科学知识

科学知识（共12篇）

科学知识 篇1

前言

在知识地图与科学知识图谱的应用过程中, 二者有相似之处, 如不对它们进行辨析和界定将会给用户带来一定的困惑及造成概念使用时的混乱。

1 知识地图与科学知识图谱的概念

1.1 知识地图的概念

“地图”是一个以二维或三维空间形式显示地形和人类活动及相关特征的地理学概念, 知识地图最初是表现科学技术活动与知识的地理分布状况的地图。台湾地区的研究者们也将知识地图叫做知识分布图或知识映射图, 相应的英文为“Knowledge Map”。

知识地图的本质是作为知识管理领域的一种工具与技术。知识地图的概念最早由情报学家布鲁克斯在其经典著作《情报学基础》中正式提出。可视化地显示可获得的信息及其相互关系, 它促使不同背景的使用者在各个具体层面上进行知识的有效交流和学习。在这样的地图中包括的知识项目有文本、图表、模型和数字。从两个方面来进行定义, 从知识地图所包含的内容, 通过知识资源调查所获取的知识资源目录和目录内各知识款目之间的关系;从知识地图的功能, 知识目录和领域专家的导航系统, 是一个向导, 它指向的是知识源和知识库;知识地图不仅是知识的存储地, 而且还揭示知识之间的关系。

目前研究的知识地图就是对组织知识资源总体分布情况的可视化描述, 包括组织知识资源的存在情况及其载体, 以及资源之间可能存在的联系。实质上就是利用现代信息技术制作的组织知识资源的总目录和各知识条目之间关系的综合体以及组织专家的导航系统, 是利用构造地图的方法将各类知识资源中的知识关联起来, 使之成为一个网络[1]。

1.2 科学知识图谱的概念

“图谱”是一个图像, 以一定空间形式在一定时间范围中展现与变化的系统概念。知识图谱英文为“Mapping Knowledge Domain”, 从字面可看出其是对知识领域进行映射即以可视化的手段对知识进行展示。

国内研究科学知识图谱的领军人物刘则渊对科学知识图谱定义为可视化地描述人类随时间拥有的知识资源及其载体, 绘制、挖掘、分析和显示科学技术知识以及它们之间的相互联系, 在组织内创造知识共享的环境以促进科学技术研究的合作和深入[2]。

科学知识图谱是显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形。它是以科学知识为计量研究对象, 所以属于科学计量学的范畴。它以数学方程式表达科学发展规律的基础上, 进而以曲线形式将科学发展规律绘制成二维图形时变成为最初的知识图谱。科学计量学奠基人普赖斯是科学知识图谱的早期开拓者。随着科学计量学的发展, 描绘科学知识和科学活动规律的数学模型, 逐渐从二维空间模型发展为开始运用三维空间模型, 科学知识图谱也相应地从简单的曲线图发展为较复杂的三维立体图。著名德国科学计量学家克雷奇默关于科学合作的三维空间模型研究, 大大地推动了科学知识图谱的发展。因此, 知识图谱绘制是科学计量学的发展与创新。

科学知识图谱是用可视化技术描述知识资源及其载体, 挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。具体来说, 知识图谱是把应用数学、图形学、信息可视化技术、信息科学等学科的理论与方法与计量学引文分析、共现分析等方法结合, 用可视化的图谱形象地展示学科的核心结构、发展历史、前沿领域以及整体知识架构的多学科融合的一种研究方法。它把复杂的知识领域通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制而显示出来, 揭示知识领域的动态发展规律, 为学科研究提供切实的、有价值的参考。

2 知识地图与科学知识图谱比较

2.1 知识地图与科学知识图谱的研究进展

经过几十年的演化, 知识地图已经大大扩大了传统地理图的概念, 知识地图作为一种知识管理工具能够整合组织中的零散知识, 提供概览组织知识结构和获取知识的统一界面, 通过对这些知识的管理、重用和共享使知识组织具有持续创新发展的动力。知识地图的研究已由先前侧重探讨它的类型和功能及其构建原则和方法, 转向了实际构建技术和应用研究。

科学引文与科学知识图谱ISI的创始人, 加菲尔德推动了代表学术共同体的多学科数据库—SCI的发展。60年代早期, 加菲尔德等人开始了基于引文数据的开拓性研究并绘制了DNA研究领域的历史发展图谱。1965年普赖斯运用相同的数据在他的论文中进行了知识图谱绘制的开创性工作。以引文分析为基础的“知识图谱”理论与方法应运而生[3]。信息可视化是受信息检索领域的研究大大推动的, 美国信息研究所提供的引文数据库使引文结构的大样本统计分析越来越便利, 知识图谱已成为科学共同体结构与发展研究的主流方法广泛应用于很多学科领域。知识领域的可视化是通过三维空间来显示各知识领域间的关系, 它旨在揭示由科学文献和引文路径的复杂交织所反映出的科学主流。1994年图谱概念介绍, 指出一系列历时代排列的序列图谱可以用于发掘科学前沿, 各领域科学家能够利用这类图谱预测一个学科的发展趋势, 以及图谱中显示出该领域的研究现状及内容。

2.2 知识地图分类与科学知识图谱的学科

Eppler从知识地图的功能、知识地图展现的图形形态、知识地图的内容、知识地图的应用层次及知识地图的构建方法角度对知识地图进行了系统实用的分类。归纳起来主要按功能分类如下[4]: (1) 概念型知识地图, 用于协助检索、主题学习、分类编目等工作分流; (2) 流程型知识地图, 用于实务的确认、制造作业、工程设计等工作; (3) 职称型知识地图, 用于协助企业组成项目团队、远程教学等。

科学知识图谱研究是一个以科学学为基础, 涉及应用数学、信息科学及计算机科学诸学科交叉的领域, 是科学计量学和信息计量学的新发展。其基本原理是分析单位 (科学文献、科学家、关键词等) 的相似性分析及测度。根据具体不同的方法和技术可以绘制不同类型的科学知识图谱。

2.3 知识地图与科学知识图谱所描述的对象

知识地图描述的对象, 是指知识地图所服务的人群。明确客户对象以后, 就可以在构建之前对知识地图服务对象的主要特征、使用需求和使用习惯进行深入分析。精准的定位有助于根据服务对象的使用习惯设计查询入口, 确保用户使用方便。

科学知识图谱描述的对象[5]主要包括:1) 、从事科学技术活动和作为知识载体的人, 包括科学家、技术专家、项目组、实践团体或某一知识领域共同体;2) 、显性或编码化的知识, 如论文、专利、所学课程、数据库或类似的应用等;3) 、过程或方法, 包括研究问题和解决问题的过程或方法、组织的业务流程, 以及相关的知识投入等。

2.4 知识地图与科学知识图谱的构建

知识地图的研究已由探讨性研究转向实际构建技术的研究。知识地图的构建是一项复杂的系统工程, 它需要结合知识管理、社会学、数据挖掘和人工智能等领域的知识。唐钦能通过对相关文献的总结认为基本的知识地图模型由3层构成, 下层是资源层、中间是描述层、上层是知识地图层。

科学知识图谱所采用的方法主要有引文与共被引分析、共词分析、多元统计分析、词频分析、社会网络分析等;所运用的软件有引文分析软件 (Bibexcel、Citespace、Histcite) 多元统计分析软件 (SPSS) 、词频分析软件 (W o r d s m i t h T o o l s、Word Stat、Pajek、Ucinet、Netdraw) 等;应用这些不同方法和软件进行一些研究分析。

2.5 知识地图与科学知识图谱的应用

知识地图是一张表示企业组织有哪些知识及其方位的图片, 它是知识存在位置的配置图, 知识地图是利用现代化信息技术制作的企业知识资源的总目录及知识款目之间关系的综合体;知识地图可以是某个部门或某个成员拥有什么知识的导览, 也可以是在何处可得到何种信息的查询系统。它描绘一个组织系统中的知识存量、结构、功能、存在方位以及查询路径等。知识地图主要应用组织知识管理、线上虚拟社群管理和教育学习等方面。

科学知识图谱正在得到广泛应用, 目前应用于科研、教学以及社会学。科研用于文献、专利的结构分析;学科动态、社会网络、领域发展分析等。

3 知识地图与科学知识图谱的联系

3.1 知识查找与知识资源管理

对知识组织中各种知识资源、知识载体、人员及其相互间的联系, 知识使用者查找所需知识以促进知识的共享与重用。

能够自动将学科的知识单元进行关联, 以图形化链接的方式实现知识检索的拓展和关联收集显示本学科各类来源文献, 利用文献间的复杂引用联系建立显性知识的排序和关联;通过作者发文、共引、共用主题词等关系揭示学科专家学者等隐性知识之间的联系, 实现对学科隐性知识的检索和浏览。

3.2 科学知识图谱是知识地图的高级形式

随着信息技术的迅速发展, 知识地图进入了电子时代, 在Internet和Intranet上普遍使用的超文本链接和应用链接就是知识地图的形式。很多绘制知识地图的工具, 如Lotus Notes、IBM的Knowledge X和微软的Visio等, 它们都是基于数据库来绘制知识地图, 有利于知识地图的动态更新和扩展。由于信息技术的发展, 知识地图突破局限于描述知识地理分布的知识地图界限而逐渐演化为含义与内容更加广泛的科学知识图谱。可以把知识地图作为科学知识图谱的一种形式。

4 结语

科学知识图谱在实际应用中多用于揭示学科或领域研究热点和知识演进趋势, 揭示科学研究的社会网络关系, 一般它并不提供与知识资源进行关联以方便使用者快速地获取, 这点是它与知识地图应用目的的区别所在;科学知识图谱在学科领域中比知识地图更能揭示知识之间的联系及知识的进化规律。

摘要：从知识地图与科学知识图谱的基本概念入手, 对它们的分类、进展、对象、构建和应用作了比较, 并描述它们的联系以及不同。

关键词：知识地图,知识图谱,辨析

参考文献

[1]秦长江, 侯汉清.知识图谱——信息管理与知识管理的新领域[J].大学图书馆学报, 2009, (1) :30-37.

[2]刘则渊, 陈悦, 侯海燕, 等.科学知识图谱:方法与应用.北京[M]:人民出版社, 2008.

[3]陈悦, 刘则渊, 陈劲, 等.科学知识图谱的发展历程[J].科学学研究, 2008, 26 (3) :449-460.

[4]廖宇峰.国外知识地图研究现状和展望[J].新世纪图书馆, 2009, (3) :80-83.

[5]刘则渊, 王贤文, 陈超美.科学知识图谱方法及其在科技情报中的应用[J].网络环境下的信息分析与情报研究专刊, 2009, (10) :14-35.

科学知识 篇2

几岁开始让孩子学习舞蹈或其他的运动比较适宜?目前，运动医学界没有肯定的答案。因为孩子生长发育的个别差异很大，年龄的大小不足以作为判断的依据，更何况不同的生长环境、气候、营养、社会文化背景以及遗传等因素，都会影响孩子实际发有的情形。

因此，如果是以孩子的体型、心智及骨骼发育的年龄来判断，还比较正确可靠些。但这类专业判断并非一般人所能作到，因此最好请小儿科或骨科的专科医师帮孩子作定期的健康检查，才是最合适的。

外国的运动医学专家建议：规律性的运动训练，包括芭蕾舞、桌球、体操、游泳在内，最好是从8至如岁才开始，而某些较难的动作或使人体组织负荷较重的活动(例如;芭蕾舞的脚尖)。应等到11至13岁再尝试较为适当。因此担任幼儿舞蹈老师或运动教练的人，应该要懂得解剖学、生物力学及儿童发育学，才不至于强迫幼儿做出超过其正常关节活动度和骨骼能负荷的动作，惟有这样才能有效地减少运动伤害的产生。

科学知识观刍议（上） 篇3

关键词：科学知识观；科学观念；科学教育；知识的隐性因素

文章编号：1005–6629（2015）10–0003–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

在一次青年化学教师读书心得交流活动中，一位教师提出要学习、了解知识观，这本是无可厚非的，不料却激起了很大的反响，嘲笑、反对者有之，支持者也有，不少人则不明不白，有所期待……看来，虽然在科学教育中我们一直很重视传授知识，却缺乏对知识和知识观的深入了解！

为了搞好课程改革，搞好面向未来的教育，适应未来社会的变化和可持续发展的需要，必须弄清楚教育要注意现代知识的哪些特点；现代知识在学习主体内部是怎样形成、加工和表征的；现代知识是如何传播的；应该怎样组织；等等。由此，笔者拟对知识观作一些粗浅的介绍和讨论，帮助广大一线教师理解知识观的新发展，了解知识的复杂性，以便用于指导教学，还尝试通俗地概括复杂知识的隐性因素。

