生物力学研究方法十篇

发布时间:2024-04-25 19:14:03

生物力学研究方法篇1

关键词:创新创新教育物理教学

随着素质教育的全面推进和教育改革的不断深化,如何培养学生的创新精神,提高创新能力,已成为广大教育工作者关注的问题。我国著名的教育家陶行知先生曾指出:教师要创造性地教,学生要创造性地学。现就物理教学中如何培养学生的创新能力谈几点看法。

一、培养学生的创新意识

随着教学改革的不断深入,教学中培养学生的创新能力越来越重要。培养学生的创新意识,就要改变传统的教学模式,坚持创新教育思想,让学生树立创新观念,对遇到的问题大胆质疑、大胆想象。正如爱因斯坦所说:“想象力比知识更重要,是推动知识进步的源泉”,逐步形成良好的创造性思维习惯,提高创新能力。

二、发挥课堂教学的主渠道作用

创新需要一定的基础知识,一定的创新环境,一定的思维训练,课堂教学是学生掌握基础知识的重要场所,是落实创新能力培养的主渠道。

1.创建良好的创新环境

课堂教学中注意创建和谐、民主的课堂氛围,引导学生积极参与教学的整个过程,敢于提问题,发表不同见解,尊重学生的好奇心和求知欲望,让人人参与创新,并从中得到乐趣和满足。

2.通过问题探讨提高创新能力

教学中突出学生的主体地位,根据教材内容提出问题,展开讨论,增强学生主动探求知识的动力。在老师和学生的共同努力下,从问题中掌握知识,进而发现新问题,有效地培养创新思维能力。对所选择的问题要有启发性、针对性,让学生能努力解决,激发学生创新情感。

3.培养学生创造思维能力

对于知识的学习,注意引导学生开展发散思维和收敛思维训练,先对一个问题从不同方向设想出解决方案,提出许多具有创造性的解决方法,再加以类比、归纳。例如,讲授“改变内能的方法”时,向学生提出:可用哪些方法使一根铁丝的温度升高?学生答出多种方法:用火烧、太阳晒、在石头上磨、用铁锤打、反复扭曲、通电等。在此基础上分析归纳,升温的方法有两类:一是外界传给它热量,一是外界对它做功,有效地培养了学生的综合分析能力。

巧用逆向思维,寻求知识联系,法拉第电磁感应定律的发现就是在奥斯特发现电能产生磁的现象后,展开思考:磁能否产生电?经过努力终于发现了电磁感应定律。提高学生的创新动力。

培养全思维的学习习惯,建立知识、方法、能力相结合的思维模式,开发非智力因素。美国教育心理学家布鲁姆经过多年教学实践后认为:90%以上的学生智力因素相差不大,学习成绩有较大差异是非智力因素。可见,要想取得创新教育的丰硕成果,就要加强对学生思维能力的训练,加强对动机、兴趣、意志、情感等非智力因素的培养。

三、将创新教育贯穿于各个教学环节

1.精心备课

备课是教学实施的基础,在分析教材和学生的基础上,明确教学目的,让学生掌握基础知识的同时开发智力、培养能力,大力倡导启发式教学方法,增加学生探求知识的活动量,让学生自己去探索、去创新,为课堂教学充满创新意识做好必要充分的准备。

2.精练习题

结合教材内容,灵活选择习题,鼓励学生用不同方法来分析,一题多解,一题多问,给予适当的思考时间使其得出结论,并展开广泛联想,进行创新思维训练。通过练习,学生面对新问题会从容不迫,把有效的知识、方法、能力相结合,全面提高创新能力。

3.重视实验和实践

实验是物理教学中的重要组成部分,不仅让学生学会操作,还引导学生提高分析实验能力,培养创新能力。开展丰富多彩的创造活动,有计划地组织学生进行探索性实验,使创新能力长期化,把实验问题与实际问题结合起来。

四、自我创新

教师在教学活动中起主导作用,必须有创新思想,不断学习,充实新知识,研究新方法。过去常讲要给学生一杯水,教师要有一桶水,现在要给学生一杯水,教师要成流动的河,才能满足创新教育的需要。树立良好的师德形象,耐心听取学生对问题的见解,决不能打击学生的创造积极性,对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育,阐述我国现代科学研究的新成果,满足学生的求知欲。

创新教育是实施素质教育的关键,课堂教学是创新教育的主渠道,完善各教学环节,以学生为主体,以创新为动力,全面培养创新能力,为学生全面的发展打下坚实的基础。

参考文献:

[1]王至正,张宪魁,王河.物理教育学[m].青岛:青岛海洋大学出版社.

生物力学研究方法篇2

一、要引导学生发现研究物理问题的方法

物理学作为一门以实验为基础的自然科学,在整个初中物理教学中需要更多解决和研究物理问题的方法。因此,教师要引导学生养成善于发现问题、解决问题的习惯,运用不同的研究方法,解决各种各样的物理问题。例如,在教学《认识压强》时,我利用实验教学的方法:准备一个小圆桌的模型、一些沙子和砖块进行实践操作,要求学生:①把圆桌正面朝上放在沙堆上,测量桌脚陷入沙中的深度。②在圆桌上放上砖块并正面朝上地放在沙堆上,测量桌脚陷入沙中的深度。③把圆桌反面朝上放在沙堆上,测量桌脚陷入深度。④把放有砖块的圆桌反面朝上放在沙堆上,测量桌脚陷入深度。这时,我提出问题:“通过这四次的实验,我们发现了什么?”学生通过动手、动脑,很快得出压力和受力面积的大小是影响压力的重要因素。在教师正确地引导下,促使学生理解和巩固物理知识、发现和掌握研究方法,进而提高他们的物理素养。

二、要引导学生总结研究物理问题的方法

在物理教学中,教师还要及时地引导学生学会总结研究问题的方法,促使学生积极主动地参与到物理教学中来。在教授《物态变化》时,我设计了这样一个教学片断:要求全班学生分组总结“物态变化”的研究方法,结合所学知识及应用,进行物理方法的划分、对比、归纳。在探讨中总结以下几种《物态变化》所采用的研究方法:(1)比较法的运用。如比较刻度及使用方法的异同点、比较晶体与非晶体的熔化和凝固时的特点。(2)控制变量法的运用。如影响蒸发快慢有三个因素,要研究温度对蒸发快慢的影响时,可控制液体的表面积和液面上方空气流动情况。这种方法也在研究弦乐器的音调与哪些因素有关中运用了。(3)图表法的运用。通过列表了解自然界中不同物体的温度差异,分析不同晶体的熔点。(4)实验方法的运用。如测量不同温度的水,学习正确使用温度计及读数的方法,通过实验认识各种物态变化及相应的热量吸收与放出,引导学生总结研究物理问题的方法,不仅活跃课堂气氛,让学生有意识地把学习与方法相结合,培养自身的逻辑思维、信息收集、信息处理的能力,在总结教学过程中,达到提高学生综合能力的目的。

三、通过专题复习掌握研究物理问题的方法

生物力学研究方法篇3

论文摘要:研究性教学是高校培养适应社会主义市场经济发展所需要的具备较高专业知识素养和创新精神的人才.推动新一轮教育教学改革的重要教学模式。在全面把握研究性教学科学内涵与特征的基础上结合教学实际,从提高教师整体素质、实验研究性教学设计和实验研究性教学的评价等方面阐述了《植物生物学》实验研究性教学的策略,初步总结了近几年的教学实践成效并对今后的发展提出了合理化建议。

