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科学研究的重要性范文1
因此我每天抽出时间去学校图书馆阅读艺术类的相关书籍。从音乐鉴赏、音乐欣赏到音乐美学，从欧洲音乐、亚洲音乐到拉丁美洲音乐。再后来，我又从各个专业各个学校的同学那里获得了帮助。然而随着项目的全范围开展，我才认识到，我们选择的访谈法、调查问卷法和实验法等方法在实施过程中遇到了难以想象的困难。因为在印刷调查问卷中出现的失误，重新发了3次问卷，耗费了相当大的精力。经过一年的时间，经历了无数的跌跌撞撞...然而此刻我认识到，这样的学习，正是我们在填鸭式教学的高中所最期望的学习方式，那就是自主学习。
自进入大三，我在听讲所有的专业课程时都有这个感受，那就是老师在讲课时，我所能联想到的扩展知识，都是我在完成学术报告时所查阅和记录的。就连我在大学期间知道的相关音乐常识，也都是在科学研究的过程中得到扩展的。这令我感到了大学生活三年以来，科研项目就像一个支柱一样，支撑着我勇于挑战自己。我学会了如何从创新的角度和与实践相结合的方法来解决。在对待音乐教育的问题上，如何跳出思维定势，一直是一个具有转折意义的事。不同事物在被人们接受时都存在一定的条件，而音乐则是一个非常特殊的媒介，它具有时间性，每当听到某个音乐片段，它都会勾起以前的回忆和往事。音乐不受国界、语言、民族等限制。
通过研究表明，音乐也不受城乡地区的限制。音乐只是一个存在的，并且不断给人以心灵上的冲击和内心深处的共鸣的形式。它的有组织的音响没有任何事物可以替代其魅力。
科学研究的重要性范文2
随着我国新一轮基础教育课程改革的不断发展和深入，教育科研的作用与功能日益凸显，部分教师开始意识到提升自身科研素养与能力的重要性，并能够积极参与和投身教育教学研究，努力使自己成为研究型、创新型的教师。然而，任何事物都具有相对性，目前仍然有相当一部分的教师科研意识淡薄，教育科研的积极性不高，科研能力不够强。
当前，许多中小学教师（尤其是县级和农村中小学），他们的教学工作也许能达到一个令人满意的程度，他们在学生的眼里是一位知识渊博、教学经验丰富、深受大家欢迎的好老师。但是这些教学经验丰富的老师却十年甚至几十年也没有一两篇属于自己的科研论文或一两项属于自己的科研成果，因此他们不能对自己的教学经验反思，不能把自己宝贵的教育教学经验进一步的提炼和升华。长此以往一定是不利于教师的成长，教育科研能力的培养和教学质量的提高的。
二、教育科研能力是中小学教师专业发展的需要
教育科研能力就是开展教育科研活动的能力，它是指研究者在科学理论的指导下，运用科学而系统的方法对教育问题进行研究，以探索教育规律、促进教育改革与发展的能力。
（一）时代的发展要求教师具有科研能力
人类已经进入了信息时代，信息社会和知识经济的飞速发展，促进了教育深刻的历史性变革，这对教师来讲是一个全新的挑战。中小学教师只有具备较强科研能力，才有可能面对新情况、新要求，创新和探索教育方法，迎接挑战，实现超越。
在贯彻《新课标》的过程中，教师们日益感到教师自身素质正面临着前所未有的挑战，新的课程标准不仅对课程内涵做出了新的阐述，而且从教育内容、教育方法、教育手段及教育的组织形式等各方面都提出了新的要求。作为一名教师在关注“育人”的同时更应关注“育已”。单纯地把教师当作自己的职业，定位在知识的传播者、传递者的层面已不能适应当今社会的教育教学要求。教师必须由职业化转向专业化。走专业化的道路就要求教师成为教育实践行为的研究者，把教师工作定位为“教学、科研双肩挑”的专业岗位因而我认为中小学教师参与教育科研是十分必要的。中小学教师是当前义务教育的基本力量，其素质高低，直接关系到中小学教育的质量。
在中国的传统意识中，教师历来以“知识多来立身”，然而当今社会知识的快速陈旧使教师的知识容量越来越小，教师自身所具有的知识信息很难满足学生的需求。学生的许多知识来自于媒体、社会和家庭，教师给孩子的知识在孩子知识总量中所占比例也越来越少。此外，学生家长学历的不断提高、周围高学历群体的不断扩大，这些都对教师岗位形成巨大冲击。这就是说老师不能也不可能再以“知识多”来立身。所有这些改变，都要求教师必须改变现有状态，以一种崭新的角色让社会认可，让学生接受。教育科研就成为提升教师整体素质的重要途径，也是教师专业化成长不可或缺的新生力量，教育科研足以让教师以全新职业形象出现在家长、学生面前。
（二）教师专业发展也要求教师具有科研能力
教师专业发展是指一个教师不断解决问题的过程，是一个教师的职业理想、职业道德、职业情感、社会责任感不断成熟、不断提升的过程。在教师专业发展的过程中，教师专业水平的提高主要依赖于教师的教育科研能力。教师的教育科研能力是指教师对教育问题进行多方面的探索和创新的能力，是教师运用多方面的知识和经验，综合地创造性地形成解决问题方案的能力。教师的科研能力使教师的工作更富有创造性，是教师在专业工作中自主能力的最高表现形式，也使更多的教师成长成为专家型教师。专家型教师一个很重要的特质是具备教育科研能力，只有具备科研能力的教师，才能在实践中具有对教育教学理论进行质疑和检查的意向；才能不断地对自己教学实践进行反思、质疑和探讨，并将其作为专业进一步发展的基础；才能不断地研究自己教育实践的信念与技能，愿意与其他教师或研究人员一道讨论其教学实践活动。因此，教育科研能力是教师专业发展的内在驱动力，是教师专业发展的基础，是中小学教师专业发展的生长点。
