自然科學(xué)的基本原理精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的自然科學(xué)的基本原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：自然科學(xué)的基本原理范文

一、端正態(tài)度，養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣

1. 制定科學(xué)的學(xué)習(xí)計(jì)劃和方法。好的計(jì)劃和方法是成功的一半，對提高學(xué)習(xí)效率將起到事半功倍的效果。這就要求：做好課前預(yù)習(xí)、認(rèn)真學(xué)習(xí)知識、及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固、解決疑難問題、鞏固提高。

2. 上課要認(rèn)真聽講，充分利用學(xué)習(xí)時(shí)間。作為高中生有一定的自學(xué)能力，有部分學(xué)生認(rèn)為老師講得簡單而聽課不認(rèn)真，錯(cuò)過了課堂的最佳時(shí)間，課后要花很大的精力去彌補(bǔ)，而且也不能達(dá)到上課認(rèn)真聽講的效果，所以課堂上一定要與老師教學(xué)保持一致，切記不能自搞一套。課后可以根據(jù)自己對知識的掌握，增加自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。充分利用時(shí)間鞏固所學(xué)的內(nèi)容，高中階段每天學(xué)習(xí)的內(nèi)容多，學(xué)習(xí)壓力大，對學(xué)習(xí)內(nèi)容一定要做到課課清、日日清、周周清，不可以留學(xué)習(xí)的尾巴，否則日積月累很容易積重難返。所以，一定要充分利用各種零散的時(shí)間去消耗和吸收學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以利用睡覺前、走路、等車這些零散的時(shí)間，通過回憶把學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行鞏固和提高。

3. 整理學(xué)習(xí)資料，做好課堂筆記。對習(xí)題、試卷、課堂筆記、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等學(xué)習(xí)資料要善于整理作好分類，并要保存好。對學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)要有清晰明確的提示。課堂筆記不是流水賬，要善于根據(jù)教師教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)和自己實(shí)際情況，如老師講解典型的例題，好的解題方法，不太理解的知識等都要記下來。課堂筆記一定要課后認(rèn)真消化好，作好必要的內(nèi)容補(bǔ)充。對于有價(jià)值的練習(xí)題、易錯(cuò)的題等要注意專門整理，以利于進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固。

二、夯實(shí)基礎(chǔ)知識，及時(shí)鞏固提高

“聽得懂，記得住”是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。對于物理學(xué)科的基本原理、概念、規(guī)律要爛熟于胸，基本解題方法要運(yùn)用熟練，在運(yùn)用過程中能夠信手拈來。學(xué)習(xí)過程中要總結(jié)出一些簡便易記的規(guī)律，以幫助對基本原理、概念的理解?；靖拍?、規(guī)律是最基礎(chǔ)的知識。很多高中同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常忽略基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，認(rèn)為物理知識不用死記硬背，忙于書山題海之間，每天有做不完的題目，很少花時(shí)間去準(zhǔn)確、熟練地復(fù)習(xí)、鞏固基礎(chǔ)知識。任何復(fù)雜物理題目的背后都有一個(gè)簡單物理原理去支撐，不能熟練地掌握、記憶這些基本的原理，解題過程中總會遇到麻煩。所以，熟記基本概念和規(guī)律是學(xué)好物理科最優(yōu)先決條件，是學(xué)好物理的基本，否則學(xué)習(xí)物理就會本末倒置、事倍功半。

三、學(xué)以致用，理論聯(lián)系實(shí)際

物理知識是自然科學(xué)規(guī)律的總結(jié)，與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)結(jié)合的比較緊密。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能單純地死記硬背書本的知識，要善于把學(xué)習(xí)的理論知識和自然科學(xué)規(guī)律聯(lián)系起來，與自己的生活實(shí)踐結(jié)合起來，實(shí)際動手操作，利用實(shí)驗(yàn)學(xué)以致用，這樣才能加深理解。對于學(xué)習(xí)的基本原理，針對典型例題，最好根據(jù)學(xué)習(xí)的理論知識親自動手做實(shí)驗(yàn)，反過來通過自己的實(shí)驗(yàn)得出理論結(jié)論。做題過程中，做到把抽象的思維形象化，利用作圖、手勢、學(xué)習(xí)工具作狀態(tài)分析和動態(tài)分析。

四、善于積累和總結(jié)，提高自我學(xué)習(xí)能力

第2篇：自然科學(xué)的基本原理范文

[摘要]以學(xué)生為主體的角度出發(fā)，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果和多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提出了基礎(chǔ)光學(xué)課程改革的幾點(diǎn)見解，第一、基礎(chǔ)光學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革的必要性及具體措施，第二、注重教學(xué)步驟的完整性，第三、注重教學(xué)方法的改革。

引 言

光學(xué)是高等院校物理專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是物理學(xué)中最古老的一門學(xué)科之一，同時(shí)也是一門年輕的學(xué)科，具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前途。光學(xué)對原子物理學(xué)的學(xué)習(xí)有極其重要的作用，而且光學(xué)是近代物理的生長點(diǎn)，量子論、狹義相對論都起源于光學(xué)。所以，學(xué)好光學(xué)無疑對相關(guān)課程的學(xué)習(xí)起著十分積極的作用。近年來有關(guān)光學(xué)課程的教學(xué)改革呼聲日益高漲，人們分別從不同的角度對光學(xué)的教學(xué)改革進(jìn)行著積極而有益的探索[1-6]。本文借助于羅洋城對北師大和韶關(guān)學(xué)院學(xué)生的問卷調(diào)查[6]，結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和他人的先進(jìn)成果，廣泛征集學(xué)生見解，對光學(xué)課程的改革進(jìn)行積極了的探索，提出了基礎(chǔ)光學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)見解，供大家鑒借和分享。

教學(xué)內(nèi)容的選取

現(xiàn)流行的光學(xué)教材，對幾何光學(xué)和波動光學(xué)的基本理論的講解是詳細(xì)的，完善的，但也存在不少問題，主要表現(xiàn)在：第一，幾何光學(xué)的內(nèi)容占的篇幅過大，以華東師大姚啟鈞編的《光學(xué)教程》為例[7]，僅幾何光學(xué)的基本原理這一章，公式大大小小就有45個(gè)，有些問題中學(xué)已經(jīng)講過，沒有必要重復(fù)講授。適當(dāng)精簡幾何光學(xué)內(nèi)容，使內(nèi)容在滿足系統(tǒng)化、條理化的基礎(chǔ)上做出合理的取舍。第二，光的量子性部分的歷史，如“紫外災(zāi)難”和“兩朵烏云”等故事完全可以放到物理學(xué)史中去講授。第三，現(xiàn)代光學(xué)部分涉及面較廣，學(xué)科的內(nèi)容非常豐富，學(xué)科體系十分龐大，而光學(xué)課程的學(xué)時(shí)有限，所以現(xiàn)代光學(xué)部分則應(yīng)該單獨(dú)羅列出去，建議在大三再開設(shè)現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)，滿足學(xué)生的求知欲和飛速發(fā)展的光學(xué)科技?；A(chǔ)光學(xué)部分在講授時(shí)應(yīng)該適當(dāng)融入前沿科技內(nèi)容，避免單純概念的枯燥，使教學(xué)別具一格，既深化了概念，同時(shí)將光學(xué)基本原理與其在科技前沿中的應(yīng)用結(jié)合起來，大大深化了基本原理教學(xué)，開闊了視野，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，激發(fā)求知欲和探索物理奧妙的精神，同時(shí)也增加了課程的魅力。但是，在講授前沿科技與古老光學(xué)原理的結(jié)合時(shí)一定要注意突出光學(xué)基本原理的描述，達(dá)到用科技前沿實(shí)例講授并深化課程基本概念和基本原理的教學(xué)目的。同時(shí)，基礎(chǔ)光學(xué)部分在講授時(shí)還要注重課程內(nèi)容的條理化，雖然波動光學(xué)和幾何光學(xué)看似聯(lián)系不十分緊密，但是至始至終都離不開兩個(gè)概念就是光程和相位差，所以在整個(gè)基礎(chǔ)光學(xué)部分的教學(xué)中要始終貫穿這兩個(gè)基本概念使教學(xué)內(nèi)容渾然一體。

注重教學(xué)步驟的完整性

注重教學(xué)步驟的完整性有力的保證了教學(xué)質(zhì)量。課堂教學(xué)是學(xué)生獲得知識的重要途徑，由于教學(xué)體制特點(diǎn)，很多學(xué)生依賴于課堂，所以確保課堂教學(xué)效果是教學(xué)中的非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。除了借助于現(xiàn)代化教學(xué)手段提高教學(xué)效果外，從內(nèi)容的選取和語言描述上需下足功夫，充分地把教師的個(gè)人魅力展現(xiàn)出來，并且把這種魅力融入到教學(xué)中，以提高課堂教學(xué)效率。作業(yè)批改是課堂教學(xué)的延伸，它是發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的重要途徑，通過對作業(yè)細(xì)致批改幾乎可以了解每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和學(xué)習(xí)狀態(tài)。課后答疑是課堂教學(xué)的重要輔助形式，也是教學(xué)過程中的有機(jī)組成部分。此外，光學(xué)和其它物理學(xué)學(xué)科一樣是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，許多物理知識都是通過觀察實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過認(rèn)真的思索總結(jié)出來的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是學(xué)生動手的過程，更是動腦思維的過程。注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、認(rèn)真、端正的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，獲得一些感性認(rèn)識，經(jīng)過進(jìn)一步引導(dǎo)使感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識，為光學(xué)課程的學(xué)習(xí)起到積極的作用。值得一提的是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比重過大[8]，大學(xué)階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該不只是“驗(yàn)證”，通過增加一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

