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2.1刚性与弹性自然科学较为关注数据，它总是在受控的条件下收集数据，并把数据作为检验理论的一种方法。其研究结果具有很强的可检验性。在同等的条件下，运用适当的方法，得出的结论大体上是一致的，研究结果的可信度很高。这是因为，不同的研究者在运用同一种自然科学研究方法时要求严格遵循方法本身所给出的规则，也就是说自然科学的研究方法具有一定的刚性。而社会科学的很多研究，尽管在同等条件下，运用同样的方法，得出的结论并不是唯一的。例如，两个研究者在同一时间运用同样的方法———比较法对相同的两个社会群体的文化心理进行比较研究，得出来的结果却有很大的不同。原因就在于研究者在比较对象时，待入了不少主观选择性，所观察和比较到的结果自然不一样。可见，社会科学研究方法具有一定的弹性。
2.2精确性与价值性自然科学的研究强调在同样条件下运用同一方法的可检验性，也就是说自然科学研究方法更具有精确性。其研究结果依赖于实证数据的支撑。例如，在经典数学中，科学家用微积分方程将力学、热力学、电磁学等等的基本规律一一地表示出来，然后运用这些微积分方程去解决问题。自然科学研究方法之所以具有精确性，是由于它本身的研究对象和目的决定的。在对自然现象的性质和运动规律的描述中，往往描述的是量的关系。事物的量虽然常常以变化的形态出现，但这种处于变化形态的量，在每个确定的条件下，也是有确定的值的。即使是数学中的概率与统计规律，其量的变化也是有规律的。与自然科学不同，在社会科学研究中，人们的价值观对研究目标、研究工具、研究路径的选择产生了极其重要的影响。研究者在探索中渗透着个人的价值观，在数据中参杂着个人意愿。例如，为了考察城市居民对外来流动人口的接受性程度，我们可以采取问卷调查与访谈相结合的方式。首先问卷的设计就会因人而异。由于研究者对这个题目的主观感受不同，所以所设计的题目的侧重点和考察点就会有很大差异。有的从邻里关系的角度来考察，有的从城市居民对外来人口的评价来考察。其次，访谈中，即使访谈的提纲一样，调查者在记录被访者的回答时，也会因为个人价值的差异而使得记录的侧重点完全不同。调查很容易被个人情感所驱使，对受访者产生同情、怜悯等心理。虽然社会科学研究一再强调价值中立，但社会科学研究方法上的价值性不可能完全的消除。
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我们教师主要是“引导”的作用，即用适合的方法培养学生，独立、探索、发现知识的能力。而教师的重要方式是：“提高组织学生，来提高学生学习科学的兴趣。”根据教学目的、内容、对象，在各国，我们已经研究、选用了最好、最合理的教法。在美国，用探究、引导、发现法等；在苏联，运用自己做作业、自己解决问题的教学法等，加强引导、启发，而对传统的方法，进行了改造创新。
（二）在教学组织上改进
在传统的“教师———学生”这种教学模式上，要改变。教师和学生之间要多向联系，把班级、小组和个人的活动结合起来，使学生之间，相互交流、协作。这样，学生学习科学的积极性，能够被调动起来，同时，使得优等生和差生都在不断地进步。
（三）在教学时，要注重理解
目前，在不少国家，仍采用传统的教学方法，而我们要提倡广泛、实用、有效的教学手段，在“怎样做”“为什么”上，我们建立适当的平等做法。学生会处理教学材料，而在处理中，会分析、思考、理解抽象的科学概念、法则，以及科学规律。除了以上需要我们教师注意外，而培养学生的思维能力也是一件值得我们注意的问题。在现代，在学校教学中，这是一项基本的任务。往往知识，通过思维，得出的结果。在科学教学的过程，在培养学生思维能力上下一定功夫。下面，我从如何培养学生思维能力，谈几点看法。
二、培养学生思维能力
根据《小学科学教学大纲》，要求：培养学生具有初步的逻辑思维能力，这是一项科学、教学的目的，这符合科学的特点，又符合小学生的特点。
（一）培养思维能力要贯穿科学教学过程
对于教学，除了传授、学习外，更是一个促进学生全方面得到发展的过程，包括：“在思维能力的发展“。对于小学科学教学，通过学生掌握科学知识、技能，来构成思维能力的发展，这是一个必备的基础。一方面，学生要通过不断地运用自己的方法和形式来学习，如“通过比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理等方法来学习”，对于理解和掌握科学知识，这是一个很重要的过程。另一方面，在学习科学知识时，我们要提供“具体的内容和材料“，这是在为思维方法和形式的运用打下好的基础。对于科学知识和技能，除了培养学生的思维能力，通过有利的条件使用，即我们要把这些条件，充分利用起来，根据学生的特点，有计划地去培养学生的能力，才能达到自己的期望。在小学科学中，我们运用科学思想方法有，如对应思想、量不变思想、可逆思想、转化思想等。其中，转变思想是小学科学，在思想方面的核心。对于转化，是运用事物，在“运动、变化、发展和事物“之间，通过相互的联系，来实现一种从”未知向已知“的转化，在”数与形“的相互转化中，把复杂的问题简单化了等。这培养了学生转化的意识，从而发展了学生的思维能力。
（二）实验和练习对于培养学生思维能力
起着重要的促进作用第一方面，通过实验，贯穿于小学科学的始终，培养了学生具有“正确、熟练、合理、灵活”的实验能力，对于小学生科学教学来说，也是一项重要的任务，从而培养了学生的思维，具有“敏捷性、灵活性、独创性”等良好思维的品质。另一方面，通过培养学生的思维能力，这同计算方法、解题方法一样，必须通过练习来实践。在思维与解题过程，是一个密切联系的过程。对于培养思维能力，最有效办法是通过解题的练习来实现。了解知识是基础，通过直观，把科学抽象思维变得形象，这种途径是获得信息的来源。在教学时，我们应该注意“由直观到抽象”，学生的抽象思维的能力逐步得到培养。目前，在小学教学方法改革的研究、宣传中，重视使用什么样的方法去教学生，而在教学中，教育思想缺乏分析、研究；在教学方法中，虽然改进了教学的方法，但存在一定的思想缺陷。我们要树立正确的思想教育，遵循现代教学论的思想。所以，我们要认真研究现代教学理论、教学中的实际问题，同时联系理论和实际情况。
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一、调查方法
调查对象为海南大学自然科学方面某3个专业的2015届毕业生。此次共发放问卷200份，回收有效问卷138份，有效问卷回收率69%。调查的内容主要涉及论文选题、师生互动、论文完成情况及满意度、论文写作、论文对自己的影响等方面。
二、调查结果与分析
（一）学位论文
导师选择有大约45%的大学毕业生是自愿选择导师的，充分展示了大学生做毕业论文选择时的主观能动性。另外，也有部分学生是由导师挑选的，这部分学生和导师往往都是强强联手，如：导师课题较多、学术造诣相对较高；学生的学习成绩、综合素质也较高；学生和导师之间相互比较熟悉。当然，这部分学生的比例相对较低，大约只有14%。值得注意的是，大概有16%~17%的学生比较被动，他们对导师的选择很漠然。他们要么是对导师情况不熟悉，要么是对自己的毕业论文方向、科研兴趣不明确，在导师选择中比较被动，最后只好由学院来做安排。对导师选择的建议是：学院对导师的研究领域、研究方向、研究成果及给学生的研究课题做详细说明，让毕业生充分了解每个导师，最后能根据自己的兴趣、爱好去选择合适的导师，充分发挥学生在毕业论文中的创新精神。
（二）选题思路
超过48%的毕业生是和导师共同商量后确定毕业论文的课题，这一选项的比例显著高于其他选项，也充分说明了学生对毕业论文题目选择的主动性和协调性。有大约29%的毕业生的选题是由导师安排的，这部分学生就比较被动，可能参与的课题不在自己的兴趣范围之类，属于不得已而为之。值得注意的是，有大约17%的学生是根据自己的兴趣爱好，自己设计的课题，充分发挥了自己的创新精神和主观能动性。对选题思路的建议是：导师要充分去了解学生的兴趣、爱好，让学生去选择自己喜欢的课题，或是与学生共同商量决定要做的课题，而不是强加式的命题作文。导师要充分发挥引导、扶持、纠错的作用，让学生多动手、多动脑、少走弯路。
（三）对毕业论文课题的兴趣度
大约有55%的毕业生对自己的毕业论文是有兴趣的，而且在努力完成；另外，有超过25%的毕业生是花了心思在做自己的毕业论文，甚至有大约15%的毕业生对自己毕业论文涉及的课题非常感兴趣，也非常用心地做。综合起来说，这部分学生对毕业论文的完成都是非常认真的，而且兴趣也还不错。当然，也有少部分学生（不足6%）对自己的论文题目完全没有兴趣，只是为了完成任务，有理由相信这部分学生的论文质量水平不高，属于完全的“从动轮”。为了增强学生对自己论文的兴趣和参与度，提供论文质量，建议导师要充分准备自己的课题，多设几个研究方向，同时要充分和学生沟通，了解学生的想法，使选题有价值，尽量避免“小题大做”或“大题小做”。
