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脑科学与生理研究论文

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脑科学与生理研究论文

· 每一神经元所进行的信息处理都是经过突触实行细胞间的通讯而完成的。具体说,突触前细胞产生的冲动,通过释放神经递质作用于突触后细胞膜位点上的特异性受体,从而引起后一细胞兴奋性的改变。· 受体由蛋白质分子组成,与神经递质分子结合后,控制神经细胞的离子通道开闭,(直接或经由第二信使间接),调制后一细胞的输出,实现神经元整合作用。(空间和时间上的整合)· 神经调质间接地经由一系列生物化学过程来调制突触后神经元的活动,其作用起始时间较慢,持续时间较长。神经递质和调质分布在特定的神经通路或核团里,因此神经系统同时依靠神经回路和化学调制两种形式进行信息处理。· 递质和调质有近百种,有待鉴定的可能性更多。可分为胆碱类、单胺类(多巴胺、5-HT、NAD)、氨基酸(谷氨酸、甘氨酸、r-氨基丁酸)和神经肽。调质包括胺类、和许多神经肽。共存和共释放,使化学信号的传递非常复杂。· 神经肽,2-39个氨基酸残基构成,在较低浓度下即能缓慢地改变附近神经元的膜的性质,从而兴奋或抑制这些神经元。研究并确定种类繁多的神经肽的生物学作用,是一个重要任务之一。· 受体是蛋白质或蛋白质与碳水化合物或脂类的结合体,主要部分在膜内,结合位点在膜外。功能有二:识别特异性的递质或调质分子并与它们结合成复合体;改变细胞离子通道开闭状态,实现神经细胞内化学——电信息的转换。· 受体分两类:第一类是载离子受体,离子通道蛋白,n-Ach,GAGB,Gly受体,蛋白质构象变化,改变离子通道的开闭状态,介导快速突触传递过程(几毫秒)分子有亚基组成。第二类受体都是单条肽链,结合后触发一些列生化反应:激活G蛋白,激活AC,促进cAMP的合成, cAMP的扩散促成胞内白蛋白激酶K的活化,改变离子通道m-Ach、NAD、5-HT等。· 神经信号的基本形式:分级的膜电位涨落、动作电位。· 膜片钳技术:研究神经膜离子通道,10-12A单个离子通道的离子电流变化。电压门控通道、Na+,K+,Ca2+,化学门控通道nAch· 重组DNA技术:研究膜上的微量蛋白分子——各类通道蛋白的分子结构。Na+通道是由1820个氨基酸组成的多肽链。· 色觉三色学说的神经生理基础,人的三种视网膜视锥细胞视色素基因获得分离· 学习记忆的细胞和分子水平的机制研究获得重要进展——海马结构与学习记忆密切相关,LTP反映了一种突触效率的变化,即可塑性。· 短期记忆不需要新蛋白质的合成,而长期记忆所需的基因产物必须是新合成的。 · 把研究感觉信息处理过程作为揭示脑的奥秘的突破口,其中以视觉系统的研究最为突出。· 视网膜的光感受器水平:已克隆出视色素蛋白基因;光电换能过程的第二信使是cAMP(Ca2+),黑暗中, cAMP+Na+通道蛋白---〉Na通道开放,Na+持续内流(暗电流),光感受器细胞去极化;光照引起视色素分解,使视盘膜上的GTP结合蛋白分子火化,后者再激活PDE,迅速分解cAMP,引起Na+通道关闭,暗电流骤降,光感受器细胞膜超极化,这样光能——〉神经电信号· 视网膜,复杂的信息处理(外周脑),研究相当清楚。视网膜这个两维的、多层次信息处理的最后结果,是经由视网膜神经节细胞以动作电位脉冲调频的方式,传递给脑的。· 感受野:视通路中任一神经元都在视网膜(或视野)上有一个代表区域。同心圆拮抗型感受野,包括给光—中心和撤光—中心两类,为心理学马赫带现象提供生理学基础· 非同心圆的RF的细胞对快速运动、运动方向以及某些图形特征产生反应· 初级视皮层(纹状皮层),在整个大脑皮层研究最透彻的一部分,面积最大的区域。功能柱:具有相同感受野位置和生理功能的细胞按垂直于皮层表面的柱状结构有序地排列起来。功能柱内细胞具有相同的最优方位、相同的眼优势、相同的最优空间频率。 · 人工神经网络具有脑的一些基本性质,如能够学习和记忆,神经元之间的连接强度具有“用进废退”的可塑性、细胞的集合由连接强度达最大值的细胞组成,可以从事某一模式的学习和记忆,并形成交替集合从事概念的抽象、部分输入就能激活整个细胞集合等。· Aldan领导的研究组按照条件反射中发射中发生的学习过程所出现的神经细胞电学特性和分子特性的变化,研制了一种DYSTAL动态稳定联想学习。该网络内没有任何预先编过的输入/输出关系程序,它能学习、记忆、辨识模式。第一次使计算机人工网络以储存记忆的内表象成为可能。· 用900个“神经元”组成的Hopfield网络解决复杂的“推销员应沿什么最优路线出差许多城市才可使其旅途最短”的问题,只需百万分之一秒便可求解300城市的问题,比微机快10万倍,结构简化1万倍· 由100个加工单位分三层排列的阅读程序NETtalk问世,可以阅读字母,发出语句声音来· 光学神经计算机,辨别人像· 各种算法为阐明脑和神经系统的工作原理提供了启示。 · 脊椎动物神经系统的发育起源于胚胎背中线的外胚层加厚,在其下方的脊索和中胚层的诱导下形成神经板,继而其边缘组织形成神经嵴。诱导作用机制?· 中心问题:成熟的神经系统特有的高度特异性联系模式是如何产生的。包括神经元怎样得知其本身在三维神经系统中的位置信息?当轴突生长时这种位置信息如何表达?细胞又如何识别其靶细胞或终止区域?基因如何知识脑的发育?· 轴突末端由高度运动性的生长锥,锥上有丝状的假足。生长锥在轴突生长时识别路径和靶细胞方面可能起着关键作用。· 识别靶细胞的原因是:生长着的轴突表面存在着某种细胞化学标记物,在其相对应的靶细胞中有对应的标记物使轴突识别并形成突触。· 过量神经元的死亡可能与靶区神经生长因子的有限有关。· 早期发育主要由遗传因素决定,框架建立后,环境因素影响增大。关键期、可塑性 · 老年性痴呆症:记忆和推理能力丧失,神经元丧失、神经纤维缠结。Ach选择性减少,记忆进行性丧失。常染色体显性遗传病,第21号染色体接近中央区的地方。· 亨廷顿舞蹈病:遗传病。失去对运动系统的控制,基因定位在4号染色体短臂,纹状体失去GAGB能神经元的抑制。· 多巴胺以被确定与觉醒和快感有关。过量引起思维丧失、幻觉和某些精神分裂症状,缺少引起帕金森症,病人四肢和头震颤不已,面部无表情· 先天性肌源性疾病,重症肌无力,后天的自身免疫病,异常抗体与神经—肌肉接头处终板区Ach受体结合,致使不能产生足够的肌肉收缩力。· 多发性神经纤维瘤· 视网膜神经胶质瘤 · 丘脑的功能:丘脑是产生意识的核心器官,丘脑能够合成发放丘觉,当丘觉发放出来也就产生了意识。丘觉是先天遗传在丘脑中,可以自由发放,也可以由样本点亮。· 样脑的功能:丘脑之外的大部分脑结构都是样脑,包括大脑皮质、基底核、下丘脑、杏仁核等。样脑的主要功能就是交换产出样本,样本的作用就是点亮丘觉产生意识。

