教学情境的要素有哪些

(一)借助实物和图像创设的教学情境

教学中的实物主要指实物、模型、标本以及实验、参观等。如一教师在教《珊瑚》一课

时,展示了“像鹿角”、“像菊花”、“像树枝”三种珊瑚,使学生对珊瑚有了真切感知,

这便是通过实物创设情境。苏联著名教育家苏霍姆林斯基十分重视实地考察的教育作用,他

经常带领孩子们到大自然中去,细心地观察、体验大自然的美,从而使学生在轻松愉快的气

氛中学习知识,激发学生的学习兴趣,发展学生的想象力和审美能力。他说:“我力求做到

在整个童年时期内,使周围世界和大自然始终都以鲜明的形象、画面、概念和印象来给学生

的思想意识提供养料……。”

实验过程能够呈现出丰富生动的直观形象,以化学实验为例,从仪器装置到药品配制,

从实验过程中复杂的物理化学变化到新物质生成,其中有形、色、态、味的变化,又有气体

的生成和沉淀的析出,或光、电、热现象。学生学习化学正是立足于对这些现象的感知和观

察。如讲氯气时,一般先由教师演示实验(或学生实验),学生观察实验现象后,再通过学

生看到的直观形象,概括出氯的重要化学性质,即氯是一种比较活泼的非金属元素。

在教学中,图像是一种直观的工具,它包括板书、画图、挂图、幻灯、录相、**、电

脑等电化教学手段。

图像可把课文中所描写的景色,具体直观地表现在儿童面前,使他们获得生动的形象。

如教学《燕子》一文,为了使学生感知大自然的景色,有的教师一开讲就用放大的彩色挂图,

让学生仔细观察图中有哪些景物?它们的色彩、动态又怎样?那起伏的山岗,如镜的湖水,翠

绿的垂柳,轻飞的燕子,清澈的泉水,使学生在视觉上感知了美的画面,为学习课文奠定了

基础。

图画在数学教学中也有其特殊的价值:一位小学三年级的学生请一位数学专家解下面这

道算术题:在一个减法算式里,减数、被减数与差的和等于90,差是减数的两倍,那么差

等于多少呢?题中概念太多,这位专家让孩子读两遍,学生还是把握不住,专家改用图来表

达,图给孩子直观感和整体感,容易把握(见图1)。

专家与孩子商量:既然差是减数的两倍,我们能否将图1 改为图2 呢?孩子高兴地说,它是

减法算式,干脆把图2 改成图3 吧!根据“减数、被减数与差的和等于90",有

△+△△△+△△=90,就可知道△=15,那么差等于30。可以认为,这三张图形是一种特殊

语言,它给人以直观感和整体感,它比普通语言要容易把握得多。因此,美国数学家斯蒂思

说:“如果一个特定的问题可以被转化为一个图形,那么,思想就整体地把握了问题,并且

能创造性地思索问题的解法。”

(二)借助动作(活动)创设的教学情境

教师在教学中以姿式助语言,打手势,比如讲“这个孩子这么高”、“这根棍子这么

长”,对人“高”和“长”,用手比划一下,这也是形象性。但是,这里我们所要强调的动

作的形象性从理科的角度来说主要指操作,从文科的角度来说主要指表演。

1.操作

教学中通过让学生操作学具可以使许多抽象知识变得形象直观。如一位教师在教学“平

均问题应用题”时,先让学生把4 根、5 根、7 根、8 根四堆火柴棒分成每堆“同样多”,

使学生通过直观操作领悟“移多补少”的“平均思想”,然后将四堆合在一起(总数量),

要求很快地平均分成四堆(总份数),每堆多少根(每份数),得到求平均问题的通法。操

作的特点是通过动作而直观,从而把动作思维和形象思维有机结合起来。

皮亚杰曾经描述过这样一个“故事”:四五岁的孩子为了数清楚一些石头,把它们摆成

一行,然后从1 一直数到10。数完后,又从另一端开始数,发现也是10。他接着把石头摆

成一个圆圈,依次数下去,发现了同样的结论。他究竟发现了什么呢?他没有发现石子的性

质,而是发现了排列顺序的动作的性质。因为这些石子是没有顺序的,是他的动作使之成为

直线顺序或圆形顺序或任何一种顺序。所以,从这里获得的经验与石子的物理性质没有关系,

确切地说,与石子可以毫无关系,而完全可用数学符号来代替。这就是逻辑数学经验的获得,

一个依赖于外界事物而又超越其具体形态的抽象过程。了解这个过程,将有助于我们给纯粹

的数学“穿”上合适的生活外衣,然后将它呈现给儿童,而不是将数学“外科式”地改造得

适合生活。(余慧娟:“教育对于学科的改造”,《人民教育》2006.3-4,P46)

