生物科学发展前沿篇1
关键词：物理教学前沿知识有效渗透路径选择
纵观世界各国，各发达国家的科学教育改革均重视前沿科学，作为对国际科学教育改革的积极回应与推动，我国更加重视物理前沿教学渗透。结合新课程改革，人们已经关注这个问题，但教学实践如何进行有效渗透，值得进一步探讨。
一、物理前沿知识教学渗透的内涵及必要性
所谓物理学前沿，就是当前物理学家正在关注和深入研究的现象和规律，如天体物理、粒子（高能）物理、凝聚态物理、核物理，以及与其他学科交叉产生的边缘学科，如物理学和材料科学、地球物理学、物理化学、生物物理学、能源物理学等，都是今天物理学的前沿。所谓物理前沿知识教学渗透，就是将这些知识结合基础教学加以适当传授。
环视各国高中物理前沿的教育，各发达国家的科学教育改革均重视前沿科学，其重点也都落实在教学内容上，它是科学素质教育的体现。美国物理教师协会（aapt）近年发表的《中学物理课程内容》的报告中就指出：“应当让中学生体验到物理学是一门发展中的科学，是现代前沿科学中最为激励人心的学科之一。”
作为对国际科学教育改革的积极回应与推动，我国新一轮课改适当加大了物理前沿知识的比重，在确保基础性的前提下，对教学内容进行了一定的扬弃，新增内容的教学要求虽不高，却有助于弥补物理教学长期存在的不足。
《普通高中物理课程标准（实验）》指出：“课程基本理念是在课程内容上体现时代性、基础性、选择性……加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想……”①全日制普通高中课程标准实验教科书《物理》（人民教育出版社等2006年11月第2版）不仅在理念上，而且在实践上体现了新课标。在不打破原来的知识体系，不增加学生学业负担的前提下，渗透了许多物理学前沿知识。
高中物理新教材主要涉及夸克理论、黑洞、宇宙大爆炸理论、纳米技术、液晶、湍流现象、混沌、超导、磁悬浮等前沿知识。其内容主要有：超重和失重一节的阅读材料中有“失重和宇宙开发”的前沿知识，万有引力定律一节的习题背景中有“计算u夸克与d夸克的相互作用力”的前沿知识，人造卫星、宇宙速度一节的阅读材料中有“黑洞”的前沿知识，原子核一节的阅读材料中有“粒子物理简介”的前沿知识等等。此外，还有一些未列入书本，但正在探索的前沿知识，如：中国的探月工程、美国的火星探测、核物理前沿等，也可适当引入教学。
我国著名的物理学家、教育家赵凯华教授指出：“许多前沿课题与基础物理课的内容有联系的，在适当的地方开一些‘窗口’，引导学生向窗外的世界望一望，哪怕是一‘瞥’，都会对开阔他们的眼界，启迪他们的思维，加深他们对课程的理解有好处。”②新教材已涉及当前大部分的物理学前沿课题，其主要以阅读材料、正文选学内容、习题的背景知识出现，这些前沿课题的出现并没有改变原有课程的知识体系，也没有给学生作认知目标上的要求，仅仅为学生打开一个“窗口”，但作为物理教师如何引导学生向“窗外”看，却非一件容易的事。
许多教师没有这方面的理念，有些教师甚至认为物理前沿知识应是学生进大学后的任务，高中阶段可不作要求，而事实上大多数的学生日后可能不再运用物理知识，等到以后再进行物理前沿的渗透就不现实了，为了培养具有现代物理意识、具有现代创新精神的人，在中学阶段渗透物理前沿知识显然是必要的。
二、物理前沿知识渗透的有效路径
高中物理教学中渗透的物理前沿知识，不仅要求内容上使学生容易接受，在教学方法上更应符合学生的认识特点，选择适宜的方式方法和教学手段，就如新课程标准所提倡的那样，要改变过去单一的学习方式和教学手段，应有多种学习方式和教学手段。
1.通过直觉和猜想教学法加以渗透
将物理前沿的抽象理论对高中生直接传授，不利于物理基础教育，将抽象转化成直觉，并引发猜想，是进行物理前沿知识渗透的首要考虑方法。
直觉思维有多种形式，主要有直觉判别、直觉想象、直觉启示。直觉判别是对物理事物的一种快速识别，是一种非逻辑性的识别，是在知识累积的基础上逐渐养成的一种识别能力；直觉想象是在直觉判别的基础上，跨越逻辑链，对于未知的物理知识领域进行合理的联想、思考和探索的探索过程；直觉启示是在直觉想象的基础上，陷入百思不得其解的时候，被外界的某种信息所激发而进入豁然开朗的境地的直觉思维状态。爱因斯坦的相对性理论实验、升降机理想实验、伽利略的斜面实验等，都是借助直觉完成的。爱因斯坦说：“物理学最高使命是得到那些普遍的规律，而通向这些规律，并没有逻辑的道路，只有通过那种对经验的共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些规律。”③学生直觉思维能力的养成，不是一蹴而就的，需要对学生不断由浅入深地加以训练。④
牛顿曾经说过：“没有大胆的猜想，就不可能有伟大的发现。”物理猜想实际上是一种物理想象，是人的思维在探索物理规律、本质时的一种策略，一种合理推理。在众多引入新知的方法中，以猜想方式引入，以它独有的魅力，能很快地扣住学生的心弦，使其情绪高涨、思维活跃，产生良好的学习动机，从而步入学习的最佳境地。⑤
物理前沿教学中通过直觉和猜想加以渗透，能有效联结物理基础知识与物理前沿知识，使高中学生通过直觉和猜想加强对物理前沿知识的感悟，从而牢固物理基础知识。
2.利用现代教育技术手段加以渗透
现代教育技术的发展，特别是多媒体教学、录像教学、远程教育，网络教育的发展，突破了时间与空间的限制，极大地方便了中学物理教学，使中学物理知识与现代物理学的前沿知识更能有机地联系起来，如用多媒体来模拟宇宙大爆炸，声、光、画、动态的结合使学生了解宇宙初始阶段的物理过程，从宇宙大爆炸开始，宇宙经历了一个由热到冷、由密到稀的演化史，经历了漫长的年代，弥漫的气体凝聚为气体星云，气体星云再慢慢地收缩成星系和恒星，逐渐成为今天我们所观测到的宇宙。从教学实际来看，《我国的航天》、《新型天文望远镜》、《原子激光》、《太阳能》等，都是录像性质的资料，对学生进行物理前沿知识的渗透起到了很好的效果。通过互联网查询物理前沿知识，为学生将来进一步追寻“嫦娥一号”的月球之旅动态，探索月球的起源和演化的奥秘，揭开月球之迷，提供了良好的资料，从而开阔了学生的视野。
3.以“引人入胜”的课堂教学方式加以渗透
物理前沿知识较深，其教学比常规教学难得多，为了激发学生兴趣，在教学之前，教师可以根据教学内容，设置相应的由浅入深的各种问题，以便“引人入胜”。比如，观看“嫦娥一号”发射和模拟登月的视频之前，可提问：“‘嫦娥一号’的火箭上升时要承受多大的压力？”“‘嫦娥一号’漫长旅途中如何应对太阳电子风暴？”“‘嫦娥一号’在月球是背面如何保持正常工作？”在此基础上进一步提问：在未来几年的“探月工程”中，“飞行舱内宇航员的生理系统会发生变化吗？”“完全失重情况下宇航员怎样洗脸刷牙？”“飞船中有白天夜晚的变换吗？”“没有了大气层的保护，飞船和宇航员会不会因为强烈辐射而受到伤害？”“飞船到达预定轨道需要依靠助推器变轨，怎样做到助推剂的量恰到好处呢？”“为什么太空舱内轻微的碰撞都会让物体弹出很远？”“飞船是怎样发射出去到达预定轨道的，又怎样顺利返回地球的？”等等，探月工程的物理前沿知识可以引起学生们的极大兴趣，使其带着问题层层深入学习，能增强学生思维的积性极，突出学生的主体地位，这正是问题形式教学的魅力所在，从而增强物理前沿知识渗透的有效性。