注重教學(xué)方法的現(xiàn)代化

現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展和應(yīng)用提高了單位學(xué)時(shí)的信息量，多媒體技術(shù)中實(shí)例分析和動畫演示激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而我們在運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段教學(xué)過程中，還是遇到了許多新問題，如過多依賴于ppt教學(xué)，以至于學(xué)生感覺象放電影一樣，條理性、邏輯性和系統(tǒng)性體現(xiàn)不到位。所以，我們還要不斷探索新的教學(xué)方法和技巧，從而使現(xiàn)代化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段得以更充分地發(fā)揮作用。此外，加強(qiáng)與國內(nèi)兄弟院校的了解和交流，使我們能夠開闊眼界，增加知識，有效提高我們的教學(xué)質(zhì)量。最好能夠讓教師走出去，同時(shí)也能把相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的人事請進(jìn)來，借鑒和學(xué)習(xí)兄弟院校光學(xué)教學(xué)改革和發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。總之，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，大學(xué)階段的學(xué)習(xí)是很多人接受系統(tǒng)學(xué)習(xí)的最后一站，基礎(chǔ)光學(xué)課程的學(xué)習(xí)對今后的學(xué)習(xí)起著非常重要的作用。所以在教學(xué)中要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)步驟、教學(xué)方法等方面完善教學(xué)過程，強(qiáng)化基礎(chǔ)教育，緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展步伐，積極大膽地嘗試現(xiàn)代科技教學(xué)手段，探索新的教學(xué)方法，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動轉(zhuǎn)為主動，為今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]高艷霞.面向21世紀(jì)光學(xué)課程改革的探索[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2001，21(1):112-115.

[2]馮學(xué)斌，劉興波.光學(xué)投影媒體教學(xué)體系及內(nèi)容和方法改革[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，20(4):102-103.

[3]王形華等.高師院校光學(xué)教材內(nèi)容改革的幾點(diǎn)設(shè)想[J].中國西部科技，2006，10:67-68.

[4]李玉紅.“光學(xué)”課程教學(xué)改革實(shí)踐與成果[J].高等理科教育，2006，2:97-99.

[5]于國萍，游璞.改革光學(xué)教材適應(yīng)社會需要[J].光電子技術(shù)與信息，2005，18(2):101-102.

[6]羅洋城.光學(xué)學(xué)習(xí)困難的調(diào)查與分析[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，23(6):30-36.

第3篇：自然科學(xué)的基本原理范文

關(guān)鍵詞 量子物理；現(xiàn)代信息技術(shù)；關(guān)系；原理應(yīng)用

中圖分類號：O41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）15-0001-02

量子物理是人們認(rèn)識微觀世界結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)，它的建立帶來了一系列重大的技術(shù)應(yīng)用，使社會生產(chǎn)和生活發(fā)生了巨大的變革。量子世界的奇妙特性在提高運(yùn)算速度、確保信息安全、增大信息容量等方面發(fā)揮重要的作用，基于量子物理基本原理的量子信息技術(shù)已成為當(dāng)前各國研究與發(fā)展的重要科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

隨著世界電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)即將達(dá)到物理極限，同時(shí)信息安全、隱私問題等越來越突出。2013年5月美國“棱鏡門”事件的爆發(fā)，引發(fā)了對保護(hù)信息安全的高度重視，將成為推動量子物理科學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的交融和相互促進(jìn)發(fā)展的契機(jī)。因此，充分認(rèn)識量子物理學(xué)的基本原理在現(xiàn)代信息技術(shù)中發(fā)展的基礎(chǔ)地位與作用，是促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的前提，也是豐富和發(fā)展量子物理學(xué)的需要。

1 量子物理基本原理

1）海森堡測不準(zhǔn)原理。在量子力學(xué)中，任何兩組不可同時(shí)測量的物理量是共扼的，滿足互補(bǔ)性。在進(jìn)行測量時(shí)，對其中一組量的精確測量必然導(dǎo)致另一組量的完全不確定，只能精確測定兩者之一。

2）量子不可克隆定理。在量子力學(xué)中，不能實(shí)現(xiàn)對各未知量子態(tài)的精確復(fù)制，因?yàn)橐獜?fù)制單個(gè)量子就只能先作測量，而測量必然改變量子的狀態(tài)，無法獲得與初始量子態(tài)完全相同的復(fù)制態(tài)。

3）態(tài)疊加原理。若量子力學(xué)系統(tǒng)可能處于和描述的態(tài)中，那么態(tài)中的線性疊加態(tài)也是系統(tǒng)的一個(gè)可能態(tài)。如果一個(gè)量子事件能夠用兩個(gè)或更多可分離的方式來實(shí)現(xiàn)，那么系統(tǒng)的態(tài)就是每一可能方式的同時(shí)迭加。

4）量子糾纏原理。是指微觀世界里，有共同來源的兩個(gè)微觀粒子之間存在著糾纏關(guān)系，不管它們距離多遠(yuǎn)，只要一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生變化，另一個(gè)粒子狀態(tài)隨即發(fā)生相應(yīng)變化。換言之，存在糾纏關(guān)系的粒子無論何時(shí)何地，都能“感應(yīng)”對方狀態(tài)的變化。

2 量子物理與現(xiàn)代信息技術(shù)的關(guān)系

2.1 量子物理是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo)

物理學(xué)一直是整個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的帶頭學(xué)科并成為整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，成為推動整個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最主要的動力和源泉。量子力學(xué)是20世紀(jì)初期為了解決物理上的一些疑難問題而建立起來的一種理論，它不僅解釋了微觀世界里的許多現(xiàn)象、經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，而且還開拓了一系列新的技術(shù)領(lǐng)域，直接導(dǎo)致了原子能、半導(dǎo)體、超導(dǎo)、激光、計(jì)算機(jī)、光通訊等一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展?？梢哉f，從電話的發(fā)明到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)通信，從晶體管的發(fā)明到高速計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟，量子物理開辟了一種全新的信息技術(shù)，使人類進(jìn)人信息化的新時(shí)代，因此，量子物理學(xué)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的主要源泉，而且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，量子物理學(xué)的先導(dǎo)和基礎(chǔ)作用將更加顯著和重要。

2.2 量子物理為現(xiàn)代信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供新的原理和方法

現(xiàn)代信息技術(shù)本質(zhì)上是應(yīng)用了量子力學(xué)基本原理的經(jīng)典調(diào)控技術(shù)，隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以經(jīng)典物理學(xué)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)即將達(dá)到物理極限。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必須借助于新的原理和新的方法。量子力學(xué)作為原子層次的動力學(xué)理論，經(jīng)過飛速發(fā)展，已向其他自然科學(xué)的各學(xué)科領(lǐng)域以及高新技術(shù)全面地延伸，量子信息技術(shù)就是量子物理學(xué)與信息科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生的新興學(xué)科，它為信息科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供了新的原理和方法，使信息技術(shù)獲得了活力與新特性，量子信息技術(shù)也成為當(dāng)今世界各國研究發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域。因此，未來的信息技術(shù)將是應(yīng)用到諸如量子態(tài)、相位、強(qiáng)關(guān)聯(lián)等深層次量子特性的量子調(diào)控技術(shù)，充分利用量子物理的新性質(zhì)開發(fā)新的信息功能，突破現(xiàn)代信息技術(shù)的物理極限。

2.3 現(xiàn)代信息技術(shù)對量子物理學(xué)發(fā)展的影響

量子信息技術(shù)應(yīng)用量子力學(xué)原理和方法來研究信息科學(xué)，從而開發(fā)出現(xiàn)經(jīng)典信息無法做到的新信息功能，反過來，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展大大地豐富了量子物理學(xué)的研究內(nèi)容，也將不斷地影響量子物理學(xué)的研究方法，有力地將量子理論推向更深層次的發(fā)展階段，使人類對自然界的認(rèn)識更深刻、更本質(zhì)。近年來，隨著量子信息技術(shù)領(lǐng)域研究的不斷深入，量子信息技術(shù)的發(fā)展也使量子物理學(xué)研究取得了不少成果，如量子關(guān)聯(lián)、基于熵的不確定關(guān)系、量子開放系統(tǒng)環(huán)境的控制等問題研究取得了巨大進(jìn)展。

3 基于量子物理學(xué)原理的量子信息技術(shù)

基于量子物理原理和方法的量子信息技術(shù)成為21世紀(jì)信息技術(shù)發(fā)展的方向，也是引領(lǐng)未來科技發(fā)展的重要領(lǐng)域。當(dāng)前量子物理學(xué)的基本原理已經(jīng)在量子密碼術(shù)、量子通信、量子計(jì)算機(jī)等方面得到充分的理論論證和一定的實(shí)踐應(yīng)用。

3.1 量子計(jì)算機(jī)——量子疊加原理

經(jīng)典計(jì)算機(jī)建立在經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)上，遵循普通物理學(xué)電學(xué)原理的邏輯計(jì)算方式，即用電位高低表示0和1以進(jìn)行運(yùn)算，因此，經(jīng)典計(jì)算機(jī)只能靠以縮小芯片布線間距，加大其單位面積上的數(shù)據(jù)處理量來提高運(yùn)算速度。而量子計(jì)算遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息。計(jì)算方式是建立在微觀量子物理學(xué)關(guān)于量子具有波粒兩重性和雙位雙旋特性的基礎(chǔ)上，量子算法的中心思想是利用量子態(tài)的疊加態(tài)與糾纏態(tài)。在量子效應(yīng)的作用下，量子比特可以同時(shí)處于0和1兩種相反的狀態(tài)（量子疊加），這使量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行大量運(yùn)算，因此，量子計(jì)算的并行處理，使量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了最快的計(jì)算速度。未來，基于量子物理原理的量子計(jì)算機(jī)，不僅運(yùn)算速度快，存儲量大、功耗低，而且體積會大大縮小。

