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关键词:资源环境科学;文献计量学;发展态势;
作者简介:王雪梅(1976-),女,重庆永川人,副研究员,主要从事科学计量学、GIS与文献计量学集成研究.
资源与环境科学以人类生存和发展所依赖的地球系统特别是地球表层系统的特征和变化规律为主要研究对象,研究内容涉及地球科学及其分支学科,以及生命科学、化学、工程与材料科学、信息科学及管理科学的诸多分支学科领域。经济快速发展对资源环境科学提出了巨大需求,中国科学院围绕我国经济社会发展的重大问题及其相关的资源环境与地球科学问题,在资源环境和地球科学领域取得了一系列研究成果[1~3]。利用WebofKnowledge平台SCI-E数据库,对2009—2014年中国科学院SCI论文及地球科学与资源环境科学领域论文产出进行统计,并与全球及中国论文产出相比较,了解中国科学院在地球科学与资源环境科学领域的研究产出及其发展状况。
1数据来源与分析方法
从WebofScience的251个学科分类中遴选出与地球科学、环境/生态学相关的学科,根据学科分类在ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)数据库检索资源环境科学领域的相关论文,应用美国汤森路透公司的ThomsonDataAnalyzer文本挖掘软件进行数据分析和制图,对全球和中国的资源环境科学领域产出进行统计分析。
地球科学(Geosicence)领域包括:能源与燃料(Energy&Fuels)、地质工程(Engineering,Geological)、石油工程(Engineering,Petroleum)、地球化学与地球物理学(Geochemistry&Geophysics)、地理学(Geography)、地质学(Geology)、地球科学多学科(Geosciences,Multidisciplinary)、湖泊学(Limnology)、气象与大气科学(Meteorology&AtmosphericSciences)、矿物学(Mineralogy)、矿产与矿物加工(Mining&MineralProcessing)、海洋学(Oceanography)、古生物学(Paleontology)、遥感(RemoteSensing)、水资源(WaterResources);环境/生态学(Environment/Ecology)领域包括:土壤科学(SoilScience)、生态学(Ecology)、海洋工程(Engineering,Marine)、环境科学(EnvironmentalSciences)。
2015年2~3月在SCI-E数据库对全球、中国、中国科学院的SCI论文产出进行检索和统计,中国科学院检索范围包括署名中有“中国科学院”的论文,包括中国科学院各研究所及中国科学院大学(中国科学院研究生院),不包括未署名“中国科学院”的中国科技大学论文。
2中国科学院论文产出总体态势
2009—2014年期间,SCI-E共收录论文955.6万篇,其中署名中国的论文有113万篇,署名中国科学院的论文有15万篇。图1反映了全球、中国、中国科学院2009—2014年年度论文产出量变化。全球、中国、中国科学院的SCI论文分别以年均2%,14%和10%的速度增长。2014年与2009年相比,全球SCI论文增长近11%,中国增长约为93%,而中国科学院增长了62%,由图2可见中国SCI论文增长速度远高于全球论文增长速度。
图3统计了中国SCI论文占全球百分比和中国科学院SCI论文占中国百分比,表明中国论文占全球的份额持续上升,而中国科学院论文占中国的份额则逐步有所下降,但中国科学院资源环境类研究所发表的SCI论文数量占中国科学院的份额稳中有升。从图2也可见,中国科学院资源环境类研究所2014年与2009年相比,SCI论文增长了约92%,与中国SCI论文的增速很接近,高于中国科学院整体的论文增长速度。
将2009—2014年环境/生态学和地球科学领域各年论文按照被引频次高低统计TOP1%,TOP10%,TOP20%和TOP50%论文的数量,以及中国和中国科学院相应级次TOP论文的数量,并统计中国占全球的比例和中国科学院占中国的比例(图4)。
根据论文全部著者统计的结果表明,中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%,中国地球科学领域TOP论文数占全球的比例高于环境生态学领域,并且地球科学领域TOP1%的高水平论文比例很高。中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%,中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。
3资源环境科学领域的重点研究方向
基于SCI学科分类,分别对2009—2014年全球SCI论文最多的20个学科领域的论文数占全球SCI论文总数的比例、中国SCI论文最多的20个学科领域的论文数占中国SCI论文总数的比例,以及中国科学院SCI论文最多的20个学科领域的论文数进行统计。结果显示,全球各学科领域中,生物学与生物化学发文最多,发文最多的20个学科领域主要侧重于医学和生命科学等,相比之下,中国产出偏重于材料科学以及化学、物理等相关学科领域,中国科学院在环境科学方面论文产出数量比例较高。
资源环境科学领域论文产出占全球自然科学领域论文产出的8%左右,中国该领域论文产出占中国SCI论文比例接近10%,中国科学院该领域论文产出占中国科学院SCI论文比例约为20%(图5)。
