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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇科学学与科学技术研究，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
我国自解放以来一直用“科技”一词来涵盖科学与技术两个方面，包括在国务院下属部门中专管科学与技术的“科技部”以及许多单位中的“科技处”等等。毫无疑问，自然科学与技术有非常密切的关系；但是，也必须指出科学与技术虽然关系密切却又区别明显，在许多问题上还真不能混为一谈。几乎在所有情况下使用“科技”一词把科学和技术合二为一，也许是我国的创造。邹承鲁在1999年应《Science》编辑部邀请而写的“ScienceinChina”一文中，谈到了我国当前有把科学与技术混为一谈的倾向，而“科技”一词就是混同科学与技术所创造的专用术语。李醒民同志在“科学无”一文中（见《科学时报》2002年7月19日B3版）提到，这个词是有“中国特色”的。我们同意李醒民同志的意见，在我们多年国际科学活动中，也许除前苏联外，还很少见过别的国家有类似的提法。
科学与技术密切相关
科学仅指自然科学。科学和技术同样以自然界为对象，但严格的说，自然科学研究的目的是为了认识自然，包括认识自然界发生的各种现象，剖析自然界存在的所有物质，揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观，还要认识其内部各个层次上的精细结构，运动特点及运动规律。而技术侧重将我们对自然界的认识去利用自然，向自然索取，改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准的生活的需要。李醒民同志指出：技术的发明和使用比科学的历史久远得多，某些技术即使在今天也完全可以脱离科学自主发展。但是时至今日，技术上的进步，总体来说基于科学的发展，科学上的每一个重大突破，不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术的出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段；新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。
在20世纪最伟大的科学发现中，原子核结构和DNA结构的阐明无疑都是名列前茅的。19世纪末放射性元素的发现，表明元素是可变的。20世纪初，用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破，影响了整个物理科学的发展。生命科学领域也同样如此。生物学不仅研究自然界里所有的生物体，还要研究生命活动的各种表现形式，构成生物体的所有物质，以及这些物质在生命活动中所起的作用，揭示出生命活动的本质和规律。构成生物体的物质，最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担，而生物体的遗传则以核酸为基础，或者说遗传信息的世代相传是依靠DNA分子的自我复制。1953年DNA分子双股螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。由于构成DNA分子的四种核苷酸之间有严格的两两配对关系，根据双股螺旋DNA分子的一个单股为模板合成另一个单股必然形成另一个和原来的DNA分子完全相同的双股DNA分子，生物体的遗传就是这样实现的。这一发现改变了整个生物学的面貌，使生物学进入了崭新的分子生物学时代。
无论是原子核结构还是DNA分子的双股螺旋结构的阐明，都是科学家研究自然所得到的重大认识，属于科学研究的范畴。而且在一段历史时间内，并没有与技术有直接的关系。但是这两件在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现，很快激发技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识，才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务，发展成为今天的核能工业。而根据对DNA作为遗传物质基础的认识，在农牧业上培育和改良物种，在医学上有效地预防和治疗大量疑难疾病，在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展，已经对人类生活产生了巨大的影响。实际上我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果，几乎无一例外，全部都来源于科学发展史上的重大突破。
如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面，上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术，就不能进行许多重要核物理研究的实验。没有X－射线衍射技术，就无法测得DNA的双股螺旋结构。这两项属于20世纪最伟大的科学突破，就无法实现。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到，以实验技术上的成果而得奖的，特别是在物理奖和化学奖方面，占有相当大的比例。包括2002年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。科学与技术的本质差异
虽然科学和技术如此密切相关，但二者毕竟有所不同，而且有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律，但是却有它的不可预见性。具体的发展途径，哪一项突破在什么时间在哪个实验室出现，一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破，以百年来的诺贝尔奖获得者为例，相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的，有的甚至是工作中偶然的发现，是原先完全没有预料的事情。而按照预定的计划，组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先组织，精心安排、刻意培养而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据，利用得到的认识来改造自然为人类服务。由于它有了科学的根据，就可以树立目标，因此总体来说是可预见的，也是可以根据人们的需要和现实的可能，包括人力、资金和技术条件进行规划的。
建国初期所进行的“科学规划”（实际上是否应该说是“技术规划”）得到了巨大的成功。原子弹爆炸了，火箭上天了，半导体工业建立起来了。但是这些技术成就，毕竟都是国际上已经实现了的，因此也是可以规划的，可以指日实现的。然而当时在科学方面的学科规划呢，由于不像技术方面那样有硬指标可供检查，就有些说不清楚了。当然我国的科学在解放以后取得了巨大的进展，但是国际上的科学家也不是在原地踏步，与建国初期相比，我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了，还是扩大了，这可能是一个见仁见智的问题了。
这一事实至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20世纪50年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实，有许多重要发展是当时没有预见到的，例如这几十年来出现了许多新兴的分支学科。如果我们不注意这些新发展而完全按照当时的学科规划进行工作，我们就会蒙受很大的损失，就不会有今天的局面。1978年DNA双螺旋结构建立25周年之际，英国《自然》杂志记者采访克里克教授，要他预测到20世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的，过去的预言家大多是以失败而告终。他只是说，“我们现在见到的生物学问题，到20世纪末都可以解决，但是那时又会有新的问题出现。”现在看来他的预言也没有完全实现，例如癌症问题，当时在美国还是属于有一定程度组织安排并限期解决的问题，到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。
