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高中物理化竞赛论文格式

发布时间:2024-07-05 12:49:14

高中物理化竞赛论文格式

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你要注意,如果是实验的话一定要写清楚原理,然后有数据记录,数据分析,最后要有结果和讨论。引用文章的话要标出,在论文最后写明,注意我的格式。〔M〕表示书,〔J〕表示杂志只要提笔写,自然而然就出来了,比写作文简单。超前的数学对物理学发展的影响与意义摘要:本文重点探讨19世纪的数学。这个时期的一些数学和数学思想大大超前于同时代的物理学。它们对于20世纪的物理学发展具有重大意义。本文简单总结了物理学史上一些较为经典的反映这种情况的例子,同时对数学的超前现象对于物理学发展的意义与影响作了相关探讨。 关键词: 数学 超前性 物理一、 概述:数学与物理学发展的同时性二、数学于物理学发展的超前性概述 18~19世纪超前于物理的数学工具 群论泛函理论 18~19世纪超前于物理的数学模型非欧几何模型与相对论数学函数与弦理论其他问题复变函数与物理学三、 总结与进一步探讨引注①《古今数学思想》第一册,第1页②《数学:确定性的丧失》 第50页③《古今数学思想》第二册,第199页④《可怕的对称》,第140页⑤《古今数学思想》第四册,第160~161页⑥《古今数学思想》第四册,第149页⑦《宇宙的琴弦》,第163~137页⑧《纯粹数学应用于现代物理学中的一个新范例》⑨希尔伯特《数学的问题》,摘自《数学史译文集》第69页参考文献〔1〕<美>M-克莱因:《数学:确定性的丧失》〔M〕湖南科学技术出版社,1997年第一版〔2〕中国科学院自然科学史研究所数学史组,中国科学院数学研究所数学史组:《数学史译文集》〔M〕上海科学技术出版社,1981第一版〔3〕中国科学院自然科学史研究所数学史组,中国科学院数学研究所数学史组:《数学史译文集续集》〔M〕上海科学技术出版社,1985第一版

仔细看看吧,希望对你有帮助物理建模论文格式(一)论文形式:科学论文 科学论文是对某一课题进行探讨、研究,表述新的科学研究成果或创见的文章。注意:它不是感想,也不是调查报告。(二)论文选题:新颖,有意义,力所能及。要求:有背景. 应用问题要来源于学生生活及其周围世界的真实问题,要有具体的对象和真实的数据。理论问题要了解问题的研究现状及其理论价值。要做必要的学术调研和研究特色。有价值 有一定的应用价值,或理论价值,或教育价值,学生通过课题的研究可以掌握必须的科学概念,提升科学研究的能力。有基础 对所研究问题的背景有一定了解,掌握一定量的参考文献,积累了一些解决问题的方法,所研究问题的数据资料是能够获得的。有特色 思路创新,有别于传统研究的新思路; 方法创新,针对具体问题的特点,对传统方法的改进和创新; 结果创新,要有新的,更深层次的结果。问题可行 适合学生自己探究并能够完成,要有学生的特色,所用知识应该不超过初中生(高中生)的能力范围。(三)(数学应用问题)数据资料:来源可靠,引用合理,目标明确要求: 数据真实可靠,不是编的数学题目; 数据分析合理,采用分析方法得当。(四)(物理应用问题)物理模型:通过抽象和化简,使用物理语言对实际问题的一个近似描述,以便于人们更深刻地认识所研究的对象。要求: 抽象化简适中,太强,太弱都不好; 抽象出的数学问题,参数选择源于实际,变量意义明确; 数学推理严格,计算准确无误,得出结论; 将所得结论回归到实际中,进行分析和检验,最终解决问题,或者提出建设性意见; 问题和方法的进一步推广和展望。(五)(物理理论问题)问题的研究现状和研究意义:了解透彻要求: 对问题了解足够清楚,其中指导教师的作用不容忽视; 问题解答推理严禁,计算无误; 突出研究的特色和价值。(六)论文格式:符合规范,内容齐全,排版美观1. 标题:是以最恰当、最简明的词语反映论文中主要内容的逻辑组合。要求:反映内容准确得体,外延内涵恰如其分,用语凝练醒目。2. 摘要:全文主要内容的简短陈述。要求: 1)摘要必须指明研究的主要内容,使用的主要方法,得到的主要结论和成果; 2)摘要用语必须十分简练,内容亦须充分概括。文字不能太长,6000字以内的文章摘要一般不超过300字; 3)不要举例,不要讲过程,不用图表,不做自我评价。3. 关键词:文章中心内容所涉及的重要的单词,以便于信息检索。 要求:数量不要多,以3-5各为宜,不要过于生僻。(七). 正文1)前言:问题的背景:问题的来源;提出问题:需要研究的内容及其意义;文献综述:国内外有关研究现状的回顾和存在的问题;概括介绍论文的内容,问题的结论和所使用的方法。2)主体:(物理应用问题)物理模型的组建、分析、检验和应用等。 (物理理论问题)推理论证,得出结论等。3)讨论: 解释研究的结果,揭示研究的价值, 指出应用前景, 提出研究的不足。要求: 1)背景介绍清楚,问题提出自然;2)思路清晰,涉及到得数据真是可靠,推理严密,计算无误; 3)突出所研究问题的难点和意义。5. 参考文献: 是在文章最后所列出的文献目录。他们是在论文研究过程中所参考引用的主要文献资料,是为了说明文中所引用的的论点、公式、数据的来源以表示对前人成果的尊重和提供进一步检索的线索。要求: 1)文献目录必须规范标注; 2)文末所引的文献都应是论文中使用过的文献,并且必须在正文中标明

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可以写一些综述概况性的,比如说水污染,化肥的过度应用,合成氨工业的发展,化工厂带来的污染,石油的形成和石油副产品。去谷歌学术搜索看一看文献,或者去化学杂志搜一搜。高中论文应该只有字数要求吧,格式没有太多要求,可以先总述一下,在分几个小标题分述。2000字足以

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高中生写论文难度很高,可以根据一节课、一个知识点、或者一个实验来来谈谈自己学习的见解,最主要学生写论文不要大篇幅模仿教师的论文形式,要以学生的观点,介绍自己的学习领会要点。

物理竞赛建模论文格式

1500字论文格式模板(通用5篇)

无论是在学习还是在工作中,大家最不陌生的就是论文了吧,通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。相信许多人会觉得论文很难写吧,以下是我为大家收集的1500字论文格式模板(通用5篇),欢迎大家分享。

1 计算机网络的定义

计算机网络就是利用通讯设备和通信线路将地理位置不同的、具有独立功能的多台计算机系统遵循约定的通信协议互连成一个规模大、功能强的网络系统,用功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统等)来实现交互通信、资源共享、信息交换、综合信息服务、协同工作以及在线处理等功能的系统。

2 计算机网络的分类

1)计算机网络按照地理范围划分为:局域网、城域网、广域网和互联网四种;2)按拓扑结构划分为:总线型、星型、环型、树型和网状网;3)按交换方式划分为:线路交换网、存储转发交换网和混合交换网;4)按传输带宽方式进行划分为:基带网和宽带网;5)按网络中使用的操作系统分为:NetWare网、Windows NT网和Unix网等;6)按传输技术分为:广播网、非广播多路访问网、点到点网。

3 计算机网络系统的构成

计算机网络系统通常由资源子网、通信子网和通信协议三个部分组成。资源子网在计算机网络中直接面向用户;通信子网在计算机网络中负责数据通信、全网络面向应用的数据处理工作。而通信双方必须共同遵守的规则和约定就称为通信协议,它的存在与否是计算机网络与一般计算机互连系统的根本区别。

4 计算机网络的主要功能

资源共享:计算机网络的主要目的是共享资源。共享的资源有:硬件资源、软件资源、数据资源。其中共享数据资源是计算机网络最重要的目的。

数据通信:数据通信是指利用计算机网络实现不同地理位置的计算机之间的数据传送,运用技术手段实现网络间的信息传递。这是计算机网络的最基本的功能,也是实现其他功能的基础。如电子邮件、传真、远程数据交换等。

分布处理:是指当计算机网络中的某个计算机系统负荷过重时,可以将其处理的任务传送到网络中的其它计算机系统中,以提高整个系统的利用率。对于大型的综合性的科学计算和信息处理,通过适当的算法,将任务分散到网络中不同的计算机系统上进行分布式的处理。促进分布式数据处理和分布式数据库的发展。利用网络实现分布处理,建立性能优良、可靠性高的分布式数据库系统。

综合信息服务:在当今的信息化社会中,各行各业每时每刻都要产生大量的信息需要及时的处理,而计算机网络在其中起着十分重要的作用。

5 计算机网络的常用设备

网卡(NIC):插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。

集线器(Hub):是单一总线共享式设备,提供很多网络接口,负责将网络中多个计算机连在一起。所谓共享是指集线器所有端口共用一条数据总线,因此平均每用户(端口)传递的数据量、速率等受活动用户(端口)总数量的限制。

交换机(Switch):也称交换式集线器。它同样具备许多接口,提供多个网络节点互连。但它的性能却较共享集线器大为提高:相当于拥有多条总线,使各端口设备能独立地作数据传递而不受其它设备影响,表现在用户面前即是各端口有独立、固定的带宽。此外,交换机还具备集线器欠缺的功能,如数据过滤、网络分段、广播控制等。