论学前教育的重要性学前教育在世界范围内受到了普遍关注,许多发达国家积极采取措施,优先发展学前教育,在普及学前教育与提高学前教育的质量上作了很多的投入。我国政府正在实施“科教兴国”的战略、大力推进素质教育,本文旨在结合大量国内外儿童早期发展和教育的研究,以心理发展研究和脑科学研究为依据,论证、阐述学前教育的重要价值。 一、学前教育对于人的发展的价值 (一)学前教育对于人的社会性、人格品质发展的重要性 社会性、人格品质是个体素质的核心组成部分,它是通过社会化的过程逐步形成与发展的。学前期是个体社会化的起始阶段和关键时期,在后天环境与教育的影响下,在与周围人的相互作用的过程中,婴幼儿逐渐形成和发展着最初、也是最基本的对人、事、物的情感、态度,奠定着行为、性格、人格的基础。研究和事实均表明,6岁前是人的行为习惯、情感等基本形成的时期,是儿童养成良好社会性行为和人格品质的重要时期;并且,这一时期儿童的发展状况具有持续性影响,其影响并决定着儿童日后社会性、人格的发展方向、性质和水平;同时,儿童在学前期形成的良好的社会性、人格品质有助于儿童积极地适应环境,顺利地适应社会生活,从而有助于他们的健康成长、成才。 儿童社会性、人格的健康发展需要成人提供良好、适宜的教育环境。学前期适宜的社会性教育能够有力地促进儿童社会交往能力、爱心、责任感等社会性、人格品质的发展,接受了适宜社会性教育的儿童以上各方面发展水平都要显著高于没有接受过这一教育方案的儿童。而不良的学前教育则容易使儿童形成消极的社会性及人格品质。诸多事实和研究均反映,学前期是儿童形成各种行为、习惯和性格的重要时期,而该时期所受到的环境和教育影响则是其行为、性格形成的基础。 (二)学前教育对于人的认知发展的重要性 学前期是人的认知发展最为迅速、最重要的时期,在人一生认识能力的发展中具有十分重要的奠基性作用。在关键期内,个体对于某些知识经验的学习或行为的形成比较容易,如果错过这一时期,在较晚的阶段上再来弥补则是很困难的,有时甚至是不可能的。 处于学前期的儿童虽然发展变化迅速,具有巨大的学习潜力,看是这种发展特点只是说明了婴幼儿具有很大的发展“可能性”。要将这种发展的可能性变为现实性,需要成人提供适宜于儿童发展的良好环境,尤其是良好的教育影响。已有研究证明,早期教育对于儿童的认知发展具有重要影响。单调、贫乏的环境刺激和适宜的学前教育的缺乏,会造成儿童的认知方面的落后,而为儿童提供丰富的感性经验并给以积极的引导、帮助和教育则能够促进其认知的发展。另一方面,学前教育的质量还直接关系到儿童能否形成正确的学习态度、良好的学习习惯和强烈的学习动机,从而对个体的认知发展和终身学习产生重大影响。适宜的、遵循儿童身心发展规律的学前教育能够积极地促进儿童各种智力和非智力因素,包括语言能力、思维里、想象力、创造性、学习动机、求知欲、自我效能感等的发展,而不适宜的学前教育如单纯对儿童进行机械的学业知识和技能的训练,不但会损害儿童的学习兴趣、学习积极性和内在的学习动机,降低其自我效能感,而且会使儿童逐渐丧失独立思考的能力和创新精神,从而对儿童的认知发展产生长远的消极影响。 二、学前教育对于教育事业、家庭和社会的价值 学前教育不仅对于个体的身心发展十分重要,而且对于教育事业的发展、家庭的幸福和社会的稳定与进步也具有重要的作用。 (一)学前教育对于教育事业发展的价值 学前教育作为我国学制的第一阶段、基础教育的有机组成部分,必然对我国教育事业的整体发展、尤其是基础教育的发展具有重要的作用与影响。通过帮助幼儿做好上小学的准备(包括社会适应性、学习适应性、身体素质以及良好的学习与行为习惯、态度和能力等方面准备),学前教育有助于儿童顺利地适应小学的学习和生活。我国教育部和联合国儿童基金会历时5年合作进行的“幼小衔接研究”,通过儿童入学前半年和入学后半年的连续实验研究发现,对学前儿童做好入学前准备,包括学习适应方面的准备(如培养幼儿小学学习所需要的抽象思维能力、观察能力、对言语指示的理解能力和读写算所需要的基本技能等)以及社会适应方面的准备(如培养幼儿任务意识与完成任务的能力、规则意识与遵守规则的能力、独立意识与独立完成任务的能力以及主动性、人际交往能力等),能够使儿童入小学后在身体、情感、社会性适应和学习适应等方面都有良好的发展,从而顺利地实现由学前向小学的过渡。我国已将普及九年制义务教育作为教育事业发展的重要目标,学前教育则可为有效提高义务教育的质量与效益、促进这一目标的实现做出积极的贡献。 (二)学前教育对于家庭和社会的价值 由于计划生育基本国策的实行,当前我国大多数家庭只有一个孩子,这就使独生子女很自然地成为整个家庭关注的焦点。众多事实表明,孩子能否健康地成长和发展已成为决定家庭生活是否和谐幸福、影响家庭生活质量的一个关键性的因素。家庭又是社会的最基本的单位,每一个幼儿都连接着一个或几个家庭,因此学前教育牵动了全社会,在许多国家成为政府关心国民的窗口。当前我国幼儿的入园率正在逐步上升,学前教育机构不仅承担着从实践上为家长参加工作和学习提供便利的任务,而且在家长普遍重视孩子发展和早期教育的当今时代,学前教育质量更成为家长关注的核心,直接关系着家长能否放心地工作、安心地学习。有人曾言,关闭一所幼儿园比关闭一所大学,或一所低质量幼儿园的存在比一所低水平大学的存在,更会让家庭、社会不得安宁,这从另一个侧面反映了学前教育及其质量对家庭生活、国民经济发展和社会秩序的稳定等所具有的重要作用。 三、学前教育价值的生理基础——来自脑科学研究的证据 学前教育对于人的发展的价值是学前教育诸多价值中最核心、最根本的价值,它对于教育事业、家庭和社会发展的价值都是以其对于人的发展的价值为中介来实现的。那么学前教育何以能对个体的发展和国民素质具有如此重要而长远的影响呢?近年来的脑科学研究提供了这一问题的证据。 脑的发展是人的心理发展的自然物质基础。学前期是人一生中脑的形态、机构和技能发展最为迅速的时期。脑的形态和结构,如脑重的增长、大脑皮质的发展直接决定着脑机能的发展,而机能的发展也会影响结构的发展。 人脑中有140多亿个细胞,研究表明,出生后3个月内脑细胞第一次迅速增殖,70~80%的脑细胞是在3岁前形成的。脑重的研究则告诉我们,脑的发育速度在7岁前是最快的。 大脑皮质的研究揭示,儿童出生时脑细胞已分化,出生后皮质细胞迅速发展,层次扩展。皮质的广度与脑细胞髓鞘化的程度密切相关,婴幼儿期大脑的髓鞘化程度是脑细胞成熟状态的一个重要指标。 大脑单侧化,即在大脑某个半球建立特定功能的过程,是大脑技能发展的另一重要方面。新生儿就具有大脑单侧化的倾向,但这种倾向则表明了大脑两半球在功能上存在着量的差异。随着幼儿期大脑逐步发育成熟,单侧化倾向逐渐发展,两半球在功能上出现质的差异。 同时,研究发现,上述脑的结构和技能在学前期的发展并非出于一种纯粹自然的状态,而是在很大程度上受到环境和教育的影响与制约,表现为大脑在学前期具有巨大的可塑性。研究者认为:丰富的环境刺激可以促进脑的发展,而适宜的早期教育是促进脑发育充分和完善的最有效的环境刺激因素。同时,大量的动物和人类婴幼儿的研究结果也表明,幼年期持续的早期经验的剥夺将会导致中枢神经系统的发展出现减慢甚至停止现象,并构成终身性的永久伤害。另一方面,由于在学前期儿童脑的发展尚未定型、可塑性强,因此这一时期如能积极提供良好、适宜的教育影响,脑还具有良好的修复性。一般来讲,成人脑损伤是难以弥补的,其原因之一在于脑细胞的生长不同于身体细胞,一旦完成就不会再增殖。而对婴幼儿脑损伤的研究发现,某半球受损后,通过某种适宜的学习、训练的过程,另侧半球可以产生替代性的功能,从而使脑损伤获得一定程度的修复。例如,5岁以前任何一侧的损伤都不会导致永久性的语言功能的丧失,因此语言中枢可以通过适宜的早期语言训练较快地移向另一半球,以克服言语障碍。 可见,学前教育之所以能对个体的发展和国民素质的提高具有重要而长远的作用是有其生理基础的。脑是个体心理发展必须的“硬件”,其质量直接影响人的发展,而学前期是脑的形态、结构和技能发展最为迅速、关键的时期,同时这一时期的发展又在很大程度上受影响与早期环境和教育质量,这就直接为学前教育对人的全面发展和国民素质的提高产生长远、深刻的影响提供了生理基础和依据。 以脑生理、心理研究为主要内容的儿童早期心理和教育研究的深入,正使人们对于学前教育重要性和价值的认识不断地提高和深化。加强早期儿童教育,为每一个儿童创造受到高质量的学前教育的机会,正成为世界各国教育改革与发展的一个重要方面。我国也必须放眼未来,从新世纪国际社会政治经济的新格局和我国现代化建设需要的高度来思考学前教育的发展问题,以使我国的学前教育真正从教育舞台的边缘走向中心。

