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思维导图如何与学科学习联系在一起。比如文理科思维导图学习，无论哪一科应用，首先还是得学习思维导图的核心绘制原则，明白怎么提取关键词，最好就是能进行有效的线条训练，这可以节省很多的画图时间。文科学习中，以语文为例子，运用思维导图，可以用于课文记忆和背诵，加深理解课程的内涵。当然，也可以从多角度地分析文章的中心思想，线索，人物性格特征，文体特点等多个方面找出内容来绘制思维导图。理科的应用，更主要是画出那些重点的公式和原理，在画思维导图的过程中深刻地理解这些学科的知识的内在联系。如果在绘图过程中，你想参照些优秀，你可以加她的共众号是“萍说思维导图”，mindmaplover2，你也可以关注一下，很厉害，她是博赞中心认证导师的亲传弟子，经常分享很多思维导图作品。我也是跟这个老师学习的，现在可以自如地运用思维导图了，你可以参照一下绘制你自己的思维导图，相信你也可以进步很快的。
一、背景介绍接触思维导图是在我的大学时代，在大三的上学期，那时我们的必修的课程里有《学习论》这门课程，在学习过程中，我知道了“思维导图”这个学习的工具。但可惜的是，只学习了皮毛，而又一直未把它应用于自己平时学习、生活中，所以到后来，已渐渐淡忘了。大学毕业，来到石牌小学工作，知道学校的教学方面很多都应用了思维导图，而且在这个方面也开展得比较成功。但我开始关注思维导图，是始于这次市级课题《促进高级思维技能发展的思维导图学科应用研究》的申报，然后自己才在网上、书籍和与其他教师的交流中慢慢地积累了一些对思维导图的认识，才第一次慢慢了解到“思维导图”的概念，我才知道运用“思维导图”的方法可以大大提高人的思维能力。此后，我在教学和自己的学习中主动自觉地运用其基本原理绘制了一些思维导图，努力使“思维导图”的方法成为我的一种学习习惯和一种思维方式。二、 我对“思维导图”的几点认识我认为“思维导图”作为一种先进的思维方法，对于全面提高和发展一个人健全的思维品质具有非凡的价值，这种价值主要表现为以下几个方面：1、只要有一定学习基础和生活经验的人都可以学会运用思维导图，一个人一旦掌握了这种方法就可以在短时间内提高他的思维能力和思维水平，挖掘出自己的思维潜力。2、思维导图能够充分体现一个人的思维特点，因而具有非常强的个性化特征。由于制作者的知识结构、思维习惯、生活和工作经验的不同，其所制作的思维导图也非常不同，因此，思维导图有利于个性的张扬和充分体现个体思维的多样性。3、思维导图的建立有利于人们对其所思考的问题进行全方位和系统的描述与分析，非常有助于人们对所研究的问题进行深刻的和富有创造性的思考，从而有利于找到解决问题的关键因素或关键环节。4、思维导图有助于提高学习者的学习能力，有助于使一个学习者真正实现终身化学习和学会学习的目标。三、我学习和运用“思维导图”的几点不足1、没有系统地阅读和学习一本通俗易懂的入门书，对于思维导图缺乏全面、准确的认识。2、平时较易机械地模仿他人的思维导图，无论是在形式和思维方式方面。3、在制作思维导图的过程中，太拘泥于形式，制作不出具有个性和表现个体思想的思维导图。4、在与他人合作方面，很少把自己制作的思维导图讲给周围的同事，进行激烈的讨论，缺少对已制作思维导图的修改和提高。我认为“思维导图”对于致力于发展自己学习能力和提高思维水平的人具有非凡的功效和价值；这种方法在各级各类的学校教学活动中可以为提高教师的教学水平和提高教学效率以及深化教学方法的改革提供最有力的工具；总而言之，思维导图的应用前景非常光明。
可视化思维工具在科学教学中的应用研究 一、问题提出 反思多年的小学科学教学课堂，学生们并没有完全成为课堂活动的主体，没有学习热情，只是老师讲什么就听什么、记什么，不去积极的参与课堂活动，不积极去思索问题；而教师只是把知识零碎的教授给学生，并未形成系统，学生对于知识的认知停留在初级水平上，没有深度理解。 同时，教学中学生思维能力的培养效果不佳。许多学生往往较多关注问题的答案, 而忽视了生成答案的思维方法和过程，很多时候，学生掌握的只是片面的、表层的知识。 《小学科学课程标准》（2017版）指出：小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，重在培养学生对科学的兴趣、正确的思维方式和学习习惯；要让学生体验科学探究的基本过程，发展科学探究能力；发展学习能力、思维能力等。《科学课程标准》强调思维能力的重要性，思维品质是发展学生智力与能力的突破口，也是学科核心素养落地的关键。 在科学课堂教学中运用一系列图示技术把本来不可视的思维（思考方法和思考路径）呈现出来，通过可视化的“思维”工具呈现出学生思维的过程和方法，帮助学生挖掘与呈现知识背后的思维规律并训练学生掌握这些思维的规律，能让学生对科学知识理解更深入、更透彻、更系统，培养学生的科学思维能力，从而提高学生学习的能力。所以应用可视化思维工具于科学教学，符合《科学课程标准》的要求和小学科学教学的现状。 小学生的逻辑思维能力和抽象思维能力较差，但对于视觉信息有天生的敏感性，教学中通过形象的思维便于学生理解抽象的科学现象，运用可视化思维工具形象、直观的展示科学概念和知识，符合小学生认知心理的要求。 总之，在课程标准重视思维能力的今天，我们的教学过程需要让学生更好地从形象思维开始，逐步培养和提高抽象思维能力，通过教学中思维可视化工具的使用，从而改变教师的教和学生的学，使学生获得良好的学习体验，构建清晰的知识结构并实现内化，从而培养、提升学生的核心思维能力。 二、国内外研究现状 在国外的研究中，通常把思维可视化当作一种方法应用在不同的领域。外国学者研究出了许多思维可视化工具，帮助人们进行思维的组织、梳理，他们主要将其应用在教育、工业、企业管理、行政等领域，用来提高工作效率。在教育领域，国外使用它进行教学组织、知识构建等，已经发展的较为成熟。 国内的研究通常把研究的重点放在思维可视化和教育的结合这个方向。国内学者从以下三个方面对于思维可视化在教育领域进行了研究，第一方面是思维可视化对教师教学的影响；第二方面是思维可视化工具与认知水平的关系；第三方面是设计出基于思维可视化的教学模式。可视化思维概念是由华东师范大学刘濯源首先提出，实现“思维可视化”的技术主要包括两类：图示技术（思维导图、模型图、流程图、概念图等）及生成图示的软件技术。小学教学中使用的主要是第一类。在我们研究的同时，2018 年，季荣臻研究了基于“思维可视化”的小学科学探究教学策略。 图1 由上图可以看出，2015年至2018年有关思维可视化的论文研究越来越多，2015年28篇，2016年34篇，2017年36篇，思维可视化不断受到关注，其研究也日渐活跃。其中，阐释某一学科的思维可视化教学论文，共28篇，占总数的49％。思维可视化的教学应用涉及包括语文、数学、英语、地理、化学、物理等11个学科，从数量统计结果来看，中学应用最多的前二个学科为生物，物理。小学阶段有27篇论文，数学占14篇，其余为科学3篇，集中在2017、2018年。其他学科为语文、计算机、英语。 以往的思维可视化的教学应用集中于理工类学科，基于某一学科进行教学模式设计或教学实验研究较多。国外研究的结果显示：可视化思维效果在理科教学中优于文科；生物教学中优于其他理科。 可视化思维工具的定义来自于研究可视化思维的几个教授，其中，气泡图、流程图采用了美国教育专家David Hyrle提出的Thinks Maps的概念，思维导图由英国Tony Buzan提出的Mind Mapping ,概念图采用的是美国康奈尔大学Jovak提出的概念。刘恩山教授把维恩图、流程图、循环图等也归为概念图。他们各自叫法不同，小学阶段的数学、科学教材将这些工具看作不同的类别，这样更适合于小学生，我们的目的是让孩子们使用这些工具，最终达到融会贯通、运用自如，不必纠结于用什么名字称呼。 图2 上图是国内外按照对思维的整理类型对部分可视化思维工具进行的分类，便于老师在教学中的选择和使用。对于可视化思维工具的分类有许多不同的看法，归类也不完全一致，因为一种工具的用途是多样的。 可视化思维：可视化思维（Thinking visualization）是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维（思考方法和思考路径）呈现出来，使其清晰可见的过程。被可视化的“思维”更有利于理解和记忆，因此可以有效提高信息加工及信息传递的效能。也叫思维可视化。通俗的讲就是使用图标、符号、表格、多媒体等手段直观地体现学生的思维方式。 本课题研究的小学科学教学中常用的可视化思维工具包括:气泡图、网状图、维恩图、思维导图、流程图、概念图、图标、漫画、表格等。 五、研究目标 1.总结一些适合小学科学教学应用的可视化思维工具。 2.构建可视化思维工具在小学科学教学应用的基本方法和路径。 3.通过可视化思维工具的应用，促进学生对科学概念的理解和思维水平的提升。 4.通过课题的研究，提升学校科学教师的教育科研能力。 六、研究内容 1.研究适合小学科学教学应用的可视化思维工具； 2.研究可视化思维工具在小学科学教学应用的基本方法和策略。 本课题对科学教学中常见的可视化思维工具：气泡图、思维导图、维恩图、概念图、流程图及统计图等在课堂中的使用和应用情境进行研究；运用思维可视化工具进入教学实践，形成丰富的应用案例；进行实证研究， 获得一线数据，构建适合学生认知实际的可视化思维工具应用策略，反思和完善应用策略，为可视化思维工具真正成为实用的教学工具和学习工具提供一些参考和借鉴。 九、研究过程： （一）课题研究经历了三个阶段： 1.前期调查与组建阶段（2017年4月——2017年9月） 调查科学课堂教学现状，分析课堂教学高效或低效的特征，完成调查； 利用文献研究和理论学习，确立课题并加以论证，完成课题研究方案。 2.课题研究的全面实施阶段（2017年10月——2019年6月） 提出组织、管理、科研的具体任务并实施研究实验。具体做到： 深入课堂，通过听课、评课等教研活动，编写典型案例，完成优秀课堂教学实录。 完成可视化思维工具教学应用的教学设计和教学案例汇编； 总结可视化思维工具在小学科学教学应用的基本方法和策略。 3.课题总结结题阶段（2019年6月～2019年11月） 总结课题研究成果、撰写研究报告、论文。 （二）在研究中主要做了以下工作： 1.班级授课，对比试验 课堂实录借助摄像机，将教学活动的整个过程完整地摄制下来，从中发现学生在学习活动中的表现，以评估学生科学素养各个方面的发展，同时还可以观察学生在学习过程中的认知发展状况。我们收集了应用可视化思维工具的科学课教学实录十余节。班级授课后，我们对学生研究课前后科学知识和科学能力进行对比测试，在期初期末对学生的科学素养情况对比测试，并进行分析。 2.科学记录，物化成果 学生在学习过程中往往需要物化学习成果，科学记录是重要的手段，也是可视化思维工具的载体之一，表格、思维导图记录出学生的前概念，学习结束时，回忆整个单元的学习过程。对照记录单判断现在的想法是否更全面，修改、完善自己的想法。记录为学生提供了有效的载体，让他们的思维可视化，帮助他们对自己的学习进行反思，完成对学习的认识，是可视化思维的工具，也是元认知思维工具。 教学中我们为每个学生准备了一个科学记录本，用可视化思维工具记录自己的想法。记录本上，思维导图、概念图、流程图等等记录非常精彩，学生利用可视化思维工具已经成为习惯。 3.行为观察 我们通过观察儿童学习中的行为表现，如基于可视化思维工具的课程教学中学生的操作水平、合作状态等，来了解应用可视化思维工具教学时学生的反应，评价运用可视化思维工具教学的效果。 4.纸笔测试 每个学期末，我们会进行科学素养测评。测试的内容主要是儿童对一些科学概念的理解和他们对一些问题的基本看法，科学态度等等，从测试结果中可以知道他们的科学素养状况。2年来，我们共开展了4次学生整体的科学素养测试，2次研究课后的教学效果测试。 5.总结不同科学课课型的使用工具类型，以及可视化思维工具在小学科学教学的应用实例收集整理。 十、研究成效与成果 1.概念学习课中可视化思维工具的应用 概念学习是科学课的一种重要类型，利用可视化思维工具中的气泡图、维恩图、思维导图，可以发散学生思维，通过联想描述与对比，促进学生深入理解概念、有效掌握概念。 “头脑风暴”是小学科学概念教学经常采用的一种教学方法，“气泡图”和“网状图”在头脑风暴中让学生的发散思维紧紧围绕关键问题展开，发挥导向和记录的作用。教科版三年级科学教材大量使用了气泡图和网状图来记录头脑风暴、构建科学概念。网状图用图解的形式记录与中心词（主题）有关的内容，呈现中心词和与之相关内容之间的关系。使用气泡图和网状图都有助于学生整理加工已知信息，可以作为老师了解学生前概念的一种手段。 案例一： 三年级《材料》单元，将“木头”、“塑料”等材料作为中心词板书出示，学生通过头脑风暴发散思维写出它们的特性，运用气泡图展示了学生的已有知识，奠定了新知学习的基础。图4 案例二： 教科版科学三年级上册“水和空气”单元第一课是《水》，“水”是学生非常熟悉的，但是他们的思维是零散的、没有条理的。运用网状图来让学生交流，帮助学生归纳，用圆圈和直线串起来，形成有结构的知识。网状图帮助学生构建起了“水”的核心概念，学生对水的认识提升到了一个更高的层次。在教师的引导下，学生从水的“用途”、“和生物的关系”、“基本特点”几方面将水的知识进行分类和梳理，形成思维的网状脉络，提高了学生处理信息的能力（如图5）。“水”的网状图让学生理清了新旧知识间的关系，明确了新的探究目标，为建构科学概念架起了思维的桥梁。 5 在传统的数学教学中，维恩图是一种利用率很高的可视化思维工具，例如交集、并集的求取。维恩图也是一种科学概念教学中选择、分类和比较信息的非常有用的工具，它可以用来整理观察比较结果，形成明确的概念，显示概念之间的关系。 案例三： 三年级科学上册《植物》单元《大树和小草》一课，大树和小草的形态特征区别非常明显，学生在比较过程中获取到两者之间多个零散的知识点。