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1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,用户对网络资源的需求空前增长,网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用,导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析,对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量的验证和控制,对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证,是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的,并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见,网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的,是网络本身特性的体现,可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数,并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则:
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的;
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性,即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同;
3)性能参数必须具有公平性,即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异;
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能;
5)性能参数必须排除人为因素;
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括:
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括:
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看,网络整体性能可以分为两种结构:立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络,因此,对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础,来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能,用户主要关心的是端到端的性能,因此从用户的角度来看,可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容,如采用主动方式还是被动方式进行测量;发送测量包的类型;发送与截取测量包的采样方式;所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中,影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型,那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时,应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为:“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中,很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果,包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同,可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量,注入网络,并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高,灵活、机动,易于进行端到端的性能测量;缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况,使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差,而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛,目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量,需要一个测量系统,这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点(探针)、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制,由测量节点执行测量任务,测量数据由中心数据库保存,数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器,交换机等)上利用测量设备对网络进行监测,而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量,不会增加网络负担;其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测,很难对网络端到端的性能进行分析,并且可能实时采集的数据量过大,另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点,而且对于不同的性能参数来说,主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此,将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样,也叫采样,抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样,主要就是研究其分布函数。对于主动测量,其抽样是指发送测量数据包的过程;对于被动测量来说,抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布,抽样方法可分为很多种,目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式,每隔固定时间产生一次抽样。因为简单,所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的,并服从某种分布函数,这种抽样方法的优劣取决于分布函数:当时间间隔以概率1取某个常数,那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的,因此可以避免对网络产生同步效应,它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行,从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中,推荐泊松抽样,它的时间间隔符合泊松分布,它的优点是:能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是,由于指数函数是无界的,因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔,因此,实际应用中可以限定一个最大间隔值,以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性,严格说应该是网络的基本能力或属性,不能称为性能,但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念,根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]:IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变,由传播延迟和传输延迟构成;可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步,这在实际的测量中很难做到,许多测量方案都采用往返延迟,以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是:入口路由器将测量包打上时戳后,发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳,随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]:丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃,例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率,一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的,即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的,因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是,由于先进先出的排队方式的采用,使得包丢失之间有很强的相关性,即在传输过程中,包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件,Xi=0表示包丢失,而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时,该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明,在不同的数据采样间隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同,在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此,目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径(通路)中没有其它背景流量时,网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术,但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象,从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外,还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径(通路)存在背景流量的情况下,能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的,所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是:当以大于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟会呈现增大趋势,而以小于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟不会变化。所以,发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率,直到单向延迟不再发生增大趋势为止,然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征,而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力,所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考:一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔,即包吞吐量;另一种是基于字节吞吐量:用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性,使得网络呈现复杂的非线性,建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型,是经典流量模型,也即借鉴PSTN的流量模型,用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型,Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现,基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能,同时,大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题,近几年,流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5.网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如:单向测量中的时钟同步问题;主动测量与被动测量的抽样算法研究;多种测量工具之间的协同工作;网络测量体系结构的搭建;性能指标的量化问题;性能指标的模型化分析[12]~[16];对网络未来状况进行趋势预测;对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19];测量与分析结果的可视化,以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展,人们对网络的认识会越来越深刻,从而不断地推动网络技术向前发展。6.结束语:
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T,建议Y1540
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[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建
[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
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Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,
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[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May
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[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,
SanFrancisco,August1993.
中图分类号: TB22 文献标识码: A
近年来,随着“3S”技术(全球定位系统GPS技术、地理信息系统GIS技术、摄影测量与遥感RS技术)的广泛应用,工程测量技术也发生着实质性的变化。那么对工程测量技术人员也有着更高的要求。原有的人才培养模式下培养出来的工程测量人员已不适应当前市场对工程测量人才的需求。
因此,对原有工程测量人才的培养模式进行一次改革势在必行。
一、工程测量人才需求状况分析
工程测量技术人员须有扎实的基础理论知识,对工程常用的测量仪器能够熟练使用。同时具备强的计算机应用能力,综合运用专业知识解决实际问题的能力以及良好的职业素养和职业道德。
近年来,国家经济建设飞速发展,各行业对测量专业复合型人才需求是不断增大。同时各省市水利、土地、工程建筑等行业对工程测量技术人才需求量加大。各用人单位急需掌握新技术的应用型工程测量人才。然而在这种量的需求增加的同时对工程测量人才的质的要求也越来越高。
二、测量专业人才实践能力的重要性
工程测量技术专业是实践性很强的专业。实践教学是教学环节中的重要一环。其重点在于强调实践性和应用型。根据企事业用人单位对工程测量技术人才的反馈意见,用人单位对学生的实践动手能力及学习新知识,掌握新技术能力要求较高。因此,测量人员的实践能力是非常重要的,是每一位合格的测量人员必须具备的专业素养。
三、“2+1”人才培养模式
“2+1”人才培养模式是“工学结合”教学模式的一种具体体现,主要应用于高职高专院校。学生在学校的前两年进行基础知识和技能训练,最后一年到企事业单位参加顶岗实习。通过这种方式使学生在学习好专业知识的同时积累生产工作经验,实现学生毕业后知识能力与岗位需求的无缝对接。
四、测量专业实践教学改革
(一)改革实践教学体系
根据工程测量技术专业的教学目标及岗位需求,应构建起“夯实基础,加强能力”的实践教学体系,使实践教学循序渐进。早期实训课程以提升学生专业兴趣为目标,巩固学生专业基础理论知识与实践动手能力为基础。专业应用实践课程注重提升应用实践技能培养,以帮助学生更好地理解各种专业技术在实践中的应用情况,培养学生对实际问题的分析与解决能力。
(二)改革毕业设计(论文)教学模式
毕业设计(论文)是高职高专学生培养方案中的一个必修的教学环节,目的在于总结专业学习的成果,培养学生综合应用所学专业知识解决实际问题的能力。毕业设计(论文)应推行校企联合指导毕业生进行毕业设计(论文)。学生在最后一年进行顶岗实习,学生在单位实习期间由单位的技术人员与教师共同指导学生,确定学生毕业设计(论文)的中心内容。这样毕业实习与毕业设计相辅相成,同时学生通过毕业实习、收集资料、学习方法、解决问题进而完成毕业设计(论文)。
1 资料与方法
1.1 一般资料:选择2011年11月~2012年11月来我院就诊的100例高龄难治性高血压患者,随机将他们分为观察组(A组),采用循证护理模式,另外一组为对照组(B组),采用常规性护理,每组各50例。男70例,女30例,年龄77~88岁,平均82.8岁。两组患者在性别、年龄、身高、病期以及血压上等方面差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性[1]。
1.2 治疗方法:①对医护人员进行难治性高血压、循证护理进行相关知识培训,以求护理人员能够掌握这些技能知识。医学论文,护理学论文,临床医学论文,药学论文,泌尿论文,妇产科论文在循环护理阶段,医生要准确确定高龄难治性高血压患者所要求的循环护理问题,这就需要从血压的测量、心理上、护理认知能力等方面着手[2];医学论文,护理学论文,临床医学论文,药学论文,泌尿论文,妇产科论文②指导患者学会一些基本上的护理。一是护理人员要对患者的认知能力、身体状况等方面原因,可以教这些患者使用血压测量器;在体重上,引导他们适当的控制体重;对于一些健康的生活方式,可以适当的结合他们圣体状况采用,尤其要戒烟限酒。
1.3 观察指标[3]:4周为1个疗程,1个疗程后仔细观察两组患者在体重上的控制、使用血压测量方法、遵守医嘱等方面的变化。遵守医嘱所包含患者的心理改善状况、自我控制能力、戒烟戒酒、户外运动时间、饮食等方面。判断的标准:平均分为50分,以上的为较好,以下的为较差。
序号 题型 题目 备注 答案
1、 单选题()标志着课题申请通过了有关专家的评审,被科技主管部门正式确认并给予
资助。 C
2、 单选题 ()的特点是提出新观点、新概念或新模型,侧重理论证明和模拟分析。 A
3、 单选题 ()的重点在于实验的设计方案以及对实验结果进行的观察和分析。 B
4、 单选题 ()是测量的正确程度,即测量结果所能显示测量对象所需测量特质的程度。A
5、 单选题 ()是对科学问题的提炼、分解及解决的过程。D
6、 单选题()是对某一专题或某一论题具有独到学术观点的著作,它有学术论著、学位
论著之分。 B
7、 单选题()是发表在国内外正式出版的学术期刊上的文章、通讯或报道,一般包括综
述、文章、简讯(简报)等。 B
8、 单选题 ()是反映客观现实的一种思想,是对研究对象有所断定的一种思维方式。 A
9、 单选题 ()是反映论文价值的最直接体现,是评价科研成效的公开尺度。 B
10、 单选题 ()是科研工作者必备的一种基本技能,是科研工作的重要过程。 A
11、 单选题 ()是科研选题的使动环节,具有重要的战略意义和指导作用。 A
12、 单选题 ()是科研意义中最基本的意义。A
13、 单选题 ()是人类所拥有的一种智能,是一种高级的形象思维活动。 C
14、 单选题()是通过对学术期刊整体水平的评价,来界定刊载在该期刊上的学术论文水
平和质量的评价方法。 B
15、 单选题 ()是为了申请相应的学位或某种学术职称资格而撰写的研究论文。 D
16、 单选题()是研究者在科研工作中必不可少的参考文献,也是追踪国内外科研前沿最
直接的科研信息来源。 B
17、 单选题()是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式,属于弹性思维基本类
型之一,与收敛思维相对。 A
18、 单选题()是指在科学研究过程中,为解决课题研究中出现的科学问题、技术难点所
使用的研究方法。 B
19、 单选题()是指在某一领域中,针对某些热点问题而举办的学术会议。规模较小,但
议题较为重要。 C
20、 单选题()是指针对某一研究领域中的一些重点问题,召集一些相关的学术代表而举
行的学术会议。此类会议规模相对较大,内容丰富,参会人数较多,影响面广。A
21、 单选题()是追求事物的原本,以探索事物的本质为目的,以发现事物的内在的、特
定的规律为目标。 C 选项一 A.课题规划 A.理论性 A.理论性科研论文 A.效度 A.课题规划 A.学术著作 A.网络论文 A.判断 A.论文撰写 A.论文撰写 A.提出问题 A.创造学术价值 A.判断思维 A.指标评价法 A.科学论著 A.综述性文章 A.发散思维 A.科学方法 A.团体固定会 A.代表会议 A.常规认识
()是最根本的思维方法,是研究各类方法的理论基础和指导思想,对一切科
22、 单选题 C
学具有最普遍的指导意义。 23、 单选题 ()一般有独著、合著、编著、主编、编写等类型。
C
A.科学方法 A.科学论著 A.判断思维 A.物理模拟 A.学术腐败 A.推理思维 A.科学方法 A.跳跃性 A.科研方法
A.探索实验验证实验模型试验等 A.科学方法
()一般指对研究情况的一种突如其来的领悟或理解,亦指突然跃入脑际的,
24、 单选题 D
能阐明问题的思想。 25、 单选题 ()指以模型和原型之间在物理过程相似或几何相似为基础的一种模拟方法。A()治理是一个系统工程,需要全社会各阶层的人士参与,并需要职能部门干26、 单选题 A
预。 27、 单选题 ()属于弹性思维范畴,通过由此及彼的思维过程,开拓研究者的思路。
B
()属于科学认识的"硬件",即在科学认识活动中进行观察、测量、计算、存
28、 单选题 B
储信息的各种物质手段。 创新思维的()是指研究者的思维活动不受常规思维定势的束缚和局限,并且
29、 单选题 D
能够根据具体的科研对象自由、灵活地采用多种思维方式探索问题的答案。 30、 单选题 对缺乏科研实际经验的初学者,()的选取对科研工作的成败至关重要。 31、 单选题 根据实验结果性格的不同分类,可分为()
B D
科学发展和技术进步是()形成的基础,而新的科研方法的发现和创立,又使
32、 单选题 A
科研工作得以有效的进行,从而促进科学和技术的新飞跃。
科研的()阶段是把以确证的假说同原有的理论协调起来,统一纳入到一个自
33、 单选题 治的理论体系或技术体系中,使其形成结构严谨、内在逻辑关系严密的新理论体C
系。
34、 单选题 科研的()阶段是科学研究中具有战略意义的阶段?
