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论利用数学建模培养学生创新能力的探讨

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论利用数学建模培养学生创新能力的探讨
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【论文关键词】建模 创新能力创新思维 教学模式

【论文摘要】阐述了数学建模对培养学生创新能力的意义,讨论了如何在数学建模的教学中培养学生的创新思维,探讨了数学建模的教学模式。

1 引言

当今世界,创新取代了传统的比较优势,已经无可替代地成为国家竞争战略的基础。

因此,加强创新精神和创新能力的培养,已是世界各国改革的共同趋势,也是我国实现“科教兴国”战略的基本要求,创新教育已经成为的核心,多年来的教育实践证明,数学建模的教学与竞赛活动在高等学校的创新教育中的地位和意义已是举足轻重.

2 数学建模对培养学生创新能力的意义

高校作为人才培养的基地,围绕加快培养创新型人才这个主题,积极探索教学改革之路,是广大教育工作者面临的一项重要任务。正是在这种形势下,数学建模与数学建模竞赛,这个我国教育史上新生事物的出现,受到了各级教育部门的关心和重视,也得到了科技界和教育界的普遍关注。这主要是数学建模的教学和竞赛活动有利于人才的培养,特别是人才的综合能力、创新意识、科研素质的培养.也正因为如此,数学建模活动的实际效果正在不断的显现出来,“数学建模的人才”和“数学建模的能力”正在实际工作中发挥着积极的作用。

数学建模本身就是一个创造性的思维过程。数学建模的教学内容、教学方法以及数学建模竞赛培训都是围绕创新能力的培养这一核心主题进行的,其内容取材于实际,方法结合于实际,结果应用于实际.数学建模的教学和竞赛培训,为学生的探索性学习和研究性学习搭建了平台。数学建模的教学和竞赛,注重培养学生敏锐的观察力、科学的思维力和丰富的想象力,既要求学生具有丰富的知识,又要求学生具有较强的实践操作能力;既有智力和能力要求,又有良好的个性品质要求;既要求敢于竞争,又要求善于合作.数学建模真正体现了开发学生潜能、培养学生优秀心理品质以及积极探索态度的良好结合.在数学建模的教学与竞赛中,特别注重发挥学生的主动性、积极性、创造性、耐挫折性,特别是提倡探索精神、创造精神、批判精神、团队协作精神等.知识创新、方法创新、结果创新、应用创新无不在数学建模的过程中得到体现.实践正在证明,数学建模的教学与竞赛活动是培养大学生创新思维和创新能力的一种极其重要的方法和途径。

3 在数学建模的教学中培养学生的创新思维

创新型人才是指具有较强的创新精神、创造意识和创新能力,并善于将创造能力化为创造性成果和产品的人才.尽管创新精神、创造意识和创新能力的培养不是一个学科或一门课程的教学所能完成的,但大量的中外教育实践充分证明,数学教育在创新型人才的培养中具有其他学科不可替代的优势和作用.因为数学中的理论和方法是人们从量的侧面研究现实世界所得到的客观规律,是研究各种科学技术不可缺少的和工具.

[1]

而建模的过程则恰好是将数学中的理论和方法又重新应用于解决现实问题,即是理论来源于实践又要服务于实践的一个完美体现.这一过程高度反映了人的创新精神、创造意识和创新能力。

数学本身包含着许多重要的思想方法,比如由特殊到一般的思想、从有限到无限的思想、归纳类比的思想、倒推逆向分析思维、试探思想等,其本质都是创造性思维方法.我们在数学建模的教学过程中不刻意地去追求运算技巧和方法,而将重点放在数学思想方法的传授上,运用对数学思想方法的体会去启迪学生的创新思维,激发学生的创新欲望。

数学上的归纳和类比思维是一种非常典型的创新思维,著名的数学家拉普拉斯说过“在数学里,发现真理的主要工具和手段是归纳和类比”.而大多数数学模型的建立、修改或改进,很多时侯都是依靠这种归纳与类比思维.在寻找模型求解的算法时,也常常用类比思维,利用相似的算法加以优化和改进而得到,有时甚至可以发现新的更好的算法.

