發(fā)布時(shí)間：2023-09-06 17:04:58
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞]材料分析技術(shù) 教學(xué)方法 實(shí)踐
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）21-0108-02
一、引言
《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》課程是材料科學(xué)與工程類專業(yè)的一門專業(yè)特色課，是該專業(yè)的主干課程，在整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃的專業(yè)課程架構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用。眾所周知，材料是人類進(jìn)化史的里程碑、現(xiàn)代文明的重要支柱、發(fā)展高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。現(xiàn)代材料的發(fā)展在很大程度上依賴于對(duì)材料性能與其成分及顯微組織關(guān)系的理解。材料現(xiàn)代分析技術(shù)和儀器的發(fā)展，加深了對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了對(duì)材料本質(zhì)的了解，使得對(duì)材料的組分構(gòu)成、制備方法和工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能，以及它們之間的相互關(guān)系的研究愈來(lái)愈深入，為材料科學(xué)理論體系的形成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的材料（金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料及有機(jī)高分子材料）及熱加工（熱處理、鑄造、鍛壓、焊接）專業(yè)均開(kāi)設(shè)了《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》這門課，國(guó)外的如麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)與工程專業(yè)也開(kāi)設(shè)了《衍射與結(jié)構(gòu)》、《材料的成像（微觀分析）》等類似的課程。由此可見(jiàn)，該課程在材料科學(xué)與工程類專業(yè)中的重要性。由于不同學(xué)校的專業(yè)傾向性不同，課程整體設(shè)置不同，講授內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)也不同，因此根據(jù)自身的情況開(kāi)設(shè)一門符合本專業(yè)特點(diǎn)的《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》課程是非常有必要的。
二、我校開(kāi)設(shè)該課程的基本情況
我校自2008年成立材料科學(xué)與工程專業(yè)以來(lái)，所在的材料科學(xué)系就根據(jù)國(guó)家本科生培養(yǎng)計(jì)劃，結(jié)合學(xué)校優(yōu)勢(shì)專業(yè)和重點(diǎn)發(fā)展方向設(shè)置了《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》這門專業(yè)特色課。我們選用獲全國(guó)普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)周玉院士主編的“十五”國(guó)家規(guī)劃教材《材料分析測(cè)試技術(shù)》為主講教材。課程主要講授的內(nèi)容包括X射線衍射、電子衍射原理、電子光學(xué)基礎(chǔ)、衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)等基本理論和X射線衍射儀、電子顯微鏡等現(xiàn)代儀器的基本原理和結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)講授材料結(jié)構(gòu)、晶體缺陷以及微區(qū)成分、微區(qū)形貌的基本方法，使學(xué)生掌握現(xiàn)代材料的分析測(cè)試方法和手段，提高研究和解決材料理論和工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》課程教學(xué)研究與實(shí)踐
該課程涉及大量材料科學(xué)和物理等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，也涉及理論知識(shí)的工程實(shí)踐應(yīng)用，還包含較多抽象的概念和晦澀難懂的公式推導(dǎo)，學(xué)生普遍反映該課程較難學(xué)。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)原動(dòng)力和興趣，讓學(xué)生能夠由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)；如何提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，讓學(xué)生能夠把理論知識(shí)和工程實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，是擺在授課老師面前的兩道難題。因此，通過(guò)不斷改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段來(lái)提升教學(xué)效果是非常有必要的。筆者自該專業(yè)成立以來(lái)就一直擔(dān)任該課程的主講老師，積累了一定的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
（一）加強(qiáng)背景資料的收集和介紹，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣
該課程涉及的主要內(nèi)容多是抽象的知識(shí)，如果直接進(jìn)入主題，沒(méi)有預(yù)先做一些鋪墊，學(xué)生往往會(huì)感到困惑，直接影響其繼續(xù)聽(tīng)課的興趣和對(duì)知識(shí)的深入理解。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)預(yù)先介紹相關(guān)的背景資料來(lái)解決。例如在講授X射線性質(zhì)的章節(jié)時(shí)，我首先介紹X射線發(fā)現(xiàn)者倫琴的生平，然后講述倫琴通過(guò)偶然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)X射線的過(guò)程，并給學(xué)生觀看倫琴夫人在X射線作用下與底片上留下的完整手骨影子，并提及我國(guó)的李鴻章在X射線被發(fā)現(xiàn)后僅7個(gè)月就體驗(yàn)了此種新技術(shù)，成為拍X光片檢查槍傷的第一個(gè)中國(guó)人。通過(guò)這些背景的介紹，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，學(xué)生迫切需要知道X射線的本質(zhì)是什么，X射線和其他電磁波的本質(zhì)區(qū)別是什么，X射線的具體用途有哪些。這樣再講授以上內(nèi)容就變得順理成章。在講授X射線在晶體中的衍射章節(jié)時(shí)，我先介紹X射線衍射用于晶體結(jié)構(gòu)分析的背景，也就是19世紀(jì)末20世紀(jì)初國(guó)際上困擾人們的兩個(gè)難題。第一個(gè)難題就是1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，認(rèn)為是一種電磁波，但無(wú)法證明。要證明X射線是一種電磁波，只需證明它可以通過(guò)光柵產(chǎn)生衍射，衍射產(chǎn)生的子波干涉后可以在記錄板上留下衍射花樣。然后提出X射線無(wú)法得到衍射花樣的兩個(gè)原因：1.X射線根本不是一種電磁波；2.X射線是一種電磁波，但由于波長(zhǎng)極短，通過(guò)人工的方法無(wú)法制造出可以滿足衍射條件的具有足夠小狹縫的光柵。第二個(gè)難題就是同一時(shí)期晶體學(xué)家根據(jù)晶體的一些特性推測(cè)其由周期排列的原子、分子或離子組成，但無(wú)法證明。這兩個(gè)看似風(fēng)馬牛不相及的難題被德國(guó)物理學(xué)家勞埃巧妙聯(lián)系在一起，他以單晶體作為天然光柵、原子之間的間距作為狹縫。狹縫尺寸如此小的光柵是人工無(wú)法制造出來(lái)的。他讓X射線照射到單晶體，然后觀察是否會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。結(jié)果他得到了世界上第一幅晶體的衍射花樣，震驚世界。勞埃不僅證實(shí)了X射線是一種電磁波，還同時(shí)證明了晶體的周期性。然后我又介紹了迄今為止和X射線及晶體衍射研究相關(guān)的諾貝爾獲得者以及他們的獲獎(jiǎng)成果，從1901年X射線的發(fā)現(xiàn)者倫琴，1914年X射線衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者勞埃，1915年布拉格方程的推導(dǎo)者布拉格父子，到1962年脫氧核糖核酸DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者威爾金斯、沃森和克里克，再到1994年在中子衍射領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)的布羅克豪斯和沙爾。通過(guò)以上背景的介紹，明顯提升了學(xué)生的興趣，學(xué)生很渴望了解X射線在晶體中產(chǎn)生衍射需要滿足什么條件，不同晶體是否會(huì)得到不同的衍射花樣，衍射花樣是否能夠反映晶體結(jié)構(gòu)等等。接下來(lái)再講授這些內(nèi)容，學(xué)生就很容易帶著問(wèn)題來(lái)聽(tīng)課，課堂紀(jì)律明顯提高，學(xué)生積極性也得到了提高。
由此可知，主講內(nèi)容相關(guān)背景資料的介紹是否充分、是否到位會(huì)直接影響教學(xué)效果。
（二）強(qiáng)化和內(nèi)容相關(guān)案例的收集和介紹，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的歸屬感