1 知识观与知识论、认识论

知识观是对知识的一般的、基本的和总括的看法、假设与信念，是伴随着知识积累而发生的对知识的意识、理解和反思。静态地看，知识观涉及知识的属性、本质、结构、类型、范围、前提、基础、表征、功用、标准、价值以及可靠性等等。动态地看，知识观的形成是一个伴随着知识经验积累和整合、反思，由朦胧走向清晰、由粗浅走向深刻的逐步发展、升华、循环、提高的过程。它涉及知识体系与学习者个人经验的关系、学科知识学习与生活实践学习的关系问题；知识经验丰富程度和反省思维水平对知识观有着很大的影响。知识观的静态要素和动态要素决定了它的复杂性。

知识论是对知识观的比较系统的阐释。在语词工具书中，认识论被解释为“关于人类认识的来源、发展过程，以及认识与实践关系的学说”（《现代汉语词典》，2012）；“关于人类认识的来源以及认识发展过程的哲学学说”（《辞海》，1979）。

认识论被解释为探讨人类认识的本质、结构，认识与客观实在的关系，认识的前提和基础，认识发生、发展的过程及其规律，认识的真理标准等问题的哲学学说，又称知识论（百度百科）。认识论关注思维和存在有没有同一性的问题，至于思维和存在何者为世界的本源的问题则属于本体论，不在认识论研究之列。

笔者认为，知识观跟知识论或认识论的差异主要在于概括和综合程度不同：知识观的“总括”色彩较强，是对知识论或认识论进行总括的结果，知识论或认识论则比较具体、详细。由于不能排除知识观涉及认识的基本问题，而且学说也具有概括性、综合性，“概括和综合程度”的伸缩性较大，难于精确规定，广义地把知识观看作就是知识论或认识论也未尝不可。再细细体味，知识通常只作名词使用，不作动词使用，静态的意味较重；而认识不但可以作名词使用，也可以作动词使用（跟“认知”等同），不但有静态意味，还有动态意味，称为认识观似乎更好一些。但实际上人们极少把知识观称为认识观，这可能是习惯或者是约定俗成的缘故。

2 知识观的发展与变化

“什么是知识”即知识的界定是知识观中的关键问题之一。由于视角、背景、关注点和时间不同，对这个问题有不同的回答，所以知识的界定具有历史性。知识观不但会随着时间的推移而逐步演化，而且在一定的时间截面，往往有多种知识观混杂在一起，进一步增强了其复杂性（由于这个原因，要找到关于知识解说的“标准答案”是不可能的）。

早期的知识观继承和发扬了古希腊哲学中“知识具有普遍必然性”的观点，认为真正的知识是绝对正确、绝对有效、绝无矛盾的，把知识绝对化；为知识而知识，强调理性、强调抽象、强调形式近乎登峰造极；否定知识的社会性，割裂知识与社会生活的联系，形成了长期的知识崇拜。

近代和现代知识观肯定知识具有真理性和确定性，主张通过实验和分析获得新知识，通过对基本原理的演绎使知识成为完备的体系，来构造完美的知识大厦，同时也形成了唯心主义认识论和唯物主义认识论的对垒状态。唯心主义认识论否认认识是人脑对客观世界的反映，坚持从意识到物质的认识路线。唯心主义者有的把认识看作对某种神秘的理念的回忆（柏拉图），有的把认识看作是绝对观念的自觉（黑格尔），有的把认识看作是主观自生的经验（如贝克莱和马赫等）。不可知论者则否认人们有正确认识客观世界的可能性（如休谟和康德等）。唯物主义认识论的基本原理是反映论，它坚持从物质到意识的认识路线，认为物质世界是客观实在，人的认识是人对客观实在的反映，是物质世界的映象、反映，世界是可以认识的。但是，旧唯物主义不能了解认识对于社会实践的依赖关系和认识过程的辩证性质，把认识看作是一种直观的、消极的反映。只有辩证唯物主义的认识论在坚持从物质到意识的认识路线的基础上，把实践提到第一的地位，把辩证法应用于认识论，从而创立了能动的革命的反映论，科学地解决了认识论的根本问题。

现代知识观对于推动自然科学发展和社会进步起了非常重大的作用。

19世纪末，特别是二次世界大战以来，人类知识领域发生了许多重大变化，其中特别是科学有了长足发展。人们发现，一些一度被认为是真理的知识却是错误的；一些社会科学工作者、人文学者看到了当代知识发展的一些特点，例如知识总量的爆炸式增长、各种知识系统之间以及知识系统自身内存在矛盾等等；他们拷问、批判现代知识观，认识到它的种种弊端，特别是其绝对主义的一面，以及这种绝对主义给知识本身乃至社会的发展、人性的自觉带来的压抑和扭曲，形成了后现代主义知识观。

后现代主义知识观认为，知识只是一种信念，是对付世界所充满的偶然、分叉、不稳定、突变的工具，是不可完备的，其产生也没有一定的方法，试图给科学注入人性的自觉，摆脱现代性对人的控制和奴役，抛弃现代性勾画的简单化的世界图景，消除唯科学的“霸权”主义。最为突出的是，激进的后现代主义奉行极端的相对主义和认识论的虚无主义，推崇主观性，否定物质与精神、思维与存在、主体与客体的对立统一关系，反对本体论，反对基础主义、本质主义、理性主义，否认一切真理认识的存在，把解构、颠覆、摧毁人类的精神发展成果当作时尚；认为不确定性无处不在、无法克服，甚至认为在自然科学中“没有一个外在实在是真正地作为终极‘仲裁者而存在的[1]”，放弃寻求知识的统一和确定性，对现代知识观形成了不小的冲击。这种后现代主义知识观在本质上是唯心主义的、形而上学的，从一个侧面折射了当代西方社会的理想危机、信仰危机和文化危机。以大卫·雷·格里芬和小约翰·B·科布等人为代表的建设性后现代主义者则试图通过批判建构起一个新的后现代世界观，他们对现代知识观作了合理的、必要的补充和修正，而不是用绝对的相对主义来否定，形成了当代倾向于马克思主义的知识观，引发了知识观的新超越。

由于知识与经济日益紧密结合，关于知识的生产、管理、传播、使用的一系列问题日益突出。在这种背景下，当代倾向于马克思主义的知识观逐步形成。它把马克思主义知识论的基本精神、基本原则同发展着的知识观结合起来，以新的认识补充、丰富马克思主义知识论，把它带入当代的语境中，超越后现代知识论，使人们得以走出近现代知识观和后现代知识观的困境。当代马克思主义知识观对知识的本质、生产、衍化、传播、使用、评价、判别等都有新的理解，它对知识的新理解集中体现在它对于当代知识的本质的看法上。这种知识观认为知识不再是或者不仅仅是观念性存在，更为重要的是实践性存在；知识在当今首先意味着一种实践能力、实践智慧，而不是理论能力；拥有知识意味着必须拥有实践能力，特别是创新能力；一个没有实践能力、创新能力的人，不管他熟知多少定理、公理，在今天也不能再被承认是“有知识的人”；知识之所以是力量，不仅因为它们是正确的观念，更重要的是因为它们是人的实践能力的要素，是现实的生产力。它也认为，知识总是烙有人类主体精神创造的印记；知识是一个开放的生态系统；知识是一个动态的发展过程；知识的价值具有多维性、互补性；知识的获得是一个积极的内化过程、主动的生成过程；知识具有开放性，生成性和情境性，等等[2]。

3 传统知识观对教学的消极影响

知识的感受与理解具有差异性。个人的经验背景和发展水平决定了感受、理解知识在内容、深度、结构、难度等方面的个别差异。当代著名的法国学者埃德加·莫兰指出，“没有一种认识不在某种程度上受到错误和幻觉的威胁。最大的错误将是因低估错误的问题而产生的错误，而最大的幻觉将是因低估幻觉的问题而产生的幻觉”。“致力于传播知识的教育对于什么是人类认识，它的机制、困难和它可能导致错误和幻觉的倾向毫无所知，毫不关心对于什么是认识加以认识，这是令人担心的”[3]。

莫兰指出，“我们的教育系统实行了人文文化与科学的分离，以及把科学划分为专业化的各个学科，各自封闭在本身之中。总体的和复杂的现实被粉碎，根本的和总体的问题被从学科性的科学中撤出。对总体性的东西的察觉能力的削弱导致了责任感的削弱（每个人趋于只对他的专业化任务负责），以及团结精神的削弱（每个人不再感到他与他的同胞们的关联）”。“一方面我们的知识是分离的、被肢解的、箱格化的，而另一方面现实或问题愈益成为多学科性的、横向延伸的、多维度的、跨国界的、总体性的、全球化的，这两者之间的不适应变得日益宽广、深刻和严重”。“还原和分离”把对一个整体的认识引导到对其部分的认识、把复杂的东西化归为简单的东西，导致整体涌现从人们的视野中消失。它还可能蒙蔽人而导致清除所有不能量化和不能测量的东西，从人身上消除人性。在严格地遵守决定论的公设时，还原的原则会遮蔽随机性、新事物、创造性[4]。

现实的情况是：我们的学科教材内容基本上按照分析的学科逻辑结构展开。例如，科学领域的教材往往把科学知识描绘成线性的、和谐的、完美的，掩盖了科学理论、科学思想、科学发展历程的复杂与多元化，忽略了和谐与不和谐、真与假、美与丑的冲突；往往重视具体的、局部的知识，不重视总体的，特别是自然、社会以及人文方面的总体知识，这样的教材很容易使学生成为科学的盲目崇拜者，缺乏反思与批判意识，缺乏创造的能力。

莫兰认为，“合理性是抵抗错误和幻觉的最好的屏障”。真正的合理性不仅是理论的（有建构的合理性，在制订和谐的理论时检查理论的组织的逻辑性、形成理论的各观念之间的相容性、理论论断与它们应用于其上的经验材料的一致性），不仅是批评的（是开放的、有批评的合理性），而且是自我批评的（会与抵抗它的现实进行对话）[5]。因此，在知识的教学中，需要注重深入的讨论和批评。

应该怎样组织知识？莫兰认为，在教学中应该“善于抓住总体的和基本的问题，并在这个框架内整合部分的和局部的认识”，采用“能够在其背景、复杂性、整体中把握对象的认识的模式”，发展学生“把任何信息在一个背景中和一个总体中加以定位的自然的禀赋”，使他们“能够在一个复杂的世界中掌握部分和整体之间的相互关联和相互影响”。“教育应该包含教授关于在物理科学（微观物理学、热力学、宇宙学）、生物进化科学和历史科学中出现的不确定性的知识。应该教授策略的原则，使人们能够对付随机因素、意外事件和不确定性，根据在前进途中获取的信息修改前进的计划。必须学会在散布着确定性岛屿的不确定性的海洋中航行”[6]。此外，还应该教授人类地位，教授地球本征（identité，identity），迎战不确定性，教授相互理解和人类伦理学。他的这些见解颇值得我们玩味和深思。

要搞好未来的教育，深入地了解知识的形成、传播和实践机制也是十分重要的。

知识在学习主体内部是怎样形成、加工和表征的？现代认知心理学家从信息加工的角度将知识看作是个体与其环境相互作用后获得的信息及其组织。他们依据计算机的工作程序来描述有机体内的信息流程，提出了不同的信息加工模式。建构主义心理学家则强调知识并不是对现实的准确表征，它只是一种解释、一种假设，它并不是问题的最终答案。而且，知识并不能精确地概括世界的法则，在具体问题中需要针对具体情境进行再创造。他们通过描述知识内在的主动加工和意义建构机制，揭示个体在成长过程中不可或缺的是对知识的整体建构过程；在知识网络化的今天，面对浩如烟海的知识、信息和强大的宣传力量，个体的内在发展更加重要。

知识是如何传播的？计算机科学领域认为，知识的传播跟知识的表达形式联系着。知识是对世界的形式表达或神经元相互作用的结果，它跟经验、价值观、社会需求、理性加工等相关因素动态地组合在一起。不同学科的知识结构、知识表示和知识传播有各自的学科特性。每一个人都处于知识网络的一个环节上，都可以像以往的专家那样行使自己的知识权力，接受知识、消费知识、转述知识、生产知识，由此也带来了计算机领域知识表示方法的重大变化。图书情报领域提出，知识有两种存在形态，一是以人脑为载体的主观知识，二是记录于各种文献之上的客观知识，又称公共知识或社会知识[7]……

上述不同学科的介入给我们新的启示：为了改进教育，需要更新认识，理解知识的本质、生产、衍化、传播、使用、评价、判别，弄清在知识本质观发生巨大变化的条件下应该生产、传播什么样的知识，弄清如何表征、创造、生产、传播知识，以及向谁传播知识……需要多种学科的协同研究。这无疑又使知识观的复杂性大为增加，会使知识观得到充实和深化，为进一步改进教育拓展新的空间。

参考文献：

[1]波特·罗斯诺著.后现代主义与社会科学[M].上海：上海译文出版社，1998：163～164.

[2]李志江.走出后现代知识观[J].河北学刊，2002，22（5）：22～27.