4.结合物理前沿的新思想、新方法在传统教学中加以渗透
现代物理中的某些基本观念中与经典物理相比发生了根本性的变化，这可在物理前沿教学中体现出来，如传统教学认为只要满足零电阻效应（р=o）的材料就是超导体，而在零电阻效应发现20多年后，人们又发现了超导体的迈斯纳效应（B=o），因此，衡量一种材料是否是超导体，必须看是否同时具备零电阻效应和迈斯纳效应，而仅仅满足零电阻效应只能称为理想导体。这一新判别标准的比较，有利于学生充分认识超导的前沿知识与基础知识的关系。又如对真空的认识，在经典物理学的观念中，真空是一无所有的空间，而现代物理从更细微的尺度（≤10-13cm）或更高能量上（≥1GeV）进行考察，得出真空实际就是量子场的基态，存在真空涨落和真空极化等效应，这些效应对库仑定律、原子光谱等都有影响，这一新思想，有利于学生认识到关于真空的前沿科研。再如在受迫阻尼运动中，描述单摆的动力学方程已经不再是线性方程，其运动反映出混沌现象的某些基本特征，这一新发现，有利于学生对单摆的动力学的进一步探究。
5.以课后作业或参观、访问的形式加以渗透
课堂教学时间毕竟是有限的，物理前沿知识的有效渗透可以向课外延伸。教师可以结合当时所传授的知识，提出相关的问题，让学生带回家去完成。可让学生作多方面的设想，并通过互联网加以查证。也许学生的搜索和想象并不一定正确，但却将物理前沿教学特别是物理前沿知识与基础物理知识的关系巧妙地联系在一起。此外，有条件的学校可以组织学生参观先进的物理实验室、物理展览，以增强学生对物理前沿知识的感性认识，在看展览、听报告、听讲座等过程中，将物理前沿知识加以渗透。如：笔者曾带学生参观过中国航天搭载物品巡展，中国航天的五大系统，包括火箭系统、卫星系统、发射系统、探测系统和应用系统，此次展览都已齐全，如此规模的航天实物展览在国内尚属首次。给学生留下深刻印象的是“神州五号”返回舱，围绕这个“传奇物”，学生们提出了许多问题。这说明通过参观访问的形式渗透物理前沿知识是十分有效的，可以作为课堂教学渗透的有益补充。
三、物理前沿知识在基础教学中渗透的积极作用
在基础教学中，积极渗透物理前沿知识，将对开阔学生眼界、提高学生素质、培养科学探究精神、树立正确的科学观和世界观起到重要作用，具体表现在以下几个方面：
1.有助于学生树立合理的科学观和科学的世界观
纵观当前发达国家的科学教育改革，由于教育已经步入大众化的时代，面向全体学生，让他们深入了解科学，特别是当今物理科学以形成合理的科学观、科学的世界观，正是国际科学教育改革的基石。
近现代科学的发展，特别是相对论与量子理论的提出，使西方的科学观发生了很大变化，机械的、实证的科学观受到了普遍怀疑，涌现出一些新的科学观，这些科学观均将科学视为一种文化，力图说明科学文化的相对性、可变性、价值负载性与进化过程的革命性，这符合真理具有相对性的原理。这些新观点的出现为我们认识科学提供了不同的视角。物理前沿知识中有大量说明科学相对性、不确定性的事例，将其渗透于教学中，能够使学生开阔视野，启迪他们质疑旧的科学观，逐渐形成具有现代意蕴的科学观。
近现代物理科学是马克思主义哲学的科学基础，近现代物理科学的发展，为马克思主义哲学揭示世界的普遍联系和变化发展奠定了基础。学生们深入学习和了解物理前沿知识，树立现代科学观念，也有利于树立科学的世界观。
2.有助于学生激发学习兴趣、开拓视野、培养自学能力
高中物理教学中的前沿知识尽管大多数超出基础知识，但都是对教材的深化和延伸，而延伸出的观念和思想大都有利于创新学生的想象、开拓学生的视野。“原子激光”告诉我们，物质（原子）也能发光，而且是非常好的相干光源。当今世界激光已经广泛应用于各个领域。激光广泛运用于经济社会生活的方方面面：交通、商业、医学、美容，激光拥有许多神奇的力量，给我们生活带来了翻天覆地的变化，如激光唱机、激光光缆、激光扫描仪、激光条形码、激光磁卡、激光刀等等。在军事领域，正在研发高能量的各种激光武器，将引起军事装备的革命。物理前沿知识与我们的生活结合得如此紧密，易于激发学生兴趣。
长期对物理前沿知识教学的相对忽略，导致了科学教育的脱节，似乎当代前沿科技与物理基础教育毫无关系，物理教育成了纯知识的传授，与丰富多彩的现代生活没有丝毫关联。在纯知识传授中，学生只知物理的过去时，不知物理学的现在时，更不见物理学的将来时，物理前沿作为物理中最有活力的部分，将其渗透于课堂教学中，不仅是学生现实生活中所必需的，它有利于学生视野的开阔，而且新课程教学中突出学生主体作用，也有利于学生自学能力的培养和提高。
3.有助于学生对物理基础知识的有效掌握与深化
过去，物理教学常进行反复机械的训练，表面看来巩固了所授知识，提高了学生的能力，学生的分数也有所提高，但实际上它并不代表学生的真正水平，只是没有理解消化的机械记忆，一旦考试过后，枯燥的物理知识也就全忘记了，因此，学生如果对物理没有兴趣，如果以后不继续学习物理，那么，物理的基础知识就不能有效掌握。
高中物理前沿知识的渗透与高中物理课程相衔接。在与教材的基础知识相对应的基础上有效渗透物理前沿知识，自然能对基础知识进行深化，“超导”中金属导电理论是金属电阻的原因，对电阻进行了较好的复习；“我们的宇宙”有对万有引力定律、多普勒效应等基础知识的复习，而且进一步深化了。
教育理论和实践都证明，物理知识的掌握，不可能一次性完成，需要在激发兴趣的情况下反复不断地复习巩固，而物理前沿的渗透正是要学生将前沿知识渗透于脑海中，让学生多了解物理学日新月异、激动人心的变化，往往能够激发他们认知兴趣，激发学生的主体性，引起其内心深处的探究欲望，这是合乎我们新课程教育改革的目的的。
注释：
①普通高中物理课程标准（实验）［m］.北京：人民教育出版社，2003.2.
②赵凯华，罗蔚茵.新概念物理教程――力学(序言)［m］.北京：高等教育出版社，1995.7.
③爱因斯坦文集.商务印书馆［m］.1977年版，第256页.
④郭华芳.物理教学中发挥学生直觉与“猜想”的积极作用［J］.考试周刊，2007年第38期.
⑤肖金梅，叶登样.猜想在物理教学中的运用［J］.物理教学探讨，2007年第17期.
参考文献：
［1］杨道密.高中物理前沿渗透的探讨［J］.教育前沿（理论版），2007年第3期.