（四）完成毕业论文期间与导师的互动沟通情况
学生在完成毕业论文过程中，师生沟通情况还是比较好的。就实验设计、实验方法、实验结果经常沟通讨论的学生比例达到48%，远远高于其他选项；另外，其中在遇到问题时有沟通的学生比例也占了37%以上。当然，也有小部分学生在完成毕业论文过程中与导师沟通较少或基本没有沟通，这两部分学生缺乏主观能动性。有的教师指导学生偏多，在论文（设计）指导上就难免力不从心，无法对每一个学生的论文进行深入了解[6]。建议导师要对学生的毕业论文足够重视，投入充足的时间和精力，主动就实验设计、实验方法、实验结果经常与学生沟通沟通讨论，对学生毕业论文仔细阅读、审核，提出意见，努力提高学生的积极性，使整体论文水平提高。
（五）完成毕业论文所花的时间
学生在完成毕业论文过程中，超过85%的学生完成毕业论文的时间都在3个月以上，其中60%的投入时间在3~6个月，有25%的学生投入的时间较多，在6个月以上。当然，也有少部分学生投入的时间还不到一个月。近年来，学生就业的压力越来越大，学生们要花费大量时间与精力去联系工作；再加上一些学生忙于考各种证书，来增加就业的砝码；也有部分学生忙于考研、复试、调剂等，很难专心从事毕业生产实习和论文工作[2，7]。建议学院提前启动学生的毕业论文工作，让学生尽早着手实验论文的工作，包括查阅资料、论文设计、实地实习、撰写论文等一系列较为复杂的任务。以便为后续工作安排留有充裕的时间，做到考研、毕业、就业多不误。
（六）完成毕业论文的角色
有接近50%的学生是在师兄师姐（硕士/博士研究生）辅导下完成毕业论文的。有20%的学生是在导师亲自指导下完成毕业论文的，有超过20%的学生是独立完成毕业的；另外还有不到10%的学生是和同学合作完成毕业论文。从学生完成毕业论文的角色来看，学生的参与度明显是高于导师的，这也充分体现了学生的主观能动性，但也反映了指导教师数量不足或任务重的问题。建议学院组建学生科研团队和指导教师团队。从传统的“一对一”模式，转换成“多对多”、“多对一”或“一对多”。每个学生既有各自的研究任务，又可成为一个整体，从而达到“分而不散，合而不乱”。学生科研团队，通过分工合作共同来完成一项较大课题，培养学生的合作精神和团队意识。指导团队的组建既可解决学生数量过多、指导教师不足的问题，还可开阔学生的知识视野，提高研究水平和质量。
（七）对自己论文所涉及的领域的熟悉度
有接近50%的学生对自己的毕业论文所涉及的研究领域比较感兴趣，也比较了解的，体现了指导教师给予的课题专业性比较强，充分结合了专业特性。另外，有大约38%的学生尽管在毕业论文开始前并不了解毕业论文所涉及的领域，但通过文献阅读慢慢了解。当然，也有少部分学生在论文完成后对自己毕业论文所涉及的领域也不了解，这部分学生往往是要么对自己的毕业论文不感兴趣，要么是对自己的学习不认真负责，还有就是指导教师对学生要求不严，甚至迁就某些不合理要求。建议指导教师要结合专业特性设计较多的课题，让学生根据自己的兴趣去选择。另一方面，指导教师要从论文涉及的领域（包括研究意义、研究动态及创新性等方面）去引导学生，培养学生的科研兴趣和自主创新能力。
（八）毕业论文遇到的最大挑战
有大约37%的学生认为毕业论文最大的挑战是做实验，有大约28%的学生觉得是写论文，有17%的学生认为是文献阅读。当然，还有另外的17%的学生认为没什么挑战，随便做做就过了。综合来看，这几个专业的学生做毕业论文时，无论是从做实验、写论文，还是阅读文献，都是非常认真负责的，只有少部分毕业生不会花费时间和精力进行深入的研究。建议注意重视学生研究素质培养，可实行导师负责制，让有兴趣的学生平时多参与科学实验研究，培养学生阅读文献、撰写实验报告和科学论文的习惯。
（九）论文写作过程中，最难写的内容
有超过55%的学生认为毕业论文最难写的是结果与分析，有大约22%的学生觉得是结论与讨论，有17%的学生认为是前言和综述部分，只有大约5%的学生认为是材料和方法，而在另一个选项参考文献方面居然没人选择。作为自然科学研究的学生和科研人员来讲，往往结果与分析是最容易写的，而大部分毕业生却觉得这部分难写，最主要的原因还是参考文献阅读不够，知识储备不足，对本领域了解深度不够，在文章中盲目推理。面对实验结束后的一堆数据不知怎样处理，怎样进行分析总结。虽然在参考文献一项中，无人选择，但就论文评审评阅过程来看，参考文献格式问题几乎是一个通病，基本都是直接拷贝过来，格式五花八门。建议指导教师要对学生的实验结果、分析、讨论进行合理引导，加强学生对文献阅读的理解力和规范性，做到他山之石可以攻玉。
（十）论文写作过程中，最容易写的内容
有大约45%的学生认为毕业论文最容易写的是材料和方法，认为前言（综述部分）、结果与分析、参考文献部分容易写的学生大约各有16%，只有不到3%的学生认为讨论容易写。综合来看，大部分学生认为材料方法、文献综述部分容易写，是因为这部分往往有现成的东西可以借鉴，甚至是直接拷贝。相反，在其他方面觉得难写，是因为同学们没有自己的科研思维和文献消化能力。建议指导教师要在学生的科研道德、科研素养教育方面合理引导，形成正确的科研价值观。
（十一）毕业论文写作方面的困扰
在论文写作困扰方面，有大约43%的学生认为是文档结构，有25%的学生认为是文献综述，有大约22%的学生认为是论文写作格式，只有不到9%的学生论文是参考文献困扰自己。其实从论文评审评阅情况来看，大部分论文在文档结构、论文格式及参考文献中都存在问题。最主要的原因还是长期以来高校在课程教学不注重习作性专项训练，学校也未开设科学文献检索和专业文献撰写专项训练，导致学生资料整理能力、写作能力较差。对该部分的建议是针对所有学生开始科技论文写作、文献阅读选修课，增强学生的科技论文写作能力。
（十二）毕业论文存在最大的问题
在论文写作过程中，有超过55%的在写作规范上存在问题，有25%的学生在实验设计上存在漏洞，有大约17%的学生在参考文献格式存在问题，有大约3%的学生存在结论不合理的问题。综合来看，论文写作规范困扰着大部分学生，这可能是由于本科论文没有明确的写作格式和规范要求。另一方面，还是学生对论文写作缺乏了解。建议指导教师要对实验设计和学生进行系统的讨论，不要盲目地进行实验，对实验结束后的一堆数据要引导学生进行科学处理，合理地分析总结，在论文写作过程中确立学术学位论文格式规范体系。
（十三）论文答辩后对论文所涉及领域的认知度
在论文答辩后，有超过68%的学生对论文所涉及的领域有一定的了解，有点兴趣，另外有17%的学生了解论文所涉及的领域，并认为如果有机会有兴趣继续往下做，有超过11%的学生对该领域产生了浓厚兴趣，产生向往。当然，也有少部分学生（不到3%）对论文所涉及的领域还是不了解，也不感兴趣。综合来看，绝大部分学生能通过完成毕业论文了解该领域，并产生兴趣，效果还是不错的。建议指导教师根据大学生兴趣广泛、志向多元的特点，发挥各自特长。让学生从自己的兴趣与志向入手，有助于让学生们形成钻研学术和实务创造的作风。
（十四）对毕业论文完成的满意度
在论文答辩后，有超过51%的学生对自己的毕业论文完成情况还是感到满意的，另外有40%的学生认为毕业论文达到了良好等次，还有大约3%的学生对自己的毕业论文感到非常满意，当然也有少部分学生觉得终于完成了。综合来看，学生对自己的论文完成情况感觉还是不错的。建议通过不断的教学改革，提高毕业论文质量，力争让大部分学生对自己的论文感到满意或非常满意。
三、结论
与讨论从本次调查的结果来看，我校所调查的几个专业的学生毕业论文在导师选择、课题选择、兴趣培养、论文设计、论文写作、完成情况等多方面表现得还不错。但同时也对指导教师在课题拟定、师生互动、培养学生科研兴趣和科研素养、培养学生阅读文献和科技论文写作等多方面提出了更高的要求，需要更加完善。同时，为了培养学生的“三创”精神，教学改革也是非常有必要的，也是学生们喜闻乐见的。
参考文献：
[1]柯颖.高校本科毕业论文教学改革的对策思考[J].学术论坛，2008，31（10）：203-205.
[2]姜仁涛.本科毕业论文写作中开展专书研究的思考[J].中国教育学刊，2009，（S1）：80-82.
[3]时伟.大学本科毕业论文的弃与存[J].中国高等教育，2010，（7）：45-47.
[4]黄春梅.本科毕业论文不宜取消———对武汉四所高校本科毕业论文撰写现状的调查[J].株洲师范高等专科学校学报，2007，12（1）：80-83.
[5]张欣，毛永江.高校本科毕业论文质量提升的思考[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2013，（3）：99-101.