维恩图把这些零散的知识点分类集合在一起，梳理形成木本植物、草本植物等概念，再从他们的分类信息中找到信息之间共同的内在联系，揭示出大树和小草的共同特点，学生认识到在生命世界里不管个体的大小如何，都是有生命的，都具有生命体的共同特征。通过维恩图进行比较和分类，教学清晰地指向了单元核心概念“生命体的共同特征”。 《科学》教材“比较植物和动物的相同和不同”、“比较蒸发前和蒸发后的食盐晶体”、“比较固体和液体”、“比较在水中上浮和下沉的物体”等等，都是通过维恩图这一工具，帮助学生找到了生命体的共同特征、食盐溶解的特性、固体和液体的不同属性等，维恩图在学生建构概念的过程中发挥了重要的作用。借助这些思维工具，学生间的交流变得顺畅和高效；学生们学会了进行科学的思考，养成了科学思维的方式，这一点，在我们的实验中已经得到了证实。 2. 问题解决课中可视化思维工具的应用 在解决科学问题的过程中，引入可视化思维工具，可以帮助学生沟通概念之间的联系，改变以往零碎、片断的机械式学习，形成注重关系、脉络并充满主动探究活力的有意义学习，从而促进科学知识之间的融合，让学生形成系统化的认知结构。 案例四： 教科版《科学》四年级上册《相互协作的人体器官》一课，学生认识了人体的肌肉、骨骼和关节、呼吸系统、循环系统、消化系统的工作过程之后，根据各个系统所完成的工作，寻找系统之间的联系。这一单元是让学生认识到人体的各个器官是协调工作的，将人体作为一个系统的整体来看待，整体的认识其内部结构和功能，能应用“系统论”的观点看待人体的结构组成。四年级的学生理解比较有难度，教材通过画图的方式，让学生先完成简单的联系，学生先将关系线索中的元素提取出来，如心脏、氧气等等，再明确相邻两个元素的关系，主要以表示动作、过程的词语表示，如帮助、运动等，形成了下面的关系图： 当学生能把各个器官之间的联系表达出来之后，教师再指导他们进行综合性描述。将各个元素之间用线连接，用箭头表示关系指向，通过图示将身体各部位之间的相互关系直观的表现出来（如图8），学生发现了身体在工作中的协调工作特点，感受到人体的精密、和谐之美。这是一个比较复杂的流程图，也有的学者称之为视觉化图或概念图，它的使用突出了直观性，提升了学生对“人体各个器官是协调作用的”的认知。 图9 画出上述图示后学生再利用图进行知识表达和学习交流，他们对自己画的图进行解读，描述关系，以加深理解。学生还在学习小组内交流自己制作的流程图，由于学生认识角度、理解深度、表达方式的不同，必将导致所制作的流程图存在差异，而这样的差异是学生很好的学习资源，它将促使学生对器官间的关系进行再思考、再发现。 问题解决类型的科学课在实验或观察完成后，经常需要统计数据，这时适合利用图表来展示学生成果，引领他们的思维。如六年级上册《相貌各异的我们》一课，学生观察相貌特征后，找出了全班同学的性状编码，这么多性状编码的数据，小学生又对实验数据缺乏一定的敏感性，怎样展示更清晰？怎样能更好的观察呢？我们采用了如下的EXCEL表格同步进行统计和展示，使数据可视化，便于分析和发现数据变化的趋势，发现共性，形成结论。 图10 3.复习整理课中可视化思维工具的应用 在科学单元复习课中，引入可视化思维工具，可以统整单元概念，对知识进行加工和整理，实现知识结构的重组与生成。 案例五： 在学习了教科版四年级上册《食物》之后，教师带领同学们通过自制思维导图，对知识进行了有效的加工整理，知识结构更优化。学生从中学会了反思自己的学习过程，提高了元认知水平。下面是《减慢食物变质》一课复习的教师板书和学生对《食物的营养》的总结图。 图11 图12 案例六： 五年级《地球的运动》单元内容抽象，学生理解起来有一定的困难。在对单元的知识进行梳理时，发现学生概念之间混淆严重，特别是对知识之间的关系缺乏整体的把握和认知。复习时让学生通过图示总结本单元内容后，学生对各知识点在知识结构中的位置及前后联系一目了然，促成了学生知识形成网络。思维导图、框架图进行单元梳理后，学生从总体上理解了教材，厘清了单元内各个教学内容之间的脉络，充分了解教学内容之间的关联，从而实现可视化学习，引领学生的思维走向深入。图13 图14 （二） 实验效果与分析 通过两年的实验，获得的实验结果如下： 1.对1301班实验前期及后期的学生科学素养问卷调查情况 实验前后对实验班利用科学素养调查问卷（见附件）进行问卷调查，调查包括学生的科学知识、情感态度价值观、科学探究的三个方面内容，实验前测收回的有效卷分别是50 张，实验后测收回的有效卷分别是51 张，二次问卷调查结果见下表： 图15 通过上表可以看出，虽然，学生科学知识、探究能力的增长和年龄有关，但在课堂教学中通过可视化思维工具的应用，学生的学习态度比实验前有明显的改变，提高了学生的学习兴趣，学生的问题意识和分析问题和解决问题的能力都有明显的提高。 2.期末学生科学素养测评情况 期末全校分年级科学素养考查时发现学生的思维能力有了明显提高，他们思考问题速度更快了，想得更周到，更细致，更能抓住要点，交流更有条理，更准确，能从不同角度思考问题，说出理由。促进了学生的认知学习和主动探究，学生的主动性和自主性得到发挥，由于学生的思维参与，学生能感受到学习的快乐；思维让学生享受到了学习的快乐、成功的快乐；思考后成功的愉悦，是对学生的良好学习习惯和持续发展最有价值的强化和激励。（学生科学素养分年级的分析详情见附件一） 3.利用可视化思维工具教学《浮沉子的秘密》一课的前测、后测，学生对科学概念的掌握情况更好。 4.实际课堂教学情况 从课堂教学的情况看，同样的教学内容，未使用可视化思维工具上课时，有一部分学生经常注意力不集中，学习兴趣缺乏。在实验过程中，上述的情况有了很大改观，大多数学生在课堂上都能够把注意力投入到学习中。在课堂上注意力不集中的现象明显减少。通过访谈6名学生（成绩上、中、差各2 名），学生普遍反映在课堂中进行可视化思维工具比只听教师讲容易理解，记得牢固，听课没那么枯燥了。有学习成绩较差的学生反映，虽然可视化思维工具对自己来说也有一定的难度，但自己要比以前愿意学习这门课程了。从观察到的和访谈得到的这些情况看，无论是学生的学习态度，还是学习的主动性、探究能力都比以前有很大提高。 （三）课题组成员所取得的成果分析 1.典型课例收集 科学教学中可视化思维工具使用的典型课例收集，分类整理，发现规律，形成合集后这些课例进行分类，找出共同规律，什么样的课型适合运用什么工具，效果更好，以供以后同类型教学内容借鉴。2年来，我们收集整理了小学科学教学中应用可视化思维工具的二十多篇课例。 2.论文总结 课题组成员定期撰写论文，形成理论性成果。已有获国家级一等奖论文一篇，省级获奖论文两篇，市级论文获奖一篇。 3.学生教师作品收集 我们在应用可视化思维工具教学时，收集了大量的优秀的学生作品，当我们用研究的眼光去寻找时，发现：首先大部分学生对于可视化思维工具的应用很有兴趣，他们非常喜欢用这种方式学习思考，他们的作品很精彩，思维能力越来越强，很多学生已经能够自由运用、自主的去运用，当课堂上需要分析一个问题时，他们会主动用图示思维工具去分析。这说明利用可视化思维工具，在科学课上学生思进去了，就不会感到学习的痛苦、烦躁；思不进去，上课就如坐针毡，苦闷难熬。学生的思维可见，教师就能了解学生的思维脉络，并循着学生的思维轨迹展开教学，才变 “知识灌输型 ”教学为“思维发展型”教学，学生能学得进去，展示出来。 4.优课展示 对于课例中的优秀案例我们通过教研课、公开课、一师一优课、微课等平台进行了展示，让这些优秀案例成为榜样，起到带动作用。 5.课题组成员所取得的成果 在课题研究实践中教师素质不断提高，课题组成员教育教学理论得到提升，教学的专业化水平得到了发展。教师的学科教育教学水平、科研意识和能力都得到提高。 十一、研究反思 思维可视化工具在小学科学课堂教学中的应用研究，通过概念图、思维导图、流程图等图例把我们的思维和知识结构、知识间的关系由中心向四周，转化成了学生便于理解的内容。通过在教学活动中培养学生运用图像手段、可视化的界面由浅入深地体现自己思维的过程，使学生把科学课程学习作为一种乐趣和展示自己的手段，实现了学习过程中的学生高级智慧的培养与发展。 （一）实施课题以来我们认为可视化思维工具在科学教学中主要可以起以下作用： 1.作为教学工具和学生的认知工具，提高学生认知能力，科学构建认知结构。 2.作为提高学生思维能力的工具，提高学生逻辑思维能力。 3.作为教学评估工具，评定学生对某个领域知识的理解，探查学生的内部认知结构。 4.作为表征认识主体思想的工具，用于分析问题和决策。 （二）可视化思维工具在小学科学教学中的应用策略 经过教学实践，我们深切的感受到，可视化思维工具之所以能够在各科教学中获得较高的评价，是与教学者采取的一系列行之有效的教学策略有关，在平时的教学活动中引入可视化思维工具，我们总结了以下策略： 1.明确目标。 教学目标是课堂教学的出发点和归宿，决定着学习者将要发生什么变化，既决定着教学结果将是什么。以可视化思维工具为主的课堂教学，要不断朝着教学目标进行，最终达到教学目标。我们使用可视化思维工具是为了教学目标的达成，是为了学生思维的提升，不是为了学会工具的使用而用。 可视化思维工具是能够有效帮助我们提高思考效率的工具，但它只是辅助性的工具，能够辅助思考，而不能代替思考。会使用这些图示工具，不意味着思考力就强；但一个思考力强的人，善用这些工具，能够显著提高思考效率。 2.把握教材，精心选择可视化思维工具的类型。 就教学内容而言，虽然小学科学课程有许多可供探究的素材，但不是所有知识都适合学生利用可视化思维工具学习，因此，在实施可视化思维工具的教学时，要注意选择适合的内容，精心选择可视化思维工具的类型。 3.评价完善 多次修改完善，这样学生的思维才能不断发展和提高。 （三）待解决的问题 本研究只是对科学课堂教学如何引导学生进行可视化思维工具进行了实践和初步的探讨，由于实践经验不足，水平有限，致使本研究存在不足之处，课题研究过程中仍有许多问题值得商榷： 1.如何使可视化思维工具较好地落实到科学课堂教学中，取得最佳的教学效果，还有待在今后的课堂教学实践中进一步去探索。 2.对学生利用可视化思维工具的学习还没有形成一个完整评价体系，可视化思维工具的使用怎样量化评价 还有待进一步完善。 参考文献 百度百科： 可视化思维 韦钰 《我们为什么要围绕科学概念来组织科学教育》 朱学庆 《概念图的知识及其综述》 熊频、胡小勇 《可视化思维支架：概念图研究的新视角》 吴宝席 《让学生的思维在课堂教学中“可视化”》 许燕、郑丽萍 《思维可视化工具支持学习的理论与应用方法》 赵国庆 《中学思维训练1——思维可视化》 赵国庆 《八大思维图示法》 刘濯源 《基于思维可视化的教学效能提升策略》 赵慧臣、王玥 《我国思维可视化的研究和展望》 《小学科学课程标准》（2017）
国内外与思维可视化相关的研究主要来自于教育学、心理学、计算机科学、管理学等领域。国外在这个方面的研究主要是侧重于“方法论”与“工具化”。例如：20世纪60年代英国心理学家东尼·博赞（Tony Buzan ）发明出思维导图这种高效的笔记形式；英国剑桥大学的爱德华·德·波诺博士开发出以“水平思维”为核心思想的“德波诺思维训练体系”；日本七田真博士40多年来致力于倡导和实践基于图像记忆功能开发的右脑教育；心理学家及教育技术学家诺瓦克于1970 年在康奈尔大学提出来概念图（concept map）技术。日本管理大师石川馨先生所发明的鱼骨图（或“因果图”）。 相对于国外，此前国内在这方面的研究主要体现为理论的提出及单一技术的教学实践应用。例如：北京师范大学林崇德教授提出的“思维型课堂”概念和基本模式；北京师范大学“知识工程研究中心”研究的知识可视化技术，并开发了“易思—认知助手”软件；另外，国内各地也有一些教育研究机构及学校在探索相关技术的教学应用。国内在这一领域已经开展系统性研究的机构是华东师范大学现代教育技术研究所，该所专门成立“思维可视化教学实验中心”，主要开展思维可视化技术在教学领域的应用研究与实践。
大数据时代的数据的话，可视化的好处可以作为论文的题目，所以的话可以根据这个然后去写一篇论文。
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67) 视觉设计中色彩元素在游戏UI中的应用研究
68) 可穿戴设备造型及UI设计研究
69) 中国传统图案在手机UI界面中的设计应用研究
70) 基于认知体验的手机APP界面设计探究
71) 移动UI视觉设计应用规律研究
72) 数媒教学APP界面中的情感化表现研究
73) 典型客户能效信息搜集与分析系统设计与实现
74) Android移动写作平台UI设计研究
75) 黄金分割原理在动画电影节奏中的应用研究
76) 手机UI设计中视觉艺术元素的构成
77) 数位产品使用中界面附加工作研究--以手机新闻APP应用为例
78) 论手机UI设计的发展趋势
79) 版式设计法则在UI设计中的体现
80) UI设计与震后汶川羌族文化遗产保护与传播
81) 移动终端健康类APP色彩应用与用户体验关系研究
82) UI静态页面设计与卡通动效结合研究
83) UI设计中的视觉表现
84) 基于AUTOSTAR的智能电视仿真平台设计与实现
85) 混合型移动应用开发框架的设计与实现
86) 从电影网站设计浅析网页UI设计趋势
87) 基于色彩语义学的移动应用UI界面色彩设计原则
88) 断舍离在UI设计中的思考及应用
89) 古代装饰器物在中国风手游UI设计中的拟物与抽象
90) UI设计与用户体验在产品中的重要性
91) 物联网猪场三维建模与视景仿真系统的`设计与实现
92) 如何培养技术与艺术相融合的高技能人才
93) 浅谈UI设计中“扁平化设计”的运用和发展趋势--以IOSUI为例
94) 论手机游戏UI设计中视觉艺术元素的构成
95) 基于UI设计原则的网页界面评价
96) 浅谈适应老年用户的手机社交应用UI设计
97) 基于IOS平台的服装品牌APP开发设计
98) 数字媒体时代视觉传达设计专业的现状及面临的挑战