生物科学发展前沿篇2
关键词：前沿知识交叉科学物理课程分类研究
引言
依据教育部颁行的《中华人民共和国基础教育课程改革实施纲要》的要求，教育部在对中学物理课程的内容改革中，加入部分涉及前沿科学、交叉科学、复杂科学相关的一些内容，特别是新近物理科学中的新发现、新进展等热点内容的基础介绍等。目前而言，学术界尚未对中学物理课程内容体系中的前沿知识做出明确界定，较少见到关于这方面的系统性分析，显然不利于教师合理地处理物理课程的教学内容。本研究即依据教学改革前后课程内容的对比，基于人教版教材剖析其中的前沿科学知识内容，对其进行整理分析。
1.中学物理教学内容中前沿知识的特点分析
中学物理课程学习必然关联到物理科学的相关前沿，尤其高中物理课程更加如此。例如，现代量子理论、场论、超弦理论等，还有物理学科与生物、化学、材料等学科的交叉融合，形成地球物理、非线性系统、材料物理、物理化学等分支交叉学科。这些交叉学科和物理前沿知识虽然处于科学发展的前沿，但大多不脱离物理课程的基础知识，尤其是最经典的物理基础概念，交叉复杂的前沿物理表征之下，是传统基础物理内涵的新发展、新应用。因此，本研究将具有时代性、非常识性、复杂性、交叉性特征的物理知识内容，都归纳为中学物理的前沿知识。
1.1时代性
首先，前沿知识应具有鲜明的时代性。从前沿科学知识的发现和运用时间来看，前沿知识本身是新近发现和运用的。例如，中学物理课程人教版教材中提及的黑体与黑体辐射、非线性系统、爱因斯坦光电效应，等等，皆为时下物理科学研究的热点前沿，因此顺理成章成为中学物理课程当中的前沿内容。从另一角度考察，由于新课标的要求和课程改革的推动，相对于之前的教材，新教材突破性地提及了部分新知识，如牛顿经典物理与爱因斯坦相对论及量子理论，等等，作为经典物理与现代物理的分水岭，在20世纪已经确定，但由于其复杂性和日常生活当中的运用不普遍，因此对于高中物理来说，依然将近代物理的量子理论与相对论作为前沿知识进行介绍。
1.2非常识性
前沿物理知识应当是非常识性的。即在日常生活和生产实践当中，并不广泛、普遍运用这些知识。这些知识仅在某专业领域具有不广为人知的运用与实践。对于中学生现有的知识结构来说，这类知识大大超出了学生目前的知识结构范畴和认识程度。举例如物理教学中对于真空的描述，通常将真空解释为空空如也、一无所有的地方，即不存在任何物质与能量的空间。但这种观点与解释仅在牛顿经典物理理论中成立，在近代物理中并不成立。实际上，就量子理论而言，真空作为量子场的基态，包含涨落和极化的效应。由于引力作用存在引力场等，近代科学解释早已远远超越牛顿经典物理中对真空的理解和认识，因此成为物理教学当中的前沿内容。
1.3复杂性
前沿物理知识具有相当的复杂性。这里复杂性指物理现象较为复杂和物理解释过程较为复杂。在中学物理课程教学内容中，这两类复杂性内容都有体现。其一，如大幅度摆动的单摆，需要运用非线性物理与混沌系统理论进行解释，并非简单的力的分析可以简单阐释；其二，如光电效应，虽然光电效应的发现和运用早在上世纪已经实现，但是对于高中生的认知水平和知识结构来说，对这类复杂的微观的抽象物理现象较难有直观的感受，其发生的物理过程解释较为繁琐，必须牵涉光的量子理论，以及光的粒子系统理论进行解释。在中学物理课程内容中，非线性系统与光电效应等知识，都应当归属于前沿内容。
1.4交叉性
前沿物理知识具有学科的交叉特性。由于物理学科的进展和分支差异，物理学科与许多其他学科交叉形成了新兴的交叉科学，在微观和宏观上，在运用领域上，都存在一定程度的互相渗透。如生物物理、物理化学、现代材料物理、地球空间物理等，与众多自然科学发生了多种多样的融合。这些融合和交叉同样基于许多物理知识和物理现象，同时拔高于普通的物理现象，需要与其他科学知识共同联系起来进行解释和学习。因此，这类教学内容应当引入中学物理中进行介绍，一方面培养学生对物理科学的兴趣与爱好，另一方面扩大学生的知识面，具有较好的促进作用。
2.中学物理教学内容中前沿知识的分类
纵观中学物理中涉及的前沿知识，其编排嵌入各个章节，分布在不同知识领域，其组织安排较为零散，但都与归属章节关联紧密。因此，本研究根据上述四大特点，依照从初中到高中的课程章节顺序，根据呈现形式、章节内容、关联的前沿知识等部分进行分析和归纳整理。整理归类为四个主要模块：一是非经典物理概念；二是生活中需要用前沿知识解释的现象；三是需要用到交叉学科知识解答的问题；四是与新技术应用相关的知识。
2.1非经典物理概念
近代物理的基础诸如量子理论、相对论、场论等知识作为完全不同于牛顿经典物理的内容呈现在中学物理课程内容当中，特别是高中物理内容中较多。这些知识可以有效地激发学习者的学习兴趣，引发他们的学习探究热情，激励学生勇于创新和尝试，培养学生优良的科学素养和正确的世界观、科学价值观。这些内容都具有丰富的趣味性，尽可能贴近学生的知识结构进行科普，涉及的物理概念归类如表1所示。
2.2生活中需要用前沿知识解释的现象
不同于课本当中枯燥的物理概念、原理阐述和繁琐的公式推导过程，生活当中的物理更容易使学生接纳，并容易引起学生的好奇心。但是生活中存在一些少见的现象，其中一部分与物理前沿知识密切相关，这些物理现象在普通中学生知识结构下无法解释，运用一些复杂的前沿知识对这些现象进行阐释和分析。表2统计了物理课程内容中用前沿知识解释少见的生活中的物理现象。
2.3需要用到交叉学科知识解答的问题
近代科学发展的重要特征就是交叉学科的极大丰富。特别是交叉学科往往出现在应用科学当中，因此存在较强的实用性，并且有相当一部分内容已经在社会生产和生活当中运用，只是中学生现有知识结构较难掌握，但许多内容和现象已经可以在生活中逐步遇到。这些内容提供给学生使其将物理与其他课程知识相结合，并引导学生激发想象和创造性思维，并解决生活中遇到的实际问题。具有交叉内容的物理知识整理如表3所示：
2.4与新技术应用相关的知识
物理前沿科学迅猛发展为人类社会发展与进步起到了极大的促进作用。由于超导特性的发现，使得超导悬浮列车成为现实，极大提高了列车的运行速度，对城际交通进行了优化；原子能的发现和运用使得核裂变技术为核心的原子反应堆实现了发电功能，为千家万户送去了光明，并且成了无污染的清洁能源；全息影像技术和超声技术服务与医疗技术，使得千百万新生儿疾病能够在发病初期就能及时判断并治疗，极大提高了婴儿的出生率和健康水平……这些丰富的科学技术内容从头到尾贯穿物理学习过程中，能够较好地让学生感悟到物理科学的实用性，较好地发展学生的动手能力与创新能力。新技术在中学物理教学内容中的关联知识点整理如表4。
3.结语
将前沿科学知识、复杂交叉学科知识嵌入中学物理教学内容当中，是新课程改革的一个重要举措，也是顺应社会进步和发展的必然。本研究梳理了初中、高中人教版教材中关于前沿科学的相关内容，为教师在课堂中灵活运用和把握前沿知识、关联基础知识提供有益的参考。
参考文献：
[1]郭芳华.论物理前沿知识课堂教学渗透的路径选择[J].理化生教学与研究，2008（12）：5-8.
[2]潘建标.打开“窗口”看世界――高中物理教材渗透物理学前沿的探讨[J].四川育学院学报，2004（6）：40-41.