发散思维是许多科学家非常重视的一种思维形式,科学家运用发散思维获得重要发现的例子不胜枚举.我们在数学建模的教学过程中倡导学生养成发散思维的习惯,通过一些具体的建模实例,让学生感受到在科学上要敢于联想,敢于突破条条框框,敢于标新立异。

逆向思维,即“反过来想一想”。人们思考问题时常常只注重于已有的联系,沿着合乎习惯的正向顺推,但有时如果采用“倒过来”思考的逆向思维方式,往往会产生意想不到的效果.比如,2004年全国大学生数学建模竞赛A题:奥运会临时超市网点设计中的第三个问题:若有两种大小不同规模的迷你超市(Mini-Supermarket)类型供选择,给出图2中20个商区MS网点的设计方案(即每个商区内不同类型MS的个数,并满足题中三个基本要求:满足奥运会期间的购物需求、分布基本均衡、商业上盈利).在设计MS网点时为考虑满足商业上盈利这一要求,如果单从正面去考虑商业上的盈利模型,则有很多未知的因素无法确定,诸如商品种类、数量、价格、销售额等,因而无法建立模型.但若运用逆向思维,从需求去预测可能的盈利能力,因为市场需求量可利用前述问题中已得到的商区的人流量的分布,从而为后面的规划模型的建立与求解提供了关键性的办法。

4 数学建模教学模式的探索

刚踏入大学校门的大一新生,首先接受的是基础数学,虽然这一阶段将决定着学生毕业后能否成为创新型人才,但学校要想培养出高质量的创新型人才,基础的数学教育是以知识传授为主体的教与学的过程,多年来的事实证明,这一过程很难肩负对学生创新能力的培养.随着数学建模与数学建模竞赛这一事物的出现,人们很快发现,数学建模教学,尤其是数学建模竞赛的培训是实现这一目标的一条很好的途径。经过多年来的摸索,我们对数学建模的教学模式做了如下探索。

第一,充分再现数学发现的思维过程.学生学习的数学知识,尽管是前人创造性思维的成果,学生作为学习的主体处于再发现的地位,给学生展示数学发现的思维过程,就是引导学生重走数学知识的发现之路,使得学生的再发现得以顺利完成.而这实质上也是对学生创新思维的一种培养过程.然而这一点常常被许多数学教师所忽视,他们只注重数学知识的传授,而隐去了数学知识的发现过程,这就无形地扼制了学生创新思维的发展.而数学建模的教学却能弥补基础数学教学的这一缺陷,能让学生在数学建模的过程中充分体会数学发现的创造性乐趣,从而培养其创新思维。

第二,更新教学形式.传统的单一满堂灌、填鸭式、保姆式的课堂教学形式,容易养成学生对老师的依赖,不利于调动学生的主观能动性,更不利于激发学生的创造性思维.因而要想在培养学生的创新能力方面有所突破,必须打破原有的单一教学模式,探索和尝试一些行之有效的新的教学形式.近几年来,我们根据数学建模的具体要求,有意识的尝试了不同于以往传统的教学模式,将多种不同的教学形式进行了优化组合,力求变以教师为中心为以学生为中心,充分调动学生的主观能动性和思维的积极性,培养创新意识和创新能力。

5 我校数学建模的教学模式

我校自1994年第一次组队参加全国大学生数学建模竞赛以来,已走过15年的风风雨雨。15年来,在利用数学建模培养学生创新能力方面,我们不断地反思并经验和教训。

[2]

经过多年来的反复实践和深入探索,我们以培养和提升学生创新能力为目标,以建模选修课和数学建模竞赛培训课为载体激发学生的创新欲望,以少数学生影响并带动大多数学生参与数学建模活动体验创新乐趣,作为我们制定数学建模教学大纲、教学计划、确定教学模式的宗旨.下面介绍我校数学建模的教学模式。

数学建模的教学内容分为两部分:

第一部分:数学建模选修课。该课总课时36小时,由4或5位教师每人2或3次课讲完,每位教师每次课主讲一个数学建模方法方面的专题,专题的讲解以先介绍案例再引出理论或先讲述理论再介绍案例的方式进行,每位教师至少布置一道题目,原则上要求每位学生在选修课学完后须上交一份作业,该作业可以是选做教师布置的某一题,也可以自己找题并求解,以论文形式上交.由于时间的限制,选修课中没有介绍论文,所以对学生的作业论文并不做严格要求,只注重其内容中是否有闪光的创意之处,并作为后续选拔数学建模竞赛选手的一个重要依据。