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神经网络的是我的毕业论文的一部分4.人工神经网络人的思维有逻辑性和直观性两种不同的基本方式。逻辑性的思维是指根据逻辑规则进行推理的过程;它先将信息化成概念,并用符号表示,然后,根据符号运算按串行模式进行逻辑推理。这一过程可以写成串行的指令,让计算机执行。然而,直观性的思维是将分布式存储的信息综合起来,结果是忽然间产生想法或解决问题的办法。这种思维方式的根本之点在于以下两点:1.信息是通过神经元上的兴奋模式分布在网络上;2.信息处理是通过神经元之间同时相互作用的动态过程来完成的。 人工神经网络就是模拟人思维的第二种方式。这是一个非线性动力学系统,其特色在于信息的分布式存储和并行协同处理。虽然单个神经元的结构极其简单,功能有限,但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为却是极其丰富多彩的。人工神经网络学习的原理人工神经网络首先要以一定的学习准则进行学习,然后才能工作。现以人工神经网络对手写“A”、“B”两个字母的识别为例进行说明,规定当“A”输入网络时,应该输出“1”,而当输入为“B”时,输出为“0”。 所以网络学习的准则应该是:如果网络做出错误的判决,则通过网络的学习,应使得网络减少下次犯同样错误的可能性。首先,给网络的各连接权值赋予(0,1)区间内的随机值,将“A”所对应的图像模式输入给网络,网络将输入模式加权求和、与门限比较、再进行非线性运算,得到网络的输出。在此情况下,网络输出为“1”和“0”的概率各为50%,也就是说是完全随机的。这时如果输出为“1”(结果正确),则使连接权值增大,以便使网络再次遇到“A”模式输入时,仍然能做出正确的判断。 如果输出为“0”(即结果错误),则把网络连接权值朝着减小综合输入加权值的方向调整,其目的在于使网络下次再遇到“A”模式输入时,减小犯同样错误的可能性。如此操作调整,当给网络轮番输入若干个手写字母“A”、“B”后,经过网络按以上学习方法进行若干次学习后,网络判断的正确率将大大提高。这说明网络对这两个模式的学习已经获得了成功,它已将这两个模式分布地记忆在网络的各个连接权值上。当网络再次遇到其中任何一个模式时,能够做出迅速、准确的判断和识别。一般说来,网络中所含的神经元个数越多,则它能记忆、识别的模式也就越多。人工神经网络的优缺点人工神经网络由于模拟了大脑神经元的组织方式而具有了人脑功能的一些基本特征,为人工智能的研究开辟了新的途径,神经网络具有的优点在于:(1)并行分布性处理因为人工神经网络中的神经元排列并不是杂乱无章的,往往是分层或以一种有规律的序列排列,信号可以同时到达一批神经元的输入端,这种结构非常适合并行计算。同时如果将每一个神经元看作是一个小的处理单元,则整个系统可以是一个分布式计算系统,这样就避免了以往的“匹配冲突”,“组合爆炸”和“无穷递归”等题,推理速度快。(2)可学习性一个相对很小的人工神经网络可存储大量的专家知识,并且能根据学习算法,或者利用样本指导系统来模拟现实环境(称为有教师学习),或者对输入进行自适应学习(称为无教师学习),不断地自动学习,完善知识的存储。(3)鲁棒性和容错性由于采用大量的神经元及其相互连接,具有联想记忆与联想映射能力,可以增强专家系统的容错能力,人工神经网络中少量的神经元发生失效或错误,不会对系统整体功能带来严重的影响。而且克服了传统专家系统中存在的“知识窄台阶”问题。(4)泛化能力人工神经网络是一类大规模的非线形系统,这就提供了系统自组织和协同的潜力。它能充分逼近复杂的非线形关系。当输入发生较小变化,其输出能够与原输入产生的输出保持相当小的差距。(5)具有统一的内部知识表示形式,任何知识规则都可以通过对范例的学习存储于同一个神经网络的各连接权值中,便于知识库的组织管理,通用性强。虽然人工神经网络有很多优点,但基于其固有的内在机理,人工神经网络也不可避免的存在自己的弱点:(1)最严重的问题是没能力来解释自己的推理过程和推理依据。(2)神经网络不能向用户提出必要的询问,而且当数据不充分的时候,神经网络就无法进行工作。(3)神经网络把一切问题的特征都变为数字,把一切推理都变为数值计算,其结果势必是丢失信息。(4)神经网络的理论和学习算法还有待于进一步完善和提高。神经网络的发展趋势及在柴油机故障诊断中的可行性神经网络为现代复杂大系统的状态监测和故障诊断提供了全新的理论方法和技术实现手段。神经网络专家系统是一类新的知识表达体系,与传统专家系统的高层逻辑模型不同,它是一种低层数值模型,信息处理是通过大量的简单处理元件(结点) 之间的相互作用而进行的。由于它的分布式信息保持方式,为专家系统知识的获取与表达以及推理提供了全新的方式。它将逻辑推理与数值运算相结合,利用神经网络的学习功能、联想记忆功能、分布式并行信息处理功能,解决诊断系统中的不确定性知识表示、获取和并行推理等问题。通过对经验样本的学习,将专家知识以权值和阈值的形式存储在网络中,并且利用网络的信息保持性来完成不精确诊断推理,较好地模拟了专家凭经验、直觉而不是复杂的计算的推理过程。但是,该技术是一个多学科知识交叉应用的领域,是一个不十分成熟的学科。一方面,装备的故障相当复杂;另一方面,人工神经网络本身尚有诸多不足之处:(1)受限于脑科学的已有研究成果。由于生理实验的困难性,目前对于人脑思维与记忆机制的认识还很肤浅。(2)尚未建立起完整成熟的理论体系。目前已提出了众多的人工神经网络模型,归纳起来,这些模型一般都是一个由结点及其互连构成的有向拓扑网,结点间互连强度所构成的矩阵,可通过某种学习策略建立起来。但仅这一共性,不足以构成一个完整的体系。这些学习策略大多是各行其是而无法统一于一个完整的框架之中。(3)带有浓厚的策略色彩。这是在没有统一的基础理论支持下,为解决某些应用,而诱发出的自然结果。(4)与传统计算技术的接口不成熟。人工神经网络技术决不能全面替代传统计算技术,而只能在某些方面与之互补,从而需要进一步解决与传统计算技术的接口问题,才能获得自身的发展。虽然人工神经网络目前存在诸多不足,但是神经网络和传统专家系统相结合的智能故障诊断技术仍将是以后研究与应用的热点。它最大限度地发挥两者的优势。神经网络擅长数值计算,适合进行浅层次的经验推理;专家系统的特点是符号推理,适合进行深层次的逻辑推理。智能系统以并行工作方式运行,既扩大了状态监测和故障诊断的范围,又可满足状态监测和故障诊断的实时性要求。既强调符号推理,又注重数值计算,因此能适应当前故障诊断系统的基本特征和发展趋势。随着人工神经网络的不断发展与完善,它将在智能故障诊断中得到广泛的应用。根据神经网络上述的各类优缺点,目前有将神经网络与传统的专家系统结合起来的研究倾向,建造所谓的神经网络专家系统。理论分析与使用实践表明,神经网络专家系统较好地结合了两者的优点而得到更广泛的研究和应用。离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力,而是依靠动能的变化来提高汽体压力。离心式压缩机具有带叶片的工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能,然后使部分动能转化为压力能从而提高汽体的压力。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少,分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮,就称为单级离心式压缩机,如果是由几个工作轮串联而组成,就称为多级离心式压缩机。在空调中,由于压力增高较少,所以一般都是采用单级,其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。 压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室,并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮3(工作轮也称叶轮,它是离心式制冷压缩机的重要部件,因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下,一边跟着工作轮作高速旋转,一边由于受离心力的作用,在叶片槽道中作扩压流动,从而使汽体的压力和速度都得到提高。由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速,扩压器便把动能部分地转化为压力能,从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小,而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中,再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。 二、离心式制冷压缩机的特点与特性 离心式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机相比较,具有下列优点: (1)单机制冷量大,在制冷量相同时它的体积小,占地面积少,重量较活塞式轻5~8倍。 (2)由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。 (3)工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触,从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。 (4)能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。 (5)对制冷剂的适应性差,一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。 (6)由于适宜采用分子量比较大的制冷剂,故只适用于大制冷量,一般都在25~30万大卡/时以上。如制冷量太少,则要求流量小,流道窄,从而使流动阻力大,效率低。但近年来经过不断改进,用于空调的离心式制冷压缩机,单机制冷量可以小到10万大卡/时左右。 制冷与冷凝温度、蒸发温度的关系。 由物理学可知,回转体的动量矩的变化等于外力矩,则 T=m(C2UR2-C1UR1) 两边都乘以角速度ω,得 Tω=m(C2UωR2-C1UωR1) 也就是说主轴上的外加功率N为: N=m(U2C2U-U1C1U) 上式两边同除以m则得叶轮给予单位质量制冷剂蒸汽的功即叶轮的理论能量头。 U2 C2 ω2 C2U R1 R2 ω1 C1 U1 C2r β 离心式制冷压缩机的特性是指理论能量头与流量之间变化关系,也可以表示成制冷 W=U2C2U-U1C1U≈U2C2U (因为进口C1U≈0) 又C2U=U2-C2rctgβ C2r=Vυ1/(A2υ2) 故有 W= U22(1- Vυ1 ctgβ) A2υ2U2 式中:V—叶轮吸入蒸汽的容积流量(m3/s) υ1υ2 ——分别为叶轮入口和出口处的蒸汽比容(m3/kg) A2、U2—叶轮外缘出口面积(m2)与圆周速度(m/s) β—叶片安装角 由上式可见,理论能量头W与压缩机结构、转速、冷凝温度、蒸发温度及叶轮吸入蒸汽容积流量有关。对于结构一定、转速一定的压缩机来说,U2、A2、β皆为常量,则理论能量头W仅与流量V、蒸发温度、冷凝温度有关。 按照离心式制冷压缩机的特性,宜采用分子量比较大的制冷剂,目前离心式制冷机所用的制冷剂有F—11、F—12、F—22、F—113和F—114等。我国目前在空调用离心式压缩机中应用得最广泛的是F—11和F—12,且通常是在蒸发温度不太低和大制冷量的情况下,选用离心式制冷压缩机。此外,在石油化学工业中离心式的制冷压缩机则采用丙烯、乙烯作为制冷剂,只有制冷量特别大的离心式压缩机才用氨作为制冷剂。 三、离心式制冷压缩机的调节 离心式制冷压缩机和其它制冷设备共同构成一个能量供给与消耗的统一系统。制冷机组在运行时,只有当通过压缩机的制冷剂的流量与通过设备的流量相等时,以及压缩机所产生的能量头与制冷设备的阻力相适应时,制冷系统的工况才能保持稳定。但是制冷机的负荷总是随外界条件与用户对冷量的使用情况而变化的,因此为了适应用户对冷负荷变化的需要和安全经济运行,就需要根据外界的变化对制冷机组进行调节,离心式制冷机组制冷量的调节有:1°改变压缩机的转速;2°采用可转动的进口导叶;3°改变冷凝器的进水量;4°进汽节流等几种方式,其中最常用的是转动进口导叶调节和进汽节流两种调节方法。所谓转动进口导叶调节,就是转动压缩机进口处的导流叶片以使进入到叶轮去的汽体产生旋绕,从而使工作轮加给汽体的动能发生变化来调节制冷量。所谓进汽节流调节,就是在压缩机前的进汽管道上安装一个调节阀,如要改变压缩机的工况时,就调节阀门的大小,通过节流使压缩机进口的压力降低,从而实现调节制冷量。离心式压缩机制冷量的调节最经济有效的方法就是改变进口导叶角度,以改变蒸汽进入叶轮的速度方向(C1U)和流量V。但流量V必须控制在稳定工作范围内,以免效率下降。

