第一篇：一種新的圖像加密算法研究

一種新的圖像加密算法研究

吳新華(南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)教中心 江蘇南通226007)

聯(lián)系作者e-mail: firstflycat@163.com 摘 要: 利用混沌序列的特性，本文提出了一種新的混沌彩色圖像加密算法。首先對Logistic和Cubic-Henon復(fù)合混沌映射進(jìn)行處理，生成混沌序列，再結(jié)合像素值替代和圖像位置置亂方法對彩色圖像進(jìn)行加密，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真和性能分析，結(jié)果表明該算法具有一定的有效性和良好的加密性能。關(guān)鍵詞: 混沌序列；彩色圖像加密；密鑰

中圖法分類號: TP309.7 TP391

文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

Study on a New Image Encryption Algorithm

WU Xin-Hua(Modern Education Technology Center, Nantong Textile Vocational Technology College, Nantong

Jiangsu, 226007, China)Abstract: A new color image encryption algorithm is presented with the properties of chaotic sequences.At first, the chaotic sequences are generated by dealing with Logistic and Cubic-Henon compound chaotic system.Then the color image is encrypted by combining the methods of pixel value substituting and position shuffling.The results of experiment simulation and performance analysis show that the algorithm is valid and has good performance.Key words: chaotic sequence;color image encryption;key

1引言

隨著當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，多媒體通信逐漸成為人們彼此之間信息交流的重要手段。而數(shù)字圖像作為多媒體信息中最重要的一種信息表達(dá)形式，現(xiàn)已成為人類進(jìn)行信息交流的重要手段之一，其安全性問題也同時被提上了日程。圖像加密是圖像安全保護(hù)的核心技術(shù)，由于數(shù)字圖像具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)相關(guān)度高等特點(diǎn)，用傳統(tǒng)的加密方式存在諸多問題，近年來興起的混沌加密方式為圖像加密提供了一個新的有效途徑，現(xiàn)已成為圖像信息安全的研究熱點(diǎn)。

混沌信號具有隱蔽性、不可預(yù)測性和易于產(chǎn)生、復(fù)制等特點(diǎn)，非常適合于圖像加密?；煦缦到y(tǒng)用

[1]于數(shù)據(jù)加密最早由英國數(shù)學(xué)家Matthews提出，此后人們提出了多種基于混沌的圖像加密算法，主

[2-4]要有基于Arnold變換、幻方、Hilbert曲線等的混沌圖像位置置亂，以及基于混沌系統(tǒng)的各種像[5,6]素值替代方法。雖然這些方法能較好地隱藏圖像，達(dá)到保密目的，但都是對彩色圖像RGB三基色分別進(jìn)行的加密處理，對混沌系統(tǒng)的維數(shù)要求較高；而且現(xiàn)有算法很少有擴(kuò)散化像素值替代和圖像位置置亂相結(jié)合的方法，因此其安全性和效率還有待進(jìn)一步改進(jìn)。本文采用Logistic和Cubic-Henon復(fù)合混沌映射，提出了一種新型的混沌彩色圖像加密算法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真和性能分析，結(jié)果表明該算法具有較好的性能。2圖像加密算法設(shè)計 2.1算法思想

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(60474076)，江蘇省“六大人才高峰”第三批高層次人才項(xiàng)目(06-E-029)，江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK2007061)一幅24位真彩色圖像由R、G、B三基色組成，可以表示為M?N?3三維數(shù)組的形式，三基色的像素值?[0,255]，且相鄰像素的三基色值在空間域上具有很強(qiáng)的相關(guān)性。本文將一幅彩色圖像處理成M?3N灰度圖像，然后利用Logistic和Cubic-Henon復(fù)合混沌映射產(chǎn)生混沌序列，對圖像進(jìn)行像素值替換和以8?8塊為單位的空域置亂，擾亂相鄰像素的相關(guān)性，再進(jìn)行重組，從而使得原圖像變成一幅雜亂無章的彩色圖像，達(dá)到良好的加密效果。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(60474076)，江蘇省“六大人才高峰”第三批高層次人才項(xiàng)目(06-E-029)，江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK2007061)2.2混沌映射

系統(tǒng)采用的Logistic混沌映射形式如下：

xn?1??xn(1?xn)????(1)

混沌動力系統(tǒng)的研究工作指出：當(dāng)3.5699456???4，xn?(0,1)時，Logistic映射工作于混沌狀態(tài)；而且Logistic映射對參數(shù)?具有極度敏感性。

系統(tǒng)采用的Cubic-Henon復(fù)合混沌映射進(jìn)行圖像位置置亂，其方程如下：

?x[k?1]??3x[k]?4x3[k]? 2?y[k?1]?1?0.3z[k]?1.4y[k]????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????z[k?1]?y[k]?其中：x[k]是Cubic混沌映射的狀態(tài)；y[k]、z[k]是Henon混沌映射的狀態(tài)。2.3加/解密算法

從算法的計算速度、置亂程度、抗攻擊能力等因素綜合考慮，本文提出了一種新型的混沌圖像加密算法，系統(tǒng)框圖見圖1所示，具體加密過程描述如下：

第一步：輸入待加密彩色圖像，分離彩色圖像的RGB三基色分量（RM?N，GM?N，BM?N），再將彩色圖像的RGB三基色分量進(jìn)行拼裝[RM?N,GM?N,BM?N]。

第二步：取?1?3.95,?2?3.97,?3?4，輸入初值xx0（令初值為加密密鑰），由（1）式分別生成三個混沌序列，將序列中每個元素都擴(kuò)大至小數(shù)點(diǎn)后三位，相加得到M?3N二維混沌數(shù)組HW[?][?]；再與[RM?N,GM?N,BM?N]對應(yīng)元素相加并求余，得到灰度值替代后加密圖像RGB_HM?3N。

第三步：給定初值x0,y0,z0（同樣令初值為加密密鑰），由（2）式生成實(shí)值混沌序列x,y，再將其分別按由小到大的順序排列，生成置亂索引二維數(shù)組PXM?3N,PYM?3N，然后以PXM?3N為行地址置換矩陣，對加密圖像RGB_HM?3N進(jìn)行行地址變換，以PYM?3N為列地址置換矩陣，進(jìn)行列地址變換。

第四步：合成R、G、B三基色，輸出密文彩色圖像。

加密密鑰Logistic混沌序列R 色提G 色取B 色RGB拼裝Cubic-Henon混沌序列原始圖像RGB像素值替換位置置亂拆分合成密文圖像 圖1 彩色圖像加密算法框圖

