大科学工程（精选十篇）
大科学工程 篇1
在以往的高等教育体制下, 我国普遍存在工程教育与工业界脱节、工程设计和实践教育严重不足的问题[1], 严重影响了我国民族工业的发展。材料科学与工程专业是典型的工科专业, 该专业培养的高等人才分布在以制造业为主的多个行业, 与国家许多重大领域密切相关。因此, 本专业高等人才的教育培养更需要“大工程观”教育理念作为指导。21世纪以来, 随着社会、经济、科技的发展, 材料在生产生活中的作用愈加明显, 材料制造对人才知识、能力、素质的要求也越来越高。知识方面, 材料科学与工程学科不仅与物理、化学、计算科学、生物医学、工程学等不同学科交叉融合, 而且其在不同领域也呈现出交叉重叠的特征[2];能力方面, 不管是电子工程等小产品工程, 还是飞机、航空领域中等大而复杂的工程, 现代材料工程问题更加强调对复杂工程问题的分析与解决能力;素质方面, 新时代材料工程师要推动社会发展, 不仅要有综合的知识构架, 更要有创新、实践、终身学习、管理等能力, 以及人文素质、道德品质、社会责任感等素质要求。
中南大学材料科学与工程一直非常重视高层次专业人才培养, 基于“大工程观”教育理念对复杂工程背景下的人才培养模式进行了一系列改革探索, 搭建了一流的学科与工程实践平台, 尤其在多学科交叉融合、强化工程实践教育和创新与个性化培养等方面不断深化改革, 以促进本专业人才培养质量稳步提高。
一、“大工程观”教育理念
20世纪40年代以来, 美国工程教育经历了“技术模式”“科学模式”和“工程模式”, 1993年, 麻省理工学院院长乔尔.莫西斯提出了工程教育的“大工程观”理念, 并指明了这是工程教育未来的方向, 获得了工程教育界的广泛认同和推行。与传统的工程教育理念相比, “大工程观”更注重工程实际, 强调工程应包括经济、文化、道德、环境等多方面因素, 工程教育应该注重培养学生解决复杂工程问题的能力、创新能力和管理能力等[3]。但“大工程观”并不是对工程科学的否定, 而是在工程科学的基础上增强了工程实践的内容, 使工程实践在工程科学的指导下更合理地进行, 更注重理论与实践的结合[4]。“大工程观”中的“大”并非指工程规模, 而是实际工程的复杂性, 这种复杂工程问题不仅涉及学科范围广, 而且还需要综合考虑经济、文化、社会、环境、道德等多方面因素[5]。
“大工程观”将科学、技术、非技术因素融入工程实践中, 具有综合性、实践性和创新性。“大工程观”下的工程教育更能与工程实际接轨, 人才的培养也更能适应社会的需求。“大工程观”理念下人才的培养是在知识学习的基础上强调能力和素质培养, 注重学生知识、能力和素质的综合提高, 也就是在注重知识结构的综合性、整体性以及知识在实践中运用能力的同时, 强调实践能力、管理能力、创新能力和人文素质、团队意识、思想道德等素质的培养[4,6,7]。
二、“大工程观”教育理念的实施
在工程教育专业认证体系的推动下, 结合“大工程观”教育理念, 中南大学材料科学与工程对高等专业人才培养模式进行了深化改革与创新, 通过专业交叉融合, 形成了按“材料科学与工程”一级学科宽专业培养的办学模式。在2012版和2016版培养方案中均坚持“厚学科基础, 宽专业领域, 强实践应用, 重创新能力”的培养方针, 结合专业的学科优势与特色, 按国际工程教育专业认证标准, 着力培养具有良好思想品质与人文科学素养, 掌握坚实的基础理论、系统的专业知识及一定的社会、经济、法律、管理等知识, 拥有实践能力、自我获取知识能力、创新创业精神, 同时具备较强的组织管理能力、团队协作精神和国际视野的材料科学与工程领域科学研究与工程技术并重型高素质人才。
(一) 课程体系改革
课程体系是实施教学活动的基本依据。本专业2012版培养方案的课程体系和学分分配如表1所示。在这一版培养方案中, 数学与自然科学等通识性理论课程学分比例达16.8%, 人文社会科学的学分比例达21.7%, 工程实践环节的学分比例达22.5%, 而工程及专业相关课程学分比例占37.9%, 较好地体现了“厚基础, 宽专业, 强实践”的“大工程观”教育理念。
按照工程教育专业认证标准, 在2012版培养方案的基础上, 本专业对2016版培养方案进行了进一步改进和细化, 课程体系与毕业要求的对照如表2所示。在2016版培养方案中, 通识性理论与人文社会科学课程学分比例为22.4%, 实践教学环节的学分比例提高到30%, 增加了学分比例达4.5%的个性培养环节, 更充分地体现了“大工程观”和“以学生为中心”的教育理念。尤其是通过实习和课外研学环节, 为学生提供充分的自由空间, 使他们有机会结合企业生产实际或科研实际, 开展科学研究和社会调研, 由此将社会、经济、道德、环境等因素融入素质教育, 切实培养学生“解决复杂工程问题的能力”及创新与创业精神。
(二) 多学科交叉融合
现代工程问题的复杂性要求材料工程师必须具有综合知识背景, 能够解决复杂工程问题, 为此, 本专业在课程设置上充分考虑多学科的交叉融合。在2016版培养方案中 (见表2) , 通识性教育课程主要包括数学、物理和化学三大自然学科;工程基础类课程包括电工、工程制图、机械设计、计算机等工程基础知识;人文社会科学类通识教育课程开设种类多, 学生可结合自身情况和兴趣自由选择;专业基础类课程包括通用课程和学科方向特色课程, 大部分是学生必修课程;专业课按照材料学、材料物理与化学、材料加工工程三个学科方向设置了三个课程模块, 学生可根据兴趣及职业意向选择相应的课程模块进行系统的专业学习, 将之前所学的专业基础及核心课程知识运用到专业课程的学习中, 系统掌握材料的成分、结构、性能、制备技术等知识体系;专业选修课程的设置广而精, 内容上涵盖了有色金属材料、钢铁材料、无机非金属材料和高分子材料以及机电工程、冶金工程等多学科领域, 形式上每门选修课程都是由精通课程内容的老师提出、设计教学大纲并承担教学任务, 且每门课的学时一般不超过32学时。而学生在专业选修课程方面完全开放, 不受专业模块限制进行选课, 由此促进材料学科三个专业方向以及与机电、冶金等相近学科的交叉融合。这种多学科交叉融合的课程体系和培养模式, 使本专业学生具备更全面的专业素质和人文素质, 将来在解决复杂工程问题时, 不仅能够灵活运用多方面的专业知识, 还能够综合考虑环境、人文、经济等各种因素, 权衡利弊, 找到更好的解决方案。这正是“大工程观”教育理念的集中体现。
(三) 强化工程实践能力培养
美国加州理工大学教授冯.卡门有这样一句名言:科学家研究已有的世界, 工程师则创造未来的世界。从人才培养的角度来看, 一名优秀的工程师, 不仅要具有综合的科学知识背景, 更要具备工程实践能力, 这样才能直接参与创造未来的活动。本专业正是基于这种卓越工程师培养理念, 在课程体系中融入了大量实践课程, 2012版培养方案中实验时间达36周+144学时, 合计39学分, 占总学分的24.2%;而2016版新的培养方案更是将实践教学环节的学分比例提高到30%。
根据学生认识能力和知识结构的不同, 实践课程主要分为三种类型:自然科学、工程基础和专业课程中设置的实践课程、集中实践环节和特色实践环节。分散于各门课程的实验教学使学生充分掌握了基本的实验/实践技能, 对理论知识的理解也更加深刻;集中实践环节主要包括课程设计、认识实习和生产实习, 其中课程设计是培养学生综合运用所学知识, 发现、提出、分析和解决实际问题能力的重要环节, 是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程;另外, 新的培养方案中还增设了大型综合实验课程, 以课题形式让学生进行材料科学基本研究方法的综合训练, 从而拓宽学生的专业知识面, 培养学生的专业技能和动手操作能力, 提升学生将理论应用于实践解决实际问题的能力;认识实习和生产实习环节使学生有机会接触企业, 了解社会环境, 感受市场需求对产业发展的影响, 进而明确本专业对国家和社会的巨大作用;特色实践环节包括大学生走进科研、大学生创新训练计划、米塔尔创新创业计划、起航行动计划、自由探索计划等多种形式, 使每个学生能够有机会参与承担科研或工程设计课题研究, 由此获得科研、工程实践与创新能力的培养。
为保证实践教学效果, 本专业在教学改革中投入大量人力、物力、财力, 依托“卓越工程师培养校企联盟”, 建立了“中南大学—中国铝业公司工程实践教育中心”“中南大学—宝钛集团工程实践教育中心”和“中南大学—南山铝业股份有限公司工程实践教育中心”3个国家级工程实践教育平台, 以及浙江海亮、山东华健、山东奥博特、长沙众兴、郴州强旺、长沙经阁等多个校外辅助实践教学基地;对多门专业课程推行“校企联合教学”, 并建立了一支包括28名国内知名企业专家的工程实践教学队伍;将部分专业教学课堂转移到生产或试验现场进行。这些措施显著增加了学生接触企业、深入企业开展工程实践的机会, 由此强化了学生解决复杂工程问题能力的培养。
(四) 创新能力与个性化培养
工程师要将已有的科学理论转化为技术成果, 必须具备创新性, 所以, 在“大工程观”的教育理念下, 创新能力和个性化培养是工程教育必不可少的内容。由此本专业专门在第七学期设置了《创新创业导论》课程, 对学生的创新创业精神和能力进行强化培养;通过6个学分的课外研学活动, 以及每年开展的各层次大学生创新创业训练计划、自由探索计划、研究性学习计划等自主申报的科研项目, 有力促进大学生积极投入新材料、新工艺、新技术的实践探索;通过组织“大学生走进科研”“材子论坛”“国际英材”“指点材津”“真材实料”等系列活动, 将经典基础理论、最新科研与技术开发成果紧密结合, 激发学生学习、实践、创新的意识和潜能, 形成教学、实践、创新创业氛围, 由此实现大学生综合素质全面提高与个性化全面发展。
三、培养效果与持续改进
