科技科学论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇科技科学论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》 正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。

什么是计算科学和它的来历

计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。

随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。

计算科学的发展

a、首先先介绍图灵机

图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。

b、计算机带动的计算学科

1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。

1、计算机语言

我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言Short Code出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。

2、计算机系统和软件开发方法

现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型

3、计算机图形学

在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft 。

4、计算机网络

随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。

计算机学科的主线及发展方向

围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：

1、计算科学应用层

它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。

2、计算科学的专业基础层

它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。

3、计算科学的基础层

它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。

计算机的网络的发展及网络安全

(1)计算机网络与病毒

一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、 编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。

通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet 正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。

因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。

我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。

( 2 )计算机病毒及它的防范措施：

计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。

、病毒的入侵方式

1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。

3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。

4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。

病毒攻击的防范的对策

1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。

2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。

3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。

4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。

很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。

总结

在学了计算科学导论之后，让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样，在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅，也知道自己应该好好努力，争取在自己的专业领域上有所成就。

参考文献

1、《计算科学导论》（第三版），赵志琢著 ，科学出版社2004版

2、《计算机病毒分析与对抗》 傅建明 彭国军 张焕国编著武汉大学出版社2004版

3、《计算机应用于基础》（第三版） 丁爱萍 著 西安电子科技大学出版社 2006版

篇（2）

1.科学技术的可持续发展:走出二难困境的必由之路

面对科技发展的二难窘境,我们该如何进行抉择？还要不要发展科技？如何发展科技？无论是科技的悲观主义者,还是乐观主义者,他们把一切都归于科学技术本身,从而走向了两个极端。然而,事实上,科技的悲观主义阻挡不了现代科学技术飞速前进的步伐,科技的乐观主义也不能使人类摆脱二难的困境。科学技术是社会发展的第一推动力,是现代工业文明的基石,因此,遏制、取消科技的发展是不可能的,而放任科技的无度发展,听凭人类危机的加剧,同样也是我们所不能接受的。我们必须走一条新路,这就是科学技术可持续发展之路。所谓科学技术的可持续发展,就是把科学技术的发展与社会的发展和人的发展结合起来,把合目的性与合规律性、人类的内在尺度与客观世界的外在尺度、以及人的局部利益与整体利益、眼前利益与长远利益结合起来,推进人类文化的整合,一方面继续发展科学技术,增进人类的福利;另一方面,合理利用科技成果,减少、避免其可能造成的负面效应。

2.文化的整合:科学技术可持续发展的文化根基

既然科技发展的二难困境的根由深藏于社会文化之中,根源于文化的破缺、科学精神与人文精神的失衡,那么,走出二难困境,实现科学技术的可持续发展的根基就在于文化的整合、科学精神与人文精神的有机统一。这是因为:没有科学精神的支撑,科学技术的发展就会失却前进的动力,而没有人文精神的引导,科学技术的发展就会迷失方向,只有二者的有机结合,科学技术的可持续发展才能实现。首先,科学精神是科学技术发展的推动力。科学精神弘扬人的理性,追求认识的客观性和真实性。理性是人类科学认识的基本特征,是人类知和行的指南,是确定已知与未知、可知与不可知,判断正确与错误的基本思维依据,是人类对自然、社会和人类自身本质、规律的永无止境的追索。没有创新,就没有科技的任何进步,没有创新,就不会有一次又一次的科技革命的发生。其次,人文精神是科学技术健康发展的导航仪或保证。这是因为:人文精神为科技发展、科技创新提供良好的精神氛围和思想自由的环境,开阔人的胸襟,拓展人的视野。如：文艺复兴时期的人文主义运动,反对中世纪神学抬高神,贬低人的观点,弘扬理性,肯定人的价值和尊严,从而为自然科学从神学统治下解脱出来开辟了道路。可以说,没有文艺复兴时期的人文主义运动,就不可能有近现代西方科学的发展和进步。最后,科学技术的推广和应用也需要人文精神来支撑。今天,科学技术的发展所引发的诸多争论,诸如:未来的机器人是否会统治人的争论、有关克隆人的争论,甚至媒体有关“人造美女”的争议等等,其实,不过是人对高科技发展所产生的一种心理或情感反应罢了。

作者：王声涛 单位：武汉理工大学马房山校区工程训练中心

篇（3）

其中，学科教育理论实现在职教师理论素养的提高，学习本学科领域的教学理论、课程理论和学习理论;新课程模块针对基础教育课程改革对教师提出的新要求而设计，旨在使教师领会新课程标准中蕴涵的课改理念，提升相应的学科教学设计能力，“新课程专题研究”环节依据新课程中增设的学科专题开设，帮助教师解决在新增学科内容方面带来的困难;学科教育研究是在职教师普遍感到困难的薄弱环节，也是制约教师专业发展的瓶颈问题，在经过大学阶段的专业学习以及多年教学实践的磨练后，这一环节的具体内容设计对有效教学将起到极大的专业提升和引领作用。

职后高师“学科教学论”的课程内容设置应遵循以下几条原则:贴近时代脉搏，体现新课程要求职后高师“学科教学论”的课程内容设置必须敏感于时代对课程培养目标的要求，也就是要“与时俱进”。在目前基础教育课程改革背景下，就是要关注新课程、反映新课程、体现新课程。关注学习者，突出职后特点任何课程设计如果脱离学习者的具体特点，都很难较好地实现课程内容的适切性。教师学习是成人学习的一种，既有成人学习的一般共性，又有教师学习的专业特性。因此，在课程内容选择、呈现方式、评价以及教与学的方式等诸多方面都应对此特点做出回应。重难攻坚，把握教师专业化发展薄弱环节职后学习作为教师继续教育诸多形式中的一种，必须依据教师专业化发展的特点和规律，针对薄弱环节，设计、选择、实施学科教学论课程，把握教师职业发展进程中的关键要素，在课程内容选择和设计上，为教师的职后学习搭建适宜平台，很好地起到专业提升与引领作用。

