自然科学被公认为 经验 科学,是创新和完善马克思主义哲学意识论的重要基础和必要条件。下面是我为大家精心推荐的自然科学3000字论文,希望能够对您有所帮助。
摘要:本文以现代物理学的建立与发展过程为出发点,分析了现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用,并论述了自然观对科学研究的影响,作者认为,自然观影响了科研工作者对世界的认识、研究者对自身的认识与科学态度的形成,同时自然观促进了科学研究的 方法 和手段的发展。
关键词:现代物理学 自然观 科学研究
1 概述
自然观是人们对自然界总的看法和观点。任何时代的自然观都是在一定的历史 文化 背景下形成的,尤其与当时的自然科学发展水平密切相关。同时,它又对自然科学有着这样或那样的影响。
在历史上,最先出现的是神话形态的自然观;进入阶级社会以来,唯物主义自然观与唯心主义自然观的对垒日趋明显,在古代,人们基本上把自然界看作是一个普遍联系、不断运动的整体,由此形成朴素的自然观,近代科学深入自然界的各个细节进行孤立静止的考察,由此产生形而上学自然观,现代科学则日益广泛地揭示了自然界的各种联系,从各个不同的角度发展着辩证唯物主义自然观,这一科学的自然观对整个自然科学和哲学日益发挥着积极的作用。
物理学是集思想、方法、实验于一体的先导学科,在人类正确的自然观、世界观、方法论的形成和发展中,起着 其它 学科无法替代的作用,物理学研究所形成的物质观、自然观、时空观、宇宙观对科学技术的进步、生产力的发展乃至整个人类文化都产生极其深刻的影响,而现代物理学的建立和发展,则彻底改变了20世纪整个科学的面貌,也由此开始了自然科学发展的新纪元。
2 现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用
20世纪以来,以相对论与量子力学的创立为标志的现代物理学研究工作,从理论和实践两个方面,对人类认识和社会发展起到了难以估量的作用[1]。物理学理论的发展,把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。
2.1 相对论的诞生对绝对时空观的改变 相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论,是现代物理学和科学技术的重要理论基础之一。1905年6月,爱因斯坦以“运动物体的电动力学”为题发表了关于狭义相对论的第一篇杰出论文,提出了狭义相对论的两条原理――相对性原理和光速不变原理。根据这两条原理,可以推出许多重要结论。例如,关于时空坐标相互联系的洛伦兹变换,从而改变了自牛顿以来统治物理学两百多年的绝对时空观[2]。
相对论的诞生,不仅大大推动了自然科学和技术的发展,而且在哲学世界观方面具有非常重大的意义,为辩证唯物主义的时空观提供了坚实的科学依据,广义相对论的建立,则为人类探索宇宙奥秘提供了有力的理论工具。
2.2 量子力学的建立对确定性世界的改变 量子力学的建立是二十世纪初物理学取得的最伟大成就之一。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律,使人们认识到波粒二象性是微观世界最基本的特征,量子力学的创立,推动了原子物理学的发展,同时对物质结构理论以及化学、生物学的发展也产生了深刻的影响。
二十世纪二十年代末开始,爱因斯坦和玻尔之间展开了一场激烈争论,争论的焦点是就是量子学的哲学解释,因为爱因斯坦认为这种解释明显陷入唯心主义,而他坚信的是[3]:“有一个离开知觉主体而独立的外在世界,是一切自然科学的基础。”
然而从1972年到1982年十年的实验结果,却都显示了一个惊人的也是出乎唯物主义哲学家意料之外的结果。“贝尔不等式”这把双刃剑的确威力强大,但它斩断的却不是量子论的光辉,而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想[4]。世界是由独立于人的意识之外而存在的客体构成的这种学说,却原来和量子力学相矛盾,也和为实验所确立的事实相矛盾[5]。
欧洲核子研究中心(CERN)在2011年9月24日公布的一份研究结果显示,科研人员在让中微子进行近光速运动时,其到达时间比预计的早了60纳秒[6],如果这个研究被验证,人类的物理观将再次被改变,甚至人类存在的模式都将被改变。
3 自然观对科学研究的影响
哲学和自然科学发展的历史表明:哲学每前进一步。都依赖于和伴随着自然科学的巨大进步;同样,自然科学的每一步发展,也都凝聚着和渗透着哲学的指导,现代物理学的建立和发展,影响了新自然观的建立与形成,新的自然观又作用于科学研究,为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导,推动科学技术的进步。
3.1 自然观影响了科学家对世界的认识 当今科学所研究的对象,更多的是微观或者是宇观的客体,这些客体的性质与规律,已经超越了人类的感官能直接感知的范畴。如果说量子力学主要关注最微小的“基本粒子”,那么爱因斯坦的广义相对论则关注最大尺度的“宇宙”,一个研究最小,一个研究最大,由于难以获得显而易见的证明,所以在这两个领域的认识论便受研究者的自然观左右。
量子物理的理论具有高度的辩证性质,“非此即彼”的形式 逻辑思维 已不足以解释量子物理实验中众多的“亦此亦彼”的现象,而一种新的逻辑 思维方式 可能是现代物理学取得进一步突破的关键。量子力学的情况,如果从我们通常的观念看来,是充满着矛盾和难以克服的困难,但量子力学却是以独特的数学结构卓越而合理地把握了它,要理解这种逻辑结构,唯有依靠辩证逻辑[7]。为了消除用经典语言描述微观客体行为时与量子力学结论相悖的因果异常,赖辛巴哈试图建立一种消除形式逻辑排中律的三值逻辑,这种新的逻辑形式揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难[8],沿着赖辛巴哈的思路,有人进一步发展出应用抽象代数学中“格演算”工具,用基本联词“遇”与“接”来取代“与”和“或”,用以更好地描述量子领域中的“亦此亦彼”现象,并使这种量子逻辑可以用一种广义的命题演算工具表述[9],这新的逻辑思维方式,便是受自然观影响下科研工作者对世界的认识,它成为现代物理学取得进一步突破的关键。
关于自然观影响了科学家对世界的认识这个问题,玻尔对此有过非常重要的认识,他说:“由作用量子的存在规定了的客体与测量仪器之间的有限相互作用,引起了最后放弃因果性这一经典概念并激烈地修正我们对于物理实在问题的态度”[10]。由此可见,自然观影响了科学家对世界的认识,更教会了他们辩证地认识世界。
自从辩证唯物主义自然观出现之后,人类第一次具有了客观而辩证的思维体系,可以从本质上把握到科学发展的方向与领域,再也不会像前人那样因为思维和领域的局限性,在科学研究中面对不解问题时就归咎于神学和宗教。
3.2 自然观影响了研究者对自身的认识 新的自然观从普遍联系出发,强调人和自然是相互联系的相互影响的,现代物理学的发展,完全证实了这一思想。相对论中的相对性原理表明,认识事物的运动与选择的参照系有关,即与人的主体有关,在量子力学中,海森堡的“测不准”原理也表明,在对微观世界的认识中,不能把人的因素独立在微观世界之外,对于量子论中的观测问题,尤金.维格纳认为:意识无疑在触动波函数中担当了一个重要的角色。于是当人们还在为薛定谔那只倒霉的猫而争论不休的时候,维格纳又出来捅了一个更大的马蜂窝,就是所谓的“维格纳的朋友”[4]。
所以说,自然观无时无刻不在影响着研究者对自身的认识,而这种认识,又影响着研究者对待科学研究的态度,放弃因果性,也就使得实验检验成为一句空谈,因为当科学实验与科学理论发生矛盾时,并不能证明科学理论是错的,因为二者可以不服从因果关系。
3.3 自然观促进了科学研究方法的发展 科学研究的结果跟研究者所采取的方法有很大的关系,科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连,相辅相成的。例如近代物理学的诞生,就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新,他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来,甚至还发明新的数学工具――微积分[11]。本世纪初,相对论与量子力学的思想一经形成,就可以在19世纪下半叶新兴的数学分支中找到相应的数学工具,如非欧几何学、张量分析、线性代数等等,这些方法上的成就不仅大大促进了现代物理学的进展,而且具有重大的方法论意义,为以后物理学的发展起了巨大的示范作用。
现代物理学的发展历程清楚地表明:物理学每前进一步,都伴随着方法上的重大革新和改进,自然观的改变,仿佛打开了一道方法学上的大门,在科学研究中,科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场,现代物理学的发展已更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的特征。
但随着现代物理学的进一步发展,数学手段已显得不够得力,例如:目前关于大统一理论的研究难以取得有效的突破,不管超弦还是M理论[4],它们都刚刚起步,还有更长的路要走,究竟是相对论与量子力学两者自身难以统一,需要建立一种能取代二者的新理论,还是缺乏必要的数学处理方法及研究方法?这是科学家们目前亟需解决的问题。
值得注意的是,自弦论以来,人们开始注意到,似乎量子论的结构才是更为基本的,在弦论里,必须首先引进量子论,然后才导出大尺度上的时空结构。人们开始认识到,也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法[4]。如今大多数弦论家都认为,量子论在其中扮演了关键的角色,量子结构不用被改正,只有更进一步地依赖量子的力量,超弦才会有一个比较光明的未来。
3.4 自然观和科学研究的相互促进 人类从古代开始到现在,经历了原始神话、宗教“自然观”、古代朴素自然观、形而上学自然观,直到产生了辩证唯物主义自然观的现在,可以说,自然观和科学研究是一种相互促进、相互推动的关系。
近代以来,随着实验科学的兴起和数学方法的应用,自然科学从自然哲学中独立出来,成为探索自然的排头兵,哲学的研究重心也从本体论转向认识论,但自然哲学仍然是哲学的一个研究领域。就自然观而言,由于中世纪宗教神学的熏陶,逐渐形成了有关自然界的有序、统一、服从简单性原理等观念,这种自然观深刻影响了近代自然科学的思维,尤其是当自然科学进入新的领域、遇到新的问题时,科学家都要从这些观念出发寻求解决的途径。
4 结束语
无论是何种自然观,都是先植根于当时的科学与自然认识的大环境,再从中吸取养分,经过深刻地思考与提炼进而产生的,从这一点说,任何一种自然观在其刚诞生之时,都是促进当时科学等方面学科的发展的,现代物理学的建立和发展,无疑对当前人类的自然观产生了深刻的影响,而新的自然观不仅影响了人类对自身的认识、对世界的认识,也改变了人类从事科学研究的手段和方法,由此开始了自然科学发展的新纪元,21世纪的曙光,交织着人类对未来的希望,已经投射出东方的地平线。
参考文献:
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物理及自然科学教学的有效开展要求教师优化教学设计,使物理及自然科学的教学内容更加有趣和易于理解,从而激发学生的学习信心和兴趣,提高物理及自然科学教学的质量和效果。本文从三个方面阐述了在中等师范学校中开展中等师范有效物理及自然科学教学的方式。
一、风趣讲课,创设轻松的教学氛围
教师是物理及自然科学教学的主导者,教师的一言一语都会受到学生的关注。教师只有提高自身的语言运用能力,采取风趣的讲课方式,才能营造出良好的教学氛围,减少学生上课的紧张感,同时也可以提高教材讲解的效率。如在正式开始上课前,教师可以问学生:“同学们,从古至今有三个有名的苹果,你们知道是哪三个吗?”大多数学生都摇头,纷纷说不知道。教师趁机解释:“第一个苹果,被夏娃和亚当吃了;第二个苹果,砸在牛顿头上了;第三个苹果,就是苹果手机啊!我们现在没有苹果,但是可以看看牛顿被苹果砸了之后,为物理及自然科学做了什么贡献。”教师的讲话会让学生觉得很有趣,同时对物理及自然科学课堂也有了更多的期待。这时,教师就可以讲解教材内容了。教师风趣的讲课不仅可以创设轻松的教学氛围,而且可以增加学生对物理及自然科学的喜爱之情,这都有利于物理及自然科学教学的有效开展。
二、实验导入,激发学生的学习好奇心
好奇心能够驱使人们积极思考,通过努力获得答案,从而得到心理上的满足。因此,在中等师范物理及自然科学教学中,教师应把握学生的心理特点,通过实验导入激发学生的好奇心,引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生:“同学们,不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题,于是教师就可以做一个实验,选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下,然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时,学生一定很想弄清楚原因,这时教师就可以引入教材内容,解决学生的疑问,帮助学生学习和理解教材内容。
三、鼓励学生自己动手,加强对课本知识的理解
物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难,主要原因是学生缺乏实践,难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识,也有助于学生在实践中发现问题、解决问题,从而加深他们对知识的理解。因此,在中等师范的物理及自然科学教学中,教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时,教师就可以鼓励学生动手,采用不同的物体做实验,通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关,然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中,不仅体现了学生的学习主体地位,而且发挥了学生的主观能动性。所以,在中等师范物理及自然科学的教学中,教师应多鼓励学生动手,从而提高学生学习的自信心,强化学生对教材内容的理解和掌握。
四、 总结
中等师范物理及自然科学教学的有效开展,对学生知识的增长和能力的提高都有重要意义。因此,在物理及自然科学教学中,教师应当运用风趣的语言授课,积极导入实验,鼓励学生多动手,从而降低教学难度,激发学生的学习主动性,促使教学的有效开展。