第二部分:数学建模竞赛培训课。培训课分三个阶段进行。第一阶段是软件和数学建模方法的培训。软件培训主要介绍的MatLab 、Spss、 Lingo的使用和基本操作;数学建模方法包括:最优化方法建模、微分方程建模、数理方法建模、层次分析法建模、网络图的方法建模、神经网络建模、模糊数学建模、遗传算法建模、概率仿真建模.第二阶段是专题培训.首先从历年全国大学生数学建模竞赛题目中选出9个分为3组,然后由3位多年来的资深教师讲解如何审题、破题;如何查找资料、整理资料;如何分析问题、建立模型;如何分析并寻找合适的算法并对模型进行求解;如何对模型求解结果进行分析并加以修改或改进;最后告诉学生如何对自己所做的工作加以并写成一篇规范的科技论文.第三阶段是模拟竞赛.给定三个题目,由各参选队任选一题,要求按全国大学生数学建模竞赛的所有规则进行模拟竞赛.三天后各队提交一篇论文,最后选定其中最好的10个队参加全国大学生数学建模竞赛。

参考文献

[2] 傅英定,成孝予,彭年斌等.转变教育观念 培养学生创造性思维能力的研究与实践.的理论与实践[M].成都:电子科技大学出版社,2000:181-184. [4] 李心灿.在高等数学的教学中培养学生创造性思维的一些实践与思考[J].工科数学,1999,15

(6):35-41. [6] 张仁丽,李捷飞,邱霆.MS网点的合理布局[J].工程数学学报2004,21

(7)29-35.

[3]