在前面的论述中，我们针对职后社会需求的变化和教育对象的发展特征分析，设计了主要针对新课程和教师专业发展的课程内容体系，包括学科教育理论、新课程、学科教育研究共三个模块。在数学学科中，结合学科具体特点，设计各模块的具体内容如下:

篇（4）

1989年1月，美国计算机学会(简称ACM)和美国电气和电子工程师学会计算机分会(简称IEEE-CS)联合攻关组在《ACM通讯》杂志上刊登了他们历经4年的研究成果——“作为学科的计算科学”的报告[2]。该报告围绕计算机的主要现象，从学科的三个基本形态，即理论、抽象和设计入手，结合科学与工程科学两大学科门类的基本特征，完成了计算学科的“存在性”证明，首次给出了计算学科的定义，为“计算”作为学科及其以后的发展奠定了基础。如今，计算已不再是一个一般意义上的概念，它已成为“各门科学研究的一种基本视角、观念和方法，并上升为一种具有世界观和方法论特征的哲学范畴”[3]。在长期的社会生产实践中，计算科学的内涵与外延从学科的角度得到进一步诠释，ACM和IEEE-CS以及计算机界关于计算学科认知问题的研究不断取得重要成果，其中，CC1991(“计算学科教程1991计划”的简称)和CC2001(“计算学科教程2001计划”的简称)报告为计算学科建立了现代课程体系。随着计算科学的不断发展，其课程体系也在不断完善，2004年11月，ACM、AIS和IEEE-CS又联合公布了新的计算学科教程CC2004，文[4]对该课程体系做了分析与思考。

随着信息技术行业人才需求的与日俱增，世界上绝大多数高等院校均设立了计算科学或与之相关的专业，国内的高等院校也不例外。为了有效地推行国内的计算机科学与技术教育，同时又能与国际接轨，中国计算机科学与技术学科教程研究组于2002年提出了“中国计算机科学与技术学科教程2002”(ChinaComputingCurricula2002，简称CCC2002)[5]，该教程从计算机学科教学计划的发展、计算机学科的定义、计算机学科本科生能力培养、计算机学科知识体系演变、计算机学科课程体系结构、计算机学科课程的教学计划与组织方法等方面全面阐述了计算机科学与技术学科知识与课程体系的外延与内涵，进一步明确了新形势下计算机科学与技术学科本科生能力与素质培养的基本要求，为国内高校计算机科学与技术学科制定培养方案和形成具有自身特色的课程体系提供了指南，对中国高校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。CCC2002给出了中国计算学科课程体系的描述，但如何围绕这一课程体系概括的知识领域和知识点来组织知识内容仍然具有随机性，特别是在幅员辽阔、经济和文化发展水平存在地区差异的中国，这种随机性尤为突出。因此，我们必须深入分析CCC2002的特点，理解其精神实质，根据地区的特点和各高校自身发展的水平与特色合理选择或组织各类课程的教学内容，积极开展教学改革，不断强化课程建设，只有这样，才能为课程目标的实现建立良好基础。

2CCC2002的基本特点

CCC2002的特点在于，它既有对国外研究成果的借鉴，又融合了国内计算机科学与技术学科教育研究成果；由体系到课程，自顶向下进行课程体系设置，按基础课程(包含部分核心知识单元)、主干课程(包含大部分核心知识单元)、特色课程(发挥各校特长，培养学生个性，体现地区特色)，提出了课程分级实施策略；指出在知识领域、知识单元、知识点的描述及核心课程的设计方面，应充分体现“课程体系设计组织与学生能力培养和素质提高密切相关”的理念。CCC2002强调教学过程中实践的重要性，同时又要注重创新精神和能力的培养。值得一提的是，该教程提倡研究型教学，进一步明确了教学向教育转变的重要思想。

在CC2002教程的引导下，国内从事计算机科学与技术学科教育的广大学者对计算机科学与技术学科教育的诸多问题，如培养计划、课程设置、教学类型、教学计划、教学实施、实践设计、教学评价等进行了广泛而有益的探讨[6,7,8,9]，并根据学科体系要求，编写出版了一大批教材，丰富了计算学科课程体系教材建设的内容，推动了计算学科课程教学改革的进程。然而，一个不容忽视的现象是，虽然我们一直都在强调课程与教学的目的是提高学生的综合素质，但是究竟什么是当代学生经过学科课程教育应当具有的综合素质，仍然是一个值得探讨和研究的问题。就目前国内较为普遍存在的教育理念而言，近代课程与教学理论凯洛夫(N.A.Kaiipob)的“捷径主义”思想仍旧占据着主导地位，受这一思想的影响，教材内容通常比较“经典”，教学过程各个环节围绕这些经过验证的、可靠的和基本成型的知识而进行，至于这些知识的形成与发展却少有问津。所谓“捷径主义”认为“学生学习的是科学上可靠的知识而不负有发现真理的任务，走的是教师引导的捷径而避免前人在历史上曾走过的弯路”[10]。虽然这一思想“发扬了传统教学论的优点，纠正了适用主义教育忽视系统知识偏向”，在目前高校教育的某些方面仍然具有积极作用，但就总体而言，它与CCC2002倡导的研究型教学、教学向教育转变理念有不相协调的方面。因此，高校计算学科课程教学内容的改革理当受到人们的关注。

