大学光学论文范文
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对于大学生来说,一篇好的学术论文,不仅可以体现出自己的写作能力,还能体现出自己专业的知识水平。这是我为大家整理的大学学术论文 范文 范例,供大家参考!
大学学术论文范文范例篇一:《二区域低碳环保分析》
[摘 要]近年来,环境污染问题变得越来越严峻,各种有关环境问题的报道层出不穷,全球气候变暖这一问题逐渐进入人们的视野中,收到了越来越多的广泛关注。据 相关报道 ,大气中的二氧化碳含量呈逐年上升趋势,二氧化碳含量过高是导致全球气候变暖的主要因素,全球气候变暖除了会造成极寒酷暑天气增加人们的不适感外,还会造成冰山融化,海平面上升导致环海的岛国陆地领土面积减小,甚至会使某些岛国被海水淹没。所以说,如果再不加以重视并及时制止,会严重威胁人类的生存环境。目前全世界都在关注这一 热点 问题,我国也不例外,我国政府正在积极倡导低碳环保这一理念,本文就从南北区域不同的角度上,具体分析我国的区域低碳环保问题。
[关键词]区域;低碳环保;分析
一、 我国的环境保护现状
这里主要关注的是我国的温室气体排放问题。全球气候变暖的主要元凶就是二氧化碳超标。而二氧化碳之所以会超标绝大部分是因为温室气的排放过量或者是因为过量的温室气体没有被有效吸收。二氧化碳的排放除了正常的呼吸作用之外,主要是人类大量焚烧化石燃料,如煤炭、汽油等。二氧化碳的吸收主要是依靠绿色植被的光学作用,将二氧化碳吸收转化为氧气。下面就从这两方面对我国的环境保护现状做分析。
在我国改革开放之前,我国实行计划经济,那时候由于特殊的历史环境,被纳入生产的自然环境因素成本低廉,许多自然资源处于随便拿取的状态,人们对于自然环境保护的意识并不强烈,并且会因为无成本的原因过度索取。再加上我国建国初期粗放型的经济发展方式以及并没有过多的有关环境保护以及自然资源界定的法律法规,就导致我国建国初期的基础环境遭受到严重的破坏。尤其是对森林树木的滥砍滥伐现象尤其严重,在这一期间,我国的绿色植被覆盖面积明显减少,这导致了过量的温室气体二氧化碳减少了被吸收转化的途径,导致了二氧化碳数量的增多。在我国改革开放初期,经济体制改革,从计划经济逐渐转向市场经济,这一转变带动了经济的迅猛发展,同时工业也迅速发展,由于未得到重视以及缺少相关法律法规的约束,许多工厂大量燃烧煤炭、是由,农村田间也有焚烧秸秆的旧习惯,并且将未经处理的废气随意排放到空气中,这些举动都增加了温室气体二氧化碳的排放量,导致环境温室效应不论在空间范围广度上还是在恶化程度上都不断加深。
近年来,随着全球变暖问题逐渐受到关注,我国政府逐渐有了环境保护的意识,开始借鉴国外 经验 并结合我国国情制定相关的保护环境的法律法规,从产生温室气体二氧化碳的源头上,国家已经出台了关于限制煤炭燃烧、焚烧秸秆等的法律法规,也采取了一些行动。在温室气体的吸收方面,国家已经明令禁止滥砍滥伐现象,大力保护绿色植被,对于毁林造田等破坏现象进行相应的处罚,并且斥巨资植树造林,增加绿色植被覆盖面积。但是经有关数据表明,我国在温室气体环境排放这一问题上表现出很明显的区域特性,在低碳评价指数上具体表现为:南高北低的现象,也就是说在低碳环保上北方地区的平均保护力度不及南方。下文将对此展开分析。
二、我国低碳环保指数区域性明显的原因分析
1、南北地区经济差异方面
同其他环境问题一样,全球环境变暖问题也与经济和工业的飞速发展有关。总是存在着以牺牲环境为代价来换取经济的发展。就我国而言,在改革开放以来,随着经济体系的转型,工业经济齐头并进、飞速发展,同时环境也变得恶劣,所以国家近年来一直在倡导低碳环保,但是从以上的分析可以看出,低碳环保与经济发展有着密不可分的关系。而我国幅员辽阔,经济发展很不均衡,有着明显的区域化,所以在对我国进行区域低碳环保分析时,应先对我国的经济区域结构以及发展做简要概述。
