科學網范文
時間:2023-03-15 00:24:29
導語:如何才能寫好一篇科學網,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1
1.1河北省本科院校人文社會科學教學機構網頁的欄目設置情況欄目是網站的骨架,只有清晰順暢的欄目才能使網站內容條理清楚、內容豐富、便于查找[1]。在開通的132個教學機構網頁上,欄目設置最少的10個,最多的16個,欄目名稱有87個,使用5次以上欄目名稱的有24個(見表1),使用1-4次的欄目名稱有63個。在調查中發(fā)現,我省本科院校人文社會科學教學機構網頁的欄目設置有以下幾個特點:①47%的欄目直接點擊出內容,35%的欄目有次級欄目,18%的欄目既無次級欄目也無內容。②欄目內容以管理為主,如黨務管理、學生管理、教學管理、招生就業(yè)管理等,教學資源、學習資源、文獻資源所占的比例較少。③欄目特色不明顯,132個網頁能反映出專業(yè)特色的只有14個,分別是心理咨詢3個、法律援助1個、外語天地1個、社科平臺1個、社科論壇1個、網上畫廊2個、作品展示2個、經貿論壇1個、經管風采1個、燕趙文化研究1個。④欄目更新不及時,教學評估已經結束幾年了“,教學評估或評建專欄”還顯示在9個教學機構的網頁上。
1.2河北省本科院校人文社會科學教學機構網頁鏈接或搜索情況任何網站都不可能包羅萬象、一覽無遺,更何況是作為校園網二級網站的教學機構網,更不可能面面俱到。為了實現在教學機構網上快速且最大限度地搜索需要的信息,需要借助鏈接功能才能得以更好地實現。另外,網頁不僅有瀏覽功能,還應具備個性檢索功能,而站內搜索和常用網站鏈接,是實現對內、對外檢索的主要途徑。我省本科院校人文社會科學教學機構網頁中鏈接與檢索功能見表2。友情鏈接多為與專業(yè)相近的兄弟院校的鏈接,也有與上級主管部門的鏈接;校內鏈接多與校園網、本校各教學部門或經常聯(lián)系的部門,如圖書館、科技處等的鏈接。設“站內搜索”的網頁有20個,在搜索框中有的能搜索出本網站的信息,有的則無信息。
2調查研究的結論
通過對河北省28所本科院校人文社會科學教學、科研、管理機構網頁建設情況進行調查,162個人文社會科學教學機構有132個建成并開通了網頁,但尚有近20%的教學機構還未建成網頁,或有網頁但未開通,這與21世紀網絡化社會的現實是不相稱的,有待及時趕上。40個人文社會科學研究機構有21個建成并開通了網頁,近一半尚未建成網頁,這可能與我省高校多為教學型院校,對科研重視不夠有關。對教學機構網頁欄目設計、鏈接、搜索功能等方面的調查分析顯示:人文社會科學網頁欄目名稱雖多達87個,但主要集中在本單位信息介紹方面,教學資源、學習資源和文獻資源上載率不高;近一半網頁無對外鏈接,近80%網頁無校內鏈接,有的鏈接無內容可尋。由此表明,河北省本科院校人文社會科學網頁建設的總架構已經成型,但內容不充實、功能不完善的現狀比較明顯,這種現狀無法適應現代大學教學、科研和服務社會的多元功能的需求。
3發(fā)展建議
篇2
一、內科學傳統(tǒng)教學模式和混合式教學模式對比分析
(一)內科學傳統(tǒng)教學模式優(yōu)缺點分析內科學的理論教學主要是采用課堂教學模式來 進行。我校由于教學改革的需要對內科學理論課程進 行了壓縮,這在一定程度上導致了面對面的課堂教學 時間短和教學內容較多之間的矛盾。這樣一來,部分 教學內容不能在課堂上進行講解,只能靠學生自學。 即使是課堂上教師講授過的內容,學生在課后只能靠 書本和筆記重溫教學內容。此外課后師生和生生之間 的交互和交流也不是十分方便。
(二)依托BB平臺的內科學混合式教學模式的優(yōu)勢BB平臺是目前國際領先的、唯一支持百萬級用 戶的一種以課程為中心,專門用于加強虛擬學習環(huán) 境,補充課堂教學并提供互動和交流的網絡教學平 臺,它可幫助教師很方便地建設內科學網絡課程。而 內科學網絡課程具有信息量大,不受時間、空間和人 數的限制,交互性強等特點’有利于解決傳統(tǒng)內科學 教學中所存在的矛盾,克服傳統(tǒng)內科學教學模式的弊 端,方便學生以課程為中心進行自主學習和協(xié)作學 習,提高學生學習的積極性、創(chuàng)造性和自主學習能力。 將面對面的課堂教學模式和網絡輔助教學模式相結 合,整合它們各自的優(yōu)勢,使優(yōu)劣互補,相得益彰,構建 內科學混合式教學模式,利用BB平臺強大的教學管 理、學習支持和交流功能,每位學生都可通過自己的 賬號登錄BB進行課程點(直)播、作業(yè)提交、在線答疑 等學習交流活動,可以很好地適應醫(yī)學教育的特點, 既能發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用, 又能充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極 性和創(chuàng)造性,從而優(yōu)化內科學的教學和學習效果。
二、構建基于BB平臺的內科學混合式教學模式的途徑
(一)發(fā)揮傳統(tǒng)教學模式的優(yōu)勢,提高課堂教學的 實效,利用全自動錄播系統(tǒng)將課堂教學錄制為三分屏 或電影模式的課件針對內科學的教學特點,發(fā)揚課堂教學的優(yōu)勢, 充分發(fā)揮教師在課堂教學中的主導作用,同時調動學 生的學習積極性。利用全自動錄播系統(tǒng)將課堂教學錄 制為三分屏或電影模式的課件并上傳或連接至BB 平臺上的內科學網絡課程中,將內科學課堂教學延伸 至網絡上,在提高受眾面的同時,還可以供學生在課 后對課堂上未理解的內容加以溫習和進一步理解吸 收。我校建設了功能強大的全自動錄播系統(tǒng),錄制課 件質量較高,并且采用適合網絡傳播的Flash格式進 行存儲和傳播。錄播分為教室現場錄制和錄播間錄制 兩種方式,錄制成的課件有三分屏和電影兩種模式, 可以選擇適合學生觀看和學習的方式來進行錄制。
(二)依托BB平臺建設內科學網絡課程,力求內容 全面,結構合理,具有較強的交互性,實現網絡輔助教學我校BB平臺于2006年引進,最初主要用于各級精品課程的申報和建設。內科學教研室積極利用 BB平臺開展網絡課程建設,制訂了內科學網絡課程 的教學目標、教學內容、教學策略、教學交流和教學評 價機制等,明確課程的性質、學習目標、課程的重點和 難點、課程內容、學習支持方法和評價方法等。充分利 用BB教學平臺對多種媒體的全面兼容性,將內科學 中較為抽象的教學內容具體化、生動化,創(chuàng)設出豐富 的資源情境、問題情境、案例情境等。充分利用BB教 學平臺強大的交流功能,如論壇等,同時輔以QQ等 即時通信工具以及電子郵件等,實現實時或非實時的 師生、生生交流,體現開放性和交互性。充分利用BB 教學平臺強大的教學評價功能,實現內科學教學評價 的真實性、便捷性與全面性。極大地方便了成人學生, 緩解了工學矛盾,提高了其學習積極性和成人教育的 教學質量。
