物理科学与steam论文

物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学，我整理了初中物理科学论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

物理教学:坚持科学本质

摘要：阐述在物理教学中必须坚持科学本质教育，而不能把物理教学当做是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授;以及在教学实践中如何对学生进行潜移默化的科学教育，提高学生科学素养，使学生形成科学的价值观和态度，使之受益终身。

关键词：物理;坚持;科学本质;学生;受益终身

物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学，[1]是自然科学的重要组成部分。发展至今，物理学科既有悠久的科学史，又有飞速跃进的现代高科技;既与日常生活紧密联系，又饱含辨证唯物的科学思想;既有严格求实的科学实验，又有严密准确的逻辑推理。简而言之，物理的本质是科学，物理教学理所当然是科学的教育和探索，包括科学理论和技术﹑科学方法和思维﹑科学文化和人文精神等多方面的价值教学,而绝不是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授。这是物理教学的基本原则。

国际应用物理联合会曾对20世纪物理教育进行了深刻的反思：“如果所有的学生都要学物理，那么物理教育的主要目标应该放在大多数的未来公民的兴趣和需要上，而不是放在将进一步学习物理而成为科学家或工程师的少数精英分子身上。如果物理教育是为更多学生的全面发展服务的，那就应当重视物理学家的工作成果在社会上、技术上的应用;重视物理学的哲学和物理学的历史;重视蕴含于我们文化之中的物理学方法;重视物理学家这个专业群体的特点，如支持、贡献社会的方式等。”[2]笔者在物理教学实践中也深深体会到：在课堂教学中立足于物理的科学本质教育，进行潜移默化的科学渗透，对于培养学生正确的科学思维、研究方法以及人生观、世界观的确立有着极其重要的作用;而学生正确的方法、信念、准则的形成和强化，又可以转化为学生学习物理的强大内驱力和坚实基础，进一步激发学生学习物理的兴趣和积极性，树立投身科学探究的伟大抱负。

一、以宝贵的科学精神感染人

著名物理学家钱三强先生在《物理学史》的序言中写到：“物理学发

展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘。”[3]在科学探索的进程中，并不总有认可、赞美，而是要能够承受来自舆论、宗教、传统观念各方面的压力。因此，伟大的科学家是有献身精神的。今天我们在赞叹伽里略的伟大，学习他的诸多理论时，更应该让学生感知伽里略用生命自由捍卫真理的勇气，理解到科学成功背后的艰辛，培养他们坚持真理的可贵信念和执着精神。

今天我们在广泛的应用电力，那么在学习“电磁感应”时，教师应该不失时机的讲述法拉第是怎样花费了十年的心血，经历了无数次的实验、失败、再实验、再失败的坎坷历程，终于首先发现了“电磁感应” 现象，开辟了人类应用电力的新纪元。从而让学生深刻体会到物理前辈不断求新探索，勇于自我反思，不屈不挠的惊人毅力，培养他们尊重失败、升华失败的科学态度和“从荆棘中收获科学成果”的坚强意志。

在物理学的发展过程中，科学是铁面无私的，科学研究是认真严谨的，但科学的发展和传续是温馨感人的，处处闪耀着“前人栽树，后人乘凉”的人性光环和崇高精神。正如牛顿所言：“如果说我比别人看的远些，那是因为我站在巨人的肩膀上”。在教学“开普勒三大定律”时，开普勒的伟大成就固然令人赞叹，但我们也应该让学生了解这一伟大成就背后的重要奠基人——第谷。第谷几十年如一日的持续观测，孜孜不倦的提高观测的精确性，实事求是的真实记录，最后在生命弥留之际，毫无保留的将全部珍贵的一手资料赠与开普勒。从第谷身上令学生深受感动的不仅是他求真务实的科学态度，更是他甘为人梯，默默奉献的伟大精神。

二、以辩证的科学思想启迪人

物理学科蕴含丰富的辨证唯物主义思想，在物理教学中渗透辩证的科学思想，可以潜移默化的启迪学生并使之：逐步认识到物理学理论的发展历程是动态发展的变化过程;切实体验到科学理论的不断进化、完善;深刻领悟到没有任何一个物理学理论可以被看作是最终完满的，人们在一定条件下的物理学认识只能是近似的、相对的。从而促使他们养成独立思考的习惯，提高认识科学问题的敏锐性和辩证性，使他们的思想沉浸在好奇之中，永不闭塞怀疑的目光。