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" 论文关键词:历史教学 创新能力 因材施教 创新意识 教学资源 论文摘要:在历史教学实践中,教师必须紧跟时代的发展要求,以学生为主体井与之建立平等和谐的关系,成为学生学习的帮助者和引导者。在教学中不断创设情景,教师引导,......
浅析初中生数学建模能力的培养策略
发布时间:2022-09-26
数学建模是针对现实世界某一特定研究对象的数量相依关系和主要特点,采用数学语言和数学符号概括地或近似地表述出来的一种数学结构. 当前,初中生数学建模能力偏低,难以运用数学知识建立解决日常生活实际情境的数学模型,尤其对背景复......
生理学教学中应用与创新能力的培养
发布时间:2022-10-22
摘 要 我校为省属普通高校,2009年新的人才培养方案定位为应用型创新人才培养模式。为实现这一目标定位,现从教育观念、教材建设、教学内容、教学方法、教学手段及评价体系等六个方面,对传统的人体生理学的教学模式进行改革,取得了......
探析高等数学教学培养学生应用能力
发布时间:2023-01-18
引言 一直以来,数学都被公认为是锻炼学生逻辑思考能力、分析问题能力的一门工具性极强的学科,因此,教师在高等数学的教学过程中要尤其注重对学生数学应用能力的培养,发挥数学的实用性价值。目前,国内不少高校都已将高等数学学科......
浅谈初中代数教学中学生创新能力的培养
发布时间:2023-05-02
在初中的日常授课当中,数学是非常重要的一门课程,可以对学生的各项思维能力以及创新能力进行良好的培养,是学生综合全面发展的有效途径。通过在初中数学代数当中的学习,学生会具备一定的观察能力、实践能力等,但是对于创新能力的培养,还需要进一步的加强。因此,在授课当中,要注重对学生实践能力的培养方式,探寻到有效的培养手段,以便将学生的创新能力进行提升。一、培养探究兴趣,培养学生集中注意力初中的学生,还处于对.........
数学分析创新能力培养研究
发布时间:2020-01-02
1引言《国家中长期人才培养发展规划纲要(2010-2020)》中指出:“高等教育应充分调动学生的学习积极性和学习兴趣,推行创新型教育方式方法,突出培养学生的科学精神、创造性思维和创新能力,提高培养水平。”本文所指的“微教学”是在微型教学的基础上,结合信息时代特征发展而来,其内涵特征为:以微信、微博、QQ等信息“微传播”方式为平台,打破原有固化的课堂模式,形成碎片化、及时性、微型化的教学方式。基于创.........
美术教学中学生创新能力的培养探析
发布时间:2022-12-08
课堂是教师和学生接触最多的场所,在课堂教学中,围绕一门课程的学习,对学生进行综合素质的教育。这样的方式是最为科学和系统化的。在初中美术学习过程中,要从创新的角度组织课堂教学,从创新的角度启发学生、引导学生,让学生在美术的天地里,有更多创新的发现和收获。【关键词】初中美术教学创新思维美术素养一、实现在初中美术课堂中的创新教育创新教育对于我们目前的素质教育改革来说,是非常核心的任务。而初中美术这门学科.........
试析数学建模对高职高专学生能力的培养
发布时间:2023-03-03
" 论文摘要:阐述了运用数学建模方法培养高职高专学生应用数学方法和计算机技术解决实际问题的能力、自学能力、洞察能力、团队合作攻关精神及相互协调的能力的方法。 论文关键词:数学建模;高职高专学生;能力;培养 为了适应......
浅谈数学教育中学生创新实践能力的培养
发布时间:2023-04-24
【摘要】培养创新型人才是当今我国教育改革的焦点,培养学生的创新意识与实践能力也已成为教育改革的重要目标,具备数学创新思维和实践能力是新时代人才的基本素质.本文从学校教育中对教师素质的要求、培养氛围的营造、兴趣的培养、培......
数学教学中培养学生创造性思维能力的探索
发布时间:2023-05-13
摘要:数学教学重要的是培养学生的思维能力,而创造性思维又是数学思维的品质,是未来的高科技信息社会中,具有开拓、创新意识的开创性人才所必须具有的思维品质。本文就如何在数学教学中,培养学生的创造性思维能力提出了一些见解。一、......
论信息化学习对学生创新能力的培养
发布时间:2013-12-18
" 摘要:信息技术对我国影响最明显的是教育上的信息技术的应用。它对传统教育提出了新的挑战,涉及到教育内容、教育结构乃至整个的教育体制等,本文将信息技术与教学结合提出信息化学习的概念,并将从信息化学习与培养学生创新能力这一......
探讨如何培养学生的自学能力
发布时间:2023-03-17
毕业论文 探讨如何培养学生的自学能力 兰新平 摘 要:最大限度的调动起学生学习数学的积极性,激发创新意识,增强学好数学的信心,养成良好的学习习惯,认真解决好3个过渡、课堂教学的基本环节、教学过程中应注意的......
数学建模竞赛下的创新人才培养模式探究
发布时间:2023-06-09