3基于知识与知识背景的课程教学

随着教育理念的不断更新，教育教改研究与实践的不断发展，人们已越来越清楚地认识到学生实践与创新能力培养的重要性，越来越注重学生在知识点掌握基础上知识结构的形成，越来越感受到学生关于学科综合素养的内涵，在理工学科课程体系中引入越来越多的与学科有关的人文科学的内容，可以说是适应时代要求和发展的一种进步，是教学向教育转变的一种必然。然而，要真正做到教学向教育转变，仍然有许多值得研究和探索的工作要去完成。其中，如何根据计算学科教程描述的学科知识领域、知识单元和知识点，在教材或教学过程的知识内容安排与讲授过程中，打破传统方式，在现有基础上推陈出新，就是一项非常有意义的工作。我们是否可以做这样一种尝试，在课程知识的组织与传授过程中，把知识的来源即知识产生的背景有机地融入其中，使之成为教材内容的一部分或补充，让学生在学习课程知识的同时，了解知识的背景和来源，更多地知晓与学科知识有关的人和事，更深地理解知识的内涵，更好地把握知识的运用与发展趋势，使学生在学习、理解和掌握知识的同时，学科意识和学科素养得到培养与发展。这样的做法无疑是有益的但却并非易事，有大量值得研究和探索的课题和实践活动，其中以教学内容改革为先导的课程教学改革将成为学科教育改革的主要内容，它涉及教育理念的更新、教学方式与方法的运用，教学组织形式的变化、教学评价体系的构建等等，同时对教师队伍的知识结构也将产生新的要求。它不仅要求人们具备学科知识，而且还要有学科思想史和学科方法论的知识。因此在学科教育中应该有更多的教育工作者关注科学和学科思想史研究。就计算学科而言，计算学科思想史研究是基于背景知识计算学科课程教学改革的基础。

3.1计算科学思想史研究

现代计算科学在理论和应用方面取得的伟大成绩，是人类长期从事社会生产实践的结果，是无数致力于计算科学研究与实践的工作者们共同智慧的结晶。计算科学是整个科学体系的一个重要组成部分，是研究计算知识、计算理论及其应用的科学，是关于计算学科知识体系和与之相关领域知识及其相互间关系的总和。而计算科学思想史则是研究计算科学的形成与发展过程的科学，其研究的目的在于通过对计算科学发展过程中各个事实、各种现象和思想的分析，总结计算科学的历史经验，揭示计算科学的发展规律，促进计算科学的发展。计算科学思想史的研究对象并非计算科学本身，它是以哲学、历史学的观点和方法来分析计算科学的发展历史。

作为一门科学，计算科学思想史研究有其自身的理论体系，这一理论体系涉及计算科学、工程学、哲学、历史学、心理学、社会科学等诸多学科领域的知识。计算科学思想史是以计算科学理论与实践的形成与发展为基础，以辩证唯物主义和历史唯物主义为指导，以科学思想史研究的基本原理为依据，分析人类历史上计算科学重要成果和重要学术理论的诞生过程，其思想与方法的形成过程以及它们的科学与哲学意义。计算科学思想史研究将随着计算科学的发展和人类进一步的发明与发现而不断变化并日趋完善，是一门极富发展性的科学。文[11]中，作者对计算科学思想史研究的特点、内容、方法等问题进行了探讨。

3.2基于知识背景的课程教学

所谓基于知识的课程教学就是把学科知识与知识背景有机结合，使之成为课程教学内容的统一体进行施教与学习的过程。其教学目的是让学生在了解和掌握学科知识的同时，了解知识产生的背景，感知知识背后隐藏的思想与方法，为学生提供更为广阔的想象与思维空间，培养学生的学科意识，提高学生学科文化水平。

知识背景的内容可以是对知识产生过程的叙述，也可以是对学科知识未来发展前景的展望；可以是直接的背景知识，如与学科知识有关的知识进程、事件、理论、思想方法和人物等，也可以是与学科密切关联的相关学科的知识；可以是正史中真实的故事，也可以是传说和轶事；可以是知识成功应用的经典，也可以是正在实践中的探索。

知识背景组织形式可以采用课程设置的方法整体阐述学科的形成与发展以及思想与方法，如计算机科学与技术导论、计算机科学与技术方法论等；也可以是针对具体课程的知识背景叙述，如关于课程的导论、绪论、前言等；还可以是关于课程单元知识背景的描述，如每个章节的前序、引导等；甚至可以是涉及知识点的知识背景，如有关概念的形成，概念与概念之间的关联等等。

把知识背景作为课程教材的内容，或在教学过程中适当地介绍与课程知识相关的知识背景，在目前高校的计算学科课程建设和课程教学中或多或少地受到人们的关注并加以应用，但这并非真正意义上的基于背景知识的课程教学。从基于课程知识的教学到基于知识与知识背景有机统一的课程教学，并非一门计算学科导论所能解决的问题，它涉及整个计算学科课程内容的组织，课程教学计划安排，课程教学模式设计，课程教学方法运用，课程教学评价机制建立等一系列与课程建设和课程改革有关问题的研究、探索与实践，是一项需要广大的计算学科以及相关学科的教育工作者共同参与和共同努力才能够有效实施并不断取得进展的系统工程项目。

如果说基于知识的计算学科课程教学是围绕计算科学的知识体系及其发展过程中不断取得的最新成果而进行的知识与技能传授，那么基于背景知识的课程教学则是在此基础上的学科意识培养和学科素养教育，至少有以下几个方面的作用。

(1)将有利于学生对课程知识学习兴趣的提高

教育心理学认为，学习兴趣是指人们探究事物的心理倾向和获得知识的原动力。古今中外的教育学家们对在教学过程中培养和激发学生的学习兴趣都是极为重视。中国古代教育大师孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”德国近代教育家第斯多惠(F.A.W.Diesterweg)在其倡导的“全人教育”理念中就阐述了教育的任务主要是发展学习者自身的能动性思想，认为：“我们的教育艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。”瑞士现代著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)更加强调个体在认知生长过程中的积极作用，并明确指出：“所有智力方面的工作都依赖于兴趣。”由此可见，学习兴趣是学生学习的情感意向和动力，是学习积极性和自觉性的核心，在全面推行以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育的今天，培养学生学习兴趣尤为重要。

影响学生学习兴趣的因素很多，如教学方法、教学手段、教学风格、教学态度、教学评价等等，其中教学内容的组织安排也不失为一重要因素。教学实践结果表明，学生对“知识背景”感兴趣的程度要比对“知识”本身更高。因此，如果能够在课程教学内容编排中将与课程知识有关的人物、事件以及相关的理论与方法实例有机的融入其中，就能够在教学的实施过程中不断地“激励”和“唤醒”学生的学习兴趣，并通过兴趣的延伸，使学生在不知不觉中获取并掌握知识。

