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虚拟现实(VR)是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文2500字,希望能够对您有所帮助。

直觉交互界面与虚拟现实

摘要:为了研发更高水准的直觉交互界面,有必要引入虚拟现实技术,借助具备沉浸性、交互性和想象性的人机交互环境来获得真正意义上的直觉体验。通过特定的物理器件装置,以及先进的手势识别技术,使用者不必学习专门的操作命令,就可以与计算机进行交流并获得实时的反馈,而独特的沉浸式环境更能创造出人机一体的融合感。结果表明,虚拟现实技术有效地提升了用户的体验度,大大简化了操作的复杂性,而且可以应用于从娱乐到专业制造等各种场合,是直觉交互界面的有力驱动平台。

关键词:直觉交互;人机交互;虚拟现实

中图分类号:J0-05 文献标识码:A

本文是在“人―计算机” 交互(Human-Computer Interaction)的意义上来谈论“交互”。随着计算机技术几十年来突飞猛进的发展,计算机已经完全进入了日常生活的方方面面,其影响无处不在,人机之间的互动操作问题也越发显得重要。由于计算机尚未能摆脱冯・诺依曼体系的根本制约,与人类思维模式之间的鸿沟依然如同天堑,人机交互问题的一个重要着眼点就在于如何尽量地缩小人类使用者的操作模式与计算机的操作模式之间的差别。这意味着我们仍在不断地摸索和探讨,去提供更优秀的交互界面,使人可以顺畅地、高效率地与计算机进行对话。

一直以来,交互设计思维首要强调的就是以人为本,换而言之就是让设计物适应人,而非人适应设计物。这种观点在计算机还是国防机密的年代中显得有些奢侈,人们只能痛苦地训练自己去迎合机器(例如,使用完全机器式的编程语言与计算机交谈)。在当下,相对廉价的个人计算机都可以提供可观的计算能力,因此交互界面的设计原则也就顺应了这样的思路,去尽可能地将界面做得人性化,让人用得舒服,而繁重的计算则交给计算机在幕后默默地处理。

正是在这样的大背景下,“直觉”一词吸引了大家的目光。毕竟相对于日常物件,计算机的交互界面还是太不人性了,依旧保持着冰冷的面孔。如果能将我们习以为常的动作引入与计算机的交互之中,在不知不觉中将完成与计算机的沟通,那么这样的人机界面才能称得上是以人为本。而在呈现直觉界面方面,新兴的虚拟现实技术则提供了最有价值的工具。

本文正是拟探讨直觉交互界面及其与虚拟现实技术间的关系,为了完成这样的任务,首先我们要对人机交互意义上的直觉作出一个明确的定义,它实际上与大众文化中的“直觉”概念有着相当的差别。之后我们将谈论如何将上述意义上的直觉与虚拟现实结合起来,并提供具体的案例分析来支撑我们的探讨。

一、直觉交互界面

直觉(Intuition)这个概念属于大众词汇,但实际上不同的学科对直觉都有着不同的定义。本文研究的对象是人机交互,因此将在“凭着直觉去与计算机进行交互” (interaction with computer by intuition)这个上下文中去探讨它。首先要注意到,交互是双方面的,也即人与计算机在进行着双向的互动,但直觉却是人才能拥有的,也是仅仅用来修饰人的判断与感觉的,因此直觉人机交互关心的是以人为中心的交互场景中各参与元素对人是否直觉。从人的角度考虑交互界面,这实际也就奠定了“以人为本”在理论上的基础性质。

一般而言,人们对直觉的交互有着如下诉求:它不需要经过有意识的思考便能做出。例如在翻动一页书的时候,人不需要去有意识地考虑该用多大的力气,手指该走怎样的空间路线,或有意识地等待书页翻动之后出现的非常规情况并作出反应,等等。在这个意义上,一本实体书的交互界面是直觉的。依据以上诉求,Blackler等人的研究指出,直觉是“基于已往经验的无意识的反应”[1]。这个定义强调了两个要点:基于以往经验和无意识。关于直觉往往是无意识的(下意识的)举动,这一点几乎已成共识,这里就不再展开论述。需要厘清的是“基于已往经验”这一点。