[3][4][5][6][法]埃德加·莫兰著.陈一壮译.复杂性理论与教育问题[M].北京：北京大学出版社，2004：11，6～7，25～29，30～31，14，7～8，14～15，24～25，103～104.

科学知识与行动 篇4

1962年, 托马斯·库恩发表其经典代表作《科学革命的结构》, 自此库恩的范式理论在20世纪风靡全球, 对社会学、历史学等诸多领域都产生了巨大影响。库恩的范式规范了常规科学活动与物质环境等一系列问题, 把科学行动看作是一个有待解决的课题, 这些有助于打开一个研究科学实践的领域。正如皮克林所说:在库恩的《科学革命结构》一书中, 我们“发现了零星的对科学实践的研究兴趣”。[1]巴黎学派在认识论方法论等诸多方面都吸收了库恩的范式思想中的相对主义的思想及反对普遍主义, 从而对科学构建了极端结构, 巴黎学派的代表人物拉图尔同样吸取了认识论相对主义, 《实验室生活》提出了核心的“实验室研究”思想, 在此基础上, 以分析科学生产的维度为切入点来探讨社会建构理论, 开始了科学研究的重新定位, 提出了“行动中的科学”这一理论, 将科学研究的社会文化关系与实验室研究的制造场地相结合, 很大程度上弥合了广泛的社会宏观体质与科学知识的微观研究之间的分野。塞蒂纳认为科学知识的生产过程是建构性的而非描述性的, 科学是人为的, “实践的概念基于制造知识的行动”实验室的一切都是人们事先精心准备的结果, 即决策负荷的, 科学实验就是主观建构活动受到社会环境的影响。她特别强调:科学实验的社会网络不是科学共同体, 而是超认识的资源关系形成的社会网络。劳斯系统阐述了科学实践观, 劳斯指出:“科学无需提高我们对事物表象的精准性, 但是它必须提高我们处理事物的能力”。“技术控制, 即介入和操纵自然实践的权利, 并非是对先前知识的应用, 而是当下科学知识的主要采取的形式”。[2]劳斯从实践的角度理解科学, 认为知识是对事物的成功操作与控制, 强调实践与理论的不可分性, 通过研究福柯的权利思想, 把权利与知识相统一, 更好地把世界建构为可能的行动领域, 从而对我们生活中的重要问题产生根本的影响。由此可以说, 劳斯的科学实践观以及他对知识与权利之间关系的揭示使行动主义科学知识观具有更加丰富的内涵, 为行动主义提供了深刻的理论支持。

二、行动主义科学知识观的本质分析

行动主义科学知识观将知识与行动相结合, 将科学作为一种实践行为来讨论。实践, 从语用学的角度包含了行动者、行动以及行动对象, 因此, 人类理性行动中的科学知识具有属人性的本质特征。

拉图尔、伍尔加、塞蒂娜的实验室研究、林奇等使用人种志方法对实验室进行的研究, 传统的哲学家及其他学者的研究着重聚焦在实验的本身, 重点讨论实验室以及实验室外部处于的社会和历史关系上。皮克林在一定程度上继承了库恩的“不可通约性”和“常规科学”概念的基础, 并进一步发展范式的不可通约性到物质操作维度的不可通约性, 与此同时, 更加关注实践在科学实践中的作用。他反思传统的科学哲学极少关注实践, 应该将科学理解成为一种与单纯表征性语言不同的操作性活动, 居于首位的是人类力量以及物质力量的操作行为。皮克林在两种意义上谈论实践:其一是一般意义上的实践, 这种实践将自己视为在时间中的文化扩展和转换, 重点关注的是围绕这种实践, 各种要素是如何组织起来的;另一种意义上的实践涉及科学家日常工作具体、重复的活动序列。[3]科学知识不再仅仅是作为知识技能基础苍白的语言表征, 更重要的是成为人类实践中令人瞩目的重要力量。

三、行动主义科学知识观的逻辑分析

知识作为人类社会前进的基础性要素, 自古以来就有许多学者给予许多分类。其中, 波兰尼指出:“人类的知识有两种。通常被描述为知识的, 即以书面文字、图标和数字公式加以描述的, 这是一类知识;而未能表述的知识, 像我们在做某事的行动中所拥有的知识, 是另一类知识。第一类知识为显性知识 (explicit knowledge) , 第二类知识为隐形知识 (tacit knowledge) ”。[4]由此可见, 隐性知识是一种在行动中所掌握和拥有的知识, 是一种难以找寻根源的个体本身领悟, 是一种难以表述传授和继承的高度个人化知识。因此, 隐性知识作为一种桥梁, 沟通着知识与行动。

隐性知识这一概念是波兰尼在1948年提出的, 然而被人们所重视则是在40年后的1996年, 报告名为《以知识为基础的经济》中, 将知识的地位提升为现代经济重要的基础, 隐性知识方为人们所重视。这种个体在行动中所拥有的知识, 是从实践中体会的智慧, 是在面临新的实际问题和挑战的情况下, 通过知识创新而解决实际问题的关键能力。直观体验而后个体到个体分享隐性知识, 到将其通过对话等方式表达出来的外化行为即个体到团队的过程, 而后将外化的信息和知识进行系统化梳理以运用, 最后从实践中再次获得和掌握新的隐形, 这个过程完成了知识从隐性到显性再到显性的转化, 从个体到组织再到个体的循环。新知识的产生涉及到组织上对个体所创造的知识进行放大, 并且“结晶”为组织的知识网络一部分的过程, 驱动这种过程的真正力量是知识与形成知识的连续, 动态和同期相互进行的相互作用。[5]通过以上所阐述的知识传播过程, 印证了隐性知识是行动中的知识, 是将知识与行动相连接从而形成逻辑体系的关键。

四、行动主义科学知识观的意义

行动主义科学观推进了我们对科学的本质认识, 促使科学精神的本真回归。传统的从社会学的视角来研究科学, 使用社会学的理论和框架, 科学哲学无法简单地移植, 但是加入了对行动的高度探讨, 就对深入反思已有工作提供了重要的借鉴与启示。从实践行动角度去分析思考问题, 科学知识不单纯是各种具体理论的积累, 更是一种人类作用下的实践活动。逐步认识到科学与社会的真正关系, 科学哲学家做出了不懈的努力, 科学的本质从独立到对立, 从对立到回归社会, 直到行动主义科学观的出现才给科学以真正的定位。在笔者看来, 实践世界的视域包含了自然界与人类的社会, 而科学不仅仅是人类认识世界的方式, 更是人类与世界的沟通方式, 我们不单是生活在科学知识的概念之中, 更是生活在科学研究建构的行动世界之中。科学知识更加与时代的脚步同步, 成为解决由于科技发展而带来的重大社会问题的必由之路。

一方面可以将行动主义科学知识观看成是一种新的知识观, 另一方面看, 新兴问题产生与解决的外部推力对于原先工作的继承和深入同样有着十分重要的促进作用, 为我们重新思考科学哲学的基本性问题提供了新的思路和重要启示。当前科学哲学的研究更注重一种外向式的研究, 即对外部促进因素采取引用和吸收, 在新的论题和研究视角的引用的同时, 也应该重视对已有工作的反思和批判, 既应重视哲学研究与其他方面研究的相互渗透和互补作用所带来的启示, 也应该坚持研究工作的哲学性质。

自主创新是我国重要的国家发展战略, 十八大创新驱动发展战略的提出, 更加凸显了我国建设创新型国家的宏伟目标。行动主义科学知识观一改往日研究中对解决理论系统中存在冲突的疏忽, 将解决理论和实际问题作为首要问题。科学研究活动的目标首先不是理论, 而是解决手头研究所遇到的问题, 这些问题大部分来自于手边的研究实践, 科学研究无法脱离手边的研究性实践。[6]行动主义科学知识观把科学技术看作是人类的文化实践活动, 看作是一种介入性的社会行动, 科学技术不仅为我们的生活世界制造出更新、更好的表象 (科学) 和人工物 (技术) , 还以深刻的复杂的方式改造着世界和我们自身。[7]把创新作为提升整体社会的一条进路, 与经济、文化、政策的地位相同, 让科学回归于社会, 与社会共同进退。

摘要：全国雾霾天气, 高致病性禽流感, 转基因食品等, 面临社会和经济发展所产生的一些突发问题, 行动主义的科学知识观不失为一种顺应历史相应时代的新力量。本文力求研究和运用行动主义科学知识观来化解危机, 旨在把握好知识经济发展机遇, 创造出更加富强、民主、和谐的新生活。

关键词：科学知识观,行动主义,隐性知识

参考文献

[1][英]安德鲁·皮克林.作为实践与文化的科学[M].柯文, 伊梅, 译.北京:中国人民大学出版社, 2006.

[2][美]约瑟夫·劳斯.知识与权利[M].盛晓明, 等, 译.北京:北京大学出版社, 2004.

[3][美]安德鲁·皮克林.实践的冲撞——时间、力量与科学[M].邢冬梅, 译.南京:南京大学出版社, 2004:4.

[4]MICHAEL P.Study of man[M].Chicago:The University of Chicago Press, 1958:12.

[5][日]野中郁次郎.知识创造的螺旋[M].李萌, 译.北京:知识产权出版社, 2006:3.

[6]吴彤.科学实践哲学视野中的科学实践[J].哲学研究, 2006 (6) :85.

科学知识故事 篇5

1.《谁称错了》中西伯利亚的小熊请（）到南海边买芒果干。

A 大雁

B燕子

C仙鹤

2.《谁称错了》中为什么小熊称的芒果干比猴子称的重些？

A 猴子多给了些

B小熊的秤有问题

C西伯利亚离地心近，引力大，所以重量大些。3.《太阳光接力棒》中太阳光接力棒指的是（）。

A 镜子

B玻璃

C探照灯

4.《太阳光接力棒》中孩子们用太阳光接力棒（）

A玩游戏

B为老奶奶带来温暖

C探究科学奥秘 5.《来历不明的小鹅卵石》中小鹅卵石是（）的孩子。

A 黄铜矿

B小山

C斑鸠

6.《来历不明的小鹅卵石》中（）是小鹅卵石的朋友。

A 斑鸠

B核桃树

C小甲虫

7.《捉迷藏的城市》中这座城市为什么会出现在海面上？

A 这是海市蜃楼现象，是太阳光把远方的风景折射进天空造成的。B 是小猴子看错了。8.《捉迷藏的城市》中小猴子请（）去寻找神秘城市。

A 大雁

小熊

袋鼠

B海鸥

海龟

鱼儿

C海豚

海鸥

鲸鱼 9.《雁南飞》中，大雁的好朋友是（）？

A.小红

B.小军

C.莎莎

10.《雁南飞》中，莎莎收到（）寄来的信，让她放心，大雁生活的很快活？

A.黄河

B.长江

C.南海

11.《谁是动物世界喷水冠军》中，（）第一个出场的？

A.仙鹤

B.猴子

C.大象 12.《谁是动世界喷水冠军》中，（）获得冠军？

A.鲸鱼

B.大象

C.仙鹤 13.《白云被子》中，（）想给大地盖上被子，怕大地睡觉受凉？

A.小红

B.小毛毛

C.妈妈

14.《白云被子》中，小毛毛为大地找到被子吗（）？

A.找到了

B.没有

15.《煮饭的小镜子》中，太阳的地毯在（）使用？

A.白天

B.黑夜

16.《煮饭的小镜子》中，老科学家让太阳公公把（）送给小多吉，让他来煮饭？

A.干牛粪

B.木柴

C.小镜子

17.《魔法山的秘密》中，我和（）一起去寻找魔法山？

A 小白马

B 小黑马

C小红马 18.魔法山的秘密是（）

A 铜矿

B 磁铁矿

C金矿

19.《重新飞上天的小流星》一文中的的小星星被人们打磨成了什么（）

A 陨铁刀

B 剪刀

C弓箭

20.《重新飞上天的小流星》中的陨铁刀最后有没有重新回到天空（）

A 有

B没有

21.《小玻璃瓶送信》中（）捡到了豆豆的玻璃瓶？

A平平

B明明 22.《小玻璃瓶送信》中的小玻璃瓶被冲到荒凉的沙滩上，（）推他回到了海里？

A 老乌龟

B小章鱼

23.《琥珀珠》中，沙滩上有（）的贝壳，（）的珊瑚枝，（）的扇贝。

A 红色

B白色

C五彩斑斓

24.《琥珀珠》中，小蜜蜂为什么要来岛上采神奇的花蜜()

