量子通信论文范文
时间：2023-04-01 02:38:35
导语：如何才能写好一篇量子通信论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
量子信道的建立速率定义为两个量子通信节点之间建立量子纠缠对的速率.基于纠缠态的量子通信网络中节点具有以下三个功能:远程传态功能、产生并向周围节点分发纠缠粒子功能和纠缠连接功能.其中纠缠连接功能由纠缠交换功能和纠缠纯化功能组成[2324],采用纠缠连接,可以为不存在纠缠粒子对的节点提供纠缠中继.在该网络中,距离较近的节点可直接分发纠缠粒子,建立量子信道,而相距较远的节点不直接分发高保真度纠缠粒子,需要通过中间节点依次中继,建立两节点间高保真度的量子信道.量子通信网络模型如图1所示.图1中个节点以单位密度分布在正方形的二维平面中,分布区域的正方形面积。整个分布区域的节点总数为,各节点在空间中随机分布,假设在不相交区域中节点数目相互独立,则节点的分布满足空间泊松过程.该量子通信网络有以下特点:1)所有的节点功能相同,可与相邻节点直接通信,也可通过相邻节点为中继与远处节点通信;2)量子信息通过量子纠缠对传输,但节点之间不预先存储量子纠缠对;3)对于相邻节点,在通信开始阶段,节点中进行纠缠粒子生成,生成的纠缠粒子传输至相邻节点,得到高保真度的纠缠对以供量子信息传输。4)对于相距较远的节点,需要先找到一条可以连接待通信两节点的拓扑通路.通过通路上节点的纠缠连接操作,在远距离的节点间得到高保真度的纠缠对.本文分别对该模型下任意两节点间的量子信道建立速率进行分析,包括基础链路、中继长链路以及趋于无穷大时大规模网络中远距离两节点间的量子信道建立速率.
2量子通信网络基础链路的信道建立速率
在基于纠缠态的量子通信网络中,将可以直接通过纠缠粒子分发建立量子信道的节点称为相邻节点,相邻两节点间通过纠缠粒子形成的量子通路称为基础链路.不存在基础链路的节点之间可以通过中继节点之间的基础链路建立量子信道.文献[25]对基础链路上的信道建立速率进行了分析.基础链路上的一个节点由于内部纠缠粒子的存储空间有限,所以节点产生纠缠粒子对的频率也受到限制.假设节点光子产生纠缠粒子操作的频率为,节点按成功概率生一定保真度的纠缠粒子对,为两节点之间的距离,为光速,则相邻两节点之间成功得到一个纠缠光子对的平均时间。
3中继长链路的量子信道建立速率分析
非相邻两节点间如果可以通过中继节点建立量子信道,则两节点间的量子通路称为中继长链路.相邻节点之间可以直接生成量子纠缠对以传递量子信息,但中继长链路上需要各中继节点通过纠缠连接,消耗中继节点上的量子纠缠对,从而在源节点和目的节点之间得到高保真度的量子纠缠对,建立量子信道.图2为仅有一个中继节点的三节点中继长链路,假设节点Alice为源节点,节点Carol为目的节点,节点Bob为中继节点,节点Bob和相邻节点Alice,Carol分别共享量子纠缠对A1-B1和B2-C1.该过程中,节点Bob对位于本节点的量子比特B1和B2执行贝尔基测量,即可得知A1,C1的纠缠状态.在最大纠缠态情形下,纠缠连接即形成.在非最大纠缠态情形下,纠缠连接概率性形成,。由于各基础链路上纠缠粒子生成和纠缠连接操作的顺序不同,可以得到不同的量子信道建立方法,不同的量子信道建立方法对应不同的量子信道建立速率.我们对逐点和分段两种量子信道建立方法所对应的量子信道建立速率进行分析.如图3所示,假设一条中继长链路由个节点和1条基础链路所构成,设源节点编号为1,目的节点的编号为,链路上的节点和基础链路依次编号.假设节点1和之间已建立量子信道,节点和节点之间也已建立量子信道,对某节点进行纠缠连接操作,可得建立该量子信道的速率。如图4所示,逐点量子信道建立方法中各个中继节点上的纠缠生成和纠缠连接操作依次进行,其步骤如下:1)生成中继节点2与源节点1之间的纠缠粒子对;2)生成中继节点2和下一中继节点3之间的纠缠粒子对,中继节点2进行纠缠连接,使得源节点1与中继节点3建立量子信道;3)生成中继节点3和中继节点4之间纠缠粒子对,中继节点3进行纠缠连接,使得源节点1与中继节点4建立量子信道;4)逐点进行,最后生成中继节点(1)和中继节点间纠缠粒子对,中继节点(1)进行纠缠连接,建立源节点1和目的节点间建立量子信道.逐点量子信道建立方法需要在2个中继节点上进行不相互独立的纠缠连接操作.基础链路的信道建立速率由量子纠缠分发速率决定.纠缠光子经由光纤或自由空间信道传输,再经过本地操作实现量子纠缠分发,该过程所需时间设为常数。
4基于逾渗模型的二维量子通信网络量子信道建立速率
量子通信网络的模型与传统通信网络模型类似,都可建模为个节点利用传输信道进行信息传递,所不同之处在于传统无线通信网络使用的是传统无线或者有线信道,而基于纠缠态的量子通信网络使用的是纠缠粒子构成的量子信道.与经典无线通信网络的网格划分相似,可采用逾渗模型对整个网络特性进行分析.逾渗模型证明通过适当的网络网格划分可保证整个网络的连通性,使得网络中的任意源节点和任意目的节点总可找到一条中继链路相连,整个网络中将形成高速公路(highway),高速公路可为其他不在高速公路上的节点提供中继[16].将图1中节点数目为的量子通信网络平面划分为边长为的正方形网格,若某个网格中至少含有一个节点,该节点可为相邻网格中的节点提供中继,则这个网格视为连通的.由单位密度泊松点过程的概率分布规律,网格中至少含有一个节点的概率为(si1)=1e2,其中si代表单个网格中的节点数.网格边长足够大时,可保证网格中至少有一个节点的概率足够大.当网格连通概率大于二维正方形逾渗的逾渗阈值时,将会出现无限大连通集团,整个量子通信网络必然是连通的,即网络中任意两个节点间存在直接量子信道或者由多个中继节点组成的量子信道.当网格连通概率大于二维正方形逾渗的逾渗阈值时,将在水平方向和垂直方向由连通的网格依次相连形成大规模的连通链路,这种连通链路的拓扑结构称为高速公路.高速公路上分布着大量的中继节点,且这些相邻中继节点之间的最远距离由网格的边长决定,使得基础链路的长度最长不超过网格对角线长.高速公路存在于网络水平方向和垂直方向,源节点找到离自己最近的高速公路入口节点,然后在水平方向的高速公路找到与目的节点垂直距离最近的节点,接着通过该节点沿着垂直方向的高速公路找到与目的节点最近的出口节点.由于高速公路的存在,若源节点和目的节点都在高速公路上,则这两个节点可直接利用高速公路的中继作用建立量子信道,若源节点和目的节点至少有一个不在高速公路上,则应先找到最近的高速公路入口节点或出口节点,再通过高速公路中继,从而建立量子信道。由此可知,高速公路上的基础链路的量子信道建立速率仅与节点的量子存储空间、网格划分的对角线长度、给定的量子信息保真度有关,与总节点个数无关,故相对于为常数阶.不在高速公路上的节点要先找到离它最近的高速公路节点作为入口节点或者出口节点,源节点与入口节点之间以及目的节点与出口节点之间存在基础链路,该基础链路的量子信道建立速率与总节点个数有关,由于不在高速路的点与最近的高速公路节点的距离不大于log+22[21],故该基础链路的速率。因此对中继长链路而言,分段量子信道建立方法的量子信道建立速率更高.因此我们对长链路上使用分段量子信道建立方法进行分析.根据源节点和目的节点分布不同,可分为以下两种场景.场景1:若源节点和目的节点都在高速公路上,则对于有Ω()个节点的这条长中继链路,基础链路的最长距离由网格划分的边长决定,此时基础链路上的量子信道建立速率为常数阶,源节点和目的节点成功得到量子纠缠对的速率。所以当量子通信网络的节点都利用逾渗模型所指出的高速公路进行长链路的中继通信,且采用分段量子信道建立方法时,整个量子通信网络的量子信道建立速率为Ω(1/).由于场景2的量子信道建立速率小于场景1的量子信道建立速率,整个量子信息网络的量子信道建立速率上限值由两者的较小值所决定的,故量子通信网络的量子信道建立速率为Ω(1/).
