“董悄悄超凶”通过精心收集，向本站投稿了15篇科学研究的合情与合理论文，今天小编在这给大家整理后的科学研究的合情与合理论文，我们一起来阅读吧!
篇1：科学研究的合情与合理论文
[摘 要]
科学不但具有其“合理”的方面，也有其“合情”的方面。“合情”虽没有严格的逻辑性、确定性、必然性作保证，但它出于人们的经验，符合人们的某种信仰、习惯，能够为人理解，具有一定的可信度。科学的合情假定是合理论证的基础，合情的知识常常能够发展成为合理的知识。原本被认为是“合情”的知识一旦被断定为无理，则要被逐出科学的殿堂。科学研究中“大胆假设，小心论证”的科学传统可以看作是正确处理科学研究的“合情”与“合理”的准则。
[关键词]
篇2：科学研究的合情与合理论文
科学一直以其鲜明的“合理”性而著称。逻辑性、确定性、必然性被认为是科学的应有特征。科学事业因此成为一种理性的事业，科学因此具有一种合理性。然而，科学在其具有合理性一面的同时，又有其“非理性”的一面。我们所说的科学的“非理性”方面，不同于费耶阿本德的非理性主义，而是指科学研究中能为人理解、具有一定可信度的合情的人为假定、论证、取舍等。我们称其为科学研究的“合情”。
一、科学研究中的合情假定
科学理论体系往往采用公理化演绎方法，即从几个“不证自明”的公理、公设出发，经过严格的逻辑推演，导出其它命题和定理以形成完整的理论系统。古希腊学者欧几里德的《几何原本》就是最早应用公理方法的范例。但是，作为欧几里德几何前提的第五公设却在许多世纪里受到了学者的怀疑。第五公设又称平行公理，指的是：在同一平面上，过某直线外的一点，有且只有一条直线与该直线平行。这一公设由于牵涉到在无限远处的空间性质，超出了人们的可能经验范围，显得不够明了。平行公理虽不能经验证明，但有一定的经验基础，符合人们的直觉，基于此，对它的真理性学者少有怀疑。由此，我们可以看出，所谓公理的“不证自明”，不过是一种人为的合情假定。彭加勒认为，数学中的公理和物理学中的一些基本概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定；约定既不为真，也不为假，而或多或少是方便的；要问它们是真是假，正如问米制是真还是假一样，同样是没有道理的。[1]
第一个与平行公理不相容的陈述是由俄罗斯数学家罗巴切夫斯基提出的，称为罗氏几何的平行公理，即在一平面内，通过直线外一点，可作无数条线与之平行。由这一公理以及欧几里德几何的其它公理出发，1835年罗巴切夫斯基创立了罗氏几何。又过了大约二十年，德国数学家黎曼作出了与罗巴切夫斯基相反的公理陈述，即在一平面内，通过直线外一点不存在平行线。由此，创立了黎曼几何。非欧几何不是通过对现实世界的抽象而直接产生的，也不是纯粹逻辑推演的结果，它是合情假定的结果。而非欧几何与爱因斯坦相对论的结合则是科学研究中这种合情假定的现实意义的最好印证。德国哲学家赖欣巴哈由此反思理性，认为“哲学家所犯的错误是把实际上是习惯的产物视为观念的洞察或视为理性的规律。花了二千多年时间才发现这个事实；如果没有数学家的研究以及这种研究中的全部专门性，我们便永不能从根深蒂固的习惯中突围而出，在我们的思想中清除掉所谓的理性规律。[2]赖欣巴哈认为，所谓“理性规律的东西实际上原来是人类所生活的环境的物理结构对人类想象的一种约制”。[2]
合情假定在科学中普遍存在，如哥白尼行星运动的圆形轨道、牛顿的绝对时空概念、玻尔的电子轨道、麦克斯韦的电磁“以太”、爱因斯坦的光速不变原理和相对性原理等等。合情假定的假定性不能保证理论与现实的完全符合，但它却是人类认识的必要要素，是一切科学发展的基础。每一科学必取一定的逻辑前提，而每一前提的寻根究源的无穷尽论证又是不可能的，所以，建立在人们的信仰、信念、直觉及有限经验基础之上的合情假定就是科学的最好开端。没有“第五公设”，就没有欧几里德的几何学；没有原子量大小决定元素性质的假定，无机化学理论就无法系统化，走向科学；没有爱因斯坦的光速不变和相对性原理的公理化，就没有物理学的新时代。正象恩格斯早已指出的那样：“如果人们要等待建立起定律的材料纯粹化起来，那么这就是在此之前要把运用思维的研究停顿下来，而定律也就永远不会出现。”[3]
二、科学研究中的合情推理
著名美籍匈牙利数学家G．波利亚把科学的推理区分为两种：论证推理与合情推理。[4]论证推理是必然的'推理，它本身不允许任何不确定的东西，保证每一推理步骤都是经得起逻辑规则检验的。合情推理则是一种或然的推理，它的推理原则是可变的，也可以说是由一些猜想所构成的。在科学推理的具体过程中，论证推理和合情推理在确定性上确实形成鲜明的反差；但从科学认识的发展过程看，论证推理必以合情推理为前提，合情推理是人类一切认识的基石。逻辑原理是分析的，也是空虚的，它不能告诉我们新知识。例如，从“所有人都有死”和“苏格拉底是人”这两个前提，我们可以得出“苏格拉底也有死”的结论，但这一结论是暗含在“所有人都有死”这一前提里的，而不是新内容。演绎推论已经暗含在前提里，它并没有告诉我们更多的东西。即使这样，演绎推论的逻辑前提也必须借助归纳推论才能构造出来。显然，前例中“所有人都有死”这一前提就是人们经验的归纳，它是归纳的结果。然而，归纳推理会令唯理论者失望，因为归纳推理不具有逻辑必然性，而是合情推理。
英国哲学家休谟指出，虽然至今我们看到的乌鸦都是白的，我们至少可以想象我们将看见下一只乌鸦是白的。即使我们看到的一万只乌鸦都是黑的，却没有理由推断第一万零一只乌鸦是黑的。在保留归纳前提的条件下，我们可以想象归纳推论的虚假。这就是说，归纳推论不具有逻辑必然性。我们相信归纳法，因为它至今是有效的。这本身就是归纳型论证，不能作为归纳信念的可靠根据。休谟的结论是：归纳法是不能用经验来证明的。休谟用经验论 的观点来探索人类知识的确定性，结果是彻底的经验论断送了其自身。英国哲学家罗素说：“人要求确定性是很自然的，但仍不免是心智方面的一种恶习。”“全部人类知识都是不确定的，不精确的和不全面的。”[5]
科学认识在本质上是建构的，是在主客体相互交流、相互规定的过程中逐渐完善的，因此，完成这种认识不能完全归于逻辑的方法，也应有“非理性”的“合情”方法。当然，合情推理不能最终证明科学理论，但不能因此而抱怨，因为一切科学本来就是相对的。应当认识到，合情推理与论证推理的任务不同，论证推理的确定的、象机器一样的逻辑推理是建立在笼统的、特别通人情的合情推理基础之上的。合情推理是科学的创造性之所在。
三、科学研究的“合情”与“合理”
我们认识世界的首要前提是观察客体，而观察的过程是主体对客体的感觉过程。感觉隐含着两个不同的过程：其一是说“感”的过程，如底片感光、视网膜成象，这是纯自然过程，不含有主观因素；其二是说“觉”的过程，是客体为主体所判别的过程，就象医生观察X光片，据以判断病人病情的过程，它有赖于以往的经验和理论支持，这是一个主观的过程。看到了什么要以观察者的知识背景为基础。信奉“地心说”的第谷看到的是运动的太阳，而支持“日心说”的伽利略看到的则是静止的太阳。现代人看到的是正在天空飞行的飞机，而土著人看到的则是会飞的大鸟、逞凶的鬼怪。“观察渗透理论”，这就是美国科学哲学家汉森提出的著名命题。这个命题指出了我们的任何观察都不是纯粹客观的，具有不同知识背景的观察者观察同一事物，会得出不同的观察结果。“观察渗透理论”摧毁了逻辑实证主义所追求的科学合理性。
经典科学以人与自然界的分离为前提，以自然界为研究对象，要抽象出自然界“本身”的规律。然而，在现代物理学的微观世界研究中，人们却发现要测量电子运动状态，就必须有光子照射到电子上面，根据量子效应即使是一个光子与电子相互作用，也足以使电子改变其原有运动轨迹。我们观察到的电子轨迹不再是电子自然状态下的运动轨迹，而是主体作用下的运动轨迹。对于宏观物体，测量的主体干扰可以忽略不计，但是对微观粒子来说，这种主体干扰则是不可忽略的。海森堡测不准关系就是这种主体干扰的直接表现。在宇宙天文学中，人择原理则表明，被观测的宇宙是与作为观测者的人类的存在这一事实紧密相关的。这实质上反映了人与世界关系上的必然性一致。我们所面对的世界总是人的对象性世界，总是与人的认知能力相关。由此，我们可以推断，科学是以自然为对象，但它同时又是以人为中心展开的，它只能是人的科学和为了人的科学。这就是科学的“合情”性的深层基础。
现代科学好象越来越表现出二律背反的特征。一方面，科学认识要按照世界本来面目来客观地说明世界，追求合理性；另一方面，科学认识表现出鲜明的人为特征，讲究“合情”。实际上，科学的“合情”方面与“合理”方面并不矛盾，科学研究的“合情”与“合理”都是科学发生、发展的必不可少的要素，它们反映出科学研究中主客体的相互关系，也在科学研究的不同发展阶段发挥着各自不同的作用。科学的“合情”强调的是科学研究中主体的能动的创造方面，突出的是科学的主体性特征。科学的“合理”性强调的是科学研究的客观方面，突出的是科学的客观真理性质。如果我们套用库恩的说法，把科学的发展分为常规科学时期和科学革命时期，就会发现在常规科学时期，科学家按照某个“范式”从事解决疑难问题的研究，更具有合理性；而在科学革命时期，旧范式将被新范式取代，就会有许多新的概念涌现，就会有许多人为的合情假定、合情创造，更强调“合情”。
随人类认识能力提高，科学研究的“合情”方面与“合理”方面也是可以转换的。被古希腊毕达哥拉斯学派“合情”接受但看作“无理”的无理数，到如今不在视为“无理”；欧几里得的“第五公设”原只是“合情”，在现代非欧几何认识的基础上，已为人们所理解，变得“合理”。但是，原来“合情”的认识一旦被发展了的科学断定为不合理，则不能在科学中存留。例如，原本被认为“合情”的哥白尼的行星运动的正圆轨道被后来的开普勒的椭圆轨道证明为不“合理”而被取代。这正体现了科学发展的“大胆假设、小心论证”的传统。人类知识的发展过程，不是从合理证据堆砌出确定知识的线形运动过程，而是“合理”与“合情”彼此相互交织、相互转化的螺旋式上升的过程。
[参考文献)
[1]李醒民．论彭加勒经验约定论[J)．中国科学，1988，(2)．
[2]赖欣巴哈．科学哲学的兴起[M]．北京：商务印书馆，1983．111．
[3]恩格斯．自然辩证法[M]．北京：人民出版社，1984．117．
[4]黄顺基，刘大椿．科学的哲学反思[M]．北京：中国人民大学出版社，1987．102．
[5]李晓明．模糊性：人类认识之谜[M].北京：人民出版社，1985. 182-183.