因为历史原因以及一些客观状况,历年来,南方的经济增长水平要高于北方。受各种因素的影响,南方的经济结构主要以第三产业为主,即服务业。在三种产业结构中,可以说服务业对于环境的影响最小;而北方的经济产业结构主要以第一第二产业为主,尤其是自国家实行振兴老工业基地战略开始,我国北方地区渐渐将主要精力放在了制造业重工业上,而重工业也是三种产业结构中对环境影响最大的产业。重工业相比于服务业,消耗的自然资源较多,由于要生产大型机器设备,生产流水线也需要燃烧大量能源以保证流水线的正常运作,需要大量燃烧煤炭石油等燃料,虽然随着科技的发展,虽然水利发店、风力发电技术逐渐应用到生产中,但是由于技术还不够成熟,并没有广泛使用,还是以燃烧石油等资源进行能量供给,多一会排放大量的温室气体。由此可见,因为南北地区的经济结构不同,所以在一定程度上造成了南北区域之间温室气体排放量的差距。
2、南北地区绿色植被覆盖方面
上文提到过,温室气体过量除了在温室气体的产生方面出现问题,还在温室气体的吸收转化方面存在问题,所以着重分析南北方绿色植被覆盖率的问题。
由于地理位置以及气候的问题,我国南北方的绿色植被种类不同,覆盖面积也不同。南方潮湿多雨,绿色植被多以枝繁叶茂的植物为主,而北方干旱,树木植物大多挺拔单薄。在绿色植物覆盖率方面,北方的覆盖率明显没有南方的覆盖率高,这不仅跟南北方气候地理位置不同造成的植被类型不同有关,还与南北方地区人民的活动规律有关。北方环境恶劣,在以第一产业为主时,由于人多地少,便毁林造田,造成大量树木被砍伐,但南方却不同,这也是南北方绿色植物数量差异的原因。
3、供暖方面
上供暖需要燃烧大量的煤炭,也是在二氧化碳气体产生方面出现的问题。由于我国北方冬季漫长寒冷,所以才去集体供暖的方式,燃烧了大量的煤炭等能源,造成大量温室气体排放;而南方由于冬天气温不算太低因而没有大型的集体供暖 措施 ,这也是造成南北低碳环保指数不同的原因。
三、 我国区域低碳环保措施
经过上文分析发现,我国在低碳环保方面存在明显的区域差异,尽管在全球变暖问题出现以来,我国出台了许多相关法律法规,并且采取了许多积极的措施,但是还是存在许多问题,最大的问题就是没有注重二氧化碳气体排放的区域化问题,对于南北方温室气体排放的问题实行相同的管制措施,而没有区别对待,所以,建议在今后实行低碳环保战略时,多多考虑南北的区域差异,区别对待。
首先针对南北经济产业结构不同这一点,不应对南北方实行相同的二氧化碳排放标准,应该分别制定。其次,由于南北方的植被数量也不同,在植树造林等活动的推广力度上以及政府在用于绿色植物 种植 的经费上,北方应在数量上多于南方。最后应制止焚烧秸秆这一行径,提倡秸秆的沼化而非简单的焚烧。
【 总结 】近年来世界各地都在关注全球变暖问题,因为这不光是影响人类生活舒适度的问题,还关系到人类未来的发展,如果不积极行动起来,全球气候变暖问题将会威胁人类的生存发展。本文着重分析了在低碳环保方面南北方的区域化差异,并根据相关资料提出了几点改进措施。
参考文献
[1] 坚定不移沿着中国特色社会主义道路前进为全面建成小康社会而奋斗:在中国共产党第十八次全国代表大会上的 报告 [EB/OL].http:/ /.
[2] The Climate Institute and E3G.G20 Low Carbon Competitiveness[R].Final Report 14th,2009.
[3] Price Waterhouse Cooper. Low Carbon Economy Index[R].2009.