35、 单选题 科研方法中,演绎推理的主要形式是三段论,其中不包括()
A B
A.提出假设设计
A.确立科研课题 A.大前提 A.科研方向 A.针对性 A.文字 A.功能抽象 A.工具法 A.夺取式
36、 单选题 科研规划中,()是科研规划的中层,是指规模较大、时间较长的科研计划。B37、 单选题 科研课题收集的标准不包括()
D
科研论文是以()形式对最新科研成果的记录,它是科研成果的一种直接体现,38、 单选题 A
也是学术交流的重要形式之一。 39、 单选题 科研中,信息方法的作用不包括()
C
利用书目文献数据库、全文数据库对课题相关知识点、事实和文献进行检索,属
40、 单选题 A
于论文检索的哪种方法() 抄袭剽窃是一种极为常见的学术腐败现象,是对科研规范破坏力极大的一种学术
1、 多选题 BCD
腐败现象,其具体表现形式有() 2、 多选题 成果查新时,关键词的选择应注意些什么() 3、 多选题 创新思维的特征有()
ABCD A.检索词是否覆盖查新点 BCD
A.突发性
4、 多选题 从科研领域考虑,科研论文一般分为()等基本类型。 5、 多选题 从期刊论文性质及作用的角度出发,期刊论文的特点有() 6、 多选题 代表性的弹性思维有()
7、 多选题 对光纤光栅的作用方式而言,包括()
8、 多选题 对某一科研部门或课题组而言,科研规划主要包括() 9、 多选题 发散思维中,基于光栅性质的研究方法有()10、 多选题 根据会议延续时间的长短,可分为()等差异。11、 多选题 根据我国的国情,目前科研课题的来源有()12、 多选题 就认识层面而言,认识活动可分为()13、 多选题 科学观察的原则有()
14、 多选题 科学实验缺陷的产生主要有()等原因。15、 多选题 科研的特点包括:()
16、 多选题 科研方法的重要作用体现在()
17、 多选题 科研工作者对于专业知识的学习,初学者应该做到() 18、 多选题 科研课题方案设计的原则有()
19、 多选题 科研课题立项后,需注意处理好()相关事宜。20、 多选题 科研论文的学术性主要表现在()21、 多选题 科研论文的质量把关有()等方式。22、 多选题 科研论文评价的原则()
23、 多选题 科研论文文献检索具有如下重要作用()24、 多选题 科研思维具有哪些特点()25、 多选题 科研选题中涉及的主要内容有()26、 多选题 科研中,现代方法包括()
27、 多选题 课题设计书是课题方案设计的实现形式,一般可分为() 28、 多选题 论文编辑加工设计的范围较广,一般分为()29、 多选题 论文检索的方法有()
ABC A.理论性
ABCD A.原始报道 ABCD A.发散思维 ABCD A.机械传感方法 ABC A.科研方向 BC
A.震动传感方法
ABCD A.长期会议 ABCD A.指令性课题 ACD A.常规认识 ACD
A.客观性原则
ABCD A.实验假象 AB A.科研继承性
A.正确的科研方法对科研工ABC
作的成败起着至关重要的作用
ABCD
A.学无止境,常学常新,常研常进
ABCD A.科学性原则 ABCD A.确认立项,填报计划 ABC
A.研究的科学性
ABCD A.健全的监控规程 ABCD A.公正性原则 ABCD A.资源开发 ABCD A.客观性 ABCD A.提出问题 BCD A.客观方法 AB A.研究性课题设计书 BCD A.文摘加工 AB
A.工具法
30、 多选题 论文投稿成功的原因有()ABCD A.专业论文为重点
捕捉信息,是思维探索和理论抽象的事实基础,也是科学发现和技术发明的重要
1、 判断题 √
手段。() 参会者在会议上的口头报告或张贴报告不论是否通过大会论文评审组的评审,都
2、 判断题 ×
会由大会统一印刷成论文集并公开出版。() 3、 判断题 查新机构保证对本合同及所附材料的技术内容在查新工作期内保密。() 成果创新查新是科研论文投稿前应当首先进行的工作,此项工作不可轻视。
5、 判断题
()
√
4、 判断题 查新完成后,查新机构对有关电子、纸介材料应予以存档,永久不得销毁。()×
√
是实现科研成果退出最快捷、最直接、最有效的方式之一,也是科研人6、 判断题 √
员进行学术交流和技术推广的重要途径。() 根据科研论文的理论价值、实用价值和社会意义的大小,可以设计出高级科研论
7、 判断题 ×
文、中级科研论文、和低级科研论文三种评价等级。() 科技文献稿件可以一稿两投或者将本来属于篇文章的内容拆成两部分,作为两篇
8、 判断题 ×
文章投稿。() 9、 判断题 科学方法属于科学认识的硬件。()
×
科学工作者一旦有了研究成果,必然希望尽快公诸于世并得到学术界及社会的承
10、 判断题 ×
认,期刊论文是唯一的有效途径。() 11、 判断题 科学论文的学术性是指科研论文所具有的学术价值。()
√
科学认识是人们对事物规律性的高度抽象,是对事物普遍的、规律性的认识和把
12、 判断题 √
握,属于高级认识层面。() 科学实验方法可以简化和纯化研究对象,起到加速或延缓研究对象变化的作用。
13、 判断题 √
() 14、 判断题 科学研究对象从广义上讲,是指客观世界(包括自然界、社会、人类思维)。()√科学研究是人类的一种具有创造性的活动,方法问题是科研工作中的一个重要问15、 判断题 √
题,事关科研工作的成效。() 16、 判断题 科学研究最大的特点在于创新,科研过程绝不拘泥于固定不变的步骤。() √ 科研抽象侧重事物的统一性而往往忽略其差异,若使用不当则很容易以偏概全,
17、 判断题 ×
得出错误的结论。() 科研的目的是发现别人未发现的真理,而公开出版的国内外学术期刊,则是确认
18、 判断题 √
这种科研成果的正式而有效的主渠道。() 19、 判断题 科研方向是科研规划的中层,是指规模较大、时间较长的科研计划。()
×
科研课题的基本类型有理论性研究课题、实验性研究课题和综合性研究课题三大
20、 判断题 ×
类。() 21、 判断题 科研课题的可行性原则包括研究基础、试验设备和智慧技能。()
√
科研课题方案中,实验型方案设计一般指通过设计实验方案,进行实验造作的手
22、 判断题 ×
段,对科研课题的具体内容与方法进行设想和计划安排。() 23、 判断题 科研课题是科学研究的第一步,具有战略性和全局性的特点。()
√
科研论文,就发表形式而言,一般包括期刊论文、学术著作和会议论文3种基本
24、 判断题 √
类型。() 25、 判断题 科研思维的过程是:科研问题科学思维方式认识成果。() 26、 判断题 科研思维是研究者在科研工作中为解决问题而采用的科学思维方式。()
√ √
27、 判断题 科研思维属于抽象思维,而逻辑性是抽象思维的一种基本特性。() √
科研选题的程序是:提出问题形成假说查阅文献构建方案确立课题。
28、 判断题 ×
() 29、 判断题 科研中,模拟方法可以作为最初的实验研究之用,也可以代替真是的实验。()×科研中期是问题的研究与阶段成果的积累阶段。该阶段的主要任务是:科研资料30、 判断题 ×
收集,文献阅读,研究思路整理,以及科研选题方略设计。() 31、 判断题 克隆干细胞造假事件属于学术腐败急功近利经典案例。() 32、 判断题 课题调研,收集科研信息,是科研工作初始阶段的必要过程。()
√ √
课题申报的基本要求,可概括为"仔细填写,初稿讨论,意见综合,修改报送"。
33、 判断题 √
() 理论性科研论文的镇南关点在于实验的设计方案以及对实验结果进行的观察和
34、 判断题 ×
分析。()
利用书目文献数据库、全文数据库对课题相关知识点、事实和文献进行检索,属于论文引文检索法。()
35、 判断题
考核是实验教学中的重要环节[1],是教学过程和教学方法的重要组成部分。物理实验既要考理论知识,又要考核实践操作能力。传统物理实验考核方法已难以适应现在教学规模,也不利于人才的培养。物理实验考核能否有效进行已成为决定大学物理实验课程教学质量高低的关键问题。
大学物理实验常常作为考查课开设,可以有灵活多样的考核方式或多种考核方式相结合,不一定要采用全校统一的考核方式[2-3],允许不同的专业选用不同的考核方式或不同的老师采用不同的考核方式。我校在大学物理实验教学过程中进行了考试方式的多样化、评价手段的多样化的改革与实践。