中南大学材料科学与工程专业提出了产业升级背景下着力提升材料类专业人才社会适应性的“大工程观”办学思想, 构建了“基础理论、技术与工程实践、创新创业和高水平国际化全面协同推进”的创新人才培养模式, 初步解决了拥有解决复杂工程问题能力的材料类专业创新创业人才培养的难题。
2015年11月本专业顺利通过了教育部组织的工程教育专业认证。在“大工程观”教育理念的引导下, 材料科学与工程专业人才培养模式的一系列改革取得了良好成效, 学生的工程实践与创新创业能力得到明显加强。2014年本专业学生团队的创新成果获长沙市第十一届大学生创新创业比赛唯一特等奖;第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;第十三届“挑战杯”全国大学生科技作品竞赛二等奖;本科生申请专利50余项, 创新实验室完成研究近300项, 已汇编成《创新论文集》;近三年来, 学生年均公开发表论文、发明专利、采用作品数量超过300件;超过95%的学生参与各类科技创新创业活动, 超过80%的专业教师有指导学生科技创新活动的经历。通过社会调查和反馈对毕业生能力进行评估发现, 95%以上的企业对本专业毕业生的综合知识和创新能力表示满意, 90%以上的毕业生认为在校期间理论知识的学习对其以后发展影响较大, 75%以上的学生认为在校期间的实践训练很有帮助。
本专业的教学改革与实践虽然取得了一定成效, 但是仍然存在一些问题, 如实践教育基地较为分散, 不易管理;企业实践岗位体验型教学课时较少;学校老师工程实践指导能力有待加强;企业教学队伍仍不够稳定;对大学生工程素质与创新能力的综合评估体系尚未完善;毕业学生情况的信息跟踪体系尚未建立, 等等。因此, 在未来教学实践中, 将针对这些问题开展持续改进, 不断深化教学改革。
四、结语
在工程教育专业认证体系引导下, 认真解读与研讨“大工程观”教育理念是建设工程教育专业认证平台的基础, 也是工程教育改革的关键。中南大学材料科学与工程专业基于“大工程观”教育理念, 对复杂工程背景下的人才培养模式进行了一系列教学改革与实践, 通过多学科交叉融合以及强化工程实践和个性化培养, 使大学生的创新能力和工程素质稳步提高, 毕业学生得到了就业单位的高度认可。但持续改进的任务仍然艰巨, 建立与国际接轨的工程教育质量保障体系, 推进教学体制的深化改革, 强化学生工程素质和创新能力培养, 促进本专业学生的全球就业, 任重而道远。
摘要：“大工程观”理念被工程教育界广泛认同, 为现代社会所需要工程师的教育培养奠定了理论基础。以材料科学与工程专业为例, 探讨了在复杂工程背景下基于“大工程观”教育理念的人才培养模式综合改革。实践表明, 在工程教育专业认证体系的推动下, 通过多学科交叉融合、强化工程实践教育和创新与个性化培养, 材料科学与工程专业学生的综合素质将得到稳步提升。
关键词：“大工程观”,材料科学与工程专业,培养模式
参考文献
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[6]王雪峰, 曹荣.大工程观与高等工程教育改革[J].高等工程教育研究, 2006 (4) :19-23
科学教案 小班科学活动 大盒子 篇2
活动目标：
1、喜欢和老师、同伴一起看看、猜猜、讲讲各种有趣的盒子，乐意表达自己的想法和经验。
2、初步感知探索盒子和盒中物品的关系，尝试用各种方法打开盒子。
活动准备： 大盒子三个、各种小盒子等。活动过程：
一、导入——引起活动的兴趣
二、看看猜猜盒子
1、猜猜第一个盒子——盒子和物品的匹配
“大盒子、大盒子，真有趣，上上——下下、前前——后后、里里——外外，找找里面的小秘密”
盒子里面是什么？原来是——玩具盒、电吹风盒和领带盒
小结：盒子能帮助我们把需要的各种东西都整理好。
2、猜猜第二个盒子——形状和声音
猜猜第二个盒子里有什么秘密？ 盒子里面是什么？原来是——糖果盒、饼干盒、巧克力盒
这些盒子是什么形状的？ 方形的盒子、圆形的盒子、心形的盒子
哪个盒子里放了东西？你能猜出来吗？有什么好办法知道
小结：盒子有各种形状，真有趣！
3、猜猜第三个盒子——尝试打开盒子的各种方法
l 尝试打开小盒子；
l 小结三个打开的方式：翻盖；锁扣；插盖。
三、分享和延伸
这些装糖果的盒子叫糖果盒，你们还看见过什么盒子呢？（铅笔盒、玩具盒、工具盒、肥皂盒、饼干盒、眼镜盒等）聪明的宝宝再找一找，家里还有什么盒子，发现的来告诉老师和小朋友。
小班科学活动：《漫游糖果王国》教案
活动目标：
1．运用多种感官感知不同糖果的特征（软硬、形状、颜色、味道），初步建立护牙意识，体验认识糖的乐趣。
2．愿意大胆表述自己的发现，并愿意与教师、同伴交流分享。活动准备：
各种糖果。糖果王国头饰一个
一、进入糖果王国。
1.进入糖果王国。T：“小朋友好，我是糖果王国的国王。糖果王国里有许多糖宝宝，你们想不想和他们做朋友呀？”
2.找糖果。
T：“那请每个小朋友在箩筐里找一个糖宝宝做朋友吧！”
二、感知糖果的特征，体验认识糖的乐趣。
1.幼儿自由地感知、初步探索糖果的特征，并与同伴交流。T：“你们都找到了糖宝宝朋友，请你们看一看，再跟旁边的小伙伴说一说自己的糖宝宝朋友是怎么样的。”
2.幼儿在教师的引导下进一步感知糖果的特征，并交流自己的发现。（1）摸糖果、捏糖果、感知糖果的质地。T：“请你用手摸一摸、捏一捏，然后告诉老师或其它小朋友你的糖宝宝是怎么样的？（2）看糖果，了解糖果的包装。
T：“你的糖宝宝穿了件什么样的衣服？（3）剥糖果，了解糖果的外形、颜色。T：“现在请你把糖宝宝的衣服脱掉，衣服放在桌子上，糖宝宝放在手心里面，看看糖宝宝是什么颜色、什么形状的？
（4）闻糖果，感知糖果的气味。
T：“我闻到了好多糖宝宝的味道，你们闻闻看糖宝宝是什么味的？那用小舌头轻轻地添一下，是什么味道啊？
（5）尝糖果，了解糖果的味道。T：“那把糖宝宝轻轻地送到你们的嘴巴里面，咦？这又是什么味道啊？
（6）尝试动手做糖果
T：我们认识了这么多的糖果，小朋友，你们想不想来动手做一些糖果啊？让我们一起来做一些糖果好吗？
3.小结。T：“今天，我们在糖果王国认识了许多糖宝宝，每个糖宝宝都有自己的漂亮衣服。糖宝宝有文档仅供参考
文档仅供参考 的很软，有的很硬。糖宝宝的颜色、形状也不同，有的圆圆的，有的方方的，有的扁扁的，颜色有红色、黄色、绿色等。闻一闻还有不同的气味，吃到嘴里甜甜的，有许多种味道。
三、体验吃糖的益处和害处，初步建立护牙意识
大科学工程 篇3
[关键词]材料科学与工程专业材料科学基础教学
“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。
一、课程发展历史、性质与定位
材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，X射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wG金格瑞的《陶瓷导论》(Introduction to Ceramics)和PJ Flory的《高分子化学与物理》(Polymer chemistry and physics)。前者，wG金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而PJ Flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。
“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。
二、教学内容的优化和选择
现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。
目前， “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：
1材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。
2固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。
3材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。
为了在上述教学内容中力求共性教学，以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造
方面的内容。
通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。
三、教学内容组织方式与目的
本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：
1突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。
2探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。
3注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。
4充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。
四、教学方法与教学手段
“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用PPT演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散第一、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立QQ空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。
