美国STEM教育的嬗变

STEM教育源于美国,对全世界STEM教育具有引领作用。美国STEM教育经历了STS、STEM和STEAM三个阶段,其根本目的是使美国始终在科技创新和竞争力上保持世界领先地位。美国STEM教育反映出美国教育界对社会问题的敏感性和社会责任感;美国政府对教育的重视和信任;美国政府有着强烈的居安思危意识;以及美国政府在推出教育政策时开放而又审慎的态度。     

一份新的国际性的交叉学科期刊即将创刊

一个新的国际性的科学与数学教育期刊(季刊)将在1992年1月创刊,该刊名为《科学与教育:历史、哲学和社会学的贡献》(Science ＆ Education:Con-tributions from History Philosophy and Historyof Science and Mathematics)。该刊发表科学与数学的历史、哲学和社会学的研究成果,以促进科学与数学教育中的教学与课程设计。该刊的宗旨是促进: (1)通过历史、哲学和社会学的研究来澄清并处理当代科学与数学教育所面临的许多学术问题,诸如:科学方法的特征化;民族科学的性质;所谓的科学的男性偏见;儿童科学的性质;心智的行为主义模型与认知模型;科学-技术-社会课程与以学科为基础的课程;建构主义认识论问题;皮亚杰纲领中     

史密斯:杰出的数学史家、数学教育家和人文主义者

著名数学教育家和数学史家史密斯(D.E.Smith,1860-1944)集多种非凡才能于一身,学问宏博、著作等身,成就斐然。他是杰出的收藏家和旅行家;他独立或与他人合作编写了150余部数学教材;他在美国率先开设了数学史课程和中学数学教师培训课程;他创建了美国乃至世界上第一个数学教育博士点;他创立了国际数学教育委员会;他为数学教育点燃七支理想之烛。他是一位杰出的人文主义者;他创立了科学史学会,推动了美国的科学人文主义运动;他的《数学史》、《数学原典》和《算术珍本》是数学史的经典之作;他是最早研究东方数学的美国学者,是中美数学交流的先驱。     

卡约里和他的《物理学史》

卡约里(F.Cajori)是美国数学家和科学史家。1859年生于瑞士,1875年迁居美国,从1887年起,他先后任图伦内(Tulane)大学应用数学教授(1887—88),科罗拉多学院物理学教授(1889—98)、数学教授(1898—1918)、工程系主任(1903—18)、加利福尼亚大学伯克利分校数学史教授(1918—30)。他是美国数学学会、科学促进协会、科学史学会会员,美国文理学院研究员,国际科学史学会会员。1924—25年任美国科学史学会付会长,1929年任国际科学史学会付会长。1930年去世。     

古为今用:美国学者眼中数学史的教育价值

数学史与数学教育关系(HPM)是兴起于20世纪70年代的一个数学教育研究领域.从19世纪末开始,美国数学史家和数学教育家们对数学历史的教育功能多有阐述,成为促进HPM创立并深入发展的重要推动力量.这些功能包括:激发学生的学习兴趣、改变学生的数学观、使数学人性化、让学生从原始文献汲取数学家的原始思想和社会文化信息、帮助学生更好地理解和欣赏数学、增强学生的自信心、通过历史可以了解学生学习数学的困难和认知过程、为教材编写提供借鉴等等.这些功能对于我们今天运用科学史于科学教育的实践具有一定的借鉴和指导意义,也让我们树立这样的信念:数学史并不是无用的学问.     

摩尔根创立基因论的方法论模式

美国著名生物学家托马斯·亨特·摩尔根(Thomas Hunt Morgan,1866—1945)创立的基因论是现代生命科学史上一项重要的科学发现。如果说孟德尔遗传学和达尔文进化论是上世纪生物学两项意义深远的科学成就,分子生物学和现代达尔文主义进化论是本世纪生物学两项影响重大的科学成果,那么,摩尔根的基因论则是前者向后者逻辑发展的历史环节。对于这位在生物学上作出卓著贡献而荣获诺贝尔奖的科学家的治学历程和方法加以研究,可以概括出一种对现代科学研究有指导意义的发现模式。     