三、基于BB平臺的內科學網絡課程的主要內容
(一)課程簡介對內科學課程進行簡單描述,使學生對內科學課 程有初步地了解。主要包括內科學的總體描述以及適 用的對象和專業(yè)層次、內科學的學習特點、學習方法 和技巧等。
(二)教師隊伍內科學授課教師及網絡課程建設教師的情況簡 介,主要包括教師基本情況如學歷、學位、職稱/職務 等;個人專業(yè)領域和研究方向;近年來取得的教學科 研成果及獲獎情況;電子照片;聯(lián)系方式如電話、 MSN、QQ、E- MAIL等以方便學生聯(lián)系。
(三)教學大綱教學大綱是內科學課程的指導性文件。主要包括 內科學各章節(jié)的教學目標和教學基本要求,教學重、 難點,闡明各章節(jié)知識點的掌握要求,提供總學時分 配建議以及學習進度建議等。
(四)網絡課程主要包括內科學的課程內容、授課教案、PPT課 件、教學錄相等。課程內容以文字學習為主線,根據內 容表述的需要輔以圖片、圖表、動畫、音視頻講解等其 它形式的媒體組件,使學生比較清晰地掌握知識點。 教學錄相則真實再現教學過程,使學生能夠感受老師 的現場教學情境,方便學生溫習,更好地掌握重、難點 學習內容。
(五)作業(yè)及測驗按照教學大綱要求,為使有效性和科學性相結 合,設計了內科學作業(yè)題和綜合測驗題,著重考核學 生分析解決問題的能力及創(chuàng)新能力,供學生進行自我 測驗,系統(tǒng)能提供答案及明確的解釋,并可以自動打 分,使學生有針對性的進行復習鞏固所學知識’有利 于激發(fā)學生的積極性。
(六)課程答疑通過QQ等實時通訊軟件進行實時答疑;設置的 內科學論壇可以供師生、生生進行交流討論;學生可 以向教師提問內科學相關疑難問題,教師及時給予解 答;同時注重對內科學課程的重要知識點進行歸納, 對于典型性及學生經常提出的問題,以問答形式進行 總結,以供學生借鑒。還可以通過電子郵件等進行個 別非實時答疑。
(七)資源庫將內科學各種資源、資料進行分類整理,集中存 放,供學生學習使用。
(八)學習幫助學生進行內科學課程學習的幫助文檔,幫助學生 更好地利用內科學網絡課程進行課前預習、課后復 習、作業(yè)提交和測驗等。
(九)課程評價包含教學管理人員、同行和學生對內科學網絡課 程的評價。
(十)其它模塊如參考教材、參考文獻目錄、相關網站等。
篇3
“他的選擇讓我很驚訝,我徹夜失眠也沒想明白。他是我遇到過的最有天賦的學生。他這樣做,不僅中國,甚至世界可能會失去一個優(yōu)秀的科學家。”程代展稱,蕭楊曾在系統(tǒng)控制領域的國際頂級專業(yè)期刊(IEEE TAC)上,以第一作者的身份發(fā)表數篇長論文。中國系統(tǒng)控制領域的博導沒有幾個人在這本期刊上發(fā)過文章。
對于導師的不理解和網友的議論,蕭楊也在網上貼出長信,稱“其實很簡單,唯一的原因就是沒興趣了。沒興趣還算個比較中性詞的話,其實可以說我已經厭惡科研了。”“做科研太累,當我決定退出科研的時候,心里是久違的無比的輕松。”
科學網上的專家稱,這種情況并非個例,此類問題困惑不少碩士生、博士生。
Robocop:在我看來,這是一件好事。升學率壓力之下,如今還有多少中學教師發(fā)自內心因興趣而教學?又有多少優(yōu)秀的科研人才愿意舍棄寬松的環(huán)境,去從事基礎教育?多一點科研人才進入中小學,教育才能快一點進步。
feelar:如果整天做自己感覺痛苦的事情,那是煎熬。即使還在做,也不會有主動性,不會有大的成就,因為一切都是被強迫的。我支持學生的選擇,不能因為別人的希望而放棄自己的想法。
篇4
Abstract
>> 淺談寫作認知能力的培養(yǎng) 培養(yǎng)學生的認知能力 淺談小班幼兒語言能力\認知能力的培養(yǎng) 外語教學中的文化認知能力培養(yǎng) 基于VLEs培養(yǎng)高級認知能力的研究 外語教學中元認知能力的培養(yǎng) 英語教學中元認知能力的培養(yǎng) 培養(yǎng)元認知能力 促進學生自主學習 認知能力――數學學習力培養(yǎng) 經管專業(yè)學生的元認知能力培養(yǎng) 整合政治教學資源,培養(yǎng)學生認知能力 英語交際中間接言語行為認知能力培養(yǎng) 淺談初中數學概念認知能力的培養(yǎng) 研析初中數學概念認知能力的培養(yǎng) 數學教學應培養(yǎng)學生概念認知能力 培養(yǎng)學生元認知能力的教學實踐研究 談學生元認知能力的培養(yǎng) 淺論化學教學中認知能力的培養(yǎng) 反思自悟 培養(yǎng)元認知能力 初中數學概念認知能力的培養(yǎng) 常見問題解答 當前所在位置:l.
[2]P.柏林大學辦學模式的確立:理性的凱旋[J].復旦教育論壇,2010,8(6):16-19.
[3]Levine D. The idea of the university, take one: on the genius of this place[EB/OL]. Presented at the Idea of the University Colloquium, November 8, 2000..
[4]饒毅.賽先生在中國還是客人[EB/OL].科學網2014-7-21..
[5]饒毅.中國科技體制改革與海歸[EB/OL].科學網2012-6-8..
[6]袁江洋.中國離世界科學中心尚遠[N].中國科學報,2012-08-27(B1)..
[7]Flexner A.無用知識的有用性[EB/OL].(陳養(yǎng)正、趙汐潮節(jié)譯).
[10]李江.科學守門人,接受了平庸而拒絕了開創(chuàng)性貢獻[EB/OL].科學網2016-11-08..
[11]劉全慧.本科生完全可能做出驚人的科學發(fā)現[EB/OL]. 科學網2017-1-14.http:///home.php?mod=space
&uid=3377&do=blog&id=1027478.
[12]茅于Y.教育的目的應該是什么[EB/OL].搜狐教育(時評)2016-07-24.http:///20160724/n460789395.shtml.