生物科学发展前沿篇3
[关键词]学科前沿；理论基础；有机化学；教学改革；教学效果
当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，新经济高质量发展迫切需要培养具有创新创业与跨界整合能力的新型人才，各级政府倡导创新型人才队伍的建设，高校作为专业人才培养的重要基地，应重视学生创新能力的培养[1-2]。通过丰富教学内容、探究新的教学方式，重视理论基础与技术前沿的结合，可拓展学生的知识面，激发学生的创新思维，对于培养适应新时代要求的创新型人才具有重要意义。《有机化学》是化工、材料、生物、环境、食品等相关专业的重要基础课程，是学好相关专业核心课的重要基石。目前高校选用的有机化学教材大多偏重于理论基础，知识体量大，涉及到的基本概念和化学反应较多，内容抽象、专业性强。现有的教学模式通常采用传统的课堂教学，缺乏应用实例、少有联系当前最新研究进展；学生在学习的过程中，普遍存在参与度低、主动性差的特点。大部分同学只是对相关专业名词、基本概念、化学反应等进行机械记忆，难以做到较全面和深入的理解与消化。长期对课本上的理论知识进行简单而枯燥的讲解，一定程度上影响学生的学习兴趣，部分学生甚至因此产生抵触情绪，极大影响教师的教学效果。因此，如何调整教学方法、丰富教学内容，激发学生的学习热情与兴趣，提高学生的积极性和主动性，成为教师们关注的重点。近年来，随着科技的发展，学科之间的交叉渗透趋势日益明显，有机化学与其他学科之间的交叉融合使得有机化学研究内容更加深入和广泛。尽管近年来有机化学迅速发展，有机前沿领域的新思路、新方法层出不穷，但是传统有机化学课程较少引入本领域的研究动态和研究成果。大多数教师仍局限于教材，仅关注教材上基础理论知识的讲解，使得课堂教学单调而枯燥，影响教学效果。为提高有机化学教学质量，在传统课堂教学模式中有针对性的引入有机化学研究前沿进展，通过教学与科学前沿相结合，加深学生对传统理论知识的理解，拓宽学生视野，激发学生的好奇心，培养学生的创新思维；同时引入具体案例，加强师生互动，活跃课堂氛围，培养学生的学习兴趣，提高教学效果。
1引入科学前沿，优化知识结构
教材经典理论是有机化学前沿成果发展的基础，有机化学前沿成果则是对教材经典理论的进一步深化和拓展，两者相互促进。在传统的课堂教学中有针对性的引入有机化学前沿成果，既能把新知识、新信息传递给学生，又能对现有知识体系进行补充与完善。此外通过“类比学习”，可以较好的掌握经典理论与学科前沿之间的异同，帮助学生有针对性的学习和巩固相关知识点；通过这种模式，既能让学生了解最新研究进展，增加教学的趣味性、激发学生的学习兴趣，又能帮助学生拓展科学视野、培养科研素养，为今后从事相关学习和工作打下专业基础。笔者发现，国外教材倾向于主动引入国际知名期刊上发表的前沿研究，该举一定程度上有利于拓宽学生的视野，培养学生的学习热情与研究兴趣；而目前国内大部分教材主要侧重经典理论知识的介绍，较少涉及科学前沿和研究进展。然而，当代有机化学发展迅速，新的研究方法和研究思路层出不穷，新的理论和化学反应不断涌现，我们有必要在介绍经典理论的同时，适当的引入新的科学发现和研究成果，让学生对这门古老但仍充满朝气的学科有全面的认识[3]。
2丰富教学内容，培养学习兴趣
2.1学科间交叉渗透。随着有机化学的飞速发展，其研究领域与其它学科之间出现交叉与渗透，尤其与生物医学的交叉融合，出现了一批极具应用价值的研究成果。对近年来有机化学与生物医学交叉领域取得的部分研究进展进行提炼，可以得到一些优质的应用实例，将其作为教学资源用于课堂教学，一定程度上可以帮助学生了解前沿的科学问题与研究方法，激发学习兴趣。此外通过让学生了解前沿科研成果及应用，可以加强理论学习与学术研究之间的融通，帮助学生拓展观察视野，完善知识结构，促进学生独立思维和创新思维能力的培养。总而言之，教师在讲授基础知识的同时，融入相关研究发展前沿，从科研成果中提炼优质的教学资源，渗透到教学课堂，对促进教学质量的提升，培养学生创新意识、创新能力和专业逻辑思维能力尤其重要。2.2灵活运用在线教学。近年来随着互联网技术的发展和移动终端的普及，SpoC、app等在线教育平台迅速发展。在线课程极大地拓展了教学的时间和空间范围，同时丰富了网络教学资源，使得学生可以随时随地的吸收知识。在线教学不局限于课堂，不局限于教室，使学生从被动接受知识转变为主动接受知识和前沿科技的熏陶。教师通过合理利用在线教学资源，采用合适的教学模式，有效地组织教学过程，可以充分拓展教学时空，通过将知识有效贯通课内课外，拓宽知识传授的维度，培养学生主动学习能力。2.3教学多元化。除了传统的课堂学习，教师还可以通过以下方式开展多元化教学，进一步丰富教学内容，培养学习兴趣：(1)引导学生课后主动查阅文献资料，主动探索科学知识，了解有机化学领域研究热点和前沿进展；(2)听专题讲座，鼓励学生通过线上、线下多种渠道，听取有机领域专家学者的前沿学术报告，对有机领域和科学前沿有更为直观和全面的了解；(3)基于“组间同质、组内异质”的原则开展小组学习，通过小组学习探讨知识重点和难点，促进老师与学生、学生与学生之间的交流和思想的碰撞。
3寓研于教，夯实专业基础，培养创新思维
3.1科学前沿与理论基础的融合。课堂教学中引入有机化学前沿成果，既能把新知识、新信息传递给学生，又能对现有知识体系进行补充与完善。此外有机化学经典理论基础与科学前沿是相辅相成，相互促进的。通过对科学前沿的学习，可以帮助学生有针对性的学习、巩固各知识点；同时让学生了解最新科研成果与学术前沿动态，拓展科学视野；通过对经典理论与学科前沿进行类比学习，发现两者之间的异同，能够帮助学生进一步深化对基础知识的理解。以卤代烷烃的亲核取代反应为例，通过引入有机前沿研究成果，并且与传统的基础理论进行类比，可以丰富教学内容，加深学生对基础知识的理解。传统教材中卤代烷单分子亲核取代反应(Sn1)过程主要分两步进行，其中卤代烷先解离为碳正离子中间体(C+)和卤负离子(X-)，该过程为控速步；随后亲核试剂(nu)从平面构型碳正离子中间体的正面和背面进攻，由于从两侧进攻几率相当，因此最终得到等量的构型保持和构型翻转产物，即生成外消旋化产物。但在2018年，哈佛大学的ericJacobsen课题组[4]在nature上报道了利用四级胺催化剂和Lewis酸促进剂(tmSotf)协同作用，通过紧密离子对中间体成功实现了Sn1反应对映选择性的高水平调控，合成了一系列季碳中心的手性化合物。通过对Sn1亲核取代反应前沿进展的引入，可以较好的将最新的信息和知识传递给学生，开拓学生视野；同时通过与教材传统基础理论的对比，可以让学生更好的吸收和理解理论知识，帮助学生夯实专业基础。3.2培养科研素养。笔者在授课过程发现，地方院校很多学生有较好的研究潜力，但是相对枯燥的课堂教学，影响其对理论基础知识的理解和吸收，一定程度上阻碍其科研能力的提升。因此，通过科研训练、实验实训等方式让学生参与到教师的科研中，并让其在研究的过程中发现自己知识的短板，从而进行探究性学习，可以显著提高其学习的积极性和学习效果，帮助学生从被动学习向主动学习转化。在实践课程培养环节，笔者筛选出部分对科研感兴趣，且具有一定科研潜力的学生，利用学院的有机合成实验室，为其提供开展科学研究的机会。包括带领学生尝试一些较复杂的化学反应，指导其学习平时实验课上接触不到的新仪器、熟练操作实验室常规仪器，甚至带领学生重复相关前沿科研成果中的部分反应。通过指导学生将所学理论知识应用于科学研究，可以较好的培养学生的专业能力，激发其科研兴趣[5-6]。
综上所述，随着社会的进步和发展，新世纪的高校教育必须注重学生主动探索能力和创新能力的培养，以满足时代对创新型人才的需求。传统有机化学课程的讲授局限于基础知识及技能的讲解，普遍给学生留下生涩难懂、枯燥无味的印象，影响教学质量的提高。通过在课堂教学中融入最新研究成果、热点领域及应用，将科学前沿与书本知识进行对比，可以极大丰富教学内容，激发学生学习兴趣，拓宽学生视野，夯实专业基础；通过寓研于教，可以帮助学生更好的理解专业知识点，培养学生的动手能力和科研素养，促进学生从被动学习向主动学习转化。
参考文献
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生物科学发展前沿篇4
在科技史上，科学前沿的很多重大突破得益于学科交叉融合。近百年来获得诺贝尔自然科学奖的334项成果中，近半数是学科交叉融合的结果。例如Dna分子双螺旋结构的发现，就是依靠物理学、生物学、化学交叉融合而取得。
事实上，随着科学的发展，仅凭某一学科领域的研究已很难解决复杂的现实问题。比如研究公共安全问题，就要把计算机、信息、法学、公共管理、化工、材料、物流、信息网络技术、新闻传播等学科结合起来。
考察当代科技，微观与宏观的统一、多学科的相互交叉、数学等基础科学向各领域的渗透、先进技术和手段的运用等是发展前沿的重要特征。学科交叉点往往就是科学新的生长点和新的前沿，最有可能产生重大突破，使科学发生革命性变化，要给予高度关注和重点部署。
因此，不论是国际还是国内，近年来对于交叉领域的重视有目共睹。美国、英国、德国等发达国家相继成立了学科交叉研究中心，为前沿学科建设开辟道路。在国内，以中科院为代表的许多科研机构也格外重视交叉领域。但毋庸置疑的是，我国交叉领域发展仍面临不少难题。“交叉学科重要，但做起来很难”，已成为身处交叉领域研究人员的共识。经费无处申请、成果无处发表、人员难受重视、学生难以就业、人才培养难以跟上……体制束缚等管理和现实层面的问题，制约和阻碍着学科交叉融合的深入推进。
固然，加强新兴前沿交叉领域部署，从顶层推动交叉领域发展，破解交叉领域存在的难题，显得尤为重要和迫切。
科学发展有规律可循，我们要在可能发生革命性变革的科技方向上，前瞻布局，重点支持，力争赢得未来发展的主动权。要适应学科交叉融合趋势，完善科技创新活动组织模式，建立健全科学合理的资源配置和科技评价制度，形成有利于跨学科研究的体制机制。
生物科学发展前沿篇5
关键词：StS教育物理课堂
StS教育是科学教育改革中兴起的一种新的科学教育构想，旨在培养具有科学素质的公民.它要求面向公众，面向全体；强调理解科学、技术和社会三者的关系；重视科学、技术在社会生产、生活中的应用；重视科学的价值取向.所以说，重视StS教育对深化教育改革有积极意义.那么，如何在物理教学中巧妙渗透StS教育，进而使物理课堂迸发别样的精彩呢？
一、重视课内渗透，感受前沿科技
在教材中，由于学科教学的某些特定要求，有些与前沿科技相关的知识经常在教材中一笔带过而不做详细说明，又或者稍加展开，也因不是课标要求的教学重点而留下许多知识的空白和疑问点.这就为教师渗透相关知识提供了契机，让学生有机会近距离感受前沿科技.例如，在讲“万有引力与航天”时，教材在本章的最后介绍了发现未知天体的知识，大致介绍了海王星的发现过程和人类对宇宙探索前景的憧憬.由于此处不是课标所要求的知识重点，所以教材没有在此处用大量笔墨.在StS教育理念下，要让学生充分了解与前沿科技和社会热点相关的知识，才能进一步唤醒其责任意识，提高其科学素养.在教学中，我链接相关资料，使学生详细了解了海王星的发现过程以及与海王星有关的科技前沿知识.这种教学理念，不仅提高了学生学习物理的热情，更是将自然科学与社会科学紧密联系起来，促进了学生的全面发展.分析近年来的高考物理试题发现，出现了很多结合社会实际和前沿科技的题目，如2013年广东卷的航母问题，2015年新课标卷的登月问题，都充分说明了StS教育理念正在逐步渗透进入物理学习之中.所以，在教学过程中，教师要有意识地渗透StS教育相关知识.