《认识》杂志

由美国的C·G·亨普尔(Carl G·Hempel)和德国的W·斯台格弥勒(Wolfgang Stegmuller)、W·K·艾斯勒(Wilhelm K·Essler)联合编辑,荷兰D·利德尔(D·Reidel)出版公司在荷兰的多德雷赫特和美国的波士顿用英文出版的《认识》(Erkenntnis)杂志,是一种研究分析哲学和科学方法论的国际性刊物,内容涉及:①与现代“科学的哲学”和“分析哲学”概念相联系的哲学领域;②语言、逻辑及数学的哲学;③物理及其它自然科学     

科学哲学在与反科学的论战中的作用

我国的"反科学",不同于发生在美国60到70年代的"反科学运动",是以反科学主义面目出现的整体性反科学。这种倾向明显妨碍了我国科学事业的正常发展。科学哲学应该承担起一种科学责任和社会责任,为我国科学事业的健康发展提供理论支撑。在当前,科学哲学家可以做三件事:(1)利用科学语言的可定义性进行语词分析;(2)正确阐述实践标准,纠正实践标准的滥用;(3)正确认识和区别与科学对立的存在物。     

科研工作绩效评估体系的评价探讨

为了科学有效、尽量公正地评价科学工作者的工作,本文借助现有的互联网科学数据库的信息,总结出几个可以参考的系数,并最终整合出了一个可以直接用来计算排名的公式,在此基础上提出了一套可以跨学科、跨方向对科学工作者进行考核评价与排序的量化标准。本文最后还给出了一个包含20余名科学家的实例来说明本量化标准的有效性和可操作性。本文所列公式和计算还需要在实践中不断修正和改进。     

电视卡选购指南

近来电脑市场上最受欢迎的周边产品,相信非电视卡(TV Tuner)莫属了。原因非常简单,现在电视卡的售价比较便宜,你只需300-500元买一块,就能在电脑上看电视节目,不仅画质优美,而且还可以当录像机用把电视录下来。笔者也是一位电视卡爱好者,通过摸索,不仅在电脑上欣赏到接近DVD等级的电视节目,还把索尼PS2游戏机、DVD影碟机一股脑儿接到电脑上,享受到逐行扫描高清晰度的乐趣。     

生物学中的科学定律

生物学中有科学定律吗?对此,生物学哲学界主要有三种反应:(1)生物学没有定律,例如贝蒂、布兰顿与伍德沃德等人;(2)生物学有定律,但是我们需要改变对定律的理解,例如米切尔等人;(3)生物学有定律,主要是其他情况均同定律或抽象(数学)定律,如索伯等人。论文对(1)和(2)分别做出了反驳。笔者比较赞同索伯的观点:我们可以大致区分律则科学(如粒子物理学)与历史科学(如天文学)。生物学更偏向历史科学,但是生物学中也有科学定律。只有结合定律与历史,我们才能理解生物的进化。     

我国封建社会中数学与天文历法的关系

数学和天文学是我国古代萌芽最早的两门科学,它们之间的联系也是最为密切的。中国传统天文学的中心内容是历法,它属于数理天文学(Mathematical Astronomy)的范畴。中国传统数学则以计算为中心,它为历法提供数学工具和方法,是历法发展的基础。二者相互促进,相互制约,在发展过程中形成了自己独有的特色。传统数学与古历法计算方法的关系归纳起来主要有以下几项。(1)分数算法。传统数学中筹算的整数四则运算早在春秋战国时期已经具备,由整数四则运算发展到分数四则运算,历法的需要起了关键的作用。历法的中心内容是关于时间长度的计算和安排,而年、月、日的长度之间没有简单整数的倍数关系,奇零部分的表示方法,战国时期的古四分历就取了1回归年日数=365 1/4日,并根据十九年七闰的闰周,通过分数     

论科技类博物馆的教育转向:动因、演变与呈现

回溯科技类博物馆的历史并分析其现状,其使命经历了专注于收藏与研究到专注于教育的转变,并分别从展示内容、教育对象和展示方式三个维度呈现。造成这种转变的原因是复杂的:从科学史的角度,科学技术的新发现不断冲击传统观念;从科学哲学的角度,后现代主义科学观消解着机械主义科学观;从科学社会学的角度,社会因素渗透到科学技术的生产、应用以及评价过程。科技类博物馆的教育转向从本质上说是科学技术社会化过程的结果之一,是博物馆与文化发展具有同步性的印证,科学中心的迅猛发展以及不同的科学教育理念的产生正是科技类博物馆教育转向的具体呈现。     