篇3：合理与合情阅读题及答案
合理与合情阅读题及答案
试题内容：
①实践过程的展开总是面临理性化或合理性的问题，包含形式和程序两方面，但无法忽视实质的内涵。从实质层面看，实践过程的理性化既涉及“合理”，也关乎“合情”。
②“情”首先具有实在性的含义，所谓“实情”“情境”等等，便体现了这一点。在本体论层面，“情”所表示的首先是事物多样规定的真实性，既涉及实在性，也关乎特殊性、差异性，在此意义上，“情”更多地与存在的真实情境相联系。相对于“情”的以上含义，“理”所展示的首先是普遍的法则、原则或规范。实践过程中的合“情”与合“理”，意味着既合乎普遍的法则和规范，又适合于特定的实践情境，二者的统一，构成了实践过程中理性化的具体形态。
③“情”的另一基本含义涉及人的内在情感。情感具有实质的价值意义：如果说，普遍的规范、原则主要从形式的层面体现了一定的价值取向，那么，情感则从实质的方面展现了具体的价值意识。情感的这种真切性和具体性，从一个方面体现了实质的价值内容。相应于此，“合情”意味着在实质的层面合乎一定的价值取向，与之相对的“合理”，则表现为从形式的层面循乎价值原则，二者从不同的方面赋予相关实践活动以正当性，这种正当性本身同时体现了价值意义上的合理性或理性化。
④就主体间的交往而言，除了通过对话、讨论、相互批评等语言活动而达到的彼此理解之外，还涉及主体之间基于情感的沟通。言说者对于聆听者不仅应当晓之以“理”，而且需要动之以“情”：不仅应当通过理性、逻辑的力量而使聆听者不能不接受其所说的内容，而且需要通过情感的感化，使之心悦诚服。仅仅凭借理性和逻辑的力量，往往容易使言说成为冷峻的强制，难以使人乐于接受。唯有同时渗入真情实意，才能使人既“信”又“服”、达到“信服”之境。
⑤另一方面，从听者对说者的态度看，则应当有同情理解的意向。广而言之，这里同时涉及人我之间的相“感”。在中国哲学中，“感”既指事物（对象）之间的相互作用，所谓“天地感而万物化生”，又指人对世界、他人由“感”而“通”，所谓“感而遂通天下之故”。这里的天下兼及他人，与之相联系的.“感”既不同于静观，也有别于逻辑的思辨，“通”则不仅指理性层面的“达理”，而且也包括情感层面的“通情”。与单纯的程序合理性不同，通“情”而达“理”以人我相感、情理交融的方式，体现了主体间交往过程的合理性。
⑥以上主要从实践过程中的主体间关系及主体性之维，考察实践过程理性化的不同内涵。从引申的意义看，上述过程所内含的“合情”与“合理”，也关乎主客体关系以及与之相关的实践活动。也就是说，变革对象的实践过程所涉及的合理性不仅仅表现为合乎理性的谋划、计算（合理），而且在于它同时既关注具体的实践情境（实情），也体现了基于喜爱或爱惜之情（合情）。
（选自杨国荣《“合理”与“合情”》，有删改）
1．联系上下文，对第①段画线句理解正确的一项是（ ）（3分）
A．“合理”与“合情”是并行不悖的，此现象只有在实践过程的理性化过程中才能得以体现，得以彰显。
B．“合理”与“合情”是相互统一的，其原因并不是源于纯粹理性化的分析，而是来自于实践过程本身。
C．“合理”与“合情”是并行不悖的，此现象在生活中很普遍，理性化程度越高，包含的情感因素越多。
D．“合理”与“合情”是相互统一的，其原因在于情感因素总是在影响人们的理性判断，根本无法回避。
2．下列对原文思路的分析，不正确的一项是（ ）（3分）
A．第①段开宗明义，明确提出关注的问题是实践过程的理性化，并指出分析时既要着眼于其形式和程序，又要顾及其实质的内涵，由此引出中心论点。
B．第②③段承接上文，阐明“情”既具有实在性的含义，又涉及人的内在情感；并且将其与“理”作了对比，进而论证了“合情”与“合理”的关系。
C．第④⑤段从“主体间的交往”这一角度进行论述，首先点出聆听者对言说者应有同情理解的意向，然后指出言说者对聆听者更要有基于情感的沟通。
D．第⑥段作总结及延伸，指出无论是从主体间关系及主体性之维来看，还是从主客体关系及与之相关的实践活动来看，都需要既“合理”，又“合情”。
3．下列对原文内容的分析和概括，正确的一项是（ ）（3分）
A．实践过程中理性化的具体形态，既要合乎特定的实践情境，又要合乎普遍的法则和规范，“合情”与“合理”须相互统。
B．实践活动本身的正当性赋予了“合情”与“合理”内含的价值原则，二者分别从实质和形式的层面体现了一定的价值倾向。
C．与西方哲学不同，中国式的通“情”达“理”包含理性与情感两个层面，虽然缺乏程序合理性，但却在实质上更具合理性。
D．在实践展开的具体过程中，如果既关注合理的谋划与计算，也关注主体的喜爱或爱惜之情，就能够正确解决理性化的问题。
试题答案：
1．B
【命题意图】本题考查理解文中重要句子的含意的能力。
【解题思路】A项与C项，将“合理”与“合情”的关系理解为“并行不悖”，互不影响，井水不犯河水，这是不符合文章原意的；且A项“只有……才”过于绝对，C项“……越高，……越多”无中生有。D项，谈论的话题是“人们的理性判断”，而非“实践过程的理性化”，不符合文章原意。
2．C
【命题意图】本题考查分析文章结构、把握文章思路的能力。
【解题思路】C项错误较为明显，“首先……，然后……”次序颠倒。
3．A
【命题意图】本题考查理解文章内容的能力。
【解题思路】A项正确，见②段最后一句。B项，因果倒置，应该是“‘合情’与‘合理’赋予‘实践活动’以正当性”，见③段最后一句。C项，曲解文意，“与单纯的程序合理性不同”并非指“缺乏程序合理性”，“单纯的”这一修饰语的重要性被忽视，见⑤段最后一句。D项，“如果……，就……”属于充分条件，而原句所给条件较原文范围缩小了，缺少“关注具体的实践情境（实情）”这一条，见⑥段最后一句。
篇4：初中化学新课程与科学研究论文
初中化学新课程与科学研究论文
摘要：
真理的获得不是靠听来的，而是通过反复的探究得到的。以往的初中化学教学一味地向学生灌输所谓的“真理”，缺少科学的探究，课堂教学的有效性极差。本文作者就如何在初中化学课堂教学中进行科学探究，实现有效教学进行了简要的论述，还望能有所借鉴意义。
关键词：初中化学；科学探究；有效性教学
一、借助微课，提高化学实验探究性。
随着我国新一轮基础教育课程改革的不断推进，各种各样的教学形式纷纷兴起，作为一名一线教师，笔者在参与课改活动中也纷纷尝试了一些多样的教学形式。但是就初中化学来说，由于面临毕业班中考升学的压力，在实际教学活动中，初中化学实验教学一直存在轻过程、重结论的问题。验证性实验居多，费时费力的探究性实验少，形式化、低效化的现象严重。化学实验教学一直处于次要地位，学生的观察能力、动手能力、解决实际问题的创造性较少得到锻炼和培养，而这种情形显然与我国大力推行的基础教育课程改革的思路背道而驰，更不符合素质教育的要求。
实验教学是初中化学教学活动中的重要组成部分，尤其对于刚接触化学的同学来说，除了理论学习，他们往往对于实验抱有极大兴趣。但在传统的化学实验课堂教学中，我们经常面临一些实际问题，比如当班级人数较多时，演示实验不能保证所有的同学都能观察到实验现象；在进行一些有毒、污染、危险的实验时，可能面临不可预测的后果；一些条件要求比较高的实验，可能处理不慎就很容易导致实验失败……在进行高锰酸钾制取氧气的时候，我们一般都会强调在实验结束的时候要先撤离导气管，再熄灭酒精灯，是为了防止水倒流入试管可能使试管炸裂，由此导致的有些化学实验无法进行科学探究。
笔者巧妙变通，借助信息技术手段解决了这一问题。比如，笔者制作的《高锰酸钾制取氧气》的微课实验中，我就模拟了错误操作导致水倒流而使试管炸裂的实验现象，从而使学生对此有更深刻的印象；在平时的教学活动中，作为一所普通中学，《空气中氧气含量的测定》实验都采取的是理论介绍的方式，而在相关专业制作实验软件的帮助下，笔者制作的《空气中氧气含量的.测定》的微课实验能帮助同学们更深刻的理解该实验过程，更好的进行科学探究。所以挑选合适的实验素材进行微课教学，既有利于学生清楚有效的观察实验现象，又能避免可能的危险或实验失败的出现，导致无法进行科学探究，从而保证了教学的有效性。
二、精心设计问题。
任何科学探究都是来源于对于某一问题的不断的追问，没有一个较好的、值得探究的问题，很难激发起学生心底里埋藏的探究的欲望。那么，如何才能称得上是一个好的问题呢？笔者认为，那些能够给予学生一定的困惑，通过解答这一存在的问题能够获得乐趣和知识的问题，如此才能进一步营造问题情景，使学生产生强烈的探究欲望，并且快速地进入一种探究的状态。比如，在教学“酸及其性质”这一节时，笔者通过这样一个问题激发了学生的探究兴趣――长期烧水的铝壶内壁会生成一层水垢，有生活经验的人会将醋倒入其中，去清除水水垢，为什么平常吃的醋，能够被用来除水垢呢？通过这样一个问题，将教学与日常生活生活联系了起来，通过熟悉的事物向学生提出了疑问，激发了学生的探究欲望，从而使学生在接下来的学习中能够保持较好的学习状态，保证了教学的有效性。
三、创设有利于科学探究的课堂氛围。
