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底层的技术需要基础理论,数学里的概率,计算机算法,数据结构等。这些是高手要具备的,他们开发出接近底层的程序。我的意思是说编程也分开发什么层次。编写底层的操作系统、开发工具之类的,和编写个网页,图书管理系统跟计算机底层无关而与业务联系密切的差别很大。如果是低手,跟数学没太多关系,现在的开发工具很高级了,编写那些跟底层无关,与用户业务联系为主的网页之类的用不到数学,算法等底层技术
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范文题目:关于新工程教育计算机专业离散数学实验教学研究
摘要: 立足新工科对计算机类专业应用实践能力培养的要求,分析了目前离散数学教学存在的关键问题,指明了开展离散数学实验教学的必要性。在此基础上,介绍了实验教学内容的设计思路和设计原则,给出了相应的实验项目,并阐述了实验教学的实施过程和教学效果。
关键词:新工科教育;离散数学;计算机专业;实验教学
引言
新工科教育是以新理念、新模式培养具有可持续竞争力的创新型卓越工程科技人才,既重视前沿知识和交叉知识体系的构建,又强调实践创新创业能力的培养。计算机类是新工科体系中的一个庞大专业类,按照新工科教育的要求,计算机类专业的学生应该有很好的逻辑推理能力和实践创新能力,具有较好的数学基础和数学知识的应用能力。作为计算机类专业的核心基础课,离散数学的教学目标在于培养学生逻辑思维、计算思维能力以及分析问题和解决问题的能力。但长期以来“定义-定理-证明”这种纯数学的教学模式,导致学生意识不到该课程的重要性,从而缺乏学习兴趣,严重影响学生实践能力的培养。因此,打破原有的教学模式,结合计算机学科的应用背景,通过开展实验教学来加深学生对于离散数学知识的深度理解是实现离散数学教学目标的重要手段。
1.实验项目设计
围绕巩固课堂教学知识,培养学生实践创新能力两个目标,遵循实用性和可行性原则,设计了基础性、应用性、研究性和创新性四个层次的实验项目。
(1) 基础性实验
针对离散数学的一些基本问题,如基本的定义、性质、计算方法等设计了7个基础性实验项目,如表1所示。这类实验要求学生利用所学基础知识,完成算法设计并编写程序。通过实验将抽象的离散数学知识与编程结合起来,能激发学生学习离散数学的积极性,提高教学效率,进而培养学生的编程实践能力。
(2) 应用性实验
应用性实验是围绕离散数学主要知识单元在计算机学科领域的应用来设计实验,如表2所示。设计这类实验时充分考虑了学生掌握知识的情况,按照相关知识点的应用方法给出了每个实验的步骤。学生甚至不需要完成全部实验步骤即可达到实验效果。例如,在“等价关系的应用”实验中,按照基于等价类测试用例的设计方法给出了实验步骤,对基础较差的学生只需做完第三步即可达到“巩固等价关系、等价类、划分等相关知识,了解等价关系在软件测试中的应用,培养数学知识的应用能力。”的实验目的。
(3) 研究性实验研究性实验和应用性实验一样
也是围绕离散数学主要知识单元在计算机科学领域中的应用来设计实验,不同之处在于,研究性实验的实验步骤中增加了一些需要学生进一步探讨的问题。这类实验项目一方面为了使学生进一步了解离散数学的重要性,另一方面为了加强学生的创新意识与创新思维,提高计算机专业学生的数学素质和能力。表 3 给出了研究性试验项目。
(4) 创新性实验
在实际教学中还设计了多个难度较高的创新性实验题目,例如,基于prolog语言的简单动物识别
系统、基于最短路径的公交线路查询系统、简单文本信息检索系统的实现等,完成该类实验需要花费较长的时间,用到更多的知识。通过这些实验不仅有利于培养学生分析问题、解决问题的能力和创新设计能力,也有利于培养学生独立思考、敢于创新的能力。
3.实验教学模式的构建
通过实验教学环节无疑可以激发学生对课程的兴趣,提高课程教学效率,培养学生的实践创新能力。但是,近年来,为了突出应用性人才培养,很多地方本科院校对离散数学等基础理论课的课时进行了压缩,加之地方本科院校学生基础较差,使得离散数学课时严重不足,不可能留出足够的实验教学时间。针对这种情况,采用多维度、多层次的教学模式进行离散数学实验教学。
(1) 将实验项目引入课堂教学
在离散数学的教学过程中,将能反映在计算机科学领域典型应用的实验项目引入到课堂教学中,引导学生应用所学知识分析问题、解决问题。例如在讲授主析取范式时,引入加法器、表决器的设计,并用multisim进行仿真演示,让学生理解数理逻辑在计算机硬件设计中的作用。又如讲谓词逻辑推理时,引入前一届学生用Prolog完成的“小型动物识别系统”作为演示实验。这些应用实例能够让学生体会数理逻辑在计算机科学领域的应用价值,不仅激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,也锻炼了学生的逻辑思维,培养了学生的系统设计能力。
(2) 改变课后作业形式,在课后作业中增加上机实验题目
由于课时有限,将实验内容以课后作业的形式布置下去,让学生在课余时间完成实验任务。例如讲完数理逻辑内容后,布置作业: 编写 C语言程序,实现如下功能: 给定两个命题变元 P、Q,给它们赋予一定的真值,并计算P、P∧Q、P∨Q的真值。通过完成,使学生掌握命题联结词的定义和真值的确定方法,了解逻辑运算在计算机中的实现方法。又如,把“偏序关系的应用”实验作为“二元关系”这一章的课后作业,给定某专业开设的课程以及课程之间的先后关系,要求学生画出课程关系的哈斯图,安排该专业课程开设顺序,并编写程序实现拓扑排序算法。通过该实验学生不仅巩固了偏序关系、哈斯图等知识,而且了解到偏序关系在计算机程序设计算法中的应用和实现方法。
(3) 布置阅读材料
在教学中,通常选取典型应用和相关的背景知识作为课前或课后阅读材料,通过课堂提问抽查学生的阅读情况。这样,不仅使学生预习或复习了课程内容,同时也使他们对相关知识点在计算机学科领域的应用有了一定的了解。例如,在讲解等价关系后,将“基于等价类的软件测试用例设计方法”作为课后阅读材料; 在讲解图的基本概念之前,将“图在网络爬虫技术中的应用”作为课前阅读材料; 货郎担问题和中国邮路问题作为特殊图的课后阅读材料。通过这些阅读材料极大地调动学生学习的积极性,取得了非常好的教学效果。
(4) 设置开放性实验项目
在离散数学教学中,通常选择一两个创新性实验项目作为课外开放性实验,供学有余力的学生学习并完成,图1给出了学生完成的“基于最短路径公交查询系统”界面图。同时,又将学生完成的实验系统用于日后的课堂教学演示,取得了比较好的反响。
(5) 利用网络教学平台
为了拓展学生学习的空间和时间,建立了离散数学学习网站,学习网站主要包括资源下载、在线视频、在线测试、知识拓展和站内论坛五个部分模块,其中知识拓展模块包含背景知识、应用案例和实验教学三部分内容。通过学习网站,学生不仅可以了解离散数学各知识点的典型应用,还可以根据自己的兴趣选择并完成一些实验项目。在教学实践中,规定学生至少完成1-2个应用性实验项目并纳入期中或平时考试成绩中,从而激发学生的学习兴趣。
4.结束语
针对新工科教育对计算机类专业实践创新能力的要求,在离散数学教学实践中进行了多方位、多层次的实验教学,使学生了解到离散数学的重要
性,激发了学生的学习兴趣,提高了学生程序设计能力和创新能力,取得了较好的教学效果。教学团队将进一步挖掘离散数学的相关知识点在计算机学科领域的应用,完善离散数学实验教学体系,使学生实践能力和创新思维得以协同培养,适应未来工程需要。
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[8]莫愿斌.凸显计算机专业特色的离散数学教学研究与实践[J].计算机教育,2010(14)
数学是基础学科,有丰富的数学基础可以对理解编程中的逻辑有帮助。
编程对不同的人有不同的意义:
对于一般的程序员就是代码的产出和可运行程序(数学在这里面并不是特别重要,更重要的是对各种框架的理解、熟练掌握、设计模式等)。
对于算法工程师来说,数学就很重要了(例如机器学习,密码学,计算机图形学等,当然这个对题主来说还太遥远)。
题主说的函数实际上就是为了实现目的的一种封装形式,而递归只是在函数中调用自身(当然需要终止条件)。
扩展资料
计算机的三大主要特点
1、运算速度快:计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年,而在现代社会里,用计算机只需几分钟就可完成。
2、计算精确度高:科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
3、逻辑运算能力强:计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。
参考资料来源:知网论文-数学算法对计算机编程优化的分析与研究