当前,人才培养与教育向着全面推行素质教育方向发展.高等教育面临新的严峻挑战,更新教学内容,改革教学方法势在必行。江泽民曾强调指出:“我们培养的专业人才,必须掌握科学的思维方法,具有强烈的创新意识。能够敏锐地发现问题、正确地分析问题和创造性地解决问题。”国家教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005il号)中指出:“积极推动研究性教学.提高大学生的创新能力”,“要增加综合性与创新性实验”,“要切实加强实验、实习、社会实践、毕业设计(论文)等实践教学环节,保障各环节的时间和效果,要不断改革实践教学内容,改进实践教学方法,切实提高大学生的实践能力”.“引导大学生了解多种学术观点并开展讨论、追踪本学科领域最新进展,提高自主学习和独立研究的能力”。如何培养适应社会主义市场经济发展所需要的具备较高专业知识素养和创新精神的人才,是目前高校改革的主要目标。2l世纪是以生物科学为带头学科的世纪。植物生物学作为大学生物学课程的一个组成部分,具有不可替代的地位。它既是高等院校重要的专业基础课,又是进一步学好其它专业基础课和专业课的必要条件和基础。植物生物学实验教学是整个教学环节中的一个重要的子系统,它对学生分析问题和解决问题能力的培养,尤其对学生综合素质的提高和创新能力的培养具有独特的作用。研究性教学是教师通过指导学生从自然、社会和生活中选择和确定与学科相关的专题进行研究,使学生在独立的主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中,吸收知识、应用知识、解决问题、获取新颖的经验和表现具有个性特征的行为,从而提高学生的各方面素质,培养学生创造能力和创新精神的一种实践活动。2006年4月18日,周济部长还强调:“推进研究性和启发式教学,培养学生的创新意识和实践能力。”本文就植物生物学实验实施研究性教学的策略作一些思考与探讨,以适应植物学科发展和2l世纪对高素质人才——基础扎实、知识面宽、能力强的要求。

1全面把握研究性教学的科学内涵与特征

研究性教学是社会生产力发展到一定程度的产物,它是在引进和解读约翰·杜威、布鲁纳的建构主义的理论基础之上,结合我国教育教学实际,吸收其他教育理论的合理成分.综合形成了“主客观统一”认识论和“教师主导与学生主体相结合”教育思想而构建的现代教学模式。研究性教学是在教学过程中,创设一种类似科学研究的情景和途径,让学生在独立的主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中,吸收知识、应用知识、分析问题、解决问题,从而提高学生的各方面素质,培养学生创造能力和创新精神的一种教学方式。研究性教学的科学内涵和本质特征主要表现在:一是研究性教学关注学生创新性品质和思维能力的训练与养成,在研究与学习中培养学生的创新意识和能力。二是研究性教学是以学生个性化的思维、认知逻辑为基础,教师以研究的形式组织教学活动,打破原有的凝固、完整的学科逻辑和机械的顺序,设置“问题与课题”或“研究项目”.把教学时空从课堂延伸到图书馆、生活、实践、虚拟网络系统等领域,真正实现学习与生活、学习与研究相结合,科学与生活相联系。三是研究性教学是一个不断探索和创新的过程。要求教师的教是创新性的,科研与教学是相通的.教师要把研究的思想、方法和取得的新进展引入教学并贯穿全过程。四是研究性教学注重发挥、发展学生的主体性,主张学生积极参与研究之中,通过知、情、意的深沉投入与参与,在研究中学习、在研究中成长,养成独立思考的气质和批判精神,成为自我反思、自我动员、自我发展的主体。五是研究性教学强调师生情感交流、思想沟通,在研究中建立民主、和谐、文明的师生关系。六是研究性教学过程体现师生互动、教学相长。研究性教学通过优化课程结构,建立一种基于研究、探索的学习模式,使学生在教学过程中直接步入科学研究的前沿平台,激发其创新欲望。师生在“科学共同体”下,不仅共享科学研究的思想、思维、方法,而且各取所需,真正达到教学相长。

2植物生物学实验研究性教学策略

2.1提高教师整体素质策略

2.1.1革新教师的教育观念教育教学改革以转变教育观念为先导,树立与研究性教学相匹配的教育观念。(1)全面发展的学生观:植物生物学实验研究性教学可以通过调查、实验、数据与资料分析等环节,以合作学习为主,个人研究和集体探讨相结合的形式来完成。这就要求教育中让学生全过程参与。通过分工协作,依靠集体智慧开展研究性学习.从而培养学生学习兴趣、科学态度、创新意识、探索精神、思维品质、合作态度等方面的素质和能力,塑造学生的创造个性。促进学生的全面发展。(2)民主与平等的师生观:植物生物学实验研究性教学是一个探索与思考的过程,是一个不断面临新问题的过程,是一个知识扩展的过程。是一个与学生共同研究与学习的过程。教师应努力营造积极民主的教学氛围,以完全平等的姿态与学生一起查阅资料、开展实验、寻求答案,鼓励学生的质疑精神和求异思维。从而真正做到师生之间相互学习、相互切磋、相互启发、相互激励,彼此形成一个真正的“学习共同体”国。(3)理性的教师权威观:植物生物学实验研究性教学是以科学研究方式进行的.许多问题可能超出教师的专业领域。要求教师在教学中具有远大的理想、积极进取的态度、批判与创新的科学精神、强烈的好奇心和求知欲、严谨务实的工作作风、锲而不舍的钻研精神,创造性人格魅力和热情洋溢、情绪饱满、富于激励、想象丰富的情感来树立自己形象、鞭策和激励学生的成长。

2.1.2完善教师的知识与能力结构植物生物学实验研究性教学是一种发展探索能力、实践能力、创新能力的现代教学方法。对教师的知识与能力具有较高的要求,具备多元化的知识结构。特别是在知识经济、信息技术飞速发展的时代,教师不仅要掌握系统的生物科学知识,及时了解生命科学及生物技术新进展,如分子生物学、遗传工程、生命起源与发生的新学说、生物进化论的研究进展、生物多样性与保护、生物dna芯片技术、人类基因组计划等等:同时重视学科交叉和知识更新,如“边缘科学”、“综合性科学”等,形成广阔的文化视野和深厚的文化底蕴,构建多元化的知识结构。授课是一门科学,需要去钻研,去研究啕。.植物生物学实验研究性教学具有综合性、社会性、实践性等特点.要求教师不断提高教学、科研能力。植物生物学实验研究性教学中不能忽视教学研究,要把握好课前、课中和课后三个环节.如“课前”教师要从观点与方法上弄清已取得的科学成果、尚未解决的问题以及未能解决的问题的障碍存在(组织材料、准备问题),从而制定研究性教学的对策和措施;“课中”教师要加强对学生研究性学习过程的组织、管理和指导,让学生具有探索新知的经历和获得新知的体验,学到生物科学研究方法和科学精神,提高生物科学素养;“课后”教师要自觉进行自我反思。通过反思问题的设置、实验研究方法、教学指导等行为与过程,促进教师更加主动参与教育、教学。科学研究是“源”,教学则是“流”,科学研究总是走在教学的前头。如果没有科学研究.把握不住学科热点、难点和最新进展,对新技术、新成果无知或知之甚少,不能用新的见解来研究问题,更不能给学生在科学研究方法上以恰当的指导,就更谈不上启发学生。因此,教师只有努力提高科学研究能力,把教学与科研密切结合.才能满足植物生物学实验研究性教学的需要。

2.2实验研究性教学设计策略

2.2.1实验研究性教学的综合技能训练策略实验研究性教学就是要改革以验证性实验为主的保姆式传统实验教学模式。在传统的植物生物学实验中有许多实验项目属于验证实验,如植物细胞、组织与器官的观察,植物类群与分类(重要科属)的特征解剖,植物体内特定成分提取、分离与鉴定等。这些实验不仅在实验教学中所占课时比重高.而且重复性大。把这些实验项目改为显微镜的操作规范与技能,徒手切片与临时装片(含压片)的技术与技能,植物成分提取、分离与鉴定的技术与技能等方面的基本技能综合训练,既可以节约大量的实验课时,又可以为设计性、综合性与研究性实验奠定良好的基础。