线缆:网络的距离扩展需要通过线缆来实现,不同的网络有不同连接线缆,如光纤、双绞线、同轴电缆等。

公共电话网:即PSTN(Public Swithed Telephone Network),速度9600bps~,经压缩后最高可达,传输介质是普通电话线。

综合业务数字网:即ISDN(Integrated Service Digital Network),是一种拨号连接方式。低速接口为128kbps(高速可达2M),它使用ISDN线路或通过电信局在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN为数字传输方式,具有连接迅速、传输可靠等特点,并支持对方号码识别。

专线:即Leased Line,在中国称为DDN,是一种点到点的连接方式,速度一般选择64kbps~。专线的好处是数据传递有较好的保障,带宽恒定。

网:是一种出现较早且依然应用广泛的广域网方式,速度为9600bps~64kbps;有冗余纠错功能,可 靠性高,但由此带来的副效应是速度慢,延迟大。

异步传输模式:即ATM(Asynchronous Transfer Mode),是一种信元交换网络,最大特点是速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质,速率可高达上千(109bps)。

调制解调器(Modem):作为末端系统和通信系统之间信号转换的设备,是广域网中必不可少的设备之一。分为同步和异步两种,分别用来与路由器的同步和异步串口相连接,同步可用于专线、帧中继、等,异步用于PSTN的连接在计算机网络时代。

6 结语

人们对计算机和互联网的利用必将会渗透到社会生产和生活的各个方面,通过计算机和网络的功能,将会给企业的生产和经营活动的开展以及老百姓的工作和生活带来极大的便利。在互联网的联系和沟通下,各种信息传播的速度将加快,企业和个人对网络信息的依赖程度也将不断加深,信息需求程度相对较大的部门将成为未来社会中创造高附加值的行业。并通过他们带动相关知识产业的进步和发展,甚至带动全社会的经济结构的优化调整,推动社会经济的全面进步。

计算机网络取得今天的发展成就,是人类文明进入到更高阶段的标志,它推动着人类社会向更现代化的方向发展,同时推动了知识经济时代的到来,人们通过计算机网络的连接,打破了原先在时间和空间上的阻隔,在无形中拉近了人与人之间的距离,也在一定程度上扩大了我们生存的空间,网络给我们提供了超乎寻常的方便和成功。但是,网络也给社会带来了更多的挑战,它要求我们要以更高的层次去面对新的生活和环境,同时不断地改变我们的思想和行为,我们要抓住网络时代带给我们机遇,不断努力推动人类社会向更的高阶段发展。

1摘要

“摘要”是对整篇论文的缩写,建立在通读全文、理解全文的基础之上。评审专家评阅论文时,总是先看摘要,摘要给专家留下第一印象,是评奖的敲门砖。“摘要”包括: 问题背景,要达到什么目标,解决问题的思路、方法和步骤,模型的主要内容、算法和结论,模型的特色。好的“摘要”能很快吸引评审专家的注意力,它建立在多次修改、反复推敲的基础之上,具有统揽全文、层次分明、重点突出、文笔流畅的特点。

2问题提出

“问题提出”也可写作“问题重述”。是将竞赛试题所给定的问题背景和解题要求用论文书写者自己的语言重新表述。在美国的数学建模竞赛中,这一部分称为 Background或者 Introduction。

3模型假设

任何问题的求解都有它的背景和适用范围,建模试题来自于现实问题,同样受到各种外在因素的约束。“模型假设”就是界定一个范围,或给出几个约束条件,一使得问题的解决过程不至于太复杂,二使得其他人在使用该模型时知晓它的适用范围。“模型假设”不是凭空臆造的,是在建立模型的过程中挖掘、提炼出来的。

4符号说明

数学符号是数学语言的基本元素,具有抽象性、准确性、简洁性的特点。数学模型由数学符号组成,模型的求解通过符号的运算来完成。可见,在建立数学模型时根据需要随时引入必要的数学符号是多么重要的事情。根据竞赛要求,在建立模型的过程中所引入的数学符号要在本模块给出说明,最好的说明方式是列一个表格。

5问题分析

众所周知,解决数学问题最难、最重要的一步就是明确解题思路,确定解题方法。而“分析”,则是迈出这一步的关键。数学建模也这样。建模试题往往由几个子问题组成,这时的“问题分析”既要有全局分析,也要有局部分析。“问题分析”包括: 分析解决该问题需要用到哪些专业背景知识; 分析解决问题的切入点、重点和难点; 分析解决问题的思路、方法、工具和步骤。这样的分析对于“如何建立模型? 采用哪些数学理论或公式? 怎样求解? 会遇到哪些困难?”具有指导作用。

6模型建立

“模型建立”就是将原问题抽象成数学的表示式,主要步骤:

第一步,根据问题的实际背景和专业背景,选择适当的数学理论或工具。例如,如果是变化率问题,则考虑借助于导数或微分方程的手段; 如果涉及面积、体积、曲线弧长、功、流量等几何量或物理量,则考虑运用积分元素法,将问题转化为定积分、或重积分、或曲线曲面积分; 如果是随机数据的处理,则考虑统计分析的方法。

第二步,确定常量、变量,用符号来表示这些量。

第三步,建立数学模型,即建立常量、变量之间的关系。这种关系可以是方程、函数或表格。

7模型求解

少数模型可能是简单的数学式子,求解起来比较容易。有些模型虽然也可用数学式子表示,但其中含有难以析出的参数,求解很困难,有的模型面对的就是一堆数据,对于这两种情形,就需要借助于软件 Matlab,Mathematic,Maple,SAS,SPSS中的某一个编程求解。

8模型检验

数学建模竞赛的题目来自于科技、工程、经济、社会等领域的实际问题。由于问题的复杂性和方法的局限性,所建立的数学模型与实际情况之间会有差距,模型可靠性的检验成为必然。为了检验提交的数学模型与实际情况吻合的程度,竞赛题中往往会提供一些来自于背景问题的实验数据。“模型检验”就是将给定的数据代入模型,计算相对误差和绝对误差,如果误差较大,就要返回去调整模型以提高可靠性。

9模型评价

该标题也可写成“模型的优缺点分析”。分析模型有哪些优点,缺点是什么。也有人将这里的标题改写为“模型评价、推广与改进”。其中的“推广”是将前述“模型假设”中的某些 条 件 适 当 放 宽,看看结果会怎样。“改进”是指对模型或算法做出某种改进。

10参考文献

列式参考的主要文献。

11附录

详细的软件程序、程序运算过程、运算结果; 用于模型检验的数据表格; 其他不宜放在正文中的数据表格。

1、研究背景

中国的教育体制我想就是每个人都沿着固定的模式一路走来,在同一个阶层的人们所掌握知识水平都差不多,如果父母或师长告诉你,这件事是不应该做的,那么他就会牢记一辈子。致使他会把他的经验告诉他的孙子,我们丢失了正常能力,失去了用自己独特的方式观察世界的能力。替而代之的是,我们把世界概括成一套简单的题目,头脑中的固定模式从不会使我们感到惊讶,因为在我们标准形象不一致的时候,我们几乎视而不见,所以,当我们把所有劳工领导人归类为势力小人,把所有诗人看作梦想家,把所有政治家视为虚情假意的欢迎者,就暴露了我们的局限性。

教育是关系国家和民族前途命运的大事,和我们每个人都有着极为密切的关系。作为国家的主人和民族的一分子,曾经或现在的受教育者或教育者,我们每个人都应当关注教育。

2、对于教育制度,受教育者或教育者都认为有进一步完善的必要。

对于应试教育有些人可能这样理解:应试教育有利的一面是能加快孩子们对知识的记忆与理解。但诸如个人能力、综合素质、创造性等则起不到太大的作用,弊端相当多。

应试教育的最直接后果是导致教育产品供给的短缺。其结果导致教育的高收费,更重要的是,它仿佛是一架考试的机器,因为它推动着学历教育向前迈进;它使得学生从小学到大学一直为考试忙不停。否则,就会因考试不及格宁被淘汰。在这种体制下,孩子们努力学习知识,以通过各种考试。

学校考试以其对学习成果的显示,对学习方向引导,对学生的激励,在这一过程中起了控制器,调节器和加速器的作用。当然考试的控制、调节、加速效应是应接作用与学生学习的考试不但对学生学习的促进、调节作用,在学校教育中,它还集中体现着人的智力、技能在某种程度上是学生自我表现的需要。因此,它在一定意义上体现了人的本恒。但现实生活中,我国的学校考试出现了异化现象,产生了与人的本性、人的社会化过程相分离的运动。考试本来是促进学生社会化过程的手段,却被当成了追求的目的,学生的发展倒成了争取考试合格的手段。考试过程中所有自然形成的关系却变成了分数关系。考试成为学生学习的一种强制力量,学生失去了自身学习的动力。最终学生把考试视为自己的对立面,把自己看成被分数奴役的人。

面对如此问题,无庸置疑,考试要改革,考试要面向未来的教育,考试要与社会发展同步,考试要服务与人类的自我特点,这是考试的基本方向。考试改革的基本出发点是:考试要体现教育使学生全面发展的目的,要创造一个使学生个体全面发展的环境。

目前,我们的学校教育是典型的应试教育,而学校教育主要存在三个方面的问题:第一重视很多智力好的学生的教育,而忽略了大多数学生的教育;第二重视知识的教育,忽略了能力的培养;第三重视智商,忽略了德育、体育、美育等方面的教育。对诸多弊端,中共中央国务院在《中国教育改革和发展纲要》中明确指出:"中小学要由应试教育转向全面提高国民素质的轨道,面向全体学生,全面提高学生的思想道德文化科学,劳动技能和身体心理素质,促进学生生动活泼的发展,办自各自特色"。

3、素质教育这一教育方式应运而生。

"素质教育"这个次越来越广泛应用,与此同时,要求对统治教育上干年的所谓"应试教育"进行改革的呼声也越来越高,那么什么是素质教育?又这样把应试教育向素质教育改革呢?

