美章网 资料文库 生物理论范文

生物理论范文

前言:写作是一种表达,也是一种探索。我们为你提供了8篇不同风格的生物理论参考范文,希望这些范文能给你带来宝贵的参考价值,敬请阅读。

生物理论

生物理论范文第1篇

在同一性理论之后的功能主义认为,心理状态,即特定种类的功能状态,而“功能”即心理状态与外部行为之间的因果联系。黑箱功能主义因为把大脑仅仅视为一个能够做出刺激—反应的黑箱而没有深入研究大脑的内部结构,使得这一观点并不深入。而计算机功能主义则利用人工智能等新兴学科的成果,通过模拟大脑运行的方式来研究心灵,其主要观点是:心灵跟大脑的关系就像程序与硬件之间的关系。塞尔对此提出了著名的“中文屋论证”来批判计算机功能主义,他主张大脑天生不是一台计算机,因为计算机只是根据程序的句法学来操作的,而人的心灵是根据语法学来运行的,计算机只是把计算性质的解释指派给了大脑而已。此外,还存在同属于唯物主义,显得较为另类的版本:消除唯物主义(eliminativematerialism)和异常一元论(anomalousmonism)。正如保尔.丘奇兰德所说,“纯粹的还原论和纯粹的取消主义是关于心的问题的各种解决方案的两个极端”。消除唯物主义主张心理状态并不存在,人们所具有的信念、欲望等心理状态都是关于民间心理学(folkpsychology)的理论术语,它所提出的主张和在此基础上的假设都是错的,就像科学史上的燃素说一样,这样的理论迟早要被科学心理学理论所取代。而在异常一元论看来,在心理-物理之间根本上不存在严格的、有决定论性质的因果法则,由此得出了所有心灵事件都是物理事件的结论,从而也消除了心灵。而在心身问题内部,塞尔认为还存在我们继承的来自笛卡尔传统术语体系中隐含的四个错误假设,这些假设构成了心与物的冲突得不到解决的根源。因此,我们要在物理世界中为心灵定位,就必须对这四个假设进行质疑。所谓心理与物理之间的区别,即认为“心理的”(mental)和“物理的”(physical)包含了各自互不相容的本体论范畴:如果某事物是心理的,那么在这个方面它就不能是物理的;如果某事物是物理的,那么在这个方面它就不能是心理的。也就是说,心理的事物和物理的事物是相互排斥的,正是这个假设使得心物二元对立。一般认为,一种现象如果能够还原为另一种现象,那么这种还原的概念是清楚明白和无歧义的,即如果能够把诸A还原为诸B,那么诸A除了是诸B之外什么也不是。而在意识与脑的关系上,如果意识能够被还原为脑过程,那么意识就不过是脑过程。但是,这种对还原的片面理解往往消除了意识的存在。人们通常把因果关系狭隘地理解为在时间中被编序的、彼此离散事件之间的关系,在这种关系中原因先于结果而产生,而且“因果关系的特殊事例必定例示了一个普遍的因果法则”。然而,照此理解的话,如果脑事件能够引起心智事件,那么就会产生两个彼此分离的事件———脑神经过程和意识,而这似乎与人们熟知的常识是不相符的。人们理解的“同一性”含义也像还原概念一样被认为是当然的,即每一事物与自身的同一似乎是显而易见的,如晨星与暮星、水与H2O分子的同一性就是透明的。但是,如果心智状态与脑的神经生理学状态也以这种方式相同一的话,那么我们就存在两难境地:要么否认心智与脑神经状态的同一性,要么否认心灵的存在。

二、生物学自然主义意识理论的主要观点

生物学自然主义(biologicalnaturalism)的目标是在自然界中为意识找到位置,塞尔认为对意识的定位必须符合“科学的”世界观,而“物质的原子理论”以及“生物进化论”这两大目前证据确凿、不容置疑的理论在很大程度上构建了现代世界观,我们对此承认而不会怀疑。因此,在对意识进行自然化的理解中,生物自然主义就建立在这两大理论之上。第一,为了使生物学自然主义能够被接受,塞尔提醒我们应该忘记心身问题的讨论历史,而关注基本的物理事实。在塞尔看来,心灵的首要的和最根本的特征是意识性,他不仅给这种特征下了一个定义,而且依据生物进化论对意识在自然中是如何产生的作出了解释:这个词(意识性)意指那些知觉的或清醒的状态,它们一般在我们早晨从沉睡中醒来时开始、并在整个一天继续这种状态,直到我们再次入睡。心智现象是由脑中的神经生理过程而引起的,并且他们本身就是脑的特征……心智现象和过程如消化、有丝分裂、减数分裂或者酶的分泌一样,都是我们生物自然历史中的一部分。。第二,在塞尔看来,意识虽然有其物质性的一面,但同时也蕴含四个高阶的重要特征:定性特征、主观性、统一性和意向性,这使得意识不能在本体论上被还原为低阶神经生物学基础。所谓定性特征(qualitativeness),即意识都具有“它感觉起来像什么”(what-it-feels-like)的特征,有哲学家用“qualia”(一般翻译为“感受质”)来表示这种性质,比如说感觉到疼痛和品尝冰激凌的状态就有着不同的感受。所谓主观性(subjectiv-ity),即意识状态在必须通过人或者动物的主观感受到时才存在,在这个意义上,意识具有第一人称本体论的地位。所谓意识的统一场,即意识能够把触觉、视觉等感觉作为单一的、统一的意识场中的一部分而被经验到,即“规范的、非病因学(non-pathological)种类的意识是通过一个统一的结构而涌向我们的”。所谓意识的意向性(intentional-ity),即意识能够关于、指称客体或者事件的能力。

在塞尔看来,很多有意识的状态都是有意向性的,然而并非所有的意识都有意向性,也不是所有的意向性都是有意识的。既然意识具有自身的独特特征,但是意识拥有神经生物学基础的事实也是不可忽视的,那么,意识的这些独特特征是如何在物质世界中存在且不与之相矛盾呢?塞尔用生物学自然主义的四个核心论题进行了描述。在他看来,二元论与唯物主义一元论虽然有错误,但是同时也含有合理因素,因此,塞尔所采取的策略就是在吸取各自正确方面的同时否定其错误方面,从而建构出生物学自然主义意识理论。具体来说,这一理论包含意识的实在性、因果还原性质、系统突现性质和因果效力四个主要论题。意识的实在性,即意识作为实在世界中的真实现象,它有着自身的独特性质,我们不可以通过消除性还原、本体论还原而表明其不存在或者是别的什么东西,否则就会消除意识。意识的因果还原性质,即意识状态完全是由脑中较低层次的神经生物学过程引起的,“意识状态在因果上可以还原为神经生物学进程”。意识的系统突现性质(emergentproperty),即意识是大脑的宏观特征,意识状态是脑系统在脑中的实现,而在微观层次的单个神经元则不具有意识,通过微观的神经元组织才使得脑系统的各部分有意识。意识的因果效力,即意识的实在性使得它可以像物理事物一样作为原因而起作用,例如,我相信天会下雨而使我出门的时候带上雨伞。对于意识状态的这种特征,塞尔也称之为“心理因果性”(MentalCausation)或“意向因果性”(IntentionalCausation)。通过对以上四个论题的阐述,塞尔揭示了意识的实存依据,为意识找到了在自然界中的位置。在塞尔看来,意识具有实在性,表现为在本体论上不能够被还原为第三人称现象,它有神经生物学基础,通过突现的方式产生,而且能够以因果的方式发生作用。然而,仅仅指出意识是自然的一部分,而没有从细节上分析上述意识的特征和性质是如何不与物质世界的特征和规律相冲突的,这与唯物主义一元论的某些主张相比没有什么不同之处。

三、生物学自然主义意识理论解决心身问题的路径

塞尔把心身问题分为哲学部分和科学部分来加以解决。在他看来,较为容易的哲学部分主要解决意识与其他心理现象的关系、意识与大脑的关系是什么的问题,通过对心身问题背后隐含假设的清理,他把答案归结为两大原则“首先,意识甚至所有的心理现象都是在大脑中由较低层面的神经生物学过程引起的;第二,意识与其它心理现象都是大脑较高层次的特征”。而对于较为困难的科学部分,塞尔则认为主要任务就是从细节上解释意识在大脑中是如何运行的,如果能够解决这个问题,则将是目前时代最重要的科学发现。因此,总体看来,生物学自然主义解决心身难题的路径主要有:对传统概念的重新分析和定义———拒斥概念二元论、对两种不同形式还原概念的区分;建构意识的因果—层级模型;构建“意识科学”,把意识问题的解决在经验上诉诸神经生物学。塞尔认为,传统二元论和唯物论都预设了“概念二元论”(conceptualdualism)。这一理论假定“心理”和“物理”有严格的区别:“物理的”意味着“非心理的”,“心理的”意味着“非物理的”,从而导致唯物论与二元论一样也是不融贯的,“因此唯物论在某个意义上是二元论的最美的花朵”。

由于这种观点使心、物对立,心身问题难以解决,因此必须拒斥这一理论,把意识看作大脑系统的高阶生物特征。塞尔主张,心灵的定性特征、主观性和具有意向性,与物理性质的:能在空间中定位、在空间中延续、可以通过微观物理学进行因果解释,包括作为一个因果封闭系统而发挥作用是相容的,而且意识的这三个特征“在特定的时间段里定位于大脑之中,并可以通过较低层次的进程加以因果解释,还能够以因果方式发挥作用”。这必须区分两种不同形式的还原。第一,区分因果还原(causalreduction)和本体论还原(ontologicalreduction)。因果还原指的是当某事物A的行为在因果上能够通过事物B的行为来说明,而且除了B具有这种因果能力之外,A并不具有这种能力,那么,就可以说某种A现象就在因果方面被还原成了B种类的现象;本体论还原指的是当某事物A表明只不过就是事物B时,那么某种现象A在本体论上就被还原成了B种类的现象。塞尔认为,对于意识现象而言,我们不可以对之进行本体论还原,因为“拥有意识这个概念的关键就在于抓住该现象的第一人称的主观性特征,而如果我们通过第三人称的客观化话语方式来重新界定意识的话,那么我们就会失去该要点”。因此,我们只能从因果的角度将意识还原为大脑的神经生理活动。第二,区分消除性还原(eliminativereduction)和非消除性还原。消除性还原区分了表象与实在,意在表明被还原的现象根本不存在。而对于非消除式还原来说,其适用的对象不能是已经实存的东西,例如固体性本来就是物体分子行为产生的,人们不可能把这种实存特征消除。在塞尔看来,意识不能作消除性还原,因为对于意识而言,意识在产生它的本体论意义上是实存的,而且在认识论上也是不容怀疑的,不能作“现象—实在”的区分,意识作为一种表象就是实在。心身问题的重要方面就是心身因果作用的问题,塞尔在解决这个问题的过程中同时建立了意识的因果—层级模型。在他看来,世界是由原子等物理粒子构成的事实,使得许多大系统的特征可以依据小系统的行为从因果关系上得到解释,这种因果解释有两种:一是“从左到右”,即从宏观到宏观或者从微观到微观解释,也就是用宏观现象来解释宏观现象,或者用微观现象来解释微观现象;二是“从下到上”,即从微观到宏观的解释,也就是用微观现象来解释宏观现象。意识与脑的神经过程之间的关系就符合以上的因果解释,即在因果上,具有第一人称本体论的意识可以还原为第三人称基质(神经生物学基础),而不会导致对意识的消除。因为相对于脑神经过程来说,意识是较高层次的特征,属于宏观现象,但是由于其物理实现在脑系统之中,使得脑神经过程是较低层次的特征,属于微观现象。例如,当某人说“举起我的胳膊”的时候,通过这一有意识的决定(行动中的意向)导致他的胳膊被举起(宏观现象)。