2.2.2实验研究性教学的问题与课题设置策略针对学习植物生物学实验的学生专业知识相对薄弱的实际情况,可采取以下策略设置实验研究性教学的问题与课题:(1)按教材的知识体系中的条块设置问题或课题,如植物体结构与功能方面可设置c,与c植物在根、茎、叶的结构差异比较研究.植物的生长发育与环境方面设置水生植物中沉水植物、浮水植物与挺水植物根、茎、叶的结构与环境的适应性等.这样的研究课题既可以检验实验的基本技能和验证营养器官的基本结构,又可以打破教材章节的限制,把不同章节的知识有机地联结起来,探究植物在生长发育和结构分别与功能和环境的相互关系,使学生学习的知识“活”起来。(2)按学生学习与生活实际设置问题或课题,如校园植物多样性的调查、东湖和镜湖与鹤池淡水藻类多样性的调查以及食堂大米和蔬菜的营养成分的分析等,这些问题与课题不但可以让学生掌握科学研究的基本方法,也可以切i练学生调查、实验与数据分析的基本技能和技巧。(3)按学科与社会的前沿与热点设置问题或课题,如模拟全球气候变暖与c02浓度升高对植物生长发育、生理功能的影响,养殖产业对水生植物影响的调查,模拟矿区煤矸石与石灰石堆积区植被恢复实验研究等。这些问题或课题对社会影响强烈,学生情感体验比较深刻,不仅可强化科学研究基本方法的训练,提高科研能力,而且增进对社会发展状况的了解.增强学生对社会进步与发展的责任感。

2.2.3促进学生研究兴趣自我发展的策略创新始于问题,源于实践。学生研究兴趣自我发展既要调动学生积极性和主动性,也要为学生的自我发展搭建平台。(1)学生要根据研究性实验教学内容和要求,查阅文献资料,自主拟定实验方案,选择实验仪器设备和确定能有效测定数据的方法,先假设后实验,得到实验结果,进行分析讨论,撰写实验报告,注意各环节发挥学生自主性和能动性。在研究性实验教学中,教师不能够越俎代庖,注重实验方向提示学生自主设计实验方案的审查和完善,实验过程的观察调控、释疑解难,对实验结果与报告的分析与评价,找出研究性实验教学不足并提出改进意见,不断提高学生的科学实验能力。(2)全国大学生“挑战杯”课外学术科技作品竞赛是由共青团中央、中国科协、教育部、全国学联和承办高校所在地人民政府联合主办的一项具有导向性、示范性和群众性的全国竞赛活动,被誉为中国大学生学术科技的“奥林匹克”盛会:也是培养学生的创新能力、协作精神和解决实际问题的综合能力,促进学生自我发展、展示真我风采的良好平台。在植物生物学实验研究性教学中,要鼓励学生积极参与,指导学生要遵循价值性、创新性、可行性、有利性、具体性等五项原则选题,严格按照科研课题的立项论证、项目研究、结项与验收的规范化程序管理项目。

2.3实验研究性教学的学生学业评价策略

实验研究性教学的学业评价要改革传统的学生学业评价中“教师一支笔、一考定全局”终结性评价模式.建立以形成性评价为主体的综合评价模式。如植物生物学实验研究性教学中学生实验研究课题的评价,按表1中的评价指标体系进行。

3植物生物学实验研究性教学的成效

几年来的研究性实验教学表明:(1)激发了学生对实验研究与学习的兴趣、转变了学习态度。亚里斯多德曾经说过,古往今来人们开始探索,都应起源于对自然万物的惊异。植物生物学实验研究性教学中,学生在教师的指导下通过自主选题大大地提高了探索、求知的兴趣,使学生对植物生物学实验的学习态度从“要你学”变为“我要学”。(2)强化了学生实验基本技能与技巧的训练。通过教师设置的基本技能与技巧的项目训练和学生的实验研究课题的研究实践,学生较好地掌握了开展植物生物学研究的制片技术、野外调查的方法、植物成分的提取和分离与鉴定方法和植物生理生化指标测定技术以及实验数据统计分析的方法等。(3)问题源于思考,植物生物学研究性实验教学中通过鼓励学生对实验现象、生活现象和社会现象的思考,在教师的启发和指导下凝练成研究的课题,再通过实验(试验)与实践的研究解决存在的问题,使学生思考问题、分析问题和解决问题等方面的科研素质与能力得到培养和提高。(4)植物生物学研究性实验教学中,教师设置的实验研究课题集体参与项目占多数,学生以小组为单位通过查阅文献、设计实验、开展实验和实验结果的分析与讨论以及研究报告的撰写等环节的相互配合、团结协作,很好地完成研究的任务,较为有效地培养了学生的团队精神和创新意识。

4植物生物学实验研究性教学的思考

生物力学研究方法篇4

关键词:提高土地生产力 农业 土壤肥力 研究方法

1 引言

近20年来,我国由于大量施用农药、化肥,导致农业用地严重退化。不仅造成作物产量降低,而且在一些地方还出现了土地荒漠化。土地生产力的下降,引起了各级政府部门的普遍关注,并采取了多种提高土地生产力的措施,以减少因土壤肥力下降和作物产量下降所造成的损失。

国内关于退化土地的提高措施主要有:(1)生物措施:通过植树造林、种草保育固土,防止水土流失;(2)工程措施:修筑水平梯田以避免肥沃土地的流失;(3)改革经营方式:包括运用轮作、间作、加强改土陪肥、对有机肥和无机肥的结合使用、对n、p、K的合理搭配等方式;(4)综合措施:多种方法综合使用。与此同时,虽然传统的研究手段仍占据主导地位,但随着生态学研究方法的发展,其众多研究方法已被大量运用于提高土地生产力研究。主要方法有:(1)土壤生态学测定法、植物生理生态学研究方法等室内生态学分析方法;(2)农户调查法、生态学植物群落调查法等野外生态学调查方法;(3)生态学田间试验设计;(4)生态经济学研究方法;(5)生态学统计方法,通过生态统计软件建模等。生态学研究方法大大地扩展了传统研究方法的广度和深度。

本文从生态学视角出发,运用生态学研究方法提高农业土地生产力,以综合和协调的理念指导研究,梳理出农业土地退化防治的生态学研究方法,以更好地应用于实践。

2 提高农业土地生产力的生态学研究方法

2.1 室内生态学分析方法。

2.1.1 土壤生态学研究方法。运用土壤生态学相关研究思路,找出土壤肥力退化的因素,采取有效措施以提高土地生产力。通过实验测定土壤各项化学元素数值变化,分析土壤水盐动态与肥力的变化规律;运用土壤生态学的基本理论和研究思路,分析土壤中制约作物高产的主要因素,从而制定提高作物生产力的生态对策。

传统方法以土壤农业化学方法为主,测土壤含水量、酸碱度、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾[1]等。而土壤生态学分析方法与传统的土壤元素研究方法不同,是以分子生态学技术研究土壤微生物多样性,通过微生物分子生物学技术(从土壤中提取Dna,进行pCR-DGGe、pCR-SSCp、RLFp分析等),揭示出土壤微生物群落丰富的多样性和生态功能,进而分析土壤肥力和生产力的效应。

2.1.2 植物生理生态学研究方法。(1)植物光合生理生态研究方法。包括植物光合作用的测定方法、植物叶绿素荧光参数测定方法、叶绿素a和b含量的测定方法等。(2)植物根际生态学研究方法。主要研究过程为:采用根钻法采集根系样品,再通过扫描仪和根系软件测定细根长度、细根直径、细根面积、比根长、根长密度、根系体积,应用根系体积测定排水技术,采用tiC还原法测定根系活力。

运用植物生理生态学研究方法,通过对植物生理生态结构变化与生理过程的研究,从而了解土壤水盐动态和肥力状况。如植物根、茎、叶对盐分的反应、土壤养分与水分对植物光合作用的影响、土壤盐分与微量元素对植物光合作用的影响等研究。

2.2 野外生态学调查法。

2.2.1 农户调查法。是一种方便而又可靠的了解土地问题和现状的方法,对于得到关于土地的第一手真实资料具有重要作用。根据研究中具体情况制定调查表,再做实地调查。在“宁夏永宁县闽宁镇土地退化综合防治治理模式”研究项目中,通过对家庭基本情况、土地利用方式、农地地块投入产出表、菌菇和葡萄栽培投入产出、牧业养殖情况、草地状况、林地状况等方面进行调查,得到土地退化原因和机制,并根据实际从生态学角度提出防治模式。

