发布时间：2023-06-04 09:45:27
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的科学文化论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：科学课活动生活化
小学科学是门以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学素养无法像知识那样直接“教”给学生，教师必须组织一个个科学探究活动，让学生在参与活动的过程中，获得感受、体验并内化。作为科学课程学习主体的小学生，在面对纷繁复杂的科学世界时，会产生激情和兴趣。教师必须尊重学生的意愿，以开放的观念和心态，为他们营造一个宽松、和谐、民主、融洽的学习环境，引领他们到校园、家庭、社会、大自然中去学科学用科学。不要把学生束缚在教室这个太小的空间里，教室外才是孩子们学科学用科学大有作为的广阔天地。
一、挖掘生活化活动内容
1.1从教材中挖掘生活化学习活动资料。科学课是由观察、研究、认识周围事物和环境的探究活动组成的。学习科学，就是去参加、经历一个个的观察、研究、认识活动。在科学学科中选择贴近学生生活实际的科学内容和材料。例如:观察身体，比较水的多少，米饭的观察等。注重使学生能联系结合已有经验和生活实际，在对问题的探索、尝试、调整和解决的自主性活动中获得积极的创造性的人格发展学得具体、学得积极、学得有用。让学生知道科学源于身边生活，了解科学应用于现实生活中的形态。
1.2在学生周围实际生活中寻找内容。面对丰富多彩的现实世界，教材中那“面向生活”的内容就显得十分有限。为了进一步加强科学和生活的联系，我们挖掘学生周围生活的事件、现象、情境等转化为一个个具有探索性和操作性的课堂探究问题。让学生在探究生活问题中亲身感受到科学来自于生活，生活处处是科学。
1.2.1关注校园生活中的科学资源。校园生活是学生们最熟悉、最感兴趣的内容，因此教师要特别关注他们的校园生活，要善于发现校园内的科学素材，把校园中的科学问题搬进课堂，使学生感到真实有趣，感到科学就在身边。
1.2.2留心社会生活中的科学资源。社会生活是学习科学的大课堂，学生可以从报纸、杂志、电视等新闻媒体上了解到很多信息，还可以与家长聊天谈话中捕捉到有用的信息，甚至小伙伴之间的游戏有时也会成为科学学习的第一手资料。
1.2.3了解家庭生活中的科学资源。学生生活在不同的家庭环境中，有着不同的生活条件和生活经历。这就是很好的可用课程资源。例如，在做比较不同蔬菜或水果的实验时，要求学生自备实验材料，同学们带来了几十种新鲜的蔬菜和水果材料，有的甚至把比较昂贵的热带水果也带来了，学生在课堂上互相交换材料进行实验，兴趣盎然。如果是学校统一购买，就只能是几种价钱便宜的普通材料了。在教学中有些观察实验周期长，要给予学生足够的观察和实验时间，如果在实验室里做，不利于学生随时随地观察。例如观察种子的萌发、生长、开花、结果，可采取让学生回家与家长共同实验的方法，取得了良好的效果。生活在城市里的孩子很少有这样的机会:亲眼看着一颗小小的种子从土壤中悄然萌发，开始了它神奇的生命历程。
1.3加强科学和其它学科的联系。打破传统格局和学科限制，构建一个开放的大课堂，允许在科学课中选择与科学有关的其它学科的现实问题，不人为地设置学科壁垒，让学生在这些问题中找到应用的广阔途径，理解科学的丰富内涵，吸收更为丰富的营养。
二、构建活动生活化模式
现代教学理论认为:科学教学应该从学习者的生活经验出发，将科学活动置于真实的生活背景中，提供给学生充分进行科学活动和交流的机会，使他们真正理解和掌握科学知识、思想和方法，同时获得广泛的科学活动经验。根据这一理念我们努力让学生经历“生活——科学——生活”这样一个科学学习过程。课前学生根据课文内容凭借已有的知识水平和生活经验做好课前尝试探究，课堂创设生活情景组织开展活动探究。课后延伸探究生活内容，创设大课堂情境。鼓动学生到日常生活中去运用科学解决实际问题，使课内学习与课外实践紧密结合。在解决问题的过程中，提高思维能力。教学基本流程是:课前自行探究准备——课堂创设生活情境，提出问题独立思考，自主探究小组交流，合作学组汇报，相互补充运用科学，解决问题——课后延伸探究。
2.1课前准备生活化的探究材料尝试活动。学生进行科学探究必然要借助一定的探究材料，这是实现儿童科学探究过程的必要条件。小学科学课的探究材料包括可供观察、探究的所有信息材料和实物材料。如课本、图册、课外读物、媒体信息、儿童生活中的所见所闻和熟悉的物品、周围的环境、实验仪器、电教媒体材料等等。提供学生科学的实验仪器有的时候也是非常有必要的，但是实验室的仪器容易使学生产生陌生感，同时也不利于学生课后继续进行科学探究。在教学中，教师尽量采用贴近学生生活的实验材料，如牛奶盒、可乐瓶、生日蛋糕的泡沫盒等。在教学《声音的产生》的时候，课前让学生准备生活中一些材料，比如学生的塑料直尺，纸张，小刀，可乐瓶，弹珠等常见的材料，要求学生想各种办法使它们发出声音来。学生根据自己的生活经验会想出各种各样的办法来，使直尺，弹珠等物体发出声音来。又如，在教学“热胀冷缩”实验的时候，课前教师让学生从生活中寻找热胀冷缩的现象，看谁知道得多。教学中如果一味使用专门的实验器材会制约了学生课外的科学探究活动。提供学生随处可见的生活化的实验材料，有兴趣的学生就可以利用课余时间作进一步的科学探究了。时间是探究的保证，针对不同的教材内容，教师应引导学生合理安排课前生活探究时间。课前准备探究时间可分为长时探究，短时探究和即时探究。针对一些需经过一定时间发展变化或需要一段时间观察，不能马上知道结果的内容，一般采用长时课前探究(大约需要一、二周)。针对一些学生生活较熟悉，而平时又没有有意观察的编排内容，一般采取短时探究，针对一些课前探究有难度，学生不宜探究的内容，教师可课前创设兴趣性较强的情景，引导学生即时探究。
2.2创设生活化的问题情境，激发学生主动参与活动。科学教学应以探究为核心，注重让学生亲身经历一个科学探究的过程，科学教师可以通过创设生活情景，通过调动学生已有生活经验激发思维，使课堂情境趋于生活化。建构主义理论认为:知识是情境化的，它被应用于其中的活动背景和文化的产物，学习就是学习者利用原有认知结构中的相关经验去同化和顺应新知识从而建构新知识的意义和过程。因此，创设生活化的问题情境有利于激发学生学习的内部动力，使学生明确探究目标，给思维以方向和动力。
2.2.1创设直观性生活情境。根据小学生的年龄特点，课堂上从学生生活实际出发，用看得见，摸得着的身边事物创设教学情境，使科学知识成为有源之水，有本之木，从而激发学生的兴趣，帮助学生理解知识，展开想象。例如:在教学《了解空气》的时候，教师通过创设生活中用漏斗倒酱油倒不进去的情境，让学生说说其中的原因，进而引出空气占据空间的概念。用漏斗倒某种液体时，一下子倒不进去是生活中常有的现象，很多学生都碰到过类似的事情，但学生并没有认真的去思考其中的原因，把它“搬”到课堂上以后，一下子成为了学生关注的焦点。他们的学习积极性一下子被调动起来，进入学习的最佳状态。
2.2.2创设描述性生活情境。所谓描述性情境，主要是指以文字描述、语言表达的方法，为学生描述一段新鲜而熟悉的生活事例，来引导学生积极探索。例如:在《溶解》一课教学中，老师提出:“现在很口渴，想泡一杯果珍来解解渴。你们能不能帮老师想一个好办法，让教师快一点喝到这杯糖水啊?”泡果珍对学生来说是再熟悉不过了，一听到能够为老师献计献策更是来劲了，学生马上能联系自己的生活实际，给教师献上了计策来:“用筷子不停的搅拌能够使果珍快一点溶解在水里。”“用热水来泡溶解起来也很快的。”“把果珍放进水里，然后再用两个杯子倒来倒去。”……从这样的生活情景出发然后再引入到新课的教学中，学生有了前面生活化情境的引导，并没有感到科学是那么深不可测而是和他们非常的亲近，对实验设计也就非常的感兴趣了。
2.2.3创设欣赏性生活情境。欣赏性生活情境是指在课堂上通过录像或多媒体课件，展示学生熟悉的、感兴趣的生活素材，让学生感受到生活中的科学美，从而引发学生用科学的眼光从生活中捕捉科学问题，分析思考科学知识的发生过程。例如:三上第一单元《植物》，用摄像机录制天天陪伴他学习生活的校园花草树木。让学生欣赏熟悉的花草树木后，说说你知道的，你还想知道什么?