技术上的发展在一定程度上是可以预见的，也完全是可以规划的。特别是国际上已经实现的技术，我们做一个具体的规划，安排一定的力量，经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在20世纪50年代所制定的科学规划中有关技术部分，都属于这种情况。80年代在四位院士倡议下制定的发展高技术规划，也属于同样性质，在总体上也同样顺利实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术，特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术，就很难预见何时可以实现了，例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作，迄今也无法断言何时可以实现。
在这个意义上说，科学发展难以预见，因此也难以规划。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样，勾划出各个学科中的主攻方向而已。但是如前所说，科学发展有一定的不可预见性，我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向，若干年后整个科学发生变化，重要方向也会随之变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做，就必然失去机会。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。试想20世纪90年代初，人类基因组全序列的测定还没有提上日程时，我们如果在当时制定规划，在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学，能够预见到生物信息学吗？
以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究由于探索性强，结果一般难以事先预见，原创性强的技术研究也是如此。因此除可以明确总体研究方向外，常常难以事先设定具体的研究目标，难以事先规定进度，或强求完成的日期。毋庸置疑，自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果。从物理学上牛顿力学的建立，电的发现和电学基本定律的建立；化学上门捷列夫周期律的建立；生物学上细胞的发现，孟得尔遗传定律的建立等，都是自由探索的结果，这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在20世纪内所有诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20世纪一百项重大事件中名列前茅的，像青霉素、半导体和DNA双螺旋结构的发现，曾分别获1945年、1956年和1962年诺贝尔奖，这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果，如超导现象和新高温超导体的发现，胆固醇代谢调节，癌基因的发现等，仍然是少数科学家自由探索的结果，这些发现必将对21世纪人类文明产生巨大影响。
科学与技术的不可预见性
我们不是完全否定规划的重要性，而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征，规划可以一方面指出方向，而在另一方面也必须同时鼓励自由探索，不要在科学上设立，并且在规划中留有充分的余地，以便在形势发展时可以随时修订。
当前在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点，体现在对设定项目的高强度支持，这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到，设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年，有的项目年数已在万篇以上，超过我国全年发表全部SCI论文总数，要在这些国际上已经充分开放的领域中有所突破的可能性就微乎其微了。当然这决不是说我们不应该进入热点领域，热点领域的研究往往对科学发展有重要作用，进入热点领域，在热点领域内进行工作以积蓄力量，对发展我国科学还是有重要作用的，我只是想强调在热点领域内取得突破的艰巨性可能更大一些。我还想强调的是我们必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性，因此既要重视热点领域，又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索，对自由探索中已经取得有意义进展的项目，不仅不能予以限制，还要给以鼓励和支持。二者的关键都在于有自己创新的学术思想，这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想，不仅进行自由探索寸步难行，进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作，最多也不过为前人成果锦上添花而已。
科学和原创性技术的发展需要长期积累。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后，会出现一件重大突破性贡献而给有关领域带来一个飞速发展的时期，引起大量在有关领域工作者的密切关注，并涌入这一领域工作，造成一哄而起的局面，形成科学中的热点，这在国际上也是常有的事。当然我们应该看到，一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此，对于一个国家的科学发展而言，从全面布局考虑，安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到，在一件突破性贡献发表之后，一些较为重要的后继性工作，往往已经在同一研究集体，或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行，并且在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者，即使急起紧跟，也已经落后了一个位相，在多数情况下，只能拾取一些残羹剩饭而已。
在另一方面，我们也必须看到，突破性进展常常不是一个偶然事件，而是经过长期艰苦努力，大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的，就是沃森和克里克关于DNA双螺旋结构的重大突破，看似突然，实际上如果没有剑桥关于X－射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于DNA衍射数据的收集，这一突破也不可能从天而降。
数学教育要求数学教学以创新教育为核心，培养学生的创新意识和创新能力。数学教育不可能也不需要把每一个学生都培养成数学家，其主要意义更在于培养人的良好的思维习惯，形成良好的思维策略，增强人的反应能力。
基于研究性学习理念的数学课堂教学是创新教育的具体操作模式，是指强调以具体数学问题出发组织学习和教学，教学过程是以一系列数学问题或数学专题而展开的数学活动过程，启发学生动手动脑，参与知识形成发展的全过程，并在数学活动过程中发现、产生新的问题，进一步思索、猜想、反思、寻求方法……。学生在思考、探索问题的过程中，建构灵活的知识基础，发展有效的解决问题的能力，其根本目的在于通过学生在自主的数学活动过程中学习数学，丰富个人体验，培养其创新精神和实践能力。
一、研究性学习理念的理论基础
研究性学习是指学生在教师的指导下，用类似科学研究的方式主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。从学习目的来看，研究性学习指向于培养个体健全发展的人，它首先把学生视为“完整的人”，把“探究性”、“创造性”、“发现”等视为人的本性，视为完整个体的有机构成部分。
研究性学习不仅仅是学生学习方式与教师教学方式的改变，而且体现的是教育观念与教育思想的改变，是一种全新的教育理念。其主要理论基础有：
1．现代人本主义教育思想。现代人本主义教育思想强调人的潜能的发展和自我实现，坚持学生是学习的主体，尊重学生个体差异，教师是学习的促进者，推崇内部评价法（即自我评价）。
2．建构主义思想。建构主义认为学习并非是一个被动的接受过程，而是一个学习者在外部环境下主动建构意义的过程，学习者是学习的主体，环境是促进因素，学习是从简单到复杂的意义建构，思考与反思是其中重要的过程。
3．波利亚提倡的“主动学习”原则。波利亚认为学习任何东西最好途径是自己去发现，为了有效地学习，学生应当在给定的条件下，尽量多地自己去发现要学习的材料。
4．费赖登塔尔的“再创造教学”理论。荷兰著名数学家费赖登塔尔认为：数学知识既不是教出来的，也不是学出来的，而是研究出来的，因而学校的教学必须让学生通过自身的实践活动来主动获取知识，让学生在学习中掌握进行再创造的方法。
