天文学学科评估精选(九篇)

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第1篇：天文学学科评估范文

关键词：微分方程；模型；应用

对于现实世界的变化，人们关注的往往是变量之间的变化率，或变化速度、加速度以及所处的位置随时间的发展规律，之中的规律一般可以写成一个（偏）微分方程或方程组。所以实际问题中，有大批的问题可以用微分方程来建立数学模型，涉及的领域包括物理学、化学、天文学、生物学、力学、政治、经济、军事、人口、资源等等。

一、微分方程数学原理解析

在初等数学中，方程有很多种，比如线性方程、指数方程、对数方程、三角方程等，然而并不能解决所有的实际问题。要研究实际问题就要寻求满足某些条件的一个或几个未知数方程。这类问题的基本思想和初等数学的解方程思想有着许多的相似之处，但是在方程的形式、求解的具体方法、求出解的性质等方面依然存在很多不同的地方，为了解决这类问题，从而产生了微分方程。

微分方程是许多理工科专业需要开设的基础课程，微分方程与微积分是同时产生的，一开始就成为人类认识世界和改造世界的有力工具，随着生产实践和科学技术的发展，该学科已经演变发展为数学学科理论中理论联系实际的一个重要分支。随着数学建模活动的日益活跃，利用微分方程建立数学模型，成为解决实际问题不可或缺的方法与工具。

而数学模型是对于现实世界的一个特定对象，一个特定目的，根据特有的内在规律，做出一些必要的假设，运用适当的数学工具，得到一个数学结构.简单地说：就是系统的某种特征的本质的数学表达式（或是用数学术语对部分现实世界的描述），即用数学式子（如函数、图形、代数方程、微分方程、积分方程、差分方程等）来描述（表述、模拟）所研究的客观对象或系统在某一方面的存在规律。

二、微分方程模型应用于实际问题的方法和流程总结

在研究实际问题时，常常会联系到某些变量的变化率或导数，这样所得到变量之间的关系式就是微分方模型。微分方程模型反映的是变量之间的间接关系，因此，要得到直接关系，就得求微分方程。

一般用于求解微分方程的方法或形式有三种，分别是求解析解、求数值解（近似解）和定性理论方法。而建立微分方程模型的方法通常也有三种，其一是利用数学、力学、物理、化学等学科中的定理或经过实验检验的规律等来建立微分方程模型；其二是利用已知的定理与规律寻找微元之间的关系式，与第一种方法不同的是对微元而不是直接对函数及其导数应用规律；其三是在生物、经济等学科的实际问题中，许多现象的规律性不很清楚，即使有所了解也是极其复杂的，建模时在不同的假设下去模拟实际的现象，建立能近似反映问题的微分方程，然后从数学上求解或分析所建方程及其解的性质，再去同实际情况对比，检验此模型能否刻画、模拟某些实际现象。

在建立数学微分方程的流程上，我们通常第一步是对具体实际问题进行分析，找出问题中的变化量和变量关系，接着进行模型假设，将实际问题的元素用数学概念代替，然后进行符号设定，简化计算，从而建立模型，进行求解，最后用求解的结果对之前的问题分析和模型假设进行验证，验证合理后进行模型的应用和评估。

三、微分方程模型应用领域归纳和具体案例分析

从应用领域上讲，微分方程大方向上的应用领域主要分社会及市场经济、战争微分模型分析、人口与动物世界、疾病的传染与诊断和自然科学这五个方面，如果细致来讲，其中社会及市场经济方面又包括综合国力的微分方程模型、诱发投资与加速发展的微分方程模型、经济调整的微分方程模型、广告的微分方程模型、价格的微分方程模型；战争微分模型包括军备竞赛的微分方程模型、战争的微分方程模型、战斗中生存可能性的微分方程模型、战争的预测与评估模型；人口与动物世界领域包括单种群模型及进行开发的单种群模型、弱肉强食模型、两个物种在同一生态龛中的竞争排斥模型、无管理的鱼类捕捞模型、人口预测与控制模型；疾病传染与诊断领域包括艾滋病流行的微分方程模型、糖尿病诊断的微分方程模型、人体内碘的微分方程模型、药物在体内的分布与排除模型；自然科学领域包括人造卫星运动的微分方程模型、航空航天器翻滚控制的微分方程模型、非线性振动的微分方程模型、PLC电路自激振荡的微分方程模型和盯梢与追击问题的微分方程模型等。

尽管从上述微分方程应用领域的罗列和总结上，我们会觉得比较复杂，其实所有微分方程建模问题的流程都是严格按照问题分析、模型假设、符号设定、建立模型、模型求解和验证模型这一流程进行的，下面就结合一个案例来具体分析：

比如弱肉强食微分方程模型。生活在同一环境中的各类生物之间，进行着残酷的生存竞争。设想一海岛，居住着狐狸与野兔，狐吃兔，兔吃草，青草如此之丰富，兔子们无无食之忧，于是大量繁殖；兔子一多，狐易得食，狐量亦增，而由于狐狸数量增加吃掉大量兔子，狐群又进入饥饿状态而使其总数下降，这时兔子相对安全，于是兔子总数回升。就这样，狐兔数目交替地增减，无休止的循环，遂形成生态的动态平衡。那么，如何用建立数学模型描述并预测下一阶段情况呢？在这个问题上，某一时刻兔子数量和狐狸数量就存在变量关系：

其中ax表示兔子的繁殖速度与现存兔子数成正比，-bxy表示狐兔相遇，兔子被吃掉的速度；-cy表示狐狸因同类争食造成的死亡速度与狐狸总数成正比；dxy表示狐兔相遇，对狐狸有好处而使狐狸繁殖增加的速度。

四、结语

微分方程模型的应用让很多现实中难以具体计算的问题迎刃而解，通过对事物发展规律的掌控进行科学建模，是数学应用于生活的发展趋势，作为广大在校进行数学专业学习的同学来说，掌握好专业基本功，是将来就业工作，实现自身价值的重要途径。

参考文献：

[1]肖静宇. 几类分数阶微分方程的数值方法研究[D].哈尔滨工业大学，2013.

[2]付树军. 图像处理中几何驱动的变分和偏微分方程方法研究[D].北京交通大学，2008.

第2篇：天文学学科评估范文

【关键词】《统计学》 发展趋势 EXCEL软件

一、《统计学》的发展趋势

1、《统计学》与实质性学科相结合的趋势

《统计学》是一门通用方法论的科学，是一种定量认识问题的工具。统计方法只有与具体的实质性学科相结合，才能够发挥出其强大的数量分析功效。从统计方法的形成历史看，现代统计方法基本上来自于一些实质性学科的研究活动，例如：最小平方法与正态分布理论源于天文观察误差分析，相关与回归源于生物学研究，抽样调查方法源于政府统计调查资料的搜集。历史上一些著名的统计学家同时也是生物学家或经济学家，不少生物学家、天文学家、经济学家、社会学家、人口学家、教育学家等都在从事统计理论与方法的研究，他们在应用过程中对统计方法进行创新与改进。另外，从学科体系看，《统计学》与实质性学科之间的关系绝对不是并列的，而是相交的。统计方法与相应的实质性学科相结合产生了相应的《统计学》分支，如《统计学》与经济学相结合产生了经济统计，与教育学相结合产生了教育统计，与生物学相结合产生了生物统计等，而这些分支学科都具有“双重”属性：一方面是《统计学》的分支；另一方面也是相应实质性学科的分支。所以经济统计学、经济计量学不仅属于《统计学》，同时属于经济学，生物统计学不仅是《统计学》的分支，也是生物学的分支。这些分支学科的存在主要不是为了发展统计方法，而是为了解决实质性学科研究中的有关定量分析问题，统计方法则在这一应用过程中得以完善与发展。因此，《统计学》与各门实质性学科的紧密结合，不仅是历史的传统，更是《统计学》发展的必然模式。实质性学科为《统计学》的应用提供了基地，为《统计学》的发展提供了契机。21世纪的《统计学》依然会采取这种发展模式，且更加注重应用研究。

2、《统计学》与计算机科学相结合的趋势

纵观统计数据处理手段的发展历史，经历了手工、机械、机电、电子等数个阶段，数据处理手段的每一次飞跃都给统计实践带来革命性的发展。上个世纪40年代，第一台电子计算机的诞生给《统计学》方法的广泛应用创造了条件。20年展起来的多元统计方法虽然在处理多变量的种类数据问题上有很大的优势，但由于计算工作量大，使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好地推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展，使得复杂的数据处理工作变得非常容易，那些计算繁杂的统计方法得以推广与应用。《统计学》越来越离不开计算机技术，而计算机技术应用的深入也同样离不开统计方法的发展与完善。充分利用现代计算技术，通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来，让用户直接看到统计输出结果与有关解释，从而使统计方法的普及变得非常容易。所以，对于财经类专业的学生来说，一方面要学好统计方法，另一方面更要学会利用统计软件包解决实践中的统计数量分析问题。学好计算机信息系统开发的基本思想与基本程序设计，能够将具体单位的统计模型通过编程来实现，以建立起统计决策支持系统。