2.2.4创设体验性生活情境。在教学中也可以让学生走进社会，变“小课堂”为“大课堂”，通过学生身临其境的现场体验，再变“大课堂”为“小课堂”。例如:《植物的一生》、《动物的生命周期》等，让学生进行种植养殖，写下观察记录，课堂汇报。学生把自己调查了解到的信息作为课堂教学的资源，学生热情高涨，既学会了知识又增长了才干。:
三、课后延伸生活化探究活动
课堂教学是学生探究科学真理的主要途径，但不是唯一的途径，学生学习科学、探究科学现象也不能被束缚在教室这个狭小的空间里，教室外才是孩子们学科学用科学大有作为的广阔的天地。课堂以外的家庭、社区乃至整个社会，使课内、课外、生活、社会互相结合，让学生获得最大程度的满足与发展。为了进一步加强科学和生活的联系，我们课后还可以利用课堂知识能力将周围生活的事件、现象、情境等转化为一个个具有探索性和操作性的科学问题，让学生用科学的眼光去看待生活，用科学的方法去解决问题。这不仅可以激发学生的学习兴趣，还可以使学生获得问题解决方法，更可以使每个学生的自我价值在实践中获得不同程度的实现。例如，在学习了《物体的热胀冷缩》，知道水具有热胀冷缩的性质后，教师鼓励学生利用课余时间设计实验继续去探究生活中的植物油、酱油等是不是同样具有热胀冷缩的性质。有了前面生活化的实验材料的铺垫，这样的课外探究对学生来说并不困难。
学生感受到生活中到处是科学，科学就在自己的身边，学好科学的用处是那么的广泛，从而对周围世界充满强烈的好奇心和探究欲，产生对科学探究的浓厚兴趣，形成学科学、用科学的良好习惯，获得真正的发展。
参考文献
化学课堂上的探究性学习，一般的步骤是：创设情境，提出问题，实验探究，得出结论并拓展。多媒体课件多感官的综合刺激在创设情境方面有着得天独厚的条件。例如我们在讲解灭火的方法这一知识点时，播放了一段衡阳市2003年“11.3”特大火灾的视频图象，让学生直观的了解到火失控后会给人类带来的灾害，然后要求学生结合自身的日常生活经验总结出灭火的方法。从而激发了学生的情感，使学生受到了感染，同时使课堂教学效果及其教育功能达到了最佳状态。
二、灵活使用课件，使化学教学内容变抽象为具体
化学不同于其他学科的最大特征在于其思维方式是微观与宏观的联系，建立对微观世界的想象力是化学教学不同于其他课程的特点，也是其他课程不能代替的。而在中学阶段学生抽象思维有了很大发展，但具体形象思维仍有十分重要的地位。在中学化学计算机辅助教学中，用动画表示化学反应的微观过程可以把分子、原子之间的相互作用、化学键的断裂和形成、原子或原子集团的分与合形象地、动态地展现出来，生动活泼，吸引力强，能够激发学习者的学习兴趣，使学习者处于主动学习的地位，形成直接学习的动机，增加无意记忆和联想记忆。多媒体课件在物质微观结构的展示、化学反应的微观过程的演示方面的直观性为我们在教学中架起了微观和宏观的桥梁，对于学生微观想象力的培养起着不可代替的作用。我们在进行原子的结构、水的电解、氯化氢的形成等知识点的教学中，都采用了Flas，让学生在直观的感受中形成自己头脑中的微观想象。
三、运用现代教育技术对化学实验进行仿真演示，提高学生的动手能力
我们在化学教学中发现的最大难题是学生的动手能力差，每次实验课，老师的大量精力都花在纠正同学们的错误操作上，而且由于人数众多，老师不可能面面俱到，照顾到每一个学生。为此我们在学校计算机房中装了一个《化学仪器随意组合》这样一个小软件，学生在上机的时候就可以进行仿真实验演示。通过仿真实验的训练，再进实验室做实验，我们发现学生的动手能力大大的提高了。
四、利用网络优势，实现交互式和协作式的建构性学习。
计算机网络上丰富多彩的巨大的信息资源，为学生建构化学知识提供真实、丰富、复杂的学习情境。信息时代每个人每时每刻都接受着大量信息。在建构性学习中，教师与学生、学生与学生之间的交流更加充分。网络信息的“互动性”为交互性和协作式学习提供了最佳物质基础。在化学学科中，信息处理能力主要指能从多样话媒体中获取和处理人类与化学环境有关的化学图象、化学数据、化学文字信息的能力。信息网络技术的开发，使多媒体不仅成为学生查找信息的资源库，而且成为建构主义学习理论环境下的一种认知工具。在解决问题的过程中指导学生充分讨论寻求解决问题的思路和方法，发挥小组学生性格各异、思路各异、方法各异的学习优势，利用网络交互的特点，进行多向思维的碰撞，通过这种交互、协作、沟通、碰撞，每位学生可以看到问题的不同侧面和多种解决途径，从而对建构化学知识产生创新的洞察力。
【关键词】:化学工程;系统;和谐;辩证法
自然界中的和谐系统比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生态系统是和谐的,动植物群落是和谐的,人类社会体系是和谐的,健康的人体更是一个绝妙的和谐体。所有这些和谐系统遵循着同样的辩证综合的规律,具体可以归纳出三条:1.统一律;2.层次律;3.进化律;所有和谐系统具有同样的性质:1.开放性;2.自组织性;3.非线性;4.无限发展性[1]。当爱因斯坦把大半生致力于统一场论时,其哲学上的需要相对物理学上而言或许要来得大,面对物理学的系统和谐,理论规则的分立是不能令他觉得满意的。而化学工程的发展是不是因循同样的哲学历程呢?