2.2.2 生态学植物群落调查法。内容包括:识别植物、植物分布与生境调查、植物群落调查,植物群落时空分布(水平或垂直分布及演替)调查、植被的遥感判读和野外填图等。调查时,先选取一定数量的小面积典型地段,再记录面积内植物的物种组成、频度、多度、盖度等生态学特征,并推断该植物群落整体的组成与结构变化的生态学演替规律。通过对植物群落动态分析,掌握土地生产力及土地退化机理,以植物物种的选择和繁育为突破口进行土壤改良、以作物栽培品种来提高土地生产力。

2.3 生态学田间试验设计。

常用的生态学田间试验设计方法,包括顺序排列的试验设计中的对比法设计、间比法设计,随机排列的试验设计中的完全随机设计、随机区组设计、拉丁方设计、裂区设计、条区设计等。

通过田间试验设计,研究土壤水盐动态、免耕、轮作对土壤肥力与土地生产力影响,以提高土地生产力。丘陵地带以梯田的土壤肥力研究设计为主,依地理位置分成里坎、中部、外坎三个部位,分别设置空一白、氮肥匀施和氮肥分级施肥法,三个重复处理,按稻麦两熟轮作制进行定位试验。关于施用有机肥与无机肥,唐继伟等设计的方案如下:不施肥、有机无机配施、全有机肥、全无机肥,共4个处理,重复3次。而朱波等人在旱地自然免耕技术中设计为:在免耕基础上,设计平作、平作秸秆覆盖、垄作、垄作秸秆覆盖四个处理,小区面积为2m2,垄、沟宽60cm,垄高25cm,覆盖物厚度3cm,各重复处理三次,随机排列,在作物轮作方面,亦有人提出紫花苜蓿与粮食作物轮作、草木栖与粮食作物轮作套种、红豆草与粮食作物轮作等设计方法。

2.4 生态经济学研究方法。

生态经济学研究方法是将生态学和经济学有机地结合起来进行分析,寻求既发展社会经济又保护生态环境的研究方法。此方法主要应用于土地生产力研究过程中,为土地生态经济定价。土地资本与土地物质早已相互渗透而成为土地产品,具有使用价值和价值。生态经济定价方法认为土地不仅具有经济价值,还有生态价值,并可通过对土地的生态价值进行计算,换算成经济价值。因此,土地生产力的生态经济定价研究能有效节约使用土地,并以找准土地的经济价值与生态价值最佳结合点为目标。另外,从生态经济学角度,分析植物养分变化,探讨最佳施肥量与最佳肥料效应对于土地生产力与作物产量影响,争取用最少的肥料获得最大的经济效益,这是人们从事农业的最终目的,也是科学施肥的最终体现。按照生态经济学的研究方法,种植者不仅可以用有限的肥料获得最大的经济效益,而且还可以避免由于过多的养分流失、渗漏造成的地下水污染,从而取得良好的生态效益。

2.5 生态学统计方法。

生态学统计软件主要有cornell生态学软件、pcoRD软件、CanoCo软件、VeSpan软件、SYn-taX6、taBoRD等。这些软件,通过与生态学数学分析方法、多元变量分析方法、生物群落梯度分析方法等生态学统计方法的结合,已被大量运用在土地生产力研究之中。

生物力学研究方法篇5

关键词:物流管理专业;研究性学习;教学模式

随着社会经济的持续发展和社会分工的不断细化,物流在生产、消费、交换和分配中的作用变得越来越重要,物流行业已经成为推动经济发展的重要力量。中国物流与采购联合会数据显示,截至2016年年末,我国物流岗位从业人员数为5012万人,比上年增长0.6%,其中,物流相关行业从业人员数为1008万人,比上年增长4.7%,物流行业已经成为人员增长最快的行业之一。目前,我国有200多所高校开设了物流管理专业,作为主要的物流人才孵化地和输出端,如何培养出符合社会需要的物流人才是各高校面临的重要课题。研究性学习“以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生生活和社会生活中选择和确定研究专题,主要以个人或小组合作的方式进行。通过亲身实践获取直接经验,养成科学精神和科学态度,掌握基本科学方法,提高综合运用所学知识解决实际问题的能力”。近年来,已有许多学者针对研究性学习方法进行了研究。朱敏佳等提出了研究性学习的方法与评价模式;张利荣在大学研究性学习现状分析的基础上,从学生和教师两个层面提出了开展研究性学习的策略;李丽等对小组合作研究性学习的学习效果及其影响因素进行了研究;边保富,齐钦探析了网络环境下的研究性学习模式和策略。关于研究性学习理念在各专业和课程中的应用研究成果也比较丰富。薛行健等以交通运输专业为例构建了研究性学习教学模式;高洪伟等将研究性学习应用于数学教学中;陈志钢、梁丽丽等分别针对旅游管理专业和制药工程专业的研究性学习模式进行了探索。物流专业具有很强的学科交叉性和实践性,并且其核心内容会随着科技的发展不断拓展、升级,因此对物流人才的需求主要是面对问题时对知识技能的综合运用能力,以及创新能力。显然,以教师教授,学生被动听讲和记忆为主要特点的传统教学模式并不适合上述两种能力的培养。而研究性学习理念为我们提供了新的教学思路。

一、研究性学习的教学过程分析

研究是科研工作人员所从事的一项多层次的渐进活动,首先通过观察,提出问题,并通过文献资料的查阅发现已经解决的部分以及仍需进一步探究的部分,由此确定选题;然后选取适当的工具针对所需资料和数据进行调查、收集、整理、分析和解释,并根据分析结果,运用一定的理论知识和方法提出问题的解决方案;最后归纳总结,获得成果。研究性学习理念就是要求学生按照上述研究过程,自己发现问题、通过资料收集和数据分析探究问题解决方案、成果总结及反馈修正,由此培养学生的分析问题、解决问题的能力以及创新能力。然而,研究工作是一项系统工程,学生对这种学习方法的掌握不可能一蹴而就,教师应分阶段地给予指导,使学生逐步习得如何面对问题,并找到解决办法的能力,最终达到提高学生实践性和创新性的目的。研究性学习的教学过程如下。阶段1是教师教授阶段。结合经典案例,向学生解析研究活动从确定选题,到实践探究,到最后获得成果的全过程,让学生了解理论知识和方法在解决实际问题中的作用,以及实践中产生的问题反过来有助于理论知识体系的完善。由学习金字塔理论可知,这个阶段尚处于学生的被动学习阶段,学生对学习内容的留存率较低。从阶段2开始,学生的学习方式在教师渐进地指引下,逐步由被动转为主动。首先是问题的提出,教师通过设定与学习内容相关的问题情境的方法,激发学生的兴趣,引导学生发现问题、分析问题,并指导学生查阅基础资料和文献,发掘问题的研究价值,进而确定选题。在此基础上,教师讲授如何运用理论知识和方法来解决问题,并归纳研究成果。这一阶段的重点在于培养学生观察事物与发现问题的能力,“问题”是研究性学习的核心,将学习内容与实际生活相关联,有助于增加问题探索的趣味性,引发学生的好奇心,并产生自主学习的动力,是学生进入研究性学习状态的第一步。当学生已经学会有意识地观察生活,根据自有知识体系分析和发现问题时,教师便可引导学生进入第3个阶段的学习,指导学生在一定的研究范围内自主确定选题,设计研究思路,在查阅整理资料、分析解释数据的基础上运用一定的方法探究问题的解决方案。最后由教师对分析结果进行归纳总结。这一阶段侧重于培养学生将理论知识运用于解决实际问题的能力,属于实践性的研究性学习。此时已基本形成了以学生自主学习为主、教师指导为辅的教学模式。通过前三个阶段的学习,学生已经能够在一定的问题背景下确定选题、将理论知识应用于实际问题的分析和解释,于是研究性学习的教学进入阶段4,即教师指导学生对分析所得结果进行归纳和总结,形成观点。这一阶段重在培养学生将具体结果抽象为一般的、具有普遍意义的结论的逻辑思维能力,属于创造性的研究性学习。学生获得自主研究成果之后,教师还应鼓励、引导学生之间的成果交流,并根据反馈信息修改、完善研究结果。四个阶段的研究性学习的教学过程,将学生从单一被动的听讲模式,转变到以实践应用、讨论交流和教授他人为主的自主学习模式,不仅提高了学生的知识留存率,而且使学生学会建立理论知识与实际问题之间的连接,培养了学生的实践和创新能力。