科学探究能不能有效开展，学生探究的认不认真，能不能积极参与到科学探究活动中来，与课堂气氛的好坏有着不可分割的关系。根据研究表明，在轻松愉快的氛围下，人的思维能达到最活跃的状态。教师作为教学中的主导，应该为学生进行科学探究创造良好的学习氛围。以往的课堂教学都是教师在上面讲，学生在下面听，缺少生生、师生之间的互动，教学始终是在一种刻板、枯燥的课堂氛围中进行。小组合作学习这一教学模式，能够大大改变这种情况。在教师的指导下，由一定的人数组成一个小组，共同学习、共同解决遇到的疑问和困惑。
这样一来，人人都能够就问题发表自己的看法，人人都可以参与到教学中来，生生、师生之间的交流和互动因此得到了加强，从而激发了学生的学习热情，给课堂教学注入了活力，营造了活跃的课堂气氛。科学探究为的是让学生自己进行探究，获得知识，通过小组合作学习，进一步弱化了教师在课堂中的作用，学生拥有了更多的发言权、更多探究的机会，有利于有效教学的实现。总而言之，在提倡素质教育的今天，必须在初中化学课堂体现科学探究，并保证教学的有效性。科学探究的方法有很多，以上笔者所言不过尔尔，还望诸位教师能够不断探索、不遗余力，使初中化学课堂越来越好，有越来越多的学生喜欢这门学科。
参考文献：
[1]白丽华。初中化学实验教学中存在的问题与对策[J]。新课程（下）。（12）
[2]毕华林，亓英丽。基于科学探究的初中化学教材编制[J]。山东师范大学学报（自然科学版）。（01）
篇5：科学研究的论文
摘要：
目前计算机科学技术正在随着半导体和集成电路的快速发展而不断地进步，从根本上改变了人们的生活和思维方式。如今，人们也越来越重视对计算机科学技术的研究，希望可以在这一领域中取得更进一步的突破，改善人们的生活水平和生活方式。计算机科学技术具有空前的优势和特色，被称为是人类社会史上最卓越、最有代表性的发明之一，但当前却同样存在着困境与不足。本文通过分析其影响与不足，来阐述其前景与展望，立足当前，面向未来。
关键词：
计算机科学技术；发展现状；发展前景
目前城市园林绿化、建设工程造价管理、教育教学、动漫制作以及企业管理等各行各业都广泛应用着计算机科学技术，计算机科学技术几乎涉猎了每个领域，包括教育、科研、军事、农业、文化等。计算机科学技术和其他科学技术（网络技术、集成电路技术、材料科学、软件工程、光导纤维技术和超导技术等）之间是相互作用的，计算机科学技术推进着这些科学技术的每一次发展，同时这些技术也促进计算机科学的进步，这样能够更加完善和壮大计算机科学技术，从而使人们的生活质量得到提高，同时也使国家的综合竞争力越来越强。
一、讲述计算机科学技术的来历
1946年，美国的尼法尼亚大学诞生了世界上第一台计算机，标志着全世界正式进入了计算机的时代。刚开始的时候，计算机被称为ENIAC，当时的计算机科学技术只是初期的发展阶段，很多技术都不完善，当时的计算机成本非常的高，整个计算机的体积和重量都是很大的，但就在那种情况下，军事方面也运用到了计算机。第二代计算机———晶体管电子计算机是诞生于1956年的时候，很快就出现了第三代电子计算机，也就是集成电路计算机也在三年之后诞生了。由于出现了第三代计算机，使得整个计算机科学技术的发展有了飞一般的速度，同时也大大降低了计算机的成本，慢慢也出现了很多种类，让计算机科学技术渐渐成熟起来了。直到1976年，电子计算机才正式发展到第四代，计算机也慢慢发展到小型化和智能化方面。集成电路技术的广泛应用和技术成熟是在进入到21世纪之后才发生的，这时计算技术科学技术完善的更好了，大大提升了各个方面的性能，同时计算机也更加趋于智能化和微型化，在各个领域中都广泛应用到了计算机科学技术。
二、研究计算机科学技术发展现状
20世纪九十年代以来，计算机科学技术发展体现在两种趋势上：其一是传统领域（如军事、国防、科研等）中仍然不断加深利用着计算机科学技术；还有一个就是指，现在千家万户的人们日常生活中越来越离不开计算机科学技术了。关于计算机科学技术的发展现状分析如下：（一）计算机科学技术广泛应用到人们的生活当中对于目前信息化的生活时代来讲，当今社会中必不可少的一项技术就是计算机科学技术。通过计算机的网络系统，千家万户中的人们就算不出门也可以了解外面世界的各种信息了。更加方便的.是只需要在家通过计算机的互联网就可以买到自己喜欢的各种商品，还可以在计算机通信上面聊天，在线授课等等，就这样通过计算机网络技术来完成各种信息的交流。行政机关单位收集各种信息也可以通过建立网站来完成，各行业之间的数据交流也可以通过计算机网络技术来完成的，人们还可以通过计算机来处理大量的数据和资料，提高工作效率，通过计算机科学技术，人们的生活与工作已经逐渐改变了。（二）计算机科学技术取得了突破性进展由于科技的不断进步，促使了计算机科学技术取得了突破性的进展，这些主要表现在两个方面：第一体现在微处理器方面的进展。微处理器可以通过缩小处理器芯片内晶体管的尺寸和线宽来极大地提高计算机的性能。实际就是使用更先进的光刻技术在硅片上更加精巧地制作其上面刻饰的晶体管，而且晶体管上面连接的导线也被制作得更加细小了，这样就自然缩小了处理器内晶体管的尺寸和线宽。第二是指在纳米电子技术方面的发展。纳米技术的诞生是由于计算机技术的发展让计算机更加趋于微型化、智能化、高速化了。这是一种全新看待问题的方式，不仅是单单地变小尺寸，可以说纳米技术是革命性的技术，有效地帮助到处理计算机技术的集成度和处理速度的双重制约问题。
三、计算机科学技术的发展前景
（一）立足当下，面对未来
计算机科学技术与工业的结合，结果就诞生了智能一体化生产；计算机科学技术和农业的结合，就产生了数字化现代农业科技；计算机科学技术和金融业的结合，使得网上银行等新兴金融机构诞生了，随之“乔布斯之问”也将因为计算机科学技术的进一步发展而得到解答。计算机科学技术会通过更加多元碎片的形式融入到我们的生活中，比如：计算机科学技术凭借自己得天独厚的优势影响及改革着教育方面的发展。
（二）在智能化方面上计算机科学技术的发展趋势
网络技术的发展是计算机技术发展的重心，直接影响着计算机的功能普及，这是因为计算机目前最主要的功能就是上网，那么在以后网络技术必定会在计算机技术中体现得更好。现在人们为了完善自身，拓展视野，从而不断通过网络从各个渠道获取对自己有用的信息。科学技术进步体现在：人们在生活中遇到的很多问题都可以利用计算机的智能化来解决，这也是文明进步的代表，这促使着计算机科学技术必须要发展到更高和更深入的层面上。
（三）计算机科学技术的专业化和自身运算处理能力引领科技跨越式进步
其他科学技术和计算机科学技术之间都是相互作用着的。其他科学技术（半导体技术、光电接口技术、微型集成电路技术、生物电子科技、软件工程等）推进着计算机科学技术快速发展，同时计算机科学技术的发展也带动着其他科学技术迈向更长远的未来。在大数据时代背景下，人们通过利用计算机分析处理能力和储备能力来更好地拓展人类的分析能力和处理自己所面临的问题。概括下来，在现代中，大众生活很明显已经离不开计算机科学技术了，而计算机科学技术的历史使命就是可以不断满足人们日益增长的物质文化需求。相信在未来广大人民的利益和国家的综合实力都会随着计算机科学技术的发展而不断提升的。
篇6：科学研究的论文
论文摘要：本文简要介绍了胀差的概念及胀差过大的危害，从我厂汽轮机冷态启动过程中出现胀差正值偏大的实际现象进行分析，提出控制胀差正值偏大的相应措施。
关键词：汽轮机,冷态启动,胀差
0概述
我厂汽轮机型号为CC360/251.6-24.2/1.3/0.45/566/566，为东方汽轮机有限公司制造的超临界、一次中间再热、单抽、三缸两排汽、双抽可调供热、凝汽式汽轮机。主再热蒸汽温度均为566℃，高中压转子、低压转子均是由整体合金钢锻件加工的无中心孔转子，高中压转子为双流结构，反向布置；低压转子为双流对称结构。高压汽缸为双层缸，中压汽缸为双层缸，低压汽缸为三层缸。机组投运后的多次启动过程中，高压和中压胀差偏大，常接近报警值，影响启机并网及升负荷速度。
1胀差概述
1.1胀差的定义
当汽轮机启停及负荷变化时，转子和汽缸均会膨胀或者收缩。由于转子的质量比汽缸小，且转子受热表面积比汽缸要大，因此蒸汽对转子表面的放热系数较大。在相同的条件下，转子温度变化比汽缸快，转子和汽缸的膨胀存在着差值，定义为相对膨胀差（胀差）。当转子膨胀量大于汽缸膨胀量时为正胀差，当转子膨胀量小于汽缸膨胀量时为负胀差。
1.2胀差大的危害
启动过程中，胀差偏大不仅延缓启机速度，当胀差超过规定值时，就会使汽轮机动静间的轴向间隙消失，发生动静摩擦，引起汽轮机组振动增大，甚至掉叶片、大轴弯曲等严重事故。无论是正差胀还是负差胀，达到某一数值，汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。
2冷态启动过程中胀差正值偏大的原因
2.1汽轮机进汽温度高，冲转参数与厂家推荐的冲转参数有偏差
合适的启动参数能够减少转子和汽缸的膨胀差，冲转参数较高，转子和汽缸的温差也大，引起胀差也大。
2.2轴封供汽温度高