科学大脑研究论文

图说:作为生物节律核心起搏器,SCN把光信号转换为节律信号,并产生不同相位的振荡,折射到古老日晷上的不同时辰来源/中科院脑智卓越中心(下同) 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室严军研究组,通过单细胞测序等技术,首次对小鼠的昼夜节律中枢——视交叉上核进行了系统性的细胞分型,发现了新的神经元亚型,并揭示了这些细胞亚型的基因表达在昼夜节律过程中和光照刺激下的差异,同时在单细胞水平完整重构了各亚型细胞的三维空间分布,为研究哺乳动物昼夜节律的神经机制奠定了重要的基础。今天,国际科学期刊《自然-神经科学》在线发表了相关研究论文。 图说:严军研究组 昼夜节律,也就是我们通常所说的生物钟,在生物体中广泛存在,对调节人们一天之中的运动、睡眠、代谢等诸多生理过程起着重要的作用。它对人们生活、对人类 社会 之重要,众所周知。一旦昼夜节律紊乱,会导致包括睡眠障碍在内的各种疾病。因此,理解昼夜节律现象在神经系统中如何产生、维持以及发挥作用,是神经科学重要的研究方向,与人类 健康 息息相关。 2017年,三位科学家因为发现在分子水平上昼夜节律是由一系列核心节律基因构成的反馈环路所产生获得诺贝尔生理学或医学奖。然而,科学家们对昼夜节律在我们大脑中如何产生仍不清楚。科学家们已知,SCN是大脑中产生昼夜节律的核心,能够接收视网膜传递而来的外界光暗信号,自持地产生昼夜节律振荡,并将节律信号传递到全身。SCN的神经元呈现出同步的振荡,并且处于不同空间位置的细胞有不同的振荡相位。SCN全面的细胞分型、不同细胞类型在SCN中的空间分布、这些细胞类型在昼夜节律中如何发挥作用,都不清楚。 严军研究组发现,SCN中的各种非神经元细胞和神经元一样都存在广泛的节律基因表达,暗示了SCN中的各类细胞都有细胞特异性的节律功能。有趣的是所有非神经元细胞中的核心节律基因振荡相位,都明显晚于神经元中的振荡相位。研究组进一步将SCN中的神经元分为了五种亚型,根据它们表达的基因分别命名,并且发现这五类细胞节律振荡的强弱、相位都各自不同。通过光刺激实验,发现SCN不同神经元亚型对光照反应有明显差别,说明它们在生物节律过程中有着各自分工。这些都为研究哺乳动物昼夜节律的神经机制提供了重要的线索。

