微生物学的定义(6篇)
微生物学的定义篇1
（河北民族师范学院，河北承德067000）
【摘要】针对求解分数阶微分方程数值解和所得结果误差大小问题.采用Haar小波分数阶积分算子矩阵方法，得到一类变系数分数阶微分方程数值解.利用所得算子矩阵将原分数阶微分方程转化为代数方程组，进而便于编程求解.讨论算法的误差分析，给出相应的误差估计式，并证明该算法是收敛的.结果表明：随着点数的增多，所得数值解与精确解的误差也越来越小.最后，数值算例验证了方法的有效性以及理论分析的正确性.
关键词Haar小波；变系数；分数阶微分方程；算子矩阵；误差分析；误差估计式；精确解；数值解
分数阶微积分计算是一个久远的话题，它最早起源于Leibniz和Newton建立的整数阶微积分理论初期.从17世纪末至今，分数阶微积分理论已经发展了几百年.在世界各国科研人员的研究和推动下，分数阶微积分理论取得了巨大进展，实际中的应用发展快速.复物理、力学、生物和工程的建模问题是推动分数阶微积分理论和应用研究的力量，这些模型中的分数阶微积分的阶数具有一定的物理意义和几何意义.
近年来随着分数阶导数成为描述各类复杂力学与物理行为的重要工具，分数阶微分方程的数值算法研究也备受关注.针对不同类型的分数阶微分方程已经提出不同的数值算法，这些算法主要有，有限差分法、Adomian分解法，广义微分变换法等.小波法求分数阶微分方程数值解是最近新型的数值方法.根据小波基函数的不，相应的提出了许多小波方法求解分数阶微分方程，Rehma和Khan利用Legendre小波求解线性和非线性分数阶微分方程.Saeedi等采用CAS小波求解一类非线性Fredholm积分微分方程.但就该方法误差分析的研究还相对较少.本文基于Haar小波分数阶积分算子矩阵研究一类分数阶微分方程，重点讨论该算法的误差分析.
1分数阶微积分的定义
分数阶微积分理论在发展过程中，出现了多种分数阶微分定义，本文讨论Capotu分数阶微分定义及Riemann-Liouville分数阶积分定义.
6结论
利用Haar小波分数阶积分算子矩阵求解了一类分数阶微分方程，将原问题转换为求解线性代数方程组问题.误差分析证明了该算法是收敛的，同时给出了误差估计式，得到了相应的误差上界.文中所提出的方法计算量小，是一种有效的算法.
参考文献
［1］任建娅，尹建华.小波方法求一类变系数分数阶微分方程数值解[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版，2012，31(6):925-928.
微生物学的定义篇2
微生物肥料亦称菌肥、生物肥料、接种剂等,是通过微生物生命活动使农作物得到特定肥料效应的一类制品,是将有效菌类与吸附材料混合在一起制成复合生物肥料应用于农业生产中,使作物能够获得特定的肥料效应,达到促进作物生长、增加产量、提高品质等作用。在这种效应的产生中,制品中活性微生物起着关键作用。
目前微生物肥料制品一般分为两大类:一类是狭义的微生物肥料,指通过微生物的生命活动,增加植物营养元素供应量的微生物肥料,包括土壤和生产环境中植物营养元素的供应总量,对植物营养状况的改善,进而增加产量,这一类微生物肥料的代表品种是根瘤菌肥;另一类是广义的微生物肥料,指通过微生物的生命活动,不但能提高植物营养元素的供应量,还能产生植物生长激素,促进植物对营养元素吸收利用或拮抗某些病原微生物的致病作用,减轻农作物病虫害,促进作物产量的增加。
2.微生物肥料在农业生产中的作用
微生物肥料在农业生产中增产增收效果显著。美、法等国家将固氮螺菌接种到禾本科作物上,可固氮39kg/ha,使玉米增产10%～20%。意大利将玉米固氮螺菌接种到玉米上,可取代氮肥20%～30%,使玉米增产10%～15%。我国微生物肥料试验的增产效果在5%～20%,作物不同增产效果有差异大。河南省根瘤菌、固氮菌在大豆、花生上施用,增产10%以上,在农作物上施用复合菌肥一般增产10%以上,硅酸盐细菌在作物上施用,可增产5%～10%。
微生物肥料提供的是能固氮、解磷、解钾、解硫、解微等有益微生物,这些微生物能在植物根际生长、繁殖,可以带来几方面的好处:通过微生物的生命活动,固定转化空气中不能利用的分子态氮为化合态氮,解析土壤中不能利用的化合态磷、钾为可利用态的磷、钾,并可解析土壤中的10多种中、微量元素;微生物的生命活动,可使根系分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素,促进作物生长,调控作物代谢;有益微生物在根际大量繁殖,产生大量粘多糖,与植物分泌的粘液及矿物胶体、有机胶体相结合,形成土壤团粒结构,增进土壤蓄肥、保水能力。质量好的微生物肥料能促进农作物生长,改良土壤结构,改善作物产品品质和提高作物的防病、抗病能力,从而实现农业增产增收。
