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3.2 迁移理论——学习材料

3.2 迁移理论——学习材料
3.2 迁移理论——学习材料

2、主要观点:

(1)个体心理的组成部分是各种官能,如注意力、记忆力、推理等,这些官能可以像肌肉一样通过训练而得到发展和加强。如果一种官能在某种学习情境中得到改造,

就可在与该官能有关的所有情境中自动地起作用,从而表现出迁移的效应。

(2)训练和改造各种官能,是教学最重要的目标,训练的项目越困难,官能得到

的训练就越多。形式的训练要比具体内容的学习更重要。

3、局限性:由于形式训练说缺乏科学的依据,对迁移的解释基于唯心主义的观点,所以引起了研究者的怀疑和反对。

(二)相同要素说

1、代表人物:桑代克、吴伟士

2、主要观点:从一种学习情境到另一种学习情境的迁移,只是由于这两个学习情境存在相同的成分,迁移是非常具体而有限的。“共同元素”实质就是两次学习在刺激反应联结上的相同要素。

3、实验:判断图形面积

结论:迁移产生的原因是练习课题与迁移课题之间具有共同的要素。练习任务与测验任务越接近,测验任务的成绩越好。

4、局限性:桑代克将迁移视为相同联结的转移,在某种程度上否认了迁移过程中的复杂的认知活动,这是相同元素说的局限所在。

(三)概括化理论

1、代表人物:贾德

2、主要观点:共同成分只是产生迁移的必要条件,而迁移产生的关键在于学习者能够概括出两组活动之间的共同原理,学习者的概括水平越高,迁移的可能性越大。概括说强调了原理、原则的概括对迁移的作用。

3、实验:水下打靶

程序:等能力甲乙两组小学生,射击水中靶子。甲组打靶前学习光学折射原理;乙组不学。

结果:射击水下30厘米靶子时成绩相同;而至于水下10厘米时则甲组好于乙组。

结论:由于经过训练的儿童对不同深度的目标可以作出更适当的调整,将折射原理概括化,并运用到特殊情境中去。

4、局限性:概括受年龄限制,年龄越小,概括越难;对知识进行概括时,会出现

两类错误:过度概括化和错误概括化,造成学习定势,产生负迁移。

(四)关系理论

1、代表人物:柯勒

2、主要观点:同意迁移主要是学习者对两种学习情境进行概括而引起的,并进一

步认为,迁移的产生主要是对学习情境内部关系的概括,学习者“顿悟”了某个学习情境中的关系,就可以迁移到另一个有相应关系的学习情境中去,产生学习迁移。

3、实验:线下觅食

被试:小鸡、黑猩猩、小孩

程序:两张纸,浅灰与深灰,后者其下有食物。被试学会深灰下觅食。用更深灰的纸代替浅灰。看被试到何种纸张去觅食。

结果:

结论:被试的反

应不是比较刺激的绝对性质,而是由两种刺激的相对关系所规定的。

(五)迁移的逆向曲面模型

奥斯古德(C.E.Osgood )于1949年提出“迁移的逆向曲面模型”又称三维迁移模式。他是奥斯古德在总结了大量迁移实验资料尤其是有关配对联想的实验研究资料的基础上提出来的。该模型揭示了刺激或学习材料的相似程度和反应的相似程度与迁移的关系。详细的研究和考察了在两种学习中刺激与反应的不同变化所导致的迁移的变化。

评论:该模型不仅说明了两个情境之间的共同因素对迁移的影响,而且还更加精确的描述了不同的相似程度对迁移的影响,因此它是对相同因素说的深化,把并把人类机械学习中迁移的研究推向了极致。

(六)学习定势说

定势是指通过前面的活动对随后活动产生影响的一种心理准备状态。学习定势就是通过先前一系列活动所形成的方法、态度等倾向,它既能反映在解决一类问题或学习一类课题时的一般方法的改进上,也能反映在从事某种活动的暂时准备状态中,而

(一)奥苏贝尔的有意义学习论与迁移

奥苏贝尔认为有意义的学习过程就是迁移的过程,原有认知结构通过三个特征变量影响有意义的学习。分别是:原有认知结构中已有观念的可利用性变量;认知结构

中原有的观念和新知识的可辨别性变量;认知结构中原有的知识的巩固性变量。

评论:奥苏贝尔认为有意义的学习的过程就是学习迁移的过程,这种观点突破了传统认为迁移是一种学习对另一种学习的影响的观念。实际上已经是广义上的观点认为迁移是习得的经验对其他活动的影响。他提出来并探讨的先行组织者与有意义学习的关系实际上就是先行组织者与迁移的关系。

(二)罗耶的认知迁移理论

美国学者罗耶(I.M.Royer)根据学习和记忆的信息加工理论认为,人类是以一种系统的储存和提取方式来进行记忆的,而人脑中的知识结构并不是始终不变。

迁移的程度取决于在记忆搜寻过程中遇到相关信息或技能的可能性。在这里,对

知识理解和领会是必不可少的,因为没有被理解和领会、仅仅靠机械记忆习得的信息或技能,提取或使用时会非常困难。因此,对学习材料的领会和理解是产生迁移的前提,而是否能在面临学习任务时及时提取或使用习得的相关材料则是迁移的关键。

(三)元认知迁移理论

弗来维尔认为元认知是对认知过程和认知策略的认识;具有原认知能力的学习者能自动地掌握、控制和监控自己的认知过程。

在学习与迁移中的元认知有两种:有关自己已有知识的思考和有关如何调控自己学习过程的思考,后者又表现为对自己学习过程及其所用策略的反思,对自己学习掌握程度及完成情况的判断和预期等。

具有较好的元认知技能的学习者,在面临一种新的学习情景时,能主动寻求当前情景与已有学习经验的共同要素与关系,对当前的知识与已有的知识形成良好的建构,

形成一定的组织,并运用已有的经验对当前的情境进行分析概括,寻求解决问题的策略。

运用元认知技能学习或解决问题的过程就是一种迁移的过程。

计算材料学

计算材料学 计算材料学是近20年里发展起来的一门边缘学科. 它运用固体物理理论, 理论化学和计算机算法来研究材料里的一些实验研究有困难的课题. 它是材料研究里的"计算机实验". 本课程主要介绍计算材料学里的原子和纳米尺度模拟的一些常用方法, 如原子相互作用势、最小能量法、分子动力学、蒙特卡洛方法, 也简单介绍了电子-原子尺度的模拟方法、微观-介观尺度的模拟方法、介观-宏观尺度的模拟方法和跨尺度模拟方法. 本课程还采用材料研究中的实际例子来说明这些方法的运用. 课程性质: 学时:32 对象:研究生 教学用语:中文/英语 先修课要求:高等数学, 大学物理, 量子与统计,固体物理 教学内容 1.绪论(2学时) 1.1 计算材料学的发展概况 1.2 计算材料学的范围与层次 2.原子相互作用势(4学时) 2.1 原子相互作用势的一般形式 2.2经验性对势 2.3 多体势 2.4 壳模型 2.5 键级势 3.最小能量法(6学时) 3.1 完整晶体结构模拟