小学数学课题研究最佳题目数学核心素养下农村小学高年级学生运算能力培养的研究小学数学大班额背景下小组合作学习的有效性研究小学数学教学中培养学生动手实践能力及其评价方式的研究以“智慧放手”的教学特色培养小学生合作学习能力的研究基于核心素养下的小学低年级数学评价模式研究小学生空间观念和几何直观的培养与评价研究核心素养背景下小学数学整理和复习课的研究优化小学数学课堂教学方式的实践研究基于读懂学生错误培养学生反思能力的实践研究依托综合与实践活动教学提升小学生数学素养的研究在小学数学“数与代数”领域开展游戏化教学的实践研究小学数学中培养学生几何直观能力的研究小学数学课堂教学与现代教育技术融合实验与研究小学数学教学中建立模型思想的策略与方法研究基于发展学生核心素养的小学数学作业设计有效性的研究小学中年级数学课堂提问有效性的研究小学数学小组合作学习有效性的研究小学数学课堂教学与信息技术整合的研究优化小学数学教学有效性的策略研究
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数学与文化系别:中文系 专业:08新闻 学号:200830161010 姓名:李西淳 数学与经济学的关系内容摘要:经济学需要很好的逻辑能力,数学培养了这种能力,经济学还要有计算等方面的能力,这也是数学需要并培养的。高等数学主要是侧重于掌握数学知识,及培养应用数学的能力,而数学分析却对培养学生的逻辑分析能力和创造性思维能力大有作用,数学可以是研究经济学的一种方法但不是唯一的方法。关键词:数学 经济学 关系 意义 局限性 一、 数学与经济学关系概述数学与经济的关系在今天可以说是息息相关,任何一项经济学的研究、决策,几乎都不能离开数学的应用。比如,在宏观经济中的综合指标控制、价格控制,都有数学问题,在微观经济中数理统计的“实验设计”、“质量控制(QC)”、“多元分析”等,对提高产品的质量往往能起到重要的作用。当代西方经济认为,经济学的基本方法是分析经济变量之间的函数关系,建立经济模型,从中引申出经济原则和理论,进行决策和预测。 当今在经济学中使用数学方法的趋势越来越明显,领域越来越广泛。自从1969年诺贝尔经济学奖创设以来,利用数学工具分析经济问题的理论成果获奖不断。事实上,从1969年到1998年的30年中,有l9位诺贝尔经济学奖的获得者以数学作为主要研究方法,占总人数的63.3%;而几乎所有的获奖者都运用数学方法来研究经济理论。在中国,最近几年对在经济学中使用数学方法的问题讨论比较热烈,数学的介入究竟是祸还是福,对此,可谓仁者见仁,智者见智。有的人认为,数学使经济学由乌托邦上升为科学;而另一些人则认为,数学就像魔鬼一样,会使经济学误入歧途。这说明我国经济学界在经历大力引进西方经济学的热潮后开始了独立自主的思考和探索。二、数学对现代经济学研究和发展的影响随着经济学发展以及研究的深化,经济学家们逐渐认识到,在考虑和研究问题时,要求具有逻辑严谨的理论分析模型和通过计量分析方法进行实证检验,需要完全弄清楚一个结论成立需要哪些具体条件。单纯依靠文字描述进行推理分、析,不能保证对所研究问题前提的规范性及推理逻辑的一致性和严密性,也不能保证其研究结论的准确性、易证实性和理论体系的严密。这样以数学和数理统计作为基本的分析工具就成为现代经济学研究中最重要的分析工具之一。每个学习现代经济学和从事现代经济学研究的人必须掌握必要的数学和数理统计知识。现代经济学中几乎每个领域或多或少都要用到数学、数理统计及计量经济学方面的知识,而且不了解相关的数学知识,就很难准确理解概念的内涵,也就无法对相关的问题进行讨论,更谈不上自己做研究,给出结论时所需要的边界条件或约束条件。理解概念是学习一门学科,分析某一问题的前提。如果想要学好现代经济学,从事现代经济学的研究,就需要掌握必要的数学。二、 数学在经济学应用中的意义 如果经济学没有采用数学,经济学就不可能成为现代经济学。许多经济学概念是需要用数学来定义,经济行为和经济现象也主要是通过运用数学语言来分析和研究的。用数学语言来表达关于经济环境和个人行为方式的假设,用数学表达式来表示每个经济变量和经济规则间的逻辑关系,通过建立数学模型来研究经济问题,并且按照数学的语言逻辑地推导结论。因此,不了解相关的数学知识,就很难准确理解概念的内涵,也就无法对相关的问题进行讨论。数学在理论分析中的作用是:(1)使得所用语言更加精确和精炼,假设前提条件的陈述更加清楚,这样可以减少许多由于定义不清所造成的争议;(2)分析的逻辑更加严谨,并且清楚地阐明了一个经济结论成立的边界和适应范围,给出了一个理论结论成立的确切条件;(3)利用数学有利于得到不是那么直观就得到的结果;(4)它可改进或推广已有的经济理论。四、数学在经济学中应用的局限性首先,经济学不是数学,数学在经济学中只是作为一种工具被用来考虑或研究经济行为和经济现象。数学作为工具和方法必须在经济理论的合理框架中才能真正发挥其应有作用而不能将之替代经济学。其次,经济理论的发展要从自身独有的研究视角出发去研究、分析现实经济活动内在的本质和规律。经济学中运用的任何数学方法,离不开一定的假设条件它不是无条件地适用于任何场所,而是有条件适用于特定的领域。再次,数学计量分析方法只是执行经济理论方法的工具之一,而不是惟一的工具。经济学过分对数学的依赖会导致经济研究的资源误置和经济研究向度的单一化从而不利于经济的发展。 数学在现代经济学中的作用数学现在已经成为现代经济学研究中最重要的工具。现代经济学中几乎每个领域或多或少都用到数学、统计及计量经济学方面的知识,因此数学与经济学的关系是相当密切的。参考文献:田国强 <<现代经济学的基本分析框架与研究方法>> 张真.投入产出经济学中运用数学方法的机理分析[J]. 林毅夫.关于经济学方法论的对话[J].东岳论丛 赵凌云.经济学数学化的是与非[J].经济学家
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★培养学生创新思维全面推进课程改革
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本科数学毕业论文范文:高等数学教学中体现数学建模思想的方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,以下是我搜集整理的一篇探究高等数学教学中体现数学建模思想的方法的范文,欢迎阅读参考。
1数学建模在煤矿安全生产中的意义
在瓦斯系统的研究过程中,应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型,可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言,因为资金有限而导致安全设施不完善,有的更是没有安全项目的投入,仅仅建设了极为少量的给风设备,通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控,这是十分困难的,对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法,没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘,体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。
只要设计一个充分合理的通风系统的通风量,与采煤速度处于一个动态的平衡状态,就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全,还可以保证煤炭的开采效率,每个矿井都会存在着这样的一个平衡点,这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。
2煤矿生产计划的优化方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,涉及到的约束因素很多,条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题,现将常用的生产计划分为两个大类。
2.1基于数学模型的方法
(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段,根据生产计划做出一个虚拟的模型,在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看,研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进,从过去的单个层次转换到多个层次。
(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究,而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。
2.2基于人工智能方法
(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统,对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于,要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。