三、培养中小学教师科研能力的策略
教育科学研究，是教育范畴之中的研究，其科学性突出体现在自始至终以学生健康发展为本，以不发生可以预见的对学生健康发展的损害为最高要求。对于中小学任课教师而言，科研得结合教育教学工作来开展。教师们每学期教学、进修、各种检查评比活动被学校安排得比较满，在时间上也不允许做太深入的研究。对于还要兼管班级工作的班主任而言更是如此，全身心投入科研的时间少之又少。中小学教师们的科研活动，更多地体现出一种边工作、边学习、边反省、边调整，时断时续的状态。这种科研状态，与科研院所及高校的研究生们所做的研究又有着近乎本质的不同，我们可以暂称其为“准科研”状态，中小学教师科研能力的培养应从以下五方面入手。
（一）确立在教学中研究，在研究中发展的思路
教学具有特殊性，教师面对的是具有思想的学生，有思想必然就会有思考，有思考必然就存在是什么，为什么的疑问，也就推动了教与学的不断深入。如果只注重知识的传授，不注重问题的解决和对问题的深入探索，那么，教学也就失去了灵活性和创新性。课堂教学环境不仅为教书育人创设了一个恒常的实践平台，而且以每日原始的、鲜活的素材触发教师的思考，形成科研的问题和方向，为教师的专业发展开辟了道路。如何使课堂教学成为一种再生性的课堂（课堂教学不仅仅局限于知识的传输，更重要的是在教与学的相互作用下，产生新的知识、新的思想，提高新的能力）就要靠科研的推动中小学科研具有较强的实践性，在于改进、解决教育的实际问题，也就是很多研究问题或项目都应来自于自身的教学实践，不是将教育与研究搞成两张皮，而是在教育过程中进行研究。这些问题或项目得到解决，将会对中小学课堂教学具有直接的指导和应用价值。
（二）提高科研兴趣，保持持久的研究动力
兴趣是最好的的老师，是一切的良师益友。只有对教育科研充满兴趣，有较高的热情，才能拥有持久的动力做好教育科研工作。因此，中小学教师要弄明白为什么做科研，只有明确了科研对促进教学和个人专业成长的积极作用，可以使人集中注意，产生愉快紧张的心理状态。这对人的认识和活动会产生积极的影响，有利于提高科研的质量和效果。中国科学院院士、中国工程院院士王选在谈到科研成功应具备的要素时提出：“科学研究需要真正的动力。[2] ”好奇心、难题和挑战带来的吸引力、取得突破后可能产生的深远影响，是科学研究的真正动力。这种动力能使人痴迷、执著、甘愿放弃常人享受的乐趣，充满激情地持续奋斗十几年。有了这种动力，所选择的项目一定是自己喜欢做的事，也会从中得到很大乐趣。把获奖作为目标，为考核而写SCI论文等等，都是缺乏科研真正动力的表现，不可能长期勤奋、百折不挠，因而也不会有大的作为。“严谨、细致、勤奋、有责任心，耐受常人不能耐受的寂寞和艰苦，这些都是科研应具备的素质和境界。 [3] ”
（三）坚持反思，在反思中不断增强才干
中小学教师要自我提高科研能力，就必须对自己的工作坚持不断地进行反思，在反思中自我增长才干。教育研究反思的方法，从时序上说，有研前、研中、研后反思。研前反思，就是在确立项目之前，对自己的教学积累、教研特长、教研条件进行审视，以确立研究的方向，使自己的研究行为成为一种自觉行动的反思。研中反思，就是对研究的各个环节，如制定计划、实验操作、阶段工作等等环节进行及时、自动的审视和考查，及时发现和纠正研究过程中的偏差的反思，这种反思有利于提高研究的效率。研后反思可以直观、具体、理性总结经验、发现问题，找出原因和解决问题的办法，将实践经验化，把感性认识上升为理性认识。从反思的属性上说，反思方法又有批判性反思、战略性反思、检验性反思等等。批判性反思，就是从正反两个方面，特别是从反面对自己的研究行为审视的反思。总之，反思是增强教师研究能力、促进教师成长的重要方法和措施，它的形式是多种多样的，每一种方法都有其优点，也有它的局限性。教师只要根据自己的实际灵活运用，就一定能够在自我提高研究能力上取得好效果。
（四）博采众长，努力形成自己的研究风格
研究风格的形成是一个研究者在研究能力方面达到成熟的标志。研究风格主要体现在独特的研究方向和研究方法上，对初入科研领域的年轻教师来说，要形成自己的研究特点，一方面要根据自己的特长、兴趣和现有条件以及当前、当地要解决的重点、热点、难点问题选择自己的研究方向，力争自己在某个方面有深入独到的研究，使自己在某一领域的教学和教研形成风格，建立自己的模式，成为某个方面的专家，如政治思想教育方面，心理健康教育方面，某一学科的教学方面，某一课型的运用方面形成自己的“教”、“研”风格。另一方面就是在研究方法上有自己运用得比较娴熟的研究方法，擅长一种或几种研究方法。如研究法、比较法、历史法、预测法、统计法、内容分析法等等，根据自己的实际，通过长期的运用，形成自己独特的研究风格。
四、结束语
科学研究的重要性范文3
关键词：研究生；思想政治理论；探究式教学
中图分类号：G641.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0192-02
