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大学物理论文免费

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液晶材料的分类、应用及其发展状况摘要介绍了液晶材料的种类及其分类性能,论述了液晶材料的应用和发展情况。关键词液晶材料;介晶相;应用1.液晶的简介和分类液晶是一些化合物所具有的介于固态晶体的三维有序和无规液态之间的一种中间相态,又称作介晶相,是一种取向有序流体,既具有液体的易流动性,又有晶体的双折射等各向异性的特征。1888年奥地利植物学家Reinitzer首次发现液晶,但直到1941年Kargin提出液晶态是聚合物体系的一种普遍存在状态,人们才开始了对高分子液晶的研究。近二十多年来液晶材料获得迅速的发展,这是因为液晶材料的光电效应被发现,因此被广泛地应用在需低电压和轻薄短小的显示组件上,因此它一跃成为一热门的科学研究及应用的主题,目前已被广泛使用于电子表、电子计算器和计算机显示屏幕上,液晶逐渐成为显示工业上不可或缺的重要材料,液晶高分子的大规模研究工作起步更晚,但目前已发展为液晶领域中举足轻重的部分。如果说小分子液晶是有机化学和电子学之间的边缘科学,那么液晶高分子则牵涉到高分子科学、材料科学、生物工程等多门科学,而且在高分子材料、生命科学等方面都得到了大量应用。1.1溶致型液晶有些材料在溶剂中,处于一定的浓度区间内会产生液晶,这类液晶我们叫它溶致液晶。如可以利用溶致型液晶聚合物的液晶相的高浓度低黏度特性进行液晶纺丝制备强度高模量的纤维。溶致型液晶材料广泛存在于自然界、生物体中,与生命息息相关,但在显示中尚无应用。1.2热致型液晶热致型液晶分子会随温度上升而伴随一连串相转移,即由固体变成液晶状态,最后变成等向性液体,在这些相变化的过程中液晶分子的物理性质都会随之变化,如折射率、介电异向性、弹性系数和粘度等。在热致型液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相、向列相和胆甾相。1.2.1近晶型液晶近晶相除有沿分子长轴的取向有序外,有一个沿某一方向的平移有序,近晶型液晶在所有液晶聚合态结构中最接近固体晶体,通常含有C=N或者N=N键及苯环结构,分子是厂棒状。目前各近晶相中的手性近晶C相,即铁电相引起人们广泛兴趣。铁电液晶具备向列相液晶所不具备的高速度(微秒级)和记忆性的优异特征,它们在最近几年得到大量研究。1.2.2向列型液晶向列相仅有沿分子长轴的取向有序,液晶分子呈棒状形刚性部分平行排列,该种液晶分子运动自由度大,是流动性最好的液晶,此类型液晶的粘度小,应答速度快,是最早被应用的液晶,普遍地使用于液晶电视、笔记本电脑以及各类型显示元件上。1.2.3胆甾型液晶这类液晶大都是胆甾醇的衍生物,胆甾醇本身无液晶性质,而它的衍生物均具有液晶特性,次类型液晶是由多层相列型液晶堆积所形成,为向列相液晶的一种,也可以称为旋光性的向列相液晶,因分子具有非对称碳中心,所以分子的排列呈螺旋平面状的排列,面和面之间为相互平行,而分子在各平面上为向列相。2.液晶的应用及发展状况2.1液晶材料在显示器的应用回顾液晶的发展史可以发现,尽管液晶早在19世纪60年代已经被发现,然而在相当长一段时间里,虽然液晶的许多有价值的现象早被揭露,但液晶始终只是实验室中的珍品而已。只有当液晶被用于显示器开始,它的研究才有了前所未有的动力。在这最近的几十年时间里液晶显示器有了长足的进步,目前液晶显示器已是整个领域中的佼佼者,只要稍加留意,不难发现市场上用液晶显示器的仪器仪表、计算器、计算机、彩色电视机等不仅品种越来越多,而且显示品质亦越来越高,价格越来越便宜。目前,各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多)稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式,常见向列相显示就有T N(扭曲向列相)模式,H T N(高扭曲向列相)模式、S T N(超扭曲向列相)模式、T F T(薄膜晶体管)模式等。其中TFT模式是近10年发展最快的显示模式。

21世纪是知识爆炸的时代,大学物理也不例外。这是我为大家整理的大学物理学术论文,仅供参考!

中学物理中的物理模型

摘要:本文阐述了物理模型的概念、功能,中学物理教材中常见的六种物理模型,物理模型在中学物理教学中地位和作用,以及中学阶段在物理模型的教学过程中应该注意的若干问题。

关键词:中学物理;教学;物理模型

一、物理模型的概念及功能

物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。

物理模型按其设计思想可分为理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特点是突出研究客体的主要矛盾,忽略次要因素,将物体抽象成只具有原物体主要因素但并不客观存在的物质(过程),从而使问题简化。如质点模型、点电荷模型、理想气体模型、匀速直线运动模型等等。后者的特点是依据观察或实验的结果,假想出物质的存在形式,但其本质属性还在进一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。

人们建立和研究物理模型的功能主要在于:

一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,从中较为方便地得出物体运动的基本规律;

二是可以对模型讨论的结果稍加修正,即可用于对实际事物的分析和研究;

三是有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务之目的。

二、中学物理教材中经常碰到的几种物理模型

物理模型就它在实际问题中所扮演角色或所起作用的不同,可分为:

1.物理对象模型 即把物理问题的研究对象模型化。

例如质点,舍去和忽略形状、大小、转动等性能,突出它具有所处位置和质量的特性,用一个有质量的点来描述,又如点电荷、弹簧振子、单摆、理想变压器、理想电表等等,都是属于将物体本身的理想化。

另外诸如点光源、电场线、磁感线等,则属于人们根据它们的物理性质,用理想化的图形来模拟的概念。

2.物理过程模型 即把研究对象的实际运动过程进行近似处理。排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。

如研究一个铁球从高空中由静止落下的过程。首先应考虑吸引力,由公式F=GMm�r2可知,铁球越接近地面,F就越大,其次还要考虑空气阻力、风速、地球自转等影响。这样考查铁球下落运动过程就显得十分复杂,研究起来十分不便。为此,我们在研究过程上突出铁球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影响,并把重力视为恒力,通过如此简化,使研究问题简化,其研究结果也不致影响到基本规律的正确性。从而成为物理学中一个典型的运动过程,即自由落体运动。这种物理模型称之为过程模型。

教材中的匀速直线运动、简谐振动、弹性碰撞;理想气体的等温、等容、等压、绝热变化等等都是将物理过程模型化。

3.物理条件模型 如自由落体运动规律就是在建立了“忽略空气阻力,认为重力恒定”的条件模型之后才得出来的。力学中的光滑斜面;热学中的绝热容器;电学中的匀强电场、匀强磁场等等,也都是把物体所处的条件理想化了。

4.物理等效模型 即通过充分挖掘原有物理模型的特征去等效具有相似性质或特点的现象和相似运动形态的物质和运动。如将理想气体分子等效为弹性小球,并用弹性小球对器壁的碰撞去解释和推导气体压强公式,用单摆振动模型去等效类比电磁振荡过程等等。

5.物理实验模型 在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然后根据逻辑推理法则,对过程作进一步的分析,推理,找出其规律,得出实验结论。

如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上提出了他的理想实验――在无摩擦力情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,从而推翻了延续两千多年的“力是维持物体运动的不可缺少”的结论,为惯性定律(牛顿第一定律)的产生奠定了基础。