(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型:①根据不同情况建立不同的数学模型,而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题,而后针对建模的子问题进行建模,对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。
3煤矿安全生产中数学模型的优化建立
根据相关数据资料来进行模拟,而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化,可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面,取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。
3.1建立简化模型
3.1.1模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。
很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量,从数学模型上反映出来就是要求c1>d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就应该具有与之接近的数学关系式
式中x2---B工作面瓦斯体积分数;
u2---B工作面采煤进度;
w1---B矿井所对应的空气流速;
w2---相邻A工作面的空气流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系数。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置,其工作面瓦斯体积分数不只受到自身开采进度情况的影响,还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里,C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;
e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;
a3、b3、c3、d3---未知量系数:
f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。
3.1.2系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解,也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量,对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型,将实际数据和预测数据进行多次较量,再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解,因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的影响。
3.2模型的转型及其离散化
因为这个项目是一个矿井安全模拟系统,要对数学模型进行离散型研究,这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】
在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中,ui表示开采进度,以t/d为单位,相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数,h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言,把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围,转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=0.5就表示每日产煤量500t.诸如此类,工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化,其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若0.5表示通风口的开通程度是0.5,也就是通风口打开一半(2m/s),wi如果取1则表示通风口开到最大。
依照上述分析来进行数字化转换,数据都会产生变化,经过计算之后可以得到新的参数数据,在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换,在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。
3.3模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施
以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析,发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减,一段时间后就会变得微乎其微,这就表明这类资料存在着一个衰减周期,经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后,又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素,发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减,使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出,其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升,近乎于成正比,而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大,所以要及时将煤运出,尽量缩短在煤矿中滞留的时间,从而减小瓦斯涌出总量。
综上所述,降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种:①将采得的煤快速运出,使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度,同时也可以控制瓦斯的涌出量。
4结语
应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测,为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路,对煤矿安全高效生产提供了帮助,有着重要的现实意义。
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第1周:确定论文主题方向,进行论文题目的筛选。第2周:以论文题目为核心,对相关资料进行收集和翻阅。第3周:对已搜集的资料加以整理,论证分析论文的可行性、实际性,将论文题目和大致范围确定下来,进行开题报告。第4周:整合已有资料、构筑论文的大纲。第5—8周:根据查找的数据和相关资料,进行深入详实的论文编写工作,对论文编写过程中所发现的问题,研究其解决方案,推敲整合,并进行修改完善,准备论文中期检查。第9-13周:完成论文的初稿部分,向指导老师寻求意见,优化论文的结构,润色语句,修改不当之处,补充不足之处。第14-15周,论文资料整合,最终定稿,为最终的答辩做好各方面准备,熟悉论文内容,增强自己对论文内容的把握,进行一定的思维发散,设计论文答辩。
时光匆匆,新的一学期又开始了,在这个学期里我一定要去做一些有意义的事情,所以写下了计划。首先是加强学习,现在我的成绩还不太理想考试时全班的第三名,但是在区里面的排名还是不太好,并没有进去前一百名,挺遗憾的。这个学期我一定要成家的努力,更加的勤奋,不会让自己再一次的遗憾!其次是要多多阅读,多多写作,让自己的写作能力提高。现在的我也不知道为什么自己会这么酷爱写作,但是以前好的文章需要付出许多的汗水,我却并没有付出多少,所以并不会收获到什么好的文章,写作是需要日积月累的,在这个学期里面我一定会多多的付出,多多的阅读书籍,充实自己的生活,让自己更加完美。说道也就一定会做到,既然说出来了,我就一定会做到的。最后是要多做一些体育运动,让自己的身体更健康一些。我是个小懒虫,平时什么都不爱做,就连多走一段路都不愿意,更别提体育锻炼了,对于这一点,我还是很有自知之明的。所以以后我要多做体育运动,不能让自己这么懒下去了,否则一定会变成小猪了!这个新的学期,我一定会多做体育运动,不让自己那么懒。“十项全能”虽然说不能样样都做到,但是我一定会认真做好每一项的。新的学期,新的起点,初二下半册对于我们以后的学习生活非常重要,这正是我们学习的过度段,我不能被别人甩在后面,我要努力!新的学期计划我一定都要做到,亲爱的自己,加油吧!