A为了让自己变得更年轻

B为了救同伴的性命 25.《海老人》这个故事中神秘的雕刻家是（）。

A老人

B.大海

26.《海老人》这个故事里海老人是（）。

A石像

B.老爷爷

27.《泉水姑娘》里，没有哭泣的姑娘，原来是一股（）。

A间歇泉

B.眼泪

28.《泉水姑娘》里（）带着毛毛去岩洞。

A.小鸟

B.萤火虫

29.《没法举行的宴会》里白海鸥和灰海鸥都白白饿了一次肚皮，因为不知道（A日界线

B.请客时间

30.《没法举行的宴会》里白海鸥邀请灰海鸥（）去它家参加宴会。

A.星期日

B.星期六

31.《小哈桑和黄风怪》里管理风力发电站的是（）。

A.黄蜂怪

B.小哈桑哥俩

32.《小哈桑和黄风怪》里黄风怪被（）绊了一个跟头。

A.石头

B.防风林 33.《黄风怪的“脚风琴”》中，发出神秘声音的人是（）

A黄风怪

B小姑娘

C沙丘 34.《黄风怪的“脚风琴”》中，黄风怪弹的琴是（）

A单弦琴

B三弦琴

C七弦琴

D沙丘琴

35.《随风滚的干草团儿》中，会说话的球是（）

A皮球

B足球

C篮球

D干草团儿 36.《随风滚的干草团儿》中，植物的脚是（）

A种子

B根

37.《英雄仙人掌》中，人们把仙人掌称为天然的（）

A沙漠英雄

B沙漠水缸

38.《英雄仙人掌》中，仙人掌靠什么储藏水分（）

A防备敌害的武器

B又细又尖的针

C根

39.《英雄仙人掌》中，仙人掌周身的尖针是由（）变成的？

A叶子B防备敌害的武器

40.《两只鸟儿》中，这种会飞的鸟儿名字叫（）

A 白尾地鸦

B 毛腿沙鸡

41.《两只鸟儿》中狐狸有没有吃到毛腿沙鸡？（）

A 吃到了

B 没有

42.《这是谁的蛋》中，小哈桑和妹妹在城堡里挖出了？

（）

A 蛋

B 宝剑

43.《这是谁的蛋》中，这些蛋最后孵化出了？（）

A 蚁狮

B 鬣蜥。）44.《沙漠里的“大马蜂窝”》中，（）第一个发现“大马蜂窝”的？

A 兔子

B 地老鼠 45.《沙漠里的“大马蜂窝”》中，这个“大马蜂窝”其实是（）

A 蜂窝化石

科学知识的探究与应用 篇6

关键词：科学知识；探究；生活；运用

《义务教育科学课程标准》（3～6年级）明确提出了“科学学习要以探究为核心”这一理念，强调“探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式”。如何运用这些理念来引导我们小学科学课的日常教学，培养具有创新精神、实践能力的人才，值得我们深思。

一、走进大自然探究科学知识

丰富多彩的大自然是学生探究科学知识的宝贵资源。教师要善于发现大自然中的科学知识，并从中精选与课文有联系的问题进行探究。教师在探究活动中要给予学生有效的指导，教给学生探究的方法，使学生的科学探究进行得更具体，更广阔，更贴近于大自然。这样，学生才能真正通过探究掌握科学知识，培养技能，形成良好的科学品质。

如教学《果实和种子》这一课时，我在课前组织学生在大自然中采集了许多“果实和种子”，课上探究时，让学生先预测种子里面有什么，并把预测的结果画在活动记录上。然后用镊子仔细地剥开用水浸泡过的蚕豆种子，用放大镜仔细观察种子的内部构造，画下自己所看到的种子的结构，并把自己观察的结果向全班同学汇报。这样，就使学生经历了“预测—解剖—观察—记录—表达”这一完整的探究过程，并让学生意识到了自主探究的重要性。

教师要特别鼓励学生走进大自然探究科学知识。如在教学《油菜开花了》这一课时，我利用农村学校特有的条件，把学生带入田间，让学生亲近大自然，仔细观察、探究油菜花的构造。学生在我的指导下，懂得了油菜花是由花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊构成的。这样融入大自然的活动，不仅提高了学生学习科学的兴趣和积极性，还渗透了热爱大自然、热爱家乡的情感教育。

二、在实验中探究科学知识

科学实验对于学生来说具有神奇的诱惑力，教师要让学生在实验中参与和探究科学结论的抽象、概括的过程，经历知识的再创造，体会探究科学知识的“艰辛”与“乐趣”。独立思考、自主探究的方法，往往会给学生带来意想不到的美妙感受。

例如，在探究“摆的快慢与什么因素有关”这一内容时，先让学生亲手制作一个摆，然后让学生预测：“摆的快慢和什么因素有关？”学生探究的积极性很高，很快就提出了种种假设：1.可能与摆长有关。摆长越长，摆得越慢。2.可能与摆重有关。摆重越重，摆得越快。3.可能与摆角有关。摆角越大，摆得越快……学生的假设大胆新奇，五花八门，只要说得有道理，都应该鼓励、赞赏。接下来，教师要引导学生根据自己的假设进行探究实验。这时，教师要给学生足够的时间和空间，放手让学生再一次经历“问题—假设—验证—经历”的科学探究过程，使用“控制变量”的科学实验方法来搜集证据，验证假设。通过探究实验，学生一般能得出正确的结论。同时，能让学生在探究活动中体验到得出科学结论的“艰辛”与“快乐”。

三、在创新中运用科学知识

学生学习科学知识的最终目的是运用，作为科学教师，在科学教学中，必须重视对学生创造精神和实践能力的培养。教师可以在平时的教学中，有意安排一些探究活动，启发学生把学到的科学知识运用到创新活动中，促进学生运用科学知识，使学生所学的科学知识得到升华。

如，我在教学《观察水》之“毛细现象”这一内容时，学生认识了毛细现象。在教学快结束时，我照例问：“学习了毛细现象，你能根据这一科学原理，做出一些什么发明创造吗？”（创新活动一直融在我的日常教学中）学生交头接耳议论着，可谁都没有发言。很快就下课了，我鼓励他们回家后好好想想。第二天一大早，一个学生跑到我的办公室，拿着他根据“毛细现象”发明的作品，对我说：“老师，我根据昨天学的毛细现象的原理，发明了自动浇水装置。”他一边说，一边介绍起了他的创新作品：“我家有许多盆花，可爸爸、妈妈有时很忙，常忘记给花浇水，有些花因为经常缺水，长得不好，有的甚至都干枯了。我想，根据我们昨天学的毛细现象的原理发明一种自动浇水的装置。具体做法是：用一根棉线穿过打点滴的塑料管，棉线的一端浸入水中，一端埋在花盆里。这样，因为毛细现象，水就会顺着棉线润湿花盆里的土，我就可以不亲自动手就能给花浇水了。多方便啊！”我对他的创新发明报以热烈的掌声，并鼓励他参加了南京市第十一届科技发明创造比赛，并获得三等奖。像这样的例子还有很多，比如：三年级的一名学生在学习了《使沉在水中的物体浮起来》这一课后，根据“浮力”原理，发明了“沉浮瓶”（获得了县二等奖）；五年级的一名学生，学习了《简单电路》后，发明了“中国电子地图”（获得了省三等奖）；五年级的一名学生学习了《简单机械》后，发明了“方便多用锤子”（获得了省一等奖）等等。

总之，科学课的探究方式灵活多样，小学生的思维也恰好能够适应这多样化探究学习，他们渴求新知、乐于动手，探究的过程对他们来说也充满了乐趣和新鲜感。教师在日常的教学过程中要激发学生创新的欲望。在整个探究活动中我们教师应始终做好学生的引导者，让学生通过自己的探究活动去有所发现、有所获得，让他们在宽松的空间发挥自己想象的潜能，开启创新的风帆，驶向科学知识的殿堂。

关于胶囊的那些科学知识 篇7

就是这和我们的健康本来息息相关的胶囊,最近却成为危害我们健康的新杀手。2012年4月15日,央视《每周质量报告》曝光了通化金马、修正药业等9家药企13种胶囊药品铬超标,4月27日,国家食品药品监督管理局公布了在全国范围内对药用明胶和胶囊生产企业进行全面排查的结果,对18家药用明胶生产企业抽验了166批明胶,检出1批产品铬超标;对117家药用胶囊生产企业抽验了941批药用胶囊,检出15家企业74批胶囊铬超标,不合格率为7.9%。

此事一出,立即引起了人们的广泛关注,“皮革废料制胶囊”顿时成为一大热点话题。为什么有的药一定要用胶囊装?胶囊是怎样制造出来的,它要用到什么原料?皮革废料为什么能造出毒胶囊?重金属铬超标,又会给我们的身体造成哪些危害?看完下面的文章,相信你对胶囊会有更深刻的了解。

胶囊装药,这件“马甲”很重要

“毒胶囊”出现后,很多人都在问,能不能用药丸、药片来取代胶囊呢?如果药太苦,就在药片外面加一层糖衣,如果药的气味不好闻,就加一些香精,为什么一定要用胶囊装药?

其实,胶囊就是药物的一件“外衣”或“马甲”,使用它的目的,当然是为了让药物易于服用和达到最佳疗效。

人生病时服用的药物,都要经过胃肠道的消化和吸收进入血液,还要经过肝脏的分解。但相当多的粉末、颗粒、液体和片状的药物,要么是有苦味和刺激味,要么是易于挥发,或者是在口腔中易被唾液分解,有些药物还会吸入气管,造成副作用。因此把药物装入胶囊,既能保护口腔和消化道,又容易吞服,还能让药物发挥最好的疗效。

而要让药物发挥最好的作用,也要避免药物被人的胃酸破坏,因为有些药物需要在肠内溶解吸收,所以需要用特殊的膜材料(如明胶、纤维素、多糖等)制成的胶囊状物,把粉状、液体状等各类药物按剂量装入囊中。此外,药物都有半衰期,指的是药物在血液中最高浓度降低一半所需的时间。药物的半衰期反映了药物在体内消除(排泄、生物转化及储存等)的速度,显示药物在体内的时间与血药浓度间的关系。因此,它是决定给药剂量、次数的主要依据。半衰期长的药物在体内消除慢,给药的间隔时间就长;而半衰期短的药物在体内消除快,给药时间就短。

对于半衰期短的药物,需要频繁服药以保持血液中的药物浓度,为了避免频繁服药的麻烦,就需要用特殊的胶囊把药物包裹起来,这就是缓释胶囊。缓释胶囊药物还能避免一般制剂频繁给药后,在血液中药浓度起伏过大而出现有效血药浓度忽高忽低的缺点,同时缓释胶囊的毒副作用也比一般制剂小。所以,很多药物,如布洛芬、阿司匹林、泰诺等都有缓释胶囊制剂。

看看这些形形色色的胶囊

胶囊虽小,但制作工艺却也颇为复杂,而且胶囊的种类也很多。

具体到药用胶囊,也有很多种。从制作材料上来分,可以分为传统胶囊(明胶胶囊、动物胶囊)和植物胶囊。传统胶囊是用动物皮、骨和筋腱,经复杂的理化处理而制得的无脂肪高蛋白(也就是明胶),易被人体吸收,具有黏度高、易凝冻等物理特点。

植物胶囊是用植物纤维素或水溶性多糖为原料制成的空心胶囊,比如卡拉胶、果胶、琼脂、海藻酸钠和瓜尔胶等,都是植物源提取的,有些特点和动物明胶相同。

从物理形状上分,可以把药用胶囊分为硬胶囊和软胶囊(也称为胶丸)两大类。硬胶囊是将一定量的药物(或药材提取物)及适当的辅料(也可不加辅料)制成均匀的粉末或颗粒,填装于空心硬胶囊中。软胶囊是将一定量的药物(或药材提取物)溶于适当辅料中,再用压制法(或滴制法)使之密封于球形或橄榄形的软质胶囊中。

根据药物在体内释放的地方划分,也可以把胶囊分为胃溶型和肠溶型。胃溶型胶囊在胃内释放胶囊中包裹的药物,而肠溶型胶囊是在胶囊外壳中加入了特殊的药用高分子材料或经特殊处理,使其在胃液中不溶解,仅在肠液中溶解而释放出药物活性成分。从胶囊的大小来区分,胃溶型胶囊有000#、00#、0#、1#、2#、3#、4#、5#几种,而肠溶型胶囊则有0#、1#、2#几种。

无论哪种药物胶囊,都需要把制作胶囊的主料——药用明胶、食用明胶和食用色素等辅料,勾兑成流质状的原料,然后放到成型的模具中压塑成型,再进行修剪包装。然后药企再在这样的胶囊中装入粉末或液体药物制成胶囊药。胶囊一般是双重锁合,即胶囊生产出来后在填充药物前预锁合,填充药物后则完全锁合在一起。

目前市场上传统胶囊药物占据90%以上,而植物胶囊药物仅占5%～10%。

你穿过的皮鞋,如何变成了毒胶囊

一些胶囊生产企业为了降低成本,用工业明胶替代食用和药用明胶来生产药物胶囊,这些工业明胶里含有对人体有毒的重金属铬等。而药企也为了节省成本,购买这些有毒的胶囊来制造胶囊药。