三、以创新的科学思维塑造人

“授人以鱼，不如授人与渔”，正如著名数学家波利亚所说：“教师在课堂上讲什么当然重要，但学生想的是什么更为重要。思想应当是在学生的头脑中产生出来，教师要做一名真正的优秀的思想助产婆。”因此，塑造具有良好的思维习惯和创新科学思想的当代高中生是中学物理教育的核心价值。在教学中，教师应做到：“确立一个理念——以学生发展为本;落实两个重点——培养学生的创新思维和实践能力;实现三个转变：(1)教师角色的转变——由单纯的知识传授转变为教学活动的指导者和组织者，(2)学生学习地位的转变——由学习的客体转变为学习的主人，(3)教学方式的转变——由教师的主导变为学生的自主合作探究。[4]

教师要为学生创设丰富多彩接近实际的情景，激发学生提出有一定数量和质量的问题，启发学生根据不同的条件、从不同的角度、用不同的方法，引发不同的思路，甚至采用相互对立的思路去解决同一个问题，鼓励学生根据一定的需要，灵活多变的组合相关因素，提出可能可行的设想，可以通过生生交流，师生讨论共同探讨设想是否可行，能否解决问题，在这基础上得出设想的答案，答案可以不是单一的，而是多样的，甚至是开放式的。这样的方法有助于培养学生的创新能力，特别是当学生学会设定虚拟条件，根据解决问题的需要提出有价值的新方法时，他们的创造性思维就会在科学的殿堂自由翱翔，创造性能力同时获得质的飞跃。

四、以严谨的科学实验锻炼人

物理学的形成与发展是以实验为基础的，作为一门实验科学，它源于实验，发展于实验，在实验中得到检验，验证，并上升为高层次的科学理论。在课堂教学中，充分发挥实验的作用，不仅可以激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力;而且在实验中，通过学生的手脑并用，获得观察能力、实验操作能力、数据处理能力等多方面的锻炼，使科学知识与生活实践紧密结合，让学生学以致用，养成学生严谨踏实的科学作风。

物理实验主要分为演示实验、分组实验和课外实验，在教学中要充分发挥各类实验的优势，找准实验的着力点，有的放矢进行设计操作。物理实践活动要着力发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位，应充分相信学生，使学生主动参与，让学生独立设计实验，利用物理实验，使学生在不断的实践锻炼中获得综合能力的有效提升。

五、以非凡的科学成就鼓舞人

物理学在悠久的发展过程中，人才辈出，灿如星空，杰出的人才创造伟大的成就。我国古代许多的物理学家，对物理发展有过很大的贡献，不少研究成果长期居世界领先地位。如指南针的发明与应用，不仅在我国古代军事、生产、日常生活中起过重要作用，且对促进东西方文化的交流和世界的发展都卓有功绩。这充分体现了中华民族自古以来的非凡才华和智慧，值得我们每一位炎黄子孙为之感到骄傲和自豪。

随着科技的发展，社会的进步，物理在人类生活的各个领域发挥着越来越重要的作用。在物理教学中，有意识的展示我国当代科技发展成就：例如我国近代著名的力学家、火箭专家钱学森，对我国火箭导弹和航天事业的迅速发展作出了不朽的贡献，被称为“中国的导弹之父”。 如今 “神舟”系列火箭飞船的成功发射圆了中国人的飞天梦,我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术和能够独立开展空间科学试验的国家。又如最近我国大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布，大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。这一重要成果是对物质世界基本规律的一项新的认识，对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用，并将有助于破解宇宙中的“反物质消失之谜”。[5] ……这一系列的科学成就介绍怎不让我们的学生心潮澎湃，深受鼓舞?民族自信，爱国之情，热爱科技之心怎不油然而生?

总之，物理作为一门重要的基础科学，科学内涵悠久深远，科学素材层出不穷。物理课堂教学中必须坚持科学本质教育，深度挖掘适合教学的“科学题材”， 有效调动学生的学习积极性，让物理课堂焕发科学活力，让我们的每一节物理课都闪耀科学之光，去感染，去鼓舞学生，让学生得到锻炼，获得启迪，促进自我塑造，从而不断提高学生的科学素养，使学生逐步形成科学的价值观和态度，并使之受益终身!

参考文献：

[1] 阎金铎﹑田世昆.中学物理教学概论[M]. 北京：高等教育出版社，1997：35.