在化学工程作为学科开始被重视之前,化学工业已具有了相当的规模,各种具体的工程与工艺都被独立开来,在认识上是被分为各门特殊的知识,因此,当国外高等院校在十九世纪末开始设置"化学工程学"时,开设的课程大多是学习当时化学工业的各种工艺学,"化学工程"的概念在当时还是相当模糊的,在理论上充其量是化学与机械的一种混合(amalgam)。然而这种理论混合的模式在德国人看来却是很正统的,即使在今天,他们也避免专论"化学工程",而是称之为"过程工程"(ProcessEngineering),这一名称实际上要比"化学工程"的范畴更广,甚至更为准确,凡是涉及一定流程与工艺的领域都是适用的。但我们习惯上还是沿用"化学工程"的名称。
二十世纪开始,化学工业迅猛发展,在社会经济中占的比重越来越大,客观上需要化学工程学科的发展和支持。随着生产力的发展,人们对事物运动规律性的认识也愈来愈深化,愈来愈有概括性。伴随着其他领域科学技术的快速进步,人们逐渐认识到化学工业中各门看似不相干的工程和工艺中存在着共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化学工程手册》的发表,初步提出了"化工物理过程"的原理。1900年始,以合成氨、纯碱、燃料等为代表的近代化工厂出现,如1913年,德哈勃-博施法高压合成氨技术的产业化,星火燎原的,化学工业呈现出巨大的发展前景。到了二十年代,美MIT的一些学者提出:不管化工生产的工艺如何千差万别,它们在众多的典型设备中进行着原理相同的物理过程。1920年,美MIT成立了第一个严格意义上的化工系,时W.K.Lewis任系主任。1922年美国化工学会认同了新的见解,引出了"单元操作"(UnitOperation)的概念,这一概念在苏联时期和我国则广泛称为"化工原理"。
1900年始的"分离工程"研究使"单元操作"的概念日趋成熟。被称为单元操作的过程主要有流体流动、传热、干燥、吸收、蒸发、萃取、结晶和过滤等,以这些单元操作作为研究和学习的主要内容,是化学工程学科在二十世纪前半期发展的核心,其理论迅速成为发展化学工业的重要基石。这种把千变万化、千差万别的过程和工艺概括成"单元操作"是生产力发展到一定水平的反映,是化学工程学从"个性"到"共性"的第一个哲学性概括,是在一个系统整体性把握的高度上建立了一门技术科学,体现了系统科学发展的和谐统一规律。
随着"单元操作"概念的确定,另一方面,化学工程学科中重要支柱之一的"反应工程"亦逐渐浮出水面。从最初的德Winkler流化床煤气化炉的应用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工艺的开发,又到1931年丁纳橡胶和氯丁橡胶的投产,化学工业上发展的高峰持续不绝,1940年美国FCC炼油开发成功,成为石油化工的起点。直到1957年,欧洲第一届反应工程会议,明确提出"反应工程"的概念,成为化学工程学科的重要组成部分,是化学工程学的进一步和谐统一。"反应工程"的建立,乃至今日仍备受困扰的"过程放大效应"问题,及从"逐级放大"到"数模放大"的研究都带动了"化工过程系统工程"的发展,并共同体现了系统科学发展的和谐层次律。
就在"反应工程"发展的同时,"单元操作"得到了更加深刻的认识,人们发现各单元操作之间存在着更为普遍的原理,"过滤只是流体传动的一个特例;蒸发不过是传热的一种形式;吸收和萃取都包含着质量的传递;干燥与蒸馏则是传热加传质的操作……"[2]于是单元操作可以看成是传热、传质及流体动量传递的特殊情况或特定的组合。这种认识的深化过程并没有停止,人们进一步又发现了动量传递、热量传递和质量传递之间的类似性。于是从二十世纪50年代开始,人们综合了以往的成果,开始用统一的观点来研究三种传递过程。1960年,美威斯康辛大学(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一书,系统地采用统一的方法来处理三种传递现象,从此化学工程学科的核心过渡到了"三传一反"的系统性概念。"三传"的研究是系统科学和谐进化律的又一体现,使化学工程学达到了一个新的整体性高度,这种高度的和谐统一是对客观世界本质性的认识,并在学科上反映出了系统科学的基本原理和性质,其影响力是普遍性的,是跨学科的,不仅使"传递原理"成为化学工程学的重要基础,同时在生物工程、机械、航天和土木建筑等工程学科上也具有重要意义,并日益成为工程专业共有的一门技术基础课,只是侧重点有所差异而已。
至此化学工程学科自身经历了一系列的演化和发展,并在短短的一个世纪中达到了一个前所未有的高度,涵括了众多的生产和应用领域,如医药、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化学品等,每年为社会提供数以亿吨计的千百万种产品,是人们衣、食、住、行须臾不可离开的物质基础,为社会繁荣作出了巨大贡献。然而事物总是一分为二的,从人类发展最为激动人心的口号"征服自然"到今天庞大的工业化进程,地球自然生态系统遭遇了前所未有的严峻局面,这之中,化学工业是造成大规模环境污染及恶性重复污染的主要过程之一,化学工程学科需要肩负起新的使命。1990年,"生态化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出来了,相应在化工生产和过程工艺中提出了"清洁化工"和"绿色化工"的概念,因时应势,化学工程学开始了系统科学的自组织过程,这也是和谐系统对立统一发展的需要。在系统科学看来,自组织是和谐系统的基本性质之一,只有自组织系统能通过外部和自身内部的不断协调、整合,在适应环境的同时保持自己的特性并产生新的功能。从自发到自觉地,化学工程学吸收了自组织的理论,不断在广度和深度上充实、完善和发展。随着新世纪的到来,世界正发生着全球性的变化,经济、社会、环境和技术等领域都面临着新范畴新理念的变更和冲击[3]。化学工程学科需要因应时展而改变传统的限制,不断有新的概念提出来,如化学工程应是伺机而待的专业(aprofessioninwaiting);化学工程师必须"besteepedintechnology",能够创新、开发、变换、调控和适应取代;化学工程学科要从"ProcessEngineering"达到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。进一步的综合认为,化学工程学关注着同时发生在非常广泛的时空跨度内的现象,必须具备多尺度、多目标的方法来达到过程的总体优化。涵括了五个方面[4,5]:
①Nanoscale(纳观尺度):研究量子化学、分子过程与分子模拟等。
②Microscale(微观尺度):研究微粒、气泡、液滴、控制界面胶束和微流力学规律等。
③Mesoscale(介观尺度):研究换热设备、反应设备、塔器以及传统的"单元操作"和"三传一反"等。
④Macroscale(宏观尺度):研究生产装置和生产过程等。
⑤Megascale(兆观尺度):研究环境过程和大气生态过程等。
于是化学工程学的核心转变到了"多尺度、多目标择优"的概念,化学工程学科又到达一个新的和谐统一的高度,进入了更高层次的系统工程领域。
新的发展的深度促使化学工程学科作出了一定尺度的"分化",然而这还远未结束,人们对世界的认识还在不断探索不断深入,一个更深刻更普遍也更一般的问题已经触到了化学工程学科的神经,触到了化学工程学的认识本质,并促使化学工程学需要有新的"融合"。这一问题就是"非线性及其包涵的混沌原理",相对于"线性"是人类认识客观世界的基本工具,"非线性"则是客观世界的本质特征,是"线性"反映的目的,是从科学角度看待世界的一种和谐统一;而在对"混沌发展"的研究表明,"混沌运动的普遍存在,揭示了自然界中实际系统发展演化的新行为,混沌态的自相似性使这种时间演化表现为一种空间结构,而且以其不同空间尺度上的相似性,揭示了系统复杂运动的统一性。这种统一性是一个观察"整体"的问题,只有在长时间范围(因为混沌运动是一种长时间行为)和更高层次复杂性中才能显现出来。"[6,7]这一问题涵盖了自然科学和人文社会科学的众多领域,具有重大的科学价值和深刻的哲学方法论意义。马克思曾经预言:"自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面,正如关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样:它们将成为一个科学。"从这一角度上,"非线性"问题是这种过程一体化的契合点以及整体认识论上的共性[8]。当站在这种整体性的高度上,化学工程学科获得了全新的视野和更强大的分析解决问题的能力,并最终具有了学科融合的基础。
在整个化学工程学科的孕育、诞生和发展过程中,始终交织着学科的"分化"与"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外还有着所谓的石油化工、精细化工、高分子化工等专业上的分化;另一方面,作为近代工程技术,它又是自然科学(化学、物理等)和技术科学(机械、材料等)的融合。正如物理学家普朗克(Planck)所指出的:"科学是内在的整体,它被分解为单独的部分不是取决于事物的本身,而是取决于人类认识能力的局限性,实际上存在着从物理到化学,通过生物学和人类学到社会学的连续的链条,这是任何一处都不能被打断的链条。"事实上,当化学工程学科的核心发展到"非线性混沌系统"时,实现科学的融合已是其客观系统性的需要,它需要强有力的非线性解算能力和综合分析能力。基于人工智能和神经生物学的人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks)技术为这种系统性的融合提供了新的思路和途径。人工神经网络特有的信息处理能力在愈来愈多的领域中展现出广阔的应用前景,它具有如下特点[9,10]:
①学习:神经网络可以根据外界环境修改自身行为,这使它比其他任何方法接受自身感兴趣的外界信息更敏感。
②概括:经过学习训练后,神经网络的响应在某种程度上能够对外界信息的少量丢失或自身组织的局部缺损不再很敏感,反映了神经网络的健壮性(鲁棒性),即工程上说的"容错"能力。
③抽取:神经网络具有抽取外界输入信息特征的特殊功能,在某种意义上可以说它能"创造"出未见的事物。
④模拟:神经网络由众多的神经元组成,以并行的方式处理信息,大大加快了运行速度,可以逼近任意复杂的非线性系统。
当然,神经网络并非十全十美,其自身的发展就曾经历过相当曲折的过程,但是,人工神经网络(ANNs)特性的融合将是化学工程学科发展到非线性核心系统的自组织适应和需要。例如采用神经网络设计的控制系统,适应性、稳定性和智能性均较好,能处理复杂工艺过程的控制问题,也使得化学工程师不但也是机械工程师,还首先是系统工程师,并能从最一般的非线性原理出发,解决实际过程的创新、应用、开发、生产等问题。
生产力的不断发展,科学技术的持续进步,人类认识自然和改造自然的不断深化,化学工程学科必将不断"分化"和"融合",体现出和谐系统的无限发展性质。
参考文献
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[8]成思危.试论科学的融合[J].自然辩证法研究,1998,14(1):2.
