中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）43-0188-03
量子力学是近代物理的两大支柱之一，它的建立是20世纪划时代的成就之一，可以毫不夸张地说没有量子力学的建立，就没有人类的现代物质文明[1]。大批优秀的物理学家对原子物理的深入研究打开了量子力学的大门，这一人类新的认知很快延伸并运用到很多物理学领域，并且，导致了很多物理分支的诞生，如：核物理、粒子物理、凝聚态物理和激光物理等[2]。量子力学在近代物理中的地位如此之重，所以成为物理专业学生最重要的课程之一。但在实际教学过程中，学生普遍感到量子力学太过抽象、难以掌握。如何改革教学内容，将量子力学的基本观点由浅入深，使学生易于理解；如何改革教学手段，培养学生兴趣，使学生由被动学习变为主动学习。这是量子力学教学中遇到的主要问题。作者从几年的教学中摸索到一些经验，供大家参考。
一、教学内容和方法的改革
传统的本科量子力学教学一般包括了三大部分：第一部分是关于粒子的波粒二象性，正是因为微观粒子同时具有波动性和粒子性，才造成了一些牛顿力学无法解释的新现象，例如测不准关系、量子隧道效应等等；第二部分是介绍量子力学的基本原理，这部分是量子力学的核心内容，如波函数的统计解释、态叠加原理、电子自旋等；第三部分是量子力学的一些应用，如定态薛定谔方程的求解，微扰方法。以上三个部分相互联系构成了量子力学的整体框架[3]。随着量子力学的进一步发展，产生了很多新的现象和成果。例如量子通讯、量子计算机等等。许多学生对量子力学的兴趣就是从这些点点滴滴的新成果中得到的。如果我们仍按传统的内容授课，学生学完了这门课程发现感兴趣的那点东西完全没有接触到，就会对所学的量子力学感到怀疑，而且极大地挫伤了学习自然科学的兴趣。所以作者建议在教学过程中适当添加一些量子力学的新成果和新现象，来激发学生的学习兴趣[4]。在教学方法上也应该按照量子力学的特点有所改革。由于量子力学的许多观点和经典力学完全不同，如果我们还是按照经典力学的方法来讲，就会引起学生思维上的混乱，所以建议从一开始就建立全新的量子观点。例如轨道是一经典概念，在讲授玻尔的氢原子模型时仍然采用了轨道的概念，但在讲到后面又说轨道的概念是不对的，这样学生就会怀疑老师讲错误的内容教给了他们，形成逻辑上的混乱。我们应该从一开始就建立量子的观点，淡化轨道的概念，这样学生更容易接受。
二、重视绪论课的教学
兴趣是最好的老师。作为量子力学课程的第一节课，绪论课的讲授效果对学生学习量子力学的兴趣影响很大，所以绪论课直接影响到学生对学习量子力学这门课程的态度。当然很多学生非常重视这门课程，但学这门课的主要目的是为将来参加研究生入学考试，仅仅只是在行动上重视，而没有从思想上重视起来。如何使这部分学生从被动的学习量子力学变为主动地学习，这就要从第一节课开始培养。在上绪论课时作者主要通过以下几点来抓住学生的兴趣。首先列举早期与量子力学相关的诺贝尔物理学奖。诺贝尔奖得主历来都是万众瞩目的人物，学生当然也会有所关心，而且这些诺贝尔奖获得者的主要工作在量子力学这门课程中都会一一介绍，这样一方面通过举例子的方法强调了量子力学在自然科学中的重要地位，另一方面为学生探索什么样的工作才可以拿到诺贝尔奖留下悬念。抓住学生兴趣的第二个主要方法是列举一些量子力学中奇特的现象，激发学生探索奥秘的动力，例如波粒二象性带来的“穿墙术”、量子通讯、如何测量太阳表面温度等等，这些都很能激发学生学习量子力学的兴趣。综上所述，绪论课的教学在整个教学过程中至关重要，是引导学生打开量子力学广阔天地的一把钥匙。
三、重视物理学史的引入
随着量子力学学习的深入，学生会接触到越来越多的数学公式以及数学物理方法的内容，虽然学生会对量子力学的博大精深以及人类认知能力惊叹不已，但在学习过程中感觉越来越枯燥乏味。并且，学生学习量子力学的兴趣和信息在这个时候受到很大的考验，想要把丰硕的量子力学成果以及博大精深的内涵传达给学生，就得在适当的时候增加学生的学习兴趣。实际上，很多学生对量子力学的发展史有很浓厚的兴趣，甚至成为学生闲聊的素材，因此，在适当的时候讲述量子力学发展史可以增加学生学习量子力学的学习兴趣和热情。在讲授过程中，可以结合教学内容，融入量子力学发展史中的名人逸事和照片，如：索尔维会议上的大量有趣争论和物理学界智慧之脑的“明星照”，或用简单的方法用板书的形式推导量子力学公式。例如在讲到黑体辐射时，作者讲到普朗克仅仅用了插值的方法，就给出了一个完美的黑体辐射公式。而插值的方法普通的本科生都能熟练掌握，这一方面鼓励学生：看起来很高深的学问，其实都是由很简单的一系列知识组成，我们每个人都有可能在科学的发展过程中做出自己的贡献；另一方面教导学生，不要看不起很细微的东西，伟大的成就往往就是从这些地方开始。在讲到普朗克为了自己提出的理论感到后悔，甚至想尽一切的办法自己的理论时，告诉学生科研的道路并不是一帆风顺的，坚持自己的信念有时候比学习更多的知识还要重要。在讲到德布罗意如何从一个纨绔子弟成长为诺贝尔奖获得者；在讲到薛定谔如何在不被导师重视的条件下建立了波动力学；在讲到海森堡如何为了重获玻尔的青睐，而建立了测不准关系；在讲到乌伦贝尔和古兹米特两个年轻人如何大胆“猜测”，提出了电子自旋假设，这些学生都听得津津有味。这些小故事不仅让学生从中掌握的量子力学的基本观点和发展过程，而且对培养学生的思维方法和科研品质都有很大帮助。
四、教学手段的改革
量子力学中有很多比较抽象原理、概念、推导过程和现象，这增加了学生理解的难度。而且在授课过程中有大量的公式推导过程，非常的枯燥。所以在教学过程中穿插一些多媒体的教学形式，多媒体的应用能够弥补传统教学的不足，比如：把瞬间的过程随意地延长和缩短，把复杂的难以用语言描述的过程用动画或图片的形式分解成详细的直观的步骤表达清楚[5]。相对于经典物理来说，量子力学课程的实验并不多，在讲解康普顿散射、史特恩-盖拉赫等实验时，可以运用多媒体技术，采用图形图像的形式模拟实验的全过程。用合适的教学软件对真实情景再现和模拟，让学生多册观察模拟实验的全过程。量子力学的一些东西不容易用语言表达清楚，在头脑中想象也不是简单的事情，多媒体的应用可以弥补传统教学的这块短板，形象地模拟实验，帮助学生理解和记忆。比如电子衍射的实验，我们不仅可以用语言和书本上的图片描述这个过程，还可以通过多媒体用动画的形式表现出来，让电子通过动画的形式一个一个打到屏幕上，形成一个一个单独的点来显示出电子的粒子性；在快进的形式描述足够长时间之后的情况，也就是得出电子的衍射图样，从而给出电子波动性的结论和波函数的统计解释，经过这样的教学形式，相信学生能够更加深刻地理解微观粒子的波粒二象性[6]。但在具体授课过程中不能完全地依赖于多媒体教学，例如在公式的推导过程中，传统的板书就非常接近人本身的思维模式，容易让学生掌握，如果用多媒体一带而过，往往效果非常的不好。所以教学过程中应该传统教学和多媒体教学并重，对于一些现象的东西多媒体表现更为出色；而一些理论方面的东西传统的板书更为有利，两者相互结合可以大大提高教学效率，增强课堂教学效果和调动学生的学习积极性[7]。
五、加强教学过程的管理
教学过程包括课前、课上和课后，在学生学习量子力学的过程中可以重点利用课堂上的引导和启发，促进学生课前和课后对量子力学的学习。预习是对于学习任何一门学科都很重要，当然，量子力学也不例外，预习是一个提前自我学习的过程，能够大概了解将要学习内容的大概，这样不仅能够更正理解有偏差的部分和加强正确理解部分的记忆，还能够有重点地听课，对于学习量子力学是很重要的。预习也是一个学生独立学习思考的过程，对于增强学生接受新事物的能力、形成自己的观点以及以后学生的终身事业的建立都是很重要的[8]。由于量子力学在理解上难度较大，很难激起学生的学习兴趣，这就要求课堂上教师用更好的上课方式对学生加以引导和启发。活跃的课堂教学气氛和充分的讨论在教学中是必须的，量子力学的课堂一定要避免成为一言堂，要适当地引导和鼓励学生提出问题，这样有助于激发学生的思维能力，帮助学生形成新的思维方式，比如：逆向思维和非规范性思维等，然后在教师的引导下结合实际进行讨论，让学生充分意识到量子力学与我们的生活息息相关，因此，教师可以多介绍一些近代物理、生命科学、化学、现代分析技术和材料科学等学科中量子力学的应用部分，让学生可以真切地感受到量子力学对我们生活的影响，此外，课上可以分配小组每节课前讲述量子力学的最新发展动态，分组的时候可以根据不同基础和不同学习能力的学生来分组，这样增强学生探索性学习的能力和搜集信息的能力[9]。另外，作者建议，引入商业上的PK机制，下课之前教师分配章节，并且对学生加以引导，让相同程度的学生之间进行量子力学认知上的小竞赛，对赢的同学进行奖励，或者输的同学上讲台唱歌，这样做不仅能够活跃课堂氛围，效果好的话能够激发学生对量子力学的极大兴趣。
量子力学的教学不仅仅只是因为它是近代物理的一大基础，更主要的价值是在学习过程中培养出来的从事科学研究的方法和对自然科学的兴趣，这些是其他课程所不能替代的。希望能通过我们广大物理教师的不断摸索，对教学的内容和方法进行改革，使学生更好地掌握这门认识世界和改造世界的武器。
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第一种方法：把小垫子对折成A字的形状，并按照一定的距离摆放，摆放时要依次错开，成斜线放开，以全练习者侧面助跑跨越斜向A型垫，这是跨越式跳高中练习助跑起跳和两腿依次过杆的动作。接下来，再把一块或几块垫子重叠放，增加高度，提高难度，让学生跨过一定的横杆练习。
第二种方法：把小垫子展开，将一端用绳子吊起，悬挂在一定高度的篮球架上，并在小垫子上画上刻度，让学生通过助跑在垫子下面跳起摸垫子上面的刻度，这样给学生一种感觉，感觉跳了一定的高度来衡量跨下的高度，提高了学生的学习积极性。
二、跳远
跳远分立定跳远与急行跳远，下面就立定跳远谈一下自己利用小垫子进行教学的体会。大家知道，立定跳远，既可以锻炼学生的下肢力量，也可以锻炼其身体的协调能力。所以，学会立定跳远对于后面的跳远都有很好的帮助。笔者从事多年立定跳远练习，发现利用小垫子来辅助练习可以迅速提高立定跳远的成绩。练习方法如下：
第一种方法，利用小体操垫发展腰腹部力量和上肢力量。腰腹力量和上肢力量都对立定跳远起到关键性的作用，如果力量达不到，其弹性差，就达不到好的成绩。利用小体操垫做腹部的力量练习是立定跳远的好助手，可以做诸如仰卧起坐、仰卧两头起、仰卧举腿、俯卧撑等发展腰腹部和上肢力量的练习，而且很安全。通过这些练习，上肢的摆臂和收腹举腿的能力都得到了增强，提高立定跳远成绩就很容易了。