3.2 量子通信——量子糾纏原理

量子通信是一種利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的新型通信方式。量子通信主要涉及：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。從信息學(xué)上理解，量子通信是利用量子力學(xué)的量子態(tài)隱形傳輸或者其他基本原理，以量子系統(tǒng)特有屬性及量子測量方法，完成兩地之間的信息傳遞；從物理學(xué)上講，量子通信是采用量子通道來傳送量子信息，利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的高性能通信方式，突破現(xiàn)代通信物理極限。量子力學(xué)中的糾纏性與非定域性可以保障量子通信中的絕對安全的量子通信，保證量子信息的隱形傳態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信息轉(zhuǎn)輸。所以，與現(xiàn)代通信技術(shù)相比，量子通信具有巨大的優(yōu)越性，具有保密性強(qiáng)、大容量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，量子通信創(chuàng)建了新的通信原理和方法。

3.3 量子密碼——不可克隆定理

經(jīng)典密碼是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，通過經(jīng)典信號實(shí)現(xiàn)，在密鑰傳送過程中有可能被竊聽且不被覺察，故經(jīng)典密碼的密鑰不安全。量子密碼是一種以現(xiàn)代密碼學(xué)和量子力學(xué)為基礎(chǔ)，利用量子物理學(xué)方法實(shí)現(xiàn)密碼思想和操作的新型密碼體制，通過量子信號實(shí)現(xiàn)。量子密碼主要基于量子物理中的測不準(zhǔn)原理、量子不可克隆定理等，通信雙方在進(jìn)行保密通信之前，首先使用量子光源，依照量子密鑰分配協(xié)議在通信雙方之間建立對稱密鑰，再使用建立起來的密鑰對明文進(jìn)行加密，通過公開的量子信道，完成安全密鑰分發(fā)。因此量子密碼技術(shù)能夠保證：

1）絕對的安全性。對輸運(yùn)光子線路的竊聽會破壞原通訊線路之間的相互關(guān)系，通訊會被中斷，且合法的通信雙方可覺察潛在的竊聽者并采取相應(yīng)的措施。

2）不可檢測性。無論破譯者有多么強(qiáng)大的計(jì)算能力，都會在對量子的測量過程中改變量子的狀態(tài)而使得破譯者只能得到一些毫無意義的數(shù)據(jù)。因此，量子不可克隆定理既是量子密碼安全性的依靠，也給量子信息的提取設(shè)置了不可逾越的界限，即無條件安全性和對竊聽者的可檢測性成為量子密碼的兩個(gè)基本特征。

4 結(jié)論

量子物理是現(xiàn)代信息技術(shù)誕生的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代信息技術(shù)突破物理極限，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的動力與源泉?；诹孔游锢韺W(xué)的原理、特性，如量子疊加原理、量子糾纏原理、海森堡測不準(zhǔn)原理和不可克隆定理等，使得量子計(jì)算機(jī)具有巨大的并行計(jì)算能力，提供功能更強(qiáng)的新型運(yùn)算模式；量子通信可以突破現(xiàn)代信息技術(shù)的物理極限，開拓出新的信息功能；量子密碼絕對的安全性和不可檢測性，實(shí)現(xiàn)了絕對的保密通信。隨著量子物理學(xué)理論在信息技術(shù)中的深入應(yīng)用，量子信息技術(shù)將開拓出后莫爾時(shí)代的新一代的信息技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳楓.量子通信：劃時(shí)代的嶄新技術(shù)[N].報(bào)，2011.

[2]曾謹(jǐn)言.量子物理學(xué)百年回顧[J].北京大學(xué)物理學(xué)科90年專題特約專稿，2003（10）.

[3]李應(yīng)真，吳斌.物理學(xué)是當(dāng)代高新技術(shù)的主要源泉[J].學(xué)術(shù)論壇，2012.

[4]董新平，楊綱.量子信息原理及其進(jìn)展[J].許昌學(xué)院學(xué)報(bào)，2007.

[5]周正威，陳巍，孫方穩(wěn)，項(xiàng)國勇，李傳鋒.量子信息技術(shù)縱覽[J].中國科學(xué)，2012（17）.

[6]郭光燦.量子信息技術(shù)[J].中國科學(xué)院院刊，2002（5）.

[7]朱煥東、黃春暉.量子密碼技術(shù)及其應(yīng)用[J].國外電子測量技術(shù)，2006（12）.

第4篇：自然科學(xué)的基本原理范文

1.語文知識素養(yǎng)

教師的勞動是一種復(fù)雜的勞動、創(chuàng)造性的勞動，要成功地完成教學(xué)任務(wù)，首先要精通所教學(xué)科的知識，對自己所教學(xué)科的全部內(nèi)容有深入的了解?！百Y之深，則左右逢源”。語文學(xué)科是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，從傳統(tǒng)的知識觀來說，有字、詞、句、篇、語法、修辭、邏輯、文學(xué)常識等；從現(xiàn)代知識觀來說，則包括言語知識和言語行為知識。統(tǒng)而言之，語文教師的語文知識素養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）語言學(xué)

語言學(xué)概論，了解語言的本質(zhì)、結(jié)構(gòu)及其發(fā)展規(guī)律，了解語言與社會及其它學(xué)科的關(guān)系，了解語言學(xué)的研究方法及其最新成果，了解語言學(xué)的發(fā)展趨勢；學(xué)習(xí)現(xiàn)代漢語，掌握現(xiàn)代漢語的系統(tǒng)知識。懂得普通語音學(xué)，熟悉漢語的聲、韻、調(diào)，掌握漢語拼音方案和普通話語音系統(tǒng)；了解語義學(xué)和詞匯學(xué)的基本原理，通悉語義和語境的關(guān)系，掌握詞的構(gòu)成和組合規(guī)則，明確詞的基本意義與引申意義、比喻意義之間的關(guān)系，熟知辨析詞義的方法，把握詞語的感彩，熟悉詞匯的發(fā)展變化。

學(xué)習(xí)古代漢語，具有較為系統(tǒng)的古漢語基礎(chǔ)知識。掌握常用的文言實(shí)詞和虛詞，熟悉古今詞義的變化了解古漢語的句型結(jié)構(gòu)，熟悉古代重要辭書的查檢方法。

（2）文字學(xué)

學(xué)習(xí)文字學(xué)，把握文字的性質(zhì)和作用，熟知文字的起源和發(fā)展規(guī)律，了解一般文字的基本原理。尤其要學(xué)好漢字學(xué)，了解漢字的起源和發(fā)展，掌握漢字的音、形、義的構(gòu)成，熟悉漢字的筆畫，筆順與各種結(jié)構(gòu)，掌握規(guī)范漢字，掌握查檢漢字的各種方法，掌握識字法，正字法和寫字法。另外，要明確標(biāo)點(diǎn)符號是書面語言中不可缺少的組成部分，正確使用標(biāo)點(diǎn)符號。

（3）文章學(xué)

學(xué)習(xí)文章學(xué)，首先要了解文章學(xué)的基本理論，掌握文章本身的構(gòu)成規(guī)律，熟悉文章的主旨、結(jié)構(gòu)、表達(dá)方式等要素，了解它的內(nèi)部聯(lián)系。學(xué)習(xí)閱讀學(xué)，研究文章的閱讀、分析和鑒賞。掌握各種實(shí)用文章的閱讀方法，熟悉各種閱讀方式、明確各種閱讀方式的目的要求，研究閱讀的反應(yīng)過程和訓(xùn)練方式，懂得閱讀與寫作的關(guān)系。

學(xué)習(xí)寫作學(xué)，掌握寫作的基本理論及常用文體知識，對內(nèi)容與形式、素材與題材、思想與思路、語言與文風(fēng)等有深刻的理解，對中學(xué)生的寫作起到切實(shí)而有效的指導(dǎo)作用。

（4）文藝學(xué)

學(xué)習(xí)文藝學(xué)，了解文藝學(xué)的基本理論，掌握文學(xué)作品的結(jié)構(gòu)規(guī)律，學(xué)習(xí)中外文學(xué)史，了解中國古代文學(xué)、現(xiàn)代文學(xué)和當(dāng)代文學(xué)的基本內(nèi)容，熟悉各個(gè)時(shí)期主要的作家與作品，涉獵世界文學(xué)寶庫，對馳名中外的作家作品特色有所了解，熟悉常見的作品。

學(xué)習(xí)美學(xué)，懂得一些美學(xué)知識，懂得結(jié)合語文教材的特點(diǎn)進(jìn)行審美的教育。懂得一些文藝和文藝批評的的基本理論，提高對文學(xué)作品、藝術(shù)作品的分析與鑒賞能力。還應(yīng)對電影、電視、戲劇、曲藝、音樂、美術(shù)知識也有所涉獵。

2.普通文化知識素養(yǎng)

語文教師知識面寬，視野開闊，才能厚積薄發(fā)，左右逢源。語文教師在“精”于文化科學(xué)知識的前提下，“博”于文化科學(xué)知識，以豐厚的文化知識為背景，在教學(xué)工作中游刃有余，使學(xué)生學(xué)有所得，受益終身。

（1）思維科學(xué)

首先，要通曉它的基礎(chǔ)理論――思維學(xué)；其次，要懂得它的技術(shù)理論――科學(xué)方法論；最后，要熟悉它的應(yīng)用理論――思維培育學(xué)。思維培育學(xué)，包括抽象思維的培育、表象思維的培育、直觀動作的培育及創(chuàng)造性思維的培育等。

（2）社會科學(xué)