所谓素质教育,既培养一个人的中和素质,使学生学习的知识技能与社会生活紧密结合,让学生步入社会不会有一种贪图和盲从感,这样培养出的人才才能既有广泛的知识又有各方面的技能和创造力,这才是我们社会真正需要的复合型人才。

由于传统的应试教育思想在人们的头脑中已经根深蒂固,形成了一整套应试机制和模式。因此,要实现由应试教育向素质教育转轨,必须打破已有应试教育机制,建立起强有力的素质教育运行机制,以素质教育取代应试教育。实施素质教育是当前世界各国教育改革的总趋势,也是我国深化改革的核心问题,只有实施素质教育才能从根本上革除传统教育的弊端,达到教育的根本目的提高全民族的素质。

摘要: 当今社会在古代文学中强化人文素质教育与培养,具有特别重要的现实意义,使古典的精华力量在现代社会依然熠熠生辉,这样才有利于学生人文能力、人文精神的全面发展与提升,具备良好的心智水平,更好地适应未来的职业与社会。

关键词: 人文素质;古代文学;教育与培养

一、完善课程体系

依据人文素质教育理念,在原有课程体系基础上修改和完善,无需另建一套课程体系,而是使新增设的人文素质教育课程与原有的课程相互照应,融于同一个大的课程体系中,形成一个有机的课程整体,使课程结构更合理、更科学。具体如下:一是在通识课程中增设最基本的人文素质教育必修课程,如人文素质教育通论、现代社交礼仪、美学与美育、中国通史、古典名著导读与鉴赏、实用书法书写与欣赏、世界名曲欣赏等,并给予相应的学分。二是结合学科课程渗透人文素质教育。如古代文学教师可以结合专业必修课、专业选修课、公共选修课等在教学中对文学院以及全学院学生进行人文素质教育。三是根据专业特点开设与其相对应的人文素质教育课程。可以在专业必修课中增设相应的专业人文素质教育课程,并给予相应的学分,如开设哲学史、戏剧史、教育史等。

二、调整教学内容

这是强化大学生素质教育与培养的关键。文学是民族文化的魂魄,中国古代文学披露的是华夏民族的精气神、炎黄子孙的奋斗史、华夏江山的正气歌,其中蕴含着深厚的人文精神财富。古代文学教学内容要彰显人文素质的精华。既要固守文化传承,使古代文学的精华得以继承和发扬,培养深厚的人文底蕴,还要强化古代文学中的创新精神和创新意识,古代文人提出众多创新思想:“守旧无功”“质疑问难”“濯去旧见以来新意”“不泥古”等。古代文学中的创新精神和创新意识,成为培养创新人才精神上的根基和文化价值取向,古代文学把创新作为新型人文人才的培养目标,使学生树立创新意识,与时俱进。更要关注情商教育,培养现代人文精神。提升思想境界,发展健康个性,塑造健全人格,使之成为学生面对社会压力、人生挫折的动力源泉。

三、建设师资队伍

教师是学生人文素质教育的主导,师者深厚的人文素质储备,是教师队伍建设的关键。师者应具有广博而深厚的文化底蕴,融文学、史学、哲学、艺术、审美、天文、地理等各领域为一炉,以敏锐深邃的时代感受,形成对生命、对生活、对社会的独特体悟。教师的人文素养,便是教之内功、师之根本。师资队伍建设,要注意师资来源,应尽量从本校现有的授课教师中挑选,个别的可外聘;师资培训,可采取校内、校外两种方式。从事必修课和专业课讲授的教师可参加校外举办的高级培训班或培训中心的学习。一般的授课教师要参加校内普通培训班的学习,以了解人文教育的指导思想、基本内容、基本方法等知识,提高全体教师的人文素养和教育水平。

四、营造文化氛围

重视社会实践环节,拓展人文素质教育的培养空间。校园环境的文化氛围,对学生人文素质教育与培养具有强大的潜移默化的作用。开展多元文化活动,使学生的人格得到塑造,个性得到发展,精神得到升华。如请专家学者作系列人文讲座或学术报告,引导学生提高人文素养;以校报、校园网和广播站为载体,开设人文教育专栏,拓展校园文化活动空间;建立人文社团,如新闻、文学、楹联、艺术等协会或社团;开展健康向上、格调高雅、内容丰富的校园文化生活,包括开展古典名著读书报告会、经典诵读和演讲比赛等活动。老师还应充分利用现有的空间来营造浓厚的人文氛围,使学生从中学习知识、开阔视野、美化心灵、娱乐身心,是培养学生人文底蕴、塑造学生人文情怀的有效途径。

五、结语

总之,当今社会在古代文学中强化人文素质教育与培养,具有特别重要的`现实意义,使古典的精华力量在现代社会依然熠熠生辉,这样才有利于学生人文能力、人文精神的全面发展与提升,具备良好的心智水平,更好地适应未来的职业与社会。

参考文献

1、论中国古代的文体学传统——兼论古代文学文体研究的对象与方法钱志熙北京大学学报(哲学社会科学版)2004-09-2069

2、文学传播学的创建与中国古代文学传播研究曹萌沈阳师范大学学报(社会科学版)2004-09-3048

一、教育理念与现实情况结合

在以前旧式的教育下,学生勤奋的学习只是为了应付考试,给家长和老师一个交代,然而数学比较实用,体现智力价值的内容,却在教科书没有学到。应试教育的弊端逐一体现出来,表明当前我国数学教育体系的情况严重落后,拖慢社会的发展,必须重视新课改和新的教学理念。从“新课标下高中数学的改革”看来,我们要从死板的教科书中走出来,开拓学生的视野,运用新的理念来改变旧式的数学教育体系。从数学哲学方面讲,数学史最含有生命力和统摄力的教学体系,是否学好数学,不是从数学成绩分数的高低来判断,最重要的是要以他如何看待数学,如何去学好数学,能否充分了解数学,熟练运用数学观念和方法分析日常生活现象,去解决问题。

在现实中,不同的人具有不同的数学观念,不同观念会导致人们不同行为和工作。一个学生如果对数学产生艰深难懂、枯燥乏味、很难学好的思想,必然会导致逃避数学,逃避数学老师,不去接触数学读物自行封闭行为。一个教师如果认为数学只是公式、法则、考试,那么他的课堂教学就是填鸭式的。但实践教学能让学习回归生活,注入新鲜的血液。体现在:1.让人们知道学习数学是未来社会发展的需求,对其制定和安排教学目标。2.制定符合现阶段学生适应的大众化和生活化的教学内容。3.让学生在生活和活动中,找到学习数学的兴趣,丰富其教学内容。

二、课堂教育方法的改变

课堂作为课改的主要阵地,是新课改是否有成效的直接体现。课堂教育的改变要从体现出来的问题入手,让课堂的学习氛围活跃起来,让教学变得趣味些,不再一味的枯燥,提高学生的学习激情和积极性,让学生学会自主学习,提高学习的效率。在教学上,教师不是讲完一个课时就觉得万事大吉了,但也不是讲得越多越好,要以学生接受能力为前提,要有质量的保证,要让学生明白教师只是讲了主要教学重点,其余要让学生自主学会学习,不懂再去问教师,切实提高课堂讲课的效率性。教师要学会“精讲”,把主要教学内容讲清楚,如重点、关键性的问题等。

在上课时的要求:(1)内容要简洁。扣住主题要求,突显重点、关键问题、难点;(2)方式得当。既要能体现出教学目标,又能复合学生的实际情况;(3)言语简洁明了。趣味生动,其提示作用,不要一味的死板,引起学生兴趣和思考。“多练”,是指在教师的指导下,学生能反复的练习,用口、动手、动脑充分运用课堂知识去解决问题,在练习的过程中,教师要起监督和指导作用,练习的内容要得当,要有一定的难度和深度,不要机械重复去练习,要有分寸。通过练习,让学生稳定熟练的掌握所学知识,培养其全面能力,形成技能、技巧。

学生学会思考,去质疑问题,思维的驱动在于质疑,能成为学生的动力,能激发学生的求知欲,让学生变得活跃起来。而以前的旧式教学是以事先确定好的老师问学生答的模式,使得课堂气氛僵硬,学生的问答完全按照教师的套路,根本没什么价值所在,又不能有效的省时,这值得我们去反省。在新的教学中,要让学生自主的去探讨,在自己思考问题过程中,才能发现问题,反之,没有经过自己大脑思考,是不会产生深刻问题的。教师的提问有利于养成自主思考问题的好习惯,提高学生学习效率的一条捷径,那些具有提问思考能力的学生是学到了一项学习能力,因此,我们要激发学生质疑的意识,让他们敢于提问和思考。

比如,①让教师去引导,提出问题让学生找到问题的关键点去解决,在此过程发现问题,进而去思考和解决问题。②教师要提倡学生主动预习,在预习中发现问题,从学习的重点、关键点发现问题,学会从书上的例题中找到解决的方法。③新旧知识的联系。数学知识点都是前后联系的,有许多新的知识是在旧的知识基础上拓展开来的,只要认真思考就能产生许多问题,所以复习旧的知识,也是学习新知识的必要手段。