該教材正文中介紹了大量的基礎(chǔ)知識(shí)，包括概念、現(xiàn)象的理論解釋和原理、公式的推導(dǎo)等等，但針對(duì)某一概念或某一原理的案例很少，很容易讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)沒(méi)有歸屬感，即不明白學(xué)這些內(nèi)容的用途是什么，使用的前提是什么，應(yīng)用的條件是什么，結(jié)果形式是什么，如何具體問(wèn)題具體分析。這些疑問(wèn)，可以通過(guò)講解一些和內(nèi)容密切相關(guān)的案例或者自己的研究成果來(lái)解決。在X射線物相分析章節(jié)，主要內(nèi)容就是介紹單相分析的程序和注意的事項(xiàng)，相對(duì)簡(jiǎn)單，很容易讓學(xué)生誤以為物相分析就是一件很簡(jiǎn)單的比對(duì)工作。事實(shí)并非如此，實(shí)際中物相的鑒別是非常復(fù)雜的一件事。我以我的科研成果為例，介紹激光熔覆層的物相分析過(guò)程。1.試樣制備：熔覆層表面通常為火山口或山峰狀，要通過(guò)電火花切割法對(duì)其表面平整化；2.衍射花樣的標(biāo)定：由于熔覆材料組分通常較為復(fù)雜，含有多種元素，在熔覆過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較為復(fù)雜的多種物相，且激光熔覆快速加熱、快速冷卻的特點(diǎn)也易產(chǎn)生亞穩(wěn)定過(guò)飽和固溶體或中間相，晶格也會(huì)發(fā)生畸變。這使得其物相分析較為棘手。通常要分為以下幾個(gè)步驟：1.根據(jù)熔覆材料組分，結(jié)合相圖及熱力學(xué)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)可能生成的物相種類，以及生成傾向性的排序；2.通過(guò)Jade軟件來(lái)進(jìn)一步鑒別，初步標(biāo)定主要物相組成；3.通過(guò)電子探針進(jìn)行不同形態(tài)物相的成分分析，最終確定熔覆層的主要物相組成。在掃描電鏡和能譜分析章節(jié)，主要內(nèi)容就是介紹其在微觀組織的應(yīng)用，原理相對(duì)簡(jiǎn)單，但在實(shí)際中較復(fù)雜。我也以我的科研成果為例介紹不同材料顯微組織分析過(guò)程。1.針對(duì)不同的材料，如何來(lái)選擇合適的腐蝕劑？腐蝕到什么程度較為適宜？2.如樣品導(dǎo)電性不好，需要通過(guò)噴金來(lái)提高像的襯度；3.在觀察時(shí)，如何選擇是用二次電子掃描還是背散射電子掃描？如何根據(jù)形貌襯度和原子序數(shù)襯度對(duì)增強(qiáng)相形態(tài)、大小、分布以及原子序數(shù)的相對(duì)高低進(jìn)行合理分析？在進(jìn)行微區(qū)成分分析時(shí)，如何合理選擇點(diǎn)分析、線掃描和面掃描這三種操作模式？如何對(duì)得到的成分信息進(jìn)行合理分析？
通過(guò)大量案例和自身科研成果的介紹，學(xué)生加深了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，并提高了他們將知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的能力，教學(xué)效果非常明顯。
四、體會(huì)和總結(jié)
《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》理論性很強(qiáng)，通過(guò)上述介紹的兩種方法可以有效提升教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)，也增強(qiáng)了學(xué)生申報(bào)和參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的積極性，有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和將理論用于解決工程問(wèn)題的能力。在大學(xué)最后一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，這門課所學(xué)的知識(shí)得到了充分發(fā)揮，畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率得到了提高，論文質(zhì)量也有了較大的改善。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 鐘世云.麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃的分析[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013（3）.
[2] 楊新亞.《材料研究與測(cè)試方法》的教學(xué)改革實(shí)踐[J].理工高教研究，2006（2）.
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；小學(xué)數(shù)學(xué)；課程整合
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中指出：“要大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。”
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也明確指出：“現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)教育的價(jià)值、目標(biāo)、內(nèi)容以及學(xué)與教的方式產(chǎn)生了重大的影響。數(shù)學(xué)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)重視運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，特別要充分考慮計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)內(nèi)容和方式的影響，大力開(kāi)發(fā)并向?qū)W生提供更為豐富的學(xué)習(xí)資源，把現(xiàn)代信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決問(wèn)題的強(qiáng)有力工具，致力于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生樂(lè)意并有更多的精力投入到現(xiàn)實(shí)的、探索性的數(shù)學(xué)活動(dòng)中去。”因此，對(duì)信息技術(shù)與課程整合進(jìn)行探索與實(shí)踐是十分必要的。
一、信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課程整合的內(nèi)涵
信息技術(shù)與課程整合是指在學(xué)科課程的教學(xué)過(guò)程中，把信息技術(shù)、信息資源、人力資源和課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，充分利用信息技術(shù)的功能，在學(xué)科教學(xué)過(guò)程中建構(gòu)有效的教學(xué)方式，促進(jìn)教學(xué)的最優(yōu)化，圓滿完成學(xué)科課程的教學(xué)目標(biāo)，并培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)學(xué)習(xí)的能力。
信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課程整合的內(nèi)涵是在先進(jìn)的教學(xué)理念理論指導(dǎo)下，把以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具與情感激勵(lì)工具、豐富的教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)工具，并將這些工具全面地運(yùn)用到數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)過(guò)程中，使各種教學(xué)資源、各個(gè)教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)組合、重構(gòu)，相互融合，在整體優(yōu)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聚集效應(yīng)，從而促進(jìn)傳統(tǒng)的教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式的根本變革，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的目標(biāo)。
二、信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課程整合的具體方式
信息技術(shù)與課程整合，不是把信息技術(shù)僅僅作為輔助教與學(xué)的工具，而是強(qiáng)調(diào)要把信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具和情感激勵(lì)工具，利用信息技術(shù)所提供的自主探索、多重交互、合作學(xué)習(xí)、資源共享等學(xué)習(xí)環(huán)境，把學(xué)生的主動(dòng)性、積極性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，使學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力在整合過(guò)程中得到有效的鍛煉。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，筆者主要采用了以下四種方式：
（一） 運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課，激發(fā)求知欲，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用
一定的社會(huì)行為總是伴隨行為發(fā)生所依賴的情境，如果要求學(xué)生理解這種社會(huì)行為，最好的方法是創(chuàng)設(shè)同樣的情境，讓學(xué)生具有真實(shí)的情境體驗(yàn)，在特定的情境中理解事物本身，從而激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和豐富的情感，使學(xué)生在課堂上一直處于積極的思維狀態(tài)。學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的興趣往往成為學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。而“現(xiàn)代信息技術(shù)”的合理應(yīng)用能使這些動(dòng)機(jī)得到優(yōu)化，能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