在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学， “材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后， “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时代发展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。
参考文献：
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大科学工程 篇4
一、FAST工程档案资源简介
500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,简称FAST)是国家发展与改革委员会在“十一五”期间批准立项的国家重大科技基础建设项目(建设期间称为大科学工程)。其核心内容是利用贵州天然喀斯特洼地,建造一架500米口径的主动反射球面射电望远镜,以实现大天区面积、高精度天文观测的目标。FAST工程拥有三项自主创新:天然的喀斯特洼坑台址、主动反射面和光机电一体化的馈源索支撑系统。作为一个多学科基础研究平台,FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,观测暗物质和暗能量,探索宇宙的起源和演化,寻找地外文明等。FAST工程自2011年3月开工以来,工程进展有序,各工艺设备逐步制造和安装,目前已进入工程施工关键阶段,预计将于2016年9月竣工。
FAST档案是从工程预研究、立项、设计、开工、建设,到竣工验收的全过程的反映,是项目建设的珍贵历史记录。截止到2016年3月,共收集整理纸质档案755卷,照片档案11卷,各类图纸900余张。声像档案12TB,电子文件53张光盘。其中:立项前期档案10卷,立项阶段档案19卷,台址勘察与开挖工程档案152卷,圈梁制造与安装工程档案125卷,设备基础工程档案115卷,基地供水工程档案19卷。其他预立卷档案304卷,数码照片数十万张。随着工程的推进,索驱动设计、制造及安装工程、舱停靠平台等15个单位工程的档案将陆续归档。如何发挥这些档案的价值,将档案服务于望远镜的运行、维护,用于教育青少年、宣传公众与决策层,为科教兴国的长远战略目标服务,是FAST望远镜微信公众号开发的目标。
二、微信公众平台简介
微信作为移动终端上使用人数最多的社交媒体,截至2016年第一季度末,微信每月活跃用户已达到5.49亿,用户覆盖200多个国家、超过20种语言。此外,各品牌的微信公众账号总数已经超过800万个,移动应用对接数量超过85000个,微信支付用户则达到了4亿左右[1]。微信公众平台(We Chat public platform)是腾讯公司在微信的基础上新增的功能模块,通过这一平台,个人和企业都可以打造一个微信的公众号,可以群发文字、图片、语音、视频、图文消息五个类别的内容[2]。
在比较众多的社交媒体优劣后,FAST工程选择微信公众平台进行FAST档案资源的整合、应用和推广有以下原因:(1)微信具有资费低廉、移动互联、影响力广、信息内容隐蔽、传播信息安全、传播方式多元、易于深度传播等特点,尤其是可以利用多元化的展示手法进行深度传播的特点,与FAST档案推广的初衷极为吻合。(2)与其他社交媒体相比,微信公众平台版本的升级开发由腾讯公司完成。作为一个安全可靠的运营平台,使用者的成本极低,省去了升级改造及运营的大量财力,可以为FAST档案整合提供更好的保障。(3)微信的开发技术成熟,将整合后的档案资源应用到微信公众平台上的技术难度较低,FAST项目团队可独立实现后期运行维护和持续更新。
三、FAST工程档案资源整合的意义和必要性
1.FAST工程档案资源丰富。除了已经归档的755卷纸质档案和12TB的声像档案外,FAST工程从2009年开始每年进行无人机航拍,从2012年起进行逐日定点拍摄,积累声像资源9TB,电子文件23张光盘。这些资料可以详尽展示工程建设进展、台址地形地貌等内容,具有研究和借鉴价值。从档案的角度来看,这些声像资料、电子文件也是历史的记忆与传承,是工程建设过程中的宝贵财富。对于这些非涉密资源的整合、开发及推广有很重要的价值。
2.500米口径球面射电望远镜的建设即将进入收尾阶段,在各工艺系统建设基本完成的情况下,会有整体联调、联测、试运行、竣工等关键环节。这些过程所形成的珍贵档案也是我们收集和传播的素材。
3.FAST工程自开工之日起备受媒体关注,截至2015年8月31日,累计被中央电视台、《光明日报》、人民网、腾讯等主流媒体报道94次,境外媒报道7次,并4次被Science采稿。各地方台、报纸、期刊及网站的报道次数更是数不胜数。这些都说明FAST工程深受公众关注,具有很高的普及和推广意义。
4.FAST工程网站作为工程对外宣传的窗口,每天都会吸引很多人员访问。如果辅助以微信公众平台这一展示形式,可以从移动终端的层面有效弥补网站宣传的短板。目前,开通公众微信号的国家重大科技基础项目只有一家,FAST工程微信公众号的开发也是行业内信息宣传的一个尝试。
综上所述,以公众需求为关注点,选取公众感兴趣的专题进行FAST档案资源整合,实现档案资源的二次开发和利用。首先,可以提升FAST工程档案管理工作的水平,保障项目档案的完整性、准确性和系统性;其次,能够服务于FAST望远镜的运行和维护,起到抛砖引玉的作用;再次,可以帮助公众更多地了解FAST工程,了解射电天文,做好天文科普宣传;此外,对其他在建的国家重大科技基础设施项目、国家重点工程等有信息宣传和档案管理的借鉴价值。
四、FAST档案资源整合的方法
FAST望远镜订阅号以FAST档案资源整合为重点,以微信公众平台为媒介,将整合梳理后的资源在微信公众平台上进行应用。
以微信公众平台为媒介进行工程推广,首先需要整合档案资源。这部分是微信号上线时关注的重点。在数量巨大的FAST档案中挑选公众感兴趣的专题,进行内容的组织和梳理。
例如:选取“FAST工程预研究历程”中的“选址”过程,深度整合现有的档案资源。巨型射电望远镜的建造,需要利用天然的洼坑,喀斯特地貌正好能满足这一需求。于是从1994年起,FAST项目组对贵州南部喀斯特地区的自然地理特征、水文地质、工程地质、气象、电波环境等方面进行了评估,在400个候选洼地中进行挑选,主要考虑其几何形态。在此基础上,应用GIS技术和遥感图像处理相结合的方法,对选定的80个喀斯特洼地进行1:10000地形图精度的形态分析。再通过层层选拔,确定了目前的台址位置。这一步步筛选的过程都在研究报告、地形图、照片档案中体现,这些声像档案和纸质档案也可以复原当时选址的工作过程。我们以此为例,依托专题进行档案资源的二次整合,还原事件发展的全过程,向公众进行全面、系统的报道。
除了上述13个专题内容外,后续计划采用问卷调研的方法,利用科普讲座、暑期学校、科普宣传日等活动向公众发放问卷,调研其对FAST工程的兴趣点。以FAST档案为基础,组织专题进行推送。
五、FAST档案资源在微信公众平台的应用方案
(1)应用原则:按照当期专题类型,组织和梳理相关档案资源,对推送消息内容进行原创。(2)应用平台:经过比较分析,采用了公众平台订阅号进行资源应用。根据原创内容,选择推送单图文消息或多图文消息。推送频率为每月1—2个专题,每专题3—4期。(3)推送消息设计:根据专题确定消息题目,并匹配相应的主页图片。消息内容以文字、图像、音频、视频为主,不定期组织投票等互动形式。根据微信受众的特点,力求内容真实、生动,将档案资源与阅读者有效连接起来。(4)自定义菜单:提供内容和反馈的快速入口,可根据公众号运营状况随时调整自定义菜单内容。
六、FAST档案资源在微信公众平台的推广方案
(1)根据移动互联网的特点,吸引受众“眼球”,吸引越来越多的关注者,并努力提高阅读率,打造公众号品牌。(2)生产高质量的原创内容,使推送的消息对关注者有阅读价值,并在每个图文消息最后附注版权信息。(3)丰富消息内容,除正常的图文消息外,重点打造高质量的视频内容,吸引阅读者。(4)确定每期专题的目标人群,并针对其特点,打造符合其阅读口味的信息内容,并确定合适的推送时间。(5)组织各种线上、线下活动,引导阅读者转发消息,提升关注者数量;与其他公众号、微博等形成联动,宣传并扩大自身影响[3]33。
七、实施中的技术路线
技术方面主要关注两方面内容:一是针对FAST档案资源的梳理、分析、整合;二是利用微信公众平台对相关内容进行推广。
八、已采用的关键技术
为了能够有效梳理、分析FAST档案资源,并将其提炼为高质量的远程内容,主要采用了以下关键技术:(1)通过关系型数据库、分布式存储计算、数据检索等技术来解决海量档案资源的存储、检索和展现技术。(2)通过数据监测统计、大数据分析等技术来进行阅读者行为分析,以便更好地确定专题和提升公众号运营效果。重点进行了阅读者对专题内容的点击率、阅读转化率、分享率等指标。(3)借助Pages、FinalCut、Canopus、Photoshop等内容编辑和呈现技术,编辑高质量的图文和视频等内容来吸引关注。
FAST工程即将竣工,FAST望远镜公众号的关注度会持续升温。这就需要加紧进行档案资源的整合,编辑出更多更好的原创性和科学性相结合的作品来吸引公众,扩大工程的影响力。
参考文献
[1]2016微信用户数量统计|2016微信公共号数量|2017微信用户数量统计,SEO研究中心,2016年6月1日检索,http://www.seonew.cn/yxzj/2016/0407/707.html.
[2]微信公众平台-搜狗百科,搜狗网,2016年6月1日检索,http://baike.sogou.com/v58378222.htm.