大学学术论文范文范例篇二:《试论邮轮室内低碳设计》
【内容摘要】随着我国邮轮产业的发展、低碳经济的推进,邮轮设计产业开始逐步发展。作为一个海上“移动建筑”,邮轮的碳排放不容小觑,也需要提倡低碳节能的设计理念。 文章 通过研究邮轮室内低碳设计的设计 方法 和设计思路来提高邮轮空间利用率、节约能源,并营造一个更加人性化、绿色环保的邮轮室内生存环境。
【关键词】低碳节能 邮轮室内 空间设计
据中国交通运输协会邮轮游艇分会统计,2011年我国内地全年共接待国际邮轮262艘次,同比增长17.5%,接待邮轮出境游客504582人次,邮轮作为高端时尚的代表,已经成为人们旅游出行的新方式。邮轮经济的发展,促进了邮轮设计和邮轮制造业的全面发展,未来5年仅欧美就有近20艘100万吨以上的大型邮轮被设计制造,小邮轮不计其数,邮轮内装设计也将达到一个新高度。
邮轮市场的发展,促进了邮轮设计和邮轮制造业的全面发展,但是邮轮被称为移动的建筑,也是大量消耗能源、资源的载体。而本世纪以来,气候变化已经成为全世界关注的要点,“节能”和“低碳”成为大家关注的话题,各行各业都在寻找和思考与己有关的低碳减排方法、举措。这几年,海事行业也不断研究节能减排新技术和新理念,例如,2010年新加坡开发出航运燃油废气处理系统、DNV发布碳捕获与储存标准指南,2011年日邮集团开发了碳排放计算器,2012年上海拟推出航运碳排放指数等。
在低碳意识的提升和社会大环境的影响下,人们开始追求一种舒适、优雅、自然、自在的生活态度,邮轮内装设计在奢华的同时也需要低碳潮流,在设计中运用新科技、新材料来协调人工环境和自然环境之间的关系,达到“以人为本”的基本要求。
一、低碳理念在室内设计领域的研究
2009年12月,哥本哈根联合国气候变化大会带来了“低碳风潮”,“low carbon”这一概念最早见诸2003年英国政府的能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》。在2007年国际社会研究全球变暖应对之策时成为官方用语。“低碳”是一个全新概念,提出的却是可持续发展的老话题。作为一个资源消耗大国,中国在大会上郑重承诺2020年将达到单位GDP碳排放比2005年减少45%的目标,这表明我国经济将在短期内向低碳经济转型。
低碳理念在室内设计中的运用,其实质就是遵循5R原则(Reduce、Reevaluate、Reuse、Recycle、Rescue),在设计中运用新方法、新材料等因素,以节能、节材为目的来实现室内设计的低碳排放。全球低碳设计专家卡斯特·格雷认为,低碳设计就是在一个产品的生命周期内,从原材料的采集、运输、生产、分销到使用,其二氧化碳的排放量能得到明显的降低。在设计的起步阶段,就应该把低碳设计作为一个理念来进行考虑,它是可再生的,可循环的。
(一)室内空间功能布局方面。室内空间功能的合理布局,是低碳环境设计中首先要考虑的重要内容。通过合理的室内采光、通风,选择最优的空间朝向做好阳台处理可以降低能耗。在室内设计时,尽可能充分利用自然采光和通风。如在室内中庭设计中,一些学者从绿色生态学的角度,运用“天人合一”的设计理念,对室内大厅空间的健康舒适度和能量节约问题进行了分析研究,认为用中庭来处理建筑的核心空间,有利于充分利用自然光线,也有助于空气的自然流通,还能够创造出建筑空间环境中的自然感觉。
(二)室内结构调整方面。墙体节能与门窗节能,可通过控制窗墙面积比率、做好玻璃和外遮阳遮蔽以及门的节能。如在室内设计的窗户运用方面,出现了选用玻璃幕墙替换普通窗户利于采光隔热,但通风效果差,需要大量使用空调设备,从而加大碳排放量。对此,江亿院士曾提出双层皮玻璃幕墙的概念,利用两个墙体和所围合的室内空间,作为空气和能量缓冲的空间,延迟外界能量的进入和散失,使得外界环境对于大厅室内的舒适度产生很小的影响,形成一个夏季凉爽、冬季温和的室内环境。
(三)室内材料选择方面。材料是室内设计的物质基础,室内装饰工程的总体效果、功能体现,都是运用装饰材料本身的质感、造型、图案、色彩、功能等体现的。低碳经济理念,体现在室内材料选择上,就是选择绿色材料、环保材料和生态材料。保证材料的绿色环保需要做到采用绿色无污染材料,追求“师法自然”的效果;采用清洁无污染的材料。
二、低碳理念在邮轮室内空间设计的研究
(一)能源空间循环