在日常生活中,人们或许并不认为直觉与已往经验之间会有什么关联。相反,许多人会认为,如果不需要经验就能进行某种操作,那么这种操作显然更符合直觉。特别地,中国传统文化中的“直觉”概念充满了反智主义的特征,直接将“直觉”与“本能”联系起来,往往意味着“不需要通过知识或经验便可以下意识地完成”。但这实际上是一种错误的观点,它不但误解了人的本能,而且未能认识到已往经验的真实存在及其影响。事实上,现代理论表明,人类绝大多数行动――简单的或复杂的――都是后天习得的,并非先天刻印于脑中。如果仅凭本能,人几乎无法完成什么人机交互操作:拿按钮这种最简单的人机界面元素来说,如果没有事先通过各种例子认识到存在按钮这种东西并且按下它之后会启动某些关联反应,使用者甚至都无法做出按下按钮的行为。或者用[2]的话来说,所有行动都承载着理论――后天习得的理论。

将直觉与已往经验联系起来,这不仅揭示了直觉在人机交互中的真正面貌,而且指出了设计人机交互界面时的一条基础准则:由于不同的人有着不同的生活经验与知识水平,那么他们的已有经验也是不同的,这也就意味着每种类型的人都有着他们对“直觉交互界面”的不同衡量标准。有一个简单的例子可以说明这一点。

考虑一款在电脑上运行的收音机软件,它的作用是播放网络上的各类实时音频流(包括传统电台的在线音频流)。图 1模拟半导体收音机的调频指针窗口,从传统眼光而论这样的界面便是直觉的。然而,对于没有用过半导体收音机的新一代年轻人而言,他们由于频繁地接触电脑,反而会觉得图2的界面是直觉的,因为这样的界面使用的是为电脑用户所熟知的UI(User Interface,用户界面)元素,包括菜单、按钮、列表框和滚动条等等。

习惯半导体收音机操作的用户多半用不惯新式界面,而习惯新式界面、没使用过半导体收音机的用户却很可能对传统界面不知所以。这个例子充分说明了,在考虑直觉交互界面的时候,必须考虑用户群体的已往经验,依据不同的已往经验去断定直觉因素。并不存在唯一的、普适的、通用的直觉界面,这给了设计师以极大的挑战,但同时也是极大的创新动力。 此外,虽然直觉的定义没有直接体现对审美的考虑,但审美和直觉显然是互有关联的[3]。由于直觉使用与交互过程中唤起的先前知识有关,那么审美判断作为人类感知过程的起点之一,恰是诱发直觉的重要因素。一个富于美感的界面,可以抵消用户使用过程中的不安感和隔膜感,并在潜意识上促使和鼓励用户做出交互行为并保证交互行为的持续性和统一性。上面的例子也表明,对于传统用户,设计精美、极富质感的模拟界面有效地抵消了传统用户对电脑软件的不适感,方便他们使用,并且大大降低了潜在的学习成本。而对于年轻用户,他们也可以在自己熟悉的控件界面中运作自如,拉近了老技术(传统流媒体)与新技术间的距离。简而言之,具备良好审美特性的直觉界面具有重要的价值与意义,体现了人机交互界面的发展趋势。

二、直觉界面与虚拟现实

自上世纪70年代起,虚拟现实(Virtual Reality)技术的发展异常迅猛,从专业研究到商业应用乃至家用娱乐都可见其身影。从根本上而言,虚拟现实恰是交互界面直觉化的总趋势的一个反映,因为人机交互演进的内在逻辑在于,呈现和交互手段总在致力于让用户以更直观、更自然、更简便的操控方式去获得更丰富、更多态、更实时的数据资源。