比如說(shuō)筆者在教學(xué)《對(duì)稱圖形》時(shí)，我利用現(xiàn)代信息技術(shù)收集了很多美麗的軸對(duì)稱圖形，用課件的形式一一呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前。這些圖形升級(jí)的范圍很廣，有動(dòng)物的，如蜻蜓、蝴蝶、七星瓢蟲(chóng)、知了、蜜蜂；有植物的，如不同形狀的葉子、向日葵、花朵；還有建筑物；還有一些漫畫(huà)。通過(guò)觀察這些形態(tài)各異、美麗多姿的圖形，引導(dǎo)學(xué)生探究這些圖形的共同特征，用學(xué)生的話來(lái)說(shuō)：“這些圖形左右兩邊是一樣的。”通過(guò)多媒體課件讓學(xué)生深切感受到這些圖形的美，不但讓學(xué)生在新鮮、好奇、有趣的情景中，產(chǎn)生求知探索的欲望，而且也充分激發(fā)了學(xué)生的興趣，極大的提高了課堂教學(xué)的效率。
（二） 為學(xué)生進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)搭建平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑問(wèn)難能力
多媒體計(jì)算機(jī)提供的外部刺激不是單一的刺激，而是多種感官的綜合刺激。大量的實(shí)踐證明，多媒體計(jì)算機(jī)應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程不僅有利于知識(shí)的獲取，而且有利于知識(shí)的保持。
例如筆者在教學(xué)《圓柱體積公式的推導(dǎo)》這一課時(shí)，教材對(duì)然提供了實(shí)驗(yàn)的方法，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜，難以具體操作，把一個(gè)圓柱割拼成一個(gè)長(zhǎng)方體，近似度較差，引起許多學(xué)生對(duì)推導(dǎo)出的公式持懷疑態(tài)度，由于感知材料不充分學(xué)生難以展開(kāi)正確合理的想象，影響空間觀念的形成，我們應(yīng)用多媒體技術(shù)，多層次地把圓柱一次等分成若干份，拼成所學(xué)過(guò)的長(zhǎng)方體，隨著等分份數(shù)的增加，學(xué)生理解中的難點(diǎn)――近似長(zhǎng)方體，由曲線變成直線的過(guò)程動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，為學(xué)生大膽合理的想象提供了充分的感知材料。通過(guò)課件展示知識(shí)的形成過(guò)程，學(xué)生在圖、文、聲、像的直觀生動(dòng)的變化過(guò)程中，了解知識(shí)的形成過(guò)程，尋求解答的最佳途徑，培養(yǎng)想象力，促進(jìn)思維發(fā)展。
（三） 促進(jìn)意義建構(gòu)，發(fā)展思維能力
21世紀(jì)，人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代，教師應(yīng)有意識(shí)地讓學(xué)生帶著目的自己去查閱資料或進(jìn)行社會(huì)調(diào)查。這樣，把數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)由課內(nèi)延伸到課外，不僅能開(kāi)闊學(xué)生的視野、豐富課余知識(shí)，而且可培養(yǎng)他們自主探求知識(shí)和搜集處理信息的能力。
在教學(xué)《簡(jiǎn)單的統(tǒng)一》一課時(shí)，筆者以網(wǎng)頁(yè)的形式設(shè)計(jì)了如下的學(xué)習(xí)計(jì)劃：1、播放一個(gè)十字路口的交通場(chǎng)景，啟發(fā)學(xué)生思考：你用什么方法能概括出這個(gè)路口各種汽車經(jīng)過(guò)的情況？2、頁(yè)面顯示：劃“正”字統(tǒng)計(jì)或列表統(tǒng)計(jì)（學(xué)生自由選擇并完成統(tǒng)計(jì)任務(wù)）。3、集體交流：你從這項(xiàng)統(tǒng)計(jì)任務(wù)中知道了什么？4、讓學(xué)生在網(wǎng)上收集各城市人均收入、各國(guó)森林面積等信息，整理數(shù)據(jù)，自己進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，并闡明統(tǒng)計(jì)意圖。學(xué)生在這一自主探索的過(guò)程中不僅盡情地汲取知識(shí)，而且深深地領(lǐng)悟了其知識(shí)在社會(huì)生活中的“實(shí)用性”和“價(jià)值性”，更重要的是他們學(xué)會(huì)了分析和正確處理身邊的各種信息，拓展了課本知識(shí)，發(fā)展了相關(guān)能力。
（四） 體現(xiàn)新課程理念，落實(shí)三維目標(biāo)
《小學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思考、解決問(wèn)題領(lǐng)域的基礎(chǔ)上設(shè)立了情感與態(tài)度領(lǐng)域，明確提出了情感、態(tài)度、價(jià)值觀等方面的發(fā)展既不是與數(shù)學(xué)課程無(wú)關(guān)的目標(biāo)，也不是數(shù)學(xué)知識(shí)的“副產(chǎn)品”，其本身就是數(shù)學(xué)教育的重要目標(biāo)。在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的情感、態(tài)度、價(jià)值觀等方面的發(fā)展并不是在學(xué)到一些具體的概念、公式、法則以后就能自然形成，它是貫穿在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，它的實(shí)現(xiàn)需要日積月累。
例如：在講《統(tǒng)計(jì)》前，先去拍攝一段關(guān)于環(huán)境污染的錄像片，進(jìn)行簡(jiǎn)單的制作后在課堂上播放。學(xué)生通過(guò)觀看錄像，意識(shí)到現(xiàn)在環(huán)境污染的嚴(yán)重性，到了非治理保護(hù)不可的地步。接著引出本節(jié)內(nèi)容《統(tǒng)計(jì)》，告訴學(xué)生幾種簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)方法，待學(xué)生掌握了這些基本方法后，布置一個(gè)作業(yè)：統(tǒng)計(jì)學(xué)生家庭每天丟棄垃圾袋的數(shù)量。學(xué)生通過(guò)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)歷數(shù)據(jù)收集、處理、呈現(xiàn)的過(guò)程，體會(huì)塑料垃圾隊(duì)人類生活產(chǎn)生的危害，從而形成環(huán)保意識(shí)，養(yǎng)成環(huán)保的良好習(xí)慣。
三、信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課程整合應(yīng)注意的問(wèn)題
（一） 堅(jiān)持課程為本的信息技術(shù)整合取向
信息技術(shù)與課程整合強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)要服務(wù)于課程，整合的目標(biāo)是學(xué)生的發(fā)展而不是技術(shù)的有無(wú)、多寡和先進(jìn)與否，在教學(xué)中是否使用信息技術(shù)、如何使用信息技術(shù)都應(yīng)服務(wù)于課程、教學(xué)和學(xué)生的發(fā)展需要。在整合的過(guò)程中，應(yīng)避免技術(shù)本位的目標(biāo)取向，應(yīng)著重于以課程為本，多元的焦點(diǎn)是課程的發(fā)展需要，避免“技術(shù)本位”的目標(biāo)取向從而偏離課程的培養(yǎng)目標(biāo)。
（二） 信息技術(shù)不能完全替代數(shù)學(xué)活動(dòng)
信息技術(shù)的使用為學(xué)生學(xué)習(xí)更多、更深的數(shù)學(xué)知識(shí)提供了可能，也為學(xué)生更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)開(kāi)拓了廣闊空間。但是，它不能被用來(lái)代替基本的數(shù)學(xué)活動(dòng)，如實(shí)際觀察、直觀感知、基本運(yùn)算、邏輯推理等。因此，應(yīng)當(dāng)使信息技術(shù)的應(yīng)用與傳統(tǒng)的紙筆運(yùn)算、邏輯推理、動(dòng)手操作、畫(huà)表作圖等應(yīng)用達(dá)到一種平衡。
（三） 教師的信息素質(zhì)應(yīng)進(jìn)一步提高
目前，教師已經(jīng)掌握了信息技術(shù)的基本操作，但是大部分教師不知道信息技術(shù)如何與學(xué)科整合，因此，應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)，提高素質(zhì)。在培訓(xùn)的過(guò)程中，重點(diǎn)是對(duì)教師就“信息技術(shù)與課程整合的案例”進(jìn)行培訓(xùn)，以便教師能根據(jù)自己所任教的學(xué)科，進(jìn)行模仿，開(kāi)展整合。另外，互聯(lián)網(wǎng)提供了豐富的開(kāi)放性教學(xué)資源，教師應(yīng)提高自己發(fā)掘和利用免費(fèi)課程資源的能力。
總之，信息技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課程整合是信息時(shí)代占主導(dǎo)地位的課程學(xué)習(xí)方式，它必將成為21世紀(jì)學(xué)校教育教學(xué)的主要方法。因此，我們要積極倡導(dǎo)、探索信息技術(shù)和課程整合的教學(xué)方式，并不斷進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)，力求在最短的時(shí)間里找出最佳途徑，真正實(shí)現(xiàn)教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的根本轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到實(shí)施素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目的。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)值仿真；教學(xué)改革；課程案例庫(kù)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）07-0028-02