二、《统计学》课程教学中存在的问题

1、教学内容多

长期以来，在我国存在两门相互独立的《统计学》――数理统计学和社会经济统计学，分别隶属于数学学科和经济学学科，而且社会经济统计学又形成了许多分支。20世纪 80 年代以来，建立包括数理统计学和社会经济统计学在内的大《统计学》，逐步成为我国《统计学》界的共识 。随着大统计学思想的建立和统计学在实质学科中的应用需要，大多数学校和老师在财经类专业的本、专科专业统计学教学过程中，除了保留社会经济统计学原理中仍有现实意义的内容，如《统计学》的研究对象、方法、统计的基本概念、统计数据的搜集整理、平均及变异指标、总量指标、相对指标、抽样调查、时间序列、统计指数等，同时也系统地充实了统计推断的内容，如统计数据的分布特征、假设检验、方差分析、相关与回归分析、统计决策等。这一变化使得《统计学》的内容更适合相关实质学科的发展需要，同时也增加了《统计学》的教学内容。

2、学习难度大

首先，《统计学》的课程概念多而且它们之间的关系十分复杂，公式多且计算有一定难度，如果学生不做必要的课外阅读、课前预习、课后练习和实践活动，是很难理解和掌握的。其次，对于财经类专业的本、专科学生来说，其本专业的课程体系要求决定了学生的数学或者数理统计的基础不是特别扎实，对于专科学生来说更是如此，学习起来非常困难。再次，《统计学》作为专业基础课，一般安排在一年级或二年级第一学期，在这个学习时段也是大多数专科生和本科生忙于计算机课程和英语课程的考证时段，如果以牺牲授课内容和降低要求来减轻学生的学习负担，显然有悖于《统计学》课程的教学和相关专业的发展要求。

3、教学难度加大

授课内容越来越丰富，课程难度太大可能导致学生兴趣下降；在倡导学生自主性学习的背景下，授课时数大为减少（一般安排一个学期17～19教学周，每周2～3课时）；高等教育扩招后，大多数学校学生人数激增，班级专业增加，由于师资力量一时没有跟上，直接导致教师教学工作量加大，负担加重，而且一个教师经常跨越不同专业授课。这要求授课教师必须深刻领会授课内容，学会控制和驾驭课堂教学，激发学生的兴趣以及注重《统计学》在不同专业领域的具体应用。

三、《统计学》课程教学的发展方向

1、教学重点应从数学计算技巧转向数据分析

在计算机及计算机网络非常普及的今天，《统计学》教学的重点不再是统计计算技术，而是统计思想、统计应用。现代统计方法的实际应用离不开现代信息处理技术。统计软件的使用不仅使统计数据的计算和显示变得简单、准确，而且使统计教学由繁琐抽象变得简单轻松、由枯燥乏味变得趣味盎然。所以，在统计教学过程中，大量的内容只需要给学生讲清楚统计的基本思想、计算的原理和正确应用的条件、正确解读计算的结果，而对大量复杂具体的计算可以交给计算机去完成。比如方差分析，手工计算量非常大，没有计算机软件的支撑，是很难教授实际问题分析的。现在我们只要讲清楚方差分析要做什么，为什么方差分析要解决的中心问题是判断有无条件误差，而原假设在K种不同水平下总体的理论均值是否相等，检验结果表示什么等问题就可以了，大计算量的工作则让计算机去完成。

2、教与学要与参加统计实践相结合

以学生为中心，通过课堂现场教学，引导学生先读后议、模拟实验、利用课余时间完成项目，利用假期参加学校组织的某些团队、小组或自己组织去开展一些与专业有关的活动，如社会调查、专题研究、提供咨询、参与企业管理等。通过实践全方位地激发学生的学习兴趣，培养学生的专业能力、实用能力和社会能力。比如在同学们设计调查问卷和调查方案的基础上，让他们组成若干调查小组（如以寝室为单位），在校园内进行一次统计调查活动，从具体调查对象和单位的确定，样本的抽取（不一定要很大），问卷的发放、回收与审核，数据输入与资料整理，估计与分析，一直到调查报告的编写，调查总结或体会的形成，全部由学生自己来完成。这样，学生就能亲身参与统计调查、统计整理和统计分析（含统计推断）的整个过程。

3、在课堂教学和引导学生实践中广泛采用各种统计分析软件

专业的统计分析软件SPSS、SAS、BMDP、SYSTAT功能虽然强大，但是在没有开设《统计学》专业的院校，这些软件并不常用，因此微软公司开发的EXCEL软件是较好的选择。这是一款优秀的表格软件，比专业统计软件易学易用、便于掌握，在Windows操作系统中极为普遍。在教学内容上，可以依据EXCEL的函数、电子表格和数据分析功能，结合统计学原理的基本理论和方法，整合教学内容。比如现有《统计学》教材在讲根据整理的数据计算平均数时，都采用加权平均的方法，当用组距式变量数列计算平均数时，用组中值作为各组的代表值进行计算。组中值作为各组的代表值是假定各组变量值在组内是均匀分布的，如果实际数据与这一假定相吻合，计算结果比较准确，否则误差比较大。事实上，实际数据往往不是均匀分布的，因此用组中值计算的平均数都是近似的，而且相同资料编制的不同变量数列计算的平均数还不相等。其实为了编制变量数列，我们必须输入原始数据，EXCEL的有关程序可以得到准确平均数，那么还有没有必要按加权算术平均的方法计算近似的平均数，有没有必要编制变量数列、特别是组距式变量数列，有没有必要按加权的方法计算平均数。我们认为有必要，但是组距式变量数列的主要功能不再是提供计算资料了，而是用于表现资料的分布状况和进行分析用。加权平均方法主要是介绍和要求学生掌握加权平均的思想，用于综合评价分析。

4、引入案例教学

案例教学法不仅可以将理论与实际紧密联系起来，使学生在课堂上就能接触到大量的实际问题，而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助。结合学生所学专业精选案例教学，比如金融专业的学生可以设计用几何平均数计算投资的平均收益率、运用标志变异指标考察投资组合的风险大小。对于经管专业的学生，可以精选抽样推断、假设检验、方差分析对于控制产品质量、经营决策等方面的案例，深入浅出地介绍这些方法的基本思想，并用EXCEL进行分析。这样既能激发学生的兴趣，又扩大了学生的视野。

第3篇：天文学学科评估范文

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.003

美国教育系统实行的是分权制的管理系统，分为联邦政府、州政府、学区三个级别。新世纪以来，美国各州立足实证研究并结合本州实际对已有科学课程标准进行修订与丰富，呈现出多元文化的特质。其中，德克萨斯州位于美国南部，幅员辽阔、经济发达、人口众多、文化多元而繁荣，其教育在美国诸州中是比较领先的。因此，本文参阅德州的2010年8月最后修订的课程标准《德州科学基本知识与技能（高中）》（Texas Essential Knowledge and Skills for Science （High School））[1]，介绍其中高中化学课程部分，以此来探析德克萨斯州高中化学课程教育设计与实施特色，以期为我国高中化学教育改革及课程标准修订提供有价值的启示。

一、德州高中化学课程设置简介

德州从幼儿园阶段就开始开设科学课程，其中高中科学课程内容最为丰富，难度也最大。高中科学课程可划分为4个一级科目，8个二级科目；二级科目以选修形式满足不同学生的需要：部分课程适合低年级学生选择，如“生物学”、“综合物理与化学”，部分课程要求有其他科目的知识基础，适合高年级学生选择，比如“化学”、“天文学”等（详见表1）。

化学是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段，现已成为生命科学、材料科学、环境科学、能源科学、信息科学等领域的重要基础，在解决人类社会发展过程中面临的有关问题、提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥着越来越重要的作用，化学教育在整个国民教育体系中占据着举足轻重的作用。德州高中阶段所涉及的化学课程是其高中科学体系的重要组成部分，是在初中科学的基础上加以延伸、拓展，并且为未来学习与工作奠定基础，具体包括“综合物理与化学（Integrated Physics and Chemistry）”、“化学（Chemistry）”、“大学预科化学（AP Chemistry）”、“国际学位化学（IB Chemistry）”。

现将各具体化学课程的特色介绍如下：

（1）综合物理与化学――该课程供低年级（9年级或10年级）学生选择，以化学和物理的基本概念为基础，旨在让学生初步理解生活中的物理、化学现象，培养学生最基本的化学、物理素养，建立起科学与社会相互关联的理念，如“清楚在日常生活中的能量转移和节能减排的影响”、“了解物质的变化影响着人们每日的生活”。本课程作为学生进一步学习物理学、化学的基础课程，学生学完后可以在未来从事如土壤化学与物理、原子与分子物理、理论化学、工程化学、核物理等专业的工作。

（2）化学――该课程供中高年级（10-12年级）学生选择，以最基本的化学学科知识为载体，旨在培养学生最基本的化学素养，且对数学的要求比较高，如“学生必须花40%以上的学习时间在实验室里用安全的、环保的、人性的方式进行科学探究”、“运用批判思维、科学推理来解决各种问题”。本课程为学生未来学习、从事如法医、环境分析、化学教师、医学与药物化学、材料化学研究、生物化学研究、大气化学与气候、土壤化学与物理等化学相关专业作准备。

（3）大学预科化学――该课程适合对化学有兴趣的高年级学生选择（建议学生已修完“化学”和“代数2”两门课程），目的是提供与大学化学一年级相当的学习经验，内容包括大学化学课程中规定的课题，化学计算和公式、原理的理解，丰富多样的学生实验等。本课程为学生进入高等院校学习化学及相关专业奠定坚实基础，未来适合从事如无机化学研究、有机化学研究、物理化学研究、高分子化学研究、高水平化学教师等相关专业的工作。