篇5
一、科學教科書的使用現狀
教科書為教師編寫,但最終是為學生編寫的,它理所當然應該對學生是切實有用的。它應當成為學生在學科學時的對話文本,成為孩子們學科學的伙伴,成為孩子們學科學的引領者、幫助者。但現實并非如此:
現象一:學期結束,去翻學生的科學書,發(fā)現大多數學生書上摘記很少,一些重要的句子沒有標出,甚至記錄表都空著。
現象二:公開課上,常常看到學生除了筆其它什么都不帶,需要用到的實驗材料和記錄單都由教師提供。
現象三:一次教研活動,上課前學生拿出科學書想看本節(jié)課所要學習的內容,教師看到后讓學生把書放回書桌里,不讓學生看。課后教師之間交流,有教師提出上科學課最好讓學生空著手來教室,什么都不帶,也不知道這節(jié)課要學什么內容,這樣效果更好。很多教師表示贊同。
二、教學中科學教科書被冷落的原因
備課時被教師深刻鉆研的教材,為什么教學時卻被教師、學生冷落?
(一)環(huán)境因素 廣大家長、學生認為小學科學學科相對于語文、數學學科是一門副科,因為它不計升學考試的成績。平時語文、數學等習題都來不及做,哪有閑功夫看科學書。
(二)教師因素 教師通過備課,早已把教材內容熟記與心,并對教材內容作了靈活調整,對教學環(huán)節(jié)作了周密安排。教學時如果允許學生看書,害怕書中的那些插圖會分散學生的注意力,而不能積極思維;害怕學生過早知道結論或科學概念對自己創(chuàng)設的探究問題產生影響。
(三)學生因素 對學生來說,教材上的問題老師會說,或者啟發(fā)引導學生提出;教材中的圖片老師會用課件出示;教材中的實驗材料或操作過程的圖片,老師會提供實物;教材中預留的供學生填寫的“方框”,老師會提供相關的卡片。學習時根本用不到教科書。
三、加強文本閱讀,發(fā)揮科學教科書應有的作用
(一)科學文本閱讀的功能
1、閱讀能培養(yǎng)學生科學人文精神和科學語言素養(yǎng)
新《科學》教材一改以往教材過于追求較強邏輯性的呈現方式,圖文并茂,充滿了童趣和文學色彩,幾乎每冊都安排了一些詩歌形式的科學美文或精彩的科學小故事,吸引學生閱讀。如《地球表面及其變化》單元資料庫中的《我們的土壤媽媽》:“……我們的土壤媽媽,她住在地球表面的第一層,由幾寸到幾丈的深度,都是它的工作區(qū)……”;《沉和浮》單元資料庫中的《王冠的秘密》、《曹沖稱象的故事》等。老師們千萬不要忽略了這些內容,可以讓學生讀一讀、想一想、說一說,不僅是他們對自然現象的觀察能力,還會有語言的表達能力和想象能力,以及良好的文學熏陶。
2、閱讀能提高學生的自學能力
根據經合組織國際學生評估項目(PISA)對閱讀能力評價的要求,學生的閱讀能力應該立足于“為學習而閱讀”所必需的知識和技能,而不是“學會閱讀”所需要的技能。這說明閱讀已經是人們獲取知識,進行學習的最重要的方法,不能有效閱讀的人往往缺乏必需的認知能力,使他們在學習中處于被動的地位。而且,對那些已經完成基礎教育的人來說,他們今后面對的是自學,不再像以前那樣有教師的詳細指導,要靠自己去安排學習活動,從各種學習資料中去獲取知識和技能。在科學教學時,對于一些簡單的科學知識或實驗流程,讓學生自己閱讀領會,以便培養(yǎng)學生的自學能力。
3、閱讀能拓寬學生的視野
新教材每個單元后都配有“資料庫”,它是單元知識的引申和豐富。通過閱讀“資料庫”,學生可以提升科學知識的廣度,總結單元科學知識并形成系統(tǒng)。
4、閱讀能幫助學生建立科學概念
重視科學概念是當前科學教育的一大特點。當前的種種研究表明,小學生學習科學的過程其實是一個概念變化的過程。科學知識的推衍、規(guī)則的建立都離不開科學概念。科學概念的建構要經歷一個抽象概括的過程,在科學教學中開展探究活動,讓學生在參與活動的過程中把事物的共同特征歸結在一起,概括形成概念或一般的原理,科學的概括闡述對事物的正確認識。但由于小學生抽象概括能力有限,有些概念即使通過探究學生也不能很好得出和理解。科學教材中有些句子就涉及了一些科學概念,學生通過對這些句子的閱讀,對這些概念能從感性認識上升為理性認識。
(二)有效閱讀的策略
策略一:讀在引入處
新科學教材的一個顯著特點是在每個主題單元的首頁都設置了“引言”。如五下《沉浮》單元:“石塊放在水中,沉下去了;木塊放入水中,浮起來了。物體的沉浮現象與什么有關呢?鐵塊在水中是沉的,為什么鋼鐵造的打輪船卻能浮在水面上,還能裝在貨物呢?從井中提水時,同樣是盛滿水的桶,離開水面后要比在水中感覺重很多。”單元引言中創(chuàng)設了探究的情境,提出了一系列的探究問題。通過對引言的閱讀,能充分激起學生探究的興趣和欲望。
策略二:讀在疑難處
教《空氣的熱脹冷縮》一課,教材讓學生對熱脹冷縮的現象進行解釋。由于學生不明白什么是組成物質的微粒,原先根本沒有接觸過這個概念,直接解釋的難度較大。教材安排了一個模擬空氣“微粒”運動的游戲及一段說明文字。此時讓學生在游戲的基礎上結合文本閱讀,再進行解釋,學生立刻把引起物體熱脹冷縮的原因解釋的清清楚楚,難點迎刃而解。
策略三:讀在拓展處
科學的探究僅僅憑課堂40分鐘是不夠的。一堂課的結束并不意味著探究的結束。科學課雖給學生帶來廣闊的思維空間,但不能局限于課本內容,否則不利于學生的發(fā)展。教材是為教與學服務的一個載體,但不是唯一的資源。教師要引導學生以教材為基礎,走出課本,走向課外,引導學生課外閱讀各種科普讀物,讓學生在“大課本”中學習科學,提高科學素養(yǎng)。
篇6
【關鍵詞】網絡科普傳播信息內容質量
一、網絡科普平臺的新類型
隨著網絡技術的發(fā)展,網絡科普發(fā)展成為我國提高公眾科學素質水平的重要載體之一。隨著用戶創(chuàng)造內容的web2.0時代的到來,網絡科普逐漸開始在論壇、社區(qū)、互動式問答等網絡平社交臺中發(fā)展起來。從最初單一的科技報刊網絡版,發(fā)展到現在多元化模式的專業(yè)科普門戶網站、科普論壇、SNS型社交問答網站、科普手機客戶端應用等多種模式。網民通過社交網絡轉載,分享,評論等方式從中了解科技資訊,學習科技知識,探討科學理論,使得網絡科普工作在互聯(lián)網時代有了新內涵。具體表現為:網絡科普不再局限于由專業(yè)人士,或網站人員編輯制作,而轉變成大眾開始成為網絡科學傳播的參與者。于是,網友既是網絡科普的瀏覽者,也是內容的提供者和者。