2009—2014年,中国SCI论文占全球比例约为12%,而资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。其中,环境科学是全球、中国和中国科学院资源环境科学领域论文产出的最主要的领域。此外,中国在能源与燃料、遥感、地质学等方面论文产出占全球比例相对较高,而在生态学、古生物学等方面所占比例较低。中国科学院关于古生物学方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例最高,达到54%;此外,在土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的论文占中国的比例也较高,但在石油工程、海洋工程等方面所占比例较低,不足10%(图6)。
图7中,气泡的大小表征资源环境各子领域占全球资源环境科学领域论文产出份额的大小,即点越大,该子领域论文数在全球资源环境领域中的比例越高;X轴表示资源环境子领域中国占全球论文的百分比,值越高表明该子领域中国占全球的比例越高;Y轴表示资源环境子领域中国科学院占中国论文的百分比,值越高表明该子领域中国科学院占中国的比例越高。气泡大的那些子领域(如环境科学等)是全球资源环境科学研究比较多的热点方向;右下角的那些子领域(如能源与燃料等)是中国资源环境科学相对比较有优势的研究方向;左上角那些子领域(如古生物学等)是中国科学院资源环境科学相对比较有优势的研究方向。
中国科学院资源环境类研究所2009—2014年发表的SCI论文主要涉及的学科领域包括:环境科学、生态学、地质学、工程学、气象与大气科学、农学、地球化学与地球物理学、化学、水资源、科学与技术、海洋与淡水生物学、地理学、植物学、海洋学等。
4主要研究机构的科学贡献
中国科学院几乎所有的研究机构都在SCI资源环境科学领域期刊发表过论文,2009—2014年根据全部著者统计超过100篇的研究所有50多个,在资源环境科学领域发表SCI论文较多的前10个研究所见表1,这些较多的研究所都属于中国科学院资源环境类研究机构。
2009—2014年中国科学院27个资源环境类研究所以第一著者发表的SCI论文共有22032篇,其中,生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、海洋研究所、地理科学与资源研究所、大气物理研究所、广州地球化学研究所、南海海洋研究所、寒区旱区环境与工程研究所等较多,第一著者的SCI论文数都在1000篇以上(表2)。
中国科学院资源环境类研究所论文的篇均被引次数为6.03次/篇,表2中的“表现不俗的论文篇数”统计的是这些研究所高于基准值的论文篇数,即当前总被引次数除以从年至2014年的累积年得到的年均被引6次及以上的论文[4]。生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所的表现不俗论文都在150~200篇。
中国科学院资源环境类研究所被引频次位于前10%的论文篇数,即研究所2009—2014年被引16次及以上的论文篇数,也是生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所最多,都在260篇以上。
参考中国科学院文献情报中心科学前沿分析中心设计科学贡献指数[5],定义:
式中:Ci为中国科学院资源环境类第i个研究所科学贡献指数,P10%i为第i个研究所被引前10%论文数量,Citedi为第i个研究所论文被引总频次,n为中国科学院资源环境类研究所的数量。结果显示,生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所、海洋研究所、大气物理研究所、地理科学与资源研究所的科学贡献指数较高,都在0.1以上。
5结论与建议
通过以上分析可以看出:
(1)2009—2014年,中国科学院SCI论文增长了62%,高于全球11%的增长率,低于中国93%的增长率,但中国科学院资源环境类研究所的SCI论文增长了约92%,与中国论文增速相接近。
(2)中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%,中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%,中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。
(3)中国SCI论文占全球比例约为12%,在资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。中国科学院关于古生物学、土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例较高。
《美国化学文摘数据库》简称CA,是世界最大的化学文摘库。也是目前世界上应用最广泛,最为重要的化学、化工及相关学科的检索工具。《美国化学文摘数据库》收录世界上150多个国家、56种文字出版的16000种科技期刊、科技报告、会议论文、学位论文、资料汇编、技术报告、新书及视听资料,还报道30个国家和2个国际组织的专利文献。收录的文献占世界化学化工文献总量的98%,该数据库是世界化学化工领域最权威的数据库。《美国化学文摘数据库》创刊于1907年,由美国化学协会化学文摘社编辑出版,CA报道的内容几乎涉及了化学家感兴趣的所有领域,其中除包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学外,还包括冶金学、地球化学、药物学、毒物学、环境化学、生物学以及物理学等诸多学科领域。CA特点:收藏信息量大、收录范围广。