再如在研究电场强度时,设想在电场中放置一个不会引起电场变化的点电荷,去考查它在各点的F�q值等等。

6.物理数学模型 即建立以物理模型为描述对象的数学模型,进行对客观实体近似的定量计算,从而使问题由繁到简。如单摆的摆线与竖直方向的夹角不得大于50,使弧线计算转化为三角计算等等。

三、物理模型在中学物理教学中的地位和作用

1.建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一

物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素,而模型则是在抓住主要因素,忽略次要因素的基础上建立起来的。它具有具体形象、生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性。

如“质点”模型,在物体的宏观平动运动中,描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同,在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的,故可将运动物体质点化,即用质点模型来取代真实运动的物体。

2.正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一,它与相应的物理概念、现象、规律相依托

人们认识原子结构的进程中,从汤姆逊模型到卢瑟福模型的飞跃就是生动的反映。

爱因斯坦光电效应方程的建立成功地解释了光电效应,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。

诸多的事实都在说明大凡物理现象、过程、规律都直接与之相应的物理模型关联着;一定的物理模型又是最生动最集中地反映着相应的物理概念、现象、过程和规律,二者密不可分。

3.正确鲜明的物理模型的建立,使许多抽象的物理问题变得直观化、具体化、形象化

例如,电场线对电场的描述,磁感线对磁场的描述。分子模型对理解分子动理论的基本观点,原子核式结构对a粒子散射实验现象的解释;光子模型对光的粒子性的理解等等,凡是学物理的人都会感受到物理模型所给予的无可争辩的重要作用。

四、物理模型的教学要着眼于学生掌握建立正确鲜明的物理模型这一根本方法

物理模型是物理基础知识的一部分,属物理概念的范畴。学习前人为我们创造的各种物理模型是完成教学内容的重要组成部分,培养学生掌握这一方法,即对一个具体的物理内容、现象或过程能反映出一幅鲜明的“物理图景”,是培养学生科学思维能力的一个重要方面。为此,我们在教学中应注意如下几点:

1.讲清各物理模型设计的依据。物理模型看上去是独立的,但设计物理模型的思想是相通的。

2.讲授物理模型要前后呼应,触类旁通。运动学中建立的“质点”模型,发展到质点动力学中,万有引力定律中,以至物体转动问题中,还可引伸到单摆中的摆球,弹簧振子中的振子,甚至帮助我们建立电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型。

3.物理模型思维贯穿在物理教学的过程中,随着人们对某个物理问题认识的不断深刻和提高,物理模型也必将随之完善和准确。例如对于光本性的问题,人们从牛顿的微粒说,惠更斯的波动说、电磁说、粒子说到波粒二象性,在此发展过程中光的模型也随之一次次地得到深化。

4.在平时的例题教学中也是处处体现了物理模型的重要地位和作用。解答各类物理习题,学生能否依据题意建立起相应的物理模型,是解题成败的重要环节。如果解题者所理解的题意中的物理模型与命题者的设计模型一致,题意就必然变得清晰鲜明,习题的难点便会随之而突破,这种例子是垂手可得的。

总之,物理模型的教学确实需要我们予以足够的重视,这个问题对提高我们的物理教学水平关系甚大。

物理猜想与中学物理教学

【摘 要】阐述物理猜想在中学物理教学中的意义及教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法。

【关键词】中学 物理猜想 物理教学

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2014)11B-0076-02

随着基础教育课程改革的逐步深入,在新课程标准中,对高中生在学习物理过程中的学习能力提出了更高的要求,由此教会学生运用物理猜想方法可以让学生更有效地学好物理。为了促进中学生学会运用物理猜想方法,新课程的物理教材刻意设计了许多研究物理现象的活动。以此增进学生对物理知识的理解,提高学生学习物理知识的能力,例如提出问题、猜想与假设、合作与交流等能力。这些基本能力是确保科学研究各种物理现象得以顺利进行的前提和基础。只有通过猜想、假设,并经过许多的研究活动,才能使研究物理现象过程顺利完成。根据笔者这十多年的教学经验,总结出物理猜想对高中物理教学的作用以及如何通过物理猜想提高物理教学的经验,现浅谈自己的看法。

一、物理猜想对中学物理教学有着重要的意义

新课标义务教育阶段的物理课程中,提出要鼓励学生积极大胆地进行科学研究,使学生从基本的科学研究过程中学到科学研究的方法,最终达到提高他们的科学研究能力的目的。使学生养成尊重事实、大胆想象的科学习惯,发扬研究真理的科学精神;培养学生敢于质疑、勇于创新、战胜困难的信心和决心。在中学物理教学中教师的作用是引导学生进行科学猜想,引导学生进行科学探索活动,提升他们的科学探索创新能力。鼓励他们在研究活动过程中,根据已经了解的物理知识和物理现象,进行猜想与假设,然后设计实验,通过亲自动手做实验来验证自己的猜想与假设。因此,要达到新课标中的要求,笔者认为猜想在新课程标准的教学过程中的运用起到了关键的作用。物理猜想的运用是教育教学发展的要求,也是促进物理教育教学改革和发展的需要。笔者认为运用物理猜想法在中学物理教学中有以下几个重要的意义。

1.提高学生学习兴趣和增进学生学习主动性

学生往往对新生事物比较好奇,都希望能够尽快了解其中的知识、规律和奥秘。如果在中学物理教学过程中多鼓励学生对所要学习的物理现象猜想出其可能出现的某些现象或规律,那么不但能增强学生的新奇心,而且还能激发学生的探究意识和能力,使他们更能积极地深入到学习新知识当中。锻炼和培养中学生的物理猜想能力,能提高学生对研究物理问题的兴趣和欲望。兴趣和欲望正是学生学习物理知识的动力。因此,物理猜想是提高学生学习兴趣和增进学生主动学习的好方法。

2.提高学生的思维能力

在中学物理教学过程中,教师要经常通过提出问题并引导学生根据他们现有知识和理解问题的能力进行猜想,经过观察、实验、归纳、总结等进行严格推理和验证,使学生在学习物理知识的过程中逐渐提高他们的发散思维能力,也使他们思想更加灵活。因此通过猜想法不仅使学生容易理解和掌握物理知识,而且有利于提高学生的思维能力。

3.有利于学生巩固所学的物理知识

物理猜想是学生根据自己的思维意识进行推测,是开放性的思维方式。经过对事物仔细观察和辩别认识,提高了学生对事物整体性的研究,促进学生的思维进程,使学生迅速地理解和掌握新知识。如果这些新知识是由学生自己主动猜想后经过验证推理得来的,那么学生就比较容易接受。因此,这些物理现象及规律就会深深刻印在学生的心里,巩固这些新的物理知识。

4.培养学生创新能力

在新课程标准中,特别着重对中学生创新能力培养。科学的物理猜想是培养中学生创新能力的主要方法之一。科学的物理猜想对中学生创新能力的培养起着积极的作用,它能提高学生的反应能力和灵活解题能力。因此,科学的物理猜想能够非常有效地提高中学生的创新能力。

二、教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法

教师在教学过程中为了尽可能地发挥学生的想象能力,要根据学生现已掌握的物理知识、兴趣爱好和想象能力等引导学生提出猜想。教师如何更好地引导学生运用已掌握的物理知识和技能来构建出新的物理猜想呢?笔者认为,教师在实际教学过程中需要讲究提出猜想一些方法。

1.启发学生根据自己各种经历、各种经验和已学的知识提出猜想

科学发展的经验告诉我们,科学的猜想并非胡乱猜测,它需要有科学依据,要根据学生的经历、经验、生活常识等提出猜想。爱因斯坦创立的“相对论”起初就是根据前人的经验、自己的经历以及自己掌握的科学知识提出的猜想,然后通过观察、推理、推导、证明,才提出了理论依据,最后才建立了举世闻名的“相对论”。例如,在学习“自由落体运动”时,先让学生观察羽毛和铁片在有空气的玻璃管中同时下落的情况,再启发他们猜想如果将玻璃管中的空气抽出后,再让羽毛和铁片同时下落会出现什么情况。让学生猜想并记下这些猜想,然后通过演示实验让学生观察,最后得出结论。这种通过启发学生猜想和实验演示相结合的教学方法,更能加深学生理解所学的物理知识。