通過對現有多元模式的網絡科普平臺的觀察,可以概括出目前網絡科普平臺的兩大類型:注重社交關系的科普網絡平臺和不注重社交關系的科普網絡平臺。本文從這兩種類型出發(fā),以2015年4月25日發(fā)生的尼泊爾地震報道為例,評估時間以一星期為周期,通過考察兩種不同類型的傳播平臺對該話題的內容、編排等方面,來對網絡科普信息質量進行評估。
二、網絡科普資源質量評估
科學普及是科學發(fā)展的重要組成部分和原動力,也是提高公民科學素養(yǎng)的重要途徑。面對現今各種新型的科普資源傳播方式,傳統(tǒng)的科普資源評價指標和方法已不再適用于目前的網絡科普環(huán)境,如果再運用以往的指標和方法已難以確定網絡科普資源的質量和價值。因此,針對目前網絡科普資源的情況和特點,本文從注重社交關系的科普網絡平臺和不注重社交關系的科普網絡平臺兩大類型,來對其科普資源質量進行評估。
1、6家代表性科普網絡平臺
由于目前與網絡科普相關的平臺較多,筆者從注重社交關系的科普網絡平臺和不注重社交關系科普網絡平臺中分別選取了3個在網絡上人氣較高,瀏覽量大,訪問人數多的平臺,它們分別是,注重社交關系的科普網絡平臺:知乎、百度知道、新浪博客;不注重社交關系的網絡科普平臺:果殼網、騰訊科技、科學網。
2、網絡科普資源質量評價體系
在綜合考量網絡科普資源構成各個要素的基礎上,筆者針對“地震”這個話題,以知乎、科學網等為評估對象,選擇2015年4月20日-27日為一周期,進行數據評估。
網絡科普資源質量評價標準的構成:內容自身質量評價標準30%、內容編排質量評價標準15%、內容呈現質量評價標準20%、內容互動質量評價標準10%、用戶使用質量評價標準20%、資源利用質量評價標準5%,總值為100%。①
為保證評估體系的科學性、全面性和操作性,筆者邀請12名不同學科的研究生(6名理工類、6名人文類)進行打分。打分標準,網絡科普資源質量評分標準的構成為李斯特5分制量表:1分(差)、2分(一般)、3分(良)、4分(好)、5分(優(yōu)秀)。
3、兩類平臺信息質量評估得分狀況及分析
通過本文所設定的評分體系,通過百分比計算,獲得各樣本網絡科普資源質量整體得分,如下表。
知乎(2.661):在“知乎”站內輸入關鍵字“地震”,從中選取了15篇以地震為話題的帖子,作為評估樣本。首先,六項評價標準中得分最高的一項是內容自身質量評價,為0.879,帖子內容涉及到很多方面,其中包括地震的傷亡情況(《尼泊爾8.1級地震,預計將造成多大傷亡?》)、地震的實時追蹤報道(《40個小時過去,尼泊爾地震震中有哪些消息?》)、地震發(fā)生后對人們生活造成的影響(《25日尼泊爾8.1級地震,5.9出發(fā)的尼泊爾旅行應該取消嗎?》)以及地震發(fā)生的原因(《佛教如何看待尼泊爾地震?它的產生原因是什么?》)等相關的解讀;在“尼泊爾8.1級地震,預計將造成多大傷亡?”的貼子中,除了文字表述之外,還大量運用谷歌高清衛(wèi)星地圖對尼泊爾城市地理概況進行截圖,運用文字與地理圖片相交錯的方式幫助網友了解災區(qū)情況,保證了內容的通俗性。其次,知乎在內容互動質量評價這一項中得分0.221,由于“知乎”的網絡影響力有限,造成互動時間差較大,留言互動的人數較少,反饋信息不豐富,且以大量的純文本形式為主,缺乏采用動態(tài)多媒體展現的方式,所以分值較低。
百度知道(2.584):在六個網絡平臺中,百度知道的總得分最低為2.584。但其在用戶使用質量方面得分較高為0.588,在收集數據的長時間運行過程中沒有發(fā)生計算機病毒、木馬程序等情況,文本信息都能正確呈現,能正常在目前主流配置的PC機上穩(wěn)定運行。在內容自身質量方面,主要以關于地震的起因方面的解釋性知識為主,例如:《地震怎么形成》、《為什么會有地震》、《地震前兆有哪些》。帖子主題時間范圍廣,有唐朝時期的記載(《武則天時期有那些地震?》),建國以來的記載(《中國建國以來最強的地震》)和現階段尼泊爾地震的記載(《尼泊爾地震為何損失慘重?》),保證了內容的完備性。不足的是雖然網友通過文字的形式對各種問題進行了解釋,但信息不夠豐富,且以大量的純文本形式為主,缺乏趣味性,所以內容編排質量得分較低為0.347。
新浪博客(2.747):在所涉網絡平臺中新浪博客的內容互動質量分數最低為0.107。雖然博文有一定的點擊率,但是大多數博客都沒有網友的文字留言或者任何實質性互動回復,所以分數低。在資源利用質量評價方面,博客的普遍適用性強。博客中作品的原創(chuàng)性較高,內容全部為博主自己見解,無任何轉載、轉帖。在內容編排方面,博文內容沒有充分利用多媒體技術,如視頻動畫或圖文結合的形式來展現科學原理,而是大量引用純文字來解釋說明科學原理,所以,內容編排質量得分較低,為0.393。
果殼網(3.217):果殼網的總得分在所有六個網絡平臺中得分排名第二。其中在內容自身質量方面得分1.124位于單項排名中第二,內容自身質量的評判包括三個方面:內容的科學性,完備性和通俗性,其中科普資源作品的內容科學性是其內容自身質量評價標準中最重要的一項,果殼網在內容的科學性和完備性方面表現突出,比如有專業(yè)人士的原帖,增加了內容的權威性。例如:《尼泊爾地震――意料之中》和《尼泊爾地震導致珠峰下降2.5cm》作者都為地質學碩士生,作品圍繞“地震”這個主題的各個方面。還有很突出的一點是果殼網的內容互動質量得分為0.333,在大部分的帖子下都有網友的文字性回復,也有貼主對網友的回復,回復內容中無說教痕跡,信息反饋價值高,回復內容都與“地震”這個主題相關,回復及時,時間差小。
科學網(3.097):內容自身質量、內容編排質量和內容呈現質量較高的得分是科學網的特點。其中內容自身質量和內容編排質量在所有六個網絡平臺中得分最高,分別為:1.125和0.487,同時內容呈現質量排名第二為0.587。科學網中有專業(yè)人士編寫的專業(yè)性很高的科研筆記,如:《關于嵇少丞的重大消息,強贊!》、《蘆山地震兩周年:把教訓轉化為文明進步的動力》、《全球進入地震活躍期:10年前的預測正在得到證實》。保證了科學性的情況下,語言準確,用語嚴謹精煉。在內容編排質量方面,文中多處運用圖文、圖形結合的方式、部分文章運用短視頻、動圖等來表現科學原理,數據和文章交錯分布井井有條,增加了文章的可讀性和趣味性。內容呈現質量方面,知識點解釋說明時,均有簡單小標題作為標識,與知識點對應的小視頻都有說明,界面文字與背景的對比和諧,字體、字號、顏色配置合理。