語文課程有著廣泛的社會內(nèi)容，語文教師除要具有很強(qiáng)的理解語言的能力外，還必須有豐富的社會科學(xué)知識，才能準(zhǔn)確地把握思想內(nèi)容。要學(xué)習(xí)中國歷史，尤其是近代史；涉獵經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、文化學(xué)；學(xué)習(xí)民族習(xí)俗、風(fēng)土人情；學(xué)習(xí)人際交往，等等。此外，還要關(guān)注哲學(xué)、倫理學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境學(xué)、軍事學(xué)等的發(fā)展?？傊┯[群書，了解社會，體味人生。

（3）自然科學(xué)

語文教師雖不直接向?qū)W生教授系統(tǒng)的自然科學(xué)知識，但無論如何不能是“科盲”。小而言之，要教好語文教材中的有關(guān)介紹自然科學(xué)的說明文，就必須弄懂文中所介紹的有關(guān)科學(xué)知識，如宇宙學(xué)、氣象學(xué)、物候?qū)W、生物學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等。大而言之，我們要培養(yǎng)21世紀(jì)在世界上有競爭力的建設(shè)者，使他們從小就具有很強(qiáng)的科學(xué)意識，而自己對課文涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)等方面的知識知之甚少甚至一竅不通，就勢必會在教學(xué)中出現(xiàn)科學(xué)性、常識性的錯(cuò)誤。

3.教育學(xué)科知識素養(yǎng)

教學(xué)工作是一種培養(yǎng)人的專業(yè)工作，“僅通曉一門學(xué)科并非必然的使他成為該學(xué)科的好教師”，“學(xué)者未必是良師”。一個(gè)教師除了要成功地扮演好自己的角色外，在所教學(xué)科知識的基礎(chǔ)上，更重要的是具有教育學(xué)科方面的知識，既知道教什么，又知道怎么教。教育學(xué)科知識，主要包括如下三個(gè)方面。

（1）教育學(xué)

語文教師首先應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)教育的基本理論，比較系統(tǒng)地了解教育的本質(zhì)、教育的方針、教育的目的、過程、內(nèi)容和方式方法；學(xué)習(xí)比較教育學(xué)，了解中外名家教育思想，從中獲得借鑒；學(xué)習(xí)課程與教學(xué)論，了解課程的基本理論；學(xué)習(xí)理論，開闊視野，從中吸取有益的養(yǎng)料。應(yīng)關(guān)注教育和科學(xué)的發(fā)展，不斷更新教育觀念，樹立科學(xué)的教育發(fā)展觀。

（2）心理學(xué)

了解學(xué)生的心理特點(diǎn)是從事教育工作的前提，語文教師要搞好語文教學(xué)就必須學(xué)習(xí)心理學(xué)和教育心理學(xué)的基本理論，了解教育過程中學(xué)生的心理特點(diǎn)和個(gè)性差異，了解學(xué)生心理品質(zhì)的形成及發(fā)展的規(guī)律，了解培養(yǎng)學(xué)生良好的心理品質(zhì)的途徑，努力用心理科學(xué)的規(guī)律指導(dǎo)語文教學(xué)，提高語文教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的心理品質(zhì)。

第5篇：自然科學(xué)的基本原理范文

關(guān)鍵詞：無機(jī)化學(xué)；科研潛質(zhì)；培養(yǎng)；能力

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0068-02

化學(xué)是一門重要的自然科學(xué)學(xué)科，其在人類社會發(fā)展和科技進(jìn)步中發(fā)揮著舉足輕重的作用。對于我國而言，傳統(tǒng)的化學(xué)教育僅僅重視知識的傳授，而忽視知識創(chuàng)新，在實(shí)際教學(xué)中缺乏對學(xué)生科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，造成培養(yǎng)的畢業(yè)生素質(zhì)下降。無機(jī)化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科中的基礎(chǔ)學(xué)科，對于培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)的高級專門人才具有重要作用。本文中，筆者將結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與體會，淺談高校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中如何加強(qiáng)對大學(xué)生科研潛質(zhì)的培養(yǎng)。

一、重視緒論教學(xué)

無機(jī)化學(xué)課程的緒論部分旨在對課程的研究背景、研究對象、研究方法和研究意義等進(jìn)行總體上的概括。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式卻忽視了緒論部分的講授，造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣難以激發(fā)，學(xué)習(xí)主觀能動性和創(chuàng)造性受到了抑制，教學(xué)效果不理想?？紤]到緒論對于整個(gè)課程無機(jī)化學(xué)教學(xué)的重要性，筆者認(rèn)為講授該內(nèi)容要注重以下兩個(gè)方面。

1.借助現(xiàn)代自然科學(xué)知識，從宏觀到微觀讓學(xué)生感受化學(xué)的魅力，了解化學(xué)的重要性。如可以從宇宙元素的起源到形成現(xiàn)在生命體的DNA過程，從大到天體物質(zhì)演變到微觀的原子運(yùn)動等具體實(shí)例向?qū)W生展示化學(xué)的奇妙之處，以便激發(fā)學(xué)生好奇心，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣。

2.明確無機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科和其他自然科學(xué)的基石，借助具體的實(shí)例說明無機(jī)化學(xué)的重要性。教師要把握教材，但不能局限于教材的內(nèi)容。當(dāng)今社會處于知識爆炸的階段，知識更新非常迅速，而教材通常承載著經(jīng)典但已經(jīng)過時(shí)的知識信息。教師需要在備課時(shí)查閱大量最新前沿的研究成果，將其圖文并茂地融入到緒論介紹中，如既要講到“門捷列夫發(fā)現(xiàn)世界是由一系列周期性遞變的元素組成”這些經(jīng)典知識，又要講到“現(xiàn)在的納米技術(shù)已經(jīng)合成出機(jī)械強(qiáng)度超過鋼鐵幾百倍的碳納米管材料”等先進(jìn)前沿的化學(xué)研究成果。這樣，學(xué)生就能直觀地感受無機(jī)化學(xué)的魅力和發(fā)展前景，激發(fā)其學(xué)習(xí)的動力和熱情。

二、運(yùn)用動畫模型教學(xué)

雖然多媒體教學(xué)已經(jīng)深入到課堂，但是大多教師的課件仍然缺少直觀形象的動畫模型，影響了教學(xué)效果。為了解決此問題，筆者認(rèn)為多媒體動畫模型教學(xué)將會極為直觀地呈現(xiàn)基本原理和過程，幫助學(xué)生建立化學(xué)空間思維，顯著加強(qiáng)對基本知識和原理的理解，激發(fā)其思考和創(chuàng)造力。如在講述元素和元素周期律的章節(jié)時(shí)，概念繁多，知識抽象，教師若僅僅語言闡述“元素的種類是由原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)決定的，而元素周期律是原子核外電子周期性排布造成的”，此時(shí)，初學(xué)者常常因概念不清而不能理解。教師若能運(yùn)用三維動畫模型，逐一呈現(xiàn)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)遞增對應(yīng)元素種類的變化，進(jìn)而展現(xiàn)核外電子如何進(jìn)行周期性的排布，學(xué)生理解掌握就容易多了。實(shí)踐證明，運(yùn)用動畫模型教學(xué)，學(xué)生將會迅速接受并理解嶄新概念和原理，容易形成獨(dú)立思考解決問題的能力。

三、改革實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)課程均有配套的實(shí)驗(yàn)課程，然而實(shí)驗(yàn)課程的模式和設(shè)置存在不合理之處，主要體現(xiàn)在：（1）理論課和實(shí)驗(yàn)相互脫節(jié)。傳統(tǒng)的理論課和實(shí)驗(yàn)課在不同的時(shí)間段進(jìn)行，授課教師往往也不同，造成學(xué)生的理論學(xué)習(xí)難以得到及時(shí)針對性的實(shí)踐，從而削弱理論和實(shí)踐之間相互促進(jìn)的關(guān)系。（2）針對本科生的開放實(shí)驗(yàn)室缺乏。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程常實(shí)行集中時(shí)間集中地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，不允許學(xué)生依據(jù)自己學(xué)習(xí)需要隨時(shí)實(shí)驗(yàn)，對本科生的開放實(shí)驗(yàn)室很少，從而缺乏對學(xué)生創(chuàng)新研究能力的鍛煉。為了解決該問題，筆者認(rèn)為可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的改革。

1.將實(shí)驗(yàn)演示融入到理論課教學(xué)中。課堂實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐之間的相互促進(jìn)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。如，在講授沉淀溶解平衡溶度積規(guī)則這一章節(jié)時(shí)，教師若僅僅進(jìn)行理論講授，往往顯得簡單，學(xué)生們也認(rèn)為沉淀過程很簡單，似乎都不存在問題。然而，實(shí)際情況并非如此，沉淀實(shí)驗(yàn)的操作，通常會涉及到很多問題，如過飽和效應(yīng)，配位效應(yīng)，離子效應(yīng)等。事實(shí)上，當(dāng)今的研究熱點(diǎn)――納米材料的合成就是建立在沉淀形成的形貌控制上。如果沒有實(shí)驗(yàn)和理論的結(jié)合，人們是不會發(fā)現(xiàn)諸多的自然科學(xué)規(guī)律，更難以有科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。因此將實(shí)驗(yàn)演示融入到理論課教學(xué)中將顯著鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力。

2.設(shè)立固定的開放實(shí)驗(yàn)室，以供不同學(xué)生依據(jù)自身有針對性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有較大的興趣，僅僅教學(xué)計(jì)劃安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很難滿足其需要。結(jié)果造成很多具有較好創(chuàng)新能力的學(xué)生得不到充足的科學(xué)研究訓(xùn)練，阻礙其科學(xué)素質(zhì)的提高。如果能夠設(shè)立開放的實(shí)驗(yàn)室，那么每一個(gè)學(xué)生都可以依據(jù)自己感興趣的方面進(jìn)行針對性的實(shí)驗(yàn)，一方面能夠很好地鞏固理論課知識，同時(shí)還能鍛煉其科學(xué)研究的能力，這對于培養(yǎng)21世紀(jì)新型創(chuàng)新性人才是非常有利的。