二.荷兰《医学文摘库/医学文摘》
《医学文摘》收集内容广泛,不仅包括基础医学和临床医学,还包括与医学相关的许多领域(生物医学工程、卫生经济学、医学管理、法医学等)。创刊第一年只有8个分册,目前有42个分册,各分册的文摘统一用英语刊出,每一个分册代表一个学科。EM各分册根据其学科的大小和收录文献量来确定年卷期的多少,各分册根据文献量的多少,每年出1-4卷不等,每卷出8、10、12期不等。收录期刊达5400余种,其中属于纯医学类的有3000种左右,这类期刊中的大部分论文都以文摘形式报道;属于与医学相关学科类的有2400余种,对这类期刊的论文只选有关文章做摘录。EM与IM所收集期刊的交叉量为1700余种。是当今世界上唯一用英文出版的大型医学文摘,是世界上最有影响的二次文献之一。
三.俄罗斯《文摘杂志》(简称PЖ/AJ)
于1953年创刊。收录了全世界130多个国家的66种文字的科技文献,包括22000多种期刊、10000多种图书、6000多种连续出版物、15件发明证书和专利以及会议录、科技报告、标准等。是目前世界上引用出版物最多、报道量最大的一套文摘刊物。其所收录几乎包括了所有自然科学、技术科学和工业经济等方面的内容。
四.美国生物科学数据库(BIOSISPreview简称BP)
《美国生物科学数据库》是由美国生物科学信息服务社(BIOSIS)生产的世界上最大的有关生命科学的文摘和索引数据库。BP收录世界上100多个国家和地区的5500多种期刊和1650多个会议的会议录和报告,每年大约增加28万条记录。报导的学科范围广泛,涵盖所有生命科学内容,其中包括(不局限这些学科):空间生物学、农业、解剖学、细菌学、行为科学(BehavioralSciences)、生物化学、生物工程、生物物理、生物技术、植物学、细胞生物学、临床医学、环境生物学、实验医学、遗传学、免疫学、微生物学等。
五.《科学文摘》(ScienceAbstracts,简称SA)
《科学文摘》(ScienceAbstracts)是英国电气工程师学会(IEE)出版的检索性情报期刊。1898年创刊。供查阅有关物理、电工、电子学、计算机和控制方面的学科文献,简称SA。该刊主要报道由英国电气工程师学会的情报服务处搜集的文献,其来源包括世界各国出版的各种文字的期刊、科技报告、会议资料、专利和图书等,取材较为广泛。
论文关键词:物理学科 农业学科 学科交叉 物理农业 人才培养
论文摘 要:通过在农业科研中把物理学科知识与农业学科知识相结合的实践,探索物理学科与农业学科结合对农业可持续发展、农业人才培养等方面的有利作用。展望学科交叉对培养新世纪具有全新知识结构人才的广阔前景,推动物理农业的稳步发展,充分发挥学科交叉的潜能。
在知识经济、信息化时代,实施科教兴农不仅要善于创造新知识,吸取人类的一切文明成果,而且要善于把新知识、新成果转化成新产品,转化为现实生产力,才能发挥知识和科技的价值[1]。农业院校在科研中,考虑不同学科的交叉融合,把基础学科与优势学科整合,通过学科边缘交叉是技术创新链中必不可少的环节。
本文结合魔芋科研项目中物理技术在控制病害发生、提高产量等方面的应用,就物理学科知识与农业学科结合在农业生产中的应用和优势展开论述。探索通过物理学科与农业学科的有益结合,思考对培养新世纪合格农业人才、推动农业走可持续发展的生产模式等问题。
一、学科交叉,优势互补
在科技迅速发展的今天,时代的发展和科技的进步推进了科学技术向纵深方向发展,学科之间相互交叉渗透是当代科学发展的一个主要趋势。
现代科技发展的学科高达分化基础上的高达综合的特点说明,科技的发展需要不同学科和技术的横向联合就能形成整体优势,边缘交叉容易出现新的生长点 [2]。尤其是物理学这一基础学科,与其他学科的结合更是越来越突出,如计算物理学、数学物理、物理化学、生物物理学等,这些交叉学科的出现,无疑促进了物理学及其他学科的发展和延伸。其中物理学与农业科学的交叉渗透,使“物理农业”脱颖而出,并且有效推动了生态农业、有机农业的健康、稳步发展。
二、物理学科与农科知识结合的必然与优势
1物理学科与农科生物科学相结合的必然
(1)自然科学领域内必然存在同一的、共同的联系。20世纪以来,以数学为工具、物理学为理论基础的学科发展,已逐步把除生物学以外的其他学科同一起来[3]。而物理学研究的物理运动是自然界最普遍的一种现象,它渗透于自然界的任何生命系统,因此物理学也要研究生命、时间和空间的性质、联系等,它与生物学科也存在同一的、共同的联系,这一点也是被历史证明了的。1943年,物理学家薛定谔写下了《生命是什么》一书,从物理学的角度对生命现象进行了详细的阐述。现今生命科学中的许多重要概念如“遗传密码”,就是由薛定谔首次提出的;21世纪关于生命现象的描述性信息太多了,新的工作框架——定量生物学的应运而生,使生物学、化学、物理学、数学这些基础学科联系起来;同时在农科教材中也不乏许多物理科学知识,如离心分离技术、宏观、微观方法——气体分子热运动理论、红外测温、卫星遥感、生物与熵、正常细胞的电模型、衍射现象、生物体的旋光现象、核磁共振技术和物质的放射性,等等,涉及了物理学的力、热、电、光、磁,原子物理、相对论、量子力学等许多方面。可见,物理科学与农科知识间存在着密切的联系。
(2)物理科学的思想方法和实验方法已日益渗透和应用于各个自然科学领域,包括农科的生物科学。20世纪50年代以物理学的X射线衍射结构分析为基础的分子生物学的成就与发展技术被引进了生物学,从而确定了DNA的双螺旋结构,至今X射线衍射晶体分析法仍是分析生物大分子立体结构最精确的技术[3];物理学和生物学的交叉学科生物物理学在研究思路、应用的理论和方法方面就突出了物理学的特点。