5结论
篇2
【关键词】无源互调；接触非线性；材料非线性；抑制措施
一、引言
近年来，随着通信系统及其用户数量大幅增加，移动通信系统中的无源互调产物，已成为影响系统通信质量的重要寄生干扰之一。因此科学有效的分析无源互调机理及测量其产物对提高整个通信系统的通信质量将具有重要的意义。为了比较全面地理解无源互调干扰问题，我们有必要首先了解无源互调的产生机理。在大功率卫星通信系统和移动通信系统中，微波器件的PIM干扰主要来自两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。前者指的是具有非线性电流电压特性的任何金属接触； 后者指的是具有固有非线性导电特性的铁磁材料、碳纤维和铁镍钴合金。需要特别指出的是，除了上述两种无源非线性机理外，还可能存在一些其他的非线性效应，这对无源互调的产生也有一定的贡献。
二、无源互调的几种重要的机理分析
（一）接触非线性机理
接触非线性主要包括由材料结构和时间相关现象引起的非线性效应。由材料结构引起的非线性产生机理主要包括：由接合面上的点接触引起的机械效应；由点电子接触引起的电子效应；由点电子接触和局部大电流引起的热效应。由时间相关现象引起的非线性主要包括：斑点尺寸随着电流的通过而增大；由强直流电流引起的金属导体中离子的电迁移；引起接触面相对运动的热循环；引起接触面相对运动的振动和磨损；不同热膨胀系数的器件接触引起的热循环；金属接触的松动和滑动以及氧化层或污染物的增加。
1.量子隧穿与热电子发射效应
根据经典的理论，“金属-绝缘体-金属”（MIM）式的结构是无法实现电流传导的。但是，量子理论表明，对于表面氧化层很薄的情形，金属中的电子可以通过隧道效应穿过势垒，从一个金属到达另一个金属。从上个世纪五六十年代以来，人们对于MIM结构的导电机理做了大量的研究，研究结果表明：量子隧穿和热电子发射效应是金属-金属接触中产生PIM的两个重要因素。如果金属中的电子具有足够的能量越过介质形成的势垒从而形成金属之间的电流传导，则称这种现象为热电子发射电流；反之，当金属中的电子能量不太高且介质形成的势垒厚度较薄时，电子将通过量子隧穿效应实现电流传导。图1显示了薄势垒MIM结构的能带图及其相应的导电机理。
图1 薄势垒MIM结构的能带图及其导电机理
量子隧穿电流通常对势垒高度、外加偏压和介质层厚度等参数非常敏感，且具有很强的非线性特性。依据Simmons的研究成果，可由下式计算：
（1-1）
式中，
式中为势垒高度，单位为eV；为介质层厚度，单位为?；为MIM结构的偏压，单位为V；为电流密度，单位为A/cm2；为介质层的相对介电常数。
而热电子发射电流计算公式为：
（1-2）
式中T为温度，单位为K；k为波尔兹曼常数。
利用式（1-1）和式（1-2），在不同的参数条件下，可以对MIM结构的量子隧穿电流和热电子发射电流进行计算。结果表明：势垒高度、外加偏压、介质层厚度及相对介电常数这四个参数对量子隧穿电流和热电子发射电流的影响趋势是一致的，而且热电子发射电流还强烈地依赖于温度。这样，当MIM结构本身的参数相同时，可以通过调节温度的大小来控制MIM结构的主要导电过程。
2.微放电机理
微放电是在真空条件下大功率强微波电场作用下发生的一种射频击穿放电现象。为了简要描述微放电机理，我们以真空中的平行板为例。假设电子数为N的很多电子在时从一个极板（）发射（如图2），在RF电场驱动下到达另一极板（）。通过撞击，发射许多电子（数目为），为这次特别撞击的二次电子倍增系数，它是撞击能量和表面材料的函数。如果在狭缝中的飞行时间约等于RF周期的，或者等于RF周期的奇数倍，那么新发射的二次电子就可能被加速，直到再次撞击的极板，引发个二次电子的发射，式中是第二次撞击的二次电子发射系数。经过n次撞击后，放电后的电子数为。图2是时的微放电示意图。
图2 微放电示意图材料非线性机理
（二）材料非线性机理
1. 铁磁效应
铁磁材料具有很大的磁导率，在强磁场下会产生饱和，并随磁场非线性变化，显示出磁滞特性。铁、镍、钴及其合金、镧系元素（如稀土）等都是铁磁材料，它们能引起很强的PIM产物。铁磁非线性是由含有铁磁材料的金属器件在导电时因随电流流动使导体电路磁导率产生变化引起的，这和一个电路电感的非线性变化非常相似，它导致两个或两个以上信号产生非常强的PIM产物。这种非线性是一种磁饱和畸变的形式，且不随时间而变化，通常情况下比普通的接触非线性好得多（如图3所示）。
图3 铁磁非线性
2. 电热效应
近期的一些研究报导了微带传输线上电热引起的PIM产物。电热引起电导率的调制是传输线上PIM的支配性的物理机理，PIM的产生是由电流相关的非线性引起的。电热效应的基本过程是：导体中电流产生焦耳热，产生的热将跟踪电信号的包络，热的变化引起温度的变化，进而引起电导率变化，而电导率的变化反过来会影响导体中的电流，电流的变化必然导致焦耳热的变化，并进一步影响到电导率。这是一个不断反馈的过程，这种变化会在集总微波终端和衰减器上产生PIM失真。
（三）其他非线性效应
1. 表面效应
金属表面的磨损或污染可能会引起PIM失真，这种现象叫做表面效应。虽然人们普遍接受铜越粗糙产生的PIM电平越高的观点，但相关联的物理机理仍很模糊。表面焊接层对PIM的影响如图4所示。由图可知，缺少焊接层会引起更高的PIM产物，这是由于铜轻微地粘在基板上，降低了接口质量。
图4 三氟甲基焊接对PIM的影响
金属表面的磨损也会影响PIM的产生。在表面粗糙度的测试中，相对于电流方向做横向和纵向的擦磨处理。当残余PIM电平为-144dBm时，横向擦磨可使PIM电平增加13-22dB，而纵向擦磨使PIM电平增大1-4dB。综上所述，表面效应对PIM的产生是有贡献的。
三、无源互调的抑制措施
研究了无源非线性的类型和机理以后，为了尽量避免PIM产物带来的影响，我们可以采取若干措施使通信系统中的无源互调产物降到最低。其抑制措施主要包括以下几个方面：
（1）在通信系统中辐射信号能够到达的地方或者附近，尽量不要使用铁氧体、钴、镍、不锈钢等铁磁材料。如果必须使用，那么必须涂上一定厚度的银板或铜板。
（2）将金属接触减至最少，特别是松动接触和转动连接。如果确实不可避免，那么在这些接触或连接上应提供绝缘或可能的替代电流路径。
（3）在电流路径中要避免使用调谐螺钉或金属-金属接触的活动器件，如果非用不可，应将它们放在低电流密度区域。
（4）保持热循环尽可能小，因为材料和金属结的膨胀和收缩能够引起较大的PIM干扰。
（5）提高线性材料的连接工艺。若有可能就用捆绑连接，但要确保这些连接是可靠的，无非线性材料、无裂缝、无污染或无腐蚀。
（6）在传导路径中应使用较大的导体或金属之间有更大的接触面积来保持低的电流密度。尽量减少粗糙表面和尖锐边缘暴露在辐射信号区域。
（7）使用同轴电缆时，最好选用刚性屏蔽电缆。当使用编织电缆时，应选用最高填充因子的编织物。编织物不能用铁磁材料制造，铜镀银是最好的编织材料。电缆长度应尽量减至最短，特别是使用软波导或软电缆时。
（8）非线性元件，如集总虚拟负载、环形器、隔离器和某些半导体器件的使用应减至最少。
（9）高功率发射信号和低电平接收信号之间应由滤波器和物理分离法达到良好的隔离。如果将这两路信号设计成各自独立的信道，独立的发射、接收天线，则PIM产物可以得到很好的控制。
（10）频率计划应考虑高阶PIM产物，因为它们在某些通信系统中可能是潜在干扰信号。
（11）如果高低功率信号不可避免地要使用一个公共信道，那么降低PIM的出发点是合理地选择发射频率和接收频率。在多通道通信系统中，完全分离收发频率是不可能的。因此减小PIM干扰的最佳途径是把收发频率尽可能离得远些。
（12）采用合理的焊接，且尽量保证焊接面光滑，如果焊接面不光滑或有毛刺时也会导致PIM的产生。
（13）防止通信系统各种器件的锈蚀，尽量不要用手触摸元器件。在使用同轴电缆之前应从端器件开始逐一清理干净，接插件接头在每次使用后均应清洗。切记不要将接插件浸入液体清洗剂中，因为这样会使污染物进入其内死角。
除了上述措施外，良好的工艺、仔细的计划、严格的质量控制和高标准的操作维护措施同样非常重要。应注意的是，虽然在设计和制作阶段适当注意细节可以大大降低PIM电平，但是一个完全没有PIM干扰的通信系统是不可能存在的。
四、结论
通过对无源互调干扰的产生机理及其抑制措施的研究，我们明白了微波器件的PIM干扰主要来自两种无源非线性：接触非线性和材料非线性。接触非线性指的是任何具有非线性电流电压行为的接触引起的非线性；材料非线性指的是具有固有非线性导电特性的材料引起的非线性。从接触非线性机理、材料非线性机理和其他非线性效应三个方面，对无源互调的产生机理进行了分析和讨论。最后给出了通信系统中无源互调干扰的主要抑制措施。这将为下一步无源互调的分析与测量研究打下坚实的基础。
参考文献：
[1]张世全. 微波与射频频段无源互调干扰研究[D]：[博士学位论文]. 西安：电子科技大学，2004.
[2]Lui P. L. Passive intermodulation interference in communication systems. IEE Electronics & Communication Engineering Journal， 1990， 2（3）： 109-118.
[3]Helme B. G. M. Passive intermodulation of ICT components. IEE Colloquium on Screening Effectiveness Measurements. London， 1998， 1/1-1/8.
[4]Muhammad Taher Abuelma ‘atti. Carrier and intermodulation performance of limiters excited by multicarriers. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems， Jul 1994， 30（3）： 650-659.
篇3
关键词：低压集抄；检测装置
Abstract: in this paper the author introduces the technical scheme of low pressure test device, focuses on the instructions of the principle of two detection methods.