简而言之,虚拟现实提供了一个具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)的虚拟数字富媒体环境;用户不仅可以如同设身处地一般沉浸在它所提供的丰富多彩的虚拟环境中,更可以通过各种创新的途径来与环境中的元素进行互动。沉浸性、交互性和想象性,正是虚拟现实的三个基本特征[4]:一是沉浸性,通过各种技术手段让用户产生“身临其境”的感觉,包括视觉(利用人的立体视觉原理产生虚拟的三维纵深感)、听觉(利用立体声产生虚拟物体的方位感)、触觉(通过力觉设备使用户以为在与真实的物理实体打交道)等等;二是交互性,用户可以实时地与虚拟现实系统中的各种物体进行互动操作,用户的操作不再局限于传统的键盘、鼠标或游戏杆,还包括先进的数据手套、穿着式回馈服等等;三是想象性,给用户呈现的虚拟现实场景具有超越现实场景的特殊魅力,真正做到某种意义上的“心想事成”。

从虚拟现实的上述特征可以看出,它的基本出发点就是要超越传统人机交互界面的非人性化的一面,不仅要让用户尽量溶入整个交互场景中(沉浸性),而且要让用户以更直觉的方式去操作计算机(交互性):首先,虚拟现实技术能够有效地将计算机交互界面直觉化,提供与日常场景尽量类似的界面,完全基于人类日常的视觉直觉。其次,虚拟现实技术能够有效地消除人机交互之间的阻隔,让用户能够通过日常的动作和行为与计算机交互。

从上文的概念分析可知,判定直觉程度要看与使用者本身的已知经验,而且使用情境和审美等其他因素也要考虑在内。虚拟现实技术本身提供了多种多样的方法,但具体的构建和应用也要遵循这样的准则。下一节将提供几个应用案例来说明这些,并综合讨论如何真正地利用虚拟现实技术去设计直觉交互界面。

三、应用案例及讨论

以虚拟现实技术为基础的直觉交互界面被广泛应用于各种层次、各种领域的实践应用之中,其目标用户群体不仅包括非专业人士(普通民众),也包括熟悉计算机但希望寻求更直观的交互操作方式的专业人士。对于前者,他们需要能够尽量降低学习和记忆成本、兼或附带娱乐趣味性的人机界面。而对于后者,操控感良好的直觉界面可以大大提升生产率和成品率,并推动整个生产流程的优化。

日本大阪大学人机工程实验室的伊藤雄一等人研发了ActiveCube(动态积木)[5],这个作品将直觉界面引入儿童和青少年认知学习及娱乐之中,并辅以虚拟现实或增强现实设备以提升其应用价值。每个积木都是一个边长五厘米的塑料立方体;积木里面有一块可编程集成电路,控制着一系列可选的感应器或小型设备,包括超声感应器(感知外界物体的接近)、坐标感应器(三维坐标的相对角度)、触觉感应器(最多可装两个,每个可以感应八个方向的触觉)、红外感应器、灯和电动机等。因此,每个积木实际上已经是一个独立的玩具,可以感知环境并产生相应的动态行为。更绝妙的是,这些积木还能彼此连接,连接起来的各个部分之间也可以互相通信,构成整体行为。儿童使用者不需要额外教学就可以通过直觉使用它们。这样的直觉操作界面,很好地避免了其内部的复杂结构对使用者的影响,小学低年级学生就可以独立操作。

ActiveCube的一大特色在于可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中,红外感应器捕捉搭建好的积木形态,并将符合此形态的虚拟物品显示出来。应用了虚拟现实技术之后,规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等,不仅视觉效果有可观的提升,还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。

ActiveCube还可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中,红外感应器捕捉搭建好的积木形态,并将符合此形态的虚拟物品显示出来。由于ActiveCube本身只是一个简单的立方体,其六面自由连接功能限制了表面的装饰性,最后的拼装效果不一定能吸引儿童用户的兴趣。而应用了虚拟现实技术之后,古板规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等,不仅视觉效果有可观的提升,还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。在上面的例子中,外表相对简陋的十字架形积木摇身一变,可成为精美的飞机,并随着积木在实际环境中的位移而在现实设备上呈现相应的飞行轨迹。

另一个实例来自于工业设计领域。当下的设计师一般都有较高的学历和较专业的计算机技能,但进行三维产品建模的时候,复杂的软件界面依然是最重要的阻碍因素,更遑论键盘加鼠标的操控方式根本就与人手的自然行为大相径庭,严重干扰了设计师的思维和创作习惯。荷兰Delft大学工业设计工程团队在这方面进行了大量研究,提出了新的解决方案,其关键就在于引入直观的手势来与计算机交互,于虚拟现实环境中完成建模工作[6-7]。