(2)将有利于学生对课程学习知识内容的理解

学生对知识的认识、理解和掌握过程，应遵循人们认识客观世界的一般规律，即是一个从感性认识到理性认识的过程。感性认识是人们通过感官与认知事物接触而形成的关于事物生动和直接的映像，包括事物的具体特性、表面现象、各个片面及其外部的联系等；理性认识是人们在感性认识的基础上，进行抽象和概括而形成的对认知事物的本质和内部联系的认识，通常有概念、判断和推理三种基本形式。

在课程学习过程中，我们往往会强调对概念的理解，对知识点的掌握等，这样的认知应属理性认识范畴。基于知识的课程教学内容组织通常是按照概念的引入、概念到概念、例题分析、实际应用举例，习题练习等步骤顺序进行，而课程内容的选择通常是经过实践检验或严格论证的知识的精华部分，是已经上升为理性认识的产物。让学生在对认识的事物尚不具备“自然经验”和“社会经验”的基础上，去“理性”地把握事物的本质，只能是“填压式”的知识灌输，于是在我们的课程教学中就有了许多“先记忆再慢慢理解”的东西。基于背景知识的课程教学将经过提炼的前人对事物认识的自然经验和社会经验呈现在学生面前，在一定程度上可以弥补学生在对事物感性认识方面的不足，帮助学生更好地理解和掌握课程的学习内容。

(3)将有利于学生对课程知识体系的把握

在高等教育中，学科领域的知识体系通常是以课程体系来描述的，而课程的知识体系是由课程涵盖的知识主题及其相互间的关系来刻画的。基于知识的课程教学往往只注重课程知识主题或知识点的教学而忽略课程之间、主题之间、知识点之间内在联系的阐述，使得学生在学习过程产生难以知识联想，对知识的认识是“只见树木，不见森林”。例如，很少有学生能够将平面中的“点”、集合论中的“集合”、命题逻辑中的“命题”等概念统一进行思考的，也很少有学生能够准确地回答在线性代数课程中学习向量空间和向量运算真正目的等等。基于知识背景课程教学的目的之一，就是通过知识背景的阐述，将课程知识的初始本质及其相互间的关系呈现出来，为学生营造知识联想与知识探究的学习情境，更加全面地把握课程的知识体系。

(4)将有利于学生创新能力培养与提高

******指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”而“教育是知识创新、传播和应用的主要基地。也是培养创新精神和创新人才的摇篮。”因此，在实施素质教育过程中，着力培养学生的创新精神与创新能力应成为我国教育改革和发展的当务之急。CCC2002竭力倡导的研究型教学以及教学向教育转变的根本目的之一，就是要在学科课程教育过程中，不断强化学生创新素质的培养。创新的过程是知识综合运用与发展的过程，对知识体系的全面掌握是创新的基础。创新能力培养受到教学内容和教学方法的影响。基于课程知识的教学通常以传授知识为主，教学方法也以课堂讲授为主，这种教学往往使学生思维固化，知识活力得不到发挥，很大程度上影响了学生创新能力的发展。而基于知识背景的课程教学不仅能够大力开发学生的想象力和直觉思维，拓宽学生的学科视野，同时还能够有效地运用案例教学、活动教学、讨论教学、探索性学习等各种方法，促进学生个性发展，使学生独立思考、批判思维、严密分析、从不同视角看问题等多方面能力得到培养和提高。

(5)将有利于学生学科文化素养的提高

科学技术的发展导致学科和专业的发展，使得分科教育成为目前我国高校人才培养体制的主流。分科教育很显然是为了造就专门人才，但狭窄的专门训练往往不利于培养学生的创新意识和创造力。在经历了长期的教育实践之后，人们已认识到分科教育在某些方面的严重不足，提出了新形势下“通才教育”观念，并以某些高校作为试点开展“大类培养”教学模式的实践与探索。如今的社会是信息社会，对IT本科生的知识结构提出了新的要求，除了要求他们掌握专业知识外，还要求他们具有数学、物理及相关领域知识，更有人文社会科学知识的要求，既能够适应专业的变化和拓展，又要有敏锐的专业拓展意识。总而言之，现代人才培养过程更加强调的是学科素养，它涵盖了对学科知识的掌握，对学科过程与方法论的认识和对学科的理解与情感。正如专家指出的那样，在人才教育与培养过程中，“大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握学科的方法、树立恰如其分的科学形象，以便在这个科学时智地对待科学、对待社会、对待生活。”[12]如果我们将这样的理念带入学科教育过程就不难发现，仅仅靠基于知识的课程教学是无法实现这一要求的，而基于知识背景的课程教学至少可以从两个方面弥补其不足：首先，基于知识背景的课程教学以发展和进化的观点反映学科知识进程，能够有效地避免课本知识的“神圣化”与“教条化”，将批判与继承的有机统一贯穿学生知识获取过程；其次，基于知识背景的课程教学以学科与相关学科分支领域知识相互联系的思想展现学科知识内容，能够有效地克服对学科知识掌握的“孤立性”和“片面性”，是学生的学科意识与学科素养得到进一步培养与提高。

4结束语

计算学科不只是简单的一些课程汇总，而是一个庞大的知识体系，它对人类社会的发展与进步有着重要而深刻的影响。目前，全国几乎所有高校都开设了计算机专业，有些计算的概念和知识还下放到了中小学课程之中。在此情形之下，如何构建我国计算科学的教育体系，培养什么样的信息技术人才，如何让全社会更深刻地认识计算科学的内涵，更全面了解计算科学的发展规律无疑是一件十分有意义的工作。基于背景知识的课程教学是一种理念、思想和方法，也是一种实践，虽然它不是一个什么新的提法，已或多或少地被人们认识并加以应用，但总体上仍然未形成一种趋势。基于知识背景的课程教学应有它的理论体系、方法体系和实施体系，这些都是需要研究、探讨和实践的，可能还需要一个较长的过程。然而，当我们面对计算学科教育改革中出现的种种问题和在计算学科人才培养中面临的种种困惑时，首先应该想到的是作为计算科学的教育工作者应当作些什么。

参考文献：

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[2]DenningPJ,municationsoftheACM[J].1989,Vol.32(1).