99) 智能手机教务学工系统APPUI设计的色彩研究
100) 谈立体主义对手机UI设计发展的影响
101) 移动学习APP软件生成平台的对比研究
102) 大连智慧旅游平台UI浪漫设计研究
103) 研析电子设备界面设计的方法及准则
104) 基于Cocos2d-x的电视UI架构设计
105) 一种基于AndroidUI分析与设计方法
106) 智能手机UI界面设计分析
107) 基于WPF的UI设计模式研究
108) 试析图形图像UI设计
109) 基于中国传统元素的手机应用UI设计研究
110) 视觉传达设计的构成要素在游戏UI中的运用
111) UI设计与产品形象的关系探讨
112) 浅谈软件UI的色彩情感
113) 现代化养猪场三维建模与视景仿真系统的研究
114) 浅谈手机UI界面的人性化设计
115) 智能手机UI交互界面人性化设计研究
116) 一种新型自动气象站触控屏交互式系统设计
117) UI设计与产品形象的关系研究
118) 虚拟现实语境中的UI风格化
119) 论UI设计中色彩的应用
120) 手机UI界面的色彩搭配研究
121) 地铁车辆与环境虚拟现实仿真研究
122) 论UI设计中视觉元素的审美与功能
123) 扁平化UI在时尚品牌营销类APP中的应用研究
124) 中国传统视觉艺术与现代UI设计的融合
125) UI设计中图标设计探索
126) UI设计在塑造产品形象中的应用研究
127) 基于短距无线通信的农网用户剩余电流在线监测技术研究及应用
128) 论制造业生产管理软件的UI设计
129) 大型矿用挖掘机外观造型设计研究
130) 基于Android的智能家庭监控系统研制
131) UI界面设计的开创性用户体验探究
132) 基于视知觉理论的3-6岁儿童教育类应用软件UI分析与设计
133) 移动端智能手机软件产品的UI设计研究
134) 以用户体验为中心的UI设计视觉表现研究
135) 手机UI界面中情感化表现的创新性研究与应用
136) 浅谈图标设计在游戏UI中的魅力
137) 现代网站UI设计的可用性原则探讨
138) “互联网+”时代下的UI设计发展趋势
139) 基于MySQL的玉米病害检索诊断系统数据库设计
140) 论UI设计中的色彩心理学运用
141) 基于现代主义风格的UI设计研究
142) 论手机UI设计中视觉艺术元素的构成
143) 浅谈交互设计中的情感体现
144) 手机游戏UI图形设计的符号化研究
145) UI设计中的色彩使用
146) 基于Android的防震减灾科普宣传移动APP设计与开发
147) 视觉UI设计--漫谈信息图形化
148) 基于色彩心理学的UI设计研究
149) 探究UI设计的视觉传达艺术
150) 浅谈数字媒体交互式UI设计
151) 手机端用户界面设计中极简主义风格的应用
152) 智能手机人机交互界面中的视觉传达设计
153) 基于二阶聚类的病例归类及其软件设计
154) 移动互联网金融App的UI界面设计及互联网式推广
155) 浅谈扁平化的界面设计及未来发展趋势
156) 虚拟学院学习平台UI设计与实现
157) 媒体时代UI设计中交互视觉体验研究
158) 基于微软富用户体验框架的多媒体管理软件的设计与实现
可视化思维工具在科学教学中的应用研究 一、问题提出 反思多年的小学科学教学课堂，学生们并没有完全成为课堂活动的主体，没有学习热情，只是老师讲什么就听什么、记什么，不去积极的参与课堂活动，不积极去思索问题；而教师只是把知识零碎的教授给学生，并未形成系统，学生对于知识的认知停留在初级水平上，没有深度理解。 同时，教学中学生思维能力的培养效果不佳。许多学生往往较多关注问题的答案, 而忽视了生成答案的思维方法和过程，很多时候，学生掌握的只是片面的、表层的知识。 《小学科学课程标准》（2017版）指出：小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，重在培养学生对科学的兴趣、正确的思维方式和学习习惯；要让学生体验科学探究的基本过程，发展科学探究能力；发展学习能力、思维能力等。《科学课程标准》强调思维能力的重要性，思维品质是发展学生智力与能力的突破口，也是学科核心素养落地的关键。 在科学课堂教学中运用一系列图示技术把本来不可视的思维（思考方法和思考路径）呈现出来，通过可视化的“思维”工具呈现出学生思维的过程和方法，帮助学生挖掘与呈现知识背后的思维规律并训练学生掌握这些思维的规律，能让学生对科学知识理解更深入、更透彻、更系统，培养学生的科学思维能力，从而提高学生学习的能力。所以应用可视化思维工具于科学教学，符合《科学课程标准》的要求和小学科学教学的现状。 小学生的逻辑思维能力和抽象思维能力较差，但对于视觉信息有天生的敏感性，教学中通过形象的思维便于学生理解抽象的科学现象，运用可视化思维工具形象、直观的展示科学概念和知识，符合小学生认知心理的要求。 总之，在课程标准重视思维能力的今天，我们的教学过程需要让学生更好地从形象思维开始，逐步培养和提高抽象思维能力，通过教学中思维可视化工具的使用，从而改变教师的教和学生的学，使学生获得良好的学习体验，构建清晰的知识结构并实现内化，从而培养、提升学生的核心思维能力。 二、国内外研究现状 在国外的研究中，通常把思维可视化当作一种方法应用在不同的领域。外国学者研究出了许多思维可视化工具，帮助人们进行思维的组织、梳理，他们主要将其应用在教育、工业、企业管理、行政等领域，用来提高工作效率。在教育领域，国外使用它进行教学组织、知识构建等，已经发展的较为成熟。 国内的研究通常把研究的重点放在思维可视化和教育的结合这个方向。国内学者从以下三个方面对于思维可视化在教育领域进行了研究，第一方面是思维可视化对教师教学的影响；第二方面是思维可视化工具与认知水平的关系；第三方面是设计出基于思维可视化的教学模式。可视化思维概念是由华东师范大学刘濯源首先提出，实现“思维可视化”的技术主要包括两类：图示技术（思维导图、模型图、流程图、概念图等）及生成图示的软件技术。小学教学中使用的主要是第一类。在我们研究的同时，2018 年，季荣臻研究了基于“思维可视化”的小学科学探究教学策略。 图1 由上图可以看出，2015年至2018年有关思维可视化的论文研究越来越多，2015年28篇，2016年34篇，2017年36篇，思维可视化不断受到关注，其研究也日渐活跃。其中，阐释某一学科的思维可视化教学论文，共28篇，占总数的49％。思维可视化的教学应用涉及包括语文、数学、英语、地理、化学、物理等11个学科，从数量统计结果来看，中学应用最多的前二个学科为生物，物理。小学阶段有27篇论文，数学占14篇，其余为科学3篇，集中在2017、2018年。其他学科为语文、计算机、英语。 以往的思维可视化的教学应用集中于理工类学科，基于某一学科进行教学模式设计或教学实验研究较多。国外研究的结果显示：可视化思维效果在理科教学中优于文科；生物教学中优于其他理科。 可视化思维工具的定义来自于研究可视化思维的几个教授，其中，气泡图、流程图采用了美国教育专家David Hyrle提出的Thinks Maps的概念，思维导图由英国Tony Buzan提出的Mind Mapping ,概念图采用的是美国康奈尔大学Jovak提出的概念。刘恩山教授把维恩图、流程图、循环图等也归为概念图。他们各自叫法不同，小学阶段的数学、科学教材将这些工具看作不同的类别，这样更适合于小学生，我们的目的是让孩子们使用这些工具，最终达到融会贯通、运用自如，不必纠结于用什么名字称呼。 图2 上图是国内外按照对思维的整理类型对部分可视化思维工具进行的分类，便于老师在教学中的选择和使用。对于可视化思维工具的分类有许多不同的看法，归类也不完全一致，因为一种工具的用途是多样的。 可视化思维：可视化思维（Thinking visualization）是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维（思考方法和思考路径）呈现出来，使其清晰可见的过程。被可视化的“思维”更有利于理解和记忆，因此可以有效提高信息加工及信息传递的效能。也叫思维可视化。通俗的讲就是使用图标、符号、表格、多媒体等手段直观地体现学生的思维方式。 本课题研究的小学科学教学中常用的可视化思维工具包括:气泡图、网状图、维恩图、思维导图、流程图、概念图、图标、漫画、表格等。 五、研究目标 1.总结一些适合小学科学教学应用的可视化思维工具。 2.构建可视化思维工具在小学科学教学应用的基本方法和路径。 3.通过可视化思维工具的应用，促进学生对科学概念的理解和思维水平的提升。 4.通过课题的研究，提升学校科学教师的教育科研能力。 六、研究内容 1.研究适合小学科学教学应用的可视化思维工具； 2.研究可视化思维工具在小学科学教学应用的基本方法和策略。 本课题对科学教学中常见的可视化思维工具：气泡图、思维导图、维恩图、概念图、流程图及统计图等在课堂中的使用和应用情境进行研究；运用思维可视化工具进入教学实践，形成丰富的应用案例；进行实证研究， 获得一线数据，构建适合学生认知实际的可视化思维工具应用策略，反思和完善应用策略，为可视化思维工具真正成为实用的教学工具和学习工具提供一些参考和借鉴。 九、研究过程： （一）课题研究经历了三个阶段： 1.前期调查与组建阶段（2017年4月——2017年9月） 调查科学课堂教学现状，分析课堂教学高效或低效的特征，完成调查； 利用文献研究和理论学习，确立课题并加以论证，完成课题研究方案。 2.课题研究的全面实施阶段（2017年10月——2019年6月） 提出组织、管理、科研的具体任务并实施研究实验。具体做到： 深入课堂，通过听课、评课等教研活动，编写典型案例，完成优秀课堂教学实录。 完成可视化思维工具教学应用的教学设计和教学案例汇编； 总结可视化思维工具在小学科学教学应用的基本方法和策略。 3.课题总结结题阶段（2019年6月～2019年11月） 总结课题研究成果、撰写研究报告、论文。 （二）在研究中主要做了以下工作： 1.班级授课，对比试验 课堂实录借助摄像机，将教学活动的整个过程完整地摄制下来，从中发现学生在学习活动中的表现，以评估学生科学素养各个方面的发展，同时还可以观察学生在学习过程中的认知发展状况。我们收集了应用可视化思维工具的科学课教学实录十余节。班级授课后，我们对学生研究课前后科学知识和科学能力进行对比测试，在期初期末对学生的科学素养情况对比测试，并进行分析。 2.科学记录，物化成果 学生在学习过程中往往需要物化学习成果，科学记录是重要的手段，也是可视化思维工具的载体之一，表格、思维导图记录出学生的前概念，学习结束时，回忆整个单元的学习过程。对照记录单判断现在的想法是否更全面，修改、完善自己的想法。记录为学生提供了有效的载体，让他们的思维可视化，帮助他们对自己的学习进行反思，完成对学习的认识，是可视化思维的工具，也是元认知思维工具。 教学中我们为每个学生准备了一个科学记录本，用可视化思维工具记录自己的想法。记录本上，思维导图、概念图、流程图等等记录非常精彩，学生利用可视化思维工具已经成为习惯。 3.行为观察 我们通过观察儿童学习中的行为表现，如基于可视化思维工具的课程教学中学生的操作水平、合作状态等，来了解应用可视化思维工具教学时学生的反应，评价运用可视化思维工具教学的效果。 4.纸笔测试 每个学期末，我们会进行科学素养测评。测试的内容主要是儿童对一些科学概念的理解和他们对一些问题的基本看法，科学态度等等，从测试结果中可以知道他们的科学素养状况。2年来，我们共开展了4次学生整体的科学素养测试，2次研究课后的教学效果测试。 5.总结不同科学课课型的使用工具类型，以及可视化思维工具在小学科学教学的应用实例收集整理。 十、研究成效与成果 1.概念学习课中可视化思维工具的应用 概念学习是科学课的一种重要类型，利用可视化思维工具中的气泡图、维恩图、思维导图，可以发散学生思维，通过联想描述与对比，促进学生深入理解概念、有效掌握概念。 “头脑风暴”是小学科学概念教学经常采用的一种教学方法，“气泡图”和“网状图”在头脑风暴中让学生的发散思维紧紧围绕关键问题展开，发挥导向和记录的作用。教科版三年级科学教材大量使用了气泡图和网状图来记录头脑风暴、构建科学概念。网状图用图解的形式记录与中心词（主题）有关的内容，呈现中心词和与之相关内容之间的关系。使用气泡图和网状图都有助于学生整理加工已知信息，可以作为老师了解学生前概念的一种手段。 案例一： 三年级《材料》单元，将“木头”、“塑料”等材料作为中心词板书出示，学生通过头脑风暴发散思维写出它们的特性，运用气泡图展示了学生的已有知识，奠定了新知学习的基础。图4 案例二： 教科版科学三年级上册“水和空气”单元第一课是《水》，“水”是学生非常熟悉的，但是他们的思维是零散的、没有条理的。运用网状图来让学生交流，帮助学生归纳，用圆圈和直线串起来，形成有结构的知识。网状图帮助学生构建起了“水”的核心概念，学生对水的认识提升到了一个更高的层次。在教师的引导下，学生从水的“用途”、“和生物的关系”、“基本特点”几方面将水的知识进行分类和梳理，形成思维的网状脉络，提高了学生处理信息的能力（如图5）。“水”的网状图让学生理清了新旧知识间的关系，明确了新的探究目标，为建构科学概念架起了思维的桥梁。 5 在传统的数学教学中，维恩图是一种利用率很高的可视化思维工具，例如交集、并集的求取。维恩图也是一种科学概念教学中选择、分类和比较信息的非常有用的工具，它可以用来整理观察比较结果，形成明确的概念，显示概念之间的关系。 案例三： 三年级科学上册《植物》单元《大树和小草》一课，大树和小草的形态特征区别非常明显，学生在比较过程中获取到两者之间多个零散的知识点。维恩图把这些零散的知识点分类集合在一起，梳理形成木本植物、草本植物等概念，再从他们的分类信息中找到信息之间共同的内在联系，揭示出大树和小草的共同特点，学生认识到在生命世界里不管个体的大小如何，都是有生命的，都具有生命体的共同特征。通过维恩图进行比较和分类，教学清晰地指向了单元核心概念“生命体的共同特征”。 