近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及日益嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)，對(duì)研究生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力提出了更高的要求。高等院校是我國(guó)研究生培養(yǎng)的主力軍，現(xiàn)在很多高校將研究生的培養(yǎng)年限由3年縮短為2年，如何在培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施過(guò)程中，特別是在課程授課過(guò)程中提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力值得思考與探討。本文以上海海事大學(xué)《現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)值仿真》研究生課程為例，分析了教學(xué)內(nèi)容改革的必要性，探討了案例庫(kù)建設(shè)的作用，介紹了教與學(xué)遠(yuǎn)程信息交流平臺(tái)在教學(xué)中的應(yīng)用。
一、教學(xué)內(nèi)容的革新
上海海事大學(xué)2011年獲批“水利工程”一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)，除原有的“港口、海岸及近海工程”二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)外，新增了“水工結(jié)構(gòu)工程”與“水文學(xué)及水資源”兩個(gè)二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)。原有的《現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)值仿真》課程教學(xué)大綱和教案已不能適應(yīng)新形勢(shì)下“水利工程”一級(jí)學(xué)科人才培養(yǎng)的要求，急需進(jìn)行修訂和調(diào)整。課程對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了革新，刪去了原先一些知識(shí)點(diǎn)窄而專的內(nèi)容，突出“水利工程”現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)值仿真技術(shù)的基本原理與基本應(yīng)用的講授，授課內(nèi)容以求在海工、水工、土工、固體、流體、環(huán)境等各方面均有涉及，以擴(kuò)大課程的受眾面，最大限度地?cái)U(kuò)充學(xué)生的知識(shí)廣度，滿足一級(jí)學(xué)科研究生培養(yǎng)的需求。
二、課程案例庫(kù)的建設(shè)及應(yīng)用
構(gòu)建一個(gè)指導(dǎo)清晰、內(nèi)容翔實(shí)的課程案例庫(kù)，是提高研究生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的有效途徑。本課程經(jīng)過(guò)前期多輪建設(shè)，已在教師隊(duì)伍、教學(xué)資料、實(shí)踐條件等方面具備較好的基礎(chǔ)，但仍存在教師講授多學(xué)生練習(xí)少、課堂內(nèi)容多課后案例少這一突出矛盾，教學(xué)案例庫(kù)的建設(shè)能夠緩解上述矛盾。課程案例庫(kù)的建設(shè)具有如下意義：（1）促進(jìn)課程內(nèi)容、體系和方法的改革。案例庫(kù)的應(yīng)用不僅大大豐富了教師的授課內(nèi)容，而且改變過(guò)去單純依靠課本教學(xué)、PPT教學(xué)的教學(xué)模式。（2）提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。“學(xué)以致用”是教學(xué)的目標(biāo)，案例庫(kù)提供給學(xué)生豐富的實(shí)際案例操作示范，能夠提高學(xué)生的實(shí)踐能力，指導(dǎo)學(xué)生的科研工作。（3）促進(jìn)師資隊(duì)伍的建設(shè)。案例庫(kù)的建設(shè)將充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)教師的科研積累，明確各教師在課程建設(shè)中的地位和作用，對(duì)師資隊(duì)伍的長(zhǎng)期建設(shè)規(guī)劃具有意義。（4）對(duì)其他課程的共享、示范與輻射作用。案例庫(kù)是一個(gè)開(kāi)放的體系，不僅能夠共享給其他課程，而且能夠?qū)ζ渌n程起到示范與輻射作用，從而帶動(dòng)整個(gè)學(xué)科課程建設(shè)水平的提高。
根據(jù)授課內(nèi)容，本課程案例庫(kù)分“現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)案例庫(kù)”和“現(xiàn)代數(shù)值仿真技術(shù)案例庫(kù)”兩個(gè)子庫(kù)，各包括15個(gè)教學(xué)案例。在教學(xué)方法上，該案例庫(kù)可以由授課教師結(jié)合教學(xué)大綱在課堂教學(xué)中使用，也可以作為補(bǔ)充案例在課后由學(xué)生通過(guò)課程中心在線使用。同時(shí)，該案例庫(kù)也可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上共享，作為其他相關(guān)課程的教學(xué)案例庫(kù)使用。
三、教與學(xué)遠(yuǎn)程信息交流平臺(tái)的應(yīng)用
“教與學(xué)遠(yuǎn)程信息交流平臺(tái)”是上海海事大學(xué)與上海航秀信息科技有限公司合作開(kāi)發(fā)的教師與學(xué)生遠(yuǎn)程互動(dòng)信息交流平臺(tái)。該平臺(tái)以課程管理為中心，以教師與學(xué)生進(jìn)行教與學(xué)遠(yuǎn)程互動(dòng)交流為主要目標(biāo)，功能主要包括：通知公告、知識(shí)共享、解疑答惑、在線作業(yè)、在線考試、系統(tǒng)管理等功能，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)課堂教學(xué)進(jìn)行全方位的支持與拓展。該平臺(tái)的主要工作界面如圖1所示該平臺(tái)主要具有如該平臺(tái)主要具有如下功能：（1）通知公告，通知公告是教與學(xué)過(guò)程中重要信息的渠道，任課教師可以利用該功能模塊教學(xué)、作業(yè)、考試等通知信息，學(xué)生可以在線查閱教師的教學(xué)信息。（2）知識(shí)共享，知識(shí)共享是教與學(xué)過(guò)程中教學(xué)資源的整合與共享使用平臺(tái)，任課教師可以將課件、教學(xué)案例、參考文獻(xiàn)、模擬試題等教學(xué)資料上傳至此平臺(tái)，學(xué)生或其他教師可以得到共享，當(dāng)然學(xué)生也可以授以權(quán)限將學(xué)習(xí)過(guò)程中收集到的材料上傳到共享平臺(tái)，從而提高資源的利用率和教與學(xué)的互動(dòng)性。（3）解疑答惑，學(xué)生可以將學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的疑難問(wèn)題到解疑答惑平臺(tái)，教師則可以在任何可以上網(wǎng)的地方隨時(shí)登錄系統(tǒng)查閱學(xué)生提出的問(wèn)題并及時(shí)作答。（4）在線作業(yè)，教師可以進(jìn)行在線作業(yè)的維護(hù)并逐步建立作業(yè)題庫(kù)，并根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排進(jìn)行在線作業(yè)的布置與在線批閱，學(xué)生登錄系統(tǒng)后在在線作業(yè)中找到需要作答的作業(yè)，在線作答、提交并進(jìn)行作業(yè)成績(jī)的查閱。
四、結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)研究生課程教學(xué)改革，對(duì)課程內(nèi)容改革和教學(xué)方法改革進(jìn)行了探討，著重分析了課程案例庫(kù)的建設(shè)及其在研究生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)中的作用，介紹了自行開(kāi)發(fā)的“教與學(xué)遠(yuǎn)程信息交流平臺(tái)”及其應(yīng)用，所得經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚪o其他院校研究生課程的教學(xué)改革提供新思路。
參考文獻(xiàn)：
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高校、研究性學(xué)習(xí)、基于課程、現(xiàn)代教育技術(shù)公共課
一、《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程的高校研究性學(xué)習(xí)的必要性
雖然近年來(lái)研究性學(xué)習(xí)已經(jīng)成為整個(gè)教育界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，能夠給學(xué)生以終身受用的知識(shí)和能力，順應(yīng)了信息時(shí)代對(duì)教育的要求。基于課程的研究性學(xué)習(xí)在其實(shí)施的過(guò)程中要從整體入手，要考慮教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式以及指導(dǎo)方法、評(píng)價(jià)方式等，掌握超越課程背后的學(xué)習(xí)理念，這樣才能有效地規(guī)劃、推展，并充分發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，有效的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，積極的推進(jìn)素質(zhì)教育。《現(xiàn)代教育技術(shù)》是高等師范院校本科師范專業(yè)學(xué)生必修課程，也是高師院校教師教育課程體系中一門十分重要的公共課程。該課程以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和教育技術(shù)應(yīng)用能力為目標(biāo)，使學(xué)生了解相關(guān)的學(xué)習(xí)理論和教育信息傳播特點(diǎn)了解一些常見(jiàn)的媒體基本知識(shí)通過(guò)相關(guān)理論和基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，初步掌握視聽(tīng)教學(xué)設(shè)計(jì)的一般方法和應(yīng)用技能。
二、問(wèn)題分析