3.2 缺陷模拟 3.3 自由能最小能量法 3.4 表面结构模拟 4.分子动力学方法(6学时) 4.1 原子系统的运动方程 4.2 运动方程的积分 4.3 边界条件 4.4 分子动力学方法在材料科学中的应用 5.蒙特卡洛方法(6学时) 5.1 随机数 5.2 蒙特卡洛积分 5.3 Metropolis蒙特卡洛方法 5.4蒙特卡洛方法的误差 5.5 蒙特卡洛方法在材料科学中的应用 6.电子-原子尺度的模拟方法简介(3学时) 6.1 Hartree-Fock 方法 6.2 分子轨道理论 6.3 从头计算法 6.4 紧束缚势方法 6.5 局域电子密度泛函理论 7.微观-介观尺度的模拟方法简介(3学时) 7.1 离散位错静力学和动力学 7.2 Ginzburg-Landau相场动力学模型

(完整版)桑代克理论

桑代克的联结学习理论 桑代克(1874一1949),美国著名心理学家。他采用迷津和迷笼实验,研究了小鸡、猫、狗等动物的学习活动,观察动物是如何学会走出迷津或逃出迷宠的,并在这些动物实验的基础之上建立起了自己的学习理论。1898年,在卡特尔的指导下,他完成了名为《动物的智慧:动物联想过程中的实验研究》的博士论文。1903年他又写了《教育心理学》一书,以后又发展成为三卷本的《教育心理学概论》,于1914年出版。西方教育心理学的名称和体系,由 此而开始确立,桑代克也被公认为教育心理学的创始人。他的主要论著有《动物的智慧》(1911)、《教育心理学概论》(1914)、《成人的学习》(1928)、《人类的学习》(1931)等。桑代克是第一个用刺激——反应联结理论来解释学习实质的心理学家。他认为刺激与反应之间的联结是通过多次的尝试错误过程而建立的。(试误说)在尝试过程中,错误的反应越来越少而正确的反应越来越多,最后就形成了一种能够适应环境的联结。这就是联结学习理论,其主要观点如下:(一)学习是在刺激情境和行为反应之间形成一定联结的过程。 桑代克明确指出:“学习即联结,心即是一个人的联结系统”,这些系统,下自二十六个英文字母,上至科学或哲学,其本身都是联结造成的”。 他曾设计过一种迷笼,动物必须在笼内做完三种不同的反应,即按压机关、抓绳索和技环之后,笼门才能自动打开。然后他再仔细观察猫是怎样学会开迷笼的。他看到,猫被放人笼后,总是表现出明显不安,并企图逃出监禁。它想从空隙中钻出来,抓咬笼内的板条或铁丝,伸出爪子抓那些可以抓到的东西。当它使某件东西松动或摇晃时,就继续努力去做。它并不十分注意笼外的食物,而是在

第五章知识学习的迁移

第五章学习的迁移 一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,把所选选项前的字母填在题后的括号内。 1.学习原有知识对新学习的影响属于( )。 A.逆向迁移B.负迁移c.顺向迁移D.正迁移 2.闻一知十、触类旁通是指学习中的( )。 A.定势现象B.迁移现象C.记忆现象D.创造性 3.( )的经验类化理论强调概括化的经验或原理在迁移中的作用。 A.奥苏伯尔B.桑代克C.贾德D.格式塔心理学 4.学过高等数学后有利于初等数学的进一步理解和掌握,这属于( )。 A.顺向正迁移B.逆向正迁移c.顺向负迁移D.逆向负迁移 5.两种学习间发生的相互干扰、阻碍的迁移称为( )。 A.正迁移B.负迁移C.横向迁移D.纵向迁移 6.认知结构迁移理论的提出者是( )。 A.桑代克B.贾德C.奥苏伯尔D.布鲁纳 7.根据迁移性质的不同和影响效果的不同,可分为( )。 A.正迁移和负迁移B.逆向迁移与顺向迁移

c.水平迁移与垂直迁移D.一般迁移与具体迁移 8.缺乏实验支持的迁移理论是( )。 A.形式训练说B.共同要素说C.经验类化说D.关系转换说 9.不认为迁移是具体的、有条件的迁移理论是( )。 A.形式训练说B.共同要素说C.经验类化说D.关系转换说 10.强调概括化经验在迁移中的作用的理论是( )。 A.形式训练说B.共同要素说C.经验类化说D.关系转化说 11.桑代克提出的学习迁移理论是( )。 A.形式训练说B.经验泛化说c.相同要素说D.关系转化说 12.最早的有关学习迁移的一种代表性理论是( )。 A.形式训练说B.共同要素说C.概括原理说D.关系转化说 13.学习迁移也称训练迁移,是指一种学习对( )。 A.另一种学习的影响B.对活动的影响 C.对记忆的促进D.对智力的影响 14.由具有较高的概括水平的上位学习向具有较低概括水平的下位学习之间发生的迁移称为( )。 A.顺向迁移B.逆向迁移C.水平迁移D.垂直迁移

两学一做理论知识试卷附答案

2016年市直机关《党章》、《准则》和《条例》 干部理论知识测试卷 (第一次) 单位:姓名:成绩: 一、填空题(每空2分,共20分) 1、为进一步解决党员队伍在思想、组织、作风、纪律等方面存在的问题,保持发展党的先进性和纯洁性,党中央决定,2016年在全体党员中开展“学、学,做”学习教育。 2、党的根本宗旨是。 3、党的根本工作路线是。 4、社会主义初级阶段的基本路线是领导和团结全国各族人民,以为中心,坚持,坚持,自力更生,艰苦创业,为把我国建设成为富强、民主、文明、和谐的社会主义现代化国家而奋斗。 5、对严重违犯党纪的党组织的纪律处理措施,。 二、单项选择题(每题4分,共40分) 1、发展理念是发展行动的先导,是发展思路、发展方向、发展着力点的集中体现。党的十八届五中全会强调,实现“十三