岗位大练兵小学科学 篇5
教师通识性知识测试说明
一、测试形式、时间
闭卷，测试时间为90分钟。
二、检测内容、题型为选择题
Ⅰ卷：分值30分，题型为选择题。
主要内容及其要求：
1、小学教师专业标准、小学教师违反职业道德行为处理办法； 要求：熟悉相关文本内容。
2、教育测量与评价常识；
要求：了解试卷编制的基本知识、考试统计相关的基本知识；对考试的统计数据做出简单的解读。
Ⅱ卷：分值70分，题型为填空题、选择题、问答题、实验设计题、案例编写与分析题。
主要内容及其要求：
1、课程标准
要求：了解本学科课程标准的基本内容，学会根据课程标准确定教学目标，合理采纳并使用课程标准中的教学建议。
2、实验设计
要求：写出实验名称、实验器材、实验过程、实验现象、实验结论。
3、教学设计基本技术：编写微型教学案例，或对案例做出分析 要求：符合学科基本特点。
年度10大科学突破 篇6
希格斯玻色子
2012年7月4日，科学家宣布找到了希格斯玻色子存在的证据，从而完成了粒子物理标准模型。该模型解释了粒子如何通过电磁力、弱核力和强核力相互作用以组成宇宙中的物质。然而，科学家无法解释这些基本粒子如何获得它们的质量。
观察到希格斯玻色子来之不易。在瑞士日内瓦附近的粒子物理实验室中，与造价高达55亿美元的原子加速器相伴的数千名研究人员借助ATLAS和CMS两台巨型粒子探测器发现了盼望已久的玻色子。
丹尼索瓦人基因组
一种将特定分子绑定在DNA（脱氧核糖核酸）单链上的新技术帮助研究人员仅用一块远古人的小指骨碎片，就完成丹尼索瓦人完整的基因组测序。该基因组序列让研究人员能够将丹尼索瓦人（尼安德特人密切相关的古老人类）——与现代人进行比较。研究显示，该指骨属于生活在7.4万年至8.2万年之间的一个眼睛、毛发和皮肤均为棕色的女孩，她死于西伯利亚。
好奇号着陆系统
尽管无法在火星条件下测试其探测器所有的着陆系统，但在加州帕萨迪纳美国宇航局喷气动力实验室里承担探索火星使命的工程师们仍安全并准确地将好奇号探测车抵达火星表面。这个3.3吨的飞行器因过重而无法以传统方式登陆，为此该团队从起重机和直升飞机那里得到灵感，创建了“空中起重机”着陆系统，它将带轮的好奇号吊挂在3根线缆末端让其着落。这一完美无暇的着陆让设计人员再次获得了信心。
X射线激光解开蛋白质的结构
研究人员用一种比传统的同步加速辐射源亮10亿倍的X射线激光确认了布氏锥虫所需的一种酶的结构，这种寄生虫是引起非洲昏睡病的原因。新研究进展证明了X射线激光解密蛋白质的潜力，而这是传统X射线源无法做到的。
基因组的精密工程
名为“转录激活子样效应因子核酸酶”（TALENs）的工具赋予研究人员改变或关闭斑马鱼、蟾蜍、牲畜及其他动物甚至病人的细胞中特定基因的能力。这种技术以及其他新兴的技术与已有的基因靶向技术一样廉价和有效，同时它能让研究人员在健康人和病人中确认基因及变异的特定作用。
马约拉纳费米子
有关马约拉纳费米子是否存在的争论已有70多年，该粒子会作为它们自己的反物质并湮灭它们自己。2012年，由荷兰物理学家和化学家组成的研究小组首次提出了马约拉纳费米子以准粒子形式存在的可靠证据，它们是相互作为的电子群，其行为像单个粒子。该发现促使人们努力将马约拉纳费米子结合到量子计算中。
大脑/机器界面
曾经用大脑神经记录移动电脑荧幕上光标的同一个研究团队在2012年向人们展示，瘫痪的病人能够用他们的思想来移动一个机械臂并从事复杂的三维运动。该技术虽处于试验阶段且昂贵，但科学家希望更先进的计算程序可改善这种神经性假体以帮助因中风、脊髓损伤及其他疾病导致瘫痪的病人。
中微子混合角
大科学与小科学的争论评述 篇7
小科学(little science)项目通常由科学家个人或科学小组进行研究,由科学家个人或科学小组设定问题、独自执行、探索式解决,这种研究方式以竞争性为特点,科学家以追求科学真理为导向,集中在单个学科内进行研究,经常会产生出人意料的结果[1]。大科学(big science)有两层含义:一是指科学研究总的社会规模上的大科学,这一概念由社会科学家普赖斯(Price)在《小科学,大科学》中首次提出[2]。另外一个含义是指研究项目尺度上的大科学,这是由核物理学家温伯格(Weinberg)在《大科学的反思》中首次提出[3]。
近代以来的大部分时期,科学研究的主要组织形式是小科学,科学史上的重大发现往往也都来自于小科学的科学研究形式,如生物科学领域的青霉素的发现、物理科学领域的X射线、计算机科学领域里的晶体管等。二战后,大科学项目发展迅速,其主要表现在:1.研究领域逐渐扩大,逐步从物理学、天文学领域,进入到生物学、地球科学等学科的研究,如物理学领域的超级超导对撞机计划(SSC),天文学领域的哈勃太空望远镜计划;生物科学领域的人类基因组计划(HGP)和地球科学领域里的大洋钻探计划(ODP)。2.组织模式趋向由一国主持逐步向多国合作发展,如由多国合作完成的国际热核实验反应堆计划(ITER)、全球变化研究计划(GCRP)、国际大型科学钻探计划(ICDP)、人类前沿科学计划(HFSP)、人类和生物圈计划等。3.大科学研究项目的数量不断扩大,仅在物理学领域就包括如强子对撞机(LHC)、斯坦福直线加速器、超马克核聚变实验,我国的正负电子对撞机计划、日本的spring-8同步加速器计划等。空间领域的大科学项目有美国组织的国际空间站计划、地球观测系统计划、先进X射线空间物理设施计划、Cassini卫星探测计划,欧洲空间局(ESA)开展的克拉斯特观测计划,X射线多望远镜观测计划,Integral空间观测计划等[4]。4.单个的大科学项目的规模越来越大。如美国超级超导对撞机SSC花费80亿美元;欧洲的强子对撞机LHC,230亿美元;美国和欧洲合作的空间站计划,380亿美元;日本的同步加速器,10亿美元。又如阿波罗计划,仅飞船的前十次飞行,耗资就达上百亿美元。而如果不计通货膨胀,1990年的所有科研经费(包括军事的研究经费)都不及阿波罗登月计划这一项大科学经费。5.大科学项目在总的科学研究的经费中所占的比例也越来越大。通过CRS(Congreeional Research Service)对美国的研究预算进行的分析显示,1991-1995年,大科学花费了联邦政府总的R&D预算的10%左右[5]。
二 大科学与小科学的特点
大科学与小科学的不同主要表现在大科学项目与小科学项目具有不同特点,首先表现在研究规模的迥异,经费是界定两者的首要标准。上个世纪80年代,美国技术评估办公室对大科学项目的经费界定是1亿美元。但经费界定与时代背景有关,如50年代,几个大科学项目花费不足1亿美元,但在当时来说,它依然是大科学项目[1]12。研究经费决定了对资源和仪器的使用,大科学项目花费巨大,资源利用率高,需要大量的科学家的共同参与,小科学项目花费较少,资源使用率低,参与的科学家较少;大科学项目需要由大型的、高性能的仪器作为支撑平台,小科学项目对仪器的要求不高。
两者研究的目的和范围不同,大科学项目具有清晰界定的目标,在目标设定时,必须考虑社会的需求,由相关利益方共同界定,同时项目是在统一的目标驱动下,科学家朝着一个方向进行研究,项目中的研究者被动地接受科学目标。而小科学项目一般是在有限的领域内,解决特定的科学问题,小科学研究以假设和探索为科学驱动力,由科学家个人设定目标,小科学项目的研究者对研究拥有主动权;因此,大科学项目追求的是解决交叉学科的问题,选择大科学项目时,必须考虑到这一科学项目对相近科学领域是有益的,小科学项目一般集中在单个科学学科上进行研究。
两者的运行方式不同,在管理结构方面,大科学项目有更大和更为复杂的管理结构,以层级制为特点,小科学项目管理以简单的、线性的管理为特点;在资助程序方面,大科学项目一般是通过议会来进行直接资助的,它们使用新的资助程序,小科学项目一般由机构或基金会来资助,有规范和固定的资助程序;在执行过程方面,大科学项目委员会,需要界入大科学项目的整个过程,包括立项、考核、评审等,而外界对小科学项目资助后,科学研究的整个过程是由科学家独立进行;在对项目评价方式方面,小科学项目需要同行评议来进行评审,大科学项目却最终是由高层政治家来决定[1]14。
三 大科学与小科学之争
关于大科学与小科学的争论由来已久,1990年,纽约时报连续刊登了六篇关于“大科学是值得的吗”的系列文章,涉及五个大科学项目。2004年7月,11位华人科学家向我国政府高层谏言,慎行生物大科学项目,更是引起了我国科学界关于大科学与小科学的热烈讨论。其实,每一个大科学项目在立项前后都会产生激烈的争议,人类基因组计划和超级超导对撞机就是两个典型案例。
案例一:人类基因组计划(human genome project,HGP)
人类基因组计划HGP由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动。美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家共同参与,耗资达30亿美元。这一计划历时15年,旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息[6]。人类基因组计划的主要任务是完成人类的全部DNA测序,最终得到四张图谱,包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱,为研究其他疾病基因提供科学数据。2003年比预期提前两年完成全部基因组测序。