3.微生物肥料的研究及应用现状
20世纪以来,由于生物化学、分子生物学和化学分析技术等学科的发展,促进了微生物研究从细胞、亚细胞水平进入分子水平,尤其是70年代遗传工程学的发展,使人类能够通过细胞融合、基因导入等技术培育满足不同要求的新物种,为微生物产业的进一步发展提供了坚实的理论基础。维诺格拉得斯基、贝格林克等人发现固氮菌后,首次将根瘤菌应用于生产,开创了生物制剂研究与应用的先河。
近年来,由于PGPR理论的提出与完善,人们的目光开始投向由多个不同功能菌株组成的微生物复合制剂的研制,由复合制剂制成的生物肥料除具有固氮、解磷、解钾功效外,兼具促进作物生长及抑制土传病害发生的功能。该生物肥的研制与应用,将有效降低化肥、农药的使用量,提高土壤中PGPR数量,保护生态环境,为农业可持续发展做出积极的贡献。
在微生物肥料应用方面,1996年农业部将微生物肥料生产纳入肥料管理的范畴,2003年已正式出台7个行业标准,截止2002年末,已有262个产品获得农业部的临时登记,46个产品获得正式登记,使用有益微生物超过80种,生产企业400多家,总产超过200万吨。大面积的应用结果表明,微生物肥料在增产、降低成本、减少化肥使用、改善农产品品质等方面有着良好作用。我国微生物肥料的研究已跻身世界先进行列,已经面市的几个产品为农业生产的发展作出了积极的贡献,极大的推动了微生物肥料的研究与发展。
4.我国微生物肥料的发展趋势
4.1成立国家生物肥菌种资源库自然界中存在的具有某一特定功能如固氮、解磷、解钾等功能的菌株有许多,作为一种特定的菌种资源,国家应通过专门机构广泛收集现有菌种,组织科技人员在各种自然环境下筛选出新菌株,成立生物肥菌种资源库,通过系统规范的试验确定生物肥标准菌种,为将来菌种的开发提供对照。
4.2解钾机理进行深入研究确定功能基因的结构与位置,通过基因工程技术培育新的微生物固氮、解磷、高效能菌株。
4.3菌株适应性的研究验证菌株进入土壤后对物理、化学及生物环境的适应性,包括干旱、厌气环境、高渗透压、来自土壤微生物的竞争及对不同作物的适应能力。
微生物学的定义篇3
关键词中学生物学微课教学质量
中图分类号G633.91文献标志码B
所谓微课是指基于教学设计思想，使用多媒体技术在相对较短的时间内，就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或视频。随着多媒体信息技术的发展以及翻转课堂等先进教学理念的传播，微课这种教学形式被越来越多的中学生物教师使用。微课不仅是课堂教学的有效补充，还适合于移动信息时代知识的传播，也适合学习者个性化、深度化的学习需求。但是由于对微课这一新生事物的认识不够透彻，有许多的微课仅仅徒有其表或流于形式，或限于自身制作水平，导致微课较为粗糙。
1深入认识微课
1.1微课的定义
“微课”是指以视频为主要载体，记录教师在教育教学过程中，围绕某个知识点或教学环节，而开展的精彩教与学活动全过程。首届中小学微课大赛文件中，认为“微课”全称“微型视频课程”，是以教学视频为主要呈现方式，围绕学科知识点、例题、习题、疑难问题、实验操作等，进行的教学过程及相关资源之有机结合体。也就是说：微课是以阐释某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频。
1.2微课的特征
微课虽然短小，但它的教学意义和知识内涵非常巨大。有时一个短小微课比几节课都有用，所以说微课“课微不小”。微课虽然短小，比不上一般课程宏大丰富，但是它效果明显，意义非凡，所以说微课“位微不卑”。微课聚沙成塔、积少成多，通过不断的微学习、微知识，从而达到大智慧、大道理，所以微课“效微不薄”。微课都是小步子原则，一个微课讲解一两个知识点，看似很慢，但实际效果并不慢，稳步推进，所以说微课“步微不慢”。
2精心设计微课
2.1切入课题要新颖、迅速
由于微课的时间较短。因此，教师在设计微课时，要尽量做到切入课题的方法、途径新颖，切入迅速且与题目紧密关联，以便把更多的时间分配给内容讲授。在微课教学设计中，教师可考虑采用以下几种方式切题。
