互联网是一个很大的图形,在这个图形里面所做的事情,基本上是理论计算机科学里面所包含的问题,如果能在算法上进行改进的话,就能在科学、时间、商业上取得非常大的效果,从而发挥强大的效益。 另一点,有些问题,不单是效率问题,而是能不能够做到的问题。譬如安全,在过去30年的研究里,大家公认的在信息安全、网络安全方面,没有一个好的理论框架和基础,不可能做到绝对安全,完全避免黑客的攻击。因此,必须在理论发展的基础上去保证各种信息的安全。 未来可能会从两个方面解决摩尔定律的极限问题:一方面是计算机的硬件,譬如说量子计算机;另一方面是计算机的软件。 综上所述,如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。 无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。如果我们用最好的方法,写的软件程序能够比现在更有效率的话,计算能力本身就会帮我们做许多现在无法做到的事情。 计算机科研论文:计算机科研提速与计算科学发展探讨 摘要:理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。本文通过对计算机的发展历史和人类对计算本质认识的回顾,提出量子计算系统的发展和成熟,并且提出了人类认识未知世界的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。 关键词:计算科学 计算机科研 计算工具 理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。 据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。 首先,先谈谈关于计算科学与计算机发展。 第一,计算的本质以及远古的计算工具。抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理, 那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子, 而g为含意相同的中文句子, 那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串) 开始, 一步一步地改变符号(串) , 经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号(串) 的变换过程。 从类型上讲, 计算主要有两大类::数值计算和符号推导。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。 第二,近代计算系统与电动计算机和电子计算机。近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器, 并风行全世界。 20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。 第三,摩尔定律与计算的极限。人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果――造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。 而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米), 此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律――牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。所有的美妙都是彼此联系和有意义的 第四,量子计算系统。量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。 量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力。不仅如此, 量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质, 把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。 再次,关于理论计算机科学研究提速 据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。 第一,理论研究科学深厚的科学意义和具备丰富的应用功能。理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。直到2004年,计算机理论学界大师姚期智从任教多年的普林斯顿大学回归清华大学时,才算刚刚起步。 微软亚洲研究院院长沈向洋认为,理论研究组的意义在于,从科研角度来讲,理论相当于底层的基础支撑,丰富的、有深度的、坚实的理论资源将使基础研发走得更快更远。他表示,对于微软亚洲研究院来说,促进地区整体科研实力的提高是其使命之一。理论研究组的成立,除了为研究院其他组的研究以及微软产品的研发做好坚实的理论储备,进一步促进研究院的发展和创新外,还希望能和清华大学等科研院所一道促进理论计算机科学在中国的研究与发展。 第二,理论计算机科学研究的机会与挑战。理论计算机科学怎样才能够做出一些突破性的研究,让中国信息科学的研究更上一层楼,姚期智院士举了两个例子: 其一点,有些问题是效率问题,譬如互联网的搜索就能得益于理论计算机科学的发展。互联网是一个很大的图形,在这个图形里面所做的事情,基本上是理论计算机科学里面所包含的问题,如果能在算法上进行改进的话,就能在科学、时间、商业上取得非常大的效果,从而发挥强大的效益。 另一点,有些问题,不单是效率问题,而是能不能够做到的问题。譬如安全,在过去30年的研究里,大家公认的在信息安全、网络安全方面,没有一个好的理论框架和基础,不可能做到绝对安全,完全避免黑客的攻击。因此,必须在理论发展的基础上去保证各种信息的安全。 未来可能会从两个方面解决摩尔定律的极限问题:一方面是计算机的硬件,譬如说量子计算机;另一方面是计算机的软件。 综上所述,如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。 无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。如果我们用最好的方法,写的软件程序能够比现在更有效率的话,计算能力本身就会帮我们做许多现在无法做到的事情。 计算机科研论文:科研院所计算机网络安全防护方法的探讨 [摘要] 随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,给人们带来了前所未有的海量信息。科研人员越来越多地依赖计算机网络,但在计算机应用方面往往只注重于应用,而忽略计算机的维护及安全防护。网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要。本文就计算机网络安全防护的重要性,针对计算机网络容易受到的安全威胁,提出计算机网络安全防护的基本方法和手段。 [关键词] 网络安全;安全防护;计算机安全 随着计算机网络的不断普及应用,全球信息化已成为人类发展的重大趋势,信息技术正在以惊人的速度渗透到研究所的各个领域,研究所的信息化程度也有了显著的提高。由于科研单位是掌握科学信息最前沿的领域,对信息的传递要及时准确。就目前科研院所(如医药生物技术研究所)在计算机领域的主要应用包括:科技文献的检索、科研信息查询及信息交流、传递等。科研人员在自身的领域都是业务能手,但在计算机安全应用上往往忽略或欠缺。因此,要求信息网络能够稳定安全地运行,满足科研工作的需要。 1 计算机信息系统面临的安全威胁 造成网络安全威胁的主要因素有以下几个方面: 1.1 计算机病毒 伴随着计算机技术的推广普及,计算机病毒也在不断地发展演变,其危害越来越大。目前计算机病毒的特点是流行广泛、种类繁多、潜伏期长、破坏力大,对计算机信息系统的安全构成了长期与现实的威胁。 1.2 黑客入侵 通过技术手段,黑客以非法手段侵入计算机信息系统,获取计算机中的秘密信息或有选择地破坏信息的有效性与完整性。这是当前计算机信息系统所面临的最大威胁。1.3 系统漏洞 利用计算机操作系统、信息管理系统、网络系统等的安全漏洞,进行窃密与破坏活动。各类软件系统总是存在一些缺陷或漏洞,有些是疏忽造成的,有些则是软件公司为了自便而设置的,这些漏洞或“后门”一般不为人所知,但这给病毒、黑客入侵提供了可能。据Symantec的调查显示有65%的威胁是由系统漏洞造成的。 1.4 人为因素 由于人们在日常使用计算机时对安全防护的疏忽,特别是对口令的不重视,很容易产生弱口令,很多人用诸如自己的生日、姓名等作为口令,为黑客破解密码提供了机会。在内网中,黑客的口令破解程序更易奏效。 2 提高安全防护工作的办法 当前,科研院所计算机信息系统的安全防护工作,在技术层面上还存有一定缺陷,这需要相关工作人员针对以上可预见的威胁,及时完善安全设备设施、制定相应安全的技术措施,切实加强安全防护与防范,以保障信息系统的安全。当前,主要基于应用的技术防范措施有以下几种: 2.1 防病毒技术 计算机病毒的典型任务是潜伏、复制和破坏,防治的基本任务是发现、解剖和杀灭。目前,比较有效的方法是选用网络防病毒系统,用户端只需做一次系统安装,按时进行病毒库的升级工作,由防病毒软件进行病毒的自动查杀。 2.2 端口封闭技术 由于多数黑客都是通过端口扫描技术入侵用户计算机,因此,关闭不必要的端口,是防止黑客入侵的有效方法和手段。关闭端口的方法有: 2.2.1 基于基本应用,关闭所有不必要的应用端口。具体方法是:右键单击“网上邻居”选“属性”打开右键单击“本地连接”选“属性”打开选“Internet协议(TCP/IP)”选“属性”打开选择“高级”打开选择“筛选”选中“TCP/IP筛选”点击“属性”进入选择界面,选择需要开放的端口。 2.2.2 关闭容易被黑客利用的端口。病毒和黑客通常是通过TCP135、139、445、593、1025 端口和UDP135、137、138、445端口,一些流行病毒的后门端口(如 TCP 2745、3127、6129 端口),以及远程服务访问端口3389侵入计算机的。因此,应关闭这些端口以保护计算机。 2.3 及时修补系统漏洞 由于各类软件系统总是存在一些缺陷或漏洞,有些是疏忽造成的缺陷。试想,若住在一个千疮百孔的破屋子里,会感到安全吗?而计算机都是基于各种软件运行,一个千疮百孔的计算机,怎么能够保障信息与网络应用的安全呢?应利用开源软件或杀毒软件自带的漏洞扫描工具及时对计算机系统漏洞安全扫描,可利用开源软件或杀毒软件自带的漏洞扫描工具完成。利用这些工具,找出操作系统中存在的可能被攻击的漏洞。 2.4 访问控制 访问控制是计算机信息系统安全的关键技术,对网络用户的用户名和口令进行验证是防止非法访问的第一道防线。用户的口令是用户登陆计算机的关键所在。为保证口令的安全性,用户口令不能显示在显示屏上,口令长度应不少于6个字符,口令字符最好是数字、字母和其他字符的混合,它确定了每个用户的权力限制条件。 当前,随着计算机信息技术的迅猛发展,对计算机信息系统的破坏也日渐猖獗。然而,“魔高一尺,道高一丈”,只有真正警惕起来,牢固树立安全防护意识,加强安全防护,才能够防患于未然,保证计算机系统的安全。 3 结语 科研院所网络的安全问题,不仅是设备、技术的问题,更是管理的问题。对于计算机系统的使用者来说,一定要提高安全意识,加强安全防护的技术手段,注重对网络安全知识的了解和学习,保障计算机信息系统的安全,以满足科研工作的需要。 计算机科研论文:培养中职生计算机科研能力探析 通过考察和调研中职生计算机科研项目和专利发现,当今我国中职生计算机科研能力远不如国外中职生,计算机科研项目比较少。因此,不得不在平时教学中注重对中职生计算机科研能力的培养。在中职计算机教学中应从以下方面对中职生进行科研能力的培养。 一、要树立教育理念和教学模式科学发展观 (一)要认清当今教育的目标 当今教育的目标是提高学生全面素质,培养学生全面能力。全面提高学生素质,全面提高学生能力的一项重要内容是提高学生科研素质和科研能力。 (二)动态更新教育理念和教学模式 中职教育中要树立最新的教育理念,采用国内最新的教学模式,借鉴国外最新教学模式“学中做,做中学,错中学”教学模式。 二、创设良好的科研环境 1、在计算机教学中使用多媒体课件,能让一些抽象的知识点更加形象化,更加具体化,使知识点化难为易。 教师在计算机教学中要采用CAI教学,应用动画和视频多的多媒体课件教学,通过课件逼真的视听效果刺激学生的视听觉,激发学生多动脑,从而培养学生的科研动机。 2、通过给学生展示舞蹈机器人,模拟真人机器人,来培养学生科研兴趣。通过展示给学生最新配置的计算机让学生了解最新计算机的软件和硬件基础。 三、尝试国外最新教学模式 通过国外中职生和国内中职生计算机科研能力和发明创造数量的测试和统计中发现,国外中职生的计算机科研能力和发明创造数量都明显高于国内中职生。什么原因导致这个结果的呢?经调研发现,国外采用的教学模式和国内的截然不同,比国内教学模式要先进。因此 要培养中职生的计算机科研能力,必须摆脱国内“应试教育”的束缚,尝试国外最新的教学模式。可以尝试国外最新教学模式“学中做,做中学,错中学”的教学模式,从而在教学中逐步培养中职生的计算机科研能力。 新课讲授前,一定要让学生带着问题去预习新课,这样会达到良好的学习效果,也能点燃学生科研能力的火花。 在新课进行中,要保证做到以下几点: 1、要保证学生“学中做”,学生一边学习,一边动手实践,这样既能巩固知识点又能锻炼其动手能力,在动手中极有可能有新的发现,有新的发明,这样在不知不觉中提高了学生的科研能力。 2、同时也要保证学生“做中学”,学生一边动手实践,一边学习知识点,通过动手实践可以领悟知识点,强化知识点,不知不觉中学生打好了科研的知识基础。 3、更不能打击学生的错误而要让学生“错中学”,学生在动手实践中很难避免发生错误,其实错误有可能是好事,就像爱迪生、爱因斯坦等一样弄巧成拙而有了发明创造。 四、注意训练学生发散思维和收敛思维能力 我们需要弄清的是以下几点: 1、发散思维的基本定义是:发散性思维是一种从不同的方向、途径和角度去分析问题,寻求多种解决方案或答案来解决问题的思维方法。 发散性思维的特点包括:(1)、具有创造性(2)、能培养人的多重想象力 培养发散性思维的方法包括以下几个方面: (1)、勇于质疑权威 (2) 、走出定势思维的误区 (3)、分析问题的多个解决方法 (4)、更广阔地开动脑筋发挥广阔的想象力 2、收敛思维的基本定义是:是指在分析与解决问题的过程中,把所有知道的知识、信息及解决问题的各种方法分类汇总,集中整合到一点,,得出较合适的解决问题的方法。 收敛思维的特征主要包括以下几个特征: (1)、不间断性 (2)、求真性 (3)、封闭性 培养收敛思维的方法主要包括: (1)、寻同考虑法 (2)、存异考虑法 (3)、固定目标法 3、收敛思维与发散思维的区别是: (1)、两者的特征不同 (2)、思考问题方向相反 4、发散、收敛思维只是创造性即科研性思维的两种思维方法,应与其它思维方式恰当整合应用。 在理清上面所述发散、收敛思维的定义、特征、培养方法、区别和与应与其它思维方式恰当整合几点后,我们可以发现,训练学生发散思维和收敛思维能力的确可以培养中职生的计算机科研能力。 五、专门设立计算机科研办公室 如今,大多中职校没有计算机科研办公室。要重视科研就必须在中职校设立专门负责计算机科研的计算机科研办公室,安排计算机科研办公室主任和工作人员。 六、成立计算机社团部 按学生兴趣成立计算机社团部如,软件部、硬件部、网络部、电商部、多媒体部,能更好的培养学生学习兴趣、专项特长、积极性和科研积极性。 七、专门设置计算机科研课程 专门设置计算机科研课程,制定计算机科研课的课时。要在课前给学生特定的科研任务,让学生动手实践,动脑发明创造。 八、加强实训基地建设 更新实训基地设备,配置最新的电脑,加强实验室和实训基地建设为学生实习实践创造良好的实践实习硬件条件。 九、校企合作新思路 加强校企合作工作,让学生到计算机企业顶岗实习,在计算机企业中学到先进的计算机技术能为计算机科研创造条件。 总之,培养中职生的计算机科研能力的方案,除了本文所述要树立教育理念和教学模式科学发展观,创设良好的科研环境,尝试国外最新教学模式,注意训练学生发散思维和收敛思维能力,设立计算机科研办公室,成立社团部,专门设置计算机科研课程,加强实训基地建设,校企合作新思路,做好师资科研培训,改变传统“论文”科研,对学生做好科研激励和启发,定期举办计算机理论知识竞赛和技能大赛,定期举办计算机理论知 识竞赛和技能大赛,定期举办计算机科研发明大赛外,是多元化的,还有其它方案。 参考文献: 阎立钦 实施创新教育,培养创新人才[J] 教育研究, 1999(7)
计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术的发展趋势分析 摘要:互联网已经形成一个连接世界的巨大网络,互联网改变了人民的生活方式,推动了社会的进步,互联网的发展依托于计算机科学与信息技术的发展,因此计算机科学与信息技术的不断提高,有利于提高国家的综合国力和竞争力,促进我国互联网的发展,对我们过计算机科学与信息技术的发展现状分析,有利于推动我国计算机科学未来的发展。 关键词:计算机科学;信息技术;发展;趋势 1引言 世界第一台计算机的诞生至今,已经差不多过去了半个世纪的时间,从原来的体积庞大,速度慢成本较高的计算机,到如今,越来越微型化,智能化,多样化,由于计算机技术在军事上的应用,促使很多国家和地区的政府部门不断投入资金和精力进行研究,从上世纪九十年代开始,计算机的发展在军事和民用上的分化越来越明显:一是计算机不断往微型计算机方面发展,进入到企业和家庭之中,二是计算机在全面应用在国防、军事以及科研等重要的领域,在军事应用中开始普及[4]。互联网+”是把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合,推动技术进步、效率提升和组织变革,提升实体经济创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。随着互联网+在我国的不断推进,计算机技术也在不断发展,为了更好的适应云物联,大数据的需求,计算机技术也在不断的发展,纵观我国计算机的发展,不难发现计算机每一次的革新和发展都是符合社会潮流的,每次计算机技术的发展,都使得计算机更有生命力和发展前景。 2计算机科学与技术的发展现状及特点 2.1计算机科学技术应用广泛性 计算机科学技术的不断发展和互联网时代的到来与发展,越来越多的个人和企业通过计算机来解决一些生活和学习中遇到的实际问题。例如:人们足不出户就可以浏览世界风光、网络购物。一些企业可以通过计算机的超级强大运算能力代替了人类对商业数据和信息的分析与处理。计算机已经逐渐渗透到人类的政治、经济、文化、商业、军事等多个领域中,对人类社会的发展和现代文明的进步产生了广泛性的影响。 2.3计算机科学技术具有智能性和专业性 计算机在全世界范围内的广泛普及,使得计算机越来越专业,其计算机的功能,也越来越综合,特别是微电子、集成电路、半导体晶体管等技术上取得了重大的成就,计算机也正向着智能性和专业性的方向发展。例如,随着互联网+的不断发展,物联网技术引入家庭,使得家用电器开始越来越智能化,其功能也越来越专业化,同时物联网的应用,也极大方便了人民的生活,能够让人的生活工作,变得更加简单。 2.4计算机科学技术具有实用性 计算机科学技术的发展,越来越具有实用性,在生活方面,人们通过计算机网络更加快捷、更加广泛的获得多方面的信息,在工业应用中,工业生产中的自动化过程、辅助设计过程、信息管理、集成制造等方面的完成都是由计算机的通信技术和程序编程来实现的。在教育方面,计算机的实用性更为突出。例如:现代教育中教师充分利用计算机来完成课堂教学,不仅丰富了学生的课堂,更提高了教学效率。 3计算机科学与技术的发展趋势 我国在计算科学与技术方面投入了巨大的人力、物力财力,经过多年的发展,我国计算机科学与技术已经不断的和世界接轨,但是计算机科学与技术的水平,还有待进一步的提高,在某些方面,计算机科学技术还没有掌握自主知识产权,这使得我国的计算机有技术,很难有所突破,这也使近年来我国计算机的发展道路越来越窄,因此,笔者认为,为了更好地发展我国的计算机科学技术,应该对计算机科学技术的未来发展趋势进行整体的把握: 3.1计算机技术会朝着更高层级发展 随着计算机性能以及运行的速度不断提高,计算机技术会朝着高层级能方面不断发展,目前英特尔公司已经拥有十亿以上的晶体管处理器,在一个计算机中同时使用上千个处理器,而目前很多国家最高级的计算机都使用计算机的并行处理。这使得英特尔公司在人工智能方面走的越来越远,处理器的基础,决定了人工智能发展的水平,因此,计算机的处理方式更加的高级的同时,也使计算机技术会朝着更高层级发展不断发展。 3.2计算机科学技术的发展全面化 计算机科学技术的不断发展,使得计算机技术能够应用到全世界各个领域,随着物联网、云计算,大数据的不断发展,计算机在全世界范围内的各个领域大力的发展,因此,未来的计算机科学技术,会渗透到人们生活的各个领域,并且在广度上有着前所未有的拓展。因此,笔者认为,未来计算机将完全融入到生活的各个方面,成为家庭的必备电器,我们的学习和上班将会完全电子化,而计算机的价格未来也会非常的平民化,成为人们最日常、最普通的日用品。3.3计算机科学技术人工智能化计算机科学技术的不断网高层级和全面化发展,最终会使得计算机科学技术不断的往智能化方面发展,人工智能计算机的发展,能够帮助人民分析大量的数据信息,为人民提供最多的帮助[3],因此,笔者认为,随着人们对计算机的要求越来越高,计算机科学与技术的发展趋势最明显的就是,将计算机往智能化方面设计,让计算机更具有感知能力,具有了更加高级的思维能力,让我们运用计算机的时候不再是单一地输入汉字和语言符号,而是能够通过手写文字、用表情、用语言直接与计算机进行沟通,让我们直接感受到真实的人类与计算机直接交流的场景,而不是电影中虚幻的先进技术,这是计算机未来发展的优秀技术的体现。 4总结 计算机科学与信息技术的不断提高,有利于提高国家的综合国力和竞争力,为了更好地发展我国的计算机科学技术,应该对计算机科学技术的未来发展趋势进行整体的把握,促进我国互联网的发展,对我们过计算机科学与信息技术的发展现状分析,有利于推动我国计算机科学未来的发展。 作者:杨莉 单位:陕西省汉中市种子管理站 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术的发展趋势 摘要:计算机信息技术作为重要的科学技术,正逐步延伸到生活的方方面面。当前,计算机科学与技术的发展成为了体现国力的重要标志,全世界各个国家都在大力发展计算机科学与技术,因此,计算机科学与技术的发展趋势成为必须研究的方面,所以强化对计算机科学与技术的发展,对于加快计算机科学与技术的迅速发展,提升社会的经济与发展十分有利。 关键词:计算机;科学;技术;发展趋势 作者简介:谈青青(1994-),女,江苏扬州人,大学本科,研究方向:计算机与技术 由于经济的不断发展,计算机发展趋势逐渐深入。通过长期发展,计算机应用范畴由单一化迈向多元化。当前,计算机科学与技术逐步成熟,计算机体积逐渐变小,运转速度大大提升,成本也逐渐降低,变成工作与生活中的必备品。并且大型计算机的发展也尤为迅猛,不论是国防、军事还是天文方面,计算机能力逐渐展现出来。当前阶段,计算机科学与技术融入到社会生产及生活的各个角落,有效提升了百姓的生活,为社会的发展推波助澜。 1计算机科学与技术的发展现状 1.1计算机科学与技术的普遍性与深入发展 科技的发展令计算机技术的发展尤为迅猛,计算机的发展也加快了科技生产力的进步,所以计算机对人类生产生活具有较大的意义。计算机普及与发展令人们的生产、生活更加便利,已经融入到人们生活、经济、文化等各方面,且由于生产力的发展对人们产生较大的影响。 1.2计算机科学与技术的专业化及综合化的发展 随着计算机的普及,不但令发展趋势更为大众化和综合化,也令计算机的运用愈发专业。相对而言,为了满足一些特殊专业与人员所需,计算机的专业化随之提升,为人们的不同所需提供服务。 1.3计算机科学与技术的突破及深入的发展 计算机技术的发展令其在不同领域的专业化发展愈发迅速,功能也更为固定,这令计算机应用专业化及专业功能显著区分,为计算机的发展迎来更多的突破及挑战,从电子管到计算机,历经了40余载的时间,而半导体电视取缔晶体管的历程仅历经了10年。到了集成电路时则发展的更加迅速,这一转变,为计算机科学与技术的发展迎来了愈来愈多的深入与突破的机遇。计算机技术通过化学与工程学科为出发点,作为具有实践性的基础学科,需要不断加快人们对意识的发展。传统而言,意识到提升必定会变成现实推动力而加快实践发展。可是在计算机研究范围内,意识与实践相互作用更为显著,计算机科学与技术在国外计算机研究出晶体管以后,成为科学范畴热学的一大进步,所以,对于计算机半导体的理论也创建起来,并且随着意识的提升而不断发展。 2计算机科学与技术迅速发展的原因 首先,计算机科学与技术的发展改革是为了可以令此类时常性、创造性的方式更加便于处理,如此可以更为符合当代人的所需。因此,创造性与时常性的方式加快了计算机科学与技术的高速发展。其次,计算机科学与技术通常需要可以在理论中执行,也可在计算机中执行。一旦出错,则会令所有计算机系统发生问题。再次,计算机市场竞争关系加快当前计算机科学与技术的发展,计算机融入到人们的生活与学习当中。因此,计算机市场竞争也加快了计算机科学与技术的发展。最后,计算机科学与技术价值的分析需要较长时间,在此期间,会有较多不稳定因素对最终的价值及选择形成影响。通过实践可以看出,用户与市场选择对计算机科学与技术的发展造成影响,受到市场竞争的影响,优于其他计算机科学与技术在技术方面具有优势,则令产品具备较强的竞争力,可是用户选择会受到众多因素的制约,有些用户不但需要计算机在技术中超前,还需在社会中获得认可。因此,计算机科学与技术的发展需要依照市场所需以及的人们认可方能获得进步[1]。 3计算机技术发展的总体趋势 计算机科学技术的总体趋势能够分为高、广、深,虽然当前计算机科学技术的发展尤为迅速,可是其发展动向依旧以这三点为主。计算机技术朝着“高”的方面发展主要表现在计算机硬件工作频率方面,提升计算机工作频率可以有效提高计算机性能,由于计算机工作频率的提升,其运转速度更为快速。当前,英特尔公司已经可以研发出约10亿个晶体管的微处理器。当前性能最优的通用是计算机集成了高达上万个微处理器,对于有些专用机而言,其并行程度较高。除却硬件更高之外,操作系统性能的提高对计算机发展尤为关键,其包括两点:①令计算机与人们相互间引发人性化衔接;②关于计算机资源采取有效管理,令计算机内部可以相互搭配,共同工作。由于计算机科学技术的持续深入,其已经由不同方面进入生活当中,计算机的普及逐渐扩大,“广”字体现出计算机网络覆盖范畴的加大以及计算机技术向不同领域的融入。可以发现,未来计算机技术会在人们生活的各个方面所体现。“深”则代表计算机技术人员智能化发展动向,智能化将会在此后计算机科学技术发展中具有较高的比例,并且,计算机科学技术也会结合相应的感知能力与逻辑思维,这一人工智能的发展会令人们与计算机的沟通更为顺利[2]。 4计算机科学与技术的发展趋势 4.1高性能新型计算机的诞生 由于计算技术的不断发展,计算机芯片技术日趋成熟,芯片技术在开发阶段具有较大的发展前景。当前,众多不同类别的计算机也在研发当中。其中有三种计算机因此产生。 4.1.1量子计算机 为了令计算机能耗问题得以解决,源于可逆计算机的探究,一个依照量子力学规律执行的高速数学与逻辑运算、处理及保存量子信息的物理设备孕育而生,其可以运算并解决量子信息,执行量子算法,这就是量子计算机。 4.1.2纳米计算机 纳米自身则为计量单位,纳米技术由微电子机械系统出发,将电动机、传感器以及各类处理器均设置于一个硅芯片当中,以此创建一个系统。通过纳米技术产生的芯片成本较低,令纳米计算机备受重视,其无需具备精密的生产车间,也无需具备较高的试验设施与技术成产团队,则能够制作出芯片,不仅运用较广且成本较低[3]。 4.1.3光子计算机 此种计算机是作为从光信号进行数字计算、逻辑操控以及信息处理的全新类型,因为光具有高速性与天然性,令光子计算机在处理方面的能力较强,不但具备较强的高运算能力,还具备与人脑类似的兼容性。由于光学与计算机科学技术的相融合,令光子计算机变成十分有利的工具。 4.2计算机科学与技术的智能化发展趋势 一般计算机无法进行繁琐、庞大的数据核算,所以则需开发智能化超级计算机。因为智能化超级计算机在配置方面十分强大,处理器较多,所以能够顺利进行繁琐、庞大的数据核算。智能化超级计算机的特点为具备了较强的处理技术及特有的设计构造。面对高端领域,智能化超级计算机能够细致分析数据。在某种层面而言,透过运用智能化超级计算机不但能够节约时间,还能够节约人力。在生活当中,智能化超级计算机系统十分便利,功能较为完善,因此有利于人们的工作与生活。 5结语 综上所述,计算机的发展是社会发展不可分割的部分,丰富了人们的生活,提高了工作的效率,加快了社会的发展,计算机科学与技术的发展已经融入到生活中的各个方面,为人们的生活给予了有效的保障,随着计算机科学与技术的发展,也会为国家乃至社会提供更多的便利条件。 作者:谈青青 吴健康 单位:江苏科技大学 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术现状及发展前景 计算机在生活中的应用十分广泛。在现在人们的生活中,人们足不出户就可以了解到股市行情、新闻播报和邮件收发等;另外计算机也可以进行购物,和朋友视频聊天;人们还可以通过计算机进行知识的传授和查询,可以进行工作办公和文件传输等;同时,出行的人可以通过计算机购买车票,有效的节省了出行的时间,各个行业的人员可以通过计算机进行知识交流,可以有效的促进知识素养的提升;政府部门还可以通过网络建立平台,和百姓进行直接交流,收集社会民声,可以有效的促进政府工作的顺利开展。随着计算机科学技术的不断发展,必将会对人们的学习和生活产生更大的影响,会有效的提升人们学习和生活的效率。 1专业化和智能化发展 计算机在社会中的应用体现出了智能化和专业化的特点。随着计算机科学技术的发展,其他科学技术不断的进步,计算机技术已经融合了集成电路、微电子技术和半导体技术等,计算机技术已经显得更加智能化和专业化。计算机的智能化可以按照人类的思维方式而展开活动,包括信息的提取、储存和传送等,可以对用户提出的问题进行分析,从而完成相应的活动。计算机的智能化分析和解决问题的思路是相同的,但是因为面临的问题不同,其解决方案和相应的活动也是不同的,因此,计算机技术将不同的解决方案集合起来,可以构建成为一个可以为社会所运用的信息技术平台,这是计算机智能化的重要体现。随着计算机智能化的发展,家庭网络智能化已经代替了传统的人工操作,可以有效的提高人们的生活质量。 2纳米技术和微处理器 计算机的重要发展体现在计算机的微处理器和纳米技术。随着计算机科学技术的不断发展,微处理器的尺寸也在不断的缩小中,可以有效的缩小计算机的体积,并且微处理器的发展能够有效的提高计算机的使用性能,现在的计算机晶体管制作更为小巧精细,从而有效的促进了计算机技术的发展。现在的计算机表现出了诸多的优点,例如运行速度变得更快,与传统计算机相比其运行速度呈几何倍数增长;计算机的体积也变得更加微型,比较适合人们的应用和携带;同时计算机的操作更加智能化,可以更加有效的让人们解决问题。随着纳米技术的发展,已经逐步运用在计算机中,计算机利用纳米技术,将会使计算机的尺寸变得更加微型,其运算速度将会变得更加迅速,能够有效的解决人们面临的各种难题。 3计算机科学技术的发展展望 3.1计算机技术向着生物计算机方向发展 随着计算机科学技术的发展创新,必然向着生物计算机的方向发展。美国的一位博士在二十世纪九十年代就曾提出生物计算机的概念,所谓的生物计算机是指用DNA的序列来做信息编码的载体,使用分子技术和控制酶等促使DNA序列发生变化,从而实现计算机数据的运算。随着科学技术的发展,DNA生物计算机科学技术必然会实现,其运算速度将会远大于人脑的思维速度。在2013年,英国科学家将莎士比亚的作品编入了DNA序列,其储存密度竟然达到了2.2PB每克,这一重大发现给计算机科学技术的发展带来希望的曙光,生物计算机的发展必将成为一种趋势。 3.2计算机技术向着量子计算机方向发展 随着科学技术的不断发展,量子计算机也必然成为计算机的一种发展趋势,所谓的量子计算机是指,将量子状态的原子做为计算机的内存和中央处理器,原子具有可以在同一个时间点出现在不同位置的特性,可以有效的提高计算机的运算效率,可以加强计算机的存储,可以将现在计算机中的二进制代码替换,可以极大程度的加快计算机的运算效率。其运算速度将比传统的计算机快上几亿倍。目前,很多科学家都实现了对原子的操作,这为计算机科学技术向着量子化的方向发展提供了无限的动力,使得计算机科学技术向着量子计算机发展成为了可能。 3.3计算机技术向着光子计算机方向发展 随着科学技术的发展,光子计算机必将成为计算机科学技术的一种发展趋势,光子计算机是使用光路来做为计算机的基本元件,用光子信号进行信息处理和存储可以较大程度的提高计算机的运行效率。与现在的计算机相比,光子计算机具有较高的集成密度,不会受到介质的干扰,并且将以几何的倍数提高计算机的运行效率。目前,科学家已经研制出了光电混合的计算机,其运行速度快,同时可以对图形等进行识别,但是,光电混合计算机的体积较大,还不适用于推广和普及,还需要科学家努力发展研究,但是光电混合计算机带给了我们实现光子计算机的可能性。 3.4计算机技术向着模糊计算机方向发展 现在社会的发展中,存在着一系列无法界定的概念,例如好和坏,我们无法用语言去对其进行划分,针对这一系列无法界定的概念,科学家设计出模糊计算机,此计算机可以进行思考和判断,这是未来计算机发展的趋势,虽然科学家已经设计出了模糊计算机,但是其功能还有待提高,模糊计算机的完善发展,还需要多门学科的融入,例如社会学、心理学和电子学等,模糊计算机是计算机科学技术的发展趋势,对其进行研制,将会对人们的生活产生重大的影响。 4结语 随着科研人员对计算机科学技术的不断研究,计算机技术必将得到高速的发展,将会更好的融入到人们的生活之中,会给人们的学习和生活带来更高的效率。希望通过本文对计算机科学技术的介绍和发展展望,能够让社会人士积极的投入到计算机事业的发展中,建设出完善的信息社会,以期更好的促进社会的发展。 作者:冯广利 单位:北京航空航天大学 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术现状及发展趋势 一、在教学过程中计算机科学技术的重要推动作用 (一)在教学中的作用 在教学过程中教师重视的便是学生学习效率的高低,教师的作用便是在教学过程中对学生进行教学管理,一方面随时了解学生们的日常学习的情况,对学生们的学习情况通过测验的方式进行了解;另一方面也需要管理学生们除了学习之外的其他事情。传统的教学管理既浪费师生们的时间又降低教师的教学活动的创造性,产生负面的影响。在现代化教育中,计算机科学技术在教学管理中的运用,集成学习的计算机系统以及计算机测验软件的运用,在教师们的教学管理中发挥着重要的作用,既提高了教学管理的效率又提高了教师的教学水平,节省出更多的时间来进行其他教学活动,学生们在日常生活中更具自由性。计算机科学技术特色课堂教学的重要组成便是多媒体的交互应用。计算机的大力发展使得教学资源更加丰富,资源共享更加方便。计算机教学课件大量的运用,都提高了教学水平。教师们将这些计算机科学技术合理的运用在自己的课堂之上,使得学生们在学习时更好的理解掌握这些知识,教师们也可以与学生们利用计算机科学技术进行交流,增加师生间的互动性,形成师生共同参与的高效的具有特色的课堂教学。远程教育是随着计算机的发展同步发展的新型教学模式,现在也在高校中广泛地被使用。在师生互动的课堂教学之外还存在多媒体教学,这样学生在学习过程中接收了知识的图像视频语音,比老师的教授更加具有生动性与趣味性,使教学过程变得更加的直观形象;还可以让学生们按照自己的学习情况来安排学习的进度,更具灵活性。 (二)提高学生能力起到重要作用 创新是灵魂。教育教学过程中是否具有创新力的参与,是提高学生们能力的重要部分。高校需要为学生们创造良好的创新教育教学环境。既要提高计算机科学技术的教学环境,也要揣摩教学过程中学生的心理。教师不能限制学生的思维,在他们拥有自己的思维活动时,教师应该大力的鼓励学生们将自己的想法表现出来,提出自己的问题,提高学生们的创新能力。计算机科学技术教学是一个十分开放性的体系,教师在进行教学时,要将计算机方面的最新动态与学生们的学习相结合,通过计算机科学技术与学生们日常学科的结合,将其运用到学生们的各个领域,加强学生们的创新能力在各个学科间的运用。兴趣是创新的开始,教师们在日常的教学过程中要加大学生们对课堂的学习兴趣,计算机科学技术特色课堂教学的作用便体现出来了;在计算机科学技术运用的同时不要忽视教材的重要作用,所有的教学都要以教材为基础进行拓展,要求学生们自行探索。这些都可以加强学生们的创新能力。 二、计算机科学技术特色课堂教学未来发展趋势 现在计算机科学技术在高校教学过程中的运用只是一小步,随着计算机技术的进一步发展,其在教学中的重要性越来越明显,这是就必须加强创新能力,这就需要在未来进行更多的实践。首先需要提高教学过程的环境。学生们对于特定的学生内容具有很强的兴趣并且会努力进行探索与检验他们还会不断的找寻解决问题的途径,在这个过程中学生们在思维方面的强化以及对计算机中学习资料的灵活运用,既增加了理论的学习也增强了组织与动手能力,将会从两方面提高了学生们的创新能力。再者随着社会的发展,教育的发展,学生们在课堂教学中的中心地位将被体现,其计算机科学技术特色课堂教学将会建立以学生为中心的超媒体教学模式。就是采用计算机科学技术将其作为学生学习的主要方式,教师的作用便是辅助学生,不再在学生的学习中占据太多的地位。计算机在未来的教育界的作用一定会是无穷大的,现在的技术还无法达到,但是会渐渐的在实践中去实现它,尽早的让学生们的学习变得更加高效,更加有趣,更加丰富。 三、结语 计算机科学技术特色课堂教学的现在的发展是在慢慢探索的,其未来发展是无限美好的,要好好利用这个手段将课堂教学全面的调动起来,师生共同努力,迎接新时代的到来,迎接新世界的到来,要对未来充满希望。 作者:韩冰 单位:河南艺术职业学院 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术发展阐述 一、现在,计算机科学技术的发展现状 从普及的方面看,计算机又具有普遍性,因为当今社会的人民生活中,计算机技术已经处在普遍应用的基础上。人们的各种家用电器都蕴含着计算机技术力量。不仅如此,计算机技术在社会、文化、商业、经济等方面都被广泛应用。计算机科学技术的发展具有专门性和综合性。在计算机技术被普遍应用的今天,它的专门性和综合性也得到了激发。比如现在很多家庭的装备都趋于智能化,用计算机的高智能技术取缔了以往单一的控制技术,利用植入芯片的方法,将空间智能化,开灯、关灯、播放电视、订餐甚至查询事物都可以运用计算机技术来执行,这样大大顺应了当今快节奏的生活方式,节省了人们的时间,合理利用计算机技术的专门性强化它的综合性,更好的为人们的生活、工作带来便利。 计算机科学技术的发展具有突破性和深入性。随着计算机技术的普及与发展,促使它的定位愈加明确,实现更快速的突破发展,并更加深入到人们生活的方方面面中去。计算机技术的突破主要表现在它的发展历程中,由电子管的产生到第一台计算机的诞生,中间的技术发展经历了42年,紧随其后的半导体晶体管、半导体计算机消耗了10年时间,微电子到集成电路的发展,用时不过2年,从集成电路到第四代计算机的诞生,经历的时间更短。由此可见,计算机技术每一次的大踏步都在缩短时间,这样突飞猛进的发展历程不但体现了技术人员、研发人员的进步,更体现了当今社会发展的进步。而现在,计算机技术更是依照社会的需求创造出各种类型的电脑,并仍在不断改进中,计算机技术将会深入到人们切实的工作生活中,创造出相对应的计算机产品,让大家更加方便使用。 二、未来,计算机科学技术的发展趋势 计算机科学技术正在向信息智能化的更深层次迈进中,在某种程度而言,网络技术是计算机技术的关键,它在普及计算机功能上起到了至关重要的作用。宽带、光线等高速上网服务已成为当前计算机的主要特点,未来将会有更多更好的发展技术在社会中得到应有的体现。于此同时,人们通过网络了解到所需的世界各地的信息资源,极大的满足了人们的求知欲、提升了人们的视野。 计算机科学技术的普及,促进了其向不同领域发展的历程。随着社会经济的发展,计算机也由过去的使用局限性到现在的广泛应用。人们过去查询事情若想借助计算机网络可能会非常困难,但发展到现在,不论是任何年龄段的人都可以随处进行查阅,工具也广泛到可以随身携带,例如笔记本电脑、平板电脑、手机等等。这样不仅方便使用,还提高了效率,更适应了当今快节奏的生活趋向。计算机科学技术的效率及性能愈发提高。现在计算机的更新换代实属平常,一段时间内如果不关注计算机领域,恐怕你都要对推陈出新的产品叹为观止。随着技术的不断更新,计算机中越来越多的问题被曝露出来,这也使技术人员要更快的对这些不适应社会发展的弊端进行改良换代,这样才能使高性能、高品质的产品得到更好的发展,也可以更快的促进科学技术的进步。 三、结束语 社会的发展离不开科技的进步,一个国家只有在计算机技术研发上加大力度,才能将军事、教育、医学等等都得到壮大,计算机科学技术对当今社会而言是发展的基础,它会为我国的其他教育领域都得到提速,它是连接各国技术的纽带,计算机科学技术的发展是健康稳定的,在国家加大投入的同时,更加强化计算机科学技术人才的培养,而这一领域的高端人才也在这个社会中趋于不败地位,也通过这样好的环境因素更加努力的研发,我们应当根据这种趋势探索到更多未知领域,在未知的领域里加大我国的经济实力,让经济同技术有效结合,互相协作,使我们的社会得到更好的发展。 作者:克延栋单位:哈尔滨商业大学08级计算机科学与技术
高职医学影像技术专业教学初探:高职医学影像技术专业课程模块化教学改革初探 [摘要] 模块化课程是实现高职教育合理教学衔接的基础,模块化教学是职业教育界追求的目标。通过分析高职医学影像技术专业主干课程设计现状,提出课程模块化教学改革的思路和目标,介绍了学校进行模块化课程教学改革所取得的初步成效,并指出有待于进一步探索的问题。 [关键词] 医学影像技术专业;主干课程;模块化课程 医学影像技术专业在国内开办已30多年,开办高等职业教育也近10年。随着医学影像技术的迅速发展,医学影像学范畴不断扩大,已包括X线、CT、MRI、超声、核素扫描等多种成像技术。因此,如何根据各级医院及影像科职业岗位能力的不同需要设计医学影像技术专业主干课程体系,培养适用性专业技术人才,是高职教育教学改革必须解决的重大问题。笔者根据近十年来从事高职教育教学实践经验,结合医院影像科职业岗位能力的需求情况分析,对我校医学影像技术专业主干课程模块化改革进行了研究和探索,并取得了初步成效,现报道如下: 1 医学影像技术专业主干课程设计现状 据调查,全国50多所高职高专院校医学影像技术专业人才培养方案中设计的专业主干课程是基本相同的,其中包括《医学影像设备学》、《医学影像成像原理》、《医学影像检查技术学》、《医学影像诊断学》等,这种课程设计模式已经有约10年了,对培养医学影像技术专业人才起到了重要作用。但是,随着高职教育教学改革的发展和医学影像技术专业毕业生就业市场的需求变化,现有的专业主干课程设计也逐步暴露出某些不适应之处。 1.1 专业主干课程设计与医院职业岗位能力要求不适应 目前,一般地(市)级以上综合性医院影像科的职业岗位包括普通放射科、CT室、MRI室、超声室和核医学科等多个部门;一般县级医院只有普通放射科、CT室和超声室;社区和乡镇卫生院则只有普通放射科和超声室。从毕业生就业定位来看,高职高专院校医学影像技术专业毕业生大多数在县级医院及乡镇卫生院工作,也有部分毕业生在地(市)级以上医院就业。目前,《医学影像成像原理》、《医学影像检查技术学》、《医学影像诊断学》等三门专业主干课程都是由普通X线、CT、MRI、超声四大影像学内容的横向组合而成,显然,上述课程设计与毕业生就业单位及职业岗位能力需求不适应。 1.2 专业主干课程设计与教学进程安排不适应 从专业主干课程内容前后关联性看,各种影像技术的成像原理、检查技术、诊断学三者之间是纵向联系的。因此,在教学进度安排上,应该先学《医学影像成像原理》,再学《医学影像检查技术学》,最后学《医学影像诊断学》。然而,三年制高职学生在校内学习时间仅为两年(毕业实习一年),上述三门课程只能同时安排在第三、四学期开课,这样就难免出现课程前后衔接有“错位”现象。于是,部分师生“责怪”教务处课程安排不合理,教师认为“难教”,学生也觉得“难学”,教学效果无疑会受到一定影响。 1.3 专业主干课程设计不适合于职业教育课程改革的要求 目前,医学影像技术专业主干课程过分地强调了学科的完整性和系统性,而忽视了各级医院影像科职业岗位的相对独立性。譬如《医学影像诊断学》课程囊括了X线、CT、MRI、超声等各种影像诊断学内容,其希望让学生全面掌握各种影像诊断的综合应用能力,适合于在地(市)级以上综合性医院职业岗位就业的部分学生。但这不能满足于不同层次医院、不同职业岗位能力的需求,尤其是不适合于县级医院及乡镇卫生院职业岗位能力的要求,也不能使学生个性发展(选择职业岗位)得到充分实现,这与实用性医学影像技术人才的培养目标是格格不入的。 因此,医学影像技术专业主干课程设计要紧密结合各级医院影像科职业岗位能力的要求以及毕业生择业的意向。当务之急是要按照不同职业岗位(群)的任职要求进行改革,构建满足医院影像科职业岗位能力要求的主干课程体系,以达到培养适用性技术人才的目的。 2 医学影像技术专业主干课程模块化教学改革的思路和目标 2.1 实施模块化教学是高职教育教学改革的发展方向 依据职业岗位设计课程体系及教学内容,实施模块化教学,是高职教育教学改革的发展方向。20世纪90年代以来,我国引用的国外职教课程模式主要有世界劳工组织的MES模式、德国“双元制”模式、加拿大CBE模式等,这三种模式统称为“能力本位模式”。它们各有所长,特点各异,其本质都体现了优秀课程理念、课程结构模块化和课程综合化,体现了教学内容的取舍决定于职业岗位对从业者的要求。这些模式对我国高等职业教育教学改革的影响,主要体现于其课程开发方法已成为改造传统职业教育弊端的有力武器[1]。 模块化教学是一种新的教学理念,也是职业教育界追求的一个目标[2]。近十年来,国内许多高职院校工科类专业做了类似的课程模块化改革,收到了很好的效果。近几年来,部分院校医学影像技术专业也进行了某些教学改革工作[3],但至今尚无主干课程模块化改革的研究报道。 2.2 依据不同的职业岗位设计模块化课程,有利于实现零距离上岗 综合性医院影像科内部主要有四个部门(普通放射科、CT室、MRI室、超声室),每个部门就是一个职业岗位,各职业岗位工作既互相联系,又相对独立。假设将每一个职业岗位设计为一个总的课程模块(即为一门课程),然后,再根据这个职业岗位的具体工作内容进一步分成许多更小的二级、三级课程模块(称为子模块),即是各个章、节的课程内容。这样,针对每一个职业岗位设计一门课程,那么各门课程之间的衔接上就不会出现“错位”现象。学生在学习掌握好一门课程后既可胜任医院影像科的某一个职业岗位工作,学校也可根据各级医院影像科不同的职业岗位需要培养学生的岗位职业技能。这样,既便于教务处安排各门课程的教学进程,又可让学生根据自己的个性发展及就业岗位意向重点选择一个或几个课程模块,毕业后能很快适应工作。 2.3 主干课程模块化教学改革的目标 主干课程模块化教学改革的目标是提高毕业生适应职业岗位的能力,促进毕业生就业。根据医学影像技术专业主干课程模块化改革的设想和职业岗位的要求,由(医)院、(学)校合作共同编写医学影像技术专业主干课程模块化改革教材及配套实验实训指导书,并共同承担专业课程(含理论课、实训课)教学工作,创新医学影像技术专业课程教学模式,最终目标是提高学生专业技能水平,为毕业生在各级医院就业做好更充分的岗位适应准备。 此外,模块化课程改革取得成功后,要逐步推广应用于全国相关高职高专院校,为新一轮全国医学影像技术专业卫生部规划教材的改革提供依据。 3 医学影像技术专业主干课程模块化教学改革工作的初步成效 3.1 (医)院、(学)校合作,共同编写模块化课程改革教材 以人民卫生出版社出版的全国高职高专院校医学影像技术专业规划教材《医学影像成像原理》、《医学影像检查技术》和《医学影像诊断学》等三门课程为基础,以综合性医院影像科四个职业岗位工作要求为依据,重新编写专业主干课程模块化教材,分别确定为《X线检查与诊断技术》、《CT检查与诊断技术》、《MRI检查与诊断技术》和《超声检查与诊断技术》四门课程。新编教材每一门课程均包含成像原理、检查技术和诊断三方面内容,各门课程内容是相对独立的。参加教材编写人员都是具有较丰富工作经验的专业课教师和医院临床一线的专业技术人员,同时又是实施模块化教学改革的理论课和实验实训课授课教师。此外,还为本套改革教材编写了配套的《实验实训指导》。 3.2 设计实验班与常规班对照,组织实施模块化教学 每年将同年级的三年制高职医学影像技术专业学生分成两个班,分别使用不同的教材进行专业课教学。其中一班学生(简称常规班)使用现有高职高专院校医学影像技术专业规划教材《医学影像成像原理》、《医学影像检查技术》和《医学影像诊断学》,二班学生(简称实验班)使用学校自编的模块化改革教材《X线检查与诊断技术》、《CT检查与诊断技术》、《MRI检查与诊断技术》和《超声检查与诊断技术》。两个班的授课总学时数是相同的,各课程均安排在第三、四学期上课。按照学校统一制定的教学质量考核评价方案,分别对两个班的教学情况进行教学考核,比较其教学效果和教学质量的差异性。考核的结果反映:实验班的课程安排有一定的灵活性,各门课程之间不会出现前后衔接“错位”现象,模块化课程教学容易被学生所接受,学生技能操作考核成绩优于常规班,教学效果好,教学质量高。 3.3 通过对毕业生实习医院调查反馈,评价教学改革成效 自2008年6月以来,学校对三年制高职医学影像技术专业学生所在的实习医院进行问卷调查和访谈,听取了带教老师和实习学生对模块化教学改革的评价,比较两个班级学生在专业知识、操作技能及岗位适应能力的差异性。总体评价是:模块化改革教材是一种成功的尝试,实验班学生在掌握专业基础知识、专业操作技能和岗位适应能力等方面比常规班学生要强一些。 4 有待进一步探索的问题 我校医学影像技术专业主干课程模块化课程改革的研究与实践时间还不长,各门模块课程的教学内容有待于进一步整合;职业岗位能力的指标体系及考核测评方案有待于进一步完善;模块化课程教学方式有待于进一步研究。 为进一步完善和推广医学影像技术专业模块化课程教学,教师问题是根本。首先,教师要不断更新高职教育理念,建立高等职业教育模块化课程的课程观,加强模块化教学的培训,尽快适应模块化课程的教学方式;第二,要根据模块化课程内容和教学方式配置相关的教学仪器设备;第三,要不断探索,进一步完善医学影像技术专业的模块化课程教材。 高职医学影像技术专业教学初探:高职院校医学影像专业教学改革的实践与探索 【摘要】 现代高职院校医学影像专业教学改革实践中,通过强化实践性教学目标,优化教学课程配置,重组学科体系,改进教学方法与内容,构建课程量化考核体系,开展教学评估,取得了良好的效果。 【关键词】 高职院校;医学影像技术;教学改革 我院自开办医学影像技术专业后。根据全校教学改革工作会议精神。从教学实际出发,经过几年来的教学改革探索和实践,取得了初步成效,供同仁参考和指正。 1 确立教学目标,强化实践性教学 1.1 把握规律,强调实践性教学目标 强化实践性操作,全面改革讲习比例不合理的现状,打破理论与实践教学分段实施的界限。充分体现该专业以培养高等技术应用型医学影像专业人才为根本任务,适应卫生工作需要为目标,突出“应用”为特征,围绕动手能力强化实践性操作。以现代化教育技术为手段,彰显影像学科形象化的特点,提高教学时效比。将影像诊断学全部进入实验室授课。电子幻灯授课与学生同步阅读实片过程结合,实现理论与实践的零距离接触的事例教学的目的;将X线摄影中基本理论、X线照片冲洗化学集中讲授,X线摄影位置学部分全部进入实验室在教师实体示范操作的基础上,主要由学生分组进行操作训练,达到集中学习基本理论、分组强化规范具体操作的目的。在实习环节中,实施“导师制”,倡导学生主动实践与带教主动指导相结合并全程分段进行考核,确保实践教学的质量。 1.2 抓住优秀,优化课程体系与教学内容 以培养专业技能和综合素质为优秀,?适应目前随医学影像学的快速发展,影像学科架构的变化,对原有教学内容以突出影像诊断、注重实践教学、加强技能训练、适应基层发展需要为原则。基础课以必须、够用为度,专业基础课以专业需要为主。专业课以宽基础重实用为本。基础课:取消高等数学、物理学改为医学影像物理学,增设一门人文学科;专业基础课:将电工学、电子学合为医学电子学基础,将原有医学微生物学与人体寄生虫学合并为医学病原学,减少生物化学、药理学、医学病原学学时数,将人体解剖学、组织学与胚胎学合并为人体解剖组织胚胎学,增设人体断层解剖学;专业课:将原来的x线投照学和x线机原理构造与维修分别增加CT、MPd、CR和DR相关内容,重组为医学影像设备学和医学影像检查技术学,将原有的x线诊断学、CT诊断学、MR/诊断学融合为医学影像诊断学。同时采取大专业平台与小方向模块课程自主选择的方式将原有的部分课程列入选修课,如介入放射学、影像核医学、放射治疗学等 1.3 拓视野,增强针对性教学. 1、强化第二课堂的专业知识拓展和提高专业素养和发展潜于的功能,弱化围绕专业教学以外的作用。首先设立讲座课.如医学统计学、医学科研基础、医学文献检索、医学论文撰写、医学信息管理、专业英语等。其次通过开放实验室,学生自行设计内容进行强化。对学有余力的学生,设立课题小组,老师围绕设计课题进行引导,通过查阅资料、实际操作,拓展专业知识面。 2、以外引内联方式,加强师资建设。聘请院外有实践经验的专家为兼职教授,定期来院讲课或指导工作,丰富临床实践知识;根据专业教学需要,有针对性安排教师进行专项进修、交流,根据教学实际,与医院联合进行教学、学术研究,共同促进、共同发展。 2 构建学生专业综合评价的考评体制 2.1 实行理论与技能测评分离 根据专业培养目标的要求,改革原有一纸定乾坤的模式,采取专业理论与专业技能分离,对于专业理论与专业技能测评,其中任何一项不合格,均认定为专业不合格,通过考核方式改变,强化专业技能要求。其中理论考核由题库生成,技能考核分口试、操作二部分,请院外专家进行测评。 2.2 建立技能目标考核标准 1、医学影像诊断学分为平时考核、课终考核、毕业考核。平时考核以各系统完成阅片诊断数量及诊断报告质量打分。课终、毕业进行双盲片考核,抽取各系统一张影像片,书写诊断报告。对报告结果分格式、描述内容、名词应用、诊断顺序、诊断结论等五部分,进行计分。 2、x线摄影学以具体操作内容双盲抽取。分暗室装片、机器准备、体位摆放、工具应用、条件设备、暗室洗片等六部分目标进行考评。 3、医学影像设备学以随机抽题。分原理说明、部件指定、线路分析、仪器使用等四部分测评。 2.3 完善实习考核办法 在实习手册中增加实习目标考核标准,完善实习双向(学与教)督促机制。分别设立考核内容及量化标准。对考核过程要求每一小部分由带教医生(技师)考核鉴字、每一大部分由科室会考、学校抽考的方式进行,实习结束前由学校与医院科室共同检查考核。 3 加强教学方法及手段的变革,开展教学质量评估 在教学方法上遵循四个“有利于”原则:有利于学生主体、教师主导地位的发挥,有利于体现学科特点与培训目标的实施,有利于培养学生学习兴趣与思考分析能力,有利于发挥教与学双方的个性潜质与创新精神。注重启发、讨论、演示、操作教学等灵活多样的教学方式。采用现代化教育技术,鼓励应用网络课程、多媒体课件等教学手段,解决教学重点难点,提高授课时效。 通过完善质量监督机制,开展教学质量评价,采用静评指标测评与动态考评相结合,通过教学条件评定、教师学术水平评定、教学手段评定、实验教学专家测评、课堂教学学生测评、教案质量专家测评、第二课堂质量评定、考试结果分析等19个静态指标与10个动态指标进行质量评估,以评促建、以评促管、以评促改、评建结合,推进专业主要课程建设,带支町关课程的建设。对优化教学内容、改革教学方法、推进教学现代化建设,提高教学质量的全面提高,发挥了重要的作用。 实践证明,学生的专业素质、应用能力有了明显的提高。操作技能考核及格率达100%。各教学实习医院与用人单位普遍反映良好,毕业学生全部就业。但也存在由于生源素质差异较大,教改实施后部分学生不适应等情况,影响教学进度。因此我们不断在摸索与改进现有教改方案,通过不断的教学实践,进行更进一步的总结与完善。 高职医学影像技术专业教学初探:高职影像专业医学影像物理学的教学探讨 摘 要: 根据课程特点、学生现状,我们重视教师素质培养,理清教材层次与学生的关系,运用丰富的教学方法,变抽象的论述为理论联系实际的形象化教学,提高了医学影像物理学课程的教学质量。 关键词: 高职 医学 影像物理学 教学探讨 近十几年来,大型医学影像设备的迅速发展,极大地提高了诊断治疗水平。随着社会对医学影像专业人才的需要愈加迫切,国内众多本科医学院校都设置了医学影像专业。而随着我国社区医疗的发展,填报高等职业技术学院医学影像专业的学生人数不断增加。以湖北职业技术学院为例,影像专业学生录取人数由每年一个班提高到两至三个班。不论各院校侧重培养高学历医学影像临床诊断专业人才,还是侧重培养高学历医学影像工程技术人才,在专业课程设置过程中,都强调了开设医学影像物理学基础(以下简称影像物理学)这门课程的重要性和必要性。有些本科院校还在临床医学专业开始开设影像物理学为选修课程,目的就是让临床医师具备医学影像的基础理论知识,为将来后续专业课程――医学影像诊断学或医学影像学的开设提供必要的理论基础。 1.高职医学院校影像专业课程设置现状 以湖北职业技术学院为例,高职医学院校影像专业现在招收高中文科和理科学生及中职生。在课程开设上,只在大学一年级开设医学电子学基础这一门理工科课程,相关高等数学知识缺乏,学生的数理基础比较薄弱。医学影像物理学基础是一门交叉学科,又是一门非常重要的专业基础课。教学目的是让学生掌握医学成像理论的物理学基本原理、规律;了解医学成像的物理理论知识;为深刻理解成像过程,评价图像,以及读识图像、挖掘图像蕴藏的生物信息奠定基础。这就需要一定的高等数学、核物理学、量子物理、超声波物理等许多知识来做铺垫。当然更多需要成像技术的相关基础知识。面对这些必要的知识,影像专业高职生在有限的时间、有限的学时里是完成不了的,这是事实。其实,影像物理学是伴随影像专业的建立而诞生的一门新课程,在国内存在尚不足十年。因此,从教材到教学,各校都处于摸索前进的阶段。如何让高职生在无基础的前提下有效学习该门课程,我将自己在几年教学过程中的教学体会写出来,与大家共同探讨。 2.提高教师的专业素质,必须树立专业思想 由于缺乏相关师资力量,目前各院校影像物理学的教学任务大都由物理学教研室的教师承担。但是,物理学和影像物理学两门课程的专业性质差别很大,前者为理科基础课,后者为专业基础课。从事影像物理学教学的教师必须具备一定的医学专业知识,具备较高的专业素质,教学必须树立专业思想,才能将物理学知识和影像学知识有机结合起来,增强学生的学习兴趣,提高该课程的教学质量。因此,授课教师应加强自身专业素质,利用临床进修的机会学习影像知识和实际技术,尽力做好教学工作。 3.教学过程中必须恰当把握知识的深度 影像物理学是先期开设影像专业院校的教学工作者在教学过程中逐步完善而建立的。它是将高等数学知识、物理学知识、成像理论,计算机技术等知识应用于超声成像技术、X-CT成像技术、同位素成像技术、磁共振成像技术中的一门交叉学科。知识的起点很高,学生学习起来有一定的难度,在教学过程中应恰当把握教材知识的深度,讲解需深入浅出,通俗易懂。比如超声场的描述部分,涉及较多的高等数学知识,在教学过程中应注意引导学生注重理解场的分布性质、描述场的量的物理意义,等等,尽量避免学生由于数学知识少而降低对该课程的理解和学习兴趣。磁共振部分,学生需要具备一定的原子核物理、量子力学知识才能准确理解核自旋的能级、跃迁等概念和现象。在教学中应注意搜集一些资料,尽量用较通俗的、经典的、宏观假说进行解释,增强学生对微观世界的感性认识。 4.注意把握影像物理学原理与成像技术、影像设备学有关知识的权重关系 X-CT成像、超声成像、同位素成像、磁共振成像每一部分都有两项主要内容:物理基本原理和成像基本原理。在教学过程中应把主要精力放在讲解物理学基本原理上,这是毫无疑问的,这也是物理专业毕业的教师最容易做到的,但学生的学习兴趣往往集中在成像原理上,对涉及的成像技术、成像设备等知识更表现出浓厚兴趣。虽然成像技术和成像设备在后期专业课程的实践教学中会详细讲解,在这里我们对这部分做简要的介绍,以收到良好的教学效果。这些年来,我校历届学生都表现出对影像物理的极大学习兴趣。这与我们的教学方法有一定的关系。 5.注意提高学生对知识的感性认识 影像物理学各部分知识都是比较抽象的,学生普遍觉得难懂难学。因此,通过各种手段提高学生对知识的感性认识,能对学生的学习起到事半功倍的帮助作用。在教学过程中,我们将陀螺进动实验给学生做演示,讲解原子核中核子的自旋与自旋磁矩的相关知识;借助于声波的传播与反射知识对超声测量实验进行详细讲解;分配一定的学时带领学生到附属医院相关科室参观学习。邀请超声,CT临床诊断教师和技术教师给学生当场讲解仪器的原理、操作方法,以及诊断等,使学生对课堂上学到的知识有一个感性认识,加深理解,收到了很好的效果。 6.实现教材的多层次、立体化 由于该课程属于应用型的知识,学起来难度更大,我们进行了教材的多层次、立体化尝试。课程是教材的基础,教材是课程的载体,教材中要融入现代化的教学技术,实现多样化、配套和协调化。我们的做法是:文字教材与现代多媒体手段紧密结合。 教材体系包括:(1)传统的纸质教材《医学影像物理学》(人民卫生出版社出版);(2)教师授课用的独创的电子教案,其中配以大量的自制和临床实拍图片和自己研发的动画,并提出学生思考的问题;(3)辅助学生自学和研究的学习软件,如《CT与磁共振成像原理》CAI课件(人民卫生电子音像出版社公开出版发行,被列入“十一五”国家重点电子出版物);(4)网页形式课件2部。初步形成了多形态、多用途、多层次的教学资源和多种以教学服务为目的的结构性配套教学出版物的集合。 总之,影像物理学是一门新课,只有不断摸索,不断总结经验,逐步改进教学方法和手段,才能增强教学效果。通过几年来的努力,一方面学生看到了现在所学的就是将来所用的,提高了学习基础课的兴趣,另一方面学生培养了学习能力,同时对后续课程“医学影像诊断学”的学习奠定了基础。 高职医学影像技术专业教学初探:高职医学影像技术专业生物化学教学改革探索 摘 要 生物化学是医学影像技术的专业基础课。大多数学生对生物化学课程感觉内容抽象和深奥,易产生畏难情绪。笔者结合多年教学摸索,采用多种教学方法以激发学生的学习兴趣,提高教学效果。 关键词 医学影像技术 生物化学 教学改革 生物化学是研究生命的化学,它是生命科学领域的重要基础学科和前沿学科。随着生物化学的研究及其实际运用,以及生物化学课程的基础性特征,生物化学课程已成为21世纪众多高等院校理工科专业类学生的公共课程。①针对医药卫生类高等院校的学生来说,大多数学生对这门课程的学体感觉是内容抽象不易理解,可能产生畏学心理,从而导致学习兴趣低下。②笔者在多年的教学中摸索,采用多种教学方式方法来激发学生的学习兴趣,锻炼学生的动手能力提高教学效果。 1 重视绪论,打造兴趣第一讲 绪论是一门课程的引言、也是激发学生学习这门课程兴趣的关键。学生的整个在校学习期间,对知识的学习有自己特定的选择性,作为一个老师来讲,需要尝试用多种教法使学生对你的课产生兴趣。每一门新课开始时,学生的好奇心理是很强的。上好绪论课就成为打开学生兴趣的一扇重要大门。在生物化学绪论的讲解中,可以结合生物化学的发展史,为学生介绍了生物化学发展史上经典事例,如中国古代最早的生物化学应用(酒的发明)、蛋白质化学的最早应用(汉代豆腐的制成),到近年来的世界上最前沿的人类基因组计划和人类基因组单体型图计划,另外还结合视频等教学手段,多方式、多内容地激发学生浓厚的学习兴趣。在讲解生物化学与医学的关系时,重点联系临床上糖尿病、镰刀形红细胞性贫血、白化病等常见疾病对学生进行诱导性讲解,让学生明白:学好生物化学还可以了解这么多有用的医学内容。这样就可以培养学生对这门课程的学习兴趣,使他们从心理上真正接受这门课程,爱上这门课程。 2 采用多种教法,提高教学效果 2.1 理论联系生活实际 生物化学是一门与人类生活联系非常紧密的学科,在课程的讲解中应注意将所讲授的内容与人类实际生活联系,提高他们对知识点的记忆和理解。例如:在讲解%Z- 螺旋和%[- 折叠这两种蛋白质的二级结构的时候,可以以烫发举例。头发中的蛋白质部分,其多肽链的二级结构以%Z- 螺旋为主,因此头发极具弹性;在烫发的时候,使用的药水以及高温就改变了蛋白质多肽链的二级结构,使大部分结构从%Z- 螺旋变成了%[- 折叠,这样烫出的卷发得以保留其形态。 2.2 应用多媒体形象直观教学 生物化学课程相对其他专业课程而言比较枯燥,但是,运用多媒体教学,也可以很大程度上去激发学生的学习兴趣。多媒体图文并茂、形式新颖;科学合理的教学设计、丰富的图像和经典视频的展示,能使学生听讲的时候不光是只面对书本,可以使人耳目一新。 (1)多媒体授课能够增强同学对知识点的直观记忆。随着多媒体技术的发展,其表达功能日益强大。在某些实验条件不具备的情况下,可以应用多媒体技术来进行3D模型演示,使学生对原本枯燥的内容感觉生动、形象、有趣,可提高学生对知识点的认知力和记忆力。 (2)多媒体技术使教学表达简捷、灵活。在生物化学教学中,很多地方的教学要点抽象、复杂、不易描述,运用多媒体技术,可以将这些知识点一一展示,再配合老师的讲解,就会更加简单易懂。我们还可以在讲到各个知识点的时候,将与其相关的前沿信息制作在课件中,使学生与实际工作岗位上的应用需求更接近,增大了信息量。③ 2.3 改进传统的教学方法 2.3.1 开放性实验教学 打破传统的验证性实验为主,采用开放性实验的模式锻炼学生的动手能力和创新能力。首先,教师公布实验任务,学生在课余时间从网上、图书馆等查询、收集、整理相关信息,小组讨论进行总结归纳,最后写出可操作性报告。这样,就是学生在这种开放性的实验教学环境中,占据了整个过程的主导地位,老师只是对过程和方式方法进行指导,学生才可以依据自己的想法进行合理的设计、操作和验证。④例如:在电泳的实验中,首先让学生自己查阅资料,不局限于醋酸薄膜电泳和琼脂电泳,自己设计实验方法和模型,从而激发学生的创新能力和自我设计、动手能力。这种探索式的实验方法,可以启发学生的创造性思维,从而大大地激发学生的学习主观能动性,让学生品尝到自主学习中成功的喜悦。⑤ 2.3.2 理论与临床病案结合教学 在生物化学的基础教学中,可以结合临床常见病例对理论知识进行诱导式讲解。当涉及到某个知识点可以结合现实临床病例的时候,比如糖尿病,我们可以先对糖尿病的症状和人体糖类代谢途径进行讲解,让学习自己根据知识点对糖尿病的发病机理、食物控制等进行剖析,从而达到学习目的。⑥ 2.3.3 启发式教学 在现实生活中的一些经常性遇见的问题,也可以和我们的生物化学知识点结合起来,这样可以调动学生学习兴趣、培养独立思考问题的能力。例如:在讲解三大营养物质代谢以后,可以提出课外课题:为什么减肥的人不仅要控制高脂肪饮食还要控制高热量饮食?学生可以通过对相关知识点的理解剖析,对这个问题有比较深刻的理解,从而也可以在现实生活中去进行运用。 2.3.4 热点与生物化学理论相结合教学 在生物化学的教学中,可以结合现实生活中的众多热点问题,来通过生物化学理论与其相联系、结合来进行分析讲解,为学生进行热点问题释疑。例如:2008年的三聚氰胺奶粉事件中,社会上存在着对三聚氰胺广泛的理解误区,针对这种情况,结合蛋白质化学章节,通过对蛋白质、三聚氰胺的化学本质的讲解,让学生真正认识到三聚氰胺这种冒充蛋白质的真相,解答大家的疑问。 总之,医卫类高职院校的教师在教学过程中应根据教学内容选择恰当的教学手段和方式方法,以激发学生的学习兴趣,调动学生的自我学习兴趣,这样才能够对教学效果有显著地提高;同时还应运用现有的教学资源,为学生提供自我设计创造的环境,让学生在自我学习中,还能培养分析问题、解决问题和创新的能力,以适应现代职业教育的要求。
基础科学论文:农学报与农业基础科学在我国发展 上海务农会于光绪二十三年四月(1897年5月)创刊的《农学报》,是我国最早的农业专业科技期刊。它大规模地翻译西方以及日本的农学著作,第一次全面系统地传人西方农学知识,几乎涵盖了现代农学学科中的所有门类。同时,国人在农学方面也有了自己的创造,对农学有了独特的认识,现代农学体系已初见端倪。以自然科学知识武装起来的西方现代农学,与中国传统农学有着本质的区别。用科学改造农业,在农业史上是一次巨大的飞跃,是科学与农业生产力的一次完美结合。《农学报》的诞生对之后系列综合性农业期刊以及次生农业学科专业期刊的出现具有开拓性意义。有关《农学报》编辑出版或与中国近代史关系的研究,已有一些成果。本文拟运用科技传播史研究方法,揭示其在传播西方现代农业基础科学体系方面的贡献和创造。 1农业经济学 在农业经济学中,见载有:光绪二十四年五月(1898年7月)第36册藤田丰八译的《农工银行法》,后在第37册续完;光绪二十四年九月(1898年10月)第47册陈寿彭译的《农利丛谈》,后在第48册、第49册连载;光绪二十七年三月(1901年5月)第140册今关常次郎著,吉田森太郎译的《农业经济篇》,后在第141册、第142册、第143册连载。《农利丛谈》一文中指出,农业获利颇丰,鼓励人们从事种植业,并用实际调查数据来证实棉田之利,认为:“今试以二千万亩之棉子,计其每年所得之息,约可二千五百元。若他国棉田七千五百万亩,则每年裒积其出产利益,可得一万二千三百七十五万元矣。 此中之益,所差净利,约至十万万元。惟是种植者,聚积如此之多,约估每年所运三百万吨之棉子,以出洋。其国应得厚利,亦将近于十万万元,岂不佳乎?此吾人所以少闻其农功失利者”。据此,农田之利已不言而喻,“农功失利者”更是闻所未闻。光绪二十四年九月(1898年1O月)第47册《农业保险论》一文论述了保险事业的由起,天灾人祸不可避免,而保险业意在拯救人于殃祸之中,已成立的有“帝国生命保险公司”、“日本生命保险公司”、“明治火灾保险公司”、“职工保险公司”、“帝国海上保险公司”等。各种保险公司蔚然而起,看似保险之事业已完备,但作者认为,“余特以保险事业之最切急者,未起为憾焉。最切急者为何?农业保险是也”_6]。并且,对农业保险事业的重要性及迫切性作了阐述:“世之立说以农为重者,谓本邦以农立国。鉴于国家所由创建,与应朝理财之法,日不可不以农业建国本,余非偏重农业,而轻视他业者。然深知农业不可废弛,又国民之业农者居大半,故欲扶掖振作之,以裨国家,为之讲便宜保安之法,殆当今最急之务也。屋宇府库贾物,得托保险,而农人独无所托产业,以保安全。是余所以主张农业保险事业,而不已也”6。 文中所涉“农业保险”一词,中文前所未有,实为一次全新的突破,把金融领域的一种安全措施运用于农业之中,从而注入中国传统农业管理拓新的理念。《农业经济篇》一文对农业经济学作了概述:“农学为应用诸种学科于农业之一种科学,世所已知,然则农业经济学,亦为应用于农业之一种理财学而已。农业经济之农业与理财学交涉,与农艺化学之农业与化学交涉,形同而旨异。农业经济学之发达,尚不如农艺化学,范围经界,分别术严。农业经济之本体,可分为二部:一属社会,主研究小作料地租等社会通行之原则;一属各人,主探求农场设备管理等各人营业之知识。 农业经济学有此二部,始得完全之组成”。由此可知,农业经济学尚属一门新兴学科,是农业与经济学交叉所形成的。这是之前综合性期刊所未曾涉及的。因此,“修农业经济学,必须有理财学之观念,以之审属社会之部”,而不只是“叙述属各人者为主”。除此,还对消费、价值、价格、劳力、资本、资产、生产要素等经济学概念作了详细的解释,并从生产、贸易、消费等经济学角度对农产品流通作了具体分析。这对转变传统农业形态,从自足性生产转向商品性生产和提高农业经济效益不无裨益。 2农业物理学与农业化学 在农业物理学方面,光绪二十六年十一月(1901年1月)第128册有藤田丰八译的《电气助长》;光绪二十八年四月(1902年5月)第178册有沈译的《光线与植物之关系》;光绪三十一年十二月(1906年1月)第3l5册有《渔业上电话机之应用》等。《电气助长》一文提及:“通电气于植物种子,则大助其生长云。今据俄国电气工艺会所实验,通电气之种子,比普通种子有二倍至六倍之收获,且通电气于地中之根,则胡萝卜马铃薯亦比通常者,可大数倍云”l_8。实验证明,电磁波有助于植物生长,能够增加产量。将电学原理运用于农业,是为一次全新的尝试。《光线与植物之关系》一文论述了日光对植物生长的重要作用:“植物必得日光乃能长养,此在稍窥植物学、气象学之门径者,无不知之原。夫光线之作用能在植物体中造生物质叶绿,因之而有分炭教养之机能。光线大宗固仰给于日,然月光虽微,亦为日光之助。若电光,则利大害亦大。惟日光中之中位波长者,即黄赤色为最宜于植物之生育也”9,指出光线的作用在于能在植物体中形成叶绿素,使之发生光合作用,合成有机物,在保持大气中氧气含量和碳循环的稳定等方面也有重要作用,并将日光与月光、电光相比较得知,惟日光最宜于植物生长。而且,法国巴黎对光线作用的实验成绩也表明,“凡植物受日光多者,收获亦多”。从中可知,日光是植物生长所必须的条件,与此同时,植物释放出大量的氧气,有益于人类。绿色植物光合作用是最为普遍、规模最大的反应过程,是农业生产的基础,在理论和实践上都具有重大意义。在农业化学方面,光绪二十九年十二月(1904年1月)第241册有《论农艺化学之进步》;光绪三十年四月(1904年5月)第254册有泽村真的《农艺化学实验法》等。《农艺化学实验法》一文介绍了各种成分的实验法,谈到植物灰分实验时指出:“农用植物之灰,通常成自硅酸、磷酸、硫酸、铁、石灰、苦土加里曹达盐素,含满俺者甚稀,欲验植物之无机分,即检以上之成分,先烧其植物为灰,灰之含量由植物而大异。故所同量之灰之植物量,由种类而不同。 依分析表,知植物之灰含量。据计算,采生五瓦灰之植物,干燥细切人坩埚,在灯上灼之。其初坩埚不掩盖,至烟不生乃施盖,时时开之,以换空气。因植物种类而灰色不白,宜将坩埚离熠放冷,滴下强硝酸石灰,更灼之,则酸化炭素灰为白色,灰粗白色则行次试验”l。植物之灰含有硅酸、磷酸、硫酸等无机化学成分,检验这些成分时,首先将其烧成灰,不同的植物,灰之含量不尽相同,而所含的无机成分也有所差异。依照文中所提到的实验方法,检验植物中的成分,对其成长所需补给的肥料进行核实,从而合理地施肥。同时,还对土壤、肥料、植物有机成分、尿、牛乳、酒类、水等物质进行实验,检验其各种成分,以有效利用。 3农业气象学 在农业气象学方面,光绪二十九年四月(1903年5月)第216册中川源三郎的《农业气象学》,后在第217册、第218册、第219册连载;光绪三十一年三月(1905年4月)第287册的《论农业天气预报之必要及霜害之预防》,后在第288册、第289册、第290册连载。《农业气象学》一文对农业气象学作了概述:“农业气象学者,所以考察气象,乃关于农事者之一分科也。其旨归在讲明外界现象之性质,及变化之定则,以究气象所及土地及植物之实效,兼示应用气象之方法”Il。将气象学作为农学学科中的一个分支,考究气象对土地、植物的实效,并指出气候是农业的制约性因素,“凡气候之于一切业务,甚重且大”_l,就中国农业,尤直受制于天候,不可须臾离。故“古来农家所当忧苦者,唯在天候良否。然则农产物之丰歉,唯气象为之,决非农家所能左右之者。故当气候不宜,虽穷培养之力,常获之半,且不可望,人皆知之。夫如是,则农事与气象,其相关也甚大矣。虽然气象之良否,人无奈之何,不得不委之天,但审此等所以关植物,其有益者,务讲利用之方,其有害者,必究防遏之策,是农家之急务”_l。 气候的变化直接影响农作物的收成,人之力亦无可奈何,由此认为,“农事与气象,相关甚大”。进而,气象学成为人们迫切了解的知识,“气象学者,理学之一分科,专究大气之状态及其现象,则其学之所及太广,且施之农务。其要件亦甚多,气象元素,所附于地面及植物之效用。农产物基于气象变化之病害,随气节变迁,应气候变化,而变更耕作及植物之方法,及必用天气,与不用天气。预知之于未发之前各方法等,是也欲讲求此等事理,则农学之外,必须知气象学之大要”l}_一。气象学用之于农业,是农学与理学二者的结合,诸气象元素形成植物生长的自然条件,气候变化对农业发展产生了决定性的作用。因此,“气象之农事”为论究农学这一学科的重要组成部分。对气象元素的性质、变化规律、对植物的影响以及气候与农作物的关系都作了详细的论述,并附之图表加以形象地说明,从而使农家深刻认识到气象学的至关重要性,并运用气象学知识更好地服务于农业。 《论农业天气预报之必要及霜害之预防》一文指出农业对于天气的依赖性,认为农业与天气关系尤为密切,大多受天然力的制约,植物生长的五要素,即空气、湿气、光、热、土壤,除土壤外,均变化无端,而又非人力所及,所以,农业受天气变化的影响较大,直接制约着农业的生产。此外,对天气之概念以及变化的原因也作了科学的阐释:“天气者,谓于一定时限,大气中之情态,大气中之情态构成天气者,主予空气之温度、风、湿度、雨雪量、晴晦是也。此等事项,时时变化,不知所及,而占大气中情态变化之一大原因者,空气之运动是也,而大气则常运动,其原因由于地球上所受太阳温热之分量各地不同故也”¨。并且,详细说明大气运动的原理,从地理学、气象学的角度,对天气变化、大气运动作了合乎科学原理的分析。基于天气变化无常,农业受自然环境影响较大,故寄望于天气预报的产生,预测天气之法也逐步改进。“从来气象学上,预测天气,则以低气压为搅乱天气,乃变化之主因,故由此推察天气。 然近年德国气象学家芬别辨耳氏,则唱由低气压不如由高气压,视其配布以预测天气,其法更精确云。其说以为低气压部位之发生及进行,极不规则,其变化极剧且频繁,故以之预测翌日天气,甚困难。高气压则反之,变化少而运动缓,且常在低气压附近,故其势力及于低气压之运动,变化上不少可制定低气压及于天气上之影响,重视高气压部位之配布,较为精确又可预知数日间之天气”E12]。此处解释了天气预报的预测原理、方法,依据“高气压部位之分布”,即可准确预测未来几日之天气状况,并指出,“利用天气预报,于农业上利益甚多”_l。在霜害预防方面的论述尤为突出:“晦天则霜不结,故以人工作等于晦天之状态,即可御之,亦即结霜后,以人工使徐徐融解,亦可免害”l_l引。鉴于结霜之原因,提出了多种霜害预防的方法,如遮光法、洒水法、熏烟法等,并且给予具体指导。据此,天气预报的重要性已不言而喻。 4农业生物学与土壤学 在农业生物学方面,光绪二十五年十月(1899年11月)第86册有佐佐木忠二郎著,山本正义译的《蚕体解剖讲义》,第87册、第88册、第89册、第90册、第92册、第93册均有连载,系统地介绍了蚕的身体构造,并对其各个部位作了剖析,不仅涉及眼、口、翅、听觉、视觉、嗅觉、呼吸等基本器官,而且对绢丝腺、神经、筋肉、神经、脂肪等组织也予以详细讲解。在谈及脂肪组织时,指出:“今解剖蚕体而捡之,有如木叶者,片片,是即脂肪组织也。其构造乃多角形之细胞,外有薄膜掩之,其一方有细柔如丝者,出而结着其体,又走有空气管。此管恒依其体之一定位置,与柔丝皆令其固结不动着也。如是形薄如瓣者,片片存于各部,脂肪所成之细胞中有核,寻常一核,亦有至二以上者。 此核之周围存脂肪,是核之内容,变化而为脂肪也”_l。对其形状、位置、结构作了剖析之后,又将其功用加以解释,“脂肪之用,乃食物消化后,以养其本体尚有余,则以此组织中,贮其养液,以供不时之用。故凡蚕及其他动物,果富此脂肪组织,即久不与食物,亦能生活。盖得于此组织中取养液也,若不与食物,即见衰弱者,必其体中脂肪减少故也”_】。由此可见,脂肪组织在动物体中的作用不容忽视,将食物贮存并转化为能量,得以使动物维持生活。从生物学原理对动物的各种生理现象进行解释,对生物体各种器官的系统阐释是中国传统农学所无法企及的,其科学性、合理性、全面性均胜出一筹。在土壤学方面,光绪二十五年九月(1899年10月)第82册即有池田政吉著,山本宪译的《土壤学》,并在第83册、第84册、第85册、第86册、第87册、第88册、第89册、第90册、第9l册、第92册、第93册连载;光绪二十七年四月(1901年6月)第144册有藤田丰八译的《耕地整理法》;光绪二十八年二月(1902年3月)第172册有金福兰格令希兰著,卫理口译的《农务土质论》等。《土壤学》一文,对土壤的概念做出了这样的解释:“土壤者,谓地壳所由成,盖岩石细末与有机物若干,混淆为一者。凡人生日用衣食居处所需之物,皆仰给焉。故审辨各事之关系土壤者。 为世间凡百作业之本。植物资大气与土壤以为养,然大气成分到处略同。故农家不必措意,土壤则不然。其成分性质及由来到处不同。母岩及其成生之形势亦大有同异。此农家精究土壤所以不可缓也。动物虽或食肉以生或食植物以生,或杂食肉与植物以生,族类不同。资生于土壤则一,而人亦然。土壤所含无机物质,生于岩石崩解”。对土壤的重要性以及成分、性质、来源均予以介绍,并对土壤作了不同的分类,依据土壤生成之状势分为原生土和输土两大类,输土又分为冲积地和漂转地。 由理学之性情将土壤分为砂砾、砂土、黏性土、壤土四类,进一步对土壤的性质、色泽及成质作了深入分析,并附有19张表,将不同土质的温度都作了全面的记载,除此,还对20种土壤作了理学及化学性分析,对农产物也有调查。其中,涉及了地质学、化学、物理学等众多学科。光绪二十八年六月(1902年7月)第185册刊载的《土壤改良论》一文强调了改良土壤的主旨:“土壤虽有天然生产植物之力,而其于理学上性状与化学上组成,常不免有缺憾,如山林原野有自然发生草木者,然而其质坚硬不能亟取植苗。此外,或则湿气不足,或则水分过多,或则含有毒物,与夫黏重轻松为质各殊要,无有适合希望者,于是不得不加种种人工,使天然之土壤近于所望之性状,是土壤改良之主旨也。 法固不一,要不外化学的与机械的作用,其由化学的作用者,即所谓施肥法以俟肥料论说之”l。这实际上是意识到,天然形成的土壤成分、性质均有所差异,必须通过各种人工法进行改良才能弥补其不足,使之符合种植的条件,可以通过化学与机械两种方式对其加以改进,包括使用施肥、耕锄(犁锄、耕耙、镇压、中耕)、客土法(以理学的性状及化学的成分相异之土壤,取自他地而混入此地)、植树法、烧土法、排水法等,从而变“不毛之地”为“肥沃之区”。 5肥料学 在肥料学方面,见载有:光绪二十三年五月(1897年6月)第4册王丰镐译的《论粪田》;光绪二十三年八月(1897年9月)第10册古城贞吉译的《论肥料》;光绪二十四年十二月(1899年2月)第57册原熙的《肥料篇》,并在之后每期连载,直至第80册续完;光绪二十八年五月(1902年6月)第183册梅原宽重述,伊东贞元译的《肥料效用篇》等。其中,《论粪田》一文将粪田置以学术的角度做出解释:“天下弃物,皆可粪田。草木之质,人畜之矢,物之毛骨,无不供用。今则由学问以精求田事,若化学植物性理诸名家,教导农人,变通新法,多用金石类以为肥料。如镁氧铝二、氧三、氮气磷氧五及钾质等不一,而粪溺等质,用处亦广。因粪中含杂质最多,易与植物化合。若兽粪海草鱼秽等,皆为粪田第一层之用,又有烘法,近甚通行。其理以植物发荣滋长,根柢生结,最喜熟气,盖热气蕴藏炭氧二,暗使改变,犹如以金类粪田耳。古时粪田有用骨类,或块或碎,未有一定。旋有人考得磨骨成粉,生长较易,迨理弼搿创得新法。用骨与硫氧三相和。于是,化学之法兴,获利益宏……现肥田料,大都以钙氧氮氧、钾氧氮氧、氮氢硫氧等,而推氮氢五及含氮养五之质为最佳。他如钾氧盐类,粪田亦肥甚,凡泥地及近河之区,内多含钾氧,若中心松散之地,宜肥以钾氧,如氮氧五、硫氧三、氢氯等,多寡不一”。 在中国传统农业中,已将“草木之质”、“人畜之矢”、“物之毛骨”作为肥料,认为举凡废弃之物都可以粪田,这些经验是从长期农业耕作中逐渐积累而成的,也只看到其肥田效果,却没有认识到这些物质作用的具体原理,对其中所含的多种化学元素更是知之甚少。这里,从学理的角度解释肥料中所含的化学元素及其特性,指出钙、钾、镁、硫、氮、氧、氯等多种元素富含在这些物质中,具有良好的肥力效果,并把其作用原理归结为“粪中含杂质最多,易于植物化合”。除此,还介绍了各种肥田之法,并强调不同的土质所含的元素皆有差异,要因地制宜,施以相应的肥料。《肥料篇》一文对肥料作了系统的论述,将施肥之必要性加以突出,一为还植物所吸养料于土壤,以防衰乏。“如斯植物养料,资天然供给,故山林原野所生,天然植物,毫不仰藉人工,由天然养料,繁生不衰,此等植物,若其一部,及全部枯死,则不但还所吸收养分于土壤,又能加给自大气中所得者,加以有动物死体排泄物等,委之地上,是以土壤次第得增加养料,故虽垦新地,不须施肥,而多收获者,职是故也。寻常田圃与此异趣,不关土壤肥瘠,又不问植物种类,与产额如何,悉夺其所产物,无以还付,故其土壤渐次衰乏,为之疲瘠,是其常也。世之农家,欲维持丰饶,以御乏竭,须还补植物所吸夺养料之几分于土壤,是所以有施肥之法也”。二为增加土壤生产力,使之品质佳良。“农家不独患地力衰乏,又须增加其生产力,并望发育完全,品质佳良,如农家所培养数种植物,比之土壤自能给者,知养料更可加多。是亦须施肥料之理也”【17]。三为肥料功效有数作用,“供给必须之养分于植物;使土壤之化学成分,应植物需用,以得适当之比率;宜溶解土壤中不可溶之成分;宜讲求改良土壤之理学性状;宜使土壤中有害物化为无害”。另外,还对肥料成分、施用法、类别、各植物所需肥料加以介绍,并对肥料性质作了详尽的分析,将其分为动物性肥料、植物性肥料、矿物性肥料、杂肥、间接肥料等。这些方法贴近实际,可操作性强,易被农事者接受,也大大深化了中国传统农学的科学内涵。 6讨论与结论 《农学报》系统地介绍西方农学知识,把完整的西方农学体系经由日本引入中国,而自然科学知识的运用正是西方农学与中国传统农学最本质的区别,从而全面提升了农业发展的科学性,为实现农业科学化奠定了坚实的基础。西方农学知识之所以先进,很大程度上是因为其将数学、物理学、化学、气象学、生物学等自然科学知识运用于农业生产领域,而中国地大物博,向称以农立国,如今农业地位却一落千丈,这种巨大落差使当时一些有识之士意识到用自然科学改造中国传统农业已成为亟待解决的社会问题。梁启超在《农学报•序》中明确指出:“溉粪无术,择种不良”I18],是中国农业式微的根本原因,并提出解决之道:“中国今日之地,苟以西国农学新法经营之,每年增款,可得六十九万一千二百万两,虽生齿增数倍,岂忧饥寒哉”¨副!因此,“西国农学新法”的引进已经势在必行。同时,也介绍了一些科学实验方法,以培养农事者的科学意识。《农学报》大量引进翻译西方农学知识,将农业基础科学与传统农学相结合,在中西方的农学知识相互碰撞融合的过程中,亦促进我国近现代农学体系的最终形成。 基础科学论文:基础科学研究的困境及资助 一、基础科学研究之困境 1.科学职业化后名与利的纠结十八世纪之前的科学研究均以业余爱好、个人兴趣为基础,学者(从事基础科学研究的人,下同)为了追求对自然和社会的理解之最高智慧,不以名利为目标。那时的科学没有今天这样高的社会声望,而且那时的学者主要是大学教师,学术研究满足的是教学需要———学生对人类理智事业的最高追求。伽利略、牛顿、莱布尼茨皆如此。十九世纪,皇家科学院及各国科学院诞生后,科学研究渐渐地成为一种职业,研究成就与名利收入挂钩;当启蒙运动把科学变成了实证的理性事业后,科学研究的职业化就是不争的社会事实了。罗伊•波特(RoyPor-ter)说,“传统的、亚里士多德式的将物理学首先当作哲学分支的观点不再那么有道理了:到1800年,真正的物理学则意味着实验物理学。” 人靠工作养家生活,科学家也不例外。18世纪前没有职业科学家,人们都有确定工作,包括技术工作。人们凭借经验改进工作技术,包括蒸汽机也是通过经验的累积而改良的,热力学理论是在瓦特改进蒸汽机之后才产生的。人们出于好奇心、工作与生活需要及个人性趣,才去探索自然物象之奥秘的。罗伯特•金•默顿(RobertK.Merton)说:“在科学被当作一种工具有自身的价值而得到广泛接受之前,科学需要向人们表明它除了作为知识本身的价值以外还具有其他价值,以此为自身的存在进行辩护”。科学作为关于物象的经验知识,只有当它向技术、生产和生活领域展示其无蔽的真理时,纯科学理论的社会价值才获得了人们的认可。由于笛卡尔坐标系的诞生,数学与几何融会贯通,这种贯通使得实验、测量与科学理论之间架起了一座检验的桥梁,经过启蒙运动的催化,纯粹的理论科学就变成了实证科学。原本以探索自然奥秘为目的的纯粹的理论科学被启蒙运动的思想家们打扮成了谋利的、经验的、实证的、可技术化的实证科学。英、法、德等国的科学院最初是由那些有探索自然奥秘意愿的科学家自发组织起来的协会。 前苏联以国家名义创立了科学院,新中国成立后仿效苏联,国家及各省纷纷成立了自然科学院和社会科学院,但它们与英、法、德、美之国家科学院极其不同,前者是科学家自我组织的协会,不受国家控制,后者带有强烈的国家主义色彩,贯彻的是国家意志。战后,因美国原子弹的功效,各国政府加大了对科学研究的投入和资助力度,科学研究成了真正的职业研究。科学家从此陷入了为争取研究资源和最高荣誉奖而奋斗的名利战场。但创立深刻的科学理论是一项风险极大的事业,在短期内不能立竿见影地看到研究成果,而且以国家需求为目标的资助体系看重的是功利化的、实证的、有利于提高国家综合竞争能力的实证和实用研究。战后风行世界的课题制资助方式把科学家推进到了一个争名逐利的战场,从此高尚的科学研究事业与世俗凡事一样肮脏。 2.国家资助体系的功利主义倾向国家资助体系必然贯彻国家之意志,以满足国家政治需要为根本之目的,这就决定了国家资助不可能向基础科学研究倾斜,必须向知识之流的应用研究和技术开发倾斜。不管是民主国家,还是非民主国家,国家资助的功利化取向是相同的。可是,基础科学研究以追求真理为最高之目标,它不管、也不问其理论的功用价值,甚至于他人理解或不理解,研究者均不在乎。学术研究不需要向人们证明其理论是否有用。严格地讲,一个思想是否有用,与思想之提出者无关,提出理论是一回事,应用理论是另一回事。所以,老子、庄子、柏拉图、康德、牛顿、爱因斯坦均不思考他们的理论对于人们是否有用这一愚蠢的问题。学者没有责任向人们证明其理论的功用价值;一个理论,有用与无用,与研究者和提出者无关,而与接受者的心智相关。学术理论、学术思想之意义不在其功用,而在于开启人们的心智。比如,老庄认为,天道之幽幽,人心难求,这样的思想,看上去毫无价值可言,可是它让人们明白,人们以感官之功能不能探知自然物象之真相,这一认知意义就是老庄关于天道思想之价值所在。学术思想的意义在于它的认知层面,但并非所有可认知的东西均能付之于人的行为实践,而且最重要的问题在于,一个思想是否具有行动的指导价值,责任不在于思想的提出者,而在于它的倾听者和接受者。比如,1930年12月W•泡利(W.Pauli)提出了中微子理论的原型构想,就连他自己本人都认为,无法找到相应的实验程序予以证实。1952年由其他科学家以精致实验验证了他的猜想。问题是,提出理论比验证理论更为重要。以课题制为优秀的国家资助体系很难资助大胆猜想的、无实用价值的学术理论研究。 3.意识形态的压制孵化科学的是文化,不是意识形态,科学是文化演进的产物;意识形态恰好是科学的“敌人”,是科学进步的主要障碍。意识形态是用来证明政治制度合法性的理论工具,是官道运行的“软件”。笔者认为,科学是研究天道的,文化是研究人道的,意识形态是研究官道的,天道、人道、官道虽有交汇点,但各行其道是必须的。十九世纪法国科学家拉瓦锡在法国大革命中被砍头,前苏联的李森科借意识形态制造伪科学,历史斑斑血痕,意识形态与科学,尤其是与基础科学存在着深刻的对立与排斥,它是基础科学研究的“拦路虎”。科学不是任何单一主义的产物,任何单一主义都不能指导科学;科学也不是任何个人智慧的产物,尽管历史上许多卓越的个人对科学研究做出了不可磨灭的贡献,但从科学演进的轨迹看,科学从来都不是个人智慧发扬光大的结果,任何人指导不了科学。回顾人类科学史之历程,源起于希腊文化的科学,在雅典时期繁荣,到希腊时期达至顶峰,罗马人虽然征服了地中海三大洲,但科学在罗马时期“死亡”了。“罗马人只是为了完成医学,农业,建筑或工程方面的实际工作,才关心科学,他们只使用科学知识之流,而不培育其源———为学术而学术的源泉———,结果,不到几代人,源与流就一起枯竭了。” 从英、法、德、俄、日、美等科学强国的历史经验看,科学不是一种孤立的社会现象。上述诸国科学繁荣前先有一大批思想家、艺术家、文学家甚至音乐家,而后才诞生一大批科学家。究其根本,乃是这样一个基本道理:我们不能指望一个头脑发懵、智力尚未开化的人搞出惊天动地的科学发现和科学理论。西方著名的科学家首先是思想家,而后才是科学家,因为用他人之思想做不了自己的研究。强迫科学家接受意识形态的指导,不但压制了社会科学家学术创新的灵感,同样也压制了自然科学家学术创新的灵感。以意识形态为借口,压制学术自由,基础科学就繁荣不起来。基础科学研究在中国遭受意识形态方面的压制表现在两个方面。第一,官方意识形态把科学精神解读为“求真务实”,事实上那是工业科学精神。基础科学只求真,不务实,牛顿、爱因斯坦从来不考虑他人如何运用他们的理论去获取最大限度的“社会效益”。“务实”是政治家的要求,职业化的工业科学家也追求应用技术之实利,但基础科学研究没法“务实”,除非改变现行的科学制度和知识产权制度。第二,意识形态是国家资助体系的“风向标”,凡是符合并最大限度满足政治要求的科学研究项目就能得到很好的资助,否则,很难得到资助,因为研究项目填报栏里要求研究者必须填写有何“社会效益”。 4.课题制与基础科学研究不相适宜学界认为课题制度的优点,不外乎以下几条理由:l.合理配置科技资源,提高使用效率;2.引入竞争机制,适应并满足市场需要;3.打破单位限制;4.规范国家科研计划及管理制度;5.明确参与课题研究主体间的责、权、利之关系。这五条,除了第3条是针对当前体制弊端之外,其余4条均不成立。“合理”,合乎谁之理性?只是合乎国家作为出资方的理性,实则是政治决策者的个人理性,最大限度满足国家对科学技术的需要。国家的科技需要主要是应用科学技术、实用技术的需要,对于基础科学理论,它不需要。第2条,既然有市,何必国家资助呢?因为市场主体是企业法人或自然人,企业家需要技术,他可以从技术市场上采购而得,何必国家资助呢?国家以纳税人的钱去资助企业家对技术的需要,那不是相当于说用公共财政(众人的钱)去资助少数人发财。这不合乎正义。唯独第3条旨在打破现行科研单位权力的限制,有点道理。第4条是以国家科研计划为前提的,对科学研究进行人为的规划本身就是荒唐的,因为没有人是圣人,谁也不能事先预知研究从哪里取得突破,对科研进行规划,不合科学演化轨迹。第5条属于管理程序,姑且不论。总之,课题制度的优秀是最大限度地满足国家对工业科学及其技术的实际需要,贯彻的是国家意志和政治决策者的政治意愿,但它与基础科学研究极其不相宜。基础科学研究满足的是国民对自然物象和社会现象的认知需要,这种需要是非功利导向的。国家不是一个人,而是一个机构,机构没有认知需要。政府作为国家的人,它不会出钱购买认知智慧。李兵、李正风二人对课题制度的批评角度仍然是工业科学研究观的立场,他们二人看不到基础科学研究的性质与取向是丰富知识之源,增加全社会的知识总量,而工业科学研究是截取知识之流以应用于国防、生产、环保和生活等诸多方面。 二、基础科学研究的性质与资助 从基础科学的性质上看,基础科学研究体现的是研究者之间的智力竞争制度,学者把对自然物象、社会现象的深层次的认知、达至顶峰的智慧作为自己的研究追求,以自己的智慧传之万代而不朽为著书立说之宗旨。这样的研究情怀,不仅仅是高尚的,而且是塑造本民族乃至人类文明和文化的精神家园。基础科学追求的是人类认知万事万物的最高智慧境界,它不以功利和实用价值为其研究目标和追求;基础科学对于一个民族的精神价值来讲,是以开启民众和后代智慧为其终极目标的。追求人类的最高认知智慧是科学研究的终极目的,“独孤求败”是基础科学的真正精神,“求真不务实”是基础科学研究的灵魂。启蒙运动之后,人们把“知行合一”看作是科学的标准,实际上这只是实证科学的标准,基础科学不能以此为准。人的认知层面与行为层面并非二合一的关系,许多精妙的思想暂时找不到它的实践路径,不等于说,它就是虚的、不真实的,如前所述,物理学史上相对论、量子论、中微子理论,起初均没有找到验证它们正确的实验方法,十年、二十年过后,人们才找到检验其真伪的实验方法。常人之思想,往往有很强的惰性,把自己一时不能理解的思想和理论斥之为“妄”,而那些肤浅、甚至是错误的思想则很受欢迎。人类最普遍的历史现象是:真正的学术思想精品,不为当时的世人所理解,历经数代人之后,人们才发现它们是有价值的,而且具有极高的认知价值和启发价值,而那些最流行的“时代精神”过了一代或两代之后,就被人们视之为垃圾,弃之于野。中国文化史上的道家、儒家、纵横家等学术流派就经历过“不被同时代人所理解而被后代人视之为宝”的遭遇。伯纳德•巴伯(BernardBarber)说,“科学不具有常识的局限性”。 基础科学的理论解释范围远远超出了常识和经验,牛顿的万有引力定律、狄拉克(PaulAdrienMauriceDirac)的正电子方程、W•泡利的不相容原理、德布罗意(LouisdeBroglie)的物质波概念等,它们均以数学推导为工具,实验过程只是证明他们的推导结果是正确的。自然物象的本真状态处于人的感官范围之外,人们只能用仪器捕获其物象,以显示仪显示其存在状态,以数学为工具推导其变化过程。现代物理学的研究对象不是可以直接感知的,更谈不上经验,人们必须以常人无法直观的方式去研究它们,思想方法的独特性是其关键。埃德加•莫兰(EdgarMORIN)说,“新宇宙学的开拓者从开普勒到牛顿都把他们对自然的探索建立在他们的神秘的信念的基础上:在现象世界的混杂性之后存在着规律,世界是一个合乎理性的和谐的创造物”。故此,莫兰认为,必须保护越轨者。也就是说,必须保护那些有奇思妙想的怪才、不同寻常的奇怪理论和怪异思想。纵观整个物理学史,每个对物理学理论做出卓越贡献的物理学家都是以自己独到的思想方法而名垂于科学青史。所以如此,用他人的思想做不了自己的研究,不同的问题需要不同的思想方法去解决,捕鱼的理论指导不了打猎。不存在放之四海而皆准的通行的、普遍的思想方法。这正是基础科学研究的生命所在。 基础科学研究之成果就是作为认知的科学理论、历史理论、人文思想、社会理论等。其最为重要之历史和社会价值是开启后代之心智,纯洁人们的灵魂、规范社会秩序,启发后人的交往理性。这是不能用实证精神和实验程序加以检验的精神价值。 1.基础科学研究资助的新思路基于上述考虑,笔者认为,基础科学研究的资助方式必须这样来构想:把资助与学术知识产权结合起来考虑,以学术成果(篇、著)为购买单位,针对每个基础学科,国家成立匿名评审委员会,建立采购制,而非申报制,对于在严谨的基础学科的专业学术期刊上发表的纯理论研究成果,经学科专业委员会审定认可后,由国家出钱,“高价”从学者那里购买部分知识产权(主要是使用权,而不是占有权和所有权);从事工业科学和技术开发的研究者引用或应用某项学术成果(包括人文学科的研究成果在内),必须向原本作者付费;对于特别优秀的、高水平的、可以传之后世而不朽的学术研究成果,国家采取匿名评审的办法,另外给予重奖;同时,放开对社会资助的控制和管理,鼓励民间机构、民间团体自行决定对基础科学研究的资助方式。 2.建立健全基于基础科学的评价制度目前全世界通行的学术评价体系中关键的评价指标是引用率这一概念。以引用率作为学术评价的前提是某篇研究成果必须得到同行的关注,有关注才有引用率,如果不被关注,或被关注得极少,引用率就为零或低。然而,学术思想史上不争的事实是:不被人关注的学术研究成果常常具有极高的思想价值和实际的社会价值,只是当时的世人没有认识到这一点而已。在人类智慧演进和思想史上,越是深刻、宏阔的思想体系,能够被同时代人所理解的极其罕见,相反,那些最容易被理解和引用的研究成果,不一定具备很高的思想及社会价值,10年、20年或一代人之后,它们或许就被人们扔进了垃圾堆,成为历史和思想史上的尘土。而那些不被当世人所理解的、高水平、引用率极低的著作,反而有可能是不朽的、世代都光芒万丈并且惠及万代的精品。纯粹的理论科学是少数人的事业,真正属于大众的科学只能是工业科学和技术开发,但不是基础科学。对于基础科学来讲,其研究成果,一看就明白、一看就懂、引用率极高的东西,不一定是什么好东西,不一定是深遂而精妙的真知卓见;而那些真正的学术精品未必就是常人一看就明白、一看就懂的、引用率极高的研究成果。“引用率”概念,只能说明某个问题被同时代人思考和关注的程度,但不能以此作为衡量作者研究之深刻、思想之精致、智慧之高低的度量标准。古希腊哲学家德谟克利特的著作被埋没长达二千余年而不被人所理解,老子的《道德经》至今能够理解它也只是少数人。“引用率”概念类似于民主社会的得票率概念,政治家的得票率只是代表民众的支持程度,但不代表政治家的执政观念具有真理的性质;基础科学研究成果的真理性不能用赞成人数的多少来衡量,也不能以关注者和有兴趣者的多少来衡量。 适合于基础科学的评价制度只能是同行专家评议制度。该项制度的基本原则是:公正,坚持并忠于真理。赞成给光之波动说的贡献者菲涅尔(AugustinJeanFresnel,1788-1827)评奖的科学家毕奥(J.B.Biot)、拉普拉斯和泊松(S.D.Poission)都是光之微粒说的积极拥护者。同行专家评议,评价公正是最难得的,学派之间的认知分歧、利益冲突不可避免,多重学派专家匿名评审是较好的制度安排,否则,难以保证评审和评价的公正性。对于一个真正的学者来讲,坚持并忠于真理是至高无上的科学信念,任何时候、任何情况都不可动摇。 作者:邓周平单位:江苏科技大学公共管理学院 基础科学论文:探究基础科学教育研究与建构主义中西方的差异 摘要:摘要:本文讨论了国内外教育界在理解建构主义与教育研究之关系问题上的差别,分析了“社会建构论”对于基础科学教育改革的意义,与存在的有关问题。 关键词:建构主义;基础科学教育科学知识社会学科学史 1引言 目前,无论是在国外还是国内的学术界,包括教育界,建构主义(或称“建构论”constructivism)都是一个重要的概念,而且,也是非常有影响的学术思潮。例如,用constructivism在网络上的搜索引擎在上检索时,有11万条结果。用constructionism检索时,也有1万6千条结果。在国外教育界,在科学和数学的教育领域中,建构主义产生了重大的影响。由建构主义研究的重要中心之一英国利兹(Leeds)大学给出的一份1990年的文献目录中,就开列有1000多种著作。在90年代初,也有人估计,在教育类杂志上,当时差不多有2500篇受到建构主义启发的学术研究论文。[1] 大约在20世纪80年代末至90年代初,据说在美国教育界颇为风行的建构主义学习理论思潮开始传入中国,并倍受教育改革者们的青睐,被当作一种向传统教学方式发起挑战的理论武器。[2]这种说法可以从中国教育研究者们发表的有关论文的数目得以验证。例如,在全国期刊网的中国期刊全文数据库中,以“建构主义”作为关键词检索时,有结果670项,其中,除去极少数其它领域的文章之外,绝大部分都是属于教育研究领域的。但是,在这些论文中,对于建构主义的理解尚有不够全面之处,基本上都是把建构主义作为一种教育理论或学习理论来进行介绍和讨论,至少是在很大程度上忽视了它在此之外的其它含义与影响和建构主义学说的多样性,包括它给在学习过程之外的关于科学知识本身的认识所带来的影响,如来自科学知识社会学以及建构主义科学史的影响等。本文,将就此问题在国内和国外的不同观点作一分析与评论。 2国内教育研究界的视野、关注点与认识理解 首先,在国内的科学教育研究界,在引进、介绍和研究建构主义学说时,有这样一种非常典型的观点,认为“当今的建构主义(Constructivism)是皮亚杰等思想的发展,他们强调学习是建构意义的过程,它包含两方面的建构,并强调学习的非结构性和具体情境性以及学习中的社会性相互作用;他们提出了情境性教学、自上而下的教学设计、随机通达教学等教学进程设计思想;在发现学习、接受学习的基础上又提出了支架式教学的教学模式;另外,他们重视通过合作学习和交互式教学而实现的相互作用在学习中的作用,对当今的教学改革很有启发。”[3]可以说,这确实是一种很典型的说法,一方面,它给出了在国内教育领域中研究建构主义的意义,即是把它作为一种可以用来改变国内教育现状和促进教育改革的理论工具,针对以教师讲授为主,学生只是被动地接受知识的教学习惯,把它作为一种“解毒剂”,因为从这种建构主义教育理论的观点来看,教师的教学过程虽然看起来是在“传递”知识,但实际上只是在有意无意地促进学生自己积极地建构知识,特别是“建构意义”的过程而已。另一方面,这种说法的典型性是在于对建构主义理解上的某种以偏概全。有人甚至以全称的描述明确提出:“现代建构主义主要是吸收了杜威的经验主义和皮亚杰的结构主义与发生认识论等思想,并在总结60年代以来的各种数学教育改革方案的经验基础上演变和发展起来的。”[4]当然,以皮亚杰的学说为代表的建构主义学说确实在教育中扮演着非常重要的角色,但在如今形形色色的建构主义理论学说中,这种建构主义的理论只不过是其中的一支。虽然也有人在对国外文献的检索中注意到的一些涉及科学知识社会学及科学史中的社会建构论对科学教育之影响的文献,甚至注意到美国的科学教育的重要文献之一《国家科学教育标准》主要是以建构理论为其指导思想的,但也仍然在论述中没有将这方面的问题进行讨论同,而只集中于关注建构主义在纯教学过程中的意义。[5]或者是,有人虽然注意到了主要的几种不同的建构主义流派,如认知的建构主义、社会建构主义和激进的建构主义等,并有保留地指出了其对于我们教育改革的意义,但却几乎完全忽略了来自科学知识社会学的以及相关的与科学史中建构主义的研究及其对教育的影响。而且在评论中,虽然也谈到建构主义与我们以往强调的客观真理的观念的不同,认为建构主义不再关心知识与客观世界是否一致,是否“真”等,但由于只是关注到了建构主义的学习理论,依然把略去了在我们在教授要学习的知识之前人类对知识自身的“建构”。[6] 在这样的理解之下,有些研究者即使在谈到社会建构主义(socialconstractivism)时,也多主要以俄国心理学家维果茨基(L.S.Vygotsky)及其学派的学说为主要来源,认为“社会建构主义是指,个体在社会文化背景下,在与他人的互动中,主动建构自己的认识与知识。与其他建构主义理论一样,社会建构主义也把学习看成是个体自己建构的过程,但它更关注这一建构过程中社会的一面。”[7]这种对社会建构主义的理解显然也只是对众多社会建构主义在学习理论限制下的一种狭义的理解。在这样的理解中,自然会将诸多作为科学哲学、科学社会学和科学史中重要指导思想并富有成果的社会建构主义排除在外。当然,在国内教育研究者中也有极少的例外,像近来在《全球教育展望》上的一篇文章,就也谈到了在科学教育中科学的知识观问题,认为科学知识应当明确地和深信不疑地被看作是个人和社会建构的。理论需要被看作是临时性的,不是绝对的。这和在其它教学方法中把科学知识描绘为客观的,没有疑问的和一成不变的(常常出现在教科书或正式的讲义中)的观点相反,而是把科学知识看作是通过个人的经验探索发现的。[8]可惜的是,像这样的认识与声音实在是太少了。相反,在国内绝大多数研究者中的主流作法,却只是在前面提到的对建构主义片面理解下,将其应用于各种具体的技术性教学手段。 3国外的某些观点 在国外对建构主义这样一种热门的论题的研究中,与教育的相关同样是研究者们关注的重要问题之一,但却又不象国内教育研究界那样视野局限。一个典型的例子,是专门研究科学和数学的历史、哲学与社会学对科学教育之影响的刊物《科学与教育》(Science Education)在1997年所出版的建构主义专号。其中数篇文章就从不同的侧面讨论了建构主义与科学教育的关系,是对科学教育中建构主义之当时的表现的哲学讨论。正如其由著名的建构主义教育理论研究者马修斯(M.R.Matthews)在开篇的导论性评论中所言:“在当代的科学和数学教育中,建构主义产生了重要的影响。在其后现代主义或‘解构主义’的观点中,它在文学、艺术、历史、社会科学甚至神学教育中有重大的影响。在其所有的变体中,建构主义都是被热烈争论的话题。”当然,重要的是注意到其“心理学的影响”以及建构主义的学习观。“这是建构主义最原初的优秀,即一种关于信仰如何被得出,而不是关于如何使信仰为真或将其解释为科学知识的心理学理论。从这一优秀出发,建构主义已经扩展到把关于认识论、教学、课程设置、教育理论、伦理学、本体论以及形而上学都包括在内的观点。”“但是,即使在其学习理论的优秀中,也涉及到认识论……因而从优秀出发,建构主义必然要涉及对哲学的考虑,不幸的是,这样的考虑正是科学教师因其训练而没有准备好的东西。当然建构主义有许多变体。为了方便的缘故,这些变体可以分成教育的建构主义、哲学的建构主义和社会学的建构主义。第一种变体自身又可再分为个人的建构主义和社会的建构主义。第二种变体在托马斯•库恩(ThomasKuhn)的书中有其直接起源,并由近来美国科学哲学联合会的主席巴斯•范弗拉森(BasvanFraasen)对之做出了最有力量的表述。这种哲学的建构主义在贝克莱的科学哲学中有其根源,并可进一步追溯到古希腊的工具主义哲学。自从亚里士多德以来,这种传统就为科学哲学中的实在论者所反对。社会学的建构主义等同于爱丁堡学派的‘强纲领’,以及他们对科学知识社会学(SSK)的研究。在这种传统中,科学的成长,以及在其理论和哲学承诺中的变化,被人们用社会条件与社会利益的变化来解释,而认知内容和理性的推理的解释力量则打了折扣。这也就是说,某些真实而且合理的东西,并不被爱丁堡纲领的拥护者作看作是构成了一种解释,说明它为什么让人相信。”“需要承认,许多被用建构主义的名义来谈论的东西已经超越了其原来学习理论的领域……建构主义也有助于教育者们意识到科学的人性维度:它的易谬性、它与文化和利益的关联、在科学理论中约定的地位、理论的竞争性质,及其它更多的内容。”[9] 在另一篇文章中,吉兰(D.R.Geelan)区分了6种不同的建构主义形式,它们分别是:个人的建构主义(personalconstructivism)、激进的建构主义(radicaldonstructivism)、社会建构主义(socialconstructivism)、社会建构论(socialconstructionism)、批判的建构主义(criticalconstructivism)以及与境的建构主义(contextualconstructivism)。[10]吉兰还提到,这些视角的每一种,都为我们理解建构主义提供了不同的侧重点。正如有人比喻的,可以把建构主义描述为一个n边的多面体,它的不同的面代表了建构主义的不同形式。这些面中有些是相邻的、相容的,而另一些面则是对立的并处于张力中,但它们仍然是整体的一个组成部分。当然,除了像马修斯和吉兰的分类之外,对于建构主义的谱系也还有其它众多的分类。 不过,不同的分类只是表明了一些国外的研究者并没有忽视在纯学习理论意义上的建构主义之外其它的建构主义。冯•格拉瑟斯费尔德(vonGlasersfeld)可以说是在其本人和他的学派中使皮亚杰的认知心理学线索的建构主义得到了相当程度的贯彻,但即使是对于以他为代表的与学习理论关系密切的激进的建构主义理论的分析中,人们也仍然会注意到其超越个人维度之外的社会维度的表现,因为“激进的建构主义并不否认学习中的社会成分”,而且“显然激进的建构主义确实把社会的成分看成是学习过程中不可缺少的成分”,只是“激进的建构主义的认知学习模式还没有对在学习中的社会-文化成分和个人成分之间的相互作用给出适当的解释而已”。因而这种相互作用需要进一步的研究。[11]这也正如奥格玻恩(J.Ogborn)在其“学习科学的建构主义隐喻”一文中所指出的,“关于学习科学和理解科学,建构主义非常有吸引力的图象,来自把科学知识的本质和学习的本质这样两个非常不同的问题联系起来。”“显然在知识的本质和如何最佳地学习和教授知识之间并无必然的联系,但有一个明显的推论,即学习者需要被教授这种知识的本质。在对这两者应用同一隐喻的意义上,倡导恰当的学习方式的建构主义者经常把这种联系作为必要的东西来对待。”[12] 在科学教育的改革中,教学方法的改革与创新只是一个方面,尽管在教学的过程中,对于科学知识的本质的教授也是必要的一项内容。但另一方面,像对于课程内容的选择与设置等,也同样是改革的重要方面,在这方面,与来自建构主义科学社会学和科学史研究的结果就关系极为密切了。而且,这种密切的联系在一些重要的基础科学教育改革文献中也有不同程度的体现。例如,1989年,在英国教育与科学部和威尔士事务部新公布的国家规定的中学科学课程设置中,科学史教学有了更进一步的进展。这份法规性的文件,要求学生和教师了解“科学的的本质”。在国家课程设置委员会发表的相应的指南中,甚至出现了“科学是一种人类的建构”这样的典型带有建构主义意味的提法,这样,从法律上,便要求“学生应逐渐认识和理解科学思想随时间的变革,以及这些思想的本质和它们所得到和利用是怎样受到了社会、道德、精神和文化与境的影响,而它们是在这样的与境中发展起来的;在这样做时,他们应开始认识到虽然科学是对经验进行思想的一种重要方式,但却不是唯一的方式。”“科学的本质”就是此课程设置所要求达到的17个目标中的最后一项。[13]至于像美国的《国家科学教育标准》和“2061计划”这样的科学教育改革方案,虽然在叙述上出于某些原因回避了明确地提出“建构”这样的词语,但其中“科学的历史和本质”或“科学的性质”,都是其中重要的内容要求。在其字里行间,也可以看出相近的含义。如在“2061计划”的科学素养基准要求中,就有像“科学的进步与发明在很大程度上依赖于社会其他部分的状况”这样的说法。 这种在基础科学教育中要求学生学习和认识科学的性质的做法,必然导致对科学与社会之关系、社会对科学发展之影响,或者更明确地讲,社会因素对科学之“建构”作用的关注。这也正如柯柏恩(W.W.Cobern)所说的,他就是要在讨论科学与科学教育的社会建构主义观点时引入社会建构的概念,并论证说,“无论人们对科学知识的性质怎样评论,对科学的学习必定要被看作是一种社会的建构。因而,任何科学课程设置都带有一种社会的视角”。而且,在一种文化研究的意义上,在强调文化的多元性及其对科学发展的意义时,“科学的多元主义就是一种在对科学的社会研究中强纲领的逻辑延伸,它促进了对科学知识和方法的一种激进的社会建构论的看法。”[15] 简而言之,由以上并不完备的对一些国外的观点的介绍分析中可以看出,在国外的教育研究者们当中,无论是就看法上,还是就实际的教育改革行动中,都并不仅将建构主义的理论与实践限于心理学意义上的学习理论,而是超出了这一界限,除了关注在教授学生学习知识的过程中需要注意的建构主义学习理论之外,也注意到与所教授的知识本身的形成和性质密切相关的另一种意义上的的“社会建构”。 4科学知识社会学、科学史与“社会建构论” 如果我们粗略地将建构主义分为以皮亚杰式心理认识理论为代表的个体的建构主义,以及以科学知识社会学为代表的群体或社会的建构论的话,那么前者主要强调的是在个体在学习过程中认识的建构是通过认识的主体和被认识的客体(如知识)的相互作用来实现的,而后者,则关注在人类知识本身的建构过程中社会因素的重要作用。大约从20世纪80年代开始,在这里所讲的意义上的社会建构论开始在国际对科学的人文研究领域中产生了巨大的影响,占据了主流地位。 如果略去更早些时期的背景,我们大致可以说社会建构论成熟于英国的科学社会学界的爱丁堡学派发展起来的“科学知识社会学”(SSK),或者至少它的“强纲领”几乎成为科学知识社会学或社会建构论的代名词。其代表人物布鲁尔(D.Bloor)提出的作为原则用来研究科学知识之形成的“强纲领”,主要有以下四个要点:即1,应当从因果关系角度涉及那些导致信念和知识状态的条件(因果性);2,应当客观公正地对待真理和谬误、合理性和不合理性、成功和失败(无偏见性);3,应当用同一些原因类型既说明真实的信念、也说明虚假的信念(对称性);4,应当可以把一种学说的各种说明模式运用于它自身(自反性)。虽然抽象地看上去,这四条信念并不复杂,不过如果暂时抛开为保证其学说本身免受质疑但又相对复杂和引起诸多争议的“自反性”之外,其它三条“强纲领”恰恰构成了对科学之研究的“社会建构论”的优秀主张。[16]在这样的指导思想下,它修正了以往我们只用外部社会因素来说明科学认识的失败或谬误,而对科学“真理”的认识则只用内部史的方法即可说明的传统研究方法,并具有相当大的颠覆性。也正是在这样的指导思想下,科学知识社会学迅速发展起来,并以大量的具体的历史与现实案例研究为基础,将其影响延伸到多个领域。“到80年代中期,它积累了一些令人印象深刻的经验性案例研究,并开始影响了众多带头的历史学家的工作。”这时,“建构论”这个标签,已经成为科学知识社会学家和受其影响的历史学家们的共同具有的观念。“这个术语把注意力引向一种中心的概念,即科学知识是一种人类的创造,是用可以得到的材料和文化资源来制造的,而不仅仅是对预先给定的和独立于人类行动的自然秩序的揭示。”建构论“更像是一种方法论的取向,而不是一组哲学原则,它系统地将注意力指向作为社会行动者的人类在制造(making)科学知识中的作用。”[17] 因此,当来自科学知识社会学家们自身的大量案例研究以及在他们的观点对科学史家的影响下而带来的建构主义科学史的研究工作大量问世时,这些工作就从社会学与历史两个角度开始对以往形成的传统的科学观与至科学知识的看法提出了挑战与修正。由于建构主义科学史的具体成果与这些成果产生的影响是一个更加复杂的大问题,笔者将另文论述而不拟在此展开讨论。但至少我们可以意识到的是,“从某种意义上说,科学知识社会学最大的感染力,就是呈请科学家、哲学家、历史学家、社会科学家以及所有生活在科学时代的普通人,对已经习以为常了的科学观进行再思考。”[18] 在这种情形下,“如果社会建构论者们的观点是正确的,我们就需要彻底修改我们教给学生的那些有关他们正在学习的学科的系统条理的说法。物理学----以这个在其中争议更加尖锐地出现的学科为例----原来被描述成为是探索在预先存在的自然王国中可以客观地确定的性质与力的真实说明,这个先在的自然王国具有实在性,它独立于人类在任何特定的时代所相信的东西,这种探索是松散地由一种可以合理地捍卫的‘科学方法’所指导的。但现在就不应再这样描述了。”“如果这种或者种更为激进的社会建构论的说明被接受了,在我们的教科书和课堂上,物理学就不再被描述为一种寻求真实地说明外部实在的事业……”。[19] 这样一来,就使得教育研究者们面临着一种两难的境地。一方面,我们知道科学史对于基础科学教育的重要性。多年以来,科学教育界一直在努力寻求将科学史引入科学教育,近年来,科学哲学和科学社会学的内容也成为基础科学教育改革中人们努力要引入的内容。像那些著名的教育改革方案中设立的有关科学的历史或科学的性质等内容要求,就是这种努力的明显表现。但另一方面,近年来,虽然像有的人所说的,建构主义,或者说社会建构论的科学社会学与科学史研究已经过了其最高峰、最狂热的时期,但现在毕竟它已在相当的程度上渗透到了对科学的人文研究的各个相关领域中,成为流行的观念。不过,关于建构主义的观点,在学术界又是有着相当多的争议的。特别是,“建构主义对科学的看法明显地与几乎所有的科学家和科学教育家们习惯采用的观点有严重的分歧。”“社会建构论的言过其实受到了科学家、哲学家和非建构主义社会学家们的严厉批评,他们论证说,建构主义的计划是荒谬的、自相矛盾的,或在经验上没有根据的。”[20]因此,如何,或者说在什么程度上在基础科学教育中利用或反映建构主义的观点,也就成了有争议的问题。 不过,其实建构主义只是将问题更加极端化而已。在建构主义的科学社会学和科学史研究成为热点之前,有关传统的科学史在基础教育中的应用也并非没有问题。早在1974年,美国物理学史家布拉什(S.Brush)就曾在《科学》杂志上发表了一篇关于科学史教学的重要文章:“科学史应该被定为X级吗?”。布拉什指出,按照历史学家的说法,科学家的行为方式可能不是学生们的一个好样板。因为这确实涉及到对学生进行什么样的教育的问题,“如果科学教师们想要利用科学史,并且如果他们想要从科学史家的当代著作中获得信息和说明,而不是从一代又一代的教科书的编者那里毫不费力地地获得神话和轶事,那么他就不可避免地要被这种对客观性的怀疑论所影响,而这种怀疑论当前是很流行的。他们将发现,很难抵制历史学家们的论点,特别是如果他们费心去检验这些论点的最初来源的话。”这样,“那些想要利用历史材料来说明科学家是如何工作的科学教师,确实是处于一种尴尬的境地”,他的建议是让那些想向其学生灌输科学家是作为中性事实发现者的传统角色的教师,不要去使用目前由科学史家准备的材料,因为那类材料不适合于他们的目的。[21]因此,建构主义科学社会学和科学史,只是使类似的矛盾更加尖锐,甚至于将“不宜”的对象从原来仅仅是学生扩大到包括相当一部分科学家和科学教育家在内更大的群体。 5若干结论与分析 结合上述讨论,在这里,我们可以初步地得出如下的结论与分析。 1,在国内和国外,建构主义(建构论)都是在教育研究领域中被讨论的热门话题。 2,建构主义实际上包括了各种不同类型的理论。 3,教育界对建构主义的讨论中,国内和国内的情况有所不同。国内教育研究者主要集中关注的是认知心理学类型的建构主义学习理论,以及将这种建构主义学习理论应用于各种具体的教学方法,而将另外一类来源于科学知识社会学并影响到科学史的社会建构论几乎完全忽视。比较之下,国外关于建构主义与教育之关系的研究中,则对于后一类社会建构论也有相当的关注。 4,就与基础科学教育的关系来说,第一类认知心理学类型的建构主义学习理论,主要与教师教授和学生学习已被设定要教授和学习的科学知识的过程相关;而第二类源于科学知识社会学及相应的科学史研究的社会建构论,则与对要教授和学习的科学知识的性质的认识和理解相关,它密切地关系到教学内容的设置和对所设置的内容在更深层次上的理解。 5,在国际上,社会建构论已经成为在对科学的人文研究各个领域中颇具影响的主流观点之一,但对之也存在有广泛的争议。相应地,对于它在基础科学教学中的体现,也是一个很有争议但却又值得注意和研究的问题。 6,国内教育研究界对社会建构的忽视,也与国内对科学的人文研究之普及的欠缺有关,众多的教育研究者并不了解这种在国际上渐成主流的在科学观上的变化与研究进展。与此同时,虽然近来国内的基础教育改革已经在强调对于科学、技术与社会(STS)内容的引入,但传统的科学观仍然占据着主导的地位,传统中强调科学知识的客观性的唯物主义仍有根深蒂固的影响。这也在相当的程度上,使广大的科学家和教育工作者难以接受社会建构论的许多见解。 7,尽管有上述的困难与问题,但包括科学社会学、科学哲学和科学史以及在这些领域中体现出来的建构主义思想在内的STS,仍是在基础科学教育改革中需要注意的内容,问题只是应该深入研究怎样以适当的方式来引进和吸收它们,并使之成为理想的基础科学教育不过分割的有机组成部分。 基础科学论文:音乐基础科学研究的新成果 翻开中国、印度、阿拉伯或欧洲的音乐历史典籍,我们发现乐律学在其中占据了很大的篇幅;从赫尔姆霍尔茨的《音感觉论》到王光祈的《东西乐制之研究》,近代西方和中国的音乐学也都肇始于所谓的音体系(Tonsystem)研究。可见这门以音乐构成的最基本单位――音程为探索对象的学科在古今中外的学术中都居于十分重要的地位。可是当今绝大多数学习音乐的人却把律学视为畏途,认为它太抽象,数学运算太复杂、太困难了。殊不知当我们从事音乐活动之始实际上就已经与音律打交道了。当然在一般情况下律学所探讨的音程关系凭听觉也是能够“自在地”训练和把握的,但是作为一门“自为”科学的音乐学,如果没有一定的律学基础,其研究的深度与广度就将会受到很大的局限。 今年4月由中央音乐学院出版社出版的李玫博士的专著《东西方乐律学研究及发展历程》是这门多年来被音乐学界冷落的学科值得关注的新成果,它也是作者从硕士到博士学术上节节提升、多年耕耘结出的硕果。该书的上编“研究方法”以精练的、相对易懂的语言(约占全书1/8的篇幅)阐明了理论律学的一般原理,论述了乐音和音程的物理属性与数理规定性的相互关系,使具备高中数学、物理程度的音乐学子可以在较短的时间内初步掌握这门让许多人望而生畏的学科的基本知识。这一部分的阐释在继承缪天瑞先生以往研究的基础上,充实了赵宋光先生及作者的新探索成果和新提出的概念,例如“相对波长”、“跃迁算子”、“跃迁值”等。她还提供了运用这些新方法进行运算的实例,使读者可以将它们与传统的运算两相对照,明确彼此间的联系。作者在讲述一般理论的同时,也兼顾介绍了从古代各主要文化以长度比值、近代以频率比值、现代以周期比值来解释律学原理从宏观到微观的发展历程。尤其值得称道的是,作者用三四万的文字把这门看似深奥的学科的基本原理向读者做了简明而清晰的交待,大大地拉近了律学与一般音乐学研究者和学习者的距离,也为未来在音乐院校开设相关的课程做了学术上的铺垫。 该书的下编“律学研究历史的发展与回顾”是这部著作的重心,也是其创新性和主要价值之所在。作者在第一、二章系统地记述了中国律学实践与理论发展的沿革,让读者一目了然地了解从《管子・地员篇》记载的三分损益法到朱载址⒚鞯摹靶路密律”这一不断深化的历史脉络,在第七章还总结了20世纪中国乐律研究新成果。同时下编还分别列举了除中国以外其他三大文明发源地印度、阿拉伯-波斯(古埃及和古两河流域)和欧洲不同时期的律学理论和运算原理,例如古印度的“22斯鲁蒂”理论、对维纳琴弦长进行分割的掐断率,古代阿拉伯世界的扎尔扎尔“中指”、乌德琴定弦法、萨菲丁的不平均十七律,欧洲拉莫斯和扎里诺的纯律理论、斯台文和梅尔桑对十二平均律的研究等,用丰富的实例证明了民族音乐学的创始人之一埃利斯在《论诸民族的音阶》中所得出的结论:“在全世界不是只有一种音阶,或只有一种自然的音阶,或必须以赫尔姆霍尔茨极为巧妙地设立在音响学上的构成原则的那样一种音阶,而是有着非常多的和各式各样的不同音阶。其中有些是极其人为的,甚至还存在着很随意地发音的音阶。”①此外作者还介绍了近代物理学和数学的新成果对律学发展的推动,也为后学指出了今后如何借鉴现代科技深化这一领域研究的新方法、新思路。 李玫博士的这部著作在强调数学和物理学对乐律研究的基础作用的同时,并没有忽视人类丰富的乐器制作与演奏实践在推动认识乐律的规律的重要意义。例如作者十分重视中国琴律、笛律学的研究成果,特地介绍了印度拉玛马特亚以维纳琴作为实践物改造律制的过程、阿拉伯乌德琴的定弦法、乌德演奏时中指指位的变迁和扎尔扎尔中指指位的确立对阿拉伯律制形成的特殊作用。基于演奏演唱的实践和人类的审美听觉,作者特别尖锐批评了当今乐理知识讲授中把十二平均律作为世界通行的金科玉律,而对它违反自然规律的本质缺陷视而不见的现状,以充分的论据打破了多年以来国内外专业音乐教育对十二平均律的迷信。这对开拓和丰富音乐史学、民族音乐学、音乐心理学的研究视野是十分有益的。 按照书名这本著作的研究对象应为“东西方乐律学”,但是在其中我们只看到对四大文明发源地律制的论述,而对于一些很有特点、民族音乐学家历来十分关注的其他特殊律制,例如泰国的七平均律、印度尼西亚的九平均律却没几乎有涉及,更没有从学理上加以解释,这让我们这些世界音乐后学者不能不感到有些遗憾。尽管如此,我们已经可以从李玫老师的这部书中获得了许多的启示和教益。 正如赵宋光教授在该书的序言中所说的:乐律学“曾以不可抗拒的规律性多源萌生存活,还将以不可磨灭的勃勃生机发育壮大,而且还将以自己抽枝放苞的强劲生命力注入未来的人类,煞住百年颓势。”我们有理由相信正在振兴的中华民族这个文化群体“有能力在21世纪引领人类音乐文化走出那‘法老称霸的疆土’”。② ①埃利斯《论诸民族的音阶》,见《西方民族音乐学的理论与方法》(张伯瑜编译)第298页,中央音乐学院出版社,2007年7月。 ②赵宋光“序言”,见李玫《东西方乐律学研究及发展历程》,中央音乐学院出版社,2007年7月。 林冰清 吉林艺术学院音乐学院讲师(责任编辑金兆钧) 基础科学论文:注重基础科学 促进应用技术创新 我阅读《环球飞行》已有多年历史,每次翻阅这本杂志总会获得一些新的感受和启发。可能是由于涉及自己工作领域的缘故,我注意到《环球飞行》近年来发生的明显变化,尤其是《环球飞行》搭建了“科技前沿”专刊这一学术交流平台,这对于引领人们注重基础科学、促进应用技术创新具有深远意义。 科技前沿工作主要是从宏观、微观等多层面探索物质世界的本质、变化及其内在联系,建立起符合大自然规律的基础科学理论,进而创造出适合人类社会进步所需的种种应用技术。没有基础科学的支撑,就不会有真正的应用技术创新。改革开放以来,虽然我们在应用技术方面取得了显著的进步,国人生活水平也普遍有了较大提高,但在基础科学领域对人类的建树,相对于科技发达国家我们还存在着明显的差距。造成这种状况的原因是多方面的,根本原因主要在于基础科研长期得不到真正重视,对科技事物的评价体系和评价方法存在误区,急于求成,只看结果而不关心科学理论的产生和形成技术的过程,各种所谓“模仿式创新”、“解决有无重于创造”的状况影响到对基础科技的投入。于是,当我们的社会进入到必须由制造向创造转型的历史阶段时,这种重技术、轻科学和“拿来主义”所导致的恶果,就会陆续浮现出来,表现为在应用技术上我们似乎不断缩短了与科技发达国家的差距,而实质则是我们的创造力可能会越来越落后于时代。 基础科研是应用技术创新的前导,从目前太阳能飞行器研制状况可见一斑。人类研制太阳能飞行器已有数十年历史,太阳能飞行器结构与布局也陆续出现了许多新方式,但受制于现有太阳能光伏发电技术瓶颈,太阳能飞行器难有突破性发展。太阳能飞行器能否实用,关键在于有否创新方法来提高近地空间单位面积太阳能的收集和转化利用效率,这就需要对阳光、太阳能和其他光现象进行更深层次的研究。纵看人类了解光本质的历史,我们不难发现过去和现在所采用的方法存在局限性。例如,尽管经过了数百年的反复论辩,人类对光本质仍然只有“共识”而没能得出充分证据,对光的理解还停留在基于假设的数理逻辑推理阶段,并长期陷入将光的波粒二象性当成光本质的误区,导致人类对光的认识难有根本进步。仅用数理逻辑方法来推定微观环境下物质的状况显然是不够的,在受认识与条件所限,因“测不准”而对微观世界用数理逻辑方法推测出种种“不确定性”的现阶段,即使“科学的主要目的是以最少数的假设,用合理的逻辑来解释最广泛的实验结果”已成为基础科学领域的主流共识,我们仍然不能因一些理论学说对光的描述得到学界广泛认同,而放弃对事物真相的继续探索。如果我们要继续深究光的本质,就必须寻求新的方法来接近和揭示事物真相,而不能停留在数理逻辑推理的局限上和人们的自由想象之中。 在临近空间可操纵飞行器创造领域,也存在着类似的问题。尽管人类已经开始研究如何往返火星,但在20余千米到100千米空气稀薄的临近空间高度,现有航空航天技术都显得无能为力。以火箭为推力的航空器还能勉强发射到这个空域作一个来回,航天器也只能往返“路过”而无法停留。高空气球倒是能够到达这个空域的中下层,但气球只能随风飘荡、浮沉而难于操纵。能否创造出有实用意义的临近空间可操纵飞行器,是能否有效弥合空天一体化作业缝隙的关键点,对人类有着重大的现实意义和深远的历史意义。人们曾提出过无数构想来试图解决这个世纪难题,平流层飞艇便是其中最有希望的典型代表。然而人类在平流层飞艇领域已经探索研究了近50年,世界上至今仍没有成功先例。一些科技发达国家所研制的、能够升到10余千米的“平流层飞艇”,实质上都仍是不能有效操纵、需要放气后才能伞降回收的飞艇状气球。现有科技能力显然已难解决创造临近空间可操纵飞行器所面临的巨大困难,必须从头再来,由基础科研入手创建新的科学理论和创造出新的技术方法,如此才有可能让人类的平流层飞艇之梦成为现实。 航空航天科技的发展和工业水平的提高不仅让人类实现了自由翱翔的愿望,甚至将来移居到外星球也都有了可能。这一切,得益于前人为我们建立的基础和每一代人的开拓创新。在享受前人发现与发明来丰富现代生活的同时,我们也必须思考承前启后继往开来的问题。 基础科学论文:以实践为基础科学分析社会矛盾 摘 要:自2013年初我国大部分地区遭遇雾霾气象灾害,河北地区更是列为“重霾”地区,对于雾霾天气究竟是如何形成的,为此河北地方政府作出了各项治霾决策,河北地区针对该问题是如何以实践为基础,发现问题,解决问题,处理相关社会矛盾的,本文针对以上问题展开相关研究。 关键词:实践;发展;矛盾 一、导言 马克思曾说:“人们为之奋斗的一切,都同他们的利益相关。”在社会生活中处处充满着各种矛盾,大部分都是利益矛盾,而矛盾又是事物发展的源泉和动力。目前我国仍然处于社会主义初级阶段,人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产力之间的矛盾仍然是社会主要矛盾。但是当经济利益与生态环境发展产生矛盾时又该如何处理,追求经济利益、追求物质发展的理论在实践的检验下应该适时做出调整。河北地区在追求经济利益发展工业化的实践下基础下,生态环境出现了严重的危机,对此需要用具体问题具体分析的科学分析方法来寻求经济利益与生态环境的平衡点。 二、发现问题,雾霾重袭河北地区 自2013年初以来,我国发生大范围持续雾霾天气,受影响面积约为143万平方公里占国土面积的四分之一,重霾面积约为81万平方公里,包括华北平原、黄淮、江淮、江汉、江南、华南北部等地区,主要集中在北京、河北、山西、山东、河南、辽宁等地,京津冀及周边地区39个地级及以上城市中,有20个城市发生了重度及以上污染,受影响人口约6亿人,当然这些数据与日俱增。 “雾霾”严格意义上来说是“雾”与“霾”两个不同的概念,雾是一种气溶胶系统由微小水滴或冰晶组成,大量悬浮于近地面空气中,雾和霾同样会降低空气透明度使能见度恶化,但是雾主要是由空气中的水汽凝结升华而成,而霾则是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物、二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等组成,这些污染性的有毒颗粒物与雾气结合在一起让空气瞬间变成灰蒙蒙的毒气,将阴霾天气与雾并为灾害性天气现象统称为“雾霾天气”。 三、分析问题,河北重霾灾害成因 对于“雾霾”究其原因概括为两点,一是有利于雾霾形成的气象条件,二是造成雾霾气象灾害的罪魁祸首也就是人为因素。之所以河北地区成为重霾之地,是由于该地区地势平坦,经济发展迅速,为追求经济利益,大片植被被砍伐开垦成农田,农田又大量使用化肥和农药。在这些改变的大环境和大气候的交互作用下河北省环境状况持续恶化,主要表现为以下三个方面,一是荒漠化危害的面积大,2008年相关数据显示,河北省荒漠化土地面积272万hm2,占国土面积的14.5%;在全省138个县(市)中,有114个县(市)不同程度存在沙化现象。二是荒漠化面积增加的速度快,河北省土地荒漠化的面积已由建国时的122.6万hm2猛增到2000年的272.0万hm2,50年间增加了1.22倍。三是地类复杂、沙源丰富河北省是全国地类最复杂的省份,有高原、山区、平原和滨海。复杂的地类,除了带来迷人的景观,也存在发生荒漠化的潜在危险。 “两高”产业集中也是河北能够产生十大污染城市的原因。像钢铁、建材、石化等都是河北省的主要产业,这些产业大量排放出煤烟、颗粒物环绕河北地区上空,北方地区冬天几乎全民燃煤取暖,普通家庭一冬天就要烧掉将近两吨煤,一些家庭还使用燃煤炉做饭,单这一项一个冬天家庭日常使用燃料所释放的颗粒和废气也不得不引起重视。 可见河北地区成为重霾之地的根本原因是一味追求经济利益和个人利益,忽视了生态环境的保护。通过不断的发展工业,生产建设,河北地区的经济有了大幅度的提高,人民的生活水平也日趋改善。在尝到了经济利益带来的好处后,忽视了经济发展这把双刃剑也会带来伤害。 四、解决问题,河北狠抓生态建设 党的十八大提出,建设中国特色社会主义事业总体布局由经济建设、政治建设、文化建设、社会建设“四位一体”拓展为包括生态文明建设的“五位一体”,这是总揽国内外大局、贯彻落实科学发展观的一个新部署,更是当前应对雾霾气象灾害的必要保障与措施。经过多年的发展经验和如今的环境污染教训河北地区人民更加深切的体会到协调生态需要与经济发展需要的关系的重要性。经济发展和生态需要二者都既是现实需要也是长远需要,二者必须相结合相融合,从长远的可持续发展的角度来发展经济维护生态建设,然而个人认为当前情况下生态环境建设应该先于经济建设考虑,因为当前不仅是河北地区甚至于全国大部分地区都存在严重的生态环境污染破坏问题。 河北地区为治理污浊的雾霾天气各级政府制定了各项政策,首先针对燃煤方面进行了一批煤改气工程,拆除了一大批小锅炉、茶炉、炉窑等,大部分居民小区的地暖和水暖都改造成气暖,新建的小区一律采用集体气暖供应。同时还要求完成除尘设施升级改造火电燃煤机组14台,共涉及19家36台燃煤机组的除尘设施改造。 作为全国钢铁产能最大的省份,河北今后5年内将以“壮士断腕”的决心和力度,全力防治大气污染。河北提出了5年内削减钢铁产能6000万吨的目标。着眼于削减产能、控制污染,河北在最新出台的《河北省大气污染防治行动计划实施方案》中提出,到2017年,全省“减钢”6000万吨的目标,煤炭消费量比2012年净削减4000万吨。 治霾力度的加大带来了空前的压力,即民生压力和自身发展压力。就单从在线监测系统一项来说就耗费上千万元的建造费以及后期昂贵的维护成本,这让许多企业吃不消。庆幸的是压力也可以转为机遇,中央首次如此具体频繁的关注河北经济结构转型,也表示河北要把调整产业结构作为河北发展经济的主攻方向,做大做强做优先进制造业,培育壮大新兴产业。河北五年内削减煤,压减钢,任务极其艰巨,也是势在必行,迫在眉睫。河北应该胸怀全局,通过消化、转移、整合、淘汰等方式,打好调整经济结构、化解产能过剩这场攻坚战。因此如何在雾霾这把双刃剑下抓住机遇,也是河北地区需要思考和把握的。 五、小结 作为决策者要有科学的预见能力,对未来的预测、关注和把握需要从系统整体出发。“从这个系统的整体最优出发,既要考虑到组成这个整体的一切要素以及各要素之间的相互作用,同时还要考虑到这个整体与外部环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系,采用各种分析工具和方法,对系统整体与要素进行定性和定量的分析,在决策过程中不断调整、修正决策目标的偏差,达到整体最优。”对于河北省的相关建设发展出现的偏差,就是由于对整体把握的不足,没有权衡经济利益与生态环境之间的关联。 生态建设不仅是政府的职责更是社会大众共同的责任只有全民努力才能真正有效快速的抗击雾霾,还我们碧水蓝天。因此为了提高民众的认识要加强宣传,普及生态意识,倡导生态价值观,使公众的观念转变过来,树立人与人,人与自然和谐的生态价值观,让公众有自觉的生态文明意识。在日常生活中如何做到低碳环保,绿色生活,也是我们作为普通民众的义务,河北地区发起全民抗霾活动,“五公里内不开车”“放下汽车,骑上单车”等生活理念,大力传播,希望更多的民众都加入进来,守护我们共同的家园。 基础科学论文:科技场馆针对不同人群开展的基础科学展品讲解 摘 要 科技场馆作为校外科学教育机构,主要是通过展览教育形式来开展科学教育活动。科技场馆的科学教育工作要取得成效,与辅导员的讲解质量关系密切。同时科技场馆是公众教育场所,因此区别对待参观群体开展展品讲解显得尤为重要。本文主要论述辅导员如何针对不同参观群体开展讲解来实现科技场馆的科学教育功能。 关键词 科技场馆;展品;讲解 科技场馆的常设展厅一般都会展出一些演示科学原理、定律的基础科学类互动展品。这些展品通常是按一个主题或学科进行归类摆放布展,本文探讨的是单件展品的讲解也不是展品组合的讲解。 这些展品是立体的科学教材,观众在参观时能参与进来,他们推拉、吹吼,但是否会让他们去研究一些问题呢,又或者是有何收获呢?这就无从得知。科技场馆作为一个非正规科学教育场所,尽可能发挥这些展品的教育功能显得尤为重要,这是科技场馆的展品与游乐场的游乐设备之间的区别。科技辅导员针对展品的讲解及与观众之间的交流是发挥这些展品的教育功能的主要方式。不同年龄观众的认知阶段和兴趣点不一样,因此讲解起到的教育功能也是不一样的。如果辅导员在作展品讲解时,没有根据不同人群作出不同的讲解与交流,那么就很可能成为一次失败的讲解。本文主要探讨的是针对三个不同年龄阶段群体的讲解,不涉及混合群体的讲解。严格来说,这三个群体还是可以细分的,但由于科技场馆不同于学校,辅导员难以准确判断观众的准确年龄,只能作一个大概判断和大概分类。 1 辅导员针对小学生群体开展的展品讲解与 交流 针对小学生群体的讲解与交流的主要目的是培养他们的科学兴趣与增加他们的科学经验。讲解与交流的难点是如何创设情景,增加趣味性,通俗化。 小学生群体有以下几个特点。 1)按皮亚杰的观点,小学生群体的认知阶段基本上是属于具体运算阶段。在这一阶段,他们形成了初步的运算结构,出现了逻辑思维。但思维还直接与具体事物相联系,离不开具体经验,还缺乏概括的能力,抽象推理尚未发展,不能进行命题运算。 2)他们对周围事物有强烈好奇心,并渴望对这些事物寻求解释,已经形成了关于周围世界许多方面的 概念。 3)他们通过在校的科学课学习,开始对科学现象有所理解。 4)他们喜欢玩。 根据以上特点和讲解目的,针对这个群体开展的展品讲解与交流,辅导员可从以下几点来考虑如何讲解。 1)通过创设他们喜欢的情景来吸引他们的注意力,引导他们仔细观察展品呈现的过程与现象。辅导员可通过讲故事、展品拟人化、虚构事件、探讨他们感兴趣的话题等各种方法来创设情景。在情景中启发他们对展品现象的思考与交流。这样有利于增加讲解的趣味性。 2)辅导员针对这类群体的讲解语言要生动有趣、通俗化。为了达到这样的效果,宁可讲解时出现论述不严谨、不全面,甚至出现错误。尽量避免使用专业术语名词、概括性抽象词语、公式。否则,对小学生来说,讲解已没有任何趣味性可言,根本就谈不上培养他们兴趣,保持进一步学习的动力了。例如,有件展示涡流现象的展品叫“摆动的环”,在讲述时不应该说“导体在磁场中作切割磁感线运动”,他们大部分人还没有导体和磁感线的概念。可以这样通俗化地说“小铝在磁铁旁边跑动”,显然,这样的表述是不严谨、不全面,甚至是错误的,但这样的表述能把事情说得清楚,让人听得明白且容易记忆。通过这件展品的讲解,他们能增加这么一个经验就可以了:铝在磁铁附近运动,会有电产生,电又产生了磁。 3)辅导员讲解过程应引导他们把展品的现象与他们已有的经验进行联系并思考。“科学的”概念常常与人的直觉相反,通过这种联系思考,使得他们的经验得到扩展。 4)讲解尾段,为了保持他们的好奇心,可以引导他们去探究其他展品,也可以引导他们回家做些跟这件展品有关的简单实验。 2 辅导员针对中学生群体开展的展品讲解与 交流 针对中学生群体的讲解与交流的主要目的是引导他们综合运用课本上的知识去分析研究一个系统(展品),从而增进他们分析研究自然事物的能力。讲解与交流的难点是如何让观众达到专注的快乐。 中学生群体有以下几个特点。 1)按皮亚杰的观点,中学生群体认知阶段基本上属于形式运算阶段。这一阶段,个体形成了完整的认知结构系统,能进行形式命题思维,智力发展趋于成熟。 2)不同年级的学生由于学习的科学类科目结构内容不一样,因此掌握的科学概念与知识的程度不一样,运用科学方法与实验方法的能力也不一样。 3)他们比儿时积累了更多的生活经验,在校学习也积累了很多知识,能够对周围事物作出解释。 4)最新脑科学研究表明,他们这个阶段,脑会发生重大变化。这阶段是提高人的科学素质关键阶段。 根据以上特点和讲解目的,针对这个群体开展的展品讲解与交流,辅导员可从以下几点来考虑如何讲解。 1)很多展品展示的科学原理、定律,如果他们已经在课本上学习了。只要他们看了展品的说明牌,那么这件展品对他们来说只不过是立体的教材或示范性的实验,看不到虚假的线索、幻想的破灭和失败。因此,辅导员如果把讲解的重点还是放在讲述这件展品展示的科学原理、定律,那么估计难以引起他们的兴趣,也难以引起他们专注去思考。 2)辅导员讲解时,可以考虑把展品作为一个系统,引导他们把展品看成一个系统,综合运用他们学过的知识,补充他们没有学过的知识,和他们一起交流与讨论。通过这种较为深度的分析研究,引起他们专注地探究和分析,增进他们运用科学方法的能力。例如,展示涡流现象的展品“摆动的环”,辅导员和他们一起操作和观察后,引导他们分析展品的构造。展品主要构成:架子、带有铝圆片的单摆、磁体。这件展品是展示带铝片单摆在磁体旁运动的情形,因此可以把它按时间来分割,分析和研究一个运动周期。在整个分析过程中,需要综合运用单摆周期运动、磁体特性、能量守恒、能量转换、电磁感应、楞次定律等知识。通过这样的讲解与交流,除了加深他们对已学知识的理解,增进他们没学的知识,更重要的是领悟一些科学方法。 3)很多展品都趋向于掩盖科学与技术之间的复杂关系。因此针对中学生的讲解与交流,可以适当增加一些这方面的介绍。 3 辅导员针对成年人群体开展的展品讲解与 交流 针对成年人群体的讲解与交流的主要目的是和他们一起重温学生年代课本上的知识并了解这些知识在实际生活当中的应用。讲解与交流的难点是如何让观众重拾在校时的心态和感受。 成年人群体有以下几个特点。 1)智力发展已成熟。 2)已经接受了较长时间的正规教育,如果不是从事专业工作,在校学到的很多知识已逐渐模糊,但没有消失。 3)积累了相当多的生活经验。 根据以上特点和讲解目的,针对这个群体开展的展品讲解与交流,辅导员可从以下几点来考虑如何讲解。 1)辅导员和观众一起回忆在校时学过的知识。 2)重点讲解展品展示的原理、定律在生活中的应用。例如上面所述的展示涡流现象的“摆动的环”时,可以介绍涡流制动、电磁炉、变压器为何要尽量减少涡流电流。 展品讲解方式多种多样,辅导员也应有各自讲解特色。一次成功的展品讲解就包括以下几个因素:1)这次讲解的教育目的是什么?2)分析观众特点再讲解。3)能否使观众心情愉悦。 基础科学论文:基础科学与军事技术创新关系的历史演变 [摘 要]从军事技术发展史的角度分析,基础科学与军事技术创新的关系历经了初级、中级和高级三个阶段,即古代时期两者各自独立发展,近代时期彼此相互联系,现代时期的高度融合。关注基础科学与军事技术创新关系的探讨,对我国依托基础科学推动军事技术创新,促进军民融合发展有一定的借鉴意义。 [关键词]基础科学;军事技术创新;历史演变 从军事技术发展史来看,基础科学与军事技术创新的关系经历了独立发展、相互联系和高度融合的三个历史阶段,随着科学技术一体化的日趋加强和军事技术体系错综复杂,基础科学与军事技术创新的关系将更加密切。 1、古代:基础科学与军事技术创新的关系处于初级阶段 在火药应用于军事之前,高频率的战争次数导致冷兵器的种类繁多、内容丰富,但这一时期的基础科学并不发达,军事创新主要依靠工匠们的经验积累和不断摸索。 就冷兵器的材质而言,冷兵器可分为木兵器、竹兵器、石兵器、陶兵器、青铜兵器和铁兵器,在这演变的过程中,冶炼技术起着主导作用。在冶炼技术出现之前,人们的武器一般都就地取材,使用木质或者石头打磨的工具,而金属铜的出现并有目的的应用战争则使武器装备有了质的飞跃。大约公约前1万年,石器时代的人们开始认识并使用铜,通过不断地艰难摸索,掌握了通过制造高温热源和去除杂质的冶炼技术。这一时期,化学等基础科学的知识根本没有系统的出现,武器装备材质的创新主要依靠工匠们不断的摸索实验,“最初控制燃烧温度的知识被看做一股神秘的力量,随后人们才逐渐认识到,那些不过是知识和技术的应用而已。几乎可以肯定,同样是靠着运气和反复试验、反复失败,金属制造最终获得了飞跃式发展。”[1] 冷兵器性能优劣的另一个重要影响因素是制造工艺的高低,这取决于工匠技术的经验积累和技术的熟练程度。最初,工匠通过模仿自然界的实物形状来制造兵器,并不需要科学知识的指导,古希腊哲学家亚里士多德也说过,“人最初的认识是从模仿中得来的”[2],模仿在武器装备的创新中起着重要的作用,如“戈的形状丰本锐末而微曲,如同鹰嘴兽角,用以钩挽和啄刺敌人”[3]。通过模仿,工匠们可以制造出各式各样的冷兵器,而且由于工匠们的经验技术的不同,同等质料的兵器在性能上也会大相径庭。1965年在湖北江陵出土的越王勾践剑虽埋藏地下2300多年,仍然光洁如新,寒气逼人,锋利无比。在《吴越春秋》中也有干将莫邪铸剑的记载:“干将,吴人;莫邪,干将之妻也。干将作剑,莫邪断发断指爪投入炉中,金铁乃濡,遂以成剑;阳曰干将,阴曰莫邪。”可见,古代工匠的铸造工艺决定了武器性能的优劣。在基础科学尚未系统出现的古代冷兵器时期,基础科学与军事技术创新的关系较弱,工匠的经验技术水平对武器装备的创新起到了主导作用。 2、近代:基础科学与军事技术创新的关系处于中级阶段 14~15世纪的文艺复兴运动,促进了近代科学的形成与发展,以实验材料和逻辑推理为基础的研究方法,指导人们更好的认识世界,探索事物的发展规律,数学、化学、物理学等基础学科获得了较快的发展,取得了一系列的新理论、新知识,这些基础科学的突破往往带来军事技术创新。 在近代科学形成之前,火药就已经被认识和使用,最早关于火药的记载可以追溯到公元8~9世纪,当时的炼丹家已经知道炭、硫、硝三种混合物的性质,并在宋代第一次运用于军事的记载。但是直到14世纪末出现的明火枪,也是因为射速慢、射程短和准确性差,没有产生重要的军事影响。从火药的发明到14世纪轻火器的出现,在将近6个多世纪里,火药的性能将一直没有显著地提高,军事效能并不理想,直到15世纪发明了粒状火药后,这种状况稍有改观。然而,真正满足军事需求的高爆炸药的发明,则是近代科学尤其是化学发展的产物。18世纪拉瓦锡氧化学说的提出,开启了化学革命的大门,使人们对物质和物质的变化从定性的朴素认识进入了定量的研究;19世纪初道尔顿的原子论阐明了化学变化的统一理论,从而有力地推动了化学的新发展;19世纪60年代,门捷列夫创立的元素周期表不仅对化学理论有重大意义,而且对化学工业以及其他工业的兴起也有重要的促进作用。从18世纪到19世纪60年代,在不到200年的时间里,基础化学取得的理论突破使化学工业蓬勃发展,火药由传统的黑火药变为硝化甘油、炸胶、无烟火药苦味酸和梯恩梯等强力炸药,使火药的性能显著提高,满足了枪炮对火药的性能的要求,奠定了现代军事工业的基础。 基础化学的发展为枪炮提供了稳定可靠的炸药,解决了弹药动能和杀伤力的问题,但射击精度的提高还需要外弹道学理论的支持,这离不开数学、物理学等基础科学的发展。1546年,意大利数学家塔塔格里亚出版了《投弹技术》一书,发现了炮身在倾斜45°时射程最远。17世纪时,伽利略在大量观察实验的基础上,并结合惯性定律等物理学知识,导出弹丸运动的抛物线方程,并且以其为依据写出了关于自由抛射运动的著作,用科学的理论解释了射角为45°射程最远的事实,标志着弹道学的理论初步形成。从17世纪末18世纪初,牛顿通过介质对运动物体的作用的研究,在《自然哲学的数学原理》中四章讨论了外弹道学理论,确立了力学定律和微分学是外弹道学问题的理论基础,成为近代外弹道学奠基人。19世纪战争对枪炮技术的要求逐渐提高,枪炮的准确性、射程和威力要求及高精度的射表是外弹道学必须解决的课题,战争的现实需要极大的刺激了外弹道学的发展,使外弹道学理论出“井喷式”涌出,如西亚切近似法、弹丸运动微分方程的数值积分法等,这些方法的优秀就是微积分理论。微积分在外弹道学中的应用,使外弹道学摆脱了经验判断的局限,以“无限细分”和“无限求和”的微积分思想让运动弹丸的轨迹细分到静止弹丸点的集合。[4]通过研究每一瞬间弹丸的特征来归纳出整个弹丸运动规律,使枪炮技术成为一门以数学为工具的学科。 3、现代:基础科学与军事技术创新的关系处于高级阶段 进入20世纪后,科学活动日益从个人或少数人的独立研究发展成为大规模、有分工,高度组织化的集体,从“小科学”逐渐发展到“大科学”。在科技体制化逐渐形成的“大科学”发展阶段,武器装备创新往往是涉及学科门类众多、工程技术综合、管理系统复杂、社会影响巨大的大工程项目,如“曼哈顿工程”、“阿波罗登月计划”和“星球大战”。1942年,美国动员了15万人员,耗费了23亿美元,动用了全国1/3的电力,实施了“曼哈顿工程”,制造了首批原子弹。[5]在研制原子弹的过程中,基础科学与武器装备创新的关系比以往任何阶段都要密切,二者相互融合,一方面表现在物理学基础理论的突破是原子弹研制成功的理论源泉,另一方面,在解决研制过程中的困难时,“曼哈顿工程”又极大的发展和丰富了物理学的基础理论。由传统的以基础科学推动武器创新为主的单向线性推动模式,转变为双向相互推动发展模式。 20世纪初,爱因斯坦提出了著名的质能方程E=mc?,解释了物质内部能量和质量相互转化的关系,正是在这一理论的指导下,量子物理学家们积极探索原子内部结构规律,取得了一系列惊人发现,为原子弹的发明提供了理论基础。1919年,卢瑟福利用镭放出的“射线”轰击其他元素,实现了原子核人工嬗变,打开了实现人工核裂变的通道,为人们深入研究核反应,利用核能奠定了基础;1932年,英国物理学家查得威克在卡文迪许实验室发现了中子,被当成轰击原子核的理想“炮弹”,人类找到了打开原子核内部的“钥匙”;1938年,居里夫人、费米和哈恩等著名的物理学家,在大量实验的基础上提出了核裂变理论,为人类开辟一种新的能源。这些物理学的基础理论的发现被誉为“通往核时代的三个阶梯。”[6] 正如“曼哈顿工程”的成功依赖于基础科学的突破一样,“曼哈顿工程”也极大的促进了量子物理学的发展,使人们对理论物理学的认识得到了极大的强化,使量子物理学在战后相当长的一段时间内成为带头学科。“曼哈顿工程”集中了当时大量的顶尖物理学家,为学术交流提供了良好的平台,“他们有时在国际会议上碰头,交换意见,有时在声望卓著的科学刊物上,介绍新发现。一大批这方面的科学家会聚在阿拉莫国家实验室,形成了一个无与伦比的思想库”,7这些物理学家们在阿拉莫实验室进行问题探讨,学术交流,将观众的焦点集中到共同的目标,极大地推动了量子物理学在短期内的迅速发展。在研制的过程中,有政府出资建立的先进实验室,也为基础科学的研究发展提供了优越的硬件设施。此外,从“曼哈顿工程”中总结出来的“大科学”管理模式,被成功地应用与其他基础科学项目的管理,间接地推动了其他基础科学的突破与发展,基础科学与军事技术创新高度融合。 基础科学论文:紧密结合中医临床,积极开展基础科学研究 “证”是机体在疾病的发展过程中某一阶段的反应状态。中医病证结合动物模型已被视为实现中医药规范化,客观化乃至科学化的重要环节。中国中医科学院西苑医院基础医学研究所刘建勋研究员首先提出了病证结合动物模型拟临床的研究思路和方法,其研究团队以冠心病作为切入点,采用多因素、多靶点的方法干预模型动物的生理过程,建立了冠心病痰瘀互结证小型猪模型,利用模型动物的特点和优势,深入分析疾病证候的现代机制和生物学特征,进行治疗相关病证中药新药的研究与评价。相关研究成果在本刊连续5期相继发表系列研究论文,得到了广泛的反响。以下是中医药学不同研究领域的著名专家分别表述个人观点: 王庆国(教育部“证候与方剂基础研究重点实验室”主任,北京市“证候与方剂重点实验室”主任,北京中医药大学原副校长,中国民族医药学会副会长):中医疾病病机演化规律是一个动态的、复杂的过程,它随着外界环境的不同而发生变化。随着现代医学的发展,对传统中医病机的认识逐渐向微观化方向发展;同时对病机的病理生理机制研究在微观上、深层次上认识机体生物活动特点,更加准确的揭示病机演化的本质,促进达到宏观辨证与微观辨证的统一。在《中国中药杂志》2013年第38卷23期发表的“小型猪痰瘀互结证冠心病“痰、毒、瘀”病机演变规律的实验研究”一文中,作者首先采用模拟临床冠心病危险因素的方法,将高脂饮食与冠状动脉血管内皮损伤二者有机的结合建立中国小型猪冠心病痰瘀互结证冠心病模型,并进行病机规律的分析以指导临床诊疗。通过对血脂代谢、炎症反应、血液功能动态变化的分析提示,单纯的痰证、瘀证或毒证都不足概括冠心病痰瘀互结证病机的发展规律。可以认为冠心病痰瘀互结证的病机发展规律在于“由痰致毒、致瘀,痰毒瘀三者互结,损伤心脉,气血运行不畅,发为心痛”。扩展了中医胸痹的病机认识。此研究采用现代医学的研究手段和方法,从微观角度分析冠心病病理机制,并结合对中医传统致病因素的认识,提出了冠心病痰瘀互结证“痰-毒-瘀”的病机演变规律,其思路和方法都值得借鉴。但是需要指出的是,所研究的病证结合动物模型的病理生理及客观检查指标的变化应与临床相关病证密切相关,否则对病机的微观分析将毫无意义和价值。 史大卓(中国中医科学院西苑医院副院长、主任医师):转化或转换医学(translational medicine)是近年来国际医学健康领域出现的一个新的学科,即从实验室到病床(bench to bedside),再从病床到实验室(bedside to bench),实现“基础-临床”循环往复的研究模式,简称为“B-to-B”。B-to-B模式不仅应用于疾病的诊断与机制研究中,同样也运用于新药研发过程。在转化医学过程中要求基础实验动物模型是有多个方面与临床相关疾病相似的病理改变,相似度越高则由实验室转化临床的效率就越高。因此,对实验动物模型提出了更高的要求。在《中国中药杂志》2014年第39卷第3,4期发表的“痰瘀同治方对痰瘀互结证冠心病小型猪心功能的改善作用”,“痰瘀同治方对痰瘀互结证冠心病小型猪心肌组织的保护作用”2篇论文,实验不仅采用临床冠心病危险因素的方法作为致病因素,并且在模型评价过程中以临床冠心病诊断的方法为中心,通过心肌酶谱、心脏超声、无创血流动力学分析观察实验动物冠心病心脏结构和功能的改变。这不仅为冠心病的临床研究提供了良好的实验载体,同时也使中药新药临床前评价的数据和结论更有临床参考价值,缩小实验研究向临床转化的距离。因此模拟临床的动物实验研究,是一个非常有价值的研究方向,特别是在中医药领域。此研究所建立的中国小型猪冠心病痰瘀互结证冠心病模型也值得推广和广泛应用。 吕爱平(中国中医科学院首席研究员,香港浸会大学中医药学院院长、讲座教授):辨证论治是中医认识疾病和治疗疾病的基本原则,体现了中医学对疾病诊断和处理的特点。随着现代医学科学的发展和中医临床实践的深入,如何将疾病证候的变化特征以更客观的现代医学实验室指标来阐述,还需要大量细致的工作。但是在基础实验研究中,通过建立与临床相关疾病证候相似的动物模型,并以病证结合动物模型为研究对象,分析证候发展过程中客观实验室指标的改变将有助于证候本质的认识,辨证与辨病结合,宏观辨证与微观辨证的结合;同时也进一步提高基于证候分类的疾病治疗疗效。在《中国中药杂志》2013年第38卷24期发表的“痰瘀同治方对冠心病痰瘀互结证小型猪模型中医证候评分的影响”一文中,实验的设计和思路比较新颖、独特,实验采用模型临床四诊辨证的方法并结合现代医学对中医致病因素的认识,从体重指数、脂质代谢、血液流变学,心功能和心电图改变等对中国小型猪冠心病痰瘀互结证进行证候评价,并建立证候诊断标准,基本符合中医痰瘀互结证的特点。因此以临床病证特点为参照,根据实验动物病理、生理情况,将临床病证的表现通过适当的转变以应用于动物模型中进行评价,将有助于病证结合动物模型的发展。因此中国小型猪冠心病痰瘀互结证模型的建立促进此方面的研究,而该模型的建立和发展同时也进一步促进疾病过程中证候变化本质的研究。 孙晓波(中国医学科学院药用植物研究所常务副所长、研究员):中药复方临床前评价的主要目的是为将来的临床研究提供重要的参考。而病证结合进行中药临床前有效性评价的方式收到了越来越多的接纳。病证结合动物模型的建立要求具备现代医学病理学模型和中医证侯学模型两方面的特点。但是由于中医病证结合动物模型目前存在的诸多不足导致中药复方临床前评价多采用西医疾病,或者单纯中医证侯的模式进行。在《中国中药杂志》2014年第39卷2期发表的“痰瘀同治方对小型猪痰瘀互结证冠心病血液流变性及血脂的改善作用”和“痰瘀同治方对小型猪冠状动脉粥样硬化炎症反应的影响”2篇论著中,则克服了以上中医模型不足和缺陷,值得推荐。通过高脂饲料喂养和冠状动脉血管内壁球囊损伤双因素的刺激方法,建立中国小型猪冠心病痰瘀互结证模型,用于中药新药的临床前评价。在评价方法中,一方面围绕与中医证候相关的因素如血脂代谢的异常、血液流变学的异常等进行评价。另一方面以冠心病病理过程为中心,评价中药复方干预对心肌缺血过程的影响。通过以上两部分的密切结合,可以全面的分析中药复方的作用特点。同时也与当前中医临床辨证与辨病结合的发展一致,更加密切联系临床。不失为一项高起点、高标准的中药复方临床前评价研究工作。 基础科学论文:浅议新科技革命与基础科学人才教育发展问题 摘 要:当今世界正酝酿着一场新的科学技术革命和产业变革,中央提出了创新驱动战略,将转变经济增长方式与产业变革结合起来。发展科技依靠人才,培养人才靠教育。教育担负着更加繁重的任务。当前教育要为人才辈出打下坚实基础,特别要关注贫困地区和贫困人口的教育问题,避免青年才俊因贫困而失去受教育的机会。 关键词:新科技革命 基础科学人才 教育 一、20世纪科学技术的积累 当今世界之所以会兴起新科技革命和产业变革,主要有三个原因:第一,和平与发展的时代特征会长期持续下去。现在世界上有些地区存在动乱和武装冲突,但各个大国之间尚能和平共处,这就能稳定住大局,各国有条件致力于和平发展,为新科技革命创造出一个和平环境。第二,经济危机的压力。2008年由美国开始的金融危机,中印等新兴经济体也受到拖累。至今,经济复苏仍然举步维艰。历史经验证明,当经济危机来临时,会形成一种压力,推动科技革命和产业革命。第三,科学技术的积累效应。科学技术越积累越多,能量越来越大,引发一场科技革命并推动经济快速发展。在20世纪前30年,发生了以量子力学、原子科学和相对论为标志的科学革命,同时发生了两次世界大战,各交战国忙于战争,除军用技术以外,无暇顾及其他用途。这就积累了大量的科学技术,二战结束,这些积累和储备的科学技术知识释放出来,引发了一场科技革命,带来了20多年的经济大发展。现在,有几十年未发生科学技术革命,中国科学院院长白春礼称之为“科学沉寂的60年。”科学技术的沉寂,标明其正酝酿着一场革命,称之为科学技术的积累效应。 分析科学技术的积累效应,首先要考察其起源。现在都是将科学技术连成一体,而在19世纪以前,科学同技术是分开的,二者有不同的源头。科学起源于人的智力。人从观察自然现象中搜集到信息,用大脑进行分析判断得到知识,知识经过系统化就形成了科学。这一精神生产过程与物质生产过程有相似之处。信息相当于劳动对象(原料),智力相当于劳动工具,科学知识相当于产品。科学起源于人脑(智力),技术则起源于人手(生产经验)。人在生产实践中,经验的积累就形成了技术。现代技术与古代技术(技能技巧)有明显区别,古代技术以实物和人为载体,人不在光有实物也不行,技术随之消失。现代技术除了实物和人作载体以外,还有文字信息作载体,人不在,技术还能延续下来。技术与科学的区别,在载体上,技术有实物作载体,科学则没有实物载体,只有文字信息载体。在18世纪以前,科学和技术是分离的,如牛顿力学受到推崇,但在产生100多年时,尚不能用于生产技术。技术发明依赖生产经验,而并非按照科学原理,最有力的证明是蒸汽机的发明。1712年苏格兰铁匠纽可门制成了单式蒸汽机,这种机器热效率低,耗煤量大,只是在煤矿用。瓦特长期修理纽可门机,积累了经验,在1768年发明了复式蒸汽机,由此引发了第一次工业革命。这项技术上的重大发明,全靠经验摸索,并不依靠什么科学原理。在蒸汽机发明和应用了几十年以后,法国物理学家卡诺于1856年从蒸汽机中总结出热力循环规律,称卡诺循环。蒸汽机的发明应用,是技术先于科学和科学技术分离的证明。发电机的创造发明,则是科学先于技术的开端。英国物理学家法拉第于1837年提出了电磁定律,号称法拉第定律,在这项科学定律出现了30年之后,德国西门子公司按照这一科学定律,发明了世界上第一台发电机,由此引发了第二次工业革命。发电机的发明和电力的应用,是科学先于技术的证明,也是科学与技术结为一体的证明。进入20世纪,科学与技术更加紧密地结为一体,任何一项重大技术发明,都是遵照已有科学原理,再也没有全靠经验的技术发明了。同时,科学的发现和发展,也更加依赖于技术的支撑。以原子能科学技术的发展为例,当年居里夫人发现镭的放射性,揭示了原子核内部有能量释放出来。1916年爱因斯坦发表相对论,从理论上证明了原子核内部蕴含有巨大能量。这些科学发现只是证明了原子核内部有巨大能量,如何证明原子核内部有能量特别是如何利用原子能,就依赖于技术发明。美籍意大利物理学家费米与1938年建成了世界上第一台原子反应堆,是在原子能科学的指导下进行的,他证明了以前关于原子能的推论,并推动了原子科学的发展,由此产生了一门名为核物理学的新学科。原子能的利用,又产生了一大批新学科。由此可见,科学与技术的结合并在实际中应用,会派生出一些新学科。两门以上科学结合会产生一门新学科,如分子物理学与生物学相结合形成了一门名为分子生物学的新科学和遗传工程新技术。还有从老科学中也能派生出新科学,如热力学是19世纪就有的老科学,在20世纪70年代,普里高津从研究热力学中开创了名为耗散结构论的新论说,又派生出专门研究模糊(不确定)现象的模糊数学。由科学与技术相互渗透与结合,不断分化与综合出新学科,使得科学技术滚雪球式的增多,到20世纪末,人类进入了知识爆炸时代。 科学技术能够以信息文字为载体永远存在下去,如两千多年来造的船,都是遵循阿基米德原理(浮沉原理),船早已消失,而阿基米德原理永存。科学技术还永不过时,永不减少。如18世纪发明的蒸汽机,到20世纪70年代已停用,从蒸汽机中总结出的热力学理论并未过时停用,至今仍在用,并由此衍生出耗散结构理论。200年来造出多少台蒸汽机没有统计,但总是用一台少一台,而热力学用的人再多,也不会减少,反而会增多,如20世纪首年(1900年)德国物理学家普朗克就是从热力辐射中发现了量子,并由此开创了量子力学。20世纪初,出现了量子力学和相对论力学,号称物理学革命,这里讲的革命(Revolution)指重大变革,并非是否定了牛顿力学。实际上牛顿力学并未过时,仍然适用。而科学革命只是揭示了其适用范围:量子力学指明,牛顿力学在宏观物理世界适用,不适用于微观物理世界;相对论力学指明,牛顿力学对静止和低速运动物体适用,对高速运动(指接近光速)物体不适用。其实,任何科学都有其适用范围,举个简单例子,欧几里得几何学产生了两千多年,也用了两千多年,到19世纪末,俄国数学家罗巴切夫斯基创立了一套几何学,同欧氏几何大为不同,乃至相反,号称非欧几何学。如欧氏几何有条定理是:三角形三内角之和等于180度;非欧几何证明三角形三内角之和小于180度。德国数学家高斯还在阿尔卑斯山设立了足够大的三角形,测量结果是等于180度,并宣称,在地球范围内,欧氏几何是完全正确的。直到20世纪中期,有了射电天文学技术,测量结果证明,在大于5光年的世界,即是远大于太阳系,三角形三内角之和方才小于180度。充分证明,欧氏几何定理在地球范围内是完全适用的。至此可以发现,科学技术以信息文字为载体,成为人类精神的遗传基因,只生不灭,越积累越多,而且科学知识的增多,会产生连锁反应,进一步的增多,使得科学技术加速发展,越走越快。恩格斯把科学的发展比作人口的增长,指出:“人口的增长同前一代人的人数成比例,而科学的发展同前一代人遗留下的知识量成正比,因此,在最普通的情况下,科学是按几何级学增长的。”由于人的科学知识积累越多,这就形成了一座庞大的精神资源,并在不停的膨胀,且越用越多,而地球上的物质资源则越用越少,这就会陷入物质资源匮乏的困境。随着世界各国,特别是发展中大国,工业化、现代化的进展,这一困境将会越陷越深,摆脱这一困境的出路,就是发挥精神资源的优势,依靠科学技术的力量。时代在呼唤科学技术革命,当前,科学技术积累已相当深厚,也正酝酿着一场新的革命。 二、发挥教育的基础作用 由于科学知识越积累越多,则学会已有的知识所需要的时间即受教育的时间就越来越长。同时,现代从事各种产业的工作,都需要掌握科学知识。同时,当今世界,科学知识变革很快,不断地出现新知识、新技术,要求人不断地学习掌握。古代近代社会,没有文化知识,照样可以种地、作手艺乃至打仗,现代就不行了。这样一来,教育就关乎经济的发展,文化的传承,乃至国家民族的盛衰。在世界面临新科技革命来临时,教育就更加显得突出重要。在学习会上指出:“物质资源必然越用越少,而科技和人才却会越用越多。”又说:“要深化教育改革,推进素质教育,创新教育方法,提高人才培养质量,努力形成有利于创新人才成长的育人环境。”实施创新驱动战略靠人才,培养人才靠教育,要发挥教育的基础作用。 中国一向重视教育、重视知识的传统。古人说:一年之计,在于树谷;十年之计,在于树木;百年之计,在于树人。就是说,安排一年的生计,在于种好庄稼;安排十年的生计,在于种好树木;安排好百年的生计,在于教育培养人。可见中国古人已深深了解教育的巨大而深远的意义。当代世界,科教与人才成为决定社会前进的首要因素,教育对社会的推动作用,远比古代为大,我们更有理由比古人更加重视教育。以往我们常以地大物博自豪,冷静的分析,我国人均占有的土地和矿产资源,在世界上都排在后面。最大的特色是人口众多,大力发展教育事业,提高人的素质,才是我们真正的优势,我们更有理由比世界各国更加重视教育。今后国家富强,民族的复兴,这一历史重任都落在教育上,中国的教育事业可说是任重而道远。 人们常说中国是一个经济和文化落后的国家。新中国成立前,中国经济落后是无可置疑的。说中国文化落后,颇有疑问。中国属于儒学文化圈,欧美属于基督教文化圈,即人们常说的东西文化。这二者不可比,正同中国的京剧与外国的歌剧、舞剧不可比一样。说中国文化落后于西方,如同说京剧落后于莎士比亚剧一样,是讲不通的。因而不存在中国文化落后于西方文化的问题。但教育是可比的,如文盲、在校学生、大学生在人口中所占的比例,都是可比的,同外国一比较,中国确实明显的落后,因此,中国的实际情况是教育落后,而并非是文化落后。 中国的教育落后在满清时已经显示出来。到了19世纪,欧美国家兴办学校,教授自然科学课程,属于近代教育。我国仍然盛行私塾,全教人文科学,属于古代教育。到了20世纪初,才开始向近代教育迈进。 教育对各个领域都发生深层次的影响,这种影响有些是看不到的,但确是巨大而深远的。如许多地区,有丰富的资源,却得不到合理的开发利用,依然处于贫困状态。其中一个重要原因是缺少有眼光、有创业能力的人才。想反,有了人才,就要资金有资金,要技术有技术,资源优势转化为经济优势。同样的外部环境与条件,只是由于管理人员的素质不同,一个企业,一个学校,一个机关,竞争会有不同的结局。少年、儿童的成长和社会风气的好坏,极大地同家庭环境、幼儿园、学校和各种社会组织的熏陶有关,归结起来,还是人的教育问题。 从20世纪初中国才开始有了近代教育,比欧美国家落后了一个世纪。新中国成立后,我们急起直追,教育事业得到迅速发展。 三、新形势下出现的新问题 我国实行社会主义市场经济,推动了经济迅速发展,取得了举世公认的伟大成就,同时也出现了一些新的问题。 市场经济的一个基本特征和运行目标是追求经济效益。教育则是百年大计,着眼于提高人的综合素质。在一定程度上教育和市场经济的目标存在差异。由于市场经济的原则是追求经济效益,因此,教育部门培养的实用人才,如会计、销售、法律、公关以及各部门应用技术的人才,很容易为市场所吸收接纳。对于基础科学的人才,如哲学、历史学等人文科学,理论物理学,理论数学等基础科学,从世俗的市场经济的观点看是效用不大的,不能立即产生经济效益的。从社会功能的角度看,基础科学如同水,各门应用技术如同船,水涨船高,只有基础科学水平提高了,应用技术乃至生产和工作的水平才能提高。基础科学起到基础的作用,没有牢固的基础何以能建起高楼大厦。故世界上的有识之士,都极其重视基础科学人才培养。政府应有远大眼光,不能局限于短期的功利目的,要高瞻远瞩,稳住基础科学学科专业这一头。 基础科学人才是学界的精华,在精而不在多。我国过去高等学校在学科设置上,基础科学偏多而失之于精。特别是文科的哲学、政治经济学、历史专业,每个综合性大学都设置,应用专业则设置的少。近年来,由于市场大潮的冲击,基础科学学科受到巨大冲击,以至于取消或改变专业方向。为今之计,应本着少而精的原则,稳住基础科学系科这一头,选择条件好的院校,设置基础科学专业,培养高精尖人才,为科研机构与高等院校造就一批学科带头人乃至具有世界水平的科学家。 科学界精英人才也是教育应当稳住的一头。特别是要关注底层平民家庭中有天赋、有潜能、有强烈的向上意识的子女的培养教育,使他们有机会、有条件得到更多学习深造的机会。由于这部分子女有奋发图强的精神动力,只要有良好的学习环境和求学条件,极有可能成为科学精英。因此,政府和全社会都要注视科学精英的苗子,对于那些勤奋而有天赋的学生,要在经济上予以大力支持,决不能由于家庭经济困难使其丧失求学的机会。 基础科学论文:正确认识基础科学在国家建设中的作用 三年来,我国人民经济的恢复与发展的工作已经获得了辉煌的成就,现在全国人民正以忘我的劳动和兴奋的心情来迎接行将到来的国家建设的高潮。当我们面临国家建设高潮的时候,我们首先便感到现在我国科学技术干部,无论在质的方面和量的方面,都远远落后于国家建设的要求。科学技术人才的培养成为当前的急务之一。今年暑假后,又将有几万毕业于中学的青年们走进高等学校学习科学技术,这将为我国将来的建设工作增加一支生力军。 有些青年,对于学习专门技术很重视,但对于进理学院,学习研究基础科学的重要性,认识不够,因而兴趣就比较淡薄。有的甚而觉得这可能用处不大,出路不广。这个问题是涉及到对国家建设,对科学的认识的,我们现在就对这个问题作些解释。 我们国家的建设工作,包括经济建设,也包括文化建设。我们不能想像一个国家的人民只有丰裕的经济生活而可以不要健康充实的文化生活内的。在文化建设中,科学研究工作,是一项很重要的任务。由于有了科学的研究,使我们能够发见、掌握了自然规律,从而能不断地改进生产技术,发展国家的生产力,推动了经济建设的进行。同时,由于科学的发达,我们加深了对自然界的认识,增进了控制自然界的知识,也就是提高了人民的文化水平,我们就不再是自然的愚味的奴隶而是自然的主人了。所以说“科学,按其本质来说,是精神文化的最重要的成分,它为社会生活的各个方面服务。”(加马利、康士坦丁诺夫:科学在社会发展中的地位和作用。见学习译丛一九五二年第三号第五十四页)。我们如果把国家建设工作短视为只限于生产的改进与发展,而不重视基础科学的研究工作,那是不全面不正确的。 再进一步看看,任何近代大规模的生产技术要是没有科学的研究与发明来作基础,那也是不能想像的。所以说“近代大生产是以自觉运用自然科学的成果为基础的,它要求人们研究物的机械、物理、化学等特性,科学地分析和综合工农业的一切生产实践。”(见前书第四十九页)。难道我们可以想像没有马克司威尔的电波学说便可以有近代的无线电的出现。没有门德列也夫的元素周期律和原子分子的学说而可以有近代高度发展的化学工业,没有居里夫人关于放射元素的研究,也可以有近代原子能工业吗?再有一个明显的例子,在苏联,因为有了巴甫洛夫在生理学上的成就——高级神经活动学说,于是在医学技术上,今天就有了基本的革新,甚至教育学和畜牧医学在应用上也都因为它的影响而有了新的进展。可见任何一种应用技术的革新没有不是由于科学研究上的发明发现而引起的。理学院中关于数学、物理、化学和生物等基础科学的学习与研究,对于国家生产技术的发展与提高来说,对于国家全面建设来说,不仅是需要的并且是很为重要的。 那么为什么还有一些青年对于投考理学院有顾虑,怕学了没有“用”,没有“出路”呢?那也是可以理解的。中国过去由于长期帝国主义的压迫,反动阶级的统治,我国生产力的发展是受到了很大的限制的。科学工作要是没有社会生产上的需要是不可能发展的。于是从外国移殖过来的一点一滴的科学工作,也由于得不着滋养而日渐成为脱离实践、日渐萎缩的东西了。毕业于理学院的学生和从事于基础科学的研究工作者们除了教教书外,就根本没有充分的条件,去很好地进行研究,以使自己对于国家、对于人民作出很多贡献;甚至有的由于“用非所学”“用非所长”,就不得不半路改行了。这样就自然造成所谓理学院没有出路的现象了。但是我们不能忘记今天我们祖国大地的一切是完全改观了。基础科学研究工作没有出路的那种不合理的现象是随着反动统治一去不复返了。今天在经济建设工作中,要改进发展生产技术,立刻就需要基础科学研究工作来指引、推进。而在文化建设工作中也更需要我们有更丰富更正确的控制自然的智识来提高我们的文化水平。特别是在的号召下,我国科学工作者们正在进行思想改造,克服了过去脱离实践的学院式工作作风,使科学工作更能指导工农业生产的实践,这就为我们学习基础科学的青年们准备了又一个更好的条件。 基础科学论文:制度建设为基础科学机制为保证不断提高组织工作的满意度 选人用人关系到党的干部队伍建设,关系到人心向背,是干部群众和社会对组织工作关切的优秀所在。构建以制度体系为基础、以科学化的工作方式为保障的选人用人机制,是提高组织工作满意度的关键。 必须夯实制度规范这一基础 总书记指出:必须始终把制度建设贯穿于党的思想建设、组织建设、作风建设和反腐倡廉建设中。制度是根本,提高选人用人的公信度,必须以健全的制度体系为基础。在制度体系的健全和完善中,要准确地把握制度体系的点、线、面要素以及制度所覆盖的基本内容和制度运行的关键环节。 要把握制度体系的优秀点,关键是在制度之中能体现优秀要素选干部。一是思想品德、业务能力、综合素质构成的基本标准。德为先是思想基础,能为上是工作基础,学为重是素质基础。二是实际履历、个人情况、岗位需求构成的条件标准。真正注重实际工作表现,并与个人学识修养、岗位结构搭配相兼顾。三是群众认同、干部认同、上级认同构成的工作标准。能够将群众拥护和组织信任的人选出来。中央对干部选任有总体要求和《干部选任的条例》,需要在实践中结合本单位的具体情况,制定实施办法并加以落实,但必须准确掌握其优秀要素。 要把握制度运行的主要线,关键是在制度之中能体现规范环节选干部。一是制度体系的程序节点之间是连贯的。干部的选任,从群众测评、自荐和推荐、考试答辩、公推或竞聘,到组织考察、纪委反馈、差额票决、公示任用、廉政谈话等,必须保证确定的流程线都要有相应的制度约束。二是制度体系的主线是清晰的。如群众测评有分析,体现科学定性和定量;选任方式要公开,尽可能让大多数群众都能知晓;组织考察应全面,能够真实反映被考察者德、能、勤、绩、廉的情况、担任干部的适合度以及个人特质;会议决策需民主,党委在选任干部中实行差额考察和差额票决制等。 要把握制度覆盖的主要面,关键是在制度中能体现科学机制选干部。一是选人用人的工作机制有不同的层次。在总体要求上,制定既符合中央要求,又体现学校实际的有针对性、适应性的方案;在选拔方式上,采取进一步扩大竞争上岗范围和公开招聘的措施;在选任程序上,规范民主推荐、考评答辩、差额考察、纪委函复、任前公示、票决确定等要求。二是选人用人的机制有较宽的覆盖面。要完善干部在岗的学习培训制度,落实干部试用期、回避、报告事项、廉政谈话制度,落实干部履行职责的常态化考评机制,建立后备干部的培养机制。三是监督的配套机制。严格执行“一报告两评议”,做好干部述职述廉、离任审计等,将4项监督落到实处,并建立纪检、审计、财务等有关部门的联席会商机制,加强干部常态化监督。 只有按照中央要求,并将各个单位具体实施的方法以制度的形式予以确定,才能打牢选人用人的工作基础。 必须坚持正确导向这一根本 做好选人用人工作,要通过制度和机制形成正确导向,匡正选人用人的风气。需要我们思考的是,如何以制度和机制解决“怎样选人,选什么样的人”的问题。选好人既要在制度层面保证选人的要求,也要在实际做法中体现选人的作风。中央提出,让能干事者有机会,干成事者有舞台,不让老实人吃亏,不让投机钻营者得利。有良好的选人用人风气,从干部角度讲,能够激励干部,让其工作感到舒畅;从群众角度讲,有利于增加群众对组织部门的信任和对干部的支持。在实践中要把握好5点:一是制度和机制要确保选人用人的正确导向,要按照中央提出的德才兼备、注重实绩、群众公认的干部选任原则,通过民主推荐、竞聘上岗、公开选拔、群众参与等方式,扩大选人用人的民主范围,拓宽选人用人的视野,摸得准、看得准、选得准。二是工作方法要确保选人用人的民意基础。让群众知情、参与,将群众的知情权、参与权和监督权落实到选人用人的实际工作中。加强民意测评,让民意反映干部的德才,让群众评价干部的政绩,将大多数群众的意见作为干部履职评价的主要依据,作为选人用人的依据。三是监督体系要确保选人用人的公平公正。领导干部的提名权要有制度,组织、纪委部门要加强经常性沟通,确保投机者选不上以及防止干部带病上岗,严肃处理跑官、要官和拉票贿选行为。四是岗位任职中要体现干部的轮岗交流。干部轮岗交流,反映在高风险岗位规避、多岗位锻炼、干部的合理调整等几个方面。要注意把群众反映好、工作能力强、政治素质硬的干部选拔到重要岗位,也要注意与长期在弱势岗位工作的干部加强交流。五是组织干部自身要行得正。要思想上讲党性、工作上重品行、行为上作表率,深入基层、了解民意,掌握干部思想动态和工作表现,敢于坚持原则,真实反映情况,勇于抵制不正之风。 干部选任的导向,是群众和干部评价满意度的风向标,只有在选人用人的实际工作中,最大程度地依靠群众,才能风清气正,做到让组织放心、让群众满意。 必须提高科学水平这一要求 做好选人用人工作,贯彻中央提出的坚持民主、公开、竞争和择优,必须落实在干部选任的整个过程,即做法要反映民主、过程要实现公开、选拔要体现竞争、目标要达到择优。只有延伸和拓展实际工作的每一环节,才能真正意义上实现民主、公开、竞争和择优,提高选人用人的公信度,提高组织干部工作的满意度。 客观地说,干部工作长期以来有一套严谨的工作流程,但在如何听取多数人的意见,避免个人或少数人说了算,以及集中群众的认可度方面,尚需要提高科学水平。坚持民主,就要从初始的人选推荐、拟任干部的遴选到考察听取意见、干部任用的决定等,全面增加群众和干部的参与度,并实行干部选任差额票决制,避免以少数人意见取舍,制衡“一言堂”。坚持公开,就是让更多的群众从一开始就知道,缺什么岗、岗位条件和职责是什么、怎样选人等。对干部选任中的一些环节,要尽量多场合加以公开,可以借用媒体、内部信息渠道和一些现代科技手段,让本单位的大多数干部群众了解组织上选人用人的工作要求、工作步骤和主要信息,并建立畅通的意见反映渠道。坚持竞争,就是形成比较性选人。干部选任实行竞争上岗,实际上是改变了干部的提名权,让可能原本不在视野里的人和更多优秀的人参与。体现竞争,要将岗位公布,鼓励更多的人报名,进行差额考察、差额票决等。坚持择优,就是按照中央要求,把政治上靠得住、工作上有本事、作风上过得硬、人民群众信得过的干部选拔上来,这也是干部选任的最终目的。 基础科学论文:在基础科学教育中对文学的利用 个人简介:刘兵,男,1958年生,1982年毕业于北京大学物理系,1985年毕业于中国科学院研究生院,现为清华大学人文社会科学学院科学技术与社会研究所教授,博士生导师,政府特殊津贴享受者,上海交通大学科学史与科学哲学系学术委员、兼职教授,中国科学技术史学会常务理事,中国科协清华大学科技传播与普及研究中心副主任,中国自然辩证法研究会理事等。主要研究方向是科学史、科学文化传播、科学技术与社会等。出版有《克丽奥眼中的科学》等专著6种,《刘兵自选集》等个人文集7种,《超导史话》等科学史与科学文化普及著作4种,译著7种,发表学术论文120余篇,主编有《科学大师传记丛书》等多种丛书、教材和读物。 摘 要:本文提出在基础科学教育中可适度利用涉及科学问题的文学作品来激发学生的学习兴趣,落实新课标所倡导的情感、态度、价值观这一维度的教学目标,并例举分析了几部较有影响力的西方畅销小说,指出其中所涉及的科学问题,以及如何去理解和把握其中的科学理念。 关键词:科学教育;文学作品 在中学的基础科学教育中,为了实现新课标所提出的教学目标,特别是关于情感、态度与价值观的维度,可以利用各种辅助性的教学方式来进行有效的教学。在这当中,一些在传统教学中不被重视甚至几乎被完全忽视的教学资源,如果恰当地利用起来,也可以取得很好的教学效果。 在科学教育中,对科学的本质、科学技术与社会关系的教学,由于以往被强调不够,教师经常会感觉在教学内容和资源等方面有困难。就此来说,一些目前在国内已经出版了中译本的西方畅销小说,因其涉及到与科学有关的话题,而且,更多地反映了一些国际上比较流行的对于科学、技术其及本质和与社会之关系的见解,就是一类既能引起学生的兴趣,又能满足特定教学要求的素材。倘能适当地在教学中引进、利用这样的素材,完全有可能让学生在愉悦的学习中,掌握一部分相关的知识并进行有益的思考。 这样做的关键,是对适当的文学作品的发现和对其有关科学之理念的理解与把握。在这样的基础上,可能的选择还是很多的。在此,可以例举若干部较有影响的作品作一简要的分析和讨论。 在一些早期的西方文学作品中,我们可以举《美丽新世界》和《1984》这两本书为例。20世纪上半叶,科学在世界上还是突出地以非常正面的形象来传播,科学技术的一些负面的效应还没有充分表现出来的时候,就已经有一些作家非常难能可贵地表现出了先见之明,在其作品中讨论了相关的问题。 《美丽新世界》这本赫胥黎的经典作品,写于上个世纪30年代,现在国内已经有了好几个中译本。在那个时候,赫胥黎就已经非常有先见之明地探讨了科学可能给社会带来的另一种影响,即生育技术,这样的意识是非常超前的,甚至于我们现在激烈争论的生物技术的问题,在其书中就已经有了类似的影子。他利用当时可以得到科学技术的进展,构想了一个特殊的极权社会,这个社会把科学技术的各种先进手段都运用起来,在对其成员从出生起,就进行着有目的的培养,把人分成不同的阶层,如阿尔法、贝塔、伽玛。与此同时,为了避免不同的社会结构带来的冲突,作者设想这个社会还保持着文化专制。比方说,对一些传统文化像莎士比亚的戏剧等都是禁书……。在这本书中,就我们这里所关心的话题来说,最关键的是赫胥黎设想中,利用可以想象的科学技术手段来维持这样一个作者显然是对之采取批判态度的社会。作家所要反思的一种是社会体制,一种就是利用科学手段对体制的保证。 类似于这部反乌托邦的经典著作,另一部可以提及的小说,就是那本非常著名的写于1948年的《1984》。以往人们不会把它算作跟科学有关的书,而更多地放到政治幻想小说的分类中,把它作为一本政治小说来读。这部书在世界范围内的影响力是很大的,当然首先的影响也是来自于它对于政治社会的构思。但是,这部小说在其精彩的描述中,其实也还涉及到对于那样一个专制社会的技术支撑条件的设想,甚至于带有了某种科幻的意味。比如说,人受到监视,所有的地方没有自由、没有隐私,甚至在自己的房间里都要躲着监视器(即小说中的“电幕”)。在1948年时,技术还不像今日那样发达,但作家在描述一种社会政治结构中发生的种种故事时,其实是很有预见地设想了可能利用的科学技术手段,即使当时这样的手段并不完善。作家的想象力和科学技术的思考和价值判断是非常值得后来人重视的。在当下,不是已经有人在讨论监视器这种技术手段的普遍应用与个人隐私之关系等伦理性的问题了吗? 除去这些较为早期的经典作品之外,如果我们直接跨入20世纪90年代,我们更会发现,一系列的小说更加有针对性地在思考着科学的问题。 很有代表性的美国畅销小说作家克莱顿的一系列作品,就是典型。其中,在公众中,其最有名的作品,就是最初以小说形式问世的《侏罗纪公园》了,当然,由于这部小说后来被改编成电影(其实他的每部小说几乎都被拍成了电影),由于电影的传播,其影响力超出了小说。后来沿着类似的思路、围绕着同样的主题的续篇《失落的世界》亦是如此。 抛开《侏罗纪公园》中那些至少在逻辑上似乎成立、与当代科学发展有某种关系的幻想性细节不谈,仅就其思想性而言,在引人入胜的故事情节背后,也有许多非常值得人们思考的内容。 小说的作者体现在其作品中的一个非常清晰的意识,即作者所要讲述的,实际上是人和自然的关系的问题。那个设想由人类造出并放养了恐龙的孤岛是一种自然,人们在这个孤岛上用人工的方式复原了几千万年前存在的恐龙,重新建造了一个人工的自然界。但作者又认为,这样一个自然界是不可能稳定的,虽然小说中的某些人以为可以控制这样的自然,但是这实际是一种幻想,而作者立论的根据,又放回到某种科学的逻辑里。在这本书中,作者大量采用了一些科学前沿的东西,典型的就是混沌理论。曾有人说这部作品所传达的混沌理论这样一些科学前沿概念,要比很多科普作品效果好得多。此小说中有一位主人公,是可以视为作者代言人的名叫马尔科姆的数学家,他就根据自己的研究而预言:这样一个人为的自然系统肯定是要出问题的。 从近代科学创立的时代起,人类有一种对自己能力的自信,从哲学家培根开始,就提出了一个非常有名的口号:知识就是力量。后来有人重新解读,译为知识就是权力。人们一直有这样一种观念,一种所谓人类中心的观念,有一种人类对自己能力夸大的想象,认为人们可以控制自然、可以改造自然,可以把握人们创造的自然,这种认识是近代科学创立以来特别是近代工业革命以来人们一直不断地主流地所持有的一种看法,直到后来很多问题的出现,使人们开始反思,我们是不是真的有能力做到这一点?过去我们在中国不是也有这种传统吗?的时候口号不是“人定胜天”吗?这种概念无论是基于想要依赖科学技术手段还是政治意识形态的信念,都是认为可以由人的意志来改善自然界和控制自然界,但是后来人们发现这样的信念也许是有问题的,或者说,对自然的控制有时候也是会出问题的。从《侏罗纪公园》到《失落的世界》,正是反映出这样的一种思想。 相应地,在当下我们的现实中,当我们为人与自然的关系而争论,为一些涉及人与自然的关系的事件或问题而争论,如像有关人类是否应“敬畏自然”的讨论,关于水利工程的讨论(在《侏罗纪公园》就真的提及到阿斯旺水坝的事例)等,如果把这样的小说结合在科学教育中,也许会提供给学生更多的一些话题、思路和素材。 在这里,还可以再举一个近来非常走红的典型的作家的例子,即著名的《达芬奇密码》一书的作者丹・布朗,他因《达芬奇密码》而知名,但其另外几本作品其实都是跟科学有关的,比如说像《数字城堡》、《骗局》、《天使与魔鬼》。 《数字城堡》涉及到的是密码、信息、超级电脑的问题,当然内容也包括恐怖主义、政府的电脑信息系统的研制开发等等情节,但关键在于,它提出的问题是:如果能够研制出万能解密机,那么,在这种有可能性的技术发达情况下,人类的隐私何在? 关于个人隐私,像这样的反思,或者是像生物技术的应用等所带来的冲突,在学术界也已有所讨论,此小说只是通过生动的故事情节,把这样的科学发展的伦理性问题具象化。这里仍然把科学技术的发展和应用,与人和社会的发展的冲突的问题作为关注的优秀。 在《骗局》这本书里,涉及到的也是一种科研伦理的问题。作者设想的情节是,出于政治的需要,政府的有关机构和官员也居然会在科研的问题上作伪。像这样的问题,在我们关注科研道德的时候,当然也是有借鉴思考价值的。 在丹・布朗几部小说中,我更愿意强调的是《天使与魔鬼》这本书,因为这本小说把叙述的焦点放在一个科学与宗教的环境之中,在仍带有幻想性又有一定科学依据基础的故事情节里,反映了科学与宗教的冲突。书中,教皇内侍在危急的时刻的长篇演讲几乎就像是一篇在讨论科学、宗教和人性之关系的论文。其中提到的一些很有意味的问题就是,仅仅靠科学我们是否能够很理想的生存?能够满足我们所有的物质需求的前提下,科学是否能够同时满足我们的精神需求?在我们掌握了非常先进的一种具有威力的手段和技术的前提下,我们的道德是否也已经进化到了有能力足以能够控制把握这样一种技术发展的相应的程度? 如果仅就近几年来被译成中文的国外畅销小说来看,其实还可以举出许多其他涉及对科学的反思这一主题的优秀作品,像《诺贝尔的囚徒》、《羚羊与秧鸡》、《猎物》,等等。这里就不一一再例举了。 总之,本文只是想提出这样一种可能的设想,即如果在学校的基础科学教育中,适度地利用涉及到科学问题的文学作品,完全是有可能在引起学生学习兴趣的同时,更容易达到新课标所设定的某些教学目标的。 基础科学论文:科学、技术与社会和基础科学教育 一、何为sts 近几年,面对现行教育出现的种种问题,我国基础教育界一直在呐喊要提倡素质教育,同时也在不懈地探索素质教育的方法。 近年来,国际上许多国家对其基础科学教育的内容与标准都进行了各种形式的改革。这些改革的特色之一,是将“科学、技术与社会”(sts)的思想内容融入到基础科学教育之中,即在科学教育中增加人文思想、人文色彩。我国目前的基础教育的改革也已是一种必然的趋势。其中将sts与基础科学教育相结合,是最为值得关注和最紧迫的问题之一。 由于科学研究和科学教育重视专门化的东西,使得大多数科学家也越来越重视研究更专门和更带技术性的问题,研究的深度日益增加而其范围却日益缩小。第二次世界大战更加深了越来越专业化的教育带来的弊端。20世纪50年代末,英国学者斯诺也谈到越来越专业化教育带来的不好的影响。他认为,这使得社会上出现了两种相互对立的文化。一种是“人文文化”,一种是“科学文化”。在“科学文化”和“人文文化”之间存在着一条鸿沟,比如科学家很可能只了解专业很窄的范围,而不了解社会学、人类学、文学等基本知识,甚至代表两种文化的双方互相认为对方的工作意义不如自己从事的重要,从而互相排斥。这种文化的分裂会带给社会损害、损失。斯诺提出要改变现有的教育制度和教育方法,以改变这种现状。 科技发展引起了许多新的问题,如是否应该发展核能,是否应该谨慎地加以限制基因工程的研究,应怎样控制世界人口,怎样控制非再生能源的消耗率,怎样避免战争、环境污染,又怎样防止或消除等等。科学技术革命,不断引起对人和大自然的关系的讨论,而人和大自然的相互关系本质上是社会过程。凡其结果会对广大群众产生影响的,群众都应参与决策和实施。科学技术对政治和道德的影响是公众的事情,外行也应介入。然而西方国家中社会和科学技术明显分离,自然科学和人文科学相互脱节,而自然科学又占统治地位,这样就需要培养了解科学技术及其后果、能够参与涉及科学技术决策的公民,需要能给决策者提供新的信息和科学的分析等等。基于这些客观需要,逐渐兴起了一个跨学科的新的研究领域:sts。世界上许多经济发达国家如美国、英国、澳大利亚等已经开展了这方面的研究。 对sts的研究也可以追溯到很早的时代。一般认为,sts是约在20世纪60年代末70年代初诞生于美国的一个新兴的学科。我国在20世纪80年代开始sts研究。现阶段,我国专门研究sts的学者这样定义sts:sts是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科。它认为科学技术的发展并不是孤立的,它和社会其他子系统(比如政治、经济、文化、教育等等)有一定的相互作用。因此研究科学、技术也应该研究作为社会子系统的科学和技术的性质、结构、功能及它们之间的相互关系;研究科学、技术与社会其他子系统如政治、经济、文化、教育等之间的互动关系;还要研究科学、技术和社会在整体上的性质、特点、结构和相互关系及其协调发展的动力学机制。 在国外,学者们对sts有广义与狭义两种理解。在广义的理解中,sts体现为一个学科群,是科学史、科学哲学等等(还包括技术史、技术哲学、科学社会学、技术社会学、科技政策研究等)学科对科学、技术与社会的相互关系的研究的总称。在狭义的理解中,sts则是以传统的科学史、科学哲学、技术哲学等学科为基础,在更高的水平上进行理论综合,而形成的融合了上述传统学科之基本内容的一门新兴的交叉学科,它追求对科学、技术与社会之相互关系的新理解。很自然,像这样的研究及其成果,迟早是要反映在教育,包括基础教育之中。 二、sts与基础科学教育 随着科学的发展和深入,一个相应的趋势是,科学教育也越来越专业化。这种向学生传授具体的科学知识的倾向将影响到所培养出来的一代人的知识、技能结构以及基本素质。在这样的目标下培养出来的,即使是很杰出的人才,也很可能大多数只是某个狭窄领域的专家而对其他领域几乎一点也不通。时代和社会并不要求人人成为物理学家,但要求人人都要有较高的科学素养和对急速发展变化着的时代有较强的适应能力。当代科学技术的发展对教育的内容、方法、观念及人才的培养都提出了新的要求,实际上,现代的社会需要更多的是有现代观念、有一定专长、也了解其他领域知识的通才。只了解很窄的领域,不论是领导科学工作,还是参与制定科学政策或政府其他政策的讨论等等,都是不够的。科学技术越专业化,越可能使得人们沉迷于技术的发展中,而只看到很窄的方面,甚至忽视了科技发展可能带来的负面影响。当遇到由于科技飞速发展所带来的问题,或应该做出决策时,很可能会手足无措。sts教育正是在出现了以上问题的情况下才逐渐形成的,它可以从根本上改变传统教育的不足。另外,只注重知识的传授,学生掌握了知识,并不代表就具备了独立思考、工作、研究、开创的能力。而sts教育可以使学生在更宽的视野中(比如历史的、哲学的、社会的、伦理的,等等)理解科学的本质、科学技术发展的规律、科学的方法、科学的思想、科学技术和社会之间怎样相互影响、相互促进等等。 从近些年来国际上基础科学教育改革的总体趋势来看,在对sts内容的引入中,科学史和科学哲学可以说是最重要的优秀组成部分之一。当然,sts在基础科学教育中的内容绝不仅限于此。 首先,科学史教学对于科学教学本身具有帮助。通过科学史的教学,学生可以不仅学到具体的、现成的科学知识,还知道科学知识是怎么来的、科学是怎样形成的、又是怎样发展的、科学家是怎样思考的、研究科学的方法有什么等等。这样可以开拓学生的视野,使学生更具有科学洞察力。学生可以更好地理解科学动态的发展,在对科学概念演变的了解中能更准确地理解科学概念,并学会更好地利用已有的知识,而不是只学到 一些作为现成结论的知识片断。 其次,近年来出现的另一个趋势是,在基础科学教育中将科学史同科学哲学结合起来(例如对于在历史上科学革命中出现的重大变革的本质的说明以及对科学与伪科学的划界问题的介绍),这尤其有利于培养学生批判的头脑,也有利于学生了解真正的科学精神。 再次,sts的教育可以帮助学生认识科学是一种文化。因为科学在本质上是一种人类的活动,在其发展的过程中,深深地打上了人类的烙印。科学是无数科学家毕生辛勤工作的结果,是我们的文化遗产的重要组成部分。它们现了我们最崇高的传统,是我们心中最美好的东西。它可以使我们对未来满怀信心,可以使我们更聪明、更谦恭,甚至更为愉快。但科学毕竟只是一种文化,一个人大脑中具有了一定的科学知识,并不代表他就是一个全面发展的人。从早期对引入科学史的专注,到更加泛化的sts,这样的教育可以说起到了某种沟通两种文化的“桥梁”的作用。 最后,sts教育具有可以帮助学生认识科学与社会的关系的重要功能。由于sts在西方产生的特殊背景,这方面的关注更加集中于随着科学技术的飞速发展及其在社会生活中所起的作用越来越大,广泛应用科学技术的一些负面效应(如对资源的过分消耗和对环境的破坏与污染等)。利用sts教育,则可以使学生懂得科学并不只是象牙塔中的、和外界孤立的知识,而应该对科学技术有更全面的认识。这对于社会对科学应用的适当控制以及对未来的科学技术决策,以及培养学生的社会责任感,都具有重要的潜在意义。 三、sts与中国的基础科学教育改革 我国中学的理科教育,在单科的系统知识上,其深度、广度几乎不亚于世界上任何其他国家,尤其是物理学和化学。但是放在今日世界激烈的经济、科技竞争环境中来分析,我国科学技术的现代化和社会主义市场经济的建立和发展,不仅需要科技精英,还需要具有较高科技素质的劳动大军。在中学理科教育中,培养学生具有正确的科学价值观也是极其重要的。应该使受教育者懂得科学成就和技术革新应为社会的生产、生活和发展服务,为公众利益服务,对科学技术应用中各种社会问题持积极参与的态度,并尽可能提出合理的对策和行动。但是现行中学理科教育受制于升学的压力,教师为升学而教,学生为升学而学。这不仅使教学内容和方法围着应试转,而且使得科学、技术、社会三者的脱节。 科教兴国,素质教育兴国,中国的基础教育课程改革项目已全面启动。在未来将出台的国家基础教育课程标准中,将体现国家对不同阶段学生在知识、能力、态度等方面的基本要求,将规定各门课程的性质、目标、内容框架、教学建议、评价标准等。按有关权威部门的说法,在课程标准的改革中,需要处理好现代社会科技进步与学生发展的关系;倡导从学生的兴趣和经验出发,结合社会、科技的发展,重组各门课程的学习内容,并体现综合性。相应地,在义务教育阶段理科课程共同基础中,内容将包括义务教育阶段的理科课程、科学素养的养成、知识与技能、过程与方法、科学精神与科学态度及对科学、技术与社会相互关系的理解等几部分。 尤其需要指出的是,由于我们在基础科学教育中在渗透人文因素方面长期的落后,以及相关学术研究进展的滞后,使得有时在教育中谈到要引入sts内容时,对于究竟何为sts以及如何引入还存在着相当严重的误用。例如,仅仅望文生义地将sts等同于实践、动手等等。因此,我们也应该更多地关注西方的科学教育中的新思想,这对于我国基础科学教育的改革有重要的借鉴意义。必须承认的是,与像英美这样的国家相比,在基础科学教学中结合sts的方面,我们国家显然仍有不小的差距。尤其是,教育界不能和学术界脱离,而应该汲取学术界的观念、观点,请学术界人士参与到教育的改革中来。