人类基因组计划在项目提出伊始,遭到了大多数科学家的反对。1985年,由加利福尼亚大学的校长,罗伯特(Robert)组织召开了第一个正式的关于人类基因组计划可行性论证会议,会议上,科学家对测序人类基因这一思想进行了激烈争论。经过长达五年的反复论证,1990年美国国会才决定启动该计划。其反对的理由有以下几点:(1)完全测序人类基因不必要也不可行。遗传学家列万廷(Lewontin)和其他基因的批评者认为简单的把基因看作是疾病的根由,这种视野太过狭窄,很难界定疾病的真正原因是什么,也许是由于周围的环境引起的,同时基因各种各样,也千变万化,不可能完全辨别人类基因[7]。同时,30亿个碱基对包括最少50 000到100 000个基因,剩下95%的基因不作为基因表达,被称为“垃圾基因”。有些科学家认为,与其对这些垃圾基因测序,不如测序疾病基因,完全没必要测序全部的基因序列。(2)对HGP的投资将会影响到生物科学领域里的其他小科学项目。许多科学家担心,HGP所需的资金将来自于其他研究领域的经费,而不是从新的资金来源获得,因此将会影响其他研究领域,特别是小科学生物医学研究。(3)人类基因组计划不是基于解决科学问题,而更多的是追求与公众相关的价值。著名人类遗传学家麦库西克(McKusick)认为HGP并不是基于科学价值,也并没有通过任何科学假说来驱动,它创造的更多的是与公众相关的价值,它的成功依靠的是DNA技术的发展,某种意义上说更像是个企业。因此对于更富有科学研究意义的其他科学领域来说,它并不是个典范也没有竞争意义[8]。
经过人类基因组计划对草案的调整,支持该计划的科学家数量逐步增多,1990年,美国政府终于决定启动人类基因组计划。支持的理由有以下几点:(1)解决公众需求:治愈疾病和减轻人类痛苦成为大科学进入生物科学领域的主要动机之一。企业、政府和消费者对通过基因方法和结果来发现、分析、描述和治疗疾病,以及其带来的经济和社会利益有着迫切的渴望。(2)弥补生物商业化的局限性:随着人类对解决疾病的迫切渴望,企业开始意识到这一领域潜在的巨大的经济利益,同时公共预算也将它的行为定位为以更具应用性和以商业为导向的研究。但生物商业化其最关键的缺点就是很少有能力产生巨大的公共物品[9]。如汉马斯(Hindmarsh)发现,在农业生物技术领域,由于生物商业化的影响,使得私人研究的平均数量有所增长,但大多数研究却与公共物品的要求相去甚远。因此,政府必须出面干涉[10]。(3)为解决生物学领域的科学难题奠定科学基础,1986年,诺贝尔奖获得者雷纳托·杜尔贝科(Dulbecco)发表短文《肿瘤研究的转折点:人类基因组测序》,文中指出人类肿瘤研究将因对DNA的详细知识而得到巨大推动[7]。同时,以诺贝尔奖得主沃森(Watson)为代表的支持者认为,大规模的人类DNA测序将有助于生物学领域的其他小规模的研究,大大加速那些疾病基因的寻找,如享廷顿疾病和癌症[11]。
案例二:超级超导对撞机计划(Superconducting Super Collider,SSC)
超级超导对撞机SSC,是对撞能级为20TeV的质子-质子对撞机。目的是要通过带电粒子加速器来验证和扩展物理学家在理论上提出的标准模型。1982年美国科学家最初提出了超级超导对撞机设想,1983年12月,对SSC进行技术与经济可行性评估,1986年完成核心设计报告,正式成为美国的国家级项目。SSC设计的主要部分是包括一台长达200米的质子直线加速器、一台周长为0.54千米的低能增强器,一台周长4千米的中能增强器和一台周长近11千米的高能增强器。它的最初预算为35亿美元,预计10年完成。在历经五年后,1993年10月被美国国会关停。
SSC从1986年启动到1993年10月被国会否决的8年间,争议不断,仅美国国会就召开了40余次听证会讨论SSC的关停问题。反对理由如下:(1)SSC项目费用不断攀升,影响物理学领域里的其他小科学项目的研究。项目初期费用预算为35亿美元,1990年,能源部独立评估小组认为建造SSC的费用将会达93亿美元,1988年,国会预算办公室(CBO)在报告《建造SSC的潜在风险与利益》中指出,除非国会提供其他相关领域经费实质性的增长,否则SSC将会挤占掉其他基础科学研究[12]。(2)建造SSC只是基于社会价值,并不是基于科学价值。批评者认为之所以议会支持SSC,并不在于支持者们所鼓吹的科学价值,而是因为它能带来技术上和经济上的溢出。同时国防部也认为它可以为提高国家防御能力带来好处。加利福尼亚大学的物理学教授施瓦兹(Schwartz),公布了国防秘书助手,巴克(Barker)写给白宫国内政策委员会的一份备忘录,备忘录内容是建议国防部认可SSC,“SSC项目将对国家防御产生重大的溢出,特别是对主动战略防御的技术溢出,包括粒子束、信息处理、计算机控制、脉冲源和高能加速器。大量的关于微粒子的基础研究将有益于核武器的开展。”而费米实验室的首席执行官,威尔逊(Wilson)对这一事件做出了回应,否认了这一说法。但事实上,大多数物理学家认为SSC对高能物理领域的实际贡献很少[13]。(3)SSC的技术溢出和经济效益并不明显,美国物理协会的官员,保罗(Paul)博士指出,“纳税人并不知道他们的钱除了用于做一些基础研究,将不会带来任何收益。”其他反对者认为,支持SSC的科学家在作政策鼓吹时,夸大了所谓的技术溢出。(4)SSC将吸引大量的物理学方面的人才,小科学项目的支持者认为,人才的外流将会给他们的研究事业带来巨大的损失[13]。
支持SSC的理由如下:(1)促进科学发现:SSC的支持者认为,SSC可以加深对基础物理的理解,同时,它还可以促进相关学科的发展。如诺贝尔物理学奖得主拉德曼(Lederman)认为大型加速器某种意义上可以看作是天文望镜,是对高能物理和空间领域的结合。[14](2)带来技术溢出和经济效益。支持SSC的科学家指出,SSC至少创造了7 000份工作。同时,SSC的技术溢出效应十分明显,如加速器和检测器技术可用于癌症治疗和有利于超导电缆的开发等。[14](3)提高美国在物理学的领先地位。支持SSC的科学家认为,SSC是一项投资未来的项目。有利于维持美国在物理研究的领导地位。如温伯格在SSC被关停一年后还在痛惜美国失去了保持物理学领先地位的机会[15]。
四 大科学与小科学争论的核心
基于以上两个典型的案例分析,可以看出大科学与小科学的争论主要集中在科学价值、科学路径的选择(或科学优先性)、科学自主性和科学家培养四个方面。
(一)关于科学价值的争论
温伯格在他的《大科学的反思》中指出,随着科学的发展,科学对社会资源需求也会随之增长。不可避免地,科学的需求受到可分配资源的限制。科学家不能仅仅为满足自己的偏好或凭个人的兴趣进行研究,科学追求还要满足于社会的需要,社会才能予以支持。因此,大科学项目在目标设定时,首先要考虑社会需求和社会价值,以社会目标为导向。温伯格总结了支持科学研究的三条标准:(1)技术价值:这一研究可以使用和创造技术需求。(2)科学价值:这一研究不仅有利于本领域的科学研究,还要有利于其他相关学科或领域的科学研究。(3)社会价值:这一项目的投资是否有利于人类的需要。
但作为一个科学项目,科学家往往考虑的是科学的价值,因此,在评价和制定一个大科学项目时,就存在着一个矛盾,即科学项目主要是基于科学价值还是社会价值。如超级超导对撞机SSC的关停,很大程度就是由于它所带来的直接经济效益并不明显,众议员也不愿冒着政治风险对它投入巨额经费。1985年,里根总统宣布建造SSC计划时,各州积极对SSC的选址工作进行竞选,其原因也是由于它能带来上千就业机会和高技术人才,以及高科技企业,但当SSC选址落定在德克萨斯州,其他州就失去了对SSC的兴趣。同时相较于其他技术或应用型的科学项目,SSC只是一项基础性科研项目。如美国空间站计划,它的费用超支比SSC严重得多,1984年美国空间站的预算为80亿美元,1990年的预算达到1 200亿美元,空间站的支持者,美国航空学会科学技术政策所的负责人曾坦诚指出,“空间站延长六年的历史着实让人受挫,我们至今(1990年)已经花了40亿美元,只有一些论文发表,却没能建成任何东西也没有任何科学价值得以实现”[16]。但是很明显,NASA的空间站计划要远比SSC的战略意义更为深远,同时空间站计划提供了75 000个就业机会(SSC只提供了4 000个就业机会),它的技术溢出和经济效应更为明显,因此,SSC被迫关停,而空间站计划得以保留。
又如人类基因组计划HGP,在1986年项目的可行性论证会议上,HGP计划的提出遭到了大多数科学家的反对,认为生物学领域一直以来,都是以小科学研究方式为主,大科学的研究形式只适合于需要由大型仪器为支撑的物理科学领域。人类基因组计划只是一个技术型的项目,“就像在生产线上产生科学数据一样”,它不是一个科学项目。但基于癌症计划的失败,和公众对解决疾病的热切渴望,HGP计划才被提到日程。同时,最早启动HGP计划的美国能源部,其目标也是为研究原子弹爆炸对广岛居民后裔的身体健康的影响,才组织进行关于人类DNA的研究。