相对于简约化的课堂知识学习，基于研究性学习理念的课堂教学强调学习中深刻的、充实的、探究的经历和体验，通过延长或深化学习过程，体验丰富而完整的学习历程，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生积极情感，激起探索创新的欲望。
二、基于研究性学习理念的数学课堂教学
1．让学生体验民主和谐的数学学习情境
诗人泰戈尔曾说过：不是棒槌的敲击，而是水的载歌载舞，才造就了亮丽的鹅卵石。
宽松、和谐、民主的课堂学习气氛是基于研究性学习理念的课堂教学的基础，是学生树立信心、主动参与学习过程的前提。课堂教学应当充溢师生情感交流，产生情感共鸣、思维共振，情感是课堂教学的剂、催化剂。赞可夫曾说：“我们要努力使学习充满无拘无束的气氛，使学生和教师在课堂上能够自由地呼吸，如果不能造成这样的教学气氛，那么任何一种教学方法都不能发挥作用。”
在整个数学教学过程中，教师应精心设计好教学过程中的每一个环节，运用一切有效的方法和手段营造一种知识和能力结合、数学和艺术交融、教师与学生共鸣的优美情境。
（1）相互尊重。师生彼此尊重的关键在于教师尽可能尊重每一个学生，尊重学生在教学中的主体地位，把自己当成一位愿意帮助学生探索可能答案的人，而不是“知识权威”的拥有者。师生的关系是“我与你”关系，即“主体与主体”的关系，师生之间相互平等而不是“我与它”即“主体与客体”的关系。只有教师尊重每个学生的自尊心和个性特点，互相信任，真诚交往，共同探索真理，交流人生体验，才能赢得学生的信任，建立和谐民主的师生关系，实现双方主体性的建构和发展。
（2）以情激情。教师要以情动人，用自己的积极情感去感染学生，如赞许地点头、会心地微笑、亲切地注视、赞美的目光、肯定的语气等，让学生深切体验到教师对他的鼓励与肯定，营造富于人情味的学习情境。
（3）全员参与。基于研究性教学理念的数学课堂教学的价值取向强调每个学生都有充分学习的潜能，为他们进行不同层次的探索性学习提供了可能性，也为个别化的评价方式创造了条件，特别要注意中下生的思维闪光点，并让其闪光，以“个别智慧”去影响“集体智慧”，让每个学生都能体验到我是集体活动的重要一员，“缺了我，你们还不一定行”，激起学生学习的潜能。让每个学生体验到课堂思维劳动本身的乐趣，享受参与思维的幸福感，产生愉悦的情绪体验。
2．让学生体验问题解决的数学思维情境
问题是教学的心脏，思维是教学的主线，课堂教学的首要，任务并不在于直接传授现成的知识，而在于引导学生发现各种各样的问题。如果没有问题，一切知识都成了令人生厌的无病，学生就不可能有求知的欲望和要求，教学也不可能取得任何真正的实效。从心理学角度看，由问题展开的教学过程易唤醒学生的求知欲，激起学生的学习兴趣，而问题的逐步解决又让学生不断体验到成功，进一步增强学生的自信心。
基于研究性学习理念的数学课堂教学强调通过教师提出问题（逐步过渡到学生提出问题）创设一种“问题情境”，通过师生（教师引导，学生探索）分析探索问题（暴露思维过程），引导学生通过自己的实践、观察、类比、分析（动手、动口、动脑）掌握知识，达到灵活运用所学知识。
（1）提出问题。无论是数学概念、定理、公式、法则，还是习题，往往是断章取义的结果，教材往往隐去了具体的问题情境，隐去了从实验观察、分析、归纳、类比、猜想的数学实践或数学家辛勤研究的思想。这就要求教师在教学中努力创设问题情境，引导学生体验参与数学知识形成的过程。
另外，创设问题情境时应充分利用多媒体技术，改变单调的“黑板加粉笔”的教学手段，增添课堂的现代科学信息，使学生体验现代科学成果对教育的作用，并深切体会科学的无穷魅力，引发学生对科学的深厚兴趣。
一般来说，教师提出的问题应符合维果茨基的“最近发展区”原理，也即问题解决的办法不是显而易见的，是没有现成的办法可供使用，但又与已学内容有一定联系，探究的过程有明确的价值取向，即涵盖中学数学教学内容的价值、思维的价值或是人文的价值。
（2）探究问题。苏霍姆林斯基曾说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童世界中，这种需要特强烈。”让学生体验探索问题的思维过程，不仅对学生掌握数学知识起着激发兴趣、深化理解的作用，而且也培养了学生科学研究的素质与创新能力。
在我们的教学过程中，一般向学生展示的都是解决问题的正确的思维过程。然而，“数学的发展并非是无可怀疑的真理在教学上的单纯积累，而是一个充满了猜想与反驳的复杂过程”（郑毓信《数学方法论》）。因此，教学中不能一味地向学生展示通畅的思维过程，必须适当体现一些错误思维的暴露过程和纠正过程，让学生体验遇到问题如何由失败走向成功的思维情景。
在创设“问题情境”阶段，学生作为认知主体感受到问题存在，但面对令学生感到困惑的情境，问题的关键是什么?如何解决?这些在学生的头脑中还是一些模糊的印象。提出问题是思维活动的出发点，紧接着还须对这些问题进行全面分析，使问题具体化，即进一步明确所要解决的问题的关键或实质所在。
探究问题是使问题解决的迫切需要与原有经验、方法、原理之间产生矛盾的过程；探究过程中当然有很多挫折和失败。这种认知上的平衡――不平衡――平衡，正是课堂教学所追求的目标之一。
通过对问题的探讨，让学生体验了不同的思维层次对问题解决的需要，从而领略了解决数学问题的“会当临绝顶，一览众山小”的意境，无形中发展了高层次数学思维能力。
问题探究过程中不能忽视学生中可能产生的“怪异想法”即使是数学学习中下生也要保护他们探究的积极性，遇到障碍适时鼓励、指点，但不能包办。“学之道在于悟，教之道在于度。”关注学生怎么想远重于关注学生怎么做。
（3）反思问题。问题解决后绝不能就此罢休。正如数学家波利亚指出的那样：“没有一道题可解得十全十美，总剩下一些工作要做，经过充分探讨、总结，总会有点滴发现：经过充分的研究和观察，我们可能改善任何解答；而在任何情形下，我们总能增进我们对解答的了解。”
数学问题的回味与反思是师生间积极的双边活动，是师生间思维的再度交汇和沟通，是使学生的认识由低向高级发展的又一途径。通过回味与反思，使学生体验用不同角度、不同知识和不同方法解决问题，把握数学问题的本质，提示解题规律，体验成功，使学生常常拥有一种突破感和成功感。学生通过对问题解决的反思的体验，可以认识到自己思维过程与老师和其他同学的思维过程的差距，认识到自己所走的弯路，从而使自己的思维得以优化。同时可以加深对研究所涉及的知识及知识本质属性的理解程度，加深对数学思想方法的理解。
教学的艺术并非仅仅是让学生带着问题走进课堂，没有问题走出课堂，而是使学生带着更多的新问题走出课堂。
3．让学生体验内蕴丰富的数学美学意境
数学家克莱因认为：“数学是人类最高超的智力成就，也是人类心灵最独特的创作，音乐能激发或抚慰情怀，绘画使人赏心悦目，诗歌能动人心弦，哲学使人获得智慧，科学可改善物质生活，但数学能给予以上一切。”
数学美是客观存在的，哪里有数，哪里就有美，古往今来，正是对数学美的热切信念，给数学的发现和发展带来了积极的影响。数学美的表现形式是多种多样的，从数学内容看，有概念之美、公式之美、体系之美；从数学的方法及思维看，有简约之美、类比之美、抽象之美、无限之美；从狭义美学意义上看，有对称之美、和谐之美、奇异之美等。
通过探究教材中数学美的因素，让学生体验数学美学的意境，从而在数学问题解决中自觉地以数学审美的眼光去观察，从数学美的角度去思考，按数学美学的要求去猜测，作出直觉的判断，既能阐明问题的本质，又能提高学生的审美能力，增强创新意识，同时对学生科学素质与研究能力的提高起着积极的推进作用。
三、结束语
基于研究性学习理念的数学课堂教学的真正意义在于学生的“体验”，在于学生的“领悟”，通过某些感悟和认知的冲突，体验知识的形成过程，体验知识发展的广阔前景，在学生的自身体验和思考的过程中，去主动地发现、构建新的知识，学会查找资料，分析处理有关的信息，善于辨识，判断创新，善于与人协作，互享成果，真正地做学习的主人，更重要的是，在这样的体验中，学生逐渐地学会用数学的眼光去看身边的事实，用数学的头脑来分析周围的世界。
关键词 设计 设计学 艺术 艺术学 学科关系
从学科概念来说，“艺术学”是我国国务院学位委员会确定的一级学科，但“设计学”现在还没有作为一级学科，所以本不存在与艺术学的关系问题。作为艺术设计学现在是艺术学下的二级学科，与艺术学有一个从属关系，但它不能代替“设计学”。有学者提出了“设计学”学科的独立发展问题，无论是设计领域的学科发展现状，还是设计领域面临的一些问题，我们都觉得应该对“设计学”在学科领域中的地位、对其与艺术学的关系做个研究。
一、从艺术学独立的历史现象谈起。
现代的“艺术学”概念，是从西方的美学中分离出来的，在它成为独立的学科以前，它归属于美学的范畴。德国的康拉德·费德勒（Konrad Fiedler，1841—1895）被称为艺术学之父，他号召艺术家创造现实，在某种程度上催化了艺术学的诞生。