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一,地质作用的定义 引起地壳组成物质,地壳构造,地表形态等不断的变化和形成的作用,通称地质作用 二,地质作用的分类 地质作用的自然力是地质营力。力是能的表现,按照能的来源不同,地质作用可分为外力作用和内力作用. 1,外力作用按照方式不同分为风化作用,包括物理作用、化学作用和生物作用。剥蚀作用,包括机械风化作用,化学风化作用,搬运作用,包括机械搬运和化学搬运作用两类.沉积作用,包括机械,化学,生物三类. 2,内力作用, 它们既发生于地表,也发生于地球内部。有的强烈急促,如地震;有的微弱缓慢,如风化作用。地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。第一节 地球科学的研究对象和研究内容 人类生活在地球上,衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命,要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具,要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产,要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而,人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识,并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学 (geoscience)。 地球科学简称地学,是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六 大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象,包括环绕地球周围的气 体(大气圈)、地球表面的水体(水圈)、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体(生物圈),由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性,因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。 地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然 界奥秘与规律的科学使命,同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展,地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展,逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中,地质学(geology) 由于其研究领域广博、分支学科较多,并且以研究地球的本质特征为目的, 因而成为地球科学的主要组成部分,以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用,其实两者的含义是有差别的,它们具有包容关系。随着科学 的发展,地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。 地理学(geography)主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、 分布和演变规律,并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科,主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科,主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。 气象学(meteorology)以地球周围的大气圈为研究对象,主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛,包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等,主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质,从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。 水文学(hydrology)和海洋学(oceanography)以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律,以及它们与地理环境、生态 系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的,它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的, 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称,根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。 土壤学(soil science)以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同,土壤学也有一些分支学科,如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。 地球物理学(geophysics)是应用物理学的方法研究地球的一门学科, 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科,所以一般所称的地球物理 学是狭义的,其主要研究对象是固体地球,因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中,应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。 地质学(geology)研究的主体对象也是固体地球,当前主要是研究固体 地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右,与地球的半径(6371km)相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象,一方面是出于实际需要,因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关;另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层,但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径,但由于受当前技术水平的限制,钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井(12.5km)位于俄罗斯西北部的科拉半岛,这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信,随着科学技术的发展,地质学研 究的对象将不断向地球的深部(如地幔、地核)扩展。 地质学的研究内容主要包括固体地球(重点是地壳或岩石圈)的物质组 成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同,地质学的主要 分支学科可简举如下: (1)研究地球的物质组成方面的学科,如结晶学、矿物学、岩石学等; (2)研究地球的内部构造方面的学科,如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等; (3)研究地球的形成演化方面的学科,如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等; (4)研究地质学的应用方面的学科,可分为两个方面:其一是研究地下 资源方面的分科,如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等;其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科,如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。 此外,人们为了更好地研究上述地质学的各个方面,不断地吸收和借鉴 其它一些学科的先进理论、方法和技术,用以促进和深化地质学的各项研究, 于是逐渐形成了一系列的边缘学科,如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等,这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。 近几十年来,由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展,其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的(如污染问题)、有些是间接的(如气候变化),它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展,因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切,于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科,即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同,又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。
自然科学是一门范围广博的知识范畴,是针对事物客观规律的认知、归纳所形成的科学体系。下面是由我整理的自然科学类学术论文,谢谢你的阅读。
浅析自然科学与宗教的关系
【摘 要】事实上,科学与宗教并不是背道而驰的,二者之间有着密切的关系。科学与宗教的关系也越来越受到关注。但是要承认科学与宗教是有着本质的区别的。我们要在看到科学与宗教的区别的基础上分析科学与宗教之间的联系。宗教与科学既对立又统一,宗教离不开科学,科学也需要宗教。在科学发展取得巨大进步的今天,我们更不能摒弃宗教信仰,要发挥其有利一面,发展科学的同时也发展宗教。
【关键词】自然科学;宗教;科学家;宗教信仰
1 理解科学与宗教的定义
1.1 什么是科学
科学即分科之学,是关于自然、社会、思维等的客观规律的分科学说。在《辞海》(1979年版)中这样界定“科学”:“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系,它是适应人们生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展的,它是人们实践 经验 的结晶。”英国学者贝尔纳在《历史上的科学》一书中说:“科学可作为一种建制;一种 方法 ;一种积累的知识传统;一种维持或发展生产的主要因素;以及构成我们的诸信仰和对宇宙和人类的诸态度的最强大势力之一。”[1]
1.2 什么是宗教
宗教是人类社会成长到一定历史阶段而产生的一种 文化 现象,属于社会意识形态范畴,是对神明的尊奉与崇拜。一般而言,宗教就是一种信仰体系,是对客观存在的解释,一般包括仪式的遵从与信仰两个方面。宗教主要特点是,相信有一种神通的神秘力量或实体存在于现实世界之外,这种神秘力量不仅统摄万物而且主宰自然进化、决定人世命运、拥有绝对权威,从而使人类对这种神秘力量产生敬畏和崇拜之感,并经过不断的发展变化引申出信仰认知和仪式活动等内容。恩格斯在《反杜林论》中这样解说宗教“一切宗教都不过是支配着人们日常生活的外部力量在人们头脑中的幻想的反映,在这种反映中,人间的力量采取了超人间的力量的形式。”
2 科学与宗教的关系
2.1 科学与宗教共同生长
科学是一种认识活动,科学知识起源于人类的 社会实践 活动,古代文明为近代科学的发展创造了条件。由于受人类社会实践水平和认识水平的局限,在一段很长的历史进程中,古代的科学知识一直依赖于充满想象和猜测的自然哲学,甚至依附于宗教神明。到了中世纪,科学逐渐发展成为神学的一个分支,随着人类实践和认识的发展,科学与宗教从混合状态走向解体,科学最终从自然哲学和宗教神话中分离出来,演变成为实证科学。1543年,哥白尼的《天体运行》第一次宣布了近代科学与宗教神话的终极决裂。从此,科学的发展取得巨大的进步,自然科学也从宗教神学中获得解脱,科学与宗教走上了冲突对立的道路。
在人类文明刚刚开始之时,科学与宗教就各自的萌生起来。只不过当时科学认识与宗教思想都处于初始时期,相互存在于人类的原始思维形式之中,二者相互融合,相互渗透,很难找到二者的差别。随着生产力的不断发展,文化形式出现分化现象,不同的文化形式开始分离。在原始社会走向完结前,不同文化的分化正处于低级阶段,科学知识与宗教神明仍然共同存在,界限不分明,互相包含。正因如此,我们在最初的科学中能够看到神秘的虚幻认识的影子,而在最初的宗教中也能够发现人类经过实践积累的经验知识。
2.2 科学与宗教在本质上是对立的
科学与宗教在本质上是对立的。科学不认可超自然的力量,反对采用超自然的因素和力量去解释任何自然客观现象和自然现象的发展过程。然而,从本质上说宗教就是对超自然力量的敬仰与信封,认为世界是被超自然的上帝和神明创造的。宗教由于对超自然力量的敬仰与崇拜导致它否认客观存在的必然性和客观事物发展的规律。这种科学对超自然力量的否定与宗教对超自然力量的肯定之间的对立,决定了科学与宗教在本质上是对立的,而且这种对立是不可调和的。
科学与宗教的认识方法也是完全不同的。自然科学从客观实在的各种具体形式出发,从而发现客观实在之间的联系并用经验的方法证明。而宗教认识所采用的方法是“信仰主义”,借助的是非经验、非理性的神秘主义直觉。
科学与宗教的社会作用也有很大的不同。科学技术突飞猛进的发展推动了社会生产力的发展,并以此推动了社会的不断发展与进步,科学被马克思主义看作是最有意义的革命力量。虽然在特殊的历史背景下宗教曾经对社会发展起到积极的作用,但在整个历史进程中宗教是一种含蓄的成分,因为宗教常常把客观的社会制度作为神意的展现,因而对社会的发展起到阻碍的作用。
2.3 科学与宗教的冲突
恩格斯在《自然辩证法》导言中说:“自然科学……本身就是彻底革命的,它还得为争取自己的生存权利而斗争。”并举例说:“自然科学把它的殉道者送上了火刑场和宗教裁判所的牢狱。值得注意的是,新教徒在迫害自然科学的自由研究上超过了天主教徒。塞尔维特正要发现血液循环过程的时候,加尔文便烧死了他,而且还活活地把他烤了两个钟头;而宗教裁判所只是把乔尔丹诺?布鲁诺简单地烧死便心满意足了。”[3]
宗教和科学是一直存在着冲突的,但二者的关系并没有发展到你死我活的地步。爱因斯坦曾经说过:宗教领域同科学领域之间冲突的主要来源在于人格化了的上帝这个概念。这种象征性的内容,可能会同科学发生冲突。只要宗教的这套观念包含着它对那些原来属于科学领域的论题所作的一成不变的教条式陈述,这种冲突就一定会发生。[2]在整个历史进程中,科学与宗教的对立并不罕见,依此可以看出宗教对科学发展的干涉,比如,教会严厉反对伽利略和达尔文的革命斗争并对其进行残酷的迫害就是这样。
无论历史还是现实都向我们证明,宗教永远不会摒弃对威胁其地位的科学理论发起挑战的,不仅这样,宗教还要打击科学的 教育 。最典型的例子是,众所周知____一直没有停止对“进化论”的攻击,因为“进化论”击中了基督____的根基,这也就上演了宗教对科学的迫害。由此看来,科学与宗教的冲突由来已久并且也很难调和。
3 科学家与宗教信仰的关系 虽然科学与宗教在历史进程中始终是对立冲突的关系,但是许多西方自然科学家都有宗教信仰,例如天文物理学的奠基人开普勒曾说过:“既然天文学家是自然之书最高上帝的牧师,适合我们思考的不是我们智慧的光荣,而是居于一切之上的上帝的光荣。”;还有经典力学体系的建立者牛顿,他信仰耶稣基督和救世主,而且牛顿在晚年写了大量关于宗教方法的手稿,手稿内容涉及年代学和圣经研究又延伸到神学阐释;更有发展了电学和磁学基础概念的法拉第,他也是一个虔诚的____信徒,积极参与教堂活动;被称为是原子理论之父的道尔顿,也是一个传统的基督徒。
恩格斯说过:“上帝在信仰上帝的自然科学家那里的遭遇,比在任何地方都要糟糕。唯物主义者只去说明事物,是不理睬这套废话的。只有当那些纠缠不休的教徒们把上帝强加给他们的时候,他们才会考虑这件事,并且作出简单的回答,或者像拉普拉斯那样说:‘陛下,我不’,或者更粗鲁一些,以荷兰商人经常用来打发硬把次货塞给他们的德国行商们的方式说:‘我用不着那路货色’,并且这样就把问题了结了。而上帝在他的保卫者那里竟要忍受何等遭遇啊!在现代自然科学的历史中,上帝在他的保卫者那里的遭遇,就像耶拿会战中弗里德里希?威廉三世在他的文官武将那里的遭遇一样。在科学的推进下,一支又一支部队放下武器,一座又一座堡垒投降,直到最后,自然界无穷无尽的领域全都被科学征服,不再给造物主留下一点立足之地。牛顿还把‘第一推动’留给上帝,但是不允许他对自己的太阳系进行别的任何干预。神父赛奇虽然履行教规中的全部礼仪来恭维上帝,但是并不因此就变得手软些,他把上帝完全逐出了太阳系,而只允许后者在原始星云上还能作出某种‘创造行动’。在一切领域中,情况都是如此。”[3]
恩格斯的这段话引发了我们的深思,一个有宗教信仰的科学家能否进行科学研究呢?那么如果他从事了科学研究,他所取得的科学成果是宗教信仰的原因还是他自己的思维的结果呢?