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2.1政府管理的内涵
公共管理的视野就是公共事务的管理活动。公共事务的管理本身是在一定的时间范围内，在一定的共同成员范围内对所相关的公共事务进行一定的管理，这是一种社会化的事务，也是一个社会化的流程，具体来讲就是要体现为一定的社会生活共同体对群体内部的成员进行普遍的公共物品和公共服务的管理。公共事务的管理本身有以下几个方面的具体特征：社会性，也就是公共事务的管理活动所针对的对象是一定社会范围内的公众利益共同体，是公共范围内的事物需求的产物；动态性，也就是在不同的地域范围内，在不同的时间范围内，公共事务的服务范围也会有一定的差别，同样的公共服务活动再不同的时空范围内也会有不同的表现形式；层次性，也就是说根据公共事务本身与不同的利益共同体之间的利益关系是有相关关联性的，在纵向上所表现出来的就是可以在社区性的地域范围内进行公共服务和地方性的公共事务管理；具有一定的公共利益外在表现性，也就是说公共事务本身是与一定的公众利益相互关联的，而且其本身也是公众所追求的共同利益的产物。
2.2以科技管理活动以及政府的公共管理
目前，我国的科学技术不断发展，科学技术对社会的影响也越来越大。在这种情况下，可以说，政府的管理手段和方法改善的重要方式，还可以有效促进社会生产力的解放和发展，促进国民经济发展和不断提高的趋势。社会转型。这不仅能有效促进当前国防发展国民教育水平???还可以再提高国民整体素质。同时国家文明建设，例如工业建设、农业建设和国防建设事业等依赖性。科学技术的发展。我国的社会主义精神文明建设也依赖性。科学技术的发展。但是，科学技术本身有很强的无法控制的有效性，消费社会，社会的发展也为比较大时，这样做，政府作为公共服务提供主体，需要对科学技术进行日程管理，促进科学技术的进步有贡献的方向逐渐使得社会经济、政治和文化发展的事业中去。因此，渗透到各个方面的功能范围，政府管理的重要目标。所以科学技术管理都政府管理工作的重要内容。
3合理定位政府科学技术管理工作
3.1政府与市场之间的科技管理平衡
政府与企业本身是科技活动的投资主体，必须要分清楚政府在科技管理工作中有效接入的范围才能够更好的发展科技。我们在日常的管理工作中，可以从科技产品本身的属性角度区分两者之间的范围问题。科技产品本身可以划分为私人性的或者是公共产品型的。公共产品包含了基础性的，研究周期比较长，研究的收益比较小，研究的规模比较大的科技项目。所以，公共产品本身就是公共性投资产出的。在这个过程中就要求必须要进行公共决策和公共监督。政府在管理的过程中要表现出比较高的公正性和信息透明性。而反观私人产品，其本身是在科技领域的研究中为了能够使得企业获得更好的竞争优势的项目。这些项目主要包含了一些专利性的项目和专有性的技术。由于不同的科技研究项目的特点不同，针对的方向也不同。在这个过程中就有必要针对市场的力量和政府的力量，作出有效的划分和研究。政府不需要设计的范围，或者是政府可以涉及但是也可以不涉及的范围，都要交给市场去管理。这样的话才能够有效的保证科技发展的自由度，也能够有效的提高科技发展的速度。
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为了使每个孩子能自然主动地进入教师所希望的状态之中，我总会设法用直观形象的教具或情境，生动浅显的语言与动作激发他们，带他们入境，帮助他们理解记忆与思考。在这其中，利用自然物进行教学活动，效果很好。自然物以其形象具体的特点一下子就能吸引学生的注意力，而且还能使学生的观察保持一定的时间，便于发现问题，解决问题，掌握知识。例如，在小班“蚂蚁的触角”这一活动中，我把学生带出活动室，问“我们在哪儿能找到小蚂蚁？”孩子们兴致很高，在院子里有土的地方找到蚂蚁。我在地上放下面包渣，让大家仔细观察蚂蚁是怎样招呼小伙伴，大家一起把食物搬进洞的，学生个个睁大了眼睛，仔细观察，最后引出蚂蚁的触角的作用：没有触角，蚂蚁就找不到家，找不到吃的，也不能和小伙伴交流信息。在这种轻松的氛围中大家你一言我一语，好不热闹，在玩中就学习了知识，完成了教育目标。在“认识桂花”这一活动中，恰巧我们校园旁边有一棵桂花树，我把孩子带出活动室，从能闻到桂花香味的地方开始，让孩子根据香味的浓淡，自己找一找香味是从哪发出来的。大家最后都聚集在了那棵桂花树下，然后我们在树下观察桂花长哪儿、什么颜色、花瓣有什么特点、桂花的香味像什么的气味等等，我们围着树，以交谈的方式，轻松完成了活动目标，并且效果良好。
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在备课时，要努力做到挖掘教材，揭示“知识点”和“德育点”的内在联系，在教学中把二者结合起来，同步进行。例如，讲《养蚕》一课时，在传授知识的同时，还要向学生介绍我国是世界上利用蚕丝最早的国家，为人类利用生物资源开创了先例。公元前2世纪，我国的丝和丝织品就开始运往西亚和欧洲各国。在讲《磁铁》、《纸》、《鞭炮》等课时，向学生说明指南针、造纸术、火药都是我国古代的发明，有的发明早于世界其它国家几千年。通过多种手段向学生渗透爱国思想，能够做到晓之有物，情有所动，具体、形象、生动。
2．进行科学自然观的启蒙
教育充分利用自然科学内容的多样性和实践性强的特点，进行科学自然观的启蒙教育。通过教学有关水、空气、动物、植物、地球和宇宙等知识，让学生感知自然界是由物质构成的；通过指导学生做各种观察记录，使学生领悟到自然界中的物质都在永恒变化着，并且变化是有条件的，使学生对浅显的唯物辩证思想有初步的了解。教学《电能》时，通过电可以转换成声、光、热、磁、动力等，启示学生物质是可以互相转化的，物质是不灭的。讲《有趣的食物联系》、《水·土·植物·人》等内容时，向学生揭示自然界的万事万物是相互制约、相互联系的。
3．培养严谨求实的科学精神
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小学自然教学大纲指出：“我国幅员广大，各地自然情况千差万别，教科书中的具体材料不可能完全符合当地的情况。因此教学时应从当地的自然情况出发，选取当地的相应材料来替换或补充。”为此，我们在分析教材、弄清教材对自然条件要求的基础上，组织教师跋山涉水，走村串户，对本地的自然资源、环境情况、本地农民的生产生活状况、本校的自然教学条件和现状、学生对自然课的认识和态度等四个方面进行了认真的调查和研究。经过分析，我们发现本校要按照自然教学大纲的要求开展自然教学，主要有以下几方面的优势和劣势。
（一）主要优势
1．选择感知材料的优势
自然课以学生周围常见的自然事物及其相互间的联系为认识对象，课本所列举的动物、植物、土壤、岩石、矿产、水域等具体事物，在铁坪村的山上山下，有85％能直接找到，有10％能找到相应材料来替换或补充。如课本涉及的102种动物，这里能找到82种；有关的土壤、岩石和能源矿产等，在周围地里、山上、煤矿里能找到18种。这是农村学校自然教学得天独厚的物质优势。
2．学生感性经验的优势
铁坪村小学的学生都是来自邻近三村的农家子弟，他们开门见山林，低头见田园，长期的山乡生活，不仅使他们有机会认识大量的自然事物，了解山村四季农事和物产，而且他们在帮助家人从事放牛、砍柴、打猪草、种菜等家务劳动和简单生产劳动的过程中，获得了许多人类探索自然、利用自然、改造自然、保护自然的亲自经历。他们生在山村，长在山村，对家乡自然界的一草一木有着深厚的感情。所有这些，都是农村学生学习自然的认识优势和情感优势。
3．组织实践活动的优势
铁坪村是一个自然资源十分丰富的山村，种植业特别发达，山上有茶场、药材场、果园、林场，山下有农田、煤矿，家家户户有菜园、香菇棚、自留山。形式多样的生产基地，为学生的采集、制作、栽培、考察等自然研究活动提供了良好的实践基地。农民有丰富的种植、栽培的生产经验，他们可成为学生课外实践活动的技术指导。可见，农村具有自然教学天然的环境优势。
（二）主要劣势
我校是位于荆门、南漳、当阳、远安四县交界的山村。偏僻的地理位置，使得学校交通不便，规模很小，正规实验设施和自然课师资不足。三年前，学校一无实验室，二无生物园，仅有的几件演示仪器既不能用，也无人会用。自然课作为“搭头”人人可以代，随时可以减，照本宣科是唯一的教学方法。设备和师资成了影响农村自然教学的两个难题。
二、联系实际，探索自然教学改革出路
承担实验课题以后，我们一方面组织教师学纲，端正对自然学科的认识，另一方面因地制宜，扬长补短，积极进行自然教学的改革实践。
（一）扬山村材料之优势，补正规仪器之不足
著名物理学家麦克斯韦认为，实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的教具，虽然经常出现毛病，但它却会比用仔细调节好的仪器得到更多的东西。自然教学大纲指出：提倡教师和学生共同开辟自然教学园地、自然角、搜集材料，自己动手制作教具、学具，改善观察、实验条件。为此，我们发动师生自力更生，从以下几方面对自然教学材料进行了改革。
1．作为认识对象的材料由学生自采自带
对于动植物、土壤、矿物等认识材料，我们一般布置学生课前自采，上课时自带。教学效果好的材料便制成标本保存下来。如教《植物的根》一课，我们通知学生提前到自然界中采挖植物的根；教《植物的叶》，我们让学生到大自然中去采摘叶形、叶缘、叶脉、叶柄等各不相同的叶；教《壁虎和蛇》，我们也同样让学生到大自然中去采集活标本（壁虎）。
2．简易的实验器材指导学生自制自带
教学中有大量的仪器可让学生在教师指导下，通过自制自带来解决。如在教《四季是怎样形成的》一课时，我们让每个学生用铁丝、乒乓球制作地球仪；做实验缺少酒精灯，让学生用墨水瓶、铁管等材料自制；缺少漏斗，用塑料瓶子去底后代替等。
3．复杂的器材由教师自制或找合适的东西代替