二、物流管理专业现有教学模式存在的问题

课堂教学、毕业论文、创新性竞赛是物流管理专业学生学习三种基本方式。其中,课堂教学多为教师主导,向学生输出知识;毕业论文和创新性竞赛则是学生在教师的指导下,强调学生自主思考,运用知识开展实践和创新。课堂教学主要涉及理论知识教授和实训环节指导两个部分。理论课堂侧重于理论知识的教授,帮助学生形成整体的专业知识体系构架;实训课堂则侧重于培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,提升学生的理论素养和实践能力。与课堂上对理论知识的学习和实训操作的练习相比,完成毕业论文和参加各类竞赛则对学生提出了更高的挑战。前者由于学生处于被动的学习状态,缺乏自主思考,仅仅是对知识的片面理解和运用,很难形成体系。而后者属于一项完整的研究活动,对学生的要求是全方位的,对提高学生实践能力和创新能力,具有重要意义。平时课堂学习中靠死记硬背、机械重复也能获取高分的学习方法在此时已完全失效。以下对物流管理专业教学中存在的主要问题进行分析。

(一)学生缺乏问题意识物流行业与生活高度相关,每个人都有机会与之接触,但是,唯分数论的传统教育方式严重影响了学生观察生活的兴趣,被动学习的惯性阻碍了学生对所学知识的主动思考,对教师表现出强烈的依赖心理。

(二)学生缺乏理论知识的运用能力物流属于实践性和创新性很强的服务行业,理论与实践的连接性非常紧密。然而,课堂上被动听讲、考试前死记硬背的学习方式导致学生对知识的吸收和应用的能力不足,当实际问题摆在眼前时,无法联系相应的理论方法和技术手段去解决问题。

(三)学生缺乏团队意识“听”和“看”占主导的被动学习方法,使学生主动表达、与他人讨论交流的意愿很低,单打独斗在应付作业和考试时是可行的,但实际的物流问题往往涉及多项环节,是个系统工程,需要团队的力量,此时,团队意识和团队协作能力对于问题的解决非常重要。

(四)学生缺乏归纳总结的逻辑思维能力归纳总结对问题的抽象化和知识的体系化具有重要作用。当归纳总结是学生的自主行为时才能真正实现知识的内化,而实际情况是学生的学习积极性不高,比起主动思考,更愿意快速直接地从教师那里获取结论,急功近利心理严重。尤其当面对毕业论文和创新性竞赛之类的研究性工作时,以往的学习经验毫无用处,表现出强烈的无力感。

(五)教师的指导能力有限传统的教学模式便于操作,有利于教师按照计划开展教学活动,有利于通过考试对学生进行评价。教师通过简单的方式能够完成教学任务,学生通过简单的方式能够获得学分,导致学生存在上述几点问题,而对于教师来说,无法很好地做到以问题为导向指导学生在实践中学习理论知识、应用理论方法,以此锻炼学生的主动思考能力,提高学生的实践能力和创新能力。

三、物流管理专业研究性学习的教学模式设计

通过上述分析可知,物流管理专业是实践性和创新性很强的应用型专业,教师在课堂教学中应注重学生问题意识、团队意识、理论知识的运用能力、逻辑思维能力等方面的锻炼,从而培养其就业能力、创新意识和创业素养,真正成为满足社会需要的物流人才。因此,将研究性学习理念引入物流管理专业教学中具有重要意义。图1所示为物流管理专业的研究性教学模式。理论课和实训课的研究性学习教学模式相似,分为三部分,其内容围绕核心知识点展开。第一部分教师根据教学计划,事先让学生预习相关知识内容,课堂上给出案例背景、实训问题情境,激励学生自主思考。这部分以教师的引导为主。第二部分学生以小组为单位进行探讨,从分析问题到提出解决方案全过程,教师可以是参与者或指导者。第三部分教师对学生的讨论结果进行评价,并联系理论知识进行总结。根据学习金字塔理论,学生独立思考尝试解决问题,向其他人表达想法,并听取别人反馈且不断完善的过程,是学生学习效率极高的过程。研究性学习的课堂教学根据理论知识模块进行设计,所涉及问题一般针对性强,可在一两次课内完成。学生在课堂中得到的研究性学习的训练和多项能力的培养,为其参加各种竞赛和毕业论文写作打下良好的基础。教师可以通过作业及考核方式的革新激励学生课前预习,课堂上侧重小组讨论和师生互动,在学习方法、学习环境和学习方式等方面进行教学模式革新,提升学生自主学习的能力。

生物力学研究方法篇6

中药药物代谢动力学是应用动力学原理,研究中药活性成分、组分、单味药和复方体内吸收、分布、代谢、排泄和毒性的动态变化规律及其体内时-量、时-效关系,并用数学函数加以定量描述的一门新兴学科。开展中药药物代谢动力学研究对阐明和揭示中药药效物质基础和作用机制,设计及优选中药给药方案,促进中药新药研发、剂型改进及质量控制,均具有重要意义。

1研究现状

目前中药药动学研究方法归纳起来可分为两大类,一类是针对成分明确的中药及复方,即血药浓度法;另一类是化学基础研究薄弱成分尚不明确的中药及复方,该类主要以生物效应法为研究手段,包括药理效应法、药物累积法、效量半衰期法、微生物法等。

1.1生物效应法用生物效应法研究中药复方的药物代谢动力学,能体现复方配伍的整体性,符合中医药基本理论,能反映复方中多成分的综合疗效与协同效应,能更真实地反映复方制剂的体内动态。但其理论体系及方法均不成熟,虽可测得一系列表观参数,但重现性、可比性,不尽如人意,且无法解答脏器分布、代谢途径两大关键问题。多年来,学者们一直在方法学上进行着不懈的探索,试图找到一种能更准确、完整、科学地揭示中药复方药动学特征的研究方法,例如:卢贺起等以血小板聚集抑制率作为药理效应指标,研究了四物汤的药物动力学参数,认为应同时考察效量、药效、表观三种半衰期,在研究设计时应重视体现药动学和药效的双重性。

1.2血药浓度测定法大多数药物的血清药物浓度与药理作用强弱之间呈平行关系,而且相同的血药浓度在不同种属动物中得出的药理反应极为相似。中药复方制剂中不同成分的药动学特征有差异,复方制剂中某一成分的代谢情况无法反映整个制剂的水平,只是对某一成分或某一药效进行研究是不够的。即使是结构极为相似的两种成分之间一也可能存在药动学的差异,当评价中药复方制剂的药动学时,其中的某一成分的代谢情况无法代表整个复方。贺福元等对大鼠血浆中黄芪甲苷的含量进行了测定,并进行了药动学研究,发现补阳还五汤总方及总苷中的黄芪甲苷大鼠体内药动学参数不尽相同,可能是由于总方的成分组合与总苷部位的成分组合不同,各有效成分相互作用而产生不同结果。

2问题分析

近年来现代分析、生物、计算机等技术应用于中药药物代谢动力学研究在各方面取得了显著成就,但仍未见突破性进展。该领域目前存在的主要难点问题,可以概括为以下3方面。

2.1药效物质基础不明确,难以选择观测成分中药药效物质基础不明确,为中药药代的研究带来了无尽的困难。从已有的研究资料分析表明,许多中药中已知的化学成分在体内运转过程中发生较大变化,并不是该成分本身产生药效作用,也不能在生物体内测定到该成分的存在;被认为是指纹成分的化合物的作用和运转过程中也如此。不论是单味中药还是中药复方,均为含有大量化学物质的巨大复方,而且每一成分含量极微。这些客观存在的问题构成其药效学和药代动力学研究的难点。