騰訊科技(3.317):騰訊科技在總得分中排名第一,單項分數中內容呈現質量、內容互動質量、用戶使用質量三方面均分也都排名第一。首先,內容呈現質量為0.644,騰訊科技平臺的文章中大多數科學知識點后都有相應的圖片、數據、視頻進行補充說明,知識點數量、圖片媒體數量、音頻、視頻和動畫媒體數量都與知識點相對應,在指標規(guī)定范圍內。由于騰訊的用戶眾多,且各個年齡段都有分布,所以在騰訊科技頻道的文章中,網友的留言、回復較多,在抽樣的15個樣本中,幾乎每篇文章下都有上百條回復。回復內容也和文章題材相符,并且從網友的留言中大致能反映出大眾對社會熱點,對“地震”這個事件的關注程度,所以在騰訊科技中內容互動質量得分最高為0.411。用戶使用方面,站內長時間瀏覽后沒有發(fā)生計算機病毒、木馬等不良程序的入侵,也沒有不能正確呈現信息,文章鏈接正常,還有讀圖模式輔助閱讀的功能、方便窗口瀏覽、控制圖片文件數據量,保證讀者閱讀質量,所以較其他五個網絡平臺來說得分最高為0.689。
通過對果殼網、知乎等網絡平臺的對比分析發(fā)現,科普網站的網頁級別較高,說明具有較大的社會應用價值,但無論是在內容、規(guī)模,還是在投入、運營上都存在著較大差距,專業(yè)科普網站的內容開發(fā)和反應速度緩慢,缺乏用戶反饋機制和考評激勵機制,與其他網絡企業(yè)相比缺乏競爭力。
雖然我國網絡科普平臺種類多樣,但大多數科普網站影響力有限,仍存在一些較為明顯的不足。在以上的研究對象中,2013年ALEXA國內排名基本保持在1000名以內的科普網站只有果殼網,在兩萬名以內的僅有科學網等20家左右。而騰訊網(綜合門戶)、新華網(時政資訊)等網站的ALEXA國內排名均長期保持在前10名以內,日均點擊量往往是科普網站的幾十倍,在公眾中有著很大的影響力。②在全國大多數科普網站中,多數都是非專業(yè)網站科普頻道,科普內容陳舊,缺乏原創(chuàng),更新速度慢,有些甚至已處于半癱瘓狀態(tài),而專業(yè)性的科普網站僅占27%,比例較低。這些數據反映出了網絡科普的效果不佳,服務能力有限,缺乏適應未來網絡社會和可持續(xù)發(fā)展等問題。
參考文獻
①馮雅蕾,《基于網絡平臺的科普資源的利用與開發(fā)研究》[D].重慶大學,2012
②中國網站排名,http://alexa.chinaz. com,2008-5-1
篇7
小學科學是在自然的基礎上更全面,更科學地培養(yǎng)學生發(fā)現問題、解決問題、探究科學真諦能力的一門學科。科學學習要以探究為核心探究既是科學學習的目標又是科學學習的方式親自經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的重要途徑在教學中我們如何引導學生經歷和尋找得出結論的過程并在過程中獲取知識的方法體驗自主探究的樂趣切實帶領孩子們一起去領略科學探究中的樂趣呢?隨著我校信息化程度的提高和多媒體網絡設施的大量投入,我校的教育事業(yè)迎來了新的格局、新的氣象和新的教學模式,特別是它對小學科學課堂產生了根本性的改變。網絡環(huán)境科學課堂教育豐富了教學資源,拓展了教學模式,課堂上的形象更加生動,更富有感染力,更能激發(fā)學生的學習興趣和強烈的求知欲。為了讓學生在短短的40分鐘內,輕松地學到更多的知識,我就網絡環(huán)境下的小學科學教學談談我的個人做法。
1 創(chuàng)設情境,增強感知,激發(fā)興趣
小學三年級學生處于學習科學初始階段。傳統(tǒng)教學方式主要靠教師的一張嘴,一支粉筆,一塊黑板,一張掛圖,學生學得枯燥無味,根本談不上學習興趣,教師往往在課堂中教得也是力不從心。而現在,我充分利用我校的多媒體教學設施,改變了這一現狀。網絡環(huán)境中的科學課堂生動、形象、直觀,學生的學習興趣也隨之高昂。課堂中,我創(chuàng)設豐富有趣的情境,大大的吸引了學生,激發(fā)了他們強烈的學習欲望。如在教授《植物的生長變化》這一單元,我事先制作能播放2分鐘的錄像。錄像中各種各樣,形象各異的植物一一呈現在學生面前。這些既熟悉又陌生的植物,很快就能吸引學生的興趣。學生們也隨之在腦海里產生多種疑問:它們是如何生長的呢?在生長的過程中是否都一樣呢?……這些大大的問號,很快就能抓住他們的心,強烈的求知欲望讓他們全身心地投入課堂中來。
2 利用資源,電教手段,直觀易懂
小學科學對學生的科學意識和科學素養(yǎng)有著重要的影響。充分地利用本校的教學資源,恰當地應用電教手段,才能發(fā)揮其在教與學中的媒介作用,直觀易懂,把難的問題簡單化,從而優(yōu)化課堂教學。如教三年級《動物的生命周期》這一單元,縱觀整單元教材,它把內容分成了四大部分,如果只是反反復復講解理論,那么學生會感覺很難理解,教師也會感覺很生硬。這時,我們就可以借助網絡技術和多媒體技術,虛實互補。我準備了放大鏡、蠶卵、黑色的蟻蠶、一齡蠶到五齡蠶的照片、課件和錄像資料。這些電教資料,在我營造出寬松和諧的課堂氣氛中,學生們直觀的,立體的感知到蠶的生長變化的神奇和美妙,在了解了本單元知識的同時也實現了知識的拓展。科學課上有許多要求學生自主探索的素材,需要學生在老師的指導下進行調查、實驗,但是有些活動在課堂上是無法用實驗的形式完成展現的。因此,為了增強學生的感性知識,可以通過各種資源,各種電教手段在教學過程中對這些實驗進行模擬演示,達到仿真效果。這樣,學生就可以更加直觀了當地了解了演示過程,從而獲取新的科學知識。
3 增加容量,適時評價,提高效率