而在微观方面,他身体中的神经元激发导致了身体的生理学变化,从而也使得胳膊被举起。对此,塞尔指出,这是一种同时性的因果关系,从“较低层次的微观现象导致了较高层次上的宏观特征意义上讲,这一因果关系可以说是自下而上的”。为了展示这种意识的发挥因果作用的层级模式,塞尔把这种关系表示为如图。从哲学上解决了意识与大脑的关系之后,塞尔还注意到必须从细节上解释意识在脑中是如何运行的。为此,他把对这一问题的解决诉诸于科学,即从神经生物学的角度来探讨意识如何产生、意向性之谜等问题。他把在经验上研究意识的路数分为两大阵营:一个是“积木路径”(building-blockapproach),另一个是“统一场路径”(unified-fieldapproach),这两大路径有着各自不同的主张。“积木路径”把整个意识场处理为积木式的、或多或少彼此独立的意识单元;而“统一场路径”所研究的最初目标不是诸如红色的体验之类的东西,而是研究定性的、具有统一的主观性特征的整个意识场;对于这两大路径,塞尔认为“统一场路径”比“积木路径”更有可能成功解决意识问题。

四、对生物学自然主义意识理论的反驳和回应

塞尔的生物自然主义理论一经提出,就面临了诸多争议和反驳。第一,这一理论对意识和意向性的理解都不同于宽泛意义上的自然主义,也与主流自然主义有所不同。因为这一理论虽然被冠以“自然主义”的旗号,但塞尔本人对“自然”等范畴进行改造,坚决否定占主流、主导地位的计算机功能主义等具有还原性质的自然主义,对以往哲学家一概持批评的态度。塞尔认为,意识已经是自然的一部分,心智事件和过程就像生物的消化、有丝分裂、成熟分裂、酶分泌一样。因此,有学者称这一理论为自然主义的“异类”或者“异端”。第二,针对生物自然主义意识理论四个论题本身,有以下四个方面的反驳和质疑:这四个论题单独看来是成立的,但是如果同时坚持它们的话就会存在矛盾。例如,生物自然主义一方面强调意识具有实在性,另一方面认为意识在因果上可以还原为脑状态,从而似乎可以推出意识状态与大脑状态具有同一性,这明显成了塞尔批评过的心脑同一性理论。塞尔虽然反对任何形式的二元论和唯物主义一元论,但实际上生物自然主义还是一种二元论。塞尔强调,意识是脑的一种生物、空间属性,并且意识具有主观性,这似乎蕴含了在脑自身之中存在着公共的客观属性(任何神经外科医生都可以通过开颅手术而窥探到);而在这个意义上,又存在只能由持有它们的主体才能观察到的、非客观的主观的属性。这样,塞尔又重新作出了经典二元论的相同划分:主观/客观、第一人称和第三人称,即一种“生物-性质二元论”。塞尔在意识是否能够还原问题上的态度也前后矛盾。塞尔一方面强调意识具有第一人称本体论的特征,使得意识不适合还原,而在另一方面他又表明意识具有神经生理基础,在因果上能够还原为神经生理基质,因而与自己矛盾了。

心理状态所具有的因果效力会导致“原因的过剩决定”(causal-overdetermination)并且隐含了在微观物理层面的因果封闭性的失效。也就是说,如果心理状态可以产生因果效力的话,那么拿起水杯喝水的行为就有两个原因:一个是喝水的欲望,另一个是身体中发生的生理变化。这违背了物理领域的因果封闭性原则。除此之外,塞尔自己也对生物学自然主义意识理论遭受到的反驳进行了归纳和分析:对意识的解释不可能既是唯物主义的,又是二元论的,也不可能既包含了这两种理论也避免了这两种理论;生物自然主义不能避免副现象主义的指责,即物理宇宙满足因果封闭性原则,意识必须还原为物质才能对物理宇宙产生因果效应;对于意识能否还原问题上是矛盾的;生物学自然主义仍然是二元论,即认为意识在因果上可以还原为脑状态,则存在的是作为原因的脑过程和作为结果的意识,这就是二元论。然而,针对以上的责难,生物学自然主义都可以提出有理由的回应。第一,塞尔的这一理论不应该看作是二元论以及传统意义上的严格还原论唯物主义,他的这一理论应该被看作是一种非传统意义上的非还原唯物主义。因为他承认物质世界的第一性以及原子论、生物进化论,使得他的这一理论保证了基本的科学性。与此同时,他坚持自己改造过的“自然主义”,肯定意识本来就是自然的生物现象,且在承认意识具有实在性、第一人称本体论地位等特征的同时,把意识纳入进化论框架内,从神经生物学角度为意识提供因果解释,从而也避免了二元论,被认为是比传统的、极端的唯物主义更有建设性的立场,以此回应了他关于意识能否还原的立场是矛盾的指责。第二,针对生物学自然主义看起来像性质二元论以及会导致副现象主义的责难,塞尔在其文章《为什么我不是一个二元论者》中专门予以反驳,他认为由于存在两个局限,即“我们对脑如何运作的无知,以及接受传统的词汇表,使得人们发现性质二元论颇具魅力”。性质二元论认为,任何有意识的动物都具有心智的和物理的两类性质,但性质二元论者同时也怀疑意识是否能够起因果作用?如果能够起作用的话,则似乎存在心智的、物理的两类性质,且会导致因果的多重决定;而如果不能够的话,则说明意识必然是副现象的。塞尔指出,正是把心理-物理看作不同的存在论范畴,才会出现物理事物的因果封闭性问题和副现象主义问题。他所讲的“意识”并非是神经生物学基础之外或之上的东西,而是神经元系统所能够处于的状态,就像液体和固体乃是水能够处于的状态一样。而相反,由于受到传统“心理”“物理”二分的词汇表的影响,性质二元论把意识当作在脑的神经生物学特征之外存在的、截然不同的特征。塞尔认为,实际上即使宇宙在因果上是封闭的且是“物理的”,也并不意味着“物理的”和“心智的”是相互对立的,如活塞的固体性质可以用分子行为来说明一样,意识完全可以通过神经元行为来说明,“意识有着某种属于其自身的生命,能够影响物质世界”。除此之外,塞尔还指出我们对还原本性的理解也是错误的。他认为,由意识不能在本体论上还原为其神经元基础,不能推出意识不是物理世界的一部分,因为“因果还原并不必然地意味着本体论还原,虽然就像在液体性、固体性、颜色这些情况中那样,当我们做出因果还原时,我们往往典型地倾向于做出本体论还原”。所以,塞尔主张意识在本体论上的不可还原性质并没有给予它神秘的形而上学地位。

生物理论范文第2篇

1.1厘清学科关系,优化课程教学内容研究生课程教学内容的选择十分重要,直接关系到研究生的教学质量[4]。在进行药剂学研究生课程教学时,一定要厘清药剂学及分支学科的关系,确定各门课程的教学内容,药剂学专论重在讲授具体的药物制剂制备新剂型、新技术与新方法,体现在“型”(赋剂成型)、“均”(药物成分分散均匀)、“效”(制剂的疗效)三个方面;物理药剂学重在“理”(药物制备基本理论,也用物理化学原理阐述制剂制备理论);而生物药剂学与药物动力学重在“评”(制剂生物效应的评价)。这样厘清三门学科的关系,优化教学内容,组织教学。

1.2改革教学安排,增加实验教学增加物理药剂学、生物药剂学与药物动力学的教学时数,重视实验课开设,特别是物理药剂学实验的开设既不能重复药剂学的实验,又不能重复物理化学的实验,应开设“内容是药剂而实验方法却是物理化学”的实验,并且加入一定的以多成分药物为模型的实验,如“不同制剂黏度比较、多成分的同步溶出”等实验。药剂学专论可结合中西药、新药研究内容,重在教授药剂研究、生产与应用的关键共性问题。

1.3改革教学方法,统一教材与大纲改变传统的“填鸭式”的教学方式,采用启发式、讨论式、案例式、开放式等相结合的头脑风暴研究生教学法[5],鼓励研究生采用怀疑和批判的眼光提出问题,不盲从权威,这种求异思维能摆脱习惯性思维的束缚,产生新奇独特的创造性设想。除头脑风暴法外,还可进行双语教学[6],提高研究生专业英语的应用能力。鼓励学生参加研究生创新论坛、学科竞赛等,或是采取参观、讲座的形式开拓学生视野,打开思路,从而培养出高素质创新型研究生。对于生物药剂学与药物动力学、物理药剂学两门课程,全国应统一教材与大纲。

1.4建立多维度考核体系,考查学生的创新素质[7]研究生课程考核中引入“四位一体”的多维度考核体系,课程期终成绩由理论课成绩、平时小测验、实验课成绩、软件操作成绩四部分组成,能较完全的体现学生对课程的掌握程度。同时,学生的综合素质也得以体现,是一套科学、标准、完善的考核体系。

1.5加强师资队伍建设,确保分支学科高水平教学[4]为确保药剂学课程教学改革的成功,需特别重视师资队伍建设。如物理药剂学是比较缺少师资力量的课程,对任课教师的学术水平要求较高,需保证专职任课教师,可由药剂学教师兼任,但需进行师资培训学习。同时,可以采用“走出去”与“请进来”的策略。“走出去”,就是选送一些年轻教师去国外进修或攻读博士学位;“请进来”,就是聘请国内外一些名师为讲座教授、客座教授,把一些好的经验、方法带进来。教师要不断进取和终生学习,不断丰富自己,才能向学生传真道、授新业、解疑惑,培养出创新型人才。

2药剂学学科课程教育改革对药剂研究生创新素质的影响

2.1提升药剂研究生的研究水平课题研究是药剂学研究生从事的最好创新工作,一个人的创新能力主要是通过课题研究所获得成果而体现出来的[8]。药剂学研究生进行课题研究所需的主要背景知识为化学、数学、生物学与药学知识,其中物理化学是沟通微观物质基础(结构特征)与宏观现象(状态函数),“静态”(平衡态)与“动态”(动力学)的桥梁;数学知识是物理化学与生物药剂学的重要表达工具,生物学知识是生物药剂学与药物动力学的重要基础理论,而生物药剂学与药物动力学又是药物制剂质量优劣的评价方法,药剂学则是药物制剂研制、生产与应用的主体战场,因此对药剂学及两门分支学科的课程教学改革可为药剂学研究生创新素质与思维方法的培养提供所需的主体知识结构,提高学生的研究能力。

2.2提高药剂研究生对药学问题的解决能力药学问题主要存在于新药研究,药剂生产调配,制剂应用、质量控制与临床应用效果中,这五个方面均与药剂学及分支学科相关,如药效学部分的研究与药剂学制备工艺、剂型等相关,与物理药剂学的溶解度、溶度参数、扩散、溶出、释放、pH分配等相关,与生物药剂学与药物动力学的吸收、分布、代谢、排泄等量变过程相关。因此药物的研制、生产与应用的主要问题的解决需要扎实的药剂学及分支学科的知识。

2.3提高药剂研究生对药物制剂制备技术的掌握程度药物制剂水平的提高表现在制剂制备工艺水平与制药装备的提高两个方面。制剂制备工艺的不断提高有赖于药剂学、物理药剂学水平的提高,例如近年来出现的新提取技术,如二氧化碳超临界萃取、微波萃取、超声波提取等技术;还有制备技术,如固体分散、纳米囊包载、超分子载药、缓控释等都与药剂学、物理药剂学相关。新的制药装备,如前述的提取技术以及成型工艺的装备都是基于特定的制药技术基础上形成的,因此都制约于药剂学与物理药剂学学科发展[9]。

2.4提升药剂研究生对药物制剂质量的控制与评价水平药剂学、物理药剂学对药物质量控制有一定的影响,如胶束萃取———高效液相测定方法便是很好的证明,胶束萃取为物理药剂学内容,而高效液相测定则是质量控制方法。药物制剂质量评价可分为化学等效型、生物等效型与临床等效型三种形式,在进行生物等效性评价时,生物药剂学与药物动力学理论对药物的生物等效性评价产生决定性作用,因此药剂学及分支学科对研究生的药物制剂质量的控制与评价水平提高会产生重要影响。