探究式教学是20世纪50年代由美国著名科学家、芝加哥大学资深教授施瓦布在“教育现代化运动”中提出来的。法国、美国、日本、韩国等发达国家已普遍应用于教学实践，并取得显著成效。具体来讲，探究式教学是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主的学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，学生通过个人、小组、集体等多种形式的解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于实际问题的一种教学形式。与传统的教师主导的接受性教学相比较，具有学习内容的综合性与开放性、学习过程的参与性与自主性、学习成果的创造性与多样性、学习评价的多元性与社会性等特点。可以说，探究式教学模式是全球化和知识经济时代来临对人类发展所带来的终身学习和开放性学习要求的必然结果。
一、研究生公共政治理论课探究式教学的重要性
在研究生公共政治理论课《中国特色社会主义理论与实践》教学中开展探究式教学，对于提高教学的针对性和实效性，实现思想政治教育“知、信、行”三位一体的教学目标，具有重要意义。
1.有助于深化学生对中国特色社会主义理论的认识和理解。理论源于实践，又在实践中得到检验、修正和发展。中国特色社会主义理论是在回答社会主义建设实践提出问题的过程中不断向前推动和发展的。因此，要提高学生的学习积极性、主动性，必须引导学生关注实践，在运用理论分析解决实际问题的过程中，深化对中国特色社会主义理论的认识和理解。
2.有助于学生学习积极性的提高。研究生是社会的高层次人才，相对于本科生而言，他们有更强的自我意识，面对当今日新月异的社会，他们渴望由自己的眼睛来认识事物，通过对问题的独立判断来体现主体价值。因此，在研究生中进行探究式教学，在老师指导下，通过自己的研究，验证书本理论的正确性或用理论来解释、说明甚至提出一些解决问题的合理方案，相对与教师单纯外部灌输而言，更能激发学生学习的积极性和主动性，增强教学的针对性和实效性。
3.有助学生综合素质的提升。探究式学习的目标在于塑造大学生的完美人格，尤其强调学生的发展能力，有利于学生人文精神与科学精神相融合和自身素质的全面提升。具体表现为以下六个方面：①促使学生关注现实。如：通过对低碳经济、教育均衡、户籍改革等社会热点问题的关注和探究，增进学生与现实生活的联系，增强其运用理论解决实际问题的能力。②有利于学生创新精神的培养。探究式学习改变了以往被动接受的学习方式，创造了能充分发挥创新潜能的宽松环境，使学生能积极主动地去探索、尝试，从而培养了学生的创新精神，增强了学生的创新能力。③增强学生的科研能力。在探究式学习过程中，学生必须围绕既定主题，积极参与并亲自实践才能完成相关研究。通过实践，学生逐步树立积极的科研态度，掌握科学研究的基本方法与过程，养成良好的科研习惯并且培养优秀的道德品质。④增强学生获取和处理信息的能力。开展探究式学习，如要撰写某一专题的调查报告，学生必须综合运用多方面的知识，这就有效地培养了学生通过互联网、图书馆、人际交往等多渠道获取信息的能力和处理信息的能力，从而改进学生的学习方法。⑤提高学生的人际交往能力。开展探究性学习，学生的人际交往更加频繁，学生之间、指导教师之间、受访对象之间的沟通交流大大增加，增强了学生与他人交流、合作的能力。⑥增强社会责任感。《中国特色社会主义理论与实践研究》课的探究式学习主要围绕社会经济、政治或文化发展的问题展开，学生通过社会实践更深地理解和掌握相关理论，同时也更加关心社会的进步、祖国的前途和人类的命运，大大增强了社会责任感和使命感。
4.促进教师综合素质的提升。在探究式学习中，教师的学术权威取决于教师的学习经验、知识积淀和教育智慧。因此，探究式学习的开展对新时期的教师素质提出了更高的要求，教师必须具备精深的专业知识和广博的相关学科的基础知识、良好的心理素质、深厚的人文素养、较强的教学研究和探索能力，才能对学生的探究式学习进行有效的组织和指导。因此，探究式学习在教学中的深入实践，对提高思想政治理论课教师的教学科研能力是一种挑战，更是一种机遇。此外，开展探究式学习还将促使高校思想政治理论课教师逐渐掌握必要的现代教学技术，灵活运用各种信息搜索途径，以顺应学生的学习习惯，顺利地指导并协助学生完成对预定主题的研究。
二、《中国特色社会主义理论与实践》探究式教学实践及效果
目前，研究生公共政治理论课一般都是大班教学，每个班的学生数一般在100人左右，有的高校甚至300多个学生在一个教室上课，大多数教师仍然采用满堂灌的教学模式。由于缺乏师生之间的交流，学生关注的热点、难点问题难以在课堂上得到有效的讲解，加之大部分教学内容在中学和大学都已接触过，因此在政治理论课上经常出现教师授课慷慨激昂，兴致盎然，而学生反应漠然的现象。虽然有一些教师尝试采用探究式教学，但由于缺乏具体可行的操作细则和科学的评价体系，结果也不尽人意。为提高大班条件下研究生公共政治理论课教学效果，在教学实践中，我们遵循了科学性、时事性、实效性三原则。科学性就是在教学内容、教学手段和教学方法改革中遵循教学规律和政治理论课教育教学特点；时事性就是紧跟时展脉搏，关注社会热点和学生关注的焦点；实效性就是能最大限度地达到教学目的。该课程的教学目的就是让学生坚定社会主义信仰，树立对社会主义的道路自信、制度自信和理论自信，自觉践行社会主义核心价值观。依据以上三原则，我们在推进探究式教学过程中，重点做好以下几个方面的工作：
1.指导学生进行研究课题的选择。中国特色社会主义理论课具有很强的时政性，学生对国际国内发生的最新事件和相关内容也最为关注。因此，在教学活动中，我们在指导学生进行课题研究时，注重社会热点、难点问题、中央近期重要会议文件及精神并从中选题，以引导学生关注现实，深化学生对一些重要改革方向的把握和相关政策的理解。