2.表演

表演是高一层次的形象性,因为它不仅是教学内容的外观形象,而且展现了人物内心世

界。一位教师教学《守株待兔》,很快就教完,可学生并不理解其寓意。这时教师灵机一动,

扮成守株待兔者,倚在黑板下,闭目打坐,让学生“劝”自己。学生兴致倍增,纷纷劝起老

师来:“老师,你等不到兔子啦”……“老师,再等下去你会饿死的!”老师还模仿守株待

兔者的口气和学生争辩。学生越劝说,兴致越高,就越深刻地理解这篇寓言的意思。教学中

除教师表演外,还可让学生表演,学生表演有独特的教学意义。正如苏霍姆林斯基所说:“从

本质上,儿童个个都是天生的艺术家。”实际上,儿童不仅具有潜在的表演天赋,而且还有

着爱表演的个性特征。表演能够有效地调动并发挥儿童的积极性和创造性。语文教材中有些

篇幅戏剧因素浓厚,语言的动作性强,教师要善于把它们改编成小品或课本剧,让学生走进

课文,扮演课文中的人物,在“动”与“乐”中把握课文内蕴,理解人物的性格、语言、动

作、神态及内心世界。

3.活动

学生活动所产生的直观情境也有其教学意义。一位数学教师在教行程问题时,感到学生

对“同时”、“不同地”、“相遇”、“相遇时间”等概念难于理解,于是他组织学生活动,

通过活动帮助学生理解。他组织两队学生分别在操场两边竞走,老师哨子一吹,两人同时从

两地对走。这时,老师让学生理解“同时”、“相向”的含义。要求两人碰上时停止,告诉

学生这是“相遇”。然后让同学们看在相遇时谁走的路程多,让学生理解在同一时间内两位

同学各走多少距离。活动后,老师在讲授这部分知识时,学生想起活动的情景,以活动中获

得的感性材料为支柱,进一步分析思考,便掌握了相遇问题的知识。

4.演示

演示也能创设直观情境。一位数学教师在讲授“数学归纳法”时,便是通过模球演示,

引入归纳法的。一上课,教师从袋子里摸出来的第一个是红玻璃球。第二、三、四、五个均

是红玻璃球,问:“这个袋子里是否全是红玻璃球?”学生:“是”。继续摸,摸出一个白

玻璃球,问:“是否全是玻璃球?”学生相互争论,高度兴奋(少部分):“是”。再摸,

摸出一个乒乓球(大笑),教师问:“是否全是球?”学生:“不一定”。小结:“这个猜

想对不对:若知道袋里的东西是有限的,则迟早可以摸完,当把袋里的东西全摸出来,当然

可以得到一个肯定的结论。但当东西是无穷的时候,那又怎么办?”(静)“如果我约定,

当你这一次摸出的是红玻璃球的时候,下一次摸出的也肯定是红玻璃球,那么袋子里是否全

是红玻璃球?”学生:“是”。……这种直观有助于学生真正地理解数学归纳法的实质。

(三)借助语言创设的教学情境

语言表达的形象性能够使听者的脑中呈现的是一幅幅鲜明而简洁的画面,而不是一些抽

象的语义代码。如讲丰收,决不仅仅是亩产多少增产多少,更应高梁乐红了脸麦穗笑弯了腰。

这种将抽象形象化具体化的语言,学生听起来必定是兴致盎然似三春,趣味浓郁如仲夏,犹

似欣赏一幅画,观赏一幕剧。从教学艺术的角度来看,语言表达的形象性要求:

1.朗读——声情并茂

声情并茂地朗读能把学生带到作品的艺术境界之中,使学生如临其境,如闻其声,如见

其人地在头脑中浮现出教师所描绘的情景。语文教材中许多课文描写的景物亲切宜人,表达

的感情细腻温馨,可谓情文并茂,文质兼美。这些课文光凭教师讲解是不足让儿童领略文章

的奇妙之处的。只有通过声情并茂的朗读,才能使学生唤起课文中美的形象,从而撩拨学生

心灵的琴弦,在思想深处产生共鸣。除有表情的朗读外,声音的模拟也是形象性,而且是层

次更高的形象性。比如朗读《东郭先生和狼》、《一头知识渊博的猪》、《渔夫和金鱼的故

事》等寓言和童话故事,朗读的表情与声音的模拟就是一种艺术。

2.描述——绘声绘色

教师绘声绘色地描述,也能够把抽象概念变得生动形象。例如,有一位数学教师讲“点

的轨迹”时,高高举起手中的一块蓝色粉笔头,别开生面地对学生说:“我这里有一个刚从

墨水瓶中爬出来的‘小虫子’,在保持不定点A 距离30 厘米处不断爬行,爬呀爬,身后留

下点点墨迹。你们看,这就是‘小虫子’运动的轨迹。”学生听着教师绘声绘色的描述,人

人发出会心的微笑。在理科教学中,愈是抽象的概念的建立,往往越需要形象的描述与想象。

3.比喻——贴切精彩

比喻就是用某些有类似点的事物来比拟想要说的某一事物,以便表达得更加生动鲜明。

善用比喻,不仅会使抽象的东西变得具体,化平淡为生动,还能把难以理解的内容变得浅显

易懂。有位化学教师特别善于运用比喻,从而在教学中收到了奇特的效果。例如,催化剂对

于初中学生来说,是个十分难懂的概念,在教学中他使用以下比喻:一个人要隔着一条河从

甲地到乙地,共有两种走法:一种是先沿着河岸到很远处过桥,路远费时(比喻反应本身会

进行但速度慢);另一种走法是在甲地坐船到乙地,路近速度快(比喻催化剂通过改变反应

途径使速度加快),而化学反应使用催化剂就像人坐船从甲地到乙地,路近速度快。这里的

船相当于反应的催化剂,它加快了从甲地到乙地的速度,参与了这一过程(比喻催化剂本身

参与了反应),但船本身在人上船与下船后,质量和性质不变。对于负催化剂则可以反其意

而用之。初二课本有一段关于血压的知识:“正常成年人的收缩压为12-18.7 千帕,舒张压

为8-12 千帕。如果一个人的舒张压时常超过12 千帕,则被认为是高血压。如果一个人的收

缩压时常低于12 千帕,则被认为是低血压。”这段课文,即使让学生读上五遍,学生未必

能掌握。教学中就可以用拳头(情景)来比喻:拳头象心脏,收缩时有劲,产生的压力大。

舒张(拳头松开)产生的压力就小。分界线在12。收缩压应当高,该高不高谓低,如果低

于12 则是低血压。舒张压该低,而该低不低谓高,如果大于12 则是高血压。怎么记这个

12 呢?我们平时说,十分高兴,就有人说十二分的高兴。所以,这是个最佳数字。这样描

述情景,学生容易掌握血压的知识。[2]这样通过运用大家所熟知的具体形象的比喻,使原来

抽象的难于理解的知识变得通俗而易懂,学生容易接受,理解深刻,而且把机械记忆转化为

理解记忆,不易遗忘。

(四)借助新旧知识和观念的关系和矛盾创设的教学情境

学生在学校里所学的不是零散的、片面的知识,而是“提炼浓缩”又“易于消化”的系

统的、整体的知识。任何知识都是整体网络上的一个点或一个结,离开了网络,也就丧失了

生存的基础。知识只有在整体联系当中才能真正被理解、被掌握,从而体现其有意义的价值。

这也就是说,学生对新知识的学习是以旧知识为基础的,新知要么是在旧知的基础上引申和

发展起来的,要么是在旧知的基础上增加新的内容,或由旧知重新组织或转化而成的,所以

旧知是学习新知最直接最常用的认知停靠点。

美国教育心理学家奥苏伯尔的研究进一步提出,旧知是通过它的可利用性、可辨别性、

稳定性(清晰性)三个特性(统称为认知结构变量)来具体影响有意义学习的行程和效果。

所谓可利用性是指:学生原有认知结构中具有用来对新知识起固定作用的旧知识,没有这种

旧知识,新旧知识的相互作用(同化)就失去了落脚点,学习便只能是机械进行的。例如,

学生没有“商不变性质”、“除数是整数的除法法则”等旧知识,则他们对“除数是小数的

除法”这一新知识的学习便只能是机械进行的。所谓可辨别性是指:旧知识与新知识之间的

可分离程度和差异程度,只有当新旧知识能够清晰地分辨时,学生才可能进行有意义的学习。

例如,只有当学生清晰地意识到“除数是小数的除法”与“除数是整数的除法”两者之间的

相异时,他们对“除数是小数的除法”的学习才是有意义的,否则就会导致学习上的负迁移,

从而产生机械学习。所谓稳定性和清晰性是指:原有起固定作用的旧知本身的牢固度和清晰

度、稳定性为学习新知提供同化的固定点,清晰性则为学习新知提供同化的方位点。显然,

如果学生对“除数是整数的除法”这一旧知的掌握是模糊和不牢固的,那么对“除数是小数

的除法”这新知的学习就不可能是有意义的、顺利的。

具体来说,在讲解除数是小数的除法时,首先复习商不变的性质和被除数是小数而除数

是整数的小数除法,出示37.5÷15=2.5 说一说你是怎样计算的?让学生充分说出算理,再

出题3.75÷1.5=?375÷150=?被乘除和除数发生了怎样的变化,商是几?学生根据商不变

的性质(被乘数和除数同时扩大或缩小相同的倍数,商不变)确定答案还是2.5。学生这样

想,正是我们要教的方法,揭示出除数是小数除法的运算方法。这时教师再引导正确的竖式

计算方法与格式,进一步深化算理,学生就掌握了计算方法。教师根据知识的内在联系,利

用知识的迁移,创设情境,让自己探索出计算方法,学生乐学、会学,真正成为学习的主体。

(五)借助“背景”创设的教学情境

所谓背景知识是指与教材课文内容相关联的知识的总称。背景知识与新知的关系不如旧

知与新知的关系那么密切、直接,它们之间没有必然的逻辑联系,但背景知识同样是学生学

习和理解课文的一种重要的认知停靠点。没有必要的背景知识,阅读思考往往是无法进行的,

背景知识越丰富,阅读理解水平就越高。

课堂教学的背景知识主要包括:

1.“作者介绍”

俗语说得好,文如其人,对人(作者)的介绍必定有助于促进对文(作品)的理解。因

为作者要“想写出雄伟的风格,他也就要有雄伟的人格”(歌德语)。所以“作者介绍”最

重要的一点,便是让学生了解作者的人格,从而更好地观照、鉴赏作品的风格。这样不仅有

助于促进学生的有意义学习,而且有助于对学生进行品德教育。

2.“时代背景”

时代背景有助于学生深入理解课文的内在含义。教《凡卡》一课,可在课文分析完时要

学生谈谈凡卡受了哪些苦?为什么这么小的年纪受那么多苦?通过教师引导——讲解文章

时代背景,使学生领会从小凡卡的悲惨学徒生活,看到受尽摧残的旧俄罗斯人民生活的缩影。

3.“历史典故”