（4）国际学位化学――该课程适合有意向去世界各地学校深造的高年级学生选择（建议已学完两年的高中科学实验课程），目的是为在快速全球化的环境下培养人才。该课程的综合性很强，主要着重科学素养的培养，学生未来可以从事与化学相关的国际化工作，如在世界顶尖大学开展化学研究、在国际著名化工、食品、医药、电子等公司进行产品?_发与生产、在国际学校承担化学教学工作等。

二、德州高中化学课程内容微探

《德州科学基本知识与技能（高中）》（Texas Essential Knowledge and Skills for Science （High School），以下简称“德州高中科学课标”）是德州教育厅依据“K-12科学教育框架”的思想，自己研制的中小学科学课程标准，由州教育委员会（The State Board of Education，SBOE）授权通过，该课标的相关要求将对学校的课程与教学提供指导性建议。

德州高中科学课标基本要素涉及三个方面：“总体要求（General requirements）”、“前言（Introduction）”、“知识与技能（Knowledge and skills）”，这是对标准整体框架所作的宏观说明（图1）。其中，“总体要求”从宏观上介绍课程的学分、学习要求以及开设年级等整体状况；“前言”部分扼要说明了科学学习的内容主题及科学本质、科学探究、科学与社会道德、科学系统的相关内容；“知识与技能”部分具体描述了学生学习每部分内容将要达到的目标，可以作为教师教学与学生学习的依据；上述三个要素蕴含着“课程理念”、“课程目标”、“课程内容”、“教学建议”以及“课程评价”等方面的具体要求，这些则直接指向学生科学素养的提升。

本文将重点探析德州高中科学课标涉及化学课程部分的特点：

1. 课程理念

德州高中化学课程理念在课程标准中并没有直接的描述，而是渗透于“前言”和“知识与技能”两要素中。表2从科学素养、科学本质、科学探究方法、科学与社会伦理、评估方式等角度总结概括了“综合物理与化学”和“化学”这两门课程的基本理念。

对比我国高中化学课程标准[2]，不难得出以下认识。

两者间的相同之处：

（1）两者在文本中分别提到了“着眼于提高21世纪公民的科学素养”、“在科学素养上达到一定的水平”，表明两者均注重学生科学素养的提高；

（2）两者都鼓励开展多种探究活动，从而“使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，促进学习方式的转变”；

（3）两者均注重从实际出发学习科学，让学生意识到化学与社会生产、生活是紧密相连的；

（4）两者均强调评估要多向度，如我国课标明确提出“积极倡导学生自我评价、活动表现评价等多种评价方式”，德州则在评估方法、评估内容上作了具体的说明，这都将激励每一位学生走向成功。

德州课程理念独特之处：

（1）德州高中化学课程始终坚持“以人为本”，基于学生未来发展的需要设置多个科目，而且指向性更加地明确，不同需要的学生根据自身可以作出适合自己的选择；

（2）德州高中化学课程在具体内容选择时刻体现着“职业生涯教育”这一教育思想，这不仅有利于学生进一步接受高等教育，也有利于学生进入未来的工作岗位；

（3）德州高中化学课程更注重学生对科学史内容的学习，这更有利于让学生将“严苛的科学世界”与“丰富的生活世界”两者有机统一起来，逐步加深对科学本质的理解。

2. 课程目标

德州高中化学课程构建了三层次的目标体系：高中科学总目标、化学类课程目标、具体课程内容目标（图2）。其中，化学类课程详细描述了综合物理与化学、化学两个学科的课程目标（表3）。

对比我国高中化学课程标准[2]，不难得出以下认识。

两者间相同之处：

（1）两者都提出“理解基本的化学概念和原理”、“学习科学探究的基本方法”，表明两者都注重“双基”；

（2）两者都非常重视科学探究过程，并强调在过程中?炼自主学习能力，这是考虑学生终身学习的需要；

（3）两者都非常注重化学与社会生活的关系，充分体现了STS的教育思想；

以上内容体现了两者均关注到了学生的“四基”发展，即不仅掌握“双基”，更要在活动中学习“双基”，形成基本的学科思想，最终指向于科学素养的提升。

德州课程目标独特之处：

（1）德州高中化学课程目标没有集中描述，而是根据不同课程模块分别描述，更具有针对性、灵活性，可供不同未来需要的学生自由选择；

（2）“职业生涯教育”已经成为常态教育，综合培养学生的“人际交往能力”、“文献查阅技能”、“数据整合能力”、“批判性思考能力”等，要求“学生用批判性思维、科学推理对课堂内部和课堂以外出现的问题作出明智的决定”，具体要求进一步细化为“在科学的各个领域，通过分析、评估、经验证据、逻辑推理和实验，包括科学解释和科学证据各方面来批判科学的解释”、“学会沟通，并学会从各种来源，如时事、新闻报道、出版的期刊文章和市场营销材料中提取科学信息”。“职业生涯教育”克服了知识的学习与运用在时间和空间上的局限性，在所学知识与个人职业生涯之间起到了很好的过渡作用，有利于学生进一步接受高等教育，走向职业生活。

3. 课程内容

美国高中科学以综合的形式出现在课程体系当中，“化学课程内容”是其实现提升学生科学素养的一个重要载体，所有内容均为选修，现从宏观、中观、微观三个层面来简述其体系构建。

宏观上看，美国高中化学课程由综合物理与化学、化学、大学预科化学与国际学位化学四个部分组成：“综合物理与化学”是在初级阶段所学物理和化学知识的基础上有所提升，培养公民所具备的基本科学素养；“化学”则介绍高中阶段最基本的化学学科知识，培养学生须具备的最起码的化学素养；“大学预科化学”和“国际学位化学”更进一步深化化学素养有专攻的方向，与职业生涯教育相关。

中观上看，内容以“主题式”推进学习，如“化学”的主题包括“科学的定义和方法”、“化学实验及实地调查中的安全操作”、“科学与社会环境”、“化学与职业生涯”、“物质的性质”、“元素周期表的发展与应用”、“原子理论的发展”、“化学键”、“化学计量学”、“气体定律”、“溶液化学”、“热化学”、“核化学”等。

微观上以“化学”课程中的“化学键”主题为例，其内容要求细分为以下几点：①采用IUPAC规定的命名规则命名离子化合物、共价化合物、酸、碱；②会书写常见的多原子离子、离子化合物、共价化合物、酸、碱的化学式；③会用电子式表示离子键、共价键；④会描述金属键的性质，并将其用于解释金属的导热性、导电性、延展性；⑤会用VSEPR理论预测分子的结构。

综合来看，德州化学课程内容选择呈现出以下几个特点。

（1）体系中的四大化学类课程，分别适合于不同阶段、不同需要的学生，注重培养学生的实际能力，为学生的职业生涯发展奠定基础。如“化学”部分中的“化学键”主题要求“使用VSEPR理论预测分子的结构”，这体现了专业学习的深度。

（2）提供给有兴趣的学生学习“大学预科化学”和“国际学位化学”的机会，让学生拥有更广阔的时间、空间视野，鼓励学生将化学学习与个人终身发展相联系。

（3）更重视实验安全知识的学习，如要求“学生必须花40%以上的学习时间在实验室里用安全、环保和人性的方式进行科学探究”，让学生在真实体验中去感受化学安全常识。

4. 教学建议

德州高中化学课程标准中涉及教学建议的内容融合于知识与技能板块，主要体现如下：

（1）依据化学学科特点，重视实验教学

将“化学实验及实地调查中的安全操作”主题列为“化学”课程的第一主题，并多次提及“用于实验室和实地调查的教学时间至少为40%，须展开安全、环境友好、符合道德准则的教学活动”、“恰当使用安全淋浴器、洗眼器、护目镜和灭火器”等实验室基本技能；化学课程的其他主题要求学生在掌握理论知识的前提下“通过实验和实地调查，获得样本数据，将数据应用于理论公式、定理，验证公式、定理的正确性”。

（2）遵循科学探究规律，关注方法培养

该课程标准提出要培养学生多种探究方法，如实验法、描述法、对比法等等，鼓励学生批判性思考问题。科学探究活动要求学生“规划和实施调查程序，包括提出问题，制订可检验的假设，并选择设备和技术”、“收集数据，并做准确度和精密度的测量”、“采用科学和数学规定表达数据，包括多维分析法、科学计数法，突出化学量的数字化”、“整理，分析，评估数据，作出推论，预测数据变化趋势”、“交流，得到以数据为支持的结论”。

（3）关注学生未来发展，体现生涯教育

该课程标准明确要求“学生用批判性思维、科学推理对课堂内部和课堂以外出现的问题作出明智的决定”、“在科学的各个领域，通过分析、评估、经验证据、逻辑推理和实验，包括科?W解释和科学证据各方面来批判科学的解释”、“学会沟通，并学会从各种来源，如时事、新闻报道、出版的期刊文章和市场营销材料中提取科学信息”，这种学习形式的开展不仅有助于学生认识到化学与实际生活的联系，更体现了“贯彻职业生涯教育”的主旨。

5. 评价特色

德州高中化学课程标准中涉及评价的内容也融合于知识与技能板块，主要体现如下：

（1）丰富的评估内容

成绩不再是衡量学生学习情况优劣的唯一标准，学生参与科学学习的情况也纳入评估内容，若某一学生积极参加科学活动并表现出众，他将取得较高的综合成绩。这样的做法有利于改善目前学生被动学习的状况，激发学生科学探究的兴趣，培养学生的参与意识、合作精神、探究能力和批判性思考能力等。