复等位基因是一个比较抽象、有一定难度的知识点，可以设置一个题目引入课题：AB血型和O血型的人婚配，他们的后代是何种血型？此问题与实际联系比较紧密，应用型较强，能激发起学生强烈的求知欲。
内环境稳态知识点与人体健康密切相关，教师可考虑由日常生活的常识、现象入手，层层深入。当遇到他人生病发烧和高温中暑时，该如何处置，这两者有何联系和区别。
教师还可以从以前学过的基本知识引入课题，如染色体的结构变异，这一知识点和之前学习的基因突变知识点联系较为紧密。两者同属突变，但又有各自独特的一些特征，教师可以通过复习基因突变，再将两者进行深入比较，从而加深学生对各自的理解。
2.2讲授线索要鲜明
在微课的设计中，尽可能只有一条主线，在这一条主线上突出重点内容。在讲授重点内容时，教师如需罗列论据，则力求论据的准确、充分，并且简而精。在设计微课时要注意积极引导、巧妙启发，在有限的时间内，圆满完成某知识点所规定的教学任务。
如对“生长素的发现过程”，教师可围绕植物向光性原因的探究，依次展示达尔文、詹森、拜耳、温特等人所做的实验，启发学生深入思考：可以获得哪些结论，结论只能到达哪一步。这样可以使学生感受科学探究的无穷魅力，体会科学家的严谨务实的科研态度。
2.3结尾要快捷
在微课的设计中，小结是必不可少的，它是内容要点的归纳。免疫调节这部分内容较多，各种概念之间错综复杂，学生在学完后有一种似懂非懂、似是而非的感觉。在结尾阶段，教师通过视频给学生讲解这节内容的概念图，会使学生有一种豁然开朗的感觉，起到画龙点睛之功效。好的微课小结可以加深学生对所学内容的印象，减轻学生的记忆负担。
2.4符合生物学科特点，力求创新
生物学科是一门实践性较强的自然学科，教师只有结合生物学科的特点，才能设计出精彩的微课。比如生物是一门基于实验的学科，局限于条件和时间，很多实验尤其是教材上的探究实验，很多时候并没有得到应有的重视，这不能不说是传统生物教学的一大缺陷。微课时代的到来，很好解决了这一问题。生物教研组依靠学科组内各位老师，充分调动学生积极性，采取分工的方法，分成若干小组设计、完成制作微课。这样的微课，取材于实际，由师生共同设计完成，一起学习分析，既增强了学生学习生物的兴趣，又会取得了良好的教学效果。另外，在微课的设计中，一定要有自己独特的亮点这个亮点，可以是精妙的课堂结构，激情四溢的演讲，细致入微的剖析，深入浅出的讲解，言简意赅的教学语言等等。微课教学有了独特的亮点，才能提升微课的水准。
3巧妙制作微课
3.1就地取材，突出学科知识点本质
简易的微课制作只需要一部智能手机、几张白纸、几支不同颜色的彩笔。制作时，教师将手机安装在支架上，调整好位置和角度，注意光线。按照事先的设计，教师边讲解变在纸上进行书写演算。拍摄好的视屏，可借助于QQ影音软件进行编辑操作。此方法就地取材，受设备、场地等的限制较小。所用的非专业影视软件，容易上手，适于微课初学者使用。此方法的优点是化繁为简，突出知识本质，对于遗传规律计算等内容的学习非常有效。
3.2利用专业软件，高水平制作微课
目前主流的微课制作软件，CamtasiaStudio比较有代表性，。CamtasiaStudio是由TechSmith开发的一款功能强大的屏幕动作录制工具，能在任何颜色模式下轻松地记录屏幕动作，包括影像、音效、鼠标移动轨迹、解说声音等。
使用时，首先启动CamtasiaStudio，选择“录制PowerPoint”。打开PPT，单击“录制”按纽，PPT便进入了放映状态。然后单击“单击开始录制”按纽，程序就开始对PPT进行录制了。教师边点击PPT，边解说PPT。待PPT放映结束停止录制。然后，单击“生成您的录制”按钮，选择其中的“自定义生成设置”，选择“创建MP3文件”，继续点击“下一步”，一直至“完成”，视频就初步制作出来了。最后为增强感观效果，再次启动CamtasiaStudio，导入刚刚拍摄的视频，对视频进行剪辑操作。有必要的话还可以为视频配上背景乐，一个精美的微视频便诞生了。
其他如录频软件CyberLinkYouCam、Screencast-O-Matic、白板工具SmoothDraw等软件，制作微课的效果也较为出色。
对新生事物的微课，教师在充分认识的基础之上，通过精彩的设计以及优良的制作，必定可以充分发挥其优点，使它更好的服务于中学生物教学。
参考文献：
[1]詹春青，胡铁生.中小学微课建设与应用发展研究[J].软件导刊（教育技术），2013（11）.