深度神经网络(DNNs)是 AI 领域的重要成果,但它的 “存在感” 已经不仅仅限于该领域。 一些前沿生物医学研究,也正被这一特别的概念所吸引。特别是计算神经科学家。 在以前所未有的任务性能彻底改变计算机视觉之后,相应的 DNNs 网络很快就被用以试着解释大脑信息处理的能力,并日益被用作灵长类动物大脑神经计算的建模框架。经过任务优化的深度神经网络,已经成为预测灵长类动物视觉皮层多个区域活动的最佳模型类型之一。 用神经网络模拟大脑或者试图让神经网络更像大脑正成为主流方向的当下,有研究小组却选择用神经生物学的方法重新审视计算机学界发明的DNNs。 而他们发现,诸如改变初始权重等情况就能改变网络的最终训练结果。这对使用单个网络来窥得生物神经信息处理机制的普遍做法提出了新的要求:如果没有将具有相同功能的深度神经网络具有的差异性纳入考虑的话,借助这类网络进行生物大脑运行机制建模将有可能出现一些随机的影响。要想尽量避免这种现象,从事 DNNs 研究的计算神经科学家,可能需要将他们的推论建立在多个网络实例组的基础上,即尝试去研究多个相同功能的神经网络的质心,以此克服随机影响。 而对于 AI 领域的研究者,团队也希望这种表征一致性的概念能帮助机器学习研究人员了解在不同任务性能水平下运行的深度神经网络之间的差异。 人工神经网络由被称为 “感知器”、相互连接的单元所建立,感知器则是生物神经元的简化数字模型。人工神经网络至少有两层感知器,一层用于输入层,另一层用于输出层。在输入和输出之间夹上一个或多个 “隐藏” 层,就得到了一个 “深层” 神经网络,这些层越多,网络越深。 深度神经网络可以通过训练来识别数据中的特征,就比如代表猫或狗图像的特征。训练包括使用一种算法来迭代地调整感知器之间的连接强度(权重系数),以便网络学会将给定的输入(图像的像素)与正确的标签(猫或狗)相关联。理想状况是,一旦经过训练,深度神经网络应该能够对它以前没有见过的同类型输入进行分类。 但在总体结构和功能上,深度神经网络还不能说是严格地模仿人类大脑,其中对神经元之间连接强度的调整反映了学习过程中的关联。 一些神经科学家常常指出深度神经网络与人脑相比存在的局限性:单个神经元处理信息的范围可能比 “失效” 的感知器更广,例如,深度神经网络经常依赖感知器之间被称为反向传播的通信方式,而这种通信方式似乎并不存在于人脑神经系统。 然而,计算神经科学家会持不同想法。有的时候,深度神经网络似乎是建模大脑的最佳选择。 例如,现有的计算机视觉系统已经受到我们所知的灵长类视觉系统的影响,尤其是在负责识别人、位置和事物的路径上,借鉴了一种被称为腹侧视觉流的机制。 对人类来说,腹侧神经通路从眼睛开始,然后进入丘脑的外侧膝状体,这是一种感觉信息的中继站。外侧膝状体连接到初级视觉皮层中称为 V1 的区域,在 V1 和 V4 的下游是区域 V2 和 V4,它们最终通向下颞叶皮层。非人类灵长类动物的大脑也有类似的结构(与之相应的背部视觉流是一条很大程度上独立的通道,用于处理看到运动和物体位置的信息)。 这里所体现的神经科学见解是,视觉信息处理的分层、分阶段推进的:早期阶段先处理视野中的低级特征(如边缘、轮廓、颜色和形状),而复杂的表征,如整个对象和面孔,将在之后由颞叶皮层接管。 如同人的大脑,每个 DNN 都有独特的连通性和表征特征,既然人的大脑会因为内部构造上的差异而导致有的人可能记忆力或者数学能力更强,那训练前初始设定不同的神经网络是否也会在训练过程中展现出性能上的不同呢? 换句话说,功能相同,但起始条件不同的神经网络间究竟有没有差异呢? 这个问题之所以关键,是因为它决定着科学家们应该在研究中怎样使用深度神经网络。 在之前 Nature 通讯发布的一篇论文中,由英国剑桥大学 MRC 认知及脑科学研究组、美国哥伦比亚大学 Zuckerman Institute 和荷兰拉德堡大学的 Donders 脑科学及认知与行为学研究中心的科学家组成的一支科研团队,正试图回答这个问题。论文题目为《Individual differences among deep neural network models》。 根据这篇论文,初始条件不同的深度神经网络,确实会随着训练进行而在表征上表现出越来越大的个体差异。 此前的研究主要是采用线性典范相关性分析(CCA,linear canonical correlation analysis)和 centered-kernel alignment(CKA)来比较神经网络间的内部网络表征差异。 这一次,该团队的研究采用的也是领域内常见的分析手法 —— 表征相似性分析(RSA,representational similarity analysis)。 该分析法源于神经科学的多变量分析方法,常被用于将计算模型生产的数据与真实的大脑数据进行比较,在原理上基于通过用 “双(或‘对’)” 反馈差异表示系统的内部刺激表征(Inner stimulus representation)的表征差异矩阵(RDMs,representational dissimilarity matrices),而所有双反馈组所组成的几何则能被用于表示高维刺激空间的几何排布。 两个系统如果在刺激表征上的特点相同(即表征差异矩阵的相似度高达一定数值),就被认为是拥有相似的系统表征。 表征差异矩阵的相似度计算在有不同维度和来源的源空间(source spaces)中进行,以避开定义 “系统间的映射网络”。本研究的在这方面上的一个特色就是,使用神经科学研究中常用的网络实例比较分析方法对网络间的表征相似度进行比较,这使得研究结果可被直接用于神经科学研究常用的模型。 最终,对比的结果显示,仅在起始随机种子上存在不同的神经网络间存在明显个体差异。 该结果在采用不同网络架构,不同训练集和距离测量的情况下都成立。团队分析认为,这种差异的程度与 “用不同输入训练神经网络” 所产生的差异相当。 如上图所示,研究团队通过计算对应 RDM 之间的所有成对距离,比较 all-CNN-C 在所有网络实例和层、上的表示几何。 再通过 MDS 将 a 中的数据点(每个点对应一个层和实例)投影到二维。各个网络实例的层通过灰色线连接。虽然早期的代表性几何图形高度相似,但随着网络深度的增加,个体差异逐渐显现。 在证明了深度神经网络存在的显著个体差异之后,团队继续探索了这些差异存在的解释。 随后,研究者再通过在训练和测试阶段使用 Bernoulli dropout 方法调查了网络正则化(network regularization)对结果能造成的影响,但发现正则化虽然能在一定程度上提升 “采用不同起始随机种子的网络之表征” 的一致性,但并不能修正这些网络间的个体差异。 最后,通过分析网络的训练轨迹与个体差异出现的过程并将这一过程可视化,团队在论文中表示,神经网络的性能与表征一致性间存在强负相关性,即网络间的个体差异会在训练过程中被加剧。 总而言之,这项研究主要调查了多个神经网络在最少的实验干预条件下是否存在个体差异,即在训练开始前为网络设置不同权重的随机种子,但保持其他条件一致,并以此拓展了此前与 “神经网络间相关性” 有关的研究。 除了这篇 这篇 研究以外,“深度学习三巨头” 之一、著名 AI 学者 Hinton 也有过与之相关的研究,论文名为《Similarity of Neural Network Representations Revisited》,文章探讨了测量深度神经网络表示相似性的问题,感兴趣的读者可以一并进行阅读。 Refrence: [1] [2]

肯定就是没有结论呢,就是一个正常人的大脑一样的,只不过他的大脑利用率更高

为了理解为什么这么多不缺乏智商,受过良好教育,并且足够努力的人,他们的成就比获得诺贝尔奖的人差得多?经过反复统计,科学界普遍有两种看法:一种解释是,智商或解决问题中显示出的智慧和真正的智慧并非完全线性相关。另一个解释是,天才的大脑与我们普通人的大脑明显不同,也就是说,它们是天生的。

您和我不仅关心这个问题,全世界的科学家也都想知道答案。找到这个答案的直接方法是找到一个超级天才的大脑来研究它。 1955年。一位医生得到了机会。他的名字叫托马斯·哈维。那年,伟大的科学家爱因斯坦去世。他的尸体被停在普林斯顿大学医学院,哈维恰好是负责爱因斯坦的医院医生之一。哈维采取了非常惊人的举动。他利用自己的作品偷走了这个天才的大脑。经过消毒处理后,他做了240切片,并将其保存下来以研究天才的大脑与普通人有什么不同。

当然,这件事不能从联邦调查局隐瞒。他们一直在追捕他们,但联邦调查局只是想秘密保护哈维和爱因斯坦的大脑。爱因斯坦的儿子知道这件事当然很生气,但是在哈维的解释之后,他仍然原谅了哈维,但提出了一项要求,即研究结果必须在世界一流的杂志上发表。从那一刻起,世界一直在等待哈维的研究成果。遗憾的是,哈维一生都在研究,而爱因斯坦的大脑与普通人之间没有任何区别。令我们更失望的是,提出相对论的天才仅重1,230克,远低于普通人的1,400克。尽管他的大脑有更多的苏尔奇,但这还不是判断天才的直接证据。

直到1980年,哈维承受着巨大的压力,担心自己一生中无法完成爱因斯坦大脑研究的艰巨任务,因此他决定让世界各地的科学家参与这项研究。每个人都拿起高火柴火,许多人参加了。人们不仅容易产生结果,而且他们也有不同的意见。 1999年,加利福尼亚大学的科学家发现,爱因斯坦大脑中的神经胶质细胞多于数学。有许多具有物理功能的神经元细胞。然而,医学上的共识是神经元细胞在人类思维中起主要作用,而角质形成细胞仅起辅助作用。因此,这一发现被医学界所鄙视。后来,加拿大科学家发现,埃斯坦的脑洞很大,也就是说,他的颅骨和大脑上部空间更大。尽管在开玩笑时,我们总是说脑孔是敞开的,但每个人都知道,脑孔实际上不一定与智力有关。