根據(jù)高師院校《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程的教學(xué)實(shí)際，研究性學(xué)習(xí)實(shí)施的難點(diǎn)在于如何在課堂中有效開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，將研究性學(xué)習(xí)的思想滲透到課堂教學(xué)中，從根本上改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，積極思維，認(rèn)真探索，尋求結(jié)論，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與信息素養(yǎng)。在具體實(shí)施過(guò)程中，鑒于教學(xué)條件和學(xué)習(xí)時(shí)間的限制，應(yīng)該充分利用高校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用網(wǎng)絡(luò)將課堂的與課外的研究性學(xué)習(xí)聯(lián)系起來(lái)。研究性學(xué)習(xí)需要豐富的學(xué)習(xí)資源支持，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)大的搜索引擎可以有效檢索網(wǎng)絡(luò)中超越時(shí)空的海量知識(shí)。此外網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)大的認(rèn)知工具既可以創(chuàng)設(shè)豐富的研究性學(xué)習(xí)情景，又可以幫助學(xué)生進(jìn)行信息處理，如powerpoint、authorware、word、excel等，這些軟件的使用也是課程的教學(xué)目標(biāo)之一。學(xué)習(xí)者之間還可以利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跨時(shí)空的交流、研討、展示與管理，可以追蹤、記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程等等，可以按照研究性學(xué)習(xí)的一般過(guò)程進(jìn)。
三、實(shí)施中應(yīng)解決的問(wèn)題
經(jīng)過(guò)研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生經(jīng)歷了確定課題-收集信息-研究分析-得出結(jié)論等各個(gè)研究環(huán)節(jié)，提高了《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與團(tuán)隊(duì)意識(shí)。但在研究性學(xué)習(xí)開(kāi)展的過(guò)程中，學(xué)生研究基本功的欠缺是最大的難題。由于在基礎(chǔ)教育階段，學(xué)生較少接觸研究性學(xué)習(xí)，習(xí)慣于在課堂上被動(dòng)的接受知識(shí)的傳遞，尚不具備研究性學(xué)習(xí)所需的能力與意識(shí)，收集資料與分析創(chuàng)新的能力較差。這就要求學(xué)生積極轉(zhuǎn)變自己的學(xué)習(xí)觀念，改變對(duì)教師、課堂、教材的依賴心理，主動(dòng)的體驗(yàn)學(xué)習(xí)，有效地參與研究。
目前高校普遍對(duì)基于課程的研究性學(xué)習(xí)不夠重視。需要建立與研究性學(xué)習(xí)相適應(yīng)的配套措施，改革對(duì)“教”與“學(xué)”的評(píng)價(jià)方式。一方面要積極調(diào)動(dòng)教師開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的積極性，將教學(xué)與科研通過(guò)研究性學(xué)習(xí)而結(jié)合起來(lái)；另一方面，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與創(chuàng)新能力。可以適當(dāng)增加《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程教學(xué)時(shí)數(shù)，鼓勵(lì)教師進(jìn)行研究性教學(xué)的創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)交流，在全校營(yíng)造研究性學(xué)習(xí)的氛圍與條件，創(chuàng)設(shè)資源豐富的教與學(xué)環(huán)境。
《現(xiàn)代教育技術(shù)》公共課教師開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的能力亟待提高。研究性學(xué)習(xí)中，教師的作用不是減弱而是加強(qiáng)了。從創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景開(kāi)始，到提出問(wèn)題、指導(dǎo)選題、建立小組，再到課題論證、總結(jié)評(píng)價(jià)等研究性學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，都對(duì)教師提出了新的更高要求。教師必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)觀念，樹(shù)立新型學(xué)生觀和教學(xué)觀，在課堂與課后始終把有效的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力而非知識(shí)的傳授放在第一位。
四、關(guān)鍵在于創(chuàng)新
現(xiàn)代教育技術(shù)課程教材的創(chuàng)新是多方面的，既可能是教材體系的創(chuàng)新，又可以是內(nèi)容的創(chuàng)新，還可能是結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。20多年現(xiàn)代教育技術(shù)課程教材建設(shè)實(shí)踐中的創(chuàng)新幾乎是全方位的，但更多的是內(nèi)容的創(chuàng)新，因?yàn)槿魏涡碌募夹g(shù)都不是首先為教育而開(kāi)發(fā)，要將之應(yīng)用于教育，就必須根據(jù)教育的需要改進(jìn)它、完善它或者探討其在教育中應(yīng)用的方式方法，畢竟現(xiàn)代教育技術(shù)以實(shí)現(xiàn)教育優(yōu)化為追求目標(biāo)。
師范院校的現(xiàn)代教育技術(shù)課程內(nèi)容多、要求高與課時(shí)少之間的矛盾十分突出。“干線式”教學(xué)方法是在信息技術(shù)類課程教學(xué)中，理出實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的各種途徑，選出其中的最佳途徑向?qū)W生介紹、傳授，讓學(xué)生掌握通達(dá)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的最佳的直接方法。它分為教材編寫(xiě)方面和教學(xué)過(guò)程實(shí)施方面。在教材建設(shè)方面，對(duì)技術(shù)充分研究，在分析學(xué)生已有IT知識(shí)和能力的基礎(chǔ)上，梳理出清晰的脈絡(luò)，提煉出技術(shù)中的精華，在教材中反映的僅僅是有用的且是學(xué)生未知或未掌握的技術(shù)精華。在教學(xué)過(guò)程實(shí)施方面，“干線式”方法大體可用“干線通達(dá)、實(shí)例跟進(jìn)、遷移提升”12個(gè)字概括。“干線通達(dá)”是緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)教學(xué)，所有內(nèi)容直指任務(wù)的完成，而且必須提煉出一般的方法向?qū)W生介紹。“實(shí)例跟進(jìn)”是用具體的例子作為一般方法的補(bǔ)充，加深學(xué)生對(duì)一般方法的理解與把握。
引入“教學(xué)探討活動(dòng)”是創(chuàng)新，而且更多的創(chuàng)新是讓創(chuàng)新的形式充滿創(chuàng)新的內(nèi)容和方法。“教學(xué)探討活動(dòng)”所設(shè)計(jì)的議題，既有意義，學(xué)生又必須經(jīng)過(guò)自身的努力和同學(xué)間的互助才能完成，非常有助于學(xué)生的自主化學(xué)習(xí)、協(xié)作性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，有助于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，尤其可讓學(xué)生更好地體驗(yàn)新型的學(xué)習(xí)模式，積累各種新型教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，為其未來(lái)更好地進(jìn)行教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)。信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合，其主體應(yīng)該是學(xué)科，而非信息技術(shù)。信息技術(shù)畢竟是一種現(xiàn)代化工具，在課堂教學(xué)中只是起輔助作用，不能代替全部。信息技術(shù)如何與學(xué)科教學(xué)有效整合，有待于我們進(jìn)一步探索。
參考文獻(xiàn)：
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現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論不但應(yīng)該是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的概論，而且也應(yīng)該是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷史和規(guī)律的概論。離開(kāi)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)生、發(fā)展的歷史，靜止、孤立地介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基本理論和成果，就會(huì)使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論這門課程變得零亂龐雜而不成體系。而如果把“史”與“論”有機(jī)地結(jié)合和統(tǒng)一起來(lái)，則不但能克服“零亂龐雜”的缺陷，而且還能為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論這門課程注入生機(jī)和活力。同時(shí)，把“史”與“論”結(jié)合起來(lái)，更是為思想政治教育專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)這門課程的教學(xué)目的之所需。作為思想政治教育專業(yè)的學(xué)生，通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程的學(xué)習(xí)，不但要了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要成果、歷史演進(jìn)和完整體系，而且要了解科學(xué)技術(shù)發(fā)生、發(fā)展的一般過(guò)程和規(guī)律，了解哲學(xué)產(chǎn)生的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)以及對(duì)于推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要作用和意義。因此，只有做到史論結(jié)合，才能達(dá)到開(kāi)課的目的和要求。