一般而言,手势比面部表情和眼动更易于捕捉和识别,又比全身姿势更易于实施(特别是在狭小空间中),因此比较受直觉界面研究者的青睐[8]409-420。但手势也分为几个细类,不一定都适合用于人机交互。Hummels指出了三类手势,第一类是从计算机角度去定义的手势,因而非常便于计算机识别,但需要使用者去刻意学习和掌握,称不上直觉。第二类与之相反,指的是人类日常生活中的手势,优点是非常直观,但计算机程序需要特别的设计才能对其进行识别。综合了以上两种类别之优点而又尽量规避其不足的第三类手势称为描述性手势,原本自身也有着应用范围过窄的缺憾,但辅以虚拟现实技术,便可以成为有效的途径以联通设计师和计算机。 为了提高描述性手势的效果,研究人员特地设计了一个虚拟现实实验环境,见图3。在此环境中,普通设计师作为被试,不受拘束地使用他们惯常的手势进行设计创作,而这些以直觉为基础挥舞出来的手势被动作感应器记录下来,最后进行统计分析。通过这样的过程,研究人员能够采集到和分析出最适合虚拟现实环境的直觉手势。最后,对设计师而言非常直觉、对计算机而言又是相当便于识别的手势方案即可得到确定。设计师在此系统中,可以像往常操作日常物体(胶泥或板材等)一样与计算机辅助设计软件进行人机对话,不仅直觉高效,而且得益于虚拟现实环境,整个设计流程形同真实体验,大大提高了设计效率。

四、结论与展望

一直以来,“以人为本”都是人机交互设计领域的核心口号之一。但本文的分析指出,这绝不能是一句抽象的口号,而必须落实到具体的应用情境之中。另一方面,近年来关于“用户体验”的声音不绝于耳[9],它本质上也是“以人为本”的精神的一种体现,但这个提法也存在着过于含糊的缺点,导致了许多不同的理论都以它为逻辑基础。实际上,只要明确了“人”(也即“用户”)的特定性,问题也就解决了。既然不同的人和不同的用户其自身情况多有差异,同样着眼于“以人为本”或“增进用户体验”的产品,也就必须随着人/用户的不同而给出不同的解决方案,提供不同的交互界面,才能在交互过程中让使用者满意。

直觉概念得到了厘清,但这显然并不意味着直觉交互设计的种种问题也就有了答案。如何让某种交互界面更少地占用使用者的逻辑意识(也即做到“无意识地或下意识地被使用”),以及如何明确地定性定量分析特定用户的已往经验,并以之支持交互界面的设计,这依然是非常复杂的问题。幸而在各领域学者的努力下,此领域已有许多成功的理论或实践得以依循。在这方面最重要的一项就是关于直觉交互中的手势问题,它旨在解决人机交互场景中用什么有效的手势去操作计算机。由于手势不受传统输入设备的限制,它天然地与虚拟现实技术结合在一起[8]409-420。此外,针对现在方兴未艾的商业以及家用娱乐虚拟现实应用,直觉交互界面也是其中的研发热点。限于研究的深度及文章篇幅,本文遗憾地未能在这些方面展开论述,希望能在后继研究中逐步展开。

最后要强调的是,随着普适计算(ubiquitous computing)这个概念在强大的计算机硬件的支持下渐渐变为现实,设计和实现各种直觉交互界面已成为人机交互的核心任务。普适计算要求计算机设备可以感知周围环境的变化并执行相应的任务,在这一过程中如果交互界面做不到直觉易用,那么其计算机人性化的核心价值也就无从体现了。由此,直觉交互界面的理论与实践必将日益凸显其无比的重要性和关键性。

[参考文献]

[1] Blackler A,Popovic V,Mahar users' intuitive interaction with complex artefacts[J].Applied Ergonomics,2010,41(1):72-92.