四、改變評價(jià)機(jī)制

傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)評價(jià)機(jī)制多側(cè)重于用考題對學(xué)生掌握情況進(jìn)行考核，通過考試分?jǐn)?shù)的高低對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估。事實(shí)上，這種評價(jià)機(jī)制往往誘使學(xué)生走向題海，而非綜合能力的鍛煉。事實(shí)證明，高分的考生在步入研究生階段往往表現(xiàn)平庸，其主要原因是科學(xué)研究需要活躍的思維，強(qiáng)烈的好奇心和探索精神，而非考試分?jǐn)?shù)。良好的科學(xué)潛質(zhì)需要在大學(xué)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中得到培養(yǎng)，讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)，樂于鉆研。因此，筆者認(rèn)為，可以考慮在傳統(tǒng)考題模式外附加大學(xué)生科研立項(xiàng)考核。教師引導(dǎo)大學(xué)生，依據(jù)自身的興趣，去發(fā)現(xiàn)問題，通過查閱各種資料，建立適合大學(xué)生自身的科學(xué)研究項(xiàng)目。最后，通過項(xiàng)目完成過程對學(xué)生綜合能力進(jìn)行全方位評估。實(shí)際上，國內(nèi)已有不少高校正在嘗試這樣的評價(jià)機(jī)制，已經(jīng)獲得良好的效果。

總之，為了滿足新世紀(jì)國家對新型創(chuàng)新型人才的需要，筆者作為一名高?；瘜W(xué)專業(yè)一線教師，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與體會，就高校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中如何加強(qiáng)對大學(xué)生科研潛質(zhì)的培養(yǎng)做了一些有益的探索，相信在這些措施的積極作用下，無機(jī)化學(xué)專業(yè)的大學(xué)生將會顯著提高學(xué)習(xí)興趣，提升自身的科研能力，為后續(xù)繼續(xù)深造奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱妙琴，王祖浩.高師無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[J].化學(xué)教育，2002，（11）：21-25.

[2]楊毅敏.高等實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，20（1）：87-90.

第6篇：自然科學(xué)的基本原理范文

關(guān)鍵詞:;高校學(xué)生;重要性

中圖分類號:A811 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095－4379－(2016)18－0328－01

近些年、改革發(fā)展的不斷推進(jìn)，使國外資本主義的思潮對我國公民的思想帶來了一定程度的影響，因此我們要從高校教育上入手，避免影響我國社會主義發(fā)展進(jìn)度的因素的出現(xiàn)。

一、高校學(xué)生對教學(xué)的錯(cuò)誤認(rèn)識

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷的創(chuàng)新，拉近了人與人之間的距離，確實(shí)讓我們有了地球村的感覺，但這也使得更多國外的思想和觀念不斷的涌入國內(nèi)、再加上近些年高校對教學(xué)的重視程度有些不足，影響了高校學(xué)生對教學(xué)的看法，這些影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(一)教學(xué)方法單一，難以提起學(xué)生興趣

近些年，隨著社會經(jīng)濟(jì)和就業(yè)情況的變化，高校對教學(xué)的重視程度開始減少，把教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)放在了專業(yè)技術(shù)知識的教學(xué)上，其次學(xué)校為了節(jié)約和有效的利用教學(xué)資源，高校教學(xué)都是以大課堂的形式開展，因而對學(xué)生的參加課程的考勤就相對困難，不能夠保證學(xué)生的參與情況，這也使得部分學(xué)生曠到。另外、高校對教育課程的考試不夠嚴(yán)格，沒有綜合的進(jìn)行考核和督促，大部分高?？荚嚦煽冎胁]有包括學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)成績，應(yīng)試教育模式下，很難提起學(xué)生對該課程的興趣，更重要的是不能夠讓學(xué)生真正的學(xué)到的精髓。

(二)市場經(jīng)濟(jì)體制改革的深化、帶來了高校學(xué)生思想觀念的變化

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、帶來了經(jīng)濟(jì)全球化和政治的多極化，國外一些腐朽的思想使很多大學(xué)生在價(jià)值追求上發(fā)生了很大的變化，嚴(yán)重的影響了大學(xué)生正確的人生觀、世界觀、價(jià)值觀的形成，從而使高校學(xué)生對課程不夠重視。

(三)學(xué)生不了解教學(xué)的重要性隨著近些年就業(yè)難等社會問題的出現(xiàn)，讓很多學(xué)生也開始為畢業(yè)后的就業(yè)情況產(chǎn)生擔(dān)憂，因此他們便把更多的經(jīng)歷和時(shí)間安排到了專業(yè)技術(shù)知識的學(xué)習(xí)和就業(yè)擇業(yè)方面，并沒有真正的了解思想對他們今后的發(fā)展和就業(yè)的重要性。

二、教學(xué)對高校學(xué)生發(fā)展的重要性

綜上我們不難看出、高校學(xué)生對課程的錯(cuò)誤看法，都是因?yàn)樗麄儧]有真正的體會到教學(xué)對他們的重要性，因此他們也沒有去認(rèn)真的學(xué)習(xí)這門課程。教學(xué)對高校學(xué)生發(fā)展的重要性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(一)教學(xué)有利于提高大學(xué)生的素質(zhì)教育

首先、哲學(xué)強(qiáng)調(diào)事物之間的普遍聯(lián)系，提倡用聯(lián)系的觀點(diǎn)看待一切問題，大學(xué)生在學(xué)習(xí)自然科學(xué)的過程中，便可以尋找課程之間的相互聯(lián)系，從而培養(yǎng)學(xué)生研究和思考的能力。其次、要求矛盾對立統(tǒng)一的的觀點(diǎn)去看待問題，大學(xué)生在處理一些生活和學(xué)習(xí)中遇到的困難時(shí)便可以辯證的對待，分析其利弊，從而提高學(xué)生分析問題的能力和從容應(yīng)對挫折的能力。另外、要求通過現(xiàn)象看本質(zhì)，闡述了質(zhì)變和量變之間的關(guān)系，從而培養(yǎng)學(xué)生深入思考、刻苦鉆研的能力，教育學(xué)生只有不斷的積累知識和經(jīng)驗(yàn)才能夠得到質(zhì)的飛越。最后、教學(xué)能夠提高學(xué)生的政治覺悟、能夠讓學(xué)生對國際、國內(nèi)形勢正確的判斷和分析。教學(xué)內(nèi)容包括經(jīng)濟(jì)學(xué)和市場經(jīng)濟(jì)的規(guī)律、學(xué)習(xí)這些能夠培養(yǎng)學(xué)生在激烈的市場經(jīng)濟(jì)中的創(chuàng)新能力和隨機(jī)應(yīng)變的能力。

(二)教學(xué)對大學(xué)生成才非常重要

課程內(nèi)容包括從原始社會至今的人類發(fā)展歷史、發(fā)展在不同社會時(shí)期的發(fā)展規(guī)律，能夠?yàn)楦咝W(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和研究提供科學(xué)的世界觀指導(dǎo)，能夠幫助大學(xué)生認(rèn)清自然規(guī)律，自然科學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)的方法論的指導(dǎo)，例如:牛頓在研究力學(xué)過程中得到了很好的研究成果，但后期因信奉唯心論的原因影響了自己的研究成果。從這樣的例子我們不難看出對于自然科學(xué)的研究信仰也是非常重要的，只有唯物主義科學(xué)的方法論才能夠推進(jìn)我們的科研工作。大學(xué)作為科研和學(xué)習(xí)的重要陣地，只有通過認(rèn)真的學(xué)習(xí)唯物主義的科學(xué)理論和方法，我們才能夠?yàn)樯鐣峁└喔鼉?yōu)秀的人才。

(三)教學(xué)有利于大學(xué)生從容應(yīng)對日益提高的社會選擇

思想對未來擁有超前的指導(dǎo)作用，因此對大學(xué)生從單純的校園生活步入較為復(fù)雜的社會時(shí)的適應(yīng)性具有指引性的作用。雖然對未來擁有超前指導(dǎo)性，但也并不表示就不需要隨著時(shí)代的變化不斷創(chuàng)新和進(jìn)步。所有的理論都來自于實(shí)踐，因此大學(xué)生在面對就業(yè)、面對較大的社會環(huán)境時(shí)在利用好之前學(xué)習(xí)的的同時(shí)還需要根據(jù)具體情況總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對所學(xué)到的知識進(jìn)行升級和擴(kuò)充，更加完善我們的理論體系。

三、結(jié)語

高校作為學(xué)習(xí)和研究的重要陣地，深刻的理解對高校學(xué)生的重要性是十分必要的，本文通過分析對教學(xué)存在的誤區(qū)，探討了教學(xué)對高校學(xué)生發(fā)展有推動作用的幾個(gè)方面以供參考，希望能為教學(xué)的研究出一份力量。