第二种方法，利用小体操垫发展腿部力量。腿部力量是决定立定跳远的关键因素，如何提高腿部力量和爆发力就尤为重要。利用小体操垫来发展腿部力量和爆发力就很安全有效。具体方法一：用10张小体操垫折叠平放，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生单脚或双脚依次连续跳过，每人4组。方法二：用10张小体操垫折叠成倒“v”字型立放，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生单脚或双脚依次连续跳过，每人4组。方法三：用10张小体操垫展开平放，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生单脚或双脚依次连续跳过，每人4组。方法四：用10张小体操垫展开平放加折叠组合成5组垫子，每张垫子之间间隔50～80厘米。学生依次连续蛙跳跳过，每人4组。方法五：用10张小体操垫展开平放加折叠成倒“v”字型立放组合成5组垫子，每组垫子之间间隔50～80厘米。学生依次连续蛙跳过，每人4组。
第三种方法，是利用小体操垫发展踝关节力量。踝关节力量是立定跳远的影响因素之一。提高踝关节的力量可以有助于学生的起跳瞪地，从而提高立定跳远的成绩。具体方法：小体操垫平放，间隔50厘米，学生依次快速跑过或跨跳，以及后瞪跑来发展踝关节力量，从而安全有效地提高立定跳远的成绩。
通过上述的几种方法练习后，可以有效安全地提高学生在立定跳远时的蹬地摆臂收腹举腿动作，从而大大地提高立定跳远的成绩。
三、跨栏
对于初学跨栏，有些学生可能会出现心理障碍，总是觉得栏架会把自己拦倒，所以不敢去尝试，而且在练习时为了防止自己会被拌倒，就会有意识地提高跨的高度，这样就成了跳栏，跨栏动作走形，形成错误的动作。如果利用小垫子可以解决这样的问题，把小垫子对折成A型间隔一定距离摆放，进行连续性的跨越练习。这样，学生心理就不会产生恐惧，从而很好地学习跨栏。
四、短跑
第一种方法，把体操垫对折起来平放于地面，每垫之间有20cm的间隔，可摆放8到10个，练习者从间隙中做高抬腿快速跑，可以固定学生的步幅，对于培养节奏感有一定的显著效果。
第二种方法，提高步幅的练习。把体操垫打开平放于地面，垫与垫根据实际情况有一定的间隔，练习者从垫子间隙中跑过，进行跑格练习，久之就会形成一定的步幅。
第三种方法，提高加速能力的练习。把小垫子对折立放10个，间隔40～50cm，后面放10个，间隔为50～60cm，前面的10个垫子可以让学生团身跳练习，后面10个垫子练习高抬腿快速跑，后接20m加速跑。做这个练习的时候，要注意团身跳要做到大腿前摆抬平，不要小腿往后屈，半高抬腿时重心应充分前移，两动作都要结合正确有用的摆臂。
中图分类号： TN711?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）21?0109?04
Network traffic identification system based on supervised machine learning
XING Yufeng， MAO Yanqiong
（School of Humanity and Art， Yunnan College of Business Management， Kunming 650106， China）
Abstract： In the real network environment， a large number of interference noise and outlier samples are existed， which seriously affect on the performance of the least square support vector machine （LSSVM） algorithm. A network traffic identification system combining cooperative quantum particle swarm optimization （CQPSO） algorithm with LSSVM is proposed. The network traffic is divided into 12 types， in which the data of network traffic are collected. The network traffic identification system is conducted with training and performance test by the collected data. To study the performance of the CQPSO?LSSVM based algorithm， the CQPSO?LSSVM based algorithm is compared with the PSO?LSSVM based algorithm. The comparison results show that the CQPSO?LSSVM based algorithm has faster identification speed and better identification accuracy， which can avoid the occurrence that the system is caught in local optimal solution.
Keywords： supervised machine learning； network traffic identification； LSSVM； CQPSO algorithm
0 引 言
随着随着互联网技术的不断发展壮大，不断涌现出各种各样的网络服务和应用类型，这对互联网管理提出了更高的要求，同时网络安全问题日益严重，对网络流量进行实时有效的检测，具有非常重要的意义[1?2]。
传统对网络流量进行分类识别的方式手段主要有：基于端口识别技术的网络流量分类识别方法；基于数据包载荷内容的网络流量分类识别方法。传统网络流量分类识别方法虽然具有算法简单、效率高等优点，但是由于其自身局限性已经不再适用于当今复杂多样互联网服务类型和应用。
现在应用比较广泛的网络流量分类识别方法主要有：基于统计特征的网络流量分类识别方法；基于有督导机器学习的网络流量分类识别方法；基于无督导机器学习的网络流量分类识别方法。有督导机器学习算法又分为基于贝叶斯算法、基于决策树算法和基于支持向量机算法以及基于神经网络算法等；无督导机器学习算法又分为基于模型方法、基于密度方法以及基于划分方法等[3?6]。
1 网络流量识别系统
1.1 网络流量分类
近年来，P2P技术已经得到了非常广泛的应用，P2P应用类型也随着其服务类型的增长而增长，因此，过去文献在对网络流量识别进行研究时，通常将网络流量类型分为10个类型。本文根据P2P服务类型将三种常用应用类型分别考虑，即分为P2P文件共享、音视频以及即时通信应用服务。因此，本文对网络流量类型划分为12个类型，如表1所示[7]。
1.2 基于机器学习的网络流量识别分类方法
机器学习方法已经得了非常成熟广泛的发展，将机器学习应用于网络流量识别技术，能够有效提高网络流量识别系统的识别率以及识别速度。机器学习通常分为两种，即有督导机器学习和无督导机器学习。相比无督导机器学习来说，基于有督导机器学习的网络流量识别系统具有更好的识别性能。
基于有督导机器学习的网络流量分类识别方法一般通过大规模已知类别的网络流量会话流样本数据对识别系统进行训练，使得系统具有较强的泛化能力。基于有督导机器学习的网络流量识别分类训练过程如图1所示[8]。
图1 基于有督导机器学习的网络流量识别分类训练过程
基于有督导机器学习的网络流量分类识别方法种类繁多。其中最小二乘支持向量机法因其具有较好的鲁棒性和实用性能，得了比较广泛的应用。最小二乘支持向量机法综合了神经网络和支持向量机两种算法的优点，摒弃了支持向量机训练过程复杂、效率低以及神经网络需要大数据样本的缺点。因此最小二乘支持向量机法不仅具有较快的训练速度，而且具有较强的泛化能力[9]。
但是由于真实网络环境中，存在大量干扰噪声和野值样本等，严重影响了最小二乘支持向量机算法的性能；因此本文提出一种结合协同量子粒子群优化算法和最小二乘支持向量机的网络流量识别系统。
2 协同量子粒子群算法
2.1 量子粒子群算法
设粒子群中有[N]个粒子，其中：第[i]个粒子的位置[xi=xi1，xi2，…，xiD；]第[i]个粒子的速度[vi=vi1，vi2，…，viD；]第[i]个粒子的历史最优位置[pi=pi1，pi2，…，piD；]整个粒子群体的历史最优位置是2.2.1 协同搜索策略
协同搜索策略的核心思想是，将整个种群分解成多个子群，整个种群使用的是对一个种群进行搜索的策略，而将整个种群分解成多个子群后，能够成功削弱种群的多样性在迭代后期降低而产生的早熟问题[11]。
2.2.2 粒子的学习行为
式中：[lcmax]和[lcmin]是学习参数的最大和最小值；[a]是不小于0的常数。
协同量子粒子群算法（简称CQPSO），就是使用上面描述的协同搜索策略的QPSO算法。
2.3 CQPSO?LSSVM的网络流量识别步骤
步骤1：对网络流量数据进行采集，对数据进行处理后，得到网络流量特征向量。
步骤2：随机得到[N]个粒子的位置[Xi，]对各个粒子的适应值[fXi]进行计算。
步骤3：将粒子群分成[s]个子群，计算每一个子群适应值的最优粒子序号：[k=argmin1≤i≤NsfXsi]，那么各个子群的最优解为：[pgs=Xsk；][k=argmin1≤i≤sfpgi，][pgpop=pgk，]由基因比率[Rgene]选出子群中适应值最优的粒子来组建种群基因库。
步骤4：对收缩扩张系数[βt、]子群的[βti1≤i≤s]以及[lc]进行计算，[qi]取决于[lc]与[lrand]关系。
步骤5：对粒子的适应值、子群的[pi、]子群的[pg]以及种群最优解[pgpop]进行更新。
步骤6：当到达进化的周期后，依据[Rdead]淘汰子群中劣质粒子，更新种群的基因库。
步骤7：重复步骤4到步骤6，直到迭代完成。
步骤8：求解[pgpop，]得到网络流量识别的最优特征子集。
步骤9：使用步骤8得到的网络流量识别的最优特征子集建立网络流量识别模型[12]。
3 实验分析
3.1 实验数据采集
使用基于Libsvm软件包的C#程序对网络流量数据进行采集，使用Matlab软件构建基于PSO?LSSVM、QPSO?LSSVM和CQPSO?LSSVM算法的网络流量识别模型，对采集的数据进行处理。
将采集到的数据分为两组：一组用于对基于三种算法的网络流量识别模型进行训练；另一组数据测试训练后的基于三种算法的网络流量识别模型的识别性能。
3.2 网络流量分类方法性能评价标准
针对网络流量识别方法的评价标准，人们通常使用反馈率（recall）、准确率（precision）评估识别方法性能，具体表示为：
[recall=TPTP+FN×100%] （12）