2現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論的教學(xué)內(nèi)容與體系
根據(jù)上述三原則，筆者認(rèn)為，思想政治教育專業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論課程的內(nèi)容與體系可做如下安排。導(dǎo)言。概要介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及其理論基礎(chǔ)、前沿陣地、中心內(nèi)容和綜合體現(xiàn)。
第一章，現(xiàn)代物理學(xué)革命及其影響。介紹現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)———相對(duì)論和量子力學(xué)。引言，概述近代物理學(xué)的輝煌成就及其所遇到的“兩朵烏云”。第一節(jié)，相對(duì)論的建立。根據(jù)邏輯與歷史相統(tǒng)一的原則，具體講授伽利略變換和力學(xué)相對(duì)性原理，邁克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)，洛倫茲變換的提出，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論及其主要結(jié)論，廣義相對(duì)論及其驗(yàn)證。第二節(jié)，量子力學(xué)的建立和發(fā)展。一、量子力學(xué)產(chǎn)生的歷史背景，概要介紹黑體輻射理論和紫外災(zāi)難。二、量子力學(xué)的建立與發(fā)展，具體講述普朗克的量子假說(shuō)，愛(ài)因斯坦的光量子理論，玻爾對(duì)原子結(jié)構(gòu)的量子解釋，德布羅意的物質(zhì)波，薛定諤的波動(dòng)方程，海森伯的矩陣力學(xué)。第三節(jié)，現(xiàn)代化學(xué)理論的發(fā)展。主要講授元素周期理論的新發(fā)展和現(xiàn)代化學(xué)鍵理論。
第二章，原子物理學(xué)的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用。主要講授從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究到原子能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。第一節(jié)，對(duì)微觀世界的探索和認(rèn)識(shí)。一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)初探，復(fù)習(xí)回憶德謨克利特的原子論，道爾頓的原子說(shuō)，門捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的進(jìn)軍，主要講授X射線、放射性元素及電子的發(fā)現(xiàn)，原子結(jié)構(gòu)模型及其實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)，原子核結(jié)構(gòu)模型及其實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)，對(duì)基本粒子家族的認(rèn)識(shí)。第二節(jié)，原子能的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用。一、原子能的開(kāi)發(fā)研究:重點(diǎn)介紹原子能開(kāi)發(fā)研究中的三大發(fā)現(xiàn)，即慢中子效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)、核裂變的發(fā)現(xiàn)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)現(xiàn)。二、原子能的應(yīng)用，包括能源方面的應(yīng)用和放射性同位素的應(yīng)用。能源方面的應(yīng)用包括兩個(gè)方面:一是軍用三彈即原子彈、氫彈和中子彈的研制;二是核電站的發(fā)展，主要介紹從慢中子反應(yīng)堆到快中子增殖堆再到核聚變反應(yīng)堆的歷史發(fā)展。放射性同位素的應(yīng)用可概要介紹在生產(chǎn)、生活、科研、軍事上的應(yīng)用及其成果。
第三章，生物學(xué)與生物工程技術(shù)。生物學(xué)是研究生命的科學(xué);生物工程技術(shù)是用人工的方法創(chuàng)造生命的技術(shù)。生命科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的三大前沿陣地之一;生物工程技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要內(nèi)容。第一節(jié)，生命的起源和生物的進(jìn)化。一、生命起源的化學(xué)進(jìn)化歷程:從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì);從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)高分子物質(zhì);從有機(jī)高分子物質(zhì)形成有機(jī)多分子體系;從有機(jī)多分子體系演化成原始生命物質(zhì)。二、生物進(jìn)化論，主要介紹拉馬克的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)和達(dá)爾文的生物進(jìn)化論。第二節(jié)，現(xiàn)代遺傳學(xué)和分子生物學(xué)。一、遺傳學(xué):主要講授孟德?tīng)柕耐愣箤?shí)驗(yàn)及其遺傳學(xué)說(shuō);摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)及其遺傳學(xué)說(shuō)。二、分子生物學(xué):重點(diǎn)介紹蛋白質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能;核酸的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能。第三節(jié)，生物工程技術(shù)。生物工程包括酶工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程和基因工程四個(gè)部分的內(nèi)容。因?qū)W時(shí)限制，可重點(diǎn)介紹細(xì)胞工程和基因工程兩個(gè)部分。一、細(xì)胞工程，應(yīng)首先講授細(xì)胞的全能性，然后在細(xì)胞全能性的基礎(chǔ)上具體介紹植物組織培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞折合和胚胎移植技術(shù)、克隆技術(shù)等內(nèi)容。二、基因工程:(1)基因工程的基礎(chǔ)研究，主要介紹限制性內(nèi)切酶、連接酶和基因載體的發(fā)現(xiàn)和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括獲取目的基因DNA、獲取載體基因DNA、目的基因DNA與載體基因DNA的重組、把重組的DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞進(jìn)行增殖和篩選轉(zhuǎn)基因生物體五個(gè)步驟及方法。三、生物技術(shù)的應(yīng)用前景。主要介紹生物醫(yī)藥的研制及應(yīng)用、生化工業(yè)的迅速發(fā)展、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的大量出現(xiàn)，人類基因組計(jì)劃(HGP)及其廣闊的應(yīng)用前景。
第四章，天文學(xué)和天體演化學(xué)說(shuō)。天體演化學(xué)說(shuō)是現(xiàn)代科學(xué)的三大前沿陣地之一，本章在重點(diǎn)講述天體演化學(xué)說(shuō)之前，先把天文學(xué)的相關(guān)知識(shí)作一簡(jiǎn)單介紹。第一節(jié)，天文學(xué)及其產(chǎn)生和發(fā)展。一、概要介紹天文學(xué)的研究對(duì)象和分類;二、重點(diǎn)講授天文學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展:具體介紹古代天文學(xué)、近代經(jīng)典天文學(xué)和現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展情況。第二節(jié)，獲取天體信息的渠道和手段;可分三個(gè)大問(wèn)題來(lái)講述。一、獲取天體信息的渠道，主要介紹電磁輻射、宇宙線和中微子三條途徑;二、獲取天體信息的物質(zhì)手段和儀器設(shè)備，主要介紹人眼的構(gòu)造和功能、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡和天體攝譜儀;三、天文觀測(cè)發(fā)展簡(jiǎn)史:依次介紹光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)和空間天文學(xué)。第三節(jié)，天體的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介紹牛頓“無(wú)限無(wú)邊”宇宙模型及其疑難、愛(ài)因斯坦“有限無(wú)邊靜態(tài)”宇宙模型及其疑難、哈勃定律與大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先對(duì)星系及其類型作一簡(jiǎn)單的介紹，然后在此基礎(chǔ)上介紹星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具體介紹恒星的形成，表征恒星演化過(guò)程的赫羅圖，恒星演化過(guò)程的三階段，即主序星階段、紅巨星階段和恒星的三種歸宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太陽(yáng)系的形成和演化:主要介紹太陽(yáng)系的基本情況和太陽(yáng)系的形成和演化兩部分內(nèi)容;五、地球的構(gòu)造和演化:包括地球概況、地球的圈層構(gòu)造和地球的形成和演化。