工业皮革废料也叫“蓝矾皮”,行业内俗称“蓝皮”,是从皮革厂鞣制后的皮革上面剪裁下来的下脚料,价格便宜,每吨只要几百元,比动物皮骨等原料要便宜得多。鞣制后的皮革通常被用来加工皮鞋、皮衣、皮带等皮革制品,这些便宜的皮革下脚料则被一些厂家收购来加工成所谓的“蓝皮胶”卖给一些胶囊厂,同时胶囊厂也会回收旧皮鞋、皮衣等自己加工,然后以这些蓝皮胶为原料生产出胶囊,再提供给药企以生产胶囊类药品。

当然,厂家收购蓝矾皮后还需要进行加工,方法是,用生石灰浸渍膨胀、工业强酸强碱中和脱色、清洗处理,然后熬制成工业明胶,最后做成胶囊卖给制药企业。

由于工业加工鞣制皮革时使用了含铬的鞣制剂,会导致工业明胶中的铬残留量超标,中国检验检疫科学研究院综合检测中心反复多次检测确认,9家药厂生产的13个批次的药品,所用胶囊的重金属铬含量超过国家标准规定2毫克/千克的限量值,其中超标最多的达90多倍。

不光铬残留量超标,使用工业明胶生产出的药用胶囊还含有其他有毒有害物质。因为,工业明胶原料在用来加工药用胶囊前还要进行溶胶,并根据药厂需求添加各种食用色素进行调色。废旧的工业明胶污垢不洁,要进行高温杀菌,把油脂清洁掉。而在溶胶调色的过程中,为了杀菌去污,通常会加入一种名叫“十二烷基硫酸钠”的化学原料。这种化学物质如果含量过高,也会危害消费者的健康。

所以,工业明胶经过色素调色及化工原料清洁,进行充分溶解,才能加工成药用胶囊的胶液。胶液再经过半自动胶囊生产设备成型,最后通过切割整理,便生成了五颜六色的药用胶囊。

毒胶囊,危害健康的不光是铬

2005版的《中国药典》没有要求检测明胶中的铬等重金属含量,只在2010版的《中国药典》添加了铬的检测标准,但是国家发改委在2005年也发布了《药用明胶国家标准》(QB2354-2005),其中明确规定了皮制和骨制药用明胶的铬含量都应小于2毫克/千克。不仅如此,该标准还提出,明胶的生产不得含有任何有毒有害化学品,对镉、铬、砷、铅等重金属和二氧化硫、过氧化物等都提出了限量标准:镉为0.5毫克/千克、砷为0.8毫克/千克、铅为50毫克/千克、二氧化硫为50毫克/千克、过氧化物为10毫克/千克。该标准还规定不得在药用明胶中检测出大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌。

然而,一些明胶生产厂商用工业明胶生产的药用胶囊都不对重金属铬进行检测,而是直接包装成箱,贴上合格证出厂。在一些胶囊厂,连检测胶囊铬含量的设备都没有。

铬是人体的一种必需而重要的微量元素,正常人体内只含有6～7毫克。而工业明胶是高铬明胶,含有三价铬,铬含量大于2毫克/千克。尽管三价铬不及六价铬的毒性大,但所有铬的化合物都有毒性,而且毒性较小的三价铬和毒性剧烈的六价铬在使用和保存中可以互相转化,因此对人的危害较大。特别是六价铬,容易进入人体细胞,对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤,在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。六价铬化合物容易诱发肺癌和鼻咽癌。而且,铬对人体的毒害是全身性的,可引起头晕、失眠、腹泻。同时铬对皮肤有刺激作用,可引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎。

另外,用工业明胶生产药用胶囊时,还要使用防腐剂羟基苯甲酸酯类(尼泊金酯),因为它对霉菌有较强的抑制作用,可抑制胶囊中的微生物繁殖。但这种物质含有有害化学成分,在一些国家如日本,已被禁止用于入服用的药物和包装中。中国虽然允许使用羟基苯甲酸酯类,但《中国药典》对其在药品中的最大限度规定为0.05%,而市场上检测到的毒胶囊样品,有的却高达0.25%。另外,用十二烷基硫酸钠杀菌去污生产明胶,是一种环氧乙烷工艺灭菌技术,而这种物质具有致癌作用,世界卫生组织癌症研究中心将其分类为2A类致癌物,在欧美等国家已禁止用于药物灭菌。

当然,用工业明胶生产的药物胶囊中还含有镉、砷、铅和汞等重金属。所有这些有害物质对人体会起到一种累积危害作用,因此毒胶囊隐含着相当大的潜在危害。

此外,全世界的明胶有60%以上用于食品糖果工业。在糖果生产中,明胶用于生产奶糖、蛋白糖、果冻、棉花糖、果汁软糖、晶花软糖和橡皮糖等软糖。因为明胶具有吸水和支撑骨架的作用,明胶微粒溶于水后,能相互吸引、交织,形成叠叠层层的网状结构,并随温度下降而凝聚,使糖和水完全充塞在凝胶空隙内,使柔软的糖果能保持稳定形态,即使承受较大的荷载也不变形。但是,用于糖果生产的必须是食用明胶,由于有工业明胶混入食用明胶中,因而包括果冻、老酸奶在内的一些食品可能也有铬、铅、汞等重金属和各种有害物质超标的问题。所以,才有人提醒,要慎吃果冻和老酸奶等食品。

植物胶囊,未来胶囊的新趋势

目前,中国胶囊剂型的药品和保健品产销量超过1 000亿粒(2008年我国药用胶囊壳总产量已达1 078亿粒),中国人平均每人每年吞服77粒胶囊,以80岁计,人一生中共服用6 160粒胶囊,城市居民平均服用量可能远大于这个数目,因此禁止生产毒胶囊和严厉打击毒胶囊生产的违法犯罪行为,是防止其危害的关键。现在,国家食品药品监管局已经在采取行动,责成问题企业回收和销毁毒胶囊,并进行处罚。

除了执法的严格外,对于企业的管理同样要严格。由于胶囊是药用辅料,国家也计划对药用辅料企业进行优良制造标准(GMP)认证。这是一种特别注重制造过程中产品质量与卫生安全的自主性管理制度,适用于制药、食品等行业的强制性标准,要求企业从原料、人员、设施设备、生产过程、包装运输、质量控制等方面,按国家有关法规达到卫生质量要求,形成一套可操作的作业规范,帮助企业改善卫生环境,及时发现生产过程中存在的问题,进行整改。

此外,也有专业人员提出,可以采用植物明胶来取代传统明胶,以减少一些不法企业采用工业明胶的机会。但是,与传统胶囊相比,目前的植物胶囊在有些方面还不具备优势,例如,韧性不如传统胶囊,尺寸大小也没有传统胶囊多种多样,容易因挤压而产生泄漏、粘黏和变形等,这就对植物胶囊的技术和生产设备提出了较高要求。

但是,也可以看到,植物胶囊的原料较为丰富,如卡拉胶淀粉、麦芽精、各种纤维素、藻酸盐等,还有一些增塑剂,如甘油、山梨醇、麦芽糖醇、丙二醇、聚乙二醇和水等。从明胶的发展历程看,传统胶囊也是经过了上百年的不断研发,到今天才形成药品的主要包装形式,而植物软胶囊的研究至今也只有20年时间,只要假以时日,在技术、设备和原料等方面取得突破,植物胶囊将会大有作为。因为,它不仅有广泛的用途,还有较好的安全性。

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胶囊的历史

据史料记载,人类最早的胶囊于1 500年前产生于埃及。当时的胶囊是否纯粹为了包裹药物,不得而知。但是,从1730年开始,维也纳的药剂师就开始用淀粉制造胶囊。这时可以明确地说,胶囊是用来包裹药物的。而胶囊的生产技术,也于1834年在巴黎获得专利。1846年,两节式硬胶囊制造技术在法国获得专利;1872年,在法国诞生了第一台胶囊制造充填机;1874年,在美国底特律开始了硬胶囊的工业化制造,同时推出了各种型号。

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神奇的明胶

明胶按用途可分为照相、食用、药用及工业四类。食用明胶作为一种增稠剂,广泛使用于食品工业的添加,如果冻、高级软糖、冰激凌、干酪、酸奶、冷冻食品等。在化工行业,明胶主要用作粘合、乳化和高级化妆品等制作的原料。

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一颗胶囊为何由两种颜色组成

众所周知,我们平常吃的胶囊大多由两种颜色组成,一边为白色或透明,而另一边则有胭脂红、苋菜红、柠檬黄、亮蓝等鲜艳的颜色。这是为什么?

常见的胶囊都是两截式的,由口径较大的一半套住较小的一半。为了保证大量生产时不出差错,厂家会用不同颜色来区分两个口径不一样的部分。而胶囊的一面选择透明壳,是为了让使用者了解胶囊内部是颗粒还是粉末,便于使用。另外,有的胶囊变质之后,内部颗粒或者粉末有变化,透明的一面也方便使用者观察,降低危险。

不少人还有这样一个疑问,市面上的胶囊形状大都一个样,是不是这样的设计适合食道的形状?

其实,胶囊的形状多种多样,有球形、椭圆形、长方形及筒形等。最初为什么会设计成现在这种形状,我们已经不得而知了。从吞咽角度来说,主要考虑的可能还是胶囊的尺寸大小。胶囊为什么会有各种形态,一方面要跟填充的药物密度、晶态、颗粒大小有关,按照药物剂量所占容积来选用适宜大小的胶囊壳,另一方面则要考虑胶囊壳大量生产时,机械设备、工艺过程的科学性、合理性。

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稀奇古怪服药法有危险

“毒胶囊”事件曝光后,应该怎样吃药,一下子成了人们关注的头等大事。不吃吧,医生开的药就是胶囊;吃吧,又担心胶囊有毒,到底该怎么办呢?

有人想出了一些稀奇古怪的法子。微博上,有网友以“教你如何服用胶囊”为题介绍了馒头裹药吃的方法,还有网友自创出其他一些方法:用汤圆裹药吃、用香蕉裹药吃,等等。

这些稀奇古怪的法子,能不能采用呢?

医学专家说,这些都是不可取的,在我们平日常见的几种胶囊中,肠溶胶囊、缓释胶囊特别不能剥开吃。

肠溶胶囊是将药物填充到具有肠溶作用的空心胶囊内,使药物在肠液中释放。这些药物通常对胃刺激很大,所以要用保护胃的肠溶性胶囊。胃液是酸性的,肠溶性胶囊不会被酸性的胃液融化,而肠子里的液体是碱性的,肠溶性胶囊到了肠子里后,就会被碱性液体融化,药物就在肠子里吸收了。

缓释胶囊则是指采用某种技术将药物制成具有缓释作用的内容物,再将其装入空心胶囊中的制剂。比如常见的芬必得,其药品包装盒上标明“缓释胶囊”,就是说它能控制药物按设计要求缓慢释放。

其实,现在的药品选择多种多样,相同的药品成分除了有胶囊类产品外,也有肠溶片、缓释片等形式的产品可供选择,如阿司匹林等常用药就可由肠溶片替代。

肠溶片和胶囊的作用类似。人的胃是处于酸性环境,而肠道内的环境是属于碱性环境。肠溶性药丸,就是在药品生产的过程中采取了一定的措施,这样药在胃内就不易融化,可以避免胃酸对药效产生的影响,而到了肠道内则由于可以在碱性状态下较快地溶解,所以可以较快地被肠道吸收,发挥药效。

缓释片外包有一层半透膜,服用后,胃液可通过半透膜进入药片内溶解部分药物,形成一定的渗透压,使饱和药物溶液通过膜上的微孔,在一定的时间内非恒速地缓慢排出,待药物释放完外壳即被排出体外。它的作用和缓释胶囊类似。

拓展学习空间 丰富科学知识 篇8

一、充分利用实验室,让学生自主实验

要使学生的科学探究真正落到实处,就必须像科学家那样为其准备一个能自行实验研究的“实验室”,而学校里的实验室则是学生自行实验的最好场所。每当我们上完实验课,总会有个别学生说: “老师,我们的实验还没完成。”“我们能再做一会儿吗?”但是,课上的时间是有限的,怎么办? 也许,这样的学生就是一个小小的发明家,我们绝不能阻止学生探究实验的兴趣,解决的办法就是课下开放实验室,让学生根据自己的设想自行实验,可由教师提供所需的器材和做出相应的指导,学生在没有压力的环境里,轻松自在,设想出许多奇思妙想的实验设计,通过互相合作,自主实验,他们可以发现许多有价值的科学现象,领悟书上学不到的科学知识,锻炼自己的动手实践能力,满足他们做实验的愿望。开放实验室首先要做好计划,如对哪部分学生进行开放,什么时间开放,如何申请等。即开放不是“大撒鹰”,要做好计划。其次,开放实验室要做到有序的监管,虽然是开放,要明确到具体的责任人是谁,尤其是探究一些有危险性的实验时,尤为重要。