2.激励学生讨论,诱发物理猜想

在教学过程中学生引导学生进行猜想时,应该将学生分成几个组,让各组提出各自不同的猜想,并由他们各自陈述自己猜想的理由和依据。激励他们讨论、争辩,经过讨论和争辩提高他们对物理猜想的兴趣和对物理猜想的积极性。例如,在学习“牛顿第二定律”时,将同学们分成两个小组,一组猜想物体的加速度与力的关系,另一组猜想物体的加速度与质量的关系,然后让他们分别做实验,得出结论。教师在课堂中认真听取各组学生的观点后,引导诱发他们讨论并猜想加速度与力及质量的关系,最后总结出牛顿第二定律。这样能更好地完成教学任务,取得更好的教学效果。

3.鼓励学生大胆猜想

在教学过程中许多学生由于害怕自己提出的猜想被其他同学取笑或者自己提出的猜想不正确被老师责怪而羞以启齿,这时教师应该鼓励、引导学生大胆猜想,消除他们的顾虑。例如,研究玻璃的折射率时,可以猜想单色光通过平行玻璃砖后传播方向是否发生改变。先鼓励学生大胆进行猜想其出射的方向,并记下来。不管他们的猜测是否合理、准确,教师都要持平和的态度,让实验验证结果。只有这样才能提高学生的学习积极性,增强学生科学猜想的意识。

4.创造良好的猜想条件

在教学过程中,当教学到有利于培养学生猜想能力的内容时,教师应该积极引导鼓励学生进行猜想。例如,在“楞次定律”教学中,教师在课堂演示让磁体的N极靠近闭合的铝环的实验之前,先启发学生猜想让磁体的N极靠近闭合的铝环时会看到什么现象,让磁体的N极去靠近有缺口的铝环时又会看到什么现象。然后通过实验引导学生注意观察实验现象。同样,让磁体的S极去靠近闭合的铝环时又会出现什么情况。总之,教师要尽最大可能为学生进行猜想创造条件。

物理猜想既是一种自由尝试,也是一种严谨的创造,因此,在教学过锃中,教师要善于抓住每一个有利于提高学生猜想能力的机会,鼓励学生大胆猜想,从而提高他们的思维能力,增加他们学习物理的兴趣,进而提高物理教学的效率。

【参考文献】

[1]王较过,孟蓓.物理探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略[J].当代教师教育,2008(6)

[2]付红周.新课程下全方位认识猜想及其在物理教学中的培养・高中物理[M].北京:人民教育出版社,2012

[3]林东槟.物理探究教学中培养猜想与假设能力的策略[J].实验教学与仪器.2013(4)

[4]蔡严娟.新课改物理探究教学中猜想与假设能力的培养[J].现代教育科研论坛.2011(5)

大学物理实验报告一般有这样几个部分: 1 简要地叙述一下实验的原理; 2 实验所需要的仪器; 3 实验步骤; 4 实验的数据:依次列出所有测量量的数值。 这里最好是列表表示,这样会更方便,同时也把误差列在表中,按照误差计算的方法逐个分步算出。

物理问题解决与元认知研究【摘要】文章结合具体学科,分析了元认知在物理问题解决过程中的作用,以及如何通过物理问题解决对元认知进行有效开发。【关键词】物理;问题解决;元认知元认知( Metacognition)是弗拉维尔70年代提出的,此后关于元认知的研究越来越多,这些研究主要集中于阅读理解、记忆和问题解决三大领域,其中问题解决中的元认知研究是九十年代才开始的。研究表明学习能力强的学生元认知水平较高,元认知策略可以修补知识水平的欠缺以及补充、完善问题。本文采取与具体学科相结合的方式,从物理学科的特点出发,从元认知的实质出发,探讨元认知在物理问题解决过程中的作用以及如何对其有效开发。一、元认知在物理问题解决中的作用1976年弗拉维尔对元认知的定义:一个人所具有的关于自己思维活动和学习活动的知识及其实施的控制,是任何调节认知过程的认知活动。 1979年Kluwe认为:元认知是明确专门指向个人的认知活动的积极的、反省的认知加工过程; Schraw & Dennison( 1994)定义:元认知是关于个人对自己学习反省、理解、控制的一种能力。元认知概念包括三方面的内容:元认知知识、元认知体验、元认知监控三种成分。三者相互作用,相互联系,其中元认知监控是元认知中的核心成分,它是学习成功的关键。1. 元认知对物理问题解决的目标进行修正。[1] 元认知使得解题过程具有明确的目标指向性,使解题者的心理活动都朝着目标靠拢。目标是问题解决者主观经验的知觉,它既是问题解决的开始,也是问题解决的归宿,它对问题解决的进程进行指导。解题中问题解决者要监控其解题计划,制订切实可行的目标,致使物理问题解决得以顺利进行。2. 元认知操作驱动物理问题解决的策略。解决物理问题需要一定的策略。策略是在思维模式的作用下反应出来的,它影响着物理问题解决的效率。问题解决者在解题过程中通过以下方式进行认知操作。(1)激活思维并制定策略,即以目标为出发点,将物理材料放入已有的知识背景中,在操作系统的作用下激活认知结构。在元认知基础上,根据材料系统在认知结构中的相似性,寻求物理认知结构中的“相似点”,把问题改组为适合原有知识的形式,或把以前知识通过经验加工成适合现有问题的形式,从而制订解题策略;(2)改组和实施策略,即通过对问题解决进程的反馈,面对问题,有多种解题方法,问题解决者要进行自我评价,实质上就是对问题解决策略的评价,如果发现目标确信无疑而又达不到或不能顺利达到目标时,则将怀疑其策略,有必要对策略进行调整。3. 元认知增强解题者在物理问题解决中的主体意识。鉴于物理学科的特点,一般解决物理问题有一定的困难,这就要求解题者能自我激活,发挥自我作用,排除障碍,产生问题解决的欲望。而元认知在整个问题解决过程中存在着内反馈的调节。(1)通过元认知知识,使解题者能审清题意,对问题的类型、难易程度、所用的知识有初步了解,使其能主动选择有效解题策略;(2)元认知体验的自我启发作用,调动非智力因素参与,产生“知”与“不知”的认知体验和情感体验,产生一些新的思路和方法,对原有的思维进行扩充,可以克服障碍,调动解题者的积极性和自信心;(3)元认知的监控作用,体现在解决问题的整个阶段,解题的前计划,解题过程中的监测,解后的评价、反思。二、通过物理问题解决对学生进行元认知开发学生的元认知能力往往在解题过程中体现,并在解题过程中培养出来,龚志宁(1999)研究发现元认知策略导致学困生成绩低于优生。有人曾经对比优生与物理学困生解题过程研究中。发现元认知能力的高低一定程度决定物理成绩高低。为了让学生“学会学习”,我们应加强学生物理问题元认知能力的培养。1.激发学生的自我意识和培养学习动机。元认知能力的发展以一定的心理发展水平为基础,元认知在学生自我意识产生之后才发展起来。如果没有自我意识,学生不能对自己正在操作的认知对象进行积极的计划、监测、评价、反思。自我意识是以主体及其活动为意识对象,对人的认知活动起着监控作用。在解题学习中,人的自我意识是对自己在问题感知、表征、思考、记忆和体验的意识,对自己的目的、计划、行动以及行动效果的意识。2.剖析思维过程,加强思路教学。以往教师解题只注重解题过程本身以及解题的结果,而忽略学生元认知作用的过程。元认知是认知的认知,元认知时刻在发挥作用,要提高学生的元认知水平,应该让学生体会教师的元认知发挥过程。遇到一个新问题时,向学生示范自己如何分析、寻找有效策略,最终解决问题的整个过程。有时教师也会进入死胡同,但有能力排除障碍。有时教师也犯错,但他运用元认知监控可以修正问题…总而言之,展示教师思维过程,将教师自身过程的自我监控、自我调节展现给学生。[2]3.传授解题的元认知策略(1)善于利用波利亚“自我提示语”Polya波利亚在他的解题理论著作中所给出很多提示语,都是属于元认知的范畴。在解题时经常自觉地运用这些提示语,是提高解题元认知能力的有效途径。如果问得合适,就可能引出好的答案,引出正确的想法。他的基本模式为:第一步——阅读题意,表征问题;第二步——拟定计划,执行步骤;第三步——评价和反思(2)同学之间相互质问(Inquiry)和争论(Argument)质问是学生常采用的方法。学生对一些问题常常被动的接受,争论很少受到重视,但它与询问一样重要,(下转第194页)(上接第184页)通过争论对问题的理解能力比被动地接受强四倍,对一些思考型强的、有多种解法的问题,留给学生讨论,让学生说出自己的解题思路。为什么那样做?原因是什么?为什么选择这种方法?让同学之间相互质疑和争论,每个人对自己和他人的做法进行深入思考和反思,使学生对自己所解的题目有更深层的含义。4.加强不良结构问题的教学结构不良问题(ill-structured problem)相对结构良好问题(well-structured problem ),学生经常面对的是结构良好问题,目标定义明确,提供多种解题方法,而结构不良问题比较模糊,问题不明确,具有不清楚的目标和多样的解题方法,同时又属于开放型题目,对问题很难得到明确的方法。学生对知识不能迁移,而教育者往往对这方面重视不够。国外有这方面的研究,表明经过结构不良问题的训练,学生的元认知解题能力有很大提高。总之提高学生物理问题解决的元认知水平非一朝一夕所能实现的,需要师生共同协作。教师应把学生的元认知能力培养纳入自己的教学目标中,在问题教学中,不断渗透元认知知识和策略的训练内容。调动学生的主体意识,注意元监控的实施,只有这样,学生的元认知水平在物理问题解决中得到开发。【参考文献】[1]朱德全,宋乃庆.谈数学教学中的问题解决与元认知开发[J].学科教育研究,1997,(6).[2]周丽芳.元认知及其培养[J].天津市教科院学报,2002,(1).希望对您有帮助。