[2] 波普尔.猜想与反驳:科学知识的增长[M].傅季重,纪树立,周昌忠,等,译.杭州:中国美术学院出版社,2003.

[3] Naumann A,Hurtienne J,Israel J H,et use of user interfaces: defining a vague concept[M]∥HARRIS Psychology and Cognitive :Springer-Verlag,2007:128-136.

[4] Alonso M A G,Gutierrez M A,Vexo F,et Into Virtual Reality[M].New York: Springer-Verlag New York Inc,2008.

[5] Watanabe R,Itoh Y,Kawai M,et of ActiveCube as an intuitive 3D computer interface[M]∥Butz A,Olivier Graphics. Berlin: Springer,2004:43-53.

[6] Hummels C,Overbeeke C J. Kinaesthesia in synaesthesia:the expressive power of gestures in design[C]∥Design and semantics of form and :Eindhoven University of Technology,2006:34-41.

[7] Hummels C,Smets G,Overbeeke Intuitive T-wo-handed Gestural Interface for Computer Supported Product Design: International Gesture Workshop[C].Bielefeld:Springer Verlag,1998.

[8] Nielsen M,Strring M,Moeslund T B,et procedure for developing intuitive and ergonomic gesture interfaces for HCI[M]∥Gamurri A,Volpe Communication in Human-Computer :Springer,2004:409-420.

[9] Garrett J elements of user experience[M].Berkeley,CA:New Riders,2002.