[precision=TPTP+FP×100%] （13）
式中：TP（True Positive）是被系统正确识别的类型A的样本数量；FN（False Negative）是未被系统正确识别的类型A的样本数量；FP（False Positive）是被系统误认为是类型A的样本数量。
3.3 网络流量识别流程
基于本文提出的CQPSO?LSSVM网络流量识别流程如图2所示[13]。
图2 网络流量识别流程
为了研究本文提出的CQPSO算法的优化性能，使用QPSO作对比实验。设定粒子群个数为20，子群的规模是5，收缩扩张系数[β]随着迭代次数线性下降，由1.0降至0.5。得到两种算法在Rosenbrock函数和Ackley函数这两个测试函数下的性能对比如图3所示。可以看出，CQPSO算法比QPSO算法具有更快的收敛速度和收敛精度，具有更好的稳定性能[14]。
3.4 实验结果分析
使用本文提出的CQPSO?LSSVM识别算法对实验数据进行识别后，得到表1中各种网络服务类型与应用的识别准确率和反馈率，见表2。
通过表2的数据可以看出，本文研究的CQPSO?LSSVM识别算法对12种类型网络服务与应用均有较好的识别准确率和反馈率。为了横向比较本文研究算法的性能，使用基于PSO?LSSVM算法和基于QPSO?LSSVM算法的网络流量识别系统对同样的数据进行模型训练和测试，得到了基于三种不同算法的识别系统的识别准确率、反馈率以及识别速度[15?16]。
表2 各个网络流量类别的准确率与反馈率
[类别＼&应用名称＼&反馈率 /%＼&准确率 /%＼&WWW＼&HTTP＼&94.9＼&95.7＼&P2P文件共享＼&BitTorrent＼&92.9＼&93.6＼&P2P音频视频＼&PPlive＼&90.1＼&91.2＼&P2P即时通信＼&QQ＼&92.3＼&92.1＼&ATTACK＼&Virus＼&97.6＼&98.1＼&GAMES＼&Half?life＼&95.2＼&96.9＼&MULTIMEDIA＼&Real media player＼&86.2＼&86.8＼&INTERACTIVE＼&Telnet＼&90.7＼&88.8＼&DATABASE＼&SqLnet＼&94.8＼&95.1＼&BULK＼&FTP＼&92.5＼&90.9＼&SERVICES＼&DNS＼&92.6＼&93.9＼&MAIL＼&Stmp＼&98.3＼&97.2＼&]
图3 CPSO与CQPSO算法性能对比
CQPSO?LSSVM识别算法的平均识别准确率达到了93.36%，比QPSO?LSSVM算法的平均识别准确率高出5.28%，比PSO?LSSVM算法的平均识别准确率高出10.3%，CQPSO?LSSVM识别算法的平均识别反馈率达到了93.18%，比QPSO?LSSVM算法的平均识别反馈率高出4.32%，比PSO?LSSVM算法的平均识别反馈率高出9.37%。可以说明，相比粒子群优化算法来说，量子粒子群优化算法能够得到更优良的特征子集，因此得到了更好的流量识别效果。另外由于CQPSO?LSSVM识别算法使用了协同策略，因此避免出现陷入局部最优解的情况发生，因此加快了算法收敛速率，提高了识别准确率[17?18]。
4 结 论
与传统网络流量分类方法不同，本文将P2P应用分为三类，即P2P文件共享、P2P音视频以及P2P即时通信服务，因此本文将网络流量类型划分为12个类别进行研究。
将CQPSO算法和QPSO算法在Rosenbrock函数和Ackley函数这两个测试函数下进行性能测试，结果表明，CQPSO算法比QPSO算法具有更快的收敛速度和收敛精度，具有更好的稳定性能。
将本文提出的基于CQPSO?LSSVM算法与基于PSO?LSSVM算法和基于QPSO?LSSVM算法在相同网络环境下，使用相同数据进行性能测试对比。结果表明基于CQPSO?LSSVM算法具有更快的识别速度以及更好的识别准确率，避免了出现陷入局部最优解的情况发生。
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【教学目标】
知识与技能：认识质量守恒定律，并能说明化学反应中的质量关系，能应用质量守恒定律解释化学变化中的一些现象。培养学生观察，分析实验和总结归纳能力。
过程与方法：教师讲解，实验演示相结合的组织形式。教师指导，学生合作探究，形成初识，科学探究意识。
情感态度与价值观：通过自己动手探究，培养学生形成研究问题的科学态度，培养辨证唯物主义观点。
【教学重点】认识质量守恒定律
【教学难点】应用质量守恒定律解释化学变化中的一些现象
【教学方法】探究式学习法。
【教学用品】托盘天平、锥形瓶（250ml）、玻璃管、单孔胶塞、气球、白磷、烧杯（100ml）、铁钉、玻璃片、蜡烛、火柴、镁条、石棉网、坩埚钳。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、复习旧知,引入新授：
1、写出铝在氧气中燃烧和高锰酸钾受热分解的文字表达式。
2、问题提出：
反应物的质量同生成物的质量之间有没有关系？如果有会是怎样的关系？
二、活动与探究
实验方案
在250ml锥形瓶底部铺层细沙，放在一火柴头大的白磷，在橡皮塞上插一玻璃管，在其上端系一个小气球（使下端能与白磷接触）称量。将玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速将橡皮塞盖好，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后，称量。
在100ml烧杯中加入30mlCuSO4溶液，将几根铁钉同时放在硫酸铜烧杯旁边一起称量。将铁钉放入CuSO4中观察至不变色，称量。
实验现象
反应前质量
反应后质量
3、分析讨论得出结论：
（1）归纳小结：质量守恒定律。
概念：
理解：
（2）情景与讨论：
情景⑴：取一支蜡烛粘在一块玻璃片上，将玻璃片和蜡烛一起称量，点燃蜡烛，天平会发生什么变化？
情景⑵：取一根用砂纸磨干净的长镁条和一个石棉网，将它们一起称量。在石棉网上将镁条点燃，将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量，观察反应现象并比较反应前后质量。
4、讨论与交流：
⑴上面两个实验的结果与你实验前的预测相同吗？为什么会出现这样的实验结果？
⑵对于前面方案一中的实验，如果玻璃管上端没有系小气球，将会出现什么结果？
⑶如果在燃着的镁条上方罩上罩，使生成物全部收集起来称量，会出现什么实验结果？
⑷以碳在氧气中燃烧生成二氧化碳为例，从化学反应中分子、原子的变化情况说明化学反应必定符合质量守恒定律。
四、反思与小结
通过这节课的学习，我的收获和体会是
五、板书设计
一、活动与探究
实验方案
在250ml锥形瓶底部铺层细沙，放在一火柴头大的白磷，在橡皮塞上插一玻璃管，在其上端系一个小气球（使下端能与白磷接触）称量。将玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热，迅速将橡皮塞盖好，将白磷引燃，待锥形瓶冷却后，称量。
在100ml烧杯中加入30mlCuSO4溶液，将几根铁钉同时放在硫酸铜烧杯旁边一起称量。将铁钉放入CuSO4中观察至不变色，称量。
实验现象
反应前质量
反应后质量
二、质量守恒定律
【教学后记】
第五单元化学方程式
课题1质量守恒定律（2）
【教学目标】
知识与技能:了解化学方程式的意义,并能正确书写简单化学方程式。
过程与方法：对化学方程式教学，教师通过互动性教学组织形式，引导学生逐步深入思考化学方程式的意义，讨论总结化学方程式的读法。
情感、态度与价值观：通过理解化学方程式的意义，培养科学态度。
【教学重点】了解化学方程式的意义,并能正确书写简单化学方程式
【教学难点】通过理解化学方程式的意义，培养科学态度
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、、知识回顾：
1、质量守恒定律的内容及遵守质量守恒的原因。、
2、用文字描述碳在氧气中燃烧的文字表达式。
3、我们知道用化学式来表示物质的组成不仅书写方便，而且从化学式还可以知道物质的内部构成。那么物质之间发生的化学反应是否也可以用一种式子来表示呢？
二、引入新授
1、化学方程式：
⑴定义：
⑵化学方程式的读法
以C+O2CO2为例
宏观：碳和氧气在点燃的条件下生成了二氧化碳。
微观：一个碳原子和一个氧分子生成了一个二氧化碳分子。
质量：每12份质量的碳和32份质量的氧气生成了44份质量的二氧化碳。
⑶化学方程式意义（与读法一致）
2、化学方程式提供的信息
⑴讨论：从物质种类、质量和反应条件等方面考虑，下列反应的化学方程式能提供给你哪些信息？
CuO+H2Cu+H2O
Mg+CuOMg+Cu
反应物
生成物
反应条件
反应物、生成物粒子比
生成物、反应物质量比
质量守恒
⑵归纳：化学方程式提供的信息
三、课堂练习
1、蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳和水，根据质量守恒定律可知，该物质的组成中一定含有元素。
2、根据质量守恒定律，在A2+3B====2C中，C的化学式用A、B表示是（）
A、AB2B、AB3C、A2B3D、A3B2
四、课外练习：点拨P137
五、反思与体会：通过这节课学习，我的收获和体会
六、板书设计
一、化学方程式
1、定义：
2、化学方程式的读法
以C+O2CO2为例
宏观：碳和氧气在点燃的条件下生成了二氧化碳。
微观：一个碳原子和一个氧分子生成了一个二氧化碳分子。
质量：每12份质量的碳和32份质量的氧气生成了44份质量的二氧化碳。
⑶化学方程式意义（与读法一致）
二、化学方程式提供的信息
从物质种类、质量和反应条件等方面考虑，下列反应的化学方程式能提供给你哪些信息？
CuO+H2Cu+H2O
Mg+CuOMg+Cu
反应物
生成物
反应条件
【教学后记】
课题2如何正确书写化学方程式
【教学目标】
知识与技能：理解化学方程式的书写原则，掌握化学方程式的书写步骤，以及简单化学方程式的配平。
过程与方法：以师生互动为课堂主要的教学形式，教师引导学生分析，学生练习与讨论相结合。
情感态度与价值观：通过化学方程式的教学，培养学生唯物主义观点和实事求是的科学态度。
【教学重点】化学方程式的书写步骤
【教学难点】简单化学方程式的配平
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、回顾旧知识、创设情景：
1、物质发生化学反应时遵循质量守恒原因是什么？
2、引入：写出木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的化学方程式，并分析等号两边原子种类与数目的关系。
二、进入新授