《科学》教材“比较植物和动物的相同和不同”、“比较蒸发前和蒸发后的食盐晶体”、“比较固体和液体”、“比较在水中上浮和下沉的物体”等等，都是通过维恩图这一工具，帮助学生找到了生命体的共同特征、食盐溶解的特性、固体和液体的不同属性等，维恩图在学生建构概念的过程中发挥了重要的作用。借助这些思维工具，学生间的交流变得顺畅和高效；学生们学会了进行科学的思考，养成了科学思维的方式，这一点，在我们的实验中已经得到了证实。 2. 问题解决课中可视化思维工具的应用 在解决科学问题的过程中，引入可视化思维工具，可以帮助学生沟通概念之间的联系，改变以往零碎、片断的机械式学习，形成注重关系、脉络并充满主动探究活力的有意义学习，从而促进科学知识之间的融合，让学生形成系统化的认知结构。 案例四： 教科版《科学》四年级上册《相互协作的人体器官》一课，学生认识了人体的肌肉、骨骼和关节、呼吸系统、循环系统、消化系统的工作过程之后，根据各个系统所完成的工作，寻找系统之间的联系。这一单元是让学生认识到人体的各个器官是协调工作的，将人体作为一个系统的整体来看待，整体的认识其内部结构和功能，能应用“系统论”的观点看待人体的结构组成。四年级的学生理解比较有难度，教材通过画图的方式，让学生先完成简单的联系，学生先将关系线索中的元素提取出来，如心脏、氧气等等，再明确相邻两个元素的关系，主要以表示动作、过程的词语表示，如帮助、运动等，形成了下面的关系图： 当学生能把各个器官之间的联系表达出来之后，教师再指导他们进行综合性描述。将各个元素之间用线连接，用箭头表示关系指向，通过图示将身体各部位之间的相互关系直观的表现出来（如图8），学生发现了身体在工作中的协调工作特点，感受到人体的精密、和谐之美。这是一个比较复杂的流程图，也有的学者称之为视觉化图或概念图，它的使用突出了直观性，提升了学生对“人体各个器官是协调作用的”的认知。 图9 画出上述图示后学生再利用图进行知识表达和学习交流，他们对自己画的图进行解读，描述关系，以加深理解。学生还在学习小组内交流自己制作的流程图，由于学生认识角度、理解深度、表达方式的不同，必将导致所制作的流程图存在差异，而这样的差异是学生很好的学习资源，它将促使学生对器官间的关系进行再思考、再发现。 问题解决类型的科学课在实验或观察完成后，经常需要统计数据，这时适合利用图表来展示学生成果，引领他们的思维。如六年级上册《相貌各异的我们》一课，学生观察相貌特征后，找出了全班同学的性状编码，这么多性状编码的数据，小学生又对实验数据缺乏一定的敏感性，怎样展示更清晰？怎样能更好的观察呢？我们采用了如下的EXCEL表格同步进行统计和展示，使数据可视化，便于分析和发现数据变化的趋势，发现共性，形成结论。 图10 3.复习整理课中可视化思维工具的应用 在科学单元复习课中，引入可视化思维工具，可以统整单元概念，对知识进行加工和整理，实现知识结构的重组与生成。 案例五： 在学习了教科版四年级上册《食物》之后，教师带领同学们通过自制思维导图，对知识进行了有效的加工整理，知识结构更优化。学生从中学会了反思自己的学习过程，提高了元认知水平。下面是《减慢食物变质》一课复习的教师板书和学生对《食物的营养》的总结图。 图11 图12 案例六： 五年级《地球的运动》单元内容抽象，学生理解起来有一定的困难。在对单元的知识进行梳理时，发现学生概念之间混淆严重，特别是对知识之间的关系缺乏整体的把握和认知。复习时让学生通过图示总结本单元内容后，学生对各知识点在知识结构中的位置及前后联系一目了然，促成了学生知识形成网络。思维导图、框架图进行单元梳理后，学生从总体上理解了教材，厘清了单元内各个教学内容之间的脉络，充分了解教学内容之间的关联，从而实现可视化学习，引领学生的思维走向深入。图13 图14 （二） 实验效果与分析 通过两年的实验，获得的实验结果如下： 1.对1301班实验前期及后期的学生科学素养问卷调查情况 实验前后对实验班利用科学素养调查问卷（见附件）进行问卷调查，调查包括学生的科学知识、情感态度价值观、科学探究的三个方面内容，实验前测收回的有效卷分别是50 张，实验后测收回的有效卷分别是51 张，二次问卷调查结果见下表： 图15 通过上表可以看出，虽然，学生科学知识、探究能力的增长和年龄有关，但在课堂教学中通过可视化思维工具的应用，学生的学习态度比实验前有明显的改变，提高了学生的学习兴趣，学生的问题意识和分析问题和解决问题的能力都有明显的提高。 2.期末学生科学素养测评情况 期末全校分年级科学素养考查时发现学生的思维能力有了明显提高，他们思考问题速度更快了，想得更周到，更细致，更能抓住要点，交流更有条理，更准确，能从不同角度思考问题，说出理由。促进了学生的认知学习和主动探究，学生的主动性和自主性得到发挥，由于学生的思维参与，学生能感受到学习的快乐；思维让学生享受到了学习的快乐、成功的快乐；思考后成功的愉悦，是对学生的良好学习习惯和持续发展最有价值的强化和激励。（学生科学素养分年级的分析详情见附件一） 3.利用可视化思维工具教学《浮沉子的秘密》一课的前测、后测，学生对科学概念的掌握情况更好。 4.实际课堂教学情况 从课堂教学的情况看，同样的教学内容，未使用可视化思维工具上课时，有一部分学生经常注意力不集中，学习兴趣缺乏。在实验过程中，上述的情况有了很大改观，大多数学生在课堂上都能够把注意力投入到学习中。在课堂上注意力不集中的现象明显减少。通过访谈6名学生（成绩上、中、差各2 名），学生普遍反映在课堂中进行可视化思维工具比只听教师讲容易理解，记得牢固，听课没那么枯燥了。有学习成绩较差的学生反映，虽然可视化思维工具对自己来说也有一定的难度，但自己要比以前愿意学习这门课程了。从观察到的和访谈得到的这些情况看，无论是学生的学习态度，还是学习的主动性、探究能力都比以前有很大提高。 （三）课题组成员所取得的成果分析 1.典型课例收集 科学教学中可视化思维工具使用的典型课例收集，分类整理，发现规律，形成合集后这些课例进行分类，找出共同规律，什么样的课型适合运用什么工具，效果更好，以供以后同类型教学内容借鉴。2年来，我们收集整理了小学科学教学中应用可视化思维工具的二十多篇课例。 2.论文总结 课题组成员定期撰写论文，形成理论性成果。已有获国家级一等奖论文一篇，省级获奖论文两篇，市级论文获奖一篇。 3.学生教师作品收集 我们在应用可视化思维工具教学时，收集了大量的优秀的学生作品，当我们用研究的眼光去寻找时，发现：首先大部分学生对于可视化思维工具的应用很有兴趣，他们非常喜欢用这种方式学习思考，他们的作品很精彩，思维能力越来越强，很多学生已经能够自由运用、自主的去运用，当课堂上需要分析一个问题时，他们会主动用图示思维工具去分析。这说明利用可视化思维工具，在科学课上学生思进去了，就不会感到学习的痛苦、烦躁；思不进去，上课就如坐针毡，苦闷难熬。学生的思维可见，教师就能了解学生的思维脉络，并循着学生的思维轨迹展开教学，才变 “知识灌输型 ”教学为“思维发展型”教学，学生能学得进去，展示出来。 4.优课展示 对于课例中的优秀案例我们通过教研课、公开课、一师一优课、微课等平台进行了展示，让这些优秀案例成为榜样，起到带动作用。 5.课题组成员所取得的成果 在课题研究实践中教师素质不断提高，课题组成员教育教学理论得到提升，教学的专业化水平得到了发展。教师的学科教育教学水平、科研意识和能力都得到提高。 十一、研究反思 思维可视化工具在小学科学课堂教学中的应用研究，通过概念图、思维导图、流程图等图例把我们的思维和知识结构、知识间的关系由中心向四周，转化成了学生便于理解的内容。通过在教学活动中培养学生运用图像手段、可视化的界面由浅入深地体现自己思维的过程，使学生把科学课程学习作为一种乐趣和展示自己的手段，实现了学习过程中的学生高级智慧的培养与发展。 （一）实施课题以来我们认为可视化思维工具在科学教学中主要可以起以下作用： 1.作为教学工具和学生的认知工具，提高学生认知能力，科学构建认知结构。 2.作为提高学生思维能力的工具，提高学生逻辑思维能力。 3.作为教学评估工具，评定学生对某个领域知识的理解，探查学生的内部认知结构。 4.作为表征认识主体思想的工具，用于分析问题和决策。 （二）可视化思维工具在小学科学教学中的应用策略 经过教学实践，我们深切的感受到，可视化思维工具之所以能够在各科教学中获得较高的评价，是与教学者采取的一系列行之有效的教学策略有关，在平时的教学活动中引入可视化思维工具，我们总结了以下策略： 1.明确目标。 教学目标是课堂教学的出发点和归宿，决定着学习者将要发生什么变化，既决定着教学结果将是什么。以可视化思维工具为主的课堂教学，要不断朝着教学目标进行，最终达到教学目标。我们使用可视化思维工具是为了教学目标的达成，是为了学生思维的提升，不是为了学会工具的使用而用。 可视化思维工具是能够有效帮助我们提高思考效率的工具，但它只是辅助性的工具，能够辅助思考，而不能代替思考。会使用这些图示工具，不意味着思考力就强；但一个思考力强的人，善用这些工具，能够显著提高思考效率。 2.把握教材，精心选择可视化思维工具的类型。 就教学内容而言，虽然小学科学课程有许多可供探究的素材，但不是所有知识都适合学生利用可视化思维工具学习，因此，在实施可视化思维工具的教学时，要注意选择适合的内容，精心选择可视化思维工具的类型。 3.评价完善 多次修改完善，这样学生的思维才能不断发展和提高。 （三）待解决的问题 本研究只是对科学课堂教学如何引导学生进行可视化思维工具进行了实践和初步的探讨，由于实践经验不足，水平有限，致使本研究存在不足之处，课题研究过程中仍有许多问题值得商榷： 1.如何使可视化思维工具较好地落实到科学课堂教学中，取得最佳的教学效果，还有待在今后的课堂教学实践中进一步去探索。 2.对学生利用可视化思维工具的学习还没有形成一个完整评价体系，可视化思维工具的使用怎样量化评价 还有待进一步完善。 参考文献 百度百科： 可视化思维 韦钰 《我们为什么要围绕科学概念来组织科学教育》 朱学庆 《概念图的知识及其综述》 熊频、胡小勇 《可视化思维支架：概念图研究的新视角》 吴宝席 《让学生的思维在课堂教学中“可视化”》 许燕、郑丽萍 《思维可视化工具支持学习的理论与应用方法》 赵国庆 《中学思维训练1——思维可视化》 赵国庆 《八大思维图示法》 刘濯源 《基于思维可视化的教学效能提升策略》 赵慧臣、王玥 《我国思维可视化的研究和展望》 《小学科学课程标准》（2017）
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论文文献研究方法部分怎么写
论文文献研究方法部分怎么写，毕业论文对大学生是很重要的一项内容，如果毕业论文不通过就可能毕不了业了，论文的研究方法是很重要的，下面我和大家分享论文文献研究方法部分怎么写，一起来了解一下吧。
1、调查法
调查法是最为常用的方法之一，是指有目的、计划的搜集与论文主题有关的现实状况以及历史状况的资料，并对搜集过来的资料进行分析、比较与归纳。调查法会用到问卷调查法，分发给有关人员，然后加以回收整理出对论文有用的信息。
2、观察法
观察法是指研究者用自己的感官或者其他的辅助工具，直接观察被研究的对象，可以让人们的观察的过程中，可以拥有新的发现，还可以更好的启发人们的思维。
3、文献研究法
以一定的目标，来调查文献，从而获得关于论文的更加全面、正确地了解。文献研究法有助于形成对研究对象的一般印象，可以对相关资料进行分析与比较，从而获得事物的全貌。
论文研究方法最为典型的有调查法、观察法以及文献研究法，都是值得大家采用的方法。
论文写作中的研究方法与研究步骤
一、研究的循环思维方式
二、研究的路径
三、研究的分析方法
四、研究过程的设计与步骤
五、对传统研究思维模式的再思考
在我们指导研究生写论文的过程中，甚至于我们自己从事课题研究时，不禁让我们思考一系列有关研究的基本问题。例如，我们为什么要写论文?我们为什么要做研究?在我们探讨论文写作的过程中，我们是为了完成论文本身的写作，还是完成一个研究过程?写论文与做研究之间有什么联系与区别?如果论文写作应该反映一个研究过程，那么研究过程应该是什么样的?我们用什么样的方法进行研究?我们发现这些问题的解决，对指导研究生的论文写作有非常大的帮助。因此，本文就以我个人在从事教学课题研究和指导研究生完成论文中总结的一些有关研究方法与研究步骤的问题与大家交流共享。欢迎大家参与讨论。
世界上无论哪个领域都存在许多未知的事物，也存在着许多未知的规律。我们研究者的主要任务就是要不断地从大量的事实中总结规律，将之上升到可以指导实践的理论。然而理论也并不是绝对的真理，它也要在实践中不断地被修正，因此，就会有人对理论的前提和内容进行质疑，并提出新的猜想和新的思维。新的猜想和新的思维又要在实践中进行验证，从而发展和完善理论体系。我们探求未知事物及其规律就需要有研究的过程。这个过程，我们称之为研究的循环思维方式(Research Cycle)。用概念模型来表述就是[1]：
Facts —Theory—Speculation
事实——理论——猜想
上述从“事实”到“理论”，再进行“猜想”就构成了一般研究的思路。从事科学研究的人员既要侧重从事实到理论的研究过程，也同时在研究中要有质疑和猜想的勇气。而这一思路并不是一个终极过程，而是循环往复的过程。当猜想和质疑得到了事实的证明后，理论就会得到进一步的修正。
上述研究的循环思维方式就是我们通常说的理论与实践关系中理论来源于实践的过程。这个过程需要严密的逻辑思维过程(Thought Process)。通常被认为符合科学规律，而且是合理有效的逻辑思维方法为演绎法(Deduction)和归纳法(Induction)。这两种逻辑思维方式应该贯穿研究过程的始终。
另外，从知识管理角度看研究的过程，在某种意义上，研究的过程也可以被理解为，将实践中的带有经验性的隐性知识转化为可以让更多的人共享的系统规律性的显性知识。而显性知识的共享才能对具体的实践产生普遍的影响。研究者除了承担研究的过程和得出研究的结论之外，还要将这一研究的过程和结论用恰当的方式表述出来，让大家去分享。不能进行传播和与人分享的任何研究成果，对社会进步都是没有意义的。