本厂有两台同型号机组，启机过程中用辅助蒸汽供轴封，而辅助蒸汽汽源来自邻机四抽，邻机正常运行时，四抽温度380℃，高于厂家说明书推荐值208～260℃。由于轴封供汽直接与汽轮机大轴接触，因此轴封供汽温度的变化直接影响转子的伸缩。
2.3高压缸倒暖不充分，中压缸正暖管道太细
本厂高压缸采用辅汽倒暖，中压缸采用辅汽正暖，暖机时间点为锅炉点火后。本厂采用中压缸启动，高压缸倒暖完成后进行闷缸，在冲转时，需开启高排通风阀以防止高压缸叶片过热。在开启高排通风阀时，高压缸缸温下降较快，说明高压缸未充分加热，只是表面测点温度达到了倒暖缸所做的要求。而中压缸正暖的管道太细，一部分取自中联门阀后的疏水管道进入中压缸，造成进汽量不足，中压缸正暖不充分。
2.4高中压夹层加热装置未发挥作用
本厂高压缸夹层加热汽源来自冷再热蒸汽，中压缸启动过程中，在切缸完成后，高压缸外缸温度已经高于冷再热蒸汽温度，此时若投入高压缸夹层加热，只能起到冷却高压缸的作用，因此高压缸夹层加热无法投入。本厂汽轮机中压缸启动后，中压缸夹层加热汽源取自中联门门后的疏水管道，造成中压缸夹层加热汽量不足。两者均造成了外缸无法尽快膨胀。
2.5升速过快，暖机时间不足
暖机能够使汽轮机各部金属温度得到充分的预热，减少汽缸法兰内外壁，法兰与螺栓之间的温差，转子表面和中心的温差，从而减少金属内部应力，使汽缸、法兰及转子均匀膨胀，各胀差值在安全范围内变化。暖机时间不足会造成汽缸无法得到充分膨胀，转子和汽缸的膨胀差值偏大。
3控制措施
3.1严格控制启动初参数
启动时加强与锅炉专业人员联系，严格控制启动参数。初参数控制低，有利于增加进入汽轮机的蒸汽流量，便于汽轮机暖缸，同时，主蒸汽温度控制低，也会限制汽轮机转子的温升速度，减少正胀差的出现。
3.2采用合理的轴封供汽温度，适当缩短轴封供汽压力及送汽封时间
机组在正常运行中，冷再热蒸汽温度要低于四抽温度。辅汽汽源设计了冷再和四抽，冷态启机时可采用邻机冷再热蒸汽作为辅汽汽源，适当降低轴封供汽温度。冷态启动时，尽量缩短送汽封时间，在不影响真空的情况下汽封压力尽量降低。
3.3充分进行高压缸倒暖
适当将高压缸暖缸时间提前，当高压缸内部表面温度达到暖缸规定值后，停止倒暖后观察，若缸温下降，则反复进行倒暖，让高压缸进行充分加热。
3.4高压缸夹层加热装置及中压缸夹层加热管道改造
高压缸夹层加热汽源可改造为主汽，具体接口可取自主汽供轴封的管路，让高压缸夹层加热在启动过程中发挥实际作用。中压缸夹层加热进汽管路可适当改粗，让中压缸夹层加热汽量充足。
3.5升速过程中充分暖机
按照设置的暖机点充分暖机。若升速或升负荷后胀差有不断增大的趋势，应稳定转速或负荷继续暖机，不要时可以降低转速或负荷。
3.6充分疏放水
充分的疏放水可以提高下汽缸的温度，降低上下缸的温差，也就提高了汽缸整体的平均温度。各抽汽管道充分疏放水，能够提高各抽汽口的温度，相应提高汽缸的整体平均温度。同时，能够使各抽汽管道充分膨胀，减少抽汽管道阻碍汽缸热膨胀现象的发生。
3.7低压加热器随机启动
胀差产生的主要原因是汽缸加热慢，而转子加热快，采用低压加热器随机滑启，能够使下汽缸汽流流动充分，彻底排尽积水，提升了下汽缸的加热速度，使得下汽缸尽快胀出，从而减少了正胀差。
3.8并列后全周进汽，适当降低主汽压力
汽轮机并列后，全开调门，采用全周进汽，使各部分均匀加热。在一定负荷下适当降低主汽压力能够增加汽轮机的进汽量，加快汽缸加热速度。现今大容量机组采用CCS控制，若CCS已经投入，可将滑压偏置设置为负值。
篇7：科学研究与形象思维
科学研究与形象思维
形象思维是以形象作为思维要素和手段的'思维.本文用科学研究的具体事例论证了不仅文学家要用形象思维,科学家也要用形象思维.文章通过比较文学家与科学家形象思维之异同,进一步明确了科学家形象思维的特点.
作 者：丁家顺 作者单位：贵州师范大学中文系,贵州贵阳,550001 刊 名：贵阳师专学报 英文刊名：JOURNAL OF GUIYANG TEACHERS’ COLLEGE (SOCIAL SCIENCE) 年，卷(期)： “”(2) 分类号：N03B804.2 关键词：形象 形象思维 科学研究 文学创作篇8：合情采撷有效提升论文
合情采撷有效提升论文
《新数学课程标准》对数学学习内容，从“数与代数”、“空间与图形”、“统计与概率”和“实践与综合应用”等四部分进行设定。其中，关于“数与代数”，其教学指向是：“它们都是研究数量关系和变化规律的数学模型，可以帮助人们从数量关系的角度更准确、清晰地认识、描述和把握现实世界。”这样的定位准确、科学。要实现这一目标，仅仅依靠教教材、用教材是不够的，还需要教师补充提供大量的、丰富的、符合教师教学需要和学生学习需求的、具有现实性的问题情境，有效的问题情境是学生有效学习的关健。
一、从学生周围的生活世界中提炼有效的问题情境
以教材与现实性的问题情境为依托，把数的认识、数的运算教学融入具体的、有效的问题情境中，让学生凭借已有的经验，在生动、主动、活泼的问题情境中，经历数的概念的形成全过程；让学生在解决问题过程中经历计算、学习计算和运用计算。
例如，《生活中的数》第一课时“数铅笔”。教材是这样呈现的，先是主题图，上面是一张桌上有一大批铅笔，四个小朋友，问题：“一共有多少枝笔？你是怎样数的？”接着，呈现四位学生的不同数法：一枝一枝数，两枝两枝数，五枝五枝数，十枝十枝数。“哪种数法可以更清楚地看出结果？”进而让学生明白，“十个十是一百。”再接着，让学生“圈一圈，数一数”，最后是“练一练”。
仔细分析与解读可以发现，对于“一大批”的铅笔，学生虽然是比较熟悉，可熟悉的地方往往没有动人风景。而且，一次性有这么大数量的铅笔，在现实生活中是很少见的。如果仅使用这样的学习素材进行教学，可以达到基本的教学目的，但不能让学生印象深刻，并从中得到快乐体验与成长。结合实际情况这样展开教学，用大屏幕动态、有序地展示大路，小路，农家院子，池塘———山霞××养鸭场，一只只可爱的鸭子，由一只、两只到三只，由10只、20只到100只。活泼可爱的小鸭子吸引了学生的注意，激发了他们观察的兴趣。先让学生估计“一共有几只小鸭子？”学生的估计从20只到50只，从70只到90只，个别学生估计有100只。“到底有多少只小鸭子？”这一问题引发学生“数一数”的学习兴趣。此时，将池塘中小鸭子的图片发给学生，让他们同桌同学合作，认真数一数。学生们兴奋不已，积极主动地投入数鸭子过程中。教师开始巡视，从中选出不同的`数法，最后让学生汇报、展示。有趣的是，大部分学生都是用一只一只去数的，这和提供的小鸭子图有一定的关系———上面的小鸭子分布不均匀，身体露出的部分也不一致，无法一下子数出更多只。结果，比较少的同学数对是100只，大多数同学数出是90多只。教师告诉学生：“这里面其实正好是100只小鸭子。刚才我们数了很久，很多同学都数错了，没关系的，我们还有机会，我们再来试一下，看哪些同学数得最快？行吗？”遇挫后的学生再次兴奋起来。这时，教师提供给学生的是100根的小棒，学生快乐、主动地投入再一次的“数数”中……教师让数得最快的几个同学说说数数方法，引导学生思考：“数的物体比较多，如大约为100个的物体时，是一个个地数方便呢，还是十个十个地数方便？”由于学生有了前两次的数数体验，学生能在交流、分析、对比中寻找、发现数大数的方法，并从中体会了计数单位“一”、“十”和“百”。 在这一教学过程中，教师用鲜活的真实情境展开学习活动，学生不仅会数100以内的数，会知道100以内数的顺序，会认识计数单位“一”、“十”和“百”，更重要的是，使学生加深对100以内的数的实际含义的理解，感受数与生活的非常密切的联系，感悟学习生活中的比20更大的数的必要性，促进学生探究数学知识的好奇心，提升学生“把握现实世界”的能力。
二、从多种媒介的相关信息资源中提炼有效的问题情境
有效的问题情境不仅来源于学生周围的生活世界，电影、电视、广播、网络、报纸等其它媒介的相关信息、资源，同样也是有效问题情境的源头活水。例如，在讲授《分数的初步认识》一课时，教学已接近尾声，教师用大屏幕展示奶粉广告———一个蛋糕，一个孩子已平均切好4份，这时，却有了8个孩子，于是他在分成4份的蛋糕中间横着再切一刀，得到了平均8份；小孩子们兴高采烈，正准备要吃时，又来了一个孩子；这时，他一思考，把自己的一份掰成两半，一人一小半。广告放完，教师设问：“你联想到了什么分数？”学生们兴趣盎然地说开了。由于广告内容形象、生动、有趣，学生们结合所学知识很快都明白了其中的1/4、1/8，而对于最后一个同学分出的1/16，最初学生有一定的难度，在结合分析了前面两个分数后，也都能理解、解决问题。在这一教学过程中，教师将学生常见的电视广告这一独特的问题情境引进课堂，让学习难点得以突破，让繁杂变简单，让枯燥变生动，取得很好的教学效果。
生活是一个数学大世界。生活中的问题情境资源取之不尽。如何合情采撷之，使之能有效提升我们教学的质量和学生学习的品质，有待于大家共同的努力。
篇9：审美直觉与合情推理
审美直觉与合情推理
论述了审美直觉与合情推理及其之间的关系.重点阐明审美直觉强化合情推理的`可靠性、审美直觉调控合情推理的方向性.