毕业论文的进度和计划安排怎么写?首先要写毕业的理想,然后再写几乎的打算
课题研究进度安排,大概按照以下模板来撰写。不同的课题,不一定完全相同,可以参考本研究领域课题的优秀案例来模仿。1、第一阶段:准备阶段(XXXX年XX月——XXXX年XX月)(1)组建课题团队,确定研究课题,撰写开题报告。(2)制定调研方案,完成前期调研资料整理汇总。(3)设计调查问卷,开展问卷调查,汇总调查结果并分析、归纳,撰写报告。2、第二阶段:实施阶段(XXXX年XX月——XXXX年XX月)(1)整合教学资源,设计课件模板,并通过教学实践进行调整、改进。(2)建立教学资源共享机制,设计课件定制订单模板,开展个性化的课件定制服务,不断修改、完善。(3)开展教学实践,整理研究资料。3、第三阶段:结题阶段(XXXX年XX月——XXXX年XX月)(1)整理研究数据,形成研究报告。(2)组织内部评估。(3)整理课题建设材料,进行总结、评估,完成结果分析并撰写相关论文,申报并迎接评审。课题研究进度安排,只是计划,在实际研究过程中,可能会遇到其他的情况。但进度安排依旧不可少,可以为我们明确研究方向,让个人更清晰,知道要做什么。同时,课题负责人也要根据研究课题的实际情况,来合理调整,以便更好的完成课题研究任务。若在申报研究课题中,遇到了困难,可以找我们给予专业指导,也可以帮您解决缺少职称课题的问题。
作为小学数学教师,让四年级的学生写数学的小论文,对于学生的成绩提高有很大的作用。下面是我为大家整理的 四年级数学 小论文,供大家参考。
【摘要】要:新课改出台后,新的课程教学标准对小学数学教学也作了新的要求。如何在新课改背景之下采取有效的 教学 方法 和策略,提升数学教学效果,是摆在所有数学老师面前的问题。本文以小学数学四年级教学为对象,深入探讨了新课改背景下,教师转换身份角色、注重学生数学 逻辑思维 能力和实践操作能力的培养对提高数学教学效果的重要作用。
【关键词】四年级数学角色思维能力实践能力
随着新课程改革的不断深入,小学数学教学更加突出地体现出义务 教育 所具有的普遍性、基础性和发展性特点。小学数学课堂的改革也呈现出蓬勃的趋势。越来越多的数学教师逐渐对“合作、自主、探索”的课堂教学模式表示认可和推崇,切实践行了新课程改革中“人人学有价值的数学,人人都能获得必需的数学,不同的人在数学上得到不同的发展”的要求。小学四年级起着连接低年级与高年级的作用,是学生能否建立起学习的兴趣,顺利向小学高年级过度的重要阶段,因此,如何提升课堂教学效果,进而提高小学四年级数学教学质量是摆在所有数学教师面前的重要课题。
(一)要敢于并善于做出教师角色转换
长期以来,因为应试教育根深蒂固的影响而形成的教育教学模式已不能适应教育发展需要。作为小学教师,要提高数学教学质量,首要的是敢于做出自身教师角色的转换,在课堂教学上要进行创新,重视学生能力、 学习态度 以及 创新思维 的培养。摒弃传统教学中教师单纯地讲,学生被动地听这种填鸭式的教学方式。通过丰富多彩的课堂教学模式。发动学生的学习积极性,让学生在课堂教学中讨论、探讨,实际动手操作,相互帮助,真正树立学生是课堂核心的观念。
具体而言,要实现教师角色转化,应注意以下方面。一是要切实转变数学教学观念。随着新课程改革理念的提出,新时期的数学教师要切实转变传统的填鸭式教学模式。教师应发挥引导作用,尝试着让学生进行课堂分组讨论和合作,在此基础上进行评价和指导,教学效果必定会有显著的改变。二是数学教师要进一步加强自身知识素养,由单一型教师向综合型教师转变。数学教师不能针对数学教学而只讲数学教学,实际上,教师的知识素养应当包括专业知识素养、 文化 知识素养和教育知识素养等方面的内容。新课程改革背景下,数学教学可能涉及多门学科和知识,也就要求数学教师要尽力完善自身知识结构以适应新课改背景下教师教学要求。为此,数学教师要以继续教育为契机进一步拓宽自身获取文化知识资源载体的 渠道 ,提升自我的知识素养,在课堂教学中展现出综合教学能力,引导学生快速成长。三是要由课堂的主导者转向引导者,作知识平等的交流者和朋友。新课改背景下,教师要敢于改变传统高高在上的身份,走下讲台,深入学生之中,与学生一起探讨、交流,合作学习。真正坚持“以学生为本”,将课堂主动权交还给学生,发挥学生的教学主体作用。通过教师主导者向引导者身份的转变,逐渐建立起民主、平等的新型和谐师生关系,使学生在愉快轻松的氛围中学习到知识。四是要由教学的灌输者转变为服务者。为此,数学教师要充分利用课堂,创造条件,使学生充分发挥主观能动性参与到合作学习当中去。要采取激励机制,鼓励学生在课堂上勇于表达自己的思想。同时要善于倾听与评价学生提出的问题,并引导学生作出正确的解答。在这个过程中,进一步鼓励学生敢于表现、敢于质疑,建立起批判性思维。
通过笔者的试验,教师经过上述角色转化后,数学教学的课堂效果发生了明显的改变,学生的学习积极性显著提高了,课堂氛围更加活跃,学生课堂参与性更强。因此,在小学教育阶段,尤其是四年级数学的课堂教学中,教师角色的转换体现了素质教育要“以学生为本”的教育原则,是切实符合新课改要求和改革理念的。
(二)积极培养学生的数学逻辑思维
著名教育家赞可夫曾指出:“在数学教学中要始终注意培养学生的逻辑思维能力,培养学生的思维灵活性和创造性。”培养学生的逻辑思维能力是义务教育中的一项基本和重要任务,也是提升课堂教学效果的重要前提之一。数学逻辑思维能力的培养要从小就开始,具体而言,可以从以下方面着手培养学生的数学逻辑思维能力。一是思维能力的培养要贯穿于各年级的数学教学中。小学数学教师要明确各年级阶段都担负着学生思维能力培养的任务,尤其是作为承上启下的四年级,数学思维能力的培训更显重要。数学思维能力的培养要从一开始就有意识的进行,例如培养学生比较能力,可以从认识物体大小、长短、多少等方面着手;培养学生抽象、概括能力则可以从学习十以内数的加、减着手等等。数学教师在教学活动中,需要引导学生通过实际操作、观察等方式,逐步进行比较、分析、综合、抽象、概括,培养相应的思维能力。二是学生数学思维能力的培养要贯穿于每一堂课的学习中。数学思维能力时时刻刻都需要进行有意识的培养,不管是在开始的复习中,还是在教学新知识的过程中,或是在组织学生练习习题中,都要结合具体教授的内容有意识地进行培养。在教学新知识时,要引导学生去分析、推理,最后归纳出正确的结论或计算法则,这是比单纯得出答案更为重要的教学方法。三是要在数学各部分内容的教学中贯穿思维能力培养。具体来说,就是要在教学数学概念、计算法则、解答应用题或操作技能等内容时,都要注意培养学生的思维能力。因为从数学教学角度来讲,任何一个数学概念,都是对客观事物的数量关系或空间形式进行抽象、概括的结果。在教授每一个数学概念时,都要注重通过实例或者实物引导学生分析、比较并寻找出共同点、不同点,揭示概念的本质特征,进而做出正确的判断。
总的来说,数学思维能力的培养是一个长期的过程,但在小学四年级的教学中,又显得极为重要。思维能力一旦较好的建立起来,对学生今后更进一步的学习是大有裨益的。
(三)注重培养学生的实践操作能力
实践活动是学生学习成长的重要途径之一,也是学生形成实践能力的载体。针对四年级学生的年龄特点,在数学教学中应当注重通过实践操作的方式,培养学生的动手能力、主动参与意识和勇于创新的学习能力。通过实践能力的培养,使学生在亲自动手的实践体验中领悟数学,学会想象和创造,有力地摆脱了数学的枯燥乏味,培养了学习数学的兴趣,提高了学生的学习积极性。
参考文献
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【摘 要】作为新课程改革所提倡的重要 学习方法 之一,合作学习方法被越来越多的教师应用在课堂上,在发挥积极作用的同时,存在着形式化、泛化的倾向,因此,对小学四年级数学课堂合作学习有效性进行研究具有重要的意义。本文首先提出了合作学习的概念,阐述了合作学习的意义,小学数学合作学习应具备的条件及小学数学合作学习有效发挥的制约因素,最后提出了提高小学四年级数学课堂合作学习有效性的策略。
【关键词】小学数学;合作学习;有效性
作为一种重要的学习方法,合作学习应用于所有学科的教学活动中,数学具有抽象性、严谨性和广泛应用性的特点,给合作学习提供了广泛的应用空间。目前,新课程改革所倡导的合作学习方法已广泛应用于小学数学教学中,但教师在实际应用过程中,还不能发挥合作学习的最大功效,仅流于形式,如何理解合作学习的真正含义,使合作学习发挥最大功效,本文结合现状对小学四年级数学课堂合作学习有效性问题进行初步探讨。