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物理教学对策的论文

在个人成长的多个环节中,大家一定都接触过论文吧,论文是我们对某个问题进行深入研究的文章。那要怎么写好论文呢?下面是我为大家收集的物理教学对策的论文,希望对大家有所帮助。

一、对前概念的认识

如何看待学生头脑中业已形成的前概念呢?从人类认识的发展角度来看,前概念的产生是正常的、必然的,因为在科学发展史上这种前概念也屡见不鲜。前概念的产生正体现了人类认识发展的一般规律,我们应该把它作为物理含义可被转换的认知结构接受下来,这才是我们应该持有的指导思想。

二、前概念的特征

1.广泛性

由于儿童在初二学习物理之前已有了十多年的生活经验,接触了许多形形色色的物理现象,因而他们头脑中自发形成的前概念所涉及的范围也是相当广泛的。当然,这种广泛性是相对的,他们对能看得见、摸得着、日常生活经常接触到的事物形成了较多的前概念,而对那些比较抽象的物理知识,则很少有前概念。如学生对力学、热学和几何光学均有着较多的前概念,而对电学则很少有前概念。

2.自发性

儿童大脑中的前概念,缘起于儿童长期、大量的对日常生活的观察与感知,这些经验在其大脑中逐渐深化发展,经过感觉、知觉、表象阶段最终形成概念。儿童在其大脑里构建前概念时,完全是自发性的,没有人教他这个问题应该是这样、那个问题应该是那样,他完全是站在自己的立场上,凭自己的感性经验进行构建。因此,前概念是儿童自己的精神财富,而且这种精神财富是他们在现实生活中认识事物的一个有价值的工具。

3.顽固性

由于前概念是儿童大脑中业已形成的模式,且在长期的生活经验累积中又强化了这些观念,加之儿童的思维又具有自我中心性,因此儿童头脑中的前概念是极其顽固的。一些研究表明,一旦学生对某些物理现象形成了前概念,要想加以转变是相当困难的。如有位教师在讲清惯性概念之后,让学生回答并解释这样一个问题:一个人站在作匀速直线运动的火车里,如果面向前竖直跳起,是落回车厢原处,还是落到原处的后面?全班学生皆回答落到原处后面。原因在于学生的生活经验中已有了“力是维持运动原因”的前概念,由此可见学生头脑中的前概念是多么顽固。

4.隐蔽性

学生头脑中的前概念还具有隐蔽性。由于学生大脑中的前概念是潜移默化形成的,因此它以潜在形式存在,平时并不表现出来。然而在物理教学中讲授科学的物理概念时,儿童马上就会联想到他们头脑中的前概念。当让学生用物理概念去解释问题时,前概念就会马上表现出来。

三、前概念对物理教学的影响

前概念和科学的物理概念同是来源于人的实践活动,他们都是由认识主体的认识活动所产生。根据其是否易于转换成科学的物理概念,可将其分成两类,一类是虽然与科学的物理概念不一致,但在提供给学生一定的预备知识之后,再辅之以有关的实验引导,便不难使学生形成正确的物理概念,例如从不同物质轻重的概念转换成密度的概念。从结构上来说,这类概念在学生头脑里的形成并不涉及认知结构的转变,是属于认知同化过程。然而另一类前概念则与此大不一样,在学生的原有经验中,这些前概念在儿童的头脑中已经有了相当长的发展时间,且已形成了系统的却并非科学的概念。比如,学生在日常生活中经常看到铁块沉于水中的现象,于是就在头脑中形成了铁块可以沉没于任何液体中的前概念。当讲授阿基米德原理、演示铁块漂浮于水银面上时,许多学生根本不相信,认为这是教师在玩魔术。这就是前概念对物理概念教学的影响。在这种情况下,教师必须努力促使学生原有认知结构的解体和新认知结构的建立,以实现认知上的顺应。

四、针对前概念的教学策略

学生带着先入为主的前概念进入物理课堂,这是物理教学中的正常情况。基于前概念的特征和影响,关键是我们先要了解学生大脑中存在着哪些前科学概念,并努力把它们转换成科学的物理概念,从而也就能更成功地避免错误概念的产生。为此,教师在开始教有关的`物理内容之前,应通过一定的方式,如提问、问卷调查、试题测试等等,去深入了解学生大脑中前概念的存在情况。

知道了学生头脑中存在着哪些前概念,那么如何使这些前概念转换成科学的概念呢?首先,应有针对性地选择事例或现象,让学生用自己的前概念去对事例或现象进行解释,使他们产生认识上的冲突,即大脑中的原有概念与当前面临的现实产生无法调和的矛盾,从而感觉到有改变认知结构的需要。接着通过实验事例把科学的物理概念告诉学生,并把科学的物理概念应用到更为广泛更为深刻的现象中去,当学生在新的思维结构下有更多成功的时候,他们就会接受科学的物理概念。具体到实践中,可这样来进行教学:

(1)将小车轮子朝上放在桌上,问:“怎样才能使小车运动?”把小车推动,问:“持续推动小车,小车将会处于什么状态?”让学生提出看法:你认为物体运动的原因是什么?