作 者：梁俊奇 刘孝书 LIANG Jun-qi LIU Xiao-shu 作者单位：商丘师范学院,数学系,河南,商丘,476000 刊 名：商丘师范学院学报 英文刊名：JOURNAL OF SHANGQIU TEACHERS COLLEGE 年，卷(期)： 18(5) 分类号：B83-05 关键词：审美直觉 合情推理 强化 调控 可靠性 方向性篇10：小学生科学研究小论文
小学生科学研究小论文
人为什么会导电
终于到周末了，可以看电视了，我开心极了，只听“嗖”的一声，我就躺在床上看电视了。
电视的频道忽闪忽现的，这时妈妈正好进来打扫房间，我把这种情况告诉了妈妈，妈妈无能为力地说：“我也不知道该怎么办，让开让开，我要擦电视了。”“好了，好了。”我欣喜若狂的说。“什么好了？”妈妈用疑问的眼神看着我。“还能什么好了，当然是电视好了。”妈妈说：“哪呢？”“恩，刚才还好好的，怎么？”“又好了。”对于这个问题，我总结了一下：妈妈一碰天线，电视就好了；一松手，电视又坏了。
我的小脑袋里冒出了一个问提：人体为什么会导电？我上网查了许多资料，才知道人体里有电流，因此有电解质像钠、钾、钙等在，电解质便在人的体液中。人体里含有的大量血液、淋巴液与脑脊液主要是用水组成的，人体中的每个细胞全充满着水，之中溶解着各类电解质，所有这些，构成了人的体液。体液存在人体中,占的分量十分大，是体重的70%。电解质溶解于人的体液中，便形成了带电的离子，这些离子在外电场的作用下，于体液内作定向移动，便形成了电流，人体同样就有了导电性，成了导体。
铁片的秘密
我们学习了《铁罐和陶罐》，知道了铁罐放在泥土里容易腐烂，我的脑袋里冒出了一个小问号：那么铁放在哪里生锈最快呢？为此，我反复思考研究做了一个小实验。
我事先准备了三个小铁片。一个放在温度低的地方――冰箱；一个埋进泥土里；最后一个放在盐水中。看看哪一种会更快使铁片生锈。一天下来。我来到冰箱，小心翼翼地拿出铁片，仔细观察起来，可铁片却一点儿变化都没有。我接着来到花盆前，挖出藏在土壤里的铁片，可结果仍是如此。最后我来到水杯前，拿出浸在水里的铁片，可也是一点都没变。这可让我纳了闷：“难道得时间长一点才能出效果？”我将信将疑地离开了实验地。几天之后，我又来到那儿，惊奇地发现在泥土里的铁片有一点点生锈，而在盐水里的铁片早已锈迹斑斑。这到底是怎么回事呢?带着这个疑问，我打开了电脑，才知道原来是原电池反应，离子导电。因为两种金属通常是活动性不同的两种。以铁和铜为例。因为空气中有水分，水中通常容有酸性气体，如二氧化碳，铁片遇到酸失去电子成为铁离子，电子则通过金属移动到铜，再还原成氢气，形成一个原电子。这种反应成为析氢气反应。铁的这种腐蚀内称为电化学腐蚀，电化学腐蚀比一般的氧气还原性腐蚀速率更快。
从实验和资料中证明，盐水会让铁片更快生锈！
为什么米饭可以粘东西
大家应该早就知道米饭可以粘贴东西了！因为在家时经常看见奶奶爷爷在粘纸或者粘破了的东西。不过时间长了它就会自然地掉下来，所以说用米饭粘东西也有坏处。今天我们就来研究一下为什么米饭可以粘东西？做个小实验吧~
这个星期六的上午，我把冰箱里所剩无几的白米饭拿了出来，又去将放在储存柜多年的破纸掏了起来，实验便开始了。先将米饭磨碎，磨成很细很细的米碎后，在一点一点的放在白纸破损的地方，很快一条破损的白线条就复原了，只不过还剩下一点痕迹。滴答滴答时间过得真快，终于在十五分钟的努力下我将一张破的没法入眼的白纸边的崭新崭新的，这其中的奥妙我也不知道多少！
据我了解：因为米饭中含有淀粉，煮成米饭后淀粉遇水糊化，有了粘性。小提示：不过淀粉中含糖份，时间过长，会失去粘性。
怎么样，这个小知识会让你受益匪浅么？
皮鞋为什么越擦越亮
星期天，看见爸爸那双满是灰尘的皮鞋忍不住叹气‘‘唉，看来又是我做‘苦力的时间了’我拿起爸爸那双满是灰尘的皮鞋涂上鞋油仔细的擦了一遍皮鞋又重现‘青春’这是为什么呢？我不经疑惑。
于是我找到另一双新鞋和旧鞋进行比对我先用手触摸两双皮鞋的鞋面发现新皮鞋比旧皮鞋的表面要光滑。旧皮鞋涂上鞋油后，仔细观察，虽然亮了很多但仍无法跟新皮鞋比。皮鞋亮度是否与皮鞋光滑度有关？
我去取一双旧皮鞋，在放大镜下皮鞋显得凹凸不平。然后我再皮鞋都比较粗糙的1区和2区涂上鞋油仔细擦拭，2区不涂做空白对照。我发现1区擦拭后，表面明显光滑很多，放在用阳光下也比2区有光泽为什么两者有这样的差别呢？
于是我就去问爸爸得知：皮鞋表面原本就不是绝对光滑的，如果是旧皮鞋就更加不平了这样它就不能使光线在一定方向上产生反射，看上去没什么光泽。但鞋油中的一些小颗粒正好填补在皮鞋的凹坑中，如果用布擦一擦，让鞋油涂的更平均，就使皮鞋表面更光滑，平整光线反射更强。
通过实验，我终于知道了皮鞋越擦越亮得秘密了
毛球修剪器
你家是不是有毛衣？我想，你一定说有的。现在的每家每户都有毛衣，可是你是否观察过毛衣呢？仔细观察，你就会发现毛衣上有许多的小圆球，由毛衣上的毛组成。这样不仅妨碍美观，还会让你摸起来非常不舒服。如果处理不当，会损坏整个毛衣，反而更不好。这个时候就轮到毛球修剪器上场了。只见它开足马力，对着毛球一刮，就看见毛球全部都不翼而飞，毛衣干干净净。正在我对这个毛球修剪器赞叹不已时，突然升起一团疑云，毛球修剪器到底是怎样修剪的呢？
我正疑惑时，爸爸发话了，让我自己去寻找答案。
我拿出说明书，仔细的研究了一下，便开始拆修剪器。我先把修理器的'开关关闭，再把最外层的外刀网旋开，拔出来，然后再把最主要的圆刀拿出来，上面有着极其锋利的刀片，再往下就看见了风叶，上面有着四块竖起来的板，打开开关就会飞快的转动，在风叶的最下面，还有着一个巨大的缺口，毛球就是从这里掉下去，掉进储物仓，保存在里面。
原来，这个修剪器，由一个马达转动风叶，风叶连接着圆刀，风叶一高速转动，圆刀也高速转动。外面的外刀网隔开了衣服和圆刀，防止直接接触衣物造成的破损。外刀网上有许多小孔，在接触衣物时让毛球伸进外刀网，被圆刀直接割断。被割断的毛球从圆刀的旁边掉入下面的风叶上。风叶上的四块竖起的板子在高速转动的情况下，像打羽毛球一样，把毛球“打”进储物仓。在实验的过程中，我发现了一个问题：我一把外刀网旋下来，这个修理器就不再转动。难道是没电了？那为什么刚才还转的这么快?经过我多次试验，发现风叶旁有一个按钮，就像冰箱上的灯一样，有个下压按钮。外刀网旋紧后，会把这个按钮往下压，压到最底部时，保护功能就会关闭，修剪器就会正常工作。
原来一个毛球修剪器还有这么大的学问啊！
篇11：基于当前信息安全与数学科学研究论文
基于当前信息安全与数学科学研究论文
摘要：随着时代的进步与发展, 我们的生活中离不开科学技术提供的支持, 当前处于大数据时代, 数据的丢失以及损坏对个人信息与财产的安全性有很大的威胁, 甚至一些信息的泄露对整个国家的存亡都有一定的影响, 做好信息安全的保障, 是实现大数据时代稳定发展的重要工作。当前信息安全应该得到社会上的重点关注, 加强信息的管理与安全措施, 需要从多方面进行入手, 改善数据存储和信息保密的结构方式, 使得信息化建设全面发展。本文基于当前信息安全问题应用数学科学方面的研究进行一定的结合分析, 研究二者之间存在的关系及影响意义, 提出参考建议。
关键词：信息安全; 数学科学; 密码算法; 科学研究;
一、密码的算法分析
由于信息安全需要管理人员设置密码程序便于管理和防范, 密码的算法就是保障信息安全中非常重要的一个组成部分。密码算法一般来说是用来表示一个用于加密、一个用于解密的函数关系式。在密码中, 这二者分别受到两种密钥的管理, 加密密钥用于管理加密的算法, 解密密钥用来管理解密的算法。密钥其中含有非常大的存储空间, 也可以称之为密钥的取值范围。密码系统则是算法和明文、密钥组成的一个较为完整的体系, 在这个体系中需要较为完好的保密措施, 确保其结构和内容不被泄漏。
如果一种密码的使用范围在不断地发生变化, 其使用人群也有很大的变化, 密码就不能被这样的人群所使用了, 否则会逐渐丧失其保密性, 引发信息安全问题。如果一个用户不再使用这一密码时, 使用这一体制的密码用户需重新设置密码算法, 较为繁琐。在当前的科技水平角度来看, 算法的运行成本并不低廉, 需要耗费各方面的资源, 所以算法的有效利用是提高算法运行成果的重要方式。算法的'成本相对较高, 运用密码则可以减少这种运行成本, 加强运行的执行力。
密钥的算法分为两种, 一种是对称密码, 也可以称其为传统密码。这种对称密码的密钥能够由一定的解决办法分析出来, 结构模式化, 密钥之间相互对应。另一种密钥算法是非对称算法, 这一种密钥算法和之前一种不同, 其密钥之间相互不对应, 不能通过得知解密密码或加密密码中的一种推算出来另一种。但密钥算法都是有办法找到破解方式的, 相对来说一个结构和内容较好的密钥较难破解, 而设计中设计师需要找到更为灵活的密钥设置方式, 加强密钥的结构, 从数学角度出发寻找更为合理的方式。
二、密码与数学之间的关系
众所周知, 数学分为较多的分支学科, 例如代数学、分析数学、几何数学等等, 这些数学与电脑技术之间也存在一些联系, 例如计算代数、量子计算等等需要通过计算机技术的辅助来减少计算量, 精确计算结果达到较为精准的数学答案。数学在电子科技中也有应用, 就如同本文中讲述的信息安全密钥的编写就要利用到一些数学知识与计算方式。总体来说, 这二者之间相互促进、相互作用, 二者在发展中都离不开对方的帮助。下面通过几个较为典型的案例, 简单对二者之间的几种关系进行分析。
三、序列密码与数学之间的关系
序列密码是密码中非常重要的一种单钥密码, 属于前文中的对称密码, 其密钥之间相互对应, 求解其中一个需要另外一个密钥即可得出。其进行加密的主要中心是先进行伪装, 创造出来一个密钥序列, 作为一种迷惑机制。这种迷惑机制在密钥的设置中运用的非常广泛, 居多的序列密码进行加密时都是经过此列设计完成。
序列密码的编写中需要注意的是其中的顺序结构, 数学科学中有较为完整的对应形式, 编写者根据数学基础对其进行序列编写, 减少密钥编写中的误差。
四、密钥管理与数学
现今的科学技术高速发展的时代, 密码的管理问题问题越来越多, 由于科技手段的提升, 密钥的加密性能和防破解机制逐渐趋于完善, 但仍然不能避免起重要一定的漏洞和缺陷, 使得破解者找到机会有机可乘, 进而将密码破解, 特备是较为重要的密钥管理中, 需要注意的事项居多, 管理起来也有一定的难度。当然, 如果密钥使用者总是更换密钥, 其安全性能在很大程度上得到提升, 但由于现实中使用者对密钥的更换频率较低, 所以提升密钥的加密和防破解性能才是保障用户使用的重要方法。密钥管理包含密钥的生成、储存、传输、使用、更新、销毁等等内容, 管理中需要进行的步骤较多, 本文中仅对怎样增加密钥的储存效果进行分析。
密钥共享是一种保障其安全性和存储的重要方法, 将密钥分为几段掌握在几个人手中, 只有这几个人都将密钥片段交出时才能得到问政的密钥, 就算不慎丢失其中一部分也不会对其安全性造成较大的影响。这样的方式就好比是数学中的集合概念, 各密钥片段分别是整个的子集, 而整个密钥则是包含这些密钥片段子集的整体集合。这样的方式可以设置一个密钥共享的限制, 主要限制其管理中的最大管理限度。例如, 由30个字符构成的密钥系统中, 最大权限管理部分应该不超过15个, 这就代表密钥系统中其中的15个不能确保其是否在安全范围内。为了防止密钥的泄露或掌握密钥者的反叛, 管理者需要对其加以限制, 规定每一个不确定部分的掌握数量不超过一定数额, 减少密钥大部分丢失的可能性, 增加密钥的可信度与完整性。
五、结语
密钥作为一个信息管理中不可缺少的实用性工具, 需要完善其整体构建机制和管理方法。数学科学思想在密钥的共享和密钥的安全性保障上的作用较大, 是其设计和管理的基础, 数学学者进行密钥研究也在不断地推动信息安全的提升和新的管理模型建立, 更为复杂的数学计算方法可能会在未来研究出更加有效地密钥系统, 将密钥的共享性得以完善, 提升其综合性能, 保障其使用者的信息安全, 减少社会上的诈骗、信息偷窃等行为, 建立良好的网络体系。
参考文献
[1]蔡罗成.Android后台监听实现机制浅析[J].信息安全与通信保密, (06) .