二、设计探究实验，注重情感体验
通过研读教材中的物理实验可以发现，许多旧的验证性实验都改成了新的探究性实验.这体现了StS教育中注重探究和体验的理念.通过实验的探究和体验，不仅能够培养学生科学的方法和态度，而且能够唤醒学生的主体意识和情感体验.例如，在讲“楞次定律”时，我采取了探究式的实验教学方法.为了研究铝管中磁性小球的下落规律，我把两只外形完全相同的小球分别从铝管上方相同位置同时释放，其中一个小球很快下落，而另一个下落很慢，让学生据此实验现象分析原因并自己设计实验验证自己的猜想.这样的实验探究要比单纯的理论分析更容易让学生接受，而且通过这种实验探究过程，提高了学生的动手能力和自主探究能力，使学生获得了对新知识的积极的情感体验，激发了学生学习新知识的热情.只有在教学过程中让学生积累积极的情感体验，学生才能将更多的精力和热情投入到物理学习中，才能将物理知识应用到对未来领域的探索中.
三、开展实践活动，提高综合能力
生物科学发展前沿篇6
一、中学物理教师应更新教育思想，树立全新的教育理念
目前，全国各地正在进行着轰轰烈烈的教育改革，即从传统的应试教育转变到素质教育上来，但这种改革的步伐缓慢，实质性的进展不明显，究其原因是多方面的，但教育思想严重滞后，对于传统的教育观念、教学内容、教学手段、教学方法偏爱至深，形成了一种强大的传统惯性，以至难以转向，不能不说是主要的原因之一．目前世界各国的理科教育，特别是物理教育，明显的特征是：从强调知识内容向获取知识的科学过程转变；从强调单纯积累知识向探求知识转变；从强调单科教学向注重不同学科相互渗透转变．相比之下，我国的中学物理教学忽视科学归纳，忽视发散思维、形象思维和创造性的直觉思维，忽视主动获得信息与信息交流的训练，忽视学生独立学习与思考的训练，忽视开发学生非智力因素的训练．这些弊端由来已久．
我国中学物理教学传统的讲课风格是细嚼慢咽式的，教师把知识组织得井井有条，滴水不漏，对课程内容的每一个细节都作详尽的解说，对学生可能出现的问题一一予以告诫，久而久之，学生养成了唯书、唯师的学习习惯，缺乏创造的热情和竞争的态势．同样，我国的中学物理教师长期在统一的教学大纲，统一的教材，统一的考纲，统一的考试下，已习惯于把自己的思想和兴趣局限于这统一的框架内．教师的创造性逐渐地被磨灭，多数教师不敢轻易地将有争议的尚未定论的或正处于发展之中的科技新成就，科学新思想介绍给学生，将物理学的前沿知识排斥于教育之外．在这样的物理教育思想指导下，只让中学生了解物理学的昨天，而不懂得重要的是应让中学生知道物理学的今天，更不会让他们去探索物理学的明天．出现这一系列现象的根源是陈旧的教育观念．教育部长陈至立最近强调：必须转变教育只为分数服务的目标观，树立教育为提高人民素质，为社会主义现代化服务的目标观．我们的中学物理教学一定要给学生日后接受各种新观念、新思想作好铺垫，而不能将中学物理讲得太“绝对”，太“确定”，太“线性”．应当让中学生体验到物理学是一门发展中的科学，是现代前沿科学中最为激励人心的学科之一．这就要求我们每个中学物理教师不盲从权威，不迷信教条，敢于大胆想象，大胆创新．同时，我们必须要对物理学现代进展的各个前沿领域，如超导技术、同步辐射、遥感技术、核磁共振、可燃冰、新材料、纳米技术等，有一概括的清晰的了解．中学物理教师应树立全新的教育理念．
二、中学物理教师应补充新知识，提高自身的文化素养
由于历史的原因，目前绝大多数的中学物理教师是狭窄的专业模式中培养出来的，教师在大学时代学习的知识很多已经陈旧、过时，如果试图靠吃老本，那是绝对行不通的．现代社会青少年学生的知识信息来源非常广泛，各种渠道的信息扩大了学生的知识面，但也给他们带来了各种新问题，他们希望从教师那里找到正确答案．“要想给学生一杯水，教师就得有一桶水”．当今学生这个“杯子”越来越大了，如果教师还靠自己桶里原来那么点水，怎么能够学生舀的呢?更重要的是，我们应有一桶流动的水，常言说，流水不腐，即我们的知识应该吐故纳新，使我们具有一桶永远是新鲜、富有营养、受学生欢迎的高质量的水．
杨振宁教授曾经指出：“中国的研究生兴趣太窄，对物理学方面的兴趣太窄，对一般的事物的兴趣也显得太窄．……我觉得这是一个不好的普遍现象．”这种兴趣狭窄的普遍现象的造成，不是一朝一夕形成的，这当中也有因我们中学物理教师的知识陈旧、知识面狭窄而应负的不可推卸的责任．随着“3+X”高考模式在全国的普遍推广，各学科之间相互联系、相互渗透的趋势日益明显，这就更要求我们中学物理教师注意利用一切机会充实自己，扩大自己的知识面，提高自身的文化素养，在掌握精深的专业知识基础上，广泛涉猎相关学科的知识，如生命科学、文史知识、教育理论知识等．无论社会如何发展，丰富的知识底蕴、广博的信息含量始终是教师取得成功的基础之一．
20世纪的物理学已取得的成就是极其辉煌的．时至今日，物理学仍是一门充满生机和活力的学科，它的创造性进展仍日新月异，整个物理学，在21世纪将有一个更加辉煌的发展．由于物理学研究对象的扩展，从宏观到微观，从传统的物理过程到化学过程，从无生命到有生命，以至很难用传统的眼光来界定什么是物理学了．正如国外物理学家风趣地说：“什么是物理学?物理学家所做的工作就叫物理学．”例如，1995年在我国厦门召开的第国际统计物理学大会，有相当一部分论文的题目看起来不大像物理学，如“心率、蟑螂、曲折的河流、文字的存储”等．今天的物理学已代表着一套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法，把这套方法运用到什么问题上，这问题就成了物理学．2001年3月2日，等党和国家领导人到北京展览馆参观了“863”计划15周年成就展，在展区内陈列着“世界上第一辆载入高温超导磁悬浮实验车”，“长了人耳的老鼠”，“种在海水里的蔬菜”，“高温气冷实验堆”等．这些成就均可划归到物理学的范围内，从这种发展趋势来看，中学物理教师必须跟踪物理学的前沿进展，按照物理学发展的趋势，改变我们单一的知识结构，以适应新形势的要求．
三、中学物理教师应掌握现代教育技术，改进物理教学方法
从传播学的角度看，教育是凭借一定的媒体与相应的教学方法与手段才能进行的活动．我国传统的教学方法与手段以传授知识为主，强调以课本、课堂、教师为中心，运用灌输式、一言堂的教学方法，使用黑板加粉笔的教学手段，这种现象对目前教学改革的进一步深化将成为“瓶颈”因素，严重地制约与阻碍了教学改革的深入．现代教育技术的发展，特别是多媒体教学、远程教育、网络教育的发展，突破了时间与空间的限制，极大地方便了中学物理教学，使中学物理知识与现代物理学的前沿知识更能有机地联系起来．如用微机来模拟宇宙大爆炸，使学生了解宇宙初始阶段的物理过程：从宇宙大爆炸开始，宇宙经历了一个由热到冷、由密到稀的演化史，经历了漫长的年代，弥漫的气体凝聚为气体星云，气体星云再慢慢地收缩成星系和恒星，逐渐成为今天我们所观测到的宇宙，这就为学生将来进一步探索宇宙起源和演化的奥秘，揭开暗物质之迷，建立新的时空观埋下了伏笔，从而为学生提供了广阔的视野．