五”时期发展目标,必须牢固树立并切实贯彻的发展理念。 A、传统、协调、环保、开放、共享 B、传统、沟通、绿色、开放、共享 C、创新、协调、绿色、开放、共享 D、创新、协调、绿色、自由、包容 2、扶贫攻坚是“十三五”时期的“一号工程”,到年、实现农村贫困人口脱贫、贫困县全部摘帽、解决区域性整体贫困,是全面建成小康社会最艰巨的任务。 A、2020 B、 2025 C、2030 D、 2035 3、最新的《中国共产党章程》是什么时间通过的? A、2012年11月14日 B、2013年11月14日 C、2014年11月14日 D、2015年11月14日 4、为人民服务是党的根本宗旨,以人为本、()是检验党一切执政活动的最高标准。 A、执政为民 B、依靠人民 C、加快发展 D、造福于民 5、党内()是党的生命。 A、监督 B、纪律 C、民主 D、原则 6、党的最高理想和最终目标是()。 A、实现共产主义 B、建设中国特色社会主义 C、建设富强、民主、文明的社会主义现代化强国 D、实现世界强国 7、党的领导主要是()的领导。 A、政治、经济和文化 B、政治、思想和组织 C、政治、国防和外交 D、政治、思想和国防

迁移理论

迁移理论 在日常生活中,我们可以观察到这样一些现象:学会了骑自行车有助于学习驾驶摩托车;学会了一种外文,有助于掌握另外一种外文;当学生在家里养成干净整洁的生活习惯,有助于他们在学习或做作业时养成爱整洁的习惯等等,这些都是我们常见的迁移现象。由此,我们可以看出,动作技能、知识情感和态度都是可以迁移的。 对于迁移现象,我国古代就有相关的描述,例如:“举一反三”、“触类旁通”、“温故而知新”、“爱屋及乌”、“熟能生巧”等等。 迁移与学习息息相关。人们通常把迁移定义为“一种学习对另一种学习的影响” 相同要素说:认为学习是刺激和反应之间形成联结。当前后两种学习存在着相同的要素时,前一种学习上的成功可以迁移到后一种学习上,使学习产生正迁移效果。相同要素即相同联结,学习迁移即相同要素的转移,因此,相同要素说实际上就是相同联结说。 他所谓的相同联结,包括目的、方法、普遍原则与经验上的基本事实4个方面的相同联结;他进而解释所谓的相同要素,就其物质方面来说乃是共同的脑神经的联结。“联结”原指实验动物对实验笼内刺激感觉和反应动作的冲动之间形成联系或联想,它和只有人类才具有的观念联想概念不同,人与动物均具有联结现象。 因而,桑代克把学习的相同要素看成是相同的联结,含义是比较广泛的,他把联结概念推广到人类心理上,认为人和动物的联结只是复杂程度不同而已,学习的迁移过程只不过是把已有的联结简单地转移于新情境的结果,这样就把学习问题引向简单化的一种机械主义观点上。 概括说:它揭示出造成学习迁移的关键原因是两种学习遵循着共同的原理,而不仅仅是相同的成分,从而使学习迁移的范围大为扩大。需要指出,概括不是一个自动的过程,而是与教学方法有密切的关系,即同样的教材内容,由于教学方法不同,教学效果就会差异悬殊,迁移效应也大不相同。由此可见,教师的指导对学习者概括和掌握原理起着十分重要的作用。因此,教师在教学过程中应注重引导学生对学习材料进行广泛概括,从而发现导致学习迁移发生的一般原理的原则。 概括化理论主张,不在于仅仅讲解概括化原理知识,而在于结合实际讲解原理。因此,教育内容和手段同样受到重视。 例子:认知心理学创始人之一W.苛勒曾用母鸡和一个三岁孩子作实验,先使实验对象对深灰纸与浅灰纸形成分化性条件反射,即对深灰纸发生食物反射,对浅灰纸不发生食物反

认知结构范本

认知结构:指头脑里的知识结构,有广义和狭义之分,广义指某一学习者的观念的全部内容和组织,狭义指学习者在某一特殊领域内的观念的内容和组织。 过度学习:即在达到最低限度领会后或达到勉强可以回忆的程度后,对某一课题继续学习。教学设计:或称教学系统设计,是一种实施教学系统方法的具体的可操作的程序。它综合了教学过程中诸如教学目标,教学内容教学对象,教学策略,教学评价,教学媒体等基本要素。将运用系统方法的教学过程加以模式化。 创造性思维:是应用新的方案或程序,并创造了新的思维产品的思维活动。特征是思维过程及其产品的新颖性和独创性。 教育心理学:是研究学校情境中学与教的基本心理学规律的科学。 有意义学习:指学习者有进行有意义学习的心向,学习材料有潜在意义,两者结合而产生心理意义,或者说,是通过符号使学习者在头脑中获得相应的认知学习的内容。 技能:是通过练习而自动化了的动作方式或智力的动作方式。 学习动机:就是激励学生进行学习活动的心理因素。 教学策略:是实现教学目标的方式。其设计包括四个方面的内容,克的划分,教学顺序设计,教学活动设计,教学组织形式的确定。 疲劳:是人们连续学习和工作后效率下降的一种现象,可以分生理和心里的疲劳。 预防学习疲劳的措施:1.防止过重负担,保证充足的休息和睡眠2,建立和执行符合卫生要求的休息制度。3,培养学生的学习动机与学习兴趣,改进教学方法。4,积极参加体育锻炼,适当注意休息和营养。5,重视适当的营养。 教育心理学的研究方法:观察法,调查法,教育经验总结法,自然实验法,实验室实验法,临床个案法。 怎样培养学生的创造性思维:1,发展发散思维2,训练学生解决问题的各种技巧。3,培养学生创造性的个性。4,尊重学生的思维结果,容许不同意见的存在。 结合实际分析教师角色应当具备的主要心理特征:1,热爱学生,期望学生健康成长2,意志坚定,善于支配感情3,学习兴趣浓厚,提高自己的愿望强烈4,思维灵活,注意客观分析5,观察敏锐,善于了解学生。 怎样看待和处理学生非正式群体:正确的态度是承认他,了解他,研究它,因势利导,正确处理,引导发挥其积极作用,限制和消除其消极作用,避免出现破坏性的后果。原则参考:2,利用非正式学生群体的特点增强正式学生群体的素养。2,精心做好消极的非正式群体成员的工作,特别是做好其领袖人物的工作,以限制其消极作用,争取转化为发挥哦积极作用。3,对于破坏性学生中的团伙,要坚决予以才散,不能允许存在,当然,对此也要讲究方式方法。 简述教学目标的心理功能:1,教学目标的启动功能2,教学目标的导向功能3,教学目标的激励功能4,教学目标的聚合功能。 简述认知结构三大变量的含义:1,可利用性,指在认知结构中是否有适当的起固定作用的观念可以利用2,原有的固定作用观念的稳定性和清晰性。3,新旧观念的可辨别性。 影响学生问题解决的主要心理因素有哪些:1,学生已有的知识经验2,能否正确的选择和组合有关原理原则3,言语的指导4,学生解决问题的能力的个别差异。 试分析遗忘产生的主要原因,谈谈在教学中如何有效地克服遗忘:原因,1,生理原因。2,记忆痕迹衰退。3,干扰。主要是前摄抑制和倒摄抑制。克服:1,注意营养和健康,防止大脑创伤和心理障碍2,加强记忆信心,提供愉快的学习经验3,提倡理解基础上的记忆,使用合理的记忆方法4,复习5,过渡学习6,记忆术,有坏境连结法,连锁法,数字文字变化法。 联系教学实际,谈谈进行良好课堂管理的主要原则:1,以积极的指导为主,以消极的管理