2.分组研讨，提高学生的团队精神和合作意识。相对于本科生而言，经过多年的政治理论课学习和熏陶，学生已经有了一定的政治理论素养，许多研究生自主意识较强，对一些事情有自己独立的思考，也愿意和老师、同学们进行一些理论上的探讨。在教学活动中，我们根据学生的专业特点和学生关注的一些重点、难点和热点问题，组织学生进行分组讨论并进行讨论汇报。一般是5～10人一组，先在小组内讨论，然后每个小组推选出一名代表，在班级进行小组讨论汇报。学生对该项活动非常积极，许多小组都写出了较高质量的研究报告，在班级汇报时绝大多数小组都做出了较好的汇报课件，有的还链接有相关视频，有的小组在汇报结束后赢得学生长时间热烈的掌声。如食品工程专业的学生汇报题目有《从舌尖上的安全谈我国食品法规的完善和企业家道德建设》、《改革开放以来中国历届三中全会及其影响》等，机电专业学生汇报的题目有《从嫦娥奔月看我国太空技术的发展及创新》、《从我国不同时期的主流歌曲的社会影响看文化建设的重要性》等，题目新颖，论点明确，论述充分，汇报时不仅语言流畅，有课件、相关视频，并且还设置了提问等互动环节，效果很好。课程结束时老师进行了问卷调查，98.7%的学生认为这样的教学方式很好，加深了学生对课程内容的理解，增强了学生的合作意识，提高了学生的写作能力和演讲能力，有的学生在调研问卷上写道：感谢老师给我们提供了这样的平台，通过小组讨论和课堂演讲，自己得到了很大的锻炼。
3.改革考核方式。考试方式是学生学习的指挥棒，好的考核方式不仅能真正考核出学生对教学内容的掌握情况，还对学生的学习方式、行为习惯有一定的引导作用。为提高学生参与课题研讨的积极性，我们把学生平时参与小组研讨状况、小组代表在课堂上的课题研究汇报、提交论文的水平等与最终成绩挂钩，探究性学习成绩占到总成绩的30%。实践证明，这种考核方式还是比较有效的，学生分工合作，精心设计调研问卷，搜集相关资料，认真撰写研究论文，深化了对理论的理解，提高了运用理论分析解决问题的能力，促进了学生知、信、行的统一。
探究式教学是对传统教学方式的变革。实践证明，探究式教学要达到预期的目的，需要教师不断提高自身素质，认真研究政治理论课教育教学规律，同时也需要校领导和学校各相关职能部门的有机配合。只有各方重视，形成合力，才能达到预期的教学效果。
参考文献：
科学研究的重要性范文4
【关键词】复杂性科学;中医药学;启示
【中图分类号】R2-031【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2010)18-012-3
复杂性科学[1](Science of Compledty)是一门研究复杂性和复杂系统的新兴的边缘、交叉学科。国外有学者称复杂性科学是科学史上继相对论和量子力学之后的又一次革命[2],国内成思危教授认为它是系统科学发展的一个新阶段[3,4],戴汝为院士称其为“21世纪的科学”。近年有关的学术会议和数量急剧增加,相关的研究在国内外掀起了热潮。总之,它方兴未艾,引起了国内外越来越多学者的关注。复杂性科学打破了线性、均衡、简单还原的传统范式,而致力于研究非线性、非均衡和复杂系统带来的种种新问题。复杂性科学的出现极大地促进了科学的纵深发展。使人类对客观事物的认识由线性上升到非线性、由简单均衡上升到非均衡、由简单还原论上升到复杂整体论。因此,我们认为复杂性科学的诞生标志着人类的认识水平步入了一个崭新的阶段,将是科学发展史上又一个新的里程碑。
复杂性研究最早的起源可以追溯到20世纪上半叶,1928年贝塔朗菲(Von Bertalanffy)完成了描述生物有机体系统的毕业论文。自此以后的20年,在这方面做出实质性贡献的人及其成果为:McCul-loch和Pitts的神经网络、冯・诺依曼(John Von Neuman)的元胞自动机(cellular automata)和维纳的控制论。上个世纪50年代到70年代,普里高津提出了耗散结构理论,沟通了非生命系统和生命系统的内在联系,说明这两类大系统之间并没有严格的界限,表面上的鸿沟是由相同的规律所支配的。耗散结构的理论是对系统宏观性质的研究,还没有和系统的微观性质联系起来。与普里高津同时代的哈肯的协同学则沟通了从微观到宏观的通路,使系统在宏观上表现出来的规律能和微观上的运动联系起来。远离平衡态的研究是欧洲复杂性研究的代表,但是从目前的情况来看,普里高津和哈肯所研究的系统特性仍属于“简单巨系统”特性的范畴,可以直接用统计学等定量工具进行处理。当这些方法运用到更复杂的系统中时,遇到了根本性的困难。1984年,在诺贝尔奖获得者盖尔曼(Gell Mann)等人的发起与鼓动下,一批物理学家、理论生物学家、经济学家和计算机专家及其它学科的研究人员聚集于美国新墨西哥州的圣塔菲组织了一个松散的研究团体,称为圣塔菲(Santa Fe)研究所。其前期的主要学术观点可概括为:复杂系统是由大量相互作用的单元构成的系统。复杂性的研究则是研究复杂系统如何在一定的规则下产生有组织的行为。近年来,圣塔菲研究所的一些科学家拓宽了复杂性的研究内容,把兴趣逐步转移到对混沌边界的研究上。总体来看,圣塔菲研究所认识到复杂性研究的困难在于不能用传统的方法来处理复杂系统所涉及的问题,并提出了复杂性科学这一概念。迄今圣塔菲研究所在复杂性科学研究方面所涉及的主要内容有:复杂适应系统、非适应系统(如元胞自动机)、标度、自相似、复杂性的度量。其中复杂适应系统是圣塔菲研究所集中研究的对象,而且复杂适应系统理论也是第三阶段复杂性科学的主要成果。