解密算法是加密算法的逆運(yùn)算，恢復(fù)出原始彩色圖像。2.4實(shí)驗(yàn)仿真

為了驗(yàn)證上述算法的有效性，本文對一幅尺寸大小為512?512?3的lena圖像進(jìn)行加密，其仿真

?0?0.1，x0?x結(jié)果如圖2所示。仿真時取加密密鑰與解密密鑰相同，分別為xx0?xx?0?0.655，?0?0.2，z0?z?0?1.2。y0?y

(a)原始圖像(b)加密圖像(c)解密圖像

圖2 混沌圖像加解密仿真圖

由上圖可知：原始圖像經(jīng)加密后，圖像變得雜亂無章、不可識別，而加密圖像經(jīng)正確的密鑰解密后又能恢復(fù)出原始圖像，從而具有一定的有效性和保密性?，F(xiàn)有的混沌圖像加密算法，也能較好地隱藏圖像，但其加密效果和加密效率不甚理想，如最常用的Logistic混沌映射用于灰度值替代、Lorenz混沌系統(tǒng)用于位置置亂方法，其抵抗統(tǒng)計攻擊的性能尤需提高（具體見3.2直方圖分析）。3 性能分析

3.1密鑰空間和密鑰敏感性

在本文提出的加密算法中，Logistic以及Cubic-Henon復(fù)合混沌映射的初值作為密鑰，即（xx0,x0,y0,z0），其精度達(dá)到10?16，密鑰空間可達(dá)10?64，可有效地抵抗惡意窮舉攻擊。

下面首先從密鑰失配時的解密圖像來定性分析密鑰敏感性。加/解密密鑰分別取?0?0.65500001，y0?0.2,y?0?0.20000001，z0?1.2,z?0?0.10000001，原?0?1.20000001，xx0?0.1,xxx0?0.655,x始圖像為圖2(a)，解密圖像如下圖所示?？梢?，盡管加、解密密鑰只有微小的偏差，但解密后的圖像已看不出任何原始圖像的痕跡。

(a)x0密鑰(b)y0密鑰(c)z0密鑰(d)xx0密鑰

圖3 密鑰發(fā)生微小變化后的解密效果圖

再由圖像恢復(fù)性能指標(biāo)MSE和PSNR來定量描述密鑰敏感性。當(dāng)解密密鑰x0,y0,z0或xx0分別以10?2的數(shù)量級失配時，得到不同的解密圖像，測量其與原圖像的MSE和PSNR，可得下表1。

其中： 均方誤差 MSE?1??(I?(i,j)?I(i,j))MNi?1j?1MN2(4)

2峰值信噪比 PSNR?10lg(fmax)MSE(5)

表1 對初值x0、y0、z0和xx0微小變化的敏感性測試

x0 變化 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 PSNR R

G

B 11.655 3 12.332 1 13.409 2 11.645 8 12.331 2 13.409 2 11.642 4 12.330 1 13.409 2 11.640 1 12.323 8 13.409 2 11.635 9 12.332 1 13.409 2 y0 變化 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2

PSNR

R

G

B 11.691 3 12.398 9 13.466 8 11.680 2 12.402 4 13.414 9 11.679 3 12.392 5 13.412 6 11.673 5 12.377 3 13.410 5 11.669 3 12.370 9 13.408 5

z0 變化 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2

PSNR

R

G

B 11.696 4 12.403 8 13.452 3 11.692 5 12.400 1 13.455 5 11.683 4 12.381 8 13.454 9 11.678 7 12.380 0 13.446 7 11.676 8 12.378 2 13.445 6

xx0 變化 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2

PSNR

R

G

B 11.630 9 12.325 7 13.390 0 11.630 5 12.323 9 13.385 3 11.621 2 12.320 6 13.383 9 11.619 3 12.318 8 13.380 9 11.610 5 12.311 8 13.373 4 可見，密鑰的微小變化，可以導(dǎo)致解密圖像完全偏離原始圖像（通常當(dāng)PSNR值在28dB以上時，圖像恢復(fù)的質(zhì)量較好），這意味著該算法對密鑰具有極大地敏感性。3.2直方圖

從一幅24位真彩色圖像及其加密圖像（圖2）中，分別提取出R、G和B分量，然后計算各自的直方圖（圖4）。從圖4可以看出，此算法進(jìn)行的加密圖像R、G和B分量的直方圖很均勻，完全不同于原始圖像的R、G和B分量的直方圖，可有效地抵抗統(tǒng)計攻擊；而對于同一原始彩色圖像，常用的灰度值替代方法（Logistic混沌映射）進(jìn)行的加密圖像直方圖仍帶有原始圖像直方圖的痕跡，位置置亂方法（Lorenz混沌系統(tǒng)）進(jìn)行的加密圖像直方圖與原始圖像直方圖完全一致（圖5）。

圖4 原始圖像和密文圖像RGB分量的直方圖

圖5 常用加密算法密文圖像RGB分量的直方圖

3.3相關(guān)性分析

通過下式計算相鄰像素的水平、垂直和對角線方向的相關(guān)性：

cov(x,y)?E((x?E(x))(y?E(y)))cov(x,y)Rxy?D(x)?D(y)(6)(7)

其中，x,y是圖像中兩相鄰像素的像素值，E(x)是x的數(shù)學(xué)期望，D(x)是x的方差，cov(x,y)是x,y的協(xié)方差。原始圖像中相鄰像素的相關(guān)性是很大的，為了破壞統(tǒng)計攻擊，必須是相鄰兩個像素的相關(guān)性降低，相關(guān)系數(shù)越小說明加密性能越好。現(xiàn)從原始圖像和密文圖像中任取一行、一列以及對角線上的像素點(diǎn)進(jìn)行相鄰像素相關(guān)系數(shù)計算，可得下表2。

表2 相鄰像素相關(guān)系數(shù)

像素關(guān)系 水平相鄰 垂直相鄰 對角線相鄰

原始圖象

R

G

B 0.979 8 0.920 0 0.863 2 0.985 5 0.983 1 0.968 6 0.963 5 0.942 1 0.882 4

密文圖像

R

G

B 0.042 3-0.030 8 0.027 5 0.030 3 0.016 4

0.006 2-0.038 6 0.025 2-0.015 9 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，此算法的加密信號具有較好的擴(kuò)散和混淆能力，加密效果好，因此該算法對統(tǒng)計分析具有更好的安全性。3.4抗攻擊性測試

密文圖像在傳輸過程中經(jīng)常會受到噪聲污染以及幾何失真等影響，圖6所示為其解密效果。圖6a所示為以peppers為例的密文圖像受到10%強(qiáng)度的椒鹽噪聲污染后的解密圖像，其與原圖像的相似度為90.01%；圖6b所示為以pelican為例的密文圖像經(jīng)約10%不規(guī)則裁剪后的解密圖像，其與原圖像的相似度為90.08%，可見此算法具有較好的抗噪聲、抗裁剪攻擊能力。

(a)椒鹽噪聲(b)不規(guī)則裁剪

圖6被攻擊后的解密圖像

4小結(jié)