脑科学研究课程论文

摘要:本课题主要目的是研究和解决初中物理活动课教学如何引导学生广泛获取多种形态的物理知识信息,它以研究性自主学习为突破口,以弘扬教学主体精神为出发点,促进学生的个性和谐发展和发挥学生的创造性,试图通过对物理活动课程诸多因素的系统探索,构建一种以培养学生的研究性自主学习、自我探究与集体智慧相结合,促进学生自主思维升华的教学模式。关键词:活动课程、研究性学习、自主学习⒈课题研究的理论基础理论依据马克思主义关于人的全面学说是本实验的哲学基础基本观点:劳动创造了人,人是在劳动基础上形成的社会化的高级动物,是社会历史活动的主体,人具有主动性、自主性、社会性、抽象思维能力以及高度创造性等基本属性。主体性是人的本质的最高表现,创造性依赖主体性,是主体性的最高层次,研究性自主学习的本质就是充分注重学生的主体性,进而充分开发学生的本质力量——创造力。现代脑科学对人获取、储存的信息的潜能研究是本课题的生理学依据。现代脑科学研究认为,人的一生中储存的信息量可达14万亿个信息单位(kit),而人类至今大概只利用了自己潜能很少部分,有的科学估计仅为十分之一。此外,还有关于左右脑功能优势及初中学生大脑发育水平等心理生理研究成果。这些研究成果为研究学生在活动课程中研究性自主学习提供了充分的生理学数据。创造学与现代学习理论是本课题的教学依据。美国心理学家吉尔福德关于智能结构三维模式认为:智能可分解为内容、操作、产品三个维度,包括4个内容、5个操作和6个过程,构成120种能力。而基本能力是由包括对问题的自主性兴趣力、新奇探索力、自主分析研究及评价等因素构成,他提出发散思维概念,认为发散思维具有流畅性、变通性、精进性和独创性四个特性,教学应注重宽泛的活动内容。以皮亚杰为代表的建构主义学习理论认为;知识是个体与环境交互作用过程中逐渐建构的结果,学生在不断与环境的接触中建构知识和行动策略,活动课程是实现这一行动策略的一种有效途径,在这个建构过程中,一方面学生受本人兴趣、需要以及外部环境的推动表现为自主性和选择性,另一方面受本人原有知识经验:思维方式、情感品质、价值观等制约,在对信息的内容加工上,表现为独立性和自主性。2.课题研究的理论内涵2.1活动课教学的内涵活动课教学是指在教学过程中建构具有教育性、创造性、实践性为主的学生自主活动,它是以激励学生主动参与、主动实践、主动思考、主动探索、主动创新为基本特征,以促进学生研究性学习为目的的一种新型教学观和教学形式。活动课的主体因素a.身心发展水平。学生对研究性自主学习活动必须是学生身心发展到一定程度以后才能发生,若没有一定的实践经验作为依托,研究性自主学习就如同空中阁楼。b.主体在活动课中的自主性与参与度。分为三种形式,①被动应答—迫于外界作用下的一种被动性行为,主体不能激活、不能达到兴奋状态,注意力仅局限于维持动作的完成,对主体研究性自主学习发展不利;②自觉适应—主体接受并理解活动课的任务、要求与意义,从而自觉积极投入到活动中去;③主动研究学习、创造—主体态度不仅自觉,而且主动积极寻求解决问题的方法,经历情感意志体验,进行研究性论证。c.主体的自我效能感,是学生对自身能够实施某一行为的自信度和能力感。活动课的客体因素•活动课目标的适应度•活动课有无成效•活动课的方式与类型•活动课条件的提供•活动课中学生的研究性自主学习内容研究性自主学习研究性自主学习是一种综合教学模式,不同于综合课程,在很多情况下,它涉及的知识是综合的,可以是几门学科综合而成的课程,它是教学过程中学生的一种自主学习活动,是以科学方法研究为主的课题研究学习活动。课题研究涵盖的教育理念坚持“以活动促发展”的指导思想。“以活动促发展”的主张是活动课教学的立论基础和时间切入点,是活动课教学的灵魂,学生研究性自主学习活动是学生认知、情感、行为发展的基础,教学的关键点就是要创造出学生的真实活动,让学生作为主体去活动,在活动中完成研究性与自主性学习的双向建构。突出以学生为中心,以主动学习,主体实践的研究性自主学习为特征的方法论体系。构筑以活动为基础的动态、开放的教学过程。教学过程中基本以学生自主活动,研究性自主学习为主,教师应较少干预。活动氛围上,努力创设一个让学生乐于、敢于表现自己所知、所能的民主氛围。活动时空上,不局限在课堂内、学校内、充分利用一切教育机会开发社会与生活等广泛的教育资源,但重心应以课堂活动课为主线。3、对课题主要内容的表述“初中物理活动课”的表述“初中物理活动课”是指与初中物理现象、实验、基本规律和概念相关的研究类活动,项目设计类活动及课堂探讨类活动课程,所研究的目标和研究目的,就是在物理概念和规律形成过程中,达到物理学科能力的提高,就是在实际物理场景中进行识模,建模,并运用科学的思维方法以数学工具为手段解决实际问题的能力。“物理研究性自主学习”的表述“物理研究性自主学习”是指通过各种活动课提供的物理场景运用研究性的方法,使初中学生自主地从不同角度认识物理概念所反映的物理本质、认识一类物理现象的本质属性,强调学生以规律为中心,通过问题的解决实现方法论的深化,自我探究与集体智慧相结合,促进自主思维的升华研究性自主学习能力:①利用各种媒介获取物理信息的能力。②选择和充分利用已有信息的能力。③提出物理问题并解决的能力。④认知能力。⑤有效学习物理知识的能力。“实践”的表述认识来源于实践,在实践中发展,同时认识的目的又是实践。在物理活动课教学中充分发挥实践的作用,能丰富学生的感性认识,这种通过实践富有研究性的自主学习能提高学生的思维水平,亲自动手的实践能力,进而激发学生的创新精神,让学生切身体会到在实践探究中获得新知的乐趣,在探究中掌握研究性自主学习的思路、方法和技巧,养成持久性的学习兴趣,最终实现自主学习。4、课题的实施实施目标•通过对现行书本知识为本位、教师为中心以及传授为主要特征的教学模式的改革,逐步减少教学的强制性和划一性,增强初中物理教学的选择性与开放性。重点放在生活事例中的物理学问题,进而在活动课中通过亲身体验、理解简单的物理原理、规律。•构建以学生为中心、研究性自主学习活动为基础的新型教学过程,使教学真正建立在学生自主学习、主动研究探索的基础上,形成有利于学生主体精神、创造能力健康发展的宽松教学环境和新的教学体系。•创造适宜于初中学生主动参与、主动研究、自主探索的新型教学环境,活而不散、趣而明智。•加快教学手段现代化进程,引进先进的教学媒体手段。注重网络、多媒体对活动课教学多方面的影响,真正发挥学生的自主性,进而提高处理各种物理相关信息的综合应变能力。探索活动课的不同类型对学生研究性自主学习的影响物理活动课教学中的活动方式必须是能够促进学生自主参与研究性学习过程并通过主体实践活动完成发展任务的教学方式,由于初中学生的素质发展是多层次、多侧面的,因此活动类型也呈现多种形态。本课题就是要通过研究不同类型活动课的特点,寻求富有积极影响的不同类型活动课在课堂上的不同作用。其主要研究有以下几种类型:探究型活动课:是指在教师引导下由学生独立完成发现知识过程的活动课型,运用时需注重:•有目的地选择重演和再现的物理知识内容•创造探究和发展物理情景•提供有针对的物理信息材料•鼓励用多种方式完成•引导学生进行科学加工、奠定最基础科学素养品质与能力。交往型活动课:认知与交往是共生的。主体意识的形成、掌握与人沟通的技巧,合作精神都是与交往不可分割的,它是一种有目的的师生间的相互作用的互动课型。•应主动将课堂物理教学组成一个完整的相互作用系统•采取小组合作研究探究、学习•鼓励学生自主准确地表达自我对某些物理现象的理解与想法体验型活动课:体验是人的一种心理感受与学生个体经验相结合的一项综合实践活动。成功的体验会使学生增强自信,失败的体验对学生同样重要,能够帮助学生从迷途中领会错误的原因。创造型活动课,它重在激发学生的创造动机、培养学生的创造态度和形成创造性能力。5、课题的研究方法与步骤方法实验班的选取本实验采用分组实验法,参与实验的初2004级学生进行必要的测试,确认参与实验的学生在学习成绩、自主学习水平等方面无明显差异,然后根据随机抽样原则,抽中等学生分别组成实验班和对比班。实验因子分配本实验为多因素实验,为了归因明确和便于对实验研究对象的控制,参与实验的班级可选择一两个实验因子进行实验,不能进行全方位实验。无关变量的控制为了“纯化”实验研究过程,有效地完成理论目标,从而实现研究科学的归因分析,要对无关变量进行适当的控制。一是根据等组要求,运用分配法组织实验班和对比班,二是实验班和对比班的主要实验要由业务水平接近、教龄、学历相近的青年教师担任,三是实验班和对比班的课时量、课内外作业量要基本一致,四是要采取“单盲法”,避免被试产生积极或消极的心理效应。研究步骤本研究分为三个阶段第一阶段——前期准备、成立课题组•文献讨论•拟订研究计划•实验教师培训第二阶段——教学实验研究阶段•实施检测•开展教学实验•开展教学实验研讨•形成阶段性成果第三阶段 研究总成果•本科研课题研究的教师汇报课•初中物理学生活动课研究性自主学习的实验报告•课题组的教师论文•撰写总的课题研究报告