一、化学科学知识水平
九年义务教育初中化学教学大纲，对初中化学教学的四大知识板块分别提出了不同层次的教学要求，以确保学生在毕业时达到素质教育所要求的知识水平。
1．对化学基本概念和原理、元素化合物这两大知识内容，按照学生的认知水平以及在初中化学中的重要性，教学要求分为常识性介绍、了解、理解、掌握四个不同层次；2.对化学基本计算教学要求的层次是掌握。要求学生熟练掌握有关化学式、化学方程式、溶液等方面的基本计算；3．对化学实验的教学要求分为练习、初步学会两个层次。在教学中，教师应按要求认真做好每个演示实验，对于学生实验，要积极创造条件，力争使每个学生都有动手做的机会。
新教材在编排上遵循大纲规定“初级中学的化学教学是化学教育的启蒙阶段”的原则，适当降低了理论要求和精减了一些次要概念。为了配合素质教育，培养学生面向未来的适应力，增加了一些金属、有机物（包括高分子化合物）以及保护生态环境、“温室效应”、硬水、氢能源、水和人类的关系、金属和人体的关系、化肥、农药等内容，体现了化学与生活，化学与社会，化学与生产、科技的紧密联系，为学生达到规定的化学科学知识水平创造了条件。应该明确，在构成化学科学素质的诸多要素中，化学科学知识水平始终处于基础和核心的地位。
二、化学科学能力
化学科学能力是指学生在学习化学知识、应用化学知识解决实际问题的过程中，表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知；化学知识的记忆和想象；对微观世界和化学现象的理解、概括、抽象、推理和论证；应用化学科学知识解释客观世界和解决实际问题的能力。对于处在化学教育启蒙阶段的初中学生，应从观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等方面，培养和提高他们的化学科学能力。
1．观察能力。观察能力是知觉的特殊形式，是一种有目的、有计划、主动的、持久的知觉过程，是和思维紧密结合的主动知觉活动。观察能力是智力三要素（观察、思维、创造）之一，是智力发展的基矗化学是一门以实验为基础的学科。观察和实验是化学最基本的研究方法。通过能动的、客观的、定性、定量的综合观察，从实验的宏观现象入手，揭示和认识微观变化的本质。观察能力不是单一的知觉感知，而是诸多因素综合性的智力过程。新教材增加了多幅彩图、插图、章头图和多项演示实验，并在学生实验前增设了思考题，启发学生养成自觉观察的良好习惯。教师除应做好每一个演示实验外，还应在课堂教学、课外活动中，激发学生的观察兴趣，教会他们如何观察。通过学生动手动脑，由表及里，去粗取精，去伪存真的观察和思考，不断提高他们的观察能力，避免只看“热闹”，不看“门道”的不良习惯。
2．实验能力。实验能力是有目的地在人为控制条件下进行化学反应，认识和发现化学变化规律的能力。实验能力既包括实验操作能力，又包括推理、计算、对数据分析处理以及对实验结论归纳总结、准确表述的能力。
教师应从以下几个方面培养和提高学生的实验能力：①能正确操作实验仪器和设备；②明确实验目的；③了解实验原理；④掌握实验方法；⑤对实验现象进行准确的观察和记录；⑤对实验结果进行分析处理，导出结论，写出实验报告。
教师应积极创设实验条件，努力完成全部必做实验。有条件的适当做一些选做实验，鼓励和指导学生做一些家庭小实验，克服“教师黑板上讲实验，学生考试背实验”，只注重理论学习，不重视实验教学的弊端。充分发挥学生的独立性和创造性，培养和提高他们动手、动脑能力，以及实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。
3．思维能力。思维是人类在事物表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。其中分析和综合是思维的最基本的过程。新教材正确处理了知识的逻辑顺序和学生生理、心理发展顺序的关系，在叙述方法和行文方面，注意调动学生主动学习、思考的积极性，以提高他们的抽象思维能力和自学能力。例如，在介绍物质结构的初步知识时，通过实验和类比，引导学生从宏观现象深入到微观结构的本质，通过提出问题，引发思考，然后再概括出结论或概念，使学生从感性认识上升到理性认识。
4．自学能力。自学能力就是在已有知识水平和技能的基础上，不断获取新知识并运用这些知识的能力。化学教学的重要目的之一不仅是使学生“学会”，更重要是使学生“会学”。现代科学技术发展迅速，知识更新周期缩短，如果不“会学”，就无法适应日新月异的社会发展需要。因此，现代教育的一个重要特点，就是培养学生不断摄取新知识的自学能力，使学生受益终身。
三、化学科学思想水平
学生的化学科学思想水平包括以下几个方面：
1．辩证唯物主义思想水平。?化学作为一门自然科学，本身就具有丰富的辩证唯物主义素材。在化学教学中进行辩证唯物主义观点的教育，应结合教学内容，通过有机渗透，使学生逐步树立起辩证唯物主义的世界观和方法论，用对立统一、事物发展的矛盾性和统一性、量变到质变等观点学习和认识化学问题，提高学生应用辩证唯物主义观点观察问题和认识问题的能力。
2．实事求是的科学态度。?初中化学启蒙教育阶段，应结合教学内容、化学史教学，对学生进行坚忍不拔的精神、实事求是的态度、严肃认真的作风等方面的教育。通过多种方法与途径培养学生的科学思维、研究方法和严谨求实的治学精神。使学生认识到一切科学知识都来源于实践，又反过来指导实践的道理。
3．爱国主义的思想水平。新教材结合教学内容，注意对学生进行爱国主义教育。如教材中介绍了祖国在化学科技方面取得的卓越成就，以增强学生的民族自豪感和自信心。密切结合能源、材料、资源等教学内容，进行国情教育和爱国主义教育，使学生树立起为建设社会主义祖国而努力学习的使命感和远大目标。
加里宁说，“我没有看到一门不能教育青年热爱祖国，并培养他们具有最好的公民情感的科目。”化学也不应例外。
4，环境保护意识水平。人类赖以生存的水圈、大气圈、生物圈、岩石圈的物质在不断运动变化，并按一定程序循环着，组成了环境物质的平衡体系。而人类在生产、生活中产生的污染却破坏着人类赖以生存的环境。新教材的有关章节注意结合教学内容，对学生进行防止污染、保护环境的教育。教师应通过“我们只有一个地球”的教育，让学生认识到环境保护的紧迫性和重要性，使学生从小养成爱护环境，保护环境的良好意识和习惯。
四、化学科学品质
化学科学品质指学生学习化学的动机、兴趣、情感和意志等。化学科学品质是一种非智力因素，在一定条件下对学生的学习水平起着十分重要的作用。
1.化学学习动机。学习动机是指引起和维持学生进行学习活动，达到预定目的的意念。使学生明确学习目的是培养和激发学生学习动机的最有效的方法。化学是一门非常重要的自然科学。现代社会，不管是高科技或日常生活，都与化学科学息息相关。学好化学是我国四化建设的需要，是科学发展和人类进步的需要。
在教学中应始终贯穿理想教育这一主线，通过具体的实例，生动有趣的教学，使学生明确学习目的，强化学生的学习动机。
2．化学学习兴趣。化学学习兴趣是指学生对化学力求认识、趋近的一种心理倾向。兴趣是学生学习的主要动力。学习兴趣使学生始终对学习保持良好的心理状态，并在其中得到乐趣和满足。化学教学中丰富多采的实验为培养学生的学习兴趣创造了得天独厚的教学情境。此外，使学生明确学习目的，采取有效的教学方法，教师渊博的知识等，都是激发和培养学生学习兴趣的有效因素。
3．情感。情感是人们在认识客观世界时所表现出的不同的心理反应和态度。学生在学习过程中的愉快、热情的良好情感，可使学生产生积极向上的心理状态。悲伤、灰心、冷漠、烦躁等不良情感可给学生的学习带来消极的影响。因此，在教学中对学生（尤其对差生）的热爱、信任和尊重，教师高尚的人格，以及生动有趣、形式多样的教学方法，都是培养学生良好情感的重要因素。
4．意志。意志是人们在有意识、有目的的行动中表现出的一种契而不舍、克服困难的心理过程。任何学习过程都是复杂而艰辛的。学生在学习中会遇到不少困难与挫折，如深奥的原理难以理解，习题难懂难做，不良情绪的干扰等。如果没有坚强的学习意志是不可能长期坚持单调学习并取得优秀成绩的。在化学教学中，教师应通过多种方法和途径培养和锻炼学生的意志。如设计一项对环境污染进行监测的任务，让学生长期坚持去做。还可结合化学史教学，介绍有关科学研究工作者为人类进步不畏艰险、奋勇登攀的优秀品质。