微生物学的定义篇4
【关键词】微生物检验；临床应用；质量控制
临床微生物检验是临床诊断的重要依据，临床微生物检验作为医学生物学的一部分，具有越来越重要的临床意义。通过临床微生物检验，我们能够快速掌握致病菌的大量准确信息[1]。患者发生感染后如若得不到及时有效的治疗可能会引起严重的流行性疾病，再加上在医院可能发生的感染，不但给患者增加新的疾病和痛苦，还给患者带来巨大的经济损失[2]。因此加强对微生物的检测，能够有效的控制感染，避免不必要的交叉感染。因此本院选取2014年5月-2015年2月在我院进行治疗的尿路感染患者，对其进行微生物的临床检验，研究其对患者感染的控制情况，现报道如下：
1资料与方法
1.1一般资料
选取2014年5月-2015年2月在我院进行治疗的尿路感染患者158例，随机分为对照组79例和治疗组79例，其中对照组男性41例，女性38例；年龄22-49岁，平均年龄（35.3±2.4）岁；治疗组男性39例，女性40例；年龄24-51岁，平均年龄（36.1±2.2）岁。两组患者在年龄、性别等方面相比无显著性差异（P>0.05），具有可比性。
1.2方法
对照组患者不进行任何任何检测试验。治疗组患者接受微生物检验，具体措施如下：①细菌鉴定：提取出的菌种由ID32E试条对细菌进行鉴定。②药敏试验：采用ATBG-5试条，同时采取半自动微生物分析仪对细菌进行检测。③初筛：采用微生物分析仪进行初筛。④确诊试验：采用K-B法对菌种进行确诊。头孢他啶30μg/片，头孢噻肟30μg/片，加入克拉维酸，抑菌环直径超过5mm者为产超广谱β-内酰胺酶。
1.3疗效判定标准[3]
轻度感染：具有轻微的尿道疼痛，临床症状发生不频繁，尿液中的囊尿、血尿、气尿以及细菌尿量较少；中度感染：临床症状容易发生，具有稍重的尿道疼痛，尿液中的囊尿、血尿、气尿以及细菌尿的量较多；重度感染：尿液中的囊尿、血尿、气尿以及细菌尿的量很多，具有严重尿道疼痛，临床症状严重。
1.4统计学处理
使用SPSS17.0统计软件包进行处理数据，计量资料以（±S）表示，进行t检验，计数资料采用2检验，P
2结果
1.4两组患者感染率比较
治疗组患者的感染率为6.33%。明显低于对照组的24.05%，两组相比具有统计学意义（P
1.5两组患者感染程度比较
治疗组患者中度感染和重度感染的患者比率明显低于对照组中度感染和重度感染的患者，两组相比具有统计学意义（P
3讨论
患者在医院的感染主要有三个环节包括传染源、传播途径和易感人群，控制以上三个环节的感染利于控制医院感染，而在临床应用中采用微生物检验可以依据检验结果对医院感染源头、原因做出诊断，利于进行进一步针对性干预[4]。在临床中应用微生物检验可以解决大量的医院感染问题，具有较多的鉴定方法，例如血清学分型鉴定、分子分型鉴定、细菌素分析鉴定等[5]。
本研究结果显示，对尿路感染的患者进行微生物检测后，患者发生感染的几率大大降低，仅有6.33%，并且在患者的感染的程度上也较轻，说明进行临床微生物检验，能够降低患者在医院的感染，及时保护易感人群。因此在临床中要注意切断医院污染的三个环节，切断传染源的重要手段为消灭病毒。而生物指标法是检测消灭病菌是否完全的最有效手段。医院感染主要通过环境、空气、医疗用品器械感染、医护人员的手等进行传播，因此为有效的降低患者的感染情况，需要定期监测医护人员手上的细菌，监测病房和医院办公室中的微生物，及时发现传染源，并进行干预[6]。尤其是进行入医院进行治疗的患者本身就属于易感人群，加之医院各种细菌流窜，很容易造成交叉感染。这就要求医护人员及时有效地检测微生物，并依据检测结果对症下药，对患者进行更有效的治疗，利于控制感染以及患者病情的康复。
综上所述，在临床应用中加强微生物检测是医疗机构感染控制的主要方式之一，它能够减少医院感染的情况，同时提高患者的治疗效果，值得在临床上推广使用。
【参考文献】
[1]郭卫红，宋宏先，伍亚云.临床微生物检验中存在的问题与对策[J].中国老年保健医学，2014，12（6）：106-107.