两学一做理论文章

基础在学关键在做 ——一论扎实开展“两学一做”学习教育 开展“两学一做”学习教育,是加强党的思想政治建设的一项重大部署,是协调推进“四个全面”战略布局特别是推动全面从严治党向基层延伸的有力抓手。习近平总书记指出,“两学一做”学习教育,基础在学,关键在做。广大党员要坚持学做结合、以学促做,“学”得深入,“做”得扎实。 基础在学,就是要坚持“学习、学习、再学习”。不懂得马克思主义基本原理,不学习党的创新理论,不信奉党的政治主张,不履行党员义务,不遵守党规党纪,不是一名合格的共产党员。学好党章党规、学好习近平总书记系列重要讲话,是这次学习教育的重要任务。广大党员要认真学习党章党规,牢记党员身份,增强党员意识,把握为人做事的基准和底线,做到在党爱党、在党言党、在党忧党、在党为党。要深入学习系列重要讲话,结合岗位实际,认真研读习近平总书记关于理想信念、中国梦、“四个全面”战略布局和五大发展理念等方面的新观点新思想新论断,理解掌握系列重要讲话的丰富内涵和核心要义,领会贯穿其中的马克思主义立场观点方法,增强政治意识、大局意识、核心意识、看齐意识,坚定理想信念、保持对党忠诚、树立清风正气、勇于担当作为。学习要有目的,也要讲方法。要带着信念、带着感情、带着使命、带着问题学,把学习党章党规与学习系列重要讲话统一起来,在学系列重要讲话中加深对党章党规的理解,在

学党章党规中深刻领悟系列重要讲话的基本精神和实践要求,真学真懂真信真用,把合格的标尺立起来,把做人做事的底线划出来,把党员的先锋形象树起来。 关键在做,就是要做一名合格的共产党员。党员合格的标准,是具体的、历史的。每当我们党面临新形势新任务,都要提出合格共产党员的标准问题。这次学习教育,明确提出共产党员要做到“四讲四有”。讲政治、有信念,就要保持共产党人的信仰,不忘初心,对党忠诚,挺起理想信念的主心骨。讲规矩、有纪律,就要增强组织观念,服从组织决定,严守政治纪律和政治规矩。讲道德、有品行,就要传承党的优良作风,践行社会主义核心价值观,情趣健康,道德高尚。讲奉献、有作为,就要牢记宗旨,干事创业,时时处处体现先进性。“四讲四有”是着眼党和国家事业的新发展对党员提出的新要求,集中体现了党章党规、系列重要讲话的基本精神,广大党员要自觉践行,立足岗位、发挥作用,“做”出党员样子,用行动体现信仰信念的力量。 以知促行、知行合一,是马克思主义认识论和实践论的重要观点。“学”是“做”的基础,“做”是“学”的目的。广大党员要把学和做统一起来,贯穿于“两学一做”学习教育的全过程,统一于尊崇党章、遵守党规和用习近平总书记系列重要讲话精神武装头脑、指导实践、推动工作的具体行动,在自己的工作岗位上建功立业,为夺取全面建成小康社会决胜阶段新胜利作出积极贡献。

2桑代克试误学习理论

爱德华·桑代克(Edward L.Thorndike,1874-1949)是心理学史上第一位用动物实验来研究学习的人。英国经验主义者休谟(D.Hume)试图用联想(association)和习惯(habit)的机制来解释心理活动。正是在这种理论下,桑代克在19世纪末通过实验的方法,把联想和习惯融合进自己的理论体系,把联想主义(association),改变成联结主义(connectionism),即最早的刺激-反应学习理论,从而从根本上推翻了自由意志和理性力量对行为的主导作用。他的这种学说来源于他著名的迷箱实验。 尽管桑代克意识到人类学习的形式与动物学习有所不同,但他一直试图解释普遍适用于动物和人类学习的规律。这就预示了他必然会犯以偏概全的错误。他根据实验的结果提出了众多学习率,其中主要有: 1、准备率(law of readiness):对学习的解释必须包括某种动机原则。换言之,学习者是否会对某种刺激作出反应,同他是否已作好准备有关。在桑代克体系中,动机被看作是一种在特定时刻存在于神经系统中的特定准备方式。 2、效果率(law of effect):只有当反应对环境产生某种效果时,学习才会发生。如果反应的结果是令人愉快的,那么学习就会发生;如果反应的结果是令人烦恼的,那么这种行为反应就会削弱而不是加强。效果率既包括正强化率,也包括负强化律,但是后来桑代克抛弃了惩罚律。在这项实现中,桑代克还发现了“效果扩散”(spread of effect)的现象,即:奖励不仅增加了受奖反应的重复率,还增加了邻近反应的重复律。这种奖励的效果呈一种梯度,即:离受奖反应越远,受其影响越小。 3、练习率(law of exercise):由使用律(law of use)和失用律(law of disuse)构成。一个已形成的可变联结,若加以应用,这种联结的力量便会增强(即使用律);一个已形成的可变联结,若不予以使用,这种联结的力量便会减弱(即失用律)。换言之,所谓练习律,是指反映重复的次数越多,刺激-反应之间的联结便越牢固。但是这条学习率并不是普遍适用,一般来说,只有当学习者发现重复练习能获得满意的效果时,练习才会有助于学习,没有强化的练习是没有意义的。这样,练习律就被消融于效果律中去了。 桑代克还提出了一些从属的附律,或称为学习的原则: 1、多重反应(multiple responses)律:学习者对同一刺激情境可能会作出多种多样的反应。 2、定势(set)律:或称“态度”(attitude)或“顺应”(adjustment)的原则。桑代克在实验中发现,动物可能会以某种特定的态度对待某种外部情境,这取决于它的年龄、饥饿状态、精力状况或瞌睡程度等。

认知结构迁移理论

精心整理简述原有认知结构对迁移的作用。 【答案】原有认知结构对迁移的作用主要有: (1)学习者是否拥有相应的背景知识,这是迁移产生的基本前提条件。已有的背景知识越丰富,越有利于新的学习,即迁移越容易。 (2)原有的认知结构的概括水平对迁移起到至关重要的作用。一般而言,经验的概括水平越高,迁移的可能性越大,效果越好;经验的概括水平越低,迁移的范围越小, 识的数量、清晰度和组织方式,它是由学生眼下能回想出的事实、概念、命题、理论等构成的。简 言之,即学生头脑里的知识结构。从广义上看,它是某一学习者的观念的全部内容和组织;从狭义上看,它是学习者在某一特殊知识领域内的观念的全部内容和组织。 2、对认知结构变量的再认识