学生的化学科学素质的“四要素”既有区别，又相互影响和促进。在教学中，教师要处理好知识、技能和能力的关系。知识和技能是学生形成能力的基础，而能力是学生掌握知识和技能的必要条件，是促进他们提高学习水平的重要因素。
“基于学科的信息门户”(SubjectBasedInformationGateways，即SBIGs，本文简称为学科信息门户）又称为基于学科的门户(subject-basedgateways)、学科索引门户(subjectindexgateways)、虚拟图书馆(virtuallibraries)、信息交换所(clearinghouses)、学科树(subjecttrees)和寻路器(pathfinders)等[2]。它曾经是“提供可检索和可浏览的因特网资源目录的联机服务系统，集中于某一相关的学术领域，提供对经图书馆工作人员遴选和按学科组织的因特网资源的利用”[3]。在开放式数字信息服务环境下，“学科信息门户致力于将特定学科领域的信息资源、工具与服务集成到一个整体中，为用户提供一个方便的信息检索和服务入口”[4]。学科信息门户按照某学科（专题）用户的要求对网络中相关的信息资源进行了更有针对性、更深入的揭示，在给用户“指路”的同时提供更专门、更专深的信息检索服务，有助于专业用户在本领域的“信息超市”(informationsupermarket)中选择高质量的资源和获得“一站式检索”(one-sitesearch)服务，从而保证用户获得“所得即所要”的信息。正是由于学科信息门户具有这些优于搜索引擎的特点，新的学科信息门户近几年在国外不断涌现。在国内，2001年底正式启动的中国国家科学数字图书馆（theChineseScienceDigitalLibrary，简称CSDL）也已建立起图书情报学等多个学科信息门户。笔者拟对学科信息门户的优化策略进行探讨，以期能为已有的学科信息门户的改进与新的学科信息门户的开发提供参考。
1尽可能全面地收录本学科资源
一个好的学科信息门户所指引的有关资源应尽可能地涵盖本领域重要的资源（涉及资源的内容、时间、地域与语种范围），如表1中的INFOMINE的记录达到了12万余条；收录的资源类型宜多样化，以方便用户对某一专题信息资源的“一站式检索”，即建立一个不仅收录各种形式的因特网资源（网上可以公共获取的全文电子图书、电子期刊、书目、指南、邮件列表、电子公告板、新闻组、机构、会议、专家、学者以及其他网站链接等），而且囊括馆藏实体资源（包括二次文献数据库、全文数据库、馆藏目录、联合目录等）的集成化系统，实现两种资源在同一界面的无缝存取(seamlessaccess)，并将其整合为易检易用的有机整体，即“hybridlibraries”（复合图书馆）。基于用户利益而管理的复合图书馆：人文科学复合图书馆的组织管理模型（MAnagingthehybridLIbraryfortheBenefitofUsers，简称MALIBU）[5]便是一个成功的范例。
2严格选择资源
从总体而言，学科信息门户的资源选择必须有一套符合该学科特点、既定用户需求、服务宗旨、规模及经费支持等方面要求的资源选择标准。就单个资源而言，在内容上要注意信息的准确性、权威性、客观性、唯一性、新颖性、完整性与针对性（所指引的网址要尽量接近主题内容，尽量减少用户点击的次数）；在形式上要考察信息的格式（是否是标准的或常见的格式，如图像文件的常见格式有．jpeg,.gif等），用户使用的便利性（考虑用户访问本网站采集的资源时所需的硬件、软件和连接方式等要求），导航是否清晰，排版结构的美观程度以及资源的可存取性与可用性（指向的资源地址正确，链接资源的原始网址以便用户访问到最及时和最权威的信息，注意被链接资源的注册要求、收费规则、知识产权声明与特殊服务规则等；优先选择网上免费资源，当网络用户与镜像站点的“电子距离”比原始站点更近时，要链接镜像站点以便于用户进行更有效的存取）。
表1中的ADAM,AHDS,SOSIG,EEVL,EELS,OMNI和MathGuide都强调要选择学术性资源，Biz/ed则注意选择来自非盈利机构网站的资料。SOSIG提供的每一种资源都经过研究图书馆员和学科专家的选择与描述，这些资源有：电子期刊、数字化图书、报告、论文、书目、教育软件、电子新闻稿、邮件列表和重要的社会科学机构的主页。LII选择与评价资源的标准是：选择最适合公众和图书馆用户需求的资源，不收录没有信息内容的纯商业性站点，而且，每一种资源都经过图书馆员对其价值进行的评价。
3对资源进行高质量的元数据描述
元数据是关于数据的数据，它对信息资源或数据对象进行描述，目的在于使用户能够发现、识别、评价资源，并对相关的信息资源进行选择、定位和调用，追踪资源在使用过程中的变化，实现信息资源的整合、有效管理和长期保存[6]。
学科信息门户对资源的描述应该优先采用国际通用的元数据与标记语言，元数据元素中的“主题”描述要利用国内外著名的分类法与主题词表。例如，澳大利亚要求学科信息门户全部采用已有的元数据标准，如都柏林核心元数据(DC)、MARC和澳大利亚政府查找服务（AustralianGovernmentLocatorService，简称AGLS）等元数据以及自己独有的元数据元素进行标引，并支持因特网内容选择平台（PlatformforInternetContentSelection，简称PICS）。INFOMINE的记录以HTML语言表示，主题标引使用《国会图书馆主题词表》（LibraryofCongressSubjectHeading，简称LCSH），记录还可以转换成MARC格式。LII的每条记录都给出了详细的介绍，包括资源名称、URL、摘要、主题词、记录创始人与时间、记录修改人与时间，其中摘要由LII工作人员撰写，使读者在进入一个网站前便可了解其主要内容。LII链接的基本是资源的原始地址，对工作流程、著录项目与规则以及注意事项均做了非常具体的规定，因而能够保证资源描述的质量与一致性。而GEM采用的元数据元素有：资源题名、描述、级别、GEM主题标目、ERIC叙词、资源类型、格式、权限信息、日期、语种、出版者、创建者和编目机构。AHDS采用21个元素，Agrigate则有30多个元素，包括DC的15个基本元素、管理核心元数据(AdminCore)和AGLS中的若干元素以及该门户特有的元素（如记录加入Agrigate数据库的时间、Agrigate批准者、Agrigate评述日期、Agrigate用户级别等）。
采用的元数据需要容纳学科信息门户中可能出现的任何类型的数据（比如，GEM收录教学计划、课程大纲等有特色的资源类型），包括传统的数据类型（图书、期刊、文件等），也包括内容对象组合（例如由若干文本、图像和音像组成的课件）、内容对象资源集合（图书馆、网站、数据库等）、资源集合知识组织机制（例如分类表、叙词表、语义网络）等[7]。4构建合理的分类体系和尽量运用受控词表
分类体系是对学科信息门户收集的资源实施分类组织和用户进行浏览与检索的依据与桥梁，其科学性十分重要。学科信息门户可以采用已有的文献分类法（包括综合性的分类法与专业或专题分类法），也可以结合自身特点与目的对已有的分类法进行适当改进，或者采用自编的分类法。在分类体系的构建中，分类表的展现应力求简单、明了，尽可能将所有的一级类目展现在一个页面；还要充分利用网络方便的超链接功能，对具有多重隶属关系与相关关系的类目设置合理的参照系统。
受控词表的运用既可以保证资源描述的准确性，还有利于实现本专业的深入检索。例如，GEM建立的叙词表是一个多层次结构的术语体系，提供比某一术语更广或更窄的术语及相关术语间的链接。SOSIG建立了社会科学的叙词表以助用户限定检索，该词表以英国Essex大学开发的“人文科学与社会科学电子词表”（HumanitiesandSocialScienceElectronicThesaurus，简称HASSET）为基础。Agrigate采用CAB国际农业词汇(CABInternationalAgricultureThesaurus)进行元数据创建、主题浏览和主题检索。LII采用国际通用的LCSH进行标引，但又将LCSH中的部分主题改为更符合公众特点的主题名称（例如，将LCSH中的主题词“electronicmailsystem”更改为“e-mail”）。它遵守Z39.50与MARC标准，使得它具有与其他学科信息门户之间实现互操作的可能性。笔者通过网上调查，将国内外重要学科信息门户采用分类法与受控词表的情况整理成表1。