1、阅读教材P95第三自然段-P96，了解化学方程式配平的目的。
2、书写化学方程式的原则
⑴
⑵
4、书写化学方程式的步骤：⑴写⑵配⑶标⑷等
5、结合实际讨论化学方程式的配平方法（目的：使等号两边的和相等）
⑴最小公倍数法：（氧两边各出现一次）
阅读教材P95-96学习配平氢气与氧气反应生成水的化学方程式
练习：
Al+Fe3O4Al2O3+Fe
⑵奇数配偶数的方法（左右氧出现多少次）
例：CH4+2O2——H2O+CO2
练习：FeS2+O2——Fe2O3+SO2
KClO3——KCl+O2
⑶定“1”法：以化学反应中组成最复杂的物质的化学式系数定为1，再配平其它物质的系数（化学式复杂或有机物燃烧）
例：KMnO4——K2MnO4+MnO2+O2
练习：C3H8+O2——CO2+H2O
CO+Fe3O4——Fe+CO2
H2+Fe3O4——Fe+H2O
三、课堂练习：教材上P98习题
四、反思与体会：通过这节课的学习，我知道了
五、板书设计
1、化学方程式配平的目的。
2、书写化学方程式的原则
⑴
⑵
4、书写化学方程式的步骤：⑴写⑵配⑶标⑷等
5、结合实际讨论化学方程式的配平方法（目的：使等号两边的和相等）
⑴最小公倍数法：（氧两边各出现一次）
⑵奇数配偶数的方法（左右氧出现多少次）
⑶定“1”法：以化学反应中组成最复杂的物质的化学式系数定为1，再配平其它物质的系数
【教学后记】
课题3利用化学方程式的简单计算
【教学目标】
知识与技能：在掌握与正确书写化学方程式的基础上，进行简单计算。
过程与方法：在熟悉、理解方程式涵义的基础上进行。首先要把握化学方程式计算的步骤与方法，并依据它进行规范化、准确性地练习，以便更好地掌握。
情感态度与价值观：认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
【教学重点】在掌握与正确书写化学方程式的基础上，进行简单计算
【教学难点】综合计算
【教学方法】探究式学习法。
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、知识回顾：
配平下列化学方程式，并计算出各种物质之间的质量比。
⑴KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2
⑵CaCO3—CaO+CO2
二、引入新授：
研究物质间的化学变化常涉及量的计算，而化学方程式正体现了反应物和生成物之间的质量比。我们可以利用化学方程式来计算取一定量的原料最多可生产出多少产品？制取一点量的产品最少需要多少原料？
三、新授：
1、例1：加热分解31.6g高锰酸钾，可以得到多少g氧气？
2、归纳解题步骤：
3、例2：工业上，高温煅烧石灰石（CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳，如果制取10吨氧化钙，要碳酸钙多少吨？
四、巩固练习
教材P100习题
五、收获和体会
解题步骤：
（1）设未知数
（2）写出正确的化学方程式
（3）列出已知和待求的量在相应的物质下面
（4）列比例式，求解
（5）简要作答
【教学后记】
第五单元整理与小结
【教学目标】
知识目标：1、通过复习使学生掌握质量守恒定律及其应用；2、使学生巩固化学方程式的书写方法及原则。
能力目标：通过复习培养学生综合计算的能力。
【教学重点】化学方程式的书写方法及原则
【教学难点】学生综合计算的能力培养
【教学方法】分组练习法
【教学资源】初中化学网
【教学过程】
一、知识的归纳与整理
1、物质的分类
下列物质⑴铁⑵高锰酸钾⑶水⑷碳⑸氮气⑹氧化汞⑺食盐水⑻汞⑼海水⑽空气⑾冰水混合物⑿氯酸钾⒀氧气⒁氦气⒂氧化镁
(填序号)属于混合物的有:属于化合物的有:
属于单质的有:属于氧化物的有:
2、化学符号
元素符号⑴表示一种元素⑵表示一个原子⑶金属、稀有气体、固体非金属可表示单质
化学式⑴表示一种物质⑵表示组成的元素(宏观)
⑶表示组成的元素⑷表示一个分子的构成(微观)
化学符号前加上适当数字后,通常只具有微观意义
例H2O⑴表示水⑵表示水由氢氧两种元素组成
⑶表示一个水分子⑷表示每个水分子有两个氢原子和一个氧原子构成
练习:1）2000年国家药管局紧急告戒患者,立即停用含PPA(化学式为C9H4NO)的感冒药,关于PPA的下列说法正确的是()
A、它的一个分子里含有20个原子B、它由四种元素组成
C、它是一种氧化物D、它是一种化合物
2）维生素C(化学式C6H8O6)主要存在于蔬菜、水果中,它能促进人体生长发育,增强人体对疾病的抵抗力.下列关于维生素C的说法错误的是()
A、维生素C是由6个碳元素、8个氢元素、6个氧元素组成
B、维生素C分子是由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成
C、保持维生素C化学性质的最小粒子是维生素C分子
D、青少年应多吃蔬菜、水果,切E、忌偏食
3）下列符号既能表示一种元素,又能表示一个原子,还能表示一种物质的是()
A、HB、ClC、HeD、CO
4）指出下列符号中”2”的含义
⑴2H⑵H2⑶2H2O(两个2都需解释)
5）用于火炬接力的丁烷(C4H10)(打火机内液体)乳酸C3H6O
鲨鱼体内有抗癌作用的”角鲨烯”(C30H50)葡萄糖C6H12O6
“脑黄金”不饱和脂肪酸之一C26H40O2尼古丁C10H14N2
“盖中盖”有效成分为葡萄糖酸钙(C6H11O7)2Ca叶绿素C55H70MgN4O65
3、化学计算
1）相对原子质量=某原子质量/碳12原子质量的12分之一
2）相对原子质量=质子数+中子数
3）原子中:核电荷数=质子数=电子数
4）相对分子质量:各原子的相对原子质量的总和
AxBy的相对分子质量=A的相对原子质量×x+B的相对原子质量×y
5）化合物中元素质量比AxBy中
mA:mB=A的相对原子质量×x:B的相对原子质量×y
6）元素质量分数=某元素的相对原子质量×原子个数/相对分子质量×100%
AxBy中
A%=A的相对原子质量×原子个数/AxBy的相对分子质量×100%
原子个数:X=AxBy的相对分子质量×A的质量分数/A的相对原子质量
7）某元素的质量=化合物的质量×某元素的质量分数
mgAxBy中,mA=mg×A%mB=mg×B%
化合物的质量=某元素的质量÷某元素的质量分数
某元素质量分数=某元素的质量/化合物的质量×100%
练习：
1）镭22688Ra是居里夫人发现的一种有放射性的元素，226为相对原子质量，88为其质子数。则镭元素的中子数与电子数之差为_______。
2）某些商品广告常有“补铁”“补钙”“补锌”等词语，这里的铁、钙、锌是指（）
A分子B原子C元素D无法确定
3）某物质的化学式为HnRO2n+1，它的相对分子质量为m，则R元素的相对原子质量是_______，化合价是________。
4）已知R2SO4的相对分子质量为342，则R（NO3）3的相对分子质量为（）
A154B240C185D213
5）H2、O2、CO2、SO2各一个分子，按质量由小到大的顺序是______________,若各取1g上述气体，则分子数由多到少的顺序是__________________。
6）某种氮的氧化物中，氮元素与氧元素的质量比是7：12，则该氧化物的化学式为__.
7）某药物的相对原子质量是328，在其分子中，C占76.83%，H占9.76%，N占8.54%，O占4.88%。则该药物的化学式为_______________。
8）某化合物A6.2g燃烧后，生成8.8gCO2和5.4gH2O，试通过计算后确定A的化学式。
9）某气体与CO混合气体中，经分析含氧58%，则该气体为（）
ASO2BH2CCO2DNOEO2
10）某不纯的NH4NO3样品，经分析知其中含N36%，则可能混有的杂质是（）
ANH4ClB（NH4）2SO4CCO（NH2）2D无法确定
11）有一不纯的NH4NO3样品，经分析知其中含N30%。则该样品中NH4NO3的质量分数为__________。
12）含碳酸钙（CaCO3）80%的石灰石（其余成分不含钙）中钙元素的质量分数为__________
13）对于SO2和SO3
A、相同质量的SO2和SO3中，硫元素的质量之比为________,氧元素的质量之比为_________,SO2和SO3的分子个数比为_________.
中图分类号：G61文献标志码：A
A New Exploration on the Support of Children in Infant Programs
Constructing the Concept of Numbers Less than 5
LI Li
(Fuzhou Beilei Kindergarten, Fuzhou, Fujian 350001)
AbstractThe organization of the whole activity is a challenge to the original model of education. We changed the traditional teaching model of math which is highly structured and supported the children in infant programs to learn the numbers less than five by allotting teaching contents to regional activities. The aim of the teaching activities in the primary-stage is enabling the kids to grasp the method by synchronous study; the activities in the middle-stage is to enable them to use the method learned and improve themselves through individual study; while the activities in the final-stage aim at sorting out the experience the kids got in regional study. It has been proved that the combination of the two is more flexible and effective than simple teaching activities so that the boring study of knowledge becomes interesting and the result is beyond expectation.