[2]秦大力, 张利, 李吉慧.基于FAHP的信息安全风险群组决策评估方法[J].计算机应用研究, (07) .
[3]郭宇红, 杨金然.一种基于AHP的智能电影推荐方法[J].南京邮电大学学报 (自然科学版) , (03) .
篇12：论科学研究与复杂性
论科学研究与复杂性
科学研究的目的在于追求真理,探索世界的奥秘.然而,复杂性却一直与科学研究相伴而生,可以说科学研究的'目的就是要探索复杂外部世界的简单规律.20世纪80年代兴起的复杂性研究,直接将复杂性作为其研究对象,试图建立描述复杂真实世界的复杂性科学.本文通过对科学研究发展历程的回顾,论述了科学研究与复杂性之间的关系,阐明了复杂性的基本含义,探讨了复杂性研究以及复杂性研究的科学性等问题.
作 者：曹庆仁 作者单位：中国矿业大学管理学院经济管理复杂性研究所,江苏,徐州,221008 刊 名：科技导报 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY REVIEW 年，卷(期)： “”(8) 分类号：N94 O4 关键词：科学研究 复杂性 复杂性研究 科学性篇13：环境科学研究主体任务论文
关于环境科学研究主体任务论文
1954年美国航天局科技工作者在研究宇宙飞船中的人工环境时提出了“环境科学”一词，而真正赋予环境科学研究“环境污染”这一内容的是在美国海洋生物学家蕾切尔?卡逊(RachelCarson)出版了其名著《寂静的春天》之后。该书以惊世骇俗的语言描写了农药的使用可能对野生动物的危害，唤醒了人类的环保意识，以环境保护为主元素的环境科学得到了快速发展，积累了大量研究成果。与此同时，根据社会对环境保护人才的巨大需求，高校教育体系中涉及对环境科学专门人才的培养。由于对环境科学研究主体及其任务认识的时代局限性和受各自办学“母”学科的影响，高校环境科学本科人才培养专业知识结构体系存在一定的差异。
随着全球经济的快速发展，人类社会对环境保护需求的日益增大，如何认识新形势下环境科学的研究主体及任务?针对研究主体要求，如何合理构建高校环境科学专业本科人才培养方案以培养符合社会要求的人才?成为高校环境科学专业人才培养面临的主要问题。文章在对环境科学发展和本科专业设置变迁、环境问题与环境科学研究主体等进行分析认识的基础上，提出了重构环境科学本科专业人才培养方案的设想。
―、环境科学的发展和环境科学本科专业设置之变迁
科技工作者从科学研究和社会需要等方面对环境科学开展了大量的研究工作，主要侧重于自然科学和工程技术方面，特别是在20世纪70年代工业发展伴生的环境污染问题。目前有关工业污染控制和环境污染治理的成果甚多，环境社会学的研究内容也十分丰富，积累了大量的科研资料[>3]。为了尽快解决环境问题，消除污染，全社会亟须大量环境保护科技工作者从事环境科学研究。为此，20世纪70年代在全球范围内环境科学专业人才培养工作列人高校本科教育议事日程中，环境科学本科教育在高校专业办学中如雨后春齊般成长发展起来。
我国高校环境科学教育也是始于20世纪70年代末80年代初。在早期，虽然科教工作者对环境科学的学科性质、研究主体、肩负的任务等进行了不同程度的探讨，但由于环境科学发展时?间较短且社会需求巨大，出现了对同一问题有不同的理解的现象，导致高校本科办学中专业知识体系的构成有一定的差异。这一时期我国环境科学专业教育的显著特征表现为依托“母”学科诞生并发展[1]8M1。如北京大学于1972年创建了以环境化学分析和环境地学为方向的环境科学专业;南开大学依托化学学科于1973年成立环境保护专业，于1983年成立环境科学系;中山大学于20世纪70年代末成立了环境科学研究所;1983年经教育部批准，北京师范大学以地学为依托成为全国高校首批从事环境科学研究与环境教育的基地。高校环境科学本科专业主要有：环境化学、环境地学、环境生态学等。1987年教育部在高等学校本科教育专业目录调整中设立了“环境学”，将上述的环境化学、环境地学、环境生态学专业归并“环境学”中。
随着我国经济社会的快速发展，环境问题(环境污染与生态破坏)日益严重，环保专业人才需求增大，全国范围内有更多依托“母”学科的环境保护专业诞生了，同时有很多学科根据自己与解决环境问题的相关性，开设了许多与环境保护有关的课程，并开展相关环境问题研究。这一现象几乎覆盖了普通高等学校本科专业设置(版)全部的13个学科门类，出现了庞大的学科群研究环境问题的局面。与此相应的是环境科学教学内容庞杂，涉及污染工程控制、环境污染治理、生态破坏恢复、农业环境保护、环境经济、环境政策法规教育、环境安全、环境伦理、环境心理等。因此，教育部在《普通高等学校本科专业目录(19颁布)》中于工学类(08)和理学类(07)中同时设立环境科学与工程相关专业，工学类中有环境科学与工程(081005S)、环境工程(081001)、环境监察(081006S),理学类中有环境科学(071401)、地球环境科学(〇714〇4S)、生态学(部分)(071402)。在之后的十多年的专业办学和人才培养的认识与思辨过程中，科教工作者对环境科学学科性质和社会环境科学人才需求认识的进一步深化，20在教育部新编《普通高等学校本科专业目录(年)》中将环境科学仅归编入工学类(08)，定为环境科学与工程一级学科(0825)，下设环境科学与工程(082501)、环境工程(082502)、环境科学(082503)、环境生态工程(〇82504)等4个二级学科。这一修编不仅使环境科学在人才培养中肩负的使命更加明确，也使环境科学研究的主体和肩负的责任有了新的变化，或者说是赋予了新的使命。
二、环境问题与环境科学研究主体的认识
支撑人类生存发展的环境是由客观有形的物质世界和无形的非物质世界共同组成的。环境问题则是指由这样的环境发生的、对人类生存发展产生不利影响的环境现象。这种现象的产生可能是自然环境变化所导致，也可能是人类活动所驱动。据此按照成因可将其分为两大类：自然环境问题和社会环境问题。社会环境问题是指由人的社会意识引发的对人类生存发展产生负面效应的环境现象。它属于人的主观意识范畴，是除理、工、农、医四大学科门类以外的其他学科门类研究的环境现象，如环境伦理、环境经济、环境法、环境管理、环境政策等环境问题。
自然环境问题是指客观环境在其自身能量驱动下或在外在能量(人为)扰动下表现出对人类生存发展产生不利影响的环境现象。一般可以把自然环境问题分为原生环境问题和次生环境问题。原生环境问题是指由自然环境自身运动变化引起的、有无人类影响都会发生的、对人类生存发展产生不利影响的环境现象，如气候变化、火山爆发、地震滑坡崩塌泥石流、台风海啸、洪涝与寒旱灾、风蚀水蚀引发的水土流失、物种兴衰等原生环境问题。在人类存在的今天，这些现象的发生是必然的，同时必然会对人类生存产生负面影响。次生环境问题是指自然环境在人为扰动下所表现出的对人类生存发展不利的环境现象。次生环境问题又可分为环境污染和生态破坏两个类型。生态破坏是指人类活动对自然环境影响的强度超过了自身恢复能力，引起地球表层系统原生环境的物质组成减少或结构改变，导致原生环境功能破坏，出现不利于人类健康可持续发展的环境现象，如：滑坡崩塌泥石流、风蚀水蚀、水土流失、土地沙漠化、盐溃化、土壤退化、旱涝寒冻、气候变化等不利环境现象。环境污染是指人类在其生产生活活动中排出的物质和余能进人环境并积累到一定程度，使环境组成、结构与功能发生变化，对人类健康生存发展产生不利影响的环境现象。如：水体污染、大气污染、土壤污染、生物污染、声环境污染、辐射和光热污染等被污染的环境现象。
早期科技工作者认为环境科学是研究围绕人类并对人类生存产生影响的自然环境诸要素发生、发展过程的科学;随后认为环境科学是以“人类一环境”系统为研究对象，研究该系统的发生、发展、协调和控制以及改造利用的科学，是研究人类与环境相互作用规律的科学;再后认为环境科学是研究人为环境问题的科学，是研究人类活动所引起的环境质量变化及保护与改善环境的科学。可见，前两者主要是研究影响人类生存的“环境问题”，后者是研究“环境问题”中由人类引发的“环境问题(人为环境问题)”。可见，环境科学开始是把影响人类生存的不利环境现象都纳人到学科的研究范畴。随着认识的变化，认为由人类导致的.“环境问题(人为环境问题)”是环境科学研究的主体。