3药剂学学科课程教育改革对促进形成新型药剂研究生培养模式的实际意义

药剂学研究生创新素质的培养是药剂学研究生培养模式转变的重要内容,也反映新世纪培养模式的重要内涵。新世纪药剂学研究生的培养目标是[10]:为适应社会主义现代化药学事业实际需要,培养系统掌握医药理论和技能,有良好科学素养,受到现代科学基础和应用理论训练,具有创新思维,能独立从事新药研发,解决药剂难题,德、智、体全面发展的高级药学研究专门人才。课程教学体系是实现培养目标的载体。科学、合理的课程教学体系是提高教学质量的有效途径。药剂学及分支学科课程教学体系的不断改革完善,将使学生分析、解决问题的能力进一步提高,从而使其科研能力得到全面提升[11],对培养更多的适应创新型社会的药剂学研究人才具有重要的现实意义。

生物理论范文第3篇

近年来生命科学的飞速发展过程中最显著的特点就是其研究空间的扩大化,它不仅在宏观方面研究各个生物体内的器官以及组织结构联系;自然界个体与群体、群体之间及其与外在环境间的内在联系;生态系统及其内部物质循环、能量交换。同时由于生物体存在物质层次性,各个生物大分子中又包含着碳、氢、氧等各种各样的原子,甚至原子内又存在电子、质子和中子等物质。因此分子生物学研究应运而生,现代生物科学日趋向微观世界进军,并出现了一门新的电子生物学学科。由此可知,随着生物科学理论与其相关实验的多方面结合,诸多生命物质疑团将在微观分子研究中得到合理解释,人类对生命的认识将进一步深化,其控制和改造生物的能力也将显著提高。

2多学科相互渗透

生物科学的另一个特点在于其与数学、力学、化学、物理学、天文学、地质学以及工程技术等多学科之间的联系日益密切,彼此之间相互渗透,互为一体,这种渗透与反渗透作用便推动了现代生命科学的重大发展。举例来说,力学、化学以及物理学对生物科学的渗透作用产生的结果便是在此基础上形成了一系列有重大影响作用的边缘学科,例如生物力学、生物化学以及生物物理学,由此开创了现代生命科学的研究新方向。同时生物科学对力学、化学以及物理学的反渗透作用产生的结果便是新形成类似化学仿生学以及物理仿生学等新兴学科。随着信息时代的到来,量子力学、信息论以及控制论等新兴学科有了飞速的发展,再其强大的影响力下电子生物学、生物信息论以及生物控制论等边缘学科也得到了更多学者的关注与研究。现代生命科学与多领域、多学科之间相互渗透的新特点促使人们学习更多的知识来充实自己,不断汲取多方面知识扩大视野显得尤为重要,那种只局限于研究自己专业领域的科技人才将逐渐被社会所淘汰,隔行如隔山的状况将不再适应于社会发展。

3实验手段更先进

随着人们探索空间与认识领域的不断深化,理论研究与实际应用也结合的越来越紧密,实验手段日趋先进与现代化,这是生物科学现代化发展的又一个重要特点,更是其不断进步的必要条件与重要标志。换句话说,生命科学只有依赖于实验技术与手段的不断更新才能有飞速的突破与长远的进步,科学实验的技术水平与方法手段决定着生命科学的发展高度。假如现代生命科学缺乏先进的现代化实验仪器,那么其发展进程将受到停滞,甚至一事无成。由此看来,不断汲取新方法,创新新技术,完成生物科学实验手段的现代化任务显得尤为重要。在生命科学领域,尤其是应用化学、应用物理学方面的新技术、新方法创新,不仅方便人们从细胞水平上进行生物规律的探究,更有利于推动人们从分子水平上对生命物质的微观结构以及运动规律研究分析,这不仅是现代自然科学领域对生物的新认识,更是人类社会的历史性进步。

4结束语

生物理论范文第4篇

【摘要】在初中化学教学课堂上组织趣味实验,能够让学生们更加喜欢化学教学内容,加强化学知识学习印象,激发学生对于化学知识的热爱,帮助提升化学成绩,提升化学课堂的整体教学水平和教学质量。本文分析了趣味化学实验的重要作用,重点研究了如何利用趣味化学实验来提升初中化学课堂教学质量。

【关键词】初中化学课堂;趣味化学实验;教学策略

跟初中其他科目相比,初中化学教学的操作性比较强,更加注重实验教学,为了能够在化学教学中培养初中生具备实践能力,提升初中生的实际操作能力,需要组织更多的趣味化学实验,能够让学生对于化学教学内容更加容易理解。在教学中教师利用趣味实验调动起学生们的学习积极性,吸引学生详细观察实验过程和实验结果,帮助学生加强了化学知识印象,在轻松愉快的气氛当中巩固化学知识。

一、趣味化学实验的重要作用

初中是学生成长发展的重要年龄阶段,相比起小学生来说他们对于世界有了更加全面的了解,相比起高中生来说他们拥有更多的新鲜感和好奇心,因此在化学课堂教学中组织进行趣味性教学,能够充分地调动起学生们的学习积极性,让学生能够更加积极的投入到化学学习当中。趣味性教学不仅仅能够培养学生们的学习兴趣,还能够在一定程度上促进学生的全面发展。初中化学是一门以实验为基础的重要学科,化学知识大多数都来自于生活,跟学生们的生活实际事物息息相关,通过学习化学知识,学生能够通过化学知识来了解日常生活中的现象,同时也能够利用化学知识解决日常生活中存在的问题。在进行化学教学中组织趣味性实验,引导学生主动参与到化学实验当中,能够促进学生积极探索化学知识,体会到科学研究的艰辛。化学教师在进行教学时可以适当跟生活现象相结合,加强学生的理解和感悟。

二、初中化学课堂趣味化学实验教学策略

1.强化演示实验教学

在课堂教学中进行化学实验,能够调动起学生们的学习兴趣,提升学生的求知欲望。在我国的人教版教材当中,总共规定需要进行31项实验内容,各个章节当中则包含有大大小小85个课堂实验,有一些通过实验能够验证化学概念和原理,有一些能够验证和分析出元素化合物知识。针对这些演示实验,教师要根据教学内容合理的安排,尽量能够在课堂上完成,并且详细的做到规范的演示操作,简练准确的表述实验过程,增强实验效果。

2.开发家庭小实验

通过调查显示,通过家庭小实验,能够让课堂教学从课堂上延伸到课堂外,提升学生的化学知识学习兴趣,巩固化学知识技能,培养学生们的动手能力和智力发育。例如说在学习中会遇到这样的实验:要求利用家中的杯子、瓶子还有碗筷等,结合使用食盐、冰糖喝水,进行一系列固体药品取用、液体倾倒操作练习。通过这样的操作动手实践内容,能够培养学生的动手操作能力,还能够为以后学习排水法进行锻炼。

3.开展多样化的课外实验活动

组织化学兴趣小组进行课外活动,同样能够提升学生们的学习兴趣。教师可以把学生们分成兴趣小组,在平时的教学中除了进行小组趣味性实验,还可以制作实验教具、进行社会调查,尽可能的鼓励学生多动手、多动脑。教师结合教学实际可以组织学生们进行社会调查,比如说水是人们宝贵的自然资源,教师可以提出调查研究主题:你家附近的河水清澈吗?学生们回去询问父母或者是邻居,自己家附近的河流是不是以前就这么脏,通过社会调查来了解身边发生的社会现象。或者是教师组织学生们回家观察厨房当中的物品,看看菜刀上留下来的锈斑,用久了的热水瓶中的水垢,还有食盐和白糖的溶解性大小等。利用这些生活当中的化学知识,能够让学生把化学知识和生活实际更好的结合在一起,增加学生关爱社会的美好情感。

4.养成良好的实验习惯

初中化学实验教学一定要培养学生养成良好的实验习惯,培养学生具备正确的学习态度,能够在试验中正确的使用实验仪器、规范的完成实验操作要求,并且能够认真的观察和记录实验现象等。在教学当中教师要重视示范的科学性和规范性,从自身做起给学生们树立起严谨的学习态度。

三、结语

通过趣味性化学实验,能够让每一个学生都拥有动手操作的机会,提升学生的化学学习自信心,利用化学知识分析和解决生活当中简单的实际问题,在化学知识的学习过程中养成科学的学习态度,逐渐形成终身学习的意识和能力。

参考文献:

[1]李发政.初中化学课堂趣味化学实验的应用及设计[J].中华少年,2017,(30):82-83.

[2]韩燕.初中趣味化学实验教学的实践[J].新课程(中学),2017,(01):161.

[3]金惠芳.趣味化学实验教学在初中化学教学中的应用[J].科普童话,2016,(24):65.

作者:汪芳 单位:临沂第九中学

第二篇:初中化学实验教学提高学生实验技能的方法分析

[摘要]化学是一门以实验为基石的学科,许多化学知识内容与规律的形成都是将科学实验作为基础的,其实验教学能够有效激发学生学习化学学科知识的兴趣与热情,严格要求学生实验操作练习,帮助学生形成完成的化学概念知识,得到真正的化学知识内容与实验技能,培育学生的观察能力与实验能力,这有助于养成学生实事求是、严谨认真的科学态度以及科学的学习方式。

[关键词]初中化学;实验教学;提高;实验技能;探究

化学实验教学活动是化学学科课程的关键内容,亦是学生学习化学知识的基础,经过实验教学活动可以丰富学生的感性知识,带动学生快速、明晰地理解知识内容,结合使用化学技能展开探究活动,初中化学教师一定要切实认识到化学实验活动的重要意义,在新课改教学理念的指导下创新实验教学措施,养成学生化学实验技能,提高化学实验课程的教学成效。

一、充分运用新奇的实验内容培养学生实验的兴趣与热情

兴趣是学生最好的教师,在所有的学习活动中,兴趣都扮演着极为关键角色,在兴趣的驱动之下,不仅学生的学习积极性得到提升,还有助于学生发挥其学习的主管能动性,增强切实的学习成效。所以,教师想要养成学生的化学实验技能,就一定要尽量培育学生对科学实验的兴趣和热情。跟化学理论知识相比较,化学实验因为其直观生动的特征,更容易吸引学生的注意力,化学教师一定要回适时运用化学实验的特征,将学生对于化学实验活动短暂的关注变成长久的兴趣和爱好,这样针对学生化学实验技能的增强有极大的促进作用。比如,在学习“物质构成的奥秘”的时候,为了能够让学生对分子的含义有更为直观的认知,一定要在课前为学生准备有趣的实验内容:会变色的纸花,当学生看到纸花颜色逐渐发生变化的时候,学生就会变得异常兴奋,会好奇是什么原因导致纸花变色的,也对化学实验产生了强烈的兴趣。有了实验做前提,教师再为学生讲解化学相关知识的时候,学生就非常容易理解了,通过实验展示活动,学生切实感受到实验教学的魅力,对化学实验活动更加向往。

二、将化学实验与现实生活综合起来

化学是一门跟现实生活紧密相连的学科,在日常生活当中,化学知识在生活中的运用比比皆是。对比化学教材中固化的理论知识,学生针对现实生活中存在的化学知识、现象等,通常会更容易理解,也更感兴趣。所以,教师在展开化学实验教学活动时一定要重视掌握实验与现实生活综合起来。比如,教师在给学生讲授指示剂相关知识的时候,先要教授给学生怎样使用生活中的物品自行制作指示剂:教师先去除几片已经晒干了的植物花瓣,将其捣碎,并且放入浓度相应的液体酒精中浸泡,接下来用纱布将侵泡出来液体寄出去,这样就能当成指示剂来使用了。教师为了验证指示剂的效果,在课堂教学活动中再进行几个小实验,经试验证明,使用这种方式做出来的指示剂完全能应用到化学实验当中。教师将化学实验与现实生活结合起来,这样的教学方式,既能切实拉近学生现实生活跟化学实验之间的距离,激发学生做化学实验的兴趣,还能有效提升学生将化学理论知识内容应用到生活实际的意识与能力。