Key wordssupport; concept of number; children in infant program
幼儿数概念的建构是一个长期复杂、连续发展的过程，其中计数是建构数概念的的基础。研究证明：小班是幼儿计数能力发展的关键期，能正确点数到5的，平均达到95%。因此认识5以内的数量成了小班重要的数学内容。
以往，小班幼儿学习计数，教师多采用集中教学的方式，开展几次活动来认识5以内的数量。每个活动都有统一的目标，相同的材料让幼儿操作学习。应该承认，集中教学活动是高效的。但我们不难发现传统课程的安排上除了数量的增加，其他活动几乎是相似的。也就是孩子要通过至少5次类似的教学活动，来完成学习目标。
我们思考：认识数量是同类的知识，具有相似的特点，是否有必要通过一次次教学活动来完成？另外孩子在计数的发展水平上也存在明显的差异，如果让他们一起接受统一的集中教学，势必让发展快的孩子失去挑战，发展慢的孩子跟不上，两者都无法产生学习的兴趣。再者，学习数学不仅仅是学会，更重要的是思维的拓展，可是同步的教学活动却不能真正发挥数学的价值。
因此，是否可以运用另外的教学方式，达到更好的学习效果？我们想到了――数学区域活动。它与教学活动明显不同，是幼儿自主、自选的活动，提供材料丰富且有层次性，同时能满足不同水平幼儿的需要，将集中学习变为个人学习，这是集中教学活动无法做到的。区域活动的优势弥补了教学活动的不足，两者结合是否比单纯的教学活动效果更好？更能帮助孩子自主学习，拓展思维呢？带着疑问，我们展开了教学活动与区域活动两种模式相结合，支持幼儿建构5以内数量的实践研究。
1 前期根据小班幼儿的计数特点开展数学教学活动，引导幼儿掌握方法，解决难点
我们认为在个性化学习之前有必要通过系统有效的教学活动，来帮助孩子学习计数。孩子只有在前期的教学活动中掌握了基本计数方法，才能在区域活动中迁移方法，自主学习掌握更多的数量，达到举一反三的目的。
根据以上孩子计数的特点，我们分别预设了《认识1和许多》、《认识2的数量》《认识3的数量》3个教学活动，每个活动都以孩子喜爱的游戏贯穿。
以教学活动《认识3的数量》为例，教学目标设置为：能手口一致点数3以内的数，并说出总数；在游戏中学习点数3以内的数，能按物(量)取物，按数取物。根据孩子实际的水平，学习的重难点定位在：手口一致地点数，并说出总数；学习按方向点数，做到不漏数也不重数。
活动以去“小熊家做客”情节贯穿，通过三个环节进行教学。首先在“教新课”的阶段，分为三个递进的步骤，首先先复习“2”，然后教师讲解演示3的计数方法（如图1），分别出示小熊家的物品（如棒棒糖、电话、皮球）。每一样物品都是3个摆成一行，而且都从前面的“红旗”处摆起，这与以前只出示同一种物品有所不同，暗示着3的实际意义（即3只要数量是3的物品都可以用数字“3”表示）。这个环节中教师带领孩子三次都从“红旗”处开始数，“红旗”特别提醒初学者计数的顺序和方向，教师在这个环节中要通过动作的暗示强调手口一致及说出总数。这个部分以教师的“教”为主。
以后孩子对数量3有了初步的认识，可以进入第二步骤――游戏“跟我来”，可以让幼儿拍手3下、跺脚3下等，通过调动感官来体验3的数量。
第三步骤――操作练习“送礼物”，即每个幼儿都有一个操作板练习，“送礼物”时幼儿从右上角的小袋中取出“礼物”，把它摆放在下面的袋子里，注意从“红旗”处摆起，幼儿边有序地摆一个数一个。需要说明的是，初学阶段我们教师提供的点数材料应是一样的“礼物”，这个环节教师主要让孩子通过自己操作，学习按顺序点数的方法。
第一环节孩子通过观看示范感官体验操作学习对计数有了具体形象的感受，完成了计数方法的学习。接下来第二、三阶段根据孩子操作发展顺序进行设计。
第二环节――“送礼物”，在这次操作中，幼儿要点数罐子上圆点标记，然后插上相应数量的“棒棒糖”， 操作中实现实物和点卡之间的匹配，接着，幼儿拿着插好棒棒糖的罐子，将它摆放在有相应数字的架子上，这一步骤是让幼儿根据具体数量与抽象数字符号建立对应关系，实现具体到抽象的过渡要求（如图2）。
图2
第三环节以音乐游戏“找朋友”作为结束，将数学活动推向高潮。玩法是每人一个挂牌，一面红色，一面绿色。幼儿根据红色面上的小动物或者绿色面上的圆点的数量，随音乐找与自己挂牌上相应的数字。在点卡上的数量与数字符号再次建立了联系，实现了点数从具体到抽象的过渡。
2 中期结合区域活动的个性化的学习，促进每个孩子不同层次的提高
区域活动的增加让教师组织活动变得灵活起来，主要分为三个阶段：
第一阶段是集中教学活动的延续，主要目的是巩固学到的方法。在这个阶段中教师可提供相同的实物如：相同的胶粒，以及相应数量的点卡和数字。操作内容可分按物取物按物取数按数取物三个层次。发展慢的儿可选取实物从按物取物开始进行手口一致的学习计数点。发展快的幼儿可计数实物数量，然后将相应的点卡或数字符号与之匹配，还可以过渡到按数取物，实现具体的实物到抽象数字的过渡。
第二阶段我们将材料的数量增加到“4”。这时，教师有必要在区域之前的谈话中，用简短的时间向孩子介绍“4”，引发幼儿兴趣，请孩子去数一数，并再次强调手口一致的点数方法。
这时又出现了新的问题：幼儿“4”的数量学习几乎没有什么困难。原先的材料只是量的增加已经不能满足学习的需要，孩子们失去了兴趣，必须在材料上进行了改变，让它更富有挑战性。我们认为，学数学重要的是锻炼思维，于是我们寻找拓展思维的切入点，最后决定在材料中增加干扰因素，让孩子学习排除干扰的计数，材料也不再提供一样的物体，而是改变物体的大小、形状、颜色或排列方式，让幼儿计数。
第三阶段：数量增加到了“5”，由于孩子在教学活动中进行了系统的学习，在区域中得到了巩固，他们很快掌握了“5”的数量。这时干扰也加大了难度，如数“苹果”，“苹果”可以竖着排，或者排成圈。有的还可以重叠着排。观察中发现此干扰对幼儿是一个挑战，它需要幼儿全神贯注地计数。开始孩子容易出现漏数或重数，这很正常，教师应该允许孩子出错，然后进行调整。在教师的指导鼓励下，大部分幼儿学会了排除干扰的数数。他们欣喜地发现：不管“苹果”怎样摆放，他们都能数出来，连藏着的“苹果”也不放过。
区域活动中我们也发现了小部分孩子，与大家相比，发展总是慢半拍。这时我们保留适合他的材料上让他继续练习。可以说区域学习不同水平的幼儿提供提供了不同的发展空间，为他们提供了层次不同丰富的学具，让他们在各自的“最近发展区”得到了最适合自己的最好的发展。
3 后期开展总结性的教学活动，帮助孩子梳理获得的经验
在区域活动的基础上，孩子的计数水平都得到了很大的提升，后期有必要通过教学活动进行梳理。这个活动要点已不同于以往的集中活动《复习5以内的数量》，计数已不再成为重点，而是重在思维的拓展。
总结性教学活动以“到果园做客”为线索，仍然分为三个环节，但与前期活动《认识3的数量》相比，每个环节的目的性上有很大的不同。第一环节教师请小朋友清点“水果”，在展示的“货架”上出现的不再是一样的“水果”，而是具有不同特征的“水果”让幼儿计数。（如图3）目的是复习排除大小、颜色干扰的计数，这也是对幼儿在区域活动中内容的总结复习。
第二环节“分水果”的操作活动，每个幼儿都要根据自己水果篮上的标记去取相应数量的“水果”实物，“水果”提供也存在差异，此操作又再次复习了排除干扰的点数。
图4
第三环节为“数苹果” 此次操作的特点是：让幼儿排除多项干扰，正确点数，并与抽象的数字符号对应。孩子们要先仔细看看数数卡片上有几个“苹果”，再找到有相应数字的苹果树，把“苹果”插在“树枝”上。这时的教师要重点观察幼儿能否排除各种干扰，自如点数卡片上苹果的数量，说出总数，并与相应的数字对应（如图4）。
此次活动发现幼儿有了区域练习的基础，能排除多项干扰进行正确的点数，而且由于操作材料具有适当的难度，幼儿很兴趣，活动中表现得积极、主动，思维活跃。
一、引 言
顶岗实习是高职教育体系的重要组成部分，通过有计划、有目的地安排在校学生以准员工的身份到企业的具体工作岗位上实践，能帮助学生在真实的工作环境中提高职业技能，培养职业素养，增加社会经验，顺利完成从学生到员工的角色转变[1]。要使顶岗实习真正成为实现高职人才培养目标的有效手段，必须确保顶岗实习的质量。高职院校为保证顶岗实习的质量尝试了多种方法，其中之一是对顶岗实习进行过程管理。本文将讨论如何运用过程管理的理论和方法来提高顶岗实习的质量。
二、过程质量控制方法
质量管理理论的研究认为导致最终结果质量不合格的原因存在于生产过程中，只有进行全过程质量管理，才能有效保证最终结果的质量[2]。国际标准化组织将过程管理定义为使用一组实践方法、技术和工具来策划、控制和改进过程的效果、效率和适应性。过程管理是针对目标管理提出的一种管理理论，侧重于将整个工作流程划分为若干子过程，通过控制各子过程的工作质量实现对最终结果质量的控制，达到预定目标。
过程管理方法以过程分解为基础。通过识别和管理所需的活动过程，明确各子过程需要的资源、子过程的职责和义务、子过程间的顺序和相互作用，确定各子过程的关键控制点，进行全过程的监督和检查，并对监督检查结果进行分析评价，以判断整个活动过程中所有子过程是否处于有效控制状态，从而保证活动最终结果符合预期目标。
针对高职院校学生的顶岗实习活动，运用过程管理的思想和方法进行过程分解，对顶岗实习的关键控制项目进行设计、控制和改进，能提高顶岗实习的过程绩效，最终实现学生、学校、企业都满意的目标。
三、顶岗实习的过程分解
高职院校学生的顶岗实习活动，不论是分散实习还是集中实习，都包含三个基本子过程：前期的准备、中期的实施和后期的评价[3]。在每个过程中，学校、学生和企业这三个主体的工作内容应有明确分工。
1.实习准备
前期准备工作是顶岗实习的第一个子过程。在这一子过程中，学校的工作内容是制定顶岗实习过程管理制度和考核制度，联系顶岗实习单位并落实实习岗位，确定参与顶岗实习的学生和指导教师，对学生进行顶岗实习前的培训。学生的主要工作内容是完成顶岗实习前的培训，了解实习单位和实习岗位的基本要求，熟悉顶岗实习的内容和考核要求，明确顶岗实习的目标和任务。企业的工作内容是制定接收学生参与顶岗实习的管理制度，核实顶岗实习的岗位和学生人数，确定顶岗实习的带班师傅，配合学校进行顶岗实习前的培训。
2.实习实施
中期实施工作是顶岗实习的第二个子过程，也是顶岗实习的核心过程。在这一子过程中，学校的工作内容是检查学生顶岗实习的内容与进度是否与实习计划相符，检查顶岗实习单位的岗位工作安排是否与实习计划相符。学生的工作内容是按学校的教学计划完成顶岗实习的内容，服从顶岗实习单位的管理，结合岗位掌握专业技能、培养职业素养，进行职业规划。企业的工作内容是配合学校的教学计划安排合适的工作任务，指定带班师傅指导学生实习，对学生在岗期间的日常行为进行管理。
3.实习评价
后期评价工作是顶岗实习的第三个子过程。在这一子过程中，学校的工作内容是根据制定的顶岗实习考核制度和考核标准，对顶岗实习工作进行全面、公开、公平、公正的考核，并将考核结果告知学生、指导教师和顶岗实习单位。学生的工作内容是根据学校和顶岗实习单位的考核标准对顶岗实习进行自我评价，同一实习单位的学生还可进行相互评价，对顶岗实习期间的工作和生活进行总结。企业的工作内容是从企业的角度对顶岗实习工作进行评价，并将考核结果告知学生、学校和带班师傅。
四、顶岗实习各子过程的质量控制
在对顶岗实习进行过程分解的基础上，可以确定各主体的关键质量控制项目和控制内容。这些关键控制点主要集中在实习文件和实习行动两个领域。
1.准备过程的关键质量控制点
这一过程的质量控制目标是保证顶岗实习工作能顺利开始，并为后期的顶岗实习质量管理工作提供依据。准备过程的关键质量控制项目和控制内容如表l所示。
2.实施过程的关键质量控制点
这一过程的质量控制目标是保证顶岗实习工作能顺利展开，并为下一步的顶岗实习质量评估工作提供依据。实施过程的关键质量控制项目和控制内容如表2所示。
3.评价过程的关键质量控制点
这一过程的质量控制目标是验证顶岗实习的工作质量，也为以后的顶岗实习质量工作提供参考。评价过程的关键质量控制项目和控制内容如表3所示。
按照上述方法将顶岗实习工作进行过程分解，并确定每个子过程的重点质量控制活动和质量文件记录，能方便地找到实习过程中容易失控的环节，从而有的放矢地选择控制措施，保证顶岗实习实现预定目标。
参考文献：
教学工作是学校的中心工作，毕业班工作更是重中之重。“教学质量”不仅是在家长的心中还是在老师的心中都是一个很重要的、值得关注的问题，同时也在老师们的心中打下了一个问号。追根究底是老师的教法不当还是学生的学习方法不适合，那就需要我们教师多反思。毕业班的教学质量好坏，是对一所学校教学质量的总检阅，为了加强学校对毕业班的管理，全面提高教育教学质量，浅谈学校应从以下几方面抓好教学质量：
一、组建一支思想素质高、业务能力强的毕业班教师队伍
开学初，学校可以根据对老师的调查了解并结合学生及家长的建议，经学校研究决定安排思想素质高、业务能力强、具有实干精神的年青教师到毕业班任教。由于他们经验丰富、方法多样、精力旺盛，能与学生打成一片并积极主动担任毕业班工作，勇挑重担，为学校工作起到了模范带动作用。
二、积极做好毕业班学生的思想工作
由于毕业班学生的学习任务繁重，部分学生情绪低、厌学，特别是学困生，对学习没有丝毫的兴趣，直接影响教学效果，针对这种情况，可以召开毕业班学生会，一是对学生进行了遵守校纪班规，规范学生行为的教育。二是进行学习方法的指导和学生良好学习习惯的教育。三是激励学生的学习兴趣，没有兴趣就没有动力，从生活实践出发，让学生了解读书能为我们今后的生活带来哪些好处，从而认识到要改变现实的生活环境，唯有读书才是出路。通过教育活动的开展、增强了学生的集体荣誉感，培养了团结合作意识，激励了学生共同进步、树文明班风。
三、积极做好毕业班学生家长的思想工作
由于毕业班学生学习时间紧，任务重，如何让学生有一个和谐的家庭学习环境十分重要。因此，通过召开毕业班家长会进行交流座谈，了解学生在家里的学习、生活状况，同时给家长们几点建议：1、为孩子创造一个良好的学习生活环境，2、多给孩子关心和辅导，3、重视对孩子的心理健康教育，4、给孩子一个正确的评价，5、要重视对孩子学习习惯的培养，6、经常保持与教师沟通，及时了解孩子在学校的情况，7、通过教师“家访”家长“校访”相互沟通，充分调动孩子的学习积极性，从而促进了学习质量的提高。
四、组织召开学习方法交流会