在室内设计时,充分利用自然采光和通风,使美学、人机工程学、环境心理学、艺术学等学科和船舶的个性风格结合,通过游艇的室内空间功能、形态、尺度来营造舒适、合理的室内空间。邮轮室内空间功能的合理布局是低碳环境设计中首先要考虑的重要内容。室内结构方面可通过控制窗、墙面积比率,做好玻璃和外遮阳遮蔽以及门的节能,配置合适的窗帘,达到节能效果。通过合理的室内采光、通风,选择最优的空间朝向。多利用太阳能产品,让太阳能转化成热能、动能、电能等为人们使用,从而减少二氧化碳的排放。
风帆动力邮轮“Eoseas”号设计豪华,符合环保原则,该邮轮采用液化天然气(LNG)作为燃料,进行发电、加热和冷却。另外,邮轮将设置太阳能储电板收集太阳能供电;其双重外壳板设计更有作为天然空调系统之效。邮轮主要使用可再生能源,限制温室气体排放量。邮轮更会使用循环使用水、回收使用上层甲板的 雨水 ,以及使用处理废物时回收的能源。“海洋绿洲”号号称最节能邮轮之一,船上最具创新性的部分是其分离的上层建筑,这样使得大量的内部空间可以拥有新鲜空气和阳光;“歌诗达·炫目”号曾获得“2009年ABB能效奖”,在船舶运营各个方面运用环保技术,如空调、通风、照明等,以确保节能减排,另外,歌诗达公司获得节能奖项很大程度上是由于该公司在旗下的邮轮上安装反用换流器,节约能源和减排。
豪华邮轮的设施与陆地上的豪华酒店相类似,只是动力能源技术、船体设计等方面较常规船型更为复杂,要求更高,可以借鉴低碳豪华酒店室内设计的技术。上海浦东丽思卡尔顿酒店是上海首家获得美国绿色委员会颁发节能与环保设计前期认证金级证书的办公楼宇。除了逾90%租用面积采用双层低辐射中空玻璃幕墙设计,以引入室外光及减低紫外线、降低照明及空调耗电量外,大楼还配备二氧化碳传感器,以随时监察室内空气质量。在太阳能的利用研究中,有不少学者参与室内中庭设计研究时,从绿色生态学的角度,运用“天人合一”的设计理念,对室内大厅空间的健康舒适度和能量节约问题进行了分析研究,用中庭来处理建筑的核心空间,有利于充分利用自然光线,也有助于空气的自然流通,如“歌诗达·炫目”号邮轮的跨越12层甲板的宽敞中庭,可以说是整艘邮轮的特色之一。 (二)材料低碳环保
在邮轮室内设计中,材料的选择是低碳装饰设计的关键。材料本身是否符合低碳的标准,直接影响到低碳装饰设计低碳思维的形成。邮轮室内材料在舱室空间的应用研究,要考虑到装饰材料四性:节能环保、防火隔热、降噪隔音、轻质材料。其材料采用不燃材料或局部地使用阻燃材料;要求具有一定的防震、隔热、隔音性能;装修材料尽量轻;注意材料重量分布的均衡和对称性。豪华邮轮设计的装饰材料还要具备可定制的特性,如新型PVC地板是唯一能再生利用的地板材料,品种繁多,纹路逼真美观,有地毯纹、石纹、木地板纹等,根据不同设计风格,配以丰富多彩的附料和装饰条,能组合出绝美的装饰效果。
邮轮低碳装饰还需要低碳思维,要求设计师在装饰造型上对材料合理应用,尽可能减少材料的浪费,对废弃的材料做到回收再利用。国内外 文化 的差异,以及邮轮外形设计的影响,要求体现低碳装饰设计的灵活性和适应性。在地域特色中融入情感,达到人与自然的和谐发展。
结语
低碳理念在邮轮室内设计要结合人性化设计理念,在了解装饰材料特性的基础上多学科交叉研究。邮轮室内设计中低碳理念的产生和发展是科学技术发展与社会发展相融合的结果,在解决实际问题的基础上,注意理论与实践相结合,发展新理论,体现对人的生命的重视和关爱。船舶室内设计本身就是一个多学科、多领域的课题,交叉室内设计学、经济学、船舶美学和机械学等多学科,系统论、思维理论以及进化理论等多种理论,探讨低碳理念在船舶室内设计中的应用。了解邮轮室内装饰材料特性,利用美学表达形式和艺术学的个性风格,营造节能环保的室内环境。
由于国外邮轮设计开始于上世纪五六十年代,设计施工已经成为一个产业,其实践及理论研究都比较成熟,但是我国邮轮室内装饰设计研究还非常缺乏,特别是邮轮室内设计如何和低碳理念进行结合,如何将建筑室内设计的风格和流派、造型、构造、装饰材料和工艺结合到邮轮室内设计中,都是我们下一步要解决的问题。基于上述原因,本文希望在邮轮室内空间和材料探索的设计方法和设计思路上,能促进中国船舰设计行业的发展以及船舰市场的繁荣。
参考文献:
[1]程爵浩.2011—2012中国邮轮发展报告[M].上海:上海浦江 教育 出版社,2012.
[2]程爵浩.2010—2011中国邮轮发展报告[M].上海:上海浦江教育出版社,2011.
[3]蒋志勇.船舶造型与舱室设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003.