一、合作学习的基本概况
(一)合作学习的概念
相关文献表明,合作学习按照主要取向归结为四类:师生互动、师师互动、生生互动和全员互动。以生生互动为特征的数学合作学习是指在既定的教学内容下,课堂上遵循合作学习的基本原理和基本方法,学生在小组中通过互动等方式,共同学习,最终实现学生认知、情感等全面发展的一种教学活动。
数学合作学习有效性是指:从结果上看,通过合作学习,取得了明显的效果,学生学习成绩显著进步;从过程上看,通过合作学习,学生提高了学习效率,教师提高了教学效率;从长远影响上看,通过合作学习,学生提高了学习数学的兴趣,掌握了学习数学的方法,学生的内在潜能和创新能力得到全面发展。
(二)开展合作学习的意义
美国当代著名教育评论家埃利斯和福茨说过:合作学习如果不是当代最大的教学改革的话,那么它至少也是其中最大的一个。他充分肯定了实施合作学习的意义:一是学生通过合作学习,互 相学 习、互相帮助,在共同完成学习任务的同时,培养了学生的合作意识和合作精神,为学生以后融入社会打下良好的基础;二是以小组合作学习这种方式,给学生营造一个轻松的学生氛围,学生可以充分发表自己的看法,能够激发学生的积极主动性,展现学生的个性,体现学生在课堂上的主体地位。
(三)小学数学课堂合作学习应具备的条件
并不是所有的合作学习都是有效的,只有具备一定的条件,合作学习才是有效的。首先要具备良好的教学环境,包括科学合理的座位安排及和谐的学生氛围等,一般情况下,合作学习都是根据座位进行分组的,教师在座位安排时要充分考虑学生的知识结构、文化背景、性格差异等,同时,小组成员之间建立起良好的关系,给学生营造一种融洽、和谐的氛围。选择合适的教学内容是合作学习有效的基础,不是说所有的教学内容都适合使用合作学习的方法,合作学习的内容要综合考虑课程类型、所涉及知识领域及学生当时的学习氛围等因素。学生独立思考是合作学习有效的关键,合作学习的过程是学生进行独立思考后,通过互相讨论实现再认识、再提高的过程,如果没有独立思考,就不能真正参与其中,不能实现个人的发展,因此,合作学习需要学生独立进行思考。
(四)小学数学课堂合作学习有效发挥的制约因素
部分教师对合作学习的概念理解不到位,把合作学习简单的看成是小组学习,使合作学习流于形式,不能真正发挥作用。在小组合作学习过程中,有些教师没有找准定位,要么是过多干预,影响了学生的独立思考,要么是不给予适当的指导,导致部分小组讨论偏离主题、效率不高。此外,学生的年龄、心理特征、合作意识及合作技巧的掌握也是影响合作学习有效开展的制约因素。
二、提高小学四年级数学课堂合作学习有效性的策略
(一)为合作学习创设良好的环境
合作学习要想有效的开展,要保障有良好的环境,包括开展合作学习所取得的认可和课堂上合作学习的氛围。为合作学习创设良好的环境,需要有学校、家长及社会的支持,学校和社会要为合作学习投入一些教学设备,保障物质需求,家长要与教师积极配合,完成学生合作学习的预习及复习任务。
(二)教师和学生都要掌握一定的合作技巧
教师在明确教学任务的基础上,通过提出具有指向性的问题,把握合作学习的方向和进度,具备课堂组织和调控能力。教师在进行教学设计时,要充分考虑课程目标、学生特点、分组策略等因素。学生要想在合作学习中充分发挥主体作用,要进行 课前预习 ,搜集相关资料,提前思考,对问题有自己独立的见解,在课堂合作学习过程中,学生要具备倾听、思考、质疑的能力。
(三)处理好独立思考与合作学习的关系
教学中缺少必要的独立思考的合作学习将成为“无源之水,无本之木”。学生只有进行了独立的思考,才能融入讨论,参与合作探究,才能发表自己独特的见解,最终通过合作学习,达到一点即通、恍然大悟的效果。学生只有真正的独立思考,才能出现观点的针锋相对,才能找到问题的最佳答案,从而实现共享成果、共同进步、共同发展。
(四)关注合作学习小组的每一个成员,防止“搭车”现象
合作学习要让每一位学生都参与进来,感受集体的智慧和成功的喜悦。教师在进行分组时就要充分考虑小组成员的能力、个性、背景等差异,努力做到组内异质、组间同质,小组内成员优势互补,小组之间实力相当,这样既有利于学生之间互相帮助、互相学习,还能形成良好的竞争氛围。在进行合作学习的过程中,教师要有一定的指导和操控能力,小组讨论气氛不热烈时,及时予以指导,发现有“搭车”的成员,及时给予个别帮助,小组讨论气氛过于热烈时,及时予以提醒,使合作学习达到最佳的效果。
三、结论
综上所述,创设良好的环境,教师和学生具备一定的合作技巧,学生能够独立进行思考,并关注合作学习小组的每一个成员,防止“搭车”现象的出现,一定能够提高小学四年级数学课堂合作学习的有效性。本文对小学四年级数学课堂合作学习有效性的阐述还不够成熟,需要在以后的教学实践中不断完善。
【参考文献】
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【内容摘要】培养学生的数学学习兴趣是小学数学教育的重要任务之一,对提高学生学习数学的主动性和积极性有着极为重要的意义。本文以小学四年级为例,就如何提高学生的数学学习兴趣进行了探讨。
【关键词】小学数学 四年级 学习兴趣 数学教育
1 引言
兴趣是学生学习的源动力,是学生终身学习的支点,是影响学生注意力的重要因素,是建立和谐师生关系的楔合点。但如何培养学生的学习兴趣,如何让学生的学习兴趣得以保持,却一直是众多教师所面临的难点问题。小学四年级学生活泼好动,注意力不容易集中,开始产生逆反心理,小学四年级数学是一个重要的转折点,在内容量和难度上都有所增加,极容易影响学生的学习兴趣,因此必须注意学生学习兴趣的提高,帮助学生培养起可持续学习的动力,促进学生主动积极的参与学习,为学生的全面发展打下坚实的基础。下面,本文针对小学四年级数学教学,就如何提高学生的学习兴趣进行浅要的探讨。
2 小学四年级数学教材特点和学生年龄特点
2.1 小学四年级数学教材特点
相对于小学1~3年级的数学教材来说,四年级的数学教材在编写上,其内容更为丰富,更为注重算法的多样化,更侧重于培养学生灵活解决问题的能力,关注了学生学习方式的培养,注重学生自身的学习体验。丰富、系统、逻辑严密的数学知道需要学生有更好的知识基础与 抽象思维 能力,要求学生能举一反三的通过迁移类推来探索新的知识,逐步完成学生的知识体系结构。同时,小学四年级数学教材加强了数学知识同学生实际生活之间的联系,以帮助学生借助于实际活动和生活情境来理解、感受数学知识,在实践中探索数学知识,以培养学生灵活活的计算能力和解题能力。第八册教材,则将小数的相关知识作为了重点,逐步引起入四则混合运算,进一步提高学生的数感和计算理解能力,整体来看困难程度与复杂程度都有所提高,需要不断提高学生的思维方法与判断能力。
2.2 小学四年级学生年龄特点
从年龄特征来看,小学四年级学生是个性差别最大的时期,在这一阶段的学生生理方面出现了较大的差异,一部分学生身体发育已经接近中学生指标,一部分学生则还稍显迟缓同一二年级学生相当。在生理方面,由于家庭环境、教育引导等方面的原因,一部分学生心理发育较快开始变得老成,其视野更为开阔,思想更为成熟,已经开始阅读成人书籍,而一部分学生在心理上还明显落后。这种生理和心理方面的差异,给教师的教学带来了极大的影响。此外,小学四年级学生的自主意识呈现整体增强趋势,开始根据自己的 兴趣 爱好 做出自主的选择,独立自主能力更强,但其爱好还不够稳定,并不如成人一样具有稳定的自主选择能力。
3 如何提高学生的学习兴趣
针对小学四年级数学教材的特点和学生生理与心理发展的特点,小学四年级数学要提高学生的学习兴趣,可以从以下几个方面入手进行:
3.1 环境改善培养学生学习兴趣
良好的学习环境对学生的学习兴趣有着直接的影响,在小学四年级数学教学中,为学生营造一个良好的学习环境,对生理与心理日渐成熟的孩子们来说更是如此。要营造出良好的学习环境,必须注意多从平等、民主、和谐方面下功夫,一方面注意教师与学生的关系,改变传统的高高在上的教师教育观,让自己从神坛上走下来,与学生做朋友,真正的让学生成为学习的主体,创建和谐的师生关系。另一方面注意学生与学生之间的关系,多设计数学活动,包括如制作班级学习报、组织数学兴趣小组、让优生帮助差生等,促使学生与学生之间的关系更为和谐。其次,要从整个学习氛围上下功夫,多对学生进行思想教育,让学生认识到数学的重要性,认识到学习的重要性,但注意思想教育不是讲大道理,只有学生能听懂、能理解、能接受的道理,才会真正对学生思想造成影响。