鉴于生态破坏发生的空间位置和人为影响的方式，文章认为次生环境问题中的生态破坏问题，可成为理学门类中如地理科学类(0705)、大气科学类(〇7〇6)、海洋科学类(〇7〇7)、生物科学类的生态学(071004)、农学门类中的自然保护与环境生态学(0902)等学科门类的研究任务之一。这些以自然过程为研究主体的学科门类具有研究生态破坏问题发生发展的基础，是从自然过程角度研究生命活动支持系统的组成、结构、功能的变化规律，研究自然状态下生命体及其生存环境的过程与规律，以获取指导人类与其支持系统协调发展的技术与对策。
环境污染问题可成为具有问题导向型、综合交叉型和运用型3大特征的环境科学(082502)的研究主体(图1)。环境科学是一门以人类生存环境为保护对象，以污染物(废弃物)为研究主体，研究污染物的发生、行为归趋、控治、利用及管理，为促进经济社会与环境保护协调发展和保护人类生存环境提供技术与理论支持的学科。根据环境科学研究主体和主要任务的界定以及高校本科4年学历的办学制度，为使环境科学专业学生了解、熟悉、掌握污染物(废弃物)的发生机理和控制技术及其在环境中的行为机理、所导致的环境危害、控制技术、效果和存在的问题与理论技术障碍，在获取专业基础知识和培养他们实践动手能力的基础上，同时启迪他们的求知欲望和创造性思维，使其能学到有别于其他学科专业的知识(学有所专);能良好地掌握本学科专业的知识和科技社会前沿需求(专生其长);能使本专业学生把学到的知识和技术有效地服务于教学、科研和社会环境管理(长见其效)。高校环境科学本科人才培养方案专业课程和实践知识体系构建包括以下内容。
该部分课程是凸显专业特长的，是为“学有所专，专生其长，长见其效”的专业知识结构模式而设置的。通过该专业课程的学习，学生在环境科学领域内形成独特的教学、科研和环境管理技能，具备专门的环境科学专业学问。因此，对在以污染物为研究主体的环境科学专业学习的学生而言，要了解、熟悉、掌握污染物(固体废弃物)产生的机理，进人大气、水体、土壤、生物等环境要素的形态(固、气、液、能)及方式;了解、熟悉、掌握污染物(固体废弃物)在环境中的行为归趋以及在现代科学技术支撑下能够对其开展控制、处置处理、资源化利用的技术;了解、熟悉、掌握各种技术的优缺点;了解、熟悉、掌握环境中污染物的监测、污染环境影响的预测、分析评估、环境污染防治规划等的知识内容。为本科毕业后服务社会做好专业知识储备。开设的课程主要有：大气污染控制理论与技术、水污染控制理论与技术、土壤污染控制理论与技术、固体废物处理处置与资源化理论及技术、物理性污染控制理论与技术、污染生态控制理论与技术、环境监测、环境影响评价、环境规划、环境管理等等。
三、专业选修课类
根据学生与社会双方的需求，依托所在地区环境特征和所在学校教学科研力量，拟设置4大类课程：(0特色选修课类。可根据所在区域环境特征、环境污染特征或本专业师资所从事科研的特色，设置系列选修课。如：干旱区生态学、绿洲土壤污染与防治技术、寒旱区污水处理技术、多民族区环境政策研究、寒旱区生物地球化学、污染气象学等等。(2)拓展型选修课类。主要是针对毕业后的本科学生意在深造而设置的课程类。如：化工原理、环境土壤科学与工程、污水处理工程、电子电工学、微生物学、工业生态学、环境毒理学、CAD基础等等。(3)社会服务型选修课类。主要针对本科生毕业后拟进人各职能部门就业而设置的课程类。如：环境监察、环境监理、洁净技术、室内空气污染控制、环保公文写作、环保设备概论、国际NG0简介等等。(4)思想方法论型选修课类。让学生具备从系统、整体、科学等观点审视人类社会与生态环境的初步知识。该类课程有：系统论、运筹学、科学方法论、环境伦理学、环境哲学、环境美学等等。其中含有必选和任选两种类型。通过选修课程的学习，使学生达到学术型与技术型人才的标准，成为具有环境科学专业素质的管理人才和环境保护领域的实业人士。
四、实践性教学
第一，认识实习。实习内容主要包括人类赖以生存的环境要素，诸如大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈等组成、结构的认知性实习，认识各环境要素在人类健康生存中的功能及其发生发展演化过程;认识人类在其生存发展中生产生活行为污染物(废弃物)排放的必然性,认识到在人类生产生活过程中，对生产资料和生活资料的利用，不可能实现完全利用或者“零”排放，认到生产工艺流程或生产线对生产资料的利用率是随着人的认识水平的不断提高而提高的;认识各环境要素对各种污染物所具有的一定程度的环境自然净化降解能力，若超过其自然净化降解能力，则会引起环境原有功能的改变，出现不利于人类正常健康生存的功能，这也就是环境科学基本理论——环境容量、环境承载力等所阐述概念的涵义。在认识实习中，要让学生重新审视已熟悉的环境，从专业层面上看待地形地貌、土壤生物、水文地质、气候气象，通过这些认识人类生存发展对环境的依赖性。
第二，生产实习。实习内容主要包括对人类生存中必需的生产生活过程中产生污染物的机制及对污染物进行控治、综合利用、合理处理处置等技术的见识性实习，开展环境监测内容的实习等。主要是把课堂学习到的有关污染物控制、治理、利用、处理处置等技术予以实地验证;对部分环境监测项目在条件许可的情况下予以实践。例如有：生活垃圾填埋技术、工业固废处理处置技术、城市生活污水处理技术、工业企业特种污染物(污水、废气等)产生过程与控制技术、区域环境污染物的采集测试与分析技术等等。
第三，毕业论文。它是本科专业学生对整个大学学习的回顾性认知过程。它是在导师的指导下，由学生对专业存在的各类问题的发现、筛选、论证、立项等出发，经过严密的思考，设计出解决问题的方案，按照既定方案开展实验论证，取得阶段性结果，并通过答辩完成学习任务。
篇14：亲历科学研究小学小论文
亲历科学研究小学小论文
去年夏天的一天下午，我一个人呆在家里没事做，从抽屉里翻出几本书。我突然看到一个既新鲜又好奇的题目――《种子的力》。种子的力?奇怪，小小的种子会有多大的力量。我怀着好奇心继续往下看。越往下看，越使我不相信，你猜怎么着，书上竟写着种子的.力量超越一切：“一发芽，这些种子发出来的力量把一切机械力所不能分开的骨骼完全地分开了。”简直使我不敢想象。一颗小小的种子难道真的能够发出那么大的力量吗?
对了，就用黄豆给我当一次“实习生”吧!于是一个做实验的念头在我的脑海里油然而生。
说做就做，我在厨房里找出一些黄豆。又把一只果酱瓶拿了过来，在瓶盖上弄了一个小眼儿，把黄豆一粒一粒的塞进果酱瓶中，装满后，我又灌进了点水，就把瓶子放在阳光下，只等实验结果了。
一天、 两天……几天时间很快过去了，瓶盖没有什么变化。
终于，有一天清晨，奇迹出现了，那个封得严严实实的果酱盖被那黄豆芽顶了起来。一个个小芽儿，就像一个个胜利者向人们展示自己的力量有多大。
篇15：浅析还原科学研究的过程论文
浅析还原科学研究的过程论文
摘要：我国基础教育长期的应试训练对高等教育的影响正逐步显现。许多学生平时不学、考前才学的不良学习习惯给当前的高等教育带来了问题:如何培养学生的科学探究能力和创新能力?如何培养学生正确的科学态度和勇于质疑的科学精神?本文通过一次大学物理探究课的实践经历, 尝试为解决这些问题提供可行的方案。该探究课以磁铁作为研究对象, 从生活情境——磁铁断裂现象引出问题, 组织学生通过自主学习、小组实验、报告猜想、讨论分析、推理总结等环节, 使学生亲身体验科学研究的过程, 在课堂探究过程中自然构建物质的磁性、磁畴、居里点、磁化等重要物理概念, 最终用物理理论解释了“磁铁断裂后, 它们以断裂面靠近时可能出现的现象”及其产生原因。
关键词：探究; 大学物理; 创新能力; 教学实践; 科学精神; 科学态度;
恢复高考40年来, 从不足5%到超过70%的录取率显示了我国高等教育“从精英教育到大众教育”的转变。我国高等教育实现了“高等教育覆盖更多人群”的目标, 但也出现了诸多引发关注的问题。如, 在当前社会环境下, 由于家长、学校多以高校录取率来衡量中学教师的执教水平, 因此使最容易显效的应试教育模式成为众多中学教师的无奈选择。这最终导致以题海战术为主的教学方法在我国基础教育领域不仅没有逐步消亡, 在某些地区甚至有愈演愈烈之势。这一趋势不但使各高等院校难以独善其身, 而且还因为其所接收的大多是接受了长期应试训练的学生, 而不得不深陷应试教育的泥潭。
以大学物理课程为例, 虽然它是理工科专业的基础课, 但学生往往认为它不属于本专业而单纯以通过课程考试为学习目的。他们在多年的应试训练下, 课堂上以听和看为主, 课后不以抄袭作业为耻, 养成了平时不认真学、考前突击背作业、重点分析历年试题的不良学习习惯。这无疑给注重培养学生科学探究能力和创新能力的高等院校提出了现实的问题———如何纠正学生的不良习惯?如何培养学生正确的科学态度和勇于质疑的科学精神?