有些教学内容必须用实验来帮助学生认识，才能比较好地完成教学任务。为了在课堂上能给学生形象生动的感知，我们自制了大量的教具。如三球仪、简易照像机、飞机升力演示器、热胀冷缩演示器等。这些教具用于课堂，解决了教学中一些难点问题。对于实验所需的一些常规设备，如水槽、烧杯等，则一般用生活器具来代替。如水槽用脸盆代替，烧杯用茶杯代替，鱼缸用大罐头瓶代替，滤纸用毛边纸代替。对于那些少见的自然物则选取本地的性质相似的同类物来替代。如在教《植物怎样繁殖》一课时，不仅准备了天竺葵，还补充了红薯藤、石榴、柳树、紫薇等植物的茎，让学生广泛实践。这些自制、替代的材料用于教学不仅能被学生接受，而且教学效果好。
（二）利用农村自然环境优势，提高自然教学质量
1．选择典型环境进行现场教学
对于有关客观环境的教学内容，城区学校一般采用挂图、录像手段进行。我们则充分发挥铁坪村的环境优势，大力提倡走出教室进行现场教学。如在教《水·土·植物和人》一课时，我们以大雨过后的蔡家沟一带作为教学现场。在蔡家沟一带，学生们亲眼看到，农田含沙量大，庄稼瘦小，农户房屋破烂，家境贫寒。针对这些实际，同学们开展了热烈的讨论。通过这样的现场教学，学生不仅亲身感受到了水土流失带给农户的严重后果，深刻领会到了水、土、植物、人四者之间的关系，而且还提出了许多治理蔡家沟的设想和建议。有的认为应大力植树造林，绿化荒山，制止乱砍乱伐；有的认为应迅速在河的上游修拦沙坝、水库，减少沙石流失；有的认为应加强环境保护知识宣传教育工作；等等。学生把自己的建议整理后，交到村委会，得到村领导的重视和采纳。
在教《能源矿产》一课时，我们把学生带到15里外的马河煤矿，让学生在工人师傅的带领下，深入矿井，实地考察。考察过程中，学生兴趣盎然，他们亲眼看到：煤在地下是分层排布的，有的水平，有的倾斜，有的断裂，它们都夹在沉积岩中。学生在煤层中还找到了大量的植物化石。根据实地考察的事实，学生很自然地推想到了煤的形成过程。
据统计，小学自然课中的30％的教学内容可安排在校外进行。四年来，我们结合本地实际，尽量把学生带到最理想的环境进行教学。教学实践使我们深刻体会到，利用本地有利于自然教学的客观环境进行现场教学，虽然花费的时间多，但它能真正做到“启发学生自行探求知识和应用知识”，收到一举多得的教育效果。
2．营造小“自然”，充分利用生物园地进行教学
山区学校具有土地宽阔的优势。我们结合本校条件，发动师生自建生物园。建起了大小42个植物床、4间饲养栏、1个香菇场。每年春、秋组织学生到野外采花木、挖树桩、找奇石，移植于园中；每到植树时节，组织学生进行播种、扦插、嫁接等活动，如今园内各种典型植物已有56种，饲养的猪、狗、猫和从外面引进来的鸟、刺猬、青蛙、蜗牛、昆虫等动物达40多种。学校生物园的建成，既给学生提供了观察材料、露天实验基地，又为校园绿化提供了大量的花木幼苗。在教学中，我们充分利用生物园进行教学，需要学生动手实践的内容，我们组织学生到园地上课；对不易观察的材料，如地下茎、根等，我们把它们拿到课堂上让学生观察。如教《植物与环境》一课，为了让学生亲自研究植物与阳光的关系，让学生在植物园选取两株种类一样、大小相同、环境一致的绿色植物，在每株植物上扣一个开有“窗口”的纸盒。过了四五天，让同学们把纸盒揭开再观察这两株植物发生了什么变化，学生通过亲自对比实验、观察分析，正确地认识到植物与阳光的依赖关系。又如教《植物怎样繁殖》一课后，我们让学生到植物园对植物的根、茎、叶分别进行繁殖实验，经过长时间的观察，他们发现百分之八十的植物都能用茎繁殖。在教《植物的根》一课时，教师把准备好的几种有代表性的植物的根带进课堂，让学生进行观察、对比，他们很快认识了根有直根、须根、贮藏根。
3．利用实习基地进行乡土教材教学
铁坪村的农民亲身感受到靠单一的粮食作物种植已不能满足经济发展的需要，而开发多种经济作物，又缺乏应有的技术。从这一实际出发，我们针对本村相继引进的一些经济作物补充了《桃树的栽培与管理》、《香菇的栽培与管理》、《盆景制作》等乡土教学内容，并把学生带到离校2里远的实验基地（铁坪村油桃基地），运用所学知识，进行除草、剪枝、施肥；同时要求学生配合家长大力发展家庭木耳、香菇生产，巩固所学的实用技术。通过以上活动，既对学生进行了劳动锻炼，又使他们掌握了一技之长，深受家长欢迎。
（三）积极开展课外活动，补课堂教学之不足
学生认识某一事物的过程是一个连续发展的过程。这种认识不因课堂教学的开始而产生，也不因课堂教学的终止而结束。因此，教学中我们根据农村学生课外时间充足，常与活生生的自然事物、农业生产相伴的生活实际，把自然课前和课后当作整个教学过程的一个重要部分，狠抓了课外观察实践的指导。如在教《昆虫》一课前，我们让学生到野外去抓虫子，带进课堂进行研究。在抓虫子的过程中学生获得了许多关于虫子的生活环境、外形特点、行动方式等方面的感性知识，为课堂教学提供了良好的认识基础。课后，我们又组织学生对稻田的昆虫进行观察研究。通过观察，同学们不仅对昆虫的特点和生活习性有了比较深刻的了解，而且还提高了消灭害虫、保护益虫的认识。又如学生学习了地质单元教材以后，我们组织学生对当地的岩层进行考察。通过考察，学生发现小林湾一带的岩层都属沉积岩，在岩层中还发现了不少植物化石。根据这一事实同学们开展了讨论，推断出两亿年前这里曾经有过茂盛的植物，这些植物被沉积的泥沙覆盖起来，经过许多年复杂变化，有的成了化石，有的可能形成了煤。为了证实地下有煤，他们把夹在岩层的黑色土石带回学校进行实验分析。把黑色土石做成煤球，然后放进火炉烧，烧过之后，他们发现煤球的质量减少了百分之十五，这说明黑色的土石里含有能燃烧的东西，这些能燃烧的东西可能就是煤。同学们把这次考察情况报告给村委会，得到领导高度重视，并请专家进行了勘测，证实小林湾一带确实有煤。
三、教改实践给我们的几点启示
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人类社会已进入21世纪，积极推进素质教育，培养全面发展的一代新人是我国教育的目的。按照素质教育的要求，建设高素质的基础教育，正是贯彻“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”战略方针的具体体现。现代化是以科学技术与生产的结合的标志，而人是现代化的主体。今天课桌旁的“无知”小童，将是21世纪世界舞台的主人。如何使21世纪的主人更好地适应“地球变小了”的时代，如何适应知识经济等问题就放在教育者的面前。让他们学会自行获取知识，形成可持续发展的学习方法将是解决这个问题的方法之一。用电子计算机来辅助学生学习是帮助学生形成主动获取知识的众多学习途径之一。
在世纪之交的重要时刻，同志深刻指出，“当今世界，以信息技术为主要标志的科学进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经济生活将发生新的巨大变化。”在即将到来的21世纪，以高新技术为核心的知识经济将占主导地位，国家的综合国力和国际竞争能力越来越取决于教育发展、科学技术和知识创新的水平，教育将始终处于优先发展的战略地位，现代信息技术在教育中广泛应用并导致教育系统发生深刻的变化，终身教育将是教育发展与社会进步的共同要求。当前，许多国家政府都把振兴教育作为面向新世纪的基本国策，这些动向预示未来教育将发生深刻的变革，我们应当及早准备，迎接新的挑战。①
近十年，全球信息总量呈爆炸性增长，世界上每过一小时即产生二十项发明，每过一年就会新增790亿条信息，世界将进入新一个千年，这是一个真正的新时代，信息化、数字化、网络化的浪潮使全球实现资源、信息的互享共用，“地球村”的概念以不是理论的存在。随着电子计算机信息技术的不断发展，以及人们对计算机和网络知识的逐步了解，电子计算机将进入到千家万户，成为人们的日常用品。电子计算机的多方面应用带给人们一个信息量大，打破区域界限的新知识、新信息、开阔眼界的学习与交流的崭新天地。它的应用会使青少年能高效率地获取知识，运用知识，从而走向知识经济的新时代，应用电子计算机对青少年进行教学辅导、科普知识传播、思想道德文化教育是一种现代“学习”的趋势。
二、电子计算机是符合小学生学习的心理特点及认知规律
实现社会主义现代化，科技是关键，教育是基础。在即将到来的21世纪，国家的综合国力和国际竞争能力越来越取决于教育的发展，科学技术和知识创新水平。教育现代化是整个现代化建设的重要组成部分。教育应当超前发展。现在是信息时代，知识更新急速，人们根本没有可能掌握全部的科学知识，作为小学生主要的学习方法是观察。观察是学生认识客观世界，增长科学知识的重要途径。观察是一种有意识、有计划、持久的知觉活动，是搜集科学事实、获取感性经验的基本途径，是符合儿童的认识规律。小学生年龄小，基本上处于形象思维阶段，并开始向抽象思维发展。要使他们认识大量的自然事物和自然现象，应从具体形象的感觉开始，向抽象思维过渡。观察是思维的基础，能帮助学生顺利地掌握科学概念。通过观察容易使学生感知事物和现象，在这基础上进行抽象和概括，形成概念就比较顺利。观察是培养学生认识能力的良好途径，它提供许多机会，使学生见多识广，逐步养成善于精细、全面、深入、有次序地观察事物，提高观察能力，养成勤于观察的习惯，形成一种自行获取知识的学习方法。电子计算机作为一种现代化教学媒体，它与教科书、投影仪、电视机和录象机等一样，具有帮助教师提高教学效果、扩大教学范围和延伸教师功能的作用，电子计算机集合了模型、挂图、幻灯、录象等多种教具于一身，呈现知识的系统化、全局化，是一种可观察性极强的应用工具。充分利用电子计算机辅助教学，有利于提高学生的科学文化素质，有利于帮助学生形成善于观察的习惯，有利于辅助学生自行获取知识。通过电子计算机的树形结构更有利于学生了解知识之间的纵横关系。
三、电子计算机具有解“暗箱”的作用