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改革开放以来,我国开始重视科技法规的建设,先后制定了《专利法》、《科技进步法》、《促进科技成果转化法》、《著作权法》、《科学技术普及法》等科技法律,对我国的科技进步和科技创新产生了积极促进作用。但我国的科技法规大多产生于20世纪80年代之后,对科技进步的促进作用还不够深远,加上我国长期的封建人治影响,有法不依、知法违法等现象仍很严重。而在创新型发达国家,鼓励和规范科技活动的法律早在200多年前就形成体系,一些国家还在根本大法中鼓励和保护科技创新,促进科技普及。如美国在1787年宪法中就规定“为促进科学和实用技艺的普及,对作家和发明家的著作和发明,在一定期限内给予专利权的保障”,从而促进了美国的各种发明创造如雨后春笋般地涌现,并极大地促进了美国生产力的发展,使之在20世纪初跃为世界头号强国。 3思想文化和体制机制创新的对策 综上所述,人类社会的进步,总是科技、经济、思想、文化、体制、机制等不断创新而推动的。它们互相依存制约,又相互转化促进。当社会渐进发展时,科技的创新对生产力起主要推动作用,当量变积累到质变,进人飞跃发展阶段时,思想文化、体制机制的变革创新,就成为进一步解放生产力、促进社会进步的更重要方面。在我国,由于改革开放和世界第三次科技革命的推动,生产力快速发展,集聚了足以产生部分质的飞跃的物质能量,因而也对上层建筑的制约因素提出强烈的改革要求。 就科技创新而言,新中国已建成多学科完整的科研体系,并拥有上万亿资产的科学仪器和技术装备,拥有3 300多万专业技术人员队伍。国家统计表明,2007年全社会研发支出达3 664亿元,国家财政用于科学技术的拨款达2 127亿元,应该说,我国的科技创新已具备了雄厚的物质基础。但另一方面,我国规模以上企业75%没有研发机构和研发活动。99,7%的企业没有专利申请和自主知识产权,60%的企业没有自己的商标;全国每年产生数万项科技成果,其转化和产业化率不到10%。这种不成正比的投入产出,说明制约我国科技创新的主要矛盾方面,已从物质条件的制约正逐步转为思想文化、体制机制等非技术因素的束缚。为此,提出如下对策。 弘扬创新精神。培育创新文化 创新精神是科技创新的灵魂,创新精神说到底是科学精神,而科学精神正是马克思主义实事求是世界观的本质体现。创新文化是科技创新的土壤,土壤深厚成果才丰硕。但在思想文化战线,我们面对的是2 000多年封建文化的沉重积淀,封建文化残余的影响不容小视。这就要我们以思想解放大讨论为契机,深刻理解创新文化的内涵,并与我国的传统文化进行比较分析,对其糟粕应坚决批判摈弃,对其精华应与创新文化加以有机融合,努力在思想理论、文艺创作、舆论宣传等方面确定创新精神和创新文化的主体地位,并在各级领导中带头加以宣扬,使之日益深入人心,逐渐蔚然成风。 加强科学普及,提高科学素质 纵观世界科技发展史,科技进步总是靠科技创新和科学普及两轮驱动的。科技创新改变了人类社会的哪个方面,科学普及也会跟踪到那个方面。胡锦涛曾指出“科技创新和科学普及是科技工作的两个重要方面”。但目前,相对科技创新而言,科普工作无论从领导重视程度、科普投入力度,还是人员队伍和设施建设,都明显是一条短腿。如财政投入,中央财政2006年对科普的投入还不到对科技投入的百分之一。科普工作是提高全民科学素质的重要方面,要逐步消除国民科学素质较低对科技创新的基础性制约,实现到2020年建成创新型国家的目标,就要对科普工作高度重视,特别是各级领导的高度重视,能真正如中央领导所要求的“像抓发展那样抓科普,以抓科普来抓发展”,全民科学素质才会在较短时期内有较大提高,中国的科学发展才有最为重要的坚实基础。 明确创新主体。加快制度创新 体制机制的改革与创新,在现阶段,是进一步促进科技创新、解放生产力的关键。体制机制问题,首先要有利于促进企业成为科技创新的主体,通过体制机制的制度性安排,引导创新资源向企业集骤:其次,要通过体制机制的创新,建立起以市场为导向的产学研创新体系和市场激励机制;三是使创新人才包括创新型企业家的形成机制更适应经济社会发展和市场经济的规律。体制机制的创新,既要促进生产关系对生产力的进一步适应,更要改革上层建筑中行政管理体制甚至政治体制中对经济基础的不适应部分,使相关的机构设置、管理职能、运作程序等更有利于科技创新的需要。 完善法制体系,营造法治环境 完善的法制体系是科技创新的根本保障。针对目前科技创新的法制体系不完善、不够刚性及国民的法治意识淡漠等状况,一方面要进一步修订和补充相关法规,并注意在立法中坚持与时俱进、科学合理、公平公正,防止部门利益法律化;在地方立法中要根据实际,使必须条款尽可能具刚性,使各方都有切实可依的法律准绳。另一方面,要大力开展科技创新法规的普及教育,使相关法规深入人心,从而切实增强法治意识。形成良好的法治环境。 创新是人类社会发展的根本动力,创新驱动又是一项庞大的系统工程,不仅应系统推进,更要根据发展的不同阶段,抓住主要矛盾。现阶段,一方面,要下大力气继续抓好科技创新;一方面,要把更大的力量用于实现思想文化创新和体制机制创新,才能取得创新型国家建设的新突破。看了"关于创新科技论文题目"的人还看: 1. 关于科技创新的议论文 2. 有关企业科技创新论文3篇 3. 科技论文题目 4. 关于创新教育的论文 5. 关于创新的议论文5篇