浅谈新时代背景下教与学关系新论

论文关键词教学变革脑科学教与学

论文摘要 新时代的背景下,我们需要重新来审视教与学之间的关系,以求教与学更趋于合理化,更符合时代以及人类发展的需要。本文在传统教与学定义的基础上,结合最新的相关科学的发展及言论,理清相关脉络,试图探讨出一种新的教与学关系,为提高中小学课堂的有效性提供参考。 我国实施素质教育以来,学校的教学正经历着一场深刻的变革。在新时代的背景下,我们更需要重新审视教与学的关系,以求两者更趋于合理化,更符合时代以及人类发展的需要。教与学的关系,一直为人所探讨,人们一直试图寻求两者之间最佳的配比。然而,理论和实践都证明,它永远都在与时俱进,没有真正的盖棺定论一说。21世纪,脑科学的迅猛发展为我们揭开脑的神秘面纱又迈进了一步。多位科学家都证实,脑科学的发展为教学的科学化提供了证据。在新世纪,教与学的关系将更加科学化,我们的课堂也将向科学化、有效化迈进。 1教与学的历史渊源 教育随着人类的产生而产生,并随着社会的发展而发展。最初,“教”和“学”以独立的单字出现,“教”有“教授、教诲、教化、告诫,令使等含义”,①“学”有学习、模仿、说、讲学等含义。后来才将两字合起来使用,但那时这个词并没有专有的解释意义。随着“教学”一词的沿用,广泛定义为教师传授给学生知识、技能,同时引申义为教师对学生正面的引导,将学生教导成对社会有用的人。 对于我们一般教育工作者来说,“教学”就是指教师指导学生进行学习的活动,这是一种教和学相结合或相统一的活动。只有单方面的活动或者只是这两项活动的简单相加而没有结合或统一起来,都不是我们所说的严格意义上的教学活动。② 2教与学的传统关系 教与学的关系与时代的发展息息相关。在传统意义上,教与学的最基本的关系是相互依存的知识授受关系。③概括地说,“教”的功能是向学生传授系统的科学知识,训练学生形成基本技能、技巧,发展学生的智力和能力,同时培养学生的世界观和道德品质。使学生能够身体正常发育,健康成长。而学的主要活动是掌握教材内容,并将其内化为自己的经验系统。在这些关系中,学生是受体,确切地说是被动接受的客体。随着对这种观点种种弊端的批判,教与学是相互作用的双向关系的观点逐渐出现。一方面,教师的教影响学生的学,另一方面学生的学也影响教师的教。教师不仅在用教材内容对学生进行影响,而且也通过自己的言谈、举止、情感等人格特征对学生进行影响,它们整体上对学生的学习产生积极的或消极的作用,并因此而潜移默化地影响学生的个性的形成。同时,学生在教学活动中的`行为特点以及需要、兴趣、态度和抱负水平等也在影响教师的教。所以两者之间是密切的相互关系,也是隐含意义上的双向关系。 随着时代的不断进步,我们对教和学的关系有了更深刻的转变,因为我们逐渐认识到,教学关系的本质是主导与主动的关系,这是在确定学生在教学过程中的主体地位上发展而来的。对学生作为“一个人”的认识、对学生身心发展的认识、对学生社会角色的认识,构成了整个的学生观的改变。可以说,对学生观认识上的改变,扭转了传统意义上的教与学关系,逐渐将教学过程看作是一个由教到学、由依靠教师的教到学生独立的学的过程。这成为了教与学关系的最深刻的变革! 3新时代下的教与学变革 教师的教主要是为学生的学服务的,而教师的教要在教学过程中起主导作用,就必须真正使学生的学主动起来。我们一直致力于让学生能主动学起来,进而爱上学习,学会学习,独立学习。但普遍存在的厌学现象可能使每位教育者都为之头疼。实践清晰地告诉我们,教与学还有需要改进的地方。或许在有关教本能与学本能的争论中可以为我们找到一丝头绪。

有一些很老套的,比如说废旧电池的回收,或者化学知识在现实生活中的应用,以及光对生物生活的影响等等都可以。不一定要多么高深,反而是利用课本涉及到的知识好一些。至于社会调查,可以对你所在城市的两个经济圈进行对比,或者探究一下养老院老人的生活,也可以在你的同学们当中进行一个关于名牌的调查等。