（2）多样的评价方法

评价方法包括传统的纸笔测试、操作表现、撰写调查报告和书面论文、口头测试等。如在开展科学探究活动时，可以采取撰写调查报告、口头报告等的评价方法，这不仅丰富了课堂内容，也培养了学生的文献摘录能力、口头表达能力、小组合作能力等；在开展实验室和实地调查学习时，“学生是否恰当使用化学仪器、是否安全操作、是否合理搭置实验装置”都将成为操作表现评价法的评估内容。

（3）采用学分制，进行综合评定

德州高中化学课程属于选修，其中化学、综合物理与化学课程在修完后将被分别授予1个学分，大学预科化学、国际学位化学在修完后将分别被授予1-1.5个学分。在具体评定时，要根据学生在相应课程中的纸笔测试、操作、调查报告和书面论文、口头测试等中的表现进行综合评定，并计量学生参与科学学习的机会，以决定学生是否获得相应课程的学分。

三、德州高中化学课程特色分析

德州高中化学课程标准中有关教育理念的体现、学习层次的设置、学习形式的引导、评估方式的选定以及学生职业生涯的规划等方面值得我们深入研究与借鉴。

1. 教育理念人本化

德州高中化学课程理念的第一条就是“每个学生都应该有接受科学教育的机会和权力，并在科学素养上达到一定的水平”，体现了教育理念中的人性平等。整个科学教育课程的课程理念的具体内容一直在递进变化，但始终贯穿着“追求人性化”的思想，体现了“以学生为主体”的课程理念，注重学生科学素质的培养。我国在今后的教学实际中应需加强落实这一理念，以适应化学课程学科特点、时展的需要、新课程改革的诉求。

2. 学习层次进阶化

德州高中化学课程目标根据不同课程设置，四大课程中前两类课程为基础、后两类课程为拓展，具有更强的针对性和可操作性，更加贴切学生，循序渐进、相辅相成，更具有进阶性。这样的课程目标具体、丰富，不易产生歧义，且实用性强，便于直接实施。我国在新一轮的课程改革中，可以借鉴这一作法，充分考虑到不同学习层次的需要，为不同学生的未来发展奠定基础。

3. 学习形式多样化

德州高中化学课程要求将学生学习看作一个主动学习的过程，以“动手做”的方式开展教学活动，在课堂教学、实验室实验、实地调查过程中进行“合作与交流”，既能使学生更加主动、积极和自信，也将加深学生与学生、学生与教师之间的情感，让学习充满生机与活力。因此，我国要一改以往“灌输式”教学方式，采取多样化的学习方式，既能巩固已学知识，又能将理论与实践真正结合。

4. 评价方式多元化

德州高中化学课程十分重视外部效度，即“真实评估”，参考因素不再局限于理论考试，更关注学生知识的实践应用能力，更加灵活地考查学生的学习状况。我国目前的考试气氛依然十分浓厚，很大程度上影响了课程改革的实施，课程标准中倡导的评价理念和方法并没有得到很好的落实。因此，德州的评价做法对我国改变其“一考定终身”制度、转向多元评价具有很强的参考价值。

5. 生涯教育常态化

第4篇：天文学学科评估范文

[关键词] H指数；R指数；传统计量指标；人才评价

科学计量学凭借其客观的数学方法和数量工具，已经广泛应用于各个学科领域，特别是在科研评价方面发挥了重要、独特的作用，人们也常使用此方法来达到评估和比较科研人员个人绩效的目的。本文采用“H指数”来对农业烟草专业人员的个人绩效进行刻画和描述，并辅之以R指数及传统计量指标，以期更好地说明农业烟草专业人员研究工作的影响力。

一、数据来源

本文的研究对象为国内农业烟草专业的研究人员，选择CNKI 引文数据库为统计源，检索式为：（（被引题名＝（烟草+烤烟）+（被引关键词）＝（烟草+烤烟））*被引时间＝（1997-2006)，检索范围限定在“农业”专辑的“期刊类型引文”中，检索时间为2007年11月，共检出论文5998篇，总被引次数为26372次，论文的篇均被引次数为4.3968次。

二、结果分析

1.H指数

Hirsch指数(简称H指数)是由Jorge E．Hirsch提出的旨在评价个人成就的一种指标，Hirsch定义H指数为：一个科学家的分值为H，当且仅当在他／她发表的Np篇论文中有H篇论文每篇获得了不少于H次的引文数，科学家剩下的(Np-H)篇论文中每篇论文的引文数都小于H次。根据统计数据，笔者计算出农业烟草专业科研人员的H指数（表中列出了H指数在4以上的75位著者），由表1可看出，75位著者的H指数分布在4～15之间，H指数为15和8的各1人，H指数为9的3人，为7和6的各4人，为5的有23人，为4的达39人。若从全部统计数据来看，本专业著者的H指数普遍较低，主要集中在1～3之间（有2791人，占著者总数(3317)的84.14%），其中， H指数为1的达2229人（占著者总数的67.20%），H指数最高的为15（韩锦峰），均值为1.17。但由于H指数带有很强的学科特点，如当选为2005年美国国家科学院生物学和生物医学领域的36名院士的H指数均值为57；当选2005年美国国家科学院物理和天文学领域的院士的H指数均值为44；而科学计量学领域高产

和高影响力的普赖斯奖获得者的H指数均值仅为13.9。因此，不同科学领域之间的H指数没有可比性。

2.R指数

由于H指数相同著者的论文被引频次、篇均引文、被引论文数等指标均存在较大差异，因此，H指数不能反映出各著者的个人绩效差异。金碧辉提出了用R指数作为补充指标，R指数是指H指数划定的绩效核内总被引频次的平方根。如表中H指数相同的著者排名均相同，但从R指数却能看出排名差异。如按H指数排名在第4位的四位著者（宫长荣、刘卫群、汪耀富、许明辉）按R指数排名时则分别排在16位，12位，6位和7位。由此可见，用R指数作补充就解决了H指数不能区分科研人员科研绩效水平高低的问题。

3.其他传统计量指标

(1)总引文数

为了区分研究对象的影响力，鼓励科研人员在提高产出能力的同时提高产出质量，通常是用被引总次数（即总引文数）作为评价指标之一，论文的被引次数越多，说明该论文的质量越高，含原始创新的成分越多。有人统计:获诺贝尔科学奖的论文，大体被引次数均在l000次以上，而农业烟草专业单篇论文被引次数最高的仅为97次（梁峥等人撰写的“菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在烟草中的表达”），且还有部分论文未被引用过；而从总引文数来看，排名第一的是韩锦锋（被引539次），其次是胡国松（被引273次）。另外，还有447位著者，被引总次数为0。

(2)篇均引文

篇均引文是总引文数除以论文总数。篇均引文数能够对从事科研时间不同的科学家进行比较，从表1中可看出，篇均引文数较高的著者一般不是和被引论文最多的高产著者，与被引论文数均排第一的韩锦锋，以篇均引文排名则排第十三位，篇均引文排名第一的是和被引论文数均为4篇的宾金华。因此，篇均引文会在某种程度上鼓励低产作者而低估高产作者。

(3)被引论文总数

被引论文总数可以反映出科研人员论文的总体质量，被引论文越多，说明其的质量越高。被引论文数最多的是43篇（韩锦锋），最少的为0。有447位著者（占著者总数的13.48%）发表的480篇论文（占论文总数的8%）从未被引用过，这说明烟草专业部分科研论文的质量还有待进一步提高。

三、H指数与其他计量指标之间的相关关系

根据表中的数据可计算出H指数与R指数、总引文数、被引论文数、篇均引文数之间的回归方程及相关系数(见图1～-图4)，由此可见，H指数与R指数、总引文数、被引论文数呈显著正相关关系，相关系数分别为0.7528，0.8678，0.5921，如H指数排名前9位的，R指数有7人排在前9位，总被引次数有8人排在前9位，被引论文数有6人排在前9位；但H指数与篇均引文数呈弱相关关系，相关系数为0.0793，H指数排名前9位的篇均引文数只有3人排在前9位。从图1～图4的散点图及趋势线也可看出其相关性。