我们认为，研究人员(包括研究生)撰写论文就是要反映上述研究过程，不断探索和总结未知事物及其规律，对实践产生影响。我们强调，论文的写作不是想法(idea)的说明，也不仅是过程的表述。论文的写作要遵循一定的研究方法和步骤，在一定的假设和前提下，去推理和/或验证某事物的一般规律。因此，对研究方法的掌握是写好论文的前提条件。
研究的路径(Approaches)是我们对某事物的规律进行研究的出发点或者角度。研究通常有两个路径(Approaches)：实证研究和规范研究。
实证研究(Empirical Study)一般使用标准的度量方法，或者通过观察对现象进行描述，主要用来总结是什么情况(what is the case)。通常研究者用这种研究路径去提出理论假设，并验证理论。规范研究(Normative Study)：是解决应该是什么(what should be)的问题。研究者通常是建立概念模型(Conceptual Model)和/或定量模型(Quantitative Model)来推论事物的发展规律。研究者也会用这种路径去建立理论规范。
我们认为，上述两种研究的路径不是彼此可以替代的关系。二者之间存在着彼此依存和相辅相成的关系。对于反映事物发展规律的理论而言，实证研究与规范研究二者缺一不可，前者为理论的创建提供支持和依据;后者为理论的创建提供了可以遵循的研究框架和研究思路。
针对上述两个路径，研究过程中都存在着分析(Analytical)过程，也就是解释为什么是这样的情况(Explaining why the case is as it is)，而分析过程就需要具体的研究分析方法来支持。
[2]。然而，更多的学者倾向认为，定量与定性的方法问题更多的是从分析技术上来区别的[3]。因为，任何的研究过程都要涉及数据的收集，而数据有可能是定性的，也有可能是定量的。我们不能将定量分析与定性分析对立起来。在社会科学和商务的研究过程中既需要定量的研究分析方法，也需要定性的研究分析方法。针对不同的研究问题，以及研究过程的不同阶段，不同的分析方法各有优势。两者之间不存在孰优孰劣的问题。对于如何发挥各自优势，国外的一些学者也在探索将两者之间的有机结合[4]。
因此，定性分析方法是对用文字所表述的内容，或者其他非数量形式的数据进行分析和处理的方法。而定量分析方法则是对用数量所描述的内容，或者其他可以转化为数量形式的数据进行分析和处理的方法。一项研究中，往往要同时涉及到这两种分析方法[5]。定性分析是用来定义表述事物的基本特征或本质特点(the what)，而定量分析是用来衡量程度或多少(the how much)。定性分析往往从定义、类推、模型或者比喻等角度来概括事物的特点;定量分析则假定概念的成立，并对其进行数值上衡量[6]。
定量分析的主要工具是统计方法，用以揭示所研究的问题的数量关系。基本描述性的统计方法包括：频数分布、百分比、方差分析、离散情况等。探索变量之间关系的方法包括交叉分析、相关度分析、多变量之间的多因素分析，以及统计检验等。定量研究之所以被研究者所强调，是因为定量分析的过程和定量结果具有某种程度的系统性(Systematic)和可控性(Controlled)，不受研究者主观因素所影响。定量分析被认为是实证研究的主要方法。其优势是对理论进行验证(Theory Testing)，而不是创建理论(Theory Generation)。当然，相对自然科学的研究，社会科学和商务研究由于人的因素存在，其各种变量的可控性被遭到质疑，因此，定量分析被认为是准试验法(Quasi-experimental approach)
定性研究有其吸引人的一面。因为文字作为最常见的定性研究数据是人类特有的，文字的.描述被认为具有“丰富”、“全面”和“真实”的特点。定性数据的收集也最直接的。因此，定性分析与人有最大的亲和力。恰恰也就是这一点，定性分析也具有了很大的主观性。如果用系统性和可控性来衡量研究过程的科学性。定性分析方法比定量分析方法更被遭到质疑[7]。然而，定性数据被认为在辅助和说明定量数据方面具有重要价值[8]。实际上，定性分析方法往往贯穿在研究过程的始终，包括在数据的收集之前，有关研究问题的形成、理论的假设形成，以及描述性分析框架的建立等都需要定性的分析过程，即对数据进行解释和描述等。如果遵循系统性和可控性的原则，那么定性分析方法在数据的收集过程中也有一些可利用的辅助工具，例如，摘要法、卡片法、聚类编码法等。在研究结论的做出和结论的描述方面，像矩阵图、概念模型图表、流程图、组织结构图、网络关系图等都是非常流行的定性分析工具。另外，从定性的数据中也可以通过简单的计算、规类等统计手段将定性分析与定量分析方法结合起来。
这里要指出的是，科学研究不能用想法(idea)本身来代替。科学研究需要有一个过程，而这个过程是用一定的方法来证明有价值的想法，并使之上升为理论;或者通过一定的方法来证明、创建或改进理论，从而对实践和决策产生影响。研究过程的科学性决定了研究成果是否会对实践和决策产生积极的影响效果[9]。
第五步、进行数据的处理和分析
数据的处理主要是保证数据的准确性，并将原始的数据进行分类，以便转化成可以进行进一步分析的形式。数据处理主要包括数据编辑、数据编码和数据录入三个步骤。数据编辑(Data Editing)就是要识别出数据的错误和遗漏，尽可能改正过来，以保证数据的准确性、一致性、完整性，便于进一步的编码和录入。数据编码(Data Coding)就是对所收集的第一手数据(例如对问卷开放式问题的回答)进行有限的分类，并赋予一个数字或其他符号。数据编码的主要目的是将许多的不同回答减少到对以后分析有意义的有限的分类。数据录入(Data Entry)是将所收集的第一手或者第二手数据录入到可以对数据进行观察和处理的计算机中，录入的设备包括计算机键盘、光电扫描仪、条形码识别器等。研究者可以用统计分析软件，例如SPSS等对所形成的数据库进行数据分析。对于少量的数据，也可以使用工作表(Spreadsheet)来录入和处理。
数据的分析就是运用上述所提到的定性或定量的分析方法来对数据进行分析。研究者要根据回答不同性质的问题，采取不同的统计方法和验证方法。对于有些研究，仅需要描述性的统计方法，对于另一些研究可能就需要对假设进行验证。在统计学中，假设的验证需要推论的统计方法(Inferential Statistics)。对于社会科学和商务的研究，一些研究是针对所获取的样本进行统计差异(Statistical Significance)的验证，最终得出结论是拒绝(Reject)还是不拒绝(Fail to Reject)所设定的假设条件。另一些研究则是进行关联度分析(Measures of Association)，通常涉及相关分析(Correlation)和回归分析(Regression)。相关分析是通过计算来测度变量之间的关系程度;而回归分析则是为预测某一因变量的数值而创建一个数学公式。
值得注意的是，随着我们研究和分析的`问题越来越复杂，计算机和统计软件的发展使得多变量统计工具应用越来越广泛。如果多变量之间是从属关系，我们就需要从属关系的分析技巧(Dependency Techniques)，如多元回归分析(Multiple Regression)、判别分析(Discriminant Analysis)、方差的多元分析(MANOVA，Multivariate Analysis of Variance)、典型相关分析(Canonical Analysis)、线性结构关系分析(LISREL，Linear Structural Relationships)、结合分析(Conjoint Analysis)等。如果多变量之间是相互依赖关系，我们就需要相互依赖关系的分析技巧(Interdependency Techniques)，如因子分析(Factor Analysis)、聚类分析(Cluster Analysis)、多维尺度分析(Multidimensional Scaling)等。如果收集的数据有明显的时间顺序，我们不考虑变量之间的因果关系，而是重点考察变量在时间方面的发展变化规律，我们就需要时间序列分析(Time Series Analysis)。目前流行的统计软件，如SPSS对上述各种分析方法都提供非常好的支持。
第六步、得出结论，并完成论文
论文的撰写要结构合理、文字表达清楚确定，容易让人理解。形式上要尽量采取可视化的效果，例如多用图表来表现研究过程和研究结果。具体论文的撰写要考虑包含如下内容：摘要、研究介绍(包括背景、研究的问题、研究的目的)、研究的方法和步骤(样本选择、研究设计、数据收集、数据分析、研究的局限性)、研究的发现、结论(简要结论、建议、启示意义)、附录、参考文献。
针对社会科学和商务领域的问题研究，我们传统上所遵循的研究思维模式是：“提出问题、分析问题和解决问题”。我们承认这是一种创造性的思维过程。遵循这种思维方式可以帮助决策者快速找到问题，并解决问题。然而，用这一思维模式来指导研究的过程，容易使我们混淆研究者与决策者的地位，找不准研究者的定位。首先，这一研究思路和模式将问题的解决和问题的研究混在一起了。其次，没有突出，或者说掩盖了对研究方法的探讨和遵循。这种传统的思维方式是结果导向的思维方式。它忽略了问题的识别过程和研究方法的遵循过程。而从科学研究的角度看，问题的识别过程和研究方法的遵循过程是一项研究中非常重要的两个前提。问题的识别过程可以保证所研究的问题有很强的针对性，与理论和实践紧密联系，防止出现只做表面文章的情况，解决不了根本问题。研究方法的遵循过程可以保证研究结果的可靠性，使研究结果有说服力。当然，在此，我们并不是说明“提出问题、分析问题和解决问题”这一传统模式是错误的，也不否认研究的目的是指导实践。然而，我们觉得，这一传统研究思维模式太笼统，太注重结果导向，不足以说明科学的研究的一般方法和研究步骤。
在社会科学和商务研究中，运用这一传统的研究思路和模式来指导学生撰写论文，容易出现两个不良的倾向。一是使我们过于重视论文本身的写作过程，而忽略了论文写作背后的研究过程和研究方法。也就是只强调结果，不重视过程。在此情况下，论文的写作多半是进行资料的拼凑和整合。当然我们并不能低估资料的拼凑和整合的价值。可是，如果一味将论文的写作定位在这样的过程，显然有就事论事的嫌疑，无助于问题的澄清和问题的解决，也有悖于知识创造的初衷。特别是，既没有识别问题的过程，也没有形成研究问题和研究假设，甚至没有用任何可以遵循的研究分析方法，就泛泛对一个问题进行一般描述，进而提出感觉上的解决方案。这种研究结果是很难被接受的。第二个不良的倾向是上述传统的研究思路和模式使我们辨别不清我们是在做研究，还是在做决策。研究通常是在限定的一个范围内，在一定的假设前提下进行证明或推理，从而得出一定的结论。我们希望这个结论对决策者能产生影响。然而，决策者毕竟与研究者所处的地位是不一样的，考虑的问题与研究者或许一致，或许会很不一致。有价值的研究是要给处在不同地位的决策者(或者实践者)给予启示，并促其做出多赢的选择。因此，传统的研究思维模式缺乏研究的质量判定标准，缺乏系统性和可控性，也不具备可操作性，容易让研究者急功近利，盲目追求片面的终极的解决方案。
在指导对外经济贸易大学研究生的实践中，我们曾试图改变以往的传统思维模式，尝试让我们的研究生将论文的写作与研究过程结合起来，特别注重研究的过程和研究方法，并且要求在论文的写作中反映这些研究的方法与步骤。例如，2002届研究生万莲莲所写的《电子采购系统实施中的管理因素-摩托罗拉公司电子采购系统实施案例研究》硕士论文就是在这方面所做的最初探索。此论文的结构就分为综述、指导理论、方法论、数据分析，以及研究结论和启示等五个主要部分，运用了问卷调查和深度访谈等定性和定量的各种具体方法。其研究结论具有非常强的说服力，因为研究者并不限于第二手资料的收集、整理和加工，而是借鉴前人的理论研究框架，运用问卷定量调查等手段，遵循案例研究的方法，对第一手资料进行收集、处理和分析之后得出的结论，对实践具有较强的指导意义。相同的研究方法，我们又应用在其他研究生的论文写作过程中，例如2002届龚托所写的《对影响保险企业信息技术实施的主要因素的研究》、2003届王惟所写的《对中国铜套期保值现状的研究》，以及2003届马鸣锦所写的《中国银行业知识管理程度与网络银行发展程度的关系研究》等。通过论文写作，这些研究生的确掌握了一般研究的方法和研究的步骤。以上的研究结论对教学和实践直接有借鉴的意义。在教学和咨询过程中，其方法和结论都得到了肯定。据多方反馈，效果还是非常好的。
【注释】：
[1]这是笔者在美国芝加哥自然博物馆看恐龙展览时了解的美国科学家的基本研究思路而得到的启示。
[2] Robson, Colin (1993), Real World Research: A Resource for Social Scientists and Practitioner-Researcher. Blackwell Publishers, P303。
[3] Bryman, A. (1988), Quality and Quantity in Social Research. London: Unwin Hyman.我们发现许多文献资料将定量与定性分析方法称为定量与定性技术(techniques)
[4] Cook, . and Reichardt, . (1979) Qualitative and Quantitative Methods in Evaluation Research. Newbury Park and London: Sage. Ragin, C. C. (1987) The Comparative Method: moving beyond qualitative and quantitative strategies. Berkeley, Cal.: University of California Press.