认知结构变量是指单一学生的认知结构各有特点,个人认知结构在内容和组织方面的特征。因此,要促进新知的学习,首先要增强学生认知结构中与新知识有关的观念。奥苏贝尔指出良好的认知结构变量将促进新的学习。单从安排学习内容这个角度看,要注意三个方面:⑴要尽可能先传授学科中具有最大包摄性、概括性和最具说服力的概念和原理,以便学生能对学习内容加以组织和综合。总之,相关概念和原理的概括程度越高,包容范围越大,迁移的能力就越强。⑵要注意渐进性,也就是说,要使用安排学习内容顺序最有效的方法;构成学习内容的内在逻辑;组织和安排训练活动。⑶新知识的学习与同化它的相关知识的可分辨程度越高、巩固程度越高,越有利于迁移并 的、 、对奥苏贝尔迁移理论基本内容的认识 迁移理论的核心是学生能否习得新信息,主要取决于他们认知结构中已有的有关概念等;意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的;由于这种相互作用的结果,导致了新旧知识的意义的迁移。奥苏贝尔认知结构迁移理论可以用下面的示意图表示: 学校学习中的迁移内涵是比较广泛的。凡是已形成认知结构影响新的认知功能时就存在着迁移。举例来说:⑴在以班级授课制为主的今天,一般的课堂学习中,并不存在孤立的学习材料A 和学习材料B的学习,先前学习A是后继学习B的基础和前提(顺向迁移a);反之,后继学习B

桑代克

桑代克《教育心理学概论》 桑代克(EdwardL.Thorndike,1874—1949),美国心理学家和教育家。1874年生于马萨诸塞州威廉斯堡。1891年进威斯莱大学学习,临毕业前一年开始学习心理学。1895年获文学士学位,同年转入哈佛大学,跟着著名心理学家詹姆士做研究。1896年在哈佛大学开始了关于动物学习的研究。以后得到卡特尔的帮助,转入哥伦比亚大学学习。1898年在卡特尔的指导下,获博士学位,论文的题目是《动物的智慧:动物联想过程的实验研究》。1899年任哥伦比亚大学师范学院的心理学讲师。1903年升为该院心理学教授。在任教期间,根据卡特尔的建议,把对动物研究的技术应用于儿童及年轻人,以后越来越多地用人做被试者,用大部分时间研究人类学习、教育及心理测验,成为心理测验运动的领导人物。此外,还创建并主持教育科学研究所的工作,培养了大批教师、教育行政领导人员和教育心理学研究人员。桑代克在学院任教40年之久,于1940年退休。1942年返回哈佛大学任詹姆士讲座教授,以此纪念40年前支持他进行小鸡实验的大师——詹姆士。1949年逝世。 桑代克的著作很多。他发表了507篇论著,其中有许多是巨著和专著,比较著名的有:《动物的智慧:动物联想过程的实验研究》(1898年)、《智力测验法》(1904年)、《教育心理学》(三卷本,1913年)、《教育心理学概论》(1914年)、《课程研究》(1928年)、《成人学习》(1928年)、《教育之基本原理》(1929年)、《人类的学习》(1931年)和《人性与社会秩序》(1939年)等等。 桑代克通过多年的实验,研究动物与人类的学习心理。他最关心的问题是如何通过教育来改变人性,并且发表了许多专门的著作,被誉为美国动物心理学和教育心理学的主要创始人。他在动物学习、教育心理学、儿童心理学和心理测验等方面的独特研究,曾在西方心理学界和教育界产生过很大的影响。他的许多重要著作都被译成中文,对中国心理学界和教育界也有很深的影响。 《教育心理学概论》(EducationalPsychologyBrieferCourse,1914年)桑代克著,纽约哥伦比亚大学师范学院出版。中译本《教育心理学概论》,1926年由商务印书馆出版,陆志韦译,曾列为现代教育名著和大学用书,共494页,21.2万字。 《教育心理学概论》是桑代克三卷本《教育心理学》的缩写本,主要是作为

计算材料学讲稿-6

第一次课绘制简单分子 一、画一个苯酰胺 目的:介绍Materials Visualizer中画结构的工具。 用到的模块:Materials Visualizer 化学家每天都要处理很多种类的小分子和中间物。所以容易的创建模型对建模环境都是很重要的。苯酰胺是典型的小分子结构。以下通过建立他的结构来学习Materials Studio。下面是要建立的苯酰胺的结构: Benzamide 1.创建3D文档: 从菜单中选择File | New...打开New Document对话框。选择3D Atomistic Document(三维原子文档),按OK。建立了一个三维窗口,工程管理器中显示建立了名为3D Atomistic Document.xsd的文件。在工程管理器这个文件名上右击鼠标,选择Rename改名。键入my_benzamide的新名字,按回车。选择File | Save 命令,或按标准工具条中的按钮。在my quickstart文件夹(每个工程都对应一个同名的文件夹)中建立了名为my_benzamide.xsd的文件。 2. 改变到Ball and Stick球棍模型显示方式。 三维窗口中右击鼠标,选择Display Style,打开Display Style对话框,在Atom 选项卡上设置。Materials Studio能在任何显示方式下添加原子。 3. 画环和原子链。

在草画工具条上单击Sketch Ring 按钮,鼠标移到三维窗口。鼠标变为 铅笔行状提示你处于草画模式。鼠标榜的数字表示将要画的环包括的原子数目。可以通过按3-8的数字键改变。确保这个数字为6,三维窗口中单击。画出了一个6个C原子的环。如果安装ALT键单击,产生共振键。 现在单击草画工具条Sketch Atom 按钮,这是通用添加原子工具,可加 入任何元素,默认加入C原子。如下在环上加入两个C原子。在环上移动鼠标,当一个原子变为绿色时单击,键的一端就在这个原子上,移动鼠标再单击就加入了一个C原子,再移动,并双击。这样在环上加入了两个原子。另一种结束添加原子的方法是在最后一个原子位置单击,然后按ESC键。注意,新加入的原子的化学键已经自动加上。 注意:你可以按Undo 按钮取消错误操作。 4、加入氧原子。 按Sketch Atom按钮旁的向下按钮,显示可选元素,选择氧Oxygen,在支链上移动鼠标,当变为蓝色显示时单击,这个原子就有了一个化学键,移动鼠标并双击。加入了O原子。在3D窗口工具条上按按钮,进入了选择模式。 5. 编辑元素类型。 单击链末端的C原子,选定它。选定的对象用黄色显示。按Modify Element按钮旁的箭头,显示元素列表,选择Nitrogen氮,选定的原子就变为了氮原子。单击三维窗口中空白地方,取消选择,就可以看到这种变化了。 6.编辑键类型。 在三维窗口中在C和O原子中间单击选定C-O键。选定的键以黄色显示。按下SHIFT键,单击其它三个相间的键。现在选定了三个C-C键和一个C-O键。 单击Modify Bond 按钮旁的向下按钮,显示键类型的下拉列表,选择Double Bond双键。取消选定。 7. 调整氢原子和结构 现在可以给结构自动加氢。单击Adjust Hydrogen 按钮,自动给模型加入