[2]郑婕.微生物检验在感染控制中的作用研究[J].中国卫生产业，2014，3（9）：66-67.
[3]梁新妹.微生物检验在感染控制中的价值分析[J].医学理论与实践，2014，27（19）：2626-2627.
[4]潘红.微生物检验在感染控制中的应用[J].中国医药指南，2013，11（36）：470.
微生物学的定义篇5
1.“物质构成的奥秘”是初中生形成三重表征思维的铺垫时期
初中生由于抽象思维薄弱，不易理解物质的微观世界，对于微观知识大多数只是机械记忆，造成了知识僵化不灵活，是导致初中生三重表征思维障碍的主要原因。因此，培养初中生的三重表征思维先要在微观知识的建构上做好铺垫。即引导学生理解和确立物质由微观粒子构成的观点，认识微观粒子的性质及其运动特点，形成正确而深刻的微观表征。
首先，形成物质由微粒构成的意识。从包括生活现象、化学史实、科研成果和探究实验等宏观事例入手，引导学生去感知看不见但确实存在的微粒，并及时建立有利于学生理解微粒的概念与属性的模型。进而利用微粒的模型引导学生理解物质的构成，提高学生分析物质的构成与解释物质的宏观现象的能力。在一些具体的实例上，引导学生认识物质的性质与变化跟其构成微粒的联系。例如，比较水和过氧化氢的分子模型及性质，引导学生把物质化学性质的异同归因于其构成分子的差别，形成“物质的性质主要是由物质的结构决定”的观念。
然后，理解微粒在化学反应中的运动情况。借助一些简单的微粒模型引导学生直观认识化学变化过程中有关微粒的变化。尤其要通过动手或动画等立体化、动态化的教学手段来突出微粒变化的过程，使学生在头脑中产生“分子分裂成原子，原子再重新组合成分子”的形象。例如，让学生以氧原子和汞原子的模型组合成氧化汞分子的模型，并模拟“氧化汞分子分裂成氧原子和汞原子，每2个氧原子结合成1个氧分子，许多个汞原子聚集成金属汞”的过程，使学生认识微粒间的重组。
最后，辨析微粒符号的意义。起初可能需要依靠必要的记忆来熟悉一些常见的、简单的符号。如按照教材的安排逐步让学生识记如氮气、氧气等物质的化学式及相关的元素符号，为进一步的书写和理解做好准备。接着就要结合微粒的模型来刺激学生对相应符号意义的理解，引导学生明确符号在任一点（元素、物质、分子、原子等）上的含义。最终就是借助微粒的模型或图形，引导学生辨析微粒的种类和数量，学会用符号表示出来。
2.“水的组成”是初中生形成三重表征思维的入门时期
关于“水的组成”，主要是通过电解水的实验研究水的组成、构成及水分解的微观过程，并确定水的化学式。它是学生初步学习了物质构成的知识后，首次从宏观实验入手深入研究物质的微观构成，并根据物质的微观构成写出相应物质的化学符号。其中蕴含了完整的三重表征思维学习模式，可作为初中生形成三重表征思维的入门课。教师可按照三重表征思维的线索组织学习的过程（见图2），引导学生初步了解按照宏观、微观、符号三个步骤去认知化学知识的方法。
先从电解水产生气泡的实验现象入手，观测在两极生成的气体的体积比，并进行这两种气体的检验，引导学生获得电解水过程的外在现象感知，形成对电解水过程的宏观表征认识。然后，围绕氢气和氧气的体积比进行分析，认识气体体积比与相应的微粒个数比的关系，从而确定水分子中氢原子和氧原子的个数比，即水分子的构成。例如，由生成的氢气和氧气的体积比、氢气和氧气的密度计算出两种气体（元素）的质量比，再用两种元素的相对原子质量计算出水分子中氢原子和氧原子的个数比。进而，建立水分子、氢原子和氧原子的模型，并模拟水分子分解的微观过程。再根据水分子的构成和原子及其个数的表示方法，确定水的化学式，以及用文字或符号的表达式表示电解水的反应，实现从微观到符号和从宏观到符号的抽象。
3.“化学方程式”是初中生形成三重表征思维的突破时期