笔者认为要坚持一个适度的原则,可以有信仰,要防止过犹不及。例如伽利略,可以说他一直是一位忠实的天主教徒,但是必须承认他有很高的科学素养。伽利略科因追求真理而取得了科学成就,当他的科学研究与宗教信仰产生矛盾时,他选择真理,具有崇高的科学精神,尊重科学事实,因此才能在科学领域取得成就。
如果科学家迷信过度,那么他们的科学之路将会充满崎岖,宗教信条有可能引导他们走上与科学相反的道路,得出一些违背科学的结论。这里我们以牛顿为典型来考察一下。牛顿是近代以来最伟大的科学家之一,他所著的《自然哲学的数学原理》被公认为是科学史上最伟大的自然科学著作,无论是在天文学还是在数学等领域他都做出了非凡的贡献。这些成就都归功于他崇高的科学精神和科学素养,因为他能够正确面对科学事实,敢于破除宗教信仰的束缚。但是在晚年,他的科学观逐渐屈服于神学观,他从唯物主义的经验论进入了唯心主义的先验论,在那之后牛顿就没有多少的科学成就了。可见,科学家可以有信仰,但是要适度。
4 结论
科学与宗教并不是背道而驰的,二者之间有着密切的关系。科学与宗教的关系也越来越受到关注。但是要承认科学与宗教是有着本质的区别的。历史上科学与宗教始终存在冲突对立的关系,宗教对科学进行迫害,导致科学的发展受到阻碍。同时,我们要在看到科学与宗教的区别的基础上分析科学与宗教之间的联系,宗教与科学既对立又统一,宗教离不开科学,科学也需要宗教。在科学发展取得巨大进步的今天,我们更不能摒弃宗教信仰,要发挥其有力一面,发展科学的同时也发展宗教。
【参考文献】
[1]贝尔纳.历史上的科学[M].伍况甫,等,译.科学出版社,195.
[2]爱因斯坦文集:第一卷[M].
[3]恩格斯.自然辩证法[M]//马克思恩格斯文集:第9卷.人民出版社,2009.
[责任编辑:汤静]
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自然科学论文
无论是在学习还是在工作中,大家都接触过论文吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?下面是我整理的自然科学论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要: 在目前,自然科学课堂教学存在的一个较突出而又普遍的问题是:学生主动参与学习活动的意思不够,独立思考的习惯较差,仍旧是“师云亦云”,被动地接受知识,能够质疑问难的学生如毛鳞角,那么如何构建一个引导学生乐于研究,善于分析,亲身体验实践活动学习氛围,我对研究式的教学模式进行了一些探讨。
关健词:研究式、创新、合作
1999年全国教育工作会议通过的《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确提出创新教育作为素质教育的重点。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育实践,而创新教育的主渠道在课堂,可见课堂教学是培养学生的创新意识和实践能力的主要途径。所以,只有树立以学生为中心的教育主体观,充分发挥学生在课堂上的积极性、主动性、创新性,引导学生主动参与、主动思考、主动探索、主动实践,“把教育的对象变成自己教育自己的主体”,使学习者“成为他们获得知识的最高主人而不是消极的知识接受者”,才能真正让课堂焕发出生命力,因此,通过教学创新,开展构建“主体参与型”教学模式是创新教育的需要,其中“研究式”自然科学新授课教学模式正是培养学生创新意识和实践能力的一条有效途径。
一、什么是“研究式”自然科学新授课模式
长期以来,初中自然科学教学工作者一直为突破课堂教学高耗低效的瓶颈问题而努力,然而我们也不能否认目前还有为数不少的自然科学的课堂教学仍严重滞后于素质教育的要求,教学中普遍存在着重知识、轻能力、重结果轻过程,重灌输轻方法等现象,导致学生学习兴趣下降。教学调查表明,学生对课堂的不满,关键在于教师的教学模式陈旧、教学方法落后,教与学严重脱节。可见只有真正尊重和确立学生在教学中的主体地位,引导学生积极参与教学的全过程,变被动的接受为主动探索,变单一的教师讲、学生听的模式为师生交流、小组合作竞赛等生动活泼的新模式,把学习的主动权交给学生,才能更好激发学生学习的积极性、主动性和创新性。在比较了众多教学模式的优劣后,在自然科学新授课的教学中我尝试让学生以科学家研究问题的方式去发现问题、分析问题、解决问题,让学生在这个过程中获取知识熟练技能、发展思维。由于这种新授课模式一改过去“接受式”的课堂教学模式,完全由学生自己提出问题、设计方案、解决问题,所以我把这种自然科学新授课模式称为“研究式”新授课模式。下面是一节“研究式”自然科学新授课的教学片段。
一首优美动听的课前歌曲刚结束,每个协作小组都获得了一块镜子。在学生的讨论声中,新课《平面镜和球面镜》使开始了。教师先打出幻灯:1、你手中的镜子有何特点?2、请你对着小镜子观察自己,你发现什么问题?每个协作小组成员拿着镜子前后左右移动,仔细观察、认真讨论,并不时在纸上记录点什么,教师走下讲台巡视,对于一些难以发现问题的小组做一些适当的提示和点拨,五分钟后,各协作小组都已写好本组发现的问题。“下面请同学们汇报根据自己小组观察后提出的相应问题。“教师话音刚落,各协作小组的代表已纷纷举手:“镜小人大,为什么能看到全部面目?”“人远离镜子时,象为何会变小?”“镜中的‘我’是否比‘我’小?”象到镜面的距离和人到镜面距离哪个大?”“镜中的象是实象吗?”在学生连珠炮式的回答下,除去雷同的问题,教师整整写满三张幻灯。“刚才每个小组提的问题都很有见解,今天这课我们先一起来解决其中几个问题,其余问题我们课后再进行研究。”教师根据本节课的目标在众多的问题中选三个问题:1、镜中的象是否比物体小?2、象和人到镜面的距离哪个大?3、镜中的象是实象吗?教师问:“这三个问题,我们可通过什么方法研究?”“实验法“学生异口同声回答,教师打出幻灯,组织学生讨论:1、在实验中你要观察什么?要测量哪些数据?2、用你手中的镜子能否确定象的位置?如果不能怎么办?3、为了实验现象更明显,我们用燃着的蜡烛作为物体,如何设计实验方案?经过讨论,每个协作小组都拿出自己的实验设计方案。得到两支相同的蜡烛和一块玻璃后,利用手头的直尺和白纸开始动手做实验,教师巡视并在一些实验操作技巧和方法上给于指点,不一会儿,有几个协作小组已很成功地完成实验,并得出正确的结论,其喜悦之情溢于言表……。
二、“研究式”自然科学新授课与传统新授课的区别
研究式是被广泛应用于教学中一种新的教学模式,即在教师引导、点拨下,通过学生主动参与来实现,学生要经历:发现问题----收集资料----分析处理问题----解释问题----问题解决的过程。强调让学生自主地参与知识的获得过程。学生通过参与学习,获得了大量信息,这些信息恰恰是创新精神、实践能力的基础,研究式教学是培养创新人才的有效途径。
上述特点与教授式教学模式相比较有如下不同:
教授模式
研究模式
教师
角色
(1) 提出、决定、控制微观管理学习;
(2) 作为教导者,知识的传播者。
(1) 教师和学生实现学习目标中构成搭档关系;
(2) 指导、点拨、提示者。
学生
角色
(1) 上课听讲、消化知识、积累、储存以备将来之用;
(2) 被动接受知识,视其为客观、事实、正确。
(1) 学生作为探究者和知识创新者,运用知识发现、钻研、解决问题;
(2) 主动参与富有个性地解释、批判、解剖知识。
课堂
(1) 由课目、教材决定;
(2) 问题是事先确定的、给予的、多数是已被解决的;
(3) 课堂是学习的唯一场所。
(1) 产生于学生的兴趣;
(2) 自选的、开放式的、现实的问题;
(3) 获取相关信息或求取经验时学习自然地发生。
“研究式”新课注重展示学生思维过程,特别注意实验设计过程,仪器使用过程、现象展示过程、数据得出处理过程、概念形成过程、结论得出过程。如前文《平面镜和球面镜》教学中对于学生在情境中提出的问题如:镜子后面的“我”看得见是真实存在吗?蜡烛的象与蜡烛的大小如何?它们到镜面距离哪个大?如何测?在教学中教师没有轻易将结论告诉学生,让学生去想象、去探索、去发现,将面向结论的学习变为面向过程的学习。此外“研究式”新授课在教学中还注重进行科学方法渗透,如前文教学片段中就向学生渗透观察法、实验法、测量法……,让学生在潜意识中掌握各自科学方法,养成良好的学习、研究问题的习惯,真正实现“教是为了不教”的'境界。
三、“研究式”新授课的特点
1、它是一种开放的教学模式
它在教学过程中实现教师主导作用和学生主体作用的有机组合。教师的主导作用体现在创设问题情境,引导学生在情境中提出一节课中所要解决的问题。学生的主体作用体现在对问题的提出、设置、探索和解决上。让每个学生者能用自己切身体验和主动参与去学习自然科学。
2、它重视学生观察能力和问题意识的培养
学生在教师创设的情境,中,只有通过自己仔细观察认真思考,才能发现并抓住疑点,提出问题、设计方案、解决问题。从而使学生逐步认识到“不能把任何我没有明确地认识为真的东西当成真的接受,”并带着怀疑的目光去观察事物和各种现象,发现问题,这将大大促进学生的创新意识和创造能力的培养,如学生观察镜中的象后提出:镜小人大,镜中的象是否比人小?人远离镜子时,镜中的象是否真的象人所看到的那样变小?这些问题的提出就反映了学生对生活中常见的现象进行深层次的思考和探索。
3、它体现了教学过程由以教为主到以学为主的重心转移
“研究式”新授课体现了教师以培养学生能力为目标来组织教学,知识本身不再是由教师“批发”来的“货物”,学生也不再是知识的容器。课堂的主活动不是教师的讲授,而是学生之间的交流、合作和探索。教师平等参与学生讨论和探索,并不时加以适当点拨和引导,在教学的调控过程中,渗透科学方法,把教和学融为一体。
4、它为培养学生团体意识和合作精神提供了舞台
在“接受式”的传统教学模式中,学生学习是相对独立的,而现在每个学生都与自己的协作小组成员密切联系在一起,一起观察现象,一起讲座并提出问题,一起制定研究方案,一起探索得出结论,只有通过协作小组全体成员共同努力,才能完成全部学习过程,使小组获得成功。这使每个学生看到了集体的力量和合作的重要性,从而加强了每个学生的团体意识和合作精神。
以上是我在开展“主体参与型”教学模式中的一种尝试。需要强调的是,不论哪一种教学模式,充分发挥教师的主导作用还是至关重要的,教师的主导作用不但体现在对教材处理上独具匠心,还体现在平等民主、和谐融洽、轻松活泼课堂气氛的创设和营造上,只有民主、融洽轻松的氛围里,学生的思维才可能处于积极主动的活跃状态,课堂才能成为学生思考、探索和创新的新天地。
参考文献:
洪林旺《优化课堂结构让学生去发现》中国物理学会主办物理教2001.8出版
柳斌《创新教育实施指南》华龄出版社1997年出版
柳思俭《实用中学学科课堂教学模式》山东教育出版社1998年出版
可以去百度文库下载
关于动物的保护生物多样性的措施主要有三条:(1)建立自然保护区。建立自然公园和自然保护区已成为世界各国保护自然生态和野生动植物免于灭绝并得以繁衍的主要手段。我国的神农架、卧龙等自然保护区,对金丝猴、熊猫等珍稀、濒危物种的保护和繁殖起到了重要的作用。(2)建立珍稀动物养殖场。由于栖息繁殖条件遭到破坏,有些野生动物的自然种群,将来势必会灭绝。为此,从现在起就必须着手建立某些珍稀动物的养殖场,进行保护和繁殖,或划定区域实行天然放养。如泰国对鲜鱼的养殖。(3)建立全球性的基因库。如为了保护作物的栽培种及其它可能会灭绝的野生亲缘种,建立全球性的基因库网。现在大多数基因库贮藏着谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子。(5) 在保护生物多样性的基础上,人类可以通过一些方法(比如说诱变,基因合成,转基因等)创造出更多人类生活所需的物种,从而满足人类各种各样的需求。另外还有一些方法可产生新物种,如利用激素处理,植物的组织培养技术,但它们要么无法产生新的品种,要么把产生的变异遗传下去,这样在一定程度上影响了效率。