混沌圖像加密技術(shù)是計算機(jī)圖像安全領(lǐng)域的一個研究方向。本文提出了一種新的基于混沌序列的彩色圖像加密方法，利用混沌信號的優(yōu)良特性，結(jié)合像素值替代和圖像位置置亂方法，在空間域內(nèi)對圖像進(jìn)行加密。該加密算法具有密鑰空間大、不易破解等特點(diǎn)，在抗破損、相關(guān)性統(tǒng)計攻擊等方面也具有較好的性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1] Matthews R．On the Derivation of a Chaotic Encryption Algorithm[J]．Cryptologia，1989，1：29-42 [2] Chen Guan-rong, Mao Yao-bao, Chui Charles K．A symmetric image encryption scheme based on 3D chaotic cat maps[J]．Chaos Solitons & Fractals, 2004, 21(3): 749-761 [3] 王英，鄭德玲，王振龍.空域彩色圖像混沌加密算法[J].計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報.2006, 18(16): 877-880 [4] 陳巧琳, 廖曉峰, 陳勇等.改進(jìn)的基于混沌序列的幻方變換圖像加密[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用, 2005, 22: 138-232 [5] Fu Chong, Zhang Zhen-chuan, Cao ying-yu.An improved image encryption algorithm based on chaotic maps[C].Third international conference on natural computation(ICNC), 2007, 24-27 Aug, 3:189-193 [6] 張燕, 黃賢武, 劉家勝.一種基于改進(jìn)的混沌貓映射的圖像加密算法[J].計算機(jī)工程, 2007, 33(10): 166-168

作者簡介：吳新華(1980-)，男，江蘇南通人，碩士，南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向?yàn)閳D像加密，網(wǎng)絡(luò)安全。

第二篇：調(diào)整參數(shù)圖像新教案

調(diào)整參數(shù)圖像新

八年級信息技術(shù)

【教學(xué)目標(biāo)】

知識目標(biāo)：

1、學(xué)會“圖像色彩調(diào)整”的使用方法；

2、了解“圖像色彩調(diào)整” 選項(xiàng)的設(shè)置技巧 3．利用“圖像色彩調(diào)整”合成圖像。

技能目標(biāo)：

1、培養(yǎng)學(xué)生欣賞美、鑒賞美和創(chuàng)造美的意識。

2、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

情感目標(biāo)：

1、培養(yǎng)學(xué)生欣賞美、鑒賞美和創(chuàng)造美的意識。

2、培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣和創(chuàng)新意識。

【教學(xué)重難點(diǎn)】：

利用濾鏡工具的高斯模糊修改圖像的背景，利用濾鏡工具的套索工具使物體更加突出?！窘虒W(xué)課時】：

三課時

第一課時 【教學(xué)過程】：

一、導(dǎo)入：

由于拍攝條件或拍攝技巧等原因，照片亮度、對比度、色彩效果不太好。

亮度太高

對比度太高

色彩失真

我們可以用Photshop調(diào)整照片的亮度、對比度和色彩，達(dá)到滿意的效果。怎樣來調(diào)整那，下面我們來看一看。

（一）在網(wǎng)站提供的素材中找到“鸚鵡.ＪＰＧ”并拷貝到硬盤上

（二）自動調(diào)整色彩與對比度

（１）啟動ＰｈｏｔｓｈｏｐＣＳ，單擊菜單文件——打開，打開鸚鵡.ＪＰＧ照片。

（２）單擊菜單圖像——調(diào)整——自動對比度，自動調(diào)整照片的對比度。

自動調(diào)整對比度后的效果

（３）單擊菜單圖像——調(diào)整——自動顏色，自動調(diào)整照片的顏色。

自動調(diào)整對比度和顏色之后的圖像效果

如果對Photoshop自動調(diào)整的照片效果不滿意，還可以根據(jù)需要手動調(diào)整。但對圖片已進(jìn)行過的自動調(diào)整，會對手動調(diào)整產(chǎn)生影響?？梢允褂酶用姘宓臍v史記錄面板，返回到文件打開時的狀態(tài)，重新進(jìn)行手動調(diào)整。

二、自己動手調(diào)色彩

?（１）在歷史紀(jì)錄面板中單擊打開，圖像恢復(fù)到剛打開時 的初始效果。

?（２）單擊菜單圖像——調(diào)整——亮度（對比度）?（３）分別拖動亮度、對比度滑塊調(diào)整，滿意時單擊好。?（４）單擊菜單圖像——調(diào)整——色相（飽和度）。?（５）分別拖動色相、飽和度、明度滑塊調(diào)整，滿意時單 擊好

照片調(diào)整好了，感到非常滿意了，這時候我們可以把它保存下來了，怎樣保存哪？

三、保存調(diào)整好的照片

單擊保存，在彈出的對話框中選擇合適的保存位置，命名 為鸚鵡，格式為ＰＳＤ，單擊保存?！菊n堂小結(jié)】

本課主要講了照片的明亮度、對比度、飽和度等調(diào)整的方法和步驟，希望學(xué)生能夠?qū)W以之用。來提高自己的操作水平?！菊n后練習(xí)】

在網(wǎng)站提供的素材中找到教學(xué)樓。ＪＰＧ和長度。ＪＰＧ拷

貝硬盤上，并在Ｐｈｏｔｓｈｏｐ中打開，進(jìn)行調(diào)整?！窘虒W(xué)反思】

優(yōu)點(diǎn)：學(xué)生能夠按照所學(xué)靈活運(yùn)用。

不足：

1、學(xué)生學(xué)習(xí)時積極性不夠

2、學(xué)生分配不均衡，又個小組基礎(chǔ)差

由散漫。

3、由于平時上網(wǎng)時間不夠，學(xué)生想在網(wǎng)上沖浪。自

第三篇：微課程研究是一種校本研修的新方式

微課程研究是一種校本研修的新方式，是促進(jìn)教師專業(yè)成長的新路徑。

一、校本微課程研究的策略

校本微課程研究有三個要素：“為了教學(xué)”，“在教學(xué)中”，“通過教學(xué)”。

“為了教學(xué)”是指微課程研究的主要目的不在于驗(yàn)證某種理論，而在于解決實(shí)際問題，提高教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的內(nèi)在價值。

“在教學(xué)中”是指微課程研究的主要是教學(xué)問題，是自己教室里發(fā)生的問題，而不是某種教學(xué)理論的假設(shè)。

“通過教學(xué)”是指教師本人在日常教學(xué)中親自解決問題，而不是讓教師把日常教學(xué)工作放在一邊，而去專門研究。

教師通過小問題、小課題、小策略，反思自己的教育教學(xué)，不斷更新觀念、改進(jìn)教學(xué)行為，促進(jìn)自己的專業(yè)化成長。

為了改進(jìn)自己的工作，打算追蹤解決某個小問題時，教師首先要確定一個小課題，再將課題付之于行動研究，提出小策略，看是否能真正解決問題。微課程研究要求教師在“課題——設(shè)計——行動——反思”的過程中開展研究。