三、结束语

总之,高中数学课程改革是现代社会发展必然需求,这关系到社会对培养人才的要求。教育改革是一个漫长且艰辛的过程,这就要求教师们要以积极的心态投入进去,要正面看待课堂教学,正确认识教学理念,必须身体力行,努力做一个优秀的教师,培养出社会需要的全面人才。

全国大学生数学建模竞赛论文格式规范  本科组参赛队从A、B题中任选一题,专科组参赛队从C、D题中任选一题。  论文用白色A4纸单面列印;上下左右各留出至少厘米的页边距;从左侧装订。  论文第一页为承诺书,具体内容和格式见本规范第二页。  论文第二页为编号专用页,用于赛区和全国评阅前后对论文进行编号,具体内容和格式见本规范第三页。  论文题目和摘要写在论文第三页上,从第四页开始是论文正文。  论文从第三页开始编写页码,页码必须位于每页页尾中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。  论文不能有页首,论文中不能有任何可能显示答题人身份的标志。  论文题目用三号黑体字、一级标题用四号黑体字,并居中;二级、三级标题用小四号黑体字,左端对齐(不居中)。论文中其他汉字一律采用小四号宋体字,行距用单倍行距,列印时应尽量避免彩色列印。  提请大家注意:摘要应该是一份简明扼要的详细摘要(包括关键词),在整篇论文评阅中占有重要权重,请认真书写(注意篇幅不能超过一页,且无需译成英文)。全国评阅时将首先根据摘要和论文整体结构及概貌对论文优劣进行初步筛选。  引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料) 必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号,如[1][3]等;引用书籍还必须指出页码。参考文献按正文中的引用次序列出,其中书籍的表述方式为: [编号] 作者,书名,出版地:出版社,出版年。 参考文献中期刊杂志论文的表述方式为: [编号] 作者,论文名,杂志名,卷期号:起止页码,出版年。 参考文献中网上资源的表述方式为: [编号] 作者,资源标题,网址,访问时间(年月日)。  在不违反本规范的前提下,各赛区可以对论文增加其他要求(如在本规范要求的第一页前增加其他页和其他资讯,或在论文的最后增加空白页等);从承诺书开始到论文正文结束前,各赛区不得有本规范外的其他要求(否则一律无效)。  本规范的解释权属于全国大学生数学建模竞赛组委会。 [注] 赛区评阅前将论文第一页取下储存,同时在第一页和第二页建立“赛区评阅编号”(由各赛区规定编号方式),“赛区评阅纪录”表格可供赛区评阅时使用(各赛区自行决定是否在评阅时使用该表格)。评阅后,赛区对送全国评阅的论文在第二页建立“全国统一编号”(编号方式由全国组委会规定,与去年格式相同),然后送全国评阅。论文第二页(编号页)由全国组委会评阅前取下储存,同时在第二页建立“全国评阅编号”。 全国大学生数学建模竞赛组委会 2009年3月16日修订 数学建模论文一般结构 1摘要 (单独成页) 主要理解 、主要方法、 主要结果、 主要特点 (不要图、不要表) 作用:了解档案重要性,对档案有大致认识 最佳页副:页面2/3。 2、问题重述和分析 3、问题假设 假设是建模的基础,具有导向性,容易被忽视。常犯错误有缺少假设或假设不切实际。对一些关键性的或对结果有重大影响的条件或引数应该在假设中明确约定。 作假设的两个原则: ① 简化原则:抓住主要矛盾,舍弃次要因素,方便 数学处理。 ② 贴近原则:贴近实际。 以上两个原则是相互制约的,要掌握好“度”。通常是先建模后假设。 4、符号说明 (可以合并) 5、模型建立与求解(重要程度 :60%以上) 6、模型检验(误差一般指均方误差) 7、结果分析 (可以合并) 8、模型的进一步讨论 或 模型的推广 9、模型优缺点 10、参考档案 11、附件(结果千万不能放在附件中) 论文最佳页面数:15-21页  论文结构一 题目 摘要 1.问题的重述 2.合理假设 3.符号约定 4.问题的分析 5.模型的建立与求解 6.模型的评价与推广 1、误差分析 2、模型的改进与推广 对XXXX切实可行的建议和意见: 1.…… 2.…… …… 7.参考文献 8.附录  数学建模论文一般格式  摘要 (主要理解、主要方法、主要结果、主要特点) 或(背景、目标、方法、结果、结论、建议)  问题重述与分析  问题假设  符号说明  模型建立与求解  模型检验  结果分析  模型的进一步讨论  模型优缺点 优秀论文要点: 1. 语言精练、有逻辑性、书写有条理 2. 文字与图形相结合,使内容直观、清晰、明了、容易理解 3. 切忌只用文字进行说明,多运用图形或表格,并对图形或表格做精简的分析,毕竟文字性东西太过于枯燥、乏味,没人有耐性去看那么冗长的文章 4. 对论文中所引用或用到的知识、软体要清晰地予以说明。 5. 在附录中附上论文所必须要的一些资料(图形或表格),并将论文中所编写的程式附上去 各步骤解释 摘要:主要理解 、主要方法、 主要结果、 主要特点 (不要图、不要表) 作用:了解档案重要性,对档案有大致认识 最佳页副:页面2/3 问题重述与分析: 一向导、对题意的理解、  建模的创造性 创造性是灵魂,文章要有闪光点。 好创意、好想法应当既在人意料之外,又在人 意料之中。 新颖性(独特性)与合理性皆备。 误区之一:数学用得越高深,越有创造性。 解决问题是第一原则,最合适的方法是最好的方法。 误区之二:创造性主要体现在建模与求解上。 创造性可以体现在建模的各个环节上,并且可以有多种表现形式。 误区之三:好创意来自于灵感,可遇不可求。 好创意来自于对数学方法的掌握程度与对问题理解的透彻程度。  表达的清晰性 好的文章 = 好的内容 + 好的表达  替读者着想。该交代的要交代,如对题目的理解,关键指标或引数的引入,建模的思路,结果的分析等。  写好摘要,包括:建模主要方法、主要结果,模型主要优点。  专人负责写作,及早动手。考虑写作的过程也是构思框架、理清思路的过程,有利于从总体上把握建模的思路,反过来促进建模。  适当采用图表,增加可读性。

模型准备:了解问题的实际背景,明确其实际意义,掌握物件的各种资讯。用数学语言来描述问题。 模型假设:根据实际物件的特征和建模的目的,对问题进行必要的简化,并用精确的语言提出一些恰当的假设。 模型建立:在假设的基础上,利用适当的数学工具来刻划各变数之间的数学关系,建立相应的数学结构。(尽量用简单的数学工具) 模型求解:利用获取的资料资料,对模型的所有引数做出计算(估计)。 模型分析:对所得的结果进行数学上的分析。 模型检验:将模型分析结果与实际情形进行比较,以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与实际较吻合,则要对计算结果给出其实际含义,并进行解释。如果模型与实际吻合较差,则应该修改假设,再次重复建模过程。 模型应用:应用方式因问题的性质和建模的目的而异。

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作为一个高等数学教师,特别是一个常年辅导并带队参加全国大学生数学建模竞赛的指导老师,能深深地体会到数学建模竞赛论文与一般的数学论文不同,主要表现在它的综合性.数学建模竞赛论文紧密联络实际,针对问题的客观实际特征,有分析、整理综合的过程.它包含题意解读、选择合适的数学工具、建立合理的数学模型、使用恰当的计算方法、严格的论证和推演、明确的结论、结果的实际检验、恰如其分的评估和总结.还要有通俗简洁的语言.一篇好文章应具备以下特色:切合实际的分析,合理且令人信服的假设,选择合适的数学知识,严密的逻辑推理和论证,合理使用计算方法和软体并得出正确的解答,检验结果的正确性和实事求是的评估,既简单扼要又能说明问题的摘要.一、切合实际的分析和理解数学建模竞赛的题目都是客观的实际问题,内容无所不包.准确地了解题目的背景和要求是解题的第一步.这就要求我们对题目所涉及的各种因素进行分析.要分析有哪些因素对我们所讨论的问题有影响,哪些因素是主要因素,哪些因素是次要因素,哪些是起决定性作用的因素,哪些因素是微不足道的,以及各因素之间的主从关系.要充分和正确理解题目的要求,即题目要求我们要解决哪些问题.千万不能曲解题意,否则将前功尽弃,徒劳无功.要分析解决问题需要一些什么怎样的资料,这些资料题目是否已经给足,如果不够就要我们自己去收集.要分析哪些数学工具适合于问题的求解,哪些数学知识无助于问题的解决,或是不适合于本问题的解决.在分析的基础上,最好能够制定出解题的步骤和方法以及所需的工具(这里主要指数学知识、计算方法和软体).这样我们就可以有条不紊,从容不迫,按部就班地进行求解和写作.二、令人信服的合理假设数学模型的建立是在假设的基础上进行的.根据题目的要求,首先要收集有关的资料.这些资料必须来源可靠,具有一定的权威性.合理指符合客观实际,不能与已经被证明是正确的定理和规律相悖.假设是数学建模至关重要的一步,关系到建模的成败和模型的优劣.假设也是数学建模的一个难点,数学建模的假设就是要发挥每个人的想象力和创造力,提出适当的、合理的见解.如果这一步成功了,那么你的整个建模过程也就成功了一半.本题的合理的令人信服的假设我个人认为主要是:不同地区,不同学校,不同专业收费标准应该有区别;也就是说,你的模型是针对什么地区,哪类学校,什么专业的.所有的这些资料的来源应该都是可靠和具有权威性.模型的理据应该充分,有说服力.三、选择适合的数学知识数学建模中,同样的一道题可以有多种方法求解,因此往往可以用多种不同的数学知识.在可供选择的多种数学方法中,当然是所用数学知识越简单越好.因为我们的模型是给人看的,是为解决实际问题而建立的.只有模型(包括计算)越简单才能被的人看懂和应用,模型的应用价值也就更高.如果用得不当,不但不能解决问题,反而使问题复杂化,有时甚至得出荒谬的结果,这是我们需要慎重考虑和认真解决的.四、严密的逻辑推理和论证要按照不同地区、不同专业建立相应的模型.在分析论证过程中一定要有充分的依据,要说明资料的来源,且必须有充分的依据.不能凭借著自己的感觉去估算,要使人信服.五、注意语言的通俗和简洁数学建模的论文和其他科学论文一样,语言是给人的第一个印象,就好比人的衣着,要得体,既要朴素、整洁、好看,又不能太过华丽,更不能奇装异服,使人看起来很不舒服.这就要求我们平常要多训练,多看一些好文章;要善于学习别人的长处,有时候也可以模仿别人的做法.模仿不是抄袭.在前人已有的基础上,学习别人的思想方法,根据自身问题的客观实际,加以改进并结合自己的观点,这就是创新,这就是创造发明.六、好的摘要是第一道门坎为什么这样讲?因为现在参赛的队数越来越多,阅卷的专家人数有限,阅卷时先看摘要,如果看了摘要后给人的印象是这篇文章不值得一看,那就可能第一步就被淘汰,连门都进不了,哪里还有获奖的机会.摘要至少要包含思想方法、主要结论和优缺点.建议多看一些写得好的摘要,多动手,多训练.最好能达到如下的效果:就是看了你的文章的摘要后能使人产生有必要进一步细看文章内容的欲望.七、再谈谈文章的新意和创新1.创新创意从一点一滴做起文章要有不同于一般常人的新意和创新,这个可以从以下几点体现:(1)在模型的假设中体现;(2)在建模中体现;(3)在论证推导中体现;(4)在求解和计算中体现;(5)在资料的收集中体现