艺术学为什么要从美学领域中分离出来？就像鲍姆嘉通把美学从哲学领域中分离出来一样，在十九世纪末、二十世纪初，文学与艺术在批判现实主义的影响下，在浪漫主义与现实主义的大争论之后，艺术领域也产生了一个影响深远的形式主义运动，成为艺术史上最根本性的大转折。艺术的领域中的哲学性、思想性、形式感发展很快，塞尚、毕加索、马蒂斯、康定斯基等一大批艺术家都在他们的艺术作品中体现了这一现象，艺术的视野变得宽广了，领域也超出了传统美学所研究的绘画，雕塑，音乐，舞蹈，戏剧等纯艺术范围，它与其它领域的一些关系也变得模糊了。
对艺术现象的分析可以导致对文化的理解，在社会历史发展过程中，不仅艺术的风格、形式、它原初的任务得到改变，而且我们关于艺术的概念，关于艺术在其他文化现象中的地位、艺术的社会存在方式的概念也得到改变。艺术在生存与发展的种种实践中，感悟到艺术学的独立要求乃是当时艺术发展自身的需要，成为一种不可逆转的态势。正因为艺术是由各种不同领域相互作用而形成的极其复杂的文化产品，所以需要用各种不同的方法来研究它。由于在某一门科学的范围内，如在美学中，都不能把所有这些方法统一起来，所以，艺术学就有必要成为一门独立的知识系统。
艺术学的独立问题虽然是个历史问题，但它辐射出人类社会活动的丰富性和复杂性，也体现任何一个知识体系的形成与裂变都与社会经济与文化的现状联系在一起，某一知识体系的形成看起来只是文化运动的一个现象，但其本质基础是社会思想与社会活动，而今天的艺术学研究现状和成果就证明了这一点。
从历史的现象看，由于艺术学学科概念的形成，就在社会上、学术界引起很强烈的反响，在世界许多国家得到不同程度和不同方式的发展，充分表现出它作为独立学科的意义，也表现出社会文化体系与时共进的灵活性态度。
艺术学的独立于美学的历史过程对今天研究设计学的独立来说，应该有着很多值得借鉴的地方，从十九世纪末发展成熟起来的设计学科，在二十世纪中发展很快，也逐渐形成了一个个有研究价值的知识范畴，这些领域中也有许多文化现象值得我们去品味与思考。但是，现在的设计领域知识系统比较混杂，有些与艺术紧密地联系在一起，有些与工程技术科学无法脱离，在学科体系上确有一些理不清的头绪，深入地解析艺术学与设计学的关系，将有助于我们建立完善的学科空间，推动设计学科的发展。
二、论艺术学与艺术设计学之关系。
在艺术学的范畴中，“设计”并不是一个完整的概念，在艺术门类的子目中，我们很难找到“设计”这个词，我们以中国图书分类法知识体系的分类为例来分析，在艺术门类的名下分为：艺术理论、世界各国艺术概况、美术、音乐、舞蹈、戏剧、电影与电视艺术；在这七大类中，设计尚无名分。唯一可能承载设计内容的就只有“美术”。如果把设计归于美术门下，那绝对是有问题的，因为设计不应该是美术。
为什么在原有的知识体系中没有“设计”的位置，我想主要有三个原因。一是设计的发展主要是在二十世纪，它的体系有一个成熟和发展的过程，在它的社会作用尚未被人们所认识前，它就无法形成一个独立的发展空间；二是设计不是一种观念形态的学科，无法像绘画一样体现出艺术的一般特征，它与绘画、雕塑不同，不能成为艺术的一种形式。三是设计中所涉及的工程技术的内容是无法纳入艺术的框架的，艺术类和工程类都无法完全包容设计的全部内容。
设计不是美术，这从艺术学的二级学科分类上，已经得到支持，艺术设计学是与美术学并行的。那设计是不是艺术呢？我们需要从两个方面去分析，一是从学科系统的归属关系来分析，如果，设计不是美术的假设成立，那么，设计应该归属到艺术的那个子类中去？显然，那类也无法容纳设计类的整体内容。二是讨论设计与艺术之间的关系。艺术的概念与设计的概念有时很难完全分开，作为物的概念，是不是艺术品全在与感觉，因人而异；但作为对设计品（或者工业品）或艺术品的认同却全然不同。如果作为一种行为方式的结果来分析，就得从创作动机和创作过程来分析。如果说艺术是一种社会的意识形态，它是观念形态的东西，与生活中物的形态设计的思维基点有很大的不同。
设计是不是艺术？我们既看创作动机也看创作过程。如果从两者的差异着眼，可以看到两者的生成过程中起决定作用的东西有着质的差别，设计的生产过程虽离不开设计师的艺术思维和意识的控制，但思维的基点始终围饶着人，是人类的生活方式。这好比原始人类加工工具，虽然其中充满了想象和艺术创造，但本质上是一种经济活动的过程。而且，无论你在设计中具有多么丰富的意识和艺术想象，它的最后结果如果是物的话，它必须在经济生活中完成自己的角色；如果在平面设计或数字媒体设计中，设计的结果与艺术的追求目标更为接近，但与绘画、雕塑的创作还是不同的。所以，不能将设计与艺术混为一谈。
我们在研究学科领域的关系中发现，人类社会的一切活动，无论是社会活动还是个体活动，许多活动最终是由设计来完成的，最终的成果就是设计物。从这个意义来讲，设计就会成为各个变化繁复的领域的交叉点，即一种前沿学科，社会系统的、意识形态的、政治的、经济的、技术的、人文的、社会环境与自然环境等等，对设计的压力要比对艺术的压力要大得多。这是艺术活动所替代不了的。设计师比艺术家担负着更直接的社会责任。
其实，设计是不是艺术，在实际生活中并不重要，但在划分知识体系时却很重要，设计与艺术的关系就直接关系到知识体系如何科学整合的问题。问题就又回到《中图法》，在那里，设计类的内容可以说无处适从，就出现艺术类中放一点，工程技术类中放一些，因为设计中所涉及的知识类型有太多的内容完全属于科学技术，又有许多人文知识、历史知识必须留在人文科学范畴中。在高等院校的学科体系中，设计学科也同样处于比较尴尬的地位。现列于艺术学的一级学科名下的二级学科有艺术学、美术学、艺术设计学、舞蹈学、音乐学、戏剧学、戏曲学、电影学，虽然艺术设计学作为二级学科的地位终于从美术学中分离出来，已经明显地有了很大的名分，但以“艺术设计学”的学科名称来说，还是有待于商榷的，因为它只是从艺术的角度来研究设计，它的知识系统难免被割裂开来。如果把设计作为艺术的一个类型，那么它与美术学就无很本质的差别，如果与美术学同样成为一个艺术的大类，它就应该象美术学那样完成自己的独立的知识体系，而不是目前的四分五裂的局面。今天的设计艺术学就仅仅局限设计思维与表达的研究之中，艺术只是设计的思维方式之一，它无法替代设计的科学。
现在高校中艺术设计专业是艺术类招生；而建筑学、景观学、工业设计都与这个艺术设计学科无关，都是理科招生；广告学现归文科招生。这就导致目前设计类学科比较混乱的现状，许多作为设计中的共性问题也很难放在一个学术的大平台上进行研究。可以说这是一个非常狭窄的学科范畴，所以，对设计艺术学来说，现在只能在包括视觉传达设计、装潢设计、服装设计等比较狭窄的空间中拓展。
也就是说，在艺术学的范畴中是很难将设计作为整体的学科概念纳入的，把设计中相关艺术的内容归入艺术设计学，这只是一个权宜之策。现代设计的不断发展，设计研究的不断深入，设计理论的进一步完善，已经为设计学科的独立性奠定了很好的基础。应该这样说，设计是一种与艺术相关的学科，就像美学也与艺术相关，但它不等于就是艺术。所以，从学科意义上，我们完全应该把设计学科与艺术学科分开来研究。
“设计学”这个学科现在还没有一个正式的名分，设计艺术学并不能替代设计学，它只是设计学的一个分支，它与设计社会学、设计心理学、设计美学等学科同属于设计学的学科内容之一。如果我们认真地去接受这样的事实，设计学是设计艺术学不能替代的，那么，在学科的体系中我们就应该去构筑一个新的体系，让设计学的学科概念更加完整，应该被注意、被研究、被建设，成为独立的一个知识范畴。
学术界近几年有人明确提出设计学科构想，就像艺术学从美学中独立出来的时候那样，学科研究领域、设计领域需要有一种勇气，将设计的概念从艺术的大概念中脱离出来。作为一门科学，设计学包含着艺术学学科本身的众多内容，但它也体现艺术学中无法体现的工程技术、科学内容甚至艺术表现方法上的知识体系。设计学是对人类设计实践和成果进行再认识的理论，是关于设计规律的科学体系。
三、建立设计学学科体系的可能性。
一般认为，设计具有两个层面的知识体系，一个层面是造物，造物就涉及形态设计和工程设计，工程设计主要解决造物的结构和功能问题，使产品能使用，解决问题；艺术设计则主要解决产品的形态建构，使产品使用能更合心意、在销售中更具吸引力。第二个层面是对于设计本身的研究，设计的历史、设计的人与意识、设计的过程、设计的传播等等。随着生产水平和人们生活水平的提高，几乎所有产品都需要这两大层面思维和设计的结合和综合应用，因此，设计因产品的不同，其工程技术和设计艺术的复杂程度而呈现不同的状态，形成了一种“谱系”：从工程的功能、材料、另配件、结构、工程起步，通向另一端的造型、装饰乃至纯美学领域；从产品的角度看，因技术复杂程度的区别，从染织品设计、平面设计、包装设计到家具及其他工业产品设计，再到建筑设计及最复杂的机械、电子工程如航天飞机等设计，形成了一个巨大的造物系统和设计系统，这一系统是由无数子系统组成的，互相之间是联系的和互动的。所以，设计是个系统工程，是集合多学科知识和技能的领域。