组织召开毕业班学习方法交流会，请学习方法科学、合理、学习成绩优秀的学科代表发言，科任教师结合学科特点指导该科的学习方法，让学生知道识记什么，怎样去识记理解，从而让学生掌握正确的学习方法，运用教学实践，培养了学生自我学习和终身学习的能力，帮助学生明确学习目的、端正学习态度、树立自信心。
五、实行“一帮一”活动、推荐“一比一”竞争机制
对毕业班学生可以采取一次摸底检测，掌握班级学生的学习情况和部分学生出现的“败科”现象，根据具体情况要求语、数、外各教师分别帮助几名学困生，关爱他们，帮助辅导他们，增强他们自尊心和自信心，培养他们的学习兴趣，让他们走出困境。并要求班上一个成绩好的学生帮助一个学困生，对成绩较好的学生实行找对手，每次测试后，教师进行评比，如自已的对手成绩上升，则另一个同学就买一个3角钱的数学本奖给他，如次循环，让学生建立你追我赶的竞争机制。
六、做好家访后记、关注留守儿童
中图分类号：G642.4
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128
1 引言
现代科学技术的发展，如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具，推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器，甚至在一些原先与“电”无关的专业，如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备，因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功，认真学好。不论哪行哪业，在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要，如何更有效的展开本课程的教学工作，是一个值得我们深思的问题，本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。
2 理论教学
电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析，并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样，该课程的理论内容非常枯燥，如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节，只是一味的介绍理论知识，将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。
2.1 教材的选择
一本好的教材不仅可以使教师易教，大大提高教学效果和教学质量，而且还可引导教学改革和教学思想的转变，而且可使学生易学，启发学生思维、引导学生创新。
笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》，该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写，教材中的内容与时俱进，技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理，容易入门，叙述深入浅出，图文并茂，宜学宜懂，同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用；该书的具体内容做到了理论联系实际，既讲电子测量原理，又讲具体仪器应用，通过实例与仪器型号参数介绍，加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题，便于学生预习、复习和总结。
2.2 教师的自我提高
在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用，教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的，电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律，即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍，在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师，一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态，要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态，定期查阅他们产品的资料，用来深化和扩展教学内容，将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生，丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情，拓宽学生视野做到与时俱进；另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究，促使教师对该方面的知识有更深入的理解，多参加学术交流会议，到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习，通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。
2.3 逆向思维教学法
任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程，如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的，在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下，选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分，教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室，直接面对仪器教学，使用逆向思维的方法进行理论教学，先从教学生如何使用测量仪器开始，让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识，懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能，以及各旋扭或按键间如何协调工作，以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。
以信号源和示波器的教学为例，这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来，先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解，让学生使用示波器测量信号源输出的信号，学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来，教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中，信号的形状会发生变化，由此引出怎样才能使信号的波形发生改变，这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容，这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法；再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段，在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化，信号源是如何实现这些频率变化的呢？带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题，引导学生去学习示波器的理论内容，如打开示波器观察到光点，通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造，这一显示原理也用于其他的显示设备上，如频谱仪、扫频仪等，做到触类旁通；通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化，反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化，带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识；再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时，通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化，为何会出现这种变化？带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。
3 实验教学
本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。
3.1 验证性实验
验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目，使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解，培养学生独立思考的习惯，提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中，学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法，学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如：通用计数器的应用，该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理，掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度，熟悉计数器的其他扩展功能；再如通用示波器的应用，要求学生理解示波器的工作原理、技术指标，熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。
3.2 设计性实验
《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识，教师结合本专业的基础课程，设计了本课程的设计训练题目，目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力，通过设计训练，要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上，能根据所学知识综合设计简单的测量电路，运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计，从而提高学生的创新设计实践能力。
设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等，让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》，包括以下内容：第一，仪器名称、用途、特点及简要设计思想；第二，主要技术指标；第三，仪器应具备的功能；第四，仪器的设备规模；第五，系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标，同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法；在设计过程中除写好《设计任务书》外，还要做到理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡，要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通，尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图，过程中要绘制详细的电路图，仿真无误后方可制作电路板；硬件完成后要规划软件控制流程图，根据流程图逐步、逐点编写程序；最后进入软、硬件联调、实验，最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。
通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识，使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理，硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法，掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备，也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。
4 结论
作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”，学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等，较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用，让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践，本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣，巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解，提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量，符合创新人才培养和社会发展的要求。
参考文献：
【1】陈尚松，郭庆，雷加.电子测量与仪器【M】.电子工业出版社，2012.