其实,每一个科学项目在项目启动前后,科学家都会对它的科学价值进行怀疑,认为这些大科学项目的启动不是基于科学价值,而更多的是基于社会价值的考虑。如美国空间站计划,科学家指出,它将不会带来科学回报,因为它根本就不是科学项目,而是一个地理和政治项目。物理学家范艾伦(Van Allen)认为,“它的科学用途令人怀疑,其实这些用途只需要很小的规模就可以完成”[16]。同时,科学家指出,即使人类基因组计划和超级超导对撞机计划是大科学项目,但它们主要目标是产生科学数据,而不是进行科学实验。
(二)关于科学自主性的争论
二战前,大部分科学活动以小科学研究和自主研究为特点,政府只是提供资金资助,科学活动过程和结构上的自治保证了小科学的繁荣发展,二战后,随着大科学项目的开展,科学研究形式也发生了变化。具体表现在以前科学家只需要承担科学实验的功能,现在他还要担当项目经理、项目协调员等角色。小科学时代科学组织结构比较松散,大科学时代,科学的组织形式日益层级化,过去实验室主要从事科学研究,现在还要签订契约、参加同行评议、了解委托人需求以及协调复杂的社会关系等活动,同时不同于小科学研究,主要是以科学家探究式研究为主,大科学的科学目标是以社会目标和任务为导向,需要体现不同利益相关者的共同意愿,需要协调和权衡不同利益相关者的诉求,而最终目标确定,是各相关利益方博弈的结果。
大科学相对于小科学的这些特点的改变,使小科学的辩护方更加怀疑大科学时代的科学自主性,他们认为大科学往往与大政治相联。
以超级超导对撞机SSC为例,其实SSC项目从立项到关停,并没有项目延期或项目无法成功的迹象。如温伯格回忆,在项目关停前,“一条15英里长的隧道打好了,房子修好了,直线加速器的部分设备也安装到位,低能推进器的570米隧道工程做完了,生产磁铁的工厂也一座座建起来了”,而相对于NASA的空间站计划,SSC项目显然要成功得多。
但是,大科学工程的投资强度往往由政府意愿和经济发展趋势来左右的。如1991年,能源部公布SSC预算超支,国家严重财政赤字的问题使议员不得不思考SSC是否应该得以生存,但参议院挽救了这一项目,因为此时的政府是老布什任届的政府,SSC的建址就在老布什的家乡,因此,得到了老布什的鼎力相助,SSC暂时得以存活。再者,SSC是在冷战这一背景下启动的,很大程度上,SSC成为美国击败苏联的一个砝码,随着苏联解体,美国政府对SSC的需求变得可有可无。当克林顿总统上台后,他的政治目标力求削减财政资金以恢复美国经济的繁荣,同时克林顿政府更重视高技术产业和生物学领域,在这种大环境下,SSC只能成为牺牲品,1993年10月21日,众议院和参议院达成一致意见,以332∶81票决定了SSC的关停,并由克林顿总统签署实施。显然,SSC的命运从始至终都摆在了政治天平的两端,而非立足于科学本身[17]。
(三)关于科学路径选择的争论
大科学与小科学争论的核心问题是在科学优先性的选择上,如温伯格在大科学的反思中指出,科学家要解决做什么,选择何种方式做的问题,而政府要在不同形式、不同规模的项目面前做出选择。因此,几乎每一个领域,每一个大科学项目立项时,科学优先性的问题总是争论最为激烈的问题之一,而这一争论似乎也不可避免。
90年代,正值美国经济不景气,政府面临巨大的财政赤字,在这一背景下,几乎美国的所有机构都面临着财政经费被削减的情况,如上所述,大科学项目SSC也被迫关停,但政府还是显示出了对大科学项目的偏好。如连续追加资金的美国空间站计划、1990年启动的人类基因组计划、地球观测系统计划、ITER计划、LHC计划、1千1百万的斯坦福直线对撞机计划、15亿美元的哈勃太空望远镜计划等。据统计,90年代美国新启动的大科学项目总花费超过1 600亿美元。科学基金会是小科学的重要资助单位,最近几年来,它的科学预算逐年递增。1988年的财政预算是17.2亿美元,1990年总预算是20.8亿美元,但是这一预算的增长主要集中在大科学项目上或大型的工程中心。相对于大科学项目经费的增加,小科学领域如数学、物理、化学、生物和计算机科学的基础研究经费却在相当程序上有所减少。如凝聚态物理曾是物理学的热门领域,但近几年来对它的投资明显下降,从1976年到1987年间,预算经费下降了22%。根据位于华盛顿的美国联合大学的分析显示,有2/3富有竞争性的小科学研究项目的预算正在下降[18]。
这一现象引起了科学家对大科学的反感。他们认为,小科学研究才是国家科学事业的核心,也是繁荣国家经济和技术的基础力量。无论从智力支持,经济利益,还是培养年轻科学家来说,小科学的作用相较于大科学更为重要。《科学》杂志的一篇题为“财政危机”的编辑认为,小规模科学研究的健康发展已经深受其害,国家和世界真正需要的是以调查研究为驱动的小科学,因为从历史上来说,往往最伟大的发现和新的科学领域的开拓往往都来自于小科学[19]。如晶体管、激光和抗生素都是来自于小科学。又如在80年代物理学诺贝尔奖获得者中,只有三个是大科学项目的研究,有六个是小规模科学研究的科学家。这一比率在化学、生理学或医学领域更为突出,基本上都来自于小规模研究领域。如生物学领域,DNA双螺旋结构、遗传密码、致癌基因、重组DNA技术、以及干细胞技术等。
同时,反对大科学的人认为创新性、灵活性和竞争性才是科学发现最重要的条件。大多数大科学项目是在统一的目标下,以“自上而下”的方式组织运行,小科学项目一般是通过同行竞争获得资源分配,是“自下而上”的组织方式,分别像“计划经济”和“市场经济”。小科学的支持方认为,科学的发展不易预测。基础研究和开发新技术不可能通过“自上而下”的组织方式获得,它需要由许多实验室用不同的途径来探索,需要靠技术人员富有兴趣地投入工作中,以不可预测的方式解决难题。“当一大群科学家参与一个大项目时,那些平时驱使他们科研工作的动力,如对某一个别科学问题的个人兴趣、同行间的竞争、科学界对个人成果的赞赏都将消失殆尽。”[20]
反对大科学的人认为,把一项任务集中在一个大型项目上会带来更大的风险。如80年代,由美国航空航天局(NASA)提出的地球观测系统(EOS)计划,该计划是由美国、欧洲空间局(ESA)、日本、加拿大等多国空间机构共同参与的大型遥测地球计划,其目的是更精确和可靠地对气候和环境改变做出预测,更深刻地了解地球系统变化的规律。其科学目标是获得地球科学数据。EOS航天观测系统由五台大型极轨平台组成,每一组平台由20多种遥感器(包括高光谱分辨率成像光谱仪、合成孔径雷达、高空间分辨率微波辐射计等)集成。但反对地球观测系统的科学家认为,把众多的大型仪器集中在一个人造卫星里,不免使得风险变大,应该采取更有效的方法使这一风险得以减少。“使用许多小型的卫星,而不仅是一个卫星,对于整个任务来说是最好的方式。如果仅采用一个人造卫星,每一个部件的失败将导致整个项目的失败,但如果使用几个小型的人造卫星,这一灾难将会减少到最低。”[21]同时,“把许多仪器集中在一个巨大的人造卫星的方法,会使项目不能灵活应对突如其来的风险”。
但是大科学项目的支持者认为,大的项目会带来更高的效率。早在国际空间站成立早期,NASA的执行官曾明确表示,NASA反对把空间站计划设计成苏联采用的模式,由众多小型的科学实验单位组成的空间站计划,该方式复杂,而且完成任务慢。NASA计划要建成一个大型的单位,它的功能只有当所有的组装完全装配成功才能实现其功能。
(四)关于年轻科学家的培养的争论
科学研究的特点之一,就是将科学知识内化在科学家身上,科学家作为知识的传承者,不但负责传播知识,而且还引导科学研究的方向。以大科学的研究路径培养的科学家,将会以同一种方向,或同一种模式进行科学研究,这对于传统的以同行竞争的研究方式无疑是一种挑战。同时,小科学项目的支持者认为,大科学项目的知识生产过程也将不利于年轻一代的培养,如完成人类基因组工作需要许多繁琐的人工劳动,而这种工作没有一点科学含量,只是靠人工的不断重复和乏味的体力劳动,如对染色体进行标记工作,这将不利于学生的培养。而在小科学计划内,学生需要全程介入项目的计划、执行、数据分析和处理的整个阶段,无疑这对学生的培养是有益的。这样的培养过程,不仅可以培养学生的实验动手能力,同时可以提高他的项目的管理能力、数据分析能力。反对大科学项目的科学家认为,把过多的钱花在大科学或大仪器上,而不是投在大学,使得大学并不能很好地行使培养年轻一代的功能。
五 结论
小科学研究时代,科学发现是以探索式为主,科学成果是通过科学家之间的竞争性研究获得,科学与社会的关系是一种纯粹的资助与被资助的契约关系,这一研究形式,保证了科学的自主性研究、良好的科学激励机制和科学成果的繁荣出现。大科学时代,以目标为导向,协作为特点,更多的考虑社会需求的研究形式是对这一传统研究形式的彻底打破。不同于传统的小科学研究,是集中在库恩的科学的范式中进行,大科学研究受更大的,社会范式的制约和影响。
首先,表现在大科学活动更多地受社会需求的制约和影响。小科学时代,科学家只负责科学发现,而很少关心是否这一研究能为社会带来好处。而社会也只负责对科学进行资助,科学是否有利于社会需要,资助者很少关心,“他们只是期待这种科学研究能偶然出现有用的东西”。但大科学时代,这一传统的契约形式被打破,为了寻求社会资源的支持,现代科学研究总是要满足社会的需求。而社会也往往更倾向于资助那些能带来直接效益的研究。