通讯技术论文:信息通讯技术低碳经济论文 一、信息通讯低碳技术 (1)量子计算机 量子计算机是一种运算速度快、存储量大、功耗低的新型计算机,其遵循量子定律,可进行数学运算、逻辑运算,处理量子信息。量子计算机采用可逆逻辑芯片,进行可逆计算机,降低热量的消耗。目前,各个国家都高度重视发展量子计算和量子通信技术,而我国在此领域具有较强的领先优势。 (2)DNA计算机 DNA计算机以DNA结构作为编码方式,双螺旋和碱基互补形成分子链,在生物酶的作用下,生成各种类型的数据,再按照规则对数据进行运算,映射出可控的DNA分子链化学反应,最后利用聚合反应、超声波降解、克隆、分子纯化等生物技术实现计算机运算和逻辑分析。目前,由美国哥伦比亚大学研制的DNA计算机已经能够实现DNA计算每秒并行操作1022DNA串。同时,DNA分子数据结构能在较小的空间存在海量信息,DNA分子存储密度可达18Mbits/perinch。而DNA计算机的能耗极低,耗能只相当于目前普通计算机的10亿分之一。 (3)云计算 云计算是一种基于服务器的密集型数据存储架构,其将几十万台甚至上百万台计算机进行组建成群,以互联网为中心,提供快速的、便捷的、安全的云存储。云计算实现了分步式数据计算与存储,将资源整合利用,根据需要访问计算机和存储系统,实现了资源的高效利用,达到节能减排的目的。 二、信息通讯促进低碳经济 (1)提高信息交流电子化水平 现代化的信息通讯方式融入到了我们日常工作与生活之中,譬如:电话、电子阅读器、互联网等,将实物替换成为虚拟化的形态物质,减少了对木材、石油、煤炭等的利用,实现节能减排的目的。 (2)提高工业自动化、节能化水平 借助信息通信技术对工业用电机和工业自动化设备进行改造,提高设备对能源的利用效率,降低废气、废物的排放,达到工业自动化、节能化水平。 (3)提高电网信息智能化管理水平 借助信息通信技术对电网进行智能化改造,对电能消耗数据实时采集、传输,科学调度,提高能源的使用效率,降低二氧化碳排放。 (4)提高建筑智能化水平 智能建筑是利用信息通讯技术将建筑中的各项功能进行智能化管理,譬如:智能照明、智能采光、智能通风、智能防灾等,降低建筑对能源的消耗。 (5)提高电子商务发展水平 信息通讯技术实现了电子商务移动化发展,网络购物不受时间、空间的限制,对能源的利用率低,电子商务的发展对低碳经济具有非常好的促进作用。 三、我国ICT产业在LCE发展中的问题 1.制造技术落后 虽然我国是全球电子信息产品的第一制造大国,但是大部分电子产品的优秀技术还是依赖于进口,而且电子企业仍以代加工为主。由于我国ICT产业起步晚,底子薄、初期投入少且风险大,制约创新能力的提高,我国ICT产业技术、尤其是低碳技术的进步将会有一个长期曲折、摸索前进的过程。技术水平高低与节能减排能力相对应,若我国缺乏先进的低碳技术,与发达国家相比较,未来电子信息产业则将处于被动挨打的地位。 2.研发成本高 风险大发展LCE的优秀是新低碳技术的开发应用。新技术的开发一般具有一定的风险,对企业而言,要想从新技术中获益是需要时间的;由于新技术在短期内往往未见效益,致使企业在技术创新方面顾虑重重;同时在另一方面,企业缺乏应对LCE的丰富经验,因此难以掌控未来的市场。 四、基于低碳经济的信息通讯技术前景分析 (1)绿色信息通讯的应用与普及 一方面,在信息通讯自身设备上进行研究,发展量子计算机、DNA计算机、神经计算机、演化计算机等,提高通讯数据中心的运算速度和存储能力,降低能耗,同时,提高数据搜索模型和算法的实行速度,降低服务器能耗。另一方面,绿色信息通讯通过通信技术实现对能耗产业生产设备、工艺、流程等的节能减排改造,提高能源的利用率和降低碳排放对环境的影响。 (2)低碳技术将是未来信息通讯发展的方向 目前,各个国家都在努力的进行低碳技术的研发,其中信息通讯就是其主要的研发领域之一,譬如:微软公司已经将其信息通讯数据服务中心移到环境温度较低的德国柏林,利用自然降温,减少利用冷却设备而产生的碳排放量。 (3)废旧信息通讯设备处理分类细化与循环再利用 面对每年产生的庞大废旧电子设备,将其按照元件进行拆卸后进行处理,划分成可循环再利用的元件,和不可循环再利用的元件,再将不可循环再利用的元件划分为具有腐蚀性和放射性的元件和无害元件,通过分类细化提高资源的利用率和降低电子垃圾对环境造成的污染。 五、结语 ICT技术是LCE的优秀技术之一,是实现节能减排的一项重要手段,是促进能源高效利用、转变经济增长模式的有效措施,是中国实现可持续增长、科技创新、增强综合国力的长远价值所在,也是引领国家发展LCE和绿色GDP、争夺全球LCE领域话语权和主导权的科技基础。ICT产业必须牢牢抓住机遇,积极应对挑战,推动产业升级和技术创新,用低碳经济的理念促进ICT产业的发展,加快实现我国经济增长方式向绿色、生态、可持续方向的转变。 作者:芮小峰单位:常州供电公司 通讯技术论文:现代移动通讯技术高校管理论文 一、现代移动通讯技术在我国高校管理中应用近况 学校作为学生掌握知识,学习礼仪,提高自身素质的主要地方,学校的管理更是为所有的学生和每一个老师提供一个良好的学习环境。伴随着一系列校园事故的发生,再次为学校的安全工作敲响的警钟。因此,高校管理的首要任务就是校园安全,确保学生生命安全,学校财产安全等等。如今,社会和家长对高校管理提出了很多更高的要求,现代移动通讯技术也得以在高校管理中有效应用。随着现代移动通讯技术每十年更新一代的超快速度,手机成为每一个大学生必备的通讯工具,手机的普及和广泛使用也让高效管理有了新的思路,如今,手机的功能不单单停留在只能收发短信,接打电话这些简单的功能上。智能手机的出现,让手机像计算机一样,具有独立的操作系统,可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序。手机的功能更加强大,能够提供的服务也更加全面。现在很多人人手一部手机,因此,高校在自身管理过程中开始探索出采用现代移动通讯技术的全新模式。在某些高校,学校建立了基于移动应用的校园信息服务系统。这样,院校需要公示或者通知的重要信息,在校园服务系统上就可以第一时间出去,广大师生也能及时在自己手机的APP客户端或者网站上查询到相关信息,这样就让学校生活取得了极大的方便。同时,学校也可以利用基于移动通讯技术的校园服务系统及时的和学生家长沟通,了解学生在学校的学习和生活状况。让每一位家长对学生的学习环境,生活环境做出初步的了解。目前,很多学校推出很多校园公众号码,利用短信或者微信,可以随时进行双向沟通。学生遇到学习、生活、情感的上的问题随时能够与辅导员和学校心理咨询处取得联系。另外,学校也可以根据本校自身教育现状,提供适合本校学生需要的教育信息。 二、现代移动通讯技术在我国高校管理中广泛应用 现代移动通讯技术在高校管理中的广泛应用已经取得了很好的成效,实现了学校、老师、学生、家长之间的互相交流,相互沟通,极大的便利了高校在管理过程当中解决存在的问题。继续深入探索现代移动通讯技术在高校管理当中的广泛应用,根本目的是为了促进学生能够更好地成长成才。现代移动通讯技术的使用为每一位学生家长敞开了参与高校管理的大门,让家长们也积极的为高校的发展和进步出谋划策,为学生的成长、成才、就业提供更多的指导。也为每一位高校的学生在学习和生活方面提供了很多便利。最主要是让高校在管理方面有了很多新的思路,可以借鉴和学习其他高校在管理方面的宝贵经验,增进学校彼此之间的友谊,为培养新世纪更多优秀的人才增添了一份力量。采用移动通讯技术管理学校也节约高校管理经费,提高信息传送效率,也就提高了学校的办公效率。高校管理为达到正确地揭示学校内部管理活动规律、规范学校管理行为、提高学校管理技能采用现代通信管理方式,实现了管理的现代化,网络化。移动通信系统的发展也从不同程度上带动着高校管理方式的向前发展。以前,每位大学生的都为使用图书馆借阅卡、银行卡、电话卡和食堂饭卡等等各种各样的校内卡而头疼,这么多的卡显得很不方便。随着校园网技术的推广,高校在校内都建立了校内网,为校园一卡通的出现和使用做了很好的铺垫。目前,校园内实现一卡通管理学生已经成为高校管理的趋势,整合了信息资源,给全校师生带来了极大的便利,在校园内,无论走到哪里,一卡通都能够提供相应的服务。如今,学生们再也不用为每次出门都要携带很多卡而发愁,也解决了高校在管理上复杂的问题。 三、结语 伴随着现代移动通讯技术不断地发展,以及网络技术不断地壮大。高校的管理工作对移动通讯技术的使用是非常有必要的,我们要在以往存在的管理基础上增加更多便利的管理方式,从校内管理一直延伸到校外管理上,让学校的管理工作更加丰富,管理更加全面。我想,现代移动通讯技术仍在蓬勃发展,高校的管理工作还是繁多而复杂。未来二者会有更好更多的结合,为学校的管理工作提供更多的便利,为师生家长提供更好地服务。 作者:郭坤 单位:重庆交通大学 通讯技术论文:现代移动通讯技术高校管理论文 一、现代移动通讯技术在我国高校管理中应用近况 学校作为学生掌握知识,学习礼仪,提高自身素质的主要地方,学校的管理更是为所有的学生和每一个老师提供一个良好的学习环境。伴随着一系列校园事故的发生,再次为学校的安全工作敲响的警钟。因此,高校管理的首要任务就是校园安全,确保学生生命安全,学校财产安全等等。如今,社会和家长对高校管理提出了很多更高的要求,现代移动通讯技术也得以在高校管理中有效应用。随着现代移动通讯技术每十年更新一代的超快速度,手机成为每一个大学生必备的通讯工具,手机的普及和广泛使用也让高效管理有了新的思路,如今,手机的功能不单单停留在只能收发短信,接打电话这些简单的功能上。智能手机的出现,让手机像计算机一样,具有独立的操作系统,可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序。手机的功能更加强大,能够提供的服务也更加全面。现在很多人人手一部手机,因此,高校在自身管理过程中开始探索出采用现代移动通讯技术的全新模式。在某些高校,学校建立了基于移动应用的校园信息服务系统。这样,院校需要公示或者通知的重要信息,在校园服务系统上就可以第一时间出去,广大师生也能及时在自己手机的APP客户端或者网站上查询到相关信息,这样就让学校生活取得了极大的方便。同时,学校也可以利用基于移动通讯技术的校园服务系统及时的和学生家长沟通,了解学生在学校的学习和生活状况。让每一位家长对学生的学习环境,生活环境做出初步的了解。目前,很多学校推出很多校园公众号码,利用短信或者微信,可以随时进行双向沟通。学生遇到学习、生活、情感的上的问题随时能够与辅导员和学校心理咨询处取得联系。另外,学校也可以根据本校自身教育现状,提供适合本校学生需要的教育信息。 二、现代移动通讯技术在我国高校管理中广泛应用 现代移动通讯技术在高校管理中的广泛应用已经取得了很好的成效,实现了学校、老师、学生、家长之间的互相交流,相互沟通,极大的便利了高校在管理过程当中解决存在的问题。继续深入探索现代移动通讯技术在高校管理当中的广泛应用,根本目的是为了促进学生能够更好地成长成才。现代移动通讯技术的使用为每一位学生家长敞开了参与高校管理的大门,让家长们也积极的为高校的发展和进步出谋划策,为学生的成长、成才、就业提供更多的指导。也为每一位高校的学生在学习和生活方面提供了很多便利。最主要是让高校在管理方面有了很多新的思路,可以借鉴和学习其他高校在管理方面的宝贵经验,增进学校彼此之间的友谊,为培养新世纪更多优秀的人才增添了一份力量。采用移动通讯技术管理学校也节约高校管理经费,提高信息传送效率,也就提高了学校的办公效率。高校管理为达到正确地揭示学校内部管理活动规律、规范学校管理行为、提高学校管理技能采用现代通信管理方式,实现了管理的现代化,网络化。移动通信系统的发展也从不同程度上带动着高校管理方式的向前发展。以前,每位大学生的都为使用图书馆借阅卡、银行卡、电话卡和食堂饭卡等等各种各样的校内卡而头疼,这么多的卡显得很不方便。随着校园网技术的推广,高校在校内都建立了校内网,为校园一卡通的出现和使用做了很好的铺垫。目前,校园内实现一卡通管理学生已经成为高校管理的趋势,整合了信息资源,给全校师生带来了极大的便利,在校园内,无论走到哪里,一卡通都能够提供相应的服务。如今,学生们再也不用为每次出门都要携带很多卡而发愁,也解决了高校在管理上复杂的问题。 三、结语 伴随着现代移动通讯技术不断地发展,以及网络技术不断地壮大。高校的管理工作对移动通讯技术的使用是非常有必要的,我们要在以往存在的管理基础上增加更多便利的管理方式,从校内管理一直延伸到校外管理上,让学校的管理工作更加丰富,管理更加全面。我想,现代移动通讯技术仍在蓬勃发展,高校的管理工作还是繁多而复杂。未来二者会有更好更多的结合,为学校的管理工作提供更多的便利,为师生家长提供更好地服务。 作者:郭坤 单位:重庆交通大学 通讯技术论文:即时通讯技术石油勘探论文 1主流商用即时通讯产品对比分析 WEBIM为一类基于网页的即时通讯工具,其代表如webQQ,是对传统即时通讯服务的一种改革。网页版即使通讯产品的优势主要有以下几点:无需下载、安装客户端软件。用户不再需要经常更换通讯软件的版本而不停下载安装新的客户端,节约电脑的空间。聊天记录无论在任意电脑上都可以查看。传统的即时通讯软件一般把聊天记录保存在客户端的电脑上,用户换了电脑再使用的时候,往往就查看不到聊天记录。但是网页版的即时通讯软件是将聊天记录保存在服务器中,因此,无论在哪台电脑上使用都可以看到聊天记录。可以和社区网站无缝结合,进一步提高用户之间的交流互动。 2即时通讯技术应用方向分析 即时通讯技术作为网络技术的一个重要分支,目前在石油勘探开发领域已经得到了广泛的应用,如在本文引言中提到的石油仪器远程诊断等等。以下从即时通讯技术与石油勘探开发融合的角度出发,分析其在今后石油领域中的应用方向。 (1)远程技术支持随着即时通讯技术的发展,越来越多的油田引入即时通讯技术作为用户沟通、技术支持的重要手段。目前各大油田的技术支持手段除现场服务外主要为电话、短信、邮件,即时通讯手段主要为腾讯QQ,传统手段在即时性、直观性上有所欠缺,腾讯QQ在即时性上可胜任现有需求,但是在组织架构设置、企业用户分类管理、专业化形象建立方面有所欠缺。因此建立油田专属的即时通讯工具,丰富其远程技术支持手段将更为高效。该系统除具备基本的远程即时通讯功能外,也需具备专门的用户管理、组织架构设置调整功能。 (2)仪器远程服务对于各石油仪器制造商来说,随着石油勘探开发的不断提速,仪器维修的快速响应已经成为产品销售的重要保障。除常规的现场服务外,远程诊断与远程维修逐渐被油田用户接受和认可。石油仪器制造商可利用即时通讯技术实现各类仪器设备状态的监控,完成状态信息从钻井现场到仪修中心的实时传输。各类传感器或其他设备可提供对外的设备状态监测接口,通过即时通讯客户端可实时了解设备运行情况,在出现问题时可辅助判断症结所在。这将大大提高仪器维修效率,减少现场与仪修中心的频繁交互。 (3)远程辅助作业石油勘探开发远程化的终极目标将是实现井场的无人值守和自动化作业,这就要求各类设备操作的远程化和仪器维护的远程化。此两者的实现也可依靠远程即时通讯技术将现场的作业数据、设备信息实时传回油田基地或仪器技术支持中心,作业指令也将通过即时通讯技术实时发送到作业现场。目前来看,实现完全的勘探作业远程化从技术实现和管理手段上尚有较大差距,但即时通讯手段的加入将一定程度上实现远程辅助监控,减少现场操作人员和现场服务人员的工作量。 3即时通讯即时开发模式分析 (1)自主开发模式自主开发模式可实现底层代码控制,具有自主知识产权,但是开发难度较大,开发周期较长。即时通讯的普通文字聊天功能可以用Socket简单实现,满足几十人上百人的文字通讯,但若要商用,或者在互联网上运营,系统运行会碰到瓶颈。通过本阶段技术调研,主要存在以下较大的技术难点:复杂性互联网作为异构网络综合体,从底层物理传输介质上看具备光缆、无线、卫星等多种传输媒介,从网络结构上看多个运营商网络、多个自建网络互相交织,数据交换需跨越多种网关,解决此问题需多种技术综合应用。比如底层传输协议优化、网络地址转换协议研究、语音视频压缩算法研究、数据加密算法研究、中转服务器集群建立等。安全性在互联网上自建公网服务器在安全性上具有较高要求,需自建软硬防火墙、NAT地址转换服务器等网络设备。经济性自建公网服务器或者服务器集群成本较高,除中转服务器、数据库服务器及相关网络设备硬件成本外,也存在较高的日常运营成本。 (2)二次开发模式二次开发模式基于现有即时通讯产品对外接口完成,开发周期较短,基本功能已提供,稳定性较有保证,但是也存在一定的不确定性,主要集中在产品选择方面。开发必须基于一款成熟稳定长期的即时通讯产品,该产品必须具备较大的用户群基数,以备本项目的持续改进需要;产品二次开发接口需能够满足本项目的功能需求,服务器端、客户端均需具有对外接口;系统性能需有所保障;网络性能需适用于勘探开发现场地域分布较广的特点。基于以上对比分析,基于现有商用平台二次开发更为符合石油勘探开发领域的行业特点。例如可针对RTX、IMO或者目前一些较主流中小公司的远程即时通讯产品进行二次开发,在保证开发质量和降低研发成本的前提下,实现远程交互、远程维修、远程作业等具有油田特色的专属功能。 4结束语 随着油田信息化程度的不断提高,更好的利用即时通讯技术为石油勘探开发服务将日益重要。建立油田专属的即时通讯工具,将更好的适应油田组织结构体系,更快的响应钻井现场需求,降低勘探开发成本,保障勘探开发安全。本文从即时通讯技术的原理与现有主流产品出发,分析了其应用方向和开发模式,期待在未来的石油勘探开发中即时通讯技术能发挥更大的作用,为石油行业保驾护航。 作者:刘波 孙辉 侯艳伟 单位:中国电子科技集团公司第二十二研究所 通讯技术论文:无线通讯技术创新论文 1无线通讯技术的特点 无线通讯技术由于是无线接入式,因此具有灵活、快捷、高效的特点,它可以快速的地进行数据图像和文字语音的直接传输,不受时间和空间的限制。无线通讯技术加强了各国的经济和文化的交流,也方便了人们的生活。无线通讯技术还有可靠性高,机动性和可用性强的特点。由于无线通讯技术设备比较小,并且是通过无线接入的方式进行网络传输的,因此不受地震,雷雨等自然灾害的影响,即使在自然灾害很大的时候依旧可以保持信息畅通无阻的进行,保持网络的稳定性和可靠性。但是,无线通讯技术也有自己的缺点,比如信息的保密性较差,安全度不高的特点,因为是无线的传输,因此无线网络在传输信息的过程中很容易导致信息的泄露和信息拦截,因此在安全性上比较差。 2无线通讯技术的创新 2.1WirelessHART技术 WirelessHART技术运用的是网格状的组织网络,这样每一台设备都可以作为无线路由器来使用,它的功率更低,对于无线的传输的距离更远。网络中节点越多,网络可覆盖的范围越广,距离越远。而对于WirelessHART的频率为2.4GHz~2.4835GHz,这是国际通信联盟开放给工业、医学和科学三个主要机构使用的免费频段,因此WirelessHART技术不会对其他的通讯造成干扰。另外,在环保方面,WirelessHART技术的无线设备是微功率短距离的设备,这对于用户所担忧的网络功率就不论无线通讯技术创新与应用文/陈浩 孟夏无线通讯技术具有覆盖面积广、信息传递快、不受自然灾害的限制等特点,它是我们时代和科技不断发展的产物。无线通讯近些年也在不断的创新,和广泛的应用到我们的生活中来。这篇文章就是针对无线通讯技术创新与应用的讨论。摘要是问题了,不会对工作人员造成不良影响,它的发射功率为10MW,比手机使用的峰值还低。 2.23G和4G网络 目前在我国3G技术日渐成熟,TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA作为我国研发的3G无线通讯技术被广泛应用在各个领域,3G信号覆盖面积广,对于数据的传输快速,并且能支持语音信号和数据的传输和切换,这些3G技术已经发展成世界的主流,目前3G网络已经非常成熟,wcdma的技术的版本不断升级。目前,又出现了更高的覆盖率和通讯的技术,4G网络技术,目前4G技术还在刚刚起步的阶段,它更加的低成本,并且没有距离限制,这是对于3G的传输上的一些缺点和弊端做了一些调整和升级的网络传输,它更加的快捷,方便,数据传输量更大。3G和4G的优势越来越明显。 2.3WLAN网络 WLAN技术作为宽带的无线通讯网络,已经广泛应用到生活中,这种宽带无线式接入技术使网速更快、更灵活,它采用与商业一样的2.4GHz的波段。目前,WLAN宽带已经被广泛运用到办公室,家庭网络中。但是WLAN宽带的无线距离传输受到限制,只能在比较小的空间内才能接收到信号,传输数据,因此还没有被运用到更广泛的领域中。 2.4UWB技术 UWB技术是一种超宽带无线通讯技术,它是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此它的频谱范围非常广。它基本上是在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz以上的宽带,因此它的功率很低,发射和接收数据比较简单,发射信号的功率谱密度低,定位精度高。因此UWB技术更适合运用在室内等密集多径的场所,它能够穿透墙壁,地面,身体系统,对于个人娱乐的局网是最具特色的无线通讯设施。 3无线通讯技术的应用 3.1工业中的运用 在工业生产中,无线通讯设备也在广泛的应用,并发挥着巨大的作用。其中比较运广泛的是,无线短程网和无线局域网。无线短程网功耗低,工作周期比较短,使收发信息的功耗降低,采用休眠模式。并且它数据传输可靠性高,同时预留了需要固定宽带的的专用空隙,避免了在信息传输过程中的碰撞和干扰。无线短程网还具有时延小的特点,无论是在休眠状态还是在激活状态下的时延都很短。另外,它还具有兼容性,通过网络协作建立自己的网络圈,加强课信息传递的可靠性。在工业中还经常用到的是无线局域网,它在工业发展上起着越来越大的作用。因为在工业自动化领域有很多的感应器、PLC、计算机、读卡器等等,这些设备的连接和信息传输都需要有一个控制网络,这些设备提供的通信接口通常是RS-232或RS-485,无线局域网将这些接口的设备都连接到一起,利用网络将信号互相转换,这样就使工业设备的通讯能力不断加强,还大大提高了信息处理能力,并且无线局域网覆盖广,这在现代工业自动化生产中,起着重要的作用。对安全防御管理、电信、光纤、生产设备自动化都有很多的应用。 3.2生活中的运用 无线通许科技现在已经广泛的运用到我们的生活中了。从之前的红外和蓝牙开始,已经被我们的手机、电脑、文曲星等很多的电子产品应用到生活中,我们可以通过无线通讯设备传输数据、图片、音频、视频,这不仅方便了我们的生活,也提高了我们的生活质量。随着科技的不断发展,通讯技术也在不断发展,从过去有线的网络,到现在WLAN已经广泛的应用于我们的家庭、办公室、娱乐场所和公共场合,人们随时随地都能通过无线网络获取数据。另外,GPS等系统也在不断的丰富我们的生活,在开车的时候我们可以通过GPS定位,寻找路线,搜附近的美食、找公交站点等等,这些无线通讯技术已经不断地影响我们的生活,并使我们的生活质量不断提高。 4总结 综上所述,无线通讯技术现在已经不断的进步和创新了,并且非常广泛的应用在我们的生活中。蓝牙、红外、WLAN、3G、4G、GPS等无线通讯技术,不断的更新我们的共享资料,丰富我们的生活,方便我们的沟通,使世界不断的联系紧密,各个国家也不断的加强了联系,这就是无线通讯技术在我们生活中的应用。 作者:陈浩 孟夏 单位:青海油田通信公司 通讯技术论文:当前煤矿监控系统中常用的几种通讯技术论文 摘要本文主要介绍了当前煤矿监控系统中常用的几种通讯技术以及各自特点,并从无线方式和有线方式两个方面对其进行了比较。 关键词:煤矿通讯;GPRS;GEPON 引言 在我国建设煤矿现代化的过程中,煤矿经历了从单一重要参数单机监控到多参数全方位监控并最终实现综合自动化过程。目前各个地方也根据自己的相应特点开发出了很多适合自己应用的监控系统,而监控系统中的贯穿之处在于各个系统中的通讯子系统。基于此,本文着眼于当前各个系统中通讯方式的差异性和共通性,将煤矿安监通讯系统从有线方式和无线方式两个方面对其进行了详尽阐述。 一、有线通讯方式 当前煤矿安监系统中所使用的有线通讯方式集中于现场总线方式(如cAN总线,PROf-bus总线等)、RS232总线方式、RS485总线方式以及当前流行的GEPON通讯方式等。这些方式优点是通信可靠,信号稳定。不足之处在于前期组网比较大,成本较高,易损坏。 现场总线通讯方式特点。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。 现场总线使得现场控制设备具有通信功能,通信标准的公开、一致,也使系统具备开放性,设备间具有可操作性。另外功能块与结构的规范会使得相同功能的设备间具有互换性。其在一对双绞线上可挂接多个控制设备,便于节省安装费用;节省维护开销;为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。 从现场总线技术本身来分析,它有两个明显的发展趋势: 一是寻求统一的现场总线国际标准; 二是IndustrialEthernet走向工业控制网络。 RS485通讯方式特点。RS485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,6V~-2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有二个原因:(1)共模干扰问题:RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,Rs-485收发器共模电压范围为7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。(2)EMI问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 GEPON通讯方式特点。GEPON(GigabitEthemetPassiveOpticalNetwork)将以太网(Ethernet,最具有发展潜力的链路层协议)与无源光网络(PON,接入网的最佳物理层协议)结合在一起形成的能很好适应IP数据业务的接入方式。由IEEES02.3EFM(EthernetfortheFirstMile)提出.已形成标准802.3ah,可以环形,星形,也可以是井下巷道的树形,更利于煤矿现场特殊环境。不但集成了无源光网络的低成本优势,而且与数据网络中占据绝对主导地位的以太网技术无缝融合,光缆使用少,传输带宽高,后期扩展容易,费用低。可以实现真正的“三网合一”。 综合几种通讯方式特点,可以看出以上单一有线通讯方式难以满足当前煤矿综合自动化系统的运行速度和质量方面的要求,但是如何合理布局组合,使用两种或者两种以上网络构建煤矿综合自动化系统可以达到要求。这也是未来发展的一个特点。 二、无线通讯方式 目前随着技术的发展,无线网络越来越多的被用在工业控制网络组建中,他们以低成本,易维护取得了一定的优势地位。但是也存在信号不如有线网络稳定,容易大面积瘫痪等问题。当前,煤矿通讯系统中存在的方式主要有GPRs移动通信方式,GSM短消息方式、RFID以及Zlgbee等通讯方式。现简单陈述一下特点。GPRS通讯方式。GPRS的英文垒称是:“GeneralPacketRadioService”(译作“通用分组无线服务”),它是利用“包交换”(Packet—Switched)的概念发展起来的一套无线传输方式。所谓“包交换”就是将Data封装成许多独立的封包,再将这些封包——传送出去,形式上有点类似邮局中的寄包裹。其作用在于只有当有资料需要传送时才会占用频宽,而且可以以传输的资料量计价,这对广大用户来说是较合理的计费方式,因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。 GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。对原来GSM的电路交换数据传送方式,GPRs采用分组交换技术。由于使用“分组”技术,用户上网可以免受掉线的麻烦。此外,使用GPRs上网的方法与WAP不同,用WAP上网就如在家中上网,先“拨号连接”,而上网后便不能同时使用该电话线,但GPRs则较优越,下载资料和通话可以同时进行。 Zigbee通讯方式。Zigbee的基础是IEEE802.15.但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,因此Zigbee联盟扩展了IEEE,对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术,主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的cDMA网或GSM网,每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米,到扩展后的几百米,甚至几公里;另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。 总结 本文介绍了当前流行的各种应用的煤矿安监系统中的通讯协议,详细叙述了各自特点以及优缺点,对以后的煤矿安监工作有一定的建设意义。 通讯技术论文:无线通讯技术在偏远油区应用论文 1在油田偏远油区生产过程中,对相关生产参数及油井视频进行远程监控对偏远油井的安全生产起着至关重要的作用。但由于偏远油区装置远离油田总部,应用有线的通讯方式,施工困难且周期长、灵活性差。而无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合偏远油区对通信链路的要求。 2常用的无线通讯技术 目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。 其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务,在数据传输方面有着很强的优势,即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊,远离陆地的基站,因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试,GPRS的平均速率为20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率为80kbit/s~100kbit/s,可以满足传输小数据量的生产数据要求,但无法满足大数据量的信号(例如视频信号)远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例,但效果并不理想。 数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一,一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点,数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。 扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。 例如,对于远离陆地且无法进行中继的海上平台,通讯链路只能通过卫星通信和短波通讯。其中卫星通信范围大,只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。不易受陆地灾害影响,建设速度快,易于实现广播和多址通信等等优点。但其运行费用相对昂贵,且系统维护要求高。短波通讯以往只在军事通信、专业通信、业余通信中发挥着极为重要的作用,因其传输速率低、噪声大,电离层反射天波为主,通常不能稳定的使用固定频率工作等缺点,因此在其他领域已慢慢淡出人们的视线。尽管短波通信存在一些缺陷,但对于海上油田而言,短波通讯作为可靠性高、覆盖区域广的通信方式,用于海上平台的紧急通信及小数据量传输应该是一个比较好的选择。 3环境因素对技术应用的影响 偏远油区的环境因素以以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽,传输数率,传输距离,发射功率,天线要求等通信设备本身的技术参数外,在应用无线通讯技术的过程中,还必须全面地考虑海上平台独特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。 3.1对信号传输的影响 可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地,与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。 微波在空间传播中将受到大气效应和地面效应的影响,导致接受机接受的电平随着时间的变化而不断起伏变化,我们把这种现象称为衰落。从衰落的物理因素来看,可以分成以下几类:吸收衰落、雨雾衰落、K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落等等。在各种衰落因素中,吸收衰落、雨雾衰落及K型衰落对海上油田的无线通信应用影响较大。 3.2对技术应用的影响 各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小,还要考虑海上多风,平台最高点一般较低的特点。 首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响,相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用,由于海上风力较大,抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。 此外,对于无人值守的平台,设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护,这一特点也为技术的应用带来一定的限制。 4无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用 在实际的现场应用中,我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井,测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流,之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后,对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。 系统通讯链路建立后,可远端对设备参数进行设置,设备维护方便。监控视频图像清晰、连贯,满足监控要求。从系统的链路冗余可以看出本次测试的应用距离已接近5.8G无线网桥技术在海上应用的最远距离。从系统的稳定性出发,在更远一些的类似应用中应谨慎选择这项技术。 结论 无线通信技术在偏远油区的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。在选取相关技术时除了要考虑包括传输距离、信号带宽、天线安装条件、发射功率、设备功耗、系统成本等各方面因素外,同时还要充分考虑环境对通信的影响。信号的衰弱会使很多通信技术达不到理论标定的距离,因此无法适应现场需要。面对大量的数据传输管理的需求,在选择无线通信技术手段方面还应统筹计划。特别是要对采用技术的先进性、可靠性及系统的可扩展性等多方面进行综合考虑。 通讯技术论文:无线通讯技术分析论文 1短距离无线通信技术简介 近年来,由于数据通信需求的推动,加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展,短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段,WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术,以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信,分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率 100Mbit/s,通信距离 10m,典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率 1Mbit/s,通信距离 100m,典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。 2蓝牙(Bluetooth)技术 “蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通信设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通信。 蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线连接因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz频带,通道带宽为lMb/s,异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强,新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。 作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术,它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。 3超宽带(UWB)技术 超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展,人们对高速无线通信提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式,它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下: (1)抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。 (2)传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。 (3)带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。 (4)消耗电能少:通常情况下,无线通信系统在通信时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。 (5)保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。 (6)发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。 (7)成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。 通讯技术论文:试论无线通讯技术在行车安全检测系统中的应用 摘 要:本文着重讲述了山东钢铁集团莱钢炼钢厂行车无线监控系统,详细介绍了无线监控系统的特点、硬件特性、使用功能,并对其关键技术进行了描述。 关键词:无线通讯;行车限位;冲顶事故;数据库;安全管理 1.前言 山东钢铁集团莱钢炼钢厂30吨至225吨行车共计120部,每部行车一般配备主钩和副钩,四分之一的行车吊运高温金属液体。起重机安全操作规程明确规定禁止靠限位停车,特别强调严禁靠起升限位停车,一旦起升限位不起作用,便会造成冲顶、钢丝绳断裂、钩头吊物掉落等重大安全事故。事实证明,行车单人操作,缺乏有效的监督管理,靠起升限位停车违章操作的情况非常普遍。据统计,在无法监管的情况下,每部车每班约有5到10次靠起升限位停车的可能,按最低数统计,全厂每天约有近2000次的靠起升限位停车的可能,每年约有7万次。行车设备点检定修是周期性的,存在间隙,必然存在故障率,7万次中有一次限位失灵,就会造成冲顶事故。海恩法则也指出1:29:300的安全理念:每一起重大的安全事故背后约有29个事故征兆,每个征兆背后约有300个事故苗头。如何实现量化监督管理,尽量减少甚至杜绝靠起升限位停车违章操作的出现,才能对冲顶事故的避免有一个质的改变。我们研究开发了炼钢厂行车安全检测系统。通过无线通讯采集技术,把所有行车的限位动作情况一一记录到地面计算机上的数据库内,通过计算机网络平台。这套系统可以实现管理者在办公室的微机上查询到所有行车某段时间起升限位动作的详细记录及某段时间动作次数报告,从而实现量化监管的目的。 2.设计原理 行车起升限位动作信号连接到每部行车的无线通讯子站,所有的子站与地面主站建立无线通讯;主站与服务器建立有线通讯,基于sql2005开发的系统软件对数据进行处理,并在局域网上共享,提供查询(如图1)。(见右) 3.实施方案 3.1数据采集 目前行车起升限位器基本全部采用lx36型,信号连锁采用一组常闭点(该组接点还有一对常开点),当起升限位动作时常闭点断开,同时常开点闭合,该对常开点信号送给安装在本部行车上的无线通讯子站。 无线通讯模块选用434mhz频点16位数据传送,每台通讯子站采集2位开关量信号。采用主动回复的通信方式,将检测到的状态信号,通过434m无线网络传送给服务中心。设备低工作电压,功耗低,具有自动休眠唤醒功能。为了设备24小时无故障运行,增加看门狗实时监控设计,可以自行监控运行状况,即使射频芯片被干扰(如雷电干扰)也可重新启动。 无线输入传输模块技术指标(表见下页) 3.3无线中继器传输 无线中继器是一款超低功耗(自动休眠及快速唤醒设计)、远距离(1500米)、支持多点中继的无线通信模块,介于频段434mhz(240-930mhz可设),无线传输速率2.4kbps-128kbps,在输入检测无线发射模块和服务器接收模块中起到一个桥梁作用,可有效解决远距离通讯和有遮挡物接收效果弱的无法正常传输的场合。 3.4无线串口接收模块 434m无线传输模块工业级设计,功耗低,介于频段434mhz(240-930mhz可设),数据传输速率2.4kbps-128kbps,发射功率8dbm-18dbm,通过232串口与电脑相接,同时接收多个开关量输入的无线模块的数据,及时通过串口将数据按照固定协议发送给服务器软件解析,进行实时报警信息显示,报警检测数据响应快速,准确。同时又可以作为数据采集板的无线传输设备,适用于组网简单,短距离传输场合。 3.5数据处理 数据库采用sql server 2005,无线接收器通过串口将数据进入计算机进行数据汇总,用于集中管理和存放各采集点现场实时数据,做到实时数据库开放。 3.6网络查询 监控中心软件本系统采用“浏览器/服务器”(b/s)架构,该软件安装在地面监控中心具有固定ip地址的服务器上,通过安装在服务器上开发的b/s架构软件系统后,即可实现行车现场数据的实时功能,允许不同ip用户同时上网查询记录统计数据,实现数据共享功能。客户端通过widows ie浏览器进行查看,软件具有完备的权限管理(如图2)、简洁大方的数据即时显示界面(如图3)、多样化的历史数据查询(如图4)、数据统计(如图5)、报表、方便的行车信息添加、报警参数设置等功能。 4.创新点: 4.1应用无线通讯采集技术,建立行车安全检测系统,实现对违章操作的量化管理,减少行车安全事故。 4.2所有数据记录,全部实时自动生成,避免人工干预,形成的数据库可以分类型、分时段提供网络查询,节省安全管理成本。 5、结束语 行车安全检测系统投入运行一年以来,系统运行稳定,数据采集准确。对行车工的违章操作提供了量化考核依据,大幅减少违章操作次数,降低事故隐患,为重工业安全生产提供了可靠保障。具有推广价值。编辑 通讯技术论文:发展短波通讯技术的意义 短波通信是无线电通信当中的一种方式。它通过电离层的发射后,才能把发射电波送达到接设设备上去,而且通信距离较其他通信方式来说可以达较远的空间,是远程通信经常使用的重要手段之一。由于电离层又具有不可破坏特性,从而使短波通信长期以来备受各军事强国的关注。后来世界各国开始利用超短波、微波、卫星和光纤通信可以轻而易举地把多种信息传送到地球和空间的各个角落。随着不断涌现出许多新型无线电通信系统,世界军事强国逐渐把目光放在卫星通信的发展上,导致军事专家们忽略了对短波通信技术的探究和开发,后来世界各国的专家们陆续发现,卫星这种通信方式虽好,但它在战时很容易被敌方截获,被破坏和被窃取的概率很大,而且各国所采取的技术措施和频段也是在仲伯之间,此而导致目标和重要信息的泄露,近而会造成战术方案的外露。这时,人们又重新意识到短波通信又有着其他通信系统无法比拟的发展前景。 1 短波通信以其独具的特点在不断完善和发展 我是一位长期从事短波通信工作的基层干部,可以深深体会。到短波通信在我军通信领域占有的特殊性,在移动通信和互联网络发达的今天,即便是世界发达国家,始终没有放弃对短波通信技术的探究,如何让这棵在军事上立下赫赫战功的“长青树”仍立足于数字化的未来,这一直是我们这些从事短波通信工作者的奋斗目标,从我们现在使用短波单边带电台,从体积上较以前看逐渐向小巧精制上变化,功能却没有因为体积娇小而减少,相反增加了许多新性能,稳定性是更加的好了,走数字化进程将是短波电台未来发展的必然趋势。短波通信使用的天线主要是向宽带、全向、无“盲区”、高增益方向发展,体积越来越小,效率越来越高,现在又推出多款新型基站天线和车载天线,这些新型装备在我们日常演练中使用多次,性能及稳定性极高。而在频率选择上,除了广泛使用 ASAPS 测频系统和 ALE 自适应选择方法外,又推出了短波全频、段实时、自适应选频系统和频率管理系统。我军现在使用的电台在解决设备噪音问题,推出了各种静噪、消噪方式,可以串接在任何电台的收信音频方向大电路中或做成消噪扬声器,消噪信道中的背境噪音,使短波电台的收听质量,达到或接近超短波电台的收听水平。 2 短波通信以其自身优势立于不败之地 为何说在现代科技水平高速的今天,短波通信在我国军事众多的通信方面可以保持自已的不败地位,更被军事专家赋予“通信长青树”美誉,从它的较其他通信手段相比,有着它自己浓厚的自身优势,其原因主要有五: (1)短波通信能解决建设在山间坝子中的各地中心城市以及两个或几个大中小城市之间通信难的这一问题。短波通信是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段,无需任何中继设备,可以完成数百公里,数千公里以及环球通信,一但发生战争,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力与短波通信无可相比; (2)设备配置机动、灵活、可固定亦可移动,甚至于人背马驮,特别是在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波通信; (3)与卫星通信相比,短波通信较之隐蔽、保密,战时被敌侦探、破坏的可能性较卫星通信小; (4)设备携带轻便,不用支付话费,运行成本低,组网方便; (5)掌握短信通信技术的军事人才大多在基层工作,己能熟练掌握最新型通信设备使用技术,如遇战事,能够在各个领域里发挥着巨大作用。 从综上所述来看短波通信系统的发展是十分必要的,理应被军事预算较紧张的我国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有其使用价值的。 结论 短波通信技术自身的一系列优点使得其在在无线通信技术领域有着其它通信技术无可替代的地位, 必将重新引起人们的广泛关注。近些年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步,出现了很多新电台、新设备和新技术,特别是短波通信在军事通信上的不可替代性,使得短波通信这一古老和传统的通信方式至今仍受到国内外高度重视,在信息化发达的今天没有被淘汰,俗话说“工欲善其事,必先利其器”,现在通信专家对短波通信认识上发生了转变,国外军方也相继投入了大量的人力、物力和财力,对短波通信新技术的开发研究进行了不懈的努力,像自适应通信技术、计算机通信管理(包括“三遥”技术)、数字信号处理(DSP)等取得了突破性进展。特别是短波通信自适应技术出现以后,人们充分认识和掌握电离层传播特性,如此看来短波通信事业未来发展前景还是很广阔的,意义更加深远的。 通讯技术论文:国内通讯技术状况研究 近些年来, 随着我国移动通信事业的快速发展, 以及用户数量的不断增加,要求移动通信技术应加以改革创新。当前,我国的移动通信市场正处于快速扩张的趋势,特别是移动用户的分布不均匀以及城乡规划的不合理,部分大中型的城市与较多发达的城镇出现信号不佳、信道不够等现象,另外,掉话率或者阻塞率的移动服务不佳,频率资源紧缺的问题日益严重[1]。与此同时,多媒体与数据业务,尤其是互联网业务的高速发展,网络用户对互连网、移动计算以及图像等多元化的需要持续增加,需要移动通信的网络系统能综合数据、语言等各种业务,加以调整宽带通信的配置,从而增强宽带无线通信的能力。 1 我国移动通信技术的现状分析 近些年来,我国的移动通信技术正处于高速发展的状态,其的发展现状主要表现在以下三个方面:首先,我国移动通信市场的发展情况:当前,移动通信在世界范畴内发展迅速,网络化、数字化的通信势在必得[2]。另外,本国移动通信行业也全力改革创新,加强改善自身的服务质量,扩大市场规模,目前仍处于发展迅速的趋势。其次,我国移动通信的制造业发展现状:本国移动通信的生产规模逐渐壮大,其的生产技术和管理水平相对较高,但其的产业主体,仍是以外商独资或者中外合资的形式为主,其的生产方式还位于零件组装、整机安装的时期。根据相关资料统计,当前我国具有生产移动设备能力的企业共计 30 余家,其中 12 家为独资企业,其生产设备的特点有:技术新、起点高、组网灵活等。最后,其他通信系统的发展情况。当前我国其他的移动通信系统主要包括:无绳电话、寻呼系统、集群通信系统等,其中大部分的寻呼机与寻呼设备均生产于我国。然而,由于国内销售的无绳电话是以家用模拟电话为主,销售数字无绳电话的极少。因此,当前国内虽有多家厂商能自行生产一定的集群通信设备,但其的生产规模仍较小,需要政府及国家的支持。近年来,我国正构建健全的持久运行的卫星通信专用网、公从网等。与此同时,也加以改进了信息通信网络的技术,但要想全面实现 3G 通信,还需尽早由窄带网逐渐过渡至宽带网,由单一网过渡至综合网,以及由自动网过渡至智能网才行。 2 我国移动通信技术的发展趋势及特征 连跨两个世纪的电信技术正处于一个非常关键的转折阶段,在未来的十几年内,将是电信技术发展最频繁、最活跃的阶段。随着信息化时代的来临,以及 IP 技术的逐步兴起,电信网络的发展面貌将逐渐改变,并朝着更新的技术方向发展。移动通信技术在未来的发展趋势主要包括:宽带化、分组化以及综合化等。具体特征表现于: 2.1 宽带化的发展趋势特征 近年来,我国的移动通信技术主要朝着宽带化的方向发展,随着高量网点及光纤技术的逐渐发展,全球范畴内已逐步实现有线网络的宽带化,而我国的移动通信技术也将向着无线连接宽带化的趋向演进,无线通信的传输速率正逐渐由第二代移动通信系统的速率 9.6kbit/s 发展成第三代系统的 2Mbit/s。因此,移动通信技术的宽带化必将成为一种趋势。 2.2 分组化的发展走向特征 伴随着网络通信中数据通信业务量的不断增加及其领先地位的产生,以往的电路转换技术将逐渐发展成以分组化的网络通信技术,尤其是以 IP 技术为基准的网络通信技术必将成为一种趋势,而 IP 协议也即将成为我国电信网中起主导作用的通信协议[3]。目前,我国的移动通信公司正开展分组式的无线通信业务,对此,各网络用户将能在分组传输的形式下发送与接收信息数据,这一方式改变了以往移动通信数据的连接模式。而占骨干地位的 GPRS 优秀网,也将普遍使用路由器的技术,在IP技术的基础上进行组织网络,初步进行移动通信骨干网 IP 技术的应用实践。 2.3 综合化的发展趋势特点 我国的移动通信技术除了朝着以上两种方向发展外,还朝着网络综合化、接入多样化的趋向发展。未来十几年信息网络的构架形式将朝着优秀网以及接入网的方向转变,网络宽带化与分组化的发展趋势,使位于相同优秀网络上的综合传输的各种业务信息不再成为设想。随着网络通信的综合化、管控范围的逐渐开放以及市场竞争的不断需求,将促使以往的电信网络技术和兴起的计算机网络技术相融合[4]。而接入网作为信息通信网络中发展潜能最大的部分,将来的通信网络将借助固定接入、无线本地的环路接入以及移动蜂窝的接入等不一样的接入装置进入优秀网,以满足网络用户需要的不同业务,甚至在技术方面,也达到了固定接入和移动通信等各种业务的相互促进、相互融合。特别是无线通信使用协议(WAP)的兴起,将极大促进无线数据事业的发展,从而推动移动通信业务和 IP 业务的相互融合。 2.4 移动通信网络结构的深入变革 近些年来,我国移动通信的网络结构仍在不断的深化改革,现行的电路转换网络朝着 IP 网络的演进已成为一种必然趋势,IP 通信技术将是未来网络技术的关键部位。以业务控制的分离为基础,逐步分离优秀转换的传送网与网络呼叫的控制,进而促使移动通信的网络结构发展成包括业务控制层、应用层以及以接入网与优秀网共同构成的网络层[5]。网络通信的变革必将成为未来数十年的潮流,通过长时间的高速发展后,以往的电路转换网络已具有较大的发展规模。另外,假以时日,兴起的 IP 网络也能真正实现其的主导作用。然而,对于 IP 网络代替以往的电路转换网络,还需较长的时间才能实现。在较短时间内,两网仍需共同促进、共同发展,并逐渐实现由以往电路型的网络演变成新型的平滑网络。因此,移动通信网络结构的巨大变革,将促使其的整个网络系统发生巨大改变,其的系统功能也得到较大改善。 3 结语 总而言之,随着市场经济的快速发展以及信息化技术的不断进步,我国移动通信技术的宽带化、分组化以及综合化等势必成为一种发展趋势。移动通信的主体,也必将以人与人为主演变成人与物或者物与物。与此同时,固定网络和移动网络的相互融合,也必将促使通信网络、计算机网络以及广播电视网络与传感器网络的相互融合成为未来的发展趋向。 通讯技术论文:通讯技术在海上钻井中的运用 1 前言 随着社会的发展和科学技术的进步,人类社会对能源的需求越来越大。海洋油气资源开发逐渐成了能源工业中投资高、风险大、高新技术密集的新领域。海洋石油开发是海洋资源开发利用的一部分。由于海洋钻井平台与陆地基地之间的超视距通信 , 受传统通信手段的限制 , 很难实现大容量数据共享 ,严重影响了海上油田的运行效率 , 以及海上油田的数字化建设,而 RTK GPS 通信技术较好地解决了这一问题,本文就 RTK GPS 通信技术在海洋钻井平台中的应用进行探讨。 2 RTK GPS 通信技术的工作原理 RTK GPS 技术即实时动态载波相位差分技术,是目前精度最高的卫星导航定位方式。它基于实时处理两个测站的载波相位 , 实时提供观测点的三维坐标和速度。其工作原理是由基站通过数据链实时将某载波相位观测量和站坐标信息一同传递给移动站 , 移动站接收 GPS 卫星的载波相位与来自基站的载波相位进行实时处理 , 给出用户的高精度位置坐标。目前 RTK GPS 实时差分定位精度可达2cm。RTK GPS 提供的两点间的高精度向量 ,即保持基站和移动站两点间的高精度基线长和方位 , 具备了光学测量仪器 ( 全站仪、经纬仪 ) 的测距和测角功能 , 可取代传统的光学测量仪器进行海上相对位置测量和水下地形测量。 3 应用于海上油田相对定位测量 3.1 操作方法 将 RTK GPS 基准站安装在导管架上 , 在钻井平台上安装两个以上的移动台 , 导航计算机实时接收各移动台的三维坐标和速度等信息 , 采用大地主题反算公式求解出两个移动台的大地方位角或用两个移动台的基线向量中的一个法截面方位角作为钻井平台实时航向基本量 ; 同时求解出一个移动台或两个移动台与导管架上的基准站所构成的基线长度和法截面方位角 , 用平面几何解析法解算出钻井平台与导管架的相对位置参数 , 实现海上高精度动态定位测量和引导。利用 RTKGPS 完全能够实现海上局域高精度定位测量引导。它克服了传统交会测量定位工作难度大 , 外业测量人员艰苦 , 且成图时间长的缺点 , 大大减少了测量人员的劳动强度 , 自动化程度高 , 省工省时 , 精度高 , 全天候 , 提高了工作效率 , 使得测量工程更加方便、快捷、轻松、高效、经济 , 是一种先进的测量技术 , 在海上油田调查、开发及工程施工等测量定位领域中有广泛的应用前景 , 实现无验潮方式水深测量、油田海底管线调查、检测、导管架安装定向等。 3.2 实例分析 采用上述办法实施钻井平台与导管架对接的定位引导并获得成功。以渤海 12 号钻井平台与岐口 17-2 导管架对接为例,对接设计技术要求是 : 以二、三列井口中心的中点为中点与船体中心线对中 ; 钻井平台艏向及偏差 353.3° ±1° ; 纵向距及偏差 5.4±0.20m( 距第一排井口中心 ); 横向偏差 ±0.10m。最终就位结果 : 平台艏向 :353.42° ; 纵向距离 :5.168m( 距第一排井口中心 ); 横向偏差 : 0.178m( 左 )。定位数据显示最终就位结果满足设计要求和渤海 12 号钻井平台的作业要求。实际定位引导过程中定位数据稳定、可靠 , 实时反映出钻井平台与导管架的相对位置 , 定位误差在 5cm 以内。 3.3 主要特点 第一,高精度三维定位。GPS 点是直接从 GPS 卫星讯号中获取三维定位信息 , 因此各点之间不存在逐点推算和误差积累。GPS 点位不仅比常规大地测量的精度高 ( 达0.1×10-6~0.01×10-6), 而且精度均匀。这对高差和钻井平台方位测量是十分有益的 ;第二,设计和布点方便灵活 , 受通视和高度角的限制小 , 消除了传统光学测量对作业环境的要求 ;第三,对地理条件和作业条件要求低 ,工作效率高。GPS 观测基本上不受气象条件的影响 , 这是常规手段难以比拟的。传统光学交会测量无法完成载体的动态测量且动态精度难以保证 , 即便采用全自动的全站仪进行跟踪测量也要受最大测量距离、进入角度和高度角的限制 , 无法实现连续测量 ;第四,采用 RTK GPS 可实现载体的姿态测量 , 满足工程测量的精度要求 , 可取代不利运输和安装且造价昂贵的电罗经或方位水平仪 , 系统成本低 ;第五,作用距离远。尽管 RTK GPS 也受作用距离的限制 , 但目前通常可达 20km,而传统光学测量的最大距离为 8km, 相比之下 ,RTKGPS 的优势是相当突出的。 4 应用于海洋钻井平台水下地形测量 RTK GPS 无验潮水下地形测量能自动导航,可按距离或时间间隔,自动采集 RTK 确定的三维位置及水深数据,只要将 GPS 天线高量至水面,对测深仪进行吃水深度改正,便可高精度、实时、高效地测定海洋钻井平台水下地形点的三维坐标。利用 2 台或 2 台以上的 GPS 接收机同时接收卫星信号 , 其中1 台安置在已知坐标点以作为基准站 , 其它作为流动站 , 这样基准站的电台连续发射数据 , 流动站上连续接收数据 , 流动站上就可实时计算出其准确位置 , 通过计算机中软件获取测深仪的数据 , 并自动滤波 , 形成水下地形原始数据 , 这种方法测量的平面位置精度能够达到厘米级 , 高程精度一般能够达到小于 10 cm, 对于测量水底地貌完全足够。这样大大减少了测量人员的劳动强度,自动化程度高,省工省时,精度高,全天候,提高了工作效率,使工程变得更经济。 RTK 无验潮测深技术虽已逐步被使用,但是要想得到精确的水深测量图成果,需要考虑诸多因素的影响,只有有效控制每一项影响精度的因素,最终的成果质量才能得到保障。在使用 RTK 进行无验潮水深测量时有以下几点注意事项: (1)利用 RTK 在海上进行无验潮水深测量时根据测区离岸的距离远近,选择不同的 RTK 高程改正参数的测定方法。离岸 5 km以内的项目一般在陆上 2 个以上已知控制点上进行 RTK 参数测定即可。离岸 5 km 以上的项目一般应在海上设置临时验潮站,临时验潮站数量应根据测区范围的大小满足《水运工程测量规范》的要求,再利用临时验潮站进行高程改正参数的测定。进行无验潮水深测量时一般应选择 1 ~ 2 天进行潮位观测,与有验潮数据进行比较,满足测量精度要求后,方可在后续的测量中采用无验潮水深测量。 (2)为了保证水深测量精度,在无验潮水深测量中,除注意以上影响因素的改正之外,对测深仪器本身误差的改正、声速改正、船速效应等都要进行仔细的处理,避免误差的积累。 通讯技术论文:现代4G通讯技术分析 4G技术是对3G技术的不断完善,其能创造出大多数消费者消费需求。其不仅在速率上远远超过3G技术,其在性能和回流媒体内容上也远远超过3G技术。在实际使用过程中,其能接收刚高分辨率的媒体节目,也能能为广播和通信基础设施创造更多的条件,加之4G技术无线连接费用较3G技术便宜和能实现不同网络漫游,能更好满足用户需求。如何更好的对现代化4G移动通信技术更好的分析,已经成为相关部门值得关注的焦点。 1、4G 技术含义及特点 1.1 4G技术含义 对于4G来说,其尚未有精确的定义,但是可以将4G技术称为广带接入和分布网络,其具有高于2Mb/S非对称性数据传输能力,能对全速移动用户提供100Mb/s以上的影像服务,也能实现三维图像高质量传输。能通过广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络,为不同固定无线平台和不同网络提供无线服务,同时也能与不同地方宽带接入互联网,提供信息以外的定时数据采集和远程控制等综合功能。 1.2 4G技术特点 就目前来看,4G技术不仅具有较高的数据传输效率、较高的智能性、较好的覆盖性能,同时也能更好的实现无缝漫游、高质量的多媒体通信和不同Qos业务。一般普通的移动用户的手机数据传输效率最高只能达到10~20Mb/s,而使用4G手机,其传输效率能达到100Mb/s;在实际应用过程中,可以通过智能信号处理技术,将不同信道条件下各种复杂环境结合在一起并对其进行正常发送和接受,以实现其智能性;在实际应用过程中,4G系统通过良好的覆盖性能更好的提高变速率传输;在实际应用过程中,也能通过多种媒体、通信主机和网络来实现无缝连接;在实际应用过程中,可以通过IPv6来实现网络来实现话音和多媒体业务;在实际应用过程中,通过动态带宽分配,能对发射功率进行相应调节,使4G不同通信质量和通信业务更好的实现。 2、4G 移动通信技术分析 2.1 对正交频分复用技术进行分析 正交频分复用技术作为多载波调制的之一,其能通过数据经串将等待传输的高速并串变换成能在子信道传输的低速数据流,并利用相互正交的载波对其进行相应调制,使其能够通过叠加的方式进行发送。当接收端接收相应干载波时候,就能对低速数据流进行接收,经过并串变换就能将其恢复成高速数据。这种技术在实际应用过程中,不仅能减少或现出信号干扰、提高频率利用率,同时其也有加强的抗衰落能力和抗码间距能力。通过这种技术,能有效的进行高速数据传输。 2.2 对智能天线技术进行分析 智能天线技术是以空时多址技术的基础进行研究的,其在实际应用过程中,可以通过信号在传输方向上的差异,对同频率、同时隙和同码道的信号进行区分,并以改变动态信号覆盖区域的形式,对准用户方向和干扰方向,实现用户自动跟踪和监测环境,以为用户提供准确的信号,避免不必要信号的干扰。 2.3 软件无线电技术 软件无线电技术就是利用软件加载的方式来增加原来标准化、模块化的硬件功能,使其能更好的实现不同种类通信系统开放式结构,通过宽带模数转化器和数模转化器等模块以满足射频天线需求,并以多种软件为依据对无线功能进行定义。其软件系统不仅包括无线信令规则和处理软件,同时也包括信号流软件、信道纠错软件及信源编码软件等。 2.4 对无线链路增强技术进行分析 无线链路增强技术在实际应用过程中,可以以空间分集、时间分集和频率分集的形式获得更多的分集性能。而多天线技术通过2天线就能实现发射分集和接收分集,通过输入输出技术进行发射分集和接收分集,以分立式多天线形式将天线分解成不同子信道,以更好的提高多链路容量和覆盖,更好的满足人们需求。 2.5 对 IPv6技术进行分析 IPv6技术作为下一代网络优秀协议,其能实现全分组传送数据流。在实际应用过程中,其不仅有较大的地址空间、自动控制优势,也有较高的服务质量和移动性优势。IPv6技术在可预定时期内,将全球唯一的地址提供给可以想象的网络设备;IPv6技术在实际应用过程中,其不仅能对无状态地址自动配置进行支持,也能对有状态地址自动配置进行支持。其中无状态地址比较重要,使用这种方式的时候,必须用节点发现机制来获得局部连接地址。最好是在无人干扰下使用这一地址,并选用即插即用机制,来获取全球唯一路由地址;在服务质量上,IPv6技术不仅具有IPv4技术QoS,同时其也能提供更多服务。毕竟其报头中含有新增字段,通过不同的节点就能对IP地址流进行相应别和处理;因每一个移动设备都有本地地址,而这个地址与当前设备互联网位置无相应关联。只有在本地以外使用的时候,才能通过转交地址获得移动节点相应数据信息。 3 、结语 随着移动通信技术不断的发展,移动通信技术已经经历了三个阶段,但是第三阶段在传输效率、无缝漫游、通信服务及费用上不能更好满足人们实际需求。第四代移动通信技术4G的出现,为移动通信业务带来了新机。其不仅有较高的通信效率,也能更好的实现不同环境业务无缝漫游和提供更多服务,其智能性及覆盖性也比较好。然而,4G技术仍处于研究阶段,并未广泛的使用。随着科学技术不断的发展,4G技术必定能更好满足人们的实际需求。
科学与技术论文:科学与技术研究论文 摘要:回顾科学教育发展的历史,可以发现科学活动和技术活动都是在与其他社会活动的互动中主动生成的;通过对科学活动与技术活动的优秀与价值的剖析,可以发现科学与技术一体化的原因所在,同时给科学、技术与社会的关系重新定位。从新的视角设计化学课堂教学,则为课堂教学注入更新、更多、更强的生命活力,为新课程改革的实施带来新的生机。 关键词:科学;技术;社会;课堂教学 一、基于教育发展的回顾 回顾教育发展的历史,可以帮助我们顺着历史的轨迹,洞察教育观念的转变过程。 在古代,科学与技术的发展虽然有一定的相互关系,但更多的是彼此分离。即使是1760年至1860年的英国工业革命,还是被认为是“科学家与工业过程的设计这几乎没有思想的交流”的时代。 直到19世纪中叶,第二次技术革命使得科学与技术的相互作用逐渐明显。以电磁理论的提出和电力技术的发明为主要标志的科学技术化进程使得科学与技术连成了同胞兄弟,科学和技术并称为“科技”,一体化的趋势日趋明显。 1958年,赫德在《科学素养:对美国学校的意义》中将科学素养理解为“理解科学与社会的一致性”。因此,为了完成科学素养的目标,科学教育应采取更广泛的内容,除了智力,还应该包括伦理和社会价值等重要内容。从此科学教育逐渐开始关注科学与社会的关系。1971年,詹姆斯·卡拉格在“科学教学的广域基础”中也认为学生应如同熟悉科学知识和过程一样熟悉科学的各种社会关系。20世纪60年代末以来,科学教育逐步转变到关于个人以及社会发展等问题上来。 1982年,美国国家科学教师协会(NSTA)董事会通过了“科学—技术—社会:20世纪80年代的科学教育”宣言。20世纪80年代以来,科学教育的发展方向发生了明显的变化,学校科学教育已不再是以往的“纯科学”教育了,而是融技术教育和注重科学技术应用于一体的“新科学”教育。 纵观科学教育发展的历史,科学、技术与社会从分离状态逐渐演变为相互融合(图1)。由此可见,化学(科学)教学应充分认识科学、技术与社会的融合。 二、基于科学素养的认识 当前,将发展学生的科学素养作为化学(科学)课程的目标得到了广泛的认可。如《美国国家科学教育标准》将科学素养作为课程目标,我国的《化学课程标准(实验稿)》也将科学素养作为课程目标,其内容主要包括科学探究(过程、方法与能力)、科学知识与技能、科学态度、情感与价值观,以及科学、技术与社会的关系等四方面组成(图2-A)。 笔者借助科学教育历程上的分合过程,先将科学素养分解为科学、技术、社会三个相对独立的三部分,以明晰其相对独立性(图2-B),然后将三者重新整合到一个系统中,以准确表达其相互关系(图2-C)。 笔者对科学、技术与社会的关系进行的重整是基于以下认识进行的: 首先,科学活动和技术活动(以下简称“科技活动”)都是在与其他社会活动的互动中主动生成的。具体来说,它包含以下三个方面:其一,科技活动的主体不是抽象的、孤立的、偶然的个体,而是历史的、具体的、现实的社会个体;其二,科技活动在与其他社会活动尤其是物质生产活动的互动过程中获得发展;其三,科技活动通过主动参与社会的变革发挥自己独特的功能。因此,可以这样认为,科学与技术是社会中的科学与技术。 其次,现代的科学更加技术化,现代的技术更加科学化,科学和技术逐渐一体化,已成为现代科技发展的特点和趋势。但科学与技术既有区别,又有紧密的联系(详见本文第三部分),因此,科学与技术是辩证的统一体。 三、基于问题解决的理解 科学乃至人类社会的历史表明,人们时刻都在围绕“问题”和“问题解决”而活动着。问题和问题解决早已渗透进了社会生活的各个领域:问题和思维不可分割,问题解决和学习活动结伴而行。因此,我们往往要对每一个事物或现象多问一个“为什么”。 如果我们对科学和技术在研究目的、内容和方法上进行对比剖析,则可以发现科学与技术之间存在明显的区别(表1)和重要的联系(表2)。 由此可见,科学是创造知识的研究,技术是综合应用知识、满足社会需要的研究。因此,科学与技术在社会中形成统一的整体(图3)。 科学研究的优秀是科学探究,其一般过程包括提出问题、制定计划、搜集资料、得出结论、评价交流等多个基本要素(图4A)。而技术研究的优秀则是技术设计,其一般过程包括以下五个方面:提出问题、设计方案、实施方案、评价方案、交流方案等(图4B)。 根据对科学探究和技术设计的过程的比较可以发现,科学探究和技术设计是针对不同问题而进行的相似过程,使得科学和技术更为紧密地联系在一起。 正如20世纪科学技术发展的历史表明,世界上一切事物和它们之间的相互作用构成了世界的整体。因此,将科学和技术纳入社会的视野体现了事物之间的相互作用,同时也更加明确了科学与技术对社会的价值。 四、基于课堂教学的设计 以解决现实社会问题作为化学(科学)教学的切入点(起点和终点)将会吸引更多的学生,这也是对传统机械的、学科中心的科学范式的挑战。 基于上述对科学、技术与社会的基本理解,笔者通过高中化学“二氧化硫”一课进行了尝试。 教学目标:让学生在了解二氧化硫及酸雨危害的基础上(背景),围绕减轻空气中二氧化硫污染的现实问题(过程),学习宏观问题的分析方法和技术处理(技能),通过猜测、研究(方法)并掌握二氧化硫的性质(知识),体验解决实际问题的乐趣(情感),认识科学的两面性(态度),体会科学与技术、社会(或环境)之间的关系(价值观)以及物质的性质与组成、结构、制取、用途和危害之间的关系(知识)。 教学思路:社会中的问题寻求解决方法认识物质性质研究解决技术拓展解决方法提升思想观念。 教学过程(表3): 五、基于教学实践的反思 通过“二氧化硫”的设计及教学,使我们发现:一个现实社会中的问题,架起了沟通科学和技术的桥梁,它能够展示出在社会背景下的科学与技术的功能,有助于人们理解科学与技术结合的社会意义,也有助于人们重新认识科学与技术、科学与社会、技术与社会的关系。如同将板书设计(图5)这一张“纸”制作成了一幅美丽的“画卷”(图6),让我们更清楚地认识到科学与技术是一定社会背景下的科学与技术,脱离社会的科学与技术是没有存在的意义的。化学教学如果脱离了社会实际,也将失去其存在的意义。 通过“二氧化硫”的设计与教学,使我们发现:关注现实生活有关问题的解决将会吸引更多的学生。我们关注的问题应该是贴近生活、贴近社会,教学的起点应该是来源于学生日常生活、社会生产中的问题以及影响当今社会发展的重大主题(能源、资源、环境、健康、材料等),通过对这些问题的研究来拓展视野、发展思维。而不应该是简单的理论联系实际,在“理论”和“实际”上贴标签,使教学走向形式化的“不归之路”。 通过“二氧化硫”的设计与教学,使我们发现:化学学习和技术设计都是以问题解决为基本形式进行研究的,在问题解决中,学生通过尝试各种方法解决问题,与问题有关的化学知识、概念和技能可以得到很好的发展和巩固,而且,这一过程还能够更好地说明科学、技术和社会之间的相互关系,这将有利于学生用更广阔的视野来审视实际问题,更深刻地理解化学学习的现实意义。 通过“二氧化硫”的设计与教学,使我们发现:通过基于现实问题的解决使化学课程更综合,通过帮助学生把科学与技术、社会联系起来,可以同时促进学生在这三个领域的学习,使科学方法、科学过程、科学态度和科学精神融为一体(图7)。因此,可以说:科学是认识并改造世界的科学,技术是改造并认识世界的技术。 教学中,或以科学探究为优秀,结合技术设计;或以技术设计为优秀,用科学原理作解释。以促进学生对科学与技术的正确认识,让学生真正理解科学与技术是一种具有社会价值的统一的有机整体,我们的化学学习也是基于社会大背景下的学习。 科学与技术论文:科学与技术研究论文 科学以认识自然、探索未知为目的;而技术是以对自然界的认识为根据,利用得到的认识来改造自然为人类服务。科学上的每一个重大突破,不仅将在一定时间内导致影响人类生活的新技术出现,还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段;新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高,从而推动科学的进一步发展。 我国自解放以来一直用“科技”一词来涵盖科学与技术两个方面,包括在国务院下属部门中专管科学与技术的“科技部”以及许多单位中的“科技处”等等。毫无疑问,自然科学与技术有非常密切的关系;但是,也必须指出科学与技术虽然关系密切却又区别明显,在许多问题上还真不能混为一谈。几乎在所有情况下使用“科技”一词把科学和技术合二为一,也许是我国的创造。邹承鲁在1999年应《Science》编辑部邀请而写的“ScienceinChina”一文中,谈到了我国当前有把科学与技术混为一谈的倾向,而“科技”一词就是混同科学与技术所创造的专用术语。李醒民同志在“科学无禁区”一文中(见《科学时报》2002年7月19日B3版)提到,这个词是有“中国特色”的。我们同意李醒民同志的意见,在我们多年国际科学活动中,也许除前苏联外,还很少见过别的国家有类似的提法。 科学与技术密切相关 科学仅指自然科学。科学和技术同样以自然界为对象,但严格的说,自然科学研究的目的是为了认识自然,包括认识自然界发生的各种现象,剖析自然界存在的所有物质,揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰,小至组成一切物质的基本粒子,都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观,还要认识其内部各个层次上的精细结构,运动特点及运动规律。而技术侧重将我们对自然界的认识去利用自然,向自然索取,改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准的生活的需要。李醒民同志指出:技术的发明和使用比科学的历史久远得多,某些技术即使在今天也完全可以脱离科学自主发展。但是时至今日,技术上的进步,总体来说基于科学的发展,科学上的每一个重大突破,不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术的出现,还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段;新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高,从而推动科学的进一步发展。 在20世纪最伟大的科学发现中,原子核结构和DNA结构的阐明无疑都是名列前茅的。19世纪末放射性元素的发现,表明元素是可变的。20世纪初,用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破,影响了整个物理科学的发展。生命科学领域也同样如此。生物学不仅研究自然界里所有的生物体,还要研究生命活动的各种表现形式,构成生物体的所有物质,以及这些物质在生命活动中所起的作用,揭示出生命活动的本质和规律。构成生物体的物质,最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担,而生物体的遗传则以核酸为基础,或者说遗传信息的世代相传是依靠DNA分子的自我复制。1953年DNA分子双股螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。由于构成DNA分子的四种核苷酸之间有严格的两两配对关系,根据双股螺旋DNA分子的一个单股为模板合成另一个单股必然形成另一个和原来的DNA分子完全相同的双股DNA分子,生物体的遗传就是这样实现的。这一发现改变了整个生物学的面貌,使生物学进入了崭新的分子生物学时代。 无论是原子核结构还是DNA分子的双股螺旋结构的阐明,都是科学家研究自然所得到的重大认识,属于科学研究的范畴。而且在一段历史时间内,并没有与技术有直接的关系。但是这两件在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现,很快激发技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识,才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务,发展成为今天的核能工业。而根据对DNA作为遗传物质基础的认识,在农牧业上培育和改良物种,在医学上有效地预防和治疗大量疑难疾病,在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展,已经对人类生活产生了巨大的影响。实际上我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果,几乎无一例外,全部都来源于科学发展史上的重大突破。 如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面,上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术,就不能进行许多重要核物理研究的实验。没有X-射线衍射技术,就无法测得DNA的双股螺旋结构。这两项属于20世纪最伟大的科学突破,就无法实现。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到,以实验技术上的成果而得奖的,特别是在物理奖和化学奖方面,占有相当大的比例。包括2002年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。科学与技术的本质差异 虽然科学和技术如此密切相关,但二者毕竟有所不同,而且有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律,但是却有它的不可预见性。具体的发展途径,哪一项突破在什么时间在哪个实验室出现,一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破,以百年来的诺贝尔奖获得者为例,相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的,有的甚至是工作中偶然的发现,是原先完全没有预料的事情。而按照预定的计划,组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先组织,精心安排、刻意培养而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据,利用得到的认识来改造自然为人类服务。由于它有了科学的根据,就可以树立目标,因此总体来说是可预见的,也是可以根据人们的需要和现实的可能,包括人力、资金和技术条件进行规划的。 建国初期所进行的“科学规划”(实际上是否应该说是“技术规划”)得到了巨大的成功。原子弹爆炸了,火箭上天了,半导体工业建立起来了。但是这些技术成就,毕竟都是国际上已经实现了的,因此也是可以规划的,可以指日实现的。然而当时在科学方面的学科规划呢,由于不像技术方面那样有硬指标可供检查,就有些说不清楚了。当然我国的科学在解放以后取得了巨大的进展,但是国际上的科学家也不是在原地踏步,与建国初期相比,我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了,还是扩大了,这可能是一个见仁见智的问题了。 这一事实至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20世纪50年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实,有许多重要发展是当时没有预见到的,例如这几十年来出现了许多新兴的分支学科。如果我们不注意这些新发展而完全按照当时的学科规划进行工作,我们就会蒙受很大的损失,就不会有今天的局面。1978年DNA双螺旋结构建立25周年之际,英国《自然》杂志记者采访克里克教授,要他预测到20世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的,过去的预言家大多是以失败而告终。他只是说,“我们现在见到的生物学问题,到20世纪末都可以解决,但是那时又会有新的问题出现。”现在看来他的预言也没有完全实现,例如癌症问题,当时在美国还是属于有一定程度组织安排并限期解决的问题,到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。 技术上的发展在一定程度上是可以预见的,也完全是可以规划的。特别是国际上已经实现的技术,我们做一个具体的规划,安排一定的力量,经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在20世纪50年代所制定的科学规划中有关技术部分,都属于这种情况。80年代在四位院士倡议下制定的发展高技术规划,也属于同样性质,在总体上也同样顺利实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术,特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术,就很难预见何时可以实现了,例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作,迄今也无法断言何时可以实现。 在这个意义上说,科学发展难以预见,因此也难以规划。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样,勾划出各个学科中的主攻方向而已。但是如前所说,科学发展有一定的不可预见性,我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向,若干年后整个科学发生变化,重要方向也会随之变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做,就必然失去机会。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。试想20世纪90年代初,人类基因组全序列的测定还没有提上日程时,我们如果在当时制定规划,在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学,能够预见到生物信息学吗? 以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究由于探索性强,结果一般难以事先预见,原创性强的技术研究也是如此。因此除可以明确总体研究方向外,常常难以事先设定具体的研究目标,难以事先规定进度,或强求完成的日期。毋庸置疑,自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果。从物理学上牛顿力学的建立,电的发现和电学基本定律的建立;化学上门捷列夫周期律的建立;生物学上细胞的发现,孟得尔遗传定律的建立等,都是自由探索的结果,这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在20世纪内所有诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20世纪一百项重大事件中名列前茅的,像青霉素、半导体和DNA双螺旋结构的发现,曾分别获1945年、1956年和1962年诺贝尔奖,这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果,如超导现象和新高温超导体的发现,胆固醇代谢调节,癌基因的发现等,仍然是少数科学家自由探索的结果,这些发现必将对21世纪人类文明产生巨大影响。 科学与技术的不可预见性 我们不是完全否定规划的重要性,而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征,规划可以一方面指出方向,而在另一方面也必须同时鼓励自由探索,不要在科学上设立禁区,并且在规划中留有充分的余地,以便在形势发展时可以随时修订。 当前在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点,体现在对设定项目的高强度支持,这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到,设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年,有的项目年数已在万篇以上,超过我国全年发表全部SCI论文总数,要在这些国际上已经充分开放的领域中有所突破的可能性就微乎其微了。当然这决不是说我们不应该进入热点领域,热点领域的研究往往对科学发展有重要作用,进入热点领域,在热点领域内进行工作以积蓄力量,对发展我国科学还是有重要作用的,我只是想强调在热点领域内取得突破的艰巨性可能更大一些。我还想强调的是我们必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性,因此既要重视热点领域,又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索,对自由探索中已经取得有意义进展的项目,不仅不能予以限制,还要给以鼓励和支持。二者的关键都在于有自己创新的学术思想,这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想,不仅进行自由探索寸步难行,进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作,最多也不过为前人成果锦上添花而已。 科学和原创性技术的发展需要长期积累。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后,会出现一件重大突破性贡献而给有关领域带来一个飞速发展的时期,引起大量在有关领域工作者的密切关注,并涌入这一领域工作,造成一哄而起的局面,形成科学中的热点,这在国际上也是常有的事。当然我们应该看到,一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此,对于一个国家的科学发展而言,从全面布局考虑,安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到,在一件突破性贡献发表之后,一些较为重要的后继性工作,往往已经在同一研究集体,或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行,并且在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者,即使急起紧跟,也已经落后了一个位相,在多数情况下,只能拾取一些残羹剩饭而已。 在另一方面,我们也必须看到,突破性进展常常不是一个偶然事件,而是经过长期艰苦努力,大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的,就是沃森和克里克关于DNA双螺旋结构的重大突破,看似突然,实际上如果没有剑桥关于X-射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于DNA衍射数据的收集,这一突破也不可能从天而降。 我们都读过阿基米德在洗澡时发现阿基米德原理和牛顿在苹果树下的故事,即使这些故事是真实的,现代科学也已经不是阿基米德和牛顿的时代了,不是靠灵机一动就能取得重大突破的时代了。现代科学的每一个重大进展都需要付出巨大的努力,需要长期工作的积累,有时是个人工作的积累,有时甚至是一个研究集体或几个研究集体几代人长期工作的积累,这就是诺贝尔奖为什么经常出现在世界上为数不多的一些实验室的原因。 热点的形成既有其必然性,反映了某一领域在某一时期发展的必然趋势,但也有其偶然性,何时发生,在何处发生,由何人完成都有一定的偶然性。总体说来,突破只能发生在有充分准备的研究集体或个人,因此我们强调发扬优势的重要性。一个研究集体或个人,都需要在研究上有所积累,形成自己的特色,自己的优势。在时机成熟时,这一优势就可能转化为突破。正因为科学工作需要积累,因此把对领导干部的年龄限制推广到科学家,是十分有害的。1999年的诺贝尔科学奖获得者多在六十岁以上,三位医学奖获得者全部在七十岁以上。都经过了多年的工作积累,才取得今日的成就,如果强迫这三位诺贝尔医学奖获得者在六十岁时退休,切断他们的研究工作,他们就不可能成为诺贝尔奖获得者。 科学与技术论文:科学技术与马克思主义关系论文 【正文】 “马克思主义是发展的理论”,这本是恩格斯提出的关于马克思主义本质的论断。1887年,恩格斯说:“我们的理论是发展着的理论,而不是必须背得烂熟并机械地加以重复的教条。”(注:《马克思恩格斯选集》,第4卷,人民出版社1995年版,第681页。)胡绳晚年借用恩格斯的这个命题,就发展马克思主义的问题作过专门论述。1994年底,在等单位联合召开的学习《邓小平文选》和建设有中国特色社会主义理论研讨会上,胡绳发表了《马克思主义是发展的理论》的演讲,当即在会上产生了非常强烈的反响。石仲泉回忆说:他当时也参加了那次会议,当场“许多代表对他说:什么是最高水平?这就是当今我们国家的最高理论研究水平。这篇讲话是一个老题目,但讲出了一般人讲不出的新意”(注:石仲泉:《与时俱进:胡绳学术晚年的新辉煌》,《中共党史研究》2002年第2期,第67页。)。1995年11月,胡绳在同中国社会科学院的同志讨论中国社会科学院“九五”研究规划时,又谈到了关于发展马克思主义的几个问题。那次谈话在国内没有公开发表,而后来香港的一些报纸在传播胡绳的谈话内容时,把问题说得很片面,完全走了样。1996年10月,胡绳在接受《百年潮》杂志社社长郑惠先生的访谈时,借机把那些误传作了澄清,并再次就马克思主义的发展前途和历史命运作了比较新的阐发。胡绳提要式的宏论,独辟蹊径,新意迭出,把一个多数人知其然,却道不出其所以然的道理,分析的头头是道,令人信服。本文择其要点,略论一二。在当前形势下,研究胡绳的这一学术思想,对于我们更好地学习与宣传邓小平理论和“三个代表”重要思想具有重大的现实意义。 一、科学技术与发展马克思主义的关系 马克思主义作为科学的世界观和方法论,是以科学技术为基础的。马克思主义本身的理论来源,不仅有德国古典哲学、英国古典经济学和法国空想社会主义学说,而且也包含着来自各门自然科学理论成果的启迪。马克思主义的创始人十分重视自然科学研究和科学技术的发展。马克思精通数学,并在研究政治经济学的过程中,深入钻研与此有关的化学、农业化学、生物学、地质学等学科。他晚年对用化学合成法制造细胞的试验很感兴趣,并高度重视电在各方面的应用。恩格斯对自然科学领域的各个学科有渊博而精细的了解。马克思恩格斯创立的马克思主义,一开始就是建立在科学技术的基础上的。而且马克思、恩格斯、列宁一生都随着科学技术的进步和革命实践的新发展,不断修正自己的个别论点和阐述。科学技术的每一个重大进步,都有力地证明了马克思主义的正确性。 马克思恩格斯逝世后的一百多年来,科学技术的发展突飞猛进。20世纪40年代以后,原子能、电子计算机、自动化、宇宙航行、卫星技术、电子信息技术、生物工程等方面的科学技术的发展,开辟了许多新的生产领域,为生产力的飞跃创造了广泛的可能性,使人类社会生活发生了重大变革。邓小平高瞻远瞩地分析了科技发展的这一新特点,鲜明地提出科学技术是生产力,而且是第一生产力的著名论断。这一论断丰富和发展了马克思主义学说,揭示了科学技术对生产力和社会经济发展的第一位的变革作用。胡绳认为:“科学技术的发展,使人类对自然界的认识,无论宏观世界还是微观世界,无论无机世界还是生命现象,都达到了前所未有的新的水平。新的认识并不是否定了马克思主义的唯物主义、辩证法的世界观,而恰好是为这种世界观提供了更有力的证据。利用人类对自然界认识的新成果来丰富马克思主义的世界观,应该是当代马克思主义者的任务。”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。) 胡绳认为,科学技术的发展,在推进社会生产力迅猛发展和为马克思主义提供新证据的同时,为人类社会带来了许多新的问题,比如,由于科学技术的发展,教育、就业、通讯、产业结构、资源、生态和环境保护等方面出现了一些新的不利于人类生存和发展的问题;科学技术发展造成了发展中国家和发达国家、落后地区和发达地区、穷人和富人之间差距越来越大的矛盾。另一方面,科学技术的飞速进步,极大地改变了人类的劳动生产方式,也必然会对经典的马克思主义理论产生影响,使其原有的内涵解释不了新的现实,比如经典的社会劳动和劳动价值理论就解答不了我国当前社会主义建设中出现的脑力劳动者的阶级属性问题;非物质生产部门的劳动是否创造财富和价值问题;资本、经营管理能否创造社会财富和价值问题;工人不再是无产者等等问题。马克思主义的理论水平,如果还停留在蒸汽机时代、停留在电气化时代,就不可能对这些问题作出有说服力的解答。马克思主义是发展的理论,就必须表现在它能够容纳科学技术革命所创造的巨大成就,并深刻阐释它的社会意义;表现在它能够在自身发展的过程中,始终把科学技术作为自己的自然资源,特别重视科学观念的变革对自身发展的影响和作用。 所以,胡绳说:“科学技术的发展,对于资本主义社会如何进入社会主义社会的问题,对于已经建立社会主义制度的国家如何建设社会主义的问题,都不能不发生巨大的影响。也就是说,考虑这两个问题不能不顾到科学技术正在迅猛发展的历史条件。一个非常明显的事实是,如果先进的科学技术为资本主义发达国家所垄断,那就谈不到社会主义的胜利。”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)科学技术的发展,是发展马克思主义的重要前提;发展马克思主义,是科学技术发展的必然要求。 二、阶级、阶级斗争问题的新观点 阶级和阶级斗争是阶级社会中最普遍、最基本的政治现象。阶级观点和阶级分析的方法,是马克思主义者观察和分析阶级社会政治现象的基本观点和方法。对资本主义社会的经济制度、政治制度和意识形态,对当代资本主义国家的对内对外政策,对资本主义国家中人与人之间的基本关系,我们都应当进行阶级分析,以便透过种种现象看到事物的本质。对于当前国际范围内存在的诸多矛盾和斗争,对于我国现阶段存在的仍然属于阶级斗争性质的社会矛盾问题,也必须进行阶级分析,才能得出正确的结论。 第二次世界大战以后,发达资本主义国家在科学技术方面经历了一场新的革命,使生产力和劳动生产率有了较大的发展,社会经济结构和经济生活发生了新的变化,从而使发达资本主义国家的阶级关系出现了一些新的情况。这主要表现在:以脑力劳动为主的“白领工人”在工人中的比重加大了,以体力劳动为主的“蓝领工人”相对减少了,在有的发达资本主义国家“白领工人”数量甚至超过“蓝领工人”;工人的实际工资水平有了较大提高,生活有了较大改善;一部分工人购买了股票,成为“股东”,可以拿到股息;资本主义企业实行资本所有权和经营管理权分离,一些专家学者受聘出任经理、董事长,成为企业的管理者;工人阶级的思想政治状况和马克思恩格斯时代也大为不同。如何看待这种新形势下的阶级状况?胡绳的新观点是:这些情况表明,“过去认为资本主义社会使阶级对立简单化、成为一方是广大的无产阶级,一方是极少量的资产阶级,现在看来,情况并非如此。在这两个阶级之外,还有好多中间阶级”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。) 在我国社会主义初级阶段中,随着社会经济、政治和文化事业的发展,特别是随着经济体制改革所带来的所有制结构上以及经营管理上的新变化,社会出现了新的不同的阶层。客观的社会阶层结构新变化,远远超出了以往“两个阶级(工人阶级和农民阶级),一个阶层(知识分子阶层)”的解释框架。就城市来说,社会分化中出现的各类管理者群体、各类专业技术人员群体,各类办事员群体,各类自雇佣者群体等,就很难把它们说成是“管理者阶级”、“专业技术人员阶级”、“办事员阶级”、“自雇佣者阶级”。同理,这些社会群体,也很难用“生产资料的占有关系”来加以划分。甚至于工人群体,私人企业主群体单纯用“生产资料的占有关系”来加以划分,现在也有困难。如果马克思主义者不是从事实出发,不是与时俱进,而是拘泥于原来的解释框架,硬要客观的动态的阶层结构适应于主观的静止的理论解释框架,那就无异于削足适履。这样就会在理论上离实际越来越远,丧失生命力,谈不上提出较有说服力的理论解释;在实践上则无法对社会决策过程产生应有的影响,也无法对推进社会的改革、发展和稳定的进程起到应有的作用。 有鉴于此,胡绳提出:“要改变过去那种把阶级和阶级斗争简单化、公式化的观点和做法,要根据较之一百多年前有了很大不同的历史情况、现实情况,对阶级和阶级斗争问题进行新的研究,作出新的论断。对当代世界总的形势和各个国家形势的分析,都不能离开马克思主义的阶级观点,但不能停留在原来的认识水平上。”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)阶级关系、阶级斗争的新变化,“说明需要新的理论、新的论证,也就为马克思主义的发展提供了广阔的天地”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)。 三、关于新时代革命形式的新观点 和平与发展是当代世界的主题。在这样的时代,还有没有社会主义革命?如果有,与马克思主义原来意义上的社会主义革命有什么不同?这是当代马克思主义面临的一个大问题。马克思主义是社会主义革命的学说。如果资本主义制度能够永存,不再变革为社会主义,马克思主义就在根本上站不住了。 胡绳指出:“马克思主义的基本原理不会过时,就因为资本主义终将为社会主义所代替,资本主义和各种前资本主义的私有制终将为社会主义公有制所代替,这仍然是人类历史发展的长远的趋势。不过向这种趋势发展的道路是山重水复、迂回曲折的,绝不会像过去人们所想的那么简单。”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)比如,恩格斯曾经这样说:“到1898年我们可能取得政权。如果这种情况没有发生,旧的资产阶级社会还可以继续存在一段时间,直到外来的冲击使这座腐朽的大厦倒塌为止。这样一个腐朽陈旧的建筑物,当它实际上已经过期之后,如果风平浪静,也还可以支撑数十年。”(注:《马克思恩格斯全集》,第38卷,人民出版社1979年版,第186页。)但是,马克思恩格斯逝世后的一百多年来,科学技术和社会生产力的猛烈发展并没有加速资产阶级社会大厦的倒塌,倒是似乎为资产阶级统治者提供了修补这座大厦的材料,以至于资本主义发达国家在战后比较平稳地发展了数十年。这是马克思主义的创始人所没有预料到的。社会主义革命的长期性和艰巨性,或许要比马克思恩格斯当年料想的要复杂得多。 在和平与发展的时代,搞暴力革命还行不行?胡绳认为,这是一个需要探讨的问题。他列举了两个例子。一是南非民族斗争方式。南非的曼德拉曾主张过暴力革命。但是在狱中的十几年,他一直在考虑用什么方式取得民族斗争的胜利。经过深思熟虑,他出狱后放弃武装斗争,选择了非暴力的斗争道路,用和平谈判解决了问题。“当然那里还不是搞社会主义,但按照我们过去的老观点,仍会认为这种做法是严重的倒退。实际结果是他当了总统,在消除民族隔离方面取得了很大的成功”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)。二是中国香港回归模式。邓小平从维护祖国和全民族的根本利益出发,尊重历史和现实,以伟大政治家、战略家的远见卓识,提出“一国两制”的创造性构想,为我们完成祖国统一大业指明了正确道路。我们按照这个构想,通过外交谈判成功地解决了香港回归问题,从而也为国际社会以和平方式解决国家间的历史遗留问题与国际争端提供了新的范例。“我们用和平谈判方式同英国解决了香港回归问题,也是因为形势变了,中国已成为社会主义大国,而大英帝国已经衰落。这种方式应当说也是很有创造性的”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)。在和平与发展的时代,也许还不能排除暴力革命的必要性,但是,毫无疑义的是,非暴力革命的手段可能会发挥越来越重要的作用。 不过,胡绳同时又指出,和平与发展是当代世界的主题,绝不表明世界上的一切都不变不动,不表明“资本主义万岁”,而且科学技术和社会生产力在世界范围内进一步大发展,人类所面临的许多巨大的矛盾或问题,例如世界性的环境保护问题、问题、反恐问题、洗钱问题、人口问题等等,都不是在资本主义制度的框框内所能解决的。“资本主义虽然还会有发展,但它所固有的基本矛盾将始终不得解决。因此,我认为,还得有社会主义革命,只不过革命的形式会是多种多样的”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)。 胡绳总结说,在和平与发展的时代,革命形式的多样性的出现说明,“按照第一次和第二次世界大战的经验作出的‘或者战争引起革命,或者革命制止战争’的预言,至少在可以预见的将来并没有现实性。也许由此可见,或者和平过渡,或者武装斗争,这种两分法是过于简单,历史也不会机械地重复已有的经验”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)。“研究这些事实,并据以展望社会主义社会的前途,人们将能够给马克思主义的理论武库增添新的观点”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)。这是胡绳先生晚年很有创新的一个见解。 四、马克思主义是革命的科学和建设的科学的统一 马克思主义刚创立之时,是以社会主义革命学说立世的。20世纪20年代,十月革命的胜利和苏维埃政权的建立,使人们开始面对社会主义革命胜利后如何建设社会主义制度,如何进行社会主义建设的问题。对于这些新出现的问题,胡绳指出:“在马克思主义武库中不可能有现成的答案。恩格斯在为《资本论》第一卷写的书评中说:马克思‘关于社会变革后将会怎样,他只是最一般地谈到’。当然也只能这样。因为当时现实生活还没有提出这样的问题,还没有提供可以进行科学研究的实际材料。”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)显而易见,在胡绳看来,马克思恩格斯所创立的经典马克思主义尚只是革命的科学,还不是建设的科学;换言之,马克思恩格斯创立的经典马克思主义中,没有社会主义建设理论。据许多学者考查,在马克思和恩格斯的全部著作中,连“社会主义建设”的概念也没有。 [NextPage] 胡绳在马克思主义是革命的科学和建设的科学的统一这个论点上的贡献,表现在三个方面: 第一,他对革命的科学和建设的科学的关系作出了独创的和令人折服的新释。胡绳先生指出:在20世纪,马克思主义从革命的科学,发展为不但是革命的科学而且是建设的科学,这已是不争的事实。社会主义革命的任务在全世界远没有完成,社会主义革命还将遇见许多新情况新问题,马克思主义作为革命的科学仍然要发展;社会主义建设的任务,更是任重而道远,马克思主义作为建设的科学更要发展。就社会主义要建设区别于以往一切社会的崭新社会而言,社会主义建设的科学也是革命的科学。但是这两者又有区别。因为革命的任务和建设的任务不同,革命的经验不能简单地运用于建设。社会主义建设的科学主要依靠新的经验建立起来。社会主义建设的科学“所要研究的是如何建立新社会的问题,而不是如何推翻旧社会的问题,因此它的内容绝不能只限于原有的革命的科学”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)。说得明白一点,革命与建设的区别就在于:“治理一个国家和发动一场革命是性质不同的事。在剥削阶级统治的国家中处于被压迫地位的政党,和在社会主义国家中执政的政党,对于社会所负责任极为不同,也是很明显的事。革命是在社会动乱中发生,建设则要求社会安定,在这两种不同的历史条件下,阶级斗争的作用及其具体形式,当然大不相同。马克思主义从来重视以往的社会历史经验的研究,但是从建设的角度研究历史经验,和从革命的角度进行这种研究相比,会有许多原来不注意的内容需要注意。”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。) 第二,胡绳把苏东社会主义事业的失败看作是发展马克思主义社会主义建设学说的契机。列宁为了阐明理论的重要性经常引用普列汉诺夫的名言:“没有革命的理论,就不会有革命的运动。”(注:《列宁选集》,第1卷,人民出版社1995年版,第153页。)把这句话改造一下,我们也可以说,没有社会主义建设的理论,而且是成熟的社会主义建设理论,就不会有成功的社会主义建设。胡绳正是用这种观点,来观察和分析社会主义社会中的种种问题。对社会主义在苏联和东欧瓦解的问题,胡绳看到的不仅仅是低潮和挫折,他说:20世纪90年代初,“社会主义事业在苏联和东欧国家中的瓦解,是共产主义运动历史上所遭遇到的最大的失败。这个失败证明社会主义建设的科学远没有成熟”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)。这种分析是催人深省的。胡绳还说:“在建设的领域内,马克思主义者需要摆脱妨碍人们实事求是的种种思想桎梏,总结已有经验,开创新的局面。所以这个失败很可能是先进的人们对于如何建设新世界的认识出现一个飞跃的契机。”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)对于建立和发展社会主义建设科学,成功的实践和经验有意义,失败的实践和经验也有意义,在某种程度上说,或许会更有意义。 第三,胡绳指出,邓小平理论是马克思主义关于社会主义建设的学说在中国条件下的出色发展。 马克思主义的社会主义理想,已在世界范围内的广大领域成为现实,但是胡绳认为有两个现象必须引起注意。其一是社会主义首先诞生在资本主义欠发达或者很不发达的国家;其二是社会主义制度在一些国家建立之后没有长期保持。(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)这两个现象都是马克思恩格斯当年没有想到的。这两个现象不是为否定马克思主义提供了论据,正好说明要根据历史发生的变化来丰富和发展马克思主义,是当代马克思主义者的任务。 在论述这两个历史现象时,胡绳对马克思提出的俄国农村公社有可能不经过“资本主义制度的卡夫丁峡谷”走向社会主义的问题,作了有新意的论述。胡绳指出:马克思这里指出的不通过“资本主义制度的卡夫丁峡谷”,就是指,经济文化落后的国家“不经过资本主义生产的一切可怕的波折”(注:《马克思恩格斯全集》,第19卷,人民出版社1963年版,第438页。),也就是,不经过发达的资本主义社会来建立社会主义制度。“但是,按照马克思当时关于这个问题的论述,这种国家如果不经过一些过渡阶段,不能保证社会主义生产力的极高度发展,不能享受资本主义的一切肯定的成果,是不可能径直走向社会主义的胜利和成熟的。这是马克思主义的一个很重要的观点”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)。 现在,世界上国家那么多,国情千差万别。资本主义欠发达,仍背着前资本主义的许多负担的国家,无论就国家的数目和人口数计,都在世界上占多数。“是否它们都必须经过‘卡夫丁峡谷’,如何才能既不经过这个痛苦的‘峡谷’,而又能享受资本主义的现代化的一切积极成果,这实在是一个普遍性的问题”(注:郑惠:《胡绳访谈录》,《百年潮》1997年第1期,第5、5、6、6、7、7、7、7、8页。)。前苏联、东欧社会主义事业的失败和我国改革开放以来社会主义建设的巨大成就,都证实了正确处理这个问题的极端重要性。 邓小平建设有中国特色的社会主义理论,是与马克思这个重要观点有着密切联系的。比如,社会主义初级阶段论,就是马克思所说的必须经过的“一些过渡阶段”;以发展生产力为中心的社会主义本质论,其优秀是要通过改革和开放,改变束缚生产力发展的僵化的体制,建立充满生机和活力的新体制,以“保证社会主义生产力的极高度发展”;社会主义市场经济论,则是要求把资本主义制度下积累起来的有利于社会化大生产、有利于社会经济发展进步的一切市场经济的经验,利用过来为社会主义服务,这是“享受资本主义的一切肯定的成果”的最要紧的方法。这个理论第一次比较系统地初步回答了中国这样的经济文化落后的国家如何建设社会主义,如何巩固和发展社会主义的一系列基本问题,用新的思想、观点,继承和发展了马克思主义。正是依靠这个理论的指导,我国的社会主义建设取得了举世瞩目的成就,在国际国内的风浪中安若泰山。“实践证明,建设有中国特色社会主义的理论和路线是马克思主义社会主义建设学说在中国条件下的巨大发展”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)。 五、评议 1942年2月1日,在中央党校开学典礼上曾发出过这样的感慨:近来马克思列宁主义的书籍翻译的多了,读的人也多了。与过去相比,我们的理论水平确实高了一些。但是按照中国革命运动的丰富内容来说,理论战线就非常之不相称,二者比较起来,理论方面就显得非常之落后。他说:“我们的理论还不能够和革命的实践相平行,更不去说理论应该跑到实践的前面去。我们还没有把丰富的实际提高到应有的理论程度。我们还没有对革命实践的一切问题,或重大问题,加以考察,使之上升到理论的阶段。”(注:《选集》,第3卷,人民出版社1991年版,第813页。) 今天,我们仍存在着这样的问题,仍面临着这样的任务。对于我国理论界发展马克思主义所作的努力,胡绳给予了积极的肯定。不过,他又实事求是地指出了其中存在的不足之处。1994年,他说:“在20世纪快要结束的时候,我们略微回顾一下这些发展和变化,可能会感到马克思主义已有的发展还不能和现实生活相适应,因而感到发展马克思主义是每一个真诚的马克思主义者所应该担负起的责任。”(注:胡绳:《马克思主义与改革开放》,中国社会科学出版社2000年版,第135、136、138、137、139、139—140、140、141、141、136、143、133页。)2000年7月-8月,在他生命的征程即将结束之时,他还不无忧虑地说:“现代科学技术、经济和社会发展很快,相对来说,社会科学、人文科学发展滞后,由此造成在社会发展中不断出现许多新的问题,难以及时判断和认识,更谈不上超前预测了。”(注:魏久明:《胡绳最后日子的片断思绪》,《中共党史研究》2002年第2期,70页。) 胡绳晚年对发展马克思主义的精深阐述,为理论工作者更好地完成发展马克思主义的历史重任,提供了方法论的指导意义。 首先,与时俱进地发展马克思主义,必须批判地吸收世界最新的一切优秀理论成果。我们是马克思主义者,发展马克思主义必须以马克思主义为指导原则。一段时间以来,理论界有一种淡化马克思主义的倾向,不仅否定马克思主义指导中国社会主义建设的必要性、重要性,而且否定马克思主义的学术地位和学术贡献。这种倾向是发展马克思主义的过程中需要旗帜鲜明地加以反对的。但是马克思主义不是一个封闭的体系,而是在实践中不断创新和发展的思想体系;它从不满足现状,主张批判地吸收人类文明所创造的一切优秀成果,根据实践的发展不断进行理论的发展与完善。与时俱进地发展马克思主义,要求我们应当像马克思主义创始人那样及时地吸收、消化各种新理论和新方法。近几十年来,世界上哲学、社会科学和人文科学中兴起了许多新流派、新理论和新方法,还出现了若干交叉学科,对于它们的“合理内核”,我们都应予以利用,而决不可采取轻视、甚至排斥的态度。 其次,与时俱进地发展马克思主义,必须建立在正确回答时代课题的基础上。人类历史的潮流滚滚向前。每个时代都有需要本时代解决的重大课题。马克思主义从诞生之日起,就向世人展示了它善于准确把握时代课题的科学本色。在自由资本主义疯狂扩张的时代,马克思恩格斯创立了科学社会主义;在自由资本主义向垄断资本主义过渡的时代,列宁提出了一国首先建成社会主义的学说;在以“战争与革命”为主题的时代背景下,在落后的东方大国找到了发动工农群众走农村包围城市、武装夺取政权的革命道路;在“和平与发展”为主题的时代,邓小平开创了建设有中国特色社会主义的新道路;在世界形势继续发生重大的变化、科技革命迅猛发展、经济全球化和政治多极化的新格局开始出现的新世纪新阶段,科学地回答了新的历史条件下建设一个什么样的党和怎样建设党这一重大历史课题。理论工作者要做到与时俱进,就要有敏锐地把握时代课题的理论的能力,不能正确把握时代课题的理论则必然被淘汰。“无产阶级专政下继续革命的理论”的被抛弃,就是在一个需要建设的时代,错把“革命”当作主题的反面例证。那种对马克思主义的“发展”,其实是一种背离。理论工作者应该牢记这样的教训 简谈电子信息科学与技术人才培养 论文关键词:电子信息科学与技术 人才培养 社会因素 实践 论文摘要:随着信息时代的来临,大家对电子的依赖性越来越强,电子产品泛滥,电子信息科学应运而生。就现今各类院校常见的人才培养模式来说,不仅形式多样化,内容更是丰富且具有时代特征,大致可依据三要素:基础的厚轻、口径的宽窄以及能力轻重程度划分为学科型、专业应用能力型、技艺应用型这3种。顾名思义,三者差距就在着重点置于理论还是实践。电子信息科学与技术这门新兴学科专业的诞生,其人才培养模式离不开周遭环境的社会经济科技发展、企事业单位的应用、学校师资设备的充分与否。本文对这些很大程度影响电子信息科学人才培养的因素进行探讨。 1 各类院校积极培养多功能、应用型人才,尽量向社会对人才的需求靠拢,社会缺哪种人才,我们就补上哪种,以满足社会需求为基准 为了追赶时代新要求,我们通过实践教学例如:实验设置、主课程设计、整体设计实验、总结经验来培养学生的动手操作能力,以此提高学生想与做的全方面素质和创新思维、并用在需要的地方。课程教学第一步就是对基础知识的获取,紧接着就是接受专业技能的训练,从各个方面培养多功能型人才,训练讲究方法,可以开展实训课程,具体到每一个分支,类似电视机组装、电子路线等等,结束相应的课程后,这时就要给学生展现成果的平台,提出基本要求,学生需通过课程实验完成系统分析,数据统计,方案设计,程序调控,电路板整装等。院校对电子信息与科学这个专业的管理与教学,并重基础理论和实际应用能力,具体到细节的培养方式依据学校具体情况而定,利用课程实用的实践实训环节,对增大学生就业机会,提高竞争力,打造本专业特色有绝对优势!这就是我们一直强调的学有所用,社会是验证学校培养出的人才是否有用的最佳“场所”。 2 优化课程教学系统,改善课堂教学方式,加强实践教学环节,增加实验的实践过程,建设高素质教师团队,教师在教学中扮演着不可或缺的引导角色 网络资源的利用给教师更多机会以新的手段教育学生,很多经验老道的优秀教师的教学经验、其它的电子版教案、多媒体课件等等可利用网络资源都能为教师所借鉴利用,从中汲取适用的、与实际课程相符的部分。整个教学过程应能划分为两部分,一是讲授,课本不是最有用的,但却是最基础的理论常识,没有理论支撑的实践也是残疾的;二是解决问题、研究问题的方法,“授之以渔”远比“授之以鱼”的实际作用要大,因为“授之以鱼”只是短时间内的收益,只有学会方法的使用,才能获得长远利益,目光短浅不应该用来形容现代学生,他们应该而且必须掌握方法。达到这个目的,教师也要付出一定努力,在学生消化知识,掌握科学研究方法的授课过程中,适当运用现代教育技术中的新技术平台,可以是放映动画、网上制图、计算机办公软件等多种形式做课件,展示课程内容及要点。要改进的不仅是教学技术,教学方法也得随之而动,以单元为单位确定教学方法,省去了版书等不必要环节的时间,力求少课时、内容信息量大。电子信息与科学本身就是一门技术操作性强的专业,教学中加大利用网络资源进行课程教学,也是在学习利用本专业,更能激发学生学习本专业的热情!教学资源的免费开放是教学现代化的一个内容,是教学进步的重要表现,使教师学生在资源利用中获利更多。 3 最佳实现与企业合作,适当调整企业用人标准应用于教学过程中,营造学生就业的优良环境 不能等到真正要就业时被拒绝才问为什么拒绝这些毕业生,可能是某识或技能还不足以胜任这份工作?等一系列问题,恐怕已无力回天了。在教学过程中就要注意到调整课程面向就业。毕业实习有在校内的,更多的是在校外。校内实习的学生根据自己的兴趣选题,学校能够给学生提供一个综合运用所学练习的机会。校外实习的学生可以增长见识,学校常常与周边或熟悉的企业、单位建立了长期、良好合作关系,当做学生实习基地,企业、单位也能缓解工作压力,双方互利。实习相对来说,只是给学生一个短暂的机会了解社会、用人单位,有的知识可能用到了,还有的需要用到的可能不会,这都是一个不利于毕业生就业的状况,学校挑选必修、选修课程要充分考虑多方面因素,其中企业用人准则就是一个不可忽视的因素,切合企业单位的实际运作。 4 通过亲力亲为的动手提高学生动手实践能力、创新能力,开阔学生视野,以创新思维独立完成科研。 在课余时间安排综合性、设计性实验作业,严抓学生专业学习质量,落实专业知识、技能,实验的实现方案通常都不是唯一的,学生可以自己做主选自己最擅长或最习惯用的,最简便的动手完成开放性强的实验,借以培养学生创新思维,开发无限动手潜能,激发学生对接受的知识更深入的理解。学生在实验所需资料查阅过程中能了解到其他相关学科知识.,涉及多方面知识,处处孕育着创新能力提高的苗头,锻炼学生分析、解决问题的能力。对学生开放实验室是一个获益多方的行为,学校实验器材买来就是为了用的,学生用来理解课本知识,动手有助于理解,充分利用现有资源,加大培养力度,培养专业特色适应社会发展的有用人才。 科学与技术论文:谈电子信息科学与技术人才培养 摘要:随着信息时代的来临,大家对电子的依赖性越来越强,电子产品泛滥,电子信息科学应运而生。就现今各类院校常见的人才培养模式来说,不仅形式多样化,内容更是丰富且具有时代特征,大致可依据三要素:基础的厚轻、口径的宽窄以及能力轻重程度划分为学科型、专业应用能力型、技艺应用型这3种。顾名思义,三者差距就在着重点置于理论还是实践。电子信息科学与技术这门新兴学科专业的诞生,其人才培养模式离不开周遭环境的社会经济科技发展、企事业单位的应用、学校师资设备的充分与否。本文对这些很大程度影响电子信息科学人才培养的因素进行探讨。 关键词:电子信息科学与技术 人才培养 社会因素 实践 1 各类院校积极培养多功能、应用型人才,尽量向社会对人才的需求靠拢,社会缺哪种人才,我们就补上哪种,以满足社会需求为基准 为了追赶时代新要求,我们通过实践教学例如:实验设置、主课程设计、整体设计实验、总结经验来培养学生的动手操作能力,以此提高学生想与做的全方面素质和创新思维、并用在需要的地方。课程教学第一步就是对基础知识的获取,紧接着就是接受专业技能的训练,从各个方面培养多功能型人才,训练讲究方法,可以开展实训课程,具体到每一个分支,类似电视机组装、电子路线等等,结束相应的课程后,这时就要给学生展现成果的平台,提出基本要求,学生需通过课程实验完成系统分析,数据统计,方案设计,程序调控,电路板整装等。院校对电子信息与科学这个专业的管理与教学,并重基础理论和实际应用能力,具体到细节的培养方式依据学校具体情况而定,利用课程实用的实践实训环节,对增大学生就业机会,提高竞争力,打造本专业特色有绝对优势!这就是我们一直强调的学有所用,社会是验证学校培养出的人才是否有用的最佳“场所”。 2 优化课程教学系统,改善课堂教学方式,加强实践教学环节,增加实验的实践过程,建设高素质教师团队,教师在教学中扮演着不可或缺的引导角色 网络资源的利用给教师更多机会以新的手段教育学生,很多经验老道的优秀教师的教学经验、其它的电子版教案、多媒体课件等等可利用网络资源都能为教师所借鉴利用,从中汲取适用的、与实际课程相符的部分。整个教学过程应能划分为两部分,一是讲授,课本不是最有用的,但却是最基础的理论常识,没有理论支撑的实践也是残疾的;二是解决问题、研究问题的方法,“授之以渔”远比“授之以鱼”的实际作用要大,因为“授之以鱼”只是短时间内的收益,只有学会方法的使用,才能获得长远利益,目光短浅不应该用来形容现代学生,他们应该而且必须掌握方法。达到这个目的,教师也要付出一定努力,在学生消化知识,掌握科学研究方法的授课过程中,适当运用现代教育技术中的新技术平台,可以是放映动画、网上制图、计算机办公软件等多种形式做课件,展示课程内容及要点。要改进的不仅是教学技术,教学方法也得随之而动,以单元为单位确定教学方法,省去了版书等不必要环节的时间,力求少课时、内容信息量大。电子信息与科学本身就是一门技术操作性强的专业,教学中加大利用网络资源进行课程教学,也是在学习利用本专业,更能激发学生学习本专业的热情!教学资源的免费开放是教学现代化的一个内容,是教学进步的重要表现,使教师学生在资源利用中获利更多。 3 最佳实现与企业合作,适当调整企业用人标准应用于教学过程中,营造学生就业的优良环境 不能等到真正要就业时被拒绝才问为什么拒绝这些毕业生,可能是某识或技能还不足以胜任这份工作?等一系列问题,恐怕已无力回天了。在教学过程中就要注意到调整课程面向就业。毕业实习有在校内的,更多的是在校外。校内实习的学生根据自己的兴趣选题,学校能够给学生提供一个综合运用所学练习的机会。校外实习的学生可以增长见识,学校常常与周边或熟悉的企业、单位建立了长期、良好合作关系,当做学生实习基地,企业、单位也能缓解工作压力,双方互利。实习相对来说,只是给学生一个短暂的机会了解社会、用人单位,有的知识可能用到了,还有的需要用到的可能不会,这都是一个不利于毕业生就业的状况,学校挑选必修、选修课程要充分考虑多方面因素,其中企业用人准则就是一个不可忽视的因素,切合企业单位的实际运作。 4 通过亲力亲为的动手提高学生动手实践能力、创新能力,开阔学生视野,以创新思维独立完成科研。 在课余时间安排综合性、设计性实验作业,严抓学生专业学习质量,落实专业知识、技能,实验的实现方案通常都不是唯一的,学生可以自己做主选自己最擅长或最习惯用的,最简便的动手完成开放性强的实验,借以培养学生创新思维,开发无限动手潜能,激发学生对接受的知识更深入的理解。学生在实验所需资料查阅过程中能了解到其他 相关学科知识.,涉及多方面知识,处处孕育着创新能力提高的苗头,锻炼学生分析、解决问题的能力。对学生开放实验室是一个获益多方的行为,学校实验器材买来就是为了用的,学生用来理解课本知识,动手有助于理解,充分利用现有资源,加大培养力度,培养专业特色适应社会发展的有用人才。 科学与技术论文:浅析电子信息科学与技术人才培养 摘要:随着信息时代的来临,大家对电子的依赖性越来越强,电子产品泛滥,电子信息科学应运而生。就现今各类院校常见的人才培养模式来说,不仅形式多样化,内容更是丰富且具有时代特征,大致可依据三要素:基础的厚轻、口径的宽窄以及能力轻重程度划分为学科型、专业应用能力型、技艺应用型这3种。顾名思义,三者差距就在着重点置于理论还是实践。电子信息科学与技术这门新兴学科专业的诞生,其人才培养模式离不开周遭环境的社会经济科技发展、企事业单位的应用、学校师资设备的充分与否。本文对这些很大程度影响电子信息科学人才培养的因素进行探讨。 关键词:电子信息科学与技术 人才培养 社会因素 实践 1 各类院校积极培养多功能、应用型人才,尽量向社会对人才的需求靠拢,社会缺哪种人才,我们就补上哪种,以满足社会需求为基准 为了追赶时代新要求,我们通过实践教学例如:实验设置、主课程设计、整体设计实验、总结经验来培养学生的动手操作能力,以此提高学生想与做的全方面素质和创新思维、并用在需要的地方。课程教学第一步就是对基础知识的获取,紧接着就是接受专业技能的训练,从各个方面培养多功能型人才,训练讲究方法,可以开展实训课程,具体到每一个分支,类似电视机组装、电子路线等等,结束相应的课程后,这时就要给学生展现成果的平台,提出基本要求,学生需通过课程实验完成系统分析,数据统计,方案设计,程序调控,电路板整装等。院校对电子信息与科学这个专业的管理与教学,并重基础理论和实际应用能力,具体到细节的培养方式依据学校具体情况而定,利用课程实用的实践实训环节,对增大学生就业机会,提高竞争力,打造本专业特色有绝对优势!这就是我们一直强调的学有所用,社会是验证学校培养出的人才是否有用的最佳“场所”。 2 优化课程教学系统,改善课堂教学方式,加强实践教学环节,增加实验的实践过程,建设高素质教师团队,教师在教学中扮演着不可或缺的引导角色 网络资源的利用给教师更多机会以新的手段教育学生,很多经验老道的优秀教师的教学经验、其它的电子版教案、多媒体课件等等可利用网络资源都能为教师所借鉴利用,从中汲取适用的、与实际课程相符的部分。整个教学过程应能划分为两部分,一是讲授,课本不是最有用的,但却是最基础的理论常识,没有理论支撑的实践也是残疾的;二是解决问题、研究问题的方法,“授之以渔”远比“授之以鱼”的实际作用要大,因为“授之以鱼”只是短时间内的收益,只有学会方法的使用,才能获得长远利益,目光短浅不应该用来形容现代学生,他们应该而且必须掌握方法。达到这个目的,教师也要付出一定努力,在学生消化知识,掌握科学研究方法的授课过程中,适当运用现代教育技术中的新技术平台,可以是放映动画、网上制图、计算机办公软件等多种形式做课件,展示课程内容及要点。要改进的不仅是教学技术,教学方法也得随之而动,以单元为单位确定教学方法,省去了版书等不必要环节的时间,力求少课时、内容信息量大。电子信息与科学本身就是一门技术操作性强的专业,教学中加大利用网络资源进行课程教学,也是在学习利用本专业,更能激发学生学习本专业的热情!教学资源的免费开放是教学现代化的一个内容,是教学进步的重要表现,使教师学生在资源利用中获利更多。 3 最佳实现与企业合作,适当调整企业用人标准应用于教学过程中,营造学生就业的优良环境 不能等到真正要就业时被拒绝才问为什么拒绝这些毕业生,可能是某识或技能还不足以胜任这份工作?等一系列问题,恐怕已无力回天了。在教学过程中就要注意到调整课程面向就业。毕业实习有在校内的,更多的是在校外。校内实习的学生根据自己的兴趣选题,学校能够给学生提供一个综合运用所学练习的机会。校外实习的学生可以增长见识,学校常常与周边或熟悉的企业、单位建立了长期、良好合作关系,当做学生实习基地,企业、单位也能缓解工作压力,双方互利。实习相对来说,只是给学生一个短暂的机会了解社会、用人单位,有的知识可能用到了,还有的需要用到的可能不会,这都是一个不利于毕业生就业的状况,学校挑选必修、选修课程要充分考虑多方面因素,其中企业用人准则就是一个不可忽视的因素,切合企业单位的实际运作。 4 通过亲力亲为的动手提高学生动手实践能力、创新能力,开阔学生视野,以创新思维独立完成科研。 在课余时间安排综合性、设计性实验作业,严抓学生专业学习质量,落实专业知识、技能,实验的实现方案通常都不是唯一的,学生可以自己做主选自己最擅长或最习惯用的,最简便的动手完成开放性强的实验,借以培养学生创新思维,开发无限动手潜能,激发学生对接受的知识更深入的理解。学生在实验所需资料查阅过程中能了解到其他相关学科知识.,涉及多方面知识,处处孕育着创新能力提高的苗头,锻炼学生分析、解决问题的能力。对学生开放实验室是一个获益多方 的行为,学校实验器材买来就是为了用的,学生用来理解课本知识,动手有助于理解,充分利用现有资源,加大培养力度,培养专业特色适应社会发展的有用人才。 科学与技术论文:浅析计算机科学与技术人才创新能力的培养 论文关键词:计算机科学 技术 创新能力 论文摘要:计算机科学与技术专业对于人才的培养,要以“创新精神和能力”这两点为宗旨。本文简单的探讨计算机科学与技术人才创新能力的培养。 计算机科学与技术是一个不断发展、不断学习的专业,培养的学生没有较强的创新能力是难以应对不断更新的科学技术的,也很难能够符合国家、社会以及岗位的发展需求。“科教兴国”战略21世纪的中国教育进入一个新的历史发展阶段,这一阶段将以深化教育改革全面推进学生创新素质培养为标志和方向,将以培养学生的创新精神和创新能力为优秀和重点,已成为本科院校教学改革中一项值得认真思考和深入研究的课题,更是应用型本科学院适应时展的必然要求。 一、当前高校计算机专业培养现状 社会对计算机科学人才的需求日益强烈,信息时代的社会需要多样化的计算机人才。然而,随着科技的进步,计算机专业人才的确培养所存在的问题逐渐暴露出来。具体体现在:学生缺乏创新精神,只会死记硬背,实践能力不强,与社会需求脱轨。一方面社会对计算机专业人才的需求在不断增加,而另一方面大量的计算机专业毕业生无法找到工作。为适应新形势下对计算机科学与技术专业人才的新需求,我们必须对计算机科学与技术专业进行教学改革,在高等院校培养学生的创新素质,是高等教育适应时展的迫切需要。 二、计算机科学与技术人才创新能力培养的措施 (一)加强创新意识和创新能力培养的各个环节 对于学生的创新能力和创新意识,一定要注重细节的做法,贯穿到教学过程中的各个环节。在课程教学的过程中,既要注重知识点的讲解,又要注意与能力点的结合,这对于启发学生的创新思维来说很有帮助。在实验的设计上,要给学生们创造出更多的学习机会,让他们的表现力和沟通能力有机会展露出来。还要积级组织各项活动,把创新落到实处,通过这些项目的开发,让研究创新的风气在高校内形成,让每一个学生的综合素质都得到提高。在学生的创新能力和考核方面,也要提出成熟的方案,这样才能激发学生创新的兴趣。还要在教学的各个环节中加强互动,如建立启发式、设问式、案例分析式、课堂讨论式的各种讨论方法,便于训练学生主动去获取知识、运用知识,而且在课后留作业的时候,也要多加注重学生综合素质的教育,让创新贯彻到每一项日常活动中来。比如可以开展学生俱乐部的创新活动、组织他们进行演讲、讨论,在考核的时候,要加强科学的引导,建立多环节,多要素的考核方式,这样才能综合全面的反映出学生的创新能力。对于那些富于独特见解的学生,要积极进行重点引导,让其长久保持下去。在教学风格和技巧上,也要善于变换各种教学手段,得以让学生对于课堂教学有着积极的参与性。 (二)为课外创新活动积极创造条件 由于计算机科学与技术学科实践性很强,要为学生的课外创新活动积极创造条件。人才是社会竞争的优秀,关注细节的发展,为学生创造创新的校园环境,提供高效的师资队伍,对于学科的教学理念和教学方式进行积极而有效的控索,激发学生专业创新能力的兴趣,才能有效培养学生创新的精神和意识。建设国内一流计算机教学环境,培养适合社会竞争发展需要的合格创新人才,创建完美的教育体系,为创新人才的培养搭建一个合理的平台,才能达到教学的最终目的。 (三)注重培养教育的教学艺术 在教学中,教师不必拘泥于已有的规划和既定的程序,要从创新的角度出发,发挥丰富的想象力进行教学。师生关系在教学的过程中,要随着教学的进程不断进行讨论,从而维护一种让创造力更加突出表现的师生关系。师生之间要努力做到公平信任,有着足够的自由和宽容,也要有浓郁的集体气氛,对于教学过程中能力结构与能力点的结合与训练,也不能放弃。每一个学生都是教师眼中的“好学生”,关键是这个好学生如何进行引导,让其符合社会创新型人才的需要。对于教育的研究与实践,并不是阶段性的工作,要不断的深化教学改革。关于学生的学习效果,要作为教师重点关注的内容,这样才能不断改进教学方法,去芜存精,让教学水平得以提高,让教学艺术发挥得更加完美。与此同时,积极采用各种有效的增加师生感情的方法也是有必要的。 (四)为学生创造进行创新的校园环境 教育创新的教学与传统的教学方面存在着一定的差异,如果采用传统的教学方法,就会造成很多学生在学习过程中对于知识的掌握缺乏有效性,更缺少对规律的了解和运用的方式方法,甚至于只会从教师和书本那里照搬,这种教学方式很难取得理想的效果。采用创新模式来培养学生,需要建立新型的师生关系,让传统的教学功能得以创新,从而在学生创新教育过程中起到很好的引导作用。对于自身的创新意识,创新思维和创新能力,教学过程中要起到对学生的感染作用,一个教育工作者创新能力的发展,将会让学生体会到什么才叫做“教育”的主体。这种主体的建立,才会为营造新的教育环境创造空间。具体来讲,在高校的教学环境中,要积极提倡素质教育和创新教育。由一些相关的教育领导拟定创新的学习目标,积极进行倡导,拿出具体的措施,合理有效进行组织,这样就会在高校中形成有效的氛围,赢得广大师生的正确的评价,从而加强创新环境的塑造。在课堂的教学环境中,要形成有效的运转灵活的组织机构,引导学生参与到课堂的教学环境中去,让学生在讨论中发现问题,主动进行思考,积极寻找解决问题的办法,这对于培养他们的创新意识及思维是非常有益的。 三、总结 总而言之,在人才培养理念上,既要遵循计算机科学与技术专业人才培养规律,又要拓宽学生的创新能力的培养,在计算机科学与技术专业教学中,我们不仅要把知识传授给学生,更要培养学生的创新能力。我们必须用先进的教育理念开拓全新的教学思路,营造一个宽松的创新环境,努力把学生培养成社会需要的创新人才,才能完成时代赋予我们的历史使命。 科学与技术论文:计算机科学与技术专业发展问题探索 【摘要】在计算机技术不断推广的情况下,受到社会环境、教育观念、经济发展等多种因素的影响,计算机科学与技术专业发展还存在着一些问题急需解决。本文就计算机科学与技术专业发展存在的问题进行全面探讨,提出计算机科学与技术专业发展存中问题的对策,以培养满足各行业发展所需的优秀人才。 【关键词】计算机科学与技术专业;发展;问题;对策 在人们的日常生活中,计算机科学与技术已经成为非常重要的组成部分之一,不但使人们的沟通方式、出行方式等变得更加便捷,还大大加快城市经济发展速度。因此,对计算机科学与技术专业发展存在的问题有比较深入的了解,对于促进计算机科学与技术专业进一步发展有着重要现实意义。 1计算机科学与技术专业发展存在的问题 对当前计算机科学与技术专业发展的实际情况进行相关调查和分析发现,其存在的问题主要包括如下几个方面: 1.1培养目标与就业需求不相匹配 根据计算机科学与技术专业的发展要求来看,其主要是培养拥有较强专业知识和计算机技术的综合性人才,因此,需要加强计算机科学与技术专业学生的实践能力培养,才能真正满足各行业对高素质、高技能、高水平人才的需求。但是,很多高校设置的计算机科学与技术专业的教学目标都存在与就业需求不相匹配的问题,过于注重学生专业知识的讲解,没有培养学生的自主意识,从而影响学生创新能力、探索能力等发展,最终无法很快适应社会发展。 1.2培养目标制定覆盖的范围太广 目前,高校的教育教学改革力度在不断加大,给计算机科学与技术专业的培养目标提出了更高要求,以促进学生综合素质全面发展。但是,计算机科学与技术专业发展制定的培养目标覆盖范围太广,致使专业定位出现不够明确的问题,从而无法针对性的提高学生的专项技能,大大降低计算机科学与技术专业的教学效果。与此同时,学生的应用能力提升没有得到高度重视,计算机硬件、软件等方面的操作水平较低,给学生未来发展造成极大不良影响。 1.3本专业特色没有得到充分体现 在制定计算机科学与技术专业的教学计划时,没有根据学校的发展情况、学生的学习需求等确定项目,从而无法充分体现本专业的特色,给计算机科学与技术专业发展带来一定影响。在实践教学中,计算机科学与技术专业学生接触的知识都差不多,从而影响学生的个性发展,给学生各方面能力提升带来极大阻碍。 2计算机科学与技术专业发展中问题的对策 2.1重视实践教学,注重学生实践能力提升 在加强学生算机科学与技术专业知识教学的基础上,重视学生的实践教学,并注重学生实践能力提升,是培养优秀计算机科学与技术专业人才的重要途径,对于促进算机科学与技术专业更快、更好发展有着极大作用。因此,在实践教学中,按照应用型人才的培养要求选择教学内容,结合学生的实际学习需求制定教学计划,是完善算机科学与技术专业教学体系的重要基础,以在加强学生技能水平考核、专业能力提升的情况下,为学生未来良好发展奠定坚实基础。 2.2创新计算机科学与技术专业的教学方法 在不断推进教育教学改革制度的情况下,创新算机科学与技术专业的教学方法,不但能满足更多学生的学习需求,还能使教学目标与就业需求更加匹配,从而提升学生综合素质的基础上,促进算机科学与技术专业进一步发展。在实践教学过程中,教学活动的有序开展,需要结合现代教学资源、信息技术等,与学生的实际生活保持紧密联系,才能真正体现算机科学与技术专业的重要性,最终达到全面提高教学效率、教学质量的目的。例如:在进行CAI的教学时。通过设置合适的教学情境,让学生自由讨论与沟通,不但能为学生营造一个舒适、愉悦的学习环境,还能更好的促进学生各方面能力快速提高。 2.3科学设置选修课程,促进学生全面发展 为了促进算机科学与技术专业可持续发展,需要注重选项课程的科学设置,充分体现算机科学与技术专业的特色,才能在提高教学内容针对性、实践性和综合性等的基础上,促进算机科学与技术专业学生全面发展。在实践教学中,加强教学体系的完善力度,将学生实践能力、应用能力培养贯穿到每个教学环境中,不但能力提高学生的学习积极性,还能使算机科学与技术专业课程教学效率进一步提升,最终推动算机科学与技术专业教学水平快速提升。 3结束语 总的来说,算机科学与技术专业的发展与社会、经济、各行业都有着紧密联系,需要加大算机科学与技术专业教学改革力度,培养学生的创新能力、实践能力、应用能力等,才能真正满足各行业对优秀人才的需求。 作者:余佳 沈捷 潘宇飞 单位:沈阳理工大学 科学与技术论文:光信息科学与技术专业课程改革探索 摘要:随着科学技术的不断进步,我国的社会发展速度逐渐加快,进而促使了知识经济时代的到来,在这种情况下,许多新兴的热门专业逐渐被开设,其中,具有较强的实践性的光信息科学与技术专业更是受到社会的关注与重视,因此,了解光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性,提高光信息科学与技术的教学质量,提高学生的综合能力,成为高校光信息科学与技术专业发展的前提。本文通过简要分析光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性,指出光信息科学与技术专业具体的改革措施,以期为提高光信息科学与技术的教学质量提供有价值的参考[1]。 关键词:光信息科学与技术;必要性;措施 作为一门新兴的热门专业,光信息科学与技术专业是教育部在1998年调整后增加的新专业,经过10几年的发展,国内近百所大学已经开设了光信息科学与技术专业,而且,目前仍有许多大学在争取开设光信息科学与技术专业。因此,重视光信息科学与技术专业的重要地位,积极开展光信息科学与技术课程改革,激发学生的学习兴趣,提高光信息科学与技术的教学质量,培养学生的实践能力和创新能力,提升学生的综合能力,促进学生的全面发展,成为高校光信息科学与技术专业的教学任务。 一、光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性 光信息科学与技术的使用范围广泛,具有很强的实践性,因此,在教学过程中,教师需要培养学生的实践能力和创新能力,不断提高学生的综合能力,以确保学生能够满足社会对高素质专业人才的需求,但是,在实际的教学活动中,许多高校忽视了培养学生的实践能力和创新能力,致使光信息科学与技术专业的教学质量不高,严重阻碍了学生的进一步发展。因此,高校光信息科学与技术专业需要进行课程改革,以提高教学质量,提升学生的综合素质[2]。同时,在光信息科学与技术教学活动中,许多教师过分强调自己的主导地位,采用传统的注入式的教学方式,传授理论知识,未能充分调动学生学习的积极性,并且忽视了培养学生的实践能力,使得学生处于被动学习状态,从而大大降低了课堂教学效果,因此,高校需要通过光信息科学与技术课程改革,提高教师的执教能力,增强教学质量,从而提高学生的实践能力。另外,由于有些高校的教学条件有限,在开展光信息科学与技术教学活动中,学生只能做一些简单的实验,例如测量透镜的焦距、光的偏振现象、观察透镜成像等实验,难以引发学生的学习兴趣,使得学生的学习动力不足,从而降低了教学效果,因此,高校应该开展光信息科学与技术课程改革,培养学生的学习兴趣,引发学生的学习热情,以提高教学质量,提升学生的实践能力。 二、光信息科学与技术专业具体的改革措施 (一)建立完善的光信息科学与技术课程体系 光信息科学与技术专业需要扎实的理论知识和较强的实践能力,因此,高校应该加强光信息科学与技术课程建设,建立完善的课程体系,以确保光信息科学与技术教学的质量。高校应该根据光信息科学与技术专业的实际情况,合理安排教学课程,以提高光信息科学与技术教学的效果。在光子学基础方面,高校应该注重强调基础理论知识,重视描述方法、物理量以及概念之间的联系,开设信息光学、电动力学、激光原理、量子力学和光电子学等必修课,确保学生能够具有扎实的理论知识。在信息技术方面,高校应该重视电子信息技术,开设数字电路、电路理论和模拟电路等必修课,合理取舍教学内容,采用科学的教学方法,提高教学的有效性,以提高学生的综合素质。在光信息技术方面,高校应该合理设置课程,适当安排光通信原理、光电检测与处理、光信息存储与显示这三门课程,拓宽学生的知识面,增加学生的专业知识,从而提高光信息科学与技术的教学质量,促进学生的全面发展。 (二)不断提高学生的实践能力 目前,在光信息科学与技术专业教学中,许多高校只重视学生的理论知识,忽视了培养学生的实践能力和创新能力,使得学生的实际操作能力较差,严重降低了光信息科学与技术专业的教学质量,因此,在大力提倡素质教育的环境下,高校应该积极转变传统的教育观念,采用科学的教学方式,提高光信息科学与技术的教学质量,注意培养学生的实践能力和创新能力,以提升学生的综合能力,促进学生的全面发展。高校应该重视实验教学,加大资金投入,为光信息科学与技术专业提供必需的硬件设施,确保光信息科学与技术专业实验教学的有序开展,从而提高教学的有效性。同时,在教学过程中,教师应该创设良好的教学氛围,充分发挥学生的主观能动性,注意培养学生的思维能力、实践能力和创新意识,促使学生积极主动的参与到教学活动中来,从而提高教学效率,提升学生的实际操作能力[3]。 三、总结 总而言之,作为新时期的热门专业之一,光信息科学与技术专业具有很强的实践性和实用性,因此,在教育事业蓬勃发展的今天,高校应该重视光信息科学与技术专业的重要地位,加强光信息科学与技术专业的课程建设,积极开展光信息科学与技术专业课程改革,不断优化光信息科学与技术专业的课程体系,丰富光信息科学与技术的教学内容,激发学生的学习兴趣,提高光信息科学与技术的教学质量,提高学生的实践能力,从而为社会提供专业的高素质光信息科学与技术人才[4]。 作者:冯利 单位:湖北工程学院新技术学院 科学与技术论文:光信息科学与技术专业实践教学分析 摘要:光信息科学与技术作为一门重要的课程,它在培养当代社会发展所需要的专业性技术人才方面有着不可替代的作用。而实践教学作为光信息科学与技术专业不可或缺的一部分,随着我国教育体制改革的发展,对实践教学要求也越来越高。要想为我国现代社会培养更出色的人才,在光信息科学与技术专业实践教学中,就必须加大创新。本文就光信息科学与技术专业实践教学进行了相关的分析。 关键词:光信息科学与技术;实践教学 在这个科技不断发展的时代里,信息产业发展速度越来越快,而光信息科学与技术作为信息产业的重要组成部分,为了促进我国信息产业的发展,加大光信息科学与技术人才的培养有着重大意义。然而就当前教学工作来看,一直是以理论知识的教授,忽视了实践教学,而光信息科学与技术是一门研究光信息的产生、获取、传播等过程的基本规律及其应用的一门学科,如果单纯的进行理论知识的教学,势必就会影响到学生专业能力的提高。为此,在光信息科学与技术专业中,为了更好地培养学生的创新力,提高学生的逻辑思维能力,在教学过程汇总,就必须重视实践教学,加大实践教学创新。 1光信息科学与技术专业实践教学的意义 光信息科学与技术作为信息技术的重要组成部分,它是一门结合物理学、电子学、光学以及计算机科学等多种学科,对光信息科学与技术进行研究的新型较差学科。对于光信息科学与技术专业来讲,它是与一门应用性较强的学科,在教学过程中除了要求进行理论学习的同时,还必须与实践相结合。光信息科学与技术专业在培养学生创造力、想象力等方面有着不可替代的作用,为此加强光信息科学技术专业教学十分重要。随着我国教育体制改革的发展,对教学要求也越来越高,传统的教学方法已经难以满足现代社会发展的需要,那种以理论知识为主导的教学模式所教导出来的人才难以适应这个信息化高速发展的社会的需要了。而实践教学作为光信息科学与技术专业中不可或缺的一部分,只有重视实践教学,才能更好地培养学生各方面的能力,进而促进学生的全面发展,为我国现代社会发展培养更多的专业性技术人才。 2光信息科学与技术专业实践教学策略 2.1转变教学观念 受传统教学观念的影响,光信息科学与技术专业教学中,教师依然是以机械式的方式向学生灌输理论知识,没有考虑到学生的“学”,只重视“教”,在这种模式下,学生的能力难以得到提高。而光信息科学与技术作为一门应用性的学科,它讲究的是理论与实践的相结合,而单纯的进行理论知识的教授很难达到预期的教学目的。为此,在光信息科学与技术专业教学中,教育工作者就必须积极的转变观念,在向学生灌输理论知识的同时,也要注重与实践相结合,因为实践是检验真理的唯一并标准,学生的理论知识只有在实践中才能够得到深化,学生治愈在不断的实践中才能积极学习的积极性,培养学生自己动手的能力[1]。 2.2加大教师队伍的建设 在光信息与技术专业实践教学中,专业的教师是提高教学有效性的保障,只有专业的教师才能在教学过程中更好地引导学生进行学习。为提高光信息科学与技术专业实践教学的有效性就必须加强专业教师队伍的建设。首先,学校必须加强现有教师的培养,不断提高他们的专业知识水平和教学能力,进而更好地服务于教学;其次,要对外引进专业、有教学经验的教师,为光信息科学与技术专业实践教学提供保障。另外,作为教师,更要认识到自身的职责所在,要不断学习专业知识,不断提高自己的能力,在教授理论知识的同时,重视实践教学[2]。 2.3加大投入 光信息科学与技术专业作为一门应用性的学科,在光信息科学与技术专业实践教学中,设备是实践教学开展的先决条件,只有完善的设备,才能更好地开展时间教学。为此,学校必须加大投入,为光信息科学与技术专业实践教学配备先进的设备以场所,让学生有更多的机会可以实践操作。 2.4推行校企合作 校企合作就是学校与企业之间建立合作的关联,通过校企合作这个平台,让学生在校所学与企业实践有机结合,让学校和企业的设备、技术实现优势互补、资源共享,以切实提高育人的针对性和实效性,提高技能型人才的培养质量的一种新型的教育理念。校企合作不但可以学习到东西,还可以在学习的过程中得到历练,发现自己需要学习什么样的知识,及早的丰富自己的知识结构。为此,在光信息科学与技术专业实践教学中,就应当积极的推行校企合作,学校结合专业需求,为学生选择合适的企业进行实践,让学生在不断的实践中培养自己的能力,提高自己的专业技能,进而为学生今后的发展打下坚实的基础[3]。 2.5开展创新实践活动 创新能力作为现代社会人才所必备的一种能力,在光信息科学与技术专业实践教学中,为了更好地培养学生的创新能力,积极的开展创新实践活动有着重要的作用。让学生积极参加创新实践活动,尝试用创造性的方法解决实践中的问题,进而不断提高学生发现问题、解决问题的能力。只有不断参加实践,才有了不断的发现、发明和创新。同时,实践又能够检验和发展创新,一些重大的创新目标,往往要经过实践的反复检验,才最终确立和完善。为此,作为教育工作者要为学生创造更多的实践机会,而作为学校更要结合专业实践教学需要,创办相应的实践活动,让学生参与进来,让学生在实践活动中得到成长[4]。 3结语 加强实践教学是现代教育体制改革的内在要求,在光信息科学与技术专业中,加强实践教学,能够有效地激发学生的学习积极性和主动性,让学生在不断的实践练习中巩固自己的专业知识,提高自己的专业水平。同时,通过实践教学,可以培养学生的创新能力,培养学生的逻辑思维能力,促进学生的个性化发展,进而为我国现代社会培养更多的专业性人才。 作者:孔感 单位:湖北工程学院新技术学院 科学与技术论文:环境与材料科学技术的前沿进展 资源与环境已成为当今世界发展的主题。经济与资源、环境之间的和谐发展日益广泛受到关注。如何合理利用资源、保护环境,同时促进经济的增长,这对相应学科的科学与技术提出了高要求,也已成为全球化的重要议题。2015环境与材料科学技术学术研讨会在武汉理工大学资源与环境工程学院院长宋少先教授的主持下拉开帷幕。出席开幕式的人员包括圣路易斯波多西自治大学校长ManuelVilla、武汉理工大学副校长康灿华、圣路易斯波多西自治大学物理研究所所长JoséLuisArauzLara、武汉理工大学新材料研究所所长余家国教授等,还包括武汉理工大学资环学院、理学院、化生学院、材料复合新技术国家实验室等单位百余名师生参加。研讨会主题是“环境与材料科学技术”,会议旨在为中墨两国合作搭建潜在的平台,为环境、材料、能源等多方领域交流最新研究成果提供一个交流的机会。研讨会主题围绕环境、材料、能源、地理空间科学与技术等领域进行了交流,包括1场大会报告与4组分会场报告,双方与会代表共进行37场次报告,展示了双方各自最新研究成果,探讨了环境、材料与能源等领域的发展趋势,为日后合作发展提供了机会。本研讨会获得了中国教育部、武汉理工大学以及圣路易斯波多西自治大学的大力支持。武汉理工大学康灿华副校长在研讨会开幕式上发言,希望利用本次机会充分展示该校在环境与材料科学技术领域的研究成果和特色,推动该校在该领域学科建设的发展并提升国际影响。ManuelVilla校长介绍了圣路易斯波多西自治大学的学校历史、学科结构及对外合作项目,希望两校在科研合作与学生交流等方面开展深入合作,为双方优秀学者和学生搭建良好的学术交流平台。武汉理工大学余家国教授在大会报告中介绍了用于生产太阳能燃料的石墨烯光催化材料的研究进展与发展趋势。利用太阳能转化制备太阳能燃料目前被认为是解决未来全球能源与环境问题的主要策略之一。其中利用光催化水产氢和还原二氧化碳制甲烷已经成为利用太阳光制备太阳能燃料的重要且有前景的方法,可以实现清洁、经济以及再生等生产。通常基于TiO2光催化产氢强烈依赖于触媒类型与数量,这是因为仅有TiO2不具备很高的光催化性能,需要添加Pt作为触媒,这样才能增强TiO2的光催化产氢性能,然而Pt更是稀有且昂贵的材料。因此,便宜且来源丰富的材料便成了触媒的另外选择。比如基于石墨烯的纳米复合材料作为光催化剂具备增强光催化产氢和二氧化碳还原的能力,能将太阳能转化成化学能。余家国教授对在基于石墨烯的纳米复合材料在光催化产氢和二氧化碳还原方面的设计与制造研究成果进行了介绍与分享。 圣路易斯波多西自治大学的MagdalenoMedi-na-Noyola教授作了题为“StructuralRelaxiationandAgingofGlassesandPhysicalGels:aNon-equilibriumStatisticalThermodynamicTheory的大会报告。有一项关于非均衡液体不可逆过程的非均衡统计热力学理论被用来表述淬火液体结构与动力学的非稳态演变,该理论提出一个方案:演变时间是一个基础的变量。该方案为类玻璃材料在高填充率下的老化行为以及低密度的类凝胶材料的形成过程,方案设计符合通用情况,也符合各系统下的分子内作用过程。比如硬体系和Lennard-Jones简单液体等具体模型体系都能很好地解释这个预计方案。其定性定量准确度可以通过对比模拟和实验结果进行评估。武汉理工大学资源与环境工程学院张一敏教授作了题为“VanadiumExtractionfromVanadium-bearingCarbonaceousShaleinChina”的大会报告。钒作为稀有元素之一,被广泛用于钢铁、合金和化工等行业。含钒碳质页岩是中国重要的含钒资源,总储存量达到钒储备的87%。因此钒提取技术得到很大的发展。传统的高盐焙烧-滤沥技术是最早的提钒技术,对设备要求不高,所以得到很多小型工厂的使用。由于许多腐蚀性气体及超高盐废水的产生,且总钒回收的产率不高,使得该技术逐渐淘汰。虽然空白焙烧-滤沥、钙化焙烧-滤沥和直接酸滤技术比高盐焙烧技术更环保,但是各自有其缺点,并未得到大范围推广应用。低盐焙烧-循环氧化技术同样面临高成本和长周期的问题。一种最新技术———一步焙烧-酸滤技术实现了高达77%的钒回收率。而且废水经过完全处理之后可以全部回收利用,滤沥残留也可以用来生产不同类型的建筑材料,比如土工聚合物、陶粒、高压砖等。尽管提钒技术已经发展了很多年,但从含钒碳质页岩中的提钒工业在国内仍然没得到全面发展,要进行大范围的经济性开发,则需要开展更进一步的研究工作。圣路易斯波多西自治大学物理研究所所长A-rauzLara教授作了题为“PhysicsofConfinedColloids”的大会报告。 胶体体系在天然材料和人造材料中一直都普遍使用,如在生物流体、蛋白质溶液、细胞质、DNA溶液、颜料、化妆品及食品等方面。胶体介质的物理性质已经被广泛研究很长时间,但只是具备某些基础了解,而对于胶体系统处于限制条件下的情况却不明确。本报告介绍了关于胶体颗粒在不同限制条件下的静态结构与动态性质的研究结果。该研究以聚苯乙烯球溶液为系统,限制在①两板之间,②接近墙面,③在球状室。在不同限制形状条件下颗粒间的静态与动态联系通过数字光学显微镜测量和定量结果分析,包括两体关联方程、位移方差和动力结构因素等。武汉理工大学化生学院蔡卫权教授作了题为“PAASAssistedHydrothermalSynthesisofMesoporousMgOCubewithStrongAdsorptionPerformancetowardsAO7fromAqueousSolutions”的报告。介孔氧化镁颗粒具备十分优良的吸附性能,尤其在吸附AO7方面。该报告介绍了通过对PAAS进行水热法和焙烧法制备成介孔氧化镁颗粒吸附剂。制备的样品通过XRD,FE-SEM,TEM,TPD,FTIR等技术表征。该颗粒吸附剂呈现立方形状与大孔分布。实验数据符合郎格缪尔吸附等温线。动力学方程显示二级模型可以更好描述AO7在样品上的吸附行为。另外氧化镁立方颗粒比不添加PASS粉末状的吸附性能更优。该吸附量最高达到3388mg/g。重要的是,该立方状颗粒可以通过简单的焙烧过程进行再生,且再生过程不影响它的吸附性能。圣路易斯波多西自治大学YuriNahmad-Moli-nari教授进行了题为“OpportunitiesinRenewableEnergiesSectorinNexico:ExamplesandProjectsinSanLuisPotosi”的演讲报告。国内电力生产可以在任何范围内通过太阳能辐射收获或者光子采矿实现。由于竞争性的矿物燃料技术带来的经济障碍需要有经济工程师通过对CO2信用点补助金以及退税鼓励或者在生产者的能源固定分配组合里设计方案,而第三世界国家公共政策十分薄弱,响应慢,甚至不存在,因此,城市、大学以及医院等可以在激发能源向再生发现发展方面扮演重要角色。Molinari教授介绍了墨西哥在再生能源领域的发展概况。石油、钢铁、水泥、采矿、食品以及化工厂都需要由矿物燃料产生的热能和电力,而墨西哥的矿物燃料却呈现降低的趋势。干旱和半干旱地区有大范围的太阳能辐射面积,这在很大程度上促进了光热和光电太阳能设备的商业贸易。太阳能在再生能源生产方面的潜力需要创新和发掘,这一点已经在相应能源部门得到了支持,比如一些法律改革。报告里提到了太阳能项目的3个案例,包括:①在墨西哥圣路易斯中心医院楼顶安装太阳能热点系统;②针对师生提供的一项有关国内太阳能辐射收获的微型计划;③满足学校电力需求的光伏电站设计。武汉理工大学资源与环境工程学院张高科教授在分组报告中作了题为“PreparationandApplica-tionofNovelEnvironmentalMaterials”的报告,介绍了B(iGe)光催化剂的合成与表征。表征手段包括XRD,FE-SEM,XPS等。报告揭示了这些光催化剂的催化特性通过降解水体或者空气中的污染物进行评估,讨论了光催化剂形貌与微观结构对催化特性的影响,另外分析了光催化反应中活性自由基及可能的光催化机理。圣路易斯波多西自治大学A.López-Valdivieso教授在分组报告中作了题为“SynthesisofSilverNanostructures”的演讲报告。银纳米结构因其独特的物理化学与生物特性一直受到广泛关注,并在催化剂、传感器、光学器件、杀菌化合物以及电子设备制造方面有很多应用。以氰化银为银源、十二烷基硫酸钠作为聚合物催化剂、亚硫酸根或者柠檬酸根离子作为还原剂的银纳米结构新合成方法得到了发展。这种合成方法制得的银纳米线平均直径9.7±3.8nm,长度为毫米量级。武汉理工大学资源与环境工程学院吴浩教授在分组报告中作了题为“AssessingtheEffectsofLandUseSpatialStructureonUrbanHeatIslandsUsingHJ-1BRemoteSensingImageryinWuhan,China”的报告。城市热岛效应因其对生态多样性和人类健康的影响得到广泛关注。评价该区域土地使用的空间结构的影响对于提高和理解城市化生态进程非常重要。报告指出了利用半径分形维数定量不同土地利用类型的空间变量。通过集成HJ-1B卫星、植被指标、景观指数和分形维数获得的遥感图像,比较并分析了土地利用图形对武汉城市热效应的影响。 圣路易斯波多西自治大学FacundoRuiz教授在分组报告中作了题为“MetellicNanoparticles:LargeScaleProductionandAntibacterialProperties”的演讲报告。纳米颗粒最近的新研究使得其在某些产品中的应用显得十分显著。一旦纳米颗粒及其特性的范围可以实现,很多新产品将会出现。纳米颗粒包括制备、表征、动力学、处理及应用等领域,制备也许是其中研究最多的领域。溶液法因其操作简单且容易量化生产而倍受关注。本研究提出利用溶液介质制备金属和半导体等纳米颗粒,这些方法可以实现大范围生产,尤其银、金、氧化锌和氢氧化镁颗粒的结果显示如此。纳米颗粒制备已经应用于很多材料方面,包括塑料、陶瓷和颜料等。研究显示了金属纳米颗粒的杀菌性,特别是银纳米颗粒。研究结果还发现银纳米颗粒的大小与杀菌性存在很强的联系,并找到了银纳米颗粒对抗微生物的主要机制。2015年4月,武汉理工大学与墨西哥圣路易斯波多西自治大学签署了一项学术合作意向,鼓励和支持双方学者及学生进行交流合作。而该研讨会作为协议的第一项议程,取得了圆满成功。今后我们还会定期举办该学术研讨会,促进和提升武汉理工大学在学科建设水平上的国际发展和影响。 作者:刘艳艳 单位:武汉理工大学资源与环境工程学院 科学与技术论文:计算机科学与技术发展趋势初探 摘要:如今人们已经进入信息化的时代,计算机的科学与技术正在改变着人的生活,社会的不断发展和进步也是离不开计算机的科学与技术。我们要把握住计算机发展的节奏,加入推进计算机科学技术发展的行列。本文通过对计算机发展的背景和问题进行分析,进行计算机科学技术发展趋势的研究。 【关键词】计算机科学;技术;发展趋势;探讨 计算机已经有60多年的发展基础,计算机的开发与应用等多方领域得到了飞速的发展。伴随着社会的不断变迁以及科学技术的迅速发展,计算机的更新与发展也是日新月异,并且在自身飞速发展演变的同时还衍生出众多的发展方向。如今计算机已经在各个领域都涉及广泛,例如军事、政治、文化等。本文通过对计算机的发展历程分析,从而对计算机未来的趋势进行了浅析和探讨。 1计算机科学与技术的历史步伐 20世纪在美国诞生了世界上第一台计算机,标志着我们进入信息化的时代,当时的计算机体积和重量庞大,运行速度也慢,成本也非常高。但是随着社会科学的不断发展和进步,许多国家机关和一些先进企业开始利用计算机来进行一些高度数据的处理,处理器也随着发展的需要而诞生,并逐渐得到广泛的利用。到了1982年,诞生了世界上第一台个人计算机,这样计算机的成本得到了明显的降低,也可以更广泛的得到发展和利用。所以计算机的应用逐渐从政府机关开始延伸到中小型的公司企业,最终甚至延伸到了普通家庭中来。总体来看,计算机一直沿着积极的方向迅速发展。随着科学技术的不断发展和深入,计算机的应用领域也是出现了分化的趋势,首先计算机被高度利用在国防,军事和科技研发中。其次,计算机的微型领域也是得到了科学迅速的发展,融入到了各个行业领域中。经过六十多年的发展,计算机已经逐渐深入到了人们的生活中,很大程度上丰富了人们的生活,社会进步的速度也在不断更新。 2计算机科学与技术得到发展的原因 2.1时展的需要 如今信息化的进程在不断的更新,计算机科学与技术也是随着时代的迅速发展而发展。最初计算机是由于战争的需要和繁多的信息数据的处理需要,加之计算机的发展技术还不够成熟,会在利用计算机的过程中投入大量的人力和财力。但是正是因为这样才能促进计算机的诞生以及不同领域的需要促使计算机技术的不断发展。现在,由于国家政府对计算机技术的大量需求和利用,需要通过利用计算机科学与技术来对国家各个领域的发展起到推动的作用,对计算机各种硬件和软件的要求也越来越高,这就使得计算机的革新技术的速度也随着需求而加快了发展的脚步。 2.2技术的发展基于计算机的理论基础 在计算机技术更新的研发中,开发者需要有活跃的设计开发理念创新,并要把这些创新理念实际应用到具体计算机技术操作当中。当然创新理念在应用中需要不断的检验才能证明其是否存在利用价值,会不会对原来的操作产生更为便捷的途径。在检验计算机技术是否成熟的过程中必然会出现失败或者错误的情况,这就需要研究者不断进行反思和修改,并促进其开发研究内容的更加丰富和实用。当某一个计算机技术成熟后会对下一次的技术革新有强大的推动作用。 3计算机科学与技术的发展趋势 3.1智能化的计算机 如今各个领域对计算机的要求日益趋高,很多计算机的旧技术已经不能满足大量数据整理的需求。所以就需要更为强大的计算机技术来满足需求。智能化的计算机的研究利用,它在较之前的计算机有了处理速度上的提升,以及更全面的数据技术的分析和处理。节省更多的时间,大大增强了工作效率。 3.2新型的计算机 硅技术在近些年的技术发展到了一个瓶颈期,所以要发新的技术成为当前信息化社会发展的一个重要目标。计算机领域的研究人员把目光投入到光子计算机、量子计算机和纳米计算机等新型计算机的研究开发。而今计算机更新换代的周期越来越短,所以新型计算机的广泛应用也指日可待。3.2.1光子计算机光子计算机是利用光子对大量数据进行处理和分析的,采用光子硬件和光子运算方式,数据处理量大,处理的速度也快,使更为复杂的数据的处理在光子计算机的技术上得到优化。所以光子计算机会随着对计算机科学技术要求的不断提升会成为新型的计算机类型。3.2.2量子计算机量子计算机是对庞大的数据量进行运算处理储存和分析处理源,它是在遵循量子力学规律原理的依据上进行大量数据的处理和运算的。与传统的计算机比较起来,量子计算机在计算速度方面也是要快许多的,主要原理是量子计算机可以通过量子来进行计算。并且量子计算机在系统的安全防护方面比传统计算机有明显的优势,这目前是很多人对计算机应用方面的追求。3.2.3纳米计算机纳米计算机是把纳米技术运用到计算机的技术中来,通过纳米原件体积小的优势来取代传统原件,并且其导电性会比一般传统的计算机原件有明显突出的优点,相信纳米技术一定会成为计算机技术领域重要的一部分。 4结语 综上所述,社会的发展已经不能与计算机科学技术的发展脱离,计算机技术对人们日常生活也有着越来越大的影响。计算机技术也不断朝着智能化、多元化的方向发展,对人们未来的生活和社会的发展提供强大的动力。 作者:努尔兰·艾山拜 科学与技术论文:计算机科学与技术在现代教育的应用 摘要:伴随计算机信息技术的日益普及推广,计算机越来越成为现代人们生活的陪伴者、工作中的合作伙伴、学习中的辅导者,由此可见计算机技术在现代社会中占有的重要地位。基于时代的逐步向前发展,教育事业也要面向现代化,与时俱进,通过计算机科学与技术的广泛应用促进现代教育事业的发展。 关键词:计算机科学与技术;现代教育;应用 前言 基于计算机技术应用范围越加广泛,教育事业发展的与时俱进,在教育领域中逐渐融入计算机科学与技术。在现代教育中计算机的广泛应用,打破了传统教育模式下时间与空间的限制,使教学活动的开展更具多样化、个性化,课堂更加生动有趣。教师在应用计算机科学技术进行教学活动时,也为其节省了大量的时间精力,学生在快速掌握知识点的同时,也提高了计算机操作技能,所以说计算机技术的应用对于收获良好有效的教育教学效果具有至关重要的作用。 一、计算机科学与技术在现代教育中的应用优势 (一)对教育时间的依赖程度得以降低 计算机在教学活动中是一种重要的辅助工具,以其强大的互联性,通过联网收集到各类教学信息,以强大的储存功能,加以对类型多样的信息进行整理,不受时间的限制,无论是在课堂时间,还是课余时间,只要是有计算机在任何时刻实现快速获取知识内容。例如在美术教学中,将名家字画存储到计算机网络当中,师生可以借助对字画的欣赏,加之配以文字说明,得到更加鲜明的点评。同时计算机作为在教学活动中的一种教学系统,摆脱了对于时间的限制,学生受到计算机系统的吸引,通过受到直接影响与直接利用其技术获取科学文化知识,提升了学习过程中的动手实践能力,体现了计算机科学技术应用的深度与广度[1]。 (二)不受制于教育空间的影响 传统教育教学的开展只是限制于教室内的教学活动,即当堂课的教学内容当堂传授,当学生遇到问题的时候,欲寻求教师的帮助,受到空间的限制,只能无奈等到下次课上询问教师。计算机科学技术在现代教育中的应用不再受制于空间的影响,通过社交网络将师生的关系紧密联系在一起,当遇到问题的时候,学生即可通过社交网络在任何地方联系到教师,寻求教师以解决在学习中遇到的难题,此外还可以不受空间的影响,实现对教学研究成果的共享,在任何地方通过登录资源共享网络平台,下载教育信息资料,实现在线交流,通过远程教育实现对课堂内容的深化,以获取有效的教学资源[2]。 (三)教学活动的灵活性得以真实体现 计算机科学技术以人机界面的形式,实现了人机对话,在教学活动中通过师生之间的沟通交流,增强了彼此之间的联系,通过对话实现师生灵活性的合作。教学内容在计算机系统中呈现出丰富性的特点,更加吸引了学生的注意力,激发了学习兴趣,使其能够配合教师具体教学活动的的实施。 (四)更加体现了自由性 不受时间与空间的限制,师生之间无时无刻都可以通过计算机科学技术的应用,实现教材内容的共享,实现在线交流,这其实是计算机科学与技术在现代教育中应用自由性的体现。学生可以通过其技术的使用结合知识点与自身学习实际情况,对学习时间自由选择,教师也可自由教学方法,更好地借助计算机技术为现代教育服务[3]。 二、现代教育中计算机科学技术的应用 (一)在学生独立自主的自学阶段的应用 教材是学生促进学习一种无声的、物质化的良师益友,教辅材料扮演着辅助者的角色,对于知识的理解一方面是来源于自身对于知识点的理解,一方面是来源于教材教辅材料对知识点的阐述,而教材与教辅材料由于篇幅有限,对知识点的阐述不可能做到面面俱到,这是传统教育背景下存在的学生对于知识点理解的弊端,限制于较少的专业辅导的影响,对于学习活动缺乏目标方向性,学生很难在自学活动中约束自己,达不到理想的自学效果。计算机科学技术在现代教育中的应用,学生可以借助计算机系统平台获取更多的学习资料,更加深度地理解知识点,还能扩充知识储备量,有针对性地查找想要了解的知识内容;教师提前设计好课件,在展示课件的内容过程中,提出在自学中学生需要注意的重点、难点,结合课件展示的内容,学生提出疑问,教师进行解答,对于学生自主学习能力的培养具有重要作用。 (二)课堂教学活动中提高了课堂效率 计算机科学技术在现代教育当中的应用实现了静态化的教学知识点与动态化的计算机呈现方式的有机结合。以计算机作为教学设计、展示的载体,将教材上的知识要点融合于计算机当中,呈现在信息系统当中,而且呈现的方式多种多样,丰富了教师的教学思路方法,为学生对于应用计算机的学习方式提供了多重选择,把更多的目光关注于课件上,以丰富生动的教学呈现形式吸引学生的注意力,增强了学生自主学习的能力,创造了参与教学活动的机会,教师减轻了授课压力,有更多的时间通过计算机平台与学生沟通交流,了解学生在学习过程中遇到的难题,了解到学生对教学活动的开展有哪些意见与建议,便于个性化、有针对性信息化的教学活动开展。 三、结语 综上所述,本文从两个方面对计算机科学与技术在现代教育中的应用展开了论述。第一部分中主要从四点论述了计算机科学与技术在现代教育中的优势,正是基于这些优势使得其科学技术在教学活动中得到了广泛;第二部分是对其技术在现代教育中的具体应用体现,通过计算机技术的应用,有利于提高课堂效率,激发学生参与教学活动的热情。计算机科学与技术在现代教育中的应用是教育事业与时俱进的体现,随着其技术的不断发展,将会对现代教育中注入生机勃勃的活力,为教育事业提供良好的发展平台。 作者:柴一森 单位:江苏省南京市中国传媒大学南广学院 科学与技术论文:计算机科学与技术的现状及发展趋势 摘要:在各行业快速发展的情况下,计算机科学与技术的发展速度也在加快中,给我国市场经济可持续发展提供了重要支持。根据相关调查和研究发现,计算机科学已经深入到人们生活、工作和学习的各个方面,对于促进人们生活方式更加便捷有着极大影响。本文就计算机科学与技术的发展现状进行分析,提出计算机科学与技术的发展趋势,以推动计算机科学与技术进一步发展。 关键词:计算机科学;技术;发展趋势 直到现在,计算机科学与技术的整个发展历程已经有六十多年,在世界各国的发展中都占据着非常重要的地位。因此,对计算机科学与技术的发展趋势有比较全面的了解,才能更好的满足各行业的发展需求,从而促进世界经济稳定、健康发展。 1计算机科学与技术的发展现状 根据计算机科学与技术的实际发展情况来看,其发展现状主要包括如下几个方面: 1.1普遍性与迅速深入发展 在各种高新技术推广和更新的情况下,计算机技术的发展速度变得越来越快,同样,计算机技术的快速发展给科技生产提供了新的动力,从而促进人们生活水平不断提高。因此,在人们的生活、学习和工作等多个方面,计算机科学与技术变得越来越普遍,并在经济、社会持续发展的情况下,迅速向着更深层次发展,给人们的生活、科技生产等带来非常大的影响。 1.2综合化和专业化发展 在计算机越来越普遍使用的过程中,计算机科学变得越来越综合化和专业化,与各行业的发展趋势有着紧密联系。例如:家用电器的智能化发展,需要充分利用网络和计算机技术,才能更加方便和实用,从而满足更多家庭、人群的需求。同时,人们对专业化、综合化方面提出的要求,大大促进计算机科学与技术的综合化、专业化发展,是人们提出各种要求的必然趋势。 1.3不断突破和更广发展 由于各个领域的技术要求变得越来越专业,因此,计算机科学与技术提供的功能也变得更加固定,从而促进计算机科学与技术不断突破,最终向着更广的范围发展。例如:电子管、晶体管和半导体管的相继运用,给计算机技术的集成发展提供了重要基础,不仅推动计算机科学不断突破,更为计算机技术创新提供更光阔的资源,从而推动计算机科学与技术的进一步发展。 2计算机科学与技术的发展趋势 在人们不断探索和创新的大环境下,各行业对计算机科学与技术的发展趋势给予了高度重视,从而促进社会、经济更快发展。总的来说,计算机科学与技术的发展趋势主要包括如下几个方面: 2.1不断向着智能化方向发展 在实际应用中,计算机可以通过独特的设计结构、平行技术等,实现计算机运行过程中各种数据、指令的合理性分析,从而促进计算机科学与技术的智能化发展。由于计算机有很多个处理器,可以同时处理一个问题,因此,计算机的运行速度非常快速,在处理难度较高的问题上有着一定优势。所以,智能化的高级计算机在设置有高科技元件的基础上,可以用于处理复杂性较强的任务,特别是一些难度很高的作业中,需要利用智能化计算机进行分析和计算,从而节约任务完成的时间,对于提高工作效率有着重要影响。由此可见,根据计算机的实际应用可知,在进行比较复杂的计算时,研究人员根据人脑的情况进行智能化计算机的设计,可以使其更加人性化,从而促进计算机的工作效率不断提高。 2.2高性能方向发展 目前,较多计算机都是通过采用合适的芯片来完成相关操作的,因此,对芯片技术有着极大依赖性,给计算机科学与技术的未来发展提供重要动力。随着高科技人才的不断增多、高新技术的不断推广,计算机科学与技术的研发工作变得更加有效,对于促进计算机科学与技术向着高性能方向发展有着极大作用。例如:纳米技术、量子技术等的与芯片技术的有机结合,可以促进计算机内部结构、硬件更加完善,从而提升计算机开发的整体水平。根据量子计算机的运行情况来看,通过充分利用最新型的量子物理力学原理,计算机内部的各种数据的计算与储存可以实现物理设置,从而在利用激光脉冲物理特征的基础上,提高计算机的运行速率和相关信息的准确性。与此同时,由于光的速度非常快,目前还没有任何物质的速度可以超过光速,因此,光子计算是通过利用光子来进行各种数据的计算与储存的,不但可以取代传统互联网的运行程序,还能大大提高各种数据的精确性,最终降低复杂信息的处理难度,对于提高计算机的工作效率有着极大作用。 3结束语 综上所述,在实践过程中,计算机科学与技术的发展,需要更多优秀人才的不懈努力。因此,在信息技术时代,人们对高新技术的要求变得越来越高,计算机科学与技术上述几个方面的发展趋势,需要与各领域的发展相适应,才能更好的促进社会不断发展。 作者:王新阳 王奇 单位:沈阳理工大学 科学与技术论文:信息与计算机科学技术分析 摘要:经济社会日渐发展促使科学技术不断进步,信息与计算机科学技术对人们学习和生活具有非常重要的影响。本文信息与计算机科学技术综合对策作了分析,为促进社会发展打下良好的基础。 关键词:信息与计算机;科学技术;综合;对策 现代社会飞速发展促使信息技术以及计算机技术在日常生活中具有越来越重要的作用,不仅影响人们日常生活,还直接的影响到教育、生活等等。实际上,信息技术与计算机科学技术二者之间具有非常密切的关联,对实际运行具有非常重要的影响。作为计算机技术与信息技术联合体,信息与计算机科学技术相互融合并且相互支撑,这就为开展工作提供数据参考和数据支撑。 1信息与计算机科学技术综合对策 1.1重视安全管理以及安全控制工作 操作工作人员综合素质直接的影响到信息与计算机科学技术效果,操作工作人员在实际工作过程中,需要严格按照相关规范来开展各项工作,进而不断提升实际工作质量。在进行信息与计算机科学技术中,需要重视安全管理工作,构建更加完善安全管理工作制度,严格遵循各项规定,提升管理工作有效性。此外,还可以利用防护墙技术、访问控制技术以及加密技术等来不断加强安全管理工作以及安全控制工作,尽可能避免遭受不法侵害或者是黑客攻击,利用软件更新工作以及软件升级工作,更加及时有效修补漏洞,进而为设备综合性能提供有效保障。 1.2重视信息技术与计算机技术有效结合 为了能够在一定程度上加大创新力度以及技术攻关工作,为了能够促进技术更好发展以及更好进步,通过信息技术与计算机技术有效结合有利于提升综合性能,体现其发展优势,为人们生活提供便利,提供更为优质服务。计算机技术与信息技术具有密切联系,计算机技术为信息技术发展提供推动力,信息技术则是为计算机技术发展提供动力,对社会、科技、经济等发展都具有至关重要的作用。信息技术以及计算机技术飞速发展促使应用范围日渐扩大,目前信息与计算机科学技术已经无法满足需求,这就需要重视改进工作,拓宽实际应用范围,提升应用广泛性。例如,信息技术日渐发展促使通讯行业不断进步,3G、4G、5G等层出不穷,随着人们对通讯需求日渐增加促使人们对于信息技术要求越来越高。 1.3有效推动信息与计算机科学技术智能化发展 利用创新性结构技术,能够充分发挥信息技术与计算机技术重要作用,提升数据处理技术以及数据分析技术有效性。利用智能化技术能够体现出人脑部分性工作,输入程序之后就能够有效开展个性操作,进而不断改进以及完善信息技术。从高端科技领域角度分析,信息与计算机科学技术呈现出智能化发展趋势,在一定程度上节约时间,对提升实际工作效率具有非常重要的作用。虽然信息与计算机科学技术为人们生活带来了巨大便利,同时也存在着潜在性网络安全问题。专业化计算机技术工作人员舒朗非常多,但是利用自身专业出现的不正当行为也逐渐增多,特别是机构和机构之间或者是国家和国家之间,一些计算机技术工作人员对网路安全造成了巨大的威胁。因此,需要重视网络安全修复工作,避免出现信息泄露,同时还需要做好黑客攻击危害预防工作,避免出现不可挽回损失。 1.4结合社会发展需求来更新信息与计算机科学技术 经济社会日渐发展促使计算机技术更新速度不断加快,这就使得人们对于新事物以及新技术探索欲望逐渐加重,计算机技术已经逐步渗透到人们日常生活中,对社会发展具有至关重要的作用。作为衡量社会经济发展的重要指标,信息与计算机科学技术对社会发展具有至关重要的作用,这就需要结合社会经济发展特点以及社会生产发展特点来更新信息技术,为社会经济发展指明方向,有效推动社会经济日渐发展。作为国民经济发展中的重要增长点,信息技术对国际交流以及国内交流具有非常重要的作用,这就需要相关管理工作部门重视网络信息系统建设工作以及完善工作,进而为企业事业单位发展提供技术支持。 结束语 信息与计算机科学技术对人们日常生活具有非常密切关联,合理应用信息与计算机科学技术对人们生活提供了巨大便利,利用综合性改进方式能够有效改善信息与计算机科学及时,提升综合性能,对人们生活、工作具有非常重要的影响。 作者:罗婷 单位:江西工业贸易职业技术学院
中医文化需要创新,也需要系统化融合,要将时代特点和多种技术优势综合融入其中,通过不断革新与丰富,从而使得中医文化以全新形式展现。中医文化与茶文化之间有着密切关联,两者有着重要的关联性和沟通性。 1中医文化与茶文化的关联共性分析 从文化传承视角看,中医文化与茶文化一样,都是我国传统文化体系中极为重要的内容所在,其中包含了几千年的传统文化营养和人文沉淀,是充满中国传统文化特色的重要象征。更为重要的是茶叶在最初应用时,其价值功效就更多是一种“药用”价值,因此,茶及茶文化在养生保健、净化心境等诸多方面都发挥了重要作用。在传统文化复苏的今天,大力推广中医文化和茶文化,就需要在坚持文化自信的基础上,寻找到两者在推广大众健康生活中的价值和目标定位,通过创新文化形式,构建包容性意识,从而确保中医文化能够在今天,依旧发挥其应有价值。从本质上看,中医文化与传统茶文化一样,都是对几千年中国历史的生动记载,在今天大众对健康认知日益成熟的今天,构建茶文化与中医文化关联性的传承机制,就极为必要。从中医文化的国际影响力看,其通常与茶文化一样,是当前社会大众理解和认知中国文化的重要标签。因此,理解中医文化与茶文化时,要从两者的关联性出发,通过探究到合适的传播共性,从而实现对该文化体系的全面应用。 2文化创新与精神共性:茶文化的价值内涵分析 茶文化是我国传统文化的精髓,通过对茶文化的几千年发展历程进行分析,我们看到茶文化从物质性到上升到精神理念,关键在于融合属性、大众属性和时代属性,因此,利用茶文化的基础与关键是对茶的价值形成足够理解与认知。茶文化的前提是一种物质属性,从最初的药用、祭祀,到后来的日常生活元素,茶文化的深厚价值造就了大众的一致性认可与包容,因此,在全面理解茶文化应用价值的基础上,理性认知茶文化的多样性与人文化内涵至关重要。从茶文化体系的精神理念看,文化包容性和时代性优势造就了茶文化的应用价值,因此,探究茶文化的多样性和应用价值,并且融入多种文化元素,进而造就了茶文化的深厚价值。客观上看,茶文化从我国元素逐渐发展成为世界性元素,其关键在于茶文化的包容性与科学性,因此,探究合适的融入元素至关重要。当然,在今天茶文化元素依旧保持着自身价值和影响,其本质在于该文化的包容属性和时代驱动力。 3中医文化传播的时代诉求 客观地看,当前养生热本质上是社会大众对中医药文化的高度依赖,以及发自内心的全面信任。但是,其中所存在的“盲目现象”,也从客观上反映和诠释了社会大众对中医药文化的价值认知存在极大偏差和不足。盲目的养生热背后,作为一种中医药文化现象,折射和诠释出现阶段中医文化缺乏科学、完善的推广、传播体系,无法积极、科学有效的引导社会大众对中医文化价值的理性认知。因此,制定中医文化科学、人性化的传播策略,已发展成为中医文化生存发展进程中极其重要的时代诉求。通过对中医文化进行分析,我们看到中医文化是我国传统哲学和人文科学的价值集合,其中不仅极具医学价值属性,也蕴含可人文理念、科学价值等诸多属性,可以说,中医是德念、医术等诸多因素的整体统一,也是一门复杂性的科学体系。中医文化是基于长期医疗应用与实践活动中,通过融入我国传统文化,所形成的、极具医学价值和诊疗技术、养生思维和保健理念的传统医学机制。在中医文化体系中,其以生物学理论为具体基础,通过与诸多学科内容之间相融合,同时与人文理念和哲学思维之间相融合、交流,从而形成了极具我国传统文化内涵,并且以研究大众生命、养生等诸多内容的自然性科学,同时也充满了人文科学的相应特征。因此,中医文化的复杂属性,决定了当前我们在传播中医文化时,不能割裂其中所具有的复杂属性,要通过展现文化基因,从而提升文化的价值力和应用效果。 4基于茶文化背景下的中医文化传播策略 通过对中医文化进行深入全面的分析,我们能够看到其中所具体蕴涵的自然理念和科学生态的认识理念,不难看出在目前整个世界语境下,中医文化在传播过程中,其需要实现从中国民间到全世界传播的推广使命。相对于茶文化来说,中医文化的传播价值力和影响力明显不足,尤其是中医文化未能得到世界性广泛认可。因此,从茶文化的包容性和价值力角度看,其之所以能实现世界性传递和影响力,关键就在于坚持与世界各地文化之间的深度包容。 4.1立足文化自觉———将茶文化的“融合思想”应用与中医文化传播 从当前文化自觉视角看,中医文化作为我国传统文化的优秀内容,想要实现其应有的价值力和影响力就必须注重从我国传统民间文化走向世界文化,中医文化是以中医学科为基础的文化体系,其中所倡导的是一种生命性科学,因此,在中医文化发展进程中,尊重自然,崇尚生态的价值理念已经在世界范围内被认可。结合茶文化发展与传承的价值心态看,其包容性和融合思想造就了极具价值和吸引力的茶文化体系,因此,中医文化传播发展进程中,其将从根本上创新和提升该文化思维,实现整个文化体系影响力的全面提升。 4.2立足大众认知———将茶文化的“应用价值”融入到中医文化传播活动之中 客观地看,在目前社会大众积极注重健康养生的时代诉求看,传统文化体系的价值力和影响力实现了迅猛发展。所以,将茶文化与中医文化传播机制活动进行整合,其不仅能够发展成为全民健康背景下的新元素,同时更能够为提升中医文化传播注入新动能。因此,在当前全面探究中医文化传播策略时,要注重融入茶文化的精神理念和价值内涵,通过价值融入、文化传承等整体视角来对中医文化传承与发展形成全新理解与认知。任何一种文化形式的传播与发展,都要站在应用这一角度来探究和分析。事实上,中医文化在不断发展过程中,已经不再是一种简单的医学治疗现象,而是融入了养生精神、文化哲学等诸多精神理念的文化机制。从我国中医文化的传播现状看,当前其传播效果并不理想,无论是大众自身的认可度,还是中医文化的传播广泛度都相对较差。因此,结合当前文化养生理念成为大众习惯,构建系统化的中医养生文化就成为提升大众创造性的关键所在。 4.3立足时代特点———将茶文化的“创新特征”应用到中医文化传播中 实际上,茶叶在最早应用的初期,就是一种中医元素,“神农尝百草”所展现的不仅是茶叶应用的历史,更是茶文化发展形成的层次化历程。在今天,茶叶的养生价值与大众的养生需要之间形成了共同性融合,因此,想要真正意义上应用好茶元素,推动中医文化的成熟发展,就必须注重结合时代形势和大众需要,对中医文化的表现形式进行改造和优化,从而使其能够有效应用于当前时代环境之中。因此,想要构建中医文化传播发展应用的最佳策略,就必须利用好大众诉求,通过创新和优化中医文化的表现形式,从而实现该文化传播与发展的最佳效果。 5结语 中医文化和茶文化等传统文化在社会发展中的影响力不断提升,尤其是在当前社会大众注重健康、养生日益成熟完善的今天,中医文化与茶文化中所呈现的优势日益明显,当然中医文化想要发展,就不能独立存在,要通过文化元素的深度融合,加上精神思维的本质化融入,从而推动中医文化传播发展。 参考文献 [1]旺建伟;叶虹玉;胥风华;赵雪莹.关于新时期中医文化传播的思考:基于一项文化认同差异的研究[J].湖南中医药大学学报(社会科学版),2015,(12):127-129. [2]杨献军;黄飞翔;时永超;王艳霞;叶鹭萍.生命循环在于流通生命停滞源于瘀塞———疾病成因的学理解读及其中医立体治疗思路[J].首都师范大学学报(社会科学版),2016,(16):255-258. [3]王坤容.中医传统五行学说与人类器官的生命动力元素分布的统计力学参数对比———关于中药传统理论的当代化学物理及量子统计力学理论的诠释[J].云南师范大学学报(哲学社会科学版),2017,(11):311-315. 作者:张萍 陈静 单位:成都中医药大学外语学院