表1国内外重要学科信息门户及其采用的分类法与受控词表
附图
注：①上表中的“无”系指没有利用现有的主题词表；②表中的简称依次为：LCC指LibraryofCongressClassification,ERIC指EducationResourcesInformationCenterDescriptors,AAT指Art&ArchitectureThesaums,EI指美国工程信息公司的EngineeringInformationClassificationCodes,NLM指NationalLibraryofMedicineClassification,MeSH指MedicalSubjectHeadings,CAB指CABInternationalAgricultureThesaurus；③BIOME对于不同的大类采用不同的分类法。
5定期更新与维护
学科信息门户的更新与维护包括三个方面：①信息资源的更新与添加。由于网上站点的增加与更改频繁，学科信息门户要真正成为因特网信息的深层组织工具，必须及时更新其收录的资源，这也是保证学科信息门户质量的最重要的后续工作。②学科信息门户中信息资源的安全。要注意对资源进行备份与保存。③服务器的完整性、功能与持续服务的保障。如果用户经常遇到服务器不能正常工作，或有的功能失效，就会失去对该学科信息门户的信心。英国著名的“发展欧洲研究与教育信息服务”项目[8](DevelopmentofaEuropeanServiceforInformationonResearchandEducation，简称DESIRE）在其手册中对学科信息门户服务器的要求及硬件与软件配置做了详细规定[9]，可供参考。澳大利亚国家图书馆的学科信息门户创始计划也制订了类似的规定。为此，一方面，要有专门的工作人员不断追加新的网络资源，及时剔除错链、死链，保障整个系统在结构上为一个活的系统；另一方面，必须改变目前因追求高质量而过于依靠人工参与的状况，充分利用网上自动漫游、自动跟踪、自动分类和自动标引技术，采用人机结合的工作方式，为用户提供更优质、高效的服务。
在学科信息门户建设之前和建设过程中就要考虑易于维护的问题。LII的资料每周更新，有工作人员负责新资源的追加和保持资源链接的有效性。据该门户网站的介绍，它们的“死链”从来不超过100个。同时，鼓励用户根据LII的标准推荐新资源，设立了“本周新资源”、“更多新资源”和“上周新资源”栏目，资料更新比较及时。而瑞典工程学电子图书馆(EELS)由于人工编制索引慢，跟不上网络资源变化的速度而不得不停止使用，计划在以机器人编制索引的AllEngineering[10]基础上开创一个新的门户。
值得注意的是，学科信息门户的更新与维护要考虑用户的需要与反应，比如设计用户调查表，听取用户评价意见，根据用户需求和网络信息资源的变化及时对词表和分类体系进行调整，还可以鼓励用户推荐资源或参与维护（如WWWVirtualLibrary,Agrigate和EELS）。EELS还设计了详细的用户评价调查问卷(userevaluationquestionnaire)。EELS的调查问卷设计得非常具体，可供其他学科信息门户借鉴。其问题包括综合性问题（工程学是否是你感兴趣的主要领域、你介入工程学领域的主要原因、使用计算机的情况、使用WWW的情况、使用WWW的目的），EELS使用中的问题（EELS的界面是否令人悦目、导航功能是否容易使用、你使用过EELS的哪些功能、使用EELS数据库的原因、为什么EELS对你用处最大、EELS的帮助功能如何、EELS的检索结果与你的期望是否很接近、EELS中的资源是否满足你的质量标准、请告知你需要但EELS没有提供的服务、你希望EELS中的文献描述更详细还是更简略、EElS中的分类是否便于你查找文献、从你的经验看EELS最有用之处和最没用处是什么、EELS与搜索引擎相比较的优势何在、你希望EELS提供什么功能以使其对你最有用处）以及学科信息门户使用的可行性（你希望诸如EELS类的学科信息门户提供搜索引擎所不具备的哪些功能、你认为WWW上的质量保证是好事吗、你认为EELS提供了有用的服务吗、你希望一次检索应该返回的记录数大约是多少、请对EELS提出更进一步的评论意见）[11]。而GEM每年都提供一个详细的评估报告(evaluationreports)。
6重视互操作性
学科信息门户中各信息源数据库与信息平台差异可能很大，为了在统一的界面中使用来源各异的网络资源，学科信息门户必须具有异构计算机软硬件平台间良好的互操作性，具有跨门户检索的能力。
学科信息门户互操作的实现有赖于学科信息专家与计算机专家的合作、国家间的合作以及跨语言与跨文化问题的的解决。SOSIG便是图书馆学专家、信息科学专家、计算机科学专家对图书馆应用、实践与数据库技术有机结合的结果，旨在为社会科学研究人员、大学教师和图书馆员提供世界范围的因特网资源的快捷而高质量的检索，一投入使用便备受欢迎。有些国家学科信息门户建设的合作已经超出本国的范围，如澳大利亚的虚拟工程图书馆（AustralianVirtualEngineeringLibrary，简称AVEL）已开始与英国爱丁堡工程学虚拟图书馆(EEVL)合作，拟将合作扩大到东南亚和我国的香港特区，并打算与EELS开展跨门户的检索。化学学科信息门户的合作面更广，澳大利亚的MetaChem已经与德国的化学信息门户合作，并打算与英国的BUBL和美国的IsaacNetwork互通。
为了提高互操作性，美国国家自然科学基金会(NSF)资助的IsaacNetwork[12]采用DC作为元数据，以Linux作为平台，以LightweightDirectoryAccessProtocol(LDAP)[13]和WHOIS++作为信息查询与交换协议，而以代号为RFC2651的通用索引构建协议（theArchitectureoftheCommonIndexingProtocol，简称CIP）[14]作为索引编制与互换协议。通过该门户，用户可以对SOSIG、BUBLLINK、EEVL、EdNA、MathGuide、GeoGuide、OMNI等近20个学科信息门户进行跨门户的检索。同样由NSF资助的“全国科学、数学、工程和技术教育数字图书馆”(SMETE)项目则将多个分布式学科信息门户作为整个数字信息资源的整合机制和服务渠道，允许用户通过该门户体系检索和调用各种不同的信息资源与服务[15]。自1999年9月开始，NSF和英国合作信息系统委员会(JISC)共同发起的“国际数字图书馆创始计划”(InternationalDigitalLibrariesInitiative)资助了为期3年的“IMesh工具套(TheIMeshToolkit)”项目，IMesh即“因特网学科信息门户国际合作”(InternationalCollaborationonInternetSubjectGateways)，该工具套适用于分布式学科信息门户的构建[16]。
为了便于新建和已有学科信息门户之间的交流，澳大利亚于2000年组建了“澳大利亚学科信息门户论坛”[17]，并制订了一系列学科信息门户建设的标准，包括“澳大利亚学科信息门户论坛技术考虑：技术、规范与标准”、“澳大利亚学科信息门户最佳实践核对清单”、“发展澳大利亚学科信息门户的国家框架”和“学科信息门户软件的要求”等[18]。
7运用相关技术