1.物理实验网络考试与自动判卷系统的应用
将计算机网络技术的发展为物理实验网络化考试带来了机遇,网络考试不仅能进行大面积的实验考核,还能节省人力,解决仪器不足的问题,降低仪器的损耗。计算机网络考试不仅能对实验原理、实验数据处理、实验数据的分析等理论部分进行考查,还能利用物理仿真实验及自动评分系统对学生的动手能力和实践能力进行全面考核,旨在强化学生实践能力的考核。
(1)仿真实验与自动评分系统功能结构模块。自动评分系统包括公告管理、试题库、试卷库、组卷系统、考试安排、成绩管理、用户信息管理和学生考试八个模块。整个考试评分系统将题库管理、评分和成绩管理三大功能融合在一起,共同完成系统成绩核算与管理。系统自带试题库和试卷库,教师可以增添或删减题库中的题目,也可以根据需要新增试卷存入试卷库,试卷可以以WORD的格式导出。在组卷模块中,教师可以根据考试的内容调用试题库习题组成试卷,提交到试题库,也可以直接调用试卷库中的试卷。教师根据教学计划安排考试,每场考试可以同时采用试卷库中的多份试卷,系统可以自动分配给不同的学生,从而实现不同学生考核同一实验项目或不同实验项目的目标。在教师安排完考试后,学生可以在规定的时间内进入考试大厅进行考试。考试分为理论考试和实验仿真操作考试,也可以只进行操作考试并提交答案和测量数据。系统根据提交的答案和测量数据自动判卷、自动评分,教师可以在系统中查看或以EXCEL格式导出成绩,也可以导出成绩分布图表、利用分布曲线调整成绩分布。
(2)仿真实验与自动评分考核方式特色和优点。传统操作考试必须随机安排同一批次学生考查不同实验项目,由于考核项目不同,操作的难易程度不一样,评分尺度也不一样,对学生的成绩认定存在偏差。利用网络考试评分系统在对学生进行实验考核时,可以实现同批次学生考查相同的项目,而且由系统随机生成考核项目的初始物理量,每个学生操作测量的正确结果不同,从根本上杜绝考场作弊的问题。同时,系统自动客观地评分,避免教师对主观题评分的误差,体现实验考核的公正公平性。
以现有大规模的物理实验教学,要实现整齐划一地操作考试,基本上是不可能的,但通过计算机网络考试可以实现大规模实验考核。每一次考核所能容纳的人数取决于计算机中心的电脑数及服务器的运行能力。
2.课程论文评价方式在大学物理实验考核中的应用
撰写课程论文是对学生科学实验的基本方法、基本技巧和基本技能掌握程度的一种考核方法,是一种开放的考核方法,有利于激发学生自主学习的兴趣,增长物理实验知识,培养学生独立获取知识、科学观察与思维、分析和解决问题的能力。通过阅读文献课程论文的要求和内容,运用所学专业知识独立研究分析和解决理论或实验问题,是对所学专业知识的运用和深化,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。以课程论文在课程开始时布置,课程结束后提交作为期末考核,占总成绩的30%,课程论文包括考核的基本要求和评分标准。
(1)论文格式要求。符合论文基本格式,应包括题目、作者、摘要、关键词、引言、正文、结论和参考文献。对于引用的结论或观点应该有相对应的文献出处,做到不泛泛而谈,有理有据,有说服力,字数在2000字左右,题目自拟。
(2)内容基本要求。以大学物理实验两学期所开设的项目相关的项目为主,对实验内容进行加深加宽分析研究,拓展新应用,创新设计思路。或利用实验所测原始数据,分析解释物理变化的机理并得出结论。总结不同实验的共性部分,测量误差产生的原因或在不同实验中采用相同的数据处理方法,如逐差法、作图法等,各有什么好处,还有哪些应用等都可以写。也可以对实验创新、项目改进、测量方法改进等提出观点,必要时实验中心可以提供相应的仪器、器材和经费支持学生进行实验项目的改进。
(3)建立评分标准,从论文选题、文献查找、课题研究和论文写作几个方面进行评分。①论文选题对培养学生独立思考和发现问题的能力。选题要符合物理实验教学要求,要有一定的范围和深度,不能无主题无方向,占总分的15%。②文献的查找有利于培养学生评价文献获取知识的能力。文献的引用不能简单地复制和堆砌,占总分的15%。③课题研究是根据选题在查找文献的基础上,结合所学的理论和实验对所提观点进行论证和研究的过程,并得出正确的结论或结果。课题研究能培养学生刻苦钻研、严谨务实的科学态度。根据论文的创新性、前瞻性、应用价值进行评分,占总分的50%。④论文撰写有利于培养学生的语言表达和写作能力。论文写作要求格式规范,思路清晰,语言流畅,语言表达要科学准确,占总分的20%。
3.口头报告答辩评价方式
口头报告答辩的评价形式是学生灵活运用知识与技能,训练学生分析解决问题的综合能力,激发学生自主学习的兴趣,养成自主探索与思考的习惯。通过一年的大学物理实验的课程的学习,要了解学生对物理实验知识、实验方法和实验技能掌握的情况,以及学生实验素质提高的情况。这些只通过一个重复性的实验或者进行书面考核是达不到上述目的的,采用现场答辩的方法可比较全面深入地了解情况,以便实现教学方法、教学内容和考核方式的改革。
口头报告答辩在完成预定的实验项目后,学生根据抽签确定考核项目并进行答辩准备。报告答辩包括自我陈述和教师提问两部分,学生陈述内容包括实验背景知识、实验目的的提出、实验解决的方案、物理理论和实验原理、实验仪器的选择、实验方案实施过程、数据记录、实验结果和结论、误差产生的原因,陈述时间为5分钟。学生在规定的时间内完成口头报告,就要求学生在实验过程中细心观察实验现象,掌握操作技巧,对实验中出现的问题主动查找资料,或与老师和同学探讨,将被动学习转化为主动探究。教师针对学生陈述的内容,结合对该项目相关要点进行提问,时间为3分钟。通过教师的质疑和提问,真实地了解学生的实验水平和实验技能。就学生比较含糊表述不清的问题进行提问或追问,教师提出的问题可以是开放性的,可以是学生对大学物理实验课程的见解或建议,也可以是实验方法或技术的进一步应用。
口头报告答辩的评价方式有利于培养学生的自主学习习惯、提出问题和解决问题的能力、语言表达能力,让学生意识到只有真正理解、勤于思考并认真实践才能取得优异的成绩。
4.结语
传统大学物理实验考核方式对学生的约束力比较弱,降低了学生对物理实验的重视程度,不利于学生动手能力的锻炼和科学思维创新意识的培养,也不利于课程建设。结合物理实验课程的特点和课程教学目的,采用多种考核方式和多种考核手段相结合的方法,有利于调动学生学习的自主性和积极性,促进学生创新能力的培养和大学物理实验教学质量的提高。
参考文献:
[1]高等工科物理课程教学指导委员会.理工科类大学物理实验课程教学基本要求[M].高等教育出版社,2008.
建筑行业也是一个古老的行业,是典型的劳动密集型行业,大多数从业人员素质不高,主要从事技术含量低的工作,其中懂技术、会管理的人才奇缺。为提高各企业的生产效率和管理水平,急需培养大量技术和管理人才充实到生产一线。
高等职业技术教育以培养面向生产、管理及服务第一线的高级技术及管理人才为教育目标,其毕业生要求具有较强的技术应用能力和较高的职业素质。职业技能的训练是提高学生职业素质的重要手段,职业技能鉴定则是能公正、客观反映学生职业技术能力水平的最佳方式。根据《职业教育法》要求,高等职业教育应加强职业技能培养,推行职业技能鉴定。
二、技能鉴定目的及鉴定科目
高职教育是以能力为本位、以就业为导向的高等教育,其办学特点应凸出职业技能培养。鲜明的就业导向性要求高职毕业生对某一岗位或职业岗位群具有良好的适应能力。由于技能实训形式灵活,要求多样,指导教师应该是具有较高专业技能水平的“双师型”教师,并要求有配套的实训基地及实训设备。所以各学校在实训教学过程中均感到困难很大,在编制教学计划及实施过程时,偏重于理论教学,有意无意减少实训学时甚至取消实训教学计划,导致学生职业技能降低,影响教学质量。
为更好地促进高等职业教育的发展,提升高等职业教育的技能训练水平,国家现已推行统一标准的专业技能鉴定,通过鉴定客观地反映学生所具备的专业工作能力和水平,显示学生对工作岗位的适应性。通过推广技能鉴定,实行双证(毕业证加专业技能证书)制教育,采用统一的考核方法、统一的技能水平衡量标准,能极大地促进实践性教学的改革,加强实训基地建设,提高教师的专业技能水平,改进实践性教学效果,凸出高职教育特色(见图1).