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自然科学论文2000字篇二 探析主流心理学追求自然科学化的原因 摘要:主流心理学采取自然科学的原理和方法论,试图将自己变成一门自然科学。作者从历史、社会、经济、时代精神、学科建制的背景下,分析了主流心理学选择自然科学取向的原因。这些原因包括:自然科学对主流心理学的历史性影响,自然科学具备成熟的方法论和有利的时代精神,自然科学的实践性优势,社会需求对自然科学取向心理学的促进,主流心理学研究者的心理因素,以及心理学研究对象的复杂性。 关键词:主流心理学;科学主义;自然科学取向 分类号:B84-06 1引言 心理学中存在科学主义和人文主义两种对立的流派。代表前者的构造主义、行为主义和现代认知心理学接受“原子论、还原论、客观论、决定论、量化方法五个原则”(高峰强,2001),,以较大的影响力,在心理学中占据了主导地位。主流心理学借鉴自然科学――包括物理学、化学、数学、生理学、医学和计算机科学等,以机械自然观为基本世界观,以实证主义为基础方法论,吸收了经验主义、客观主义、操作主义、价值中立等自然科学原则,并引进自然科学的研究方法、技术、设备和成果,建立了类似自然科学的方法论体系,来指导自身的研究。这种自然科学取向,尽管促进了主流心理学的独立和发展,但也存在着明显的弊端,造成了“心理学研究课题、研究方法和社会责任的迷失”(Bakan,1996)。 那么,为什么主流心理学选择走自然科学之路呢?近20年来,尽管不少学者对这一取向的不合理性进行了批判,但是对于它产生的原因,尚未做深入分析。作者从历史、社会、经济、时代精神、学科建制的背景下,考察了主流心理学选择自然科学取向的原因,其中包括:历史上自然科学对主流心理学的影响、自然科学具备成熟的方法论和有利的时代精神、自然科学的实践性优势、社会需求对自然科学取向心理学的促进、主流心理学研究者的心理因素,以及心理学研究对象的复杂性。作者提出,随着心理学科的成熟、社会的发展和科学观的演变,人文社会取向的心理学研究将会受到更多的重视。 2自然科学对主流心理学的历史影响 2.1自然科学帮助心理学独立 人类心理一方面作为哲学思辨的主体和过程,另一方面又作为哲学研究的重要对象,这种主客体的双重角色,使得心理学同哲学相互交织,难以分离,无法跨出哲学思辨式的研究方法,始终无法独立。近代自然科学首先提出了独立的心理学研究的要求,并贡献出方法论、仪器和测量手段,帮助心理学摆脱了附庸哲学的地位,实现了独立。 19世纪初期,天文学家被反应时间差异所困扰。贝塞尔总结了“人差方程式”,提出了反应时间这一研究课题。18世纪末到19世纪初,神经生理学、感觉生理学、脑机能研究涉及到了心理学领域。以医学家布洛卡、维尔尼克和物理学家赫尔姆霍茨为代表的研究者们,研究了大脑机能、神经冲动和知觉等,创造了临床法、切除法和电刺激法,促进了生理心理学的产生。19世纪30-60年代,生理学家韦伯研究了物理刺激与心理感觉之间的关系;物理学家费希纳利用物理学和数学方法,创造了均差法、正误法和最小可觉察法,创立了心理物理学。1879年冯特借鉴自然科学,建立了第一个心理学实验室,心理学研究终于具备了客观性、实证性、经验性和可操作性,成为一门独立的科学。 2.2自然科学推动主流心理学发展 主流心理学在发展过程中,吸收了大量自然科学的原理和成果。艾宾浩斯以实验方法控制记忆条件、观察记忆结果,首次研究了高级的心理过程,推动了实验心理学的发展。铁钦纳吸收经验主义和联想主义,秉承原子论,对注意、联想、情绪和情感进行了研究,创立了构造主义心理学。行为主义采取实证主义、机械唯物主义、经验主义和还原论,吸收了条件反射学说和生物进化论,以刺激一反应模型对行为进行了严格的实证性研究。新行为主义接受逻辑实证主义、操作主义和物理主义,采用数学和逻辑语言来描述人类行为。认知心理学吸纳了信息论、控制论、系统论、数理逻辑、计算机科学,把人的思维看作物理符号系统来进行研究。尽管它反对行为主义对意识研究的忽略,但仍然继承了经验主义和实证主义原则。当今的主流心理学出现了生物神经学化的趋势。它吸收了认知神经科学、生物遗传学、习性学的研究成果,从生物决定论的视角,以基因、神经和激素等生物层面上来解释心理现象。 如此看出,在心理学独立和发展的过程中,自然科学起到了重要的推动作用。而人文社会科学的创立和发展,相对于自然科学来说比较晚。加之这些学科本身就不够成熟,其对于心理学的影响也较为次要。 3自然科学成熟的方法论和思想基础 3.1原则和方法论优势 自然科学方法论建立在决定论、机械自然观和客观性原则上,追求普适性真理,采用实验研究方法。与人文社会科学相比较,自然科学具有原则和方法论的优势。 1)决定论:决定论假设存在着普遍的因果规律。这就意味着,一旦认识到事物发展变化的规律,人们就有能力对事件进行预测和控制。因此,决定论是科学研究和社会控制的前提。与决定论概念相对的是自由意志,它较多出现在人文社会研究当中。自由意志排斥因果关系,然而没有因果关系,学科的实用性就大打折扣。 2)机械自然观:机械自然观把宇宙比做精密的机器。这种世界图景具有简明性、精确性、规律性、可预测性和可控性,有利于研究工作的开展和研究成果的应用。人文观点承认心理的主观能动性、复杂性和易变性,这就造成了研究的困难。 3)客观性原则:自然科学家坚持客观主义,尽可能地排除研究者主观态度、信念和偏见对科学研究的影响,以期发现客观真理。客观性原则还树立了一元的真理标准,有利于研究者之间的交流和对成果的评判。 4)普适性:自然科学追求普适性的真理。自然科学家运用归纳和演绎的思维方式,来探索个别现象和普遍真理的联系,这种方法有利于理论的产生、检验和推广应用。 5)实验方法:在实验方法中,自然科学家通过控制变量来确定相关或因果关系,产生的结果具有必然性和较高的可信度。而人文社会科学的结论具有较大的或然性,可信度较低。 以上原则和方法的应用使自然科学具备了客观性、普适性、准确性、一致性、可观察性、可重复性和可操作性,形成了一个颇具吸引力的方法论体系。 3.2有利的时代精神 科学的发展是特定的社会阶段和时代背景的产物。因此。“对心理学发展史的理解必须考虑这一学科进化的背景,考虑学科中的流行观念和那个时代的文化,以及时代精神或时代的思想氛围”(Schultz&Schultz,2007)。近几个世纪的多数哲学思潮、时代精神都是有利于自然科学的。 唯科学主义极大地提高了科学的地位。自文艺复兴、科学革命开始,天文、数学、物理、生理、医学等自然科学获得了空前的成功,“科学取 代宗教成为最为突出的理智的权威,成为文明世界的世界观的定义者、审判者和护卫者”(Richard,2007)。唯科学主义随之诞生,它认为自然科学能够解决一切问题,而其他知识都是不可靠的。在唯科学主义盛行的情况下,主流心理学作为新兴的、具有争议的学科,采取自然科学的定位是明智的选择。 从物理属性来阐释人性的机械主义人性观也随着科学革命而盛行。另一方面,由于工业生产方式,“现代社会的一个特征是机械化,工业化和技术化代表了机器变成社会中心这一过程”(Griffin.1998)。在机械主义人性观和机械化社会的影响下,主流心理学走自然科学的道路,是符合社会思潮和需求的。 19世纪开始流行的实证主义崇尚理性,强调经验,提出科学研究必须采用假设、演绎、验证和数学方法,以揭示事物运动的规律。这些思想是与现代科学精神相一致的。通过这些主张,实证主义提高了自然科学的权威,为其发展提供了有利的思想氛围。 经验主义是自然科学的基本原则。它主张人类知识起源于感觉经验,而自然科学正是通过经验性研究来实现的。与之相对的理性主义否认经验的可靠性,也就贬低了科学的价值。在两种哲学思想的交锋中,经验主义自13世纪开始占据上风,直至今天仍然处于主导地位。 现代工业文明由理性文化主导,这与自然科学的理性前提是一致的。现代经济、政治、社会管理等基本活动都体现了理性精神,这一精神渗透到人们的思想意识当中,创造了有利于自然科学的文化氛围。 除了刚提到的唯科学主义、机械主义人性观、实证主义、经验主义和理性文化之外,西方思想中的唯物主义、联想主义、客观主义、身心交感论、物理主义、操作主义,以及达尔文主义等哲学思潮,都推动了自然科学的发展,也吸引了主流心理学向自然科学靠拢。相比较之下,人文取向的思潮,如解释学、现象学、存在主义哲学,则影响力较小。 4自然科学的实践性优势 与人文社会科学相比,自然科学具有较多的实践性优势。这些优势即吸引了主流心理学,也成功地推动了主流心理学的发展。 4.1研究对象的性质 从研究对象的性质来看,自然科学的研究对象是客观物质世界,具有客观性、机械性、普便性、同质性和易操作的特点。在不同的时间和地点,不同的自然科学家能够找到同质的研究对象,进行重复验证。因此,自然科学易于积累、比较和评判研究成果。相比之下,人文社会科学的研究对象存在较大的主观性、发展性、异质性、历史性、文化性、伦理性和不稳定性,操作性也较差。人文社会学者很难找到同质的研究对象:很多人文社会现象随着历史推移而变化或消失;伦理性原则束缚了对研究对象的控制:社会现象、文化和人类个体较难被操作化研究。 从研究对象与外界联系来看,自然科学的研究对象是相对孤立的,较容易确定因果联系。而人文社会科学研究对象则处于宏大的社会文化背景、交互错杂的关系当中,较难寻找到规律。因此,主流心理学偏重研究具有自然科学品性的心理现象。 4.2研究方法 实验方法是自然科学研究的重要手段。实验方法有固定的程序,通过控制变量来确定不同变量之间的关系,容易得出较明确的结论。因此它也赢得了主流心理学的青睐。在《四十项改变心理学的研究》一书里,40项心理学研究中,有28项采用了实验方法,其他研究方法――观察法、调查法、临床法、总结性研究和思辨方法全部加起来,才占了12项研究(Hock,2004)。 自然科学应用数学方法进行定量、统计和分析,以求客观性、精确性和可操作性。主流心理学追随了自然科学的数学化趋势,以对其重要思想进行严密的阐述(Thurstone,1986)。数学方法的引用为心理学带来“简洁精确的形式化语言,数量分析和计算方法,推理工具和逻辑证明工具”(陈宏,2006)。相比之下,人文取向的研究则较少采用数学量化方法。而采用定性方法时,其定性的标准又多为主观,难以确定。结果就造成人文社会科学比自然科学更难出成果,却更容易产生理论分歧。 另外,技术、设备的应用帮助自然科学家更好地观察、测量和控制研究对象。主流心理学采用了大量类似的技术和设备:从记忆鼓、棒框仪、闪光融合器到迷津、斯金纳箱、测谎仪,再到磁共振成像技术、正电子发射断层扫描技术、事件相关电位研究技术等;近年来还出现了计算机化的研究趋势。这些技术、设备的应用使自然科学成果产出稳定,相比之下人文社会科学较难应用技术、设施来辅助研究,故显步履艰难。 4.3研究成果的物质转化 自然科学与物质进步直接相联系,多数研究成果可以迅速投入到工业生产、生活消费当中,社会贡献是外显的。在实际运作当中,自然科学研究往往和农业、生产制造业、商业等联系在一起,以研究成果换取资金支持。人文社会科学的成果则更多是非物质和隐性的,不直接贡献于物质资料,较难投入商业运作,只能应用到政府、管理、学术界、艺术等有限领域,获得的资金、政策支持也比较少。 4.4社会认可度 自然科学研究具备客观性和精确性,为社会作出显而易见的物质贡献,因此比人文社会科学受到更多的社会重视。从社会心态来看,由于自然科学距离生活常识较远,大众缺乏专业知识对自然科学进行批判。而人文社会科学贴近现实生活,大众经常凭生活经验对其进行批判,因此,它在大众心目中的权威性不如自然科学。 