从当代科学技术发展规律以及走在国际前沿开展科学研究的美国、英国的趋势来看,21世纪生命科学与物理科学之间的融会贯通已经势不可挡。美国国家科学基金会与国家卫生研究院联手资助大学建立了多个跨学科的Bio-X中心,英国生物技术与生物科学基金会在2003年也建立了以10年为期的重大研究计划——预测生物学。这个蓬勃发展的交叉学科正在成为大量学术会议、高质量学术杂志以及基金资助机构的主角。可见,物理学科与农科生物科学间的交叉融合是必然的。
2把物理知识用于农业的现代物理农业的优势
早在20世纪70年代,日本等国就已开始研究现代物理农业工程的单项技术;我国自20世纪90年代进入物理农业—物理技术应用到农业领域,应用物理学技术、方法和基础理论研究农业生产过程和农业生物生命过程中的物理规律,以及物理因素对生物系统的作用机制,涉及物理学、材料学、动植物学及农学领域的多学科交叉综合的一门新生学科[4]。随着国际贸易农药残留标准越来越严格的动态趋势,消费者对农产品健康、安全的高要求,“物理农业”的精英们在中国应用物理农业技术方面进行了不懈的探索。
近5年来,在天津、大连等地已开展得如火如荼且已取得骄人的成绩,有力地说明把物理科技应用于农业领域,能推动传统农业的变革,是一种独特有效的生产方式。
在我国,应用于农业生产的现代物理农业技术有:磁化、电场处理种子技术、电子杀虫技术、空间电场防病促生技术,等等,而且取得了显著的成效。相对于化学农业来说是一种高效、无环境污染且成本低廉,易实现效益转化的农业技术 [5] ,可控制化肥和农药的使用量,并且能达到提高品质、抗病增产的目的,保证农产品达到质量、绿色、无污染的标准,具有显著的经济效益和社会效益。可见,把物理科学知识参与农业生产过程,利用物理因素和物理技术应用于农业,有着诱人的前景与潜力。
三、在农业科研中,进行物理技术与农业栽培措施有机结合的探索
前人把物理技术应用于科研已取得了一些成果,低温和紫外线辐射植株地上部分后能有效抑制病害发生,并对植株生长产生良好的影响,这在小麦、大豆、玉米、郁金香、百合、大蒜等作物上已得到证实。
魔芋是经济价值较高的作物,近年已成为山区农民脱贫致富的有效途径。然而,在魔芋生产中,魔芋软腐病已成为魔芋生产和魔芋产业发展的主要制约因素。鉴于魔芋软腐病的主要初侵染源是种芋及土壤,种芋带菌是引起植株发病的主要原因这一特性,以及温度、紫外线等物理因子影响魔芋生产的研究尚未见报道,因此,笔者于2008年至2010年间开展了“低温、紫外线对魔芋种芋生长的影响”研究,通过对魔芋种芋进行不同强度的低温冷藏和不同时长的紫外线辐射,研究不同处理对魔芋生长过程中软腐病的控制及产量表现的影响,把物理学科与农业学科知识结合应用于科研生产。通过此研究得出结论:用低温冷刺激、紫外线杀菌处理魔芋种芋能降低病害,提高产量,把物理因子低温、紫外线这样应用对魔芋的影响是正向的;试验中不施用化学农药,保证了生产的魔芋没有药物残留,绿色环保。
笔者在科研中把物理科学与农业科学结合的探索取得了一定成效,这种生产成本低、简便易行的生产方式对改善和提高魔芋品质、保护生态等方面具有现实意义。
四、物理学科与农业学科结合的展望与思考
1加强物理学科与农业学科的融合,有利于学生的就业(创业)与升造
农业院校教学与科研中注意物理科学与农业科学的融合,有利于教师的农业科研拓展,更好地服务“三农”的同时能加强学生交叉学科知识素养,能拓宽农科学生的农业生产技术。毕业生面对需要大量知识和技术的市场就业更具有绝对的优势;对于毕业且有志于继续深造的学生,可选择由交叉学科而产生的新兴领域为方向,而现代新兴的物理农业中所涉及的有关食品安全、生态农业等诸多问题有待应用科学理念和现代技术加以解决,农业院校的学生由此领域为方向就是一个不错的选择,其中加强物理学科与农业学科融合的培养对他们的知识积累无疑是一个很大的推动。
中国理论生物物理学家欧阳钟灿院士呼吁:“为培养具有全新知识结构的研究人员,首先应革新大学生命科学相关的教学”,呼吁高校生物系反省传统的教学内容和方式,适当增加数学、物理学等其他学科的知识,与美国著名的倡议“培养21世纪的科学家:本科生的生物学教育”(Undergraduate biology education to prepare research scientists for the 21st century,简称Bio2010)相呼应[3]。现在中国的一些高等院校已开设了生物物理学等交叉学科专业,希望“培养出来的跨学科学生能操同一种语言去建造生命科学的通天塔”。
2提高农业生产技术,走可持续发展的生产模式
在“绿色革命”“转基因作物”的粮食增产模式一一亮相的时候,物理知识应用于农业生产的物理增产技术也在低碳农业、节水农业的倡导环境中备受关注。把物理中的力、热、光、电、磁等知识与技术应用于农业生产的“物理农业”,区别于传统的“化学农业”,不用化肥、农药、生长调节剂的农业生产方式,减少环境污染,恢复耕地质量,阻止环境恶化与生态退化,是解决“先污染后治理”“先发展后治理”问题的重要途径之一。
近年物理农业已展示了它的“神奇”,相信物理农业在未来的发展中,不仅在粮食生产的健康安全、增产增收方面能取得辉煌的成绩,也能兼顾到农业生产和生态环境的相容,同时为农业、生态的可持续发展做出杰出的贡献,在农业与环境的协调发展中充分发挥物理科学知识的作用,充分展示交叉学科的魅力。
参考文献
[1]吴文胜,程立佳.发挥高等农业院校优势,努力为科教兴农服务[J].高等农业教育,1999(4):29—31.