[5]Robson, Colin (1993), Real World Research: A Resource for Social Scientists and Practitioner-Researcher. Blackwell Publishers, P307。
[6] John Van Maanen, James M. Dabbs, Jr., and Robert R. Faulkner, Varieties of Qualitative Research (Beverly Hills: Calif.: Sage Publications, 1982), P32
[7] 这是因为社会科学和商务研究中包括了人的因素，而人本身作为分析者具有自身的缺陷。例如：数据的有限性、先入为主的印象、信息的可获得性、推论的倾向性、思维的连续性、数据来源可靠性、信息的不完善性、对信息价值判断误差、对比的倾向性、过度自信、并发事件与相关度的判断，以及统计数据的不一致性等。上述缺陷的总结与分析来源于Sadler, D. R. (1981) Intuitive Data Processing as a Potential Source of Bias in Educational Evaluation. Educational Evaluation and Policy Analysis, 3, P25-31。
[8] Robson, Colin (1993), Real World Research: A Resource for Social Scientists and Practitioner-Researcher. Blackwell Publishers, P371。
[9] Ronald R. Cooper, C. William Emory (1995, 5th ed) Business Research Methods, IRWIN, P352
将高维数据点以可视化的方式呈现出来是探索式数据分析的一个重要研究课题,例如对于多张64*64的像素图，将每张图转化为行向量后可以表示为4096维空间中的数据点，如果能将这些数据点可视化到平面视图中, 并在某种程度上保留数据点间的分布规律，就能以人类可感知的方式探索原始图像集背后隐藏的规律。各个学科领域采集的数据如全球气候数据、人类基因分布、金融统计等经常呈现出高维的特征,所以研究高维数据的可视化方法具有极大的现实意义。 由于人类肉眼仅限于感知二/三维空间中的几何图形，所以高维数据点只有以二/三维的视觉元素表达后才能使人直观的观测数据分布的规律。在二维平面上可视化超过两个维度的方法有很多，比如散点图矩阵,平行坐标,Andrew曲线,星形图等，这些方法面对高维数据时也会产生视觉混淆的问题。降维算法是利用线性或者非线性变换将高维观测空间中的数据投影到一个有意义的低维空间中，同时尽量保持数据的内在结构不被改变 ，进而获取数据集内在特征的低维表示。 针对不同目的所使用的降维方法有所不同，比如特征工程是利用专家的知识和经验进行特征抽取和组合以达到降低运算复杂度的目的，而针对可视化呈现效果我们对不同的降维技术又有不同的评估标准。 通常针对可视化的降维问题的形式化表述如下： 该映射要使在高维空间中相距较近的点在低维空间中也应较近，在高维空间中相距较远的点在低维空间中也应较远。使高维数据点集嵌入到低维空间后尽量还原其整体和局部的拓扑结构。根据映射 的性质，降维可分为线性的和非线性的。 线性降维方法将高维数据集通过线性映射到低维空间，最常见的线性降维算法有 PCA ( Principal Component Analysis )， MDS ( Classical Multidimensional Scaling ),等。 以 PCA 为例，通过寻找一组线性向量基，将数据映射到其均方误差失真最小的低维线性空间中并尽量保持高维数据集对方差贡献最大的特征。具地地，对于高维数据集 ， PCA 通过将 (数据集 的方差矩阵)进行特征值分解，取前几个较大的特征值对应的特征向量组成的线性映射矩阵 ，也就是最大化 的线性映射矩阵 ， 的行数就是最终低维空间的维度，通过这种映射方法，低维空间中的数据集将尽量保留最大的信息量(方差),从而达到压缩原始数据的维度的目的。 与 PCA 相似， MDS(Classical) 方法求取的映射也是线性的,不同的是 MDS(Classical) 算法是从数据点对之间的相似性矩阵出发来构造合适的低维空间中的点集，使得数据的内在线性结构在低维空间中得以保持，相似度一般用欧氏距离来衡量。 上述方法，由于映射方法是线性的，将高维空间中局部存在的线性结构可视化后还能还原其结构，但对相距较远的点之间非线性的关系映射到低维空间后则会失真。比如我们将 PCA 方法应用到两类不同的三维数据集。 图(c)和(d)揭示了对于高维空间中的低维流形，更重要的是将那些高维空间中紧密靠近的点集在低维空间中形成聚类效果，比如图c三维空间中所有蓝色的点，而对于蓝色和黄色的点在二维平面中则应该更加的分散。 PCA 方法显然将蓝色点与黄色点混淆在一起了，所有基于线性映射的方法都存在这样的缺陷。 为了克服线性降维算法的缺陷，涌现了一批非线性降维算法。在探讨这些算法之前，有必要引入讨论下流形学习的背景知识。 三维空间中的地球，我们只用两个维度（经度和纬度）就可以维一的定位地面上任意一点。如图所示三维空间中的面包卷结构上，我们将它锤平后可以近似看作几个二维平面拼接在一起,我们可以确认它的本征维度为2。现实生活中的高维数据其实大量存在低维流形结构。2000年，Seung等人在《Science》上发表的论文【8】首次从流形的角度解释了人类的视觉认知形式，提出了流形是人类认知的基础的观点，这种认知形式可以抽象成维数与神经元数目相当的抽象空间中的点。例如,虽然人脸的图像是由 像素点组成的高维数据点，但是图中只有头像的角度变化，理论上可以只用一个自由度去描述这几个头像图的变化，也就是 高维空间中的一维流形,而人类认知这个复杂人脸的变化可能只需要一个感知角度的神经元。现实中，一个图像中的人脸可能还加入明暗度，大小，表情变化等自由度，但其本征维度远低于 像素点的维度。更重要的是，随着分辨率的提高，维度急剧增加，流形的本征维度却没有变化。 图(a)中的红色虚线表示两点间的欧氏距离，蓝线表示实际距离。图(c)中的红色实线表示knn路径对实际距离的近似。 有了计算流形中两点相似度的方法后，在这之上就有了将高维空间中的低维流形嵌入低维空间中以表征其结构的降维方法，这被称为流形学习。 ISOMAP和LLE降维算法是流形学习的奠基之作,它们从算法层面印证了高维非线性数据确实存在低维流形结果，分别从全局特征构造和局部特征构造两个角度对高维非线性数据进行低维流形结构的还原。 ISOMAP算法是一种基于全局特征保持的流形学习算法。其算法的思路基本与MDS方法一致，也是根据点对相似度距阵不断迭代寻找各数据点在低维空间中放置的位置。不同的是ISOMAP通过knn计算点对相似度距阵，用测地距离替代MDS中的欧氏距离。最终代价函数为高维空间点距离与低维空间点距离差之和，这里可以看出优化目标是全局特征，然后对这个目标函数用梯度下降迭代求最优。 ISOMAP算法在可视化流形时主要存在两个问题：(1) “短路边”的存在会严重破坏低维空间中的可视化效果，在构建knn图时如果为每个数据点选择的领域过大或者输入样本中存在异常点，可能会导致流形上不相关的两个点间产生过近的距离。(2)对于非凸的高维数据集（有孔洞）,如图(b), ISOMAP不能很好的处理。(3)邻域选取过小会导致图非连通 ISOMAP试图在低维空间从全局上还原所有点对间测地距离，而LLE则试图在低维空间还原点与邻近点的局部线性关系。具体来说，LLE根据相似度矩阵构造每个点与周围几个邻近点人线性关系，然后对这个线性系数矩阵做特征分解，求出在低位空间中的坐标。LLE算法在可视化流形时主要存在两个问题：(1)邻域选取过大有时会导致很大一部分非近邻点映射为近邻点。(2)不能处理首尾相接的闭环流形。(3)邻域选取过小又可能导致找不到点的局部线性关系。 前面提到过高维空间中的流形具有远低于所在空间的本征维度，而如何估计低维流形的本征维度也是流形学习中的一个重要问题。而且这也是可视化的重要问题。如果低维流形的本征维度远大于2度，那利用降维算法将这些数据点可视化到二维散点图中就会比较困难。一个比较明显的问题就是拥挤问题【11】, 对于10维空间中的一个点A，其以R为半径的邻域为 空间中的球形, 我们假设这个邻域中均匀分布着一系列点，现在我们将点A和所有邻域中的点映射到二维平面中，将会近似一个圆。在10维空间中邻域内离A较远的点远多于A附近的点， 而这些较远点的象在二维平面上将集中在圆周附近，随着原始维度的上升，这些圆周附近的点将会变得更加拥挤，从而导致原始拓扑结构的失真。在10维空间中我们至少能同时找到10个彼此距离相等的点，而在2维空间中我们只能找到3个。如果不能解决拥挤问题，那么以低于流形本征维度的方式可视化就有很大可能失真。 本征维度被定义为在不损失信息的前提下，用来描述数据的自由变量的最小数量。局部本征维度估计方法可以分为全局本征维度估计法和局部本征维度估计法【6】。 t-SNE 算法是 SNE 算法的改进， SNE 将点对间的相似度用条件概率表述，这样任一点周围的点分布可以用高斯分布表示，然后用KL散度衡量低维空间中的分布于高维空间分布间的近视度,SNE的最终目标就是对所有点最小化这个 KL散度 。 t-SNE 作出的改进就是用在低维空间中用t分布替代高斯分布，如图1所示，高斯分布对应高维空间， t -分布对应低维空间。对于高维空间中相距较近的点，为了满足 ，低维空间中的距离需要稍小一点；而对于高维空间中相距较远的点，为了满足 ，低维空间中的距离需要更远。这就使最终的可视化效果有更好的聚类表现。 t -分布的长尾效应某种程度上缓解了拥挤问题。 t-SNE 作者还在论文【11】中提到， t -分布只适合二维可视化，其他维度的可视化需要其他分布。 t-SNE相较于ISOMAP和LLE来说有更好的可视化效果，因为它同时兼顾了全局特征和局部特征。 图是t-SNE,ISOMAP,LLE在MINIST数据(手写体数字)上的可视化效果，可以看出t-SNE在不同的类簇间形成清晰的间隔，而ISOMAP和LLE不同类间存在重叠。 本文简述了从线性降维到非线性降维的发展历史，列举了几种经典的流行学习的算法在可视化方面的效果，包括当前最流行的t-SNE算法。当前的大量降维算法均是对这几种算法的改进或是基于类似的思想。本文所有讨论都只涉及了可视化效果这一角度，而没有分析各算法的时间空间复杂度。实际上，由于“维数灾难“问题和高维数据通常伴随大尺度的特征，降维算法的运算复杂度也是一个不容忽视的问题。 最后指出一点，这些可视化的方法只能用于理论的探索和猜测，而不能做为验证理论正确性的工具，t-SNE的作者曾指出，相当一部分学术论文使用t-SNE方法时犯了这样的错误。 [1]陈为,沈则潜,陶煜波.数据可视化[M].北京:电子工业出版社,2013 [2]詹宇斌.流形学习理论与方法及其应用研究[D].长沙:国防科学技术大学,2011 [3]石浩.基于等距特征映射的非线性降维及其应用研究[D].合服:中国科学技术大学,2017. [4]Jolliffe I Component Analysis[M].New York:Springer-Verlag,1986 [5] 从SNE到t-SNE再到LargeVis [6]Camastra dimensionality estimation methods:a survey[J].Pattern recognition,2003,36(12):2945-2954. [7]Pettis K W,Bailey T A,Jain A K, et intrinsic dimensionality estimator from near-neighbor information[J].IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence,1979,PAMI-1(1):25-37 [8]Seung,HS,Lee D manifold ways of perception[J].science,2000,290(5500):2268-2269. [9]Tenenbaum J B,De Silva V,Langford J C. A global geometric framework for nonlinear dimensionality reduction[J].science, 2000,290(5500):2319-2323. [10]Roweis S T,Saul L K. Nonlinear dimensionality reduction by locally linear embedding[J].science,2000,290(5500):2323-2326. [11]Laurens V D,Geoffrey Hinton. Visualizing Data using t-SNE[J].Machine Learning Research 9(2008):2579-2605.