数字电视

电视从发明到现在只不过是短短几十年的时间,但它已经取得了很大的进步,经历了从黑白到彩色、从模拟到数字、从普通清晰度到高清晰度电视的发展过程。模拟电视是指用模拟信号形式实现整个电视系统功能,数字电视是指用数字信号形式实现整个电视系统功能。这对电视观众来说变化并不很明显,但从技术角度看却是一次革命性的改变。它必须解决数字化后信息量爆炸性增长的压缩问题,并可达到传送高清晰度电视的要求。早期的黑白电视,世界上主要有两种显示格式,即每秒50场,两场形成一帧图象,每帧625行,和每秒60场,两场形成一帧图象,每帧525行。到彩色电视时期,为兼容黑白电视,仍然沿用黑白电视的显示格式,在原有亮度信号中加入彩色信号,发展成为当今世界上的三大模拟彩色电视制式,NTSC、PAL和SECAM。这三种制式的主要差别在于传输彩色信号的方式和原有的显示格式。目前,我国仍然采用模拟彩色电视制式PAL进行电视广播。随着计算机技术和大规模集成电路技术的发展,数字信号处理技术可以很方便地应用到模拟电视机中,对模拟电视信号进行数字化处理,从而获得性能提高、价格下降、调整的自动化、产品功能的多样化等好处。增加的功能如：画中画、倍场扫描(100赫兹无闪烁)等。目前市场上常把此类采用数字化处理的电视机宣传为数字电视机。实际上他们并非真正意义上的采用数字化压缩编码,数字化调制方式传输的未来数字电视。而且,随着技术的发展,相信今后还会有更多的新技术应用到模拟电视机中,其中大部分为数字技术,但它们仍然是接收模拟电视信号的电视机,所以不应该称它们为数字电视机。在说明其技术特点时,可称之为数字处理电视机。采用数字化压缩编码,数字化调制方式传输的数字电视制式,在世界发达国家现在已经制定完成,主要有欧洲DVB数字视频广播组织的标准,和美国ATSC先进电视委员会的标准。其具体内容为：图象和声音均采用MPEG2,或声音采用杜比AC3压缩编码,传输的调制方式根据不同信道采用不同的调制方法。两种制式中对于卫星信道都采用QPSK调制方式。DVB组织称其为DVB-S。电缆信道DVB采用QAM调制方式,称其为DVB-C;ATSC采用QAM或16VSB调制方式。而地面信道DVB采用COFDM调制方式,称其为DVB-T;ATSC采用8VSB调制方式。世界上其他国家各根据自己的情况制定本国标准。例如：日本在地面广播上还有一套自己的调制方式,与COFDM稍有不同,日本称其为ISDB-T。我国已选择DVB-S作为我国卫星传输标准,并已在省级间卫星信号传输中使用。而电缆和地面传输标准仍在制定中。采用数字电视制式后,可以为我们带来以下好处：1)提高图象质量。数字化后没有噪声的累积,使用户看到的图象与发射台的图象没有什么区别。2)提高频率资源的利用率。由于采用了压缩编码,使得原来一个频道只能传送一路节目,变为可以传送四路标准清晰度的数字电视节目。标准清晰度是指达到目前模拟电视演播室的图象质量,并且可以满足传送高清晰度电视的要求。3)可以传送数据信息并实现交互功能等。目前,世界上一些国家已开始播出数字电视节目,并制定出时间表,完成从模拟到数字的过渡。我国也已积极地开展了此项研究,并取得了阶段性成果。50周年国庆期间,试播了地面数字高清晰度电视。数字电视对老百姓而言,真正关心的恐怕还是自己家的模拟电视机还能看多久的问题,其实这种担心是没有必要的。数字电视信号最终到显示时仍然要还原成模拟信号进行显示。在目前没有购买到数字电视机前,可先购买一数字电视解调解码器,即通常说的“机顶盒”来接收数字电视信号并转换成模拟电视信号,传送给现有的模拟电视机接收信号进行观看。至于要观看高清晰度的电视节目,则需要购买能显示高清晰度信号的电视机了。综上所述,从电视发展的过程来看,数字电视的概念应该是采用数字化压缩编码,数字化调制方式传输的数字电视系统。数字电视机应该是指能接收数字电视信号的接收机。而不应该像当前有些宣传媒体误把采用数字处理技术接收模拟电视信号的电视机称为数字电视机。     