设计毕业论文:提高我校信息技术专业学生毕业论文(设计)质量的研究 摘要:以浙江育英职业技术学院信息技术与应用系计算机应用技术专业毕业论文(设计)的教学工作为例,分析民办高等职业技术院校开展毕业论文(设计)教学工作的重要性,研究本校及同类型高职院校开展毕业论文(设计)教学的现状,找出学校、教师及学生等各环节存在的问题。针对发现的问题,尝试提出可行有效的解决方案,以提高民办高等职业技术院校毕业论文(设计)的质量。 关键词:民办高职院校;毕业论文(设计);计算机应用技术;质量 引言: 高等职业院校的教育重在培养应用和技能型人才[1]。因此,毕业论文(设计)正是高职院校教学过程中一个非常重要的环节。学生通过毕业论文(设计)的写作,将梳理大学阶段所学各科课程,并将其灵活应用到自己的论文与设计中。提高毕业论文(设计)的质量,能极大提高学生的知识综合应用和实践创新能力,有利于提高学生就业竞争力。通过重点研究浙江育英职业技术学院信息技术与应用系毕业论文(设计)工作各环节的现状,找出问题,同时提出切实可行的解决措施。 一、民办高等职业院校毕业论文(设计)教学的重要性 1.一次综合性再学习与提高的过程。毕业论文的写作与作品的设计要求学生能综合并灵活地应用整个大学期间所学的知识。学生将在潜移默化的过程中对大学期间所学知识进行梳理,并综合应用到自己的毕业论文(设计)中,从而进一步巩固与加深对各学科知识的掌握和理解。 2.学校对学生一次较为全面的考核和评价。毕业论文(设计)的写作可以说是学校布置给学生的最后一项作业,要求高,知识覆盖面广,写作过程长[2]。学生在写作过程中解决问题的过程就是对以往所学知识再学习和加深理解的过程,也是对自己学习能力和解决问题能力的一次考核和评价。同时,导师和班主任在指导与跟踪学生的过程中也可以进一步了解学生的知识掌握程度、学习能力及独自解决问题的能力,这将是对学生进行考核和评价的有效依据。 3.提高学生论文的写作或创新能力。毕业论文(设计)的内容要求尽可能贴近学生的专业,能够解决实际问题。完善的作品能够运用到实际的社会生产或生活中。优秀的毕业论文(设计)还应该兼具创新性,有新颖独特的观点。学生需要学会用精确而简明的文字进行组织表达,考虑论文整体结构的合理性和完整性。除了论文的写作,计算机相关专业的学生需要独立完成一个作品的设计。从往年的情况看,大部分学生都是选择开发一套数据管理类的系统,比如在线销售管理系统等。学生需要独立完成系统页面的美工设计和后台程序编写和调试工作。通过大量的代码的编写和不断的测试与调试工作,学生的编程与程序调试能力将会有一个质的飞跃。 4.引导学生明确自己的从业方向。在毕业论文(设计)的创作过程中,学生围绕自己的选题进行内容与结构的规划、资料的收集,对可行性进行研究,然后写作论文并不断地修改与完善。同时,学生还将独立完成自己作品的设计。在整个论文写作和作品设计的过程中,学生将能够发现自己的强项与薄弱环节,找到自己的兴趣点。这样学生自己就能够更加明确自己以后的就业方向,同时也更加自信能够做好相应的工作。 5.经济或社会效益。毕业论文(设计)工作是对学生的一次锻炼与考核,其中具有很好的创新性和实际应用性的论文和设计如果能得到推广并直接服务于社会,还将能产生经济效益和社会效益。 二、民办高等职业院校毕业论文(设计)教学的现状 1.师资缺乏。民办高职院校在不断扩大招生规模的同时,师资却没能及时跟上[3]。由于多数院校开展毕业论文(设计)工作的时间都比较集中,而教师负责的学生数量不断增加,往往造成教师没有充分的时间和足够的精力对学生进行深入指导。学生在论文写作和作品设计过程中出现的很多问题将可能被忽视,直接导致了毕业论文(设计)的质量不高。 2.教学设施和管理措施还不到位。我校信息技术与应用系目前建有信息技术实训室等计算机基础实训室12个,还有其他几个专业实训室,基本能够保证日常的教学和实践。但是目前实训室都是封闭式管理,在没有排课的情况下,实训室都是不对学生开放的,而且目前部分实训室还不能接入外网[4]。学生在毕业论文(设计)的写作过程中,往往没有场地或计算机,也不能及时在网上检索资料。这在一定程度上也影响了毕业论文(设计)工作的效率及质量。 3.学生用于毕业论文(设计)的时间不够。毕业论文(设计)工作开展时间与学生应聘就业时间重合,很多学生把精力都集中在网上投递简历或跑各类人才招聘市场应聘工作,疏忽了毕业论文(设计)的写作,往往都是草草了事。这在很大程度上降低了毕业论文(设计)的质量。 三、提高民办高等职业院校毕业论文(设计)质量的几点建议 1.鼓励学生尽早开展毕业论文(设计)工作。教师在任课过程中就要经常有意识地对学生进行引导,鼓励学生早做准备,尽早开始毕业论文的写作与作品的构思与设计。很多计算机专业课程,如图形图像处理、网站规划与设计、JAVA程序设计和SQL数据库等,实践性较强,期末每门课程都会安排课程设计。如果任课教师在教学过程中能给学生灌输尽早开展毕业论文(设计)工作的思想,学生往往能综合考虑各专业课程的课程设计的内容,最终形成自己毕业论文(设计)。如果学生能通过利用课程设计的时间尽早展开自己的毕业论文(设计)工作,还将有充分的时间与相关任课教师进行沟通,不断完善自己的论文与设计,提高毕业论文(设计)的质量。 2.鼓励学生积极参加各类大学生竞赛。每年,国家或省市都会组织各类大学生竞赛。如全国多媒体设计大赛、浙江省高职高专“挑战杯”创新创业竞赛和ACM程序设计大赛等。目的都是培养学生的实践能力、创新能力及知识综合应用能力。引导和鼓励学生积极参与此类竞赛,在提高自身能力的同时,也可将竞赛项目与自己的毕业论文(设计)相结合,提高毕业论文(设计)的质量。 3.加强校企合作[5]校企合作模式,教学目标更加明确,学生可以直接到合作企业进行培训与实习,毕业后直接进入企业相关岗位工作。学生毕业论文(设计)内容也更加明确,实际意义也更强。学生可以选择与自身岗位相关的题材进行毕业论文(设计)工作,在校期间充分利用实训室等教学资源,积极与任课教师进行沟通,不断完善自己的毕业论文(设计)。另外还能通过在企业实习与培训,进一步提高自己毕业论文(设计)的质量。 4.完善毕业论文(设计)工作管理制度。教师指导和监督工作的细则和规范还需要进一步完善,明确和细化毕业论文(设计)工作的每一环节中对指导教师及学生的考核内容、开合方式等。教师必须积极联系学生,对学生的毕业论文(设计)的完成进度进行密切跟踪,同时要对已完成的部分进行认真的检查,争取早发现问题,让学生能够有充分时间进行修改。 四、结论 民办高等职业教育毕业论文(设计)是一项耗时长、过程复杂,而又非常重要的教学工作。学生经过这一过程将能大幅度加深对整个大学期间所学知识的理解,并能将其综合应用于实际之中,可以说是一个量变到质变的重要阶段。目前,各类民办高职院校在开展毕业论文(设计)的过程中普遍存在指导教学师资缺乏、教学设施不能满足学生要求、管理措施不够完善以及学生没有充分时间完成毕业论文(设计)的写作等问题。学校应通过加强师资的引进与培养、加强实验实训室的建设与完善毕业论文(设计)工作规范等各种措施不断提高毕业论文(设计)的质量,培养出符合社会需求的掌握高级专业技能的应用型人才。 作者简介:蒋小飞(1983-),男,浙江杭州人,本科学历,助理实验师,研究方向:计算机应用技术。 设计毕业论文:提高本科毕业论文设计质量的探索与实践 摘要:毕业论文是全面检阅大学生在高等教育阶段整体学习效果和能力培养状况一个至关重要的教学环节,搞好学生的毕业论文工作,对全面提高大学生教学质量具有重要的意义。本文以西安科技大学电气与控制工程学院为例,以本科毕业设计(论文)为抓手,研究提高本科教学水平的途径。 关键词:本科;毕业设计(论文);质量;实践 一、基本情况 西安科技大学电气与控制工程学院2013年应届毕业生289人,共完成289篇毕业论文。为切实提高本科毕业论文质量,提高学院整体教学水平,我院从组织领导、过程管理、最终考评等几个方面下功夫,着力提升学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。经各论文答辩组严格评审,评出优秀毕业论文42份,占全部论文的比重为11%。 二、实施过程 1.指导老师的选派:2012年11月遵照学院本科毕业论文工作进度安排表的安排,经过学院考察和认定指导教师指导资格,填写毕业论文设计书。这也为学生撰写高质量、高水平的论文奠定了坚实的基础。 2.选题:为使学生能有较大的选择空间,我院根据学校的规定、专业教学大纲要求和专业特点提出了对课题的要求,鼓励实验性、动手性强的论文选题,压缩简单综述性选题。要求研究生导师以实验性选题为主,鼓励学生广泛查阅资料进行自主遴选,指导教师面对面加以指导,全面落实选题,保证学生所选题目具有较强的专业性、学术性,难易程度适中,做到学生一人一题。 3.论文撰写:为方便学生正确写作毕业论文,我院特制定了《电气与控制工程学院本科毕业论文工作日程安排表》、《毕业设计(论文)开题审查表》、《电气与控制工程学院毕业设计(论文)规范化要求》等,以系部为单位召开毕业设计开题讲座,对毕业论文的格式、写作要求、成绩评定等进行了统一的要求及讲解,力求规范、严谨。进行中期检查和硬件验收检查,找出存在的问题,进一步修改论文,形成下一步工作的指导意见。 4.论文答辩:学院成立了论文答辩委员会,负责毕业论文的评阅及答辩总体安排,确定论文评阅老师。对于论文评阅,要求教师按照论文的学术水平、使用的研究方法、规范性、结果等进行全面、认真地审阅和评分。答辩委员会对学生毕业论文答辩资格进行审查。要求全体毕业生学生准备PPT参加论文答辩。并在答辩前召开答辩组成员的培训工作会议,把答辩的安排和程序提前发放到学生手中,确保答辩能严格按照规章制度进行,为答辩工作的顺利开展做了很好的准备。 三、创新点与效果 1.强化选题环节,让学生想好再下笔。针对以往毕业论文指导工作中学生论文选题变更较多,且写作过程中多次重新来过严重影响毕业论文质量的情况,学院领导及时调整2013届毕业生的毕业论文工作思路,将毕业论文选题环节作为毕业论文指导工作初始阶段的重点工作来抓。首先在开题前组织各系部教学经验丰富的教师以讲座的形式介绍如何准备开题报告;要求各毕业设计小组组织开题答辩,使学生通过陈述自己的选题理由以及设计设想明确了毕业设计思路,而指导教师也对学生的思维方式以及认识误区有了全面的了解,进而提出更具针对性的修改意见,从而让学生感受到老师在相同问题上的思维角度和思想深度。 2.严抓毕业论文规范,“成文先必有形”。对学生毕业论文规范性的要求既是为了提高学生毕业论文水平,也是为了培养学生严谨治学、踏实做人。为此,学院在部署毕业论文工作之前就制定了《电气与控制工程学院本科毕业论文工作日程安排表》、《电气与控制工程学院毕业设计(论文)规范化要求》,要求学生对毕业论文的格式规范务必熟记于心。 3.加强过程管理,让学生“有压、有解、有为”。为了全面提高毕业生毕业论文质量,学院加大了毕业论文工作的管理力度,一方面要求学生严格按照毕业设计进度进行,另一方面,根据学院的工作部署,要求指导老师有毕业设计指导周记,经常性地、及时地跟学生联系,就毕业论文中出现的问题提供指导意见。 4.全面答辩,增强竞争力,提高了毕业论文水平。毕业设计是对学生综合能力的全面考核。由于学术论文的陈述、答辩也是一名毕业生能力的锻炼,因此我院实行PPT答辩的办法,既保证了毕业生能够有一个展示交流的平台,又给指导教师一个学习借鉴的机会,以便进一步整改,以提高毕业论文质量。 5.把好论文质量关,保证了毕业论文质量。答辩前的评审是对毕业论文定稿前权威的审阅和评定。为此,在毕业论文答辩前的评审过程中,我院实行集中指导教师、评审教师制度,为切实把好毕业论文的质量关,真正起到了提高毕业论文质量的作用。 四、存在问题及改进措施 尽管我院严格要求毕业设计和答辩工作,但还是出现了一些问题,具体表现为:一是个别学生的论文质量不高,缺乏深度、力度和创新点,知识面比较窄,思路不够开阔;二是虽然禁止了抄袭,但仍有个别学生参考他人成说过多,致使论文较少新见,少数学生持敷衍的态度等;三是选题中缺少专业术语,部分同学出现口语化内容;四是少数论文注释、参考文献标注不规范;五是外文摘要、关键词错误较多;六是少数学生的答辩水平不高,回答不准确、不简洁、不流畅,对如何撰写论文了解不够等。针对以上问题,我院将认真总结经验教训,提出以下改进措施: 1.营造良好学术氛围,提高学生对毕业设计(论文)的认识。良好的学术氛围的营造需要在平时教学中渗透,培养学生的科研意识和撰写科研论文的能力,组织有科研实力和经验的教师在学生中认真开展撰写学年论文的教学活动,让学生从思想上高度重视。在毕业设计前,要给学生作动员,强调毕业设计的重要性,制定严格的考勤、考核制度,让每个学生明确自己的任务、职责。能够积极主动与指导老师联系并完成毕业设计。 2.强化选题训练,从源头上保障毕业设计选题的价值,杜绝选题太偏现象。选题是毕业设计的关键,选题的性质、难度、分量,对能否达到本科教学环节所规定的目标是至关重要的。从学生毕业设计过程来看,出现问题最多的是选题没有选准,有些选题大而空,难以驾驭;有些选题不切实际,无法研究。而要解决好这些问题,务必把好选题关。 3.开展毕业生毕业论文技能培训。从近3年毕业生毕业论文写作实践来看,毕业生毕业论文写作能力不够高,主要表现在两个方面:一是理论知识储备不够,文章写作难出质量,难上档次;二是学生文字编辑与处理能力较差,基本格式规范掌握不好,计算机技术不强,这就给毕业论文写作工作带来了相当的难度。为此,我们建议在启动毕业论文工作之前和过程中,要适时对毕业生进行必要的技能培训。要提高学生使用计算机(包括索取信息、计算机绘图、数据处理、多媒体软件应用等)的能力,以及对资料、信息的获取及独立分析的能力。 4.严抓过程管理,切实提高毕业论文质量。纵观毕业设计的整体情况,我们发现一部分学生毕业论文质量较高,毕业答辩的整体评价较好;而也有个别学生毕业论文写作水平不尽如人意,不仅不能准确驾驭选题,在毕业论文写作态度上也存在问题,往往喜欢投机取巧,从网上或别的期刊上大量摘录他人文章,我院在具体操作过程中,要求指导老师加强优秀论文的指导的同时,尤其要重视不合格论文的整改工作,决不轻易放过任何一篇不合格论文,指导学生修改直到合格为止。在以后的毕业论文工作中,我们将要求指导老师务必及时监控每一个学生毕业论文的进展情况,根据毕业论文初稿、二稿、三稿的质量层次,做好优秀论文的进一步指导工作和不合格论文的整改工作。 作者简介:刘华旭,西安科技大学电气与控制工程学院教务科研办公室主任,经济学硕士,工程师;杜京义,西安科技大学电气与控制工程学院副院长,主管研究生、本科生教学,工学博士,教授。 设计毕业论文:高校应重视学生毕业论文(设计)的质量 【摘要】 本文阐述了学生毕业论文(设计)的重要性,并对如何提高学生毕业论文(设计)的质量提出一些看法。 【关键词】 高校 学生毕业论文(设计) 质量 毕业论文(设计)是高校实现培养目标,培养大学生综合素质和综合能力的实践教学环节,是衡量高等学校教学水平的依据。毕业论文(设计)质量的评价体现了对高校人才培养质量的评价,学生的毕业论文的水平能力在相当程度上能展示出一所大学的一个专业,一个学科的学术水平,能显示出某一个领域最新的研究水平。毕业论文(设计)极有可能促进教学科研生产三方面的结合,推动学校的科学研究与实验室建设,有利于学校的教学、科研的全面发展。因此,毕业论文(设计)应作为学校的重点工作进一步加强。 1 建立健全毕业论文(设计)管理制度 学校应从以下几方面建立健全毕业论文(设计)的管理制度,通过建立制度,规范毕业论文(设计)的管理,达到提高毕业论文(设计)的目的。 1.1 成立组织机构,职责明确 教务处作为校级主管部门负责毕业论文(设计)的宏观管理和指导,负责组织检查、监督整个毕业论文(设计)的各个环节,协调解决有关毕业论文(设计)工作的相关问题。 1.2 毕业论文(设计)的选题与开题 毕业论文(设计)的选题必须符合专业培养目标,体现综合训练基本要求。鼓励学生选做有创新特色的课题。可结合科技、生产和社会生活的实习问题进行研究,或进行实验课程研究、设计和改进。选题应具有一定的理论意义和现实意义。学生运用所学知识积极探索、创新、独立完成毕业论文(设计)。 1.3 毕业论文(设计)的撰写及规范 毕业论文(设计)撰写应包括确定课题、调查实习、调查研究、查阅和整理资料、实验设计、数据处理、撰写等各个环节。学校应制定相关规定和撰写规范,并认真检查和监督学生毕业论文(设计)的整个撰写过程,作好记录。 1.4 毕业论文(设计)的评审与答辨 学生的毕业论文(设计)撰写完成后,应将其交给指导教师,由指导教师审核,审核通过后由工作小组安排评阅专家评定,经指导教师和评阅专家通过后,方能参加答辨。 1.5 毕业论文(设计)成绩的评定 毕业论文(设计)通过答辨后,综合成绩由三部分组成:指导教师评定成绩、评阅专家评定成绩、答辨小组评定成绩。各部分成绩根据各校实际规定分值比例。答辨工作结束后,答辨委员会在全面综合毕业论文(设计)质量的基础上确定最终成绩,以“优秀”、“良好”、“合格”、“不合格”记。 1.6 毕业论文(设计)质量检查及资料归档 各学院要认真检查毕业论文(设计)的各个环节,并做好记录,答辨结束后,要及时认真总结,开展对毕业论文(设计)工作的自评,不断提升毕业论文(设计)工作的管理质量。 学生论文辨结束后,学院不但要将论文纸质稿按顺序装订成册,统一归档保管,还要保存好学生论文的电子版本,以方便数据的统计,查询,提高工作效率。 2 加强毕业论文(设计)质量的措施 2.1 提高对毕业论文(设计)的认识 要提高毕业论文(设计)的质量,首先要提高对毕业论文(设计)工作的认识。要让教师、学生清楚地认识到毕业论文(设计)是人才培养的重要组成部分,是学生学习成果、综合素质的一种体现形式,也是体现学校办学质量的一个重要环节。 2.2 加强毕业论文(设计)选题和指导工作 选题是毕业论文(设计)的关键,选题的准确与好坏直接影响到毕业论文(设计)质量的高低。选题要考虑学生的基础知识和实际水平,避免选题过大或过小。选题必须在指导教师指导下独立完成。教师指导学生毕业论文(设计)从开题到答辨必须有工作记录。 2.3 加强实践教学管理,建立和完善校内外实践基础 近几年,高校大量扩招,而校内资源设备没有及时扩建,在此学生进入实验的机会受限,从整体上影响了毕业论文(设计)的质量。因此,建立和完善校内外基地,增加学生的实践教学课程,学生在毕业论文前对能对生产过程有一定的了解,毕文论文(设计)时再将内容带进实验、工厂,做起论文来就轻松得多,质量也会有所提高。 2.4 调整学生就业、实习、毕业论文(设计)之间的冲突 有的学校学生的就业、实习、毕业论文(设计)都集中在第八学期,这给学生带来不少的压力,也影响到了其成效。因此为了让学生更好的完成毕业论文(设计)提供充足的时间,保证毕业论文(设计)质量,可以把实习和毕业论文(设计)的开题稍提前一学期,在实习的同时也可以完成论文写作的初稿。 2.5 改革创新答辨时间 改变集中答辨的形式。学生可申请提前或延期答辨,以确保毕业论文(设计)的质量。 2.6 严格毕业论文(设计)答辨程序 答辨小组组长根据学院有关要求,认真组织本组学生的论文答辨工作,确保答辨效果。 2.7 加强教师队伍建设,提高教师的指导水平 学生毕业论文(设计)质量的好坏,与指导教师的业水平和敬业精神也很重要。所谓的“名师出高徒”正是这个道理。教师只有具备良好的师德和精深的业务水平,才能为学生树立学术风范,才能指导学生规范和科学地进行毕业论文(设计)。因此学校要通过多种途径来提高教师的业务水平。 总之,学校必须重视学生毕业论文(设计)的质量,要充分认识到毕业论文(设计)工作对学校发展的重要性。加强制度建设强化管理,加强指导教师队伍培养和教学方法改革,增加经费投入, 毕业论文(设计)质量一定会有所提高。 设计毕业论文:充分发挥指导教师作用,提高大学生毕业论文(设计)质量 摘要: 充分挖掘大学生毕业论文(设计) 指导教师的潜能,高度重视其指导工作,能有效提高毕业论文(设计)的质量,有利于提高教学水平和大学毕业生的综合素质。 关键词: 大学生毕业论文(设计) 指导作用 质量 大学生毕业论文(设计)能集中反映大学生认识问题、分析问题、解决问题的综合能力及理论水平的高低,更是对各专业教育教学质量的一个客观的检验。近年来,由于高等院校的扩招,教育规模的不断扩大,教育教学资源日趋紧张,学生毕业论文(设计)工作受到一定程度的冲击。在教师和学生中都存在不同程度的忽视现象[1,2]。如一名指导教师指导学生过多、选题不当、一题多人等,致使学生的创新精神和实践能力的培养受到一定程度的影响。提高毕业论文(设计)质量,是一项复杂的系统工程,需要学校和院、系革新现有的毕业论文(设计)管理机制,完善对毕业论文(设计)的组织领导,建立健全对指导教师诸如资格、权责、考评、奖惩及培训提高等一系列管理制度,细化对毕业论文的选题、撰写要求、书面格式、毕业论文撰写过程的管理及检查监督、答辩和成绩评定等环节的规范,从而使毕业论文(设计)的管理有章可循,使教师明确职责,使毕业论文(设计)的撰写和管理具有可操作性。 指导教师具体承担着学生毕业论文(设计)的“授业解惑”之重任,毋庸置疑,对毕业论文(设计)质量的提高起着关键且不可替代的作用。因此,高度重视学生毕业论文(设计)的指导工作,善于挖掘指导教师的潜能,有效提高毕业论文(设计)的质量,这对于提高教学质量和大学毕业生的综合素质都具有非常重要的现实意义。 一、提高认识,强化责任意识 毕业论文(设计)质量提高的前提在于认识观念的提高。认识的提高,不仅仅对大学生而言,对指导教师亦如此。本科毕业论文(设计)工作不仅是一个实践教学环节,而且是实现培养目标要求的重要培养阶段,是所学知识深化和升华的重要过程,是大学生综合素质与培养效果的全面检验。它不仅担负着向大学生传授知识和技术,培养大学生综合运用知识能力、文献综述能力、实验(设计)及计算能力、外文和计算机应用能力和创新思维能力的任务,而且影响学生的世界观、工作作风和综合素质。对此必须有充分认识。认识的提高要体现在责任意识的强化,要把毕业论文(设计)指导工作放在与课堂教学的同等甚至更高的高度,要把提高大学生毕业论文(设计)质量作为自己的职责,投入足够的时间和精力,切实履行指导职责。 二、加强自身素质,提高指导能力 毕业论文(设计)涉及知识面宽,具有很强的综合性和实践性,对指导教师要求比较高。指导教师不仅应具有系统、扎实的理论知识,同时要有较丰富的实践知识和实际工作经验。要提高指导能力,首先,要加强实践性环节的锻炼,要通过参加社会实践、指导学生实习、参与工程项目设计等方式和途径,深入生产和工程实际,在实践中总结和积累经验,为指导毕业论文(设计)奠定良好的基础。其次,要积极申报科研项目,提高科研能力和学术水平,为指导学生毕业论文(设计)积累丰富而有益的经验。再次,要加强学习,积极关注相关学科最新科研动态和学术成果,开阔眼界,使指导工作有一定的高度。最后,加强学科之间的交流,汲取别人的好经验、好方法,提高解决实际问题的能力,增强指导效果。 三、严格要求,切实保证质量 做毕业论文(设计)是一个循序渐进的过程,需要走向社会开展调研,搜集有关材料,需要上图书馆、资料室查阅文献,需要进实验室、机房处理信息,时间跨度大,活动地点变化大,给指导教师的管理工作带来许多不便。做好管理工作,第一,要体现计划性。要对学生查阅文献、进实验室、撰写论文三个主要阶段的工作划定明确的时间表,并提出具体的要求,让学生都清楚自己正在做什么,将要做什么,使整个工作有章可循,思路明晰。第二,要检查落实。可以通过定期召开汇报会的形式,听取学生的进度汇报,辅以现场检查和指导,掌握每一个大学生毕业论文(设计)工作的进展情况。对进展不顺利的学生要帮助其分析原因,找出症结所在。对那些精力不集中,或是拖拖拉拉、敷衍了事的同学,要严肃给予批评,督促其迎头赶上。第三,按毕业论文(设计)撰写的模板严格要求,规范论文(设计)的撰写。要求论文(设计)理论分析透彻清楚,实验数据准确无误,插图规范清晰,文笔流畅,层次分明,图文并茂。 四、加强人格修养,做到教书育人 毕业论文(设计)也是一项重要的育人工作。在指导工作中,教师的人格魅力具有不可替代的作用,教师的世界观、人生观、价值观和人品才学都具有极为重要的影响力。要特别注意加强自身的师德修养,提高政治思想素质。要以自己高度的事业心、严谨的治学态度和一丝不苟的工作作风去感染和教育学生,为学生树立良好的学习榜样。 综上所述,指导教师在本科毕业论文(设计)中发挥着重要作用,只要教师对毕业论文工作高度重视,正确选题、认真指导,大学生的毕业论文(设计)水平定会迈向一个新的台阶。 基金项目:周口师范学院教育教学改革研究项目(No.J201204)。 设计毕业论文:浅谈提高理工科本科毕业论文(设计)质量的新措施 摘要:毕业论文(设计)是本科教学环节中的重要部分,也是培养本科生综合素质的重要途径。但近年来高校本科毕业论文(设计)受到诸多因素的冲击,质量出现滑坡。如何有效提高本科毕业论文(设计)质量,特别是如何提升毕业论文(设计)的学术创造性,一直是困扰高校教师的疑难问题。以改革课程设置体系和毕业论文指导方式为突破口,探讨了提高毕业论文(设计)质量的有效方法与措施。 关键词:本科生毕业论文(设计);课程设置体系;学科前沿;团队 作者简介:李春先(1977-),女,湖北黄冈人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师;王成志(1974-),男,山东潍坊人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师。(湖南 长沙 410114) 本科毕业论文(设计)(以下简称“毕业论文”)是学生在系统学习完本专业的基础课后,按照科学的思维方法和规范化的研究进程,系统完成一项具有综合性和创新性的科研活动。它是本科教育的最后一个环节,其目的是总结、消化在校期间的学习成果,使学生能够初步掌握运用所学知识分析问题和解决问题的方法以及学会科学研究的基本程序,培养学生的科学研究能力和创新实践能力。毕业论文要求具有一定的创见性,能够较好地解决学科领域中不太复杂的问题,立论要科学,观点要创新,论据要翔实严密。由此可见,毕业论文是本科教育中很重要的一个实践环节,但近年来高校本科毕业论文的质量受到诸多因素的影响,出现了一定的下滑,并引起了学术界关于毕业论文是否有必要存在的争议。因此分析影响本科毕业论文质量的因素,探索提高毕业论文质量的有效方法与措施,确保毕业论文的质量,应是当前高校教学研究工作中的重要课题之一。[1]近几年,毕业论文课题组把毕业论文的改革与课程设置体系的改革有机地结合起来,对如何提高本科毕业论文质量进行了有益探索,取得了较好的效果。近几届本科毕业论文的质量显著提高,在学校检查中名列前茅,并且取得了一系列学术成果,本科生以第一作者分别在《物理学报》[2-5]等权威期刊上发表多篇学术论文。这些成果不仅为学生进一步科学研究奠定了基础,同时也说明只要改革得当,研究的质量会显著提高,产生高水平的成果是可能的。以物理学专业为例,下面对提高毕业论文质量的做法和体会进行阐述。 一、 改革课程设置体系,大力开设前沿选修课是提高毕业论文质量的前提 根据教师科研方向,把教师划分为六个科研团队:分子器件科研团队、光电信息物理科研团队、凝聚态物理科研团队、空间物理科研团队、量子光学和量子信息科研团队、电子信息技术科研团队。在传统必修基础课的基础上,大力增加前沿选修课,规定每个科研团队开展1~2门具有前沿性且与科研相结合的选修课,例如“石墨烯分子器件物理基础”、“光电检测技术”、“太阳能电池”、“光信息处理”、“凝聚态物理前沿专题”、“空间物理现象的物理基础”、“量子光学导论”、“量子信息基础”、“电子设计和制作”等选修课,一般为48个课时。由于选修课具有新颖性和前沿性,因此深受学生的欢迎。 对于这些选修课,在教学方法上与传统基础课不同,采取讨论和探索式教学的方式,手段灵活多样,不拘一格。针对物理课概念性强的特点,在讨论中加深了对课程内容的理解和基本方法的掌握,形成了“勤于思考,乐于探讨”的学术氛围。在课堂上教师只讲解要点,其他内容和相关问题留给学生。把学生分成几个组,给予每组相应的内容和问题,几个人一组通过查找文献完成给定的任务,然后教师要求学生在课堂上展示自己的答案。另外,课程的内容和要求要与该课程的相关科研手段和方法匹配,这样学生不但学到了基础知识和基本技能,而且学到了与该课程相关的科研方法和手段,为今后的毕业论文奠定了基础。因此,在该前沿方向中选择一些问题作为本科毕业论文题目,不但具有可行性、前沿性、新颖性和专业性,而且有利于锻炼学生利用知识解决问题的能力以及创新能力,这正是毕业论文的目的所在。 二、选题是提高毕业论文的基础 选题就是指导教师确定毕业论文的研究内容。一个好的选题,要充分锻炼学生利用本专业知识理论解决问题的能力以及创新能力。选题是毕业论文的第一个环节,也是毕业论文的基础。课题组可从以下几个方面进行选题: 第一,与本专业相结合,即在本专业范围内选题。 第二,与科研结合,与学科前沿结合,做到选题新颖。将本学科的前沿、热点问题融于毕业论文之中,把科研中遇到的问题转化为毕业论文的课题。只有题目新,才能有创新的空间,只有内容新,才能有新的结果和结论。从学生选题来看,学生对科研型题目的选择热情逐年增高,使得这些题目具有较好的需求基础。特别是计划考研的学生很愿意接受一次科研训练,从而为以后从事科研工作提供一定的基础。 第三,可行性。选题难度要适中,既要考虑学生的学识水平,又要考虑学生潜能的最大发挥。前沿选修课为学生提供了一定的基础,只要选题得当,本科生同样能对学科前沿问题进行深入研究。例如,量子相干态两个正交分量在相空间的几何表示是椭圆,但教材和文献上没有给出系统的证明,但是只要理解了《量子光学基础》的一些定义和物理意义就可以利用学过的数学知识给出完整的证明。 第四,实行双向选择。指导教师把题目放在网上,实行双向选择。在过去,选题方式一般由教师给学生单方面定题,学生缺乏主动性,限制了学生的主观能动性,学生对导师的研究方向和进行的课题缺乏了解,在选题方面存在被动接受的情况;在选题过程中,留给学生选题的时间过少,普遍存在着“指导教师报题随意、学生选题盲目”等问题。目前教师把题目、内容和要求详细显示在网络上,给出足够的时间让学生选。在选题的过程中,师生可以通过网络充分交流使学生对课题有充分的了解。在教学网络上学生确定题目,然后出题教师与选定该题目的学生进行面试或者交流,双方满意即可确定指导和被指导的关系。这样既避免了选题的盲目性,也有利于因材施教。 三、指导方式是提高毕业论文质量的关键 为了加强对毕业论文的指导可实行团队指导。如前所述,有六个科研团队,研究方向相同的学生归到相应的团队内,实行分类指导和团队指导。团队内的资源共同利用,学生统一管理,集体答疑,定期对学生毕业论文进行答疑和检查,了解和解决学生遇到的困难,提出每一阶段的要求和任务,确保论文的质量和进度。共同组织针对选题的学术讲座、学术交流会和论文写作交流会,组团可大大提高指导效率,节约成本。指导教师之间密切协作,充分利用了教师资源,大大提高了指导效率,节约了资源。团队内的学生各有所长,共同讨论问题,发现对方的长处,取长补短,还可以培养学生团队合作的精神。 四、学院和教研室强有力的管理与监管是提高毕业论文质量的保障 根据学校的有关精神,实行学院、教研室两级管理,学院制定制度和措施,教研室负责具体执行。 1.成立院毕业论文领导小组及答辩领导小组 院毕业论文领导小组负责全院毕业论文工作的领导和指导,包括拟订毕业论文工作计划、向全院教师布置毕业论文任务、选配毕业论文指导教师、组织毕业论文题目的审定并报学校审批。 2.物理学专业教研室成立毕业论文指导小组 毕业论文指导小组负责毕业论文的具体工作,包括组织毕业论文题目审查、确定毕业论文指导教师,并报院审核;组织学生选题;组织毕业论文指导教师向学生下达任务书;负责毕业论文进行过程的管理、检查并及时整理有关材料;设立毕业论文答辩小组,具体负责各组的论文审查、论文答辩。 3.课题实行两级审评制度,严把课题关 物理学教研室组织指导毕业论文丰富的教师对所报题目进行审批,不符合学校和学院要求的题目要撤掉,或者通知出题者进行修改,直到满足要求为止。教研室把评审符合要求的题目汇总,交给学院毕业论文指导小组评审,检查是否有不符合要求的课题,合格的课题方可进入选题系统供学生选择。 4.对毕业论文的各个环节进行检查和监控 组织指导教师开会,明确指导教师的任务。指导教师需提出论文应达到的目的与要求;介绍主要参考文献;指导学生制订论文撰写计划;检查学生论文撰写的进度质量,并给予及时指导帮助;指导学生修改论文初稿;审阅毕业论文并提出论文答辩资格及给出成绩评定建议;参加论文答辩;撰写指导总结。在论文指导过程中,指导教师应注重对学生勤奋、严谨、求实的科学态度和勇于创新的精神的培养。教研室在整个毕业论文期间担负着管理和监督的职责,应进行严格管理,组织毕业论文中期检查或抽查,并对检查工作进行认真总结。 五、结束语 近几年采取把毕业论文的改革和课程设置体系的改革有机结合、把科研前沿融入毕业论文中、团队指导、强有力的行政监管等措施对如何提高毕业论文进行了初步改革和探索,取得了较好的效果,学生和教师的积极性提高了,论文质量大幅提高,学生的创造性得到了增强,不仅使本科生取得了一系列学术成果,发表了一些有价值的学术论文,而且得到了学校主管部门与学生的一致好评。 设计毕业论文:层次分析法在本科毕业论文(设计)评价中的应用 【摘 要】本文应用层次分析模型,建立了本科毕业论文(设计)评价过程中的指标体系,并进行了定量分析与综合评价,同时通过广西财经学院会计专业本科毕业论文的评价进行了验证。 【关键词】毕业论文(设计);综合评价;层次分析法 本科毕业论文(设计)是本科教学的重要环节,是完成教学计划、实现培养目标的关键步骤。毕业论文(设计)的成绩通常由指导、评阅和答辩的三个环节的得分基于一定的权重而得,其中指导老师的成绩占有很大的比重,这样的评价方法难免有失真实性和客观性。因此,如何采用合理、有效、简便、易推广的高校本科毕业论文(设计)的评价方法是各高校一直在探索却没有得到真正解决的问题。层次分析法(AnalyticHierarchyProcess)是由美国匹兹堡大学运筹学教授T.L.Saaty于20世纪70年代提出的管理决策方法,其特点在于定性与定量分析相结合,通过将定性的判断转化为定量分析,从而进行科学决策。该方法不仅能保证模型的系统性和合理性,而且能让决策人员充分运用其有价值的经验和判断力,从而为多规则决策问题提供强有力的决策支持。 一、基于层次分析法的毕业论文(设计)的评价过程 一般而言,层次分析法在应用到综合评价中过程大致包括以下步骤: (1)指标体系建立及权重确定。一般来说论文的评审人员有三类,即指导教师、评阅教师和答辩小组成员和三环节,即指导阶段、评阅阶段和答辩阶段。本科毕业论文的评价指标由目标层(W)、准则层(Ui)和指标层(Vij)。其中准则层包括指导老师评价、评阅老师评价和答辩小组评价3个准则,指标则视情况根据学校的评阅要求设定。 (2)确定评价问题的评语等级和相应的评语分值向量。组织评价专家打分。根据本科论文评价需要,邀请p个专家,且对每个评价专家进行排序,序号为m,m=1,2,…,p。组织专家对评价指标进行实测值和目标值间的比较,然后依据专家经验对各指标打分,并填写评分表。为简便起见,一般规定评分范围为1-5分,待评价指标Vij给出评分dijm由第m个专家评出。 (3)确定关联准则,确定指标权重。根据建立的目标层次结构,各指标权重则运用层次分析法,根据评价专家对同一层次的各元素对上层某一准则的重要性进行两两比较,构造互反判断矩阵,采用最大特征根法计算相邻层次中下层对上层元素的组合权重。 (4)计算评价系数、评价权向量及矩阵。首先,针对准则层分别确定该准则性单指标来看各受评论文对评语等级中各子集的隶属度,然后得到模糊关系矩阵,最后,采用AHP计算可得到该准则的论文评价结果。 (5)综合评价。首先进行指标层的综合评价,其评价结果记Bij;其次根据指标层的评价结果构建准则层对各评价矩阵,进而进行准则层的综合评价,其评价结果记Bi;同理根据评价结果Bi,按照最大原则确定受评对象归属的等级数,根据E=U×CT可求出综合评价值。对于采用五分制的评级等级,根据笔者学校的实际一般认为,优秀、良好、中等、合格和不合格的等级区间分别设定为[4.5,5]、[3.5,4.5]、[2.5,3.5]、[1.5,2.5]和[1,1.5]。根据综合评价值可计算出评价等级。 二、实例研究 例选取本人在评价广西财经学院会计学院本科毕业论文(设计)的实际工作为例,采用基于层次分析法的评价方法进行评价应用,具体如下。 1.建立论文质量的评价指标体系 5.评价结果 根据综合评价结果,该学生论文的最终得分为3.61介于[3.5,4.5]的区间内,可评价该论文的最终评价结果为良好。 三、结束语 本文采用层次分析法评价经管类本科毕业论文的质量,系统地提出了三个准则层指标和十三个指标,该方法的应用有效地实现了定量分析和定性分析的统一。由于该方法能充分考虑评价指标之间的内在关系和评价系统的模糊性,所得到的量化值在一定程度上能客观反映论文水平的实际情况,因此,该方法具有一定的科学性。但是毕业论文质量评价模型的建立,并不是一成不变的,需要我们随着不断发展变化的新形势,不断检验和完善毕业论文评价体系,以使论文的评价更客观、更科学。采用的评价方法对于其他高校或其他专业的毕业论文质量评价也有较大的示范作用。 设计毕业论文:成人高等教育毕业论文(设计)指导工作的实践 撰写毕业论文(设计)是非常必要的,是本科整个教学过程中最重要的实践性教学环节,是对成人学生综合运用所学知识解决实际问题能力的一个不可或缺的考察。 一、毕业论文(设计)指导工作改革的背景 (一) 社会方面 普通高校扩招、高等教育大众化时代的到来,使得进入高校学习的门槛越来越低,学生整体基础水平下降;电子信息技术、计算机互联网的发达,为学生自主学习、接受新知识新技术提供了方便,也使学生通过互联网搜索论文参考资料并拼接成自己的论文变得很容易。在市场经济下,社会上急功近利、学术腐败等不良风气也不可避免地侵蚀学生。 (二)学校方面 广州大学2009年以前制定的成人高等教育人才培养方案,“本科化”的模式仍比较突出,缺乏适合成教人才培养理念的实践环节培养模式。广州大学成人高等教育实行一级管理模式,继续教育学院为办学实体,仅有少量的专职教师,办学规模大,专业(专业方向)杂,校外办学点多,在调用与管理本校教师资源,统一、规范毕业论文(设计)质量标准以及进行质量监控方面还不足 (三)学生方面 成人学生业余学习,缺乏系统的专业理论学习,缺少论文写作基础训练;多数面临工作与家庭的压力,学习动机主要是为了获得毕业文凭,内部动力不足。为了达到顺利毕业的目标,学生往往采取的是避免失败的做法,或者是没有挑战性的任务,认真思考、独立完成毕业论文(设计)的态度普遍欠缺。 (四)教师方面 指导教师来源不一,缺乏统一审核、把关,水平良莠不齐;由于多数是兼职教师指导论文,教师责任心差的不在少数。 二、多管齐下,实施毕业论文(设计)指导工作改革的举措 (一)修订人才培养方案,注重应用型,提高写作能力与解决实际问题的能力 人才培养方案是学校实现高等人才培养目标与基本规格要求的总体设计蓝图和具体实施措施,是学校组织教学和管理人才培养过程的主要依据 。成人高等教育人才培养方案是否切合实际,注重应用型、实践性,直接关系到人才培养的质量。2008年,为使成人高等教育更适应成人的特点和需求,学校全面修订了成人高等教育人才培养方案,在2009年版的成人高等教育人才培养方案中,针对学生写作能力欠缺、毕业论文质量不高的状况,加强了课程的人文特色,专科和专升本的课程设置分别增加了《应用写作》和《大学语文》这两门公共课程,增强学生的写作意识,培养学生的写作能力,力求打好论文写作的基础;在课程的总体设置上,精简理论,强化实践,不仅在实践教学平台适当增加集中实施的实践课程比例,增强实践性课程的适应性和针对性,在其它课程平台的课程,特别是一些实践性较强的理论课,也减少理论学时,适当增加课内实践学时,力求减少理论知识与实践之间存在差距,培养学生用专业知识解决现实问题的基础,使撰写毕业论文有料可写,而不是盲目抄袭、拼凑。 (二)改变单一的论文写作形式,采取更为适合成人特点的多种毕业论文形式 从2009年开始,学校决定,成人高等教育毕业论文(设计)应充分利用成人学生丰富的社会经验,紧密结合工作实际和专业开展选题工作。从写作形式上,改变当前的成人高等教育毕业论文写作形式单一,非论文即设计的状况,紧密结合学生的工作实际,允许毕业论文形式采取更为适合成人特点的方案设计、实验研究、社会调查、经济分析、案例分析、读书报告等,以充分发挥学生的个性,发挥学生的特长,同时最大限度减少抄袭现象。为此,学校专门发通知说明,申报学士学位的学生必须撰写毕业论文或毕业设计;不申报学位的学生按专业特点可选择上述毕业论文(设计)的各种写作形式,并列出29个专业建议选择写作形式一览表。 (三)加强各个环节的管理,建立全面系统的质量监控体系 1. 建立规范系统的毕业论文(设计)指导工作文件资料 毕业论文(设计)指导工作文件资料是完成指导任务的指南与依据,为了使毕业论文(设计)指导有统一规范的依据,学校从2009年起逐步修订、完善毕业论文(设计)指导的有关资料,目前已建立一套系统规范的毕业论文(设计)指导工作文件,包括表格6份,撰写规范及格式模板1份,各专业撰写要求及范文19份,以及论文指导实施细则、有关通知等。这些文件资料全部分类有序地挂在网上,为学生、教师使用提供了方便。 2. 统一选拔与管理指导教师,集中辅导与个别指导相结合 由校本部统筹安排校本部及校外点聘请广州大学专业学院相关专业具有讲师(中级职称)及以上职称的教师担任毕业论文(设计)指导教师;在广州大学教师资源不足的情况下,校外点可以自行聘请非广州大学教师担任毕业论文(设计)指导教师,所聘指导教师任职资格必须先报校本部审核批准。同时严格控制每位教师指导的学生人数,理工类专业原则上不超过7人,人文管理类专业原则上不超过10人;初次指导毕业论文(设计)的教师,指导的学生人数可减少2-3人;已有指导毕业论文(设计)经验的教师,指导的学生人数可适当增加,最多不超过15人。要求教师指导学生论文(设计)至少3次并做好记录(指导市区内教学点学生,至少面授1次),指导形式包括面授、电话、电子邮件、书信等。指导教师必须督促学生将教师指导的主要内容如实填写在《导师工作记录表》中,同时也要妥善保存与学生联系并指导的记录,以作为进行指导的依据。有效控制了教师指导学生的人数、质量。 3. 严格答辩工作 从2009年开始,为统一答辩标准,把好质量关,学校将由各专业学院自行组织的答辩活动改为由继续教育学院在校本部统一组织,同时在答辩学生较多或较远的教学点设4个校外答辩点。学校规定,成立答辩领导小组对校外答辩点的答辩工作进行检查监督,校外答辩点的答辩组长必须由广州大学派出的教师担任。对答辩的工作要求、答辩过程有关问题的指南学校都有统一的、明确到位的文字解说。通过组织严格的毕业论文集中答辩,能从中发现和纠正教师个别指导存在的一些突出问题,确保学士学位论文质量的提高。 4. 加强过程管理,规范操作模式 第一阶段,毕业论文(设计)指导任务分配给老师之后,要求指导老师转发国家教育部《学位论文作假行为处理办法》(中华人民共和国教育部第34号令)给所指导的学生并进行学术道德、学术规范的宣传教育,强调指导老师对制止学生毕业论文(设计)作假行为负有责任。同时向指导教师提供班主任(或主管)和学生的联系电话,要求班主任为每一指导教师指导的学生组选一组长,主要负责协助指导教师联系组内其他同学和传达有关要求,并负责收取全组同学完成的论文(设计)集中交教务科或函授部及所辖各教学点。 第二阶段,在第二学期开学初,发通知提醒教师、学生按计划完成毕业论文(设计)指导任务,督促需参加答辩的学生及早完成定稿,催促未与指导教师联系或进度慢的学生要抓紧时间。继续电话抽查,检查落实指导教师毕业论文(设计)指导进展情况。 第三阶段,发通知对答辩问题、论文(设计)缴交问题进行具体安排。由于成人学生业余学习的特点,加上毕业论文(设计)指导教师不全是任课教师,指导主要是通过现代通讯手段来完成,每到毕业论文(设计)资料缴交期间,指导教师如何尽快收齐学生全部论文(设计)材料再交管理部门是一件十分棘手的事。过去论文(设计)缴交往往会拖延时间,为此滞后成绩的录入并影响其他后续工作。从2012年开始,在强调指导教师必须对学生提交的论文(设计)资料在内容与格式上严格把关,符合规范要求才能评分和同意学生提交正式的论文(设计)资料打印件的基础上,学校将老师要交的资料与学生要交的资料分开收缴:教务科与函授部分别负责接收教师缴交的校本部与校外点论文(设计)资料;学生要交的论文(设计)资料,要求每个论文(设计)组学生组长集中收齐后就近在所属教学点提交。为了方便师生,校本部专门安排一周的值班时间接收论文(设计)资料。这样做,加快了毕业论文(设计)资料缴交的进度,也使管理部门忙而不乱、工作有序进行。 三、设想与展望 (一)在利用计算机教务系统对毕业论文(设计)指导工作进行管理、利用校园网络平台毕业论文(设计)指导资料以及师生互动交流指导还有待开发。 (二)如何有效监控学生论文(设计)是否抄袭、造假等,教师指导论文(设计)的工作量是否饱满、指导是否到位还需进一步研究。 (三)班主任是联系学生与管理部门的桥梁,班主任对毕业论文(设计)指导工作的辅助作用较大,应得到相应报酬并进一步有效发挥班主任的作用。 (四)非论文形式的写作指导资料还需进一步修订、细化,使之覆盖的专业面更广。 设计毕业论文:高职高专毕业生毕业论文(设计)答辩调查研究 【摘 要】结合人力资源管理专业、林业技术专业、园林工程专业、木材加工技术(室内设计技术)专业的高职高专毕业生毕业论文(设计)教学工作,对毕业论文(设计)答辩进行调查研究。 【关键词】高职高专 毕业论文(设计)答辩 调查研究 毕业论文(设计)作为高校毕业生必须完成的教学环节,它不仅是对学生专业技能的综合性训练,也是对学生高等教育阶段学习成果的综合性检验。因此,搞好毕业论文(设计)工作,提高毕业论文(设计)质量也理所当然地成为提高高职高专院校教学质量的重要组成部分。毕业论文(设计)工作大致可分为选题、研究(设计)、论文(设计)撰写与修改、论文(设计)答辩四个阶段。显然,毕业论文(设计)答辩是毕业论文(设计)工作中的最后一项重要内容。为提升毕业论文(设计)答辩的水平,笔者结合人力资源管理专业、林业技术专业、园林工程专业、木材加工技术(室内设计技术)专业的高职高专毕业生的毕业论文(设计)教学工作,对毕业论文(设计)答辩进行调查研究。 一、研究方法、对象与内容 (一)研究方法 采用实验研究法,即选择某届毕业生,按照预定的答辩程序开展毕业论文(设计)答辩,随后进行毕业答辩成效问卷调查,并对调查结果进行分析评价。 (二)研究对象 在桂林师范高等专科学校和广西生态工程职业技术学院2013届毕业生中选择人力资源管理专业42人、林业技术专业51人、园林工程专业55人、木材加工技术(室内设计技术)专业57人,共205人,占两校当年毕业生人数3680人的5.57%。学生在完成毕业实习和毕业论文(设计)后进行答辩。 (三)研究内容 1.答辩准备。包括校方准备和答辩者准备。 校方要做的准备工作包括审定答辩者参加毕业论文答辩的资格,组织答辩委员会,拟订毕业论文(设计)成绩标准,布置答辩会场等,由各系部组织。其一,答辩者资格审查。主要审查答辩者学分是否达到毕业答辩要求;是否有严重违纪违规行为,有处分者是否已撤销;对毕业论文(设计)进行形式审查,是否达到答辩要求;确定、公布答辩者名单。其二,组织成立各专业答辩委员会。组织答辩委员会或答辩小组,成员一般由3~5名教师组成,其中组长1人,由副高以上职称的教师或专家担任;成员2~4名,由中级以上职称的教师担任。要求秘书提前1周将答辩者论文(设计)送达答辩委员会,答辩委员会成员对答辩者论文(设计)内容进行审阅,并拟定答辩时提问的1~2个问题。其三,拟订毕业论文(设计)成绩标准。包括毕业论文(设计)的成绩、答辩成绩两部分,按照论文(设计)格式的规范性,内容的科学性、系统性、创新性,以及答辩时陈述、回答问题语言流畅性、科学性、准确性等评定成绩。其四,布置答辩现场。落实答辩的时间、地点,安排好答辩会场。 答辩者准备主要包括知识性准备和事务性准备两方面。其一,知识性准备。主要是指为通过论文(设计)答辩就论文(设计)涉及的相关知识的准备。了解和掌握与所撰写毕业论文(设计)相关联的知识和材料,弄清文中哪些观点是继承或借鉴了他人的研究成果,哪些是作者的创新观点和方法,了解和掌握答辩的要领和艺术。重点是对论文(设计)的主要内容、基本观点、科学依据、基本原理、新颖之处、存在问题、可能的提问问题等进行梳理和准备。其二,事务性准备。主要是制作答辩陈述的PPT,陈述时间控制演练、回答问题演练等。 2.毕业论文(设计)答辩。包括以下三方面内容: 一是报告陈述。在毕业论文(设计)答辩会上,毕业论文(设计)作者需要进行毕业论文(设计)说明性汇报或陈述。用PPT进行陈述,陈述时间一般为5~8分钟。通过报告陈述,答辩教师了解作者对所撰写毕业论文(设计)的思考过程,并考察作者分析和综合归纳能力。答辩报告陈述内容一般包括:研究背景(研究现状、选题意义)、研究内容与方法、研究结果与创新之处、存在问题与继续研究的方向。要求在规定时间内陈述内容清楚、完整。 二是质询。报告陈述完毕,答辩教师即开始对毕业论文(设计)作者进行质询,通常从三方面进行:首先,针对毕业论文(设计)中涉及的基本概念、基本原理提出质询,以考查答辩者对所引用的基本概念、基本原理的理解是否准确。其次,针对毕业论文(设计)中所涉及的某一方面的论点进行质询,要求结合实际或专业知识技能进行讲(论)述,以考查答辩者学习专业基础知识、掌握专业技能、理论联系实际的能力。再次,就专业理论或实务中的问题提出质询,考查答辩者对所学专业发展前景、热点问题的了解情况及专业发展潜在能力。 三是现场答辩。答辩者针对质询者提出的问题进行现场答辩。可以待质询者将问题全部说完后进行答辩,也可提出一个问题答辩一个问题。答辩者要注意如下几点:首先,必须注意答辩的开场白、结束语的礼仪。其次,对质询者提出的问题,可分三种情况处理:能明确回答的,要紧扣主题,言简意赅地回答;自己不知道的,要实事求是地回答,态度要谦虚、诚恳,承认自己的不足,切忌不懂装懂,信口雌黄;对质询者误解的问题要进行阐述、辩解,坚持真理,维护正确观点,反驳错误观点,敢于阐发独到的新观点。再次,在答辩过程中尽量多地使用第一人称,以答为主,辩为辅,并可适当穿插图表等媒介,助以体态语辅助说明问题,如用目光与听众进行心灵的交流,力求深刻生动。把握答辩时间,以提高答辩成绩。 3.答辩调查。设计一份毕业论文(设计)答辩成效调查表,以了解教学成效。可设计8个问题,如表1所示。 二、结果与分析 笔者对桂林师范高等专科学校和广西生态工程职业技术学院2013届的人力资源管理专业、林业技术专业、园林工程专业、木材加工技术(室内设计技术)专业的205名参加毕业论文(设计)参加答辩的学生进行了调查,答卷采用不记名形式,发放调查表205份,回收205份,有效卷205份,回收率和有效率均为100%。调查结果如表2所示。 从表2可以看出:其一,认为毕业论文(设计)答辩在大学学习阶段很重要和重要的分别为91.71%和8.29%,表明高职高专的学生普遍认可、接受毕业论文(设计)答辩这一教学方式,有九成以上的学生认为毕业论文(设计)答辩是大学阶段很重要的学习方式。其二,所有学生都能正确地认识到毕业论文(设计)答辩是一个收集信息、交流信息的过程,也是学习知识、增长才干的很好方式。答辩者通过答辩前的积极准备、陈述和答辩,对所撰写的毕业论文(设计)的所有内容和相关知识不仅熟知而且要熟记,所以这种准备的过程本身也是积累知识、增长才干的过程。此外,在答辩过程中,质询、答辩双方就某些问题阐述各自的观点,答辩者又可以从中获得新的知识。其三,毕业论文(设计)答辩提高了答辩者的表达能力。首先提高了毕业论文(设计)的修改能力、毕业论文(设计)陈述报告的写作能力,即文字表达能力;其次提高了口头表达能力。经过要求进行毕业论文(设计)答辩,学生的表达能力都得到了提高。从写作能力看,大提高和一般提高的有92%,从表达能力看,大提高和一般提高的有100%。其四,毕业论文(设计)答辩可增强答辩者的自信心。通过答辩,约有三分之二的学生的自信心得到了增强。答辩成功是对自信心的正强化,但更重要的是为了答辩成功,必须认真学习,刻苦钻研,把答辩作为学习的动力,学到更多的东西从而增强自信心。答辩是答辩者展示其勇气、风度、才能、智慧和口才的过程。答辩场面学生从未经历过,因此需要勇气;答辩会上要进行答辩报告陈述并进行答辩,要取得良好的效果,除了需要勇气,还必须具有良好的才能、风度、智慧和口才。其五,答辩是答辩者向质询者(教师、同学和有关专家)学习的好机会。质询者多为学识水平较高的教师和专家,所提问题通常是论文(设计)中涉及的学科范围内重要的基本问题,而答辩者又未能阐述清楚、分析详尽的问题,也就是论文(设计)中的薄弱环节和答辩者没有认识到的不足之处。通过提问和指点,答辩者可以了解论文(设计)中存在的问题,为今后研究时参考。总之,答辩会上提出的问题,不论答辩者是否能当场作出正确、科学的回答,对答辩者都是一次很好的帮助和指导。其六,毕业论文(设计)答辩是答辩者学习、锻炼辩才的一次良机。64%以上的学生认可了这一观点。当今社会是一个竞争的社会,能言善辩是竞争中重要才干,是现代人必须具备的重要素质。毕业论文(设计)答辩就是学生学习、提高辩论技巧和辩论艺术的重要过程。 三、结论与建议 根据上述结果与分析,可以得出以下结论:毕业论文(设计)答辩这一教学形式在高职高专中是可行的,它对于提高毕业论文(设计)质量,进而提高毕业实习质量和毕业生的实际工作能力具有积极作用。有关教育管理部门和学校教学管理部门可将毕业论文(设计)答辩作为高职高专学生在校学习的一门课程或必修内容列入教学计划,让学生一入学便了解这一教学内容和教学形式,有利于促进学生学习答辩技艺的积极性。同时,在课程教学实习中试行答辩这一教学形式,增加学生的学习和锻炼机会,或可有助于提升高职高专毕业生毕业(下转第38页)(上接第20页)论文(设计)的质量。中职学校毕业生亦可尝试答辩这一教学形式,如进行毕业实习报告答辩。 【作者简介】刘传熙(1986- ),男,广西桂林人,桂林师范高等专科学校教师,硕士,研究方向:职业教育与人力资源开发;王汉奇(1964- ),男,广西贵港人,广西生态工程职业技术学院党政办主任,副教授,研究方向:高等职业教育和文学创作。 设计毕业论文:基于B/S结构的毕业论文信息管理系统的设计与实现 摘要: 针对传统的毕业论文管理方式效率低、不规范等问题,以Visual Web Developer 2008为开发平台,基于B/S结构,以Access为后台数据库,通过访问数据库,并运用 3.5+CSS+C#技术设计并实现了毕业论文信息管理系统,实现了毕业论文管理工作的信息化。该系统能够实现教师与学生之间的双向选择,并且能够通过Internet实现网上操作,打破了地域和空间的限制,克服了传统毕业论文管理方式存在的不足。 关键词: B/S结构;毕业论文;信息化;;Access 毕业设计是高校教学的重要组成部分,培养大学生综合运用所学基本理论、基本知识、基本技能分析和解决学科内某一实际问题的能力,使学生的科研能力得到一次完整的综合性训练。在提高学生综合运用知识、培养分析与解决问题能力方面有着重要作用,是完成专 业培养目标的重要实践教学环节。但当前不少高等院校在毕业设计(论文)这一环节的管理主要还是采取传统人工管理模式,在资料整理、资源共享、选题、论文撰写及指导、格式检查等诸多方面存在管理成本高、效率低、效果差等系列问题。而且传统毕业设计中的毕业论文管理没有合适的交流平台,都是教师和学生单向沟通。 1 系统的体系结构及开发环境 当前高校毕业生毕业设计环节与毕业生实习、找工作等环节相互交织,导致他们与指导教师之间经常存在时间和空间上的冲突。根据上述情况,本文将设计基于B/S结构的毕业论文信息管理系统,其优势在于基于B/S结构的系统能够通过Internet实现网上操作,打破时间和地域空间的限制,克服传统管理方式下指导教师与学生必须见面交流或打电话交流等存在的不足。该信息化系统主要完成对毕业生选题的管理、教师指导课题至最终给出论文成绩过程的管理以及管理员对学生和教师信息的管理等。 该信息化系统采用B/S三层体系结构:表示层、应用层和数据层,如图1所示。 图1 系统三层体系结构图 其中表示层提供应用程序的用户界面,即客户端浏览器,用户通过浏览器访问本系统;应用层实现业务功能,是系统的优秀部分,这一层为表示层提供功能调用,同时它又通过调用数据层所提供的功能来访问数据库;数据层位于底层,以为接口,主要处理应用层对数据的请求。数据层可以对数据库中存放的数据进行插入、修改和删除等操作。 该信息化系统运用 3.5+CSS+C#技术,以Visual Web Developer 2008为开发平台,基于B/S结构,使用IIS构架Web站点,以Access为后台数据库,通过访问数据库。 2 系统需求分析 根据毕业设计进行的过程,毕业论文信息管理系统主要分为三个模块:管理员,教师和学生。该信息化系统工作流程如图2所示。 图2 系统工作流程图 管理员首先在登录界面登录系统,通过系统的身份验证后,进入管理员界面进行操作。管理员主要进行公告公布,对用户进行添加、删除、密码修改等操作。同时可以查看系统各类数据,提取及整理数据,将结果向上级报告。 学生用户与教师用户的功能相对应,先选报指导教师和相应课题。如果该学生未被所选报的指导教师选择,可改选其他指导教师。若被指导教师选择为所指导的学生,将不能再改报其他指导教师。选报指导教师成功的学生可以在该指导教师的课题方向中做出选择,指导教师可以根据选报学生的具体情况确定该学生的选题,或指定该学生做某方向的课题。课题选定后学生方可进行毕业论文的相关工作,撰写论文后上传论文,并查看指导教师的点评,重新修改论文以及重新上传论文。论文通过后,学生可以通过毕业论文信息管理系统查看自己的论文成绩。 该信息化系统实现了毕业论文选题过程中的双向选择。学生可以选择指导教师并选择其提供的课题,同时指导教师也可以根据学生情况及课题的被选择情况选择合适的学生及其课题。使学生的论文选报工作灵活、高效。同时要求教师有较高的教学及论文指导水平,否则可能面临没有学生选报的尴尬处境。这也是教学改革中的一个重大进步。 3 系统的实现 3.1 系统功能设计 根据系统需求分析,在整个系统中用户登录模块首先进行身份(管理员、教师和学生)验证。当身份验证成功后,分别进入不同的模块进行相应操作,具体的功能模块图如图3所示。 3.2 数据库设计 该信息化系统的功能就是在进入毕业论文信息管理系统后,教师指导学生进行毕业设计。系统数据库主要包含学生表、教师表、管理员表、系统公告表和系统状态表等。数据库主要约束关系如图4所示。 3.3 功能实现 3.3.1 登录功能 首先用户通过登录界面选择相应的身份进行登录,把用户输入的用户名和密码与数据库中存储的用户名和密码相比较,如果正确无误则进入相应身份的操作页面,如果错误,将进行提示。 3.3.2 管理员功能的实现 管理员界面的功能包括公告、学生用户管理、教师用户管理、分组管理等。 导航菜单是一个系统的导航图,用户能快速、熟练地使用系统中的各个功能就必须要有一个清晰的导航菜单。导航菜单使用C#、CSS、图片等技术实现,能够点击展开或收缩。并在右侧显示相应内容,便于操作。 3.3.3 教师功能实现 教师界面包括查看系统公告、学生信息、学生选报情况等,教师在此界面下可以对学生进行选择等操作,修改密码、课题方向和添加个人信息等。 3.3.4 学生功能实现 学生主界面包括查看教师信息,课题选择、论文提交、查看点评、成绩查询、修改密码等功能。 4 总结 基于B/S结构的毕业论文信息管理系统实现了网上选题、网上指导学生进行毕业设计等工作,使得学生可以在任意地点、任意时间进行选题。同时实现了教师与学生的双向选择,既提高选题质量和效率,确保选题的公平、公正、合理,也为指导教师和学生顺利高效地完成毕业论文整个工作提供了便利的平台。 设计毕业论文:物理学专业本科生毕业论文(设计)实践教学改革初探 摘要:分析了目前本科生毕业论文(设计)指导中存在的问题,介绍了实施本科生毕业论文(设计)实践教学改革的主要内容,就如何改革本科毕业论文(设计)以实现实践创新人才的培养目标进行探讨。 关键词:本科生;毕业论文(设计);实践教学改革 作者简介:郝良焕(1983-),女,海南三亚人,琼州学院,讲师。(海南 三亚 572022) 毕业论文(设计)是培养大学生综合素质和综合能力的实践教学环节,其主要目的在于培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能、分析与解决实际问题的能力,使学生得到从事实际工作所必需的基本训练和进行科学研究工作的初步能力。这些能力包括:解决实际问题的能力,综合运用各种知识、技能、工具的能力,撰写工程或科研等可行性报告、论文以及进行工程设计或毕业汇报演出的能力,团队协作和人际交往的能力,创新能力等。因此,改革本科生毕业论文(设计)实践教学工作对提高本科生毕业论文(设计)质量、保证高校教学水平以及确保培养高质量的人才具有重要的现实意义。 一、毕业论文(设计)现状的思考 随着招生规模的逐年扩大,本科生毕业论文(设计)的质量不容乐观。就物理学专业本科生毕业论文(设计)教学现状来看,主要存在以下问题: 1.毕业论文(设计)偏重于限制性选题 在毕业论文(设计)选题方面,目前很多高校仍实行限制性的选题方式,有指导教师给定的几个题目让学生来选择,这种方法既限制了学生客观能动性的发挥,又抑制了学生主观能动性的实现。在高校,老师和学生平时接触并不多,学生对指导教师的研究方向和进行的课题并不是很了解,那么势必会让学生在选题方面被动地接受。 2.指导教师论文指导太过主观 本科生经过三年多基础知识和专业课程的学习,尽管对本专业的基础理论有了一定的了解,但学生所学的知识是分散的,还没有系统化,面对指导教师给定的选题有些学生就显得无所适从,不知如何下手,而有些指导老师则替学生制订方案、安排实验,甚至具体到设定研究内容,学生处于次要和从属的地位。从以往毕业生的调查中也发现,一些用人单位反映部分学生走上岗位后很被动,很难适应新的角色,办事能力较差。 3.课题研究缺少创新性 本科毕业论文(设计)选题与往年重复率高,而有些课题难度不够,还有些是指导教师或本研究室研究得比较清晰的内容,没什么新颖性。这样的课题虽然简单易懂,但学生往往能从网络或图书馆查到以往的论文,写出来的论文也大多雷同。实际上,就题目的难易而言,对一个本科学生来讲可能都是“新”的,但验证式的实验研究必然使学生的思维落入既定的框框。[1] 4.客观因素的影响 随着高等教育的进一步普及,学生人数迅猛增加,而高校教学设施、场地、实验仪器设备、图书资料等的投入又相对滞后,因此学生在做毕业论文(设计)的时候,一些实验室的旧的实验器材已不能满足毕业论文(设计)的需要,从而影响本科毕业论文(设计)的质量。另外,毕业论文(设计)一般安排在第八学期,这就与学生考研和就业相冲突。据调查,有些高校考研人数比例达到50%以上,复试和面试会占据学生大量时间势必会分散其对毕业论文(设计)的投入。[2]而剩下的一部分学生在巨大的就业压力的情况下不得不把较多的时间和精力投入到寻找工作的过程中,还有一些用人单位要求学生提前上岗,致使这些学生无暇顾及毕业论文。 近几年,琼州学院理工学院在教育观念转型期明确思路,逐步探索,统一认识,对物理学专业本科生毕业论文(设计)教学模式进行了有益的改革,在规范教学环节注重学生实践创新能力的培养,总结往届毕业论文(设计)教学信息等方面做了一些具体的工作,收到很好的效果。 二、本科生毕业论文(设计)实践教学改革内容 毕业论文(设计)工作的主要环节有选题、调研、实践、撰写、答辩等。结合琼州学院本科生的基础,采用的是“3+1”教学模式,即前三学年以公共课和专业课教学为主,第四学年以实践教学为主,针对毕业论文(设计)主要开展了五个方面的改革。 1.毕业论文(设计)选题的改革 (1)毕业论文(设计)的选题必须符合专业培养目标,体现综合训练基本要求。鼓励和支持学生选做有创新特色的课题以及跨专业、跨学科的课题。 (2)选题应具有一定的理论意义和现实意义。可结合科技、生产和社会生活的实际问题进行研究,或者进行实验课题的研究、设计和改进。要尽可能加大有实际应用价值的课题的比例。 (3)选题要考虑学生的专业基础和实际水平,难度、工作量应适当,避免选题过大或过小。原则上每生一题,在指导教师指导下独立完成。对于有些毕业设计课题,如果确因选题较大而需要多位学生(原则上不超过3人)共同参与完成的一定要在题目、内容、研究方向上有所区别,做到分工明确、有所侧重,确保每个学生有独立完成的毕业设计任务。毕业设计要分开撰写,《本科生毕业论文(设计)手册》要分开完成,并标明学生在课题研究中所承担的任务及其在整个课题中的贡献。 2.对指导教师的改革 (1)为了贯彻教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》,学校在明确本科生毕业论文(设计)指导教师的资格问题上明确指出指导教师应由具有实际设计(科研)工作背景和有指导经验的中级职称及以上或是硕士及以上学位的相关专业教师、工程技术人员担任,助教职称的教师不能独立指导毕业论文(设计)工作,但可安排参加协助指导工作。 (2)校外指导教师应是具有中级(含中级)以上职称的工程技术人员或研究人员。这样,在减轻我校物理学专业指导教师短缺造成的压力的同时,也可以促进指导教师队伍多层次格局和多元化模式的形成。[3] 3.对学生要求的改革 (1)学生必须修完所学专业培养计划规定的全部课程。没有完成培养计划的,未完成毕业设计(论文)规定任务的,审阅或评阅成绩不合格的,以及由他人代做或剽窃抄袭他人成果的,有上述情况之一者取消毕业论文(设计)答辩资格。 (2)部分学生迫于就业、考公务员、考研等的压力,对毕业论文投入精力不足,不能保质保量完成毕业论文(设计)的任务。为了避免出现上述情况,要求学生每周定期向指导教师汇报毕业论文(设计)工作情况。根据指导教师的工作进度写出具体的完成计划和日程安排。 4.对毕业论文(设计)撰写的改革 (1)前期学生一般应根据自己毕业论文(设计)的选题在指导教师指导下进行调研;了解选题的研究背景、已有成果、理论研究达到的水平以及当前动态等;要深入社会,深入生产实践,深入经济建设主战场,了解现实问题,积累第一手资料,理论联系实际,完成调研报告。文献资料的查阅不得少于10篇,其中至少有一篇外文文献。经指导教师审阅同意后方可开题。 (2)毕业论文应按科研论文体例撰写。根据物理学专业特点和学生实际,也可有专题调查、实验设计等体例。 (3)二级学院结合物理学专业的具体情况制定毕业设计(论文)撰写规范。在毕业论文(设计)的撰写过程中,指导教师应定期检查学生的工作进度,并及时填写“本科生毕业论文(设计)指导记录”表。 (4)认真审阅学生的毕业论文(设计),提出修改、补充意见和建议,指导学生提高与完善毕业论文(设计),把好质量关。同时对学生进行答辩资格预审,指导学生参加毕业答辩。 5.对毕业论文(设计)答辩要求的改革 (1)评阅专家应由讲师及讲师以上职称的教师担任,也可以聘请外单位具有相应职称的人员担任。指导教师不能作为自己指导学生的评阅专家。评阅专家应有从事毕业论文(设计)相关内容的教学、研究工作的经历和经验。评阅专家的主要职责为:根据毕业论文(设计)的工作量与难度、论文的理论意义或实用价值、写作水平、写作规范等方面给出综合评价,评定成绩,确定是否达到答辩水平,并填写“本科生毕业论文(设计)专家评定表”。 (2)经指导教师和评阅专家通过,同意参加答辩的毕业论文(设计)才能参加答辩。答辩委员会由讲师及讲师以上职称的教师组成,也可以聘请外单位具有相应职称的人员担任。答辩委员会人数为奇数,不得少于5人,设主席1人,秘书1人。 (3)答辩时学生就课题的目的、要求、设计特点、分析和计算的主要依据和结论、设计中的体会、见解等作出说明,时间一般不超过15分钟。 (4)答辩小组对课题关键问题及与课题密切相关的基本理论知识、设计及计算方法等方面提问,学生对提问进行口头回答,时间一般为20分钟左右。根据学生毕业论文(设计)及答辩情况确定成绩、写出评语。毕业论文(设计)答辩完成后,学生按要求改正论文(设计)中存在的错误,按要求装订,统一交给所在专业。 (5)毕业论文(设计)必须经过“审阅”、“评阅”、“答辩”三个环节,由指导教师、评阅教师、答辩小组分别写出评语并给出成绩,最后综合评定学生的成绩。 总之,物理学专业毕业论文(设计)教学实践改革是一项长期工程,它与学生的基础及学校开设的公共课程、专业课程和实验教学以及教育理念、培养目标等密不可分。学校和教师应充分利用这一重要环节培养学生的实践创新能力,使之成为知识经济时代的合格人才。[1] 设计毕业论文:学以致用―浅谈工科类本科生毕业论文(设计)指导方法 摘 要:通过近年来工科类本科毕业生论文和设计选题特征统计,对学生的研究兴趣进行了分析,发现实践类课题最受毕业生青睐。由于多方面因素影响,工科类本科毕业论文(设计)存在一些问题与不足,结合本人指导两名本科生毕业论文过程,总结分析指导过程中的心得,对工科类本科毕业论文(设计)的指导方法提出了一些意见和建议,以供参考。 关键词:工科 毕业论文(设计) 指导方法 工程学或工学是应用科学和技术的原理来解决问题。工科是应用数学、物理学、化学等基础科学的原理,结合生产实践所积累的技术经验而发展起来的学科,代表性学科有土建类、水利类、电工类、电子信息类、热能核能类、化工制药类等等。工科的培养目标是在相应的工程领域从事规划、勘察、设计、施工、原材料的选择研究和管理等方面的高级工程技术人才,主要是培养以实际应用能力为主的工作人员。 我国每年大学本科学生中,工科类学生占相当大的比例。以武汉大学为例,全校五个学部每年共招生约7650人,其中工学部招生约1640人(水利水电学院约390人,电气工程学院340人,动力与机械学院约460人,城市设计学院约150人,土木建筑工程学院约300人),约占本科总招生人数的22%。这些学生毕业后将进入社会的各行各业,成为教学、科研和工程建设的中坚力量,本科学习对于他们来说,将是人生的一大转折,而本科毕业论文(设计)也是他们四年所学知识的巩固和升华,是他们踏入人生的重要里程。作为本科毕业论文(设计)的指导教师,如何使得学生在短短半年时间内尽可能将本科期间所学知识得到巩固,同时使得他们的个人能力得到提高,是我们需要认真思考的难题,尤其对于工科类本科毕业生,学生的应用知识能力尤其重要。总得来说,对于工科类学生,通过本科毕业论文(设计)的过程使得他们能够“学以致用”。 一、工科类本科毕业论文(设计)选题特点 以2012级武汉大学土木建筑工程学院岩土与道桥系本科毕业论文(设计)为例,全系采取公布选题,双向选择的模式,全系20名指导教师提供了89个毕业论文(设计)题目供59名本科毕业生自由选择,最终同学们选择了其中的41个课题(如表1所示)。 从统计结果可以看出,学生所选择的41项课题中,有10项为毕业论文,占总课题的24%;另外31项均为毕业设计,占总课题的76%。学生所选课题中,教授指导课题22项,副教授指导课题17项,讲师指导课题2项。学生所选择的本科毕业论文(设计)的选题均来源于真实的工程,且都是应用类课题。可见,工科类学生在进行毕业选题时,倾向于选择应用性较强的课题,且倾向于选择知名度较高的教授、副教授作为自己的指导教师,学生对于毕业设计(论文)选择的倾向性受当前就业形势的影响很大。 二、工科类本科毕业论文(设计)中存在的问题 工科是以培养学生应用能力为主的学科,毕业论文(设计)是对大学期间所学知识的巩固和升华,是学生适应社会能力的最佳锻炼机会。然而,受各种因素的影响,目前高校工科毕业论文(设计)存在许多方面的问题,主要概况为以下三个方面: 1.学校硬件及管理方面 工科是以实践应用为主的学科,大学本科期间学生大多数以课程学习为主,要将课堂知识转化为实践就需要进行相关的试验及工程实践。然而,目前许多工科院校试验条件有限,尚不能满足所有本科毕业生的应用要求,因而造成许多毕业生的本科论文(设计)都是“纸上谈兵”。另一方面,目前本科毕业论文(设计)的管理相对松散,各高校虽然都制定有相关的毕业论文(设计)考核标准,但在具体实施方面缺乏执行力度,很难做到从立题、选题、开题、中后期检查、评阅、答辩全过程的监督管理,以至于到最后很多都是“能过且过”,本科毕业论文(设计)的质量很难保证,学生也无法起到真正的锻炼作用。 2.学生的态度和执行力度方面 当前工科学生的就业压力越来越大,学生的学习过程往往具有很强的目的性和针对性,毕业论文(设计)的选题也是如此,前面分析中已经看出,学生选题倾向于应用性强的课题,同时也热衷于选择知名度较高的教授或副教授作为自己的指导老师,大多数学生希望藉此为自己接下来找工作或者读研能够提供帮助。而且,在大学四年级下学期这半年时间里,大多数学生开始为自己的工作奔波,投入毕业论文(设计)的时间和精力都有限,许多学生都是集中在答辩前一个月甚至一周才开始真正投入写作,毕业论文(设计)的质量也就可想而知了。 3.教师的指导方法和重视程度方面 目前高校教师普遍肩负着教学和科研两方面的任务,工作量较大,因而往往希望能够在指导学生的同时能够对自己的科研任务有所帮助,而本科毕业论文(设计)由于时间短,而且学生也处于锻炼阶段,对教师的研究工作不仅起不到帮助,反而会占用较多的时间和精力。这就使得许多教师对待本科毕业论文(设计)不够重视和认真,选题也没有考虑本科生实际的知识结构和接受能力,在指导时间和方法上投入不够,学生往往处于“放羊”的状态,到最后答辩时也就应付着毕业了,如此以来,后面的学生也会觉得毕业论文(设计)就是这种水平,从而形成恶性循环,学生无法通过毕业论文(设计)起到真正的锻炼和提高,错失了踏入社会前最好的一次自我提高的机会。 三、工科类本科毕业论文(设计)指导方法探讨 考虑目前本科毕业论文(设计)中存在的问题,结合工科类本科毕业生选题特点和实际情况,要提高本科毕业论文(设计)质量,使学生真正能够“学以致用”,工科类本科毕业论文(设计)的指导工作需要从以下几个方面进行改进: 1.在时间层面上,由于目前本科毕业论文(设计)都是安排在第8个学期,与毕业生考研或求职冲突,可以考虑将本科生毕业论文(设计)分解进行,即在第7个学期或者更早的第6个学期就开始安排毕业生的选题工作,这样一方面学生有充足的时间来考虑选题的合理性和可行性,另一方面,指导教师也能够有较为充足的时间来与学生交流。 2.在选题安排层面上,指导教师应该尽可能的结合自己所承担的科研项目进行立题,同时尽可能安排学生到现场考察参观,一方面提高学生的感性认识,另一方面也有助于提高学生的学习积极性,使他们真正感受到学有所用。所立选题也应该充分考虑本科生的知识结构,以能够系统的巩固所学专业知识为主。 3.在指导模式方面,可以考虑多个指导教师形成团队的模式,这样有助于学生之间的交流,同时也可以弥补指导教师时间不足的问题,也可以考虑让指导教师的在读研究生作为助教,一同辅导本科生。 4.在毕业论文(设计)考核方面,应该提出明确具体的考核指标,不仅要考核学生,同时也要考核相应的指导教师。考核指标也应该分配到平时的指导工作中,不能仅仅以毕业答辩为准,同时适当加大优秀毕业论文(设计)的奖励力度,调动学生的积极性。 四、 结论和建议 工学是应用科学和技术的原理来解决问题的一门学科,该学科本科毕业论文(设计)的目的也应该以培养学生解决实际问题能力为主,使他们能够“学以致用”。通过对武汉大学2012年岩土与道桥系本科毕业生选题分析,发现毕业生选题受就业形势影响很大,同时对学校、教师和学生三个层面的分析发现本科毕业论文(设计)中存在许多问题需要探索和改进。结合本人自己的教学经历,分别从时间层面、选题安排层面、指导模式层面以及考核标准等方面提出了一些改进方法和建议,希望对工科类学生本科毕业论文(设计)指导工作有所帮助,使每一位毕业生能够真正做到“学以致用”。 设计毕业论文:对会计学本科专业毕业论文设计问题的思考 [摘 要]毕业论文设计是大学会计本科实践教学的重要环节。以某高校为例,该校近三年的会计专业毕业论文质量呈现下降趋势,经分析后得知其存在学生缺乏专业学习兴趣、学习心态浮躁、论文写作实训不足等问题。应从合理引导学生专业学习兴趣,重视大学生诚信道德教育,鼓励学生了解社会、参与社会调研工作,加强论文写作技能培训等方面着手,提高会计专业毕业生论文的质量。 [关键词]会计学 本科 毕业论文设计 毕业论文设计是大学本科高等教育实践教学的最后一个环节。其主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,使学生得到从事本专业工作和进行科学研究的基本训练。会计专业本科教育同样也需要通过毕业论文设计这一实践环节,来培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识,独立分析、解决实际问题的能力;培养严肃认真的科学态度;掌握文献资料收集、阅读和整理、使用的方法;提高综合论证、总结写作等基本技能。本文以某高校为例,从近三年毕业论文成绩评定结果以及专业指导教师的普遍工作感受来看,论文质量呈现下降趋势。一方面,我们在不断完善毕业论文设计教学环节;而另一方面,学生毕业论文的质量却不尽如人意,学生的综合应用能力状况堪忧。我们希望能通过对毕业论文设计现状、存在的问题进行探讨,进而反思,并为提高现代会计本科生的综合素质提出有益的建议。 一、毕业论文设计现状及问题分析 (一)毕业论文设计现状 该校的本科毕业论文历经审题、下达任务书、开题答辩、撰写初稿、中期检查、定稿答辩几个阶段。最终要求学生提交不少于12000字并通过答辩的论文。一篇毕业论文要经过指导老师、评阅人、答辩组等签字审核。目前该校的本科毕业论文设计程序和环节是比较系统、完善和规范的;程序控制及监督也是到位的。此外,师资队伍也较稳定,职称和学历结构良好;科研成果数量和质量稳步增长。在毕业论文指导环节,教师的论文指导能力毋庸置疑。 从表1来看,近三年毕业论文质量优良率呈逐年下降的趋势,中等和及格的比率上升较大。教师在论文指导过程中普遍感受到与学生的沟通交流难度加大,学生难以提交一篇质量较高的论文。这其中存在诸多问题有待探讨。 (二)毕业论文设计过程中存在的问题 1.部分学生对毕业论文的重要性认识不足,缺乏专业学习兴趣 我们曾以该校2011届和2012届会计学毕业生为调查对象,在他们的大学二、三年级进行问卷调查。调查发现只有23.88%的学生对会计专业非常感兴趣,而70.90%的学生对专业兴趣一般,另外有5.22%的学生对专业不感兴趣。学生对撰写毕业论文的意义和重要性缺乏正确的认识。大部分学生认为毕业论文写作仅仅是大学学习的最后阶段,是毕业前的最后冲刺,只是为了完成必要的任务,可以应付了事;谈不上对所学专业的热爱,更不用说高质量地完成毕业论文设计实践环节了。 看到这样的调查结果,我们教育工作者应该反思:学校和教师是否考虑到学生学习的感受,并引导和提高其专业学习兴趣。会计教学在内容和形式上对学生的吸引力不够,导致学生学习缺乏动力,这无疑会影响会计专业人才培养目标的实现。 2.学生学习心态浮躁,论文拼凑、抄袭现象严重 现代社会网络发达,在给我们的学习和收集资料带来很大好处和方便的同时,也给投机取巧的人提供了机会。在各种繁杂资讯充斥网络社会的背景下,学生论文写作心态浮躁者居多,真正沉下心来写作的少。不能踏踏实实地做学问,不愿意下工夫研读文献,而是急功近利将收集的资料剪切、复制、粘贴,东拼西凑成一篇文章交差,希望及格就行。不认真按导师的批阅意见修改,匆忙应付了事。学生面对就业压力,疲于参加各种应聘招考,没有从学习中获得成就感。 3.资料查阅、调研能力不够 要写出一篇质量较好的毕业论文,需要查阅研读大量的相关文献,并且进行实地调研,取得相关的第一手资料,还需对自己的数据资料等做出整理和分析。就目前来看,学生在文案调研中几乎不懂如何便捷地查阅文献,如何利用学校的资源数据库进行有效检索。此外,他们也不太了解如何去拟定调研问题和明确实地调研的方法。如果作者对一个拟待研究的论题无从获知他人研究现状时,必然无法对此形成理性和感性认识,那么要写出一篇有一定质量的毕业论文当然无从下笔。 4.文字运用能力差,逻辑混乱,缺少论文写作前期训练 完成一篇毕业论文不仅要求学生要掌握扎实的专业理论知识,能综合应用所学各门课程知识,而且要具备一定的逻辑思维能力和写作能力。按理说即将毕业的大学生写作能力较强,但是在提交的文章中仍出现大量明显错误。比如语句不通顺,层次不分明,基本的格式不正确等问题,更不用说论文逻辑关系清楚,有独立见解且具有说服力了。即便没有自己独特的观点,至少能对其他研究学者的观点进行系统的整理归纳,表明自己对已有观点的看法及理由,但就这一点学生也较难做到。 课程论文可以说是毕业论文的日常训练形式之一。文献检索、阅读能力、逻辑思维能力、写作能力等都可以从撰写课程论文的过程中获得锻炼。但我们的问卷调查结果显示:只有3.73%的学生认为课程论文非常有必要;35.07%的学生认为论文写作可以促使自己深入了解本门课程,有一些作用;51.49%的学生认为其对自己有些帮助,但作用不大;18.66%的学生认为其流于形式,没有必要。调查结果表明,70.15%的学生没有从课程论文写作中提高自己的综合能力。在与学生的交流中我们发现,教师对课程论文指导不到位,过程控制松散。由此看来,课程论文作为毕业论文设计的前期训练环节,其教学效果是不理想的。 二、解决毕业论文设计环节有关问题的对策 (一)合理引导学生专业学习兴趣 据我们调查,94.03%的学生关心所学内容是否涉及解决实际工作中的管理问题。学生在走上新的岗位前,也需要通过毕业设计来储备知识和提高能力。因此学校在毕业论文指导动员大会上,应着重宣传毕业设计有利于培养学生综合运用本专业知识、独立解决某一专业问题的能力;它是对学生专业知识掌握情况和运用能力的直接检验,也是培养学生创新能力的重要途径。 学生在校期间学习了许多课程,但利用学过的知识解决实际问题的能力普遍不高,知识要转化为能力,必须通过实践。指导老师可以帮助学生多选择应用管理类的论文题目,尽量将所研究的论题与社会实践联系起来,使学生所学理论知识与技能能服务于社会。如果学生的论文选题可以与其实习的工作内容相联系,学生能言之有物,则对研究更有兴趣,更愿意深入思考,写出的论文也具有实际价值,更能提高论文质量。因此,学校和教师都应当鼓励和引导学生在实习阶段认真观察、仔细思考,发现值得研究的问题,使学生在实践中提高自身综合能力。 (二)重视道德诚信教育,提升学生人文素养 我们的大学教育一方面要重视学生专业技能和素养培养,另一方面也需重视对大学生道德诚信的教育。诚实守信是做人的一项基本道德准则,它要求人们为人诚恳、待人诚实、做事实在、追求信誉等。诚信既是一个人安身立命、为人处世应当遵循的基本准则,也是一个社会维持和促进整个公民道德建设取得实际效果和实质进展的关键。 大学生的诚信意识、诚信行为、诚信品质,关系到良好社会风尚的形成,关系到社会主义和谐社会的构建,更在一定意义上关系到中华民族的未来。我们应从三个方面加强高校的道德诚信教育:1.教师是教育的主导者、施动者,教育工作不仅仅是职业、谋生手段,它还是一份培养国家、民族人才的社会责任。教师在工作中应以自身诚信的人格魅力影响学生,贯穿在平时教学的点滴中。2.高校需要合理协调教学与科研的关系,教学科研并重。教育是百年大计,教书育人为教育之根本,短期内教学工作不能像科研工作一样其成就可以明显表现为论文、课题等成果,但是教育关系到国家民族的人才培养、文化修养和人文素质,这些不是论文、课题成果可以衡量的。3.学校应教育学生树立诚信为本、操守为重的信用意识和道德观念,这样才能使他们成为高素质的人才,承担起社会、民族责任。 (三)鼓励学生了解、参与社会调研工作 一方面,高校可针对会计专业特点和毕业论文存在的主要问题,有针对性地开展查资料、调查研究、应用文写作等与毕业论文工作相关的课程。例如可以开设图书情报学、社会调查方法等课程,使学生可以更好了解如何查阅、消化、利用文献资料,让学生知道如何合理、合法地收集和应用行业数据;使学生掌握访谈、问卷设计、数据收集与处理方面的技巧。另一方面,学校也可以鼓励教师以自己的科研课题为轴心,在大学的后两年,吸引学生利用课余时间参加进来,并当作实践教学环节中的重要一环来加以规范管理,培养学生分析、研究、解决问题的能力,提高其创新水平。例如有的高校由专业教师牵头,组织对教师课题感兴趣的学生,成立课题小组,利用寒暑假“三下乡”活动,使学生在进行文化、科技、卫生传播的同时,又可以接触社会、开展课题调研,为大学生科创活动打好基础,也为其完成毕业论文做好铺垫。这一形式有可借鉴之处。 (四)加强论文写作技能培训 学位论文的写作有一定的规律和技巧,也有一定的规范和范式。合理运用这些规范和技巧,既可以提高写作的效度,也可以提高文章的质量。会计学本科教育除了要求学生掌握会计基本技能外,平时还应该锻炼学生对问题的分析及逻辑思辨能力、文字的掌控和运用能力。这些应该是贯穿大学的整个阶段始终的。具体可以从以下两个方面着手进行:1.引入学年论文制,注重平时科学研究的训练。从大学一、二年级就让学生尝试论文写作,鼓励并支持学生参与教师科研课题;通过平时的训练,增强学生科研意识,提高学生的独立自主学习的能力,熟悉毕业设计流程。2.严把课程论文质量关。教师要认真指导学生查阅资料,提高其阅读能力和效果。通过指导选题、拟定提纲,最后撰写课程论文直至定稿,进一步加强学生的逻辑思维训练,提高他们的写作能力。 设计毕业论文:城乡规划专业本科毕业论文及设计规范化研究 摘要:毕业论文(设计)的撰写是大学四年学习的一次重要验收成果,也是学生在最后一年中系统学习做科学论文方法与步骤的重要阶段。在总结城乡规划专业毕业论文及设计指导过程中所出现问题的基础上,提出城乡规划专业毕业论文指导的规范化工作步骤和方法,并将学生分组,视情况分别对他们提出不同要求,以期因材施教,达到良好的教学效果。 关键词:城乡规划专业;本科毕业论文;规范化 作者简介:牛宇佳(1985-),女,辽宁锦州人,北京航空航天大学北海学院规划与生态学院,助教。(广西 北海 536000) 毕业论文是每一个大学生必须要完成的最后成果,也是大学步入社会前的最后阶段,这个阶段的重要性就不言而喻了。目前很多学生对毕业论文工作非常迷茫,不知该如何下手,针对这种情况,在分析了北航北海学院规划与生态学院城乡规划专业2009级90个毕业生的经验的基础上,结合“老村庄研究”这个特色培养计划,提出相应的毕业论文(设计)指导的规范化工作方法,希望能够对未来相关毕业论文指导工作有所帮助。 一、城乡规划专业毕业论文(设计)指导的规范化工作方法 曾经说过“没有调查就没有发言权”。在做任何工作之前都应该进行调查。现在国家也非常强调学术道德问题,而学术不端的现象也时有发生。很多学生感觉很难有所创新,没有自己独特的想法。这种现象产生的原因就是学生缺乏进行科学研究的方法,不会自己发现问题,更别谈分析问题和解决问题了,面对这样的情况就要做到: 1.调查 第一,要求学生选择1~2个老村庄。在网上收集这些老村庄的资料后,找到自己有兴趣的方向,对哪些村庄感兴趣就去调查哪些村庄,首先保证了学生的学习兴趣。 第二,要做到有效的调查,而不是只去村庄中走马观花地游览一番,这就要求学生在调查前做好充分的准备。尤其对老村庄规划方面而言,需要考虑的内容大多比较宏观,若没有进行充分的准备就去调查很难达到预期的效果。 例如在调查前,学生应准备该地区的卫星图,并认真了解该村庄周围的地形地势、对外的道路交通情况、河流水系情况和植物分布的大概范围等。将网上找到的资料按照详细的分类整理好,如从人文、历史、民族特色、植物、建筑、灾害情况等方面进行分类总结。 第三,准备工作做好后就可以进行实地调查了。实地调查需要进行分类详细的记录,因此要准备好记录的器具。并且除了调查上面所列出来的那些分类外,还要重点调查该村庄的生态环境,如乡土植物的种类、古树名木的情况、文物保护单位的保护范围线和相关的保护规定、水系统、村庄的建筑特色和历史文化等方面。在此过程中鼓励学生应用座谈法和问卷调查法,增加学生与人交往和获取有效信息的能力。另外,有些资料用照相机并不能全面记录,所以要求学生对有关资料进行手绘,如村庄的建筑布局、大体地形、主要交通线路、整体水系情况和古树名木的分布等。应该让学生形成一种与自然和谐相处的理念,学习并传承老村庄这种天人合一的生态学思想,把老村庄规划做在保护的基础上进行老村庄规划,遵循更美丽、更宜居的设计理念。 2.整理资料形成调查报告 现场调查后要让学生将收集到的相关资料进行整理和细致的分类,将手绘图和所采集到的照片进行整理、归类和命名,重要的部分应添加恰当的文字说明,以免遗忘。 在这一阶段,最重要的是通过整理资料和撰写调查报告找到学生感兴趣的方向和自己想要研究的角度。与此同时,指导教师应多与学生交流,帮助他们分析收集到的资料,看到学生可能注意不到的现象和特色,这些都可能为学生提供一定的思路和创新点。 3.定题 在总结调查报告的过程中,学生可能已经对要研究的方向形成了一定的思路。这时,指导教师只需要帮助他们确定一个可拓展的、有研究价值、有现实意义、能够完成的论点作为题目,这也要求教师对该领域具有敏锐的洞察力。因此,指导教师也应不断加强自己的专业学习,形成自己的调查方法和系统。 4.文献综述 为了确保论文工作的有效性和严谨性,还要求学生做好文献综述工作。要写好一篇论文,至少要知道在这个领域或角度上都研究到了什么程度,有哪些研究成果或平台,以防止做无用功,最后才发现已经被别人研究过了,犯了闭门造车的错误。做文献综述的过程中也不能仅仅注重该领域的研究成果和研究方法的收集,对于可能涉及到的学生不够扎实的基础知识也应该进行系统的梳理和补充,这样对接下来的论文撰写和增强学生的基础知识都有很大的帮助。 5.可行性分析 通过上面一系列的调查、整理、分析、总结和学习,学生对自己的论文应该有了相当完整的思路。这时就要通过相关资料的收集情况、自己对论文理解的深入程度或自己选定的规划范围以及相关内容的复杂程度来进行可行性分析。确定自己是否能够将这个选题继续深入研究下去或按照进度能否在规定时间内完成。 6.中期检查 如果通过可行性分析得到的结论是不能完成或很难将该论题深入研究下去,那么在中期检查的时候还可以进行题目的修改。需要进行重新调查的就按照上述方法重新调查;需要换角度进行研究的,在新的论题指导下再进行文献综述。中期检查是个很重要的分流阶段。这个时期改题目的学生无论是在资料的收集、现场的调查和文献综述的总结等方面都会受到不同程度的影响。指导教师应在把握学生情况的前提下区别对待,提出不同的要求,使学生可以按时完成毕业论文。 7.确定论文大纲 中期检查不需要修改题目的学生,说明前面的调查、资料收集情况和研究角度都没有什么问题,可以拟定论文的详细大纲,确定论文的结构。改题目的同学在完成资料的补充收集和调查后也要详细拟定论文大纲。指导教师要帮助学生修改论文的结构,形成科学的论文体系和写作方法。 要通过对现状充分分析,将规划与老村庄的各种特色结合起来,因地制宜,考虑村庄本身的环境与发展特色,形成有主题、有特色、有保护的老村庄生态规划,避免将城市规划生搬硬套到村庄规划中去。例如,做长寿村的村庄规划时将“长寿”定为规划的主题,各方面的规划布局、生态环境的营造和景观节点的设置都围绕这个主题展开,这样既能避免与其他规划设计重复又能够体现该村的特色,打造属于这个村子的名牌。 8.初稿 大纲确定以后就可以开始初稿的写作。通过对村庄现状条件的深入细致的分析,总结出该村的一些特色,明确主题,围绕主题展开研究和设计。还要注意学生的规划是否合理,并符合相关的技术规定和规范。另外审初稿时,要注意看学生是否对村庄进行了深入的分析,如有大量抄袭别人研究成果或用其他案例滥竽充数的应及时要求学生改正。 9.完成论文(设计)终稿 通过对初稿不断地修改,形成终稿。审终稿时,要注意不仅要审论文的内容,对论文的格式也应按照学校的相关要求,完成一篇严谨、规范的学术论文,也让学生养成仔细、认真的习惯。 10.答辩及答辩后修改 答辩之前指导教师可组织预答辩,主要是为学生的演示文稿进行把关,使之合理分配好讲解时间,充分展示出自己的研究思路和研究成果。通过对学生论文提出问题,让他们感受答辩的气氛,可以有效缓解正式答辩时的紧张情绪。答辩后,要求学生按照答辩评委提出的意见进行修改。 二、对不同学生提出不同要求 通过对学生情况的掌握,以及他们对调查资料收集的态度与完成情况,可将学生大致分成三大类。对不同学生应分情况区别对待,提出不同的要求,做到因材施教,以求达到较好的教学效果。 1.优秀 优秀的学生通常从调查开始就很认真,从确定地点到资料收集、整理调查报告等都会经常与指导教师沟通,能够认真、仔细地完成教师布置的相关工作,自身的基础知识扎实,对自己的论文有想法,能形成一定的思路。对这样的学生,指导教师需要让他们在学会做论文一般方法和步骤的基础上更进一步,也就是可以向着优秀论文努力。 优秀的学生普遍存在的问题有: (1)想法很多,不会取舍。这些学生在做调查与分析时能够发现很多村庄的特色,因此在论文写作中就希望把这些特色全部写出来,这样就使得论文没有重点,观点多而浅,只是对特色进行了一些合理的分析和阐述,但未能达到一定的研究深度。针对这种情况,指导教师应从专业角度出发,帮学生筛选出能够进行更深一步研究的角度,引导学生利用专业知识对这些村庄特色进行更科学、更系统的研究。 (2)设计缺乏主题。优秀的学生由于基础知识扎实,因此规划设计的绝大部分都能做到符合规范,基本合理,并且与村庄特色相结合,但多数未能考虑到提出能够突出村庄特色的主题。教师应指导学生找出1~3个村庄特色作为规划的主题,使整个设计更加系统和完整。 2.中等 这一类的学生基础知识不够扎实,因此在调查过程中往往发现不了太多村庄的特色,也不太明确自己的研究方向和角度。这就要求他们学会做论文(设计)的一般方法和步骤,也就是发现问题―分析问题―解决问题的科学思维方式。 这一类学生存在的问题有: (1)不知道自己要调查什么,在调查之前没有做好充分的准备。因此,调查得到的资料不全,效果不佳,这也导致了下一步分析的阶段无从下手。对于这一类学生就要求他们在调查前先与指导教师讨论调查的具体项目,并列出一份详细的清单。第一次调查不成功的还需要做后续的补充调查,总之要保证调查的有效性和资料的真实性。 (2)研究的深度不够,总是停留在村庄的现状分析上,而不是从结构、成因、布局等方面来深入探讨这些特色是如何形成的,经过祖先一代一代实验得出成果,存在哪些科学道理和该如何传承下去。 3.及格 一般是个别的学生因为态度问题对调查工作不认真,写作论文不认真,或者自身基础比较薄弱,因此对论文写作基本处于混乱和没有头绪的状态。对于这样的学生要以尽量让他们能够顺利完成学校的论文计划工作为主,要有耐心地鼓励和引导他们进行调查,保证他们的文章结构合理、内容真实,能够基本将论点阐述明白即可。 在指导学生的论文工作时会出现各种各样的问题,这里列举的只是一部分共性的问题。在大学最后这个重要的阶段,让学生能通过做毕业论文提高自己的能力,丰富自己的知识,形成进行科学研究的基本思路和方法,也是为他们即将投入到社会工作阶段打下良好的基础。 设计毕业论文:提高本科毕业论文(设计)质量的研究与实践 【摘要】本科毕业论文(设计)质量管理是高校人才培养的一个重要环节。本文分析了目前本科院校影响毕业论文(设计)质量的主要因素,针对存在的问题,提出了质量管理的主要措施,意在促使质量管理制度化、规范化、科学化。为提高人才培养质量奠定坚实基础。 【关键词】本科 毕业论文(设计) 质量 研究 实践 毕业论文(设计)是本科教学的重要组成部分,它是教学、科研和实践相结合的全面训练过程,也是对学生理论知识、创新能力和科学素养整体检验的重要实践教学环节。加强本科毕业论文(设计)质量管理,提高毕业论文(设计)质量是高等院校内涵建设的一个重要抓手。 1 当前毕业论文(设计)存在的问题 1.1论文格式不规范 如有的参考文献在文中没有引用标注,有的英文参考文献的顺序不规范;有的论文中图形缺少编号,或图形与编号分离,有的图形坐标缺少单位;有的表格没有名称;有的中文摘要格式不对;英文摘要的格式不够规范;有的论文排版较乱等。 1.2论文内容有待进一步提高 如有的论文联系实际不够,缺乏实证性研究,论证材料陈旧;有的论文理论支撑不够,缺少理据性,创新点不够;有的论文结构不合理,论文标题层次混乱;论文的英文摘要写作水平欠缺;有的论文存在抄袭现象等。 1.3少数教师对论文的指导力度不够,论文评阅有一定的随意性 如有的教师中期检查的时间偏晚;有的任务书的任务内容不够明确,针对性不强。少数指导教师对论文的评议有一定的随意性;有的指导教师意见及评语不是教师本人写的;有的答辩评议表多处涂改,且没有在涂改处签名;有的答辩评议的评分不尽合理,评议等级偏高。 2 毕业论文(设计)质量下降的原因 2.1学生方面 (1)毕业论文(设计)与就业时间冲突,学生对毕业论文(设计)不够重视。由于毕业论文(设计)一般都安排在最后整一个学期,多数学生急于就业,对毕业论文(设计)不重视,马虎应付,导致毕业论文(设计)质量不够好。 (2)专业知识不扎实,科研锻炼的机会较少。学生对专业知识的学习只是为了应付考试,缺乏综合能力的考查。由于实践条件限制,学生的科研和实际动手能力没有得到很好的锻炼,科研水平有限。学生在撰写毕业论文(设计)时,由于专业知识不精和科研能力缺乏,造成论文缺乏深度和创新,照搬别人的观点。 (3)学生选题不当。有些学生选题过大,超出了本科生研究的范围,有些选题又过窄,难以开展研究,有些选题与专业结合不紧密,有些选题陈旧,缺乏创新等。纯理论性选题过多,实践性选题较少。 2.2教师方面 (1)部分教师对毕业论文(设计)不够重视。少数教师为方便学生找工作,对毕业论文(设计)指导持放任态度;有些教师认为本科生只要掌握专业基本理论与基础知识,对毕业论文(设计)质量不做要求。 (2)师生资源不平衡。因高校扩招,使师生资源失衡,致使教师指导的学生过多。而指导教师还承担着大量的教学和科研任务,教师在毕业论文指导环节上投入的时间、精力有限,直接影响了毕业论文的质量。 (3)部分教师水平有限,责任心不强。少数指导教师,尤其是年轻教师,由于平时参加实践较少,动手能力不强,指导毕业论文(设计)的能力有限。少数教师责任心不强,忽略过程管理,对学生撰写毕业论文(设计)监督力度不够。 2.3管理方面 (1)管理制度不完善。尽管各高校都有自已的毕业论文(设计)管理规定,但在“过程管理”方面缺乏一套行之有效的办法,从选题、调研、收集资料、撰写论文、修改、定稿到论文的成绩评定,没有明确的标准与考核指标,造成大部分学生对毕业论文(设计)漫不经心,教师指导流于形式。 (2)管理制度执行力不够。由于管理不严,使各项规定形同虚设,管理制度的监控作用未能很好实施。 3 建立大学生毕业论文(设计)质量保障体系 3.1提高认识,充分重视 学生、教师和管理人员都要在思想上充分认识到,毕业论文(设计)是大学本科实践教学的重要环节,是对学生学习成果的综合性检阅,是对学生查阅文献、科研、独立工作等多方面能力的考查。学校应大力开展各种形式的宣传活动,让师学生首先在思想上充分重视毕业论文(设计)。 3.2开展科研与论文基本规范普及工作,提高毕业论文的科学性和规范性 学校可以邀请教学、科研水平俱佳的教师,为毕业生举办“毕业论文选题、科学研究与资料收集、毕业论文撰写与答辩”的座谈和学术报告,系统地讲授毕业论文的构成、写作方法、图表分析、参考文献的应用以及论文的规范性等问题,提高毕业论文的科学性、可读性和规范性。要给学生打下厚实的专业基础,在专业知识教学的同时,培养学生使用英语作为研究工具的能力,提高学生信息意识和信息素养能力、阅读和检索文献能力、收集和鉴别资料能力、归纳综述能力、逻辑思维和分析综合能力、文字表达能力等。 3.3鼓励学生参与科研训练,提高学生综合实践能力 将学生实习与毕业论文结合起来,让学生参与教师的科研课题,作为教师的助手或负责项目中的某个子课题,开展科研训练。学校还应大力开展大学生实践创新训练计划项目,在教师的指导下,学生通过立项,组成团队开展科研训练。通过组织学生参加各级各类学科竞赛和创新大赛,激发学生想象力和创造力。学生通过参与科研活动,拓宽知识面,加深对专业知识的了解,从而提高学生的综合实践能力、创新能力和毕业论文质量。 3.4进一步完善毕业论文的质量监控体系,加强过程管理 学校制定和完善一系列规范性文件,制定量化的考核标准,明确导师职责,提出对学生的要求。在组织实施过程中,学院要经常进行阶段性检查,了解学生与导师的交流情况,指导内容、工作态度、学习态度和论文进展,对发现的问题及时整改。组织开展毕业论文质量评价机制,由学校组织有关专家对学院一级已经完成的毕业论文抽查,通过听取学院汇报、审阅毕业论文、现场考查等形式,对毕业论文质量进行评估。 3.5逐步实现毕业论文(设计)的信息化管理,提高工作效率 通过互联网和毕业论文(设计)管理系统,从教师申请课题、学生选题到师生信息互动、网上审核论文、评定成绩等步骤都可以在网上实现,这样不仅方便了指导教师与学生之间交流,提高了工作效率,更重要的是学生的论文可以保存在学校的服务器上,便于存档和查找。 本科毕业设计(论文)作为最重要的实践教学环节,它的出发点和着眼点是培养学生理论知识的综合应用与创新能力。只要学生加强认识、扎实落实,教师精心指导、强化职责,管理部门细化管理、全面监控、科学评价,毕业设计(论文)就可以在人才培养中发挥其应有的作用。 设计毕业论文:关于本科生毕业论文(设计)实践教学方法的比较与探讨 [摘 要]毕业论文(设计)实践教学包括起始、机制、时间、学生培养和管理等方面。日本与我校和部分其他院校理工科本科生毕业论文(设计)的做法不同;日本理工科本科毕业论文(设计)设置具有本身特点,其实验方法和经验值得我们学习、借鉴,可为我校和其他院校本科生毕业论文(设计)实践教学的进一步改革和质量提高提供借鉴和参考。 [关键词]毕业论文(设计) 理工科本科生 毕业论文(设计)质量 研讨会 毕业论文(设计)是高等学校本科专业人才培养计划中的最后一个综合性实践教学环节,是学生在系统掌握专业知识、技术及平时教学训练的基础上,在毕业之前提交的一份综合性答卷。毕业论文(设计)的质量不仅能反映出本科生的专业水平和参与科研的能力,也在很大程度上反映出学校的实验教学质量和效果。近年来,随着高校教学改革的进一步深入,学生毕业论文(设计)无论在实验内容或格式规范上都有了很大的提高,但是本科生毕业论文(设计)的指导工作和教学实践中还存在着这样或那样的问题。笔者就在日本学习期间的经历和接触到的毕业论文(设计)做法,比较了日本与我校和兄弟院校理工科本科生的毕业论文(设计)做法,重点分析了日本理工科本科生毕业论文(设计)设置的一些特点和值得我们学习、借鉴的实验方法和经验,为本科生毕业论文(设计)教学的进一步改革提供参考。 一、毕业论文(设计)的定位、起始和完成时间 日本和我国本科生的毕业论文都定位为学士学位论文,是本科生毕业之前提交的一份综合性答卷。在修完教学计划中所有课程的同时,本科生通过毕业论文(设计)答辩才能获得本科毕业资格和学士学位。在日本,大学三年级的学生首先确定自己的专业方向,而后已经确定研究方向的学生直接去找指导教师,根据双向选择来确定本科生所属研究室及导师。本科生做毕业论文的时间为一年,从第七学期开始,本科生在修第七学期计划课程的同时就开始从事毕业论文(设计)相关的工作。本科生在最初的几周或几个月里要了解情况、参与和熟识相关的研究工作、收集和了解相关的资料、掌握有关仪器的使用方法和操作规程,最后和导师协商,选定研究题目。而各研究室也为新生举办特别研讨(轮讲)会,在研讨会上,首先由研究室负责人介绍本研究室的总体情况、各成员的简历、研究课题及项目、年度活动计划(学术报告会、实习、参观、调查、旅游、聚会)等情况。接下来由几位学生(包括博士生、研究生、四年级学生等)报告最近一段时间内的科研情况,最后还举行一个小型聚会,给新生创造另一个“近距离”相互了解的机会。而我校和国内部分高等院校大多是在第七学期末时由教师出毕业论文题目给学生,学生只看题目和导师就选题,根本不了解该题目的研究内容。由于这时已经是学期末,学生正处于最紧张的复习考试阶段,教师也处于出题改卷、计算考核成绩的最忙时期,大部分教师对学生没有安排实际性的任务。第八学期开学后,学生才着手了解情况、查阅收集资料、制定实验计划,并购买相关药品材料,开始做实验。因布置时间过迟,学生没有充分的时间准备,不能及早进入状态。加之最后一个学期也是很多学生参加就业招聘会、研究生面试、考各种资格证和毕业补考的时间,诸多因素使得学生难以集中精力进行毕业论文(设计),这对毕业论文(设计)的质量造成了影响。 二、毕业论文(设计)过程中提倡循序渐进 在日本,本科生进入实验室后,导师不要求学生马上就开始做实验(设计)。他们首先给学生创造一个适应、了解和掌握毕业论文(设计)做法的条件,要求学生重复和了解前人的工作,选修有关的课程,收集资料,自学有关的知识,并在此基础上在研讨会上作简单的报告。总而言之,第七学期是学生适应、了解和掌握有关毕业论文(设计)工作和初步进入正式制作毕业论文(设计)的阶段。在此阶段导师鼓励学生发挥自己的创新及自主意识,在已了解和掌握的知识的基础上初步确定毕业论文(设计)题目和内容。在第七学期末的某次研讨会上就专门作本科生毕业论文(设计)的开题报告,争取导师和研究室人员的指导意见和建议。各种条件准备就绪以后,再开始做实验。相比较而言,我们只有一个学期(实为14周,有些学校甚至只有半个学期)的时间做毕业论文(设计)。在这种情况下,学生不仅没有创新性,连自主性也很难有了。 三、毕业论文(设计)过程中注意培养独立自主的性格 在本科教学中,毕业论文(设计)是大学生综合素质培养、锻炼和提高的重要环节,是学生离校前对其掌握理论知识程度及其实际应用能力的最后检验,是对其创新意识与科研水平等方面的综合训练和升华。培养学生的创新精神比向他们传授具体知识更重要,授人以渔胜于授人以鱼。在本科教学培养计划中,毕业论文(设计)是实践性教学环节时间最长的一个环节,是培养学生创新和独立自主意识的重要环节。只有培养出学生的独立自主的精神,学生才能有所发展,有所创新。在日本,在实验课和制作毕业论文(设计)的过程中,学生都要亲自动手,独立完成有关实验和仪器的操作。此外,学生必须亲自查阅、收集、整理资料,拟定实验计划,订购仪器、药品,订做实验装置。从扫描仪、投影仪、复印机到大型复杂仪器设备的使用,导师一般是不会亲自去教的,他们要求学生自己看说明书解决问题,有关毕业论文(设计)的所有实际问题也要求学生自行解决。 四、毕业论文(设计)是培养自觉性和提高综合素质的实践过程 由于毕业论文(设计)是实践性教学,学生拥有足够的自由时间和空间,因此毕业论文(设计)的顺利完成和质量取决于学生的自觉性和综合素质。在日本,从家庭到学校以及全社会都非常注重个人的道德修养,整个社会的道德素质也很高。这个从做毕业论文(设计)的学生身上也可以体现出来。每个研究室和导师给学生提供电脑,每个实验室也都有电话,电话随时可打到世界的任何地方,但是利用网络进行聊天、玩游戏等娱乐性活动的学生很少,而将研究室的电话用在私事上的情况就更没有了。研究室的所有学生都配有钥匙,笔记本电脑、数码相机等各种贵重物品也放在桌子上,不锁门也是很正常的事情。公用实验室和大型仪器设备24个小时开放,学生(提前预约)随时都可以使用。相比之下,我们学生的素质教育,道德建设还需加强。另外,日本学生的穿着打扮也相当朴素,在实验室和校园内几乎看不到几个一起闲聊的学生。导师经常提醒学生一天只睡四五个小时就够了,很多学生已养成了这种习惯或遵循这个规则,在实验室熬夜的大有人在。他们既朴素、勤奋又自觉的精神给了我们很深刻的印象。这点值得导师在指导毕业论文(设计)的过程中在学生面前反复提倡,更值得我们的学生学习。 五、在毕业论文(设计)过程中提倡环保意识 在毕业论文(设计)完成过程中,学生面临亲自配制各种溶液,处理各种废物等问题。这种问题的处理不仅影响室内环境和个人的健康,而且影响室外环境和他人的健康,如果处理不妥当会直接影响本人和他人的健康,从而间接地影响毕业论文(设计)的进度和质量。在日本,每个研究室根据自己的特点制定了包括管理水暖电、仪器药品、废品处理、学生行为规则等各种规章制度的学生手册。导师也经常提醒并监督这方面的工作。在研究室锂电池、金属、玻璃、塑料、纸张、可燃物、不燃物等废弃物都分类装箱,化学废弃物也要分类存放。酸类、碱类、有机物、无机物都有专门的回收桶。而对于那些毒性很大的废弃物,研究室单独设立了回收桶。连纸盒的小钉子,玻璃瓶的金属盖子都拔出来分别存放。如有违规行为,环境监测部门就马上通知学校有关部门,调查肇事者,并对其进行处罚。可喜的是师生们已经把遵守这些规章制度当成了理所当然的事情,很少出事故。在寸土寸金的日本,学生做实验的场地很小,一般每个学生只有1-2米长的实验台,人员密集,但实验场地还是很干净、很整齐。在学校每位教师基本上都有属于自己的书房和实验室,教师几乎每天从早上九点工作晚上七八点,甚至很晚都在那儿备课、从事研究和处理日常事务。学生也都有学习备课的房间。实验室与学习备课区是严格分离的。这样业余时间既可以把教师留在学校,也可以保护师生的身心健康。而我们很多学校不仅没有把垃圾分类存放的制度,就连有毒物品也不进行特殊处理和特殊存放。大部分教师在学校没有自己的书房,只有实验室,实验室和学习备课室也没有严格的区分。 六、毕业论文(设计)过程中的研讨会制度 日本大学里都有研讨会制度。[2]一般每周一至两次,每次2-3小时。研究室的所有人员包括导师(教授、助教、讲师)、博士生、研究生、三~四年级学生都参加。他们(每次几个人)轮流介绍自己的科研情况或国内外的科研动态,汇报自己最近一段时间内所作的研究工作,遇到的问题和今后的计划,并回答师生提出的问题。导师围绕某问题引导学生进行讨论,对于有些问题导师会进行重点讲解。要投稿的论文也先在研讨会上宣读并征求意见,然后再进行修改。当科研上有所进展时,其摘要或全文会贴在走廊里,供师生参阅,这样既可传播和交换信息,也可炫耀自己的实力,吸引更多、更好的学生或项目,获得社会的支持和尊重。 这种研讨会制度有以下优点:1.由于每个学生,无论是博士生还是本科生都得每隔一段时间在众人面前作汇报,这就给学生增加了一种无形的压力,使其既要认真做准备,也要抓紧时间在限定的时间内完成任务。2.给学生提供了锻炼多种综合能力的机会。从查资料、拟定实验计划,订购药品,使用仪器到数据处理,归纳总结写成文稿,制作多媒体等都得学生亲自完成。3.导师、博士生、研究生及本科生都要参加讨论,这就提供了互相学习、交流思想、集体合作、互相提高的机会。4.台上的学生得到锻炼,台下的学生受到启发,这提高了学生的积极性,活跃了学习和研究的气氛。有时,某个学生对其他学生的激励与启发作用比教师讲课的效果还好。在研讨会上学生敢思考,学方法,大胆发表自己的意见,这对培养学生的科学精神和创新能力大有益处,值得借鉴。
物理科技教育活动研究:新课程下物理科技教育活动 随着新课程理念逐渐为广大教师理解,人们在关注物理学科知识教育、能力培养的同时,开始关注学生的科技教育,以期培养适合社会发展需求、具有终身学习能力的全面人才.在目前高考制度主导下,人们对物理知识教育和学生能力培养非常重视,经过长期探索已经有了成熟的教学模式和经验,而在物理科技教育方面,则相对薄弱,其原因是多方面的.物理科技教育活动投入相对较大,学生活动组织较为复杂,对教师科技素养要求较高,而学校对教师评价体系一般不涉及物理科技教育等方面的问题,以至于物理教育只剩下物理学科知识和能力培养的教育,学生情感态度与价值观的培养成了点缀.为了更全面的实施新课程目标,解决好中学物理教育存在的问题,我们在新课程理论指导下开展了针对物理科技教育活动的探讨. 1物理科技教育活动的目的 高中物理课程总目标指出:要让学生了解物理知识与技能在生活、生产中的应用,关注科学技术的现状和发展趋势,发展学生的好奇心与求知欲,发展学生科学探究的兴趣,了解科学技术与经济和社会的互动作用,要进一步提高学生的科学素养[1].因此,中学物理教育也应担负着让物理科学技术走到学生中去,让学生亲近物理、拥抱物理的任务.人们经常思考这样一个问题,中学物理教育在学生毕业以后能给学生留下点什么?对学生未来发展能产生什么样影响?什么样的学生最具有发展潜力?从以往毕业学生成才经历的调研中,我们认为物理科技教育活动首先要能够点燃学生的好奇心,激发学生的探索激情与欲望,进而培养学生的科学精神、科学态度.好奇心是一种强烈的求知欲,人类生来具有,但随着学生年龄的增长和接受中学教育,好奇心的发展分出3个层次:一是许多学生的好奇心渐渐淡化、泯灭了,面对日新月异的科学技术新发现无动于衷,失去学习的兴趣和乐趣.二是保持好奇心的学生,能够持续的学习科学知识,探索自然科学奥秘.三是对未知世界有着强烈的探索欲望,始终保持着对科学的浓厚兴趣,能够为之疯狂而乐此不疲,好奇心演化成一种终身追求.这样的学生在以后科学事业和个人发展方面都能取得突出的成就.诺贝尔物理奖获得者丁肇中说过“好奇心是科学的原动力”.在学生年龄较小的中学阶段,中学物理科技教育活动应突出“激发好奇心”这一要点.面对以后多元化的社会需求,学生需要根据自己的兴趣爱好和个性需求选择发展方向,例如高考志愿填写、人生规划等.中学物理科技教育活动要强调学生的个性发展,让学生亲自动手去实践和体验活动项目,“体验实际上是一种过程教育”[1].中学物理科技教育活动要引导学生关注和了解科学技术发展前景,开拓视野,感悟科学的魅力,使学生在活动过程中形成个性化的兴趣与爱好,提高学生的实践能力和创新意识,为学生以后选择发展方向打下基础. 2物理科技教育活动平台的构建 2010年上海世博会主题“城市让生活更美好”,各个场馆几乎都成了科技教育的大平台,展示了众多的信息技术、节能技术、视觉3D4D、人工智能、交通科技等高新科技,让观众亲自参与获取科技知识和娱乐享受,从而激发参观者对科技的好奇心和探索欲望.中国科学技术馆的活动对象主要是青少年,它的活动平台也是让学生亲自参与实践与体验,具有很高的互动性.其科技教育活动平台建构模式可供我们在开展中学物理科技教育活动中借鉴.当然,在学校基层范围内我们不可能将活动设计得那么“豪华”.中学物理科技教育活动主要是在新课程理念指导下进行,物理科技教育活动与课堂教学既有联系又有区别,项目安排应以物理科技教育活动目的进行选择,不完全是成熟的科学技术活动.活动平台构建应立足于学生已有的物理知识,侧重于科学技术教育,设计成开放性的实验活动,使其具有参与性,交互性.国家重点实验室、科研单位、高校、科技馆、博物馆等场馆集中了许多有趣的大中型科学教育的器材,教师应该充分利用这些科学教育资源,有目的地组织学生参观学习.这种感受和体验是课堂教学所不能替代的.现代信息技术的迅猛发展和网络技术的广泛应用,为物理科技教育活动提供了丰富的活动资源和开放的空间,可以通过多媒体等方式进行,让学生了解物理学在生活、生产和科学技术中的应用,了解物理学未来发展趋势,拓展学生视野.物理科技教育活动可以通过举办科技活动周的形式进行,我们在开展活动过程中主要采用了以下4种形式. 2.1趣味性物理实验以激疑和点燃学生好奇心,激发学生兴趣为目的选择设计实验项目.学生只要感兴趣了,就会很高兴的自己去实践.例如,我们在开展活动中安排的实验项目有:高压下小鸟安然无恙(高压静电屏蔽实验),高压静电除尘,奇异的爬坡(物体由低处往高处爬实验),“链条爬坡”(惯性实验),“二龙戏珠”(波动实验),“千人震”(自感现象实验),“跳绳发电”(导体在地磁场中切割磁感线发电),发电机系列小实验,电磁灶点灯(感应发电实验),多普勒效应实验,声控、光控实验等.力图在学生活动中让学生的听觉、视觉和其他感觉受到较为强烈的刺激. 2.2学生科技制作和作品汇报展这项活动可以跟研究性学习结合起来,举行科技制作比赛.在开展研究性学习活动中,指导学生根据自己的兴趣,从学科中、生活生产中“选择研究”课题开展科技制作活动.例如学生作品:“水火箭”、“大轮车”、声控与光控在日常生活中的应用等. 2.3科技影视随着信息技术的飞速发展,为我们开展活动提供了新的资源和活动模式,能够充分体现科技教育活动的时代性、综合性.平时我们收集整理了涉及物理知识在生活、生产中应用的最新视频,高科技发展与应用视频,物理学的发展现状以及发展趋势等视频资源,例如汽车碰撞试验、2008年汶川大地震、2011年日本9.0级大地震、2011年11月3日我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞器对接、2009年7月22日的日食、能源的开发与利用、量子信息技术发展、反物质探索、科教片《宇宙与人》、《哈勃望远镜十五年探索》、《时间简史》、《斯蒂芬霍金的宇宙论》等视频资源.丰富的信息资源既为我们教学提供了科技教育活动资源,也为教师教学研究提供了教研素材. 2.4科普基地《中华人民共和国科普法》第15条规定:“科学研究和技术开发机构、高等院校、自然科学和社会科学类社会团体,应当组织和支持科学技术工作者和教师开展科普活动,鼓励其结合本职工作进行科普宣传.有条件的,应当向公众开放实验室、陈列室和其他场地、设施,举办讲座和提供咨询.科学技术工作者和教师应当发挥自身优势和专长,积极参与和支持科普活动”.我们积极联系当地科技单位和生产单位,例如气象局、发电厂等,也带领部分优秀学生走出去参观、学习,例如组织学生参观全国重点大学、科研机构和国家重点实验室等. 3物理科技教育活动的开展方式 让学生置身于物理科技教育活动项目氛围之中,亲自参与活动,自己动手做实验,在玩中学,在学中玩.让学生的听觉、视觉和其他感觉受到较强的刺激.体验在活动中带来的好奇与惊喜,这是活动安排的原则. 3.1实验项目设计要经得起学生“玩”,有很好的交互性我们利用波动演示器改制了“龙戏珠”实验.当学生摇动把手看到自己绘制的龙上下舞动很是好奇,他们会慢慢摇,也会快速摇以便看到龙的“腾飞”.“千人震”实验(自感现象实验)是利用演示变压器和2节电池改制的,让全班学生手拉手和变压器构成闭合电路,当电池与变压器断开瞬间,每位学生都有较强的电击感,感受到自感现象的威力,让参与的学生回味无穷.学生在参与活动的过程中往往很好奇,常会以意想不到方式进行实验活动,甚至会拆开实验装置,所以实验设计要经得起学生“玩”.实验环境布置可以采用课桌交错布置,六棱桌更好,中间留出较大的空间,让学生、教师在中间走动,进行实验和研讨交流,也便于拉近师生之间的距离和师生互动.对于一些有一定危险的实验,可以设立教师演示平台,由教师操作演示并进行讲解,适当的请学生当助手参与,例如为学生做高压静电实验采用的就是这种模式. 3.2学生成果汇报表演学生成果汇报表演可以采用课题结题模式进行.让学生汇报自己科技制作项目选择的背景,制作的科学依据,研制的经历和体验,将自己制作的作品向大家展示,请学生和教师提问,由制作的学生答辩,最后由教师点评并进行表彰颁奖.主要是让学生了解科学研究的一般环节,不能仅仅一“玩”了之. 3.3科技影视可以利用教室多媒体设备在课余时间进行,也可以将影视资源放到校园网上让学生自主选择观看,看完后组织学生讨论,畅想未来科学技术的发展. 3.4外出参观学习利用节假日组织学生外出参观学习.例如2010年暑假,我们给学生布置了暑假活动课题“世博中的物理科技活动”,让有条件的学生在参观世博会各个场馆过程中寻找、参与、体验世博中的物理科技活动,进行拍照、记录和调研,写出研究报告.我们曾带领部分学生参观中国科技大学国家重点实验室———同步辐射实验中心、火灾实验室,参观气象局多普勒天气雷达,参观火力发电厂等,听科学家和高级工程师讲解科学技术在科学和社会经济发展中的重要作用.从我们开展的物理科技教育活动中看到,只要给学生留出一定的时间、空间,学生是非常乐意参加活动的.学生对“物体自动由低处往高处滚动”感到莫名其妙,对“链条爬坡”表现惊奇,跳绳、电磁灶怎么能发电?对烟雾通过高压静电除尘装置后变得清新感到振奋,对高压下小鸟安然无恙感到不可思议,学生成果汇报“水火箭”表演让校园各楼层都挤满人,争看学生自己的“火箭发射”,六层楼以上的发射高度让大家感叹不已.在观看宇宙大爆炸、《哈勃望远镜十五年探索》、反物质探索、时间简史、《斯蒂芬霍金的宇宙论》影视和讲座中,学生看到了从来没有看过的物理学的另一片天地.上海世博会展示的丰富多彩科技成果让参观过的学生享受了一顿“科技大餐”,他们拍摄了大量的照片和录像,收集了许多物理科技方面的资料,也写出了许多生动有趣的感触.例如学生参观中国馆后写道:“许多年前,建筑大多上窄下宽,可它却上宽下窄,这足以显示伟大而古老的中国改革开发以来发生的巨大变化.做事不必拘泥于前人的格式,一件本来已经很好的事或前人固定做法的事反过来做或许会起到新颖的效果甚至更具吸引力”.世博参观活动,极大的开拓了学生的视野和想象力,调动了学生学习物理的兴趣和探索的欲望,使他们对科学的未来充满了憧憬. 通过物理科技教育活动,使学生既学习了科学知识,又增强了实践能力和创新意识,更激发了学生的好奇心、探索欲望和激情,很好地落实了新课程具体目标中的学生情感态度与价值观的培养.我们还需要积极探讨物理科技教育活动在新课程中起到的作用[3],探讨如何将科技教育活动更好的引进到中学物理教育中去,探索科技教育活动的模式和规律,创新教学理念,推动此项活动向深层次发展. 物理科技教育活动研究:物理科技教育探讨论文 第二课堂也称第二渠道教育,是在第一课堂之外,在教师指导下以发展学生的个性特长,开发智力,培养学生探索创造和应变能力,特别是科技意识的培养为中心的有组织有计划有要求的教学活动。能充分利用新的科学技术信息,抓紧应用新的科技成果来丰富和改革我们的教学内容。特别是对加强科技教育有重要的理论价值和实践意义。 经过多年的理论研究和物理课的教学实践,可以看到第二课堂的教学有以下特点:一是“活”:第二课堂不受现行教学计划和教学大纲的限制,时间和空间都机动灵活、内容丰富多样,形式生动活泼。例如:在第一课堂中讲无线电发射和接收时由于受时间和空间的限制,只能死板地讲其原理,效果不理想,因此我们让学生在物理实验室中制作“小小广播台”,发射和接收调幅、调频电磁波,然后可在实验室、操场等地进行发射和接收的实验。有时领学生参观各种现代化设施,观看最新科技录像片等等,提高了学生学习知识的兴趣,使学生体会到运用技能的快乐,从而调动了学生极大的主动性和积极性,培养了学生的科技意识。 二是“新”:第二课堂不受现行教材——主要是传播昔时信息的限制,能迅速将各种即时信息传播给学生。这些最新的科技信息可以通过现代化教学手段传递给学生。例如:日本的科技博览会中最现代化的机器人,在营养液中培植的西红柿等,使学生大开眼界;爱因斯坦的相对论、时空观,有意义的科幻片等。这样,有利于扩大学生的知识面,开拓视野,培养了学生的思维能力、想象能力,激发学生的求知欲望,增强学习的动力。同时,更重要的是对学生进行了生动的科技教育。 三是“全”:第二课堂的教学活动,带有很强的实践性、社会性和科技性,有利于学生德智体的全面发展,可以促使学生把动手与动脑、实践与探索、学习与创造、基础知识与科技信息密切结合起来,培养了学生各方面能力。例如:学生看到盲人在过马路时由于看不见红绿灯,易发生危险,因而制作了“盲人红绿灯”。因为盲人看不见灯,但能听到声音,所以用不同的声音代表不同颜色的灯,盲人可听声辨灯,以保证交通中的安全。使科技知识应用于社会实践中,培养了学生科技知识的应用能力。 从上述特点可以看出,第二课堂教育是服从于教育目标,不受教学大纲限制,但可配合教学大纲教学的相对独立的教学体系。用发展的观点看教育,它不再是可有可无的课外活动,而是进行科技教育、培养现代化科技人才的重要渠道。 在第二课堂的教学中,以往的教学原则,如:教师主导作用与学生主动精神相结合的原则、传播知识与培养能力相结合的原则,理论与实践相结合的原则、循序渐进的原则。因材施教的原则等等,在第二课堂中一般也是适用的。但由于第二课堂有着不同的特点、任务与要求,因此,在中学第二课堂的教学中还应遵守以下原则,才能更好地进行科技教育。 第一,画向多数原则 开辟第二课堂是培养科技人才的重要渠道。因此,首先要面向多数,根据自愿和每个学生的爱好,尽量多地把学生吸引到第二课堂中来。使绝大多数学生有机会参与科技研究和制作,充分发挥自己的特长,增强自信心,促进心智机能的发展。 第二,实践性原则 我国学生跟外国学生比,突出的缺点是动手能力差,知识面窄,科技信息知道的少,创造精神差。应多安排实践性活动,接触社会,接受科技信息、给学生创造动手的机会,丰富学生的感性知识。同时,通过开展小制作,小发明活动,培养学生的创造精神,例如:在物理第二课堂教学中,组织学生进行科技制作,学生做出了“光控报警器”,“光控路灯”等许多作品。提高了学生把科技知识应用于实践的能力。 第三,相互促进原则 这是指第二课跟第一课堂的辩证关系。从系统论看,学校是一个整体,两者的教育目的相同,培养目标是一个;从贯彻党的教育方针看,德智体美技几个方面的教育是密不可分的。两个课堂并行发展,互相促进是教学组织形式的比较合理的结构。第二课堂活动要注意内容的教育性、针对性和可接受性。某些科技成果和最新信息,可围绕第一课堂的教学内容适当地扩充。例如:在讲万有引力定律和宇宙速度时,可提到卫星发射和接收,但无法做细致讲解,在第二课堂中通过录像,资料讲解等具体学习,可以达到进行科技教育的目的。也满足了学生的求知欲望。 第四,因校制宜原则 应根据自己学校的特点,自己的优势及有利条件,从实际出发开展科技活动。 例如:利用旧的半导体元件制做出“光控报警器”等,培养了学生的科技技能。 关于第二课堂的内容和形式,可以坚持过去行之有效的传统作法,但更重要的是要注意创新,因为当今时代,学生的知识面广,接受信息的渠道比较多。所以,一定要注意内容丰富并有最新科技信息,而且有多样的形式。例如:录像、讲座、竞赛、科技制作、参观、小论文、成果展等,才能更好地达到科技教育的目的。 综上所述,在中学物理课的教学中,开辟第二课堂的教育,与第一课堂并行发展、相辅相成,已经成为历史发展的必然,对提高教学质量,培养现代化的科技人才起着非常重要的作用。 物理科技教育活动研究:新课程下物理科技教育活动的创新分析 摘 要:在新课改的不断深入和落实过程中,教学内容和教学方式的不断多样化,在物理教学中的科技教育活动也显现出其独特的优势和意义,以活动方式走进学生的学习生活,能够让学生在体验的过程中感受物理学习带来的乐趣,这样的教育活动平台的建立在一定程度上提高了学生的科学素养,激发了学生对于学习的热情和主动探索奥秘的好奇心,充分地感受到了科学的魅力,有效地提高了学生的实践能力和创新的意识,对学生的个人兴趣爱好是一个很好的培养过程,该文就新课程下物理科技教育活动的创新相关问题进行分析。 关键词:新课程 物理科技教育 活动 创新 随着新课改的不断深入,在实际的教学中得到了充分的应用,在物理学科的教学上,教师不仅对学生进行知识点和动手能力方面的培养,同时将学生的科技教育活动重视起来,有助于培养新形势下社会所需的复合型人才,具有终身学习的能力并且具有一定的创新意识和水平,在常规知识和实践教学上还是比较成熟的,但是关于物理科技教育活动方面,仍然属于弱势的部分,对其在教育活动的开展中创新的相关问题进行分析。 1 物理科技教育活动的目的创新 在高中课程的总目标中对科技教育的目的进行了明确阐述,其中说到要将物理知识和技能在生活和生产中得到应用,要对科技发展的现状和趋势都进行充分了解,培养学生的学习欲望并且激发学生对于学习、探索的好奇心,要明确科技、社会、经济三者之间相辅相成的关系,所以,中学的物理课程不仅仅意味着简单枯燥的学习,还肩负着带领科技走进学生生活的重任,首先想要将物理的教学活动真正做到创新有意义,就要点燃学生对学习的好奇心和热情,从而培养学生对学习的兴趣和爱好,真正养成科学精神和科学态度。 在学生的年龄相对较小的中学阶段,开展物理科技教育活动能够充分地调动学生的好奇心,培养出严密的创新思维,在以后的不论是学习还是工作的生活中,面对多元化的社会需求,学生都能够正确的认识到自己的兴趣,对自身有一个很好的定位,并且根据自己的喜好和特长来选择未来发展方向,能够游刃有余的应对高考志愿、人生规划等这样重大的人生抉择时期,中学物理科技活动的创新的教学目的,给学生的学习生活增加了许多宝贵的经历,在这样具有较强参与度的实践活动中,学生的思维和情感都会受到重大的启发,在一定程度上还会影响学生人生目标的确立,充分地强调了学生个性发展的重要性,对学生关注、了解科学提供了重要的机会和引导,提高了学生的实践能力和创新意识,为学生未来的人生规划打下坚实的基础。 相比于传统的物理教学模式,学生被禁锢起来的思想和双手,根本无法将自己的个性充分的释放出来,这样就很难在学习的过程中树立目标和信心,不难发现,没有兴趣爱好作为基础学习都是痛苦的,也可以说是枯燥和乏味的,即使短暂接受了老师填鸭式的教学,在以后运用中也很难做到得心应手,并且根本无法确立相关的人生目标,所以,物理科技教育活动的创新能够很大程度的改善物理教学工作中的不足。 2 物理科技教育活动平台构建的创新 物理的科技教育活动为学生展现出丰富多彩的科技世界,科学技术馆的种类繁多使学生能够感受到课堂之外的绚丽多彩的科技世界,例如:视觉3D4D技术、人工智能技术、节能技术、信息技术等,观众可以亲身的参与其中感受到科技的魅力,激发出参观者的好奇心和探索科技的欲望,我国的科学技术馆主要针对的受众人群就是青少年,这样具有较强互动性的活动平台的建立,可以充分地为中学物理科技教育活动的创新模式提供借鉴,虽然在学校的科技活动的建设模式会相对的受到局限,中学物理科技教育活动要在新课改的指导下进行,在教育活动项目的设立上要根据实际的教学目标来选定,不需要全部都是成熟的科技活动,要根据学生目前所掌握的物理知识的基础上展开侧重于科技教育的具有开放性的实验活动,让学生能够切身参与其中,在体验式的学习活动中了解物理科技的应用乐趣。 现代的网络信息先进技术为我们的学习和生活提供了资源的共享和开放的平台在物理科技教育活动中也可以将网络资源的力量充分的重视起来,将多媒体的教学方式充分利用在实际的教学工作中,让学生充分地了解到物理学科在生活中的应用,再生产和科技中的重要地位,并且物理学的未来发展和趋势都能够有自己独到的见解和客观的认识,充分地拓展了学生的视野,并且打开了学生对于科技探索的大门,培养学生的兴趣和学习的热情。学校可以通过举办科技活动周的形式展开物理科技教育活动,具体的内容分为以下4点,具体如下。 2.1 趣味性的物理实验 通过在物理教学的活动中增加趣味性的物理实验能够充分地激发学生的学习乐趣,燃起学生对于物理学习和探索的好奇心,在实验项目环节的选择上还是要根据学生所能够感兴趣的方面来进行,因为只有抓住学生感兴趣的方面,学生才会积极主动地进行学习,例如:我们可以在实验的名称和方式上进行大胆的创新来激发学生对于学习的热情,例如:“千人震”这项实验活动是引导学生对于自感现象的体验和实践;“跳绳发电”这项实验活动是引导学生学习导体在地磁场中切割磁感线发电的时间和体验等这些有趣又具有极强参与性的物理科技教育活动的开展会对学生的学习和思维产生很大影响,能够充分地提高学生的创新能力和水平。这样的教学活动的开展一改传统教学的局限,是新课改深入下的的重要体现。 2.2 学生科技制作及作品评比展览 对于物理科技教育活动的形式还可以同具有研究性意义的学习活动结合起来,学校可以有针对性的组织一些具有实践和学习意义的科技制作比赛活动,在这样具有研究性意义的实践活动中能够对学生的学习兴趣进行指导,学生可以通过对自己感兴趣的课题进行选择性和主动性的研究和制作,学生在这个环节中可以充分地发挥自己的想象力,完全不用考虑其他任何对思维上的束缚和顾虑,尽情主导自身的思维,只有这样具有较强个性的科技制作活动才能真正地激发学生主动思考的能力和热情。 2.3 科技影视 随着网络信息技术的快速发展,网络在学习中已经充当了一个重要的传播和组成方式,对物理科技教育活动的展开也具有同样的重要意义,充分地体现出科技教育活动的综合性和时代性,在网络的信息资源平台上,科技影视作品对于物理学的发展现状和未来的发展趋势都有比较丰富和详尽的教学资源,例如:科教片《宇宙与人》《时间简史》《斯蒂芬霍金的宇宙论》等,不仅为科技教育活动提供了相关的资源,同时也是教师教学研究的素材和资料。 2.4 科普基地 在《中华人民共和国科普法》中就明确地提到科学研究和技术开发机构、高等院校、自然科学和社会科学类社会团体,应当组织和支持科学技术工作者和教师开展科普活动,并且应当适度地向公众进行开放,所以,在物理科技教育活动中应该适当的展开一些对科研具有重要作用的单位参观和学习工作,例如:气象局、发电厂、重点大学、科研机构等部门,都可以定期组织部分学生进行参观和了解,来更好的促进物理科技教育活动的展开和在学生中的影响力。 3 结语 通过在新课程下的物理科技教育活动的展开,充分地调动起学生对于物理学习的好奇心,并且能够将无物理知识同实际的生产、生活紧密的联系起来,逐步达到培养学生兴趣的目标,是物理教学中一个重要的环节。
光电子论文:研讨式教学方法在《光电子学》课程中的应用 摘要:《光电子学》是一门专业基础课程,内容涵盖光学与电子学等多学科知识,具有理论性和实践性并重的特点,采用研讨式教学方法,加强多学科综合专题与应用专题等研讨课程对于提高教学质量具有重要意义。通过《光电子学》研讨课的实践,从选题、目标、实施和评价等方面对研讨课进行了分析与思考。 关键词:研讨式教学;课堂教学;教学方法 一、引言 研讨式教学作为一种有效的教学模式在教改中受到多方面的肯定和推广。它针对重要教学内容中的某些习题或专题展开讨论,在此过程中学生有目的地进行调研、回顾、分析和思考,使其变被动接受为主动学习。在《光电子学》课程中加强专题研讨式教学,对教学质量的提高无疑会起到积极的推进作用。 光电子学课程是专业基础理论课程,具有理论与实践紧密结合、基础理论与前沿研究方向紧密结合的特点,但内容偏重于建立学科理论体系。光电子学课程包含两大理论体系――光电磁理论和光量子理论,需要系统介绍一系列基本概念、基本原理和基础理论,因此内容涵盖的知识面很广。课程讲授中过于偏重基础理论会使教学枯燥无味,使学生对具体的物理意义缺乏理解,在课堂教学时适当增加一些系统应用实例进行专题研讨,可充分调动学生的学习兴趣和积极性,使学生从理论和实践两方面全面理解课程内容,在教学评价上除了考试成绩之外还可结合学生在研讨中的实际表现来综合评定成绩。采用研讨式教学方式,不仅可获得良好的教学效果,融洽师生关系,更重要的是在此过程中还把学生从被动接受知识的客体转变成为主动自觉进行知识学习的主体,从而培养学生勤于思考的习惯和自主创新等能力。当然《光电子学》课程本身存在一些特殊性,使得研讨式教学不能简单模仿其他课程的模式,通过两年来的实践,我们对研讨课的选题进行了总结与思考。 二、研讨课的选题 研讨课的选题是课程质量的首要环节,选题设置的是否科学,直接关系到研讨式教学的成败。只有目标明确、内容具体、激发兴趣的选题才能达到需要的效果,避免流于形式。根据我们的思考与实践总结了以下几点可用于研讨课的选题。 研讨内容可与科研实践相结合。根据我们的实践,将光电子学应用领域科学研究中的相关内容引入课程研讨,可极大地激发学生的学习兴趣。例如,我们将高灵敏度干涉仪研究的相关实验的原理、结构、过程与结果进行了展示,鼓励学生对系统结构进行分解,然后学生进行分析,提炼出了半导体DFB激光器、声光强度调制、相位调制、偏振调制、光电探测共五个主题,学生按照兴趣自动分为5组,每组5到6人进行了深入讨论,在此过程中,他们自己温习教材、查阅资料、推导公式、分析特点、交流辩论、分析总结,很好地完成了任务。在此过程中,学生概念更加清晰,对知识点的理解更加深入,培养了学生所学知识的综合运用能力,为其今后的科研工作打下良好的基础。 研讨内容可与前沿研究方向紧密结合。光电子学的显著特点是知识更新快、新型交叉学科的不断涌现、器件性能不断提高和新型器件不断出现。为了体现课程的现代性和先进性,反映光电子领域最新的研究现状,在研讨内容上,将光电子学新技术与最新发展成果引入课程教学,使学生不仅对光电子领域有更全面的了解,并激发学生深入研究的兴趣,可为进入专业领域的研究和创新能力的培养奠定基础。 研讨课教学中可加强与相关课程内容的联系。光电子学课程有较宽广的知识面,包含了光辐射的产生、传输、调制和探测等各方面,相关内容涉及到《电磁学》、《激光物理》、《光学原理》、《量子力学》、《光电技术》、《光纤光学》、《半导体物理学》、《光纤传感技术》等多门课程。相关课程的联系也是学生非常感兴趣的内容,例如模式耦合的相关内容,以《电磁学》等课程为基础,又可应用于《光纤光学》中的圆形波导相关内容,还可延伸到《光纤传感技术》的光纤光栅等内容。这些联系都可以作为研讨的主题激发学生深入钻研的兴趣,从而巩固了所学知识,预习了后续课程。 二、研讨课的目标 在课程的研讨内容确定后,要明确研讨的目标,包括研讨的方向,研讨的重点,研讨要达到的深度等。教师在研讨课目标时,要针对学生状况确定教学目标,尽可能把问题落在学生学生最有可能感兴趣的方向,并把握把握好其难易程度。对学生而言,假如问题设置太难,势必给学生太多的负担,影响学生学习的兴趣;反之如果问题设置太简单,则又会让很多学生不屑于去思考。比如要对电光晶体调制在科研中的应用展开研讨,可以明确研讨方向是相位调制,重点是铌酸锂晶体的横向应用,要求达到能根据应用要求进行参数估计的程度。 研讨课的目标必须和讲授课目标一致,以讲授课的内容为基础进行扩展,难易程度可略高于讲授课。研讨式教学只是一种教学手段,而不是目的,知识传递始终是培养学生的基础,研讨式教学方法不能脱离这一基本条件。只有在成体系的讲授知识的基础上,在学生在积累和理解了一定的知识之后,才能应运掌握的知识、技能、经验或理论功底,围绕所设的研讨课题进行深入的思考,探讨和交流研究的结果,从而求得正确的结论和对知识理解的深化。例如“DBR半导体激光器特性与应用”研讨课,首先必须从激光产生的基本条件,到半导体的能带特点与跃迁机理,再到DBR半导体激光器结构与原理等知识点进行充分的讲述,使学生有深刻的系统的认识,如果缺乏对这些知识点的深刻理解,研讨很有可能流于形式,学生或对问题反复讨论,或在交流中缺乏主动,回答问题支支吾吾,研讨课变成例程讲解课。有了明确的教学目标,才可提出研讨方案并进行有效的实施。 四、研讨课的实施 研讨课的实施包括准备、组织和总结等方面的内容,我们确立了“目的明确、准备充分、教师引导、学生为主”的基本思想,力求研讨学生态度积极、课堂气氛活跃,而不要过多增加学生的课外负担。 第一,重视研讨前的准备。在讲述课的教学内容完成后,将研讨课基本方案提前发至学生手中,使其有足够的时间进行思考酝酿;进行辅助教育,为研讨者充实相关的知识,拓宽研讨的思路,激发学生兴趣;视学生的时间空余程度决定是否让学生自行查阅资料还是教师发放参考学习资料,要求学生进行文献资料综述并提出问题的基本解决方案;将研讨任务分解后可以让学生根据兴趣自行分组,也可随机指定分组。研讨课质量的好坏,关键取决于师生对研讨课的准备。 第二,研讨课的课堂组织。研讨课的组织可分两个阶段,包括小组讨论和课堂发言。在研讨过程中发挥学生的积极性是关键,学生应该是研讨的主体,思维应处在积极活跃的状态,教师只是组织者和引导者,如果只是教师在说,说明课堂教学设计不合理,学生没有兴趣或者准备不充分。在研讨过程中教师要把握时机,在适当地进行提问和鼓励竞争,加强师生互动和学生之间的互动,温和适当纠正学生错误观点,不能代替学生去研究。通过积极主动参与课堂教学过程,学生不但可以充分了解光电子学的知识点,还能够在科研资料调研、研究报告撰写和口头表达等多方面能力得到培养。学生在经历课堂讨论后,大多留下了很深刻的印象,师生关系也更显融洽。 第三,研讨课的总结。研讨课结束后教师可以对研讨结果进行及时的总结和分析,对表现最佳的学生加以鼓励。倘若研讨效果不佳,也可寻找原因并加以改进,逐步提高研讨效果。根据我们的经验,第一次讨论课最为重要,最好讨论学生最感兴趣和轻松的内容,多数是偏重于技术应用的内容,而且需要多下功夫准备。在研讨课总结时学生一般不愿作太多的口头自我评价和相互评价,包括自信的学生和不自信的学生,教师不需要给学生太多的压力,可以要求学生对研讨课内容作书面总结,作为研讨课考核的部分内容。 五、研讨课的考核 作为课程综合成绩的一部分,公平合理的研讨课考核评价可以进一步提高学生的积极性,考核评价内容可包含书面报告、课堂表现和相互评价。书面报告应给出文献综述、基本方案、问题分析和结论。由于教师对学生表现只能做到宏观把握,要做到公平合理很大一部分需要学生之间的相互评价,为避免学生之间相互提高成绩,学生各组总成绩主要由教师决定,而组内学生成绩需要明确优秀率,由学生投票决定成绩。教师可对考核评价进行不记名问卷调查,进一步提高考核评价的公平性和合理性。 结束语:在《光电子学》中引入研讨式教学,激发了学生学习和思考的积极性,深化了学生对知识的理解,扩展了学生的视野,提高了学生发现和解决问题的能力,希望我们的经验有一定的借鉴作用。 光电子论文:光电子器件行业发展趋势分析 摘 要 光电子器件是构成光通信系统的必备元器件,能够实现光信号的产生、信号调制、探测、连接、能量分合、波长复用和解复用、光路转换、能量衰减、方向阻隔、信号放大、光―电―光转换等功能。无论是接入网,还是城域网和骨干网,以及代表未来通信技术趋势的光互连网络,都需要大量的光电子器件,光电子器件的发展也推动了光通信技术的进步。本文主要就光电子器件行业的发展趋势进行分析,为光电子器件行业的发展提供借鉴。 关键词 光电子器件 行业 发展趋势 一、光电子器件介绍 根据是否需要电支持,光器件可以分为无源和有源两类。有源器件主要包括波长转换器、光放大器、激光器、光调制解调器、色散补偿光模块、光开关等需要外加能源驱动工作的光电子器件。无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量,具有一定功能而没有光电转换的器件,主要由光分路器、光滤波器、光分波器、光合波器、光耦合器、光纤连接器等不需要外加能源驱动工作的光电子器件组成。光无源器件具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点,广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等。它是光纤通信设备的重要组成部分,也是其他光纤应用领域不可缺少的元器件。 二、光电子器件与光通信发展的关系 进入21世纪后,由于互联网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的快速增长,数据通信对带宽的需求快速增长,对超高速和超长距离的大容量光纤网络和传输系统有了更为迫切的需求。 随着光通信行业的发展,宽带用户数量不断提高。根据ICCSZ的《2015全球光通讯市场分析与预测》,截至2014年底,全球固网宽带用户约为7.28亿,年净增数接近5000万。 根据工信部数据,截至2015年10月末,我国互联网宽带用户规模达到2.12亿户,3G、4G移动宽带用户达到7.47亿户,其中4G用户达3.28亿户。“宽带中国”战略的加速推进,宽带提速效果日益显著,8Mbps及以上接入速率的宽带用户总数超过1.33亿户,占宽带用户总数的比重达63%,比上年末增加22个百分点;20Mbps及以上宽带用户总数占宽带用户总数的比重达27.5%,比上年末增加17.1%。光纤宽带建设进度加快,光纤接入FTTH/0用户比上年末净增4158.6万户,超过上年同期增量91.6%,总数达到1.1亿户,占宽带用户总数的比重达到51.8%。 我国政府和有关部门对光纤宽带网络建设重视程度不断加深,先后出台多项政策和指导性文件,强调发展光纤宽带网络。《通信业“十二五”发展规划》要求2015年光纤入户覆盖量达到2011年的3.4倍,年均复合增长率为45.19%,这将带动光通信相关产业的良好发展。 光电子器件作为光纤网络的构成要件,其发展与整个光纤通信行业的状况息息相关,既直接受基础网络的资本性投入、组网需求和组网方式等网络运营的影响,也通过自身技术的发展和性能的优化不断推动光网络市场和技术的演进。随着光纤网络从长距离骨干网向城域网和接入网过渡以及全光网络的发展,对光电子器件的需求更加迫切,市场需求量也随之迅速增长。据ICCSZ统计,2014年全球光电子器件市场收入约为73亿美元。 光电子器件在光通信设备总成本中所占的比例正逐年提高,其市场容量不断增加。原因来自两方面:一是光网络架构的变化。过去,光传输主要应用于骨干网和城域网,但随着带宽需求的增长以及光网路建设成本的下降,光传输网络已经向接入网延伸。接入网中的节点和终端数量都远远大于骨干网和城域网,而每个节点和终端都需要光电子器件,故接入网中光电子器件的用量远远大于骨干网和城域网。同时,接入网中带宽需求的增加反过来又会促进城域网和骨干网的网络升级、扩容甚至更新换代,从而带动更多的诸如波分复用、光放大器等光电子器件的需求。二是光电子器件的小型化、模块化、集成化和智能化。集成光电子器件在形式上正逐步取代功能单一的分立式电子元器件和光学元器件,在性能上也可替代原先需由系统或者设备才能实现的功能。因此,光电子器件在光通信设备总成本中所占的比例越来越大。 三、光电子器件的行业规模 光器件是光通信设备的重要组成部分,光通信市场的不断发展,将直接带动光器件市场不断发展。近年来全球光器件市场快速增长,根据ICCSZ统计,2009年全球光器件市场销售收入达20.15亿美元,至2013年,全球光器件市场规模已超过35亿美元,年均增长率达15.92%。 随着市场需求和技术的不断发展,国内光器件企业的综合实力不断提升,在全球光器件市场的影响力不断提高。根据ICCSZ统计,2009年中国光器件市场收入约为5.3亿美元,其在全球光器件市场中的占比约为26%;2013年中国光器件市场收入已经发展至12.5亿美元,其在全球光器件市场上的占比也上升至35%。 四、光电子器件行业的发展趋势分析 相比美国、欧洲、日本、中国台湾等光通信器件公司发展较快的区域,国内光电子器件行业中大部分企业仍然依靠低成本在低端器件领域竞争,缺乏优秀技术和自主品牌,总体上的竞争力仍较为薄弱,位于产业链的低端。 随着网络通信数据量的大幅增加,对光通信网络容量的要求也不断增大,运营商需要对光纤宽带网络进一步扩容和建设,骨干网络扩容和接入网的升级提速将是下一段光通信网络的建设重点。 骨干网和城域网的光纤扩容包括铺设更多的光纤以及对已铺设的光纤进行信道扩容。信道扩容的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率。目前正在进行从10Gbit/s到40Gbit/s及100Gbit/s、400Gbit/s的扩容。二是增加单光纤中传输的信道数,如利用波分复用技术(WDM)扩容到40通道、80通道等。 受技术进步和大规模应用的影响,近年来,光纤、光电子器件和光通信设备的价格不断下降,光通信的成本不断下降。而传统电缆通信主要材料铜的价格不断上涨,在未来一段时期里,以铜线为传输介质的通信网络将大量被光纤网络所替换,“光进铜退”将成为不可阻挡的趋势。在接入网方面,主要表现为光纤到户FTTH、光纤到楼FTTB等方式逐步替代基于双绞线或同轴线的ADSL方式。另外,4G技术的推广将进一步促进移动宽带发展,更多的移动数据通信需求将促进移动通信领域“光纤到天线”的发展。 除了接入网将逐步过渡到以光纤到户方式为主外,光纤将逐步向用户端继续延伸,最终实现光纤到桌面、光纤到服务器,直至板卡光互连、芯片光互连。 随着电信号方式的高速传输接近极限,光互连作为亟须的替代技术引起关注。在个人电脑、高性能服务器及手机等产品上已经开始采用光接口,随着未来光互连的制造成本大幅下降,光接口有望应用到更多的产品上。另外,在单芯片上混载光路与电路的硅光子技术的进步、微处理器芯片的全局布线等也显示出了芯片间、芯片内采用光互连的可能性。光通信节点间的距离越来越短,所需求的光电子器件数量越来越多,应用场景越来越广泛,市场规模越来越大。 (作者单位为平安证券有限责任公司) 光电子论文:光电子学基础课程教学改革初探 摘要:光电子学基础课程是光信息科学与工程专业设置的一门专业课,也是光电子相关硕士专业研究生的必需基础知识储备。笔者结合课程教学特点,以及该专业的本科、硕士生的培养目标,对光电子学基础课程的教学方法、实践环节和课程评价方法等做了改革探索,获得了较多的有益经验,取得了较好的效果。 关键词:光电子学;教学方法;教学改革;实践环节 一、介绍 光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术,涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域,是未来社会发展和进步的优秀技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛,而且也是未来信息技术中的重要推动力量,它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容,如:光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论,它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。 光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后,其技术水平和工程应用技术取得了很多突破,在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用,光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前,国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中,许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向,将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。 因此,光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识,也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。 二、课程特点及专业培养目标 光电子学基础是整个专业中的基础专业课程,在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用,也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际,注重对学习者能力的培养,重点培养学生综合分析、解决问题能力,为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。 我们的培养目标为:培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能,德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才,使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此,基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点,我们在教学过程中进行了改革探索。 三、教学改革探索 1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要,从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发,研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件,重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上,对各类光电器件的外围系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解,同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说,既是基本的原理内容,但又是滞后的技术,若授课时只是按照教材内容讲解,往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果,易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此,在教学过程中补充和及时更新教学内容,增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求,从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向,培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时,要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解,结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解,使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景,对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨,尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文,指导学生学习专业词汇,在课堂中进行讲解,开阔同学们的视野,引导学生进行初步科研潜力的培养和学习,调动学生的积极性,引导他们进行文献学习,进一步了解国外光电子技术的发展现状,激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点,系统规划、组织,实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点,在课程内容上跟上市场技术需求,结合本地区经济发展的实际情况,培养既有专业知识和跨学科知识,又有极强的实际操作能力、适应性强的学生,全面提升学生的理论素养和实践能力,增强学生在未来光电子产业上的竞争力。 2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学,利用多媒体课件在表达上形象直观、方便,在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示,还能节约课程上的时间,从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容,较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件,充分利用网络上丰富的信息资源,并与兄弟院校的老师展开课程教学交流,共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时,利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》,开展光电子技术专题研究,如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等,既能强化学生所学的基础理论,又能激发学习兴趣,培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中,提前打下科学研究基础。③在方法改革中,在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师,帮助学生制定合理的研究计划,选择合适的研究方案和方法,积极发动研究光电子技术的老师,为这些同学们提供必要的实验条件,由学生自己动手去实验,考证研究方法和方案,来寻求实验结果中的答案。这时,教师起到的是一个组织者的角色,指导、规范学生的探索过程。这样的过程,不仅仅是要让学生学量的知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。 3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中,本来并没有设置时间环节,而且多数放置在大三或大四学习,实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合,先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节,开设具体的、有针对性的实验内容,让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上,开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上,结合地方实际,联系相关光电子产业中的企业,组织学生进行参观学习,从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际,再从实验实际再到光电子技术,从光电子技术再到光电子商品的过程,能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中,从而更能培养和激发学生兴趣,也能将培养目标中的产业式人才完成,弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。 4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中,把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合,培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来,我们在教学过程和专业培养中,存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象,造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程,极大地激发和培养学生的学习兴趣,为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中,我们培养的本科毕业生就业率95%以上,该专业毕业生考研成功率30%以上,使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围,形成了争赶超的局面。同时,针对光信息科学和工程专业的学生,我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养,增加了企业参观及动手实践等环节,同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。 光电子论文:菲涅尔理论在《光电子学与光电器件实验》课中的应用 摘要:在《光电子光电器件实验》课程中,引入菲涅尔理论的应用。把计算机软件的应用与具体实验内容相结合,探索了在实验课程中将基础理论、实践内容、计算机应用三者相结合的教学方法。通过设计与分析高阶菲涅尔透镜的性质,使学生对光电子学的色散等概念有了更全面和深入的理解,培养学生分析问题和处理问题的能力。 关键词:菲涅尔;光电子学;光场分析 《光电子学与光电器件》是一门实践性与应用型很强的课程。学生在学习了光电子学的基本理论知识的同时,还需要通过实验课进一步理解和消化一些基本原理和基本元件,掌握光电子学的基本技能。相应的实验课的建设直接影响学生的培养质量,影响学生今后进行科研的能力,是学科建设的重要内容之一。如何构建课程体系以及在课程中引入相应的知识训练,是一个重要的研究课题。随着光通信系统技术的飞速发展,光学元件的制作工艺也在突飞猛进。菲涅尔透镜作为一种二元光学元件,在制作工艺上有着加工工艺简单、成本低、易于与其他光路集成等优点,在光束整形、光互连、光照明、太阳能利用等方面都有着广泛的应用前景。菲涅尔透镜又叫菲涅尔波带片,是基于光的衍射理论制作的光学元件。根据菲涅尔衍射理论,在对波前进行比较粗糙的分割,组成一些同心圆环,使得到达波前一点的光程相差半个波长,经过振幅叠加可以达到聚焦的目的。为加强学生对波动光学方面基础知识、基本理论和基本技能的理解和掌握,养成用波动理论分析光学问题的思维习惯,了解菲涅尔透镜的设计与分析方法,吉林大学电子科学与工程学院特为本科生开设《光电子学与光电器件》课程这门专业课。 一、几何光学的局限性 因为在日常生活中遇见的有关光的问题绝大多数都属于几何光学的问题,几何光学比较直观,解决问题的方法比较简单,本科生在进行光电子学实验的时候往往习惯于用几何光学的知识去理解激光,思考问题仅仅停留在宏观尺度上。但是几何光学有局限性,除了直线传播定律之外,作为几何光学基础的另外两条定律――反射定律和折射定律,也都只在波长很小的条件下或者在宏观尺度上应用才能成立。几何光学原理的适用范围是有限度的。光电子学实验主要是培养学生用微观的思维去理解光、了解光的波动性。按照几何光学的知识,激光通过凸透镜会聚焦到一点,如果这个点没有大小,此处能量密度将是无穷大,这是不符合科学的,所以,聚焦的焦点处应该为一个焦斑,用几何光学的知识无法计算出此处焦斑的大小及其能量分布情况。实验过程中,可以测的激光焦点最小为光波长量级的光斑,称为埃里斑,能量主要集中在埃里斑的中心,在埃里斑的周围会有光环,其能量分布如图1所示。 学生这种几何光学的思维定势会影响他们对实验结果的分析以及面对问题时所采取的解决方法。为了让学生在现有知识条件下,就能理解解决这一光学问题,从而改变他们这种思维定势,我们在《光电子学与光电器件实验课》引入菲涅尔理论的应用,对实验项目中的实验现象尽可能让学生用波动光学的知识去理解,从而改变学生波动光学的思维习惯。 二、菲涅尔理论 根据菲涅尔理论,波前上每一个点都可以看成一个新的震动中心,它们发出的次波在空间某一点振动的所有次波的相干叠加即为该点的光强。利用公式描述如下: 其中(P)是波面上P点的复振幅,K是比例常数,F是倾斜因子,d∑是面元。 通过这一公式的形式我们可以看出,经过一个复杂的曲面积分,按照理论,可以计算出激光光场中任何一点的光强。但是这个积分计算是非常复杂的,一般的学生很难完成。如果我们的实验课中让学生进行这样枯燥无味的数学计算,不但不能提高学生波动光学的思维习惯,同时还会影响学生的学习兴趣,这与我们实验课培养学生实验技能的宗旨是相违背的。 可以利用上面的公式,不需要复杂的曲面积分,借助于计算机的快速处理能力,设计出一个激光光场分析系统,在比较短的时间内计算出各种光学元件的光场情况,从而让学生用波动光学的知识去理解激光。在利用菲涅尔公式进行光场分析的时候,学生需要了解激光波长、材料折射率、光学元件的形貌等参数,这些都是光电子学中比较重要的概念。 如在进行《氦-氖激光器模式分析》实验项目的时候,学生可以利用光场分析系统模拟出氦氖激光的情况,然后利用CCD等仪器测量实际的模式,经过对比就可以发现两者之间的误差,并进行误差分析。再比如《氦-氖激光器高斯光束与发散角测量》实验项目,可以让学生在分析系统中计算发散角的大小,以及利用最小二乘法对激光光强分布情况进行拟合,对高斯分布情况进行分析,从而让学生对高斯激光有一个更深入的了解,然后利用CCD对高斯激光发散角测试系统进行测试。这一过程对学生来说可以深入强化其对光电子学概念的理解,同时提高他们对光电子学的兴趣。 三、光场分析系统 光场分析系统为我们自主研发的一套分析软件。该软件主要是针对《光电子学与光电器件实验》教学而设计,学生在使用过程中可以自由设计实验系统中各个光学元件的参数。比如,学生可以设置激光波长,不同的波长会根据光的颜色来进行区分;可以任意设定凸透镜的表面形貌,从而可以让学生了解球面透镜与非球面透镜的区别;可以设定高斯光束中能量分布情况,从而可以比较准确地测量高斯光束的发散角等参数;还可以对菲涅尔波带片的聚焦情况进行模拟,同时还可以模拟非对称的椭圆形波带片,这种非对称光学元件在边发射激光器光束整形方面有很大的应用前景。 四、八阶梯相位型菲涅尔透镜设计与分析 根据菲涅尔衍射公式,我们可以设计菲涅尔波带片,每个圆环的半径满足以下公式: 其中,R1为最小圆环的半径。如果我们对前面所提到的波带片每个波带进行划分,根据不同的波带设定不同的光程,可以制作高阶波带片。 当n=2、4、8时,波带片理论衍射效率分别为40.5%,81%,95.1%。为产生相位匹配,必须考虑材料折射率,适当选择每个波带的厚度。 为获得更高的衍射效率,我们设计高阶波带片阵列。当n=8时,波带片理论衍射效率为最高95.1%。为产生相位匹配,必须考虑材料折射率,适当选择每个波带的厚度。厚度公式如下: 其中N为波带片阶数,n为材料折射率,对于n= 1.56的材料,为波带片达到相位匹配,我们设计每层高度为118纳米,一共8层亚波带,半径为18微米,根据公式(4)可以求得该菲涅尔透镜焦距为74微米,模型如下图所示。 然后,我们利用光场分析系统模拟这种菲涅尔透镜的聚焦情况。首先分析主轴上光强分布情况,得到菲涅尔透镜主焦点位置。从图中我们可以看出,主焦点的位置与利用公式获得的主焦点位置比较符合。 然后我们继续分析焦点位置在径向的光场分布情况,获得如下光场能量分布图形与焦点处能量分布情况(图4)。 从图中我们可以看出,实际的聚焦情况与我们分析系统分析出的菲涅尔透镜焦点情况基本完全符合。下图为焦点处光场分布的立体图。 五、总结 光电子学是光学和电学相结合并加以融合的技术领域,相应的实验课在学习光电子学过程中非常重要。本文根据光电子学与光电器件实验课程的特点以及学生在实验过程中所面临的问题,在教学过程中引入菲涅尔理论的应用,设计匹配实验项目的光场分析系统,本文合理采用计算机软件应用作为教学手段,提高授课质量,增加课程设计性实验环节,将实验教学与科研培训相结合,引导学生发现并解决问题。 光电子论文:光电子产业发展动态研究 摘要:为了能够使得光电子产业不断的发展壮大,积极有效的创新是至关重要的。现如今中国的综合能力是在不断进步,但是在发展创新的投入方面还是存在很大的不足。为了提高我国的国民经济能力,为了不断提高广大人们群众的生活水平,我国必须加大光电子产业的投入力度,无论是从经济上还是物质上都要给予积极的支持。在企业发展创新的过程中,企业要借鉴国内外先进的创新成功案例,获得大量宝贵经验,同时要认真分析失败的案例,从中汲取失败的教训。从而制定出适合本企业的创新计划以及创新策略。只有在光电子企业不断创新发展的基础上,我国的经济才会有更加快速的发展,才能持续提高我国的综合国力,才能不断提升我国在国际上的地位。 关键词:光电子产业;发展动态 引言:光电子技术近些年来在信息、能源、航空和环境科学中得到了大量的发展和应用。文章对比了国内外光电子发展的现状及概括了光电子技术在一些重要领域中的应用,并总结了光电子技术的未来发展趋势。 1、光电子产业的概述 在传统的光学技术的基础上,再结合不断创新的现代的光电子科学,形成了一门新的技术-光电子技术。现光电子技术包括很多领域,如通讯、照明以及显示等行业。其中信息光电子技术以及能量光电子技术共同构成了光电子技术。与高技术产业相同,光电子产业具有以下特点:较短的产品和技术周期;较高的收益、风险以及投资;较高的战略地位以及较高的知识密集度。同时,和其他高技术产业相区别,其有着自身的特点:部队和老百姓都可以使用;满足传统技术创新升级的需求;具有很高的产品嵌入水平;应用范围很广的优秀技术以及结合了很多科学技术等。因为光电子产业的特点以及优势,在很多发达国家都致力于大力发展光电子产业。在最近10年的时间里,光电子产业不断发展壮大。因为光电子产业很早就在中国创建,所以现在在这个领域培养了很多人才,而且也取得很多进展和科技成果。现如今,在中国的诸多部门以及地区都创建了很多科学研究机构,同时创办了大量的科技刊物。与此同时,光电子产业还在不断发展创新,在极大程度上促进了我国国民经济以及国防现代化的发展进步。 2、光电子技术的发展现状 2.1国外光电子技术的发展 光电子技术主要包括信息光电子、能量光电子、消费光电子、军事光电子、软件与网络、光计算机等几个方面。就目前发展程度而言,光电子技术比传统微电子技术具有更高的优越性能和更广阔的应用空间。 2.1.1随着“地球村”的发展,更快捷、更紧密的通讯使人类更为便捷地进行实时通讯和联络,因此,在信息产业方面具有非常大的发展空间和应用规模。而信息产业的基础即是大容量的光纤通讯网络,光纤已经成为通讯网络的重要传输介质。所以,基于光纤通讯技术的各种新技术日新月异。 2.1.2随着互联网时代的继续高速发展,人们对通讯的带宽要求越来越高,希望信息传输的速度高、时间短。为了满足互联网信息传输的需求,科学家们发展了以提高单独光纤的信息运载量来满足这个需求。主要的方法是通过利用波分复用技术,即通过增加光纤内光的路数,可以增加信息的传输量。 目前,光电子技术发展比较领先的区域主要有三个地方,北美、欧洲和日本。其中,美国已经将光电子技术列为国家二十一世纪的战略发展重点之一,已经开展了大量的研究工作。欧洲以德国为首的发达国家也在上个世纪就对光电子技术进行了研究,目前在光电子技术方面也积累了大量的技术基础。亚洲主要以日本和澳大利亚为主,但近些年来韩国和中国台湾地区在光电子技术方面发展迅猛,已经在国际市场上占有一席之地。这些发展区域在光电子技术发展过程中,相互竞争又相互补充,各自发展的重点也有所区别。 2.2国内光电子技术的发展 相对于其他的半导体、电子等领域,我国在光电子技术领域与国际先进水平的差距相对较小。这主要得益于我国在国家层面上对于光电子产业的大力支持。目前我国在很多的光电子领域得到了迅速的发展,已经和国际先进水平的国家和地区可以并驾齐驱。比如一些较为典型的光电子器件如探测器、光收发模块等已经具有较高的技术水平,也在国内占有较大的市场份额,同时也可以和国外相关公司的产品进行有力的竞争。 目前国内在光电子技术发展较为领先的地区主要有以下几个地方:京津地区、长三角地区、珠三角地区和华中地区。京津地区主要以北京的高校、研究所为主,包括一些企业在内(如大恒光电子),在半导体激光器、光学仪器方面有着较高的研究和生产水平。长三角地区主要以上海和苏南地区为主的企业为主,在光学显示器件、光学存储器件方面形成了相应的产业链。珠三角地区主要以广州为主的大量光电子企业,形成了相应的光学器件产业链。华中地区主要以武汉光谷为主的众多企业,形成了光通信、激光加工等方面较为完善的产业集群。 3、光电子技术的应用领域 随着光电子技术迅速发展,在越来越多的领域开始有了更为广泛的应用。尤其是光电子技术是牵涉了材料、微机电、电子、系统集成和微加工等方面的新技术,使它能应用的各个领域中去。 3.1信息领域。随着人们对现代信息领域的高容量和高速度的需求,需要比传统电子更为快捷的光子进行信息传输和存储。由于光子本身具有的优势,可以大大提高信息的传输速度,因此光电子在信息领域中具有巨大的应用潜力。 3.2能源领域。21世纪以来,随着各国工业水平的提高,对能源的需要也越来越大,因此,人类开始进入了能源相对较为短缺的时期。如何发展较为高效、清洁的能源也是世界各国争相研究的重点,其中太阳能光伏产业是较有潜力的一种新能源。而利用光电子技术可以为光伏发电提供较高的转换效率,具有广阔的前景。 3.3汽车领域。光电子技术在汽车领域中的应用主要体现在汽车制造业中,利用高功率的激光切割器,对汽车的材料进行高精度的加工,可以大大提高其加工精度和效率。 3.4环境领域。随着人们生活的提高,人们对环境的要求越来越高。光电子技术可以制备出具有较高精度的传感器,可以精确测量在空气和水中的污染物浓度,从而进行有效的防护和治理。 3.5军事领域。光电子技术在军事领域中也具有巨大的应用潜力。一方面激光制导武器是目前发达国家进行大量研究的先进武器;另一方面,以图像传感器为主的单兵作战武器也是世界各国发展的重点。 结语:光电子技术是一门新兴的交叉学科,涵盖了物理、电子、材料等领域的基础和应用内容,是21世纪最有前途的新技术之一,可以广泛应用在信息、能源、汽车、军事等领域。随着未来光电子技术的进一步发展,高速大容量的全光网络和激光医疗是其将来具有巨大发展前景的应用领域。 光电子论文:论毛刷在光电子玻璃清洗技术中的应用 摘 要:毛刷在光电子玻璃清洗技术中是用来清洗玻璃表面的颗粒的,毛刷的材质、旋转速度、旋转方向、压入量以及所用的清洗介质等对毛刷清洗工艺起关键的作用。 关键词:压入量;颗粒;旋转方向;转速;清洗剂 1 毛刷概述 用途和原理:清洗用毛刷是用来去除LCD玻璃表面异物,工作原理是通过毛刷与玻璃之间的摩擦力以及水的冲刷力,来去除大于0.5 μm的异物,在光电子玻璃清洗工艺中盘刷和滚刷是最常见的方式。 2 毛刷的种类 在光电子玻璃清洗中一般用两种毛刷,一种为盘刷,一种为滚刷。两种毛刷的优缺点见表1。 3 毛刷的材质与清洗效果的影响 毛刷的材质与清洗效果的影响见表2。 4 毛刷在光电子玻璃清洗工艺中的应用 4.1 盘刷在光电子玻璃清洗中的应用 ①盘刷是可以用来清洗玻璃表面8~10 μm以上的颗粒,介质一般采用10~18 MΩ的纯水和清洗剂(一般情况下使用碱溶液)的混合物,PH值一般控制在12~14之间。介质的温度一般控制在40 ℃~80 ℃。介质具体参数可根据不用的生产工艺进行适当的调整。 ②在盘刷的与玻璃接触的部位需要有喷淋水润滑,喷淋水对玻璃的清洗效果和盘刷的寿命有较大的影响。喷淋水的压力一般控制在0.2~0.5 MPa(压力的选择和玻璃的大小及玻璃的厚度有关系,当玻璃较小且较厚时应选择较大压力,当玻璃较大且较薄时应选择较小的压力),喷淋水到玻璃之间应该有重叠,便于喷淋水在均匀的喷在玻璃上,如图1所示。 ③盘刷的压入玻璃的深度(简称为压入量)在清洗工艺中是一个非常重要的参数,压入量太大不仅容易损坏玻璃还会损坏盘刷的寿命,压入量太小对玻璃的清洗效果不好,不利于清洗玻璃表面的脏污及颗粒。在玻璃清洗工艺中,压入量一般控制在0.5~5 mm之间(压入量的选择和玻璃的规格、厚度、清洗机的各个工艺参数有关系,对于压入量应根据玻璃的种类做出适当的调整)。在玻璃清洗工艺中,盘刷的压入量是一个非常难调整的参数,如果调整不好就会给清洗工艺造成负面的影响,甚至会造成玻璃表面的损伤或造成玻璃在传送过程中行走的不稳定,从而使玻璃破片或者碎片。 ④在盘刷清洗工艺中,盘刷的转速也是非常重要的,原则上是转速越高清洗效果越好,但转速越快会对玻璃的行走速度造成较大的误差,严重时会造成玻璃停止不动的现象。为了保证玻璃的正常传送,盘刷的转速一般控制在200~400 rpm。如果在不影响玻璃行走的状况下可以通过适当的调整盘刷的转速来提高清洗效果。 ⑤在盘刷清洗的工艺过程中,由于多组盘刷的转动会造成玻璃在传送过程中受力不均匀,从而非常容易走偏,需要有导向装置(不同的清洗设备中有不同的导向装置,导向装置可以根据设备本身的机构设计,在保证玻璃能顺利传送的前提下导向装置结构越简单越好),以免造成玻璃在输送过程中出现蛇形曲线的状况,从而造成撞片等严重的问题。 ⑥一般情况下,为了使玻璃清洗效果较好,在有盘刷清洗的清洗机中需要清洗剂(一般情况下清洗剂是一种强碱介质,不仅有利于清洗效果还起到润滑剂的作用),所以当玻璃从其他的清洗设备进入盘刷清洗设备时需要有专门的装置(这种装置需要能把玻璃表面上的水去除掉,一般情况下此装置能吹出洁净空气,通过洁净空气把玻璃表面上的水去除,当然根据对玻璃不同的品质要求,洁净空气的清洁度要求也不同)去除玻璃表面的水来维持盘刷清洗设备中清洗剂的浓度,当玻璃从盘刷清洗设备输出到其他清洗设备时同样需要有专门的装置去除玻璃表面的清洗剂。 ⑦盘刷材质的直径也是玻璃清洗工艺一项比较重要的参数,其直径不能太小,直径太小会使整个盘刷有效部位太软不利于清洗效果;其直经也不能太大,直径太大会造成玻璃表面清洗不均匀同样对清洗效果不利。盘刷材质直径在0.05~0.2 mm之间对玻璃清洗效果最好。 ⑧在盘刷清洗工艺中由于有压入量的要求,在盘刷清洗设备的传送滚轮上需要增加一定的材料来防止玻璃在传送过程中因受力较大造成的擦划伤,在目前的玻璃清洗工艺中这种材料一般采用氟橡胶或者对玻璃不造成擦划伤的硬质毛刷来实现。 4.2 滚刷在光电子玻璃清洗中的应用 ①滚刷是清玻璃清洗工艺中除去中等颗粒一种最常见的方式,可以用来清洗玻璃表面4~5 μm以上的颗粒,介质一般采用10~18 MΩ的纯水(根据不同的生产工艺也可以采用10~18 MΩ的纯水加清洗剂作为介质),温度一般控制在40 ℃~60 ℃。 ②在滚刷清洗工艺中,滚刷的旋转方向对清洗效果有很大的影响。一般情况下,第一组滚刷的旋转方向一般是顺着玻璃的行走方向,最后一组滚刷的旋转方向是逆着玻璃的行走方向的,如图2所示。经过某多次验证,滚刷的这种旋转方向对玻璃在滚刷清洗设备中行走是最顺利的,同时对玻璃表面的清洗效果是最理想的。 ③在滚刷清洗工艺中压入量也是非常重要的参数,和盘刷一样,如果压入量太大会造成玻璃在传送过程中的行走不顺,造成玻璃擦划伤的概率就较大,甚至发生撞片、叠片的状况。如果压入量太小,就达不到预期的清洗效果。滚刷的压入量一般为0.5~5 mm之间,具体数值可以根据实际生产效果进行适当的调整。 ④在滚刷清洗工艺中,喷淋水也是不可缺少的条件,并且对喷淋水的方向也是有要求的。如图3所示的喷水方向对玻璃清洗效果最好。喷淋水的压力要求和盘刷清洗工艺中的要求相同为0.2~0.5 MPa。 图3喷向滚刷的喷淋水最主要作用是起润滑和清洗介质作用,逆着滚刷的喷淋水主要用来冲洗清洗过后玻璃上的脏污。 ⑤在滚刷清洗工艺中,原则是滚刷得转速越高清洗效果越好,但同样存在着,滚刷转速过高带来生产的不稳定。在正常的生产过程中滚刷的转速一般控制在400~2 000 rpm,同样在不影响生产工艺的前提下,滚刷的转速越高对清洗效果越好。 ⑥滚刷材质的直径也是玻璃清洗工艺一项比较重要的参数,和盘刷一样滚刷直径在0.05~0.2 mm之间对玻璃清洗效果最好。 ⑦相对为盘刷清洗工艺,在滚刷清洗工艺中,玻璃的行走方向比较容易控制,如果对玻璃行走的过程要求不是太精密,可以不加导向装置,如果对玻璃行走过程要求精度较高应加上导向装置。 ⑧在滚刷清洗工艺中,传送滚轮上同样需要安装氟橡胶或者对玻璃不造成擦划伤的硬质毛刷来避免造成对玻璃的擦划伤。 4.3 其它种类毛刷在光电子玻璃中的应用 ①除了盘刷和滚刷外,海绵轴在光电子玻璃清洗工艺中的应用也比较广泛,海绵轴除了自身清洗效果不好之外,其具体参数可以参照滚刷的介绍。 ②近年来,HPVC软质高分子聚氯乙烯滚轴在光电子玻璃中也有了一定得应用,作为新型的一种毛刷也在被越来越多的厂家所认可。 毛刷在光电子玻璃清洗工艺中是非常重要的一环,对玻璃有着显著的清洗效果,目前绝大多数光电子玻璃生产厂家的玻璃清洗工艺都用到了毛刷清洗工艺。随着市场的需求,作为一种消耗品,毛刷的质量和寿命等自身参数也有了越来越高的要求。 5 结 语 毛刷在光电子玻璃清洗工艺应用中主要用来清洗玻璃表面4 μm以上的颗粒,在清洗过程中,各个参数都非常重要,以上所谈的参数选择是在实践中总结出来的,希望能给大家一些帮助。 光电子论文:武汉市光电子产业发展战略研究 作者简介:谭昊,湖北巴东人,2011年毕业于中南民族大学金融系,现就读于中南民族大学经济学院中国少数民族硕士专业。 摘要:21世纪是信息经济时代,信息产业将成为支柱产业。而信息产业的发展却与光电子技术的发展有着紧密的联系。光电子产业将为21世纪最具魅力的朝阳产业。武汉东湖高新技术区作为部级光电子产业基地,聚集了一批有自主创新能力的光电子企业,具有较强的竞争实力,对国的光电子产业乃至信息产业的发展有的举足轻重的地位。因此,加强对武汉光电子产业发展战略研究,对我国光电子产业的发展壮大有着至关重要的意义。 关键词:光电子产业;突出问题;发展战略 一、光电子产业概况 光电子产业是以硅为基础原材料、以红外线、激光光电子技术为支撑的,包括能源光电子、信息光电子、消费光电子、光储存、光通信与网络等电子技术产业,光电子产业在各个方面具有微电子无法比拟的优势以及更为广阔的发展前景和市场潜力。 我国光电子产业整体上水平低下、发展不足,从生产规模这一项来看,我国的光电子产业占国际市场的份额很低,但是我国的其他粗放型产业占国际市场市场份额超过百分之二十。但是,光电子产业在我国有巨大的市场,发展潜力充足。近十年,我国光电子产业产值平均年增速达到20%,截止2012年,我国光电子产业市场需求接近700亿美元。 武汉东湖高新区是“国家光电子产业基地”,是我国发展环境最有利、发展潜力最大的光电子产业基地。武汉建设一系列光电子产业基础设施,增加了武汉光电子的承载能力。武汉光谷不仅拥有众多的国家光电实验室,而且随着信息产业的不断发展壮大,以企业为代表的经济体越发注重知识创新,竞争力不断增强。越来越多的技术中心在武汉光谷“安家”。以光谷为中心坐落着以华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学为代表的多个高等学府,他们为武汉光电子产业源源不断输送大批高端人才,这也是其他地区光电子产业无法比拟的优势所在。 2012年10月底,武汉东湖高新技术开发区出台了光电子产业发展新政策,推动着武汉光谷光电子产业的继续腾飞。光谷已发展成为武汉光电子产业优秀地区和国际竞争的典范。 二、武汉光电子产业存在的问题及其原因 (一)产品结构不合理 投资类产品比例过大时武汉光电子产业的重要特点,相反地消费类光电子产业十分薄弱。比如,武汉光电子产品中光纤光缆等投资类产品的生产规模最大,致使投资类产品的比例占总产品比例达到七成。由于技术落后,生产原料必须从国外进口,产品的市场总量需求趋于过剩,造成光电子产品价格不合理,发展模式落后,跨越式发展的空间不大。这主要是由两反面造成的,一方面是受市场波动影响较大,投资产品受市场波动影响较小,大量生产投资型产品是又市场决定的;另一方面是光电子产业链短。基础类产品主要是生产制造光纤光缆等投资类产品,对其他制造业的商品需求不够,造成光电子产业的发展不能带动上游产业和其他制造业的发展的困境。 (二)投入不够,资金来源渠道少,投资重点不突出 武汉光电子产业虽然得到国家的大力扶植,但是给予的资金支持并不足以让武汉光电子产业得到充分的发展。武汉光电子产业吸引外资不足,也导致了其资金来源不足,渠道不畅等问题。在投资方面,没有突出重点,没有形成足以带动整个武汉光电子产业的龙头企业。同时,武汉光电子产业还存在体制不健全,缺乏产权交易市场和完善的顶尖技术项目的问题。武汉市光电子产业得到的国家资金投入量与光电子发达国家的基金投入量相比实在是微不足道。 (三)优秀竞争力不足 优秀竞争力是一个企业赖以生存的基础。强大的优秀竞争力短期内是由企业产品和服务的质量决定的,长期来看,科技创新能力是一个企业优秀竞争力的关键所在。优秀竞争力是企业综合实力的具体体现、是企业赢得市场竞争、能否长期健康发展的根本因素。优秀竞争力是武汉光电子产业持续发展的保障。虽然国家对于武汉光电子产业的发展做出大量的政策和资金支持,但是武汉光电子产业优秀竞争力不足时不争的事实。在各国各个光电子产业基地竞争力综合评估中,武汉光电子产业的三个优秀竞争力指标都处于中下游水平。科技创新不足是武汉光电子产业优秀竞争力不足的根本原因。 三、武汉光电子产业发展战略相关建议 (一)加快产品结构调整是未来光电子企业生产活动中的重要工作 近年来,由于投资类产品和消费类产品比例失调,武汉光电子企业面临生产上的严峻挑战,特别是一些生产技术相对简单的低档产品。这些产品往往利润不高,使光电子企业效益低下,发展履步维艰。而一些技术难度大、回报率高的产品又只能靠进口国外企业。这种恶寻循环使我国光电子产业不能健康快速发展。因此企业应同科研单位合作,加大技术创新的力度,深入了解市场需求,以生产适销对路的产品,使我国光电子产业的产品结构不断趋于合理化。武汉光电子企业往往集中度过低,不能形成产业集群效应。 (二)调整投资结构,优化资金投向 武汉光电子企业要持续发展,做到真正服务于光电子,仅靠有限的政府投入是不够的。 在资金有保障的情况下,还要考虑到资金怎么用的问题做好资金的协调安排,统筹规划,提高资金的利用效率做好资金的协调分配,扩大武汉光电子产业企业的资金来源,长效的资金投入制度还有待政府作为真正的投资主体,从国家财政上给予必要的支持。要充分发挥现有地方政策性投融资的作用,充分发挥现有地方政策性投资机构的作用,很重要的一个方面是增加政策性资金来源。加大引进外资力度,引导外资重点投向光电子工业重点发展的领域、重点项目和重点产品的开发与生产。优化资金结构促进光电子工业发展,以营造良好的研究开发环境和商业环境为重点,为国内外投资者创造高效的行政服务、优越的投资环境和便利的交通条件,以此吸引更多的国外投资商来武汉投资。 (三)加大科研投入,保护知识产权 一是鼓励企业拿出更多资金投入到科技创新和知识产权的保护,二是大幅提高政府财政预算,为企业的科技创新和知识产权的保护保驾护航。同时,要大力推进产学研联合,多方协作,充分利用武汉优越的大学资源;组合科研小组重点攻关,尽最大努力解决和突破关键专有技术难题,因时因地制宜地建设专门进行科研的研发中心,提升企业的自主创新能力。知识产权制度已经成为国家发展战略的重要组成部分,是经济发展的重要保证,是科技支撑的关键环节。国家必须重视知识创新,要建立一个有法可依的知识创新激励机制,从根本上保障知识创新者的权益,反不正当竞争法等市场激励机制建设,建立健全有关打击侵犯专利等危害知识产权的行为。确保科技创新活动和知识产权保护沿着健康轨道发展。 作为我国最重要的光电子信息产业基地之一的武汉光谷,具有明显的区位优势、技术优势以及产业优势。它是武汉光电子产业发展的基集中体现。在武汉建立中国光电子产业基地,大力发展武汉光电子产业将对我国光电子产业的发展,推动产业结构调整和经济增长方式的转变,进而带动我国光电子信息技术的进步,都具有深远的战略意义和历史意义。(作者单位:中南民族大学经济学院) 光电子论文:应用技术型本科院校光电子技术课程教学改革 摘 要 本文根据应用技术型本科院校的特点及培养目标,从与企业合作编写教材、课程的设计偏重实验、运用现代化教学手段及采用合理的教学评价体系等方面,对光电子技术课程的教学进行了改革与探索。 关键词 应用技术型 光电子技术 教学改革 为了使大学生的培养更好地面向社会,贴近市场、更好地满足社会经济发展的需要。教育部等六部委提出了《现代职业教育体系建设规划(2014-2020年)》,鼓励举办应用技术型高校,将其建设成直接服务区域经济社会发展,以举办本科职业教育为重点,融职业教育、高等教育和继续教育于一体的新型大学。在上述《规划》的指导下,欲推动一批本科高校转型,而宁波工程学院恰是2000年以后转型成立的服务地方经济发展的本科院校,响应转型号召义不容辞。但对于应用技术型大学培养没有现成的经验和轨道可循,只能在借鉴别国同类院校办学成果和积累的经验的基础上探索。“光电子技术”是我校电子科学与技术专业光电子方向的一门专业优秀课。其教学任务不仅要传授给学生扎实的光电子技术的专业基础知识,为后续相关课程的学习打下坚实的基础,更为重要的是通过完善的理论和实践教学体系培养和提高学生的工程素质,为毕业后从事光电子方面的相关岗位做准备。本文就光电子技术课程针对应用技术型人才的培养模式提出几点见解。 1 应用技术型本科院校光电子技术课程培养目标 随着我国工业技术的发展和产业结构的转型升级及由此引起的劳动力市场变化,社会大环境对高层次应用型人才的需求更加迫切。由此,作为电子科学与技术专业优秀课程的光电子技术课程的培养目标与传统偏学术型定位的课程培养目标存在根本性区别,而应以学生就业岗位需求为导向确立培养目标。培养的学生既要具有扎实的理论基础,更具有较强的动手能力,使学生毕业后在相应的工作岗位能够具有光电产品生产制造、装配、检测、设备操作与维护、技术服务、生产管理等方面的应用才能。经过相关企业大量调研和人才需求分析,笔者认为应用技术型本科院校光电子技术课程的具体目标是以培养从事光电子方向系统设计与集成的应用技术人才为主,注重提高学生光子器件的开发能力,强调学生的综合应用能力,能够理解跨行业的知识融会贯通。 2 目前转型类高校光电子技术课程教学中存在的问题 (1)教材少,内容陈旧,不能与时俱进。我校于2005年由原来的专科学校升格为本科院校,属于地方本科院校。学生使用的教材几乎都是由学术型大学的专家教授编写出来的。这些教材偏重理论,对于培养应用型人才,服务地方经济的宗旨不太匹配。教材更新速度慢,与企业实际情况相距甚远。同时,由于课程内容侧重理论,学生学习起来感到枯燥无味。 (2)授课内容偏重理论,轻实践。光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门新兴的综合性交叉学科,主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。它包含了激光原理与控制、光电显示、光存储、光辐射的调制及探测等方面的知识,讨论光纤传感器原理,相干测量及激光的各种应用等。当前地方本科高校的培养体系和模式基本都是按照传统的理论人才培养模式构建,在转向应用技术型本科高校的过程中培养内容和课程体系受到传统惯性的影响,理论教学依然占有绝对的比重。这与培养学生具有相应的应用技能相悖。光电子技术本是一门应用性很强的课程,通过该课程的学习应该使学生具备应用所学知识解决实际问题的能力。完备系统的理论知识固然重要,但新颖的实践教学环节的设计更能使学生提高学习兴趣和对实际问题的分析和解决能力。 (3)课程内容较多,课时偏少。光电子技术是电子科学与技术专业的重要组成部分,是21世纪先进科学技术之一,在现代社会中起着举足轻重的作用,他的发展对国民经济及国防建设有着巨大的推动作用。但光电子技术作为专业的主干课程,内容较多,涉及的范围广,而课时量大多在48~64课时之间,有的还包括16课时的课内实验。在少课时的情况下,如何完成内容的讲解,同时在理论学习和实践的过程中提高学生的应用技能成为必须考虑的问题。 (4)评价体系单一。目前大多数高校光电子技术课程的考核方式是教师根据学生的出勤和期末试卷给出课程成绩;出勤占20%,期末试卷占到80%。基本一张试卷决定学习的好坏,偏离课程学习初衷,忽略学生是否能运用科学的方法将所学的理论运用到实践中去发现问题,探究和解决问题,生成新的知识。 3 应用型本科院校光电子技术课程改革措施 3.1 以岗位需求为导向自编教材,及时更新 依据当今科技的发展,企业技术不断革新,通过到光电子方向相关的本地企业光圣科技、奇美电子、首佳液晶、璨宇光电、菱茂光电等进行大量的调研,了解企业对人才具体需求确定课程培养目标。整合课程内容:增加LED显示材料和液晶显示的驱动,删除了阴极摄像管显示和光辐射的电磁场理论。同时增大了液晶显示板的设计,组装和调试等内容。根据行业和企业的实际需求自编教材,且与企业合作共同编写。该教材适合学生更快地进入工作状态,熟悉工业运作,也可作为企业提高自已员工水平的参考资料。 3.2 增加实践学时的比重,提高学生应用技能的培养 应用型本科院校定位后,我院对原有的光电子技术实验室进行了升级改造。一方面增加了设计型实验的比例,同时去掉了验证性实验。因设计性实验能从多角度、多方位、多层次、多途径训练学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,是培养学生应用技能的重要手段。另一方面,根据课程培养目标,与大恒光电及天津拓扑合作共同开发了实验项目。具体内容如表1所示: 表1 实验类型、实验项目及所占比例 3.3 采用课程内容分层、开展课堂讨论及利用现代化的网络平台等多种教学方法 应用技术型本科院校在传授学生系统的理论知识的同时,更重要的是培养学生运用知识的技能。传统的光电子技术课程教学方式已不能适应新时期应用技术型大学生培养的需要。而教育体制改革又要求降低教学的学时数,给学生更加宽松的时间培养综合素质,而技能的培养又需要大量课时。解决教学课时少与应用能力培养之间的矛盾,成了光电子技术教学改革的一项重要任务。笔者认为,首先为了能在有限的学时内,讲解更多的内容,而且还能被学生较好地吸收,需要将教学内容作整体分析、分出层次。比如:哪些内容是重点、要点,需要学生牢固掌握;哪些内容是难点,需要慢讲,细讲;哪些内容属于扩大知识而容易理解的,可以快讲;哪些内容需要压缩甚至删减;哪些内容可以让学生自学。例如,各种显示器的工作原理和驱动方式是重点内容,需要详讲,精讲多练;激光器的清洗,雕刻等应用内容简单,学生可以自学。其次可以针对难点的内容开展课堂讨论,在活跃的课堂气氛下,加深对知识的理解。最后利用现代化的教学和沟通工具,为学生建立一个交流平台,这个平台应用的技术可以由教师自己选择,如BBS、微信、QQ、电子邮箱、社区等,然后教师将认为有用的资料分享到这个平台,并对学生提出的问题进行解答,这样可以达到一个教学相长的效果。 3.4 采用多元化的评价体系 教学评价方面,采用多种考核方式并举,多角度考查学生对知识的掌握程度。目的是淡化考核结果,避免学生机械地背诵书本知识应付考试,注重学习效果和过程,提高学生自学能力,培养学生良好的学习态度和习惯。如根据光电子技术的课程特点,笔者对原有的考核方式进行了适当的调整,偏重实践教学的权重,同时,注重平时课堂表现、学习态度和成效,在期末考试中采取开、闭卷相结合的方式(如表2所示)。 光电子论文:“光电子技术”课程中诱导式教学方法的创新探索 【摘 要】光电子产业作为21世纪具有代表性的主导产业之一,对当今世界科技发展起到巨大驱动力的作用。而《光电子技术》则是电子信息科学类专业的基础学科,本文从分析该课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发,通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题,把科学研究引入课堂,采用诱导式教学方法和多元化的考核评价标准,对《光电子技术》的教学模式进行创新性探索。实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情,提高了《光电子技术》的教学效果。 【关键词】光电子技术;教学方法;诱导式教学 0 引言 随着国家信息化建设的逐步深入,我国采取了一系列积极、稳妥、有效的措施促进电子信息技术产业高速、持续、健康的发展。从2002年开始国家计委组织实施光电产业化专项计划,光电专项产业化目标[1]是:(1)根据我国在光电子研究开发方面所具有的技术优势和资源特点,重点支持一批技术水平高、市场前景好的光电产品,实现产业技术升级,并尽快形成规模生产。(2)“十五”期间初步形成具有一定自有知识产权和产业优势的光电产业体系。通过对我国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的重点支持,力争在“十五”期间使国内光电产业能够满足国内各行业的需要,并进入国际市场。(3)通过技术创新和项目建设的带动,扶持光电产业基地的形成。光电信息技术产业的迅速发展,使得具有光电信息技术知识背景的从业人员的需求逐年增加。作为培养专业人才的摇篮,近年来,很多高校相继开设了光电信息工程专业。它以培养可从事光学工程、光通信、图象与信息处理等技术领域的科学研究及相关领域的产品设计与制造、开发及应用等工作的应用型人才为目的。 而《光电子技术》作为光电信息工程专业的一门专业基础课,从了解光电子技术的发展和应用开始,通过学习光学基础知识,以光学系统的源、传输通道、信息加载、探测、信号处理、显示和存储为主线,引导学生系统、全面的学习光电子技术。通过本课程的学习应使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识,培养学生分析和解决工程技术问题的能力,为进一步学习相关专业课打下基础。 本文从分析《光电子技术》课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发,通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题,把书本上的内容与当前光电信息产业的发展现状相结合,采用诱导式教学把科学研究引入课堂,对《光电子技术》的教学思路进行创新性探索。实践表明这些教学探测极大程度的调动学生的学习热情,提高了《光电子技术》的教学效果。 1 《光电子技术》的教学现状及问题 就《光电子技术》这门课程而言,由于教学内容的逻辑推导内容较多,要求以大学数学为基础,具备物理学,材料学,电路电子等多学科的知识和理论体系,导致部分学生对其缺乏兴趣,进而 影响到教学的效果。 尽管近年来,随着的电子设备走进课堂,授课方法也日趋多样,如、“现代化多媒体与传统板书”相结合的教学方法、“图片演示与实物展示”相结合的教学方法、“课堂讲授与小组讨论”相结合的教学方法等[2]。对传统意义上的教学模式进行了改革,如,讲解到激光原理与技术这一章节的时候,在课件中放上激光器以及激光光束的图片,把文字描述的内容以实实在在的实物图片展现在学生的眼前,加深了学生对知识点的理解和接受。这些教育教学方法的改革在很长的一段时间的确取得了很好的教学效果。 然而,随着的物联网技术的发展,现在的大学生可以从互联网上获取海量信息,仅仅是一副图,一个装置器件已经无法引起学生过多的关注。那么,如何吸引到学生的注意力,激发学生的学习兴趣,把《光电子技术基础》这门光电信息工程专业基础课讲解的生动,打开学生通往光电子技术领域的大门,为进一步学习相关专业课打下基础是我们亟需解决的问题。 2 诱导式教学方法 传统意义上的诱导式教学方法早在20世纪80年代被提出,其理论依据出自《论语-述而》:“不愤不启,不悱不发,举一隅不以三隅反,则不复也。”意思是只有当学生百思而不得其解时,教师才可以有选择的启发他,当学生心里明白但不知如何表达时再去开导他,如果学生不能举一反三,就先不要往下进行了。因而诱导式教学应当是“启发”和“引导”相结合,通过“启发”和“引导”学生,使得学生在有限的课堂教学时间内做到触类旁通,提高教学效率。 而大学教育赋予了“诱导式教学”新的含义,除具有传统意义上的诱导式教学的思想以外,还包含了用发展的眼光看待书本上的知识体系,把科学研究、最新的科技发明、科技产品引入课堂。就《光电子技术基础》这门课程而言,可以从光电产业的最新科研成果中提炼出与课本知识点相关联的的内容,通过光电产业的新发明,新应用吸引学生的注意力,在讲解这些发明或应用的过程中传授教学内容,激发学生的学习《光电子技术》的兴趣。以《光电子技术》[3]中“偏振――起偏――检偏”这一知识点为例,如果仅仅从书本上给出的概念出发讲解:(1)偏振指的是振动方向对于传播方向的不对称性;(2)自然光得到偏振光的过程称之为起偏,所用器件为起偏器;(3)检测某一光束是否为偏振光的过程称之为检偏,所用器件为检偏器。抑或在多媒体课件上放置光束起偏/检偏的图片,都不能起到很好的教学效果。为了吸引学生的注意力,激发学生对“光的传播”这一教课内容的兴趣和求知欲,同时扩展学生的知识面,可以从近阶段的热门话题个人全息手机(takee手机)引入,takee手机的亮点之一是可以使用户从各个角度都能感受到浮在屏幕上的全息立体3D效果,进而联系到学生身边的光电信息技术――3D电影,观众要戴上一副特制的眼镜,而这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片,由此把重点落到“偏振”这个知识点上,让学生在一个轻松的教学氛围中不仅学到了新知识,而且知道新知识的应用领域和当前发展的现状,扩宽了学生的知识面和眼界。 因此,大学课堂中的诱导式教学方法应该:(1)培养学生具有批判性思维;(2)具有科学的想象力;(3)具备自我塑造和发展能力。在此基础上,“以点带面”提高学生的创新能力和动手实践能力。 3 多元化的考核评价标准 北京航空航天大学校长前校长曹传钧教授在本科教学上,提出“讲一、练二、考三”的教学模式。指出学生的学习效果体现在:(1)知识面的宽窄;(2)学习,实践的经历;(3)自学的能力;(4)是否具备创造性思维和创造性能力,具有独立的见解等几个方面[4]。那么单纯的一张试卷,一次考试就不能够作为学生掌握知识的依据。 而《光电子技术基础》是理论与实践相结合的一门课程,这就要求其课程的考核评价标准应该具备多元化,多样性的要求。整个课程的考试分为三部分:(1)理论部分的考核:可以采取闭卷考试了解学生对基本概念,基本理论的掌握程度,或者把基本理论深入剖析,采用开卷考试的方式,考察学生运用书本知识分析问题的能力;(2)实验部分的考核:通过实验不仅能够加深学生对知识的掌握,实验本身更是对整个章节,甚至整个课程内容的一个体现,如电光调制实验,旨在让学生掌握晶体电光调制的原理和实验方法,但是该实验从激光发射出的光波经由起偏器,电光晶体,1/4波片,检偏器之后被光电探测器接收,通过信号处理,学生可以在示波器上观察到作用到电光晶体上的调制信号曲线和光电探测器解调后的信号曲线。而这么一套设备展现出来的就是一个完整的光电系统。学生在实验的过程中可以运用光电系统的知识搭建好实验线路,确定光路信号的走向,通过示波器显示的信号曲线分析实验过程中出现的问题,思考该问题出现的原因以及采用何种解决这些问题,从而考察了学生对于光电调制内容的掌握程度,促使学生从实践中意识到理论知识的重要性,提高学生分析问题解决问题的能力;(3)课程设计部分:课程设计旨在学生根据授课内容,通过自学扩大自己的知识面,结合日常生活中使用的光电子产品,培养学生科学的想象力和创新能力。整个成绩采用百分制的标准,三部分的分值分配以60%+15%+25%的形式评判学生对《光电子技术基础》的学习掌握程度。 通过对两届学生的采用诱导式教学和多元化考核评价的教学,其实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情,提高了学生运用所学知识分析问题,解决问题的能力,培养了学生的动手能力和创新能力,达到了《光电子技术》的教学效果。 4 结束语 光是人们最为熟悉的现象之一,从17世纪关于光的本质的两大对立学说到21世纪的信息时代,光电信息技术已经渗透到人们日常生活之中,除了光电子技术专业的学生需要深入系统地学习《光电子技术》外,微电子技术、材料、电子科学与技术等专业的学生也需要了解光电的基本概念和基础知识。探索诱导式教学方法在《光电子技术》课程的新模式和多元化的考核评价标准,把光电基本概念和基础知识与当前光电信息产业的发展现状相结合,使学生较好地掌握所学知识,把握知识点的学术前沿,为学生的进一步学习和发展打下坚实的基础。 作者简介:张艳(1983―),女,汉族,博士,安徽工程大学电气工程学院,讲师。 光电子论文:光电子专业综合训练实践教学模式初探 [摘 要] 结合学科专业特点,积极探索专业综合训练实践教学模式。基于CDIO理念推进工程技术应用型人才培养模式的构建,提升实践教学占本科教学的权重。以燕山大学信息科学与工程学院光电子专业的专业综合训练为研究对象,从专业综合训练的目的与意义出发,对现行的专业综合训练内容――反射式光纤位移传感系统和训练形式进行阐述,同时也对专业综合训练改革进行探索与尝试,旨在为相关专业本科实践教学的开展、高素质人才培养提供有益的参考。 [关键词] 光电子专业;专业综合训练;反射式光纤位移传感;实践教学 0 引言 光电子专业是以光电信息工程理论与技术为特色的信息类专业,致力于培养融合光、电、信息和计算机等学科的复合型人才。在光电信息工程专业教学中,专业综合训练作为一个必修实践环节,是加强学生工程训练的重要手段,对培养学生的创新精神和实践能力不可或缺[1]。同时,也是贯彻CDIO理念的重要方式[2]。发达国家的工科院校十分重视对学生工程实践能力的培养,如要求学生在工厂进行32个月的生产实训,几乎占整个大学学习时间的1/4;而日本明确提出:工科院校4年教育要始终围绕工程和联系工程实际进行。与发达国家相比,国内工科院校在实践教学尤其是工程实践教学方面存在明显差距,普遍存在着“课程设计简化、毕业设计软化、专业综合训练与生产实习形式化”的现象[3]。太原科技大学光信息科学与技术专业的专业实验是将专业课实验去掉,形成一个64学时的专业综合实验课[4]。高朋等人介绍了沈阳师范大学在课外开放实验与实践活动中进行专业实践模块,与专业实验课程互为补充[5]。陈顺芳等人就咸宁学院光电信息实验与实践平台的构建进行了详细的阐述[6],具体实施也是以课外开放实验的方式进行。 专业综合训练起着从课本理论知识向专业实践能力过渡的桥梁作用,轻视这一教学环节会使学生走向社会后的适应性降低及适应周期加长。因此,提高对这一教学环节重要性的认识,加大对其的投入,加强对该教学环节的建设,对保证这一教学环节有力、有序、有效地开展,具有极为重要的意义。鉴于此,本文针对光电类专业综合训练实践教学目的、内容、模式等方面进行初步探索与研究。 1 专业综合训练的目的与意义 光电子专业综合训练的目的在于,使学生掌握电子技术和光学基本理论,了解光学原理、光电检测技术及检测仪器在生产实际和科学研究中的应用情况;使学生对光源、光电探测器与传感器等方面的知识有更进一步的认识和掌握。专业综合训练是安排在大四的一项教学实践环节,是在学生学习了本专业的全部专业基础课和专业课后进行的。通过专业综合训练,拓宽学生的知识面,增加感性认识,培养学生进行调查研究、分析和解决工程实际问题的能力,为将来的工作打下坚实的基础。 2 燕山大学光电子专业综合训练内容与模式 燕山大学信息科学与工程学院光电类共有5个专业实验室、1个教学示范中心和1个光电类实践教学基地,基本上能满足7个教学班级的实践活动。专业综合训练通常是选择一些难度适中、具有较强应用背景的题目来进行仿真生产。早在2005年就设置了为期1周的专业综合实验,曾先后进行过“CCD综合实验”、“光纤F-P干涉仪”、“光纤亮度测温仪”等实验,由于学时较少,所以还是以“设计型”实验为主。随着教学改革逐年深入,实践教学日益受到关注,教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”试点,引入了国际工程教育改革的最新成果――CDIO工程教育模式与理念,所有这些都推动了燕山大学的实践教学改革,专业综合实验学时由1周增加到2周,到2012年增加到4周。这项实践环节主要是在校内专业实验室进行,这一点有别于生产实习。 训练内容为设计制作一光纤位移传感系统,属于反射式强度调制光纤传感器,是一种非功能型光纤传感器。利用待测物理量引起光强变化,通过检测光强的变化实现对待测物理量的测量,如位移、压力、振动、表面粗糙度等。反射式光纤探头如图1所示。光纤探头A由两根光纤组成,一根用于发射光,一根用于接收反射体反射的光,R是镀膜的反射体。 系统装置的原理框图如图2所示,MCU采用宏晶公司的STC12C5A60S2。实现数控恒流源来驱动LED/LD发光,采用AVAGO公司的T-1527作为光源,探测器采用与之匹配的R-2526,反射光强经过信号处理后进行A/D转换,最后在LCD1602显示屏或者数码管上显示出来。载有光纤探头的二维位移调节架可以记录其位移,这样便可以得到位移与反射光强的关系,记录多组数据便可绘制出反射式光纤位移传感的调制特性曲线,如图3。由图3可知,不同驱动电流下的调制特性曲线都在相同位置出现极大值,当位移小于极大值时,为递增函数,称之为“前坡”,反之为“后坡”[7]。系统可工作在这两个区域中,即“前坡”工作区和“后坡”工作区。可以看出,当在“前坡”工作时,可以有较高的灵敏度;当在“后坡”工作时,可以获得较宽的动态范围。图4为系统仪器的照片。 3 专业综合训练的实施形式 专业综合训练的实施形式是保证训练成效的重要前提。图5为专业综合训练的流程图。学生在校内专业实验室进行查阅文献、设计、元器件选择、原理图绘制、PCB板的制作、光纤组件的设计与制作、焊接、硬件调试及其软件编写、文档撰写等工作[3]。 首先,领取任务书,由指导教师将训练内容与要求以书面形式发到每个学生手中。教师讲解训练内容、目的和一些具体要求。此部分既要让学生明确训练的总体目标,更要让学生有明确的阶段性小目标,让学生清楚如何查资料、应该查什么样的资料、要实现什么目标。 其次,查阅文献资料,根据任务书的要求进行电路设计、光学组件设计。以往给学生留出时间查阅文献资料,只有小部分学生能按要求完成,效果不理想。针对这一弊病,采取了分小组汇报设计方案的形式,每3人1组以PPT形式汇报本小组的设计方案,同时指导老师给出评价。该部分内容占学生成绩的一部分,从而极大地调动了学生查阅资料的积极性和效率。 再次,原理图与PCB板图的绘制,让学生熟悉专业的绘图制版软件,并熟悉电路板设计制作的流程。考虑到PCB板的制作成本、生产周期和后期调试问题,并不把学生的版图拿去工厂进行加工制作,而是在学生设计后期将已做好的PCB板及对应的版图资料一起发给学生。通过对比、改进、总结,让学生发现设计中的不足,掌握布局布线的方法与技巧。接着是电路板的焊接与调试。一方面让学生掌握各种封装形式元件的焊接工艺及技巧,另一方面更要让学生掌握硬件调试,包括电性能测试和一些简单的测试程序来评估硬件及其焊接工艺的优劣,从而让学生充分认识到调试在整个系统设计中的重要地位。 此外,给学生的光纤组件基本都是半成品,要让学生制作光纤接头。由于系统采用的是粗芯塑料光纤,加工制作的工艺要求比较低,学生在教师的指导下基本都能完成并达到要求。 软件编写,由于学生已进行过单片机课程设计,对C51单片机编程已具备一定的基础,所以这部分内容主要体现在功能实现上。要求实现既定基本功能,当然也鼓励学生进行功能拓展,充分利用MCU内部资源和硬件电路板的各个模块。经过3天的软件编写,发现大部分学生都能实现要求的基本功能,有相当一部分学生对系统进行了各种各样的扩展,效果甚至超出了老师的想象。对于一些编程能力差的学生,老师将软件功能拆分,指导其分步分块实现,尽可能地激发其编程热情,使其缩小与其他同学的差距。 系统性能综合测试,除了要求学生绘制出不同驱动电流下的反射式位移传感器的调制特性曲线外,还要求学生测量光源的P-I特性曲线等。进行系统调零、增益调节等功能测试,并评估仪器性能参数。 最后,文档撰写,以往学生容易忽视文档撰写的重要性,互相抄袭、东拼西凑现象时有发生。为了避免此类情况的发生,教师在训练之初就反复强调文档在整个系统设计中的重要性,并将文档撰写的质量作为评定成绩的一个重要依据。 4 专业综合训练模式探寻 不断探寻专业综合训练的新模式,是深化本科实践教育的需要,是培养学生实践技能、综合素质的重要保证。燕山大学信息科学与工程学院光电子工程系对专业综合训练的模式进行了初步探寻,具体包括以下几个方面。 1)在内容上选择与定位一些综合程度比较高的题目,通常以一个具体的光电产品为载体,并且该产品在行业中具有一定的代表性,与当前主流光电产品特征相近且与专业知识背景密切相关,使学生在光学、电子、机械设计和计算机应用等各方面都能得到综合锻炼。这就要求专业综合训练与前期大学本科三年所学各科课程有较好的知识点衔接,既包含如应用光学、物理光学、光电子学、光电信息检测、光辐射、光学材料、光学制造工艺、光学测试等光学类主要专业课程知识运用,也要包含如光学精密设计、光学机械CAD、数字和模拟电路及电子设计自动化工具的运用,还要覆盖微机原理与接口技术、软件基础、程序设计等计算机方面的知识运用,使学生在最大的知识范畴内得到充分的发挥和锻炼。 2)研发与设计过程满足“大过程”特征,体现在尽可能多的覆盖产品制造链上的步骤和过程,让学生对产品选型、市场定位、经济和技术可行性分析、论证、设计、仿真、加工、装配、测试检验、分析评估等环节和步骤都有感性经历和体会。 3)在实施过程中必须能够让每个学生都担当企业工人、技术员、管理员等多重角色,人人动手,充分参与生产、研发设计的每个环节。 4)开辟校内专业综合训练基地或工程训练中心。自2005年以来,分别在燕山大学特种光纤研发基地和光电类实践教学基地进行过实习与训练。 5 结束语 专业综合训练是学校实践教学的重要组成部分,是教育教学体系中一个不可缺少的重要环节。专业综合训练是培养技能型人才、实现培养目标的主要途径之一。它不仅是课程教学的总结,更是课程教学的延续。实践教学如何满足社会的需求是近几年各高等院校共同关注的焦点,探讨实践教学改革的思路,有利于推进人才培养进程。 光电子论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的优秀课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门优秀专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的优秀材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的优秀专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个优秀光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为优秀元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 光电子论文:光电子技术教改探索 摘 要:光电子技术课程是一门理论和实践紧密结合的重要课程。针对我院实验课程的欠缺,我们进行了此项教改工作,希望这次改革成果能给本专业老师的教和学生的学带来益处。 关键词:光电子技术 虚拟仪器LabVIEW 光电实验 教学改革 光电子技术课程是一门理论和实践相结合的一门课程。但我们学院自从2003年开设光电子技术课程以来,由于因教学条件所限,该课程主要强调理论,实践教学内容很少,到目前为止还没有专门的光电子技术实验室。这种情况下或多或少会影响到学生对本课程内容的理解和应用。可见,我们学院的光电子技术课程教学改革势在必行,特别要把实验环节的教学提到日程上来。 1 改革理论课程 1.1 教学内容改革 光电子技术课程是我们学院光信息科学与技术专业和应用物理两个学科的专业课,最初选择的教材不太合适,经过两次调整,最终选定高教出版社张铁林主编的《光电子技术》的和科学出版社朱京平主编的《光电子技术基础》两本书作为我们的指定教材。光电子课程是我院光信息和应用物理两个专业的学位课,原来把两个专业设置的课程内容是完全一样的,但由于光信息开设了激光原理,所以教改中将这部分内容从光电子技术课程中删减掉,而应用物理专业由于开设了固体物理课程所以他们的光电子技术课程中晶体部分就不再讲解。 1.2 教学方法的改革 (1)提高教师自身能力和素质。要想把这门是理论与实践高度结合的课程落到实处,该专业的教师应主动吸收社会高水平的一线工程技术人员的经验,聘请优秀技术人员参与指导综合设计和创新实践活动,以此提高自身的素质。(2)建立以学生为中心的实践教学方法。以各类创新活动激发学生参与的主动性和积极性。注意将学生课外科技活动和教学体系结合起来,在学分承认下,既激发了学生学习和实践的积极性,又使科技活动取得了很好的效果。 2 引入虚拟实验教学 光电子技术是一门理论联系实践很强的一门课程。如果单单讲授理论而没能很好的配合实验和实践教学,最后学生学习的效果可想而知。遗憾的是由于经费有限,我们学院一直没能设立专门的光电子技术实验室。即使在光学实验中有涉猎光电的实验,但也都是一些非常简单的项目。基于以上情况,我们课题组进行了光电子技术虚拟实验教学的探索。这也是本次教学改革的重点。 2.1 虚拟实验平台的选择 所谓虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI),即将现有的计算机主流技术与革新的灵活易用的软件和高性能模块化硬件结合在一起,建立起功能强大又灵活易变的基于计算机的测试测量与控制系统[1]。近年来,世界各国的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发平台软件,以便使用者利用这些仪器公司提供的开发平台软件组建自己的虚拟仪器或测试系统,并编制测试软件[2]。我们选用了国际上最早和最具影响的开发软件,即NI公司的LabVIEW软件和LabWindows/CVI开发软件。LabVIEW采用图形化编程方案,是非常实用的开发软件。除了编程方式不同,LabVIEW具有所有语言的特征,因此被称为G语言,即图形化语言。它与传统高级编程语言最大的差异在于编程的方式是图形编程方式即使用这种语言编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图或框图[3]。 2.2 基于虚拟仪器LabVIEW的光电实验可行性分析 课题组已成功虚拟了光敏电阻、光电二极管、光电池、光电倍增管等光电仪器的主要特性。虽然目前还没建立一套完善的虚拟光电实验平台,还会涉及一些不同的光电实验,但所有实验所需的仪器虚拟仪器LabVIEW本身完全可以通过提供控件来实现,所涉及的关系式完全可以通过LabVIEW本身提供的函数编程来实现。可见,建立一套基于虚拟仪器LabVIEW的完善的虚拟光电实验平台是非常可行的。 2.3 虚拟仪器LabVIEW虚拟光电实验的一般步骤 (1)熟悉所选实验的原理与内容。(2)虚拟出实验所需仪器。每个实验所需仪器并不一样,这里就需要自己来虚拟,好的是LabVIEW中提供了丰富的控件。设计者可以从中选择自己所需的控件来作为实验仪器,如果LabVIEW本身所带的控件中没有合适的,那么还可以创建自定义控件来满足实验的需求。(3)设计实验操作界面。实验操作界面是用户进行实验的平台,所以设计时要尽量体现出人性化,使所设计的界面简洁、美观、实用。(4)在LabVIEW中根据需要进行编程。LabVIEW中提供了丰富的功能强大的函数。这为设计者的编程提供了很大的方便。(5)调试并优化所设计的虚拟实验平台。在完成以上四步后,接下来就要检验所设计的实验平台能否正常运作。如果存在问题,可以根据需要进行修改和优化。 3 改革考核标准 在改革教学内容、教学方法特别是引进虚拟实验的前提下,改革考核方法是顺理成章的事情。我们必须建立与教学改革先符合的健全的考核机制,采取良好灵活的考核方式。这样才能使我们这次的教改真正得到落实。考核方式可采取理论考试、实验制作、动手能力等,从多角度综合评判。同时,光电子设计竞赛选拔和该课程的教学考核结合起来,进一步激发学生的学习和创新热情。具体情况如下。 3.1 理论课的考核要求 平时考核:主要包括作业质量、回答问题、考勤等项目;半期考试:主要包括学到半期知识内容,考察基本概念和理论的掌握情况,培养学生重视平时学习的习惯;期末考核:采用闭卷考试,全方位考察所学内容。分值分配为:平时20%,期中考20%,期末考60%。 3.2 实验课的考核要求 利用虚拟实验不受时间和空间限制的优势,学生完全可以做到提前预习,这样就可以加入考核预习情况的一个环节。预习报告:考核实验前的准备工作;操作:考察学生动手能力;实验报告:考察学生对实验数据的处理情况以及对实验的新认识。具体的分值分配为:预习20%,操做50%,实验报告30%。 3.3 实践创新考核 由于我院把光电子技术课程设为光信息和应用物理两个专业的学位课程,最后满学分才准予毕业。所以课题组拟改革后把实践创新正式作为附加成绩加入考核成绩中,学生所设计的作品分部级获奖,省级获奖和校级获奖三个等级分别记学分为0.5、0.3、0.15。 4 结语 本次教改的目的是以理论有机结合实验进行的,在本科第五学期完成光电子技术课程的教学,所授内容分为六大模块,由浅入深,由简入繁,注意学科交叉,注意技术性、综合性与探索性之间的关系,知识结构合理,理论和实际紧密联系的课程。最终目的是让学生能受益于此全新的教学体系。 光电子论文:浅析武汉光电子信息产业发展的机遇与挑战 [摘要]在经济全球化、信息化时代背景下,光电子信息产业作为一个新兴的高技术产业,对我国的经济发展和国际竞争力提高起着重要的作用。武汉光电子信息产业在迅速发展的同时,也面临着机遇与挑战。发展武汉光电子信息产业必须要充分运用自身的优势资源,抓住来之不易的机遇,不断迎接新的挑战。 [关键词]武汉;光电子信息产业;机遇与挑战 1武汉光电子信息产业发展历程 自我国首先在武汉东湖高新技术开发区创建武汉・光谷以来,光电子信息产业就作为武汉的四大产业之一开始迅速发展。近几年来,东湖高新技术开发区正对武汉国家光电子信息产业基地的基础设施建设进行全力推进,形成了一批以光纤通信、移动通信为主导,激光、光电显示、消费电子、集成电路等竞相发展的产业格局,而光电子信息产业也逐渐发展为武汉市四大主导产业之一。武汉光电子信息技术及产业水平在国内渐渐占据了领先地位,在全球市场上,武汉・光谷也成为了我国在光电子信息领域中与世界强国相竞争的知名品牌。发展到2010年,武汉的光电子信息产业已成为继武汉汽车产业后,第二个资产规模过千亿的产业。到2011年,武汉光电子信息产业总收入高达1440亿元,在世界产业集群中占到了一个举足轻重的地位。 东湖高新技术开发区在2009年光电子信息企业有800多家,总收入达到8356亿元,净利润高达525亿元,出口创汇约120亿元,从事光电子信息产业的人员近10万人。最近几年,武汉・光谷几乎承担了中国所有的光通信系统的建设和90%以上的国家863光纤通信项目。随着东湖高新技术开发区涌现出一大批拥有自主知识产权的光纤光缆顶尖技术和光电子元件制造技术,光纤通信技术与电视、电话、移动通信和互联网等一同进入了中国家庭。有关数据显示,到目前为止,武汉・光谷共生产光纤1518万芯公里,销售2077万芯公里,产销率高达1368%;共生产光缆722万芯公里,销售1242万芯公里,产销率高达172%。其中,长飞光纤产量仍稳居全球首位,光纤预制棒产量居世界前三位。特别是烽火通信光纤预制棒生产线投产,从此打破了国外对光纤预制棒技术的垄断,使武汉・光谷光纤产业的整条产业链被打通。 在这近十多年来的发展过程中,武汉・光谷的光电子信息产业在全球产业分工中逐渐占有一席之地。其光谷光纤光缆生产规模成为全球第一;光电器件在国内市场的占有率达到60%,国际市场的占有率达到12%;激光产品在国内的市场占有率也一直保持在50%左右。 2武汉光电子信息产业发展的机遇 (1)光纤入户活动的开展。随着时代的发展,信息的传播速度成为一个国家是否发达的一个重要指标,也对一个国家的经济发展有着重要影响。加快对光纤通信技术的构建,能够提高我国的国际竞争力。目前,我国正大力开展光纤入户活动,各省市的电信部门也在积极配合降低光纤费用,保证活动的顺利开展。国务院也在2012年5月23日发表声明,鼓励民资参与电信业,加快普及光纤入户。这次活动的展开,提高了我国对光纤光缆的需求,这对于以光纤光缆为主要研发方向的武汉光电子信息产业来说,是百年难遇的机会。 (2)信息基础网络更新换代。目前,我国正在实行两化融合和三网融合。两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合, 是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化,走新型工业化道路;两化融合的优秀就是信息化支撑,追求可持续发展模式。三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中,三大网络通过技术改造,使其技术功能趋于一致,业务范围趋于相同。而这两个融合活动的实行大力促进了我国信息产业的发展,这也为武汉光电子信息产业发展提供了巨大的内需市场和发展机遇。 (3)欧洲经济发展的动荡。欧洲一直以来都是传统的光电子信息技术强国,他们掌握着光电子的优秀技术、标准和品牌,并通过这些牢牢控制着全球光电子信息产业发展的主导权。然而在2011年,由于欧洲债务危机的爆发,致使欧洲的各行各业都受到不同程度的影响,其中就包括欧洲的光电子信息产业。而武汉光电子信息产业受到欧债危机的影响却很小,依然保持着30%增长速度平稳发展,武汉关电子信息产业可以趁此机会抢占世界光电子信息产业市场份额。 3武汉光电子信息产业发展的挑战 (1)周边国家的发展与崛起。在中国周围,一直以来都有着光电子强国对中国市场虎视眈眈,那就是日本、韩国和中国台湾。日本一直作为传统的光电子技术强国之一,它的光电子信息产业规模每年仍保持着递增的趋势,尤其是它的消费类光电子领域的地位,一直没有动摇。而日本也曾在半导体激光器、激光打印机、液晶显示器、光盘产业等方面在世界上处于垄断地位。光电子信息产业是日本增长速度第二快的产业,迅速的发展也使日本国内的市场不足以满足国内光电子信息产业的发展需求,于是它们将目光看向国外,尤其是与日本相邻的中国这样一个巨大市场。 韩国和中国台湾的光电子信息产业的崛起也渐渐威胁着国内的光电子信息产业市场。台湾每年对光电子信息产业的研发投入费用高达8%到10%左右,每年的总产业规模增长量在334%左右。而韩国光电子信息产业的平均复合增长率也达到了135%,高于全球市场的91%。到2010年,韩国的光电子信息产业总产值达到了25兆亿韩元。周边国家的光电子信息产业的发展与崛起是对武汉光电子信息产业发展的一个重大挑战。 (2)国内市场竞争激烈。在我国主要设有7个光电子技术研发基地,虽然每个研发基地都有重点研发的方向,但随着时间推移,研发的产品渐渐有了交集,致使国内光电子信息产业的市场竞争开始激烈。 中国光电产业代表性企业的区域分布城市技术领域代表企业所属产业基地武汉光通讯烽火、长飞中国光谷激光加工华工、楚天上海LED显示上海天马、蓝光张江、闵行、昆山光通讯上海长飞、阿尔卡特松江、潜河径激光加工飞利浦、大恒嘉定、松江北京LED显示京东方奕庄工业园光通讯组件北京中科嫁英半导体通州激光应用大恒中关村长春LED显示北方彩晶长春经开激光加工奥普光电、光华微电子深圳光通讯、 光储存华为、中兴、 长城、华强高科技园光电显示激光天马、康佳、创维大族激光广州光电材料、 光通信小企业居多经济技术开发区石家庄LED显示、 太阳能电池中电13所、河北晶龙宁晋县鹿泉开发区资料来源:王灏光电子产业创新网络的构建与演进研究华东师范大学博士学位论文,2009,(6) 从表中可以看出,大部分研发基地的研发产品有着趋同性,国内的光电子信息产业市场的竞争将会越来越激烈。 4加快发展武汉光电子信息产业的思路 (1)建立健全制度,强化政策支撑。一方面,政府应尽快出台为中小型光电子信息企业提供资金支持、拓宽资金筹措渠道的相关政策,让更多的企业能够参与进来,解决中小型的光电子信息企业融资困难的问题;另一方面,政府出台对中小型光电子信息企业的优惠政策,来保证武汉光电子信息产业的高速发展,鼓励境外科技人员和出国留学人员到武汉经济开发区创业,鼓励他们到开发区从事光电子信息产品开发和生产工作等。 (2)完善融资服务,加大投资力度。一方面,可以建立一种光电子信息产业融资平台,通过该平台来推进光电子优秀技术的发展,保证武汉光电子优秀企业研发投入力度,并引导政府加大对光电子信息产业风险投资领域的发展; 另一方面,完善光电子信息产业的中小型企业信用担保机制,通过政府制定的一系列优惠政策,鼓励对中小型企业的投资,解决中小型企业融资成本高、融资难的问题, 政府还应鼓励光电子信息企业融资上市,通过证券的融资功能,解决大产业规模发展融资困难的问题。 (3)强化创新能力,提高优秀竞争力。一方面,在制度上创新,进一步完善对东湖高新技术开发区的授权工作,重点建设武汉光电子信息产业一条龙服务,并以高起点和长远目标来规划和建设武汉科技新城,改善好企业之间的竞争环境,降低企业发展的社会成本;另一方面,在技术上的创新,在加强对基础研究的同时,我们还可以在国外设立专门的研发和市场机构,引进或消化吸收国外的相关先进技术,进一步提升武汉光电子信息企业的创新能力,不断完善创新激励机制,来提高武汉光电子信息技术的优秀竞争力,让武汉光电子信息技术力争站在国际光电子信息产业发展的最前沿。 (4)促进企业资源规划,应对市场挑战。在全球化的市场上,一个企业不仅作为当地企业的竞争对手,也作为全球同行业之间的竞争对手。在21世纪的全球竞争环境下,公司运用对企业资源的合理规划应对任何未来的挑战是势在必行的。在光电子信息产业迅速发展的现在,产业之间的竞争已经变得相当激烈。只有企业可以根据市场趋势及时做出正确的决定,才可以在激烈的竞争中维持其盈利能力,因此越来越多的光电子信息企业开始实施ERP(企业资源规划)系统,以提高他们的竞争力。武汉光电子信息产业为了能在这种全球激烈竞争的环境下生存,实施一个简单有效的ERP系统,对企业的资源进行整合规划是十分必要的。