5社会需求对自然科学取向的促进 科学的发展受社会需求的推动。“科学已经有意识地并直接地指向具体的领域,而且这些具体领域的选择已经越来越不由科学家决定了……科学研究工作越来越多……受科学以外的机关或团体――工业和政府部门所组织起来的研究机关或团体所控制”(Mason,2005)。心理学的独立和发展历经了第二次工业革命、世界大战、信息化、经济发展和社会制度建设。这种社会经济状况对心理学的需求,更多表现在物质建设的层面。工业、商业、教育、医疗、军事、科学等领域的需求,有力地促进了行为主义、认知心理学和心理测量等自然科学取向心理学的发展。 独立的心理学研究的必要性,是由天文学、物理学和生理学等自然科学提出来的。主流心理学回应自然科学的需要,强调人的机械性和生物性,先天地与自然科学联系到了一起。为了解决狗的腺体分泌遭遇干扰的问题,生理学家巴甫洛夫转向了对条件反射的研究。行为主义建立在条件反射原理上,与生理学产生了必然的联系。 1903年法国政府对智障儿童的关注,1905-1913年欧洲向美国的大规模移民,1917年美国加入一战时大量征兵,都需要检验人们的心理素质和能力(Gregory,2006),有力地推动了心理测量运动。现代社会的多个领域――教育、医学、企业、行政、学术研究等,都大量应用测量技术对人的心理进行评估。 美国工业革命完成后,大量涌入美国的移民需要接受训练,以适应新的生活和生产方式;不同地区、群体之间的思想分歧需要被调和,以巩固统一的国家观念;工业的迅速发展要求培训工人,以提高工作效率。这使得强调行为塑造、社会控制的行为主义被广泛应用,占据心理学统治地位长达几十年。 二战后,战争的推动、计算机与航天科技的发展,都要求对人类认知进行研究。随着西方国家从工业社会迈入后工业社会,或信息社会,知识产业、信息产业发展壮大,推动了现代认知心理学的发展(车文博,2007)。 纵观历史,心理学独立之时,正是工业化、社会化生产蓬勃发展及社会制度完善的时期。工业社会更多强调的是经济发展、制度建设的目标,而非人文的、精神的关怀。在以机器生产为基础的工业文明中,“心理学服务于这些机器的设计,使得机器最大程度地符合人的能力和特征,同时确保人最有效地使用这些机器”(Denis,2007)。国际竞争造成了近代科学发展的一般倾向:“工业不大发达的国家总是在大力开展工业方面的科学研究,而工业比较发达的国家则把大部分拨款用在军事科学研究方面”(Mason,2005)。自然科学取向心理学迎合了工业和后工业社会的需要。 但是,后现代主义思潮已经开始挑战工业文明和理性主义,强调社会、文化环境当中的人的生存状态,为人文取向的心理学开拓了空间。从历史发展的进程来看,随着人类社会的进步,物质生活的富足,人们将更加重视自身文化性、精神性的存在。人文取向的心理学也会随之发展。 6研究者的心理因素 6.1研究者的学术偏好 库恩指出,科学中的一些决定并不是出于逻辑思考。而是基于个人的喜好、价值、政治信念和科学共同体中的共识(Kashdan&Steger,2004)。Karl Lashley和Gregory Kimble分别提出,心理学家的学术取向更多是出于性情和世界观,而不是理性思考(Hergenhagnn,2004)。Lashley把心理学家划分为柔性思想和刚性思想两种,以此解释了他们选择不同学术取向的原因:“这些纯粹是由性情决定的。是基于性情而不是理性的选择”(Lashley,1923)。Kimble选取APA成员和大学生进行调查,得出结论:不同分会的APA成员、不同学术水平的人士分别倾向于不同的学科取向(Kimble,1984)。 主流心理学的自然科学取向在相当程度上受到了学术队伍组成的影响。在心理学早期的学术队伍中,大批著名的心理学家,比如冯特、铁钦纳、詹姆士、高尔顿、卡特尔、麦独孤和伍德沃斯等,都是从医学、生理学或物理学转向心理研究的。在心理学研究中,他们把大量的自然科学方法和成果带入了主流心理学。在后来的发展中,主流心理学也大量吸收了生理学、医学、计算机、数学等领域的人员。即使在今天。很多大学都鼓励有医学、数学或计算机基础的学生报考心理学。接受自然科学世界观和方法论的研究人员,在数量上远远超过了人文社会取向的研究者,这种状况在相当程度上促成了主流心理学向自然科学方向的偏倚。 6.2研究者的顾虑 在科学主义的影响下,将心理学建设成为一门自然科学,成为了无数研究者的梦想。但是,由于研究对象的特殊性,使得心理学诞生艰难,科学地位不巩固,以至于研究者对心理学的合法性缺乏自信心。由于心理现象的主观性和内隐性,早在17世纪,伽利略就指出心理学不能成为一门科学。由于心理现象在过去不能被实证研究,实证主义的创始人孔德拒绝把心理学列入科学的名单。由于不能采用量化研究,康德也认为心理学无法成为科学。心理学是否属于科学的问题,至今仍在争辩当中;近20年还出现了关于心理学合法性的危机论。 根据流行的英美科学体系,只有自然科学才是严格意义上的科学,社会学科只能勉强算是科学,而人文研究则只是“学科”,不是科学。因此,为了确立心理学的科学地位,多数心理学家选择了自然科学而不是人文社会科学的取向。很多心理学家对自己的研究方法心存顾虑,于是尽力遵循自然科学方法论:“以方法中心为根基的正统观念鼓励科学家保持‘安全、明智、稳妥一(马斯洛,1987)。 哲学式的思辨成了主流心理学研究的大忌。Teo指出,“在20世纪,对哲学式思辨的指责成了对心理学家的死刑宣判”;在建立自己理论的时候,冯特、华生、斯金纳和乔姆斯基纷纷批评前人对哲学思辨方法的依赖(Teo,2008)。为了避免哲学化之嫌,华生否认把意识作为研究对象,而是将心理现象还原为肌肉活动和腺体分泌的物理、化学现象。在斯金纳的激进学说中,理论研究甚至被完全抛弃(Hergenhagnn,2004)。主流心理学家服从自然科学的权威,忽视了心理学研究对象的特点,造成了自然科学化的取向。 7心理学研究对象的特点 7.1早期的自然科学取向 心理学的研究对象有着复杂的属性:物质性、生物性、社会性和精神性并存。这四个范畴之间有依存性和时间性的递进关系:在依存性上,序列中前者是后者的基础,后者由前者演进而来。在时间上,存在无机物、有机生命、社会、意识先后发生的时间关系。由于这四种属性中占据前位的相对客观、机械、静止和外显,所以研究起来比较容易。这就决定了学科自下而上的发展规律。学术研究从基础性的对象开始,这样不仅有利于进行根源性的探索发现,也有利于知识在由低到高的层次上积累和发展。另外,这种研究顺序也符合人类社会由低级向高级的发展规律,从而顺应了社会需求。 由于人类机械性与主观能动性、生物遗传与社会文化影响、物质性与精神性并存,心理研究面临很大困难。刚诞生不久的心理学不具备完善的方法论对如此复杂的研究对象展开全面研究,只能从低级的心理现象入手。所以,机械性和生物性的心理现象受到了主流心理学的青睐。 7.2未来的整合趋势 主流心理学选择自然科学取向尽管是明智之举,但是也为此付出了代价:“理论和方法通过忽视不能被数量化的现象来获得流行”fLalvor,2003)。心理学研究应该遵循这样的规律:从机械性到能动性,生物性到社会性、精神性,静止到动态,外显到内隐,由片面研究到整体研究,决定范畴到自由王国,功利追求到审美追求,从服务经济到以人为本,从关注人的生存需要到发展需要。当心理学逐步成熟时,人文社会取向的心理学将获得较大的发展,与自然科学取向心理学进行整合。Henriques指出,心理学面临的困难是整合关于人的不同层面的知识的困难,并且提出了一个与上述观点相似的树形知识结构(由四个维度:物质、生命、思维和文化组成),来整合知识系统,从而解决心理学分裂的问题(Henriques.2008)。 洪晓楠从科学哲学角度阐述了科学与人文进行整合的必要性: “科学只是揭示了人的生活世界的一个维度或几个维度,……人对世界的把握并不仅仅限于科学认知,意义的追问和探求总是多向度的,这就需人文的探索和揭示来完成。只有科学与人文的互补整合,才能完整地表达人的存在的全面性和人的本质的丰富性”(洪晓楠,2008)。主流心理学将人机械化和生物化,忽略了人的社会、文化和精神维度,是不足以穷尽心理现象的丰富内涵的。一个更为宏观、整合的范式才可以对人的心理现象进行全方位的探索。 8结语――个宏观的范式 由于以上原因,主流心理学在发展初期走自然科学化的道路,有其必要的学科建设意义。但是“近年来,我们已经观察到逐渐上升的对科学心理学方法论,以及其相应的理论思考的不满”(Toomela.2007)。采用自然科学方法论的心理学研究已经被批评为“解答问题的方法论与所提出的问题之间的不匹配”(Toomela,2007)。心理学中有很多问题并非经验性问题,而是关于意义、理解、道德、文化等宏观的问题,并不仅仅限于因果关系的描述上(Stam,2006),自然科学模式不能完全满足心理学研究的需求。另一方面,科学方法论是由哲学规定的,并且在提出假设、建构理论和解读数据的时候,哲学思辨是不可或缺的。因此,哲学思辨不应该成为心理学的禁忌。 心理现象的复杂属性要求“科学主义与人文主义研究取向的结合,和客观试验与主观经验研究模式的结合”(燕国材,2007)。随著心理学走向成熟,从机械、片面、静止的研究向生态、整体和能动方向发展,它提出了对宏观范式的要求。社会的进步将使人们强调自身的文化性、精神性存在,也将呼吁心理学展现更多人文关怀。 近几十年来理论心理学、科学哲学、后现代主义的发展都有利于人文主义心理学。但是唯科学主义势力余波仍在,尤其在中国,摆脱唯科学主义思想仍然需要较长的时间(范岱年,2006)。实证主义也依然拥有较大影响力。心理学界自身的努力尤为重要,心理学家们应该以研究对象的性质为根本依据来决定研究取向,这样才能实现心理学的健康发展。 看了“自然科学论文2000字”的人还看: 1. 2000字自然科学论文 2. 关于科技论文2000字 3. 大学科技论文2000字 4. 自然科学类学术论文范文 5. 科学技术论文2000字(2)
地址:湖北省武汉市武昌区国盛路特一号杨园街道办事处6楼水泥土搅拌桩加固地基在市政道路的应用 武汉市武昌市政工程总公司一工程处 430000摘要进入新世纪以来,我国的城镇化持续快速推进,市政道路建设开展的如火如荼,成为城市基础建设一道亮丽的风景线。市政道路施工要求比较高,同时施工环境也非常复杂,其中的加固地基是施工中的重点工作,需要运用合理的施工技术来进行处理。水泥搅拌桩是一种高效的新型施工方法,相比传统施工方法有着很多的优势,可以用此技术来进行地基的加固。因此,在本文中,笔者主要讨论的是水泥土搅拌桩加固地基在市政道路的应用,希望这些对于相关从业人员具有一定的参考价值。关键词:水泥土搅拌桩;市政道路;加固地基;应用1、引言:水泥土搅拌桩的主要用途是处理饱和软粘土低地基的,确保处理之后能达到规范的要求,具体的操作是使用专用搅拌设备将混有水泥的软粘土进行充分的搅拌,其中水泥的作用是固化的,它会同软土发生某种反应,地基会逐渐的固化进而变为一种有强度且综合状况趋向于规范要求标准建筑用地。水泥能够将软土固化,其主要机理在于这种固化的过程是一种物质化学反应,相比于混凝土的硬化而言是有差异的,因为水泥的用量不同而致,硬化所用水泥较少,且在硬化的过程中,水泥要借助某种活性物质并且要包裹于土中才可进行反应,进行中硬化用时久,反应中水泥会相继出现诸如水解和水化等变化,最终会出现不同类别的水化物,对于部分水泥在发生反应中,会出现离子交换或者团粒效应,从而实现硬化的效果,提升土体的强度。2、工程概况国盛路南起和平大道,北至临江大道,道路全长724米,红线宽度20米。设计场区靠近长江,位于长江一级阶地,场地地下水主要为赋存于填土层中的上层滞水及下部砂土层中的承压水。