多媒體教學不僅能把知識更多、更快地傳授給學生,還節(jié)約了授課時間,增加了知識容量,有效地提高課堂教學效率。多媒體電腦輔助教學具有信息量大,傳播效率高的功能。它可以讓學生充分利用多種感覺進行學習,加快教學速度,不斷鞏固,深化知識,從而提高課堂教學效率,提高教學質量。教師預先擬好題目,運用電腦設置多種題型,全方位,多角度,循序漸進的突出本課的重點難點。同時能及時提供正確答案,及時判定學生的答案正確與否。如果答對了,多媒體屏幕上顯示“真棒!”“你很聰明”等等富有積極鼓勵性的言語。看到屏幕上出現對自己的評價,學生們會自豪無比,激發(fā)了他們進一步學習的欲望。即使答錯了,屏幕上也很友善地建議他“多想想”“那你能行”等激勵性言語。這符合小學生爭強好勝的心理特點,很好地復習和鞏固知識。當然,網絡資源的運用僅僅停留在這一層面,是遠遠不夠的。還需要為學生創(chuàng)造機會,展示他們的學習成果。我在教完《動物的生命周期》這一單元后,就讓學生利用網上搜索的資料,小組精心合作出手抄報、辦黑板報、寫有關保護動物的倡議書等,這樣深化探究學習,延伸探究成果,從而獲取更多更豐富的知識。小學科學教學的評價是一種多元的激勵性評價。通過評價,以激發(fā)學生的興趣、鼓勵學生的好奇心與探索精神,使學生對科學探究始終保持愉悅的情感體驗。小學生學習能力的形成是不是一蹴而就的事情,不同年齡階段,由于生理、心理的成熟程度不一樣,所表現的每個側面程度也不一樣。只有評價內容適合小學生的實際水平,才是有效的,要求過高或過低都會影響學生的積極性。我在課堂中常善用評價激勵語言如:“某某同學坐得真端正!注意力真集中!”“你很像一個小老師,不僅管好了自己,而且把自己的小組也管理得很好!”“你真行!真棒!真是好樣的!”“老師發(fā)現你不僅聽得仔細,而且說得也很好!”從實踐看,實行這種激勵性評價,學生心中就會始終涌動出一種精神力量,誰也不會自甘落后。再加上網絡的力量,為小學科學提供了平臺。
總之,多媒體教學作為一種嶄新的教學手段,是師生在教學中?互相傳遞信息的工具。小學科學引入多媒體教學,可以最有效地增強學生對抽象事物的理解與感受,真正地為小學科學教學提供了理想的教學平臺。同時,它通過化虛為實,化易為難等等多種表現方法,調動一切因素,幫助學生更真實、生動、形象地感知和理解教材,啟迪學生思維,引導學生觀察,指導學生實踐,使學生在獲取知識的同時,逐步學會學習,學會探索,學會創(chuàng)造。
篇8
關鍵詞:整合;網絡資源;有效;提高;科學課堂;教學
中圖分類號:G623.9 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2016)01-0284-02
隨著科學技術的發(fā)展和學校教學設備的不斷完善,網絡資源已普遍走入課堂,特別是在科學課教學過程中,網絡資源的應用已經是一個必不可少的重要組成部分。科學課程指出:"教師要把課程的總目標落實到每一節(jié)課,使每一節(jié)課成為聚沙成塔的沙,滴水穿石的水";并指出:"要把科學探究、情感態(tài)度與價值觀的目標有機地和科學知識目標結合在一起";而且非常明確強調"在一節(jié)具體的課中,要最大限度地把知識教學伴隨在培養(yǎng)能力、態(tài)度的過程中"。這些論述為我們指明了方向,教學時,一定要抓住各課教材的主要內容,充分利用網絡資源引導學生深入探究,力求達到科學課多方面的教學目標。
1.利用校園網絡資源,創(chuàng)設情境,激發(fā)學生學習興趣,提高課堂教學效率
一個人對他所感興趣的事物總是表現出注意的傾向。小學生精力旺盛,求知欲強,活潑好動,他們對科學課懷著好奇心和興趣。因此,如何保持和激發(fā)學生的興趣便成為教師搞好教學的關鍵。而把網絡資源、校本資源整合后進行恰當的運用,通過獨特的情境教學,為學生提供無法親身體驗的信息,特別是在課堂上無法具體化的信息――能為學生提供更多的、高質量的科學信息。如"生物的啟示",通過播放課件,伴隨著優(yōu)美的音樂以動畫方式依次顯示:鳥、魚、青蛙、蒲公英。學生看后討論出:人們根據鳥會飛的特點發(fā)明了飛機,根據魚在水中游的特點制作了船等。這樣讓學生從生物聯(lián)系到仿生科技產品。通過對近代仿生科技產品的探討,使學生理解了人類進行仿生發(fā)明創(chuàng)造成功的關鍵在于對生物的構造和功能方面的仔細觀察和認真研究。形象直觀,淺顯易懂,符合小學生的心理特點,他們易于接受,也非常喜歡。運用校本資源與科學課教學整合能活躍課堂氣氛,大大激發(fā)學生興趣,在興趣驅使下,學生的學習效率必會得到很大的提高。熱烈的課堂氣氛,積極的學習狀態(tài),保證了課堂教學的高質量,達到了事半功倍的良好效果。
2.利用遠程教育資源,增大課堂容量,調動學生積極性
我校充分利用遠程教育下載的教育資源,服務于教學。打破了傳統(tǒng)教育在時間和空間上所受的限制,它所具備的教育教學資源共享,信息交流,網上教學等功能。原定的教學目標達到更高的層次。如《怎樣測定力的大小》一課,先為學生準備測力計、重物等器材,讓學生自己動手測量。教師再為學生提供下載的有關測力計的教育資源,通過動手操作,相互比較測量結果,發(fā)現差異,分析原因,再設法調整測量方法,從而總結出使用測力計的要點:(1)使用前指針調為"O";(2)沿著力的方向拉;(3)讀數時視線要平;(4)不超過測力計的極限等。這樣,通過網絡資源與科學課的整合,使學生體驗了科學探究的過程和方法,以及主動探究、科學地看問題、想問題等科學態(tài)度,從而全面落實了科學課的教學目標。
遠程教育資源的最大特點就是交互性,教師運用資源平臺充分借鑒別人的先進教學手段,掌握大量的學習數據,通過對這些數據的分析來發(fā)現學生的學習特長,挖掘學生的學習潛力,向學生灌輸適合自身的學習方法,并提供針對性的學習,學生遇到不懂的地方查詢教學資源,或向老師,同學請教,因材施教,使教學個性化。
3.利用網絡資源,既豐富了學生課內的知識,又增進課外學習內容、提高學習興趣
網絡資源對科學課帶來極大的幫助。第一,網絡是學生主動發(fā)展不可多得的演練場。網絡的虛擬性、自主性、開放性,使網絡的行為不受任何時空形式的局限,它集聲音、圖像、動畫、文字于一體的多種功能,學生可以進行思維、表象、行為、創(chuàng)意無限地發(fā)揮。第二,為學生提供豐富、快捷的信息資源,這些信息是科學課教學最好的輔助教材和課外的延伸。網絡的互聯(lián)、互動,傳播與交流的快捷,學生可以在視通萬里的網絡世界采集自己所需的信息,對課內學的知識起到鞏固延伸、深化的作用。教材所編排的內容必竟是有限的,學生就可以借助網絡,從快捷的信息中得到彌補。第三,網絡使學生開闊了眼界,發(fā)展了智力。網絡的開放性加速多元文化相互吸收、融合,相互促進;特別是多元性、互聯(lián)性的網絡文化特點,營造了網絡行為的思想交互方式。思維交互方式在信息的雙向、多向交流中產生,具有即時反應性、隨機應變性、互相啟發(fā)性和多元整合性特點,是一種高效、靈活、互動、協(xié)同的思維方式,有助于人的智慧發(fā)展。當然網絡資源的負面影響我們在教學中也要加以克服和避免。