土木工程专业工程化学教学研究:高职院校土木工程专业《工程化学》课程教学的思考 摘 要:工程化学是高职院校土木工程专业一门重要专业基础课程,课程教学质量对学生今后工作的影响极大。任课教师要根据高职或三本大学生的培养目标、知识体系结构和教学大纲的要求,从选择和吃透教材的基础上,紧紧围绕化学基本原理和基本知识,广泛涉猎当代科学技术发展的新成果、新材料、新技术及环保技术新进展,确定教学内容,在教学实践中摸索和总结出科学教学方法和行之有效的教学手段,全面提高课堂教学效果。 关键词:高职院校;工程化学;课程教学;改革与实践;研究 作者介:卢森林(1960-),男,江西高安人,江西科技师范大学副教授,硕士生导师,研究方向为工程化学教学;杜思洁(1983-),女,江西南昌人,江西科技师范大学硕士研究生。 《工程化学》是高职院校土木工程专业学生一门重要专业必修基础课程。学习工程化学的目的就是要帮助土木工程专业大学生建立物质变化和能量变化的观点,提高大学生化学方面的基本素质和专业创新能力。力求从化学原理上弄清楚化学研究对象是原子和分子等结合态单元,各种建筑材料均由原子结合态单元组成的事实。一方面要求土木工程专业大学生接受化学基本知识和基本原理,认识到化学在土木工程专业中的重要性和必要性。另一方面也要求他们能从化学的角度更多地认识材料、能源、信息、环境、生命等科学技术在土木工程具体实践中的作用。要顺利达到上述教学目标,可通过实例教学手段来增强大学生的宏观认识,通过工程化学课堂教学实践来不断探索和深入研究,才能找到适合高职院校和三本院校土木工程专业工程化学最佳的课堂教学教学模式和教学方法。 一、工程化学课程教学现状分析 《工程化学》课程是高等学校非化学、化工类各专业培养现代工程技术和管理人才的必修专业基础课程。《工程化学》从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的化学问题,如材料的选择和寿命、环境的污染和保护、能源的开发和利用、信息的传递和生命科学发展等问题。深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的化学基础理论和基本知识,使学生在今后的实际工作中能有意识地运用化学的观点去思考、认识和解决问题。 《工程化学》课堂教学必须以化学原理为经,通过对物质的化学组成、化学结构和化学反应三条主线进行系列分析、探讨和摸索其内在规律来展开教学活动,突出化学知识在实际建筑工程中的重要作用;以化学在土木建筑工程实际应用为纬,从材料、能源、环境、信息和生命五个领域入手,突出化学原理、化学知识在土木工程建设中的重要作用;加强化学与土木工程学的相互渗透、相互联系和相互柔合。 《工程化学》课堂教学在选择教材体系和教材内容上的取舍,要突破化学学科的框架和体系,要根据土木工程建筑专业学生未来工作实际需要和提高课堂教学质量的要求来组织和取舍教学内容;课任教师在备课时要注重基础、突出重点和有利于大学生创新能力的培养。 采取有利于课程教学需要的教学方法和教学手段,给教师留下更大的空间,特别是在联系实际把教学搞活方面提供了方便。 高职院校土木工程专业《工程化学》教材选择是选用普通高等教育“十五”部级规划教材并根据高职院院校学生的实际,不断更新教学内容,要不断置换、积累和融入最新和最先进化学方面的研究成果。突破传统教材的局限,进一步解决了《工程化学》教学理论与实际相脱离的现象,将《工程化学》理论知识与土木工程建设实际需要有机地结合起来,融为一体,采用渗透、交叉的方式处理好两者关系。 目前,国内外已经开发出了不少《工程化学》课堂教学多媒体课件,其中不少为《工程化学》精品课堂教学多媒体课件。但是,针对高职院校土木工程专业《工程化学》课堂教学多媒体课件则非常少见,急切需要教学研究和管理部门加大《工程化学》课程课教学课件开发力度,开发出适合高职院校土木工程专业《工程化学》课程多媒体教学课件来满足高职院校土木工程专业《工程化学》课程课堂教学需求。要随着科学技术的发展和建筑材料等行业技术的发展的最新成果,不断更新和优化《工程化学》课程资源体系,同时要加强新常态下《工程化学》课程课堂教学更为科学有效的教学模式。只有通过高职院校《工程化学》课程教学改革研究,才能建立该课程科学地、完整的和有效的课堂教学模式才能科学地制定土木工程专业《工程化学》课程课堂教学实施方案,最终实现土木工程专业《工程化学》课程资源体系的科学配置,提升土木工程专业《工程化学》课程的教学质量,优化土木工程专业大学生化学知识结构和涵养。 二、工程化学课程教学存在的问题 (一)师资力量薄弱 《工程化学》课程虽然是土木工程专业一门重要专业基础课,值得注意的是,课任教师的来源,往往不是本院(系)教师,更多地来自化学化工学院和校外,学院(系)如果有自己的《工程化学》专任教也是极为少数,这校的师资配置,存在以下几个明显的缺陷,首先从化学化工学院(系)来的教师由于受化学化工学院实际工作潜移默化的影响,在实际教学过程中难免会偏重理论和偏重化学知识的教学,往往和土木工程专业的实际需求会存在一定的差距;其次,校外聘请的教师更多是通过关系介绍而来,教学水平和教学能力一时也难以评定;三是学院(系)自己的专任教师由于是个别现象,集体备课共同研习教学经验的机会必然稀少,难以做到,互相提醒,互相帮助,最终影响课程教学质量的提升;第四,缺少传帮带,总是靠自己摸着石头过河来独自探索该课程的教学模式和教学手段。因此,师资力量配置的好坏将直接影响《工程化学》课堂教学效果。 (二)教材内容局限 通过对国内大多数高职院校土木工程专业《工程化学》课程教材选择情况的统计结果表明,大多数高校采用由浙江大学陈林根主编的“十二、五”规划《工程化学基础》教材。由于陈林根主编的《工程化学基础》教材本身不是针对高校单一的土木工程专业编写的,而是面对整个非化学、化工工程系列专业为对象而编写,故教材内容虽然也涵盖了土木工程类专业所需要的内容,不仅知识面涉及广,而且从理论到应用自成体系。但是,正因为如此才难以凸显土木工程专业所需要的相对全面的建筑材料的结构及相关知识内容,据分析可知该教材相对土木工程专业存在不少关联度不大的内容。其次,教材教法缺乏实验演示实例教学模式。内容需要更新和优化,教学方法需要不断创新,教学模式要根据学校不同层次和学生不同基础进行可行性改革。 (三)教学脱离实际 不少高职院校教师受社会不良思潮的影响,受学校工作重心导向的影响,如有些学校特别重视科研工作,制定了很有诱惑力的倾斜政策,主要是对科研成果的奖励幅度较大,导致不少教师花大量的时间放在自己并不善长的科学研究上。而必须用在履行岗位职责认真钻研教材,潜心备课的时间和精力投入很有限,严重影响了优质课或精品课程的建设工作,导致不少人在思想认识出现滑坡,错误地认为课堂教学对一名课任教师来说已经不是第一要务,而只是一种义务,故此不少教师很少把课堂教学当作一名教师的第一责任。不少教师在处理课堂教学内容时,很少做深入地调查研究工作,对本专业学生具体需要什么并不清楚,故不能结合学生的实际因材施教,课堂教学与专业实际需要相差甚远,这是新常态下高校教学工作中出现的新问题必须引起教学管理部门的高度重视问题。 (四)教学模式刻板 据对高职院校当前教学现状的调查了解和分析评估,不难发现大多数教师的教学模式不仅呆板而且缺少生气,不少年青教师只能照着课件上课,对教学课件的依赖程度相当严重,几乎到了没有课件就没有办法上课的状况。有些教师板书也缺少必要的演示和推论,教师的示范作用受到较大的限制。这种教学模式,很难提升课程的教学质量,课堂教学效果不好。 (五)教学手段单一 虽然现代科学技术的发展,为高职院校课堂教学提供了现代化的教学手段,如多媒体教学,大大改善了传统教学模式存在的缺陷,为丰富了教师课堂教学手段,实现了超时空和空间的知识传送。但是,通过调查研究发现,不少年轻教师利用多媒体教学手段的层次偏低,实际应用停留在较低的层次,不能真正发挥多媒体技术在课堂教学中的优势,同时又失去了传统教学优势,教学手段显得十分单一,对课堂教学质量造成不利影响。 (六)实验教学缺乏 《工程化学》是一门实验性很强的专业基础学科,因此,必须配置相应的实验教学用场地和设备。高校土木工程专业开设《工程化学》课程,有条件的高职院校可开设与教材内容关系密切的实验课程教学,通过科学实验来证实化学原理,通过实验教学让学生有个直观和感性的认识。但是,不能不看到,高职院校土木工程专业《工程化学》课程很少设置实验教学课程,基本上是采用课堂理论教学模式,使得《工程化学》课程教学不能取得真正的教学效果,学生也没有亲身的感受,影响该课程的教学质量。 三、工程化学课程教学改革措施 (一)优化师资力量 《工程化学》和其他学科一样,在教学上要取得良好的效果,师资力量是首要问题,因此,高职院校土木工程专业《工程化学》课程师资是否科学配置也是教学改革能否取得成功的非常重要的一内容,严把师资师进口关,在引进师资时,必须注意从毕业学校、所学专业、学业成绩和思想品行都应列入考核范围内。一方面要尽可能招收优秀的985学校的硕士研究生或博士研究生。另一方面可考虑从外聘教师中择优选择,从这个方面考虑就要注意事项高校本专业专任教师名师中选择优秀的《工程化学》课任教师,外聘专业课任教师一定要做到宁缺勿滥,杜绝引入教学能力差、责任心不强、水平一般,没有发展潜力和空间的师资。第三是学校要创造良好的进修条件,将在职在岗的《工程化学》课任教师送到条件好的、《工程化学》专业教学、科研水平高特别是建立了精品课教学基地的高校培训,从高位切入,大幅度提升专任教师的教学技能和教学水平,从根本上优化《工程化学》师资力量。 (二)精练课程内容 目前,可供选择的《工程化学》教材不乏精品,但是在用于高职院校三本院校土木工程专业时,就存在明显的取舍问题,因为每一部教材,在编写时都是根据编者学校学生的专业性质组织实施的,内容分布较全、较广,不仅有化学基本原理,也涉及到化学基本粒子的性质和结构知识,同时也和物质的具体应用关系密切,特别是材料的性质和应用较为全面和具体。因此,教师在备课时,增减完全取决于教师对学生需求的把握。为了实现对教材的科学地处置,教师必须熟悉教材、熟悉学生所学专业的实际需求,花时间精讲课程内容。 (三)深入联系实际 《工程化学》课程教学需要有一个良好的教学环境,教师需要有师德修为和职业道德素养,因此必须加强教师队伍的建设工作,不仅要抓好业务工作,更要抓好思想政治工作,宣传和普及《高等教育法》,依法办学,要教育教师遵纪守法,爱岗敬业,全身心投入学校的教学事业之中。高职院校应该时刻把握正确的教育方向,把人才培养工作列为学校工作第一要务抓好落实。任何时候都不能冲击正常的教学工作,为教师创造一个良好的教学环境。学校要审时度势,抓住教师的心理动态,采取积极各种有效措施鼓励教师爱岗敬业,认真履行好教师的岗位职责,建立符合高校实际的激励机制,促使每一位教师都成为本专业的行家里手,把每一门课程尽可能建设成为精品课程,把每一堂课都成为示范课,这样《工程化学》课堂教学也将获得成功,大幅度提升教学质量。 (四)优化教学模式 《工程化学》课程教师要根据土木工程专业学生的特点,认真钻研课程内容,分析上课对象的特点和基础条件,采取合理的工作模式,以传统教学模式为基础,积极学习和掌握多媒体等现代化教学手段,根据课堂实际需要大力改革和优化现有的课程教学模式。 (五)采用多媒体教学手段 《工程化学》传统的教学模式存在明显的缺陷就是理论分析不易展开,推理过程过于复杂,不利用大学生学习吸收和消化,教师的黑板演示时间过长,工作量大,效果反而不好,学生也学得很累,教师也很累。而现代多媒体教学可通过光、电、声、像和动漫等技术手段,将复杂难以理解的数字公式做到直观化、形象化和具体化,大大提高了课堂教学效果。但其中也存在明显不足,师生之间的联系淡薄了,教学互动环节往往也被忽略了,不少利用多媒体手段教学的教师错误地认为只要做好多媒体课件,课堂教学就不成问题的错误认识,离开了多媒体就不知如何上课了。对不少青年教师来说,不是个例,可见这一问题必须引起教学管理部门的重视。 (六)密切学生的实际开展实验教学 实验教学是工程化学教学的一个重要组成部分,在教学过程中必须结合课程内容设计好易于开展的化学实验活动,通过亲身经历化学实验整个过程,加深同学们对原理及过程的认识和理解。 工程化学课任教师综合素质如何,灵活掌控课堂教学的能力如何是决定课堂教学成败的关键因素,只有课任教师熟悉高职院校土木工程专业整体知识结构体系和工作实践的经历,才能对工程化学上课内容的深度和广度把握恰当,将土木工程专学业所必须认识和了的相关化学原理和各种各样建筑材料的有一个客观的了解,客观地说土木工程专业大学生只要掌握普遍性的化学知识和建筑材料的特性及其在工程建设中的应用,就完成了课程的教学任务,完善了土木工程专业大学生的知识结构,为其顺利开展专业工作奠定坚实的化学基础。 土木工程专业工程化学教学研究:土木工程专业《工程化学》教学中的一些体会和认识 摘要:针对大一新生和土木工程专业的特点,结合自己的教学实践,从重视第一堂课、理论联系实际、改进教学手段和改革教学模式四个方面就如何提高土木工程专业《工程化学》的教学质量浅谈了几点体会和认识。 关键词:工程化学;土木工程专业;提高教学质量 工程化学作为培养“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的高级工程人才必需课程,是我校土木工程专业本科生的一门基础必修课,是该专业学生大学期间所学的唯一一门化学课程,因此,该课程的开设对于学生在今后能够有意识地运用化学原理去思考、分析和解决实际工程问题的科学思维培养具有重要作用。 工程化学对于大学一年级的学生来说,存在着内容多、学时少、理论性强、概念抽象等因素,因此笔者针对我校土木工程专业认证(评估)中对《工程化学》人才培养的要求等特点,就如何让工程化学的教学得以更好地实施,从而激发学生的学习动力,提高教学质量这一课题,结合自己的教学实践,浅谈几点体会和认识。 一、重视第一堂课,激发学生的学习兴趣 对每一位刚刚踏入大学的新生来说,大学是一个全新的学习和生活环境,学生对周边的事物存在着新鲜感与好奇心。绪论课作为一门课程的第一堂课,是课程的开场白和宣言书,是师生之间的第一次接触。俗话说:美好的开始是成功的一半,因此,上好第一堂课在整个学科教学过程中有着特殊的地位和重要的影响。笔者认为,为了上好这第一堂课,需要做好以下几个方面: 1.注重教师的言谈举止和仪表风范。学生对任课教师的第一印象在一定程度上会影响到学生对这门课程的学习态度,因为学生对教师本身也存在着一定的好奇心。教师若能着装整洁得体、仪表端庄大方、教态自然,并以精练、准确、幽默的语言把知识讲授给学生的话,定会吸引学生并提高教师形象,进而缩短师生心灵之间的距离,达到“亲其师,敬其人,信其道”的目的。 2.明确教学目的和教学要求。土木工程专业的学生拿到教材后,难免会有些困惑和不解,比如大部分学生会想“为什么要学这门课?”、“学什么?”、“学了有什么用?”等问题。说到底,这就是我们教学目的和教学内容的问题。因此,上课之前,教师必须吃透教材内容,明确教学目的,做到心中有数。针对土木工程专业的学生,笔者认为可以根据土木工程注册师基础考试大纲的要求讲起,这样既能很好地回答学生的这些问题,又能让学生明白如果不学该学科或没学好该学科会带来什么后果,会给自己今后的学习和生活造成什么影响,通过这种反证法说明该学科的重要性,以引起学生对该学科的重视并端正他们的学习态度。 3.了解学生的基础,因材施教。我校土木工程专业的学生来自全国各地,学生的知识水平参差不齐,部分学生特别是新疆、西藏地区少数民族学生因为高考的时候没有选择化学,所以化学基础比较薄弱甚至还停留在初中阶段。因此,在第一堂课上,有必要了解一下学生的真实情况,对他们的化学基础做好充分调研,为后续的教学工作做好准备。笔者所在学校针对新疆、西藏地区少数民族学生的课程管理中,规定任课教师应对民族生增加课程辅导,并安排一定的测试,以便及时了解学生掌握情况。 二、理论联系实际,提高学生的学习热情 当代大学生都是“90后”,他们对于知识的学习常常是按照兴趣而进行的,为了吸引学生的注意力,在教学过程中,不仅要重视对化学基础知识的讲解,还要介绍一些与专业相关的科技成果,提高学生的学习热情。比如,材料的腐蚀是建筑工程务必关注的重要问题之一,其中钢筋的腐蚀对工程影响较大。因此,在氧化还原与电化学章节的教学中,可以从电化学的原理出发,介绍混凝土对钢筋的保护作用以及钢筋腐蚀的电化学性质等内容;再如,在讲解溶液和离子平衡时,可以从化学的角度分析水体的污染源以及对废水的处理方法等,结合酸碱理论介绍用中和法处理酸性或碱性废水,或者利用溶度积规则来判断废水中的某种金属离子是否已经完全除去,使其达到排放标准等等。这样一来,可以让学生体会到工程化学对他们进一步深造和未来从事的工程设计施工或管理行业具有非常重要的作用。 此外,笔者认为,在教学过程中需要穿插一些贴近生活的教学案例以丰富学习内容,从而增强学生对化学知识的记忆。在热力学中引入描述混乱度大小的物理量――熵时,可以多举例一些从有序到无序的生活案例,如水自动地从高处往低处流;再如在一杯水中滴入几滴红墨水,则红墨水就会自发地扩散到整杯水中等。在讲解催化剂对反应速率的影响时,要让同学们了解催化剂有正催化剂也有负催化剂,如橡胶中的防老化剂、食品中的防腐剂等都是负催化剂;此外,通过在混凝土中加入一定比例的橡胶粉,不仅可以提高混凝土的韧性、变形能力、抗冲击性能,而且还拓展了废旧橡胶的应用领域,实现了固体废弃物的资源再利用。通过以上种种讲解,使学生真切感受到化学知识可以广泛应用于我们日常生活中。 三、注重教学手段的改进,发挥学生的主动性 笔者认为在教学过程中应充分利用现代教学手段,一方面可以采用大量的图片、视频等生动形象地展示与知识点相关的化学原理或实际工程,使同学们对土木工程中化学知识的应用有一定的感性认识;另一方面还可以将工程化学中抽象的概念具体化,如在讲解杂化轨道理论时,可以将整个杂化过程用三维立体动画的形式表示出来,能使学生直观地看到杂化前后轨道的数目不变,但是杂化后轨道的伸展方向和形状却发生了改变。 任何一种教学手段都有利有弊,多媒体教学也不例外。在公式推导等章节,如弱酸或弱碱的解离平衡、缓冲溶液pH值的计算以及能斯特公式的推导和应用等,笔者认为则宜用板书书写,适当地放慢教学进度,可以方便学生跟进思考,便于理解和接受,提高教学效果。 四、多种教学模式的相结合,培养学生的自主学习能力 由于我校土木工程专业《工程化学》课程面向的是大一的新生,他们大多数人还处于初入大学的迷茫期,通常表现为自学能力、独立分析问题能力、灵活运用所学知识能力、实践和创新能力等方面比较欠缺。而科学的教学模式是实现教学目标、保证教学质量的重要手段;不同的教学内容若能与不同的教学模式相匹配必能相得益彰。因此,在教学过程中,笔者认为教师一定要善于巧设问题情境,或将需要教师主讲的一些内容转换成思考题的形式进行教学,尽可能采用启发式、互动式、探索式、研究式等多种教学方法将结合,针对不同的教学内容采用不同的形式组织课堂教学,来改变“填鸭式”的传统教育模式,培养学生自主学习、分析问题和解决问题的能力。如每1―2次课设立一次3分钟左右的学生讲授环节,选择一位或两位同学对已学或即将学习内容的一个知识点进行讲授;或要求学生在学习某个知识点前,走进图书馆去寻找和构建贴近自己专业的生动教学案例,鼓励同学们主动面向全班同学进行阐述。因此,学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习,做好充分的准备,也达到了培养学生的自主学习能力的目的。 结语: 在结合专业特点和学生实际情况的前提下,教师在教学过程中应重视第一堂课,给学生留下良好的第一印象;合理组织教学内容,理论联系实际;改革教学方法,利用多媒体和传统板书有机结合,增加实际工程或生活案例,这些方面都能够有效地提高学生学习兴趣,培养学生的自主学习能力,达到提高教学质量的目的。以上即为笔者讲授工程化学课程中的一些体会和认识。 土木工程专业工程化学教学研究:土木工程专业工程化学课程的教学实践与思考 摘要:工程化学是土木工程专业的一门重要的基础课程,课程的教学目的是培养学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。本文通过阐述对新疆大学建筑工程学院土木工程专业工程化学课程理论教学内容的优化、实验教学内容的更新和完善以及课程考核方式的多元化改革内容的教学探索,希望能为工程化学课程的教学改革和提高教学质量积累一些经验。 关键词:工程化学;教学实践;教学改革 工程化学课程是针对高等院校非化学化工专业本科生开设的公共基础必修课程,在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位,工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系,训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。工程化学课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、生命科学的发展等有关化学问题,使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,促使学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此,工程化学课程的学习对非化学化工专业学生的全面培养起到相当重要的作用。 由于高考化学课程所占比例有所降低,过去原本在中学化学课程中讲授的内容放到大学来进行学习,工程化学基础课程对于现在非化学化工的大学一年级学生来说,存在着内容多、学时少,新名词新理论多、跨度大等问题,学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。因而,在大学里工程化学的教学就显得尤为重要。 新疆大学建筑工程学院自2014年通过国家教育部土木工程专业评估后,为提高我校土木工程专业学生的化学素养及基本化学实验能力,将工程化学课程教学课时从原来的28学时调整为36学时,并增加了10学时的实验课课程教学。因此,如何在这有限的课堂教学和实验教学中提高我院土木工程专业学生的化学素养,让学生能在今后的学习和工作中能够有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题,是摆在工程化学课程授课教师面前的紧迫任务[4]。对此,笔者结合我院土木工程专业讲授工程化学课程的经验,结合我院大一新生特点,根据工程化学课程的内容并结合土木工程专业后续课程内容的需要,对工程化学基础课程的教学方法进行实践与思考。 一、优化课程教学内容 目前,工程化学课程使用化学工业出版社出版的贾朝霞教授主编的《工程化学》一书,全书从物质的聚集状态、化学反应的基本规律、溶液的离子平衡等基础理论出发,结合了无机材料、有机材料、常用油品和化学与环境保护等内容,适用范围较广。 结合我院土木工程专业的人才培养目标,对工程化学课程的基本知识、基本原理、专业知识和技能知识的讲授比例进行了优化,在保证基本知识和原理内容的教学课时的基础上,通过增加课程学时的办法,较大比例地增大了课程的专业性和技能性。当然,要想在有限的学时数里让学生掌握工程化学课程中涉及的所有内容,这是不现实的。因此,就需要教师在有限的讲授课时中,让学生真正领悟到化学是一门与我们生活息息相关的科学知识,激发学生学习兴趣,进而产生一股潜在的驱动力让学生提高自主学习的能力,使他们愿意将其学好、学透。 工程化学课程相较于化学化工专业的普通化学课程而言,是让非化学化工专业学生从较为具体和实际的化学角度认识和分析解决工程技术中的问题,这是一种通向学以致用的途径。因而工程化学课程应该有明确的专业针对性。因此,在基础理论的讲解过程中,对于应用量子力学的知识去理解核外电子运动状态的这部分内容,这部分教学内容笔者认为应重思维而轻具体内容,只需要求学生对量子力学解决原子结构问题的思路即可。讲授过程中可以较为系统地介绍人类认识微观世界的发展过程,从道尔顿提出的原子学说到卢瑟福的含核原子模型,由波尔理论、鲍林规则到量子力学理论的产生后,人类是如何逐步深入的探究微观粒子的运动状态、化学键和分子结构。使学生认识微观世界的本质,了解和掌握波粒二象性、测不准原理以及化学键的成键本质;再从微观本质的基础上,进一步学习化学变化的宏观现象,介绍如何运用这些原理来指导实际的科学问题。如可以现代液晶电视中分子间作用力是如何被表征的;混凝土中减水剂分子是如何通过表面化学现象实现高减水的等等。这样可使知识的讲授环环相扣,也避免了枯燥的理论满堂灌。 二、实验教学内容的更新和完善 工程化学实验是工程化学课程体系的重要组成部分,是培养学生工程实践基本素质的一个重要环节,为将来运用工程化学知识解决和化学有关的实际问题打下一定的基础。以往工程化学课程的实验项目多为验证性实验,如化学实验仪器的基本操作、酸碱滴定等,实验内容比较单一,综合性和设计性实验项目偏少,不能有效培养学生综合运用化学知识解决问题的能力[5];并且对于土木工程专业学生来说也无法突出专业特点,与后续专业课程的学习衔接性不好。 目前,我院对工程化学实验课的开设提出要积极增加综合性、设计性和创新性的实验项目,压缩验证性实验项目的要求。对此,实验室将原有化学实验仪器的认识和电子天平的使用、双指示剂法测定混合碱液中组分含量、水质检验及水硬度测定、氧化还原与电化学、固体氯化铵生成热的测定等五个实验调整为化学实验仪器的认识和电子天平的使用、粗食盐的提纯、水泥熟料中二氧化硅含量的测定和金属的防护与防腐等四个与今后专业课程内容联系更为紧密的实验项目。而且我院在实验室规定的开放实验时间内,学生可以通过查阅资料、拟定方案、设计实验并和老师讨论后可进实验室进行实验项目工作的开展,让学生自我发挥的空间更大。 新开的实验课项目在满足实验的基础性和创新性的前提下,注重了实验的设计与综合。大学实验课较为强调作为主体地位的学生在实验过程要有发散性的思维,敢于试错。指导教师要尊重学生的主体地位,不能再以教师为中心或者以知识权威者的身份进行知识的灌输,而是把学生作为中心,围绕学生的特点需要,以帮助学生学习不断进步为目的,与学生商讨问题,解决问题,把工程化学实验室建造成为大一新生步入的第一个进行研究性学习的场所,让他们学会利用大学的有利环境,锻炼提高自身的专业能力、心理能力和社会适应能力。 通过实际教学发现,根据专业需求设置实验项目内容,在大一新生掌握他们所需的化学知识和实验操作技能的基础上,还可使他们对今后所学专业的应用前景有一个初步的了解。 三、课程考核方式的改革 当前,工程化学课程在大一入学第一学期开设,我院对于土木工程专业将其设定为考查课。这对于大一新生来说,考核方式与高中一场接一场较为狭隘的学习目标有所不同。大一新生对大学的学习抱有强烈的好奇心,但经过对大学课程的接触后就会发现大学教学内容、方式和手段与中学时有很大差异,对于长期习惯于学生和老师捆绑式的鸟儿喂食的教学方法的大一新生开始感到茫然,很难在短时间里找到适应大学阶段的学习方法。而工程化学课程内容多、学时少、跨度大,入学的大一新生往往稍不努力学习,就会感觉学习吃力。高考胜利所带来的良好感觉将逐渐消失,精神压力也感觉较大。对此,笔者认为在授课过程就应指出大学工程化学课程与高中化学课程学习的巨大差异性,其中,课程的考核方式不在是单纯依靠期末的卷面成绩,而是要更多考查学生自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。 考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(80%)这种传统的理论课考核权重方式和大一新生高中阶段的学习考核方式相仿,比较侧重于终结性的评价,笔者感觉这种方式由于与高中学习考核方式的相仿而不利于调动大一新生的学习积极性;对此,我院工程化学课程考核方式调整为考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(40%)+个人专题论文(20%)+团队创新实验(20%)这样六部分构成。考核方式的多元化改革是希望学生逐步提高自主学习和团队合作的能力,在这种新体系的考核方式中,更突出了过程性考核,有利于学生将来走向社会后的职业发展。 四、结束语 通过实际教学发现,化学作为一门与工程实践紧密结合的基础科学,不仅要让学生掌握好基础理论,更要让学生学会运用所学的理论知识思考、解决所面对的生产实生活中的实际问题。 由于当前工程化学课程设置的教学时数和实验课时数相对较少,有限的学时往往也限制了部分教学方法和手段的使用,这些问题和不足,笔者认为随着今后互联网的蓬勃发展,信息化建设水平的不断提高,今后可在网络教学平台上搭建出一个不受教学时间和空间限制并且教师与学生能够良好互动的24小时教室。 总之,工程化学课程的教学改革取得了一些成绩,积累了一些经验,但改革是一项长期而艰巨的任务,需要相关教师在当前学校以教学为基础、以科研为导向的政策支持下,付出更多的努力。
计算机科学论文:刍议计算机科学与计算机发展的认识与思考 1.计算机发展的历史沿革 1.1在20世纪40-50年代,此阶段被称为大型主机阶段 (即第一代电子管计算机)。期间经历了电子管数字计算机、晶体管数字计算机、集成电路数字计算机和大规模集成电路数字计算机的发展历程,计算机技术逐渐走向成熟。 1.2在20世纪60-70年代,此阶段被称为小型计算机阶段 其实就是对大型主机进行的第一次“缩小化”变革,其成本低廉,价格易被接受。而且可以满足息处理的要求。 1.3微型计算机阶段 是20世纪70-80年代的主流,也是对大型主机进行的第二次“缩小化”变革。期间,美国苹果公司推出了appleii计算机,并此后对它经行了若干次的演进,最终打开了个人计算机市场,为个人计算机的普及奠定了根基。 1.4客户机/服务器阶段 其标志阶段是在1964年,ibm与美国航空公司将2000多个订票的终端用电话线连接在了一起,建立了全球第一个联机订票系统,此举标志着计算机进入了客户机/服务器阶段。在其网络中,网络的优秀部分就是服务器,网络的基础就是客户机,服务器不断给客户机提供所需要的网络资源。客户机/服务器结构的最大优点是能让客户端pc的处理能力得到最大充分发挥,经过客户端处理过工作后,再提交给服务器,使得服务器的压力能够得到大幅度降低。 1.5 internet阶段,也称互联网阶段 互联网始于1969年,最初是因为加利福尼亚大学洛杉机分校、史坦福大学研究学院、加利福尼亚大学、犹他州大学四所大学在arpa制定的协定下,将四台主要的计算机按照一定的通讯协议连接起来,此举标志着互联网的诞生。至今为止,互联网的功能越来越强大,带宽速度也越来越快。其交互性、即时性、多媒体性、全球性、海量性的特性突显。互联网的意义不应低估。它是人类迈向地球村坚实的一步。 1.6从2008年起,云计算时代来临 云计算(cloud computing)概念逐渐流行起来,它正在成为一个通俗和大众化的词语。云计算被视为“革命性的计算模型”,因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为了可能。企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本,只需要通过互联网来购买租赁计算力,用户只用为自己需要的功能付钱,同时消除传统软件在硬件,软件,专业技能方面的花费。云计算让用户脱离技术与部署上的复杂性而获得应用。云计算囊括了开发、架构、负载平衡和商业模式等,是软件业的未来模式。它基于web的服务,以互联网为中心。 2.计算机的未来发展模式 2.1分子计算机 分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息,并以更有效的方式进行组织排列。分子计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。转换开关为酶,而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。生物分子组成的计算机具备能在生化环境下,甚至在生物有机体中运行,并能以其它分子形式与外部环境交换。因此它将在医疗诊治、遗传追踪和仿生工程中发挥无法替代的作用。分子芯片体积可比现在的芯片大大减小,而效率大大提高, 分子计算机完成一项运算,所需的时间仅为10微微秒,比人的思维速度快100万倍。分子计算机具有惊人的存贮容量,1立方米的dna溶液可存储1万亿亿的二进制数据。分子计算机消耗的能量非常小,只有电子计算机的十亿分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白质分子,所以分子计算机既有自我修复的功能,又可直接与分子活体相联。 2.2量子计算机 量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。量子理论认为,非相互作用下,原子在任一时刻都处于两种状态,称之为量子超态。原子会旋转,即同时沿上、下两个方向自旋,这正好与电子计算机0与1完全吻合。如果把一群原子聚在一起,它们不会像电子计算机那样进行的 线性运算,而是同时进行所有可能的运算,例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。只要40个原子一起计算,就相当于今天一台超级计算机的性能。量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存,其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍,就像一枚信息火箭,在一瞬间搜寻整个互联网。 2.3光子计算机 光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路,要有激光器、透镜和核镜。 由于光子比电子速度快,光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍,还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。 2.4纳米计算机 纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围, 质地坚固,有着极强的导电性, 能代替硅芯片制造计算机。“纳米”是一个计量单位, 一个纳米等于10-9米, 大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从20世纪80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子,制造出具有特定功能的产品。现在纳米技术正从微电子机械系统起步,把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积只有数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源, 而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。 2.5生物计算机 20世纪80年代以来,生物工程学家对人脑、神经元和感受器的研究倾注了很大精力,以期研制出可以模拟人脑思维、低耗、高教的第六代计算机——生物计算机。用蛋白质制造的电脑芯片,存储量可以达到普通电脑的10亿倍。生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍,传递信息的速度也比人脑思维的速度快100万倍。 2.6神经计算机 其特点是可以实现分布式联想记忆.并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。它是一种有知识、会学习、能推理的计算机,具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力,并且具有说话的能力,使人机能够用自然语言直接对话,它可以利用已有的和不断学习到的知识,进行思维、联想、推理,并得出结论,能解决复杂问题,具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。 3.结语 随着计算机信息技术不断渗入经济社会生活中的各个领域中,全球正逐步进入信息产业为主导的新经济时代。计算机的发展必将实现人类发展史上的重大突破,为人类跨向更加美好的明天,提供无穷的力量。 计算机科学论文:浅析计算机科学与技术人才创新能力的培养 论文关键词:计算机科学 技术 创新能力 论文摘要:计算机科学与技术专业对于人才的培养,要以“创新精神和能力”这两点为宗旨。本文简单的探讨计算机科学与技术人才创新能力的培养。 计算机科学与技术是一个不断发展、不断学习的专业,培养的学生没有较强的创新能力是难以应对不断更新的科学技术的,也很难能够符合国家、社会以及岗位的发展需求。“科教兴国”战略21世纪的中国教育进入一个新的历史发展阶段,这一阶段将以深化教育改革全面推进学生创新素质培养为标志和方向,将以培养学生的创新精神和创新能力为优秀和重点,已成为本科院校教学改革中一项值得认真思考和深入研究的课题,更是应用型本科学院适应时展的必然要求。 一、当前高校计算机专业培养现状 社会对计算机科学人才的需求日益强烈,信息时代的社会需要多样化的计算机人才。然而,随着科技的进步,计算机专业人才的确培养所存在的问题逐渐暴露出来。具体体现在:学生缺乏创新精神,只会死记硬背,实践能力不强,与社会需求脱轨。一方面社会对计算机专业人才的需求在不断增加,而另一方面大量的计算机专业毕业生无法找到工作。为适应新形势下对计算机科学与技术专业人才的新需求,我们必须对计算机科学与技术专业进行教学改革,在高等院校培养学生的创新素质,是高等教育适应时展的迫切需要。 二、计算机科学与技术人才创新能力培养的措施 (一)加强创新意识和创新能力培养的各个环节 对于学生的创新能力和创新意识,一定要注重细节的做法,贯穿到教学过程中的各个环节。在课程教学的过程中,既要注重知识点的讲解,又要注意与能力点的结合,这对于启发学生的创新思维来说很有帮助。在实验的设计上,要给学生们创造出更多的学习机会,让他们的表现力和沟通能力有机会展露出来。还要积级组织各项活动,把创新落到实处,通过这些项目的开发,让研究创新的风气在高校内形成,让每一个学生的综合素质都得到提高。在学生的创新能力和考核方面,也要提出成熟的方案,这样才能激发学生创新的兴趣。还要在教学的各个环节中加强互动,如建立启发式、设问式、案例分析式、课堂讨论式的各种讨论方法,便于训练学生主动去获取知识、运用知识,而且在课后留作业的时候,也要多加注重学生综合素质的教育,让创新贯彻到每一项日常活动中来。比如可以开展学生俱乐部的创新活动、组织他们进行演讲、讨论,在考核的时候,要加强科学的引导,建立多环节,多要素的考核方式,这样才能综合全面的反映出学生的创新能力。对于那些富于独特见解的学生,要积极进行重点引导,让其长久保持下去。在教学风格和技巧上,也要善于变换各种教学手段,得以让学生对于课堂教学有着积极的参与性。 (二)为课外创新活动积极创造条件 由于计算机科学与技术学科实践性很强,要为学生的课外创新活动积极创造条件。人才是社会竞争的优秀,关注细节的发展,为学生创造创新的校园环境,提供高效的师资队伍,对于学科的教学理念和教学方式进行积极而有效的控索,激发学生专业创新能力的兴趣,才能有效培养学生创新的精神和意识。建设国内一流计算机教学环境,培养适合社会竞争发展需要的合格创新人才,创建完美的教育体系,为创新人才的培养搭建一个合理的平台,才能达到教学的最终目的。 (三)注重培养教育的教学艺术 在教学中,教师不必拘泥于已有的规划和既定的程序,要从创新的角度出发,发挥丰富的想象力进行教学。师生关系在教学的过程中,要随着教学的进程不断进行讨论,从而维护一种让创造力更加突出表现的师生关系。师生之间要努力做到公平信任,有着足够的自由和宽容,也要有浓郁的集体气氛,对于教学过程中能力结构与能力点的结合与训练,也不能放弃。每一个学生都是教师眼中的“好学生”,关键是这个好学生如何进行引导,让其符合社会创新型人才的需要。对于教育的研究与实践,并不是阶段性的工作,要不断的深化教学改革。关于学生的学习效果,要作为教师重点关注的内容,这样才能不断改进教学方法,去芜存精,让教学水平得以提高,让教学艺术发挥得更加完美。与此同时,积极采用各种有效的增加师生感情的方法也是有必要的。 (四)为学生创造进行创新的校园环境 教育创新的教学与传统的教学方面存在着一定的差异,如果采用传统的教学方法,就会造成很多学生在学习过程中对于知识的掌握缺乏有效性,更缺少对规律的了解和运用的方式方法,甚至于只会从教师和书本那里照搬,这种教学方式很难取得理想的效果。采用创新模式来培养学生,需要建立新型的师生关系,让传统的教学功能得以创新,从而在学生创新教育过程中起到很好的引导作用。对于自身的创新意识,创新思维和创新能力,教学过程中要起到对学生的感染作用,一个教育工作者创新能力的发展,将会让学生体会到什么才叫做“教育”的主体。这种主体的建立,才会为营造新的教育环境创造空间。具体来讲,在高校的教学环境中,要积极提倡素质教育和创新教育。由一些相关的教育领导拟定创新的学习目标,积极进行倡导,拿出具体的措施,合理有效进行组织,这样就会在高校中形成有效的氛围,赢得广大师生的正确的评价,从而加强创新环境的塑造。在课堂的教学环境中,要形成有效的运转灵活的组织机构,引导学生参与到课堂的教学环境中去,让学生在讨论中发现问题,主动进行思考,积极寻找解决问题的办法,这对于培养他们的创新意识及思维是非常有益的。 三、总结 总而言之,在人才培养理念上,既要遵循计算机科学与技术专业人才培养规律,又要拓宽学生的创新能力的培养,在计算机科学与技术专业教学中,我们不仅要把知识传授给学生,更要培养学生的创新能力。我们必须用先进的教育理念开拓全新的教学思路,营造一个宽松的创新环境,努力把学生培养成社会需要的创新人才,才能完成时代赋予我们的历史使命。 计算机科学论文:思考软件无形性对计算机科学和软件工程教育的影响 【摘 要】 软件的无形性如何影响计算机科学与软件工程教育,从客观分析以及实际教学观察结果,强调了在软件工程教育框架中教育思想方法的重要性。软件工程是应用管理科学、数学及计算机科学等原理,进行软件开发的工程。软件工程人才培养在现阶段体现了多元化、本地化、工程化与国际化的特点;作为软件行业可以深切体会到从这四个方面培养人才的迫切性。软件工程的教育培养目标是使受教育者掌握和了解软件开发中的工程学知识与方法学,并且能应用与实践。 【关键词】软件无形性 计算机科学 软件工程教育 目前,软件产业已经形成了国际性产业链,软件行业同时形成了适合自身发展的游戏规则,软件从业人员的知识体系也在日益完善。学生的能力结构与知识结构的建立应当有针对性。软件工程是个交叉性学科,在教育领域与产业中明显的体现出了现代工程学科的工程化、本地化、国际化与多元化的特征。只有了解这些特征,对改进教学工作才有意义。 一、软件无形性影响计算机科学与软件工程 计算机科学与软件工程两者的不同之处,就是计算机科学更多的涉及到基本原理与理论知识,而软件工程更多的涉及对应用软件系统的维护、交付与开发科学知识的应用。所以,软件工程的任务主要是协调各种工程人员维护开发相应的软件系统,而计算机科学的工作主要是进行理论模型推演。软件工程与计算机科学的不同之处就是在理论本质之外的技术应用,软件工程师在进行编程与维护软件系统的同时,清晰的运用所学理论知识,并在实践操作后学习扩展更多的领域知识,而计算机科学在实际的操作应用中,对技术水平的应用更加广泛,对理论知识的应用体现就不明显。这也说明了软件工程在学习时更加注重理论知识的理解与应用,并且要不断的渗透理论知识,这是为今后的软件工程设计与创新打下最为基本的条件。同时,要善于转变所学的理论知识与技术的运用,充分的将软件思想与计算机科学应用到当代的技术水平中,在不断的创新与实际操作中找到技巧并取得进步。 (一)在教学过程中体现软件思想 软件的开发工作人员,在软件工程或计算机专业毕业后,就会投入到开发软件的队伍中去,这就说明学生在进行软件的学习时的重要性,每一个程序员都会有适合自己的软件思想与思路,在不断的实践工作中,还会形成适合自身的软件开发技巧,在诸多的软件开发与设计中,软件思想就会逐步贯彻并应用在这些软件程序中,同时,软件思想又具有不正式的思想概念,这就增加了在学习中的难度,只有掌握了学习软件思想的正确手法,才能逐渐的领会软件思想的内涵与操作应用理念,这就从侧面说明了理解软件思想的重要性。 (二)正确的讲授软件思想 在进行软件思想的讲授时,由于软件思想理论过于抽象化,教师很难只是依靠语言的讲授来表达软件思想的具体内容与本质,这就要求教师在讲授软件思想时善于运用正确的方法,对学生进行引导,在复杂的软件程序应用中,要不断的进行学习实践操作,不断在实践操作中,运用理论知识及概念在实际操作中得到正确的应用;软件思想的应用范围及应用环境是有一定限制的,必须在软件思想的教学大纲范围内得到应用;另外,软件思想不同于其他程序技术,虽然在实际的操作应用中,软件思想可以支持并服务于其他程序的操作使用,但是软件思想的应用,必须在一定的环境应用主题下,进行正确的操作,并且不能应用与特定的应用环境之中。软件的无形性对计算机与软件工程起着推动的作用,三者之间相互依存,相辅相成并且缺一不可。 二、教授软件思想的几种方法 在进行软件思想的教授中,教师要善于应用相对通俗易懂的教学方法,过于抽象的教学语言或教学方式在进行教学应用时,不仅起不到良好的教学效果,也不利于学生的理解应用,容易造成学生对学习中的教学知识进行积压,这就极易造成学生对所学知识越压越多的现象;软件思想的学习要善于疏通,善于应用实例,以便于理解,不同的教学方式会带来不同的教学效果,在教学过程中分层次教学符合现在因材施教的原则,大力保证了面向全体学生,特别重视对后进生的教学力度;注重学生主体地位,让不同层次的学生智力、能力、技能和知识都有所发展;另外分层次教学进度和教学目标符合学生的实际,不仅优化课堂教学结构,对学生的课业负担减轻,而且还提高了课堂教学效率和 质量。 (一)利用案例介绍如何使用软件思想 通过案例将整个软件思想贯穿其中。在分析教学案例时,教师要多运用软件实例进行讲解,由于软件思想相对比较抽象,学生理解起来相对困难,这就造成在今后的应用过程中不能熟练的进行应用,存在诸多问题,不能将软件理论知识进行条理的梳理;教学过程中还可以概括为三个阶段;首先是准备阶段,其次是奠基阶段,在课堂教学中,可以是练习课、自学课、启发课等,在课堂教学中进行观察、练习、教学、巩固等活动。最后是提高阶段,按照老师提供出的参考资料来进行课后的自学提高,这种教学方法优势是逻辑性较强、教学课堂紧凑。缺点就是这种教学过程不容易激发学习兴趣。 (二)运用相反的思考方法 在教学过程中,教师要善于运用教学方法进行教学,例如,运用相反的思考方法进行思考,这样既锻炼了学生的思考能力,同时也便于学生更加容易理解相对复杂的理论知识,不仅要熟悉理解软件工程相关知识,还要积极参与到项目的实施中。在实施项目的过程中,锻炼与培养一批软件程序员等项目管理人才。 三、结语 整体来说,教师应该充分意识到软件由于其无形性所带来的认知困难,及所包含思想的复杂性。计算机科学与软件工程教育在我国的科技发展中得到了广泛的应用作用,对我国的经济发展起着推动的作用,因此,计算机科学与软件工程的教学在现代的教育进程中至关重要。 计算机科学论文:计算机教育中计算机科学技术的应用 摘要:在科学技术不断发展的今天,计算机在人类生活中的应用十分普遍。计算机教育已经面向大众化,各学校已把计算机作为计算机教育的工具加以利用,提高计算机教育的教学水平是时展所面临的必然趋势。 关键词:计算机科学技术;计算机教育;实践应用 在社会环境日新月异的变化中,教育部门也提出了新的教育理念,在全社会都在倡导综合素质教育的同时,学校的教育改革已经逐步深入到各校园中。近年来,计算机技术在我国的应用已经十分广泛。当前,在社会对人才要求越来越高的情况下,计算机教育发挥了一定的作用,对教育改革的推进有了进一步的成果。传统的教学手段被计算机技术的发展逐步取代,无论是作为辅导工具,还是学生知识的积累,计算机技术的应用都是利大于弊。教师可以把计算机当成教学辅导工具,在实际教学中利用计算机技术进行教学工作,学生可以把计算机当成学习工具,丰富学生的学习内容,为学生提供学习资源,使学习变得更有乐趣。在学科之间计算机也能发挥作用,进行有机结合,为教师和学生提供便利。计算机教育作为近年来新兴的课程,教师教授学生操作计算机的学习过程就是计算机的教育,它是计算机学科本身所具有的教育活动,目前,在中小学课程安排中,有专门的计算机课程设置。多媒体教学、远程教育等利用计算机进行的教学方法和活动,与学习有关的内容都可以利用计算机来进行。 1计算机科学技术在计算机教育中的应用 1.1有助于教师日常的教学管理 计算机技术在现实生活中十分普及,并广泛的应用到教育领域中。简洁高效是计算机应用中的特点,在日常的教学管理中,教师可以通过计算机对学生的学习过程或日常行为进行管理,教师布置作业后,学生可以直接把作业发送到计算机中,教师利用计算机进行批阅,这样既准确又节省时间,教师也有更多的时间为学生讲解课程。计算机技术的教学管理可以规范学生的日常学习和对班级的管理,做到公平公正。在提高学生学习水平的同时,也大大地提高了教师的管理效率。 1.2方便学生的日常学习 目前,很多学校已经充分地应用到计算机科学技术,并且效果显著,深得家长们的好评。对计算机的应用不受时间和空间的限制,学生在任何时间、任何地点,有不会的难题都可以通过网络搜索查找资料,来解决学习上的困难。同时,教师与学生家长之间建立网络连接,学生放学后,教师布置作业,学生可以在做完作业后第一时间发送给老师,教师在网络上就可以对学生进行辅导,使学生的学习不受时间的限制,随时提出疑问。教师也可以利用业余时间给学生发送一些难题,让学生思考,并在网络上进行探讨,这些都是方便学生日常学习的行为。网络上的信息相对丰富,学生在网络资料中可能发现不同的解题方案,学生随时都可以与教师和同学进行积极讨论,活跃课堂的气氛,提高学生的学习兴趣。网络技术对于不同水平的学生也有一定的帮助,对课堂上教师讲解的问题,没有完全理解的学生,可以利用计算机查找,重新巩固教师讲解的内容,并充分的理解教师讲解的内容,还可以查找一些课外资料来加深记忆,这种学习方式,不受课堂的约束,可以让学生轻松完成学习任务。 1.3在丰富教学资源的同时节约教育资本 计算机科学技术的应用,在一定程度上丰富了教师的教学手段,教师可以利用计算机技术进行多媒体教学,在网上搜索一些图片或视频给学生观看,结合所学的内容,让学生在学习过程中更加直观、深刻的领悟知识。教师可以利用一些教学软件,如PPT的应用,进行文稿演示,把书本的内容变成电子稿的形式,吸引学生的注意力,增加学生的学习兴趣。在平时的考试中,教师可以利用计算机科学技术实行机考模式,让学生用计算机考试,这样可以节约大量的纸张和笔墨,还可以加强学生对学习的重视程度。减少学生的学习成本,使教学的方式变得多种多样,吸引学生学习的动力。在学生进行语言背诵时,教师可以为学生配上一些音乐,给学生提供资源,让学生产生浓厚的学习兴趣,同时提高学生的学习质量。 2计算机教育中出现的问题及解决途径 目前,在我国各中小学课程设置中都安排计算机课程学习,但真正重视计算机教育的学校少之又少。学校只是开设了计算机教育课程,但没有真正把这门课程作为重点培养来辅导学生的学习,中小学的计算机课程也只是浅显的掌握计算机的基本操作,对于更深层次的内容并没有过多讲述,很多学校计算机课堂变成学生玩游戏的场所,这是对计算机教育不够重视的一大因素。计算机教育不是一个简单的辅助工具,学校应充分利用计算机技术来实施教学工作,把对计算机的学习融入到学生的日常教育中。当前,计算机教育较为成熟的仍然是高等教育领域,受限于教育体制和经济条件,中小学并未实现真正意义上的计算机教育;针对上述问题,未来计算机科学技术在计算机教育中应当发挥更大的作用,为完善计算机教育提供有益的帮助。 2.1改变教师对计算机教育的看法和理念 将计算机真正地融入到学科教育体系中去,引导学生合理充分利用计算机软硬件来完成该学科的学习活动,借助计算机大力培养学生的自学能力。 2.2提升学生对于计算机教育的认知 教师要引导学生将兴趣转移到借助于计算机来实现获得更多有益的知识上,使学生通过计算机资源丰富、交流便捷的特点,更快、更容易地吸收和消化各科知识,全面提升学生的综合素质。 2.3应当进行积极不断的创新 教师和学生应了解和关注计算机科学技术的发展,随着计算机科学技术的发展,不断调整自己的教学模式和学习方法,不断进行创新,以应对瞬息万变又竞争激烈的现代社会。 3结语 我国的教育改革已经持续多年,我国的教育体制本身就存在着不少缺陷和问题,亟须通过大刀阔斧的改革来解决。计算机科学技术在当前社会的影响力巨大,大力推行计算机教育成为当前时代教育改革的一个重点。随着计算机科学技术的不断发展和教育改革的不断深入,相信计算机教育会发挥出更加重要的作用。 作者:石家华 单位:吉林省长春市招生委员会办公室 计算机科学论文:计算机科学与技术经济管理分析 【内容摘要】 进入新世纪之后,计算机技术的不断发展,促进了各个方面的更新步伐。计算机技术也在企业的经济管理中得到应用,与传统的人工管理方式,各方面速率有了很大程度的提高,其在企业进行数据信息管理时充分发挥了优越便捷的性能,本文从企业经济管理存在的问题出发,对计算机科学与技术所起到的作用进行阐述,最后针对其应用进行了合理的分析。 【关键词】 计算机科学;技术应用;经济管理 计算机科学与技术因其实用性、可操作性得到广泛应用同,在现代企业经济管理中也起到巨大作用,具有广阔的发展前景。但是一些企业领导者却没有相应的理念,对计算机科学与技术的重要性没有一个充分的认知,这对企业发展十分不利。 一、企业经济管理存在的问题 (一)观念传统和保守。 经济管理理念传统和保守是中国经济管理存在的重大问题。企业领导者常常是依据自身经验及其主观看法进行管理,随着市场经济的推进,如果管理观念不发生转变,必然会被市场所淘汰。大部分的企业领导者因没有一个正确的观念对计算机科学与技术运用时,无法产生有效的经济管理,最终导致企业领导者的决策行为存在盲目性。 (二)经济管理行为缺少明确的职责划分。 企业在进行经济管理时要有统筹观念和战略性意识,内部管理效率质量低下,企业发展就会失去平衡。如果企业的内部管理起不到相应系统性和全面性作用时,就会产生企业成长的障碍。企业缺乏主体意识没有合理的管理计划与明确的策略目标,导致企业经营效率降低,严重时会使企业陷入混乱与危机。现在我国在企业治理层面存在众多的矛盾,相应体制跟不上现有经济的发展需求,这非常阻碍我国企业收益的提高,这也是目前亟需解决的问题。 (三)计算机科学技术没有得到充分的利用。 数据信息的搜集是计算机科学技术的重要作用,目前对计算机技术虽然得到广泛的运用,但计算机互联网体系经济管理方面在还非常的单一,这也在应用上存在滞后性。企业在对其的应用跟不上市场经济的需求,致使企业经济管理得不到科学性的提升,企业内部经济管理体系不健全,企业管理者对信息输入、处理及输出等各步骤上的忽视,企业经济管理数据不准确、完善,致使计算机科学技术体系无法得到合理的应用,也就无法给经济管理提供充分有效的支撑。 二、计算机科学与技术在经济管理中的作用 计算机科学与技术已经得到各行业的认可,因其巨大的便利性,从而获得了较为广泛的运用,经济管理工作方面所受到的影响更为显著,计算机科学与技术推动了企业的经济管理的步伐,不仅能够全方位管理各类繁杂的数据,加强企业内部控制力、资金管理力度,最重要的是能够进行企业内部财务工作职能的转变,还可以同时对数据的有效性及可靠性进行验证。但对经济管理人员而言,如何进行应用,并将其作用最大化,就成了首要任务。 三、计算机科学与技术在经济管理中的应用 (一)以计算机科学技术为基础的管理系统。 创建设立完整的组织构造与权责划分规范体系因内部控制环境适应网络环境的相关条件,企业就原有的会计模式进行重新建立与改革。应该从企业的现实状况出发对其会计管理进行设置,并应结合企业的现实经营环境,在保证企业的营销战略的情况下。企业需要结合成本收益率对比,简化的、科学合理的方法进行其组织构造。网络环境发生改变组织构造也作相应的调整。运用互联网实现经济管理,企业领导者的目标可以得到有效的执行,还可以规划企业所有与会计相关的各流程环节,并使其得以运用到各部门中。计算机科学技术为基础的管理系统还能够增强预防性能,具有防范、寻查和纠错等特点。网络技术的先进性给予了强大的技术支持,改良了业务在信息交流方面进行相互转变的过程,是企业实现目标强有力的后盾。通过计算机科学技术的运用企业经济管理一体化得已实现,企业完全运用网络信息数据与技术成立产、供、销一体化的营运,同时使财务管理最大限度上进行同步化,对传统业务程序进行转变,减少运营成本,使企业营销效率得以提升。 (二)宣传企业文化。 企业文化代表着企业形象,是企业的活力中心,企业文化的制定形成良好的凝聚力量可以促使企业健康有序的发展。企业通过对网络技术合理应用,对企业文化充分做好动态方面宣传和企业之间的相互沟通,使企业文化可以为战略政策的制定提供帮助。 (三)计算机科学技术进行风险辨别。 科技迅猛发展的今天,计算机网络技术也稳健成熟,在为我们带来便利的同时也带来了许多潜在的风险因素。企业在执行战略的过程也许会有不确定事项的出现,而对其进行分辨和识别就是风险评估,而企业希望在不确定因素发生前对其加以控制,使企业得以减少相对的风险。一是实行经济管理整体风险评估,也是企业经济管理对内部效率控制与实施结果的主要环节。不仅要以信息技术网络环境下内部控制所属环境因素与企业风险关键点为起点进行剖析,整体评估与剖析网络环境哪些风险会发生,并拟定相关限制风险的方法和限制步骤。二是运用计算机科学与技术进行风险模拟预测,对可能形成的风险进行有效避免。将相关的资本市场产品、供求、法规信息及客户情况采集融合后,采用计算机进行经营中会出现的各种模式的模拟,最后得出的模拟经营结局,然后对其各种模式实行相关敏锐警惕度方面的分析,可以使企业寻找到其风险点及时实行有效的防范措施。因这种办法的实用性高,在企业生产活动中有现实的指导影响,使营销战策更加科学完善,实务界对其也越来越重视了。 四、结语 计算机科学与技术的日趋成熟,让日常工作可以更好地完成。在进行经济管理时具有很强的便利性,解决了很多难题,计算机科学与技术能够对经济管理进行系统性规范,其强大的网络性对企业管理、统筹、文化宣传等方面都起到巨大作用。本文对计算机科学与技术在经济管理中的应用进行了深入的分析,希望能推动经济管理工作的有效进程。 作者:刘嘉唯 单位:南昌大学信息工程学院 计算机科学论文:计算机科学软件工程教育研究 摘要: 计算机科学和软件工程教育占有越来越重要的地位,目前已经普遍应用于我国的科技发展建设中,其重要性不言而喻。本文主要阐述软件的无形性对于计算机科学以及软件工程教育的影响,以及分析软件思想在教学中的运用。 关键词: 软件无形性;计算机科学;软件工程教育 前言: 现阶段,软件产业得到了全方位的发展,在创造社会经济利益中占有越来越大的比例。软件工作人员的知识体系也逐步完善,高校学生的知识培养和实践锻炼也逐渐具有针对性。只有全面了解软件工程的特点,深刻体会软件行业的需求,才能具有方向性的培养学生,改革教学工作才有意义。 一、软件无形性对计算机科学和软件工程教育的影响 计算机科学主要阐述的是理论上的知识和基本原理,而软件工程主要涉及应用型软件系统的开发、维护、交付的科学知识应用,两者之间存在着明显的差别。这也在一定程度上导致计算机科学的主要工作内容是理论模型的推演,软件工程的主要作用是起到协调作用,帮助工程人员维护软件系统。根据以上阐述,可以明确计算机科学和软件工程具有本质上的差别,以及技术上需求的差异性。计算机科学的工作人员只需通过测试并且拓展其知识的领域。而软件工程师的工作要求更高,工作内容更加丰富,不仅需要掌握相关的理论方面知识,并能够熟练应用于软件系统的开发和维护中,同时需要软件工程师与同事之间的团队合作能力,以及与客户之间的沟通交流技巧。从软件工程知识的说明中就可以看出,与计算机科学家相比,软件工程师更加需要工程教育,也就是软件工程在学习过程中,更应该注重对理论知识的掌握理解与实践应用,同时加强对知识的深化以及专业知识面的扩展,有利于日后的软件工程设计与创新。此外,合理将计算机科学与软件思想有机结合起来,适应现代计算机技术的发展,在实践中灵活善变,加强技术创新,从而在整体取得进步。软件的开发工作人员,一般来说都是来自高校计算机软件等专业的毕业生,这也在一定程度上说明高校学生进行软件学习的重要性,每个软件开发人员在学习过程中,都会潜移默化的养成适合自身的软件开发思维模式,通过大量的实践工作,逐步对自身的软件开发能力进行提升,技巧得以完善,日积月累,这种软件思想就会在软件程序中展现出来。此外,由于软件思想是不正式的思想概念,间接中也导致学习起来更加困难,所以只有掌握适当的学习方法,才能在软件思想的学习过程中,更加深刻的领悟其内涵与操作理念。同时要注重正确的讲授软件思想。由于软件思想理论的抽象化,所以教师在传授知识过程中,很难依靠语言真正表达出软件思想的实质和内涵,这就对教师提出了更好的要求,提高自身教学水平,丰富教学手段,合理采取科学的方法进行软件思想的讲解,同时注重对学生的引导,将理论知识与实际操作结合起来,适当的组织实践活动,有利于学生对知识的掌握更加彻底。软件思想与其他技术还不一样,虽说软件思想在实际操作中能够支持、服务其他程序的操作,但是软件思想的适用范围具有局限性,必须在合适的环境下才能发挥作用,而且不能应用于特定的应用环境中。 二、软件思想在教学中的运用 相对来说,软件思想不具有严格并且正式的概念,所以很难利用语言教学帮助学生领悟软件思想的本质。软件思想贯彻软件的诸多环节中,逐渐被提炼的过程,类似程序员不能根据按部就班的清单找寻合适的算法。所以学生在学习软件思想时,也需要一个过程,在潜移默化中逐渐掌握这种思想。虽说各高校教师提高了对软件思想的重视程度,也有了充分全面的认识,但是真正的表达出此软件思想,还是具有一定的困难。教师在进行软件思想的传授过程中,必须熟练掌握比较通俗易懂的教学方法,抽象复杂的教学言语不利于学生对知识的理解应用,也容易造成学生对知识的积压,逐渐就会造成对学习的厌恶感,不能起到良好的教学效果。软件思想的学习需要合理加入实例,灵活变通,便于理解,多种多样的教学方法能够最大化的提高教学质量。同时注重学生的主体地位,充分尊重每一位学生的个性与发展,保证每位学生的知识和能力全方位的提高。分层次的教学目标和教学进度,符合学生的实际状况,能够合理优化教学结构,减轻学生学习负担,有利于提高学生学习能力和教学效率。在教学过程中可以穿插合适的案例,教师通过对案例的讲解,可以将抽象的理论知识具体化形象化,更加便于学生对知识的理解,为以后的实际应用打下坚实的基础。具体的步骤可以分为三个阶段:第一是备课阶段,教师需要精心进行教案的设计,考虑到课堂中可能会出现的各种问题,并准备好解决方法。第二是奠基阶段,在教学过程中进行观察、练习与巩固等活动。第三是提高阶段,认真分析解读教师提供的参考资料,通过课后学习从而提高成绩。此外,在教学过程中,教学需要掌握反思的教学方法进行实际教学工作,引导学生对已经讲过的案例进行分析,从而总结出有实际应用价值的思想方法。比如:运用相反的方式进行思考问题,这样不仅有利于培养学生的思考能力,发散学生的思维,而且能够帮助学生更加简单的理解复杂的理论知识,通过对理论知识的扎实理解,才能熟练运用到实践操作中。 总结: 总而言之,软件的无形性以及软件思想的复杂难度和抽象程度,很大程度上影响对其的认知,教师必须充分认识这种情况,并且加以重视。计算机科学和软件工程的教学对我国的教学发展具有相当大的重要意义,教师必须丰富教学手段,才能培养出素质能力全面提高的软件程序工作者,才能有利于我国的经济发展。 作者:高霞 单位:山西运城师范高等专科学校 计算机科学论文:计算机科学经济管理论文 1经济管理中人工神经网络技术的应用 人工神经网络技术的研发其主要受到生物解剖学与神经生理学的启发,一个单个神经细胞通常叫做神经元,而整个神经元主要由胞体、树突、轴突等组成,通常情况下胞体与树突接收从其他神经元传输来的信息,然后在轴突的突触区域将信息传递至其他神经细胞,这样就完成了信息的传递。而科学家们受到这一原理的启发之后,就发明了映射算法,其有着自组织特征,这样信息的有效传递得到了保证。而人工神经网络技术就是基于神经元结构并使用映射算法来进行设计的。另外随着计算机技术的高速发展,对于外部世界人们均是利用数字向量进行表示的,并且这一表示使得人们在很多的自然科学研究中均获得了极大的成功。而经济管理中神经网络也可通过向量来对外部事件进行标记,但是该技术的具体运算却和通常使用的数字计算机方式有很大差异。 2经济管理中人工神经网络技术的一些主要功能 当前经济管理过程中所用到的人工神经网络技术其是受到生物神经学等学科的启发而研发的一种新型的相对智能的信息加工系统,因为其主要结构是对生物神经系统的一种仿造,因此其也具备了一些相对的智能功能。 2.1信息联想记忆功能 人工神经网络技术其在设计之初就使用了并行计算与分布存储功能,因此其具备对系统输入的数据信息与系统嵌入模式间的联想记忆功能,该功能在具体的信息处理时,能够及时的将一些相互关联的信息做合并处理,使得海量数据处理更加便捷、高效。 2.2系统具有非线性映射功能 当前很多的信息处理软件,信息输入与输出时的线性映射关系均很难建立,这样的处理软件很难完成一些已知模型的建立,而人工神经网络技术,其采用映射算法,并且其和大多数的数学计算机运算方式不同,因此其能够很好的完成非线性映射,而在经济管理工作中,通过该技术这一功能,常常可以将收集到的信息建立起多维非线性函数数学模型,这样数据信息反应的实际情况将更加清晰直观,决策者就能够做出更加准确的决策。 2.3系统具有较强的自动识别和分类功能 人工神经网络技术能够完成对输入信息样本的自动分类和识别,该能力极为精准和强大,而过去经济管理过程中仅能够完成信息的同类归纳,异类相互分离的识别和分类,该技术更进一步的完成了对于非线性曲面中逼近类问题的识别和分类,并且其对该类问题还具有较好的处理功能。 2.4系统具有极强的信息处理、加工能力 人工神经网络技术与传统的经济管理中所用的软件最大的不同就是其能够通过对输入、输出信息的处理与分析而找出其中的规律,然后得出一定的结论,并且这一结论并不是最终结论,其摆脱了过去单纯的一次加工,实现了对结论存储及再加工,也就是说,其能够在无先验知识的情况下,自动对输入、输出的数据中特征做抽取,并找出规律,最终构建能够表达的模型,这样决策者将能够对收集到的信息内容做更深层次的掌握。 3经济管理中计算机技术的主要应用范围 随着计算机技术向智能化的不断过渡,其智能化能力和特征使其应用范围更广,并且其应用潜力更加明显,过去经济管理过程中很多难以解决的信息问题被解决,并且均取得较好的应用效果,而就计算机科学中的人工神经网络技术来说,其主要在信息加工处理、自动化、工程力学、医疗、经济管理等领域内得到了广泛的应用,而经济管理中该技术的应用主要表现在信贷分析与对市场的预测方面: (1)计算机科学在信贷分析方面的应用。 对于经济管理中的信贷分析来说,通常情况下,信用评估机构具备较大的特异性,因为不同的企业具有不同的特点,因此判断其信用的条件也是极为复杂的,面对这样复杂的情况,出现判断失误的几率就更加大了,而判断失误的结果必然会使得信贷机构在信誉和经济上遭受很大损失。而通过计算机科学中人工神经网络技术中的评价系统,因为该技术的所使用的原理是,将要求贷款的公司所填写的申请表的一些关键信息编码作为向量然后输入系统内,而输出的信息则为对该公司的实际的信用情况一些客观评价,并且系统还能够从以前输入的大量历史数据中对当前信息作对比校正,以使得准确率进一步提高,因此,该系统能够有效的避免信贷分析工作人员的一些主观方面的错误造成的损失,正是因为神经网络技术评价系统其在信用评价方面具备这种优势,所以其在当前金融分险分析方面使用极为普遍。 (2)计算机科学在市场预测方面的应用。 对于经济管理过程中的市场预测,其是指通过一定的方式方法,对可能造成市场供求出现变化的一些因素进行分析研究,并且找出其变化规律,然后通过收集市场上的一些信息,进而对市场未来供求状况做预测。而预测的目的就是为企业决策而服务的,是为了减少盲目决策,提高决策准确性的重要手段。而通过计算机技术中的人工神经网络技术的应用,如神经网络在期货市场的预测,其首先根据所收集到的某支期货每月的平均价格、市场心理指标量、价格不定性等影响期货变化的数据因素,然后建构其对应的较为准确的市场模型,而模型的建立使得其能够通过相关信息的输入,较为准确的预测出下一阶段该期货的价格走向,并且其能够通过该走向,反推出下一阶段可能出现的一些市场信息,这样决策者将更加容易做出对应决策。除此以外,计算机技术在经济管理中的应用还有很多,其在股票、数据挖掘等方面均有极为广泛的应用。 4结语 总而言之,在企业经济管理过程中,尤其是一些大型企业,其庞大的信息处理工作使得传统的方式很难做到解决,而随着计算机科学及其相关应用技术不断发展,在经济管理过程中,原本较为复杂繁琐的数据信息处理工作,均得到了很好的解决,但是仍然有一些数据信息的处理很难完成,这就需要我们的相关工作者不断研究,以找出一些具体的解决办法。 作者:吴俊 单位:贵阳合为工程股份有限公司 计算机科学论文:计算机科学的应用领域 摘要:随着科学技术的突飞猛进、推陈出新,服务于人类的方方面面,计算机在其中扮演着非常重要的角色,计算机科学已经渗透到我们涉及到的各个领域,并且推进了各个领域的迅猛发展,在此我就计算机科学应用领域进行归纳和整理。 关键词:计算机;科学;应用;领域 1计算机科学 计算机科学狭义上是指运用计算机进行各种信息的整理和计算,而实际上计算机科学还包括计算机本身硬件的开发与研究、计算机软件系统的开发与研究、计算机语言编辑的开发与研究,并将这种技术扩展到其他领域实现的人工智能等,都是计算机科学的研究范畴,通常我们把计算机科学划分为理论科学和实验科学两部分。 2计算机科学的应用领域 计算机科学实际上既包括硬件的理论研究和开发,又包括软件的设计、计算和开发。计算机学科主要应对四大领域:计算理论,算法与数据结构,编程方法与编程语言,以及计算机元素与架构。其中还包含了社会较为重要的领域如软件开发、人工智能领域、互联网智能通信领域、云计算、大数据并行计算、智能翻译、计算机智能图形,以及数值和符号计算等。 2.1理论计算机科学 理论计算机科学从广义的角度分析包括计算的理论知识和其它专注于更抽象、逻辑与数学方面的计算。理论计算机科学设计的领域有:①自动机论与形式语言理论②程序理论③形式语义学④算法分析和计算复杂性理论。在人们研究了各种各样的计算和创立了许许多多的算法之后,为了能够处理数学基础遇到的理论问题,即解决存在的问题是否可以通过算法解决,数学逻辑学家开发了一些不同的算法和定义,从而建立了可计算性理论,最终成为了现有的理论计算机科学,即什么能够被有效地自动计算。 2.2信息编码论 信息编码论与信息和信息量有关,主要是进行信号的处理和搜寻的操作极限,例如压缩数据的处理、可靠数据的存储和通讯处理。编码理论是对一些适宜它们特质的问题进行编码研究,一般我们应用于数据压缩领域、密码领域、纠错领域、网络信息编辑领域。我们研究编码的目的一般是为了设计出更加高效而且可靠数据传输的方法。 2.3计算方法 计算方法是指非常便捷的计算程序,一般我们设定一个或一组数值作为已知进行输入,通过预定好的计算程序进行计算,得出一个或一组数值进行输出。计算方法是计算机科学研究的一个非常重要的领域,同时也是其他计算机科学领域最基本的运用手段,计算的方法主要包括数据结构、几何计算、图形计算等。除此之外,还包括运行模式的匹配、部分数论等。 2.4程序设计理论 程序设计语言理论主要处理程序设计语言的设计、实现、分析、描述和分类,以及它们的个体特性。程序设计的基本过程是:对待解决的问题进行分析,定义用户需求,描述数据和加工过程,再把这种描述细化、编码,转换成计算机可以接受的表示形式。如:VisualBasic程序设计理论、C语言程序设计理论等。 2.5形式化方法 在计算机科学和软件工程开发领域,形式化方法是在计算科学的特种技术基础之上,适用于软件和硬件系统的描述、开发和验证。我们将形式化方法应用于软件和硬件的设计,主要是希望能通过计算机手段,结合计算流程加以计算提高设计的可靠性。采用形式化方法通常只用于开发注重安全性的高度整合的系统,能够更加精准的找到隐藏的逻辑关系,从而设定出适合的逻辑规则,能够实现理论体系的严密性,也能准确的把握训练思维,使抽象的思维更加形象化。 2.6并发,并行和分布式系统 我们一般需要多个计算机相互交互共同执行同一个任务,这种方式叫并行性,所以某些数学模型都创建了并行计算模式,例如Petri网、进程演算和PRAM模型。为了能够充分发挥多个计算机网络连接的效用,又创建了分布式系统,实现了同一个分布式系统中的多个计算机可以拥有自己的私有内存,为了完成同一个任务,每个计算机之间可以实现信息的互换。 2.7数据库和信息检索 数据库的设定是保证能有效、迅速、准确地组织、存储和检错大量的数据提供范围。主要由数据库管理系统完成其功能,通过存储的模型和查询语言进行检索完成。 2.8人工智能 这个计算机科学分支旨在创造可以解决计算问题,以及像动物和人类一样思考与交流的人造系统。无论是在理论还是应用上,都要求研究者在多个学科领域具备细致的、综合的专长,用于推动智能研究领域,或者被应用到其它需要计算理解与建模的学科领域。人工智能在计算机领域内,得到了愈加广泛的重视。并在机器人,经济政治决策,控制系统,仿真系统中得到应用。 2.9机器翻译 机器翻译是利用计算机将一种自然语言(源语言)转换为另一种自然语言(目标语言)的过程。它涉及计算机、认知科学、语言学、信息论等学科,是人工智能的终极目标之一,既具有科学研究价值又具有重要的实用价值。随着经济全球化及互联网的飞速发展,机器翻译技术在促进政治、经济、文化交流等方面起到越来越重要的作用。 2.10计算机体系结构与工程 计算机系统结构,是计算机的主要功能结构,包括硬件设计、硬件性能、运行程序、编码设计。这个领域经常涉及计算机工程和电子工程学科,选择和互连硬件组件以创造满足功能、性能和成本目标的计算机。 2.11计算机安全和密码学 计算机安全的目标是保护信息免受未经授权的访问、中断和修改,同时为系统的预期用户保持系统的可访问性和可用性。密码学是对于隐藏(加密)和破译(解密)信息的实践与研究,很多加密和解密算法都是基于它们的计算复杂性。 2.12软件工程 软件工程是对于设计、实现和修改软件的研究,以确保软件的高质量、适中的价格、可维护性,以及能够快速构建。它是一个系统的软件设计方法,涉及工程实践到软件的应用。通过本文的归纳和整理,我们可以明了计算机科学并不仅仅指的是计算机的应用,还有很多其他的应用领域。 作者:李晓坚 单位:李晓坚单位:黑龙江商业职业学院 计算机科学论文:计算机科学技术在经济管理中的应用 【内容摘要】进入新世纪之后,计算机技术的不断发展,促进了各个方面的更新步伐。计算机技术也在企业的经济管理中得到应用,与传统的人工管理方式,各方面速率有了很大程度的提高,其在企业进行数据信息管理时充分发挥了优越便捷的性能,本文从企业经济管理存在的问题出发,对计算机科学与技术所起到的作用进行阐述,最后针对其应用进行了合理的分析。 【关键词】计算机科学;技术应用;经济管理 计算机科学与技术因其实用性、可操作性得到广泛应用同,在现代企业经济管理中也起到巨大作用,具有广阔的发展前景。但是一些企业领导者却没有相应的理念,对计算机科学与技术的重要性没有一个充分的认知,这对企业发展十分不利。 一、企业经济管理存在的问题 (一)观念传统和保守。 经济管理理念传统和保守是中国经济管理存在的重大问题。企业领导者常常是依据自身经验及其主观看法进行管理,随着市场经济的推进,如果管理观念不发生转变,必然会被市场所淘汰。大部分的企业领导者因没有一个正确的观念对计算机科学与技术运用时,无法产生有效的经济管理,最终导致企业领导者的决策行为存在盲目性。 (二)经济管理行为缺少明确的职责划分。 企业在进行经济管理时要有统筹观念和战略性意识,内部管理效率质量低下,企业发展就会失去平衡。如果企业的内部管理起不到相应系统性和全面性作用时,就会产生企业成长的障碍。企业缺乏主体意识没有合理的管理计划与明确的策略目标,导致企业经营效率降低,严重时会使企业陷入混乱与危机。现在我国在企业治理层面存在众多的矛盾,相应体制跟不上现有经济的发展需求,这非常阻碍我国企业收益的提高,这也是目前亟需解决的问题。 (三)计算机科学技术没有得到充分的利用。 数据信息的搜集是计算机科学技术的重要作用,目前对计算机技术虽然得到广泛的运用,但计算机互联网体系经济管理方面在还非常的单一,这也在应用上存在滞后性。企业在对其的应用跟不上市场经济的需求,致使企业经济管理得不到科学性的提升,企业内部经济管理体系不健全,企业管理者对信息输入、处理及输出等各步骤上的忽视,企业经济管理数据不准确、完善,致使计算机科学技术体系无法得到合理的应用,也就无法给经济管理提供充分有效的支撑。 二、计算机科学与技术在经济管理中的作用 计算机科学与技术已经得到各行业的认可,因其巨大的便利性,从而获得了较为广泛的运用,经济管理工作方面所受到的影响更为显著,计算机科学与技术推动了企业的经济管理的步伐,不仅能够全方位管理各类繁杂的数据,加强企业内部控制力、资金管理力度,最重要的是能够进行企业内部财务工作职能的转变,还可以同时对数据的有效性及可靠性进行验证。但对经济管理人员而言,如何进行应用,并将其作用最大化,就成了首要任务。 三、计算机科学与技术在经济管理中的应用 (一)以计算机科学技术为基础的管理系统。 创建设立完整的组织构造与权责划分规范体系因内部控制环境适应网络环境的相关条件,企业就原有的会计模式进行重新建立与改革。应该从企业的现实状况出发对其会计管理进行设置,并应结合企业的现实经营环境,在保证企业的营销战略的情况下。企业需要结合成本收益率对比,简化的、科学合理的方法进行其组织构造。网络环境发生改变组织构造也作相应的调整。运用互联网实现经济管理,企业领导者的目标可以得到有效的执行,还可以规划企业所有与会计相关的各流程环节,并使其得以运用到各部门中。计算机科学技术为基础的管理系统还能够增强预防性能,具有防范、寻查和纠错等特点。网络技术的先进性给予了强大的技术支持,改良了业务在信息交流方面进行相互转变的过程,是企业实现目标强有力的后盾。通过计算机科学技术的运用企业经济管理一体化得已实现,企业完全运用网络信息数据与技术成立产、供、销一体化的营运,同时使财务管理最大限度上进行同步化,对传统业务程序进行转变,减少运营成本,使企业营销效率得以提升。 (二)宣传企业文化。 企业文化代表着企业形象,是企业的活力中心,企业文化的制定形成良好的凝聚力量可以促使企业健康有序的发展。企业通过对网络技术合理应用,对企业文化充分做好动态方面宣传和企业之间的相互沟通,使企业文化可以为战略政策的制定提供帮助。 (三)计算机科学技术进行风险辨别。 科技迅猛发展的今天,计算机网络技术也稳健成熟,在为我们带来便利的同时也带来了许多潜在的风险因素。企业在执行战略的过程也许会有不确定事项的出现,而对其进行分辨和识别就是风险评估,而企业希望在不确定因素发生前对其加以控制,使企业得以减少相对的风险。一是实行经济管理整体风险评估,也是企业经济管理对内部效率控制与实施结果的主要环节。不仅要以信息技术网络环境下内部控制所属环境因素与企业风险关键点为起点进行剖析,整体评估与剖析网络环境哪些风险会发生,并拟定相关限制风险的方法和限制步骤。二是运用计算机科学与技术进行风险模拟预测,对可能形成的风险进行有效避免。将相关的资本市场产品、供求、法规信息及客户情况采集融合后,采用计算机进行经营中会出现的各种模式的模拟,最后得出的模拟经营结局,然后对其各种模式实行相关敏锐警惕度方面的分析,可以使企业寻找到其风险点及时实行有效的防范措施。因这种办法的实用性高,在企业生产活动中有现实的指导影响,使营销战策更加科学完善,实务界对其也越来越重视了。 四、结语 计算机科学与技术的日趋成熟,让日常工作可以更好地完成。在进行经济管理时具有很强的便利性,解决了很多难题,计算机科学与技术能够对经济管理进行系统性规范,其强大的网络性对企业管理、统筹、文化宣传等方面都起到巨大作用。本文对计算机科学与技术在经济管理中的应用进行了深入的分析,希望能推动经济管理工作的有效进程。 作者:刘嘉唯 单位:南昌大学信息工程学院 计算机科学论文:计算机科学技术研究及发展 【摘要】计算机在现代人生活中占据着不可或缺的重要地位,是人们生活中重要的一部分。计算机的发明与发展改变了人们生活的很多方面,包括学习、教育、就职、经济、医疗、科技等很多领域。计算机科学技术水平的高低已经成为了衡量国家综合国力的一项重要标准。本文通过对计算机科学技术进行分析研究,对计算机科学技术的未来发展提出自己的看法。 【关键词】计算机科学技术发展 计算机最早是在美国发明出来,世界上的首台计算机于20世纪问世,人类的信息化时代也是从那一时刻正式步入。科学技术的发展十分迅速,计算机科技发展到现在也有了巨大的变化,计算机的体积变得越来越小、运行速度越来越快、制造成本越来越低,开始进入了人们生活的方方面面,对人们的生活产生了巨大影响。计算机科学技术的发展非常迅速,经过长期的研发设计,计算机已经由单一领域的发展转向多元化的领域发展,不仅仅影响到我们的日常生活,也对国家的经济与发展产生重大影响。 1对于计算机科技发展史的研究 1946年美国生产出全球首台计算机,它的体积巨大,占地面积大,重量重,同时成本高、运行速度缓慢。到20世纪80年代,国家政府部门与部分大型企业公司开始配备上少量计算机解决关键性问题,英特尔思维中央处理器也在这个时候出现,极大的促进了计算机行业的进步与发展。1982年世界上第一台个人计算机诞生,计算机的成本降低,同时计算机技术开始在一些其他领域应用,一些小企业和部分家庭也开始用上了个人计算机。现阶段,在计算机科技迅速发展的过程中产生了两极分化的现象,一方面计算机科技仍然出现在军事、科研等国家机构继续深入发展进步并提供服务,另一方面计算机向微型发展,并开始逐渐融入各个行业当中。 2为什么计算机科学技术能够飞速发展 2.1特殊的历史背景与时代需求 随着国家综合实力的增强,计算机科技也有了巨大的提高。二战特殊时期因为有着大量的数据信息等需要大量高端计算机的参与,于是投入了大量人力物力进行研发设计,极大地促进了计算机的诞生与发展。现阶段,计算机正在逐渐普及,同时政府机构、军事机构、教育机构等许多领域都对计算机有十分强烈的需求,一些特殊的高端机构对计算机的运算速度与储存容量提出了更高要求,这些都极大的促进了现在计算机科学技术的进步。在计算机研发领域,只要比竞争对手抢先一步研发出新技术就会获取大量利益,在利益的驱使下,很多企业都对计算机科学技术投入了大量人力物力,这些都是促进计算机行业飞速发展的重要原因。 2.2信息共享的发展基础 信息共享是计算机发展的基础,信息共享加快了各个领域的研究人员对计算机技术的开发与研究速度,这种情况下,研发人员任何新型技术的研发都会获得各个方面的信息数据与技术上的支持帮助,从而极大地缩短了新技术的开发周期。 2.3计算机的理论基础 在对计算机技术的不断研究的过程中,研究人员得到了很多的设计灵感与新的理念,同时可以在新的设计上运用这些刚刚诞生的新的理念与设计灵感。理论上的内容要想正式使用离不开实践的检验,而在实践检验的同时又经常会发现产生一些新的技术或者设计灵感,这就会极大地带动计算机行业新技术的产生,同时在实践的检验过程中常常会找到一些不对的地方,对这些错误进行改进、创新又会诞生出新的技术,然后进行研究、开发、利用,会极大地促进计算机行业的发展。当计算机的新技术成熟以后,也会对下一代新技术的出现产生良好的促进作用。 2.4与其他行业密切相关 计算机技术与各行各业都有着密切的关系,计算机技术的提高与进步也会间接带动其他行业的进步与繁荣。应将计算机广泛的运用到生活中去,与生产生活相结合,将计算机技术融入应用到各行各业中,促进各行各业的进步与发展,使计算机技术成为科学技术的基础。 2.5来自各个方面的竞争压力 各行各业间的竞争以及国与国之间综合国力的竞争都对计算机行业新技术的产生与进步产生了很大影响。随着国家经济的发展,企业越来越多,竞争越来越激烈,在很多行业中,计算机新技术占据着重要地位,影响力极大,新技术的出现往往会带来生产力的极大提高、生产效率的提高、成本的降低,谁能抓住机会谁就有可能迅速发展壮大起来。因此,许多行业间经济的竞争已经渐渐转变为计算机新技术间的竞争。同时计算机行业在很多其他学科中也在快速进步、融合、发展,这也促进了计算机科技能够更好的解决一些现实中需要解决的难题,推动了计算机行业迅速发展。 3计算机科学技术未来的发展方向 3.1计算机软件技术的进步发展 与计算机软件技术的进步发展有着独特性,市场经济对计算机软件技术的进步发展的影响十分大。程序语言是计算机软件技术十分关键的一部分,随着网络的兴起与普及,网络上出现了很多种版本的程序语言。在现在,计算机软件科技的关键发展趋势就是工作技术与计算机技术互相结合,它的发展与进步极大的提高了人们的工作效率,帮助人们解决了很多问题。 3.2计算机科技不断环保化 随着社会的进步与发展,人们不断的对计算机的储存容量和运行速度提出新要求,计算机的能耗在不断增加。同时,随着计算机的普及,人们的生活越来越离不开计算机,对计算机的使用时间也在不断的加长。为了降低能源的消耗,引进“量子”“光子”等新型计算机设备,取代以往的硅架构计算机。在制造计算机的材料选择上也要有规划,尽量使用可回收材料。 3.3计算机科学技术逐渐智能化 目前,计算机应用最广泛的功能就是上网,在计算机技术未来的发展中,网络技术的发展必然是关键。现在的人们都通过网络汲取有用的信息,对自己进行学习提高,不断地自我完善,处理一些生活中的难题,开拓自己的眼界。当代大众可以利用计算机的智能化解决种种问题,这是计算机科学技术的进步,也是文明的发展。 3.4计算机科学技术向人性化发展 计算机如今已经成为了人们生活中的重要工具,为了让计算机给人们提供更好的服务,实现人与计算机更有效的交流,需要将计算机技术向着人性化方向发展,在计算机的设计过程中应该更注重人性化设计,以便为人们带来更大的便利。 4结语 综上所述,计算机科学技术在各个领域中都占据这不可替代的重要作用,对国家的进步、社会的发展、我们的日常生活都产生着非常大的影响。计算机科学技术能够飞速发展是历史背景下的时代需求,也有着信息共享的独特的发展基础,同时也是坚实稳定的计算机技术理论基础与各个领域行业竞争压力下的必然结果。根据分析与研究,计算机科技在未来的发展过程中将朝着智能化、环保化、人性化的方向不断进步。 作者:李宁 单位:邵阳学院 计算机科学论文:现代教育工作中计算机科学技术的应用 【摘要】计算机是广大人民群众必备的工具,随着计算机科学技术的广泛运用,为我国教育事业的良好发展做出了贡献,然而在此项技术的应用过程中也存在着一系列问题。本文简单描述了计算机科学技术在现代教育工作中的运用。 【关键词】现代教育工作;计算机科学技术;应用 随着科学技术的不断发展,计算机技术广泛融入了人们生活的每个领域。为了培养出更多高素质、高水平的人才,就应当注重计算机科学技术的运用。老师在展开教学过程中应当适当运用此项技术,从而为学生提供更加优质的教学。 1计算机科学技术在现代教育中的优势 1.1避免传统教育中时间上约束 在目前的教学中,计算机科学技术可以不受时间的约束,储存相关重要的资料。并且,计算机可以运算与处理大量的信息,这就使得计算机科学技术可以有效地处理教学信息。此项技术打破了以往教学活动在时间上的约束。例如,老师在讲解相关知识点时,可以把有关内容储存在计算机上,从而便于学生学习。 1.2避免传统教育中空间上的约束 通过计算机科学技术与互联网技术的融合,现代教育实现了空间上的良好发展。如今,人们可以随时随地的通过互联网了解到相关教育信息,有的还可以与相关专家展开在线沟通,从而完全避免了传统教育中空间上的约束,更加突出的体现了教育的开放性。网络课堂的发展使得现代教育在时间与空间上取得了较大的进步。例如,电子图书馆可以为不同地方的学生提供资源,网络教育机构也可以在全世界进行招生。 1.3促进沟通与交流 在教育中运用计算机科学技术可以充分发挥此项技术的沟通功能。通过此项技术可以促进学生与老师之间展开有效的交流,完全不受时间与空间方面的约束,老师通过计算机与网络可以及时帮助学生解决学习上的问题,从而促进了教学效率的提高[1]。此外,此项技术以其独有的特征在沟通过程中可以把教学内容变得更加丰富、形象,可以帮助学生更好的理解理解与把握。这样不但激发了学生学习的积极性,还使得其主动地展开学习。 2计算机科学技术在现代教育中的运用 2.1在预习过程中的具体运用 随着信息技术的不断发展,计算机科学技术广泛运用于学生的预习过程中,老师在展开教学时可以通过网络对学生的预习情况进行了解与把控,及时发现学生在预习过程中存在的问题,并且帮助其解决问题,促进学生掌握知识的重点与难点,帮助其为接下来的学习做好充分的准备,从而促进教学质量的提高。此外,老师还可以给学生布置相关的学习任务,要求学生在网上查找资料进行自学[2]。老师可以先向学生讲解教学的目的与重点,接着要求学生自行预习实现此目的需要掌握的基本知识点。老师可以依据教学内容设计出相关课件,并存放于网络终端,供学生随时学习。 2.2在教学过程中的具体运用 老师在展开教学过程中利用计算机科学技术可以提高教学内容的形象性与趣味性,此外还可以丰富教学方式。例如,老师在讲解知识时运用多媒体,使得计算机成功的取代了传统教学中的黑板,这样可以使得老师省略繁杂的板书过程,从而促进了教学效率的提高。并且,此项技术的广泛运用可以帮助老师制作出精美的、内容丰富的课件,同时还实现了教学的开放性,从而培养了的学生对学习的主动性,突出了学生的主体地位。在以往的教学过程中,都是老师先进行讲解,然后再进行操作演示,学生在这个过程中只是被动地接受知识。运用了此项技术后,学生通过自主学习实现了操作技能的进步。通过网络中的教学资源以及学生的自主学习,使得学生更加明确了自己的学习任务,并通过自身的不断努力,促进了其知识结构的形成,是传统教学很难实现的。此外,学生通过网络展开学习可以拓宽知识面,使得在与老师的交流与沟通中有更多的话题,从而改变了以往教学的枯燥乏味。由于不同学生本身就存在一定的差异,利用计算机科学技术可以克服这些差异带来的不良影响。 2.3在远程教学中的具体运用 计算机科学技术为广大学生提供了开放并且平等的学习机会,从而逐渐促进了远程教育的发展。远程教学模式允许学生不受时间、空间等条件的约束而进行的自主式学习。比如,老师可以把制作好的教学课件传输至网站上,从而方便学生依据自身的实际需要展开有关知识的学习,并且学生也可以对有疑问的部分与老师进行在线沟通[3]。老师也可以通过相关技术对学生展开远程指导,或者建立在线答疑系统,从而加强学生与老师的沟通与交流,方便老师对学生的个性发展提供针对性的教学活动。此外,老师在展开教学过程中可以充分利用多媒体,多媒体技术中融合了计算机、音频输入设备等,充分地满足了现代教育的需求。比如,通过多媒体老师不但可以对教学过程展开优化,还可以针对学生的特征与实际问题展开专项指导,从而促进教学质量的提高。 3结束语 想要使得现代教育取得不断的进步,必须应当充分认识到计算机科学技术在教育工作中的优势,并且充分发挥其优势,把此项技术与以往的教学方法展开有效的融合,从而创造出更加有效的教学方式。作为教育工作者应当紧跟时代的步伐,深入研究出好的教学方法,从而为祖国培养出更多的优秀人才。 作者:张润 单位:铜仁广播电视大学 计算机科学论文:计算机科学技术在现代教育的应用 一、计算机科学技术在现代教育中的优势 1.摆脱教育时间的约束 在现代教育中,计算机信息技术能够突破时间限制,将一些有用的影像资料进行存储。并且,计算机强大的中央处理器能够运算、处理大量的信息,这就保证了在教学系统中,计算机信息技术能够及时对教学信息进行处理。这样一来,就能够突破各种教育教学活动在时间上的限制。例如现代著名画家在作画的时候,可以利用计算机信息技术将作画的过程进行储存,以供后人进行欣赏和临摹。 2.摆脱教育空间的约束 通过计算机信息技术能够延伸现代教育的教育空间,计算机信息技术能够使不同地区的人,在任何时间内通过互联网终端了解各所学校的教育信息以及最新的教育成果,并且可以将资料通过互联网终端下载下来。网络课堂的开展,更可以与在线的专业教师与专家进行交流、学习,实现现代教育在空间以及时间上的突破。更使得现代教育更加开放,如电子图书馆可以成为全世界人沟通学习的媒介。 3.在教学活动中的沟通与交流 计算机信息技术在现代教学过程中,能够发挥良好的沟通作用,符合现代教育的发展规律。通过计算机信息技术,能够实现学生与教师之间良好的沟通,无需受到空间与时间的限制,及时处理各种教学内容上的问题,以及灵活选择教学内容。除此之外,计算机信息教育技术以其独特的展现方式在沟通与交流上能够将教训内容变得更加生动、形象,将传统意义上的教学内容变为动态与交互式的教学过程,提高学生的学习兴趣,便被动为主动学习。 4.自由性 计算机科学技术在现代教育中的应用,使得各个教育主体可以通过计算机网络进行自主而不受约束地参与和沟通,让现代教育能够渗透到社会的各个角落,使每个人都能够根据自己的学习需求,进行自主而有针对性的学习活动,实现对学习内容、授课教师、学习时间与空间、学习方式的自由选择,真正体现现代教育自由性的特征,使真正意义上的自由学习和终身学习变为现实。 二、计算机科学技术在现代教育中的应用意义 计算机科学技术在现代教育中的广泛应用改变了传统的教育模式,创新教育方法,扩展教学内容的传递方法,为教育体系增加新的血液。具体体现以下三个方面。 1.优化教育结构,提高教学质量 多媒体教学能够利用生动的图像影音,将教学内容生动且富有趣味地表达出来,将一些枯燥的重点内容勾画以及老师讲解、记笔记等传统教学模式转变为生动的网络教学。如此一来,不仅能够将学生的多种感官调动起来,还能够提高学生的学习效率。远程教育能够在教学中起到平衡教育、不同地区优势互补的作用,还能够提高学生养成良好自主学习能力。 2.实现个性化学习条件下的学教并重 以往的教学手段通常都是注重教师的讲解与课题教学,对学生的自主学能力不够重视。近年来,随着现代教育的进步发展,在教学过程中又出现偏向学生自主学习而忽视教师的作用。增强学生自主学习能力是现代教育的主要发展方向,但是没有教师的经验以及专业素质,学生单纯地自主学习无法达到预期的目的。计算技术的出现便能很好地解决教与学的矛盾,实现学生个性化学习的教学并重局面。 3.实现教育资源优势互补和缩小地区间教育差距 现阶段,由于地区经济的差异性,导致我国地区教育发展不平衡,单单只靠财政拨款的方式已经不能满足现代化教育的需求。计算机信息技术的普及能够缩小地区教育的差距,特别是远程教育还能够实现不同地区之间的资源互补,这对我国当前教育状况起到至关重要的作用。我国一些国内高校或者相关的教育机构都已开通远程教育课程,计算机技术的普及使不同地区的学生都可以通过远程教育的模式来完成相关课程。除此之外,网络教育平台数量的增加以及类型的多样化,为不同学生提供不同的选择和发展机会,更加有利于人才的培养。 三、结语 当前教育形式不断改革创新,网络化教学已经成为全球化教育的发展趋势,这也是我国教育改革的发展方向。伴随着计算机信息技术的快速发展变化,在现代教育方面,计算机信息技术无论是在广度还是在深度上,都将会有更高层次的进步,将来会有更多的创新教育应用到现代化教育中。因此,提高计算机信息技术发展水平,创新网络教学模式,成为我国现代化教育发展中的重点趋势和方向。 作者:郭娟 单位:石家庄职业技术学院 计算机科学论文:计算机科学技术现代教育论文 一、计算机科学技术在现代教育中的优势 1.摆脱教育时间的约束 在现代教育中,计算机信息技术能够突破时间限制,将一些有用的影像资料进行存储。并且,计算机强大的中央处理器能够运算、处理大量的信息,这就保证了在教学系统中,计算机信息技术能够及时对教学信息进行处理。这样一来,就能够突破各种教育教学活动在时间上的限制。例如现代著名画家在作画的时候,可以利用计算机信息技术将作画的过程进行储存,以供后人进行欣赏和临摹。 2.摆脱教育空间的约束 通过计算机信息技术能够延伸现代教育的教育空间,计算机信息技术能够使不同地区的人,在任何时间内通过互联网终端了解各所学校的教育信息以及最新的教育成果,并且可以将资料通过互联网终端下载下来。网络课堂的开展,更可以与在线的专业教师与专家进行交流、学习,实现现代教育在空间以及时间上的突破。更使得现代教育更加开放,如电子图书馆可以成为全世界人沟通学习的媒介。 3.在教学活动中的沟通与交流 计算机信息技术在现代教学过程中,能够发挥良好的沟通作用,符合现代教育的发展规律。通过计算机信息技术,能够实现学生与教师之间良好的沟通,无需受到空间与时间的限制,及时处理各种教学内容上的问题,以及灵活选择教学内容。除此之外,计算机信息教育技术以其独特的展现方式在沟通与交流上能够将教训内容变得更加生动、形象,将传统意义上的教学内容变为动态与交互式的教学过程,提高学生的学习兴趣,便被动为主动学习。 4.自由性 计算机科学技术在现代教育中的应用,使得各个教育主体可以通过计算机网络进行自主而不受约束地参与和沟通,让现代教育能够渗透到社会的各个角落,使每个人都能够根据自己的学习需求,进行自主而有针对性的学习活动,实现对学习内容、授课教师、学习时间与空间、学习方式的自由选择,真正体现现代教育自由性的特征,使真正意义上的自由学习和终身学习变为现实。 二、计算机科学技术在现代教育中的应用意义 计算机科学技术在现代教育中的广泛应用改变了传统的教育模式,创新教育方法,扩展教学内容的传递方法,为教育体系增加新的血液。具体体现以下三个方面。 1.优化教育结构,提高教学质量 多媒体教学能够利用生动的图像影音,将教学内容生动且富有趣味地表达出来,将一些枯燥的重点内容勾画以及老师讲解、记笔记等传统教学模式转变为生动的网络教学。如此一来,不仅能够将学生的多种感官调动起来,还能够提高学生的学习效率。远程教育能够在教学中起到平衡教育、不同地区优势互补的作用,还能够提高学生养成良好自主学习能力。 2.实现个性化学习条件下的学教并重 以往的教学手段通常都是注重教师的讲解与课题教学,对学生的自主学能力不够重视。近年来,随着现代教育的进步发展,在教学过程中又出现偏向学生自主学习而忽视教师的作用。增强学生自主学习能力是现代教育的主要发展方向,但是没有教师的经验以及专业素质,学生单纯地自主学习无法达到预期的目的。计算技术的出现便能很好地解决教与学的矛盾,实现学生个性化学习的教学并重局面。 3.实现教育资源优势互补和缩小地区间教育差距 现阶段,由于地区经济的差异性,导致我国地区教育发展不平衡,单单只靠财政拨款的方式已经不能满足现代化教育的需求。计算机信息技术的普及能够缩小地区教育的差距,特别是远程教育还能够实现不同地区之间的资源互补,这对我国当前教育状况起到至关重要的作用。我国一些国内高校或者相关的教育机构都已开通远程教育课程,计算机技术的普及使不同地区的学生都可以通过远程教育的模式来完成相关课程。除此之外,网络教育平台数量的增加以及类型的多样化,为不同学生提供不同的选择和发展机会,更加有利于人才的培养。 三、结语 当前教育形式不断改革创新,网络化教学已经成为全球化教育的发展趋势,这也是我国教育改革的发展方向。伴随着计算机信息技术的快速发展变化,在现代教育方面,计算机信息技术无论是在广度还是在深度上,都将会有更高层次的进步,将来会有更多的创新教育应用到现代化教育中。因此,提高计算机信息技术发展水平,创新网络教学模式,成为我国现代化教育发展中的重点趋势和方向。 作者:郭娟 单位:石家庄职业技术学院 计算机科学论文:计算机科学技术论文 一、计算机科学技术在计算机基础教育中的优势 (一)摆脱了时间和空间上的约束 计算机科技最大的特点就是能跨过时间和空间上束缚,为人们的提供海量的信息,这样,在计算机基础教育中,老师和学生就可以通过计算机查找自己所需要的资源,供自己学习和使用;同时,对自己认为有价值的资料,也可以通过互联网放到网络上供他人使用;此外,老师和学生之间的交流或沟通,也不必和以前一样非得见面交流,现在可以通过互联网直接在线上进行沟通和交流,而且沟通的效果与现场交流相差无几。比如,现在很多学校的图书馆里就设有电子阅览室,在那里,学生可以查阅到自己所需要的学习资料,同时,我国现代的网络教育,也可以让很多学生通过互联网接收来自世界各地的网络教育机构的教育资源。 (二)方便了师生之间的交流 计算机科学技术通过与互联网合作,实现了老师与学生之间以及学生之间的线上交流,让师生之间不用非得在教室里或者其他的场合进行面对面的沟通,如今,随时随地师生之间对某些问题都可以实现交流。例如,针对老师给学生布置的课外作业,学生在完成作业时,遇到什么问题可随时和老师进行交流,至于交作业的方式也比以前更加方便,只要通过互联网,点击一下鼠标,老师就可以在第一时间收到作业。师生之间这种频繁的沟通和交流,对于增进师生感情也非常有帮助。 (三)提高了学生学习的自由性 因为有了计算机科技和互联网的结合,如今学生学习选择的自由度更大,知识内容的载体也不再局限于书本,同时,老师的授课方式也更多样化,不仅通过现场传授,通过电子语音、视频、图画等都可以达到传授知识的目的。 二、计算机基础教育中计算机科学技术的实际应用 (一)辅助教师教学管理和工作 在我国传统的教学方法中,往往因为受时间和空间的限制,使学生日常学习的效果与效率达不到预期的效果,如今,计算机科技在计算机基础教育中的使用,则很好地补充了传统教学方法的不足。例如,老师可以通过计算机管理软件和平台,将计算机的授课内容输入教学平台中,让学生通过老师提供的教学信息,在计算机上通过自己的练习、学习以及模拟来完成课程的学习和训练,从而实现教学的目标;至于学生的作业,学生通过互联网可以很方便地向老师提供作业,为老师省去了很多收发作业的时间;对于学生的批改,如今的计算机测试软件本身就具有批改功能,更是节省了老师的大量的时间成本,这样,计算机老师就可以将这些省下来时间运用到教学的研究和创新中,更有效地提升教学的质量。 (二)方便学生日常学习,丰富学生学习内容 如今的互联网时代,为学生的学习提供了超越时空的海量信息,让学习可以结合自身的需要随时进行查找和学习。这样,不仅满足了学生学习的需求,而且信息时代的信息随时随地无孔不入地传播,也便于学习时时了解社会的最新动态,为学生和老师交流提供了更多新鲜的话题,更有利于师生的交流和课堂的教学,同时,对于提高学生的自主学习能力也很有帮助。此外,因为计算机科技的运用,使计算机基础教育体系中一些有需求的特殊人群,原本因他们与正常人交流而学习受到局限,如今,通过互联网他们也可以让自己的学习和与世界的交流变得畅通无阻了。 (三)丰富教学资源,节约教育资木 计算机科学技术在计算机基础教育中的运用,不仅大大丰富了其教学的资源,而且又节约了很多教学的成本,主要表现在如下几点:第一,互联网时代海量的信息资源,使老师的备课和学生的学习内容更丰富,同时,多媒体教学设备的运用,使教学手段发生了转变,大量的文字、图片、音频和视频材料在教学中运用,不仅有效地提升了老师的上课效率,而且非常有利于提升学生的学习兴趣和效率。第二,对于计算机基础教学中电子稿的使用,测试平台的使用,节约了大量的教学成本,计算机仿真模似学习环境,让那些原来具有一定危险性的学习内容变得安全高效,减少了学校教学的物资投入并丰富了学生的学习内容。第三,远程教学和网络教学,让计算机基础教学的内容更丰富而不限时限制,非常有利于学生的自主学习和自我成长。 三、结束语 总之,计算机科学技术在计算机基础教育中的运用大大提高了教学的管理效率,同时,丰富了学生的学习内容,此外,在节约学校成本和教师时间的同时,有效地提升了教学的效率。但是,互联网时代,信息技术在给计算机基础教育带来方便的同时,我们也得学会针对网络上那些纷繁复杂的信息进行分辨,充分地利于计算机信息给我们的教学带来的好处,而对于网络上的一些虚假信息,要学会抵制,将科技发展伴生的负产品的负面影响降至最低,为营造一个纯净的计算机科技世界而尽自己的力量。 作者:张乐 单位:钟山职业技术学院 计算机科学论文:计算机科学技术的网站设计研究 1操作流程的设计与实现---以在线考试流程为例 1.1在线考试前台首页设计 众所周知,网站前台首页的好坏直接影响到用户对该网站的第一印象。前台首页的布局不仅要求合理正规,让用户浏览之后就会感觉到舒畅的感觉;另外每个功能模块也要在首页上显示出来,即让用户能够短时间内了解该网站的主要用途和功能分类。其在线考试前台首页主要有以下几项模块:考生注册和登录模块:主要用于考生注册以及登录网站,并提供找回密码的功能;同时提供网站的管理员登录后台管理系统的功能。 1.2考生注册的实现过程 考生注册项主要是为考试提供一个账户注册的平台,同时将考生注册账户存入到系统数据库当中并保存。其信息主要是考生的身份证信息、学生证信息、考生个人信息以及密码的设置和问题保护信息。考生按照系统提示选择专业,同时要按照系统要求填写学生证号。 1.3考生/管理员登录的实现过程 考生/管理员登录是考生或者管理员提供登录网站的入口。在登录页面中,考生通过输入学生证号和密码可以登录网站并进行相关的操作,例如,进行在线考试、查询考试成绩、修改个人资料;管理员通过输入管理员名称、密码并选中“管理员”复选框,可以登录到网站后台管理系统进行相关的管理操作。 1.4考试课程和套题选择 考生的所考科目以及考试套题的选择,即考生在登录账户之后,根据相关规定来选择自己所需要考试的科目以及套题类型,这些操作都是需要考生在考试之前自己进行选择的。选择运行考试即可开始答卷。操作界面上会显示出考生的个人信息,网站会根据考生个人以及专业等信息来选择两个级联关系的菜单控件,进而将其专业内的课程和对应考题罗列出来。考生首先选择好课程,然后选择套题列表中的套题。另外考生还能够对其专业信息表进行查询,同时还能够创建相关记录集,若存有记录则会显示记录选择的列表/菜单控件,若不存在则会提示信息并终止程序。套题选择的菜单控件是默认选择的,其会根据考生在查询考试课程信息时所留下的首次记录集记录来确定。只要考生选好其所需考试课程信息,网站页面将会将考试套题以信息表的形式展现出来,点击所需考试的套题然后点击选择套题控件;若所罗列的套题中没有所需要的考试套题,系统会提示“套题为添加”或者“套题已考完”的信息。 1.5考试试题的显示 当考生进入在线考试页面时,在页面顶部将会显示考生选择的课程和套题名称,同时向考试成绩信息表中插入一条新记录,以标识该考生已选择该套题进行考试。只要考生开始答题,其考试初始值就会在考试成绩信息表中插入,然后系统会自动编号其最新插入的ID,再将其保存在Session变量之中。该网站中的考试套题多为单选和多选,满分100。单选与多选题的分值比例为2:3,然后再将套题中每道题的分数进行平均分配。 1.6系统自动评分 考生答完试卷点击提交,服务器就会接收到所提交试卷,此时系统会自动保存考生所选答案,同时将考生所选答案与正确答案作对比,进而得出考生成绩并插入到系统数据库当中。过程如下:对于套题中单选类型进行查询,对比考生答案与正确答案之后,一致的话就会使得res_single变量值加1;然后对其套题中的多选类型进行查询,对比考生答案与正确答案之后,若答案一致也会使得res_more变量值加1。最后累积得到考生正确答题数量,再分别乘以其单选和多选题的分数,就会得到考生考试的成绩,数据库也会将其成绩进行更新并保存。 1.7成绩查看 查询考试成绩是网站为学生考试提供成绩查询的渠道,其成绩信息的查询包括考生考试题目的信息、答对题目、考生答案、正确答案和考生的最终成绩。在页面中,通过查询试题信息表tb_Questions获取考生本次考试对应的单选题和多选题的题目和正确答案,并获取从在线考试页面传递过来的考生答案;然后查询考试成绩信息表获取考生本次考试的详细成绩;最后将获取到的信息输出到客户浏览器。 2结束语 21世纪是计算机网络技术发展的时代,网络开始成为人们进行信息交流的主要方式之一。网络环境能够为各大学校和教育机构提供网络在线考试平台,从而大大降低了考试所需投入的人力物力财力,同时也方便了考生,只需在联网计算机上登录账户进行选择即可进行考试,且服务更加全面,操作更加灵活,其考试更加公平公正。考生还可以根据自己学习的情况来选择测试内容,进而来客观评价自我学习情况和知识掌握情况;学校教务人员可以利用网络在线考试技术来讲现有考试模式进行革新,以使得考试效率和准确度得以提高。笔者经过实际调查后得知,网络在线考试网站能够在在线考试、阅卷、查询成绩、考题选择以及考生信息设置等方面都有比较出色的表现,用户满意度较高。 作者:倪澎涛单位:辽宁大连91550部队
中医药毕业论文:中医药毕业研究生就业情况分析 【摘要】总结近三年广西中医药专业毕业研究生的就业情况,并对研究生所学专业的就业情况及就业单位地域分布进行分析,提出要认清形势,加强对研究生政策引导,帮助中医药研究生科学认识和正确对待就业,把握政策和区域优势给中医药带来的机遇,拓宽就业渠道,提高服务水平。高校要根据现代经济建设的需要,优化课程设置,提高培养质量,培养基础扎实、具有全面知识和实际动手技能的高级复合人才。 【关键词】中医药;毕业研究生;就业分析 随着研究生招生规模的扩大,毕业研究生人数逐年增加,毕业研究生的就业形势日趋紧张。而当今在西医占主导地位的医疗体制中,作为中医药院校的毕业研究生,则面临更大的挑战。与以往的就业情况相比,广西中医学院硕士生的就业日趋紧张,为了把握当前及今后的就业态势,有针对性地做好毕业研究生的就业指导工作,现就我院近三年的硕士生就业情况进行总结,分析存在问题,寻找有效对策。 一、近三年毕业研究生基本情况 我院2007届、2008届及2009届三年硕士毕业生共696人;毕业生专业分布为中医基础理论29人、中医临床基础33人、中医医史文献7人、中医内科学122人、中医骨伤科学75人、中医妇科学20人、中医儿科学21人、中医五官科学12人、针灸推拿学45人、中西医结合基础14人、中西医结合临床171人、药物分析学28人、药理学27人及中药学92人。基本情况见表1。 二、近三年研究生就业情况 (一)就业率 就业率统计时间为每年8月31日。近三年我院硕士生就业情况总体较好,就业率均在90%以上,三年就业率比较,差异无统计学意义(P0.O5),见表2。 (二)专业分布 为便于了解研究生就读专业的就业情况,分别按基础、临床和药学统计就业率,其中基础学科专业有中医基础理论、中医临床基础、中医医史文献及中西医结合基础;临床学科专业有中医内科学、中医骨伤科学、中医妇科学、中医儿科学、中医五官科学、针灸推拿学及中西医结合临床;药学专业有药物分析学、药理学及中药学。我院三年来研究生就读专业的就业情况见表3。 (三)就业单位地域分布三年来我院研究生90%以上在市级以上区域就业,在直辖市、省会城市就业者达50%以上。三年研究生就业地域分布比较,差异无统计学意义(P0.O5),见表4。 三、就业现状分析 (一)就业趋势分析 从2000年实施研究生扩招政策以来,我院硕士生招生规模不断扩大,2000年我院研究生招生规模为30人,到2009年招生331人,十年间规模扩大了11倍。近三年来我院毕业研究生人数每年增幅分别为61.40%、23.34%及25.55%,迅猛增幅的中医药人力资源,使得硕士生就业难度逐年加大,与以往一次就业率100%相比,近三年的就业率相对降低,但近三年的就业率仍在90%以上,高于全国平均水平,三年的就业率持平,差别无显著意义(P0.05) (二)专业就业分析 专业是影响研究生就业的重要因素之一。由于专业的课程设置、研究范围、培养的侧重点不同,社会对毕业研究生就读专业的需求有不同的倾向,临床学科专业的人才依然走俏,而社会对基础学科专业的需求相对少,造成基础学科专业研究生就业难的态势。我院近几年基础学科专业研究生的就业率虽然与临床学科专业的就业率无差异,但从实际的就业状况看,到高等医学院校和医学科研机构等部门从事基础医学各学科的教学、科学研究及基础与临床相结合的医学实验研究工作的毕竟是少数,多数还是考博继续深造为多,且他们报考博士的专业是以临床学科为主。社会对药学人才的需求稳中有升,特别是生活水平提高以后,人们对保健品的需求在增大,企业对药学人才比较青睐,而从事药品开发、研究的职业,对专业能力的要求高,相应地对学历等各个方面的要求也高,因此,药学专业的毕业研究生在就业竞争中占有一定的优势。位于西部地区的广西壮族自治区,拥有丰富的中草药资源和海洋药物资源,面向东南亚有利的地理环境和政府政策的扶持,使广西中药产业保持着强劲的势头,因此,我院药学专业研究生的就业具有较好的前景。 (三)就业地域分析 由于直辖市、省会城市在现代化程度、经济发展、生活条件及就业环境等方面较为完善,而在人才竞争中,研究生依然具有一定的优势,因此,毕业研究生的就业在地域选择上,首选直辖市、省会城市。表4显示,近几年来我院毕业研究生半数以上在直辖市、省会城市就业,而县级及以下单位极少人问津,说明研究生的就业考虑比较现实。在目前的社会经济背景下,研究生读研的目的是多元化的,有的是为了做学问,而相当多是为了找一份好工作、改变生活境遇,因此毕业研究生就业地域首选多为经济发达的地区,如直辖市、省会城市及东部沿海发达城市,待遇偏低和业务发展前途受限是影响医学研究生不愿意选择基层单位的主要原因。 四、思考与对策 (一)认清形势,加强政策引导 2010年将有630万大学毕业生,加上往届没有实现就业的学生,需要就业的毕业生数量将大大增加,就业形势不容乐观,尤其在当今的医疗体制中,西医占着主导地位,中医药院校的毕业生的就业更显得严峻。然而,随着人们的环境意识、保健意识不断增强,中医药也越来越受到人们的青睐,加之国家非常重视中医药事业的发展,并给与了政策的扶持,多种现代卫生服务形式给中医药院校毕业研究生的就业提供了广阔的舞台。认清目前的形势,利于对中医药专业毕业研究生进行政策引导,帮助研究生科学认识和正确对待就业,把握西部大开发战略、中国东盟区域经济合作、泛北部湾经济合作等给中医药带来的机遇,引导研究生树立正确的价值观、择业观。 (二)优化课程设置,提高培养质量 随着现代经济建设的需要,对研究生的知识结构和能力也提出了新的要求。这就要求我们高校转变教育观念,改革人才培养模式,优化课程设置,增加应用性、操作性、技能性的课程,使课程设置、教学内容符合实际需要,让研究生参与导师的科研、医疗、教学等工作,使研究生在实践中掌握知识、掌握技能,培养基础扎实、具有全面知识和实际动手技能的高级复合人才。 (三)拓宽就业渠道,提高服务水平 毕业研究生就业难不仅仅是研究生择业观念与价值取向的问题,更多的是人才的需求与供给结构的失衡与错位,同时还有经济发展模式、产业结构等方面的因素。作为研究生管理部门除了加强对毕业研究生思想教育和就业指导外,还必须通过各种方式积极扩宽就业市场,收集就业信息,如加大宣传力度,不断优化服务内容,吸引更多的用人单位前来招聘;发挥网络资源优势,具有专业性、针对性和可信度高的就业信息,为研究生提供丰富的就业信息平台;充分发挥导师作用,利用导师自身在本行业中的各种优势,向一些用人单位推荐研究生;发挥校友资源优势,获取就业需求信息,推荐研究生就业。此外,必须加强毕业生就业指导队伍的建设,建立一支具有强烈事业心和责任感、有较高理论水平和专业知识、有良好服务态度的就业工作队伍,做好毕业研究生和用人单位的桥梁,努力使毕业研究生顺利走上满意的工作岗位。 基金项目:本文系广西教育科学“十五”规划重点课题(2005B52)、广西学位与研究生教育改革发展专项重要课题研究(200710600R08)的研究成果。 作者简介: 杨美春,广西中医学院研究生处副书记,副教授,医学博士。 姜建萍,广西中医学院研究生处书记,教授,医学博士。 梁金葵,广西中医学院研究生处学籍管理科科长。 柳俊辉,广西中医学院研究生处招生就业办助教,医学硕士。 中医药毕业论文:论中医药毕业生职业素质 [摘 要]目的:通过调研,了解用人单位对中医药毕业生职业素质的要求和中医药毕业生职业素质现状,为学校相关部门人才培养及在校学生职业规划提供参考。方法:采用自行设计的用人单位满意度调查表,根据本校2007—2011届毕业生的流向确定用人单位作为调查对象,运用构成比,卡方检验等对调查数据进行统计分析。结果:用人单位在挑选毕业生时最重视的因素为所学专业、思想品德和学习成绩;我校毕业生在专业素质方面较为突出,在协作创新方面仍需进一步加强。结论:医学工作者应当具备较强的专业素质和较高的思想素质,同时应注重综合素质的培养以适应不断变化的人才市场需求。 [关键词]用人单位 满意度 毕业生 职业素质 近年来,由于大学生数量的增加以及劳动力市场的结构性失衡,大学生就业难问题开始凸显,在此背景下,中医药人才的就业形势也不容乐观。用人单位作为毕业生的使用方,他们对大学毕业生的满意度及其评价,是大学生培养过程中的重要反馈,培育出适合用人单位发展的人才是解决就业难问题的关键。用人单位需要什么样的人才?他们在挑选毕业生的时候看重哪些条件?他们如何评价我校毕业生的职业素质?为了弄清楚这些问题,研究者对我校近五年毕业生的就业单位进行了调查。 一、资料与方法 (一)调查对象 选取北京中医药大学2007-2011届本硕(博)毕业生,根据毕业生的流向确定用人单位数据源,选取数据源中在校内举行宣讲会、招聘会中用人单位为研究对象。共发放问卷121份,回收问卷115份,其中有效问卷为108份,有效率为93.91%。参与调查的单位以企业为主,占样本总数63.89%;事业单位占样本总数28.70%;其他为科研机构等单位。 (二)调查方法 采用问卷法,调查前自行设计《北京中医药大学毕业生用人单位满意调查问卷》,内容涉及用人单位基本信息、挑选毕业生重视因素、对我校毕业生各类素质评价状况等部分。利用校内宣讲会、招聘会对用人单位发放问卷,问卷主要由用人单位人事部门工作人员或熟悉我校毕业生工作情况的工作人员填写。经过统计分析,了解用人单位对我校毕业生各方面的满意度。 二、结果与分析 (一)用人单位在挑选毕业生时重视的因素 调查发现,用人单位更注重学生所学专业、思想品德和学习成绩等方面,分别占总样本数的71.03%、63.55%、45.79%。由于中医药行业较强的专业性,所学专业成为用人单位筛选简历的第一道门槛;尽管思想品德这一素质无法在较短时间内加以判断,因其对组织的影响之大,也是用人单位重点考虑因素;学习成绩一方面可反映出毕业生的专业知识水平,另一方面也是其智商水平和学习能力的体现。另外,沟通能力、动手能力、学历等,受到用人单位的重视。 (二)用人单位对我校人才培养的总体评价 被调查单位对我校人才培养总体评价较高。其中24.27%用人单位表示很满意,63.11%用人单位表示满意,他们对我校人才培养模式持肯定态度;同时,部分用人单位认为仍存在提升空间,需进一步加强。 (三)用人单位对我校毕业生职业素质评价 调查结果显示用人单位对我校毕业生各类职业素质均较为满意,用人单位评价为“很满意”和“满意”的占60%以上。在各种职业素质中,用人单位对我校毕业生职业优秀素质评价最高,作为用人单位在挑选毕业生时最重视的因素之一,理论知识和基本技能是大学生职业综合素质的主干和优秀,大学教育在基础教育阶段应重点培养这些素质以提高毕业生在劳动力市场的竞争力。 此外,我校毕业生在学习能力和组织管理能力方面也有着较强的优势,赢得用人单位好评。然而,对于职业基础素质的身体素质和心理素质,用人单位的满意度相对较低。在经济全球化的市场社会中,人们负压前行,一心想要成功,反而忽视了身体素质和心理素质的培养,而这些素质是职业生存所必须具备的基础素质。 (四)我校毕业生的优势与不足 与其他高校毕业生相比,用人单位认为我校毕业生在专业素质、综合素质和社会交往与适应素质方面比较突出,这是大部分用人单位热衷于来我校招聘的原因所在;然而,在职业生涯规划与设计、灵活应变能力和外语应用能力方面,仍需进一步加强。 三、讨论 如今,人才市场的供需矛盾日益突出,用人单位难寻人才,大学毕业生难寻合适工作。本调研旨在研究通过用人单位对毕业生满意度评价进一步研究毕业生职业素质,分析总结出需要加强的方面,给予一定意见。 (一)加强专业理论知识,提高实践动手能力 高校扩招使得就业市场由卖方市场转向买方市场,就业竞争日趋激励,此就业环境下,较强的专业技能是毕业生成功就业的法宝,也是工作中高质量高效率的保证。用人单位反映部分毕业生虽基础知识扎实却无法很好地运用到实际工作中,缺乏活学活用的能力。因此,教育工作者应采用正确的培养方式,而非填鸭式教学;学生应认真夯实专业理论知识,培养实践动手能力。 (二)重视综合素质的培养 学校除了给学生传授专业知识外,还应重视学生的综合素质培养,如思想品德、创新能力、社交能力等影响学生就业质量的因素。大学生首先应端正思想态度,利用学校社团活动、暑期实践等学习机会提升自身各方面素质。当今社会,科技的进步推动着各个领域的发展,社会复杂化程度越来越高,由此对工作人员的要求也越来越高,毕业生只有具备各种优秀素质才能满足工作的需要。 (三)制定可行的职业规划,树立正确的就业观 在市场经济中,“预则立,不预则废”,职业生涯规划显得十分重要。教育工作者应帮助学生正确认识自我,认真分析个人性格特征的基础上结合自己专业特长和知识结构,将现实环境和长远规划相结合,给自己的职业生涯一个清晰的定位。部分毕业生在选择就业时好高骛远,不考虑自身实际情况而定下较高的目标以致无法解决就业问题;工作后心态浮躁,缺乏实干精神,过分重视物质回报而妨碍了自己职业生涯的长远发展。 (四)丰富实习实践经验 实习实践是对理论知识进一步学习和检验,通过实习实践,能加强专业学习,培养实际动手能力,同时还能使学生提前走向社会了解社会并适应社会,为将来迈向工作岗位做充分准备。学校就业指导工作者应拓宽渠道,尽可能为更多在校生提供专业对口的实践实习机会;在校生应利用好机会,施展所学做好本职工作给实习单位留下好的印象。 (五)提高外语应用能力 在经济全球化的今天,掌握外语的优势越发明显。中医药作为我国传统文化遗产,正在走向世界,其过程离不开外语应用;工作中,尤其是外企工作者,更需要掌握熟练的外语。如今,部分企业招聘时甚至有对持优秀托业成绩的应聘者免试的优待,可见良好的外语应用能力也是求职的筹码。 解决人才供需矛盾,关键在于学校的培养方法和学生的自身能力的培养和提高,作为人才市场的主体,在校学生只有不断加强自身素质,提高综合实践能力,培养符合时展的技能,才能在竞争激烈的职场中获得竞争优势。 中医药毕业论文:地方性中医药院校毕业生跨区域就业意向调查分析 摘 要:本文希望通过对地方性中医药院校毕业生跨区域就业意向进行调查分析,及时掌握目前地方性中医药院校毕业生跨区域就业意向的影响因素和存在的问题,解决地方性中医药院校毕业生区域性就业结构矛盾,提升地方性中医药院校毕业生的就业质量。 关键词:地方性中医药院校 毕业生 跨区域 就业意向 大学生就业问题作为社会经济发展的一个优秀问题,一直备受社会关注。“随着我国区域经济的不平衡发展,高校毕业生双向选择就业制度的推行和大学生文化、就业等价值观念的变化,大学生就业流向具有明显的区域差异性。”而毕业生就业流向的区域差异是诸多因素共同作用下的产物。结合相关的文献资料和笔者从事就业指导工作所掌握的数据,不难发现,中医药院校的毕业生区域就业的结构性矛盾较为突出,一方面是经济发达、生源较多的地区在编人员需求少,门槛高,但求职者人满为患,毕业生很难找到适合的岗位;另一方面,一些经济欠发达、生源较少的地区,尤其是边疆少数民族地区对医护人员需求量大,却很少有毕业生愿意选择去这些地方就业。因此,本文希望通过对地方性中医药院校毕业生跨区域就业意向进行调查分析,及时掌握目前地方性中医药院校毕业生跨区域就业意向的影响因素和存在问题,结合各区域对中医药毕业生的需求情况,有针对性地提出引导对策,引导毕业生树立正确的就业观和择业观,努力营造良好的就业环境,同时还可以给地方性中医药院校人才培养方案的制定和专业设置提供参考,提升地方性中医药院校毕业生的就业竞争实力,为毕业生拓宽就业渠道,进而提升就业质量。 “跨区域就业”是指劳动者到其户籍所在地以外的区域去从事一定的社会劳动并取得劳动报酬或经济收入的活动。跨区越的分析单位可以是国家、省份、地区、县区或者是乡镇等,本文以县区为最小的分析单位,所指的跨区域就业是指毕业生到生源地所在市、县以外的其他区域就业的情况。 1 调查对象与研究方法 本文以云南中医学院2015届毕业生作为调查对象,采用随机抽样的方法发放问卷。共计发放460份问卷,收回有效问卷451份,有效率为98%。调查对象覆盖中医学、中西医临床医学、针灸推拿学、中药学、护理学、市场营销等14个专业。其中,男生128人,女生323人;云南省农村生源318人、城镇生源79人,外省农村生源26人、城镇生源28人;党员107人,非党员344人;独生子女95人,非独生子女356人;学习成绩排班级前50%有404人,50%以后的有47人;经常参加社团活动的有120人,偶尔参加的有297人,从不参加的有34人。 2 调查结果分析 王文波、宋琦等人在《大学生区域性流动研究述评》中认为:“家庭因素对大学生区域性流动产生关键影响”,“个人因素是影响大学生区域性流动的最直接因素”。因此,本文以个人因素和家庭因素做参考,其中个人因素主要以性别、政治面貌、是否是独生子女、学习成绩和参加学校社团活动的情况作为参考,家庭因素主要以家庭人均年收入、父亲的受教育程度、父亲的职业、家庭所在地和家庭的社会关系为参考。 2.1 个人因素对毕业生跨区域就业的影响 从毕业生的个人因素对毕业生跨区域就业的影响进行分析,我们发现地方性中医药院校的毕业生在选择就业区域时目标很明确,同时,不同的个人因素对就业区域的选择呈现出不同的影响特征。生源地市区或县区是毕业生首选的就业区域,50%左右的毕业生都愿意选择在生源地市区或县区就业,其中40%以上的独生子女和经常参加学校社团活动的学生更倾向于在生源地市区就业,这与毕业生对就业区域生活环境以及对周边人际关系的熟悉程度考虑有关。从跨区域就业的区域选择看,所占比例较高的是学校所在地昆明,其中35%以上的独生子女和学习成绩在班级前5%的毕业生自我认同度更高,选择在学校所在地就业,而出于对自身在求职中竞争能力的考虑,仅有11.11%的学习成绩在班级50%的毕业生选择在学校所在地就业;其次是离家较近的县城,其中17.19%的男生和32.14%的学习成绩在班级50%以后的同学出于能顺利就业的考虑,愿意选择在离家较近的县城就业,其他个人因素的影响所占比例在10%左右。而愿意选择到外省中小城市就业的毕业生比例不到10%,愿意到外省大城市就业的比例不到5%,其中独生子女无人选择跨省就业,男生、学习成绩在班级50%以后以及从不参加学校社团活动的毕业生无人选择到外省大城市就业。 2.2 不同家庭(家人)对毕业生跨区域就业的态度 从以上数据我们可以发现,来自不同家庭、家人对毕业生选择跨区域就业的态度也呈现出不同的特征。总体来说,大部分家庭对于毕业生跨区域就业持“一般支持”的态度。从家庭经济情况来看,40%以上的家人对于毕业生选择跨区域就业持“一般支持”态度,其中出于家庭对求职成本和回报的考虑,家庭人均年收入在10000元以上的中等收入的家庭更加支持毕业生离开家乡到外地就业。从父亲的受教育程度来看,对于毕业生选择到外地就业时,53.62%的父亲受教育程度为大专及以上的家庭表示“尊重毕业生个人的就业意愿”。从父亲的职业因素来看,35%左右的来自父亲在企事业单位的公职人员和公务员家庭的毕业生,较其他情况而言,家人更加尊重毕业生的个人意愿,同时,29.27%的来自父亲是自主创业的家庭非常支持毕业生选择跨区域就业。从生源地来看,较省内的毕业生而言,省外生源的毕业生其家人更加支持毕业生到新的环境去就业,占30%以上,而省内的家庭所占比例不到省外家庭的一半。从家庭社会关系来看,家庭社会关系较为广泛的家人可以利用家人在当地的社会关系网为毕业生求职提供帮助,因此25%以上的“社会关系较为广泛”的家庭不支持毕业生外出求职,25%以上的家庭社会关系一般和较少的家庭表示尊重毕业生个人的意愿。 2.3 阻碍毕业生跨区域就业的因素 阻碍您到生源地以外的其他城市就业的最主要的原因是: 从以上的分析中我们可以看出,36.14%的毕业生在选择是否跨区域就业的主要阻碍因素是对家人的牵挂,可见,亲情仍然是90后毕业生较大的牵绊,“父母在,不远游”这一传统的思想观念对90后毕业生的影响依然很大。其次,因为来自家庭收入较低的毕业生所占比例较大,所以考虑到就业的交通成本和住宿费用等经济问题,17.07%的毕业生认为其跨区域就业的主要阻碍因素是就业成本高。同时,16.85%的毕业生认为对其他区域生活环境的不熟悉是他们选择跨区域就业最主要的阻碍因素。而没有熟人、单位是否有编制和工资待遇这几项因素的比例均在10%以内。只有7.76%的毕业生表示到生源地以外的其他城市就业毫无阻碍。 3 对策及建议 解决区域性就业结构矛盾,实现地方性中医药院校的毕业生跨区域就业是一项全面而系统的工程,存在诸多困难和阻力,需要动员全社会力量共同参与,共同努力。 第一,政府方面。首先,针对这种区域性就业结构矛盾,政府在继续推进完善目前的大学生基层就业项目的同时,还应该考虑经济欠发达地区医疗卫生事业的发展需求,为经济欠发达地区的医疗卫生事业打造政策“洼地”,构筑人才“高地”。改善经济欠发达地区医疗卫生机构的工作环境,提升基层医护人员的待遇,为他们提供更多的培训、进修机会,在职称评定和职务晋升方面,可以优先考虑常年在基层工作的医护人员。保证经济欠发达地区医疗卫生机构不仅引得进人才,还要留得住人才。其次,在人才输出方面,为了鼓励更多的毕业生“走出去”就业,应继续加大对贫困生的求职补助,为贫困毕业生解决因为就业成本造成的跨区域就业障碍。政府应加大与其他省份区域的人才输出战略的构建,帮助毕业生搭建“走出去”的平台,为毕业生拓宽外出就业渠道。 第二,学校方面。首先,结合自己的地方特色,加强具有地方特色的中医药专业建设,构建一张属于自己的地方性中医药院校的名片。其次,在进行招生时,学校应针对地方基层医疗卫生机构对人才的需求,适当增加经济欠发达地区的招生名额。同时,还应该多了解省内各区域以及省外各地对中医药毕业生的需求情况和行业准入情况。根据市场需求来调整人才培养方案,提高办学质量,加强对学生专业知识的考核,提升人才质量。再次,为了更好地输出人才,学校可以多为学生提供一些出省实习的机会,让学生深入到外面的医院岗位去了解和熟悉外省医院的需求,提前适应当地的环境。 第三,老师方面。就业指导中心的老师、辅导员和班主任应该及时向学生就业信息,做好就业形势与政策的宣传,让毕业生能结合自己的求职竞争能力来理性定位自己的求职目标。专业课教师更应该结合专业特色,引导学生树立正确的择业观。 第四,毕业生本人方面。对自己的职业生涯进行规划,在校期间学好专业知识,将理论知识和临床实践有机结合起来,及早奠定自己的求职资本。同时转变就业观念,根据当前的就业形势和自身的竞争力,理性地定位自己的求职目标。 中医药毕业论文:中医药院校药学类毕业生基层就业现状的调查分析及培育策略 【摘 要】2013年,全国普通高校毕业生699万人,比上年增加19万人,就业压力增大。药学专业毕业生主要到医院药剂科、制药厂、医药研究所从事各类药物开发、研究、生产质量保证和合理用药等方面的工作,也有很多毕业生从事药品销售。总体来看,药学类毕业生供小于求,各医药公司、制药厂是吸收这类毕业生的大户,制药业对人才的需求是稳中有升。 【关键词】药学;中医类;基层就业观 《中共中央办公厅关于引导和鼓励高校毕业生面向基层就业的意见》中办发[2005]18号提出,随着经济体制改革的深化和经济结构的战略性调整,一方面高校毕业生就业面临着一些困难和问题,另一方面广大基层特别是西部地区、艰苦边远地区和艰苦行业以及广大农村还存在人才匮乏的状况。要求切实做好引导和鼓励高校毕业生面向基层就业工作,努力建立与社会主义市场经济体制相适应的高校毕业生面向基层就业的长效机制。近年来,中医药高等教育出现了跨越式的发展,中医药院校药学类本科毕业生人数急剧增加,本科生想进公立大中型医院、研发机构越来越困难。随着国家新医改政策的推进,基层医疗卫生机构得到大力发展,面向基层就业已成为时代和市场的要求。[1] 1 我国中医药院校药学类毕业生基层就业现状 1.1 中医药院校药学类毕业生就业现状 因无法获得我国中医药院校药学类毕业生的总体就业状况及数据,通过与其他中医药院校的药学院沟通,了解到其他高校药学院的毕业生存在着相似的情况,本文主要以福建中医药大学药学院近三年的就业状况为依据进行分析。 我院毕业生在不设区的市(县)以下基层就业的比例占1/3左右,2/3左右的同学在地级以上城市就业。在基层岗位就业的毕业生人数不足1/3。 1.2 毕业生基层就业的认知 2014年4月共向药学院本科毕业生发放调查问卷286份,回收254份,有效问卷254份,回收有效问卷率88.81%,覆盖学院本科毕业生65.80%。问卷采取问答的形式进行,经过汇总整理后发现,影响毕业生就业去向的因素主要包括:职业发展前景、城市、薪资待遇。 影响毕业生基层就业观的因素主要包括:51.20%的学生认为边远地区薪资水平较低、32.11%的学生认为职业发展前景不清晰、17.44%的学生认为户籍制度下后代的教育问题、14.56%的学生认为生活配套设施不够完善、9.01%的学生认为专业知识无法得到应用。 2 毕业生基层就业的困境及原因 2.1 毕业生基层就业的困境 我国中医药院校培养的药学类毕业生以中药方向为主,目前我国医疗卫生单位的发展进程中,中医药的发展速度要明显落后于西医药,大中城市的医疗机构提供的中药方向的就业岗位明显偏少。随着中医药院校的不断发展,培养的毕业生数量呈逐年上升的趋势。我国制药企业对中医院校的药学类人才需求量巨大,但是企业基本分布在城市郊区或者县级以下的地区,提供的就业岗位也属于艰苦岗位,对毕业生的吸引力不足。根据2013年在福建医科大学和福建中医药大学举办的全省医疗卫生单位大型招聘会收集的信息显示,福建省的中医药院校药学类的供需比关系中,基层单位、基层岗位基本处于供不应求,大中城市医疗卫生单位处于供大于求状态。 表1 福建省2014届中医药院校毕业生供需表 2.2 原因分析 我国中医药院校的药学类专业毕业生就业状况虽然比较乐观,但是专业对口率较低,基层就业率偏低,专业对口率反映社会对人才的利用效率。基层单位和基层岗位专业对口却因为种种原因无法吸引毕业生。其中可以从毕业生和用人单位两方面来探寻原因。 2.2.1 毕业生基层就业观念较差 对基层就业的定位不够准确。大学生由于受到从众心理和社会舆论的影响,在就业取向上常表现为“非大城市不去”和“非公务员不为”,需要大批毕业生去服务、去建设的偏远山区和农村地带几乎元人问津,每年的事业单位和公务员考试则变成了千万就业大军拼抢厮杀的必经之路。但是,另一部分选择到基层就业的大学生中也不乏抱有“退而求其次”心态的人,他们或把基层就业当作一种镀金手段,以此获得公务员考试加分或其他有利就业政策的机会;或把基层就业作为权宜之计,认定基层就业只是自己最终就业的中转站,认为在基层待不久,服务期满就会离开。[2] 对基层岗位工作性质和内容不了解。很多同学对医疗单位、制药企业等基层工作岗位缺乏深入了解,“制药企业从事的工作只需要初中文化就可以了”。一位在药厂实习的同学反映。据药厂反映,企业需要大学生在入职以后在多个工作岗位进行轮转,熟悉基层岗位的性质和内容后,才可以从事相关技术性较高的岗位或者管理岗位。毕业生和制药企业的这点分歧是比较明显的,毕业生刚踏入社会,生活压力较大,急需向社会证明自己的价值,有急功近利的心态是可以理解的。 2.2.2 用人单位缺乏人才培养战略规划 制药企业缺乏长期的人才培养战略规划,仪器设备普遍价格昂贵,担心毕业生在技术岗位上进行操作损坏仪器设备,没有将人才培养放在战略高度。毕业生到医药企业后,两三年内都需要在技术含量较低的岗位上工作,毕业生感觉不到自己和知识的价值,所以两年内的跳槽率偏高。通过信息传递,下一批次的应届毕业生到企业相关岗位工作的积极性出现下降。 3 培育毕业生基层就业观念的对策和建议 制药行业属于高新技术产业,需要大量的专业技术人才。目前我国中医药院校药学类人才培养方案偏向于基础知识等理论方向,本科生的实验技能、实用性操作技术等方面较为缺乏。随着高校的扩招,学生人数不断增长,实验经费没有相应提高,相关的实验室、实验器材无法跟上,课时也无法充足保证。在目前的现实状况下,只有积极培育毕业生的基层就业观念,通过鼓励、引导和支持毕业生到基层就业,激发学生的基层就业积极性,到企事业单位基层岗位学习相关的专业技术,为我国的制药行业的发展做出相应的贡献。3.1 加大宣传力度,转变就业观念 国家和高校对基层就业的宣传还有待进一步加强。这一方面表现在,在中部及其他一些经济欠发达地区,很多毕业生和家长仍抱持着非城市不去,铁饭碗,一次就业定终身、到行政事业单位就业等陈旧择业观,缺乏扎根基层和参与竞争、进行创业的意识和激情。这就造成经济发达地区和重要城市人才密度过大,就业困难,而基层人才匮乏的局面。另一方面表现在,毕业生和家长对到西部欠发达地区和基层就业发展缺乏正确认识,对国家相关基层就业的政策不了解。[3]通过宣传教育,培育毕业生的创新创业意识和风险意识,培养大学生敢于承担风险、勇于拼搏、吃苦耐劳的新风尚。在毕业季可以在学校的公共宣传栏、微博微信等新媒体中大力进行基层就业宣传。通过树典型、学模范等活动推动宣传力度,转变毕业生的就业观念,树立良好的基层就业观。 3.2 推动教学改革,培养学生实践能力 我国的中医药院校基本上属于本科院校,大部分属于教学研究型大学,培养的人才需要具有研发能力,研发能力是以专业知识为基础的,所以在课程改革的过程中不能牺牲主干课程。可以在保证专业课程和基础课程的前提下适当增加教学实践课,推动学生走出去,安排一定的课时到制药企业、医疗卫生单位进行教学实践。实验操作技能课适当增加,培养学生的动手能力。 3.3 完善就业指导课程,帮助学生科学规划职业生涯 目前我国高校主要以《就业指导》和《职业生涯规划》两门课程对学生进行就业指导,多数高校是辅导员进行授课,缺乏专职的教师。辅导员本身的工作任务繁重,而且多数没有受过专业的培训,没有相关专业毕业生就业岗位的知识,导致授课缺乏针对性,偏重于理论方面的引导,授课效果不是很明显。部分高校已经开始引入相关专业的校外专家和企业中高层管理层来校进行授课,校外的专家和技术人员长期工作在生产一线,实践经验丰富,能够吸引学生的听课热情,效果良好。但是因为校外专家和技术人员的授课无法融入教学体制内,存在无法形成长效机制的问题。解决这个问题只有加强师资队伍建设,并进行教学体制改革。 总体而言,我国中医药院校的药学类毕业生基层就业的积极性还不是很高,而且在基层从事专业技术工作的技术能力也存在欠缺,解决这个问题就需要政府、高校、企业和学生几方面共同努力来解决。 中医药毕业论文:中医药院校构建本科毕业实习质量监控和信息反馈体系的探讨 摘 要 毕业实习是中医药院校教学的重要环节,是课堂教学转入理论联系实际的重要阶段,可以帮助学生巩固和提高本专业应具备的基本知识和技能,有利于全面提高教学质量,培养适应社会主义现代化建设需要的中医药技术人才。①②本文以当前毕业实习管理中存在的管理症结为突破口,通过强化毕业实习的组织管理,探讨并建立一种毕业实习质量监控和信息反馈体系,以期能有利于提高毕业实习质量,培养出符合新时代中医药需求的实用型、复合型人才。 关键词 毕业实习 质量监控 信息反馈 人才培养 毕业实习是教学过程的重要环节,是学生走上社会的预演和学生理论联系实际的重要环节,毕业实习的质量好坏将直接影响到人才培养质量。所以,学校、 教师和学生都应非常重视这个教学环节。本文通过分析毕业实习存在的管理症结,就如何建立毕业实习质量监控和信息反馈体系为切入点,阐述了建立毕业实习质量监控和信息反馈体系的必要性和意义,并从管理模式、信息反馈方式、毕业实习质量评价、制度保障等四个方面对如何构建毕业实习质量监控和信息反馈体系进行了探讨。 1 毕业实习存在的管理症结 我省是教育大省,有120余所高校,在校生约109万人,由于在校生的校园环境较单一,学生的学习和生活规律容易把握,学生管理工作也因此相对容易开展。但到了学生实习期间,大部分学生离开校园进入其他实习单位,成为“半社会人”,管理上的“真空”现象让部分学生思想上出现松懈,在生活和工作上相对散乱,影响了毕业实习质量。近几年国内外研究发现,由于市场经济的发展和人才的竞争,特别是社会对高层次中医药人才的需求,使得学生感到就业的压力以及前途的迷茫,激发了考研的决心,而就业、考研与毕业实习在时间上的重叠度高,引发了学生们在三者时间分配上的矛盾。以上种种原因,导致了毕业实习这一动态教学环节出现错综复杂的矛盾,作为高校教育重要环节的学生毕业实习质量大幅下降,影响了大学生实践能力的提高和就业竞争力的增强。③④ 2构建毕业实习质量监控和信息反馈体系的必要性和意义 如何应对当前形势下的毕业实习管理,_保学生毕业实习的质量;如何协调学生毕业实习与就业、考研的矛盾,是目前国内外高等教育工作者亟须思考的问题。对学生毕业实习进行质量监控和信息反馈的管理工作模式思路过程,实质上是主动适应社会需求和教育需求的过程,而体系的构建也有有助于学校对实习生的监控管理,可进一步的加快、满足社会和教育的需求。因此,建立合理的毕业实习质量监控和信息反馈体系能够有效解决毕业实习中的管理症结,是加强学校教育管理,提高教育教学质量的有力保障。同时,能为教育行政部门的宏观管理提供大量反馈信息,为学生毕业实习质量的提升提供科学的调节、控制和决策依据。因此,加强中医药院校毕业实习的组织管理,制定切实可行且科学的毕业实习质量监控和信息反馈体系,具有十分重要的理论意义和现实意义。 3 毕业实习质量监控和信息反馈体系的构建策略 建立和完善科学合理的毕业实习质量监控和信息反馈体系,以促进毕业实习质量的不断提高为最终目的,以学校、教师、学生和实习基地为主要对象。在体系构建思路中,我们首先必须理清他们各自对体系的需求、理清社会和教育对体系的需求。初步考虑可以从管理模式、信息反馈方式、毕业实习质量评价和制度保障等四个方面构建毕业实习质量监控和信息反馈体系,以满足各方面需求。⑤具体的实施策略如下: 3.1 管理模式 按照三层次、三阶段进行实施管理。 三层次:学校管理部门、各实习辅导部门和老师、各实习学生小组。 (1)学校管理部门通过充分了解学生的意愿与实际情况,统一部署实习任务,制定切实有效的实习方案。 (2)各实习辅导部门和老师通过充分学习学校有关管理部门制定的实习方案,进一步对实习内容进行组织与安排。 (3)各实习学生小组通过认真学习实习内容,并且根据实习内容的指示,认真完成具体的实习任务。 三阶段:实习前、实习期、实习结束。 (1)实习前:学院开展实习动员活动,并进行实习前学生心态的调查,适时地调整实习方案,从而达到提高学生实习积极性、加强实习管理质量的目的,进一步提高毕业学生实习的效果。 (2)实习期:打破传统的实习模式,将实习期分散分配。将实习期前段时间安排给学生在校内进行毕业设计培训或其他与毕业实习相关的培训工作,从而有效地缓解学生考研与到外单位实习的时间冲突矛盾。此外,在校内进行毕业实习有关知识培训的同时,学院相关管理部门能够进一步对毕业实习任务进行调整,从而更好地为实习期的后一部分做好准备工作。学生也能够在前段时间对自己的心态进行调整,以此来更好地进入之后的实习阶段。 (3)实习结束:学校管理部门对学生实习结果进行总结,规范实习后的学生论文答辩等流程。同时,及时总结,找出毕业实习过程中学生与学校管理部门中存在的问题,分析出问题出现的具体原因,并提出相应的解决方案,为下年实习方案的制定提供依据。 经过以上过程实施,最终形成科学的管理模式、规范的管理流程。 3.2 信息反馈方式 各种渠道或信息源反映的与实习方面有关的问题、建议、改革思路和现状能够及时地反应出学院整体教学工作的质量状态。 学院管理部门需要及时地收集有关信息,并且根据毕业实习生的跟踪调查结果呈现的信息,及时调整实习方针与内容。在此基础上,通过开展各项活动,充分调动学校各个部门、相关教师、应届和往届毕业生、实习基地的各个部门、学生家长等对象的积极性,从而达到明确分工、拓展渠道的效果。 同时,设立院主管教学领导信箱、教学办公室主任信箱、党支部书记信箱等相关领导信箱。公开相关职能部门的电话,使信息的收集更加简便、快捷、直接,更加有效地提高信息反馈的效率。 3.3 毕业实习质量评价 建立实习质量评价指标,主要涉及学校、实习基地、教师、学生四个方面的相互评价及自我评价。 采用量化质量监控指标,按照对实习生的要求将实习过程中的各个环节,各种必须掌握的实习技能赋予一定的分值,并且要求在各科实习完成后必须达到一定的分值,对实习进行严格的质量监控。 对评价指标进行研究,制定出合理的评价指标,使其具体化和量化,具有可测量性,最终反映出学生的主观能动性、综合能力、投入幅度、技术掌握熟练程度等,在此基础之上,对毕业实习生的实习过程进行量化的评分,以此评分作为毕业实习生实习考核的最终成绩。同时,对带教老师的工作情况在组织与管理方面进行思考,具体考虑带教老师工作过程是否到位、是否按时填写工作情况汇报、是否及时解决学生碰到的问题等,从而形成一种规范化的建设模式。 3.4 制度保障 始终坚持对社会负责、对学生负责、以人为本的原则,将毕业实习质量监控及信息反馈的全部要素、要求和规定纳入文件,形成文件系统,制定相应的制度,并汇编成册。如《毕业实习应注意的事项》、《药学专业毕业实习流程》、《学校毕业实习管理及考核规范》、《本科毕业论文写作规范》等,为及时发现毕业实习教学过程中存在的问题,实习质量和效果、体系的运行畅通提供保障。 4 展望 我校药学院每年毕业生高达800余人,其中药学专业的有200余人。毕业实习质量监控和信息反馈体系的成功构建将打破传统教学管理模式,加快学校的教学管理信息化建设,提高教学管理的质量和效能。同时,能极大的提高我校学生毕业实习质量,提高毕业生的实践能力和创新能力,以及提高毕业生实践能力和增强就业竞争力,并能进一步促M我校院系及学科的发展,为社会提供大批新时代实用型、复合型人才。此外,在省内乃至国内推广优质教学管理模式,构筑的毕业实习质量监控和信息反馈体系可供其他院校借鉴,以进一步提升我校在国内知名度。 中医药毕业论文:高职高专中医药类毕业生就业研究 1国内就业质量研究概述 对于就业质量内容的研究,国内多数学者是在微观层面上开展研究,注重毕业生的个人感受。张桂宁[2]认为就业质量包括了一切与就业者个人工作状况相关的要素,具体来说可分为以下8个方面:工作性质、工作条件、工作安全、尊严、福利、培训可能性、平等参与、晋升机会等;李军峰[3]指出就业质量的内涵分为工作性质、工作条件、稳定与安全、个人尊重、健康与福利、社会保障、职业发展、劳资关系、机会平等9个层次;陈韶[4]进行的一项调查显示,毕业生最需要考虑的指标选择中,从多到少依次是发展空间、薪酬水平、专业对口、事业成就感、行业、职业升迁、工作氛围、个人幸福感等。 2高职高专中医药类毕业生就业特征 与高职高专其它专业相比,中医药类专业毕业生就业存在如下特征:一是执业资格转入制度,要从事相关工作必须要取得相应的执业资格;二是就业质量显现的时间滞后性较其它专业要长;三是肩负着中医药文化传承的使命,只有具备深厚的中医药文化底蕴才能更好的做好本职工作。 3构建高职高专中医药类专业毕业生就业质量评价指标体系 3.1就业率 就业率反映了社会对人才的需求状况,需求越大则毕业生可选择的就业机会就越多。从经济学中的供求关系可知,需求越大、供给越少,则价格越高,同样的对于毕业生的需求也是如此,就业机会越多则毕业生可获得的报酬或收入就越高。 3.2就业对口率 高职高专中医药类专业培养的是面向医疗卫生机构、医药企业等一线高技能应用型人才,其专业性较强,只有提高就业对口率,才能更大程度上发挥中医药类毕业生的专长,提高毕业生的就业质量。 3.3薪酬福利 薪酬福利包括工资收入、企业基本福利和企业补充福利三个部分。其中工资收入和企业基本福利是维持员工生活和改善生活状况的基本保障,在很大程度上决定着毕业生就业质量的高低。 3.4职业发展前景 职业发展前景包含行业发展趋势和晋升机会两个方面。中医药是我国医疗卫生体系的重要组成部分,是中华民族的瑰宝,近年来,随着我国对中医药事业发展的扶持力度不断加大,中医药行业得到了空前的发展,这为中医药类毕业生就业质量的不断提升创造了良好条件。其次,晋升机会也是分析职业发展前景的一个重要影响因素,单位能否为毕业生提供充分发挥才能的舞台和机会,一个科学合理的晋升机制来实现自我价值是高就业质量的体现。 3.5执业资格证 中医药行业实行执业资格转入制度,因此,执业资格证的获取情况与毕业生的就业质量密切相关。 3.6满意度 满意度包括个人满意度、用人单位满意度和社会认可度三个方面。在三个方面中个人满意度是衡量毕业生就业质量的最重要指标,是毕业生对就业质量的主观感受,与个人定位及职业生涯规划息息相关。广义上来看用人单位对毕业生满意,表明毕业生的工作效率较高,但是用人单位满意度和毕业生满意度之间往往存在着对立性,真正的高质量就业应该要实现个人与就业单位的双赢。某一就业岗位或职业能得到更高的社会认可和更多人的尊重,本身就体现着较高的就业质量。 3.7工作环境 工作环境包括工作稳定性、工作强度、人际关系、硬件条件等方面。员工置身于一定的工作环境中,其行为必然受到环境的影响。良好的工作环境、和谐的工作氛围能使员工积极投入工作,有利于提高员工工作的积极性、主动性和创造性,进而提高员工的工作绩效。同时,工作环境的好坏也直接影响着毕业生对就业质量的主观判断。 3.8区域中医药文化 文化是指组织成员所持有的共同的价值观、信念和行为准则。一定范围的地理区域内会形成一个主流文化和无数的亚文化,中医药文化在该区域文化中所处的地位与中医药类毕业生就业质量密切相关。 4结束语 高职高专中医药类毕业生就业质量评价体系的构建是一项复杂的工作,且其会随着社会环境及毕业生就业观念的变化而不断变化。在高职高专中医药类专业人才培养过程中,要充分认识到毕业生就业质量的重要性,研究就业质量评价体系的目的就是在于更好的指导人才培养过程,将就业质量融入人才培养工作之中,更好的促进高职高专中医药类专业的健康快速发展。 作者:杨麒 周月倾 单位:云南省保山中医药高等专科学校中医药系 中医药毕业论文:中医药研究生教育现状研究论文 【摘要】该文从目前中医药研究生教育的现状分析出发,结合实践来探寻提高中医药研究生教育的有效途径。 【关键词】中医药研究生教育;现状;思考 中医药学是一门科技含量极高的传统医学,其完整的学科体系、博大精深的理论和科学思想,具有很高的研究和发展价值。大力发展中医院校研究生教育,既是时展的需要,也是促进学校学科建设,提高学校综合实力的重要保证。 1中医药研究生教育现状 1978年首次招收中医药研究生至今已有30年的历史,研究生教育的发展非常迅速,已达到一定规模,实现了与国家学位制度的接轨,取得了很大的成就。但是,当前我国中医药研究生教育还存在一些需要解决的现实问题,这些问题在很大程度上制约和阻碍着我国中医药研究生教育质量的提高。 1.1大学扩招的影响 为适应社会的发展,1999年以来我国高校扩招规模不断“升级”,研究生教育也以每年20%~30%的速度增长,这与我国经济快速发展和人才需求的数量多和层次高的现实国情有一定的联系。但是,教育规模的过度扩张使得生源质量严重下降,同时由于教育投资机制不健全、教育资源投入有限,在研究生数量扩大的同时,其质量并未同比提升,研究生培养质量的提高幅度不尽如人意,研究生教育质量得不到保证。在中医药研究生教育中也不可避免地出现了同样的问题。 1.2生员素质的缺陷 目前的中医药研究生中普遍存在着中医药基础知识薄弱的问题。中医药专业是一门实践性很强的学科,本科学生对中医药基础知识、经典著作的学习无法深入,这就使得学生在中医药学术视野、基础知识的掌握、西医基础理论和临床基本技能上,都与研究生所应具备的基本素质相去甚远。同时受经济条件、就业形势的影响,很多学生报考研究生,继续学习是一种权宜之计,其选择考研,是市场经济条件下的一种功利主义的表现。由于这些短期行为和功利主义思想的存在,根本不可能激发他们对中医药深入研究的热情。 1.3导师素质的差异 研究生导师能否按照教育规定施教,将主要精力有效地注入有潜力的学生身上,是提高教育质量的主要因素。由于目前学术界学风浮躁的影响,有些导师急于求成,有些教师则整日忙于兼职或者繁重的行政事务,同时研究生的持续扩招导致师生比例不断扩大,许多导师负担过重,没时间潜心于学问,以致自身的科研能力止步不前[1]。 1.4课程设置的不合理 我国现有的中医药研究生课程还存在不少缺点:内容落伍,跟不上学科发展;课程设置过分狭窄,只关注学科本身的逻辑和结构,而缺乏了对人发展的关注;和本科内容重复过多,甚至是本科课程的翻版;对研究生的重要评价指标仍然是考试成绩等等这些根本不可能激发学生的学习热情,更不可能提高学习的积极性。 2提高中医药研究生教育的思考与建议 中医药事业的大力发展,关键在教育。为了中医药更广泛地走向世界的需要,中医药研究生教育应顺应目前的形势,把握机遇,培养各种外向型中医药人才,既有扎实的专业知识,又具有较高学术水平,以便适应目前对中医药人才的需求。这些除了知识需要长时间积淀和融合这一因素之外,我们需要对中国的中医药研究生教育体制进行一些思考。 2.1提高导师素质要想培养研究生具有较高的学术水平,首先要有一支治学严谨、学风正派的导师队伍。发挥导师在研究生教育中的主导和优秀作用,提高导师队伍的总体素质和学术能力。引入评估淘汰机制,严格导师遴选条件,进行任期考评,打破导师职务“终身制”;采取留学深造、参加国内外学术交流合作,承担重大中医药科研项目等形式,不断提高导师素质;大力做好中青年导师的培养工作,切实保证新老导师正常交替;推行集体指导和联合指导研究生制度,发挥每个导师之长,使具有不同知识结构的导师共同合作培养研究生;充分发挥导师的教书育人作用,使研究生在治学和为人两个方面都达到中医药人才的要求[2]。 2.2开办七年制本硕连读教育根据新的发展需求,积极进行研究生招生和培养等相关学科专业结构的调整,逐步建立和健全中医药专业学位教育与学科教育体系,为社会提供更多的智力支持和人才支撑。将传统硕士研究生教育与本硕连读的后期实践教育融为一体;按照重点学科建设模式改革,加强其产、学、研协同培养研究生的探究,搭建研究生实践教育的平台,与中医药继续教育相衔接,培养适应性强的专科应用型人才。 2.3建立评估制度为有效地保证我国研究生教育质量,打破学位授权点的终身制,促进学位授予单位不断加强学科建设,巩固和提高教学水平,国家应定期开展对研究生授权点的评估工作。学位与研究生教育方面的社会评估机构也应对学校进行的评估,并且将评估名次向社会公布。授权点应经常性的开展自我评估工作,每一年或间隔一年评估一次,把评估工作作为学校日常性工作长抓不懈。在自评工作中及时发现和解决工作中存在的问题,建立起具有自我完善功能的质量保证和监控体系,形成良好的质量约束体制,以保障研究生教育有序、健康发展。 2.4调整课程体系知识经济呼唤以培养创新人才为目标的创新教育,尤其是大力发展以培养高层次创新人才为目标的研究生创新教育。知识越丰富,基础越宽厚,就越有利于创新。因此学生在掌握本学科的基础理论和专业知识,掌握本学科研究领域有关的相邻学科或相关学科的理论和先进技术方法,具有坚实的外语基础和其它科学文化知识的前提下,中医学院校要在课程结构、教学内容等方面大胆进行调整创新,将中医学研究生教育办出特色,办出水平[3]。 3小结 中医药研究生教育肩负着为国家现代化建设培养高素质、高层次创造性人才的重任,我们将不断研究、不断实践、不断改革,努力提高中医药研究生教育质量,促进中医药学术更大的发展。 中医药毕业论文:中医药治疗食道癌方药分析论文 【摘要】为了更好地指导临床和科研组方用药,对近20年来公开发表的治疗食管癌的方药进行了分析。用药频次较多的有补益药、活血化淤药、清热药、化痰药、解毒药;总体用药、中西医结合用药和针对食管癌梗阻用药情况有异,总体及中西医结合以补益药最多(24.4%,31.140%),特别是中西医结合;食管癌梗阻以清热药(16.79%)、化痰药(16.79%)较多;同时还对所用频次较多的药物进行了排序和分析,反映现代医家对本病的认识和用药特点及规律,指导临床组方和科研选药。 【关键词】中医药食道癌用药分析 我国是食管癌高发区,又是死亡率最高的国家,河南省世界人口调整年死亡率为32.22/10万[1]。为了更好地指导临床和科研组方用药,笔者对近20(1986-06~2005-05)年来公开发表的治疗食管癌的方药进行了分析。现总结报告如下。 1方法 1.1方药选择标准凡1983-06~2002-05《中国医学文摘·中医》收录的有关食管癌的完整方药,皆进行收集整理。 1.2整理方法对于辨证用方,每一证型有方者,所处方按一个单独方药处理,如果是基本方加减用药,只能按一个方处理;剔除针对放化疗、手术后遗症或含中药不明的中成药处方;注明中西医结合和针对食管癌食道梗阻治疗的处方。 1.3分析项目总体用药频度;总体用药类型情况,中药分类依据六版教材;中西医结合治疗用药频度和类型情况;针对食管梗阻用药频度和类型情况。 2结果 2.1总体情况共得方101首,其中中西医结合治疗用方者34首,针对食管梗阻者14首,总用药次数898,药物种数194种,类别28个,其中补药(补阴药、补阳药、补血药、补气药)219次,占24.4%;清热解毒药101次,占11.2%;如加清热燥湿、清热泻火、清热凉血、凉血止血,清热药共143次,占15.9%;其他解毒药(拔毒化腐、解毒杀虫,熄风止痉:全虫、蜈蚣、牛黄等)52次,占5.8%;活血化淤药146次,占16.3%;化痰药112次,占12.5%;其他药物占25.1%。 排在前30位的药物是:半夏30,黄芪30,党参26,甘草25,白术24,当归23,茯苓20,丹参20,半枝莲18,蛇舌草17,代赭石17,旋覆花16,陈皮16,威灵仙16,瓜蒌16,守宫14,太子参13,沙参13,山豆根12,硵砂12,急性子12,莪术11,薏苡仁11,黄药子10,南星10,人参10,蜈蚣10,贝母9,郁金9,桃仁9。 2.2中西医结合用药情况用药350次,其中补药(补阴药、补阳药、补血药、补气药)109次,占31.14%;清热解毒药35次,占10%;如加清热燥湿、清热泻火、清热凉血,清热药共53次,占15.14%;其他解毒药(拔毒化腐、解毒杀虫,熄风止痉:全虫、蜈蚣、牛黄等)6次,1.71%;活血化淤药54次,占15.43%;化痰药36次,占10.29%,其他药物占26.29%。 排在前10位的药物:黄芪17,甘草14,白术、党参12,茯苓12,当归11,丹参11,半夏10,太子参10,蛇舌草10。 2.3针对食管癌梗阻用药情况用药137次数,其中补药(补阴药、补气药,无补阳、补血药)21次,占15.33%;清热解毒药14次,占10.22%;如加清热燥湿、清热泻火、清热凉血,清热药共23次,占16.79%;活血化淤药22次,占16.06%;化痰药23次,占16.79%;其他解毒药(拔毒化腐、解毒杀虫,熄风止痉:全虫、蜈蚣、牛黄等)6次,占4.38%;平抑肝阳9次,占6.57%,其他24.08%。 排在前10位的药物是:半夏7,瓜蒌5,党参4,代赭石4,硵砂3,甘草3,南星3,蜈蚣3,郁金3,丹参3 3讨论 由上结果可知,总体和中西医结合用药,都以补药为最多,特别是补气药,所占比例较大,说明各医家都认为在食道癌病理过程中正气虚为主要矛盾,因此以扶正为先。特别是中西医结合治疗,补药更为重要,可能因为各医家都认为放化疗和手术疗法最易伤正的缘故。由药物排序也可看到,黄芪、党参、甘草、白术、当归等补益药在总体和中西医结合用药中都排在前10位。现代研究表明肿瘤的发生、发展与机体的免疫功能密切相关,由于机体的免疫功能紊乱,体内突变的细胞不能被免疫系统有效清除而逃逸,导致肿瘤发生。肿瘤发生后,肿瘤组织细胞由于快速增生,要消耗大量营养物质;同时,由于肿瘤对机体的损害,导致发热、疼痛等及胃肠道功能低下,特别是食道癌,阻滞食物的摄入,使机体摄入减少。如此种种导致机体营养不良,机体免疫力进一步下降。中药中的补益药现已证明可以改善胃肠道功能、提高机体免疫力,增加由于放化疗导致的白细胞减少等,同时,有些补益药还可以直接针对肿瘤细胞,如党参、人参主要成分人参皂苷,甘草中有效成分甘草甜素等可抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡[2,3]。 中医认为肿瘤的产生、发展与痰、淤、热关系比较密切。由于各种原因导致机体气机失调(如气虚),从而使津液、血液运行受阻,产生淤血、痰饮,日久而发肿瘤。因此从淤从痰论治肿瘤始终是中医的一大特色。由上统计结果可看出,活血化淤、化痰药所占比例较重,也说明了这点。值得一提的是,在药物排序中化痰药半夏,活血化淤药丹参在总体和中西医结合用药中都在前10位。特别有趣的是,半夏在总体用药中是第1位,这可能因为半夏既可以化痰软坚,又能和胃降逆,对食管癌有针对性的缘故。有些报道还特别指出半夏要生用,值得进一步研究。丹参一味,功盖四物,说明丹参既可活血又可补血,因此用的次数也比较多。现代研究表明活血、化痰药可改善血液循环,阻滞肿瘤转移,有些药物还可以直接杀伤肿瘤细胞,诱导细胞凋亡与分化,如薏苡仁提取物康莱特[4],被广泛用于临床。肿瘤之热多由痰阻淤血日久所化,放疗也可致热。因此清热药也为治疗肿瘤常用,特别是清热解毒药。由统计数字可知,半枝连、蛇舌草为治疗食道癌的常用清热解毒药,现代研究证明此两味中药具有一定的抗肿瘤作用[1],这也可能是多被选用的原因。 毒与肿瘤的发生发展关系密切,肿瘤的发生不论是由于气滞血淤,或是痰凝湿聚,或热毒内蕴,久之总会蕴积化毒。所化毒邪进一步损伤机体,而产生多种复杂证候,因此邪毒结于病体是肿瘤的根本之一。中医在治疗肿瘤时还多从毒论治,食道癌也不例外。由统计结果可知,中医治疗食道癌除选用清热解毒药外,还用一些其他解毒药,特别是有毒中药,所谓以毒攻毒。如硵砂、硼砂、蜈蚣、全蝎等,有的还选用砒石、蟾酥。现代研究认为一些有毒中药可以从多种途径起抗肿瘤作用,如对砒石As2O3研究已经享誉中外,As2O3因此已经在各国应用于治疗急性早幼粒性细胞白血病[5]。因此有必要对有毒中药进一步挖掘研究,如对硵砂的研究,有可能由此而找到治疗食道癌新的突破口。 在针对食管癌梗阻所用药物中,补益药比例明显减少。在排序中前10位化痰药有3味,补益药2味,活血化淤2味,其他解毒药2味,另一味是代赭石,没有清热解毒药。说明针对梗阻以攻为先,选用药物多峻猛有毒,如南星、半夏、硵砂、蜈蚣等,兼顾补益。而在一般用药,特别是中西医结合用药时,以补益为主,兼顾攻邪。 还有一些药物值得提及,如代赭石、旋覆花、守宫等。代赭石在总体用药中排第11位,针对食管癌梗阻时为第4位,在统计时它被归为平抑肝阳类,它的重镇降逆作用被针对性地用于治疗食管癌所引起的呕吐、吞咽困难等胃气上逆证,且常和旋覆化同用,说明各医家有取旋覆代赭汤之意。值得一提的是,《神农本草经》说它还主“腹中毒邪气”。《衷中参西录》云:“能生血兼凉血”。因此有必要对本药进一步研究,如对其主要成分Fe2O3进行体外抗肿瘤实验等。守宫也为常用之药,多与黄酒合用,值得对其有效成分进一步分析提取研究。 总之,由于我们所选方药是以《中国医学文摘·中医》为依据,基本上能反映近年来中医药治疗食道癌的用药情况,对其用药规律及用药特点的分析,对于指导临床和科研组方用药有一定帮助。但也有不足之处,如选方涉及的文献不能囊括所有公开发表的,因此有一定局限性。 中医药毕业论文:中医药治疗痛风方法探讨论文 【关键词】痛风中医药痹证 痛风病是嘌呤代谢障碍所致的疑难病,血(尿)中嘌呤代谢最终产物——尿酸持续增高为基本病因而引起各种病变的疾病。过去我国此病被认为是罕见病种,近年来由于人们生活水平的提高,饮食结构的变化,痛风病的发病率已逐年增高,严重危害着人们的健康。 人体尿酸主要由细胞代谢分解的核酸和其他嘌呤类化合物,以及食物中的嘌呤,经酶的作用分解而来。尿酸在细胞外液的浓度取决于尿酸生成的速度和经肾排出尿酸速度的平衡关系。尿酸生成增多、或排泄减少,或虽排泄不减但生成超过排泄,均可使尿酸积累而出现高尿酸血症。长期高尿酸血症,尿酸盐在组织内沉积,引起痛风。高尿酸血症和痛风均可分为原发性和继发性。本文所言,主要是指原发性痛风。 高尿酸血症的产生,多数病例主要是由于尿酸排泄不足。肾排尿酸通过肾小球滤出、肾小管重吸收和肾小管分泌3个环节来实现。原发性痛风排尿酸不足,主要是因为肾小管分泌尿酸功能障碍所致;少数病例主要是由于尿酸生成过多,或生成过多伴排出减少。此外,由于酶的缺陷,也可导致尿酸生成过多;阳性家族史、肥胖、糖尿病、高血压常与痛风伴发;高嘌呤食物对于具有痛风素质者可成为发病的促发因素;饮酒、创伤、受寒可使急性痛风性关节炎发作。 原发性痛风的初期是高尿酸血症,但高尿酸血症患者只有一部分发展为临床痛风,因此,高尿酸血症和临床痛风两者间的界线往往不容易划分。痛风的典型表现为:①痛风性关节炎:起病急骤,多于夜间或清晨发作,受累关节以拇趾、第一跖趾关节多见,其次为踝、足跟、膝、腕、指和肘;肩、胸锁、下颌、脊柱、骶髂和髋等处偶可受累。关节红、肿、热、痛,活动受限,并有发热、局部皮肤脱屑和瘙痒、关节腔积液,约数天或数周后缓解。每因受寒、劳累、感染、创伤、手术、饮酒、进食高嘌呤饮食等诱发。长期反复发作后,则转为慢性关节肿大、僵硬及畸变。②痛风石:以对耳轮、耳轮、跖趾、指间、掌指等部位常见。痛风石经皮肤破损可排出白色尿酸盐结晶。③肾尿酸盐结石:常致泌尿道阻塞而引发肾绞痛和血尿发作。不少患者可有肾性高血压和蛋白尿,最终可发展为慢性肾功能衰竭。 本病的诊断主要根据血尿酸(BUA)增高,男性在380μmol/L,女性于更年期前在309μmol/L以上,更年期后与男性相同。另外尿液中尿酸增高(正常为2.36~5.9mmol/L);急性期痛风性关节炎,关节红、肿、热、痛;慢性期有关节畸形、痛风石、肾功能损害等。 1从痹论治的源流和局限 中医早就有“痛风”之称,如朱丹溪《格致余论》中就曾撰“痛风论”专篇,并设有“上中下通用痛风方”,不过此言痛风,大抵指风寒湿邪乘虚侵袭,致肢体关节疼痛,酸楚,麻木,重着及活动障碍,实为“痹证”。痹的病名,最早见于《内经》。《素问·痹论》指出:“风寒湿三气杂至,合而为痹,其风气胜者为行痹,寒气胜者为痛痹,湿气胜者为著痹也”;“所谓痹者,各以其时重感于风寒湿者也”。《痹论》认为:风寒湿邪留连于筋骨,则疼痛难已;病深日久,营卫之行涩,皮肤不营,则麻木不仁;病邪深入,内传于五脏六腑,则导致脏腑之痹。巢元方《诸病源候论》在《素问·痹论》的基础上,把痹证分作“风湿痹”“风痹”“风不仁”“风冷”“风四肢拘挛不得屈伸”等证候,其论述对唐宋医家影响很大,唐《千金方》《外台秘要》,宋《太平圣惠方》《圣济总录》等重要著作,都遵巢氏之说,把痹证和历节加以分别,而都纳入“风”病门中论述。 目前,中医学术界在辨治痛风时,多根据患者的某些临床症状和Gout的汉语译名“痛风”而将此病辨证与中医学中的“痛风”相等同,而在治疗上多从痹论治,笼统施以风门诸通套药,关节症状可暂得缓解,但降低尿酸效果殊欠理想,或仅有近效而无远功。故而在认识和疗效上存在极大局限性。 2对痛风病的探索和再认识 从痹论治痛风之局限,促发了众多中医学者对痛风的深入探索和再认识。近代中医界有提出痛风症乃浊毒淤滞使然,其名风而实非风,症似风而本非风采用运脾渗湿法治疗;也有认为痛风病与中医关于“脚气”病的某些认识相符,故运用温宣降浊,行气决壅等治法;为数不少者认为痛风病实属“历节”范畴。即便是古代医家亦对祛风药的滥用提出了质疑,张子和《儒门事亲·指风痹瘘厥近世差玄说》对隋唐以降,风痹痿厥脚气均混入风门中提出了批评。他认为这些病“本自不同,而近世不能辨,一概作风冷治之,下虚补之,所以旷日弥年而不能愈者”。顾松园《医镜》认为热痹不仅可由感受湿热之邪而起,就是风寒湿邪,“邪郁病久,寒变为热,湿变为痰”,亦为湿热,提出以通络活血、疏散邪滞,降火、清热、豁痰的治疗大法。王清任《医林改错》还提出痹为淤血致病说,唐容川《血证论》、张锡钝《医学衷中参西录》有颇多阐发。叶天士对于痹久不愈者,有“久病入络”之说,倡用活血化淤及虫类药物,搜剔宣通络脉。 笔者经过广泛查阅文献,联系临床实际,认为痛风的病机乃酒醴乳肥过度,伤脾生湿化热,浊湿毒邪流注于下,聚于隐白、解溪等处,治则为清热利湿,祛淤止痛。 3清热利湿的实践和疗效 笔者在临床实践中,首选清热利湿法治疗痛风,尤其是在急性关节炎期,以三妙散化裁,大剂量黄柏、知母、车前子、泽泻、苍术,加强清热利湿作用,实践证明,该法疗效可靠,疗程较短,效果巩固。 4活血化淤的依据与验证 现代医学的实践已证实,痛风患者除血(尿)中尿酸高外,血液流变学的检测提示高黏血证、高聚血证等淤血指标者占有绝大多数,而中医亦素有“久病入络”之说及病处固定属淤等经验,故在治疗痛风时加入活血化淤及少量虫类药物,如丹参、玄胡、水蛭、牛膝、乳没、路路通等,往往可收事半功倍之效,关节红肿疼痛之消退尤速。 5中西优势互补的思路与方法 目前,西医对痛风的治疗多采用抑制尿酸生成如别嘌呤醇,促进尿酸排泄如丙磺舒及急性期的消炎镇痛如消炎痛、秋水仙碱等,尚不能彻底治愈本病,且服用化学药物因其副作用较大而难以长期坚持。 有鉴于此,应用中西理论,进行优势互补尤有意义,往往能提高疗效,缩短疗程,亦为患者乐于接受,笔者有以下几点认识:①痛风患者多为尿酸排泄不足所致,故宜多采用促进排泄药而少用抑制生成药,改变目前有尿酸高则用别嘌呤醇的现状。②消炎药宜多采用静脉给药以减轻其胃肠道反应,且药物选择以青霉素类为主。③辨病与辨证相结合,多采用含生物碱较多的中药,中和血尿中的尿酸,防止尿酸盐结晶的生成,如黄连、吴萸、土茯苓等。④多用中药止痛药,减少秋水仙碱的用量,甚至完全替代之。如山慈姑的主要成分即为秋水仙碱,急性期使用止痛迅速,几乎无副作用及不良反应。玄胡、蚤休、寻骨风等亦可选用。中药截血散、消炎膏等外敷亦为有效治疗手段。 综上所述,对痛风病非风致病的观点是有依据和经得起临床实践检验的。应用清热利湿,化淤止痛,结合痛风专病用药的治疗方法,值得倡导和更深入的研究。 中医药毕业论文:中医药传统文化的科学价值研究论文 【关键词】中医药学;传统文化;科学价值 我国的中医药学在经历了一个多世纪的风雨飘摇之后,其独特的整体协调、辨证施治等思维方式和治则治法依然保持了不朽的魅力。任何一种理论形态、思维方式的生成都不是空穴来风,都会有其生成的土壤、阳光和水分。中医药学的科学研究传统是在中国博大精深的东方古文化背景的土壤中形成的,也是东方文化中孕育出的最为璀璨的一颗明珠。中医药学的发展见证了中国特定时代人类的认识能力和社会的变迁。随着科学进步和社会的发展,西方科学进入后现代时代,映射出向东方回归的痕迹,后现代主义哲学思想与中医药学哲学思想有着深深的默契,后现代医学也与中医药学存在明显的暗合。可以说,后现代科学的脚步正是使中医药学感受到强烈共振的空谷足音,它预示着中医药学将在21世纪与后现代化邂逅。这些都说明,中医药学传统文化中蕴涵着大量的科学合理性和现实启发性,其优势必须保持。 1中医药传统科学文化中蕴涵着大量现代科学思想 1.1系统论思想尽管近代的系统方法是从20世纪40年展起来的,但一些朴素的系统思想却早在二三千年前就在东方出现了。中国古代存在着典型的有机整体观念,早在公元前一千多年前就形成了朴素的整体系统观。如在我国最早的著作《易经》和“洪范”中就提出了“八卦”(天、地、雷、火、风、泽、水、山)、“五行”(金、木、水、火、土)说。八卦说把世界看作为一个由基本要素组成的系统整体,以代表天地的乾坤二卦作为起始形成八卦,八卦重叠形成六十四卦,从而形成了概括天地间万事万物的世界体系。而且《易经》还把世界看作由基本矛盾关系所规定的层次系统整体,是一个动态的循环演化的系统整体。同样五行说也是将世界看作是由五种基本要素金木水火土组成的系统整体,这五种要素彼此相生相克形成不同层次的系统结构,从而构成一个复杂的大系统。所以这些理论基本上都是将最基本的物质元素看作是组成世界万物的基本元素,而整个世界无非是由这些元素组成的整体系统,它们之间相生相克,使得整个世界不断循环演化,形成不同层次不同内容的系统整体。公元前五百多年,以老子为创始人的道家对系统提出了精辟的看法,在其经典著作《老子》、《荀子》等著作中提出的“有无”“阴阳”学说用一些更抽象的范畴,如有与无、一与二、始与终、阴与阳等对立统一的关系来表达自然界的统一性。它们认为“道”是事物之本源,又是事物的法则。天、地、人都是道的产物,它们具有统一性。道是天、地、人的主体,也是天地人运动必须遵守的规律和行动法则,认为世界的起源于“无生道,道生一,一生二,二生三,三生无穷”。 植根于中国古代文化土壤中的中国古代医学思想同样包含有丰富的系统观念。《黄帝内经》中人体被看作一个和谐的有机整体,并进一步被看作是自然界的一部分,因此人的养生规律是与外界自然环境密切相关的,故有“天人相应”的医疗原则,主张把生理现象与自然现象相联系,提倡整体辨证施治的观点。 中医药学的这种观点受到国际上系统科学家的高度重视。当代著名系统科学家,耗散结构理论的创始人普利高津(Prigaogine)曾说:“我们正是站在一个新的综合、新的自然观的起点上。也许我们最终有可能把强调定量描述的西方传统和着限于自发组织世界的中国传统结合起来”[1]。 中医的诊断方法中依然蕴涵着大量的系统论思想,中医的诊断包括四诊和辨证,四诊除通过望、闻、问、切外,还包括参考病人的社会心理状况、体质状况以及自然环境状况等信息,对病因、病位和病机做出明确判断。辨证是以一定的经验(包括理论)为基础的信息加工、分析和处理的过程,辨证既是对四诊资料的处理,又反作用于四诊技术的运用,同时还受治疗结果的反馈,并不断完善和更新。中医药学的治疗方法包括药物治疗和非药物治疗两种,药物治疗的方法是针对证候组方遣药,非药物治疗也同时针对证候或病因,选择针灸、推拿或心理、音乐等来治疗。其治疗思路整理如图1。 1.2演化论思想中国古代演化观主要表现在阴阳学说、五行说、太极图等学说之中。大多都是将万物的演化描述成为一个相生相克、连锁轮回的变化链条,其变化在一个闭合的回圈中进行,而始点最后又变成了终点。中医药学思维活动是动态的过程,通过人的机体在自然状态下的动态描述,去反映出症状或生理现象的表现,如临床中获得的脉象、病人的面色、舌体形状。中医药理论认为人的复杂性在于它自身和环境的相互联系及相互作用的动态变化,元气学说阐明了“形”与“气”相互转化的发展观,强调“从其气则和,违其气则病”,注重人的生命活动统一过程状态演化,如中医理论中健康概念实质上体现的是阴阳之间交互作用,形成自和的最佳状态,医疗的任务就是调整这种状态的非平衡或非最佳状态。中医学对生理过程的认识角度是从气化的结构和气化的活动这一“耗散”系统出发的。 2中医药学传统方法论对现代科学研究的启发 2.1中医药整体认知论的科学思想为现代科学发展提供了一种新的天人观中国传统文化的思想特征之一是注重天人关系,即人与自然的关系,主张人与自然存在着不可分割的关系,相互影响,相至制约,因而人应顺应自然,与自然和谐相处。这种天人观在古代曾表现为“天命论”“天人感应论”的思想和“天人合一”的观念,其中有不少秘化、不科学的内容。但在西方工业化进程带来的诸如环境污染、生态失衡、资源和能源浪费等社会问题日益加重的今天,注重天人和谐的中国古老天人观有助于在现代科学基础上重新审视人与自然的关系,以保持与自然的和谐持续发展。 从实践角度看,现代生态农业的发展在一定程度上受到了中国传统科学思想的影响。日本哲学家和农学家福冈正信先生依据老子的“道法自然”的思想,提出要以“自然农法”取代建立在工业文明基础上的“科学农法”,并亲身实践,取得了显著成功[2]。世界著名建筑大师赖特(F.L.Wright)受老子“崇尚自然”思想的影响,主张“有机建筑”的理论,充分注意建筑物与自然环境的有机统一,体现了人与自然有机协调的特点。人与自然和谐相处的思想,还影响到现代技术的发展,这就是强调技术程序应有益于人的身心愉悦和健康,强调技术的功能是解放人,现代的人体工程学、人-机系统工程学和技术美学研究,正是适应这种需求的体现[3]。 2.2中医药直觉、体验的方法论为现代科学发展提供了创造性的思维模式日本物理学家、诺贝尔物理学奖获得者汤川秀树从小就对中国传统文化有浓厚的兴趣。在他看来中国传统文化中某种不同于西方的艺术特性——既有原则,又能进行灵活调整;不仅有科学思想,而且有驾驭科学的智慧。他说:“中国人和日本人所擅长的并以他们的擅长而自豪的,就是直觉的领域——日语叫做‘勘’(がん),这就是一种敏感或机伶。”[4]老庄的思想在汤川秀树的物理学研究中发挥了重要作用,他受庄子的倏和忽为浑沌凿七窍的故事的启发,联想到万物中最基本的东西并没有固定的形式,而且和我们今天所知的任何基本粒子都不对应。它虽未分化,却有着分化为一切种类基本粒子的可能性,这就是“浑沌”。汤川秀树还受李白《春夜宴桃李园序》中“夫天地者,万物之逆旅;光阴者,百代之过客”这句话的启发,提出了时空量子的空域概念。 中医药学思维中的直觉和理性总是互补存在,这种直觉赋予了科学家以新的顿悟使其有所创造。正如美国物理学家卡普拉所说:“量子力学迫使我们认识到,宇宙并不是物体的集合,而是统一体中各部分相互关系的复杂网络。但这正是东方神秘主义体验世界的方式。”[5]卡普拉相当重视“体验”的作用,他通过中医和《易经》来体验事物的对立统一和动态平衡,通过《华严经》来体验事物的相互依赖和时空的相互渗透,通过中国哲学中道与气的学说体验“空”与“形”的关系,并将这些体验同现代物理学研究紧密联系起来,从而获得了对基本粒子结构和关系、量子场论和宇宙自洽性的深刻理解。 西方思维模式的严密逻辑性决定了其强调“非此即彼”的刻板和局限性,这限制了创造力的有效发挥,而中国传统文化中体验的模式认识成果恰恰能够启发和激励科学家的创造和想象力的发挥。 3中医药学协调思想为现代科学关于有机事物的研究提供了有益启示 李约瑟将中国传统科学思想成为“有机自然主义”[6],因为中国传统科学思想主要是针对存在有机联系的事物加以整体的认识和体验,其典型的科学成果应该就是中医药学。这是传统科技体系中至今仍有现代价值的为数不多的成果之一。中医药学在不破坏生命有机体的内外联系的前提下,通过观察、体验和辨证施治,调节人体内在机能,达到内外平衡,抗病祛邪的治疗特点,以其举世公认的疗效说明了中国传统思想在认识生命有机体方面独有的方法论意义。 管理科学是现代科学体系中体现科学文化与人文文化相互渗透的新兴学科,其研究对象是具备社会有机体特点的组织或群体。早期的管理科学理论重物不重人,西方的“泰罗制”实际上把工人看作从属于机器生产工具,用机械论观点看待生产活动中的人与人、人与机器的关系。现代管理科学中的Z型理论改变了这种倾向,开始强调以人为中心,注重人际的有机协调。提出Z型理论的美籍日本管理学家威廉。大内主张经济组织中每个人和每个团体正好象人体中的器官,管理的机能主要不是控制而是协调,这种观点显然带有东方文化的特征。日本管理学家伊藤肇进一步指出,日本企业家能够使战后日本经济迅速复兴,中国经典的影响应居首功[7]。 从分子到细胞再深入基因,希望能找到针对功能的遗传学早有定论:基因产物必须在细胞内环境中发挥功能,细胞必须与其他细胞相互作用,机体必须在多变化的环境中生存,因此基因表达及作为结果产生的表型常是通过个体基因型与内外环境相互作用而被修饰和改变[8]。最新文献也认为,很多人类常见病代表着我们的基因组与环境毕生相互作用的一种积累,预测基因在复杂疾病过程中与环境的相互作用是一种令人气馁的任务[9]。由上可见,基因型与表型不总是一一对应。因此单纯以基因表达谱作为“证”的实质或作为“证”“病”的连结点似欠全面。 正如李政道教授指出的,“仅是基因并不能解开生命之谜,生命是宏观的”[10]。美国《科学》杂志19990402出版复杂系统专刊,其编辑部导言“超越还原论(BeyondReductionism)”就直截了当指出现代基因组学还原论方法的不足,指出:“还原论的缺点越来越明显,主要是信息过载和过分简单化,从而可能需要把整合性提上议事日程(integrativeagenda)以补充占支配地位的还原论方法”[11]。 中医药学中蕴涵着现代系统科学的基因,复杂性科学的兴起和发展为中医药学特色和优势的深入挖掘和理解提供了可能。我们完全有理由相信,在科技发展呼唤中国传统科学观启迪的今天,中医药现代化步伐会进一步加快,其科学内涵将会得到充分揭示和发展,中医药学一定能全面走向世界,对人类健康事业作出更大的贡献,绽放出更加夺目的光彩。 中医药学对生命活动的认识,提供了人类认识和把握人体复杂体系的有效途径;中医药学研究人体生命活动规律的认知方法及其个体化诊疗体系反映了整体医学的特征;中医药丰富的治疗手段和灵活的方法,符合人体生理病理多样性的特点;中医药浩瀚的古典医籍,是人类生物信息的巨大宝库;中医药学充分体现了自然科学与社会科学的有机结合,展示了现代科学一体化的新趋势。从以上的优势和特色可以看到中医药学不但具有极强的科学性,而且在许多方面提示和反映了现代人体科学、现代生物学、现代医学以至现代科学发展的方向和研究的前沿。科学进入后现代时代,正在从分析的科学嬗变为整合科学,中医药学中所蕴涵的文化优势、思维优势将对现代科学文化的发展发挥重要的启发作用。 中医药毕业论文:中医药对痛风性关节炎的研究进展论文 论文关键词:痛风性关节炎;中医药疗法;研究进展 论文摘要:近年来,我国中医药工作者研究痛风性关节炎做了大量工作,并取得了一定的成果。从病因病机研究、临床研究、实验研究3个方面综述了痛风性关节炎的研究进展。 痛风是嘌呤代谢紊乱和(或)尿酸排泄减少而致血尿酸增高引起的一种临床综合征,其中痛风性关节炎是最常见的临床表现之一。痛风性关节炎常表现为跖趾关节、踝关节等处红肿热痛,甚至活动障碍和关节畸形,迁延难愈,令人苦不堪言。针对痛风性关节炎发病率逐年提高的趋势,近年来,中医药对痛风性关节炎作了深入的研究,取得了一定的成果。本文就痛风性关节炎中医药研究进展作一综述如下。 1病因病机研究 痛风性关节炎属中医“痹证”范畴。饮食不节、形体肥胖、起居不慎为基本病因,脾肾亏虚、清浊不分、热毒为患是病机关键,热毒、痰浊、瘀血交相为患是主要病理产物。何国珍等[1]认为本病为平素过食肥甘厚味,以致湿热郁结,日久累及脏腑经络,气血运行不畅,瘀阻经脉而成。许树柴等[2]认为痛风性关节炎急性发作期应从湿热阻痹(脏腑功能失常,湿浊内生)、瘀热阻滞等来辨证。廖竹芬等[3]认为本病之邪来自脾胃湿热,久而酿生痰瘀,以致湿热痰瘀流注凝涩,故本病当属内伤实证之范畴。王乙黎等[4]认为,无论是六淫诸邪,还是痰浊、瘀血,对本病而言,最终均可归结为“毒”,其邪毒的来源主要有三:一是饮食偏嗜致毒,二是“六淫之毒”,三是七情化毒。 2临床研究 2.1辨证分型论治丘青中[5]把痛风性关节炎分为浊毒瘀滞型和痰湿阻滞型。浊毒瘀滞型方用自拟消痛汤Ⅰ号方,药用土茯苓、薏苡仁、忍冬藤、车前草、萆薢、蒲公英、地龙、赤小豆、赤芍、川牛膝。痰湿阻滞型方用自拟消痛汤Ⅱ号方,药用黄芪、土茯苓、防风、薏苡仁、白术、车前草、蚕砂、陈皮、川牛膝、甘草。王孟和[6]将其分为4型:(1)湿热蕴结型:白虎加桂枝汤加减。(2)瘀热阻滞型:身痛逐瘀汤加减。(3)痰浊阻滞型:蠲痹汤加减。(4)肝肾阴虚型:三痹汤加减。总有效率89.47%。方策[7]将本病辨证属湿热蕴结者治以活血散结、清热解毒,方用四妙散加减;瘀热阻滞者治以清热散瘀、通络止痛,方用枝藤汤加减;痰湿阻滞者治以涤痰化浊、散瘀泄热,方用涤痰汤加减;肝肾阴虚者治以六味地黄汤加减,收效良好。 2.2专方治疗王政[8]治疗痛风性关节炎急性发作期以清热泻浊通络为主,酌加健脾之品,黄柏、知母、苍术、川牛膝、土茯苓、虎杖、山慈菇、制大黄、白术、木瓜、蚕砂;恢复期以健脾益肾化浊为主,白术、川牛膝、土茯苓、山慈菇、木瓜、生黄芪、茯苓、杜仲、补骨脂、鸡血藤、川芎,治疗25例,临床痊愈23例。张贤等[9]方选羌活汤,药用羌活、苍术、黄芩、当归、赤芍、茯苓、半夏、香附、木香、陈皮、甘草。风甚加防风;湿重加苍术;热重倍黄芩、瓜蒌、枳实、竹沥;偏寒加川乌;上肢加白芷、威灵仙;下肢加黄柏、牛膝;痛甚加乳香;发热加柴胡。 2.3针灸推拿疗法董建萍等[10]采用纯中药制剂正青风痛宁针刺穴位注射治疗痛风性关节炎,选穴:合谷、足三里、阳陵泉、昆仑、照海、八风、阿是穴。总有效率80%。潘红玲[11]应用梅花针加拔罐治疗痛风39例,有效率100%。方法:将患者关节红肿热痛处常规消毒,用梅花针重叩至皮肤出血,立即加拔火罐,等瘀血出净,取罐,用干棉球擦去瘀血。每周2次,4次为1个疗程。熊曼琪[12]点按大椎、风池、肾俞,揉拿手、足三阴经,点按手三里、肩贞、合谷。每次20min,每日1次,7次为1个疗程,使用于痛风各症。 2.4综合治疗倪毓生[13]用四妙丸加味合别嘌醇内服,辨证使用外洗药,红肿不甚者用生川乌草、生半夏、生南星等,红肿甚者用双柏散(大黄、侧柏叶等)治疗9例,疗效理想。许吉梅等[14]用针药并用,内外合治法,针刺三阴交、商丘、丘墟、太白、八风均双侧,泻法,留针0.5h,留针期间每10min捻转1次,并取继发病灶部位穴和相应的背穴,阳性反应点,针刺加拔罐。内服清热解毒、活血化瘀中药,并外敷金黄膏加青黛散以水醋或蜂蜜调和之。治疗35例,全部有效。 3实验研究 陈文照等[15]将尿酸钠溶液注入大鼠踝关节内造成急性痛风模型,实验显示关节周围软组织内的胶原酶活性明显增高,胶原纤维断裂成片明显,且秋水仙碱和防己黄芪乌苡汤均能显著抑制胶原酶活性,减轻胶原纤维断裂,但防己黄芪乌苡汤的作用较秋水仙碱更为强烈。张史照[16]应用痛风洗剂对大鼠痛风性关节炎进行治疗后,显示其能明显降低大鼠周围软组织K+、NE、DA、5-HT、PGE浓度,从而起到镇痛作用。张明等[17]研究发现痛风冲剂能显著抑制角叉菜胶引起的大鼠足肿胀和二甲苯所致的耳廓肿胀,降低巴豆油致炎小鼠炎症渗出液中的白细胞数量。认为痛风冲剂治疗痛风性关节炎的机制与其增强吞噬细胞功能,减少致炎物质的释放有关。 4讨论 近年来,由于生活水平提高,饮食结构不合理,痛风性关节炎患者日益增多,积极防治痛风性关节炎受到了医学界的广泛重视。 西药秋水仙碱、别嘌醇、丙磺舒、非甾体类消炎药等能降低尿酸,减轻症状,但由于副作用大,临床应用受到了限制。10余年来,中医药在痛风性关节炎的临床研究和实验研究方面都积累了一定的经验,由于疗效确切,毒副作用少,显示出了一定的中医特色和优势。但尚存在着一些问题:①临床研究方面,样本量少,科研设计欠合理,结论的可信度不高,缺乏前瞻性研究。运用循证医学的观念,对痛风性关节炎进行多中心、大样本、随机双盲的临床研究,已迫在眉睫。②实验研究方面,量很少,同时设立对照组,系统研究的则更少。全面、系统、深入地进行基础实验研究,对进一步筛选有效中药,探讨其作用机制,为研发新药作准备,意义重大。 中医药毕业论文:肩至手综合征中医药治疗论文 【摘要】肩-手综合征是卒中后常见的并发症,严重影响患者的康复,现代医学对此疗法有限,中医药在治疗该病方面则疗效独特。该文就近5年来中医药治疗该病现状作一综述。 【关键词】肩-手综合征脑卒中中医药治疗进展 肩-手综合征(shoulder-handsyndrome,SHS),又称卒中后反射性交感神经营养不良综合征(reflexsympatheticdystrophy,RSD),是偏瘫患者常见的并发症,其发生率在12%~74.1%[1]。根据临床表现,RSD可分3期:Ⅰ期表现为手部肿胀,色泽改变,肩、手部有疼痛性运动障碍;Ⅱ期表现为肩、手部疼痛性运动障碍减轻,肿胀和色泽改变部分减轻或完全消失,开始出现肌肉萎缩;Ⅲ期表现为手和肩部呈营养不良性改变,肌肉萎缩明显,关节活动受限,挛缩[2]。RSD如不及时治疗,手部皮肤肌肉萎缩,手指挛缩,X线上有广泛的骨腐蚀,手功能丧失[3]。中医药在治疗SHS方面疗效独特,但是单用一种疗法起效慢,收效低,一般治疗本病是以一种疗法为主,其他疗法与之相结合。现将近5年来中医药治疗SHS的进展综述如下: 1中药治疗 1.1中药外用 蔡超群[4]报道将烫疗药(由川断、宽筋藤、独活等组成,用纱布包装成小袋,每包150g)对患者进行患侧穴位烫疗,取患肢肩贞、肩髃、曲池、内关、外关、合谷及阿是穴等,每穴治疗时间30min,有效率为92.5%。余恒旺等[5]治疗SHS将患者随机分成两组,治疗组采用舒筋活络散(药物组成为生川乌、生草乌、胆南星、生半夏、麻黄、红花各10g,桑枝、川芎、伸筋草、透骨草各20g,宽筋草、松节各30g。制成散剂),50g/次,用风湿跌打酒调匀装入布袋中,煮沸,热敷患处,2次/d。对照组采用冷水交替法。两组都配合运动疗法,共进行4周,治疗组总疗效91.67%,显著高于对照组总疗效70.83%(P<0.05)。吴海科等[6]将患者随机分成两组,治疗组将舒筋洗药颗粒(由透骨草、威灵仙、苏木、钩藤、田基黄各15g组成)水溶后浸洗患肢。对照组用冷水交替法。两组都配合运动疗法,4周后治疗组总有效率为95.45%,显著高于对照组70%(P<0.05)。史利军[7]报道采用整体熏蒸疗法治疗SHS。治疗组将中药熏蒸药袋(药物以桂枝汤加味,含桂枝、芍药、生姜、大枣、乳香、没药、川芎、甘草为主方。气虚加党参、黄芪、鸡血藤、三棱、莪术;局部畏寒加防风、羌活、当归;局部肿胀加细辛、地龙、延胡索;手指拘挛加木瓜、葛根、延胡索、制何首乌)置于熏蒸治疗仪内治疗患者。先熏蒸督脉30min,后熏蒸患肢30min,1次/d。同时将上述药物研粉,加入氮酮、甘油制成膏剂贴敷于肩髃、肩井、曲池、手三里、合谷、外关穴,1次/d。对照组采用常规针刺疗法。针刺选穴与药物贴敷穴位相同,1次/d。两组均于治疗2疗程(14d为1个疗程)后统计疗效。治疗组总疗效91.7%,显著高于对照组72.2%(P<0.05)。 1.2中药内服刘玉霞[8] 对治疗组以补阳还五汤加味治疗SHS,处方:黄芪30g,当归、川芎各15g,地龙、赤芍、桃仁、红花、川牛膝各10g。加减:肢体麻木甚者加全蝎3g,炮穿山甲、丝瓜络、木瓜各10g,丹参20g;疼痛甚者加炒乳香、炒没药、徐长卿、木瓜各10g,延胡索15g;浮肿甚者加茯苓15g,车前子(包)、泽泻各20g;偏气虚者加太子参20g,茯苓、白术各10g;偏阳虚者加杜仲、菟丝子、威灵仙各10g;偏阴虚者加沙参、天花粉、玉竹各15g,芦根20g。水煎服。对照组予弥可保、维生素B1、泼尼松治疗。两组治疗8周后,治疗组总有效率为91.4%,明显高于对照组50%(P<0.01)。马云枝等[9]对治疗组用桂枝汤加减治疗,气虚血淤者加党参、黄芪、鸡血藤、三棱、莪术;局部畏寒恶风者加防风、羌活、当归、川芎;局部肿胀疼痛剧烈者加玄胡、细辛、地龙;手指拘挛明显者加川木瓜、葛根、玄参、制首乌;痛剧影响睡眠者加姜半夏、珍珠母、酸枣仁、夜交藤等。水煎服。同时采用常规针刺方法,取患侧肩髃、曲池、手三里、外关、合谷为主穴;肩手痛者配关冲;病久配大椎、肩外俞;肘部拘挛配曲泽;腕部拘挛配大陵。并且指导患者康复训练。而对照组仅用常规针刺和康复训练。两组观察6周后,治疗组总有效率为90%,高于对照组70%(P<0.05)。马卫琴等[10]对治疗组采用益气活血通络方,方为:生黄芪30g,当归、广地龙、杭白芍各15g,粉葛根、丹参、鸡血藤、川桂枝、茯苓皮、木瓜各10g,红花8g,全蝎5g,杜仲、炙甘草6g。水煎服。同时以药液热敷于疼痛处。若气虚明显加党参、白术;痛剧加徐长卿、元胡;睡眠差加珍珠母、酸枣仁、夜交藤;局部肿胀明显者加猪苓、大腹皮;青紫甚者加蜈蚣。对照组予双氯芬酸钠。两组连续观察6周。治疗组总有效率为91.11%,高于对照组70%(P<0.05)。 2针灸治疗 2.1体针疗法张琳等[11] 以针刺为主治疗脑卒中后SHS,采用(1)针刺取穴:主穴:内关、人中、三阴交;辅穴:颈臂、外天柱;配穴:肩髃、天宗、养老、合谷、腕骨等。(根据不同的症状适当加用配穴)。操作:针刺主穴时严格按照“醒脑开窍针刺法”的规范要求操作之后,取辅穴。(2)刺络拔罐:用三棱针于肩贞等穴及手肿胀高点处点刺,闪火拔罐放血。(3)康复训练与推拿:①首先松动骨关节。②对患肢关节进行被动运动。③视患者情况予适当的器械训练。以上治疗15d为1个疗程,观察2个疗程。总有效率为91.39%。蒋明珠等[12]报道采用针刺配合促通仪治疗肩-手综合征,针刺治疗取穴:主穴:肩三针(肩前、肩髃、肩后)、手三针(曲池、外关、合谷);配穴:中渚。两天1次。以上60d后(均为两疗程)评定疗效总有效率85%。于桂杰[13]利用针刺结合体位疗法和手法治疗,针刺取穴:主穴取患侧肩髃、曲池、手三里、外关、合谷;配穴:肩手痛者配关冲,病久配大椎,肩外俞,肘部拘挛配曲泽;腕部拘挛配大陵。方法体位治疗:卧位时患肢适当抬高,坐位时患肢放置于腕关节轻度背屈状态。运动功能严重丧失者可用石膏制一小夹板,使手腕处于轻度背屈状态。手法治疗:首先对患肢进行提捏、按揉、搓等手法,然后点按肩髃、天宗、肩井、曲池、外关、后溪、三间等穴。再做肩关节各种被动运动和腕关节的旋转背屈运动。然后放松手法收尾。3个疗程(1个疗程10d)结束总有效率为92%。 2.2电针疗法电针治疗 一般在进针得气后进行,刺激强度以患者耐受为度。孙增强等[14]对治疗组采用电针结合中西药物治疗和功能锻炼治疗脑卒中后SHS,电针治疗方式为:取患侧上肢肩髃、曲池、外关、合谷等4穴,用疏密波。而对照组仅予中西药物治疗和功能锻炼。观察两疗程(20d)后,治疗组总有效率为100%,对照组总有效率为90%。唐强等[15]对治疗组用电针结合康复训练治疗SHS,针刺法取侧臂、肩髃、曲池、手三里、内关、外关、后溪,选用断续波。康复训练方法:采用Bobath方法为主的综合康复方法。同时介入OT治疗,肢体肿胀明显的病人配合向心加压缠扎法。以上两种方法10次为1个疗程。1疗程后休息2d,重复第2个疗程。而对照组仅采用康复训练方法。治疗组总有效率为96.67%,高于对照组73.33%(P<0.05)。李梅等[16]用电针并上翘夹板治疗脑卒后SHS,(1)电针治疗:取穴,肩三针(肩、肩前、肩臂)、曲池、外关、合谷。采用疏密波。(2)按摩及功能锻炼:首先在手三阴、三阳经上进行按、揉、捏、拿,然后按压穴位上的敏感点,再进行肩臂的搓拍。在按摩的同时尽量让患者做肩关节、肘关节、前臂、腕关节、手指等的运动训练。(3)在非治疗期间,保证患者的手不悬垂在一边,并用上翘夹板固定,保证腕关节背曲。以上治疗20次为1疗程,1个疗程后统计疗效。总有效率98%。 2.3穴位注射 赵敬东等[17]报道穴位注射治疗脑卒中后肩-手综合征患者35例,选用丹参注射液,取肩髃、肩贞、肩前、曲池、合谷、手三里、手五里、阿是穴,每穴注入药液1~2ml,隔1~2d1次,30d为1个疗程。总有效率94.29%。 3推拿治疗 董福生等[18]对治疗组采用手法治疗,方法为:(1)肩的运动:使脱位的肩关节复位,然后缓慢将上肢前方上举90°,一手握住患者手指成悬吊位,摆动上肢做各种运动;(2)肘关节的运动:术者一手控制肩的活动并使肘屈曲、伸展,反复活动;术者一手固定肘关节,另手握住前臂远端,做旋前、旋后运动;(3)手的运动:保持上臂水平位,肘最大限度伸展位,术者与患者合掌,将腕关节背屈,活动各指关节并左右扭动;(4)按摩:患侧肩手进行按摩。以上手法连续、反复进行,共进行3个月。对照组进行无规则的被动或随意运动。3个月后,治疗组180例中显效32.8%,有效58.3%;对照组128例中显效4.6%,有效21.9%。治疗组疗效明显优于对照组。 4结语 中医药治疗脑卒中后肩-手综合征疗效独特,但是单一的治疗方法疗效难以令人满意多是采用以一种疗法为主,其他疗法相结合的治疗方式。中药外治法主要将活血化淤通络止痛之品外敷、经皮给药于穴位或患处;中药内服以补阳还五汤、桂枝汤等加化淤通络止痛药物为主;针刺一般取穴阳明经,正所谓“治痿独取阳明”;而推拿按摩疗法多能活血通络除痹痛。 中医药毕业论文:中医药治疗食道癌分析论文 【摘要】为了更好地指导临床和科研组方用药,对近20年来公开发表的治疗食管癌的方药进行了分析。用药频次较多的有补益药、活血化淤药、清热药、化痰药、解毒药;总体用药、中西医结合用药和针对食管癌梗阻用药情况有异,总体及中西医结合以补益药最多(24.4%,31.140%),特别是中西医结合;食管癌梗阻以清热药(16.79%)、化痰药(16.79%)较多;同时还对所用频次较多的药物进行了排序和分析,反映现代医家对本病的认识和用药特点及规律,指导临床组方和科研选药。 【关键词】中医药食道癌用药分析 我国是食管癌高发区,又是死亡率最高的国家,河南省世界人口调整年死亡率为32.22/10万[1]。为了更好地指导临床和科研组方用药,笔者对近20(1986-06~2005-05)年来公开发表的治疗食管癌的方药进行了分析。现总结报告如下。 1方法 1.1方药选择标准凡1983-06~2002-05《中国医学文摘·中医》收录的有关食管癌的完整方药,皆进行收集整理。 1.2整理方法对于辨证用方,每一证型有方者,所处方按一个单独方药处理,如果是基本方加减用药,只能按一个方处理;剔除针对放化疗、手术后遗症或含中药不明的中成药处方;注明中西医结合和针对食管癌食道梗阻治疗的处方。 1.3分析项目总体用药频度;总体用药类型情况,中药分类依据六版教材;中西医结合治疗用药频度和类型情况;针对食管梗阻用药频度和类型情况。 2结果 2.1总体情况共得方101首,其中中西医结合治疗用方者34首,针对食管梗阻者14首,总用药次数898,药物种数194种,类别28个,其中补药(补阴药、补阳药、补血药、补气药)219次,占24.4%;清热解毒药101次,占11.2%;如加清热燥湿、清热泻火、清热凉血、凉血止血,清热药共143次,占15.9%;其他解毒药(拔毒化腐、解毒杀虫,熄风止痉:全虫、蜈蚣、牛黄等)52次,占5.8%;活血化淤药146次,占16.3%;化痰药112次,占12.5%;其他药物占25.1%。 排在前30位的药物是:半夏30,黄芪30,党参26,甘草25,白术24,当归23,茯苓20,丹参20,半枝莲18,蛇舌草17,代赭石17,旋覆花16,陈皮16,威灵仙16,瓜蒌16,守宫14,太子参13,沙参13,山豆根12,硵砂12,急性子12,莪术11,薏苡仁11,黄药子10,南星10,人参10,蜈蚣10,贝母9,郁金9,桃仁9。 2.2中西医结合用药情况用药350次,其中补药(补阴药、补阳药、补血药、补气药)109次,占31.14%;清热解毒药35次,占10%;如加清热燥湿、清热泻火、清热凉血,清热药共53次,占15.14%;其他解毒药(拔毒化腐、解毒杀虫,熄风止痉:全虫、蜈蚣、牛黄等)6次,1.71%;活血化淤药54次,占15.43%;化痰药36次,占10.29%,其他药物占26.29%。 排在前10位的药物:黄芪17,甘草14,白术、党参12,茯苓12,当归11,丹参11,半夏10,太子参10,蛇舌草10。 2.3针对食管癌梗阻用药情况用药137次数,其中补药(补阴药、补气药,无补阳、补血药)21次,占15.33%;清热解毒药14次,占10.22%;如加清热燥湿、清热泻火、清热凉血,清热药共23次,占16.79%;活血化淤药22次,占16.06%;化痰药23次,占16.79%;其他解毒药(拔毒化腐、解毒杀虫,熄风止痉:全虫、蜈蚣、牛黄等)6次,占4.38%;平抑肝阳9次,占6.57%,其他24.08%。 排在前10位的药物是:半夏7,瓜蒌5,党参4,代赭石4,硵砂3,甘草3,南星3,蜈蚣3,郁金3,丹参3。 3讨论 由上结果可知,总体和中西医结合用药,都以补药为最多,特别是补气药,所占比例较大,说明各医家都认为在食道癌病理过程中正气虚为主要矛盾,因此以扶正为先。特别是中西医结合治疗,补药更为重要,可能因为各医家都认为放化疗和手术疗法最易伤正的缘故。由药物排序也可看到,黄芪、党参、甘草、白术、当归等补益药在总体和中西医结合用药中都排在前10位。现代研究表明肿瘤的发生、发展与机体的免疫功能密切相关,由于机体的免疫功能紊乱,体内突变的细胞不能被免疫系统有效清除而逃逸,导致肿瘤发生。肿瘤发生后,肿瘤组织细胞由于快速增生,要消耗大量营养物质;同时,由于肿瘤对机体的损害,导致发热、疼痛等及胃肠道功能低下,特别是食道癌,阻滞食物的摄入,使机体摄入减少。如此种种导致机体营养不良,机体免疫力进一步下降。中药中的补益药现已证明可以改善胃肠道功能、提高机体免疫力,增加由于放化疗导致的白细胞减少等,同时,有些补益药还可以直接针对肿瘤细胞,如党参、人参主要成分人参皂苷,甘草中有效成分甘草甜素等可抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡[2,3]。 中医认为肿瘤的产生、发展与痰、淤、热关系比较密切。由于各种原因导致机体气机失调(如气虚),从而使津液、血液运行受阻,产生淤血、痰饮,日久而发肿瘤。因此从淤从痰论治肿瘤始终是中医的一大特色。由上统计结果可看出,活血化淤、化痰药所占比例较重,也说明了这点。值得一提的是,在药物排序中化痰药半夏,活血化淤药丹参在总体和中西医结合用药中都在前10位。特别有趣的是,半夏在总体用药中是第1位,这可能因为半夏既可以化痰软坚,又能和胃降逆,对食管癌有针对性的缘故。有些报道还特别指出半夏要生用,值得进一步研究。丹参一味,功盖四物,说明丹参既可活血又可补血,因此用的次数也比较多。现代研究表明活血、化痰药可改善血液循环,阻滞肿瘤转移,有些药物还可以直接杀伤肿瘤细胞,诱导细胞凋亡与分化,如薏苡仁提取物康莱特[4],被广泛用于临床。肿瘤之热多由痰阻淤血日久所化,放疗也可致热。因此清热药也为治疗肿瘤常用,特别是清热解毒药。由统计数字可知,半枝连、蛇舌草为治疗食道癌的常用清热解毒药,现代研究证明此两味中药具有一定的抗肿瘤作用[1],这也可能是多被选用的原因。 毒与肿瘤的发生发展关系密切,肿瘤的发生不论是由于气滞血淤,或是痰凝湿聚,或热毒内蕴,久之总会蕴积化毒。所化毒邪进一步损伤机体,而产生多种复杂证候,因此邪毒结于病体是肿瘤的根本之一。中医在治疗肿瘤时还多从毒论治,食道癌也不例外。由统计结果可知,中医治疗食道癌除选用清热解毒药外,还用一些其他解毒药,特别是有毒中药,所谓以毒攻毒。如硵砂、硼砂、蜈蚣、全蝎等,有的还选用砒石、蟾酥。现代研究认为一些有毒中药可以从多种途径起抗肿瘤作用,如对砒石As2O3研究已经享誉中外,As2O3因此已经在各国应用于治疗急性早幼粒性细胞白血病[5]。因此有必要对有毒中药进一步挖掘研究,如对硵砂的研究,有可能由此而找到治疗食道癌新的突破口。 在针对食管癌梗阻所用药物中,补益药比例明显减少。在排序中前10位化痰药有3味,补益药2味,活血化淤2味,其他解毒药2味,另一味是代赭石,没有清热解毒药。说明针对梗阻以攻为先,选用药物多峻猛有毒,如南星、半夏、硵砂、蜈蚣等,兼顾补益。而在一般用药,特别是中西医结合用药时,以补益为主,兼顾攻邪。 还有一些药物值得提及,如代赭石、旋覆花、守宫等。代赭石在总体用药中排第11位,针对食管癌梗阻时为第4位,在统计时它被归为平抑肝阳类,它的重镇降逆作用被针对性地用于治疗食管癌所引起的呕吐、吞咽困难等胃气上逆证,且常和旋覆化同用,说明各医家有取旋覆代赭汤之意。值得一提的是,《神农本草经》说它还主“腹中毒邪气”。《衷中参西录》云:“能生血兼凉血”。因此有必要对本药进一步研究,如对其主要成分Fe2O3进行体外抗肿瘤实验等。守宫也为常用之药,多与黄酒合用,值得对其有效成分进一步分析提取研究。 总之,由于我们所选方药是以《中国医学文摘·中医》为依据,基本上能反映近年来中医药治疗食道癌的用药情况,对其用药规律及用药特点的分析,对于指导临床和科研组方用药有一定帮助。但也有不足之处,如选方涉及的文献不能囊括所有公开发表的,因此有一定局限性。 中医药毕业论文:狼疮肾炎中医药治疗研究论文 【摘要】从病因病机、临床治疗等方面对近年来中医药治疗狼疮肾炎的进展进行了综述,着重在临床治疗上,从分期治疗、分型治疗、中成药的应用、固定方治疗四方面进行了综述,并提出存在的问题及努力的方向。 【关键词】狼疮肾炎中医药治疗 狼疮肾炎(Lupusnephritis,LN)是系统性红斑狼疮(Systemiclupuserythematosus,SLE)累及肾脏引起的一种免疫复合物性肾炎。在SLE患者中,70%有明显的肾损害,肾组织检查光学显微镜下显示90%的患者有肾损害。结合免疫荧光和电子显微镜检,则100%累及肾脏,在我国肾活检病例中占继发性肾脏病之首位[1]。而约20%的患者可在5年内发展为终末期肾病。随着现代医学科学技术的发展和对LN发病机制的深入认识,激素、环磷酰胺、环孢素、霉酚酸酯、来氟米特、硫唑嘌呤等药物的应用及血浆置换、干细胞移植等疗法的开展,LN的治疗取得了长足性进展,但仍存在疗效不一、价格昂贵、毒副作用大、临床难以普及、停药后复发率高等弊端和不足。近年来,中医药及中西医结合在防治LN方面取得较好的疗效。笔者就中医药治疗LN的临床研究进展综述如下。 1病因病机 中医学虽无LN的病名,但根据其临床表现,可归属于“阴阳毒”“红蝴蝶疮”“日晒疮”“水肿”“虚劳”等范畴。中医学认为,LN的发生是由人体先天禀赋不足,阴阳气血失调,加之毒邪侵入,导致毒邪内蕴于肾,血脉凝滞而致。故本病以肝肾亏虚为本,热毒瘀结为标,本虚标实的症状贯穿疾病的始终。叶任高等[2]认为,LN的发病基础是肾虚,热毒内侵是发病的诱因,热毒内蕴、瘀血停滞是贯穿疾病始终的特征性病机,是导致疾病发生的主要因素。孟如认为,LN的病因多与感受邪毒有关,热毒为患是关键,热毒伤阴可致阴虚火旺。在内则素体阴虚,易感邪热。虚热与实火,两热相加,同气相求,肆虐不已,戕害脏腑,损伤气血[3]。钱桐荪认为,LN以阴虚为本,由阴虚而致内热,热阻脉络。因此,在治疗中均加用清热解毒、活血化瘀药[4]。陈以平[5]认为,LN的形成有内外两方面因素,内因多为禀赋不足,或饮食起居失调,或七情过用,劳倦过度以及经孕产乳耗伤阴血等,导致五脏阴精受损;外因为热毒侵袭,如烈日曝晒或服食毒热之品(如药物)等。其中以肾为本病的病变中心,而以肾阴亏虚,热毒炽盛为病机关键。 2临床治疗 2.1分期治疗 将LN分急性活动期和缓解期加以治疗,急性活动期宜清热解毒、凉血活血或清热解毒,兼顾养阴;缓解期以虚为本,肝肾阴虚、气阴两虚多见,重在培补元阳元阴或益气养阴,扶正祛邪。史伟等[6]认为泼尼松首始治疗阶段分为三型:阴虚火旺型、热毒壅盛型、瘀血内停型,分别采用养阴清火、清热解毒、活血化瘀为治疗原则;泼尼松减量治疗阶段为肺肾阳气亏虚和气虚血淤两型,分别以补益肺肾之阳气为主,佐以活血化瘀;激素维持量阶段辨证为肾阳不足、阴精亏虚,治宜温肾助阳、滋阴填精。在治疗过程中,始终加入活血化淤之品。经过1~2年治疗,36例患者中狼疮停止活动28例。结果表明中医药具有减轻西药副作用,改善自觉症状,增加疗效,调整机体免疫功能,降低复发率的优点。陈秋月[7]将54例LN患者随机分为2组:治疗组28例,采用中西医结合疗法;对照组26例单用激素加环磷酰胺治疗。临床表现有SLE病情活动症状、属急性期者,辨证多为热毒炽盛,治以清热解毒,凉血养阴,方用犀角地黄汤加减。病情缓解,激素减量阶段,患者多表现为肝肾阴虚,治以滋阴活血为主,方用六味地黄丸合二至丸加减。表现为脾肾阳虚者,多见于LN慢性期、病程较长的患者,而且对激素不敏感,治以温补脾肾为主,结果治疗组的完全缓解率、总有效率、平均缓解时间、复发率、毒副作用发生率与对照组比较,差异有非常显著性意义(P 0.01)。伍强等[8]认为,本病为本虚标实之证,其本虚为肝肾阴虚,在不同阶段可夹水湿、热毒、淤血等标实之象。热毒内蕴、淤血阻滞是本病的特征,并贯穿疾病的始终,故在治疗中以清热解毒利湿、活血化瘀为治疗基础,辨证用药,随证加减。LN急性期以热毒炽盛为主,应着重凉血化淤、清热解毒,方用牛角地黄汤或清瘟败毒饮加减;处于相对缓解期时表现为肝肾阴虚,所以在滋养肾阴基础上,配合清热解毒、活血化瘀法,方用六味地黄汤加减。大量激素所导致的阴虚火旺,可加滋养肾阴中药;而在激素撤减时,可增加温肾补气中药,以防止反跳和激素撤减综合征。朱辟疆[9]认为LN活动期及应用大剂量激素期间,中医证型主要为热毒炽盛,阴虚内热两型,前者常用清瘟败毒散合犀角地黄汤化裁,后者用知柏地黄汤合五味消毒饮加减;缓解期及激素减量期,临床证候以肝肾阴虚及气阴两虚两型多见,前者常用六味地黄丸合二至丸化裁,后者用参芪地黄汤或六味地黄汤合补中益气汤加减;稳定期及激素少量维持期,中医证型为脾肾气虚及气阴两虚两型,常用金匮肾气丸合四君子汤化裁并适当加上仙灵脾、肉苁蓉等补肾药以兴奋肾上腺皮质功能。 2.2分型治疗 左振素[10]将LN分为热毒炽盛、气营热盛,阴虚内热,阴虚火旺,气虚肾气不固四型,分别治以清热泻火,凉血活血;清热养阴,养血活血化痰;养阴泻火和胃;补肾益气固涩;并将化痰活血法贯穿治疗的始终。卢叶明等[11]辨证分为:热毒炽盛型治以清热解毒、凉血养阴,方选犀角地黄汤加减;脾肾阳虚型治以温补脾肾、通阳利水,方选真武汤加减;阴虚内热型治以养阴清热、凉血解毒,方选二至丸和大补阴丸加减;肝肾阴虚型治以滋养肝肾、养阴清热,方选杞菊地黄汤合二至丸加减;每方必加用活血化淤药物,以增加清热解毒功效。结果:中西医组总有效率为89.7%,复发率为7.7%,西医组分别为72.2%,34.7%。两组比较均有统计学差异(P 0.01);中西医组的病死率和副作用发生率明显低于西医组(P 0.05)。李世宏等[12]将LN分为热毒炽盛型,脾肾阳虚型,阴虚火旺型,气阴两虚型四型;分别治以清热解毒,佐以养阴;健脾补肾;养阴清热;益气养阴。并将活血化瘀法贯穿治疗的始终。治疗组有效率91.67%,对照组61.70%,两组比较有显著差异(P 0.05)。 2.3中成药的应用 杨玉贵等[13]在常规治疗32例LN的基础上,对其中20例LN患者加用灯盏细辛注射液,对照组则不用灯盏细辛注射液。两组疗程均为1个月。两组临床活动症状积分及slL-2R明显降低,C3、C4增高。治疗组治疗后,C3、NK细胞及CD4明显上升,尿蛋白明显下降(P 0.05)。治疗组总有效率82%,对照组总有效率74%。高延霞等[14]将62例LN患者随机分两组,均给予激素加环磷酰胺加低分子肝素常规治疗。其中实验组32例给予杏丁注射液20ml静点,1个疗程治疗后,患者临床症状、体征明显改善。血脂、尿蛋白及肾功(BUN、Cr)、纤维蛋白原(Fib)、凝血酶原片段1+2(F1+2)、D-二聚体降低,使凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、抗凝血酶Ⅲ抗原(AT-Ⅲ)升高,与对照组相比,差别有统计学意义(P 0.05)。关惠仪等[15]将38例LN患者分为治疗组20例和对照组18例。对照组采用激素标准疗程、环磷酰胺冲击治疗;治疗组在对照组治疗的基础上加用黄芪和丹参注射液静脉滴注。结果显示治疗组治疗效果优于对照组(P 0.05);治疗组复发率及不良反应发生率明显低于对照组(P 0.05)。石韫珍等[16]将24例LN患者随机分为对照组与治疗组,每组各12例。对照组采用激素标准疗程治疗;治疗组在对照组治疗的基础上加用磷酸川芎嗪注射液静滴,疗程与治疗组一致。分别比较两组之间及治疗前后血浆TXB2及IL-6、TNF-α水平。结果显示治疗组治疗后血TXB2及IL-6水平较治疗前明显下降(P 0.05),其下降程度亦明显高于对照组;TNF-α水平两组均无明显变化。周丽华等[17]将48例LN患者分为治疗组35例,对照组13例。治疗组加服中药百令胶囊治疗,对照组单纯西药治疗;观察两组治疗后NK细胞活性,T淋巴细胞亚群的变化。结果显示两组治疗前NK细胞活性均下降,淋巴细胞亚群明显上升或下降。两组治疗后NK细胞活性升高,淋巴细胞亚群均有改善,两组比较有显著性差异(P 0.05)。 2.4固定方治疗 叶任高等[18]以自拟狼疮肾衰方加减治疗热毒炽盛型、阴虚内热型、肝肾阴虚型LN,并主张在急性期用大剂量激素时加滋阴降火中药,在缓解期则加益气温阳中药,因使用环磷酰胺致白细胞下降者加养血益气中药,共治疗尿毒症28例,总有效率为92.9%。陈湘君等[19]以补肾固精方(生地黄、生黄芪、桑螵蛸、白花蛇舌草、丹参、莪术、金樱子等)治疗LN37例,并以糖皮质激素为对照,结果治疗组总有效率为89.2%,明显高于对照组77.3%的总有效率(P 0.05)。治疗组在降低24h尿蛋白定量、血沉、抗ds-DNA抗体,提高补体水平,减少激素用量方面均优于对照组(P 0.05)。王岸俊[20]报道,将87例经肾活检确诊为Ⅳ型LN患者随机分为两组。双冲击治疗组(对照组)42例,采用甲基泼尼松龙和环磷酰胺为主双冲击治疗;双冲击加中药治疗组(治疗组)45例,双冲击治疗的同时给予自拟中药方(白术、知母、生甘草、当归、生地、玄参、麦冬、忍冬藤、益母草、虎杖、紫丹参、白花蛇舌草、龙石芮)。比较两组副作用,结果对照组和治疗组副作用发生率分别为40.3%,14.3%,两组比较有统计学差异(P 0.05)。钟池晃[21]将53例LN患者随机分为中西结合治疗组(治疗组)27例,西医治疗组(对照组)26例。对照组用激素标准疗程、环磷酰胺冲击治疗;治疗组在西医治疗基础上,参考叶任高教授狼疮方,自拟经验方(白花蛇舌草、半枝莲、紫草、野菊花、乌梢蛇、全蝎、柴胡、黄芩、黄芪、熟地、山萸肉、丹参、益母草)为基础,辨证加减。结果治疗组有效率92.6%,对照组69.2%(P 0.05),对照组副作用及复发率均明显高于治疗组。 3问题与展望 综合文献报道可以看出,近年来LN的中医药研究取得了较大进展,病因病机、辨证用药在多样化的基础上日渐趋向一致,中西药合用、辨证与辨病相结合治疗LN已有了初步规律性,尤其在减少西药毒副作用、降低复发率、提高疗效等方面作用肯定,而中西医结合已被普遍接受。但同时也存在以下一些问题:如多数文献报道仅局限于主观经验总结和临床资料汇总,随意度较大,效行性较差;用于治疗LN的中药很多,但仍未能用现代医学理论予以充分阐述;临床观察重复报道多,观察指标反映性差且重复,等等。笔者认为,在今后的研究工作中,应重视下述三方面的工作:①开展多中心、大样本、随机化LN中医药研究,逐渐形成统一的病因病机认识和辨治规律,从而更好地指导临床。进一步验证和探索中西医结合治疗“LN”的近中期和远期疗效,及不同中药方案的疗效差异。②进行LN辨证治疗和实验室指标、肾脏病理相关性方面研究,使辨证治疗客观化、更具针对性。以整体观念为辨证指导思想的中医证候学与微观的病理改变在一定程度上可以相互参考,应用辨证分型结合病理类型,来统一诊断与治疗标准,指导LN的中西医结合治疗。③加强对治疗LN行之有效的单味药或中药复方筛选,并进行药理、药动学等分析,进一步深化中西药合用配伍规律的研究力求从细胞分子水平阐明中医药治疗LN的作用机制。随着上述研究的开展和深入,中医药将在LN治疗方面显示优势和前景。 中医药毕业论文:中医药知识产权保护制度探讨论文 [论文关键词]传统中医药传统知识知识产权保护 [论文摘要]中医药是中华民族智慧的结晶,是我国目前在国际上占有优势的少数领域之一。为了促进我国传统中医药的继承和发展,鼓励创新,防止发达国家在这一领域的不当攫取,应对我国目前对中医药知识产权保护的现状进行分析,在符合国际国内法要求的前提下完善现有法律制度,并建立符合中医药特点的特殊保护制度。 一、中医药发展面临的机遇和挑战 随着经济全球化带来的多元文化相互交流的不断扩展,中医药在世界范围的传播与影响日益扩大,中医药医疗、教育、科研和产品开始全面走向国际。因为原有的疾病没有得到充分治疗,新的疾病不断出现,医疗费用不断上涨,许多发展中国家和发达国家都在重新关注传统医药的作用和价值,世界卫生组织也提出,为了实现“人人享有卫生保健”的目标应当推广使用传统医药,从而给以中医药为代表的传统医药带来了广阔的发展前景。 中医药是目前我国在国际上占有优势的少数学科领域之一,其蕴含着中华民族的智慧和几千年的实践经验。中医药具有一套与西药完全不同的理论体系,近年来随着中医药在防治重大疾病,常见病,疑难病方面优势的发挥,中医药的科学性已逐步得到全球各地区认可。 由于发达国家在技术、资金方面的优势,我国传统中医药的知识产权流失非常严重。中医药知识产权目前基本随着资本在流动。一方面我国在技术方面落后于发达国家,难以在传统的中医药验方中按照西药的开发模式开发出符合西药标准的新药,另一方面,一些企业即使开发出来了,也往往在产业化之前由于资金方面的问题而被国外的公司参股或控股。 2007年1月11日,科技部、卫生部、国家中医药管理局、国家食品药品监督管理局等国务院十六个部门联合《中医药创新发展规划纲要(2006-2020年)》。从中医药创新发展的全局出发,《中医药创新发展规划纲要》确定了“继承,创新,现代化,国际化”四个方面的基本任务。如何在中国加入WTO后对中医药的知识产权保护制度进行改革,以促进中医药的创新和防止国外发达国家在这一领域的攫取是一个急切需要解决的问题。 二、我国中医药知识产权保护的现状 知识产权的保护涉及专利、版权、商标等。就传统药品而言,主要涉及专利保护、商标保护、著作权保护、商业秘密保护和行政保护,其中影响较大的是专利保护和行政保护。 1984年我国颁布的专利法规定对药品和用化学方法获得的物质不授予专利权。1993年我国专利法第一次修订,增加了对药品的保护,保护的内容包括: (一)作为药物活性成分的药品化合物、生物制品和药物组合物可依法获得产品专利 (二)制备药品的方法 (三)药品的用途专利 2000年第二次修订后的专利法沿袭了1993年的规定,也就是说所有医药领域的发明都可在中国依法得到专利保护。 国务院于1992年以第106号令颁布实施《中药品种保护条例》,列入国家药品标准或省、自治区、直辖市药品标准的品种均可申请中药品种保护。2001年2月第九届全国人民代表大会常务委员会第二十次会议修订的《药品管理法》第三十六条规定:“国家实行中药品种保护制度。具体办法由国务院制定。”中药品种保护正式进入国家法律规范。回顾中药品种保护工作的历程,《中药品种保护条例》对中药产业生存和发展起到了积极的作用。条例实施以来,已有2224个品种获得品种,涉及企业1030个,同时中止了1645个中药同品种生产批准文号的效力。 总体来说,我国国内中药企业对专利申请的积极性不高,主要原因有1.由于中医药的理论基础不同于现代的中医药,在专利申请时难以确定专利技术应具有的“三性”:即新颖性、创造性和实用性。2.专利的专有权获得是以公开其技术为代价的,而传统中药的复方一旦公布,往往给“二次开发”提供资源,使得拥有技术和资金优势的企业或发明人利用先进的提取分离技术、分析技术开发出疗效更加明确、质量更加可控的产品。3.专利的申请审批周期长,保护期限为自申请日起20年,而中药行政保护审批周期为最长6个月且最长保护期为30年,并可申请延长。同时专利侵权诉讼所需要花费的财力物力巨大,时间漫长,而《中药品种保护条例》第十七条:“被批准保护的中药品种,在保护期内限于由获得《中药保护品种证书》的企业生产。”在行政审批环节,行政部门即保护了已获得中药品种保护证书企业的权益。 三、中药知识产权行政保护和专利保护的冲突 由于近年来我国对《专利法》、《药品管理法》等法律的修改,出现了中药品种的行政保护权和专利权之间的冲突。《中药品种保护条例》第2条:“申请专利的中药品种,依照专利法的规定办理,不适用本条例。”《中药品种保护条例》是行政法规,在法律效力上低于专利法,所以依据专利法,未经专利人许可,即使企业获得中药品种保护证书,依然不能制造、使用和销售该产品;2001年我国修订《药品管理法》后,《中药品种保护条例》具有特别法的效力,法理上其效力应优于作为一般法的专利法。《中药品种保护条例》和《专利法》的冲突需要在今后的修订中解决。 另外,我国于1985年加入了巴黎公约,巴黎公约是当今国际社会保护工业产权最基本、最重要的一个全球性多边公约。中国加入WTO后必须履行《与贸易有关的知识产权协议(TRIPS)》。而我国对中药的行政保护与巴黎公约、TRIPS协议存在权力保护主体方面的冲突。《中药品种保护条例》第2条规定:“本条例适用于中国境内生产制造的中药品种,包括中成药、天然药物的提取物及其制剂和中药人工制成品。”这一规定与巴黎公约和TRIPS的国民待遇原则相冲突。 四、中医药知识产权保护的对策探讨 我国完善目前中医药知识产权保护法律体系的工作应同时考虑三个方面:挖掘传统中医药的宝库,鼓励中医药的创新发展,促进中医药国际化,为我国中医药进入国际主流市场奠定好法律保护的基础;系统继承中医药独特的理论体系,宝贵知识和经验,防止中医药在现代化的进程中西医化;防止发达国家利用资金和技术上的优势对我国在中医药的传统知识方面的相关权利不当占有或不公平利用。因此,笔者认为,对中医药知识产权的法律保护体系的建设应在专利保护的根基下同时拓展传统知识保护的途径。这是一个保护“现在”和一个保护“未来”的问题。 (一)完善专利制度及相关法律 1.采用国际耗尽原则。所谓耗尽原则,就是规定专利权人在首次将产品投放市场后,即丧失行销控制权的原则。这是一种避免专利权人控制整个销售体系得规定。发达国家多采用国内耗尽原则,主要目的是禁止专利产品平行进口,保持技术输出国的优势;而发展中国家因为多为技术输入国,国内所授权的专利多为外国人拥有,为保护国内产业的发展,多采用国际耗尽原则。《多哈宣言》明确了成员可以采用权利国际用尽原则,宣言指出:TRIPS协定的这些规定的作用,是使每个成员自由地、不受挑战地建立各自的权利用尽原则。 目前我国专利法采用的是国内耗尽原则,这不利于保护中医药产业和促进行业的创新,以及提高中医药企业的市场竞争能力。但,如果我国专利法采取专利国际耗尽原则,将会减少国内企业对技术研发的限制,提高我国中医药的产业技术竞争力。 2.制定中医药专利强制许可的规则。《多哈宣言》明确了:TRIPS协定各成员国依据各自决定的范围授予强制许可。我国目前中医药产业的技术水平低下,与国外发达国家比较,在申请中医药的专利方面缺乏竞争力。我国应从实际情况出发,制定有关中医药专利强制许可的规则,对利用我国传统中医药资源获得的专利进行强制许可,进行二次开发,以推进我国企业引进、吸收消化先进技术,从事原始性创新的积极性和持续性。 3.要求披露利用的传统中医药来源信息。印度于2002年对其专利法进行修改,规定专利申请人必须在其说明书中公开涉及的任何生物物质的来源和地理起源,并规定允许以整个说明书没有公开或不正确地提及发明所用的生物材料的来源或地理起源为由,对专利提出异议。建议我国在专利法中也采用相应的规定,对盗用传统中医药资源的专利申请人起到一定的震撼作用,应可为我国建立中医药传统知识利益的特殊保护制度做一个铺垫。(二)构建中医药传统知识产权保护新制度 传统中医药和西医药分别建立于两种完全不同的科学体系之上,中医药学重视整体,“辩证施治,随症加减”,其创新主要依靠临床实践,缺乏数据上的实证。这一特性很难适应按现代科学特点设计的知识产权法规体系。传统中医药专利的“新颖性、创造性、实用性”的认定存在难点也是大家公认的。 1993年12月29日生效的《生物多样性公约》(ConventiononBiologi calDiversity,CBD)确立了尊重传统知识和鼓励公平分享利用传统知识创新而获得的惠益的原则。近年来发展中国家呼吁修改现有专利制度,增加保护传统知识的内容,但这一要求遭到对TRIPS有重要影响的发达国家的抵制。2004年在马来西亚吉隆坡举行的CBD第七次缔约方大会上,双方经过磋商和妥协,通过了“制定保护传统知识、创新和做法的特殊制度的基本组成部分”。 目前越来越多的发展中国家已在国内立法并寻求区域性合作,以保护传统医药知识产权。一种是单独立法,如泰国;一种是综合立法,即将传统中医药知识纳入传统知识一并立法,不做专门区分,如:巴西、巴拿马、葡萄牙、秘鲁、菲律宾等。为了促进传统中医药的继承和发展,和防止发达国家在这一领域的攫取,我国应尽快建立中医药传统知识产权保护的特殊制度。 中医药毕业论文:中医药传统文化论文 【关键词】中医药学;传统文化;科学价值 我国的中医药学在经历了一个多世纪的风雨飘摇之后,其独特的整体协调、辨证施治等思维方式和治则治法依然保持了不朽的魅力。任何一种理论形态、思维方式的生成都不是空穴来风,都会有其生成的土壤、阳光和水分。中医药学的科学研究传统是在中国博大精深的东方古文化背景的土壤中形成的,也是东方文化中孕育出的最为璀璨的一颗明珠。中医药学的发展见证了中国特定时代人类的认识能力和社会的变迁。随着科学进步和社会的发展,西方科学进入后现代时代,映射出向东方回归的痕迹,后现代主义哲学思想与中医药学哲学思想有着深深的默契,后现代医学也与中医药学存在明显的暗合。可以说,后现代科学的脚步正是使中医药学感受到强烈共振的空谷足音,它预示着中医药学将在21世纪与后现代化邂逅。这些都说明,中医药学传统文化中蕴涵着大量的科学合理性和现实启发性,其优势必须保持。 1中医药传统科学文化中蕴涵着大量现代科学思想 1.1系统论思想尽管近代的系统方法是从20世纪40年展起来的,但一些朴素的系统思想却早在二三千年前就在东方出现了。中国古代存在着典型的有机整体观念,早在公元前一千多年前就形成了朴素的整体系统观。如在我国最早的著作《易经》和“洪范”中就提出了“八卦”(天、地、雷、火、风、泽、水、山)、“五行”(金、木、水、火、土)说。八卦说把世界看作为一个由基本要素组成的系统整体,以代表天地的乾坤二卦作为起始形成八卦,八卦重叠形成六十四卦,从而形成了概括天地间万事万物的世界体系。而且《易经》还把世界看作由基本矛盾关系所规定的层次系统整体,是一个动态的循环演化的系统整体。同样五行说也是将世界看作是由五种基本要素金木水火土组成的系统整体,这五种要素彼此相生相克形成不同层次的系统结构,从而构成一个复杂的大系统。所以这些理论基本上都是将最基本的物质元素看作是组成世界万物的基本元素,而整个世界无非是由这些元素组成的整体系统,它们之间相生相克,使得整个世界不断循环演化,形成不同层次不同内容的系统整体。公元前五百多年,以老子为创始人的道家对系统提出了精辟的看法,在其经典著作《老子》、《荀子》等著作中提出的“有无”“阴阳”学说用一些更抽象的范畴,如有与无、一与二、始与终、阴与阳等对立统一的关系来表达自然界的统一性。它们认为“道”是事物之本源,又是事物的法则。天、地、人都是道的产物,它们具有统一性。道是天、地、人的主体,也是天地人运动必须遵守的规律和行动法则,认为世界的起源于“无生道,道生一,一生二,二生三,三生无穷”。 植根于中国古代文化土壤中的中国古代医学思想同样包含有丰富的系统观念。《黄帝内经》中人体被看作一个和谐的有机整体,并进一步被看作是自然界的一部分,因此人的养生规律是与外界自然环境密切相关的,故有“天人相应”的医疗原则,主张把生理现象与自然现象相联系,提倡整体辨证施治的观点。 中医药学的这种观点受到国际上系统科学家的高度重视。当代著名系统科学家,耗散结构理论的创始人普利高津(Prigaogine)曾说:“我们正是站在一个新的综合、新的自然观的起点上。也许我们最终有可能把强调定量描述的西方传统和着限于自发组织世界的中国传统结合起来”[1]。 中医的诊断方法中依然蕴涵着大量的系统论思想,中医的诊断包括四诊和辨证,四诊除通过望、闻、问、切外,还包括参考病人的社会心理状况、体质状况以及自然环境状况等信息,对病因、病位和病机做出明确判断。辨证是以一定的经验(包括理论)为基础的信息加工、分析和处理的过程,辨证既是对四诊资料的处理,又反作用于四诊技术的运用,同时还受治疗结果的反馈,并不断完善和更新。中医药学的治疗方法包括药物治疗和非药物治疗两种,药物治疗的方法是针对证候组方遣药,非药物治疗也同时针对证候或病因,选择针灸、推拿或心理、音乐等来治疗。其治疗思路整理如图1。 1.2演化论思想中国古代演化观主要表现在阴阳学说、五行说、太极图等学说之中。大多都是将万物的演化描述成为一个相生相克、连锁轮回的变化链条,其变化在一个闭合的回圈中进行,而始点最后又变成了终点。中医药学思维活动是动态的过程,通过人的机体在自然状态下的动态描述,去反映出症状或生理现象的表现,如临床中获得的脉象、病人的面色、舌体形状。中医药理论认为人的复杂性在于它自身和环境的相互联系及相互作用的动态变化,元气学说阐明了“形”与“气”相互转化的发展观,强调“从其气则和,违其气则病”,注重人的生命活动统一过程状态演化,如中医理论中健康概念实质上体现的是阴阳之间交互作用,形成自和的最佳状态,医疗的任务就是调整这种状态的非平衡或非最佳状态。中医学对生理过程的认识角度是从气化的结构和气化的活动这一“耗散”系统出发的。 2中医药学传统方法论对现代科学研究的启发 2.1中医药整体认知论的科学思想为现代科学发展提供了一种新的天人观中国传统文化的思想特征之一是注重天人关系,即人与自然的关系,主张人与自然存在着不可分割的关系,相互影响,相至制约,因而人应顺应自然,与自然和谐相处。这种天人观在古代曾表现为“天命论”“天人感应论”的思想和“天人合一”的观念,其中有不少秘化、不科学的内容。但在西方工业化进程带来的诸如环境污染、生态失衡、资源和能源浪费等社会问题日益加重的今天,注重天人和谐的中国古老天人观有助于在现代科学基础上重新审视人与自然的关系,以保持与自然的和谐持续发展。 从实践角度看,现代生态农业的发展在一定程度上受到了中国传统科学思想的影响。日本哲学家和农学家福冈正信先生依据老子的“道法自然”的思想,提出要以“自然农法”取代建立在工业文明基础上的“科学农法”,并亲身实践,取得了显著成功[2]。世界著名建筑大师赖特(F.L.Wright)受老子“崇尚自然”思想的影响,主张“有机建筑”的理论,充分注意建筑物与自然环境的有机统一,体现了人与自然有机协调的特点。人与自然和谐相处的思想,还影响到现代技术的发展,这就是强调技术程序应有益于人的身心愉悦和健康,强调技术的功能是解放人,现代的人体工程学、人-机系统工程学和技术美学研究,正是适应这种需求的体现[3]。 2.2中医药直觉、体验的方法论为现代科学发展提供了创造性的思维模式日本物理学家、诺贝尔物理学奖获得者汤川秀树从小就对中国传统文化有浓厚的兴趣。在他看来中国传统文化中某种不同于西方的艺术特性——既有原则,又能进行灵活调整;不仅有科学思想,而且有驾驭科学的智慧。他说:“中国人和日本人所擅长的并以他们的擅长而自豪的,就是直觉的领域——日语叫做‘勘’(がん),这就是一种敏感或机伶。”[4]老庄的思想在汤川秀树的物理学研究中发挥了重要作用,他受庄子的倏和忽为浑沌凿七窍的故事的启发,联想到万物中最基本的东西并没有固定的形式,而且和我们今天所知的任何基本粒子都不对应。它虽未分化,却有着分化为一切种类基本粒子的可能性,这就是“浑沌”。汤川秀树还受李白《春夜宴桃李园序》中“夫天地者,万物之逆旅;光阴者,百代之过客”这句话的启发,提出了时空量子的空域概念。 中医药学思维中的直觉和理性总是互补存在,这种直觉赋予了科学家以新的顿悟使其有所创造。正如美国物理学家卡普拉所说:“量子力学迫使我们认识到,宇宙并不是物体的集合,而是统一体中各部分相互关系的复杂网络。但这正是东方神秘主义体验世界的方式。”[5]卡普拉相当重视“体验”的作用,他通过中医和《易经》来体验事物的对立统一和动态平衡,通过《华严经》来体验事物的相互依赖和时空的相互渗透,通过中国哲学中道与气的学说体验“空”与“形”的关系,并将这些体验同现代物理学研究紧密联系起来,从而获得了对基本粒子结构和关系、量子场论和宇宙自洽性的深刻理解。 西方思维模式的严密逻辑性决定了其强调“非此即彼”的刻板和局限性,这限制了创造力的有效发挥,而中国传统文化中体验的模式认识成果恰恰能够启发和激励科学家的创造和想象力的发挥。 3中医药学协调思想为现代科学关于有机事物的研究提供了有益启示 李约瑟将中国传统科学思想成为“有机自然主义”[6],因为中国传统科学思想主要是针对存在有机联系的事物加以整体的认识和体验,其典型的科学成果应该就是中医药学。这是传统科技体系中至今仍有现代价值的为数不多的成果之一。中医药学在不破坏生命有机体的内外联系的前提下,通过观察、体验和辨证施治,调节人体内在机能,达到内外平衡,抗病祛邪的治疗特点,以其举世公认的疗效说明了中国传统思想在认识生命有机体方面独有的方法论意义。 管理科学是现代科学体系中体现科学文化与人文文化相互渗透的新兴学科,其研究对象是具备社会有机体特点的组织或群体。早期的管理科学理论重物不重人,西方的“泰罗制”实际上把工人看作从属于机器生产工具,用机械论观点看待生产活动中的人与人、人与机器的关系。现代管理科学中的Z型理论改变了这种倾向,开始强调以人为中心,注重人际的有机协调。提出Z型理论的美籍日本管理学家威廉。大内主张经济组织中每个人和每个团体正好象人体中的器官,管理的机能主要不是控制而是协调,这种观点显然带有东方文化的特征。日本管理学家伊藤肇进一步指出,日本企业家能够使战后日本经济迅速复兴,中国经典的影响应居首功[7]。 从分子到细胞再深入基因,希望能找到针对功能的遗传学早有定论:基因产物必须在细胞内环境中发挥功能,细胞必须与其他细胞相互作用,机体必须在多变化的环境中生存,因此基因表达及作为结果产生的表型常是通过个体基因型与内外环境相互作用而被修饰和改变[8]。最新文献也认为,很多人类常见病代表着我们的基因组与环境毕生相互作用的一种积累,预测基因在复杂疾病过程中与环境的相互作用是一种令人气馁的任务[9]。由上可见,基因型与表型不总是一一对应。因此单纯以基因表达谱作为“证”的实质或作为“证”“病”的连结点似欠全面。 正如李政道教授指出的,“仅是基因并不能解开生命之谜,生命是宏观的”[10]。美国《科学》杂志19990402出版复杂系统专刊,其编辑部导言“超越还原论(BeyondReductionism)”就直截了当指出现代基因组学还原论方法的不足,指出:“还原论的缺点越来越明显,主要是信息过载和过分简单化,从而可能需要把整合性提上议事日程(integrativeagenda)以补充占支配地位的还原论方法”[11]。 中医药学中蕴涵着现代系统科学的基因,复杂性科学的兴起和发展为中医药学特色和优势的深入挖掘和理解提供了可能。我们完全有理由相信,在科技发展呼唤中国传统科学观启迪的今天,中医药现代化步伐会进一步加快,其科学内涵将会得到充分揭示和发展,中医药学一定能全面走向世界,对人类健康事业作出更大的贡献,绽放出更加夺目的光彩。 中医药学对生命活动的认识,提供了人类认识和把握人体复杂体系的有效途径;中医药学研究人体生命活动规律的认知方法及其个体化诊疗体系反映了整体医学的特征;中医药丰富的治疗手段和灵活的方法,符合人体生理病理多样性的特点;中医药浩瀚的古典医籍,是人类生物信息的巨大宝库;中医药学充分体现了自然科学与社会科学的有机结合,展示了现代科学一体化的新趋势。从以上的优势和特色可以看到中医药学不但具有极强的科学性,而且在许多方面提示和反映了现代人体科学、现代生物学、现代医学以至现代科学发展的方向和研究的前沿。科学进入后现代时代,正在从分析的科学嬗变为整合科学,中医药学中所蕴涵的文化优势、思维优势将对现代科学文化的发展发挥重要的启发作用。