[4]董长有.船舶的家具设计及室内陈设[J].装饰与陈设,2011:35.
[5]熊焰.低碳之路——重新定义世界和我们的生活[M].北京:中国经济出版社,2010.
大学学术论文范文范例篇三:《论战略管理会计在电信企业的运用》
我国电信目前正面临严峻的市场挑战,随着移动、联通公司的发展,我国电信企业的传统产品(如固话、宽带)的市场占有率在逐步萎缩,移动业务及新产品市场份额提升缓慢。并且由于这几家企业都是综合性通信业务提供商,拥有相同或类似的通信产品,因此我国电信企业面临着巨大的竞争压力。基于此,引进战略管理会计管理就显得尤为重要,它不仅可以提升电信企业在市场上的竞争力,而且能够促使电信企业完成内涵战略性的发展和布局,从而让电信企业保持健康良好的发展态势。
一、战略管理会计的具体运用
战略管理会计是管理会计和 企业战略 的结合,简言之就是对电信企业外部竞争者及其所处的外部环境进行观察。以我国电信企业为例,就是 对联 通、移动这些竞争企业的动态信息进行了解,并时刻地洞察当前目标市场的变化。采用战略管理会计,主要是强化电信企业内部财务信息和非财务信息的结合,在此基础上帮助电信企业制定更加切合实际的战略发展目标。在2009年后,我国电信企业所处的市场竞争日益激烈化。电信企业目标应将其发展趋势和国际电信行业的发展趋势相结合,并借助于自己所拥有的市场资源,从传统网络运营商向现代综合信息服务商转型,以此扩展自己的目标市场,同时借助于服务功能的扩大化,吸引更多的目标客户。以上目标计划的实现应该从以下几个方面着手。
1.财务规划战略方面的问题
财务规划是我国电信企业发展壮大的重要基础环节。根据我国电信发展的需要,财务规划应以电信企业的整体发展为目标,然后根据制定的目标设置一系列相应的实施计划,并对计划的实施进行监督,以此确保财务规划实施的科学性、有效性。然而,在财务规划的具体实施过程中,电信企业缺乏长远的财务规划且没有较为明确的竞争策略以及发展策略,这无疑加大了执行过程中的随意性,这样的结果必然不能满足最初设立的计划目标。
此外,在 财务管理 规划上由于没有明确的策略,我国电信企业的财务管理人员多数依靠之前的经验进行决策管理,缺乏对整个目标市场的科学性调查分析,导致企业财务投资过度,进一步造成资源管理混乱的局面,影响了我国电信企业的发展。
2.成本管控战略当中出现的问题
针对当下的企业竞争,成本管理将是我国电信企业战略管理会计的核心内容。在市场竞争中“成本领先”是众多企业的竞争策略,战略管理会计也是通过对我国电信企业综合成本的管理,加大我国电信企业在市场竞争中的优势。而在实际的我国电信 企业运营 中,内部管理人员对成本管理并没有足够的重视,为预算而预算,使得电信企业资金使用缺乏有效性,削弱了电信企业竞争优势。
其次,在我国电信企业的战略定位和动因分析中,并没有将成本管理和企业的具体策略结合在一起,而企业应该采取什么样的方式进行成本因素的控制也没有一个系统化的管理,导致战略成本管理目标的实现和计划成本管理目标之间的差距过于悬殊。
二、我国电信企业战略管理会计的实施对策1.加强传统财务管理和战略管理会计的结合
战略管理会计和传统财务管理各有优势,若我国电信企业能将两者有机结合,就可以大大的提升企业内部财务管理效率。战略管理会计就可以将注意力完全集中在竞争企业和外部环境当中。传统财务管理和战略管理会计的相互结合,既能弥补传统财务管理当中的不足,也能完善战略管理会计整体目标计划,从而共同推动我国电信企业战略目标的实现。
其次,我国电信企业的战略管理会计和财务管理还应该基于电信企业发展的基础,加大对财务领域的开拓,并整合财务管理的管理系统,实现规范化、科学化的有效管理,借此提升企业在市场当中的竞争优势。再者,在电信企业中建立战略管理会计部门,用于电信企业战略管理、业务管理等领域的研究,并且还可以邀请社会上比较权威的会计学专家、管理学专家对我国电信企业内部战略管理会计进行指导,并对战略管理会计应用中的疑难问题进行解答。
2.结合我国电信企业综合管理的实际状况推行战略管理会计
我国电信企业的战略目标的实现是整个企业发展的最终目的,为了实现电信企业的战略目标,企业内部需要展开一系列调查研究,然后制定有助于企业战略目标实现的方案计划。当然,电信企业应该采取哪种战略管理会计与企业内部的各项管理息息相关,应用中需结合企业当前的发展情况。因此在采用战略管理会计时需要将其建立在我国电信企业发展的实际状况的基础上,然后再进行各项决策计划的制定。