三、教师要积极开展学生做家庭小实验

大多数情况下完成一项完整的化学实验需要相应的实践,课堂上的教学实践是有限的,所以,许多实验在课堂教学活动中无法展开,因此,教师就需要积极指引学生展开一些相关的家庭小实验。例如,教师在讲授“金属的防护和回收”的时候,在课前一周就布置学生一个家庭实验作业,令学生在家庭小实验中研究铁钉子生锈的实际现象。过了一个星期之后,在课堂教学中,教师让学生将其自己的实现成果展示出来,同时令学生将自己与其他同学的实验结果做对比,在实验中得出,铁同时接触水与氧气的时候是会生锈的事实现象。并且激发学生关于怎样更好的保存金属工具的探究。展开这样的家庭小实验,既可以增加学生自己动手实验的机会,还能培养学生独立进行实验的能力。

四、健全完善实验考核制度

在化学学科的教学活动中,科学合理的评价在教学中通常都起着极为关键的作用,在当前的化学教学活动中,针对实验技能的关注尚且不足,其主要原因是当前欠缺切实有效的实验考核制度,针对化学学科实践活动的评价,通常还是书面测试为主,这样的测试方式针对化学理论知识的考核有良好的成效,但是针对强调学生动手能力、操作技能、探究能力的化学实验教学来讲,这种书面测试的方法明显有很多不足之处,在书面考核体系中,极其容易导致学生是否进行实验实操的差别不明显,所以,在应试教育的压力之下,教师宁可多花时间讲解理论知识,用极少的时间让学生背实验,很容易地就完成应对考试的目的,教师不愿耗费更多的时间与精力切实展开实验教学活动,做不到切实增强学生的实验技能,致使化学实验教学丧失其应有的教学价值,所以,想要切实增强学生的实验技能,革新实验教学活动,就一定要注重从完善实验考核制度着手,才会切实增强实验教学的实效性。

结束语

总而言之,在初中化学学科的教学活动中,实验是教师的一种重要教学措施,并且也是学生切实掌握化学知识的一种途径。所以,拥有一定的实验技能是化学学科最基础的目标,初中化学教师,一定要摒弃传统教学模式中重理论、请技能的教学思维,重视实验教学,重视提高学生的实验技能,提高学生整体的化学素养。

参考文献:

[1]杨美芬.初中化学实验教学中培养学生探究能力的尝试和感悟[J].速读(上旬),2015(10).

[2]管毓灵.初中化学实验教学如何培养学生探究能力[J].读写算(教研版),2015,5(8).

[3]赵楠.初中化学实验教学中怎样培养学生探究能力[J].魅力中国,2016(24).

作者:王良佐 单位:平凉市崆峒区安国镇安国中学

第三篇:浅谈初中物理实验教学方法的创新思路

摘要:实验教学是初中物理教学的重要内容,是通过实际动手实验培养初中生的自主探究精神与创新思维,提升初中生对物理学习的兴趣,由此也可以看出,初中物理实验教学不仅有助于提升初中生物理教学的效率、效果,还在培养初中生能力上有着重要的帮助。为此,结合新课程改革的要求,文章对初中物理实验教学方法的创新思路进行了分析,通过创新完善实验教学方法,促进初中生的全面发展。

关键词:初中物理教学;实验教学方法;创新思路

新课程改革要求初中物理教学将理论教学与实践教学相结合,通过学生动手实验促进知识的理解与掌握,所以要求初中物理教师要结合新的教学要求创新实验教学方法,满足学生的学习需求,为学生提供更完善的教学服务。物理实验教学方法是指基于物理理论知识基础上,通过实验中现象与形态变化的总结验证物理理论知识,正确认识物理理论知识,准确理解并掌握物理理论知识,所以初中物理实验教学方法是一种启发式教学手段,但初中物理教学内容存在一定难度,教师必须通过实验教学方法创新,找到更符合初中生心理认识特点的教学方法,激发学生对物理学习的兴趣,从而锻炼学生的能力。

一、以探究式方法进行实验教学

受我国传统教学理念与教学思想的影响,当前初中物理教学在中考的压力下,仍然是教师占据课程的主导地位,学生处于被动接受知识的地位,配合教师完成教学活动,所以无法充分的调动学生学习的主动性与积极性。而从初中物理教学的效果也可以看出,学生的实践能力、动手能力并未得到锻炼,独立思考问题与解决问题的能力也不足。为此,在创新初中物理实验教学方法过程中,教师必须有意识的引导学生自主探究,将课堂上的时间归还给学生,引导学生做好自主学习、自主探究,从而提高学生学习的主动性与积极性,为学生创造充分的锻炼能力机会。例如,在教学阿基米德原理过程中,教师可以以小组合作学习的方式,将学生按照学习能力进行小组划分,并为学生布置探究任务,如浮力深度、密度等要素与浮力大小之间的关系,然后通过小组实验完成对理论的探究,这样不仅能够培养学生的实践能力还能够锻炼学生的合作学习能力[1]。

二、引入教材中未提及的实验

现阶段,大部分初中物理教师在实验教学过程中都只将实验内容局限在教材上、课本上,但很多理论知识的实验在教材与课本上并没有涉及。所以,教师应适当增加实验内容,引入教材中未提及的实验,拓展学生的视野,让学生能够得到充分的联系,这样能够帮助学生熟练使用知识,对知识产生更深入的理解,使学生逐渐形成完成的物理知识体系。由于物理实验中会涉及到多种实验器材的使用,所以教师在引入实验过程中也要对学校的器材有充分的了解,保障实验教学中器材的充足,如果实验中涉及一些易得的小实验器材,教师可以引导学生自动动手制作完成。通过对多个学校的调查,学生通过实验学习掌握的理论知识更扎实,而且理解的更准确、更完善,学生也对物理实验课程充满了兴趣,从而也渴望了解更多的物理知识,这有效的转变了学生被动学习的现状,对学生提升物理成绩与形成物理思维有着重要的帮助。

三、充分体现实验教学的自主性

创新初中物理实验教学方法是为了教学方法更符合初中生的学习能力与认知特点,并与时俱进为学生提供更完善的教学服务,培养初中生的动手能力与独立研究问题、解决问题能力,所以要突出教学方法的新颖与实践教学的特点,尤其是实验教学的自主性。在进行实验教学时,教师可以通过制定完成的教学计划,掌握教学节奏,为学生独立研究实验提供有效的指导,但不能对学生的思维进行过大的干预,让学生充分享受实验的乐趣,以及获取实验成果的成就感;并认真对待学生在实验中发现的新问题或提出的新思路,给予学生正面的回答与解答,从而不断提升实验教学自主性[2]。

四、培养初中生的创新思维

初中物理实验教学的意义不是为了完成教学任务,提升学生的物理成绩,教师要通过实验教学培养学生的逻辑思维、创新等能力,为学生的终身发展奠定基础。所以,教师在教学过程中要善于利于教学情境不断创新实验教学,以发散式手段引导、锻炼学生的发散性思维,鼓励学生通过不同的角度、不同的方法完成实验,从而培养学生的创新意义,让学生创新的发现问题,创新的分析问题,创新的解决问题。

五、结束语

综上所述,实验教学作为初中物理教学的重要内容,是培养学生自主学习能力、实践能力、创新能力、逻辑思维能力的重要手段,但随着新课程教学改革的深化,初中物理教师要深入认识到实验教学方法的弊端,通过创新提升实践教学方法的自主性,通过实践教学引导学生自主独立学习,并引入教材中未提及的实验,拓展学生的视野,完善学生的知识体系,鼓励学生从多个角度探究实验,培养学生的创新意识、创新思维,从而提升初中生的综合素质,促进其全面发展。

参考文献

[1]程建军.运用数字化实验提高初中物理实验教学的有效性[J].中学物理(初中版),2017,19(10):14-15,30.

[2]胡彩霞.实验教学在初中物理教学中的妙用[J].中学物理(初中版),2018,36(1):37.

作者:殷洪恩 单位:河北省任丘市于村乡于村中学

第四篇:在初中物理实验教学中树立正确的科学观

摘要:初中物理实验教学对于刚接触物理这门课程的学生来说是一个很好的了解学习物理的方法,学生在学习物理课程的同时,加入亲手实验这一过程,可帮助学生更好的掌握知识本身,达到更进一步的了解,完成对物理这门学科更深层次的认识,同时加强了动手能力,有利于加强记忆,减少了学生的错误认识,加强了学生们的兴趣。本文针对物理实验教学使学生们拥有正确的科学观进行论述,希望对于学生们的接受、老师们的讲述起到良好的作用。

关键词:初中物理;实验

初中物理教学的重点就是实验教学,对于刚接触物理这门课程的学生来讲,我们应该让他们有一个正确的思想,正确的科学观,来对待这门课程,而实验教学的意义就是为学生们树立正确的科学观,下面我们从几方面分别来做阐述。

一、物理教学面对的问题

(一)学生们的积极性

面对物理学科,我们需要调动学生们的热情,在当今社会,青少年及其容易受到各方面的影响,从而导致他们对学习的热情和对知识的渴求度并不强烈。在每次授课中都会出现由于类似原因引起的问题,例如讲解时会发现学生目光游离,回答问题时答非所问,操作不当等等[1]。

(二)学生们的基础操作与知识

教师们在进行物理实验教学时,一定要注意对基础实验操作准确的硬性要求,同时讨论方案的可行性,这就考验学生们的基础知识与操作是否扎实,对于实验室中经常出现的问题,例如仪器使用不当,玻璃器皿碎裂等等,都与这个问题有关,它能很好的反映学生们的真实情况。

(三)实验的真实性

对于物理实验教学本身所带来的影响,不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果,更重要的是使学生们经历实验的探索和操作过程。只有亲身经历了这样的过程,学生才能对什么是科学和什么是科学实验有较为深刻的理解,才能在这样的过程中学习到科学的方法与思想,形成良好的态度和科学观。我们需要强调的就是实验过程本身,这是老师应该向学生们传达的,也是对学生们影响最大的。有时候,作为老师我们会发现实验结果的一致性,数据的一致性,对于一个实验来说,存在误差是很正常的。同时因为有了这些误差的出现,我们才能更好的了解学生们出现的问题。我们要求学生去体验的是实验的过程,而学生首先应该做的就是端正态度,正确理性的分析,实事求是的写出本组的真实数据或结果,达到科学实验,拥有正确的价值观,而不是刻意追求实验结果的完美,改写数据求得完美,这样的实验是不正确的,我们的教学需要反映的是真实情况[2]。

二、科学观的正确培养方法

(一)对于学生创新意识的培养

我们要从培养学生们的创新意识入手,对于青少年来说,他们的可塑性很高,作为教师,我们不能照搬书本上的东西,讲原理,说结果,然后把它们硬塞给学生们,这会使学生们产生惰性,不利于培养他们拥有科学的创新意识。我们要做到尊重学生作为实验教学的主体,同时我们要为学生们的创新思想,和精神给予最大的保护和鼓励,为他们日后更好的融入这个创新型社会,和对于社会发展进行创新性贡献打基础。

(二)对于学生团队合作意识的培养

我们要在培养学生们的创新意识的同时注重培养他们的团队合作精神及意识,这会使他们拥有更好的融入集体的能力,物理实验是一个具有综合性,复杂性和不可预料性的一种实验,这样的实验更需要明确的分工与配合,才能更好的完成实验。人类是群居生物,在大自然中狼群的生存方式与人类相似,它们就是有明确的分工和安排,所以才会有成功的捕猎,所以我们要学习这些有益的方法,将它们运用到我们自己身上[3]。

(三)良好的态度与耐心

作为老师,我们需要一个正确的态度,因为在实验中,学生们可能会提出各式各样的问题,你需要耐心回答,尊重你的学生,保护他们的新奇的想法,因为它属于科学实验的一部分,它是正确的,但他需要被引导,而这就是我们老师要做的事,美国人有句名言,“没有什么问题是愚蠢的”。师生之间的问答被认为是创新最有效的途径之一。

(四)培养学生的观察力

在保护学生们的创新理念的同时,作为老师,我们需要要求学生在动手动脑之前,先行观察,这也是培养学生正确科学观的一部分,先认真观察,发现问题,才能提出问题解决问题,做到不鲁莽行事,要有自己的认真的态度,老师主动提出,严肃要求,使学生有一个更好的开始和习惯,这可以为我们实验的成功打下一个良好的基础,同时为我们的学生拥有更好的思想和科学的实验观念添砖加瓦。这是一个非常值得老师们去做的事情。

(五)师生互动

同时还有一件更需要我们老师来做的事情就是要进行师生互动,在做实验时,作为老师,我们不能在知识讲解完后就放任学生们自己完成实验,我们需要走下讲台来到学生们身边,在他们做实验的同时,不断观察,发现问题,然后与他们进行对话,这个过程可以让我们更好的发现他们的不足,同时,他们可以更好的了解实验的过程,完成实验,加深了他们科学实验的思想,为他们树立正确的科学观,因为在学生眼里,老师就是标准,是正确的一面,所以师生间的互动就显得格外的重要。在物理实验教学当中,作为老师我们应该更加重视这一点。

三、总结

初中物理实验教学作为引导者,它拥有更多的发展空间,与更好的,更新颖的模式来影响学生们,它的作用远远不止于提高学生们对物理知识的理解与应用,它更是用来为学生们树立正确的科学观。观念正确,才是我们所需要,所想看到的,单单有华丽的实验结果是远远不够的,我们的教育理念是育人,德才兼备方为人上人。老师们要使用好它,作为培养学生各方面能力,和本身素质的良好工具。

参考文献

[1]许力遥.初中非常规物理实验教学的理论与实践[M].南京师范大学,2015.78-79.