附录 详细的结果,详细的资料表格,可在此列出。 但不要错,错的宁可不列。 主要结果资料,应在正文中列出,不怕重复。 检查答卷的主要三点,把三关: n 模型的正确性、合理性、创新性 n 结果的正确性、合理性 n 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩

踢球中的数学

摘要:席位分配是日常生活中经常遇到的问题,对于企业、公司、、学校 *** 部门都能解决实际的问题。席位可以是代表大会、股东会议、公司企业员工大会、等的具体座位。假设说,有一个学校要召集开一个代表会议,席位只有20个,三个系总共200人,分别是甲系100,乙系60,丙系40.如果你是会议的策划人,你要合理的分配会议厅的20个座位,既要保证每个系部都有人参加,最关键的就是要对个公平都公平,保证三个系部对你所安排的位置没有异议。那么这个问题就要靠数学建模的方法来解决。 关键词: Q值法 公平席位 问题的重述:三个系部学生共200名,(甲系100.乙系60,丙系40)代表会议共20席,按比例分配三个系分别为10、6、4席。老情况变为下列情况怎样分配才是最公平的,现因学生转系三系人数为. (1) 问20席该如何分配。 (2) 若增加21席又如何分配。 问题的分析: 一、通常分配结果的公平与否以每个代表席位所代表的人数相等或接近来衡量。目前沿用的惯例分配方法为按比例分配方法,即: 某单位席位分配数 = 某单位总人数比例′总席位 如果按上述公式参与分配的一些单位席位分配数出现小数,则先按席位分配数的整数分配席位,余下席位按所有参与席位分配单位中小数的大小依次分配之。这样最初学生人数及学生代表席位为 系名 甲 乙 丙 总数 学生数 100 60 40 200 学生人数比例 100/200 60/200 40/200 席位分配 10 6 4 20 学生转系情况,各系学生人数及学生代表席位变为 系名 甲 乙 丙 总数 学生数 103 63 34 200 学生人数比例 103/200 63/200 34/200 按比例分配席位 20 按惯例席位分配 10 6 4 20 (1)20席应该甲系10席、乙系6席,丙系4席这样分配 二、学院决定再增加一个代表席位,总代表席位变为21个。重新按惯例分配席位,有 系名 甲 乙 丙 总数 学生数 103 63 34 200 学生人数比例 103/200 63/200 34/200 按比例分配席位 21 按惯例席位分配 11 7 3 21 这个分配结果出现增加一席后,丙系比增加席位前少一席的情况,这使人觉得席位分配明显不公平。要怎样才能公平呢,这时就要用数学建模要解决。 模型的建立: 假设由两个单位公平分配席位的情况,设 单位 人数 席位数 每席代表人数 单位A p1 n1 单位B p2 n2 要公平,应该有 = , 但这一般不成立。注意到等式不成立时有 若 > ,则说明单位A 吃亏(即对单位A不公平 ) 若 < ,则说明单位B 吃亏 (即对单位B不公平 ) 因此可以考虑用算式 来作为衡量分配不公平程度,不过此公式有不足之处(绝对数的特点),如: 某两个单位的人数和席位为 n1 =n2 =10 , p1 =120, p2=100, 算得 p=2 另两个单位的人数和席位为 n1 =n2 =10 , p1 =1020,p2=1000, 算得 p=2 虽然在两种情况下都有p=2,但显然第二种情况比第一种公平。 下面采用相对标准,对公式给予改进,定义席位分配的相对不公平标准公式: 若 则称 为对A的相对不公平值, 记为 若 则称 为对B的相对不公平值 ,记为 由定义有对某方的不公平值越小,某方在席位分配中越有利,因此可以用使不公平值尽量小的分配方案来减少分配中的不公平。 确定分配方案: 使用不公平值的大小来确定分配方案,不妨设 > ,即对单位A不公平,再分配一个席位时,关于 , 的关系可能有 1. > ,说明此一席给A后,对A还不公平; 2. < ,说明此一席给A后,对B还不公平,不公平值为 3. > ,说明此一席给B后,对A不公平,不公平值为 4. < ,不可能 上面的分配方法在第1和第3种情况可以确定新席位的分配,但在第2种情况时不好确定新席位的分配。用不公平值的公式来决定席位的分配,对于新的席位分配,若有 则增加的一席应给A ,反之应给B。对不等式 rB(n1+1,n2)

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给个邮箱,晚上给你发过去,我有一篇当时我们参加全国大学生数学竞赛的论文(草稿,草稿比较容易理解),当时是获得了全国二等奖。希望对你有用

地理大赛高中竞赛论文题目

学好地理,建设祖国(论全球水资源)当今全球淡水危机的警钟已敲响,“如何应对水的威胁”已摆现在各国人民面前。西亚国家以色列开源节流,技术用水,使水资源得以充分合理地利用,是值得各国来借鉴。 以色列是一个干旱缺水的国家,人均水资源可利用量仅为271立方米,沙漠面积占国土面积的67%,年蒸发量达2500毫米。但是由于他们发展了先进的节水用水技术,“不毛之地”变成了“粮果之乡”。该国在水资源利用方面有哪些独到之处呢? 一、管道引水,形成网络:以色列重要的水源地是位于约旦河上游叙以边境的太巴列湖,该湖面积166平方千米,蓄水42.4亿立方米。为了充分发挥其效能,以色列从50年代开始投资数亿美元,修建了长达440多千米的引水管道工程。他们把太巴列湖水抽高到360米,然后通过直径2.74米的钢筋混凝土管道,依靠北高南低的地形把水送到中部和南部,形成覆盖国土60%的“国家引水渠”地下网络。 该工程每年总引水量9.9亿立方米,由于使用管道引水减少了渗漏和蒸发,线路损耗很少。它的建成使以色列核心区域的沙龙平原成为旱涝保收的粮果基地,使内格夫沙漠地区出现了5.7万公顷的绿洲,同时也缓解了耶路撒冷的用水紧张状况。 二、咸水淡化,多方集水:微咸水、生活污水和暴雨洪水被称作边缘水,是人类未来的新水源。以色列很早就重视边缘水的利用,他是全球上最早开发利用微咸水的国家之一。该国通过先进技术把地下咸水淡化为Cl-低于400毫克/升的微咸水,并探索出一套成功使用微咸水灌溉的路子。他们采用先进的喷灌、滴灌和夜间灌水措施,让棉花、小麦与苜蓿这些对土壤盐分有不同要求的作物轮作,建立排水系统,利用雨季降水洗盐,使土壤盐分保持了周年平衡,防止了次生盐碱化。为了利用暴雨洪水,防止弃水,该国在北部年降水量200毫米~400毫米的丘陵区的每个可集水的小峡谷都兴建了小型水库,用于局部灌溉。在年降水量200毫米以下的干旱农作区,采用地面喷洒化学物质阻止水分下渗,增加小雨的地表径流,使有限的降水集中流入农田。在大田,他们还实行作物残茬留田集水,增加了土壤的水分含量。以色列在利用微咸水的同时,还在内格夫沙漠南部兴建了海水淡化厂,采用闪蒸法获取淡水,同时,又在对海水蒸发处理时发电,一举两得。三、电脑微灌,系统控制:以色列的电脑微灌技术给农业灌溉赋予了新概念,为全球干旱地区农业发展树立了榜样。该国的微灌设备由控制枢纽、管材部件和灌水系统三大部分组成。农业专家根据气象条件、土壤含水量、农作物需水量等参数编好程序,由太阳能驱动的计算机控制,利用塑料管道灌水系统密封输水,适时适量缓慢均匀地把含有肥、药的水送到植物根系或喷洒在茎叶上。应用该技术比大畦灌水节水90%,节能50%,平均增产30%。以色列的农业用水较前大为减少,可出更多的水用于工业和环保。四、严格管理,循环利用:以色列重视“开源”更重视“节流”,对水资源管理非常严格,明确规定了各部门用水的定额:每年居民用水占20%,农田环保用水占40%,工业用水占40%,任何部门不得突破。国民节水意识也很强,对生活污水都要集中处理后再用于农田灌溉,工业废水也大多实现了循环利用。以色列是全球上淡水利用率最高的国家。 开源节流,技术用水,使以色列95%的粮食靠自己生产,每年生产的蔬菜、瓜果、花卉大量向欧洲出口,为跻身于全球经济最发达的十二国之首发挥了重要作用。

研究最近的热点问题,如水污染、大气污染、城市交通问题等,再提出一些具有可行性的措施就OK了。

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物理学术竞赛题目论文范文高中

物理学家,是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。这是我为大家整理的关于物理学家学术论文,仅供参考!