地质勘察显示:根据地层岩性和工程地质特征,在钻探深度范围内地层自上而下可分为4层:①杂填土;②淤泥质粉质粘土夹粉土;③粉土、粉砂夹粉质粘土;④粉细砂;上层滞水水位在地0.9—2.6米,承压水赋存于③层粉土、粉砂夹粉质粘土视为中等透水层,④粉细砂可视为强透水层。3、软基处理设计3.1搅拌桩设计根据地勘报告,本次道路沿线有杂填土层分布,表层杂填土厚度在 1.20~4.80m,杂色,松散,稍湿,由建筑垃圾、生活垃圾及粘性土组成,所含硬质物含量约20~45%,粒径1.0~6.0cm,局部钻孔由中细砂及少量灰褐色黏性土组成,褐灰色,软塑,湿,含少量铁锰氧化物,土质不均匀,刀切面粗糙,局部夹杂薄层粉土、粉砂,不可作为路基持力层。根据道路沿线土层厚度及埋置深度情况,本工程路基采用换填法与水泥土搅拌桩(干法)相结合的路基处理方式。3.2搅拌桩作用机理借助这种桩,将软土变得强度符合规范要求,它的具体操作是,借助深层搅拌桩设备,对加入水泥的软土进行充分的搅拌,加快水泥与软土的反应,进而使处理后的土体变为具有一定强度、有良好的变形特征和水稳性的柱形体,这种反应后形成的结构有较好的强度、能提升土体的承载能力和降低地基的沉降。从水泥搅拌桩的特性讲,此种桩属于一种介于刚性与柔性间的混合桩,它所具有的刚度、抗压强度机器抗侧压力是介于两种桩之间的。因为这种桩有差于刚性的强度,当承载一定量的竖向载荷时会出现形变,一经出现会伴随着附近土体相应的承担一定量的荷载,此时便出现了柔性复合地基。水泥土搅拌桩复合地基的承载力标准值可按下式计算:Fspk=m*Ra/Ap+β(1-m)*Fsk式中:Fspk—复合地基承载力特征值(KPa);m—面积置换率;Ra—单桩竖向承载力特征值(KN);Ap—桩的截面积(㎡);β—桩间土承载力折减系数:当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.1~0.4,差值大时取低值;当桩端土未经修正的承载力特征值小于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.5~0.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值;Fsk—桩间土承载力特征值(KPa)。由此可至,一旦地质资料核实,对于水泥搅拌桩的有关的数据也相应的确定了下来,如桩基承载力标准值、每根桩的垂直方向的承载力和面积置换率等。若桩的强度、面积置换率确定之后,这类地基的承载力经由每根桩的垂直方向的承载力便可得以求得,每根桩的垂直方向的承载力若是非常的小,则在复合地基中的承载力相应的会很低;若桩的强度及其长度确定之后,在符合地基中的承载力经由面积置换率而求得,若面积置换率非常的低,则对应的地基承载能力就很低。4、施工工艺及施工注意事项4.1水泥土搅拌桩的施工顺序(1)工程建设之前要具有的有关施工技术方面的材料有:建设用地的勘察报告、土体实验报告、内配合比实验检验报告、桩位图纸、加固深度和停灰面标高等。在实验室中进行的内配合比,主要是定出水泥用量,因为它的用量会直接关系到桩的质量及其未处理的地基土的特性,所以,若要开始安装水泥搅拌桩,必须在这之前间隔四周以上,基于室内标准下,按照一定的配合比制出搅拌桩样本,做差异化的龄期强度实验。根据试验结果,确定最佳水泥掺量。(2)平整场地,清除障碍。对地下障碍物进行清除,对低洼处进行平整压实,确保在现场中设备置桩顺利进行,且要基于这种置桩操作的要求而制定有效的策略,避免设备中途停止工作。(3)建设专用设备进场,且按照使用说明予以组装和试运行。(4)搅拌桩施工工艺必须要严格按照设计规定的进行,且按照经实验确定的配合比制定搅拌桩,并对此桩的有关指标予以测定。接着,配合路基解决纵断面图纸问题,在进行施工之前,原定的桩位作业点均要做出大于五个的具有工艺性质的样桩,从而得到以下数据,即钻进、提升和搅拌的速度、喷气压力、工作电流以及单位时间喷入量等。(5)搅拌桩择取是水泥型号是42.5普通硅酸盐水泥,一定要满足设计规程的规定,所用的产品必须带合格证进入施工现场。4.2水泥土搅拌桩的施工工艺流程施工工艺流程:桩位放样→钻机就位→检验桩机整平机体→预搅下沉→喷灰搅拌提升→重复搅拌下沉和提升(停灰面为高于设计桩顶标高50cm)→成桩结束→移位进行下一根桩循环施工。(1)钻机就位:根据设计施工放样,使钻头中心对准设计桩位,并保持桩机机体垂直,以防打斜桩,影响地基承载力。(2)预搅下沉:启动电机,使搅拌机沿导向架边搅拌、边切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制,工作电流不应大于70A。(3)喷灰搅拌提升:深层搅拌桩机下沉到设计深度后,开启灰泵将水泥干粉压入地基中,并且边喷灰、边旋转搅拌钻头,同时严格按照试桩确定的参数控制喷灰量和搅拌提升速度提升搅拌桩机。(4)重复搅拌下沉和提升:为使软土和水泥搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,再重复喷灰搅拌提升,最终停灰面为高于设计桩顶标高50cm,成桩结束。在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用。4.3施工注意事项在工程建设的过程中,质量是最为重要,基于此要做到如下几点:(1)一定要掌控好钻机的操作,避免钻的深度超出规定要求,且一定要在规定的深度内铺停灰面,如此定出搅拌桩长。务必要依照样桩的数据掌控好用灰量,杜绝在无自动化的控量设备的搅拌桩用于真实的工程建设中,此外,杜绝使用无合格证的记录装备。另外,设定时间复核成型的搅拌桩桩径及其搅拌状况。及时保养与检修用于复核的钻头,一经发现有叶片残缺或者严重磨损,必须换新。(2)保障搅拌桩有九十度,必须对起吊装备的平整度及其操作架同地面的角度予以认真核实,核实的次数要超过两次,由对应的不同的工作班组执行,确保其垂直度在一度之内。在具体的施工中,借助吊锤测定钻杆是否竖直成九十度,若存在较大误差,必须及时修正。5、影响搅拌桩质量问题及质量控制的探讨(1)搅拌桩属于地下隐蔽工程,易受施工用材料、机械、工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响,因而其质量控制要贯穿于施工的全过程,必须坚持全方位的施工控制。(2)施工过程中必须随时检查自动计量装置、水泥用量、成桩过程、桩长及施工中有无异常情况,并记录其处理方法及措施。在保障桩的质量的前提下,工程建设的过程中要认真分析清楚导致搅拌桩出现质量问题的因素,且要对制造流程予以把控,避免施工质量出现问题:(1)原因之一是地基土自身具有的特性这种桩的质量好与坏能直接的从桩强度数据获取到,而能对这种数据产生影响的除了固化剂用量及其质量和建设中用到的操作手法之外,地基土的自身特性也会产生影响,例如软土内存在大量的有机物。经试验检测后可知:土体内含有过量的有机化合物,其水容量和塑形对应的变大,对应的膨胀性和低渗透性也会很大,最为不利于钢筋的酸环境也会存在,上述的诸多因素会在一定程度上降低水泥的充分反应,若仅仅使用水泥进行固化,收效甚微,针对软土,可将生石膏适量使用进而使软土固化,这样的操作也有助于减少对水泥的消耗。(2)保障搅拌操作的均匀性对一定量的施工案例进行研究与总结可知,均匀的搅拌操作能提升工程质量。若确保有均匀的搅拌,就意味着水泥同软土有很好的混合,这样就有助于两者间发生充分的反应,软土经水泥的固化作用而产生较好的桩。若要使工程中有较好的均匀搅拌,一定要确保搅拌设备将要下沉的土体被较好的混合,所以施工前,使用反铲将施工场地翻整一次,避免地下遇到障碍物,影响土体搅拌均匀性。6、质量检测6.1质量检测方法对搅拌桩的检测,总的来讲有如下几种方法:(1)浅部开挖:这种检测法归属于自检。对于项目部而言,要不定期的多次对成型的桩进行复检,一经检查出问题,第一时间予以解决。针对开挖的检查,重点是检查浅部桩头,注意深度的把控要大于停灰面以下五十米,若要粗略了解成型桩的状况,可采用目测的形式对如下的参数予以估测,如桩径、搅拌均匀程度等。进行检查时,数量控制在桩的总量的5%。(2)轻型动力触探法:这种检测法所用到的设备为轻型动力初探(N10),它主要适用的是对桩身均匀状况的测定,因为这种设备锤击程度小,不间断的初探通常状况下均小于四米,所以,对于深度的搅拌桩质量的测定是不适用的。这种检测法规定检测数为桩的总量的1%,且要大于三根。(3)钻孔取芯法:这种检测法是借助地质钻机针对已经养护四周及其以上的成型的桩予以钻孔获取样本芯桩,这种方法是迄今为止最为普遍使用的一种测质量的方法,它所获取到的结果可靠度高,不足之处在于检测耗时久、钻孔成本高、样本芯桩要在四周以后才能得到,无法做到即时的检测施工中的桩的质量状况。这种检测法规定检测数为桩的总量的0.5%,且要大于三根。(4)静载试验法:这种检测法所依据的是桩的承载力值的定性得出桩的质量。然而,因检测成本高,工程取样少。这种检测法规定检测数为桩的总量的0.5%~1%,且要大于三点。(5)动测法:它主指低应变动测法,这种检测法所依据的是以一维波动理论为基础,借助弹性波传播规律检测桩的完整性。优点在于检测高效、便捷操作,然而在中国的多数文献中有指出,搅拌桩的强度同波速的关系并非连续的,在桩的端部出现的阻抗、桩的底部反射等均呈现无变化和模糊的现象,所以,这种检测法不能确保有准确的测定桩身质量。6.2本工程项目搅拌桩质量检测方法(1)成桩3d内,浅部开挖桩头,深度超过停灰面下50cm,目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,检测量为总桩数的5%。一般应按比例随机抽取,且分部基本均匀。(2)N10检测:成桩龄期7d内,用轻型动力触探器进行N10检测,检查每米桩长的均匀性,检测频率为总桩数的1%。(3)单桩荷载试验:在成桩龄期28d后进行,在试验准确阶段,确保桩顶干净,进行试验时针对每个桩的荷载取样数量要大于总量的0.1%,且要大于三根。通常状况下要依照原定比例任意取样,并且保证均匀取样。经检测本工程单桩竖向静载荷极限承载力为220KN,满足设计要求的不得低于110KN。6、结语借助水泥搅拌桩实现对市政道路中有软土层的地基予以固化,由于建设装备的单一和便捷的转移,能够做到数个位置施工,高效率的使地基固化,从而提升施工速度、削减工期。在真实的工程建设中,采用的施工手法较为单一,工程质量便于把控,这是现阶段市政道路加固地基非常适用的施工方法。国盛路靠近长江,土质情况差,地下1.8米均为淤泥质粘土、粉质粘土夹粉砂,局部地段流砂情况严重,在水泥土搅拌桩加固地基后,土体质量得到很大提高,沟槽开挖成型较好,土路床弯沉一次性合格,完成了工期目标。这表明使用水泥搅拌桩对市政道路中有软土层的地基予以固化是可行的,它可以极大的降低成本,也在一定程度上有工程质量保障,完全能够实现设计所要获取到的效果。参考文献:[1]JG10202-2002《建筑地基处理技术规范》。 [2]JBJ225-91.软土地基深层搅拌技术规程[S][3]陈向阳,粉喷桩加固软土地基的质量控制[J].岩土力学.2002[4]纪南昌,水泥粉喷桩施工质量控制初探[J].北方交通,2009