二、开放网络教室、图书室,扩大信息收集范围

在学生学习科学知识探究中,经常会碰到这样或那样的疑问,许多疑问是老师都难以解释清楚的,而学生恰恰对这些问题最感兴趣,这样,我们就应该开放网络、图书室,不要让这些资源睡大觉,学生可以随时到网络教室、图书室进行查询、学习。对进一步的拓展学习知识会起到事半功倍的效果。比如,三年级下册《信息的发展》一课时,单凭课本是没有办法解决的,但可以让学生从图书室借来这方面的书刊来查阅,同时还可以开放网络教室,让学生带着对信息发展的向往自主搜集信息,激发学生探究科学的兴趣。再如,冀教版下册《宇宙与航天技术》这一单元,光靠教材中对宇宙与航天技术的介绍,显得太过于单调、简单,不够丰富,如果让学生参阅其他的一些有关宇宙与航天技术的书籍,或者到网络中进一步了解学习宇宙与航天技术,那么,这些资源的应用,会对教材起到很好的补充作用。所以,开放网络教室、图书室这样的学习的方式会有意想不到的收获。

三、走进自然,亲历学习过程

我们的科学课程,就是要探究一些自然现象的发生发展的过程,所以,大自然是本人类永远都学不完的“大教材”,蕴藏着许许多多的知识和奥秘,里面活生生的虫、鱼、鸟、兽; 千姿百态的花、草、树木; 瞬息万变的电、闪、雷鸣和客观存在的岩石、土壤等都是学生感兴趣的探究对象,如果我们只局限在教室里,单凭标本、教具、课件是远远不够的,这样既会束缚学生的思维空间,又会削弱学生对科学探究的乐趣。因此,要带学生走出教室,走向大自然,如在教学新课标教材四年级《科学》中的《养小鸡》《种茄子》等课时,学生对小鸡、茄子都很熟悉,如果上课时把学生束缚在教室中,把课本与大自然隔离开,很有可能把学生已有的经验和知识白白浪费,而让学生形成“书中的小鸡”和“书中的茄子”,这样难免使学生把书中学到的知识与大自然相脱离。不如我们就让有条件的学生养小鸡,种茄子,让学生在养小鸡、种茄子时,认真观察它们的样子、生活习性、在参照书中的知识进行探究,这样学习的科学知识才做到了学以致用的目的,这样的科学知识才更丰满。再如,教学《有序的生态系统》一课时,可以引导学生真正的到池塘、到野地、到树林去观察,去探究,每一处的生态系统是怎样的,如果人为的破坏了生物链中的一种生物,那么生态系统会怎样? 有了这样深入的观学习,学生的科学知识才不会空洞。

四、让科学课程在社区和家庭生活中延续

学生大部分时间在家中度过,对家庭生活也是最熟悉的。课本是教材,大自然是教材,生活更是一部最现实的大教材,学生可以在生活中学到更多的科学知识,更重要的是把学到的知识在生活中应用,体会知识力量的强大。让学生在生活中发现问题,提出疑问,进行探究,会有意想不到的收获。例如: 烧水时水为什么会溢出来? 防止溢出来,我们该怎么做? 秋天里窗户为什么会结霜? 冬天里窗子上的冰又是从哪里来的? 煮鸡蛋时,为什么煮熟后要用冷水冰一下? 杨树为什么比柳树落叶早等等,学生们带着这些问题,回到书本,然后从书本再到生活实践,用科学的知识解释这些现象,只有这样的学习才能为学生的科学潜能发展打好基础。

苏霍姆林斯基曾说过: “不要让学校的大门把儿童的意识跟周围世界隔绝开来。”小学生学习科学知识离不开课堂教学,但是,我们更应拓展学生的学习空间,让学生走出教室,走进实验室、走进网络、走进自然、走进社区和家庭,为学生搭建更为广阔的学习知识的平台,让孩子们获取更为丰富的科学知识。

摘要：作为科学教师,要引领学生走出教室,充分利用实验室、网络教室、图书室等资源进行深入的探究、学习。同时还要让学生走进大自然、走进社区、走进家庭生活,使科学知识在大自然、生活中得以延伸,从而提高学生科学探究的能力,丰富学生的科学知识。

巧用学生的数学知识建构科学概念 篇9

在简单的复习引入后, 我用投影仪展示如下知识:

我问学生:“这种数据给我们的书写、计算、记忆带来了极大的不便, 同学们能不能规定一个标准1, 将这些数据简单化呢?”

为了降低难度, 我把学生的思维引导到如何规定标准1上。准1上。

学生1:把“1×10-27千克”作为标准1, 那么一个氢原子的质量为1.674, 一个碳原子的质量为19.93, 一个氧原子的质量为26.57。

多好的想法!比起原来的数字, 已经简化了两点:1去掉了科学计数法;2去掉了“千克”这个单位。尽管由于刚接触这部分知识, 该学生的表达还不是很规范, 但他的头脑中已形成相对原子质量的雏形, 非常的难能可贵!

学生2:把一个碳-12原子的质量分为12等分, 每一份作为单位1, 其他原子的质量与该碳原子的1/12的比值, 作为该原子的相对原子质量。

该学生的回答非常完整, 这一类学生他们经过认真地预习, 尽管还是知其然, 而不知其所以然, 但他们的学习态度是值得其他同学学习的, 同时这也正是我希望得到的答案, 它是我预设的引子。

学生3:能不能求出它们的最大公约数?如果有最大公约数, 我们就能将最大公约数规定为单位1。

真是天才!尽管不能算出真正的最大公约数, 但单位1不就是近似最大公约数吗?该学生的思维的深度、广度, 创新性解决问题的能力值得呵护。

我原先的教学设计是沿着学生2的思路引出相对原子质量, 接下来进行相应的计算。学生3的回答打乱了我的计划, 但我还是决定沿着该生的思路走下去。于是, 我马上把幻灯片切换到表格 (如下表) 。

“分析表格中的数据, 你认为哪个数据最接近最大公约数?”由于课堂完全超出我原先的预设, 这张幻灯片的出现也有太大的跳跃性, 大部分学生觉得困惑, 几个平时发言积极的学生也欲言又止。我适时板书以下素材以降低难度:

1电子的质量跟质子、中子比, 可忽略不计;

2质子质量≈中子质量;

3大部分原子由质子、中子、电子构成。

学生4:把一个质子或中子的质量作为标准1是否合适?

我不置可否, 继续在上面表格中输入碳原子、氧原子、质子、中子、电子的相对质量, 这时大部分学生都有恍然大悟之感。

接下来, 我只需做好总结:一个质子质量、一个中子质量、碳原子质量的1/12、氧原子质量的1/16, 这四个知识点非常接近, 科学上为了测定方便, 规定把碳-12质量的1/12作为标准1。

出示相对原子质量的定义:把一个碳-12原子的质量分成12等份, 其他原子的质量与碳-12原子的质量的1/12相比后得出的比值, 就是该原子的相对原子质量。

至此, 相对原子质量的教学就水到渠成了, 尽管课前我精心准备的教学方案在这堂课上没派上多大用场, 且整堂课的教学比我预计的要多花些时间, 但由于在本课教学中我注重过程教学, 注重学生原有的知识与新知识之间的建构, 学生理解得比较深刻, 为后面相对分子质量的理解及化学式、化学方程式的相关计算做了很好的铺垫。

马克思说过:“一种科学只有成功地运用数学时, 才算达到了真正完善的地步。”课后我查阅一些课外资料, 结合自己的教学实践发现, 许多科学试题的求解过程实质上是将科学问题转化为数学问题, 经过求解再还原为科学问题。我们在使用数学方法时不能仅局限于用数学方法进行计算, 我们要多思考如何用学生的数学思维来解决比较抽象的科学含义。

例如, 在“速度的计算公式”的教学中, 学生在解决小学行程问题的应用题中, 已经有较多的该方面数学知识的积累, 上课时我直接给出三句话:

甲同学10秒钟跑80米

乙同学10秒钟跑70米

丙同学11秒钟跑80米

然后提出三个问题:

1甲、乙两位同学, 哪一位跑得快?请说明理由。

2甲、丙两位同学, 哪一位跑得快?请说明理由。

3乙、丙两位同学, 哪一位跑得快?请说明理由。

从1、2两个问题中, 学生可得出课本上的结论:比较快慢有两种方法:一种是比较通过相同路程所用的时间;另一种是比较相同时间内通过的路程。第3个问题, 经过充分的讨论后, 大部分学生还是能先算出各自每秒钟通过的路程再进行比较。学生在不知不觉中已运用了速度的计算公式进行计算, 教师只需适当点拨 (秒、小时都是单位时间) , 进而可以归纳出速度的定义 (物体在单位时间内通过的路程) 。由于学生已体会了该定义得出的过程和方法, 所以对定义的理解会比较深刻, 公式运用起来也会得心应手。

科学知识 篇10

1 研究方法及数据来源

信息可视化技术(Information Visualization)是科学计量学的一个新兴领域,科学知识图谱[2,3](Scientific knowledge mapping,简称知识图谱)是信息可视化技术的一个分支,该技术在信息技术的推动下,综合应用了数学、图形学、信息可视化技术、计算机科学等学科的理论和方法。2004年,美国德雷克塞大学信息技术学院陈超美教授(Chaomei Chen)基于引文分析理论,应用Java语言开发了CiteSpace信息可视化软件,成为近几年来在美国信息分析中最有特色和影响力的可视化信息软件。本文利用CitespaceⅡ软件通过合理设置引用(citation)、共被引(co-citation)及共被引系数(co-citation coefficient)的阈值,绘制出较直观的、容易理解的搜索引擎研究领域的知识图谱。

本文的数据来源是美国科学信息研究所(ISI)网络数据库Web of Science 的科技信息检索工具《科学引文索引》(SCI-Expanded),通过主题词“search engine”共检索到2,387篇有关搜索引擎的文献,其时间区间为1999—2010年,每条记录内容包含作者、机构、摘要、关键词、年份、期(卷)及参考文献等。下面从搜索引擎领域的文献着手,通过信息可视化技术,考察近十几年来搜索引擎领域的主要研究内容和发展趋势。

2 分析与结果

2.1 国际搜索引擎领域的学术研究概况

首先统计了1999～2010年搜索引擎领域2387篇文献的历年发文数。国际上有关搜索引擎的论文逐年增长,1999年共发表103篇SCI论文,2009年为303篇,增长近3倍。表明该领域的研究正在不断加强,有望发展为国际上学术研究的热点。

2.2 搜索引擎研究热点国家(地区)

从事搜索引擎研究的作者分别来自四大洲的62个国家或地区,通过对研究国家的统计,可以反映不同国家在该领域研究的状况。各大洲作者的被引频次依次为美洲984、欧洲543、亚洲396、大洋洲100,统计数据表明各地区研究的不平衡。搜索引擎研究的热点国家主要位于北美、西欧和东亚三个当前世界经济发展繁荣的地区。在所有作者中,来自美国的作者被引频次最高,达到866次,占总数的36.28%,充分显示出美国在搜索引擎研究领域的核心地位,其他依次是英国、中国、德国、日本、加拿大等。图1显示了他们彼此之间的关系。表1列出了该研究领域各国(地区)所处的位次。

2.3 搜索引擎最具影响力的作者

一篇论文被引次数的多寡,是该篇论文在学术界产生的影响和占有之地位的客观测度[4]。据统计被引两次以上的作者共有6543位,前五位作者为搜索引擎研究领域最具影响力的权威专家(见表2)。英国科学家塞沃尔(THELWALL,M)是被引频度(30)最高的专家,中心度为0.1,中心度表示合作者的多少,合作者越多,中心度越高,他从情报学的视角系统阐述了链接分析的理论、方法与应用。该方法应用广泛,主要体现在网络信息检索、网络计量学、数据挖掘、Web结构建模等方面。链接分析算法已经显现出了巨大的商业价值,是谷歌的核心算法之一。斯平克博士(SPINK,A)是匹兹堡大学信息科学领域的教授,她着重于理论与应用研究,模拟人类信息行为、网络研究以及互动认知信息检索等方面的研究。詹森(JANSEN,BJ)是宾夕法尼亚大学教授,《搜索引擎研究与框架》是其代表作。朱迪特巴尔伊兰教授的研究领域是信息计量和信息检索,其代表作有“Search Engine Results over Time-A Case Study on Search Engine Stability”。侯赛因(OZMUTLU,HC)和赛达(OZMUTLU,S)教授研究用户内容查询,应用遗传算法和Dempster-Shafer理论,成功开发了根据用户设计高效信息检索算法的搜索引擎,代表作有“Using Monte-Carlo simulation for automatic new topic identification of search engine transaction logs”。