問題：關(guān)鍵問題課題化

微課程研究強(qiáng)調(diào)解決教師自己的、真實(shí)的問題。不過，并非任何教學(xué)問題都構(gòu)成研究課題，只有當(dāng)教師持續(xù)地關(guān)注某個有意義的教育教學(xué)問題時，當(dāng)教師比較細(xì)心地設(shè)計解決問題的思路之后，日常的教學(xué)問題才可能轉(zhuǎn)化為研究課題，教師的問題意識才能上升為課題意識。強(qiáng)調(diào)對問題的追蹤和設(shè)計意味著所研究的課題來自教師自己的教學(xué)實(shí)踐，是自下而上的，是教師自己的問題，是教室里發(fā)生的“真實(shí)的問題”，而非“假想的問題”。

設(shè)計：用高效課堂理論助推

其實(shí)，教師一直在與研究打交道，比如備課、寫教案等。微課程研究意義上的設(shè)計雖不完全等同于一節(jié)課或一個單元的教學(xué)行動，但它實(shí)際上離不開教師日常的、具體的、以一節(jié)課或一個單元教學(xué)為單位的教學(xué)設(shè)計。微課程的設(shè)計意味著教師發(fā)現(xiàn)某個值得追蹤的教育教學(xué)問題之后，在接下來一系列的課堂教學(xué)行動中，尋找和確定解決該問題的基本思路與方法。

微課程研究不僅是教師個人的教學(xué)探索，更是具有合作意義的集體研究。當(dāng)教師以學(xué)生立場、生命立場來設(shè)計解決這些小問題的基本思路與方法時，這就是“教學(xué)即研究”的理念。

高效課堂是相對于原來的那種“少、慢、差、費(fèi)”的無效教育而言的，其核心是以學(xué)生為本。高效課堂的特點(diǎn)有三個：一是學(xué)生直接面對教材，將教材還原為“生活”，關(guān)鍵是主動學(xué)習(xí)；二是將教材還原為課程資源，還原為學(xué)生的生活實(shí)踐，關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力；三是學(xué)生的學(xué)習(xí)不再局限于課本知識，而是在學(xué)習(xí)知識和解決生活實(shí)際問題的過程中體驗(yàn)生活的情趣，在藝術(shù)欣賞和創(chuàng)作中形成高尚的生活態(tài)度、生活情趣，關(guān)注學(xué)生的情感、態(tài)度、價值觀。日常的教學(xué)小問題只有經(jīng)過設(shè)計才轉(zhuǎn)化為研究課題，而設(shè)計就要選擇高效課堂的模式。

微課程研究在尋找解決問題的基本思路與方法，更強(qiáng)調(diào)高效課堂理念的支持。教師選擇何種理念將決定教師選擇何種解決問題的思路與方法。

微課程研究不只是一般意義上的問題解決，它需要教師不斷地與周圍的同伴對話、與校外的專家對話，也需要必要的理論充電。

行動：既要執(zhí)行，更要再創(chuàng)造

教學(xué)行動是指將設(shè)計好的教學(xué)方案付諸實(shí)踐。如果設(shè)計的方案是一個教學(xué)過程，那么接下來的行動，既包括教師的展示，也包括相關(guān)合作者的展示。就教師的展示而言，行動不僅意味著觀察事先所設(shè)計的方案能否解決問題，而且意味著創(chuàng)造性地執(zhí)行事先設(shè)計的方案。教師一旦進(jìn)入真實(shí)的課堂，面對具體的學(xué)生，就不得不根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況和教學(xué)過程中的突發(fā)狀況，靈活調(diào)整方案。

就合作者而言，展示行動不僅包括觀察事先所設(shè)計的方案是否有效，而且也包括傾聽和觀察所設(shè)計方案的執(zhí)行是否合理。

微課程研究不僅要設(shè)計方案，而且更要注重再創(chuàng)新。它不僅努力改變教師的教學(xué)觀念，而且希望通過行動來引起教學(xué)實(shí)踐的改進(jìn)，并在改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的過程中進(jìn)一步觀察原先設(shè)計的方案是否有效，問題在多大程度上得到了解決。這個行動的過程，實(shí)際上就是一個由學(xué)生、創(chuàng)意者、合作者共同再創(chuàng)造的過程。

反思：用“我口”說“我心”

在微課程研究的過程中，反思是貫穿始終的。

微課程研究是一種基于教師個體自主思考的合作研究，合作研究的前提是教師個體的自主獨(dú)立的思考。微課程研究既需要教師與同伴之間、教師與校外專家之間的合作，也需要教師個人的獨(dú)立思考并“發(fā)表”自己的意見。這種“發(fā)表”既包括在各種報刊上的公開發(fā)表，也包括了教師與同伴之間或教師與專家之間面對面的對話。

教師的“發(fā)表”是重要的，所有的合作研究都以教師個人將自己的意見發(fā)表出來為前提。教師要善于用個性化語言或?qū)嵺`性語言，說出自己的心得體會，講述自己的教學(xué)故事，說出自己內(nèi)心真實(shí)的喜悅或困惑，這就是用“我口”說“我心”。

“發(fā)表”自己的教學(xué)故事對教師個人而言是反思，對合作者而言是共鳴與分享。創(chuàng)新的火花往往是在交流中產(chǎn)生的。

如何將微課程研究落到實(shí)處

要將微課程研究落到實(shí)處，必須要做好以下工作。

1．建立機(jī)制，形成校本微課程研究的氛圍

要形成校本微課程研究的濃郁氛圍，必須解決好以下問題：改變教師的角色意識，樹立教師即研究者、教室即研究室、教研組即研究組的觀念，教育科研并不是少數(shù)教育專家的專利，每一個教師都有義不容辭的責(zé)任；探討校本教研的具體開展方式，開辟多樣化的研究途徑；逐步建立校本微課程研究的保障機(jī)制，從制度、時間、條件、指導(dǎo)督促、交流合作等方面為校本微課程研究創(chuàng)造寬松的環(huán)境。

要形成校本微課程研究的濃郁氛圍，必須要堅持這樣的策略：第一，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高認(rèn)識。從理論上弄清微課程研究的定位、實(shí)施的前提、問題的確定、方案的制訂、方法的綜合運(yùn)用等具體問題，認(rèn)識到校本微課程研究是實(shí)現(xiàn)高效課堂的有效途徑。第二，體驗(yàn)培訓(xùn)，建立隊伍。每一學(xué)科都要開展有關(guān)微課程研究的培訓(xùn)和研討活動，逐步發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批骨干教師，建立微課程研究的基本力量。第三，典型示范，整體推動。選擇基礎(chǔ)好、教研氣氛濃、教師素質(zhì)好的學(xué)科作為工作重點(diǎn)，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)深入教學(xué)第一線，和學(xué)科教師共同探討本學(xué)科微課程研究具體開展的方式、途徑，建立本學(xué)科微課程研究的工作機(jī)制。在學(xué)科試點(diǎn)基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、交流體會、表彰先進(jìn)、推動工作。