电子科学与技术论文:电子科学与技术专业生产实习教学改革研究 摘要:本文在分析电子科学与技术专业生产实习现状的基础上,针对生产实习管理过程中出现的实习基地缺乏、实习岗位安排不合理、生产实习的学生管理模式与评分模式矛盾、生产实习反馈机制欠缺、校外分散实习质量难以控制等问题,提出了一系列的措施和方法,为生产实习课程的建设、改革提供了参考。 关键词:电子科学与技术;生产实习;学生 生产实习是电子科学与技术专业教学的一门主要实践性课程,是教育教学体系中的一个不可缺少的重要组成部分和不可替代的重要环节,它是与今后的职业生活联系最直接的,学生在生产实习过程中将完成学习到就业的过渡,是培养应用型人才,实现培养目标的主要途径。它不仅是校内教学的延续,校内教学的总结,而且是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径,是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和责任心、使命感的过程。通过生产实习,学生可以学习企业工人和现场技术人员的优秀品质,树立刻苦钻研精神;了解电子产品的生产工艺、流程和质量控制以及电子产品从研发到生产等一系列的过程;了解与专业相关的生产实践知识,使理论知识与生产实践相结合,锻炼学生分析问题、解决问题的能力;了解企业的组织机构、企业生产组织经营管理方式和质量的过程控制;培养劳动习惯、组织纪律性和敬业精神,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。 一、电子科学与技术专业生产实习现状及存在的问题 对于中国计量学院光学与电子科技专业学生,我们采取集中实习为主(学校安排实习单位),分散实习(学生自习联系实习单位)为辅的组织方式,目前生产实习主要存在以下六个方面的问题。 1.生产实习基地缺乏。由于学生缺少实践经验,不能从事技术类的活,不仅难以给企业带来利润,而且还给企业的生产和管理带来不便,因此很多企业不愿意接受学生生产实习,造成了生产实习基地建立困难。 2.生产实习岗位设置不合理。由于生产实习的时间较短,企业在安排生产实习岗位时会有很大的难度,往往会出现企业将学生当劳动力使用的现象。虽然此类生产实习在一定程度上能培养学生的劳动习惯、组织纪律性和敬业精神,但是对于了解与专业相关的生产实践知识,理论知识与生产实践相结合,分析问题、解决问题的能力的提高并没有达到预期的目标,学生感觉实习工作的实际情况与自己预期有较大差距,出现情绪不稳定,身体不适应的诸多情况。 3.生产实习的学生管理模式与评分模式的矛盾。生产实习实施过程主要在企业完成,企业管理为主,学校管理为辅的管理模式,而实习评分模式往往以校内指导教师评分为主,企业指导教师评分为辅,两者产生了一定的矛盾,导致企业指导教师管理学生困难,影响了生产实习的效果。 4.生产实习时间不合理。生产实习时间不合理会严重的影响生产实习的效果。电子科学与技术专业学生生产实习原来安排在第七个学期的17~19周,此时很多学生面临着考研、公务员考试和找工作等相当多的事情,严重影响了生产实习的质量。 5.生产实习反馈机制欠缺。生产实习结束后,没有进行有效的总结和讨论,没有及时改进生产实习存在的问题。 6.校外分散实习质量难以控制。校外分散实习(指学生个人脱离分院统一安排,个人自行联系实习单位的行为)质量难以得到有效的监控。 二、有效的解决方法 1.建立动态生产实习基地。我们往往要求实习基地是大型企业建立的,并且能够长久使用,甚至这已经成为评价实习基地好坏的标准。大型企业能够安排较多的学生,学校对学生的管理比较容易;大型企业一般技术力量较强,有利于对学生的技术指导;大型企业设备较先进,有利于学生打开眼界。但是,大型企业对普通高校的依赖较少,校企之间很难有深度的合作,往往会将学生当劳动力使用。生产实习重点在于提高学生工程实践能力,落脚点则是“生产”,所以,我们认为既能达到教学目标,又能紧跟产业发展,有助于帮助学生就业的企业才是适合学生生产实习的基地。要摈弃一劳永逸建基地的不切实际的想法,经常性地关注和寻找适合实习的企业,积极寻求和建立广泛的社会化联系,寻找最佳结合机会。在研发基础、生产条件、生活条件、企业文化等方面实地对企业进行考察,了解企业发展情况,产品更新情况,以便对学生有个初步培训。实习结束后再通过企业调查和学生座谈了解实习效果,决定是否将其列为下一年度的基地名单。 2.建立多实习岗位和岗位轮换实习模式。以中国计量学院电子专业的学生在浙江正泰中自工程公司围绕控制系统与仪表产品开展的生产实习为例,经过校企领导多次有效沟通,确立了部件生产(部件装配、测试)岗位、仪表生产(仪表装配、测试)岗位、系统生产(系统装配、测试)岗位以及产品研发岗位(研发流程介绍),并进行轮岗。这种方式改变以往单一的组织形式,学生以分散的实习小组为单位,在研发、生产、测试等至少三个岗位上进行轮岗实习。每个岗位配备企业指导老师,同一小组学生一周内在岗位不同阶段进行流动学习,基本可以了解掌握该岗位的组织方式、工作流程等内容,大大提高了实习的效果。通过实习,在提高学生实践能力的同时,结合专业知识,进一步了解了电子技术、信息技术和光电技术的实际应用,学习、了解研发管理流程和常用测试设备的使用,还可以了解企业的组织机构、企业生产组织经营管理方式、企业质量管理的基本方法和质量的过程控制,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础,同时又不会对企业正常生产带来太大的影响,取得了良好的实习效果。 3.学生管理模式和评分模式改革。针对生产实习的学生管理模式与评分模式的矛盾,我们加强了学校指导教师对生产实习过程的监控。在学生校外实习期间,分院里安排了专职教师进驻实习企业进行管理,更好督促学生熟悉相关产品的生产工艺、生产流程,学习企业的组织机构及生产组织经营管理方式,了解技术方面的研发和管理方法,了解社会对技术的需求动态和产业发展趋势,同时还可以增强教师工程实践经验。 我们对原来的生产实习评分模式进行了改革,修改了评分标准,强化企业指导教师的评分比率。在生产实习结束时由企业指导教师和校内指导教师共同组织生产实习答辩会,评定学生的工作态度、学习能力、技能技巧和创新能力并给出答辩成绩。将生产实习评分分为四方面:出勤率、生产实习答辩成绩、实习记录本质量以及实习报告本质量(所占比例为20%、40%、20%、20%),综合后按优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制评定。 4.生产实习时间调整。我们调整了生产实习的时间,将实习时间调整为第七学期的短学期,也就是暑假,大大提高了学生的参与热情。 5.建立了闭环的生产实习反馈机制。利用问卷方式对学生开展实习情况调研,了解学生对生产实习教学的期望、实习中工程能力培养的实际感受以及对生产实习教学的建议和意见,及时对学生加以引导和并对存在的问题加以改进。生产实习期间每周召开校内指导教师与企业指导教师座谈会,对学生生产实习状态以及生产实习过程中存在的问题进行及时沟通和解决,建立了有效的生产实习反馈机制。 6.规范校外分散实习,有效控制分散实习的质量。严格把关校外分散实习申请。首先由本人提交书面申请《光学与电子科技学院校外生产实习申请表》。学生接受单位必须与本专业相近,学生接受单位与学校同时指定双方具有中级以上专业技术职称的同志作为指导教师,按照学校培养方案和该实习环节教学大纲的要求,制定合理的实施计划。然后提交《中国计量学院光电科技学院学生校外生产实习的承诺书》,经校内指导教师审核后,由学科负责人和学生所在系部和分院批准后方可执行。 实习期间,学生必须在校内指导教师和校外指导教师的共同指导下,严格按照实施计划的进度进行毕业环节的教学任务。校内指导教师必须每周向学生所在院系部汇报学生实习情况。在校外自主进行实习的学生,必须在该实习环节规定的结束时间前返校,并按规定撰写实习记录本与报告本;同时提交实习单位指导教师填写的《中国计量学院实习单位意见反馈表》给校内指导教师。 对于实际过程表明无法正常进行实习或不能保证质量的学生,指导教师应及时向系和分院,以采取有力措施或终止学生在校外自主实习环节,并做出妥善安排,由此导致学生延误学业由学生本人负责。严格对学生在校外自主进行分散实习的审批,强化管理以保证学院教学和教学质量。 三、结语 本文在分析电子科学与技术专业生产实习现状的基础上,针对生产实习管理过程中出现的实习基地缺乏、实习岗位安排不合理、生产实习的学生管理模式与评分模式矛盾、生产实习反馈机制欠缺、校外分散实习质量难以控制等问题,提出了建立动态生产实习基地、多实习岗位和轮岗实习模式、调整生产实习时间、建立了闭环的生产实习反馈机制以及规范校外分散实习,有效控制分散实习的质量等措施和方法,取得了较好的效果,最终为其他专业生产实习课程的建设、改革提供了参考。 电子科学与技术论文:“电子科学与技术专业”本科培养方案的改革与探索 摘要:本文从我校电子科学与技术专业本科人才的社会需求出发,提出人才培养的目标和定位,详细解读了本科培养方案的课程设置,并与省内外相关高校的电子科学与技术专业相比较,突出专业的办学特色。 关键词:电子科学与技术;本科培养方案;课程设置;办学特色 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用,也对人才的培养提出了更高的要求。因此,本文从人才的社会需求出发,结合我校实际情况,进行了本科专业培养方案的改革探索,并详细介绍了培养方案的制定情况。 一、人才的社会需求情况 目前,我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业,市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均,分类较细,且发展变化较快。另外,电子科学与技术产业结构具有多样性,既有劳动密集型的大型企业、大公司,更多的是小公司和小企业;既有国有企业和私营企业,更有合资、独资的外企。因此,社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。 二、专业的培养目标和定位 本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识,熟练实验技能,能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能,有较强的工程实践能力,能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色,依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则,培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。 三、本科培养方案制定的思路 电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求,以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力,使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面,光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。 四、本科培养方案的改革探索 要实现电子科学与技术专业的培养目标,适应电子信息产业的不断发展,并结合我校学科发展方向和特色,对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究,并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研,最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案,主要内容如下: 1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时,根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下,专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块,下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程,到大三时根据自己的兴趣选择专业方向,选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求,因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块,每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。 2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础,因此,在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外,增加了与专业相关的课程,如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程,删减了原先与物理类相关的一些课程,如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等,并删减了一些计算机软件类课程,如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块,两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。 3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分,微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向,开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向,开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验,通过加强实验环节,训练学生的动手操作能力,增强学生的理论知识。 五、与省内外专业人才培养的区别 具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区,服务于不同的区域经济,这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系,也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面: 1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个部级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室,人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业,培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。 2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力,在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力,开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程,以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统,从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力,开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程,以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力,开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力,开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程,以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力,开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程,以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。 3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业本科生毕业设计联合培养的研究与实践 摘要:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的优秀竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。 关键词:电子科学技术专业;毕业设计;就业率;联合培养机制 一、目前教学现状及存在的主要问题 随着电子信息的迅速发展和技术的不断进步,以及大学不断扩招,大学生就业问题一直是牵动整个社会的重大问题。电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的要有较强的综合实践能力。因此如何提高我系学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的优秀竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。然而,电子科学技术专业作为我院的一个新型专业,在人才综合实践能力培养方面存在一些不足之处,主要表现在以下两方面: 1.理论与实践教学方式比重有待平衡。电子科学技术专业至今已招生四年,今年迎来第一批毕业生,就以往的人才培养模式看,由于缺乏相应的实验条件,较偏重理论基础教学,实验环节较少。显然,书本上的理论基础知识必须与具体的实践相结合,才能提高学生的综合实践力与优秀竞争力,才有可能满足于用人单位的要求,实践教学的不完善构成了毕业生就业不理想的一个短板。 2.毕业设计的题目与学生就业取向不甚吻合。在毕业设计的过程中经常存在教师开出的毕业设计题目与学生就业取向不甚吻合的现象,这很可能导致学生被动从事毕业论文设计。由于教师开出的毕业设计题目往往偏重于理论计算或是模拟仿真,学生难以从事实践锻炼,学生感觉不到毕业设计对日后工作的作用,造成学生不愿投入精力,积极性不高,最后会导致很多本该由学生自己完成的毕业设计工作,最后却不得不由教师代劳。因此,提高毕业设计题目与学生的就业取向的吻合度,将直接关系到学生毕业设计的质量,也是学生就业优势的体现。 3.继续深造学生毕业设计选题与未来研究方向结合。在众多的毕业生当中,有部分学生会选择继续深造,这些深造的学生进入研究生阶段,专业及研究方向会更加细分化,其研究方向也与未来导师的研究方向紧密联系在一起,因此,当学生毕业设计题目与未来研究方向不太一致时,可能也会导致学生积极性不高,会出现应付毕业设计现象,严重降低了学生毕业设计的质量。 针对目前现状,我们提出了一些改革理念及改革思路,探索能够一方面提高学生对毕业设计的积极性,另一方面能够使学生毕业设计的题目与内容与未来发展相结合,为学生尽快适应新的学习或工作环境起到一个良好的衔接作用。 二、改革理念及思路 1.改革理念。立足于在提高学生专业理论基础知识的同时,加强培养电子科学技术专业学生综合实践能力。让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境,这直接关系到学院乃至学校的长远建设与发展。 2.改革思路。针对目前现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制能较好改善这种状况。 毕业设计过程是培养学生应用能力最直接的手段。毕业设计作为大学生在校学习的最后一个教学环节,是大学生在学完全部课程以后,应用所学理论知识解决生产实际问题的一次综合型训练,是实现专业培养目标的一个关键型教学环节。该环节的教学效果,将直接关系到一名大学生综合素质的提高,直接影响到一名毕业学生能否尽快适应新的工作环境,尽快适应社会需要。通过与实习企业达成协议,让学生选择与实习相关的毕业设计课题。学生可以结合企业的实际需要,以及学生自身的兴趣及未来发展的需要,有针对性地选择毕业设计题目。一方面调动了学生的积极性,让学生有较多的时间去完成毕业设计内容,另一方面通过在企业做结合实际的毕业设计,让学生更容易适应以后的新的工作环境。应届毕业生在第七学期结束时基本都签定了就业协议或是在用人单位实习,因此在第八学期的毕业设计中,结合学生的毕业去向有针对性地开展毕业设计是可行的,也是培养快速适应企业工作需要优秀毕业生的最佳时期,这种培养方式是一种“准定单式培养”。另一方面,加强指导教师工程实践能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,须加强指导教师进行工程实际能力,才能增强题目的工程实用性。对于已考取研究生的毕业生,可以结合指导教师的科研题目在研究(设计)院(所)进行毕业设计(论文),可以充分培养其科研能力。 但是对于以上各环节,尽管学校或学院在开展相关的工作,但是对于如何更有效地开展,获得预期的效果还存在一定的差距,在具体的实施细则上还不够完善,导致实施结果并不理想。 改革内容:(1)采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。将参与毕业设计的学生依据其就业取向和未来发展方向进行分类,大致可分为考取研究生(或不签约就业打算来年继续考研)进一步深造型和签约就业型。针对不同类型的学生特点,采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。指导教师有针对性地开题,学生也可以根据自己的特长并结合自己的毕业去向,选择适合的毕业设计题目。这样做的好处是能够充分调动教师和学生两个主体的积极性。(2)建立多元化毕业设计联合指导企业基地。我校地处长三角经济活跃区域,半导体方面的大中型企业数量较多。就杭州市及周边地区而言,就有数量较多的有关电子科学技术专业领域的企业,因此有优越的校企联合优势,可依托本地签订多元毕业设计联合指导企业基地。(3)鼓励指导教师与企业技术联合,增强工程实际能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,需鼓励指导教师加强工程实际能力,增强题目的工程实用性。 方案:(1)在充分调研用人企业和往届毕业生工作需要的基础上,确定电子科学技术相关专业大类多元毕业设计联合指导企业基地的模式。(2)基于多元毕业设计联合指导,在为企业进行技术服务的同时使指导教师的工程实际能力得到再提高,结合实际确定设计题目。(3)对教师申报的毕业设计题目要严格把关,树立以人为本、以学生为主体的理念,充分发挥本专业师资队伍的优势,采用多元化毕业设计模式,题目选择尽量要结合学生的就业取向,与本专业联系紧密,工作量饱满,能够在毕业设计期间完成或有阶段性成果。 实践:提出这种设想之后,我们与浙江缙云电力电子有限公司签订协议,根据学生具体情况,采用多元化毕业设计联合指导,部分学生选择去该公司进行实习,部分学生与本专业老师开展课题研究,还有部分学生考取外校研究生,选择与未来导师进行课题研究,预先进入课题研究阶段。通过学生的自由选择,每个学生都找到了自己的未来发展方向,都非常有针对性地开展毕业设计,最后都取得了很好的效果。主要成果如下: 1.由于设计题目能够与学生的就业取向相结合,可以充分调动学生积极性。 2.由于毕业设计采用与相关企业联合指导的运行模式,可以充分锻炼学生工程实践能力,提高学生在社会工作中的优秀竞争力。 3.由于毕业设计题目能够紧密地与企业具体实践工作相结合,使得学生在就业后的工作中能较快地适应企业的工作环境,实现学校培养与企业工作的快速“无缝对接”。 结论:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的优秀竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业综合实践平台优化研究 [摘 要]电子技术系列课程作为学科基础课,是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节,是学员在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的结点。为了满足合训专业电子技术基础课程实践教学的需要,在深入研究合训专业人才培养方案的基础上,结合多年授课经验,全面分析当前学科点实践教学环节存在的问题,提出一套优化学科点综合实践平台的方案,方案包括建立合适的教学机制,建立完善的实践教学资源,建立开放式实验室章程等措施。 [关键词]实践平台 电子技术 教学机制 电子技术系列课程,作为学科基础课,是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节,是学员在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的结点。基于此,学科的各类课程教学和实践环节的建设越来越彰显其重要性。电子技术类课程在我校的开设历史已有几十年,其建设和发展也已达到了一定的水平和层次,但是面对新的转型形势,尤其是在2012年明确开设了“电子科学与技术”合训专业后,课程建设的不足和实践条件的薄弱显得愈发严重,特别是基于该系列课程和新开专业的各种实践教学环节的建设严重滞后。因此,有必要在“统一筹划”的基础上加大建设的力度。 一、基本情况 (一)环节设计零散,资源不能共享 目前,大学生电子设计竞赛、综合课程设计及本科毕业设计等自主创新实践活动在时间和形式上相互独立,衔接不紧密,缺乏连续性,专业体系结构不完整。当前学科竞赛和课程实践教学工作缺乏交融,两部分工作属不同人员负责,工作缺乏统筹规划,资源没有有效共享。最终造成的局面就是综合课程设计和毕业设计没有在已有的基础上出发,一切都是从零起步,学科竞赛所积累的成果没有回馈到大众教学环节中来,没有发挥其本应有的指导作用。 (二)管理机制松散,教学效果不佳 电子技术教学实践活动多采用导师负责制,各教员在培养方式及教学内容上存在较大差别,随意性较大。统一有效管理机制的缺乏根本无法保证实践环节的教学效果。首先,管理机制的松散造成学员对实践环节的重视程度不够,学员用于毕业设计的时间最多只有1个月左右。时间不充足,再加上重视不够,不注重平时的积累,学生学习就很难达到预期的教学目标。其次,管理机制的松散造成在选题方面大部分都不够规范合理。好的选题对于学员实践能力的锻炼至关重要,但是实际现状是,每年仅有20%左右的选题难易适中且切合电子技术学科实际。最后,管理机制的松散造成学员的实践技能和创新意识不能线性连接,递进培养。现在的电子技术课程实践教学现状十分难堪,前期的单元实践简单敷衍,中期的课程设计模块训练不能达标,后期的毕业设计更是缺乏基础,无从下手。 (三)基础条件薄弱,培养质量不高 电子技术综合课程设计是新开课程,其建设工作是从零开始。课程设计安排在第七学期实施,两周完成,要求每名学员应用“模拟电子线路”、“数字电路与逻辑设计”、“高频电子线路”、“EDA技术”、“单片机原理”等课程内容,独立设计制作和实现一个特定功能的电子系统,对实验条件及资源提出了更高的要求。为实现资源共享,教学形式开放,使更多学员能够从中受益,急需改善实验室硬件资源环境,建立有效管理体制及资源共享平台。 基于上述现状,必须在更高的层面上按照学校人才培养目的总体要求,统筹规划各类教学实践环节,探索综合管理机制,加强基础条件建设,形成浓厚的“电子创新“氛围,提高培养质量,提高综合效益。 二、建立一套合适的教学运行机制 相较于这两大实践环节的沉闷现状,本学科点面向全校学员开展的实践创新活动却极大地激发了学员们对电子创新的热情。 (一)电子科技创新月 每年3、4月,学科点举办电子科技创新月活动,历时一个月,至今年已连续举办五届。通过电子科技创新月活动,学员们对电子技术知识的理解得到深化,认识问题和解决问题的视野得到进一步开阔,实践动手和组织管理能力得到进一步提高,团结协作和努力拼搏精神得到进一步深化,创新意识和创新思维得到进一步增强。同时,一批能力素质较高的学员脱颖而出,为参加全国电子设计大赛积蓄了力量。 (二)大学生电子设计竞赛 近年来,各类以学员为优秀的学科创新实践竞赛活动在各个层面广泛开展,电子设计竞赛作为历史最悠久,影响最深远的活动依然占据着最重要的地位,对理工科类学校的人才培养工作起到了极大的牵引和推动作用。 因此合训学员的培养也可以参考并借鉴电子创新的模式,从根本上解决学员动力不足,设计制作综合实力偏低的问题。 1.第三学期。这时的合训学员刚刚进入大二,除了已经开设过的C语言课程外,电子方面的课程都还没有开始,实验室开设40学时的公共选修课《电子系统设计》进行基础培训,能使学员提前学会使用常用电子仪器,认识常用电子器件,掌握焊接技术、单片机编程技术等。 2.第四学期。学科点组织全校范围的电子科技创新月活动,在竞赛活动中,参赛学员须完成简单电子系统的设计和制作。参赛学员以大二学员为主,大三优秀学员为辅,这样可以在团队中以长带幼,发挥好传承作用。 3.第六学期。学习电子技术综合课程设计,通过本课程,学员应能结合“模拟电子线路”、“数字电路与逻辑设计”、“高频电子线路”、“信号与系统”及“通信原理”等所学的电子类专业课程,并利用电路设计仿真软件、EDA技术及常用测量仪器仪表等工具独立设计并制作出一套完整的电子系统。 4.第八学期。进行电子科学与技术本科毕业设计。本科毕业设计(论文)是学生从学习阶段到实际工作阶段之间的一个过渡环节,是培养学生运用所学知识解决实际问题和进行知识创新的主要途径,是学生动手能力、实践能力、岗位适应能力、理论知识运用能力、科学研究能力的综合训练过程。因此,毕业设计(论文)对提高毕业生全面综合素质具有重要意义。 三、建立完善的实践教学资源 要优化实践教学平台,“教”这一环节极其重要。首先要制订完善规范的教学标准,包括教材、课程标准和各种辅助资料,其次要有一支过硬的教学指导团队,确保学员在硬件、软件、理论、仿真等等环节都能找到解决问题的指导导师,同时教员也要不断的扩充视野,关注电子技术学科的前沿动态,在指导学生完成设计课题的同时,还能引导学生拓宽思维,对系统性能进行进一步的改进。 1.建立课程设计和毕业设计课程标准、课程实施进度表、多媒体课件、参考书等教员使用的教学资源管理。 2.建立课程设计和毕业设计的综合题库,可供学员根据自己的兴趣和特长自主选题。选题方面,指导教师和学生实行双向选择,对于有能力、有想法的学生可以自己提前拟定题目,自主选择指导教师,然后和指导教师确定最终题目。另外学员也可以从综合题库中选择自己感兴趣的课题,开展研究,学生自选题目可以充分发挥主观能动性。为了最大限度的激发学员的创作热情,题库中的资源应结合生活或部队武器装备实例,难易适中,既能体现电子技术学科的特点,又能让学员能够学以致用。 3.建立学员自学所需的各种教材、元器件手册、软件使用教程、仪器使用方法教程等。 4.建立开放式实验室管理章程,为给学员提供更多的练习机会,实验室全天开放,最大限度的调动广大教员和学员的积极性,每天都要安排值班人员对实验室进行规范化管理。 四、结语 本项目所优化设计的综合实践平台,可应用于大部分的基层教学单位,特别适合于工程实践性强,同时承担创新活动、竞赛的单位,推广应用范围前景广泛。本项目若能与学科网站对接,资源共享,全校乃至全军的电子技术爱好者都可以从中获益,同时教员、学员通过网站可以不受时间、空间、地域的限制,进行教学互动。 电子科学与技术论文:关于电子科学与技术专业课程设置的探讨 【摘要】:电子科学与技术专业是以计算机为研究对象的一门学科,它是一门研究范畴十分广泛、发展非常迅速的新兴学科。本文对电子科学与技术专业课程设置进行研究。 【关键词】:电子科学与技术专业;课程设置;分析 0、前言 随着社会信息化程度的加大,电子信息类产业已发展成为我国的支柱产业之一,在国民经济中占有举足轻重的地位。而电子信息科学与技术作为一门将电子技术、信息技术与计算机技术相结合的综合性宽口径应用型专业,已日益成为我国高等院校电子信息领域内的一门主干专业。目前该专业的培养目标是培养德智体美全面发展、具有电子科学与技术、计算机科学与技术基本理论和基础知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和企事业单位从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的高级应用型专门人才。 1、培养目标上的优化调整 在人才的培养目标方面,院校应在能力要求与课程设置上不拘传统,有一定的突破:是在基于贯彻教育部制定的有关教学计划的原则下,应针对学院与学生实际,有一定的突破与创新;应突出本专业在本地区电子信息产业的研发、生产实际,有创造性地制定个性化的培养目标;应在制定目标上突出本地区对本专业的人才需求。 2、电子科学与技术专业课程设置 2.1、加强基础课程与专业课程地位 从目标定位和实际情况出发,必须逐渐加强基础课程与专业课程地位,在大学理工科专业中,高等数学、线性代数、大学物理占有至关重要的地位,他们是专业课程及基础专业课程的重要基础,因而必须加大这些课程的教学课时数,使学生有充足的时间与精力学好这些基础课程;英语是全校的公共课程,是各个专业的必修课,同时也是各类专业本科生今后发展必须要求掌握的一门优秀课程,因此必须加强英语的基础教学,注重培养学生的口语能力,为后续的双语教学及全英语教学创造条件。 专业课程在教学计划中的地位与作用十分重要,她是体现该专业特色与方向的主干课程。我院开设的专业课程主要有模拟电路、数字电路、电路分析、信号与线性系统、电子线路、通信原理、微机原理、数据库等。因此我院大力加强了这些课程在教学中的优秀地位与作用。 2.2、专业设计能力的培养 专业设计能力是电子信息工程专业人员进行电路设计、研发、测试所具备的必要的实践能力,它要求从业人员应该具有一定的专业实践经验和一定的研发、设计知识。对于电子信息工程技术专业的学生来讲,要想在学校里具备较强的专业设计能力,从学生的基础和专业学习的时间和要求上,毕竟不太现实。不过可以通过毕业实习和毕业作品设计方面来对学生进行设计能力的培养。 一是在毕业作品设计的选题方面,指导教师应根据本专业的新技术、新器件方面的发展,选择一些具有前沿知识性的课题,让学生进行一定的深入学习与研究,调动学生的学习积极性,提高学生的兴趣。二是在毕业作品的实际制作上,应将学生力所能及的知识运用上,充分调动学生的智慧,力求作品在性能、技术方面的作出创新,突出展示作品在设计上的闪光点。三是在毕业论文写作上,应突出综合性和前沿性,论文应具有一定的知识高度和深度,尤其在一些前沿性的知识的论述方面,从资料查阅、信息搜集、前沿知识的再学习等方面,应充分体现出学生的一定的自主设计和自主研发能力。通过以上毕业设计阶段的三个方面的培养,学生在专业设计能力方面应有一定程度的提高,为其进入社会,打下专业基础。 2.3、加强通识教育课程建设 通识教育课开阔了学生的视野,潜移默化地培养了学生的写作和语言表达能力,且在教育学生做人方面,通识教育课起了不可替代的作用。我们增加了人文社会科学等通识教育课程的数量,开设了中国近现代史纲要、新疆历史、高等语文、环境保护与可持续发展等必修课及选修课,要求选修素质教育课不低于10学分,涵盖文学、美学、音乐、书法、社科、写作等各类人文素质课程。 同时要求学生课外阅读国内外经典名著,积极参加校院举办的各类讲座及科技活动、社团活动和文体活动,培养学生写作、口语、演讲等的综合素质。通过这些课程,学生认识自我、了解社会、思考人生,学习如何做一名合格公民。培养方案规定学生在入学第一学年必须选修其中一门课程,体现了为学先为人的教学理念。通过人文社科基础课与理工基础课相结合,公共人文选修课与学科选修课相结合实现文理渗透、理工结合的文化素质培养目标。 2.4、构建一体化的实践教学体系 计算机科学与技术是一个实践性很强的专业,实践教学是该专业课程体系建设的一个重要环节。应用型人才培养模式的优秀是要培养学生的应用能力、创新能力和工程素养,要达到这个目标,就必须培养学生灵活应用知识分析问题、解决问题的实践能力和创新能力,改变“学不致用”的状况,增强自身的竞争力。 实践教学环节要加强针对性和应用性,要贯穿整个学程,并增大在课程体系中的比重,建立相对独立的实践教学体系。我们按照“多样化、综合性、分层次、重创新”的原则,一是注重专业实践与课程设置相结合;二是通过课程实验加强专业实践能力;三是大幅度增加综合性课程设计;四是不断改进实验方式,推进开放实验教学;五是延伸课程内容进行技能认证;六是补充和强化社会实践环节;七是加强用人单位对专业实践的支持;八是结合科研促进实验教学,构建了一体化的实践教学体系。 加强专业技能培养通过计算机科学与技术专业实践教学体系的构建我们形成了多层次的专业技能训练方案,培养工程实践能力和创新精神。第一层次是专业技术基础的动手能力,进行基本技能训练。如开展《办公自动化》、《应用程序设计》等模块的技能训练,同时开设电工工艺实习等,其目的是要求学生掌握基本技能,锻炼动手能力。第二层次是针对专业技术方向开设专项能力训练。其功能是巩固和强化课程中重点内容、方法和原理,使学生具备从事本专业专项能力。这部分训练以课程设计为主,辅之以技能认证。如《计算机网络课程设计》、《软件工程课程设计》等。第三层次是针对专业结构开展工程应用能力的全面训练,其功能是掌握相关领域的软硬件、信息系统和工程应用的设计、分析、组织、实施的基本方法,全面促成学生对本专业某一方向具体认识,深刻理解和掌握基本技能,如社会实践、参加各类大赛竞赛、高年级开设的《网络工程与技术》、《系统集成与项目管理》等。第四层次是针对专业领域进行综合训练。包括科研训练、工程实训、毕业实习和毕业设计,逐步将理论与实践紧密结合,从而使学生完成从毕业实习毕业设计就业方向的“三级跳”。 为此,要建立了校内和校外实习平台。校内实习平台,采取实习指导教师负责制,实习内容、方式、手段、课程比例由相关实习指导教师根据教学计划确定。部分实习可以采用自行开发的实习平台,一方面自行开发的平台更经济,也能达到实习的要求;另一方面学生自行设计实习设备,培养锻炼了学生的创新思维和创新能力。建立校内校企合作实验室。利用学校的计算机教学实验室和设备,企业的技术、管理模式和人才力量,建立校内实验室。将企业的典型案例整理为实训案例,企业定时派出人才进行技术和项目管理上的指导。 在合作企业建立实习基地,充分发挥生产企业在人才培养中的作用。我院与许多软件公司、电信企业等建立了实习基地,这种合作方式不仅为学生提供了实习的场所,而且对提高学生综合素质和职业技术能力具有很大的促进作用,同时也为学生的就业搭建了平台。定时派学生赴企业实习,学生在企业的实习过程注重熟悉企业管理制度、了解企业文化和接触基本计算机软硬件系统研发流程。 2.5、师资队伍建设,有效保障教学质量 加大师资队伍建设力度,是提高教学质量,提高学生职业能力的必要条件。可采取以下相应措施:重视在职教师的培养和培训,提高教师的业务思想水平;有计划地安排现有教师到企业、金融机构、科研单位挂职锻炼或在校内、校外实训基地参加实践,提高教师专业素质;加强科研,提高教学水平,培养高素质专业教师,带动培养全面发展的专业人才;加大高层次人才的引进力度,重视兼职教师队伍建设。 3、结束语 做好电子科学与技术专业课程设置,这对努力探寻新形势下开展高等学历教育的路径,改革教育教学模式,构建科学、完善的现代职业教育体系具有现实意义,也为充分发挥教育引领教育科学发展的发挥出积极作用。 电子科学与技术论文:电子科学技术专业建设研究与实践 摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。 关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践 电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。 一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点 从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。 (一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。 (二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。 (三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。 二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题 从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面: (一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。 (二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。 (三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。 三、电子科学技术专业建设的有效措施 随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。 (一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。 (二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。 (三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。 [作者简介]余东杰(1984.01-),男,江西鄱阳人,助教,本科,研究方向:电子科学与技术。 电子科学与技术论文:“电子科学与技术概论”课程教学实践与反思 摘要:“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的先导课程,结合多年教学实践经验,通过教学内容博精兼备、多样化教学方式和启发创造性思维改变学生传统的学习方式,旨在帮助学生对该学科内容与发展方向有一个清晰而完整的认识,在专业学习中做到心中有数,有的放矢,对自己的未来职业进行合理规划。 关键词:电子科学与技术学科概论;博精兼备;职业规划 “电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程,课时少,知识点多,涉及面广。该课程作为专业先导课程,为学生学习后续专业课程作指引非常重要,直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化,将课程在有限的课时内讲出特色,让学生有所收获,并对学生后续学习有指导意义,就需要在教学中不断地进行研究与实践。 一、课程教学实践 1.教学内容要博精兼备 电子科学与技术专业是一个宽口径的专业,包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此,该专业概论涉及的知识面广,涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面,且每个方面理论比较抽象,对于大一学生来讲,理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到,一定要有所选择,突出重点。但是,如果将教学内容分割开来,缺乏系统性,学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此,在教学内容上,首先综合考虑课程总体结构,明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简,在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况,又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中,部分内容可以选取专题讲座式教学,将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时,有侧重地安排教学内容,如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲,安排2个课时,使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲,安排6个课时,使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲,对于概念、应用、发展前景等部分,重点讲应用,如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。 2.以实例为先导的多样化教学 在教学过程中,教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证,教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此,在教学过程中,首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养,这是学生能够学好一门专业课程,并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法,在教学过程中将最新应用成果,或身边的事物展示给学生,让学生能看得到实实在在的应用,能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术,可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子,培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手,逐步到高新技术,让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位,微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等,使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。 对于概念和理论模型内容比较枯燥,缺乏直观形象的内容,可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法,充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组,要求学生通过课下提前查阅和搜集资料,然后由学生在课堂上讲述,老师加以引导补充,最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论,补充知识,又可以加深学生对知识的理解,以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程,使学生在讨论中训练了思维方式,并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感,进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心,提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室,通过对实验室的观摩,可以了解专业实践内容,这样更明确、直观,学生会有想动手的欲望。 3.正确理解专业课程体系,方便学生做好职业规划 电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向,横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识,就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科,是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科,也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域,因此,电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程,学好本课程,方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解,对后续课程的选择学习有目标,更理性,使所学知识成系统,又不失广泛性,使学生可以对未来职业进行合理规划,真正地高质量实现专业培养目标。 二、教学反思 1.探索循序渐进式教学 在该课程的教学过程中,课程所涉知识面很广,很多概念十分抽象,原理难以理解,推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成,将知识体系分割开来,这样学生将很难跟进,教学内容安排应该是循序渐进,层层加深,循环上升,符合从简单到复杂,从个别到一般,从实践到理论,又从理论到实践的认识过程,体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用,它的直接结果是引来问题的复杂性,对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑,精心合理安排,才能化难为易,取得好的学习效果。 2.兼顾教学艺术和学术水平 该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动,学术性是该类课程的根本属性,没有科研学术做支持,没有扎实的专业素养,无法体现该专业教学的学术性。同样,教学也是一门艺术,教学水平得不到提升,教学效果就会大打折扣,只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性,在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中,一定要真正实践“授人以鱼,不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”,不再“迷信”教材,不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新,侧重加入发展成熟的新理论、新知识,突出研究热点、难点问题,力求做到基础性和前瞻性的紧密结合,使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识,让学生学会怀疑,懂得思考,设法探索事物的本质。 3.启发创造性思维 鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点,该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础,还需注重专业思维的训练。因此,在教学内容的构建中,一定要详略得当,深浅适宜,由浅入深,深入浅出,部分内容要方便学生自学,提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点,通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力,为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会,但不面面俱到,要留有余地,启发自主学习的积极性。事实上,看起来多而杂的知识,当整理形成网络时,就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物,启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索,多角度的透视,多层次的重组,将产生知识的迁移和认识的“临界点”,这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。 三、结束语 学生最关注的是自己的未来发展,如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数,有的放矢,就可对自己的未来职业进行合理规划,不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师,一年级学生可塑性很强,大学知识不同于中学,学生有强烈求知欲望,是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展,与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的,也是非常必要的。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的优秀课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门优秀专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的优秀材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的优秀专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个优秀光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为优秀元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 电子科学与技术论文:地方高校电子科学与技术专业课程设计教学的改革研究与探索 作者简介:周洪,(1979.9-),女,汉族,河北徐水人,讲师,硕士,研究方向为光电检测技术。 摘要:从分析我国地方高校课程设计目前现状出发,针对我校电子科学与技术专业课程设计存在的主要问题,提出课程设计的主要研究内容,以及要解决的关键问题。 关键词:电子专业 课程设计 实践 和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。然而目前的情形是,大学培养的人才并不能完全符合社会的需求,动手能力地方高校电子科学与技术专业课程设计的教学改革研究与探索、实际操作能力、应用能力较差。基于人才培养和社会需求不相适应的矛盾,由于我校属刚升本科院校,属地方高校,由于多种原因使得学生整体素质较重点高校有一定差距。我院将人才培养目标定位为:培养具有创新意识、创造能力、创业精神和工程实践能力的应用型人才。因此课程设计教学在我系人才培养目标的实现过程中,占有重要地位。它对于加深理论知识的理解, 培养学生的技术应用能力和实践素质,形成职业岗位能力等具有重要意义。 1 现状分析 子科学与技术专业培养目标是培养电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作需要的复合型专业人才。该专业和生产实际紧密结合,具有较强的实践性,其特点一是口径宽,涉及的内容非常广泛;二是相关学科的渗透与融合性强,既有硬件也有软件,需要大量的实践活动来培养学生的动手能力和实际工作的能力。大多数学生毕业后走向基层的工作岗位要求很快将所学知识转化为实际工作能力。因此,必须加强学生动手能力的培养和训练。然而受长期资金短缺和实验实习条件的限制,对我校的电子科学与技术专业学生的实践能力的培养单从实验和毕业设计来说是不够的,还需要加强课程设计的建设。 长期以来课程设计普遍存在几点不足: 其一,内容不合理,同一门课既不跟踪新技术发展变化又不根据学生实际能力、培养目标等因素多变,多年用一个题目 其二,设计题单调,几十个学生用同一个题目,抄袭现象严重,课程设计的效果不明显。 其三,教学模式单调,理论多而结合实际少。 2 解决问题的方法 课程设计是实践能力培养的一个重要环节,是对各门学科一个综合性考察。课程实验与课程密切配合,目标单一明确,并有配套的实验设备和实验指导书,而毕业设计持续时间长,各个学生都有不同的题目。毕业设计不能代替课程设计,而课程设计则是对毕业设计起到补充作用。根据本专业的培养目标,内容选择专业综合性课设内容既要结合前修课程,以巩固教学内容,又要有较强的实践性和新颖性,因此我们考虑将科研成果转化为教学内容,选择本专业成熟的、有特色、适合教学的科研项目作为课设内容。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合。尝试在课程设计中内容上进行不同课程的交叉设置,指导学生理论联系实际,培养学生分析解决实际问题的能力。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合,鼓励学生自主选题就是鼓励学生自主思维,学生最终都要走向社会在各行业中发挥自己的才能。因此老师都要鼓励学生自主选题,而不想自主选题的学生可采用教师的题目。 教师的指导充分体现个别答疑和集中讨论相结合的原则。在指导过程中对于普遍性的问题,我们主要采取大组集中分析讨论的方法。老师在其中主要起到引领的作用。同时要善于发现一些个别错误,并采用个别答疑的方法及时纠正。这种共性和个性问题的结合,合理地发挥了教师的指导作用。 在确定学生题目时,要做到以下几点: 1)综合性 题目要尽可能多地涵盖本课程及相关课程的知识点,对于大纲中的重点和难点要尽量涉及,这样有利于知识的深化和扩展。 2)难易适中 要充分考虑学生的个体差异、心理特点、知识结构等因素,题目设计不合理。题目太难打击学生的自信心,太简单又达不到训练的目的。 3)实用性 提供实践平台供学生对比分析和试验,通过实践有利于学生加深对理论的体会、理解, 有利于学生了解实际工程的特点,做到理论与实践相结合。 对于发现抄袭者,可适当的给予扣分等处罚,从而避免偷懒和高分低能的出现。在整个设计过程中教师起组织、引导、检查、把关、和解决疑难问题的作用,充分发挥学生的主动性和创造性。指导教师每半天检查学生的工作进度,避免消极怠工情况的出现。教师严格执行请假制度,对于缺席三分之一以上者没有成绩。设计成绩完全依照每位同学在设计中的表现,与理论课成绩无关,使同学清楚大家都在相同的起跑线上,面临同样的机遇和挑战。查阅资料、收集信息,锻炼了学生获取新知识的能力。为解决一项难题、达到研究目标提出新设想、新方案,培养学生的创新思维和创新意识。实验中遇到问题想办法解决,提高了他们分析和解决问题能力。在整理和分析实验数据的基础上撰写报告,锻炼了学生的逻辑思维能力和科技论文的写作能力。 3 结语 培养具有较强学习能力、创新能力、实践能力的高级应用型人才,就必须高度重视学科教育中的实践教学环节。通过提高学生的实践能力,使学生在实践中不断学习新知识、开拓新视野、增强新本领。利用实验中心先进的教学和科研设备、优质的教育资源,实现人与物的最佳配置,达到良好的教学效果,提高工程教育的质量,具有一定的现实意义和应用价值。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业课程体系建设与实践 摘 要: 电子科学与技术专业应用型本科人才是社会经济发展的迫切需求,本文结合常州工学院的具体情况,以具有扎实理论和实践能力的人才为培养目标,重点探讨电子科学与技术专业课程体系建设内容,从基础课、专业基础课和专业课等方面讨论课程设置与能力培养,通过科研项目与校企结合培养学生的理论与实践应用能力,通过实践与反馈完善与优化课程体系,培养与地方经济发展相适应的高级应用型本科人才。 关键词: 电子科学与技术 培养目标 课程体系建设 1.引言 常州工学院立足于常州,服务于长三角地区,该地区是国内电子行业和产业的发达地区之一,对电子类人才的需求量非常大。随着该地区经济发展和产业结构升级,社会对人才的需求逐步呈现出多样化和高层次化的要求。面对新形势的发展需要,培养适应社会经济发展和行业技术升级要求的应用型本科人才成为当务之急。电子科学与技术专业的人才培养需要符合口径宽、适应性强、基础扎实、发展潜力大等要求,因此课程体系的建设十分重要。 2.人才培养目标 培养方案和培养目标的制定要充分考虑相关高校、社会的需求,以及学校与专业的具体情况等各方面因素,并以行业技术进步、企事业单位需求和毕业生的反馈为参考依据。 通过对电子科学与技术专业的调研,以社会需求为导向,确定理论基础实、口径宽、实践能力强、知识结构合理的全面培养模式和培养目标,以综合素质培养和工程技术应用能力培养为主线,统筹编排课程体系,充分考虑和遵循学生的认知规律,以学生为主体,制定一套切实可行的、适合应用型本科人才的电子科学与技术专业培养方案和人才培养目标,以适应市场对电子工程技术人才的需求,提高学生的实践和创新能力,从而增强学生的就业竞争力。 电子科学与技术专业的人才培养目标为:适应信息产业化的发展需要,培养具有良好思想道德素质和科学文化素质的应用型本科人才,使学生具有扎实的基础知识和专业知识,具备设计、制造与生产实践能力,具有不断学习进步与更新知识的能力,能够及时跟踪并掌握新理论和新技术,在电子电路与系统、电子材料与元器件、半导体工艺等领域从事分析、设计、制造与测试等工作。为了实现以上人才培养目标,在培养计划的制订尤其是课程体系建设方面提出了更高要求。 3.课程体系建设 为了实现培养计划和人才培养目标,电子科学与技术专业的课程体系建设主要包括以下内容。 (1)课程体系模块化、层次化的应用能力培养体系。 课程体系以应用能力培养为优秀,分为学校级、学院级和系部级三个层次。学校级通识课程模块层次教授电子科学与技术专业的基础知识,主要包括基本数学能力、英语能力、物理能力、计算机能力及思想道德法律等基本知识。构建以电气学院专业基础课程模块层次为电类一级学科为基础的知识结构培养体系,学院基础的培养为知识面的拓宽打下良好基础。系部级的电子科学与技术专业课程培养为毕业生的就业和继续深造提供专业技术知识。分级课程建设体系造就了毕业生基础知识扎实、理论知识雄厚、专业技术知识丰富、动手能力强等特点。 (2)理论与实际应用相结合的专业课程建设。 专业课程体系分为理论基础课程和实际应用课程两个层面,除了必备的工程数学与物理知识外,在专业知识方面,逐步建立电子材料、制造工艺、电子器件、基本单元电路、宏单元、子系统及系统的课程体系,打通自顶向下和自底向上的知识培养通路。以半导体物理和器件物理优秀的课程体系构成了微电子学与固体电子学的理论基础,为制造工艺和电路设计提供知识的基本结构。以信号与系统、电路设计与测试的优秀课程体系作为电路的理论基础,为电路方面能力的培养形成电子系统的知识基本结构。知识结构的分层次化、理论与实际相结合的培养体系覆盖了整个电子科学与技术专业的知识能力点,全方位培养毕业生的理论基础与工程实践能力,重点培养从系统角度审视具体电子技术的能力。 (3)以微电子技术为主干的专业课程体系。 电子科学与技术专业的知识以微电子技术为优秀,可以划分为两大体系:第一是半导体材料、器件和制造工艺;第二是集成电路设计与测试。在半导体材料、器件和制造工艺上,除了传统与新型集成电路方面的应用,还与相关新型电光源、光伏材料与器件、光电材料与器件在知识结构上具有互通性。均以半导体材料为优秀,引申到其他半导体材料与器件,在理论与实际应用和制造工艺上具有相似性。集成电路设计与测试涵盖了微电子和光电子技术的电路与测试方面的内容,在电路方面,新型电光源的器件、优秀芯片、驱动电路等,光伏器件与电路、光电子电路与信号检测,与标准集成电路设计与应用具有共同性。在测试方面,涵盖了电学测试与可靠性测试,完整地建立了功能测试与性能测试的基本概念。电子科学与技术专业的另一个特色是在设计与应用电子系统时,具备其他专业所不具备的电路工艺与器件的底层知识,从而在电子系统的设计与分析中具备更强的理解能力。 (4)全方位的课程实践能力培养体系。 电子科学与技术专业的课程体系以理论与实践相结合为设置理念,在课内实验、课内实践、独立授课实验、课程设计、科研实践、实习及毕业设计等方面全方位构建实验实践体系,重点培养毕业生的动手能力和实践能力。除了电气学院的实验中心和实验室外,电子科学与技术专业有两个专业实验室:集成电路设计实验室和集成电路测试实验室。为教学、科研提供全方位的服务。集成电路设计实验室主要提供学生在系统设计、电路设计、器件与工艺实验等方面的专用软件。集成电路测试实验室主要提供电路测试、半导体材料、半导体器件、半导体工艺等各方面的实验。在电子技术的材料、器件、电路设计、制造、测试等流程方面提供全方位服务。在实验室开放上,实验室开放给所有教师与学生使用,鼓励学生进入实验室参与教师的科研与参与毕业设计。 (5)教学与科研结合,校企结合的工程技术能力培养体系。 电子科学与技术专业的教师承担了多项纵向与横向项目,系部鼓励教师与学生一起参与科研项目,为学生实验实践能力的培养提供良好的实验实践平台和科研平台,从而从项目角度提供给学生实训机会。在校企产学研联盟方面,电子科学与技术专业紧密联系常州和周边地区的企业,如银河电子、天合光能、常州普美、常州欧智等多家企业,形成校企联盟。参考卓越计划的实施,电子科学与技术专业经常邀请外校和企业专家对学生开展前沿性科学讲座与培训,为毕业生的能力培养和就业提供指导。 4.实践的效果 通过培养方案与人才培养目标的制定,重点进行电子科学与技术专业的课程体系建设,并通过多年教学与科研实践,进行以下方面的实践,取得了良好效果。 (1)完善电子科学与技术专业的课程体系,建立材料、器件、工艺、电路、测试和系统的能力点分布。 (2)从社会需求角度和人才知识结构出发,逐步对课程体系进行调整,增强课程体系之间的内在联系,减少或删除部分实用性不强的课程,增设社会急需的专业课程。 (3)强调应用能力培养,强化理论知识教学,增加实践教学环节,增强学生的实践应用能力,培养学生综合应用电子科学与技术专业知识的能力。 (4)探索开设提高学生动手能力和操作能力的集中性实践环节和创新环节,探讨校企结合培养人才的新模式。 根据对本校历届电子科学与技术专业本科毕业生的跟踪调查,九成以上的毕业生去向为长三角地区,平均每年有20%的毕业生进入国内知名高校读研继续深造,其余进入各企事业单位。通过对接收毕业生的各高校、企事业单位,以及毕业生进行的调查和反馈,本校电子科学与技术专业的课程体系建设能够培养学生扎实的理论知识和熟练的实践能力,有利于学生做好职业生涯规划,能够促进毕业生快速进入新领域和岗位,用人单位满意度高。 5.结语 通过几年对电子科学与技术专业课程体系的建设与实践,基础课、专业基础课和专业课的设置逐步得到了发展和优化,梳理清楚了本专业各方面能力的培养,知识点和能力点的分布更系统化和体系化,并通过实践进行了验证和完善,为毕业生的就业和进一步深造打下了坚实的基础。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业培养体系改革及构建 摘要:为培养研究应用型高级人才,对河北联合大学电子科学与技术专业的培养体系进行改革。改革以“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”为建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”为培养主线,改善学生的知识结构、加强理论基础,最终提高学生的实践及创新能力,培养适应社会现代化建设需要的高技术人才。 关键词:电子科学与技术;光电子技术;教学改革;实践创新 作者简介:邸志刚(1975-),男,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,讲师;贾春荣(1977-),女,河北唐山人,河北联合大学电气工程学院,副教授。(河北 唐山 063009) 基金项目:本文系河北联合大学教育教学改革重点项目的研究成果。 21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。 电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。 一、培养方案制订的原则 目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。 培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。 目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。 河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。 电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。 二、培养方案的制订 培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。 1.培养目标 以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。 2.专业建设思路 针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。 (1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为优秀,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。 1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。 2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。 3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。 (2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下: 1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。 2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。 3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。 三、改革效果 1.优化了课程体系,提高了教学质量 专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。 2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能 课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住优秀,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。 3.培养了学生的创新能力及科研思维 在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。 4.提高了就业率和考研率 通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。 四、结论 电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。 电子科学与技术论文:基于当前电子科学与技术多样性专业人才培养探讨 【摘 要】当前,随着电子科学与技术产业越来越多样化,使得培养怎样的电子科学与技术多样性专业人才已越来越受到重视,因此,本人在前人研究的基础上,结合查阅大量文献资料进行探索,分析当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性,提出“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路,为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考及借鉴。 【关键词】电子科学与技术;人才培养;多样性 一、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性 1.相关产业多样性 由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,所以微电子技术相关行业除了集成电路行业和半导体制造行业外,还涉及计算机及其外设、家用电器及民用电子产品、通讯器材、工业自动化设备、国防军事、医疗仪器等。光电子、物理电子等其它分支涉及的产业也较广泛。目前,各校对电子科学与技术产业结构和社会需求的调研不够,专业定位不够合理,各校培养人才的“结构同质化”倾向较严重。目前各校的专业办学尚不能满足产业结构的多样性。 2.办学层次多样性 大众化教育使一般高校的生源质量普遍下降,录取的学生分数较低、学习能力和学习自学性都较差,如果采用与重点大学同样的教学方法和教学内容,教学效果肯定很差。重点大学由于研究生招生规模很大,学生本科毕业时转入研究生学习的比率很高(多数重点高校超过50%)。而一般高校考研录取率相对较低,多数学生毕业时直接面向社会就业,工科本科毕业生在工程技术、管理乃至跨专业领域就业等都会有所分布。但是,目前一般高校与重点高校在培养方案上很少反映出这种差异。许多高校追求所谓的高起点、与名牌大学保持一致来显示其办学的高水平,不愿承认与重点高校存在的差距。目前不同高校电子科学与技术专业培养方案的差异主要表现在专业方向选取的不同,这种差异还没能体现办学层次的多样性。 3.学生个性发展多样性 由于科学技术的交叉与综合性的增加,过细的技术分工会造成产品研发和市场开发的困难。因而,知识和能力复合型的人才具有明显的优势。企业所需的人才规格正在从非常专业化向技术复合型和能力型转化。用人单位对本科人才的需求,最需要的是技术与管理复合型人才。学生自主就业制度实现后,学生以市场需求为导向,对教育内容的选择性日益强化。学生的发展愿望多种多样,毕业去向也多种多样。所以,专业教育要在制定培养方案时注意为提供弹性时空创造条件,如实施覆盖整个大学时期的导师制、弹性学制、二次选专业制度,设置“X+Y”复合型专业或开辟第二专业、第二学位,实施本、硕连读制等;还要充分研究电子科学与技术与管理、经济、法律等学科复合的方式方法,为不同需求的学生合理设计并提供指导。 二、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路 1.建立一般高校电子科学与技术专业的人才培养模式 本人认为,一般高校应当改革现有的人才培养模式,制定与学校办学水平、办学条件、办学特色相适应的专业定位、培养目标、课程体系、教学制度、教学模式和日常教学管理等。按照“拓宽专业、加强实践、提高素质、突出创新意识和创新能力”的原则,使德智体美等方面全面发展,知识面宽、能力强、素质高、具有较强创新精神和实践能力的创新人才。师资队伍可以加强,实验条件可以改善,但生源质量受招生条件限制短时间不会有太大的变化,所以应十分重视因材施教。注重个性发展,注重启发诱导,激发学生主动思考和分析问题,重视非智力因素,培养学生良好的创造心理素质。这样才能全面开发学生潜在创造力,让学生的禀赋、优势和特长得到充分发展。 2.探索如何结合学校特色建设电子科学与技术专业的方法与途径 许多高校有鲜明的行业特点,依托行业特点和学校办学特色应是办好电子科学与技术专业的一条行之有效的途径。中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,实行省部共建、以省为主的管理体制。学校在计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面具有鲜明的办学特色。电子科学与技术是测量技术的基础,尤其是在现代科技和工业生产中大量需要在线、非接触、快速、准确的测量,微电子技术和光电子技术是其主要手段和关键技术。所以结合测量应用是计量学院培养电子科学与技术特色人才的改革主要方向。传媒学院办电子科学与技术专业,应充分注意电磁场与微波在广电传媒的信息采集、处理、存储、传输、接收中的作用,同时也可考虑光电技术在广告、灯光照明等方面的应用。师范学院办电子科学与技术专业,除了培养学生胜任工程技术工作外,也要传承学校师范特色,能胜任中学技术课程教学和中等职业技术教育工作。 3.建立与宽口径、复合型人才特点相适应的课程体系和实践教学体系 虽然目前对电子科学与技术专业的宽口径特色以及培养宽口径、复合型人才的必要性有所认识,但在教学环节上如何体现与实现还有许多问题。“宽口径”与“厚基础”往往联系在一起,对于理工科专业一谈宽口径似乎就等同于要加强基础(主要是数理基础)、搞平台课建设,这对于后续有较大规模的研究生教育、本科教育与研究生教育进行一体化设计的重点大学较合适。一般高校培养宽口径、复合型人才应以就业需求为导向,“厚基础”更多体现在技术基础而不是数理基础。其次,要充分研究电子科学与技术的内涵和外延,整合与优化专业覆盖领域的知识体系(特别是光与电的融合),同时要注意与电子电气类中的其他专业光滑连接,方便技术扩展延拓。在充分调研基础上,按照上述要求重新设计课程体系,合理设置基础课、专业基础课、专业课的比例。注重学生实践能力的培养,建立适合创新人才培养的实践教学体系。 三、结论 综上所述,“电子科学与技术”多样性专业人才培养是非常有必要的,本人希望通过本文的探讨,能为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考。 作者简介: 杨(1983~),男,浙江杭州人,浙江大学城市学院 信电分院讲师,研究方向:集成化信息处理与控制。 浙江大学城市学院教师科研基金资助项目(项目编号:J-13009) 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子技术课程的教学改革探讨 【摘 要】《光电子技术》是景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的专业基础课程,专业课教学是培养本科生的专业素养的重要教学过程,让学生了解并掌握基础理论,专业技术,同时了解国内外最新的发展动态,以拓展学生的知识面和视野。《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,前沿内容始终在更替,这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。根据景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的办学定位和人才培养模式,现从教学内容和教学手法做一些改进,把课程教学内容与实际应用联系起来;并结合国内的科研情况,来激发学生兴趣,为培养出卓越工程师打下坚实的基础。 【关键词】电子科学与技术;光电子技术;教学改革;教学内容 一、引言 电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业,是信息产业的基础学科,涉及信息产业、国防军工、航空航天以及人们日常衣食住行等方方面面。电子科学与技术属于国家设定的一级学科,下设微电子学与固体电子学、物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术四个二级学科。电子科学与技术专业培养学生知识面广泛,不仅对数学、物理、化学、电子技术、计算机等基础知识有很高的要求,而且要求学生具备电子光子材料、器件与系统设计、器件与系统制造等方面的专业知识和技能。 景德镇陶瓷学院是全国唯一的陶瓷高等学府,行业特色鲜明,学校根据陶瓷行业和地方经济社会发展需要,突出电子陶瓷特色,积极推进学科专业建设,形成了以工为主,工、文、管相结合,覆盖电子陶瓷行业所有领域的专业体系。自2001年设立本专业来,本着培养具有鲜明特色的高级应用型电子陶瓷行业人才的目标,形成在省内具有较高知名度的特色专业,毕业生的就业率保持在85%以上,特别是用人单位对本专业毕业生总体评价很高,一致认为本专业毕业生专业技术理论扎实,动手能力强,创新开发能力强,独立分析和解决问题的能力较突出,能很快适应工作的需要。2009年被批准为教育部高等学校特色专业建设点,是教育部第二批卓越工程师教育培养试点单位中三个支撑专业之一。近十年来,学校一直把电子科学与技术专业作为学科建设中的一个重点。本专业培养的目标是培养适应社会主义建设需要,德智体美全面发展,具有扎实基础理论,掌握电子科学与技术基础知识和系统的电子工程专业知识,具有较强的工程实践、团队协作、组织管理和创新能力,使学生能够在固体电子学、光电子学、物理电子学、微电子学领域从事研究、教学、设计、开发、管理等工作或攻读更高一层学位。电子科学与技术专业的主干课程:马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、大学物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、半导体物理学、光电子学、电子材料与元器件测试技术、电子材料、传感器原理与应用、铁电压材料与器件。其中的光电子技术课程是电子科学与技术专业的优秀课,也是电子信息工程专业,应用物理等专业的选修课。其拥有42学时、是一门2学分课程。 光电技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法,实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。光电技术是研究“光子”与物质中“电子”相互作用的一门科学,它以光学和电子学为基础,综合利用光学、电子学、精密机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。光电子技术将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段,产生了电子学所不可能实现的许多功能。学生通过该课程可以了解光电子技术的应用范围和发展前景,掌握一些常用的光学技术信息化方法,并通过实验了解光调制和探测方法,提升就业竞争力。 二、光电子技术课程教学改革的必要性 《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,而且近年来该学科领域发展迅速,对该领域人才的工程实践能力和创新素质要求也不断提高。这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。特别是在新的教学大纲以后,电子科学与技术专业对这门课程的授课学时进行了压缩,由原来的64学时变成了42学时,学分也相应地变成了2分。学时的变化预示着讲授的内容必须进行压缩,同时一些理论和数学推导很容易使学生们失去这门课的学习兴趣。为了培养该领域的卓越工程师所必备的素养,培养学生的学习兴趣和创造力,对教学手法做一些改进是非常必要的。 三、教学方法的改变 1.增加实践环节 一门课程的学习就是能够增加学生的知识范畴,培养学生的理解能力,让学生在各自的专业领域更加专业。对于电子科学与技术专业的同学通过光电子技术这门课程的学习,可以很好的掌握光电子技术的基本理论以及部分器件的用途、原理以及制备方法。所以在课程结束后安排4次课时的课程设计,具有必要性,要求同学们能够理论联系实际。把学生们分成相应的几个小组,设计发光元件和接收元件,以及对光电系统的电路进行设计,尽量让每一位同学都可以参与到此课程设计,充分发挥每一位同学的特点,让同学们学位沟通,布置团队的协作。 2.引入科研和专题讲座 给同学们介绍国内从事光电子技术方面的科研机构、大学、所在地点以及科研方向,同时也介绍一些科研成果的应用。相关的研究如:晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、参量振荡、反射、荧光,电致发光,非线性光学等领域。因为景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的学生在大学三年级学习这门课程,这时候学生在面临就业和考研的抉择,针对想报考光电子相关领域的研究生的同学,给大家提供一点信息,让同学们提早准备。当然在本书的第七章中,我们也计划挑出四个课题方向,例如课本上的光纤通信,激光雷达,激光制导,红外遥感,把学生们分成四个小组进行查找相关资料,然后进行讨论,最后派出代表,举行一个专题讲座。通过专题讲座,让同学们主动查阅资料,这可以教会同学们如何利用图书馆庞大的网络资源(期刊、文摘、网络及光盘),工具书等。同时通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳,也可以提高学生分析问题,解决问题的能力;也可以开阔同学们的视野,让学生更加接近本学科的前沿技术;通过资料的阅读,也可以让同学们看到科技论文如何写作(中文与英文),有兴趣的同学可以参加创新小组,最后尝试完成科技论文的写作。 3.考核方式改革 俗话说:考考老师的法宝,分分学生的命根。但是对于本科生专业课的考核,采用闭卷考试,虽然可以让学生更好的掌握需要记忆的理论知识,也可以更加理解公式之间的衍化,但是不利于培养学生的实践动手能力。而且在考试前,学生通常喜欢采用平时学习不努力,考试前突击。花大量时间查找和背诵所谓的重点为了应付考试,考试后就如过眼烟云。针对这种情况,提出用来完成考核。例如在实践环节完成的一个很好的设计,可以让学生很难忘记这个别样的经历。在最终的成绩体现上,给出一个总的分数,但是这个数字有“课堂+考试+设计”三部分组成,所占比例为1∶1∶1。这样的考核可以让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 四、结束语 根据我校电子科学与技术专业的特色情况,从《光电子技术》这门课程的教学内容,教学方法做一些的改变和探索。教学内容的选择、整合、补充,既注重知识的逻辑连贯性,又让学生充分掌握基本理论,了解光电子技术的实际应用,同时也了解了学科发展的前沿知识,开阔了视野。多媒体教学的引用可以提高知识的表现力,让其更加清晰、形象、生动、全面、具体。实践环节的增加可以让学生理论联系实际,培养学生的工程实践能力和动手能力。科研和专题讲座的引入可以让学生获取最新的科技信息,锻炼同学们选择、总结、消化、归纳整理信息的能力。考核方式的多样化也有助于让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 电子科学与技术论文:电子科学与技术应用型创新人才培养模式探索 摘要:知识型经济时代对知识与技能兼具的电子科学与技术应用型人才的需求正在不断增加,为满足社会发展需求,太原理工大学电子科学与技术专业通过教学体系改革加强学生专业基础理论的学习,以学生进实验室参与科研项目和参加科技比赛的方式加强其实践动手能力,通过校企合作的方式建立产学研基地,为学生提供企业岗位实习的机会,提高学生就业能力。 关键词:电子科学与技术;应用型创新人才;教学体系改革;校企合作 作者简介:胡杰(1979-),男,河南信阳人,太原理工大学信息工程学院,副教授;张文栋(1962-),男,河南太康人,太原理工大学信息工程学院,教授。(山西 太原 030024) 基金项目:本文系山西省教学改革项目(项目编号:J2011012)的研究成果。 随着科技的快速进步和经济的高速发展,我们的世界已经从工业经济时代跨入了知识型经济时代,在知识经济的模式中,知识、科技先导型企业成为经济活动中最具活力的经济组织形式,代表了未来经济发展的方向。[1]而随着世界经济形势的悄然变化,经济生产中对人才的需求也发生了巨大的变化,技能型专业人才不能满足社会生产的需求,只有知识与技能兼具的高层次应用型创新人才才能受到社会广泛的欢迎。[2]最近几年,欧美等世界发达国家对人才的聘用与培养经验已经证明了这种人才需求的迫切性,而且我国沿海发达城市对这些人才也是求贤若渴。这种人才需求的迫切性既对我们的高等技术教育提出了更高和更新的要求,也为其发展创造了良好的机遇。为此,各级政府和高等院校以及研究院所都极为重视,探索和研究如何培养应用型创新人才已然成为了一个重要的课题。 一、电子科学与技术应用型创新人才培养的必要性 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术是现代电子信息产业的基础。[3]根据目前国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势,欧美等发达国家和地区的电子科学与技术产业已经步入蓬勃发展的阶段,而中国伴随着改革开放的步伐和国外资产的不断涌入,电子科学与技术产业也开始步入上升轨道。在“十八大报告”中明确提出“建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系”,把“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的目标之一,并提出了走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,促进这“四化”同步发展。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。随着社会需求逐步扩大,电子科学与技术专业总体就业前景看好。 电子科学与技术专业的教育质量、规模、结构和市场的关系是一种相互制约、相辅相成的辨证关系。目前,市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次的设计人才短缺。而国内目前对电子科学与技术人才的培养模式呈现为多样性[4],只有包括清华大学和电子科技大学在内的8所高等院校拥有电子科学与技术国家一级重点学科,北京理工大学和西北工业大学等11所重点院校拥有物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学和电磁场与微波技术4个电子科学与技术国家二级重点学科,很多一般的高等院校在教学水平和学生生源水平上远远不及重点高校,所以对电子科学与技术应用型创新人才培养能力上还远远不足,培养出的学生无法满足当今社会生产的需求。 二、电子科学与技术应用型创新人才培养的发展之路 1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代。[5]中国最早于1955年在北京大学开设半导体专业,1956年国家制定的12年科学规划中把将半导体技术列为四大重点发展领域之一,同年由北京大学、南京大学、厦门大学、吉林大学和复旦大学五所大学联合开办了半导体物理专业,为后来我国的半导体行业的发展培养了大批专业技术人才。20世纪70年代,集成电路行业迅速发展,我国开始从国外引进集成电路生产设备,为满足市场对人才的需求,很多高校先后开展了半导体物理专业,我国半导体领域开始发展。但是到20世纪80年代由于国内半导体技术的落后,同时受到国外半导体市场的冲击,我国半导体行业出现低迷状态。进入20世纪90年代之后,微型计算机和家电等信息产业的迅速发展推动了我国半导体行业的发展,同时中外合资热潮的出现使我国在引进国外先进设备的同时和引进了先进的技术,至此我国的微电子行业开始了高速发展的时代。教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录,将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。 目前,全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有170多所,在校学生约3-4万人。其中全国重点建设的“211工程”院校中,有41所学校设立了电子科学与技术本科专业,在“985工程”重点建设院校中,有19所学校设立有电子科学与技术专业。电子科学与技术专业的发展现状总体来说是良好的,主要表现在:本专业的规模在逐年扩大,开设此专业的学校和招生人数都在增加;本专业毕业生的就业率相对较高,这是与电子科学与技术行业的稳步发展相适应的。 三、太原理工大学电子科学与技术应用型创新人才培养的改革与创新 太原理工大学(以下简称“我校”)电子科学与技术学科是在电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等相关专业的基础上,进一步拓宽专业,加强基础,为满足社会人才发展的需求而进行的人才培养模式探索与改革。2010年电子科学与技术学科已获得一级博士和一级硕士学位授权点,为我们的学科发展提供了机遇,为探索和改革电子科学与技术学科人才培养模式奠定了基础。我们将进一步完善专业知识结构,既重视电子科学与技术传统知识的传授,又注重学科前沿及创新能力的培养,为培养高水平和高素质的高级工程人才打下可靠的基础。 1.应用型创新人才培养的实验教学体系创新 太原理工大学信息工程学院实验技术中心于1998年7月成立以后,为加强学生实验环节,先后建立了高频电子线路及信号与系统实验室、智能仪器与虚拟仪器实验室、现代通信技术实验室、微波与天线技术实验室、电子工艺实验室。实验技术中心承担信息工程学院电子信息工程、测控技术与仪器、通信工程专业教学培养计划所涉及的全部实验教学任务,每学年完成60余门课程的实验任务、20余门课程的课程设计任务。 为了提高教学实验水平,增强学生的创新素质和实践能力,实验技术人员积极参加有关学术交流活动,多次主办“高级实验技术研讨会”、“新技术、新产品演示会”;在国内外学术期刊或会议上多篇;参编普通高等教育“十一五”部级规划教材《过程控制实验教程》以及《单片机技术及应用系统设计》、《可编程序控制器原理及应用》等多部教材;带领学生积极参与全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛、大学生iCAN物联网创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛赛场、OpenHW开源硬件与嵌入式大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等国家赛事,并多次获得部级奖项,提高了学生的创新与应用能力。 2.校企合作的应用型人才创新模式 校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的有力实践方式,通过产学研结合的方式实现学校与企业信息和资源共享。学校利用企业提供的教学设备和岗位实习机会,提高了学生的实践应用能力,实现了让学生在校所学与企业实践有机结合,而作为企业也不用为人才培养而大费周折,通过将员工送入校企共建基地学习和引进优秀毕业生的方式,提升企业创新能力,所以是一种“双赢”的方式。 为提升电子科学与技术应用型人才的培养能力,学校先后与太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司、山西德力西电器有限公司、太原维康商贸有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技术企业签订了校企合作协议。山西德力西电器有限公司向我校捐赠了多台电器控制设备,建立了“山西德力西电器控制实验室”。太原维康商贸有限公司在我校建立产学研基地的同时设立了“维康助学金”,不仅为学生提供实习岗位的机会,也为家庭困难学生提供了经济帮助。太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作为科研型高新技术企业,与我校建立了长期的学生创新与应用能力培养方案,各公司高级技术人员将作为学生的直接指导老师,指导学生进行生产实习和毕业设计的工作,为培养高层次应用型人才提供了保障。 3.学科研究领域的拓宽与创新 为让学生学习和掌握世界最前沿的微米纳米检测技术,我校电子科学与技术专业引进多位国外留学归来的博士人才,建立了微纳系统研究中心,开展微纳机电系统、生物传感器和纳米电子器件等方面的研究工作,微纳系统研究中心目前承担国家863项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、博士后基金等各类基金项目20余项,同时实验室长期开展科技活动,学生申请后可进入实验室跟随导师进行为期半年或者一年的学习活动,期间学生会参与实验室项目的科研工作和科技比赛活动,提高科研能力的同时锻炼学生的实际动手能力。 为给学生提供更多的就业发展机会,更好地为山西省经济快速发展服务,我校电子科学与技术专业师生结合山西省经济特色,开展了煤矿水害超前探测与预警技术的研究,并以此为基础积极申报了科技部重点领域创新团队和山西省重点实验室等,并承担了山西省重大专项项目、山西省特色学科建设项目和山西省科技攻关项目等多项科研课题。在加强平台建设的同时与山西省煤炭地质水文勘查研究院、同煤集团和北京睿呈时代信息科技有限公司建立了科研合作关系,为我校研究生和本科生提供了科技研发基地和实验测试基地,促进了我校学生在煤矿安全领域中的就业和发展。 四、结语 我校电子科学与技术专业在实验教学体系创新、校企合作的应用型人才创新模式和学科研究领域的拓宽与创新方面做的工作是研究电子科学与技术应用型创新人才培养模式工作的一部分,是学校电子科学与技术专业特色紧密结合人才培养、企业发展以及地方经济特色的创新与改革,是面向新的国际形势下培养高层次应用型专业技术人才模型的培养和探索。这一系列的工作将有助于培养学生的理论学习、动手实践和实习能力,可以满足知识经济时代对高层次应用型创新人才需要,促进我校教育事业的改革与进步。 电子科学与技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究 [摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。 [关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设 21世纪是以高新技术为优秀,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。 电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。 一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位 我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的优秀问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。 二、实验教学的改革 实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。 (一)实验基本知识和基本操作。 这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。 (二)基楚实验。 这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。 (三)综合设计性实验。 这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。 (四)开放实验室。 实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。 三、加强电子科学与技术专业建设 我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。 电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。 在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。 四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教 因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手: (一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。 (二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。 (三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。 (四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。 五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设 在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的优秀教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。 总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。 (作者单位:中南林业科技大学计算机与信息工程学院 湖南长沙)
物理化学论文:物理化学自主学习论文 1独立学院物理化学实验教学存在的问题 1.1学生对物理化学实验重视不够有不少同学把物理化学看作“四大基础化学”中最难的,因此对物理化学实验也有抵触情绪,认为只是理论课的衍生物,没有认识到它对培养分析问题、解决问题能力,培养创新精神的重要作用。学生来做实验只是“走过场”,带有应付的心理,这也给物理化学实验教学带来很大困难。 1.2独立师资力量不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。还有大部分独立学院的师资力量不足,需要向母校聘请一些教师和聘用刚毕业的研究生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学经验丰富,但是思想保守,教学模式化。甚至有的教师没有合理地根据独立学院学生的基础来精减教学内容、改变原来给大一、大二学生上课的教学方式,让学生听课像“雾里看花”,后者虽然活力充沛,思想新潮,但是教学经验不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了学生学习物理化学实验的积极性。 1.3独立学院学生群体特点独立学院是现代高等教育的产物,学生的基础薄弱,每个学生的学习能力和水平也相差很多。扩招的学生有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不理想的;有知识面较广,但学习能力欠缺;也有一些偏科严重,这些就形成了独立学院学生群体的多样性。基于这一特点,独立学院以后的教学可以采取多层次性,针对不同层次的学生实施不同的教学模式有利于实现培养“复合型的应用人才”的办学目标[7]。 2自主学习型物理化学实验教学模式的建立 2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学实验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探索性实验,但由于教学内容和教学条件等方面的原因,一般都是基础实验的叠加,而且是按照实验教师的思路做实验。另外,物理化学理论课和实验课程不同步,有些实验课程早于理论课程,使学生在实验过程中过于依赖实验教材,比较被动,打击了学生做实验的积极性和主动性[8],教学效果不理想。可以从以下几个方面改进:第一要对实验内容进行调整,实验内容紧跟实验设备的更新。例如碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定实验,实验教材内容过于陈旧,而实验设备是新增的,学生在实验前的预习和所写报告都是按照实验教材进行的,以至于到课堂上再重新熟习实验内容,学生的自主性降低了。第二实验课程应与理论课程进度同步或者稍微滞后,使实验课程真正成为学生学习理论知识和培养能力的课堂。从2013年,怀德学院就改进了部分专业的培养方案,将物理化学实验课程与理论课程同步,通过实验课程的教学,使之成为理论课程引导和深化的手段。第三对简单的验证性实验进行删减,增加综合性和设计性实验,使学生通过简单的验证性实验锻炼其基本操作技能,在此基础上,逐步过渡到综合性和设计性实验,培养其初步的科学研究能力。这一点也是怀德学院和其他独立学院在以后培养综合应用型人才应该重视和努力的方向。独立学院自主学习型教学模式要求教师应该树立“以学生为中心”的教学观[9],相信学生的自主实验和学习能力,在物理化学实验教学中更加注意创设情境式教学,激发学生实验的潜能和内驱力。同时,要求学生应具有自主实验的意识和能力,即将“要我做实验”的被动性转变为“我要做实验”的自主性,不断提高自主实验的水平和能力,实现自己的学习目标。 2.2教学思路和教学目标的建立近年来,大学教育围绕着培养高素质的创新型人才为中心,因此在自主学习型教学模式下,物理化学实验的教学思路也应该围绕这一主题,建立新的教学思路和教学目标。这就要求物理化学实验课程对学生的培养不仅仅是使学生深化物理化学的理论知识和掌握物理化学领域的基本操作技能,更要注重培养学生发现问题和解决问题的基本素养和科研能力。在自主学习型教学模式下,物理化学实验教学目标应该强调学生自主实验的主动性,将学生自主实验的学习能力也作为教学目标的一项指标。学生按照教学大纲的要求,在任课教师的指导下能够自行制定实验的计划和进度,进行自我管理和评价。这样克服了传统教学模式教师占主导地位的弊端,发挥了学生的主体作用。也许物理化学实验课的前期教师讲得很生动形象,学生也产生了学习兴趣和热情,但如果后期不注重理论联系实际,学生的这种学习热情也会慢慢地减弱。就算教师讲了很多有关物理化学对社会发展的贡献,但是如果学生看不到物理化学实验在其专业中的作用,就会产生物理化学实验与其专业没有多大联系的想法,进而会慢慢产生抵触情绪甚至应付心理。因此,教师在物理化学实验教学过程中,要不断拓展知识面,与时俱进,经常阅读相关的科技文献,根据各专业的特点,找出该专业与物理化学实验的契合点,通过形象生动的实例和实验过程中的各种现象,对其加以阐述,进一步培养学生学习的兴趣。 2.3合理科学的实验成绩评定方法的建立为了培养出具有自主学习能力和创造力的学生,达到物理化学实验课程的设定目标,激发学生学习物理化学实验课程的学习兴趣,那么在新的自主学习实验的模式下,新型物理化学实验成绩的评定方法也应该随之而建立。新型的物理化学实验成绩评定方法的建立应该灵活多样,我们对学生物理化学实验成绩评定由原来的单一实验报告百分制转化为采用多层次的五个级制。考核内容可以包括以下五个部分:(1)考勤(10%)。要求学生至少提前5~10min进入实验室,不无故旷课和早退;实验过程中不大声喧哗,不玩手机,没有特殊情况不离开实验操作台。(2)预习报告(15%)。实验前,学生应该查阅相关资料和实验操作手册,了解实验原理、仪器的工作原理及使用、实验步骤、注意事项以及实验的思考题,并将这些写在实验报告上,教师实验前仔细检查并登记预习成绩。(3)实验操作(20%),实验过程操作应规范、正确,实验数据不弄虚作假,实验过程中认真观察实验现象,并将实验数据认真详细地记录在实验报告上,实验结束由教师签字确认,实验数据不正确应重新实验。(4)值日(5%)。实验后整理自己实验台面的仪器,药品放回原处,擦洗台面,当天值日生要打扫实验室地面,由教师检查批准后方可离开。(5)实验报告(50%)。学生能够独立根据原始数据实事求是地处理,可以用一些常用软件,例如excel、origin等进行数据分析处理、绘图,并对思考题以及实验过程中出现的问题进行讨论。 3结语 针对当前独立学院物理化学实验教学实际存在的问题,提出了一些相应的措施和建议。实验教学作为高等教育的重要部分,独立学院自主学习型物理化学实验教学还需要不断探索、不断改进。我们在物理化学实验教学中进行了探索性工作,接下来的任务还很重。例如,开设开放性的实验室和开发一些新的设计性实验;加强理论教学和实验教学的联系;将实验课程内容渗透到独立学院的一些专业,打通它们之间的壁垒,从而开设一些综合性实验;建立更科学合理的评定方案等。通过探索性实践,独立学院的自主学习型物理化学实验教学模式改革也取得了初步成效。只要不断进取,独立学院自主学习型物理化学实验教学模式将会取得更显著的成效。这也更加坚定了独立学院的物理化学实验教学始终要立足于培养应用型人才,为学习其它后续专业课程打下坚实的基础。 作者:杨慧芳朱方单位:常州大学怀德学院基础化学实验室 物理化学论文:物理化学教学方法论文 1充分利用启发式教学方法,调动学生积极性 教师可利用启发式教学方法把物理化学中比较抽象,不容易被学生接受、理解的知识,巧用生活中的实例,言简意赅解决问题。既能激发学生的学习兴趣,又能吸引学生听课时的注意力。如,讲稀溶液依数性时,提出问题,为什么冬季下雪时,城市道路路政人员在路面撒食盐?学生讨论归纳,是应用依数性的凝固点降低原理。医院输液用生理盐水浓度0.9%,葡萄糖注射液浓度5%,高于或低于这个浓度是否可以?会出现什么症状?最后用渗透压原理说明生理盐水和葡萄糖注射液,是人体血液中红细胞和血浆正常渗透压维持平衡而配制的等渗溶液。 2充分使用标准简洁普通话教学,增强师生互动 少数民族学生多数汉语基础差,听课有一定难度,教师在授课过程中必须顾及这些民族学生,授课中要控制好合适的语速。少数民族学生先把汉语转化为自己的民族语言再进行思维和分析。理解记忆需要一个过程,用标准普通话讲授,授课内容深入浅出,避免个人的方言,避免冗长的句子和生僻词语,以及文言文和歇后语。这样才能有助于学生对课本知识理解,有利于少数民族学生吃透教材,掌握知识点。另外,在讲授临界状态时,CO2临界温度与压力对应关系,即P-V图,让学生提前预习,课上师生互换角色,少数民族学生充当“小老师”,充分发挥学生的主体作用,既促进物理化学专业课的学习,同时提高少数民族学生的汉语言表达能力,增加其锻炼机会。 3综合利用板书教学与多媒体教学,提高课堂听课效率 少数民族学生汉语水平不高,教学过程中,完全依赖多媒体这种教学手段,学生会觉得是在“看电影”过眼烟云,热力学公式特别多,公式推导这个环节,切不可图省时省力,离开传统的板书演示。一定要在黑板上认认真真地详细推导和讲解,让学生紧跟教师的思度,掌握推导的技巧和技能。当讲授Bi-Cd相图,用步冷曲线绘制相图时,用动画flash将课本中的文字和简单的插图转化为生动、有趣的视听语言展现在学生面前,可起到事倍功半的效果。 4采用“精讲多练”,注重讲授习题的解题方法 少数民族学生普遍反映,“物理化学课上讲的能听懂,课后看书也能看懂,就是做题时不知从何下手”,或者,不知该用哪一个公式合适。解题时学生缺乏灵活应变能力,原来题目上稍微改动一些条件、更改一下数据顺序,学生就束手无策。针对这种情况,教师备课时准备些有针对性选择题、判断题,课上教师讲授完新课,及时让学生练习,加强对概念,定律的理解。对学生提出明确要求:这些题必须记笔记。在做作业之前,多举各种类型的例题,让学生能独立完成作业,学生若抄袭作业一次,从平时成绩中减去3分。利用课外时间专门给学生安排习题课和辅导课,并详细分析讲解作业习题。在讲解化学平衡习题时,给学生讲清楚,在解题以前首先必须对题目进行仔细分析。分析的一般步骤是:写出正确的化学反应式,并配平;写出反应物或产物的起始浓度或压力;找出反应物或产物的平衡浓度或压力;写出化学反应的标准平衡常数。 5注重实验教学,培养学生动手能力 指导少数民族学生物理化学实验,不是单纯的“照方配药”,而是让他们深入思考为什么这样做实验?为什么会有这样的现象?比如做乙酸乙酯皂化实验,让学生明白为何要测电导率。总之,教好少数民族学生物理化学并非易事,以上只是作者在物理化学教学中的一些体会。当然,对教学方法的认识和探索是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,可以取得更好的效果。 作者:王颖吴瑞凤杜玉英曹永范单位:内蒙古工业大学 物理化学论文:药学专业物理化学教学论文 【关键词】教育,药学;物理化学;教学 物理化学是研究化学体系行为最一般规律的学科,在培养创新能力方面有其他课程无法替代的作用。由70多位专家参与撰写的自然科学学科发展战略调研报告《物理化学》卷中指出[1],实践表明,凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生,适应能力强,“后劲”足。由于有较好的理论基础,他们容易触类旁通、自学深造,能较快适应工作的变动,开辟新的研究阵地,从而有可能站在国际科技发展的前沿。随着大学基础课程的改革,药学专业物理化学所安排的内容多,课时少,如何提高教学质量就成了很大的难题。笔者现介绍药学专业物理化学教学的一些体会。 1理论联系实际,激发学生的学习兴趣 很多学生认为物理化学是非常难学的一门课程,都是抽象的、枯燥的理论,从而产生厌学心理。“兴趣是最好的老师”,作为教师要从兴趣入手,引导他们喜欢并且学好这门课程,教师应更多地介绍物理化学与药学的联系,激发学生学习的积极性。例如讲授“相平衡”时,介绍超临界二氧化碳提取药物的知识,它是利用了物质在临界点附近的奇异性,利用无毒、不残留的二氧化碳代替水或有机溶剂作为萃取介质,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来的一种把萃取与分离两个过程合为一体的新型提取分离方法。对于那些热不稳定或易被破坏活性成分的药物,采用这种方法提取优于传统的方法,然而这一高新技术是物理化学中临界状态、两相平衡的知识。在介绍相图时,结合药剂型改良的知识。比如,难溶于水的药物溶解后不易被吸收,药效慢,如果与尿素或其它溶于水并且无毒的化合物共熔,用快速冷冻的方法制成低共熔混合物,则尿素在胃液中能很快溶解,剩下高度分散的药物,从而利于吸收。例如,在讲授“稀溶液依数性”内容时,可以列举“北方冬天吃冻梨前,先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间。发现冻梨表面结一层薄冰,而里边却解冻了。这是什么道理呢?”实际上,如果能清楚梨中的水不是纯水,而是溶有糖和一些物质的溶液,利用稀溶液中凝固点降低的规律就很容易解释这一问题了。在“胶体”这一章中,医药上用于胃肠造影的硫酸钡合剂,其中就含有足够量的一种高分子化合物——阿拉伯胶对硫酸钡溶胶起保护作用,当患者服用后,硫酸钡胶浆能均匀地粘附在胃肠道壁上形成薄膜,从而利于造影检查。 把理论知识与实际联系起来,让学生感觉到物理化学知识跟我们的生活息息相关,不再是一门枯燥乏味的课程,而是让学生感兴趣的课程。 2有效地组织课堂教学 课堂教学要遵循教师为主导,学生为主体的原则。课堂上教师除了传授知识之外,更重要的是培养学生的思维能力。因此,教师在组织教学活动时,要注意培养学生的创新精神。教师在授课的时候,应采用启发式教学,不能只以老师为中心,平铺直叙,照本宣科。多提出问题,让学生进行思考,采取教师讲授理论和学生参与讨论有机结合起来,让课堂变得生动活泼,教师和学生形成良好互动。这样既能够让学生掌握了知识,又能培养学生的思维能力。 例如,讲授到“热力学第二定律”时,让学生先发表自己对热力学第二定律的两种说法的理解,然后教师再做出总结和归纳。第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原,要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用,由此可见,热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异,这种差异决定了过程的方向,人们就用状态函数熵来描述这个差异。通过学生讨论和教师总结,加深了学生对知识的理解,同时也为后面讲的内容“熵增加原理”作铺垫。 3合理运用各种教学手段 在物理化学传授过程中,针对不同的教学内容应采用适当的教学手段。多媒体的应用使原本枯燥乏味的理论知识,通过具体、生动、形象、直观的形式表现出来,调动了学生学习的积极性,为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了知识点的讲授速度,课堂教学的信息量大大增强[2]。例如,物理化学课程有很多现象和性质,可通过直观的图片加以形象说明;对于需要大量图形图像信息展示的相图部分,利用多媒体教学优势更为突出。 在物理化学课程教学当中,有一些内容采用多媒体教学就不能显示出优势。比如,一些重要公式的推导和中间步骤及计算过程,适宜通过引导学生参与并以板书的形式讲解,让学生对公式的来龙去脉有必要的了解。这并不是说要求药学专业的学生掌握公式的推导过程,而是让他们加深印象,明白公式的应用条件和范围,从而能更好地运用这些公式。因此,要挖掘多媒体教学和传统教学的优势,发挥各自的长处,提高授课水平。 4突出重点和突破难点 对于药学专业的学生来说,在较少的课时内讲解完物理化学这门课,学生很难理解全部内容。因而要做到有的放矢,吃透教材,分清主次,突出重点,突破难点,学生才能掌握好必修的内容,在有限的时间内学到相应的知识。比如“相平衡”中让学生了解单组分和二组分体系的相图和应用即可,而对于比较复杂的三组分体系的相图可以不介绍。 例如,在等温等压条件下,我们用Gibbs自由能的改变量ΔG来判断化学过程的方向和限度,但为什么可以用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度呢?学生不能理解,而物理化学正是解决这个所以然的。用ΔG≤-W′判别式指出某个过程是不可逆的,并不意味着此过程就必定是自发的。从两方面分析用ΔG≤0能对等温等压下过程自发进行的方向和限度[3]。①W′≠0时,如果ΔG>0,由ΔG≤-W′,必然有W′<0,这说明环境对体系作了非体积功。所以,此不可逆过程是一个非自发过程。如果体系内发生自发过程,即体系对环境作非体积功,W′>0。由ΔG≤-W′,必然是ΔG<0。这就是说在等温等压并且作非体积功的情况下,体系发生自发过程,必然引起自由能的减少,一直到自由能最小时,ΔG=0,达到平衡状态。②W′=0时,体系与环境之间不作非体积功,则ΔG≤-W′式变为ΔG≤0。这样,ΔG>0的过程就不存在。体系若有自发过程发生,必定是不可逆的,即ΔG<0。这就是说在等温等压和不作非体积功的情况下,体系发生过程,必然引起自由能的减少,一直到自由能最小时,ΔG=0,达到平衡状态。从以上两方面来看,不管体系是否作体积功,在等温等压下,自发过程总是朝着自由能减少的方向进行,直到最小值时,ΔG=0,达到平衡状态。因此,可以利用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度。通过详细讲解,让学生能更好地理解难点。 5借助类比法讲清物理化学规律 在物理化学教学中,往往要介绍一些较难理解的规律。人们接受新知识的能力,在很大程度上依赖已掌握的知识,教学中可借某些新旧知识间存在着形式上或性质上的类似,通过类比诱导,使学生建立新概念和认识规律,从而避免单纯枯燥地解释意义。 有些物理化学规律,初看并无类似之处,但只要认真思考,注意捕捉它们在形式上和物质上的相似之处仍然可以类比,达到深刻理解的目的。例如,温度对化学反应速度的影响规律即阿累尼乌斯方程式lgK2K1=Ea2.303R(T2-T1T1T2)和温度对化学平衡常数的影响规律lgK2K1=ΔHθ2.303R(T2-T1T1T2)也有形式上的类似。但二者的含义不同,前者当反应的活化能为已知时,则可以从T1温度的速度常数K1计算在另一温度T2的速度常数K2。后者是当等压热效应为已知时,则可从T1温度的平衡常数K1计算该反应在另一温度T2时的平衡常数K2。这样用类比法讲授物理化学规律,避免了学生容易出现的离开化学实质,把定律作为数学公式来记的弊病。 因此,在物理化学教学中,恰当运用类比,可以少费口舌,化抽象为具体,学生接受新知识的过程变得自然、亲切,又觉得新鲜而不重复,学生获得的知识确切、清晰,又印象深刻。需要注意的是,运用类比法讲授新课时,应使学生明白“类”只是类似,“比”只是比较、推理,“类比”并不是“等于”。这是因为事物都各有自己的特殊内在本质和规律,类比只是认识事物本质和规律的一种思维方法。 6小结 以上是笔者对药学专业物理化学课程教学方法的体会。通过问卷调查,让学生从9个方面评价教师的教学效果,结果见表1。从表1可以知道每一项的满意率都超过了70%,说明这样的教学方法得到大部分同学的认可。物理化学这门课理论性强,抽象难懂,是最难学的基础课程之一。另外,药学专科生的基础差,底子薄,因此学习这门课程就更困难。尽管教学方法得到大部分同学的认可,但是也存在很多不足之处,例如,有些知识点讲得不够具体,对于公式的应用,所举例子太少。 物理化学论文:物理化学教学改革论文 摘要:物理化学课程是化工技术类专业必修的一门重要的专业基础课。因其内容抽象,故老师难教,学生难学,笔者结合教学实践,提出了一些改革措施,激发了学生学习兴趣,提高了学生学以致用的能力。 关键词:物理化学;改革;结合 物理化学是物理学与化学交叉的边缘学科,是化学学科的一个重要分支,是化学学科的理论基础。该课程是化工技术类专业一门必修的重要的基础课,它在化学与化工人才培养中有负有极其重要的作用,对学生科学世界观和综合素质的培养、动手能力和创造思维能力的培养起着至关重要的作用。因此必须加强物理化学课程建设,不断深化教学改革,提高教学质量,创建精品课程,才能完成时代赋予我们的使命。 物理化学教学改革包括教学内容(即教材)改革、教学过程改革、教学方法手段改革、教学管理(包括教学时间、教学安排、考试内容、考试方法、评分标准等等)改革。 1教学内容改革。即教材改革 我们先后使用了天津大学王正烈主编的《物理化学》第一版、第二版,教学过程中,不断选用新教材,对老师来说要加重负担,要不断写新的备课笔记。但我们体会到,写备课笔记可以加深对内容理解,提高教学效果。近些年来由于量子力学、微电子技术、波谱技术的发展,新材料、新催化剂、纳米材料的出现,促进了物理化学的发展。因此在教学内容上就不能局限于教材,要把物理化学的新知识、新成果介绍给学生。 2教学过程改革中。采用“六个相结合” ①宏观与微观相结合。对于难理解的概念,先从微观上解释,说明其物理化学意义,再从宏观上形象化。比如介绍熵的物理意义时,我们可以将红墨水滴入水中,红墨水不断扩散。系统混乱度逐渐增大,来描述熵是系统混乱度的量度。 ②理论与实际相结合。例如讲孤立体系熵增加,而开放体系因为可以有负熵流,可使开放体系熵减少。教学中联系生物体成长、壮大、死亡过程与熵的变化情况;还联系我国的改革开放政策,孤立体系——“一个封闭的山村”,熵值会越来越大,发展的动力就越来越小,经济落后,人民受穷,而要改变面貌。必须改革开放,把山村变成开放体系,“要想富先修路,少生孩子多种树”,引进外资、引进先进科学技术,就是引进负熵流,使体系熵值减少,才能快速发展。这样既加深了对熵定律理论的理解,又能从自然科学角度说明党的改革开放政策是正确性。 ③内容与方法论相结合。对物理化学中一些原理、定律的建立,除了要讲清原理的内容外,还要说明该原理是采用何种研究方法得来的。例如讲理想气体、理想溶液、理想吸附时,向学生说明这是采用理想模型法得来的;讲可逆过程时,说明这是采用科学抽象法得来的;讲标准燃烧热、标准生成热、标准电极电位等时,说明这是采用相对数值法得来的。还结合教学内容向学生说明逆向思维、发散思维、类比思维方法的运用,教学中注意培养学生创造思维能力。 ④基础知识与前沿知识相结合。在教材的每一章末尾。或习题课上,介绍与本章内容相关物理化学前沿新知识、新理论、新成果、新技术。 ⑤课堂教学与教学研究相结合。在课堂教学中,要把教学研究成果结合进去。例如在讲熵判据时,结合教研论文“对化学热力学熵判据的讨论”,来讨论“熵总是过程方向的判据吗?”,在讲化学平衡移动时,结合教研论文“反应组分浓度对化学平衡的影响”,来讨论“增加反应的浓度平衡一定向产物方向移动吗?”等等。 ⑥理论教学与化工生产相结合。我们是职业院校,培养的大多数学生将来要到化工生产第一线,因此更要注重实验环节,增强学生学习兴趣,培养高技能,高水平的应用性人才。例如在讲化学反应速率时,结合工业合成氨的具体状况。探讨如何提高反应速率,增加氨的产量。3习题课是提高教学质量的重要环节 物理化学课程是一门十分强调概念、定律和逻辑推理的理论课程。要学好它很不容易的,物理化学被认为是化工技术类专业中最难学的课程。难学的原因在于它有许多基本概念、基本定律,非常抽象不好理解,不好掌握,习题难解。我们在教学实践中体会到,要化难为易。提高学生学习积极性,除了上好理论课外,习题课是一个重要的、必有可少的环节。学过物理化学的人都知道,必需多做习题。在解题过程中,加深对理论的熟悉与理解,培养分析问题、解决问题能力,解题过程是理论联系实际的过程。上习题课要象上理论课一样,认真备课、写好教案。我们习题课的内容一般包括下列几个部分: ①扩大知识面的新理论、新知识介绍。 ②归纳总结一章中所学的知识。学生每节课所学的知识往往是“零碎”的感觉、片段的知识,只有把它们联系在一起,形成相互关联的知识系统,才能更深刻理解,更好掌握。为此,每一章学习后,我们帮助学生把一章中所学的知识点以“联络图”形式进行归纳总结。 ③总结学生作业中问题。对学生作业中的错误,特别是典型的有代表性的错误要及时指出,对有特色的解题技巧要介绍推广。 ④组织讨论思考题。一般教材的每章后面,都有一些思考题。我们先布置给学生先思考、解答,习题课时进行讨论讲解。 ⑤做一定数量的练习题。每章学习后,我们都印发给学生一些数量的练习题,其中选择题20个左右,计算题5至8个。这些练习题都是历年教学中精心挑选出来的,有代表性,有一定的难度。我们一般提前发给学生,要学生先做一遍,上习题课时,老师选择其中典型试题讲解。 4把现代化教学手段应用到物理化学教学中 20世纪90年代以来,计算机技术与网络技术飞快发展,多媒体计算机集文字、声音、图形、图像、动画、影视等为一体,突破了时空限制,虚拟现实。多媒体计算机与网络成为重要的教学手段、教学工具,把多媒体计算机应用到教学上,实现教学现代化。多媒体计算机在教学上应用,使教学的思想、教学的理论发生了变化,教学手段、教学方法、教学观点与形式发生了变化,课堂教学的结构与内容、课外辅导的内容与形式、考试内容与方式、学生成绩评定的标准与手段等发生了变化。国内外的大量实践表明,进行计算机辅助教学,提高了教学质量,提高了学生的素质。把多媒体计算机和网络技术应用到教学中,是教学改革的一个重要方向。计算机辅助教学有以下建议和思考 ①编制课堂教学的电子教案与教学课件。 ②对教材的思考题、练习题、习题进行详细解答。并且输入到计算机中,形成word文档。 ③编制计算机辅助教学课件(CAI)。 ④建立《物理化学教学辅导网站》,开展网上自学、网上练习、网上讨论等。 ⑤编制、交流物理化学实验课件。实验课件中,有实验模拟课件、实验演示课件、实验教学课件、实验数据处理课件等。编制《物理化学实验试题库》用于实验考试、考核。 物理化学论文:民族地区物理化学论文 1教学评价 传统的实验评价体系,虽然强调了平时实验表现的重要性,但由于实际实验教学中,教师担当了保姆的角色,常忙于帮助学生解决实验中的小问题,无法真正仔细观察学生实验表现。同时对于每个具体实验没有细化的考核指标,因此对学生学习效果的评价主要根据实验报告及实验笔试成绩。 2物理化学实验教学中存在的问题 物理化学实验作为是一门实践性课程,在实际教学中常出现与实践课程不符的情况。首先,由于教学内容主要为基础性验证实验,所以存在照方抓药、照葫芦画瓢的问题:实验在教师精心安排下进行,即实验内容有指定的教材,实验仪器设备经过调试,实验试剂及药品提前配好。上课时,先由指导老师详细讲解实验原理、步骤以及仪器的使用注意事项,才由学生在指定的时间内完成实验。其次,在整个实验过程中,实验教师充当保姆的角色,学生往往疏于思考,为实验而实验,甚至出现由于仪器插头没插上,仪器无法运行,学生找不出原因,这样让人啼笑皆非的事情。最后,由于仪器有限,学生通常被分成小组,分组进行实验,由此出现部分学生不参与实验,只是进行实验记录等简单工作,因而出现不会操作实验仪器设备,更无法提高实验技能。 3结合实际在民族地区师范院校进行 物理化学实验教学改革针对上述问题,有必要进行物理化学实验改革,提高学生的学习效果,真正提高学生综合素质,培养创新精神及实践能力。为了提高物理化学实验教学效果,实验改革可以从以下几个方面入手。 3.1充实教学内容 在基础性验证实验基础上增加开放式物理化学实验。开放式物理化学实验带有综合性和设计型实验的特点,以学生自学、自主活动为主,教师只提供必要的帮助和指导。作为少数民族地区的师范类高校,由于学生知识储备、动手能力都不能和其他地方师范类院校相比,加之现有实验仪器又和综合性大学存在差异。本着创新即为充分发挥学生主动性、调动学生实验热情、培养和发展创造能力,在实验内容上应更多关注能对未来教学工作提供教学信息的实验内容,如:日常生活中的化学,包括洗衣粉表面活性的测定、牛奶中蛋白质含量的测定、柴油燃烧值的测定,环境保护相关的话题如含酒精汽油的燃烧性能、蔬菜中重金属含量的测定等。这些实验内容虽不具有研究的创新性,但对学生却是更具吸引力。 3.2采取灵活自主的实验设计 对于开放性实验部分取消具体实验安排,由学生自行查阅资料,设计实验方案,提出所需仪器、药品。为了培养学生的创新能力,将易做实验做出新意,可附加要求:如牛奶中蛋白质含量的测定,要求学生利用现有的不同仪器提出至少两种实验方案;在固体燃烧值的测定基础上要求学生测定液体燃烧值,如添加二茂铁对柴油燃烧值的影响。实验过程完全由学生自行完成,过程中遇到的问题,老师只是帮助分析原因,把问题的最终解决权交给学生,让学生在解决问题中体会到实验的乐趣。总之,整个实验过程中强调学生的主体作用,大到设计实验方案、测试数据、分析实验结果,小到查阅资料、组装实验仪器、配制实验溶液均由学生自行完成。在实验过程中提高学生独立思考、自主安排、自由发挥的能力,激发学生的求知欲,培养了学生的创造性思维和创新精神。 3.3健全科学、合理的评价体系 改变传统评价体系,实验指导教师摆脱保姆角色,成为评判者。在实验过程中,观察学生实验情况,并细化每个实验的得分点,提高课堂表现及开放实验的得分百分比,使实验成绩与学生的实际表现紧密联系,调动学生参与实践的积极性。 4民族地区师范院校物理化学实验教学改革实施的思考 通过物理化学实验教学改革可以加强学生的独立性,培养自信心,锻炼意志力。但由于民族地区学生自身的特点,在实验教学改革时需要注意以下几点:(1)根据学生总体素质的实际情况,注意学生在实验过程中创造能力的发挥,而不应过多强调实验内容是否具有最新的科学研究价值。因为实验教学改革的主体是民族地区师范类学生,生源大多来自欠发达地区,总体素质无法与发达地区相比,所以应注重于创新理念的传达,过多强调科研价值势必打击学生实验热情,更难激发其创新信心。(2)开放性实验的时间安排上,应放在基础实验结束后,时间安排上应更宽松,让学生可以充分拓展自己的潜能。开放性实验个数上不应过多,应该少而精。(3)在实验改革中要强调实验过程的团队精神,使学生在实践环节培养团队意识,为学生日后的学习、生活打下良好的基础。 5结语 物理化学实验作为高师生化学教育专业基础实验课程,对培养学生创新精神、实践能力以及团队精神均具有重要作用。只有结合民族地区师范院校自身实际,进行物理化学实验教学改革,才能真正提高实验教学效果,为培养学生成为合格的教师打下良好的基础。 作者:蒙丽丽 朱汝葵 单位:广西师范学院化学与材料科学学院 物理化学论文:实验教学与物理化学论文 1构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验综合性设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解[7];综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度[8]。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 2改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一[9]。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视[10]。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥[11]。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验综合性设计性开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础[12-13]。 3完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 4学生培养成果 近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 5结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为优秀,实验教学内容实行“基础实验综合性设计性开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学 物理化学论文:教学改革与物理化学论文 改革后的物理化学课程,将原有的理论课程96学时和实训课程24学时,共计120学时的教学任务整合成一门60学时的项目化教学课程。全部教学过程包括五个项目大类,分别是化学热力学、化学动力学、相平衡热力学、界面现象及分散性质、电化学系统和电解质溶液。教学中除学生必须掌握的常规理论知识外,设计了17个实训项目,它们是恒温水浴性能测定、溶解热的测定、凝固点测定、蔗糖水解常数测定、电导率测定、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定、过氧化氢的催化分解、完全互溶双液系的平衡相图、饱和蒸汽压的测定、洗衣粉的合成和餐具洗涤剂的制备、肥皂和洗衣粉的性能比较、溶液表面吸附的测定、临界胶束浓度的测定、溶胶和乳状液的制备及性质研究、界面法测定离子迁移数、电导法测定弱电解质的电离常数、原电池电动势的测定及其应用。这17个实训项目贯穿于整个教材,教学过程中根据实际情况,可以先讲理论后进行实训,也可以先实训后讲理论课,具体问题具体分析,教学方法更加灵活多样。 教学中本着加大实践教学的原则,学时分配上理论与实践各占50%,学生全部课程有一半的时间是在教室上课,另一半时间全部用来做实训和完成实训报告,全面锻炼学生的动手操作能力。实训报告在课堂上完成,及时上交,不占用课余时间,也不留课后作业,大大减轻学生课余时间负担,为同学营造一个轻松、积极的学习环境。关于理论教学部分,课上采用多媒体教学方式授课,结合大量的图片和动画将抽象的理论知识形象化,便于学生理解和掌握。物理化学内容有其自身的逻辑联系,学生必须独立进行归纳,才能把课本越学越薄,使知识融会贯通。为了有利于学生对课堂知识的巩固,将理论部分重点内容以习题册的形式发给大家。教学中,课程组教师重新制定了教学计划和课程整体设计方案,在理论联系实际的基础上,注重以教学内容为依托,锻炼学生通过实际动手操作理清课堂知识的相关理论。同时结合实训报告,培养学生自己动手,自己归纳,分工合作,独立完成,和不耻下问等多种习惯,以提高同学的课堂注意力,发挥他们学习的积极性。 与此同时,学生的期末考核采取理论成绩、实训成绩和平时成绩相结合的形式综合考虑给出。学生期末成绩满分为100分,其中理论部分占50分,以考试答卷的形式体现,考试时间1个小时;实训部分占40分,以实训操作和实训报告来体现(其中实训出勤分值占20%,实训操作分占20%,数据处理占40%,实训报告完成情况占40%);平时成绩为10分,通过理论课出勤、迟到、旷课、请假、课堂表现和学生素质等各方面因素综合考虑给出。以此为依据,最终折算出的学生期末考核成绩,其统计数据完全符合正态分布,体现了每一个学生的真实的综合素质水平,效果令人满意。 通过改革,精选教学内容,引入现代化的先进教学手段,将物理化学的课堂教学和实践教学有机的结合起来,使学生用较少的学时高效率地掌握物理化学的精髓并扩大知识面。虽然教学改革的成果较为显著,但是毕竟是第一次实施这样的教学,整个教学过程中还有各种各样的不足,有待进一步改进。例如:学生的教材还需进一步校对和完善;实训设备运转率太高,不利于设备的正常维护;与教材配套的习题册也需进一步扩充;理论教学的多媒体课件还需进一步改进,使其具备形象化、简单化和条理性。随着教学改革的进一步实施,相信以上问题一定会逐步解决,物理化学的教学改革成果也会更加明显,真正做到使学生学有所得,学以致用。 作者:闫碧莹 郭俊锁 魏凤琴 单位:乌海职业技术学院 物理化学论文:物理化学与化学实验论文 1课程教师全程指导所有实验项目 物理化学实验中涉及热力学、动力学、表面化学及结构化学,知识面广,实验项目多,都是由一个任课教师进行全面指导,这就要求指导教师要精通所有实验项目的内容、详细操作及可能存在的问题,还需要在实验前准备各实验项目所需的实验仪器及试剂。这样的上课方式,不利于实验项目的更好进行,毕竟每个老师都不是全才,严重增加了教师的准备工作。要求任课教师完全弄懂每个实验项目,对实验指导教师提出了更高的要求,也不利于教师的发展。 2学生实验积极性不高 一般在实验的第一节课已经向学生说明实验前要预习,进实验室时要有预习报告。但是学生对实验的积极性不高,预习报告完全是为了应付检查才写的,这是目前大学生普遍存在的一个现象。教师进行原理、实验内容讲授时,少部分学生属于游离状态,教师在演示实验操作时,学生没有认真注意细节内容,真正到他们进行实验时,问题出现了,不懂得如何解决,而一味的在书本上找答案,还是没能最终解决问题。遇到此类情况,甚至有些学生干脆就不思考,任由错误的发生。由于需要分组进行实验,小组中有个别学生基本都没有亲自动手操作过,在实验过程中表现得很不积极。 3学生抱“应付”心理进行实验数据处理 物理化学实验中测定数据多,这就要求学生具有一定逻辑思维能力对实验数据进行处理,这也是探究实验机理、剖析实验内容的必需步骤。有部分学生完全不理会实验数据处理是否正确,只是一味凭感觉简单处理;有一部分学生是没有真正明白原理,引起处理数据不完整;还有一部分学生查阅后采用软件进行处理,但是由于不知所云,所以很多也都只是给出了图形。比如在三液系组分相图的绘制中,很多采用了某些理论课提供的软件画图,只是纯粹的画图,当问到三角坐标中每个点具体代表什么,学生没法回答。基于以上的情况,主要的根源还是学生要完成实验报告的任务,只能这样的应付了事。这对培养学生技能及解决问题的能力,起不到任何作用。但是基于现状,有些事情无法完善。因此,某些时候,针对这些好学又不是很明白处理原理的学生,需要更加耐心指导,注重不同类型学生心理素质的培养[3]。 4简单的考核方式 物理化学实验课程一般都是考查课,通常采用平时实验报告及平时表现进行综合给分。但是实验报告都是组员之间相互讨论给出,甚至有些都是抄袭过来的,并且对于平时的表现也不好衡量,该课程考核结果不是很满意,所以应该思考下能否改变现有的考核方式。 5针对存在的问题,提出可能性的应对方案 物理化学实验教学中遇到的这些问题,通过多个班级的教学,发现可以通过以下方式进行改善。(1)适当增加某些实验项目仪器,减少小组人数,加强学生动手操作机会。(2)可以通过细心指导学生,及时纠正学生在实验操作中的错误,并根据专业不同设置1~2个与专业相关度较大的设计性实验,从而提高学生实验的积极性。(3)加强学生实验技能,提高分析问题、解决问题的能力,更多体现在数据处理上。物理化学实验数据多,一般采取图解法进行数据处理。但是该课程一般开设在大学第三学期或者第四学期,甚至有些班级分析化学实验及物理化学实验同步进行,理论基础比较少,在数据处理上的逻辑思维能力较差,增加了学生实验报告的难度。因此,可以在数据处理上详细解释原理的应用,也可借助计算机软件,演示计算过程。所以要求指导教师耐心详细地给学生进行解释。(4)由于仪器设备套数较少,可以采取循环式教学,并且由几个物理化学实验教师同时进行,每个班可以分成若干组,尽可能在同一个时间或者在两次上课时间完成,便于学生安排时间,否则会导致一个班的部分学生在上课,另一半的学生在休息,不好协调;同时也利于任课教师开展相应功课,使得教师能够专攻两到三个实验项目,做到更加熟悉实验项目,上课效果会更佳。(5)在条件允许下适当安排开放性实验室。很多高校实践证明开放性实验有益于学生能力的培养[4-5]。(6)改变考核方式。考核结果可以结合实验报告、平时实验表现及最后一次课的考核。主要是要根据专业性质,设计一个实验,考核学生的综合能力及数据处理能力。 作者:翁艳英 单位:广西民族师范学院 物理化学论文:实验教学物理化学论文 物理化学实验同其他基础化学实验最明显不同之处就在于物理化学实验要采用大量的仪器设备,几乎每个实验都要用到一套较为复杂的仪器设备。而仪器设备一旦出现故障就要终止实验,既耽误学生实验又要花时间修理,影响正常教学秩序的进行。因此,实验教师要认真阅读仪器设备说明书,根据操作规程、按照教学实验要求进行调试,熟练掌握仪器设备的性能参数、构造、工作原理和使用方法、注意事项,特别留意仪器在实验中最容易出现的故障[4]。只有这样才能引导学生正确操作仪器,遇到仪器故障时才能快速分析原因,引导学生自己动手解决问题。最后,预作实验。把实验内容的每一个环节都亲手做一遍有助于了解仪器性能,熟悉实验过程中可能出现的现象和结果。当学生在实验中再遇到这些问题时,能过及时帮助学生分析现象产生的原因,给出合理的解释。 1督促学生做好实验预习 物理化学实验大多实验步骤较多,仪器操作比较繁琐或者数据处理过程比较复杂,学生没有预习的结果就是实验操作及数据处理过程中不断出错,甚至损坏仪器,造成时间精力的浪费和实验室财产的损失[5]。因此我们在上实验课之前要求学生认真预习实验并写好实验报告,在上课之前要上交预习报告,教师要批阅预习报告,掌握学生对本实验的了解程度。在讲解实验内容过程中还要对学生进行提问,以便发现学生是否只是敷衍了事,照抄书本上的实验内容。预习报告也将作为实验成绩的一部分,以这种方式敦促学生做好实验预习,这样学生便可以顺利地完成实验和更好地理解实验内容、提高实践能力。 2实验药品选择不必拘泥于教材 在全国提倡绿色环保的大环境下,我们对实验药品的选择也应尽量是无毒或是低毒的。现各高校使用的物理化学教材多种多样,但都包括经典的实验项目,且实验药品也基本相同。比如燃烧热的测定,几乎所有的教材都是使用萘作为测定对象,萘容易挥发和升华,吸入萘蒸气后,可引起头痛、乏力、恶心呕吐,皮肤接触后可引起皮炎。严重者会导致溶血性贫血及肝、肾损害及白内障、视神经炎和视网膜病变等[6]。从绿色环保和对学生安全的角度考虑可采用蔗糖或葡萄糖等代替萘,同样能达到实验目的。再比如最大气泡法测定表面张力的实验,我校原来采用教材上的实验药品正丁醇,但学生普遍反应此药品气味大,长时间实验感觉眼睛不舒服,因此现改为用乙醇做实验,尽管乙醇也稍有气味但无毒,学生使用安全且环保,并且学生对该药品熟悉、接触多,还会增加学生对实验的积极性,取得更好的实验效果。 3全面考核学生的实验教学成绩 以往传统的物理化学实验成绩的评定,是学生做完实验后,将实验记录下来的有关实验数据,利用课后时间将实验报告完成,老师根据学生实验报告的好坏评定出实验成绩,这样不能全面真实反映学生实验水平,往往会造成有些同学实验时认真,动手能力强,但由于实验报告写得不好而成绩不高;有些同学做实验时敷衍了事甚至不动手,课后抄袭或综合他人数据报告写的好而得高分,出现“高分低能”、“低能高分”现象,这种随意性和偶然性,势必影响到实验总成绩[7]。因此对学生实验成绩应全面考核,实验成绩的评定可包括预习报告、操作能力、现象及数据记录、实验报告等几方面内容,每一项指标均在实验总成绩中占有比例,实验教师根据学生在各个方面的表现给出成绩,避免上述状况的出现,做到对学生的成绩评定公平合理。 4结语 改革后的物理化学实验教学方法更有利于培养学生的实验操作能力和科研创新能力,提高实验教师的自身素质和责任感,提高物理化学实验教学的质量。 作者:王楠 石月丹 徐凛然 物理化学论文:应用型物理化学论文 一、使理论与生活实际相联系 像介绍表面张力时,就与学生一起做一个熟悉的肥皂膜游戏,边做边提问并讲解,让学生自己发现力的存在和力的方向,之后再让学生画出滴定管下端的液滴、水面下拉环或向下压面时所形成的弯曲液面的表面张力的方向时,学生快速准确地画了出来;在引出微小液滴的饱和蒸汽压与平液面的蒸汽压的关系,即开尔文公式时,就以冬天路边的雪堆,环卫个人是怎么处理的为题,分析原因,得出结论,再从热力学原理推导出开尔文公式,并和学生一起讨论农民为何天旱时锄地,“三北防护林工程”植树利用了物理化学哪方面的原理。这样在课堂教学中设置一些和生活实际相关的有趣的问题,让学生带着疑问和好奇去学习,使学生感到物理化学就在他们身边,生动而具体,从而激发了学生的学习兴趣。 二、使学科发展前沿的新技术和新成果渗透到课堂 物理化学作为一门化学专业的基础课,在本科生的培养过程中,不仅具有为其它课程服务的作用,更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上,精简一些次要内容,而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式,而是活生生的现实。另外,物理化学与其他学科相互渗透、相互结合,形成了许多边缘学科,拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学,生命科学,材料科学及信息科学的关系十分紧密,而光化反应在化学动力学中仅占很小比重,常被忽略,但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用,开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时,引入学生比较关心的石油开采过程,扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念,使学生既掌握了表面活性剂的作用原理,又拓展了知识面;在讲解电化学时介绍燃料电池,在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容,但可以增加学生的信息量,引起学生学习的兴趣,激发学生的学习积极性。 三、注重教学内容与教师科研的相互渗透 将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容,学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中,也可参加大学生创新创业项目,早期介入科研。例如,讲到活度的概念时,就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容;讲到接触角时,又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果;讲到langmuir吸附和BET公式时,给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪,并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分,转化成综合性、设计性实验,要求学生从查阅文献资料开始,自己设计全套实验方案,经指导教师审核后即可进行制备,所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生,我们积极鼓励学生整理数据,撰写论文并发表在部级学术刊物上,曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透,提高了学生的科研创新能力,还学到了科技论文写作方法,增强了学生的自信心,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。 四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学 所谓设问教学法,就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手,设计一些与所讲授课程内容相关的问题,引导学生仔细思考分析,展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中,我们始终坚持一个原则,就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识,学会推导多少个公式,完成多少种计算,而在于激发学生如何去思考与创造,授人以“渔”,而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法,让学生带着问题学,不仅激发学生的学习兴趣,积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如,引出Kelvin公式时,先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况,提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关?然后再从热力学角度进行公式的推导,加深了学生对公式的理解,也调动学生积极参与到教学环节中,教师与学生互动,活跃了课堂气氛。 五、建立物理化学教学的知识框架,注重学生的思路和知识点的衔接 物理化学是化学化工类专业重要的专业基础课,也是后续课程化工原理、化工热力学、化工动力学、反应工程、生物化学等课程的理论基础,起着承上启下的重要作用。帮助学生建立一个比较完整的知识框架,让学生进得去出得来,既能灵活应用前面所学的知识,又能为后续课程的学习奠定好基础是关键。为此,我们结合物理化学课程考试方法改革中机考题库的建立,把物理化学课程内容分成六个板块,即化学热力学、化学平衡、相平衡、电化学、界面化学和化学动力学,各知识点之间有机地衔接起来,使学生学习思路清晰,学习过程沿着一条主线,由浅入深、由表及里、由宏观到微观地发展,增强学生的信心和兴趣。 作者:周迎春 张启俭 郭洁 彭淑静 高杰 单位:辽宁工业大学 化学与环境工程学院 物理化学论文:高校物理化学论文 一、实验原理 纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:dlnpdT=ΔH气RT2(1)式中:P为液体在温度T时的饱和蒸气压;T为绝对温度;H气为液体摩尔气化热(J·mol-1);R为气体常数。在温度较小的变化范围内,H气可视为常数,积分(1)式可得:lnp=-ΔH气RT2+B′(2)由(2)式可知,若将lnP对1/T作图应得一直线,直线斜率m=-ΔH气R由此得到:H气=-Rm(3)由图解法先求得斜率m,然后再由(3)式算出摩尔气化热H气。 二、原始数据的处理 启动CurveExpert软件,分别在X、Y两列中输入实验原始数据:实验温度和压差计值。根据实验原理的要求,需要对这两列数据进行变换处理。即X列要加上273.15,将摄氏温度转变成绝对温度;Y列用实验室的大气压进行差减,以得到实验温度下体系内液体的饱和蒸汽压。在软件的Data菜单中选择Manipulation,打开DataManipulation对话框。此对话框可以对数据表中的数据进行加减、乘除、筛选以及排序。点击translate标签,在这里可以对X、Y列中现有的数据进行加减操作;在XTranslationFactor输入框中填入273.15,在YTranslationFactor输入框中填入-754,然后点击Apply。可以看到数据表中X、Y列数据的变化。点击Scale标签,这个标签中可以对X、Y列中现有的数据按一定的比例进行乘除操作。在YScaleFactor输入框中填入-1,点击Apply,将Y列数据变为正值。然后点击Close按钮退出。实验绝对温度的倒数值和饱和蒸汽压自然对数值的计算。在Data菜单中选择Transform,打开Transformation对话框,将数据表中的数据进行函数操作。首先对X列进行处理:在Function框中选择X^a函数,在a=框中输入-1,OperateOn选项中选定XColumn,然后点击OK。同样的方法处理Y列的数值,在Function框中选择ln(x)函数,在a=框中数值保持默认(这里用不到a值),OperateOn选项中选定YColumn,点击OK完成操作。通过上述操作将原始实验数据变换处理完毕。此时,在窗口右下部的图形预览框中,可以看到处理后的数据点所绘制的图形。 三、数据点的线性拟合及实验结果的获取 通过数据点的拟合,获取线性(非线性)方程中的相应系数,是数据处理过程中的重要步骤。饱和蒸汽压测定数据处理,要获取的是所拟合直线方程的斜率,用于计算摩尔汽化热。在软件菜单中点击ApplyFit,其中包含了大部分常见的线性和非线性拟合的模型。选择linear,弹出数据图形窗口。右上角显示标准偏差S=0.00972453和线性系数r=0.9996665。点击左上角的Info按钮,可以看到线性拟合的方程以及方程中的相关系数值。根据线性拟合的结果可知,直线的斜率:m=-4024.21569,由(3)式可以计算出该纯液体的摩尔汽化热:H气=33.457KJ·mol-1。鼠标右键点击数据图形,调出快捷菜单,选择Analyze菜单,出现Analyze窗口,在这里软件可以利用拟合出来的公式进行XY或YX的推算,以获得实验所用纯液体的正常沸点。另外还可以进行积分、微分以及弧度的求算。为了考察CurveExpert1.4软件对实验数据处理结果的准确性,用经典的数据处理软件Origin7.0以及MicrosoftExcel2003对同一组数据进行了处理。结果表明,CurveExpert处理的结果与另外两个商业软件的处理结果一致。 四、结论 CurveExpert作为一款共享软件,体积虽小,但功能强大,操作简单,在注册前并没有功能的限制。通过纯液体饱和蒸汽压测定实验数据的处理,得到了理想的结果。并且所得结果与另外两个商业软件的处理结果一致,完全可以胜任物理化学实验数据的处理。 作者:谢玉忠 孙光延 单位:延边大学 理学院化学系 物理化学论文:进阶型物理化学论文 一、进阶型实验教学模式的构建与实践 传统的物理化学实验大部分采用灌输式教学方法,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。[2]重视学生实践能力和创新能力的开发,培养创新型人才,已成为当今高校教育改革的优秀。[3]实验教学在培养学生实践创新能力方面发挥着重要的作用。[4]因此,我们在总结实验教学中经验的基础上,对“立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”的三层次进阶型的物理化学实验教学模式进行了探索和实践。 (一)立足基础知识 基础性实验的目的是培养学生掌握基本操作,正确使用仪器;能够认真观察、准确记录实验现象和科学处理实验数据;初步具有查阅手册、工具书及其他信息源的能力,以及实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风。环化学院“春晓班”是从应用化学和材料化学专业新生中选拔的优秀学生所组成的特色班级,以中国工程院曹春晓院士的名字命名。下面以“春晓班”为例介绍物理化学实验立足基础的教学内容。“春晓班”中一共开设了15个实验(共64学时,分2个学期进行),其中10个实验为基础性实验(共40学时),占总实验学时的62.5%,学生如果基础实验部分做得不好,就不能通过物理化学实验这门课程。在实际教学中,教师从严规范基本操作,严格把关,耐心指导,未掌握规范操作的学生必须重新进行实验,直至合格。从严教学有利于培养学生准确观察实验的能力,掌握实验的基本技能,同时也培养了学生实事求是的态度,学会了严谨的实验方法。 (二)培养创新思维能力 物理化学实验课第一个学期的最后一个实验为设计性实验。此实验要求学生自己查阅文献,设计方案,实施实验,以提高实践创新能力。学生没有现成的实验方案,需要自己动手设计方案。下面以设计型实验“表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析”为例介绍具体的实施过程:实验中,学生可以根据自己的兴趣选择表面活性物质的种类、实验测定的方法及影响因素(温度、离子及醇的种类及醇的用量)。因此,在老师的指导选题下,每位同学选择的实验内容都不相同,这意味着每位同学要独立进行实验方案的设计,并根据自己的实验内容查阅文献资料,实施方案。教师在实验前提供文献检索的途径、一个主题或几个关键词,由学生自己检索、筛选、阅读相关的文献,学生要在规定的时间段内根据查阅的资料,组织、总结前人的工作,然后设计自己的实验方案。教师面对的学生的设计方案往往是五花八门的,这就需要教师做好足够的预案。对于部分设计实验能力欠佳,实在找不到相关文献的同学,教师则会提供几篇相关文献供学生参考,但设计方案则必须由学生自己总结提出。实验实施过程中,教师在场提供帮助,但不再手把手地指导,目的是培养学生独立自主完成实验的能力。实验完成后同学们分组进行讨论,如:选择不同离子及醇的同学在一组讨论,可以了解各种离子及醇对临界胶束浓度的影响。这样能提高大家的团结合作、共同讨论的积极性,为后面的毕业设计及进行科研创新起到积极的作用。经过基础性和设计性实验的学习,第二个学期物理化学实验的最后四个实验为创新探索研究型实验。我们开设了B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究、不同方法测定粉体的比表面积4个创新探索研究型实验。选好创新探索研究型实验项目后,同学们根据自己的选题方向搜集所需要的文献资料,写好实验方案,由指导老师把关,方案可行才能进入实验室进行实验。实验后如果发现问题或与原先预想的结果不一致,学生会积极地与老师探讨,共同查找原因及重做实验。同学因进度、实验内容及仪器药品不一样,除了在规定的实验时间内可以来进行实验,还可以跟老师预约其他时间来进行实验,直到实验完成为止。该类实验有可能成功也有可能失败。实验过程中,我们鼓励同学由浅入深,先从自己熟悉的部分开始实验,在此基础上进行改进、探索,得出有益的结论。实验方案的设计及实验完成后均要求制作PPT进行答辩,对方案中可能碰到的问题,同学们共同探讨解决的方法,实验完成后将成果组织成论文格式的实验报告,这样学生的积极主动性及好奇心都大大地提高了。 (三)面向科研实践 面向科研实践方面所做的革新主要是打破原来物理化学实验室只承接课程任务的局面。由于课时的限制,学生课程内在物理化学实验室进行的实验是有限的,然而他们在后继的科研实践如毕业设计、科学研究训练及课外科技创新(如省级和校级大学生科技创新项目)等方面往往又会用到物理化学实验相关的知识和操作,而这时的学生往往对以前课程内学习的知识会有所淡忘,如果能够允许学生重新回到物理化学实验室,结合自身正遇到的科研实践问题进行物理化学实验,不但能加深以前学过的知识的印象,而且对其今后的科研创新会有巨大的促进作用。但不可回避的问题是,这样一来必然增加了物理化学实验室管理的工作量。为了解决这一问题,我们采取的措施是预约制和指导教师负责制。那些课程外要来物理化学实验室实验的同学,必须先行预约。为此,我们正在构建网上预约系统,五台基础化学实验网络查询及预约机也已经到位,不日即可投入使用。指导教师负责制是指来进行实验的学生由其指导教师负责,所产生的仪器、药品损耗等药费一律由指导教师承担。并且,该指导教师在学生进入实验室之前,自身必须接受相关培训,在得到物理化学实验室管理教师认可的前提下才能使用物理化学实验室。这对学生和教师的科研创新都起到了积极的促进作用。 二、改革实验教学方法与手段,强化能力培养 传统的基础实验采用“预习-实验-总结实验结果”,学生学多局限于教材,这不利于提高他们的自主创新性。在进阶型的实验教学过程中,我们结合具体的教学任务选择合适的教学方法进行教学。如:在探索研究型实验过程中,我们引导学生积极学会自主学习,即采用以学生自主探究为主,教师根据学生的需求加以引导为辅的主体性教学方式。[3]实验完成后,要求学生将成果撰写成论文格式的实验报告及制作成幻灯片,并组织学生进行现场答辩。教师和参与整个项目的同学共同积极讨论,根据答辩情况给出学生的成绩,营造一个良好的师生互动、积极向上的氛围。这样,可以锻炼学生的语言表达能力,对现场提问的思辨能力和综合能力,增强自信心,提高学习、思考的积极性。“教学有法,教无定法”。新的教学模式应以现代信息技术,特别是网络技术为支撑,能使学生选择适合自己需要的材料和方法进行学习,并获得学习策略的指导,逐步提高学习的能力。随着现代教育技术的发展和应用,开展网络化教学已是实验教学的大势所趋。基础化学实验中心为此建立了开放的网络平台,为实验预习及实施提供帮助。我们鼓励学生利用Excel、Origin、Chemoffice等软件进行数据处理,同时规范了数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 三、以人为本,创建“物理化学实践教学大环境”,加强教学的平台与团队建设,达成“教学相长” “立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”三层次进阶型的物理化学实践教学模式在实验实施过程中,我们随时地在旁边组织和指导,及时规范同学的操作及帮助实验过程中遇到问题的同学。教师也从中不断提升自己可持续发展的能力,面对学生时刻提出的问题,及时寻求解决的办法,从而达到“教学相长”。教学方面,陈萍华与蒋华麟老师分别获评南昌航空大学“青年教师讲课比赛”2011年实验教学一等奖和2013年的理论教学二等奖。邹建平老师2010年参与的“高效有机电致发光材料及器件性能研究”项目获得江西省自然科学二等奖。舒红英、邹建平、陈萍华等老师获得2010年南昌航空大学“全新开放实验教学体系构建及实践”教学成果奖一等奖。学生方面,学生对实验方法和技术的综合运用能力极大增强,具备了一定的竞争意识、分工合作能力和创新探索能力。近年来,我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学获得一等奖;李蕾等同学获得三等奖。在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学获得三等奖;汪婷等同学获得三等奖。这些获奖项目与物理化学的知识息息相关,表明我们的培养模式初见成效,对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 单位:南昌航空大学 环境与化学工程学院 物理化学论文:物理化学科学教育论文 1精简课堂内容 物理化学与物理学或其他化学(如无机化学、分析化学)重叠的知识部分尽量让学生在课前学习或者采用课堂提问等方式减少不必要的重复。在有限的学时内贯彻少而精的原则,将一些公式的推导(例如统计热力学中的公式)和概念的引出(例如热力学部分利用卡诺循环引出熵函数)做适当的精简,课堂上只讲具体的结论,推导过程留给学生课外自学[4]。再比如,界面化学和胶体化学可合并讲解,对这两章的内容可做一定程度的删减和调整。课堂内学时及内容虽然减少了,但要注意加强课外学时,教师可提供一些课外的参考资料或者自学讲义,教给学生学习的方法,引导学生自己去学习,培养学生的自学能力。 2设计课堂教学 在课程教学中介绍物理化学原理的同时,采取理论联系实际的教学方式,结合生活中常见的或有趣的实际现象,让学生带着问题去听课,以激发学生的学习热情和学习兴趣,使原本晦涩难懂的内容变得生动、易于理解。例如,在讲化学热力学的知识时,先问为什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰会非常顺畅?在讲到表面化学的知识时,先问为什么衣物上的油污只用水是洗不干净的,必须用肥皂、洗衣粉等表面活性剂?为什么雨后荷叶、小草上水珠都呈球形?为什么毛细玻璃管中的水呈现凹液面,汞则呈现凸液面?还有让学生用化学动力学的理论来说明为什么天气热的时候,牛奶、食物更容易变质?能否应用渗透压的知识来解决海水的淡化问题等等。让学生带着问题去听课,利用所学的知识对问题做出合理的解释,才能让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性,激发学生的学习热情和学习兴趣。 3改革教学模式 美国教育家杜威指出:教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情,而是一个主动和建设的过程。改革以前“填鸭式”、“灌输式”的教学方法,尽量采用“研究式、启发式、讨论式”教学模式。教学方法的先进与否,将直接影响创新人才的培养成果。因此,在课堂上一方面教师讲课要坚持少而精、博而通的原则,另一方面也要适当的开展讨论启发式教学,提出一些拓宽思路的研究型问题,增加课堂上师生的互动,增强双向交流。改变教师“一言堂”的传统教学模式,利于学生注意力的集中,激发学生的学习积极性,有效提高课堂教学效果。 4实施创新教育 同志曾将讲过:“一个没有创新精神的民族是永远不会前进的民族”。换而言之,没有创新精神的教育也将是永远不会成功的教育。教育教学的本质就是开发人的潜能,塑造具有健全人格的人。建立“以人为本”的教育理念,以学生为主体,教师为主导,把学生的发展放在首位,教学中应介绍些和教学相关的科学前沿的内容,拓宽学生的知识面,不断培养学生的创新意识,提高学生的综合能力和创新能力。例如,在电化学部分讲授化学电源时,除了介绍早期使用的锌锰电池、可充电的铅酸电池和镍氢电池外,可以结合现代社会面临的节能和环保的要求,向学生讲解一些绿色环保新电池的知识。如20世纪60年代以来就被用作空间站及宇宙飞船空间电源的燃料电池,利用太阳光中的能量进行光电转化的太阳能电池等。在化学动力学部分,光化学反应虽然内容较少,但是光化学与环境科学、生命科学、材料科学及信息科学等紧密相关。因此,可结合科学前沿介绍一些光催化技术在环境污水处理中的应用,开阔学生的视野,激发学生参与科学研究的积极性,培养学生的创新能力。 5结束语 本文就科学教育专业的物理化学课程的教学进行了初步的探讨,在改革教学内容的同时,教学方法,教学要求等也应与时俱进,一线教师要不断提高自身的能力和素质,注重学生综合能力和创新能力的培养,努力培养素质全面、能力突出的创新型人才。 作者:刘俊龙 师瑞娟 单位:阜阳师范学院化学化工学院 环境污染物降解与监测安徽省重点实验室 物理化学论文:大专物理化学论文 1根据教学目标和学生实际情况、科学安排教学内容 1.1学生基础分析 由于学生对相关的高等数学和中学物理知识的应用理解欠深入,产生对物理化学的畏惧,如物理化学在公式的推导、概念的理解及原理的应用较多地涉及高等数学中的偏微分方程,其次是刚进入大学的学生还未能完全适应大学的学习方法,常拘泥于细节的纠缠而难以认识该门重点课程的总体结构,容易导致“只见树木,不见森林”的情况。我校为大专层次,85%的学生在高中为文科生,物理和化学的基础不得而知。而物理化学总课时为30课时,如何利用有限的课堂教学时间,按照教学目标,顺利有效地完成教学内容,对学生和任课教师都是一个极大的挑战。为了实现教学目标,必需在教学内容上做出合理的取舍及必要的补充,否则就会满堂式的灌输或“眉毛胡子一把抓”的情况,这样的方式学生受不了,也达不到满意的效果。 1.2内容的取舍和补充 首先是结合开设的其它专业基础课程无机化学和分析化学,将重复的内容(如化学平衡和电化学两章)删掉不讲,学生自学。其次是要对授课内容做到重点突出,重点内容细讲,让学生弄懂,让学生在学习中获得成就感,从而提高学生学习积极性。如反应热的计算,主要讲标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓,其它四种计算方式,只做简单的提示,以学生自学为主。对前后有联系的概念,必需讲透,为后面的知识做好铺垫,不能赶进度。如相平衡的基本概念学习时,组分数K的计算是个难点,必需结合例题将独立的化学平衡R和浓度限制量R'讲透,因为自由度f的计算涉及到组分数K。根据学生的基础和学习内容的需要,适当补充基础内容,减小学习难度。大专学生基础不好,物理知识和高等数学知识的欠缺,灵活运用物理和化学基础知识的能力不强,使很多学生在做习题时知道使用哪个公式,就是算不出结果或是计算出的结果与答案相差甚远,这样学生就失去了学习兴趣,慢慢地失去了学好物理化学的信心,不再愿意动笔做习题,上课情绪也不饱满。教师根据授课内容,选取具有代表性的习题,用极少的时间,及时地添加部分必要的基础知识,降低学生学习的难度。如热力学第一定律中常用到理想气体的状态方程PV=nRT,该公式中的体积V,在分析化学和无机化学中溶液的体积一般是以升(L)或毫升(mL)为单位,而公式中主要是立方米(m3)为单位;其次温度T,平时用的是摄氏温度(℃),热力学温度T=摄氏温度(℃)+273.15K。又如物质体积的计算。 2精心设计授课内容的引入和讲解,激发学习兴趣 托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需的不是强制,而是激发学生学习的兴趣。”需要是兴趣的基础,也是学习的动力所在,物理化学授课老师尽可能将书本理论知识与中实际生活联系起来,使课堂教学变得形象直观、有趣,从而激发学生的学习兴趣,培养学生学习物理化学的积极性和创造性,提高学生“学以致用”的能力。通过生活中随处可见的、贴切、简单易懂的举例引入和讲解。在新课开始时,从学生感兴趣的事物出发,提出与教学内容相关的问题,激发学生的求知欲,让学生找到所学内容能解释的现象,做到有的放矢。在例如热力学第一定律的引入:首先展示一张高级轿车并设问(看到高级轿车有什么感觉?),调动学生情绪(学生会有不同的想法),再展示一张汽油油价表,学生发出人们常说的“车买得起,养不起”的感慨,在此基础上再提问(如果汽车不需要提供能量就能自己跑该多好,此种设想能否实现呢?)引出热力学第一定律的表达方式和研究内容。又如在化学动力学的新课开始时,从每次服药的药量、每日服药的次数和保质期是怎么来的引入,此种引入方式过渡自然,还可以为后续学习内容做好铺垫。虽然物理化学知识抽象,但是生活中的很多现象却可以用物理化学知识来解释。如:表面现象与水滴成圆形、干毛巾吸汗、干旱时锄地;化学动力学与药物的服用量、生物酶;胶体与人体血液;相平衡与酒精提纯、盐融雪等等。将物理化学知识和生活中常见的现象联系起来,通过启发式提问和图片直观的刺激,激发学生探求事物本质原因的求知欲。激发了学生的求知欲,课堂教学就达到了成功的一半。 3利用框架式教学将教学内容系统化 物理化学知识点多、定义多、公式多,让初学者摸不着头脑,因此每引进一个新的概念、定义、公式,首先讲明概念的产生背景与条件,分析一概念内含的几个要点,再讲概念适用的范围与条件,使学生对概念的内涵及应用有所了解。教师作为课堂的主导者,引导学生将相关的知识点按层次地安排于框架结构中,使之层层有序、步步可循,使学生了解各知识点的位置和彼此的关联,便可从内容的逻辑结构中获取贯通的知识。如热力学第一定律可设计附图。 4多媒体教学与板书辅助教学有效结合 随着科技的发展,教学手段越来越多,其中多媒体应用最为广泛。多媒体能将图像、图形、文字、声音、动画结合在一起,能把一些微观的、用传统方法无法表达清楚的信息形象、生动、直观的展示出来。多媒体的直观展示在一定程度上能刺激学生的各种感觉器官,有效地化解教学中的重点和难点,增加课堂信息量,调动学生学习的积极性,有助于提高学习效果。在物理化学教学中,可以将抽象概念和实验过程形象化、简化公式的推导过程、习题讲解便捷化、图标内容生动化。例如毛细现象实验、表面张力的实验视频、油和水的分层情况、胶体的聚沉等运用多媒体教学,既节省了时间,又可获得好的教学效果。但是多媒体播放过程一晃而过,播放过内容在学生头脑中留下的记忆不深。在物理化学教学中,究竟是多媒体还是板书更受学生青睐?调查结果显示,大部分学生倾向于教师在黑板上以板书的形式进行公式推导和例题解答;对于那些理论性较少且偏重于介绍性的知识,学生则倾向于教师以多媒体的形式表现出来。因此我们不能断定板书和多媒体孰优孰劣,应以物理化学各章节内容的特点来确定我们要采取的教学手段。如果是需要学生归纳或推导的内容,黑板板书有其不可替代的优势。板书辅助的课堂教学中,教师的自主空间很大,可以根据学生的反馈信息,及时调整教学目标、教学难度及知识拓展的广度,为学生提供质疑、交流和讨论的机会,从而更有利于知识的掌握和能力的培养。对遇到有关计算公式的推导和知识的归纳时,运用边讲解边板书更有利于引导学生的思考的方向。如热力学第一定律的知识归纳,状态函数熵、吉布斯能、亥姆霍兹能定义公式的推导和计算等。根据教学内容,将多媒体教学与适当板书有效结合,取长补短,提高教学效率。 5结语 实践教学表明,通过对教学内容做适当的增减,精心设计授课内容的引入,授课内容系统化,多媒体教学与黑板板书有机结合,降低了学习的难度,激发了学生学习物理化学的兴趣,活跃了课堂气氛,提高了学生分析问题和解决问题的能力,提高了物理化学课堂教学的质量。 作者:罗孟君 邓凤君 郭巧红 刘畅 吴琼林 李军 单位:益阳医学高等专科学校 物理化学论文:问题驱动物理化学论文 1问题驱动物理化学教学的作用 著名心理学家皮亚杰说过,学习是从问题开始的.教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动.通过多年的物理化学教学工作,笔者体会到,以问题驱动物理化学教学,对学生具有如下作用: 1.1激发学习兴趣 兴趣,是最好的老师,是点燃智慧的火花,是探索知识的动力,是学习积极性中很现实、很活跃的心理成分.例如,讲电导测定内容之前提出:滴定操作者能是色盲吗?这一新奇的事物,能吸引学生的注意和好奇心.好奇心是学习兴趣的源泉,使学生处于心求通而不解,几欲言而不能的愤悱状态,激发起学生浓厚的学习兴趣.老师这时来讲授新课内容,教学效果必然会大大提高.兴趣是追求真理的第一步.在学习后,学生会产生满足感,并由此产生欢快、惬意的心情,所以,学习兴趣是人才成长的起点. 1.2架设思维桥梁 思维是由目的产生的.教师精心设疑,明确章节和公式以及知识点要解决的问题.问题成为所学理论与其应用之间的思维桥梁.使学生产生强烈的求知欲,一旦思想活跃起来,很快便进入学习的最佳思维状态.从而使理论教学扎实有效. 1.3渗透创新理念 以问题驱动物理化学教学,不仅及时巩固所学理论知识,更重要的是可以提高学生对课堂理论的把握能力以及解决实际工作问题的能力,渗透创新理念,做到学而有思、学以致用、用以促学、学用相长的良性循环. 1.4培养社会责任感 在学习相平衡和化学动力学内容之前提出:请解释食盐浓度为23%、冬季咸菜缸在室外就能够耐﹣21℃的低温使缸不冻裂、地下排污管道焊接前应先将甲烷浓度稀释等问题,培养学生运用自己的专业知识对身边的百姓事给予理论指导的社会责任感,与此同时也使增加了学生的成功感和专业自豪感. 2驱动物理化学教学的问题 驱动物理化学教学的问题可以根据学生专业和基础的不同而异,通过导入课题的引言、课后思考题等形式呈现给学生,取得了令人满意的教学效果.笔者担任的物理化学课程被学校评为了精品课. 作者:王文英 单位:衡水学院化工学院 物理化学论文:物理化学教学论文 1改善教学方法,提高学生学习兴趣 传统的教学方法多以教师讲为主,偏重于灌输,忽略和限制了学生学习的主动性和积极性,引起学生厌学和逆反心理,导致教学效果不理想。因此,必须对教学方法进行改进。教学过程中,以启发式,讨论式教学方法为主,激发学生的学习兴趣,加深学生对所学内容的理解和掌握。比如,在讲克克方程时提出“在高原上煮鸡蛋能煮熟吗?为什么?”,在讲胶体分散系时,可以提出“江河入海口处的三角洲是如何形成的?”以及“明矾净水的原理是什么?”。在讲化学动力学时,提出“不同的药品为什么每天吃的次数会不同呢?”等问题。学生会给出不同的答案,教师就可以结合课堂内容,与学生一起分析并找出答案。此外,教师要对教材充分了解,深入分析,区分重难点内容,加深教学内容与医学专业之间的联系,这样不但教学重点突出,教学内容也更具有针对性。比如在讲热力学定律的时候,这部分内容与药学专业的联系不大,那么我们如何来提高学生的学习兴趣呢?可以将热力学内容和药物反应联系在一起,以药物为例,设计几道计算题,这样就达到了学以致用的效果。在讲授动力学内容时,可增加药物储存期,有效期的测定相关内容。同时,教师要引领学生学会归纳总结。由于物理化学课程知识点多,公式多,看似杂乱无章,其实各知识点之间存在着一定的逻辑关系。比如自发过程的判据包括三个,熵,吉布斯自由能,赫姆霍兹自由能,但是适用条件不同,在教学中,教师就可以鼓励学生自己总结,这样有利于调动学生学习的积极性。启发式,讨论式教学方法的运用,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性,培养了学生分析问题,解决问题的能力,提高了教学效果。 2理论联系实际 虽然物理化学这门课程理论性比较强,但也是从大量实践基础上总结出来的,因此,在教学中,尽可能地把物理化学中的抽象的概念,理论与实际生活中的现象联系在一起,加深学生对这门课程内容的理解,提高教学效果。比如,在讲渗透压的时候,可以介绍临床使用的0.9%生理盐水,以及与血浆渗透压的关系。在讲电解质使胶体聚沉的机制时,可以介绍“卤水点豆腐”,卤水中主要含有MgCl2,豆浆中含有大量蛋白质,蛋白质具有胶体的性质,胶体遇到电解质会发生聚沉,所以豆浆遇到卤水会变成豆腐。在讲开尔文公式的时候,可以解释土壤含水保湿的机制。在讲表面张力的时候,可以和学生一起做肥皂膜的实验,让学生自己发现表面张力和力的方向。物理化学实验作为理论教学的重要组成部分,不仅实现了理论知识的具体应用,还培养了学生的动手能力和独立思考能力。比如在讲到多组分相图的时候,内容比较抽象,学生不能直观的理解这章内容,但是通过实际操作双液系相图的实验,加深了学生对这章内容的理解,使教学效果更加完善。比如在讲到燃烧热时,在强调只有1mol物质完全燃烧时放出的热量才是燃烧热,以及根据各物质的燃烧焓求算反应焓以外,还可以在课堂上播放《燃烧热测定》实验的视频,使学生更直观地理解课堂内容,加深知识点的理解。在物理化学教学中,将基础理论和实际生活联系在一起,能够充分激发学生的学习兴趣,达到学以致用的效果。 3教学与科研紧密结合 随着现代科技逐渐发展,教师在教学过程中不能只局限于课本的内容,应将教学知识扩展,将课内与课外知识有效结合在一起,把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,充分激发学生的学习热情,让学生对物理化学这门课程不再敬而远之,而是自发地想要学好这门课。例如超临界流体萃取这一高新技术结合了物理化学中的溶解度定律,分配定律以及焦耳-汤姆生效应等理论;现代文明离不开磁性材料,如家用电器,磁悬浮列车,发电机等,目前得到广泛应用的铷铁硼永磁材料是利用凝固点降低原理和二组分体系相图等技术设计的。在介绍表面活性剂时,引入学生比较感兴趣的石油开采过程,简单介绍一次开采,二次开采等概念,使学生更加轻松地吸收新的知识点。学生还可以根据自己的专业和兴趣参与到教师的科研中,比如,在讲到催化反应动力学时,就可以介绍教师的关于催化剂制备的科研项目,学生也可以参与到其中,从查阅文献开始,设计实验方案,最后进行实验。充分调动了学生学习的积极性。 4结束语 实践证明,通过初步的改善教学方法,增加与学生的互动,将理论知识与生活实际相结合等方式,充分提高了学生的学习兴趣,调动了学习的积极性,提高了教学效果。今后我们会继续根据学生的反应,进一步对教学方法进行优化,完善教学方法和内容。 作者:薛莹雪 单位:吉林医药学院药学院 物理化学论文:林业物理化学教学论文 1教学内容改革 1.1所学内容紧扣学生专业特点 物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求学生掌握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡学生平时自学,上课前复习巩固学过的知识,强调数学和物理基础知识的重要性,培养学生对所学知识进行综合应用的能力.利用高等数学知识,帮助学生掌握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从理想气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某事件引入学习中,与物理化学紧密联系,加深学生对知识概念的理解,提高学生实际运用知识的能力. 1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育 在学习物理化学课程时,会涉及到很多著名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,教师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高学生学习的积极性,集中他们的注意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的成功都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经历,不仅丰富了课堂教学内容,而且学生对科学的发展也产生了兴趣,对科学家产生了崇拜,成为学生学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的研究促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为“牧场化学家”.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身普通家庭,求学时对化学产生浓厚的兴趣,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖. 2教学方法与考核方式改革 2.1多媒体教学与传统教学相结合 传统教学采用粉笔板书的方式,书写需要一定时间,导致学生接受知识量较少.而利用PPT课件,结合Flash动画,能使教学内容生动、信息量大,给学生更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,逻辑性强,有些问题比较抽象,单纯采用多媒体呈现,导致学生思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采用多媒体教学与板书相结合的方式授课,学生能充分地消化吸收所学的知识,教学速度适中,从而提高教学质量和效率. 2.2考核方式的改革与创新 物理化学课程考核方法普遍采用平时成绩加期末考试两大块的组合,存在期末考试成绩在总评成绩中比例偏重的问题.考核方式改革前,平时成绩占20%,期末考试成绩占80%.这种考核方式可能导致学生平时学习不认真,期末考试前突击,因而不能起到督促学生平时学习的作用.考核方式改革后,采取平时成绩占20%,阶段考试或考核成绩占30%,期末考试成绩占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然教师的工作量比改革前增加了,但学生学习的主动性和积极性得到了提高.学生要想取得优秀的成绩,就不能忽视阶段性成绩.另外,也尝试在总评成绩中增加其它一些(如课堂讨论、课程论文等)考核方式,从而促进学生积极学习. 3设计实验教学环节,培养学生创新能力 实验教学是物理化学教学中不可缺少的组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的重要手段.结合物理化学课程内容构建实验课程体系,该体系包括四部分:(1)基本操作和基本技能的训练.包括实验教学目的、要求、有效数字、相关实验技术、误差分析和实验数据的处理表达方法等.(2)验证实验训练.如燃烧热、液体饱和蒸气压测定,一级蔗糖水解反应速率常数测定等18个实验.通过实验训练,使学生对物理化学理论知识有更深入的理解和掌握,着重提高学生的实验技能,增强动手能力.如学生通过测定一定质量的蔗糖的燃烧热,将测试数据输入计算机,利用Origin或Excel软件绘雷诺温度校正图,计算蔗糖的燃烧热,研究系统与环境热交换的关系,从而理解摩尔恒容燃烧热和摩尔恒压燃烧热的差别.(3)综合及设计实验.结合化工企业生产的典型案例和教师的科研成果凝练实际项目,让学生能够发挥主观能动性,把所学的理论知识加以综合运用,增强独立解决实际问题的能力.如指导专业基础好、操作动手能力强的学生参加全国大学生化工设计大赛,通过参赛锻炼学生的实验思路和实验技能,培养学生的创新意识和创新能力.(4)物理化学实验中常用的数据表.物理化学的教学改革是一项长期而复杂的工作,需要不断地学习和改进.作为林业院校,在物理化学教学中已经做出一些尝试性的改革与创新,并取得了一定成果,但仍有一些工作需要做.如结合专业课程设置和专业培养目标来提高专业学生就业能力.物理化学课程的教学是一个需要长期研究的课题,只有不断地创新和改革,结合东北林业大学的发展,把不同专业的物理化学课程教学工作做好,才能培养出具有较强实践能力的实用型专业人才. 作者:方涛 王玉峰 孙墨珑 刘本才 张秀成 单位:东北林业大学理学院 物理化学论文:基础创新物理化学实验论文 1转变实验教学观念 传统的教学模式,整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行,学生被动参与,这样不利于学生创新能力的培养。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程,其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律,提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力,从而形成科学严谨的思维方法,使综合能力得到提高。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中,占有特别重要的地位,对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用。 2构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 3改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 4完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 5学生培养成果 近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 6结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为优秀,实验教学内容实行“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院 物理化学论文:民办高校物理化学论文 一、采取新颖的教学方法和教学形式 1.分段教学法和分层次教学法将45min课堂划分为三个阶段,第一段25min,运用板书形式讲解基本概念和基本理论;第二段10min,教师和学生互相质疑、讨论。第三段10min,运用多媒体手段讲解基本概念和理论在实践中的应用[3]。将教材内容分为“了解、理解、掌握、运用”四个层次,使不同层次的学生都能在了解、理解的基础上向掌握、运用过渡。2.结合专业特点讲授知识在教学内容的选择上,应与授课的专业发展向适应,在保重基础理论教学的基础上,对相关的内容进行调整,侧重与专业相关的内容,调整知识的难易程度,是学生能够学有所获[4]。如在教学中,我们可以针对石油专业的学生,可以增加有关相平衡的知识;在讲热力学计算的可以介绍石油的裂解、裂化;在讲金属防治与腐蚀中,可以介绍石油运输管线的防护等。在土木专业中可以介绍如何在冬天建筑中过程中防冻等。3.降低知识难度,扩展知识面适当扩展科学前沿知识,在电化学中可以介绍太阳能电池的结构;在化学动力学中,可以介绍日本福岛核电站;在介绍界面化学是,可以介绍纳米材料等。4.增加与日常生活相联系的具体实例将化学与日常生活联系起来,引入一些典型生动的具体实例;增加一些图片性、视频性的现实、热点、典型的内容。通过形象、生动、直观的日常生活中的实例和图片、短片等形式,调动学生的积极性和学习兴趣,活跃课堂气氛。如在化学动力学中,可以日本福岛核电站出现事故以后,人们抢购食盐等生活用品为例,介绍放射性元素及其半衰期;在酸碱平衡中,可以介绍利民的污水处理厂;在热力学中,可以介绍如何估算一瓶燃气能够做饭的次数等。5.教学中逐步渗透绿色化学的先进理念绿色化学就是尽可能小地对环境造成副作用,是实现污染预防的基本和重要的科学手段。比如说在原电池的教学过程中,可以向学生介绍一节纽扣电池弃入大自然可以污染六十万升水,相当于一个人一生的用水,而中国每年要消耗这样的电池四十二亿只;一节5号电池可以使一万立方米的土壤遭到污染。让学生知道绿色化学的重要性。6.民办高校开设专题讲座内容包括新型无机材料及复合材料、有机建筑材料化学、纳米材料、能源与化学、环境与化学、生命与化学等。可选以下题材:光化学烟雾、降水化学、富营养化、土壤污染化学、污染物在生物体内的转化。 二、更新教学手段和形式 1.建立基于网络环境构建普通化学课程的开放式教学平台课程简介、教学大纲、教学日历、教案、备课笔记、知识点与习题、参考书目等教学资料上传在网络教学平台上,扩展了课堂信息量,弥补课堂教学时数的不足。2.采取小组合作学习的组织形式例如:如何获得小组合作学习所需的启动知识,以获得知识为宗旨的小组合作学习,以竞赛为宗旨的小组合作学习,以社会参与为目的的小组合作学习,以讨论为主要形式的小组合作学习等。小组作业一般题量都很大,必须由小组成员分工完成。学生在合作学习中,互帮互学,共同提高。开设与学生专业相适应的化学专题讲座。采取“导师制”、“课外学习小组”、“寝室为单位的化学学习讨论小组”等。定期开展化学知识和化学技能大赛。与企业合作,定期到现场参观学习。引进先进的教学软件和教学器材。指导学生参加外校或者省市乃至国家的化学技能大赛。总之,通过对教学理念、方法、形式、手段、考核方式的研究,提出了一套适合民办高校学生特点的物理化学课程教学方法,对民办高校学生学习兴趣和能力的培养具有重要意义。 作者:郑秀君 王婧菲 杨昕 黄继秋 王智慧 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 物理化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者:孙红英 李占君 单位:安阳工学院 机械工程学院