课堂教学中恰当地引入那些趣味横生的文学典故、数学史趣闻、科学家轶事等,对促进

学生的有意义学习是很有益处的。一位小学语文教师在教学古诗《草》时,便是通过一则文

学故事导入新课的。一上课,教师对学生说:“今天我们要学习一首古诗,老师先给同学们

讲讲这首诗的作者白居易的故事”。教师边板书诗作者“白居易”边娓娓道来。故事是这样

的:白居易是我国唐朝人,他出身贫寒,但从小热爱学习,特别喜欢写诗。16 岁那年,白

居易离开家乡到京都长安后,仍不断写诗。为提高写诗的水平,他到处求名师指点。有一次,

他去拜访当时的老诗人顾况。顾况是个爱开玩笑的人,当他得知眼前这个年轻人叫白居易时,

又想开玩笑了。他说:“唉呀!你这个名字可起得不妙啊。”顾况摸着胡须道:“你的名字

叫居易。现在长安城里米价昂贵,租屋困难,要想在这里住下来,可不太容易啊。”白居易

听了这句话,想想自己到长安后经常愁衣少食,四处借债的情景,不禁深有感触地说:“你

说得好,在京都居住可真不容易啊!”顾况见眼前的年轻人谦虚好学,就说:“好吧,把你

写的诗念给我听听。”白居易开始读诗了。(放录音《草》朗诵)白居易刚读完,顾况便连

声赞道:“好诗好诗,你能写出这样的好诗,前程无量。居易这名字取得真好哇!”白居易

不解地问:“老先生,刚才您还说我的名字取得不妙,现在又说我的名字取得好,这不是自

相矛盾了吗?”顾况笑着说;“刚才不知道你会写诗,所以才说你居住长安不容易,名字取

得不妙。现在看你能写出这么好的诗。所以说你居住长安很容易,名字起得真好。”说完就

热情地指点起来。从那以后,白居易更加勤奋起来,终于成为我国唐朝三大诗人之一(其他

两位是李白和杜甫)。故事讲完后,教师接着说:“下面我们就来学这首诗,看看自居易写

的诗到底好在哪里?”教师开始讲解新课,学生兴趣盎然地投入新课的学习。这则故事巧妙

地介绍了诗人及创作诗的时代背景,既自然地揭示了本课教学内容,使学生对新课大意有初

步的感知,又缩小了时空差,解决了学习古诗由于年代相隔久远而无法产生共鸣感的大障碍,

让学生轻松,愉快地进入诗人创设的意境中去。

(六)借助问题创设的教学情境

教学情境有多种类型、形式,其中特别要强调的是问题情境和问题意识。问题是科学研

究的出发点,是开启任何一门科学的钥匙。没有问题就不会有解释问题和解决问题的思想、

方法和知识,所以说,问题是思想方法、知识积累和发展的逻辑力量,是生长新思想、新方

法、新知识的种子。学生学习同样必须重视问题的作用。现代教学论研究指出,从本质上讲,

感知不是学习产生的根本原因(尽管学生学习是需要感知的),产生学习的根本原因是问题。

没有问题也就难以诱发和激起求知欲,没有问题,感觉不到问题的存在,学生也就不会去深

入思考,那么学习也就只能是表层和形式的。所以新课程学习方式特别强调问题在学习活动

中的重要性。一方面强调通过问题来进行学习,把问题看作是学习的动力、起点和贯穿学习

过程中的主线;另一方面通过学习来生成问题,把学习过程看成是发现问题、提出问题、分

析问题和解决问题的过程。这里需要特别强调的是问题意识的形成和培养。问题意识是指问

题成为学生感知和思维的对象,从而在学生心里造成一种悬而未决但又必须解决的求知状

态。问题意识会激发学生强烈的学习愿望,从而注意力高度集中,积极主动地投入学习;问

题意识还可以激发学生勇于探索、创造和追求真理的科学精神。没有强烈的问题意识,就不

可能激发学生认识的冲动性和思维的活跃性,更不可能激发学生的求异思维和创造思维。总

之,问题意识是学生进行学习的重要心理因素。

一个关于时空隧道的问题..

 合理地应用一些现代信息技术手段,能够易于解决知识的重难点,达到激发学生兴趣,强化学生记忆,挖掘学生潜力,培养学生能力的作用,可以有效的改进传统教学模式,优化教学结构,提高课堂教学效率,顺利达成教学目标。下面为大家带来教学手段有哪几种,快来看看吧。

 (一)以语言形式获得间接经验的方法。

 这类教学方法是指通过都师和学生口头语言活动及学生独立阅读书面语言为主的教学方法。它主要包括:讲授法、谈话法、讨论法和读书指导法。

 1、讲授法

 讲授法是教师运用口头语言向学生描绘情境、叙述事实、解释概念、论证原理和阐明规律的一中教学方法。

 2、谈话法

 谈话法,又称回答法。它是通过师生的交谈来传播和学习知识的一种方法。其特点是教师引导学生运用已有的经验和知识回答教师提出的问题,借以获得新知识或巩固、检查已学的知识。

 3、讨论法

 讨论法是在教师指导下,由全班或小组围绕某一种中心问题通过发表各自意见和看法,共同研讨,相互启发,集思广益地进行学习的一种方法。

 4、读书指导法

 读书指导法是教师目的、有计划地指导学生通过独立阅读教材和参考资料获得知识的一种教学方法。

 (二)以直观形式获得直接经验的方法

 这类教学方法是指教师组织学生直接接触实际事物并通过感知觉获得感性认识,领会所学的知识的方法。它主要包括演示法和参观法。

 1、演示法

 演示法是教师把实物或实物的模象展示给学生观察,或通过示范性的实验,通过现代教学手段,使学生获得知识更新的一种教学方法。它是辅助的教学方法,经常与讲授、谈话、讨论等方法配合一起使用。

 2、参观法

 参观法是根据教学目的要求,组织学生到一定的校外场所——自然界、生产现场和其他社会生活场所,使学生通过对实际事物和现象的观察、研究获得新知识的方法。

 (三)以实际训练形式形成技能、技巧的教学方法

 这类教学方法是以形成学生的技能、行为习惯、、培养学生解决问题能力为主要任务的一种教学方法。它主要包括练习、实验和实习作业等方法。

 1、练习法

 练习法是在教师指导下学生巩固知识和培养各种学习技能垢基本方法,也是学生学习过程中的一种主要的实践活动。

 2、实验法

 实验法是学生在教师指导下,使用一定的设备和材料,通过控制条伯的操作,引起实验对象的某些变化,并从观察这些变化中获得新知识或验证知识的一种教学方法,它也是自然科学学科常用的一种方法。

 3、实习法(或称实习作业法)

 实习法是学生在教师纽上,利用一定实习场所,参加一定实习工作,以掌握一定的技能和有关的直接知识,或验证间接知识,综合运用所学知识的一种教学方法。

 教学中常用的教学方法有哪些

 一、传统讲解法

 传统讲解法就是教师对知识进行系统地讲解。它作为一种最常用、最古老的教学方法,同样适合新兴的信息技术学科,这种教学方法主要运用于信息技术常识性的知识教学,它不用借助其它教学设备就能完成教学过程,如教学计算机的发展史、计算机的组成、计算机的日常维护和病毒预防以及计算机的用途、网络道德等。这种教学方法也同样适用于计算机操作性知识的原理讲解和操作步骤的讲解,如:操作计算机的坐姿、汉字输入法分析等,在教学中教师要根据小学生的特点,教学语言要注意“生动”、“形象”,防止照本宣科,对教材的内容必须深加工,这样教师才能教的轻松,学生听得愉快,记得牢固。

 二、广播演示法

 广播演示法就是教师利用网络演示软件操作,学生从教师的示范性操作中学习操作的步骤和方法。这种教学方法主要用于操作性较强的过程,如画图、WORD、POWERPOINT等应用软件的启动、退出、操作界面的介绍、各种编辑操作等,这种教学方法在信息技术教学中是一种重要而非常有效的教学方法,学生能够在很短的时间内直接了解各种应用软件的功能用

 操作方法,这种方法不但可以用在讲解新课,也可放在课程的导入阶段,只要教师组织一些新颖的导入内容,吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣,并有利于让学生同步进入教学过程,防止个别学生在做其它操作,达到全班学生的学习能与教师的授课内容同步。