对物理学家失误的解读

摘 要:通过在物理教学中客观介绍物理学家的失误,从而正确认识科学发展的曲折和科学家付出劳动的艰辛,并在实际探究的过程中体验物理学家研究问题的方法,发展科学探究所必需的创新思维,从而提高学生科学探究的能力。

关键词:失误;科学探究;创新思维

中图分类号:G420 文献标识码:A

文章编号:1992-7711(2012)10-081-1

在物理教学中,我们更多地介绍了物理学家成功的、正确的一面,而往往忽略了他们的失误。在物理教学中客观介绍物理学家的失误,通过对他们在特定历史条件下酿成失误原因的剖析,对中学物理教学具有积极的意义。

一、在物理教学中客观介绍物理学家的失误

事实上,物理大师也会走弯路,有失误。在物理学发展的过程中,这样的事例可以说是屡见不鲜的。发现放射性元素的贝克勒尔认为要找到比铀的放射性还要大得多的元素是不大可能的;牛顿推算光在介质中的速度比真空中大;电磁波的发现者赫兹由于实验的局限而错误地认为阴极射线不带电。

中子发现的历史更值得回顾。在查德威克发现中子前,在实验中已有迹象表明在核中可能存在一种中性子。例如,1930年德国物理学家玻特和他的学生利用α粒子轰击铍元素时,发现产生了一种穿透力极强的射线。后来居里夫人的女儿I?居里和她的丈夫约里奥对这种射线进行了研究。他们将这种射线射到石蜡上,测到了有反冲质子从石蜡放出,他们认为这反冲质子是由这种不带电的的射线所轰击出来的。但遗憾的是约里奥-居里夫妇和玻特等人都没能抛弃传统的旧观念,而断言为这种射线正是大家所知的Υ射线。太可惜了!尤其对约里奥-居里夫妇而言,只要根据打出质子的动能,仔细地推算一下,假如入射粒子是Υ光子的话,那么它的能量将达几十兆电子伏,要比实验测得的这种未知中性粒子的能量大得多,于是就会发现,这种未知中性粒子不可能是Υ射线。可惜旧的传统观念太深了,以致快到手的成果丢掉了。在正电子的发现过程中,同样的失误又一次发生在约里奥-居里夫妇身上,使他们成了正如恩格斯所描述的“当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理”的人。

纵观物理学家们的失误,造成他们作出错误分析或错失了重大科学发现的主要原因有两个:一是科学发现和创造是人类向未知领域不断探索的一个过程,而这个过程必然是复杂的、艰难曲折的,在这样的过程中出现一些失误是难免的;二是传统思想的束缚,科学发现和创造需要丰富的想象力,需要新思想、新观念,因循守旧、墨守成规就不可能作出科学发现,但突破传统观念总是非常不容易。

二、在物理教学中介绍物理学家失误的积极意义

在物理教学中,教师引导学生认识物理学家的失误,分析失误的原因,似乎会使学生产生对科学的怀疑,对科学家的不敬,在时代呼唤更多创新人才的今天,这并非不是一件好事,将有利于学生体会到人类认识自然,改造自然是个曲折艰苦的过程,是个反复修正、反复深化的过程;有利于确立不怕挫折的信念,增强学习中的毅力;有利于学生打破思维定势,活跃课堂气氛,培养创新思维能力;有利于树立学生挑战权威,服从真理的求知精神。

当然,仅仅介绍物理学家的失误,并不能达到上述目的,更要注意向学生讲述物理学家对待失误和挫折的科学态度和不屈的探索真理的精神。约里奥-居里夫妇不仅错失了发现中子的良机,后来又错失了发现正电子的机会。但他们从失败中吸取教训,始终以饱满的工作热情、坚忍不拔的意志投入研究工作,功夫不负有心人,他们终于在1934年获得了20世纪中最重要的发现之一——人工放射性,并荣获了诺贝尔物理学奖。中国科学家王淦昌教授因为自身或客观条件的限制在发现中子、验证中微子存在等物理研究方面几次和诺贝尔奖擦肩而过,但他并没有放弃对科学热诚的追求,而是进一步拓展研究领域,在众多领域里提出了自己独到的见解,直到年逾90,仍不时到研究室去,他提出的激光引发氘核出中子的想法,成为惯性约束核聚变的重要科研项目,一旦实现,这将使人类彻底解决能源问题。

在物理教学中引导学生辨别物理学家的失误和科学上的也是值得重视的一个方面,法国物理学的权威布朗洛发现N射线就是一场巨大的。对科学史上的揭示显然可以使学生正确理解物理学家的失误,而激发学生对科学家们由衷的敬佩。在实际的教学中我们似乎更应该让学生在进行相关科学探究的实践中重复物理学家的失误,比如在讲电磁感应相关内容时,笔者有意安排了这样的实验,将电流表的表面背对学生,在插入磁铁后,让学生跑到讲台后看指针的读数,学生看过常常露出不解的神情,“指针没动啊!”可磁铁确实在线圈中啊!如此,模仿了当年科拉顿所做实验的情景,并设置了相关的问题使学生明白科拉顿的失误和法拉第的成功在创新思想上的不同之处。

三、在物理教学中介绍物理学家失误的几点反思

1.介绍物理学家的失误,促进新的课程资源不断生成。

正视并合理开发日常教学中的错误资源可以丰富课程内容,激发学生的参与热情,促进新的课程资源不断生成,对师生创造性智慧的激发会起到十分重要的作用。为此,我们可以利用学生的错误激发认知冲突,促进学生思维碰撞;抓住学生因知识经验和思维方式不同而出现的错误的观点和想法,引导学生合作交流,促进生成;不轻易剥夺学生自主发现错误的机会,为教学的有效介入创造最佳时机。

2.介绍物理学家的失误,促进教师更好地锤炼教学艺术。

既然物理学家都可以有失误,对我们教师来说在教学中的失误也就没必要去遮遮掩掩。在教学中,教学双方也会因为各种情况而发生错误,错误可能来自学生,也可能来自教师。对于学生的错误,我们常常能从容应对,对于自己的失误,我们也不能回避,而是要认真反思,究其原因,寻其策略,从而提高教学设计能力和课堂教学水平。错误的价值有时并不在于错误本身,课堂教学中的错误,对学生来说是一次很好的锻炼机会,对老师来说也可以是一次机遇,在生成性的教学中教师正确处理失误是可以锤炼教学艺术,提高自身的专业水平的。

物理学家阿伯拉罕・派斯和他的物理学史著作解读与述评

摘 要:本文主要是对阿伯拉罕・派斯进行评述,探究其对于整个物理学做出的巨大贡献。与此同时,从其著作方面入手,加强关于著作方面的科学解读,希望能够充分继承这位伟大物理学家的精神,对其贡献进一步探究,从而推动整个物理学的不断发展。

关键词:阿拉伯罕・派斯 物理学史 著作 解读 评述

2000年,作为做出杰出贡献的一位伟大物理学家,同时又是一位科学史作家,阿伯拉罕・派斯不幸去世。派斯去世的原因,主要是心脏病发作,他最后的时光在哥本哈根度过,终年82岁。

派斯,1918年出生于荷兰,属于传统犹太人。派斯的中小学教育始于阿姆斯特丹。随后,凭借着自身优异的学习成绩,他非常顺利地进入大学继续学习和深造。1938年派斯顺利毕业,并获取了两个学位,一是物理学,二是数学。但派斯并没有满足于此,而是来到乌得勒支大学,进行个人学术的进一步深造,追随导师乌伦贝克。后来乌伦贝克定居美国,因此派斯的硕士毕业论文,由罗森菲尔德进行有效指导并完成。最终派斯在1940年硕士顺利毕业,取得了相应的硕士学位。然而在当时,德国已经发动世界大战,并逐渐占领荷兰。第二年,德国宣布,7月14日之后,整个荷兰的任何一所大学,严格禁止犹太人考取博士。这件事无疑影响了派斯,他努力赶写博士论文,限期真正到来之前,他最终顺利完成论文答辩。