量子力学是研究微观粒子运动规律的科学，自诞生以来它就成功地说明了原子及分子的结构、固体的性质、辐射的吸收与发射、超导等物理现象。作为物理学专业的专业理论课，量子力学在物理学专业中具有极其重要的地位。现代物理学的各个分支，如高能物理、固体物理、核物理、天体物理和激光物理等都是以量子力学为基础，并且已经渗透到化学和生物学等其他学科。同时量子理论还具有巨大的实用价值，半导体器件和材料、激光技术、原子能技术和超导材料等都是以量子力学原理为基础的。
通过对量子力学的学习，学生可以掌握现代科学技术最重要的基础理论，还可以提高科学素质和思想素质，但是量子力学中的概念和解决问题的方法与经典物理有着本质的不同。学生普遍反映量子力学抽象、枯燥、难理解、抓不住重点，学习起来非常困难。针对以上问题，我对教学进行了思考和探讨，采用了一些切实可行的措施，提高了学生的学习兴趣，使学生更好地掌握了量子力学知识，同时培养了学生的创新思维。
一、教学过程中存在的问题
在量子力学的教学过程中，我发现以下几个问题。
1.量子力学是一门十分抽象的课程，其中许多概念、原理都不好理解，并且量子力学从概念到解决问题的方法跟经典物理有着根本性的区别，但是很多学生习惯性地用经典的思想去理解量子力学，这样就不自觉地增加了难度。比如“波粒二象性”，经典物理认为波动性和粒子性是互不相关的、相互独立的，而量子力学认为波动性和粒子性是微观粒子同时具备的两种属性。
2.学习量子力学，数学知识是必不可少的。量子力学中有着繁杂的数学知识，例如，数学分析中的微积分，代数学中的矩阵论，数学物理方程的微分方程，复变函数，等等。在教学过程中发现，不少学生对已学过的数学知识掌握得不是很牢固，在推导公式的过程中忘记了公式所描述的物理内涵，影响了对量子力学知识的理解。
3.由于量子力学的课时紧张，教学过程中采用了传统的教学模式，由教师到学生的“单向传授”的教学形式。学生失去了主体地位，只能被动地接受知识，学习的兴趣和积极性不高，导致教学效率降低。
二、量子力学的教学方法改革
1.采用多种教学手段相结合的教学模式。由于量子力学的内容抽象难懂，又是建立在一系列基本假定的基础之上，不少学生很难接受，甚至认为这门课程没有用处。在量子力学的教学过程中，由单一的教师讲授过渡到板书、录像、课件、演示实验等各种手段相结合的教学模式，将图、文、声、像等信息有机地组合在一起，形象、直观、生动，容易激发学生的学习兴趣。同时，通过网络技术，学生可以享受到本校的教学资源，还可以突破空间的限制，享受到全国高水平的教学资源，从而丰富学生的资料库，也为各学校的师生讨论交流提供一个很好的平台。
随着科学技术的迅速发展，知识更新非常快。在教学中，教师应及时将与量子力学相关的科技前沿和高新技术引入教学中，介绍与量子力学密切相关的课题，阐明科学技术中所蕴含的量子力学原理。如我们在讲解一维无限深势阱时，将其与半导体量子阱和超晶格这一科学前沿相联系；在讲解隧道效应时，将其与扫描隧道显微镜相联系，进而介绍扫描探针操纵单个原子的实验。同时在教学中，我们理论联系实际，多介绍量子力学知识与材料科学、生命科学、环境科学等其他学科之间的密切联系，重点介绍在材料科学中的广泛应用，包括新材料设计、开发新材料、材料成分和结构分析技术等。通过这种方式，学生对这一部分的知识有了直观的认识，从而不再感到量子力学的学习枯燥无味，同时也提高了接受新知识、学习新知识的意识和能力。
2.结合数学知识，把物理情境的建立作为教学的重点。量子力学可以说无处不数学，这门学科对高级数学语言的成功运用，正是它高深与完美的体现。数学虽然加深了物理问题的难度，却维护了理论的严谨性和科学性。当然这不是要求老师从头到尾、长篇冗重地推演计算，合理地修剪枝杈既能让学生抓住重点，又免使学生感到量子力学只是数学公式的推导。对于学习量子力学的同学，可以着重于对物理概念的剖析和物理图像的描绘，绕过数学分析难点，通过简化模型、对称性考虑、极限情形和特例、量纲分析、数量级估计、概念延拓对比等得出结论。定量分析尽量只用简单的高数和微积分、常见的常微分方程，对复杂的数学推导可以不做讲解，只对少数优秀生或感兴趣的同学个别辅导。例如，在求解本征方程时，只介绍动量、定轴转子能量本征值的求解；对无限深势阱情况，薛定谔方程可类比普通物理中的简谐振动方程；对氢原子和谐振子的能量本征值问题，只重点介绍思路、方法和结论，不作详细推导。
3.充分应用类比法，讲述量子力学。经典力学是量子力学的极限情况，在教授过程中，应尽可能找到“经典”对应，应用类比方法讲述量子力学中抽象的概念和物理图像，有助于正确理解量子力学的物理图像。用光的单缝、双缝衍射、干涉说明光的波动性，用光电效应、康普顿散射说明光的粒子性，运用这种方法有利于学生掌握光的波粒二象性。在将量子力学与经典力学类比的同时，还要清楚量子力学与经典力学在观念、概念和方法上的区别。例如，经典力学用位矢、速度描述物体的状态，而量子力学用波函数描述系统状态；经典力学用牛顿第二定律描述状态变化，量子力学用薛定谔方程描述状态的变化。另外对于量子力学中的波粒二象性、态迭加原理、统计原理等都要与经典力学中的相关概念区分开来，类比说明，阐明清楚其真正内涵。
4.改变传统教学模式，采用以学生为主体的教学模式。量子力学的现代教学多以“教师讲授”为主，同时配合多媒体课件辅助教学，教学模式较传统教学有所变化，多媒体课件教学虽然能够在一定程度上激发学生的学习兴趣，但仍然是“填鸭式”的教学法，没能真正地改变传统教学的弊端。因此在教学过程中，要避免课堂成为教师的一言堂，鼓励学生提问，激发学生的逆向思维和非规范性思维等，通过创设问题情境使师生互动起来，提高学生学习量子力学的积极性，加深学生对这门课程的理解。还要组织学生开展相关课题讨论，引导学生自主能动地思考，激发学生的学习兴趣。
三、结语
“量子力学”是物理类专业基础课程中教学的难点和重点，建立新的教学模式，有利于学生学习、理解和掌握这门课程。
参考文献：
［1］曾谨言.量子力学［M］.科学出版社，1997.
［2］周世勋.量子力学教程［M］.高等教育出版社，1979.
相对于元素化合物知识，概念具有较高的概括性和间接性，比较抽象和枯燥。要克服化学概念成为学生学习化学的障碍，教师有必要对新概念进行认知―建构分析与学生的学习活动管理研究。所谓“认知―建构分析”，即先应用认知主义学习理论对化学概念进行认知分析，对具体概念的学习属性、规律、条件和作用等给出基本判断，为化学概念教学的设计提供理论依据。再应用建构主义学习理论对学生的概念学习过程进行梳理，对学习活动中主体的多元性、过程的动态性、状态的生成性和认识的发展性等更为复杂的问题进行剖析。在认知―建构分析的基础之上，教师还要对学生的化学概念学习活动管理做深入研究，为化学概念学习的规划设计、学习过程管理、问题指导、分化管控等提供决策参考与方法指南。现以“物质的量（第1课时）”为例，探讨高中化学概念学习的策略和路径。
一、“物质的量”概念学习的认知―建构分析
1.“物质的量”概念的学习障碍
第一，前理解（也称前概念、自然概念或日常概念）的干扰造成定势思维。学生在初中的学习经历中，习惯了其它SI制物理量的简单词语描述方式，物质的量的词组组合有悖于汉语文字的习惯，不但名词抽象、难理解，读起来也生硬，学生存在心理障碍。再从认知发展来看，学生对已学的“根据化学方程式的计算”印象深刻，暂时不能体会物质的量概念系统给解决问题带来的方便，心理上不愿接受以物质的量为核心的新计算体系。
第二，概念关系多且杂，知识体系琐碎零散。在1节课内同时出现阿伏加德罗常数、物质的量、摩尔和摩尔质量等多个概念，对初涉高中化学学习的学生来说，易造成知识消化上的困难。高一新生对于微观粒子想象力普遍不足，思维方式和学习方法尚不成熟，对抽象概念的认知障碍势必对后续学习产生恐惧心理和畏难情绪，从而在解决实际问题的过程中忽略感受概念的形成过程与作用，无法很好地构建概念之间的联系。
此外，有些教师对化学概念教学的教育功能认识不足，没有深入到概念的本质特性中去，教学设计没有思想，缺乏理念;教学手法千人一面，缺乏个性;课堂结构简单粗糙，缺乏整体性。如此，导致学生对概念的理解浮于表面，只能用机械记忆的方法背概念，从而在后续使用物质的量等概念解决问题时，不能从恰当的认识角度，以与问题相匹配的认识方式类别及清晰的认识思路进行思考和解答。
2.“物质的量”概念学习的认知―建构分析
爱因斯坦的科学概念观认为，任何一个科学概念的形成，应该由“原始概念”到“数目较大的概念和关系”，再到“概念本质的整体”螺旋上升。物质的量是高中化学核心性概念，在现行的不同版本高中化学教材中，编者都将物质的量安排在开篇第1章。基于高中化学课程标准的概念教学，应从认知主义及建构主义理论的视角，回归概念教学的本真，以分析者、建构者和指导者的身份，组织、管理学生的概念学习活动，让学生体验概念的形成过程，在更深层次感受事物的内在本质与联系，并构建科学的认识方式。
首先，进行学习者认知分析。已经掌握了的相对原子质量、密度等概念，对新概念的建构可以起到一定的帮助;根据认知主义学习理论及高一学生的生理、心理特征，学生的思维方式逐步由感性向理性转化，可以使用相对直观的数据帮助理解微观粒子，使抽象的概念具体化;没有化学实验帮助理解概念，可以带领学生用新旧知识类比的手法感受新概念生成的美妙;物质的量、摩尔等新名词晦涩，可以在理解和运用的时候，用学生熟悉的其它名词来对比学习;多个概念同时出现，可以引导学生找到它们的内在关系，建立不可见、不可称量的微观粒子与宏观可称量的物质之间的关系。