 三、同步教学法

 同步教学法就是学生与老师同步进行操作,学生在操作掌握所学知识和操作内容。这种教学方法主要用于操作性较强的新知识教学过程,在复习中学生存在比较难于理解的过程也可采用此方法,这种教学方法在信息技术学科的教学中有着更重要的作用和新的含义。此教学法有两种应用模式。

 第一种教学模式为,教师在教师机上操作(边操作边讲解),通过计算机投影仪展示给学生看,学生则跟着教师的操作和讲解一步一步地操作,直到完成整个操作过程,这种教学模式在信息技术教学中应用很广,对于操作性较强的信息技术学科,针对某个具体的软件中的某一项具体的功能,操作步骤和过程比较多,界面变化频繁,教师难于讲解,采用这种教学模式,教师讲解一步,操作一步,学生跟着操作一步,教师讲解轻松,学生一听就能明白。这种教学模式必须要求计算机教室装有计算机投影仪,这对有条件的学校来说,采用这种教学模式解决教学过程中重难点效果非常显著。

 另一种教学模式为,教师看着学生的操作进行指导,学生在教师的指导和讲解下同时进行同样的操作,一步一步直到完成整个操作过程。这种教学模式适用于更为广泛的农村学校,因为应用这种教学模式进行信息技术教学,教师不需要网络演示软件和计算机投影仪。应用这种教学模式进行教学,在教学方法上与第一种模式基本一样,只是教师在教学中先指定几名优生配合,教师讲解一步,全班同学在优生的配合下同步操作,在讲解时,除了讲解具体功能及作用外,由于部分学生没有直观的视觉参照,每一步操作都要强调鼠标的所指向和点击的具体位置,为了让每一位学生都能完成操作,教师要找好参照物或说清楚具体方位。用这种教学模式,教师一定要控制好操作进度,决不能出现一些同学操作在前,一些同学操作在后,这样是无法进行教学的,所以要充分搞好组织教学,提倡互助互学,发扬传(一个同学会了立刻传授给旁边的同学)、帮(对于极个别操作有困难的学生,旁边的同学要进行帮助)、带(教师要有意识地培养一些优生,让他们带动周围一片)。处理好组织教学其教学效果与第一种教学模式完全一样还会营造一种良好的学习氛围,若组织不好教学这种教学方法不但不会有良好效果反而会使课堂很乱教师上课很吃力。

 四、任务驱动法

 所谓“任务驱动”就是将所要学习的新知识隐含在一个或几个任务之中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生一种学习实践活动。“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建,使学生带着真实的任务在探索中学习。让学生以“任务”为主线,教师为主导,学生为主体,完成教学任务。

 以上流程图的设计正响应素质教学提倡“教为主导,学为主体”的教学思想,它强调了学生的主体性,要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。学生在其中被看作

 知识建构过程的积极参与者,学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现,而教师是教学过程的组织者、指导者、促进者和咨询者。所以,在任务驱动式教学模式中,要求教师在每节课前,先通过对教学目标和内容的分析和设计,安排学生自学课本上的知识,并准备好适当难度的任务。在课堂讲授之后,将任务交由学生自行解决。在整个问题的学习、分析和解决过程中,教师只起到一个组织和引导的作用,将主动思维和探索的空间还给学生,让学生主动发展。这样,不管最终学生得出或未得出结论,教师都要与学生进行如何完成任务的交流,以最终对整个任务的完成做出合理的评价,并给出相应的反馈。通过这样的方法,在教学过程中增强了学生的学习热情,培养了学生主动参与学习的思维意识,也在无形之中提高了学生的自主学习的能力。

 在这个过程中,要让学生明确,信息技术作为学习的基础学习工具,是服务于具体任务的,可以用于多个学科乃至生活的方方面面。教师要培养学生以一种自然的方式对待信息技术,把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具。教会学生不再把学习的重心仅仅放在学会知识上,而是转到学会学习、掌握方法和培养自主学习能力上。

 在实施过程中“任务”设计要有明确的目标,要求教师要在学习总体目标的框架上,把总目标细分为一个个的小目标,并把每一个学习模块的内容细化为一个个容易掌握的“任务”,通过这些小的“任务”来体现总的学习目标。例如:以小学信息技术第三册第七课《制作个人通讯录》的学习为例,在学习“制作个人通讯录”的内容时,可以先给学生布置一个任务“给表格设置自己喜欢的底色”,这个任务包含“制表格”和“设底色”两步操作,并强调“自己喜欢的底色”,体现了与学生的关系,同时也为下面的操作,即对通讯录的边框和底纹设置这节课的重点作铺垫。在每堂课中就可以分配不同的教学内容为具体任务,要求学生当堂课内给出解决的方法。又如保存网上资料的模块综合练习时,可以让学生设计制作一份小报,要求有图、有文、有艺术字、有分栏等,其内容和版图完全由学生自由发挥。这种形式比较适合于每个模块的综合学习阶段。在最终学习结束时,要求学生结合语文、数学甚至体育科目的相关内容,当然也可以是其它领域的内容,制作一张电子版报。通过这种“任务驱动式”的不断训练,不但让学生熟练地掌握了课堂内容,也使他们把这种解决问题的技能逐渐运用到其他领域,获得了更大的提高。

 学生利用信息技术解决问题、完成任务的过程,是一个充满想象、不断创新的过程,同时又是一个科学严谨、有计划的动手实践过程,只有把这个过程完全交给学生,才会有助于培养学生的创新精神和实践能力,不断地发展学生的自主学习能力。

 五、研究性学习法

 研究性学习,是指在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径,根据各自的兴趣、爱好和条件,让学生在教师引导下,从学习、生活及社会生活中去选择和确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地去探索、发现和体验。同时,学会对信息进行收集、分析和判断,去获取知识、应用知识、解决问题,从而增强思考力和创造力,培养创新精神和实践能力的一种学习方式。这种学习方式的突出特征是坚持学生在学习过程中的自由选题、自主探究和自由创造,与以往学习方式相比,研究性学习更有利于培养学生创新能力。所以说,“让每个学生有进步”是研究性学习的核心价值取向。学生在研究性学习过程中始终处于主体地位,既学到了知识,又锻炼了直觉思维能力和创造思维能力,塑造了自信和自尊。