2.4搜索引擎研究核心期刊

检索文献的网络分析表明,被引用的相关期刊共1070种,其中被引用不少于2次的有414种。期刊被其他期刊引用越多,说明该期刊的影响力越强,依据被引频次高低和相互联系,绘制出搜索引擎领域的核心期刊知识图谱(见图3),处于核心地位的期刊和其它期刊的联系越多,影响力越大;被引频次越高,名次越靠前。该领域的十大核心期刊可见表3。作为全球最权威的顶级期刊之一,“NATURE”在搜索引擎研究领域被引频次(310)最高、中心度(0.6)最大,是该领域最具影响力的核心期刊;“SCIENCE”、“LECTURE NOTES IN ARTIFICIAL INTELLIGENCE”、“INFORMATION PROCESSING & MANAGEMENT”三种期刊仅次于“NATURE”,影响力处于第二核心等级;“NUCLEIC ACIDS RESEARCH”、“ONLINE INFORMATION REVIEW”“BMC BIOINFORMATICS”、“BIOINFORMATICS”、“JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE”、“ACM TRANSACTIONS ON INFORMATION SYSTEMS”6种期刊影响力弱于前四种期刊。

2.5 搜索引擎研究内容

将检索得到的2387条文献数据导入CiteSpace II软件中,网络节点选为参考文献(reference)和主题词,调节相应的阈值。经过CiteSpace II软件的分析和处理,得到了搜索引擎领域研究内容的知识图谱,如图4所示:

从该图谱中可以看到,搜索引擎研究的专题聚集特征较为明显。对2387篇文献涉及的研究内容进行细分:在2387篇论文当中,(1)关于搜索引擎原理的有433篇,搜索引擎的基本原理是搜索引擎技术继续发展的基础,搜索引擎是一种在网络环境进行信息检索的软件,其研究范围不仅涉及到本身的技术组成,还包括所处的网络环境的特点[5],因此,只有深入研究两者的特点及联系,才能提升对搜索引擎深入发展的清晰思路。(2)关于搜索引擎类型与功能的有426篇,元搜索引擎和垂直搜索引擎(专业搜索引擎)是研究的一大热点。传统搜索引擎存在许多无法克服的缺点,如:查询结果无法覆盖全部网络信息、检索结果没有针对性、准确率低、检索结果重复性高等。元搜索引擎没有自己的爬虫程序,它通过检索界面接受用户的查询请求,在检索时调用多个其他独立的搜索引擎,将查询的结果经过去重后以统一的格式集中显示,这种方式增加了检索的范围,检索结果覆盖率显著增加,起到了整合网络资源的功能。垂直搜索引擎专门用来查询某一学科或主题的信息,将网页库中的某类信息进行一次整合,经过去重、分类、索引等技术处理,最终以非结构化的方式和结构化的方式返回给用户。目前研究的热点是结构化信息提取的算法、垂直网络蜘蛛的设计等。(3)关于搜索引擎发展趋势的有252篇,随着人工智能技术的发展,搜索引擎最新的研究逐渐走向智能化、个性化、专题化、集成化。如被定义为基于语义的搜索引擎kngine[6],该系统尝试理解句子含义,但是与人脑的认知技能还有很大差距,这方面的工作有待突破。(4)关于搜索引擎应用的有79篇,搜索引擎在互联网发展的今天越来越显示出来“新门户”的特点。目前,搜索引擎在商业和其它领域的应用已经达到了相当的规模,巨大的商业价值及应用前景不断刺激着搜索引擎向其他领域渗透。如搜索引擎在电子商务中的应用、在图书馆个性化信息服务中的应用、在科技查新中的应用、在教学中的应用等等。搜索引擎以其独有的优点,如搜索速度快,范围广,时效性强等,在不同领域中扮演了越来越重要的角色。(5)有关搜索引擎的算法有49篇,其中所论及的网页索引、分类、排序、去重等算法都是提高搜索引擎质量的重要技术。网页索引技术一般采用倒排索引,Glimpse[7]认为倒排索引技术在大型文本数据库中进行快速查找有很好的综合性能。目前该技术分三种类型:即完全倒排索引、倒排文件索引和块地址索引,设计高性能的网页索引算法是当前的研究热点之一;由于网页正文的游离性和网页结构的复杂性,所以网页分类非常复杂,Furnkranz、Slattery、Joachim等人提出的分类算法从不同角度提高分类性能,但也存在明显缺陷;Page和Sergey Brin提出的PageRank算法[8]是经典的网页排序算法,目前在该领域的研究多集中于对算法的改进,还没有形成重大理念突破;为提高搜索引擎的检索效率,减轻用户负担,识别和消除返回结果中存在大量重复网页是一个有效途径,目前该领域主要的算法有Charikar的Simhash算法、Broder等的Shingle算法和I-Match算法等。(6)关于搜索引擎评价的有35篇。全面、客观、公正地评价搜索引擎系统,不仅为用户选择搜索引擎提供科学依据,而且可以促进搜索引擎技术的提高,Angel L提出了8条标准[9];H.Vernon Leighton和J.deep Srivastava将查准率和查全率引入搜索引擎评价标准[10];Bell提出了以用户为中心的评价标准[11]等等,基于评价标准建立在不同的指导原则上,因此至今还没有形成一个客观、统一的评价标准。笔者认为,统一的评价标准的确立有助于该领域健康快速的发展。其他研究内容还涉及:搜索引擎的知识产权问题、检索结果的组织技术、检索界面设计等等。从论文研究内容的分布看,综合性研究论文的数量远远超过专门领域的研究论文数,说明搜索引擎的研究还有待进一步向深层次发展。

2.6 研究搜索引擎的学科

搜索引擎是一种对互联网上的信息资源进行搜集、整理、标引、存储,然后供用户查询的系统,所以具有综合性和挑战性[12]。检索到的文献分别从不同的角度对搜索引擎进行了研究(如图4)。目前,主要从事搜索引擎研究的学科是计算机科学(Computer Science),如图5,该领域发表的文章有609篇,占全部文献的1/4,充分反映了该学科研究搜索引擎的学科优势;其次是信息科学和图书馆学(Information science and library science),发表文章399篇,占16.7%,该领域从信息本身的特点以及文献之间的关系来研究搜索引擎,具有得天独厚的优势,当前,搜索引擎中许多算法思想来自于信息科学和图书馆学,例如:pagerank算法、超链分析等;第三大领域是人工智能(Artificial Intelligence),发表文章有277篇,占12.6%,是当代搜索引擎研究的焦点领域,通过数据挖掘,将隐性知识转化为显性知识,致力于开发智能搜索引擎和个性化搜索引擎;其他学科有:电子学、生物化学、分子生物学等等。可见,搜索引擎研究不仅与计算机科学有关,还涉及信息科学与图书馆学、电子工程学以及分子生物科学等学科。其研究成果同样可应用于各领域。总之,搜索引擎研究是计算机科学与其他学科相互交叉、渗透和融合的综合性学科。

3 研究结论与展望

3.1 结论

综上所述,以搜索引擎领域的2387篇SCI论文为研究对象,第一,考察了研究该领域的热点国家,从以上分析可以看出美国在论文数量和影响力上,都有无可争议的巨大优势;中国在论文总量上位居第三,但总体质量(被引次数)上略为落后,国际交流上略为逊色,总体来说,美国和西欧在该领域的贡献较大,在各个方面都领先于其他国家和地区。第二,考察了刊载这些论文的学术期刊和研究搜索引擎的学科分布,表明该领域是计算机科学与信息科学、图书馆学、电子工程学等学科相互交叉、相互渗透和相互融合的综合学科,但搜索引擎研究的主体领域属于计算机科学。刊载该领域文献的期刊共有1070种,其中被引用不少于2次的有414种。第三,运用动态网络分析CiteSpace软件对搜索引擎研究状况、研究群体进行了可视化分析,总的来看,美国的高校研究者重视和IT行业的合作,将理论研究产业化,实践又反过来推动理论的创新。

3.2 展望

第一,智能搜索引擎的开发。用户在搜索引擎上进行信息查询时,并不十分关注返回结果的多少,而是看查询结果是否和自己的需求相吻合。对于一个查询,传统的搜索引擎动辄返回几十万、几百万篇文档,用户不得不在结果中筛选。怎样使搜索引擎更加简约地查询到用户需求的信息,是今后智能搜索引擎研究开发的方向。第二,加强和多学科合作研究。搜索引擎是一个综合性的研究课题,只有和各学科合作取长补短,才能使该学科迅速发展。第三,重视交叉语言检索的研究和开发。交叉语言信息检索是指用户用母语提交查询,搜索引擎在多种语言的数据库中进行信息检索,返回能够回答用户问题的所有语言的文档。

宿舍里的“科学知识会” 篇11

到了学校，再见到女生，韦小宝就觉得提心吊胆，仿佛她们一转身都会变成荷花躺到医院的病床上……韦小宝边走边为自己丰富的想象倒吸一口凉气。

果然有意外消息!晚自习前，杨坤凑过来，滴溜着一双贼似的眼睛，说：“你们知道吗?高二一个女生怀孕了，好大的肚子才被发现!”韦小宝不敢相信地看着杨坤，杨坤指天发誓：“骗你小狗!我妈跟我爸闲谈的时候，被我偷听到了!”一旁的刘迁连连点头：“他妈妈是学校的老师……”韦小宝转开眼，看到不远处陈银霜和刘文婷在一起嘻嘻哈哈。其实，他不敢相信的是：自己的预感如此灵验。

不想听他们啰嗦，韦小宝蹭到于秋语座位前。“大师”正趴在桌上创作漫画，他痴迷于动漫，偏爱御姐。韦小宝靠近于秋语：“大师，我有话跟你说，不说，我憋得慌……”

于秋语没有抬头，继续细心勾勒一个御姐的波浪发型，“说吧!杀人放火的。尽管道来!”韦小宝“巴拉巴拉”说起荷花的事，说完，于秋语抬起头用悲悯的语调抒发感慨：“无知的人啊，世界不伤你，伤谁!”

“其实，这些事，我们除了从网上搜一些信息，其他的又懂多少呢?”

于秋语摇摇头：“我们的性教育是欠缺的!记得某个暑假，我曾看过一本外国书，上面详细写了性教育。看罢，我真是混沌顿开、混沌顿开啊!”韦小宝睁大眼：“上面讲什么啊?给我们也传授传授。求你了!”于秋语抿抿嘴，点点头。

周五的卧谈会，韦小宝搞得特别隆重，为了配合于秋语，他写了标语、腾出了宿舍唯一一张学习桌、责令刘迁带来了道具，还邀请了杨坤、周连杰、高大勇三位211宿舍外成员。

人员到齐，韦小宝关上宿舍门，门背面的标语立即呈现在大家面前，是一句疑问：“科学知识会：你避孕了吗?”十个黑色水笔描粗的字，令大家倍感刺激。杨坤像被点了穴一般，首先哈哈大笑起来，而周连杰则兴奋地乱蹦：“韦贵，你酷毙了!”高德、刘迁顾不上这些，正安排客人往床上坐，

入座完毕即开始了，即使是周末晚上，宿舍一样要准时熄灯，一样会有“捕头”查房，所以得抓紧时间。

于秋语精简了一些程序，比如咳嗽、备茶水什么的，至于预备的开场白则被大家严令禁止，他只好单刀直入：“最经济最能保护身体的避孕方式是戴避孕套，当然双层的更好。那东西街边上就有自动售货机。大家披裹着夜色，再乔装一番，总能上手。至于其保护功能，不光能避免成为父亲，而且能防止性病传染。性病你们知道吗?哦，不知道?那是另外一个话题，你们就是跪下求我，我今天也不会讲。至于戴避孕套的方式，大家自己研究哈，我也没戴过，纸上谈兵，见笑见笑……”杨坤说：“待会儿我来讲，没吃过猪肉还没见过猪跑吗?”大家一齐哈哈大笑，刘迁胡乱拍着桌子：“于秋语，你是个纯洁的孩子!”

“下面我讲讲避孕药。这种药必须每天按时服用(时差在两个小时以内)，不是吃一两次就有用的、另外，同时服用其他一些药物，也会影响这种药丸的功效

讲了一阵后，于秋语满头大汗：“小宝，拿橘子来!这些科學知识怎么这么难以吐出口……”

韦小宝拿出集资买的橘子，刘迁拿出准备好的避孕套，卧谈会立马进入高潮，大家咕咕嘎嘎，分外热闹。

正热闹问，忽然传来敲门声，同时响起的还有林“捕头”(年级主任)的高嗓门：“211怎么还不睡啊?搞什么鬼!”

韦小宝眼疾手快，赶紧摁灭日光灯，其他人大气不出，直至脚步声走远。

第二天，班长刘文婷找到副班长于秋语，因为班主任洪“教头”听说了他们周末宿舍吵闹的事情，请刘文婷作为先锋部队找于秋语探听一下详情。

刘文婷高高个子，软软头发，外表柔弱内里爽脆，说话嘎嘣脆，成绩响叮当，是于秋语佩服的类型，在这样的人物面前，于秋语不想隐瞒，他直接拿出他的资料。

刘文婷扫一眼脸就红了，她佯作镇定又再看了一下内容，然后皱眉说，“你们不能玩点其他项目吗?这让我怎么向洪老师开口啊?”