校本微課程研究，校長是第一責(zé)任人，要主動承擔(dān)微課程研究的組織、領(lǐng)導(dǎo)之責(zé)；教研組、年級組、備課組是基本研究單位；全體教師都是參與者、行動者、研究者。學(xué)校要制定翔實(shí)的活動計劃，每一項(xiàng)計劃都要做到人員、內(nèi)容、組織保障、檢查督促四落實(shí)；要通過完善制度保障，促使微課程研究活動由被動變?yōu)橹鲃樱勺园l(fā)走向自覺，由無序走向有序。

2．同伴互助，共同提高，在互學(xué)互動中共同成長

微課程研究要求教師開展師徒結(jié)對，師徒各展其長，互幫互學(xué)，優(yōu)勢互補(bǔ)。只有定期就教育教學(xué)中的疑難問題開展集體會診活動，找出解決辦法，才有可能形成高質(zhì)量的微課程。對于典型的小課題，可采用個人構(gòu)思→集中交流→寫出個案→交流討論→達(dá)成共識→形成方案的方式，由專業(yè)人員制作成PPT，再轉(zhuǎn)換成微課程，在教學(xué)中實(shí)踐，針對存在的問題和不足進(jìn)行再次修改，反復(fù)磨合，直至滿意為止。

以問題為中心開展課題研究、集體攻關(guān)。最有價值的小課題，是實(shí)踐中產(chǎn)生的問題，課題研究的生命力在于解決實(shí)踐中的問題。例如，新課程提倡探究式教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)之初，教師往往遇到兩難的局面：一方面，教師若指導(dǎo)過度，學(xué)生就無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的自主學(xué)習(xí)和自主探究；另一方面，若教師指導(dǎo)不到位，學(xué)生的探究活動又會雜亂無章、盲目無序，從而無法完成學(xué)習(xí)任務(wù)。如何處理教師指導(dǎo)與開放式教學(xué)的關(guān)系呢？備課組以此作為課題展開行動研究，反復(fù)嘗試，摸索了以下行之有效的方法：第一，在教學(xué)方法上“循環(huán)探究，逐步深入”,先將新課內(nèi)容劃分為幾個大問題，從而讓學(xué)生的思維和探究教學(xué)形成一個先散后聚、不斷聚散的交替循環(huán)過程；第二，將探究教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容延伸至課外，對學(xué)生而言，可以先預(yù)習(xí)課文、查找資料、自制教具等；對教師而言，需要課前認(rèn)真?zhèn)湔n，預(yù)見教學(xué)中可能出現(xiàn)的情況，課中隨機(jī)應(yīng)變，課后注意反思和總結(jié)。這些不僅有利于學(xué)生探究學(xué)習(xí)任務(wù)的扎實(shí)完成，也有利于教師在新課程實(shí)踐中不斷完善教學(xué)。

組織個案研究，提高教師實(shí)踐能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，有意識地把一些典型的有代表性的課堂實(shí)況用攝像機(jī)拍攝下來，然后拿到備課組或教研組播放，解剖“麻雀”，先由上課教師介紹設(shè)計思路，然后，針對上課教師的理論設(shè)計和實(shí)際上課過程中的學(xué)生反應(yīng)進(jìn)行比較，一方面發(fā)現(xiàn)其閃光之處，作為今后教學(xué)的范例；另一方面找出其中不足，引以為戒。還可以把有代表性的課例或教學(xué)設(shè)計做成微課程放到網(wǎng)站上展示，供大家自由討論。

3．自我反思，自我成長

反思應(yīng)貫穿于微課程研究的整個過程之中：既有設(shè)計過程中的行動前反思，又有實(shí)踐過程中的行動中反思，還要有實(shí)踐后的行動后反思。反思的主要內(nèi)容為：設(shè)計是否切合實(shí)際、行之有效，策略是否符合新的教學(xué)理念，方法是否解決現(xiàn)實(shí)問題，效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，等等。

反思的最簡單形式是寫微課程后記。在后記的基礎(chǔ)上，我們鼓勵教師對自己的微課程反思進(jìn)行理論總結(jié)，同時，我們也鼓勵教師用微課程記錄自己教學(xué)故事，以此來反思自己的教學(xué)行為。

第四篇：研究和改革任何一種事物

淺談小學(xué)作文教學(xué)的研究和改革

徐旭

內(nèi)容提要：對于三年級的學(xué)生來說，應(yīng)如何表達(dá)自己的思想。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐性 想象 創(chuàng)造性 方法 技巧

摘要：研究和改革任何一種事物，必須從其最本質(zhì)的特征入手，小學(xué)作文教學(xué)的探索也不例外，應(yīng)該充分認(rèn)識和把握住最本質(zhì)的特征。小學(xué)生作文興趣低，作文水平差已是不爭的事實(shí)。這與學(xué)生作文心理有很大關(guān)系。學(xué)生在寫作文時缺乏應(yīng)有的心理自由，體會不到作文的價值與用處，欠缺基本的成就感，缺乏及時的反饋等。

一、小學(xué)生應(yīng)如何表達(dá)，怎樣獲取資源？

小學(xué)生的寫作與別的文章一樣，說到底無非是表達(dá)什么和怎么表達(dá)的問題，但他們的寫作有其特殊性，就“寫什么”這一點(diǎn)來看，由于小學(xué)生年幼識短，社會接觸少，缺乏一定的辨別是非的經(jīng)驗(yàn)和能力，不可能像中學(xué)生那樣在寫作內(nèi)容中具有深刻的廣博性，而只能寫自己經(jīng)歷過的事情或所見所聞。就其表達(dá)方式來看（怎么寫），也頗顯單一。至于各種寫作技巧和修辭手法則都是后話。因此，寫作內(nèi)容的實(shí)踐性（親身經(jīng)歷、感受、耳聞目睹）和表達(dá)方式的單一樸實(shí)性是小學(xué)生寫作表現(xiàn)的特點(diǎn)。

然而，倘若寫作均需事事親身實(shí)踐，但事實(shí)上事事親為也不可能，況且有時候也沒這個必要。所以，在小學(xué)作文教學(xué)中，如何豐富學(xué)生的生活，開闊視野，盡量讓學(xué)生挖掘?qū)懽魉夭?，并將這些素材轉(zhuǎn)化為 “自己的東西”，有自己的真情實(shí)感，而使其激發(fā)到“欲吐為快”的程度；鼓勵學(xué)生寫想象中的事物，激發(fā)他們展開想象和幻想，發(fā)揮自己的創(chuàng)造性。新大綱也明確指出：“要引導(dǎo)學(xué)生寫熟悉的人、事、景、物，做到說真話，表達(dá)真情實(shí)感，不說假話空話，激發(fā)學(xué)生展開想象和幻想，寫想象的中事物?！惫P者認(rèn)為，這才是提高小學(xué)生寫作能力的重點(diǎn)，也是教師指導(dǎo)學(xué)生作文的基點(diǎn)。