数学建模竞赛不仅是一项普通的学科竞赛,更是培养学生综合能力和创新意识的有效途径,下面是小编搜集整理的一篇探究数学建模竞赛下创新人才培养模式的论文范文,供大家阅读参考。 数学建模是用数学知识建立描述实际问题的模型,再......
高职院校学生学习能力"创新能力"实践能力培养探析
发布时间:2016-07-07
党的十八大报告明确指出:全而实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神、实践能力。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020幼》等文件明确指出,要针对高等职业院校学生特点,培养......
论工科数学教学中学生创新能力培养的研究与实践
发布时间:2022-09-17
党的十七大报告指出: 提高自主创新能力,建设创新型国家。这是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键。2015 年全国两会期间习近平总书记在参加上海代表团讨论时强调指出,创新是引领发展的第一动力。抓创新就是抓发展,谋创新就是......
高职大学生创新能力的培养
发布时间:2023-08-06
【摘 要】创新能力培养是高职教育的重要内容,当前部分高职院校在学生创新能力培养方面存在许多问题。济南工程职业技术学院高度重视学生创新能力培养,构建了大学生科技创新能力培养体系,实施“双主体”“双轨道”的创新能力培养模式......
小学生语文创新能力的培养
发布时间:2023-02-07
【摘 要】小学阶段是学生语文素质打基础的阶段,如何开发小学生的创新能力,为学生将来的学习打下良好的基础是目前教育界普遍关心的问题。本文首先阐明了培养小学生语文教学中学生创新能力的意义,继而就提高小学生语文创新能力提出了......
初中生化学创新能力的培养
发布时间:2017-01-21
【摘 要】化学是知识点繁杂、难度不大、系统性强的学科,学生难能获取高分,原因之一在于学生兴趣低迷。本文从增强学科创新性,培养学生创新意识,增强学生学习自主性为目标进行阐述。本文共分三部分:正确认识化学中的创新教育;营造......
体育课学生创新能力的培养
发布时间:2023-08-04
【摘 要】体育作为学校实施素质教育的一门重要学科,肩负着促进学生身心健康、掌握科学锻炼方法、培养良好运动习惯等方面的重要任务,对于促进学生创新能力的开发提高,具有其它学科所无与比拟的优势。文章对体育课开始、准备、基本、......
当代大学生创新能力的培养
发布时间:2023-01-26
[摘要]培养大学生的创新能力是我国高等教育的核心内容,也是影响我国发展的关键,但是由于教育机制还存在着固步自封、难以突破等问题,创新能力的培养依然是我国高等教育的薄弱环节。因此,应该在充分认识我国教育机制存在弊端的基础......
试论物理教学中学生创新能力的培养
发布时间:2013-12-18
" [论文关键词]物理教学 教学理念 问题情境 探索性实验 [论文摘要]本文结合笔者多年的物理教学实践,提出了培养学生创新能力的几点尝试。 物理是一门以实验、观察为基础,理论和实践相结合的自然学科。它特有的教材特点正是培养......
新时期大学生创业能力培养模式研究
发布时间:2023-01-30
【摘 要】创业教育在高校教育工作应该占有重要的地位,但是当前大学生的创业能力依旧存在许多问题。为了提高大学生的创业能力,我们设计了四位一体的创业能力培养模式,在团队、培训、环境、实习等方面对大学生创业能力提供指导和帮助......
数学教学与学生创造思维能力的培养
发布时间:2013-12-19
" 数学教学与学生创造思维能力的培养 福建省厦门实验小学 张荣生 7月21日 创新是民族的灵魂,在数学教学中培养学生的创造思维,发展创造力是时代对我们教育提出的要求。本文就创造思维及数学教学中如何培养学生创造思维能力,谈谈自己的......
试论“高等数学”教学中数学思维与创新能力的培养
发布时间:2022-12-27
" 论文关键词:高等数学 数学思维 创新能力 论文摘要:“高等数学”是高等院校理工科专业的重要基础课程,其教学的核心在于培养学生的数学思维方法和创新能力。针对当前存在的主要问题,探讨了如何在高等数学教学中突出数学思想方法的教......
基础医学研究生创新能力培养探索
发布时间:2023-07-12
摘要:为了适应医学科技的发展与医学模式的转变,论文从基础医学硕士研究生的培养目标、课程设置、师资队伍、课程评价体系以及科研训练等方面,探讨基础医学研究生创新培养模式,加强创新能力的培养,提高综合素质能力。关键词:基础医学;硕士研究生;创新能力;培养模式一、基础医学研究生创新能力培养的具体内容1.基础医学硕士研究生的培养目标。基础医学研究生都是从事独立的研究工作,对国内外重大科研项目必须有一个深刻的.........
抓住契机 培养学生创新能力
发布时间:2022-09-28
" 论文关键词:语文教学;创新能力;素质教育 论文摘要:培养学生的创新能力,是素质教育的需要,是民族生存、社会发展的需要。语文教学在确定教学目标时,就应该将此作为核心。 语文阅读教学不仅有培养创新能力的职责和任务......