Keywords: low voltage set copy; Detection device
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：
0 引 言
由于缺乏相应的软、硬件测试手段，无法模拟现场的各种工况，难以发现低压集抄系统的产品质量隐患，亟需研制一种面向低压集抄系统的检测装置，对低压集抄系统各组件的功能和性能进行一体化测试。
1 技术方案
1．1 检测装置的结构
采用一柜一挂表架的分体式结构，数字信号源、功率放大器、标准电能表装在柜中，其余部分不在挂表架中。挂表架采用两排结构，上排设置12个单相电能表表位，下排设置2个集中器位、2个采集器位、3个三相电能表表位。电流接线采用压接式，其余采用插座接线的方式。三相平衡设计。总体框图如图l所示。每个电能表位置提供1个电能表校验脉冲输入接
图1检测装置总体框图
口，1个时钟信号输入接口，2~RS485通信接口。配置各类专用的虚拟电能表，支持通过RS485和电力线载波接口与集中器和采集器的通讯，并且可根据用户需要，扩充支持微功耗无线和蓝牙方式。配置测试各种集中器所需的以太网、RS232接口、GPRS／CDMA调制解调器、PSTN调制解调器和PSTN换机。
1．2 检测装置具备的功能
检测装置不仅可按照集中器上行通信规约和电能表通信规约进行系统通信规约的检测，而且可以对集中器、采集器、用户电能表等设备实时走字，测试集抄系统运行工况。能对集中器、采集器、用户电能表进行时钟准确度测试。能依据GPS时钟对集中器、采集器、用户电能表进行授时。
采用数字化程控信号源，模拟出集抄系统运行环境，通过加快时钟节拍，利用虚拟电能表产生测试所需的电能表数据，配合可设置的测试策略，使得系统历史数据的测试时间大为缩短，提高测试效率。
2 硬件单元
检测系统主要由数字信号源、功率放大器、标准电能表、误差处理系统、虚拟多功能电能表、GPS时钟频率源、功耗测试仪、运行环境模拟电路、通信线路、IDE测试环境和PC机等组成。
2．1 分布式MCU控制系统
整个检测装置属于一个分布式控制系统，是多个MCU系统的集成，核心主控CPU由PC机承担，装置控制部分MCU的通信关系如图2所示。
图2 控制部分CPU通信关系图
DSP信号源的MCU为TMS320F2407A；控制及通信部分的MCU为P89LV51RB2，通过外扩四路UART接口分别连接输入脉冲切换电路、表位485接线切换电路、误差处理电路和标准表。电表485通信板的MCU为AT89S52。
以上各功能模块之间通过RS232C和CAN总线进行通信。
2．2 高精度数字信号源
采用高速DSP和高速D／A转换器实现直接波形输出，波形输出的工作过程完全由DSP程序和算法控制，当DSP收到需要调节输出量的指令后，重新计算和刷新该量的输出量波形表，采用AD587来保证参考电压的稳定。并根据l6位A／D转换器的高精度输入采样值进行分析调整，以实现闭环控制。利用DSP强大的实时运算能力，实现数字信号源的各种功能，包括谐波、升降控制、相控波形和波群控制、电压跌落和中断等功能。
2．3 功率放大器
采用成熟稳定的工频精密AB类功率放大器，它是专门为放大校验用电压、电流信号设计的电路，具有较窄的通频带(40Hz-lkHz)，输大的时间常数和输深的反馈量，适合放大稳态信号，具有很高的稳定性和准确度。
功放管采用的是10对安森美公司的MJ15024和MJ15025，主要通过精确设计和升流器(升压器)的匹配、继电器动作时序、末级输出管的过流保护、反电势吸收等来保证可靠性。若发生电压短路和电流开路，则输入波形和输出波形有较大的差值，反映在差值检测电路上，就能输出保护信号给CPU，CPU就能进行相应的操作实现保护。
2．4 测试方式切换电路
由于既具有电力线载波集抄测试功能，又具有电能表误差测试功能。因而检测装置须对单相电能表校表状态、三相电能表校表状态、集抄系统测试状态进行切换。同时依照集中器、采集器、电能表之间的接线和从属关系，也经由切换电路进行设置。运行环境模拟切换电路主要分两部分，如图3所示。
图3 测试方式切换电路框图
2．4．1 电压、电流接线方式切换
通过四常开四常闭的220V接触器切换电路实现：
(1)抄表系统测试时所有电压接通，使载波通道可以建立物理连接；
(2)校表状态时，隔离电压互感器接入，电流回路串联，实现高精度误差测试。
2．4．2 小信号切换
通过小信号继电器切换电路，选择用户电能表或虚拟电能表的RS485接口与选定的集中器、采集器相连。
2．5 时钟频率源
GPS卫星上都安装有铯原子钟，因而具有很高的频率准确度和时间准确度，本装置的GPS接收模块采用RS232与PC机相联， 通讯协议是标准的NMEA-0183。对GPS接收模块送出的内容进行解码，就可以得到所需的时钟信息，可以用于对外接设备进行授时和比对，授时精度
2．6 通信电路
由两块8口的MOXA工业级多串口卡、RS232-RS485转换电路、PSTN交换机、PSTN调制解调器、GPRS调制解调器、以太网交换机等组成。
3 测试原理
测试方法有实际运行方式与虚拟运行方式两种。
3．1 实际运行方式
检测装置提供了12只单相电能表位置和3只三相电能表位置，并提供2只采集器位置和2只集中器位置，通过不同的连接线配置测试所需的应用环境，通过软件控制信号源的电压、电流、相位，测试软件通过GPRS无线公网对集中器抄读电能表运行数据，完成集抄系统实际运行方式的测试。
3．2 虚拟运行方式
检测装置用软件模拟现场运行的电能表，通过集中器、采集器与虚拟电能表进行通信，虚拟电能表的数据通信协议遵循DL／T645规约。完成集抄系统虚拟运行方式的测试。
虚拟电能表硬件部分，通过共6个串行口与外部进行数据交换。其中2个串行口转换成RS485接口用于模拟台区总表，接人到集中器台区总表接口；2个串行口转换成RS485接口用于模拟用户RS485电能表，接入到采集器的RS485口；另2个串行口分别通过青岛东软的PRO-II型抄控器和北京晓程的DEMO-PL3201调试器转换成两种不同的载波接口，用于模拟用户载波电能表，接入到集中器的电源线。
用虚拟电能表软件包模拟l至n块电能表，通过当前调置的电压电流和相位值，缩放比率，起始时间等参数自动进行走字。
试验时发送消息，调用计电量子程序，计时终止时，再发送消息，关闭计电量子程序，如果是运行期间跳过某个阶段，只需再加送一次结束时间，虚拟电能表会自动计算跳过的某个阶段的电量，并实现电量的累加，使得在现场需运行很长时间，在虚拟电能表模块可以在较短的时间内完成。还可以通过时钟加速运转方法进行加速走字，加速的电量自动计算更新。
4 结束语
检测装置提供集中器上行通信、集中器下行通信的通信方式。
参考文献：
1丹梅 ；自动抄表系统帧中继技术及其实现 [期刊论文] -仪表技术2002(01)
篇4
关键词：非经典计算；算法设计与分析；智能科学与技术
1背景
智能科学与技术是人工智能方向的重点交叉学科，是一个包含了认知科学、脑科学、计算机科学的新兴学科。按照教育部学科专业目录，智能科学与技术是一级学科计算机科学与技术下的二级学科。如何在4年的本科教学过程中，既立足于计算机学科内容，又突出智能专业的特点，体现该专业区别于计算机科学专业的特色，培养一流的智能人才，是众多智能专业积极探索的问题。
本着帮助学生建立宽广厚实的知识基础，使学生将来能向本专业任何一个分支方向发展，并能掌握本学科发展的最新动态和发展趋势，深刻领会本学科与其他相关学科区别的目标，厦门大学智能科学与技术系于2012年合理调整了专业培养方案，制定了一套突出专业特色和个性的教学大纲，课程体系分为学科通修课程、专业必修课程、专业选修课程。其中，专业必修课程细分为智能基础类课程、软件理论类课程及硬件基础类课程3个不同类别。在智能基础类课程中，开设非经典计算课程。该课程是厦门大学智能科学与设计系最具特色的课程。
该课程以软件理论类课程算法设计与分析为先导课程，在本科三年级的第一学期先讲授算法知识，在同一学年度第三学期讲授非经典计算的内容。教师首先介绍经典算法设计与分析中的各种传统算法，借由经典算法发展过程中遇到的困境问题引出非经典计算的内容，前后呼应，有助于学生在智能计算上获得完整的系统学习。
2非经典计算在智能科学与技术专业本科教学算法体系中的地位
算法设计是智能科学与技术专业中的核心内容。本科专业4年的专业教学计划由4门核心课程构成算法体系的主线，包括高级语言程序设计（本科一年级学科通修课程）、数据结构（本科二年级方向必修课程）、算法设计与分析（本科三年级方向必修课程）、非经典计算（本科三年级方向限选课程）。这4门课程的教学内容和组织结构完整地构成了算法体系结构。以图灵奖获得者、pascal之父Niklaus Wirth提出的著名公式为参照，即Algorithm+Data Structures=Programs，算法体系以培训计算机方向学生掌握编程能力，独立完成分析问题、设计方案、解决问题的综合能力为主要目标；在这个体系中，程序语言是基础，数据结构是内涵，算法是框架。