3.2 情境创设激发学生学习兴趣
相对于语文学科来说,数学学科的知识显得较为枯燥泛味,极容易使学生失去兴趣,尤其是小学四年级数学在内容、难度等方面都有所提高,使得学生学习压力更大,更容易失去兴趣。要让数学课堂变得更为生动有趣,情境创设极为重要。在教学过程中,教师应当改变过去传授知识的不良习性,变为引导学生探索知识,在设计教学时就充分考虑,如何为学生创造出一个探索性的学习情境,让学生在探索性的学习情境中去主动、积极的发现问题、思考问题、解决问题,最终获得知识,而不是在教师枯燥单调的讲解中去接受知识。此外,将数学知识与实践活动进行联系,让学生在可操作、熟悉的情境下去学习数学知识,让学生去动手测量、亲自演示,在数学游戏中激发学生的求知欲望,也可以极好的调动学生的学习兴趣。
3.3 促进成功壮大学生学习兴趣
每个人都希望成功,都希望得到别人的认可和赞同,小学四年级学生更是如此。这一阶段的学生开始有了较强的自主独立意识,竞争心理不断加强,充分利用这一点给予学生成功的机会,让学生获得更多成功的体验,能极好的壮大学生的学习兴趣。让学生获得成功的体验,可以多组织各类竞赛、活动等,让学生在竞争环境中主动积极的投入最后获得成功的体验,也可以是在课堂上多发现学生的闪光点,从各个角度去鼓励学生让学生获得成功,也可以通过降低难度、区别对待的方法让学生获得成功体验。
4 结束语
兴趣对学生的学习极为重要,其影响不仅是在校期间,还影响着学生参加工作以后的终身学习,因此在教学中要注意学生学习兴趣的培养。对于小学四年级学生来说,要培养他们数学学习兴趣,教师必须深入的把握小学四年级数学教材的特点,深入的分析这一阶段学生的心理和生理特点,为学生创造一个良好的学习环境,从多个方面去培养并壮大学生的学习兴趣,使学生受益终身。
【参考文献】
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《国家数学课程标准》指出:“教学应注重培养学生的独立性和自主性,使学生成为在教师指导下主动的,富有个性的过程。”所谓个性,是指一个人在自己的行为活动中经常表现的比较稳定的心理特征。它反映出一个人总的精神面貌。具有创新个性的人,往往表现出勤于观察,善于思考,勇于探索,敢于创新等特点。发展人的个性,不仅是人身心发展的需要,也是21世纪社会发展的需要。提倡“个性化”教育已成为教育教学改革的重要课题,下面结合本人教学实践,就小学数学教学如何促进学生的个性发展,谈几点体会。一、激趣引欲,让学生表现自我“兴趣是最好的老师”,而好奇心又是兴趣的先导,它对于良好个性的形成有着重要的促进作用。小学生的好奇心特别强,凡事总想问个“为什么”。教学时,教师要努力创设有趣的情境,把学生熟悉的生活情境和感兴趣的事作为教学活动的切入点,使学生迅速进入最佳的学习状态,为学生创造表现自我的机会。例如,在教学“三角形的内角和”时,(因课前教师布置学生每人制作锐角三角形、直角三角形、钝角三角形各一个,并分别把量出各角的度数标上。)教师得意自信地说:“我不用量你们手中的每一个三角形的角,只要你告诉我其中每个三角形的两个内角度数,老师定能准确无误地说出第三个角的度数,不信就试试看!”结果学生一个个报出,老师一个个答对,可神奇了。这时学生在强烈的好奇心的驱使下,便产生这样的问题:“究竟三角形的内角度数有什么规律?”从而带着强烈的学习动机和问题意识主动地探索知识规律。又如,教学“能被2、5、3整除的数的特征”一课,进行师生游戏,让学生随意说数,教师很快判断出能否被2、5、3整除,学生感到非常惊奇,兴趣盎然。惊叹之余,他们急于想知道老师快速判断的绝招,从而激发学生探究“能被2、5、3整除的数到底有哪些特征?”的强烈欲望。二、体验成功,让学生发展自我成功的体验对于学生良好的个性的发展有着巨大的推动作用。教育心理学研究表明:“一个人只要体验一次成功的喜悦,更会激起无休止的追求意念和力量。”因此,教师要依据学生的个性差异,努力创设“成功”情境,让层次不同的每一个学生都获得成功的情感体验,使学生在不断获得成功的过程中发展自我。例如,让学习有困难的学生解决基本的问题,让学有余力的学生解决难度较大的问题。教师要及时发现并肯定学生的成功,当学生完整、准确、精炼地回答了问题时,发表了新颖独特的见解时,提出了有价值的疑问时……;教师都要及时的给予鼓励, 并让其他学生也一道分享成功的快乐。还要注意多帮助学有困难的学生获得成功体验,当提问他们“卡壳”时,如果教师不负责的让其坐下来,就会逐步泯灭他们学好数学的自信心,从而对数学产生畏惧感、厌烦感,这不是我们素质教育所期望的;如果教师能循循善诱,扶上一把,使他们取得点滴的成功,并给予充分的肯定和表扬,那么,他们就能获得成功的满足,从而逐渐增强学习数学的信心,逐步形成稳定持久的学习兴趣和勇于克服困难的顽强意志。三、设陷诱错,让学生锤炼自我俗话说:吃一堑,长一智。社会心理学家也曾指出:“我们甚至‘期望’学生犯错误,因为从错误中吸取教训,便可争取明天的成功。”学生探索新知的过程,往往不是一帆风顺的,会产生这样或那样的错误。如果从“以学生的发展为本”的个性化教育观来看,过去那种看似严丝合缝的课未必就是好课,因为它把学生的错误“隐藏”起来了。“剥夺学生犯错误的权利就等于限制他们自由选择的意愿”。所以,在数学教学中,应针对学生学习过程中容易发生的错误,适时巧妙地设置一些“陷阱”,诱发学生产生错误,让他们在尝试错误,纠正错误的过程中锤炼自我,培养敢于克服困难的坚毅性格,进而形成良好的学习品格。例如,在教学“比…多(少)”的加减应用题时,直接叙述题学生容易掌握,可以改变叙述方式,用间接叙述的形式来设置陷阱:“小明有连环画15本,比小英多5本。小英有连环画多少本?”不少学生还是受直接叙述思维定势的影响,列式为:15+5=20(本)。这时教师不能急于裁决,而应组织学生积极讨论:题目中的两个量是谁与谁比,谁多谁少。掉进“陷阱”里的学生受到启发后懂得小明的连环画比小英的多,而求得小英有20本,反而比小明的多,显然是错了。这样,学生在尝试了错误后不但能自我“反省”,及时纠错,而且可以促进他们自我意识的发展,提高分析问题,解决问题的能力。四、合作学习,让学生完善自我当今的时代是科技竞争的时代,而竞争的成败往往取决于人们的合作。一个人的能力是有限的,如果不善于和他人合作,将各种知识加以交流、综合、提高和运用,就不能适应时代的发展要求。合作是一种比知识更重要的能力,是一种体现个人品质与风采的素质。教师在教学中要适当开展合作学习,把课堂有限的
生命科学是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。下面是由我整理的生命科学学术论文,谢谢你的阅读。
有机化学与生命科学的关系
摘 要:有机化学在生命科学发展中起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用,它们有着密切的关系。本文从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。
关键词:有机化学;生命科学;关系
有机化学是生命科学的基础,有机化合物是构成生物体的主要物质,生物体中各种有机化合物的结构、性质以及它们在生物体内的的合成、分解、转化、代谢无不以有机化学为基础。有机化学产品正越来越多地应用于农业。如农药(杀虫剂、杀菌剂、除草剂)、植物生长调节剂、化肥、农膜等保证了农业生产;兽医药、饲料添加剂促进了畜牧业生产。要正确地使用,必须了解这些有机化合物的组成、性质和生理功能。但是,目前有些学校的生命科学专业越来约忽视有机化学课程,课时越来越少,这样对学生的进一步学习不利,比如生物化学、分子生物学等后续课程的学习。本文将从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。希望能引起从事生命科学专业人对有机化学的重视。
1. 有机化学的发展与生命科学有密切的关系