 信息技术教学作为以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标取向的必修课程,它强调让学生通过研究性学习,提出问题,收集材料,对研究性课题进行探索、分析、研究,最后基于问题解决模式,在实践操作中培养学生科学的态度和价值观以及创新精神、创新思维、创造能力,并学会解决生活中与信息技术学习有关的实际问题。要想让学生对信息课保持持久的学习热情,仅靠传授书本上的知识是远远不够的,更重要的是教师要有意识的开展信息与其他学科相联系的横向综合的教学。研究性学习模式中所需要完成的任务,一般不是教材中的'内容,而是课堂的延伸,甚至是社会现实性课题,如环境保护、社会类问题等。在这一模式下,获取信息、交流信息,并最终以电脑作品的形式完成研究任务。也就是说,教师安排的任务可以是具体信息课的任务,也可以是与其它(例如语文、数学等)科目的问题。任务一旦提出,教师就将分析问题和解决问题的整个动态过程交给学生自主进行学习。通过一个或几个任务,甚至把相关的几个学科知识和能力要求作为一个整体任务,有机地结合在一起,让学生在研究如何完成任务的同时,也就同时完成了几个学科相关知识的学习。

 研究性学习教学不再是传统的单一学科学习的框架,而需要按照学生认知水平的不同,将学习生活和社会生活中学生感兴趣的问题,以课题的形式来完成课程目标。学生通过主体性、探索性、创造性的解决问题过程,将多个学科的知识、学问性知识和体验性知识、课内与课外、学校与社会有机地结合在一起,最大限度地激发了学生自主学习和探究问题解决方法热情。就其整个过程而言,研究性学习教学更加突出了学生的自主性和参与的过程性。在整个研究的过程中,从研究方案的提出、形成、方案的实施,到任务的完成都由学生自主进行,而教师仅对学生题目的选择和分析资料的方法等进行一般性指导。在整个学习过程中,学生作为学习主体,完全依靠自己的能力解决所遇到的一切问题,课题结束时也使学生扩充了自身在课内外的知识。

 小学信息技术研究性学习教学是沟通学校与社会、书本与实际、人与自然的一种很好的学习方式,它与通过间接的传授途径去认识社会、认识自然的最大不同在于,它是通过学生的多感官参与完成的、是对于现实的感受和认知。同时,信息技术研究性学习一方面需要学生情绪、情感的参与,另一方面又是学生的情感发展和新的情感获得的过程。情绪和情感的获得会对学生的认识和行为产生潜移默化的影响,这是信息技术书本学习所不能比拟的。

 六、分层合作学习法

 “分层”实质上是在课堂教学中尝试实现个别化教学的一种方法。在课堂教学中允许学生对学习材料、学习方法、达到目标的程度和达到目标的期限有灵活选择的机会和余地。教学目标、教学内容、教学时间、教学步骤以及教学方法的确定都可以从不同层次的学生的实际出发。针对不同层次的学生,教学目标的高低应有不同的要求。针对学生在学习效率不同,学习内容的容量也应有多少不同。针对学生认知能力,在自学、讨论、练习上也有不同的要求。教学目标分层是实施“分层教学”的关键之一。目标分层就是将传统教学中统得过死的划一的教学目标,改为可由学生选择的弹性目标。学习目标和学习方法允许由学生来进行选择,就决定学生“人人有事可做”、“人人有兴趣学”。教师的任务从主要是讲解和讲授,转化到主要是指导学生学习,了解学生学习情况,给予个别辅导。学习方式也从主要是教师讲学生听,转化到主要是学生自学和小组合作学习。分小组学习是“分层”教学比较可行的一种课堂教学形式。

 常见的教学手段教学方法

 一、本课程教学过程使用的各种教学方法的使用目的、实施过程、实施效果

 本课程教学过程中使用的教学方法有:讲授法、案例教学法、情景教学法、讨论法。

 1.讲授法:讲授法是最基本的教学方法,对重要的理论知识的教学采用讲授的教学方法,直接、快速、精炼的让学生掌握,为学生在实践中能更游刃有余的应用打好坚实的理论基础。

 2.案例教学法:在教师的指导下,由学生对选定的具有代表性的典型案例,进行有针对性的分析、审理和讨论,做出自己的判断和评价。这种教学方法拓宽了学生的思维空间,增加了学习兴趣,提高了学生的能力。案例教学法在课程中的应用,充分发挥了它的启发性、实践性,开发了学生思维能力,提高了学生的判断能力、决策能力和综合素质。例如:王洪江老师的录像课(学前儿童常见心理问题)就是利用这一教学法完成的。

 3.情景教学法:情景教学法是将本课程的教学过程安置在一个模拟的、特定的情景场合之中。通过教师的组织、学生的演练,在仿真提炼、愉悦宽松的场景中达到教学目标,既锻炼了学生的临场应变、实景操作的能力,又活跃了教学气氛,提高了教学的感染力。这种教学方法在本课程的教学中经常应用,因现场教学模式要受到客观条件的一些制约,因此,提高学生实践教学能力的最好办法就是采用此种情景教学法。学生们通过亲自参与环境的创设,开拓了视野,自觉增强了科学意识,提高了动手能力,取得了很好的教学效果。此外,在本门课程的教学中,这种教学方式的运用既满足了学生提高实践能力培养的需求,也体现了其方便、有效、经济的特点,能充分满足教学的需求。

 4.讨论法:在本课程的课堂教学中多处采用讨论法,学生通过讨论,进行合作学习,让学生在小组或团队中展开学习,让所有的人都能参与到明确的集体任务中,强调集体性任务,强调教师放权给学生。合作学习的关键在于小组成员之间相互依赖、相互沟通、相互合作,共同负责,从而达到共同的目标。通过开展课堂讨论,培养思维表达能力,让学生多多参与,亲自动手、亲自操作、激发学习兴趣、促进学生主动学习。