四、小结

用H指数评价科研人员绩效最大的优点就是可以遏制片面追求论文数量的不良倾向，同时又能激发科研人员探索深层次科学问题的热情。但缺点是:H指数不能分辨H指数相同而被引频次相差较大的情况；H指数不会超过论文总数的界线，因此，可能出现的情况是发表少数高被引论文的作者其H指数偏低；H指数是一个相对稳定性、累积型指标，一方面不论是排在引文高端(即被引次数大于H指数)的论文获得新的被引还是被引次数小于H指数的论文的数量增加都不会使H指数增加，因此不能反映这两种代表作者影响力和产出的变化；等等。而总论文数却能克服H指数不会随被引次数小于H 的论文数的增加而增加的情况，R指数、总引文数可以克服H指数不能分辨H指数相同但是影响力不同的科学家的缺点，篇均引文能够弥补H指数不利于评价低产但高影响作者的缺陷；但是，单独用传统计量指标中的任一个作为评价指标也存在各自的缺点。如：由于引用有自引和他引两种，而CNKI引文数据库在统计时并不区分二者。虽然自引次数与论文的影响力毫无关系，但不能排除有些科研人员故意频繁自引，从而制造论文被引次数和篇均引文均高的假象。因此，总引文数与篇均引文均不能较好地评价科研人员的科研绩效水平。但若用H指数、R指数以及总引文数三项指标配伍，却能较好地说明科研人员的绩效水平。从表1中的计算结果来看，前5位著者的前三项指标（H指数、R指数、总引文数）排名没有位次变化，第六位～第十位著者的前三项指标排名位次的变化在1位～5位，从第十一位著者开始，前三项指标位次变化绝大多数也在1位～15位以内（只有个别例外，如刘国顺、许美玲位次变化达30位以上）。但第四项指标（被引论文数）、第五项指标（篇均引文数）排名与前三项指标（H指数、R指数、总引文数）排名相比较，著者位次变化大多数都在20位～30位，最高的达50位左右（如刘卫群，前四项指标排名在7位～12位，篇均引文排名为58位，宾金华前三项指标排名9位～11位，被引论文数排在69位，篇均引文排在第1位，等）。因此，从H指数与R指数和传统计量指标之间的相关性（H指数与总引文数的相关系数最大（0.8678），其次是与R指数的相关系数（0.7528），与被引论文数的相关系数较小（0.5921），与篇均引文的相关系数最小（0.0793）），以及各指标的实际计算结果从表来看，用前三项指标（即H指数、R指数、总引文数）配伍，基本能较好地反映科研人员的科研绩效水平。由此可见，在农业烟草专业，科研绩效水平最高的是表中的前5位著者（他们的前3项指标排名均在前5位），可以认为，这5位著者是国内农业烟草专业最核心、最权威的著者。

参考文献:

[1]J．E．HirscH，衡量科学家个人成就的一个量化指标[J].科学观察，2006，1(1)

第5篇：天文学学科评估范文

关键词：数据挖掘；数据预处理；挖掘算法；Web挖掘；个性化推荐

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1672-5913(2007)14-0027-03

1引言

数据挖掘是一门综合性的交叉学科，它融合了概率统计学、数据库技术、数据仓库、人工智能、机器学习、信息检索、数据结构、高性能计算、数据可视化以及面向对象技术等，在保险业、电信业、交通业、零售业、银行业正在被越来越广泛深入地使用，同时在生物学、天文学、地理学等领域也逐渐显现出技术优势，特别是在客户关系管理系统、个性化网站设计、电子商务系统、搜索引擎等方面数据挖掘技术显示出了独特的魅力。数据挖掘技术正在以一种全新的概念改变着计算机应用的方式。

从最近计算机技术的发展以及学生就业方面来看，对本校的应用性本科生开设“数据挖掘技术”课程迫在眉睫。但数据挖掘给人的感觉就是“高深莫测”，当前数据挖掘领域主要是博士生、硕士生研究的领域，数据挖掘课程也只在一些重点大学的研究生或高年级的本科生中开设，应用型本科院校以及一些高职高专几乎都没有开设此类课程。这限定了数据挖掘作为一门既有理论又有实践价值学科的应用和推广，笔者认为很可惜。从计算机专业的学生的毕业设计以及就业角度分析，相当多的同学以后会从事电子商务类软件的开发，而这类应用目前都渐渐基于Web作为应用平台，面对的是海量的数据信息，因此让学生掌握数据挖掘的思想和方法对提高计算机素养很有必要。即使将来从事控制、通信、游戏、图像处理等软件开发，数据挖掘的思想和方法也很容易找到用武之地。

2数据挖掘课程开设的可行性分析

从计算机技术发展以及学生就业反馈的信息，笔者觉得数据挖掘的思想、方法以及算法对应用型本科生是很重要的，并且让学生掌握好这门课程也是完全可能的。我校从1998年以来一直在高年级本科生中开设了“人工智能”课程，但从教学效果上来看，很不理想。“数据挖掘技术”这门课程在不少地方很像“人工智能”，“数据挖掘技术”课程中的一些思想就是从“人工智能”中发展过来的，但是“数据挖掘技术”课程与“人工智能”课程有一个本质的区别，就是数据挖掘从诞生的一开始就是面向大量的、实际的数据库信息，因此，具有极强的应用性，如果将“数据挖掘技术”课程看做是“数据库技术”课程的自然延伸，同时充分利用数据结构、人工智能、面向对象技术与方法、Web技术、概率统计等课程的基础，就能够将“数据挖掘技术”课程开设好。于是两年前，笔者在应用型本科生中做了尝试，就是取消原来的“人工智能”课程，取而代之的是“数据挖掘技术”课程，从两年的教学实践以及教学效果上看，行之有效。并且在教学中发现，虽然数据挖掘技术要用到人工智能的一些思想和方法，但没有“人工智能”课程作为前导课程，没有任何影响，因为，数据挖掘中的一些人工智能思想在“数据挖掘技术”课程的教学中是自成体系的，并且是以比“人工智能”中的方法更加简单、更加直接、更加面向应用的方式。开设“数据挖掘技术”课程必须以下列的课程作为基础(前导课程)，当然这些课程都是一些常规课程。

1) 必须深入学习一门程序设计语言，通过这门语言的学习可以掌握程序设计的基础知识，并且掌握面向对象思想开发的精髓，能够进行可视化程序设计。学习程序设计绝不是记住程序设计语言的语法就行了，而要努力做到将应用中的思想变为程序。这一点是计算机专业学生的基本素养。这一环节没有做好，其余的计算机专业的专业课程，如数据结构、操作系统、数据库原理、编译原理、软件工程等就无法学习，即使学了，也不能真正掌握。笔者从计算机发展和应用角度，推荐学习C/C++和Java，要求对C++的模板以及STL或Java的数据结构类(在Java的util包中)能够较好掌握。

2) 掌握“数据结构”课程，特别是“数据结构”课程中的树的特点和应用。在“数据结构”课程中，树主要以二叉树为主，对于一般的树，在当前的“数据结构”课程的教学中都是将一般的树转化为二叉树来进行处理的，但是在数据挖掘中这样不太方便。数据挖掘中的很多算法都涉及到树的应用，并且大多都是不太规则的树，在数据挖掘中，采用树的思想与Java中的数据结构类或C++中的STL相结合的方法，能够得到很好的效果。

3) 掌握“数据库技术”课程中数据库操作的特点和应用。数据挖掘的对象主要是数据库中的数据，但作为数据挖掘对象的数据库的数据信息量往往很大，因此，为了提高挖掘的效率，需要建立数据仓库，或者需要在算法上加工，尽量减少扫描数据库的次数。

4) 掌握“Web技术”。这是因为Internet已经广泛应用并且深入人心，未来的软件相当多的都是基于Web平台之上，因此，对于Web挖掘不仅重要，而且具有直接的应用价值。当前Internet上的软件如一些知名网站、搜索引擎以及一些电子商务系统，采用了数据挖掘技术，得到了很多有价值的信息或提高了个性化能力，大大增强了企业的竞争力。因此，掌握“Web技术”课程对Web挖掘很有裨益。

5) 熟悉“概率统计”课程中的思维方式，对各种分布以及条件概率能够熟练掌握，在数据挖掘中的分类、关联规则等领域很多挖掘方法都灵活运用了概率统计中的思想和方法。

从“数据挖掘技术”课程的教学实践中明显看出，主要需要以上几门课程，并且教学结束后发现，学生不仅能够掌握数据挖掘的思想、方法以及算法，通过对一些主要的挖掘算法的实现，对“数据库技术”、“程序设计语言”、“数据结构”、“Web技术”以及“概率统计”掌握得更加深刻，将“数据挖掘技术”作为“数据库技术”的自然延伸，是“程序设计语言”、“数据结构”、“Web技术”以及“概率统计”的综合运用得到良好效果。

3 “数据挖掘技术”课程的设置

一门课程的设置，不仅要根据当前计算机技术的发展，同时也要根据当前学生的就业需求，充分考虑到应用型本科学生的特点。两年前，经过多方面的考虑以及参考了各种国内国外数据挖掘的教材以及论文后决定，“数据挖掘技术”课程教学学时定为32课时，讲课22学时，上机实验10学时。在这个总的学时定下来之后，就是对“数据挖掘技术”课程的内容设计，这是最重要的环节。精选出的内容不仅要反映数据挖掘的特点以及最新发展，还要结合应用型本科生的特点，要具有很强的针对性，重点要突出，要能够“学以致用”。最后“数据挖掘技术”课程的教学内容如下：

1) 数据挖掘综述2学时。本讲侧重于从两、三个具体应用领域进行分析得出采用数据挖掘技术的重要性与必要性，可以选取客户关系管理、体育竞技、信息安全和商业欺诈等作为案例，然后给出完整的数据挖掘定义和数据挖掘技术的分类，以及数据挖掘需要的一些前导课程的知识要点。

2) 数据挖掘过程及当前数据挖掘的软件工具2学时。数据挖掘的过程是数据抽取与集成、数据清洗与预处理、数据的选择与整理、数据挖掘以及结论评估。本讲重点讲解挖掘的过程，强调数据预处理对挖掘的重要意义，对于缺省的值、残缺的值等的处理方法。让学生对数据挖掘的整体过程有清楚的理解。然后介绍一下当前流行的商品化数据挖掘软件如IBM的IntelligentMiner和加拿大Simon Fraser 大学的DBMiner。