学科信息门户的运作仅靠图书馆的理念是不够的，要涉及到大量的实现技术，如虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术、虚拟专用网（VirtualPrivateNetworks，简称VPN）技术、虚拟局域网（VirtualLocalAreaNetwork，简称VLAN）技术、虚拟数据库（VirtualDatabase，简称VDB）技术、通用对象请求体系结构（CommonObjectRequestBrokerArchitecture，简称CORBA）技术等。例如，利用虚拟专用网技术可以解决学科信息门户信息共享的安全问题。信息推送(push)技术通过信息机制，在用户初次使用时设定所需的信息后，能通过推送(push)或网播(net-casting)的方式把网上相关信息送到用户面前。这种基于push技术的Internet信息检索技术既为用户搜索、浏览网上的相关信息提供了快捷入口，又为学科信息门户在广域网内的信息共享提供了技术支持。为了便于用户从不同的角度进行检索，学科信息门户在建设中可以提供多种格式的元数据，并充分利用已有的不同元数据之间的转换工具，如从MARC21转换到DublinCore，从DublinCore到EAD,GILS,USMARC等，英国图书馆与信息网络化办公室（theUKOfficeforLibraryandInformationNetwoking，简称UKOLN）在其网站中对这些转换工具做了导航[19]。SOSIG采用了自动标引、分布式编目、镜像等先进技术。LII目前采用快速的、灵活的、功能强大的网页索引系统（SimpleWebIndexingSystemforHumans-Enhanced，简称SWISH-E）。GEM采用Siderean软件公司的具有分面检索技术的Seamark检索引擎。学科信息门户建设可利用已有的运行可靠的软件或使用较多的软件，如由JISC和英国电子图书馆项目共同资助的“基于学科的服务中的资源组织与发现（ResourceOrganisationAndDiscoveryinSubject-basedservices，简称ROADS）”软件已广泛应用于SOSIG,OMNI,ADAM,EELS,EEVL和Biz/ed等学科信息门户中[20]。
8提供个性化、人性化服务
网络环境下，用户需求的变化除了需求量上的增长外，还表现为信息需求复杂程度的提高：用户成分逐渐多样化、复杂化，不同年龄、性别、文化程度、国别、信仰的人士有着不同的信息需求。同一个用户在学习、娱乐、工作等不同的活动中也有着不同的信息需求，希望有一个系统能直接、深入、有效地支持其检索、处理信息和利用信息来解决问题，帮助其建立个人的数字图书馆（personaldigitalIibrary，简称PDL）。用户信息需求的个性化要求学科信息门户在提供信息浏览与检索等基本服务的同时，还要利用网络新技术，跟踪用户需求，主动地为用户提供新资源通报、信息推送与定制服务。学科信息门户还必须利用可视化等技术增强用户界面的友好性，注重帮助功能的提供，体现对用户的人文关怀，注意尊重与保护合法用户的权利与个人隐私。
EELS的功能除了浏览与检索外，还有方便的帮助功能和新资源通报(What''''snewinEELS)服务。LII创造了一个普通用户易于使用的界面，用户可浏览所有的主题，其检索功能也非常强大：用户可以在基本检索中选择检索所有字段或只在资源题名、主题、描述、URL字段中检索；选择进行词根检索或非词根检索；对输出结果可以选择只显示题名或显示完整记录；高级检索还支持布尔逻辑检索。但由于开发的时间较早，LII忽略了用户定制等服务。2000年始由NSF资助的美国国家科学数字图书馆（theNationalScienceDigitalLibrary，简称NSDL）非常注意数字图书馆的交互性与个性化服务，已建成的SMETE不只是一个网上的信息存储场所，还给用户提供了一个动态的、开放式的数字化学习空间，用户可在此进行信息浏览与检索、下载、定制个人文件夹、获得适合其需要的资源推送服务、发表评论以及与同行交流等，真正为用户创造了一个数字化的信息资源存储与服务空间。CSDL已能把用户需要的信息资源和服务有机地集成在一个统一的系统里，并开通了分布式参考咨询系统，聘请30多位中国科学院前沿领域的科学家和资深的咨询馆员为知识导航和咨询专家，为用户向专家交流咨询提供了平台[21]。这些都是新型的学科信息门户应该具备的。
以上的优化对策是就单个学科信息门户而言的，从总体上看，学科信息门户发展不平衡的局面有待改变。这种不平衡表现在地域分布、学科分布与语种分布等方面。医学与健康科学、工程学、教育学等学科的信息门户很多，而音乐等学科的信息门户很少。有影响的学科信息门户主要分布在美国与欧洲，澳大利亚的学科信息门户近几年也发展较快，其国家图书馆已经建立了农业、教育、人文科学、法律和舞蹈等学科的信息门户，在建的还有“澳大利亚音乐”(MusicAustralia)。英国StAndrews大学图书馆和Heriot-Watt大学图书馆分别整理了一个收录50多个学科信息门户的列表[22-23]，其中没有一个是我国的，这一点值得我们深思。我国的学科信息门户可通过推出英文版、采用国际标准（如DC,Z39.50,OAI等）和参与国际学科信息门户建设的合作项目来加速其国际化进程。
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4张晓林.分布式学科信息门户中网络信息导航系统的规范化建设.图书馆学、信息科学、资料工作，2003(1):88-94
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15NationalScience,Math.,EngineeringandTechnologyEducationDigitalLibrary(SMETE).[2004-11-23].
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17AustralianSubjectGatewaysForum(ASGF).[2004-11-23].
18AustralianSubjectGatewaysForumStandards.[2004-11-23].
、七个小时，还有早晚自习等。如果教师教学呆板，语言干巴无味，把学生的脑袋当作盛知识的容器，只管往里灌，学生的心理负担必然极重，对学习会感到厌倦，教学效果可想而知。
如果说一堂生动活泼的课对学生来说是一种愉快的享受，那么一堂呆板枯燥的课对学生而言则无疑是一种痛苦的精神折磨，学生只有在下课后才会感到如释负重，假如真是这样，即使资料再少，作业再少，“负”也未必能减下来。所以教师要注意课堂教学，要让每堂课都有新鲜感，使课堂气氛活跃，学生学得轻松愉快。对中学数学教师来说，可以从以下几个方面入手：
一创设愉快情景，使学生乐于学习
教学中，学生是主体，是内因；教师是主导，是外因。教师的教是为了学生的学。良好的课堂气氛\和谐的师生关系，能使教师愉快的教，学生专心的学。但在教学过程中经常会出现学生不注意听课，做小动作，瞌睡等情况。怎样处理才能保持良好的课堂气氛，和谐的师生关系呢？
1重视师生的感情交流，建立民主、平等的新型师生关系。教师对学生要倾注慈母般的爱，使他们振奋精神，愉快学习。
2当学生上课走神时不要批评，只用暗示，提醒或通过扼要提问使其注意力集中。
3遇到学生对答不上来或答错时，不要训斥、冷淡，应耐心启发，诱导并鼓励学生答对为止，帮助他们消除心理负担，进而解决学习中的困难。
4教师要坚持面向全体学生，创设成功的机会，促使学生知难而上，积极进取，在克服困难中体会成功的喜悦，增强学习数学的兴趣。
二大胆猜测,小心求证，激发学生探求知识的欲望。
数学家波利亚认为：教师不但要教学生严格演绎思维证明问题，而且要教学生学会猜测问题。他说：“数学家的创造性工作结果是论证推理，是证明，但证明又是由推理，猜想等非逻辑思维而发现。”所以他向教师呼吁：让我们教学生猜想吧！
如在教学“有理数的除法”时，教师先不进行直接教学，而是出几个除法算式“—10÷5=-10÷(-5)=10÷(-5)=
0÷（5-）=”
，让同学们猜一猜，这几个算式的结果各是多少，这样，大家的兴趣来了，课堂气氛十分热烈。对于种种答案，教师没有直接肯定或否定，而是因势利导，引入新课。大家你一言，我一语，各抒己见，集思广益，互相补充，最后学生出：“两数相除，同号得正，异号得负，并把绝对值相除。0除以任何不为0的数都得0”
.