1复杂性
在复杂性科学研究中,复杂性是客观事物的一种属性,是客观事物跨越层次的、不能够用传统的科学理论直接还原的相互关系。复杂性与简单性是相对应的。简单性一向是现代自然科学的一条通则。许多科学家相信自然界的基本规律是简单的。爱因斯坦曾是这种观点的突出代表。虽然复杂现象比比皆是,但人们还是努力要把它们还原成更简单的行为主体(Agent)或过程。当然的确有不少复杂的事物或现象,其背后确实存在简单的规律或过程。但是,另一方面也存在大量的事物和现象不能用简单的还原论方法进行处理。事实上,简单性与复杂性是客观事物的两种不同表现形式。“复杂性必须用复杂性的方法来研究”。
2复杂系统
目前关于复杂系统的定义还很不统一,至少有30多种,如:复杂系统就是混沌系统(混沌学派);复杂系统是具有自适应能力的演化系统(圣塔菲);复杂系统是包含多个行为主体(Agent)具有层次结构的系统;复杂系统是包含反馈环的系统(Stacey);复杂系统是任何人不能用传统理论与方法解释其行为的系统(John Warfield,约翰.沃菲尔德);复杂系统是动态非线性系统。
对指导中医学研究而言,我们认为,复杂系统是具有自适应能力的演化系统,即有反馈环,又包含行为主体(Agent)及层次结构,而且是非线性系统。每一个层次的行为主体(Agent)对更高层次的作用者来说都起着建设砖块的作用。能够吸取经验,从而经常改善和重新安排它们的建设砖块。所有复杂的适应性系统都会预期将来。这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上,也就是基于对外界事物运作的明确的和含糊的认识之上。能够随着系统不断吸取经验而被检验、被完善和被重新安排。
3复杂性科学
3.1复杂性科学的概念
我们认为:“运用非还原论方法研究复杂系统产生复杂性的机理及其演化规律的科学”可以作为复杂性科学的定义。简单地说,复杂性科学就是运用非还原论方法研究复杂系统的科学。
3.2复杂性科学的基本原理
总结目前的研究成果,我们认为复杂性科学的基本原理主要有以下一些:
(1)整体性原理由于复杂性科学的研究对象是非线性系统,传统的叠加原理失效,因此,不能采用把研究对象分成若干个小系统分别进行研究,然后进行叠加的办法,而只能从总体上把握整个系统。
(2)动态性原理复杂系统必然是动态系统,即与时间变量有关的系统。没有时间的变化,就没有系统的演化,也就谈不上复杂性规律。
(3)时间与空间相统一原理复杂性科学不但研究系统在时间方向上的复杂演化轨迹,而且还试图说明系统演化的空间模式。一般说来,系统中非线性关系所导致的浑沌可以认为是一种时间演化轨迹,同时也可以用分形来描述系统长期演化后的空间模式。这两种描述通过奇怪吸引子的分数维和李雅普诺夫指数等概念相关联。
(4)宏观与微观相统一的原理复杂性科学认为,经济系统的宏观变量大的波动可能来自于组成系统的一些元素的小变化。因此,为了探讨复杂系统宏观变量的变化规律,必须研究它的微观机制。但由于非线性机制的作用,又不能将系统进行分解,所以说必须将宏观与微观相统一。
(5)确定性与随机性相统一原理复杂性科学理论表明:一个确定性的系统中可以出现类似于随机的行为过程,它是系统“内在”随机性的一种表现,它与具有外在随机项的非线性系统的不规则结果有着本质差别。对于复杂系统而言,结构是确定的,短期行为可以比较精确地预涵,而长期行为却变得不规则,初始条件的微小变化会导致系统的运行轨迹出现巨大的偏差。
3.3复杂性科学所涉及的几个主要概念
(1)自组织(Self-organization)从系统论的观点来说,“自组织”是指一个系统在内在机制的驱动下,自行从简单向复杂、从粗糙向细致方向发展,不断地提高自身的复杂度和精细度的过程。这一过程是适应性的,使得系统能够更好地应付或处理它们的环境。
(2)突现(Emergence)突现是指复杂系统中的行为个体(Agent)根据各自行为规则相互作用所产生的没有事先计划但实际却发生了的一种行为模式。正如安德森所指出的那样,复杂系统“每个复杂的层面都会出现全新的特征。每个阶段都需要全新的法则、概念和普遍化,需要与上一阶段同样多的灵感和创造性。”在每一个阶段,新形成的结构会形成和产生新的突然出现的行为表现,如心智是一个突现的特征。
(3)混沌边缘(Edge of Chase)这是指一个复杂自适应系统运行在有序和无序之间的相交过程中出现的有界非稳定性的一种形式。是复杂系统的层次的行为中,系统的元素从未完全锁定在一处,但也从未解体到骚乱的地步。这样的系统既稳定到足以储存信息,又能快速传递信息。这样的系统是具有自发性和适应性的有生命的系统,它能够组织复杂的计算,从而对世界做出反应。混沌的边缘就是生命有足够的稳定性来支撑自己的存在,又有足够的创造性使自己名副其实为生命的那个地方,是复杂系统能够自发地调整和存活的地带。进化似乎永远都导向混沌的边缘。系统是通过对环境的适应而到达混沌的边缘。