［參考文獻(xiàn)］

［1］云霞編．基本原理概論教學(xué)導(dǎo)引［M］．北京:高等教育出版社，2007．6．

第7篇：自然科學(xué)的基本原理范文

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.013

一、化學(xué)課堂教學(xué)的導(dǎo)入概述

課堂教學(xué)中，導(dǎo)入是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。導(dǎo)入是承前啟后：新知識總是在原有的知識上生長和發(fā)展的，導(dǎo)入的主要作用是在原有知識基礎(chǔ)上找到新的知識生成點(diǎn)；導(dǎo)入是知識的自然結(jié)構(gòu)：自然科學(xué)知識有嚴(yán)密的邏輯性和組織結(jié)構(gòu)，格式塔學(xué)習(xí)理論認(rèn)為知識是一個(gè)完形，隨著學(xué)習(xí)進(jìn)程，這個(gè)完形逐漸長大，課的導(dǎo)入是學(xué)生將要進(jìn)行學(xué)習(xí)的知識與其原有知識形成知識結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)知識完形的逐漸長大；導(dǎo)入是提出問題：自然科學(xué)知識就是在認(rèn)識世界的過程中發(fā)展的，認(rèn)識的發(fā)展始于問題，課的導(dǎo)入主要作用是提出問題。

化學(xué)科學(xué)是一門自然科學(xué)，自然科學(xué)知識由于其認(rèn)識的方法和知識的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與文學(xué)和社會學(xué)類課程課堂教學(xué)的原理相比有一定的特點(diǎn)：（1）自然科學(xué)知識是有關(guān)自然界物質(zhì)運(yùn)動的認(rèn)識，物質(zhì)運(yùn)動知識完全是客觀的，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。這就是說，自然科學(xué)知識是客觀規(guī)律，每個(gè)人的認(rèn)識對象同樣是客觀的。（2）自然科學(xué)知識有嚴(yán)密的邏輯性、結(jié)構(gòu)性和逐漸的生長性。所謂嚴(yán)密的邏輯性是指自然科學(xué)知識具有自身的邏輯結(jié)構(gòu)，知識發(fā)展就像一根鏈條，一環(huán)套一環(huán)，中間不能斷，順序不能顛倒。學(xué)習(xí)必須具有相應(yīng)的認(rèn)知基礎(chǔ)和知識基礎(chǔ)，所謂結(jié)構(gòu)性是指知識與知識之間有固定的結(jié)構(gòu)關(guān)系，這種結(jié)構(gòu)關(guān)系是一定的，也不能亂，各知識完美組合才能形成有效的知識。所謂生長性是指新知識與原有的知識有聯(lián)系，是在原有知識的基礎(chǔ)上生長。例如化學(xué)科學(xué)是認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的科學(xué)，中學(xué)化學(xué)知識是從各個(gè)角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)而逐漸豐滿起來的，中學(xué)化學(xué)課程主要內(nèi)容就是從各個(gè)不同的角度出發(fā)認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)而形成的知識，因而可認(rèn)為化學(xué)科學(xué)知識都是從化學(xué)反應(yīng)的這塊土壤中生根、發(fā)芽、成長。如從物質(zhì)組成的變化認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)可將反應(yīng)分成四大基本類型、從反應(yīng)前后是否有元素化合價(jià)的變化認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)就有了氧化還原反應(yīng)、從反應(yīng)進(jìn)行的程度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)就有了化學(xué)平衡理論、從溶液的導(dǎo)電性和參加反應(yīng)的微粒形態(tài)認(rèn)識有了電解質(zhì)的電離理論和離子反應(yīng)、從能量角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)就有了反應(yīng)熱、將氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)中能量變化結(jié)合起來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，就有了原電池知識，等等。這些知識構(gòu)成一個(gè)完整的化學(xué)知識體系。（3）化學(xué)科學(xué)知識的學(xué)習(xí)中最重要的是化學(xué)認(rèn)識方法的學(xué)習(xí)。化學(xué)科學(xué)在認(rèn)識物質(zhì)及其運(yùn)動時(shí)，有特有的認(rèn)識方法，化學(xué)學(xué)習(xí)過程必須遵循這些認(rèn)識方法，掌握這些認(rèn)識方法，才能真正地學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)知識?；瘜W(xué)科學(xué)由于是從微觀粒子運(yùn)動層次認(rèn)識物質(zhì)的運(yùn)動，因此其認(rèn)識方法具有創(chuàng)新性，化學(xué)科學(xué)的思維方法和認(rèn)知方法的發(fā)現(xiàn)都具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。

根據(jù)化學(xué)科學(xué)的特點(diǎn)，化學(xué)課堂教學(xué)的導(dǎo)入應(yīng)該具備化學(xué)學(xué)科的認(rèn)知特色，導(dǎo)入教學(xué)過程要引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向；導(dǎo)入要引導(dǎo)學(xué)生思維的方向；導(dǎo)入要形成知識的結(jié)構(gòu)；導(dǎo)入要體現(xiàn)知識的邏輯發(fā)展；導(dǎo)入最終是向?qū)W生提出要認(rèn)識或要解決的問題。根據(jù)化學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，導(dǎo)入還要注意以下問題：導(dǎo)入要能將學(xué)生注意力引向?qū)W習(xí)的主題，不能故弄虛懸，刻意讓學(xué)生產(chǎn)生驚奇；導(dǎo)入的材料不能無中生有，材料要貼近學(xué)習(xí)的內(nèi)容，能真實(shí)地突出學(xué)習(xí)的內(nèi)容；導(dǎo)入不宜夸大某些物質(zhì)對人類的有害性，應(yīng)辯證地看待物質(zhì)對人類利與害的雙重性能。

化學(xué)課堂教學(xué)導(dǎo)入是被一定的科學(xué)思想方法支配的?？茖W(xué)思想方法是一個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)整體，所包含的各種思想和方法相互滲透、密切聯(lián)系，因此任何一個(gè)化學(xué)課堂教學(xué)導(dǎo)入過程所使用的絕不止一種具體的方法。

二、化學(xué)課堂教學(xué)導(dǎo)入的基本策略

1. 以化學(xué)科學(xué)知識的邏輯發(fā)展關(guān)系設(shè)計(jì)導(dǎo)入

以化學(xué)知識的邏輯發(fā)展關(guān)系設(shè)計(jì)教學(xué)導(dǎo)入是化學(xué)教學(xué)中導(dǎo)入設(shè)計(jì)的主要策略?；瘜W(xué)知識內(nèi)部有一個(gè)較為復(fù)雜的知識結(jié)構(gòu)，各知識點(diǎn)之間相互聯(lián)系，呈立體網(wǎng)狀向空間發(fā)展。以化學(xué)學(xué)科中各知識的發(fā)展邏輯設(shè)計(jì)導(dǎo)入，可以引導(dǎo)學(xué)生自然地構(gòu)建起化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)科學(xué)研究方法教育的重要途徑，更重要的是學(xué)生能在科學(xué)哲學(xué)的高層面上宏觀地形成基本的自然科學(xué)的認(rèn)知。

如在初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量守恒定律時(shí)，先讓學(xué)生認(rèn)識幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)，然后總結(jié)原有對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識：物質(zhì)種類的變化（及質(zhì)變）。在此基礎(chǔ)上提出認(rèn)識事物的變化的基本內(nèi)容是質(zhì)變和量變，因此提出“從量的層面認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)”的課題。這樣能使學(xué)生從較高的認(rèn)知層面對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行把握，而且掌握了較為宏觀的認(rèn)識方法。又如：原電池知識可以看成氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用問題來組織教學(xué)：氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，而電流形成的實(shí)質(zhì)是電子作定向移動，既然氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在反應(yīng)物界面就無利用的意義，而如果將這種過程經(jīng)過外電路進(jìn)行，即將氧化反應(yīng)（失電子）產(chǎn)生的電子通過外電路達(dá)到另一個(gè)地方進(jìn)行還原反應(yīng)，這樣在外電路中就形成了電流，就可能利用了。由此給學(xué)生提出了設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置將氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移利用的基本問題。

這種導(dǎo)入策略可以用來指導(dǎo)很多的新課教學(xué)。這種導(dǎo)入策略不僅可以使學(xué)生明確問題的產(chǎn)生，同時(shí)也慢慢讓學(xué)生形成正確的問題提出路徑和方法，也讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自然地形成知識的邏輯結(jié)構(gòu)。

2. 以化學(xué)問題情景設(shè)計(jì)導(dǎo)入

格式塔理論認(rèn)為，一個(gè)人學(xué)到些什么，直接取決于他是如何知覺問題情境的。通過對問題情境的頓悟獲得的理解，不僅有助于遷移，而且不容易遺忘。[1]化學(xué)知識之間是有聯(lián)系的有機(jī)整體，一些問題的解決會產(chǎn)生新的問題，這是設(shè)計(jì)化學(xué)課堂教學(xué)導(dǎo)入的最基本原理。

如“離子反應(yīng)”的第一課時(shí)“電解質(zhì)及其電離”的導(dǎo)入：教師先問學(xué)生是否注意到，已學(xué)的反應(yīng)如酸與堿、鋅與硫酸、碳酸鈉與鹽酸等都不是純物質(zhì)的反應(yīng)，而是將這些物質(zhì)溶解于水，配成溶液后進(jìn)行反應(yīng)的。再提問：為什么要配成溶液進(jìn)行反應(yīng)？提示“溶液中的反應(yīng)與固固反應(yīng)有什么不同？為什么？”小結(jié)：物質(zhì)溶于水以后其存在的狀態(tài)發(fā)生了變化，所以其反應(yīng)的速度加快了。再提問：“物質(zhì)溶解在水中是以何種狀態(tài)存在的呢？如何了解物質(zhì)溶于水后其存在的狀態(tài)？”討論后，再做電解質(zhì)導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)。

3. 以化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)導(dǎo)入

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)的特征之一，也是最主要的特征。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、或是用化學(xué)理論和化學(xué)方法去認(rèn)識實(shí)驗(yàn)、研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這是化學(xué)研究的基本特征，也是化學(xué)教學(xué)的基本特征之一。因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)常被用于化學(xué)課堂教學(xué)中設(shè)置教學(xué)情景。