(2)将小车正放在桌上,用手推动小车达到较大速度时,使手与小车脱离接触,问:“小车为什么仍然运动?”使学生产生认识上的矛盾。

(3)让小车从斜面上同一位置滑下并进入水平面,分别在水平面上垫粗毛巾、细棉布和玻璃板,观察现象,问:“假定小车与支撑面间没有任何阻力,小车将会处于什么状态?你又能得出什么结论?”

(4)引导学生分析足球运动员踢足球,球由静止变运动;守门员接球,球由运动变静止;足球运动员顶球,改变球运动的方向,问:“这能说明些什么?”由于前概念的根深蒂固性,我们不要期望通过粉笔和说教的简单方式就可使学生把前概念转换成科学概念,也不要抱有经过一两次纠正就可以使前概念销声匿迹的幻想。前概念向物理概念的转变是思维结构的转变,是在学生头脑中引发的一场革命,需要改变原有的认知结构,建立新的认知结构,需要克服旧模式的惯性,因而是一个充满艰辛的过程。

一、目前高中物理教学中存在主要问题

(一)学生缺乏学习的兴趣,课堂气氛低沉。

兴趣是引导学生学习物理的有效方法之一。但是在现阶段高中物理教学中,学生对物理似乎没有多大的兴趣,表现出一副漫不经心的样子。在物理教学课堂中,学生上了心不在焉,不管老师在课堂上讲什么物理教学内容,学生总是不去理会。老师在教学过程在中由于没有学生在课堂上的积极配合,导致物理教学效率低下,同时物理课堂教学气氛也死气沉沉。

(二)学生学习物理的方法不够恰当合理。

目前学生在学习物理方面有一个很大的缺陷,那就是无法掌握科学合理的学习方法。学生在学习物理的过程中,拿到物理题就开始急急忙忙的解题,表现出慌张凌乱的现象。而且学生在学习物理的时候,不懂的对物理题进行归类总结,找不到共同的规律,因此在以后出现类似的题学生还得重新开始。同时学生还存在机械性学习,不会灵活应用物理中的计算公式等。

(三)学生在物理实验中动手能力差。

物理教学中有一项非常重要的教学活动内容,那就是物理实验操作。物理实验操作关于着学生对每一个实验现象的了解知识,而且实验操作也代表着学生一定的实践动手操作能力。但是学生在物理实验过程中,对物理实验操作步骤十分生疏,不懂得如何应用实验器材,也不知道对一些实验步骤如何进行,动作笨拙,手忙脚乱。在实验结束后,学生对物理实验现象不知道该如何对照课本进行总结归纳,有时候还会因为实验操作的失误导致得出的结论也是不符合实际现象的。

二、提高高中物理教学的有效策略

高中物理教学中存在着的诸多问题严重制约着物理课堂的开展和构建,同时也对学生学习物理产生重大制约作用,这就迫切老师根据出现的问题采取相应有效的策略来解决。本文主要从以下几点来解决高中物理存在的问题,以此来提高物理课堂教学质量。

(一)提高学生学习兴趣,营造活跃课堂氛围。

兴趣是最好的老师。在物理课堂教学中老师同样要对学生以兴趣相引导,并以此来提高课堂教学气氛,活跃课堂。在物理课堂开设之前,老师提前对学生进行问题情境设置,对本节课的教学内容对学生提前进行有趣疑问,让学生带着疑问和浓厚的兴趣去探索问题,这样学生学习物理就会十分容易。其次,老师要对物理课堂教学内容进行合理的导入,这也是激发学生学习兴趣的重要因素之一。例如在讲到《力的和解与分解》的时候,老师形象地给学生说力的和解就好像两头牛从一个方向共同使力,那么他们的合力就是两头牛力量的相加之和;而力的分解好比两头牛在同一条线上,但是从两个不同的方向使劲使力,那么他的反向力量就是一头牛的力量减去另外一头牛的力量。老师以这样的教学方式将教学内容导入到课堂中,不但激发学生学习兴趣,而且学习效果事倍功半,还活跃了教学课堂。最后,老师和学生在教学课堂上有效的交流和协作,也能营造良好活跃的课堂气氛。以提高学生兴趣为基础,以活跃的课堂教学氛围为动力,在这两大智胜法宝的相助下,高中物理教学不断走向正规化,学生成绩不断上升。

(二)加强培养学生科学良好的学习方法。

物理教学,不仅仅给学生传授的是知识,更是传授的是学习方法和技能,让学生自己能够在物理教学的过程中独自学习,完成物理教学中的一些习题。物理学习方法不仅仅是老师一个人所该做的事情,这也是学生自己该做的事情。老师在教学过程中,要注重学生思维能力的培养,开拓学生的思辨能力和反应能力,注重科学方法的引导。对于相类似的题型,老师给学生总结出一半普遍规律,让学生结合例题领会其中的规律道理。此外,学生在学习过程中要善于发现自己的做题技巧,不能一味的总是依赖老师传授,只有自己领悟到的,学生才会感受深受,对此有深刻的记忆和理解。学生也不能再像初中那样,对一些题型进行死记硬背,毕竟物理是一门靠理解来学习的科目。

(三)强化学生实验动手操作能力。

物理实验在物理教学中占据着重要的地位,老师要在物理教学中,加强对学生的实验操作能力的训练强化,使学生在实验教学中能够独树一帜。物理实验教学前,老师先给学生进行一次实验示范,给学生讲清楚实验步骤,让学生对基本步骤有一定的了解。在老师实验示范结束后,在让学生亲自动手实践操作。学生在学习老师的实验步骤之后,对基本实验操作过程有一定的掌握,他们在做的过程中不会出现太大的问题。老师也可以让学生进行分组实验训练,这样学生在做实验中有其他学生的帮助和指点,他们的进步会更多,学习的也会更快。学生熟悉了实验操作程序,对学习物理有很大的帮助,更会容易让他们对物理有准确的认知。尽管高中物理教学存在着一些列的问题,但是在老师和学生的共同努力下,物理教学取得了很大的成效,学生的物理成绩也有了很大的提高和进步。相信在未来不断的探索努力下,物理教学会取得更大的成效。

摘要: 新课程背景下,初中物理呈现了新的知识体系和目标体系,于是转变教学方式成为新课程改革的重要任务之一。初中物理课堂力求实现以探究为主,多种教学方式相互融合的教学模式促进学生的全面发展。为了促进学生能够自主、合作、探究地学习,教师改变教学方式的是有效途径之一,目前初中物理教学方式的转变已取得了很大的成就,但是仍然存在许多不足之处。本文根据初中物理的教学目标,通过将探究式教学融入到初中物理课堂模式,提出相关对策进行说明及研究。

关键词: 初中;物理;探究式教学

科技在全球化的背景之下得到全面发展,这一因素的进步与发展,使我们生活的方方面面都得的了好处,教育也在全方面发展的情况下得到相应的改革。随着新课程改革的不断普及之下,教学方式也得到进一步重视,倡导教师在教学活动中增加学生主动参与、交流、合作及探究等学习活动,让学生成为学习的主人,通过教育培养出适应新时代发展的人才。初中是学生进入一个新的学习阶段,学习内容与小学相比较不仅是难度增系数加,而且也更加复杂化,学校给学生安排的课程也增多了不少,跟初中生的学习增添了不少压力。