在算法体系中，这4门课程以循序渐进的方式展开，注重对学生算法思维的培训。
（1）高级语言程序设计讲授的是c语言程序设计，通过对C语言的详细介绍，让学生掌握程序设计方法和编程技巧。作为初始启蒙课程，选择C语言作为程序教学语言，是因为C语言的使用广泛，拥有严格完整的语法结构，适合教学。
（2）数据结构重点讲授各种常用的数据表示逻辑结构、存储结构及其基本的运算操作，并介绍相关算法及效率分析。教师通过在一年级对包括C语言在内的其他程序设计过程的训练，加人对数据结构中各种数据的逻辑、存储结构的表示和运算操作，从数据结构的角度阐述典型算法，并简单介绍算法的效率分析，这是对程序设计训练的进阶内容。
（3）算法设计和分析主要介绍算法设计与分析的基本方法以及算法复杂性理论基础。我们在本科三年级引入算法设计与分析课程，从算法的抽象角度总结和归纳各种算法思想，包括递归与分治法、贪心法、动态规划法、回溯法、分支定界法、高级图论算法、线性规划算法等，最后阐述算法复杂性的分析方法、NP完全性理论基础等计算复杂性的基本知识及完备性证明概要，重点阐述算法思想，从复杂性角度比较和分析不同的算法。上述（1）、（2）和（3）的内容构成了计算机学科通用算法体系的教学过程。
（4）非经典计算主要讨论何为计算的本质以及经典计算在计算能力上遇到的困境，以此为契机讨论自然计算――生物计算、集群计算、量子计算等内容。算法设计和分析的最后一个章节是对算法复杂性的分析方法及NP完全性理论基础的介绍，不可避免地会讨论到现代电子数字计算机体系在计算能力上的瓶颈以及由NP完全问题（Non-deterministic Polynomial），号称世界七大数学难题之一的经典问题，引出对经典计算机体系的深层思考，进一步引导学生思考如何解决计算能力的瓶颈问题。这是教师设计非经典计算课程的出发点，也是对算法体系更完整的补充和更深层次的探讨。
此外，我们还需要对授课学期选择进行考虑。厦门大学实行三学期制度，在第三学期内开设的课程大多是实践类课程及前沿技术介绍课程。在本科三年级的小学期阶段，学生基本完成了智能专业大部分必修课程的学习，拥有了一定的计算机基础和学科素养。这时，依赖学生已经具有的数据结构与算法的基本知识，可以将学生的学习引向如何理解计算的本质；再从计算本质出发，由易到难，介绍采用非计算机的不同计算媒介和方法，例如DNA计算、元胞自动机、集群计算等知识，结合计算机模拟程序加深认识。在逐步加深学生对非经典方法计算的理解之后，再引入量子信息与量子计算。至此，智能专业关于算法体系的整体构建已基本完成。
3非经典计算课程内容大纲
非经典计算课程的主体课程内容以专题形式展开，分为5个部分。
第一部分：计算本质。从什么是计算人手，列举各种计算的形式，由数字的计算到命题的证明，由数值计算到符号推导，引出计算本质的广义定义，“计算是从一个符号串f变换成另一个符号串g”，即从已知符号（串）开始，一步一步地改变符号（串），经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号（串）的变换过程；进一步展开对什么是计算、什么是可计算性的讨论，展开介绍计算理论上4个著名的计算模型――般递归函数、λ可计算函数、图灵机和波斯特系统；最后归结到丘奇・图灵论点。以上是第一条主线，第二条主线从计算复杂性角度人手，讨论在经典算法中难解决的NP完全问题，提出在经典计算体系中随着输入数据规模增大而难以计算的瓶颈，从而引发学生对于经典计算的思考。
第二部分：智能计算机的发展。这个部分主要讨论计算机硬件的发展历史，即从原始时期的计算工具，到现代计算机的4个发展阶段：史前期、机械式计算机、机电式计算机、电子计算机。教师从模拟型计算机到数字型计算机，阐述冯・诺依曼关于计算机五大基本组成对现代计算机体系结构的影响及其带来的限制；从硬件角度提出非经典计算机的讨论，鼓励学生对现代智能计算机硬件进行调查。
第三部分：DNA计算。主要阐述DNA计算的基本原理，并以旅行商问题为引子，展开经典计算难解决问题的讨论，重点介绍第一个由DNA计算模型解决的问题――L.Adleman构建的7个节点的DHP，并着重指出DNA计算潜在的巨大并行性和待研究的问题；然后介绍R.Lipton用DNA实验解决的另一个NP问题――可满足性问题（SAT）；最后将DNA计算与软计算结合，阐述粘贴模型以及DNA的软计算模拟与遗传算法的对比。对于DNA计算强大的并行性，以具体的算法实例加以详细阐述和说明，教师应指出分子计算的优缺点以及在计算能力上的巨大潜力。
第四部分：细胞自动机和集群计算。这个部分主要讨论群体计算，一方面，从细胞自动机的形式化阐述及其所带来的哲学意义出发，描述细胞自动机在计算机交叉学科上的运用；另一方面，介绍集群计算，以欧盟“蓝脑计划”为出发点，阐述如何从硬件体系和软件体系上用计算机架构类神经元的协同合作方式。
第五部分：量子计算。从基本的量子力学知识开始，完整阐述量子计算的基本概念、量子信息、量子计算机和量子通信。量子计算机的构建除了要包含最基本的操作外，还需要介绍基本的量子计算机体系结构、计算载体等知识，加深对量子计算的理解，最后介绍的量子通信。这种已经应用在实际生活中的量子计算，更贴合实际。
以上5个专题，结构清晰，分工明确。第一部分讨论经典计算的困境，第二部分讨论经典计算机的发展瓶颈，从第三部分开始，引入非经典计算模型，分别从生物学和计算机科学的交叉学科DNA计算、细胞自动机和集群计算、量子计算3个方面进行学习。5个专题，完成了对非经典计算中前沿热门计算模式的阐述，引导了学生对于前沿学科的认识和思考。
4非经典计算课程授课方式
本课程属于本科三年级第三学期的课程，授课除了上文提到的内容之外，另一个更重要的方面是引导学生对学科前沿以及热点内容的跟踪和思考。因此在教学方式上，我们采取了教师授课及学生调查报告相结合的形式。教师上课对应课程的基本内容，学生调查报告对应学科前沿跟踪与思考。
5个专题内容的授课经过了如下设计。在每个专题的授课结束后，布置相关专题内的一些热点、难点问题供学生课后查阅、讨论和思考。每个专题由学生自主报名，学生需要对相关内容进行跟踪，查阅近5年的科技文献，总结出论文综述，并准备10分钟左右的课堂报告，教师针对课堂报告指出相关的问题，由学生课后进行进一步的思考和再次的文献查阅，形成最终报告后提交课程论文。
这样的课程设计安排，可以很好地实现教学相长。在学生方面，促使学生除了上课听课，必须主动参与文献的查询过程，主动对授课内容或延展部分的概念进行思考。由于提供给学生选择专题的自由，所以也可以大大提高学生的积极性，让学生可以从感兴趣的角度对本门课程涵盖的内容进行调查，从而获得更加深刻的上课体验。最后，由于每个学生选择的题目必须提前汇总，不能与别人重复，所以在其听取其他学生的报告过程中，学生可以更广地拓展自己的知识面。对于授课教师而言，能够保持对该门课程研究现状的实时性跟踪，更加全面地更新课程内容，还可以将学生查阅的重要理论和知识补充到课程基本内容中，同时促进教师与学生之间的互动，活跃课堂气氛，提高教学质量。
5关于非经典计算课程的几点思考
课程从厦门大学智能科学与技术系建系之初开始构思和授课，在授课过程中不断调整教学内容和课程设计，紧紧围绕学生的反馈完善课程建设。关于非经典计算课程的几点教学经验可以总结如下。
1）增加课时，优化对课程设计的安排。
2015年开始，由于学科教学计划的调整，非经典计算课程由最初的20课时拓展为30课时，集中在本科三年级第三学期进行讲授，一共5周，每周6课时。课时安排上，除了增加教学内容，更加强了对学生的文献查阅和报告部分的考查。在论文报告环节，争取做到有目标、有指导、有结论、有总结。学生所做的报告除了在初始选题阶段要有区别之外，还要求有一定的文献查阅难度。从选题确定，到针对报告指出具体的问题，要求学生根据教师指出的问题进行进一步的思考和资料查阅，最后形成论文。这样的安排贯穿整个课程的全过程，学生的参与度获得了极大的提高。对于教师而言，在学期末总结学生所做的报告内容，并增加本门课的知识点覆盖程度，对教学也有比较大的促进作用。
2）课程考核方式上的设计。
非经典课程属于必修课程，在考核方式上除了提交论文外，也必须要有必要的考试环节。在考试环节中，主要考查学生对教师上课内容的理解。在具体授课中，教师从经典计算到非经典计算进行讲解，也从算法角度给出了非经典计算强大计算力带来的改变，既延续了经典算法课程中对算法的介绍和讨论方式，又对比了典型问题在经典算法和非经典算法中的不同解决方式。这样的授课内容作为对算法体系基本知识点的考查，以闭卷考试内容来设计，是十分合适的。课程延展部分的开放知识点由学生的论文及报告内容进行评分衡量。最后，我们将两个部分的成绩作为本门课程的最终成绩。
3）课程教材的选定。
由于本门课程是厦门大学智能系的特色课程，所以国内并没有合适的教材作为授课使用。在积累了几年的教学经验后，我们准备着手进行教材的编写。如何选定更加合理的专题、更为广泛而前沿的知识，这关系到智能专业对这门课和教材的全局考量。