其次,科学研究受大仪器的制约和影响。大科学往往需要大型的仪器作为支撑平台,导致大科学带动的相关小科学项目也要受大仪器的影响和制约,这使得今后的科学研究将向同一个方向发展。如在太空研究领域,由阿罗波登月计划、美国空间站计划,以至后来的哈勃望远镜计划,导致空间研究领域总是以大型望远镜为支撑平台进行研究。又如物理学领域的曼哈顿计划、超级超导对撞机计划、以至后来的大型强子对撞机计划和中国的正负离子对撞机计划。同时,仪器平台的大小决定科学研究规模的大小。如地球观测系统EOS,由于观测系统必须要利用空间站这一平台,这一平台本身就是大科学项目,决定了EOS也是大规模的科学项目。
第三,科学研究受目标的指引,使科学研究失去了自由竞争的空间。大科学时代,科学研究总是受特定的科学目标的指引,科研协作和科研设施都是为这一特定的目标服务,科学前进的方向直指这一目标。在这种氛围下,科学家的某种“标新立异”的表现被加以限制,而科学家的富于自由探索的(科学家各自选择的小路前进,不管这条路通向何方)的研究方式也被加以制约[22]。
第四,受马太效应的影响,科学家分布格局发生了变化。这里的马太效应比传统小科学意义上的马太效应的范围更大,不仅是越有名望的科学家越有机会获得科学成果,同时他们还更有机会获得更多的科学资源。如在人类基因组计划的争论过程中,反对者认为,“诺贝尔奖得主沃森(Watson)和吉尔伯特(Gilbert)支持基因计划,但由于他们是非常有名望的科学家,便于利用大量的资源,没有名望的科学家只能通过很少的科研经费来进行小规模的实验室研究”[12]71。同样,这种积累优势还表现在科学人才的转移上,即科学家纷纷转向那些有高激励的学科和高吸引力的国家内,如在60年代,学医学、工程技术和教育学的学生明显减少,而转向攻读物理、数学和天文学。科学人才的这种转移使得科学家在研究结构上的分布明显失衡,而根据普赖斯对科学产出的分析来看,科学研究呈现出这样的特点,即越是拥有巨大资源或科学产出越高的国家,越需要花费更大的努力和更长时间才能带来科学突破,而科学产出越低的国家,只需付出极少的激诱和机会就能产生重大的突破[22]91,这对于一些冷门的学科,或一些较少吸引力的国家无疑打击巨大,而对于整个科学界来说,也是巨大的损失。
大数据助推教育科学决策 篇8
高层规划, 全面布局
《淄博市教育信息化三年行动计划》提出, 建立基于云架构的教育资源公共服务平台, 实现优质资源共建共享。同时, 要求各区县、各学校高度重视教育“大数据”应用, 进一步加大培训力度, 积极整合各级各类教育管理信息资源, 建立事务处理、业务监管、动态监测、评估评价、决策分析等教育管理信息系统。充分运用“大数据”挖掘分析、可视化呈现, 为教育管理、科学决策、教育教学提供服务。
为切实将大数据应用落实到各学校, 我局从转变教育管理者思想入手, 以提升校长信息化领导能力、培养校长大数据应用意识为着眼点, 组织开展了面向全体校长的季度读书活动, 分别向全体校长推荐阅读了《21世纪技能》《大数据》《迈向新学习时代——上海基础教育信息化趋势蓝皮书》等和大数据应用有关的书籍, 并通过读书沙龙、读书征文等多种方式, 加强交流和引导, 收到良好效果。
积极探索, 注重应用
大数据具有数据量大 (Volume) 、类型繁多 (Variety) 、价值密度低 (Val u e) 、时效高 (Velocity) 等特性。除对教师管理、学籍管理、资产管理统一要求外, 我们还积极探索运用大数据提高教育教学管理水平和教育科学决策水平, 将大数据的应用深入教育各个领域。
1.利用大数据开展网上评教 (评校) 工作
为积极推进家校共育, 我们听取了学生和家长对教育发展的意见, 改进了学校管理。我们连续两年组织开展了学生评教和家长评教工作。全市29所高中学校的103025名学生、101311位家长对所在学校, 分学校、班级和任课教师三个层面, 按照满意、比较满意、不满意、不了解四个选项进行综合评价。
网上评教工作, 旨在通过家长对学校、班级和学科的满意率和不了解率映射出社会满意度和家校沟通、班级管理、学科教学和学科地位等问题;通过学生对学校、班级和学科的满意率和不了解率映射出学校校风、班级管理和任课教师教学与管理的问题。
通过数据采集和分析, 我们可以直观地看出社会各界 (家长) 对教育的满意度、家校相互沟通和每个学科教学等方面的问题, 为我们提高、完善管理水平和教育决策提供参考。同时, 学校通过对数据的分析, 可以具体到每个年级、班级和任课教师, 可以通过对比分析级部管理、班级管理和教师教学等各个层面的满意率, 深入挖掘分析学校教育教学管理中存在的显性问题和隐性问题, 便于增强学校管理的针对性和有效性。
2.利用大数据开展区县教育现代化建设年度测评
我市是最早使用大数据分析督促和推动区县教育现代化建设的地市, 我们以全市10个区县为评价对象, 借助“淄博市区县教育现代化建设成果展示平台” (大数据分析平台) 对涉及的50项评价指标进行数据上传、积累、分析和评价。共上传积累数据材料万余份, 涉及全市10个区县各学段的所有学校 (含幼儿园、小学、初中、高中、特教、中等职业学校) 。
我们将区县教育现代化建设工作细分为50个三级指标, 针对每个指标要求区县上传工作数据。通过数据的采集, 我们对每个区县、每个一级指标和每个三级指标的工作数据进行挖掘分析, 并分别赋分, 形成得分数据库。对得分数据库从横向和纵向两个维度进行比较分析, 形成区县年度工作完成情况的最终结果, 对指标完成情况进行客观评价, 形成客观的测评报告, 有效地推动了我市的教育现代化建设。
3.利用大数据实现教学质量监控
提高教学质量是教育部门最大的工作目标, 教研部门在教学质量监控中, 利用大数据开展分析、研判, 以数据分析结论为依据, 避免决策的随意性和盲目主观性, 实践了“样本即全体”的大数据理念, 对高中学生的学习情况都可以达到可视化呈现。
学生个性化的分析报告会下发给学生本人和任课教师, 方便了教师的个性化辅导, 也使学生能够及时了解自己在哪些知识点方面还有短板, 为快速查缺补漏提供了数据支持。在提供学生个性化数据的同时, 我们还针对学校不同层面的教师和领导, 提供各种不同的数据, 以便进行教学方面的调整。针对不同的教育工作者在教学过程中的不同角色, 提供各种个性化、专业化的报表数据, 大大提高了教学效率, 为保证我市高考成绩的提升奠定了扎实的数据基础。
此外, 通过对历次教学质量调研的数据整合, 我们还可以提供每个学生历次成绩的变化趋势, 有利于学生和任课教师进行持续跟踪式的个性化学习和教学;针对教师和教育管理者, 提供班级的历次变化趋势、学校乃至区县层面的整体趋势走向, 以便进行某个时间段内教学方式、教学效果的研判和改进。
4.利用大数据应对大规模临时性调查分析工作
我们在工作中利用大数据优势积极应对大规模、临时性的调查分析工作。例如, 2015年11月, 我们接到通知, 要求报送我市农村学生课外阅读情况信息, 包含平均阅读时间、阅读量等。由于该项工作平时没有数据积累, 我们紧急编辑农村学生阅读情况调查问卷, 通过网络平台发布, 并部署各区县组织学生参与网上调研, 全市83496名农村学生提交了问卷。问卷星系统后台自动分析, 形成相关数据, 做到了准确、如期报送。通过专业网站进行调查, 实现了短时间、大容量, 同时, 节省了大量人力。
又如, 全市教育信息化发展数据调查、信息化工作开展推进情况等, 均离不开大数据应用。
立足实际, 着眼未来
我们对大数据的利用仍然处于探索性的初步阶段, 教育数据与其他领域的数据比较起来, 有一些独特之处。正如美国联邦政府教育部技术办公室在《通过教育数据挖掘和学习分析增进教与学:问题简介》中所指出的:教育中有两个特定的领域会用到大数据, 即教育数据挖掘和学习分析。对此, 我们一方面积极贯彻落实国家对大数据工作的规划, 另一方面充分利用大数据来改进教育决策工作。
第一, 落实教育信息化发展规划的各项要求, 建设好教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台, 充分发挥云架构、物联网优势, 实现优质资源互联互通、共建共享。同时建设好学校信息化平台, 推进数字学校、智慧校园、智慧课堂, 为大数据发展营造良好环境。
第二, 积极开展大数据应用培训工作, 提高管理部门、学校广大师生的信息化素养;积极推广大数据应用, 创新管理工作, 服务教育决策, 服务教育现代化。
大科学工程 篇9
一、故事入题
科学知识学习的实质是学生在原有的知识基础上建构新知识, 利用科学故事能够构建学习情境, 架设起新知与旧知的桥梁, 激发学生的想象和参与意识, 从而快速进入学习情境。
例如, 教师在讲“磁铁”时就可利用中国古代“宫门捉刺客”的故事, 巧设问题情境。
师:秦始皇阴险狡诈, 杀人无数, 每天晚上睡觉时都担心有刺客来刺杀他, 所以他让人修了一个宫殿, 并做了特殊的宫门, 每当刺客来行刺的时候, 一到宫门, 兵器就会自动被宫门缴获, 这就是“宫门捉刺客”的故事。
师:听了这个故事, 你有什么问题吗?