(4)人工生命(alife)人工生命是用综合的方法来理解生命,用计算机、或也许是机器人等新型媒介来探索生物学领域的各种发展的可能性。人工生命研究演衍出了三个伟大洞见:①有生命的系统似乎总是自下而上地、从大量极其简单的系统群中突现出来。“我们从计算机模拟复杂的物理系统中获得的最为惊人的认识是:复杂的行为并非出自复杂的基本结构。“确实,极为有趣的复杂行为是从极为简单的元素群中突现出来的。”②获得类似生命行为的方法,就是模拟简单的单位,而不是去模拟巨大而复杂的单位。是运用局部控制,而不是运用全局控制。让行为从底层实现出来,而不是自上而下地做出规定。做这种实验时,要把重点放在正在产生的行为上,而不是放在最终结果上。③从生命的特点在于组织,而不在于分子这一点上来说,生命有可能不仅只是类似计算机,生命根本就是一种计算法。在此之所以介绍人工生命概念,是出于我们如下的认识:中医学从某种意义上讲,也可以被视为一种人工生命。
4生物系统的复杂性研究
人们普遍认为,生物的复杂性和非生物的复杂性是两类不同的复杂性,前者的复杂性程度比后者要高得多,而且有质的不同。生物复杂性有三个特点,其一是在复制生物结构的过程中,存在指令和控制,并由此展现出生长性和自适应性;其二是生物具有无双性,这导致不同层次、不同类群,甚至不同个体生物的复杂性,显示有很强的个性,这是在生物学领域应用数学方法的一个难点;其三是生物复杂程度的超巨性,这也使得生物复杂性难以量化。研究表明,许多生物体中存在混沌现象,兔嗅觉识别的过程、穴位的红外辐射、人的脑电信号、大鼠的心动周期信号、健康人的心搏、儿童的心理周期都具有混沌特征。另外,不少医学研究者将混沌理论应用于疾病的研究,对心脏病、精神病、癫痫病、糖尿病等疾病的发生机理、诊断与控制方法以及疾病的传播过程进行了具有实践意义的探讨。
5复杂性科学对中医学研究的启示
中医学研究的对象是人体,由于人体是复杂巨系统,所表现的各种疾病也极其复杂,在此,在应对复杂的人体与复杂的疾病,中医也经历了从简单到复杂的漫长过程,不断重复着经验━规则━临床验证━更新经验━更新规则循环往复不断完善与发展起来的,中医的辨证论治是以由历代医学的临床经验为建筑材料堆砌起来的复杂适应系统。中医学应用“寒则热之,热者寒之,虚则补之,实则泻之”等基本规则。但在临床上,针对不同情况,往往可以做得很细化,如要考虑药物的产地、患者所处的地域、所处背景等人文社会情况,而针对这些情况,也有要应用不同的规则。中医与新兴的复杂性科学,其起点是不同的,中医是针对人体的复杂巨系统出现的偏颇,纠偏补缺,而达到整体的协调;而复杂性科学是从还原论出发,研究多个行为主体(Agent)通过自组织,在形成不同层次结构时,所涌现的的新的特征。但这并不能掩盖中医学的复杂性特征,如朱时清院士认为,中医的自组织自相似与复杂性科学的特征吻合;西医注重物质实体,中医重视协调,生物复杂系统最重要的特点各组分关系高度协调。乔宇认为中医的理论基础是“整体论”,可以说中医属于复杂性科学。中医学的理论体系本身就是一个开放的复杂巨系统,中医的哲学思想基础即“阴阳五行系统”,阴阳五行模型体现了复杂系统的非线性特征。中医脏腑理论与复杂性科学相通,诊疗方法与复杂性科学相通,辩证施治的意象说属于近代科学模式识别。以分子水平来看,作为自然药物的每一种中药也都是一个复杂系统,一味中药往往具有很多不同效用,而当多味中药以不同的搭配组成方剂,则又是一个不同的复杂系统。因此可以说,人体是一个复杂系统,与之相对应的中医药诊疗体系是一个开放的复杂巨系统。
关于研究方法,宋琳莉等提出用系统思维代替中医整体思维与形象思维、本能思维。潘国凤等认为应以系统论与还原论相结合的复杂性科学研究中药。白云静等提出整体性思维与还原性思维逆向对接等观点。中医学研究可以借鉴的研究方法有:复杂性适应系统、人工神经网络,数据挖掘,从定性到定量的综合集成法,模型构建、人工智能等。
关于从定性到定量的综合集成法是从上世纪80年代中期开始的。1986年开始,在钱学森指导的“系统学”讨论班,对有关复杂系统的一些问题进行了探讨。经过5年的探讨与实践后,于80年代末,把对系统的研究加以拓广,提炼出开放的复杂巨系统的概念,并总结概括了处理开放的复杂巨系统的方法论,形成了“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”的构思,把复杂系统的研究推上了一个新的台阶。并从概念上弄清楚了“复杂性”问题,得出如下结论:“复杂性”实质上是开放的复杂巨系统的动力学特性。由于开放的复杂巨系统也把复杂系统、复杂巨系统和开放的简单巨系统作为特殊情况,所以复杂性的研究自然也把这些系统的动力学特性概括在其范畴之中。这就对复杂性的研究方向有一清晰的把握。综合集成研讨厅体系是处理开放的复杂巨系统的方法论,从思维科学的层次来看,它又是思维科学的一项应用技术。它的构思是把专家们和知识库、信息系统、各种人工智能系统、计算机象作战指挥厅那样组织起来,形成一个巨型的人机结合的智能系统,共同作用于复杂问题的求解。从对综合集成研讨厅体系的构思,我们可以看出,与历史上其它方法论不同的是,综合集成研讨厅体系不是一系列公式的汇总,也不是以某几条公理为基础搭建起来的抽象框架。它的实质是指导人们在处理复杂问题时,把专家的智慧、计算机的高性能和各种数据、信息有机地结合起来,构成一个统一的、强大的问题求解系统。因此,从软/硬件体系上和组织结构上实现该系统,使之能真正应用于复杂问题的研究实践显得尤为重要。我们对证候研究的研究,借鉴了从定性到定量的综合集成研讨厅体系的研究方法,取得了一定的成果。
参考文献
[1] 宋学锋.复杂性、复杂系统与复杂性科学[M].中国科学基金,2003(5):
262-269.
[2] Waldrop M.复杂:诞生于秩序与混沌边缘的科学[M].陈玲,译.北京:三联书店,1997,1-7.