2.2缺少多成分的药代参数综合评价方法中药及复方的复杂性导致药动学测定指标选择的困难,到底选择哪种或哪些指标能代表该味药或全方的药效是一个尚未定论的问题。目前主流的研究方法是:通过测定复方中一个或几个已知活性成分、代表性成分或主要化学成分在体内的动力学,来反应该复方在体内的作用规律。这种方法主要有两个问题:其一,所测化学成分的药代动力学能否完全代表该复方中其它成分的药代动力学;其二,如果检测出该复方在体内有两个甚至多个药动学特征,并且这些药动学特征彼此间差异较大时,究竟以哪一个药动学特征来指导用药。

2.3如何利用中药药代学研究的结论来指导临床合理用药中药药代学研究的终结目的是指导临床的合理用药。中药复方汤药的传统用药方法为一天一剂,加水煎煮分两次服用,然而越来越多的研究表明,不同方剂的半衰期相差较大。然而中药别于化学药之处在于:中药方剂多为大复方且组方灵活多变。中药药动学如何适应这些变化,来指导临床合理有效用药,提高其临床疗效,是值得深入探讨的问题。

3小结

中药的体内过程和生物转化是中药现代化的重要内容之一,也是阐述中药药效物质基础及其作用机制的有力突破口。中药复方大多药效温和、需长时间用药才能表现出整体的调节作用,同时许多中药所表现的药效不是单一的,也给药理指标的选择带来困难。如何将中药成分的体内微观行为与其表现的整体多方面的调节作用联系起来,建立适合中药自身作用特点的中药药物代谢动力学研究方法是一项长期、系统而艰巨任务。

参考文献

生物力学研究方法篇7

【关键词】研究方式中考物理复习

【中图分类号】G633.7【文献标识码】a【文章编号】2095-3089(2014)05-0153-01

利用研究方式进行初中物理的中考复习,是学习方式多样性的选择。研究性物理问题的探索动力足,研究式复习准备的参与度高,研究化复习过程认知情绪好、思维品质优,相对容易提高中考复习的效能。笔者在地区示范性复习课《运动和力》教学后,就知识结构、概念规律、方法应用等梳理出下列独立观点和有效做法,供同行研究斧正。

一、“研究式”初中物理单元认知结构固构法

(一)研究准备

“研究式”初中物理单元认知结构复习的准备重点包括时空安排、言语导引、情景设置和研究启动等,研究准备对稳固认知结构,提高正确的思维产生式系统影响明显。

1.时空安排时间10min左右;设计有个体复习、组内讨论、组间交流、集体思辨,观、做、思、听、议等多样性研学方式,以充分适应学生的个性化学习需求。

2.研究序言公共汽车――时常乘坐,其中有些力学问题虽然很重要――也受人关注,但不一定明白其中的道理。

3.设置情景投影图片并解说,这是一张公共汽车座位图,有人按照危险程度进行了排序,你认为有道理吗,为什么?播放视频(1页ppt同播汽车启动、刹车和转弯等3个乘客乘车晃动的视频可节约时间,渲染效果),让学生在再次乘车过程时,能关注到安全问题。

4.启动复习这是一个关系到汽车运动、人的惯性以及运动和受力等一系列问题的学习情景,它是物理学的重点。这节课,我们来复习《运动和力》(板书课题)。老师准备了一些图片,请先独立研究图片包含的信息,再以小组为单位,用连线方式梳理出单元知识结构。

(二)研究过程

在设计和管控复习过程时,需要照顾到复习的目标、任务、方式和效能。

1.图片连线学生的“伴学单”上散列有伽利略、牛顿、笛卡尔的肖像图以及伽利略运动推理、牛顿斜面实验、客车刹车、卡车转弯、高铁匀速直行、静物平衡、速度时间图像、路程时间图像、轿车在高速公路上变向变速行驶等图片,教师组织学生研究图片传递出来的关于“运动和力”方面的信息,要求学生用铅笔线把“关系图”串联起来。

2.图片配音组织学生在各自的学习小组内开展“看图说话”活动。要求利用图式思维梳理出诸如“‘伽利略――运动物体不受外力时将一直运动下去’+‘笛卡尔――不受外力时物体的运动方向不会变化’‘牛顿――第一运动定律’”、“平衡力---物体保持静止状态或匀速直线运动状态”、“非平衡力――物体或加速或减速或曲线运动”……等相对浅层的知识脉络。

3.实验点睛①利用2只木块、1杯水及现场拉制的铁丝圈肥皂水膜等器材,研究固体、液体、气体保有运动状态不变的惯性。②利用气球(研究形变)、橡皮泥球(在抛体运动中研究物体运动状态变化与受力的关系)研究力的作用效果。③利用弹性小球、直尺、秒表模拟v-t、s-t图像对应的匀速运动和变速运动。④利用硬纸片、测力计研究平衡力、非平衡力概念。

4.要点备忘每位学生在笔记本《运动和力》主题下,摘记个性化重点概念和相关因果关系。

5.智慧共享师生在相同规格的纸条上抄写几条“要点”吸压到黑板上,思维碰撞,学理交融。

(三)复习反思

传统指令性复习课堂兼顾面窄,信息量少。“学优生在等,学困生在拖”的现象比比皆是,一则复习效率低下,二则学习品质不好。精细化设计,个别化学习,专家型引领将是实现突破的有效方向,图文共生地固构单元知识结构的“研究式”复习方法值得研究。

二、“研究式”初中物理单元概念规律强化法

(一)研究准备

1.时空安排约20min时间;设计有⑴观察图片、动画和视频;⑵在“问题串”的导引下,独立完成解题、品题等个别化研学任务;⑶集体思辨,强化对单元概念、规律的理解。

2.研究序言有说“磨刀不误砍柴工”,又说“光说不练假把式”,接下来比一比,看哪位同学或哪个小组既能准确地理解,又能快捷解题?

3.启动复习展投内容,宣布复习研究活动开始。

(二)研究过程

《运动和力》单元基本概念包括运动状态、惯性、相互作用力、力的作用效果、平衡力、非平衡力等;基本规律则有:“受平衡力(或不受外力作用)时,物体运动状态保持不变”、“受非平衡力作用时,物体运动状态改变”。设计用典题解析、重点反复辨,难点实验突破等多种方式展开复习活动。学生的“伴学单”内容案例如下:

1.概念快忆1解答下列问题,理解基本概念1――“平衡力”和“相互作用力”有什么区别?(题略)

2.概念快忆2解答下列问题,理解基本概念2――力的作用效果有哪些?(题略)

3.概念快忆3解答下列问题,理解基本概念3――什么是惯性?(题略)

4.规律理解完成下列实验探究任务,理解――“运动”和“力”存在怎样的关系?(题略)

(三)复习反思

《运动和力》单元涉及力学的核心概念和基本规律。中考复习时,如果只采用例题讲评、限时训练等方法,知识的“空降”、“空心”问题得不到根本解决,复习收效不大。笔者设计并组织学生用思辨、实验、训练等多种方法去研究物理概念和规律,使复习目标富场景性、多元化,复习内容有挑战性、层次感,并且个人独立性和团队协作相辉映,复得有序,习得踏实。

三、“研究式”初中物理单元知识应用复习法

(一)研究准备

1.时空安排约15min时间;设计有:①观察或体验演示实验、实验视频和验证实验;②在解析精编了的复习题时,掌握方法,理解原理。

2.研究序言有说“实践是检验真理的唯一标准”,接下来先自主测试,再逐一考证,研究问题的解析依据---知识的“根”。

3.启动复习展投内容,宣布复习研究活动开始。

(二)研究过程

这一板块研学重点有“惯性及应用”、“运动和力的关系”等2个。笔者设计用演示、操作或观看图片、视频等方式,完成复习任务。学生的“伴学单”内容如下:

1.知识应用1怎样分析下列惯性事例?事例中的物理原理有哪些?(题略)

2.知识应用2分别用什么物理规律,才能解析下列问题?(题略)

(三)复习反思

生物力学研究方法篇8

[关键词]生物物理交叉学科研究生培养创新能力

当今,科学技术综合化、整体化的发展趋势日益明显,自然科学各学科间相互交叉、渗透,形成了一系列新兴的边缘学科、交叉学科和综合性学科。学科交叉融合成为了优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点,同时也是人才培养的制高点。进入21世纪后,随着生物科学的飞速发展,物理学与生物学的交叉成为一个重要趋势,物理学中的理论模型、实验技术和计算方法在生物系统中得到了广泛应用,一些具有创新性、对生命科学和医学发展有重大推动作用的物理新技术正是在跨学科研究中发展起来的[1]。因此,国外许多研究型大学纷纷成立了生物、物理和工程学的跨学科研究组织,并积极开展交叉学科研究生教育[2]。与发达国家相比,我国跨学科研究和研究生的培养处在一个起步阶段,相关的教育模式还没有形成较为完整的体系,存在很大的发展空间[3]。如何借助跨学科研究,使研究生教育与现代科技的交叉渗透整体化发展相适应,是研究生培养工作中一个亟待解决和加强的课题。因此,本文以生物物理交叉学科研究生培养为典型研究范例,对交叉学科研究生教育模式进行深入研究分析,并阐述实践中探索的具体方法和措施。开展生物物理交叉学科研究生教育模式探索,有利于加强学科建设,促进传统优势学科物理学、光学和生物学的发展,培育和造就新的优势学科,催生新的研究方向;有利于培养和提高研究生的创造性,造就具有复合知识结构、能力与素质的创新人才;有利于师资队伍建设,促进具有多学科知识背景的跨学科带头人的迅速成长,为申请国家重大科技课题储备人才。

一、构建交叉学科研究组织和平台,发挥现有学科优势与特色

成立跨学科研究中心、交叉学科研究实验室等跨学科组织,以此学术组织汇集来自不同学科、具有不同知识背景的研究生一起开展科学研究和学术活动,促进不同学科间的实质性渗透、交叉和融合。美国许多著名的研究型大学,如麻省理工大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等拟定了“Bio-X”计划,组建了跨物理学和生物学的研究中心,把物理学家和生物学家集中到共同的生命科学问题研究中去,以便更好地发挥物理学的思想、理论、技术和方法在生命科学研究中的作用[4]。北京大学成立了“前沿交叉学科研究院”,开展生物、医学、物理学、工程学跨学科研究,培养交叉学科的复合型优秀人才,在交叉学科研究生培养方面做了有益的尝试[5]。

建立交叉学科研究组织和平台,是开展跨学科学术研究的重要保障。在此方面,以我校光学国家重点学科和生物工程教育部重点学科为依托,建设了生物单分子操纵和光量子生物探测交叉研究中心;依托我校物理电子学科,建立了生物物理测量交叉研究实验室;依托信号与信息处理学科,建立了神经生物信息学交叉研究室。吸引物理学、生物学、电子信息等不同学科的研究人员和技术力量,引进了日本理化研究所蛋白质结构研究方向的科研人员,并以此跨学科研究组织为基础,申请国家重大研究课题、国际合作项目以及重大专项课题。以教师的科学研究项目为导向,组建了三个交叉研究学术平台:(1)生物光,以生物光子学与激光医学为重点,开展生物单分子操纵和光量子生物探测交叉研究,利用光学测量手段探测各种生命信息,研究生命系统中的光效应,开发新型生物光学材料和光生物传感器;(2)生物电,主要在细胞生物电、神经生物电以及生理电信号检测方面进行理论和应用交叉研究,以电子学、生物学、计算机科学、控制科学为背景,以脑-机交互和脑控机器人研究为重点突破,进行前瞻性、交叉性的基础应用研究;(3)生物磁,进行了生物弱磁测量和生物电磁效应的交叉研究,以生物弱磁测量方法和磁场对细胞膜离子通道特性影响的实验为突破,在理论方法和实验技术上进行生物物理交叉学科研究。这些学术研究组织和平台的建立,为研究生进入交叉学科前沿技术奠定了良好的基础,有效提高了研究生培养质量和效率。

生物力学研究方法篇9

初中物理学习是教师,学生与家长共同关心的问题,教师在教授物理知识的过程中,如何培养学生学习物理技能,是每一个物理教师研究的课题.

一、激发学生学习物理的基本方法

1.培养学生学习物理的兴趣

兴趣作为最好的老师,一直是鞭策学生学习物理知识的有效手段,对物理产生了学习兴趣之后,学生要善于自己发现学习过程中遇到的问题,在实现善于处理生活中遇到的物理问题之后,让学生产生了对物理学习的苛求.

学生除了要在课堂上学习基本的物理理论知识,也要在有条件的基础上自己动手做实验,运用学到的物理知识自己制作简易的玩具,在自己动手做实验的过程中实现对物理知识的基本应用,让学生对物理学习产生兴趣.

2.树立学习物理的基本观点

(1)实验的基本观点

物理作为一门以实验为基础的科学,物理学科中的定理与规律都是从实验中得出的,教师可以通过有趣的实验,让学生感知到学习物理过程中的乐趣,从而激发学生的学习兴趣.

学生从观察教师做实验的方法开始入手,再学会设计实验方案,测量记录数据,最后分析出准确的实验结果,排除实验中的具体故障.在学生提高观察能力的同时提高操作能力与思维能力.

(2)量的基本观点

作为一门精密的学科,物理学不但可以通过观察实现规律的归纳,也可以通过准确的度量得出相关物理量间的定量关系.

(3)力与能量的基本观点

力和能是贯穿中学物理知识的两条重要主线.力学中的重力,弹力,摩擦力,热学中的分子力,电磁学中的电磁力,通过力学的研究让物理学中的各个知识点有机的联系起来.

3.掌握研究物理学中基本的方法

掌握学习方法是提高学习效率的重要途径,要通过研究物理学科中的研究方法完成对物理知识的学习.

(1)物理研究方法

物理研究方法是根据物理学科自身的特点产生的,利用观察与实验的方法完成对物理的学习.

(2)学习物理中的数学研究方法

数学是研究物理问题的具体工具,物理研究中涉及到的数学方法相对较多,比值法、图像法、描图法、列表法的具体学习,实现了对物理问题的研究.

4.学习科学的学习方法

学生在学习的过程中要通过循序渐进的学习,如预习、听课、做作业、复结实践,通过学习具体的学习方法起到事半功倍的效果.

在听课之前,要学会有效的预习方法,预习不光是学生为听课打下基础的重要方法,也是培养学生自学能力的有效方式.

听课是学习物理的中心环节,学生除了要在课上认真理解教师所讲解的知识点外,也要认真梳理课上的相关的记录,实现对知识的参悟与掌握.

5.要认真完成作业

作业是对知识的理解与巩固掌握.在完成作业的过程中,要明确以下几个问题.

(1)要明确所要研究的对象.

(2)确定研究对象所处的状态,抓住其中要点.

(3)运用学过的知识进行具体问题的解答.

(4)分析问题中所得出的结论,查看问题是否违反物理事实.

二、物理的阶段性学习

1.总结是阶段性学习的基本方法

通过独立的思考,整理归纳相关的知识,在抓住问题特点的情况下形成有条理的知识体系,揭示知识的内在联系,最后形成科学的知识体系.

相关的心理学研究表明,成功的教学方法是激发学生学习兴趣的基本方式,让学生在愉悦的氛围中进行学习,在唤起学生的求知欲望.

2.要通过自然与生活的基本认识学习

领略自然现象的美妙与和谐,在培养学生终身探究与兴趣的过程中,让学生的心理发展从平衡到不平衡的过程,最后再到新的平衡过程.