[2]吴凡.初中物理实验教学中合作学习的策略研究[M].广西师范大学,2016.116-117.

作者:陈娜 单位:吉林省长春市汽车产业开发区第九中学

第五篇:初中生物实验教学优化研究

摘要:对于初中学生生物学习应该具备的核心素养,新课程标准有着极为明确的要求和定位。作为初中生物教师的我们,应该通过不断努力,在确保自身生物教学能力不断提升的同时,充分发挥实验教学在学生核心素养形成过程中的导向作用,全面培养初中学生的生物学素养,帮助学生在生物实验探究中正确认识自然科学、理解生命、理解生物学的外延和内涵,形成受益终身的认知能力和核心素养。

关键词:初中生物;实验教学;新课标;核心素养;优化研究

近年来,随着新课标的实施和素质教育的不断推进,我国教育发展现状已经发生了前所未有的巨大变化。这其中,对于学生核心素养的要求,再次站在了新的定位高度。新课标背景下的核心素养拓展,正在由以前的会学向现在的会做迁移,由以前的掌握向现在的能用深化。这就对作为自然科学重要组成部分的初中生物教学提出了新的认知要求。

1培养兴趣,形成热爱生物实验的情感意愿

作为自然科学重要组成部分的生物学科,依然是一门以实验为基础的课程。因此,应该将实验教学作为初中学生生物学习活动重要载体。全面提升初中学生的生物实验、观察、探究能力,在生物实验中培养学生的生物核心素养。长期以来,由于受自身各方面客观条件的影响和制约,导致初中学生的生物实验发展还不够完善,其实验技能也非常匮乏,但出于好奇心的作用,使得初中学生极易在新鲜感的驱使下参与生物实验。生物教育者应该充分利用这一有利条件,在帮助学生认知实验意义以及实验目标的基础上,开展有计划的实验教学,帮助学生培养实验兴趣,并借助兴趣的引领,让学生真正形成热爱生物实验的良好情感意愿。

2塑造意识,养成观察生物现象的良好习惯

生物实验的关键是观察和操作,尤其是观察习惯的培养,对于实验质量的保证是特别重要的。因此,初中生物教师一定要在实验中培养学生的观察意识,指导学生学会观察、科学观察,明确观察的目标,在完成教学任务的基础上引导学生探究创新。例如,在人教版七年级上册生物实验“种子的萌发”教学中,教师可以充分借助现有实验素材,指导学生对实验过程中蚕豆的萌发情况进行观察,从吸水后形态的变化;到幼根发育的过程;再到子叶的生长;最后发育成茎和叶的整个过程的观察,理解细致观察对生物实验的意义,从而在潜移默化中形成关注生物实验现象的良好习惯。

3强化技能,提升开展生物实验的操作能力

初中学生生物实验操作的能力直接决定着生物实验的成败,影响着生物实验效果的变化。由于初中阶段的生物实验多数以最基本的操作为主,一旦操作不当,不仅会使学生产生畏惧心理,更会直接影响学生生物核心素养的形成。因此,教师一定要采取有效的办法,及时帮助学生解决实验中的问题,帮助学生形成认真、细心、严谨的操作技能,使学生真正地在实验课中行动起来,积极地克服内心的恐慌。在实验中不断提升学生的生物实验操作能力。长此以往,学生在接触到越来越多的仪器和标本的过程中,操作能力也会自然而然地得到加强。

4改进方法,开掘利用生物实验的探究能力

在初中生物实验中培养学生生物学科核心素养,应帮助学生融会贯通所学生物学知识,形成清晰明了的知识脉络和框架体系,从更高、更全局的角度认识生命世界,理解生命现象,把握生命本真。学生探究能力的提高有利于学生形成生物核心素养。初中学生的生物探究能力是建立在学生能够积极地获取生物知识,充分利用生物研究方法的基础上所形成的生物问题自主探究意识。因此,在初中生物实验教学中,要通过提出问题、假定结果、实施计划、得出结论、表达交流等方式,借助探究式学习方法帮助学生形成对应的生物科学探究能力和科学态度价值观。例如,在开展“绿色植物通过光合作用制造有机物”实验时,就可以采用提问的形式,引导学生思考本次实验的目的是什么?想要解决的问题是什么?然后组织学生进行假设,然后再组织学生进行问题讨论,由教师对学生进行引导,进而明确实验的步骤、意图,在讨论中思考,在思考中获得答案,培养探究能力。

总之,通过对初中生物实验教学的优化设计,帮助学生提升其核心素养,是全新教育发展背景下每个初中生物教师的主要责任。作为初中生物教师的我们,应该高点定位,不懈探索,创新教学方式,指导学生主动完成相关教学任务。在老师和学生的通力协作下,促进初中学生生物核心素养的形成,全面提升初中学生学习发展方面的综合素质。

参考文献:

[1]王海娟.以创新能力培养为核心研究初中生物工程实验设计[D].上海交通大学,2012.

[2]朱佳.农村初中学生生物科学素养现状与提高策略研究[D].西南大学,2013.

作者:张登峰

第六篇:民族地区初中物理实验教学的现状

摘要:民族地区初中物理实验教学,影响着教学的质量,与新课程提倡的探究式教学,在老师的带领下,通过各种方式的主动学习,从未知到已知的过程的要求很不适应。

关键词:实验教学;现状;对策

物理是一门自然学科,以实验为基础.实验对建立物理概念、发现物理规律、探究过程、验证实验的结论都有非常重要的作用,物理课中的实验对激发学生学习物理兴趣、发展发散思维,培养动手能力、物理学习习惯和方法,形成用事实说话、实践是检验真理的唯一标准的科学素养有重要的作用。

一、临夏民族地区初中物理实验教学的现状随着新课程改革的不断深入,一线物理教师对初中物理实验教学重要性的认识不断提高,物理实验教学改革大踏步的开展着。而我们少数民族地区,思想观念落后、经济落后、信息不畅等原因,初中物理实验教学环节还是十分薄弱的,具体表现在如下几点:

(一)落后的教育思想观念,应试教育的理念始终左右着物理实验教学对于物理实验,领导、教师缺少正确的思想认识,认为花大量的时间和精力去做实验没有必要,更多考虑的是如何提高学生的学习成绩。不管你用什么教学方式,是不是符合新课程标准的理念,也不管你在教学过程采用什么手段,只要最终考出好的成绩,你就是一位优秀的教师[1]。

(二)实验器材老旧、短缺

新课程标准的全面实施,教材内容上有很大的变化,一部分教学内容要求必须通过探究活动来学习,因此,一部分物理课要在物理实验室上,这就要求演示实验和学生实验,学校和教师要安排足够多器材.临夏地区学校中,实验室中的仪器老旧、短缺,在数量上与新教材不相符,无法进行很多实验,也只能把学生实验改为教师演示实验,很多学生只能当观众而不能亲自动手操作。

(三)实验教学方式陈旧

在传统应试教育的影响下,临夏地区很多学校的物理实验教学方法陈旧,仅仅为了教学任务的完成而安排实验,对于学生动手能力的培养没有目的性。老师在教学中做实验时一手全包,下面的学生只能机械地模仿,缺少自己动手和动脑的操作机会,能力无法得到相应的提升。就学生的分组实验来看,提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验仪、进行实验与收集数据,分析与论证,评估,交流与合作这几个环节,省略多的实验环节,上实验课时老师花时间根据教材中提出问题、猜想与假设……学生只是按照现成的实验步骤或跟着老师动几下手,取几个实验数据,实验就完了。这不利于培养学生发现问题和解决问题的能力,不利于创新思维能力的形成[2]。

(四)实验室不对学生开放,实验员短缺

除物理老师领取实验器材和做分组实验这一段时间之外,实验室的门一直关闭着,学生进入时间极少,有限的实验资源得不到充分的利用。实验老师多为教学人员兼任。只能“管好”,缺乏维护。

二、以上实验教学的现状,严重地影响着少数民族地区物理实验教学的质量,与新课程提倡的探究式教学,学生或通过自身的活动,或在老师的带领下,通过各种方式的主动学习,从未知到到已知的过程的要求很不适应。为了适应现阶段实验教学的发展,我有几点不成型建议以下

(一)思想观念

要转变物理是一门自然科学,以实验为基础,新课程中把实验教学融到了科学探究的过程中,强调让学生在实验探究的过程中,学习实验探究方法,培养科学探索的精神、动手能力及创新能力,培养学生有终身学习的能力。可以看出,物理实验教学是一项基础性工程,应该引起重视.各位学校的领导者应树立起新的思想观念,在设置课程、投入经费、配备师资等方面充分认识到物理实验探究的实际情况,对实验探究教学一定程度上给予保障.物理教师,更应在教学观念得到及时转变,把学生的终身发展放在第一位,贯彻新课程标准的教学理念,实验探究教学得到落实[3]。

(二)旧实验仪器、自制实验教具

在实验教学中充分发挥其作用新课程教材对学校中硬件的要求很高.首先现在仅有的资源应得到充分利用,结合新课程教材的实际需要,想办法提高仪器利用率。其次提倡老师自己制作实验仪器,弥补实验仪器的不足。物理课程标准中要求:“物理实验室应不断地充实实验设备,更要鼓励学生和教师就地取材自制仪器”。比如:瓶子,利用瓶子探究音调高低的问题,用嘴对瓶口吹气,发出声音,之后在瓶中加一些水,再一次对瓶口吹气,体会发出声音的不一样,从中感知音调;在大气压强的学习中,可以做大气压的存在的实验;还可以用小瓶来探究液体热胀冷缩的规律,制作简易的温度计等。自己制作教学用具可以促进教学方法的改革,学生的学习兴趣激发大有益处。

(三)改变陈旧的教学方式

教师一定要有改变思想观念的紧迫性,主动的学习新课程标准的教学理念,积极探索适合民族地区农村学生具体情实际况的教学方式,不能在实验教学中出现老师“包办”的现象。不让学生实际动手操作,怎么培养学生动手能力。老师一定在新课程标准的理念之下,要区别对待优秀学生和学习困难学生,突出学生在学习过程中的主体地位.老师在全部实验过程中是一位实验活动的引导者、组织者,创设情境,营造探究实验氛围,积极引导学生“怎么做”,启发学生提出不一样的实验方案,提出有情景的问题、进行猜想与假设、制订实验计划与设计怎么做实验、收集实验数据、分析实验数据;“为什么我们这么做”,进行交流,小组讨论,得出问题解决的方法,在做实验过程中培养手脑并用,动手动脑能力。

(四)多开放学校实验室

开放学校实验室是培养自主学习能力,自觉学习知识,形成自主学习能力的有效途径,克服设备不足,课时不足的弊端.学校领导应改变封闭管理实验室的现状,制定开放学校实验室的管理办法,提倡做课外实验,一边学习知识一边实践。要配备专职实验员管理实验室,实验员要有良好的物理实验操作能力,也要有科学的管理能力和创新的思想意识。

(五)在物理实验教学中发挥多媒体的作用

在一部分科学探究中,会出现实验现象、过程看不清、不够全面或不可能实现,这常成为学生学习的难点。如:牛顿第一定律、电流的形成、分子运动等.而应用电子白板,充分利用影像、动画、图像、文本、声音的功能,对实验进行模拟仿真,这样能提高学生的注意力,让学生在短的时间内获得更多的信息,是一条有效提高实验效果的途径。

参考文献

[1]物理课程教材研究开发中心教师教学用书[M].人民教育出版社,2014.49-50.