赫伯特·西蒙曾将设计科学界定为研究人造物的科学，他认为，人造物的特有性质表现在它内部的自然法则与外部自然法则的薄薄的界面上：“人工界恰恰集中在内部环境与外部环境的这一界面上，它关心的是通过使内部环境适应外部环境来达到目标。要想研究那些与人工物有关的人们，就要研究手段对环境的适应是怎么产生的——而对适应方式来说，最重要的就是设计过程。专业学院只有发现一门完整的设计科学，才能有充分的资格重新担负起专业责任。这样一门设计科学是关于设计过程的学说体系，它在知识上硬性的、分析的、部分可形式化的、部分经验的、可传授的。”他把设计科学不仅作为技术教育的专业要素看待，而且作为人类知识的核心学科，通过研究设计科学来研究人，了解人。
当然，西蒙提出的设计科学与作为学科的设计学还有区别，设计科学一方面是对人类设计的一种定性，将设计归入科学的范畴；一方面它是设计学科的基础和主要内容。两者有重叠和包容的地方，其区别从字面上作简单了解，即一是从科学角度，一是从学科角度，指称着同一对象。有时两者的界限又是模糊的，两者之概念都有重叠和边界不清的地方。但这也从不同角度为我们揭示出设计学科的一些特定内涵。
剩下的问题是设计学科是否已经具备独立的自身特质，在概念界定、基本特征、领域分类、设计原则、方法论和价值体系是否都具备了学科独立的条件，具备了构筑学科概念的基本内核，它能够根据自己与社会形态、生产力条件、科学发展的关系来体现出设计学科独特的影响，这在本篇文章中展开是有困难的。
但就20世纪现代设计的发展与研究，就20世纪设计教育的发展而言，作为一个开放的学科体系，它所涉的领域也在实践和探索中成熟，逐步完善自己的理论体系，使设计学具有学科群的性质。但从发展的眼光看，至今可以说设计学科的学科体系的建构还刚刚开始，处于发展阶段，但我们已有了一个相当好的基础。
从设计学不同的专业分类和不同的层面上可以建构不同的学科体系和确立不同的学科重心，建筑设计学、城市设计学、园林设计学、景观设计学、工业设计学、视觉传达设计学、染织服装设计学、环境设计学、数字媒体设计学等等，都可以成为设计学的核心的学科体系，同时也成为特殊设计学的一部分。
从设计学研究的根本方法上是偏重于艺术方法还是偏重于科学方法，可以把设计学划分为两大类，一类是艺术学概念上的思维、形态、色彩等研究；一类是科学性的设计学，在特定意义上也可以称为设计科学。但这两大类都会建立在一个共同的理论平台上，它们是设计思维的的理论基础，如设计本体论、设计意识论、设计思维学、设计价值论、设计现象学等等。在设计科学性中，根据与不同的学科及其特定方法的联系，则会出现更为丰富多样的一般设计学的分支学科，如常见的设计心理学、设计社会学、设计文化学、设计符号学、设计媒介学、设计市场学等等。近年来讨论得十分热烈的所谓设计系统论、设计控制论、设计信息论、设计管理学，也构成其设计方法论的基础，虽然不是具体学科的科学方法，但它们都是具有跨学科性质的一般科学方法论。可以这样说，设计学拥有交错的结构完整的基础理论体系，所以不会成为空中楼阁；它能够借助许多成熟的方法论和管理学，有着很坚实的知识层面的支持。
设计学从学科本质上看，具有综合、交叉、权变的特点，新的科学技术、新的发明创造、新材料、新的生活方式、新的社会需求、新的社会观念、新的艺术形式和方式、新的学科设置等等，都可能对设计产生影响，导致其发生变革。因此，设计学科系统与外围的众多学科发生着联系，也可以说，设计学系统由众多的相关学科和系统支撑和联结着。设计学科本身必须不断地从其他学科吸收新思想、新观念、新方法、新理论，包括新形式，在学科交叉和综合中不断壮大和变革自己，相关学科为：管理科学、营销学、心理学、生态学、文化学、社会学、经济学、市场学、创造学、艺术学、美学、哲学、形态学、符号学、思维科学、行为科学……由此看来，大量的人文学科甚至是自然学科构成了设计艺术学科的外围结构，也清晰勾划了设计学科在人文学科和自然学科交叉层面上的特质所在。
以上述各个学科领域为基础，按照这种系统整体的思维方式，我们就应该把整个设计领域作为一个相对独立的系统，作为一个有内在统一性和共同的本质、规律和特性的整体来把握，建立一门以整个设计系统为对象的学科即“设计学”。
现实的问题是，我国设计发展的历史虽然是十分漫长的，但现代设计发展的时间比较晚，十分短暂。从城市、现代建筑、工业产品、环境、现代视觉、新媒体等设计领域来说，学科的理论上研究尚属起步，有着许多不够完善的地方。设计学，这是一个新兴的，具有无限发展前途的独立的学科领域，由此我们可以这样说，把设计从艺术学科分离出来只是个时间问题，设计学完全可以与艺术学并行，成为一个新兴的独立学科。
参考文献
在一个60人的数学课堂中，教师不能在课堂上同时关注到每一个学生。但现在新技术的出现在教学中可以很好地解决这一问题，通过网络信息技术及信息云端平台，教师会及时接收到他们的教学反馈，并能清晰的了解到每一个学生的学习状况，为我们在数学课堂教学中实施差异化教学提供了很好的解决办法。
1 数学课堂教学中存在的问题
1.1 教学目标定位不合理
根据《全日制义务教育数学课程标准》（实验稿）要求，培养学生“用数学的眼光去认识自己生活的环境与社会”，学会“数学地思考”，即运用数学知识、方法，分析事物、思考问题。长期以来，由于受应试教育的影响，在数学课堂教学中，教师对教学目标的把握还往往是以考试大纲为依据，存在着“考什么，教什么”的现象，从而降低了教学目标。
1.2 教学过程中学生参与度低
现代教学提倡要变“教为主”为“以学为本”，在教师的主导下，要充分发挥学生的主体性，但在目前的课堂教学中仍存在着以教师讲解为主、学生参与度低的现象。
“讲解”是课堂教学不可缺少的部分，但并非教师的讲解越多，学生就越能更好地理解问题，有些时候，学生会认为教师讲的内容自己都已明白了，太简单，不需要自己去思考，而教师又生怕学生不明白，一味地重复讲解，会使学生只能是被动地跟着教师的步伐走，而不愿去积极、主动地思考问题，不利于学生思维的发展。
1.3 教学方法不得当
教学方法的改革是多年来教学改革的主要内容。教学方法不当反映在教学过程的设计上，就是完全由教师安排教学程序，教师为学生的学习做好一切准备，无须学生更多的思考。比如学习应用题时，教师不是让学生面对新的问题来想出解决问题的办法，而是先自己给学生准备好解决问题要用到的知识。
2 引入微课程和翻转课堂的思考
2.1 微课程和翻转课堂概念
微课程则是微型课程的代名词。上海师范大学黎加厚老师指出：“微视频”需要与学习单、学生的学习活动流程等结合起来，才是一个完整的“微课程”。广西师范学院郑小军老师把它归纳为“一种情景化、趣味性、可视化的数字化学习资源包”。 翻转课堂的灵感来源于一名孟加拉裔美国人萨尔曼?可汉和他创立的可汉学院，在该教学模式下，学生可以晚上在家观看教学视频，第二天在教室里做作业和互动交流。因其有别于传统的“课堂教师讲授+课后学生作业”的教学安排，被称为“翻转课堂”。
2.2 微课程和翻转课堂的结合
微课程不要仅仅作为配合教师上课的教学资源而存在，而应该通过与翻转课堂这种新型教学模式相结合，从根本上改变“教师组织课堂教学的方式”。当学生自己或在家长的督促下，在家自学微课，到了课堂上教师还有必要重讲一遍、或再重放一遍微课程，教师该做的就是答疑解惑、组织讨论、强化练习、安排活动。此时，传统的课堂教学结构就真正被翻转过来了。
3 数学课堂实施个性化教学思路
目前的教学在大众化教育下，无法很好的解决精英教育的问题，无法实现差异化的教学，无法很好的根据学生的具体学习状况而展开因材施教。但现在新技术的出现应用到教学中会很好的解决这一问题，通过网络信息技术及信息云端平台，教师会及时接收到他们的教学反馈，并能清晰的了解到每一个学生的学习状况，为我们实施差异化教学提供了很好的解决办法。
3.1 现代网络化社会人的特征
（1）人的网络节点化。近几年，在有线网络、计算机，和以苹果ios、谷歌Android为代表的系统移动终端及为其提供支持wifi、2G、3G、4G等移动网络的疯狂发展下，未来的人们会成为互联网络中的一个一个节点，相互联结，人人都是信息的接收者和传播者。（2）人的独立性被无限放大。“自媒体”的出现，让我们越来越清晰的看到，人们将越来越会超出集体、组织，进行独立表达。每个人都可以表述自己的观点。（3）人的个性化需求与日剧增。每个人都有选择的权利，就好像你拒绝食堂的大锅饭，想要随心想吃什么点什么菜一样。网络让人的个性化需求逐步成为可能。（4）人的知识与技能的有限性。毫无疑问，知识与技能在今天的社会中，已经无限扩张到人所能全部掌握的极限。人们需要面对的是学习几千年人类社会所积攒下来的知识技能，尤其是近现代知识量的爆发和当代一系列的学术研究突破与技术创新。
3.2 如何引入基于微课程的翻转课堂教学模式