化学方程式是最典型的化学符号表征。多数学生能够把宏观上的反应物、生成物、反应条件及各物质的状态等等表示出来，但往往在配平化学方程式的时候遇到困难。也有不少的学生能配平化学方程式却不能解释方程式的意义。这些问题的原因是学生缺乏在宏观表征、微观表征和符号表征中进行结合、转化的能力。这正是学生形成三重表征思维时需要突破的地方。教师可以从化学方程式的意义和书写中引导学生学习三重表征之间的转化，提高学生三重表征思维的水平。
一是从化学方程式出发，提取相应的宏观意义和微观意义。其中，宏观意义具有鲜明、生动、具体等感性特点，是为学生所熟悉和理解的。而微观意义，由于教师往往是引导学生孤立地分析化学式和化学计量数所代表的意义，使学生对微观意义的理解显得机械僵化。教师应该引导学生在理解化学反应的基础上，结合化学变化的微观本质引导学生动态地认识化学方程式的微观意义。
二是在配平化学方程式中进一步揭示化学方程式的微观意义。许多教师往往重视介绍和训练“最小公倍数”等配平的方法和技巧，而忽视了教材以氢气和氧气的反应为例展示的微观配平思路。这容易导致学生可能会用数学化的方法配平化学方程式，但不理解化学方程式所代表的含义，从而出现对化学方程式本质的理解困难。因此，教师在引导学生配平化学方程式的过程中就要贯穿对化学反应微观本质的思考。例如，分析反应物的分子是分裂成哪些原子（或离子），这些原子（或离子）是以何个数比进行结合的，等等。
4.“复分解反应”是初中生形成三重表征思维的深化时期
复分解反应是初中化学重要的一类基本反应，涉及的化学反应具有灵活、多变的特点。学生不可能对于每一个反应都通过实验等比较形象的途径来学习。因此，需要训练学生抓住复分解反应的微观本质分析问题，深化三重表征思维，使学生可以在没有具体实验或具体物质存在时，理清那些貌似相同实质不同或貌似不同实有联系的物质之间的区别与联系。如借助中和反应，引导学生认识复分解反应的本质是离子之间的反应，然后让学生在其他的复分解反应中进行模仿运用，就可以达到这样的目的。
首先，按照教材的实验组织探究活动，在试管中加入适量的（约2mL）氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞，变红。然后再逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至溶液恰好变为无色，着重通过酚酞颜色的变化引导学生认识有新物质生成，强化宏观表征。接着，结合教材的示意图，引导学生分析：氢氧化钠中有钠离子和氢氧根离子，酚酞遇到氢氧根离子变红，而盐酸中有氢离子和氯离子，并通过红色消失的现象来认识氢氧根离子与氢离子结合生成了水这种新物质，从而发生了化学反应。最后，把以上反应的过程用符号表示出来。第一步是写出完整的化学方程式：NaOH+HCl=H2O+NaCl；第二步是把有关物质用离子的形式表示出来：Na++OH-+H++Cl-=H2O+Na++Cl-；第三步是提炼中和反应的本质：OH-+H+=H2O。这样，通过三重表证思维，学生较好地理解了酸碱反应的本质，知道反应的本质就是氢离子和氢氧根离子结合生成水。这时，再写出其它的酸碱反应，学生就容易上手了。
微生物学的定义篇6
关键词：大学物理教学，微积分，变力做功
中图分类号：O411文献标识码：A文章编号：1674-9324（2014）06-0178-02