3.完善财务规划加强成本控制
完善电信企业的财务规划加强电信企业的成本控制的首要目标就是根据当前的企业发展实质情况,制定一个长远的财务管理目标,在此目标基础上加强对整个财务资金成本的管理,实现成本资金的优化配置。其次,对电信企业的市场进行实地调查,并根据新一轮的调查结果制定相应的财务规划,最后则是加强成本管理控制的监督,减少财务资金的外流。
三、结语
综上所述,战略管理会计的实施是我国电信企业战略目标实现的重要环节,也是我国电信企业提升企业市场竞争力的关键。然而,在我国电信企业的发展中却存在财务管理以及成本管理不合理的现象。基于此,我国电信企业的战略管理会计应该与财务管理结合,互相弥补彼此的缺陷,共同促进我国电信企业的发展,并借此实现我国电信企业的战略目标。
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大学物理论文范文
【论文关键词】大学物理;现状分析;教学改革
【论文摘要】文章根据农科类大学物理教学的现状和教学改革的发展,从教学的几个环节,提出了大学物理教学内容及教学方法改革的几点想法,提出建议,以促进农科类大学物理在教学内容、教学目的、教学效果等方面得到更好的发展,实现农科类院校大学物理教学改革的目的。
大学物理是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。物理学的研究对象是非常广泛的,它的基本理论渗透到自然科学的很多领域,应用于生产技术的各个部门,它是自然科学和工程技术的基础。它包含经典物理、近代物理和物理学在科学技术方面的应用等基本内容,这些内容都是各专业进一步学习的基础和今后从事各种工作所需要的必备知识。因此,它是各个专业学生必修的一门重要基础课[1]。
在农科类各专业开设大学物理课的作用,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面是使学生学会初步的科学的思维和研究问题的方法。这对开阔学生的思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才的素质都将起到非常重要的作用。同时,也为学生今后在工作中进一步学习新的知识、新的理论、新的技术等产生深远的影响。
一、大学物理教学现状分析
21世纪是科学技术飞速发展的时代,对人才的要求将更高、更全面,这对我们的大学物理教学也提出了更高的要求,必须跟上时代的步伐。但是,目前以农科类大学物理教学为例存在以下问题:
(1)大学物理教材的内容中,以经典物理为主,分为力学、热学、光学、电磁学和近代物理,内容各自独立,彼此之间缺乏联系,没有形成统一的物理系统。教学内容大部分标题与中学类似,学生看到目录后学习热情和兴趣锐减。
(2)经典物理和近代物理的比例极不平衡,经典物理部分占物理教学内容的80%以上,而且基本上都是20世纪以前的成果,没有站在近代物理学发展的高度,用现代的观点审视、选择和组织传统的教学内容。同时近代物理的内容非常少,特别是没有反映20世纪后半个世纪以来物理学飞速发展的现代物理思想,使学生对近代物理知识知之甚少,与现代物理严重脱节,因此大学物理教学改革势在必行。
(3)教学手段落后,虽说现在有些老师已经用上了多媒体教学,但是总体对现代化教学手段的充分利用还远远不够,未能充分体现现代化教学手段的优越性,对教学手段的改进也期待着进一步探索。
二、对大学物理教学内容改革的几点想法
(1)从大学物理非物理专业的人才培养的总体要求出发,对农科类各专业采取不同侧重点的教学,现在所用的教材,或是适合我们的短学时,又无配套的教学参考书,或是对农科类相关教学内容不足,我们可以根据不同专业制定不同的教学大纲,注重各部分知识的联系,以近代物理学的发展为主导,完整而系统的讲述物理学的基本内容。同时,教研室可以准备组织力量编写一本少学时且适合农科类各专业学习用的大学物理教学参考书,主要用于帮助学生理解基本概念、基本定理,帮助学生学会分析问题和解决问题,帮助学生提高把物理学的知识应用到实际中的能力。
(2)添加近代物理内容,介绍当今物理学前沿的发展,如量子理论、相对论的时空观等,启发学生兴趣,扩大学生的科学视野,开阔学生的思路。把近代科学技术成就和前沿课题的内容融入教材中,补充一些物理学与相关专业的交叉或补充的前沿的新发展内容,使学生在学习基本理论的同时了解现代科技发展的新信息、新动向。 (3)对经典物理部分进行处理,精选与现代科技、现代物理知识紧密联系的内容,删去陈旧部分,避免和中学物理的内容重复,将经典物理延伸至近代物理,增添新意。