音乐创作与学生创新能力的培养
发布时间:2023-08-12
摘要:对于音乐教师来说,不仅需要传授学生基本的音乐知识,帮助学生建立音乐素养,同时还需要培养学生的创新能力,这就需要教师在音乐创作教学中发挥出作用,通过灵活的教学策略让学生具备创新意识。本文对影响初中音乐教学学生创新能力发展的因素概述,简要讨论培养中学生创新能力的重要意义,并分析如何在初中音乐教学中培养学生的创新能力,希望学生可以更好的体会音乐的魅力,用愉悦的心情和充足的动力面对初中的学习。关键词.........
应用型本科院校学生创新能力培养
发布时间:2022-08-07
摘要:针对目前国内应用型本科院校大学数学教育存在的问题和不足,分析了大学数学教学改革的紧迫性和必要性,并提出了培养大学生创新能力的基本思路和方法。关键词:大学数学;教学改革;应用型本科;创新能力进入21世纪,社会环境发生了......
小学生数学思维能力培养探析
发布时间:2022-10-24
随着新课程教育的不断优化改革,小学数学教育不仅仅侧重小学生本身对知识的掌握,而且更加重视对小学生数学思维的培养,为日后初高中学习更加深入的数学知识打好坚实的基础。因此,在过渡阶段,教师运用科学化的教学模式培养小学生的数......
试析研究生团队创新能力培养探讨
发布时间:2022-11-18
" 论文摘要:研究生团队创新能力培养是提高研究生创新能力的一种有效方法。团队创新能力和个人创新能力培养相辅相成,互相促进。以江苏科技大学计算机专业在研究生团队创新能力培养为例,探讨研究生团队创新模式中的各项具体措施,提出......
在化学教学中培养学生的创新能力
发布时间:2023-06-13
" 创新能力是推动社会进步的真正动力,是一个国家繁荣强大的推动力和根本保障。正如江泽民同志指出的:创新是一个民族的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,一个没有创新的民族,难以屹立于世界民族之林。“全面深入地强化国民的创造意识,......
美术教学中学生创新能力的培养
发布时间:2023-05-28
摘要:创新是一个民族进步的灵魂,是教育兴旺发达的不竭动力。作为一名美术教育工作者要自觉地把思想认识从那些不合适宜的观念中解放出来,改变僵化的教学模式,改变过去以教材为中心,以临摹为主线的教学方式。在教学活动中,教师应强调在......
语文教学要培养学生的创新能力
发布时间:2022-09-26
内容摘要: 教师在教学过程中影响学生培养创新思维,这对学生学习和以后工作都具有十分重要的作用。随着我国教育课程标准改革的不断深入,对于教师的要求也越来越高,培养学生的创新思维也成为了新课程标准的要求之一,如何在小学语文......
试论研究生创新能力培养模式研究
发布时间:2022-11-13
" 论文摘要:介绍了当前我国研究生培养模式中存在的不足,分析了团队在研究生创新能力培养中的必要性,并总结了团队模式培养研究生的优点,分别从学生层面、导师层面、院校层面提出建设团队培养模式的各项具体措施,以提高研究生创新能......
感悟小学生科学创新能力的培养
发布时间:2022-10-05
创新能力是素质教育根本目标之一。在教育教学过程中,笔者对如何培养学生的创新能力进行了一系列的实践和探索,总结出“诱、导、挖”创新能力培养模式,“诱”即谆谆善诱,利用小学生的好奇心和探究欲;“导”即因势利导,引导学生在进行科学探究过程中规范自己的探究行为,从规范中寻找新意,加强小学生的创新能力的培养;“挖”挖掘学生的潜能,培养学生的创新思维。【关键词】小学生创新能力培养【中图分类号】G622【文献标.........
论初中音乐课学生创新能力的培养
发布时间:2023-01-10
毕业论文 摘 要 音乐创新教学是指中小学音乐教学中为培养发展学生创新精神和创新能力、运用各种音乐材料进行创造性音乐学习的教学活动。创造能力的培养......
浅谈新课程背景下数学教学中学生创新能力的培养
发布时间:2022-10-09
摘 要:初中数学作为基础教育课程中的基础学科,在培养学生创新能力方面有着重要的作用。为适应教育改革的要求,教师要改变自己的传统观念,用全新的教育理念指导教学,教师要根据学生的实际情况,充分发挥教师在教学中的引导作用,采......
论树立教育新理念培养学生创新能力
发布时间:2022-08-31
" 论文关键词:师生关系 方法更新 创新兴趣 论文摘要:教育在培养民族创新精神和培养创造性人才方面,肩负着特殊的使命。”我们在教学工作中要注重培养学生的创新精神和创新能力。 江泽民同志在全国科技大会上指出:“创新是一......
应用化学教学中学生创新意识与能力培养
发布时间:2023-04-02
实验即是实践,而化学实验与理论应当是密不可分的,下面是小编搜集的一篇探究培养学生的创新意识与能力途径的论文范文,供大家阅读查看。 化学不单单是各个公式的相互应用,不同物质分子的相互影响和转变。化学可以解释为现代科学......

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