 5.体验学习教学法:“体验学习”意味着学生亲自参与知识的建构,亲历过程并在过程中体验知识和体验情感。它的基本思想是:学生对知识的理解过程并不是一个“教师传授—学生聆听”的传递活动,学生获取知识的真实情况是学生在亲自“研究”、“思索”、“想象”中领悟知识,学生在“探究知识”中形成个人化的理解。例如,刘艳华老师在“学前儿童生长发育的指标及测量评价”一节教学中,组织学生到幼儿园对儿童生长指标测量,然后进行统计分析,并让学生针对非正常儿童生长状况,设计出解决问题的方案,这种亲自体验的学习,大大地激发了学生学习的积极性和主动性,收到了非常好的教学效果。唤起了学生的“求知热情”,使学生在“求知兴趣”和“求知信仰”的支持下热情地求知,这时,真诚热情的态度就化作了理智的力量。

 二、相应的上课学生规模

 《学前卫生学》这门课程作为必修课,自201x届学生开始开设,至今已完成4届学生的教学任务,学习过该门课程的学生有800多人。其中理论教学以基本班型为主体,教学见习以年级为主。

 三、信息技术手段在教学中的应用及效果

 我们将信息技术手段与该学科课程的整合,通过有效的整合建构出一种理想的学习环境,这种环境可以支持真实的情境创设、快速灵活的信息获取、丰富多样的交互方式,培养学生进行创造性的自主发现和自主探索,在此基础上实现一种能充分体现学生主体作用的全新学习方式——例如研究性学习与合作式学习,信息技术手段与该门课程的整合,产生了很好的教学效果。

 (一)我们在教学中将信息技术手段与传统教学手段相结合,突出信息技术化手段的优势,将从拍摄的及精彩的教学视频及时呈现给学生。现场教学方法是一种提高实践教学能力的最好方法,但要受到许多客观条件的限制,通过信息技术手段的应用,可以弥补这种缺憾。学生在课堂中仍能通过较为直观的形式接触到真实过程,提高学习的主动性,实现理论学习与实践学习的完美结合。

 (二)本课程充分利用互联网知识传播的优势,实现了知识资源的共享。目前,本课程的电子教案、电子图书还有部分教学课件已经上网,学生可以通过点击相关网页实现在线学习。打破了时空界限,为开展学生的“自主学习”创造了更为有利的条件。现代的信息技术手段提供了个别化的形式,满足不同学生的学习需求。

 (三)教学过程中直接通过互联网实现相关知识的同步搜索,在课上即能完成对《学前卫生学》这门课程的知识更新,并在很大程度上拓宽了学科知识的范围;已建立了比较先进的电子阅览室,能比较方便的实施在线查询;在课堂教学中,教师除了传授必要的学科理论知识外,也担负着提高学生的知识素养,开阔学生眼界的任务。通过充分利用信息技术手段,利用互联网极大地提高了学生研究性学习的积极性和主动性。

 (四)在本学科的课堂教学中,将信息技术手段作为模拟教学、案例教学、讨论等教学方式的有效辅助形式。教师有目的的摄录学生进行模拟教学的片断,作为教学评价的第一手资料,鼓励学生积极的进行自评、互评,进行班与班之间的教学交流。通过该种形式,作为促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具,利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境,把学生的主动性、积极性充分调动起来,使学生的创新思维与实践能力得到有效的锻炼,培养我们所需要的创新人才。

飞机通过了虫洞,从虫洞一端进去,另一端出来,这个虫连接了十分钟前和十分钟后,从十分钟前的那个时刻进入(在雷达上看来是消失了),十分钟后的那个时刻出来(在雷达上看来是又出现了),飞机上的表也经历了这个过程。在这十分钟里地球仍在转,除飞机上的表以外,其它表都走了十分钟,而通过虫洞的过程是不需要时间的,从虫洞中出来的飞机上的表少走了十分钟,因此也就慢了十分钟。

虫洞

60多年前,阿尔伯特·爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么,“虫洞”是什么呢?简单地说,“虫洞”是连接宇宙遥远区域间的时空细管。它可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。

早在20世纪50年代,已有科学家对“虫洞”作过研究,由于当时历史条件所限,一些物理学家认为,理论上也许可以使用“虫洞”,但“虫洞”的引力过大,会毁灭所有进入的东西,因此不可能用在宇宙航行上。

随着科学技术的发展,新的研究发现,“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和,达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”也拥有“负质量”,可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样,“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过,目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。

据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算,“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出,“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”,使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣,许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究,希望“虫洞”能实际用在太空航行上。

宇航学家认为,“虫洞”的研究虽然刚刚起步,但是它潜在的回报,不容忽视。科学家认为,如果研究成功,人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在,人类被“困”在地球上,要航行到最近的一个星系,动辄需要数百年时间,是目前人类不可能办到的。但是,未来的太空航行如使用“虫洞”,那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。

据科学家观测,宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”,但很少有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机,可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。

科学家指出,如果把“负质量”传送到“虫洞”中,把“虫洞”打开,并强化它的结构,使其稳定,就可以使太空飞船通过。

虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候,通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验,发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中,这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。

自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。

虫洞连接黑洞和白洞,在黑洞与白洞之间传送物质。在这里,虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥,物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。

虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现,成为一个突然出现的超时空管道。

虫洞没有视界,它只有一个和外界的分界面,虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接,在这里时空曲率并不是无限大,因而我们可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力摧毁。理论推出的虫洞还有许多特性,限于篇幅,这里不再赘述。

黑洞、白洞、虫洞仍然是目前宇宙学中“时空与引力篇章”的悬而未解之谜。黑洞是否真实存在,科学家们也只是得到了一些间接的旁证。当前的观测及理论也给天文学和物理学提出了许多新问题,例如,一颗能形成黑洞的冷恒星,当它坍缩时,其密度已然会超过原子核、核子、中子……,如果再继续坍缩下去,中子也可能被压碎。那么,黑洞中的物质基元究竟是什么呢?有什么斥力与引力对抗才使黑洞停留在某一阶段而不再继续坍缩呢?如果没有斥力,那么黑洞将无限地坍缩下去,直到体积无穷小,密度无穷大,内部压力也无穷大,而这却是物理学理论所不允许的。

总之,目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少,它们还是神秘的东西,很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现,还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。

虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中,“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”,在没有物质的空间中,能量也同样存在其内部,这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙,宇宙项是必须的,而且,在基本粒子论里,也认为真空中的能量是自然呈现的。那么,为何目前宇宙的宇宙项变为零呢?柯尔曼说明:在爆炸以前的初期宇宙中,虫洞连接着很多的宇宙,很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果,由一个宇宙可能产生另一个宇宙,而且,宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴,它们可通往一个宇宙的过去及未来,或其他的宇宙。

旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。

最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的。

物理学家一直认为,虫洞的引力过大,会毁灭所有进入它的东西,因此不可能用在宇宙旅行之上 。但是,假设宇宙中有虫洞这种物质存在,那么就可以有一种说法:如果你于12:00站在虫洞的一端(入口),那你就会于12:00从虫洞的另一端(出口)出来。

黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞(Wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。

虫洞有几种说法

一是空间的隧道,就像一个球,你要沿球面走就远了但如果你走的是球里的一条直径就近了,虫洞就是直径

二是黑洞与白洞的联系

三是你说的时间隧道,根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行,但你只能看,就像看**,却无法改变发生的事情,因为时间是线行的,事件就是一个个珠子已经穿好,你无法改变珠子也无法调动顺序

到现在为止,我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上,我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷,事情会变的更复杂。特别的是,你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是,旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。

白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。

但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎可以肯定不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。

还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。

后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的。

在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后,理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解,都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞,也是史瓦西的后代。

虫洞在史瓦西解中第一次出现,是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验,发现时空可以不是平坦的,而是弯曲的。在这种情况下,我们会十分的发现,如果恒星形成了黑洞,那么时空在史瓦西半径,也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中,这种结构就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合,然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞,也可以是白洞。而这个弯曲的视界,叫史瓦西喉,也就是一种特定的虫洞。

自从在史瓦西解中发现了虫洞,物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。

我们先来看一个虫洞的经典作用:连接黑洞和白洞,成为一个爱因斯坦——罗森桥,将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个虫洞(即爱因斯坦——罗森桥)被传送到这个白洞的所在,并且被辐射出去。

当然,前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路,但是虫洞的作用远不只如此。

黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。

虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。

那么虫洞都有些什么性质呢?

利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候,我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要,但是由于我们研究的重要是黑洞,而不是宇宙中的洞,因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质,而对于一些相关的理论以及这些理论的描述,这里先不涉及。

虫洞有些什么性质呢?最主要的一个,是相对论中描述的,用来作为宇宙中的告诉火车。但是,虫洞的第二个重要的性质,也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们:虫洞不可能成为一个宇宙的告诉火车。虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然,狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上,发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的,负能量在狄拉克的另一个参照系中,是非常容易实现的,因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。

但是虫洞并没有这么太平。前面说的是在安静的相对论中的虫洞,在暴躁的量子理论中,虫洞的性质又有了十分重要的变化。

我们先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。

黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”大,成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。

在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消失。虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中,即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失,成为真正的四维时空组旅行者。

而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中,几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的。

旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞,你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。

白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是,一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很酷。

但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前,你因该知道两件事。首先,虫洞几乎可以肯定不存在。正如我们上面我们说到白洞时,只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的,当黑洞由普通物质坍塌形成(包括我们认为存在的所有黑洞)并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个,你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点,那是你唯一可去的地方。

还有,即使形成了一个虫洞,它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。

最后,即使虫洞存在并且是稳定的,穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射(来自附近的恒星,宇宙的微波背景等等)将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时,你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现,几乎何以说是和黑洞同时的。

物 理 学 家 一 直 认 为 , 虫 洞 的 引 力 过 大 , 会 毁 灭 所 有 进 入 它 的 东 西 , 因 此 不 可 能 用 在 宇 宙 旅 行 之 上 。

黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接,当然,这种连接无论是如何的将强,它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。

虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具,它还开宇宙的正常时空中出现,成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。

虫洞没有视界,踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接,但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切,在虫洞的问题中,它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切,在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞,而不被巨大的引力所摧毁。

虫洞的存在,依赖于一种奇异的性质和物质,而这种奇异的性质,就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在,保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。

根据参照系的不同,负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候,在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞,而速度离光速太大,那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。

我们先来看在黑洞中的虫洞,也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。

黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下,会被黑洞的引力能“喂”大,成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。

在没有黑洞包围的虫洞中,由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”,虫洞本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开,但是有更大的几率突然消失。虫洞打开的时间十分短,仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中,即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途,而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失,成为真正的四维时空组旅行者。

而且,在没有物体通过虫洞的时候,虫洞还比较“长寿”,而一旦有物体进入了虫洞,如果这个物体是负能量的,那么还好,虫洞会被撑开;但是如果物体是正能量的,那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中,几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落,而这些辐射都是正能量的,因此几乎可以肯定,在自然情况下是不存在虫洞的。

虫洞的自然产生机制有两种:

其一,是黑洞的强大引力能;

其二,是克尔黑洞的快速旋转,其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿,成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下,可以确定它们的出口在那里,但是现在还不可能完全完成,因为量子理论和相对论还没有完全结合。

个人假设

I、虫洞像河流,通过的物体像船,船顺河而下;

虫洞体像一个圆柱形磁铁,强力的类磁力线在入口处将通过的物体分解,以波的形式在柱心管道运行,在出口处还原。通过的物体类似一个障碍,造成波的某一部分形变,然后这个形变推移到出口。

可能还涉及到横波、纵波,波的反射、折射、衍射,物质的不均匀、空间的不规则,如同水中气泡般的宇宙空洞。

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    2025年09月14日
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  • 一条小飞竹
    一条小飞竹 2025年08月30日

    我是秒搜号的签约作者“一条小飞竹”!

  • 一条小飞竹
    一条小飞竹 2025年08月30日

    希望本篇文章《教学情境的要素有哪些》能对你有所帮助!

  • 一条小飞竹
    一条小飞竹 2025年08月30日

    本站[秒搜号]内容主要涵盖:生活百科,小常识,生活小窍门,知识分享

  • 一条小飞竹
    一条小飞竹 2025年08月30日

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