[2]胡跃高主编.农业总论[M].北京:中国农业大学出版社,2000(9).
[3]袁观宇.生物物理学[M].北京:科学出版社,2006.
1、Google Scholar
Google推出的免费学术搜索引擎,可以帮助快速寻找学术资料,如专家评审文献、论文、书籍、预印本、摘要以及技术报告。其免费的优势对那些并不富裕或没有相关学术图书馆资源的个人,意义重大。
2、SCIRUS
Scirus是目前互联网上最全面、综合性最强的科技文献门户网站之一,Scirus引擎的信息源主要是两部分:网页和期刊。Scirus覆盖的学科范围包括:农业与生物学,天文学,生物科学,化学与化工,计算机科学,地球与行星科学,经济、金融与管理科学,工程、能源与技术,环境科学,语言学,法学,生命科学,材料科学,数学,医学,神经系统科学,药理学,物理学,心理学,社会与行为科学,社会学等。它以自身拥有的资源为主体,对网上具有科学价值的资源进行整合,集聚了带有科学内容的网站及与科学相关的网页上的科学论文、科技报告、会议论文、专业文献、预印本等。其目的是力求在科学领域内做到对信息全面深入的收集,以统一的检索模式面向用户提供检索服务。
3、Sciseek(科学探索网)
SciSeek专注于科学搜索引擎与目录,还包括一些科学杂志以及其他的工具等。
4、Find Articles(论文搜索网)
论文搜索网提供多种顶极刊物的上百万篇论文,涵盖艺术与娱乐、汽车、商业与经融、计算机与技术、健康与健身、新闻与社会、科学教育、体育等各个方面的内容。大部分为免费全文资料,检索操作简单。
5. Intute
由英国高等教育资助理事会下的信息系统联合委员会JISC和艺术与人文研究委员会AHRC开发建立,专注于教学、研究方面的网络资源。所收录的信息资源都是经过行业专家选择和评审的,从而保证了其质量。目前数据库信息已达120060条。Intute共设四大领域:科学与技术、艺术与人文、社会科学、健康与生命科学。各个领域下又包含诸多学科,以科学与技术类为例,覆盖了天文、化学、物理、工程、计算、地理、数学、地球科学、环境以及交叉学科,信息达33806条。
6、Information Bridge
Information Bridge是由美国能源部DOE下属的科学与技术信息办公室OSTI开发维护的搜索工具,提供美国能源部1994年以来研究成果的全文文献和目录索引,涉及的学科领域包括物理、化学、材料、生物、环境科学、能源技术、工程、计算机与情报科学和可再生能源等。检索功能有基本检索和高级检索两种。
7、OAIster
OAIster是密歇根大学开发维护的一个优秀的开放存取搜索引擎,收集了来自536家学术机构的590万篇文档,包括开放使用期刊的文章、工作论文、讨论文章、会议论文和学位论文。可按关键词、题名、创作者、主题或资源类型进行检索。检索结果含资源描述和该资源链接。
8、Base-Search
BASE是德国比勒费尔德(Bielefeld)大学图书馆开发的一个多学科的学术搜索引擎,提供对全球异构学术资源的集成检索服务。它整合了Bielefeld大学图书馆的图书馆目录和大约160个开放资源(超过200万个文档)的数据。
9、Vascoda
Vascoda是一个交叉学科门户网站的原型,它注重特定主题的聚合,集成了图书馆的收藏、文献数据库和附加的学术内容。
10、百度文档搜索
Information百度文档搜索可以查找以Word、PowerPoint、PDF等格式存在的研究报告、论文、课件等各类文件。它支持对Office文档包括Word、Excel、Powerpoint、Adobe PDF文档、RTF文档进行了全文搜索。搜索时,在检索词后面加一个“filetype:”来限定文档类型。“filetype:”后面可以跟以下文件格式:DOC、XLS、PPT、PDF、RTF、ALL。其中,ALL表示搜索所有这些文件类型。在搜索结果页面,点击结果标题,可以直接下载该文档,也可以点击标题后的“html版”快速查看该文档的网页格式内容。
11、百度国学
百度国学目前能提供上起先秦、下至清末历代文化典籍的检索和阅读。内容涉及经、史、子、集各部。
一、创设情境激发兴趣,培养创新意识
兴趣是获得知识的动力,是最好的老师。学生只有对物理科学有很浓的兴趣,才会产生强烈探索物理规律,挖掘物理现象,揭开本质,获得物理知识的欲望;才可能激发创新潜能,也才可能产生创新欲望。
教师可以利用物理科学知识对日常生活的影响,如在航天、通信、军事、开发新能源等方面所起的作用,来刺激学生学习物理知识的兴趣,激发学生的求知欲。例如:利用气压跟沸点的关系研发的高压锅比普通锅容易蒸煮食物;根据连通器原理制成牲畜自动饮水器;书包带为什么制作得比较宽;力的相互作用,利用内能可以做功,使火箭将飞船送入太空;电磁波传递信息使我们在家中观看各类直播节目;军事的方方面面更离不开物理科学知识……