论文可视化分析的意思是用海量数据关联分析，辅助人工操作将数据进行关联分析，并做出完整的分析图表。
论文可视化分析是在论文查重系统在查重后呈现出的查重报告单，不同的报告单反馈着论文不同方面的数据信息，包括查重率、重合字数、疑似抄袭段落等等；把文中所有的重复部分都进行了标注和相似论文的内容和出处；对文中重复的部分进行标红，并且有引用文献列表。
论文可视化分析数据解读：
总文字复制比：即查重率，查重能不能通过的关键数据。
去除引用文献复制比：即去除文中引用文献后的查重率。
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计算机信息管理专科毕业论文计算机信息技术的管理尹全喜摘要：大量的信息数据被储存到计算机中，如何建立一个稳健的信息系统是一个需要研究的话题。本文概述了信息系统以及通常的信息系统结构，还有信息的载体技术，网络与数据库，只有合理的利用这些技术，才能够挖掘出信息的价值。关键词：信息系统；数据；计算机1. 信息系统从技术上说就是为了支持决策和组织控制而收集（或获取）、处理、存储、分配信息的一组相互关联的组件。除了支持决策、协作和控制，信息系统也可用来帮助经理和工人分析解决问题，使复杂性可视化，以及创造新的产品，从商业角度看，一个信息系统是一个用于解决环境提出的挑战的，基于信息技术的组织管理方案。通常用“信息系统”这个词时，特指依赖于计算机技术的信息系统。2. 信息系统结构国际标准化组织ISO在1979年提出了用于开放系统体系结构的开放系统互连(Open SystemInterconnection, OSI)模型。这是一种定义连接异种计算机的标准体系结构。OSI参考模型有物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七层，也称七层协议。 作业控制层次结构。主要为DPS(Data Processing System,数据处理系统)或称TPS(Transaction Processing System,交易处理系统)，负责收集各项可用于管理的数据，处里日常例行的交易数据，并产生报表以支持组织的作业控制活动，即MRS。此类系统基本上是一种孤岛式的功能性文件系统，通常在信息系统发展的早期进行自动化时产生，可用来代替人工处里繁复的结构化数据。而此层次结构的管理人员也可以应用DSS(Decision Support System, 决策支持系统)完成相关决策工作。 知识管理层次结构。主要是KWS(Knowledge Work System, 知识工作系统)与OS(Offi ceSystem, 办公室系统)，负责累积知识与协助运用知识以提高组织的竞争力。而此层次结构的管理人员也可以应用DSS完成相关决策工作。 管理控制层次结构。主要为MRS(Management Reporting System, 管理报告系统)，即狭义的MIS(Management Information System, 管理信息系统)，集成各个DPS所收集各项的数据，提供组织管理信息，反应部门现况，其内容通常是部门功能导向，用来解决各种结构性问题，可以产生综合摘要与例外报表以提供中阶管理人员使用，通常是一个大型的集成架构。而此层次结构的管理人员也可以应用DSS完成相关决策工作。 策略规划层次结构。主要为EIS(Executive Information System, 主管信息系统)或称ESS(Executive Support System, 主管支持系统)，提供组织状况，支持高层决策，是一种计算机化系统，支持、提供高级主管所需的决策信息，并支持主管规划、分析和沟通所需的能力，重点在于追踪、控制与沟通。又分成组之状况报道系统与人际沟通支持系统。而此层次结构的管理人员也可以应用DSS完成相关决策工作。 DSS是一种协助人类做决策的信息系统，协助用户规划与分析各种行动方案，常用试误的方法进行，通常是以交谈式的方法来解决半结构性或非结构性的问题，但其所强调的是支持而非代替人类进行决策。3. 计算机技术计算机的发展，在各行各业引发了信息革命，而这些都归功与计算机网络的发展与计算机数据处理的发展 网络。由于计算机网络的快速发展，使企业经营，科学研究与计算机集合的更加的紧密。计算机网络用通讯介质把分布在不同的地理位置的计算机、计算机系统和其他网络设备连接起来，以功能完善的网络软件实现信息互通和网络资源共享。这些功能有效的提升了企业经营的效率，与科学研究的速度。根据组织的结构，还有使用计算机的用途不同，在计算机的网络结构也有所不同，不同的用途，有不同的计算机网络拓扑结构，拓扑结构是网络的链路和节点在地理上所形成的几何结构，并用以表示网络的整体结构外貌，同时也反映各个模块之间的结构关系。根据通讯的方式不同计算机网络的拓扑结构可分为点对点传输结构和广播传输结构两大类，而根据通信距离不同可分为局域网和广域网两种。数据库技术在计算机中，信息是以数据的形式被存储的，而企业的商业活动，或者是业务也是以数据的形式被存储到计算机中。总之，信息系统的管理，就是数据的管理，对于海量数据来说，我们不能够用简单的文件去管理这些数据，因为用文件去管理，会存在性能瓶颈。应该有更新的技术去代替它，为此，数据库诞生了。数据库系统是对现实世界中的业务数据的存储，它有快速访问，整合业务数据的能力，由于数据库技术的发展，有些数据库 系统还支持数据挖掘功能。数据库的挖掘数据功能，能够预测未来的数据走向，起到一种数据预测的效果。要建立一个好的数据库系统，首先要建立实体联系模型(E-R模型)，它是对现实世界的一种抽象，它抽取了客观事物中人们所关心的信息，忽略了非本质的细节，并对这些信息进行了精确的描述，它属于数据库系统的逻辑设计，其次是做数据库系统的物理设计，最后是数据库系统的实施与维护。参考文献：[1]刘泽.计算机信息管理基础.清华大学出版社,2004,9.[2] 赵泉. 21世纪高等院校计算机教材系列. 机械工业出版社,2003,3.计算机信息管理毕业论文浅谈信息管理与知识管理摘要：通过信息管理、知识管理概念的比较分析，论述了知识管理与信息管理的区别与联系，阐述了知识管理在管理的对象、管理的方式和技术以及管理的目标上的拓展、改进和深化。最后得出结论：知识管理是信息管理适应知识经济时代发展的必然结果，知识管理是信息科学发展中新的增长点。关键词：信息管理；知识管理；比较研究l信息管理与知识管理的概念1．1信息管理的概念。‘信息管理’，这个术语自20世纪70年代在国外提出以来，使用频率越来越高。关于 魏 管理”的概念，国外也存在多种不同的解释。尽管学者们对信息管理的内涵、外延以及发展阶段都有着种种不同的说法，但人们公认的信息管理概念可以总结如下：信息管理是个人、组织和社会为了有效地开发和利用信息资源，以现代信息技术为手段，对信息资源实施计划、组织、指挥、控制和协调的社会活动。既概括了信息管理的三个要素：人员、技术、信息；又体现了信息管理的两个方面：信息资源和信息活动；反映了管理活动的基本特征：计划、控制、协调等。通过对国内外文献资料的广泛查阅，发现人们对信息管理的理解表现在以下五种不同含义：信息内容管理，信息媒体管理，计算机信息管理，管理信息系统，信息产业或行业的队伍管理。l．2知识管理的概念。关于知识管理的定义，在国内外众{5{纷纭。在国外，奎达斯认为，知识管程，以满足现在或将来出现的各种需要，确定和探索现有和获得的知识资产，开发新的机会。巴斯认为，知识管理是指为了增强组织的效绩而创造、获取和使用知识的过程。丹利尔?奥利里认为，就唇降组织收到的各种来源的信息转化为知识，并将知识与人联系起来的过程。马斯认为，知识管理是—个系统的发现、选择、组织、过滤和表述信息的过程，目的是改善雇员对待特定问题的理解。美国德尔集团创始人之一卡尔?费拉保罗认为，知识管理就是运用。是为企业实现显性知识和隐性知识共享提供的新途径。而如何识别、获取、开发、分解、储存、传递知识，从而使每个员工在最大限度地贡献出其积累的知识的同时，也能享用他人的知识，实现知识共享则是知识管理的目标。在国内，乌家培教授认为，知识管理是信息管理发展的新阶层，它同信息管理以往各阶段不一样，要求把信息与信息、信息与活动、信息与人连结起来，在人际交流的互动过程中，通过信息与知识(除显性知识外还包括隐性知识)的共享，运用群体的智能进行创新，以赢得竞争优势。他指出。对于知识管理的研究，最宽的理解认为，知识管理就是知识时代的管理，最窄的理解则认为，知识管理只是对知识资产(或智力资本)的管理。2信息管理与知识管理的联系信息管理是知识管理的基础，知识管理是信息管理在深度和广度上的进一步深化和发展。信息管理为知识管理提供了坚实的基础，因为共享信息是其关键因素之一，因而如果—个组织不能进行有效的信息管理就不可能成功地进行知识管理。首先，知识管理需要信息管理理论与技术的支撑。知识管理的杨 黾知识仓嘶，知识仓! 是一个连续不断的过程。在知识经济时代，知识已成为一种基本的生产资料，但知识的创新离不开信息，而知识不能简单地从所得数据进行归纳概括中产生，由知识与信息的互动性决定了信息资源演变成为知识资源的过程中，不可避免地需要运用信息管理理论与技术对信息资源进行感知、提取、识别、检索、规划、传递、开发、控制、处理、集成、存储和利用，通过学习过程与价值认知使信息转化为知识。信息管理理论和技术的发展为知识的采集与加工、交流与共享、应用与创新提供了得天独厚的环境和条件，为知识管理项目的实施奠定了坚实的基础。因此，知识管理与信息管理是相互依存的。其次，知识管理是对信息管理的扬弃。这主要表现在三个方面：一是传统的信息管理以提供一次、二次文献为主，而知识管理不再局限于利用片面的信息来满足用户的需求，而是对用户的需求系统分析，向用户提供全面、完善的解决方案，帮助用户选择有用的文献，提高知识的获取效率。二是传统的信息管理仅局限于对信息的管理，而忽视对人的管理。其实在信息获取的整个流中，人才是核心。知识管理认为对人的管理既可以提供广泛的知识来源，又可以建立良好的组织方式用以促进知识的传播，这适应了知识经济时代的要求。三是姗识管理通过对知识的管理。抛弃了信息管理中被动处理信息资源的工作模式，它与知识交流、共享、创新和应用的全过程融合，使知识管理成为知识创新的核心能力。第三，知识管理是信息管理的延伸与发展。如果说售息管理使数据转化为信息，并使信息为组织设定的目标服务，那么知识管理则使信息转化为知识，并用知识来提高特定组织的应变能力和创新能力。信息管理经历了文献管理、计算机管理、信息资源管理、竞争性情报管理，进而演进到知识管理。知识管理是信息管理发展的新阶段，它同信息管理以往各阶段不一样，要求把信息与信息、信息与活动、信息与人联结起来，在人际交流的互动过程中，通过信息与知识(除显性知识外还包括隐性知识)的共享，运用群体的智慧进行创新，以赢得竞争优势。3信息管理与知识管理的比较研究信息管理与知识管理的主要区别：3．1信息管理活动主要涉及到信息技术和信息资源两个要素，而知识管理除信息技术和信息资源之外，还要管理人力资源。知识管理的目标就是运用信息技术、整合信息资源和人力资源，促进组织内知识资源的快速流动和共享。有效的控制显性知识(信息资源)和隐性知识(人力资源)的互相转化，实现知识创新。3．2从管理对象看，信息管理着重显性知识(信息资源)的管理，而知识管理着重隐性知识(信息资源)的管理与开发。信息管理的工作重心是解决社会信息流的有序化、易检性和信息资源的整合问题。主要是通过对信息的收集、加工与处理，形成高度相关、比纳与检索和利用的信息资源。知识管理的工作重心是对信息进行分析、综合和概括，把信息提升为对用户决策有重大价值的知识资源，实现知识发现、知识创造和知识利用。信息管理强调信息的加工、保存和服务；知识管理则以知识的共享、创新和利用为核心。传统戏系管理比较偏重于信息、知识资源的收集、整理、分析、传递、利用，把显性知识看作管理的唯一对象，忽略了知识包断。知识管理把信息管理的平台，机械的方式变为动态的知识创新活动，从而把信息管理提高到—个更高的层次。4信息管理向知识管理的转化知识管理是信息管理过程中的产物，也就是说知识管理是信息管理发展的—个新阶段。概括地说，知识管理是随着人们对资源认识的不断深化和管理能力的不断提高而产生和发展起来的，是人力资源管理和知识资源管理的高级化合物，代表了信息管理的发展方向。从信息管理到知识管理，大致经历了三个阶段：2O世纪40年代及40年代以前，被称为文献信息的管理阶段，也被称为传统的手工方式的信息管理阶段；20世纪50年代至80年代初，由于信息总量的迅速增加，信息涌流的严峻形势使信息处理技术受到高度重视，信息系统和办公自动化系统被广泛应用，这是信息技术管理阶段；20世纪8O年代至90年代中期，以信息资源和信息活动的各种要素为管理对象的这—时期，被称为信息资源管理阶段。自1995年以来，在现代怠息技术与网络技术的作用下，进入了知识管理阶段，即信息管理的综合集成阶段，它标志着信息管理扩大到了知识管理的应用领域。从信息管理到知识管理的转化是管理理论与实践中“以人为本”的管理的进一步体现。人成为知识管理的对象，也是知识管理的目的。知识管理是信息管理适应经济时代发展的必然结果和趋势，是信息科学发展中新的增长点，是信息科学的实质、目标和任务的充分体现。实行知识管理，推进信息化建设，标志着人类社会开始进入全球经济—体化的知识文明时代。参考文献[1]何平．高洁．信息管理概论[M]．北京：科学出版社，2007。4[2]郭阳．信息管理系统与知识管理系统之比较[J]情报杂志．2006,~2．
我对测绘学的认识学院：测绘学院 专业：测绘工程 班级：10级4班 姓名： 学号：作为武汉大学测绘学院测绘工程专业的一名大一新生，我很有幸上了由几位著名的两院院士及教授主讲的《测绘学概论》，在这个课堂上，我不仅见到了在我国乃至世界都非常著名的院士、教授、专家，还在他们独道精辟的讲解下认识了测绘学这门学科，了解学习了很多关于测绘学的知识及其发展前景。作为专业的基础，我从课堂、图书、网络等各个方面积极的了解测绘学，拓宽了我的知识面，使我认识到测绘不是他们所说的“冷门专业”“辛苦专业”，获益匪浅，使我加深了对测绘的兴趣。下面我将从几个方面讲述我对测绘学的认识及感想。测绘学古老而现代，绘学现在正在向一门刚兴起的学科—地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科，有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代，就有利用测绘学智丽尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪，管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪，我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年，西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》，为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展，测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代，由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展，测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。测绘学日益发展成为国内外正在兴起的一门新型学科——地球空间信息学(Geo-Spatial Information Science，简称Geomatics)测绘学的主要研究对象是地球（当然再未来将发展到外太空，研究其他的星球）。人类对地球形状认识的逐步深化，要求精确测定地球的形状和大小，从而促进了测绘学发展。因此，测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品，地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器，测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪，测量机器人，数字绘图机。成果也原来的手绘地图到数字地图，由原来的二维地图到现在的三维地图，四维地图，最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用：测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列，具有检测瞬时地理事件如地壳运动，重力场的时空变化，地球的潮汐和自转等问题，这些观测成果可以用于地球内部物质的研究，尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘许饿在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础，为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天，测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面，测绘做出了不可磨灭的作用，2008年汶川特大地震中，测量所的的地图在救灾中起指导作用，减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中，测绘在防灾、减灾上仍然将发挥它的作用，民政局非常重视测绘的作用。测绘学的分类。随着测绘科技的发展和时间的推移，在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。大地测量学研究和测定地球的形状、大小和地球重力场，以及地面点的几何位置的理论和方法。普通测量学 研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时，可以不顾及地球曲率，把它当作平面处理，而不影响测图精度。摄影测量学 研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息，经过加工处理和分析，以确定被测物体的形状、大小和位置，并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态，主要用航空摄影测量。工程测量学 研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图，保障工程选址合理，按设计施工和进行有效管理。海洋测绘 研究对海洋水体和海底进行测量与制图的理论和技术。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。地图制图学 研究地图及其编制的理论和方法。下面我将就这几个分支按我理解简单叙述。大地测量学大地测量学是测绘学的一个分支。研究和测定地球形状、大小和地球重力场，以及测定地面点几何位置的学科。