二、教師指導(dǎo)的重要性

寫作方法、技巧的傳授和指導(dǎo)，無疑是十分重要的，這是教師課堂教學(xué)的基本任務(wù)之一，曾記得冰心老人有一句話，說小學(xué)生寫作困難，“不是沒話可寫，而是不知道怎么寫?！边@話固然有理，但如果連寫什么都還沒有解決好，怎么表達(dá)應(yīng)該是后話，不能急于一時。所以，我們不能把寫作方法和技巧的傳授就當(dāng)作是“作文教學(xué)”。在實(shí)際工作中，由于課堂和時間等因素的制約，教師總是不能把“開發(fā)”和“加工”以最佳的方式結(jié)合起來，特別是不能將作文指導(dǎo)的重點(diǎn)放到學(xué)生“所知、所想、所欲”的素材原料的開發(fā)上，結(jié)果不能使學(xué)生真正將萬千事物豐富多彩的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為自己所需的東西，致使作文教學(xué)走上了本末倒置的死胡洞。

三、原材料的開發(fā)

如何把作文教學(xué)的重點(diǎn)放在“原材料”的開發(fā)上？如何做到既開發(fā)又加工？如何找到“開發(fā)”和“加工”的最佳方式？筆者認(rèn)為：四結(jié)合作文教學(xué)能較好地處理好這些關(guān)系，即：積累、評議、寫話、導(dǎo)改的四位一體。積累——是指語言材料的積蓄。目的是將學(xué)生的習(xí)作直接和書本知識、社會生活掛起鉤來，為習(xí)作做好鋪墊。實(shí)踐證明：學(xué)生讀寫能力的提高，取決于學(xué)生大量的感性的語言結(jié)累和反復(fù)的實(shí)踐活動。新大綱中對學(xué)生的閱讀量也作了明確的規(guī)定，強(qiáng)調(diào)結(jié)累。因此筆者在教學(xué)實(shí)踐中，除了在課堂上通過各種方法、多種途徑（例：感悟語言文字的特色，領(lǐng)會語言表達(dá)的規(guī)律，熟讀、背誦優(yōu)美語段等。）注重語言結(jié)累以外，還積極鼓勵學(xué)生廣讀課外書，將自己認(rèn)為必要的東西經(jīng)過分類，抄摘在本子上或卡片上，我們稱這本子和卡叫“采花本”或“采花卡”，第一方面是詞語的積累。成語、諺語、歇后語、日常用語、描寫性詞語等都是摘抄的對象，日常用語還可分為：文具名稱、蔬菜名稱、家具名稱??；描寫性詞語可分為兩類：一是動態(tài)性的；如表示“看”的詞，“走”的詞，“說”的詞，“笑”的詞??。二是形容性的；如表示“快”的詞，“慢”的詞，“好”的詞，“熱”的詞??。第二方面是好句的積累；重點(diǎn)摘錄的是含義深刻的句子和寫得好的描寫句。分類可以是粗線條的，也可以是細(xì)線條的。粗的可分四大類：人物描寫句；景物描寫句；哲理句；名人名言。細(xì)的各類還可分出各小類，如：景物描寫句可以根據(jù)季節(jié)劃分成春天描寫句、夏天描寫句??。第三方面是片斷的摘錄；可分四類；人物描寫、景物描寫、細(xì)節(jié)描寫、環(huán)境描寫等。第四方面的要求較高了一些，適用于高年級，主要是作提綱筆記和寫心得體會，例：列小標(biāo)題、列提綱、摘要點(diǎn)、寫讀后感等。第五方面是生活語言的積累。引導(dǎo)學(xué)生并逐步培養(yǎng)他們在社會生活中收集和處理信息的習(xí)慣和能力，做生活的有心人，勤觀察，勤思考，勤記錄。這樣堅持不懈，日積月累，定期閱讀、交流，一方面增加了閱讀量，激發(fā)了學(xué)生讀書、讀報、觀察生活的興趣和熱情，更重要的是積累了大量的“原材料”，為日后的加工、制作奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

評議——主要是學(xué)生通過閱讀和觀察，對零亂的材料通過思維加工用口頭和書面的形式進(jìn)行刪選、組裝的過程。具體地說，評議是對一些所見、所聞、所閱，根據(jù)自己的思想認(rèn)識發(fā)表看法，學(xué)生之間互相交流、辨論，各抒自見，據(jù)理力爭。

此時要求學(xué)生做到三條：第一、敢于發(fā)表獨(dú)立見解。要求學(xué)生說自己的所感所得，用自己的話說自己的思想，不要鸚鵡學(xué)舌式的有口無心，人云亦云。但要敢想敢說，又要有獨(dú)特見地，并非一朝一夕能形成這種能力，筆者認(rèn)為教師一要鼓勵學(xué)生發(fā)表不同意見；二要允許學(xué)生保留個人觀點(diǎn)，即使是錯誤的，也要尊重學(xué)生，讓他們把話說完，適時進(jìn)行比較、篩選，弄清事實(shí)真相，必要時“撥亂反正”。第二、善于抓住事物的本質(zhì)。抓本質(zhì)即是抓中心、抓重點(diǎn)、抓特點(diǎn)。第三、要言行一致，老老實(shí)實(shí)。贊成什么，反對什么，都應(yīng)該是老實(shí)話，絕不可口是心非，言不由衷；在思想內(nèi)容上學(xué)習(xí)什么，在語言文字的表達(dá)上借鑒什么，都要從實(shí)際出發(fā)，實(shí)事求是。

評議的主要手段是用嘴說，必要時書面，“我口說我心，我手寫我口”，做到人人開口，個個踴躍，由少到多，由淺入深。當(dāng)然，在學(xué)生評議、交流的過程中，教師要及時點(diǎn)拔、引導(dǎo)，規(guī)范他們的口頭語言，創(chuàng)設(shè)一個寬松的氛圍和多種多樣的交際情境，讓每個學(xué)生無拘無束地進(jìn)行口語交際。

寫話——有了原材料的大量積累，有了實(shí)事求是，發(fā)自肺腑的評議，“寫話”是勢在必行，學(xué)生也很有這種寫的欲望，水到必定渠成。這一環(huán)節(jié)，筆者認(rèn)為要體現(xiàn)由句到段到篇的訓(xùn)練程序?？梢允且痪湓挘部梢允呛唵蔚膸拙湓?，或是稍微多一點(diǎn)的。一個幻想、一個夢境、一個狀物、一段心理獨(dú)白、一段牢騷等都可以作為寫話訓(xùn)練的內(nèi)容，目的是把學(xué)生的寫話與他們自已無限豐富的第二宇宙結(jié)合起來，這無疑也是一個豐富的寫作材料的源泉。這樣不僅又有了一個原材料基地，而且通過評議有利于加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識自我，增強(qiáng)自信心，激發(fā)學(xué)生寫作興趣和靈感，形成良好的語感。“句”是“段”的其本單位，“段”是“篇”核心內(nèi)容，“句、段”能寫得好，難道還愁寫不好文章嗎？