纵观派斯的整个求学生涯,真是十分不易。然而,派斯随后将要面对的处境更加危险和艰难。当时,纳粹分子对犹太人进行压迫,这也使当地诸多物理学家,为免于遭受迫害而选择逃避,离开了培养自己的大陆。但是派斯不同,他没有离开故土荷兰。也正因为如此,战争爆发后,派斯提心吊胆,整天需要东躲西藏。访问他的当地物理学家也越来越少,除了克拉默斯,派斯较为重要的朋友。克拉默斯访问时,一般都带科学文献,两个人进行物理学知识的相关探讨。克拉默斯本来在莱顿大学承担教授职务,但后来,犹太人解雇现象较为严重,教授对德国人的残暴行为进行了抗议,德国占领大学之后,勒令当局关闭了学校。这对派斯的日常研究,即量子电动力学,造成了极大的不便。每当回首往事,派斯都感到非常不堪。荷兰当地犹太人,包括派斯的妹妹,普遍开始被抓,然后进入死亡集中营,遭到德国人残酷的杀害。而派斯自己,幸运的是能够免于这场灾难。灾难具体情况,详见其自传体著作《欧美记事》。

第二次世界大战结束之后,1946年,派斯到达哥本哈根。在那里,派斯会见了波尔,与其一家人相处融洽。与此同时,他与波尔展开了知识方面的沟通,彼此交流十分惬意。在波尔的大力推荐下,1946年秋,派斯前往美国进行访问和调查,访问的具体地点为普林斯顿,当地的一家高等研究所,但是在当时,这个研究所成立时间不长,物理学的相关研究并没有取得杰出成果。不过研究所的物理学家鉴于自身多年的经验,告诫派斯,研究过程中,如果一味闭门造车,是绝对行不通的,需要广泛涉猎。派斯听取了同行的建议,决定不再回欧洲,留下来潜心研究物理学。

派斯刚刚来到美国的时候,量子电动力学的研究取得了革命性的进展,理论物理学也得到了极大的发展。1947年,设尔特岛会议顺利召开,派斯有幸受邀参加。在这次会议上,施温格做出了科学量子力界的报告,报告非常详细。与此同时,“费曼图”这一理念得以提出。

派斯深深明白,量子电动力学领域,今后势必具有广阔的发展前景,但是这似乎已经和自己的关系不是那么密切了。尽管这方面的雄心有一定的挫败,但是派斯并没有被真正击败,而是转向宇宙线的相关领域。派斯变得更加努力,在加强探索的同时秉承更加积极的态度,针对现象进行科学合理的解释。基于此,派斯得以明确自身的方向,并着眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的贯彻落实。

派斯经过大量研究,逐渐提出了协同产生规律等方面的内容,这在日后得到了有效证明和确立。后来,新量子数即奇异数,诞生并发展,关于这方面,派斯曾经与盖尔曼展开过合作,但是实验研究最终失败。

派斯仍然不放弃进行研究,最终提出了K介子混合理念。基于物理学本质来说,量子力学得到了充分诠释,态叠加原理也得到了完善。但是很多物理学家不禁产生了疑问,粒子混合究竟能否符合实际?然而,我们如果站在量子力学角度进行分析,透过基本粒子的本质,会发现观察量具有自带属性的特点,本身存在相应特征和形态。在态叠加原理的应用过程中,守恒电子数一旦满足这一相同条件,粒子混合就能实现。经过派斯等人的共同努力,K介子系统问题得到了充分解决。在这之后,粒子混合不断涌现。不久,科学界又提出了量子排这一概念。通过量子排方面的科学研究,粒子物理学得到了更快的发展,最终在一定程度上推动了原子物理学的发展,并对其形成一定反哺。基于此,量子力学概念得到普及和推广。量子排现象之所以提出较晚,很大一部分原因是人们不敢对其进行大胆想象。

派斯在其他领域同样做出过一定贡献,比如G宇宙领域。然而,在70年代末,派斯逐渐转向物理学史,注重加强这方面的探索和研究,朝着作家的方向发展,并在这方面进展顺利,例如爱因斯坦传记得到了广泛好评,波尔传记也同样大获成功,中文出版量相当可观。还有关于基本粒子方面的科学史巨著《基本粒子的物理学史》的中译本也问世。派斯造诣十分高深,熟知理论物理,对物理学史的叙述表现出一种深刻的洞察。除此之外,派斯语言能力超强,除了母语荷兰语外,他还熟悉地掌握了英语、法语、德语、丹麦语,这为他的科学史研究提供了极大的便利。

派斯的物理学著作,内容更加凸显真实性,如对科学界出现的错误等都进行了如实体现。特别是曾经承受的挫折、物理学走过的弯路,以及物理学家在长期探索过程中经历的迷惘、物理学家个人存在哪些不足等,他都较为直率地指出。

比方说,在爱因斯坦传中,派斯对爱因斯坦的不成熟之处以及其研究中走过的弯路、犯过的错误都进行了毫不客气的说明。再比如,书中指出,马赫原理虽然没有对物理学理论起过推动作用,但它仍然可能是未来的研究课题。

虽然派斯对波尔十分尊重和爱戴,但在波尔传记中对其并未有讳言。比方说,在量子力学领域波尔失误不少,尤其是波尔还曾否定已经被广泛认可的能量守恒定律,对此派斯在书中也如实进行了记录。除此之外,他还指出了哥本哈根阵营中泡利、狄克拉等人对波尔的不满之词。

由此可见,派斯在潜心著作的过程中,始终秉承公允的态度,并且敢于分析伟大物理学家的不足,敢于说出真话,态度十分端正,因而学术界对其十分认可和重视。派斯尤其重视书名,绞尽脑汁之后,才能拟定完成,而且一定要别出心裁。

1963年,派斯最终选择离开普林斯顿大学,来到了纽约,进入洛克菲勒大学工作,直到退休。1990年,派斯同他的第三任妻子――丹麦人类学家尼可莱森结婚,结婚之后,派斯每年往来穿梭于纽约和哥本哈根之间。2000年,派斯的《科学英才:20世纪物理学家群像》问世,这部著作是派斯从个人视角对自己所认识的物理学家进行的速写,是他的最后一部著作。

参考文献:

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[2] 刘昊淼.浅析量子力学无限方势阱――通过无限深势阱来理解量子力学非定域性[J].神州(上旬刊),2013(9).

[3] 胡化凯.20世纪50―70年代中国对哥本哈根学派量子力学诠释的批判[J].科学文化评论,2013,10(1).

[4] 张占新,莫文玲,王凤鸣等.通过计算氢原子的玻尔半径,加深对量子力学的理解[J].大学物理,2011(30).

[5] 朱安远,朱婧姝,郭华珍等.20世纪最伟大的科学巨匠――阿尔伯特・爱因斯坦(下)[J].中国市场,2013(46).

力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。下文是我为大家整理的关于物理学力学论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅析物理力学的产生及其发展

摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。

关键词:物理力学;产生;发展

一、物理力学发展需要解决的问题分析

在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。

在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。

针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。

在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。

还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。

二、新技术不断推动物理力学的发展

物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。

人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。

本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。

参考文献:

[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).

[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).

[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。

[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).

浅析力学在机械中的应用

[摘 要]力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。本文立足于力学,简要论述了力学的内涵及其发展历程,并对力学在机械中的应用进行了较为深入的探讨与分析。

[关键词]力学 弹性力学 断裂力学 工程力学 机械

力学是力与运动的科学,它的研究对象主要是物质的宏观机械运动,它既是一门基础科学,又是一门应用众多且广泛的科学。力学与天文学和微积分学几乎同时诞生,在经典物理的发展中起关键作用,推动了地球科学的发展进步,如大气物理、海洋科学等,同时力学也在机械中起着越来越重要的作用,且应用广泛。

一、力学

力学是一门独立的基础学科,主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系,可粗分为静力学、运动学和动力学三部分。

力学的发展历史悠久,古希腊时代力学附属于自然哲学,后来成为物理学的一个大分支,1687年,牛顿三大定律的提出标志着力学作为一门独立的学科开始形成。此后,随着资本主义生产的发展,到18世纪末,以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪,大机器生产促进了力学在工程技术和应用方面的发展,推动了结构力学、弹性固体力学和流体力学等主要分支的建立。19世纪末,力学已是一门相当发展并自成体系的独立学科。

二、力学在机械中的应用

力学在机械中的应用广泛,其典型应用主要有以下几种:

1.弹性力学在机械设计中的应用

弹性力学也称弹性理论,是固体力学的重要分支,主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移,从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。机械运动当中,许多机械运转速度较高、承载很大,机械的弹性变形对系统的影响不容忽视,必须将机械系统按弹性系统进行分析和设计。由此可见,弹性力学在机械设计中应用广泛。一般情况下,弹性力学在凸轮机构设计、齿轮机构设计、轴设计中应用较为广泛。

齿轮机构在设计时运用了弹性力学的知识,渐开线作为齿廓曲线存在诸多优点,但用弹性力学知识加以分析便可得出它存在的一些固有缺陷,即当两齿轮啮合传动时,根据弹性力学中的赫兹公式分析可得,在其它条件相同的情况下,要想降低两齿轮在接触处的最大接触力,就必须增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,对于渐开线齿轮传动来说,由于要增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,就需要增大齿轮机构的尺寸,而两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径增大的范围是有限的,所以难以进一步达到齿轮机构尺寸小、而承载能力大幅度提高的目的。同时,弹性力学在轴设计中也有众多应用。为避免共振现象,对高转速的轴,如汽轮机主轴、发动机曲轴等设计时振动计算尤其重要,此时必须运用弹性力学知识。

2.断裂力学在机械工程中的应用

断裂力学,是固体力学的一门新分支,主要研究含裂纹构件的强度与寿命,是结构损伤容限设计的理论基础。断裂力学主要可分为线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类,前者适用于裂纹尖端附近小范围屈服的情况;而后者适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。断裂力学发展迅速,在机械工程中应用广泛,并占据重要地位。断裂力学在机械工程中的有效应用,不仅可以提高机械的性能与功效,更能防止工程设备发生灾难性的断裂事故,以确保机械、设备的安全可靠与良好运行。