(4)将相关学科的基础知识纳入教材。如今科学技术越来越向交叉学科发展。因此,针对农科类各专业,在教材内容的选择上,增加农业应用方面的内容,紧密联系学生专业进行因材施教。
三、关于大学物理教学方法和教学手段改革的想法
(1)注重应用,弱化计算。传统的物理教学方法是以物理理论和计算公式为主,要求学生会解题,而对物理概念的理解和应用则一掠而过。其实,学生对用数学方法解决物理问题不适应,导致对解题产生畏惧心理。因此在教学中不应以做题为目的,使学生陷入题海之中,而是要着重应用方面的教学,适当进行习题练习,重点培养学生应用物理知识分析问题的能力,培养学生的创新能力。
(2)灵活运用多媒体教学。多媒体教学已经成为现代教育中的重要组成部分,适当的多媒体教学可以提高学生的学习效率,有利于发挥学生的主观能动性,发展学生的个性,实现“以学生为本”的教育理念。在多媒体电子课件中,加入动画、演示实验、图示说明和物理学的一些基本模型等,以弥补传统教学的不足,增加课堂教学的形象性,对学生动态认识和掌握物理概念有着重要的作用[2]。
(3)在考试方面,可改变现在的考试模式,采用多种考试方法结合。一方面闭卷笔试,采用试题库考试,另一方面,采取书写小论文、新想法等方式,加强学生学习的自觉性,减轻学生的压力,同时也提高了学生的发现问题和探究问题的能力。
(4)重视学生动手能力的培养。物理学是建立在实验基础上的,所以大学物理包括理论和实验两部分,学生通过大学物理实验,增强了动手能力、分析问题解决问题的能力,培养了良好的实验素质。根据物理实验室开放实验的实践经验,实验室向学生开放,给学生提供观察和实际操作的机会,学生可以根据自己的实际情况选择观看和操作实验,从中体会物理学知识的奥秘。
四、展望
本文从大学物理的教学现状、教学内容、教学方法改革等方面对大学物理教学改革的发展进行了探讨,提出了大学物理教学改革的几点建议。由于物理学在不断发展,教学思想也在不断发展,大学物理教学改革更是发展的。所以,大学物理任课教师必须既懂得物理理论又会动手作实验,同时还要熟悉与农科各专业相关的前沿知识。这就需要教师要教学与科研并重,在熟悉教学的基础对前沿科技进行研究,具有较高的教研能力,让学生在学好大学物理的同时,对现代科技有一定的了解。教师应该在现有教学基础上,不断探索,在传授知识的同时启发学生发现问题、解决问题的能力和创新思维能力,成为高素质的全面型人才
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关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=9.11×10-31kg,电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.
1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为21.4千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(-land),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
参考文献:
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一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论,对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后,物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面,其核心是给学生提供机会、创造机会。因此,在物理教学中,教师要善于运用全息教学理论,并根据学生的生活经验和已有的知识背景,对课型合理地选择与搭配,带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现,激励学生发现并提出问题,进而激发学生学习物理的兴趣,培养学生创新和探究能力。