生:为什么宫门可以捉住刺客?
生:我猜, 宫门内肯定装着什么机关?
师:到底装着什么机关, 你能大胆地猜想一下吗……
教师巧妙地利用古代故事设置悬念, 动人心弦, 发人深思, 激发了学生探究科学奥秘的兴趣, 从而顺利导入本课学习的主题“磁铁的性质”。
二、故事激趣
科学小故事本身具有很强的趣味性, 再加上教师绘声绘色的铺陈渲染, 既寓意深刻, 又轻松幽默, 能使学生精神焕发, 求知欲激扬, 大大增强学生对所学知识的兴趣。
在学习“人的性别决定”时, 我首先给学生讲述“超生游击队”的故事, 让学生不自觉地产生了疑问:女主人公一连生了3个女孩, 第4胎一定会是男孩吗?人的性别是由什么决定的?通过教师设置的故事情境, 激起了学生的探究兴趣。讲“浮力”时, 教师可结合“曹冲称象”的故事;讲“重力”时, 可结合牛顿“苹果落地”的故事。这些故事会改变课堂上枯燥沉闷的气氛, 使学生兴趣大增并留下深刻的印象。
三、故事启智
科学小故事还能开发学生智力, 帮助他们改进思想方法, 提高分析问题、解决问题的能力。有这样一个故事:一次爱迪生做实验, 需要测一个灯泡的体积, 他让身边的一位助手去做, 这位助手左量右量反复计算, 总是得不到灯泡的准确体积。正急得满头大汗, 爱迪生拿过灯泡放进盛水的量杯中, 一下就准确测出灯泡的体积。这是用巧妙办法解决问题的实例。它告诉学生, 遇到问题不要墨守成规, 要学会多角度地分析问题。教师通过讲述科学故事, 让学生认识到, 正确的世界观和科学的方法是科学家取得成功的重要条件。
四、故事质疑
利用科学小故事, 可以引起学生质疑。故事讲完后, 教师可提问“你想知道这是为什么吗?”唤起学生强烈的求知欲, 让学生在质疑中主动探索, 寻找奥秘, 深入思考。
例如为了让学生了解热空气的性质和特点, 教师在导入新课时可以巧妙地利用诸葛亮的故事引起学生的质疑与思考。
师:同学们都知道诸葛亮是三国时期著名的军事家, 他机智过人、神机妙算, 你们知道他在指挥士兵作战时有什么秘方吗?
生: (互相交流)
师:他不光发明了木牛流马、八卦阵等, 还发明了一种神奇的灯。这种灯点燃后可以自动升上天空, 用它来传递作战信号, 又快捷又方便, 后来人们把这种灯叫做孔明灯。听完这个故事, 你们有什么问题吗?
生:这个灯为什么会自动升上天?
生:它是怎么做成的, 里面是什么样的构造……
教师巧妙地利用古代故事设置悬念, 动人心弦, 发人深思, 激发了学生探究科学奥秘的兴趣, 为了揭开这个谜面而始终处于高昂的情绪之中。
五、故事激志
在科学发展中, 贯穿着科学家不怕困难、艰苦奋斗、忘我工作、勇于探索的事迹。教师汲取引人注目、感人至深的情节, 用故事的形式讲给学生听。从布鲁诺为坚持地心说被宗教势力烧死, 牛顿压制惠更斯光的波动理论, 到前苏联飞船因一个小数点而坠毁等, 教育学生科学道路不是坦途, 要坚持真理, 相信事实, 不盲从于答案, 不屈服于权威, 要有认真的科学态度和为科学献身的精神。
讲述华罗庚在杂货店里顽强自学、达尔文随“贝格尔”号环球科学考察等等, 激励学生珍惜时间学习, 培养他们追求真理、埋头苦干、勇于创新、献身科学的精神。特别是讲述我国古今科学故事, 如指南车的传说、蔡伦造纸的故事、张衡制造世界上第一架地动仪、徐霞客不畏艰险考察祖国的山水、詹天佑修筑中国自己的第一条铁路、钱学森冲破美国重重阻扰返回祖国等, 唤起学生的民族自豪感和责任心, 激起他们报效祖国的决心和报负。
六、故事育情
在课堂教学中, 可根据授课内容, 穿插一些生动有趣的科学家的轶事、考古发现、动植物趣谈等。教师通过声情并茂、文采飞扬的语言, 讲述教学内容背后的故事, 将庄严神圣的科学知识与有血有肉、有情有感的故事创造性地联系起来, 感染学生, 激励学生, 调动学生情感, 达到道德情感教育的目的。
例如在讲授“我国珍稀的动植物”时, 我首先讲了白鳍豚——“奇奇”的故事。奇奇是一头受伤的小白鳍豚, 被人救起后, 寄养在武汉“白鳍豚康复中心”。成年后, 工作人员想给它找个伴侣, 结果寻了近20年, 也没有找到。几年前, 奇奇孤独地死去了。现在没有人在白鳍豚的栖息地再看见它。3年过去了, 如果有5年再看不见它的踪迹的话, 按国际惯例就可以宣布这一物种的灭绝。让我们好好看看白鳍豚的照片吧, 也许我们再也见不到活着的白鳍豚了。讲到此, 有的同学眼睛湿润了。这一情景的设置唤起同学们保护野生动植物的意识, 收到良好的教学效果。
山西医学科学院山西大医院 篇10
山西大医院现有职工2438人, 现开设专业科室48个, 有省级重点学科10个。各科室学科带头人及骨干均为国内相关专业知名专家, 70%具有博士学位, 现有医生全部具有硕士以上学位。医院现有山西省创伤医学研究所、山西省全科医学培训与研究中心和山西省泌尿外科男科研究所3个科研教学机构;是山西医科大学非隶属附属医院, 山西医科大学学位分委员会, 独立招收博士、硕士研究生, 具有学位授予权;是中国人民解放军交通医学研究所山西培训基地、北京大学交通医学中心科研培训基地、国家卫生计生委医院管理研究所临床工程研究基地。
山西大医院现承担“国家级紧急医学救援队”任务, 是山西省公立医院改革试点单位, 是山西省首家省级新农合即时结报定点单位, 是山西省首批新型农村合作医疗示范医院。目前已实现省、市医保 (城镇职工、城镇居民) 、铁路医保等全联网, 实现了保健干部就诊全覆盖。
开诊以来, 山西大医院全体医务人员坚持正确的办院方向, 凝心聚力、艰苦创业, 忠诚履行为人民健康服务的神圣职责, 开创了医院各项事业又快又好发展的新局面, 为广大患者提供了安全、有效、方便、价廉的医疗卫生服务。2014年, 医院就诊患者659314人次, 出院患者48817人次, 手术总量18443例。
山西大医院全体职工正遵循“大医精诚, 博学创新”之院训, 按照山西省委省政府提出的“高起点设计, 高标准建设, 高水平管理, 建设国内一流综合医院”的要求, 辛勤工作, 朝着把医院建设成为山西省医疗康复保健中心、医疗应急急救中心、医学研究和教学培训中心, 为人民群众提供高质量、高水平健康服务的方向而努力奋斗。
医院幵展大型义诊活动