学习迁移理论的新发展

学习迁移理论的新发展 1 前言 学习迁移广泛存在与人类的生活中,包括技能,知识,态度等方面中,同时在这些众多方面这也包含并存在着迁移。我们自身的发展离不开学习迁移,可以这么说吧,只要我们生活在这个地球上,只要我们谋求自身的更进一步发展,只要我们想满足更高层次的需求,就要有迁移,就离不开迁移。迁移和学习的关系很奇妙,新知识的学习离不开学习迁移,而旧有知识的巩固和深化也离不开学习迁移。迁移是学习继续和巩固,又是提高和深化学习的条件,学习和迁移不可分割。[1] 学习迁移的发展和研究向来都是学习理论研究的关键一环,对其进行深入研究和挖掘,有助于帮助我们更加了解学习的情况,比如说,学习到底是什么东西?学习的本质又是什么?学习是否存在着某种不为人知的规律等等。这一切一切,都可以通过对学习迁移的不断研究来追寻答案,尽管这个过程是漫长的,是复杂的,但是相信一定会有到达目的地的一天。 2 学习迁移的早期研究理论 最早的对学习迁移现象进行解释,并解释其基础是以沃尔夫为代表的官能心理学的是形式训练说。这个理论认为,迁移的产生是因为心理官能得到训练而提高的结果。这是因为官能心理学认为,人的心是由多种官能组成的,包括“意志”“记忆”“推理”等等。这些不同的官能是各自分开的,负责从事不同的活动的,并且它们可以通过训练得到发展和增强。且在训练中发现,如果一种官能在训练中得到了发展和增强,会影响其它所有与这种官能有关的情境,并在这些情境中发挥曾庆和发展后的作用,从而产生了学习迁移。这种理论确实是最早的解释了学习迁移,但是其缺乏了充分的科学依据。在詹姆士于1890年所做的背诵实验中对该学说发起了挑战,在该实验中要求被试背诵《森林女神》,可在训练后,大多数人的记忆时间并没有减少,而背诵时间减少的少数群体是因为背诵方法的改善而减少,因此他来是收到了各种实证研究的挑战。 随后桑代克在1901年的实验中证实并提出了一种学习之所以会影响另一种学习,是因为两者之间有相同的因素。自此,相同要素说就诞生了。桑代克提出

迁移的理论

教育心理学知识讲义:迁移的理论(1) 2010-11-29 10:21:12 来源:环球网校(edu24oL)频道:教师资格分享至微博 迁移的理论 为了解释学习迁移现象,许多的心理学家对迁移的本质及其基本过程作出了不懈的探索,提出了不同的见解,并形成了不同的学习迁移理论。 一、形式训练说 迁移理论中最早的学说是形式训练说。这一理论是以智能说为背景。形式训练说主张迁移要经历一个“形式训练”过程才能产生。形式训练说的心理学基础是官能心理学。官能心理学认为,人的心是由若干不同的基本能力,如记忆、注意、推理、意志等官能组成的。心的各种成分(官能)是各自分开的实体,分别从事不同的活动,如利用记忆官能进行记忆和回忆;利用思维官能从事思维活动。各种官能可以像肌肉一样通过练习增强力量(能力)。这种能力在各种活动中都能发挥效用。同时,一种官能的能力改造,也无形中加强了其他所有的官能。所以,学校教育就是对这些基本能力的训练。 形式训练说把迁移看作是通过对组成“心”的各种官能分别进行训练来实现的,迁移的发生是自动的。它把训练和改进“心”的各种官能作为教学的重要目标,认为学习的内容并不重要,重要的是所学对象的难度及其训练价值。它还认为,学习要收到最大的迁移效果,就要经历一个“痛苦的”过程。于是,难记的古典语言可以有助意志的“忍耐”能力的形成,数学有助于逻辑推理能力的形成,历史能提高记忆力,自然科学中的难题,被视为训练心的最好材料。在这样的训练中,“学生学会观察、分析、比较、分类,学会想象、记忆、推理、判断,甚至创造,认为“有了这样的造诣,足以使学生们在日后的学习和工作中受益无穷”。 形式训练说在欧美盛行了二百多年,至今仍有一定的影响。但是,“心”的各种官能是否可以分别训练,使之提高能力,从而自动地迁移到一切活动中去呢?教学的主要目标是不是训练“心”的各种官能呢?该学说缺乏充分的科学依据,早期的以及近现代的心理实验研究都对这一学说提出了挑战。 二、相同要素说 19世纪末和20世纪初,心理学家开始借助实验来检验形式说的迁移理论。美国心理学家詹姆士(W.James)在1890年首先通过记忆实验,表示了对形式训练、迁移理论的怀疑,他的结论是:记忆能力不受训练的影响;记忆的改善不在于记忆能力的改善,而在于方法的改善。