導(dǎo)改——教師指點(diǎn)并引導(dǎo)學(xué)生修改。既然是這樣，筆者認(rèn)為這一環(huán)放有學(xué)生寫話或習(xí)作之后進(jìn)行更具有針對性和可導(dǎo)性，根據(jù)寫話、習(xí)作狀況進(jìn)行必要的指點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自能修改。況且這樣也有利于學(xué)生思維的發(fā)散性和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，不受事先指導(dǎo)框架的影響而千篇一律，也有利于學(xué)生的個性在習(xí)作中得到充分的展示。

“導(dǎo)”主要放在學(xué)生真情實(shí)感的表達(dá)上，體現(xiàn)“吾手寫吾心”；“改”則主要是語言文字的表達(dá)上，使之能真實(shí)地表露這種真情實(shí)感。當(dāng)然文章布局謀篇等方法和技巧也不能拋棄，恰到好處的點(diǎn)拔、誘導(dǎo)尤如畫龍點(diǎn)睛。

綜上所述，作文教學(xué)涉及到方方面面，但無論如何，“積累”是基礎(chǔ)，必不可少，好似工廠的“材料庫“，“巧婦難為無米之炊”最有力地說明了“原材料”的重要?！霸u議”則是過渡到寫話、習(xí)作的“橋梁”?！傲?xí)作”是最終的目標(biāo)，是“成品車間”。成品是否有“次品”出現(xiàn)，是否要修改，如何修改？還需要有“質(zhì)檢員”指導(dǎo)、把關(guān)，這一步即是“導(dǎo)改”了。

作文教學(xué)實(shí)施“積累”、“評議”、“寫話”、“導(dǎo)改”的四結(jié)合，是筆者多年的嘗試，它有利于學(xué)生積累豐富的知識，開闊狹窄的眼界；訓(xùn)練多元的思維，培養(yǎng)雄健的辯力；最終達(dá)到提高寫作能力的目的。但這還僅僅是一個良好的開端，還將不斷地探索，實(shí)踐，努力實(shí)現(xiàn)提高小學(xué)生作文興趣和水平的愿望。

參考文獻(xiàn)：

《作文教學(xué)改革》

《心理學(xué)》

《淺談小學(xué)作文教學(xué)的研究和改革》

徐旭

九宮小學(xué)

第五篇：熵一種新的世界觀教案設(shè)計

《熵：一種新的世界觀》教案設(shè)計

教學(xué)目的

1.提高學(xué)生對科技論文提要鉤玄的能力。2.理解本文對“熵”的說明。

3.體會本文節(jié)選部分對人類生存的新的哲學(xué)思考。

教學(xué)重難點(diǎn)

1.研討文章論述的觀點(diǎn)，訓(xùn)練提要鉤玄能力。2.學(xué)習(xí)用日常事例說明科學(xué)道理的寫法。

3.把文章中所舉的事例與有關(guān)“熵”的概述結(jié)合起來理解“熵”的含義。

教學(xué)設(shè)想 教學(xué)方法

1.點(diǎn)撥引導(dǎo)法。教師在學(xué)生自讀的基礎(chǔ)上，提出具有普遍性的問題作點(diǎn)撥引導(dǎo)。2.分組討論法。讓學(xué)生結(jié)合已有知識分組展開討論，各抒己見，質(zhì)疑解難。3.聯(lián)想類比法。讓學(xué)生把文中所講的道理與生活結(jié)合起來深入理解課文。

教學(xué)時數(shù)

兩課時

教學(xué)步驟 方案一

第一課時

一、導(dǎo)語設(shè)計

1868年，德國偉大的物理學(xué)家魯?shù)罓柗?克勞修斯提出了一個十分重要而又讓人費(fèi)解的概念——熵。“熵”這個概念談的是熱力學(xué)的第二定律。曾有不少人對這個奇怪的概念不以為然，他們想制造出各種形式的永動機(jī)來證明“熵”這個概念的錯誤。然而，100年的時間過去了，沒有任何一個永動機(jī)能夠永動。人們在實(shí)踐中，越來越深刻地認(rèn)識到，“熵”這個概念與我們的現(xiàn)實(shí)生存乃至我們的未來有如此緊密的聯(lián)系，以致于1959年，在克勞修斯提出“熵”的理論91年后，英國著名作家斯諾在劍橋大學(xué)作題為《兩種文化及再談兩種文化》的講演時說：一個作家對熱力學(xué)第二定律毫無所知，就等于一個科學(xué)家沒讀過莎士比亞的作品。那么，“熵”究竟與我們?nèi)祟惖纳嬗性鯓用芮械年P(guān)系呢？“熵”又揭示了人類怎樣的未來呢？今天，我們來學(xué)習(xí)美國當(dāng)代著名社會學(xué)家里夫金和霍華德的文章——《熵：一種新的世界觀》，讓我們一同走近科學(xué)領(lǐng)域中的“莎士比亞”。

二、解題

本文是一篇科學(xué)論文，作者里夫金和霍華德是美國當(dāng)代著名社會學(xué)家。1972年，西方著名的未來學(xué)研究團(tuán)體羅馬俱樂部發(fā)表了關(guān)于人類困境的研究報告，題為《增長的極限》，提出了“增長的極限”理論，提出人口和經(jīng)濟(jì)的增長，必然耗盡世界上不可再生的自然資源，1 同時污染環(huán)境，威脅人類生存。羅馬俱樂部的報告，向世人敲響了警鐘，對近代西方文化中經(jīng)濟(jì)無限增長的觀點(diǎn)作了批判?！鹅兀阂环N新的世界觀》就是在這樣的背景下誕生的一部學(xué)術(shù)著作。這部學(xué)術(shù)著作指出科技的發(fā)展是一個能源消耗不斷增加，因而“熵”也不斷增加的過程，得出了人類的歷史是一個不斷倒退、逐漸衰亡的結(jié)論。

三、研習(xí)課文

1.整體把握，理清思路。

（1）讓學(xué)生在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上速讀課文，初步提取要點(diǎn)，理清全文的論述思路。（2）學(xué)生討論發(fā)言，教師引導(dǎo)學(xué)生理順全文的論述脈絡(luò)。