于秋语扶了扶眼镜：“这个……你可以直接把资料给洪教头，具体事宜，我来解释。”于是，刘文婷把资料卷成一卷带走了。

刘文婷没有直接去找班主任，而是找来死党樊冰冰。她们躲进湖心岛无人处，仔细阅读了一番后，樊冰冰跳了：“他们太不像话了!既猥琐又龌龊!”

而刘文婷沉默片刻，说：“我怎么倒觉得211的科学知识会蛮有意思呢?你想啊，如果高二的那个女生早些知道这紧急避孕药的知识，她不就不会怀孕了吗?”只两天，高二女生的事就全校皆知了。

樊冰冰黯然了：“是啊，我真同情那女生，可恶的男人让她的生活从此天翻地覆……其实这种事我是深有体会的。”刘文婷“啊”了一声，樊冰冰怒了：“想哪去啦!我讲给你听吧。但你不要告诉别人……我有一个堂姐就是因为这事才退学的……要是她早知道这些知识，也不至于如此不堪……”

“是那个替别人卖服装的非常漂亮的堂姐吗?”刘文婷一问，樊冰冰才想起堂姐与刘文婷见过，她握握刘文婷的手：“一定要替我保密!”

刘文婷点点头沉吟了一番，然后立起身：“我改变主意了。”她踢飞路边的一块碎石，拉起不明就里的樊冰冰往宿舍走。

这个夜晚，刘文婷打开了于秋语的讲稿，用细细的声音划破了江中中学的夜空，512的几个女生静静地听着，有些许害羞些许好奇。更有些许惊异。原来是这样的：抗组胺剂、抗酸剂、酒精、镇痛剂会影响避孕药的功效：如果发生了没有保护措施的性交，可以在72小时内服用紧急避孕药：而所谓的事后小便、跳跃能避免怀孕、如果不在经期就不会怀孕的说法都是不科学的……

刘文婷读完，摁灭小夜灯，大家继续沉默，害羞的心理令每个人都不知该如何表达。良久，刘文婷才叹一句：“想不到这些知识不是从家长那儿得到，而是从男生宿舍……”

樊冰冰接口道：“听说发起者是韦小宝?”

听到“韦小宝”，睡在下铺的陈银霜忽然笑出了声，她眼前现出韦小宝卷发下微胖的脸，这张脸上有时充满邪恶，有时充满真诚……

科学知识 篇12

关键词：科学教学,思想方法,整合应用

一、问题的提出

学生若能对数学思想方法有透彻的理解和运用, 就能够独立地发现问题、分析问题和解决问题。大量的事实表明, 数学思想方法是科学发现、发明的关键和动力。而科学教材主要是以知识结构作为编写体系, 因而数学思想方法是散见于整个教材之中。这就导致了数学思想方法的教学主观随意性很大, 其教学效果主要依赖于教师对数学思想方法的理解程度。虽然目前的科学教学非常强调能力的培养, 但在实际教学中, 学生将实际科学问题数学化、并利用数学知识解决实际问题的能力和意识, 几乎没有得到培养。

其实, 科学教学中实施数学思想方法的应用是基于建构主义理论之上的。皮亚杰的建构主义理论的教学观认为教师的一项重要工作就是要从学生的实际出发, 以深入了解学生真实的思维活动为基础, 通过提供适当的问题情景或实例促使学生的反思, 引起学生必要的认知冲突, 从而让学生最终主动建构起认知结构。初中生在学校接受了科学、数学等十多门课程的学习。科学教师应了解其他学科的知识体系, 尤其是初中的数学课程, 从而有效地在初中科学教学中整合相关的数学思想方法, 开发学生自身的知识资源, 帮助其建构系统的知识大厦。这种整合不是科学与数学的简单相加, 而是指在理解相关科学概念、尊重科学过程、明确公式的科学意义和适用范围、准确运用科学符号的前提下, 运用数学思想构建数学模型, 用数学的理论、方法和观点去解决科学问题。它不是纯数学的, 数学只能作为解决科学问题的工具, 运用过程中必须受科学概念、规律的制约。在实际的初中科学教学中, 就科学知识教科学知识绝对不可取, 而脱离了具体的科学知识空谈数学思想方法也是收不到预期效果的, 只有将二者有机地结合起来进行教学, 才能让学生学好知识, 逐渐形成优化的知识结构, 也才能真正领会、掌握数学思想方法的实质, 进而提高学生的科学素养。

二、整合应用的内容及其阶段性

1. 深入挖掘科学教材中的数学思想方法。

数学思想和数学方法既有联系又有区别, 数学思想是对一类数学方法的抽象概括, 数学方法是数学思想的表现形式, 强调指导思想时称为数学思想, 强调操作过程时称为数学方法。要想将数学思想与数学方法严格区分开来是困难的, 因此常常对这两者不加区分, 而统称为数学思想方法。从科学教材内容看, 其中大部分内容具有丰富的数学思想方法背景, 只要对它们适当加以分析、挖掘、增加或删减, 就可以找到需要应用数学思想方法的素材。所以, 首先要充分挖掘教材的可用资源, 对学生进行数学思想方法的应用渗透。例如, 初中科学中常利用数形结合的数学思想方法来分析晶体与非晶体的熔化特征、溶解度曲线、反应物与生成物之间量的函数曲线关系等;而电流的概念引入、常见的酸碱盐、常见的动植物等教学就体现了类比思想方法;分子、原子等结构、元素的化合价等就充分运用了模型的构建;化学反应方程式的差量法计算体现了数学上的等比例公式的运用;质量的测量中有著名的“曹冲称象”的故事, 它体现了等量代换的思想方法等。

总结起来, 在初中科学教材中应该渗透以下3种类型的数学思想方法: (1) 宏观型的数学思想方法, 如抽象概括、化归、模型、数形结合、归纳猜想等; (2) 逻辑型的数学思想方法, 如分类、类比、完全归纳、反证法、演绎法、特殊化等; (3) 技巧型的数学思想方法, 如等量代换法、待定系数法等。其中, 宏观型和逻辑型数学思想方法不仅在科学领域具有广泛的应用, 而且在其他学科甚至日常生活中也有普遍适用性。从中可以看出, 中学科学中确实蕴含了丰富的数学思想方法内容, 不但方法的种类多, 而且某些方法反复出现并应用, 这进一步说明在科学教学中加强数学思想方法教学不但具有重要意义, 而且现实可行。

2. 探析整合应用的阶段性特点。

数学思想方法的形成难于知识的理解和一般技能的掌握, 它需要学生深入理解事物之间的本质联系。因此, 在初中科学教学中贯穿数学思想方法的应用教学, 企图仅靠几次课就能奏效是不现实的。学生对每一种思想方法的应用都要经过较长时间、不同内容的学习才能领会和掌握。同时, 数学思想方法教学应与科学知识和数学知识、学生的认知发展水平相适应, 按照反复孕育、初步形成、应用发展的顺序逐步完成。细心观察、分析学生理解掌握数学思想方法的过程, 一般有如下几个阶段:

(1) 渗透与启迪阶段。在这个阶段, 学生往往只注意科学知识的学习, 而对隐藏在知识后面的思想方法未能引起注意, 或者只是处于一种“朦朦胧胧”、“似有所悟”的状况。

(2) 意识与顿悟阶段。随着运用同一种数学思想方法解决不同科学问题的实践机会的增多, 隐藏在科学知识后面的思想方法就会逐渐引起学生的注意和思索, 以至产生某种程度的领悟。当经验和领悟积累到一定程度, 这种事实上已被运用多次的思想方法就会凸现出来, 甚至达到一种“呼之欲出”的境界。

(3) 形成与应用阶段。这时, 学生已能正确运用某种数学思想方法进行探索和思考, 以求得问题解决。同时, 在问题解决的实践过程中, 又加深了学生对思想方法的理解, 经过多次应用, 能逐步到达一种对思想方法运用自如的境界。

(4) 深化与发展阶段。到了这个阶段, 学生遇到各种科学问题时, 能主动地、不假思索地用各种数学思想方法分析和解决, 甚至遇到生活和学习中的其他实际问题时也会自主灵活地运用。

三、遵循整合应用的原则

1. 循序渐进原则。

根据整合应用的阶段性特点, 教师在科学教学中实施数学思想方法时, 要让学生积极参与整个教学过程, 就应该以学生现有的思维发展水平为依据进行教学。这不但要求教师在教学中对学生提出的要求应恰如其分, 善于从具体材料入手进行教学, 而且要能接受学生看待问题的方法, 要容忍学生的错误, 并且看到错误背后的合理因素。事实上, 学生有他自己对客观事物的独特理解。或许, 这种理解在教师看来是不全面不合理的, 有时甚至是错误的。但是, 对学生自己来说却是有意义的, 因为学生的认识是适合于他现有的知识基础和思维发展水平的。教师只有充分尊重学生现有的学习能力, 才能使其教学真正促进学生的发展。有些教师认为, 让学生参与教学过程不但吃力, 而且很费时间。其实, 让学生花费一定时间展开主动的探索活动, 不但可以在提高学习能力、掌握思想方法、激发对科学的兴趣、增强学习科学的自信心等方面取得很大的收获和补偿, 而且可以使他们学到怎样学习, 怎样发展自己, 以及怎样在离开学校后继续提高, 即获得一种能持续发展的能力, 这正是素质教育追求的目标。

2. 主体参与性原则。

在教学中实施科学方法教育的过程中, 学生是认识活动的中心, 只有学生积极地、能动地参与, 凝聚于知识中的智力因素才能转化为个体的能力。学生通过课堂学习, 不但学到化学的基础知识和基本技能, 更重要的是通过教师的引导, 使他们进行理性的思考, 自主地参加解决问题的研究性学习活动。学生之间各抒己见, 师生之间热烈争论, 最后概括总结出科学正确的结论, 这样不但使课堂成为进行科学方法学习的有效途径, 还能有效地培养学生的科学精神、科学思想、科学态度和科学习惯。

3. 化隐为显原则。

由于数学思想方法往往隐含在科学知识的背后, 知识教学虽然蕴含着思想方法, 但是如果不是有意识地把数学思想方法作为教学对象, 在科学学习时学生常常只会注意到处于表层的科学知识, 而注意不到处于深层的数学思想方法。因此, 整合的关键在于通过教学设计进行化隐为显。

例如, 学生刚开始学习化学反应方程式, 教师往往能从宏观与微观两个维度与学生一起探究:化学反应遵守质量守恒定律的宏观事实, 通过建立模型来解释化学变化为什么会遵守质量守恒定律的微观实质, 进而得出化学反应中各反应物与生成物之间遵守固定的质量比。利用固定的质量比可培养学生学会关于化学反应方程式的简单计算。由于学生利用所学的知识能够顺利地建构, 较容易理解和掌握化学反应方程式的基本计算。接着, 再教学生利用差量法进行化学反应方程式的计算,

例1:把100g铁棒放在CuS04溶液里, 过一会儿取出, 洗净, 烘干, 称得铁棒的质量增加到103g, 问析出多少克铜?

解析:铁跟硫酸铜溶液反应的化学方程式为:Fe+CuS04=FeS04+Cu, 从反应的化学方程式中可以看出来, 造成铁棒质量增加的原因是:因为铁的相对原子质量 (56) 小于铜的相对原子质量 (64) , 一个铁原子置换一个铜原子时, 铁棒质量必然增加64-56=8份质量。现铁棒质量增加到103g, 用差量关系即可求得析出的金属铜的质量。

如果教师仅仅通过宏观与微观两个维度来解释差量与反应物、生成物之间也是遵守固定的质量比, 虽然能有少数同学能领悟, 但大多数学生仍是很茫然的。在这个环节中, 大多数教师忽视了数学思想方法教学的重要性。在讲解化学反应方程式的差量法计算时, 如果教师能及时结合学生数学课程中所学的等比例公式的知识, 学生则能比较顺利地完成知识的建构。因为学生已经理解化学反应中各反应物与生成物之间遵守固定的质量比, 即:, 而等比例公式又是他们所熟悉的, 即。如此将等比例公式的思想引入差量法计算的教学, 学生将会对差量法计算感到豁然开朗。

诚然, 按传统方法进行科学教学, 也有一些学生掌握了数学思想方法。但是, 这些学生是靠自己的艰苦努力, 经历了一个漫长的摸索过程才能达到如此境界, 而且只能是极少的一部分学生。因此, 通过巧妙而有效的教学设计把潜藏的数学思想方法挖掘出来, 与科学课程进行整合, 这是培养学生分析和解决问题能力的有力举措, 也是切实提高学生综合科学素养的有效途径。

总之, 提倡并且加强初中科学课程中数学思想方法的应用其意义在于促使学生对数学思想方法由盲目的、不自觉地应用向有意识的、自觉地应用转化, 大大缩短学生在黑暗中摸索的历程, 由只有少数人掌握数学思想方法变为多数人都能掌握, 从而实现全面提高每个学生的科学素养这一科学课程的核心理念。

参考文献

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