在传统学校数学课堂授课模式下，一对一教学是不可能实现的。技术的发展正让个性化教育逐步成为可能，我们熟知的“翻转课堂”、以及“可汗学院”的突然出现，正是现代技术推动下，为满足个性化教学而出现的成功尝试。那么，要怎么样作出成功的尝试呢？
（1）满足学生成为网络节点。教师和学生需能够随时通过各种终端联入互联网，形成节点，各节点相互联结并汇集于中心节点。节点互联即学生之间相互交流，节点汇集即教师是主导，教师与每个学生间相互交流、传递知识和掌握每个学生的学习情况。
（2）尝试多种翻转课堂模式。“翻转课堂”将知识学习，制作成了教学视频，集中放到了课后在家学习，满足学生个性化、自主化的学习需求。但局限于条件和学生在家学习的不确定性，教学视频的观看不一定非得需要放在家中进行，可以根据条件尝试多种方法，只要达到让学生在老师的辅助下，可以自主、个性学习知识，就算达到目的。
（3）引入模式时应把握的原则。针对目前层出不穷的新技术工具，让人目不暇接，不知道如何应付。多数人在课堂教学中只是在盲从的引入，却没有中心指导思想。我想，我们在应用这些技术手段，引入这些模式时需要满足如下原则：①数学课堂存在哪些教学问题？②选择什么技术手段可以解决课堂中存在的问题？③是否达到了使用所选择技术手段的软、硬件条件？④所选择的技术手段会产生哪些负面效应？基于微课程的翻转课堂模式融入教学应该是主动的，处于一种教师在教学中自发的一种状态，即教师能根据教学中存在的突出问题，和如何实施差异化教学的思考，自主的结合现代教育技术进行有效的尝试。
关键词： 数学实验教学 理论基础 教学策略
美籍匈牙利数学家波利亚指出：“数学有两个侧面，一方面，它是欧几里得式的严谨科学，是一门系统的演绎科学。另一方面，创造过程中的数学看起来都像一门试验性的归纳科学。”瑞士数学家欧拉说：“数学这门科学需要观察，也需要实验。”计算机网络技术的出现能使学生有效地开展数学实验，通过信息技术与数学课程的整合，更能使学生进入主动探究状态、变被动地接受学习为主动的建构过程，同时培养创新精神、意识和能力。
一、数学实验的含义
数学实验是培养学生用所学的数学知识和计算机技术去认识问题和解决实际问题的能力，它强调以学生动手为主的学习方式。在数学实验中，数学软件包的应用为数学的思想与方法注入了更多、更广泛的内容，使学生摆脱了繁重的乏味的数学演算和数值计算，促进了数学同其他学科之间的结合，从而使学生有时间去做更多的创造性工作［1］。
随着教育观念的更新，在实施新课程改革的今天，我们不得不探索各种有益的教学补充形式。数学实验教学是以数学建模与数值计算为核心内容，它将数学知识、数学建模与计算机应用三者有机结合，融为一体，使学生掌握数学实验的基本想想与方法，从问题出发，通过学生亲自动手和设计，建立数学模型，使用计算机并利用数学软件解决实际问题，从而培养学生的创新意识、动手能力，提高学生的数学素质。
二、数学实验的理论基础
（一）建构主义理论。
建构主义的思想来源于认知加工学说和维果茨基、皮亚杰等人的思想。其基本观点是解释如何使客观的知识结构通过个体与之交互作用而内化为认知结构这一问题。
建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。这与数学实验所倡导的思想是一致的。学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。
（二）信息加工理论。
西蒙、安德森、加涅等认知心理学家认为：学习是信息的接受、贮存和提取的过程；学习的结果是信息在头脑中的表征；知识以命题网络或产生式被表征；学习的重点是信息的编码。教学的实质是信息的传递。学生要在信息技术整合后的数学课堂教学中，有意识地学习数学知识技能，形成数学素养，为将来适应信息社会的工作、学习与生活打下良好的基础。
三、数学实验应用举例
在数学教学中教师应创设恰当的数学实验问题情境，引导学生通过实验手段，从直观、想象到发现、猜想，然后给出验证及理论证明，从而使学生亲历数学建构过程，逐步掌握认识事物，培养学生形成“动手实践，自主探索与合作交流”，即“做数学”的现代数学学习观［2］。下面举例子来说明如何生成“雪花曲线”。
从一条直线段开始，将线段中间三分之一部分用等边三角形的两条边代替，形成具有5个结点的图形（图1）；在新的图形中，又将图中每一直线段中间的三分之一部分都用一等边三角形的两条边代替，再次形成新的图形（图2）。
这种迭代继续进行下去可以形成雪花曲线。进一步考虑雪花曲线形成过程中结点数目的变化规律。设第k次迭代产生结点数为n，第k+1次迭代产生结点数为n，则n和n之间的递推关系式为n=4n-3。
用数学软件MATLAB实现上述递推过程，程序运行后，得如下分形曲线图形（图3）：
从以上数学实验实例可以看出，数学实验的作用是强大的，它是学生进行数学探究的极佳方式。如果在数学教学过程中合理地设计数学实验，一定会引领学生走进数学，更好地帮助学生完成对数学知识整体的认识。从广义上说，数学能使我们更好地了解我们生活在其中的充满信息的世界。按照信息加工理论，学生在对数学信息的综合处理与创新的过程中，将学会获取、分析、处理信息，对所给的问题进行合理的实验，提出最佳的解决问题的方案。
在实验过程中，教师要成为学生建构意义的帮助者，就要从以下几个方面发挥指导作用：
（1）激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；
（2）通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。
四、数学实验教学策略
（一）“创设合理的实验情境”，增强应用意识。
在导入新知识时进行数学实验的基本环节：动手实验（创设情境）、提出问题、问题解决、问题小结。创设情境是指创设与主题相关的、尽可能真实的情境，使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。在数学教学中创设恰当的问题情境，引导学生通过实验手段，从直观、想象到发现、猜想，然后给出验证及理论证明，从而使学生亲历数学建构过程，逐步掌握认识事物，发现真理的方式、方法，是引导学生创造性地解决问题的有效途径，培养学生形成“动手实践，自主探索与合作交流”，以提高学生的数学素养，培养学生实事求是的科学态度、勇于探索的科学精神和团结协作的集体主义精神。
数学科学具有高度的抽象性、严谨的逻辑性等特点，特别是它在教育中对人的发展起重要作用。在数学教育中，数学的应用强调的是掌握数学科学的理论，并将其应用于现实之中。除了定理和理论外，数学还提供了有特色的思考方式，包括建立模型、抽象化、最优化、逻辑分析、从数据进行推断、运用符号等，它们是普遍适用并且强有力的思考方式。应用这些数学思考的方式的经验构成了数学能力，是当今这个科学技术时代日益重要的一种智力，它使人们能批判地阅读，识别谬误，估计风险，提出最优化方案。
（二）数学实验与信息技术的合理整合。
高中数学有很多定理、性质、规律和结论，实际上数学家往往先通过一定的探索工作进行观察分析，然后归纳整理、猜想出命题的形式结论，最后通过证明达到数学知识的拓展。优秀的数学软件能为学生的数学学习创设良好的实验环境，通过实验，学生亲历整个数学探索的过程，始终处于主体地位，有利于发挥学生的想象空间，对所实验的数学问题必然有相当深刻的认识。例如：高一数学新教材中《函数y=Asin(ωx+φ)的图像》［3］一节，教师可先创设好演示软件（用《几何画板》），告诉学生本节课的学习目标，ω、φ、A的不同值引起图像的变化，再让学生对ω、φ、A的值自由输入，得出相应的图像，再变换三个值的先后输入顺序反复实验、探索，学生会很快发现规律。
五、数学实验教学的功用和价值
（一）提供探究平台，积极主动地学习数学。
建构主义理论认为，学生不是被动的知识接受者，而是主动的信息加工者。要改变传统教学中学生的被动学习方式，其关键在于教师教学方式的变革。在“数学实验”的活动中，教师的角色得到改变，教师为学生设置实验题目，引导学生进行实验，组织学生的小组学习，引导学生将实验结果进行归纳证明。学生们通过实验操作，进行分析、猜想和归纳，从而亲身体验数学、理解数学，学生的学习已由接受性学习转变为探索性学习。
（二）拓展探究问题的空间，创造性地学习数学。
创造性思维是指人脑中发现客观事物之间的本质及内在联系，在此基础上产生新颖的思维成果。数学实验是激发学生探索欲望的源泉。数学理论的抽象性，通常都有某种“直观”的想法为背景，教师就应该通过实验把这种直观的背景显现出来，帮助学生抓住其本质，了解它的变化、发展和问题。
在数学实验的活动中，学生们以小数学家的身份去观察、实验、分析、猜想、归纳、发现数学，将使数学教学成为再创造、再发现的过程。在这一过程中，学生的创造性思维能力会得到提高。
参考文献：
［1］http：//baike.省略/view/771504.htm?fr=ala0_1.