有机化学就其最初的意义而言,是生物物质的化学。1807年,J. F. Yon Berzilius首先把从活细胞中获得的化合物命名为有机化合物。那时人们对生命现象的本质还没有认识,因而便赋予有机化合物一种神秘的色彩,许多化学家认为有机物是不可能用人工的方法合成的,它们是“生命力”所创造的。但是1828年,F. Wohler从无机物氰酸铵制得了尿素,否定了关于“生命力”的假说,可以说是化学家第一次干预了生命科学。
随后有机化学的发展主要集中在有机物的结构研究和合成方法上,较少关心它们的生物功能。尽管如此,许多化学家的研究成果还是成为了生命科学发展过程的里程碑。比如,19世纪中叶,I. Pasteur关于左旋和右旋酒石酸经典式的研究,导致70年代Vanthof和LeBel碳原子四面体构型学说的建立,它是生命分子结构不对称性的基础。E. Fischer对碳水化合物立体化学和肽合成化学的贡献是这两大类重要的生命分子化学的奠基石。20世纪50年代,A. Todd建立的核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的化学结构,为Vatson-Crick DNA双螺旋结构的提出铺平了道路。60年代H. G. Khorana开创的磷酸二酯法合成寡核苷酸,不但证明了DNA上每三个碱基组成一个三联体密码子编码一个氨基酸从而提出了一套遗传密码,而且也开始了人工合成DNA的研究。化学家也将用化学小分子和化学工具研究生命体系。1985年H. Smith和K. Mullis发明了聚合酶链式反应(PCR)从而使分子生物学在技术上有了一个突破和飞跃。1988年SchrEiber在做靶向合成(TOS)天然产物FK506时发现FK506的结合蛋白FKBP12。1991年他们又利用小分子探针FK506和Cyclosporin发现他们可以抑制磷酸化酶神经组蛋白Calcineuin的活性。同时发现了可以生成FKBP-12-FK506神经组蛋白复合物和cyclophilin-cyclospolin-calcineulin的复合物。这些小分子同时与两个蛋白结合,而表现出的生物活性也是细胞内信号传导通路的分子基础。1992年,SchrEIber在美国《化学与工程新闻》发表了题为“用有机化学的原理探索细胞学”的论文,确信生命的过程就是生物体中化学变化过程[1-3]。
总之,有机化学理论上和实践上的成就为现代生物学的诞生和发展打下了坚实的基础。价键理论、构象学说、反应机理等成为解释生化反应的有力手段,蛋白质和核酸的组成和结构研究,顺序测定方法的建立,合成方法的创建,酶催化机制的研究,模拟酶的合成的化学模型的建立,小分子探针技术,单分子激发的技术,单分子操作的技术等重大成就,为现代生物学及生物技术开辟了道路。有机化学与生物问题的密切结合是推动生命科学发展的有力柱,也将人们对生命过程的了解提高到一个新的层次[4, 5]。
2. 一百多年来,有机化学的最高科学成果—— 诺贝尔化学奖综览
1901-2010年共110年,除去8年未授奖外,共授化学奖102项,其中有机化学方面得化学奖65项,占整个化学奖的63.7%。碳水化合物、光合作用得研究共8项;蛋白质、酶和核酸方面得研究共18项;甾族化合物、维生素和生物碱方面研究共8项;其它方面共31项。其中与生物相关的占34项。占有机化学的52.3%。由此可以看出有机化学与生命科学有着密不可分的关系。
3. 有机化学研究的任务与生命科学的关系
有机化学研究的主要任务是分离提纯、物理有机化学、合成。分离提纯即分离、提取自然界存在的各种有机物,测定它们的结构和性质,以便加以利用。物理有机化学是研究有机物结构与性质间的关系、反应经历的途径、影响反应的因素等,以便控制反应向我们需要的方向进行。合成是在确定了分子结构并对许多有机化合物的反应有相当了解的基础上,以由石油或煤焦油中取得的许多简单有机物为原料,通过各种反应,合成我们所需要的自然界存在的,或者自然界不存在的全新的有机物[6]。
3.1 有机化合物的分离提纯与生命科学
有机化学的分离提纯与生命科学的关系主要体现在两个方面,一是天然有机化学,二是分离与分析。
天然有机化学是研究动植物(包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物)及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。天然有机化学的发展与国民经济有密切的联带关系,对于开发新型药物、新型农药至关重要。我国自然资源非常丰富,又有几千年传统防治疾病的经验积累,在我国大力发展天然有机化学的研究有着非常现实的意义。对内源性生理活性物质的发现及其生理活性研究,又开辟了天然有机化学研究的新领域。充分利用开发我国动植物资源包括海洋生物资源,努力开拓新的生理活性物质,为国民经济服务是天然有机化学的重要任务。
分离提纯和分析的紧密结合是有机分析的一大特点。在生命科学中也涉及到复杂系统的痕量或微量的有机物分离分析问题,比如生物活性物质的提取和分析等。气相色谱的发展是高效分离的突破口,而高效气相色谱和高效液相色谱是现代分离技术的基础。在气相色谱中新型高选择性的耐高温固定相(如手性固定相和异构体选择性分离的固定相)仍是比较活跃的研究领域。液相色谱中选择性色谱柱和选择性流动相
的应用发展是今后若干年中的主攻方面。细径柱的合理开发,多维色谱以及以色谱为主的系统分析网络将使复杂系统有机痕量物质的分离和分析跃上新的台阶。超临界流体色谱,包括毛细管柱超临界流体色谱是正在发展中的新技术。毛细管电泳是生命科学日益发展的情况下产生的新型的高效技术,在蛋白质和核酸的分离方面已显出极大的威力,是有很强发展活力的新领域。核磁共振波谱技术在谱仪性能和测量方法上有了巨大的进步,其中二维方法的发展已成为解决结构问题最主要的物理方法。NMR今后的发展趋势是如何得到更多的相关信息、简化图谱、提高检测灵敏度和发展三维核磁共振技术。质谱技术最突出的进步是新的解析电离技术的发展。随着接口技术的进步,联用技术的应用面更扩大,效果更为提高。这将使质谱成为生命科学中的一个崭新的研究手段。
3.2 物理有机化学与生命科学
物理有机化学主要是通过现代物理实验方法与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。生命科学中的物理有机化学研究,包括主——客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等都是具有重要理论意义的研究领域。量子有机化学由静态向动态方向的发展是当前物理有机化学的重要组成,分子力学方法在有机分子结构与构象的研究方面有着非常乐观的发展前景。我国化学家蒋锡夔院士等发表了题为“物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学的研究”的论文,提出了可用物理有机化学方法解决生命科学的难题。
3.3 有机合成与生命科学
有机合成也与生命科学有着密切的关系。在与生命科学的联系中,金属有机化学和元素有机化学是最为活跃的领域之一。比如,有机磷化合物在农药、医药、萃取剂等方面以及有机合成化学中都有重要的应用。开展有生物活性的有机磷化合物的研究,在生命科学研究中也具有极为重要的意义。近年生物有机硅化合物以及有机硅化合物在有机合成中的应用有新的迅速发展。在基础和应用基础研究方面,硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学和多硅烷的研究是当今有机硅化学重要研究课题。有机硅化合物在有机合成中特别在天然有机物的合成中占有重要的地位。
无论从有机化学的发展、有机化学的研究成果和有机化学研究的任务来看,有机化学课程在生命科学中都起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用。因此在生命科学中要加强有机化学的学习。
[参考文献]
[1]SchrEiber SL. Using the principle of organic chemistry ti explore cell bidogy.C&E New,1992,70:22~ 32.
[2]周晓俊,吴晖. 有机化学与生命科学. 云南师范大学学报,1998,18(1):93-96.