3) 关联规则挖掘与序列模式挖掘6学时。在介绍关联规则原理的基础上，主要介绍著名算法Apriori及其改进、FP_Tree算法、用于序列模式挖掘的AprioriSome算法。每个算法需要2学时，对每个算法要进行彻底分析，不仅能够理解算法的原理、思想以及过程，还要分析算法提出人为什么会提出这种算法，在日常生活中的含义是什么，算法的优点和缺点是什么，以及如何用Java或C++来编程实现该算法。最后，对多层次关联以及数量关联规则挖掘做个简单介绍即可。

4) 分类技术4学时。介绍分类的原理，主要讲解ID3和C4.5、朴素贝叶斯分类，简单介绍一下BP神经网络的分类。对于C4.5要求能够从原理上把握整个算法，能够进行连续值的离散化处理，理解C4.5比ID3的优势所在；对于朴素贝叶斯分类，要深刻理解该分类的原理以及贝叶斯信念网络的工作原理。特别的，对于FP_TREE以及C4.5算法的实现，需要用到不规则树，提出用C++或Java解决这种不规则树的方法。

5) 聚类技术4学时。在介绍聚类的重要性和分类的基础上主要介绍划分聚类PAM算法思想以及基于密度聚类DBSCAN，对于当前重要的聚类STING和CLIQUE做个简单介绍。最后，比较聚类和分类的不同之处。

6) Web挖掘与个性化推荐技术4学时。对于Web挖掘从内容挖掘、访问行为挖掘和结构挖掘三个方面进行讲解，重点讲解个性化技术。对基于最小关联规则集的个性化推荐以及基于协作筛的个性化推荐作深入剖析，并指出在当今网站设计中的重要意义。

7) 上机实验设计。精选五个上机实验。第一个实验是关联规则的Apriori算法或FP_Tree算法的实现，两个任选一个，如果选择Apriori的话，需要采取一些效率改进措施；第二个实验是序列模式挖掘中的AprioriSome算法；第三个实验是分类技术中的ID3或C4.5算法，这两个算法的主体相同，任做一个即可；第四个实验是聚类中的PAM或DBSCAN算法，两个任选一个；第五个实验是利用协作筛进行个性化网站的智能推荐。以上五个实验每个实验2学时，建议编程语言采用Java或C++，最后挖掘结果具有可理解性。

当然，以上的课程内容设计会随着数据挖掘技术的发展，不断进行微调，以适应不断变化的计算机技术发展与社会需求。

4 “数据挖掘技术”教学实践总结

两年前，虽然已对“数据挖掘技术”课程作了充分准备，但在刚开设这门课程的时候，很担心这门“高深莫测”的课程的教学效果。但经过两年的教学实践发现，这门课程的教学效果比预想的还要好。通过对该门课程的学习，学生不仅基本掌握了数据挖掘的基本原理和算法，同时对以前的一些主干课程如数据结构的理解和运用有了非常深刻的认识。更为重要的是，本课程的五个实验都是数据挖掘领域中最经典、最重要的算法，通过对这些算法的编程实现，不仅理解了数据挖掘关键算法的精髓，同时，这些数据挖掘算法实现的程序经过不断改进、加工，性能不断提高，由于都是源代码，可以将这些算法应用到一些实用的软件系统如客户关系管理系统、个性化网站中去，收到良好效果。此外，在网上的一些数据挖掘论坛中，经常看到一些初学数据挖掘的研究生或技术人员很想看一看数据挖掘经典算法的具体程序实现，我们也将这两年不断改进的程序源代码作为免费资源赠送给了不少同行，也为数据挖掘的推广应用贡献了微薄之力。

5结束语

“数据挖掘技术”课程的教学尝试目前主要针对的是本校应用型计算机专业本科生，虽然收到了良好的效果，但“数据挖掘技术”绝不仅仅是计算机专业学生才需要掌握的课程，对于我校通信系、电力系、自动化系等工科专业，经济系、管理系甚至一些文科类的学生也很有价值，因此，怎样在非计算机专业的应用型本科生中开设好这门新兴课程，甚至在高职高专学生中也开设好这门课程，则是需要作进一步的探索和尝试。

参考文献：

[1] 毛国君. 数据挖掘原理与算法[M]. 北京：清华大学出版社,2005.

[2] 陈文伟. 数据挖掘技术[M]. 北京工业大学出版社,2002.

[3] 余力. 电子商务个性化[M]. 北京：清华大学出版社,2007.

A Test to Applied College Students on Teaching Data Mining

XU Jin-bao

(Dept. of Computer Engineering, Nanjing Institute of Technology,

Nanjing 211100,China)

Abstract:Data mining becomes more and more important in nowadays. To applied college students, mastering the basics and methods of data mining technology demands immediate attention. This article gives some suggestions on how to teach these students well. The content of data mining technology course and experiments are selected elaborately. Mining technologies such as association rule , data classification, clustering , web mining and personalized recommendation are emphasized.

第6篇：天文学学科评估范文

关键词:理性认知；技巧；直觉；布洛克式

中图分类号：G642.4文献标识码：A

一、设计教育认知理念的错位与反思

从印象派发端，相继野兽派、立体派、蒙德里安（Mondrian）“冷抽象”、马列维奇（Malevich）“极简主义”、“硬边”(Hard Edge)主义等，众多现代主义流派的启发推动下，使得格罗皮乌斯主导的包豪斯（Bauhaus）现代设计理念，在世界的范围内声名远播，对西方逾半世纪的建筑、平面及工业设计的性质和风格，产生了深刻而持久的影响。从20世纪下半叶开始，随着以信息技术为代表的网络社会的普及，信息时代无处不在的图像符号，以各种方式抢占都市中各个视觉高地。

信息时代的图像强势，带给了我们充分的角色机遇，拓展了在设计上一展身手的空间，却又常常不得不以当局者的身份，陷入了周而复始的视觉形态的壅塞与复杂性中难以脱身。久而久之，如果我们不能清醒的站稳立场，明辨是非曲直，那么对于从事设计产业链上的业者来说，必定会给社会大众造成传播学意义上的误导甚至混乱。纵然终不至成为终日幻想重温传统诗学温情与浪漫的所谓“怀旧主义”者，却极容易滑入到“科技享乐”主义者的阵营，徒为消费社会用金钱武装欲望的奢靡之风推波助澜。所以，在以人的伦理教化、知识传播和人力生产为主要功能高校学院教育中，施教者尤其应该站稳立场结合时代特点，对受教者针对性地进行与专业有关的伦理和思维认知教育。培养学生独立认知、判断、处理复杂视觉形态的能力。

就艺术本体而言，在创作中对感性直觉的依赖是毋庸置疑的。既便是以逻辑见长的数学思维，也不可能完全排除直觉的介入。康德（Immanuel Kant）甚至认为没有人的先天直觉，人就不可能有把握数学知识的能力。自九十年代初以来，大规模学院式的移植或拷贝国外现有的教育模式，使国内高校设计专业在短期内，得以建立较为完备的教学体系。但是，我们不得不承认在师资、理念和方法等方面还处在初级阶段。特别是概念化的偏执于即成的理性知识（定程思维Algorithmic thinking教育），而忽略直觉等非理性因素在艺术创作中的作用，客观上削弱了学生的创新潜能。上世纪初《包豪斯宣言》倡导的革命性十足的现代设计理念，无疑是进步和开拓性的，但那毕竟是上个世纪初的事了，时代在变，时展阶段与主题也在变，我们必须扬长避短，抓住后发优势在较高的起点上与时俱进，辩证的反思传统学院式的设计教育利弊得失。既要创新性的挖掘现代性艺术的丰富内涵，在构成主义、抽象主义等现代经典中寻找灵感。又要吸收性批判学院教育体制中，过于注重解剖学、材料学、透视学和色彩学等教条，逐步扭转以往理比创造力重要，引经据典的解决问题,变得比个人的直觉体验和自由探索能力更为重要的僵化局面。

《周易・系辞》云：“形而上者谓之道，形而下者谓之器。”自先秦以来，把造物活动归属于形而下范畴，在文化观念上“重道轻器”思想历代并不鲜见，但当下的艺术教育中“重器轻道”现象却相当普遍。把设计简单归结为“造物文化”，并排除在人文学科之外，一方面由于过于强化对设计专业学生技法训练（包括设计上的电脑依赖症），而造成的直觉与理性判断的双重缺失，另一方面，由于缺乏必要的史学、伦理学及人文知识的储备，学生毕业之后在设计价值取向上，要么固执、肤浅；要么缺乏明辨、一味跟风，更谈不上利用丰富的本土文脉资源，在自己的作品表达传统伦理诉求与文化价值观。

设计专业基础课也相当薄弱，有的学生入校后仍沿袭着高考前的作画方式，依靠图解说明及教师个人经验的传授，或者过于依靠印刷品层层转述而获得的，语焉不详的所谓间接经验，屏蔽了活生生的“生活体验”，忽略了知识理解和认知过程，长此以往意图破解头脑中根深蒂固的既成图式或僵化概念，尝试包括“辐合思维”（Convergentthinking）、“扩散思维”（Divergent thinking）及“试探思维”（Heuristic thinking）认知类型的努力就会变得愈加的困难。