现代教育技术可以使学生充分地利用视觉和听觉去获取知识，综合利用各种仪器进行学习，并极大地丰富了教学内容，可使学生在有限的时间里获取更多的知识，提高了教学效益．现代教育技术可以达到形声并茂，色彩逼真，表现手法灵活多样，寓教于乐，寓教于美，对学生掌握知识、形成技能、发展能力、提高素质都具有显著的促进作用．现代教育技术的多种功能，优化了教育教学过程，现代教育技术的发展，必然引起教育思想、教育观念、教育体制以至教学内容、教材形式、教学手段、教学方法、教学模式等方面的变革．
当然，现代教育技术绝不是强加在传统教育体系上的一堆仪器，也不是传统程序上的增添或扩大一些什么东西，只有当教育技术真正统一到整个教育体系中去的时候，只有当教育技术促使我们重新考虑和革新这个体系的时候，现代教育技术才具有价值，否则现代教育技术将无用武之地．诚然，现代教育技术能否成功地为中学物理教育服务，关键在于教师要学会对媒体的使用，并熟练运用现代教育技术的理论和方法指导教学活动及整个学习过程进行优化设计，促成有效学习发生在每个学生身上，这对中学物理教师掌握信息技术的水平提出了新的要求，为此，中学物理教师必须紧跟时展的步伐，了解物理学近展的前沿领域．
四、中学物理教师应积极参与物理教育科学研究
要提高广大中学物理教师的业务水平素质，必须进行教育科学研究，物理学的现代进展将为中学物理教师科学研究提供宽广的研究领域．用现代的观点来重新审视中学物理的概念、原理、规律、观点是否过时，各规律的相对位置是否发生了变化，在中学物理各部分内容的讲授中如何渗透现代物理知识等都是值得深入研究的．也许有的教师会认为现代物理学发展的前沿与我们相距遥远，把它们介绍给中学生更不现实，但事实并非如此．物理学的近展或前沿领域，是在原有内容的基础上骤步发展起来的，或者说，物理学的现代进展的根基仍然可以在基础物理中找到．物理学最新的发展其实离我们并不遥远，在中学物理教学过程中，完全可以向现代物理学前沿开“窗口”，也完全能够找到与现代物理学前沿相衔接的“接口”．著名物理学家杨振宁教授曾谈到：量子力学在20世纪30年展迅速，那时他在中学图书馆读到有关量子力学的中译本，尽管作为中学生，他对这门新学科不全部了解，但学科崭新的发展，奇妙的知识使他产生了一种向往，这与他后来专攻物理学不无关系．这就是一个很有说服力的典范．
生物科学发展前沿篇7
“育人为本”是《课程标准》的首要理念，教师作为学生发展的促进者，在研究和帮助学生健康成长的过程中具有重要的指导作用。作为大学物理教师，不仅仅是给学生传授物理知识，还应该引导未来的教师树立正确的儿童观、学生观、教师观与教育观，掌握必备的专业知识与能力，参与教育实践，丰富专业体验。长期以来大学物理教学模式以教师为主体，教学方法以讲授法为主，学生只是被动的授受知识，加之物理学科以专业理论知识为主，大部分学生觉得大学物理难学又无用，何谈有效利用。因此，要改变传统的以教师为主的教学模式和单一的教学方法，“利用启发引导、自学和讨论的方式进行教育，使学生在独立探索中获取知识，增长能力，认识客观世界，”真正实现“生本”教育。在讲授物理知识时，注重物理概念与理论形成过程及研究方法的相互联系，避免单纯讲授基本概念、基本原理；注重引发学生的思考，而不是只停留在表面的接受上，从而提高学生学习物理的积极性，培养学生探究和创新能力。
二、加强物理理论知识的应用性———体现“实践取向”
“实践取向”是《课程标准》的核心理念。师范生都要进入教学第一线，传统的教师教育课程体系造成以往的师范生最为缺乏的就是实践知识和实践能力。《课程标准》强调教师是反思性实践者，这就要求大学物理教师不能止步于物理理论知识的传授，还要引导未来的教师参与和研究基础教育改革，主动建构物理知识，发展实践能力，引导未来教师依据所学物理理论知识发现和解决实际问题。“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念应该深入大学物理教师之心。在大学物理教学过程中，在讲清物理理论知识的基础上，重视学生物理学习能力的培养，关注与物理知识有关的社会热点问题。大学物理是一门应用性很强的学科，大学物理知识与社会实际和生产实际以及高科技的联系紧密，同时在人们日常生活中也常常会碰到物理现象，因此，大学物理教学应该注重物理理论知识的应用性，关注生活中的一些常见现象：如蒸发吸热、自行车应用的物理知识、汽车的限载问题等；关注科学、技术、社会现象：如航空航天、禁止焚烧秸秆、节约能源等；关注新闻热点，注意捕捉新闻事件中所包含或涉及到的物理知识，并善于与物理知识的学习有机结合起来。这样不仅可以让学生更容易理解物理知识，而且会学以致用，还觉得与自己的生活世界息息相关，不但激发了学生学习物理的兴趣，也可以实现物理学的真正价值。
三、把物理前沿知识引入物理教学———践行“终身学习”
生物科学发展前沿篇8
关键词：沿海滩涂；绿化树种；耐盐性
中图分类号：S718.43文献标识码：B文章编号：16749944（2013）12006602
1引言
江苏省地处长江三角洲沿海平原，人口密集，城市众多，经济发达。人均耕地仅1亩左右，但土地后备资源较为丰富，1951～2008年江苏省累计匡围滩涂207个垦区，总面积412万亩。根据2008年江苏近海海洋综合调查与评价（国家908专项江苏部分），全省沿海未围滩涂总面积750.25万亩，其中：潮上带滩涂面积46.12万亩，潮间带滩涂面积704.13万亩＼[1＼]。
随着“江苏沿海开发”上升为国家战略，江苏沿海地区的南通、盐池、连云港3市滩涂围垦开发得到各级政府的高度重视。根据国家发展改革委的《江苏沿海地区发展规划》，对于沿海滩涂围填形成的土地资源，农业、生态、建设用地分别占围填面积的60%、20%和20%左右＼[2＼]。适合新围垦滩涂农业与生态用的相关植物品种匮乏，而沿海地区植物生长的一个主要限制因子是盐分。为促进沿海防护林、村镇、工业园区绿化建设逐步实现树种多样化，本文对其中的6个绿化树种耐盐性进行了初步的观察分析。
2材料与方法
2011年引进弗吉尼亚栎（Quercusvirginiana）、海滨木槿（HibiscushamaboSieb.etZucc.）、海桐（pittosporumtobira）、蜀桧（Sabinakomarovii）、龙柏（Sabinachinensis）和朴树（Celtissinensispers.）的1年生或2年生苗，于春季定植于江苏森茂生态科技有限公司沿海滩涂园区（位于江苏如东东陵垦区）。试验地土壤为沙性滨海盐土，pH值8.5，含盐量5‰左右。
由于沿海滩涂土壤盐分含量的高度变异性，为明确6个绿化树种可能的耐盐性水平，2013年9月26日，对正常生长的植株根部的土壤电导率进行了测定，测定位置根据树冠的大小而确定，距植株基部25～50cm。每株测定3点取最高值。电导率测定仪为wet-2（Delta-tDevicesLtd生产）。
3结果与分析
3.1弗吉尼亚栎
共测定51株，其中3株死亡。死株根部的土壤电导率为18.00～20.06ms/cm，平均19.23ms/cm；48株正常生长的植株中有4株电导率较高为10.04～15.41ms/cm，平均13.14±2.67ms/cm；4株电导率次高，为7.07～7.96ms/cm，平均7.64±0.39ms/cm；其余40株为0.77～5.36ms/cm，平均1.91±1.08ms/cm，表明该树种在高含盐量（13ms/cm）的沿海滩涂也可正常生长，但高于18ms/cm该树种即死亡。