[2] 汪明.课堂教学中物理文化教育价值刍议[J]. 物理教学，2011(12)：39

[3] 郭奕玲，沈慧君.物理学史[M]. 北京：清华大学出版社，2005：1-2

[4] 徐全学.提高物理教师技能的几点建议[J]. 物理教学，2011(11)：21.

[5] 金良快.我国发现新的中微子振荡 有助破解反物质消失之谜. 新华社，2012年03月09日

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计算智能原理对创新模式的探索摘要：科技创新能力培养是本科生培养的一个重要方面，在国家大力提倡科技创新的背景下，加强大学生科技创新具有重要的意义。培养有创新能力的人才是高等学校建设的中心。本文基于计算智能原理与方法，结合指导的国家大学生创新项目的实践，就建设高效的创新团队的方法进行了初探。关键词：计算智能；科研训练；创新团队0引言目前，我们要提高自主创新能力，建设创新型国家。高等教育担负着培养创新型人才的重要责任。学生科技活动对于提高学生科技创新能力，培养拔尖创新型人才具有重要意义。而构建了一批锐意进取、大胆创新的大学生创新团队，对提高学生的创新能力和团队协作能力就显得特别的重要。目前就团队理论的研究还有待与深入，用计算智能的基本理论原理与方法来指导建设大学生创新项目团队，是一种跨学科研究的新尝试。1计算智能的基本理论与方法简介计算智能由美国学者James C.Bezedek1992年首次给出其定义，广义的讲就是借鉴仿生学思想，基于生物体系的生物进化、细胞免疫、神经细胞网络等某些机制，用数学语言抽象描述的计算方法。是基于数值计算和结构演化的智能，是智能理论发展的高级阶段。计算智能的主要方法有：人工神经网络、模糊系统、进化计算等。1.1模糊计算模糊系统以模糊集合理论、模糊逻辑推理为基础，它试图从一个较高的层次模拟人脑表示和求解不精确知识的能力。在模糊系统中，知识是以规则的形式存储的，它采用一组模糊IF—THEN规则来描述对象的特性，并通过模糊逻辑推理来完成对不确定性问题的求解。模糊系统善于描述利用学科领域的知识，具有较强的推理能力。1.2人工神经网络人工神经网络系统是由大量简单的处理单元，即神经元广泛地连接而形成的复杂网络系统。在人工神经网络中，计算是通过数据在网络中的流动来完成的。在数据的流动过程中，每个神经元从与其连接的神经元处接收输入数据流，对其进行处理以后，再将结果以输出数据流的形式传送到与其连接的其它神经元中去。网络的拓扑结构和各神经元之间的连接权值(Wi)是由相应的学习算法来确定的。算法不断地调整网络的结构和神经元之间的连接权值，一直到神经网络产生所需要的输出为止。通过这个学习过程，人工神经网络可以不断地从环境中自动地获取知识，并将这些知识以网络结构和连接权值的形式存储于网络之中。人工神经网络具有良好的自学习、自适应和自组织能力，以及人规模并行、分布式信息存储和处理等特点，这使得它非常适合于处理那些需要同时考虑多个因素的、不完整的、不准确的信息处理问题。1.3进化计算自然界在几十亿年的进化过程中,生物体己经形成了一种优化自身结构的内在机制，它们能够不断地从环境中学习，以适应不断变化的环境。对于大多数生物体，这个过程是通过自然选择和有性生殖来完成的。自然选择决定了群体中哪些个体能够存活并繁殖：有性生殖保证了后代基因的混合与重组。进化计算受这种自然界进化过程的启发，它从模拟自然界的生物进化过程入手，从基因的层次探寻人类某些智能行为发展和进化的规律，以解决智能系统如何从环境中进行学习的问题。2计算智能原理在创新团队实践中的启发从系统论的视角看，创新团队的建设问题是一个复杂系统的优化和控制问题。复杂系统具有：1）自适应性/自组织性(self-adaptive/self-organization)。2）不确定性（uncertainty）。3）涌现性（emergence）。4）预决性（Finality）。5）演化（Evolution）。6）开放性（opening）。而计算智能的这些方法具有自学习、自组织、自适应的特征,创新团队的建设是具有一定的研究价值的。2.1在专家指导下的自学习、自组织、自适应计算智能特点提到，模糊系统善于描述和利用经验知识;神经网络善于直接从数据中进行学习，把人工神经网络与专家系统结合起来,建立一个混合的系统,要比各自单一地工作更为有利。创新团队在相关专家的指导下，突出学生自由组建、自主管理、自我服务的特色。在明确团队任务的前提下对团队人数、组成人员条件及内部控制制度做些原则性的规定，赋予团队负责人充分的权力如决定团队成员构成、支配内部经费、对团队成员进行分工和考核等，保证其对团队工作直接有效的管理。