土木工程施工论文结课范文篇3 浅谈土木工程施工技术教学问题及解决对策 土木工程是建筑学科中非常具有基础性的和代表性的学科,其涉及到的方面是非常广的,其中包含土木施工的技术和土木工程施工等基础性的问题及学科。通过土木工程施工课程的学习和研究,学生不仅仅掌握的是关于土木建设的基础知识,更加训练的是工程师的基本能力和职业技能的培养。但是,为了能够达到更好的教学效果,其实还是需要有很多的问题去改革和总结土木教育的问题。教学工作者需要及时对这些问题进行归纳,总结经验,提高自身的专业教学水平。本文主要针对土木工程施工教学中的一些问题归纳及经验进行阐述。并且对土木施工技术的教学中所涉及到的一些问题提出一些笔者自己的建议,希望能够给高校土木建设的课程带来一定的帮助。 土木工程实施技术教学的现状 土木建设施工中的实施教程是每个学习者都要参与的,这是一项基础而又重要的课程,每个人都要参与其中。对于土木工程的学习者来说,这既是一门基础性的学科,但是有起着至关重要的学习内容,另一方面,该项课程的难点就是在于要将所学的基础和课本知识相互结合,并应用实践当中,,只有面对每一个实际性的问题有所解决,才能使得这门课程的学习更加深入,我国现阶段对于土木工程施工课程的教育其实已经在理论上有所深入,但是很多时候,对于施工技术还有施工安全,或者是施工的管理等一系列问题还是存在很多需要更加深入研究的文图,所以,我们还是需要对现阶段的土木施工技术的教学情况进行一定的完善或者是补充。 土木工程实施技术教学中存在的问题 随着技术的不断发展,原有的教材其实已经不能很好的与现有技术结合,很多的技术都是没有完全认真的覆盖的有很多已经不需要的内容还是留存在教材当中,不仅仅是加重学生和老师的负担,又学习了一些已经淘汰了的知识。尽管在教材的改革和教师的交流中已经对某些新的技术与新的内容有所更替,但是,对于不断发展和进步的土木建设施工设计来说,这样的更新是远远不够的,学生学习的内容不能适应真正的要求,这是一个非常严重的问题。 所以为了能够适应现阶段的社会发展,那就一定要改革现有的学科知识要求和学科教学的体系,这样才能够使得在日常的学习打下良好的实践基础,而不是为了去迎合教师的教学内容或者是仅仅为了得到一些学位证明。一个土木建筑者一定要具备应有的素质和知识储备。另外一点,现阶段课程的时间设计和教师的内容设计都是有一些不合理的问题的,教师不能在设定的时间内完成规定的教学内容,或者是因为教学的内容比较繁杂,导致学生在接受到内容后不能完全接纳吸收,这样就使得课程的学习受到一定的阻碍。 教学目标是很难的实现的,很容易对这门课程产生一定厌恶心理,这是会出现一定教学问题的。对于土木工程的教学是要贯穿很多东西,而且许多学科都是在其中交错的,所以实习和实践内容都要包含在一起的。最重要的一个问题就是,对于教学过程中,是否真的能够将教学所学到的东西和在实践中需要的东西相互结合的。如果实践是没有效果的,并且忽略学习的综合性和有效性,那么将会给以后知识的运用带来很大的麻烦,所以需要教师在进行课程设计和日常教学时都对这些方面有所重视,在学习中就要给学生一定的启发和提示,这样,才能让学生在日后的工作中有所帮助。 土木工程实施技术教学中问题的解决建议 优化现有的教学内容和教学实践及教学规划,将新的设计和新的内容根据专业的需要迅速融入到当下的教学任务来进行,另外重要的就是要根据土木工程下属的其他学科进行合理的配制和规划,改善现在术业无专攻的状况,让各位学生能更好的将所学知识应用到实践当中去。尽管学科的知识不需要的每一个方面都会覆盖的,要精选的关于不同学科有关土木专业中比较精华的部分,其中应该涵盖到知识的各个方面,包括土木工程细节性的学科。也要讨论到施工中具体出现的各种问题。另外,随着互联网和其他一些教学形式的出现,其实,很多时候土工施工教学的课堂也可以变得生动有趣,凭借着一些新式的教学和授课手段,都可以改善现在课堂只有老师一人讲,学生参与互差的状况,这样将会使学生对于这门基础课程的学习更加有兴趣和 爱好 。并且很多新的设备可以准确模拟出施工的现场状况,这样就可以有更加直观的教学环境和教学影响。通过融合课程内容的设置和时间的要求。 教师可以根据自己的授课内容和习惯将这些现代化的内容直接融入进去,用现代化的手段将课程内容顺利的融入课堂,通过图文以及教师授课同时进行的方式,不但可以加快学生的理解,这样的教学环境可以让学生的理解能力达到最好的一个效果。同时可以将学术论文或者其他 渠道 刊载的最新的内容覆盖到平时的授课中去,这样学生了解到的就是最新的知识和内容。教师要根据学生的反馈和课堂状况,实时的改善自己的教学进度和教学目标,让学生更好的适应课堂和接受授课内容。但是现在使用先进的教学设备还会存在一些问题,就是没有比较成功或者已经形成体系的教学材料或者教学的应用工具,所以还需要一线的学生和老师共同努力,去交流,并且要摄取更多真实的施工场景,将这些最贴近学生和实际操作的经验与教学的新手段紧密的结合起来,这样不仅仅规避了以前照本宣科的劣势,还让学生和老师有了一个更加深入的交流和探讨。这样新做出的课件相信能够更加的有效和合理的。 也希望土木施工的教育者能够积极的参与到这项工作当中。学生通过观摩活动,能够将学科知识与实际操作相互结合,并且提出自己的理念和观点,并且能够最直接的在现场接受经验教训,为今后的实际工作提供一个良好的开端和积累。为培养合格的土木工程专业人才及学生 毕业 后从事工程实践活动打下良好的基础。土木工程施工技术施工方案设计, 通过对具体的施工目标设计施工技术方案使学生熟悉和掌握施工过程中施工方案的编制原则、 依据、 方法和步骤; 要加深学生对于土木施工这一课程的合理科学有效性的理解,并且更为深入的去掌握这门学科在日常实践中所能带来的重要益处和重要的作用。 在很多教学中,有些有经验的老师会将自己的学生带到真正的施工现场,这样就能让学生更加了解实际的施工情况到底是怎样的。但是这其中还是存在一些问题的,学生和老师在出入工地时,不论是安全还是传授知识的有效性都是受到影响的,学生需要和老师进行长时间的具体性的沟通,这样得到的反馈才能让老师更为容易知道学生的具体情况并且将讲授的内容给布置下去。这样才能让实践活动起到其应有的效果。 结语 我国的土木建设团队还需要进一步的充沛,很多情况下土木建设的团队还是缺乏很多的技术支持,所以教师如果能够在教学中更加符合学生的要求,教授的内容能够更加贴近实际,并且能够将实际的知识要点覆盖其中,这样才能培养出适合现代化建设的团队,因此,改革教育团队的能力,这个教育中的各项资源,将土木建设教育中的各项问题有机的结合起来并给出科学合理的解决办法,这样才能真正的建设一支符合市场需求土木施工的团队。也希望本文能对土木施工的教学给予一些有利的帮助。 猜你喜欢: 1. 土木工程施工论文结课范文 2. 土木工程施工技术论文范文 3. 土木工程施工论文范例 4. 关于土木工程施工毕业论文 5. 土木工程施工论文范文 6. 土木工程施工实习报告范文
化学工程技术是支持各类有关化学工程的理论性基础,是一项十分复杂的科学研究。下面是我为大家整理的化学工程建设 毕业 论文论文,供大家参考。
《 能源化学工程专业建设研究 》
摘要:2010年 教育 部批准设置能源化学工程等首批战略性新兴产业专业。国内能源化学工程专业建设刚刚起步,课程体系建构、人才培养模式尚不完善。本文结合安徽理工大学能源化学工程专业建设中专业课程体系尤其是专业实践模块,以及能源化学工程专业建设中存在的一系列问题作一些探讨。以期为能源化学工程专业的发展提供一些借鉴。
关键词:能源化学工程;培养目标;课程体系;人才培养模式
1能源化学工程专业的产生
随着世界经济的不断发展,人类社会对能源的需求越来越多。能源问题成为21世纪人类面临的最基本问题。长远来看,在全世界范围内,一次能源仍将占主要地位。但随着时间的推移,一次能源逐渐消耗殆尽,煤、石油和天然气等含碳能源的洁净、高效利用,太阳能、风能、地热能、生物质能、潮汐能等具有清洁、低碳、可再生等优势的新能源的开发利用将成为未来世界经济可持续发展的关键[1]。能源化学工程(EnergyChemicalEngineering)作为一个全新的专业应运而生。安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势,仅仅依托煤化工,但又不局限于煤化工,涵盖燃料电池、生物质能、电化学、生物柴油、环境化工等丰富内容,于2011年新增加能源化学工程专业。关于能源化学工程专业本科生课程体系建构、人才培养模式正处于不断探索和完善中。
2能源化学工程专业的培养目标
能源化学作为化学的一门重要分支学科,是掌握煤炭综合利用,了解非煤矿物能源,普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。它利用化学与化工的理论与技术来解决能量转换、能量储存及能量传输问题,以更好地为人类经济和社会生活服务。化学变化都伴随着能量的变化,而能源的使用实质就是能量形式发生转化的过程。能源化学因其化学反应直接或者通过化学制备材料技术间接实现能量的转换与储存[2-8]。能源化学工程属于一个全新的专业,之前仅在化学工程与工艺专业里涵盖过一点,主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。主要研究方向:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。
如今上升到一个全新的专业独立出来,可见其重要程度。专业人才培养目标的制定应建立在对专业深入分析和了解的基础上并结合国情、校情,能源化学工程专业人才培养目标也不例外[9-10]。考虑到安徽省淮南市是历史悠久的煤炭城市,再结合安徽理工大学化学工程学院化学工程系专业的办学特色,考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。我们在制定本专业的培养目标时,强调“厚基础、宽专业、高素质”,力求培养出具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽,同时具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才[11-12]。
学生具有了扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识就能够快速适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的相关工作。具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理等工作。我们培养的毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物质能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造[13-16]。
3能源化学工程专业课程体系
除了公共基础课程、学科专业必修课程,立足能源城淮南市,依托安徽理工大学化学工程学院化学工程系的特色开设特色专业核心课程(如,能源化工导论、化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、煤化学、工业催化I、能源化工工艺学、化工过程分析与合成、化工过程控制、化工设计基础)以及特色专业任选课(如,煤气化工艺学、煤基合成燃料、生物质能源及化工、燃烧工程、燃料电池、现代仪器分析、电化学工程、膜科学技术过程与原理、基本有机化工工艺、废弃物处理与资源化、环境化工、化工 专业英语 )。此外专业实践模块本系能源化学工程专业开设的专业基础实验-《煤化学及工艺学实验》,包含实验项目:煤样的制备、煤样的粒度分析、煤样堆积密度的测定;煤中水分、灰分、挥发分产率的测定及固定碳的计算;煤中硫元素的测定;煤的发热量测定;煤中碳氢元素的分析;煤气成分分析;烟煤坩埚膨胀序数的测定;烟煤奥亚膨胀度的测定;煤的粘结性指数的测定;煤灰熔融性的测定。这些实验项目以煤化工为特色,厚基础理论,意在培养学生扎实的理论基础。开设的专业实验-《能源化工专业实验》,包含实验项目:煤样的XRD分析;煤的热重分析;水煤浆的制备和性能评价;油品的常压蒸馏;生物柴油制备及性能评价;石油产品的性能测定1;石油产品的性能测定2;电化学-燃料电池电化学性质的测定;电化学-质子交换膜电化学性质的测定。这些实验项目不限于煤化工,设计生物柴油,电化学,燃料电池等,重在拓展知识面,培养宽专业,高素质人才。