調整教材、教法,順應網絡化發(fā)展。科學課教材中課內練習及課外延伸,應增設網上搜集有關有助于課文學習的內容,鞏固、延伸課內所學的知識。教材的運用,教學中師生可以結合生活實踐,將生活實例、教材內容、網上采集、下載的資源進行剪裁整合,供學生"自助餐學習",讓學生有更多的自學、活用的空間。在教學方法上,要摒棄不適合時展的教學方法,堅持開放式教學,讓學生主動參與自學,不斷探索適合網絡時代的科學課教學模式。
實踐證明,網絡資源與科學課的整合的確是提高科學課堂教學效率的一種新的、重要的而且是行之有效的教學手段。這就要求我們去調適、改變教學中的一些沖突和不適應的東西,不斷提高教師自身綜合素質,才能使科學課堂教學在五彩繽紛的網絡時代健康發(fā)展,使我們的學生成為網絡時代的好少年。
參考文獻:
[1]《小學實驗教材教學改革》
篇9
>> 基于我國農林業(yè)特點的視角分析林業(yè)管理改革措施 我國生態(tài)經濟與林業(yè)實踐分析 基于發(fā)展學基本原理的我國林業(yè)生態(tài)化探討 新時期我國林業(yè)生態(tài)保護與建設的分析 對我國生態(tài)林業(yè)未來發(fā)展方向的分析 我國林業(yè)生態(tài)工程的現狀及對策分析 芻議林業(yè)生態(tài)工程在我國的發(fā)展 基于公共管理理論的我國林業(yè)公平發(fā)展探討 提升我國災害管理能力的思考 林業(yè)生態(tài)發(fā)展的新途徑分析 生態(tài)林業(yè)工程建設的途徑分析 我國高校生態(tài)德育的實施途徑初探 汶川地震災害對我國自然災害危機管理的啟示 分析我國現代林業(yè)的發(fā)展方向 論我國林業(yè)資源的變遷原因分析 我國生態(tài)林業(yè)管理現狀及改良策略 我國林業(yè)風險管理及林業(yè)保險研究 基于和諧論的林業(yè)企業(yè)和諧化 我國林業(yè)轉型及其途徑淺析 發(fā)展生態(tài)林業(yè)是舟曲防治泥石流災害的途徑 常見問題解答 當前所在位置:.
[19] 張國慶.系統(tǒng)法學與我國生態(tài)法制建設探討[J].現代農業(yè)科技,2013(10):158-159.
[20] 張國慶.標準學[EB/OL].(2011-07-08)[2014-03-11].科學網,http:///home.php?mod=attachment&id=8390,http:///home.php?mod=space&uid=3344&do=blog&id=469416.
[21] 張國慶.發(fā)展學[EB/OL].(2013-07-14)[2014-03-11].科學網,http:///home.php?mod=attachment&id=39086,http:///home.php?mod=space&uid=3344&do=blog&quickforward=1&id=707994.
[22] 張國慶.生態(tài)論:復雜系統(tǒng)研究[EB/OL].(2013-03-27)[2014-03-11].http:///data/attachment/home/201304/01/082301npp 13fnh5bllmra3.attach,http:///home.php?mod=space& uid=3344&do=blog&id=674444.
[23] 張國慶.發(fā)展學基本理論與我國當前農村發(fā)展問題研究[J].現代農業(yè)科技,2013(17):303-313.
[24] 張國慶.復雜系統(tǒng)生態(tài)論方法及其應用[J].現代農業(yè)科技,2013(11):190-193.
[25] 張國慶.生態(tài)論與經濟生態(tài)化研究[J].現代農業(yè)科技,2012(10):28-29.
[26] 廖紅兵,董世綾,段學濤,等.吉安市林業(yè)災害及其災后重建[J].江西林業(yè)科技,2008(3):40-43.
[27] 胡安玲.林業(yè)災害的防治措施探析[J].吉林農業(yè),2012(1):134.
[28] 王恩利.我國的林業(yè)災害現狀與防治[J].北京農業(yè),2013(27):48.
篇10
1網絡科學的內涵
網絡科學有不同領域的定義,總體來說可以認為,網絡科學是研究各類實際系統(tǒng)復雜網絡結構共同規(guī)律的新興交叉科學,研究內容涉及網絡結構及其性質、網絡結構與功能之間的映射關系以及網絡動力學行為和預測,并對網絡的設計與控制提供可行的方法。網絡科學的研究對象包括物理網絡、信息網絡、生物網絡、認知網絡與社會網絡等。例如,自然界中存在新陳代謝網絡、蛋白質作用網絡、神經網絡、生態(tài)網絡等多個層次的生物網絡,物理世界中存在人造的電力網絡、城市交通網絡、航空網絡、計算機網絡等基礎設施類型的技術網絡,人類社會中有商業(yè)經濟網絡、人際關系網絡、恐怖組織網絡等各類社會網絡,同時萬維網、科學引文網絡、語言網絡等又構成了新型的信息網絡。另外,上述各類網絡相互交疊滲透又會形成混雜網絡。例如,在線社會網絡是社會網絡與計算機網絡融合而成,物聯(lián)網是物聯(lián)網絡與計算機網絡融合而成,移動互聯(lián)網作為新型計算機網絡,既是人類社交活動的主要平臺,也是地理位置等物理環(huán)境信息的感知工具;網絡中心作戰(zhàn)和基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)涵蓋了信息空間、物理空間以及人的認知空間和社會關系與行動空間;生物網絡則涉及基因、細胞到人腦等機體多個層次,納米尺寸的量子世界更是呈現超大規(guī)模粒子之間的復雜相互作用。
2網絡科學與其他學科的交叉