如學(xué)習(xí)鈉的過氧化物時(shí)，很多老師用吹氣點(diǎn)火或滴水點(diǎn)火的實(shí)驗(yàn)設(shè)置情景引入課堂教學(xué)。由于吹氣和澆水都能滅火，而這種吹氣生火和滴水生火與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相悖的情景能引起學(xué)生求解的興趣和了解原理的學(xué)習(xí)動機(jī)。

在實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入設(shè)計(jì)中，要注意設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，同時(shí)能很好地將學(xué)生的注意力引導(dǎo)到教學(xué)的主題上來，能準(zhǔn)確地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)的主題，不能為做實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，或是為了使學(xué)生“吃驚”而做實(shí)驗(yàn)，其實(shí)“吃驚”或強(qiáng)刺激化學(xué)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生的影響是有限的、短暫的、沒邏輯性的，因此很難有學(xué)生會產(chǎn)生持入的學(xué)習(xí)興趣，只有順應(yīng)知識發(fā)展的邏輯順序呈現(xiàn)學(xué)習(xí)主題才能使學(xué)生漸漸地產(chǎn)生興趣，且興趣不斷發(fā)展。

4. 以復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)導(dǎo)入

如“氧化還原反應(yīng)”的導(dǎo)入：“先復(fù)習(xí)四大反應(yīng)基本類型，引導(dǎo)學(xué)生舉出實(shí)例；針對四個(gè)反應(yīng)實(shí)例，從研究反應(yīng)實(shí)質(zhì)的角度進(jìn)行小結(jié)。提問：‘這種對化學(xué)反應(yīng)的分類是從反應(yīng)前后物質(zhì)組成變化對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究的，那么我們還可以從其他角度對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究并分類嗎？（回答是肯定的）我們還可以從很多方面對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類研究，今天我們主要探討化學(xué)前后元素化合價(jià)是如何變化的，這種元素化合價(jià)變化的實(shí)質(zhì)是什么，然后根據(jù)反應(yīng)過程中元素化合價(jià)的變化情況對化學(xué)反應(yīng)分類?！弊⒁馍厦娴目w部分一句，前半句是小結(jié)，而且與新內(nèi)容相關(guān)的小結(jié)――從一個(gè)角度研究化學(xué)變化，而后面的語句是為了告訴學(xué)生新課學(xué)習(xí)的內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生對新內(nèi)容形成個(gè)大致的框架。

從以上闡述可知，復(fù)習(xí)導(dǎo)入的機(jī)制是在原有知識基礎(chǔ)之上，從其他角度認(rèn)識原有知識，從而形成問題情境，提出問題；復(fù)習(xí)的內(nèi)容一定是與本課教學(xué)內(nèi)容本質(zhì)相關(guān)，或者說是本課時(shí)的上下位知識，而不是純粹地將上課時(shí)的內(nèi)容復(fù)述。

5. 以科學(xué)史實(shí)設(shè)計(jì)導(dǎo)入

利用科學(xué)發(fā)展史、化學(xué)史和歷史中一些相關(guān)的典型事件作導(dǎo)入材料，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、幫助學(xué)生樹立對科學(xué)的崇敬態(tài)度和熱愛之情。

第8篇：自然科學(xué)的基本原理范文

關(guān)鍵詞： 近代 物理學(xué) 數(shù)學(xué)化

1、物理學(xué)數(shù)學(xué)化的開始――數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法

伽利略被譽(yù)為近代物理學(xué)之父，他把實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合，開創(chuàng)了近代科學(xué)的有效研究方法――數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。伽利略起初的研究可以分為三個(gè)步驟：（1）提取出從現(xiàn)象中獲取的直觀認(rèn)識的主要部分，用最簡單的數(shù)學(xué)形式表示出來，以建立量的概念；（2）由此式用數(shù)學(xué)方法導(dǎo)出另一易于實(shí)驗(yàn)證實(shí)的數(shù)量關(guān)系；（3）通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種數(shù)量關(guān)系。[3]勻加速運(yùn)動規(guī)律的研究展示了他的跨時(shí)代研究方法。

伽利略從斜面滾球?qū)嶒?yàn)開啟了物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到推理的進(jìn)化，而在落體運(yùn)動的研究中，伽利略改變了中世紀(jì)物理學(xué)虛假的世界，改變了物理學(xué)形而上學(xué)和常識“觀察”相結(jié)合中盤旋的狀態(tài)。確立了正確的“自由落體定律”： 、 。伽利略對運(yùn)動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究并給出了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。否定了“亞里士多德的主要錯(cuò)誤是，他的物理學(xué)忽略了，甚至排除了不可動搖的數(shù)學(xué)哲學(xué)這個(gè)基礎(chǔ)。[1]”

經(jīng)過后人的鞏固與整理，形成了目前的實(shí)驗(yàn)――數(shù)學(xué)方法是：在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，重視把數(shù)學(xué)概念、理論、公式用于對物體運(yùn)動的研究，把物理概念及其相互聯(lián)系用簡潔的數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來，從而使物理概念量化，形成物理量，并用數(shù)學(xué)形式揭示自然界的物理本質(zhì)，把觀察與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果上升到理論的高度。

2、物理學(xué)數(shù)學(xué)化的形成――《原理》的出版

盡管伽利略、開普勒運(yùn)用數(shù)學(xué)所作的嘗試是卓越的，但都只是用數(shù)學(xué)的方法解決局部問題，試探性地對客觀自然現(xiàn)象和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行部分的定量研究。牛頓在自然科學(xué)史上真正實(shí)現(xiàn)了物理科學(xué)的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)化。牛頓在物理學(xué)上革命性舉動正像他的巨著《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》的名稱所要表明的那樣，建立起“自然哲學(xué)”的數(shù)學(xué)原理。在他看來，數(shù)學(xué)方法對于研究自然是有效的，是符合物理學(xué)的研究本性的也是符合物理學(xué)研究的抽象化方向的，微積分與萬有引力定律對物理學(xué)以及對航天事業(yè)的影響，足以證明物理學(xué)的數(shù)學(xué)化是一次正確的革命。

牛頓在研究經(jīng)典力學(xué)規(guī)律和萬有引力定律時(shí)，碰到了一些無法解決的數(shù)學(xué)問題，而這些數(shù)學(xué)問題用歐幾里德幾何學(xué)和16世紀(jì)的代數(shù)學(xué)是無法解決的，因此牛頓著手研究新的以求曲率、面積、曲線的長度、重心、最大最小值等問題的方法―――流數(shù)法（后演變?yōu)槲⒎e分）。牛頓的微積分是從力學(xué)脫胎而來的物理模型的痕跡，以機(jī)械運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型出現(xiàn)，其中的基本概念，如初生量、消失量、瞬、最初比和最后比等概念都來自機(jī)械運(yùn)動，是機(jī)械運(yùn)動瞬間狀態(tài)的數(shù)學(xué)抽象。從某種角度上推動了數(shù)學(xué)的發(fā)展。

3、物理學(xué)數(shù)學(xué)化的成熟――麥克斯韋方程

電磁學(xué)從遠(yuǎn)古到18世紀(jì)中晚期是電磁現(xiàn)象的早期研究階段，以對電磁現(xiàn)象的觀察實(shí)驗(yàn)以及定性研究為主，直到18世紀(jì)晚期到19世紀(jì)早期，庫侖定律、電流磁效、大陸派超距論電動力學(xué)體系才相繼出現(xiàn)， 1861～1865年，麥克斯韋提出電位移和位移電流的概念，把電磁場明確地定義為是一種物質(zhì)，為了定量地刻畫電磁場的轉(zhuǎn)化和電磁波的傳播規(guī)律，麥克斯韋運(yùn)用應(yīng)用應(yīng)力、變形、壓力、渦動及其他概念、矢量分析和微分方法，并把它的全部表現(xiàn)形態(tài)用個(gè)帶可變數(shù)的方程式表述出來，引進(jìn)了兩組偏微分方程。后來，科學(xué)家用這些方程式建立了精密的麥克斯韋方程組。后來赫茲于1886～1888年通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言，也因此徹底否定了電超距論思想，導(dǎo)致了無線電的誕生，開辟了電磁波通訊的新紀(jì)元。并從理論上預(yù)言了電磁波的存在，建立了麥克斯韋方程組。

或

通過麥克斯韋方程組，可導(dǎo)出一系列不同波長和頻率的電磁波，并由于波長的量變引起了波特性和功能的質(zhì)變。諸如在這之前就已發(fā)現(xiàn)的紅外線、可見光、紫外線，在這以后陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)的x射線、微波和超短波、中波、長波等無線電波，都屬于電磁波，都可以從這組奇妙的方程中找到各自的位置。

5、物理學(xué)數(shù)學(xué)化的深入――熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理的數(shù)學(xué)化