初中物理跟高中不一样,它是囊括在自然科学这个大系统下的,物理学在各个方面都得到应用,是促进科技发展的重要基础之一,因此通过物理的学习,从小的层面来讲就是能够了解常见的自然现象,明白事物的原理,往大的层面来讲就是了解宇宙的产生、发展及结局,促进这方面领域的发展,可见学习初中物理对于人才的培养是极其重要的,因此初中物理的教学为了响应新课程改革要求融入探究式教学,所谓的探究式教学就是学生在学习概念和原理时,教师通过相应的指导,让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究,自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。而目前初中物理的探究式教学中存在以下几个方面的问题:

第一,教师对于这一教学方式不够重视,仍然按照以往的教学模式进行教学;

第二,教师开展探究式教学活动只理解了它的表层含义,所运用的方法适得其反。因此针对上述存在的问题,提出如下策略进行讨论研究。

1.激发学生学习兴趣

兴趣是打开事件大门的关键钥匙,一件事情要想做成功必然有对这方面的兴趣,才能花心思在这方面。要想学好物理,就要使学生结合生活实际例子产生对物理的学习兴趣。物理与生活是紧紧相关,因此在物理课堂上可以使教学内容及教学方式生活化,教学内容的改变可从课本上看出,探讨的大部分都是和我们的生活相关的,与生活相关的部分更能体现出实际性,学生也愿意学这一方面的知识。物理课程难易结合,这就要求老师着重对难以理解部分知识点进行详讲,一些简单的课程可以要求学生先自己预习了解,通过老师课堂讲解加深影响,运用预习培养学生自主学习能力,老师要做的就是设计相关方案引导学生进行有目的的自主学习。

2.改进教学方式提高学生探究能力

要想提高学生的探究能力,首先要做的就是改进教学方式,课堂上所采取的以教师教课为主的方式是有一定的优势存在,在改进过程中不需要完全舍弃,正所谓事物都是具有两面性,有优点的同时也会存在缺点,讲授法的应用在一定程度上制约了学生主观能动性的发挥,因而在教学过程中应该以讲授法为基础,在此基础上增加探究的成分学生多接触探究式教学,教师要其中发挥指导作用,循序渐进的让学生应用探究能力。

比如在实验收集过程中,教师应作为一名指导者,对实验操作方法给予一定的指导,确保实验顺利进行,并引导学生收集到全面的数据,让学生小组归纳科学规律,然后小组轮流表述本组得出的结论互相指正后共同得出科学规律。例如在上到电流与电路这课时,通过教师在课上讲解有关电路图的原理知识后,学生进行电路模拟实验的时候,在理论知识的指导下进行探究。

3.通过实验操作加大知识的理解能力

在初中物理学习中,由于课业的紧张,无法做到每一次实验都能去实验室进行操作,因此就要求学生自己把握课本中的理论知识,在熟知基础理论的前提下,观看教师在课堂上的实验操作。同时教师在进行实验操作时,要尽量让学生参与进来,不能只抱着敷衍的态度走一遍过场就结束。基础理论的学习如同地基,只有地基打的坚固建筑才能屹立不倒,正如物理的学习,了解物理变化的基本规律,从而形成相关物理概念和思维。老师的课堂教学模式应适应这一发展而进行革新,纯理论知识讲解不仅无法加深学生对知识点的理解,也会导致上课易开小差,初中物理的学习是有很多实验包含在其中,老师可以再上课演练一些实验加深学生对这一知识点的印象。

比如在探究水的沸腾实验是,教师在课前准备好铁架台、酒精灯、石棉网、盛水的烧杯、温度计、带有小孔的纸板、秒表、(火柴)这些物品,用酒精灯给水加热至沸腾,可以观察到水沸腾前的现象是气泡上升,越来越小,当水沸腾时大量气泡上升,变大,到水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中,通过实验来引出相关知识。

参考文献:

[1]柴西琴.对探究教学的认识与思考.课程教材教法,2001

[2]徐学福.探究教学三题.教育研究与实验,2000

[3]王南.初中物理探究式教学的实践研究[D].长春:东北师范大学,2008

高中物理教学核心素养培养方法及策略论文

在社会的各个领域,大家都有写论文的经历,对论文很是熟悉吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?下面是我整理的高中物理教学核心素养培养方法及策略论文,仅供参考,大家一起来看看吧。

摘要: 在新课改背景下,教师要对学生进行学科核心素养的培养。所谓核心素养,是指学生应当具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面的综合素质。教师只有通过具体的学科实践,才能够促进学生核心素养的提升。高中物理学科的核心素养就是指学生在接受物理教育的过程中,必须积极运用物理知识、物理技能建立起适应个人发展和社会需要的关键品格和能力。在培育学生物理学科核心素养时,教师最重要的就是转变思想观念,深入了解物理核心素养的本质,并且将其作为重要的教学指导,从而探究高效的教学方法。

关键词: 高中物理;核心素养;培养方法及策略;

物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的.必备品格和关键能力。它是学生通过物理学习而内化的带有物理学科特性的品质,是学生在物理学习过程中逐步形成的知识积淀、思维品质、能力表现,以及科学的态度、情感和价值观的综合体现。

一、高考对五种能力的考查与学科核心素养之间的关联

高考对学生五种能力的考查,主要包括理解能力、推理能力、分析能力、运用物理知识处理问题的能力以及实验能力。物理学科素养则包括物理观念、科学思维、科学态度等,这五种能力与物理学科核心素养具有一一对应的关系。物理观念可以考查学生的理解能力、应用物理知识处理问题的能力以及实验能力;科学思维则考查学生的推理能力和实验能力;科学探究考察学生的推理能力、实验能力;科学态度与责任考查学生的实验能力。[1]由此可见,要想提高学生的学科核心素养,教师就必须认识物理学科的本质,形成信息加工、判断推理的能力,充分提高学生对物理学科核心素养的认知与了解。

二、提高学生物理学科核心素养的主要方法

(一)巧妙设计物理问题,培养学生的科学思维

科学思维是学生掌握知识的充分和必要条件,也是物理学科核心素养的重要基础。因此,在课堂教学时,教师必须要巧妙设计问题,调动学生的思维能力,激发学生学习和探索的欲望。在物理课堂教学的过程中,教师最主要的就是确保问题能够激活学生的求知欲,让学生自觉利用所学的物理知识,对相应问题进行解答,有效培育学生的科学思维素养。[2]例如,在讲解重力势能这一知识点时,为了激发学生的科学思维,教师就应该巧妙设计物理问题,为学生提供科学探究的机会。众所周知,地球上的引力要超过月球上的引力,如果同一质量的物体从地球和月球的不同高度分别落下,那么,它们所产生的重力势能是否相同呢?根据这一问题,教师可以给予学生充足的时间,让他们进行思考与讨论,强化学生思考和探索的能力。

(二)开展小组实验,培养学生的科学探究与交流能力

科学探究与交流能力是学生物理学习的关键能力。在小组合作教学时,学生只有充分进行合作与交流,才能提高学习水平。物理教师可以根据不同学生的学习特点和学习基础,划分为不同的学习小组,让学生以小组为单位进行自主探究。这样既可以活跃课堂气氛,让每一位学生都可以主动参与课堂教学,又能够促进学生的交流与合作,让学生养成相互帮助的良好习惯。

例如,在讲解力的合成这一部分知识时,为了充分激活学生的主观能动性,让学生对物理知识产生浓厚的兴趣,教师可以让学生以五人一组的形式进行任务探究。教师可以设置这些问题:单人单手提起重物与双人双手提起重物有什么区别?力度变化是怎样的?然后下达任务给各小组。学生可以立即动手实践操作,然后在小组内进行讨论。这样能让所有学生都积极参与,分享自己的观点和看法,激发学生学习的主动性与积极性,提高课堂教学效率。[3]