电子技术论文:我国模拟电子技术的论文 1趣味实验,提高学生学习的感性认识和积极性 高职院校的学生并不擅长纯理论的学习,如果在学习模电这门课程时,先进行一些感性认识的教学环节,他们往往更容易学习这门课程。科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。因此,在讲授模电这门课程时,在讲完绪论以后首先由老师做一些电子方面的趣味实验,以激发学生的兴趣和好奇心,以增强学生学习这门课程的积极性。如果有条件让学生到实验室动手做一些较简单的电子实验,这些实验不仅能提高兴趣,又让他们认识了一些电子器件及特性,使今后在讲授各种电子器件时不再空洞乏味。 2要引导学生进行思维方式的转变 模电作为一门技术基础课,有其自有的特点和规律,其课程更重视理论与实践的结合。一般教学计划都是电工基础安排在模电课程之前来作为模电的基础课程,但如果不加分析地用电工基础的分析方法去分析模电,可能不会得到正确的结论。模电的理论有其自身的特点,表现在:第一,模电主要的电子器件二级管、三级管都是非线性器件,这与线性电路的分析和计算是有很大区别。第二,模电的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道决定静态工作点,而交流通道是信号的通道。第三,反馈网络是模电经常使用的电路,不管是运算放大器还是振荡器都必须有反馈网络的构成。以上几点正是学生学习模电的难点,因此在讲课过程中,要让学生了解这些特点与难点,调整思维方式和学习方法,使学生能够正确把握这门课程的学习特点。以下通过几个实例说明如何引导学生思维方式的转变。 2.1非线性电路与估算 在模电中常用的二极管、三极管的伏安特性为非线性,一般称为非线性元件,而电阻、直流电源的伏安特性为线性,一般称为线性元件。在模电中线性元件与非线性元件共同组成各种电路,那么电路的计算问题在电工基础中并未涉及,那么计算这种电路目前使用估算法、图解法。有的同学往往提出为什么不用解析法,而那样计算的不是更精确吗?在讲解这类问题时要给学生讲清楚估算法在工程计算中是非常重要的,它能使有些计算问题变得简单,能较快地解决实际问题,而用解析法,一是目前学生的数学知识不能解决这种问题,二是如果能用高等数学的方法解决,但过程过于繁杂,虽然计算精度高,但与估算结果差距不大。因此在这里要让学生思维方式有一个转变。 2.2放大电路的直流通路与交流通路 在模电的放大电路中,直流通路和交流通路的分析也是模电独特的电路分析方法,由于二极管、三极管中PN结死区电压的存在,必须在交流信号通过放大电路时有一个直流电压及电流的存在,这样才能保证交流信号不失真地通过放大电路。这也是学生需思维转变的一个重要方面。对于三极管、电阻、电容、电感、电源等电子元器件,它们分别在直流电及交流信号激励作用下的不同响应决定了它们在直流电及交流信号中所起的不同作用,这些都是分析复杂放大电路的基础。很难想象不清楚放大电路直流通路和交流通路的学生能够学习好这门课程。 3通过课程综合实验提高学生的整体水平 由于模电是一门与实践联系非常密切的技术基础课,通过一些综合实验来提升学生的理论水平和实践技能是非常重要的,因此在课程讲完之后,笔者就安排一个超外差式收音机综合实验来提升学生模电的理论水平和实践能力。读图——提升学生的读图能力,课上讲的模电电路一般是各类单元电路,如共射基本放大电路、振荡电路、功率放大电路等。通过综合实验课可以将各个电路串成一个整体,笔者通过对一个超外差式收音机电路图进行整体讲解和分析,来提升学生模电电路的整体分析能力。一般超外差式收音机的电路组成为变频级——中放级——检波级——低频放大级——功率放大级,对照理论教学所讲授的内容,变频级对应振荡电路及基本放大电路,而该放大电路又工作在非线性区属非线性放大,这样才能混频输出差频信号,在这里还要补充讲解一下放大电路的非线性特性及应用,这样使学生对三极管有了更深刻的认识,平时常常强调放大电路要工作在线性区,似乎非线性区是不可用的、多余的,但通过这样一个实例让学生明白,三极管放大电路工作在线性工作区时可进行线性放大,工作非线性区时可以进行混频等应用。这样一级一级来分析后面的中频放大电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路等。实践证明,通过整体电路的分析与讲解,学生的读图和分析能力得到了明显的提高。 4结束语 通过对模电教学的改革,教学效果有了明显的改善。趣味实验提高了学生的学习兴趣,综合实验提升了学生的理论水平和实践能力。因此只要精心设计,合理安排教学的各个环节,不断改进教学方法,模电教学水平会得到很大的提高。 电子技术论文:电子技术基础信息技术的论文 1.信息技术与《电子技术基础》课程整合的必要性以及可行性 电子技术基础课作为理工院校电类专业中最重要的课程,其由数字电路与模拟电路组合形成。对后面课程的学习必须将这门课学好。相比于传统的的院校学科,这门课相关的技术发展的非常快,这使得教师需要拥有丰富的相关知识,从而将学生的数字视野拓展开来,在教学中网络则可以在这方面起到很大的帮助,毕竟在信息量方面,网络有着无可比例的优势。很强的应用性与实践性可以说是电子技术基础课的优势所在,这几年高校的扩张使得学校的实验设施方面无法得到满足,这可以通过课后对实验进行分组进行与在课堂中运用计算机仿真进行讲课进行改善。而且高校改革压缩了教学的时间,这使得学校必须将课堂效率进行提升,而多媒体课件在这方面起到很大的帮助作用。在信息技术的素养方面,对于电子技术专业的学生来说要求是非常高的。因此电子技术专业的学生一般都拥有很强的信息接收以及适应能力,因为计算机与网络技术是基于电子技术进行开展的。所以,相比于其他的学科,信息技术与电子技术基础课的结合更加的容易。 2.整合现代信息技术与电子技术基础课的原则 丰富多彩是整合课程最突出的优点,因而在整合的过程中需要对心理学、教育学以及教育技术学等相关的理论进行借鉴,通过联系二者的结合点,用系统的手段将教学系统中的学生、老师、教学内容等各方面的因素进行整合,做到协调的一致性,从而将各种因素的优势发挥出来。课程整合的成功在于量变到质变的改变教堂教学与管理、教师备课、师生关系等等方面,通过自身的优势与对成功经验的借鉴,整合二者的原则需要对以下几个方面进行遵守:第一,对电子技术基础课中信息技术的作用做到正确的认识,在整合二者的过程中教学的主体依旧是课程本身,这是无可争议的。在整合的过程中其个体自身的特点不能因信息技术的加入而被改变,必须对个体特征的继承性进行强化。任务作为信息技术服务的对象,要以任务为主体,不能做到随意的更改。教学目标与学科特点的特殊性使得天然联系的二者的优势被削弱。对电子技术基础课来说,信息技术处于服务地位,传统教学的优势不可能因信息技术的加入导致改革教学模式而废掉。对多媒体教学手段使用的标准就是服务教学,目标就是将教学目的达到,不可做到本末倒置。通过这几年的实践可以发现教学要从实际出发,对传统的教学优势要进行保持,这是对信息技术与电子技术基础课进行整合所需要遵守的。第二,在学习过程中学生与教师的作用做到正确的认识。在整合过程中对教师为主导、学生为主体的原则做到肯定,在教师的指导下可以优化教学过程。老师的作用不可能由多媒体技术来代替,而且在整合过程中对老师的要求反而更高,老师不仅要在授课能力方面过硬,还有对现代信息技术有着深入的了解,二者还要有效地结合起来。当然,在对教师的主导地位进行强调的同时也不能忽视学生的主体地位,作为学习的主人,其主体意识必须明确,同时要将学生在学习过程中的积极性、主动性等做到充分的发挥。在整合过程中学生对新的学习方式与环境进行适应的时候老师要起到帮助的作用。不能让学生对信息技术有抵触情绪,要让他们认识到信息技术可以帮助自己更好的寻找知识,对问题进行解决。在整个课程整合过程中,学生作为参与者,在知识的构建过程中,学生应该主动去完成学习的任务与目标,在这个过程中学生对资料的获取可以通过网络信息资源寻求帮助。就像老师在电子技术基础课中仅仅出题目,余下的是学生所要完成的,学生可以通过信息技术进行,老师在这个过程中起到帮助的作用。通过对课程的整合,学生的自主学习能力得到了很好的锻炼,而且他们的信息素养也因此得到了有效地培养。 3.结语 随着时代的发展,传统的教学模式已经无法适应社会的改变,通过信息技术与电子技术基础课程的整合,不仅改变了落后的传统教学模式,更能适应社会的变化,为社会贡献更多的人才。学生在这个过程中使得自己的自主学习能力得到了很好的锻炼,而且他们的信息素养也因此得到了有效地培养,从而更好的步入社会。 电子技术论文:现代电力电子技术应用及发展论文 摘要: 现代电力电子技术自上世纪六十年代开始出现,其发展势头迅猛。这是一项能够对电能进行控制和转换的技术,在多个行业都起到非常重要的作用,应用领域十分广泛。文中分析了现代电力电子技术的发展趋势,并进一步对现代电力电子技术的应用进行了具体的阐述。 关键词: 电力电子技术 发展趋势 应用 前言 现代电力电子技术的发展经历了几个不同的阶段,整流器时代、逆变器时代和变频器时代,现代电力电子技术属于变频器时代,同时又与微电子技术有效地进行了结合,这不仅使其应用范围十分广泛,而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。 1现代电力电子技术的发展趋势 在当前科学技术快速发展的新形势下,随着电力电子技术的不断革新,其发展达到了一个较高的水平。现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用,可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。 1.1现代电力电子技术向模块化和集成化转变 电源单元和功率器件作为现代电力电子技术的重要组成部分,是电子器件智能化的优秀所在,其组成器件具有微小性,因此电力电子器件结构也更为紧凑,体积较小,但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合,所以其具有显著的优势。也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程,为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。 1.2现代电力电子技术从低频向高频化转变 变压器供电频率与变压器的电容体积、电感呈现反比的关系,在电力电子器件体积不断缩小的情况下,现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。可控制关断型电力电子器件的出现即是现代电力电子技术向高频转化的重要标志。而且随着科学技术发展速度的加快,电力电子技术也必然会向着更高频的方向发展。 1.3现代电力电子技术向全控化和数字化转变 传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制,而且关断电器时还会产生一些危险,自关断的全控型器件在市场上出现后,有效地弥补了这些限制和避免了危险的发生,这也是现代电力电子技术变革的重要体现,表明现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。 1.4现代电力电子技术向绿色化转变 现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。相比于传统的电力电子技术来讲,现代电力电子技术的节能性更好,这也实现了发电容量的有效节约,对环境保护带来了较好的效果。一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中,给电网带来较大的污染,导致电网总功率质量下降,电网电压出现不同程序的畸变。到了上世纪末期,各种有源滤波器和补偿器的面世,实现了对功率参数的修正,从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。 2现代电力电子技术的应用 现代电力电子技术的功能具有多样性的特点,其在多个领域都有着广泛的应用,这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中占据非常重要的地位,有着不可替代的作用。 2.1电源方面 (1)一般电源。 现代电力电子技术在开关电源和供电电源方面都取得了较大的进展,交流电直接由整流器转变为直流电,这部分直流电一部分由逆变器转换为交流,然后经由转换开关到达负载,而另一部分则直接对蓄电池组进行充电。一旦逆变器发生故障,蓄电池组则作为备用电源开始直接向负载提供能量。在现在的电力电子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作为电源,不仅具有较好的降噪性,而且电源的效率和可靠性也能够得到有效的保障。 (2)专用电源。 高频逆变式焊机电源和大功率开关型高压直流电源是比较典型的两种应用现代电力电子技术的专用电源。高频逆变式焊机电源是一种高性能的电源,由于大容量模块IGBT的普遍使用,使得这种电源有着更加广阔的应用前景,逆变式焊机电源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的转换方法,由于焊机工作的环境条件恶劣,所以燃弧、短路等就成为了司空见惯的问题,而采用IGBT组成的PWM相关控制器,能够提取和分析参数和信息,进而预先对系统做出处理和调整。大功率开关型高压直流电源主要应用CT机、静电除尘等比较大型的设备上,因为这类设备电压比较高,甚至达到了50-159kV,将市电经过整流器整流变为直流,然后与谐振逆变电路串联,逆变为高频电压,再升压,最后整流成为直流高压。 2.2传动控制及牵引 这主要应用在无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制等等方面,通过将一个固定的直流电压转换为一个可以变化的直流电压,这样就能够使控制更加的平稳和快速,而且还可以节能。 2.3在电力系统中的应用 在发电系统中现代电力电子技术的应用更是广泛,比如说水力风力发电、用电系统、配电、输电等等都和现代电力电子技术有着密切的联系。目前的风力电力机组已经结合了机械制造、空气动力学、计算机控制技术、电力电子技术等等,而现代电力电子技术就是发电系统中不可或缺的重要技术,它对于电能的转换、机组的控制和改善电能质量等都很重要。 2.4在节能和改造传统行业中的应用 现代工作的发展离不开电能的支持,电能是现代工业的重要动力和能量源头。随着我国工业用电量不断增加,用电的不合理及浪费现象也日益显现出来。这就需要有效的降低能源的消耗,提高电能的利用效率,以便于能够对当前能源紧缺的局面起到一定的缓解作用。因此需要充分的发挥现代电力电子技术的性能优势,有效的提高现代电力电子技术的效率,应用现代电力电子技术,通过工业控制有效的将电能转换为劳动力,建成现代化的智能车库,从而降低工人的劳动强度,实现人力资源的节约,确保劳动生产力的提高,以便于推动传统行业的改造进程。 2.5在家用电器方面的应用 现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛,当前家用电器普遍应用现代电力电子技术,给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作,而不需要人们新自动手。 3应用展望 在今后现代电力电子技术应用过程中,需要重视以下几个方面的问题:首先,需要对节能和环保给予充分的重视,通过完善控制设备和设计专用的电机来有效的提高电机系统的使用性能和效率;其次,为了实现节能和环保,则需要使用中高压直流转电系统,使其实现低能耗及低污染;最后,需要加快解决电力系统中储电装置的设置问题,需要电力系统设计者从控制技术等方面来制定切实可行的解决方案,从而对电能储备中存在问题进行有效解决,更好的推动电力系统的持续、稳定发展。 4结束语 现代电力电子技术在多个领域都得到了广泛的应用,特别是对电网的控制和转换上发挥着非常重要的作用。通过现代电力电子技术的应用,使大功率电能成为其他高新技术的重要基础,这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中的重要地位具有不可替代性,对推动经济和社会的发展发挥着非常重要的作用。 作者:蒋天予 单位:哈尔滨理工大学荣成校区电气工程系 电子技术论文:通信工程电子技术论文 1电子技术的概述 电子技术是在物理技术和电子学的基础上,兴起的一门程技术,目前,电子技术主要分为电力电子技术和信息电子技术两大类,分别应用在电力领域和信息领域中。其中电力电子技术主要研究信号是如何发生的,信号在转化、放大、滤波等过程中有怎样的表现;而信息电子技术的研究范围比较广,甚至可以将电力电子技术当做信息处理技术,但从信息电子技术的应用方式看,可以将其分为模拟电子技术和数字电子技术两大类。 1.1电力电子技术 电力电子技术是电子技术中的新兴的一门科学技术,在电力领域有十分广泛的应用。电子技术从上世纪至今,历经了半个多世纪的发展,带动着世界信息通信行业的大力发展。如今,在高新科技产业的应用中电子技术依然是如此的适逢发展要求,同时还在不断推动着科技的进步、应用行业的改革以及社会经济的持续发展。而电力电子技术恰好满足了目前国家所倡导的循环经济、低碳环保、可持续发展社会的这种生态发展理念。从上世纪五、六十年代的硅整流器件到整流器的形式、逆变器形式及六十年代末期变频器形式的出现,电子技术经历了非常迅速的发展,同时也将电力电子技术带入到了各个相关的行业、领域当中。到了八十年代,伴随着半导体复和器件形式的问世,真正意义上推动了电力电子技术时代的到来,也使得电力电子技术建立起了属于自己时代的标志。电力电子技术不但适用于传统行业的发展,即使是在现代化的高新技术产业当中,也能适应其发展的需求。这是一门应用比较广泛的技术,并不会因时代性的更新变化而淘汰。另外,电力电子技术还能再不同的程度上促进行业的进步,同时还可以推动科技及社会经济的发展。 1.2信息电子技术 随着人们生活水平的不断提高,人们的环保意识越来越高,越来越重视低碳、环保的生活方式,这对于信息技术来讲意味着信息电子行业迎来了高速发展的黄金时期。电子技术应用在这难得的发展机遇中起着非常重要的作用,在这新环境里电子技术将引领着社会走向低消耗、高利用、可持续发展的循环经济时代。汽车的出现是工业革命的成果,标志着人类文明的进一步发展,同时汽车的出现为人们的工作、生活带来了极大的便利,对汽车行业而言,电子技术的兴起,有效地促进了汽车业的快速。但从环境保护的角度看,汽车行业的飞速发展虽为人们生活带来了便捷,但汽车也对生态环境造成严重的污染,对环保型社会的构建造成很大的影响。而在汽车研究领域,电力电子技术的引进,能将环保理念充分的应用在汽车生产制造的各个环节。目前,世界各国都加大了电子技术在汽车行业的应用研究,并且在软件技术、智能化集成的传感器技术等方面取得良好的成果。软件技术与互联网有着很大的关联。而伴随着汽车行业的不断进步,各行业中都运用到了一些新型的技术。互联网的异军突起给软件技术带来了长足的发展,使得软件技术在各企业行业中普遍使用,进而促进了软件功能的不断完善,也将一些程序输入到了网络之中。汽车行业中可以用来决策和处理的信息则是源于智能化集成传感器技术的应用。智能化集成传感器技术在对汽车的技术信息进行处理的同时,还可以对错误信息进行校矫正,起着能即使纠错的作用。而智能化集成传感器技术的另外一大优点就在于,它可以避免一些信号传输问题。 2通信工程的发展现状 在信息科学技术中,通信工程师是一个非常有发展潜力的领域,尤其是互联网通信、光纤通信和数字移动通信的发展,这些通信工程让人们在信息传递和获取的时候非常的便利高效。在当今科技高速发达的社会,人们对于信息传递和交流的需求在逐步提升,而各种信息沟通已经与人们的正常工作、生活息息相关。其中,代表性的就是现代网络技术,可以说网络技术已经渗透到了人们生活的各个方面。网络技术的发展和应用好处的满足了人们对于信息交流和信息的需求,因此,通信工程的发展前景极具潜力。信息技术的应用面积非常之广泛,在当今科技社会,信息产业或多或少的对现在最为流行的领域有着直接或间接的影响。如,媒介信息的获取和处理、光纤、计算机、激光、卫星等等。而信息产业以其特有的范围广、产值高和技术新等特点,逐步的发展成为了我国国民经济的重要组成部分,成为了引领社会经济发展的主导力量。同时通信工程的迅速兴起,也带动了我国信息产业的可持续发展。 3电子技术和通信工程间的关系 相辅相成是对电子技术和通信工程之间关系最客观的描述。可以从两个方面来看:一方面从原理学的角度看,电子技术和通信工程之间是相互依赖、密不可分的,电子技术在通信工程中得到广泛的应用,而通信工程通过电子技术得到发展壮大;另一方面,从应用的领域看,电子技术能推动通信工程的快速发展,而通信工程也能促进电子技术发展,两者是呈相互促进发展的关系。电子技术和通信工程的有效地结合,极大的带动了相关领域的发展,例如物理电子、光电子学和微电子学等,有效地促进了现代信息社会的稳定发展。电子技术和通信工程的相结合为社会科学技术领域的进步作出了突出贡献,也奠定了良好的发展平台。不仅推动了社会经济快速发展,而且还在我国信息产业当中发挥着其无可替代的巨大作用。从工程技术角度出发,电子技术与通信工程的结合遍及了社会及应用领域的各个角落,也将现代科技时代推向了一个新的发展阶段。人们日常生活所直接接触到的有移动通信和个人通信、宽带通信与宽带通信网络。媒体通信中为满足人们的各种高质量要求,应用了信号处理以及应用技术。这些都体现了电子技术与通信工程相结合的科技成果,其他所涉及的领域还有光电子学和光纤通信工程、微波工程和纳米材料与技术等等。 4结语 电子技术与通信工程不管是在应用领域方面,还是在学术研究方面,都有十分广泛的发展空间,同时电子技术和通信工程不仅与高科技术有很大的关联,与铁路系统、金融系统等也有很大的关联,甚至一些企业单位也会应用到电子技术和通信工程,因此,加强电子技术和通信工程的研究对我国社会经济的持续发展有十分重要的意义。 作者:沈强 单位:同济大学 电子技术论文:职业技术学校电子技术论文 一、教师要把握学生的应用电子技术能力,以学定教 在教学的过程中,由于应用电子技术是新兴交叉学科,电子技术的发展对人才的知识以及能力、素质结构提出了新的要求。企业对人才的要求已经越来越现代化,教师要在现行的课程体系、教学内容和教学方式已经改革的基础上,了解学生的应用电子技术能力与现代企业对人才的要求之间的差距。教师要让学生的专业教学内容与专业知识的掌握相契合,让学生本身的素质能够在现有素质的基础上有一个飞跃。因此,教师要以培养学生技能和职业岗位应用能力为主,培养“基础理论知识必需与够用、专业技能应用能力强、知识面较宽、素质高”的专门人才。 二、针对职业技术学校学生的学习基础选择适合学生的教学策略 教师在教学中选择的教学方式要与职业技术学校学生的学习基础紧密结合起来。职业学校的学生的学习基础都不是特别好,因此教师要寻求教学方法的改革,首先要调动学生的学习兴趣,通过“精简、融合、重组、增设”等途径,促进课程结构体系整体优化,教师要根据学生的学习基础以及学习能力调整教学内容,电子技术应用专业是门特殊的行业知识与要求的专业,教师不仅要在课堂教学中改进教学方法和教学手段,要在改革中建设教学,要搬出特色,全面提高教育教学质量。如在应用电子技术教学中,学生需要掌握一些基本工具如电工电子仪表等的使用方法,教师可以从电工电子实验以及基本工具的实践操作入手,让学生一边学习理论知识一边进行实践操作,这样的教学方式更好地适合职业技术学校的学生的学习水平,让学生更好地提升职业技术教学能力。 三、运用多媒体课件进行理论讲解,并采取实践与理论相结合的教学方式进行教学 (一)运用多媒体课件进行应用电子教学的理论教学。 在职业教育中,高素质技能型人才的培养已经成为社会发展的需要。教师要通过课程结构体系整体进行优化,改革旧的教育思想和教学观念,以学生就业为导向完成学生的应用电子技术的理论教学。教师要改革旧的人才培养模式,以学生的就业行业的岗位能力要求为依据,进行理论操作。教师要将多媒体教学引入课堂,将工作岗位要求与学生的学习能力进行整合。如在“常用元器件的选用”教学中,枯燥的教学理论如果教师单凭口述很难确保学生的学习效果,但是教师如果引入多媒体课件进行辅助教学,多媒体课件中的声音、图像以及教学视频会让学生更加清晰地理解常用元器件的选用标准。学生通过课件更好地把握了教学的重点,能够逐步学会在不同的电子电路设计中选用不同的常用元器件如何选用。 (二)教师要采用实践与理论相结合的教学方式进行教学。 教师在教学中要采用实践与理论相结合的教学方式进行教学。只有这样,学生在掌握了理论知识后马上进行实践操作,不但能够更好地掌握理论知识,而且能够在实践操作的过程中迅速将学习能力转化为实践操作能力,能够将自己的理论知识变成实践操作能力,并与市场进行接轨。教师在教学中,要根据理论知识的内容选择不同的电子实训操作场地,并引导学生在教学。如教师要在“开关电路”的教学中,教师在进行理论教学的同时,可以引导学生进行开关电路的实践操作,这样学生会马上在理论学习的过程中提升实践操作能力。在教学中,教师要充分运用运用启发式、讨论式、现场教学、专业仿真教学等灵活多样的教学方式,让学生的理论学习与实践操作学习结合起来。另外,教师也要改变单一的闭卷考试的考核方法,采取实际操作、课程设计与理论考核相结合的考核方法,对学生采取多维评价。 四、小组合作学习,让学生在小组合作中共同提升能力 教师可以根据学生的应用电子技术能力将学生按照同组异质的原则分成若干个学习小组,让学生在小组合作的过程中,培养学生创新意识和操作技能,让学生在小组合作中相互提携,互相提醒,让人才培养与岗位零距离。让学生能够在学习的过程中准确定位自身的专业培养目标和人才规格,在实践操作以及理论学习的过程中更好地与同学相互沟通交流。 五、结语 总之,在职业技术学校的应用电子技术的教学中,教师要针对不同层次的学生选择适合学生的教学策略。教师要不断发展学生自身的潜能,让学生能够在小组合作中更好地提升自身的应用电子技术能力。教师也要采用多媒体课件等教学形式进行辅助教学,创建高效课堂。 作者:裴亚娜 单位:河北省辛集市第一职业技术学校 电子技术论文:计算机电子技术论文 1课程教学中出现的主要问题 (1)学生对课程学习缺乏兴趣。主要原因是:①学生对计算机专业的相关情况了解不全面,通常认为该课程不属于计算机的课,是否学好都无关紧要;②学生因对专业知识、电学知识的陌生而产生消极心理,失去课程学习的兴趣。(2)学生的基础参差不齐,而课程概念较多、内容较抽象、逻辑性较强。对实际电路环境有概念的学生,学习兴趣可能建立得较快;但对相关概念空白的学生就会感到课程难懂、难学,继而失去学习的兴趣。(3)先修课程的教学目的不明确,涉及到的课程相关知识掌握不到位,如大学物理中关于电学的物理现象及概念、高等数学中复数的计算方法等等,学生学过也不知所以然;(4)课程内容不合理且偏多,涵盖了基本电路分析、模拟电路分析及数字电路分析三大内容板块,有限的课时需要更合理地统一这三方面知识;(5)教材内容都较经典,与时俱进的实际内容较难体现,学习枯燥感会由此而生。(6)实验教学内容太过于详细,实验的目的无法体现,对知识的理解仅限于表面。 2合理分配教学内容,建立正确教学方法 结合我校计算机专业教学计划,课程的教学课时定为64课时,其中理论课时为48课时,实验课时16课时。课时有限,教学内容应围绕专业的培养计划进行优化选择和重新组织,保证知识的系统性和完整性基础上突出能力培养,增加教学内容的关联性,涉及先修课程的内容以定义式形式给出,充实一些与专业密切相关的内容。 2.1关于理论教学 理论知识是课程实践的基础,成为课程教学中的一个重要环节。电子技术课程涵盖了三大板块知识,理论教学的内容根据专业的特点和需要进行取舍,依据职业岗位对技能和知识的实际需要,重点体现够用,建立合理的知识结构,淡化知识的学术性和理论性;教学思路上遵循电路器件特性、电路处理方法及电路分析方法三条主线,有针对性地选择教学例题,提高教学效果,明确教学目的。 2.1.1基本电路分析 教学内容应强化电路基本概念及电路基本分析方法。电路基本概念主要讲解认识电源和电路基本元件及电路中参考方向学习和识别的意义;电路基本分析方法主要讲解电路基本定律的内容及应用,选择性地讲解基尔霍夫定律、叠加原理及戴维南定理,以例题的方式说明定律的内容及应用,有针对性地建立正确的电路分析方法,对定律的数学证明不作说明。教学中注意引导学生构建正确的学习方法,学会看图,分析电路中的元件和电源,区分电路的类型,确定电路的分析方法,以直流电源作用下的电路作为电路分析方法的学习,后续电路的电源可能不同,但电路经过处理后的目的就是要采用直流电源作用下的电路分析方法,后续电路中重点学习的就是电路如何进行处理;如交流电源作用下的电路首先解决的是如何将电压、电流相量化及元件特性相量关系的建立。基本电路分析中主要涉及的是电路的计算,电源以直流、交流为主,教学例题中可以引入模拟电路需要解决的问题,对模拟电路中出现的元器件可以作为已知条件给出,如二极管、三极管、运算放大器,有机统一基本电路分析与模拟电路分析二方面内容,建立明确的学习目的。本篇安排8课时,其中电路基本概念约3.5课时,电路基本分析方法约4.5课时。 2.1.2模拟电路分析 教学内容主要包含三个元件二极管、三极管及运算放大器的特性说明及元件应用电路分析。二极管中讲解半导体尤其是杂质半导体的特点,二极管的截止和导通工作状态及对应等效方法,以整流电路及数字电路的基本门电路作为教学例题,建立含二极管电路的处理方法及基本分析思路。三极管中讲解器件的结构特点和工作区域,放大区放大的原理及电压放大电路的组成和性能指标的计算,工作在饱和区和截止区的器件在数字电路典型集成器件与非门中的分析;教学例题主要解决放大状态下三极管管脚、管型的判别,小信号作用下含三极管电路的微变等效电路处理方法,以及分压式偏置下电压放大电路静态、动态指标的计算。运算放大器作为直接耦合多级放大电路讲解如何削弱零点漂移现象,淡化其内部结构,突出器件的外部输入输出特性及线性和非线性工作区域,通过说明扩大其线性区域施加负反馈条件讲解反馈的概念、类型及判别方法;教学例题主要构建含运算放大器的电路处理方法及分析思路,如线性工作区域的器件使用在模拟信号运算中的功能,非线性工作区域的器件组成实用的电压比较器,传感器输出电路中运放的放大作用等。本篇安排18课时,其中二极管4课时、三极管8课时、运算放大器6课时。 2.1.3数字电路分析 教学内容需淡化数字电路逻辑器件的内部结构及工作原理,重视外部逻辑功能的分析,包括数字电路分析基础、组合逻辑电路的分析和时序电路的分析三大部分。数字电路分析基础中教学内容涵盖数制、码制的概念及其转换方法,逻辑函数的概念及化简方法和意义,基本逻辑门的逻辑功能,数字电路分析方法;由于数字电路的信号源与模拟电路的信号源完全不同,尤其强化分析方法的讲解。组合逻辑电路的分析重点教学的内容包括常用组合逻辑器件的外特性,组合逻辑电路的分析与设计方法;以设计方法设计实用的组合电路如加法器、编码器等,建立中规模数字器件的概念,认识常用中规模集成器件,再讲解中规模组合器件的应用,教学内容因此组成一条清晰的知识连线;教学例题可以偏向与专业密切联系的内容,如计算机中加法器、计算机键盘编码电路、存储器中译码器应用等。时序电路的分析教学内容首先要充分体现时序电路与组合电路的区别,包括电路中组成器件的逻辑特性不同、分析方法的特点等,主要讲解触发器的外部逻辑特性,仅基本RS触发器分析其内部结构以说明触发器中复位与置位功能,其余触发器仅说明其外部的逻辑功能,摈弃其内部枯燥的结构原理说明;以分析触发器组成的计数器电路讲解时序电路的分析方法,同样可以适用其他电路如寄存器电路的分析,同时也揭示了集成计数器的内部结构及原理和功能,解决任意进制计数器的设计问题;教学例题要体现学习触发器逻辑功能的重要性,时序电路的分析和设计思路,将555定时器作为综合例题分析讲解,包含三极管、运算放大器及触发器。本篇安排22课时,其中数字电路分析基础4课时、组合逻辑电路的分析6课时、时序电路的分析12课时。 2.2关于实验教学 课程实验共8个,安排16课时,包含验证、仪器使用、综合分析及设计项目,基本电路分析实验主要以验证性实验为主,安排4课时;模拟电路分析包含仪器使用、综合分析等项目,安排6课时;数字电路包含验证、综合分析及设计等项目,安排6课时。通过课程实验巩固和加强对理论知识的理解,增加电子技术方面的感性认识及学习兴趣,培养学生对工程问题的基本分析能力、电路的调试技能以及分析和解决工程问题的综合能力,提高学生的工程素质。(1)对验证性和分析性实验给出实验电路和实验内容,由学生根据实验目的结合理论知识自主决定测量量、自拟实验步骤及实验表格;对设计性实验给出设计要求,由学生自行设计实验电路并调试得出结果;转变学生被动学习的局面,培养学生独立思考、独立分析及解决问题能力。(2)实验项目安排上要体现各实验的相关性,内容安排体现从元器件到单元电路再到系统设计。如示波器、信号发生器的使用主要用于电压放大电路及运算电路的实验测试;数字电路器件逻辑功能测试与具体应用电路相结合。以往实验中出现问题时通常有器件本身存在问题,但学生实验前总是忽略器件的好坏,实验中的问题难以入手解决,强调实验的相关性可以开拓学生解决问题的思路,进一步掌握实验中的主动性,并且各实验的目的也更加明确,对课程从理论到实践的学习过程做到循序渐进地完成。(3)丰富实验内容,将实用小电路、电子竞赛试题等应用于实验中,或分析或设计,增加实验的趣味性。课时限制使得实用电路在某个实验中不可能完整实现,但可以将其中的单元电路作为实验的内容,其他部分以模块代替,实现电路的功能。(4)实验前预习内容及实验后的思考问题与实验内容密切关联。实验前的预习可以保证实验的有序进行,进一步理解学习的相关理论知识的应用性,从而提高学习课程理论知识的兴趣;实验后的思考是对实验中的总结、实验中出现问题的解答、实验数据的分析等,培养学生建立综合分析问题的方法及理论联系实际的能力。 3结束语 任何课程教学的主要任务是提高学生的继续学习能力和职业技术素质,强化职业能力的培养。只有学生对课程学习兴趣有了,才能谈论课程对学生能力的培养与提高。从此点出发,重新组织电子技术基础课程的教学内容,增加各章节之间知识的关联性,选择与专业相关的教学例题,设计实际且有用的实验项目,使课程的学习结果达到与未来职业岗位相适应的基本要求,满足就业、创业的需求。 作者:包蕾 管冰蕾 单位:宁波工程学院电信学院 电子技术论文:学生实验教学电子技术论文 一、精心设计实验内容,培养学生的创新创业能力 电子技术实验教学不能仅仅是电子技术理论课程的一个辅助,而应以其教学内容改革为突破口,以提高学生的实践能力、创新能力和创业能力为目标。过去的实验指导书,叙述详细,内容单一,学生只需按照实验步骤按部就班地进行,却不去思考为什么要这样做,甚至不知道操作结果说明了什么,从而限制了学生创新性思维的发挥和求知的热情。自2007年本人担任电子技术实验课主讲教师以来,便会根据具体情况不断更新和完善实验指导书,我们根据不同层次学生的实际水平编制不同类型的实验指导书,对不同专业的的学生安排不同水平的实验、采取不同的实验方式。首先,根据课程需要,我们对实验内容进行了整合,删减了部分验证性实验,增加了设计性实验、应用性实验和综合性实验。其次,在教学内容上应注重应用部分和实验部分并重,使学生在掌握电子技术实验的同时能为走上工作岗位打下坚实的基础。最后,我们还在实验内容中增加“思考与总结”环节,每做完一个实验后,让学生根据自己的实验情况,写出相应的实验总结,这样既避免了学生做完实验不知道操作结果说明了什么,也为学生提供了反思和思考的空间,为提高学生的实践能力和创新能力做了一个很好的铺垫。 二、引用Multisim仿真软件,提高学生的创新创业能力 随着电子技术的飞速发展,新电路、新器件不断涌现,现有的实验设备和实验室条件已难以达到设计现代电子系统的要求标准,同时也限制了学生对新知识、新事物进一步的探究。随着计算机技术的飞速发展,虚拟实验室的产生和发展正好弥补了传统实验室的弊端,给实验教学提供了发展的平台。虚拟仿真实验的一大特点就是不受实验设备、实验时间和空间的条件限制,只要有计算机,用电子电路仿真软件完全能够仿真模拟各种电子技术实验,许多实验接近于理想。而现在,由加拿大InteractiveImageTechnologies公司研发的Multisim仿真软件为我们搭建了一个功能强大而操作简单的万能平台。仿真实验避免了传统实验中仪器和元器件的损坏与更换周期。在Multisim这个虚拟电子实验的平台上,学生可以根据自己的兴趣选择实验内容,自行设计实验方案,自主地进行电路分析和设计,从而激发学生的实验兴趣,提高实验效率,提高学生的动手能力与创新能力,进一步提高实验教学的创新性。 三、通过社会实践,提高学生的创新创业能力 高校的一切教学活动均应围绕培养大学生的实践能力和创新能力进行,建立以知识经济为基础的创新方式带领学生走向市场、企业和社区。将学生的视野引向广阔的实践大课堂,将鲜活的实践知识引入教学过程。我们学校每年都有一个实践学期,这个学期对我们的大学生来说是宝贵的,因为在这个学期里,他们可以走出校园,走向社会,走上工作岗位,既锻炼了学生的生存生活能力,又培养了他们的实践能力、创新能力和创业能力。在每年的实践学期里我们系都安排学生到与本专业相关的大中型企业或公司进行实习实践,在这个过程中,学生会遇到一些在学校实验课上没有遇到过的问题,需要学生积极发挥主观能动性和创新性来解决,这样的创新能力需要在具体的社会实践中不断分析总结、提炼和升华。利用这种长期有效的社会实践教学,能够为学生的就业打下良好的基础。五、结束语通过近几年对电子技术实验教学的改革,在培养学生创新创业能力方面取得了一定成效,激发了学生的学习兴趣,训练了学生的创新思维,提高了学生的创业能力,使学生的综合素质得到了很大的提高。在今后的实验教学中,我们还需要不断探索和创新,努力完善实验教学平台,为培养更优秀的下一代电子技术应用人才创造良好条件。 作者:赵祥敏 赵文海 单位:牡丹江师范学院工学院 黑龙江商业职业学院实训中心 电子技术论文:航空电子系统电子技术论文 1航空电子系统的发展现状 1.1离散式的结构 20世纪初一直到20世纪50年代,现代的军用飞机处于离散式结构阶段,作战飞机的测量设备主要是火控雷达和光学瞄准。它的子系统有自己独有的显示器、传感器、控制器和计算机,中心计算机并不对整个系统进行操控。这种结构适用于专用性强,但是大量信息难以交换,灵活性差,如果要调整必须通过处理硬件系统才能实现。 1.2集中式的结构 20世纪50年代到20世纪70年代,微电子技术的发展越来越快,而航空电子系统中更面临很多亟需解决的问题。美国空军Wright实验室开始向公众介绍数字式航空电子信息系统,使用LSL和MSI可以使控制部分和航空电子系统实现综合化。在当时,因为子系统都是模拟式的,综合化的性能效果大打折扣。 1.3联合式的结构 20世纪70年代到80年代,联合式的结构在软件技术、微计算机技术和数字通信得到发展的背景下出现了,通过1553B的数据总线配合火控计算机来实现对飞机上各个独立功能的子系统进行管理。通过这一技术,拟补了以前的结构功能上的不足,能够使整个飞机上的功能有机的结合在一起。 1.4综合共享式的结构 20世纪80年代以后,微电子技术得到更快的发展,ASIC技术促使电子系统的体积、性能和可靠性增强。Wright实验室希望通过Pavepace计划,把综合化范围发展到天线孔径和射频通道一级。 2微电子技术中包含航空电子系统的发展 根据我国航空电子装备发展的历史可以看出微电子技术在其中所起到的巨大的推动作用。例如,我国军用飞机通过对微电子技术的应用使得各方面的能力大幅度地得到了提高,例如空对空的作战能力;精确制导武器具备了的对地攻击的能力等,这同微电子技术的应用是有着密切的关联的,同航空相关的微电子技术在发展中主要有以下的几个方面: 2.1超高速的集成电路 超高速集成电路是组成航空电子设备的部件。在第三和第四这两代战斗机上我们主要采取的是硅超高速集成电路。超高速集成电路让电子设备实现了小型化,大幅度降低了集成电路的总数和体积。设备故障也同时减少了。加快了数据处理速度,加大了储存能力。然而硅超高速集成电路并不能完全满足我们的要求,比硅超高速集成电路效率更高的是砷化镓集成电路。可以预见的是砷化镓集成电路在航空电子的应用前景将更加广泛。 2.2专用的集成电路 根据需要,制造了专用集成电路的微电子芯片,应用在航空电子系统中,使性能得到提高。设备保密性增强。美国第四代机已经应用专用集成电路,主要装配在通信等保密的微电子元件。专用集成电路的制造成本比较高,所以这也阻碍其发展。 2.3微电子新技术的发展 20世纪90年代提出了SOC的概念。它把各层次电路、处理机制、模拟算法、软件、芯片结构和器件设计都联系在了一起,通过一块芯片来完成以前几个芯片组合才能完成的功能。SOC技术使微电子技术由原来的电路集成走向系统集成。SOC技术考虑了整体因素,减少了复杂性,所以造价成本降低。微电子技术得到充分发展之后,出现了微电子机械系统,微电子机械系统把微电子技术和精密机械结合在一起,可以感受到来源自自然界的光、热、声、等信号,并且经过加工转换成电子系统识别的电信号,电子系统接受信号之后,完成该信号的指令。MEMS把感受到的外部信号进行处理,做出相应的判断和操作。MEMS技术的应用,开拓了更为广阔的领域,许多产业通过它,降低了成本,并且完成了以前的大尺寸机电系统不能完成的工作,例如在磁场中像蜻蜓大小的飞机等。 3航空电子系统的发展趋势 3.1新微电子对于航空电子的促进作用 现代武器系统得益于微电子在航空领域的应用,无论在作战能力还是威力上都得到了前所未有的增强。微电子技术不断发展,其体积越来越小、可靠性越来越强,可以实现对整个机的功能提升和小型化。在现代的战斗机中,我们主要应用在雷达、通信、武器等设备中。因为应用了微电子技术,无论功能和性能稳定性的得到提高,这点在雷达的技术应用中格外显著。 3.2微电子技术在航空微处理器中的发展 在显控处理机和任务处理机中,航空微处理芯片是不可或缺的,随着航空微处理芯片处理能力的提高,任务计算机对数据的处理分析能力也不断的提高。主要表现在两方面。其一是使任务计算机可以完成所有武器机器攻击的火控解算(依据雷达、计算机所接收到的信息,通过火控计算,讲分析结果传递至显示器上,供飞行员瞄准、发射),其二是增强任务计算机为系统其他非数据准线接口设备提供总线接口的能力。随着日后科学技术的发展,对航空微处理器能力的改造加强,优秀处理系统技术的建设,任务计算机模块会逐步取代显控处理机模块的位置。从而航空电子系统整体的智能化水平将会随之提升,其数据融合、人工智能算法起其他的一些网络控制算法都会随之加强。 3.3微电子技术的应用推动航空电子综合化、模块化 SOC概念的应用使得微电子技术由原先的电子集成变为了系统集成。从整体与联系方面来看,对系统的组成、功能、结构方面考虑研究,推动航空电子综合化的进程,包括航空电子综合系统中的子系统、设备、技术等方面。从系统的方面来说,应始终致力于对整体同环境之间、整体同部分之间的关系进行协调,综合地对所应进行研究的对象进行考察,在部分同整体的相互结合、相互依赖以及相互制约的关系之中对系统运动的规律与特性进行揭示,并对其的功能、组成、联系的方式以及结构等方面进行有话,以达到实现航空电子系统综合的最优化的目标。 4总结 微电子技术的发展必然能够带动航空电子设备的不断创新,对性能与功能都将会有着很大的进步。随着技术的不断发展,战争方式也出现了较大的改变,微电子技术在当前的战争技术领域中将会发挥出起不可替代的时代性作用,航空电子设备经历了分立式和组合式,不断的深化和提高。可以想象,在未来随着微电子技术的不断发展,必然促进航空电子系统更加完备,不断地朝着模块化、综合化以及智能化的目标不断地发展。 作者:姜振灏 单位:渤海大学数理学院 电子技术论文:高校实验课程教学电子技术论文 一、提高学生的实验兴趣,增强学生对实验课的重视程度 必须要使学生认识到,电子技术课程作为一门基础课程,是步步依靠实验技术,不断地从实验研究中吸取营养而发展的,电子技术实验课程是阐明电子技术优秀知识,探索新的电子技术设计方法、新的电子技术发展方向和应用方向的重要手段,无论是民间基础技术应用还是国防高科技应用都离不开大量电子技术实验方面的支持。通过电子技术实验课程可以使学生巩固教师上课讲授的基础理论知识,掌握基础的实验操作技能,熟悉各种电子仪器的使用,并且能帮助学生分析和解决日常生活中很多有用的电子技术方面的问题。因此,一定要想方设法引导学生对电子技术实验课程的学习兴趣,激发他们的学习主动性,有目的、有计划的提高学生的综合素质。 二、加强动手能力的培养,让学生肯想、敢想、敢做 动手能力的培养是电子技术实验课程的优秀内容,学生是否能够深刻理解教师课堂教授的理论知识,能否将理论知识转化成为实际操作技能,在以后的工作中是否能跟上形势,在电子技术高速发展的潮流下不落伍,关键就在于在实验课程中的动手能力培养的好坏。因此,在进行电子技术实验课程教学中,一定要反复强调动手能力的重要性,并且在整个电子技术实验课程教学中不断要求学生自己动脑、动手。要让学生进入实验室就开始自己动脑筋思考实验步骤、实验过程,设想实验过程中产生的各种问题,思考问题的解决方法,最终能自己动手解决问题。所以,在电子技术实验课程教学中,教师首先要以身示范,从简单仪器的使用到复杂电子线路的设计,带动学生多动手,多思考,在实验操作过程中及时发现问题,及时纠正错误,使学生能养成勤于思考,敢于动手的良好实验习惯。 三、促进学生对基础知识的理解,引导学生从基础理论方面分析问题 各种实验课程相关基础知识是做好实验的必要条件,从理论课本中各种基础理论知识的教学到各种实验室基础设备、器件的属性、使用方法的教学,都是培养学生学好实验知识,增强实验动手能力的必要条件。在基础理论知识的教学中可以穿插理论知识在实际电子技术应用方面的知识,将各种复杂的使用到或者能借鉴到基础知识的应用进行分析,将书本上的各种符号、器件图标通过实际案例进行讲述,以此把理论知识和实际电路应用进行结合,以大大增强学生对电子技术理论知识的理解,增强对电子技术实验课的兴趣。在实验教学中,将各种基础实验设备、器件属性的讲解,渗透到实验设计中去,培养学生由实践理解理论,使用实验手段多方面应用理论知识的能力。 四、优化实验组合形式,培养学生的团队创造能力 在电子技术实验课程教学中由于学生人数多,分组过大,实验器材不足等原因导致部分学生只看不练成了旁观者。由于电子技术更新迅速,实验手段和实验器材也随之更新,加之市场上的电子技术实验设备大多又很贵,所以,很多高校的电子实验室都存在电子实验器材少,实验设备老化等现象。这导致很多高校的电子技术实验课程教学时学生分组过大,很多学生得不到锻炼的情况出现,最终影响或者达不到实验教学目的。因此,在高校实验课程教学中,除了合理配置实验设备外还应该通过改进实验教学方法,优化实验组合形式来达到实验教学目的。可以通过布置任务、自由组合、团队合作等方法使所有学生都积极主动地参与到实验教学中去,都能动手,都能总结讨论,最终达到实验课的教学要求:既提高了学生的动手能力又培养了他们的团队合作能力。 五、充分利用多媒体教学设备,从多方面改进实验教学方法 现代科技的发展,给课程教学带来了很多便利。在电子技术实验课程教学中引入多媒体教学方式,能大大提高实验教学的效果。多媒体教学手段有如下几点优势:第一,在课前教师可以组织学生观看实验教学视频或者让学生自行通过网络观看视频,熟悉实验基本操作方法和操作流程。实现实验教学的统一规范。第二,在教学进程中可以根据需要,反复对学生播放实验操作视频,如对电子器件的放置方式,线路的布置,仪器的使用等方面分解动作,教师可以详细向学生讲解各个步骤的操作要领,使学生对每一个步骤,每一个动作都有深刻的理解和认识,并且能通过视频来改正自己在操作方面出现的各种不正确和不规范的动作,使学生有据可依。第三,利用多媒体设备还能缓解高校实验设备紧张的情况,随着计算机技术的快速发展,出现了很多虚拟实验室教学软件,为电子技术实验教学带来更大的便利,使学生能在实验室以外的地方动手操作实验,不仅提高了学生的实验兴趣,还大大增强了他们对实验内容和步骤的理解。 作者:胡灿 单位:湖南环境生物职业技术学院 电子技术论文:电子技术档案护理管理论文 1资料与方法 1.1一般资料 本院是隶属于武威市的三级乙等肿瘤专科医院,目前开放床位500余张,临床护理单元12个,特殊护理单元11个,护理人员370人,其中本科学历56人,大专202人,中专112人;副主任护师3人,主管护师29人,护师89人,护士249人。 1.2方法 1.2.1传统纸质档案管理 2010—2011年护理部将所有护士的毕业证、身份证、执业证、资格证复印件按科室装订成册并定期更新,将荣誉证、进修结业证等复印件按类别分别装订成册,并定期更新。 1.2.2电子技术档案管理 2012—2014年护理部按来院时间为护理人员编写档案号,以护理人员的姓名及档案号为名称建立文件夹,将毕业证、身份证、执业证、资格证、荣誉证、进修结业证等各类证件的扫描件以子文件夹形式保存于其中;将护理人员基本情况登记表(包括护理人员的基本信息,学历,职称,家庭情况,奖惩记录,科研及论文情况,每月护理部理论、操作抽考成绩,进修情况等)存入文件夹内,形成电子技术档案。护理部定期或不定期更新技术档案并保留备份。 1.3评价指标 对比分析两组管理方法更新、整理一次花费的时间,资料保存的完整性以及护理管理人员对两种管理方法的满意度。 1.4评价方法 工作人员分别记录更新一次档案所需时间,每月一次;每月统计科室、个人审核资料保存是否完整;采用自行设计的满意度调查表,每季度对护理管理人员进行满意度调查,并汇总结果。 1.5统计学方法 采用SPSS17.0统计软件进行数据处理,计量资料采用t检验,以x±s表示,计数资料采用χ2检验,P 0.01为差异有显著性。 2讨论 2.1节省时间,提高工作效率 在电子技术档案中,可以通过计算机搜索功能,快速查找相关人员的资料,方便护理部对全院护理人员进行培训、考核,同时还可以客观了解护士继续教育以及科研论文等情况。观察组在更新、整理技术档案时消耗的时间较对照组明显减少(P 0.01)。通过电子技术档案,护理管理人员可随时了解护士个人的工作表现及晋升情况,动态掌握护理人员资料,改变了以往因人员资料繁多查询困难的局面,节省了时间、人力、物力,提高了管理人员的工作效率。 2.2资料保存完整 纸质版档案在办公室搬迁、借阅、保存不当等情况下可能会遗失,而电子技术档案管理充分利用了计算机的优点,弥补了纸质版档案管理的诸多不足,使得资料保存更完整。观察组资料保存较对照组明显完整(P 0.01)。护理部对全院护理人员的电子技术档案存有备份,要求科室管理人员对科室护理人员的技术档案也存有备份,保证了资料的完整性,减少了资料遗漏、丢失等现象。 2.3提高管理人员工作满意度 护理部存有全院护理人员的电子技术档案信息,并由专职人员管理,负责完善基本情况登记表,各类证件扫描件的存储,理论、操作考核成绩的录入,并负责定期更新;各护理站及特殊护理单元均有科室护理人员电子技术档案,由护士长或护理组长负责。电子技术档案的实施减少了管理人员整理、更新技术档案的时间,且方便查阅,增加了管理人员与护士、患者沟通交流的时间,提高了护理管理人员工作满意度。表3显示,观察组管理人员满意度明显高于对照组(P 0.01)。 2.4体现人文关怀 护理人员家庭关系的建立便于紧急情况下护理管理人员查找其相关信息,了解护理人员的家庭背景,方便护理部主任、护士长与护士间的沟通,帮助护士解决生活中的困难。对护理人员的人文关怀,可激发护理人员工作积极性,提高护理质量。 2.5节约人力及资源 改变了以往各类证件复印件由各科室护理人员复印、上交护理部、护理部工作人员按类别顺序排列的工作方式,电子技术档案管理由护理人员将各类证件的扫描件通过QQ等方式传至护理部,护理部按技术档案号入册,节省了护理人员复印、上交档案所花费的时间,节约了护理部工作人员整理、更新技术档案的时间,同时也降低了纸张的消耗,节约了人力及资源。 3小结 护理管理是一个持续的、动态的过程,是护理部与护士长及护士共同实现护理目标的活动过程,管理的对象包括人、财、物、时间、信息五大要素。而信息技术的飞速发展也带动了医疗卫生的信息化,护理事业的发展也趋向于信息化。我院护理部充分利用计算机优势,对护理人员的档案实行电子管理,实现了科学护理管理的目标,使护理管理工作更加专业,从而有效推动了基层护理管理事业的信息化发展。 作者:张彦芳 郭玉梅 张晓霞 张王莹 单位:甘肃省武威肿瘤医院 电子技术论文:纳米光电子技术论文 一、纳米光电子的相关概念 纳米光电子主要是研究在所有纳米结构中各个电子以及光子存在的相互作用。将光电子以及纳米电子的相关技术相互结合共同组成了纳米光电子技术。传统的半导体硅并不具备发光的基本功能,但是引进了纳米技术以后,能够发出一种非常耀眼的光,同时开设了一门新兴的纳米光电子。 二、纳米光电子技术的发展 新时代的纳米电子技术能够快速的制作各种单电子存储,同时还可以制作一些非常精巧完美的微电子机械以及电机械系统。随着现代纳米技术的不断进步与发展,集成电路也将成为一种比较先进的半导体器件,并成为了未来发展的新方向。如今的信息社会对于所有使用的集成电路具有的集成度的各种要求也逐渐增高,这就导致人们不断突破尺寸具有的极限途径。在新的社会形势下,纳米电子以及纳米电子光技术应运而生,并成为了半导体科学以及各种工程研究的重要领先技术。光电子技术属于电子技术以及光电子技术的结合体。二十世纪以后,光电子技术逐渐发展,并取得了一定的进步。将光电子技术以及纳米技术巧妙的相互融合最终形成了纳米光电子技术,成为了未来电子技术不断发展的新领域。如今的二十一世纪,也为光电子技术以及纳米光电子技术发展提供了新的机遇。 三、纳米光电子各个器件的具体分类 3.1纳米光电技术探测器 如今的纳米光电技术探测器主要是利用纳米光电子的基本材料进而不断发展而来。这种微型的探测器主要由纳米丝以及各种纳米棒共同组成,例如,超高灵敏度红外探测器等。 3.2纳米发光器件 引进纳米光电子的相关技术并利用纳米光的基本材料,利用纳米光刻技术,最终研制出新兴的纳米发光器件。主要有利用纳米粒子等材料制作完成的一种硅发光二极管,使用各种纳米尺寸制成的可以实现调谐的纳米发光二极管。 3.3纳米光子器件 纳米量子机构以及量子电路等各种集成技术都蕴含着非常深奥的研究内容。例如,利用三维光电子自身的晶体天线,还可以利用光子晶体技术二极管,以及无损耗产生的光电波,光开关等,这些都属于先进的纳米光子器件,在量子保密通信中的各种重要的关键器件,都是利用纳米光子器件完成的。 3.4纳米显示器 纳米显示器主要包括碳纳米管显示器,还有一种碳纳米发生显示器等。如今的纳米电子学还有纳米光子学以及先进的磁学微电子,自身具有的极限线宽都是70nm,这种先进的技术通过几十年的研究就完成了。为了能够在最短的时间内完成新兴的器件,使用单原子具体的操作方式成为重要的研究方向,并且,利用这种先进的技术能够制成计算机,并且能够有效的提升计算机自身的计算能力,甚至可以提高上千倍,但是需要使用的功率只有现在计算机的使用功率的百万分之一。如果使用先进的纳米磁学,计算机具体的信息存储量甚至能够达到上千倍。使用纳米光电子能够提升通信带宽的上百倍。另外,除了以上介绍的各种器件,还可以从广义上分析,纳米器件还有分子电子器件,这种器件无论是在材料上还是在使用的原理上都与上述的半导体量子器件存在较大的差异。 四、结束语 综上所述,以往的各种科学技术为二十一世纪的高科技奠定了良好的基础,并提供了有效的理论依据。虽然,如今的纳米电子技术以及纳米光电子技术仍然处于初级发展阶段,但是,随着各种纳米技术的不断发展,以往传统的集成技术早就已经无法适应时展的新需求,这就需要纳米电子技术以及纳米光电子技术的不断发展,不断满足社会时展变化的新的需求,在新的社会形势下,这种新兴的技术也终将会逐渐普及并改善人们的生产生活。 作者:杨兆国 单位:贵州工程应用技术学院理学院 电子技术论文:学生课堂教学电子技术论文 一、采用启发式教学,促进学生思维能力的发展 根据职高电子技术课堂教学的现状分析,很多学生对学习不感兴趣。为了提高学生学习的积极性,使他们在课堂学习中能主动地对知识进行探究,树立自主学习的意识,教师要从教学方式上进行改进,摆脱枯燥单调的教学方式,运用启发式教学来使学生对知识进行深入思考,提高他们解决问题的能力。例如,电子技术教材中对放大电路工作是否正常的判断,一般是和教材中给出的集成电路各引脚的静态工作电压相比较进行的,如果数据一致,则放大电路正常工作;如果数据不一致,则放大电路工作异常。这种方法在使用时很不方便。如果教师在进行教学时对教材内容照搬,在学习过程中不能有效发展学生的思维,使他们在考虑问题、分析问题时的思路单一,不利于学生创新思维的形成和发展。在教学电子技术理论知识时,教师在学生对知识进行探究时,对他们进行引导和启发,使学生能有效理解和掌握电子技术专业知识,促进他们能力的提高。 二、加强实践教学,提高学生综合能力 职高学生的知识能力不同,他们接受知识的速度也不同,针对学生的知识差异,教师要重视培养学生的电子技术运用技能,让学生多实践,提高他们解决实际问题的能力。在教学过程中,教师可以给学生布置一些创造性的工作,让他们在理论知识的引导下进行动手操作,在深入研究过程中,提高电子技术综合能力。在培养学生的动手操作能力时,教师要把生活中的实际问题引入到情境创设中,提高学生的探究兴趣,使他们积极主动地进行操作,提高学生运用知识的能力,并让他们在操作过程中摆脱思维定势的束缚,发展创新思维。在教学过程中创设动手操作情境,能有效激发学生的参与兴趣,使他们积极地和教师进行知识的探讨,并能让学生在主动探究过程中理解知识,提高对电子技术理论知识的掌握,形成较高的电子技术能力。学生通过动手操作,能深刻理解学习的知识,他们的学习兴趣被极大地调动起来。除了在课堂教学时结合实践进行学习,教师还可以让学生把学习电子技术的场所引申到课外,给他们布置一些开放性的作业任务,让学生积极地开动脑筋,充分运用已有的电子技术知识进行思考和创新,在完成教师布置的任务同时,也让学生感受到了学习的乐趣,体会到了创造性学习的成就感。 三、优化教学策略,有效整合教材内容 由于电子技术发展迅速,学校的电子技术专业教材不及时更换,就会出现教材陈旧的问题。在教学时,教师要根据电子技术发展的现状来对教材内容进行调整,把一些过时的知识内容删除,同时要多介绍一些现代化的先进的仪器的使用方法,让学生学到真正实用的知识,提高他们的综合素质和能力。 (一)突出教学的重难点,提高学生对知识的理解和运用 随着社会的快速发展,对具有高技能人才的需求越来越多。教师在进行教学时要根据学生专业的发展方向,以提高学生的专业技术能力为主,在让学生理解重点知识的同时,要设计相关的实践操作,让学生在手脑结合的状态下获得提高和发展。在以发展学生的综合素质的前提下,教师要明确该课程在整个教学计划中的地位和作用、基本要求、基本内容和本课程与前后课程的联系。在进行教学设计时,教师要综合分析学生的知识水平和接受能力,从学生的角度出发,充分分析、研究课程内容,合理制定授课计划,突出每一章节的重点、难点等教学内容。 (二)精心选择教学内容,激发学生的创新思维 在进行教学时,教师要对教材内容进行有效整合,并运用多样化的教学方式来调动学生的积极性。教师要压缩分立元件电路的内容,删除陈旧的内容;以集成电路为主,结合典型电路讲清基本概念、基本理论和基本分析方法,并着力讲清讲透。重视器件的外特征性和应用。加强课堂练习及典型例题的讲解,提高学生的综合分析与解题能力。学生要想学好电子技术,必须学会分析和计算。我们在授课时对各章节的典型例题的分析、计算内容一定要给予讲解,有利于学生巩固概念,启发学生的思维,使学生熟悉解题步骤、方法及结论的分析,如三极管放大电路的分析与计算,首先要教会学生了解电路的组成,说明各元器件的作用,分析电路的直流通路,从而计算静态工作点;然后学生画出交流通路,求出其动态参量。讲过典型例题后,再出一定量的课堂练习,让学生亲自体会电路的分析过程,形成分析思路,做到学习内容的丰富性、多样性。 四、运用成功激励帮助学生树立学习自信心 自信心在学生学习过程中能起到强大的促进作用,教师要在教学中注意培养学生的学习自信心,用“天生我才必有用”的信念去支持学生、鼓励学生、引导和教育学生,让他们热爱电子技术专业,并能为了提高自己的综合深入探究专业知识。在职高电子技术教学中,教师要让学生从探究简单的问题开始,在学习的过程中体验到成功,并对学生取得的进步进行表扬,激励学生能更积极地进行学习。在学习过程中,教师要注意引导学生树立学习电子技术专业知识的信心,使他们能在自主意识下深入探究知识。 五、结语 总之,要使高职电子技术教学不断完善,需要教师用创新的精神进行教学设计,并不断提高自己的专业知识水平,能灵活解决学生提出的各种专业问题,用教师的人格魅力和专业技能来影响学生,使他们把教师作为学习的榜样,在主动探究意识下进行电子技术知识的学习,通过实践来深入理解知识内容,使学生不断提高专业技术能力,成为高素质的专业人才。 作者:张海山 单位:站北省廊坊市三河市职业技术教育中心 电子技术论文:模拟电子技术教学改革论文 一、目前模电教学中存在的问题 存在的问题1:课程理论性强,概念抽象,章与章之间的内容相互脱节,知识跳跃性大。存在的问题2:教学方式中绝大部分教师仅采用讲授法,缺少理论联系实际,学生接受较困难。存在的问题3:考试方式单一,往往以一张试卷定“终身”,缺少对学生的过程考核和实际动手能力的考核。存在的问题4:实验开设主要是一些验证性实验,缺少创新性实验的训练,对学生的自主动手能力的培养较少,往往是老师讲一步学生跟着做一步,学生不动脑筋,依葫芦画瓢。针对以上存在的四方面问题,本文提出在模拟电子技术的教学内容、教学方式、考试方式等方面进行一定的改革。 二、以CDIO工程教育模式为指导 模拟电子技术是电类工科的专业基础课程,对学生工程素质的培养应该从基础课程的学习开始抓起,而不能仅仅从某几门专业课程学习才重视工程素质能力的培养,工程能力的培养是一个系统工程,应该贯穿于整个大学教学环节中。CDIO,即构思、设计、实施和运作。这是产品开发的四个阶段,让学生主动参与到这几个阶段中,培养其工程能力。CDIO工程教育模式具有大工程理念、注重综合素质的培养、密切联系产业实际和系统的工程教育改革四大特点。模拟电子技术虽然是专业基础课,但是以项目制方式进行授课时是比较容易实现CDIO工程教育模式的嵌入的。 三、模拟电子技术教学内容的改革 模拟电子技术课程教学内容的改革以四大项目的设计、制作为基础,全面覆盖模电的所有理论基础知识,使学生在学中做(Learning-By-Doing),做中学(Doing-By-Learning),理论联系实际,提升学生的工程素质。尊崇理论学习到软件仿真,软件仿真到实物制作的学习流程。四大项目分别为:直流稳压电源的制作与调试、实用助听器的制作与调试、远距离调频无线话筒的制作与调试、温度指示器的制作与调试。项目一:直流稳压电源的制作与调试。项目包涵的知识、技能有:二极管和三极管的识别与检测、桥式整流电路的应用、电容滤波电路的应用、运放构成的比较器的应用、基准稳压电路的分析与检测、小功率直流稳压电源的制作与调试等。项目二:实用助听器的制作与调试。其基本任务是将接收到的微小音频信号经过放大电路、功放推动而提供能量足够的音频信号。项目包涵的知识、技能有:三极管基本放大电路原理与分析(包括共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路)、多级放大器的特点、负反馈在放大电路的应用等。项目三:远距离调频无线话筒的制作与调试。项目包涵的知识、技能有:正弦波振荡电路工作原理,掌握RC振荡电路、LC振荡电路和石英晶体振荡电路的原理和各自的特点,掌握振荡频率的计算方法。了解无线电信号的调制、传输和解调原理及作用。为信号的无线通信原理的学习打下基础。项目四:温度指示器的制作与调试。其基本任务是利用集成运放电路,制作一款温度指示器。项目包涵的知识、技能有:集成运算放大器在分析问题时的虚断和虚短的概念掌握;集成运放的线性应用和非线性应用等。此外,学习并制作完以上的四大项目后,要求学生在若干设计题目中选择一个作为本课程的课程设计,要求学生进行电路设计、PCB板制作、器件的购买与焊接、电路的调试与运行,写出制作文档,并对整个制作过程进行陈述与答辩。 四、模拟电子技术教学方式方法的改革 模拟电子技术的教学很多高校还是采用纯理论教学方法,使得理论脱离实际,学生学习枯燥,缺少兴趣与动力,教师教学满堂灌,事倍功半,效果不佳。采用BOPPPS的教学模型教学并使用LBD的教学方法,采用这样的教学方法的改革会使教学效果明显提高。 1.BOPPPS的教学模型。 BOPPPS是将一堂完整的课程教学分成六个阶段,依序为暖身/导言(Bridge-in)阶段、学习目标/结果(Objective/Outcome)阶段、先测(Pre-assessment)阶段、参与式学习(ParticipatoryLearning)阶段、后测(Post-assessment)阶段和摘要/总结(Summary)阶段。 2.LBD的教学方法。 所谓LBD的教学方法,即学中做(Learning-By-Doing)。以下即对LBD教学方式在模拟电子技术中的基本共射放大电路的教学作一个案例,整个案例分为四步。(1)原理讲述。首先是引入分压式偏置稳定电路的意义和重要性;然后讲述电路构成及各器件的作用,并与固定偏置电路进行比较;依次进行电路的静态分析及静态工作点的分析计算;最后进行电路的动态分析,通过微变等效电路计算电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数。(2)仿真实验。以下仅对分压式偏置稳定电路的电压放大倍数Au进行仿真。(3)实物制作。仿真完成后,要求学生根据仿真原理图绘制PCB板,PCB版电路图,然后购买元器件并焊接进行系统调试运行。最终做出共射放大电路的实物。(4)学结。要求学生对原理学习、电路仿真和实物制作进行总结。同时教师对学生的仿真和实物制作的效果进行评判记载,作为过程性学习成绩。 五、模拟电子技术考核方式的改革 为进一步深入推进课程考核评价方式改革工作,并以此深入推进XX学校的“五大教学改革”。考核方式要从纯理论的试卷考试向学生的能力考核转变,增加过程性考核的权重,削弱期末考试的权重;增加能力考核的权重,削弱理论考试的权重。针对模拟电子技术课程,为进一步提高学生理论联系实际的能力、学习迁移能力和动手能力为目的,改变原有考试方式,即加重学生的过程学习考核权重和加强学生的动手能力的考核为主。课程总成绩由以下四个模块构成:期末理论考试占40%;课程设计实物制作占20%(学生要答辩并提供制作报告);四个项目的过程性检测占30%;平时作业占10%。 六、总结 本文以CDIO工程教育模式为指导,在模拟电子技术教学内容的组织上提出了项目制,并理论联系实际地涵盖了模拟电子技术的所有基础理论和基础知识;在模拟电子技术教学方式、方法的改革上提出了BOPPPS教学模型的课堂应用并结合LBD教学方法,使学生在趣味中学习,实现“教、学、做”的一体化;针对现有考核内容的局限性和考核方式、方法的单一性提出了注重学生工程技术能力和注重学生过程性学习效果的过程性考核为重点,减少期末结果性考核的权重。经过近两年本人在模拟电子技术课程教学的改革实践证明,学生学习效果有了明显提高,教师教学也事半功倍。 作者:包宋建 单位:重庆文理学院电子电气工程学院 电子技术论文:考试模式下模拟电子技术论文 一、考试模式改革内容探讨 为了实现对学生全方位的考核与测试,我们将模拟电子技术课程基本理论、EDA软件设计以及电路实验操作进行综合,形成一套模拟电子考试体系,该体系主要包括基础理论考核、EDA仿真软件设计以及电路实验验证环节。具体考核形式如下:本课程通过测试学生能否在规定的时间内完成本课程主要知识点的电路原理的验证实验。该课程总评成绩的评定是结合综合测试和平时成绩两部分综合考核,各占成绩的50%。其中平时成绩给定方式为划分5个等级,分别为优、良、中、及格以及不及格。考核的内容分别为:上课缺勤率、教学互动情况、课堂作业完成情况、实验内容充实与完整性情况。其中综合测试成绩主要通过理论分析、仿真设计、现场调试操作以及数据测量与分析这几部分构成,最后根据完成电子系统的整体性能给定成绩。具体评分标准如下:1.每个学生需独立完成三个实验和仿真电路的搭建,每个电路原理图5分,完成电路搭建的学生,监考老师会在其上机测试的试卷上进行电路设计打分。2.在理论计算完成之后,根据每个电路原理图,完成相应要求的答题,仿真结果与实验测试结果分别写在测试卷上,其具体评分标准在上机实验测试卷注明。由于本课程涉及知识点多,知识面较广,故对学生在知识的融会贯通能力上要求较高,不但要掌握模拟电路基础理论,还要熟悉EDA仿真软件设计,最后还要熟悉实际电路操作,进行实验验证。 二、课程考试改革体系实际案例 以二级反馈电路设计考题为例,要求针对这一考试题目,学生掌握以下三点:1.掌握放大器基本原理;2.掌握基本放大器和负反馈放大器的放大倍数间的关系;3.掌握负反馈放大器能改善输出波形的原理。考试题目为:(1)当开关放在位置“1”时,请判断此电路中引入的反馈网络是哪些?反馈的信号是直流还是交流信号?是正反馈还是负反馈?哪种组态?对电路的哪些性能有影响?(2)首先,调节静态工作点,设置Vc1=5.2~5.6V,Vc2=4.5~4.8V,当输入电压设置在1~3mV时,分别求出开关放在位置“1”与位置“2”时的交流信号输出与输入的电压之比。(3)观察输入波形的失真并改善:输入信号的频率保持1KHz,逐步增大输入信号Vi,使输出波形出现失真,(Vi=10mV)(a)在无反馈的情况下(但有Rf的负载效应,即Rf与RL并联),记录此时的VO值,观察波形。(b)在上述情况下,接入负反馈回路,观察输出波形。然后增大输入信号使输出也为VO值,观察并比较两波形。通过上述三个问题,学生首先要对电路进行理论分析,综合所学基础理论,对反馈形式进行判定。然后再运用EDA软件,例如EWB软件,对电路进行设计,并完成仿真,得到两个开关位置下的交流信号电压放大比例,同时在实验平台上构建实际电路进行验证。最后,通过EDA仿真手段与实验电路验证组合的方法,结合EDA中模拟示波器与实际示波器输出波形,完成输入输出波形记录,理解反馈电路对于波形失真的改善原理与效果。综合上述操作,进行考试打分。各个子模块都有分值标定。经过三个模块的考核,综合测试学生的基础理论水平、EDA仿真软件设计能力以及实际电路搭建及操作能力。教师则针对新的考试体系出现的新情况、新现象进行总结,进一步提高学生的综合素质与专业水平,使得学生真正能够达到理论与实际结合,甚至能够提出富有创新意义的课程学习思路。 三、结论 经过两轮考试体系的实践,调查结果表明,学生对该考试模式改革的积极性较高,认为其比较符合当代大学生对于考试模式多元化的需求。与传统单一、结果式考试模式相比,该考试体系为过程式模式,更注重学生对于考试细节的领悟,而不是单单去做练习题,需要对模拟电路技术这门课程理论以及该课程涉及的相关技术进行系统的学习和掌握,提高学生的综合能力,使其能够学以致用。 作者:樊启高 沈锦飞 单位:江南大学物联网工程学院 电子技术论文:高压直流输电和电力电子技术论文 1高压直流输电系统的设备及技术应用 1.1高压直流电网的技术发展 欧洲专家介绍了近海岸直流电网示范工程的研究结论,这项研究工作包括近海岸间歇性能源,直流电网经济,控制保护等问题。两个著名硬件设备开发商参与了该项目,完成用于测试控制技术开发的低功率模拟器,并证明保护算法可用于直流电网,开发出了基于电力电子和机械技术创新的直流断路器;另有专家提出了利用有限的直流断路器操作,设计具有故障清除能力直流网络,模拟研究表明使用直流断路器可迅速隔离直流侧电网故障,即可在点对点的电缆方案中使换流器继续支撑交流网络。针对此问题,中国专家发言指出可采用全桥型子模块拓扑结构来清除直流侧故障,实现与电网换相换流器(LCC)相同的功能。德国专家提出了关于采用电压源换流器(VSC)的交直流混合架空线运行的特殊要求,虽然混合运行可提高现有输电通道的容量,但存在一系列挑战,包括利用可控、有效的方式实现多终端的操作管理,交直流系统的耦合效应,直流电压和电流匹配原则以及机械特性差异等。韩国专家提出了用于晶闸管换流阀的新型合成运行试验回路,该回路可向测试对象施加试验用交、直流电压和电流脉冲,并配置了可在试验前给电容充电的可控硅开关,以及为试验回路中晶闸管门极提供触发能量的独立高频电源。 1.2可再生能源的并网 美国专家提出了近海岸高压直流输电系统设计方案的可靠性分析方法,研究了平均失效时间和平均修复时间等可靠性指标,并结合概率(蒙特卡洛)技术来评估风速波动对风电场的影响,且评估不同的系统互联、系统冗余以及使用直流断路器与否等技术方案的能量削减水平,提议将能量削减作为量化直流电网可靠性的指标。为设计人员选择不同的技术方案、拓扑结构和保护方案提供依据。近海岸直流输电换流站选址缺乏相关的标准、项目参考及工程经验,难以给项目相关者提供合理的建议,并且可能会在项目的开发过程中引入风险。挪威专家针对此情况提出了一种从石油和天然气行业经验总结得出的技术资格要求,将有助于更加快速、高效、可靠地部署海上高压直流输电系统。 1.3工程项目规划、环境和监管 哥伦比亚和意大利专家提出了哥伦比亚与巴拿马电气互联优化设计方案,初步设计方案额定容量为600MW/±450kV,经过综合比较,方案优化为300MW/±250kV,400MW/±300kV的双极结构,并使用金属回线作为最佳的技术和经济解决方案。线路长度由原来的600km变为480km,但考虑到哥伦比亚输电系统的强度问题,决定保留原来的输电路线。贝卢蒙蒂第一条800kV特高压直流输电线路项目规划构想了额定参数为2×4GW/±800kV双极结构,直流线路长2092km,连接巴西北部与南部的直流输电工程方案;印尼第一条Java-Sumatra直流输电工程,额定参数为3GW/±500kV,双极结构,直流线路包含架空线和海底电缆,考虑采用每极双十二脉动换流器和备用海底电缆来提高系统的可靠性和可用率;太平洋直流联接纽带介绍了延长太平洋北部换流站寿命的最佳方案,将原有的换流器变为传统的双极双换流器结构,但保留多余的2个换流器阀厅,现以3.8GW/±560kV为额定参数运行。 1.4工程项目实施和运行经验 新西兰和德国专家提出“新西兰直流工程新增极3的挑战和解决方案”,该工程不仅要保证设备能承受较高的地震烈度,保障其在弱交流系统中安全稳定运行,还要设计合理的设备安装地点,以及新建极与原有极的一体化控制保护系统;巴西互联电力系统的Madeira河项目中SanAntonio发电厂对400MW的背靠背中第一个模块及额定参数为3.15GW/±600kV双极中的第一极进行充电,工程因交流系统没有足够的短路容量而延迟工期,后通过安装500kV/230kV联接变压器得以解决。印度的Champa-Kurukshetra±800kV/3GW高压直流工程首次在特高压输电工程中采用金属回线返回方式运行,输电线路长1035km,远期增加容量3GW,双极功率传输容量可达6GW;法国与西班牙东部互联案例中采用双回VSC-HVDC馈入交流网络,研究认为VSC-HVDC是首选的技术解决方案。 2FACTS装置及技术应用 2.1可再生能源并网 丹麦专家开发了多电平静止同步补偿器(STATCOM)通用电磁暂态模型,并基于伦敦Array风力发电厂多电平STATCOM现场测量和电磁暂态仿真结果对比研究进行了验证,仿真结果与现场测量结果比较相符,并显示出良好的相关性。 2.2提高交流系统的性能 加拿大专家提出了用于工程规划的通用VSC模型,开发了基于PSS/E的稳态和动态模型。验证了该模型部分交流侧和直流侧故障,结果表明具有良好的相关性,可在新的工程规划和规范研究中应用。伊朗专家提出了分布式发电并网中基于自适应脉冲VSC的新型控制方法,与另外两种控制方法相比,谐波补偿和电能质量改善比较表明,分布式发电中谐波含量减少,从而减少谐波注入交流网络。“智能电力线路(smartpowerline,SPL)实验研究项目”引入了在架空输电线路嵌入微型变电站的概念。电源交换模块,保护模块和在线监测系统可使输电线路变得更智能,该技术还可以用于管理功率潮流和额外参数测量。 2.3FACTS工程项目规划、环境和监管 印度专家进行了动态补偿装置在印度电力系统的配置及选址研究,以易受故障扰动影响的印度西部地区为重点研究区域,并提出了无功功率控制补偿器的最佳位置和动态范围。 3电力电子设备的技术发展 3.1直流断路器、直流潮流控制器和故障电流限制装置 Alstom进行了120kV直流断路器的开发和测试研究,该断路器包括电力电子元器件,超快速机械断路器,串联电容器和避雷器等重要组成部分,可在5.3ms内开断电流。ABB提出混合型直流输电工程断路器为未来高压直流系统的解决方案,描述了混合直流断路器的详细功能、控制方式和设计原则,混合断路器的优秀部件同样为超快速机械断路器。ABB的专家还提出了低损耗机械直流断路器在高压直流电网中的应用,其可替代混合直流断路器,开断参数最大为10kA/5ms。断路器包含电磁制动器、并联谐振电路,已完成一个额定参数为80kV的断路器样机,并成功通过了开断目标电流的试验。 3.2新型半导体设备和换流器拓扑 ABB的专家提出一种理想的可应用于电力电子直流断路器的功率半导体(bi-modeinsulatedgatetransistor,BIGT),BIGT是同时具有绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和二极管结构的单一元件,额定电压为3.3~6.5kV。 作者:饶宏 李凌飞 许树楷 单位:南方电网科学研究院
整体管理论文:厨房整体设计管理论文 当前,开发者、居住着、设计师、厂家都十分关注住宅厨房使用功能和环境质量问题。厨房是住宅的心脏,是不断提高住宅使用功能的关键部位。 厨房整体设计是指把厨房空间内洗、切、烧三个功能区视成一个有机有序的整体。综合建筑设计、结构、水、暖、电、煤气、设备、家具、机具、部品、装修等各个方面,按统一的设计目标、设计标准、设计规范共同完成的设计。 我国城市住宅厨房设计应解决好如下问题,诸如:工序流程合理,空间大小比例与设备、机具、部品尺寸协调,合理就位;使用安全与清洁卫生;设备管线走向、接口、就位;维修方便;设备管线与家具柜体合理贮存;厨房物品标准化等等。而要解决这些问题必须立足整体协调,共生共存的原则来综合考虑整体设计是一条出路。 整体设计所要遵循的基本原则: 1、首先要优化厨房、餐厅在住宅单元内的合理位置。实现各种行为空间的分离,安排好各行为空间的合理关系。 2、要有与住宅户型相适应的厨房净面积。 3、合理配置厨房家具。 (1)、配置原则 厨房是按炊事操作流程布置家具。达到使用方便,减轻减轻烦琐劳动的目的。还应根据每户不同的建筑面积标准提供储存体积。 (2)、厨房家具的布置及尺度要按人体功效学的原理进行设计。一是根据人体高度确定厨房家具的尺寸及安装高度。二是根据人在厨房内的活动路线确定厨房储物存放的合理位置,作为家具设计的依据。 (3)、房家具设计要标准化、系列化,为厨房家具生产的工厂化、商品化创造有利条件,并且要有互换性。 (4)、在设计厨房家具平面布置时,要考虑建筑施工误差,设计上要 留有调节余地。 (5)、厨房家具要考虑与设备的安置关系,管线区煤气表设在操作台或灶台下,柜体需做特殊处理,洗涤池台下水与下水立管交接处均需做特殊处理。 4、各种管线综合原则及设计要点 (1)厨房各类管线应合理集中组织。厨房内设置管线区和水平管线区,管线避免随意穿越。 (2)对安全、卫生、防火、防干扰有影响的管线应采用可靠的防护措施,相对集中,要确保安全使用。 (3)管线区面积要紧凑,并使管线区尽量布置在内墙角处以减少管线区占有使用空间。立管一般位于靠外墙角,外线进入长度短,经济,一般上下水、煤气集中布置,立管道要集中在一合理的位置上,并尽可能紧凑布置,为家具布置创造最大的使用空间和最为有利的条件。水平管应尽量隐蔽,厨房上下水立管设置要尽量靠近卫生间一侧,厨卫分散设置的情况下厨房上下管与卫生间连接时,应尽量少穿厅,尽可能在小过厅顶部走 (4)应就近敷设多工序需要的设备管线,可以方便使用,提高效益,为洗涤区服务应直接有供水和排水系统,为烹饪区服务应直接有燃气和排污气系统。 (5)节约管线,减少敷设长度,保证流向畅通。 (6)管线走向方位和接口位置,应避免穿越设备和柜体。 (7)管线及表具明设时要做幕板遮蔽,以保护其免受污染和损害,也有利室内观瞻。 (8)应选用轻质耐用,占空间小,安装维护方便的管材;以及计量准确、方便安装和抄表的表具;还有带可燃气体报警器的排油烟机等等,以保证管线气流良好运营,保证供应。 (9)各类管线按不同综合设计目标统一设计,同步施工。 (10)电气设计 除顶部照明外,应考虑局部照明。可在操作台上方加设局部照 明,与吊柜结合设计,需设三个插座,一个为排油烟机的使用,设在灶台的上方,距地1800-1900米高,另两个可设在台面上方,可给微波炉或消毒碗柜使用。 厨房整体设计目标。是居住质量标准和设施配置标准应达到的水准的具体体现。基本目标是安居工程要达到的目标。它包括如下内容:1.具备洗、切、烧三部分功能区,流程合理,各部分要满足低限操作长度。2.管线系统合理集中,,设置垂直管线区和水平管线区。3.具备竖向或水平向管道式排污系统,减少空气污染。4.各部分协调运作,保证供应,安全可靠。 多档次的小康目标是为小康住宅而建立的目标。该目标是在基本目标的基础上还要达到:1。管线综合设计规范化。2。厨房设备家具、构配件、部品等各类产品生产产业化、优质化。3。各类产品具有配套性、多样化、互换性、系列化。4。主体工程、设备家具、部品、装修等一体化,一步到位。 随着国民经济持续稳定的发展,人们生活水平的提高,现代生活节奏的加快,厨房电气产品的不断推出,食事操作社会服务化等等,势必带来物品种类数量和贮物方式的新变,为此柜体贮物整体设计要具有超前性,顺应社会发展需要。 整体管理论文:楼宇智能化整体管理论文 摘要:本案例分析中的交通大厦位于广东省某市中心,楼高24层,建筑面积为40000平米,在主楼两侧各有3层高的裙楼,楼主体为中心对称结构。其交通指挥中心位于顶楼,5至23层为办公室,4层为餐厅,1至3层为集中办证营业大厅。地下分三层;一层为拥有260个停车位的地下停车场,二层为机电设备间,三层为战时防空所,平时为杂物储藏室。 关键词:楼宇智能化BMS布线系统 随着我国人民收入的健康发展,对西部地区的开发,我国城市化的进程在逐步加快,伴随城市化进程的加快,高层楼宇的智能化成为了自动控制领域内又一个新的亮点。但是从我国涉足楼宇智能化这一行业开始到现在,国内将近80%的高层楼宇智能化工程是采用国外的监控组态软件做上位平台。本人从事楼宇智能化工程将近8年,分析其原因主要有两个方面:一是国外的软件(如EXCEL5000、WINCC等)在使用的时间上比国内的软件长,它的稳定性和功能要优于国内的软件;二是国外的软件都有自己的硬件集成产品,它的软硬件能够很好的结合,而楼宇的智能化工程存在高投入的风险(一般占到土建成本的5%左右),所以国内软件在高层楼宇的智能化工程上很少被采用。但是实际上由于楼宇智能化系统属于一个滞后系统,控制精度不象过程控制那样要求很高。从工程成本方面考虑,在与开发商达成采用国产软硬件打造国内智能化楼宇工程的共识后,我公司向开发商提出了下面的解决方案。 本案例分析中的交通大厦位于广东省某市中心,楼高24层,建筑面积为40000平米,在主楼两侧各有3层高的裙楼,楼主体为中心对称结构。其交通指挥中心位于顶楼,5至23层为办公室,4层为餐厅,1至3层为集中办证营业大厅。地下分三层;一层为拥有260个停车位的地下停车场,二层为机电设备间,三层为战时防空所,平时为杂物储藏室。 交通大厦的主要功能: 集中管理市区内的机动车量; 对发生重大交通故障和车辆高峰时的路段进行统一调度管理。 一.交通大厦的系统集成模式 在国内对整个智能大厦的集成还没有一个统一的定论,目前大型公共建筑BMS系统集成主要采用以下四种模式: 1.以接点方式进行系统集成、2.以串行通讯方式进行集成、3.以建筑自控系统BA为平台进行系统集成、4.基于子系统平等方式进行系统集成。第一种集成方式是系统集成最初的手段,现在BMS集成当中很少应用;第二种方式由于采用串行通信在通信速度上过慢;第三种集成方式存在很大的缺陷,BAS系统是一个相对封闭的体系,缺少向上开放的能力,与其它子系统的接口设备和接口软件局限于特定产品因此系统集成能力有限,并且维护、升级成本过高。BAS与BMS捆绑过紧一旦BAS出现故障,BMS也就宣告瘫痪,失去正常工作能力,不能管理和监控仍正常工作的子系统。 针对用户提出的使用要求和遵照系统集成的5大原则,我公司采用了基于子系统平等的集成方式。 整个交通大厦按用户提出的功能要求可集成为并行的两层结构。由交通大楼的OA和CN构成综合通信平台,交通信息通信,报警系统等组成的综合业务信息管理自动化系统。(MAS);由与楼宇管理相关的系统如:BA、FA、SA等单独构成基于楼宇物业管理的楼宇管理系统(BMS)。集成后的系统如下图所示,其中OA的5个子系统与CN的6个子系统由MAS协调管理,BA的7个子系统和物业管理网络由BMS管理,两者的数据库可以根据权限与需求互联。 二.交通大厦布线系统 整个大厦中的MAS系统采用综合布线系统作为传输介质的子系统(超5类和6类混合布线结构)。 1.根据用户需求分析,交通大厦智能化系统主要包括:配电设备监控、机电设备监控、火灾报警、有线电视、保安自动化、广播音响、信息通信与计算机网络等子系统。从理论上讲,综合布线可支持以上各种子系统的信号传输,几乎覆盖所有的弱电系统。但在实际应用中,设备监控系统主干网络拓扑结构一般为总线型,而综合布线为星型拓扑结构,该系统如采用综合布线则双绞线长度要增加许多;有线电视系统采用光缆可以传输射频信号,但要增加适配器,系统可靠性降低,其投资也比同轴电缆贵;闭路电视监控系统中视频信号的传输如采用UTP,其屏蔽性能比同轴电缆差,采用FTP,其价格比同轴电缆贵,且电源线也要另外敷设;火灾报警系统主要为总线型结构,也存在上述原因,且目前有关规范规定火灾报警线路不能和其它线路共用和共管敷设,由于管理体制的原因更不适合采用综合布线;广播音响系统输出电压为70~120V,如采用综合布线就存在电缆过电压的问题,这部分系统也不适合采用综合布线。所以,最适合采用综合布线传输介质的系统是MAS(通信与计算机网络系统)。 2.综合布线设计等级 综合布线设计等级分为基本型、增强型、综合型。结合用户对语音和数据设备使用的需求,并考虑未来10~15年的发展,本大楼采用综合型设计等级,用光缆和UTP混合组网。 3.水平工作区及设备间连接设备的设计方案 方案一:选用超五类产品,能支持100Mbps以太网、1Gbps以太网的要求,并支持到桌面的550MHz宽带视频传输的需要,并为未来的升级提供了方便。由于数据传送的瓶颈主要在数据共享设备和网络交换设备,因此,水平工作区及管理间的连接设备采用超五类产品。另外,还在每层楼中设置少量光纤到桌面的信息点,其主要分布在综合会议室,指挥中心,网络中心及重点办公室。此方案非常适合那些希望投资最少但同时要保证用户性能的系统,即网络成本要求比网络带宽更重要的场合。 方案二:选用传输频带更宽、传输速度更快等传输质量更好的六类产品,同样在每层楼中设置少量光纤到桌面的信息点。六类布线的带宽和传输速率远远高于五类电缆的指标(能支持1.2G/2.4GbpsATM以及1.0Gbps千兆以太网的应用,数据传输速率比五类电缆快5--6倍)。六类布线与基于光纤媒介的垂直干线一起使用,为高带宽应用程序提供完全的端到端布线解决方案,具有很强的超前性,特别适用于未来网络的扩展及升级,减少维护费用,但缺点是价格较高,本方案投资比方案一多35%、约增加180万元。 经与甲方对实际需求和工程造价的进一步商讨,在本系统中采用超5类和6类混合布线的结构。 4.数据垂直干线方案 由于各楼层采用了速率较快的网络交换机,这些不断增加的网络负载超出了大对数双绞线的容量范围,为支持千兆以太网及未来更高数据速率的应用,数据垂直干线采用多模光纤。多模光纤的光耦合率高,纤芯对准要求相对宽松;当弯曲半径大于其直径的10倍时不影响信号的传输,是符合IEEE802.5FDDI和EIA/TIA568标准的主干传输线缆;能够支持大楼内超过100m传输距离的计算机网络和需要高带宽的高速网络传输应用,确保目前和今后网络系统的需求。 语音系统:虽然现在语音系统已不仅仅是传统的电话业务,还有ISDN等多种业务,但是采用超五类大对数铜缆已完全可以满足未来10~15年通信技术的要求。因此,语音垂直干线采用超五类大对数铜缆。 5.信息点配置 信息点配置主要依据综合布线设计规范、业主对语音和数据终端设备需求及考虑一定信息点预留量来确定。 参考国内部分交通管理大楼综合布线信息点使用情况,指挥中心办公用房、1—3楼办公大厅为5~6个信息点/10m2,网络中心为7~8个信息点/10m2,一般办公场所为3~4个信息点/10m2,对于该楼内目前用途不明的区域,根据其具体位置,分别按基本型设置和增强型设置。本楼共约5896个信息点。其中语音点2531个,数据点3365个,光纤到桌面点156个。 6.主要设备配置 目前,国内外生产综合布线的产品型号较多,主要分为三大派系产品:欧洲,北美、中国内地及台湾产品。甲方在我公司推荐的设备中选择了美国西蒙公司的产品。 具体配置如下:各工作区子系统中语音系统、数据系统均采用六类信息模块,可以用于传输速率达100MHz的网络环境中。语音系统、数据系统同时采用六类信息模块的目的是两系统可以互为备份,提高了系统的灵活性和扩展性;水平子系统中数据系统、语音系统均采用6类4对双绞线,光纤到桌面信息点采用8芯多模光纤(其中两芯备用);垂直子系统中语音主干采用50对超五类大对数电缆,数据主干采用24芯多模光纤;管理子系统主要采用机柜安装方式,即将语音配线架及数据配线架都安放在19英寸标准机柜内(语音系统采用机柜式配线架,数据系统中采用光纤配线箱用于主干配线的端接,24口六类配线架用于水平配线的端接)。 7.光纤监测:在本工程的光纤监测中采用卡式OTDR仪表和光功率仪,光开关监测,在被测光纤输出光功率太强影响测试结果时,在光纤测试链路中自动接入光衰耗器(例如DB-2900),以得到准确的测试结果。 监测站的光功率仪对被测光纤的光功率进行监测采集,并将采集的数据传报到光功率控制单元,光功率控制单元对监测的光功率数据进行比较分析,将超过报警门限的光功率数据传送给监测中心。监测中心对各光功率仪传送的数据进行比较、分析、统计,对发生超门限的光功率变化进行告警、统计,判断出故障的光线段,自动快速地启动监测站的光时域反射测试仪(OTDR)和程控开关(OSW)对发生故障的光缆进行测试,测试后的曲线数据上传到监测中心。监测中心将测试曲线与参考曲线进行比较分析,确定故障点的位置,类型和告警级别,可采用多种报警方式。 三.交通大厦(BMS) 楼宇智能化管理系统(BMS)实现了对大厦设备总体运行的综合管理。对BAS系统采用了控制网络,现场总线两级控制网络结构,结构图如下所示。 在监控中心和下位各节点上选用北京华富惠通技术有限公司自行开发的通用监控组态软件controx2000(开物),作为监控平台。 在控制网络采用TCP/IP协议进行数据传输。对下位的现场总线采用Lonworks和MODBUS标准通讯协议。控制网络通过TCP/IP协议连接系统数据服务器,监控操作站等计算机系统,用于对现场设备的监控,数据采集汇总处理和存储。由于Lonworks器件的价位过于昂贵,从节省工程成本的方向考虑,现场控制总线采用Lonworks和modbus两种总线结构。对于参与对现场设备进行控制和调节的数字式直接控制器(DDC),智能仪表,执行器等。采用Lonworks现场控制总线进行连接。对于只在监控中心显示而不参与控制的电量参数和各设备运行参数,采用MODBUS进行连接,上传采集数据。在控制网络和现场总线间采用台湾巨腾公司的网络连接器(OPENPLC)进行连接,实现现场数据的上传和上位操作指令的下传。 对于安防系统,消防系统,电梯管理,下位的控制器等子系统的连接主要是通过各种软件(OPC,ODBC)和硬件(串行,集线器)接口进行通信连接。由通信接口把整个大厦的消防,安防,配电,给排水,电梯,中央空调,能耗统计等子系统连接到一起,通过数据交换和联网通讯,进行统一综合管理,使整个大厦高效合理的运转。 对交通大厦BA运行监控功能简介如下: 在交通大厦BA系统中,主要包括:供电部分(高低压变电、交流低压配电、直流供电);机电设备(中央空调、给排水、电梯、照明);消防系统;安全防卫系统;空气质量检测;停车场管理;能耗监测统计系统。按监控节点进行划分,可分为如下9个节点。 1.供配电监测: 1).高压侧检测项目:高压进线主开关的分合状态及故障状态;高压进线三相电流检测;高压进线ABBCCA线电压检测;频率检测;功率因数检测;电量检测;变压器温度检测;以上参数送入供配电系统监测节点中,由系统自动监视及记录,为电力管理人员提供高压运行的数据,便于管理及分析。监视主开关的状态,发生故障及时报警。监视大厦的用电情况。负荷的变化情况,便于管理人员分析。 2).低压侧检测项目:变压器二次侧主开关的分合状态及故障状态;变压器二次侧AB、BC、CA线电压;母联开关的分合状态及故障状态;母联的三相电流;各低压配电开关的分合状态及故障状态;各低压配电出线三相电压,电流,电量,谐波电压,浪涌电流,功率参数;中央控制室楼宇自控系统的显示器上以图形的方式模拟出了供配电的系统图和电力分配拓扑图,如果供配电系统中有什么问题,管理人员可立即发现,并很快确定故障位置,从而及时处理问题。controx2000(开物)软件可对采集的各电量参数进行分析和判断,对即将发生故障的元器件和线路进行预报警,在上位做出反应并下传,对要发生故障的元器件采取有效的保护措施。对发生故障的元器件有画面自动锁定的功能,并进行语音元器件号提示。对以上的监测内容用表格的形式在监控主画面上进行显示,并能进行存储,打印,存储的模式可进行选择:定时(存储的周期可人工设定);过滤存储(对每隔一定时间连续存储的电量参数进行判断,如无超常变化,则存入定时连续纪录的最后一条纪录),如这段时间内电量参数有异常偏差变化,则整段记录会被完整的保留,以供分析判断用。这样可以减少电量参数的数据库容量,优化监测系统的运行时间。 一般在上位对电力设备都是只监不控,但当发生紧急事件时,在上位要提供对电力设备的操作接口。电力监控节点在上位进行电力元件的操作时,要具有很高的权限,在操作每个元件时都会有提示画面弹出,并有被操作元件的语音开关号提示,使操作人员作出进一步的判断。每次的操作对操作人员的工号和操作内容都有记录且记录为只读文件。 当大厦负载的用电量发生变动时,上位监测节点可根据采集的电量参数调整变压器的投切台数,节约电能,缩减大厦管理成本。 由于高低压配电间采用无人监守模式的方式,故在高低压配电间内接入4---6路视频信号,当发生火灾时可对其进行实时监视,有助于灭火工作。此项功能的实现可借助开物软件具有国内先进的视频画面显示插件单元(在监控的模拟主画面上可有一个或多个时实的视频小画面时实监视被监控对象)。 3).应急发电部分:通常为避免正常外部电网供电出现问题,造成大厦停电,因此大厦内选用柴油发电机作为备用电源。在故障时由柴油发电机供电,保证消防设施、电梯、应急照明等设施的用电。交通大厦的配电自控系统对发电系统及切换系统并不进行控制,但为保障应急发电装置正常运行,楼宇自控系统对一些有关参数进行监测,如油箱油位,各开关的状态,蓄电池电压,发电电流,电压,频率等。 4).直流供电部分直流蓄电池组的作用是产生直流220V、110V、24V直流电。它通常设置在高压配电室内,为高压主开关操作、保护、自动装置及事故照明等提供直流电源。为保证直流正常工作,楼宇自控系统监视各开关的状态,尤其要对直流蓄电池组的电压及电流进行监视,及记录,若发现异常情况及时处理。由于供配电系统的参数是只监不控,因此使用KMC公司的KMD-5210网络控制器,配用KMD-5220输入卡最为合适。这样的配置最多可有128个输入点,并且其输入的A/D转换可达16位,因此可以非常精确的采集数据。它还可存储256个报警、96个曲线记录。它的输入卡的每个输入点可通过软件及拨码开关任意改变,可设定为DI、0-5V、4-20mA等等。KMC公司还提供各种各样的电量转换器或变送器,如电压变送器、电流变送器、功率变送器等,它们将电量信号转换为标准信号,如0-5V、4-20mA,便于DDC接受。 2.中央空调,通风系统的监控: 在交通大厦机电设备中,中央空调是第一用电大户,对中央空调的监控最终目标是在保证中央空调稳定运行的前提下,实现真正意义上的节能控制。从节能和环保方面考虑,中央空调的工作模式采用变频。Controx2000在国内的监控组态软件中是现今唯一一个能够实现真正意义上位软逻辑功能的软件。对于一个很复杂的被控对象在上位组态中使用专家算法,来提高控制精度,达到满意的控制效果。 在交通大厦机电设备监控中,对中央空调的控制采用DDC控制器(辅助备用)和上位软逻辑(采用模糊控制)混合应用的方式在不增加其他任何硬件成本的前提下来实现它的节能控制,降低大厦中央空调的能耗。交通大厦的中央空调系统在投入运行后,可实现节电40%的性能指标。 对中央空调的监控,可分成两部分:中央空调的水循环系统,中央空调的空气调节系统。 对中央空调系统的水循环调节主要包括,冷冻(热供)水泵,冷却水泵的变频监控,启停监控,故障监控;对冷却塔的启停,故障等项的监控;对出入水蝶阀工作状态的监控;对供冷,供热等参数的监测和调节。对中央空调的空气调节主要包括:对风机,盘管,送(回)风门开度状态的监视和调节,对过滤网工作状态的监测,对加湿器的工作状态监控和调节。 对这中央空调水循环系统和空气调节系统的上位控制主要是依靠采集现场的温湿度,空调运行的设备参数,在上位经过开物的软逻辑单元模块的计算后把控制数据下传给DDC控制器或PLC进行设备调节以达到节能效果。 对通风及排烟系统(包括厕所楼顶排风系统、地下机房、人防及地下车库送/排风系统以及空调新风进风系统、放烟系统、排烟系统及加压送风系统)采集每个风机的运行状态,故障状态,以便进行集中的监视。 3.给排水系统: 从节能方面考虑,给排水系统采用变频工作模式。 对给排水的监控主要是对给排水系统的工作参数进行采集,监视给水池,排污池的水位高低,管网的流通状况(堵塞、泄漏)。污水过滤网的状态,水泵的工作状态和故障状态等,以保证设备的正常运行。在上位对排污和给水,能够进行紧急控制,在发生管网泄漏和污水堵塞的情况下能够判断出明确的事故位置。保证维修工作的快速进行。 4.电梯集群管理系统 交通大厦的电梯交通系统采用6台三菱电梯。通过通讯接口与电梯控制系统联网,来实现对电梯的集群管理。对电梯的集群管理主要是显示电梯的运行状态,故障状态,电梯运行时的楼层号显示,电梯的启/停控制,累计电梯运行时间对到达指定时间的电梯自动提示维护信息,在发生火警时电梯要求与消防联动停在首层(消防电梯出外)。 5.照明系统的监控: 照明系统在大厦的用电设备是仅次于中央空调的第二用电大户,对照明系统的集中监控在保证照明稳定可靠的前提下还要考虑它的节能性。 交通大厦的照明可分为三类:办公室照明、公共区域照明、泛光照明。办公室照明指通常房间内的照明,这部分照明所用的电量是照明系统中最大的。公共区域照明指走廊、过道、楼梯间、车库等区域的照明,包括应急照明。泛光照明指为了大厦的美观,在晚间照射大厦外观,使大厦在晚间呈现出色彩斑斓的照明。 1).办公室的照明节能控制:在交通大厦的灯光节能方式上采用灯光的调光控制。根据自然光的亮度,来调节灯光的亮度。KMC公司的PSR-1型感光电阻可感应自然光的亮度,然后转换为4-20mA信号,将其传送给DDC控制器,DDC控制器处理该信号,再输出控制信号给调光器,从而调节灯光亮度。这样即可以使光线柔和,为房间内人员创造一个良好的视觉环境,又可以节约能源。同时在每个灯排上安装红外电子眼对灯下的人体进行检测,如果在一分钟内无人进入它的感应范围,则开始把亮度调小直到10分钟后如仍无人进入感应区域,灯自动关闭。 2).泛光照明的控制:在交通大厦的楼下,安装了50个不同颜色的射灯。照明监控节点采用定时开关的方法控制泛光照明。在上位监控系统中制定时间表,每天晚上7点开灯,凌晨3点关灯;在上位的控制表内可以人工设定开哪些灯,不开哪些灯;节假日怎么开灯等等。这些方案存储在上位监控节点的数据库里,管理人员可随时调整这些方案。 3).公共区域照明的控制:公共区域包括走廊、楼梯间、车库等区域的照明的控制方法采用定时控制法。既在下班后除保留必要的值班照明外,其它的照明应关掉,以节约能源。照明的控制采用KMC公司的KMD-5801控制器,它可独立运行,也可通过Peer-to-Peer方式连成网络。它有8个通用输入通道,8个通用输出通道。一个这样的控制器可控制多达8个照明开关点。 6.城轨交通环境的空气质量监测: 交通大厦的1到3层是证件集中办理营业大厅,对于这样一个人群流动量大的公众场所,对它的空气质量检测是尤为重要的。营业大厅环境的监测主体是空气中的CO2浓度,空气的温湿度,在人员流动最多的2层加入可燃气、硫化氢、一氧化碳、氧气等四合一的气体监测仪表,对有毒气体进行监测。仪表选用日本新宇宙的XP—30211E。当空气环境发生异常时经上位采集并确认后做出不同的反应:启动通风机,吹入氧气等等。 7.停车场管理系统: 停车场管理系统也是大厦保安自动化SA系统的一个部分。在地下停车场的收费中心设置一台停车场管理操作站,其上运行BAS的停车场监控系统,它是一个完全图形化的软件系统。在系统集成设计中,停车场操作站与BAS中央操作站的停车场管理节点在同一级网络EthernetTCP/IP上互连。 整体管理论文:飞机机翼整体壁板管理论文 摘要:机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术是当今世界航空制造业中的先进高技术之一,机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型涉及到计算机辅助产品三维造型技术,计算机模拟及仿真加工技术。在国内首次并成功地将开发的机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术用于某新机机翼整体结构复合壁板加工。从加工后的机翼整体结构复合壁板测量数据分析,加工精度已达到国际先进水平,从加工过程来看,加工效率已接近国际先进水平。 随着飞机性能的不断提高,对飞机机翼的气动和结构要求越来越高,而且随着市场多元化的发展,进一步的降低制造成本,使产品更加有竞争力,使许多飞机制造商面临的主要问题。 在国内发展的一种新型飞机上,为了进一步的降低飞机的结构重量,减少装配工作量,采用了更新的飞机机翼整体壁板的设计思想。它集变厚度蒙皮、长珩、梳状接头、口盖、横向加强肋与一起,形成新型的飞机机翼整体壁板。 因为零件尺寸的限制,只能选择我们公司相应尺寸规格的机床进行加工。为了提高加工效率,在实际生产中正面我们采用五座标功能加工零件行腔。粗、精加工一次装夹完成。为了减少加工过程的零件变形,我们采用了高速分层加工方式;槽腔加工采用对称、分散的加工方式,尽可能的减少加工过程造成的零件变形。 由于该零件的材料利用率较低,切削过程会产生大量的切屑,在加工中选择合适的刀具,以及相适应切削参数对加工效率和零件表面质量以及控制零件变形有着重要的意义。 加工的刀具要考虑较多的因素。首先,采用的铣刀刀盘几何形状要适应曲面加工,要具有良好的切削性能及排屑和断屑性能,主要要适应壁板内型面的加工要求,这对于刀具干涉是很重要的因素。在选用刀具时,不仅要根据机床主轴的功率、转速,零件材料及刀具和刀片的有关切削参数作计算,而且更进一步要根据后述的仿真加工将其刀片及刀杆和机床主轴进行仿真和干涉检查计算,以进行综合考虑。如果刀具干涉,必须修改刀具方案及加工方法等,也就是最后确定的刀具必须在仿真和干涉检查验证没有问题后才能确定。在机床功率、铣头转速范围和机床刚性足够的条件下,在仿真加工采用不同直径刀具进行计算,尽量采用大直径刀具以提高加工效率。因为此零件需要进行较大的余量去除,所以选择的切削速度较高。高速切削刀具不仅在耐用度和可靠性方面比常规加工有更高的要求,在刀具系统的安全性方面也有特殊的要求。所以我们和山特维克公司合作,在加工T型筋区域时定制了专用的T型铣刀。为了适应高速加工的需要,考虑到制造成本,一般的铣削我们选择机夹式立铣刀,特殊区域的立铣刀我们选择了整体粉末冶金高速钢刀具。 典型的加工参数如下: 理论外形面我们采用五座标行切形面,粗、精加工一次完成,在行切到接近理论外形时采用一定的方式,保证机翼外形正确。 由于零件比较大,制造夹具得费用也比较高,且周期也来不及。为此,我们采用无铣具得加工方式,并且这种方式也有利于加工过程的变形控制。这样大的零件,在加工过程中采用无铣具的装夹方式,零件在机床上正确放置和压紧,对零件的变形控制和最终尺寸的保证都是十分重要的。需要考虑压紧位置和机床运动的关系,还要考虑尽可能的减少零件的毛料尺寸。 机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术是当今世界航空制造业中的最先进高技术之一,机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型涉及到计算机辅助产品三维造型技术,计算机模拟及仿真加工技术。对机翼整体结构复合壁板的合理加工工艺方案,装夹定位技术,加工方案配以合理的刀具和切削参数,可以说,每个环节和涉及到的技术都是新技术问题。我公司有关技术人员经过不懈的艰苦努力,作了大量的基础和开发工作,首次并成功地将开发的机翼整体结构复合壁板一次数控加工成型技术用于某新机机翼整体结构复合壁板加工,为国内制造厂首次机翼整体结构复合壁板全套采用数控加工。从加工后的机翼整体结构复合壁板测量数据分析,加工精度已达到国际先进水平,从加工过程来看,加工效率已接近国际先进水平,为国内技术领先水平。该技术的开发成功,具有很好的社会和经济效益,并且对整个航空制造行业的技术进步,提高我国航空制造业的市场竞争力都有着重要的意义。 整体管理论文:企业会计整体效益管理论文 【摘要】文章从战略管理会计和传统管理会计的比较谈起,就战略管理会计实行的必然性和可行性以及在我国实施的制约因素三方面进行了充分研究。 一、战略管理会计与传统管理会计之间的差异分析 战略管理会计是以实现企业价值最大化为目标,灵活运用多种技术和方法,搜集、加工、整理与企业战略相关的各种信息,协助企业管理当局制定战略目标,进行战略规划,评价战略业绩的一种新型的管理会计系统。战略管理会计是对传统管理会计的发展,它与传统管理会计有明显差异。 (一)研究对象不同 从管理会计研究对象的范围上看,传统管理会计是内向型的财务信息系统,服务于企业的内部管理,致力于企业内部信息的收集、分析和各种指标的纵向比较。它所提供的只是单个企业自身的绝对数据,而不是企业在市场中的相对优势。而战略管理会计是外向型的综合信息系统。它围绕本企业、顾客和竞争对手形成的“战略三角”,向管理者提供关于本企业与对手间竞争实力的信息,以保持和加强企业在市场上的相对竞争优势。 (二)主体及目标不同 传统管理会计所提供的信息只对促进企业进行近期经营决策、改善经营管理起到作用,注重的是单个企业价值最大和短期利益最优。 战略管理会计着眼于企业的长期发展和整体利益的最大化,以最终利益目标作为企业战略成败的标准,而不在于某一个期间的利润达到最大,将传统管理会计带入了一个新境界。 (三)信息范围不同 传统管理会计研究的是财务信息,很少涉足其他种类的信息,因而它是不够完整、不够充分的。 战略管理会计将信息的范围扩展到各种与企业战略决策相关的信息,其中包括货币性质的、非货币性质的;数量的、质量的;物质层面的、非物质层面的,以至有关天时、地利、人和等方面的信息。信息来源除了企业内部的财务部门以外,还包括市场、技术、人事等部门,以及企业外部的政府机关、金融机构、中介顾问、大众媒体等。 (四)应用的方法不同 传统管理会计的方法是非常有限的,仅限于对财务指标的计算,如预测分析、决策分析、预算编制、控制、业绩评价及考核方法等。而战略管理会计则是在此基础上从多方位、多角度来进行综合分析和研究,其应用方法是多元化的。从而可以综合研究、全面分析,做出正确的战略性决策。 正如管理会计是对成本会计的重大突破一样,战略管理会计不是管理会计的一个分支,而是对传统管理会计的一次重大变革。传统管理会计将管理会计方法引向工业界、商业界和学术界,而战略管理会计则是将工业界、商业界和学术界带入信息社会和知识经济的时代。 二、企业实行战略管理会计的必然性分析 (一)战略管理会计的实施是市场竞争的结果 由于我国的市场经济体制尚不成熟,目前正处于产业重组、调整的关键时期。在这种形势下,如何顺应历史的潮流、选择正确的发展方向、制定适当的经营战略,成为企业管理上亟待解决的一个问题。而传统的管理方法在这方面往往是无能为力的。在这种激烈的竞争环境下,企业要想能够生存和发展,就必须站在战略的高度,进行科学管理,制定适当的经营战略,取得卓越的竞争优势。 (二)现代企业制度的建立为战略管理会计的实行提供了可能性 随着现代企业制度的推行,企业可以在法律允许的范围内,自主决定其投资、生产、经营、管理等各方面的问题,这就为战略管理会计的实行提供了可能。也就是说,企业有权适时地制定自己的经营战略,并贯彻执行。这是战略管理会计实行的必要前提。 三、企业应用战略管理会计的可行性分析 (一)信息网络技术提供了强大的技术支持 技术的进步,尤其是信息技术、电子计算机的普及应用,使得信息的收集、整理、传递成本大大降低,从而为战略管理会计的应用提供了强有力的技术支持。企业可以轻松自如地搜集和交流经济信息,准确及时地掌握外部市场情况。目前,我国有少数国有大中型企业已实现了网络化管理,强大的信息网络技术不仅使得以往令人望而却步的许多管理会计模型和方法运用成为轻而易举之事,而且也使许多财务信息、管理会计信息和其他非会计信息构成了一个资源共享、多元实时的信息系统。 (二)具备战略管理会计应用的人文和管理条件 管理会计在我国虽未得到广泛应用,但经过20多年的研究、宣传、教育和零星应用,取得了一定的成绩,积累了一定的经验,为战略管理会计的应用创造了条件。从20世纪80年代开始,我国大中专院校就将管理会计课程纳入到教学计划之中,数以百万计的既懂财务会计又懂管理会计的专业人才正活跃在会计岗位上,是战略管理会计推广应用的中坚力量。企业多年来面对国内外市场公平竞争,形成了丰富的市场参与经验,造就了较深厚的竞争性企业文化。如邯钢、金陵石化、杭州制氧机集团等大公司专门设置了管理会计机构。在这样的人文和管理基础上推行战略管理会计不会遇到太大的阻力,容易得到员工的理解和支持。 (三)部分国有企业已开始战略管理会计实践且效果明显 实际上,战略管理会计在我国部分企业已开始应用。杭州百大集团根据自身情况,在实施责任会计制度时采用了财务和非财务相结合的业绩评价指标体系,将总经营利润分解为销售收入、毛利率、费用率、经营利润、利润率、定员、百元利润工资提成率、差错率、经营品种等13个指标,下达到各利润责任单位,分别与企业各项总指标相衔接。二级责任单位对三级责任单位下达销售收入、毛利率、资金周转、差错率、经营品种、人员等6个指标。有效地调动了职工完成责任指标的积极性,提高了企业经济效益。近年来,我国管理会计应用还呈现出一种新的趋势,即管理会计由企业管理层主导。河南油田采油八队的成本降低计划是由采油队队长主导提出的,这样做比会计人员视野更加开阔、考虑更全面、贯彻更有力;在业绩考评中,他们把岗位责任制按劳计酬等传统做法与战略业绩评价的平衡计分卡等新方法有机结合起来,有效地控制了生产成本。 四、战略管理会计在我国有效实施的制约因素 目前管理会计在我国的发展无法达到预期的效果,理论与实践严重脱节,对企业的作用也不甚明显,这使战略管理会计成为一种迫切需要。然而,战略管理会计在我国的应用仍然处于一种漂浮状态,总体应用水平较差。主要表现在以下几个方面: (一)战略管理会计理论本身还不太完善 众所周知,我国在进入20世纪80年代后,才开始系统地学习、引进西方的管理会计,至今已有20多年。通过这一阶段对理论知识的引进、介绍、普及,大部分会计人员已掌握一定的管理会计知识。因此,在企业中传统的管理会计得到了较好的应用。但战略管理会计是伴随战略管理的出现而产生的。尽管英国管理学家西蒙斯(simmonds)于1981年就发表了题为《战略管理会计》的论文,但战略管理会计还处于摸索阶段,对其内涵的理解也还有分歧。我国对战略管理会计的理论是从1997年才开始陆续在专业期刊上介绍引进的,距现在不过10年左右,所以一直处于理论研究和探索之中,至今仍未形成统一、完整的理论体系,也未得到有效的普及。 (二)内部管理模式对战略管理会计的需求不大 企业环境影响着战略管理会计的应用状况、方法体系、运行机制、工作内容及范围等有关方面。在企业所有权形式基础上建立的企业生产经营机制是决定战略管理会计应用状况的根本因素。随着我国经济体制改革的不断深入,特别是现代企业制度的建立,企业正全面走向市场。但目前企业内部的管理模式还难以适应市场经济的要求,尤其是在国有企业和国家控股的股份制企业,由于所有者虚位,不能形成足够的产权归属明晰条件下的委托——监督——激励的机制。在这种情况下的委托关系实质上是一种行政利益关系。一方面有可能产生对所有者利益的侵蚀——委托人和人共谋的败德行为,委托人有意降低考核标准,或者当企业经营效率不理想时,想尽办法为人开脱责任;人则出于“报恩”的心态,利用控制资源的权利,最大限度地为双方谋取非金钱利益,其结果降低了资源的利用效率,损害了企业的利益。很显然,这种所有者虚位的关系造成的后果是,委托人和经营者根本不具备足够的动力来采用战略管理会计的方法,规划企业的经济资源,使有限的资源产生最大的使用效率。我国国有企业普遍存在的在行政利益驱使下的非理性投资就源于此。另一方面又有可能造成委托方对人监督的弱化。委托方在不拥有实际的产权时,剩余收益和企业经营风险都与它的关联不大,因此,缺乏足够的动力去履行监督责任,造成经营者责任感的下降,使经营者宜懒则懒,战略管理会计有用,但是费劲。这些状况降低了我国企业对战略管理会计的需求。 (三)部分经营管理者缺乏正确的价值取向 战略管理会计作为一种新兴的方法、观念,在企业的经营管理活动中能否起作用,能起什么样的作用,归根结底取决于使用这种方法或手段的人,即企业的经营管理者。这不仅取决于管理者的学识、才干,更大程度上还取决于管理者在决策时的价值取向。纵观我国部分企业曾经发生过的重大投资或经营决策失误,究其原因,除了决策者管理知识低下和违反科学的决策程序外,最大的原因恐怕还在于决策者的价值取向与企业或社会的长远利益、根本利益不相一致。某些经营管理者比较注重短期利益,不注重长期利益。而战略管理会计遵循长期性的原则,立足长远,从长远利益来分析、评价企业的各种管理策略,注重长久、持续的竞争优势。于是,一些经营管理者明知战略管理会计能帮助企业建立长期的竞争优势,但为了短期利益,却根本不重视。 (四)缺乏高素质的管理会计师 新型管理会计人员就总体素质而言,不仅应熟悉本企业所在行业的特征,而且更要通晓经济领域其他各个方面,乃至了解心理学、行为学等相关的社会科学知识,具有战略的头脑、开阔的思路、高瞻远瞩的谋略和敏锐的洞察力以及准确的判断力,善于抓住机遇,从整体发展的战略高度来认识和处理问题,是一种具有高智能、高创造力的人才。然而,近几年来,我国经济发展迅猛,中高级会计人才相对缺乏,而具备战略管理会计素质的管理会计人才更为紧缺。没有掌握战略管理会计理论知识,并具备一定实际经验的管理会计人才,开展战略管理会计就成了“无米之炊”。 当然这一切情况都表明:战略管理会计可在经济发达地区挑选部分内部条件和管理基础较好、管理意识较强的企业和单位进行管理实践。这样,一方面可以完善战略管理会计自身的理论和方法,另一方面可直接推动这些企业的管理水平上一个新台阶,收到理论和实践“双赢”的效果。随着现代科技高速发展,全球性竞争加剧,传统的大批量、标准化生产向小批量、个性化生产发展,企业不得不站在全球高度,选择以战略管理为导向的管理模式,不断根据环境做出适当调整,以求企业与环境的协调与均衡,获取企业整体竞争优势。因此,战略管理会计的发展和应用成为一种必然的趋势,对企业的整体发展也起着越来越重要的作用. 整体管理论文:德育体系整体规划管理论文 “整体规划德育体系”是中共中央《关于加强和改进学校德育工作的若干意见》中提出的一个重要指导方针。贯彻落实这一方针,对于促进德育工作的科学化,推动德育工作的整体改革,增强整体效益,具有重要意义。 众所周知,儿童青少年思想品德的形成发展是一个由低到高、循序渐进的过程。对不同年龄层次学生的教育必须与他们的生理、心理发展水平和思想特点相适应,忽视或违背这条规律,只能事与愿违,事倍功半,使学生产生逆反心理。 但实际工作中,人们往往片面强调社会需要而忽视儿童青少年自身成长规律,德育工作中的成人化、运动式、一刀切等脱离学生实际的弊端就是由此产生的。因此,整体规划德育体系必须建立在尊重教育对象与遵循德育规律的基础上。 整体规划德育体系首先要处理好总体目标与分层次要求的关系。德育的总目标是根据我国社会主义教育事业的总目的和对人才培养的要求及以马克思主义为指导的德育理论制订的。它是一个包括政治品质、思想品质、道德品质、个性心理品质和品德能力在内的多维结构。据此,必须坚持全面培养教育的原则,在各个教育阶段,对学生的文明行为、道德品质、人生观、世界观、理想信念以及个性心理品质等方面的培养教育,都要由浅入深,由低到高,一以贯之。但是坚持全面培养教育并不等于否认层次性。各种教育的深浅程度和侧重点,还必须根据不同教育阶段、不同年龄层次的可接受能力,实事求是地予以确定。以爱国主义教育来说,必须贯穿干从小学到中学、大学各个阶段,并随着学生的知识水平、思维能力、社会经验以及自我意识的发展而逐步深化。对小学生,要通过他们身边周围大量的可感知的、生动具体、形象鲜明的事物,培养他们对祖国的依恋感、归属感,应力戒讲空泛的大道理,否则那些被我们视为神圣的东西会因此变成没有意义的空谈;对初中学生,则要依托历史、地理、文化、国情等知识,使他们了解自己的祖国,培养高度的民族自尊感、自豪感,并初步形成维护祖国荣誉和利益、忠于祖国、报效祖国的观念;对高中学生,要使他们正确认识我国社会主义政治、经济制度及其奋斗目标,把爱国主义教育与树立正确的社会理想和价值观结合起来,培养学生建设富裕、民主、文明的社会主义现代化国家的使命感和责任感。 整体规划德育体系必须处理好小学、中学、大学各教育阶段之间的关系,使之既有分工,又加强衔接。当前,我国大中小学的德育工作,基本上处于“铁路警察,各管一段”的状况。有些教育,简单地重复,有些教育相互脱节。改变这种状况,要从课程设置、教材编写、校内外各种德育途径、教育方法、管理方式以及品德评价等方面进行整体规划。同时,还要在实际操作中建立保证这种衔接的权利。现在,各地已经进行了一些探索,如序列建构模式,通过制订德育大纲,构建各阶段德育目标和内容的序列体系。再如,交接与反馈模式,小学与中学、中学与大学之间进行毕业班学生的情况交接与反溃像马鞍山二中对高中毕业班学生的表现进行连续3年的追踪了解,?据此改进工作,这是一个很好的经验。此外,交流与沟通模式:大中小学的有关人员共同研讨学校德育课题,交流研究成果,相互听取意见,建立学生到高一级学校参观、访问、恳谈制度;还有管理衔接模式:配备骨干教师担任新生班的班主任或辅导员,以防止管理环节上出现空白……以上这些探索都是十分有益的,应该进一步形成稳定的制度。 整体规划德育体系还要求处理好道德教育与政治教育的关系。道德是做人的基础,一个缺乏良好道德的人,不可能树立为人民服务、为社会造福的人生观,更不可能献身于代表大多数人利益的社会主义事业。当前,我国正处于新旧体制转换的变革时期,在建立发展社会主义市场经济的条件下,重建和高扬社会主义道德是保证市场经济健康文明发展,促进社会全面进步的迫切需要。中小学是形成良好道德品质打基础的阶段,尤其要重视道德教育,提高学生的道德素质,使他们具有在复杂现实生活中分辨是非、善恶,抵制不良影响的能力。即使是对大学生,也仍然要强调道德上的自我修养和自律精神。那种认为强调道德教育就是淡化政治教育的观点无疑是错误的。但是,培养“四有”新人,还必须具有社会主义的理想信念,这个理想信念就是建设有中国特色的社会主义。没有崇高的理想信念、正确的人生观和世界观,青少年的道德水平就不可能达到更高的程度,在复杂的社会环境中甚至会失去前进的方向和动力。道德品质、思想品质、政治品质之间既是循序发展,逐步提高的,又是相互渗透、互为条件的。我们要正确地认识和处理好道德教育与思想政治教育之间的关系,对各种教育内容进行合理安排。 整体规划德育体系,意味着现有管理方式的重大变革。德育工作是一项科学性、综合性很强的系统工程。它要求各级教育行政部门要变主观随意性的领导为科学的指导与决策,变分散无序的管理为整体的目标管理,变被动应付的短期行为为长期系统的培养教育。实现这一变革,不仅有赖于建立一套科学管理的制度和现代化的管理手段,更有赖于建设一支信念坚定、业务精湛、懂得德育规律的德育队伍。我们要为此做出坚持不懈的努力。 整体管理论文:整体服务意识下酒店管理论文 1酒店管理中服务意识管理的现状分析 (1)整体服务意识薄弱,服务管理质量亟待提高 酒店服务管理工作的优秀在于树立酒店服务意识,提升酒店服务质量,它是酒店管理工作的关键一环。但是,就现阶段我国的酒店行业的整体发展态势来看,我国酒店行业的整体服务意识薄弱,酒店服务人员的服务热情不够,整体的服务管理急需调整,酒店服务管理质量还亟待提高。酒店工作人员成为服务的口头拥护者,各种服务意识仅停留在口号标语的层面,"微笑服务","顾客是上帝"这些具体的服务理念仅仅局限于表面,没有真正融入具体的实际服务中,没有落到实处,服务人员没有真正致力于提升酒店的整体服务意识,酒店各部门工作人员缺乏积极主动的良性互动,实现工作的有效配合和分工协作,整体的团队意识薄弱,没有整体服务的思想意识。 (2)酒店的服务人员专业素养和专业技能 酒店服务质量好坏,服务水平的高低从根本上而言,与酒店服务人员的专业技能和专业素养有着密不可分的关系。酒店的服务人员及相关工作人员就是酒店的活动名片,所以,酒店要想得到长足的发展,必须要严格要求,培养高素质专业酒店管理人员和酒店服务人员,吸纳优秀的酒店管理人才。但是就目前我国酒店的整体状况而言,酒店的服务人员和管理人员的整体素质参差不齐,使酒店行业的发展受到极大的局限性,严重影响了酒店行业的服务质量和服务水平。 2在酒店管理中,整体意识的具体应用及影响 提升酒店管理的服务质量和服务水平,首先要让酒店从业人员实现观念的转变,倡导酒店服务宗旨,树立整体服务意识,培养服务人员在长期的工作中秉承酒店优秀理念,形成整体服务意识观念,用正确的服务意识指导人民进行具体服务工作,在自己的工作岗位不断提升自己的专业服务素养和专业服务技能。整体服务意识的培养和形成不是一蹴而就的,必须通过理论与实践的结合,通过专业的培训学习,通过不断的经验积累。要想全面提升酒店服务质量,提升服务人员的服务技能,主要可以通过以下几个途径: (1)不断增强酒店服务人员的整体服务意识 我们要扭转酒店经营管理的传统服务理念和管理模式,必须树立整体服务意识,整体服务意识是提升酒店服务质量的关键,也是培养酒店服务人员专业服务技能的关键,它直接影响酒店的经济效益,是酒店实现长足发展的基础。在具体的酒店服务工作中,酒店服务人员必须树立整体服务意识,将高质量的服务作为酒店文化的优秀元素,加强对酒店职工进行整体服务意识的定期培训,让酒店员工转变传统服务意识观念,充分认识到整体服务意识在酒店发展中的重要性,多为顾客考虑,站在顾客的角度看待问题,强化顾客至上的整体服务观念。 (2)不断培养和加强酒店从业人员的专业素养和专业技能 加强酒店从业人员的专业素养和专业技能的培养,是树立增提服务意识的重要环节。酒店服务人才的整体素质得到全面提升,才能全面提升企业的优秀竞争力,推动酒店不断进步和发展。酒店从业人员代表了酒店的形象,他们是顾客对酒店的印象,是酒店的活动名片,要想获得经济效益,必须加强员工专业素质和技能的培养。 (3)逐渐完善酒店服务质量管理体系 完善酒店的服务质量管理体系能有效地推动整体服务意识的形成。完善服务质量管理体系,必须以顾客的需求为基础,制定出彰显科学性、规范性的管理制度,将整体服务的理念贯穿于酒店管理和酒店服务的各个环节,全心全意为顾客服务。 3结语 整体服务意识是提升酒店服务质量的关键,也是培养酒店服务人员专业服务技能的关键,它直接影响酒店的经济效益,是酒店实现长足发展的基础。我们必须加强酒店从业人员的专业素养和专业技能的培养,倡导整体服务意识,在酒店行业积累的竞争中,找到长足发展的突破口,为实现酒店的长足稳定的发展,提供更好的服务就是提供更好的平台。 作者:杨舒媛 单位:广东科技学院 整体管理论文:整体搬迁项目进度管理论文 一、军工科研企业整体搬迁项目进度管理实施背景 (一)‘‘战略性搬迁”是军工科研企业实现科研生产能力提升的重要一步 “十二五”及未来相当长的一段时间内,研究所将承担更多的国家重点型号研制任务,国家固定资产投入也将进一步加大,型号任务的增长对研究所的场地设施提出了更高的要求,现有的较为分散的办公、科研场地和陈旧的基础设施,已无法适应当前航天型号产品研制的要求。同时,为响应上级集团公司“整合产业链资源,打造大型科研生产联合体”的号召,研究所领导层在2012年正式做出启动战略性整体搬迁的决定。战略性整体搬迁是研究所近年来的重大战略决定和部署,是一项重大战略工程,不仅要解决当前的搬迁问题,更要避免对型号任务交付节点产生影响,同时还要通盘考虑。根据当前航天事业的发展趋势,在保证科研生产能力平稳过渡的最基本要求前提下,研究所的“战略性搬迁”,可进一步优化科研生产流程,实现科研生产能力的进一步提升,并为未来的快速发展做好铺垫。 (二)引进进度管理是军工科研企业整体搬迁项目顺利完成的重要保证 国外企业发展的实践已经证明,项目管理是一种行之有效的管理变革的方法。在新的市场环境下,越来越多的企业引入项目管理的思想和方法,将企业的各种任务“按项目进行管理”,不但能对传统的项目型任务实行项目管理,而且还可以将一些传统的运作型业务当作项目对待,进而实行项目管理。在企业的“战略性搬迁”过程中,项目进度管理将为现代企业“战略性搬迁”管理模式提供一种有力的组织形式,它将进一步改善搬迁工作对各种人力和资源利用的计划、组织、执行和控制方法,对搬迁管理实践也将做出重要贡献。搬迁质量的好与坏也在很大程度上影响到研究所的发展。这几方面并非孤立存在,而是相互关联的,其中如何做好搬迁进度安排成为首要问题。可见,引进进度管理是军工科研企业整体搬迁项目顺利完成的重要保证。 (三)军工科研企业整体搬迁项目亟需引进项目进度管理 从本质上讲,单位搬迁不是搬家,它是一个二次创业、再次升级的过程。当前,对于项目进度控制方法和工具的研究已经较为成熟,但是如何在实际项目应用中构建合适的进度管理模式,更好地应用这些方法和工具就显得更加重要。项目进度管理在企业搬迁方面的应用,在中国还只是刚刚起步,可以查阅的相关资料较少,研究所整体搬迁过程中可以借鉴的搬迁管理经验也很少。虽然目前一些企业在实际搬迁工作中已经开始了这一方面的研究,但仍存在以下问题: 1)大多数都是从新的项目建设改造入手,把搬迁作为项目改造的一部分从项目管理方面进行研究,单独对搬迁进程中的项目管理研究还很少; 2)对搬迁项目的进程管理研究不够系统,过程管理中应用到的理论、流程、工具等未经辩证分析形成固化模式。 二、军工科研企业整体搬迁项目进度管理的内涵和创新 (—)军工科研企业整体搬迁项目进度管理的内涵 在军工科研企业整体搬迁实施的过程中成功运用现代项目管理理论工具,可在整体搬迁进度、质量、影响的复杂环境下,通过对搬迁项目进度的合理分解、有效实施及过程管控,最终达到搬迁工作的预期目标。北京空间机电研究所结合航天研究所以及自身的特点,从项目管理角度对实际搬迁项目进行剖析,掌握搬迁实施过程的工作流程和特点,有针对性地在搬迁全过程中运用应用模型。通过对搬迁项目的风险分析,有针对性地制定风险应对措施,对搬迁项目管理中存在的问题进行修补,完善搬迁项目管理方法,最终达到合理化安排搬迁过程中的项目管理路线,有效地缩短了搬迁时间,节约了搬迁成本,为型号研制提供了有力的硬件保障,为国防建设作出了一定的贡献。 (二)军工科研企业整体搬迁项目进度管理的创新之处 1.运用项目进度管理理论,定量、定性地建立系统化搬迁模型 北京空间机电研究所通过梳理搬迁整个项目的背景、内外部资源、自身特点等各项因素,将整个搬迁全过程的各项工作划分为工作包,再依据各项工作包之间的逻辑关系排定各工作包的相应位置并固化,通过定量、定性地分析各工作包所获取的资源及风险指标,形成搬迁工作模型,用以厘清整个搬迁工作的工作路线。 2.经过搬迁过程实施全流程化、表格化、精细化管理 依据梳理的搬迁工作项目,北京空间机电研究所制定了搬迁流程,科学梳理了搬迁中各个流程之间的联系和关联性,实施全流程化管理。为保证搬迁工作顺利、有序地进行,北京空间机电研究根据所里的实际情况,制定了办公和仪器设备部分“二合一”的“部门搬迁工作手册”;根据精大贵稀仪器设备的不同特性,为每台精大贵稀仪器设备量身订做了搬迁方案。把它们作为部门搬迁过程的可操作性文件,指导部门搬迁工作,对搬迁过程的各个环节内容实施表格化、精细化管理。 3.搬迁进度管理过程引入风险管理理念,建立进度风险评估图谱 在搬迁项目实施过程中,由于外部环境和条件的变化,搬迁的实际进度往往与计划的进度发生偏差。为确保搬迁进度,北京空间机电研究所运用了风险管理的理论工具,对搬迁全过程进行量化风险评估,建立了进度风险评估图谱,引入风险等级理念,有的放矢、有重点地实施梳理出的风险事项控制措施,确保了整个搬迁进度的顺利进行。 三、军工科研企业整体搬迁项目进度管理的主要做法 (一)引入项目管理的相关理论,制定军工科研企业整体搬迁计划 1.统一思想,确定搬迁原则 根据中国空间技术研究院2013年型号工作会精神要点以及北京空间机电研究所2013年型号工作要求,2013年研究所明确了搬迁工作将紧密围绕科研生产任务,充分发挥现有技术基础保障力量,确保搬迁工作对科研生产的影响降到最低的原则,强调了此次研究所整体搬迁的战略性意义。新址楼宇内设施已在2013年6月基本具#了使用条件。通过“三重一大”流程,研究所明确了2013年年底前完成办公部分以及科研生产设计、试验、制造等主线搬迁的工作节点。 2.建立搬迁管理机构,落实相关责任 为保诋搬迁工作有序、顺利开展,研究所抽调专人成立了搬迁管理机构,对搬迁工作进行归口管理;成立了由主要搬迁实施部门组成的搬迁专项工作小组,并明确了相应部门的工作职责;建立了有效的联络机制,明确了搬迁期间搬迁实施部门和各搬迁部门搬迁工作负责人和联系人;建立了北京空间机电所搬迁工作职责体系;建立了搬迁工作例会制度。3.梳理搬迁工作内容,建立系统化搬迁模型,确定搬迁工作流程 (1)运用项目管理工具,建立系统化搬迁工作模型;军工科研企业整体搬迁项目是一个庞大的工程项目,涉及的工作环节、工作内容繁冗复杂,必须结合内外部因素条件,对整个搬迁项目构建系统化搬迁工作模型来指导搬迁工作。研究所将搬迁各项工作划分为工作包,再依据各项工作包之间的逻辑关系,排定各工作包的时间、位置并加以明确、固化,指引梳理各工作包流程,同时还将整个搬迁项目分解成若干个工作子项,经定量分析后,匹配各工作子项所需的资源数量和时间周期及风险指标。 (2)梳理搬迁工作项目;明确了搬迁项目目标后,研究所运用现代项目管理软件辅助进行了WBS分解工作,循序渐细地对整个搬迁工作项目进行了梳理和分解,将搬迁项目目标分解为成百上千个工序,确保搬迁全过程不遗漏任何一个影响搬迁的细节。 (3)利用WBS原理,制定搬迁工作流程。编制搬迁进度计划前,研究所对搬迁项目结构进行了详细分析,系统地剖析了整个搬迁项目结构构成,包括搬迁前准备工作、实施过程和其它细节,按照搬迁的流程系统规则地分解项目,按照项目内在结构和实施过程的顺序,经逐层分解后,形成了结构示意图。4.结合搬迁内、外因素,制定各阶段搬迁计划编制搬迁计划的对象由大到小,计划的内容从粗到细,计划实施与控制过程需要不断地进行信息的传递与反馈。同时,编制搬迁计划时,研究所也考虑到各种风险因素的存在,确保搬迁进度留有一定的余地,具有一定的弹性。在进度控制时,可利用这些弹性,缩短工作持续时间,或改变工作之间的搭接关系,确保项目工期目标的实现。为此,研究所根据梳理的搬迁工作项目以及整个搬迁流程,结合自身搬迁的特点以及内外影响因素,根据搬迁项目的总体节点要求,梳理搬迁过程中每个工作项目的周期,在留有一定时间余量的前提下,运用倒推时间节点的方法明确每项工作的起始终止时间,制定了各阶段搬迁计划。随着搬迁项目的进行,研究所对搬迁计划进行动态控制,直到目标实现。搬迁计划的控制涉及到计划编制、计划实施、计划调整以及计划优化实施。5.编制部门搬迁工作手册,指导部门搬迁实施工作研究所为保证搬迁工作的有序进行,确保整体搬迁工作顺利完成,组织编制了办公和仪器设备“二合一”的“部门搬迁工作手册”。手册分为行政办公、仪器设备设施和安全生产、保卫、保密等3个部分,重点对物品搬运的装车、押车、卸车、就位等工作实施全程监控和表格化管理。 (二)引入进度风险管理理论,科学实施动态控制 在项目进度管理中制定出一个科学、合理的项目进度计划,也只是为项目进度的科学管理提供了可靠的前提和依据,但并不等于项目进度的管理就不再存在问题。研究所在搬迁项目的实施过程中发现:由于内部、外部环境和条件的变化,经常发生实际进度与计划进度存在偏差的问题,如不能及时发现这些偏差并加以纠正,搬迁进度管理目标的实现就一定会受到影响。为此,研究所引入风险管理理论,对搬迁进度的管理实施风险管控,并对梳理出的风险进行分析,制定有效的风险管控措施,确保搬迁进度的有序、顺利进行。 四、军工科研企业整体搬迁项目进度管理实施效果 北京空间机电研究所通过应用系统化项目进度管理相关成熟经验,于2013年10月顺利完成了所内约1500人、各类仪器3000余台、设备400台(其中包括精大贵稀仪器设备40台)的主线搬迁工作,比原定搬迁目标提前了将近两个月。搬迁时各项工作计划科学到位,搬迁过程严格按照《部门搬迁工作手册》和《精大贵稀仪器设备搬迁方案》实施,并进行严密的组织和监督。搬迁至航天城新址的各部门正有序地开展各项科研生产工作,搬迁期间未发生任何安全、保卫、保密事故,完成了年初所制定的搬迁工作任务,有力地保障了研究所科研生产顺利进行。 作者:赵小兵林洋黄江泽杨海業于盟马国辉王斌李朝辉王立军全宏彪李红阳吴瑞芳周原单位:北京空间机电研究 整体管理论文:整体服务意识酒店管理论文 1酒店管理中服务意识管理的现状分析 (1)整体服务意识薄弱,服务管理质量亟待提高 酒店服务管理工作的优秀在于树立酒店服务意识,提升酒店服务质量,它是酒店管理工作的关键一环。但是,就现阶段我国的酒店行业的整体发展态势来看,我国酒店行业的整体服务意识薄弱,酒店服务人员的服务热情不够,整体的服务管理急需调整,酒店服务管理质量还亟待提高。酒店工作人员成为服务的口头拥护者,各种服务意识仅停留在口号标语的层面,"微笑服务","顾客是上帝"这些具体的服务理念仅仅局限于表面,没有真正融入具体的实际服务中,没有落到实处,服务人员没有真正致力于提升酒店的整体服务意识,酒店各部门工作人员缺乏积极主动的良性互动,实现工作的有效配合和分工协作,整体的团队意识薄弱,没有整体服务的思想意识。 (2)酒店的服务人员专业素养和专业技能 酒店服务质量好坏,服务水平的高低从根本上而言,与酒店服务人员的专业技能和专业素养有着密不可分的关系。酒店的服务人员及相关工作人员就是酒店的活动名片,所以,酒店要想得到长足的发展,必须要严格要求,培养高素质专业酒店管理人员和酒店服务人员,吸纳优秀的酒店管理人才。但是就目前我国酒店的整体状况而言,酒店的服务人员和管理人员的整体素质参差不齐,使酒店行业的发展受到极大的局限性,严重影响了酒店行业的服务质量和服务水平。 2在酒店管理中,整体意识的具体应用及影响 提升酒店管理的服务质量和服务水平,首先要让酒店从业人员实现观念的转变,倡导酒店服务宗旨,树立整体服务意识,培养服务人员在长期的工作中秉承酒店优秀理念,形成整体服务意识观念,用正确的服务意识指导人民进行具体服务工作,在自己的工作岗位不断提升自己的专业服务素养和专业服务技能。整体服务意识的培养和形成不是一蹴而就的,必须通过理论与实践的结合,通过专业的培训学习,通过不断的经验积累。要想全面提升酒店服务质量,提升服务人员的服务技能,主要可以通过以下几个途径: (1)不断增强酒店服务人员的整体服务意识 我们要扭转酒店经营管理的传统服务理念和管理模式,必须树立整体服务意识,整体服务意识是提升酒店服务质量的关键,也是培养酒店服务人员专业服务技能的关键,它直接影响酒店的经济效益,是酒店实现长足发展的基础。在具体的酒店服务工作中,酒店服务人员必须树立整体服务意识,将高质量的服务作为酒店文化的优秀元素,加强对酒店职工进行整体服务意识的定期培训,让酒店员工转变传统服务意识观念,充分认识到整体服务意识在酒店发展中的重要性,多为顾客考虑,站在顾客的角度看待问题,强化顾客至上的整体服务观念。 (2)不断培养和加强酒店从业人员的专业素养和专业技能 加强酒店从业人员的专业素养和专业技能的培养,是树立增提服务意识的重要环节。酒店服务人才的整体素质得到全面提升,才能全面提升企业的优秀竞争力,推动酒店不断进步和发展。酒店从业人员代表了酒店的形象,他们是顾客对酒店的印象,是酒店的活动名片,要想获得经济效益,必须加强员工专业素质和技能的培养。 (3)逐渐完善酒店服务质量管理体系 完善酒店的服务质量管理体系能有效地推动整体服务意识的形成。完善服务质量管理体系,必须以顾客的需求为基础,制定出彰显科学性、规范性的管理制度,将整体服务的理念贯穿于酒店管理和酒店服务的各个环节,全心全意为顾客服务。 3结语 整体服务意识是提升酒店服务质量的关键,也是培养酒店服务人员专业服务技能的关键,它直接影响酒店的经济效益,是酒店实现长足发展的基础。我们必须加强酒店从业人员的专业素养和专业技能的培养,倡导整体服务意识,在酒店行业积累的竞争中,找到长足发展的突破口,为实现酒店的长足稳定的发展,提供更好的服务就是提供更好的平台。 作者:杨舒媛单位:广东科技学院 整体管理论文:医院整体实施成效的医疗管理论文 1医院整体医疗管理模式的实施成效 1.1进行相关知识教育,推行整体医疗管理模式 建立医院整体医疗模式是医疗工作中的新理念,其推行必然会受到传统理念和管理措施的影响,因而在医院整体医疗管理模式实施之前必须进行相关知识教育,如医学整体观、学科整合、转化医学、临床路径、对病人进行全面评估等,使全体人员树立整体观念,统一思想,达成对医院整体医疗管理模式的共识,正确理解推行该模式的必要性、重要性和可行性,掌握其运作方法,为正式开展新的管理模式奠定思想基础。同时注意为医务人员营造良好学习的氛围,建立适当的激励机制,要求每个医务人员树立不断学习的理念,确立学习目标,做到工作学习化、学习工作化。 1.2实施患者满意(CS)战略,提高服务满意度 医院整体医疗管理模式坚持“以人为本”的服务理念,它要求医院在医院管理与医疗服务中实施患者满意(CS)战略,因而医院各部门能站在就医者的立场上研究和设计就医路线和医疗产品,尽可能地把患者的“不满意”从就医过程本身去除,顺应顾客的需求,预先造就医者的满意。改善前台咨询、挂号、就诊、交费等流程的服务态度;重视就医者的意见,及时根据就医者的正确意见;建立合理可行的医疗制度,以合理的服务价格和优质的后勤服务为就医者提供优越的医疗环境,提高了就医者的满意度。医院近10年来患者满意度都在95%以上。 1.3拓展院内外服务功能,提升医疗质量 传统医疗模式侧重于对医疗的最终结果进行检查评价,较少涉及基础质量和环节质量。整体医疗管理模式强调整体性,通过加强健康管理、开展康复服务拓展了院前院后服务功能;通过对住院患者进行躯体疾病、心理状况、病例分型、营养状况、疾病认知、社会支持等6个方面的评估[1],创新了院内医疗服务手段,提高了医疗服务质量。10余年来,体系部队官兵昼夜发病率、后送率分别下降32%和19%;所在社区居民对糖尿病、高血压、心脏病、肾脏病的健康知晓率提高了65%[2]。2012年与1998年相比,医院门急诊人数提高1006.9%,住院人数提高625.8%,治愈好转率提高1.54%,平均住院日下降9.95天,床位使用率提高11.36%,床位周转次提高252.6%。 1.4构建高效运作的医疗团队,促进人才队伍建设 医院推行医疗团队工作模式,围绕患者需求,将医师、护士、临床药、心理师、营养师、康复师、社会援助师等进行优化组合管理,构建具有互补性的医疗团队,为各类医务人员相互学习、交流提供了机会,促进了人才队伍的建设[3]。为满足团队工作模式的需求,医院出台了《十类人员管理规定》、《关于增强科室主任自主创新能力意见》、《报考在职研究生管理办法》及《高端人才引进计划》等人才优待政策文件。通过采取特招入伍、特聘专家和客座教授等手段,招收了紧缺急需及拔尖人才35名,并聘请国内外知名院校专家教授开展学科对口帮带。截至2012年,医院高学历人才增加了46名,人才梯队趋向合理,新当选全军医学专业学科副主任委员2名、委员17名,军区主任委员3名、副主任委员20名,兼职硕士和博士研究生导师18名。 1.5建立健全相关制度,优化评价指标 一是量化优秀医疗指标管理,如入院3日确诊率、术前平均住院日、出院者平均住院日、门诊诊断与入院诊断符合率、术前诊断与术后诊断符合率、抢救成功率及药占比、床护比、单种疾病特护标准、责任护士管床数等10项指标。医院根据三级甲等医院评审标准要求,结合各学科特点,创新性地提出部分医疗数质量指标量化管控方案,按照总体达标、动态微调、奖罚合理等原则进行量化管理,不断完善和加强医技科室及服务平台建设,使医院优秀医疗数质量指标得到进一步优化和提升。二是创新完善医疗管理规章制度,建立《病重病危参考标准》、《临床特级护理医嘱参考标准》、《单病种辅助检查标准》及《检验危急值报告制度》等制度,规范医疗行为。三是建立医疗质量监管体系,将整体医疗质量控制纳入医疗文书质量控制内容,整体医疗评估表格随病历归档,质控科对整体医疗评估完成的及时性、真实性等方面内容进行环节及终末质量检查,参照病历质量标准评分,确保医院整体医疗工作质量。 1.6整合学科配置,增强学科技术实力 医院以整体医疗管理模式对传统的医院组织结构进行变革,在院内设立病人援助中心、临床支持等保障部门,加强了医院各科室之间、科室与与支持部门之间、医院与外部环境之间的联系,提高了医疗工作效能。医院逐步对医院内部医疗资源进行整合,先后成立肾脏中心、妇幼中心、心脏中心、肿瘤中心、健康管理医学研究中心等9个学科中心,压缩减少9个科室单元,优化了学科资源配置,形成了整体医疗团队,医院学科技术力量得到大幅度提升[3]。截至2012年,医院先后建立全军专科中心3个,全军临床基地4个,军区专科中心4个,军区重点专业2个,省级重点实验室1个,先后出版整体医疗管理模式相关的专著7部,年均增长10%,发表SCI论文近20篇,获得各种类课题9个,获得课题基金300多万元。 1.7关注医学伦理实践,确保医疗安全 医院通过对45个科室的长期调研,编撰下发《医院医疗工作伦理道德手册》,让医护人员在医疗服务中强化医学伦理理念,保障患者的正当权益,促进了和谐医患关系的形成,近6年,医院未发生医疗事故,医疗纠纷千人投诉率下降40%。 1.8加强信息平台建设,提高医院管理效能 医院整体医疗管理模式将信息技术贯穿全过程,利用信息技术简化就医流程,将病人候诊时间缩短了50%;引进医疗质量监管、合理用药监管系统,提高医疗质量;组建网络医疗科,利用信息技术对院外医疗服务进行综合管理,实现健康医疗服务前移;运用远程医疗系统,实现远程医疗会诊、远程心理咨询、远程医疗教学、远程健康教育、远程急救和物联网健康监护;应用3G网络与当地交警合作创建了急救医警联动机制,大大提升了医院急救水平,医院急救院前反应时间较改革前减少11.38分钟,反应距离延长11.23km,抢救成功率和治愈率分别提高8.15%和11.09%,死亡率和致残率分别降低55.08%和62.50%。 2小结 医院整体医疗管理模式以坚持“以病人为中心”,注重病人参与,实现了医疗工作从“疾病”到“病人”、从“病人”到全体社会人群的转变,为病人、亚健康人群和健康人群体提供生理、心理、社会、生活、精神、文化等全过程、全方位、多层次、高质量、高效率、低消耗的整体服务,从而更好地防病治病,维护健康,提高生命质量。 作者:陈勇①②③向月应①王海艳①工作单位:①解放军第181医院②第二军医大学卫生勤务学系③解放军75160部队 整体管理论文:新市场形势产品整体概念产品质量管理论文 编者按:本文主要从产品的优秀问题;新形势下创造优质产品的策略进行论述。其中,主要包括:在工业时代,以生产为中心,产品处于举足轻重的地位、产品的优秀利益是决定营销渠道畅通与否的关键、产品的优秀利益是各种促销活动取得效果的基础、产品质量仍是企业的生命、产品的质量是产品价值的重要因素,是商家竞争的焦点之一、高质量仍是参与竞争的制胜法宝、树立正确的营销观念、质量意识放在首位、产品设计和改进听取用户意见、产品质量的优劣由市场决定、高质量是由高素质的人创造的、不管营销形式多么前沿,都应该以产品质量或品质为经营的优秀等,具体请详见。 摘要:目前市场上出现了网络营销、绿色营销、形象营销、认同营销以及体验营销等新思潮,但产品的优秀利益仍是营销的灵魂,新的思潮与发展只是对产品的完善。企业应高度重视新市场形势下的产品质量在产品整体概念中的地位,并力争给市场创造更优秀的产品。 关键词:产品优秀优质产品营销新思潮 在工业时代,以生产为中心,产品处于举足轻重的地位。而如今,市场上出现了网络营销、绿色营销、形象营销、认同营销以及体验营销等新的思潮和发展。这些新的思潮与发展似乎降低了产品优秀利益在整体概念中的份量。但深入分析起来,在市场营销的诸多因素中,产品的优秀利益仍是营销的灵魂,其它诸因素只是围绕产品而展开的。产品的整体概念分三个层次:优秀产品、形式产品和延伸产品。企业应该重视产品的整体概念,向市场提供一个具有质量保证和一定灵活性并且有一定竞争优势的产品。现代企业对于这一概念的理解是比较透彻的,但也有一些企业只是从理论上理解的,实践中有点过犹不及,也就是说过于重视形式,而忽略了产品本身的质量。本文着重分析新市场形势下的产品质量在产品整体概念中的地位,并提出企业如何给市场创造更优秀的产品。 1产品的优秀问题 (一)产品的优秀利益是决定营销渠道畅通与否的关键 商家更乐于销售品质优秀的产品,质量差的产品渠道开拓更难。因为消费者购买产品主要是看重产品本身给他带来的优秀利益。不管厂商再努力,那些作为上帝的消费者只要不说你产品好,渠道即使开拓了,也难以维持下去。现在很多厂商都在高呼终端为王,决胜终端,于是不惜巨资买断终端。在酒类企业,出现“谁买断的终端销售权越多谁就能称霸”的说法,诚然终端销售对产品的销售影响巨大,但买断终端就可以一劳永逸了吗?这种简单的营销手段是解决不了产品销售问题的。只有消费者形成购买行为和购买习惯才能真正地带动终端的积极性和销售的持续性。然而,消费者真正关心的是产品给消费者带来的优秀利益,是产品给消费者带来的价值。产品的优秀利益是消费者追求的目标,是影响销售渠道畅通与否的关键因素。 (二)产品的优秀利益是各种促销活动取得效果的基础 近年来,市场上出现了各种各样的促销活动,其成绩斐然,效果明显。促销可以使消费者建立购买习惯,可以让消费者做出风险决策,使消费者提前购买或大量购买等等,但是有一定市场动作经验的人都非常清楚,促销本身并不能改变产品本身的命运,只能加速产品本身或兴或衰的命运。如果产品本身能够被市场接受,促销则加速被接受的过程;相反,如果产品本身不能被市场接受,促销则加速产品不被接受的过程。如化妆品厂开发了一种新产品本身存在缺陷,经过一次大面积的派送促销之后,该化妆品得到了绝大多数潜在顾客的体验机会,但体验之后就放弃了购买的念头。满意的顾客是产品最好的广告。优秀品质本身具有极大的促销作用,高质量产品回头率高,品质优让顾客满足感更强,品质高可以培养更多的忠诚顾客。有调查:买到品质好的产品的人会把信息传递给其他8个人;反之,不满意的话会把信息传递给22个人。现代企业的商业价值是以顾客的忠诚度来度量的。而顾客的满意度是与产品本身给他带来的效用息息相关。费尽心血开拓的市场若因质量问题而失去太可惜,低质量的产品会让顾客望而却步。也就是说,各种各样的促销活动都应该以产品本身的使用价值与消费者需求相吻合,消费者追求的仍然是产品自身的效用。作为企业来说,不要总是沉迷于开拓市场,巩固市场也很重要。 (三)产品质量仍是企业的生命 产品的质量是产品价值的重要因素,是商家竞争的焦点之一,是商品的灵魂和优秀。酒店的饭菜是其经营的优秀,不管环境多么优美、服务多么优质,没有质量就像一个人没有了灵魂,就没有了存在意义。目前,中国制造的产品质量不理想。多方面的信息显示中国市场的质量状况还很不理想,造成不理想的原因是多方面的,技术、设备、管理、法律、诚信以及意识等等。中国市场产品质量差对那些有心人来说,不能说不是一个机会,只要稍微把质量提高一下就会有出路。质量是根本,如果一味不顾根本,报有侥幸心理,迷信广告,甚至做虚假宣传,这是很幼稚的,是市场营销的歧途。宣传是会创造一时的销量,但不会长远。信息越来越透明,消费者早晚会醒悟。再加上法律的约束,不求质量的企业的生存空间会越来越小。许多生意人在刚开始时,能保质保量地生产、交货,中间就开始做假,就忘记了产品的根本所在。所以从根本上看,质量是产品价值的重要因素,是影响顾客购买的重要内容。优秀品质具有巨大的吸引力,很多顾客是冲着质优去的。许多名牌品质就是好,不服还真不行。 (四)高质量仍是参与竞争的制胜法宝 有时候,营销甚至被看作是神奇的、高明的,它能化腐朽为神奇,变滞销为畅销,营销的杰出人物被看作是魔术大师,变无为有,变不能为可能。打胜营销战需要很多利器,品质优是其中之一。可以看看,那些市场上的佼佼者,其中大部分是优秀品质的制造者,比如创造日本神话的企业、中国的海尔等。帅康空调营销中心总经理王哲在一次新闻会上,指出了空调行业质量及营销方面存在的问题:“偷工减料,以次充好,炒作概念,促销欺诈”,并直接点名指出“一分钱空调”是作秀,矛头直指奥克斯空调,此举在业内引起了轩然大波。而帅康空调也借机公布了自己的空调质量白皮书,作出质量、服务承诺,而且还号召成立“空调行业质量联盟”。帅康这种自曝黑幕的做法,虽然在曝“自身”的内幕的同时造成产业链各环节关系紧张,对帅康空调品牌的促销造成压力,但仍然增加了行业的透明度,这首先在赢得消费者支持方面有利。同时,消费者在购买空调时,由于有了企业的公开承诺,使帅康品牌的知名度大幅提升;塑造起自己为消费者“请命”的“斗士”形象。可见,在企业的竞争过程中,仍然是以产品质量为竞争优秀的。纵观历史,可以看出,存在这样一个规律:速度竞争、品质竞争、规模竞争。速度会让人抢占先机,但不重视质量会让人快快退出市场。品质优秀促进销售,销售增长形成规模。这是企业的良性生长,生长剂就是优秀质量。 2新形势下创造优质产品的策略 (一)树立正确的营销观念 某些名牌的生产者,他们认为制造的东西不是卖的,他们是在追求一种完美,唯其如此,才成为名牌。世界第二大啤酒厂,一空荷兰公司,在例行检查中发现有些瓶中有玻璃碎片,于是决定把已发送到世界各地的几十万瓶啤酒都返回工厂重新检验以免给顾客造成伤害。大家都知道,产品召回制度既是一种制度,又是一种规范。同时,它也反映了一种思想,即本文所强调的这种为顾客着想的思想,我们的生活中太缺少这种思想了:所以,企业应该真心地为顾客着想,不能仅仅流于口头上,而要体现在实际行动上。 (二)质量意识放在首位 首先,全体员工都要有质量意识。质量意识就是全员意识,据国外研究表明,成功的企业主要领导把30%的时间和精力放在质量上,现场出现的各种质量问题,80%产生于中上层管理人员,20%来自于一线员工。所有麦当劳的营运都要遵守一个严格的品管系统,经营的口号是Q、S、C、V。即质量、服务、干净、价值。麦当劳的原始菜单只强调汉堡,现在已经发展为包括鸡肉、鱼、沙拉、完整的早餐、炸薯条、饼干、奶昔、圣代等,在餐饮业,依然独领风骚。麦当劳汉堡包的牛肉馅,规定绝对不能含牛的内脏,脂肪含量严格控制在19%以下,而且,其肉块是经过严格炸制的,直径一律为98.5毫米,重47.32毫克,厚度5.56毫米,做好后10分钟内未售完,就一律作废倒掉,要求所有的连锁店奉为宗旨。第二,质量意识就是第一意识,标准在高。质量意识就是严字当头,真正重视质量。麦当劳的成功得益于高标准的清洁卫生和高质量的服务。对于一个遍布全世界的快餐店来说尤其是困难,但它做到了。第三,质量意识就是把质量体会到最深处,比如,手表厂的工人不吃葱蒜;饭店的餐具上没有污渍且真正的消毒等。质量意识是超常的思维和理解。要想打动别人,首先要打动自己。 (三)产品设计和改进听取用户意见 在当今和未来激烈的市场竞争中,任何产品的推出,如果得不到顾客的认同,销售就会受到严重的影响,甚至无法销售。同时,消费者由于教育水平的提高,网络信息的发达,获得信息的机会越来越多,厂家不能随意决定产品,而应由消费者主宰质量,所有质量的各种努力是因为顾客需要,用户最有发言权,那种认为用户不懂质量的观念是错误的,生产人员、技术人员有时存在盲点,根据用户的意见和建议改进质量是捷径,是明智之举。长期以来,许多厂商精力集中在生产线上,用防堵性的质检来防不良产品流出生产线。而有关专家指出应从设计开始,在海外的工业生产线中有一种所谓1:1000的法则,即在生产前发现问题进行纠正只需花费1元钱,在生产中花10元钱,到了消费者手中则要花1000元钱。当然,对于设计的理解,生产者与消费者的理解是不同的,生产者认为好的设计是易于制造和销售,而消费者认为好的设计应该是赏心悦目、易于打开、易于使用以及易于修理等等。重生产设计是我国很多企业的一贯做法,低的设计影响质量、降低效率。 (四)产品质量的优劣由市场决定 产品观念经历了几个不同的阶段,其中,产品观念认为,顾客喜欢高质量、多功能和有特色的产品,认为只要产品好就会顾客盈门。因此,企业只要致力于生产优质产品,并不断地改进产品,使之日臻完善。在产品导向型企业中,管理人员过多地将注意力集中在公司现有的产品上,而将市场需求置于一边。但是,现在所说的产品质量与产品观念下的产品质量是有一定区别的,这里所说的优秀产品是以市场需求为基础的,是有一定需求的优秀产品。莱州啤酒面对日益增长的终端买断费和激烈的竞争不得不考虑新的出路。首先对莱阳、青岛、烟台、股东等区域市场的消费者需要什么口感、什么度数等问题进行详细调查后,对现有产品进行梳理,结合山东人对酒精度数的偏好开发出针对性产品,在原料中加入德国优质香型酒花和澳洲阳光二棱大麦,以及具有解酒调节血脂作用的营养因子“α-亚麻酸”这在当地乃至全国啤酒行业中都是一次产品革新,为该啤酒的销售找到了新的突破。可见,产品优秀一定要以市场需求为基础。 (五)高质量是由高素质的人创造的 人是关键因素,高质量的产品是由高质量的人创造出来的,所以,一定要提高员工素质,这是关键和前提,联系到我国目前的现状,熟练的技术人员非常缺乏,这是制约我国产品质量提高的重要因素。员工知道了重要性,但是如果没有技术也是不行的。高素质的队伍如何建立,有两种途径,吸收高素质人才和进行培训。 以上从四个方面分析了产品质量在产品整体概念中的作用和意义,在4PS策略中,产品仍是占有重要地位。并且,也从四个方面提出了企业如何创造优秀产品。总之,不管营销形式多么前沿,都应该以产品质量或品质为经营的优秀;不管营销如何发展,企业都应该重视产品的实体价值与优秀利益。营销的新发展仍然是以产品的优秀利益为基础的,仍然不能忽视产品的内在的价值。 整体管理论文:课堂整体性教学管理论文 一、整体教学的全面性 小学语文课堂教学能否贯彻全面性原则,是检验教师的教学思想是否端正的分水岭。所谓小学语文课堂教学的全面性,它主要包括三方面的内容: 一是面向全体学生。语文课堂教学要保证好、中、差的三类学生都能受到很好的教育,都能有机会参与课堂教学的各项活动,使他们各自在不同程度上有所习得、有所提高、有所发展。要克服过去"尖子"教学与"英才"教学的片面性和单一性做法的影响。中小学教育是打基础阶段,小学语文教学更是基础的基矗教师要把小学语文教学纳入素质教育的轨道,着力于把学生培养成为适应21世纪所需要的人才。 二是学生个性特长得到发展。语文教学面向全体学生与全面提高素质不能以无视学生的个体差异、不顾学生兴趣特长、压抑学生创造个性为代价,而必须在整体培养和全面提高的基础上,开发学生的差异"资源",对学生实施优势教育,把教育者的着眼点从死盯书本与分数的"应成教育"引向研究学生心理特长的素质发展教育,使有某些天赋和特长的学生都能学有所长。为此,教师要找准每一个学生的优势发展点,来确立他的特长、个性发展的具体方向和目标。要鼓励学生发展自己的个性,帮助学生发展个性。 三是学生个体全面素质的提高。全面性为学生提供全面发展的教育,以促进学生的个性的发展。因此,教师应努力克服以分数为唯一目标的急功近利的短期行为,要立足于学生发展的长期效益,对他们终身负责,实施整体培养,使之既能满足进一步深造的需要,又能适应21世纪对人才的要求。这就要处理好语文知识与语文能力以及一般能力发展的关系,要处理好全面发展与个性发展的关系,使学生善于观察,爱动脑子,能说能写,越学越聪明,越学越爱学。 二、整体教学的相关性 任何事物都不是孤立存在,总是互相联系的。以重点训练项目为优秀的整体教学也是这样,它与各类课文、非重点训练项目及其它语文基本功,都有着十分密切的关系。 首先要处理好重点训练项目与讲读课文的关系。学生独立阅读能力的培养、阅读方法的习得、良好阅读习惯的养成、表达能力的形成,都以讲读课文为主要凭借,它起着范例、引路的作用。诚如叶圣陶先生指出的那样:"语文教材无非是个例子,凭这个例子要使学生能够举一反三。"现代教育培养的一代新人,不仅要掌握丰富的知识,而且要具备独立探索知识、运用知识的能力。知识和能力的发展虽不是同步与成正相关的,但却是互相依存、互相制约的。如果离开了知识系统,这等于失去了学习新知的基础和阶梯,独立的发展也就变成"无本之木"。只有知识转化为能力,才能成为学习的手段。学生掌握的语文知识结构越是带有规律性,就越有利于语文能力的发展;经过学生主观努力和思维积极加工而获得的语文知识越多,就越有利于语文能力的发展;学生语文的整体认知的水平越高,就越能迅速地将捕捉到的语文知识信息纳入系统,并能保持"待用"状态,随时根据需要来激活检索、提取信息。以重点训练项目为优秀分组编写的小学语文教材,正是基于这种基本思想。所以,教师要十分重视讲读课文的教学,在教学中渗透学法指导,培养自学能力,使学生掌握重点训练项目的学习方法。 二要处理好重点训练项目与非重点训练项目的关系。重点训练项目的是动态的、变化的,在这个单元是重点,到下一单元就可能转化为非重点项目。因此,在教学中教师应当考虑到学生已经受过哪些重点项目的训练,特别要注意那些与新的重点项目有密切联系的旧的训练项目,把新旧项目结合起来进行思考与训练,以巩固学过的重点训练项目,并为学习新的重点项目铺路搭桥。教师要善于启发学生运用已有的知识和技能来理解新的重点训练项目,顺利地获得新的知识和技能。例如,六年制第九册第五单元的重点训练项目是《详写和略写》,在教学这组课文时就要自觉地联系本册第三单元的《怎样选择材料》这个重点训练项目,要求学生回忆《舍身炸暗堡》这篇讲读课文详写的是哪些内容?略写的是哪些内容?为什么?教学讲读课文《狼牙山五壮士》时再引导学生理解与掌握课文是怎样进行"详写与略写"的,以及为什么要这样写?这样新旧知识有机有效地联系,有利于帮助学生构建稳固的认知结构的系统和推进认知结构的不断发展与充实,以构成重点训练项目训练与所达成的知识链条。 三要处理好重点训练项目与其他语文基本功的关系。重点训练项目的训练,必须以字词句段篇训练为基矗阅读教学训练的内容是训练语言,即训练字词句段篇和听说读写能力。理解不是学习的终极目标,而是以此为例,让学生形成理解与运用语言文字的能力,即凭借课文内容,训练语言运用,把原来单纯的理解训练转换成表达训练,让学生把理解的东西,用语言文字表达出来。这样,既有助于理解课文内容,又进行了语言文字训练。如《狼牙山五壮士》中的"英雄跳崖"一段,写得比较详细,表现出五壮士视死如归的大无畏精神。教学这段可先让学生阅读,在理解这段内容的基础上,进行语言转换,再造人物形象。如启发学生用第四段中"带着......带着......"的句式填空:"五位壮士昂首挺胸,带着,带着,相继从悬崖上往下跳。"这样的练习具有综合效应,既可帮助学生认识五壮士崇高的精神境界,又练习了运用语言,集发展认识、发展思维、发展语言于一身,确有"一石三鸟"之效。 四要处理好课内外的关系。教育研究表明:语文教学单靠课内传达信息是很不够的,难以高速度、高效率地提高语文水平。进行重点训练项目的训练,教师应最大限度地引发学生的学习兴趣和参与意识;要从阅读的广度和深度上来达成重点训练项目的目标,并且有效地促进学生品格修养、认识能力、情感意志、阅读习惯等良好素质的整体发展。信息论告诉我们,信息刺激对于认识发展起着极为重要的决定性的作用。因此,教师要树立大语文观,为学生创设和提供广阔的信息刺激背景,努力引导学生开展课内外、校内外的语文学习活动,扩大他们的知识视野和学习领域,引导他们广泛阅读,广泛交往,广泛习作实践,开拓学习渠道,充实他们的知识系统,锻炼他们的操作系统。用知识的广度来加强认识的深度,用扩展的认知视野来改造狭隘的认知结构,这是促进学生认知发展的关键所在,也是实现优化整体组合,达成重点训练目标的重要途径。 三、整体教学的层次性 重点训练项目的目标达成,除了具有相关性,还具有层次性的特点。一个训练重点项目,需要经过三个教学层次方能告一段落。 第一个层次是训练方法的指导。 如前所提,这个任务责无旁贷地要落在讲读课文的"肩上"。讲读课文的教学任务主要是帮助学生理解与把握重点训练项目的训练方法。例如,六年制第九册第五单元的重点训练项目是《详写和略写》。在讲读《狼牙山五壮士》这篇讲读课文时,教师要抓装壮"字,让学生读书与思考:课文哪些地方写得具体详细?哪些地方写得简略?课文是怎样写具体的?这些内容为什么要详细写?同时带着书后第2题默读课文分段,并圈画重点词句,而后组织学生讨论,并通过对关键句段的朗读与揣摩,进一步理解作者的意图。 讲读课文教学除了让学生理解与掌握课文是怎样体现重点训练项目外,更要渗透学法指导,以培养他们的自学能力与习惯,为其学习阅读课文和今后独立阅读打下坚实的基础 第二个层次是运用与巩固 从讲读课文学到的读写知识。阅读课文是由讲读向独立阅读过渡的凭借。它与讲读课文既有密切的联系,又有明显的区别。阅读课文主要是为了复习、巩固和运用在讲读课文的教学中学到的知识和阅读方法,并通过训练转化为技能,它的主要任务是指导学生练习在讲读课上学到的有关重点训练项目的知识。 如教学《劳动的开端》,先要复习《十里长街送总理》这篇文章的读写内容是什么,为什么要详写?而后让学生带着书后第2题默读课文,并指出详写的内容是什么?在初步感知的基础上,组织学生讨论,深入理解作者是怎样描写第一次挑煤的经过的?这样写对表现人物性格有什么作用?课文的开头与结尾同第一次挑煤有什么联系?与题目"劳动的开端"又有什么联系?最后进行课堂练习,写出第一次挑煤经过的提纲,并组织交流与评议。这有助于检测学生对本单元重点训练项目掌握的情况如何。 第三个层次是总结与提高,将感性知识上升为理性认识。 "读写例话"是介绍读写方面的知识短文。它的任务是介绍本组教材的读写知识点,即本单元的重点训练项目。这是自学内容,应放手让学生自学。先让学生阅读"知识短文",将感性知识上升为理性认识,而后让学生独立进行阅读或写作训练的实践。如学生了解了什么是详写与略写、为什么要详写与略写的知识之后,就可让学生分析近期的习作,组织学生讨论。对达到了详写与略写目标的习作要指出是怎样写的,为什么要这样写?对详略不当的习作要引导学生提出修改意见,使文章重点突出。还可让学生自己命题,编写习作提纲,指明详写与略写的内容。 四、整体教学的探索性 在小学语文整体教学的这块"领地"上,还有许多"未知领域",需要我们去探求、去发现。笔者以为,探索的重心是:着力于课堂教学整体效益的提高,提高每节课的效率,努力以高效益实现"减负"与提高质量的统一。其具体内容表现在以下五个方面: 首先是探索整体教学如何落实重点训练项目和培养与发展学生的思维、语言和认识能力及发掘教材内部的情感因素,使学生爱学,注重教师自身的情感表现,使学生乐学。 其次是探索如何减少课堂时间损耗,保持适当的知识量、思维量、练习量和教育量,增加信息输出的有效性,改革课堂结构,充分调动学生参与,提高学生的接受率。 第三是探索如何优化教学手段,广泛使用电化教学以增强直观性,提高学生储存记忆的速度、长度和容量。第四是探索如何突破单一的教学模式,积极探索与不同课型、不同学段、不同学生特点相适应的不同的教学方法,积极推广目标教学和分层教学,谋求多模式、多层次、多渠道的教学,提高教学的有效性。第五是探索如何加强教学活动流程的管理,实现教法与学法的转化,主导与主体的转换,以及变对差生滞后补课为课前辅导。 总之,整体教学,是从讲读到阅读,再到"读写例话",来完成某一重点训练项目的训练过程。它不仅为语文教学本身所需要,更重要的是学生理解与把握重点训练项目的一种普遍适用而科学的方法的客观需要。 整体管理论文:课文整体管理论文 课文整体感知的对象最常见的有以下三种: 一、了解课文的大意和主旨 (一)张志公先生归纳了整体感知课文大意的两项内容: 1、“文章主要谈了什么问题,或者说了件什么事情? 2、“这篇文章是写给谁看的,为了什么目的而写的?”这是从阅读写作对象和写作意图两个方面对文章进行整体感知,已经涉及课文的主旨。解决这类问题有时还需要文体性和背景性的知识为前提。初中语文课本中鲁迅的文章以及外国文学作品,尤其需要这种前提知识。 (二)整体感知课文的第一要务是对课文主旨的感知。所谓主旨,是指全篇文章所表达的中心思想或基本意思。阅读课文应当根据不同的文体特点把感知的焦点聚集在课文的主旨上。阅读记叙文,整体感知应该聚焦在记叙描写的内容和所传达的思想感情上;阅读说明文,整体感知应该聚焦在说明对象的特征和说明的事理上;阅读议论文,整体感知应该聚焦在作者观点和意图上。新教材第二册第一单元,就要求学生在整体感悟课文的基础上,了解课文的主旨。 二、初步感受课文的感情基调 这个问题和课文的主旨是密不可分的,因为课文的主旨规定了文章思想感情的基调。课文是作者思想感情的结晶,无论哪一种文体,都渗透着感情因素。初读课文最好能受到一定的感染,激发一定的情感体验,形成一定的情绪氛围,为把握文章的思想情感奠定良好的基础。由于学生的个体差异,对同一篇文章会有不同的情感体验,这是很正常的,也应该允许学生各抒已见。课文的感情有隐有显,有的课文表达的感情很直露,有的课文的情感倾向虽然比较复杂,学生可以从不同角度去感受理解,但课文表达的感情仍然有一个基调,因此,感受作者的情感基调,必然从课文本身出发。有的课文作者表达的感情丰富复杂,或比较朦胧,答案就不必强求一致。 三、粗知作者的思路或文章的脉胳 张中行先生说,思路是“流动于脑子中的意念”。通俗地说,思路是作者在思索和行文时思想发展、前进的线索。思路体现在文章之中,就是文章的内在脉络;落在文字上,就是结构框架。只有了解全文的思路脉络,才能准确把握作者的观点和态度。张志公先生谈到了解思路的方法时说,粗读文章要考虑“文章里主要说了几层意思.前前后后的几层意思是怎样的关系.”在整体感知课文思路这个环节里,只要了解了文章由哪几部分组成以及各部分之间粗线条的联系就可以了,至于各部分细微之处及部分之间的各种关系可以留到深入分析课文时再掌握。有些过分繁难的,不必再多做分析。课文各部分之间的关系大体有以下几种:(一)并列关系:即各层之间是平等的、比并的关系,其结构是横向式的。 1、不同内容的并列:如《谁是最可爱的人》中松骨峰战斗、马玉祥救小孩和战士的谈话三个典型事例即属于并列关系。 2、不同表述手段的并列:蒲松龄的《狼》第一部分叙事,第二部分议论,是不同表述手段并列的典型例子。 (二)宾主关系:也叫主从关系。常见的宾主关系的形式是: 1、总说和分说的关系:它包括总──分、分──总、总──分──总三种关系。如《纪念白求恩》先总的概括白求恩的共产主义精神,然后从国际主义、毫不利已专门利人、技术精益求精三个方面阐述了白求恩的共产主义精神,结尾对全文进行总结,是比较典型的总说和分说的关系。 2、主脑和解说的关系:也叫解证关系。这种关系在议论文中最为常见,比如用论据证明论点,常采用此法;在说明文中出现的也比较多;在叙事性的文章中也可以看到。 (三)序进关系:即按一定顺序向前推进,其结构是纵向式。主要有: 1、时间推进关系:按时间的变化安排课文顺序。 2、空间推进关系:按空间的变化安排课文顺序。如说明事物的构造,或由上到下,或由内到外等。记叙文中的通讯也常有这种顺序。游记中的移步换形也属此类。 3、逻辑推进关系:按逻辑事理先说现象,后分析成因。但是,课文的文脉有隐有显,作者的思路在文章中的表现常常不是单一型的,而是复合型的。有的综合运用了多种因素作依据,构成多种思路关系;有的思路比较复杂,有的思路比较隐蔽,甚至隐藏不露。这类文章一般不适于在整体感知课文时解决理清思路的问题。比如鲁迅先生的散文《藤野先生》,思路是复合型的,比较复杂,在整体感知课文时只要了解文章按地点(或时间)的变化为依据组织文章,体现思路就行了。至于现代的“蒙太奇”“意识流”等,初中阶段完全可以不涉及。 有的文章把各部分之间的关系简明扼要归纳为相并、相承、相属的关系,简便易行,很有实用价值。 整体管理论文:语文整体观念管理论文 小学语文教学“大纲”指出:在阅读教学中,教师要善于指导学生读懂课文。要指导学生通过语言文字正确理解课文的主要内容,体会思想感情,提高认识,受到思想教育;教师还要指导学生理解语言文字是怎样表达思想感情的,激发学生热爱祖国的语言文字。这段精辟的文字告诉我们:整个阅读教学过程是分为两大阶段进行的。第一阶段:通过语言文字来理解内容;第二阶段:理解语言文字是怎样表达上述内容的。完成这个从形式到内容,再由内容到形式的过程就是走完阅读的全过程,俗称走完“来回趟”。可我们在实际教学中,常常是“有来无回”,忽视后半个阅读过程。解决这个问题的办法就是突出读写训练重点。事实上,从教学基本功的训练来看,只重视了一般基本功的训练,忽视了读写基本功训练的现象普遍存在。造成这种局面的一个重要原因,就是教师没有依据教材编排特点来进行训练组的训练。因此,要突出读写基本功训练,还得从认识训练组教材的特点开始。作为读写例话这样一种形式,它是训练组教材中的一部分,更必须立足整体来考虑它的教学。下面以小学语文教材第七册第二组为例,谈谈训练组教学的大致过程,而读写例话的教学就可窥见一斑。 现行小学语文高年级的教材是按读写训练组的形式编排的,每一个训练组又是一个什么特点呢?从编写来看,读写成对,相互对应;从训练来看,有一个训练体系,前一个重点训练项目是后一个的基础,后一个是前一个发展的结果;从组织形式上来看,它有导读、预习、讲读课文、阅读课文、读写例话、基础训练六部分,包含着课例、读写例话、基础训练三种教学组织形式;从地位作用上来看,它是重点读写基本功的训练。既然教材是这样编排的,当然应该按这样的教材特点来教。我觉得,根据目前的教学现状,对教材的处理方法必须要有一个彻底的改革,至少要注意三点: 第一,要重视教学目标的确定。过去,在教学设计时,目标的确定是多元化的,由于主攻方向不明了,多是只完成半个阅读过程,只能是让学生理解了课文内容,得到一些有关字、词、句的训练,而读写能力却得不到提高。怎样才能较好地确定教学目标呢?我认为,应该由一组教材的重点训练项目来定向,这是因为一组教材中的导读、预习、课例、读写例话、基础训练都是受读写训练重点所制约的。导读,介绍该组重点训练项目;预习,提示学生怎样学好重点训练项目;课例,是举例、感知重点训练项目;读写例话,理解重点训练项目;基础训练,运用重点训练项目发挥其功能。这个功能实际上都指向重点训练项目,是一种整体功能。从这一点来考虑一组读写的重点训练项目,理所当然的是课例、读写例话、基础训练三种教学组织形式共有的教学目标,共有的训练重点。 第二,要重视教学结构的设计。训练组的结构不同于单篇教学的教学结构。它的主要特点是:(一)它发挥整体功能,旨在完成第二阶段的任务,落实重点训练项目。(二)结构形式。以重点读写训练项目作为优秀和依据,贯穿于一组教材的全部内容。(三)整体训练。课例、读写例话、基础训练在一组教材的阅读过程中不作为一种教学形式存在,而是作为一个教学环节出现。(四)整体效应。整个教学是一个学生由悟到懂到实践的自学训练过程,着重培养的是学生的自学能力。这一阅读教学过程的设计,大体分为三个阶段:(一)“悟”的阶段。这是第一教学环节,通过一系列教学活动,对所学的重点训练项目有所领悟。其主要活动为:(1)由导读引出教学目标;(2)由预习导出操作步骤;(3)由课例中的思考、练习找到默读思考的“纲”;(4)以思考题为导向,自学阅读课文,巩固所学的知识并形成技能。那么第七册第二组的教学,就是先要知道本组学习的目标是学会抓住课文主要内容的方法,再了解抓住课文主要内容方法的步骤,然后按照提纲边读边想。经过反复揣摩,对抓住课文主要内容的方法有个初步认识,最后按照课后提示,用学到的方法去学习阅读课文。(二)“懂”的阶段。这是第二大教学环节,也是认识过程的第二阶段。这一阶段,主要是引导学生在“课例”感知的基础上形成理性认识。这一环节先是重温课例有关内容,分析其特点,然后再归纳其共同特点,最后达到理解的境界。(三)实践的阶段。这一阶段的教学活动是放手让学生练习,这个练不是盲目地练,而是按读写训练项目的要求定向练;这个练也不是少量地练,而是大量地练。通过练,将读写基本功的训练化为技能技巧。由上述各环节的教学安排可以看出,这种教学结构是一个以读写重点训练项目为主线,以学生为主、以练为主的训练过程,是一个适应训练组教学的一种训练结构,符合实践、认识,再实践、再认识的规律。 第三,要重视时间的再分配。要把教学课时变为可用课时,达到省时高效的目的。随着教学组训练的需要,教学课时要进行一个较大的调整。总的趋势是,压缩阅读教学过程中第一阶段的教学时间,增加第二阶段的课时,即减少教师讲的时间,增加学生练的时间,做到真正的由扶到放。在实验班里,教师根据其经验强调讲读课从语言文字到理解内容的教时不超过一课时,强调要打通课时,统筹安排,并且对课时进行一个原则规定。如一课时教完的课文,上半堂为阅读教学过程的第一阶段,下半堂为第二阶段;两课时教完的课文,第一课时为第一阶段,第二课时为第二阶段;三课时教完的课文,第一课时教第一阶段,第二、三课时教第二阶段。这样的安排,为读写训练提供了大量的时间。如第七册第二组的教学时数由11节压缩为7节,这7节中,用之于第一阶段的只有2节,用之于加强读写训练的就有5节。时间宽裕了应该怎样利用?我认为,只有按照训练组的过程来练,才有可能使这些时间成为有效时间,达到扎扎实实打好基础的目的。 为什么必须以训练组为单位进行整组训练呢?我们可用系统论的观点来认识。系统论认为:结构是系统内部的各要素之间的联系形式,是要素的组织形式,是从系统内部反映系统的整体性。而功能主要是系统与环境的相互联系。相互作用反映出的能力,是从系统外部反映系统的整体性。这个系统的外部环境,是否可以理解为教材结构外的教师和学生。学生、教师、教材三者中间,教材起着中介和桥梁作用。功能总是一定结构的功能,如果改变系统的要素就会影响系统的功能,如果改变其结构也就会改变其功能。单篇单教之所以不好,就是任意改变了一组教材的要素,改变了一组教材的结构。单篇单教不利于打好基储发展智力、培养能力,必须加以改革,建立起一套与教材相适应的整组训练体系。这样,学生的基本功训练才能深化,学生的语文能力才能逐步提高,才能发挥训练组的整体效应。 读写例话的研究,只能放在整组教材的训练中去研究,只能作为阅读教学过程的一个教学环节去处理。如若不然,仍然孤立地去做,就会影响到整体功能。读写例话在一组教材中形式上虽有相对的独立性,但在教学中切不可孤立地去做,要树立整体观念,加强“组”的教学。 整体管理论文:数学自学整体教学管理论文 我从事高中数学教学已有十三年。在前十年中,有不少的领导和同事在听了我的课后,都客观地指出了我教学中存在的缺陷:一是课堂内一“灌”到底,忽视了学生的主体作用;二是只注意知识的传授,忽视能力的培养;三是备课上课总以班上中等成绩为参照进行,忽视全班学生在个性、智力、成绩方面存在的差异;四是接课方法与小学、初中教师的授课方法无区别,忽视小学生、初中生、高中生这三个学生层次在注意力、观察力、思维能力诸多方面存在的差异。 为了弥补上述缺陷,我几十次去外省外县向名师请教,平时挤时间钻研教育理论。教育心理学认为,高中学生的知觉和观察力富有目的性、系统性、全面性和深刻性;注意力的集中性与稳定性有了很好的发展,记忆已达最佳阶段,高中学生的思维具有两个特征:一是具有更高的抽象概括性,并且开始形成辩证逻辑思维;二是具有更大的组织性、深刻性、批判性,独立思考能力提高很快。同时高中学生的情感、意志、个性的发展进入成熟时期。根据这些理论和名师的指点,我创立了“高中数学三级自学整体教学法”。 我先组编自学小组,以座位相邻四个学生为一组,选数学成绩较好者为组长(在排座位时可有意搭配)。平时,由小组长带领组员制订自学计划、阅读教材、组织探讨、检查部分作业,同时,由小组长收集本组遇到的各类疑难问题,再集中向我反映。 学生自学以前,我印发一个单元的自学提纲。一个单元一般指教材中的一整章或一个数学分支,便于学生从整体上接受知识。 学生按照自学提纲进行一级自学。第一级自学是了解知识阶段,要求学生对单元中的数学概念、定理、法则、例题逐字逐句进行阅读推敲,作出详细笔记,能独立完成单元中65%左右的习题,我在课堂内进行个别辅导。第二级自学是掌握知识阶段,在我的具体指导下,学生必须在自学中掌握单元中的重点,分析攻破难点,能独立完成单元中85%左右的习题。第三级自学是提高能力阶段,要求学生在我的指导下,100%地独立完成习题,能归纳出题型与方法,能做到一题多解与一题多变,最后能自制试卷考查其他同学。 在三年的教改实验中,我们保证了正常的教学活动,保证了学生身心的健康发展,严格地控制了实验的变量。设计的教学程序是要求学生自学经过三个阶段,从易到难、由浅入深,符合学生的认识规律。由于我在教学中突出了自学,充分发挥了学生的主体作用。三级自学有利于培养学生发现问题和研究问题的习惯与态度,加强了反馈系统的控制。 教师与学生两个自我反馈系统表现了较高的功能。同时,教学能从客观实际出发,让学生掌握自学的速度和尝试。自学能力强的学生很快完成了学习任务,可以挤出大量的时间自学课外知识,从而使成绩越来越优秀,学习能力越来越强。 自学能力差的学生,在我的指导和同组同学的帮助下,都能完成学习任务。这样,充分发展了学生各自的优势。整体教学有利于学生掌握知识的全貌以及各部分基础知识的内在联系。由于打破了原来一课教一个概念或一招一式的教学顺序,可利用上课时间进行集体讨论,使学生思维活跃、敏捷开阔、用充足的理由敢于提出自已的异议,真正体现了教育民主,增加了学生学习的自信心。 实验进行三年共接待省内专家、县内外同行听课23场,均受到好评。在各次重大考试中,实验班数学人平分数一般超过对比班10多分。由于学生自学能力提高,都能自觉地自学其他科教材。 目前我们正接着进行第二轮实验。 整体管理论文:数学整体教学管理论文 九年义务教育全日制小学数学教学大纲,明确地指出:“小学数学中的概念、性质、法则、公式、数量关系和解题方法等最基础的知识,是进一步学习的基础,必须使学生切实学好。”而小学数学教材中的上述知识多达几百个,由于在教学中,缺乏学法指导,学生往往采取“单打一”的方式,死记硬背,其结果造成记忆上的杂乱无章和应用上的混淆。长此下去必然出现知识漏洞,影响学生学习新的知识。那么怎样消除学生在学习中产生的这种障碍呢?在教学中教师应结合教材和学生实际,发挥整体教学功能,使学生把知识的各部分联系起来,找出知识的本质和规律,让学生在理解的基础上,逐步掌握知识。这样的教学活动才能为学生进一步学习做好铺垫和准备,消除学习障碍,提高教学效率。根据知识之间的关系,大体可以从以下三个方面运用整体教学。 一、在知识的连结处实施整体教学 知识之间的联系性决定了某些知识不是孤立的,它们之间连结紧密,如果学生对其中一个知识点含糊不清,必然影响后面知识的学习和掌握,形成知识系统中的“断裂带”。如果教师在知识的连结处实施整体教学,适时正确引导学生认识知识间的内在联系,就可以避免“断裂带”的产生。 例如,第七册异分母分数加减法,以往的教学是轻算理重算法,一味地强调,先通分,然后按照同分母分数加减法的法则进行计算。一节新授课下来效果满好,但在学习了分数乘除法后产生混淆,分数加减法做成分子加分子,分母加分母。很明显由于死记硬背,知识的负迁移,干扰学生正确掌握法则。 为排除干扰,使学生在理解的基础上掌握法则,教师首先用系统科学的观点,把整数、小数、分数加减法法则视为一个整体进行分析,它们虽然在叙述形式上有所不同,但“统一单位后方可相加减”这一宗旨,把三个法则紧密连结在一起。于是在异分母分数相加减的新授课上,安排了这样三道准备题:"479—163"、"134.26—32.1"、"1/5+3/5",先板演,然后教师设问:(1)“为什么整数加减法相同数位要对齐?”学生答:“数位对齐了,记数单位就统一了,才能相加减。”(2)“小数加减法,为什么要把小数点对齐?说明什么?”学生答:“小数点对齐也就是把相同数位对齐,说明记数单位统一了,才能相加减。”(3)“同分母分数相加减,为什么分子可以直接相加减,分母不变?”学生答“因为同分母的分数单位相同,所以可以分子直接相加减,分母不变。”紧接着出示例2,"4/5-3/8",教师问“异分母分数加减法分子能直接相加减吗?”学生答:“因为4/5的分数单位是1/5,而3/8的分数单位是1/8,这两个分数单位不同不能直接相减。”教师问:“如何转化为分数单位相同的两个分数?又怎样减呢?”学生答:“把4/5和3/8通分后,转化为`32/40-15/40’,这两个分数的单位都是1/40,32个1/40减15个1/40等于17个1/40。”接着教师及时小结:无论整数、小数、分数相加减,都要统一记数单位后才能相加减。 上述过程教师实施整体教学,由浅入深把三个法则串连组合起来,清楚地展示了三个法则的连结关系,使学生从中可以看出:前面法则是后面法则的基础;后面法则是前面法则的发展。这样进行教学,学生自然对异分母分数加减法法则印象非常深刻,学过分数乘除法后就不会发生混淆现象。 二、在知识的从属关系上实施整体教学 某些知识之间不是前后连结的关系,而是集合中的元素与集合的关系。如果学生对这些知识分不清主次先后,掌握起来就会出现错误或混淆,这就要求教师正确实施整体教学,在每块知识教学后,及时帮助学生弄清从属关系,分清主次,把掌握的重点放在优秀概念上,这样就能用最经济的时间取得最大的效果。 例如,当学生已学完梯形的特征后,教师及时把前边学过的长方形、正方形、平行四边形,都归属于四边形这个整体范畴中,进行系统的归纳和概括,使之形成较完整的结构。教师问:(1)“长方形和正方形有什么特征?它们有什么区别与联系?用集合图怎样表示?”(2)“平行四边形有什么特征?与长方形有什么联系与区别?怎样表示它们的关系?”(3)“梯形有什么特征?与平行四边形有什么联系与区别?怎样表示它们的关系?”(4)“正方形、长方形、平行四边形、梯形它们的边有什么共同特征?怎样表示它们的关系?”学生边答教师边板书:四边形运用集合图把有联系的概念组合起来,较形象地揭示出它们之间的从属关系。不难看出:正方形、长方形、平行四边形、梯形都从属于四边形这个优秀概念。这样就从整体上把握了这些图形概念的内涵和外延,收到事半功倍的效果。 (附图{图}) 三、在知识的对立统一关系上实施整体教学 在数量众多的知识中,有些知识是平行的,它们之间的关系既对立又统一,这是数学本身辩证法的体现。像质数与合数、奇数与偶数、最大公约数与最小公倍数等,它们彼此互不包含,而且在文字表述上只有几字之差,极易引起混淆。教学中教师应不失时机地实施整体教学,把对立的知识集中在一个整体结构中,从区别点出发,进行比较鉴别,以达到区分异同、准确掌握、合理应用的目的。 教师问:(1)“哪些数只有两个约数——1和它本身。”学生回答后,教师及时抽象:“一个数除了1和它本身,不再有别的约数,这个数叫做质数。” (2)“哪些数除了1和它本身以外,还有别的约数?”学生回答后,教师及时概括:“有3个或3个以上的约数,这样的数叫做合数。” (3)“谁只有一个约数?”“1是质数吗?是合数吗?为什么?”引导学生答出:“1既不符合质数的定义又不符合合数的定义,所以1既不是质数,也不是合数。” 这三个设问明确了:“质数必须只有两个约数”这个本质特征。加深了对质数、合数概念的理解。 又如,奇数与偶数的本质区分点在于:能否被2整除。这点学生易于理解和掌握。但是,由于除2以外的偶数都是合数,学生往往误以为所有偶数都是合数;又由于质数中只有2是偶数,学生就往往误以为所有质数都是奇数。教师针对学生的模糊认识,配合图解启发设问:“奇数与偶数,质数与合数这两组数区别各有什么不同?”引导学生回答:“奇数与偶数区别点是,能否被2整除;质数与合数的区别点是,约数的个数不同。”“2既是偶数又是质数。”“所有的质数除2以外都是奇数。”而“所有的合数并不都是偶数,还包含某些奇数。” 以上两例表明,让学生在知识整体中,从知识的区别点出发,进行判断推理,明确它们的对立统一关系,进而使学生既理解了知识,同时也极大地提高了学生认识事物的能力,其教学效果是毋庸置疑的。 综上所述,教师从知识的整体出发,用联系的观点指导教学,在知识的连结处,在知识的从属、对立统一关系中,采用同化与顺应等整体教学手段,把合理的知识结构及时呈现给学生,帮助学生理清各部分知识的脉络,及其在知识块中的地位和作用,把大纲中“学会”这一目标具体化、系统化,使学生所学的知识不是几个孤立的点,而是前后呼应,浑然一体的有机整体,从而促使学生形成良好的认知结构,逐步具有“从整体看事物”的数学思想,有条理地思考和处理问题的能力。 整体管理论文:数学整体素质教育管理论文 从我国当前基础教育改革的重点出发,把数学教育的改革同学生整体素质的提高联系起来,使数学教育在提高学生素质上发挥更大的作用,是一个重要的研究课题。数学教学的任务不仅是数学知识的传授和能力的培养,也同样担负着提高学生整体素质的多项任务。 一、数学教育在提高学生整体素质上的重要作用 数学学科的基本特点,决定了通过数学教学可以从多方面、多角度培养学生,促进学生整体素质的提高。主要表现在以下一些方面: 1.数学是学生不可缺少的基础知识和基本技能。 随着科技的发展,社会的进步,对基础的理解也在不断地变化,数学的基础知识和基本技能的范围和内容也在发生着变化。在由“应试教育”向素质教育转轨的教育改革中,如何使数学教育的内容更适合未来人才素质的要求,是一个应当引起人们重视的、迫切需要解决的问题。 2.数学是训练学生思维、提高学生智力水平的重要学科。 数学高度的抽象性和严谨的逻辑性,决定了数学这门学科在训练学生思维、培养学生能力方面有着特殊的作用。以往的小学数学教学在这方面积累了丰富的经验,为适应教育改革的需要,还应该进一步研究数学教学中学生能力培养的问题,制定出具体的、可操作的教学方法和评价方法。 3.数学对于培养学生良好的非智力因素有着特殊的意义。 现在社会信息的快速增长、科技的高速发展,竞争的日益加剧,要求培养出的学生不仅有扎实的文化基础,而且还有敏锐的思考力、强烈的求知欲、广泛的适应力和顽强的意志力。这些良好的心理品质要通过多种渠道对学生进行教育,而数学无疑是培养学生这些心理品质的最好的学科之一。在数学的学习过程中,通过对数学的基础知识的理解和掌握,学生可以学会许多重要的思考方法。通过精心设计不同层次、不同类型的数学问题,学生在解题的过程中,锻炼了意志品质和精益求精的态度。特别是那些需要学生经过周密思考,反复研究才能解决的问题,更有助于培养学生的意志品格和克服困难的精神。 二、以提高学生素质为目标进行数学教育改革 数学教育的改革要超越数学学科本身的限制,以提高民族素质为目标,从整体上思考数学教育内容、方法等一系列改革。 1.完善课程内容。 建国以来,我们的小学数学教学内容经过几次较大的修改,可以说从总体上基本符合社会的要求,但是从未来社会发展的需要,从提高学生整体素质的高标准出发,数学教材的结构、要求和具体的内容还应该作进一步的改革和完善。从总的说应该在两个方面下功夫:一是加强和改进联系学生生活实际的内容;一是体现或渗透现代化的内容。 数学教育的大众化、生活化,这是当今数学教育改革的一大趋势。我们希望培养和造就更多数学家,但是基础教育中数学教育的根本目的不是培养未来的数学家,而是使未来的每一个公民接受必需的、有用的、能够学会的数学。数学本身是抽象的,但数学的原型是具体的,是来源于生活实际的。抽象的数学知识可以用具体的事物、具体的情境表示出来,由具体到抽象、由学生生活实际中的事物出发,就会使大多数学生感到数学不是那样神秘、那么遥远。 教学内容中体现大众的数学、生活的数学,就要对数学的教材结构进行调整。要进一步精简繁难的内容,适当地引入具体的内容,贴近生活的内容。比如,随着科学技术的发展,计算工具越来越多,越来越普及,在生活实际中需要计算的时候,人们更多地是用到估算和简单的计算,而比较复杂的计算可以借助于计算器和计算机等计算工具来完成。因此,在小学数学教学中有关计算的内容应该作进一步的调整。学生要掌握计算的基本原理和方法,遇到一个具体问题要知道用什么方法去解。同时要比较熟练地掌握基本的口算和笔算。在这个基础上,学生要学习一些估算和近似计算的方法。教学内容和教学结构进行适当地调整,就能保证学生学会这些解决具体的数学问题的操作策略。 在数学教材内容中加强与学生生活实际相关的内容,更能够提高学生的学习兴趣,培养学生对数学的情感和求知欲。学生看到所学的内容与发生在自己周围的事情直接相关,就会使他们感到自己每天都可以接触到数学问题,数学并不神秘,从而增强学好数学的自信心。 数学教育的现代化问题,早在50年代末60年代初开始的“数学教育现代化运动”中,就非常尖锐地提出并在实践中付诸实施。