網絡科學是基于數學和系統(tǒng)科學,結合物理學、復雜性科學、非線性科學、計算機與信息科學、生物科學、管理科學、社會科學發(fā)展起來的新興交叉學科,同時網絡科學亦日益滲透到各個學科,并對各學科發(fā)展產生了深遠的影響。它不僅為人們提供了認識真實世界的復雜性的全新的科學知識和視角,而且將成為改造客觀世界的新的方法論和有力武器。信息科學領域,網絡科學用于分析通信網絡等拓撲結構,對通信網絡結構與通信協(xié)議的設計具有巨大的指導意義;社會科學領域,網絡科學被應用于刻畫和分析人類社會關系,產生了社會網絡分析,根本上改變了社會學家以往依賴于采樣調查的研究方式;生命科學領域,基因相互作用網、蛋白質相互作用網、基因與蛋白質相互作用網、代謝網絡和神經網絡等都得到了分析,尤其是傳染病在人群傳播的研究中,對人際接觸網絡的分析又將生物科學和社會網絡分析結合起來;認知科學領域,大腦網絡分析在語言學中得到大量應用,人們相繼在各種不同語言的單詞的共現性網絡結構、語義網絡結構和語法關系網絡結構中發(fā)現了極其相似的結構特征,并且逐漸將網絡分析拓展到認知、記憶和語言學等諸多方面;軍事領域,近年來提出的大多數戰(zhàn)爭理論,如網絡中心戰(zhàn)、空海一體戰(zhàn)等,均建立在網絡科學理論基礎上,對網絡科學提出了重大需求。而在物理學領域,研究復雜網絡的主要原因是理解網絡拓撲結構對物理過程的影響,如網絡拓撲性質對典型物理過程———滲流與疾病傳播的影響。
二網絡科學對數學的挑戰(zhàn)
1數學是研究數和形的科學數學是研究
現實世界中數量關系和空間形式的科學。簡單說,是研究數和形的科學,其中數的研究又可以分為連續(xù)數學和離散數學。綜觀世界的文明史,人類經濟發(fā)展到每一個階段,都會產生代表這階段的科學技術,并存在一種通用的學科表達語言,以客觀地描述人們所了解的一些發(fā)展規(guī)律。在工業(yè)經濟時代,微積分的產生使得有關能量轉換、動力、瞬時速度、運動加速度、運動與運動之間的關系等問題可以在分析數學這個層面上統(tǒng)一認識,許多有關工業(yè)經濟中的問題可以通過解方程的方法進行求解,因此可以說微積分是工業(yè)革命時期的學科表達的數學語言基礎。而離散數學則是計算機革命時期學科表達的數學語言基礎,因為人們使用離散數學里面的概念和表示方法,來研究和描述計算機科學下所有分支的對象和問題,如電腦運算、編程語言、密碼學、自動定理證明和軟件開發(fā)等。那么,當今各類現實系統(tǒng)的復雜性需要什么樣的數學語言來刻畫和描述?可以說,網絡科學是其中一種最有可能的選擇。究竟什么樣的網絡的拓撲結構能夠描述真實的系統(tǒng)呢?如前所述,人們的認識經過了3個階段:19世紀40年代,人們認為系統(tǒng)各因素之間的關系可以用一些規(guī)則的結構表示出來,即規(guī)則網絡;20世紀60年代隨機圖理論誕生后,人們認為系統(tǒng)中個體之間的關系是隨機的,可以統(tǒng)一用一個概率來表達,即隨機網絡;世紀之交,人們進一步發(fā)現,很多真實的網絡既不是規(guī)則網絡,也不是隨機網絡,而是具有與前兩者皆不同的統(tǒng)計特征的網絡,被稱為復雜網絡。當然,復雜網絡目前并沒有嚴格的定義,但大致上包含以下幾層意思:首先,它是大量真實復雜系統(tǒng)的拓撲抽象,具有大量的節(jié)點和復雜的連接,網絡的拓撲不同于規(guī)則網絡或隨機網絡;其次,復雜網絡之上的動力學特征顯著不同于規(guī)則網絡或隨機網絡之上的動力學特征,無法用規(guī)則網絡或隨機網絡兩種理論來解釋。由于復雜網絡是大量復雜系統(tǒng)的拓撲抽象,因此對它的研究被認為有助于理解“復雜系統(tǒng)之所以復雜”這一至關重要的問題。但十余年已過去,盡管網絡科學在各個領域的應用飛速發(fā)展,但理論本身的發(fā)展卻停滯不前,亟待突破。
2如果我是歐拉,如何思考大數據
如果我是歐拉,我會再次用幾何的思想來考慮當今世界各類系統(tǒng)的復雜性,下面以大數據分析為例進行闡述。數據是信息的載體,那么數據內蘊信息的本質是什么?幾乎在網絡科學進入第2個階段的同時,通信的數學理論取得了突破,香農1948年發(fā)表了《通信的數學理論》,奠定了現代信息論的基礎,解決了數據如何完整高效地傳輸的問題。傳統(tǒng)的數據處理理論基于捕獲、傳輸、存儲和計算所有的數據,這一理念遍及過去所有的計算、通訊、數據獲取與分析等研究工作。但時間到了21世紀,人類已經進入大數據時代,數據生成的速度遠遠超過能夠及時捕獲并存儲的速度;數據積累的數量遠遠超過有效傳輸并集中管理的數量;數據攜帶的信息遠遠超過能夠有效識別和提取的能力。在大數據時代背景下,美國AT&TShannon實驗室2010年2月指出:迫切需要發(fā)展符合“只取所需”原則的數據處理新理論。而建立新的數據處理理論前提是必須給出大數據內蘊信息的數學表達原理。大數據分析之所以難,一是因為數據量巨大,但更本質的問題還在于數據內蘊信息的復雜性。數據屬性之間關聯(lián),相互影響,彼此耦合,形成了錯綜復雜的關系,使得人們面對大數據一片茫然,無處下手。如果把我們自己置于數據屬性空間中看這些復雜關系,就會理解到:數據屬性間的復雜關系,從數學的角度可抽象為高維空間中復雜的幾何結構,而且,我們的研究結果表明,數據之間的關系往往發(fā)生在高維屬性空間中低維子空間上,這與高維空間中數據顯著的稀疏特性是內在一致的,這就使得這種關聯(lián)關系本質上呈現出高維空間不同子空間的聚集特性,其計算非常困難。高維空間中幾何結構的拓撲識別是指利用拓撲學的方法分析高維空間中的幾何結構,尋找刻畫幾何結構的拓撲不變量,從而發(fā)現大數據復雜信息本質結構的過程,因此大數據分析問題本質上可歸結為不同子空間數據幾何結構的拓撲識別問題,即在數字的世界里尋找有價值的形狀,從而達到數與形的統(tǒng)一認識。這一觀點與當年歐拉解決七橋問題的思路有異曲同工之妙,但難度卻大了許多。首先,大數據復雜性信息表達的維數達到成千上萬維,需要高維拓撲理論而不再是歐拉當年的一維拓撲;其次,從計算角度分析,現在的網絡,其節(jié)點規(guī)模動則成千萬上十億,不再是歐拉當年可數的幾個節(jié)點,需要基于高性能的計算平臺才能實現大規(guī)模網絡規(guī)律的發(fā)現。2012年11月16日,《自然》雜志的科學報告欄目報道了德米特里-克里歐科夫教授的一項研究結果:宇宙膨脹與大腦成長相似,一些尚未發(fā)現的基礎規(guī)律可能支配著多種或大或小的系統(tǒng),從腦細胞之間的電信號傳遞,到社交網絡的擴張,甚至是宇宙的膨脹。這一結果正是由加州圣地亞哥超算中心大數據項目組取得的。
3網絡科學的數學挑戰(zhàn)