建筑工程技术专业面对的工作岗位众多,从业工种各不相同,涉及面广泛,各岗位应具备的职业技能各异。但详细分析其行业特点,对一线的技术及管理工作进行分类,其岗位群可分为三大类:第一类是现场施工管理人员,如现场施工员、班组长、工长、现场监理员、施工队长及项目经理;第二类是各层次的技术管理人员,如技术员、技术主管、现场工程师、项目总工程师等;第三类是后勤技术支持人员,如资料员、档案员、实验员、预算员、材料员、安全员等。
由于建筑行业工作的复杂性,大多数岗位往往需要面对不同的工作对象,需要与众多部门或人员有工作联系,不同岗位之间的知识及技能要求常有交叉和重叠,要求作业人员具有较强技术能力和较高的综合职业素质。为提高本专业高职学生的综合职业素质,加强学生职业技能训练,从职业技能的性质、与本专业的关系及技能的综合程度等方面进行细分,将建筑工程技术专业的职业技能细分为基础技能、专业操作技能及综合运用技能三大类。每一大类技能又可分解为数种技能或基本能力要求。学生可在学校的组织下,根据自身的特点及毕业后的就业方向,有目的地选择一种或几种专业技能参加实训及鉴定。
三、技能实训的方法
根据各种技能的性质与要求的不同,联系相应的理论课程学习方式,可将技能实训的方法分为基础技能实训、各种单项专业技能实训、专业综合技能实训三类实训方法(见图2),有针对性地进行各种技能的学习与训练。
1.基础技能实训
课堂实验实训是基础技能及部分专业操作技能培养的主要手段,包括课程实验、专业认识实习、计算机考证实训、公共外语考证等形式。实验技能主要由实验课培养,通过增加实验课时,开放实验室,加强实验成绩考核,培养学生兴趣,提高学生实验能力。计算机基本应用能力由计算机文化基础课习得,通过增加上机时间,使上机实作与理论教学时间相当,提高学生的实际操作能力。认识实习一般可集中安排一周,结合多媒体教学手段及现场的参观,形成对建筑工程技术专业初步轮廓的认识,扩大学生的专业视野。此外通过习题课、应用文写作实训、英语口语实训课等多种方式提高学生的应用文写作、英语水平及其他基础技能水平。并在第一学年安排绘图、计算机操作等实训技能的考证。
2.单项专业技能实训
单项专业技能形式多样,内容丰富。对于专业软件应用能力,采取讲授与上机编程实训相结合的形式,以上机为主进行应用软件实训;材料工实验实训结合《建筑材料》课程的实验,在课程学习结束后,进行一定时间的集中实训,通过国家技能鉴定,取得相应的技能鉴定证书;建筑测量技能的学习在《建筑测量》课程的学习后,先进行阶段性的测量实习,然后集中进行建筑测量实训及技能鉴定考证,通过技能鉴定考试取得国家技能鉴定证书;专业课课程设计(大型作业)是在专业基础课及专业课程学习结束后,对本课程知识综合运用的一个实践性教学环节。包括地基基础课程、结构类课程(钢筋混凝土结构、钢结构等)、构造类课程(房屋建筑学)、专业工程类(建筑施工技术、高层建筑等)课程设计,涉及面广泛,知识量大,要求学生独立查阅技术资料,以手工计算为主,结合计算机绘图技术完成实训任务;施工生产实习是建筑工程技术专业的重要实践性教学过程,一般可安排三至四周的时间。通过现场实习,融会贯通施工技术、施工管理、工程概预算、招投标及施工监理等相关课程的知识,掌握实践操作技能,培养管理能力,达到理论联系实际的初步训练。在第二学年安排公共外语等级、测量工等考证。新晨
3.综合运用能力实训
《物理课程标准》大力倡导探究性教学,因此新课改教材中安排了许多探究实验。笔者发现在实际的探究过程中,相当一部分教师只重视实验过程和实验结论的得出,而忽视了“评估”环节。致使实验不够完善且严重束缚了学生的批判性思维和创新思维的发展。其实评估就是对探究行为和获取信息的可靠性、科学性从更严密的角度反思的过程,是不可缺少的探究要素。下面以“探究实验”为例谈一下实验教学中“评估”的作用:
一、评估实验设计,优化实验方案
在设计实验的过程中,为了达到实验目的,可有不同的实验方案。由于实验仪器精确度不同或实验方法不同导致实验误差也不同。为了使实验结果更精确,在实验过程中应引导学生评估实验方案,比较每一种方案的优劣,使实验方案达到最优化。例如:在探究“用天平和量筒测盐水密度”的实验中,学生设计了多种实验方案,典型的有如下三种:
方案一:①用天平称出空烧杯的质量m1;②将盐水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和盐水的总质量m2;③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积V;④求出盐水的密度ρ=(m2-m1)/V。
方案二:①用天平称出空烧杯的质量m1;②将适量盐水倒入量筒中,测出盐水的V;③将量筒中的盐水全部倒入烧杯中,用天平测出烧杯和盐水的总质量m2;④求出盐水的密度ρ=(m2-m1)/V。
方案三:①将盐水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;②将部分盐水倒入量筒中,用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2,同时测出倒出盐水的体积V;③求出盐水的密度ρ=(m1-m2)/V。
上述三个实验方案测量结果的精确度是不同的,方案一中向量筒中倒盐水不可能将盐水全部倒尽,烧杯内壁要残留一些盐水,使测量的盐水体积偏小,密度偏大;方案二中向烧杯中倒盐水不可能将盐水全部倒尽初中物理论文,量筒内壁要残留一些盐水,使测量的盐水质量偏小,密度偏小;方案三则不存在前两种方案的弊端,测量结果更接近真实值。
二、评估操作细节,改进操作方法
在进行探究实验的过程中,学生的操作过程并不是那么顺利,有的小组由于操作方法不当,而有的小组由于实验操作技能差,不能成功的完成实验。通过对实验操作细节进行评估,可提高学生实验操作技能,确保实验成功。
例如:在探究“摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,在分析数据时发现各小组实验数据差异较大。此时积极引导学生评估并改进实验操作:实验时弹簧测力计不易保持匀速,运动中的弹簧测力计也不易读数。进一步引导学生改进:把弹簧测力计用手拉的那端固定在一固定处,人的拉力作用在木块下端的木板上,当拉动下端的木板运动时,上端的木块相对下端的木板发生相对运动,木块受到木板施加的滑动摩擦力。而木块所受到的滑动摩擦力的大小与木板的运动速度并没有关系,只要木块相对木板有发生相对运动,木块所受的即为滑动摩擦力。根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于木块所受的滑动摩擦力的大小论文服务。实验中弹簧测力计是静止的也容易读数,实验误差小。
三、评估实验现象(数据),规范操作习惯
在探究实验时可能有一些意外的实验现象(数据)被学生观察到,教师应及时引导学生评估实验现象(数据),加深学生对实验规范的认识,甚至获取意外的收获,使实验得到深化。例如:在“用电流表测电流”的实验中,某同学按电路图接好电路,闭合开关后,发现电流表A1的示数比电流表A2的示数要大一些。于是他认为:当电流通过灯泡时,由于灯泡要消耗电能,所以电流在流动过程中将逐渐变小。 实际上,电流表的示数不同,可能有多种原因,如电流表使用了不同量程、电流表在接入电路之前没有调零等情况有关。这就需要我们根据实验现象,及时的审视我们的操作规范和操作习惯,得到真正有效的数据。
四、评估实验结论,提高归纳能力
由于学生自身学业水平的不足和对实验方法的掌握不熟练,学生通过对记录表中数据的计算、分析、比较后得到的结论, 往往具有片面性甚至是错误的,这就需要我们对实验结论进行评估,以得到具有普遍性的规律和结论,并逐步提高学生的归纳能力。
例如某小组探究“杠杆的平衡条件”所记录的数据,发现动力与动力臂的和等于阻力与阻力臂的和,由此他得出杠杆的平衡条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂, 实验数据本身没有问题,结论的数学关系也成立。但是物理意义不成立,两个不同的物理量不能够直接相加。造成学生误解的原因是利用特殊的数据得出了特殊的数学关系,实验数据应该充分考虑到特殊性和一般性初中物理论文,试验的时候,要尽量利用一般的数据进行测量,以便得到正确的实验结论,特殊的实验数据有助于对问题的理解,但不能对于特殊数据依赖。
五、评估实验功能,拓展思维空间
为了达到某一实验目的,我们都设计相应的实验来进行。如果我们用逆向思维来思考,是不是同一实验可以达到多个实验目的,使实验潜能得到最大限度的发挥,同时也拓展了学生的思维空间。例如:探究“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验,实验中需测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,然后利用公式R=U/I求出电阻,最后取多次测量的平均值。但根据公式P=UI,上述实验测出来的物理量也可测小灯泡的电功率,只不过应调节变阻器使小灯泡两端电压低于额定电压、等于额定电压、高于额定电压,测量结果不取多次测量的平均值。细心的同学不知是否还发现,每次求出的小灯泡的电阻值是不同的,且小灯泡越亮电阻值越大。这说明小灯泡电阻与温度有关,温度越高,电阻越大,可见此实验还可研究电阻与温度的关系,真可谓一举三得。
自己能够坚持党的基本路线。具有较高的政治觉悟和思想品德。热爱教育事业,遵守职业道德规范,用教师的规范严格要求自己。工作中专业思想稳固,敬业精神强,有很强的事业心和责任感,全面贯彻党的教育方针,教书、育人,有良好的师德,表里如一,为人师表,尽职尽责地完成了本职工作,逊色地履行了作为教师的职责。
二、文化专业知识水平方面
自己具备系统的文化专业知识。物理学科的基础上,进修了相关的电工专业知识、电工实操证等多方面的内容。根据学校需要,先、后担任过《物理》电工基础》仪表与测量》电机与变压器》平安用电》等专业课的教学。对所教授的专业课具有扎实的基础理论和专业知识;深刻理解所教学科的教材、大纲的精神,并能准确掌握和熟练运用;清楚教材的重、难点及内在联系;教学经验丰富。注重对自身教育、教学水平的提高,于1998年7月至2000年7月在首都师范大学物理系物理专业参与了研究生主要课程班”学习;1998年9月至2001年1月利用课余时间进修了第二学历,取得外语大专学历。