教师还可以利用自然科学的特点,通过做实验来满足学生的好奇心,激发学生学习物理的兴趣和求知欲。例如:惯性现象实验;大气压存在性,小玻璃管自动上升进入大玻璃管实验……
教师也可以讲一些浅显的物理现象,引导与启发学生利用已有的物理知识去解答,肯定学生的思维,激发鼓励学生的求知欲望。例如:在打架过程中,你打了对方一拳,虽将对方打痛了,而你的手感觉如何——痛。当然,激发学生的好奇心与兴趣对初中学生来说是自身本能,是不稳定的倾向,还应激发学生的社会性动机及其责任感,使之成为主导动机,方能使其好奇心和兴趣具有巩固性和可持续性。例如:美国干涉亚太局势、中日争端等问题,其中一个重要的原因是我国还不够强大,科技还不够先进。
二、积极鼓励培养学生敢于创新
培养创新能力的关键是培养创造性思维能力。在教学中,培养学生的创造性思维能力,特别是要注重培养学生提出问题、阐述自己的观点的能力以及不盲从教师、不盲从书本、不迷信权威的思维品质。
例如,在教材(北师大版)第十一章第二节《组装电路》中,讲到并联电路中互不影响,但是学生在实验时发现将一个灯泡去掉后而另一个灯泡变得更亮了。此时,首先要引导学生尊重事实,肯定学生不同于教材说法的想象。后来我改用稳压电源重复上述实验,结果肯定了教材的实验结论。这样学生必然生疑,自然地激发了学生的求知欲望,培养了学生敢于创新的精神。
三、设计探索实验,培养创新思维
物理是一门实验科学,特别是在初中教育阶段,物理实验对学生掌握知识、形成能力具有特别重要的意义。设计性或探索性实验不仅要求学生掌握一定的物理知识和实验技能,还要求他们灵活地创造性地综合运用这些知识和技能。设计性或探索性实验在激发学生的创新欲望、培养他们的创新意识和创新能力等方面所具有的作用是其他常规实验所无法比拟的。
例如,学习了转换法后,我给学生布置了一道课外作业:请设计一个方案,证明空中有空气存在。又如,学习了力可以使物体形状发生改变后,我拿了一个玻璃杯并让学生用力去压,同时观察现象,并让学生设计一个实验,显示玻璃杯形状明显发生了改变。学生完成后再组织讨论,比较方案的优缺点。对好的方案特别是有创新的方案进行表扬,从而调动了学生创新的积极性和主动性。
四、开展科技活动,展现创新能力
创新活动的基础是科技活动,科技活动的开展状况深刻地左右着创新活动。为此,在物理教学工作中必须千方百计地想方设法开展科技活动,没有条件创造条件,从课外兴趣小组开始,建立初步的创新活动基础。通过教师的指导充分发挥学生的创新能力,充分利用现有条件,想方设法开展课外科技活动。比如:让学生完成课本上的家庭小实验,再结合课本,适当补充学习一些课外知识,拓宽他们的知识面;进行一些具有趣味性而又有意义的实验,并引导学生撰写科技小论文,充分展示学生的创新才华。
××老师虽然比较年青,但工作很有经验,在学校安排下,先后指导吴亚妮、姚兰、程涛三位年轻教师,该三位老师成长很快,现在都是××三中教学骨干。他积极参加各级教研活动,和同仁相互支持,相互切磋,共同提高,2008年他所在备课组被评为××市优秀备课组。工作之余,他很注重经验的总结。2001年××老师参加《高考物理分层递进》编著工作,2003年参加《高中物理实验专题新教程》编著工作,两书先后已由华东师范大学出版社出版。2008年××老师的教学论文获得中国教育学会优秀论文全国二等奖,省一等奖。他多次给全区物理教师上展示课,给全省全市物理教师作报告,进行经验交流。
××老师从2001年7月开始担任××三中省理科试验班物理教练员,作为××三中省理科试验班主任,他深感自己身上担子很重。省理科试验班的学生是优秀的群体,学生、家长、学校领导对我们期望值都很高,××老师深知只有兢兢业业、不断创新、乐于奉献的工作,才能对得起他们,才能对得起自己的良心。××老师以校为家,几乎没有节假日,每天早上七点多一点就来到学校,晚上十点多才回家,一心扑在工作上。有的学生来自农村,家庭经济情况不太好,××老师有时给他们适当资助,让他们安心学习生活;有时学生生病,××老师不仅要带他们去医院治疗,还要在生活上给他们以照顾。××老师不仅是学生的老师和朋友,更是他们的小“家长”。××老师多次被评为××区优秀班主任。××老师物理学科教学效果显著,在每次期中、期末及高三调考所带班的物理科均分均比其它班遥遥领先,学生总分成绩突出,年级前十名几乎都来自他所带的班。2007届在校领导的大力支持下,在××老师的带领下,学生学科竞赛和高考取得辉煌成绩。2007届他所带学生在五大学科竞赛中,有31位获全国一等奖,并包揽五大学科竞赛全国一等奖××省第一名,8位入选国家冬令营,2位分别获得国际数学、物理奥赛金牌。高考中刘燕双同学取得全省理科第六名、××市第二名的好成绩。2007届学生有两位进入清华大学、六位进入北京大学,四位进入中科大,三位进入复旦大学,四位进入上海交大,三位进入浙江大学,四位进入北京航空航天大学,两位进入中国人民大学,一位进入新加坡国立大学,其余都进入××大学、华中科技大学等名校。迄今为止他所带学生有近二十位进入清华大学、北京大学。