大学物理课程是所有理工科学生的全校性公共基础课，对学生在后续的学习中具有重要的奠基作用。学生在完成了中学阶段对物理课程的学习后，已经对物理学的基本定理和定律有了一定的了解。但是，很多的公式仍是靠背诵来掌握，知其然而不知其所以然。因此，大学物理在一个新的高度上，对学生之前所掌握的物理知识进行系统梳理，使得这些知识点进一步融会贯通，让学生认识到之前的学习可以作为现在的特例，从而实现从特殊到一般的知识过渡，进一步强化自我学习的能力。另一方面，微积分是高等数学的一个重要组成，很多学生在高中阶段已经对这部分的内容有所触及，在大学入学后将进一步得到加强。不过，数学课程偏重于概念的严谨性，学习过程中将涉及大量的符号运算以及抽象的命题证明，不容易让学生形成一种直观的图像。实际上，回顾历史，微积分的发明很大程度上就是受到物理学发展的推动[1]。因此，通过对物理问题的分析来引导学生建立微积分的概念很有必要，将微积分的思想融入大学物理的教学中，将会深刻影响到学生思考问题的方式，提高学生分析、解决问题的建模能力。本文将从以下几个方面来谈微积分思想在大学物理课程中的渗透。
一、微积分发明的历史
人类在历史长河的漫长积累中创造了辉煌的现代文明，任何一次科学的飞跃以及技术的突破，都是历经数代乃至数十代人的共同努力而成的。诚如微积分的发明者之一牛顿所言：“如果说我看得比别人更远一些，那是因为我站在了巨人的肩膀上。”早在三国时期（公元263年），数学家刘徽就提出“割圆术”的思想：“割之弥细，所失弥少，割之又割，以至于不可割，则与圆周合体而无所失矣。”大意就是我们可以用一个与圆内接的正多边形来近似描述一个圆形，在多边形的边数较少的情况下，这种近似的误差较大，不过这种误差在边数不断增加的情况下将会逐渐减少，最终消失。割圆术在分割的过程中用到的是基础的几何与代数，形象而又直观。不过它最重要的价值是在于提出了一种极限的思想萌芽，告诉我们可以通过逼近的手段得到一个任意精确度的结果。极限的概念和物理中的质点运动有着非常密切的关联。一般而言，一个宏观质点在空间中的运动一定是有时间连续性的，也就是说，该质点的位置、速度以及加速度都是随着时间不断地进行着连续过渡，这些物理量在某个时刻的前后并不存在跳跃变化。从极限的角度来理解那就是：若一个时刻与下一个相邻时刻之间的间隔可以被无限小地逼近，那么在这个时间间隔里这些物理量的相应变化也应该是无限微小的。牛顿将这两个无限小量的比值与运动学的定义结合起来，使得无限微分的概念有了一个明确的物理原型。而后，微分的逆过程又和求变速运动、变力做功等问题产生直接对应，牛顿-莱布尼兹公式在解决这些问题上发挥了重要作用。至此，微积分的理论基石被完全奠定[2]，经典力学的结构也由此日趋完整。
二、微积分的思想方法
微积分的思想包含了有限与无限、近似与精确的辩证统一。这种统一在数学上已经得到了严格的证明，因此在物理学特别是经典物理学的范畴内，微积分已成为一种重要工具用于描述并解决各类物理问题。我们以质点运动学中“变力做功”这一经典问题为例，来阐述微积分的思想以及方法。在中学物理中，我们已经对质点运动过程中力的做功有了明确的定义，即力与质点沿着该力方向所发生位移的乘积。根据这一定义，可以直接获得直线运动情况下恒力的做功。可是一旦涉及到更一般的情况，如运动过程中作用于质点上的力不断随着质点所处的空间位置而变化，之前的定义就会遇到困难。此时，运用有限元近似的处理方法将成为一种解决的可能。我们可将质点的运动轨迹分割为有限数量的小段，每一个小段都近似为直线段；另一方面，因为质点经过的每一小段长度都很小，所以在同一个小段内质点的位置改变不明显，所受到的力可以近似看成一个恒力。于是利用之前的做功定义，可以得到质点在任意一个小段内受到的外力做功的近似值，将这些近似值进行累加就获得总功的近似值。值得一提的是，通过这种方法得到的近似值与精确值之间的误差是可以控制到任意小的，只要我们将轨迹分割到足够短、数量足够多即可，这一点与前述“割圆法”是类似的。微积分在思想上的重要突破就是：当这种分割持续到无限，每个小段的长度都任意小的时候，对无限多个微小量的求和数值是收敛的！而且该收敛的数值就是变力做功的精确值。于是，初等数学的求和计算就过渡到了定积分。众所周知，定积分的计算包含被积函数、积分变量、积分上下限等基本要素，在“变力做功”的例子中，这些基本要素均可以找到一一对应的物理内容。