【PDF】计算材料学MDexpRef

计算材料学 分子动力学上机实验教程(2014.04) 课时安排、重要通知、更新、软件下载请见: https://www.doczj.com/doc/6015898410.html, 上机实验相关软件分类介绍 分子动力学:LAMMPS --- 附录1 操作系统:CentOS(linux)--- 附录2 可视化:Atomeye --- 附录3(课堂使用),OVITO --- 附录4(推荐课下使用) 画图:Gnuplot --- 附录5 文本编辑:Gedit:Linux,GNOME桌面环境下兼容UTF-8的文本编辑器。它使用GTK+编写而成,简单易用,支持包括gb2312、gbk在内的多种字符编码。 远程登录和文件传输:sftp(Xmanager) 附录1. LAMMPS介绍: LAMMPS-Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator, 大规模原子分子并行模拟器。美国Sandia 国家实验室开发,开放源代码且可以免费获取使用,使用者可以根据自己需要自行修改源代码。LAMMPS可以支持包括气态,液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系,并提供支持多种势函数。 且LAMMPS有良好的并行扩展性。 材料领域,LAMMPS已经是准标准化的分子动力学软件。 LAMMPS官网:https://www.doczj.com/doc/6015898410.html,/ 使用LAMMPS: (1)输入一般至少包括两个: (a)input文件: LAMMPS命令集成在该文本中,可以包括MD相关的模型结构,弛豫条件,加载方式,输出 内容等绝大多数信息。具体每一行语句在官网上有详细的解释。我们学习的一项主要内容是理解和改写input文件。 (b)势函数文件:将势函数的参数等信息独立出来,写成单独的一个文件,在input文件内调入使用。 (2)运行软件: 保证当前目录下写好了input文件和势函数文件,终端上输入命令(串行): (3)输出一般有三个部分:(所有输出都与input文件与输出相关的指令相关) (a)直接输出在屏幕上,一些程序运行的关键信息直接出现输出屏幕上,一般是整个体系的信息。这些内容默 认保存在https://www.doczj.com/doc/6015898410.html,mmps文件里,我们称为log文件。 (b)输出记录每个原子信息的文件,有多种形式,我们的到的x.cfg文件是可以被可可视化软件Atomeye直接 读取的。也可以用gedit直接打开,可以看到每一行记录一个原子的信息,比如坐标,速度,动能,势能等。 (c)其它按照input文件中的指令计算并输出的文件或者是对log文件中的内容处理提取得到的文件。同样可 以用gedit打开,我们可以对其进行后续的分析,计算,画图等处理。 Input脚本语法介绍: (LAMMPS版本更新非常快,这里只是对本课程所需的命令及其它部分常用命令的介绍,关注LAMMPS官网https://www.doczj.com/doc/6015898410.html,/,是学习LAMMPS最有效的方法!) 以下□表示空格,红色表示可更改的参数

学习迁移理论概述

学习迁移理论概述 2.1 迁移理论研究的历史溯源 早在我国古代,人们就注意到了迁移现象。春秋时期的教育家、思想家孔子就曾提出“举一反三”,“温故而知新”等教学思想,他还要求学生“由此及彼”。但直到二百多年前才有人提出一个系统的迁移理论——形式训练说。形式训练说的基础是官能心理学。官能心理学认为,人的心是由意志、记忆、思维、推理等官能组成。心的各种官能相对独立,各司其责。各种官能可以像肌肉一样,通过练习来增强能力。而且,一种官能改进了,其他所有官能也会在无形中得以加强。形式训练说把迁移看作是通过对各种官能分别训练来实现的。1890年美国心理学家詹姆士(W. James)开始了最早的迁移研究。他和他的四个助手以自己为被试,用两份难易度和份量相仿的材料来考察前一种学习是否影响后一种材料的学习。虽然他们的研究结果因被试人数太少而带有偶然性,但此实验开启了迁移研究的先河。 1903年,桑代克(Thorndike)对注意、记忆和知觉辨别等进行了一系列实验后,提出了“相同元素说”。其主要思想为:迁移就是将先前学习任务中获得的特定行为应用于新的任务中。两项学习任务间之所以有迁移,是因为他们之间有共同的元素,也就是有共同的刺激——反应联结。迁移能力的获得只能通过大量的训练和练习使这些联结得以加强。迁移也即相同联结的转移。相同元素说后来被吴伟士修改为共同要素说,意即只有两种学习情境存在共同成分时,一种因素才能影响另一种因素。这一学说是一种机械的迁移观,只能解释机械的具体的特殊迁移,难以揭示人类复杂的学习迁移的实质。 贾德在1908年设计了水下击靶实验研究迁移,结果发现学习者在学习过程中获得的原理和原则是迁移发生的主要原因。他强调前后两种学习包含的共同原理原则及学习者对这种原理原则的概括是迁移产生的两个条件,因此,学习者对原理掌握得越好,越有可能在新的情境中产生迁移。贾德的概括化理论突破了桑代克相同要素的局限,第一个将相同要素的范围上升到更抽象的原理原则,同时把学习者对学习情境的共同原理原则的概括作为迁移的基本条件,从而扩大了迁移研究的范围。 格式塔心理学家进一步发展了概括化理论,苛勒根据“小鸡觅食”实验的结果提出了关系转换说。他认为学生顿悟两种学习情境中原理原则之间的关系,特别是手段-目的间的关系是实现迁移的根本条件,其实质就是指两种学习情景中存在某种相似的关系,这是迁移的前提条件,而学习者对两种学习情景的共同关系的顿悟是迁移的关键和根本。 此外,鲁宾斯坦提出了分析概括说。他认为学习迁移在于通过综合分析,揭示出两个课题之间本质上相同或相似的条件,从而产生对解决方法的概括,因而综合分析及其在此基础上的概括是学习迁移产生的真正本质。 这些学说虽然强调的是迁移的各个侧面,但都离不开概括在学习迁移中的作用。早期的迁移理论从不同方面揭示了迁移的某些规律,对今天的迁移研究仍然有重要的参考价值。主要表现在:1)学习情境因素方面。早期迁移研究的一个共同特点是强调前后两种学习材料的相似性是迁移产生的条件。桑代克强调两种材料外显的、具体的、元素的相似。苛勒和贾德则强调两种材料内隐的、深层的、整体的相似,即原理、原则和关系的相似。形式训练说强调前后两种学习所要求参与的

桑代克的学习理论对教育的启示有哪些

桑代克的学习理论对教育的启示有哪些? 桑代克联结学习理论,其主要观点如下:(一)学习是在刺激情境和行为反应之间形成一定联结的过程。桑代克明确指出:“学习即联结,心即是一个人的联结系统”,这些系统,下自26个英文字母,上至科学或哲学,其本身都是联结造成的”。他曾设计过一种迷笼,动物必须在笼内做完三种不同的反应,即按压机关、抓绳索和技环之后,笼门才能自动打开。然后他再仔细观察猫是怎样学会开迷笼的。他看到,猫被放人笼后,总是表现出明显不安,并企图逃出监禁。它想从空隙中钻出来,抓咬笼内的板条或铁丝,伸出爪子抓那些可以抓到的东西。当它使某件东西松动或摇晃时,就继续努力去做。它并不十分注意笼外的食物,而是在笼内乱抓,似乎本能地想逃出迷笼。猫不断地挣扎,可以连续十分钟、八分钟地抓、咬、按、钻。在这种冲动式挣扎中,猫可以通过各种尝试,偶然一下子抓住绳索,触及按钮或拉动拉环,从而使门打开。这样反复实验,就可以发现,猫在笼中逐渐地减少和排除了那些不成功的冲动,而成功的动作反应则被愉快地牢记。直到多次尝试以后,猫一进笼,就会以一种确定的方式去触按钮,抓绳,拉环并顺利逃出笼外。桑代克根据他的实验,认为动物的学习是在情境刺激和行为反应之间建立联结的过程,可以不必假定动物也有推理与思维。因此桑代克认为,人类的学习也是联结的形成与巩固,人类所有的行为、思想和活动,都能分解为基本的单位刺激和反应的联结。(二)联结是通过多次的尝试错误过程建立的。桑代克在观察动物学习时发现,只要把猫放进迷笼,它就会很快作出反应并经过多次的尝试,最终学会打开迷笼。他记录了动物解决迷笼问题的行为表现,并把它的反应时间绘成曲线,制成了学习曲线图。从学习曲线图中可以看到,随着学习次数的增加,动物错误的反应越来越少,正确的反应逐渐增加,最后在刺激与反应之间出形成了联结。也就是说,动物的学习,是一种渐进的、盲目的、不断尝试和减少错误,并最终在刺激与反应间形成联结的过程。这个过程就叫做尝试错误,简称试误说。他还认为,人类的学习也是