大地测量学中测定地球的大小，是指测定地球椭球的大小;研究地球形状,是指研究大地水准面的形状；测定地面点的几何位置，是指测定以地球椭球面为参考的地面点的位置。将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上，用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置，用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。大地测量工作为大规模测制地形图提供地面的水平位置控制网和高程控制网，为用重力勘探地下矿藏提供重力控制点，同时也为发射人造地球卫星、导弹和各种航天器提供地面站的精确坐标和地球重力场资料。大地测量学的基本任务是1、研究全球，建立与时相依的地球参考坐标框架，研究地球形状及其外部重力场的理论与方法，研究描述极移固体潮及地壳运动等地球动力学问题，研究高精度定位理论与方法。2、 确定地球形状及其外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳形变（包括地壳垂直升降及水平位移），测定极移以及海洋水面地形及其变化等。研究月球及太阳系行星的形状及其重力场。3、建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准网以及海洋大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要。4、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。5、研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算。6、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法，测量数据库建立及应用等。几何大地测量学。19世纪起，许多国家都开展了全国天文大地测量工作，其目的并不仅是为求定地球椭球的大小，更主要的是为测制全国地形图的工作提供大量地面点的精确几何位置。为达此目的，需要解决一系列理论和技术问题，这就推动了几何大地测量学的发展。首先,为了检校天文大地测量的大量观测数据,消除其间的矛盾，并由此求出最可靠的结果和评定观测精度，法国的勒让德()于1806年首次发表了最小二乘法的理论。事实上，德国数学家和大地测量学家.高斯早在1794年已经应用了这一理论推算小行星的轨道。此后他又用最小二乘法处理天文大地测量结果，把它发展到了相当完善的程度，产生了测量平差法，至今仍广泛应用于大地测量。其次，三角形的解算和大地坐标的推算都要在椭球面上进行。高斯于1828年在其著作《曲面通论》中，提出了椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算，许多学者提出了多种公式。高斯还于1822年发表了椭球面投影到平面上的正形投影法，这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法，至今仍在广泛应用。另外，为了利用天文大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率，德国的.赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下，解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位的方法。以后这一方法被人称为面积法。物理大地测量学。法国的勒让德()于1806年首次发表了最小二乘法的理论。事实上，德国数学家和大地测量学家.高斯早在1794年已经应用了这一理论推算小行星的轨道。此后他又用最小二乘法处理天文大地测量结果，把它发展到了相当完善的程度，产生了测量平差法，至今仍广泛应用于大地测量。其次，三角形的解算和大地坐标的推算都要在椭球面上进行。关于大地坐标的推算，许多学者提出了多种公式。高斯还于1822年发表了椭球面投影到平面上的正形投影法，这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法，至今仍在广泛应用。另外，为了利用天文大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率，德国的.赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下，解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位的方法。以后这一方法被人称为面积法。卫星大地测量学。到了20世纪中叶，几何大地测量学和物理大地测量学都已发展到了相当完善的程度。但是,由于天文大地测量工作只能在陆地上实施,无法跨越海洋；重力测量在海洋、高山和荒漠地区也仅有少量资料，因此地球形状和地球重力场的测定都未得到满意的结果。直到1957年第一颗人造地球卫星发射成功之后，产生了卫星大地测量学，才使大地测量学发展到一个崭新的阶段。摄影测量学摄影测量学研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息，经过加工处理和分析，以确定被测物体的形状、大小和位置，并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态，主要用航空摄影测量摄影测量学。根据地面获取影像时，摄影机安放的位置不同，摄影测量学可以分为航空摄影测量学、航天摄影测量与地面摄影测量。航空摄影测量：将摄影机安放在飞机上，对地面进行摄影，这是摄影最常用的方法。航空摄影测量所用的是一种专门的大幅面的摄影机又称航空摄影机。航天摄影测量学：随着航天、卫星、遥感技术的发展而发展的摄影测量技术，将摄影机安装在卫星上。近几年来，高分辨率卫星摄影的成功应用，已经成为国家基本地图测图、城市、土地规划的重要资源。近地摄影测量是将摄影机安装在地面上进行的摄影测量。摄影测量学的一些基本原理包括影象与物体的基本关系、影象与地图的关系、摄影机的内方位元素、外方位元素、共线方程、立体观测方法等。在影像上进行量测和解译，主要工作在室内进行，无需接触物体本身，因而很少受气候、地理等条件的限制；所摄影像是客观物体或目标的真实反映，信息丰富、形象直观，人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息；可以拍摄动态物体的瞬间影像，完成常规方法难以实现的测量工作；适用于大范围地形测绘，成图快、效率高；产品形式多样，可以生产纸质地形图、数字线划图、数字高程模型、数字正摄影像等。摄影测量学的研究方向。1、数字摄影测量：以航空影像和卫星米级高分辨率影像为数据源，扩展计算机立体相关理论与算法，发展立体几何模型确定和精化的新方法，以及研究困难地区数字立体测图的新技术；研究近景（地面）摄影测量中的数字相机的快速检校新算法，数字影像精确匹配问题，以及在工业生产过程自动监测和土木工程建筑物（如桥梁和隧道）形变监测中的问题。2.遥感技术及应用以多光谱、多分辨率和多时相卫星影像为数据源，研究地表变迁及地质调查的遥感新方法；研究地球资源（如土地利用）变化检测的有效方法，发展半自动或全自动化的遥感监测手段；开发监测城市环境污染和自然灾害（如洪水与森林、农作物病虫害）的实用遥感系统，等等。基于合成孔径雷达图像，开展干涉雷达（InSAR）等技术的地表三维重建、大范围精密地表形变（包括滑坡、城市沉降和地壳形变）探测和气象变化监测的研究。技术及应用研究车载CCD序列影像测图的方法和算法，为线性工程勘测和调查提供快速而有效的地面遥感测量手段；研究包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）在内的3S技术集成的模式和方法，为我国西部大开发的铁路、公路建设探索全新的勘测设计手段。地图制图学地图制图学是研究地图及其编制和应用的一门学科。它研究用地图图形反映自然界和人类社会各种现象的空间分布，相互联系及其动态变化，具有区域性学科和技术性学科的两重性，亦称地图学。 地图制图学的理论与技术。地图编制研究制作地图的理论和技术。主要包括：制图资料的选择、分析和评价,制图区域的地理研究,图幅范围和比例尺的确定，地图投影的选择和计算，地图内容各要素的表示法，地图制图综合的原则和实施方法，制作地图的工艺和程序，以及拟定地图编辑大纲等。地图整饰研究地图的表现形式。包括地图符号和色彩设计，地貌立体表示，出版原图绘制以及地图集装帧设计等。地图制印研究地图复制的理论和技术。包括地图复照、翻版、分涂、制版、打样、印刷、装帧等工艺技术。此外，地图应用也已成为地图制图学的一个组成部分。它主要研究地图分析、地图评价、地图阅读、地图量算和图上作。 地图制图学的发展趋势随着现代科学技术的发展，地图制图学也进入了新的发展阶段，其主要特点和趋势为：①地图制图学作为区域性学科，其重点已由普通地图制图转移到专题地图制图，并向综合制图、实用制图和系统制图的方向发展。②地图制图学作为技术性学科，正在向机助制图方向发展，有可能逐步代替延续几千年的手工编图的作业方法。③随着地图制图学同各学科间的相互渗透，产生了一些新的概念和理论。例如，以地图图形显示、传递、转换、存储、处理和利用空间信息为内容的地图信息论和地图传输论；研究经过地图图形模式化建立地图数学模型和数字模型的地图模式论；研究用图者对地图图形和色彩的感受过程和效果的地图感受论；研究和建立地图语言的地图符号学，等等。工程测量学工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。工程测量学的理论平差理论。最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型，它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要，导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论，以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际，出现了稳健估计(或称抗差估计)；针对法方程系数阵存在病态的可能，发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别，稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。海洋测绘海洋测绘是以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量，以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。海洋测绘的基本理论与方法。测量方法主要包括海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底热流测量、海洋电法测量和海洋放射性测量。因海洋水体存在，须用海洋调查船和专门的测量仪器进行快速的连续观测，一船多用，综合考察。基本测量方式包括：①路线测量。即剖面测量。了解海区的地质构造和地球物理场基本特征。②面积测量。按任务定的成图比例尺，布置一定距离的测线网。比例尺越大，测网密度愈密。在海洋调查中，广泛采用无线电定位系统和卫星导航定位系统。海洋测量的基本理论、技术方法和测量仪器设备等，同陆地测量相比，有它自己的许多特点。主要是测量内容综合性强，需多种仪器配合施测，同时完成多种观测项目；测区条件比较复杂，海面受潮汐、气象等影响起伏不定;大多为动态作业,测者不能用肉眼通视水域底部，精确测量难度较大。一般均采用无线电导航系统、电磁波测距仪器、水声定位系统、卫星组合导航系统、惯性导航组合系统，以及天文方法等进行控制点的测定和测点的定位；采用水声仪器、激光仪器，以及水下摄影测量方法等进行水深测量和海底地形测量；采用卫星技术、航空测量以及海洋重力测量和磁力测量等进行海洋地球物理测量。现代测绘中的新技术随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展，测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论，测量方法，测量仪器的改进推动了测绘学科的发展，现在的测绘不但测量精度大大提高，测量时间大大的减少，劳动强度降低，测绘工作者也不再是人民眼中“农民工”。这些新技术包括：1、卫星导航定位技术。以美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，中国的北斗以及在建的欧盟的GALILES为代表的的定位系统为测绘工作带来极大的方便，而且提高了精度。2、RS（遥感），他是一种不通过接触物体本身，用传感器采集目标的电磁波信息，经过处理、分析后识别目标物的现代科学技术。我们武汉大学在遥感方面实力强大，遥居亚洲第一。3、数字地图制图技术。4、GIS（地理信息系统）GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。5、3S集成技术。即GPS、GIS与RS技术的集成，是当前国内外发展的趋势。在3S技术的集成中，GPS主要用于实时快速的提供物体的空间位置；RS用于实时快速的提供大面积的地表物质及其环境的几何与物理信息，以及他们的各种变化；GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。6、虚拟现实摸型技术，他是由计算机构成的高级人机交换系统。测绘学博大精深，我们对它的了解还很肤浅，但我相信在我们回在今后的学习工作中对它有更深的了解，并且，在不久的将来我们必将献身测绘事业，献身祖国的建设事业，成为一个21世纪合格的测绘工作者和祖国的建设的接班人！
摘要内容是独立于正文而存在的，其主要作用是为读者的阅读和信息检索提供方便。摘要写作的好坏将直接决定论文能否被阅读、引用和收录。
摘要中应包含研究背景、研究方法、研究结果与结论四个要素，分别与正文中的前言、实验部分、结果与讨论和结论相对应。摘要应具有独立性和自明性，即使不阅读全文也能从摘要中获得必要的信息。
摘要写作的常见问题是摘要所应包含的四个要素叙述不完整，具体表现在：①缺少研究背景，或研究背景叙述过多；②缺少研究方法；③直接叙述实验结果，而没有明确地给出实验体系和实验条件；④缺少具体的实验结果，直接叙述结论。
针对科技写作中存在的不规范问题提出用思维导图提高论文写作质量的方法。思维导图的独特之处是可以把隐性的思维过程图片化，可以帮助我们梳理思维，理清思路与逻辑，明确论文写作的方向和重点，避免偏题、离题。
它不仅可以应用于论文写作中以缩短写作时间、提高论文质量，而且可以应用于科研、学习、工作和生活当中。建议作者接受并使用这个工具。
1结题报告撰写稍显单薄（三个主线索思路 Why What How） 2成果分为实践成果和理论成果，大部分课题欠缺理论成果，没有借鉴和推广价值（ 比如七八九三个年级所有阅读的板书设计集，不同文体常用模式范式提炼总结） 3参考文献的选择：近三年又代表性的，时间过久不具备参考价值：中外研究论述，参考书目中并无英文书目 4数据收集，从哪些方面评估体现学生进步（比如实验班结果成绩对照） 5 总报告叙述过简单，研究过程和研究内容过简 6板书设计的概念没有涉及到，界定的不够清晰 大部分老师做课题更多的带着功利心的目的，为了职称评定的需要，但是扎扎实实的课题研究对于教学还是很有帮助的。这次的课题研究，我是最后半年临时接手，仓促当中缺少顶层设计和详细的推进计划，但是在最后的结题规划参与方面也收获了许多。 1与集体备课深度融合，选择一些对课堂实践有效的研究方向，落实到集体备课中，年级科组一盘棋。 2问卷星，实验班对照组等，更多的数据反馈。 3注重活动资料的收集，比如文件夹的建立，学期末的归档整理（公开课照片，教案和课件收集，师生作品） 4开展丰富的师生活动，有视音频资料留存。 5除了传统的实践成果之外，理论成果也很重要，是借鉴和推广的依据。 后记：从个人角度而言，我不喜欢大量的刻板的文字工作，而课题当中开题报告和总报告中动辄上万字的文字整理工作过于繁琐。可以选定自己喜欢的方向，进行小课题研究，以论文撰写的方式，积极投稿，提升自己的科研素养和教研水平。
论文写作的6个要点
毕业论文，重在论证。把道理讲明白，为什么是这样的观点，论据一定要充分。举例子进行论证，只要是发生过存在的，都可以用来论证，论据充分了，我们的论文才显得丰满，论点才能站得住脚。以下是我分享的论文写作的6个要点，更多内容请关注毕业论文网。
1.首先我们肯定要选着一个自己熟悉的题目，且要准确
有句话说的不错，看菜不误磨刀工嘛。毕业论文写作都是一样的道理，选一个自己熟悉的题目，在写论文会有一种得心应手的感觉。选题的时候，我们不关熟悉就可以啦，还考虑很多其他因素，既要符合理论的发展趋势，紧跟时代的步伐，一定的创新，也要有一定的学术价值;这也是对自己专业知识的一种考验。在选题时一定要进行深入的论证，有要结合自身情况，量体裁衣，确定题目。题目一旦论证确定，就要树立目标和信心，坚定的'写下去，在写作过程中遇到困难在所难免，没有谁会一气呵成，不关有还是没有，反正我是不信会有的。我们只有面对困难，寻求解决困难的办法，切忌信念不坚定，不敢下手，一定要相信自己，选定的题目是经过深思熟虑，跟访考虑的。自己有能力有信心写下去，这一点，信心最重要，这是我们论文写作的动力和支撑。
2.思路清晰
题目确定了，我们就题目进行深入的论述证明，要确定好思维导图，这样就会有明确的条理。毕业论文写作，思路决定你的写法，是按什么顺序，这根据自己论文的实际情况而定，只有做到研究思路清晰，才能围绕主体开展论述，这也是从总体上对论文的一个把握，不会让论文写作偏离主题，我们可以列出论文的各级标题。
3.论点要言简意赅
毕业论文写作中，要善于用简明扼要的话总结自己的观点，就是在论文下级标题对自己的观点要有所体现，切忌把观点隐藏在正文中间，要做到导师看了你的纲目，就知道你写了什么，表达了怎样的观点。不要把自己观点藏起来，别人都看不到，谁知道你写的什么?
4.论据要充分
毕业论文，重在论证。把道理讲明白，为什么是这样的观点，论据一定要充分。举例子进行论证，只要是发生过存在的，都可以用来论证，论据充分了，我们的论文才显得丰满，论点才能站得住脚。
5.合理借鉴和引用他人的成果
叫借鸡下蛋，也就是说借势，让自己论证有着坚实的后盾。在引用他人的研究成果时，一般要遵循一个原则，引用了人家的论点，就不能引证人家的论据，引用了论据，就不能引用论点，这样可以避免不必要的麻烦。
6.文中脚注和参考文献要全面
在毕业论文写作中，不可能不引用别人的观点，不过要在论文中标注出来了，这是研究的需要，不能算抄。但一定要有下注，要标明文献的出处，具体到页码，不然很容易有抄袭的嫌疑。一般在引用中，不能出现大段的引用，最好是转化为自己的语言，把意思表达出来。这样才能通过论文查重，不然你没标注，就会检测出你的论文是抄袭的，所以标注很重要。