在小学阶段解决部分（如宇宙、人体卫生等）知识的情境设计的实现和再现。电子计算机作为一种先进的技术手段为教学所应用，对教学过程的参与，将更能帮助学生广泛了解一些大至宇宙的运动，小至动、植物的细胞结构的知识；也能帮助学生了解人体内部器官的运动和结构。学生通过人机交换信息，共同解决难题，寻找正确的解题思路，学会的将是一个过程，一个有助于学生学习成长的过程。在自然教学中运用电子计算机辅助教学将有助于解决这些“暗箱”问题并能帮助学生自行获取知识。
如在《自然》（沿海版）第九册《人的消化》一课中利用电子计算机进行辅助教学，当学生一坐在电子计算机前，面对着一种新颖的媒体，学生的兴趣马上就集中在面前屏幕上的人体消化器官全图上,被屏幕上不停变化的画面所吸引，迅速进入学习的兴奋状态。电子计算机的一个优点就在于能一下子就把学生的注意力集中过来。这时学生处于无意注意的阶段。在这时，教师指出学习的目的是认识人体的消化器官，了解一些简单的卫生知识。学生有了明确的学习目的任务，求知欲望逐渐增强，通过按动键盘，屏幕上的画面变化，知识的不断显示，这样学生的注意就会结合着课文向有意注意发展，并保持学生的注意的持久和稳定，促使学生迅速感知，记忆牢固，思维灵敏，获得最佳学习效果，解决了“暗箱”课的一些处理困难的问题。学生通过观察、分析，加深了对知识的理解。通过操作电子计算机帮助学生自行获取知识，从而激发学生的学习兴趣，通过电子计算机的强烈外在因素的优势弥补学生个人心智方面的不足，提高学生的学习效果。电子计算机在学习中的应用不仅拓展学习时间和空间，而且提高了学生的学习成效，从而使学生的认知能力和操作能力更有效地同步发展。
四、电子计算机教学能兼顾对待个别差异
在教学过程中，不管讲课、提问，还是练习、复习，教师必须照顾全班学生的学习情况，同时又要照顾个别差异。一位教师要面对40多名学生，而且其中接受能力的不同、学习上有障碍，如何区别对待，如何达到素质教育中的面向全体。现在存在教师把学生分为“尖子”、“中下生”和中间一群三部分来进行教学。在教学中进行辅导，这样做好吗？学生只是分三类吗？能正确对待差异吗？答案是明确的，学生存在各种不同的差异，学习能力不尽相同，学生中没有一定的“尖子”和“中下生”，被认为是中间的一群学生的能力也不一样。电子计算机在教学的应用就会给我们一个提示，电子计算机在教学中成为每一位学生的电子老师，它会不厌其烦地为每一位学生服务，可以不断的显示出学过的知识，多次地显示学生不能了解的地方，帮助学生解决学习中存在的学习问题，从而提高学生的学习兴趣，提高学生的学习效果。电子计算机正好充任于一个忽略个性特征的“教师”，这位“教师”只会按照课件设计者的思路而进行工作，正好是转变只重视少数尖子生而轻视大多数学生，重知识灌输，轻能力培养的教学观的尝试。
五、电子计算机能提高学习效率
如小学《自然》（沿海版）的第十册《眼睛的科学》的一课中，利用电子计算机辅助教学，让学生用计算机了解眼球结构和瞳孔对光线强弱的变化。学生用鼠标点一下眼球内部，眼球内部相应的名称出现了，这使学生具有对在屏幕上所看到的事参与的能力。学生带着“如果我碰了这里会发生什么事”的问题——使他的好奇心持续高涨。通过这种相互作用，与潜在的知识体系相结合，使学生更投入学习，加深学生对知识的理解，提高了观察、想象、分析和判断能力。在两点之间的任何线，不论是直线，还是曲线，都是路。这种学习方式是让全体学生从兴趣进入，引发有意注意，进行学习，是一种“直线”；如果中途出现学习障碍，学生对知识的了解不清晰，出现了对眼睛的结构不了解等问题时，学生可以通过重复学习同一知识点的方式进行“曲线”学习，那么他们同样都能学会了应有的科学知识。在教学循环过程中可以看到，教学评价源于学生掌握传递知识的程度，一般通过考试、考查或运用知识的能力等多方面的因素判定，评价教师的教学效果。电子计算机辅助教学，主要就是利用电子计算机运算速度快，精度高，可存储的特点。因此采集学生接受知识程度的样本、施行所传递内容掌握程度的测试、综合成绩判定、包括学生对所学知识的运用能力的模拟等，电子计算机实现起来比人工获取要客观和实时。传统教育过程中优秀教师总是善于考查自己的教学效果，以便修改自己的教学方式，改进教学方法。电子计算机辅助教学无疑提高了教学效率。而正是由于效率的提高，才缩短了教学过程的时间，能实现更好的教学效果。
多媒体教学软件是根据教学目标而设计的计算机教学程序，它是能让学习者进行交互作用的一种媒体，所以它不同于一般的多媒体计算机软件。为了使每个知识点的教学达到的预定教学目标，教师除用传统的教学媒体外，还常常选择幻灯、投影、电视录象、录音等电教媒体进行课堂辅助教学。而在多媒体计算机辅助教学中，由于多媒体技术可以通过电子计算机把文字、图表、图象、活动影象和声音等多种媒体的信息进行综合处理和管理，将计算机、电视、广播、录音、录象技术融为一体。利用电子计算机根据教学内容与教学目标要求设计一些练习题，对学生进行考核，从而了解学生对内容的掌握程度，起到强化、矫正和定步的作用。利用电子计算机程序中的可选择性，进行学生的自我选择，那么学生就会因应自己的问题，在电子计算机中寻找解决问题的知识，不了解的可以多次观察屏幕上的演示。这样，一方面学生就能通过老师的辅导和电子计算机的提示和回顾学会一定的知识，另一方面，老师可以用更多的时间去辅导部分学生。因此，电子计算机一方面可以帮助教师解决处理差异学生时的繁重劳动，提高老师的工作效率。另一方面可以通过引起学生的兴趣，提高学生“学”的能力和学会学习的方法。
六、电子计算机是学生自行获取知识的辅助学习途径
古人说：“授人以鱼，只供一饭之需；教人以渔，则终身受用无穷。”因为世界上的科学知识是无穷无尽的，新的知识在迅速增长，有限的教学时间内我们教给学生的知识也是有限的。况且今日的小学生，未来的去向各不相同，所需要各异，准备多少现成的知识对于未来的需要而言，总是不足够的。只有在教知识的同时，指导学生学习探求知识的方法和应用知识到实践中去的能力，他们才能受益无穷，达到叶圣陶先生所说的：“教是为了达到不需要教”。因此，教师引导学生明确学习目的，促使学生产生学习的精神动力，激发学生的探索兴趣，推动学生的求知欲，使学习真正成为学生的自觉要求。在自然教学中，教师要提供自然界的事物，让学生认识，创造必要的情境供学生去探索，而不应把书本作为知识的唯一来源，在教学中满堂灌，把学生造成只会死背硬记应付考试的书呆子。通过利用电子计算机进行辅助教学给学生以丰富多彩的信息刺激，无疑会为学生的想象思维创造广阔的空间，促进学生全脑的开发。
学习不是一个人仅在教室里或老师监督下才做的事情，对一个要满足求知欲或解除疑惑的学生来说，现在要找到合适的信息，有时会是困难的。如果电子计算机连上信息高速公路，那么电子计算机将在任何时间、任何地点，给学生提供一切途径，使学生得到看上去似乎无穷无尽的知识。电子计算机会使学习变得充满乐趣，允许不同的学生沿着有一定区别的途径学习，有学习障碍的学生将得到特殊照顾。无论学生的能力如何，每一个人都能按自己的速度学习，使每一个学生自行获取一定的知识。电子计算机辅助学习的另一个益处是使许多学生改变了对测试的看法。对许多学生来说，如今的考试制度、考核评价方法相对落后，考试相当压抑，造成学生思想负担重，考试与不足感相联系：“我考了低分，”或“我没有准备好。”这样一段时间之后，许多没有考好的学生心里就会存在一定压力。在电子计算机的应用中，允许学生在任何时候，不冒任何风险的环境下自己测试自己。测试成为学习过程的一部分，出错不会招来责罚，而会诱发学生寻找并克服他的错误之处。应用电子计算机来学习有助于了解自然科学中一些由于时间和空间的限制的问题，使学生能亲自感知一些时间非常长，肉眼很难觉察的现象，因而容易吸引学生的注意，激发学生的学习兴趣，提高学习积极性，并提供丰富的感性材料，有利于学生理解和掌握难以感知的知识。充分体现了现代化教学手段的强大生命力，是提高教学质量的有效途径。广泛运用电子计算机不仅扩展了学习的时间和空间，而且使学习者从大量烦琐的基础性学习中解脱出来，学习方法上的操作性得到了有效的加强，从而使认知能力和操作能更有效地同步发展。电子计算机辅助学生自行获取知识将使学生从学生时代开始打好基础，形成合理的知识结构，增强他们的自觉性，激发他们的创造精神，让学生有更大的学习自由度、自由活动空间、信息空间、有更多机会与教师交流，从学什么走向怎样学。这样，学生现时和未来不仅可以继承一些必要的前人积累的知识，通过实践使自己成为信息和知识的主人，转向对知识的分析、判断、选择和创造性运用，达到改变教育的最终目标，不是为了一纸文凭，而是为了终身受到教育。
七、存在的一些问题
1、在教育上说，如果学生弄电脑不好，这不是学生问题，而是软件问题。学生只要一般地掌握就可以了，学会电脑不等于学习电脑。
2、电脑提高了信息的量与质，提高了信息传递、加工的速度不等于提高学习效能。把信息解放给学生，学生仍然是学习的主体，教师仍然是教学的关键。
3、电脑不可以代替教师。电脑只是在获取信息机会上人人平等，处理信息的速度相对还是年轻人占优势。老师对信息的优势很快就消失，知识再难以保守，对知识获取机会均等，老师不再是先学、先知。而学生存储信息的功能逐渐减退。信息时代信息如此之多，就不能和以前一样死记硬背，“填鸭子”逐渐消失，这使教师真正的功能更加突出。
4、教育软件制作必须有的放矢，集中力量，重点是培养学生的能力，老师是配合，软件也是配合。
5、电脑不等于人的聪明，使用它是人脑指挥的反映，应用它是人脑的互动。教学改革，不是改进教学手段。
主要参考文献
1尚凤祥著.教学的基本价值及其相互关系.教育科学出版社.1996
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当前，课堂教学设计的改革仍然是教学改革的关键。如何促进课堂教学结构各个要素之间的有机结合，促进小学生认知心理和智力的和谐统一的发展，这就要求我们不断地对课堂教学设计进行探索和研究。