篇5
会议开幕式由学会常务理事、中国科学技术大学韩正甫教授主持，中国科学技术大学副校长朱长飞、安徽省委办公厅副主任、省密码管理局局长徐飞、中国科学院院士郭光灿分别致辞，开幕式还安排了学会会士颁证仪式，在欢快的乐曲声中，蔡吉人、郭光灿院士为中国密码学会首批7位会士颁发了会士证书。
本次会议就密码学的理论和应用进行了广泛的学术交流，重点讨论密码学理论方面的前沿进展，内容涉及密码学各研究领域，包括：基础算法和理论、对称密码、公钥密码、量子密码、数字签名、信息隐藏与水印等。这些论文反映了我国当前密码学的研究动态，也展现了我国密码学研究与应用的实际水平。
为提升中国密码学会年会的整体水平，也为了给参加中国密码学会年会的国内学者提供良好的学习交流机会，大会还特别邀请了6位国内外知名的密码学家进行演讲并回答现场提问。图灵奖获得者，以色列魏茨曼科学研究所教授、著名RSA算法创始人之一Adi Shamir，作了题为“Improved Attacks on Multiple Encryption”的报告，该报告介绍了一种新的针对多重加密的攻击方法；中国科学院软件所张振峰研究员的报告题目为“Proxy Re—encryption： Strong Security， Efficient Construction and Non—interactive Opening”；中国科学技术大学的李宏伟博士介绍了量子密码安全性相关研究的思路和最新进展；来自丹麦工业大学的Christian Rechberger教授作了题为“Cryptanalytic ideas applied to AES and SHA”的报告；威斯康星大学（密尔沃基）的许光午教授讨论了数论和代数中许多优美的思想和构造在密码设计、分析和算法中的应用；清华大学白国强教授回顾和总结了利用集成电路技术实现密码算法的历史和现状，介绍了当前利用集成电路技术实现密码算法时所面临的挑战和主要问题，并对新技术突破性的发展将如何影响密码学发展提出自己的看法。
本次会议首次增设了自由讨论环节，让密码学界特别是青年学者们有一个自由发表自己观点和见解的场合，可以说开辟了一个自由学术讨论的环境，对学术新人的成长起到了很好的推动作用。
本次大会不仅重视理论的创新，也同样重视实践和应用，在中国密码学会领导的支持下，大会不仅得到了承办单位中国科技大学的全力配合，更得到了协办单位国网电力科学研究院通信与用电技术分公司和北京中电华大电子设计有限责任公司的大力支持。两家企业也在会上展示了密码学在产业和市场应用方面的经验、成果，并指出了面临的难题和密码学应用研究的新方向。这些创新环节也都得到了参会者的肯定。
会议休息期间，主办方还组织参会代表参观了中国科大校史馆、少年班以及合肥市内著名景点包公祠、李鸿章故居等，宣传了中国科大的文化和理念以及合肥的人文历史，给每一位参会者留下了深刻而美好的印象。闭幕式上，裴定一理事长就中国密码学会的年会改革方案做了详细的说明，高
度赞扬承办单位中国科学技术大学的优质组织和服务，为年会优秀论文颁发了证书，并宣布下一届年会承办单位为福州大学。
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关键词：网络营销；大数据；应用措施
中图分类号：F719 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）012-000-01
前言
现代科技技术的发展催生了“大数据”，大数据的产生不仅变革了信息技术，还为人们提供了有效方法，极深远地影响了社会经济等各个生活领域，促使各个企业开始实行网络营销模式，开展网络营销业务，本文就这个方面开始探讨网络营销中应用大数据的措施。
一、大数据和网络营销
大数据的意思简而言之就是大量的数据，深层含义是使用现代化的先进计算机技术，处理非人力或常规处理技术所能处理的大量数据，传统处理技术很难处理这些大量的数据资源，因此导致资源利用率低，鉴于现代化进程加快的背景，每天都会产生大量的数据，时间的推移只会让这些数据以滚雪球的速度增长，资料显示，互联网每天产生的数据有40ZB，所以，现代网络营销中，依托大数据，很多企业往往拥有大量的数据资源，但数据处理技术却不成熟，难以处理大量的数据。但企业在进行业务工作时，统计各个环节、统计分析客户和市场数据都会产生大量的数据， 怎样有效管理和利用这些大数据，对许多企业而言是一个比较严峻的问题。而进行网络营销又离不开这些大数据，因此，做好计算机大数据处理技术十分重要。
二、大数据下的网络营销模式更新
科技的发展促进了计算机技术的发展更新，网络营销中利用计算机技术，可以有效汇总大量的有用信息，创建一个基于大数据的网络营销模型。大数据之下，网络营销若想长久发展就必须不断更新，利用新技术不断摸索新方式。
（一）建立商品关联挖掘网络营销模式
商品关联挖掘营销是指在某种特殊联系的基础上将两种商品放在一起，进行营销推广，比如，美国的经典案例，啤酒和尿布，销售商将这两种商品放在一起销售，表面看起来这两种商品似乎并没有什么联系，但实际上却大有门道，许多美国妇女由于做家庭主妇非常忙，没有时间买尿布，所以往往让爱人下班时去买，将尿布和啤酒放在一起，人们在购买尿布时就会顺手买些啤酒，这就是尿布和啤酒之间的特殊联系。这种商品关联挖掘网络营销模式需要以大数据为基础探索商品之间的联系。
（二）建立基于大数据的社会网络营销模式
使用社会数据进行网络营销会产生大量的数据，具体案例有利用QQ、微信等社交媒体，在这些社交媒体上广告，增加产品销量，比如，红米手机在QQ空间里广告，通过大量转发，达到了很好的宣传效果，从而大大提高了红米手机的销售量，甚至超出了售前预期销量，这就是利用大数据进行社会网络营销模式的优秀案例。
（三）建立基于大数据的用户行为分析营销
在大数据背景下建立用户行为分析营销模式意指通过记录和分析用户的上网数据，总结出用户的喜好和经济水平，筛选出有价值的潜在客户，对其制定一对一的营销计划。这种营销模式具有很强的针对性，目前基于这种营销模式还开发出了一种新的社交工具――云信，它可以依据消费者发出的产品评价和社交历史记录自动分析消费者对产品的喜好程度，建立一个用户系统，为网络营销提供大量的、潜在的、有购买欲望的客户。
（四）建立基于大数据的个性化推荐营销
网络营销模式中，基于大数据背景下的个性化推荐营销模式是非常重要的模式，在目前的一些社交网络平台中，比如微信、微博、知乎等，用户可以根据自己的喜好建立属于自己的社交圈，在自己的社交圈中随时随地自己喜欢的信息，利用大数据，销售者可以收集这些用户喜欢的信息，分析消费者的心理需求，利用快速的网络传播速度和目前庞大的社交群体，进行个性化的商品推荐，这种营销方式和用户行为分析营销方式有很大的相同点，也具有极强的针对性。
（五）建立现代通信的大数据分析营销模式
现代通信数据分析营销模式的运用在实际生活中的例子有很多，其中比较有名的有淘宝中量子恒道统计，它主要有两种功能，一种是量子恒道网站统计，另一种是量子恒道店铺统计，网站统计主要是统计客户和第三方的一些数据和内容，比如网站访问量，全面监控数据变化，同时通过分析收集的互联网数据，归纳总结客户的网络使用规律，根据分析结果制定相关的网络营销策略，量子恒道店铺统计通常是实时统计淘宝店铺在运营中产生的数据，利用这些数据对店铺作出相应修改，吸引客户。
三、网络营销中应用大数据应注意的问题
以上是几种基于大数据基础的创新网络营销模式，利用大数据，网络营销可以实现无数种新型模式，但要达到高效利用大数据还需注意几下几点：第一，加强网站建设和运营管理，企业要进行网络营销首先是要建立一个公共网站平台，通过网站平台顾客可以对企业有一个初步的了解，能否给顾客留下好印象，使其对企业产品感兴趣就看网站建设如何，所以，加强网站建设非常重要，建立好网站后还要对其进行运营管理，维护好网站，实时更新资讯，吸引受众；第二，建设一支复合型网络营销人才队伍。成功的网络营销离不开好的人才队伍，人才队伍是网络营销的基础，企业应重视人才吸收，培训现有人才，组间一支高素质、高技能的网络营销人才队伍；第三，积极使用网络营销新手段。在现代社会，科技技术日新月异，企业要做好网络营销必须及时跟上时代潮流灵活使用网络营销新手段，比如利用最流行的通信软件推广企业品牌。
四、结束语
互联网信息技术的不断进步不仅产生、更是加速了网络营销的发展，网络营销与传统营销手段相比，它依托网络平台，减少了广告宣传费用，不仅可以为企业减少成本投入，更是增加了利益收入。
参考文献：
[1]陈卓.基于大数据的中小企业网络营销问题及对策探讨[J].中国市场，2016，09：21-22.
[2]韩松洋.大数据时代政治网络营销的本质研究[J].陕西行政学院学报，2014，02：88-91.
[3]张冠凤.基于大数据时代下的网络营销模式分析[J].现代商业，2014，32：59-60.