4能源化学工程专业建设中存在的问题
安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势,开设能源化学工程专业,经过这些年的不断摸索,至今已有一届毕业生,通过学生反馈,在专业建设上仍有一些不足:
(1)专业实践教学条件有待改善。就当前现状来看,本专业实验条件还相对落后,缺少大型分析仪器和设备,实验室建设相对滞后,现有实验器材台数还不能很好满足学生分组实验要求。
(2)师资队伍建设还需进一步加强。由于本专业办学历史较短,师资力量相对不足,专业结构也不近合理,一批青年教师还需逐渐成长,缺乏高水平科研项目和教学研究成果。
(3)部分课程设置不尽合理,同时,专业基础课、专业课开课的先后顺序还需进一步调整和完善。对于新开设的课程,有的授课教师对内容不太熟练,有必要加强教师的授课水平,有条件的话可以走出去,加强与兄弟院校和科研院所的交流合作。
(4)校外实习基地建设有待加强。现有实习基地以煤化工企业为主,与能源化学工程专业培养目标中强调的“宽专业”背景还有一定差距[17]。以煤化工行业为背景的院校能源化学工程专业建设是一个不断发展的过程。在开设该专业时仍需明确方向,吸收、借鉴相关院校办学 经验 ,不断摸索、改进、完善专业建设。不仅要办出自身专业特色,还要进一步解放思想,紧跟经济社会发展需要,培养出适应经济社会发展的高素质应用型人才。截止到目前为止,安徽理工大学能源化学工程专业建设经费陆续到位,新进大型设备招投标已完成,等待供货、安装调试。专业教师也正忙于实验室和实训基地的规划设计。结合应用型人才培养目标,学院领导带领专业教师通过广泛调研,集众家之长,具有专业特色的实践教学基地也逐步落实到位。相信安徽理工大学能源化学工程专业的明天会更加光辉灿烂。
参考文献
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[5]2013年东北电力大学新增专业介绍及就业方向[OL].高中频道-中国教育在线,,2013.
[6]《能源化学》[OL].重庆创业资讯共享平台-重庆高技术创业中心,http://www.cqibi.cn.
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[8]能源化学工程-百度文库[OL].http://wenku.baidu.c,2012.
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[10]钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育,2007(05):11-14.
《 能源化学工程人才培养模式改革思考 》
摘要:沈阳化工大学能源化学工程专业依据社会和行业的发展需求,确定了该专业的培养目标,专业建设紧密围绕培养目标进行。通过工程实践能力、实习实训、大学生科技创新等方面的培养,满足了培养具有较强创新意识与工程实践能力的工程技术应用型人才的培养要求,体现了科研促进教学的办学理念。
关键词:应用型人才;研究型教学模式;能源化学工程专业
依据沈阳化工大学"面向地方,服务辽宁,面向行业,服务全国,化工特色,应用特色,培养品德高尚、专业过硬、情商出众、强于实践、勇于创新的高素质应用型人才"的基本定位。能源化学工程专业的定位确定为满足国家战略性新兴产业发展和辽宁省老工业基地经济发展的需求,依据学校以OBE成果导向为目标和CDIO为人才培养的教育理念,突出化工特色和应用特色,培养具备能源化学工程相关专业知识,具有较强工程实践能力和创新意识的工程技术应用型人才。本文针对能源化学工程专业人才培养模式进行了改革创新与实践。
1注重学生综合素质培养
面向全体学生,坚持德育为先、坚持能力为重、坚持全面发展。把社会主义核心价值观融入教育教学全过程,全面加强和改进德育、智育、体育、美育,促进四育有机融合,着力提高学生综合素质,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。
2完善能源化学工程专业应用型人才培养方案及培养模式,加强学生工程实践能力
培养方案的完善主要涉及到培养目标及要求、课程体系及课程修读要求、所含专业方向及特色、学时学分调整、专业课程体系设置等方面,每4年一次,由学校统一安排。人才培养方案体现了工程知识、工程素质和工程能力培养的综合特征。特别在实践教学环节的设计上,应与工程实际紧密结合。
3以工程能力培养为主线,构建课程体系,形成特色鲜明的专业核心课程群
(1)加强通识基础课教育,拓宽学生的学识基础,强化学生的素质教育。融合各门基础课、专业基础课以及专业课的授课内容,注重各门课程之间知识点的衔接,避免授课内容的重复,减少授课的理论学时数,确定简要但不失去知识点的授课方案;专业理论课授课提前,让学生尽早接触专业知识,增加对专业的认识;增加选修课的学时数,扩大选修课的内容、门类,使学生了解与化工相关学科的知识,拓宽知识面,适应社会的需求;采用案例教学的方式传授政治、人文素质等人文素质课程,激发学生的学习兴趣,在案例教学中培养学生的政治素质、人文素质、道德素质;改革狭窄的专业教育思想,强调对学生进行综合性和整体性的素质教育,增强学生对社会的适应能力。
(2)随着社会的发展,借鉴国内外先进课程的教学经验,及时调整课程体系,构建特色鲜明的专业核心课程群。根据社会的需求及时调整、补充授课内容;优化教学资源,增加专业选修课的开设的门数;按照课程内容的内在联系,将化工基础课中相关课程的教学内容重新进行整合、归并,形成若干新的课程体系,以优化智育结构,提高总体教学效率。
(3)充分发挥省级精品课的带头作用,健全课程管理制度,加大网络教育资源建设。以精品课程建设的经验和模式,全面、大力推进其他课程的改革,使各门课程适应学生能力的培养;进一步加强课程小组的建设,完善课程负责制的管理制度;加强网络教育资源开发和共享平台建设,加快专业课程的网络资源建设,为广大教师和学生提供免费享用的优质教育资源,完善服务终身学习的支持服务体系。
(4)选编结合,加快教材建设。根据新的课程体系内容,与企业的密切合作,以提高化工类专业自编教材的质量和水平为重点,大刀阔斧地摒弃陈旧的、脱离实际的课程和教材,开发、修订和编写出适应我校专业教育事业发展与改革需要的具有综合性、实践性、创新性和先进性的系列配套教材;同时要大力提高省部级以上优秀教材与重点教材的选用率,保证高质量教材进入课堂,建成具有鲜明特色的教材新体系;积极编写相应的专业教材。
4转变教学理念,改革教学方式,深化改革 教学 方法
(1)转变教学理念,增强“育才”的教学观念。把单纯传授知识、传授技能的思想转为“育才”的观念,因材施教,提供多种教育形式与机会;采用灵活的教学方式传授政治、人文素质等人文素质课程,减少课内学时,加强实践环节,在 社会实践 中培养学生的政治素质、人文素质、道德素质。
(2)以学生为中心,推行研究性学习。采用启发式、研讨式教学方式,教师根据确定的教学目标和教学要求,基于项目、课题或主题,通过问题探究形式,使学生在研究过程中主动地获取知识、运用知识解决问题的能力;减少课内授课学时,充分调动和发挥学生的主动性和积极性,引导学生自学,使学生具备创造思维、自我开拓、获取知识与技能的能力;完善各类课程的网络教学平台资源建设,为学生自主学习提供保障;充分利用多媒体教学的直观性,鼓励教师开发高质量的多媒体课件;提倡和鼓励教师采用双语教学,将专业课程的教学与专业英语的教学结合起来。
(3)进一步加强课内实践环节教育,全面提升学生的工程能力、动手能力、沟通能力。通过举办校内化工技能竞赛、化工设计竞赛、演讲、外语大赛等多种形式,增强学生的工程实践能力、表达能力、沟通能力;激励教师将科研内容转化为教学内容,鼓励教师指导大学生科技创新、 创业计划 等科技活动;在第7学期安排学生毕业论文、毕业设计的内容,使学生早进课题、早进实验室、早进团队。
5强化实践教学改革与实践基地建设
稳定和拓展基于企业的学生实践基地,拓宽学生的校外实践 渠道 。完善并实践适合应用型人才培养的实习与实践计划,积极与企业合作,建立良好的合作机制,以产学研互促共赢为目标,共同建设体现行业发展的实践教学环境,共同培养工程型教师,共同搭建人才培养平台,并建立明确的责任分担和成果共享制度。
6以各类大学生创新/创业竞赛活动为契机,大力开展大学生创新能力培养
以课外教学环节为突破口,充分利用国家、省市的各类大学生创新/创业竞赛,不断推进课外素质教育专项活动,将课内教学与课外教学相结合、创业教育与专业教育相融合,促进学生自主学习,锻炼学生综合能力。特别是近几年,我们针对高年级的学生具备一定专业知识基础的情况下,积极鼓励学生参加辽宁省、国家挑战杯大学生创新/创业竞赛、辽宁省化工设计大赛等活动,将大学生创业活动作为课外专业实践的延伸,逐步渗透创新教育理念,探索创新教育的有效形式,研究创新教育与专业教育融合的最佳模式,全面提升学生综合能力,实现应用型、创新型人才培养目标。综上,能源化工专业开展"教学理念教学改革",转变教育观念,改革现有的教学模式,培养适应社会需求的合格毕业生,是能源化工专业发展的关键。
参考文献
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随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文,供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要:计算流体力学是以多种计算方程为基础,在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算,分析出不同守恒定律中,这些变量的主控形式和变化规律,从而优化工程设计和工艺设备,提高化学反应中正向变化的进行,提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析,有利于工程成本的节约,提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析,并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD,是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
2.1在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。
2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
2.3在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
2.4CFD在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课,文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,J.M.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
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[4]朱自强,吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
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