迪安娜·库恩的儿童和青少年认知发展的分析

儿童和青少年的认知发展是大众认识论和个人认识论的重要研究内容。在这方面,美国心理学教授迪安娜·库恩做了大量的工作。从心理学哲学的视角出发,对库恩关于儿童和青少年的认知发展理论进行整理和综述。并对她的主要观点,即儿童和成人如同直觉的科学家,科学思维发展起源,元认知发展,认识论的理解和智力价值的发展,超越变量的控制,达到成熟的科学思维等方面的研究,给予理论的分析,阐述儿童和青少年的认知发展过程。并指出她的理论优点和不足之处,提出日后研究的展望。     

对“非”达尔文革命的多视角透视(对话)——兼论同时发现者华莱士的境遇

我们从科学思想史、科学哲学、科学知识社会学、系统科学的观点,对达尔文革命进行多视角、全方位的透视:(1)作为达尔文革命的功臣,华莱士确实受了许多委屈,对这种科学史中的"异化"现象,可以用科学知识社会学来进行解读。(2)达尔文的思想历经四次革命的飞跃。(3)达尔文的"自然选择"纲领可以用系统科学观点得到合理解释。(4)作为达尔文纲领的对立面,"宇宙完美设计"纲领仍包含合理内核和启发性。(5)借助于系统科学理解模式,进化论的科学语言与自然神论的宗教语言之间通过转译,有可能进行对话。     

关于研究数学在中国的历史与现状——《东方数学典籍<九章算术>及其刘徽注研究》序言

美国克莱因(M.kline)的《古今数学思想》一书,在国际上被认为是最好的一本数学史专著。在该书作者自序的篇首,作者引用了H.Poincaré的一句名言: 如果我们想要预见数学的将来,适当的途径是研究这门科学的历史和现状。     

常见的天气符号

天气预报天天在电视荧屏上与观众见面 ,成为广大群众极为关心的节目 ,深受好评。为了方便大众收看天气预报节目 ,更好地为公众服务 ,气象部门制定了“公众气象服务天气符号暂行标准 (试行 )” ,作为全国统一的气象服务常用的天气符号已在使用。如图 1所示 :图 1　公众气象服务天气符号暂行标准 (试行 )　　这些天气符号的含义是 :晴　天空云量不足 3成。多云　天空云量占 3～ 8成。阴　天空云量占 9成或以上。雾　近地面空中浮游大量微小的水滴或冰晶 ,水平能见度下降到 1公里以内。小雨　日降雨量不足 10毫米。中雨　日降雨量 10 .0～ 2 4.…     

现代科学系统作为线性系统的可能性

(一)问题提出科学的社会系统是否线性系统,这个观测最初由科学家人数与科学成果数之间呈线性关系,已露出端倪。后来,在社会动力学模型(即二阶常系统线性方程)中,又一次被确认。但是,真正证明这一观测的相对真理性,还必须用系统论和控制论中常用的Z传递函数法加以确证。如果假定科学系统呈线性系统,那么,它的激励(即科学家创造力因子)与响应(即科学成果数目)之间,亦应呈线性关系。先用科学家创造力因子作为输入量,根据Z传递函数系统及其相应计算,完全可求出理论上的输出量(即科学成果数的期望值),比     

人工智能可快速发现儿童心理问题

<正>统计显示高达20%的儿童会出现焦虑和抑郁,但这些心理问题往往很难被及时发现,以致错过最佳干预时机。美国研究人员利用人工智能技术开发出一种儿童行为筛查工具,可以快速、准确发现这类问题。佛蒙特大学和密歇根大学研究人员在新一期美国《科学公共图书馆·综合》杂志上介绍,他们使用可穿戴的运动传感器收集儿童行为数据,再利用机器算法进行评估筛查。