篇7
如果单个光子所能携带的信息量大幅度增加，将极大地提高量子通信的效率，同时还可以提高量子密钥传输的安全性，并在量子力学的一些基本问题研究方面有非常重要的应用。（来源：《科技日报》2013年10月12日）
美国发明生化电子人
据美国媒体13日报道，一批美国工程师利用人造器官、肢体和其它身体组织，成功组装出会呼吸、说话和走路的逼真生化电子人（bionic man），11月11日在纽约国际动漫展公开亮相。
将播出纪录片《不可思议的生化电子人》（The Incredible Bionic Man），描述这些工程师如何利用人造肾脏、血液循环系统，一直到植入式电子耳和视网膜等组件，组装能够实际运作的机器人。
主持这项计划的影子机器人公司主管沃尔克说，他们利用全球各地17家厂商提供的组件组装生化电子人，以期显示医学已有多大的进展。
他说，这具机器人身高6.5英尺（约1.98米），拥有大约六、七成真人的功能，能在Rex助步机协助下，走动、坐下和站立。它配置的人工心脏，能够利用电子工具跳动和促成人造血液循环，像人类一样输送氧气。它也用植入式人工肾脏，取代现代洗肾机。（来源：中新网2013年10月14日）
科学家用3D打印机制造终结者机械手臂
据英国新科学家杂志报道，它看上去如同科幻电影道具，事实上是未来新款人体假肢。目前，3D打印机可以制作透明塑料质地的日常生活用品，因此我们能够十分详细地掌握其如何运行，这种精致的3D打印假肢就是一个典型的例子，它在伦敦科学博物馆3D打印展览会上展出，是此次展出600多件3D打印物品之一。
这款“终结者手臂”是由英国诺丁汉大学附加制造和3D打印研究学会主管理查德·海格设计的，他和学生们展示了3D打印机如何制造这种结实的假肢，以及可移动关节和微妙传感器——类似螺旋形状的金属触摸传感器。（来源：英国《新科学家》2013年10期）
美国可控核聚变实验取得里程碑意义的突破
美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（National Ignition Facility）利用192束高能激光聚焦到氢燃料球上，创造高温高压以点燃核聚变反应。
据报道，在9月末进行的一次聚变实验中，聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量——在全世界聚变装置中首次取得了里程碑突破。半个世纪以来，可控核聚变研究经历了无数次的挫折，最新的突破将能进一步推动聚变能量的研究。（来源：看引擎2013年10月8日）
西伯利亚的神奇蘑菇有望治疗艾滋病
据英国每日邮报报道，目前，俄罗斯科学家称，生长在西伯利亚的一种蘑菇可用于治疗艾滋病。
生长在桦树上的桦褐孔菌蘑菇引起科学家的关注，有望用于进一步科学研究。新西伯利亚市维克多学会科学家指出，三种不同的蘑菇可用于研制抗逆转录病毒药物，然而桦褐孔菌蘑菇更具独特功效。研究结果显示这种蘑菇具有低毒性和较强的抗病毒作用，它将有效治疗流行性感冒、天花和艾滋病。
科学家认为桦褐孔菌蘑菇含有桦木酸，具有抗逆转录病毒和消炎作用。数个世纪以来，西伯利亚当地居民曾用这种蘑菇作为治疗药物，一些人相信这种蘑菇具有抗癌作用。（来源：英国每日邮报2013年9月20日）
生命之熵
当我们看到一个物体时，往往一眼就能直观地判断出它是不是生物（生命体）。例如，看到狗或猫时，立刻就知道它是生物，而你正在读的这本杂志不是生物，做出这样的判断对你来说没什么难度。
那么，必须依赖宿主才能存活和增殖的病毒是不是生物呢？面对智力与动作越来越接近人类的高智能机器人，你是否感觉到它们也拥有鲜活的生命性质呢？如今，科学家已经成功培育出了iPS细胞（诱导性多能干细胞）。在不久的将来，也许利用一个体细胞就能培育出一个崭新的生命体。（来源：《科学世界》2013年10期）
半浮栅晶体管将引发芯片革命
上海复旦大学微电子学院张卫教授带领的科研团队，成功研制出半浮栅晶体管，有望让电子芯片的性能实现突破性提升。该成果发表在今年8月9日的《科学》杂志上，这也是我国科学家在《科学》上发表的首篇有关微电子器件的研究论文。
张卫带领的科研团队尝试把一个TFET和浮栅器件结合起来，构成了一种全新的“半浮栅”结构的器件，称为半浮栅晶体管，它在降低功耗和提高性能这两方面都取得了很大的突破。浮栅晶体管，是将电子隧穿过高势垒（接近8.9 电子伏特）的二氧化硅绝缘介质，而半浮栅晶体管，则是将电子隧穿过低势垒（1.1 电子伏特）的硅材料，隧穿势垒大大降低。（来源：《环球科学》2013年第10期）
勘验冰川消融
我们知道气候正在变迁，但若想真正理解这种变化可能比较困难。“极端冰雪调查”计划将这种变化具象地呈现出来：通过近百万张用延时摄影技术拍摄的照片，詹姆斯·巴洛格和他的同事现在获得了无可争议、令人扼腕的证据，证明古老的冰川确实正在消失。詹姆斯·巴洛格于2007年开始这项计划，当时设想其过程可能会持续两年。他们在格陵兰岛、冰岛、美国阿拉斯加州、阿尔卑斯山和落基山的冰川旁布下25台太阳能相机。詹姆斯·巴洛格从未料到能够在这么短的时间里看到这样巨大的变迁。拍下的照片中显示冰川正在以超出我们想象的速度断裂和融化。人们需要认识到，气候变化确实正在发生。（来源：《华夏地理》2013年第10期）
新型热敏涂料可伴随温度变化改变汽车颜色
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［摘要］随着计算机技术的迅猛发展，计算机成为我们未来工作和生活的控制中心是必然的事情。文章讨论的就是未来几年里计算机技术的发展趋势，以及由此带来的互联网的升级蔓延和移动技术的发展。
［关键词］计算机技术发展趋势移动计算
随着信息时代的到来，人们对计算机性能要求的日渐提高。尤其是网络技术的迅猛发展的今天，一些在传统上由PC机处理的任务将转移到网络上处理，从而也对计算机技术提出了更高的要求。然而“技术瓶颈”成为目前摆在PC制造商面前的主要困难，比如一种新型的个人计算方法等。因而从某种意义上说，如果要打破这些技术壁垒，就要求这些制造商们必须开发出更为高级的微处理技术和更先进的计算机存储技术。为此，目前各国的计算机研究开发人员正在加紧研制新型的计算机，计算机无论从体系结构的变革还是到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。在不久的将来，新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪悄悄走进我们的生活，乃至遍布于社会各个领域。
一、计算机技术的发展
自从1946年世界上第一台电子计算机诞生以来，电子计算机技术的发展已经走过了半个多世纪的历程。从第一代电子管计算机到现在正在开发的第六代神经网络计算机，计算机的体积不断变小，但性能、运行速度和存储功能却在不断提高。然而，人类的追求是无止境的，科学家们一刻也没有停止研究更好、更快、功能更强的计算机。从目前的研究方向看，未来电脑将向着以下几个方面发展。
(一)工作专业化。其实用过计算机的人都知道，并不是我们的每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至有的时候，你采用高性能的计算机来办一个简单的事情还可能带来麻烦，因为高性能会带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。因而可以预测，未来的计算机会根据大家从事的工作不同，在其性能上和外观上也会有很大的不同。专项工作的PC将会有专用设备，从而提高我们的工作效率。其实现在您如果仔细留意的话，目前在我们的身边就正在发生这样的变化。比如大型超市里的收银机、售卖彩票的PC机和银行的运行终端等等，这些都是为了提高某一项工作的效率和减少成本，逐渐由通用PC慢慢演变而来的。也许在不久的将来这样的趋势就会出现在我们的家庭生活中，比如用“家庭智控计算机”作为家用电器控制中心，为我们控制家中的电灯、电视、冰箱、空调、洗衣机等等，把我们的家变成一个智能的家。
(二)系统智能化。伴随着计算机的综合能力的日益强大，可以预见，未来民用化的计算机也可能会开始具备某种程度的智能化，以帮助我们来处理日常生活中的琐事，甚至出现以前我们所想的专门做家务活的机器人，这样可以让人们可以腾出更多的时间用于工作、学习、交际和娱乐等。大家知道当今社会，电子宠物已经越来越受到青少年一代的喜爱。这不仅因为电子化的宠物比真实的小猫小狗饲养更加方便，而且它还可以不断进行更新换代，另外它更容易与主人进行交流，甚至可以模拟多种宠物，可以与计算机之间进行通信等等。这些优势将让电子宠物取代一部分真正的宠物，成为未来人类的新伙伴。
(三)设计环保化。环境保护和节约能源是当今时代的主题。社会的发展也应当以保护环境、节约能源为前提，计算机行业也不能例外。我们知道随着计算机综合性能的提高，其能耗也将随之越来越大；而且现在计算机在人们的家庭生活中的扮演着越来越重要的角色，它运行的时间也将随之变得更长。因而为了不让计算机成为家中用电量最大的电器，技术人员也想尽各种方法让计算机的能耗降低，在这种情况下，就出现了像我们上面提到的那些专门化的计算机，它不仅让计算机的效率大幅提高，而且可以让低性能的硬件系统具备专业的功能，从而达到减少能耗的目的。另外还可以通过采用新的架构，比如采用“量子”“光子”“纳米”方式代替现有的硅架构的计算机，大幅降低计算机的能耗。而耗电的第二大户——显示系统，也将因为LCD、OLED等显示器的普及，不再成为用电大户。
(四)交流人性化。作为未来人类的工作和生活的工具以及家庭的智能控制中心，计算机需要和使用人之间进行不断地交流，才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化，才能让使用人真正乐意使用计算机。我们用美国微软古川副总裁所说“计算机将会变成一种能够与用户交流冷暖和喜怒哀乐等情感的产品”这句话来阐述未来计算机的发展思路，我想再贴切不过了。