[3]郝宁湘.计算:一个新的哲学范畴[J].哲学动态,2000,(11).

[4]蔡启先.CC2004计算学科教程体系分析与思考[J].高等工程教育研究,2006,(5):77-81.

[5]黄国兴等.中国计算机科学与技术学科教程2002[M].北京:清华大学出版社,2002.

[6]周世平.CCC2002教学计划实施环节的探讨[J].计算机教育,2004,(8):56-58.

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2研究方法

本文选取小学科学教材和初中化学教材进行文本分析，试图针对教材衔接中体现的知识广度、知识深度以及方法运用进行探讨。首先，整理出小学科学教材中与初中化学相关的核心内容，进行分类对比，了解对应性，探讨知识广度；其次，对比小学科学与初中化学课程的核心概念，了解小学科学学习对化学前概念的影响，探索衔接中知识深度的把握；再次，整理小学科学阶段在开展科学探究活动中运用的方法，分析其对于化学研究方法和探究技能的基础作用。目前九年级化学教材和小学科学教材版本众多，为了充分考虑实际衔接情况，并没有考虑同一出版社出版的教材，而是选取笔者所在的南京地区所选用的教材。小学科学选用的是江苏教育出版社郝京华主编的版本，而初中化学则选取了人民教育出版社2012年修订版。

3初中化学和小学科学教材衔接特征

3.1知识广度

小学科学涉及面广，其中与化学相关的知识分布在物质科学、生命科学和地球与空间科学三大领域中，比较集中在化学变化的初步认识、身边典型的化学物质等方面，少量涉及化学与社会发展的联系。例如，初中学习“身边的化学物质”之前，初中生已经对氧气的助燃性、空气的组成、二氧化碳与石灰水的反应、水的溶解性质、铁生锈、作为酸碱指示剂的紫甘蓝等有了初步了解，而中学化学教材对于这五个二级主题则有所展开，涉及多方面的知识点。现以“我们周围的空气”主题为例进行小学科学教材和初中化学课标的知识点比较。小学科学中只是简单了解到氧气助燃性，但不了解体现助燃性的具体化学反应；二氧化碳和澄清石灰水产生的白色浑浊早为学生所熟知，对于石灰水仅停留在名称的知道层面，也没有深入到浑浊的具体物质。小学科学中涉及到的化学物质主要是生活中最常见的十种左右，往往停留在了解具体的反应现象。基于此，涉及面更为广阔的初中化学课程，呈现层出不穷、性质各异的物质对于学生来说本身就体现了足够吸引力。

3.2知识深度

美国最新推出的《K-12年级科学教育框架：实践、共通概念及核心概念》将“学习进阶”作为学习期望的核心表述形式，认为学生对科学核心概念的学习进阶就像爬楼梯的过程，学习进阶的中间过程类似于楼梯逐级上升的台阶，各个台阶象征着学生在不同的年龄阶段能达到的理解核心概念和科学操作技能的不同水平，其理念要求中小学科学课程在宏观上必须具有良好的一致性（课程内容均指向科学素养）与连贯性（各学段所学内容具有良好的关联和衔接）。在我国，小学科学是学生系统接收科学教育的启蒙阶段，小学科学的教学内容为中学生理化生地的学习提供了广泛的知识基础。就化学学科而言，多个科学概念在小学科学教材中已经出现，但限于小学生的学习经验和生活经历，小学科学不可能对某一化学主题概念进行全面、清晰的表达，教师也不能对学生进行精深的讲授和分析，只能在有限的生活经历基础上加以感性认识和简单辨析，所以初中阶段还需要围绕核心概念加以整合和发展。“物理变化”和“化学变化”是九年级化学学习中的第一组重要概念，变化观也是化学教学中重要的学科观念。学生在小学六年级时就已经接触到了“化学变化”——只是此时没有专门提及这个概念。在小学科学教材“蜡烛的变化”中，以蜡烛的变化特征将物质的变化分为两类。小学科学不关注概念的界定，尚未清楚物理和化学学科的区别和联系，对于“物理变化”和“化学变化”的分辨也就无从谈起，因此将重心落在学生的体验和观察。而且在生活经历中，学生或多或少积累了些化学关注的主题内容，但是由于民间传说、媒体报道的误导，往往存在很多迷思概念，化学课程教学的作用就自然体现。当然，小学科学阶段对于“化学变化”的认识只是科学启蒙，对于其深入理解还需要在化学各模块教学中不断升华、进阶。

3.3科学方法和技能

无论是小学科学还是初中化学都很关注科学探究。这种科学技能实际上既包含心智技能又包含动作技能，即要动脑又要动手。苏教版小学科学教材在每一册都安排了一章“科学过程技能”专题，平均每个专题安排一到两种技能，它们不仅体现科学工作者在科学研究过程中必须具备的思维方法和操作技能，也成为初中理化生开展探究教学的技能基础。小学科学和初中化学教材中的“科学探究”模块都是采用集中专题与分散融合的综合呈现方式。初中化学重在第一章安排“化学是一门以实验为基础的科学”作为“科学探究”的启蒙，以两个典型案例呈现化学学习特点和科学探究全过程，但很多科学过程技能的掌握和应用，还依赖于小学科学的学习作为基础。小学生探究过程中的动作技能还停留在简单操作，学科知识综合应用层次较低。相比较而言，九年级化学由于学科性的增强，除了要求完成基础学生实验，还需要在教师的指导下根据实验需要选择实验药品和仪器，并能安全操作。小学科学和九年级化学教材中铁生锈实验的设计极其相似，均关注观察、假设、交流等技能，尤其在控制变量方面同样给予学生思维的启发，但九年级化学教材在蒸馏水和干燥剂的使用方面提出了更高的要求，有利于实验的成功——毕竟小学生知识所限，考虑问题不全面。从“铁”到“洁净无锈的铁钉”，“水”到“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”都是对恒量和变量的准确描述与定性，更加凸显科学研究过程中需要的严密思维和实验操作的精确性。当然，正因为该实验的小学基础，初中阶段还可以适当增加开放性，减少教师的指导成分，将更多思考的自还给学生。