三充分运用学习正迁移，达到“轻负担，高效率”的目的
1
注重强化新知识的生长点，形成迁移动势，使学生在学习新知时，思维处于积极主动、定向有序的兴奋状态之中。如在教学“绝对值”时，先复习“相反数”的几何意义，再教学“绝对值”的概念。|让学生想一想，怎样才能迅速地求出一个数的绝对值？有什么规律？由于学生急切地想知道其中的规律，在这样一种积极思考，主动探索的心理状态中，学生的能力得到。
2
要善于揭示新旧知识的连接点，引导学生积极主动的探究。数学知识具有很强的逻辑性和系统性，新知识往往是在已有的知识基础上发生和发展规律的。在教学中，新旧知识的连接揭示得越充分，越有利与此于知识的迁移。
学生学的心理环境是通过学生的学习态度、道德品质和行为、组织纪律性、团结协作、尊敬师长、自学互励等方面表现出来的。学生是课堂教学活动中的主体，学的心理环境是课堂心理环境的主要构成要素。教师教的心理环境是由教师的教学思想、教学态度、教学能力、教学风格、治学精神、管理方式、特别是道德品质和行为等多种心理因素构成的。教的心理环境是影响学生的认识发展的品行形成的决定因素。教师的心理素质的优化、业务能力的不断提高，良好的道德品质的展现，是维护和发展课堂良好环境的决定因素。
本文拟对化学课堂心理环境作一粗浅的剖析。
一、人格是创设良好课堂心理环境的前提
教师是课堂教学的组织者、领导者和管理者，其人格和威信是一种巨大的潜在精神力量，具有很强的说服、教育能力，是影响学生情感体验，制约课堂心理气氛的重要因素。所以，教师要不断完善自我，形成和发展优良个性品质。教师的个性品质对学生个性品质的形成和发展的示范和导向作用已被国内外大量研究证实。正如乌申斯基说：“只有个性才能作用于个性的形成和发展。”同时，有关研究还表明，教师的个性品质能影响学生智力的发展，影响学生的学习成绩，因而在教学过程中，教师优良的个性品质，有利于营造和谐、愉快的课堂气氛，能充分调动学生的学习兴趣，激发学生强烈的求知欲，发挥学生的学习潜能。
二、情感是维持良好课堂心理环境的条件
教书育人是一项触及灵魂的工程，知识的琼浆只有通过教法和情感等载体，才能输入学生的心田。
赞可夫的心理实验表明，教师的良好情绪，会使学生精神振奋，教师的不良情绪会抑制学生的智力活动。课堂教学过程不仅是在特定情境下学生获得知识、形成能力的过程，也是一个师生进行情感交流，认知因素相互作用的过程，教师本身的情感状态，可以使学生受到潜移默化的影响，产生情绪上的共鸣。教师上课和颜悦色，学生感到可亲可敬，心理相融，情感共鸣，就会亲其师而信其道，学习积极性提高，有助于提高教学质量。为此，教师应是一个情感丰富的角色，应具有驾驭情感的能力和恰当运用情感的艺术。教师走进课堂稳健的步履，微笑的表情有助于创造一个安静和谐的学习气氛。以饱满真挚的情感授课，情绪高昂，全身心投入，注意使用激励性的语言提问、评价，学生就会在一种受教师尊重、积极愉快的情感体验下学习。一旦学生产生抵触情绪，即使一流的教师也只能教出末流的学生，这是人所共知的常识。所以，和谐的情感氛围具有特殊的教育功能，教师在课堂教学中不仅要注意以言激情、以景生情、以情动情，还要注意对学生情感需要的激发、调动的满足，而且要善于依据教学内容的性质和难度大小，重视对学生情感活动的性质和强度的调控。总之，要让学生“愉快”，教师必须首先“愉快”，一个“愉快教师”的感染力能营造积极活跃的课堂学习环境。
三、趣味是调节课堂心理环境的内在动力。
兴趣是一个人倾向于注意认识某种事物和研究某种事物的一种心理活动，是学生学习积极性中最现实、最活跃的心理因素。中学生意志力较差，情绪不稳定，注意力易分散、松懈懒散，教师要针对学生的心理特点，有的放矢唤起学生的学习兴趣，授课时要严谨而不严肃、风趣而不低俗、幽默而不滑稽，寓教于乐，营通过这一系造深厚的学习气氛。如在讲初中“绪言”时,什么是“火”，为什么会有“火”，铁可以烧吗，真的有“鬼火”吗......列与“火”有关的问题的提出，必定能激起学生进一步探索的热情，这样设疑激趣，求知欲倍增。还可用化学实验，如用庶糖做“黑馒头”，“魔棒”点灯等等，来激发学生的求知欲望。还可用新的内容、新的观点、新的教具、新的板书等来引起学生的无意注意，促使学生各种感官处于最活跃的状态，以最佳的心理状态投入学习。
四、激励是活跃课堂心理环境的正催化剂
美国心理学家赫茨伯格的双因素理论研究表明“激励因素”能令心情舒畅，充分调动人的积极性和主动性。作为教师要充分了解学生，做好学生的“知音”，才能因材施教，真正做到“知其心，救其失也。”要善于捕捉他们身上的“闪光点”，应对有创新或有不同观点的同学首先给以肯定，对有创新的同学给以高度的赞扬，对有进步的学生每次给以鼓励性的评语，尤其要注意多为差生创造成功的机会，让他们品味、体会成功的滋味。使他们形成“我也能学好”的良好心理状态，让学生体验到自己的价值，让学生去感受成功的喜悦，使学生体验到“跳一跳，摘到桃子”的愉悦。所以，激励是活跃课堂心理环境的正催化剂。
清代的颜元先生便深谙“适时夸奖”的教育之妙，他留下的“数子十过，不如奖子一长。”的至理名言仍然值得今天的教师好好去深思，咀嚼与体味。
五、机敏是形成良好课堂心理环境的措施
教师的基本素质之一是在课堂上应有较强的应变能力。教学必须贯彻教学原则，教师在授课时，首先要明确教学目的、教学重点、难点，克服盲目性、随意性和片面性。心理学研究表明：个体所处的环境，包括自然、家庭、人际等都随时可能面临各种意想不到的变化，这些都可能成为外来的心理应激源，因而需要有相应的应变能力，从而避免在应激状态下心理失常与行为失态，面对课堂发生的意外事件，教师要保持镇定、冷静、理智、大度、豁达和宽容，要泰然处之。教师要用热爱教学事业、广博的知识、严谨高尚的人格影响学生，营造良好的课堂学习心理环境，灵活机敏地处理意外事件。有一位教师在课堂上让一位学生演示“银镜反应”实验后，自己也动手做起来，并要求学生认真仔细观察实验，目的是想交代清楚实验成败关键，但在操作过程中却发现自己出了错，此时如果停下来重做或不做，必将影响教学气氛，而他继续做了下去，但是提出了一个问题，与前面实验对照，实验操作步骤有什么不同？是否会有“银镜”出现？这样巧妙地利用实物实验做对照实验，既使学生对成败关键有了深刻地印象，又避免了课堂上“空白”的出现。
六、纪律是维护良好课堂心理环境的收敛剂
课堂纪律是课堂教学顺利进行的重要保证。只有学生自觉地遵守课堂纪律，才能产生良好的课堂心理环境，因此，要形成良好的学风，首先要对学生进行课堂常规训练。培养学生自我发展和积极适应能力，自我进行心理与行为的调适；战胜不良的心理与行为，弱化、矫正不良习惯；对正确行为要积极适应，主动内化，忌随波逐流或消极同化，从而使学生在自知、自觉、自愿、自律的基础上，顺利实现教学目标，才能产生课堂中良好的心理环境。其次，要形成维护课堂纪律的健康舆论。课堂中的舆论，即学生共同的意见，言论在心理环境的形成中作用很大，感染力很强。在教学活动中要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，发扬团结互助精神，在教学中设立“一帮一”化学学习小组，开展互帮互学活动。组长组员不是一成不变的，可实现角色期待，促进团体间的竞争，这种作用极大，使学生情绪高涨，积极向上，动力无穷。
七、激疑是营造良好课堂心理环境的
教学过程是一个特殊的认识过程，也是一个复杂的思维过程。教学心理学研究表明：“学起于思，思源于疑。”为激发学生主动探索的学习动机，提高学生学习的兴趣，使学生无疑而有疑，有疑而思解，解疑而心悦。因此，教师在教学中必须应用多种手段，来培养学生质疑的能力。诚如美国学者布鲁巴克所说：“最精湛的教学艺术遵循的最高准则就是让学生提问题。”
现行九年义务教育小学教材，尤其是地方自编教材，不难发现这样一些问题：一是内容重复；二是部分内容脱离生活实际；三是部分不教即会的生活基本技能内容多余。潍城区经过充分调查论证，本着既维护教材的系统性，又符合素质教育需求、减轻学生课业负担的原则，对小学思品、劳动、自然、社会、健康教育等教材的有关内容进行了合理删并，并将有关课程进行了适当调整。这项改革干1997年在永安路小学开展了试点，1999年3月在全区推开。他们的做法如下。
一、调整教材。一、二年级取消劳动课。该段只保留教材中有利于培养学生动手能力的小部分篇目，调到三、四年级学习。
删减合并重复或简单的教学内容。对同学科教材简单的内容，按照大小课时间进行合并。对教材中学生在日常生活中能够学会的内容及脱离生产和生活实际的知识，进行了较大程度的删减，并将这部分知识列入学生自学范畴和考察内容。
二、安排大、小课。在保证完成教学任务的前提下，一是压缩部分小学科目的学时。将删减后的自然和劳动合占一个课时，社会与健康教育合占一个课时，每学期上完自然、社会，再上劳动、健康教育，缩短教师授课时间，既解决教师备课繁重的困扰，又有利于提高课堂效益、提高教育教学质量。二是实行大课与小课相结合的方式。大课40分钟，小课30分钟，每天安排7节课（其中大课3节，小课4节）。既不超出小学生每天在校时间6小时的规定，又使每周课时量由原来的30节扩为35节。一、二、五、六年级每周增加了7节小课，三、四年级每周增加了6节小课，满足了英语、计算机、创造教育等增设科目的教学需要。每周还设两节体育活动课。