作为物理奥赛教练员,××老师不仅关注他们物理专业方面能力的提高,更关心他们的全面发展。物理竞赛辅导是在学生全面发展的基础上的特长教育,也是因材施教、素质教育、创新教育的重要组成部分。学生需要全面发展,他常说:学习就象挖沟,若上面挖不宽,则沟很难挖深,高中阶段各学科的学习都是很基础的内容,只有基础扎实才可能创新、创造,将来学生要成为大家、大师级人物,一定要有深厚的知识基础。2004届××老师辅导的学生有二人获全国中学生物理竞赛全国一等奖,五人获全国二等奖,六人获全国二等奖,其中陈文士进入省集训队。2007届辅导的学生有四人获全国一等奖,五人获全国二等奖,四人获全国三等奖,三人进入省集训队。其中田钰笙同学为全省唯一的女生全国一等奖获得者,彭星月同学以全省第一名进入国家物理冬令营,2007年4月又以全国第一名进入物理奥赛国家代表队。2007年7月参加在伊朗举行的第38届国际物理奥林匹克竞赛,彭星月同学以理论满分,总分中国第一、世界第二获得金牌。这是××三中首枚国际物理奥赛金牌,也是××三中学科奥赛历史上的一次新的突破,由数学学科的“一枝独秀”,将跨入五大学科奥赛的“百花齐放”。2008年他辅导的高一学生有三人获全国应用物理全国一等奖,十一人获全国中学生物理竞赛全国二等奖,三人获全国三等奖。
英文名称:Journal of Northwest Normal University(Natural Science)
主管单位:甘肃省教育厅
主办单位:西北师范大学
出版周期:双月刊
出版地址:甘肃省兰州市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-988X
国内刊号:62-1087/N
邮发代号:54-53
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1942
期刊收录:
该刊被以下数据库收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
《西北师范大学学报:自然科学版》为综合科学技术类中文核心期刊,中国科技核心期刊。创刊于1942年,原名为《国立西北师范学院学术季刊》。
本刊宗旨
促进科技发展,繁荣学术研究,为西北地区乃至中国的经济振兴与科学、文化、教育事业的发展做出贡献。
关键词:物理科技活动;科学素养
我国《普通高中物理课程标准(实验)》的课程基本理念,首要的一条就是“在课程目标上注重全体学生的科学素养”.历史和时展证明,公众的科学素养是国家兴旺之本.尽管对科学素养概念的内涵有不同理解,但科学素养的核心内容是基本一致的.科学素养应该包括科学知识,科学过程与方法,对科学本质的理解,科学态度、情感与价值观,科学、技术与社会的关系等.[1]在科学教育体系中,自然科学中最具代表性的物理教学对培养学生的科学素质有着独特的作用,开展物理科技活动是培养学生科学素质的有效途径.
1通过探究活动培养学生的科学素养
科學教育中的科学过程主要是指在一般的科学研究中,那些普遍适用的系统化的操作步骤,一般来说,包括提出问题、猜想与假设、实验验证、分析与论证等基本环节.事实上,“教学中的科学探究”与真实的科学探究,虽然二者经历的过程基本相同,但它们有着本质的区别:“教学中的科学探究”主要是面向人类已知的知识,强调的是过程,其目的是让学生领悟科学思想观念,领悟科学家探究自然界的方法从而获得知识;而真正的科学探究是面向未知的知识,它更重视结果,即发现新知识.所以,在科技活动中开展科学探究,其目的是让学生经历探究过程,掌握探究方法,更重要的是让学生形成对问题的探究习惯,更理性地看待问题.通过探究活动所形成的知识,更能让学生理解知识的本质.
在教学串并联电路之前,笔者设计了一个开放性探究问题:根据给足的电源、两个小灯泡、一只开关、若干导线等器材,请画出尽可能多的电路.学生经过充分的思考后,自发地将所画的电路展示在黑板上.教师提出要求,学生展开讨论.
要求1:把黑板上错误的电路图找出来,并说明理由.(因学生展示的电路设计有可能存在短路、断路等情况)
要求2:把形式不同但实质相同的电路合并后保留一个电路.
要求3:把余下的电路进行分类,并说明分类的理由.
在学生分类的基础上分析归纳出电路的两种基本连接方式——串联、并联.
活动结束时,笔者当堂进行检测,掌握串并联电路特点并能正确识别电路的串联、并联的学生达到86%.[2]
2通过实验创新培养学生的科学素养
实验不仅是物理教学的重要环节,一切自然科学和社会科学的理论最终都要以观测或实验的事实为准则,只是实验(试验)的手段和方法不同而已,所以实验(试验)的观点、方法和能力是科学素养的基本内容.