(三)联系生活实际,培养学生科学的态度

科学态度是学生物理学习必须具备的品质,也是物理学科核心素养的关键所在。在生活中,学生经常会遇到各种各样的物理现象,但是却并没有进行深入的观察与探索。为此,高中物理教师就应该积极引导,让学生将生活现象与物理知识紧密联系,用自己所学的物理知识去解决生活中的实际问题。教师将生活元素融入到物理课堂教学的过程中,不仅能为学生营造良好的学习情境,让学生明确物理知识的实用性和科学性,还能培育学生自主探究的能力,充分培养学生科学的态度。[4]例如,在讲解生活中的圆周运动这一课时,为了让学生了解圆周运动,教师就可以让学生观察汽车、火车、自行车等交通工具的运转过程,以火车转弯作为案例,让学生思考在自行车转弯时是什么给自行车提供了向心力。学生根据日常的生活经验,通过对火车转弯时车轮的受力作用进行分析,可以有效判断向心力的来源。

三、结束语

总而言之,在新课改的要求下,教师要积极培育学生的物理核心素养,促进学生全面发展。教师只有彻底抛弃传统教学的束缚,从学科核心素养出发巧妙设计各种问题,或者通过小组合作实验等方式,才能有效提高物理教学的质量与水平,满足核心素养教学的要求,切实提升学生的物理核心素养,促进学生综合素质的提高。

四、参考文献

[1]刘丽英.浅谈高中物理教学中学生核心素养的提升[J].魅力中国,2019(21):382-383.

[2]张海静.高中物理教学中提升学生核心素养的策略[J].文渊(高中版),2019(6):139.

[3]米仁沙阿不都热合曼.高中物理教学中提升学生核心素养的策略[J].文渊(中学版),2019(4):561.

[4]胡又中.高中物理教学中提升学生核心素养的策略[J].中外交流,2018(8):188.

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实验动物学免费论文

生物医学动物实验研究论文

1实验设计

在开展生物医学研究时,研究者通过正确地运用统计学知识,可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施,直到研究结果的解释进行系统的安排,力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则,即在进行两组比较时,两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异,而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而,处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性,即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别,它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚,减少偶然性[2]。

1.1实验的偏倚和控制

偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差,它不是由于抽样造成的,而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释,乃至实验结果的发表,均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚,从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚,事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚,可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计,使混杂因素在组间分布均衡;在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法,以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚,方可减少结果的假阳性或假阴性。

1.2减少偶然性的潜在影响

偶然性因素的作用可以减少,但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中,接受同样处理的动物,其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率,即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小,实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应,有必要减少偶然性的作用,并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。

1.3实验设计的要素

要消除生物医学实验中潜在的偏倚,减少偶然性,就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素,按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。1.3.1实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象,一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面:①动物种属的选择:选择实验动物的种属与品系时,尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化,常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系,但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题,无论是实际问题(寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况)或是理论问题(生化、生理或解剖结构与人的相似性),都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量:虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数(样本含量),但所得出的数值往往很大。因此,虽然样本含量估计是保证结论可靠性(精度和检验效能)的前提,但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑,应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄:为确保实验对象的同质性,实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近;动物体重的标准差不应超出平均值的10%;啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周,大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层:为了准确检测一种处理因素引起的差别,各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时,有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理,包括对两个亚系的结果进行单独分析,然后将结果综合,得出处理效应的总结论;二是将亚系作为实验设计的“区组因素”,这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外,其他的非处理因素,如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制,并据此进行分层随机化分组。1.3.2处理因素设计实验研究时,要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排,从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素;研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素(如动物的窝别、体重等);其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应,因此如何控制和排除非处理因素的干扰,正确显示处理的效应,是实验设计的基本任务。1.3.3实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果,是反映实验因素作用强弱的标志,它通过观察指标(统计学常将指标称为变量)来体现。如果指标选择不当,未能准确反映处理因素的作用,获得的研究结果就缺乏科学性,因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚,要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观(如尿液pH试纸读数值)或主观指标(行为测量、病理观察),一定要事先规定读取数值的严格标准,只有这样才能准确地分析实验结果,从而提高实验结果的可信度。

1.4实验设计的原则

为了防止结果的偏倚,保证实验结果的准确性和最大化的表达,在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件:①对等原则,即惟一差别原则,除处理因素外,对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间,除了给予的处理因素不同外,其他方面应与实验组具有一致性,如相同的实验单位来源(动物种属、体重等)和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则,对照组与实验组设立之后,在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则,任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。

1.5生物医学中常用的实验设计类型

如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应,实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。1.5.1完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法,它是一种单因素有k个水平(k≥2)组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则,因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致,真实反映出实验的处理效应。1.5.2随机区组设计随机化完全区组设计,简称随机区组设计,又称配伍组设计,是配对设计的扩展,它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组,然后再按随机的原则,将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性,比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同,实验结果中若有缺失值,统计分析将损失部分信息。1.5.3拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制,使得横行和直列两向皆成区组,是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中,每一行或每一列都成为一个完全区组,而每一处理在每一行或每一列都只出现一次,也就是说,在拉丁方设计中,实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。1.5.4析因设计析因实验设计又称全因子实验设计,属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异,而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响,包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用,当因素及水平数过多时,所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加,故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。

2生物医学动物实验的描述统计学

2.1生物医学实验资料的类型

生物医学实验对实验对象(动物)进行干预后测定的观测指标通常有以下类型:①连续性数据:测定结果表现为有数字大小和单位的数据,统计上称定量资料,如生理、生化指标,体重值,器官重量等。②分类数据:测定结果表现为按某属性划分的定性类别,统计上称为定性资料,具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现,死亡或未死亡,有畸形或无畸形;病理损害的严重程度(无、轻度、中度、重度)等。

2.2统计描述指标

描述性统计学(或归纳统计学)是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究,描述性统计的目的在于:①对测量值或观察值进行归纳浓缩,用统计量、统计图或统计表的形式表现;②估计总体分布的参数。2.2.1资料的整理与探索对于某一测量指标,一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础,应重复以大样本测定,绘制样本的频数分布图(理论上样本量要大于100),并经统计学检验拟合其分布。2.2.2数据的描述统计量①连续性数据的频数分布:通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图,以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数,也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量:描述数据分布的集中趋势,常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量:描述数据分布的离散趋势,常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表:统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图,表示数据中心位置和离散程度的点杆图(做图时表示均数和标准差)和盒须图(做图时表示中位数、极差、四分位数间距),描述构成比数据资料的百分条图、饼图,描述经时变化趋势的线图,以及预测和检验分布类型的概率-概率图(P-P图)等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表,表中只有横线,无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚,不宜过于复杂。

3生物医学动物实验的假设检验

生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较,通过统计学中的假设检验,说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。

3.1检验方法的选用依据

3.1.1资料的类型和变量的数目不同类型的资料(定量、定性)的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。3.1.2实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法,以便得到处理组效应的真实结论。3.1.3检验方法的前提条件选用假设检验方法前,应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件,如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性,2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。

3.2正态性检验及拟合优度检验

统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布,如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验,其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献,了解实验参数符合何种理论分布。

3.3方差齐性检验

连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言,数值愈大,其固有的变异性也愈大。例如,若某组动物的平均反应值为100,其数值范围可能为80~120;而另一组动物的平均反应值为300,其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比,在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析,据此,不仅数据的变异度与平均值大小无关,同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显,采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐,此时宜采用非参数检验。

3.4单侧检验与双侧检验

检验假设选择单侧检验或双侧检验,应事先根据专业知识做出选择。一般而言,若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时,应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向,实验者仅对某一方面的重要性感兴趣,实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向,则应采用单侧检验。此外,剂量设计预试验中应采用双侧检验,正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。