3.教师在授课的过程中设计新颖有效的探究性教学情境,产生知识上的不协调与矛盾冲突,在矛盾冲突中实现学生思维的探索性,研究性与创造性.

课堂教学中,教师的主观心理因素和教学的客观环境构成了教学情境.教师将教学情境作为诱因,唤起学生的精神需要,激发学生的探究灵感,从而进一步点燃学生的思维火花.

灵感作为直觉思维,由于长时间的实践,通过不断的经验积累与产生富有创造性的思路,最后产生认识上的质的飞跃.

灵感的产生往往伴随着不断的创新与突破.在探究活动开始时,通过设置种种问题与情境,引导学生发现新的物理情境与旧有知识的冲突所在.

教师在授课的过程中必定会遇到别出心裁想法的学生,一部分学生违反常规的解题方式,标新立异的构思应该给予积极的肯定.

物理教师应该把创设最佳的教学情境教育模式作为教学过程中的追求目标,贯穿于教学的始终,以此获取最大的教学效益.

4.科学的方法作为行动的指南

只有让学生掌握正确的学习方法,在自觉的学习过程中认知结构中原有知识,通过让原有知识同化新知识,培养学生独立解决问题的习惯,才能让学生在学习知识与了解技能的过程中体验到学习过程中的乐趣.教师在引导学生了解物理知识形成的过程中,培养学生探究问题的能力.

在新课程改革的大潮流下,学生的学习不能简单被动的接受知识,要让学生积极主动的进行学习,让学生掌握科学的研究方法和探究策略.

教师要引导学生体验知识形成的过程,掌握科学的学习方法和研究策略.

中学物理的探究性学习,指在物理课堂教学的过程中,让学生进行真正有意义的学习.

三、新课程改革下的物理课程要求

1.要培养学生解决实际问题的能力

2.培养学生乐于探究具体问题的精神

3.充分发挥学生的自主性与创造性

生物力学研究方法篇10

1.实验在初中物理中的重要地位及作用

众所周知,物理是一门以实验为基础的科学,学生最感兴趣的也是实验部分。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,抓住学生的兴趣所想,调动其积极性,对教学也起到了事半功倍的效果。在教学实践中,我也发现初中物理实验教学部分存在一些在探究的实验方法上的共性,下面结合实际的应用中谈谈自己的想法。

2.初中物理实验中探究方法的共性与内容

何谓共性,指一般、普遍、概括的性质或状态,统统适用,完全的可应用性。初中物理实验的探究方法是多种多样的,正确的掌握物理实验的探究方法,揭示要研究的物理现象、物理规律的本质属性和内部规律。但纵观实验还是有几类在研究方法上的共性的实验。以下是我在物理实验教学中的一些发现和浅见,仅供参考。

2.1共性试验一——巧用累积法

一般用于测量,被测量的量太小不易测量,方法就是把多个相同的量集中起来,再除以被测量的数量。如苏科版八年级物理上第五章中活动5.3用刻度尺测量一张纸的厚度:下册第六章活动6.2测量一个金属回形针的质量。像这样小的量无法用刻度尺或者天平去直接测量出,所以一般可以采取累积法(或以多测少法)。

2.2共性试验二——学会控制变量法

在研究涉及到几个变量的物理问题时,常常采取只允许一个条件改变,其他条件不变的方法来进行探究。简而言之,就是只让一个因变量发生变化,其他因变量不变,从而得出这个因变量对结果的影响。这种方法就是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。

在初二物理实验教学中,几乎多数的实验方法都涉及到这样的研究方法。比如在刚接触物理声现象中的第一个实验关于探究声音是如何传播的问题中就已经渗透控制变量的思想了。其中有一个简答题,设计一个简单易操作的实验证明固体可以传播声音。在讲解中就可以适当的介绍控制变量的思想。提出“当在桌子一头敲击,另一头贴着桌面桌面的耳朵听到的敲击声就一定认为是固体传来的而不是气体传来的呢?引导学生去分析去比较,就能使学生体验到这种思想。

例如在研究电功与哪些因素有关的实验中,将两个不同阻值的电灯串联,保证通过他们的电流相等,研究电压与电流做功的关系:再将两个电灯并联,保证通过他们的电压相等,研究电流大小与电流做功的关系。

如“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“压力作用效果与哪些因素有关”等实验都用到控制变量的方法,在教学中逐步教会学生使用这种方法去研究某个问题,培养学生的思维能力。

2.3共性实验三——妙用等效替代法

等效是一种抓住连个看来不同的物理过程,寻求其相同的效果之处。当在研究某一个物理现象和规律中因客观条件的限制,很难揭示物理本质而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的一种方法。例如在估测某种未知液体密度的实验设计方案中,质量可以直接用天平测出,其体积可以用装满水的质量和水的密度来替代,问题就迎刃而解了。又如在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板代替了平面镜,因为两者在成像特征中有共同之处,学生容易接受。而玻璃板又是透明的,能通过它既可以观察到像的大小,像与物之间的距离,得出物与像大小的关系,位置关系。研究物体在受到两个以上的力的作用时,为了简化和方便,用另外一个力单独作用在那个物体上,并且让它作用的效果与那两个力共同作用的效果相同,那么这一个力就可以代替那两个力了,并且我们把它称为合力。这里用的也是等效法。用这种等效替代的方法来研究成像的特点,效果明显又直观,达到实验教学的最大目的。

2.4共性实验四——通过对比法找异同

“比较”是人们常用的研究方法,是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法,通过事物间相同特征或不同特征的比较发现它们之间的内在联系和根本区别。例如在探究光的折射规律的实验中,教师可通过实验比较光的反射规律的研究方法,从而引导学生去寻找三线两角的关系,从对比中找出两个规律的相同和不同之处,便于学生记住这两条规律:又如在“研究物体浮沉条件”时,用自制的教具潜水艇来探究的时候,当向其中注水时潜水艇下沉,当向外排水时,潜水艇上浮,通过对比得出浮沉条件。例如有关发电机和电动机的内容,并进行比较,会得到它们的结构不同;用途不同;能量转换不同。这种方法也可以用在不同物质在单位面积上所受的压力不同做比较得到压强的概念:在重力与压力的区别,作用力与平衡力的区别,蒸发与沸腾的区别,晶体与非晶体的区别,凸透镜与凹透镜的区别等等。这样不但学生掌握起来十分容易,而且印象也更加深刻。

2.5共性实验五——问题转换法

当研究的对象较为抽象,不便于直接观察与测量,但是由于他能产生一些特殊的现象,可运用已知的问题来转化,实行“等量代换”从而来认识和掌握它们,获得结论。例如研究分子无规则运动时,由于分子十分小不易观察与实验,进而转换成研究固体、液体、气体的扩散现象。例如奥斯特实验可证明电流周围有磁场:用手机能打电话可证明电磁波的存在;又如在长度测量中有“化曲为直法”,多用于测量地图上铁路线上的长度及圆柱体的长度:在“组合法”测量中用直尺和三角板测椎体的高度等。这类问题转换法的方法可以促使学生思维得以发散,设计实验的能力也随之提高了。

2.6共性实验六——类比法迁移学习

两个对象之间在某一方面的类似性或同一性,以此类推出其他方面之间也可能类似或同一。简单地说一些抽象看不见,摸不着的物理量时,由于不易理解,我们就拿出一个大家都看得见的且与之类似的量来进行对照学习。这类实验的探究方法对启发和开拓学生的思维能力十分有益,也给我们提出科学假设和探索新概念的途径,对物理学的发展对学生的学习物理有着巨大的作用。如在研究声音传播方式的时候,借助于学生看得见的水波来形象地认识声波:在讲解压强概念,可与密度类比,比值定义法来学习压强的定义、单位、物理意义。又如在学习原子结构模型时候,我们类比太阳系行星结构,原子核可以类比于太阳,核外电子类比于行星,它们在空间结构和运动方式上都是相似的。这样化抽象为形象,使学生理解物理概念来更深刻容易多了。