物理课本中设计了许多探究性实验,如果按照课本的固定模式,按部就班地进行,学生只是按单一方法进行,只达到会做的层面.由于学科教学的时间、任务的限制,往往也只能如此.科技活动的开放性为学生提供了实验的广阔空间.开放实验室,让学生针对一个主题,讨论可能的实验方案,让学生自己揣摩、探索,通过自己动手操作加以探究,最后选出你认为最好的实验方案进行实验.《研究匀变直线速运动》这个实验在课本中使用的是打点计时器和纸带.活动中,有同学提出用数码相机的连拍功能充当频闪照相机来研究的方案.本校实验室没有配备频闪照相机,访谈中得知,学生在此之前没有接触过频闪照相机,他仅凭数码相机的连拍功能和打点计时器都具有等时记录的特点想到这个方法,我们不得不由衷地感叹学生创造性.难能可贵的是,其他同学想到在路径后面上放上刻度尺就很容易解决了距离测量的问题.随后的讨论中有学生提出,在小车顶上靠刻度尺一侧固定一个指针,就可以减小因拍摄时视角引起的长度测量误差.
3通过物理学史培养学生的科学素养
再现知识产生的社会、文化、历史背景和物理学家们为获取物理知识所做出的真实而令人兴奋的探索历程,有利于培养学生的科学态度、情感与价值观.物理学作为一个完整的科学知识体系,含有静态知识体系──科学规律、成果;动态知识体系──科学研究的过程.前者给人以知识,而后者给人以创新的智慧.离开了历史背景的单纯的物理知识只能使学生觉得枯燥和深奥.若能通过具体、生动、可靠的历史事实来说话,让学生感受到物理大师们用有效的方法一步一步地揭示物理奥秘时那种科学创造的与激动,接受科学态度和优良品质的熏陶.
人教版物理教材中大量的“科学足迹”栏目提供了丰富的物理学史资源.此外,在科技活动中,开设了《“偶然”的科学发现和发明》讲座,让学生感悟到灵感的美和科学探究中美的灵感来源于问题本质的深刻理解和对自然、生活的敏锐观察.《擦肩而过的发现》让学生为科学家痛失重大成果而惋惜,同时也为他们的不懈追求精神而感动,理解他们在科学探究中“失败”的价值.在教学托马斯·杨的双缝干涉实验后,介绍物理史上“十大最美实验”让学生感悟实验的魅力.《量子力学的“英雄时代”——一张震撼的合影照》的讲座,让学生了解二十世纪初科学发展“井喷”时代科学巨匠们的卓越贡献……让学生在科学史的海洋中,感悟科学的美,培养对科学探究的情感,形成科学探究的价值追求.
4通过小制作、小发明培养学生的科学素养
学校的活动课蕴含着丰富的科技教育内容,是培养学生创新精神和实践能力、提高学生科学素养的有效途径.鼓励和指导学生在科技活动中做一些观察和小实验,而小制作、小发明活动本身就是一个创新的过程,它们不仅可以使学生学到各方面的专门知识,更重要的是培养学生的各种技能.同时学生通过小制作、小发明活动,能够充分认识理论知识的重要性,提高学习兴趣和积极性,培养运用理论知识解决实际问题的能力.结合与科技教育紧密相连的活动,如全国科普日,科技活动周、每年的全国、省、市科技创新大赛,广泛开展的课外科技兴趣小组活动,如机器人、航模,科学小发明、小制作、小论文等都是科技活动非常有效的活动方式.
科技发明小组的潘胜勇同学观察到日常生活中,拔取移动插线板上的插头时,往往要用双手,有时很不方便,经过仔细琢磨发明了“可单手拔取插头的插线板”,此项发明荣获重庆市少年儿童发明金奖,并获国家知识产权局授权的实用新型发明专利.
5通过STS教育培养学生的科学素养
STS教育本身是以科学素养为出发点,正确理解和处理科学、技术和社会的相互关系,强调科学、技术和社会的协调、和谐,突出了对科学的文化解读和价值判断.所以,在物理科技活动中,开展STS教育是培养学生科学素养的有效途径.
充分利用课本资源开展STS教育.让学生理解在物理的发展过程中,科技对物理学的发展起到了重要的作用,反过来物理学的发展又推动了科技的发展.在学习必修2第6章《万有引力与航天》一节时,教师就可以在讲解时,将这样的观点渗入到教学中.让学生知道,没有望远镜的发明与改造,人类就无法观看到遥远的天体,将大大限制物理学家对科学的研究;另一方面,万有引力的发现和引力常数的测定,使得人们能够计算出天体的质量,发现未知的天体.在学习中,让学生充分思考,去感知科学和科技的互相推动的关系.在第5节《宇宙航行》后,教材给出了《航天事业改变人类的生活》材料.这份材料重点介绍了航天在不知不觉中改变我们的生活,包括卫星通信、卫星广播给人类带来的改变,航天育种对农业产生的促进作用.在材料的最后,编者介绍了近年来,有的国家试图在大气层外部署武器,遭到国际社会的反对.要求学生通过报刊、网络等途径查阅这方面的资料,了解我国政府的立场,写出综述,并阐述自己的观点,与同学们交流.教师应该积极地引导学生去关注,让学生了解航天事业的发展,培养学生探索宇宙的兴趣和投身航天事业的激情.
开展物理科技活动只是一种手段,而不是最终目的,要把着眼点放在对学生进行科技教育、提高学生整体的科学素养方面.
参考文献:
[1]蔡铁权 基础教育课程改革视野下的中学物理教学[M].科学出版社2005:3