首先,我国在采用断裂力学方法制订结构缺陷评定标准及安全设计规范方面已取得了较好的成绩,如压力容器、小型但用量大的液化石油气钢瓶及汽轮一发电机组等。

其次,概率断裂力学在可靠性设计中应用较多。概率断裂力学在可靠性设计中的广泛应用推动了可靠性设计的快速发展。运用参量的分布及安全余度来反映常规设计中不能准确反映的客观实际和常规设计安全评定中用安全系数不能准确反映的真实安全性。由于安全余度考虑了应力和强度的二阶矩,较好地反映了结构可靠度的实质,既考虑了变异特性又考虑了平均值,因而与失效分布有较直接的关系,使安全设计更可靠。国外已较完整地应用于飞机结构,如概率损伤容限分析、飞机结构可靠性和事故分析、飞机结构的耐久性分析等方面。我国在这方面开展的典型性研究则是海洋石油平台导管架焊接管节点的疲劳强度分析。

再者,可用断裂力学方法进行机械产品的失效分析。失效分析是指事故或故障发生后所进行的检侧和分析,目的在于找到失效的部位、失效原因和机理,从而掌握产品应当改进的方向及修复的方法,防止同类问题再次发生,以推进技术不断前进。因此,失效分析技术受到了社会各界的重视。断裂力学在机械产品失效分析中具有着重要作用。机械产品的主要失效模式有: 断裂、蠕变、疲劳、腐蚀、磨损及热损伤等,它们都可以借助断裂力学方法及断裂分析技术予以解决,断裂力学方法是失效分析的有力工具。

最后,运用断裂力学可以指导改进工艺及合理选材,如模具、焊接工艺等方面,可以减少工人的劳动量。

3.工程力学在机械修理中的应用

工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决工程实际问题的重要基础。处理机械工程出现的大量破坏问题,绝大多数是根据力学方面的知识作出判断和分析的。例如,汽车修理中汽车零部件的破坏分析与修理也是如此,其中,判断汽车半轴套管断裂的原因与确定修复方案等,全部流程无一不体现着工程力学知识在汽修中的应用。

三、结语

当今社会,科学技术迅猛发展,作为一门基础学科,力学也一定会得到进一步的发展与进步,且在机械中获得更广更深的应用。

参考文献

[1]林同骥,浦群.现代力学的发展[J].力学进展,1990,(1).

[2]李彦军.工程力学在汽修中的应用与对策[J].科技向导,2012,(32).

[3]侯岩滨.弹性力学在机械设计中的应用[J].辽宁师专学报,2005,(1).

[4]吴清可,刘元杰,张毓槐.断裂力学在机械工程中的应用[J].机械强度,1988,(6).

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!

试谈物理学专业电动力学课程教学

动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学,电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。

一、课程教学根本理念

第一,在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性,片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二,“电动力学”课程属于专业根底课程,教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪,与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点,教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三,教学应突出探求式教学办法,改动传统的教学形式,把信息技术与电动力学课程最大限制地整合,运用多种古代 教育 手腕优化教学进程,推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式,培育先生的创新思想和创新理念。

二、在本课程教学中该当做到以下几点

1.讲授内容应实际联络实践

“电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理,使先生加深对所授知识的了解,更可深入看法电动力学的实践使用价值,到达学致使用的目的,同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。

2.注重先生学习的主体性和集体性培育

从课程的设计到评价各个环节,在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别留意表现先生的学习主体位置,以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩,以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩,使先生看法数学和物理的亲密关系,培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能,重要的不是教内容,而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别,因材施教,依据这种差别性来确定学习目的和评价办法,并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。

3.运用多种古代教育手腕优化教学环节

充沛应用古代化教学手腕,发扬信息化教学的劣势,加强先生的学习兴味,进一步强化需求掌握的知识点,拓宽知识面,加强先生的理论操作技艺,培育迷信的思想方式,这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法,无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。

4.具有良好的实验条件,充沛保证明验和理论训练质量

鼓舞先生展开科研理论训练,参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想,充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。

三、课程学习战略探求

第一,针对“电动力学”是实际根底课的特点,先生必需坚持 课前预习 ,预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题经过师生多种方式的互动,教员及时理解、处理先生的疑问成绩,以加强先生的学习兴味。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三,鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才,以培育使用型、复合型、技艺型人才,加强 毕业 生失业才能,完本钱课的预期目的。第四,电动力学也是一门理论性很强的课程,其研讨对象是区别于实物的物质形状,具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化,我们将充沛使用当代信息技术的劣势,比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次,实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质,充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。

四、课程教学办法探求

本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合,尊重先生学习的主体性,适当布置指点性自习,培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导,注重先生才能的培育,使先生经过对电动力学中根本实际的了解,看法和掌握电动力学原理的研讨规律,开辟思绪,初步培育先生的科研思想。

1.“双边反应式”教学法

这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成,其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说,使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。

2.以成绩为中心,展开课堂讨论

式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳,采用以先生为主体的小组讨论式的办法,从提出成绩动手,激起先生学习的兴味,让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题,以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩,学习并稳固电动力学知识,开辟思绪,培育科研思想。

3.倡导学导式的教学方式

在教员指点下,先生停止自学、自练,教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体,让先生自动地去获取知识,开展各自才能,从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上,渗入教员的正确引导,使教学单方各尽其能,各得其所。

4.多展开课外理论活动

课外理论训练中,要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练,参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培育使用型、复合型、技艺型人才,加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程,在课堂教学中,要突出先生的参与性,使他们自动获取而不是主动承受迷信结论,互动思想使先生觉得电动力学发人沉思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味,可以常常采用课堂讨论方式,由先生发问,在教员引导下大家讨论, 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想,所以课堂教学应充沛运用多媒体,尽量运用图像和颜色搭配,使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合,这关于全体优化教学进程,进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时,可将教学实际使用到创新理论才能训练中,使用到物理、电子等各类竞赛中。

参考文献:

[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智,2014,(19).

[2]郑伟,吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版),2013,31(4):531-534.

[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息,2013,(11):44.

[4]熊万杰,陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育,2003,(6):72-75.

[5]付长宝,徐国慧,王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报,2009,30

试谈电力信息物理融合系统

【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能,基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析,介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。

【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制

引言

受能源危机、环保压力的推动,以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高,当代电力系统不再符合社会的发展需求,智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面:

1)分布式电源(Distributed Generation,DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络,增加了系统的复杂度和脆弱度,因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。

2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失,近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此,亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。

论文主体结构如下:第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ,CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。

1 CPS与智能电网的相互关系

CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展,其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知,通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信,通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。

CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。

将CPS技术引入到智能电网中,可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系,首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多,并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义:首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。

从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出,CPS与智能电网在概念上有相通之处,它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此,在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合,最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。

2 CPPS的硬件平台架构

基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标,建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向,同时也是CPPS研究的主要内容。

传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪,保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现,并且响应速度快,但是由于利用的信息有限,控制性能不够完善,不能预测和解决系统未知故障,对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息,能够优化系统控制性能,但是计算数据庞大、通信环节多,系统响应速度慢,并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析,不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。

针对目前电力系统监测、控制手段的不足,要建立坚强自愈的未来智能电网,必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统,CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。

CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示,主要包括:物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。

其中,底层的物理层是指电力系统的一次设备,如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控,测量参数包括电流、电压、相角等,在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED,为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站,是CPPS的重要组成部分,通过收集多个测量节点的数据信息,建立系统层面的控制回路,并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站,主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络,注意信息层并不是单独的一层,而是重叠搭接CPPS的各个分层,为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。

上文给出了CPPS的硬件平台模型,但要在电力系统中具体实现CPPS,涉及诸多方面的技术难题,下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。

3 同步PMU测量技术

同步PMU是构建CPPS的基础,它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出,装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统,测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析,为电力系统的动态控制提供依据。

同步PMU的硬件结构框图如图2所示。

其中,GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元,作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后,送到CPU单元进行离散傅里叶计算,求出同步相量后再进行输出。注意,发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外,还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。

4 CPPS的开放式通信网络

建立CPPS的开放式通信网络,应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上,使系统具有高度的开放性,支持自动化设备与应用软件的即插即用,支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络,需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。

IEC 61850标准的应用

IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中,支持设备的即插即用和互操作,使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准,同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8],因此,使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。

IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。

通信网络配置与分析

对于CPPS开放式通信网络的网络配置,可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置,构建CPPS的3层式通信网络,如图3所示。

其中,底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED,分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC),每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连,以完成该分区系统层面的保护控制,并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据,处理以后将控制信息下发到各控制子站,以实现CPPS的广域保护控制功能。注意,各层设备均嵌入GPS实现精确对时,保证全系统的同步数据采样。

5 CPPS的分布式控制机理

要建立坚强自愈的智能电网,必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程,文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架,建立了电力系统的3道防线,为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。

电力系统的分布式控制(Distributed Control,DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的,指的是多机系统,即用多台计算机(指嵌入式系统,包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等),各自构成独立的子系统,各子系统之间通过通信网络互联,通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制,集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上,结合分布式控制技术,建立CPPS的3层控制架构,如图4所示。

其中,分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ,其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性,防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施,需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障,往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施,控制措施实施越晚,控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果,同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施,通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段,要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。

6 结语

将CPS 方法 引入到电力系统中,建立CPPS的模型平台,为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。

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