科学研究一般要经历观察、提出假设、推理演绎、实验论证、修正假设等过程, 因此经历科学研究的全过程是培养研究者科学态度和科学精神的重要途径。然而在目前高等院校的大学物理理论课上, 教师往往通过讲解或演示实验向学生展示科学研究的过程, 极少有机会让学生亲身体验。缺乏体验使不少学生觉得大学物理枯燥乏味, 理论艰深难懂。那么教师改变教学方法, 让学生获得应有的体验, 应该是改善大学物理课堂教学效果的有效策略。
实验探究法[1]作为强调学习过程的一种教学方法, 它充分体现了建构主义理论中“由学习者建构自己的知识经验”来激发推理、分析、鉴别等高级思维活动的核心思想。实验探究可以使学生摆脱对知识不加理解、机械记忆的学习方法, 使他们将符号所代表的新知识与已有的概念和知识进行实质的联系, 从而实现有意义的学习[2]。为此, 我们以磁铁为对象进行了大学物理课堂的探究式教学实践。
1 精选教学内容确定研究对象
在大学物理的教学内容中, 电磁学部分占比最高[3]。有关铁磁质的知识在其中属于B类内容, 但其涵盖了物质的磁性、磁畴、居里点、磁化等重要物理概念。另外, 铁磁质在工程等方面有广泛的应用, 具有很高的实用价值, 它在生产生活中容易被学生接触到, 所以很适合作为研究的对象。
2 巧设教学环节还原科研过程
1) 以自主学习奠定研究基础
自主学习一直是高等教育倡导的学习方式。同伴教学法 (Peer Instruction, 简称PI) 被认为是以学生自主学习为基础, 通过师生互动、生生互动解决物理概念教学难点的有效方法[4]。笔者在4年多的PI实践教学中, 针对广西师范大学400多名不同专业的理工科本科生进行了问卷调查。我们发现:超过65%的学生都是按部就班地上课, 课后没有进行必要的复习和预习, 只有不到25%的学生能坚持课外自学[5,6]。基于此, 为了保证探究教学的有效进行, 我们将学生的部分自学任务调到了课堂上。这保证了学生在探究前有一定的知识储备, 有利于后续高质量的探究。
2) 以情境教学引出科研问题
以生活中的真实情境构建物理图像一直是物理教师常用的教学手段之一。情境教学将来源于生活的真实场景展现给学生, 通过教师的引导, 使学生实现从真实情境到物理图像的迁移, 有助于学生思维从形象到抽象的转化。为此, 在本案例中, 教师首先通过一张“冰箱吸铁石断裂成两段”的图片帮助学生在头脑中构建真实的情境。以问题:“一块磁铁断裂成两块后, 当这两块磁铁以断裂面相互靠近时会出现什么现象?”直接给出研究的问题。
3) 以测试题揭示错误思维
学习的过程是学习者不断抛弃或修正错误的旧知识、建构新知识的过程。而错误的思维方式和固有经验会妨碍学生构建新知识。因此了解学生错误的固有经验和思维方式, 并就此进行针对性的`教学是帮助教师突破教学难点的有效途径。基于笔者多年的PI教学经验, 我们将2) 中的研究问题设计为以下测试题, 以便了解学生头脑中的前概念或错误思维:
题目:一块磁铁断裂成两块后, 当这两块磁铁以断裂面相互靠近时会出现什么现象? ()
A.吸引;B.排斥;
C.既不吸引也不排斥;D.以上答案都不对。
学生通过回忆以往的生活经验和所学知识并稍加思考后, 可以就此给出自己的答案。由于他们往往只考虑磁铁断裂的一种情况, 因此实践中发现选择A和B的人数相当, 比例较高。答案的不统一将引发学生的思维冲突, 激起他们的求知欲。此时, 教师在不公布答案的前提下, 组织学生进行分组实验将有助于他们带着问题进行有目的的探究。
4) 以分组实验进行实证探究
合作学习习近平年来备受关注, 来自不同研究小组的实践研究证实:3~4人的合作小组是提高小组成员学习质量最适合的人数配额。因此, 我们将学生分为了多个3~4人的学习小组, 并通过发放白板吸铁石、小磁针、小刀、剪刀、磁性门帘吸条等常见物品组织学生在课堂上进行分组探究。学生可以利用小刀、剪刀对白板吸铁石和门帘吸条实施撬取、剪断等操作;利用小磁针可以探测磁铁的磁极方向。
5) 以实验报告呈现科学猜想
在实验探究的过程中, 我们要求学生以统一格式记录每个实验操作以及相应观察到的实验现象, 并通过小组讨论给出相关原理的猜想。在本次实践教学中, 不少学生是将白板吸铁石摔断的。这些学生发现:由于磁铁断裂的方向不可控制, 因此会观察到不同的实验现象———测试题A、B、C选项的对应现象都可能出现。此时学生结合之前自学的知识并经过小组讨论, 给出了自己的科学猜想。
6) 以讨论+视频验证科学假设
学生分组实验后, 教师就回收的实验报告邀请具有代表性的小组走上讲堂分享看法。这可以使学生了解不同小组的探究过程以及科学猜想。此外, 考虑到现场实验的有限性以及科学研究的严谨性和逻辑性要求, 教师在学生讲述后, 展示了事先拍摄的实验视频———利用切割机切割不同形状强磁铁的视频。这些视频既补充了部分不宜在课堂中操作的实验过程, 同时也使前面的探究活动自然上升到科学研究的水平。
7) 以分析总结修正科学推理
通过以上环节, 学生自然得出了本次探究实验较完整的步骤:
(1) 利用小磁针测量磁铁的磁极方向;
(2) 沿磁铁原磁感线方向截断磁铁, 并观察断裂面靠近时的现象;
(3) 沿垂直于磁铁原磁感线方向截断磁铁, 并观察断裂面靠近时的现象;
(4) 对不同形状的磁铁重复以上步骤;
(5) 观察磁铁长时间被切割机切割后的现象;
(6) 总结实验现象并提出猜想。
这时, 教师和学生对所有实验现象进行分析总结, 可以归纳出以下结论:
(1) 沿平行磁铁原磁感线方向截断磁铁并使断裂面靠近时, 磁铁因断裂面的磁性相同而相互排斥;
(2) 沿垂直于磁铁原磁感线方向截断磁铁并使断裂面靠近时, 磁铁因断裂面的磁性相反而相互吸引;
(3) 切割机长时间切割磁铁可能导致磁铁温度超过居里点, 此时磁铁因磁畴被破坏而失去磁性;
(4) 严重的摔打可能导致磁铁因磁畴被破坏而失去磁性;
(5) 磁铁断裂后, 以断裂面靠近时出现的现象与磁铁原来的形状无关。
8) 以始问终答实现完整教学
本案例的实践探究以一个问题开始, 此后的多个环节基本呈现了科学研究的必经流程。学生在课堂中体验了“建立图像、独立思考、动手探究、提出猜想、讨论推理、分析总结”的过程, 并最终发现前文题目的正确答案是D。也就是说, 本次教学实践始于问, 终于答, 实现了课堂教学的首尾呼应。
3 通过课后反思促进教学相长
教学的基本要素中除了教学目的、教学方法和教学过程外, 教学反思也极其重要。本案例的实践教学时间约为80分钟, 其中学生实验探究的时间约占一半。在实验探究的过程中, 我们注意到一些在教师主讲的传统课堂中往往不会被发现的问题:不少学生, 尤其是女生, 虽然知道小磁针可以测量磁极, 但却不敢确定在没有其他磁铁存在的情况下, 磁针所指的哪个是地球磁场的北极或南极;又如, 当教师提到小磁针可能由于课前保存不当被磁化时, 一些学生对“如何校正可能被磁化的小磁针?”的问题束手无策, 而另一些学生则想到可以利用手机的指南针, 或者用已知的地理南北方向进行校正。这些发现令笔者感叹:虽然学生都知道“同性磁极相互排斥, 异性磁极相互吸引”的简单原理, 但他们实际运用原理的能力却差异甚大。
本次教学实践达到了让学生经历科研过程的目的, 实现了“以学生为主体, 以教师为引导”的“翻转课堂”的教学理念。在学生方面, 很多学生认为这样的课堂气氛活跃, 动手探究和分组讨论能够让他们知道自己是否真正掌握了知识, 希望以后能多上这样的课。但是, 也有部分学生认为知识点不多, 用80分钟来学习太浪费, 应该多讲习题提高解题能力。在教师方面, 教学过程仍有不少值得改进的地方———因为白板吸铁石不容易撬取、分割, 未来可以选用更容易在课堂上切割的磁铁;教师应提前规定实验报告的格式, 否则很可能无法在学生的实验报告中获取有用的信息;不少实验报告体现出学生的文字表达水平不高, 未来可以鼓励学生结合图形图表提高书面表达能力。对于部分学生因应试教育导致的过度重视做题的习惯, 笔者以为利用当前的互联网+技术, 将例题讲解以微课的形式呈现, 让学生在课后学习不失为一个很好的补偿方案。
虽然本次实践教学有助于纠正学生的不良习惯, 有利于培养学生正确的科学态度和勇于质疑的科学精神, 但“极少学生能提出有价值的问题。”的现实仍让笔者深感遗憾。创新首先源于问题的发现, 要培养创新型人才就要提供更多机会让学生提出有价值的问题。因此, 如何提升大学生提出高质量问题的能力, 值得我们思考。
参考文献
[1]许云凤.探究式教学与传授式教学辨析[J].教育探索, 2006 (7) :22-24.Xu Yunfeng.Analysis on inquiry teaching and traditional teaching[J].Education Exploration, 2006 (7) :22-24. (in Chinese)
[2]陈琦, 刘儒道.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社, 2007:163-165.
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[4]Mazur E.同伴教学法——大学物理教学指南[M].张萍, 译.北京:机械工业出版社, 2011:1-213.
[5]张妙静, 赖仿, 杨醒.同伴教学遭遇的困难与应对方案——以广西师范大学为例[J].高教论坛, 2015, (8) :50-53.Zhang Miaojing, Lai Fang, Yang Xing.The difficulties and solutions in carrying out peer instruction——taking Guangxi Normal University as an example[J].Higher Education Forum, 2015 (8) :50-53. (in Chinese)
[6]张妙静, 程蕾.同伴教学法应用效果分析//2014年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集[J].物理与工程, 2014 (S1) :154-156.Zhang Miaojing, Cheng Lei.Analysis on application effect of peer instruction//The memoir about national education seminar on university physics course in 2014[J], Physics and Engineering, 2014 (S1) :154-156. (in Chinese)