计算材料学

计算材料学(Computational Materials Science),是材料科学与计算机科学的交叉学科,是一门正在快速发展的新兴学科,是关于材料组成、结构、性能、服役性能的计算机模拟与设计的学科,是材料科学研究里的“计算机实验”。它涉及材料、物理、计算机、数学、化学等多门学科。 计算材料学- 学科介绍 计算材料学(Computational Materials Science),是材料科学与计算机科学的交叉学科,是一门正在快速发展的新兴学科,是关于材料组成、结构、性能、服役性能的计算机模拟与设计的学科,是材料科学研究里的“计算机实验”。它涉及材料、物理、计算机、数学、化学等多门学科。计算材料学主要包括两个方面的内容:一方面是计算模拟,即从实验数据出发,通过建立数学模型及数值计算,模拟实际过程;另一方面是材料的计算机设计,即直接通过理论模型和计算,预测或设计材料结构与性能。前者使材料研究不是停留在实验结果和定性的讨论上,而是使特定材料体系的实验结果上升为一般的、定量的理论,后者则使材料的研究与开发更具方向性、前瞻性,有助于原始性创新,可以大大提高研究效率。因此,计算材料学是连接材料学理论与实验的桥梁。 计算材料学- 研究领域 材料的组成、结构、性能、服役性能是材料研究的四大要素,传统的材料研究以实验室研究为主,是一门实验科学。但是,随着对材料性能的要求不断的提高,材料学研究对象的空间尺度在不断变小,只对微米级的显微结构进行研究不能揭示材料性能的本质,纳米结构、原子像已成为材料研究的内容,对功能材料甚至要研究到电子层次。因此,材料研究越来越依赖于高端的测试技术,研究难度和成本也越来越高。另外,服役性能在材料研究中越来越受到重视,服役性能的研究就是要研究材料与服役环境的相互作用及其对材料性能的影响。随着材料应用环境的日益复杂化,材料服役性能的实验室研究也变得越来越困难。总之,仅仅依靠实验室的实验来进行材料研究已难以满足现代 新材料研究和发展的要求。然而计算机模拟技术可以根据有关的基本理论,在计算机虚拟环境下从纳观、微观、介观、宏观尺度对材料进行多层次研究,也可以模拟超高温、超高压等极端环境下的材料服役性能,模拟材料在服役条件下的性能演变规律、失效机理,进而实现材料服役性能的改善和材料设计。因此,在现代材料学领域中,计算机“实验”已成为与实验室的实验具有同样重要地位的研究 手段,而且随着计算材料学的不断发展,它的作用会越来越大。 计算材料学的发展是与计算机科学与技术的迅猛发 展密切相关的。从前,即便使用大型计算机也极为困难的一些材料计算,如材料的量子力学计算等,现在使用微机就能够完成,由此可以预见,将来计算材料学必将有更加迅速的发展。另外,随着计算材料学的不断进步与成熟,材料的计算机模拟与设计已不仅仅是材料物理以及材料 计算理论学家的热门研究课题,更将成为一般材料研究人员的一个重要研究工具。由于模型与算法的成熟,通用软件的出现,使得材料计算的广泛应用成为现实。因此,计算材料学基础知识的掌握已成为现代材料工作者必备的 技能之一。 计算材料学涉及材料的各个方面,如不同层次的结构、各种性能等等,因此,有很多相应的计算方法。在进行材料计算时,首先要根据所要计算的对象、条件、要求等因素选择适当的方法。要想做好选择,必须了解材料计算方法的分类。目前,主要有两种分类方法:一是按理论模型和方法分类,二是按材料计算的特征空间尺寸(Characterist ic space scale)分类。材料的性能在很大程度上取决于材料的微结构,材料的用途不同,决定其性能的微结构尺度会有很大的差别。例如,对结构材料来说,影响其力学性能的结构尺度在微米以上,而对于电、光、磁等功能材料来说可能要小到纳米,甚至是电子结构。因此,计算材料学的研究对象的特征空间尺度从埃到米。时间是计算材料学的另一个重要的参量。对于不同的研究对象或计算方法,材料计算的时间尺度可从10-15秒(如分子动力学方法等)到年(如对于腐蚀、蠕变、疲劳等的模拟)。对于具有不同特征空间、时间尺度的研究对象,均有相应的材料计算方法。 目前常用的计算方法包括第一原理从头计算法,分子动力学方法,蒙特卡洛方法,有限元分析等。 计算材料学是目前材料科学中发展最快的科目。随着大量的论文发表和科研材料的科学家数量的快速增加,现在已有条件检验计算材料学对材料科学的影响。可以回顾以下计算机模拟在新材料的发展上起过什么作用,或许更重要的是,总结在材料性能的基础研究方面有哪些突破应该归公与计算机模拟。 有意思的是,人们对模拟方法的期望竟产会超过实际的结果,然而这些过高的期望往往更多来自非专业认识而不是那些正在做这些工作的饿人。如果问一个从事计算材料学的人关于现在使用的方法,他回非茶馆内谨慎地回答:尽管我们的方法很可靠,但仍需要大的发展。这些方法有欠缺并不奇怪,计算材料学只有几十年的历史。因此,我们在关注它现今的地位时,必须同样关注仿镇与建模的可靠性。这门年轻的学科,已经有诸多长足的发展,涉及到许多包含多种距离尺度的现象。 也许最原始的计算材料学是计算固体的电子结构。这些计算显然已经非常成功地表述了材料的结构和性质。现在,对于许多晶体材料,预计的点阵常数和实验值仅相差百分之几。最近的弹性常数计算方法得到了与实验值非常吻合的结果,而且实行起来也比实验容易得多。多体理论的发展,使得目前已能对简单半导体禁带宽度进行预测。 但是,基于这样一些成果,电子结构计算往往表述得似乎比实验值更精确。实际上,着些计算含有很多近似,而且很容易发生误导而得到错误的结论。此外,近似法限

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