2.2合作与竞争意识计算智能特点提到，进化计算善于求解复杂的全局最优问题，具有极强的稳健性和整体优化性。种群的进化过程就是优胜劣汰的自然选择过程。团队建设的基石是合作与竞争理论。Deutsch早就指出，如果人们处于散乱的、互不相干的独立竞争关系，认为双方目标之间没有关系，那么，在资源有限的情况下，人们会表现得更为自私，彼此之间的利益存在冲突，这种关系会引起组织内耗和人际关系紧张，最终导致低生产率和低创造率。Dcutsch认为，应该使人们在组织中具有共同目标，在共同目标下合作共事。具有合作关系的人们会相互尊重、共享信息和资源，他们会将他人的进步看成对自己的促进，并交流意见和取长补短，现代科学的进步表明，今天每一项科技成果的取得，差不多都是多学科协同作战的结果。大学科研团队的建设就是要很好地贯彻这种理念，在适度的竞争与合作之间构建这种理念。2.3融入计算智能思想的协同学习团队人们在研究人类智能行为中发现，大部分人类活动都涉及多个人构成的社会团体，大型复杂问题的求解需要多人或组织协作完成，师生之间的关系也更强调合作和共同发展。随着计算机网络、计算机通信和并发程序设计的发展,分布式人工智能逐渐成为人工智能领域的一个新的研究热点，它是以智能Agent概念为研究核心。虽然每个智能Agent都是主动地、自治地工作,多个智能Agent在同一环境中协同工作,协同的手段是相互通信。计算智能与分布式人工智能结合则是研究在逻辑上或物理上分散的智能动作如何协调它们的知识、技能和规划，求解单目标或多目标问题，因此这也为设计和建立大型复杂的智能系统或计算机支持的协同学习工作提供了有效途径。2.4选好综合能力强的团队带头人计算智能特点提到，对复杂系统的控制，要用处理各种不确定的智能方法，这就要求团队带头人有处理复杂问题的综合能力。科技创新团队应是由不同类型的人为实现特定的目标组成的群体。激励和聚合大家的力量，负责内部的计划、组织、指挥、协调和控制等方面组织工作，必须要有一位核心人物，即学术带头人。优秀的学术带头人是高校科技创新团队必备的要素。团队的带头人处于沟通、协调团队内外的中心位置，是团队其他成员获得工作方向、具体任务、工作目标等信息的主要来源，是团队维持士气、活力、凝聚力的中心环节和纽带，在很大程度上决定了整个团队的学术水平、科研风格和文化氛围。同时对团队整体加强协调与组织，提高团队的内部凝聚力。2.5加强交流，资源公享计算智能特点提到自适应，进化机制，是建立在信息传输基础上的。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作，使团队成员不再是一个独立的个体，而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中，团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此，在科研团队的建设中，良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作，使组织中的每个成员都为组织的发展倾尽所有。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作，使团队成员不再是一个独立的个体，而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中，团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此，在科研团队的建设中，良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作，使组织中的每个成员都为组织的发展倾尽所有。2.6配备优势互补的成员在计算智能机制的调控，非线性复杂系统有涌现性特征。所谓涌现性，就是肩负不同角色的组件间通过多种交互模式、按局部或全局的行为规则进行交互，组件类型与状态、组件之间的交互以及系统行为随时间不断改变，系统中子系统或基本单元之间的局部交互，经过一定的时间之后在整体上演化出一些独特的、新的性质，形成某些模式，这便体现为涌现性。子系统之间的相互作用，可导致产生与单个子系统行为显著不同的宏观整体性质。涌现性也体现为一种质变，主体之间的相互作用开始后,系统能自组织、自协调、自加强,并随之扩大,发展,最后发生质变，即发生了涌现。3结束语计算智能理论对处理复杂系统的优化和控制问题是有效，计算智能原理在创新团队实践中的启发是多方面的。目前就团队理论的研究还有待与深入，利用计算智能原理与方法来指导建设大学生创新项目团队，是一种新的思路。