三、教育教学能力方面
教学:自己在教学实践中。贯彻教学大纲,准确掌握大纲和教材内容,有效地组织实施教学活动,选择恰当的教学方法和教学手段,准确地教授知识并努力培养学生的学习习惯、学习能力。具有较强的教学设计、组织能力。教学过程中,能正确运用教学原则和方法,挖掘教材中的思想教育因素,教授知识的同时注重培养学生的能力,将思想教育、职业道德教育有机地渗透于教学中。曾多次讲授市、区级观摩课、公开课、研究课、评优课。
1996年在青年教师评优课”中获“表扬奖”
1998年所教《电工基础》统考中超市平均分、及格率。
1999年在本校申报“国家级职高重点示范校”验收中。获“校级先进个人”称号。
2001年在区青年教师评优课”中获“表扬课”称号。
教育:自己在教育工作中。所带班级的学生,素质较差;学习效果较低,教育管理难度很大。工作中,首先作到以身作则,为人师表。其次,正确运用教育原则和方法,根据学生的年龄特点和思想实际进行教育、组织管理工作,妥善处置学生中出现的各种问题,引导学生树立正确的学习目的养成良好的学习习惯,教书育人,寓教于乐。再次,重视干部的培养,做好后进生的转化工作,形成集体的合力。不懈努力下,每个班都能很快地建立起,具有良好班风的班集体;组成强有力的班委会和团委会;学生们思想上积极要求进步;学习态度逐步端正;效果明显提高。并培养出一批有一定工作能力的学生干部,实现了学生的自我管理。电工班的侯晨耕同学任学生会主席;史国旗同学任学生会宣传干事,由于工作逊色,连续两年被评为区优秀干部。所带班级多次获得“先进班级体”环境卫生达标班”财富先进班级体”等荣誉称号,并在学校组织的各项文、体竞赛中获奖。
1997年辅导同学参与外地区《离开雷峰的日子》征文竞赛获“二等奖”辅导和等同学参与市电车公司组织的向李同学学习。
1998年参与全市水平测试。分别取得全区第一名和第二名的成果。
1999年组织的主题班会和技能大赛均获“优秀奖”
自己具有较强的教育科研能力。不时探索教育、教学规律,教学方法和教学手段方面不时进行改革创新。
参与编写了仪表与测量》电机与变压器》课程的教学大纲及技能训练规范。
2000年所写论文《非智力因素对学生文化素质和思维素质的作用》获校级三等奖。
2002年所写论文《利用“合作教学法”体现学生在学习中的主体性》获区教育学会首届论文评选表扬奖。
2004年所写论文《物理教学中学生思维能力的培养》获区教育学会第三届论文评选表扬奖。
自己能够将自己所掌握的理论知识和专业技能教授给年轻教师。认真协助青年教师备课、分析教材、改进教法,听课后能指导她改进教学,培养高老师成为一级教师。
物理科学伴随着物理实验的发展而发展。在教育教学领域,物理实验教学发展到今天,对物理教学起到了巨大的推动和促进作用。
新课程标准提出“三位一体”的目标应该是我们教学实践追求的终极目标。然而,随着基础教育改革的深入,以往实验教学中存在的缺陷逐渐暴露出来,也引起越来越多的人的关注。为解决理想和现实的矛盾,就需要我们找到问题的“瓶颈”。
1.问题的提出
1.1新课标的实验要求
《普通高中物理课程标准(实验)》〔1〕明确提出:实验是物理课程改革的重要环节,是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径,也是物理课程改革的重要资源。
观察现象、进行演示和学生实验,能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识,这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验技能,培养实事求是的科学态度,引起学习兴趣,具有不可代替的重要作用。大力加强演示和学生实验:学校和教师应根据课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验;应最大限度地利用实验室现有的器材,力求利用多年闲置的器材开发新的实验;充分地开发和利用实验室的丰富课程资源,尽快改变实验室的封闭式管理状态,实验室应该尽快向学生开放,鼓励学生主动做课外实验。
开设“物理实验专题”模块,目的是使学生较为深入地学习物理实验的有关理论、方法和技能;进一步提高学生的实验素养,激发学生实验探究的兴趣;增强学生的创新意识;培养学生实事求是、严谨认真的科学态度;养成交流与合作的良好习惯;发展学生的实践能力。
在本模块中,学生应完成不同难度的实验,原则上实验数量不少于8个。模块的设计尤其注重从以下几个方面培养学生:(1)经历实验探究过程;(2)强化实验方案的自我设计;(3)深入对实验过程和实验误差分析;(4)重视对实验方案和实验结果评估。从中我们不难看到新课标已经重新审视了基础教育中的实验问题,并提出明确的要求,中学物理实验的改革势在必行。
1.2实验教学的现状
我们的物理实验教学现状还是不容乐观,归结起来,主要有教师、学生和评价体系三个方面的问题。
1.2.1来自教师的主要问题
(1)学校和教师受传统教育的影响,普遍存在着重理论轻实验的思想
不少高中学校对物理实验重视不够,而且实验教学的效果也不理想。在部分教师的教育观念里,口头上讲素质教育,实际上还是重理论、轻实践,重分数、轻能力,只关心考纲考什么,学生考试分数如何,而很少问学生做了什么,能力如何。尤其是物理学科,由于教学中的“书本上讲实验”、“黑板上开机器”现象的存在,本应在生动、有趣的实验中,通过学生自身的感受、自己动手建立和发展起好奇心和求知欲,在老师枯燥无味、晦涩难懂的理论说教中泯灭了。
(2)实验教学模式僵化,物理实验教学的基本原则没有得到充分体现,教学方式呆板
当前,实验教学从教学内容到教学方式都没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说,教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项,写得面面俱到,然而每次实验课教师还要花相当长的时间根据教材讲实验目的、原理……然后学生照着现成的实验步骤或跟着教师动几下,取几个数据,实验就算完成了。学生草率完成、凑数据等现象屡见不鲜。这样的实验课,实际效果很差。
综上,核心问题是教师观念有待更新,素质有待提高。
1.2.2学生的主要问题:
笔者在多年的高中物理实验会考监考中,发现很多问题,主要有:
(1)对基本测量仪器的使用不规范
①使用某些仪器不知道调零或不会调零;②不明确仪器的测量范围,不会正确选用合适的仪器进行测量;③没有掌握仪器正确的使用方法;④不能正确地读取数据。
(2)动手操作能力差
操作过程中手忙脚乱,不知所措,程序颠三倒四。例如,测量未知电阻的阻值时,电路图能够画出,但实际连接电路时便错误百出。
(3)以“背”实验结论“代替”实验操作
当一部分学生拿到实验题目后,首先做的不是根据题目要求设计实验方案,进行实际操作,依据实验记录,推出实验结论,而是只凭脑子里死记硬背的知识,机械地默写实验结论,以“背”实验结论“代替”实验操作。
综上,核心问题是学生操作技能明显滞后于理论知识的掌握。
1.2.3评价体系不完备
另外,教育现实中,学生实践能力的教育和培养还存在着如学生实验在一些学校没有让学生进行实际的操作,学生的实验能力也不能进行评定,实验操作评价理论与实践缺乏全面的深入整合,难以找到可行的评定标准……学校的教育评价很多时候只是简单的文化课的考试,即使是具有权威的“高考”也不能对实验操作、亲身实践等环节进行直接评价,我们深思这种状况,其结果是学校、老师和学生都忽视了实验的本真意义。核心问题是缺乏到位的可操作性评价体系。
2.实验教学研究的现状
目前,广大学者和物理教师对高中物理实验的重要性的认识加深,并已经开始着手分析和解决实验教学中存在的具体问题。研究的内容也比较丰富,但综合来看,主要有这样三个方面:
首先,人们开始关注实验教学的功能,从具体的实验教学模式出发,提出各种实验教学模式,并探讨它们所能起到的对于学生发展的作用。例如:中学物理实验情境教学研究〔2〕、中学物理实验探究式教学研究〔3〕、设计性物理实验的设计与实施研究〔4〕、高中物理实验探究教学的探索和实践〔5〕、高中物理实验探究式教学的实验研究〔6〕、探索性物理实验的教育功能及其设计的研究〔7〕、开放式中学物理实验教学研究〔8〕……
其次,对学生实验能力的测量。例如:中学物理实验能力测量研究〔9〕……
再者,是对中学物理实验的评价问题的研究和探索。例如:中学物理实验教学目标分类测量与评价体系〔10〕、中学物理实验教学目标的分类测量与评价初探〔11〕……
毋庸置疑,以上各种研究和探讨,不论从哪一方面,对于中学物理实验教学改革都能起到很好的导向作用。尤其具有指导性价值的例如张军朋教授(注11)和丁玉祥老师(注10)在论文当中对实验教学的目标分类和建立相应评价体系的讨论。但是正如张军朋教授所指出的“物理实验教学目标的分类与制定和实施的可操作性之间还存在着一定的距离”11〕,在现实的实验教学改革中,要实现目标和实践的接轨,光有理论框架是不够的,我们需要架起一座联系二者的中间桥梁,这便是以学生实验操作能力为基点,加强实验考核。
3.问题的思考与实践
3.1对问题的思考
高中物理实验教学的弊端存在是现实,高考、会考及其存在的价值是现实,教师的观念亟待更新是现实,普通高中现有的实验条件和实验员的配备是现实,社会、学校、家长、学生对考试的需求是现实……;物理教学需要改革,物理实验教学需要改革,实验教学目标需要贯彻,相应评价体系也需要建立并付诸实施……从新的课程改革提出到现在,还是没有多大改观,仍存在一系列的问题,这问题出现的根源不在于实验重不重要,不在于客观环境条件允不允许,不在于教学改革是否合理,不在于评价体系是否完备,不在于有多少人做多少实验教学模式的探索,笔者认为只在于“考”。这也正是为什么有很多人做各种有益的教学模式的尝试与研究,而在实践中却只表现出做做样子,研究过后还得回到起点,使研究的意义变得索然的原因。
笔者不是反对考试,“考试”的观念在人们头脑中根深蒂固,而且考试有它存在的必要,这是不可否认的。就从高考选拔的角度来看,正如人民教育出版社主编、国家高中物理课程标准研制组负责人张大昌先生在2006年11月河北省骨干教师培训当中所讲:高分低能是有的,但高分高能是具有统计意义的。那我们物理实验教学改革为何不能从“考试”入手呢?