大脑科学饮食研究论文

摘要: 随着我国经济水平的提高,居民饮食也随之改变,但 健康 问题也随之而来,糖尿病、高血压、高血脂等与饮食有关的病迅速增多,合理膳食有助于改变这一现状。在这个生活节奏日益加快的时代,我们能每天回家给自己做饭的人越来越少,原因方方面面,尤其是上班族、学生常常于快餐、外卖、食堂打交道,在有限的菜品和种类下,难免遇上诸如吃什么才更 健康 之类的问题。那么我们究竟应该吃什么,怎么吃?这里面有一个食物配比关系。即在人体的生理需要和膳食营养供给之间建立平衡的关系,就形成平衡膳食 关键词: 合理膳食、亚 健康 、大学生饮食、膳食平衡、营养素 一、 平衡宝塔理论 平衡膳食宝塔共分五层,包含我们每天应吃的主要食物种类。第一层(底层):谷类。包括米、面、杂粮。主要提供碳水化物、蛋白质、膳食纤维及 B 族维生素。它们是膳食中能量的主要来源,多种谷类掺着吃比单吃一种好。每人每天要吃 350-500 克。 第二层:蔬菜和水果。主要提供膳食纤维、矿物质、维生素和胡萝卜素。蔬菜和水果各有特点,不能完全相互替代,不可只吃水果不吃蔬菜。一般来说红、绿、黄色较深的蔬菜和深黄色水果含营养素比较丰富,所以应多选用深色蔬菜和水果。 第三层:鱼、虾、肉、蛋(肉类包括畜肉、禽肉及内脏)类。主要提供优质蛋白质,脂肪、矿物质、维生素 A 和 B 族维生素。 第四层:奶类和豆类食物。奶类主要包括鲜牛奶、奶粉等。除含丰富的优质蛋白质和维生素外,含钙量较高,且利用率也高,是天然钙质的极好来源。豆类含丰富的优质蛋白质、不饱和脂肪酸、钙及维生素 B1 、 B2 等。 第五层(塔尖):油脂类。包括植不物油等。主要提供能量。植物油还可提供维生素 E 和必需脂肪酸。每天不超过 25 克。 在平常的膳食中,我们可以同层相互替换,从某种意义上说,这样的相互替换是非常合理而且应该提倡的,因为这样可以使膳食更丰富。吃的品种越多,摄入的营养素也就越全面。对于摄入的量而言。可以根据自身的实际情况稍加调整,只要经常遵循宝塔中各层各类 . 转载慎用 . 食物的大体比例,就在基本上做到了膳食平衡。 二、现代大学生的合理膳食 当今大学生的膳食指南包括:多吃谷类,供给充足的能量;保证鱼﹑肉﹑蛋﹑奶﹑豆类和蔬菜的摄入;参加体力活动,避免盲目节食。 根据我国新近修订每日膳食营养素供应标准规定,男性大学生每天需要蛋白质 90 克,女性大学生为 80 克,其中优质蛋白质应占总蛋白质摄入量的 30%~40% 。另外,大学生男性每日需要能量为 2 500 千卡,女性为 2 100 千卡,同时还需要各种维生素、无机盐和微量元素等。 (一)大学生应注重一下几点: 1. 重视早餐:早餐与前一天的晚餐相隔时间比较长,此时胃早已排空,应及时进餐,使血糖维持在一定的水平。 2. 科学的营养饮食:为满足脑的营养需要,最好把效能不同的营养食物搭配成平衡膳食。实践证明,通过调整饮食可迅速改善大脑的疲劳状态,所谓健脑食物,不是指某一种食品,也不是指某一种营养成分,而是指一种平衡的营养状态。 3. 饮水充足:水是人体最重要的组成成分和不可缺少的营养素,保持水摄入和排出的平衡对维持人体 健康 是必需的。 4. 钙是保证脑持续工作的物质。钙可保持体液呈弱碱性的正常状态,防止人陷入容易导致疲劳的酸性体液环境。充足的钙可促进骨骼和牙齿的发育并抑制神经的异常兴奋。钙严重不足可导致性情暴躁、多动、抗病力下降、注意力不集中、智力发育迟缓。补充钙的最佳食物有牛奶、海带、骨汤、小鱼类、紫菜、野菜、豆制品、虾皮等 (二)合理膳食应做到: 一、食物多样,谷类为主,粗细搭配 二、多吃蔬菜、水果和薯类 三、每天吃奶类、大豆或其制品 四、 常吃适量的鱼、禽、蛋和瘦肉 五、减少烹调油,吃清淡少盐膳食 六、三餐分配要合理,零食要适当 七、每天足量饮水,合理选择饮料 (三)膳食小常识: 新鲜大蒜:蒜素含量达 4g/kg 。具有抗氧化、防癌作用,增强免疫系统功能,预防疾病,降低血脂、预防动脉粥样硬化,治疗菌痢和肠炎。 洋葱、茄子:含有硫氨基酸、黄铜类化合物,增强血管弹性、改善动脉硬化作用。 薯类:含有膳食纤维,具有通便、防结肠癌作用。 女性不可以缺少:大豆制品、大枣、红糖、姜、蜂蜜等。 老年人经常选择黑色食品:黑米、黑芝麻、黑豆、黑木耳、香菇、海带等。 总结: 身体是革命的本钱,养成良好饮食习惯,拥有 健康 要需要做的:首先要满足人体对热量和营养素的需要量,再按营养素的供给量标准来选择各种食物。根据经济条件、季节、用膳人的饮食习惯、饮食特点,以最习惯的方法加以烹调,保证饭菜的色香味和品种多样化。采用适当的烹调方法变化花样,这样可以促进食欲,有利于食物的消化吸收,并能充分利用各种食物在营养价值上的特点,发挥互补作用。食物的质和量方面要符合合理的营养原则,组成平衡膳食以充分满足机体的需要。 看到这边是不是已经快怀疑人生了,问题不大,解解馋:

早餐──7:00这时你可能还“睡”在床上,可实际上你的体温已经开始上升、脉搏开始加快、交感神经变得逐渐活跃,消化功能也已经开始运转,胃肠道处于苏醒状态,能最高效地消化吸收食物中的营养成分,是早餐的最佳时间。满分早餐:1个完整的橙子+1杯咖啡+2片全麦面包+1份西红柿炒鸡蛋。加餐──10:30要知道,在早上7点到10点之间的这个时间段,你体内的新陈代谢速度要比在其他时间段快上40%。所以,此时你需要吃一些低脂肪的碳水化合物来补充能量,来帮你集中精力、保持积极的工作状态。满分加餐:1根香蕉午餐──12:30同事们都开始逐渐起身,这也是你的身体能量需求最大的时候,是吃午餐的最佳时间。此时你体内胃肠道的消化积极性已经远不如早餐的时候,所以用餐时需要细嚼慢咽,万万不能一边盯着电脑一边吃午餐。不仅容易发胖,营养也无法吸收。满分午餐:含丰富纤维的蔬菜+红肉类肉食+主食下午茶──15:30这也是需要立即补充能量的时候,因为你体内的葡萄糖含量已经大大降低,不仅思维速度变慢,烦躁、焦虑等不良情绪也开始冒头,如果再不及时补充能量,你的工作就很难顺利、愉快地进行下去了。满分下午茶:富含粗纤维的杏仁或葡萄干。晚餐──18:30晚餐一定要在睡前4个小时解决,这是食物在胃肠道中完全消化吸收所需的时间。否则带着未消化的食物入睡,不仅会堆积脂肪,你的睡眠质量也会大大受到影响。满分晚餐:富含蛋白质的海鲜或豆类+主食

1、人造甜味剂会加剧代谢病

人造甜味剂被普遍视作一种对抗肥胖和糖尿病的手段,比如木糖醇是人工甜味剂的一种,甜度为蔗糖的倍,在人体中代谢不需要胰岛素,食用不会使血糖升高。但有可能在一定程度上反而助长了这些疾患在全球的蔓延。《自然》杂志发表的一项研究结果首次表明,甜味剂可能通过“肠道菌群”加重代谢性疾病。

2、“洋快餐”影响大脑认知和记忆

人们都知道长期吃垃圾食品对身体有害,澳大利亚新南威尔士大学去年一项新研究发现,垃圾食品吃一周后,记忆力就会受到损伤。药理学教授玛格丽特·莫里斯博士及其同事完成的这项新研究发现,吃一顿含有大量饱和脂肪和糖的食物,可立即对大脑认知能力产生不良影响。

进而造成记忆损伤,负责学习和记忆的大脑海马区域炎症明显增加。发表在《临床检查杂志》上的一项研究也表明,实验动物在摄入高脂饮食之后,下丘脑会受损。

3、可可豆能改善记忆

美国哥伦比亚大学医学中心的科学家进行的一项研究发现,一种在可可豆里自然产生的生物活性物质——食用性黄烷醇能够逆转健康老年人出现的与衰老相关的记忆衰退。这项研究发表在期刊《自然神经科学》上。

不过研究者也提醒,当前大多数可可粉加工会将黄烷醇去除,因此不要为了获得这种效应而过多食用巧克力。早前有研究发现,黄烷醇可以通过维持人的血管健康保持正常的血压,通过降低血液中血小板的黏附性来维持健康的血流,还可以作为抗氧化剂维持心脏健康。

4、益生菌可预防食物过敏

近年来,食物过敏现象越来越普遍,尤其在儿童中。美国芝加哥大学研究人员2014年报告称确认了一类能影响食物过敏反应的肠道细菌,比如,食物过敏婴儿肠道菌群与健康婴儿的肠道菌群差异存在显著性。在此基础上,人们可以用益生菌预防和治疗食物过敏。

5、高脂饮食影响生物钟,导致肥胖和代谢疾病

美国科学家们发现,高脂饮食还会影响生物钟。高脂饮食通过影响控制身体生物钟的分子机制,调控了肝脏的代谢功能。这些昼夜节律如果遭到破坏,就有可能促成糖尿病、肥胖和高血压等代谢异常类疾病。

而好消息是,这项研究还发现恢复平衡的好方法:低脂饮食可使昼夜节律正常化。这些发现表明,生物钟能够根据饮食的营养含量来进行自身重编程。相关研究论文去年年底刊登在《细胞》杂志上。

以上内容参考 人民网-十大饮食科学最新发现 让我们2015年吃得更健康

管理科学研究生论文

可以考虑工程成本控制方向。这个资料相对较多。成本控制本来就是资源优化配置与质量、进度等协调均衡的过程。成本控制可以分为人工+材料+机械+工具+其他费用等方面分析,同时,将成本与质量、成本与进度等关系进行论述分析。或者将采购等环节重点突出,加上一些数理模型分析一下,比较容易出成果。

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哎,同道中人,支持一个,可惜我自己也不知道写啥~~~

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