[2]安忠,刘炳升.中学物理实验教学研究[M].高等教育出版社,2015.66-68.

生物理论范文第5篇

关键词:高中生物学习;环保思维

人类物质生活提升的同时给自然环境造成了非常严重的破坏,如今各种地质灾害和极端天气频发,过度的开采导致地震频发,雾霾天气对人类的健康产生了严重的影响,这种种现象都在告诉人们保护环境的重要性。高中生物课程不仅让我们高中生了解了微观生命体征和构造,更加强了对宏观生态系统健康重要性的认识。学生高中生物可以促进我们环保意识的形成,养成绿色环保的良好生活习惯,可以影响身边人的环保意识,产生良好的社会效应,有助于推动环保理念深入人心,为可持续发展作贡献。

一、高中生物中的环保内容

高中生物一门复杂系统的课程,从微观生物到宏观生态系统。在讲到地球生物圈时提到每个物种对维持生态平衡都具有重要意义。生物课标中也细致地为我们讲解了生物圈物质循环和能量流动的过程,让我们认识到了生态系统的自然规律。同时提到了碳循环在自然生态系统中的重要影响。教材中《人与生物圈》这一章,首先对生物圈进行了全方位定义,从中得知花草树木和其他绿色植物在自然生态系统维持平衡的重要意义。而现在人们非常重视的环境污染问题:比如冰川融化、全球变暖、酸雨形成、臭氧层破坏、土地沙漠和雾霾等严重环境问题均是有生物圈被破坏引起的。由此可见,人类要长期可持续发展,必须要维护生物圈平衡。

二、环保思维渗透到学习中

第一,强化理论学习。理论对实践有指导作用,强化高中生物理论学习有助于我们高中生树立正确的生物观和生态环保意识,正确认识人与自然的关系,明确人在生物圈中的作用。高中生物的学习,让我们知道了生活中一些环境污染造成的原因,比如通过高中生物《人与生物圈》知识的学习,我们知道造成酸雨主要原因是大气中二氧化硫的含量过高,而人类工业化建设中大量使用化石燃料是二氧化硫的主要来源。因此为了保护环境,降低环境污染,人类要进行技术创新,控制二氧化硫的排放。书中的资料显示河流和湖泊等水资源污染也是日益严重,这主要是人类工业废水未经处理随意排放。上述问题都可以从人的环保意识与工业生产技术两个方面解决。高中生物的理论知识可以提高环保意识,也是工业技术革新的必要性的体现,所以加强理论学习有助于促进环保事业的发展。第二,树立环保理念。高中生对于生物的学习可以明确人和自然相互统一的关系,人与自然息息相关,为了实现人类社会的可持续发展,人类必须在发展过程中尊重自然。通过目前人类发展的进程表明,人类对自然的破坏受遭受到大自然的惩罚。这些例子随处可见,人类饮用水受到工业废水的污染,造成疾病;山区泥石流给人们的生命和财产安全带来了巨大的威胁,雾霾影响人们的健康;没有考虑到生态平衡就随便引进物种,亚洲鲤破坏了美国的生态平衡,小龙虾已经在亚洲泛滥。这些灾害的发生都是由于人们肆无忌惮的开发自然,任意破坏自然缺乏生态环境保护意识所引起的。所以高中生不但要加强生物理论知识的学习,还要通过学习理论知识树立环保理念,提升环保意识。

三、在生活中落实环保思维

第一,从自身做起,落实环保。高中生有很好的执行力,所以在课堂上学习的生物理论可以在老师的指导下很好落实到实际生活中。高中生在重视生物理论学习的情况下要重视发挥知识对实践的指导作用,将环保理念应用到日常生活中,在实际中落实环保理念。这些行为是可以凭高中生的能力力所能及的,比如对纸进行两面利用,将写过的纸背面作为草纸,不浪费,将使用过的纸张进行集中回收,促使纸张的再利用,不随意丢弃。可以将自己用过的旧书赠送或者低价转让给有需要的学生或者低年级同学,通过书籍的循环利用,减少造新书对树木的砍伐。将用完的笔芯分类处理,不要随便丢弃。在生活中要注意节约用水用电,自己努力做到时也要注意监督身边人,带动身边人一切节约资源。出行时多选用公交车、自行车或是步行,提倡绿色出行。第二,用自己带动身边人,带动更多的人践行环保。我们可以通过自身的行动带动身边人,共同努力践行环保,同学之间相互督促,共同努力,从我做起,为保护生态环境,为人类社会可持续发展贡献自己的力量。比如在植树节,我们应该积极参与到学校或者社会组织的植树活动中,没有植树节我们也要有植树造林,维护生态平衡的意识。比如积极相应地球一小时,带动亲朋好友一起节约用电,为节约资源贡献自己的一点力量。在每年的3月22日的世界水日,积极参加社会或者学校组织的活动,向市民和身边人宣传节约保护水资源的重要意义。高中生应该将生物理论知识,落实到实际生活中去,并通过自己的切身行动,尽可能的带动家长和亲朋好友一切努力在生活中将保护环境,节约资源落实到行动上,为维护生态平衡贡献出自己的力量。有人说一个人的力量很小,对环保事业微不足道,但是如果社会中的每一个人都身体力行,努力爱护环境,在一点一滴的小事中渗透环保行动,我们有理由相信环保事业将因为我们的努力迈进一大步。

四、结语

现如今,可持续发展的理念已经深入人心,我们践行着以保护生态环境为前提的发展建设。在学习高中生物课程中,我们应该重视理论知识的同时,积极将知识应用到生活中,养成良好的环保意识,用自身的行为带动身边人,为保护生态环境贡献自己的力量。

参考文献:

[1]沙含雨.高中生物学习方法与绿色环保思维初探[J].中国新通信,2018,20(04):193.

[2]崔子昊.绿色理念在高中生物课堂的渗透[J].科技风,2016(03):71-72.

生物理论范文第6篇

古希腊人把所有对自然界的观察和思考,笼统地包含在一门学问里,那就是自然哲学.科学分化为天文学、力学、物理学、化学、生物学、地质学等,只是最近几百年的事.在牛顿的时代里,科学和哲学还没有完全分家.牛顿划时代的著作名为“自然哲学的数学原理”,就是一个明证.物理学最直接地关心自然界最基本规律,所以牛顿把当时的物理学叫做自然哲学.17世纪牛顿在伽利略、开普勒工作的基础上,建立了完整的经典力学理论,这是现代意义下的物理学的开端.从18世纪到19世纪,在大量实验的基础上,卡诺、焦耳、开尔文、克劳修斯等建立了宏观的热力学理论;克劳修斯、麦克斯韦、玻耳兹曼等建立了说明热现象的气体分子动理论;库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等建立了电磁学理论.至此,经典物理学理论体系的大厦巍然耸立.然而,正当大功甫成之际,一系列与经典物理的预言极不相容的实验事实相继出现,人们发现大厦的基础动摇了.

在这些新实验事实的基础上,20世纪初,爱因斯坦独自创立了相对论,先后在普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定愕、玻恩等多人的努力下,创立了量子论和量子力学,奠定了近代物理学的理论基础.本世纪随着科学的发展,从物理学中不断地分化出诸如粒子物理、原子核物理、原子分子物理、凝聚态物理、激光物理、电子物理、等离子体物理等名目繁多的新分支,以及从物理学和其它学科的杂交中生长出来的,诸如天体物理、地球物理、化学物理、生物物理等众多交又学科.什么是物理学?试用一句话来概括,可以说:物理学是探讨物质结构和运动基本规律的学科.尽管这个相当广泛的定义仍难以刻画出当代物理学极其丰富的内涵,不过有一点是肯定的,即一与其它科学相比,物理学更着重于物质世界普遍而基本的规律的追求.物理学和天文学由来已久的血缘关系,是有目共睹的.当今物理学的研究领域里有两个尖端,一个是高能或粒子物理,另一个是天体物理.前者在最小的尺度上探索物质更深层次的结构,后者在最大的尺度上追寻宇宙的演化和起源.可是近几十年的进展表明,这两个极端竟奇妙地衔接在一起,成为一对密不可分的姊妹学科.物理学和化学从来就是并肩前进的.

如果说物理化学还是它们在较为唯象的层次上的结合,则量子化学已深人到化学现象的微观机理.物理学和生物学的关系怎么样?对于如何解释生命现象的问题,历史卜有吁两种极端相反的看法:一是“生机沦”,认为生命现象是由某种“活力”主宰着,水远不能在物理和化学的基础上得到解释;另一是“还原论认为一切生命现象都可归结(或者说,还原)为物理和化学过程.1824年沃勒成功地在实验室内用无机物合成了’尿素之后,生机论动摇了.但是、能否用物理学和化学的原理与定律解释生命呢?回答这个问题为时尚早.不过,生命科学有自己独特的思维方式和研究手段,积累了大量知识,确立了许多定律,说把生物学“还原”为物理学和化学,是没有意义的.可是物理学研究的是物质世界普遍而基本的规律,这些规律对有机界和无机界同样适用.物理学构成所有自然科学的理论基础,其中包括生物学在内.物理学和生物学相互渗透,前途是不可估量的.近四、五十年在两学科的交叉点上产生的一系列重大成就,如D、、双螺旋结构的确定、耗散结构理论的建立等,充分证明了这一点.现在人们常说,21世纪是生命科学的世纪,这话有一定道理.不过,生命科学的长足发展,必定是在与物理学科更加密切的结合中达到的.

2物理学与技术

社会上习惯于把科学和技术联在一起,统称“科技”,实际上二者既有密切联系,又有重要区别.科学解决理论问题,技术解决实际问题.科学要解决的问题,是发现自然界中确凿的事实和现象之间的关系,并建立理论把这些事实和关系联系起来;技术的任务则是把科学的成果应用到实际问题中去.科学主要是和未知的领域打交道,其进展,尤其是重大的突破,是难以预料的;技术是在相对成熟的领域内工作,可以作比较准确的规划.历史上,物理学和技术的关系有两种模式.回顾以解决动力机械为主导的第一次工业革命,热机的发明和使用提供了第一种模式.17世纪末叶发明了巴本锅和蒸汽泵;18世纪末技术工人瓦特给蒸汽机增添了冷凝器、发明了活塞阀、飞轮、离心节速器等,完善了蒸汽机,使之真正成为动力.其后,蒸汽机被应用于纺织、轮船、火车;那时的热机效率只有5一8%.1824年工程师卡诺提出他的著名定理,为提高热机效率提供了理论依据.