4处理教材衔接问题的途径

由于我国不同学习阶段的学科课程是分别设计的，小学和初中之间、初中和高中之间缺乏内在的逻辑联系，导致教学实践中出现大量脱节现象。据不完全调查，现有初中化学新课程和小学科学课程的衔接存在明显缺失：鲜有中学教师主动了解小学科学课程，中学理科教学并未切实建立在小学科学的学习成就之上；小学科学课程在一线教学实践中落实情况较差，很多小学客观物质条件不具备或关注不够，实验活动开出率低，小学科学课程形同虚设；科学任课教师多为其他学科兼职教师，即使是专职教师也存在科学思维狭隘、科学素养薄弱的现状，导致小学科学教学内容或观念传递存在一定的科学性错误，需要初中理化教师更正和指引。

4.1关注小学科学，全面了解化学相关学情

九年级化学教学设计开展学情分析往往有所局限，认识或只关注化学教材已学内容，或只联系初中物理和生物的学习，从学生学习的延续性和综合性来看是十分不利的。根据以上教材对比，我们挖掘出苏教版小学科学教材与人教版九年级化学教材之间千丝万缕的联系，认为小学科学作为科学教育启蒙阶段，其内容设置、实践设计都会对初中的理化生教学产生影响。科学教育工作者需要基于学习进阶研究对基础教育阶段的科学课程进行整体设计，合理规划，对每个学习阶段提出符合学生科学认知发展水平的要求，从而实现各阶段科学课程的无缝对接，才能有效促进学生科学素养的连续一致的发展。初中化学教师需要充分考虑学生在小学科学中知识、技能的获得情况，避免教学内容的简单重复，避免对学生已有经验的分析不完善，应用有限的课堂时间去关注初中和小学所学内容的差异。建议化学教师可以借助学生档案了解其小学阶段科学课的开设情况，便于掌控化学教学与小学科学的联系点；利用课前交流、问卷、测验、课堂导入时候的开放式提问或实验问答等掌握学生的前概念。

4.2通过有效问题的设计，激发学生已有基础

九年级化学课堂，需要设计巧妙的问题，激发学生小学科学中建构的已有概念，启发针对新旧知识中产生矛盾的思考，从而促使学生的开放性思考。笔者设计了相应的提问，表现基于小学科学的化学学科提问。

4.3利用学生已有基础，调动学生参与热情

学生常常对于缺乏基础、难度较大的问题具有畏难心理，而个人生活经验、学习背景对新知识的建构有一定的促进作用，引导学生回顾旧知、思考已有基础、选择性加工和应用新信息，能够充分调动学生的参与热情。例如，小学科学中已经在四年级开辟主题“我们吃什么”和“怎样搭配食物”，并安排设计食谱活动，所以九年级《化学与生活》“人类重要的营养物质”教学，可以设计成食谱活动的延伸：通过让学生自行设计食谱，从食谱中的肉蛋引出蛋白质，介绍蛋白质是如何被人体利用的；通过分析食谱，纠正学生对蛋白质存在的认识误区，了解人体内重要的两种蛋白质：血红蛋白和酶。再看食谱：从食用油的添加引出油脂，区分植物油脂和动物油脂的区别。此时学生已经深入体验到物质、能量、变化等核心观念，可以让学生通过生活体验蛋白质、糖类和油脂的供能作用比较。三看食谱，由饭店用餐结束后都会上一道果盘，引出维生素的学习。

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2在多媒体课堂教学中的具体应用

多媒体教学是现代教学中的常用教学模式,该教学方式能够有效促进学生学习主动性和积极性的提高。多媒体教学的开展通常需要计算机、软件控制、多媒体音频输入设备和数据储存设备等共同实现,通过将计算机科学技术和视频、音频等进行有效结合,改变传统的课堂教学模式,不断创新教学方法,可以丰富教学内容,提高教学质量。老师们可以在开展多媒体教学的过程中,综合考虑和分析每个学生的具体特点,设计具有针对性的辅导方法,促进教学辅导质量的提升。例如,在进行英语教学工作时,老师们可以利用计算机科学技术挑选一些与教学内容相符的英文电影进行播放,塑造一个形象生动的英语对话环境,激发学生学习英语的兴趣,提高教学效果。

3为学生日常学习提供便利

因为计算机网络不容易受到时间因素和空间因素的影响,计算机科学技术的应用对于学生的日常学习来说十分方便。首先,计算机网络计算能够实现及时查阅和迅速上传,大大提高了学生的学习效率,学生要熟练掌握和运用计算机互联网的搜索功能,及时找出有效信息。其次,老师们应该利用计算机科学技术,获取更多丰富的教学资源,引导学生学会触类旁通,达到举一反三的效果。网络上丰富多彩的教学资源能够有效吸引学生的学习兴趣,使学生在轻松有趣的环境下学习,提高学生的学习主动性和积极性。最后,学生通过网络途径进行学习能够拓宽知识面,使得老师在跟学生交流互动时能有更多的话题,讨论的内容更加多样化,改变过去课堂教学的枯燥乏味,使课堂教学充满生气,也使学生在课堂讨论中深化对知识的理解。最后,因为不同学生的学习能力和接受水平具有一定差异性,如果仍然采用传统教学中的“一遍过”教学方法,无法保证所有学生取得良好学习效果,通过使用计算机科学技术,老师们就可以克服时间、空间因素对课堂教学的限制,实现对传统教学方式的调整,例如,找一些与课堂内容相符的视频,发送给学生观看,引导学生对教学知识进行深入理解,补充他们的知识储备,提高其理解能力和接受能力。