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毛的惊喜

结合自己经历

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L趣多多

青少年科技活动充满趣味性、探索性、好奇性和创造性,积极开展科技活动是贯彻实施以培养创新意识为核心的素质教育的一个重要渠道。科技小论文是科技活动的总结,是在科技实践活动的基础上进行分析归纳、演绎推理、类比想象、抽象概括,从而得出具有普遍推广意义的新规律、新理论、新假设等结论。指导学生写作科技小论文,是引导学生进行科学探索,了解和学习科学研究的一般方法,提高学生科技素质和培养创造型人才的有效途径。我在1997年开始从事科技活动辅导以来,就如何指导学生写作科技小论文作了一些尝试和探索,取得了一点成效。在我指导学生完成的10多篇科技小论文中,获全国二等奖1篇,广西一等奖1篇,三等奖1篇,地、市级奖励6篇。现将本人的肤浅认识和体会简单介绍如下,以向同行请教。一、提高认识,激发兴趣,消除科技小论文的神秘感首先,坚持在课堂教学中渗透科技教育,培养和提高学生的科技素质。备课时,选择教学内容要突出科技知识,并及时将本学科的最新研究成果充实到教学内容中。改革教育观念和教学方法,重视科学研究方法的训练和科技史教育。比如在学习铁的性质时,介绍α-Fe2O3和γ-Fe2O3在录音材料上的重要用途,学生往往热情高涨,感到科学技术离他们并不遥远,从而增强学生的科技意识。其次,通过讲座、板报、科技知识竞赛、科技读书笔记比赛、科技手抄报比赛等活动,使学生充分认识科学技术的迅猛发展及其对世界各国综合国力的巨大影响。例如,在1997年第一届全国中师化学科普知识竞赛中,我辅导的学生获全国二等奖1人,全国三等将2人,广西一等奖3人,二等奖5人,三等奖12人,我本人获全国中师化学科普知识竞赛优秀辅导员称号;在2000年7月广西首届中师科技艺术节的各项比赛中,我辅导的学生均获得优异成绩;在2000年12月第二届全国中师化学科普知识竞赛中,我辅导的学生获全国一等奖1人,二等奖2人,三等奖8人,广西一等奖13人,二等奖38人,我本人获全国优秀辅导员称号。这些成绩的取得,极大地激发了学生对科技活动的兴趣和热情。第三,向学生介绍一些他们熟悉的短小精悍的优秀科技小论文,揭开科技小论文的神秘面纱。例如,联系生活实际介绍获全国一等奖的科技小论文《水浮莲净化污水的观察与调查》、《银杏快速培育的实验》、《音乐对某些植物生长发育影响的实验》等,联系教学内容向学生介绍变废为宝利用柑子皮水解后进行银镜反应的科技小论文《柑子皮的妙用》以及《蓟草可解烟毒》、《禾苗枯萎之迷》等科技小论文。这些通俗易懂的例子说明科技小论文的写作并不是高深莫测、可望而不可及的事情,同时也为学生写作科技小论文提供了良好的范例。二、联系实际,选好科技小论文的写作题材第一、引导学生选择自己熟悉的感兴趣的题材。我们是指导学生写作科技小论文,所以要放手让学生自己选题,这样才能选出学生感兴趣的、能独立完成的好题材。我校学生大部分来自农村,学校培养的目标是小学教师。因此,我指导学生选题的要求和原则是:面向小学,立足农村,服务农村,选择身边熟悉的感兴趣的题材。比如,我指导的获奖科技小论文《流动灌溉——马蹄优质高产试验》、《龙眼罩网防果蝠实验》、《油茶树抵御砖厂污染的调查》等题材都是学生从自己熟悉的生产生活中选择的,其实践结果对促进农村经济发展起到一定的积极作用。比如《流动灌溉——马蹄优质高产试验》的结果可使农民种植马蹄每亩增收500多元,在学生家乡已得到广泛推广,并于2000年8月26日被广西科技报在第一版宣传推广。立足农村选择的题材所需实验条件简单易行,适合学生今后在小学教学中开展科技活动。第二、选择的题材要具有新颖性。选择新颖的好题材意味着科技小论文的写作成功了一半。我首先是在学生中开展各种形式的读书活动,积累科技知识,引导学生用科学眼光观察生活,大胆质疑,发现生活中的科学现象和科学问题,从多种角度分析问题产生的原因,筛选提炼论文题材,确定实践方案。其次,还结合具体例子说明科技小论文选题的方向和规律。