[3] 成思危,冯英艳.复杂性科学探索[J].北京:民主与建设出版社,1999,
科学研究的重要性范文5
【关键词】实践教学；工科；测绘工程；结构体系；改革思路
工程质量一直是施工单位和用工单位所追求的。工程质量包含了许多内容，但是如何保证工程质量，一直是一个被广泛关注的问题，当然，最本质的保证工程质量的一点，就是操作过程与操作过程的监控是。而在这基本所在中，其操作过程中，工程测量又是最重要的一部分，在这里就用到了测绘学。测绘学是一门拥有永久的历史的学科，但其现代科学含量价值又很高，随着现代科技的不断进步，我们人类不断地向信息社会发展，逐渐拥有越来越精确的测量工具、也越来越需要精确的数据测量、获取、表达和应用。工程测量课程作为测绘工程专业学生的一门公共基础课程，实践教学显得尤为重要，那么，国内目前工程测量课程实践教学的现状是怎样的？其重要性又在哪里？
一、国内工程测量课程教学现状
测绘学是一门一级学科，其二级分支学科有很多，其中包括：工程测量学与大地测量学、航空摄影测量学与遥感、地图制图学一级不动产地籍与土地整理。工程测量学作为测绘学的一个分支，是大学本科层次的教育，属于工科范畴。测绘工程专业的本科培养方案应该是：学生应该在掌握了测绘学一级学科各个二级分支学科的最根本的基础知识的基础上（其中包括，8门公共专业基础课：“测绘学概论”、“数字测土原理与方法”、“大地测量学基础”、“误差理论与测量平差基础”、“卫星定位技术及应用”、“摄影测量学与遥感”、“地图制图学”、“地理信息系统及应用”），等学习完这些基础知识之后，再找到自己的专业方向。之后到了研究生教育阶段，就按照各个分支学科，做进一步的细化研究。
作为测绘工程专业的本科生，公共专业基础课最多只能教授一些最基本的知识，而这是远远不够的，学习测绘学最忌讳的就是“眼高手低”，真正需要学生学习到的是第一手的实践知识，测绘学本身就具有地理信息获取、处理、表达和应用的显著特点，这门课程的实践要求很高，学生们必须真正动手去操作，去实践，才能获得第一手的资料，才能真正掌握这些公共专业基础课程中最基本的知识，在此基础上，学校更应该加强专业课的设置，使学生在某些自己感兴趣或者希望将来有所发展的课程上，得到更多的知识，有更深的造诣。
二、工程测量课程实践教学的重要性
实践是检验真理的唯一标准，众所周知，实践出真知。特别是近年来，实践教学逐渐被教育界所重视。学生们走出校园，进入社会时就会发现，实践经验对于一个刚毕业的大学生来说是多么重要，多少用工单位都会要求工作经验、实习经验。
此外，每个工程，从开工一直到工程结束都离不开工程测量工作，工程测量一定要贯穿整个工程建设的始终，工程测量为建筑工程的各个环节所用，是保证工程质量的重要手段。首先需要确定建筑物的实际位置，对建筑物的位置作出判断，有了精确的地面标识以后才可以确立次区域能否设计后新增建筑物或者新埋入地下管线，才能保证机器设备的运转和使用。建筑物在何处摆放，原有建筑是否需要拆迁，这都需要实地放样，不可能随随便便就找个地方，说摆什么就建什么。
同样，要根据建筑物的用处，工艺流程或对于同一建筑物的各个不同部分，对于它的精度要求也是不一样的，并且经常会有相当悬殊的差距，这个时候，就应该正确制订工程建筑物定位的精度要求。所以，测量的精度、准确度显得很重要。在学学生应该在学校中就逐渐培养这种意识，自己动手，获得并处理数据，得到第一手的锻炼。
三、工程测量课程实践教学的策略研究
在社会上，经常听到有人抱怨说：大学毕业以后，工作中才发现上学时学到的东西根本就用不上，说学校没有教会什么有用的东西；而用人单位也会抱怨毕业生没有真才实干，没有一点经验。其实，问题的根本原因不是学校没有教或者学生没有学，而是学生最需要得到的第一手实践课程，学校没有安排，或者实训设备不足等问题导致了这一现象。工程测量学作为一门实际动手能力需求很强的学科，它的实践课程安排是很重要的。很多学校抱怨资金不足、设备老旧等问题，其实都可以得到更好的解决，笔者认为，随着人类向信息社会的不断发展，测绘学本身的一些特点就决定了它的实践重要性。学校不妨多做一些尝试。
首先，学校的公司化、企业化、前校后厂等新的思路不断闯入人们的视野，这些新的思路顺应了时代的需求。纯粹的理论教学已经使很多学生厌烦，真正培养学生的动手能力才是最重要的。学校可以与公司或者工厂进行合作，工厂设备都较为先进，而学校正需要设备和场地，工厂需要廉价劳动力，可以让学生进入工厂获得第一手的经验，这样既解决了学校的资金不足问题，又使学生获得了重要的实践经验。
其次，工程测量本身就可以应用到学校的建设当中去，目前很多学校都有扩建或者再建的意愿，学生的理论知识掌握的基本纯熟之后，就可由教师带领，亲身投入到学校的建设当中，亲手规划，测量，获取数据并处理，得出最精确最合适的建筑方案，这样既锻炼了动手能力，又对学校建设做出了贡献，还培养了发散性思维。
四、结语
工程测量学的实践教学改革迫在眉睫，也是顺应时展方向的必走之路，一定要引起足够重视。学校应该加强改革力度，增强学科建设，为学生将来步入社会打下良好基础。
参考文献
[1] 张正禄.工程测量学的发展评述[J].测绘通报，2000（1）： 11-14.
[2] 梁馨.建筑工程测量对工程规划设计、施工与经营管理的重要影响[J].现代科技资讯，2009（06）.