4推动现代远程开放教育的发展

计算机科学技术的发展进步给现代教育带来了很大的推动力,为现代远程开放教育的实现提供了可能,为不同人群的学习提供同样多的资源和机会,赋予现代教育更大的开放性。依托计算机科学技术的现代远程教育可以使求学者获得同等的学习机会,而不会受到时间、空间、学生个人情况等的影响,在任何时间任何地点均可实现自主式学习。例如,老师们通过使用计算机科学技术,能够独立完成网络课程的制作和完善,然后将其传输到教育网站中,方便求学者按照自己的学习需要查看相关课件,掌握相应的知识,学生在远程学习的过程中,如果遇到难以理解的问题,可以通过网络实现与教师或专家的在线沟通和讨论,及时将难题解决。另外,老师们还可以利用实时视频传输技术,针对远程学习者开展实时指导。老师们应该要充分利用在线答疑系统,不断促进师生互动,提高教学活动的针对性和有效性,优化教学管理。

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2.树立正确的工程观

工程活动的辩证内容与自然界的辩证法是不同的，工程活动相比之下更丰富一些，它是以人造物为目地的社会活动过程，它把自然界的辩证法，人的活动的辩证法、科学技术的辩证法、社会辩证法组织一起。理论的角度来说，许多科技工作者都有多年的工作经验，但对于工程活动和概念的整体理解与本质区别还是掌握欠缺，他们需要对工程哲学深入研究，真正理解工程活动在人、自然与社会这三大体系之中的作者、地位与价值。如今，很多科技工作者在工程实践过程中，会出现各种盲目性或盲从性，主要分析原因就是对工程的理解还停留在经验认识的层面之上，并没有升华到理论认识层面。所以，这就要求科技工作者要在工程哲学和工程实践过程之中，认真正确的贯彻落实科学发展观。我们还应该重视工程和审美的研究，工程伦理的研究，这些研究会促进创新型人才的培养和成长，当然，还应该讲的一点，工程哲学研究现在已经在独立推进，但是同时也应该关注和工程科学哲学的关系，技术哲学的关系和社会哲学之间的关系要相互借鉴，相互交流，相互促进。工程是现实生产力、直接生产力，是社会生存的基础，是人类文明的标志。工程能力是一种软实力，它直接决定着一个国家的发展水平，甚至是兴起或衰落。由此可见，工程哲学是科学发展观的理论基础，深入研究工程哲学是认识和落实科学发展观的关键。工程实践占据着科学的内部和外部的双重地位，工程也被看成是由各种社会要素共同塑造的。整个工程系统都要运用哲学思维来分析、统筹综合，亦达到尽可能接近事物的客观规律，努力与周边环境的生态、与社会和谐相处。

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新课改的理念也要求数学教学要紧密联系学生的生活环境，从学生的经验和已有知识出发，创设有助于学生自主学习、合作交流的情境，让学生生动活泼地学习数学知识。比如，在教学完求平均数应用题以后，可要求学生通过社会调查，数据收集和整理来了解某家、某厂或某队日常生活中的用电、用水的平均费用，自己班上同学的平均身高、平均年龄等。在元、角、分的教学以后，可利用数学活动课组织学生开展模拟购物活动，师生互当售货员和顾客进行买卖游戏，对于一些后进生，还可带着他们去学校商店，通过买一些学习用品，让他们了解元、角、分之间的关系，在学校组织学生参加为希望小学献爱心活动过程中，也可就借此东风，让学生把家里的零钱凑起来，计算出总金额，通过这些活动，让学生熟悉了元、角、分以及它们之间的兑换和简单的加减计算。反思：通过上述设计，能开发学生的思维能力又把数学与生活实际联在一起，使学生感受到生活中处处有数学。这样的教学设计具有形象性，给学生极大的吸引，使学生意识到在他们周围的某些事物中存在着数学问题，养成有意识地用数学的观点观察和认识事物的习惯，并逐步学会把简单的实际问题表示为数学问题。

二、立足动态思维，增强知识建构的有效性

教室在此过程中，应基于切实培养学生数学思维的立足点。案例1：长方体和正方体体积，教学设计如下：活动1：创设问题情境，发现问题。先复习长方体和正方体相关概念和它们的体积计算公式，然后出示问题：学校多媒体讲台的形状是一个长方体，它的底面积是1.2平方米，讲台高是1.5米。这个多媒体讲台的体积是多少立方米？要求学生先自主探究。预计学生会这样解决的：1.2×1.5=1.8(立方米)。教师据此设置悬疑：照你们的说法和做法，底面积×高=长方体体积？(教师在等号上打一个大大的问号)(产生认知冲突:与前面所学“长方体体积=长×宽×高”不一样。)活动2：解决问题。分析问题：(l)要证明“底面积=长×宽”。把“底面积×高=长方体体积”和“长方体体积=长×宽×高”进行形式上的比较，然后引导学生归纳。化解问题：底面积是否等于“长×宽”呢?(停顿，再次引起思维矛盾。)再次化解问题：什么是底面积?(引导学生说)，学生知道了底面积就等于“长×宽”，证实了前面的猜测和分析推理。从而可以得出结论（证实前面的假设成立)。活动3：类比推理，统一公式。由长方体与正方体关系类比推理(横向思维)得出正方体体积与底面积的关系。最后得出统一公式:V=Sh。反思：上述设计立足学生的思维养成和发展，设置悬疑，形成从未知“底面积×高是否等于长方体体积”到已知“长方体体积=长×宽×高”的逆向分析、推理求证的思维活动过程，中间很自然地融入底面和底面积概念的学习，而不是从告知“底面积=长×宽”，结合已知“长方体体积=长×宽×高”得出未知“底面积×高=长方体体积”的正向说明过程。这一过程实，际上也是一个思维聚合和发散交错体现的过程，对课堂教学能够达到事半功备的效果。

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再出示幻灯片，布置学习任务：以小组为单位请将所有关联的动植物用箭头连在一起。学生写完后在展台前使用投影仪汇报展示，相互交流。用幻灯片出示下一项任务：你们有什么发现？学生汇报，同一种植物会被不同的动物吃掉，同一种动物也就可吃多种食物；把动物世界里的动植物连接起来就像一张网。此时，向对学生解释生物之间这种复杂的食物关系形成了一个网状结构，就叫食物网。顺势利用幻灯片出示学习任务：生物之间是什么关系？学生能够答出，生物之间相互依赖、相互影响。播放关于池塘和田野中视频，让学生观察生物的生存情景。播放后，利用幻灯片出示任务：让学生找一找视频中包括哪些食物链和食物网。播放视频，进而可以让学生把学习的知识食物链和食物网充分应用，加深理解生物之间的关系。