然后，进行概念建构分析，帮助学生有效建构化学学科思维方式，发展学生的定量认识。包括学习准备、活动设计和实施。学习准备：分析相关概念对于促进学生认识发展的功能和价值，厘清化学概念教学的出发点和落脚点。活动设计和实施：通过访谈法、调查法，有意识地引导学生论及自己的思想和已有观点，揭示前理解;引发学生认知冲突，激发求知欲，促进认知结构的同化和顺应;通过合作学习，将新概念和已有概念比较、讨论、澄清，揭示和解决冲突概念，准确处理已有个人概念和认识方式的转变与发展之间的关系，进行概念重建和应用。
由此，我们将本课时的学习目标定位为：正确理解阿伏加德罗常数、摩尔、物质的量、摩尔质量等概念的含义，理解概念之间的关系，能进行相关计算;发展学生的微粒观、定量观，体验化繁为简的科学思想与概念建构的逻辑之美;体会在解决实际问题的过程中构建概念的基本学科思维与方法，理解新概念的功能和价值;体会定量研究方法的重要性，并在解决实际问题的过程中促进定量认识的发展。
二、对“物质的量”概念学习活动的指导和管理
在概念学习活动过程中，按“建立微观粒子数与宏观可称量的物质之间的关系，获得感性知识抽取本质属性，建立概念模型在更深层次上理解事物的内在本质与联系，构建科学的定量认识方式”3个层次安排教学环节。
1.创设情境，认识微观粒子数与宏观物质之间的关系
获取感性认识是帮助学生理解和掌握新概念的前提。首先，让学生知道物质的量是SI制7个基本物质量之一，将物质的量初步纳入学生的认知结构中。其次，了解阿伏伽德罗等有关化学史实，帮助学生理解概念的由来。再次，采取定义学习的方式来了解阿伏加德罗常数：①利用系列情景引发认知冲突。由学生熟悉的“水”开始，请学生描述对水的理解，如水的组成等，回顾初中已学的分子、原子、相对分子质量、相对原子质量等概念。②提供多种数值研究路径，获取对阿伏加德罗常数的感性认识。如介绍科学家利用扫描隧道显微镜（测算微粒数的一种仪器）测算“18g水中有多少个水分子？”;从电解水的化学方程式进行推算“2g氢气中有多少个氢分子？”;再从质量的数值规律进行推算“12g碳（12C）中有多少个碳原子？”等等，殊途同归，其数值约为6.02×10 23，从而引出阿伏加德罗常数的概念。在学生获取新认识的同时，思考阿伏加德罗常数与6.02×1023的区别。
2.抽象本质属性，把握概念的内涵与外延，建立概念模型
当学生有了感性认识之后，教师设计新情景让学生尝试解决更深层次的问题，如何获取物质的量这一核心概念呢？在解决实际问题中采用逻辑推导、建立集合，化繁为简、类比演绎的方法，促进学生在不同的变式中获得概念的理解和建构。教师继而抛出问题：“阿伏加德罗常数究竟有多大？”“阿伏加德罗常数使用起来方便么？”教师举例：6.02×1023个水分子1个挨1个地排在地球的赤道上，可以绕地球300万周;60亿人每人每天吃1斤大米，6.02×1023粒米要吃14万年。由认知冲突中寻找解决问题的方法，让学生感知引入物质的量概念的重要性。教师帮助学生将物质的量与质量、体积类比，如对于“常温下的18g水”我们可以说“18mL水”“1mol水”“这份水的质量是18g”“这份水的体积是18mL”或“这份水的物质的量是1mol”。接着，教师引导学生以数据体验为基础，建立微粒数目与物质的量的关系：“18g水，2g氢气，12g碳中所含有的水分子、氢分子、碳原子数分别都约为 6.02×1023，即其物质的量均为1mol。”那么，若用“物质的量”如何分别描述“4g氢气的粒子？”“10g氢气？”“6.02×1024个氢气分子？”“3.01×1023个氢气分子？”等等。由此，让学生体验微粒数与物质的量间的关系，建立微观粒子与宏观物质的联系，初步把握概念的内涵与外延，建立物质的量的概念模型。
3.深入理解概念的内在本质与联系，构建定量认识方式
在上一学习环节的讨论过程中，学生已经懂得用阿伏加德罗常数找到微粒数目与其物质的量之间的关系，即找出NA、N、n三个物理量之间的关系，“18g水中有阿伏加德罗常数个水分子”“18g水即1mol水”“水的摩尔质量为18g・mol-1”即“18gH2O∽NA个H2O∽1molH2O”，故而很顺利地推出“1molH2O的质量是18g ”。通过条分缕析，学生顺利建立起新的思维体系即相关科学概念系统：（1）物质的量这一物理量与微观粒子的数量相联系，又与宏观物质的质量相联系，它是联系宏观与微观的桥梁，也是开启化学定量研究之门的金钥匙。（2）阿伏伽德罗常数、物质的量、摩尔、摩尔质量等概念之间相互关联，关系多样，包括同一和差异、系统和要素、整体和部分等等。（3）多元化认识概念，包括“宏观-微观”“定性-定量”“静态-动态”“孤立-系统”等。如此，学生学会定量化表述对概念的理解，从定性走向定量、从感性走向理性。
三、基于化学概念建构实践的感悟
词汇、语法、语言表达构成了高中英语学习的基础，词汇和语言表达更需要的日常的积累，而语法的学习重要是通过高中英语课堂来学习的，且语法是串联词汇和语言表达的基础，没有完整系统的语法学习也永远不能够全面的领会和理解高中英语学习的本质，因此高中英语语法的学习显得格外重要，高中阶段英语词汇相较于初中已经大幅度增加，记忆本身已经成了较大的难题，还要加入大量的英语语法学习，让很多学生叫苦不迭。但是如果学生能够意识到词汇、语法、表达是一个结合在一起的有机整体，三者是相辅相成的话，将会使得高中英语变得较为简单和容易。
一、认知阶段英语词汇学习的重要性
语言的学习一定是一个方法加积累的过程，其中词汇是基础，表达是结果，而联接基础和结果的正是语法，如果一味的记忆大量的英语词汇，将会不知道词汇如何在表达过程中如何应用，没有语法的表达也是错误百出的句子。并且除了英语作为母语国家的学生可以在幼儿阶段就接受潜移默化的英语学习之外，其他国家地区的学生必须借助语法这一手段来科学系统的对英语进行全面的学习。语言学家wilkkins曾经说过：“with out gammar.nothing can be conveyed.”精辟的道出了英语词汇学习的重要性，并且，新课标教材本身也开始重视语法学习在整个高中阶段的衔接作用。掌握了一定的语言基础以及词汇量，英语的学习就会遇到第一个瓶颈，即为较长的句子无法读懂以及理解，这时候多数学生的办法是逐字逐句的去翻译，特别是在没有语法基础的时候，而这个阶段多出现在高中英语学习的阶段。因为高中学习难度的增加，导致很多句子的理解出现困难，大量难以理解的句子严重影响了学生学习的积极性，学生本身通过一段时间的坚持，发现仍然没有起色，就会对英语出现厌烦情绪，一旦学生对英语的学习失去了兴趣，成绩自然可想而知。其实上述原因都是因为学生自己没能够有效的掌握高中英语语法的学习的精髓，在不断增加自己词汇量的同时，必须注重英语语法的学习，要让英语语法的学习水平跟上词汇量提升的程度，就好比人们两条腿走路一样，失去其中哪一条腿都会导致寸步难行。所以学生不要再一味的强调词汇的学习了，应该拿出一定的时间系统的学习英语语法的各个方面，这样原来读不懂的句子看得懂了，答不上的题能理解了；短期内英语成绩将会有较大幅度的提高，大大增加了学生对英语学习的自信心。
二、应用阶段英语词汇学习的重要性
高中英语的学习不再是初中简单的听说读写，高中英语为了学生在未来学习发展的需要而加大了听和读的难度，学生在初次接触高中英语的情况下，基本都会被英语听力以及朗读的难度吓到。学生想要真正做到听得懂、读的畅，这其中还有很长的路要走，虽然梳理学生多年来的英语学习成长历程可以发现，为了能够满足学生学习的需要，英语语法的学习已经从小学三年级就开始了，但是在口语表达的过程中却可以发现学生仍然是漏洞百出。学生想要用英语表达自己的想法的时候，仍然自觉不自觉的采用汉语的表达方式进行，这样就导致说出来的英语句子不符合英语的语法标准，究其原因，主要是学生虽然多年来一直学习英语语法，但是却没有系统科学的进行学习。并且体现更为明显的就是英语写作层面，学生在写英语作文的时候语法的运用更是千奇百怪、惨不忍睹。因此大幅度增加高中英语语法学习时间也显得十分必要。英语对美国或者英国的学生而言学习起来并不困难，因为他们每天生活在英语的环境中，这样的环境下能够促进其不断复习其英语的语法内容，并帮助其能够“讲的正确，写的无误。”但是中国学生除了英语课堂之外没有那样的语言氛围，更应该注重语法对于听说读写的巩固作用。高中学生在语言表达过程中也应该注重利用语法知识来巧妙的表达一些较难的句子，在一些特定的语境下如果没有语法结构分析的帮助，将无法理解比较有难度的句子，而如果真正掌握了语法结构，稍加分析，就会发现其中的结构层次，化繁为简。而高中英语学习过程中一些学生只注重词汇量的积累，认为只要掌握大量的词汇就会理解句子的含义，一味的相信只要多读多看，只相信英语“语感”不需要语法的帮助，甚至认为一旦通过语法分析出的句子结构，不够“原汁原味”。这样大错特错，语法的学习其实就是英语句子结构的一个经验总结，和其他方面并不冲突。而英语语法学习本质其实就是学生本身能够利用一些语言规律的掌握来快速理解英语句子的含义，通过语法的学习来缩短与英语母语国家学生的距离，从而能够在实际应用过程中，表达更加自如，更符合英语表达的逻辑习惯。
三、结束语
综上所述，高中英语语法的学习能够更好的帮助学生理解英语的语言内涵以及语言所要表达的人文情感。可以连接学生词汇的应用与语言的表达。帮助学生在英语学习的道路上尽量少出差错，提高英语学习的效率和质量。
参考文献：
[1]苏克银.解读高考英语试题中的情景交际题[J].中小学外语教学，2006，（3）.