明確：全文共15段。第1段通過民諺引出了熱力學(xué)定律，第2段用一句話表述了熱力學(xué)的兩個定律，引出了“熵”的概念。第3、4段是對熱力學(xué)第一定律的論述，為下文論述熱力學(xué)第二定律即熵的定律做鋪墊。第5段為過渡段，轉(zhuǎn)入對熵的論述。第6、7段是對熵下定義并做解說。第8、9段進(jìn)一步從能量耗散的角度論述熵的涵義：能量平均狀態(tài)是熵值達(dá)到最大的狀態(tài)。第10至15段從地球上能量來源、工業(yè)回收、物質(zhì)衰變等角度探討了能源危機(jī)，說明地球上的有效能量在不斷減少，熵在不斷增加。

2.具體研習(xí)，突破重難點(diǎn)。

（1）學(xué)生梳理文中有關(guān)“熵”的概述，并用自己的話對“熵”的本質(zhì)做出概括。明確：

第5段——熵就是損失了的能在將來用于做某種功的一定能量。第6段——熵是不能再被轉(zhuǎn)化做功的能量的總和的測定單位。

第7段——熵和污染是同義詞，是某一系統(tǒng)中存在的一定單位的無效能量。第9段——熵即無效能量的總和。概括：熵就是無效能量，就是污染。

（2）學(xué)生勾畫課文中關(guān)于“能量”的概述，并用自己的話來談一談對“能量”的新認(rèn)識。

明確：

第6段——能量可以分為“有效的”或“自由的”能量，和“無效的”或“封閉的”能量。

第7段——熵的增加就意味著有效能量的減少。被轉(zhuǎn)化成了無效狀態(tài)的能量構(gòu)成了我們所說的污染。

第8段——在一個封閉系統(tǒng)里，能量水準(zhǔn)的差異總是趨向于零。沒有任何能量級別差異的狀態(tài)叫做能量平均狀態(tài)。

第9段——能量平均狀態(tài)是熵值達(dá)到的最大的狀態(tài)，那時將不再有任何自由能量來進(jìn)一步做功了。

第10段——地球上有兩個有效能量的來源：一個是地球本身所蘊(yùn)藏的能量，另一個是太陽能。在對人類有意義的時間里，這兩個能量都是有限的。

第14段——當(dāng)有效能量告罄時，我們稱之為“熱寂”。認(rèn)識“能量”：能量可以分為“有效的”和“無效的”兩類，有效能量是有限的并且總在減少，即熵總在增加。有效能量消耗完時，熵達(dá)到最大值，這叫做能量平衡狀態(tài)或者叫“熱寂”。

四、課堂訓(xùn)練

本文在闡述科學(xué)道理時，有概述，有解說。從課文中找?guī)讉€例子，分析作者是如何運(yùn)用具體事例來說明抽象的論述要點(diǎn)的。

明確：課文第4、5、6、8、12、13段中都舉了日常生活中的例子來作具體說明。學(xué)生可以結(jié)合自己的物理學(xué)知識和生活經(jīng)驗(yàn)來分析這些例子與概述要點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系。

五、課堂小結(jié)

本文著重論述了熱力學(xué)第二定律即“熵”的定律。熵是與能量密不可分的一個概念。作者對熵和能量作了大量地敘述，同時又從生活中舉了大量的例子來作分析解說，使抽象的道理具體化，易于為一般讀者所接受。這種寫作方法值得我們學(xué)習(xí)。

六、布置作業(yè)

在課文第一段中，作者舉了三個民諺來啟發(fā)人們認(rèn)識熱力學(xué)第二定律。請結(jié)合本節(jié)課所學(xué)的知識，從能量耗散的方面，闡釋下面幾句話的意義：

（1）你不可能不勞而獲：（2）覆水難收：

（3）天網(wǎng)恢恢，疏而不漏：

第二課時

一、檢查作業(yè)，導(dǎo)入新課

1.讓學(xué)生就上節(jié)課的課后作業(yè)相互交流意見，然后發(fā)言討論。2.教師對學(xué)生發(fā)言中的疑難進(jìn)行點(diǎn)撥。3.導(dǎo)入新課。

通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)和作業(yè)練習(xí)，我們對“熵”這個概念有了更多的了解。按照英國作家斯諾所言，可以說我們是學(xué)習(xí)了科學(xué)領(lǐng)域里的莎士比亞的作品。但是《熵：一種新的世界觀》畢竟不是一篇文學(xué)作品，而是一篇飽含了深刻哲理的科學(xué)論文，其中一定還有不少令我們感到困惑的問題。這節(jié)課，我們就來做進(jìn)一步的研討。

1.學(xué)生自主質(zhì)疑研討。

2.具體研習(xí)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。

如果學(xué)生不能提出更有研討價值的問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入研討以下問題：

（1）第3段中“宇宙中的能量總和一開始便是固定的，而且永遠(yuǎn)不會改變”一句如何理解？

明確：可以引導(dǎo)學(xué)生利用已有的天文學(xué)知識來討論。也可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合史蒂芬?霍金的《宇宙的未來》一文中有關(guān)大爆炸的理論來思考。

（2）第4段中“世間萬物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動都不過是能量的不同聚集與轉(zhuǎn)化形式的具體表現(xiàn)而已”。你能再舉出別的例子來說明嗎？

明確：大到一頭大象、一座山，小到一只螞蟻、一塊石頭，都是能量的具體表現(xiàn)形式。（3）我們應(yīng)該如何重新看待工業(yè)回收問題？ 明確：工業(yè)回收對人類的生存有十分重要的意義，但是任何工業(yè)回收都在導(dǎo)致能量的消耗，即“熵”的增加。

三、課堂訓(xùn)練

課文題目《熵：一種新的世界觀》指的究竟是一種怎樣的“新的世界觀”？結(jié)合對本文的學(xué)習(xí)，請寫一段話，談?wù)勀銓Υ擞^點(diǎn)的理解。

明確：作者認(rèn)為人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史是一個能量不斷消耗、熵不斷增加的過程，是一個不斷衰退的過程，是一個一步步走向毀滅的過程。作者對人類發(fā)展史和人類未來的發(fā)展持悲觀的態(tài)度，這相對那種對人類發(fā)展史和發(fā)展前景持樂觀態(tài)度的觀點(diǎn)來說，是一種新的世界觀。

四、課堂小結(jié)

通過進(jìn)一步研習(xí)課文，我們對熵的深刻內(nèi)涵又有了新的理解。同時，我們對人類目前的生存方式及未來的生存環(huán)境都有了一種深沉的憂慮。當(dāng)我們在認(rèn)真學(xué)習(xí)本文的時候，當(dāng)我們在深入思考著這些問題的時候，按照里夫金和霍華德的觀點(diǎn)，我們也在消耗著能量，我們也在導(dǎo)致著熵的增加。這就是這篇課文特別要告訴我們的道理。

五、布置作業(yè)

《熵：一種新的世界觀》向我們揭示了一種人類無力拯救世界的悲觀結(jié)局，你對此有什么看法？課后搜集、閱讀有關(guān)資料，寫一篇短文，談一談自己的看法。