为了实现这个目标，可以想象，未来的计算机的与使用人的交互方式将会实现多样化.而且随着计算机智能化的提高，多数工作它们可以自动选择操作的流程，其中的过程无需人们参与，所以软件的界面也越来越简单，使用起来就像现在操作家用电器或者手机一样简单，使用人无需再进行专门的学习或培训，就连老人小孩都能运用自如。信息技术的发展会使人们与计算机交流就像与人交流一样。人们使用计算机将变得更自然。其结果是：计算机的用户界面将变得更像人，虽然其应用程序并非“人工智能”程序。
二、移动技术的发展
随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高，未来社会各个行业新的业务和应用将随之不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出，业已成为行业发展的重要方向。引入了移动计算的信息化平台有三个方面的内涵：第一，加上综合信息化平台不但要达成业务网络和传递网络的互联互通，还要具备移动或无线的运作能力。第二，可移动性将会带来自由性和自如性，这是丰富商务操作的充分条件，为其带来了更大的便利。第三，让更为灵活的信息和越加务实的要约真正具有时空价值和可转让性，进而有机地在行业内化竞争为合作，化封闭为共赢，激活固化的产品和服务，使企业和行业更加轻松面对机遇与挑战，使运营者富于想象力。这些都是构筑一个行业信息平台的必要条件。
移动计算主要包括三个要素：通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。其实在移动计算这个概念提出之前，人们对它的三个要素的研究已经有很长时间了，而移动计算是第一次把它们综合起来进行研究。它们三者之间可以相互转化，例如，通信系统的容量可以通过计算处理而得到提高。移动计算，由于它是一个大融合的综合工具，所以它至少可以在三个层面上为信息化“锦上添花”。首先，它可根据应用者不同的需要融合各种通信网络和技术，以达到效用的完全性；其次，它是计算机技术和通信技术的完美融合，能够使两者在行业体系中发挥更大的作用；第三，它可以将企业管理工具和业务工具融入信息化的大体系之中，使企业的管理、经营决策的做出是建立在完善的信息平台之上，因而大大增加了它的及时性和有效性。
虽然移动性可以给计算和通信在行业内带来新的应用，但同时不可避免的也会带来许多问题。其中存在的最大问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中，信号要受到各种各样因素的干扰和影响，因为会有多径和移动，给信号带来时间地域和频率地域弥散、频带资源受限、较大的传输时间延缓等等问题。这样一个环境下，引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未遇到的问题。第一，信号通道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下，移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二，为了真正实现在移动中进行各种计算，必须要对宽带数据业务进行支持。第三，如何将现有的主要针对话音业务的移动管理技术拓展到宽带数据业务。第四，如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。当然，随着网络技术和移动计算技术的逐渐成熟和完善，这些问题都将会得到有效的解决，相信在不久的将来人类将迈入一个全新网络世界。那时候的工作、学习、生活方式将会如何，我想非常值得我们期待。
三、结束语
篇9
一些弦理论家是“优美已足够”的大力倡导者。由于弦理论据称是“唯一”能够统一四种基本力的理论，因此他们认为它必定是真理，即便它依赖于我们无法观测到的额外维度。一些宇宙学家也开始放弃对用实验验证基本假设的坚持，这些研究领域包括多重宇宙（包含无数的宇宙）、量子现实的多重世界解释（观测行为会使得现实出现平行的分支）和宇宙大爆炸之前。
这些无法证实的假说和那些直接与现实世界相连且可以通过观测检验的――例如，粒子物理学的标准模型以及暗物质和暗能量的存在――截然不同。如我们所见，理论物理学正在冒险进入数学、物理和哲学之间的真空地带，无法真正满足任何要求。
可检验性的问题已经潜伏了十多年。在科普书籍和科学论文中，已经有批评弦理论和多重宇宙的声音。 2014年3月，理论物理学家保罗・斯坦哈特（Paul Steinhardt）在《自然》 杂志中写道：“暴胀宇宙学理论已不再是科学，因为它是如此灵活，可以与任何观测结果相调和。”理论家和哲学家理查德・戴维（RichardDawid）和宇宙学家肖恩・卡罗尔（Sean Carroll）对这些批评进行了反驳。
我们很赞同戴维、卡罗尔和其他物理学家将这个问题拿出公开讨论。但是，他们崇尚的激进步伐还需要仔细地推敲。这场关于物理学灵魂的论战爆发于科学结果――从气候变化到进化论――遭到一些政客和宗教原教旨主义者质疑之时。科学家和哲学家之间更深层次的对话必然要包含公众对科学的信心，以及对基本物理学的本质受到的潜在伤害的关注。
弦理论
弦理论是一个精心设计的理论，通过在更高维空间中微小的（一维）弦和（高维）膜来统一现有的物理学。较高的维度都紧紧地卷曲了起来，尺度都太小，即便是未来的粒子对撞机也达不到探测它的能标。
弦理论的某些方面原则上是可以通过实验来检验的。例如，在弦理论中引入了费米子和玻色子间的对称性――超对称性――之后，它预言每种粒子都存在一个尚未被发现的伙伴粒子。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机到目前为止还没有发现任何伙伴粒子，对在超对称性可能存在的能量范围进行了限定。如果这些伙伴粒子继续不见踪影的话，我们可能永远也无法知道它们是否存在。当然，支持者总是可以声称，这些粒子的质能比我们所能探测的质能更高。
戴维认为，弦理论的真实性可以通过对研究过程的哲学和概率论证来确立。他援引贝叶斯的理论，认为如果一个理论“正确”或“可行”的概率在不断提升，它就可以被认为得到了确认。这一概率的增加可以是纯理论性的，因为“没人能找到一个更好的方案”和“该理论没有其他可行的替代方案 ”，于是他认为弦理论应该被视为是正确的。
在我们看来，这是“射门不成，移动门柱”的做法。和通过观测证据来佐证科学理论的信念相反，他认为理论发现可以巩固这一信念。然而，从数学逻辑得出的结论未必适用于现实世界。从宇宙的稳恒态理论到粒子物理学中意图统一弱电力和强力的SU（ 5 ）大统一理论，实验已经证明许多优美而简单的理论是错误的。波普尔和其他 20 世纪的哲学家已经否定了不以事实为根据就推断出真理的做法（归纳法优越论）。
我们不知道是否有其他的理论。我们可能只是还没有找到它们。或者，这一提法可能就是错误的。如果由时空曲率来描述的引力确实有别于统治粒子的强力、弱力和电磁力，那也许就没有必要建立一个有关四种基本作用力和粒子的统一理论。有着众多变体的弦理论本身甚至都没有明确的定义：在我们看来，这是一张期票，也许会存在这样一个统一理论。
许多的多重宇宙理论
驱动多重宇宙理论发展的是一个谜题：为什么自然界基本常数――例如，描述粒子间电磁相互作用强度的精细结构常数和与宇宙加速膨胀有关的宇宙学常数――的数值恰好位于能使生命得以存在的小范围之内。多重宇宙理论认为，还存在数十亿个不可观测的宇宙，在它们中，这些常数可以取一切可能的数值。其中一些会和我们的宇宙一样适宜生命生存，另一些则不会。
一些物理学家认为，多重宇宙是许多离奇巧合的最佳解释。例如，宇宙学常数难以解释的微小数值，它比量子场论的预言小了120个数量级。 多重宇宙的概念图
2014 年年初，作为多重宇宙和多重世界假说的倡导者，卡罗尔反驳了波普尔的证伪标准，将其称为“钝刀”。他提出两个其他的要求：一个科学理论应该是“确定性”的和“实证性”的。卡罗尔说，“确定性”指的是这个理论“就现实如何运转有清晰和明确的表述”。对于“实证性”，他同意传统的定义，即应该通过解释测量数据的能力来判断一个理论是成功还是失败。
他认为，不可及的宇宙会对我们的宇宙产生“戏剧性的效果”，由此可以解释为什么我们观测到的宇宙学常数是如此之小。但在多重宇宙理论中，这一解释可以不顾天文学家的观测结果。宇宙学参数所有可能的组合会存在于某个地方，而这个理论本身也有许多可调的参数。其他理论，例如单模引力和修正了的爱因斯坦广义相对论，也可以解释为什么宇宙学常数很小。
有些人已经提出了更易于检验的多重宇宙理论。如果测量发现宇宙具有负的空间曲率，那就可以否定物理学家伦纳德・ 萨斯坎德（Leonard Susskind）提出的版本。不过，这一发现对其他众多的多重宇宙理论来说并不能说明什么。从根本上说，多重宇宙的解释依赖于弦理论，而弦理论本身还未经证实，它还依赖于某种机制，能在不同的宇宙中实现不同的物理学。在我们看来，这绝不坚实，更遑论可以检验。
物理学家休・埃弗雷特（Hugh Everett）提出的对量子现实的多重世界解释是最终的量子多重宇宙，在其中，量子概率会影响到宏观世界。根据埃弗雷特的观点，在密闭的箱子里通过随机放射性衰变放毒，每一只薛定谔的猫，其是生是死在自己的宇宙中是真实发生的。每当你做出选择，即使是再平常不过的选择，比如说向左走还是向右走，都会在量子真空中诞生出新的宇宙，以适应其他的行为。
数十亿个宇宙、星系和我们每个人的“副本”，无法相互建立通信，我们也无法对其进行检验。但是，如果在每一个多重宇宙中都有一个我的“副本”， 并且可能有无穷多个，那么哪一个才是我现在正在经历的真正的“我”？是否存在一个优先于其他的“自我副本”？如果有一个我的“副本”青睐多重宇宙理论而其他的“副本”则反之，那么“我”又该如何知晓现实的真正本质呢？