进行课堂教学设计，是将课堂教学过程中的各个要素有机地结合起来，让其发挥最佳的教学效果。各个要素间相互联系形成系统的教学结构，不同的课堂设计会产生不同的效果。在小学自然教学活动中，运用“教师、媒体、学生”三维双向反馈构成的信息交换系统促进课堂教学的优化组合，这一系统反映了主导、信息、主体之间的相互关系。因此，课堂教学设计必须考虑教师的教学活动，学生的学习活动，教学媒体的选用等方面的问题以及它们之间的相互关系。现以《金属》一课的教学设计为例，谈谈小学自然课堂教学设计。
一、教师的教学活动设计
教师在教学过程中起主导作用，教师要避免单纯地靠一本教科书来灌输知识，必须把它转化为利用投影、实物、标本等多种教学媒体启发、引导学生掌握知识。通过教师的引导、主持、评价来激励和指导学生学习，完成教学任务。
1、指导观察，分组实验。教师首先要展示四幅反映实验内容的图片，指导学生仔细观察，然后让学生进行分组实验，寻找铜、铁、铝的四个共同特征，激起学生的求知欲。
2、启发引导，设计实验。教师要善于借助实验提出问题，启发学生根据已经掌握的第一组实验方法自行设计第二组实验，研究木棍、粉笔、瓦片与铜、铁、铝不属于同一类物体。这样，由浅入深地引导学生开动脑筋，积极主动地参与教学活动。
3、组织讨论，归纳总结。在学生已经完成两组实验的基础上，组织学生分组讨论，金属有哪些共同特征。这样，既活跃了课堂气氛，又调动了学生的学习主动性和积极性。在各实验小组讨论完毕之后，教师进行归纳概括，总结出金属的共同特征。
4、强化记忆，扩散思维。为了进一步掌握金属的共同特征，教师运用了投影与实物相结合的教学手段，让学生从多种物体中辨别金属，既做到了新授知识与生活实践相结合，同时，也扩散了学生的思维，使学生的知识水平和认识能力得到了提高。
教师的主导作用在教学活动中主要是通过指导学生分组实验、激发学习兴趣、启发设计实验、组织观察讨论、归纳概括总结、强化记忆、扩散思维等活动中完成。
二、学生的学习活动设计
学生是课堂教学活动的主体。在自然课的教学活动中，应该通过学生多动手、多动脑、多动口、亲自动手参与做实验的活动，使学生更加热爱大自然，喜欢到大自然中去观察、分析、探索、研究，学会进行科学试验的本领，使学生在课堂教学中成为真正的主体。
1、观察思考，分组实验。学生对教师展示的四幅反映实验内容的图片进行认真细致地观察，并大胆地进行实验。
2、自行设计实验过程。学生由第一组实验获取的知识联想与第二组实验之间的关系，然后各实验小组展开讨论，自行设计实验过程进行实验，汇报实验结果。
3、小组讨论，大胆发言，由于学生在获取两组实验结果的基础上，掌握了知识，有话可说，就会踊跃回答教师提出的各种问题，主动参与实验小组的讨论，发表自己的见解，从而形成一个课堂教学。
4、运用概念辩别金属。众所周知，教学目的就是要使学生熟练掌握知识，在自然课《金属》中，教学目的之一，就是要求学生学会识别金属，由于教学活动组织得充分，学生掌握了金属的特性、共性，根据金属的共性、特色，学生能够很快从多种常见的物体中辨别出金属，并说出辨别的方法，教学目的实现就成为一种可能 。
5、阅读教材，提出质疑。学生在教师的指导下，认真阅读教材，及时发现问题，提出质疑，并在教学活动中，不断寻找解决问题的途径，以掌握新授知识，完成教学任务。
学生的主体作用在教学活动中主要是通过阅读教材、提出质疑、分组实验、观察思考、设计实验、小组讨论、大胆发言、辨别金属等活动中完成。
三、教学媒体选用的设计
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2.教学方式缺乏研究性
当前高校虽然在教学方式上做出了很大改革，但照本宣科、灌输式的教学方式普遍存在；教学内容基本以书本内容为主，很少对教材外相关知识进行讨论；课时计划没有创新性，教学过程与教师本身的研究课题不相符，不利于教学的全面化，也缺乏研究性。
3.实践教学缺乏创新性
当前的《自然地理学》课程教学主要表现为重视理论知识、忽视实践教学，且两者之间联系不紧密。注重对《自然地理学》各部门学科原理和方法的普遍理解，忽视利用现代技术对自然地理综合性进行调查与分析，各学科内容条块分割，内容重复或疏漏，学生创新能力培养受到限制，实践教学效果不理想。
二、课程改革创新的策略
1.加强理论教学
（1）多样化辅助教学手段。加强信息技术与教学的融合，有助于推动教学现代化发展。《自然地理学》可适当采用网络教学方法，延伸课堂教学。教师可借助微信、QQ以及网络课堂等交流平台进行网上交流学习；教师建立一个讨论群，在群里提出问题，引用案例对该专业的最新研究成果进行分析；学生也可在群里讨论交流和学习。其次，学校方面可采取一定措施，创办一个开放性、透明化的网络交流平台，设立专门网站管理人员；由各学科的专业教师及学科带头人撰写专业方面的稿件并上传至平台；学校对网站进行管理，及时更新国内外最前沿的研究成果。学生也可以储存自身需要的知识稿件，在网站上自由进行交流学习；同时也要求每个学生提交学习交流心得，由各专业教师具体负责；国内外教师也可参与专业知识的解答和交流。
（2）多途径培养教师素质。提高教师素质是学校提高素质教育的关键所在，也为学生各方面能力的发展起着推动性作用。在此方面，学校可多与其它高校合作，举办教师之间的交流会、学术研讨会，以促进学术能力的发展、教学方式的交流；校内教师也可举行相关活动。加强与社会工作者之间的合作交流，以提高教师对社会形势和学科新动态的及时了解。与此同时，学校还可以与校外有实力的企业进行合作，为其提供优秀学生，吸引企业和知名商人对学校教学建设的支持，对教学积极、研究成果卓著的教师设立专项基金，以激发其研究和教学的积极性。最重要的是，教师自身应不断转变教育观念，更新教育思想，加强实践反思，构建终身学习体系，以身作则感染学生，激发学生的学习动力。
（3）多层次开展研究性教学。研究性教学是一种新型的教学方式，要求充分利用教材资源，将探索性问题、研究性学习课题与课本知识相结合，充分发挥其应有的作用。可结合具体实际在《自然地理学》课程教学中实施研究性教学。教师可将自己的研究项目与学生进行交流，以调动学生积极性，激发其对科研的热情、提升科研能力；多引用身边实例解释相关现象，激发学生研究性思维，让学生自主观察身边的事物和现象，并能对该现象做出合理的猜测和解释。同时，也可让学生自己制作与课程相关的多媒体课件，上台讲述对该现象的认识和对相关知识的拓展；给学生提供参与社会实践的平台等。
2.加强实践教学
（1）加重开放性实验教学。开放性实验教学应包含三个方面：时间和空间开放、实验内容开放和教学环境开放。整个教学中，除必修的实验外，学生在开放性实验室中自行选做实验，自行安排时间，学校提供基本器材，具体实验工具学生可向学校申请也可自行解决；同时，学校可将开放性实验课作为专业公选实验课，学期结束时检查学生的具体实施情况。选做实验教学内容应以综合性、设计性实验为主，充分反映《自然地理学》课程应用性、灵活性和前沿性的要求，加深各学科之间的联系。
（2）加快实习与科研结合。在当前教学中，不仅要培养学生扎实的理论知识，更要注重其实践能力、科研技能和创新思维的培养。传统的实习模式不利于学生实践能力和思维能力的培养。为调动学生的积极性、培养学生野外实践能力，《自然地理学》课程实习中应强调学生对实习内容和实践方法的主动探究学习，同时辅以教师的引导和答疑。可建立以科研项目为引导的野外实习模式，主要表现为两方面：首先，提前做好准备工作，对学生进行分组，教师向学生说明实习目的和任务，然后学生据此查阅相关资料，并且与带队教师相互讨论，结合实习地点的具体状况，让各小组共同确立感兴趣和可行的研究专题，在实习中开展相应的研究工作。其次，转变观念，即从以往的验证性观念转变为探索性和验证性相结合的思维观念，改变传统的实习模式，结合之前学生和教师共同拟定的专题和学生自身的基础知识，以科研的方法让学生去调查研究，学会辨别野外地形、地貌、水文、气候，教师对学生不懂的地方进行针对性的解答，让学生明确实习的重要性。
（3）加强实习与实践连贯性。实验和实习之间具有很强的联系性，正确合理地将实验和实习两者系统化，对学生理论知识的巩固、创新实践能力的培养具有很大帮助。当前大多数高校的实验和实习运行模式都呈相互独立状态，这不仅容易中断两者之间的具体联系，也会导致学生知识点的欠缺。以广西师范大学环境与资源学院为例，《自然地理学》课程中的实验课时不仅相互分开，而且实验与基地实习也相互独立。因此，为加强联系性，可将实验与实习均放在假期进行，将之前的课时实验集中在同一时间进行；将实验节省出来的课时安排在学期结束的前两周，让学生熟悉实验与实习的任务，查阅相关文献资料，并且自行进行分组；每个小组拟定相关计划并确立研究专题，将成果上交教师，再由教师根据学生上交的材料结合实际情况设定实验和实习的总路线。在整个实践过程中，充分尊重学生的主体性，同时对学生进行有针对性的答疑。最后可对学生进行抽查，目的是检验学生对知识的掌握程度，抽查方式由教师自行设定，同时要求每位学生上交实践报告。
（4）加速校企合作。加强学校之间、校企之间的合作，不仅可吸取更多的优势和前沿性的研究成果，也在一定程度上提升学校的师资力量，让学生拥有更大的学习空间，促进学生思维能力和实践能力的发展。根据《自然地理学》课程的特征，加强与国土资源、水资源利用、环境管理、旅游管理等企事业单位以及科研院所的合作，可为学生搭建更好的交流平台，让学生将所学理论知识应用到社会实践，提高学生分析问题、解决问题的能力，同时对学校实习基地的发展也有很大帮助。以广西师范大学环境与资源学院为例，其《自然地理学》共有四个野外实习基地，分别是灌阳的地质地貌实习、猫儿山植物土壤实习、桂林市气象局和水文局的气象水文实习，基地单一，并且每届学生基本都是重复性地对这些地方进行考察，实习内容没有得到更新，不能调动学生积极性，也不利于学生创新性思维的发展。所以，应拓展与校外的合作，开发更多野外实习基地，以更新实习内容和拓展学生知识面；旧实习基地可以作为开放性实习基地，让学生自行组织考察，并且规定对旧实习基地的考察与每位在校大学生能否正常毕业有密切关系。