3.2海滨木槿
共测定22株，该树种无死亡植株。电导率最高的1株平均9.35ms/cm，其余植株电导率较低，为0.67～4.59ms/cm，平均1.81±1.26ms/cm，表明该树种可在较高含盐量的沿海滩涂种植，9ms/cm的土壤电导率可正常生长。不过该结果因样本极少尚需进一步检验。
3.3海桐
共测定23株，该树种无死亡植株。电导率较高的7株为6.49～9.72ms/cm，平均8.00±1.05ms/cm；其余16株为0.86～3.83ms/cm，平均2.48±0.74ms/cm。该树种的耐盐性也较强，在8ms/cm的土壤上能正常生长。
3.4蜀桧
共测定28株，其中2株电导率较高，为9.95～10.60ms/cm，平均10.28ms/cm，表现出轻微的盐害症状；8株次之，为4.10～6.93ms/cm，平均5.27±0.96ms/cm；其余18株为0.88～3.68ms/cm，平均1.93±0.97ms/cm。该树种的耐盐性强，在10ms/cm的土壤上能正常生长。
3.5龙柏
共测定18株，其中5株电导率较高，为5.51～7.51ms/cm，平均6.40±0.75ms/cm；其余13株为1.11～4.38ms/cm，平均2.86±1.07ms/cm。该树种的耐盐性较强，在6.4ms/cm的土壤上能正常生长。
3.6朴树
共测定22株，其中4株电导率较高，为5.54～6.80ms/cm，平均5.91±0.60ms/cm；其余18株为0.99～4.06ms/cm，平均2.35±1.08ms/cm。该树种的耐盐性较强，在5.9ms/cm的土壤上能正常生长。
4讨论
根据初步的调查结果，6个绿化树种均具有较强的耐盐性，其耐盐性的强弱为弗吉尼亚栎>蜀桧、海滨木槿、海桐>龙柏、朴树。不过本文所给出的结果并非这6个绿化树种耐盐性的高限，而是在本试验环境下所能测得的耐盐性的高值。
本研究的6个绿化树种中弗吉尼亚栎、海滨木槿、海桐和朴树均来自沿海地区，弗吉尼亚栎属壳斗科栎属树种，常绿乔木，分布于美国东南沿海和墨西哥湾海岸，北自弗吉尼亚州向南至佛罗里达州，西至得克萨斯州的沿海一带，是美国沿海硬阔林和灌丛林地的重要组成树种＼[3＼]。海滨木槿系锦葵科木槿属落叶灌木或小乔木，自然分布于我国浙江舟山群岛和福建沿海岛屿，被浙江省列为珍稀濒危植物＼[4＼]。海桐为海桐科海桐属，台湾原生常绿乔木或灌木，主要分布在台湾南部和兰屿，耐盐碱和风沙，为台湾南部海岸林带常见防风定沙树种＼[5＼]。周国红（2005）报道在福州闽江口琅岐岛发现了罕见的滨海沙丘朴树林＼[6＼]。由此可知这4种绿化树种具有很强的耐盐性。
至于每种绿化树种的耐盐性水平，目前仍鲜有报道，大多仍处于定性阶段。弗吉尼亚栎在土壤含盐量0.4%～0.5%的海涂造林生长良好＼[3＼]；滨海木槿在土壤含盐量0.6%～0.8%时，生长良好且能开花结实＼[7＼]，而以1/2Hoagland营养液进行盆栽沙培，在高达400mmnaCl中处理2个多月后海滨木槿仍在进行生长＼[8＼]。黄胜利等（2012）野外调查了在杭州湾南岸滨海盐碱地生长的94种植物，其中龙柏在土壤含盐量0.39%、海桐在土壤含盐量0.33%、海滨木槿在土壤含盐量0.62%的盐碱地上生长良好。刘寅也在其硕士论文中将龙柏列为特耐盐植物＼[10＼]。而蜀桧、朴树尚无耐盐性的定量报道。
本研究的6种沿海滩涂盐碱地绿化树种均具有很好的绿化观赏价值，且耐盐性均较强。滨海木槿作为一种半红树植物，耐干旱贫瘠，且耐海水淹浸能力强＼[7＼]。该树因其树冠宽大，枝叶浓密，花色金黄，花期长，而成为优良的绿化及观赏树种；同时，该树枝干皮层富含纤维，柔软坚韧，又成为本地滩涂护堤防风的首选树种。弗吉尼亚栎具有常绿、长寿、抗风等优点，在本试验中未见冻害，其在长江三角洲地区沿海防护林和沿海城镇绿化建设中将具有广阔的应用前景。但其缺乏发达的侧根和须根，不容易移植成活，应采用容器育苗和带土大苗造林，可显著提高造林成活率和生长量＼[3＼]。
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生物科学发展前沿篇9
我国化学的基础研究逐渐开始与|世界前沿化学研究接轨，正处于新的历史发展时期。化学科研队伍有了较大发展，已经形成了一支规模较大、素质良好、年龄分布合理、学科门类齐全的化学研究队伍，优秀人才队伍不断扩大，形成多学科前沿创新研究团队。研究水平快速提升，国际影响力曰益增强，在国际组织和期刊中任职的中国学者越来越多，凸显我国化学学科的国际地位明显提高。专利申请和授权大幅度增加，自主创新的理念深入人心，自主知识产权的核心技术初具规模，为我国石油、化工产业和国民经济的快速发展正在和必将作出重要贡献。国家财政投入大幅增加，创新研究环境达到较大改善，具备了从事重大科学问题研究的条件和基础。
我国在化学领域发表的文章总数和被引用文章数以及论文的引用次数逐年上升，已经跃居世界前列。在2000—2010年期间，中国在化学研究领域发表的SCi论文总量列世界第2位；2007、2008年成为SCi论文增长速度最快的国家见图1、图2)，在此期间论文被引用次数名列世界第四位；2005—2008年，中国在化学领域被引论文的数量超过曰本，成为重要研究成果的主要产出国家之一。论文的数量与质量同步提高，质量提高更快（见图4)。中国化学在国际化学界顶尖1的论文比例从1998年的0.3%增加到2008年的8.1%中国人在化学领域发表的文章从19w—2!丨n3年的9%上升到2丨104—2丨iim年的17%(有中国作者在内的所有文章）（源于基本科学指标.汤姆森-路透影响力的提高，我国化学家在包括iUpaC重要学术机构的担任重要职务的人数越来越多，越来越多的中国化学家担任包括acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.am.Chem.Soc.,angew.Chem.int.ed.,adv.mater.等重要学术期刊的编辑、副主编、编委、顾问编委。
我国化学领域越来越重视对知识产权的保护，专利申请数量稳步增力口。2009年中国化学科学领域在中国申请的专利件数已经超过曰本和美国(见图5)。
我国生产的化工产品的销售额占全球的比例有了大幅度提升，2009年已经超过美国，成为继欧盟之后的第二大化工产品大国（图6)。
中国化学发展存在的问题
近年来在化学领域顶尖刊物上发表的论文已经有了较大幅度的增长，专利申请有了较快增长，在国际化学界有了一定的影响。但是，我们必须清楚地看到，我国化学的发展与具有传统研究优势的欧美和曰本相比，仍然存在着较大的差距，这主要体现在：高质量、原创性和系统性的研究成果仍然较少；国际顶尖科学家还很少；研究队伍在化学的各个分支研究方向结构不甚合理；缺乏与其他学科的深度交叉融合，缺乏化工产业的核心技术以及对相关产业的发展缺乏引领作用等。因此，充分的认识目前我国化学发展的制约因素和存在的问题，在“十二五”期间进行正确的引导，对维护我国化学的健康和可持续发展具有重要的意义。
中国化学学科发展的战略