当时所提出的观点和方法,至今对数学教育的改革还起着重要作用。传统的小学数学教学内容,主要是17世纪以前就已经形成了的数学体系。这些内容中许多仍是现在的学习与生活所必须的,但随着科学和数学的发展,仅掌握传统的数学知识和方法是远远不能适应现代社会需要的。对教育内容的现代化,应该理解为两个方面的含意。一是引入现代数学的内容;一是用现代数学的一些观点和方法去认识和理解传统内容中的某些问题。实践表明,只能少量地增加前者的内容,过早或过多地直接引入现代数学的内容,效果并不好。而教改实践表明,结合有关内容体现或渗透一些现代数学的思想和方法,不但在实践中完全可以办得到,而且还有利于学生对相应知识的理解和掌握。用现代数学的一些观点和方法表示有关的内容,使学生在理解这些知识内容的同时,对所反映出来的数学思想和方法也有了一定的认识。这为学生用现代的数学方法思考问题,特别是将来进一步学习打下了基础。 2.更新数学方法 未来社会的发展要求学生具有探索精神、适应能力、创造能力、操作能力和分析问题解决问题的能力。数学教学方法的改革应该在培养学生适应未来社会的能力上下功夫。学生在校的学习时间是有限的,他们走向社会以后,需要学习新的知识,掌握新的方法,适应新的环境。这一切都需要学生在掌握必要的基础知识的同时,具备独立地学习新知识、探索新问题的能力。从这个意义上来说,更新小学数学教学方法的着眼点,应该放在培养学生的独立思考能力、实际操作能力和解决实际问题的能力上。在实际教学中要提倡活动式、启发式、问题解决式的教学方法。 活动式教学方法就是在教学中给学生提供具体活动的材料和活动的情境,让学生有机会参与对数学知识的探索、发现和认识的过程。运用这种方法,学生的学习过程不是被动地获取知识,不是简单地接受现成的数学概念和方法,而是主动地去认识数学的概念和原理。学生在活动中能够亲自体验到知识的发生和发展过程,能够通过自己的活动和师生之间、同学之间的交流,积极主动地探索和思考。从而培养学生的参与意识、探索精神、独立思考能力和动手操作能力。运用活动式教学法需要解决两个问题,一是为学生准备与教学内容和学生特点相适应的活动材料;二是为学生创设活动的情境。 在小学数学教学实际中,活动式教学法的使用还受到许多条件的限制。为适应提高学生素质的需要,必须研究活动式教学法的模式、方法,开发适合小学数学教学使用的各种活动材料。 启发式教学思想在我国已有很长的历史。启发式的教学对于我们来说似乎是一个老问题,但还没有从根本上在教学中得到贯彻和落实,应该进一步研究启发式教学的基本模式和操作方法。启发式的优秀在于充分调动学生的积极性和主动性。在数学教学中贯彻启发式,关键在于教师根据具体的教学内容和学生的思维特点,提出问题、设计疑点、启发思考,使学生处于主动思考、积极探索的状态中。这就需要教师创造性地、有针对性地设计、改造和提出问题。把教材中的范例变成一系列具有启发性的、由浅入深的问题,这就是一个对教材内容深入理解并进行创造性思考的过程。比如,讲分数的基本性质时,老师让学生观察和思考1/2转化成2/4和4/8转化成2/4的过程,然后提出这样几个问题:仔细观察几个分数的分子和分母都是怎样变化的?这三个分数之间有什么关系?从中能发现什么规律?这些问题都是针对分数基本性质的实质提出来的。学生在思考和回答的过程中,对所学的内容有了较深入的理解,同时,也培养了学生的多种能力。 学习数学的优秀在于解题。问题解决式的教学方法是数学教学中值得重视和研究的教学方法。在数学教学中运用这种方法有利于学生综合素质的提高。从广义上说,任何一个数学内容的学习都是解决一个问题。建立一个数学概念是从实际的问题入手,从对具体问题的比较和分析,抽象出一般的数学表达方式。一个计算法则的学习,一个数学公式的建立,都是在解决具体问题的过程中,认识一般的方法和原理。因此,也可以把整个学习数学的过程看作是解决问题的过程。问题解决的方法就是要教给学习解题的方法、解题的策略和解决问题的一般思路。学生有了这些能力不仅对于解决数学问题是重要的,而且可以提高学生一般的认识问题、解决问题的能力,用这种“解题的策略”、思考的策略解决他们所遇到的各种各样的问题。因此,运用问题解决式的教学方法有利于学生的一般发展和整体素质的提高。应该把研究和探索问题解决法作为小学数学教学改革的一个重要课题。 除了教学内容和教学方法的改革以外,数学教学手段、教学的组织形式和教学评价等一系列问题都是值得深入研究和探讨的。站在学生全面发展的总目标的高度来看待数学教育的改革,就能够从整体上认识数学教育中的具体问题,就能够用一种新的思维方式来对待小学数学教学中存在的各种问题。 整体管理论文:力学整体科学管理论文 古代人无法理解地球下面的人为什么不会掉下去,此困惑是由于以自己为参考系而产生的。今天的人们无法理解自由落体运动及天体的公转运动也是惯性运动,此困惑是由于以牛顿惯性为"参考系"而产生的。惯性的实质就是:物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部的熵状态的一种属性。整体科学体系是研究自然整体的整体性质与功能、有序内部结构及其起源与演化过程的科学理论系统。 本文主要是对我的前两文[1]与[2]的进一步说明。需要读者结合我的前两文来读此文。由于[1]文中用引力一词,需用[2]文与此文重新理解之。本文的例题可以增强对我观点的理解,同时也体现了由于其进化性而带来的在习题解法上的取代性、新颖性、思路明晰性及简捷性。我的观点优秀是"广义惯性与整体天体",对这两个方面的理解的最大障碍就是我们已经习惯了的牛顿力学的思维方式。只知道用所学到的"知识"去思考世界,而不反省作为思维的基本要素--概念及各种概念、命题、观念之间的逻辑关系的内在合理性问题,这是科学理论研究之大忌。如果现有的概念、命题与观念不能表达新的内容,就需要改变它们,或重新建立。 一、惯性力学 严格说来:牛顿第三定律(互为作用力定律)应该是力学"体系"定律,是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律;去掉牛顿第三定律后的广义力学优秀四定律(见[2]文),应该称为"惯性力学"优秀三定律(以下简称"惯三律")。"广义"是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留"广义惯性"一词,也是因为只有惯三律被大多数人接受后,才会完成它的历史使命,再改变为"惯性"一词。牛顿第一第二定律(以下简称牛二律)是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律,是其推论,不再是惯性力学的优秀公设性质的命题。 (一)广义惯性使牛顿力学进化 爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性",或表现为"重性"([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的优秀地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的优秀命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此"广延性"再往前走一步,就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的优秀命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有"能"的关系(见此文的"ρ空间与能"一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。 (二)再看牛顿力学 为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力--惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:"力是物体对物体的直接作用"--这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是"真实"的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种"微粒子",以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的"东西"再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是"万有"惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以"惯性力"作为力的物理单位,也是由于其"万有"的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不"万有"。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)"万有",这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索"引力作用机制"的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。 (三)再看广义相对论 爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用"运动"(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了"光速"的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性"运动"的角度的描述;一个是以广义惯性"力"的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是"描述",都不能代替优秀命题性质的"表述"。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由"思维"实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是"非常谨慎地用惠更斯原理"([5]第23页)。而惯三律所依据的"低速"等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避"低速"等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对"光"情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:"产生"引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而"光子"正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有"整体天体才产生重力场"的结论,才可以解决这个矛盾。 引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然"引力"波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力"波"也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的"黑洞",黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于"引力";如果是由于"弯曲时空"原理而导出的"黑洞",黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的"大统一理论"仅剩下"引力"没有被统一进去,也正说明了这个问题。 二、ρ空间概念 (一)场 电磁波的发现,为物理学带来了场概念。仅作为数学意义的场,是具有结构的空间,而作为物理学意义的场,当然是具有物理意义的且具有结构的空间了。从逻辑学角度,由于场具有不依赖负荷者的存在与否的性质,所以,场是本体概念(不一定是物理学中的实体才叫本体)。场作为非质量因素的"物体",没有力学中质量的物体的作用特征。场的作用性是:某种物理性的场使其场内的物体能够表现出相应的自身属性。"力场"是使其场内物体在体现其自身属性时,其物体对其他物体的力作用,而不是场本身在对物体有力的作用。重力场的作用涵义就是在物体相对场(参考物为中心物体)的平动状态或非"自由"加速运动状态情况下,该物体对其它物体的广义惯性力的作用。原来力的作用观的主动作用"力"与被动作用(物体)的关系是绝对的(虽然还说是相互的),而场的作用观则是场内物体由于自身属性对场有主动反映。这两种作用观是不相容的([6]第92页)。"引力场"概念本身就是这个"不相容"的混合体,从而造成了理论思维的混乱。没有这两种作用观及本体性场与关系本体性场的区别认识,则其理论思维是混乱的。只有本体性的场,才能逻辑定义关系本体性的场,才能有清晰的认识。 对场本身不宜过多深究。之所以对场感觉玄,还要深究,其原因往往也是由于总想回到力作用观的理解下才觉得"塌实"的一种心理趋向。只要能测量及描述之就够了。重要的是,要深究场源物体产生场的物理机制与对场有反映的物体的物理属性及其物体在场内怎样表现其属性的内容。麦克斯韦方程、无线电台与收音机这三要素,就已经意味着深究了该特殊电磁场的所有方面。 (二)ρ空间与能 ρ场与势场都是标量场(本体性),是说明ρ场概念的内涵中还有"势"涵义。也就是说,物体与中心物体通过重力场有"能"的关系。在天文学领域,许多人在运用引力定律时,已经以中心天体为势场中心的角度来计算了。从熵的角度(不是狭义的热力学中的熵,而是耗散结构理论中的熵):ρ均匀空间(原来称为欧氏空间、牛顿绝对空间与平直时空)则是能量为零的熵空间;ρ非均匀空间是具有能量的负熵空间。也可以说,广义惯性就是物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部熵状态的一种属性。所以,用熵与负熵角度来区别由广义惯性引出的两种空间,才是其区别的本质。通常说质量(仅指宏观物体质量)也具有能量,其真正的涵义应该是物体内部的负熵能量,质量是其负熵能量的"和"。物体内部的负熵状态,除了静止在重力场中的情况外,一般都是随机的及暂时的。而作为"恒定"的重力场(包括质量部分的整体天体)这一中心结构的负熵空间,正是有序结构空间,也正是整体性空间。当把重力场这一特殊的空间变为具有负熵意义的空间时,其内容将要与物理学分道扬镳了。物体内部负熵空间的产生原因,来自其外力或自身的动能或其外部负熵空间。而不能化为物体内部空间的重力场,其产生及维持的原因则是未知的。但整体天体产生重力场这一经验命题,毕竟大大地缩小了寻求其原因的范围。而"引力"的认识,反而以为不存在其原因了。在这里要强调一下,ρ场仅是力学中的抽象概念,ρ场包含物体内部的空间及重力场,重力场是特殊的ρ场。 (三)作为基本概念的ρ空间 为什么ρ空间姗姗来迟呢?就是由于从经验层次的现象(已经归纳的现象)再变为抽象层次的基本概念的过程,是人们最不习惯的过程,总不容易摆脱"具象"。之所以不习惯,其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式,即使有了"具象"也看不到其抽象意义。而由抽象变为"具象"的过程,那可容易多了,但也往往"具象"出来客观世界不存在的东西。 从逻辑学角度,基本概念是不能被其它概念来定义的概念,其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此,只能用"感觉"到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之,但又不是压强梯度本身。"真空"是具象空间,真空里照样存在"重力场"的ρ梯度值的有否,可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象,不能变为一个基本概念,也是爱因斯坦的"一无所有"的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一,而用"运动"规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是:物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间,也是爱因斯坦晚年醒悟的"物体具有空间广延性"的涵义;而重力场空间不仅包含质量部分(整体天体)的空间,也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为"一无所有"的无边界的抽象参考系而带来的"相对"不清的问题。总的说来,ρ空间仅在数学形式上是标量场(其梯度为矢量场),但在物理意义上,则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。 三、惯性力学及其例题 在中学教材中,加速度可直接用一个字母来表示。ρ梯度与加速度一样,也可直接用一个字母来表示,设定其字母为P,其物理单位名称为"坦"。为了遵从现在教科书的习惯,力的物理单位仍用"牛顿"。那么,广义惯性力定律需要乘上量纲系数k,运动定律需要乘上k的倒数。在计算习题时,可设量纲系数为1。物体内外空间的ρ梯度,以下简称内P与外P。惯三律可以改写为以下形式: ①广义惯性定律:物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。 ②广义惯性力定律:F=kmP内 ③广义惯性运动定律:P外-P内=1/k×a 惯三律的运动定律:其三个矢量在同一条直线上,并且方向相同;如有一矢量方向相反,则变正负符号;如有一矢量不在其直线上,依习题具体情况有时可用矢量分解的角度化为其直线上的矢量。值得注意的是,P矢量的垂直方向,该P矢量为零。特别值得注意的是,由于设量纲系数为1,绝对值a有物理意义的双重性,有时表示P值,有时又表示物体的加速度值。原来牛顿力学中也隐含这双重性,但没有P物理量之前,其物理涵义是混乱、自相矛盾或是错误的。在做习题时,一定要依题意,来决定双重性的哪一方,比如当外P=g时,有时仅表示以单位为坦的重力场的强度值,有时仅表示以单位为加速度的自由落体运动的值,这时的g就不能再乘质量了。当物体内p=g时,表示物体处在相对重力场的静止及平动状态,仍需要以"坦"为单位来计算,表示物体处在非广义惯性运动状态,(准非广义惯性运动状态则是非g值的不自由落体加速运动状态)这时物体必有广义惯性力(重力)与其反作用的真正的外力存在。 由于惯三律取代了牛二律的理论优秀地位,当然,其解题思路及解法也具有取代性。惯三律与牛顿力学的解题思路及解法的区别的关键就在于:合外力的解法,在今后仍可继续运用。但在针对某一物体的受力分析过程中,该物体的质量与其内部的ρ梯度值的乘积值仅是该物体的广义惯性力的值,其力的反作用力,才是真正的合外力。牛顿惯性力、惯性离心力、科里奥利力与重力都是真实的该物体的广义惯性力。 另外,教材中的机械能部分也应该作相应的调整。势能公式中的g换为内P1,即E=Mp1h。如果不换,其实质涵义是质量为m的物体正在做自由落体运动,其公式仅表示物体变化的动能。惯三律的运动定律对距离的积分后再乘上质量的数学式,正是惯性力学的机械能守恒定律,然而这已是大学物理教材的内容了。由于广义惯性取代了牛顿惯性的理论优秀地位,力学体系的结构也须重新调整。由于力概念分为作用方式力与属性力,力学体系的结构也应有这两部分相对独立的内容。属性力学仍然包含惯性力学、弹性力学、电磁力学。实际上有些应用力学,如爆炸力学等,也属于属性力学范畴。以往把引力定律作为牛顿力学的优秀命题来运用则是错误的,因为引力定律仅是经验公式。当然,引力定律在惯性力学这里也是经验性质的命题,仅具有特殊例题的地位; 四、引力与重力场 (一)惯三律与引力定律 在惯三律这里,引力定律的运用分两种情况:一种是物体的内P=0,物体的加速度a≠0,其外P=kM0/r2(k为引力常数,M0为重力场的中心物体的质量)的情况,也就是物体在重力场中正处于广义惯性运动状态的情况,其外P=kM0/r2的涵义是表示重力场强度及其强度的分布状态。在以往,外P=kM0/r2这一公式是由引力定律和所谓的引力质量与惯性质量相等的角度得来的;另一种是在物体的加速度a=0,物体的内P≠0,其外P=kM0/r2的情况,也就是物体在重力场中正处于非广义惯性运动状态的情况。由此种情况再利用惯三律就导出了引力定律。由于天体的运动一般都是广义惯性运动,所以引力定律在天文学中的运用,仅适合于第一种情况。然而遗憾的是,以牛顿三定律与引力定律为出发点的天体力学,虽然在实际应用方面,有部分内容已经按第一种情况来计算了,但仍然是引力涵义的理解。还有相当部分的内容是按第二种情况来计算的。按引力涵义理解的第二种情况而得出的一些天文学的结论则是错的,比如:两个天体绕公共质心旋转问题,这是只有在ρ均匀空间的前提下才成立的问题,而在ρ非均匀空间(重力场)的前提下,此问题不成立。有的天体演化假说竟可以说公转的天体能被中心天体的引力吸出个包来,岂不可笑。可以说,以相互作用力的角度而运用引力定律的天文学的许多结论,几乎都要成问题。 当说到平稳地落在金星地表面上的探测器是由于其巨大的大气压而压"扁"的时候(由此理不能压扁),实质是由于金星地表面的ρ梯度值非常大,以至在探测器的质量部分的内部形成了巨大的胁强,从而就象地球的地面上的"面团"变扁的原因一样,而变扁了。这说明了金星表面重力值大大地超过了地球表面重力值。而金星质量小于地球质量,可见引力定律适用的近似性、局限性及经验性,说明了引力的理解也是错的,也说明了重力场的强度不依赖中心物体的"质量"。如果说有无大气层则标志了其星体的表面重力值的差别,为月球直径三分之一的天王星卫星有大气层,如果其表面重力值大于月球表面重力值,那也说明了重力场与中心物体的质量因素无关。牛顿引力定律的中心质量仅具有重力场"势"的初始量的意义,而不完全代表实际的中心天体的质量。从重力场强度分布角度,其平方反比律仅在某一空间范围内成立,在接近重力场中心处及其边缘处,也可能是立方反比律,究竟以什么"律"分布,这由实践探测来决定。目前流行的所谓引力常数随宇宙时间变化的说法是没有意义的。从天体演化角度,随着重力场与整体天体起源演化过程,其重力场强度当然是要变化了,不仅有长期的变化,还有随机的小的变化。但这随机的小的变化,就足以使某些整体天体发生地质的地震或火山喷发等现象的发生。然而这已不是物理学的事了。 (二)重力场有边界的证明 最近哈勃望远镜观测到一颗恒星的外围有一光环,其光环外边缘呈辐射状,其光环内边缘完整,内边缘与中心发光恒星之间区域是黑色空间(此照片许多人都看到了)。这个结构可以说是重力场有边界的证明,边界就在其光环内边缘处,这也说明光环"静止"在空间中。如果这颗恒星的重力场没有边界,那么,光环中的物质必有公转运动,于是,光环的外边缘就不会是辐射状。土星光环的外边缘就没有辐射状,就是因为它有公转运动,也说明它处在土星的重力场的范围内。 五、整体科学体系 (一)整体自然观的本体论 说自然界是一个统一的整体,好像就是这个整体自然观,然而,这是笼统的认识。更准确的认识应该是:自然界是由不同层次的与同层次的不同的整体所组成的。宇观世界(宇观世界的一部分在以前也被当成了宏观世界)是由某些整体性的卫星、行星、行星系、恒星、恒星系、宇宙中的各种星系所组成;宏观生命世界由DNA、细胞、生命个体与群体、人类社会所组成;微观世界由分子、原子、某些整体性的基本粒子所组成。 由于这三个世界的整体不同,其属性也有所不同,所以,这三个世界的分界线应该是:微观在分子空间尺度之内;宏观在分子空间与近似月球的空间尺度之间;宇观在近似月球空间尺度以上。 这些整体有其内部的有序结构,性质与功能,有其起源与演化过程。这三个世界有其演化的同步性。当然,自然界中还有各种非整体,但也一定属于某个整体,是其组成要素及局部。只有自然界的整体,才有起源与演化问题。而非整体则没有起源与演化问题。 (二)整体科学体系与物理科学体系 整体自然观为科学提供了一个新的科学体系(整体科学体系)框架与背景。整体科学体系是研究自然整体的整体性质与功能、有序内部结构及其起源与演化过程的科学理论系统。由经典物理学发展到今天的现代物理学,物理学已成为无所不包的科学,简直成了自然科学的代名词。这意味着什么?意味着把物理学的原则、观念、概念、思维方式与思维方法也带到了整个自然科学,也带到了自然界,从而,忽视了与抹杀了对整体性方面的认识。这两种科学体系在观念上、思维方式及思维方法等方面都截然不同。 (1)本体论问题 在物理学的物体观中,物体没有内部有序结构、有可分割性及没有起源演化性;在整体自然观中,自然整体物体有内部有序结构、有整体属性的不可分割性及有起源演化性。物理学是非整体观下的科学。物理学本身没有错,错误就在于把整体的客体也看成了非整体,还把分子与原子当作力学的粒子,天体还被认为是物理学中的一般物体。在此,还有必要澄清一个认识问题:非整体与整体是矛盾关系,但还有一般性与特殊性的关系。自然整体仍然有物理学的一般性,只不过多了一个整体性。比如:凡是具有质量的物体(不管是整体与非整体)都有惯性;而重力场仅是整体天体所具有的;当我们说起源演化性的时候,也仅是自然整体所具有的。另外,还要澄清一个认识问题:抛开"本体",单独说属性与关系也有起源演化问题,是不妥的,属性与关系必有其自然物为其载体。某物有起源演化过程,其整体的属性与关系也自然随之出现。某物没有起源演化问题,其属性与关系也自然没有之。说惯性与引力也有起源问题,其错误之一,惯性与引力是属性与关系,没有与其载体一起说明,其错误之二,惯性与引力的载体是一般性的物体,没有起源问题,当然惯性与引力也就没有起源问题。况且,引力本来就是人为虚构的东西……。 (2)方法论问题 物理学是对自然界的单一因素的研究,而整体科学注意的是(前提是整体)多因素之间关系的研究。说"物理学是对自然界分析的科学"的说法不太准确。当把物理学体系的知识运用到自然客体上时,而产生的相应的所谓交叉学科本身,如地质力学、电生物学、地磁学、太阳系物理学等等学科,才是对自然"整体"的分析(非整体要素)的认识。相对未来的整体科学理论来说,这种交叉学科的内容一般仅具有感性认识(现象层次)的性质。整体科学研究具有复杂性原则,是一因多果、一果多因、互为因果、多因多果的因果论。而物理学研究则具有简单性原则,探求一个终极原因的因果论。而当涉及到许多要素之间的复杂关系的认识时,则需要整体哲学。当地球物理学家对地球的各种因素之间的关系的东一下西一下的无章法的论述而痛苦不堪时,最有体验需要一种不同于物理学思维方法的哲学。 (3)认识论问题 说物理学的性质是实验科学,应该是指它的认识手段主要是靠实验。实验是通过人为改变自然客体的方式认识世界的。这种"人为"认识而带来的思维方式与"自然性"是对立的,在认识自然整体方面容易造成认识误区:其一,容易把人的因素外化为客观因素,形成了外因思维方式,比如对地球及生物的演化过程中的一些历史事件,就容易用"偶然"的灾变说的思维方式来对待。当然,在某些事件上,其偶然外因也是更高层次的整体的必然内因;其二,容易把人为改变后的自然整体简单还原,比如用打破原子核的方式认识其要素时,而又必须回复未打破原子核之前的原子核结构的认识,那么,未打破原子核之前的原子核结构能否一定就是质子与中子的简单组合么?也许自然状态的原子核原本不是质子与中子的分立状态的组合结构。 (4)学科分类问题 与整体自然观对应的学科体系则是整体科学体系。其具体学科的分类标准就是以各种整体为分类原则,如:地球学、行星学、星系学、原子学、细胞学等等。作为现代物理学的量子力学,仍属于物理学范畴,因为量子力学是对微观整体的分立状态(量子状态)的宏观表现的描述。至于广义相对论,在我的前文与此文中已提及,在此不再重复。 六、引力理论的分化及需要解决的问题 广义惯性使独立的引力理论分化为两个相对独立的科学体系之内的问题了。一方面是惯性力学仍属于原来的物理学体系,也包含对重力场的描述;另一方面,整体天体及其产生重力场的内容,则属于正在孕育的且将充满无穷活力的整体科学体系的内容了。虽然重力场产生于整体天体的未知的物理机制,但不影响广义惯性及其与重力场的关系是一个独立的问题,而且是已经解决了的问题。 探索重力场的产生机制的问题。则是实践方面的任务。但首先希望有关科学机构尽快着手进行小行星或火星卫星的表面重力值的探测活动,这是极其重要的。如果证实了其值为零,也就从侧面证明了重力场产生于整体天体这一经验命题。当然还有理论上的繁重任务:其一是改造目前大中学物理教材相应的部分。其二是更具挑战性的是要改变由引力定律的"引力"角度而引出的许多天文学方面的结论,问题不仅仅是改变结论的问题,而是将要引出许多新的天文学研究成果。牛顿力学是ρ均匀空间条件下的理论,在重力场(负熵空间)条件下,牛顿力学的许多内容是不适合的,有许多新的内容有待于探讨。 上面整体科学体系一节所讲的仍然很笼统(1)现在急需要操作性很强的哲学层次上的整体科学思维方法被研究出来。目前的一般系统论、控制论、耗散结构理论、协同学等一般科学理论,正是研究复杂性问题的理论。这些理论的出现,也正说明解决复杂性问题(也是整体科学思维方法问题)是我们这个时代的需要。整体科学体系需要这个"操作系统"。人体是自然界中相当高级与复杂的系统,要解决复杂性问题,也许会从人体这里得到很多启示。(2)整体天体有不可拆构性,微观整体的结构有相对不可直观性,然而,怎么才能认识其内部有序结构,也需要一个思维方法及实验方法来解决此问题。(3)需要解决某些学说及模型的合理性的问题,比如,宇宙大爆炸学说的合理性的问题,我们不可能在实验室中再重新爆炸出一个地球来。(4)科学哲学就是解决科学理论的合理性问题的,但是,目前的科学哲学的案例主要是物理学,其合理性标准是否也适合于整体科学理论体系还是一个问题。二十一世纪将是整体科学体系产生与发展的世纪。物理学该"减肥"到原来的状态。科学大综合的凝聚点就是整体科学体系。科学大系统需要重新调整。然而,目前需要的是观念的更新,这个新观念应该是整体自然观。 整体管理论文:记者整体形象管理论文 当主持人、记者的形象通过电视屏幕呈现在观众面前时,所代表的就不仅仅是个人的形象,他们所代表的是所在电视台的形象,是媒体的形象。 而作为一名专业化妆师,对主持人的整体形象定位,更要有清晰的认识和准确的把握。电视化妆师必须了解电视的制作规律,必须把握电视制作综合因素中的种种变化。电视观众看到的形象,和化妆师的原创作总会有差异,尤其是颜色和形状的准确还原很难做到。灯光的色温、照度、角度、摄像机的位置,机器本身的制式区别及环境色、服装色等等,都会对屏幕形象造成影响。化妆师对这些因素的深入了解,以及做好与各个工种的密切配合,有助于完整地实现自己的化妆意图。 据资料统计,节目主持人的形象对其节目的收视率和被观众接受程度有相当的影响。电视台投入了很多人力物力,精心策划,认真制作的节目,很可能由于一个主持人的形象问题,而失去了观众。主持人的形象是令观众赏心悦目,还是令人不忍目睹,这本身就会使电视观众产生认同感或排斥感。电视台主持人的形象就是这个台的窗口,电视观众对于一个电视台的评价,绝大部分来源于对主持人的感觉。 所以主持人在形象定位上一定要准确。首先,要以栏目的性质定位,其次以个性定位,第三以主持人的外形条件定位。 一.新闻主持人的形象定位 新闻节目主持人的形象代表着新闻的真实性。任何多余、夸张的修饰都会影响新闻节目的公正和可信度。新闻播音员的形象应该以职业风格为基础。 新闻节目的女主持人在化妆上应该以自然、写实的风格为主。尤其现在很多电视台的节目制作和播出环节数字化设备的日益普遍,观众收看到的图像清晰度和主观层次感不断增强,以前模拟设备所适用的化妆方法和技巧已经不能满足现在节目制作的需要。所以,新闻节目在化妆上宜淡不宜浓。 在服装方面应该选择端庄大方的职业装,外套里可选择衬衣、吊带、抹胸等来搭配。在领间颈胸不易大面积露出肌肤,领口不宜低于腋线。在色彩上,不宜选用色彩纯度和明度高的颜色,如品红、绿、蓝等。应该选择纯度和明度低一些的颜色,灰色或含灰的色系,如红灰、蓝灰、紫灰等色彩。这类颜色给人以冷静沉着、典雅秀丽的感觉。 新闻节目的男主持人在化妆时,应该主要表现男性的力度。男性化妆不论在任何光源下都不应该有丝毫被化妆过的痕迹表现在电视画面中。发型应简洁、整齐、明快、自然。肤色应结实、健康。挺直的鼻型,有棱角的眉型和唇型是男播音员的化妆重点。过于夸张的修饰,会使男性的形象带有脂粉气。 男主持人的化妆虽然步骤少,用色简单,但一定要因人而异。条件好的地方就无需再用化妆品去遮盖,要做到恰到好处。 二.综艺类主持人的形象定位 综艺节目主持人的刻意或稍带夸张的修饰效果,会带给观众对综艺节目的新奇和喜爱。 综艺节目的主持人在整体造型上本身就是一个看点。观众可以通过节目了解流行趋势,有些观众还会加以模仿主持人穿着打扮,这就是综艺节目能引领时尚潮流的原因之一,也是吸引一部分观众群的原因。 综艺节目主持人在化妆上可以适当夸张一些。在眼影的色彩运用上可以大胆的选用一些比较亮的色彩,如粉红、玫红、绿色、蓝色、音色、紫色等。在发型和服装上也可以多一些变化。 但是综艺节目的主持人在造型上也不能过于的夸张和媚俗。这还是有一个度要掌握的。毕竟是电视节目的主持人,观众的欣赏层面和年龄段都不同,要考虑大多数人能不能接受,能不能欣赏。 三.生活类、益智类节目主持人的形象定位 生活类、益智类节目主持人的在造型上应该随意和自然。 在化妆上应清新、自然,过于妖艳的妆面会增加与观众的距离感,妆面的色彩上应该以暖色调或粉调子为主,如粉红、粉绿等。发型也可以随意一些,不要选择晚会上常用的盘发或比较死板的发型。服装上不要选择太正式的职业装或礼服。总体上讲要选择随意不刻意的造型方法,这会使生活类或益智类主持人具有亲和力。 四.记者的形象定位 男性记者在一些细节上应该注意,比如比较正式或比较严肃的场合,应穿着西装,夏天可穿衬衣打领带,而不能穿牛仔裤或夹克衫。发型应简洁、自然。男性记者在外出采访时无需化妆,如果需要出镜,只需吸去或擦去脸上多余的油光即可。 女性记者在着装上应该以职业风格为主。因为彩色电视对肤色的还原比较差,所以女记者在出镜时不要素面朝天,应该化一点淡妆或生活妆。 记者应根据不同的采访对象,来确定自己的着装。首先要了解采访对象的职业、环境等。 当采访对象是普通老百姓阶层,在着装上应朴实、简洁、大方,男记者可穿夹克衫、女记者可穿职业便装,普通裙装等。不要穿着华贵的衣服、色彩特别艳丽的服装,这会使你与被采访者之间添置了隔阂、障碍,他会觉得你不容易接近,增加了距离感。采访者会不停的打量你的装束,这对记者来说无疑是喧宾夺主了,采访的收获也会大打折扣,甚至是扫兴而归。所以当记者面对普通大众时,穿着朴素、简洁的装束,成为大众的一员,人们才会对你敞开心扉,把心里话、实情毫不保留的告诉你,从而获得更多的信息和素材。 采访对象是政府官员或较正式的场合,服饰就应该讲究一些了。女记者可穿比较正式的西服套装,下身可以是裙装也可以是裤装,在款式上要正统一些,领型不要怪异,可选择小西装领。在色彩上,不宜选用色彩纯度和亮度高的颜色,如大红、橙、绿等,应该选择灰色、咖啡色系或含灰的色系,如:红灰、紫灰、黄灰、绿灰、蓝灰等色彩,这类颜色给人冷静沉着、典雅秀丽的感觉,是高品位颜色。 当采访对象是文艺界人士的时候,服装穿的时尚一些,色彩亮丽一些都可以,但当采访对象是老艺术家、作家的时候,应该讲究服饰的文化品位,穿着中显现出传统与现代的自然结合,优雅、适度。 我们的原则就是溶入采访对象,使他感觉与你很接近,这样你的采访才会成功。 总之,美永远都蕴含在真实和自然当中,观众最欣赏的美也应该是从生活中扑捉到的。做为一名专业化妆师,要不断提高形象设计的理念意识、艺术修养,才能塑造出以电视人形象为目的、以对审美不断完善为技术基础、以体现人的时代特性为时尚触觉、栩栩如生的主持人形象,丰富我们的电视荧屏。 整体管理论文:农村学校整体性德育管理论文 摘要:本文是笔者针对农村中学整体性德育构建体系的经验总结。在采用分层整群抽样法、问卷调查、走访、座谈等形式下,对农村家校德育体系构建、家庭德育教育的现状作了细致的分析后,做出的中期性报告。 关键词:德育德育体系德育网络德育顽症特殊群体留守儿童家庭教育过程评价 一、分析德育现状,拓展德育课题 学校在规划重点课题“学校整体性德育体系构建研究课题”中,对“中学的德育现状究竟如何”进行了大量的调查和深入的分析。调查分《教师问卷》、《学生问卷》和《家长问卷》,采用分层整群抽样法,选取双路中学原一年级173人,原二年级149人,原三年级165人;选取与学生样本相关的任课教师、班主任及学校德育干部、校领导25人。调查结果均通过统计对比分析。这项调查结果比较准确地反映了以前双路中学德育工作的实际情况,对进一步加强和改进中学德育工作,提供了现时的着眼点和着手点。为此,我们对这项调查结果与分析特别予以总结。 调查结果1、德育要求缺乏一贯性 德育目标内容缺乏一贯性。德育工作必须要有明确的德育目标和要求,也就是说,通过教育要促使受教育者成长为具有何种道德品质的人。变动不居的德育要求,使得德育工作总是浮在表面,难以深入下去。如果倡导的德育目标总是变来变去,就很容易滋生浮躁的情绪和急功近利的工作作风。这种尚处于“他律”阶段的道德行为,一旦脱离了外在的控制,很容易倒退到最初的状态。 调查结果2、重智育轻德育的倾斜价值取向 重智育轻德育的现象成了一种普遍的倾向。从过去的“只要学好数理化,走遍天下都不怕”,到今天的“出国热”、“电脑热”,人们的意识中或多或少都有些看重知识,看重分数的倾向。家长只关心子女的考分而漠视思想道德品质,高校录取新生也只看考分而淡化品德表现。社会需要、就业压力、高收入的回报,以及家长的投入与期望等原因,都不可能从根本上改变升学竞争的压力,这就使学校德育工作受到巨大的牵制。在很多学校,德育处于智育的从属地位,评“三好”常常是“一好”代“三好”,德育工作的整体性、完整性及渗透性都不能在学校工作中有所表现。因此,德育工作总是流于形式,而很少落实到学生道德行为的改变上来。 调查结果3、家庭、社会与学校德育步调不一 学校德育是德育教育最重要的方式。但是,学校内部的德育环境建设由于受物质条件的制约普遍比较落后。而由于社会经济的发展和人民生活水平的提高,各种影视、娱乐场所如雨后春笋般地涌现,学生社会生活的领域迅速扩展,大量家长长期外出打工,单亲家庭的出现,无不使学生的成长脱离了家长的正确引导,这给学校的德育工作带来了巨大的挑战。 学校德育侧重于正面教育,灌输的是真、善、美的东西,而学生在家庭、社会却耳闻目睹了许多光怪陆离、纷繁复杂的社会现象。这样,学生一旦走出校园,感受到多彩多姿的社会时,便会感到学校、老师灌输的思想信念、道德情操显得多么单薄、多么脆弱,以至于出现了“学校辛辛苦苦教育五天,抵不上学生回家两天”的状况。 调查结果4、教师思想不统一,共识没达成,德育体系没构成。 教师比较重视对学生进行道德知识的灌输和教育,忽视学生在德育中的作用,忽视作为独立个体,有着巨大发展潜力和个别差异的、有智慧的、有情感的人的存在,忽视了学生个人存在学生知、情、意、行不能相互作用、相互影响、起不到共同发展的作用。各个环节、部门在对德育的认识上没有统一思想、达成共识,构成德育体系,形成德育氛围。 实验研究表明:改进我校的德育工作,重新树立学校在社会上的良好形象,已成为摆在面前的一个迫切需要解决的问题。学校经过认真分析,确定把德育工作放在首位,坚持德育工作前瞻性原则,“以人为本”,树立德育的优秀地位,坚持面向全体学生,确立“抓基础、严管理、重建设、讲实效、创特色”的工作思路,以整治学风,培养良好学习习惯为德育工作重点,逐步完善教师德育队伍建设,不断扩展德育的深度和广度,完善学校教育、社会教育、家庭教育“三结合”网络,构建符合时代要求的学校德育体系,实施德育的现代化、科学化,不断推进素质教育,全面提高学生思想道德素质和科学文化素质。 二、建设教师队伍,形成育人环境 教师是学校教育的主要引导者,在不断的探索实践中,我校逐步形成了以“学习研讨——实践体悟—反思重建”为主要抓手的新型教师队伍建设基本思路和策略。 1.抓学习研讨。“整体构建学校德育管理体系研究”推广实验,要求从校长到教师的整个教育观念进行全面更新,形成一整套以学生的终身学习和主动发展为基础、以生命观为优秀的涵盖着目标、价值、对象、活动及管理的现代教育观念系统,并通过积极的研究性实践,将理念转化为校长、教师的不断创新的教育教学和办学行为。因此,学校提出了“以人为本、面向全体、立足终身、管有特点、教有特色、学有特长”的办学理念。 2004年刚进入实验,学校便把主要精力投入到组织教师系统学习构建学校德育管理体系的理论上。学校把我校的《学校整体性德育体系的构建研究》的开题报告和《公民道德建设实施纲要》全部内容复印,装订成简易小册,发给实验教师人手一份。在经过了一个阶段的初步学习后,为了进一步提高教师学习和感悟的实效、进一步营造学习氛围、丰富学习形式,学校通过交流、辩论和研讨,起到相互交流相互启发、相互提高的学习目的。在整个实验过程中,学校还组织了多次专题学习研讨活动。 2.抓实践体悟。教师教育观念的转变和教学能力的提高,理论学习是基础和前提,但光凭看专著、学理论,是远远不够的,必须要通过自身的实践和体悟,才能逐步达到观念的内化和迁移,并将内化了的教育理念转化为具体的教育教学行为。因此我校实验课题开题以来的推广实验中,十分注重抓教师的实践体悟,一方面充分关注日常的课堂教学,通过班级的班团活动来具体指导和掌握教师日常德育管理实践的状况;另一方面,学校经常开展各种形式的专题研讨活动来强化教师的实践体悟,每学期以学科组为单位开展一项专题研讨,人人上德育研究课、个个班级召开主题班会,丰富的经常性的有指导的实践活动,为教师的成长提供了坚实和宽阔的舞台。 3.抓反思重建。“学校整体性德育体系的构建研究”非常注重教师反思和重建能力的培养。主动的反思习惯、良好的反思和重建能力,是教师自我持续提高与主动发展,成为“智慧型”新型教师的一种重要途径。我校将培养教师的反思和重建能力与学校的德育管理工作紧密结合,作了积极的探索:一是进一步完善了学校不仅是育人的主阵地。而且也是社会主义精神文明建设的重要阵地。学校注重研究新时期校园文明建设的特点和规律以及教育发展的规律,研究学生的特点和成长规律;二是根据教师上交的“德育教育反思笔记”,校实验指导小组及时发现和捕捉教师实践研究中的“亮点”,并帮助其总结,形成案例或课题,开展个人特色项目的研究;三是充分发挥教研组在培养和提高教师反思重建能力方面的独特作用,在组内积极倡导经常性的集体反思和重建,并根据实验过程出现的问题确定新的课题研究,为德育课题研究提出了更多新的内容,学校各实验教师向学校课题组申报了14个子课题,研究的范围涉及到学校德育管理的各个方面。形成了良好的育人环境,因此学校课题指导王贤银校长提出了“让校园充满教育,让教育充满思想,让思想充满智慧,让智慧促进发展”的教育思想。 三、形成德育体系、完善德育网络。 在德育管理过程中,学校始终以全员育人为最高的目标。学校不断完善“健全网络——树立形象——升华精神——培育人才”的育人过程。德为人之魂。德育为立校之本。德育教育是学校精神文明建设的重要内容,在德育工作中;学校健全了“一套班子十条线”的德育工作网络:“一套班子”,即学校德育工作领导小组(即校园文明建设领导小组全体成员),校长为组长,对全校德育工作负总责;“十条线”是:①校长——政教----班主任一一学生一条线;②校长——政教——文明岗——学生一条线;③校长——政教——班委会——学生一条线;④校长——团委——团员同学——学生一条线;⑤校长——教导处——科任教师——学生一条线;⑥校长——住管员——学生一条线;⑦校长——值周教师——值日教师、楼层值周教师——学生一条线;⑧校长——总务处——后勤工作人员——学生一条线;⑨校长——家长委员会——社会人事——学生一条线;⑩校长——法制副校长——社区——学生一条线。这个德育网络对全校师生施以多角度、全方位、立体式的管理和自我管理,教育和自我教育;收到了全方位育人、自觉育人的良好效果。到目前为止,学校已初步形成了全员自觉育人的良好氛围和风气。 四、充实课题内容,探索德育举措 1、抓班风、学风的整顿与提高 (1)结合我校实情,制定我校“校风学风整顿提高活动月”实施方案 通过一段时间的实施,已取得了阶段性的成果,校风已得到根本性的扭转,但我们共同认为还有许多不尽人意的地方,特别是学风,没有真正落到实处。为此,我校又开展了学风达标活动,让我校的班风学风建设得到进一步的升华。 (2)结合校风学风整顿情况,制定了《双路中学学风达标活动方案》 针对校风学风整顿的状况,制定了《双路中学学风达标活动方案》。我校学风达标活动正在实施当中,我们相信,通过我们师生的共同努力,经过上述方案的实施,我校的班风、学风定能上一个新台阶。 (3)利用习会,学习我校自编的德育教材。《公民道德建设实施纲要》《德育小故事》《感悟人生》《社会经纬》《礼仪教育》等。 (4)加强班会课的研究,突出班会课的针对性和实效性。 五、找出德育顽症,关注特殊群体。 1)研究父母外出打工及单亲家庭学生、突出生的状况。 由于地方经济的发展不好,农民的生活水平较低,为了生活,许多壮年劳动力外出务工,家里只留下老年人和孩子,这些孩子我们称之为留守儿童。由于家庭教育的缺乏,这些孩子已成为学校管理的一大顽症,在校突出生往往就是留守儿童中的一个群体。为此,我校把父母外出打工及单亲家庭学生的教育和突出生的教育作为一个专题进行了研究。 我校在校学生共463人,父母外出打工及单亲家庭学生人数为170人,占在校生的36.7%,个别班达到30人,占53.6%。 通过我校的课题组成员共同分析,一致认为父母外出打工及单亲家庭学生的教育存在以下不足: ①家庭教育的现状令人堪忧。在教育过程中受社会原因、教育原因、家庭影响等多方面原因,家长在培养孩子过程中表现出了溺爱型、专制型、放任型、期望过高型等。 ②由于种种原因,造成孩子存在人格缺陷。如因贫穷带来的自卑而又敏感脆弱的性格;因教育失衡而导致的品质退化;因教育手段落后,信息闭塞而导致的心理失衡;封闭的环境导致的视野狭窄,思想保守宿命。 2)配合班风、学风的整顿与提高,针对突出生、父母外出打工及单亲家庭学生制定了一系列的转化、管理、教育方案。 1、通过师生共同评定,确定突出生。通过调查,确定父母外出打工及单亲家庭学生。 2、针对突出生的个性,做个别研究,对症下药。分析中学生的问题,也要像医生治病,诊断准确,然后才能对症下药。现在的社会是开放的社会,家庭、学校、社会中的各种因素都会影响他们的身体心灵和思想。其实,中学生的许多问题,往往可在家长身上或其他方面找到原因。俗语说的“有其子必有其父”。若一味追究学生的责任,往往会陷入与事无补的窘境。问题的原因找准了,解决起来就能做到有针对性。这里必须强调的是,家庭教育有规律,但没有人人适用、一用就灵的绝招。因为,每一个学生,每一位家长的情况(身体、心理、个性、思维等)都是有差异的。即使是一种好方法,不同的家长用于不同的学生身上,至少也要做一点因人而异的变动才能奏效。 3)联系家长,家校联合,共同加强对学生的管理。 1)家长联系,共同研究学生的个性及成长过程,分析其心理特征及行为特点,以便对症下药。 2)对特殊学生,发放家校联系单,每周五在校由班主任签名,反应该生本周在校情况,回家后由家长签名,说假期在家的学习及表现情况。 3)引导学生每周做好自查自纠,针对存在的问题,制定具体的目标及措施,对上周的情况加以小结。一式两份,一份班主任签名,带回家与家长见面,家长签名,以便家长了解学生在校的情况,家校联合,共同教育。一份上交政教处存档。 4)教给家长科学的育人方法,尊重理解与严格相统一,对于家长来说,不要求每个人都成为教育专家,但需要家长们能了解孩子成长发育中的规律,不然往往会做出一些违背教育规律的事情,产生不良效果。要引导孩子接触优秀的文艺作品,使孩子得到美好与享受,针对年龄观、审美观。和孩子共同制订新学期新打算,探讨如何交友问题及良好的学习方法等。 六、改革德育教育方式,初探德育过程评价。 1、摒弃枯燥乏味的说理教育,我校组织了一系列的较为实用的德育教材,《公民道德建设实施纲要》《德育小故事》《感悟人生》《社会经纬》《礼仪教育》等。利用习会时间,专心学习这些德育教材,然后组织学生写心得体会,通过这些活动,受到了意想不到的效果,得到了师生的一致好评。 2、改变传统的德育评价为期末一次性评价为月评,实行过程性评价。以便学生对自己的日常行为做好自查,及时调整不当之处。并制定《双路中学学生思想品德行为素养评价表》。 3、改变传统的表扬模式,将榜样与进步并重。每月一次的月评后,由班主任及全班同学推选一位表现好的同学作为榜样表彰,同时推选一位表现进步大的同学一样作为文明标兵进行表彰。充分发挥表扬这种教育方式的积极作用。 4、通过安全、礼仪等教育和活动,加大教育力度,培养学生的安全、文明意识,多方位提高学生的整体素质。主要做了以下工作: 为全体学生发放《安全自救自护常识》;结合校本课程的开发,编写了《安全教育》和《礼仪教育》校本教材并组织实施,在《远安民间文艺》校本课程的开发中,征集采莲船唱词时将安全文明作为重点内容在“远安教育信息网”和师生中广泛征集。 七、延伸德育课题,促进教育发展。 通过“学校整体性德育体系的构建研究”课题的研究,已经取得阶段性成果,有力地促进了学校教育质量的全面提高。构建了中层以干部、班主任和思想政治课教师为优秀的德育教育队伍,建立大德育格局,形成校内教育、家庭教育、社会教育紧密结合的德育网络。校内教育,班集体建设达标创优、主题班会评比、学先进活动、系列科技讲座、文化艺术节、体育节、优秀学生干部和学习标兵表彰、文明标兵表彰……都达到系列化、制度化,显示出校园文化建设的特色。家庭教育,坚持认真开好家长会,办好家长学校。社会教育,组织学生定期卫生大扫除、劳动、社会调查和社会服务等等。 现在,科学育人、文明育人是学校的中心任务;育人任重而道远。学校正按照公民道德实施纲要“爱国守法,明礼成信,团结友善,勤俭自强,敬业奉献”的精神和学校确立的办学理念以及“办人民群众满意的学校、建高素质的教师队伍。”的办学目标;进一步加大德育课题研究的力度;“优化校园文化环境”、“提升校园文化建设的品位”、“营造文明健康、积极向上的校园氛围;把学校建成弘扬正气、团结友爱、生动活泼、秩序井然的精神文明建设的窗口。”进一步完善“学校整体性德育体系的构建研究”课题研究,促进学校教育教学的全面进步。
无机化学论文:对药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的思考 生物无机化学是由无机化学、生物化学、临床化学和医学交叉融合而发展起来的一门新型边缘学科,在分子水平甚至量子水平上,研究和阐明生物体内生物大分子配体与无机元素有关的各种相互作用的学科[1]。它包括两个主要部分:一是研究生物体中天然存在的无机元素,二是把金属引入生物体系中作为探针和药物。 1 药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的重要性 在我国很多医药院校的药学专业中,药学教育的模式一直是化学模式。由于,无机化学的理论学习中要求记忆的东西很多,较枯燥,导致了很大一部分同学在学不到一半的时候就放松了学习,明显影响学习效果。如果能够在教学过程中有意识地引进一些生物无机化学的新知识、研究的前沿和热点问题,及相关的人文科学知识,将大大提高药学专业学生的学习无机化学的兴趣,为提高其综合素质和培养其创新能力提供坚实的基础。在我国的一些院校的化学系开设了生物无机化学的选修课程。但是对于药学专业进行生物无机化学教学受到学制短、化学课课时少及化学和生物化学基础知识差等客观条件的限制。为解决这个问题,可以在学习无机化学的过程中有意识地渗透一些生物无机化学方面的知识,以达到提高学生的学习兴趣等的效果。 2 在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的内容 在药学专业使用的无机化学教材中,隐含着丰富的生物无机化学教育内容[2](图1),教师要有计划地把这些知识渗透到教学过程中去,使学生在学习无机化学知识的同时,获得更多与药学相关的知识。因此在备课时,教师需要熟读教材,找准无机学化各章节中渗透生物无机化学知识的结合点。 2.1 绪论部分 无机化学是一门理论性较强、较抽象的课程。在绪论课时,教师适当的渗透一些无机药物方面的知识(表1),将对提高学生学习无机化学的兴趣起到事半功倍的效果。 2.2常见非金属元素及其化合物 非金属元素的生物无机化学的内容相对偏少,但也还是存在足够的可讲的知识点。如,三位科学家由于发现一氧化氮作为人体中一种重要的信号分子而于1998年获得诺贝尔医学奖。一氧化氮是第一个被发现的参与细胞信号转导的气体信号分子。一氧化氮是随血液存在于人体各处,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮参与的生命活动非常广泛,在神经、免疫、呼吸等系统中发挥着重要作用。人的机体内有很多信号系统,它们可以调节全身的血管网络,一氧化氮可以使微循环畅通,保证含氧血运送到人体各组织和器官当中,让人体血压保持在适当水平。人体内生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何细胞,到达任何组织,使信息从人体某一部分,传至其他部分,行使着传输信号的功能。这样使血管扩张,帮助控制血液流向人体的各个部位,以起到保持血管清洁、预防中风、维持正常血压的作用,有效减轻心脏负担,从而达到预防心脏病的效果。这就是一氧化氮作为信号分子的作用。 2.3 常见金属及其化合物 人们对于微量元素的作用远不如对维生素那样熟悉。然而,微量元素对于生命的作用要比维生素重要得多,生物体本身无法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成为一个十分严重的问题。现代研究表明,生物体内必需的微量化元素至少有十六七种。而人体内有1/4~1/3的酶需要金属离子参与才能发挥催功能,这些金属离子包括Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mg2+、Ca2+等。人们逐渐认识到生命活动无不与金属离子有着千丝万缕的关系,即没有金属离子就没有生命。缺乏这些元素,生物体就要发生各种病变。人体的许多疾病,包括一些地方流行病,往往与微量元素的缺乏或过量有关(表2)。 2.4 配位化合物 在现代医学中无机药物的使用已经非常普遍。从生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在医学上占有一席之地,而且涉及多种疾病的诊断和治疗。有些具有治疗作用的金属因其毒性大、刺激性强、难吸收等特点而不能直接在临床上应用,若把它们变成配合物就能在一定程度上增强药效同时降低其毒性[3-5]。由于形成金属有机络合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于药物分子选择性地进入体内的一定位置。 本部分可以重点地介绍治疗药物如铂类抗肿瘤药物和铋类抗溃疡药物[6-7],诊断药物如核磁共振造影剂、放射诊断药物以及中药研发方面遇到的实际问题。 2.4.1 铂类配合物作为抗癌药物的应用 20世纪70年代以来,铂配合物抗癌功能的研究在国内外引起了极大的重视[8-10]。铂配合物的抗癌活性是基于其对癌细胞的毒性[8]。现已确定具有顺式结构的均显示抑瘤活性,其中顺式二氯·二胺合铂,简称顺铂抗癌活性最高。它不仅能强烈抑制实验动物肿瘤,而且对人体生殖泌尿系统、头颈部及其他软组织的恶性肿瘤有显着疗效,与其他抗癌药联合使用时具有明显的协同作用。目前,我国已生产“顺铂”供应市场。由于“顺铂”尚有缓解期短、毒性较大、水溶性较小等缺点,经过化学家们的不懈努力,现已制出了与顺铂抗癌活性相近而毒副作用较小的第二代、第三代抗癌金属配合物药物[11]。 2.4.2 钆类配合物作为核磁共振造景剂的应用 核磁共振造影技术已成为当今临床诊断中最为有力和安全的检测手段之一。它对疾病的诊断是通过使用外来的顺磁试剂或造影剂而使得正常组织和疾病组织的1H(主要是水)的共振信号产生差别。核磁共振造影剂使得质子的弛豫时间缩短,从而达到改善组织成像的效果。多数的核磁造影剂均为Gd(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)离子,因为它们具有最多的未成对电子和较长的电子自旋弛豫时间。目前临床诊断使用的化合物主要有四种,全部是三价钆的配合物。据统计,世界上大约每年要进行500万次核磁共振诊断,而其中20%必须使用造影剂,造影剂研究及应用的重要性不言而喻。 2.4.3 络合作用与中药的研发 在天然药物研究开发过程中,往往药物的粗提物具有明显的生理活性,但是随着纯度的提高,其药理活性逐渐下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等无机成分。由于中药中含有微量金属元素和氨基酸、皂苷类、黄酮类、多糖类、生物碱等有机组分。而这些有机组分含有多个配位原子,能与微量金属元素通过多种键合作用形成各种复杂的配合物。它们具有较高的稳定性,这对于药物在体内的生物化学作用具有重要的意义,使之表现出长效、低毒和药性温和。 实际上,中药的药理作用是中药中的有机组分和无机组分的共同表现,它们的络合物往往表现出较强的药理活性。例如,博来霉素最早由链霉属真菌中以铜配合物的形式提取出来,只有人 们改变了发酵条件得到了一系列类似物。博来霉素作为抗生素类抗肿瘤药物在头颈癌、卵巢癌等的临床治疗中广泛应用。研究发现,博来霉素需要有金属离子才能产生活性,铁、钴、锰、铜等离子的存在使得博来霉素能够对DNA进行裂解。目前较公认的机制是:博来霉素首先与金属离子如Fe3+结合,金属离子结合的博来霉素发生构型的变化,然后与活化分子氧生成活化态,后者对DNA进行切割并阻止其复制。 3 在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的途径 3.1 制订计划 在无机化学教学中渗透生物无机化学教育,必须有周密的计划,这一方面是为了在有限的时间内完成教学任务,另一方面也避免了盲目性和随意性。制订计划力求全、准确、具体、可行。 3.2 注重渗透方法 摈弃“满堂灌”的教学方法,开展启发式、自学式和讨论式教学。在课堂上注重以多媒体授课的优势,充分发挥学生在教学中的主体作用和教师的主导作用,讲重点、难点,给出一些专题,课后学生广泛查阅文献,根据自己的兴趣,写出相关小综述,课程结束时,在课堂上做专题发言,互相交流,共同提高。这样,在学生不仅学到了知识,更重要的是培养了他们自己获取知识、分析问题与综合问题及表达能力。 3.2.1 讲授法 讲授法是目前教师采取的主要方法之一,也是最传统的教学方法。在化学教学过程中,渗透生物无机化学教育就是在讲授无机化学基本知识的同时,把与之相关的药学及生物学相关的知识传授给学生。 3.2.2多媒体课件展示法 利用多媒体课件,向学生展示生物无机化学相关的知识。在课件的制作上,采用图、文、表并茂的方式并尽可能地增加动画效果,以增强教学内容的趣味性,更好地激发学生学习生物无机化学课程的积极性。如,讲解叶绿素的结构及其在生物的光合作用中的作用时。通过生动形象的动画效果,让学生形象地感受生命中的化学过程。 3.2.3 学生分组讨论法 鉴于药学专业无机化学课时少的实际情况。要求学生结合教材内容,通过查上网收集资料等形式,广泛涉猎与无机化学相关的药学和生物学资料,如顺铂类抗癌药物的发现及发展过程、重铬酸钾等重金属污染及其可能导致的疾病等,并在每次课堂讲授结束之前,预留10 min,引导学生思考和讨论,或者由学生提出他们没有弄懂或尚未理解的问题大家一起研究解决。这旨在激发学生的学习兴趣,培养学生参与讨论的意识,为今后的工作打下良好的基础。 综上所述,在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学教学除了上述几个方面外,还需要学校领导的积极支持和老师、学生的密切配合,重视师资培训及通过教材编写使无机化学教材中具有很多的生物无机化学方面的知识介绍等方面的工作,才能取得应有的效果。 无机化学论文:医药院校无机化学教材建设之构思 (一)纸版教材的建设 纸版教材包括主教材和学习指导书。纸版教材是教学的优秀,是教学中最重要的教具,是保证课堂教学质量的重要因素。我们的主教材采用中国中医药出版社出版,由黑龙江中医药大学无机化学教研室贾桂芝教授担任主编的普通高等教育“十一五”国家规划教材《无机化学》。该教材的编写理念是突出中医药院校学科专业的特点,强调其应用性以及与中药学相关专业的关系,力求做到既向学生传授专业知识,又给学生展现中药知识的背景,体现出中医药学科的特色,以激发学生学习的积极性。经过5年的教学实践,教师们积累了丰富的教学经验,该教材在使用中根据学生和教师的建议和意见,进行过多次修改,重新出版后已经进入“十二五”国家规划教材的遴选行列。为使学生在学时少、教学进度快的情况下仍可达到“知识面宽,信息量大”的教学要求,我们配合主教材专门编写了《无机化学学习指导与习题集》,为学生剖析知识点和典型问题,并结合课程的难点和重点为学生提供相应的习题来加深理解。 (二)网络辅助教材的建设 随着计算机和网络的日益普及,各高校几乎都建立了自己的校园网络,计算机中心、网络中心可以随时向学生提供上网服务。此外在教学楼、图书馆以及学生宿舍内部都有网络接口,这些条件使无机化学课程网络教材建设成为可能。因此我们借助校园网络,运用数据库、媒体制作工具、网页制作工具建立了黑龙江中医药大学无机化学精品课程网站[4],全面实施了网络辅助教学。网站主要设立了以下四个板块。 1.教学文件。包括授课教师简介、课程简介、教学大纲、教学日历,介绍课程基本要求、考试方法、教学计划及进度安排、学习重点内容、学习方法等,方便学生随时了解授课教师、教学要求和进程,促进学生提前制订学习计划,建立正确的方法和计划,有的放矢,促进学习效率的提高。 2.教学资源。为学生提供必要的学习资源。主要介绍为学生指定的课程参考书,教师自行研制的电子课件,无机实验基本操作录像、同步习题练习、教学内容背景知识介绍等。在学校教改资金的资助下及专业人员的帮助下,课程组制作了实用、内容丰富的电子课件。课件内容在教学重点和难点内容上尽量采用动画、视听、图片等[,!]内容,学生可以随时下载电子课件,有利于学生对课堂教学内容提前预习、课后复习,为学生提供了主动学习的条件。课堂教学内容背景知识介绍可以拓展学生的视野,使学生充分了解知识的来龙去脉。教学资源板块可以充分调动学生的积极性,让学生主动参与教学活动,使学生由被动灌输式的学习转变为主动学习。 3.交流论坛和留言板(无机化学BBS):我们利用目前非常成熟的论坛架设技术[5],建立了师生交流论坛。交流论坛可以使师生交流突破时间和空间的限制,教师既可以同步与学生在线答疑,也可以异步(留言答疑)为学生解惑。当学生遇到问题,可以首先在论坛上寻找相关的答疑过程帖子,如果没有相关问题的解答,即可新的问题与教师交流互动,大大提高了答疑的效率,减轻了教师的负担。与此同时,学生可以通过论坛对教师的教学过程提出意见,教师可以通过交流论坛及时得到学生对教学效果的反馈,及时调整和改进教学。我们在辅助教学网站的应用过程中惊喜地发现,交流论坛不仅是师生之间交流,同时也是学生之间进行交流的网站。一些问题通过学生之间的探讨就得以解决,促进了学生自主学习的能力,也营造了学生自主学习的氛围。 4.学科前沿。该板块将本学科一些最前沿的知识介绍给学生,利于培养学生对前沿知识的敏感性,拓宽学生的视野,关注技术进步和技术前沿对实际生活的影响,从而增强学生对无机化学的学习兴趣,激发学生的创新热情。网络技术的迅猛发展使网络教学得到越来越广泛的应用。网络教学模式突破了传统教学中人数及地点的限制,将传统课堂教学的以教师的“教”为中心,转变为以学生的“学”为重点,促使了学生内因作用的发挥,使他们从被动地接受知识转变为主动地获取知识,符合人类认知的发展规律。我们的网络辅助教学实践表明,教学网站是一项十分受学生欢迎的第二课堂活动,是纸板教材的补充与延伸。既能使学生全面了解无机化学的教学,也能使部分学有余力的学生掌握更多的知识,教学网站为教师和学生提供一个资料丰富、方便快捷、无时空限制的互动窗口。在建设无机化学精品课的过程中,课程组在立体化教材体系的建设上进行了有益的尝试,并取得了一定的成效。在立体化教材体系建设的实践中我们充分体会到,立体化教材体系可为师生提供一个综合性的教学环境,促进教学由以教为中心向以学为中心转变,促进学生由被动接受向自主探究学习转变,可以大大提升教学水平。立体化教材的建设是教学改革的必然趋势,也是现代教育技术发展的必然结果。立体化教材的建设工作已成为教学改革和精品课建设深入发展的强大推动力。 无机化学论文:对无机化学实验中碱式碳酸铜的制备方法探讨 碱式碳酸铜又名孔雀石,其形状为细小颗粒的绿色粉末。相对密度为3.8525,折光率为1.655、1.875、1.909,加热至220℃时分解,是一种名贵的矿物宝石。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,又称铜锈。碱式碳酸铜可用来制造信号弹、烟火、油漆颜料、杀虫剂、解毒剂、固体荧光粉激活剂等,也用于种子处理及作杀菌剂等。在无机盐工业中用于制备各种铜化合物,在有机工业中用作有机合成催化剂,在电镀铜锡合金工业中用作铜的添加剂。 常见的制备方法主要有四种:(1)由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备;(2)由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反应制备;(3)由NaHCO3跟CuSO4·5H2O反应制备;(4)由Cu(NO3)2跟Na2CO3反应制备。根据我校的现有实验室条件和设备,我们一般选择第二种方法制取碱式碳酸铜。 通过碱式碳酸铜制备条件的探求和生成物颜色、状态的分析,研究反应物的合理配料比并确定制备反应合适的温度条件,以培养独立设计实验的能力。碱式碳酸铜的制备实验是面向化学专业大一学生开设的一个典型的设计性实验,不仅要保证实验质量,还要让学生掌握独立进行实验设计的方法。《大学化学实验》一书中的碱式碳酸铜制备的实验,采用硫酸铜和碳酸钠溶液进行复分解反应制备碱式碳酸铜,由于反应过程中,条件较难控制, 副反应多, 反应现象差异性不明显,所以学生在优化条件选择时出现较多的判断失误,仅通过颜色及反应速度的快慢是很难准确得出结论的,因此,笔者对本实验进行改进,以达到最佳的反应效果。 一、实验制备方法 1.实验仪器及药品 药品:CuSO4·5H2O(固体),Na2CO3(固体)。 仪器:带标号的试管8个;烧杯(250mL)8个;容量瓶(250mL)2个;25mL移液管2个; 电子天平;恒温水浴锅;抽滤瓶;蒸发皿;布式漏斗(非真空);烘箱;试管架;吸耳球。 2.实验原理 碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3为天然孔雀石的主要成分,呈暗绿色或淡蓝绿色,俗称孔雀绿,在水中的溶解度很小,溶于酸,新制备的试样在沸水中很易分解。加热至200℃即分解。为了适于碱式碳酸铜的生成和分离。根据碱式碳酸铜的性质和铜盐的性质,选用硫酸铜溶液和碳酸钠溶液。在反应过程中,反应温度、反应物浓度及反应物配比对反应物均有影响。 3. 实验过程 分别按合适比例取CuSO4溶液和 Na2CO3溶液各若干毫升, 加热到合适温度后, 将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液, 记录沉淀的颜色和体积变化。沉淀下沉后, 洗涤沉淀数次, 抽滤, 并用少量冷蒸馏水洗涤沉淀至无 SO42-为止, 抽干, 置烘箱中烘干, 称量, 计算产率。 4.反应溶液的配置 配置0.5mol·L-1的CuSO4溶液和0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液各250mL。称取固体药品硫酸铜31.2110g和碳酸钠13.2488g,分别倒入两个250mL的烧杯中,用100mL蒸馏水溶解,再转入250mL容量瓶中,配成250mL溶液,静置,备用。 二、结果与讨论 1.反应物合适配比探求 取四个已编号的试管,均加入2.0mL的0.5mol·L-1的CuSO4溶液,再分别取0.5mol·L-1Na2CO3溶液1.6mL、2.0mL、2.4mL及2.8mL,依次加入另外四个编号的试管中。将八个试管放在75℃恒温水浴中加热,几分钟后,依次将CuSO4溶液分别倒入Na2CO3溶液中,振荡试管,比较各试管沉淀生成的速度、沉淀的数量及颜色。实验结果如下表1所示: 通过对比,我们发现反应的最佳配比为1∶1,产率可以达到94.16%。 2.反应温度的探求 在三个试管中,各加入2.0mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,另取三个试管,各加入由上述实验得到的合适用量的0.5mol·L-1Na2CO3溶液。从这两个试管中各取一个,将它们分别置于室温25℃、50℃、75℃、100℃的恒温水浴中,数分钟后将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中,振荡并观察现象,由实验结果确定制备反应的合适温度。实验结果如下表2所示: 经过对比,我们发现反应的最佳温度为75℃,产率可以达到94.12%。 3.碱式碳酸铜制备的最佳设计 取60 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液和60 mL 0.5 mol·L-1Na2CO3溶液分别放在75℃的恒温水浴锅中,几分钟后取出,将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中,充分振荡待沉淀完全后,用蒸馏水洗涤沉淀数次,直到沉淀中不含SO42-为止,抽干。将所得产品在烘箱中烘干2h,待冷至室温后称量,并计算产率。实验结果如下表3所示: 此实验温度探究最佳反应物配比:Na2CO3∶ CuSO4=1∶1,最佳温度为75℃,在85℃下烘干2h,反应温度不能过高,如果温度高于75℃,产生褐色的CuO。若将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液中,不能充分反应,沉淀不彻底。沉淀完全后要反复清洗沉淀,然用pH试纸测试滤液中的pH值,pH=7左右确保将沉淀SO42-除完,如果有残留的SO42-,干燥时会有黑色物质产生。干燥时温度不易过高,否则会将Cu2(OH)2CO3分解。 三、本实验注意事项 1.反应最佳温度应为75℃,超过后会有褐色沉淀产生,在恒温时需要不停搅拌。 2.沉淀要洗涤干净,滤液中pH=7左右SO42-除完。 3.沉淀应在85℃时烘干2h以上,温度过高Cu2(OH)2CO3会受热分解。 4.若反应后不能观察到暗绿色或淡蓝色沉淀产生,可将反应物保持原样(不可将滤液滤去),静置l~2天,再作观察。 5.反应过程中不可将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液中,应用反滴法。 6.本次实验用布式漏斗(非真空)。 无机化学论文:医药无机化学开展开放性实验的探索与实践 [摘要]探索医药无机化学开展开放性实验,通过调节师生主被动关系、开放实验项目、设计多种实验方案和手段,引导实验心理等实践措施,培养创新型人才。 [关键词]医药无机化学 开放性实验 探索与实践 为了培养学生的创新实践能力,推动素质教育的深入开展,我校鼓励教师利用现有的师资、仪器设备等资源,以生动、有趣、创新的项目,吸引学生参加开放性实验。 针对我校的专业设计特点,作者尝试将“药用氢氧化铝悬浊液的制备和检验”引入开放性实验,取得了很好的效果。通过实践研究,探索出开展特色开放性实验的一些方法和措施。 一、突破传统实验教材的束缚,结合学生的专业特点,开放实验项目 与生产、生活及学生的专业相结合,可增强开放性实验项目的趣味性、新颖性、实践性和创造性,有利于提高学生的观察能力、思维能力、实验研究能力以及解决问题的能力等。为了寻找合适的实验项目,我们鼓动学生一方面广泛查阅资料,另一方面仔细留意平时接触到的与药品有关的一些无机化合物。最终选定“药用氢氧化铝悬浊液的制备和检验”。这个实验项目很适合本校专业特点,具有很强的实用性。氢氧化铝是简单无机化合物,其制备方法和化学性质学生都比较熟悉,但用于胃药的氢氧化铝要求是胶状的悬浊液,药品与工业品的质量标准有很大的不同,如何制备符合药用的产品,很值得学生通过实验去探索。 二、指导学生广泛查阅资料,设计多种实验方案,做好预习 查阅资料可提高学生提出、分析、解决问题和寻找知识的能力,同时也可促使学生掌握利用图书馆和计算机网络查阅专业文献的方法和技巧。通过查阅资料可设计多种实验方案,能够训练学生的创新思维,也为学生能在同一实验中体验独创性,增强开放性实验的多样性和研究性。由于有关药用氢氧化铝制备的文献都是专利,在我校图书馆无从查取时,指导教师建议翻阅一些无机化学教材,了解了普通氢氧化铝的制备方法,然后再根据此药品的特征是胶体,查阅相关胶体制备、胶体提纯及药品检验等书籍,学生们最后设计了四种药用氢氧化铝的制备方案及其相应的提纯及杂质检验方案,并做好了预习报告及其它实验准备工作。 三、鼓励学生自主选择和配制药品 药品的选择和配制是独立完成化学实验的第一步,也是实验成败的关键步骤之一。因此,我们要求学生必须学会自主选择和配制各种浓度的试剂。通过掌握溶液配制的各个环节及试剂保存、标签制作等实验技巧,让学生全面掌握了实验的全过程,提高化学实验的综合素质,养成严谨的科学作风,懂得爱惜药品,还让他们学会用实践探索的方法追求科学真理。在此次实验中,学生熟悉了电子天平、恒温磁力搅拌器等仪器的使用,了解了加速固体溶解的各种措施,掌握了不同精确浓度的溶液的配制方法,并经过多次实验尝试摸索出了各反应试剂的恰当浓度。 四、鼓励学生采用不同的实验手段,尝试不同的实验仪器 在实际科学研究中,我们常因受具体的实验资源的限制,需选择不同的实验仪器和不同的实验手段,或需根据具体的实验要求对实验仪器进行改造。训练学生在同一实验中,采用不同的实验手段,使用不同的实验仪器,可让其掌握不同仪器的使用方法,了解它们的优劣之处,能根据具体的实验情况,充分利用手头的资源进行科学实验研究。在此次实验中,为了达到在碱液逐滴加入时反应液保持在约60℃下被充分搅拌的实验要求,一些实验小组使用恒温电动搅拌器;一些用恒温水浴锅和玻璃棒;另一些则采用最简陋的装置,使用盛水的大烧杯、电炉和玻璃棒,教师指导学生将采用不同实验手段制得的产品进行比较,评出此实验的最佳使用仪器及其最佳工作状态。 五、引导学生正确的实验心理,制造快乐的实验气氛 学生在进行探索性的开放性实验时,由于没有成熟的实验方案可依照,没有教师的详细讲解,自身的理论知识和实验经验不足等因素,会遇到比平时实验更多的困惑,甚至会出现实验彻底失败的情况,常缺乏对实验失败的心理准备,所以指导教师需及时进行心理引导,引导学生用“塞翁失马,焉知祸福”的辨证思想从看似失败的实验得出一些宝贵的经验或异常的发现,培养他们坚忍不拔的科学探索精神,鼓励学生将消极情绪转移到积极的探索热情中去。实验成功时,教师要“趁火打劫”将他们暂时的喜悦转化为对该学科及该学科实验的浓厚兴趣。指导教师引导学生正确的实验心理,是全体学生快乐地进行开放性实验的保障。 六、引入团结协作机制和竞赛机制 在开放性实验中,适当地引入一些竞赛机制,如小组竞赛、个人竞赛等方式,设计一些竞赛内容,包括实验操作、实验设计、产品质量、创新思维等,能大大地激发学生的实验热情。小组竞赛的方式既能培养学生的独立操作能力,又能培养他们的团结协作精神;个人竞赛的方式能充分施展学生的个人聪明才智,使每一位学生都能在开放性实验中找到表现的机会,同时还能培养学生互相欣赏的习惯。在本次实验中,为了能在小组竞赛中取胜,同学们自主选出小组长统筹工作,进行成员分工协作,没有出现平时实验的一人动手其他人袖手旁观的现象,还涌现出几个实验做得特别十分出色的学生。 七、组织召开实验总结会议 认真做好实验总结工作是完满完成科学实验研究的必需环节。在这次实验结束后,每个小组先内部进行讨论,总结本次实验中的成败,对实验结果进行自我评价,标出自身的特色,提出新的实验构想,然后在实验总结会议上进行汇报讨论,最后教师对本次实验进行总结和评价,提出新的期望,或提出下一步实验构想。还指导学生按照研究论文的标准做开放性实验报告,内容侧重于实验的设计、问题分析、实验方法、数据分析、实验结论、小 组讨论、新的实验设想等。通过实验总结会议,学生提升了对实验的认识。 八、调节师生的主被动教学关系 在开放性实验中,教师成为旁观者和引导者,学生才是真正的主体。学生的主动角色,表现在主动申请参加实验,查阅资料,联系教师,尝试各种实验操作方法,充分利用手头的药品仪器,及时调整实验方案,分工协作,组织讨论,提出新的实验构想等。教师不再像传统实验中那样准备、设计、讲解及监督实验,而是顾问和导师的角色,负责答疑解惑,引导学生克服实验心理障碍,引入激励机制及加强实验安全教育等。 以上的方法和措施的实施,充分展现了开放性实验的优势,发挥了学生的创造性、主动性,提高了他们对无机化学实验的兴趣,培养了他们实事求是和坚忍不拔的科研探索精神。我们倡导在高校大力加强开放性实验的实践和研究,培养自主创新人才。 无机化学论文:对于高职无机化学教学改革的几点思考 无机化学是高等职业院校化工、环境和医药等专业中的一门重要的专业基础课,也是这些专业学生所要接触的第一门专业基础课和专业必修课,无机化学的教学将为后续的专业基础课和专业课的教学和学习奠定基础。因此无机化学在相关专业的整个教学中占有举足轻重的地位,对于培养符合社会发展需要的高级技术人才具有重要的意义。但是长期以来,由于种种原因在高职无机化学的教学中一直延续着一些比较传统的教学模式,这些教学模式使得教学呆板、学生缺乏学习的主动性和积极性。要想改变这一现状就必须对高职的无机化学教学进行改革。本文作者结合自己的教学实践,探讨了无机化学教学改革的几点思考和做法。 1.对教材内容删繁就简,增添新知,构建符合高职学生职业发展的教学内容 无机化学发展到今天,其内容面广点深,绝不是在短时间内就可以掌握的,也不可能在有限的学时内完成这一任务,这就要求我们在教学内容上采取少而精的原则,突出重点难点。高职教育的特点也决定了高职院校化学教学要根据职业发展需要选择教学内容,以培养学生能力为根本出发点,以有利于学生应用能力的培养,适应职业岗位的要求为最终目的。因此,精选教学内容就显得尤为重要。如可以删去理论性较强但以后其他课程还会重点讲解的“化学热力学”内容,删去重复中学教材的内容如“化学反应速度和化学平衡”中的相关内容,对于简单而又必须了解和掌握的知识,留给学生自学;同时增加无机物在环境、材料、能源和信息等领域中的应用,以拓宽学生的知识面。对于化学基本原理中的一些较复杂、难于理解的问题,如对称性、晶胞、键能、活化能,教师在教学中可以采取“点到为止”的处理方法,即以满足讲授元素化学的需要为原则,更深层次的内容留给后续课程去解决,而不把难于讲授、难于接受的注释和说明推给课堂。 2.注重加强学生的能力培养,增强学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新精神 高等职业院校是以培养符合社会发展需要的高级技术人才为目的,随着社会的发展,社会对高级技术人才的要求也越来越高,要在具有一定的专业知识的基础上,具有多方面的能力,如动手能力、思维能力、创造能力、观察能力和发展能力等,尤其要具有创新精神,因此在整个教学中必须始终注重加强学生的能力培养,加强学生学习的积极性主动性,教会学生如何学习,培养学生的创新精神和创新能力。 如在无机化学教学中,有相当一部分内容缺乏趣味性,学起来枯燥,对这些内容就要求我们有意识的创设悬念,使学习产生一种探求问题奥妙所在的神秘感,从而引起学生的兴趣。例如,在讲原电池时,引入一个有趣的故事:格林太太有两颗假牙,一颗是金牙,象征着她的财富;另一颗是铜牙,是后来一次车祸中撞掉的。但是自从镶上铜牙,格林太太就觉得头晕,不舒服。去医院检查又查不出病因。同学们,你们知道是什么原因吗?继而用动画的形式引出原电池装置。原来是金牙和铜牙组成了原电池,形成电流使得格林太太不舒服,而后引出电极电势的概念。又如在计算化学反应标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变时,都利用了黑斯定律,求/!/解的方法也相同,因此教师在讲授时重点讲解标准摩尔焓变的计算,让学生自我完成并将讲解标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变计算的内容,加深学生对黑斯定律、状态函数的理解,教师则重点强调计算过程中的一些注意事项。通过这一方法,不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力,同时也培养了学生的语言表达能力和分析、思维能力。另外,教师可将最新的本领域的研究成果以论文报告的形式给同学作介绍或者对于一些章节给学生布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣和爱好查阅文献资料,进行小专题实验研究和小论文的设计。这样既可以扩大学生的视野,也有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,培养应用能力。而应用能力的培养是实现创新能力与实践能力的重要途径。 3.多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量 运用现代教育技术、多媒体课件进行教学,由于多媒体集文字、图表、动画、声音于一体,可以刺激学生感官系统,调动学生学习积极性和主动性,可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。如在讲授晶体结构时,我们利用晶体结构教具模型,使学生更容易理解各晶型结构的特点。再如在讲授杂化轨道、原子轨道空间伸展方向等时,我们利用多媒体课件进行讲解,直观简洁,学生容易理解,取得了较好的教学效果。同时,我们建设了无机化学教学网站,吸引了学生进行网上无机化学学习,使网络上的在线学习、在线测试与在线答疑成了学生的第二课堂,极大地调动了学生学习的积极性和主动性。 但是,考虑到使用多媒体课件授课速度过快,部分学生的思维速度跟不上,某些无机化学内容单纯用课件讲课效果较差等问题,我们在使用现代教育技术的同时辅助于传统教学手段。对于内容比较简单的章节,如氢和稀有气体、金属通论、p区金属等内容,采用“学生自学,教师概括总结”或“讨论课”的形式进行。对公式推导、计算举例仍然应用板书、讲解的传统方式进行教学,获得了良好的收效。因此,在无机化学教学过程中,注重多媒体教学方法与传统方法相结合,会收到事半功倍的教学效果。 4.加强自学指导,培养学生的自学能力 二十一世纪,科技飞速发展,给知识更新提出了更高的要求,“掌握探求真理的方法比获得真理更加重要”已成共识。为此,在教学过程中一定要加强对学生学习能力的培养。无机化学的教学,由于在教材上涉及面较广,而在课时分配上又不可能像中学一样做到面面俱到,这样就容易出现教不胜教的局面。指导学生自学,不仅是无机化学教学活动的必要手段,而且对高职学生在大学阶段甚至将来整个的学习过程,都有着积极的作用。因此,教学生自学的方法,使他们尝试到“发现”的乐趣,体会到自己学习能力上质的飞跃就显得尤为重要。 在中 学阶段,对于大部分学生而言,其学习主要是依赖老师的课堂讲授,学生的自学能力普遍较差。所以针对大学新生的无机化学教学,如何做到培养他们的自学能力,应做到心中有数、从无到有、循序渐进,在适当的时候提出自学要求。例如:在讲授氢化还原平衡及电化学基础一章内容时,由于化学电源及电解内容不但与化学基础知识关系密切,而且与日常生活有关,所以,我们除了讲授大纲要求的内容外,对于趣味较浓、但不属于讲授大纲要求的内容,要求学生课外自学,然后让学生在课堂上讲述他们所学到的知识、理解的内容。通过这种方式,不但可以让老师了解学生自学能力的高低,而且也是让学生明白,自学是大学学习的一种基本方法和能力,从而扫清学生的自学障碍,提高他们的自学信心。 另外,教师应适时对学生进行自学指导,根据学生的实际情况和教材特点,灵活选择指导重点,有时应偏重于激发兴趣,创设情景,有时则偏重于学法指导,对于难度较大的章节,还应加强学习线索或难点指导,以减少学生的自学障碍。例如:在讲授原子结构一章内容时,首先给出讨论这部分内容的思路:由氢原子光谱实验现象入手,讨论氢原子核外电子的运动规律,得到原子能级、波函数、几率密度、电子云等基本概念,用来讨论和理解多电子原子中电子运动规律,得到多电子原子能级、核外电子排布,用来揭示元素周期律。有了研究这个问题的思路,学生听课时,就会有主动性,看参考书时,就会有计划、有目的、有具体内容、有程序地进行自学。 无机化学论文:试析高职药学专业无机化学校本教材的编写规则 [论文摘要]文章结合校本教材的编写经验,谈药学专业无机化学校本教材的编写规则,即依据专业课和岗位的需求,筛选教材内容;依据认知规律和学生的实际情况,对教材内容进行组织、编排,使校本教材具有实用、灵活的特点。 [论文关键词]药学专业 无机化学 校本教材 编写 规则 我国高职教育的发展与发达国家相比起步较晚,但近几年由于国家和社会的高度重视和大力支持,其发展速度迅猛,应运而生的高职教材建设也得到了快速发展,几年内出版了大量高职教材,其中不乏高质量的好教材。职业技术教育主要是为区域经济的发展培养人才,但由于各地区经济发展方向的差异,对人才的专业需求不同,技能侧重不同,要求掌握程度也不同,因此在教学中很难做到统一标准。为更好地服务于本地区医药企业的发展,通辽职业学院化工学院无机教研室根据教学实践探索,编写出对外服务于企业的需求与发展、对内适应于学生具体情况的高职药学专业的无机化学校本教材。 一、药学专业无机化学校本教材编写的思路 教育部曾就高职教材的建设问题明确提出,高职理论课应该“以应用为目的,以必需、够用为度”。因此,在校本教材的编写过程中,应该注重理论与实践的联系,突出职业能力的培养,弱化其理论性,教材内容的知识点应明确具体,充分体现高职教育教学的特点,体现以学生为主体的教学理念。从本质上讲,所有课程的体系都是对教材内容的筛选、组织、实施的体系。无机化学是药学专业的基础课,任务是为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,为学生的后续教育打基础。因此,在无机化学校本教材的编写过程中,教专业课需要的基础知识,教就业岗位需要从业者掌握的知识和能力。从专业角度出发,以相应的职业资格标准为导向,吸纳新知识、新技术、新方法,打破传统学科体系的束缚,围绕必需的知识点组织、编排教学内容。从学生客观实际情况出发,根据学生的知识基础和接受能力,以科学有效的方法和手段实施教学。 二、成立长期相对稳定的校本教材编写组 药学无机化学为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,在成立校本教材编写组时,吸纳专业课教师和医药企业专家参与,编写组成员以承担药学无机化学课程教学的教师为主,由承担药物化学、药物分析、药剂学、药理学等课程教学的教师和药厂的行家共同组成。编写组成员在教材编写过程中,负责教材内容的制定、编写、试用、跟踪、反馈、修正直至定稿。 三、药学专业无机化学校本教材编写的细则 1.依据岗位和专业课的需要筛选教材的知识点。高职药学无机化学教材内容的确定程序是由药企的专家提供其需要的岗位培养目标,根据培养目标制定课程设置、专业课的教学内容,最后由承担药学无机化学课程教学的教师决定无机化学课程的教学知识点。药学专业课包括药物化学、药物分析、药剂学、药理学等,无机化学是专业课的基础,为其他专业课打基础,其知识点决定于专业课。根据专业课内容的具体需要,确定无机化学课程必须包括原子、分子结构;溶液、胶体溶液及表面现象、化学反应速率和化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化和还原和配位化合物等内容。这是进行专业课教学的前提和基础,必须坚持“实用为准”的原则,在编写过程中要弱化理论,打破传统学科体系的束缚,注重专业课的实用性,即根据专业课的需要,在教材内容的取舍上做到所选知识点是必需的、实用的。 2.知识点明确具体、重点突出、够用为度。围绕所选择的每一个知识点组织、编排教学内容,突出重点,目标明确、具体。重点就是专业课所需要的具体内容,目标就是专业课要求学生掌握的水准。这是一章中的优秀内容,也是最终教学目标,其余内容均为其服务。优秀内容是一章的教学重点,要精讲细讲,深入剖析,使学生牢固掌握,并达到灵活运用的目的,其深度以专业课够用为准,其广度以专业课及学生将来的继续教育够用为度。如酸碱平衡一章,其优秀内容是缓冲溶液,包括缓冲溶液的作用原理、配制,属重点剖析的范围,要使学生在学习中运用自如。其中关于弱电解质溶液的pH计算,只推导出一元弱酸、弱碱pH的计算公式,在后续课程及后续教育中即已够用,对教材中出现的公式,如缓冲溶液的pH计算、稀溶液的依数性中的P=KbB 、Tb=KbbB 、Tf=KfbB 等,只要求学生掌握公式的使用,对其理论推导不做要求。根据专业课的需要在教材的深度和广度方面,力争做到深浅适中、宽广适度、简明适用。 3.调整难易梯度,符合学生认知规律。在每一章的知识体系中,内容均以优秀内容为中心主线进行展开,包括的内容均为优秀内容必须用到的,为最终教学目标做铺垫、做准备,并完成最终教学目标的任务。整章内容的安排、组织,要自成体系,每课节之间形成有机整体,并呈现出先易后难的自然梯度,符合学生的认知规律。如酸碱平衡一章教材的先后顺序是酸碱质子理论、水的离解平衡、溶液的酸碱性和pH、一元弱酸、弱碱溶液pH近似计算、酸碱指示剂、缓冲溶液,教材内容从前到后,难度呈逐渐上升趋势。每一章的教学内容均以高中化学教材内容为起点,甚至以初中化学的内容为起点,使教学起点尽可能低,内容简单扼要,便于学生接受。 4.增加应用性、激发学生学习化学的兴趣。教材的每一章知识体系,要根据其内容适当补充医药学方面的应用或意义,如在渗透压部分增加了与医药有关的渗透浓度、等渗、高渗和低渗溶液、晶体渗透压、胶体渗透压及其应用。在缓冲溶液的选择和配制及缓冲溶液在医药学上的意义中增加了实验室配制缓冲溶液的常用简便方法,介绍了人体血液中的主要缓冲系等。通过对实际应用的学习和了解,使学生充分认识到无机化学在医药学中是有的放矢的,激发学生学习化学的兴趣。 5.以人才的可持续发展为原则,培养学生的自学能力。考虑到现代产业结构的变化和生产者流动性的增强,要求就业者不断继续学习和回归教育,具备扎实的基础素质、较大的可塑性和较强的适应性;同时,还要兼顾到专业技术发展变化对理论知识的需求,以及毕业生职业岗位转换的客观要求,在教材的处理上要注重对学生学习能力和学习方法的培养。如元素知识在药学的专业课中很少用到,类似这样的内容,要进行筛选、整理,并作为选学或自学内容,保证学生在知识上不存在缺陷,又培养了学生的自学能力。如此,全部元素知识在教材中只用了两个专题:金属元素和非金属元素,使教材既突出了无机化学在药学中的实用性,又为学生在技能培养方面具有可持续发展打下了基础。 四、校本教材编写的注意事项及特点 1.教材的内容准确、规范、具有时代性。从教材总体来讲,其内容大致分为两部分:一部分是理论基础,侧重于化学专业;另一部分是药学专业和岗位应用,两部分内容是紧密联系不可分割的;但其各自的倾向不同,侧重点不同,如在溶液的组成方面,常用物质的量浓度用cB表示,但在渗透内容中又引入了渗透浓度cos,二者的表示方式、计算方法、常用单位类似,甚至有时得出的数值也相同,但却是意义不同的两个概念。因此,在教材的编写中应遵循双重规则,即化学专业的规则和药学专业和岗位工作中的常用规则。但无论哪一部分内容都应确保语言文字使用的正确、流畅,名词概念的准确和严密,专业术语的规范;还要吸纳一些与药学有关的最新发展成果,在继承传统的基础上反映前沿,确保教材内容的严谨、规范、准确,又赋予时代气息。 2.灵活性和实用性。以“必需、够用”为原则组织编写的校本教材,其内容相对来讲较少,但针对性较强,编写是针对在校学生毕业后的就业方向,主要是为区域性经济服务。当地方产业布局发生变化,或学校服务区域发生变化时,可根据学生就业方向的改变,及时调整校本教材的内容,因此校本教材每次印刷量都不是很大,以便随情况的变化和需要的不同及时调整。可以说校本教材的最大特点就是灵活、实用。 无机化学论文:浅谈当代无机化学研究前沿与进展 【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一) 极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二) 软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 (三) 缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四) 计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 (五) 组合化学 组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。 (六) 理想合成 理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。 (七) 仿生合成 仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。 二、我国无机化学研究最新进展 近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。 (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。 (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98?以上的三维多孔类沸石。 (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。 (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。 (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。 无机化学论文:基于建构主义学习理论的支架型无机化学双语教学模式 论文关键词:建构主义 学习理论 无机化学 双语教学 论文摘要:建构主义是当代最为流行的学习理论。本文介绍了建构主义的基本思想,提出了基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学摸式。 0引言 近二十年以来,把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已经让位于把学生看作信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人,近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义(co口蛇ru比vis功)也译作结构主义,其理论非常丰富,但其优秀用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。 1建构主义学习理论的主要教学思想 1.1学习观及学习环境的设计 建构主义的学习观是建立在其独特的知识观基础上的。它批判行为主义的把知识当成定论、当成真理的做法,认为世界是客观实在的,但是对世界的理解和意义赋予都取决于每个个体自己;知识并不是对现实的纯粹客观的反映,也不是对客观现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,并不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深人而不断变革、升华和改写,出现新的解释和假设;知识不是万能的,而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造;知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外,对知识的真正理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的。 为了真正实施建构主义的学习活动,建构主义特别强调学习环境的设计。建构主义的学习环境可理解为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。理想的学习环境应当包括情景、协作、交流和意义建构四个部分。建构主义认为,学习环境中的情景必须有利于学习者对所学内容的意义建构;协作,应该贯穿于整个学习活动过程中;交流是协作过程中最基本的方式或环节;意义建构是教学过程中的最终目标。 1.2师生的角色定位 1.2.1学生观 建构主义强调,学习者并不是空着脑袋进人学习情景中的。所以教学不能无视学生的已有知识经验,不能简单地从外部“填灌”,而是应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验。教师与学生,学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。 1.2.2教师观 (1)教师是学生建构知识的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题可能有多种答案,鼓励学生提出问题解决的多种观点。教师必须创设良好的学习环境,让学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。 (2)教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者。要激发学生的学习兴趣,引导和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索,帮助学生建构当前所学知识的愈义。为使学生对知识愈义的建构更为有效,教师应尽可能地组织和引导协作学习,展开讨论和交流。 1.3教学棋式与教学方法 建构主义学习理论所倡导的教学模式可概括为:以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在建构主义的教学模式下,目前已开发出的比较成熟的教学方法主要有以下几种: (1)支架式教学(Scaffolding Instruction )。它是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架,这种框架中的概念是为引导学习者对问题的进一步理解所设计的,为此,要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深人。它有以下几个环节:搭脚手架(围绕学习主题,按维果茨基的“最邻近发展区”的要求建立概念框架)—进人情景—独立探索—协作学习—效果评价)。 (2)锚式教学(Anchored Instruction )。这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受和体验(即通过获取直接经验来学习,正如船舶抛锚了,船员必须亲自下到海里去游泳),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。它有这样几个环节:创设情景—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。 (3)随机进人教学(Random Access Instruction )。由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握,即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的,往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。因此,多次进人的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进人教学主要包括以下几个环节:呈现基本情境—随机进人学习—思维发展训练—小组协作学习—学习效果评价。 2基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学模式 如何保证双语教学的顺利实施?如何处理教学质量与额定课时的尖锐矛盾?笔者认为,建构主义教学模式和教学方法是我们的重要法宝。我们认为,在化学知识的英文表达上,教学的重点应该是阅读和写作,其次才是听和说。因此,我们利用宝贵的课堂时间解决化学专业术语英语表达的听和说问题,再引导学生在课内课外认真阅读英文化学教材并训练专业英文写作。下面仅以“原子结构与元素周期律”一章及其中的“多电子原子”一节为例,介绍如何采用建构主义理念下的“支架式教学模式”,引导学生以已有的知识经验背景为前提主动建构化学的双语知识。 (1)胳脚手架:围绕当前的学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架(见图1、图2)。让学生沿着这些知识脚手架,通过自主学习,获得对知识的理解和掌握。 (2)进人情景:我们预先编写好上述概念框架式的无机化学英文精要资料,在课堂上把无机化学的系统知识用中文讲透,并用英文板书出授课提纲和化学专业术语,根据学习内容将学生引人问题情景,激励学生课中、课后自主学习。 (3)独立探索:在给定学生专业英文资料的基础上,教师引导学生根据课堂中及中文教材上掌握的化学背景知识,借助于词典独立探索化学知识的英语表达方法,在探索的过程中教师要适时提示和帮助学生沿着概念框架逐步攀升。 (4)协作学习:相互讨论、交流学习。通过讨论、交流,学生可以集思广益、博采众长;可以发现自己的错误和不足;可以在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解,最终达到对知识的意义建构。 (5)澈果评价:这是对所学知识的意义建构情况作出评价。可用英文布置和完成作业,用英文命题考试的方式来评价、检查、督促和巩固学生学科知识的双语学习,推动双语教学的进行。 经过几年的无机化学双语教学,我们有多方面的收获: 直接、显明的收获是师生在掌握学科知识、能力的同时,掌握了英文专业词汇和提高了英语水平。隐性的、更深层次的收获,一是可以及时吸收国外先进的教学理念和教学方式,学到新的教学思想。二是系统、长期的课程双语教学将为硕士研究生的培养奠定良好的专业英语基础。三是作为一种确立的教育体制,持之以恒的课程双语教学必将促进国民英语水平的全方位提高,从而提升我们与国际社会的合作交流水平,增强我们的国际竞争能力。 无机化学论文:浅谈无机化学教学中“知识网络图”的构建与运用 论文关键词:无机化学;知识结构网络图;网络教学法 论文摘要:介绍无机化学教学中在钻研教材、理顺知识点之间的逻辑关系的基础上,构建“知识结构网络图”.并应用“知识结构网络图”在新课、复习课、小结课等各个环节中进行教学. 1.问题的提出 无机化学是高等师范院校化学系的一门重要的专业基础课,但其内容繁杂、知识点多,如果仅满足于照本宣科,则只能教给学生一大堆散乱的结论,学生难以掌握,而且容易遗忘.正如美国著名心理学家布鲁纳所说:“获得知识,如果役有完满的结构把它联在一起,那是一种多半会被遗忘的知识,一串不连贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命.”因此,无机化学的传统教学方法必须加以改革. 笔者认为,在无机化学教学中,应重点讲知识主线、解答问题的思路、学习方法以及知识点之间的联系.基于上述思想,笔者在教学中采用了“网络教学法”,其关键是构建“知识结构网络图”. 2.“知识结构网络图”的构建 2.1钻研教材,理顺知识点间的关系是构建“知识结构网络图”的基础 无机化学是以元素周期律、热力学、动力学、近代物质结构理论、平衡理论以及基础电化学等为指导,以现代实验技术为手段来研究元素及其化合物(碳氢化合物除外)的合成、性质、结构及其相互联系等的科学.它所研究的范围广,其知识容量大,且相互关系错综复杂.但通过仔细钻研、分析教材后发现:无机化学既有纵向的推导衍变关系,又有横向的对比关系.如,原子结构一章,可理出如下衍变关系:为了解释元素相互化合的质量关系的基本定律,建立了道尔顿原子论,确立了原子是组成物质的最小微粒的观点,然而,阴极射线和电子的发现,又打破了原子不可再分的观点.带核原子模型,进一步成功地解释了α一粒子散射实验,从而解决了原子的组成问题,但却不能解释氢光谱以及原子结构和氢光谱的关系.后来玻尔理论解决了这个问题并指出了原子的能量是量子化的.德布罗意提出电子等实物微粒也具有波粒二象性,并随后为电子衍射实验所证实,从而解决了玻尔理论的局限性.最后发展到用“波函数”描述核外电子运动状态,用“几率径向分布和电子云”表示波函数,进而派生出单电子体系、多电子体系、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等横向联系. 2,2“知识结构网络图”的构建 在深人钻研教材、理清知识点间的纵横关系的基础上,使所研究的诸多问题形成知识网络,建立起“知识结构网络图”.如,原子结构一章.通过对这一章的知识内容重新加工、整理和组织,可以建立如图1所示的“知识结构网络图”. 2.3“知识结构网络图”的特点 “知识结构网络图”有主线清楚、逻辑性强、联系紧密等特点.现以图1分析如下: 2.3.1主线清楚.图1是以道尔顿原子论、玻尔理论、波粒二象性、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等为主线,按知识的逻辑关系,分层次渐进深人,构成整张“知识结构网络图”. 2.3.2逻辑性强.主线知识与分支知识间的箭号,既体现因果关系,又体现派生关系.如玻尔理论与分支中的氢光谱及多电子原子的精细结构体现因果关系;波函数与几率径向分布、电子云体现派生关系.这样,在各知识点中应用不同层次的原理,既注重内容的阶梯性,又注重概念和理论在不同层面上的回归和在渐进分化基础上的融合贯通.同时体现各知识点之间的前后呼应与相对独立性. 2.3.3联系紧密.图1体现了各知识点间的逻辑衍变关系.前面的讨论为后边的探索作铺垫,后面的研究在解决前面提出的问题的同时,又提出新的问题.如波函数,是基于经典物理力学方法不能描述电子的波粒二象性提出的,为了对核外电子的运动状态能进行形象化的描述,派生出了几率的径向分布和电子云等内容,而波函数的讨论又为后面将要研究的四个量子数和多电子原子的结构等内容作了铺垫. 3“知识结构网络图”在教学中的应用 在无机化学教学中,应用“知识结构网络图”既可用于讲授新课,也可用于复习课和知识小结课的教学. 3.1在新课教学中的应用 在新课教学中采用网络教学,使所传授的知识不再是单一的知识点,形成了纵向、横向联系的知识链和知识块.例如,铬族元素一节的教学,在分析铬原子的价电子层结构(3d54S1)的基础上,推导出铬的常见氧化态(+ = 3 \* ROMAN III,+ = 6 \* ROMAN VI),介绍三价铬和六价铬的几种存在形式,并板书给出图2所示的相互转化关系.其次再对各种离子的颜色、氧化还原性、在不同介质中的存在形式等进行详细讲述,最后让学生将相互转化的反应方程式写出来.从而使教材中的一些零散的知识、单个的反应形成整体的知识结构网络,使学生抓住事物的本质联系,起到触类旁通的作用. 3.2在复习课教学中的应用 在复习课的教学中,采用网络教学,不但能强化知识的记忆,更能使零乱的知识系统化、网络化,使之成为有机的整体.同时,在系统化、网络化的过程中,能进一步加深学生对知识的理解,培养学生对比联系、综合归纳的能力.例如、在配位化合物一章复习课的教学中、首先引导学生找出配合物的基本概念、空间构型、结构以及配合平衡等四大主线知识.其次,引导学生逐一回忆每一主线知识所派生出的分支知识,并采用边讲述边板书的方法,与学生一道建立如图3所示的“网络结构图”.然后,针对每一主线知识,给出一至二道课堂练习题,进行强化练习.髻如,针对空间构型这一主线,要求学生指出〔Fe(CN)6]3一和〔FeF6 ] 3一配离子的成键情况、空间构型以及它们谁是内轨型配离子、谁是外轨型配离子.最后要求学生采用联想法,将各主线与分支知识所涉及的内容,在头脑里象放电影似地重现一遍.课后布置适量练习题,达到“授人以渔”的目的. 3.3在小结教学中的应用 讲授完一章后,及时总结,理出本章知识脉络及各知识点的逻辑衍变关系,将其串成线、分成块,从而建立起知识网络图,例如,讲授完氧族元素一章后,首先给出氧和硫及其重要化合物的网络图(见图4),将本章知识小结归类.然后要求学生既要注意各化合物间的纵向关系(如残S,S,SO2,SO3,Na2SO4等物质间的推导衍变关系),又要注意它们间的横向关系(如SO3 , H2SO4 . NaHSO4. Na2SO4间的关系),以及物质间的对比关系(如H2SO4,NH4HSO4, (NH4)2S2Os等),还要注意物质间的网络关系(如H2S, H2SO4 , NaHSO4 , Na2SO4 . NazSO3. Na2S等).同时,注意它们相互间转化的条件.最后要求学生一一写出相互转化的化学反应方程式,以便学生加强记忆,形成自己的知识体系. 4结论 教学实践证明:采用“网络教学法”,能减少教学时数,提高教学效率.有利于培养学生的钻研精神,提高逻辑思维能力、归纳总结能力和创新能力以及文字表达能力. 无机化学论文:关于就业导向下的中医药院校无机化学教学设想 论文关键词:就业导向;中医药;传统与创新;无机化学;教学设想 论文摘要:就业导向驱动是市场经济对教育的必然要求。市场经济下的化学教学已不同于以往计划经济下的化学教学。在中医药院校的无机化学教学中,重视传统教学方法的继承与发挥,努力探索利用现代化手段进行创新,结合专业激发学生学习兴趣,提高学习能力,提高综合素质,有利于培养智慧型应用人才。 当前我国高等教育正处于由精英型教育向大众化教育、由应试型教育向素质能力培养型教育转轨的时期,这是我国高教事业的重大变革。为了适应这一新形势,中医药院校教育必须改革,而教学改革是教育改革中的一项重要内容。目前,大多数中医药院校的无机化学教学,无论从教材结构、教学手段,还是从与专业结合的角度来看,都与满足教育转轨的需要、适应学生就业的需求有较大差距,无法满足学生学以致用、举一反三的实际需要。无机化学是中药学、药学等相关专业学生人校的第一门重要基础课。 它不仅为后续有机化学、分析化学、物理化学等相关课程提供必备的思维方法和综合运用能力,还担负着使学生尽快适应大学的教育模式和学习方法的重要任务。上好无机化学课,对中医药学生从高中的应试教育向大学的素质教育转化起到特殊作用。 一、重视绪论课,激发学习热情 良好的开端,是成功的一半。无机化学绪论课的主要内容,通常是从介绍化学研究对象,到无机化学研究对象、发展前景、与中医药的关系,再到无机化学的学习要求和学习方法。讲课时,可突出以下几个方面。 1.无机化学是化学学科的基础和母体。我国国务院学位委员会规定无机化学为化学学科所属的七个二级学科之首,其余依次是核化学和放射化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学和环境化学。 2.强调无机化学与药学的关系。某些无机物质作为矿物药,是中药的重要组成部分。我国地域辽阔,矿物药种类繁多,应用矿物药治病历史悠久。《中药大辞典》、《全国中草药汇编》等专著也有矿物药记载。目前在新药开发中,以无机物为主的制剂也大量出现。研究金属元素和药物的关系,研究在生物体内由于这些元素的失衡所引起的各种疾病和治疗这些疾病的药物以及治疗手段,即药物无机化学,是近十多年来十分活跃的一个领域,可以认为是生物无机化学的一个分支。另外,最近的研究表明,在抗癌化合物的任意筛选中,从无机化合物中发现活性物质的概率要比在有机化合物中大25倍。 3.提出“做人”的道理,落实“育人”的目的。韩愈认为:“师者,所以传道、授业、解惑也。”世界著名的牛津大学和剑桥大学都以培养有“教养”的人为目标。他们认为培养学生有“教养”,比具有高深学识更为重要,教育的成果“不是书面是人”。作为入学第一门基础课的任课教师,当然有义务向学生进行一次“做人”的道德思想教育。 曾经两度获得诺贝尔奖的居里夫人在法国发现了新元素,毅然选择自己的祖国波兰来命名它为“钋”(Pdandium);我国化学专家侯德榜,早年留美,1920年获得哥伦比亚大学研究院化学工程博士。1921年毅然回国,面对国际制碱托拉斯对我国碱业的垄断,决心振兴民族化学工业。他不辞劳苦,潜心研究,首先提出了联合制碱法,被公认为侯氏制碱法,为我国制碱业做出了辉煌的贡献③。适时对学生进行一些诸如此类的爱国主义思想教育,能激励学生为振兴我国的中医药事业而学习的热情。 二、重视学习能力的培养与训练 对于刚从高中升人大学的新生,多习惯于原来的学习方法,并以中学的教学模式要求教师。而实际上,大学课程内容多,信息量大,授课进度快,课堂复习辅导时间少,但自习课相对增多。因此,新生可能会出现两种不良现象:一是放松学习,利用自习课、晚上时间来弥补高中阶段因紧张应试而失去的玩乐时间;二是找不到适合自己的学习方法,被老师拖着疲惫地向前赶进度。为了避免这些现象,教师必须给予正确的引导。 1.重视课前预习,提高学习能力。先告诉学生每章的重点、难点,课堂讲授大约几学时,讲授的基本内容,让学生心中有数。每次提前下发预习内容,给学生布置明确、具体、带有启发性的阅读提纲,或设置一系列阅读思考题,帮助他们把握重点,了解难点,预先了解知识的脉络体系。 2.课后归纳,启发思考。每章内容学习完之后,要求学生先自 己归纳总结本章所学内容。归纳总结可以按照事物求同的某种属性,运用求同思维去进行;也可以根据事物本质加以概括,使知识更加简约,更加精练,更加便于理解和记忆。譬如理论部分可用条理式,比较式。如在“弱酸弱碱电离”、“缓冲溶液”、“沉淀平衡”中都提到了“同离子效应”的概念,有无类似之处;在“分子结构”一章中,提到了多种化学键理论,可比较这些理论提m的先后顺序,各自的优缺点,更适用于解决那一类问题;在“酸碱平衡”一章中公式很多,它们在使用时各有什么局限性;等等。在进行这样比较、归纳、总结后,可将前后知识梳理清晰。在此基础上可启发学生独立思考融会贯通。 三、尊重传统,结合中医药特点,活跃教学气氛,启迪智慧 诺贝尔奖获得者杨振宁先生在比较了中美的教学方法后指出④:中国的传统教学方法重视演绎、推理,其结果就是按部就班,严谨认真,基础好,但创新精神不足;而美国的教学方法中归纳、综合和分析相互渗透,虽不够严谨,但其效果是独立思考和创新精神强。双螺旋结构是1953年由一位青年生物学家沃森和另一位青年物理学家克里克提出的,但他们的研究方法应该讲是模仿化学家鲍林的。鲍林依靠他在结构化学方面的优势,从原子之间的立体化学关系,氢键的配置,采用拼搭模型的手段,就将一螺旋的结构“猜”了出来。教学中训练学生从大量的知识堆积中找出共性,上升到理性认识的思维方法,不仅能提高学习效率,更能培养学生分析问题、解决问题的能力。通过这种教学方式,开发了学生学习的各种潜能(分析、理解、记忆、想象等),达到了素质教育的目标。 无机化学的特点是知识繁杂,有人戏称无机化学为“无理化学”。如果教师不注意调整教学方式,一本教材,一支粉笔,面无表情讲完一本书,学生也只会死气沉沉,心不在焉地听完一本书。教师与学生感情上没有沟通,教与学配合不紧密,学生对这一学科的学习就不会有太大的热情。爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”学生对某一学科有强烈的兴趣时,就会产生积极的探索精神,从而提高学习的自觉性和学习效率。 1.理论与实际相结合,激发学生的学习热情。如介绍无机化 合物在中药方剂中的应用时,可治流行性乙型脑炎的“白虎汤”:生石膏50g,知母18g,甘草6g,粳米9g。方中君药生石膏[c.so·H20]味辛甘,性大寒,善能清热,并能止渴除烦。治疗暑湿的“六一散”:滑石18g,甘草3g。方中君药滑石[Mm(Si,O.。)(0H)】能清tl,解暑热,渗湿利小便。暑湿证兼tl,悸怔忡,失眠多梦者,用六一散加辰砂,灯心汤调服,即“益元散”。用于清热开窍,豁痰解毒的“安宫牛黄丸”:牛黄、郁金、黄连、朱砂、山栀、雄黄、黄芩各一两,水牛角浓缩粉一两,冰片、麝香各二钱五分,珍珠五钱,金箔衣。方中牛黄味苦而凉,能清心解毒,熄风定惊,豁痰开窍与麝香共为君药;佐以朱砂【Hgs】、珍珠[CaCO,】镇心'安神,以除烦躁不安;雄黄【As2S2】助牛黄以豁痰解毒;用金箔【Au】为衣,亦是取其重镇安神之效⑥。这些例子学生很有兴趣,也紧密联系了无机化学与中医药的关系。 2.利用课堂演示实验,增强教学互动性。如讲配合物一章时,用演示实验就可很好地导人配合物的定义,取得更好的效果。另外有很多元素性质部分的验证实验因学时有限,学生不能在实验室做,对于其中重要的、经典的实验,可在课堂上演示,并请学生毛遂自荐上台示范。示范时一方面要先分析实验现象;另一方面为了观察到是否发生了反应,就要体现出是否有现象变化,那么加试剂的先后顺序也应事先琢磨好。这样学生不仅掌握了书本知识,在实际操作中锻炼了动手能力,提高了分析能力,也使课堂气氛更活跃,提高了学生的学习兴趣。 3.探究教学方法,教学相长。教师在课堂上仪表端庄,和颜悦色,精神饱满,思维敏捷,幽默机智,则课堂气氛活跃,师生关系融洽。教师还应创造机会让学生发问,加强课堂教学的双向交流,做到教学相长,师生互动。对于学生提出或回答的问题给予肯定,保护其积极性。多给予学生表扬,多用激励性和指导性语言来激发学生的上进性、自尊心。学生喜欢这样的化学老师,对化学学科也会产生一种亲切感,即所谓“亲其师,信其道”。 四、鼓励创新,利用现代化手段激励学生学以致用。 进入2l世纪以来,以多媒体技术和网络技术为优秀的信息技术正以超H{人们想象的速度向前发展,并进入到社会的各个领域和环节。在这种情况下,教育也在信息技术的强烈冲击下.在教学目标、教育内容、教学手段等方面产生重要改变。多媒体教学,因将各种声、光、电等媒体素材组织起来,触动了学生的感官,更能加强教学效果,激发学习兴趣。教师可将多媒体组合教育方式和利用多媒体计算机个别交互学习方式结合到传统教学方式中。借助课件制作软件及自己的教学经验,教师可自己设计制作教学课件、电子录像、电子教案等以丰富教学资源。也可将教学重点、难点、习题等内容在学校的局域网上,学生对不懂的问题可通过网络交流平台寻求老师或同学的帮助,或对共同的疑难展开讨论。这样,让网络技术介入学生课后的学习和实践活动,可以使学生的学习进行得更为完善和全面。 综上所述,在无机化学教学中,除了要教给学生基本知识,还应教会学生学习方法,锻炼学生的各种综合能力,提高学生的综合素质,为培养新世纪的中医药高素质人才而教书、而育人。 无机化学论文:关于师专《无机化学》教材中《电离平衡》一章内容编排的探讨 论文关健词:盐类水解溶液 酸碱性计算 酸碱质子理论 教材编排 论文摘要:将《电解质溶液与电离平衡》一章中酸碱理论的内容提到盆类水解的前面介绍,统一了盐类水解与溶液酸碱性的公式,并与后续课程《分析化学》中酸碱滴定部分的内容前后一致,保持了连贯性. 在无机化学中,有关电离平衡的知识占有极其重要的地位,因为大部分无机反应都是在水溶液中进行的,而且弱电解质的电离平衡、沉淀一溶解平衡是《无机化学》及后续课程《分析化学》所涉及的四大平衡中两类重要的平衡.笔者翻阅过很多版本的《无机化学》,对庞锡涛老师主编的师专《无机化学》教材中《电解质溶液与电离平衡》一章有关内容的编排,笔者作如下探讨。 1.教材中电解质溶液和与高平衡一t的内容编排 当介绍完电解质溶液、弱电解质的电离平衡及缓冲溶沼后,教材接着介绍盐类的水解,然后介绍沉淀溶解平衡,最后才介绍酸碱理论。 1.1.盐类的水解部分介绍了四种类型盐类的水解 它们分别为:(I)一元弱酸强碱盐的水解:(2)一元弱碱强酸盐的水解:(3)一元弱酸弱碱盐的水解:(4)多元弱酸强碱盐的水解。对于水解后溶液的酸碱性的计算均由水解方程式求出水解常数;再根据水解平衡来计算溶液中,上述四种类型盐类水解后溶液中时分别为: 1.2.酸碱理论部分重点介绍了酸碱的质子理论在酸碱质子理论下,重新定义了:凡能给出质子的物质都叫做酸,凡能接受质子的物质都叫做碱。酸给出质子后转变为相应的碱,喊接受质子后又转变为相应的酸,即酸启质子+碱,这种存在共扼互变关系的酸和碱称为共扼酸碱对。酸碱质子理论扩大了酸碱的范围。同时酸碱反应的范围也随之扩大,如水溶液中的电离反应、中和反应、水解反应等都统一归属于酸碱反应. 2.电解质溶液和电离平衡内容编排之我见 2.1把酸碱理论的内容提到盐类水解之前 从上得知,按庞锡涛老师的教材编排体系,得出的盐类水解后溶液中的计算公式形式较复杂,记忆及使用都有些不便,尤其是本章内容、公式较多,给学生的学习带来了较大的负担.为此,我在多年的教学中均未按本书顺序依次介绍给学生,而是在介绍完第一节电解质溶液、第二节弱电解质的电离平衡、第三节缓冲溶液之后,接着介绍第六节酸碱理论,重点学习酸碱的质子理论,这里的酸、碱强度也可用来定量、衡量,且补充介绍互为共辘关系的一对共扼酸碱对的与标之间有如下关系: 以此类推。 3.教材内容,新编排后的优点 3.1.将盐类水解与酸碱电离的计算公式统一起来了 只要是酸碱质子理论定义下的酸,则 要是酸碱质子理论定义下的碱,则多元酸或碱主要考虑一级电离只不过是,若式中的不能直接查表而得,而共扼的喊(或酸) 可查表而得时,要利用共扼酸胶对的与称的关系来求,即 (具体见2.1.).这样学生只要会求酸碱溶液的[H+]或[OH-],盐类水解后所得的溶液的[H+]或万[OH-]计算也就迎刃而解了.统一了公式,简化了计算,方便了使用。 3.2.有利于今后的学习 调整以后的计算公式与后续课程《分析化学》中《酸碱滴定》一章中溶液酸喊度的计算公式一致,加强了教材的连贯性。对《分析化学》教学而言,可减少《酸碱滴定》一章的教学内容,又可节省课时;对学生而言,为他们学习《酸喊滴定》一章打下基础,同时又可提高学习效率,减轻学习负担。经调查,绝大部分同学认为教材内容这样编排比原来的教材编排好,有利于减轻他们的学习负担;也有利于《分析比学》的学习。 无机化学论文:试论高职《无机化学实验》课程项目化教学探讨 论文关键词: 高职 《无机化学实验》 项目化教学 创新能力 论文摘 要: 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。《无机化学实验》课程推行项目化教学能提高学生的质量,符合社会经济发展对高职学生的要求。本文针对传统教学的弊端,对《无机化学实验》课程实施项目化教学进行了探讨。 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。传统无机化学实验课程的教学方式一般是先介绍实验目的、实验原理、实验仪器和药品,然后介绍实验步骤,学生只需要按照实验内容完成实验、处理实验数据,最后完成实验报告。这种教学模式以教师为中心,学生处于被动地位,他们无需动脑,只需机械地按要求和操作步骤进行实验。这样的教学方式不仅无法激发学生的学习热情,学习效果差,而且使学生养成了“按部就班”的习惯,失去了主动学习和培养创新精神的机会。传统教学模式培养的高职毕业生不能满足社会经济发展的要求,这也使很多高职学生毕业时找不到对口的工作,甚至找不到工作的重要原因。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教育部[2006]16号文件)中明确指出:当前高职教育要“大力推行工学结合、校企合作,以就业为导向、职业能力培养为主线,改革人才培养模式”,培养“大量高素质技能型专门人才”。在这一精神的指导下,《无机化学实验》课程的教学模式应该顺应社会发展的需求,积极进行项目化教学的探索和实践。 1.项目化教学特征 所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为教学的主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。 2.项目化教学的实施流程 项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下: 2.1项目确定 在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探究问题的积极性,使学生在项目情境下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目中的研究对象“高锰酸钾”,它既是实验室常用的氧化剂,在工业上又能用作消毒剂、漂白剂,还在医学上用于消毒、洗胃,与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的兴趣。 2.2项目开发 项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班学生分成多个小组,每个小组人数最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。例如“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目可分解成以下四个任务:任务1.设计“验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”的方案;任务2.配制标准溶液,包括高锰酸钾溶液和所需的酸碱溶液;任务3.用实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性;任务4.根据实验完成实验报告。 2.3项目方案制定 资料准备充分后每个小组就开始制订完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制订的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制订出实施方案。如在2.2中所提到的任务1中,大家首先就要花较多的时间讨论、选择出合适的还原剂、酸和碱,并确定出合适的高锰酸钾、酸和碱的浓度。在讨论在这一过程中,教师应对学生进行一定的指导和引导,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力。 2.4项目实施 实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立地完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 2.5项目评价 学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、实验习惯、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要展开小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一项目时不断地改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生的应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。 3.项目化教学的体会 这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。 3.1教师的素质须不断提高 项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功底、较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就将无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。 3.2学习资源须不断完善 在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的需要,他们将借助于更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,构建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。 3.3实验教学条件须进一步改善 良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的实验仪器和设备,让每个学生都有充分动手的机会,提高他们独立操作的能力。 总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类高职人才的需求,所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。 无机化学论文:浅谈当代无机化学研究前沿与进展 【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一) 极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二) 软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 (三) 缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四) 计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 (五) 组合化学 组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。 (六) 理想合成 理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。 (七) 仿生合成 仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。 二、我国无机化学研究最新进展 近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。 (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。 (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98?以上的三维多孔类沸石。 (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。 (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。 (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。 无机化学论文:基于建构主义学习理论的支架型无机化学双语教学模式 论文关键词:建构主义 学习理论 无机化学 双语教学 论文摘要:建构主义是当代最为流行的学习理论。本文介绍了建构主义的基本思想,提出了基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学摸式。 0引言 近二十年以来,把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已经让位于把学生看作信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人,近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义(co口蛇ru比vis功)也译作结构主义,其理论非常丰富,但其优秀用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。 1建构主义学习理论的主要教学思想 1.1学习观及学习环境的设计 建构主义的学习观是建立在其独特的知识观基础上的。它批判行为主义的把知识当成定论、当成真理的做法,认为世界是客观实在的,但是对世界的理解和意义赋予都取决于每个个体自己;知识并不是对现实的纯粹客观的反映,也不是对客观现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,并不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深人而不断变革、升华和改写,出现新的解释和假设;知识不是万能的,而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造;知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外,对知识的真正理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的。 为了真正实施建构主义的学习活动,建构主义特别强调学习环境的设计。建构主义的学习环境可理解为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。理想的学习环境应当包括情景、协作、交流和意义建构四个部分。建构主义认为,学习环境中的情景必须有利于学习者对所学内容的意义建构;协作,应该贯穿于整个学习活动过程中;交流是协作过程中最基本的方式或环节;意义建构是教学过程中的最终目标。 1.2师生的角色定位 1.2.1学生观 建构主义强调,学习者并不是空着脑袋进人学习情景中的。所以教学不能无视学生的已有知识经验,不能简单地从外部“填灌”,而是应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验。教师与学生,学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。 1.2.2教师观 (1)教师是学生建构知识的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题可能有多种答案,鼓励学生提出问题解决的多种观点。教师必须创设良好的学习环境,让学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。 (2)教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者。要激发学生的学习兴趣,引导和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索,帮助学生建构当前所学知识的愈义。为使学生对知识愈义的建构更为有效,教师应尽可能地组织和引导协作学习,展开讨论和交流。 1.3教学棋式与教学方法 建构主义学习理论所倡导的教学模式可概括为:以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在建构主义的教学模式下,目前已开发出的比较成熟的教学方法主要有以下几种: (1)支架式教学(Scaffolding Instruction )。它是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架,这种框架中的概念是为引导学习者对问题的进一步理解所设计的,为此,要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深人。它有以下几个环节:搭脚手架(围绕学习主题,按维果茨基的“最邻近发展区”的要求建立概念框架)—进人情景—独立探索—协作学习—效果评价)。 (2)锚式教学(Anchored Instruction )。这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受和体验(即通过获取直接经验来学习,正如船舶抛锚了,船员必须亲自下到海里去游泳),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。它有这样几个环节:创设情景—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。 (3)随机进人教学(Random Access Instruction )。由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握,即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的,往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。因此,多次进人的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进人教学主要包括以下几个环节:呈现基本情境—随机进人学习—思维发展训练—小组协作学习—学习效果评价。 2基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学模式 如何保证双语教学的顺利实施?如何处理教学质量与额定课时的尖锐矛盾?笔者认为,建构主义教学模式和教学方法是我们的重要法宝。我们认为,在化学知识的英文表达上,教学的重点应该是阅读和写作,其次才是听和说。因此,我们利用宝贵的课堂时间解决化学专业术语英语表达的听和说问题,再引导学生在课内课外认真阅读英文化学教材并训练专业英文写作。下面仅以“原子结构与元素周期律”一章及其中的“多电子原子”一节为例,介绍如何采用建构主义理念下的“支架式教学模式”,引导学生以已有的知识经验背景为前提主动建构化学的双语知识。 (1)胳脚手架:围绕当前的学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架(见图1、图2)。让学生沿着这些知识脚手架,通过自主学习,获得对知识的理解和掌握。 (2)进人情景:我们预先编写好上述概念框架式的无机化学英文精要资料,在课堂上把无机化学的系统知识用中文讲透,并用英文板书出授课提纲和化学专业术语,根据学习内容将学生引人问题情景,激励学生课中、课后自主学习。 (3)独立探索:在给定学生专业英文资料的基础上,教师引导学生根据课堂中及中文教材上掌握的化学背景知识,借助于词典独立探索化学知识的英语表达方法,在探索的过程中教师要适时提示和帮助学生沿着概念框架逐步攀升。 (4)协作学习:相互讨论、交流学习。通过讨论、交流,学生可以集思广益、博采众长;可以发现自己的错误和不足;可以在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解,最终达到对知识的意义建构。 (5)澈果评价:这是对所学知识的意义建构情况作出评价。可用英文布置和完成作业,用英文命题考试的方式来评价、检查、督促和巩固学生学科知识的双语学习,推动双语教学的进行。 经过几年的无机化学双语教学,我们有多方面的收获: 直接、显明的收获是师生在掌握学科知识、能力的同时,掌握了英文专业词汇和提高了英语水平。隐性的、更深层次的收获,一是可以及时吸收国外先进的教学理念和教学方式,学到新的教学思想。二是系统、长期的课程双语教学将为硕士研究生的培养奠定良好的专业英语基础。三是作为一种确立的教育体制,持之以恒的课程双语教学必将促进国民英语水平的全方位提高,从而提升我们与国际社会的合作交流水平,增强我们的国际竞争能力。 无机化学论文:浅谈无机化学教学中“知识网络图”的构建与运用 论文关键词:无机化学;知识结构网络图;网络教学法 论文摘要:介绍无机化学教学中在钻研教材、理顺知识点之间的逻辑关系的基础上,构建“知识结构网络图”.并应用“知识结构网络图”在新课、复习课、小结课等各个环节中进行教学. 1.问题的提出 无机化学是高等师范院校化学系的一门重要的专业基础课,但其内容繁杂、知识点多,如果仅满足于照本宣科,则只能教给学生一大堆散乱的结论,学生难以掌握,而且容易遗忘.正如美国著名心理学家布鲁纳所说:“获得知识,如果役有完满的结构把它联在一起,那是一种多半会被遗忘的知识,一串不连贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命.”因此,无机化学的传统教学方法必须加以改革. 笔者认为,在无机化学教学中,应重点讲知识主线、解答问题的思路、学习方法以及知识点之间的联系.基于上述思想,笔者在教学中采用了“网络教学法”,其关键是构建“知识结构网络图”. 2.“知识结构网络图”的构建 2.1钻研教材,理顺知识点间的关系是构建“知识结构网络图”的基础 无机化学是以元素周期律、热力学、动力学、近代物质结构理论、平衡理论以及基础电化学等为指导,以现代实验技术为手段来研究元素及其化合物(碳氢化合物除外)的合成、性质、结构及其相互联系等的科学.它所研究的范围广,其知识容量大,且相互关系错综复杂.但通过仔细钻研、分析教材后发现:无机化学既有纵向的推导衍变关系,又有横向的对比关系.如,原子结构一章,可理出如下衍变关系:为了解释元素相互化合的质量关系的基本定律,建立了道尔顿原子论,确立了原子是组成物质的最小微粒的观点,然而,阴极射线和电子的发现,又打破了原子不可再分的观点.带核原子模型,进一步成功地解释了α一粒子散射实验,从而解决了原子的组成问题,但却不能解释氢光谱以及原子结构和氢光谱的关系.后来玻尔理论解决了这个问题并指出了原子的能量是量子化的.德布罗意提出电子等实物微粒也具有波粒二象性,并随后为电子衍射实验所证实,从而解决了玻尔理论的局限性.最后发展到用“波函数”描述核外电子运动状态,用“几率径向分布和电子云”表示波函数,进而派生出单电子体系、多电子体系、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等横向联系. 2,2“知识结构网络图”的构建 在深人钻研教材、理清知识点间的纵横关系的基础上,使所研究的诸多问题形成知识网络,建立起“知识结构网络图”.如,原子结构一章.通过对这一章的知识内容重新加工、整理和组织,可以建立如图1所示的“知识结构网络图”. 2.3“知识结构网络图”的特点 “知识结构网络图”有主线清楚、逻辑性强、联系紧密等特点.现以图1分析如下: 2.3.1主线清楚.图1是以道尔顿原子论、玻尔理论、波粒二象性、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等为主线,按知识的逻辑关系,分层次渐进深人,构成整张“知识结构网络图”. 2.3.2逻辑性强.主线知识与分支知识间的箭号,既体现因果关系,又体现派生关系.如玻尔理论与分支中的氢光谱及多电子原子的精细结构体现因果关系;波函数与几率径向分布、电子云体现派生关系.这样,在各知识点中应用不同层次的原理,既注重内容的阶梯性,又注重概念和理论在不同层面上的回归和在渐进分化基础上的融合贯通.同时体现各知识点之间的前后呼应与相对独立性. 2.3.3联系紧密.图1体现了各知识点间的逻辑衍变关系.前面的讨论为后边的探索作铺垫,后面的研究在解决前面提出的问题的同时,又提出新的问题.如波函数,是基于经典物理力学方法不能描述电子的波粒二象性提出的,为了对核外电子的运动状态能进行形象化的描述,派生出了几率的径向分布和电子云等内容,而波函数的讨论又为后面将要研究的四个量子数和多电子原子的结构等内容作了铺垫. 3“知识结构网络图”在教学中的应用 在无机化学教学中,应用“知识结构网络图”既可用于讲授新课,也可用于复习课和知识小结课的教学. 3.1在新课教学中的应用 在新课教学中采用网络教学,使所传授的知识不再是单一的知识点,形成了纵向、横向联系的知识链和知识块.例如,铬族元素一节的教学,在分析铬原子的价电子层结构(3d54S1)的基础上,推导出铬的常见氧化态(+ = 3 \* ROMAN III,+ = 6 \* ROMAN VI),介绍三价铬和六价铬的几种存在形式,并板书给出图2所示的相互转化关系.其次再对各种离子的颜色、氧化还原性、在不同介质中的存在形式等进行详细讲述,最后让学生将相互转化的反应方程式写出来.从而使教材中的一些零散的知识、单个的反应形成整体的知识结构网络,使学生抓住事物的本质联系,起到触类旁通的作用. 3.2在复习课教学中的应用 在复习课的教学中,采用网络教学,不但能强化知识的记忆,更能使零乱的知识系统化、网络化,使之成为有机的整体.同时,在系统化、网络化的过程中,能进一步加深学生对知识的理解,培养学生对比联系、综合归纳的能力.例如、在配位化合物一章复习课的教学中、首先引导学生找出配合物的基本概念、空间构型、结构以及配合平衡等四大主线知识.其次,引导学生逐一回忆每一主线知识所派生出的分支知识,并采用边讲述边板书的方法,与学生一道建立如图3所示的“网络结构图”.然后,针对每一主线知识,给出一至二道课堂练习题,进行强化练习.髻如,针对空间构型这一主线,要求学生指出〔Fe(CN)6]3一和〔FeF6 ] 3一配离子的成键情况、空间构型以及它们谁是内轨型配离子、谁是外轨型配离子.最后要求学生采用联想法,将各主线与分支知识所涉及的内容,在头脑里象放电影似地重现一遍.课后布置适量练习题,达到“授人以渔”的目的. 3.3在小结教学中的应用 讲授完一章后,及时总结,理出本章知识脉络及各知识点的逻辑衍变关系,将其串成线、分成块,从而建立起知识网络图,例如,讲授完氧族元素一章后,首先给出氧和硫及其重要化合物的网络图(见图4),将本章知识小结归类.然后要求学生既要注意各化合物间的纵向关系(如残S,S,SO2,SO3,Na2SO4等物质间的推导衍变关系),又要注意它们间的横向关系(如SO3 , H2SO4 . NaHSO4. Na2SO4间的关系),以及物质间的对比关系(如H2SO4,NH4HSO4, (NH4)2S2Os等),还要注意物质间的网络关系(如H2S, H2SO4 , NaHSO4 , Na2SO4 . NazSO3. Na2S等).同时,注意它们相互间转化的条件.最后要求学生一一写出相互转化的化学反应方程式,以便学生加强记忆,形成自己的知识体系. 4结论 教学实践证明:采用“网络教学法”,能减少教学时数,提高教学效率.有利于培养学生的钻研精神,提高逻辑思维能力、归纳总结能力和创新能力以及文字表达能力. 无机化学论文:高职无机化学教学论文 1明确课程培养目标,优化教学内容 无机化学是学生入学后的首门专业基础课,其内容覆盖面较广,且内容的绝大部分与中学化学内容相关,它的开设是为了更好地实现中学化学与较高级专业化学的衔接,为后续课程的学习打下基础,依据高职教育“必需、够用”的原则,笔者认为其主要培养目标应使学生着重掌握有关化学的基本知识和基本理论,注重理论联系实际,提高其实践技能以及独立思考、探索、创新的能力.我校现采用的全国高职“十一五”部级规划教材《无机化学》在内容上可分为两大部分,一是基本原理和基础知识部分,内容主要有化学反应速率和化学平衡、电解质溶液和离子平衡、原子结构和元素周期律、分子结构和晶体结构、氧化和还原反应等知识;二是元素化合物部分,主要介绍常见元素及其化合物的性质.这些教学内容对于不同的高职专业要有不同的要求和侧重,合理的高职无机化学课程教学体系在内容上应以“必需、够用、实用”为原则,着重突出基础理论知识的应用和学生实践、创新能力的培养.结合考虑高职课程要求的有限学时,这就要求教学内容贯彻少而精的原则,突出重点、难点. 如针对我校的应用化工技术专业,我们通过教学研究和大讨论对基础理论教学内容进行了整合,去掉一些单纯理论推导,保留了最基本的、基础的、原则的内容.对于无机化学中“原子结构和元素周期律”、“分子结构和晶体结构”这些难度较大,而在工厂、企业等实际应用中用途不大的内容知识,适度减少了其部分教学内容,着重讲授了化学反应速率和化学平衡及其应用.在教学中笔者十分重视本学科的研究现状、发展方向、研究方法和研究成果等,会在学习有关内容时,及时将最新研究成果和最新技术吸收进来,使教学内容具有前瞻性和启迪性,如在讲解配合物相关知识时,会向学生介绍配合物在光、电、磁学以及吸附分离等方面的应用及发展前景,在讲解“元素及化合物”的相关内容时,会向学生介绍有关重金属污染、微量元素与人体健康的相关知识,这样既可以增加课堂的新颖性、趣味性,又有利于培养学生对化学的学习和探究兴趣. 2更新教学方法和教学手段,提高教学效果 教学方法和手段的更新是课程改革的难点.要积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性.教学过程中我们采用了多种教学方法,如启发式、讨论式、探究式等教学方法,用以不断激发学生的学习兴趣,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维的空间、自学的空间.如在讲解完杂化轨道理论和价层电子对互斥理论时,采用了讨论式教学,在将两种理论的主要内容学习完后,以相关习题作为依据,让学生分组讨论两种理论的联系与区别、二者的优点与不足,学生们发言后,教师再作总结,这样做不但有利于帮助学生更好地理解教学内容,也充分调动了学生学习的主观能动性和学习效率.将优秀的、传统的教学方法与现代化的教学方法相结合,积极推进多媒体辅助教学.无机化学的教学内容既涉及晦涩、难懂的理论知识,又涉及琐碎、繁多的元素化合物知识,开发计算机辅助教学,制作相应CAI课件,可将教学内容形象化、直观化,增加教学容量,大大提高教学效率.如在无机化学课程课堂教学中,经常涉及分子和原子模型平面和立体图形等,可通过FLASH动画的形式进行展示,可使微观的现象得以生动地描述,图文并茂,动静结合,将抽象的行为形象化,便于学生轻松掌握原本非常抽象的理论.为便于学生自主学习,我们还可以充分利用网络技术,将课程的教学大纲、教案、课件、习题、参考书籍等教学资料上网,实现优质教学资源共享,为学生创造一个好的、开放性的学习环境. 3注重实验教学,理论联系实际 无机化学是一门实验科学,通过直观的实验现象能帮助学生很好地理解和掌握无机化学的基本理论和基础知识,有助于学生理论与实践相结合.因此,我们在讲授理论的同时开设实验课,加强实践内容,强化实践环节,注重实践操作与综合能力的培养.在实验内容的选择方面,强调实验的基本操作,如选择溶解、蒸发、结晶、溶液的配制、试剂的取用等实验,不断强化学生的基本操作训练;同时,减少验证性实验,增加制备性、综合性实验.如删减了实验教材中元素锡、铅、锑、铋、银和汞等的性质实验,增加了硝酸钾的制备与提纯、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备等制备性、综合性实验,特别是三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备实验是以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验的(该综合性实验含3个实验,共9学时),这样就逐步形成了一套由浅入深、循序渐进、重在应用的实验教学模式,进一步强化培养了学生独立思考、解决问题的能力,以及动手能力,启迪了他们的创造思维.结果表明,具有较好的教学效果. 4科学设定考核方法 考核是教学过程的一个重要环节,其目的是为了检验学生学习的成效,评估教师教学水平与教学效果.科学、有效的考核方法有助于教师更好地做出正确评估.目前我校无机化学理论课和实验课考试成绩均由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.对于无机化学理论课,平时成绩可通过课堂提问、平时作业、撰写小论文、无机化学知识竞赛成绩、章节测试成绩、出勤等几方面的考查给出成绩;对于实验课,则可通过对预习报告、出勤情况、实验纪律、实验操作、实验报告等方面的考查,综合求出平时成绩.理论课的期末考试以笔试为主,内容强调无机化学的基础理论知识;而实验课的考试以实际操作为主.实验课考试前,我们将考试所需的仪器和试剂置于实验台上,由学生随机抽取内容不同的考题,要求学生根据不同考题,运用所学知识在已有的仪器和试剂中选择所需仪器和试剂,在规定时间内设计出相应的实验方案,并根据方案进行现场操作.监考老师根据实际操作现场打分,这样的考核可更科学、真实地反映学生的知识应用能力和实验动手能力. 5总结 总之,只有不断更新教学理念,优化教学内容,更新教学方法和教学手段,注重实践教学,合理设定考核模式,才能更好地加强高职无机化学课程的教学改革与建设,使得教师的教学更加有效,学生的学习更加高效,学生的能力不断加强和提高. 作者:宋连卿 王宇婷 单位:河南教育学院化学与环境学院 无机化学论文:无机化学实验医学检验论文 1强化操作训练培养实验技能 医学检验技术是一门实验技术学科,培养学生具有较强的实验技能是医学检验技术专业学生的培养目标。实验技能的培养与化学实验的教学密切相关,学生整个化学实验过程中操作规范化的熟练程度可以反映其操作技能的高低,也是实验结果准确性的根本保证。操作技能包含顺利完成整个实验的各种能力,如:动手操作能力、观察判断能力、归纳总结能力、沟通协作能力、统筹思维能力、独立分析解决问题能力和创新能力等等。操作技能各种能力的总和就是实验技能。因此,操作技能是实验技能的基础,实验技能如何发展有赖于操作技能的提高。所以,无机化学实验教学中必须突出专业特点,紧扣培养具备工作实际能力的高素质技术应用型专门人才的目标,加强无机化学实验教学,强化操作技能训练,在此基础上再进一步培养实验技能。 2淡化学科观念强化服务意识 医学检验技术专业培养的毕业生与地方经济和医学检验相关产业发展相适应,面向医疗卫生机构一线岗位从事临床检验技术、实验室技术等方面的工作。即便是工作岗位具有先进的检验设备,医学检验人员也必须具备较强的实践操作能力,如分析仪器的校正,常用试剂的配制等,更何况农村医疗卫生机构检验设备未必都大型、先进。因此,培养的学生必须具有职业素质高、基础知识扎实、操作能力强、适应性强等特色。无机化学课程的教学必须根据学生就业岗位的需要,淡化学科意识,服务于专业课程,为学生的职业拓展提供平台,体现“以生为本”,着眼于学生人文精神和理科素养的提高,紧贴于专业培养目标的要求,服务于学生整体专业素质的培养。为此,鉴于无机化学课时少(总学时32),教材版本变换频繁,内容不统一的现状,漯河医学高等专科学校化学教研室根据各系部专业培养目标的要求,合理制定课程标准,讨论优选实验内容,开发校本实验教材《分析测试实验指导》,各专业构建新的实验教学新体系。如,漯河医学高等专科学校医学检验技术专业目前选用的《无机化学》教材是由人民卫生出版社出版、牛秀明主编的全国高职高专“十二五”规划教材,但教材中的实验部分缺少化学实验的基本知识,如实验室管理、实验室安全、常用仪器简介、化学实验基本操作规程及实验数据记录和实验报告书写等等相关规范内容,如果忽略此部分内容的学习,对医学检验专业的学生来讲,强化操作技能,培养实验技能,为后续课程的学习奠定基础,基础课为专业课和未来工作的需要服务,就成了空洞的目标。因此,我们适度增加了这些内容的教学,同时增加缓冲溶液的配制与性质实验,注意与生化检验课进行衔接;并将化学实验与医学检验专业的卫生检验员资格证书考核结合起来安排实验内容。按照校内自编教材增加此部分内容后,收到了良好的教学效果。 3掌握学生基础合理安排教学措施 开课之初,对新生进行问卷调查,对学生的化学基础摸底。招生时的文理兼收,入校后的大班学习,造成了同班学生文理基础差异显著,部分学生连常见的玻璃仪器都不能辨认,实验无法同步完成,为解决文科学生理科知识的相对薄弱、理解和接受化学知识的相对困难、动手实验能力稍差等问题,在上课学时少,教学任务重的情况下,鼓励和帮助文科学生做好实验,安排实验小组时采取文理生混合编组的方法,互补学习;严把实验制度关,如,一对一帮扶制度、独立操作制度、实验前预习制度、课堂提问讨论制度、实验后反思总结制度、书写实验报告制度、实验教学督导制度等等。这些举措较好地培养了学生的实验技能。 4创新教学方法丰富教学手段 多年的教学经验发现,传统的实验课教学方法存在弊端,尽管实验前教师将实验目标、实验原理、实验内容及步骤、实验用品及操作方法、有关实验注意事项等内容全部详细讲解,一部分学生仍然不知从何做起,尤其是文科学生,学生自己实验时需要指导教师分别重复讲解实验内容,这样既浪费时间又影响实验效率。为此,要求学生课前必须预习实验内容及实验相关知识,并写出实验预习报告,对实验关键内容及注意事项进行思考并提出问题。在实验教学时合理安排讲授时间与实验操作时间,实验课开始时,讲解实验目标、实验原理、实验内容,并在讲解时与学生之间进行互动讨论,以便鼓励学生按照实验原理对实验操作步骤询问“为什么”。待学生认领清点仪器后,再组织学生一起讲解实验操作步骤、示范性演示仪器使用方法,强调实验中的注意事项。实验完成后,要求学生对整个实验过程进行总结和分析,总结实验成功的经验,分析讨论实验中存在的问题,反思和纠正实验中的不足,通过学生自己来全面充实完善实验报告内容。这种做法减少了学生操作过程中的错误,增加了正确使用仪器的机会,同时也促进学生改变了对待实验的态度,提高了学生实验操作的自信,也对今后的实验提供借鉴和帮助。对于规范的基本实验操作、一些需要观察实验现象的实验操作、较复杂的实验操作、危险性较大的实验操作,教师实验前采用多媒体教学技术的方法,放大实验现象,提高实验能见度;提供模拟的实验环境,熟练掌握实验操作规范和操作技能;既保证了学生实验操作的正确性、规范性和安全性,又有利于增加学生实验的自信心,激发他们动手的欲望。培养了学生严格遵守技术操作规程的工作作风和相互协作、大胆工作的能力。 5贯穿绿色化学理念增强学生环保意识 无机化学实验用到的化学药品较多,在不影响实验效果的前提下,尽量减少试剂用量,增加微型实验,使无机化学实验绿色化;尽量减少和替代刺激性或有毒试剂的使用,主动地减少和消除实验室的化学污染,体现绿色化学原则;要求学生将在实验过程中产生的废液、废渣和剩余少量物品等,都分别统一收集到实验室制定的废液回收桶和废渣回收杯中,实验完毕统一处理。废气通过实验室通风装置压出。这样,既避免了“三废”对环境产生的污染,又让学生在实验的点点滴滴中接受环保教育,爱护环境,珍爱生命。在化学实验教学中培养学生保护环境的意识和责任。 6创新实验评价方法重视综合素养提高 为客观、公正、公平地评价学生的实验成绩,培养学生规范的实验操作技能,培养学生养成良好的工作习惯,在教学过程中采用对学生进行实验考核的办法评价学生的实验。实验考核采取过程考核(50%)、阶段性考核(30%)和综合性考核(20%)相结合的办法,过程考核主要侧重于学生的平时实验表现,如,出勤情况、实验态度、实验报告等内容;阶段性考核重点考核学生的基本操作技能,在规定的实验时间和过程中考学生基本操作的正确性和规范性,独立完成实验操作的能力,由实验现场表现和实验报告成绩两部分组成;综合性考核则侧重于考核学生的基本素养和综合能力,如,实验小组在实验过程中的团队协作意识、相互配合能力、创新能力和解决问题能力等等。实验课成绩单独按百分计,然后以本学科总成绩的30%折合计算,计入学生本学科总成绩。改革实验考核方法的体会是,通过关注实验过程,加强了对学生进行基本操作技能的严格训练,通过采取分解细化操作要点,演示模拟亲自动手的方法,让学生对实验提高了兴趣,增加了参与实验的主动性,学生能够从简单到复杂、由单一到综合,逐步练习训练,基本上具备了实验室技术人员的素质,后续专业课教师对涉及的相关学生操作评价反馈良好。化学对于医学生来讲尤为重要,医务工作者需要为化学在人类健康中发挥更大作用的明天做好准备。经过教学方法和教学过程的改革,教会学生用化学中的观点来分析事物的可能性、可行性等分析能力,使学生的学习态度由被动转变为主动;通过用化学家的缜密逻辑思维、求实创新精神和实验中百折不挠的意志,去感染学生。让学生的创新能力和科学思维的方法以及综合能力和素质都得以不断提高。 作者:张静 陈俊林 单位:河南省漯河医学高等专科学校基础医学部 无机化学论文:无机化学成绩评价课堂管理论文 1近年来我校无机化学实验教学存在的问题 我们化学化工学院自学校升本以来相继建成了四个工科专业,教师中年龄在40岁以下的占75%以上。前几年多数年轻教师每学期承担了三门以上课程的教学工作,教学任务过重,导致备课时间不够充分,课堂上批改作业或实验报告、甚至离开实验室的情况时有发生。因此很容易把无机化学实验等课程上成“走过场”,疏于对学生的管理,导致课堂上学生做实验流于形式,教学目标难以达到。在学生实验成绩评价方面问题也很突出,主要是以实验报告书写内容来评分。由于实验课堂考察不到位,导致实验操作评分出现很大的盲区。另外,由于我校升本以来连续扩大招生数量,出现了生源参差不齐、质量下降等问题。部分学生基础较弱,加上对未来出路感到茫然,学习自主性不高。以上两种情况使得无机化学实验的教学效果大打折扣,难以实现培养目标。在这样的背景下,我们通过对无机化学实验教学的不断思考,近两年来对无机化学实验课堂管理与学生成绩评价进行了初步的改革探索,取得了一定的效果。 2无机化学实验教学改革文献综述 我们通过文献检索,了解到近年来很多教师对无机化学实验教学提出了改革意见和做法,如林秋月等对计算机辅助无机化学实验教学进行了研究,提出了利用音像动画代替课堂演示、采用多媒体课件进行实验教学等措施。白丽娟等认为,在培养学生基本操作技能和科学素养的基础上,培养学生的创新精神和创新能力。她提出改革后的考核内容以无机化学实验的基本知识、基本操作、应用能力和创新能力为主,采用平时考核和期终考核相结合的办法:平时考核包括预习、操作、实验素养与习惯、实验速度、实验结果、实验报告和实验创新;期终考核包括笔试、实验操作及实验小论文。殷平等提出课内课外加强师生互动、实施辅助教学手段、开放实验室、充实无机化学实验教学中的科研内容、努力提升无机化学实验教学条件等方面就无机化学实验教学改革进行了探索研究。李向清等从大学无机化学实验的基础性、无机化学实验的综合性和研究性、无机化学实验的环保性教育、无机化学实验的微型化等方面提出了改革意见,具体措施比如:安排一些简单无机化合物的合成和提纯实验,以训练学生动手能力;每节新课改为先预习、再实验、后总结的做法;每次实验结束最好能留有一定的时间以便教师和学生之间互相交流;适当增加一定量难度适中、有一定趣味性和应用性的综合实验技能训练内容,等。石振武等对工科无机化学课程实验教学提出了以下改革措施:抓好实验前预习报告培养学生自学能力,要求学生以自己的语言完成预习报告;加强学生实验操作过程的管理和考核,以实验操作是否得当正确、操作是否熟练、用时长短、实验记录的结果是否准确、仪器是否干净、实验台是否整洁等几方面作为实验操作成绩评定的基本依据;完善实验记录的方法和评定,要求学生根据实验的内容制定恰当的实验现象和结果的记录表并进行忠实详细地填写,并将该实验记录表经指导教师签字确认后黏贴在实验报告中。王霞等将ProblemBasedLearning教学法引入无机化学实验课程教学,强调学生在学习中的自主性,由学生提出问题、查阅资料、分组讨论、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、最后总结反思。她们并以实验“硫酸亚铁铵的制备”为例初步探讨该教学法在无机化学实验教学中的应用。关于成绩评价研究也有一些,但发表时间较早,如:杨秀清等提出无机化学实验成绩由六个部分组成,其中预习20分,实验纪律10分,实验操作20分,实验记录10分,卫生整理10分,实验报告30分。并对各部分分值提出了具体操作要求。姜润田等认为应该将开设的每个实验的成绩取平均,再乘以70%作为本门课的平时成绩;期末成绩以综合性实验考核为准,占30%;把平时和期末两块成绩加起来即为本门课的总成绩。开放性实验属选修性质,考核合格即可。 3无机化学实验教学课堂管理方面的改革探索 3.1设计问题提问,加强对学生预习情况的检查 学生在实验课前对即将要做的实验是否有整体全面的认识,是否掌握了基本知识和相关原理,是否对一些具体的细节进行过认真的思考,直接关系到其做实验的效果,甚至是成败。如何提高学生预习的积极性呢?我们做了如下改革:将以前上课刚开始一段时间的讲解改变成现在的提问。课前我们尽量做到把实验中所有的细节设计成问题,有必答题和抢答题等多种形式,然后上课时就设计的问题提问学生,并把他们回答的结果简要记录下来,留待课后打分给成绩时参考,或者当堂直接给出成绩,这个成绩将作为总评成绩的一部分。该部分成绩在最后的总评中所占的比例应事先向学生公布。设计问题的总数最好能覆盖大部分或全部同学。回答的结果要及时点评,给出正确答案,以便在接下来的实验中为学生提供正确的指导。由于回答问题的好坏直接牵涉到最后该门课的总评成绩,因此容易引起学生的重视,客观上起到了提高学生课前预习积极性的效果。另外,还要提出一些有探究性的问题,让学生在实验中去发现和总结。比如在《氧化还原反应》实验中,反应物相对量的不同会影响某些反应最终的实验现象和结果,可以就此设计问题。 3.2课堂上不断巡视,加强对学生实验操作过程的监督 在学生进入实验操作环节以后,教师不要像以前那样只顾做自己的事情,而是要加强对学生实验过程的考察。我们采取了以下做法:教师在课堂上认真巡视每位同学做实验的过程,并做好相关记录。这样做有三个目的:一是要及时掌握每位同学实验开展的情况,防止有的小组中个别同学不做实验、依靠别人,这种情况会时有发生,应及时提醒;二是要及时发现个别同学的错误操作,并给予当场纠正,对较严重的具有普遍性的问题要同时提醒全班同学加以防范;三是要注意发现操作非常认真规范的同学,适当给予表扬。另外在巡视的过程中也要及时解决学生遇到的困难,比如有学生某个知识点忘记了,要及时给予解答;有的同学仪器损坏了,要及时为其更换,也就是说教师这时候还要为学生做好服务工作。课堂考察的结果也要给出相应的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 3.3对实验数据和产品拍照留存,加强对学生实验结果的考察 在以往的学生实验课上,我们发现有学生不够认真,没有做出实验结果就草草收场。由于当时不注意对学生实验结果的考察,对这种现象未在实验总评成绩中体现。我们对此进行了认真的思考,提出了以下改革措施:对每一位学生的实验结果进行取证,包括对实验数据原始记录和实验产品进行拍照,并对实验数据的合理性进行检查。将检查记录的结果打出成绩,并将该成绩作为总评成绩构成的一部分。我们发现,这种做法大大提高了学生做实验的认真程度。当然对实验失败的同学,我们的做法是鼓励其重新做一遍,以获得较好的实验结果。 3.4及时交流,提高学生对本次实验的再认识 等到大部分学生做完实验以后,可以考虑开始一边继续前面的工作,一边与学生进行交流,其目的主要是考察本次学生实验的整体情况,了解哪些地方比较成功,哪些地方容易失败,并督促学生进行反思,同时也为自己下一次设计问题提供素材。另外,时间允许的话,可以让做的好的同学向大家介绍经验,主要说出他在课前对哪些关键点做了深入的思考,做实验时注意了哪些方面?等等。也让做的不好甚至失败的同学分析自己本次实验没做好的原因,以免后面的同学重蹈覆辙。比如在做“硫酸亚铁铵的制备”实验时,有的同学得到的产物量多且结晶性好,而有的同学所得产品量少且呈面糊状,甚至有少数同学产品发黄,这就应要求学生结合具体情况进行分析。 4无机化学实验教学学生成绩评价方面的改革探索 4.1根据出勤情况对每位学生进行评价判分 一般来说,学生除了生病或有重要的事情才请假外,都会正常出勤的。在我们所带的三届学生无机化学实验课堂上,缺勤情况比较少见,但迟到现象比较多,也有少量学生会早退,即实验未完成或实验台没整理好就离开了实验室。因此,我们认为出勤成绩应考虑到对迟到和早退现象的处理,我们采取了如下做法:对迟到和早退现象进行酌情扣分,并按一定比例将其体现在总评成绩中。 4.2根据预习情况对每位学生进行评价判分 学生预习情况主要包括预习报告完成情况和课堂上回答问题情况。学生预习实验报告不能直接抄袭书本,应采用自己的语言书写,内容应包含新使用仪器设备的原理、使用步骤和注意事项,以及对实验课本中思考题的解答,等。由于无机化学实验大部分为验证性实验,实验思考题的解答可以通过课前查阅资料来解决。我们根据学生预习实验报告的书写情况和课堂回答问题的情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 4.3根据课堂巡视情况对每位学生进行评价判分 以往对学生实验成绩的评价未充分考虑学生在实验过程中的表现,现在我们要根据上述课堂管理中课堂巡视的结果,给出学生相对公平的操作分,当然这一点做起来还是比较困难的,需要事先合理设计出给分点或扣分点。我们的做法是先设定一个基本分,然后再根据每位学生做实验过程中的表现,对操作准确到位的情况加上一定的分数,而对操作不当或出现错误的情况减去一定的分数,并将该部分分数按一定比例体现在总评成绩中。 4.4根据实验报告书写内容对每位学生进行评价判分 实验报告书写的内容,应包括实验目的、实验原理、仪器药品材料、实验步骤、实验结果与讨论以及课本中思考题解答等部分。一份质量高的实验报告应是内容丰富、数据翔实、实验结果准确、分析合理和有提出问题,等。这里需要注意的是,要将实验报告中实验结果与讨论部分的实验数据和产品与上述拍摄的学生实验数据记录和产品进行比对,以杜绝学生实验数据造假或抄袭的情况。我们根据实验报告书写情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 作者:陈龙 亓昭鹏 关婷婷 黄良芳 王溪溪 单位:黄山学院化学化工学院 无机化学论文:无机化学医学检验论文 1介绍化学的研究对象及无机化学课程内容 首先介绍化学的定义,不同的教材对化学的定义有着不同的表述,笔者采用的定义是:化学是一门在原子、分子、离子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学科。然后从“原子、分子、离子层次”、“物质”、“组成”、“结构”、“性质”、“变化规律”几个方面逐字逐句解释其内涵和联系。强调“物质的组成、结构决定性质,性质反映组成和结构,性质决定用途”这一辩证关系和基础理论对化学及相关课程学习的普遍指导意义,这一规律对于单质、无机物和有机物普遍适用。之后,介绍化学的四大分支,使学生对化学类后续课程有一个初步了解。其中,无机化学的研究对象是所有的化学元素和它们的无机化合物。无机化学课程内容主要包含两大结构(原子结构与周期系、分子结构)、四大平衡(电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配合平衡)、元素化学。同时介绍各章节分配的理论课时及其实验课时,让学生对所学内容及重点章节做到心中有数。最后,教师可以对化学发展史和无机化学的研究趋向做简单介绍,激发学生的求知欲和探索欲,也可留出时间让学生自学。 2化学与医学及检验学的联系 作为医学生,首先让学生了解化学与医学的联系。历史上,化学家很早就努力为医治疾病制造药物(如麻醉药、抗生素药物等),为医学和人类文明做出了贡献。现代医学的主要任务是研究人体中生理、心理和病理现象的规律,从而寻求预防、诊断和治疗疾病的有效方法,以保障人类健康。显然,医学的研究对象是人体,而人体包含着由八十多种元素构成的上万种化学物质,这些物质间发生着复杂的化学反应,人体的一切生理现象(如消化、吸收、排泄、循环等)都是这些复杂化学变化的外在体现。此外,人体内元素含量与人体健康息息相关,人体必需元素的缺乏和过量都会导致人体化学平衡失调,进而导致多种疾病(如缺钙会导致佝偻病、缺铁会导致贫血、氟过量会导致氟骨症)。最后,治疗疾病要依靠药物,而药物本身也是化学物质,其药理作用与其化学结构和化学性质密切相关。药典中有很多无机药物如碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化铝、氯化铵等,可举例让学生了解。下面介绍化学与检验专业的联系。由于大一新生刚入校,还没接触检验专业课,教师可简单介绍一下检验专业:医学检验是运用现代物理、化学的方法和手段进行医学诊断的一门学科,主要研究如何通过实验室技术、医疗仪器设备为临床诊断、治疗提供依据。该学科要求使用各种光电仪器及化学试剂完成实验分析,所以偏重理科,要求有较好的化学基础。接下来让学生了解经过检验得到准确结果是治疗疾病的首要及关键步骤,激发学生学习检验专业的热情。然后结合具体例子,如临床检验常运用化学原理和方法测定血、尿、胃液等生物标本中某些成分的含量,以帮助正确诊断疾病,来说明检验专业学生打好化学基础的重要性。这部分最后可选择播放高分子化学家周其凤的《化学是你,化学是我》一歌来活跃课堂气氛。歌词中的“化学究竟是什么,化学就是你,化学就是我”,“父母生下的你我,是化学过程的结果,你我的消化系统,是化学过程的场所”,“记忆和思维活动,要借化学过程来描摹”,“即便你我的身心健康,也是化学密码解锁“这几句形象地说明了化学与人体的紧密联系。 3进一步强调无机化学课程的重要性,引导学生掌握其学习方法 首先,向学生介绍无机化学在化学类后续课程及检验专业课程中的基础地位,进一步强调无机化学课程的重要性。既然无机化学对于检验专业如此重要,怎样有效地进行学习呢?对于大一新生来说,他们的学习方式延续了高中的特点,过于依赖教师讲授,所以绪论课有必要教会学生主动学习,具体来说:第一要进行课前预习,了解本节课的重点和难点,这样在课堂学习中才能做到有的放矢;第二要专心听课,记好课堂笔记。这是因为大学教材中很多内容设计得过于庞杂,不易分清主次,而课堂笔记是教师讲授内容的精简和概括,其重要性不言而喻,必要时学生需要在课后复习的基础上进一步整理笔记。第三要求学生课后及时复习,独立完成课后作业。第四,学生学有余力,可以适当阅读课外参考书(教师介绍几种参考书)。以上是大学课程的一般学习方法,就无机化学课程本身而言,还有其自身特点,如元素化学部分知识杂多繁难,学生不容易抓到要领,教师应再次强调“物质结构决定物质性质,物质性质决定物质用途”这一理论的指导意义,让学生学习这部分时在理解的基础上进行记忆、归纳,才能化零为整,化繁为简。又如在学习几大平衡时,引导学生体会化学平衡中所蕴含的哲学思想。最后,教师还要强调无机化学实验的重要性,无机化学实验教学大纲中规定的实验操作规范和训练要求,是检验专业学生今后从事检验领域必备的基本技能。无机化学实验课程中,要求学生做到“预习实验,弄懂原理,准确操作,真实记录,及时总结”。进一步来说,临床检验中,检验者基本操作规范与否,直接影响检验结果的准确性。所以,检验专业学生要重视实验操作的规范性,从无机化学实验开始养成良好的实验操作习惯。 作者:丁素君 张会芬 单位:漯河医学高等专科学校 无机化学论文:无机化学实验教学改革综述 一、优化无机化学实验的教学内容 1.综合实验 综合实验的目标便是培养学生发现并解决问题的能力。教师可以通过精选如硫酸亚铁铵的制备等具有代表性的综合性实验内容,在验证化学教材中一些基础理论知识的同时,充分锻炼学生实验动手能力。与此同时,教师还可将一些小型的设计性实验安排进具体的实验内容中,例如,教师可以让学生自己设计出一套完整的实验方案,用以验证氯化铵固体在经过受热分解后,出现在试管壁上的白色物质仍然为氯化铵。通过此种方法不但可以改变学生只依照教材步骤、不动脑筋的实验操作模式,同时还能充分激发学生的求知欲,有效提高学生综合运用知识的能力。 2.研究性实验 设计研究性实验综合了无机化学、有机化学及物理化学等各学科中重要的实验技术及方法,其目标为全面培养学生的创新思维和科学意识。教师在开设实验时,应当尽可能选择涉及到前沿领域的课题。为充分提高实验室的使用率,教师可以适当将无级化学实验与其他实验进行整合,例如,结合电离平衡、铵盐中氮含量的测定及自来水硬度的测定等方法,教师可以安排对生活污水的水质分析及评价的设计实验,使学生独立设计实验方案、实施操作、分析结果等,对学生进行全面综合性的训练,从而充分培养其创新能力。 二、改进无机化学实验的教学方法 在无机化学实验教学中,必做内容及设计实验为其重要的两个教学内容。教师在对必做内容进行试验教学时,可以采用多媒体等现代化教学手段,使复杂的化学实验原理形象化、具体化,为学生对知识的理解、记忆创造有利条件。例如,教师在讲授滤纸与试纸的使用方法时,可以让学生观看相关的教学录像,随后教师进行适当的示范,并提出问题让学生解答或进行操作,并就其中的不足之处进行指出和分析,引起其他同学的注意。此外,教师在实验课程开始前,可以先向学生提出问题,让其对本次实验的原理、方法及步骤进行简单的概述,并及时纠正回答中的不足或错误的地方。对于学生在实验过程中遇到的问题,教师应当以启发学生为主,让其根据所学的知识和理论进行分析,增强学生对关键实验步骤中涉及到的问题的理解与分析能力。通过采取师生互动的教学方法,从而有效激发学生的学习兴趣。设计实验指的是教师在学生已经具备一定化学知识理论的基础上对其进行综合训练的一种实验操作。在开展设计实验时,教师可以让学生运用已掌握的基础理论及实验操作方法,并进行自主查阅资料、设计方案。在与教师讨论分析后,学生将实验独立完成。通过教师指导、学生独立完成实验操作的教学方式,可以充分调动学生的主动性,激发其潜力,极大程度上促进学生实践能力及创新能力的有效提高。 三、结语 综上可知,化学实验教学对学生的动手能力及创新意识均有着极大的促进作用。为充分提高化学实验教学质量,培养知识储备与操作技能全面发展的人才,教师应当优化无机化学实验的教学内容,改进教学方法,实现无机化学实验教学的深入改革与进步。 作者:唐凯凯 单位:邵阳学院生物与化学工程系