到20世纪蒸汽机效率达到15%,内燃机效率达到40%,燃气涡轮机效率达到50%.19世纪中叶科学家迈耶、亥姆霍兹、焦耳确立了能量守恒定律,物理学家开尔文、克劳修斯建立了热力学第一、第二定律.这种模式是技术向物理提出了问题,促使物理发展了理论,反过来提高了技术,即技术~物理~技术.电气化的进程提供了第二朽模式.从1785年建立库仑定律,中间经过伏打、奥斯特、安培等人的努力,直到1831年法拉第发现电磁感应定律,基本上是物理上的探索,没有应用的研究.此后半个多世纪,各种交、直流发电机、电动机和电报机的研究应运而生,蓬勃地发展起来.有了1862年麦克斯韦电磁理沦的建立和1888年赫兹的电磁波实验,才导致了马可尼和波波夫无线电的发明.当然,电气化反过来大大促进了物理学的发展.这种模式是物理~技术~物理.本世纪以来,在物理和技术的关系中,上述两种模式并存,相互交叉.但几乎所有重大的新技术领域(如电子学、原子能、激光和信息技术)的创立,事前都在物理学中经过了长期的酝酿,在理论和实验上积累了大量知识,才突然迸发出来的.没有1909年卢瑟福的。

粒子散射实验,就不可能有40年代以后核能的利用;只有1917年爱因斯坦提出受激发射理论,才可能有1960年第一台激光器的诞生.当今对科学、技术,乃至社会生活各个方面都产生了巨大冲击的高技术,莫过于电子计算机,由之而引发的信息革命被誉为第二次工业革命.整个信息技术的发生、发展,其硬件部分都是以物理学的成果为基础的.大学都知道,1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始,1962年发明了集成电路.70年代后期出现了大规模集成电路.殊不知,在此之前至少还有20年的“史前期”,在物理学中为孕育它的诞生作了大量的理沦和实验_L的准备:1925一1926年建立了量子力学;1926年建立了费米一狄拉克统计法,得知固体中电子服从泡利不相容原理;1927年建立了布洛赫波的理论,得知在理想晶格中电子不发生散射;1928年索末菲提出能带的猜想;1929年派尔斯提出禁带、空穴的概念,解释了正霍耳系数的存在;同年贝特提出了费米面的概念,直至1957年才由皮帕得测量了第一个费米面,尔后剑桥学派编制了费米面一览表.总之,当前的第二次工业革命主要是按物理一,技术,物理的模式进行的.

3物理学的方法和科学态度

现代的物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学.物理学中有一套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法,其要点可概括为:1)提出命题命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来的,也可能是从已有原理中推演出来的.2)推测答案答案可以有不同的层次:建立唯象的物理模型;用已知原理和推测对现象作定性的解释;根据现有理论进行逻辑推理和数学演算,以便对现象作出定量的解释;当新事实与旧理论不符时,提出新的假说和原理去说明它,等等.3)理论预言作为一个科一学的论断,新的理论必须提出能够为实验所证伪的预言.这是真、伪科学的分野.为什么说.‘证伪”而不说“证实”?因为多少个正面的事例也不能保证今后不出现反例,但一个反例就足以否定它,所以理论是不能完全被证实的.为什么要求能用实验来证伪?假如有人宣称:在我们中间存在着一种不可探知的外来生灵.你怎么驳倒他?对这种论断,你既不能说它正确,又不能说它错误.我们只能说,因为它不能用实验来证伪,所以不是科学的论断.4)实验检验物理学是实验的科学,一切理论最终都要以观测或实验的事实为准则.

理论不是唯一的,一布、理论包含的假设愈少、愈简洁,同时与之符合的事实愈多、愈普遍,它就愈是一个好的理论.5)修改理论当一个理论与新的实验事实不符合,或不完全符合时,它就面临着修改或被推翻.不过,那些经过大量事实检验的理论是不大会被推翻的,只是部分地被修改,或确定其成立范围.以上步骤循环往复,构成物理学发展模式化的进程.但是物理学中的许多重大突破和发现,并不都是按照这个模式进行的,预感、直觉和顿悟往往起很大作用.此外,且探且进的摸索、大胆的猜测、偏离初衷的遭遇或巧合,也导致了不少的发现.顿悟是经验和思考的升华,而机遇偏爱有心人,平时思想上有准备,就比较容易抓住稍纵即逝的机遇.所以科学上重大的发现不会是纯粹的侥幸.科学实验的结果,远非尽如人愿.不管你喜欢不喜欢,实事求是的作风、老老实实的科学态度是绝对必要的.在科学研究中,一相情愿的如意算盘是行不通的,弄虚作假迟一早会暴露.

失误任何人都难以避免,一旦发现,最聪明的办法是勇于承认.1922年年轻的苏联数学家弗里德曼发表了动态宇宙模型的论文,遭到爱因斯坦的批评.次年,爱因斯坦在读了弗里德曼诚恳的申辩信之后,公开声明自己被说服了.据伽莫夫回忆,爱因斯坦说,这是他一生中最大的疏忽.伟大科学家这种坦荡的襟怀,是所有人的楷模.基础科学研究的信息资源是共享的,这里没有秘不可及的玄机和诀要.根据公开发表的文献,人人可以自己判断,独立思考.所以,在科学的王国里,直理面前人人平等.这里最少对偶像的迷信和对权威的屈从.“实践是检验真理的唯一标准”这一信条,在自然科学的领域里贯彻得最坚决.实践不是个别的实验结果,因为那会有假象,重大的实验事实必须经多人重复印证才被确认.自然科学的主要任务是探索未知的领域,很多事情是难以预料的.实验的结果验证了理论,固然可喜;与理论不符合可能预示着重大的突破,更加令人兴奋,世界上建造了许多加速器,每个加速器都是针对某类现象而设计的.40多年的历史表明,除了反核子和中间玻色子外,粒子物理中的所有重大发现都不是当初建造那个加速器的理由.高能物理学界把这看作正常现象.1984年在实验室中发现了弱电统一理论所预言的中间玻色子后,曾一度较少发现出乎理论预料的实验结果.人们反而说:现在最令人惊讶的,是没有出现令人惊讶的事.这便是物理学界极富进取精神的得失观.因为在自然科学中物理学最直接触及自然界的基本规律,物理学家对事物是最好穷本极源的.他们在研究的过程中不断地思考着,凡事总喜欢问个“为什么”.理论物理学家不能仅仅埋首于公式的推演,应该询问其物理实质,从中构想出鲜明的物理图象来;实验物理学家不应满足于现象和数据的记录,或某种先进的指标,而要追究其中的物理机理.因为在自然科学中物理学研究的是自然界最普遍的规律,物理学家不应总把自己的目光和兴趣局限于狭窄的本门学科,而要放眼于更广阔的天地.人们公认,当今最有生命力的是不同学科间杂交的领域,有志的年轻物理学工作者在那里是大有作为的.

4怎样教导学生学好物理学?

生物理论范文第7篇

1多层次的物理实验课程体系

中心逐步建立起了多层次的物理实验课程体系(见图1).以主干课程和专业课程为核心,其他课程作为核心课程的扩展,以校管选修课的形式面向全校各年级各专业开放.这些课程成为物理实验基础课程的有益补充和物理实验创新教育的平台[6G7].以校管选修课的形式而不是学生课外活动的形式拓展物理实验课程体系有以下优点:(1)学生可以通过修学选修课,尤其是创新类选修课获得相应的学分;(2)在该课程体系下,学生的上课时间、课时和实验仪器可以得到保证;(3)原则上学生可以根据兴趣自主选择感兴趣的课程;(4)上选修课的教师可以获得教学工作量;(5)教师可以对教学的各个环节实施有效的掌控,保证教学质量.

2虚拟仿真实验教学平台的建设

根据新课程体系中教学资源合理配置的需要及实验教学过程中预习、考试等环节缺失的问题,中心结合自身特色和实验教学未来发展的趋势,借助安徽省科大奥锐科技有限公司雄厚的技术研发实力和良好的产学研合作平台,以大学物理实验为核心,利用虚拟现实、人机交互等信息化技术,秉承“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则,构建了大学物理虚拟仿真实验教学的软、硬件平台,实现了在实验预习、开放教学、复习、考核环节中真实实验不具备或难以完成的教学功能.

2.1硬件平台硬件平台包括以下3个方面:(1)中心服务器组,由2台IBM专业服务器及相关配套设备组成;(2)全校园无线网络覆盖,提供免费上网环境;(3)学校公用的大型机房,为没有网络终端的学生提供上机条件,为物理实验上机考试提供考场.

2.2软件平台软件平台以基于组件的物理仿真实验系统为核心,通过与其他系统互联协作,形成服务全校师生、服务社会的开放共享虚拟仿真实验教学平台。(1)大学物理虚拟仿真实验中心门户网站系统.中心信息展示的窗口和交互、管理的平台.网站有强大的内容管理能力,便于查询检索,以实现协作和共享,网站有保证数据机密性和完整性的安全机制.随着实验室信息化建设的迅猛发展,该网站已成为全面展示实验教学示范中心工作及特色的平台,是实现实验室与实验教学智能化管理及其他系统相互衔接的重要手段.(2)教学管理及选排课系统(开放的实验教学平台).为培养学生的自主学习能力,必须营造学生自主学习的开放实验教学平台.实验教学的开放性,是指实验的内容、时间和空间对学生开放.要实现实验教学的开放性.首先要从教学组织模式的角度,提供学生自主学习的机会和条件[8].该系统实现了实验教学排课、学生自主选课、成绩管理等功能,丰富了教学辅助手段,细化了各项管理,进一步提高了实验教学的开放性和交互性,进一步体现以学生为主体、教师为主导的实验教学模式.同时,该系统也是其他系统数据互联的基础平台.(3)基于组件的物理仿真实验系统.通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导(包括文本、视频和音频)和学生的操作有机地融合为一体,形成一部活的、可操作的物理实验教科书.仿真实验仪器的关键部位可拆解,在调整中可以实时观察仪器各种指标和内部结构动作变化(见图3).通过仿真实验,学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解,可以达到真实实验都难以实现的效果.系统有很强的统计分析功能,能够分析学生使用仿真实验的时间、次数、错误等.虚拟仿真实验结果体现不同实验操作导致的实验误差,实验真实度高.该系统提供统一的数据接口,与预习系统、考试系统互联,为仿真实验预习和考试提供虚拟实验资源,实验项目覆盖力、热、光、电和近代物理实验,共计30套(见表1).另外还有3套特色大型仪器的仿真实验资源和一个可以独立运行的Online版的虚拟仿真实验系统。(4)物理实验预习与自动评判系统.该系统在“基于组件的虚拟仿真实验系统”的基础上,建立与理论考试相结合的在线实验预习环境,从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题,为开展面向大面积学生的大学物理实验课程预习及考核提供了可实际操作的平台.在预习考核内容方面,该系统有理论知识点(通过单选题、多选题、填空题、判断题)和动手操作(通过仿真实验操作)2个方面的预习,并且针对每一个实验项目设有实验原理、实验简介、仪器介绍和整个实验操作过程的录像等辅导资源.达到了理论和实际操作2个方面的同时预习.使用该系统,教师可以便捷地录入和编辑预习题库,系统随机生成预习试卷,并可以对学生的预习答题和操作情况做出自动评判.一方面,学生做完预习就可以看到自己的预习成绩,可以随时了解自己的预习成果,使学生能不断加深预习,提高预习的效果;另一方面,教师可在课前掌握学生预习效果,为课堂讲解的侧重点提供依据.(5)物理实验考试与自动判卷系统.该系统以“基于组件的虚拟仿真实验系统”为基础,针对大面积实验教学中实验设备和课时不足、教师工作量繁重等瓶颈,解决学生实验能力无法考核的问题.该系统是基于互联网的软件,利用学校公共机房资源,可实现大面积学生的同时在线虚拟仿真实验考试.在考试内容上,有理论知识点考试(通过单选题、多选题、填空题、判断题)和动手操作考试(通过仿真实验操作).在考试监督和评分上,软件通过内置的统一专家评判系统,为所有学生的评分提供同样的标准,保证了评分的客观性和公平性.系统的动手操作考试部分是学生通过仿真实验来进行,学生整个操作过程都会由专家系统自动给予评分,相当于一个教师对一个学生进行监考,保证了评分的及时性和全面性,同时也减轻了教师的工作量.考试内容涵盖了表1中的30个基于组件的虚拟仿真实验.(6)实验教学交互系统.集音频视频交互、电子白板、文档演示、文字交互、课程录像及点播、文件下载、论坛交流等功能于一体,为中心提供远程实时交互的信息化网络教学环境,实现教学的开放性以及教学管理、视频答疑、课程点播、远程课程、视频会议等在线教学功能.系统为物理实验教学提供了基于页面的网络教学、培训和视频会议平台,为实验在线教学提供了高效的现代化教学手段,保证了教学质量的提高.以上6大系统紧密关联,协同配合,基于校园网平台,突破时间、空间限制,面向我校所有学生共享开放.中心教学系统与资源部署在校园网的云计算平台之上,已实现校内教学、科研、管理及生活区域的100%覆盖,本校师生可以按照身份信息在中心教学管理平台上注册后,便可以通过中心网站,在校园内、外授权使用虚拟仿真实验教学系统平台.资源使用方式灵活多样,可以借助于PC、笔记本计算机、iPad等多种终端设备,不受人数、时间、空间限制地开展“物理实验预习、复习和考试”,在提升资源利用效率的同时,较好地满足了校内多学科、多专业、不同层次的多元化实验教学需求,切实提高了学生的创新能力和实践能力.