因此，笔者认为在灵活采用多元化认知的基础上，在教学实践中有意识整合“理性修养”、“直觉体验”与“技巧训练”，这三个不可或缺的重要环节入手，是破解当前教学方法僵化、教学理念落后的关键。那么如何将这三个方面有机地结合在一起，并落实在具体基础教学上呢？在笔者看来有二大基本路径：一是创新教学方法；二是开放教学理念。教学方法就像一个个“珠子”，教学理念就是那根将珠子串起来的“红线”，二者缺一不可。我们无法设想当初包豪斯学院没有康定斯基、蒙德里安、约翰内斯・伊顿、保罗・克利、奥斯卡・施莱默这样的“红线”教师会是什么样子。

二、直觉、理性与技巧

色彩风景写生也好，还是色彩空间构成练习也好，对艺术实践来说，长期练就的纯熟技巧，常常使人在创作过程中产生信马由缰的，甚至会导致创作过程的某种不确定性。不少画家十分痴迷于此，坐上一班连自己都不知道去哪儿的火车当然很刺激，但长此以往会产生二种负面的效果：一是唯技法论，作品本身艺术修养和作者本人的内省力容易丧失殆尽；二是理性规划或美学观念的介入会受到抑制，“手”指挥“脑”而非“脑”控制“手”，直觉因没有导向而变得飘忽不定。其实正因为技巧的稚嫩或缺失，特别是大一新生常常缺乏自信并伴有挫折感，他们又对技巧训练的艰苦性和长期性缺乏合理的评估，久而久之大大降低习得的自我效能（self-efficacy）感。

从事艺术创作的人都强调“直觉”的重要性，不管是绘画还是对设计而言。哲学家卢梭（Jean-Jacqes Rousseau）坚持认为：“直觉和感觉是高于理性的”，因为他认识到“人的存在只是通过感官察觉到的一系列时刻”。他甚至把笛卡尔的名言“我思，故我在”翻造成“我感觉，故我在”。[注：参见列奥纳多・史莱因著，暴永宁、吴伯泽译《艺术与物理学》，吉林人民出版社，2001年版。]既然“直觉”是如此的重要，它与“技巧”、“理性”在艺术创作中是如何互动的呢？我们不妨从印象派大师文森特・凡高那里得到些启示。这个不停变换职业的荷兰人，直到近三十岁才拍板当画家，他从没受过系统的学院教育（如素描、解剖、透视等），凡高通常被视为缺乏理性、单凭直觉的艺术家典型，在绘画技巧上公认的具有某种“蛮横”的成分，那么他又是如何弥补这种缺陷并使之成为一种风格的？在一封致他弟弟提奥信中使我们感到他的创作过程恍如数学家般的慎密：

“……不要认为我愿意故意拼命工作，使自己进入一个发狂的状态。相反，请记住，我被一个复杂的演算所吸引，演算导致了一幅幅快速挥就的画作的迅速产生，不过，这都是事先经过精心计算的。”[注：参见欧文・斯通著《凡高传》，北京出版社，2004年版。]

布拉克曾精确地概括了凡高的精神：“我热爱法则，法则可以纠正情感。”法则当然是理性的，理性不仅可以纠正情感，也可以监控直觉甚至弥补技巧的不足。至此，如果你觉得蒙德里安“冷抽象”过于“理性”、康定斯基的画作技巧性过重、马利维奇“至简主义”刻意排斥任何“技艺”参与痕迹又显极端，而你又很难企及凡高复杂的色彩演算能力的话――那么，你可能会很自然的想到美国抽象主义大师布洛克（Jackson Pollock）。在他的画作里“理性”“直觉”“技巧”可以不露声色融合在一起，显得和谐、神秘而优美。其作画过程被一种非无意识的直觉所控制。他说：

“我作画不用素描或色彩速写稿，我是直接画的……绘画的方法从需要中自然产生出来。我要求表达我的感情，而不是去描绘它们。技巧只是达到叙述的手段。作画时我对自己有一个总的概念。我能够控制颜料的流动：没有头，没有尾，也没有意外的事故”[注：参见矫苏平编著《国外现代画家与作品》，人民美术出版社，2002年版。]。

由于布洛克式的构图没有中心、没有起点、没有终点，色彩最本质的特性和能量，被毫无遮蔽的显露出来。整个作画过程通过无障碍的色彩滴洒，以及图形不规则运动记录了画者某种心理轨迹，激活了我们对色彩本质最纯粹的认知，及对色彩语法的最本质的颖悟。因此，我们不妨锁定布洛克的作画方式，研究这个后来红得发紫的美国天才，如何利用地心引力宣泄他对色彩的灵感。就具体的色彩构成教学而言，如何借鉴布洛克的方式，运用理性却和理性保持距离，依从直觉并使之处于创作过程的主体地位，却又置于理性的导向之下，建立起“意识－无意识－意识”三级创作梯次，有计划阶段性悬置技巧在创作过程中的作用，进而达成身体、大脑与画面之间的共时节奏，保持人与画面之间自由、开放式的互动关系，最终有计划地、有步骤将这种理念贯彻到具体的色彩学教学中，正是本文接下来要阐述的布洛克式色彩抽象构成分段教学过程。

三、布洛克式色彩抽象构成教学的实施步骤

色彩构成是包豪斯创立的现代设计基础教学体系（包括结构素描、平面构成、立体构成、材料分析、多媒体等）的主干课程之一，是研究色彩的物理性质、色彩生理，色彩心理、色彩调和及组合规律，从而形成科学化、系统化的色彩训练方式，是从色彩语法的角度，探索对色彩美的构成形式和规律的达成理性认知的一门学科。笔者认为色彩学教学的关键，不在于你掌握了多少色彩学的知识，而在于如何有能力你对色彩语汇的“体认与理解”，在创作需要的时候无障碍的释放出来。所以，波洛克式色彩抽象构成教学目的正在于此。教学在时段安排上一般适合在课程的前期（少或没有知识储备）和末期（有了知识储备）二次进行。并对二次作业进行并置对照评讲，要求学生之前对二次作业反差的直观体验写出相应的分析报告。

1、主题设定

由于设计功能指向性极强，学生必须始终围绕主题，对未来出现的效果进行理性的预期和准备。创作主题可由教师指定也可个人自由选择，首先色彩与主题之间的分析，文字参与思维的表述有助于把脑子里飘忽不定的色彩感觉确定下来。主题可以根据色彩的心理、历史及文化等维度，通过“具象联想”、“抽象联想”及“共感联想”等方式的来设定。例如，取《都市节奏》和取《秋韵》作为主题的学生，在色彩准备的方向上是不同的。对一个设计师来说，对将要出现的视觉效果作理性的预期和把握是极有必要的。

这里以《梦与未来》抽象标题为例，做一例选项之一的主题色彩文字分析如下：

1）主题分析

梦境是隐喻的、非逻辑和非线性的，根据弗洛伊德的精神分析学说，梦境是“本我”意识受到压抑后在梦境中的自然释放。因此，在“孟塞尔”色立体为分析构架内，将紫系作为主调，紫色具有幽深、含蓄、绵软之感。梦境又是“自我”与“本我”之间是抑制与反抑制的力的妥协，在色彩上必然要表达出相互冲突的一面，因此将选用一定量在色相环上与紫色呈180度补色：即黄系（如5Y8/12）。未来是即将发生的现在，具有无限开放特征，根据爱因斯坦狭义相对论描绘的光速旅行的情景，未来呈蓝色，远去的呈红色，即天文学中所谓的“红移”和“蓝移”效应，决定将主调蓝色相环上逆时针旋转约30度，呈篮紫系（如5BP3/2）。另外，尽管梦境本身是潜意识中不清晰和极微妙的影像，但大致分为愉快或惊厥之梦，因此除了已定基色为篮紫色之外，还将选用一定比例的玫红色系使主调并列呈一定暖色倾向。少量的点或线状黑系色的参与，一是为了增加二维向度画面色彩叠层的透视感，二是为了衬托其它色系的色相力度。另外，少量土红、冷灰、湖蓝的随机加入增加了画面的丰富性，前提是对所有参与的色系的明度和纯度关系，在创作之前进行调配处理。所有这些前期理性准备工作都是在为了能在下一步，像布洛克那样只需专注于肢体动作与画面生长，而暂时悬置所有和颜色有关的概念与计划――创造条件。

2、材料准备及调色

A、调色，一般为水质颜料（如丙烯颜料、水彩或水粉颜料等），有条件的也可选用布洛克作画用的油彩和油漆。对选用的每一种颜料的纯度和明度反复调和直至达到你满意的效果，当然，保持某种颜色的高纯度或明度也是选项之一，一切根据自己理解的主题需要而定。在量上若以10为整，那么紫、土黄、玫红、湖蓝、煤黑、土红、冷灰的面积比大致为3.5[KG*2]∶1.5[KG*2]∶1.5[KG*3]∶1.5[KG*3]∶1.0[KG*3]∶0.5[KG*3]∶1.0。

B、将调好的颜料装在准备好的容器里，色彩面积控制可以在调制颜料，并装入容器时进行数量上的设定，为了增加画面机理感细沙、塑形膏或棉麻织物等可根据需要酌情使用。

C、纸张，白色或黑色的卡纸、水彩纸，有条件的话也可用表面处理过的平整的油画布或油画纸。这里要注意的是在最后二次构图阶段，完成的作品要在纸张上面积尺幅大于最后的成品，一般在1/2或2/3幅度范围内调整，总之二者差值越大，二次构图的选择余地就越大，偶然性就越强。