工程化学论文:在工程化学中实施工程教育的探索 摘要:由于我国科技的不断进步及发展,新综合学科也在不断的涌现。化学科学更是广泛的和生物学、土建学、采矿学等学科进行了相互的渗透。现今社会竞争的优秀就是对人才的竞争,而现今社会对于人才的要求就是基础知识要扎实,知识面要宽广,并且全面发展的人员,也需要可以灵活运用所学知识及勇于创新的人才。工程技术的人员,不但要求其拥有专业的技能,还需要在面临实际问题时可以综合多方面的知识来解决。本文就对在工程化学中实施工程教育的教学情况进行分析和探索。 关键词:工程化学;工程教育;探索 工程化学就是在普通化学的课程教学中不断完善及改革的成果,是我国高等院校中对于非化学工程技术专业学生开设的一门必修课。它设置的目的就是为了在学生有限的学习时间内,把化学中的基础知识、基础原理、基础技能及和化学专业相关部分的交叉学科信息。由于工程化学的授课对象是非化学专业的学生,所以我们就要根据其专业特点,更新教学的观念,对于传统教学的模式进行改革,在工程教育教学的内容、教学的方法和教学的手段进行积极的探索,以适应现在社会对于工程化学教学的新体系。 一、化学工程在工程教育改革的探索 工程教育模式改革指在培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学、组织沟通和协调能力。因此,课程体系的建设要突出课程之间的关联性,这就必须打破教师单打独斗的传统教学方法。 1、化工优秀课程团队的组织与教师团队建设 优秀课程团队由化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学、化工设计6门课程组成,构成了化学工程与工艺优秀专业课的主体。化工设计以其他五门课程为基础,对提高学生分析问题、解决问题的综合工程能力起到非常重要的作用。 2、加入课程专业的前沿知识,加强学生的求知欲 在工程化学的课程教学的过程中要加入其专业的前沿知识,是把教师在科学研究中积累的新知识融入到工程化学课程教学当中。这不但能够开阔学生们的视野,拓展学生的思维,还可以激发学生们的创新意识以及科研的兴趣,只有这样才能提高学生们在学习工程化学中的动力。比如,在对医学专业的学生进行讲解分散的时候,引入“纳米磁性药物”这样前沿的知识,指出了把磁性的药物注射到人体的血管中,就可以在磁场的指引下正确的到达人体病变的部位,这就可以避免口服的药物在消化中不能充分的分解,又可以预防药物在病人治疗过程中起到的副作用。实际的教学表明,对于专业的前沿知识进行引进不但可以使学生可以充分的掌握理论的知识,还可以激发学生们对于科研兴趣及求知欲。 3、采用讲授与多种教学形式相结合的原则 “教师讲、学生听”的传统教学方法在传道,授业,解惑中起着重要作用。但这种“灌输式”教学方法加重了教师的主导地位而忽略了学生的主体地位,学生被动的跟着老师的思路学习,以老师的理解方式去理解问题。对于从未遇到的问题,茫然不知所措,缺乏逻辑推理能力和创新能力。学生走出校园,走向社会,不是结束了学习,而是一边学习一边工作。此时学生的自学能力和创新能力显得非常重要。因此,在工程化学的教学过程中,由传统的讲授式教学方法式个体学习转化为团队合作。增强团队合作意识,分工明确。改变得分方式变为“抢分”,增加学生的主动学习意识,做到“我的地盘我做主”。 在授课过程中,对于部分章节的学习,可以开展团队讨论式、启发式和参与式教学,建立新型的教与学的互动机制,充分调动学生学习研究的积极性,引导养成接受知识、发现知识、应用知识、探索新知识的习惯。在课堂讨论中,通过师生、学生之间的对话与交流,有助于增强学生的自信心和提高语言表达能力,也使学生自学知识的科学性和系统性得以保证;在启发式教学中,学生通过学习和对问题的钻研,从中学会自学方法,这对学生在今后工作中不断地主动学习新知识,提高分析问题和解决问题能力,提高自身的业务素质和工作能力将有很大的帮助;通过参与式教学的学习,学生的主体地位得到了充分体现,学生的想法也和老师的思路有了更多的碰撞,学生学会了多方面思考问题,解决问题,这对学生走向社会,多角度,多方面分析解决问题,提供了很好的锻炼过程挥出各自最大的优势。 4、融入科研成果,教学科研相互促进 高校教师可利用自身的研究成果为课程内容不断注入活力,自身经历的研究,会常讲常新,还会激发研究的灵感,使教材中的理论得以体现,两者相辅相成。因此,只有教师自身科研水平提高了,才能在教学中向学生渗透科学的思维方法,介绍先进的科研理念,使课程具有先进性、时代感,充分提高学生的科学素质和创新能力。例如,在介绍配合物的内容时融入笔者在配合物方面的调查和研究成果,使学生意识到仿酶配合物的合成可以更深入地了解人体当中活性酶的作用机制,从而激发了学生强烈的求知欲。如果教师在某些方面没有条件开展相关实验,也可以检索大量国内外的研究与改革动态,查阅文献资料反复研讨,形成工程化学基础理论的辅助性资料,丰富讲课内容,另外,鼓励学生加入到教师的科研团队中,开展少量简单的科研活动,不失为是培养学生学习,研究探索和创新能力的一条主要途径。 5、强化学生运用知识的能力 知识是学无止境的,学习知识正是为了运用知识,只有把所学的知识运用起来,才算学到了知识,否则便成了死知识。而运用所学的知识去解决问题的能力是可以学会的,这也是发挥创造力的关键。这种能力主要体现在能够根据某些信息有针对性地调动所学的知识,并作出科学的思考和分析;能够运用自己学过的知识来推理和解决某些问题;能够结合所学知识及生活经验,辩证的、唯物的发现现象的本质和规律。学会运用知识也是学生走向社会,立足社会所需要的一项重要技能。 二、建立适合工程理念的考核制度 正确、公平、合理且科学有效的考核制度对本专业的健康发展起着至关重要的作用,它应当是对教学效果做出真实和客观的评价,同时有利于提高学生学习的积极性和主动性。现行的课程考核方法主要是通过期中和期末考试成绩来评定,它能在一定程度上反映学生掌握知识的程度以及教师上课的教学效果,但不能很好地促进学生学习的主动性。部分学生比较反感现行的考核制度,这是因为现行的考核方法存在比较单一、部分学生在学习上投机取巧也能获得高分而影响其他学生学习的积极性、不能全面反应学生的综合应用能力等问题。工程教学模式以能力培养为目标,其主要培养的是学生的理论知识、职业技能、人际交流等方面,评价方法则应侧重能力的考核,能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程。我们进行教改,其目的是提高学生的工程实际能力,因此我们的考核将使用过程能力评测替代以往单一的成绩评定。 结束语 综上所述,以上是笔者在工程化学的教学中积累的一些经验和看法。近几年来,笔者对于学生不同的情况和各学科不同的特点进行了不断的探索,收到比较良好的教学效果。但是,对与教学的方法认识及探索是需要不断完善和创新的,这就需要学校以及教师投入更多精力去进行实践及完善,也是需要在校的大学生们进行积极的参与。只有这样才能在未来的工程化学的教学过程中,取得更加良好的效果。 工程化学论文:以工程化素质培养为导向的应用化学专业教学改革研究 摘要:工程化是应用化学专业毕业生应具备的基本素质。以许昌学院应用化学专业教学实际为例,通过分析传统教学模式存在的问题,从创新培养方案、灵活师资培养、案例法教学、实践教学改革等四个方面论述了培养学生工程化素质的教学改革。 关键词:工程化素质;培养;应用化学;教学改革 应用化学专业是以化学学科为基础的应用型理工科专业。国家教育部颁布的本科专业目录明确规定:应用化学专业属于理科专业,毕业生可根据所在学校教学计划及培养目标授予理学或工学学士学位。这说明应用化学是以理为主的理工结合专业,是研究化学理论在相关领域中应用的理科专业,是产品开发或技术应用型专业,而不是工科专业。但是,从应用化学学位授予现状来看,学士一般授予理科学位,硕士则可授予理科或工科学位。说明应用化学具有工科专业的特点。另外,目前全国有近400所高校开设应用化学专业,覆盖本、专科不同层次和理工、农林、师范等不同类型高校。其中大多数是新办或改办的。大量的应用化学专业毕业生除了小部分从事教育、研究和质检等行业工作外,其余的势必要进入企业从事产品开发和工程管理工作。而当前相当数量的本科生毕业后在工作中感觉实践能力和动手能力较差,进而影响到创新能力的提升,最终势必限制其职业发展。因此,在本科阶段,应用化学专业学生应该具有一定的工科或工程化素质,对其研究生深造或工作实践打下工程化基础具有重要作用。 另一方面,当前,地方本科院校是我国高等教育发展的重要新生力量,此类高校大多能够把握形势、明确定位,以地方性、应用型为办学方向,走特色化发展道路。此类高校更要防止一味追求大而全、赶研究型大学的时髦、进而陷入同质化的境地。因此,此类高校在特色发展中,工科专业的培育和发展更应从基础抓起,在使学生掌握基本工科课程知识的同时,应使学生具有基本的工程化素养。 针对目前国内应用化学专业数量多、方向杂、规范性不足等问题,参照近期教育部专业教学指导委员会制定的教学基本要求,结合许昌学院应用化学专业多年来的建设体会,发现传统教学模式存在的问题:首先,没有特色,或没有按特色化发展去设置培养方案;其次,师资力量薄弱,实践教师人员匮乏,双师型教师几乎没有;第三,教学方法仍流于说教;第四,实践环节不符合工程化素质人才培养。本文相应地从创新培养方案、灵活师资培养、案例法教学、实践教学改革等四个方面论述了以工程化素质培养为导向的教学改革。以期为规范和办好应用化学理科专业提供理论依据和实践经验。 一、创新培养方案 从当前我国地方高校中应用化学专业设置的范围来看,有趋同的倾向。对于像许昌学院这样的地方新升本院校,如果不走特色化道路,势必在激烈的竞争中惨遭出局,对应用化学专业来说更是如此。我校的定位为地方性、应用型、服务中原城市群建设、依托地方经济发展、目前通过校企合作、服务经济对改造专业建设、推进学科建设起到了显著的作用。对以往单纯旨在培养研究型人才的培养方案加以调整,注入了工程化、应用型人才培养的元素。首先,将“工程实践”能力作为一项重要的技能写进培养目标中。其次,在培养规格中增加“工程实践”能力一条,具体阐述为“具有将产品实现从实验室规模到工业规模的认识和初步能力”。最后,最根本的是课程设置目标更加明确、为专业特色服务的目的突出,凝练了专业方向,加强了专业课分量和深度。 2010年之前,应用化学专业完全按照理科专业模式设置,专业课除了四大化学、仪器分析、化工基础等必修课之外,选修课则是按照四个模块设置,具体为,纳米材料模块:纳米材料学、纳米材料的检测与表征、应用X射线衍射技术。光电材料模块:新能源材料、太阳能电池材料、光功能材料。工业分析模块:色谱与分离、光谱分析、环境分析。化工模块:化工制图、反应工程基础、化工分离技术。其它的选修课则有催化、有机合成设计、应用电化学、无机合成化学、精细化学品化学、化学工艺学、化工产品开发概论等以及一些必修课选论(主要为考研学生开设,主要是讲解典型例题,如物理化学选论等)。从上述课程设置来看,课程模块太多,每个模块课程单薄;必修课基本完全是专业基础课,而专业课则直接过渡选修课,专业课设置薄弱,显然不能满足专业特色方向设置对课程的要求。因此,2010年后,我们对应用化学专业设置了两个方向,分别是精细化工和高分子材料,相应地设置了必修课(专业基础、专业课)和选修课(专业课),加深了专业课程基础,凝练了方向,取得了良好的效果。具体为,精细化工模块:精细化工工艺学、精细有机合成单元反应、精细化工过程及设备、精细化工实验。相应的选修课有化工产品开发概论、分离工程、表面活性剂、涂料、胶黏剂、香精香料、纺织助剂等,可任选。高分子材料模块:高分子物理、高分子化学、高分子实验、高分子材料加工。相应的选修课有化工产品开发概论、分离工程、材料学、塑料、橡胶、纤维等,可任选。 二、灵活师资培养 教师给学生上课,并不是简单地照本宣科、传递知识,而是要培养学生认识问题、分析问题、解决问题的能力。因此,教师要掌握的就不仅仅是书本知识,更多的应该是见识,即真正的工程实践经验、理论在实践中的应用实例。 当前,地方高校处在高速发展和扩张之际,每年都会招聘一批新教师。但是,限于政策,这些新教师主要是刚毕业的博士、硕士,基本没有教师的从业经历,更没有企业实践经验。因此,教师自身对实践教学、企业生产等没有基本的认识。我院同样面临此类问题。我们的解决方法主要从三个方面入手,即理科向工科转变;攻读学位和专业培训结合,以专业培训为主;企业技术人员兼职承担理论教学和实践教学,以实践教学为主。 第一,理科背景教师向工科转变。首先要明确专业建设的需要,让理科教师产生我要转变的原动力;其次,从政策和经费上支持理科教师的工科能力进修和培训。第二,在企业内进行专业培训。比如,新教师报到入校后,在第一学期被派往企业定岗实习,期间对车间工艺、设备和部分工段操作基本掌握。在学期开始后,还安排其在老教师带领和指导下赴实习单位进行指导学生实习工作。另外,在第二年该新教师即将承担实习指导任务前的暑期,学院会安排其先期赴企业进行轮岗实习学习,掌握实习的第一手资料,提高其指导和教学水平。经过这样两年的学习、培训和指导训练,到第三年该新教师独立指导学生实习时,已经具备能够圆满完成实习指导任务的能力。该教师自身的工程实践能力的提高无疑为学生工程化素质培养提供了保障。第三,充分利用好企业师资。由企业技术人员兼职承担实践教学任务。我们对实习单位的技术人员作为师资的利用包括几部分,除了在学生实习时给学生讲解之外,还在对我方新进教师进行师资培训、来我校进行课程辅导和讲授中承担重要角色。我们采取灵活的待遇方案,使企业技术人员的积极性得到提高,我院的教师和学生均得到全面的培训和辅导,对提高实习水平和效果起到很好地促进作用。 三、案例法教学 案例教学法是在教师的引导下,再现案例实景,把学生带入特定事件的现场,通过深入角色,提高学生实际运用知识能力的一种教学方法。实践结果表明,该方法对促进学生更快、更深理解和掌握基本知识有明显成效。 应用化学专业讲授的专业课不但有理论性强的课程还有实践性强的课程。前者如物理化学、反应工程;后者如精细化学品化学、工业催化、表面活性剂化学等。国外教育界有句名言:告诉给我,我会忘记;演示给我,我会理解;让我参与,我会学会。但是,让学生理解掌握知识点不可能完全通过实验来实现。所以我们通过案例教学法有效实现了此目标。 根据学生的认知水平和规律,我们采取了从“告诉”“演示”“参与”的模拟步骤,循序渐进,使学生易于理解和掌握知识点。当然,其中的“参与”步骤更多地仍是通过课堂模拟讲述或结合实验实践课程来实现。首先,在一系列活生生的案例基础上提出学生感兴趣且切中基础理论优秀的问题;然后回答问题,逐步深入,反向推理,最终使学生对物理化学的基本原理很轻松、很自然地理解、掌握、接受;最后要强调掌握部分重要的参数和指标。这样的结果就使学生掌握了基本且必要的产品作用原理和重要性能参数,符合教学要求和就业入门的目的。 该步骤示例如下:首先引出案例,例如提到农民锄地的原因,有的学生认为是松土,而正确答案应是保墒。因为土壤中有很多气孔,类似于毛细管,由于附加压力的作用,导致水分和养料丧失,锄地可以破坏毛细管,起到保留水分和养料的目的。接下来分析该案例,提出涉及的原理和知识点,即毛细管的附加压力及其产生原理(书本上的理论知识)。从土地水分丧失联想到毛细管产生附加压力,再到拉普拉斯公式和开尔文公式,从生活化的案例到理论知识的轻松理解和掌握。 其次,用生活中的多个实例来显示表面活性剂的其它作用。例如,透明状、水溶性注射针剂生产中表面活性剂的增溶作用;化妆品和农药乳状液产品中表面活性剂的乳化作用;墨水的制备中表面活性剂的分散作用;浆料中表面活性剂的消泡作用;在新型纺织品材料中的防水、防污作用等。从这些实例继续讲述胶束、表面活性剂的两亲性结构、性能参数(CMC值、HLB值)等重要理论知识就很容易被学生接受和理解掌握了。 以“表面活性剂”部分为例。首先引入肥皂和洗衣粉的实用案例。肥皂和洗衣粉是人们日常生活经常接触的化学品,可谓是“看得见摸得着”的例子,虽然可能部分学生对这类洗涤剂有初步的认识,但真正了解其洗涤作用原理的并不多。因此,此案例满足“听说过但不熟悉”的要求。在运用多媒体教学时可在肥皂和洗衣粉的种类、造型、颜色以及使用对象和部位等方面充分展现其多样性,使学生认识到该类日用品还有很多“高端产品”,还有很大的开发空间和前景。在此过程中还可以简要说明肥皂的来历等科技发展历史。 四、实践教学改革 实践教学改革分别从实验课、实习实训和毕业论文(设计)三方面开展。 传统的实验课以验证性实验为主,且内容陈旧,达不到培养学生创新能力的目的。我们的做法是改进传统实验项目、引入教师科研课题和企业课题。 首先是内容陈旧,部分实验项目已被证明不适合本科实验训练、锻炼动手能力,或难以体现知识重点,需要改进。比如,物理化学实验中测定电势-pH曲线项目主要的考查目标为理解一定条件下能斯特方程中浓度的负对数即pH值与电势φ成正比,并掌握pH值测定的原理。但事实上学生对此兴趣不大,感觉这是必然的,老师在讲的时候已经把结果给展示了,没有创造性。因此,我们增加了电极的原理和组装、pH计的原理和组装实验,放在测定电势-pH曲线实验之前,使学生亲自组装了电极、pH计,到测定电势-pH曲线时自然理解清晰、操作得心应手。 引入教师科研课题和企业课题。首先使学生接触实际存在或生产中的问题,对培养其求知欲和提高探索的兴趣具有显著作用,同时还培养了学生的专业自信;其次锻炼了教师,增强其将理论与实验实际相结合的能力。 实习实训按一般常规情况就是带领学生去工厂实习几周,请工厂的技术人员讲课,然后参观生产车间,就算完成生产实习任务。结果是每年学校都要投入大量的财力,学生实习则走马观花,成了走过场,效果自然难以体现。 目前,在前述加强师资的前提下,使得我们拥有了一定的工程化素质的教师队伍,结合企业技术人员,为做好实习实训打下了良好的人力资源基础。另外,我们采用了新的管理模式和综合实习实训考核方式,起到了较好的效果。具体做法为:管理采用封闭管理、集体上下班、随时考勤等,保证学生的实习时间和在岗率;考核不但要参考其实习报告,还要引入笔试和面试、单独岗位操作和答辩等,保证了学生真正掌握、理解生产过程,起到实习的目的。 毕业论文目前面临的最大问题是学生由于要备考研究生,导致实验时间难以保证。我们的改进做法是:其一,严格毕业论文(设计)出口机制,让达不到要求水平的毕业论文(设计)作者延期毕业,重新答辩,使学生重视,教师认真对待。其二,一部分学生在大二或大三即进入教师实验室,进行科研创新实验。每年学期初由年级辅导员、班导师向有需求的教师推荐一些学有余力、感兴趣的学生去进行科研创新实验。对学生巩固实验课所学的技能和知识有显著作用,还可培养其实践动手能力,另外还可以为毕业论文写作打下基础。其三,毕业论文或设计可以与毕业实习结合。通过延长企业实习时间,并提炼出课题或模拟出设计任务让部分感兴趣的学生选做,这样就可以使学生提前了解了课题的背景,为做论文或设计打下了坚实的基础,同时节省了时间。 五、效果与探讨 2010年以来,我院应用化学专业通过上述教学改革,取得了明显成效: 第一,青年教师投身于教学改革的热情更加高涨,并从工程化素质提升和教学过程中得到成长。3年来,青年教师积极总结教学经验并申报教学研究项目,共获立项校级教研项目4项,发表教研论文5篇。同时,有2位教师获聘副教授,2位教师获聘讲师,其中有2位教师获聘双师称号。 第二,学生动手能力和解决问题的能力得到提高。首先在后期实验中,学生的动手能力显著提高,比如物理化学实验,90%的学生能够在3个学时的规定时间里保质保量完成实验任务,而在过去则一般需要延长1个学时才能完成;其次,学生参与教师科研创新实验的积极性空前高涨,毕业论文质量也相应大幅度提高;最后,3年来,学生参与“挑战杯”创新大赛、企业奖学金项目、校级创新课题等立项、获奖共计35项。 第三,学生学习成绩提高,考研录取率显著升高。从2002级到2009级,考研录取率从最早的10%上升到60%。这固然与学生的刻苦学习有关,但显然与上述教学改革有一定关系,尤其是实践教学改革结出了硕果,比如提高了学生动手能力、增强了其考研面试竞争力这一结果,势必会提高学生被录取的机会。 工程化学论文:关于工程化学基础课程教学方法的探索 【摘 要】本文针对工程化学学科特点,从四个方面探讨了高校工程化学基础课程教学方法的心得和体会。阐明在工程化学教学中,通过精选教学内容,运用现代化教学手段,设置创新型实验,融入科研成果等措施,从而有效提高教学水平和质量。 【关键词】工程化学;基础课程;教学方法 工程化学基础是工科院校学生的公共基础必修课程,在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位,工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系,训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。课程体系从物质的化学组成、物质的结构和材料的性质出发,介绍化学热力学、化学反应的基本理论,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和保护、水体的污染和保护、能源的开发和利用、生命科学及高分子材料发展等有关化学问题,使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,促使学生在今后实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此,工程化学的学习对工科院校学生的全面培养起到相当重要的作用。 工程化学基础课程对于现在非化学非化工类的大学本科生一年级学生来说,存在着内容多、学时少,新名词新理论多、跨度大等因素,学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。笔者结合给我校土木工程专业讲授工程化学基础的经验,根据工程化学基础的内容结构和大一新生特点,对工程化学基础课程的教学方法进行探索[4]。 1 精选教学内容,引入课程专业前沿知识,激发学生兴趣 要想在有限的学时数里让学生掌握课本中涉及的所有内容,这是不现实的。我们根据大一新生已有的知识、教学目标和课程设置,对工程化学基础的教学内容进行适当的取舍。如教材中有关生物大分子、固体吸附剂、液晶、高分子材料等内容适当取舍,提高课程教学的针对性。 为激发学生兴趣,根据学生的专业背景,我们对于土木工程专业的学生,则侧重介绍新建筑材料的组成以及坚固阻燃和绿色环保等内容。另外,在讲到环境保护时,我们给学生宣讲化学与实际生活的紧密关系,让学生真正领悟到化学是一门实用性很强的必修课程,进而产生一股潜在的驱动力使他们愿意将其学好、学透。 2 运用现代化教学手段,增强教学效果 根据学生接受知识的特点和教学内容,合理制作和使用多媒体课件,将多媒体和传统教学手段有机结合起来,有效发挥各种教学手段的优势。多媒体教学有助于解决教学内容多的问题,可把一些抽象的、难理解的知识通过高科技电子手段直观地展现给学生。例如,晶胞和晶体的概念,多媒体动画的设计便于学生直观、深入地理解,另外,这些动感的展示也极大地激发了学生的学习积极性。对于一些理论计算的知识内容,例如,教材中热力学、动力学和电化学中有关计算的内容,多媒体和传统的黑板板书教学充分地结合,有利于学生更好地理解和掌握。 针对教学内容中前沿知识更新较快的问题,可对所学内容进行分类和整理,通过网络搜索,制作知识链接,可链接基础理论知识,也可链接高校和科研院所,提出和研究这些知识的人物。这更有利于学生产生学习的兴趣,而且对学生将来的就业和深造有所帮助。 3 设置创新型实验,培养学生综合技能 化学是以实验为基础的学科,工程化学的教学要注重理论教学与实验教学相结合,培养学生的综合技能。一方面,我们精选具有一定的验证性和操作性的实验,以满足辅助课堂教学的需要和让学生掌握基本操作技能的目的。另一方面,我们选择一定数目的研究性创新型实验作为实验课内容,力求在工程化学实验教学过程中引进新意,提高学生对实验的积极性和创造性。 在工程化学实验课中,我们新设了从茶叶中提取咖啡因的研究及纯度鉴定的内容,将无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验统一起来,以培养学生的综合技能。通过训练学生查阅资料、设计实验方案、实验室做实验、数据分析和总结报告等一系列教学过程,提高了学生的动手能力和独立进行科学研究的能力。 4 融入科研成果,教学科研相互促进 高校教师可利用自身的研究成果为课程内容不断注入活力,自身经历的研究,会常讲常新,还会激发研究的灵感,使教材中的理论得以体现,两者相辅相成。因此,只有教师自身科研水平提高了,才能在教学中向学生渗透科学的思维方法,介绍先进的科研理念,使课程具有先进性、时代感,充分提高学生的科学素质和创新能力。例如,在介绍配合物的内容时融入笔者在配合物方面的调查和研究成果,使学生意识到仿酶配合物的合成可以更深入地了解人体当中活性酶的作用机制,从而激发了学生强烈的求知欲。如果教师在某些方面没有条件开展相关实验,也可以检索大量国内外的研究与改革动态,查阅文献资料反复研讨,形成工程化学基础理论的辅助性资料,丰富讲课内容,另外,鼓励学生加入到教师的科研团队中,开展少量简单的科研活动,不失为是培养学生学习,研究探索和创新能力的一条主要途径。 以上是笔者在工程化学教学中的一些体会,针对学生的不同情况及学科特点不断探索,收到了较好的教学效果。当然,对教学方法的认识和探索是无止境的,需要学校学院和教师投入更多的精力去实践和完善,也需要大学生们积极参与。 工程化学论文:关于提高工程化学教学效果的探讨 【摘 要】如何提高工程化学的教学效果,激发学生的学习热情和求知欲,培养学生的综合能力,本文从丰富课堂教学内容、教学方法、实验操作、工程应用等方面,进行了探索和实践,获得了较好的结果,使学生能够获取更多的化学知识。 【关键词】工程化学;教学效果;学习兴趣 工程化学是高等院校非化学、化工专业开设的一门重要公共基础课,是将化学基础知识与当前一些新兴学科相联系,通过工程化学的教学,使学生能够在将来所从事的工作中,有意识地运用化学的观点,去思考、认识和解决实际问题。但是在教学过程中,有相当多的学生不重视这门课程的学习,认为学习工程化学没有什么实际用途,针对以上问题,我们提出了一些看法和对策。 1.加强课堂教学,丰富教学内容,充分调动学生的学习热情 教师上课前,首先要下功夫认真备课,做到思路清晰,重点、难点心中有数。教学过程中,还应注重教师与学生之间的双向交流,教学时既要注意融入情感调动因素,又要关注讲课过程中学生的情绪变化,用积极的情感交流、风趣幽默的语言,调节课堂气氛,来带动学生对知识的学习与运用,提高教学效果。可根据授课内容,增加提问,引发思考,启动思维。如讲到沉淀反应这部分内容时,可引发提问,在含有相同浓度的I-、Cl- 溶液中加入AgNO3 溶液,是先看到AgCl沉淀,还是AgI沉淀?是否能利用沉淀操作将两种离子分离?还有溶液的pH值对沉淀是否有影响,某种离子开始沉淀和完全沉淀的pH值是否相等?让学生充分进行讨论之后,我们再进行讲解,增强学生参与意识和解决问题后的成就感。如果教师在课堂上唱独角戏,忽视学生的反应,忽视与学生的情感交流,必然会影响学生的个性发展,使学生的思维发展受到压抑。 2.引用纳米化学,拓宽学生的知识面 在给学生传授化学知识的同时,可以给他们提供化学学科的“前沿”知识和最新科技发展动态。如增加纳米化学的内容,有助于增加学生对工程化学的学习兴趣。纳米科学技术是80年代末期刚刚诞生并正在崛起的高新科技,它是以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学,在这样的尺度空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性。纳米科技所涵盖的范围,除了电子,还包括材料、机械、信息、生物、医学等领域,纳米新科技将成为21世纪科学的前沿和主导科学。例如,给学生介绍纳米技术用于现有雷达信息处理上,可使其能力提高10倍至几百倍,纳米TiO2加入到化妆品中,可以有效地遮蔽紫外线;将对人体无害的纳米粒子注入到血液中,可用来探测病端,可用于疾病的治疗等。纳米科学技术的发展给化学提出了许多新的课题, 因此将纳米化学引入工程化学的教学中, 不但丰富了工程化学的内容,在学生掌握理论知识的同时,有效地激发其对科学的求知欲和探索精神。 3.如何在工程化学中充分发挥多媒体教学的功用 多年课堂教学实践证明,应用多媒体教学较好改变了传统的教学模式。因多媒体教学课件信息量大、文字简练、图表清晰规范并且色彩鲜明、动画形象生动,有助于学生对教学内容的理解。首先,要对教学内容进行精选优化,对教学方法进行精心设计,将抽象难懂的内容形象化、图示化。例如,讲到原子轨道、共价键的形成等有关内容时,由于本章内容较为抽象,学生往往感到很难理解,可以将这些内容制作成动画图形和能分解组合的立体结构,将抽象的理论变得简单明了、形象直观,降低了学生理解的难度。除了要注意制作课件的技巧外,在课件里适当增加一些课外的知识也是十分必要的,如在网上下载一些与知识点相关的一些学科前沿的新知识及目前我国科技进步奖的研究成果等,这样即增加学生学习工程化学的兴趣,也丰富了学生的知识结构和知识体系。 4.从实验中获取更多的化学知识,培养学生观测、思考和创新能力 化学是一门以实验为基础的科学,化学实验是学生学习工程化学须经历的一个实践性环节,通过这个环节的训练,可以巩固课堂所学的基础理论知识,培养学生独立思考能力及实验操作能力。我们利用有限的学时,精选实验的内容,开设了材料的制备和表征、废水处理以及一些演示实验。实验课上要求学生集中精力,仔细观测实验现象及数据,特别是对那些与预期不相同的现象要进行深入地分析,寻找产生异常现象的原因,并提出解决办法,培养学生的综合能力。例如,通过演示“解离平衡常数测定”实验,使学生加深对解离平衡常数、解离度和弱电解质解离平衡的理解,了解了酸度计的原理和使用方法,根据实验结果,我们让学生讨论醋酸解离度和解离常数与其浓度的关系, 配制不同浓度的醋酸溶液有哪些注意之处等;在制备TiO2纳米粒子实验过程中,有的同学制备出的二氧化钛的晶形、形貌不太理想,我们启发学生分析可能试剂加入顺序不对,或试剂滴加的速度太快等原因,要引导学生认真分析和研究,查明异常现象产生的原因,鼓励学生敢于提问,相互探讨,及时点评,使学生真正掌握相关的基本理论和基本知识,提高学生综合运用所学化学知识的能力。同时学生可以了解光催化材料的有关应用, 光催化材料是一类具有光催化活性、能在紫外光甚至可见光照射下降解各类化学物质或杀灭细菌的半导体材料,而光催化技术具有反应条件温和,操作便利,不产生二次污染等特点,TiO2是光催化反应中最常用的催化剂。也增强了学生对工程化学实验的兴趣。 5.理论课教学内容的绿色化,树立绿色环保意识 化学在人类社会进步和发展中发挥着关键的作用,但许多传统的化学化工过程给社会造成严重的环境污染,严重破坏了人类和动植物生存的正常环境,威胁着人类的生存质量,成为全球关注的热门环境问题。能否在创造物质财富的同时不产生环境污染?这就是绿色化学需要解决的问题,绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生,从而减少对环境的污染。它在节约资源、防治污染、保障人类健康等方面发挥着重要的作用。因此,有必要在工程化学教学中体现绿色化学的内容,而我们也布置一些与环保有关的大作业,在课堂上留一些时间让学生来宣读,然后进行讨论,有的是目前大家非常关注的热点话题,如人们大量使用的涂料中,含有易挥发的机溶剂,是污染大气的主要来源,现在研究的水性涂料、无溶剂涂料属于绿色环保涂料,发展十分迅速。通过这样的方法大大激发学生学习工程化学的兴趣,从而增强学生的绿色环保意识。 6.结束语 要培养出社会发展需要的高水平合格技术人才,教师要不断进行教学方法的研究和实践,丰富自己的教学内容,提高教学质量,使学生喜爱这门课程,充分调动学生的学习积极性和主动性,使他们成为21世纪高素质人才,只有这样才能使我们的学生适应当今社会的高速发展。 工程化学论文:工程化学教学方法探讨 摘要:本文针对工程化学学科特点,从六个方面探讨了高校工程化学课程有效教学方法的心得和体会。阐明在工程化学教学中,要注重引人课程专业前沿知识,采用启发式、比较和归纳教学法,以及优化多媒体应用、设置创新型实验和改革考核方法等措施,从而有效提高教学水平和质量。 关键词:工程化学;教学方法;教学改革 工程化学是化学、石油、医学、制药、冶金、环保、材料等领域的一门重要的专业基础课程,涵盖无机化学、物理化学、分析化学、有机化学等基本理论和实验内容。因而,工程化学课程内容广泛、知识量大。以往学生在学习工程化学课程过程中普遍反映授课进度过快而导致知识不易掌握的问题,也就是工程化学较大的知识量和较少的课时之间产生了尖锐的矛盾。本文根据工程化学课程的特点,就作者在工程化学理论和实验课程教学过程中的一些心得体会,探讨了高校工程化学课程的有效教学方法。 一、引入课程专业前沿知识,激发学生的求知欲 在工程化学课程教学中引入专业前沿知识,是把教师在科学研究中积累的新知识融入到工程化学课程教学当中。这既可以开阔学生的视野,拓展其思维,又能够激发学生的创新意识和科研兴趣,从而增加学生学习工程化学的动力[1]。例如,笔者在对医学专业学生讲解分散系时,引入了“纳米磁性药物”的前沿知识,指出将磁性药物注射到人体血管中,能在磁场指引下定向到达人体病变部位,既避免了口服药物被消化分解,又防止药物对全身的副作用。实际教学效果表明,专业前沿知识的引入使学生在掌握理论知识的同时,也激发了学生对科研的兴趣和求知欲。 二、采用启发式教学法,发挥学生主动性 传统教学方法一般是老师对学生单方面灌输知识,学生学习的积极性较低。为了调动学生的主动性,我们引入了启发式教学法。启发式教学法将理论知识和具体实例紧密结合,在知识运用方面具有较强的针对性和目的性。根据教学目的,选择有代表性的启发实例穿插在工程化学教学中,有利于改善教学效果、活跃课堂气氛,提高学生理论联系实际、分析和解决问题的能力。例如,笔者讲解“沉淀—溶解”平衡时,采用“多喝水能够预防尿结石”这一实例,启发学生对于“沉淀—溶解”平衡的分析和理解,达到了令人满意的教学效果。学生在思考后,均能够指出钙离子和草酸根浓度过高会诱发尿结石,而日常生活中多饮水,降低钙离子和草酸根的浓度,会预防尿结石。实践证明,启发式教学法能激发学生的兴趣和主动性,真正实现以学生为主体的教学模式[2]。 三、采用比较和归纳教学法,加深学生对知识的理解和记忆 工程化学各章之间既紧密联系,又相互独立。因此加强对课程整体性的阐述和各章独立性的比较,可以使学生在学习过程中从整体上把握工程化学课程的结构和联系,从而统领全局、一目了然[3]。例如,化学平衡内容贯穿了化学热力学、化学动力学、酸碱平衡、沉淀溶解平衡等多章内容,笔者在讲授后面章节有关化学平衡的内容时,与前面各章节有关化学平衡的平衡常数、影响平衡移动的因素等内容进行比较和归纳,使学生对各种不同的化学平衡有了较深刻和系统的辨别和理解,而且还能达到温故、知新的效果。因此,比较和归纳教学法除了能够帮助学生对所学知识进行复习和加深印象外,还有利于学生对所学知识进行分类和辨别,利于长久记忆。 四、优化多媒体应用,增强辅助教学效果 多媒体图、文、声、像并茂,能够使抽象的理论直观、形象化。心理学研究发现,多种感官同时感知的学习效果远优于单一感官感知的学习效果,这使得多媒体技术在工程化学课堂中可以产生很好的教学效果。前几年笔者采用板书讲授波函数和原子轨道时,发现自身在讲解方面和学生在接受方面都存在一定的困难。而今我们利用多媒体技术进行教学,用flash动画演示原子轨道变化过程,不仅使讲授方式变得生动、形象,而且使学生能够从多方位进行观察,获得了很好的教学效果。但是,选用多媒体作为教学工具,需要注意根据学生的认知规律,使多媒体成为引导学生认知和思维的工具,而不是教学内容展示的工具[4]。过分依赖多媒体会影响教学效果。例如:在讲解公式的推导时,多媒体对解题思路的呈现不如板书。另外,如果多媒体教学速度过快,学生会跟不上多媒体所呈现的信息量,势必影响教学效果。因此,应根据学生接受知识的特点和教学内容合理制作和使用多媒体课件,并将多媒体和传统教学手段有机结合起来,以有效发挥各种教学手段的优势。 五、设置创新型实验,培养学生综合技能 化学是以实验为基础的学科。工程化学的教学要注重理论教学与实验教学相结合,培养学生的综合技能。一方面,我们精选具有一定的验证性和操作性的实验,以满足辅助课堂教学的需要和让学生掌握基本操作技能的目的。另一方面,我们选择一定数目的研究性、创新型实验作为实验课内容,力求在工程化学实验教学过程中引进新意,提高学生对实验的积极性和创造性。例如,我们在工程化学实验课中新设了“从茶叶中提取咖啡因的研究及纯度鉴定”的内容,将无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验统一起来,以培养学生的综合技能。在此过程中,我们通过训练学生查阅资料、设计实验方案、实验室做实验、数据分析和总结报告等一系列教学过程,提高了学生的动手能力和独立进行科学研究的能力。 六、改革考核方法,引导学生学习方向 考核学生掌握的知识量和运用知识解决实际问题的能力是教学的重要环节。通过它可以检验学生对所学课程知识的掌握程度和理解情况;同时检验教师的教学质量和教学效果,促进教师改进教学方法。传统的期末考试是评价学生成绩的重要依据,对学生的学习起到了重要的引导作用。但是过分注重期末考试这一考核手段,会导致学生只看重考试结果,难以起到引导学生全面发展和提高教师教学水平的作用。为了改革这一不合理的考核方法,我们在工程化学教学工作中提出,不仅仅要考核学生对知识的记忆水平,更要关注对其自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。我们将学生的工程化学课程成绩分成以下四个部分:理论课中笔试部分为50分,平时成绩为20分,实验课中实验报告成绩为10分,操作成绩为20分。在评价过程中,我们注重科学性和灵活性的统一,鼓励学生一切具有合理性和创新性的实践和研究。 以上只是笔者在工程化学教学中的一些体会。近几年,笔者针对学生的不同情况及学科特点不断探索,收到了较好的教学效果。当然,对教学方法的认识和探索是无止境的,需要学校、学院和教师投入更多的精力去实践和完善,也需要大学生们的积极参与。希望在今后的工程化学教学过程中,可以取得更好的效果。 作者简介:闫早学(1981-),男,江苏大学化学化工学院,博士,讲师,主要从事工程化学的教学和科研工作;谢吉民(1958-),男,江苏大学化学化工学院,教授,主要研究方向为新型功能配合物的制备及性能研究;陈敏(1963-),女,江苏大学化学化工学院,教授,主要研究方向为功能纳米材料的制备及其在催化和生物医学中的应用。 工程化学论文:《现代工程化学》特色教材建设 【摘要】《现代工程化学》是针对我校电气工程专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,本文详尽阐述了《现代工程化学》教材建设的目的意义、鲜明特色、具体方案、创新性及学生受益情况分析。 【关键词】现代工程化学特色教材建设研究 1 目的意义 《现代工程化学》课程,旨在使学生掌握现代化学的基本知识和理论,了解化学在社会发展和科技进步中的作用,了解化学在其发展过程中与其他学科相互渗透的特色,培养学生用现代化学的观点去观察和分析工程技术上可能遇到的化学问题,并能和化学工作者一起解决,为今后继续学习和工作打下必要的化学基础,也将培养跨世纪建设人才所必备的现代化学素养,所以编写一部适用于电气工程专业本科学生培养特点的《现代工程化学》教材,不仅可以改变学生教师无适用教材使用的困境,实现教与学的便利通畅,更可以完善基础化学教育体系,培养宽厚扎实基础理论的高级人才,尤其针对电力行业中化学知识的应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域提供理论学习平台[1]。 目前电气工程及其自动化学科[2]涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,而化学学科在该专业中一直不受重视,因而导致适用于该专业的化学类教材匮乏。近年来,随着科技的发展,电气设备不断采用新材料,新技术,该专业发展受到化学新材料技术的影响很大,同时该专业学生在电气元件的选用、组装、设备防腐等方面由于化学知识缺乏往往造成制作的器件性能低下,腐蚀严重等情况。我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课《现代工程化学》目前处于无适合教材使用的状况,在整体教学过程及学生学习过程中引起诸多不便,经调研国内相关类型及层次的教材有《工程化学基础》和《工程化学》[3—4],但理论内容相对单一,结构层次简单,与电力应用领域联结空白的现实状态,无法满足培养实验班学生的特点要求,而且在教学过程中要不断补充相关无机化学、有机化学、热力学及材料能源发展的知识内容,还要拓展前沿领域研究进展,所以建设适用于电力行业使用的《现代工程化学》特色教材具有迫切性及应用性需求。 2.鲜明特色 《现代工程化学》特色教材建设是针对我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,是培养全面发展的现代高级工程技术人员和相关管理人才知识结构和综合能力的重要组成部分。本教材从物质的化学组成、化学结构和化学反应基本规律出发,介绍有现实应用价值和潜在应用价值的基础理论和基本知识,密切联系电力行业现代工程技术中遇到的诸如材料的加工与防护、能源的开发与利用、电厂环境保护有关化学问题,了解化学与其他学科间的交叉渗透,其目的主要是帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点,提高学生的科学素质和创新能力,以利于学生在今后的工作中能有意识地运用化学知识去观察、分析和解决电力行业所涉及的化学问题。本教材将现代化学基本原理与当前迅速发展的材料、能源、环境科学密切联系,同时联结电力行业中化学知识的多方面应用,具有内容简明、联系实际、突出重点的特色,可作为工科高等学校非化工类专业的普通化学课程的教材,此外教材强调化学基础理论的系统性,强化基础结构理论,尤其突出前沿领域应用研究,在编写理念、章节结构和内容安排方面进行全新尝试。 3.具体方案 3.1精选化学基础理论 通过调研及汇总资料文献,项目负责人及项目组成员认真研究本项目,结合电气工程及自动化专业实验班培养方案,确定教材编写大纲,整合无机化学、有机化学、分析化学、物理化学四大基础化学经典理论,如无机化学中物质结构包括原子结构与分子结构理论,有机化学中与能源、材料相关的重要有机物化性理论,分析化学中表征物质材料结构的光谱学内容,物理化学中化学反应规律等,强化理论联系实际,突出工程应用。 3.2汇总电力行业中化学知识的多方面应用 整合电厂仪器分析、电厂化学仪表、电厂水处理、电力用油、电力用煤等多课程实例应用内容结合基础化学理论,通过广泛调研,收集材料,结合电力行业特点,介绍有关电厂水、煤、油、气、汽、废水、仪表、锅炉腐蚀与防护等与化学学科密切相关内容。 3.3化学前沿领域研究进展 以反映新知识、新技术、新工艺和新材料为指导,突出介绍电力行业中最新化学知识理论的应用与化学问题的解决。例如发展低碳智能电网指标体系、电厂化学绿色处理、超导材料应用和输变电系统中化学问题及对策等,同时补充国外电厂中与化学专业有关的技术问题。 3.4复习指导与课后练习 精心总结各章节复习指导纲要,挑选具有代表性习题,巩固理论内容,并配合编写习题答案。 4.创新性 突出联系电力行业中化学理论应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域的实际应用研究,化学前沿领域的精粹概述。针对实验班学生培养特点,完善基础化学理论学习体系,有助于引导学生在较高层面学习化学理论,为学好学活工程化学奠定基础。 5.学生受益情况分析 通过电力行业《现代工程化学》特色教材的编写与建设,首先将改变学生无固定教材上课的现状,利于学生系统学习、预习和复习,更利于教师授课及教学安排。通过对化学基础理论进行整合,添加与电力行业相关的设备、材料、能源、环境等化学知识的应用与联结,有利于培养学生的化学素养和工程意识,将更能够适应国内电力建设的发展需求,有利于学生毕业后参与更多的实际工程、建设项目合作,更好的应用化学理论并解决在电力系统中出现的化学问题,综合培养提高学生的学习视野、信息素养、创新思维和交叉学科融合应用能力。 6.致谢 本论文由东北电力大学 "电力行业《现代工程化学》特色教材建设" 教学改革项目支持,特此感谢。 工程化学论文:建筑工程化学植筋质量控制 摘 要:从化学植筋的施工方法和质量控制、化学植筋的质量检查与验收、化学植筋锚固承载力的现场检验方法等方面分析了化学植筋的质量控制。 关键词:建筑工程;化学植筋;质量控制 建筑工程化学植筋,简称植筋,又叫种筋,是目前工程上的一种后锚固连接技术。化学植筋在框架结构与填充墙的连接;砖混结构混凝土柱、梁与后砌墙体的拉结;钢筋混凝土结构施工中,板、梁结构调整的钢筋补强;以及房屋建筑的抗震加固和建筑装修中得到广泛采用。 化学植筋后锚固相对于钢筋预埋(即先锚固),具有施工方便,使用灵活等优点,其连接技术得到较快发展,已成为目前不可缺少的一种新型施工技术。其工程原理是:在已有的混凝土结构或构件上根据工程拟需用的拉结钢筋位置,钻适当的钻孔和深度,用高强度的化学粘合剂,使拉结钢筋或螺杆等与混凝土通过粘结达到锁键植筋作用。化学植筋不会产生植筋位移,其密封性能好,也无需作防水处理。由于其通过化学粘合固定,不会对基层产生膨胀破坏,更适合边距、间距小的部位的拉结需要。施工简便迅速,是建筑工程中钢筋混凝土结构加固、结构变更、追加连结的最有效的方法。 化学植筋,其工程原理不复杂,施工工艺简单,但拉结植筋对建筑工程的质量、房屋抗震设防非常重要,涉及群众的生命财产安全。必须对其施工工艺、工程质量给予高度的重视。 实际工程中,常出现植筋定位不准确、孔深和孔径不足、钻孔不清理、数量不足、锚固胶的质量达不到规范要求;锚固后现场拉拔检测结果不合格等质量问题。因此,必须十分重视化学植筋的施工工艺和施工过程,加强锚固质量检查与验收,确保建筑工程化学植筋的工程质量。 1 化学植筋的施工方法和质量控制 1.1钻孔和质量控制。(1)施工前的准备:熟悉施工图要求,认真清理干净结构表面,按图纸要求,准确放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场质量负责人验收。(2)孔径及锚固深度:根据钢筋或螺栓的锚固位置,确定成孔的直径及锚固深度。若孔位处有受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均应植在箍筋内侧或分布筋内侧(若产生废孔,应清净废孔后用植筋胶填实)。钻孔直径为D+4~10mm(小直径钢筋取低值,大直径钢筋取高值),同时,最小锚固深度应满足《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJl45-2004的要求。 1.2锚固孔的清孔。(1)钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净。用气泵和毛刷清孔,要作到三吹两刷,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮液清刷孔洞内壁,使钻孔洞内达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。(2)若为水钻孔,用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干、干燥后(可用加热棒进行干燥处理),再进行下一道工序。(3)钻孔工作完后,用干净棉丝将清洁过的孔洞封堵,防止灰尘和异物落入。(4)现场质量负责人检查清孔工作,请监理验收,做好隐检记录。 1.3拉结钢筋清理。(1)在钢筋端部相应位置上做好标记,标示出除锈清理的长度范围(除锈清理的长度大于锚固深度50mm)。(2)用磨光机或用钢丝刷将除锈清理长度内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。(3)将除锈清理好的钢筋加垫整齐码放在干燥处。(4)用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净,将所有处理好的钢筋码放整齐。(5)拉结钢筋清理完,报请现场质量负责人检查。 1.4钢筋埋植。(1)钢筋锚固用胶的配制和使用方法,按照锚固用胶产品说明,并根据现场技术质量负责人要求,按比例配制且搅拌均匀。(2)盲孔钢筋埋植:先将锚固用胶注入孔深2/3;将处理好的钢筋的除锈清理端朝向孔洞,边向同一方向旋转,边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔的洞底部为止。插筋到底,如无锚固胶从孔内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至有锚固胶溢出洞口为止。(3)通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔的两端用环氧砂浆封堵(封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔);待环氧砂浆凝固后进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;然后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。(4)垂直通孔植筋:方法同通孔钢筋埋植,只是注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为止。(5)已埋植好的钢筋要做好保护工作,埋植完成,挂明显标志牌,以防锚固胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植的效果。(6)用棉丝蘸少许丙酮,清理孔周围遗留的胶,清理工作面的垃圾。(7)植筋胶有一个固化过程,具体时间以植筋胶的品种而定,在锚固用胶固化前,应对埋植好的钢筋进行必要的围挡保护。(8)钢筋埋植工作完成,报请现场质量负责人检查验收。 1.5施工中需注意的事项。(1)植筋胶在每次使用前应检查包装桶内胶有无沉淀现象。(2)施工过程中要注意:孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、植筋胶配合比是否准确、搅拌是否均匀。孔内植筋胶是否密实充溢,决定锚固效果的好坏,要特别注意。(3)施工现场温度过低时,应对植筋胶及锚固位置预热。 2 化学植筋的质量检查与验收 2.1植筋施工时必须严格遵守《混凝土结构加固技术规范》和《混凝土结构后锚固技术规程》的施工要求进行施工。 2.2钻孔位置中心线偏差应符合规定、深度不得低于设计要求。 2.3植筋数量不得低于设计数量。 2.4如受结构构件的尺寸、钢筋、预埋件等影响,钻孔位置、深度、数量不能满足设计要求时,应及时向监理、设计单位反映,做相应的调整。 2.5严格按照施工图和相关规范的质量要求进行施工。 2.6各项技术指标应达到规范规定的数值。 2.7锚固用胶应有产品合格证,质量要有保证。 2.8钢筋锚固工作完成后,自检合格,并填写分项工程报验单报请监理、总包单位验收。 3 化学植筋锚固承载力的现场检验方法 3.1基本规定。(1)混凝土结构后锚固工程质量,应进行抗拔承载力的现场检验。(2)锚固抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件,可采用非破坏性检验;对于重要结构构件及生命线工程非结构构件,应采用破坏性检验。 3.2试样选取。(1)锚固抗拔承载力现场非破坏性检验采用随机抽样办法取样。(2)同规格,同型号,基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽样数量按每批锚栓总数的l‰计算,且不少于3根。 3.3检验方法。(1)加荷设备支撑环内径D0。应满足下述要求:化学植筋D0≥max(12d,250mm)。(2)锚栓抗拔检验可选用以下两种加荷方法:a.连续加载:以匀速加载至设定荷载或锚固破坏,总加荷时间为23分钟。b.分级加载:以预计极限荷载的10%为一级(文秘站:),逐级加荷,每级荷载保持1~2分钟,至设定荷载或锚固破坏。 3.4检验结果评定。(1)非破坏性检验荷载下,以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象,且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时,应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。(2)对于破坏性检验,该批锚栓的极限抗拔力满足规范的要求。 3.5常见的几种破坏形式。(1)混凝土锥体破坏;化学植筋受拉时混凝土基材形成倒锥体破坏形式。(2)混合型破坏:化学植筋受拉时形成以基材混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。(3)胶筋界面破坏:化学值筋粘结型锚栓受拉时,沿胶粘剂与混 凝土孔壁界面的拔出破坏形式。 建筑工程化学植筋,是一种便捷、使用灵活、成本低、质量可靠的新型施工技术,在建筑工程中得到较快的推广和发展。也因为其在建筑结构中的重要作用,应该对其设计、施工、检测个各环节的工程质量给予充分的重视。目前专业的化学植筋人员较少,人员素质也有待提高。应该加强从业人员的技术规范培训,重视施工过程的管理,加强工程质量检测,使这项新型施工技术得到更快更好的推广和运用。 工程化学论文:纺织工程专业工程化学课程教学改革的实践和探索 引言 《工程化学》就是建立在化学知识与工程实践之间的一门桥梁学科,目的就在于将化学的基本知识以及一些新兴学科和应用学科的信息传授给学生。但是,工程技术具有非常广泛的范畴,内容十分庞杂,这导致很多工科院校的工程化学教学存在着各种弊端,例如教学内容不够系统、知识点比较零散、不同的专业区分相对较小,缺少与专业的衔接内容;学生在学习过程中体会不到这门课程与自己的专业有什么关系,缺少学习动力等等,因此有必要打破传统的教学内容和教育模式,建立一套符合实情的新的工程化学教学体系。针对此现象,作者对我校纺织工程专业的工程化学教学进行了改革。 1整合教学内容,做好衔接 我校纺织工程专业是浙江省重点专业,其目的在于培养纺织品设计、纺织技术与贸易相结合的具有复合型知识结构的高级工程技术与贸易人才。该专业特点决定了学生们将来涉及较多的是有机材料,鉴于此,对工程化学教学内容进行了如下整改:选用李成琴等主编的《纺织有机化学》为教材,重点讲述与纺织专业关系密切的传统有机化合基础知识,以官能团为主线区分各类有机化合物,介绍其分类、命名、结构特点及物理化学性质,分析各种反应的发生机理和历程;增加物质结构基础知识,为随后的杂化轨道和电子效应的接受和理解打基础;将现代分析测试技术-红外光谱和核磁共振谱作为教学重点内容;增加表面活性剂、染料化学和高分子纤维等专业基础知识,介绍专业相关的表面活性剂、染料和高分子纤维的结构、性质及应用,以便于更好的与专业课相衔接;学习过程中引入有机化学史和人名反应及相关小故事,以活跃课堂气氛,增加学生对该反应的印象。另外,在对工程化学教学内容的改革中,要合理安排化学理论基础和工程技术在教学中所占比重,一方面,根据教学条件和专业实际,在理论基础教学内容上适当取舍;另一方面,联系工程实际,介绍现代有机化学在工程技术中的最新应用。 2与实际生产和科研相结合,激发学习兴趣 作为一门基础学科,化学与我们的日常生活关系十分紧密,尤其是有机化学和有机化合物,充斥着我们生活的每一个角落,如果将抽象的教学内容与我们的日常生活或者实际生产联系起来,使学生们亲身体会到知识的力量,将会对学生的学习带来莫大的推动力。因此,在介绍到与课本相关内容时,可考虑引入一些实际生活或生产中的实例,例如在讲解氨基酸和蛋白质时,可以引入卤水点豆腐的机理和用鸡蛋清来减少汞吸收的生活小知识;在介绍到表面活性剂的时候联想到日常生活中去污清洁物质的使用等,使学生感到化学是一门渗透到我们生产、生活各个领域中的学科。 3丰富教学形式 由于工程技术的发展迅速,抽象的微观结构和最新的仪器设备很难用传统的教学模式直观地表达和展示。为了适应新的教学计划,又不降低教学要求,我们采用计算机辅助的多媒体教学方法和手段,加大课堂的教学信息量,创造良好的授课环境,以提高课堂教学效果。例如在讲解卤代烃的双分子亲核取代反应过程中的瓦尔登转化时,仅以板书或者口头讲解很难给出一个立体、形象的解释,而将该过程用多媒体形式演示出来,会帮助学生理解,加深记忆。但是我们又不能完全摒弃粉笔板书的教学形式。有机化学中需要理解记忆的知识点有很多,课堂讲解要对这些知识点进行详细展开,这时候采用板书形式将有利于所讲内容的逻辑组织和讲解速度的控制,帮助学生达到理解性记忆。 4开设实验环节 化学是一门实践性和应用性都很强的科学,其发展和对其反应机理的理解都是以实验为基础的。因此,化学实验是每个学习工程化学的学生必须要经历的一个实践性环节。我们利用有限的学时,安排了蒸馏、萃取、精馏和重结晶等实验,并要求学生自己设计方案,进行实验操作,然后独立撰写实验报告,这一系统的工作不仅加深了学生对理论知识的理解,也培养了学生面对问题,独立思考、解决的科研能力,打破了化学学科的神秘感,使学生直观地体会到化学的本质和价值,收到了很好的效果。 5结语 工程化学是我校今年来开设的新课程,因其新,故有很多地方还不太成熟,有待于改革完善。在采取了整合教学内容,理论联系实际,加强基础课和专业课之间的衔接和渗透,采用多样的教学形式,加强实验环节等方法来对工程化学的教学进行整改后,学生们的学习目标明确,学习兴趣大增,在掌握理论基础知识的同时提高了实验动手能力。而在教学的同时,我也深深体会到有机化学学科的博大精深,感受到了肩负的重任,这为我更加努力进行工程化学教学改革增加了信心。我相信随着教学经验的不断积累和教学改革的不断深入,工程化学的教学内容和方法会日趋完善,对其进行的改革和实践研究还会取得更新的进展。 工程化学论文:探求环境工程化学实践教学革新 一、环境工程专业化学实践教学存在的问题 1.传统行政管理教育理念的制约 我国的高等教育是计划经济的产物,管理模式以行政管理为主,教学受到人才培养方案、教学大纲和授课计划等格式化条款的制约,只注重外在的教学形式,不重视课程内涵设计。且过度重视理论教学,轻视实践教学,使得实践教学处于从属地位,造成实践教学课时少、实验经费短缺等问题,不利于高素质应用型专业人才的培养。 2.人才培养方案和教学大纲设置不合理 环境工程和环境科学专业大都是高校扩招的新开专业,专业申请获得批准后大规模招聘老师,匆忙制定人才培养方案和教学大纲,导致实验项目不合理,缺乏内在连贯性,衔接性差。化学实践教学课程较多,课时少,学生难以获得充分动手机会,并且实践教学内容以单元实验为主,缺少综合性实验。 3.实践教师教学综合能力不强 实验教师大多是年轻教师,没有受到系统的师范技能培训,且教学和科研经验不足,导致教师综合素质不高、动手能力不强。工作中,个别教师责任心不强,课前不预习,不预做实验。实验教师待遇普遍较低,缺乏教学改革的积极性。 4.学生学习主动性不够 在实践教学环节中,学生对实践教学不够重视,只关注实验成绩,而忽视实验技能的学习;缺乏自主思考,创新动力不足;个别学生缺乏科学精神,还有伪造数据的陋习。 二、环境工程专业化学实践教学改革的思路与对策 1.调整和完善人才培养方案,建立系统化实践教学体系 积极开展实践教学研讨活动,认真听取教师和学生对化学实践教学的意见,总结教学经验,对人才培养方案和实践教学大纲进行修改。调整不合理的实践教学内容,增加新的教学内容,建立系统化实践教学体系,并制订完善的实践教学授课计划,使实践教学与理论教学起到相辅相成的作用。环境学院组织教师和学生,对无机和分析化学实验开展研讨活动,总结教学中的优点和经验教训,如:无机化学实验原来设计为实验周教学,在一个星期内连续进行五个独立的单元教学实验,由于实验任务安排过于集中,学生对教学内容难以理解,教学效果较差。经过认真调研,把实验周教学改为课内试验,学习完基础理论之后立即开展实验教学,理论与实践相结合,取得较好的实践教学效果。积极调整实验教学内容,例如:在无机与分析化学实验课中开设有“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”实验,由于该实验属于微量分析实验,用到朗伯-比尔定律,并且要配制标准曲线,用到紫外可见分光光度计测定吸光度,大一学生没有学到仪器分析相关的理论知识,在课堂讲授后无法理解实验原理,教学效果很差。我院把“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”更改为“EDTA标准溶液的配制与自来水硬度的测定”,既用到分析化学的理论知识又和水的硬度测定相结合,加深了对络合滴定的理解,又培养了学生常量分析的基本操作能力。 2.注重基础操作能力的培养 经过调查发现:30%~45%的环境工程专业高中阶段只学习过1年的化学,几乎没有上化学实验课程,基础操作能力普遍较差。根据学生的现有水平,环境学院把基础操作能力的培养作为实践教学的重点,如:在无机化学实验课程中,在硫酸亚铁铵的制备与纯度分析实验中进行称量、量取、加热、常规过滤、减压过滤和蒸发结晶等基础操作的讲解,教师亲手示范,讲解动作要领,使学生掌握操作要领。在后继实验课中,对相同的操作加以强化练习,学生操作不规范之处,一一加以纠正。有机实验课中,讲解蒸馏、精馏、回流和分液等基础操作,要求学生掌握阿贝折光仪、旋转蒸发仪、显微熔点仪等设备的使用原理及操作方法。在后继的分析化学、物理化学和仪器分析实验课程中对学生的基础操作进一步进行强化和提高。这种重视基础操作的教学模式大大提高了学生的动手能力和教学效率。 3.结合环境工程专业特色,开设综合性实验 根据环境工程专业特色,设计综合性实验项目,开展针对性实践教学,加深学生对环境工程专业的理解。比如:针对电厂化学专业,在学完分析化学试验后开设了叶绿素测定、全铁测定、二氧化硅测定、全碱度分析和磷酸盐分析等水质全分析试验,既加深学生对电厂给水专业知识的理解又在水质分析过程中,强化了常量分析的基础操作,进一步培养基本的分析和解决问题的能力,综合素质得到进一步提高。 4.改善管理方式,打造开放型实验中心,培养学生的创新能力 南京工程学院积极资助大学生开展创新科研活动,通过专项经费支持鼓励大学生开展科学研究。环境学院实验中心积极为大学生科技创新活动服务,积极整合实验室资源,改善管理模式,专门开设科技创新实验室,为学生提供玻璃仪器和小型实验器材,协助购买药品。开展傅里叶红外分光广度计、紫外可见分光光度计、气相色谱和液相色谱等大型仪器的操作培训,使学生在充分理解仪器原理的基础上可以熟练操作大型仪器。实验室对学生的全方位开放,打造良好的服务氛围,有利于学生创新能力的培养。 5.建立新型的实践教学考核评价体系 在教学评价上,既应重视课堂教学效果的评价也应重视实践教学效果的评价。对学生的考核既重视理论知识考试,也应重视实践动手能力考核,理论测试成绩应该与实践能力考核成绩同等对待。例如:学生参加各类科技竞赛活动、小发明、小制作等,参加科研课题,计入实践能力考核成绩中,这样不仅保护了那些具有创新能力学生的积极性,也有利于更客观、全面和切合实际地评价和考核学生。 6.加大实践教学经费投入,提高实践教学教师的教学水平 加大实践教学经费投入,引进先进的教学设备和精密仪器,提高实验中心硬件水平,大力营造良好的实践教学环境,以适应新的实践教学的需求。环境工程学院通过中央与地方共建项目的建设,购入或建设烟气脱硫试验装置、气相色谱仪、液相色谱仪、水质全分析仪、总有机碳分析仪、热重分析仪和元素分析仪等精密仪器,并以大型仪器为优秀,设立实验课程,安排课程实习,促进化学实践教学。加大实践教学师资队伍建设,有必要进行教师职业知识与技能的培训,提高教师综合教学能力。此外,应加强教师与外界的交流,提供在职进修学习的机会,提高其科研水平和综合能力水平,更好地服务于实践教学和科学研究。 三、结束语 通过积极研讨,认真修改人才培养计划,制定系统化化学实践教学大纲,优化实验项目。加大实践教学的经费投入,提高实践教学教师的教学水平,可以解决环境工程专业化学实践教学的问题,使学生掌握扎实的基础操作能力,为培养创新能力和全面发展的应用性人才打下坚实基础。 作者:刘献锋张长飞张东平单位:南京工程学院环境学院 工程化学论文:制药工程化学教导诌议 作者:张怀红 黄连荣 单位:盐城工学院化学与生物工程学院 目前,科学家们在实验室中可以用各种各样的物理或者化学方法制备出类似荷叶结构的自清洁的超疏水性材料,例如,当前研究得比较多的纳米二氧化钛材料就具有自清洁功能。把物理化学的抽象理论和生动的生活联系起来,把最新的科研成果和书中的理论结合,既吸引了学生的注意力,又增强了学生对现代技术进步的惊叹和想往。2把生活中遇到的问题与物理化学内容结合问题可以促进思维活动。可以通过“提出生活中遇到的问题-如何解决-引入新内容-解决问题的理论方法”这一思维以吸引学生的注意及让他们思维进行创新活动。比如,在相平衡中学习固液平衡体系时,举例在2008年南方雪灾大雪过后,环卫工人为什么在大街上洒盐水,以及在化工生产中为什么经常用盐水溶液做冷冻液;在讲到相图在药学中的应用时,举例说明为什么用氯霉素与尿素形成低共熔混合物可以改善氯霉素的溶解和吸收;从江河入海处三角洲的形成让学生进一步知道胶体的聚沉作用;从城市晚上的霓虹灯现象引出丁达尔效应;通过测定血液中红细胞的电泳率就可判定人体的肝功能是否正常;从树干的高度引入渗透压的概念;从高压锅的使用联系克-克方程。通过这些实例的阐述,可使学生加深印象,从而改善教学效果,使教与学产生共鸣[3]。通过这种理论与实际的结合,还可以让学生们感觉到物理化学知识不再是书本上的纯理论的东西。而与我们的生活息息相关,有效避免“空”对“空”的课堂说教,使学生体会到处处有“物理化学”,处处需要“物理化学”的真情实感,可将抽象理论变成有趣的解决问题的钥匙。另外,我们也结合科研中的一些亲身经历来讲解一些问题,促使学生在理论与实践的联系中理解和掌握知识,提高分析与解决问题的能力,同时可以活跃课堂气氛,增强师生间的共鸣及学生的学习兴趣,达到较好的教学效果。 开展各种形式的讨论现代教育 理论告诉我们,教学方法已经由注重教法向注重学法转变,这体现了学生学习的主体地位。大学时代所学的知识只是知识海洋中的一滴水,更多的知识需要学习者日后持续不断的自学来积累,所以,虽然基础知识、基本技能和基本方法很重要,但更为关键的是通过大学的学习过程来掌握科学研究方法和学习方法[4]。在物理化学教学中我们注重学生的主体地位,引导、激发和指导学生由被动的受体转变为自主学习、积极思维的人。由于物理化学理论性和逻辑性强,相当一部分内容学生们难于直接开展讨论,我们便注意引导学生分析熟知的典型事例,或从学生己有知识逻辑中提出问题,并提供讨论问题所必须的感性材料和相关学科知识以及进一步思考问题的线索和依据,创造便于探索问题的良好环境,激发学生学习兴趣。例如,在学习热力学第二定律时,为了帮助学生理解和掌握系统和环境的概念及它们之间的热功转换关系,我们以热得快在暖水瓶中烧开水作为实例,这样的实例是同学们熟悉的,便于同学们展开讨论。暖水瓶相当于一绝热恒容容器,其中盛有水,水中放有电阻丝,由电源给电阻丝供电。同一过程,如果分别以水和电阻丝作为系统,系统和环境问的热功转换是不同的。若以水为系统,由于水吸热Q 0,水温升高,则U 0,在加热过程中水的体积变化很小,可近似认为体积功W=0;若以电阻丝为系统,由于电阻丝接受了电功,所以其W’ 0,电阻丝将电功转化为热能,并放热给水,所以Q 0,同时电阻丝温度升高,则其U 0。将熟悉的生活实例作为讨论题材,同学们不会感到陌生和抽象,讨论起来有兴趣。在介绍理想气体的膨胀做功时,有些同学无法理解为什么经常会练习理想气体膨胀和压缩过程的体积功,鉴于此,我们布置了“汽车是如何奔跑的”这样的问题,让学生课后合资料。课上讨论时,学生很有兴趣。通过讨论大家明确了早期的火车和轮船上用的蒸汽机是外燃机。利用燃料煤燃烧产生的热,使水在高压锅炉内变为高温、高压水蒸汽,然后进入绝热的气缸膨胀,从而对外做功,而膨胀后的水蒸汽进入冷凝器降温并凝结为水,循环使用。外燃机效率低、体积大。目前多用内燃机,内燃机是油或气在气缸中燃烧产生高温、高压气体,气体对外膨胀做功产生动力。相比之下,内燃机比外燃机的效率高。对于问题的创设可以考虑由浅入深,由易到难,形成适当难度梯度,并注意趣味性、艺术性和逻辑性。我们在教学过程中尝试了以上方法,收到了较好的效果。 充分利用现代技术手段 随着社会的发展、科技的进步,教学媒体日趋增多。由于计算机的人机交互功能以及它的图、文、声、色、光、动画等强烈地抓住了学生的学习兴趣,改变了以往物理化学教学枯燥的特点,让一些抽象的或很难想像的现象变得形象、具体可感,有利于突破教学难点,创造出最佳的学习环境和最好的教学效果[5]。例如:气体膨胀过程、精馏过程、Langmuir吸附过程、丁达尔现象、渗透压现象、结晶分离提纯等,利用传统的教学手段,透过黑板、教材、挂图等只能看到它们的平面图或结构图,学生所学内容与实际联系不起来,感觉很枯燥。而利用PowerPoint和Flash将上述素材制成相应的课件,因其图画形象逼真,增强了学生的学习兴趣,教师讲授起来轻松,学生也理解得很清楚。利用灵活多变的教学手段以及网络课程和网络资源进行网络环境教学,可以实现课堂教学中教与学的交互以及课程的互动教学,利于学生构建自己的知识体系,并且在教师的主导作用下,利于发挥学生在学习中的主体作用,以达到更好的学习效果[6]。 工程化学论文:环境工程化学教学改革的思路与对策 一、环境工程专业化学实践教学改革的思路与对策 1.调整和完善人才培养方案,建立系统化实践教学体系 积极开展实践教学研讨活动,认真听取教师和学生对化学实践教学的意见,总结教学经验,对人才培养方案和实践教学大纲进行修改。调整不合理的实践教学内容,增加新的教学内容,建立系统化实践教学体系,并制订完善的实践教学授课计划,使实践教学与理论教学起到相辅相成的作用。环境学院组织教师和学生,对无机和分析化学实验开展研讨活动,总结教学中的优点和经验教训,如:无机化学实验原来设计为实验周教学,在一个星期内连续进行五个独立的单元教学实验,由于实验任务安排过于集中,学生对教学内容难以理解,教学效果较差。经过认真调研,把实验周教学改为课内试验,学习完基础理论之后立即开展实验教学,理论与实践相结合,取得较好的实践教学效果。积极调整实验教学内容,例如:在无机与分析化学实验课中开设有“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”实验,由于该实验属于微量分析实验,用到朗伯-比尔定律,并且要配制标准曲线,用到紫外可见分光光度计测定吸光度,大一学生没有学到仪器分析相关的理论知识,在课堂讲授后无法理解实验原理,教学效果很差。我院把“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”更改为“EDTA标准溶液的配制与自来水硬度的测定”,既用到分析化学的理论知识又和水的硬度测定相结合,加深了对络合滴定的理解,又培养了学生常量分析的基本操作能力。 2.注重基础操作能力的培养 经过调查发现:30%~45%的环境工程专业高中阶段只学习过1年的化学,几乎没有上化学实验课程,基础操作能力普遍较差。根据学生的现有水平,环境学院把基础操作能力的培养作为实践教学的重点,如:在无机化学实验课程中,在硫酸亚铁铵的制备与纯度分析实验中进行称量、量取、加热、常规过滤、减压过滤和蒸发结晶等基础操作的讲解,教师亲手示范,讲解动作要领,使学生掌握操作要领。在后继实验课中,对相同的操作加以强化练习,学生操作不规范之处,一一加以纠正。有机实验课中,讲解蒸馏、精馏、回流和分液等基础操作,要求学生掌握阿贝折光仪、旋转蒸发仪、显微熔点仪等设备的使用原理及操作方法。在后继的分析化学、物理化学和仪器分析实验课程中对学生的基础操作进一步进行强化和提高。这种重视基础操作的教学模式大大提高了学生的动手能力和教学效率。 3.结合环境工程专业特色,开设综合性实验 根据环境工程专业特色,设计综合性实验项目,开展针对性实践教学,加深学生对环境工程专业的理解。比如:针对电厂化学专业,在学完分析化学试验后开设了叶绿素测定、全铁测定、二氧化硅测定、全碱度分析和磷酸盐分析等水质全分析试验,既加深学生对电厂给水专业知识的理解又在水质分析过程中,强化了常量分析的基础操作,进一步培养基本的分析和解决问题的能力,综合素质得到进一步提高。 4.改善管理方式,打造开放型实验中心,培养学生的创新能力 南京工程学院积极资助大学生开展创新科研活动,通过专项经费支持鼓励大学生开展科学研究。环境学院实验中心积极为大学生科技创新活动服务,积极整合实验室资源,改善管理模式,专门开设科技创新实验室,为学生提供玻璃仪器和小型实验器材,协助购买药品。开展傅里叶红外分光广度计、紫外可见分光光度计、气相色谱和液相色谱等大型仪器的操作培训,使学生在充分理解仪器原理的基础上可以熟练操作大型仪器。实验室对学生的全方位开放,打造良好的服务氛围,有利于学生创新能力的培养。 5.建立新型的实践教学考核评价体系 在教学评价上,既应重视课堂教学效果的评价也应重视实践教学效果的评价。对学生的考核既重视理论知识考试,也应重视实践动手能力考核,理论测试成绩应该与实践能力考核成绩同等对待。例如:学生参加各类科技竞赛活动、小发明、小制作等,参加科研课题,计入实践能力考核成绩中,这样不仅保护了那些具有创新能力学生的积极性,也有利于更客观、全面和切合实际地评价和考核学生。 6.加大实践教学经费投入,提高实践教学教师的教学水平 加大实践教学经费投入,引进先进的教学设备和精密仪器,提高实验中心硬件水平,大力营造良好的实践教学环境,以适应新的实践教学的需求。环境工程学院通过中央与地方共建项目的建设,购入或建设烟气脱硫试验装置、气相色谱仪、液相色谱仪、水质全分析仪、总有机碳分析仪、热重分析仪和元素分析仪等精密仪器,并以大型仪器为优秀,设立实验课程,安排课程实习,促进化学实践教学。加大实践教学师资队伍建设,有必要进行教师职业知识与技能的培训,提高教师综合教学能力。此外,应加强教师与外界的交流,提供在职进修学习的机会,提高其科研水平和综合能力水平,更好地服务于实践教学和科学研究。 二、结束语 通过积极研讨,认真修改人才培养计划,制定系统化化学实践教学大纲,优化实验项目。加大实践教学的经费投入,提高实践教学教师的教学水平,可以解决环境工程专业化学实践教学的问题,使学生掌握扎实的基础操作能力,为培养创新能力和全面发展的应用性人才打下坚实基础。 作者:刘献锋 张长飞 张东平单位:南京工程学院环境学院 工程化学论文:环境工程化学实验教课系统的优化 环境工程专业基础化学实验教学改革思路 依据基础化学实验教学改革目标,按照“基础-应用-开放”的思路,建立了“三模块”的课程体系;实验教学内容改革充分考虑环境工程专业特点,通过优化整合实验项目,力求体现化学实验技术在环境工程专业中的具体应用;增加研究型开放性实验,满足学生个性化发展要求和促进学生自主学习能力的提高。 建立环境工程专业基础化学“三模块”实验课程体系 打破了传统按四大化学各自组成实验的教学模式,重新进行规划设计,组成在化学一级学科水平上的独立的基础化学实验课程体系,并由三个模块构成。 1公共基础模块 凸显基础性,充分考虑化学实验技术的共性要求,突出基本知识、基本操作、基本技能训练在人才培养中的基础性地位。对应课程《基础化学实验Ⅰ》,32学时,第1学期开设。 2方向应用模块 凸显应用性,设置与环境工程专业方向紧密相关的实验项目,不仅增加学生专业兴趣,而且更强调实验技术的在环境工程专业中的应用,适应专业人才培养定位与要求。对应课程《基础化学实验Ⅱ》,48学时,第2学期开设。 3拓展开放模块 凸显开放性,强调化学技术拓展,培养环境工程专业学生化学实验技术应用能力和自主学习能力,注重与实验开放平台相结合,实验项目以综合型、设计型和研究创新为主,突出化学实验技术的实际应用。对应课程《基础化学实验Ⅲ》,16学时,第3~4学期开设, 更新环境工程专业基础化学实验项目,优化实验内容 1《基础化学实验Ⅰ》实验内容设计 本模块实验重点是培养和强化实验操作技能,培养学生一般化学原理的实验方法和一般分析问题的能力。如玻璃仪器的洗涤、物质的称量、溶液的配制、滴定操作、物质的分离与纯化、电导仪和分光光度计等基础仪器的使用等。在教学过程中须严格强调这些基本操作和基本技能的规范性。《基础化学实验Ⅰ》实验项目设计见表1。 2《基础化学实验Ⅱ》实验内容设计 本模块尽量设置环境工程专业结合紧密的实验,体现实验技能的应用和实验内容的拓展。针对环境工程专业特点,实验项目以环境分析化学实验为主,突出化学分析与仪器分析技术在环境科学中的应用。比如,“废水中铅含量的测定”、“水样中化学耗氧量的测定”、“溶解氧的测定”、“钼酸铵分光光度法测磷部”等实验以环境污染指标为测定对象;通过开设“气相色谱法测定酚类组分的分析”、“用反相液相色谱法分离芳香烃”、“废水中铅含量的测定”等实验项目,让学生掌握气相色谱仪、高效液相色谱仪和原子吸收分光光度计的使用操作方法及其在环境化学分析中的具体应用;通过开设“有机染料废水柱层析分离”、“阳离子交换树脂交换容量的测定”等实验,让学生掌握环境污染物处理及分析方法。《基础化学实验Ⅱ》实验项目设计见表2。 3《基础化学实验Ⅲ》实验内容设计 该模块实验主要来源于科学研究和生产实际,以综合设计型和研究创新型实验为主,学生可以结合专业特点和自己的兴趣爱好,选择3~4个开放性实验项目来进一步拓展实验技能。在方案设计阶段学生通过查询大量科技文献,了解该领域研究热点、研究难点及最新技术发展趋势等信息,从实践效果来看,可以把学生引向科学研究和生产实际的前沿领域,激发学生研究探索热情和创造性。《基础化学实验Ⅲ》实验项目内容设计见表3。 实践效果与展望 通过近3年的改革与实践,目前已经形成了较为固定的基础化学实验课程体系和教学内容。由于实验内容强调与专业实验相结合并求体现化学实验技术在环境工程专业中的具体应用,学生学习积极性显著提高,有效地提高了学生的操作技能、创新思维能力和分析、判断问题及解决实际问题的能力。在今后的工作中,我们将在实践中不断完善课程体系和教学内容,从而最终实现学生以被动实验为主向主动实验为主的转变,实现以常规仪器实验为主向大型现代仪器实验为主的转变,实现由验证型实验为主向综合型、设计型和专业特色型实验为主的转变。 作者:王崇均傅敏古昌红吴四维林兵单位:重庆工商大学环境与生物工程学院 工程化学论文:工程化学植筋质量控制 建筑工程化学植筋,简称植筋,又叫种筋,是目前工程上的一种后锚固连接技术。化学植筋在框架结构与填充墙的连接;砖混结构混凝土柱、梁与后砌墙体的拉结;钢筋混凝土结构施工中,板、梁结构调整的钢筋补强;以及房屋建筑的抗震加固和建筑装修中得到广泛采用。 化学植筋后锚固相对于钢筋预埋(即先锚固),具有施工方便,使用灵活等优点,其连接技术得到较快发展,已成为目前不可缺少的一种新型施工技术。其工程原理是:在已有的混凝土结构或构件上根据工程拟需用的拉结钢筋位置,钻适当的钻孔和深度,用高强度的化学粘合剂,使拉结钢筋或螺杆等与混凝土通过粘结达到锁键植筋作用。化学植筋不会产生植筋位移,其密封性能好,也无需作防水处理。由于其通过化学粘合固定,不会对基层产生膨胀破坏,更适合边距、间距小的部位的拉结需要。施工简便迅速,是建筑工程中钢筋混凝土结构加固、结构变更、追加连结的最有效的方法。 化学植筋,其工程原理不复杂,施工工艺简单,但拉结植筋对建筑工程的质量、房屋抗震设防非常重要,涉及群众的生命财产安全。必须对其施工工艺、工程质量给予高度的重视。 实际工程中,常出现植筋定位不准确、孔深和孔径不足、钻孔不清理、数量不足、锚固胶的质量达不到规范要求;锚固后现场拉拔检测结果不合格等质量问题。因此,必须十分重视化学植筋的施工工艺和施工过程,加强锚固质量检查与验收,确保建筑工程化学植筋的工程质量。 1化学植筋的施工方法和质量控制 1.1钻孔和质量控制。(1)施工前的准备:熟悉施工图要求,认真清理干净结构表面,按图纸要求,准确放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场质量负责人验收。(2)孔径及锚固深度:根据钢筋或螺栓的锚固位置,确定成孔的直径及锚固深度。若孔位处有受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均应植在箍筋内侧或分布筋内侧(若产生废孔,应清净废孔后用植筋胶填实)。钻孔直径为D+4~10mm(小直径钢筋取低值,大直径钢筋取高值),同时,最小锚固深度应满足《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJl45-2004的要求。 1.2锚固孔的清孔。(1)钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净。用气泵和毛刷清孔,要作到三吹两刷,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮液清刷孔洞内壁,使钻孔洞内达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。(2)若为水钻孔,用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干、干燥后(可用加热棒进行干燥处理),再进行下一道工序。(3)钻孔工作完后,用干净棉丝将清洁过的孔洞封堵,防止灰尘和异物落入。(4)现场质量负责人检查清孔工作,请监理验收,做好隐检记录。 1.3拉结钢筋清理。(1)在钢筋端部相应位置上做好标记,标示出除锈清理的长度范围(除锈清理的长度大于锚固深度50mm)。(2)用磨光机或用钢丝刷将除锈清理长度内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。(3)将除锈清理好的钢筋加垫整齐码放在干燥处。(4)用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净,将所有处理好的钢筋码放整齐。(5)拉结钢筋清理完,报请现场质量负责人检查。 1.4钢筋埋植。(1)钢筋锚固用胶的配制和使用方法,按照锚固用胶产品说明,并根据现场技术质量负责人要求,按比例配制且搅拌均匀。(2)盲孔钢筋埋植:先将锚固用胶注入孔深2/3;将处理好的钢筋的除锈清理端朝向孔洞,边向同一方向旋转,边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔的洞底部为止。插筋到底,如无锚固胶从孔内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至有锚固胶溢出洞口为止。(3)通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔的两端用环氧砂浆封堵(封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔);待环氧砂浆凝固后进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;然后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。(4)垂直通孔植筋:方法同通孔钢筋埋植,只是注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为止。(5)已埋植好的钢筋要做好保护工作,埋植完成,挂明显标志牌,以防锚固胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植的效果。(6)用棉丝蘸少许丙酮,清理孔周围遗留的胶,清理工作面的垃圾。(7)植筋胶有一个固化过程,具体时间以植筋胶的品种而定,在锚固用胶固化前,应对埋植好的钢筋进行必要的围挡保护。(8)钢筋埋植工作完成,报请现场质量负责人检查验收。 1.5施工中需注意的事项。(1)植筋胶在每次使用前应检查包装桶内胶有无沉淀现象。(2)施工过程中要注意:孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、植筋胶配合比是否准确、搅拌是否均匀。孔内植筋胶是否密实充溢,决定锚固效果的好坏,要特别注意。(3)施工现场温度过低时,应对植筋胶及锚固位置预热。 2化学植筋的质量检查与验收 2.1植筋施工时必须严格遵守《混凝土结构加固技术规范》和《混凝土结构后锚固技术规程》的施工要求进行施工。 2.2钻孔位置中心线偏差应符合规定、深度不得低于设计要求。 2.3植筋数量不得低于设计数量。 2.4如受结构构件的尺寸、钢筋、预埋件等影响,钻孔位置、深度、数量不能满足设计要求时,应及时向监理、设计单位反映,做相应的调整。 2.5严格按照施工图和相关规范的质量要求进行施工。 2.6各项技术指标应达到规范规定的数值。 2.7锚固用胶应有产品合格证,质量要有保证。 2.8钢筋锚固工作完成后,自检合格,并填写分项工程报验单报请监理、总包单位验收。 3化学植筋锚固承载力的现场检验方法 3.1基本规定。(1)混凝土结构后锚固工程质量,应进行抗拔承载力的现场检验。(2)锚固抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件,可采用非破坏性检验;对于重要结构构件及生命线工程非结构构件,应采用破坏性检验。 3.2试样选取。(1)锚固抗拔承载力现场非破坏性检验采用随机抽样办法取样。(2)同规格,同型号,基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽样数量按每批锚栓总数的l‰计算,且不少于3根。 3.3检验方法。(1)加荷设备支撑环内径D0。应满足下述要求:化学植筋D0≥max(12d,250mm)。(2)锚栓抗拔检验可选用以下两种加荷方法:a.连续加载:以匀速加载至设定荷载或锚固破坏,总加荷时间为23分钟。b.分级加载:以预计极限荷载的10%为一级,逐级加荷,每级荷载保持1~2分钟,至设定荷载或锚固破坏。 3.4检验结果评定。(1)非破坏性检验荷载下,以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象,且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时,应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。(2)对于破坏性检验,该批锚栓的极限抗拔力满足规范的要求。 3.5常见的几种破坏形式。(1)混凝土锥体破坏;化学植筋受拉时混凝土基材形成倒锥体破坏形式。(2)混合型破坏:化学植筋受拉时形成以基材混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。(3)胶筋界面破坏:化学值筋粘结型锚栓受拉时,沿胶粘剂与混凝土孔壁界面的拔出破坏形式。 建筑工程化学植筋,是一种便捷、使用灵活、成本低、质量可靠的新型施工技术,在建筑工程中得到较快的推广和发展。也因为其在建筑结构中的重要作用,应该对其设计、施工、检测个各环节的工程质量给予充分的重视。目前专业的化学植筋人员较少,人员素质也有待提高。应该加强从业人员的技术规范培训,重视施工过程的管理,加强工程质量检测,使这项新型施工技术得到更快更好的推广和运用。 工程化学论文:建筑工程化学植筋质量控制 摘要:从化学植筋的施工方法和质量控制、化学植筋的质量检查与验收、化学植筋锚固承载力的现场检验方法等方面分析了化学植筋的质量控制。 关键词:建筑工程;化学植筋;质量控制 建筑工程化学植筋,简称植筋,又叫种筋,是目前工程上的一种后锚固连接技术。化学植筋在框架结构与填充墙的连接;砖混结构混凝土柱、梁与后砌墙体的拉结;钢筋混凝土结构施工中,板、梁结构调整的钢筋补强;以及房屋建筑的抗震加固和建筑装修中得到广泛采用。 化学植筋后锚固相对于钢筋预埋(即先锚固),具有施工方便,使用灵活等优点,其连接技术得到较快发展,已成为目前不可缺少的一种新型施工技术。其工程原理是:在已有的混凝土结构或构件上根据工程拟需用的拉结钢筋位置,钻适当的钻孔和深度,用高强度的化学粘合剂,使拉结钢筋或螺杆等与混凝土通过粘结达到锁键植筋作用。化学植筋不会产生植筋位移,其密封性能好,也无需作防水处理。由于其通过化学粘合固定,不会对基层产生膨胀破坏,更适合边距、间距小的部位的拉结需要。施工简便迅速,是建筑工程中钢筋混凝土结构加固、结构变更、追加连结的最有效的方法。 化学植筋,其工程原理不复杂,施工工艺简单,但拉结植筋对建筑工程的质量、房屋抗震设防非常重要,涉及群众的生命财产安全。必须对其施工工艺、工程质量给予高度的重视。 实际工程中,常出现植筋定位不准确、孔深和孔径不足、钻孔不清理、数量不足、锚固胶的质量达不到规范要求;锚固后现场拉拔检测结果不合格等质量问题。因此,必须十分重视化学植筋的施工工艺和施工过程,加强锚固质量检查与验收,确保建筑工程化学植筋的工程质量。 1化学植筋的施工方法和质量控制 1.1钻孔和质量控制。(1)施工前的准备:熟悉施工图要求,认真清理干净结构表面,按图纸要求,准确放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场质量负责人验收。(2)孔径及锚固深度:根据钢筋或螺栓的锚固位置,确定成孔的直径及锚固深度。若孔位处有受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均应植在箍筋内侧或分布筋内侧(若产生废孔,应清净废孔后用植筋胶填实)。钻孔直径为D+4~10mm(小直径钢筋取低值,大直径钢筋取高值),同时,最小锚固深度应满足《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJl45-2004的要求。 1.2锚固孔的清孔。(1)钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净。用气泵和毛刷清孔,要作到三吹两刷,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮液清刷孔洞内壁,使钻孔洞内达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。(2)若为水钻孔,用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干、干燥后(可用加热棒进行干燥处理),再进行下一道工序。(3)钻孔工作完后,用干净棉丝将清洁过的孔洞封堵,防止灰尘和异物落入。(4)现场质量负责人检查清孔工作,请监理验收,做好隐检记录。 1.3拉结钢筋清理。(1)在钢筋端部相应位置上做好标记,标示出除锈清理的长度范围(除锈清理的长度大于锚固深度50mm)。(2)用磨光机或用钢丝刷将除锈清理长度内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。(3)将除锈清理好的钢筋加垫整齐码放在干燥处。(4)用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净,将所有处理好的钢筋码放整齐。(5)拉结钢筋清理完,报请现场质量负责人检查。 1.4钢筋埋植。(1)钢筋锚固用胶的配制和使用方法,按照锚固用胶产品说明,并根据现场技术质量负责人要求,按比例配制且搅拌均匀。(2)盲孔钢筋埋植:先将锚固用胶注入孔深2/3;将处理好的钢筋的除锈清理端朝向孔洞,边向同一方向旋转,边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔的洞底部为止。插筋到底,如无锚固胶从孔内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至有锚固胶溢出洞口为止。(3)通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔的两端用环氧砂浆封堵(封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔);待环氧砂浆凝固后进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;然后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。(4)垂直通孔植筋:方法同通孔钢筋埋植,只是注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为止。(5)已埋植好的钢筋要做好保护工作,埋植完成,挂明显标志牌,以防锚固胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植的效果。(6)用棉丝蘸少许丙酮,清理孔周围遗留的胶,清理工作面的垃圾。(7)植筋胶有一个固化过程,具体时间以植筋胶的品种而定,在锚固用胶固化前,应对埋植好的钢筋进行必要的围挡保护。(8)钢筋埋植工作完成,报请现场质量负责人检查验收。 1.5施工中需注意的事项。(1)植筋胶在每次使用前应检查包装桶内胶有无沉淀现象。(2)施工过程中要注意:孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、植筋胶配合比是否准确、搅拌是否均匀。孔内植筋胶是否密实充溢,决定锚固效果的好坏,要特别注意。(3)施工现场温度过低时,应对植筋胶及锚固位置预热。2化学植筋的质量检查与验收 2.1植筋施工时必须严格遵守《混凝土结构加固技术规范》和《混凝土结构后锚固技术规程》的施工要求进行施工。 2.2钻孔位置中心线偏差应符合规定、深度不得低于设计要求。 2.3植筋数量不得低于设计数量。 2.4如受结构构件的尺寸、钢筋、预埋件等影响,钻孔位置、深度、数量不能满足设计要求时,应及时向监理、设计单位反映,做相应的调整。 2.5严格按照施工图和相关规范的质量要求进行施工。 2.6各项技术指标应达到规范规定的数值。 2.7锚固用胶应有产品合格证,质量要有保证。 2.8钢筋锚固工作完成后,自检合格,并填写分项工程报验单报请监理、总包单位验收。 3化学植筋锚固承载力的现场检验方法 3.1基本规定。(1)混凝土结构后锚固工程质量,应进行抗拔承载力的现场检验。(2)锚固抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件,可采用非破坏性检验;对于重要结构构件及生命线工程非结构构件,应采用破坏性检验。 3.2试样选取。(1)锚固抗拔承载力现场非破坏性检验采用随机抽样办法取样。(2)同规格,同型号,基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽样数量按每批锚栓总数的l‰计算,且不少于3根。 3.3检验方法。(1)加荷设备支撑环内径D0。应满足下述要求:化学植筋D0≥max(12d,250mm)。(2)锚栓抗拔检验可选用以下两种加荷方法:a.连续加载:以匀速加载至设定荷载或锚固破坏,总加荷时间为23分钟。b.分级加载:以预计极限荷载的10%为一级,逐级加荷,每级荷载保持1~2分钟,至设定荷载或锚固破坏。 3.4检验结果评定。(1)非破坏性检验荷载下,以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象,且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时,应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。(2)对于破坏性检验,该批锚栓的极限抗拔力满足规范的要求。 3.5常见的几种破坏形式。(1)混凝土锥体破坏;化学植筋受拉时混凝土基材形成倒锥体破坏形式。(2)混合型破坏:化学植筋受拉时形成以基材混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。(3)胶筋界面破坏:化学值筋粘结型锚栓受拉时,沿胶粘剂与混凝土孔壁界面的拔出破坏形式。 建筑工程化学植筋,是一种便捷、使用灵活、成本低、质量可靠的新型施工技术,在建筑工程中得到较快的推广和发展。也因为其在建筑结构中的重要作用,应该对其设计、施工、检测个各环节的工程质量给予充分的重视。目前专业的化学植筋人员较少,人员素质也有待提高。应该加强从业人员的技术规范培训,重视施工过程的管理,加强工程质量检测,使这项新型施工技术得到更快更好的推广和运用。 工程化学论文:环境工程化学实验教学改革探讨 如今,化学实验教学不仅仅是对学生进行传授知识和技能、训练科学方法和思维、提高创新意识与能力、培养科学精神和品德的有效形式,更是服务社会的一种重要试验手段。分析化学实验的应用性、实践性较强,它对于学生获取新知识、实现知识和能力的转化、理论与实践的结合起着举足轻重的作用[1、2]。目前,环境问题频频发生,社会对研究环境方面的人士寄予“厚望”,希望能够将理论知识转化为实践,研究并解决其中的问题。因此,培养环境工程应用型和创新型人才已是高等院校的重要职责。而从分析化学实验教学方面,可以与环境学科融合,做出一些方面的改革或改进。文章融合环境工程专业的理论知识对分析化学实验教学提出改革,旨在提高学生的创新性和实践技术能力,为分析化学和环境工程专业实验教学体系的完善和发展提供参考,为新世纪环境工程专业应用型和创新型人才的培养提供一定的指导方法。 1结合环境专业特点,优化实验教学内容 传统的分析化学实验教学内容单调,验证性实验多,综合性、设计性实验少[3],学生的思维能力和操作能力受到了影响,极大地限制了应用型人才的培养。如果实验教学以社会关注的环境问题为背景,将相关科研项目引入到实验教学中,以解决实际问题为目标,优化实验教学内容,不仅使学生掌握了一定的科学研究方法,培养了一定的解决问题的思路和能力,还将引起学生的科研兴趣[4],促进了分析实验教学与人才培养的良性循环。例如,河池学院教师申请了有关广西南丹矿区重金属污染土壤的修复项目,在分析化学实验教学中可以将项目中测定矿区中的微量重金属铜和锌含量引入其中。先向学生介绍铜和锌的物化学性质,及其对环境的污染、危害等。然后简单介绍南丹矿区重金属污染的情况,铜锌的监测方法,可选用络合滴定法,也可选用原子吸收法,教师顺着科研的思路进行讲解,然后对其测定过程进行讲解与演示。这样,学生从中学习到了滴定法中的络合滴定,以及仪器分析法中的原子吸收法的设备和操作方法等等,对该测定的过程中不仅产生了较多的兴趣,还接触了科研项目,将知识学以致用,为以后的毕业设计起到了较好的铺垫作用。 2增加环境方面的综合设计性实验,提升学生综合实验素质 分析化学实验教学,一方面注重培养学生的基础性实验技能,来提高扎实的专业基础素质。另一方面注重培养学生的独立和创新能力,增加了综合性、设计性实验项目的设定。基础性实验技能是片段式的,大多是验证性的实验。综合设计性实验可将本课程的综合知识或者与本课程相关的课程知识有机地综合在一个实验当中,从而使学生将所学的知识扩大化,更高效地去理解、掌握和巩固所学知识,进而提高学生分析问题和解决问题的能力,并提升学生的综合实验素质[5]。例如,在分析化学实验教学中,可以结合河池学院承担的广西东兰坡壕湖的水质监测项目,开设对其水质科学综合性、设计性实验研究。教师可根据学生所学的理论知识及实验方法,设计“水体特性分析与质量评价”、“坡壕湖水质测定与建模”等实验。学生通过查阅文献和有关书籍设计实验方案,独立完成实验,写出实验报告。有时候不可能一次成功,在多次的失败与尝试中找到最佳的方案,不仅激发学生学习的探索性,自觉性,提高了兴趣,而且培养了学生的独立工作能力、分析问题和解决问题的能力。 3运用现代教学手段,调动学生学习环境监测的主动性 分析化学实验教学的环节中,学生初次接触的仪器较多,缺少感性认识,针对这种现状,有时候运用现代教学手段无不是一种好的方法。比如多媒体。科技的进步使得多媒体教学普遍进入课堂中,是现代教育教学的重要手段。相比传统的黑板板书的教学,多媒体减少了课堂的板书量与板书花费的大量时间,同时可以通过图片、动画、录像、视频等激发学生的学习兴趣和求知欲,调动他们的学习主动性。像分析化学实验中,学习分光光度计的使用时,教学可以以对亚硝酸标准溶液系列进行测定相应的吸光度为例,而这也是测定环境空气中氮氧化物实验的一部分。教学过程中可以先从大气中氮氧化物讲起,介绍其测定方法,若选用甲醛吸收法时,教师对实验原理和过程予以讲解,通过视频让学生感性地认识大气采样器,观看采样器进行氮氧化物的采样,规范操作步骤,然后通过动画演示如何将配置标准溶液,以及标准溶液以及样品溶液的吸光值在分光光度计中测定的过程,同时对关键步骤不断强调,以及强调一些注意的事项。整个过程显得内容充实,拓宽了学生的环境知识面,全面地调动了学生学习的主动性。再比如现代教学手段中的实地参观考察。这项过程是传授知识和培养能力相结合的过程,可开阔学生的环境视野,提高学生的认知能力,全方位培养学生的实际应用能力。在实验教学中,有些大型仪器是模拟工业企业设计的,教师应参与指导学生到校外实习,在认识实习阶段以调查为主,在中期实习和生产实习阶段,带领学生去参观,由实习单位负责人给学生进行细致地讲解,让学生系统地认识设备,掌握设备的完整操作流程,把课堂知识与生产实际有机地结合起来,真正达到实践教学的目的。 4举办实验技能竞赛,增强学生的环保意识和绿色化学理念 分析化学实验操作技能是得到分析数据的基础,也是进行科学研究的关键[6]。尽管努力提高学生实验的研究性和综合性很重要,但也不能忽视了学生的基本操作技能的训练。平常在实验教学的过程中,笔者发现学生动手能力和创新能力弱等现象。为了激发学生对实验的兴趣,强化环保意识,可以开展以竞赛的方式培养学生的实验技能,强化绿色化学理念。这种技能竞赛是面向大学生的群众性科技活动,选择监测污染物为对象,尤其是对污染元素的定性和常量组分的定量分析,来真实地反映学生对基本分析化学操作和基础理论的掌握情况,找出教学中的优点和不足,使教师在今后的教学中改进教学方法和教学内容,提高质量[7];同时可以提升学生学习的积极性和主动性,激发学生理论联系实际和动手能力,加强学生理解化学原理理论,一举两得。在竞赛中可适当增加一些绿色化学的知识点,进一步增强学生的环保意识和绿色化学理念。 5结语 通过以上提出的实验教学改革,可以提高了学生的创新性和应用性能力。通过与环境工程学科的融合,坚持实验教学内容的先进性和对学生综合能力、创新能力的培养方向,并不断积累经验,分析化学实验教学会更上一个新的台阶,会更好地服务社会,为环境保护工作做出一份努力。 作者:齐国翠 单位:河池学院化学与生物工程学院 工程化学论文:高职院校土木工程专业《工程化学》课程教学的思考 摘 要:工程化学是高职院校土木工程专业一门重要专业基础课程,课程教学质量对学生今后工作的影响极大。任课教师要根据高职或三本大学生的培养目标、知识体系结构和教学大纲的要求,从选择和吃透教材的基础上,紧紧围绕化学基本原理和基本知识,广泛涉猎当代科学技术发展的新成果、新材料、新技术及环保技术新进展,确定教学内容,在教学实践中摸索和总结出科学教学方法和行之有效的教学手段,全面提高课堂教学效果。 关键词:高职院校;工程化学;课程教学;改革与实践;研究 作者介:卢森林(1960-),男,江西高安人,江西科技师范大学副教授,硕士生导师,研究方向为工程化学教学;杜思洁(1983-),女,江西南昌人,江西科技师范大学硕士研究生。 《工程化学》是高职院校土木工程专业学生一门重要专业必修基础课程。学习工程化学的目的就是要帮助土木工程专业大学生建立物质变化和能量变化的观点,提高大学生化学方面的基本素质和专业创新能力。力求从化学原理上弄清楚化学研究对象是原子和分子等结合态单元,各种建筑材料均由原子结合态单元组成的事实。一方面要求土木工程专业大学生接受化学基本知识和基本原理,认识到化学在土木工程专业中的重要性和必要性。另一方面也要求他们能从化学的角度更多地认识材料、能源、信息、环境、生命等科学技术在土木工程具体实践中的作用。要顺利达到上述教学目标,可通过实例教学手段来增强大学生的宏观认识,通过工程化学课堂教学实践来不断探索和深入研究,才能找到适合高职院校和三本院校土木工程专业工程化学最佳的课堂教学教学模式和教学方法。 一、工程化学课程教学现状分析 《工程化学》课程是高等学校非化学、化工类各专业培养现代工程技术和管理人才的必修专业基础课程。《工程化学》从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的化学问题,如材料的选择和寿命、环境的污染和保护、能源的开发和利用、信息的传递和生命科学发展等问题。深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的化学基础理论和基本知识,使学生在今后的实际工作中能有意识地运用化学的观点去思考、认识和解决问题。 《工程化学》课堂教学必须以化学原理为经,通过对物质的化学组成、化学结构和化学反应三条主线进行系列分析、探讨和摸索其内在规律来展开教学活动,突出化学知识在实际建筑工程中的重要作用;以化学在土木建筑工程实际应用为纬,从材料、能源、环境、信息和生命五个领域入手,突出化学原理、化学知识在土木工程建设中的重要作用;加强化学与土木工程学的相互渗透、相互联系和相互柔合。 《工程化学》课堂教学在选择教材体系和教材内容上的取舍,要突破化学学科的框架和体系,要根据土木工程建筑专业学生未来工作实际需要和提高课堂教学质量的要求来组织和取舍教学内容;课任教师在备课时要注重基础、突出重点和有利于大学生创新能力的培养。 采取有利于课程教学需要的教学方法和教学手段,给教师留下更大的空间,特别是在联系实际把教学搞活方面提供了方便。 高职院校土木工程专业《工程化学》教材选择是选用普通高等教育“十五”部级规划教材并根据高职院院校学生的实际,不断更新教学内容,要不断置换、积累和融入最新和最先进化学方面的研究成果。突破传统教材的局限,进一步解决了《工程化学》教学理论与实际相脱离的现象,将《工程化学》理论知识与土木工程建设实际需要有机地结合起来,融为一体,采用渗透、交叉的方式处理好两者关系。 目前,国内外已经开发出了不少《工程化学》课堂教学多媒体课件,其中不少为《工程化学》精品课堂教学多媒体课件。但是,针对高职院校土木工程专业《工程化学》课堂教学多媒体课件则非常少见,急切需要教学研究和管理部门加大《工程化学》课程课教学课件开发力度,开发出适合高职院校土木工程专业《工程化学》课程多媒体教学课件来满足高职院校土木工程专业《工程化学》课程课堂教学需求。要随着科学技术的发展和建筑材料等行业技术的发展的最新成果,不断更新和优化《工程化学》课程资源体系,同时要加强新常态下《工程化学》课程课堂教学更为科学有效的教学模式。只有通过高职院校《工程化学》课程教学改革研究,才能建立该课程科学地、完整的和有效的课堂教学模式才能科学地制定土木工程专业《工程化学》课程课堂教学实施方案,最终实现土木工程专业《工程化学》课程资源体系的科学配置,提升土木工程专业《工程化学》课程的教学质量,优化土木工程专业大学生化学知识结构和涵养。 二、工程化学课程教学存在的问题 (一)师资力量薄弱 《工程化学》课程虽然是土木工程专业一门重要专业基础课,值得注意的是,课任教师的来源,往往不是本院(系)教师,更多地来自化学化工学院和校外,学院(系)如果有自己的《工程化学》专任教也是极为少数,这校的师资配置,存在以下几个明显的缺陷,首先从化学化工学院(系)来的教师由于受化学化工学院实际工作潜移默化的影响,在实际教学过程中难免会偏重理论和偏重化学知识的教学,往往和土木工程专业的实际需求会存在一定的差距;其次,校外聘请的教师更多是通过关系介绍而来,教学水平和教学能力一时也难以评定;三是学院(系)自己的专任教师由于是个别现象,集体备课共同研习教学经验的机会必然稀少,难以做到,互相提醒,互相帮助,最终影响课程教学质量的提升;第四,缺少传帮带,总是靠自己摸着石头过河来独自探索该课程的教学模式和教学手段。因此,师资力量配置的好坏将直接影响《工程化学》课堂教学效果。 (二)教材内容局限 通过对国内大多数高职院校土木工程专业《工程化学》课程教材选择情况的统计结果表明,大多数高校采用由浙江大学陈林根主编的“十二、五”规划《工程化学基础》教材。由于陈林根主编的《工程化学基础》教材本身不是针对高校单一的土木工程专业编写的,而是面对整个非化学、化工工程系列专业为对象而编写,故教材内容虽然也涵盖了土木工程类专业所需要的内容,不仅知识面涉及广,而且从理论到应用自成体系。但是,正因为如此才难以凸显土木工程专业所需要的相对全面的建筑材料的结构及相关知识内容,据分析可知该教材相对土木工程专业存在不少关联度不大的内容。其次,教材教法缺乏实验演示实例教学模式。内容需要更新和优化,教学方法需要不断创新,教学模式要根据学校不同层次和学生不同基础进行可行性改革。 (三)教学脱离实际 不少高职院校教师受社会不良思潮的影响,受学校工作重心导向的影响,如有些学校特别重视科研工作,制定了很有诱惑力的倾斜政策,主要是对科研成果的奖励幅度较大,导致不少教师花大量的时间放在自己并不善长的科学研究上。而必须用在履行岗位职责认真钻研教材,潜心备课的时间和精力投入很有限,严重影响了优质课或精品课程的建设工作,导致不少人在思想认识出现滑坡,错误地认为课堂教学对一名课任教师来说已经不是第一要务,而只是一种义务,故此不少教师很少把课堂教学当作一名教师的第一责任。不少教师在处理课堂教学内容时,很少做深入地调查研究工作,对本专业学生具体需要什么并不清楚,故不能结合学生的实际因材施教,课堂教学与专业实际需要相差甚远,这是新常态下高校教学工作中出现的新问题必须引起教学管理部门的高度重视问题。 (四)教学模式刻板 据对高职院校当前教学现状的调查了解和分析评估,不难发现大多数教师的教学模式不仅呆板而且缺少生气,不少年青教师只能照着课件上课,对教学课件的依赖程度相当严重,几乎到了没有课件就没有办法上课的状况。有些教师板书也缺少必要的演示和推论,教师的示范作用受到较大的限制。这种教学模式,很难提升课程的教学质量,课堂教学效果不好。 (五)教学手段单一 虽然现代科学技术的发展,为高职院校课堂教学提供了现代化的教学手段,如多媒体教学,大大改善了传统教学模式存在的缺陷,为丰富了教师课堂教学手段,实现了超时空和空间的知识传送。但是,通过调查研究发现,不少年轻教师利用多媒体教学手段的层次偏低,实际应用停留在较低的层次,不能真正发挥多媒体技术在课堂教学中的优势,同时又失去了传统教学优势,教学手段显得十分单一,对课堂教学质量造成不利影响。 (六)实验教学缺乏 《工程化学》是一门实验性很强的专业基础学科,因此,必须配置相应的实验教学用场地和设备。高校土木工程专业开设《工程化学》课程,有条件的高职院校可开设与教材内容关系密切的实验课程教学,通过科学实验来证实化学原理,通过实验教学让学生有个直观和感性的认识。但是,不能不看到,高职院校土木工程专业《工程化学》课程很少设置实验教学课程,基本上是采用课堂理论教学模式,使得《工程化学》课程教学不能取得真正的教学效果,学生也没有亲身的感受,影响该课程的教学质量。 三、工程化学课程教学改革措施 (一)优化师资力量 《工程化学》和其他学科一样,在教学上要取得良好的效果,师资力量是首要问题,因此,高职院校土木工程专业《工程化学》课程师资是否科学配置也是教学改革能否取得成功的非常重要的一内容,严把师资师进口关,在引进师资时,必须注意从毕业学校、所学专业、学业成绩和思想品行都应列入考核范围内。一方面要尽可能招收优秀的985学校的硕士研究生或博士研究生。另一方面可考虑从外聘教师中择优选择,从这个方面考虑就要注意事项高校本专业专任教师名师中选择优秀的《工程化学》课任教师,外聘专业课任教师一定要做到宁缺勿滥,杜绝引入教学能力差、责任心不强、水平一般,没有发展潜力和空间的师资。第三是学校要创造良好的进修条件,将在职在岗的《工程化学》课任教师送到条件好的、《工程化学》专业教学、科研水平高特别是建立了精品课教学基地的高校培训,从高位切入,大幅度提升专任教师的教学技能和教学水平,从根本上优化《工程化学》师资力量。 (二)精练课程内容 目前,可供选择的《工程化学》教材不乏精品,但是在用于高职院校三本院校土木工程专业时,就存在明显的取舍问题,因为每一部教材,在编写时都是根据编者学校学生的专业性质组织实施的,内容分布较全、较广,不仅有化学基本原理,也涉及到化学基本粒子的性质和结构知识,同时也和物质的具体应用关系密切,特别是材料的性质和应用较为全面和具体。因此,教师在备课时,增减完全取决于教师对学生需求的把握。为了实现对教材的科学地处置,教师必须熟悉教材、熟悉学生所学专业的实际需求,花时间精讲课程内容。 (三)深入联系实际 《工程化学》课程教学需要有一个良好的教学环境,教师需要有师德修为和职业道德素养,因此必须加强教师队伍的建设工作,不仅要抓好业务工作,更要抓好思想政治工作,宣传和普及《高等教育法》,依法办学,要教育教师遵纪守法,爱岗敬业,全身心投入学校的教学事业之中。高职院校应该时刻把握正确的教育方向,把人才培养工作列为学校工作第一要务抓好落实。任何时候都不能冲击正常的教学工作,为教师创造一个良好的教学环境。学校要审时度势,抓住教师的心理动态,采取积极各种有效措施鼓励教师爱岗敬业,认真履行好教师的岗位职责,建立符合高校实际的激励机制,促使每一位教师都成为本专业的行家里手,把每一门课程尽可能建设成为精品课程,把每一堂课都成为示范课,这样《工程化学》课堂教学也将获得成功,大幅度提升教学质量。 (四)优化教学模式 《工程化学》课程教师要根据土木工程专业学生的特点,认真钻研课程内容,分析上课对象的特点和基础条件,采取合理的工作模式,以传统教学模式为基础,积极学习和掌握多媒体等现代化教学手段,根据课堂实际需要大力改革和优化现有的课程教学模式。 (五)采用多媒体教学手段 《工程化学》传统的教学模式存在明显的缺陷就是理论分析不易展开,推理过程过于复杂,不利用大学生学习吸收和消化,教师的黑板演示时间过长,工作量大,效果反而不好,学生也学得很累,教师也很累。而现代多媒体教学可通过光、电、声、像和动漫等技术手段,将复杂难以理解的数字公式做到直观化、形象化和具体化,大大提高了课堂教学效果。但其中也存在明显不足,师生之间的联系淡薄了,教学互动环节往往也被忽略了,不少利用多媒体手段教学的教师错误地认为只要做好多媒体课件,课堂教学就不成问题的错误认识,离开了多媒体就不知如何上课了。对不少青年教师来说,不是个例,可见这一问题必须引起教学管理部门的重视。 (六)密切学生的实际开展实验教学 实验教学是工程化学教学的一个重要组成部分,在教学过程中必须结合课程内容设计好易于开展的化学实验活动,通过亲身经历化学实验整个过程,加深同学们对原理及过程的认识和理解。 工程化学课任教师综合素质如何,灵活掌控课堂教学的能力如何是决定课堂教学成败的关键因素,只有课任教师熟悉高职院校土木工程专业整体知识结构体系和工作实践的经历,才能对工程化学上课内容的深度和广度把握恰当,将土木工程专学业所必须认识和了的相关化学原理和各种各样建筑材料的有一个客观的了解,客观地说土木工程专业大学生只要掌握普遍性的化学知识和建筑材料的特性及其在工程建设中的应用,就完成了课程的教学任务,完善了土木工程专业大学生的知识结构,为其顺利开展专业工作奠定坚实的化学基础。 工程化学论文:“产―学―研”模式下的《工程化学》新课程教改与实践 摘要:基于“产―学―研”高校创新平台,构筑本科生集中授课与个性化学习相结合的办学模式,旨在培养应用型创新人才。通过“产―学―研”与教师的科研相结合,在教与学的过程中,加强实践教学来突出工程实践能力的培养。鉴于此,本文以深蓝学院的《工程化学》新课程教改为契机,从课程体系与教师队伍等方面进行教学改革,实行重点章节“模块化”、解决问题“模型化”、专业问题“形象化、实践化”、工程实践与案例教学并进的教学形式来彰显机械化工专业的特色。实践表明,《工程化学》新课程改革遵循“产―学―研”模式的教学改革,教学效果显著提高。同时,有利于“双师型”教师的培养,还有助于激发学生对实践中及学术问题的思考,全面推进“产―学―研”模式的课程教改。 关键词:“产―学―研”模式;工程化学;课程教改;教学实践;深蓝学院 鉴于目前高校教学型的办学模式,考虑到本科生就业难以及现代社会对技能性人才的需求,2015年教育部启动地方本科高校向应用技术型转型,宗旨是面向工程应用培养创新专技人才。一直以来,高校习惯以“灌输―填鸭式”教学手段对学生进行教学,从而致使创新思维和实践能力受到束缚,培养出来的学生已不再适应用工单位的职业要求。针对上述问题,高等教育须审时度势,重新定位是培养科技人才还是培养工程技能人才,以便对自身的办学模式及课堂教学活动进行改革[1,2]。教学工作是学校的首要工作,但高等学校的办学思路要脱离传统单一的课堂授课模式,与时俱进,形成具有自己特色的办学模式。随着技术发展和创新形态演变,目前中国高等教育正致力于向“产―学―研”教学模式转变。 何为“产―学―研”教学模式?“产―学―研”即产业、学校、科研机构等相互配合,优势互补,形成强大的研发、教学、生产一体化的先进系统。通常是以企业技术为向导,以科研院所供给为合作方式,为科技创新服务,促进科研成果转变,其实质是促进技术创新所需各种生产要素的有效组合[3-5]。本文以江苏科技大学深蓝学院《工程化学》教改课程为蓝本,立足于教学课程与科研相结合,以激发学生在实践过程中寻求科学问题为出发点,应用专业知识去发现问题并解决问题,进一步分析了“产―学―研”模式在新形势下对高校教学模式改革的必要性,亩探讨出一条在学术科研与实践技能背景下的新型教学形态。 一、“产―学―研”高校教学模式提出的背景 我国企业职工文化素质,技术水平较低,已成为生产效率不高的重要制约因素,目前仅有少数国有大型企业开始重视岗位培训,把技术改造、科技创新同培养人才结合起来,使企业产品更新快。这说明“产―学―研结合”也是发展生产力,是提高劳动效率的客观要求。在高校教学过程中,加强实践环节,以促进理论与实践相结合,全面提高教育质量,反映了“产―学―研结合”的重要性。当前,中国正积极而慎重地推进“产―学―研结合”,其宗旨是通过企业、高校学校和科研单位紧密结合、有针对性地培养专技人才,探索出符合我国国情的“产―学―研结合”战略性课题,提高学生的综合素质,增加毕业生的就业竞争力。 然而,受传统私塾教育的影响,中国高等教育一直遵循老师的“教”为主的教学模式。现如今,实践是创新之源,实践教学是课堂理论教学的外延,是理论联系实际的重要手段,学生在实践中直接获取工程实际经验来达到学习的目的,远比仅仅聆听教师关于书本知识的介绍和讲解理解得更深刻,实践教学起到了理论教学不可替代的特殊作用。在这种情况下,“产―学―研”模式的教学便是一种新的教育形式,是一条兼顾理论专业学习与技能实践相结合的教育模式。“产―学―研结合”的教育思想,是在“教育产业化”、“教育社会化”“教育战略性”等观念上产生的。已有部分大专院校进行了一些尝试,如实行“3+1“制(学制4年,学生前3年在校学习基础理论,1年在有资质的实习单位进行专业实践);又比如,一些大学借鉴了研究所的培养模式,对硕士研究生进行“订单式”培养;此类改革措施取得了较好的教育效果,体现了我国“产―学―研结合”教育的多种途径和美好前景。 二、“产―学―研”高校教学模式改革与实践 基于“产―学―研”模式的高校教学改革,居于首位的是“产”,何为“产”?“产”即是企业的市场经济,企业寻求技术以及理念方面的新型合作,以科研院所、高校科研成果输出作为企业发展的推动力,从而使得企业在激烈竞争中可持续发展,同时也为科研院所提供实习基地和人才开发的资源。在当代“双师型”教师培养模式中,“产”是一种联合与互通,使企业和高校之间能够做到以技术和理念的输入与输出,让“产”成为“双师型”教师培养的原动力。同时,教师应重视校企间的科研工作,当取得较好的科研成果时,可进一步将成果服务于地方,与当地企业进行密切合作,进行优势互补,共同承担一些科研项目。更多的情况下,是学校和(合作)企业共同创造条件,为教师更好地“教”和学生实践性地“学”提供教学基地,促进“产、学”的有机结合[6]。实现实践教学,不仅要有一流的实践基地和科研设备,更需要一流的师资队伍,一支责任心强、水平高和充满活力的教师队伍,能在指导过程中熟悉企业生产过程,洞悉生产工艺不足,在成品开发、工艺等方面做出技术改进,并开展科研攻关,着重培养学生的科研意识和职业素养。“产―学―研”高校教学模式,如图1所示。 其次,是“学”的层面。“学”即是高校对人才的教学培养,是高等学校的本职所在。强化基础教学,触发创造性思维,积极创造实践机会,意在培养学生的职业素养与就业竞争力,是当前众多高校改革的方向。牢牢把握“教学”这一重要环节,广泛开展“大班授课、小班研讨”的教学模式。同时,教师要认清任何一门课程都有其特点,必须把握住定位,是理论课程还是专业实践课程。比如《工程化学》这是一门专业基础课(大一新生课),由于章节间连续性差,理论性强,且部分章节偏于工程实践性。于是教研室讨论决定,重点章节“模块化”,解决问题“模型化”,专业问题“形象化、实践化”。具体实施是,第3章(物质的结构与材料的性能),主要研究固体物理、原子电子排布规律及化学键能等,该章节理论性强,由专任教师授课,由形象化的PPT组成;第6章(化学反应与材料的保护),主要研究材料的腐蚀与防护技术,涉及到电化学工作站测试Tafel及EIS阻抗谱等曲线,这部分内容偏实践性,邀请实验中心老师给学生们授课,配备课内实验:不锈钢的晶间腐蚀倾向试验,由此可对章节中的曲线(Tafel曲线,阴、阳极化拐点)有了本质认识。众所周知,电化学工作站是目前研究所、电子厂研究材料电位与抗腐蚀的通用仪器,此方式可在学习理论的同时掌握电化学工作站的操作规范及相关技能,提高了就业竞争力。 最后是“研”的层面。“研”是高层次要求,是在“学”的基础上的演变与升华,是对研究生的要求。然而,部分应用型本科院校却片面强调“实践技能”在培养模式中的重要性,而忽略了“专业理论”基础。鉴于此,《工程化学》新课程改革必须用科研来指导教学,并不断更新和完善课堂以及实践教学内容,最后将教学中所得出的结论回归专业理论,从而使学生真正做到理论与实践相结合,形成一个密闭循环的完整的知识体系。积极要求学生参加本科生创新计划(简称“本创”),鼓励学生走进实验室,在遇实际问题时用专业知识来解决,体现“学-研”结合[7]。 三、“产―学―研”教学模式在《工程化学》新课程教改中的应用 浙江大学陈林根《工程化学基础》第二版,教材内容非常综合且章节连续性差,具体涉及固态物理学与原子晶体(第2,3章),化学反应与能源(第4章),水溶液酸碱平衡(第5章),化学腐蚀与高分子保护(第6章)等。此外,苦于实验课时有限,32节课时中仅安排4节实验课(2节塑料注射成型+2节不锈钢的晶间腐蚀倾向实验),这样的教学计划依旧坚持的是传统的“灌输-填鸭式”模式教学,经过2学期的考核,结果很不乐观,不及格率在15%左右,优秀率也仅有10%,教学效果不理想。2次课内实验,也仅有少部分头脑灵活的优等生掌握了电化学工作站的基本操作规范及相关原理。 为了更好地提高教学质量,新学期对《工程化学》进行了课程改革,实行模块化教学,分章节解析,同时利用实验中心的资源进行多样化教学,避免枯燥单一课堂教学。具体改革措施是:(1)理论课堂。采用形象化案例教学,注重工程实践与实例来层层剖析,将抽象概念与易懂的物理模型对应来进行解释,例如2.1章节“配合物”定义及命名时,同学们感觉比较抽象难懂,我们采用的是模块化教学,阶梯式深入,对于配合物的复杂组成进行层层剖析,外界原子价态、配位原子个数等优秀知识点,通过分类举例形式展开教学以寻找规律;(2)实践课上,例如2.3章节表面活性剂,阴阳表面活性剂与润湿性(亲、憎(疏))两者联系起来讲解,用液体表面张力来解释表性活性剂的作用(结合示意图进行理论推导),并用润湿角大小来定量判断授润湿性好坏,当润湿角θ 四、结束语 培养具有创新精神的应用型人才是当代社会发展的必然,也是地方普通本科高校改革发展的宗旨所在,特别是像江苏科技大学这样的普通工科院校,必须树立“面向工程应用,培养创新人才”教学宗旨,要求“双师型”教师不断充实和丰富自身专业知识以及实践技能的平台和载体,在授课过程中,实现“产―学―研”角色的转换,激发同学们的思考问题和解决问题的能力。“产―学―研”模式的提出,是高校教W模式改革的旗帜,要求理论教学与工程实践相联系。 因此,深蓝学院老师《工程化学》授课时,采用“大班授课、小班研讨”形式的教学模式中,建立多种考核方式以及评价制度,取得了很好的教学效果。在课堂第一线触发学生的“思考问题”能力,实行重点章节“模块化”,解决问题“模型化”,专业问题“形象化、实践化”,执行工程实践与案例教学结合的形式来突出机械化工专业特色,使学生在实践教学过程中发现问题,在学习过程中分析问题,在科研过程中解决问题,真正推动“产―学―研”一体化的教学模式, 工程化学论文:纺织工程专业工程化学课程教学改革的实践和探索 摘要: 针对目前工程化学课程教学的现状和问题,结合纺织工程专业的特点,作者采用整合教学内容,注重与专业基础课之间的衔接,加强教学内容与日常生活/生产以及科学研究之间的联系,采用多媒体与传统教学方法相结合的形式教学,并开设实验环节等多种手段对工程化学的教学进行改革,取得了较好的效果。 0引言 《工程化学》就是建立在化学知识与工程实践之间的一门桥梁学科,目的就在于将化学的基本知识以及一些新兴学科和应用学科的信息传授给学生。但是,工程技术具有非常广泛的范畴,内容十分庞杂,这导致很多工科院校的工程化学教学存在着各种弊端,例如教学内容不够系统、知识点比较零散、不同的专业区分相对较小,缺少与专业的衔接内容;学生在学习过程中体会不到这门课程与自己的专业有什么关系,缺少学习动力等等,因此有必要打破传统的教学内容和教育模式,建立一套符合实情的新的工程化学教学体系。针对此现象,作者对我校纺织工程专业的工程化学教学进行了改革。 1整合教学内容,做好衔接 我校纺织工程专业是浙江省重点专业,其目的在于培养纺织品设计、纺织技术与贸易相结合的具有复合型知识结构的高级工程技术与贸易人才。该专业特点决定了学生们将来涉及较多的是有机材料,鉴于此,对工程化学教学内容进行了如下整改:选用李成琴等主编的《纺织有机化学》为教材,重点讲述与纺织专业关系密切的传统有机化合基础知识,以官能团为主线区分各类有机化合物,介绍其分类、命名、结构特点及物理化学性质,分析各种反应的发生机理和历程;增加物质结构基础知识,为随后的杂化轨道和电子效应的接受和理解打基础;将现代分析测试技术-红外光谱和核磁共振谱作为教学重点内容;增加表面活性剂、染料化学和高分子纤维等专业基础知识,介绍专业相关的表面活性剂、染料和高分子纤维的结构、性质及应用,以便于更好的与专业课相衔接;学习过程中引入有机化学史和人名反应及相关小故事,以活跃课堂气氛,增加学生对该反应的印象。另外,在对工程化学教学内容的改革中,要合理安排化学理论基础和工程技术在教学中所占比重,一方面,根据教学条件和专业实际,在理论基础教学内容上适当取舍;另一方面,联系工程实际,介绍现代有机化学在工程技术中的最新应用。 2与实际生产和科研相结合,激发学习兴趣 作为一门基础学科,化学与我们的日常生活关系十分紧密,尤其是有机化学和有机化合物,充斥着我们生活的每一个角落,如果将抽象的教学内容与我们的日常生活或者实际生产联系起来,使学生们亲身体会到知识的力量,将会对学生的学习带来莫大的推动力。因此,在介绍到与课本相关内容时,可考虑引入一些实际生活或生产中的实例,例如在讲解氨基酸和蛋白质时,可以引入卤水点豆腐的机理和用鸡蛋清来减少汞吸收的生活小知识;在介绍到表面活性剂的时候联想到日常生活中去污清洁物质的使用等,使学生感到化学是一门渗透到我们生产、生活各个领域中的学科。 3丰富教学形式 由于工程技术的发展迅速,抽象的微观结构和最新的仪器设备很难用传统的教学模式直观地表达和展示。为了适应新的教学计划,又不降低教学要求,我们采用计算机辅助的多媒体教学方法和手段,加大课堂的教学信息量,创造良好的授课环境,以提高课堂教学效果。例如在讲解卤代烃的双分子亲核取代反应过程中的瓦尔登转化时,仅以板书或者口头讲解很难给出一个立体、形象的解释,而将该过程用多媒体形式演示出来,会帮助学生理解,加深记忆。但是我们又不能完全摒弃粉笔板书的教学形式。有机化学中需要理解记忆的知识点有很多,课堂讲解要对这些知识点进行详细展开,这时候采用板书形式将有利于所讲内容的逻辑组织和讲解速度的控制,帮助学生达到理解性记忆。 4开设实验环节 化学是一门实践性和应用性都很强的科学,其发展和对其反应机理的理解都是以实验为基础的。因此,化学实验是每个学习工程化学的学生必须要经历的一个实践性环节。我们利用有限的学时,安排了蒸馏、萃取、精馏和重结晶等实验,并要求学生自己设计方案,进行实验操作,然后独立撰写实验报告,这一系统的工作不仅加深了学生对理论知识的理解,也培养了学生面对问题,独立思考、解决的科研能力,打破了化学学科的神秘感,使学生直观地体会到化学的本质和价值,收到了很好的效果。 5结语 工程化学是我校今年来开设的新课程,因其新,故有很多地方还不太成熟,有待于改革完善。在采取了整合教学内容,理论联系实际,加强基础课和专业课之间的衔接和渗透,采用多样的教学形式,加强实验环节等方法来对工程化学的教学进行整改后,学生们的学习目标明确,学习兴趣大增,在掌握理论基础知识的同时提高了实验动手能力。而在教学的同时,我也深深体会到有机化学学科的博大精深,感受到了肩负的重任,这为我更加努力进行工程化学教学改革增加了信心。我相信随着教学经验的不断积累和教学改革的不断深入,工程化学的教学内容和方法会日趋完善,对其进行的改革和实践研究还会取得更新的进展。 工程化学论文:土木工程专业《工程化学》教学中的一些体会和认识 摘要:针对大一新生和土木工程专业的特点,结合自己的教学实践,从重视第一堂课、理论联系实际、改进教学手段和改革教学模式四个方面就如何提高土木工程专业《工程化学》的教学质量浅谈了几点体会和认识。 关键词:工程化学;土木工程专业;提高教学质量 工程化学作为培养“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的高级工程人才必需课程,是我校土木工程专业本科生的一门基础必修课,是该专业学生大学期间所学的唯一一门化学课程,因此,该课程的开设对于学生在今后能够有意识地运用化学原理去思考、分析和解决实际工程问题的科学思维培养具有重要作用。 工程化学对于大学一年级的学生来说,存在着内容多、学时少、理论性强、概念抽象等因素,因此笔者针对我校土木工程专业认证(评估)中对《工程化学》人才培养的要求等特点,就如何让工程化学的教学得以更好地实施,从而激发学生的学习动力,提高教学质量这一课题,结合自己的教学实践,浅谈几点体会和认识。 一、重视第一堂课,激发学生的学习兴趣 对每一位刚刚踏入大学的新生来说,大学是一个全新的学习和生活环境,学生对周边的事物存在着新鲜感与好奇心。绪论课作为一门课程的第一堂课,是课程的开场白和宣言书,是师生之间的第一次接触。俗话说:美好的开始是成功的一半,因此,上好第一堂课在整个学科教学过程中有着特殊的地位和重要的影响。笔者认为,为了上好这第一堂课,需要做好以下几个方面: 1.注重教师的言谈举止和仪表风范。学生对任课教师的第一印象在一定程度上会影响到学生对这门课程的学习态度,因为学生对教师本身也存在着一定的好奇心。教师若能着装整洁得体、仪表端庄大方、教态自然,并以精练、准确、幽默的语言把知识讲授给学生的话,定会吸引学生并提高教师形象,进而缩短师生心灵之间的距离,达到“亲其师,敬其人,信其道”的目的。 2.明确教学目的和教学要求。土木工程专业的学生拿到教材后,难免会有些困惑和不解,比如大部分学生会想“为什么要学这门课?”、“学什么?”、“学了有什么用?”等问题。说到底,这就是我们教学目的和教学内容的问题。因此,上课之前,教师必须吃透教材内容,明确教学目的,做到心中有数。针对土木工程专业的学生,笔者认为可以根据土木工程注册师基础考试大纲的要求讲起,这样既能很好地回答学生的这些问题,又能让学生明白如果不学该学科或没学好该学科会带来什么后果,会给自己今后的学习和生活造成什么影响,通过这种反证法说明该学科的重要性,以引起学生对该学科的重视并端正他们的学习态度。 3.了解学生的基础,因材施教。我校土木工程专业的学生来自全国各地,学生的知识水平参差不齐,部分学生特别是新疆、西藏地区少数民族学生因为高考的时候没有选择化学,所以化学基础比较薄弱甚至还停留在初中阶段。因此,在第一堂课上,有必要了解一下学生的真实情况,对他们的化学基础做好充分调研,为后续的教学工作做好准备。笔者所在学校针对新疆、西藏地区少数民族学生的课程管理中,规定任课教师应对民族生增加课程辅导,并安排一定的测试,以便及时了解学生掌握情况。 二、理论联系实际,提高学生的学习热情 当代大学生都是“90后”,他们对于知识的学习常常是按照兴趣而进行的,为了吸引学生的注意力,在教学过程中,不仅要重视对化学基础知识的讲解,还要介绍一些与专业相关的科技成果,提高学生的学习热情。比如,材料的腐蚀是建筑工程务必关注的重要问题之一,其中钢筋的腐蚀对工程影响较大。因此,在氧化还原与电化学章节的教学中,可以从电化学的原理出发,介绍混凝土对钢筋的保护作用以及钢筋腐蚀的电化学性质等内容;再如,在讲解溶液和离子平衡时,可以从化学的角度分析水体的污染源以及对废水的处理方法等,结合酸碱理论介绍用中和法处理酸性或碱性废水,或者利用溶度积规则来判断废水中的某种金属离子是否已经完全除去,使其达到排放标准等等。这样一来,可以让学生体会到工程化学对他们进一步深造和未来从事的工程设计施工或管理行业具有非常重要的作用。 此外,笔者认为,在教学过程中需要穿插一些贴近生活的教学案例以丰富学习内容,从而增强学生对化学知识的记忆。在热力学中引入描述混乱度大小的物理量――熵时,可以多举例一些从有序到无序的生活案例,如水自动地从高处往低处流;再如在一杯水中滴入几滴红墨水,则红墨水就会自发地扩散到整杯水中等。在讲解催化剂对反应速率的影响时,要让同学们了解催化剂有正催化剂也有负催化剂,如橡胶中的防老化剂、食品中的防腐剂等都是负催化剂;此外,通过在混凝土中加入一定比例的橡胶粉,不仅可以提高混凝土的韧性、变形能力、抗冲击性能,而且还拓展了废旧橡胶的应用领域,实现了固体废弃物的资源再利用。通过以上种种讲解,使学生真切感受到化学知识可以广泛应用于我们日常生活中。 三、注重教学手段的改进,发挥学生的主动性 笔者认为在教学过程中应充分利用现代教学手段,一方面可以采用大量的图片、视频等生动形象地展示与知识点相关的化学原理或实际工程,使同学们对土木工程中化学知识的应用有一定的感性认识;另一方面还可以将工程化学中抽象的概念具体化,如在讲解杂化轨道理论时,可以将整个杂化过程用三维立体动画的形式表示出来,能使学生直观地看到杂化前后轨道的数目不变,但是杂化后轨道的伸展方向和形状却发生了改变。 任何一种教学手段都有利有弊,多媒体教学也不例外。在公式推导等章节,如弱酸或弱碱的解离平衡、缓冲溶液pH值的计算以及能斯特公式的推导和应用等,笔者认为则宜用板书书写,适当地放慢教学进度,可以方便学生跟进思考,便于理解和接受,提高教学效果。 四、多种教学模式的相结合,培养学生的自主学习能力 由于我校土木工程专业《工程化学》课程面向的是大一的新生,他们大多数人还处于初入大学的迷茫期,通常表现为自学能力、独立分析问题能力、灵活运用所学知识能力、实践和创新能力等方面比较欠缺。而科学的教学模式是实现教学目标、保证教学质量的重要手段;不同的教学内容若能与不同的教学模式相匹配必能相得益彰。因此,在教学过程中,笔者认为教师一定要善于巧设问题情境,或将需要教师主讲的一些内容转换成思考题的形式进行教学,尽可能采用启发式、互动式、探索式、研究式等多种教学方法将结合,针对不同的教学内容采用不同的形式组织课堂教学,来改变“填鸭式”的传统教育模式,培养学生自主学习、分析问题和解决问题的能力。如每1―2次课设立一次3分钟左右的学生讲授环节,选择一位或两位同学对已学或即将学习内容的一个知识点进行讲授;或要求学生在学习某个知识点前,走进图书馆去寻找和构建贴近自己专业的生动教学案例,鼓励同学们主动面向全班同学进行阐述。因此,学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习,做好充分的准备,也达到了培养学生的自主学习能力的目的。 结语: 在结合专业特点和学生实际情况的前提下,教师在教学过程中应重视第一堂课,给学生留下良好的第一印象;合理组织教学内容,理论联系实际;改革教学方法,利用多媒体和传统板书有机结合,增加实际工程或生活案例,这些方面都能够有效地提高学生学习兴趣,培养学生的自主学习能力,达到提高教学质量的目的。以上即为笔者讲授工程化学课程中的一些体会和认识。 工程化学论文:土木工程专业工程化学课程的教学实践与思考 摘要:工程化学是土木工程专业的一门重要的基础课程,课程的教学目的是培养学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。本文通过阐述对新疆大学建筑工程学院土木工程专业工程化学课程理论教学内容的优化、实验教学内容的更新和完善以及课程考核方式的多元化改革内容的教学探索,希望能为工程化学课程的教学改革和提高教学质量积累一些经验。 关键词:工程化学;教学实践;教学改革 工程化学课程是针对高等院校非化学化工专业本科生开设的公共基础必修课程,在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位,工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系,训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。工程化学课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、生命科学的发展等有关化学问题,使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,促使学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此,工程化学课程的学习对非化学化工专业学生的全面培养起到相当重要的作用。 由于高考化学课程所占比例有所降低,过去原本在中学化学课程中讲授的内容放到大学来进行学习,工程化学基础课程对于现在非化学化工的大学一年级学生来说,存在着内容多、学时少,新名词新理论多、跨度大等问题,学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。因而,在大学里工程化学的教学就显得尤为重要。 新疆大学建筑工程学院自2014年通过国家教育部土木工程专业评估后,为提高我校土木工程专业学生的化学素养及基本化学实验能力,将工程化学课程教学课时从原来的28学时调整为36学时,并增加了10学时的实验课课程教学。因此,如何在这有限的课堂教学和实验教学中提高我院土木工程专业学生的化学素养,让学生能在今后的学习和工作中能够有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题,是摆在工程化学课程授课教师面前的紧迫任务[4]。对此,笔者结合我院土木工程专业讲授工程化学课程的经验,结合我院大一新生特点,根据工程化学课程的内容并结合土木工程专业后续课程内容的需要,对工程化学基础课程的教学方法进行实践与思考。 一、优化课程教学内容 目前,工程化学课程使用化学工业出版社出版的贾朝霞教授主编的《工程化学》一书,全书从物质的聚集状态、化学反应的基本规律、溶液的离子平衡等基础理论出发,结合了无机材料、有机材料、常用油品和化学与环境保护等内容,适用范围较广。 结合我院土木工程专业的人才培养目标,对工程化学课程的基本知识、基本原理、专业知识和技能知识的讲授比例进行了优化,在保证基本知识和原理内容的教学课时的基础上,通过增加课程学时的办法,较大比例地增大了课程的专业性和技能性。当然,要想在有限的学时数里让学生掌握工程化学课程中涉及的所有内容,这是不现实的。因此,就需要教师在有限的讲授课时中,让学生真正领悟到化学是一门与我们生活息息相关的科学知识,激发学生学习兴趣,进而产生一股潜在的驱动力让学生提高自主学习的能力,使他们愿意将其学好、学透。 工程化学课程相较于化学化工专业的普通化学课程而言,是让非化学化工专业学生从较为具体和实际的化学角度认识和分析解决工程技术中的问题,这是一种通向学以致用的途径。因而工程化学课程应该有明确的专业针对性。因此,在基础理论的讲解过程中,对于应用量子力学的知识去理解核外电子运动状态的这部分内容,这部分教学内容笔者认为应重思维而轻具体内容,只需要求学生对量子力学解决原子结构问题的思路即可。讲授过程中可以较为系统地介绍人类认识微观世界的发展过程,从道尔顿提出的原子学说到卢瑟福的含核原子模型,由波尔理论、鲍林规则到量子力学理论的产生后,人类是如何逐步深入的探究微观粒子的运动状态、化学键和分子结构。使学生认识微观世界的本质,了解和掌握波粒二象性、测不准原理以及化学键的成键本质;再从微观本质的基础上,进一步学习化学变化的宏观现象,介绍如何运用这些原理来指导实际的科学问题。如可以现代液晶电视中分子间作用力是如何被表征的;混凝土中减水剂分子是如何通过表面化学现象实现高减水的等等。这样可使知识的讲授环环相扣,也避免了枯燥的理论满堂灌。 二、实验教学内容的更新和完善 工程化学实验是工程化学课程体系的重要组成部分,是培养学生工程实践基本素质的一个重要环节,为将来运用工程化学知识解决和化学有关的实际问题打下一定的基础。以往工程化学课程的实验项目多为验证性实验,如化学实验仪器的基本操作、酸碱滴定等,实验内容比较单一,综合性和设计性实验项目偏少,不能有效培养学生综合运用化学知识解决问题的能力[5];并且对于土木工程专业学生来说也无法突出专业特点,与后续专业课程的学习衔接性不好。 目前,我院对工程化学实验课的开设提出要积极增加综合性、设计性和创新性的实验项目,压缩验证性实验项目的要求。对此,实验室将原有化学实验仪器的认识和电子天平的使用、双指示剂法测定混合碱液中组分含量、水质检验及水硬度测定、氧化还原与电化学、固体氯化铵生成热的测定等五个实验调整为化学实验仪器的认识和电子天平的使用、粗食盐的提纯、水泥熟料中二氧化硅含量的测定和金属的防护与防腐等四个与今后专业课程内容联系更为紧密的实验项目。而且我院在实验室规定的开放实验时间内,学生可以通过查阅资料、拟定方案、设计实验并和老师讨论后可进实验室进行实验项目工作的开展,让学生自我发挥的空间更大。 新开的实验课项目在满足实验的基础性和创新性的前提下,注重了实验的设计与综合。大学实验课较为强调作为主体地位的学生在实验过程要有发散性的思维,敢于试错。指导教师要尊重学生的主体地位,不能再以教师为中心或者以知识权威者的身份进行知识的灌输,而是把学生作为中心,围绕学生的特点需要,以帮助学生学习不断进步为目的,与学生商讨问题,解决问题,把工程化学实验室建造成为大一新生步入的第一个进行研究性学习的场所,让他们学会利用大学的有利环境,锻炼提高自身的专业能力、心理能力和社会适应能力。 通过实际教学发现,根据专业需求设置实验项目内容,在大一新生掌握他们所需的化学知识和实验操作技能的基础上,还可使他们对今后所学专业的应用前景有一个初步的了解。 三、课程考核方式的改革 当前,工程化学课程在大一入学第一学期开设,我院对于土木工程专业将其设定为考查课。这对于大一新生来说,考核方式与高中一场接一场较为狭隘的学习目标有所不同。大一新生对大学的学习抱有强烈的好奇心,但经过对大学课程的接触后就会发现大学教学内容、方式和手段与中学时有很大差异,对于长期习惯于学生和老师捆绑式的鸟儿喂食的教学方法的大一新生开始感到茫然,很难在短时间里找到适应大学阶段的学习方法。而工程化学课程内容多、学时少、跨度大,入学的大一新生往往稍不努力学习,就会感觉学习吃力。高考胜利所带来的良好感觉将逐渐消失,精神压力也感觉较大。对此,笔者认为在授课过程就应指出大学工程化学课程与高中化学课程学习的巨大差异性,其中,课程的考核方式不在是单纯依靠期末的卷面成绩,而是要更多考查学生自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。 考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(80%)这种传统的理论课考核权重方式和大一新生高中阶段的学习考核方式相仿,比较侧重于终结性的评价,笔者感觉这种方式由于与高中学习考核方式的相仿而不利于调动大一新生的学习积极性;对此,我院工程化学课程考核方式调整为考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(40%)+个人专题论文(20%)+团队创新实验(20%)这样六部分构成。考核方式的多元化改革是希望学生逐步提高自主学习和团队合作的能力,在这种新体系的考核方式中,更突出了过程性考核,有利于学生将来走向社会后的职业发展。 四、结束语 通过实际教学发现,化学作为一门与工程实践紧密结合的基础科学,不仅要让学生掌握好基础理论,更要让学生学会运用所学的理论知识思考、解决所面对的生产实生活中的实际问题。 由于当前工程化学课程设置的教学时数和实验课时数相对较少,有限的学时往往也限制了部分教学方法和手段的使用,这些问题和不足,笔者认为随着今后互联网的蓬勃发展,信息化建设水平的不断提高,今后可在网络教学平台上搭建出一个不受教学时间和空间限制并且教师与学生能够良好互动的24小时教室。 总之,工程化学课程的教学改革取得了一些成绩,积累了一些经验,但改革是一项长期而艰巨的任务,需要相关教师在当前学校以教学为基础、以科研为导向的政策支持下,付出更多的努力。 工程化学论文:《工程化学》教学与考核模式的改革经验 摘要:本文根据西北工业大学理学院普通化学教研室面向全校非化学化工专业学生多年来的教学经验与体会,分别从教学模式以及考核模式两个层面介绍了我校由普通化学向工程化学转变的教学改革过程中取得的教学经验。旨在与国内兄弟院校相互交流教学经验及体会以共同提高工程化学教学效果。 关键词:工程化学;教学模式;考核模式;教学改革 《普通化学》是一门介绍化学领域及其分支领域中的基本化学原理及物质结构的课程。在我校,该课程多年来一直是面向全校各工科院系的公共基础课。由于是全校面上课程,因此一直采取全校统一教学大纲,统一命题,统一考试的教学及考核模式。在多年的对不同院系的《普通化学》教学实践中,我们发现,各个院系对化学知识的需求不尽相同。以材料学院为代表的非化学类院系专业在以后的工作或科研中对化学知识的需求较多,所以他们希望学到更加系统更加深入的化学知识,目前《普通化学》教学内容满足不了他们对化学知识的“大胃口”。而以机电学院、电子工程学院、自动化学院等为代表的这些学院的学生工作后虽然也需要化学知识和思维作支撑,但是他们对化学不需要系统的纯学科教学,系统地教学会使他们“吃的太撑”,“消化不良”而产生“知识过剩”,进一步使学生产生厌学情绪[1,2]。因此,如何针对各个学院对化学知识的不同需求对《普通化学》课程进行改革,让学生做到“为用而学”、让老师做到“为用而教”是该门课程亟需解决的问题。针对以上问题,我校基础化学教研组在经过详细的调研、分析、讨论后,乘着我校本科培养方案改革的春风,对《普通化学》课程开展了一系列的改革,针对不同院系开设“私人定制”式的教学计划。如:对我校机电、电子、自动化等学院开设《工程化学基础》课程,以“少而精”为原则,避免一味强调化学的系统性,突出以这些院系的工程应用为基础,讲授化学原理、化学知识在工程中的应用。针对特定的专业将化学教学由《普通化学》转变为《工程化学》后,如何在教学手段及内容上进行改革国内兄弟院校已有不少报道。如王艳芝等人[3]提出在教学中需要反映当代科技前沿并渗透环保意识及可持续发展思想。杨华玲等人[4]提出在教学中需将板书与多媒体技术有机结合起来。王斌等人[5]提出应在教学中引入前沿知识、设置创新实验进而充分提高学生的科学素质和创新能力。几年来,关于如何激发学生学习兴趣并建立良好师生互动的改革也有所报到。如:吴芳辉[6]提出通过设置疑点或悬念诱发学生质疑能有效发掘学生的潜能。原长洲等人[7]提出通过构建和谐的师生关系使学生亲其师而信其道。岳彩波等人[8]提出的“引诱式”教学方式可增加师生互动环节,在调节课堂气氛的同时也加深了师生之间的友情。钮金芬[9]也介绍了如何让教学内容“动”起来的经验。上述文献中关于师生互动的改革在一定程度上提升了学生参与教学的主动性,但是关于教学中学生的“主体地位”属性还没有真正体现出来,另外师生互动也仅局限与课堂上,课堂外的师生互动模式还少见报道。因此,本论文本着与国内同行交流的目的,从教学方式以及考核模式等方面介绍我们在《工程化学基础》教学方面的一些经验及改革措施,重点突出学生参与教学的“主体地位”特性。 一、教学方式的改革 1.横向交互式授课模式。传统的以教师为中心的“灌输式”教学模式,与现代教育理念已经格格不入;因此如何让学生从被动的知识接受者变为主动的知识学习者尤为重要。这就要求老师要相应地从知识传授者变为学生学习知识过程中的参与者,指导者。近年来在《工程化学基础》课程的教学中,我们探索了“横向交互式”教学模式,主要表现为两个方面:①在老师讲课过程中学生随时可以提问,并讨论。这样,有效增加了师生互动,使学生的问题及时得到解决。但是,这种模式需要老师对学生提的问题做宏观把控。即学生提的问题如果是共性问题,那么可以在课堂上组织大家讨论并在最后给出老师的意见。如果老师认为学生的问题太过简单,则为了避免耽误大家的时间,则可以告诉学生下课找老师解决。②让学生参与授课,老师作为听众,为学生做点评。即:老师可以找一些与最新科研动态相关联的选题,让学生分组去搜索、阅读、整理资料、形成报告,并参与到课程的讲授中来。如下页图1所示。 图1(a)为郑同学将化学与能源工程相结合讲授关于太阳能电池方面的知识,体现了《工程化学》这门课程的工程特色。图1(b)为王同学结合我校的国防特色,给同学们讲解化学武器方面的知识,极大地激发了同学们对化学的兴趣,同时也提升了同学们对我校作为一所国防特色院校的热爱程度。图1(c)为任同学讲授太阳帆材料的选取及相关原理,与我校三航特色密切相连。图1(d)为赵同学讲解食品制作中的化学原理,并结合我校3D打印技术的优势讲解了通过3D打印技术打印食物,该同学的讲授极大地引起了班上“吃货”同学们的兴趣。另外还有同学将化学知识与人的不同情绪相结合,讲解了引发人们不同情绪的一些生物物质如梅拉多宁、乙酰胆碱、多巴胺等对人情绪的影响及其相关化学原理,使同学们认识到化学知识就在自己身边。这种互动式的教学凸显了学生学习的“主体“地位,极大地提升了学生学习的主动性,实践表明,这种互动教学方法成效显著。这种改革有以下几方面的优势:①可以提高学生学习的主动性;②可以培养学生的团队合作精神;③通过让学生参与讲课锻炼学生的语言表达能力以及自信心。 2.信息化手段辅助教学。在我们的教学中,除了采用传统的邮件,电话等方式与学生交流外,还建立了QQ群,QQ群的建立与传统的邮件或电话通讯相比,具有以下特点:①随时随地都可以解决学生的问题,而且一个学生提问的问题其他在群里的学生也可以看到,所以避免了同一个问题很多不同的同学来问的难题。②传统的电话邮件只限于师生互动,而QQ群中除了师生互动外,学生之间也可以相互讨论,相互交流。③QQ群的建立有助于学习资料的扩散,老师可以将一些与学习相关的讲义、课外辅导资料及最新的文献等与学生共享,为教与学提供了很好的课外互动平台,进而有效地提高了教学成效。 如图2(a)所示,学生之间可以通过QQ互动群进行讨论,交流,同时,其讨论内容群内所有同学可见,进而能够使具有相同疑惑的同学也从讨论中受益,图2(b)所示为学生通过QQ群与老师交流,学生可以很方便地通过手机照相并发到QQ里来向老师请教问题,老师也可以用同样的方法给学生答疑,这样突破了传统的在固定时间固定地点答疑的缺陷。图2(c)所示为通过QQ群可以与学生共享学习资料,同时也可以共享学习以外的一些资料,比如:有一些励志的,或者能对学生人生观价值观具有指导意义的一些资料,也可以在群众共享,进而在学习之外,也给学生一些人生观价值观等的培养与指导。 二、考核模式的改革 改变以往单独以期末考试分数作为学生对本门课程掌握程度的标准,建立更加全面科学的考核方式。将课堂提问、分组讨论、专题调研小论文、自主讲课、课后作业等环节纳入考核范畴。分组讨论主要是选择一些工程案例,让学生分组进行资料的收集、搜索、整理,而后讨论,最后应用所学化学知识解决工程中的问题,并形成小论文,论文分数计入考试成绩。该措施能够激发学生学习的兴趣,并让学生通过分组讨论形成良好的团队精神。自主讲课是指在该门课程中留出1~3次课给学生,选取比较简单而又与工程应用比较紧密的内容让学生经过预习、制作PPT并在课堂上讲授,从而调动学生学习的主动性,而且也能锻炼学生的表达能力以及自信心。最后的考试成绩由几个部分组成:实验成绩+平时作业成绩+科研小论文成绩+期末成绩+互动成绩等,与单纯地以期末成绩作为考核方式相比,这种考核模式虽然给老师带来了较大的工作量,但是却有效地调动了学生学习的积极性及主动性,同时能够对学生对知识的掌握做一个更加客观、科学的评价,能够更有效地考核学生的整体素质。 教学容易,但要教好却并不容易,需要老师以高度的责任心去潜心思考,像搞科研一样去研究。简单而言,我们认为要做好以下几点:(1)突出学生的主体地位,与学生建立有效的互动机制,让学生以主人翁的角色去学习;(2)与学生建立良好的师生关系对于提升教学效果也具有重要的作用,这就是所谓的“亲其师,信其道”;(3)教学需与时俱进,需要与科研相结合,随时关注国内外最新的科研动态,并将其与教学内容相融合,穿插到课堂教学中,往往能够收到较好的教学效果。
复杂网络论文:复杂动力网络软件工程论文 1复杂动力网络的意义分析 诸多的软件工程专家都表示,复杂动力网络的研究具有划时代的意义,例如,复杂动力网络在解决如何提升大规模网络的传输效率,不断增加网络的可信度和稳定性,以及避免恶意袭击和随机错误给人们所带来的经济损失等方面,都有着非常重要的作用。而且,这些问题的解决必须要依据复杂网络的理论知识和技术上的发展。 2复杂动力网络的特征分析 2.1复杂动力网络的同步效应 网络上的同步这是社会中广泛存在的一种非常重要的非线性现象。并且在现实生活中,有着非常复杂网络在弱耦合情况喜爱可以在很大程度上展示同步的倾向性,而且,在对于全连接的网络中,无论是耦合强度大小,只要是网络进行充分连接,对于一个全局耦合的网络就一定要能够进行相应的同步,对于最近的邻居耦合网络,若一个局部耦合网络也不一定能够进行同步,在更为宽泛的意义上看,网络上的同步要分情况来看,有时是有优势,但是有的时候也会有害处。有益的网络同步可以更好地运用在软件工程中去,例如,可以更好地运用在保密通信和语言涌现和组织管理的协调上进行高效运行,如果是有害的同步,则很有可能会造成传输控制协议的增加,或者是出现网络信息堵塞的情况,从目前的情况来看,网络上的同步在核磁共振和激光设备中运用更加广泛和成熟。所以,对于有益的网络同步,我们一定要切实采取各种技术手段来保持网络系统上的同步性,但是,对于有害的网络同步,就必须要加以制止。 2.2复杂动力网络上的控制 复杂动力网络由于具备大量的节点,以及相对复杂的拓扑结构,使得传统的控制手段已经不能完全地适应当前软件工程的运用。人们相继提出了自适应控制和线性反馈控制、切换控制以及牵制控制等方面。在当前复杂动力网络系统中,我们就不仅仅可以通过控制网络上的所有节点来实现一个既定的目标,而且,在大多数的情况下,就是希望能通过控制尽量少的节点来实现各种目标,这就是牵制控制。复杂网络的牵制控制方面,基本上有两种不同的控制策略,主要是可以分为,随机控制策略和目的性选择策略。总的来说,就是随机选择一些节点来进行牵制控制,但是,目的性的控制策略,就是严格按照一定规则来选择有效地节点进行控制,实际上,牵制控制所涉及的领域非常广,其中就包括网络结构和节点动力学,以及相应的网络耦合强度等一些方面,为此,对于牵制控制来说,如何来选择网络耦合强度和牵制控制器的数目就是当前牵制控制两个最为基本的问题,从具体上看,就是可以给定复杂网络系统和牵制控制策略和网络耦合强度,必须要对多个牵制控制器才能更好地实现网络上的稳定性,所以,这些问题都是需要我们面临的问题。 3复杂动力网络在软件工程中的有效运用 在过去的几年当中,有很多的专家和学者都将复杂网络的理论和方法有效地运用在软件工程中去,例如,可以有效地运用复杂网络的工具分析,并进一步分析了软件网络各种统计特征和网络可视化的软件研究,并得到广泛的运用和发展。在网络化的软件运用过程中,网络软件从某种意义上是一种多结构和全方位的动态演化软件,具有很强的适应性和自组织性以及开放性。从另外一个角度上看,这是相对于传统的网络软件来说,网络式软件的组成单位显得更加主动,并且耦合度也非常松散,在规模上可以适当地进行收缩和拓展,而且网络化的软件可以切实通过发现和挖掘网络资源,从而可以实现资源的有效利用,为客户提供可持续性和安全上的交互与协调服务,更好地满足用户的各种需求。同时,软件系统的运用过程中,这是一种人工上的比较复杂的系统,从而可以导致了统计意义上出现规律上的附和,这就必然会造成软件设计方法和开发过程汇总的某些原则之间存在的关联性。尤其是在200年以来,复杂动力网络阐述了面向对象软件网络的结构与传播代价之间的内在关系,可以说,网络评价传播代价和软件网络之间存在紧密的联系。并且两者的相关系数可以随着网络中的边数结构的增加而减少,这样就能够充分说明在节点一定的情况下,随着边数的增加,可以在网络中形成很大的中枢节点,进而可能导致了平均最短路径长度的减少,同时,平均传播代价也随着减少,平均传播代价和出入度之间的范围都存在负相关,这也在一定程度上会造成网络环境上的异质化更高,其中的平均传播代价就越低,这就是为什么能够出现真实的软件网络,而且网络传播代价显得相对较小,而且,规则网络却使得平均传播代价更大,为此,这就必须要对具体的情况做出详细的分析,才能更好地推动复杂动力网络在软件工程中的应用。 4结语 从以上的情况分析中可以得知,笔者认为,只有深入分析复杂动力网络的结构特征,并对软件工程的运用情况做出详细分析,之后,笔者还进一步阐述如何使得复杂动力网络运用在软件工程中去,才能更好地发挥复杂动力网络在软件工程中的效用。 作者:李岱 单位:郧阳师范高等专科学校 复杂网络论文:计算机复杂网络系统论文 一、计算机复杂网络系统竞争性传统方法研究缺陷 1.1分析过程中个体研究不足 在对计算机复杂网络系统竞争性的研究中,主要的研究对象是对于整体的研究,忽略了个体对于整体的影响作用,个体与整体、微观与宏观的并没有完全统一,个体和整体关系不密切,产生分离,因此对于它们之间难以建立有效的联系,而且在两者之间没有基本的过渡阶段,缺乏基本的联系。成员之间竞争性的分析方式主要是从整体上分析竞争系统,然后再根据长期以来对于其的跟踪研究工程,了解其性能和工作状态,只是在乎整体研究,可是却没有认识到整体是由个体而组成的,因此在研究整体的变化过程需要根据个体的情况来最后总结,而不是站在宏观的角度上研究。尤其是在研究成员的竞争力时,一般只研究整体的竞争力,对于个体并不细致研究,这也是由于个体的竞争力难以估量,很难系统的对组成个体的竞争力进行研究,这样就很可能忽略了个体竞争力变化过程以及特征和作用的分析,对于整体分析也有严重的影响。因此在分析成员之间竞争力的时候要从个体角度出发,分析每个个体的竞争力,进而分析整体的竞争力,这样才能保证整体的竞争力分析的准确程度,因此这方面我们要加以改进。 1.2对于竞争系统的分析系统性、完整程度不够 在研究计算机复杂网络系统的竞争性时,由于系统的复杂性和不确定性,因此分析过程并不细致,尤其是对于系统中的复杂性中的非均衡状态,缺乏有效的描述手段,这部分是对于竞争系统分析的重要组成部分,更没有细致准确的分析。同时也过于强调均衡状态和不动点的分析,分析重点有所偏差,造成原本就不完整的竞争系统分析更加错误。另外在系统内部元素的刻画上并不细致,系统内部的各个元素是保证其正常运行的基本元素,也应该是竞争系统分析刻画的重点,这些元素主要包括系统内部的内部结构、性质、个性特征以及演化趋势等,分析刻画不细致直接导致了竞争系统分析的不完整。因此在竞争系统分析刻画的时候,不能过于笼统,而是需要针对系统内部的各个基本元素进行分析,不能忽略每个元素的重要作用,同时分析过程应细致准确,为竞争系统的整体分析做好基础。以上两点是在计算机复杂网络系统竞争性分析中存在的主要问题,究其原因还是对于系统整体太过重视,分析过程按照整体为单位,没有真正意识到个体和内部元素对于分析刻画过程的重要性。针对这一缺陷,我们在日后的分析工作中就可以有针对性地进行解决,保证竞争系统分析的合理准确。 二、计算机网络系统复杂性问题 2.1开放的复杂系统 计算机的网络系统是一个开放性的系统,而且具有资源共享的特点,所以能够拥有庞大的用户人群。随着经济的快速发展,计算机网络系统包括各种政治、经济、文化以及科学人文等内容,这也是互联网拥有庞大用户群的主要因素,也能促使互联网发展,同样互联网的发展也影响着社会的发展。 2.2成员群体庞大 互联网的发展,拥有庞大的用户群体,而计算机网络系统中的成员是由用户终端、交换机、网关、路由器等各种终端设备组成的,因此各种各样、大量的用户以及交换节点使计算机网络系统变得更为复杂。 3.3成员之间的联系 计算机网络系统的运作是由系统中人员之间相互合作而完成的,系统中的每一个成员都存在着一些联系,但是值得我们注意的是网络协议系统是分散的,在系统中,成员之间除了相互合作也相互竞争,相互竞争就会导致系统的瘫痪等问题,因此,可以通过网络协议系统进行调节,从而保证各成员之间的有序合作。 2.4系统由多层次组成 计算机系统的复杂性也包括系统的层次性,计算机网络系统的结构构建是分层化的,这也是网络体系结构构建的出发点。计算机网络中分层体系的有很多,如通信标准和TCP,以及网络拓扑结构。所以说层次性也是计算网络复杂系统的重要特性。3.5系统信息的复杂性在传递信息时,成员之间相互发送信息、接受信息,处理信息以及转发信息等,由于信息量多,信息的服务性以及信息的设备的多样化,使计算机网络系统中的成员之间会产生竞争,这也是计算机网络系统的复杂性之一。 三、计算机网络系统竞争特性分析 3.1局域网系统成员之间的竞争特性 我们最关心的局域网问题就是它们之间的互访,这也是目前的热点话题,我们主要采取有序控制的措施,可以避免成员之间的冲突,这也是有序冲突的实质。有序控制的方式有轮询,轮询的方式有很多种,包括限定式、穷尽式、门限式以及混合式,主要根据网络成员之间的需要,网络控制程序按照顺序依次询问,若需要立即被使用,不需要则问下一名成员,因此避免了成员之间的冲突。另外我们还可以采用预约的方式,这种预约的方式分为分布式预约和集中预约两种,这种方式和轮询本质上是一样的,也是根据需要的网络成员进行资源分配,但是在方式上有很大不同,需要网络资源的成员得先预约,然后再按顺序进行分配。还有一种是令牌控制,这种方式在局域网中应用的比较多,令牌控制就是一个通行证,网络成员抓住没有用到的令牌,才可以把需要的资源信息写上去,这种令牌通常分为单令牌和多令牌。最后一种是叫做时槽方式,时槽方式也分为两种,即固定式槽环和随机式槽环,这种方式把网络的传输时间分为几段,其中每一段是一个时槽,时槽在用户之间的作用是传递信息。还有其它一些不常用的有序控制方式,例如寄存器插入和信道复用等。 3.2路由器的竞争问题 由于网络速度的提高,导致当局域网中大量信息抵达时宽带不够使用的情况,从而引起网络成员之间的冲突。因此为了避免这种状况,应采取两种办法用来解决和预防。 (1)冲突解决解决冲突的有效方式通过“丢弃”数据这一项操作进行,它是任何的交换节点都支持的一项操作。当网络中大量的数据包争夺有限的输入、输出缓存和输出宽带时,由于需求小于供给,就需要对一些数据包进行丢弃,但是在什么时间丢弃也有不同的算法,算法包括两种,一种是丢尾算法,另外一种是随即早期检测算法。 (2)提高路由器的性能路由器操作系统中还有很多问题,我们应努力更新和完善路由器系统,修改默认口令,将普通的默认口令改为高级的默认口令,同时也可以采用修改内部一些优秀模块的方式,另外还有修改词法分析器、解释器以及查询执行器等。 计算机复杂网络的竞争性有其利弊,对于系统内部的竞争我们应加以改进和解决,并且尽量避免这些冲突,提高网络的利用率。我们还应根据计算机复杂网络的特性,有效解决竞争带来的冲突,促进网络成员之间的合作,使网络安全有效的运行。 作者:孙万里 单位:黑龙江建筑职业技术学院 复杂网络论文:铁路客运网络复杂性释解 1交通运输网络的地理空间特性 交通运输是典型的网络型产业,与生物群落、社交关系和互联网等网络一样,具有复杂网络拓扑结构的共性,也与电力、通信和供水等网络一样,必须通过实体网络系统(或节点系统)才能实现产品和服务的生产与销售。但是,交通运输的网络构成和行业特征与上述各种网络存在很大区别,从而使其网络的复杂性特征展现出独特之处[5]。在复杂网络的理论研究中,交通运输网络对于地理空间的绝对依赖,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性基础。 1.1叠加性和延展性较弱 对于较少或几乎不依赖于固定设施的网络系统来说,在一定时间或一定空间上,若干网络的叠加是可能和经济的,如社交网络和电信行业网络,其网络增长受限较小,对网络稍加或几乎不进行改造,就可以实现能力的大幅调整。而从网络的物理特性上来说,交通运输服务则受制于其实体网络,即构筑于特定地理空间下的基础设施,网络结构和能力调整不能灵活变化。相对而言,民航网络按不同的飞行高度划分出若干空域,在一个立体的空间内也可实现不同航路一定程度的“叠加”,而铁路网络要形成多片叠加则几乎不可能。 1.2与地区经济社会的互馈作用较强 与生物群落、社交关系和互联网等网络相比,通信、电力和交通运输等网络的形成,具有明显的外部效应。这种外部效应,即是这类网络与其所在区域经济社会发展的互馈作用的一种体现。网络型基础设施的经营与所在区域的经济社会需求普遍具有互馈效应,但程度和范围上也有所差异,如电网和公路网的建设往往有较强的地域性,这种互馈作用更多地局限在某一特定时段或特定地区。相对而言,铁路网络的建设和运用常常辐射和跨越更大的地区,与更大范围内的地区经济互馈作用更为显著。 1.3要素构成复杂且与地理空间具有全关联性 非实体或一般的网络型产业中,网络关系或传输物常具有无形、均质和稳定的特征,关系的接入较为简单,如电力网与通信网,其联通和运用相对简单,各地区网之间的切换可在瞬间完成,对传输过程的影响很小[5]。而交通运输网络的传输对象所要求的运输条件各异,需配备的装载设备也不同,其网络构成要素更多、更复杂,固定设施与移动设备的配合使用,要求进行统一的运输调度指挥或充分协调,多要素的地理关联性也给网络带来分析的不确定性。相对而言,铁路运输系统内部的技术联系更为密切,保持路网畅通所需要的各种条件更为复杂,多因素与地理空间的全关联性为其网络分析增加了复杂性。 2铁路运输网络要素的高协同性与强相关性 铁路运输网络是依赖于实体网络系统进行活动的典型网络,和其他运输方式的网络一样,与虚拟网络有着显著的区别。根据大量实证研究结果,从度量网络复杂性的基本指标来看,铁路运输网络(含铁路线路网络与列车运行网络)与道路网络、航空网络和地铁网络具有基本拓扑结构及特性相关结论的相似性。但是,铁路运输网络因其独特的构成要素和技术特征,仍然与其他运输方式的网络有较大区别。通过与其他运输方式对比,可以看出,在复杂网络的理论研究中,铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性根源。 2.1道路运输网络复杂性 对于道路运输网络方面的研究,目前分为干线路网(含城市群路网)和城市内部路网两大部分,两类网络及其上的交通流各有其特征,但是在与铁路运输网络的比较中,其共性表现一致。道路运输的地理网络体系的突出特点是:网络密度很大,网络增长的灵活性较强,网络的功能层次明显。同时,由于路权专用性不强,其上的运输组织活动倾向于采用自组织(自驾车)或系统组织(公共交通)的方式,与地理网络的关联性不强。对于前者,出行者选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,使用者行为对运输组织网络(或称服务网络)生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为出行者(或驾驶员)行为方面的复杂性研究。对于后者,线路走向选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,城市土地利用和用地规划对服务网络生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为公共交通服务网络拓扑结构的复杂性研究。 2.2民航运输网络复杂性 民航运输网络的空间尺度较大,且地理网络的构造较为特殊,机场(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,受地理空间限制较小。这种地理网络的特殊构造,将民航网络的复杂性问题转化为机场的网络布局和航线的层次结构复杂性问题。因其内生的安全和技术管理要求,民航地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,但是其地理网络(机场分布网络)与服务网络(航线分布网络)仍然相对独立。同时,因为民航运输的技术经济特征,其成熟的网络结构(含地理网络和服务网络)具有收敛性,呈现出稳定结构。 2.3远洋运输网络复杂性 远洋运输网络的空间尺度最大,与民航运输网络相似,其地理网络的构造也较为特殊,港口(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,二者均受到地理空间的限制,特别是港口体系,一般分布在大陆边缘、航运通达条件较好的地区。远洋运输地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,其地理网络(港口分布网络)与服务网络(航线分布网络)不仅相对独立,更因受到国际贸易的影响,其分布具有明显的规律性和特定时空上的稳定性。 2.4城市轨道交通网络复杂性 虽与铁路运输网络同属轨道交通大类,城市轨道交通系统因其服务范围、服务对象和服务方式的特殊性,其复杂性特征与铁路运输网络有所区别。从地理网络的构成上看,成网的城市轨道交通系统一般点(车站)多线(站间距)短,网络密度较大,分布范围与城市发展和用地规划密切相关,但受工程和地理条件限制较大。城市轨道交通的轮轨关系较为密切,其系统组织方式在所有运输方式中最为典型和完全,虽然其对网络固定设施与运载工具的协调性要求较高,但是,从服务对象来看,其运量构成简单、客流性质较为单一;从其服务方式和频率来看,其制式单一,运输调整便利,服务网络的构成比较简单,因此二者关联后的复杂程度并不高。与上述典型交通运输网络相比,铁路运输的地理网络一般空间尺度较大,网络密度分布不均,局域高密和长程低密兼而有之,受区域经济的影响明显,对经济的引导作用强。同时,路网专用性强,基础设施和移动设备均存在多样化制式,内部技术联系密切,存在互补资产和互补技术,服务网络的绩效对二者的协调性要求较高,二者作为铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,更增加了对其进行复杂性分析的难度。 3铁路客运网络结构与增长的叠加复杂性 一般来说,旅客和货物运输条件差异巨大。与铁路货物运输相比,旅客运输通常对乘坐舒适度、运输安全性、换乘便捷性等要求较高。反映在运输网络方面,则体现出铁路客运网络应当保有较高的密度和覆盖性,网络接续条件好、通达能力强,网络的连通可靠性高、抗干扰能力强,其拓扑结构必然表现出一类典型的复杂性特征。同时,铁路客运地理网络(基础设施投资建设)的阶梯性增长规律,与客运需求的持续性原发增长或突变性诱增规律之间,在特定时空条件下会存在较大差异,对服务网络的绩效可能产生较大影响,要尽可能规避这种长期存在的客观不利因素,并在最大程度上发挥铁路服务网络对人口分布、土地利用和城市发展的引导作用,其网络结构必然表现出一类典型的流量变化与网络增长动态均衡的复杂性机制。另外,铁路旅客运输关于安全、快速、便捷的要求在客运网络中的反映,不仅体现在地理网络上直接连通所表现出的拓扑特征,更体现在其服务网络及所含层次和局域结构在各种运输条件下的适应性。特别地,作为与人的行为和活动发生直接关系的基础设施实体网络,网络上拥堵或故障的传播动力学及控制是关键问题,而铁路运输网络要素的高协同性,叠加在其与客运需求的强相关性之上,更增加了网络复杂程度,必然表现出对一类特殊的网络拥堵控制或故障规避的复杂性分析方法需求。 4我国铁路客运网络的复杂性 我国铁路客运网络的拓扑结构特征及部分网络静态特征指标,与国外典型国家或区域的铁路客运网络相比,具有相似性,究其原因,是由铁路客运内在的技术经济属性决定的。但由于铁路客运供需之间的紧密互馈关系,国内外国情、路情的巨大差异,反映在我国铁路客运供给上,则必使其体现出与国外典型国家或地区客运路网不同的结构和演化特征。 4.1需求数量变化的驱动 从我国客运需求规模和结构来看,我国地域广阔,人口基数大,作为旅客基数的人口数量总量大,加之近30年经济发展迅速,消费水平和消费结构发生了很大变化,不仅公务商务出行稳定增长,而且消费性旅行需求增长迅速,导致客运需求的数量规模大、增速快。受社会文化风俗、工农业和服务业生产规律以及生活方式变化的影响,人员流动在时间上趋于特定时期集中大量流动、一般时期正常波动的动态平衡状态。如春节前后在全国范围内的人员大量往返探亲和务工,在夏秋季节去往主要农业生产基地采收,节假日往返旅游度假地等。在这种经济、社会和文化背景条件下,客运需求表现出突变性和常规性波动的叠加。 4.2需求结构调整的驱动 我国国土地理形势多样,且受地缘关系影响的经济区域发展水平和方式不同,人口分布在地域上趋于局部集中、广域分散的动态平衡状态,在客运需求的空间结构上存在多样化、非均衡的特点以及点、线、面运输需求的相互转化问题。由于我国正处在居民出行结构转型的关键时期,客运需求呈现出类型多样、特征交叉、持续分化等现象。客运需求类型极大丰富,规律性渐趋明显,需求结构开始逐渐趋于动态稳定,对长程运输能力强、中短距离运输服务水平高、安全性好、价格适中、便捷性强的运输方式需求仍将长期稳定存在。 4.3我国铁路客运网络构建的关键问题 从我国铁路客运供给的现状与发展来看,我国铁路网正处在加速成长期,还远未达到成熟期,不仅存在路网布局有待完善、网络覆盖程度仍需提高等情况,还存在线路衔接不甚合理、系统协调程度不高等问题。受长期建设滞后和能力制约的影响,运输需求的层次性在铁路客运供给的地理网络和服务网络中的体现并不十分显著。随着客运需求的进一步分化,铁路客运网络进一步完善的问题就演变成如何在扩大硬件服务能力的同时,又能合理利用既有各类设施、设备和运输组织资源,既研究客运需求对网络演变的指导意义,又探讨网络结构变化对流的有效组织的关键影响的复杂网络结构演化问题。由于我国地理区域广大,地形地质条件复杂,加之东、中、西部地区经济发展水平不一,社会文化习俗有差异,人口分布形式多样,旅客出行规律时空特征不同,铁路客运供给在交通运输体系宏观定位下的地区特征也很明显。因此,随着我国铁路客运服务逐渐进入能力扩张与质量提高并进的新阶段,对铁路客运网络的深入研究,也必须重点考虑路网成长规模、线路建设时机、运营技术标准匹配、服务组织与能力分布等时序与空间耦合问题,即网络的局域演化及动力学特征对整体网络构建的影响,以及路网承载能力变迁机制和规律的复杂网络结构演化问题。另外,作为承担国家安全功能的常规基础设施网络之一,为保障领土和经济安全,铁路运输具有无可替代的国防意义。处在国际政治经济形势瞬息万变的环境下,铁路客运网络除承担常规旅客输送任务外,还肩负着在系统面临巨大威胁或破坏时仍能保障一定通达要求的重要责任。在这一特殊前提下,铁路客运网络的通达性问题,又上升成为在遭受完整性威胁的情况下仍能保证特定的服务水平,即系统可靠性问题。 5结束语 在我国居民出行结构转型及铁路建设运营体制创新的关键时期,面对我国铁路客运的新形势,应当客观认识铁路客运地理网络和服务网络的时空复杂性,理解其形成及演化的内在机理和运行规律,把传统的铁路运输活动与新兴的复杂网络理论结合起来,更好地刻画铁路客运服务特性,为解决网络规划和调整以及运营管理问题提供新的视角和决策依据,从而充分利用现有交通资源,切实提高整个路网承载能力,优化完善服务方式与运营水平。 作者:王琳 于洋 单位:西南交通大学交通运输与物流学院 西南交通大学建筑学院城市规划研究所 复杂网络论文:复杂网络理论的计算机网络拓扑研究 复杂网络研究已经渗透到生活及学习的方方面面,目前,复杂网络研究已成为计算机领域的研究热题。当今时代,计算机网络对于人们来说,已是生活中不可或缺的部分。然而,随着网络平台的快速发展,传统的网络模型已难以科学地展现其拓扑特性,将复杂网络理论的思想应用于计算机网络拓扑研究中,引起计算机研究者及从业者的关注,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑的研究结果也应用于实践。 1计算机网络的发展 1.1复杂网络的基本内涵复杂网络是计算机领域的一个术语名词,是指基本具备小世界、无标度、吸引子、自相似、自组织中的部分或者所有属性特征的网络架构。网络系统的演化进阶、演化规律的释放、演化动力学的基体层次及网络系统模型的形成机制、几何属性、结构稳定性等是构筑其理论的优秀。由许多节点与连接两个节点的一些边构成了网络。而节点是指系统中不同的个体,边代表着个体间的关系;具有特定的关系的两个节点之间连一条边,两个节点有边相连则是相邻的。 1.2计算机网络拓扑结构网络的拓扑性质是指不依赖于节点的具体位置和边的具体形态而表现出来的性质,其对应的结构就是网络拓扑结构。有研究报道,在很大程度上,网络拓扑决定了网络的性质,不同的网络性能是因为不同的拓扑结构,因此,网络拓扑是研究网络中的重中之重。 2复杂网络理论 复杂网络理论在基于复杂理论的计算机拓扑研究中的应用网络管理,是在网络系统正常运行的重点部位,把握并网络拓扑行为的改变方式优势并应用是建立网络模式的关键。在理论的学习研究中,还要分析在计算机的网络动态情况下的数据流量,掌握计算机网络动态情况下计算机流量数据及网络的稳定特性。基于拓扑结构原理的插入及分析,并研究分析该结构的衍生技术层面以解决问题的方法。在传统的计算机结构方法中,多数计算机网络的拓扑是以简单的随机网络来展现的。随机网络模型在规模小、单一业务种类的网络初级阶段,一定程度上客观地反映在计算机网络拓扑中的演化规律。现在的计算机网络所处的环境发生了很大变化:计算机用户量不断增长,不同网络正在融合发展;庞杂的网络协议体系的层次结构在垂直方向呈现出多样化,以区域和性能为标准水平上进一步形成水平上分布且多级的架构;由于协议,非线性作用、用户之间的合作与竞争网络等在节点间、节点与数据分组间发生。它们使计算机网络变得复杂,随机网络模型已不适合计算机网络拓扑行为。 以系统整体性为重点的复杂网络理论应运而生,成为人们研究计算机网络拓扑的新途径,有研究就是基于复杂网络理论研究复杂的计算机网络行为,从不同层次、不同角度分离网络系统的整体性及网络中单个之间的联系和相互作用,以分析表现其整体性的性质。例如流量行为和拓扑行为的各自性能以相互作用行为的研究等。基于复杂网络理论的定义及研究,从整体上了解计算机网络拓扑结构的特征模型,并分析计算机网络的整体系统定型。基于拓扑结构的理解,通过定量分析并把其结果应用到定型分析当中去;相互联系作用的网络节点在拓扑演化行为中受到极大影响。复杂网络拓扑结构的构造机制,是建立并分析研究网络拓扑结构及动力学行为的演化模型。在基于构造机制而建立的演化模型中,针对拓扑数据的范围变化和对数值进行分析处理的讨论,都是根据网络结构而进行分析讨论的,在计算机网络中,由于其分布比较明确而且具有小范围的节点度,还有依据其没有标记的特性和相联系的动力行为。 3基于复杂网络理论的计算机网络拓扑应用 世界上多数发达国家开始重视计算机拓扑技术系统原理的研究以及在IT领域的应用,同时全世界上的著名高校都十分看重计算机拓扑技术理论技术的研究,比如说,传统的拓扑数值参考体系结构工分为五个层次,分为控制过程,再优化过程,再次生产中进行调整,然是企业层面进行管理整治,最后在经济上进行宏观决策。锥塔式管理模式通常采用这种模式并取得很好的效果,在生产过程中将不再采取以往控制与管理详解的形式,而是将其分开,不再注意资源在生产过程的消耗及能量损耗、对设备的实施监控与管理控制。由于此种结构模型采用多层次结构,而且比较复杂,应用起来成本极高且不那么灵便。也不利于计算机网络平台技术的建成,在社会实践中得不到很好的推广应用。另外,煤矿企业为世界工业发展提供了很大的能源支持,然而,安全生产一直是煤矿企业持续发展并一直坚持的,因此在煤矿企业安全生产中更加强调控制和管理的统一化。生产、管理、安全三者是相互联系、相互依托的,需紧紧的联系在一起,才会更好的发挥起作用,不过其需依据计算机理论的实际研究和应用,形成资源管理、生产执行、过程控制三个层次的计算机复杂网络信息化系统。 在复杂网络理论指导下,优先突出复杂网络下计算机的统计方面的关系,然而拓扑网络结构的构造以及拓扑运行的方式也是不可或缺的,在突出表现计算机的统计方面的关系的同时也要形成它们操作模式的具体形式。在广泛的复杂网络以及其复杂理论的研究当中,要时时刻刻关注大众用户的资源信息,并不时地进行更新,不过,要控制管理用户资源,不要让其超过最新的范围,以保持高效运行。在网络不断发展更新的过程中,要时刻保持较高的资源数据利用率,使其利用尽量最大化。在计算机拓扑网络中,数据搜索功能是至关重要的,因此,要保持数据服务总台具有其强大功能,以增强其性能。网络拓扑结构化成果已不能很好地适应现有的网络载体,因目前的网络载体的连接功能特性不能很好地与网络拓扑结构相匹配,需要进一步提升结构化的研究成果以满足需求。而无标度特性的结构网络提体系的实现需要对计算机网络拓扑结构的区域管理进行扩展化延伸,因此,通过对网络数据同步控制,进一步形成完整的网络拓扑,而网络拓扑的完整性可以有效减缓拥堵的计算机网络数据的压力,从而提高计算机网络数据运行的效率。 4结语 在现代社会中,计算机已成为人们生活当中必可不少的一部分,越来越受到广大群众的关注,在计算机迅猛发展的时代,计算机的运行方式及速度一直是人们关心的问题,它关乎整个计算机的运行效率及数据的及时性。计算机需要进行有效的程序控制和管理,使其管理体系更加完善以保证计算机的正常运行。运用相关的计算机网络复杂理论研究,以升级传统模式下的计算机技术,对计算机存在的网络模型特点进行深入客观的分析,寻找新的思路、方法用来解决可能存在的问题。本文主要讲述了复杂网络理论的内涵,基于复杂理论的计算机网络拓补结构及使用情况,建设全新的计算机拓补系统,以提高计算机网络的控制和管理体系,有效地为广大群众提供服务。 作者:王晓元 单位:咸宁职业技术学院网络中心 复杂网络论文:复杂网络在财务审计中的应用 一、关联公司的复杂网络模型 对复杂关联公司的建模中,将每个与母公司有关联的子公司或其他公司建模为一个结点,将公司之间的联系建模为一个边,这样的一个结点和边的集合就构成了一个复杂网络模型。示意图如图1所示。网络模型为无向加权网络,结点联系的强度与所涉及的两个关联企业间的资金往来和负债等因素有关。 二、联系的强度 有权网络的一个重要参数就是边的权值,该权值表征两个关联企业之间的联系,应由销售、采购、企业间投资关系、筹资关系来确定。需要指出,诸如投资、筹资等关系,本质上是有方向的,精确的复杂网络模型应该考虑使用有向网络模型。在本项研究中,为了简化模型和计算,我们统一使用了无向网络。 三、多关系网络模型 上述模型中使用了单关系网络,从联系强度的计算过程可见,实际上这个单关系是一个复合关系:将多个关系复合在一起。实际中,企业间往往存在多个关系,比如可由销售、采购关系构建一个关系网,而由投资关系构建另外一个关系网,如图2所示。所以应该使用多关系网来描述企业间的这种混杂关系。有了上述单关系或者多关系网络模型后,我们可以构建中心度度量,从而可以检测网络中重要的子公司;还可以检测紧密联系的社区,从而找到紧密联系的公司群。 四、中心度度量:识别重要子公司 在复杂网络上,一个结点的重要程度可以用其中心度来度量。常见的中心度度量包括:度中心性、紧密度中心性和特征向量中心性等。考虑到本研究中网络的规模和计算复杂性,我们使用了度中心性和特征向量中心性。子公司的度中心性计算与该企业所联系的企业数量,一般来讲,母公司应该具有最大的度中心性。特征向量中心性通过子公司的关联公司的中心程度来度量该该子公司的中心性,即如果与一个公司联系的其他公司具有较高的中心度,则该公司也具有较高的中心度。该问题转化为求解网络邻接矩阵的特征值和特征向量问题,对于较复杂的网络,使用迭代法求解该特征值效率较高,例如使用Power迭代法。基于特征向量的中心度方法类似于网络搜索中的PageRank算法。 五、社区发现:识别紧密联系的关联公司 发现关联公司的社区结构有助于发现紧密联系的关联公司。如图1所示,一个社区指的是相互之间紧密联系的企业群,群内的联系强度要远高于群外的联系强度。在图1中,显然所有标识为黑色圆圈的结点构成一个社区,而所有标识为白色方框的结点构成了另外一个社区。常用的社区发现的方法有顶点相似性、谱聚类等方法。本文中采取了顶点相似性方法。其中的相似性度量使用加权的Jaccard相似性:用联系的权重加权共有邻居数。 六、结论 考虑到公司舞弊的合谋特性,建立了关联公司的复杂网络模型:单关系网络和多关系网络模型,确定了联系强度的度量,通过中心性度量和社区检测,可有效发现重要的关联企业。 作者:石利芳仇丽青孙晓红单位:山东科技大学审计处山东科技大学信息学院山东科技大学审计处 复杂网络论文:复杂网络拓扑论文 复杂网络可视化方案设计的关键在于可视化工具和算法的选择,本文设计的方案中,可视化工具选择基于Python的软件包NetworkX[7],压缩算法采用提出的一种基于节点和边的关键性压缩网络拓扑的算法(NECB,NodeandEdgeCentralityBasedNetworkCompressingAlgorithm),布点算法则选择基于FDA改进的经典FR算法[8],整体方案如图2-1所示。原始的网络拓扑数据经过NetworkX作图生成网络拓扑图,而NECB算法和FR算法则利用NetworkX通过Python编程实现。 1NetworkX介绍 NetworkX是一基于Python语言开发的网络可视化工具,集成了众多专门针对复杂网络的分析算法,非常适合复杂网络拓扑的可视化,并能结合其它的Python软件包,比如Numpy、Scipy、Matplotlib、Pygraphviz、Mayavi2等数据分析和可视化工具进行使用。NetworX支持邻接矩阵、边列表、GML、Pajek等多种类型的网络拓扑数据的读写,也可逐个添加或删除单个节点和边,同时还提供了大量直接生成某一类型复杂网络的函数,针对网络拓扑的性能分析,NetworkX也提供了许多算法,对于同类型的网络,还支持并集、交集、差、子图等集合操作。 2NECB压缩算法 基于节点和边的拓扑压缩关键在于压缩标准的制定,如何评判压缩算法的有效性也是重要的方面。 2.1压缩节点的选择NECB压缩算法中的压缩是针对节点进行的,这里仅针对简单无向图进行讨论,对于网络拓扑G=(V,E)中任意节点v,是否删除它的参考标准主要有两点:节点v的度deg(v)和网络拓扑中经过该点最短路径数。节点的度是网络拓扑最重要的属性之一,如果一个节点的度数越大,说明它与很多节点都有关联,那么它在网络拓扑中也就显得很关键[9]。NECB算法采用的计算公式如下。是为了将其值归一化在[0,1]范围内。网络拓扑的平均最短路径长度也是其重要的属性之一,如果网络拓扑中多条最短路径经过某一节点,显然该节点扮演着重要角色[9],NECB算法采用的计算公式如下。用Wpath(v)的值衡量节点v关于最短路径的关键性,Π(s,t)表示网络拓扑中所有最短路径的集合,π表示经过节点v的最短路径,(|V|-1)(|V|-2)/2是经过节点v的最短路径数最大可能值,乘以2/((|V|-1)(|V|-2))可以将其值归一化在[0,1]范围内。 2.2压缩算法流程NECB算法中的压缩本质上就是删除节点,这里对删除进行一下说明:对于网络拓扑G=(V,E),删除节点v是指从E中删除所有包含v的边,然后从V中删除v生成新的网络G’,NECB算法流程如图2-2所示。 首先计算网络拓扑中各个节点的度和所有节点之间的最短路径,然后根据公式和分别计算Wdeg(v)和Wpath(v),删除值相对较小的次要节点,保留值相对较大的重要节点,再将得到的两个节点集合并。假设合并后的节点集合为V1,对于复杂网络,通常情况下,节点集合V1构成的压缩图是连通的,若不连通,则需要对压缩拓扑进行补充,选择一个最小的节点集合V2补充到压缩拓扑中,至少使得由V1∪V2中节点构成的压缩图是连通的,这是一个NP完全问题,NECB采用的是一种叫做KeepOne的策,。V1中节点在G中的任意一条最短路径上的所有节点组成V2,V1∪V2的完全图与原始网络拓扑G的交集即为最终的压缩网络拓扑G’。 作者:张畅谢钧胡谷雨段伟伟单位:解放军理工大学,指挥信息系统学院 复杂网络论文:基于复杂网络理论的网络拓扑论文 1研究假设与模型 复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。 1.1复杂网络理论的框架及其内涵从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的优秀内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。 1.2复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的优秀内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。 1.3针对计算机网络同步行为的研究从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。 2研究设计 通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的优秀特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。 2.1网络协议分析技术的研究在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最优秀的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。 2.2网络协议分析技术的应用为网络拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。 3数据分析与假设检验 3.1探知计算机网络行为所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。 33.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。 3.3计算机网络拓扑模型的架设基础计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。 4研究结论与建议 计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。 作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院 复杂网络论文:复杂网络理论计算机网络论文 1国内文献综述 袁芳芳(2014)在其公开发表的文章中阐释了一种传统的网络拓扑数值参考体系结构,在该体系结构的影响下,计算机拓扑体系结构可被分成五个主要层次,即过程控制、过程优化处理、生产调配、企业管理以及宏观经济这五个层面。复杂网络理论的网络拓扑模式往往需要与传统的模式割裂开来,因其所遵循的理论基础不尽相同。从实践的角度来看,计算机复杂网络信息化系统往往可以由资源管理模块、生产执行模块以及过程控制模块这三部分来执行,从而能够在复杂网络理论的支撑下,削减网络平台架构中不必要的分支,以此来增强复杂环境下网络拓扑行为客观描述的精准度。 2研究假设与模型 复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。 2.1复杂网络理论的框架及其内涵 从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的优秀内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。 2.2复杂环境中的计算机网络拓扑行 为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的优秀内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。 2.3针对计算机网络同步行为的研究 从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。 3研究设计 通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的优秀特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。 3.1网络协议分析技术的研究 在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最优秀的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。 3.2网络协议分析技术的应用为网络 拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。 4数据分析与假设检验 4.1探知计算机网络行为 所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。 4.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析 一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。 4.3计算机网络拓扑模型的架设基础 计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。 5研究结论与建议 计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。 作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院 复杂网络论文:基于复杂网络的网络舆情论文 1模型应用的必要性 基于网络的真实数据进行实证性研究是研究网络舆情演化规律的有力方向,但由于网络结构复杂、海量的个体和真实数据难以获取等原因,虽有一定进展,但成果不显著.而通过模型构建来反应个体的观点交互进而解释网络舆情的传播规律成为大量学者的选择.模型不是现实,而是虚构的对象,旨在通过某些可测量,在一定程度上达到与所研究现实世界的同构性.模型通常是将研究对象简单化,关于其相关变量和交互都考虑得不够周全,但是模型是获得事实的有益工具.简单的模型可以作为研究更加复杂和精确现实的起点,不完全的模型可以让我们专注于复杂现象的特殊属性或评估缺失变量的重要性.在网络舆情建模研究上,有来自物理学、数学、计算机与信息科学、传播学、心理学、社会学、情报学等多学科的学者分别在自己的研究视域内开展,不同学科的交叉更促进了其发展速度.研究者们利用统计物理学、观点动力学、社会动力学、社会心理学等领域的方法,着重描述个体之间意见交互和观点形成的过程,进而得出群体的宏观舆论涌现,为后续研究储存了深厚的积淀,并产生了深远的影响.舆情网络是典型的社会复杂网络,具有复杂系统的特征.复杂网络理论的逐步发展,提供了比以往其他方法都更有效的表达社会网络结构及关系的方法.复杂网络中的个体行为传播与集体活动的演化等引发了学者们的关注.随着社会系统的复杂化和信息技术的快速发展,网络传播的模式也越来越多元化复杂化,利用复杂网络分析方法分析互联网,尤其是Web2.0网络中的舆情信息发生、发展、演化的机理成为一个研究热点. 2基于复杂网络的网络舆情传播模型 2.1传染病模型由于信息传播与病毒感染的前提条件存在一定的相似性(有向性和相邻性等),并且具有相同的动力学特点,所以传染病模型被借以模拟网络舆论尤其是谣言的传播[7].传染病模型最早是1926年Kermack和McKen-drick构造的SIR(susceptibleinfectedrecovered)模型,以及1932年提出的SIS(susceptibleinfectedsus-ceptible)模型.在SIR模型中,将人群分为易感人群(S),染病人群(I)和免疫人群(R).该模型适用于染病后自动免疫并不会被二次感染的疾病,如水痘、百日咳,或者不能治愈终会死亡的疾病,如艾滋病等.SIS模型则只有易感人群和染病人群,适用于被治愈以后仍然恢复为易感人群的疾病.对于同一谣言,接触的次数并不影响已经被传播的后果,所以很多谣言传播模型借鉴了SIR模型.Daley和Kendal在1965年首次根据流行病模型构建了谣言传播的D-K模型,该模型借助随机过程理论,将谣言相关个体分为三类,未听说过谣言(相当于易感人群),传播谣言的人(相当于染病人群)和听说过谣言但不传播(相当于免疫人群),并假定角色以一定概率转换.Maki和Thompson等随后构建了M-T模型[9].这两个模型在谣言传播上得到广泛使用.随着复杂网络的兴起,谣言传播重新被学者重视,并取得了较大的研究进展.Kitsak等将谣言传播的SIS模型和SIR模型应用在了一些真实复杂网络中,分别为:LiveJournal.com上的550万人的朋友圈、伦敦大学学院计算机科学系的邮件联系网、瑞典的病人联系网和imdb.com上提供的电影演员的合作网络,并得出了一些重要结论.Zanette首次应用了小世界网络理论研究谣言传播,建立了SIR平均场方程,结论显示,谣言传播有一定的临界值.随后,Zanette比较了谣言传播在小世界网络和动态小世界(dynamicsmallworlds)两种复杂网络机制下的异同,结果显示,动态小世界网络更接近实际,并具有易分析和便于数值处理等优势.Moreno和Nekovee则在无标度网上了构建了谣言传播模型,并对随机分析和计算机模拟两种分析方法得出的结论进行了比较.Xiong等提出了SCIR模型,该模型侧重微博转发行为导致的信息传播,其中,C表示已获知信息但对是否转发该信息尚处于犹豫状态,并基于规则网格和无标度网络进行了仿真.国内也有大批研究成果出现.潘灶峰和汪小帆等在改进的无标度网络(聚类系数可变)上构建了谣言传播模型,发现增加网络聚类系统,即增加信息的透明度是抵制谣言的有效手段.陈静等综合了SIS模型和SIR模型,提出了针对在线网络传播形式的SICRS传播模型.该模型加入了起过渡作用的治疗状态(cured),通过对该模型的仿真,发现了复杂网络尤其是无标度网络中舆情传播的三阶段规律:初期的爆发、中期的周期性波动和后期的稳定状态.此外,作者还具体阐述了舆情传播的影响因子.陈福集等[20]重要关注了网络舆情传播建模中的衍生效应,通过仿真的数值设定实验,在传统SEIRS模型基础上引入话题衍生率,同时考虑舆情传播的社会影响作用和个体记忆因素等,分析其对舆情传播的影响.陈波基于泛在媒体环境,考虑现有模型对网络个体状态处理太过简单,引入了两个新的变量:直接免疫率和潜伏个体,建立了一个带直接免疫的SEIR模型,并采用了starlogo仿真软件验证了该模型.朱恒民等将SEIR模型应用到BA无标度网络上,重点考虑媒体对网络舆情话题传播的影响,提出了舆情话题传播模型,结果表明,媒体会加快舆情传播速度.钱颖基于SIR模型建立了微博舆情的传播模型. 2.2观点动力学模型研究舆论或共识形成过程的模型可以追溯到应用数学领域的French模型,该模型创建于1956年,研究在离散条件下,考虑个体以某种不同权重值采用他人意见时,团队内部的意见相互影响的复杂性问题.随着问题不断被研究者重视,出现了多个能用于模拟网络舆情传播的模型,经典的元胞自动机模型、Sznajd模型、Hegselmann-Krause模型、Deffuant模型、Wu-Huberman模型等均在一定程度上影响了后续网络舆情传播模型的构建.随后,大量学者将观点动力学上的模型应用到舆情中观点的传播,进一步考察舆论的形成等.Alves[等首次提出宏观的舆论模型正逐渐被基于局部个体空间相互作用的微观离散动力学模型所代替.国内学者纷纷在元胞自动机模型的基础上提出多个改进模型.方薇团队考虑元胞坚定性特点设计了元胞移动遍历的舆情传播模型,并进一步构建了协同元胞自动机模型.王鹍鹏提出了三位元胞自动机模型来模拟网络舆情传播动态.潘新等改进了Wu-Huberman模型,考虑社会网络中的个体交互,构建了网络舆情传播模型,该模型可用来衡量舆情传播的速度. 2.3其他模型博弈论因为其分析个体关系的优越性,被应用到网络舆情传播中.王杨等基于博弈论,考虑网络社区内外部对舆情传播的影响,构建了网络舆情的传播模型.结果表明,网络舆情在网络社区中的传播具有初期传播稳定、后期形成具有影响力的舆论的一般特点.韩少春、刘锦德等利用了不完全信息演化博弈模型,分析了网络舆情传播的羊群行为,并提出了控制羊群行为的主要策略.其他学者抛开经典模型,尝试构建新的病毒模型来模拟舆情传播、模拟群体极化的动力模型;也有学者利用复杂网络的方法,分析网络舆情传播的特点和规律,或者构建相应的模型,对实际的网络舆情引导起到指导作用,例如在新浪微博、高校BBS等方面的应用. 3现有研究的总结及发展趋势 3.1研究总结 3.1.1建模方法多数网络舆情传播模型采用了自上而下的建模方法,重点关注网络舆情宏观的演变及群体整体的观点变化.这类模型将研究对象看成一个系统,在不同层次研究系统的整体.最典型就是利用传染病模型模拟谣言传播过程进而反映网络舆论的传播过程. 3.1.2建模工具基于复杂网络的模型构建,利用恰当的软件或工具能起到事半功倍的效果.目前常用的建模工具有Starlogo、Netlogo、Swarm、Ucinet、Pa-thon等软件工具.也有不少学者自行开发了相关软件平台,如武汉大学信息管理学院开发了NEView-er,用于复杂网络的演化分析,这些工具都在相关研究中发挥了重要的作用. 3.1.3模型对实践的指导目前,大多是结合理论研究和实证分析来研究网络舆情传播的规律和特点,从理论上深入探讨网络舆情传播演化的数学或物理模型,建立清晰准确的理论框架,同时在大数据的背景上,借助数据仓库和数据挖掘等先进信息技术获取大量实证数据,验证理论模型的有效性,修正理论模型的假设.尽管目前已构建了基于不同理论基础的多个模型,但是模型如何指导实践,用于引导网络舆情朝正确方向发展,或控制负面舆情的发展等方面,仍需要进一步深入研究. 3.2发展趋势随着复杂网络理论的不断发展,网络拓扑结构更加接近真实网络,促进了基于复杂网络理论建模的复兴.通过网络微观生产机制来探寻网络宏观性质成为一项有意义且极具挑战性的工作.尽管统计物理学和数学等学科领域的经典模型可以借助到网络舆情的观点演化研究上,学者也展开了一些实际的应用研究,但是社会网络的复杂性,使得目前学界的研究成果对于描述实际网络舆情演化状况仍显简化,存在较大的改进空间.移动网络已成为更重要的舆情传播阵地,所以针对移动网络社区的舆情传播特性,例如微信群等,构建相应模型将成为一个新的研究热点.自适应网络代表了一类新的网络结构和网络行为,主要特点是能够相互反馈,这类网络能够反应真实的合作演化过程,所以流行病模型在自适应网络上的应用受到越来越多的关注。 作者:任立肖檀柏红张亮单位:天津科技大学经济与管理学院 复杂网络论文:复杂网络生态环境下企业技术创新问题 信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。 企业生态系统与网络环境 生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的优秀能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。 随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。 网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。 网络环境下的企业变革 (一)促进企业竞争战略的变革 传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。 (二)对传统制造理念产生革命性变革 虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。 (三)推动企业经营模式变革 企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。 (四)带动企业组织变革 网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的本论文由整理提供企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。 五)赋予企业更强的优秀竞争优势 网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。 网络环境下企业技术创新特点 (一)创新机遇的变化 在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。 考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。 (二)创新网络成为重要资源 传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。 (三)创新模式不断变化和演进 在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。 从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。 从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。 从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。 从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。 (四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化 在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、优秀能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。 知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。 在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业优秀能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的优秀,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。 网络环境下企业技术创新体系构建 创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创本论文由整理提供 新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握优秀层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业优秀竞争力。信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。 技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的优秀因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。 组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。 企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。 复杂网络论文:复杂网络生态环境 信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。 企业生态系统与网络环境 生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的优秀能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。 随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。 网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。 网络环境下的企业变革 (一)促进企业竞争战略的变革 传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。 (二)对传统制造理念产生革命性变革 虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。 (三)推动企业经营模式变革 企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。 (四)带动企业组织变革 网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。 (五)赋予企业更强的优秀竞争优势 网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。 网络环境下企业技术创新特点 (一)创新机遇的变化 在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。 考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。 (二)创新网络成为重要资源 传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。 (三)创新模式不断变化和演进 在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。 从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。 从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。 从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。 从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。 (四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化 在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、优秀能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。 知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。 在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业优秀能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的优秀,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。 网络环境下企业技术创新体系构建 创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握优秀层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业优秀竞争力。 信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。 技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的优秀因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。 组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。 企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。 复杂网络论文:浅谈网络系统设计复杂性 摘要:在网络系统程序的开发设计过程中,并发性和复杂性所造成的影响十分巨大,它们严重降低了网络程序的开发效率,延长了设计时间。本文通过对网络程序并发性与复杂性的原因进行分析,提出了事件驱动并发模型、多线程并发模型、混合性并发模型三大解决方法,为相关的互联网研究提供一定的参考。 关键词:网络程序;并发性;复杂性 近年来,传统的程序开发设计方法在高质量网络程序开发中暴露出了许多的问题,而造成这些问题的关键因素就是网络环境和单机环境之间所存在的巨大差异。在产生的这些问题中有两个问题最为突出,它们就是并发性问题和复杂性问题,其中并发性问题给网络程序的设计和发展造成了极大的麻烦。怎样处理好并发性问题所造成的困难,以及如何选择合适的并发处理模型,成为了摆在所有程序员面前的最大挑战。 一、网络程序并发性与复杂性原因分析 通常来说,造成网络程序并发性与复杂性的原因主要有三个方面。一是单机环境和网络环境之间存在过于明显的差距。由于这巨大的差距,混合性并发模型会暴露出发展时间过短和应用面过窄的缺陷,为高质量网络程序的开发增添了很多的麻烦。二是设计理念受到了限制。软件和硬件的功能限制着原先的程序设计理念,也是造成网络程序并发性与复杂性存在的重要因素,设计理念的限制,也严重降低了整个网络程序设计过程的效率。一般来说,网络程序的并发性会以异构性、异步性、访问延误和分布性体现出来。三是驱动模式有待优化。在实际的工作中,根据具体的语义类别,网络并发任务的处理办法可以分成反应式和前摄式。以反应式模型为例,相应事件发出通知后,应用程序要先对通知进行接收,然后在这一基础上根据具体发生的情况,针对性的发出相关的操作指令,整个过程中由操作结果所引发的错误会以函数返回值的形式体现出来,通过观察函数返回值,工作人员便可获知错误的具体情况。在事件完成的整个流程中,这些错误情况会以参数的形式参与和传递到各个相关的内部程序中。当需要同时发出很多个并发操作指令的时候,则应先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能更细致的区分不同类型的并发操作。 二、网络程序并发性与复杂性解决方法 (一)事件驱动并发模型。事件驱动并发模型已经广泛应用在开发和设计网络程序的工作当中。通常按照实际工作情况和具体的语义类别将事件驱动并发模型分成两种,第一种是反应式,第二种是前摄式。在第一种模型中,计算机的应用程序要先对事件发出的通知进行接收,然后根据具体事件发出有针对性的操作指令,在过程中若是出现操作结果的错误,函数的返回值会将错误反应出来。在第二种模型中,计算机的应用程序会先发送出具体的操作指令,等相应事件结束之后,操作过程中出现的错误会被当作完成整个事件的参数,并传送到对应的应用程序之中[1]。如果任务要求同时发送大量并发性操作,则需要先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能轻松对不同种类的并发操作加以区分。对于事件驱动任务关系的处理问题,程序员们可以使用位于最底层的事件分配器,这时工作人员必须先拆分相关函数,如果拆分的过程中出现失误或错误,则会使函数大量分裂,这会加大网络程序的调整难度,从而造成计算机大量泄漏出内部所存储的信息,如图1所示。为了避免函数大量分裂这一状况的出现,程序员们可以使用profile开发信息的方式来优化调试过程,从而使程序的整体性能得到大幅的提升。(二)多线程并发模型。多线程并发模型可分为抢占式与协作式两种,下文对这两种调度方式分别展开详细的研究和分析。抢占式线程调度,指的是计算机的内核控制和管理线程的方式,线程的工作状况同应用层对其的控制状况没有任何关联。抢占式线程调度中的调度器严格把控CPU的控制权,会根据前一线程运行的具体情况加强调度,也就是说,可能在某个不应该暂停线程工作的时刻,调度器会强制将CPU控制权转交给另一个线程,这样会让前一个线程在运行过程中无法满足当前线程的个性化需求,最终发生计算机的网络系统彻底崩溃的问题。协作式线程调度,指的是所有应用层共同合作来让线程处于工作状态的方式。这种类型的调度方式对于CPU的掌控程度要高于抢占式调度,只有在线程停止数据处理的时候,其他线程才能得到CPU的使用掌控权。但是在进行高实时性的任务处理时,选择抢占式线程调度要好于协作式,因为协作式线程调度的实用性相对较低。通常情况下,线程调度器都位于计算机的内核里面,所以必须经过系统内核的调用才能对线程进行有效操作,这样在处理复杂性和并发性较高的任务时,会花费更多时间,其性能的发挥还会被复杂的调度算法所影响,而且移植线程代码是个极其困难的过程[2]。例如,Windows系统可以同时运行抢占式线程和协作式线程,可是Linux系统却只能运行抢占式线程,而在一些资源非常稀少的系统内,根本就不能进行线程的运行。(三)混合性并发模型。从以上的分析可知,在工作中上述两种模型均存在较大的局限性。因此,一些网络程序员们为了解决这个尴尬的局面,把这两个模型进行取长补短的大胆融合,开发出了新型的并发模型,即混合性并发模型,它的适用性更强,适用范围更加的广泛。在实际的工作中,混合性并发模型可以转换驱动的方式。驱动转换的方式可分成翻译时转换、运行时转换两种。翻译时转换目前有着一些尚未得到解决的问题,所以其通用性非常低,也不能和其他体系的应用程序展开合作,运行时转换的实用性则相对较强。在当前的技术条件下,能一并支持事件驱动模型和多线程模型,可是其处理问题所用的方式过于复杂。混合性并发模型还处于刚刚兴起的阶段,其发展时间并不长,实际应用也较少,相关性能仍需进一步研究和改进。 综上所述,并发性问题在网络程序的开发设计过程中是无法避免的,情况也极其复杂,以当前的技术条件,还不能将这些问题彻底地解决。因此,相关的技术人员们应以实际情况出发,结合具体的问题采用针对性的并发处理模型,不断提升自身的并发处理能力,具体事件具体解决,尽量缩小并发处理的规模,做到让网络程序的性能变得更为良好和稳定。 作者:刘西 单位:西南交通大学希望学院 复杂网络论文:复杂网络数据挖掘论文 1复杂网络数据流密度分析 对于一个多种网络形式并存的复杂网络,假设复杂网络作为一个网络社区,在复杂网络中存在的网络类型数即社区数。我们用一个无向遍历图GV,E来表示整个网络社区,如果网络中有两个节点有两条不重合的网络路径,则说明这两个节点处于一个网络环路当中,网络中的数据流需要经过网络环路到达特定的节点。当在某个时间段里需要传送的数据流个数大于网络节点数时,则说明该网络的数据流密度较大,为了能够准确地在复杂网络中挖掘出所需的数据流,则需要根据数据流密度来划分整个网络社区,寻找数据流处于哪个社区,再确定数据流所在社区的环路。在这里我们通过设计算法确定网络数据流密度,来对复杂网络进行社区划分,再对社区进行无向环路遍历,并通过遍历得到该社区网络的所环路,确定所需查询的数据流位于哪个环路。以下为复杂网络中需要用到的符号说明。 2增量子空间数据挖掘算法 为了能够有效地在复杂网络中挖掘出目的数据流,使用了复杂网络数据流密度的分析方法在对复杂网络进行社区划分后,通过对社区网络进行无向环路遍历并得到社区网络的所有环路。接下来挖掘算法先后挖掘出目的数据流所属的社区以及环路,最终确定目的数据流的具体位置。 2.1基于社区网络遍历的数据流挖掘 当数据流i与社区k的相关度最大时,说明数据流i位于社区k的可能性就最大。但是当多个数据流的大小区别不大时,以数据流的大小作为指标来定义相关度会导致挖掘精度较低。这里我们也引入数据流的特征集和数据流中的分组队列长度来计算相关度。 2.2基于多增量空间的数据流挖掘 在采用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法得到数据流的所属社区后,我们接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路。先将社区网络的环路进行多增量空间扩展,即先得到 目标数据流所经过的环路,再得到数据流所经过的节点与时间的相关系数,这样就可以在时空上确定目的数据流位于环路的哪个节点中。 3实验结果 为了验证本文提出的基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的效果,我们通过matlab7.0软件进行算法仿真,其中仿真的复杂网络由多种网络形式组成,网络节点有200个,数据流大小为500bytes,节点的接收能耗为10nJ/bit,发射能耗为50nJ/bit,进行信号处理和功率放大的能耗为10nJ/bit。其他节点干扰而产生的能量消耗为5nJ/bit。在对本文算法进行分析的过程中,我们采用了对比分析的方法,Lopez-Yanez等人提出一种基于时间序列数据挖掘的新的关联模型,该模型是基于伽玛分类,是一种监督模式识别模型,目的是为了挖掘已知模式中的时间序列,以预测未知的值。由Negrevergne等人提出的一种PARAMINER算法:一个通用的模式挖掘算法的多核架构。多核架构采用的是一种新的数据集缩减技术(称之为EL-还原),在算法中通过结合新的技术用于处理多优秀架构的并行执行数据集。为了验证本文算法的挖掘有效性,我们分别在增多节点数量和社区网络数的情况下获取算法的数据挖掘精度。实验采用的精度为NMI[16],实验结果如图3和图4所示。在不同节点数量下基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的挖掘精度更高,挖掘精度高于85%,而文献[14]的挖掘精度在77%以上,挖掘精度在76%以上。因为、提出的关联模型、提出的多核架构没有准确把握数据流在不同时间段里与环路位置的相关情况。而本文算法采用社区网络遍历和多增量空间的方法可以有效地确定这种相关性。图4为不同社区数下的算法挖掘精度,从图中可以看出,当社区网络的种类增多时,会对算法的挖掘精度造成影响,本文算法的挖掘精度在社区数为10时是95.7%,当社区数增加到50时为87.5%。而基于时间序列数据挖掘方法的挖掘精度在社区数为10时是88.6%,在社区数为50时是77.4%,而PARAMINER算法在社区数为10时是86.7%,社区数为50时是78.2%。因此从数据分析来看,本文算法的数据挖掘精度在社区数增多时仍能保持在较高水平。 4结论 为了提高网络数据流的挖掘精度,本文提出了一种基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法,该算法对复杂网络进行数据流密度分析,根据数据流密度并采用无向环路遍历的方法来划分整个网络社区,确定数据流所属社区。利用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法来挖掘出数据流位于哪一个社区,接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路,并最终确定数据流在某一刻时间里位于哪个节点。在实验中通过数据分析和对比,证明了算法在数据挖掘精度上的有效性。 作者:侯燕李巍文乔农单位:周口师范学院西南科技大学 复杂网络论文:物流领域复杂网络运用思索 1前言 自1960年起,随机图论一直是复杂网络的主要研究理论。到90年代末期,美国康奈尔大学的Watts和Srro-gatz通过文章《“小世界”网络的群体动力行为》建立了小世界网络模型,通过这个模型进一步揭示了复杂网络的小世界特性;1999年,Barabasi和Albert发表了《随机网络中标度的涌现》一文,该文进一步揭示了复杂网络的无标度性质,并建立了一个无标度网络模型。这两篇文章发现了复杂网络的小世界性和无标度性,开辟了复杂网络研究的新纪元。以这两篇文章的发表为起点,复杂网络的研究不仅仅局限于数学领域的研究,它开始涉及物理、系统科学、交通运输、机械制造和物流等多个领域的研究,为这些领域的研究发展做出了重大的贡献。本文将从四个方面对复杂网络理论在物流领域的应用进行论述。 2复杂网络在物流领域的应用 2.1基于复杂网络的物流网络的研究 在物流网络中各种各样的制约因素影响着运输、仓储、包装、流通和配送等各个物流环节,这种复杂性可以让我们运用复杂网络的研究方法去研究物流网络中存在的问题。在研究物流网络时,以各级影响因素为节点,对有制约关系的节点连边,根据各节点的性质赋予每个节点不同的边权,这时将该网络视为一个简单的加权网络,通过构建模型等方法,可以得出物流网络具有鲜明的无标度性质。目前,国内外学者运用复杂网络对物流网络主要进行了以下的研究:潘坤友等依据三轴和完全覆盖原则、时间最短原则、多重枢纽配置原则等构建了干线通道和支线通道,形成安徽沿江地区中心城镇“轴—辐”物流网络。董艳梅等认为城市节点作为区域物流网络系统的重要组成部分,应建构在经济中心城市或节点间的轴线(物流,信息流)之上。在应用复杂网络知识研究物流网络时,许多学者认为他的理论研究基础是,物流节点相互之间的关系并不是独立的而是相互依赖、相互作用的。杨广华等分析区域物流网络关系的程度中心性、中介中心性、凝聚性、优秀—边缘结构性等结构关系指标,通过与其他数据结合分析,对区域物流结构进行优化。杨广华在其博士论文中以复杂网络理论为基础进一步对区域物流网络进行了研究,构建了区域物流网络节点优化模型和线路优化模型,为构建区域物流网络物流节点、线路、网络等提供参考。覃儒展等分析各个节点在整个物流网络中的重要程度,反映各个环节的瓶颈问题以及物流网络中节点的相互变化、市场的变化和环境的变化对物流网络的影响。通过以上文献综述可知:采用复杂网络理论可以有效补充物流管理领域宏观层面研究的不足。当代网络分析技术特别是网络模型分析技术取得了重大进展,通过研究网络整体运作及对网络整体进行模拟等,揭示出物流网络的结构。这些都对物流网络理论的研究提供了重要工具。在以后的研究中,复杂网络在物流领域可以重点研究各个物流节点之间的关系怎样影响以及在多大程度上影响网络成员的行为、物流网络整体发展对单个物流节点的限制和制约等诸如此类的问题。 2.2复杂网络在供应链中的应用 供应链在本质上讲它是一个开放的复杂巨系统,其复杂性体现在它的实体复杂性、结构复杂性和各环节相互联系的复杂性等。将复杂网络理论应用于供应链时,把优秀企业、顾客和供应商作为节点,供应链中存在的物流、信息流、资金流和决策流等各种意义上的“流”作为网络的边,创建一个以复杂网络理论为基础的供应链网络。通过对这种网络的分析可知:复杂供应链网络的结构不是稳定的网络结构,它将随着外部条件的改变而改变。刘燕楚建立了集聚型供应链网络动态演化模型,分析了供应链网络的鲁棒性与不确定性、抗毁性的关系,最终从供应链视角提出了两种集聚型供应链网络的鲁棒性优化方案。刘小峰、陈国华分析了供应链网络在受到不同干扰以及有无局部联盟的情形下,供应链网络的稳定鲁棒性和性能鲁棒性表现,为实际进行供应链鲁棒性分析、提高其抗干扰能力、增强其鲁棒性提供了一定的研究思路。朱冰心等从评价网络结构、衡量网络效率、识别重要网络节点三个方面阐述了复杂网络在供应链应急管理中的应用前景。ChristianKuhnert发现城市的物资供应中,占少数的优秀节点发挥重要的物资调度和配送作用,整个物资供应是一个无标度网络。叶笛认为,可以利用复杂网络理论来深入分析供应链系统整体运行规律和宏观行为、供应链网络的特征以及供应链网络动态生长演化规律。张纪会、徐军芹提出了基于复杂系统理论的适应性供需网的一个初步框架,并建立了其复杂网络演化模型。刘利军对煤炭的供应链特性进行分析,证明了煤炭供应链网络的复杂性和无标度性。郭进利建立了Poisson有向网络,通过对网络的研究发现有向网络的出度分布幂律特性受老节点之间相互连接的概率控制,但是入度分布与该概率无关。从以上文献综述可知,学者运用复杂网络理论在供应链的结构、网络等方面对其进行初步的研究,但是现有的研究一般只是证明供应链符合小世界特性、无标度特性,具有高鲁棒性等,没有给出具体的模型。随着复杂网络理论在供应链中的研究不断地深入,我们不应仅仅是建立一个供应链网络结构的描述性模型,还应朝着细化各种模型参数并量化模型的方向进行研究。 2.3复杂网络在配送网络中的优化研究 在利用复杂网络对配送网络优化的研究中,主要研究问题有道路最短研究、配送中心选址研究和配送路线优化研究三方面。薛艳肖通过对配送网络中的节点进行分类,基于无标度网络形成机理,建立了物流配送网络演化生长模型。运用平均场解析方法计算分析该模型的度分布函数,指出了配送网络具备复杂网络的无标度、小世界等特性。聂郁兰在研究配送网络时以复杂适应理论为指导,构建分析复杂物流配送系统的适应能力,为配送网络的研究提供新的研究思路和方法。张旭凤等通过计算分析发现第三方物流企业的配送网络符合无标度特性,为建立物流配送网络中的配送节点和客户节点的生成模型提供理论基础。从以上的文献研究可以看出,学者证明配送网络符合无标度网络的特征,同时利用无标度网络,进行了配送网络的建模和优化、从无标度网络的统计性质的角度进行分析构建复杂物流配送网络的模型等研究,但是现在国内外有关于复杂网络理论在配送网络中的应用还是很少。 2.4复杂网络在物流其他领域中的应用 武云霞以中铁快运行包快捷运输服务网络为例,证明了行包快捷货运服务网络具有小世界特性。白世贞、王文利从系统的自组织角度出发,通过构造吸引力函数,给出了各地区物流行业投资吸引力的计算方法。高义佳利用无标度网络模型,确定影响冷链物流网络抵抗各种随机或恶意毁坏的关键统计参数,并进行优化仿真分析,通过调整网络参数,改变网络结构,实现网络优化的最终目的。通过以上文献综述可以看出,学者运用不同的方式证明了冷链物流网络、集装箱运输网络和行包快捷运输网络符合无标度特性,并进行了相关的建模和优化。复杂网络在这些领域的研究还是相对较少,有关的研究也没有深入。 3结论 本文对复杂网络的基本知识、复杂网络的发展以及其特征度量、复杂网络分类及应用等情况进行了简单介绍。然后在物流网络、配送网络和供应链等几个方面,对复杂网络在物流行业的应用进行了分析。随着复杂网络理论和应用的发展,复杂网络在物流中的应用将会越来越广泛,并积极地促进物流行业的发展。