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做好国家自然科学基金的前期管理是前提性的基础工作，只有这一步做好了，才能保证下一步管理工作的顺利实施。前期管理的内容主要包括认真研究《国家自然科学基金项目指南》，搜集信息；做好申报项目动员工作，让每一位有条件的研究人员都积极主动地申请资助项目；开展系统的申请书写作培训讲座，严格申请书的规范性审查；严格项目预审与评审制度，完善评审机制；注重依托优势学科，提高申请书的竞争力。做好国家自然科学基金课题的管理，帮助研究人员提高基金课题的中标率则是科研管理人员工作的重点。对于科技人员而言，获得这一国内最高水平的科研基金的资助，更是其科研能力和竞争实力的客观体现。
2中期管理
国家自然科学基金中期管理是整个管理过程的中间环节。这一环节主要是对获资助项目进行中期检查，要求负责人提交项目年度进展报告，包括项目进展情况、经费使用情况等。对每一个项目执行期的情况都应进行严格的审查，避免不良情况的出现。通过对国家自然科学基金项目实行中期管理情况的分析，以及在检查评估中发现的若干问题，研究认为中期检查评估能够起到较好的督促与纠错作用。对于可控因素，通过科学的过程控制可以及早识别隐患，通过合理配置资源克服技术难点并化解风险，对于一些不规范现象予以进一步规范。例如，对于研究内容需做较大调整，建议项目负责人提出正式申请报请自然科学基金委知晓并批准，特别是在技术遇到瓶颈或是实验可能失败的情况下，可组织相关专家进行论证，为其提出解决方案、参考或找出新的研究点。对于检查过程中因客观原因无法顺利按规定时间完成的项目，要及时提醒，尽早按规定时间向自然科学基金委提交延期申请。对于实验记录不规范的，要督促其做好规范的实验记录，并加强今后实验记录的抽查与管理。同时还要加强检查后的追踪与评价，分析检查后的管理实施效果。
3后期管理
国家自然科学基金后期管理往往是最容易被忽视的一环，在这一阶段，不但要对项目进行结题验收，而且要对验收项目进行绩效评估，跟踪管理，关注其成果转化情况，因为科学研究的最终目的就是要使研究成果得以应用，促进社会进步。在后期管理中，必须充分地引入竞争机制，实行动态管理，优胜劣汰，宏观上要管理住，微观上要搞活。也就是说，在进行后期管理时，必须同时注重发挥基金委、科研单位及项目主持人的积极性，共同协力进行多层次的管理。基金项目的后期管理涉及基金委、受资助单位和受资助者即项目主持人三个层次的管理工作，只有这三者默契配合，共同努力，才能保证基金项目的顺利进行，才能对项目进行有效的后期管理。国家自然科学基金管理本身是一个系统过程，前期、中期及后期管理三者之间相互影响、相互衔接，单纯地依靠做好某一阶段的管理工作是很难提高整体管理效益与水平的。只有将前期、中期和后期管理有机地结合起来，针对每一阶段不同的管理要点采用正确的管理思路与管理方法，才能提高国家自然科学基金管理效益，实现其使用效益最大化。
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第二条**市自然科学优秀论文的评选，坚持学术水平和应用价值并重，以及公开、公平、择优的原则。
第三条**市自然科学优秀论文奖以精神奖励为主，物质奖励为辅。
第二章组织
第四条**市自然科学优秀论文奖评审委员会是本奖评选工作的领导机构(下称市评审委)。市评审委主任由市政府联系科协的副市长担任，成员由市有关部门的主要负责人组成。
第五条市评审委下设若干个专家评审组，由相关学科、专业领域中学术造诣高、公道正派的专家组成。专家评审组的成员不作固定，每次从专家库中选定。每个专家评审组人数不少于5人，其中至少3人应具有高级职称。专家评审组设组长、副组长各一名。
第六条市评审委下设办公室(简称市评审办)，负责市自然科学优秀论文奖评审的日常工作。办公室设在市科协，办公室主任由市科协分管该项工作的领导担任。
第三章申报
第七条凡在**市的科技工作者和自然科学学会会员的论文均可申报。与市外人员合作的论文，我市作者必须是第一作者。外市作者受我市有关单位委托，承担我市有关项目的研究成果也可以申报，但需提供委托方的证明。
第八条申报评选的论文必须是在市级以上公开出版刊物上发表的论文，或在省级以上学术会议上交流并被选入学会正式刊印论文集的论文。
第九条申报评选的论文要求论点明确、论据充分、论证可靠、结论准确、文字简炼、逻辑严密。凡属综述文章、考察调研报告、工艺文件、翻译文章及出版的书籍等均不列入申报。
第十条申报评选的时间应为该次评选年限范围的第一年1月1日至次年的12月31日。
第十一条申报评选的论文必须由第一作者提出申请，填写《**市自然科学优秀论文申报评审表》(一律用中文书写)，申报论文文种为中文(外文版的须翻译成中文)。市级自然科学学会会员的论文由所在学会汇总后统一向市评审办申报；县区自然科学学会会员的论文经县区科协汇总后统一向市评审办申报；没有参加自然科学学会的科技工作者论文可以送同一专业的自然科学学会或市级主管部门汇总后向市评审办申报；高校、省市科研单位科技人员的论文经所在单位推荐后直接向市评审办申报。
第十二条数人合作的论文，申报作者最多不超过5人，署名次序应与时一致；以协作组、课题组名义申报的论文，必须署主要完成人名字，人数不超过5人。
第四章标准
第十三条**市自然科学优秀论文奖设一等奖、二等奖和三等奖，设奖数量比为1：2：3，原则上一等奖设10篇，二等奖设20篇，三等奖设30篇。实际评奖数量根据申报论文质量情况具体确定，可以少于上述奖项数，但不能超过。
第十四条评奖标准：
(一)凡在理论上、学术上处国内先进、省内领先地位，对经济社会的发展能产生重大影响或产生重大经济社会效益的论文；在科学实验手段或技术上有重大革新或有发明创造的论文；对本学科发展有重大突破或在推动学科发展上有较大贡献的论文为一等奖。
(二)凡在某一研究领域中有创新的观点，其学术水平属省内先进、市内领先地位；或对经济社会的发展有较大影响的论文为二等奖。
(三)凡具有一定的学术理论观点，其水平属市内先进、行业领先地位；或有一定的推广价值，对经济社会的发展能产生一定影响的论文为三等奖。
第十五条在坚持评选标准的前提下，要兼顾工、农、医、理、综合交叉等学科的论文分布。对同一作者、同一研究领域的多篇论文，一般只可获一项奖。第一作者为40周岁以下(含40周岁，指时的年龄)青年科技工作者的，同等条件下应优先入选。
第五章评选
第十六条评选工作按专家评审组初评和市评审委终评两级进行。
第十七条专家评审组对论文进行评审，并对每篇论文进行评分(评分标准和办法由市评审办另行制定)。
第十八条市评审办根据各专家评审组对论文的评分情况，从高分到低分排序后向市评审委提出评奖建议。
第十九条市评审办向市评审委推荐一、二、三等奖建议论文时，应附下列材料：
(一)参评论文目录清单；
(二)专家评审组人员名单；
(三)专家评审组评分汇总表及推荐为一、二、三等奖论文的名单。
一等奖论文原则上须附检索报告。
第二十条市评审委对市评审办提出的评奖建议进行审定。
第二十一条市自然科学优秀论文拟奖作品应当在市级主要媒体公示，公示期一般为10天。任何单位和个人对市自然科学优秀论文奖拟奖作品有异议的，可以在公示期内向市评审办提出，由市评审办组织进行调查，并提出处理建议，报市评审委作出处理决定。
评选结果报市人民政府批准，并发文公告。
第六章奖励及经费
第二十二条评选工作经费和奖励经费由市政府拨款。一、二、三等奖的奖金额度由市评审委确定。
第二十三条市评审办向获奖者所在单位书面通报获奖结果，存入个人档案，作为论文作者考核、晋升、评定专业技术职称等的依据。
第七章纪律
第二十四条获奖者如有弄虚作假、剽窃他人成果的，一经查实，市评审办报请市评审委撤销获奖者有关奖励，收回证书和奖金，并通知其所在单位给予批评教育或行政处分。
第二十五条获奖者因著作权等引发的纠纷，按《中华人民共和国著作权法》等有关法律、法规的规定解决。
第二十六条参加评审工作的人员必须严格遵守评审纪律，认真执行评审标准，团结协作，秉公尽职，按时完成评审工作。
第二十七条评审人员如有等违反评审纪律的行为，一经发现立即给予其取消评审资格等处理。
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摘要：哲学是系统化理论化的世界观，是自然知识、社会知识和思维知识的概括和总结，是世界观和方法论的统一。电学是物理学的重要分支，物理学是自然知识的重要分支，它不仅对物质文明的进步，及人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可缺少的影响。在物理学知识的内容及其发展过程中，我们可以从中发现许多哲学的规律。本文以电学知识为例，分析其中出现的哲学规律，这些哲学规律的自然应用不仅对我们电学科研选题起到一定的引导作用，而且也会开阔我们在其它领域中的思维视野。
关键词：辩证思维；对立性；统一性；对称性
对每一个从事理论研究的科研工作者，是否有一番成就，主要体现在他的质量和数量上。要，首先，要进行选题，选题就是选择研究方向。在科学研究中，选题的提出和确定，具有十分重要的意义。可以这样说，一个好的选题的确定，等于你成功了一半。所选之题，有时是一条能走得通的路，这是幸运的。然而，有时会是一条走不通的路。例如：选题太难，也就是说，目前的人类知识还不足以使此问题得以解决，或者是本人的知识水平还不能与所选问题相匹配，那么，最终的结果将一事无成，徒劳一空，且冤枉花费了大量的时间和精力；选题太容易，也就是说，选择人人都会解决的问题，那么，就不可能出现学术上的创新，也就没有学术成果。因此，在科学研究领域中，一般来说，选题难度最好适中，也就是说，最好选别人还没有发现的新课题，而且还应是你在学术上能胜任的课题。那么，如何发现自己能胜任且别人都还没有涉足的新课题？如何预测新课题能否走得通？这就需要哲学，哲学是智慧之学，哲学能给人辩证思维的能力，辩证思维就是科学的方法,是对探索未知、获取知识的途径和程序的哲学思考，它能从现实中去审视和预测未来。另外，切身亲自从实践中去感知领悟，也是解决上述两个如何的方法之一。