［2］马占春，宁小关.浅析数学实验教学.四川教育学院学报，2002，06.
【关键词】现代信息技术；计算机辅助教学；优化数学教学
《新课标》要求“把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具”，对现代信息技术进入教学课程领域采取了“大力开发”的策略。这就要求，电脑和网络等应成为学生一种重要的数学学习手段。要求教师普遍运用多媒体手段开展教学活动，一些过去只能通过思维、表象和想象领会的数学内容，可以得到直观的表示和处理。一些数据处理有关的繁难运算，都能通过计算机运行，数学的现实情境和虚拟情境将通过现代信息技术融会贯通。现代信息技术强大的认知工具作用，无疑将极大的影响数学课程的发展。现代信息技术之水，必将载着数学教学之舟一日千里，轻过重山。
一、教师要“会用”
信息技术具有传统教学手段无法比拟的优势。它能延展课堂的空间维度，拓展学生的视野，能实现听觉、视觉、情感等全方位的刺激，能让数学知识无限延伸。在多媒体辅助教学中，教师必须懂得如何使用信息技术来帮助自己的课堂教学，必须会熟练使用多媒体课件，熟悉并学会多媒体教学设计和编制多媒体教学课件，真正掌握现代教育技术的理论和技能，从而在教育教学的改革中发挥应有的作用。
二、教师要“善用”
1.善用多媒体创设教学情境，唤醒学生的好奇心，激发学习兴趣
小学数学教学中激发学生学习兴趣主旨在于调动学生的学习积极性，促进学生积极主动地探求知识。在数学教学中，如果把数学知识放在一个主动、活泼的情境中去学习，更容易激发学生的学习兴趣，而利用计算机教学可展示优美的图像、动听的音乐，有趣的动画，创设良好的教学情境，最大限度地激发学生学习兴趣。
2.展现过程，深化认知，培养学生的思维能力
利用计算机的动画、渐变、叠加等效果和计算机的声像功能将知识难点和某些过程直观化，以多种媒体刺激学生的感官、深化认识程度，并通过揭示内在的规律和现象的过程，培养学生的思维能力。应用多媒体可以变静为动，加强对概念的理解；可以多方面，多角度地演示，强化算理教学；可以变静为动，突破教学重难点，培养学生求异思维。
3.让数学走进小学生生活
数学产生枯燥乏味、神秘难懂的主要原因就是不够贴近生活。然而现实的生活材料，不仅能够使学生体会到所学内容与自己接触到的问题息息相关，而且能够大大调动学生学习数学的兴趣，使学生认识到现实生活中隐藏着丰富的数学问题。因此，数学学习材料的选择应十分注意联系学生生活实际，注重实效性。
三、教师要“巧用”
1.化静态为动态时用，激发学生的求知欲
利用多媒体的优越功能，不仅可以把课本里的画面由静态变为动态，而且能把一些比较抽象的难理解的问题通过图像、声音、动画等方式模拟成原生现实过程，吸引学生的注意力，激发学生求知欲望。
2.化抽象为形象时用，让学生思维得到放松
小学生的思维正处在由形象思维向抽象思维过渡的时期，这就构成了小学生思维的形象性与数学的抽象性之间的矛盾。如何解决这一矛盾，利用多媒体进行教学，能够成功地实现由形象思维向抽象思维的过渡。
3.突出重点、突破难点时用，简化学生的思维
利用多媒体辅助数学课堂教学，可以优化学生认知过程。现代教育技术可以把抽象的、难懂的知识点通过形、声、情形象化，让学生直接感知和理解教学内容，有利于突出重点，化解难点，优化学生的认知过程，简化学生的分析，培养学生的学习能力。在教学过程中，对重点部分运用现代教育技术，可以通过“变色”、“闪烁”、“平移”等手段突出重点，刺激学生感官，引起学生注意，帮助学生审题，启迪学生思维。
4.化肤浅为本质时用，培养学生的思维能力
在教学有关几何初步知识时，利用多媒体辅助教学，可以形象直观的来进行动态模拟演示：点动成线，线动成面，面动成体，使学生从不同角度、不同侧面去观察几何形体的内部结构，了解它们之间的相互关系，从而揭示他们的本质属性，发展学生的空间观念和空间想象能力。
四、教师要“合理使用”
现代信息技术是一把双刃剑，如果使用的好，能给我们教学带来方便，能提高教学效率，但如果运用不当也会给我们的教学带来负面影响。在教学中我们应该注意：
1.课件画面要注意主次分明
心理学指出：“低年级学生，由于知识缺乏，经验不多，大脑兴奋与抑制的机能正在发展，因而他们的注意范围比较狭隘，往往注意了这个就忘了那个”。
因此我们在设计课件时，不仅要注意画面光亮度、大小、呈现的速度、色彩搭配等等，更重要的是要突出重点，主次分明，否则会影响教学效果。
2.课件制作应该注重实用性，而不应太花俏
信息技术与课程整合，多媒体只是一种教学手段，目的是为教学服务。因此我们认为在利用多媒体时，应该从教学内容出发，根据内容确定形式，首先考虑是教学的实用性，在实用的基础上考虑课件美观性，课件不宜做得太花俏，否则会喧宾夺主分散学生的注意力，影响教学效果。
3.要从数学学科的需求角度出发来使用多媒体，要避免将信息技术装潢“门面”，从而丢掉粉笔、黑板及教师的示范作用
关键词：信息技术；学科课程整合；存在问题；对策和建议
随着现代科学技术的发展，尤其是以多媒体计算机和网络为代表的信息技术的迅猛发展，人类迈入了一个崭新的时代——知识与信息的时代。信息技术与学科教学为什么要整合？当前信息技术与学科教学整合研究和实践中存在哪些问题？怎样解决研究和实践中存在的问题？笔者对此谈几点粗浅的看法。
一、信息技术与学科课程整合是社会发展的必然
20世纪90年代以来，日新月异的多媒体计算机技术和网络通信技术极大地加速了现代信息技术的进程，迅猛的信息化浪潮强有力地冲击着包括政治、经济、文化、教育、军事在内的人类社会的各个领域。因此，以培养学生创新精神和实践能力为重点的素质教育自然地具有至关重要的战略意义。
什么是信息技术与学科课程整合呢？所谓信息技术与学科课程整合，就是在学科教学过程中，以先进的教育理念为指导，使以多媒体计算机和网络为核心的信息技术、信息资源和学科课程内容有机结合，共同完成学科课程教学任务的一种新型教学方式。
二、信息技术与学科课程整合研究和实践中存在的问题
信息技术与学科课程整合是当前我国基础教育改革进程中的一个热点问题，它是信息技术应用于教育的核心，很多教育技术工作者就此进行了积极的理论研究和实践探索，但在实际的研究和实践中也存在着一定的问题，主要表现在以下几个方面：1.不能正确理解信息技术与学科课程整合的内涵；2.教师的信息水平不高，不能充分利用现有资源；3.当前课堂教学模式还达不到整合要求。
三、促进信息技术与学科课程整合的对策和建议
1.加强教师教育理论与信息素养的培训
理念和技术是整合工作首先要解决的两个问题。理论是行为的先导，加上信息技术与学科课程融合，因而，推行整合必须用先进的教育理论武装教师。所以对教师进行信息技术的培训，在帮助教师打破对信息技术的神秘感的同时，要为教师创造更多的学习机会，让教师少走弯路，多尝甜头。
2.重视教学设计，根据学科特点构建整合模式
每个学科都有特定的知识结构和学科特点，对学生的要求也不尽相同，如英语教学的一个重要任务就是培养学生运用语言的能力，训练学生在不同场合下，用正确的语言流利地表达出自己的思想。因此，教师要重视教学设计，根据教学培养目标和学科内容的特点，以培养学生的信息素养和创新能力为核心，构建信息技术与学科课程良好的整合模式。
3.构建教学资源信息网络
在网络通信飞速发展的今天，互联网已渗透到社会生活的各个方面。互联网的发展，为教与学提供了充分的资料来源。因而，在这里所提的构建教学信息网络，并不是指硬件条件的网络教室、校园网、城域网，而是基于硬件网络的，打破自我封锁，实现网上教育资源共享，并积极组织各方面力量开发和建设教育资源，逐步形成较为完善的教育信息资源体系。
总之，信息技术与学科课程整合是新一轮课程改革面临的一个大课题，它在目前仅仅是一个起步阶段，还将有一条漫长的路要走。为了更好地实现信息技术与其他学科课程的整合，我们要不断地关注新的信息技术的产生并把它及时地应用并与其他学科进行整合，更好地提高教学效率。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[N].中国教育报，2001.