第五章，信息技術(shù)和激光技術(shù)。人類歷史在經(jīng)歷了6000年的農(nóng)業(yè)社會(huì)和近300年的工業(yè)社會(huì)以后，現(xiàn)在正在迅速走向第三個(gè)文明社會(huì)———信息社會(huì)。所謂信息社會(huì)，就是信息在社會(huì)生產(chǎn)和生活中起主導(dǎo)作用的社會(huì)。信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)，是信息社會(huì)的重要支柱。所謂信息技術(shù)，就是信息的獲取、傳遞和處理技術(shù)。信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、光導(dǎo)技術(shù)和人工智能技術(shù)等。第一節(jié)，微電子技術(shù)。一、微電子技術(shù)的出現(xiàn):具體介紹集成電路的誕生、集成電路的種類及其歷史發(fā)展和集成電路的制作工藝;二、微電子技術(shù)的應(yīng)用。第二節(jié)，計(jì)算機(jī)技術(shù)。一、計(jì)算機(jī)概述:具體介紹計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)的歷史發(fā)展;二、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用:主要包括數(shù)值計(jì)算或科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理或稱信息處理、實(shí)時(shí)控制或稱過(guò)程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、人工智能或稱智能模擬等;三、信息高速公路。第三節(jié)，通信技術(shù)。一、電氣通信:主要介紹電話通信和非電話通信及傳真;二、光纖通信:具體介紹光纖通信的基本原理、光纖通信的優(yōu)點(diǎn)、光纖通信的應(yīng)用和發(fā)展;三、衛(wèi)星通信。第四節(jié)，激光技術(shù)。一、激光與激光器:具體介紹激光產(chǎn)生的基本原理、激光的特點(diǎn)、激光器的構(gòu)造等內(nèi)容。二、激光技術(shù)的應(yīng)用:概要介紹激光加工(包括激光鑄模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事上的廣泛應(yīng)用。
軍事高技術(shù),是指應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的高技術(shù)，是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就的基礎(chǔ)上，處于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)前沿，將對(duì)武器裝備軍事理論和作戰(zhàn)樣式的發(fā)展起巨大推動(dòng)作用的那部分高技術(shù)的總稱。
按照科學(xué)分類方法，科學(xué)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)通常劃分為基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)三個(gè)層次。軍事高技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)是由科學(xué)體系中面向軍事應(yīng)用的那部分技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)所組成的。它包括兩個(gè)層次，即軍事基礎(chǔ)高技術(shù)和軍事應(yīng)用高技術(shù)。軍事高技術(shù)包括信息技術(shù)、航天技術(shù)、海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)六大領(lǐng)域。
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關(guān)鍵詞：教學(xué)改革； 現(xiàn)代教學(xué)理論； 中心小學(xué)； 現(xiàn)代科學(xué)； 和諧發(fā)展； 思維訓(xùn)練； 知識(shí)的基礎(chǔ)； 寧德市蕉城區(qū)； 課堂教學(xué)； 教學(xué)內(nèi)容
中圖分類號(hào)：G622文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2016）10-0026-02
隨著"樂(lè)享教育"教學(xué)改革試驗(yàn)的日益推進(jìn)，作為農(nóng)村小學(xué)，福建省寧德市蕉城區(qū)洋中中心小學(xué)秉承"有效德育，高效課堂，致力雙全，和諧發(fā)展"的理念，從"實(shí)際出發(fā)，明確關(guān)系，注重自學(xué)，培養(yǎng)能力"方面撕開(kāi)一道突破口，也作了一些有益的嘗試。
如今，城鄉(xiāng)差距，課改瓶頸，忽視智力、能力的培養(yǎng)等等問(wèn)題都深深鉗制了農(nóng)村小學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。此情此景下，應(yīng)該說(shuō)"樂(lè)享教育"為學(xué)校打開(kāi)了一扇窗戶。但問(wèn)題是該怎樣透過(guò)這扇窗戶，走出一條康莊大道呢？
1.正確處理教學(xué)改革試驗(yàn)中的三個(gè)關(guān)系
正確處理現(xiàn)代教學(xué)理論與傳統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系 現(xiàn)代教學(xué)理論是伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提出來(lái)的，它具有強(qiáng)大的生命力。在教學(xué)改革試驗(yàn)中，理所當(dāng)然地要用它作指導(dǎo)。而傳統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)雖然存在著許多弊端，但它是多年實(shí)踐中逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，其中凝聚著千千萬(wàn)萬(wàn)教育工作者的經(jīng)驗(yàn)。教育者應(yīng)"學(xué)中做、做中學(xué)"，做到既吸取現(xiàn)代教學(xué)理論的精華，又拋棄傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)中的糟粕。
正確處理與協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)班與非實(shí)驗(yàn)班的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)班必須有扎實(shí)的群眾基礎(chǔ)，大家都來(lái)支持實(shí)驗(yàn)班的工作；但實(shí)驗(yàn)班班主任、教師的眼睛還得向下，善于聽(tīng)取各個(gè)方面的意見(jiàn)，并吸收其中有益的部分，改進(jìn)自己的工作。在實(shí)驗(yàn)班取得某方面的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，不要忘乎所以或?qū)ν獗Ｃ埽梢酝茝V的要向平行班推廣。同樣，非實(shí)驗(yàn)班的某方面取得經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也要向?qū)嶒?yàn)班推廣。這樣，就可以做到彼此水融，互相促進(jìn)。
正確處理"雙基"與科學(xué)新成就的關(guān)系 基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，是小學(xué)生文化科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，必須以學(xué)好"雙基"為基礎(chǔ)，沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)，也就談不上自學(xué)能力。而科學(xué)新成就是擴(kuò)大學(xué)生視野，形成學(xué)生正確的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不可缺少的一項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容。所以要使二者密切結(jié)合，既不能無(wú)視飛躍發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新成就，也不能忽視"雙基"的教學(xué)，所以在導(dǎo)學(xué)案建設(shè)上，要不失良機(jī)重"雙基"。故應(yīng)倡導(dǎo)課堂教學(xué)在努力打好基礎(chǔ)的同時(shí)滲透、傳輸科學(xué)新成就。這對(duì)拓展學(xué)生眼界，加深知識(shí)的理解是很有好處的，這樣真正做到課堂的有效性。
2.扎實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力
"未來(lái)的文盲不再是不識(shí)字的人，而是沒(méi)有學(xué)會(huì)怎樣學(xué)習(xí)的人。"如果課堂教學(xué)僅僅滿足于向?qū)W生傳授知識(shí)，而忽視對(duì)他們自學(xué)能力的培養(yǎng)、學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，將是歷史性的失誤。回想起上次去參觀南京灌南學(xué)校的"自主交流"的課堂教學(xué)模式，以學(xué)案為導(dǎo)線的自主學(xué)習(xí)方式，突出了學(xué)生的自。筆者感悟到，學(xué)生動(dòng)手操作、自主探究、合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式；同時(shí)也感悟到，學(xué)習(xí)語(yǔ)文不是補(bǔ)課，增加作業(yè)量，而是閱讀、閱讀、再閱讀，讓孩子獲得更多精神營(yíng)養(yǎng)。所以，要抓實(shí)驗(yàn)班，開(kāi)展"樂(lè)享教育"教學(xué)改革的試驗(yàn)，應(yīng)把著眼點(diǎn)放在"教會(huì)學(xué)生如何學(xué)"，即重在指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法與培養(yǎng)自學(xué)能力上。現(xiàn)列舉以下三種做法：