3.5多重比较及多重性问题

生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应,也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外,其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括:①预先计划进行多重比较;②限制比较的次数;③多重比较时采用更严格的界值标准;④多重比较具有生物学方面的依据。

3.6观察值或实验对象的独立性

许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立,如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是,有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如,生殖和发育研究中就存在窝效应:由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似,与异窝胎仔相比,同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统,即同窝内数据为聚集性数据,这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时,忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险;因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性,其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息;窝内相关性愈大,其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据,因此,若基于观察值独立的统计分析方法,就会增加犯Ⅰ类错误的概率,即假阳性的风险增加,降低实验的有效性。

3.7历史对照数据的应用

某些情况下,尤其是在发生率较低的情况下,单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率,但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义,但值得强调的是,众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件,研究期限,研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此,忽视这些差异,将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较,可能得出严重错误的结果,并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。

3.8假设检验的局限性

首先,假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加,但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中,有可能错失较大、重要的效应,尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反,在规模较大的研究中,较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如,D药与C药相比,降血压效应相差近30mmHg,但因为例数仅10例,假设检验未发现显著性差异(P=0.31);相反,B药与A药相比,降血压效应仅相差0.2mmHg,但因为例数达500例,假设检验却发现存在显著性差异(P<0.001)。由此可见,统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此,愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此,若处理反应的增加值为10个单位(95%置信区间3~17单位),则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零,则双侧检验的P值小于0.05。其次,假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异,但若实验设计存在偏倚,或实验实施过程中存在偏差或失误,假设检验方法一般也于事无补。因此,在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施,强化GLP规范意识。其三,对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证,以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档,均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述,在动物实验研究的多个环节,统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性,在很多情况下也可以极大地提高研究效率,节约研究成本。在这里还必须强调,除了实验后期的数据分析以外,在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入,这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞,有利于研究目标的顺利实现。

口腔医学专业学生主要学习口腔医学的基本理论和基本知识,受到口腔及颌面部疾病的诊断、治疗、预防方面的训练,具有口腔常见病、多发病的诊断、修复和预防保健的基本能力。以下是我为大家收集的关于研究实验动物在口腔医学研究中的应用的 论文 ,希望大家喜欢!

论文摘要: 医学实验动物学科是医学发展重要的基础和支撑条件,口腔医学的各项研究也都建立在动物实验的基础上。近年来,许多口腔疾病的研究都在短期或长期建立各种口腔疾病实验动物模型,用于各种口腔疾病的病因分析和诊断治疗等研究。

论文关键词: 实验动物口腔医学构建动物模型

当今的时代是生命科学迅猛发展的时代,也是科技创新的时代。实验动物学科作为生命科学特别是医学研究重要的基础和支撑条件,其本身的创新程度对人类健康事业的持续发展具有重要的作用[1- 3]。动物实验在医学研究中有着重要的意义,是医学研究中的重要方法[4],几乎可以说,在医药学、生命科学研究领域内,每一项重大成果都要应用实验动物。近年来,我国实验动物得到不同水平、不同层次、全方位立体发展,成为现代科学发展不可缺少的重要基础条件。实验动物在口腔医学科研中的作用是多方面的,首先,在医学生物学方面: 借助于实验动物来完成各种实验,用以探索疾病的起源,研究各种疾病与衰老的机制,攻克各种疾病,有利于更准确、更全面、多方位、多层次地了解各种口腔疾病;其次,在制药工业方面:新的口腔用药品必须用大量的动物实验进行严格的安全性和有效性评价,对包括啮齿动物、犬或猴等不同进化程度动物进行实验,以证明对机体是否安全可靠。

目前常用于口腔医学科研的实验动物包括大鼠、兔、犬、小型猪等,现就目前常见口腔医学实验动物应用作一综述。

1 大鼠

大鼠口腔的上下左右各有3 颗磨牙,其口腔内部组织的结构、组织病理学都与人类近似,如齿龈沟内上皮表面有角化存在,其口腔内的病原体、菌斑形成及其滋生繁殖等与人类口腔相似。患各种口腔疾病时,其病理学特征也类似人的口腔组织病理,所以,大鼠作为口腔疾病模型在口腔医学科学研究中的应用十分广泛。

1.1建立实验性牙周炎动物模型刘颍凤等在大鼠尼古丁实验性牙周炎动物模型建立的实验[5]中就用36 只SD 大鼠,丝线结扎上颌右侧第二磨牙颈部, 左侧未结扎作为自身对照。

采用组织学、Micro- CT 方法观察大鼠牙周破坏情况。实验证实牙颈部丝线结扎方法可成功地建立牙周炎实验模型,腹腔注射尼古丁可致加重大鼠牙槽骨丧失。陈金富[6]等在齿龈内阿米巴引起牙周病及其致病机制研究中,也应用大鼠感染阿米巴原虫来构建研究所需要的动物模型。

1.2 建立复发性口腔溃疡(RAU)实验动物模型王婷等[7]选用SD 大鼠观察双黄清口胶囊对口腔溃疡的治疗效果。将大鼠分为双黄清口胶囊高、中、低剂组,阳性对照组和空白对照组,连续灌胃给药14 d,进行药效学实验,得出结论为双黄清口胶囊能促进口腔黏膜溃疡的恢复,并具有较好的抗炎止痛作用。张彦表[8]等也以大鼠建立RAU 动物模型,探讨参芪扶正注射液对RAU 大鼠TNF- α、NF- κ B p65 表达的影响。并得出参芪扶正注射液对RAU 大鼠有治疗作用,其机制可能与抑制炎性细胞NF-κB p65 的活化及减少炎性细胞因子的分泌有关的结论。

2 兔

和其他啮齿目动物不同,兔有6 颗切齿,它多了一对小切齿,其上唇分开,左右两侧分别与同侧鼻孔相连。兔是骨折愈合和骨缺损修复研究的常用备选动物,尽管兔下颌骨的解剖与人存在一定的差异,如下颌角处骨皮质薄,下颌骨骨质脆,易劈裂,血运相对较差,下颌体由各牙根充斥,可用骨质不多等[9]。但由于兔繁殖、饲养以及麻醉、解剖等问题的资料都已比较成熟,适用于大样本动物模型研究,又能很好模拟人类的骨折和骨缺损的修复,所以常常应用于下颌骨的治疗研究中。刘瑞峰[10]等就以家兔为实验动物模型,行双侧下颌骨骨切开术,采用内置式牵张器对双侧下颌骨同时进行牵引,研究家兔下颌骨延长术后新生骨回缩情况,确定牵张器的拆除时机。荣小芳[11]等选用30 只健康成年日本大耳白兔建立了兔下颌骨临界骨缺损人工材料植入的动物模型,并在此基础上研究人类骨折愈合和骨缺损的修复等相关问题,收到良好效果。

3 犬

植物保护学报版免费

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植物保护学报已纳入知网,审稿会查重。《植物保护学报》创刊于1962年,是由中国科学技术协会主管,中国植物保护学会、中国农业大学主办的农业核心期刊。据2018年9月《植物保护学报》编辑部官网显示,《植物保护学报》编辑委员会编委有61人。据2018年9月中国知网显示,《植物保护学报》共出版文献3878篇、总被下载523635次、总被引48385次、(2017版)复合影响因子为1.350、(2017版)综合影响因子为0.964。[3]据2018年9月万方数据知识服务平台显示,《植物保护学报》载文量为2291篇,被引量为21846次,下载量为38667次;据2015年中国期刊引证报告(扩刊版)数据显示,《植物保护学报》影响因子为1.21。

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在国内,核心期刊已经是高水平的期刊了,但真不敢说是最高水平。像二楼一样分类述说更好一些,期刊分很多专业和种类,没个期刊也只能作为这个领域的高水平啊

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