3特色虚拟仿真实验助推学研转化

中心一直致力于将贵重的科研前沿实验设备虚拟数字化.这样就可以使非专业人员也能模拟操作专业人员才能接触的仪器,把本科实验教学与学科专业特色结合起来,将科研成果及时向教学实践转化.同时,利用这些仿真实验可实现对研究生的培训.中心与安徽省科大奥锐科技有限公司深入合作,启动了特色仿真实验的建设.依托于我校河北省理论物理重点学科的液晶物理研究方向,开发了“液晶综合参数测试实验”;依托河北省生物物理重点学科及省级分子生物物理重点实验室,开发了“激光共聚焦显微镜实验”和“膜片钳及放大器系统实验”.上述仿真实验可以实现仪器外观展示、组件介绍和简单虚拟操作.中心将继续与相关单位联合,深入开发上述仿真实验的功能,并拓展新实验.这些专业特色仿真实验将拓展虚拟仿真实验的教学范围,起到开拓学生视野、完善知识结构、培养综合设计能力和创新能力的作用.

4以学生竞赛和

“大学生创新创业训练计划项目”做外延拓展在课程体系之外,中心支持和鼓励那些学有余力、动手能力强的学生参加各级自主创新竞赛、物理实验竞赛和“大学生创新创业训练计划项目”,并安排骨干教师精心指导,取得了丰硕的成果.2010年“首届全国大学生物理实验竞赛”,获二等奖2项,三等奖1项;2012“第二届全国大学生物理实验竞赛”,获二等奖2项.在2014年“首届河北省大学生物理竞赛”中,中心教师指导学生参赛,有6人获特等奖.中心连续3年组织学生参与“江苏省大学生自主创新科技作品竞赛”活动,获得一等奖10项,二等奖8项,三等奖13项,优秀奖6项.2009年在“河北省挑战杯”大赛中获科技作品二等奖1项.2012至2013年指导学生参加“大学生创新创业训练计划项目”,总计获国家级立项1项,省级立项3项.这些活动的开展使得物理实验教学的内涵得以深化,教学体系在课程之外得以拓展,部分优秀学生从中受益.同时,这些活动所取得的成果又会吸引和激励更多有志于深入学习物理科学的学生投入这些活动,形成良性循环,扩大学生的受益面,提高学生学习物理实验的兴趣.特别值得一提的是,2014年11月28至30日,由河北省教育厅组织、河北省物理教学指导委员会和河北省物理学会主办、河北工业大学承办的“首届河北省大学生物理竞赛(实验部分)”在我校举行.中心负责具体组织实施工作.竞赛采用国际青年物理学家学术竞赛(IYPT)的形式进行,来自全省19个高校的140余名参赛师生经过答辩和对抗赛的激烈角逐,最终,我校与河北科技大学、华北电力大学、中国人民武装警察部队学院、燕山大学的15名学生获得河北省首届大学生物理竞赛特等奖,我校6名参赛学生全部获特等奖[12].这次竞赛充分展示了中心在物理实验教学中取得的成果,广泛加强了各兄弟院校间的交流,推动了河北省物理基础教育的改革与发展.

5结束语

生物理论范文第8篇

BME的重要目标之一是发展非侵入式的诊断技术用于治疗和诊断疾病。生物医学影像是一种非常有效的对结构与功能进行诊断的非侵入式技术。现在,生物医学影像学已成为现代化医院的主要标志之一,它是临床研究的一种主要工具,也是医院开展新技术、新业务的重要基础。生物医学影像学是如此的重要,美国国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth,NIH)在20世纪初就改变了它们传统的疾病和器官的机构模式,建立了国立生物医学影像学与生物工程学研究院(NationalInstituteofBiomedicalImagingandBioengineering,NIBIB)。而在我国国家基金的医学科学三处,影像医学不再是BME中的一个分支,而是被放到与BME同等的地位。美国最近开展的一项被认为可与人类基因组计划相媲美的脑科学研究计划,正是生物医学影像学在神经科学领域的巨大应用。根据美国劳工部的统计显示,BME专业是美国就业领域中需求增长最快的专业,从2010年到2018年预计有72%的增长,而生物医学影像学又是BME中增长最快的领域。

生物医学影像学随时间在飞速地发展,被广泛应用在临床和基本生理和生物学的研究之中。大量的新发明出现在生物医学影像领域,被用于创建新的影像模式;提高图像的空间与时间分辨率与对比度;提供更为方便使用的影像数据分析和可视化;进行远程医疗等。生物医学影像学是一门交叉学科,它的飞速发展不仅需要优秀的生物医学影像从业人员,也对生物医学影像的教育提出了更高要求和全新的挑战。如何提高生物医学影像人才队伍的综合水平,已迫在眉睫。

二、生物医学影像学教育

1.生物医学影像学从业者的变化

现代化的大型生物医学影像设备是集物理、材料、机械、电子、计算机、自动化、网络等多种技术于一体的精密仪器。它的操作、维护和保养均十分复杂,对操作者的素质要求比较高。数十年前,大型生物医学影像设备的从业者是一些受过医学图像培训的物理学家。随后,这项工作主要由本科物理专业、研究生医学物理专业的毕业生充当。而在今天,大型生物医学影像设备的操作者主要来自于BME专业毕业的本科生和研究生。BME的教育由于融合了物理科学、工程方法和技术以及生物医学,使得BME专业的毕业生极为适合生物医学影像学方面的工作。生物医学影像学从业者的变化给人们提出了三个教育中的问题:是否所有的BME学生都需要对生物医学成像有一些基本的了解和认识?BME专业的学生需要掌握哪些生物医学影像学知识?如何使学生更好地了解、设计及使用成像系统?

2.生物医学影像学的知识结构和应掌握的基本知识

生物医学影像学的知识来自于多个学科领域,包括电气工程学、机械工程学、生物物理学、数学、物理学、材料科学、生物学等。生物医学影像学需要具备基本能量物理、辐射、辐射能量与物质的交互、硬件设计与实现、数据收集、分析和可视化、组织器官基于图像的建模、数学变换、信号和图像处理、软件工程、信息论以及高性能计算等多方面的知识。由于生物医学影像学在BME教育中的重要性,BME的学生即使未来不从事相关的工作,他也应该学习生物医学成像和生物医学图像处理的基础课程。他们应该理解常用图像模式的基本成像原理和它们的优缺点,如何进行基本的图像分析与处理,常用模态图像的基本解释等。而未来准备从事相关工作的BME学生,则应该选择一到两种影像模式,围绕它们的具体应用进行更深入的学习与研究。

3.生物医学影像学教育中存在的挑战

在生物医学影像学教育中,存在着一些挑战阻碍着高质量的生物医学影像学教育。这些挑战包括有限的动手实践、教科书中的知识老化等。生物医学影像学是一门理论与实践、原理与应用紧密结合的学科,实践教育可以使学生快速有效地掌握必要的基础理论、基本知识,节省时间,提高授课的效率。医疗机构对生物医学影像专业大学生的实际操作能力要求越来越高,因此,必须提高医学影像工程专业实践教学,提升学生的就业竞争力。而在生物医学影像学教育中,使用实际影像设备进行教育,往往由于安全问题和成本高而变得不可行。例如,小型x-射线管和在影像中使用的放射线核素在成本上是可行的,但它们所释放的电离辐射对人体存在安全危害,不适合在高校课堂中使用。如果不考虑安全问题,会发现一台基础的磁共振设备就需要数十万元,而且后期也存在着大量的维护费用,往往不是高校的教育经费可以承担的。当前,在医院的放射科、影像科等科室中,现代化的大型生物医学影像设备被广泛地采用。而在大学的实体教学中,学生却往往没有机会接触这些设备,这就造成了教学与实践环节的脱节。另外,生物医学影像学是一个高速发展的领域,每隔五到十年都会有较重大的突破。而在教学中教材的建设是一个较长期的过程,一本教材往往需要数年才能成形,这就导致了有时教科书和其他教育资源还没出版就有些过时了。

4.生物医学影像学教育中的资源

在生物医学影像学教育中,网络可以为学生与教师提供了一个开放、共享与实时的资源平台,大量的不同影像模式和针对不同的生物医学应用的影像被放在网络上共享,这就使得学生们可以更好地理解图像形成的方式和认识如何根据工程和科学的需要生成图像,从而将抽象概念形象化、具体化。一个在线的超声波教程被证明在帮助BME学生学习超声波的基本知识上比常规教程更为有效。当前,在课堂中使用真正的成像设备是有一定难度的,而影像设备模拟器则是课堂学习一种非常有用的辅助手段。仿真大脑数据库可以根据磁共振设备扫描参数的不同生成T1、T2以及PD模式的大脑磁共振图像。美国的MedSim公司也直接提供了超声图像仿真仪用于实体仿真。在教学过程中,应加强实验室、实习基地、模拟器、网络资源等实验实践教学平台建设,提供给学生一些重要的电子资源,便于学生课外自学,巩固知识,巩固基础性、实用性、稳定性的实践教学资源。根据教育技术的发展,对教学方式、内容与手段等进行改革。从过去的以教师传授,学生被动接受知识向以学生为主体,增强对学生创新意识和动手能力的培养、应用与综合能力的培养,教师积极引导的方式转变,构建良好的学习与交互平台,培养学生主动探索和高级思维的能力,广泛而深入地参与到教学过程。

5.生物医学影像学教育中的教学方法的改进

生物医学影像学的教学不再是以课堂灌输为主,传统的教学模式必然会导致教学质量和学生学习积极性下降,它的改革势在必行。如何高质量地完成现代医学影像学的教学成为摆在教师面前的一项艰巨的任务。学科的迅速发展与实际应用的需求产生导致生物医学影像学技术也不断创新,新的理论、新的方法被应用于生物医学影像学领域,如多模态成像系统的出现,从解剖图像到功能图像,从宏观的组织结构影像到微观的分子影像,成像技术与手段不断更新等。随之,也出现了一些新的生物医学影像处理方法,包括图像的融合、三维图像分割、图像动态跟踪、分子影像分析等。教师的科研方向及课题都具有一定的前瞻性,采用的理论与方法较新。教师可结合具体的项目,实施“产学研”结合,根据所在领域的国内外研究动态,以专题讨论或穿插于课堂教学的方式,及时跟踪学科发展动态,将最新的知识与先进技术介绍给学生,使其掌握本学科最前沿的学术思想与专业知识。此外,宜结合国内外医学影像乃至生物医学工程产业的现状与发展,分析国内相关技术水平与差距,使学生能从宏观上把握学科知识与相关产业发展情况。

三、小结

友情链接