针对以上分析,笔者认为,为避免教学改革的形式化,符合普通高中的教学现状,使改革具有现实价值,实验教学改革应以实验考核做为切入点。任何改革都不可能一蹴而就,当理论体系相对完备,客观条件比如学校教育教学体制以及人们观念相对成熟一些时,再逐渐地将理论和实践进行完美地融合。正所谓“心急吃不了热豆腐”,我们应该允许这个渐近过程的存在。
3.2强化实验考核──我们的实践
在实验教学总目标的指导下,我们没有将每个实验目标具体细化,这种分解细化后再进行考核的方式由于涉及到教师素质、参加实际测量的教职人员、仪器以及测量时间等的分配问题,实行起来非常困难,就我们的现实条件还不允许。从可操作性角度出发,我们做了一系列的尝试。
(1)从考核形式上,我们采用的是实验操作与书面相结合的方式。教师根据实验教学目标进行命题,由学生在实验操作的基础上完成试卷。
(2)实验操作考核测量过程。
测量前,根据操作领域的实验教学目标,编好若干实验操作题,并提供一定量的仪器设备。试题突出典型实验,题目形式多样,包括排除故障式,读取数据式,设计实验方案式等,题目按名称,仪器要求等栏目写成卡片编号。由学生抽签决定考核哪些内容。在操作过程中,教师进行适当观察记录,然后综合评定成绩。
4.总结与展望
这种方式包含动手动脑的操作内容,以操作考试为主,笔试测量为辅,两者有机结合,在实验教学领域当属有益的尝试。在引起师生对物理实验重视的同时,学生在实验方面的精力投入也相应增加,对实验的理解、操作和设计等方面都有较大程度提高。更为重要的是,在准备考核的过程中,学生由不会、不懂、不能完成实验到能较好地完成实验,并能进行实验设计,收获了自信,体验了成功,为完成物理学习打下坚实的心理基础。
当然,我们的实践还很不完善,距离我们的目标也还有很大差距。但我们坚信,以实验考核作为实验教学改革的切入点,以“考”带“改”的策略在实践当中是有其实际价值的。以此为出发点,结合具体教学模式的探索与实践以及实验教学目标制定和评价体系的逐步完善,必将会使高中物理实验教学向着有效性方向发展。
注释:
〔1〕中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验)〔M〕.北京:人民教育出版社,2003.4
〔2〕聂六英.中学物理实验情境教学研究〔G〕.湖南师范大学教育硕士学位论文,2004.4
〔3〕衡耀付.中学物理实验探究式教学研究〔G〕.华中师范大学教育硕士学位论文,2004.
〔4〕漆建军.设计性物理实验的设计与实施研究〔G〕.华南师范大学教育硕士学位论文,2004.6
〔5〕汪端红.高中物理实验探究教学的探索和实践〔G〕.华中师范大学教育硕士学位论文,2004.5
〔6〕胡凤花.高中物理实验探究式教学的实验研究〔G〕.福建师范大学教育硕士学位论文,2005.8
〔7〕李科敏.探索性物理实验的教育功能及其设计的研究〔G〕.广西师范大学硕士研究生学位论文,2001.4
〔8〕刘峻松.开放式中学物理实验教学研究〔G〕.江西师范大学教育硕士学位论文,2003.8
〔9〕王振东.中学物理实验能力测量研究〔G〕.山东师范大学教育硕士学位论文,2003.10
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)02-0206-02
教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知:“毕业设计(论文)是实现培养目标的重要教学环节。毕业设计(论文)在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。同时,毕业设计(论文)的质量也是衡量教学水平、学生毕业与学位资格认证的重要依据。”本科毕业论文(设计)作为一种学习、实践、探索和创新相结合的综合教学环节,是培养学生综合素质和工程实践能力、创新能力的重要载体;是对学生知识、能力和素质的全面检验;也是一所高校教育教学质量的直接反映。它对学生的思想品德、工作作风、工作态度和独立工作能力具有深远的影响。
一、煤及煤层气工程专业本科毕业论文(设计)特点
“煤及煤层气工程”专业是我国高等学校近年新设教学研究方向,其设置符合我国煤矿瓦斯灾害治理及煤层气开发利用对专业人才的需求。煤及煤层气工程专业是一个要求理论基础宽厚,偏重实践的专业,其培养要求学生具有脚踏实地、勇于创新的能力。随着国家能源政策尤其是煤矿整合治理的进行及煤层气商业化的实现,对煤及煤层气工程专业的学生需求量很大,煤及煤层气专业学生刚读大四已与用人单位签约,且毕业生数量远远不能满足企、事业单位的需求。煤及煤层气工程专业本科毕业设计(论文)具有以下特点:
1.选题范围广。由于煤及煤层气工程专业在本科期间开设了钻井工程、完井工程、煤层气排采、井下瓦斯抽采、采煤学、矿井通风与安全、煤层气地质学、矿井地质学、瓦斯地质学等学科课程,毕业后,既可从事地面煤层气勘探开发,又可以从事煤矿井下瓦斯灾害治理,因此,煤及煤层气学生本科毕业论文(设计)选题广泛,涵盖了采矿工程、安全工程、地质工程、物探工程等专业核心课程。
2.紧密联系实际。煤及煤层气工程属于工科专业,绝大部分学生毕业之后将在煤矿生产企业、煤层气勘探开发公司从事技术工作,怎么样能够更快、更好地适应、熟练掌握并在自己的技术岗位上能够有所创新,本科期间的教师的教学至关重要,好的教学,能够将理论与实践相结合,有利于培养学生看待问题的思维方法。本科煤及煤层气工程本科毕业设计是对其所学知识的融合,同时,也要紧密结合现场实际情况,并寻求解决问题的方法和途径。因此,要利用毕业实习的机会,使毕业课题的选取与现场生产过程中存在的问题要紧密联系,对于优秀的学生,要通过实习,能够发现、解决生产中存在的问题。
3.综合考察性强。煤及煤层气工程专业涉及课程门类多、跨越大但又不失专业性。既要懂得井下的安全生产,又要明白地面煤层气的勘探开发;既要能看懂机械图纸,又要会土木实施;能测量会勘查……总而言之,为掌握煤层瓦斯的赋存、运移、产出规律,与之相关的巷道部署、设备选型、施工作业、测绘测量等等都需要具有一定的专业知识,才能将所学能所用。环环相扣、相辅相成,对综合能力考察能力强。
二、煤及煤层气工程本科毕业论文(设计)存在问题
1.选题存在一定的盲目及随意性。统计分析河南理工大学2009―2013年煤及煤层气专业毕业生去向主要有三类:第一类是考取了硕士研究生,占26.4%,第二类是在相关的煤层气开发公司就业,从事地面煤层气的勘探开发,占24%,第三类是从事煤矿井下瓦斯抽采及安全管理工作,占41.6%,其余占8%。绝大多数学生在毕业选题之前个人毕业去向已经确定,但在选题过程中,往往选择难度较小的毕业课题,管理较为宽松的指导教师,甚至有少数同学认为无所谓,做什么课题都可以,并没有与自己的以后相关工作进行关联,具有较大的盲目性和随意性。
2.学生实习落实考核不到位。毕业实习作为毕业论文(设计)必不可少的一环节,为毕业论文(设计)提供素材及支撑,起到了理论联系实际的作用。但限于近些年煤炭行业整体不景气,用人单位出于安全考虑并不愿意接收实习学生,尤其是煤矿井下,往往即使同意到矿实习,也难以实现井下学习的目的。单靠指导教师的推荐能获取实习机会的学生人数有限;同时,少数学生在联系实习时,害怕被拒绝,害怕和人沟通,甚至是由于惰性不愿意深入现场进行实习;学校对毕业生实习尽管采取抽查等形式,但也不能从根本上对学生的实习情况及实习效果进行考核。
3.重答辩结果轻过程管理。本科毕业答辩不仅仅是对学生论文(设计)的一个展示和体现,更是对其本科四年学习的一个总结合凝练。但答辩过程中,往往侧重于对论文(设计)本身的就事论事,而弱化了论文(设计)之外的相关专业理论,对其实习、选题、开题、中期等各环节缺乏有效的考察,并且在最后的答辩过程中也难以体现。而过程往往决定了学生掌握理论知识及技能的水平,防止了少数学生在极短时间内粘贴融合成最终论文(设计)却能取得不错的答辩成绩的弊端。
三、解决对策
1.端正态度,明确职责。(1)指导教师负责指导毕业论文(设计)的全过程,指导学生独立完成所承担的毕业论文或设计课题,对论文的选题方向、思想观点、结构格式及文字质量负指导责任,并对学生的论文成果及表现做出评价。(2)指导的重点应放在基本概念和理论的正确理解和应用,综合分析能力,测试、计算及编图的基本技能,文字表达能力,正确的思维,优良的学风及专业外语阅读能力等方面。(3)贯彻“因材施教”的精神,应针对每个学生的学习基础、综合分析和独立工作能力等方面的差别,在确定选题、论文的内容要求、指导方案等方面区别对待。根据每个学生的情况,指定阅读有关的中文资料及与论文有关的外文阅读材料,供学生编写论文参考。(4)鼓励和保护学生的创新精神,在指导中要善于发现学生在分析研究过程中的独创精神,加以正确引导。(5)培养学生实事求是、理论联系实际的科学态度,告诫学生在论文中引用别人成果及观点时应注明来源,尊重他人成果。
2.联系实际,认真选题。毕业实习是本科生在经过三年半的通识教育课、专业基础课、专业课、课程设计以及各种教学实习之后,在毕业论文(设计)之前,到科研院(所)、生产企业等单位进行的综合实习,是学生综合运用所学知识,学习科学研究或工程设计的基本方法,培养实践动手能力、科研能力和创新能力的重要教学环节。通过毕业实习,巩固所学理论知识,了解煤及煤层气资源勘探、煤层气开发领域的现状,在实践中检验学生理解和掌握书本知识的程度。但在进行毕业论文(设计)时,教师要结合学生自身素质、个人兴趣、毕业实习情况、已签约工作性质等有针对性、目的性地进行布置,使学生能够在众多课题可选范围之内,选择出具有一定挑战性、对工作具有较强指导意义的课题进行研究并做出相关的设计或毕业论文。
3.考察效果,注重过程。毕业论文(设计)目的是培养学生运用所学的理论知识及基本技能进行综合分析和解决实际问题的能力。具体要求是在现场(野外)调研、测试分析、收集资料的基础上,系统整理和分析各种实际资料,编制各种图件,分析和论证有关煤及煤层气勘探、煤层气开发等问题,提出个人的认识和见解。因此,在答辩过程中,问题设置不应仅仅局限于论文(设计)结果本身,更应该侧重对于论文(设计)的整个过程的提问。同时,要加强教师在毕业实习、选题、开题、中期报告、论文(设计)终稿、汇报PPT等环节的考察和监督,从而提高最终的论文(设计)质量。
本科毕业论文(设计)是大学本科教育最后一个实践环节,是大学四年学习成果的集中展现,在分析研究煤及煤层气工程专业本科毕业论文(设计)特点的基础上,查找其存在的不足,并提出了相应的对策,以期能够提高煤及煤层气本科生的毕业论文(设计)水平,相信只要端正态度、明确职责、扎实落实、细化管理、注重过程、精心指导、全面监控、科学评价,就一定可以把煤及煤层气工程专业的本科毕业(论文)设计提高到一个新水平。
参考文献:
[1]教育部办公厅.教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知([2004114号])[Z].2004-04-08.