记得钱学森先生在《科学家论方法》的序言中，说了大意如下的话：学习科学研究方法的途径，一是有成本成章的能够讲清楚的书，但问题在于你会不会将书本上的知识，变成活生生的方法和工具；二是从实践中逐渐领悟，如何抓问题的关键，如何认识死胡同，如何从失败中总结教训迅速走上大道，如何锐敏地发现有希望的苗头等等。另外，弄清这几个“如何”不容易，因为这方面的学问还没有形成一门科学，只能意会，不可言传。由此可见，指导我们进行科学选题的二个主要依据是哲学和实践，并且两种方法的运用都不是容易的。下面主要以电学内容为例，谈谈在论文选题中哲学的应用。
一、事物对立性理论的应用
事物对立性的理论，是指在某一体系中，若存在一个正向事物，就必有与之对应的反向事物存在，且两者在一定条件下可相互转化，实现转化的条件可以不同。二者彼此对立且可相互转化的，共存一体构成某一事物，使该事物成为对立统一的整体。例如：《电路》理论，有一种让高频信号通过，低频信号截止的电路，称高通滤波器；还有一种让低频信号通过，高频信号截止的电路，称低通滤波器。高通滤波器和低通滤波器是互为对立面，且二者在一定条件下可以相互转化。对同一RC电路，当输出信号取自电容，成为低通滤波器；当输出信号取自电阻，成为高通滤波器，因此，二者并存于一个整体中，该整体称为滤波器。也就是说，从功能上讲，滤波器是由高通滤波器、带通滤波器、低通滤波器三者构成。又如：《信号与系统》理论，主要内容由两大对立部份构成，一类是连续时间系统的分析，研究对象是连续信号；另一类是离散时间系统的分析，研究对象是离散信号。连续信号和离散信号是互为对立面，且二者在一定条件下可以相互转化，所以，两大对立部份构成了一个整体，即信号与系统理论。这里，离散信号由数字信号和模拟信号组成，数字信号和模拟信号互为对立面，且它们也可以相互转化，所以，数字信号分析和模拟信号分析构成了《电子学》的主要内容。又如：《电磁学》理论，它是关于电场和磁场的科学，电场用电力线表示，电力线是发散的；磁场用磁力线表示，磁力线是闭合的，电场与磁场是互为对立面，由于二者在一定条件下可以相互转化，磁场变化时会产生电场，电场变化时会产生磁场，使电磁学从原来互相独立的两门科学――电学、磁学――发展成为物理学中一个完整的分支学科、一个对立统一的整体，即电磁学。又如：物理学中的光电效应与电光效应。又如：在哲学中，辩证思维方法是由归纳和演绎、分析和综合、抽象和具体等对立统一部分所构成。因此，据此规律，在选题中，我们不仅要了解某人的研究内容、研究方法、研究结果，还要了解与其对立的研究内容、研究方法、研究结果是否另有他人正在研究，如果没有，那么，你就此对立面作为研究对象，再根据对立面之间的共性和个性，及对立的事物可以相互转化的性质，深入研究下去，一定是能走得通的一条路。然而，在错综复杂的事物中，善于发现事物的对立面，不是一件容易的事情。
二、事物统一性理论的应用
事物统一性理论，是指某个小理论是某个大理论的特例。事物统一性理论不可怀疑地存在着。例如，《电磁场》理论的发展就体现了事物统一性理论。电磁场理论是从静电场、静磁场的规律（特殊性）发展到时变电磁场的规律（一般性）。静电场、静磁场的规律是时变电磁场的规律的特例，时变电磁场的规律是静电场、静磁场的规律的概括。静电场的规律是高斯定律，静磁场的规律是安培环路定律。后来，法拉第实验发现变化的磁场能产生电场，这一现象称电磁感应现象，其规律称电磁感应定律，这样电场和磁场联系起来了。但是，如何将静电场、静磁场的规律用总的规律统一起来呢？英国科学家麦克斯韦做出了杰出的贡献。为了解释时变电流能够通过电介质的原因，麦克斯韦根据事物对称性将安培环路定律（方程）修改后，他又将另外的3个方程――高斯定律、法拉第电磁感应定律、磁通连续性原理――与此方程放在一起，构成了电磁学上著名的伟大的方程组――麦克斯韦方程组。由此方程组，导出了时变电场和时变磁场――这两种宏观和显微镜均看不见但通过线圈可测量出的物质――是以波动的形式向前传播的结论。这一结论多年后被德国科学家赫兹通过实验证实；还导出了电磁波与光有同样的反射、透射等性质，从而，为今天无线通信技术、光通信技术奠定了坚实的理论基础。此外，更重要的是，反映时变电磁场的规律的麦克斯韦方程组将静电场、静磁场的规律统一起来。也就是说，时变电磁场的规律包括了静电场、静磁场的规律。静电场、静磁场的规律是时变电磁场的规律的特例。因此，从电磁场理论的发展过程，我们知道，在选题时，若发现有两个对立的事物还没有统一起来，我们可以尝试着去找它们之间在什么条件或方法下能实现彼此的转化，我们要找的就是这个条件或方法，而且这个条件或方法可以不同，如果对立面的转化已经有人完成，我们可以尝试着另外一种转化的方法，我们还可以尝试着找一个将两个对立面各自的规律全部包括起来的总规律，形成一个整体，从而构成学科的一个分支，这是一条走得通的路。统一理论不可怀疑地存在着，尽管它的建立是艰难的，特别是高层统一理论的建立更是不容易。爱因斯坦在晚年时，一直从事建立一个物理的统一性理论，可是由于科学的发展还没有达到这样一个层次，所以直到今天，仍然没有取得成功。可见，通向一种坚实的研究共识的路程是极其艰难的。所以，对一般的科研工作者，在选题时，只能着手于被分得较细的具体学科中，去运用事物的统一性理论。
三、事物对称性理论的应用
从自然界中看，几乎所有的自然物体都存在着对称或接近对称。雪花不仅外观美丽，而且结构也绝对的对称。在显微镜照片中，美丽的雪花呈六角形对称，每一个角又分出另外两个对称的图案。原子的电子图也惊人美丽地对称。人体结构本身也是对称的。我们感叹大自然究竟是用了什么样的魔法，几乎让所有的事物都洋溢着对称美。从哲学看，物理学研究的重大突破导致生产技术的飞跃已经是历史事实。反过来，发展技术和生产力的要求，也有力地推动物理学研究。从自然科学看，电磁场理论中伟大的麦克斯韦方程组也是惊人美丽的对称。麦克斯韦在前辈科学家得出的众多电磁场方程中想到，既然变化的磁场能产生电场，那么，变化的电场应当也能产生磁场，这不就是事物对称性的体现吗？因为 “变化的磁场产生电场”与“变化的电场产生磁场”互相对称。他利用这一对称性原理将安培环路定律（方程）修改后，再从众多的电磁场方程中取出3个方程，和此方程放在一起，构成了电磁学上著名的麦克斯韦方程组。从这4个方程构成的方程组中，我们可以发现这4个方程惊人地对称，正是这4个对称的方程导出了电磁场能传播的理论，光是电磁波的理论，为今天的无线通讯、光通信奠定了科学的理论基础。又如：《电路原理》理论中的节点法，是根据电路图列一组方程，方程组的待求量是节点电压。那么，根据事物的对称性，一定存在着与节点法相对称的另一种方法，即回路法，它也是列一组方程，但方程组的待求量是回路电流。节点电压法和回路电流法构成了电路分析的主要方法。在电路理论中，称节点―回路互为对偶，电压―电流互为对偶，由此还导出了对偶原理。因此，我们在进行选题或科学研究时，面对你正思考着的事物，要联想到它很可能存在着与它对称的另外一半，并且，它们两个构成一个整体，成为另外某个整体的一部分。因此，我们查阅大量资料后，如果发现某人研究出某一种方法，根据事物的对称性，我们应考虑是否存在着与之对偶的另一种方法。并试着在这条道路上走下去，这条路是可能走得通的。
四、事物存在有条件理论的应用
所有事物都是在一定条件下存在的，当外在条件改变时，事物会发生变化。例如：牛顿力学定律存在的条件是常规物体和宏观宇宙。在微观宇宙，牛顿力学定律就不正确。那么，在微观宇宙，遵循什么定律呢？量子力学定律。另外，牛顿力学定律是量子力学定律的特例。也就是说，量子力学定律包括了牛顿力学定律，这实际上又是事物统一性理论的体现。又如：电学中的电动系功率表是对正弦信号设计的。当电路中有大量的整流元件出现时，电网中的正弦信号发生畸变。那么，电动系功率表在这新的条件下，会如何变化呢？为此，有人推导了畸变的非正弦周期信号条件下，电动系功率表的读数。巧合地得出：无论是在正弦电路中，还是在非正弦电路中，电动系功率表准确反映负载有功功率的条件是相同的。因此，我们在选题时，要注意别人的研究内容是在什么条件下建立的，如果你将此条件改变，也就是多考虑或少考虑几个因素，看看又会有什么结果出现，如果结果具有简单、巧合、对称的美，那么，一般来说，你就是正确的。九大行星与太阳的距离存在一定的规律性，可以用这样的一个数学公式来表达：r=0.4+0.3×2n，r为行星到太阳的距离，当n按自然序数0、1、2、3、4、5、6、7顺序取值时，算出的r正好对应的是水星、金星、地球、火星、小行星、木星、天王星、冥王星的距离。这么精密的一种过程是一个待解的谜，科学家已察觉到这个宇宙似乎被极端精确地支配着。
综上所述，在科研选题中，我们要带着哲学的观点，去查阅资料，确定选题。在这一过程中，要会发现别人研究内容的对立面，并了解是否有人在研究。如果没有人在研究，正好是我们的选题；如果有，我们再查阅是否有人在研究这两个对立面是怎样实现向彼此的转化？如果没有，正好是我们的课题；如果有，我们再查阅是否有人将这两个对立面各自的规律用一个总的规律概括起来了。以上是对电学专业论文选题的一些哲学思考。当然，还有许多的哲学规律同样出现在本门学科中，有待于我们在实践中进一步感知领悟，并指导实践。
参考文献
[1]M W 瓦托夫斯基.科学思想的概念基础――科学哲学导论[M].科学出版社,1982.