一是要保持已有优势，发展新的特色领域。在已有的研究基础上，继续深入开展以化学合成及理论为核心，以材料科学、能源科学、生命科学、农业科学、环境科学和信息科学等领域的重大需求为导向，发展定向、高效、低耗、绿色的化学合成、能量和物质转换体系及相关技术，加强基础研究思想和方法向原理器件设计和制备技术的转化，强化探索和创新意识，注重基础研究和应用研究的结合与协调发展，加快化学科学的全面发展。
二是要鼓励具有原创性的新思想、新概念、新理论、新方法的提出，鼓励变革性研究项目，对重大基础问题科学研究应给予持续性的支持，使我国在一些重要的研究领域取得突破，形成一些由我国科学家提出的、在国际上具有重要影响的学术思想和理论，使我国在化学科学的若干领域的研究水平跨入世界先进行列，且在一些领域形成优势和特色。
三是要在化学科学的前沿和新兴领域取得重要突破，赶超国际先进水平。在化学科学的前沿及其新兴领域，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键科学问题，集中力量，重点突破。争取在揭示分子及其组装体的可控合成、设计规律、性质与微观结构的本质关系，在高性能、不同凝聚态结构化学材料体系的制备、表征、理论模拟和计算方法，在高效能源和物质转化催化剂的设计和机理，在关乎人类生存和健康的药物设计和合成等领域取得重要研究成果。
四是要加强学科交叉，形成新的生长点，有重点地发展一些新的国际前沿研究领域。瞄准化学科学前沿和国家战略需求，完善学科布局与结构，注重和加强化学科学各分支学科及其与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学等学科的交叉、渗透和融合，推动学科建设，形成新的学科生长点，赋予化学科学新的内涵和生命力。前瞻性地重点部署和发展一些新的具有战略意义的国际前沿研究领域（例如：能源、环保、生物、催化等），组织学科交叉研究和多学科综合研究。
五是要面向国民经济与国防建设的重大需求，取得一批具有自主知识产权的应用性成果。深入开展与化石能源高效绿色转化、太阳能和核能利用相关的能源科学和材料研究，深入开展与光、电、磁等的发生、转换、存储、输运、显示和掩蔽相关的信息和防护科学和技术研究，深入开展与人体健康相关的检测、诊断和治疗药物和技术研究，深入开展与动植物生长、发育和抗逆性相关的农业科学和技术研究，深入开展以水资源、土壤和空气等相关的分离净化科学和技术研究，坚持不懈地推动关键领域技术的群体突破。
生物科学发展前沿篇10
教学目标
1.知识与技能
（1）认识光沿直线传播的条件，能用光线来表示光的传播径迹.
（2）了解光的直线传播规律在社会生活与生产中的一些应用.
（3）了解光在真空中的传播速度c=3×108m/s.
2.过程与方法
（1）通过开放性的实验探究，认识光在空气、水和果冻等均匀介质中传播的特点（沿直线传播）.
（2）观察演示实验“光在非均匀糖水中的路径”，启发学生归纳总结得出光沿直线传播的条件.
3.情感、态度与价值观
（1）通过开放性实验，让学生体验学光学的乐趣，并在实验过程中学习合作与交流.
（2）引导学生应用“光沿直线传播的规律”解释一些简单的自然现象，解决一些实际问题，让学生意识到光的世界既神奇美丽，又有规律可循，而且利用这些规律能帮助人们更好地认识自然，改善生活质量，提高工作效率（有价值）.
重点、难点分析
光沿直线传播的规律的理解和掌握是本节教学的重点，设计与组织关于“光总是沿直线传播吗？”这一问题的探究活动是本节的难点.
教学模式
科学探究和自主学习教学模式.设置问题情景，使学生对所观察到的现象进行科学探究，找出现象后面隐藏的规律，教会学生掌握科学家在研究时所用的技能和术语.
实验器材
学生分组：激光笔一支、果冻一个、易拉罐一个、蜡烛一支、火柴一盒、螺母一个、塑料薄膜一块、橡皮筋一条、装了水的玻璃杯（水中滴了少量牛奶）、蚊香、透明塑料矿泉水瓶一个、玻璃砖一块.
教师教具：强光手电一个、方形玻璃容器，浓盐水.
教学过程
一、新课引入
先播放一段手影视频，师生再利用强光手电在白屏幕上做手影游戏，问学生：这些现象包含了怎样的光学原理呢？与学生一起走进光的世界，由此引出课题并板书.
二、新课教学
1.光源
走进光的世界，必须有光，你知道光来自哪里吗？同学们课下完成了前置性小研究.现在让我们分享大家的研究成果吧？打开前置性小研究，展示光源（4个同学板书），教师引导学生交流得出光源与非光源的区别，总结光源定义，对光源分类（人造光源、自然光源）
2.探究光的直线传播的条件
（1）根据课下前置性小研究让学生认识光沿直线传播传播的一般规律，引导学生思考：光在任何情况下都是沿直线传播的吗？应用桌面上的器材，通过开放性实验探究得出：光在空气、水、以及果冻这些介质中沿直线传播.
问题一同学们刚才看到了许多光沿直线传播现象，但是光总是沿直线传播吗？
先开放性分组实验，然后小组间交流实验结果.
实验一将激光射向盛有蚊香的烟的透明塑料矿泉水瓶，可以看到光在空气中的径迹是直线的.
实验二用激光笔发出光束向滴了少量牛奶的水中投射，可以看到光在水中沿直线传播.
实验三用激光笔发出光直接照射果冻、玻璃砖，发现光在果冻、玻璃砖中沿直线传播.
学生展示实验成果，组织学生归纳得出：
光在空气、水、果冻、玻璃中沿直线传播并进而得出结论：光是沿直线传播的
师：光总是沿直线传播吗？
实验四将激光从空气斜射入水中，可以看到光在空气和水中的路径都是直线，在空气和水的界面上发生了偏折.
师：通过实验四，发现上面我们总结的结论有缺陷，应该怎样完善才科学呢？
结论光在同种物质中沿直线传播的（师：夸奖同学们能注意细节对比分析，发现问题，完善结论.我们的这个结论就很完美了吗？请看下面实验.）
（2）教师演示光在非均匀盐水中传播的实验.（教师要说明原来是水，后来用长颈漏斗缓缓注入浓盐水）得出光在同种非均匀介质中路径发生弯曲.
（3）引导学生归纳出光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播.（让学生感受科学探究的魅力，体会科学发展的曲折性）
3.介绍光线的概念
老师用激光笔在黑板上照射出光的传播路线，让同学到黑板用粉笔模拟画出光的传播径迹和方向.教师提问：为什么是直线？为什么要标箭头？教师讲解模拟出光线，得出光线的概念.
4.应用：解释自然现象
教师提问：还记得上课时做的影子游戏吗？那个青蛙是怎么形成的？（教师做一做）
生：就是人的影子.
（1）让学生交流影子的形成，讲解说明.
光在传播的过程中，遇到了不透光的障碍物，在障碍物后边会形成影子.教师用幻灯片向同学们介绍影子的形成光路图.并告诉同学日晷是利用光沿直线传播来工作的.
（2）日食
由影子的成因，过渡到日食.（天文现象）
播放日食月食的视频然后回答几个问题：①是由什么现象形成的？②是谁挡住了太阳光？
（3）制作小孔照相机，学生制作小孔照相机，观察点燃的蜡烛.在观察小孔的形状.像的形状和小孔的形状有关吗？
再通过画图引导学生分析出小孔成像的原理.举出生活中应用光沿直线传播的例子.
5.光的传播速度
打雷和闪电总是同时发生的，人们为什么总是先看到闪电后听到雷声呢？引出光的传播速度.学生自学p71课本回答下列问题：（1）光在真空中的速度？（2）光在空气中的速度？（3）光在其他介质中的传播速度是怎样的？
三、小结
回顾目标请同学们回想一下，这节课你收获了什么？
四、课上检测测
五、前置性小研究