例如:在讲静电屏蔽时,首先带领学生对静电屏蔽进行了实验,并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“:用电吹风吹头时,电吹风其对电视信号有影响,那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验:将一个手机放在一个密闭的纸盒内,用另一部手机呼叫,学生们听到了响声。再让同学思考,如果将手机放在前面做过实验的金属笼内,是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后,仍能听到铃声。学生们都感到疑惑,难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字,然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电,其属一种交变的电磁场,遇到金属网时,金属网会感应出同频率的电磁波,只是强度变小,因此在仍能听到笼中手机铃声,也解释了,也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式,加深了学生对物理知识的理解,从而提高了教学质量。
2.运用全息理论,根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时,物理教材中的安排的知识点难易程度不同,如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解,容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练,而对于相对较难的知识点,就可能会导致学生对其似懂非懂,这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时,不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变,使学生能够熟练地掌握知识点。另外,每个学生对于知识点的掌握情况不同,有些学生可能掌握的好一些,有些学生掌握的差一些,因此物理教师要根据学情来选择教学方式,既要照顾那些掌握知识差的同学,也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如,在向同学讲解“测量”的知识点时,对与学生来说这个相对知识点相对容易,在日常生活中很容易接触到,因此教师在运用全息教学论时,可以先向学生对所要内容的主旨,主要思路进行讲解,然后对主要知识点进行仔细讲解,经过这样的讲解,学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时,学生对其中的规律和容易混淆,如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解,学生就很难掌握。因此,教师要改变教学方法,既要向学生进行理论讲解,也要带领学生对个规律进行实验,通过实验加深学生对光学规律的理解,使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论,根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中,物理教师对学生的评价方式非常重要,有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣,而有的评价方式可能使学生受到打击,从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论,并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式,激发学生学习物理的兴趣。例如,在课堂上让学生回答问题时,学生回答对了要给与肯定的评价,而如果学生回答错了,要用积极的评价方式去评价,用全息理论去告诉他,其在探讨知识的过程中,没有选择正确的方式方法,让其用正确的方式再去进行探讨,这样既让学生知道了自己了不足,也对学生进行了鼓励学生,这样学生就会乐意去学习,从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语
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