例如,《肉桂驳枝繁殖试验》的“驳枝繁殖”、《人工上篱种植绞股蓝试验》的“人工上篱种植”、《生姜倒种优质高产》的“倒种”、《西瓜嫁接栽培试验》的“嫁接栽培”、《竹荪的室内栽培试验》的“室内栽培”、《磁化水对几种花卉生长发育影响的实验》的“磁化水”等等,代表了科技小论文选题的一般方向和规律,都是优秀的选题。第三、了解不宜选择的题材。除了青少年科技活动规定不宜选择的如药物、药理、药效等题材外,我认为需要时间较长的、不具备实验条件的、不符合青少年学生特点的题材也不宜选择。第四、选题宜早不宜迟。这样才能保证有足够的时间开展科学实验,查阅图书资料以及论文的写作修改。我指导学生写作的获奖科技小论文的题材一般都是学生提前1年甚至2年就选好了的。三、明确要求,规范格式,培养学生的科研能力严格地说,科技小论文不是“写”出来的,而是科技实践活动的结晶。指导学生写作科技小论文的最终目的是使学生了解科学研究的一般方法,培养学生的科研能力。据了解,许多科技小论文在各级评比中落选的原因,是内容和格式不符合要求,或者是数据材料不足,尽管学生和辅导员都作了大量的实践工作。因此,指导学生写作科技小论文之前,必须使学生了解科学研究的一般方法和步骤、科技小论文的选题要求、实验数据记录的方法和要求、写作的格式等等。这样才能有计划有目的有步骤地开展科学实践活动,作好原始记录,为科技小论文的写作做好准备。此外,还要使学生明确一篇好的科技小论文,应该有一定数量的图表和照片等直观说明材料,才能更好的体现真实性,增强说服力。四、指导学生查阅资料,分析归纳,提高科技小论文的质量如何依据诸多个别的实验考察的现象和数据记录得出具有普遍推广意义的结论?这是指导学生写作科技小论文至关重要的一步。首先引导学生根据科技小论文的主题对实验考察的现象和数据学会分辨取舍,去伪存真,归纳出一般结论。其次,指导学生查阅图书资料和运用学到的科技知识进行演绎推理,从一般结论得出特殊的新观点、新发现、新方法、新设想等。最后,指导学生运用类比思维将上述的特殊结论进行推广,从而得出具有普遍推广意义的新结论、新规律,运用想象思维对原始的朦胧的观点、设想进行加工、改造,突破时空限制,得出创造性的结论。这样,既提高了科技小论文的质量,又锻炼了学生的创造性思维,培养了学生的科研能力五、刻苦钻研,认真总结,不断提高辅导水平1. 刻苦钻研,虚心请教,是提高辅导水平的主要方法我开始从事科技活动辅导的时候,对科技活动了解甚少。由于我校将青少年科技教育定位为学校的办学特色,浓厚的科技活动氛围激励我认真系统地学习有关青少年科技活动的内容、途径和要求。尤其是我校教务科陈勇副科长和贺州市教育局原科技活动专干高兴平老师的热心指导,使我的辅导水平产生了质的飞跃。1998年我辅导学生写作的科技小论文《流动灌溉——马蹄优质高产试验》获全国二等奖。这极大地增强了我指导学生开展科技活动的信心,同时也有了更强的责任感。为了进一步提高辅导能力,我先后参加了计算机培训和研究生主要课程进修,2000年又考取了在职研究生班,现在正在学习中。2. 指导学生写作科技小论文需要有热心、耐心和无私奉献的精神就拿我指导学生完成《流动灌溉——马蹄优质高产试验》一文来说,虽然学生在我的指导下做了大量的实践工作,但写出的初稿过于简单,尚不足300字。于是,我从实验方案的设计到实验数据的记录,从实验结果的分析到图书资料的查阅,一一指导学生改进,其间八易其稿,整个辅导过程倾注了我大量的心血,花费的精力决不亚于自己撰写一篇在国家级刊物发表的学术论文。有人问我这样做值得吗?我笑之以答:“这是一名科技辅导员的职责。只有全身心投入辅导活动中,才有可能辅导出好成绩,辅导水平才会不断提高。”3. 勤于动笔,善于总结科技活动的经验教训1999年,我在辅导学生科技活动中受到启发而设计的一个创新实验,获全国中师化学老师实验大赛二等奖。2000年,我将辅导学生科技活动的一点做法和经验整理成文章参加第八届中国青少年科技辅导员论文比赛,获一等奖。这些成绩的取得对我辅导学生科技活动具有很大的促进作用,也是学生写作科技小论文的榜样和动力。总之,指导学生写作科技小论文是一项艰辛而又繁琐却富有意义的工作。教师虽然不是科学家,但应该是科学家的引路人

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