科学研究的重要性范文6
关键词： 高等师范院校 “中学物理实验研究”课 中学物理教学 实验研究
物理学是一门研究力、能、场、波的科学，是人们研究其它自然科学和各种技术科学的基础。目前，小学三年级学生就已在“科学”课程中开始接触到物理知识，而初中课程将其单列出来。初中设置“物理”课程的目的在于：使学生更多地初步了解各种物理现象，并从这些物理现象中形象地认识到物质世界辩证发展的普遍规律。因此学习物理课程，对其中学生形成辩证唯物主义世界观起着积极的作用。怎样才能使中学生从物理现象中形象地认识到物质世界发展的普遍规律呢？做实验。物理学的形成和发展是以实验为基础的，物理定理、规律都是通过大量的反复的实验得出的。因此，在中学物理教学中，学生实验和演示尤为重要，它是物理教学方法的一个重要组成部分，是使物理教学直观化和形象化的重要措施，也是培养中学生思维能力的一种重要手段。它不仅可以帮助教师对教材内容进行具体而生动的讲解，而且可以启发学生的思维，发挥学生学习的积极性和自觉性，促进学生对所学知识的理解、记忆和创新。因此，对高师学生开设“中学物理实验研究”课是非常必要和重要的。笔者
就此谈点粗浅的看法。
一、当前存在的问题
高师学生不重视“中学物理实验研究”课，这是十分普遍的现象，究其原因，主要是因为他们还没有从真正意义上理解“物理学是一门实验科学”。他们错误地认为只要学好理论课程，就可以胜任中学物理教学工作，在大学课程中开设“中学物理实验研究”课没有多大必要。之所以产生这种错误思想，主要根源在于：学生对这门课的认识不够，目的性不明确。这门课并不是在一般意义上对中学生开设的，而是一门带有一定研究性和创造性的课，它是集经验、研究、创造于一体，为突出体现高师学生的师范性而特设的一门课程，在强调素质教育的今天，更是体现出开设“中学物理实验研究”课的重要价值。
高等师范院校开设“中学物理实验研究”课，并不是简单的“中学物理实验”的重复，也不是为了使学生会做这些实验而开设，而是要让高师学生学会怎样才能做好实验，知道为什么要这样做，为什么会有这样的实验现象，是否可以用别的方法（包括自己设计实验仪器）来做这个实验而达到相同的效果，等等，从而为今后的中学物理教学打下坚实的基础，这才是开设这门课的真正的目的所在。
二、实验研究在中学物理教学中的地位和作用
中学物理教学从素质教育的角度讲，不在于传授知识的高深和数量，而在于使学生真正、完全掌握基本知识，这就必须通过实验来完成。高师学生开展中学物理实验研究，正是对未来中学物理教师的能力培养和基础训练，是素质教育所不可缺少的。
许多中学物理教师由于在高校学习期间不重视培养实验操作能力、观察能力和实验研究及创新能力，因此在中学物理课堂教学中只注重传授理论知识，不注重引导学生通过演示实验来观察和分析物理现象、学习物理知识和掌握物理概念，更谈不上引导学生对科学的探索和创新。这是违背“物理学是以实验为基础的科学”这一基本常识的，必然会影响教学效果。
一些演示实验及演示现象看似简单，其实内涵丰富，要使各种层次的中学生都能通过演示实验达到应有的教学效果，教师就应具备相对于中学生来说既深又广的知识层面，以及动手能力、分析能力和观察能力。这些能力要靠中学物理教师在校学习期间通过对“中学物理实验”的认真操作和研究来储备。比如，大气压强实验中“水杯倒置”实验：“取一个盛满水的杯子，用硬纸片将杯口盖严，手按住纸片把杯子倒置，纸片不下落，水也不下流。”这表明大气对纸片有向上的压力。但是对一些好动手也好动脑的中学生来说，他们往往会发现有时水不盛满实验也能成功。这是为什么呢？这就给中学物理教师提出了更高的要求――在课前必须有充分的准备，或者，教师在校学习期间必须将这些看似简单的问题弄清楚。学生提出的这个问题，乍看起来是有些不好解释，水杯里外都是大气，按理说它们压强相等，可是为什么多了那么一段水柱，外面的大气还能托起？要搞清这个问题，就得从理想气体的状态方程说起。由于通常情况下，压强比较低的气体就可视为理想气体，因此，满足理想气体的状态方程：
PV=RT。
杯内气体在水杯倒置前后其质量、温度一定，设倒置前后压强、体积分别为P、V、P、V，因此：
PV=PV=常数，即：=。
于是可知：压强与体积成反比。
细心的学生就会看到，倒置后纸片脱离了杯口，并在杯口产生了一小段水柱，这表明倒置后杯内气体体积V增大了，即V＞V，因而杯内气体与水柱产生的压强之和正好与杯外的大气压强相等。因此，即使杯中的水不盛满，倒置后纸片也不会下落，水也不会流出来。一些学生对纸片不下落是大气压强作用的结果产生怀疑，认为纸片之所以不下落，是因为纸片湿润后本身就有一定的吸附作用，所以它能被杯口吸住而不往下掉。要回答这个问题，教师只要用玻璃片代替纸片做一下这个实验，学生就会消除疑惑。
师范院校开设“中学物理教学实验研究”课的目的在于：使高师学生在教师的指导下，通过大量的动手及操作训练，对中学物理进行充分的实验研究，认真地把中学物理教材通过实验研究的方式弄通、吃透，使他们将来一走上讲台就能将实验贯穿于整个物理教学过程中，讲起课来得心应手、应用自如，并能使学生通过观察到的实验现象来启发思维，从而加深其对物理概念的理解。因此笔者认为开设“中学物理实验研究”课对高师学生来说是非常重要的。
三、如何开展“中学物理实验研究”教学
当今世界知识的更新和技术的淘汰都很快，学生只掌握已有的知识和技能并不能适应科学技术发展和需要。因此，在教学中，教师应培养学生大胆怀疑、敢于探索、积极追根求源的精神。“中学物理实验研究”课的教学就应该围绕这一宗旨来进行，并根据中学物理教学的特点，让学生在培养自学能力上下功夫。物理的自学较其它学科困难，主要是由于语言较艰深、抽象性强、实验条件受较多局限、感性认识粗浅，因此教师要加强指导、逐步深入强化，指导高师学生根据现有的设备，把思维技能、思维方法和学科教学结合起来，创制直观、生动、价廉的教具、学具，为在今后的教学中提高中学生的学习兴趣、自学能力和科技创新意识打下良好的基础。
“中学物理实验研究”应和“中学物理理论研究”紧密结合，在教学中教师应努力为学生提供创造性活动的机会，教学中多开展讨论和实验教学，加强探索性实验，开展丰富的课外活动。比如，前面提到的“水杯倒置”实验，教师就可以先让学生做通常情况下的实验――水杯盛满水，然后让学生做一做在水杯不盛满水的实验，看实验是否也能成功，再让学生就此问题进行分析、讨论。这样可使学生结合所学知识充分发挥其想象力。在进行“摩擦力研究”的实验时，可先请学生自行设计验证“摩擦力及比较滑动摩擦力大小”的实验方案。再如，在进行“阿基米德定律实验”研究时，可让学生想想：怎样操作误差更小；若此实验要进行课堂演示，应选什么样的实验装置讲解才能方便、直观，等等。在上“中学物理实验研究”课的同时，教师还应穿插组织学生观看优秀教师的课堂教学光碟，从中体会物理演示实验在课堂教学中的应用方法。这样，既能为学生将来的课堂教学打下基础，又能使他们对“中学物理实验研究”课有新的认识。
参考文献：
［1］何圣静，李文何.物理实验指南.机械工业出版社.
［2］刘炳，魏日升.初中物理教师实验技能.高等教育出版社.