D、约1m规格的直尺、美工刀、画笔、刷子、铲子、木棒等。

3、无意识行动与控制

在所需的材料都备好之后（根据主题调好的颜料、画笔和平整的画纸），在行动作画之前，在计划上有二点允许的选项。A、除了用布洛克那样挥、滴、甩、泼等行动方式外，可用画笔直接作用于画面，以显示“意识”参与画面生长的痕迹。B、由于调好的颜色明度的不同，对于不同颜色介入画面的顺序和时间预先做出大致的安排，以不同明度色的叠加呈现的色彩透视效果，如布洛克的《薰衣草》系列就运用这种方法。

此阶段可完全遵照布洛克的行动方式――即在“无意识”的状态中专注于感觉和肢体动作。布洛克对自己的作画过程，曾做过如下叙述：

“我的画不是在画架上完成的……我喜欢坚实的墙或地面……用地面时我最舒服。这时我可以绕着它走，可以从四面八方作画，还可以进入画内，我感觉自己就是画的一部分。”

这个阶段的魅力在于作画者可暂时悬置所有理性意识，让时间和方位感隐退，完全将自己置于一种激情的状态。布洛克接着描述这种状态：

“在我刚来到自己的画前时，并不知道自己要做什么，经过一段“熟悉期”，才能意识到自己都干了些什么。我不怕改动作品，不怕弄毁了图形什么的，原因我的画自有它自己的生命，我要做的就是让这一生命表现出来。只有当我同我作品失去联系时，结果才会一塌糊涂，否则，画上永远是一片和谐，随你增，随你减，画的本身总是美好的”。[注：参见列奥纳多・史莱因著，暴永宁、吴伯泽译《艺术与物理学》，吉林人民出版社，2001年版。]

这个阶段是让人兴奋的，利用地心引力不断降落在画面上的图形，是画者将色彩能量转化为视觉图像的内心状态的原始纪录。

4、二次构图

A、剪切：在画面呈现出自己满意的效果之后，剪切阶段和布洛克方式有所不同，类似于在一堆沙粒中将金子捡出来，该阶段是艰难而又关键的，视觉的“完形”（Visual Whole）作用表面上是借助眼睛来完成，实际上人的直觉、理性的判读与计算、人的个性、品味与修养都不露声色的参与进来，面对画面各种积聚、交叉、透叠、散落、复叠以及明度、色相、纯度变化产生的奇异的色彩空间效果，我们不一定像布洛克那样常常坐在人字梯上向下俯视，但须不停要在视域中改变远近的位置，进行图底、色域大小、角度、形状、方向等视觉能量的检视。整个过程眼睛充当主角，意识又重新回来审视想要截取的画面，如同一个未来的农场主坐着飞机俯视大地，决定哪块将是他要买的认为最好的耕地。这有助于培养自己进入形态和结构中心，去处理形色关系的能力。

B、重构：这是一种再创造过程。有时原画面平淡无奇或者不尽人意，但经过二次构图之后顿然焕发出了艺术生命。（当然，如果原画面本来就很出色，不经过剪切也是选项之一）面对一张已经完成的“对开”卡纸作品，可剪切出小于对开面积的矩形、正方形、环形、扇形、圆或者椭圆，甚至可以整个画面切成众多小的正方形、圆、三角等“打散重构”，分离、剪切、组合、拼接做二方或四方连续的排列等。

C、装裱：装裱属于后期处理阶段，很多学生往往草草了之，因此要让学生明白，装裱实际上和画面内在结构同等重要的、是画面不可分割的有机组成部分（这里不赘述）。

至此，一幅让学生自己都惊讶的色彩作品在冒险和愉快的气氛中产生。整体过程可用四个课时完成，教师在现场如同导演，进行合理阈限下的指导与监控。有的学生调的颜色不过关而被建议重新试调，或对颜色理解与主题相差甚远而重新调整。至于画面最终的结构和效果，则取决于学生的前期准备、个人能力、临场发挥和对“成品”或“半成品”的后期处理。

四、美学内涵和效能分析

当然在这样的语境中，借鉴布洛克方式进行的色彩抽象构成可以理解为一种教学方法和训练手段。趁热打铁借助本次作业的直观体验过程为契机，从艺术史的角度对作品本身的美学内涵和效能分析，是进行课后总结的重要一环。分析“直觉”、“理性”与“技巧”在艺术创作中的互动关系，会取得良好效果。特别是对技巧而言，艺术家一旦掌握了熟练技巧，就可能在创作中流畅而无障碍表达内心的存在，但对于学生来说技巧以及理解力可能是他最为欠缺的一项。因此，在本课程里有二点弥补了特别是低年级学生在这方面的缺陷：

A、语言的抽象化。杜桑说：“人们一旦开始将思维化为字句，一切就都畸变了。语言真不是个好东西――我用它是不得已，但我从来就不信任它。人们永远不会相互理解。”[注：同上。]当我们专注于画面抽象的形色之间的关系时，就可暂时摆脱了词语的“纠缠”，从而规避了不当的修辞、词语的误读或逻辑的诡辩，进而规避了任何用言辞而不是体验领会艺术语义的尝试。

B、能力补偿技巧。技巧有二个含义，一是可以用文字表述的有关创作法则；二是实施这些法则熟练及创造性程度。而能力在心理学上可定义指人为顺利完成活动而在个体经常、稳固地表现出来的心理特点。能力的自然基础是先天的素质（禀赋）。能力当然不能替代技巧，却是通向技巧的基石和出发点，是激活各种未来存在的各种可能选项的前提条件，能力强也有助于学生掌握技巧的“动态性质”。（指对技巧操作速度、熟练程度和巩固强度等）。

彼得罗夫斯基说：“人的能力对于熟练的技能和知识来说表现为某种可能性……可能性是否变为现实，则取决于许多条件”。[注：参见彼得罗夫斯基主编《普通心理学》，人民教育出版社，1981年版。]笔者认为，这些条件包括先天的资禀、外在的机遇以及理性指导下对自我行为成效的预测与控制等，当然还包括影响人们掌握、理解与支配知识技能的活动外力导向（如教师的引导）。视觉创作是以形象思维为主，兼有多种思维形式一体化的特征。就抽象艺术而言，通过对物理空间色彩相貌及形态的间隔、重叠、透叠、并列、交错等，来匹配多种性质的心理空间联想，以此寻求物理空间和心理空间的对应关系。

欧文・潘诺夫斯基（Erwin Panofsky）认为，透视原理只不过是诸多可能性中的一种而已。长久以来，我们作画习惯上往往先要将画纸（布）支到画架上，从学画的第一天起就被告之，在构图上第一笔便要定上下与左右的方位。而布洛克作画是四面八方一起来，放弃了透视原理，从根本上否定了西方美术中，从欧几里德平面空间取向的做法，将画面的三维向度减少到二个；此外，以往的画家作画时用画笔直接接触画布，画家的意图和画面效果之间直接形成了“因果关联”，在时间上仍保持着“线性特征”，而布洛克刻意让他的手和画面保持距离，把直接的涂抹改之以墨色的滴洒，拆解了时间的“线性特征”，借用纯粹的形色的大小、长短、粗细、浓淡、深浅等，来表现出音乐般的节奏与韵律。

中国的“泼墨山水”始于抽象的墨迹，日本的“墨象书法”也给了西方抽象艺术形成的最初启示。抽象艺术的关键在于发现自我，发现精神最内在的本质，即借助适当的技法，去表现蕴藏在我们内心深处的东西。尽管没有证据说布洛克的灵感，是来自于日本的“墨意”还是中国的“大泼墨写意”。但可以肯定某种程度的“东学西渐”，也表现在了绘画方面。西方自文艺复兴以来，自从阿尔贝蒂从数里上奠定了“透视法”，画家们能为在画布上逼真再现外部世界而激赏不已时，东方绘画大师却认为，如实地模仿自然是幼稚而愚蠢的，中国古代画家没有发明线性的透视几何原理，但同样找到了将空间联结整合的有效方式。

东方艺术家倾注的是借助对物的意写来修身或明志，以文人的方式表达个体的修养和雅韵，“以形写神”而“气韵生动”之。人们在观赏年代久远的中国画作时，无论是草、虫、树、鱼，还是花、鸟、竹、石，你鲜有隔绝之感，因为画面主题是不带时间性的，或者说是凌驾于时间之上。在东方的山水画中，画者和观者都放进了景物之中，而非那种由外向内的张望，“饱游沃看”而“天人合一”之，不像西方画作中刻意表现“特定时间”中的“特定事件”。布洛克以前的画家一般用画笔接触画布，画面效果和画家意图之间形成了直接的关联，画家内心的意愿直接转化为外在的图式，这体现了西方哲学“因果律”的根本，头脑在“意识”的控制下，点向画面的是“因”，落笔之处便是“果”。而布洛克和画面之间刻意保持着距离，屏蔽了直接的接触，在“激情”状态下利用地心引力的作用，色滴完成穿越空间的过程。因此，布洛克的作画方式某种程度上，暗合了东方“天人合一”观念而更具东方意味。当霍夫曼指责布洛克不法自然时，他不假思索地回答“我就是自然”。不难推测布洛克并不知晓爱因斯坦的相对论，或者海森伯的量子力学，但他的作品却在视觉上复述了科学上最前沿的真理――“场”比“粒子”更为重要，“过程”比“物体”更为根本！