因为力是空间位置的函数，而空间位置的变化则体现在每一段无穷小的位移量上，这二者的点乘积即为做功的微元，这些微元的累积代表总功。质点运动轨迹的终点和起点分别由定积分的上、下限来表示。现在，“变力做功”这个初等代数解决不了的问题已经完全转换成了一个定积分计算。定积分实际上就是无限微分（即求导数）的一个逆过程。一个函数的导数可以按下列步骤来演算：首先假设函数的自变量产生一个有限大小的增量，则函数也随之产生一个相应的变化量，可得变化量与增量的比值，再求得该比值在增量趋近于零时候的极限，就得到了导数函数，之前的函数则称为该导数的原函数。牛顿-莱布尼兹公式告诉我们：对导数函数求定积分等效于求其原函数在上、下限的函数值之差3]。所以在“变力做功”的问题上，只要能找到力函数的原函数，就意味着存在解析解。
三、从微积分的角度看物理问题
微积分思想方法的应用，极大地拓展了分析各类物理问题的范围。在中学物理中，很多的物理量是通过两个或者多个物理量的乘积来定义的。如位移可表示为速度与时间间隔的乘积，速度可表示为加速度与时间间隔的乘积，做功可表示为力与位移的乘积，电势可表示为电场强度与空间距离的乘积，磁通量可表示为磁感应强度与面积的乘积等等。在这类乘法定义中，均是采用一个恒定量乘以某段时间间隔或空间（可以是一维、二维或三维）间隔。在经典物理的框架内，时间与空间都是连续且均匀变化的，而恒定的物理量并不随着时空的变化而变化。这些显然都是特殊情况，是为了让初次接触物理者尽快建立起相应的物理概念而设定的。一般情况下，我们所讨论的物理量均是以时间和空间为基本变量的函数，类似“变力做功”，这些问题只能通过微积分的方法来进行求解。由微积分的思维方式理解物理问题的关键在于：采用无穷多次的分割，将目标物理量分解为微小的单元量，每一个单元量都与中学物理的定义相互对应，最后对这些单元量进行累积。实际上，这种计算方法是非常直观明确的，它们均是建立在物理学的基本定义之上。在写出积分表达式后，如果被积的函数是一个恒量，由提取公因子可知这个恒量可以放在积分号的外面，于是中学物理中的各类定义就能得以重现。如果被积函数是一些常见的函数，此时微积分的计算就会显示出它的强大功能。当然，有一些较复杂的函数不容易找到其原函数的解析表达式，这时候可能需要运用到一些积分的运算技巧，如分部积分、换元法等等4]。即使这些技巧无效，在计算机技术高度发达的今天，这些困难也都可以找到解决方案。“数值定积分”的算法思想就是将函数的积分区间等间距分割为N个点，将这N个点对应的数值代入被积函数将得到N个函数值，这些函数值的总和乘以积分区间上相邻两点的距离就是积分的数值结果。只要让N的数值足够大，最后的结果与精确值之间的误差就会任意小。所以，在大学物理课上讲解微积分，主要是培养学生掌握这种分析问题的思维习惯，不应该让繁杂的数学运算阻碍他们看清问题的本质。
总的来说，以形象直观的物理模型为载体，将微积分的思想方法融入各类物理问题的讲解中，有助于学生更快地理解并掌握这一高等数学的方法，同时强化了对经典物理理论体系的认识。采用微积分计算，中学物理的大量公式（除了基本定义）均可推导出来，这将进一步激发学生的学习信心与热情，对学生自我学习能力的培养具有重要的促进作用。
参考文献：
[1]龚升，林立军.简明微积分发展史[M].长沙：湖南教育出版社，2005.
[2]叶林.极限思想的发展与微积分的建立[J].内蒙古民族大学学报（自然科学版），2008，23（4）：465-468.
[3]漆安慎，杜婵英.普通物理学教程力学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.
[4]黎定国，邓玲娜，刘义保，等.大学物理中微积分思想和方法教学浅谈[J].大学物理，2005，24（12）：51-54.