我们认为，宇宙学家应该注意数学家希尔伯特的警告：虽然数学上确实需要无穷维度的向量来实现完备的函数系，它并不存在于物理宇宙中。
通过检验
我们同意理论物理学家萨宾・霍森费尔德的观点：后实证科学就是一个矛盾。量子力学和相对论之所以是正确的理论，是因为它们做出了预言并在实验检验中存活了下来。然而，从托勒密的地心说到开尔文的原子“旋涡论”，再到弗雷德・霍伊尔（Fred Hoyle）的宇宙稳恒态理论，大量的历史教训提醒我们，在没有充足数据的情况下，即便是优美且令人信服的想法也会把科学家引入错误的方向。
过分宣扬某些理论意义的后果是沉重的――科学方法会变得岌岌可危。我们认为，宣称一个理论是如此之好，它的存在便取代了对数据和检验的需要，这一做法有误导学生和公众的风险，比如该如何做科学研究？同时还有可能为伪科学家大开便利之门。
怎么办？物理学家、哲学家和其他科学家应该在当今物理学的框架下制定一个与其相适应的对科学方法的释义。在我们看来，这个议题可以归结为澄清一个问题：什么样的潜在观测或实验证据能够令你相信某个理论是错误的并使得你放弃它？如果没有，那它就不是一个科学理论。
这必须在正式的哲学术语下来描述。作为最初的步骤，未来应该召开一个会议，有关可检验性辩论的双方都必须参加。
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关键词：大学物理；教学改革；素质教育
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）31-0166-02
物理学是一切自然科学和工程技术的基础，是研究物体运动的基本规律、能量及其相互作用的基础学科。其研究成果与人类的生产、生活息息相关，此外，作为科学发展观的基础，物理学也与社会科学及哲学领域有着紧密的关联。然而，随着科技的进步，我国现行的传统物理教学方法已无法适应社会发展。因此，物理教学改革势在必行。如何让学生意识到物理科学在各种应用学科中的基石作用，如何让老师正确地传播物理科学在自然科学研究中的不可替代性，充分发挥物理学科在现实生活及科技发展中的作用，需要师生双方的共同努力。
一、物理教学的现状
大学物理是理工科高等院校非物理学科专业学生必修的一门课程，它有利于系统地培养学生科学的思维方法、提高学生的科研素质。虽然这门学科在国内高校中开设已久，但其依然存在着一些不容忽视的问题。通过物理教学改革解决此类问题以此提高大学物理的教学质量势在必行。
（一）教学内容更新不及时
大学物理教材虽然各有不同，但是整体仍然以经典力学为主，包括了力学、热力学、光学以及近代物理。在传统教育体系中，经典力学从初中一直到大学都是教学重点，但是近代物理在现今社会有了突飞猛进的发展，对科技的发展有着重要影响，而其在教学中的比重则严重不足，由此造成了物理教学在教学内容上的重复、新知识补充不足。
（二）物理课时缩减
大学物理在众多理工科院校中均是作为必修课存在的，它是研究自然科学的基础，能够起到锻炼学生严谨思维的作用。然而，随着近年来高校扩招及教学改革的大力提倡，在总学时有限的情况下，专业课和公共基础课课时出现冲突时，往往很多院系选择压缩必修课的课时以便为学生所学专业服务。随着物理课时的不断减少，物理知识体系的完整性、严谨性遭到破坏，老师无法系统、详细地讲解，学生无法熟练掌握经典的物理原理规律，教学质量严重下降。
（三）教师教学不认真，教学方法单一
中国绝大部分高校在教师考评机制中均以科研成果为侧重点。评职称、晋升等均由论文质量、数量来决定，这种体制直接导致很多教师将日常工作重心放在科研上，不重视教学，只求不出教学事故即算完成任务。课堂教学仅仅是“填鸭式”地灌输知识，课件几年未有更新，缺乏互动讨论，更不关心学生是否掌握所教知识，是否达到了开设该门物理学科锻炼学生基本科研素质的基本要求。这样的政策导向及教师教学就形成了一种怪相――课堂上老师为考核照本宣科读课件，课下学生为应付考试只看重点，突击复习。最后的结果是考试结束学生完全不知道所学知识有什么用，可以用来做什么，基本知识体系掌握不了，科研素质得不到培养，缺乏实践能力。
（四）学生缺乏学习热情
受到社会大环境的影响，许多学生的学习动机不纯粹、不端正。面对日渐增大的就业压力，部分学生只看重所学专业的实用性及所学课程能否为其就业增加砝码，没有正视物理学对于其逻辑思维能力、严谨科研素质培养的重要性。很多学生进入大学后放松课业，缺课逃课现象常见，对于大量的理论知识接受度低。此外，物理学相对于其他学科更为抽象，无法直观地认知感受，也让很多学生对物理产生了畏惧心理。开设大学物理的目的已无法实现。
这些物理教学中发现的问题需要及时有效地解决，否则后果将越发严重。所以结合以上问题及本人的教学经验，提出了一些教学改革的意见。
二、对大学物理教学新模式的探索
随着我国对于高校的教学质量的重视日渐加深，教学改革势在必行。针对上述物理教学中存在的问题，我们从教学内容、方法、形式、考评机制和师资队伍建设等方面提出了一些建议。
（一）优化教学内容，深化教学改革
教学内容是提高教学质量的关键。教学内容是否合理、是否新颖直接关系着能否吸引学生的注意力，因此采纳一些与时俱进的、与现代科技相关联的物理教学内容是十分必要的。作为公共基础课的大学物理，除了需包含传统的力、光、热、电等系统知识点外，可以增设一些学生较为感兴趣的最新科技的教学，如红外遥感、光纤通信等。对不同专业的学生采取针对性教学以解决课时压缩、授课时间不足等方面的矛盾。例如，对于通信工程专业学生可以将重点放在固体物理、量子统计方面，而热学等方面可以以科普为主；对于土木工程专业的学生，量子物理等方面可以简单介绍常识性内容，而力学部分则需着重讲解，可以结合土木工程专业的实际问题解释力学原理；对于机械方向的学生，讲解重点则可放在力学、电磁学等内容上，讲授时可结合实际案例加深学生对知识的理解。通过一个个案例分析将理论知识与生活实践有机结合。例如，讲授波叠加的时候可以联系机动车的管道消声器的设计特点，在讲解重力、惯性时，可以带入神州飞船的太空工作画面。将枯燥的知识化身为学生可以接触到的一个个生活实例，将看似与生活毫无关联的物理课程化为与专业特点相关的教学点，既达到了夯实学生自然科学基本素养的目的，又使得学生正视了物理的重要性，主动自觉地学习物理知识为自己未来的专业课程及工作打下坚实基础。
（二）优化教学方法，提高教学效果
教学方法对学生的学习热情有着至关重要的作用。传统教学方法枯燥、乏味，教学仅仅是公式、定理、定律的罗列，忽略了对学生的引导，缺乏师生互动。因此，为了让学生更好地融入课堂，发现物理之美，老师可以充当一个引导者的角色，以学生为主体，鼓励学生亲自动手操作实验仪器，演示定理。此外，我们还可以借助各种现代化的教学手段，听、看、做相结合，加深学生对问题的理解，激发学生好奇心，使之发挥主观能动性，自愿学习物理。老师还要重视中学物理知识和大学物理知识的区别，在教授新的知识点时和中学知识相区分。中学物理知识很多是常识性要点，缺乏特定情境，而大学知识则更加严谨、完善，因此在对某些例题的讲解要避免重复和误导。在涉及到科学发展最前沿的新知识点时，老师应适当解放思想，通过最基本的物理原理引申至最前沿的科学发现。通过学生感兴趣的课题激发学生的学习兴趣，培养其思考、解决问题的能力，让学生可以自己独立思考，能够主动地通过查阅资料解决问题。为解决课时不足的问题，老师还可以通过网络课程增加学生的学习时间。在教研组中开展精品课程录制活动，将优秀的课程视频资源放在网络上，使学生可以不受时间、地点的限制进行学习。我们都知道，在物理教学中，实验和教学两者缺一不可。物理思想是以实验为基础的，一个物理思想的提出需通过实验加以验证。实验课也是需要充分关注的模块。在实验课上要避免“填鸭式”教学，背诵试操作。老师提供课题，不要限制设计思路，让学生充分利用所掌握知识设计实验，在此过程中发现问题、解决问题。这种方式可以提高学生动手能力，培养学生基本科学素养，提高创新意识。
（三）改革考评机制，提高教学热情
对于高校教师而言，科研和教学是其工作的两个重要方面。但是近年来，重科研、轻教学的不良风气在很多高校盛行。究其原因是高校仅仅追求科研成果、以论文数量评职称的政策导致的。高校将教师的工资和职称评定资格与每年发表的论文影响力、数量直接挂钩，进行量化考评，而教学方面被严重忽视。在科研压力下，很多教授渐渐忽视了教学上的责任义务，只搞学术研究，最终导致教师教学热情下降，学生学习热情低迷。为解决此问题，高校管理层和教师要首先明确教学和科研的地位，确定两者均是高校教育工作重点这一共识。教学应该是一个教师之所以成为教师的职责所在，是一种光荣的使命。一个合格的大学教师应该做好科研和教学的平衡。对于每一位老师而言，将有限的时间和精力合理地分配给教学和科研是一个值得思考和探讨的问题。首先，我们应该认识到教学科研是可以相辅相成的，不是对立的存在。教学是传道授业解惑，将知识、技能传授给学生；科研是利用知识、技能发现验证客观规律。教学是科研的基础，科研是教学的延伸。只有当教学积累到一定程度之后才有可能突破知识的疆界，提出、发现新问题，这是科研进步的起点；优秀的科研成果可以充实教学内容，汲取前沿的、优秀的科研成果更有利于培养学生的科学素养。因此，高校教师应该做到科研、教学两手抓两手都要硬。
三、结束语
物理学作为一切自然科学的基础学科，其重要性不言而喻。本文分析了现阶段教学内容上、方法上以及制度上的一些问题，提出了一些意见和建议，如何在现今的社会大环境下既要培养学生纯粹的科研素养又要能适应社会培养创新型人才的要求。我们要不断发现问题、解决问题，提高教师队伍素质，培养学生实践创新能力。通过教学改革，提高整体教学质量，培养国家栋梁。
参考文献：
[1]黄海铭，张琴.浅谈大学物理教学新模式[J].中国科技信息，2011，（5）：181-182.
[2]姚兰芳.大学物理教学方式、教学手段的探讨[J].上海理工大学学报（社会科学版），2004，26（1）：32-34.