[2]孙志高.本科毕业设计的选题与质量控制探讨[J].科技创新导报,2009,(13):137-138.
[3]黄伟,唐焱,张鑫.机械类本科毕业设计现状及对策分析讨[J].大众科技,2013,15(170):110-111.
一、活动背景
光污染是继水、气、声和渣污染之后的一种新型污染,主要包括白亮污染、人工白昼和彩光污染。光污染的影响首先在于破坏天文观测环境,历史上天文台因此而被迫搬迁的案例屡见不鲜。英国格林尼治天文台早在1948年就为躲避光污染和大气污染而迁往东南沿海环境优美、观测条件更好的赫斯特蒙苏堡地区。在美国、加拿大、日本、西班牙、葡萄牙等国,多个著名天文台都曾几次迁址。我国紫金山天文台的观测工作也全部转移到了其他观测站点,紫台园区则已改建为天文博物馆,以天文科普和天文旅游为主,仅保留了少量与太阳观测有关的科研工作。
光污染的影响其实并不局限于天文观测。居高不下的学生近视率、迷途的海龟幼崽、撞上玻璃幕墙的飞鸟、爆发性增殖的水藻、能源紧缺与气候变暖,这些看似并无关联的人与事,其实背后都与灯光之扰息息相关。
作为长三角地区的重要城市之一――无锡的光污染较为严重。在距市中心三阳广场约6.2公里远的天一中学校园里,天空是白的是灰的是橙的是多彩的,北斗七星中的天权是看不到的,狮子座的镰刀是认不全的……在距三阳广场16.9公里远的斗山山顶,连仙女座大星系M31和猎户座大星云M42都仅能勉强分辨,山脚下的路灯和远近城镇的光源清晰可见,天空泛着浅浅的灰白色……在与市区间隔有10公里的太湖十八湾地区竟连天顶附近的银河都彻夜不现,三角座星系M33也必须要通过双筒镜才能被观察到……
为提高学生及公众对光污染的认识,学校针对性地引进了一批测光仪,并依托天一天文社加贺谷穰工作室(文化宣传部)、达盖尔工作室(学术委员会)、伽利略工作室(普及委员会)和斯科特工作室(项目办公室),设计了“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”,策划并实施了多个文宣、教育、科普和研究性项目。
二、活动目标
知识与技能:
1.理解夜空光度、光污染的概念,了解导致夜空光度增大的主要原因。
2.掌握夜空光度分级的方法,并能运用器材测量夜空光度值。
3.了解背景光对天文观测的影响,
学会设计反映此原理的科普实验。
过程与方法:
1.开展观星活动、光污染摄影与夜空光度测量活动,掌握天文观测及夜空光度测量的基本方法。
2.了解策划、组织活动的过程,学会科学研究的一般方法,实验设计的一般结构。
情感、态度和价值观:
1.了解城市对自然地理环境的改变,不合理的城市亮化带来的环境问题,敢于解决问题。
2.在活动中,提升科学素养,发展科学思维、合作创新精神。
三、参与对象与活动形式
活动对象以天一天文社社员为主体,包括国际分社约40人,少年分社约40人,高中分社约70人,荣誉分社约20人。此外,还包括无锡市中小学天文联合会(锡天联)下属成员学校约150人,以及其他相关单位的学生约300人。
活动主体――天一天文社社员参与了“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”的全部项目、环节的活动,包括项目研究、实验设计、科普观测和摄影活动。锡天联成员学校、无锡市少年宫等其他相关单位的学生主要参与了科普观测和摄影活动。
四、活动的重点、难点、创新点
活动重点:搭建天文研究平台,以光污染研究为抓手,调动学生积极性,让更多的学生参与到天文活动中来。
活动难点:城市夜空光度测量研
究,光污染相关实验设计。
活动创新点:由中学发起并组织
的使用国际顶尖测光仪对城市进行高覆盖度的夜空光度测量研究,夜天光监测站点建设在世界范围内都具有唯一性;由中学生开展科普实验设计与教材编写同样具有开创性;以光污染为主题的摄影大赛在当今世界也是少见的。
五、可利用的各类科技教育资源
1.技术指导:中科院紫金山天文台科普部、北京师范大学天文系高爽老师、国家天文台刘博洋博士等以技术顾问的身份,参与了“城市夜空光度测量”的相关活动指导。此外,南京大学、中国科技大学、北京天文馆的专家教授们也曾多次来校指导天文课程建设。
2.团队建设:锡天联成员学校、无锡市少年宫等作为天一天文社紧密的合作伙伴,不仅为开展与夜空光度相关的科普活动提供了场地与学生支持,而且还有一批教师参与共同开展天文教研活动,形成了教研团队。
3.资金支持:天一中学为开展天文教育投入了大量的资金,已多批次采购天文实验器材如望远镜、测光仪、相机、野营设备、图书等,并已建设完成天文创新实验室一间;天文创新实验室作为学校“STS综合创新课程基地”的重要组成部分,还得到了省市区各级教育部门的专项建设资金支持;锡天联成员学校、无锡市少年宫等单位也配套投入了相关的天文基地建设。
六、活动内容
“多层次城市夜空光度测量科技教育活动”的全部项目、环节的活动,包括项目研究、实验设计、观测实践和摄影活动等多个层次,分别由天一天文社斯科特工作室(项目办公室)、伽利略工作室(普及委员会)、达盖尔工作室(学术委员会)和加贺谷穰工作室(文化宣传部)等四大工作室具体负责。表1为各工作室的智能类型列表。
(一)主题活动一:城市夜空光度测量(项目研究)
1.选题背景及意义:
无锡作为长三角地区的重要城市之一,经济发达,城市光污染情况总体比较严重,但是不同区域的污染程度也存在明显差异。夜空光度是衡量城市光污染程度的重要指标,通过使用专门的测光仪器,对无锡城区进行高覆盖度的光度测量,从而了解无锡城区整体的污染程度,不同区域的污染水平差异,以及分析光污染产生的背景,并尝试提出防治的建议,有利于提高公众对光污染的认识,也能为城市管理部门在优化城市灯光设置时提供参考。
2.活动过程和步骤:
(1)编写《无锡市夜空光度测量指导》方案。指导学生收集、整理与夜空光度测量相关的研究论文及其他材料,对“光污染”“夜空光度”等概念进行界定,并组织编写《无锡市夜空光度测量指导》方案,就测量时间、地点、方法及报告填写的格式予以统一规范。
(2)撰写开题报告。指导学生撰写《无锡城市夜空光度测量》开题报告,对研究背景、要解决的问题、选题意义及研究价值,核心概念的界定、相关现状、参考文献,研究目标、研究内容、研究假设,研究思路、研究计划,预期成果等内容进行项目论证。经论证后的项目被中国教育学会地理教学专业委员会研究性学习课题专家组立项。
(3)开展测量活动。指导学生开展城市夜空光度测量活动,具体步骤有:
①仪器编号:为支持本课题组
的研究工作,学校从加拿大购置了9台SQM测光仪,并予以编号(以分辨仪器本身存在的机械误差)。
②路线设计:将无锡市区划分为
不同的片区,并设计好测光的具体行
进路线和测光任务。
③实地测量:将课题组成员分成不同的小组,每组由3人组成,分别负责仪器操作、数据记录和坐标定位,每个坐标点测5个数据,以减小误差。
④数据处理:将测光所得的数据(经度、纬度、时间、测光值)输入EXCEL表格,进行误差分析,取平均值,得到各坐标点夜空光亮度的最终值。
(4)撰写结题论文。指导学生根据开题报告中预期成果的要求对收集的数据进行不同角度的分析,并将结论撰写成结题论文《无锡城市夜空光度测量研究》。结题论文主要结构包括:夜空光概述,测量仪器及方法,数据分析及测量结果(数据测量与分析步骤、夜空光亮度的地区分异、夜空光亮度的地区变化、夜空光亮度的地平高度及方位分异、夜空光亮度的时间变化),反思及讨论等。于2015年第4期《地理教学》杂志。
3.活动效果及呈现方式:
活动进行过程中及之后,我们得到了诸多媒体的关注:指导教师受邀赴上海复旦大学为2015年第六届全国天文社团发展论坛作了《也谈高中天文社团建设》的专题报告,赴江阴为2015年第二届无锡市高中生峰会作了《城市天文学》的专题报告。项目组还收到了国际天文学联合会普及工作委员会及香港大学物理系的邀请函,受邀加入国际夜空光度监测网络并赴香港大学开展项目交流与培训。