[3]张礼和. 从生物有机化学到化学生物学. 化学进展,2004,16(2):313-318.
[4]朱光美,杜灿屏. 试谈生物有机化学研究的现状与展望. 大学化学,1994.9(4):6-8.
[5]吴毓林,陈耀叠. 探索有机体的奥秘—谈世纪交替时代的有机化学. 中国科学院院刊,1995,10(10):215-219.
[6]汪小兰,有机化学(第四版),高等教育出版社,2005,1-2.
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化学与生命科学的关系生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动,能动地改造生物界,造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界,无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解,无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来?”我们对单一神经元的活动了如指掌,但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。 生命科学研究不但依赖物理、化学知识,也依靠后者提供的仪器,如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等,举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。 生命科学研究或正在研究着的主要课题是:生物物质的化学本质是什么?这些化学物质在体内是如何相到转化并表现出生命特征的?生物大分子的组成和结构是怎样的?细胞是怎样工作的?形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能?基因作为遗传物质是怎样起作用的?什么机制促使细胞复制?一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息?多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织?物种是怎样形成的?什么因素引起进化?人类现在仍在进化吗?在一特定的生态小生境中物种之间的关系怎样?何种因素支配着此一生境中每一物种的数量?动物行为的生理学基础是什么?记忆是怎样形成的?记忆存贮在什么地方?哪些因素能够影响学习和记忆?智力由何而来?除了在地球上,宇宙空间还有其它有智慧的生物吗?生命是怎样起源的?等等。 生物技术 本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 生化技术 生物学的分支学科。它是研究生命物质的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化的科学。 生物化学若以不同的生物为对象,可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等。若以生物体的不同组织或过程为研究对象,则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等。因研究的物质不同,又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。研究各种天然物质的化学称为生物有机化学。研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。60年代以来,生物化学与其他学科融合产生了一些边缘学科如生化药理学、古生物化学、化学生态学等;或按应用领域不同,分为医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。 生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代,A.-L.拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用,几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年F.沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素,打破了有机物只能靠生物产生的观点,给“生机论”以重大打击。1860年L.巴斯德证明发酵是由微生物引起的,但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵,证明没有活细胞也可进行如发酵这样复杂的生命活动,终于推翻了“生机论”。 生物化学的发展大体可分为3个阶段。第一阶段从19世纪末到20世纪30年代,主要是静态的描述性阶段,对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。其中E.菲舍尔测定了很多糖和氨基酸的结构,确定了糖的构型,并指出蛋白质是肽键连接的。1926年J.B.萨姆纳制得了脲酶结晶,并证明它是蛋白质。此后四、五年间J.H.诺思罗普等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,指出它们都无例外地是蛋白质,确立了酶是蛋白质这一概念。通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素,并阐明了它们的结构。与此同时,人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质——激素。它和维生素不同,不依赖外界供给,而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都在这一阶段发现。此外中国生物化学家吴宪在1931年提出了蛋白质变性的概念。 第二阶段约在20世纪30~50年代,主要特点是研究生物体内物质的变化,即代谢途径,所以称动态生化阶段。其间突出成就是确定了糖酵解、三羧酸循环(也称克雷布斯循环)以及脂肪分解等重要的分解代谢途径。对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸 (ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。当然,这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多,在50~60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。 第三阶段是从20世纪50年代开始,主要特点是研究生物大分子的结构与功能。生物化学在这一阶段的发展,以及物理学、技术科学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透,产生了分子生物学,并成为生物化学的主体。 蛋白质和核酸是两类主要的生物大分子。它们的化学结构与立体结构的研究在50年代都取得了重大进展。蛋白质方面,如β-螺旋结构的提出,测定了胰岛素的化学结构以及肌红蛋白和血红蛋白的立体结构。核酸方面,DNA 双螺旋模型的提出打开了生物遗传奥秘的大门。根据双螺旋结构,完满地解释了DNA的自我复制,在后来的发展中又阐明了转录与转译的机理,提出了中心法则并破译出遗传密码。 1973年重组DNA获得成功,从此开创了基因工程。自1977年以后,用这一技术先后成功地制造了生长激素释放抑制激素、胰岛素、干扰素、生长激素等。1982年用基因工程生产的人胰岛素获得美、英、联邦德国、瑞士等国政府批准出售而正式工业化。 在生物大分子的合成方面,1965年中国科学家首次合成了结晶牛胰岛素,合成的产物经受了严格的物理及化学性质和生物学活性的检验,证明与天然胰岛素具有相同的结构和生物活性。继美国科学家在1972年人工合成DNA以后,中国科学家又在1981年首先合成了具有天然生物活力的酵母丙氨酸tRNA。英美等国科学家在 DNA序列分析及人工合成方面作出了重大贡献。DNA自动合成仪的问世,大大简化了人工合成基因的工作。