再利用幻灯片布置任务：如果一种生物灭绝了，有什么影响？让学生交流讨论，最后得出“一种生物灭绝会影响其他生物，因此保护一种生物就等于保护了许多生物，应该从保护每一种生物开始保护地球”的结论。该堂课，通过让学生多次观看不同的视频，并利用幻灯片布置任务，比只使用课本上的几幅图片学习更生动、合理。这样做法使得课堂内容丰富，在一定程度上拓展了学生视野，激发了学生的学习热情，提升了教师的教学效果。

二、解决生成性问题

小学科学学科涉及物理、化学、生物等多学科的知识，教师具备再丰富的知识和经验，也无法全部应对学生在课堂上的提问。网络技术可以辅助解决这一问题。师生都无法解答的课堂生成性的问题可以通过网络搜索答案，在一定程度上解决课堂教学生成性问题。例如，在讲授“我们周围的材料”内容时，有学生提问“玻璃是由什么做成的？”。这并不是小学生必须掌握的知识，因此任课教师在没有精心准备的情况下很难解释清楚。在这种情况下，教师可以通过网络搜索“玻璃的成分”关键词，找到相关答案，让学生了解玻璃的主要原料、制作的工艺等内容。

三、辅助实验教学

小学科学实验教学中，在指导学生观察时要提出明确的观察方法，使学生集中注意力，按照一定的顺序细致观察。但是有些观察方法教师难以表述，学生也很难理解并正确操作，这时利用教育技术“变抽象为具体，变模糊为清晰”就能较好地解决这一问题。例如，在讲授“温度表的读写时”内容时，需要让学生掌握“读数时视线要与液柱顶端相平”的要领。教师可运用Flas形式让学生观看，再亲身示范，矫正学生错误的读数方法。有些实验受时空限制，学生无法在课堂中完成，就需学生回家实践，但学生的能力不同，有些学生不能独立完成任务，就会影响学习效果。因此，教师可以把实验过程录制成视频片段，再进行有机组合做成实验视频，让学生观察模仿实验。以讲授种子的发芽实验为例，教师课前可以把种子每天发芽、生长的情况拍成视频或照片，让学生观察。学生通过观察实验，也能获知绿豆种子发芽的过程，其中包括绿豆芽茎、叶的颜色、茎的粗细以及植株的高度等，进而得知绿豆发芽、生长需要的条件。教师的这种操作方法充分说明了教育技术具有实时、直观、形象、实效的特点，可提升学生实验探索的效率。

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（2）灵活采用信息化手段，使教学内容更加直观，激发学生兴致与乐趣，吸引学生注意力；

（3）利用网络平台，增加师生互动，促进师生间相互了解，建立和谐的师生关系，通过网络微课反复地进行预习和复习，更有利于学生学习；

（4）小组协作，互相促进，互帮互助，优劣互补；

（5）与专业相结合，增强学生的应用意识，激发学生的学习兴趣。

2数学课堂教学过程分析

2.1建立教学平台，拓展教学空间

为了便于师生之间的沟通与交流，除课堂教学之外，教师都会延长与学生相处的时间，传统方式以增加辅导课来解决学生在学习中所遇到的问题。随着科技的进步，有更多的师生交流机会，基本的方式是学生建立班级QQ群、微信群，任课教师加入群中参与到学生学科知识的讨论中。

2.2优质资源共享，提升教学水平

近几年的省“两课”比赛和信息化大赛，培养了一大批优秀的中、青教师，打磨出一些优秀的教学设计方案，也制作出一批优质的多媒体课件，这些优质教学设计方案和多媒体课件不仅有利于课堂教学、学生理解接受，更能提升教师的教学水平，是不可多得的教学资源。

2.3创设情境，激趣引课

初等数学与生活有着密不可分的联系，生活中的大小、快慢等不等关系，可由数学的不等式关系来刻画；地平线上正在冉冉升起的红日，映射出圆与直线的位置关系———相交、相切、相离；四季交替、潮涨潮落的周期性变化，与三角函数的周期性有着异曲同工之效。应用身边的实例，数学史，数学的美和复习旧知引入新知等手段创设有效的教学情境，激起中职校学生学习热情，调动学生学习积极性，提高课堂教学效率。

2.4应用媒体技术，突破重难点

数学的抽象性单纯用语言来描述有时很难达到应有的效果，如用正弦线作出正弦函数在[0，2π]上的图像，用语言描述很难让学生理解两者之间的关系，制作Flash小课件，将单位圆的弧长转换为数轴的横坐标，平移正弦线到相应的位置上，确定正弦函数图像上的对应的点，依此作出正弦函数图像上各点，在确定点的同时得出正弦函数在[0，2π]的函数图像，避开语言描述中所带来的不清楚和抽象，手工画图中的繁锁，形象直观地展示正弦函数在[0，2π]上的图像作图过程。

3数学课堂评价方式转变

3.1评价视角变化

在确定标准和要求的情况下，采用自评、互评、师评和知识检测进行评价，评价视角从自我认识、相互之间评判、教师的看法以及知识的检测几个方面进行评价。

3.2强过程性评价

（1）平成预、复习；

（2）课堂提问、自主回答问题；

（3）课堂练习、自主练习；

（4）拓展性练习；

（5）随堂检测；

（6）课堂纪律；上述评价也需要根据教学内容、教学设计等安排，将几种评价形式综合应用。

3.3合知识评价方式转变

（1）半开卷检测。在考前学生自己将所学知识、题型等整理在一张A4纸上，任课教师核查，系部核准，作为考试时可借签的部分之一。

（2）任务完成情况检测。布置数学实践性任务，根据学生实践性作业完成情况进行评判。

（3）再申请检测评价。闭卷检测，在成绩没有公布的情况下，学生根据自己检测情况，自认为检测结果达不到要求，可申请同类型测试卷重测。检测方式的选取也需根据学生学习内容，学生能力和所学的专业来采用不同的检测方式。