麥克斯韋精湛的數(shù)學(xué)功底不僅促成了電磁學(xué)的統(tǒng)一與發(fā)展，它還極大的推動了統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的發(fā)展。麥克斯韋在對土星環(huán)的研究過程中，遇到了許多概率理論的問題，同時(shí)又受到克勞修斯《關(guān)于氣體分子的平均自由路程》（該文將概率思想引入物理學(xué)及其計(jì)算之中，文章用統(tǒng)計(jì)方法推求分子運(yùn)動平均自由程時(shí)采用了速率相等的假定）的影響，從而開始了對氣體動力學(xué)的研究。 他于1859年9月21日做了題為《關(guān)于氣體動力理論的說明》的報(bào)告，考慮到各個(gè)分子實(shí)際運(yùn)動速度不同，利用概率論和統(tǒng)計(jì)方法確立了氣體分子按速度分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律（麥克斯韋速度分布律），提了著名的分子運(yùn)動速度分布律，糾正了前輩學(xué)者伯努利和克勞修斯在這方面的錯(cuò)誤。這個(gè)報(bào)告初次把統(tǒng)計(jì)學(xué)用于描述物理現(xiàn)象，標(biāo)志著新的科學(xué)發(fā)展時(shí)期的來臨。1860年，麥克斯韋用分子速度分布律和平均自由程的理論推出一個(gè)粘滯系數(shù)公式，得到粘滯系數(shù)與氣體分子密度無關(guān)的結(jié)論，并在1866年親自做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)果。1872年，玻爾茲曼引進(jìn)分子分布函數(shù)定義的H函數(shù)和熵發(fā)表了研究氣體從不平衡過度到平衡的過程的玻爾茲曼方程；1873年，吉布斯用系統(tǒng)參數(shù)的變化表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化，得到熱力學(xué)基本方程， ，后又將熱學(xué)的唯象論和分子運(yùn)動論綜合到一個(gè)整體，系統(tǒng)研究系綜，發(fā)表《統(tǒng)計(jì)力學(xué)基本原理》完成統(tǒng)計(jì)物理的偉大統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

[1]牛頓.牛頓自然哲學(xué)著作選北京：商務(wù)印書館1962；

[2]楊慶余.唐福元.物理學(xué)史.中國物資出版社；

[3][美]KlineM.古今數(shù)學(xué)思想，第4冊.[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981：324；

[4]周經(jīng)偉.伽利略科學(xué)研究方法探究.海南大學(xué)理工學(xué)院570228；

[5]長青.季潛.具有深厚數(shù)學(xué)根底的物理學(xué)家―麥克斯韋.物理教師.1998.19；

第9篇：自然科學(xué)的基本原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；通信工程；工程教育認(rèn)證

一、引言

2016年6月，在吉隆坡召開的國際工程聯(lián)盟大會上，中國成為《華盛頓協(xié)議》的正式會員國[1]，標(biāo)志著我國高等工程教育得到了國際認(rèn)可。中國納入國際工程教育認(rèn)證體系，人才培養(yǎng)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌[2]。

二、工程教育認(rèn)證基本理念

工程教育認(rèn)證的三大理念如下：（1）以學(xué)生為中心的認(rèn)證理念。把全體學(xué)生學(xué)習(xí)效果作為關(guān)注的焦點(diǎn)，以學(xué)生為中心。（2）產(chǎn)出導(dǎo)向教育的教學(xué)設(shè)計(jì)（OBE，Outcome-basedEducation）。教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施目標(biāo)是保證學(xué)生取得特定學(xué)習(xí)成果。（3）持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量保障機(jī)制（CQI，ContinuousQualityImprovement）。建立“評價(jià)—反饋—改進(jìn)”閉環(huán)，形成持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。建立常態(tài)性評價(jià)機(jī)制并不斷改進(jìn)，培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、教學(xué)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行評價(jià)，每個(gè)教師在持續(xù)改進(jìn)中均承擔(dān)責(zé)任，持續(xù)改進(jìn)的效果通過學(xué)生表現(xiàn)來體現(xiàn)[2]。

三、重慶郵電大學(xué)通信工程專業(yè)對本課程的畢業(yè)要求

重慶郵電大學(xué)通信工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立人格、良好的社會責(zé)任感，具備扎實(shí)的通信系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力，具有通信與信息技術(shù)、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等方面的專業(yè)知識和技能，具有國際化視野、創(chuàng)新意識、協(xié)作精神和持續(xù)學(xué)習(xí)能力，能在信息通信領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營管理等相關(guān)工作，成為行業(yè)發(fā)展所需的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。培養(yǎng)目標(biāo)分解為5個(gè)具體目標(biāo)，有12個(gè)畢業(yè)要求，22個(gè)二級指標(biāo)點(diǎn)。和數(shù)字電路課程相關(guān)聯(lián)的有2個(gè)畢業(yè)要求和2個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，分別是畢業(yè)要求1：工程知識：掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，并能用于解決通信領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。指標(biāo)點(diǎn)1-2掌握通信領(lǐng)域所需的電子電路、信號與系統(tǒng)、電磁場、計(jì)算機(jī)、工程圖學(xué)等工程基礎(chǔ)知識，能將其基本原理、基本方法用于工程問題分析。畢業(yè)要求2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究分析通信領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)2-2利用工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識對分解后的復(fù)雜工程問題進(jìn)行正確表述和建模，給出相關(guān)問題的解決途徑。

四、根據(jù)畢業(yè)要求修訂課程教學(xué)大綱

《數(shù)字電路》是電子類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)教育課程，是公共必修課，是具有極強(qiáng)邏輯性和實(shí)用性的硬件基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握邏輯代數(shù)和邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論，掌握數(shù)字電路分析和設(shè)計(jì)的基本方法，為學(xué)生今后在數(shù)字天地中馳騁奠定堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。課程目標(biāo)對應(yīng)的學(xué)生知識和能力要求如下：課程目標(biāo)1：掌握數(shù)字系統(tǒng)中的常用數(shù)制和常用BCD碼；掌握邏輯代數(shù)的邏輯公式、定理和規(guī)則；掌握邏輯函數(shù)及其表示方法；熟練掌握邏輯函數(shù)的公式法和卡諾圖法化簡。課程目標(biāo)2：掌握邏輯門電路的邏輯特性、電氣特性以及使用注意事項(xiàng)；掌握觸發(fā)器的工作原理、功能描述、功能轉(zhuǎn)換、觸發(fā)特點(diǎn)和應(yīng)用；了解A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)、應(yīng)用特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用；掌握555定時(shí)器構(gòu)成的施密特、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理和應(yīng)用。課程目標(biāo)3：掌握組合邏輯電路的特點(diǎn)；掌握小規(guī)模和常用中規(guī)模集成邏輯器件（譯碼器、數(shù)選器、半加器、全加器、全減器等）的邏輯功能、分析方法、設(shè)計(jì)方法、擴(kuò)展方法和應(yīng)用；了解數(shù)值比較器、奇偶產(chǎn)生/校驗(yàn)器的基本概念；了解組合邏輯電路所特有的競爭冒險(xiǎn)。課程目標(biāo)4：掌握時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)和分類；掌握小規(guī)模和常用中規(guī)模集成邏輯器件（計(jì)數(shù)器、移位寄存器等）的邏輯功能、分析方法、設(shè)計(jì)方法、擴(kuò)展方法和應(yīng)用。課程目標(biāo)5：掌握各種半導(dǎo)體存儲器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、原理、擴(kuò)展和應(yīng)用；掌握ROM、PROM設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法。5個(gè)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-2的支撐均為0.2，對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-2的支撐關(guān)系分別是課程目標(biāo)1為0.1，課程目標(biāo)2為0.1，課程目標(biāo)3為0.3，課程目標(biāo)4為0.3，課程目標(biāo)5為0.2。

五、教學(xué)實(shí)施與目標(biāo)達(dá)成

課程是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵要素，課堂是教學(xué)獲得的主要場所，專任教師是學(xué)生學(xué)習(xí)管理的關(guān)鍵人員。教學(xué)的實(shí)施是工程教育認(rèn)證的基本保證，完善規(guī)范的教學(xué)內(nèi)容。1.教學(xué)內(nèi)容?！稊?shù)字電路》是重要的硬件基礎(chǔ)課程，學(xué)習(xí)路線圖為：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（邏輯代數(shù)）小規(guī)模電路中規(guī)模集成芯片大規(guī)模集成電路建立系統(tǒng)概念。在電路的學(xué)習(xí)中，注意采用黑盒子的研究方法，即重外部功能、邏輯特性、電氣特性和應(yīng)用，輕內(nèi)部結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)完本課程，能夠查閱集成電路手冊，合理選用集成電路器件，并識讀、分析和設(shè)計(jì)一般典型應(yīng)用電路。2.教學(xué)資源。建立了網(wǎng)絡(luò)課程中心，里面有較為豐富的教學(xué)資源，包括：課程負(fù)責(zé)人的課堂在線錄播視頻，教學(xué)大綱，課程描述，考試大綱，導(dǎo)學(xué)方案，課堂教案，電子講稿PPT，知識點(diǎn)體系，作業(yè)布置及解答，參考資料和部分歷屆試卷，等等。方便學(xué)生課余線上學(xué)習(xí)。3.目標(biāo)達(dá)成及持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。審核教師提交的試卷、作業(yè)、考勤成績等考核材料，確認(rèn)教學(xué)內(nèi)容對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的有效支撐，對課程目標(biāo)達(dá)成度的合理性進(jìn)行確認(rèn)。開課前：課程負(fù)責(zé)人提交教學(xué)大綱，評價(jià)小組對授課計(jì)劃中的課程目標(biāo)、授課內(nèi)容和方法、考核方式、評分標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行審核，重點(diǎn)核實(shí)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系和支撐力度，授課內(nèi)容是否嚴(yán)格圍繞課程目標(biāo)展開；對教學(xué)大綱給出的考核方式和評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審核，重點(diǎn)審核各個(gè)考核環(huán)節(jié)、考核方式所占比例、試卷考試和非試卷考試的合理性?？己饲埃禾峤豢瞻自嚲碛稍u價(jià)小組成員進(jìn)行審核，重點(diǎn)審核指標(biāo)點(diǎn)的覆蓋度、試題難度、分值等，經(jīng)審核后交教務(wù)處印刷。鼓勵(lì)教考分離，每套題必須包括A卷和B卷?？己撕螅喝握n教師對課程目標(biāo)的達(dá)成度進(jìn)行分析，提交包含課程目標(biāo)達(dá)成度分析結(jié)果、成績分布情況、課程持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃和分析的課程教學(xué)總結(jié)。