首先，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，注意學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，調(diào)動(dòng)"學(xué)"的積極性。學(xué)習(xí)興趣是一種帶有感彩的意向活動(dòng)，如果伴隨學(xué)習(xí)而來(lái)的是興奮，是愉快，是學(xué)得新知識(shí)、新技能的樂(lè)趣，那么這種學(xué)習(xí)就能強(qiáng)化人的智力活動(dòng)、促進(jìn)人的智力的發(fā)展。為此，應(yīng)該要求教師深入鉆研教材，設(shè)計(jì)好導(dǎo)學(xué)案。上課時(shí)，點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)的火花，把課堂的氣氛營(yíng)造得輕松愉快，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)的探索精神，在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上努力開(kāi)拓知識(shí)面，不斷獲得新知識(shí)，在揭示大自然和社會(huì)生活?yuàn)W妙的過(guò)程中，體會(huì)到知識(shí)的力量。
其次，抓預(yù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。預(yù)習(xí)是知識(shí)的構(gòu)建、儲(chǔ)備與信息搜集、情感體驗(yàn)的過(guò)程，是展示的基礎(chǔ)。沒(méi)有預(yù)習(xí)或預(yù)習(xí)不充分就不可能進(jìn)行完整的展示。為此，要將導(dǎo)學(xué)稍加前置，在課堂教學(xué)之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的指導(dǎo)：明確目標(biāo)任務(wù)、較好地掌握學(xué)習(xí)的方法方式，初步了解教材內(nèi)容、掌握教材結(jié)構(gòu)、理清教材思路。課堂上則有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生在自學(xué)自悟自結(jié)的基礎(chǔ)上，做好小組內(nèi)的工作，既分工又合作，在精誠(chéng)團(tuán)結(jié)的"兵教兵""兵練兵"中，達(dá)到學(xué)困生弄懂教學(xué)內(nèi)容的疑難，優(yōu)生增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解能力，"教學(xué)相長(zhǎng)"、互相提高。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，筆者深深地感到：抓好預(yù)習(xí)猶如教師交給了學(xué)生一根拐杖，學(xué)生借助這根拐杖，就可以不同程度地走上自學(xué)之路。
再者，抓思維訓(xùn)練，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的智力。思維是智力的核心，在教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行足夠的智力訓(xùn)練，這是使學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體的關(guān)鍵。在改革教學(xué)方法時(shí)，要把思維訓(xùn)練作為教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)。
但正因?yàn)槭墙?jīng)過(guò)幾十年才出來(lái)的東西，因此它就不同凡響，是名副其實(shí)的專著和經(jīng)典之作。作者在前言寫(xiě)道：“我懷著非常喜悅的心情來(lái)寫(xiě)這些材料，就像許多年前寫(xiě)第2卷時(shí)我感覺(jué)到的激動(dòng)那樣。如同在第2卷中，在那里我高興地看到，初等概率論和數(shù)論的基本原理很自然地出現(xiàn)在關(guān)于隨機(jī)數(shù)生成和算術(shù)運(yùn)算的研究中。而在準(zhǔn)備7.2.1節(jié)的過(guò)程中我了解到，當(dāng)我們研究組合生成的算法時(shí)，初等組合學(xué)的基本原理也自然地出現(xiàn)，并且具有高度啟發(fā)性。”他感到有許多美麗的故事等待他來(lái)講述。
關(guān)于生成基本的組合模式的問(wèn)題
乍一看去，無(wú)論是生成所有n元組，還是生成排列，這些都不過(guò)是很簡(jiǎn)單的、屬于已經(jīng)解決了的問(wèn)題，再無(wú)什么遺留問(wèn)題需要研究。然而，經(jīng)過(guò)作者點(diǎn)拔，才發(fā)現(xiàn)事實(shí)上問(wèn)題絕非我們所想象的那么簡(jiǎn)單。作者在提出對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的研究動(dòng)機(jī)時(shí)指出，任何明智的人都不會(huì)想要通過(guò)幾千張紙來(lái)打印出{0，1，…，9}的所有10!=3628800個(gè)排列的清單。也沒(méi)有人會(huì)愿意在一個(gè)計(jì)算機(jī)文件中把它們產(chǎn)生出來(lái)。但是，我們需要的是，當(dāng)確實(shí)用得著它們時(shí)，在頃刻之間就以某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把它們提供出來(lái)，使得一個(gè)程序可以一次一個(gè)地來(lái)考察每個(gè)排列。正是出于此目的，人們就還要考慮這樣一個(gè)問(wèn)題。而且就這一點(diǎn)而言，它確實(shí)是遠(yuǎn)未解決的問(wèn)題。
作者在研究中所體現(xiàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性表現(xiàn)在：不僅考慮二進(jìn)制，還考慮十進(jìn)制和混合進(jìn)制；不僅考慮集合的元素，還考慮集合的子集、多重集合等。因此，它體現(xiàn)為既有問(wèn)題的深度，又有問(wèn)題的廣度。
關(guān)于組合模式同一些問(wèn)題的關(guān)系
前邊所說(shuō)的深度，指的是如何以最快速度和最少內(nèi)存訪問(wèn)來(lái)生成所需元組或排列。這樣一個(gè)問(wèn)題，竟是同圖論有關(guān)，同哈密頓通路或循環(huán)有關(guān)，也同樹(shù)形的遍歷有關(guān)。因而作者在這里向我們揭示了這種關(guān)系，使我們懂得原來(lái)組合模式的問(wèn)題還有這種背景，或者說(shuō)它可以從那些問(wèn)題的求解中獲得解決問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。
記得幾十年前當(dāng)人工智能在我國(guó)掀起一股熱潮時(shí)，一些人曾經(jīng)從人工智能的角度研究過(guò)九鏈環(huán)（又稱九龍環(huán)）的問(wèn)題。然而，就譯者所知，并沒(méi)有任何一個(gè)中國(guó)學(xué)者，深入地去研究九鏈環(huán)問(wèn)題的歷史以及它的發(fā)展過(guò)程，更沒(méi)有人去探討它和其他問(wèn)題的聯(lián)系。但在這本書(shū)里，作者告訴我們，早在1872年法國(guó)人劉易斯?格羅斯在一本《步行理論》的小冊(cè)子中，就揭示了九鏈環(huán)同二進(jìn)制數(shù)之間的關(guān)系。比如我們以0表示環(huán)與桿分離的狀態(tài)，而以1表示環(huán)在桿上的狀態(tài)，則原來(lái)環(huán)鎖在桿上的狀態(tài)就是9個(gè)1的狀態(tài)。問(wèn)題是要通過(guò)從右邊開(kāi)始（或從左邊開(kāi)始），每次改換一位，最終使9個(gè)1變成為9個(gè)0。因此作者說(shuō)，格羅斯才是格雷二進(jìn)制碼真正的發(fā)明者，也是九鏈環(huán)問(wèn)題真正透徹的最初研究者。
所以，對(duì)于幾十年前在我國(guó)人工智能學(xué)界曾經(jīng)有過(guò)的研究九鏈環(huán)的熱潮，我們不得不作一些反思，那就是我們對(duì)于問(wèn)題的研究，是否確實(shí)地應(yīng)更著重于深度和廣度。為什么不是我們，而是外國(guó)人來(lái)發(fā)現(xiàn)原本是我們提出的問(wèn)題的理論基礎(chǔ)，從而對(duì)它給出真正的解呢？
高德納還列舉了組合模式生成與歐洲教堂的洪鐘鳴響模式的聯(lián)系，揭示了各種鐘鳴模式與生成排列的關(guān)系，這同樣給人以巨大的啟示。
關(guān)于組合模式同文字算術(shù)或密碼數(shù)學(xué)的關(guān)系
在國(guó)外，很早就有人提出文字算術(shù)的概念。如亨利?厄思尼斯特?達(dá)德尼在1924年就提出一個(gè)著名問(wèn)題：如果每個(gè)字母代表著不同的十進(jìn)制數(shù)字，問(wèn)要使：
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表示一個(gè)正確的求和，則每個(gè)字母應(yīng)當(dāng)分別表示什么數(shù)？
這看似純粹游戲的題目，卻引發(fā)了人們的思考。假若要傳送的是數(shù)字信息，用字母來(lái)對(duì)它們加密，這不就成了密碼了嗎？因而在1931年，西蒙?瓦特利寬特就給它起了另一個(gè)名稱“密碼數(shù)學(xué)”。
在他們的開(kāi)創(chuàng)下，文字算術(shù)或密碼數(shù)學(xué)就蓬勃發(fā)展起來(lái)。開(kāi)始，人們關(guān)注于具有唯一解的問(wèn)題。而后，人們考慮它們能有的各種解，乃至研究它有多少解。有唯一解的情況，稱為純的文字算術(shù)或純的密碼數(shù)學(xué)。而有的問(wèn)題，不僅是字母上有意義，而且以數(shù)值解代入后仍正確。例如：
VIOLIN+VIOLIN+VIOLA=TRIO+ SUNATA
（小提琴+小提琴+中提琴=三重合奏）
ZEROES + ONES = BINARY
（諸0+諸1=二進(jìn)制）
COUPLE+COUPLE=QUARTET
（兩個(gè)+兩個(gè)=四個(gè)）
這些通過(guò)加法給出的文字算術(shù)，稱為加法性文字算術(shù)。還可以有乘法性文字算術(shù)，例如：
TWO×TWO=SQUARE
PI×R×R=AREA
依照這些問(wèn)題，我們也可以提出，如何代入數(shù)字，使：
工業(yè)化+農(nóng)業(yè)化+科學(xué)化=現(xiàn)代化
和
立黨為公+執(zhí)政為民=為人民服務(wù)
以及
更快×更高×更強(qiáng)=奧林匹克精神
成立？
除了文字算術(shù)外，也還有像在0與9這些數(shù)字之間，如何加上適當(dāng)?shù)募訙p乘除號(hào)，使得結(jié)果成為一個(gè)數(shù)，如100。在這方面的研究，不僅僅在于給出正確答案，還要研究它們可以有多少個(gè)解，如對(duì)于123456789，可以有12種方法來(lái)插入+和-，使其和為100，如100=1+23-4+5+6+78-9=123－45-67+89= -1+2-3+4+5+6+78+9。又如，在12345678987654321中，插入+和-的一個(gè)方式為100=-1234-5-6+7898-7-6543-2-1。