在前期活动的基础上,天一天文社发起成立了锡天联、无锡城市夜空光度监测网络两个组织,吸引了南菁中学、青阳中学、山明中学、旺庄实验小学等多家单位参与,将在无锡建设若干城市夜空光度监测站,并以此为抓手,开展进一步的天文教育活动。
(二)主题活动二:光学相关实验设计(科普实验)
1.选题背景及意义:
激发学生对科学的热情,培养并学习掌握科学研究的方法与技能是我国进行素质教育的目的之一。科学研究的方法和技能至少应包括:分析和观察周围世界的技能,发现问题、提出问题、作出假设、安排实验的技能,真实地记录观察结果与数据的技能,按照正确方法处理数据的技能。
天文因为不属于中小学必修课程而不被大多数学生所了解,中学阶段非常缺乏天文科普实验或科技制作的教学内容,非常有必要利用天一天文社的资源优势整理、设计一些科普天文实验或制作,这些源自我们身边的天文科学知识将极大地激发学生对天文的兴趣,增加他们对天文的认识,促进天文知识在基础教育阶段的普及。
2.活动过程和步骤:
(1)编写“光学相关实验设计”模板。指导学生学习《高中物理实验手册》等专业书籍,在此基础上,编写“光污染相关实验设计”模板:活动目标、概念与方法、材料准备、活动步骤、活动建议、活动拓展等,同时,设计一份样稿《在微光中辨认颜色》。
(2)开展“光学相关实验设计”。指导学生开展“光学相关实验设计”,具体步骤有:
①创意征集:发动学生提出光学
相关实验(及制作)设计的创意,组织人员从投稿的创意中精选可操作性较高的方案。
②方案编写:制订编写计划,并为课题组每一位学生分配编写方案(草案),指导他们根据模板和样稿的格式及要求进行方案编写。
③实验验证:将课题组成员分成不同的小组,每组2人,以小组为单位对所编写的方案进行实验验证。
(3)组织“光学相关实验设计”比赛。面向全校师生组织开展“光学相关实验设计”比赛,吸引对天文有兴趣、乐于动手实践的学生参加“在微光中辨认颜色”“彗星为什么长尾巴”“简易望远镜制作”等比赛,并评优颁奖。
(4)举办“光学相关实验设计”科普活动。面向锡天联成员学校、无锡市少年宫及无锡地区其他中小学、幼儿园开展“光学相关实验设计”科普活动,针对不同年龄阶段的受众举办光污染科普讲座或科普游戏。
3.活动效果及呈现方式:
学生编写的“光学相关实验设计”将被编入校本教材《中小学生天文学习指南3》,这是一本专门介绍天文相关科普实验及科技制作的教材,受众定位为中小学天好者及天文指导教师。
上述科普实验及科技制作被引入天文社“宇宙意识”少儿天文科普项目及“天文全球化”社区天文科普项目,作为寓教于乐的教学素材向少年儿童及社区的天好者推广。
(三)主题活动三:星空光害旅行团(观测实践)
1.选题背景及意义:
对业余天好者来说,观星是极大的乐趣所在。然而,严重的光污染正将灿烂的星空从我们身边
夺走。
为便于普通学生及其他业余天好者通过对比观测,直观地了解无锡各地的光污染情况,我们依托天一天文社组织的“天一观星营”项目,开展了“星空光害旅行团”活动,带领旅行团的团员们利用晚上的时间,去往锡城不同的地点,实地观测、考察并对比分析星星的数目,从而普及光污染的防治意识、夜空光度的概念。
2.活动过程和步骤:
(1)编写观测方案。指导学生编写观测方案,使用最常见的目视极限星等法,即通过肉眼能观察到的最暗星等来进行估算:选择2个或2个以上地平高度大于40°的定标天区,数出该天区内能观察到的恒星数目,与国际流星组织提供的表格对应来确定极限星等。同时,为便于零天文基础的团员参与,我们设计了简易观测法,请同学们观测标志性星座所在天区的恒星数量,来比较不同地点的光污染程度。
(2)开展观测实践。带领旅行团的团员们利用晚上的时间,去往无锡城不同的地点,实地观测、考察并对比分析星星的数目。具体观测过的地点有太湖广场、馨和苑广场、天一中学、斗山、保利广场、崇安寺广场、南禅寺广场、安镇高铁新城、太湖十八湾等。(见图9、图10)
3.活动效果及呈现方式:
通过“星空光害旅行团”活动,结识了一批无锡地区的成年及未成年业余天好者。以此为抓手,天一天文社发起成立了“无锡市业余天
好者协会”QQ群。以此活动为素材撰写的《星星都去哪儿了》发表在《天好者》杂志2016年第2期。
(四)主题活动四:光污染摄影大赛(文化艺术)
1.选题背景及意义:
为推动公众思考光污染在无锡及其所在社区的状况,让公众参与光污染活动,我们发起了“光污染摄影大赛”活动。邀请公众使用摄影设备捕捉各种光污染的画面,从而了解及思考无锡地区乃至全世界日益严重的光污染问题。比赛主题分为:光污染与生态、光污染与健康、光污染与能源、光污染的分布、光污染的来源等。评选标准主要有:摄影照片视觉美感、作品说明表达技巧、光污染意涵、手法创意等。
2.活动过程和步骤:
指导学生起草“光污染摄影大赛章程”,包括组织单位、大赛目的、比赛主题、参赛资格、参赛设备、照片格式、相关权益、比赛日程、评选规则等。
章程起草完毕后,通过锡天联官网、锡天联微信公众号(AUWS2015)、无锡市业余天好者协会QQ群(91462404)、牧夫天文论坛无锡天协专版等渠道向外比赛信息。
投稿截止后,组织专家对作品进行评审,并举办颁奖仪式。
3.活动效果及呈现方式:
通过光污染摄影比赛,一方面间接了解了无锡地区光污染的来源、分布情况,另一方面,在公众中对光污染进行了有效的宣传与普及。光污染摄影作品还被制作成海报,用于专题展览。
七、活动可能出现的问题及解决预案
1.项目研究中的技术问题:
考虑到光污染问题在大陆地区的研究仍处于起步阶段,即便在世界范围内也未引起足够的重视,我们在开展夜空光度测量时会遇到各种各样的技术问题。对此我们的解决方案主要是:
(1)开题报告与测量指南两个指
导性文件必须花大力气保证质量,保证指导性和可操作性。
(2)争取学校在测光仪采购上的
支持,以及年级组、班主任在学生活动时间上的支持。
(3)遇到实在难以解决的技术问题,请教中科院紫金山天文台等相关研究机构。
2.科普实验中的素材问题:
中学生的专业知识储备毕竟是有限的,对生活的观察能力也仍有待提高,这直接导致了科普实验素材的缺乏。对此我们的解决方案主要是:
(1)大量、深度阅读中小学阶段及国外的实验手册,学习实验编写的一般结构,积累与光学相关的实验和科技制作素材。
(2)通过天文科普书籍和天文历
史故事,寻求实验和科技制作素材。
(3)面向全校发起光污染相关实
验和科技制作素材的征集活动。
3.观测实践中的安全问题:
夜间开展天文观测实践活动遇到的最大挑战是人身与财产安全问题,很多学生、家长或教师不支持天文活动也主要是对此有深深的顾虑。对此我们的解决方案主要是:
(1)与参加活动的学生签订合同,
并要求学校同意、学生签字、家长签字。
(2)统一、强制购买意外险,分担风险。
(3)与有资质、口碑好的旅行社合作,联系包车或食宿。
(4)对每一个观测地点进行事先
的实地探访,确保观测地的安全性,远离陡坡与水体。
4.摄影大赛中的发动问题:
摄影大赛看似简单,就是摁一下快门的事。但真正要发动公众参加,激发大家的热情却并不是一件简单的事。对此我们的解决方案主要是:
(1)通过锡天联成员学校的天文
指导教师,发动学生中的天好者参赛。
(2)通过官网、微信公众号、QQ群等网络平台推送摄影大赛比赛通知。
(3)积极联系赞助,为获奖选手准备证书、奖杯及奖品。
八、效果评价标准与方式
在评价的过程中,坚持“主体多元”“方式多样”“向度多维”等原则。
1.主体多元:
在活动过程中,要求学生首先进行自评和互评,不同组别之间也可以进行他评。这有利于加深学生对评价标准的认识与理解,可以促进学生自我反思和自我发展。教师在此基础上,对学生自评、互评及他评进行再评价,保证了评价的指导性。
2.方式多样:
在活动过程中,灵活运用即时评价与延时评价。即时评价有利于表扬先进,纠正缺陷;延时评价则体现了尊重、关爱与期待。此外,还将口头评价与书面评价,一次评价与多次评价,诊断性评价、过程性评价与终结性评价等多样化的评价方式相结合,以保护学生的积极性,强化学生的成就感。