[2]何克抗.信息技术与学科课程的整合[J].电化教育研究，2002.
教育技术与学科整合的设计原则
我们认为，教育技术与学科整合的设计应以国家课程标准为基础，以教育学、心理学及教育传播学理论为依据，遵循如下设计原则。
1.生本原则
生本原则，目的是设计由师生控制的教育技术与学科课程整合，而不是教育技术控制师生。根据学生所处年龄段的认知水平和思维规律，从形象、感性的具体事物入手，以学生已有的知识和一定的思维模式作铺垫，通过教育技术与学科课程整合的设计引导学生分析、归纳、判断等，完成从形象到抽象、从感性到理性的认识过程，获取新的知识，满足不同学生的学习需要。
2.科学原则
科学原则是保证教育技术与课程整合质量的前提和基础。教育技术与课程整合的第一要务是传递知识，反映科学技术发展水平，因此教育技术与课程整合的设计选用，必须要保证其科学性、真实性和逻辑性。并且，教育技术与课程整合来源于现实，是对现实的归纳，不是凭空想象出来的，要有一定的现实基础，反映真实情况。因此，教育技术与课程整合设计在传递相关信息时应该准确无误，不能违背科学。
3.高效原则
这是教育技术与课程整合的关键。任何活动的开展，都有其明确的目的。教育技术与课程整合同样如此，教育技术与课程整合的目的就是要通过“整合”这一形式或手段来集思广益，检验和提高教师的教学能力、教研能力，从而优化课堂教学过程、提高课堂教学效率。
4.创新原则
这是课程整合的生命线。在教育技术与课程整合中，教师既要立足于自己的教学特长、教学风格，又要借助教育技术的优势，体现创新的意识和勇气，整合设计新的教学思路和方法，从而不断提高自己的教学水平，以不断提高教学质量。在教育技术与课程整合中不断发现新问题、解决新问题，才能使教育技术与课程整合永远“新鲜”、充满生机和活力。
教育技术与学科整合案例
地理学科与其他学科相比，最突出的特征是需要大量运用各种地图、图表、照片、图片等来表达空间的概念和地理事物的空间结构联系及其发展变化过程。而现代教育技术所具有的快捷性、丰富性、自主性、开放性的特点，使其成为地理学科教学的高效学习平台。下面以人教版高中《地理》（必修1）中《常见天气系统（第一课时）》教学设计为例，分析教育技术和学科整合的设计应用。依据地理课程标准要求和教育技术与课程整合的原则，本设计提出的创新主题是：身边的简约。对本课的基本信息，即课标要求、教材分析、教学目的、教学重点、教学难点、教学方法和课时安排等不作过多描述，重点说明本课教学流程中的教育技术和学科整合点的设计。
“身边的简约”主题包括简朴和简捷两个内容，目的为达成高效教学的要求。
1.身边的简朴：简单朴素
通过设计使用手机短信导课、实验录像播放、静态三维图像的简朴工具，达成教学目标。
整合点1：手机短信导入
常规的导课多采用一段天气预报的视频，尽管这是不错的方式，但是需要教师课前做很多的准备，在网上搜索下载后再超链接到PPT里，时间成本高。而当前手机天气预报短信已成为日常生活的一部分。因此，利用手机天气预报短信作为导入内容，不仅时尚新颖且又简洁高效。这样导入新课，有助于调动学生积极主动地参与教学活动，体现了课程标准的基本理念和“生本原则”，让学生积极主动地参与到教学活动中来，使他们在活动中得到认识和体验，产生践行的愿望。
整合点2：录像节水省时
教科书对气团相遇形成锋面的表达就是一幅简图加上一句话，很不利于学生理解。可借鉴美国高中地理教科书的“不同密度的液体如何相互渗透”实验解决（如图1）。
实验过程：①在塑料盒的中间插一块纸板，把塑料盒分成两部分。②在1L温水中加入几滴红色食用色素，然后把红色液体倒入塑料盒中纸板的一边，代表低密度的暖空气。③在1L冷水中加入100ml食盐和几滴蓝色食用色素，然后把蓝色液体倒入塑料盒中纸板的另一边，代表高密度的冷空气。④请学生想象一下，拔开纸板会出现什么现象？⑤迅速拔开纸板，让学生仔细观察塑料盒中的液体有什么变化。⑥思考，依据这个现象，描述冷气团与暖气团相遇时会发生的情况。
由于本校教学班级很多，如果每个班级都进行这个实验，不仅课堂操作时间长、也浪费水，依据教育技术与学科整合的设计原则，采用的方法是在一个班实验的同时做好该实验的录像工作，实验以录像方式在平行班播放呈现，其他班级可以通过录像共享。同时把这段录像放在学习网站上，感兴趣的学生可以在课下上网体会。此整合简捷有效，体现了教育技术应用的科学性和高效性。
整合点3：三维锋面显天气
经典的多媒体课件就锋面类型和天气多采用声色兼具的表达，但问题是，多数课件是由专业技术人员设计的，成本高；第二是依高中生的认知情况，对于风雨雷电已熟知，而学生急需了解的锋面天气的空间概念却少有表现出来。所以这样的设计既高成本又低效。强化冷、暖锋示意图的立体呈现是本课内容的重点和难点，可选择静态三维锋面天气示意图如图2和图3，这样建立的空间概念有助于学生对锋面天气的理解，引导学生通过三维情境创设获取知识，培养学生的地理思维能力，充分体现了教育技术应用的创新性和高效性。
2.身边的简捷：简便快捷
身边的简捷含义是指教育技术工具的简便快捷，通过网络链接、照片、新闻视频等，达成整合目的，具体表现：梅雨视频穿时空，寒潮图片源大家；网络链接越无线，卫星云图实时达。
整合点4：梅雨视频穿时空，寒潮图片源大家
北方学生很难明白梅雨天气的真正含义，借助“梅雨天气”视频的播放，能够打破时空界限，调动学生参与活动的积极性，激发学生对新知识的渴望，真实、高效、明了地说明准静止锋的天气实况。
寒潮天气是北方冬季的常态，所以采用的整合设计是“寒潮天气中的你我他”图像征集，学生对此很感兴趣，积极主动参与，拍摄冰雪中的校园景色（如图4）。而针对“2008年南方冰雪灾害”一例，我给出的图像引导是我从沈阳去深圳的飞机上拍摄的照片“江南冬日落日云秀”，启发学生站在不同的高度分析南方冰雪灾害天气产生的原因，同时又能够看到另一种落日的美。由本设计可以看到，课程资源的开发利用不仅是教师参与，学生也可以积极参与，这样能培养学生将课堂教学和自己的经验结合起来，实现由被动接受到主动参与、发现、探究和知识建构的转变。
整合点5：网络链接越无线，卫星云图实时达
网络时代为教育技术与学科整合提供了更为开放的平台，如香港教科书的一个栏目设置就是“E-连接”，目的是“为训练学生自我学习而设，指示学生参阅实用网站或者其他资讯媒体”。就本课学习内容，我通过提供给学生“E-连接”，达到帮助学生高效学习的目的，如国家气象中心(nmc.gov.cn)、中国气象局(cma.gov.cn)、科学松鼠会、果壳网等，达到网络链接越无线的目的。
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