认知物理学基础:认知自然和人类自身的奠基石

物质、能量、结构和时间是人类认知和机器认知的最基本要素,是人类智能和人工智能共同的奠基石。信息不是物质,不是能量,是在结构、时间上形成的衍生物。位于四要素之上的是思维软构体和物质硬构体,其上分别对应基于想象与推理的数学和基于观察与实证的物理,而基于数学和物理之上的是认知物理学。认知物理学的使命是用物理学的理论和方法解释人类认知及其形成过程,人工智能浓缩重演人类智能,用机器来模仿、拓展人的认知。未来,要突破图灵机局限,发展难以计算的记忆智能和具身交互智能;用云模型、数据场、拓扑势、云变换等认知物理学理论和方法,形式化人类的不确定性认知,形成认知螺旋,实现认知的自成长;研发可交互、会学习、自成长的认知机器,开辟各智其智、智人之智、智智与共的人工智能新方向。

认知物理学在数据挖掘中的应用研究

认知物理学从自然语言切入,研究定量到定性、从数据到知识的思维过程以及思维所运用的信息的形式化组织·借鉴认知物理学的相关理论来研究数据挖掘:首先,借鉴场来研究数据挖掘中复杂知识的表示,提出了语言场这一新的复杂类型知识表示方式;其次,借鉴信息扩散原理来研究参数演化规律中参数波动的情况,从而为数据挖掘的后处理研究提供了新的途径;再次,研究了决策树构造的信息熵方法,提出了认识熵的概念,基于这些概念和方法给出了SID3算法,并利用实例说明了SID3算法的优越性·

视频中运动人体身份识别的认知物理学方法

人脸和步态数据是典型的非线性模型,现有的人脸和步态降维方法主要是线性方法,对信息损耗较大,识别率较低。为此,提出一种人体身份识别的认知物理学方法,将人脸特征和步态特征用数据场进行表征,利用数据间的相互作用和运动实现数据的自组织聚类,以非线性变换的方式实现身份特征数据的降维。用最大势函数值对降维后的样本库进行排序,实现离散点快速检测和样本检测的二分法查找。基于改进的D-S证据论对人脸和步态进行多层融合。实验结果表明,与线性变换的人脸与步态识别方法相比,该方法可提高7%的人体身份识别率,减少40%的识别时间。

基于ETA物理认知模型的光学课程理实一体化教学——以单缝夫琅禾费衍射为例

针对传统光学课程教学中存在理论与实验脱节的问题,基于ETA物理认知模型,对“单缝夫琅禾费衍射”的教学过程进行了理实一体化教学设计.在实验(E)认知阶段,先让学生观察单缝衍射现象,讨论后明确研究问题,再对衍射光斑宽度进行定量测量、总结实验规律.在理论(T)认知阶段,先根据实验规律建立衍射光斑宽度与狭缝宽度、传播距离之间的理论模型,再推导出衍射光强分布公式并进行实验验证.在应用(A)认知阶段,利用衍射光强分布公式解释衍射条纹的特征,最后通过作业、探究性实验培养学生的应用创新能力.实践结果表明,理实一体化教学模式更加符合ETA物理认知规律,可以取得比传统教学模式更好的教学效果.

基于“ETA物理认知模型”建构《静电场》大单元教学设计——大学物理教学成果对中学物理教学的启迪

本文以“ETA物理认知模型”为导引,以高中物理“静电场”单元为例,重点阐述教学设计的几个要点,包括教材次序的重构,教学素材的优化,教学过程的逻辑显化,科学方法显化,课程思政的明示和暗示。由此概括出物理教学的“四美”:导入艺术之美、逻辑简约之美、方法力量之美、人文情怀之美。

德性认知:中国人独特的认知模式

将传统心性论中的“德性之知”命名为德性认知,不仅与强调“认知本质是计算”的西方物理认知模式形成对比,凸显中国本土心理学独特的认知模式,也便于借助西方物理认知的信息加工语境,拟构一个路径清晰的德性认知心理机制模型。德性认知是区别于信息加工的高级心智机能,强调对心性本质及精神本体的自证自明,具有“向内的加工方式”“非对象化的认知加工”及“内生的道德属性”等三个主要特征。德性认知的提出凸显了中国人认知模式的文化特色,有利于对人类认知与心智本质作多角度解读。

基于物理认知过程的试题设计与教学启示——以2022年高考广东物理试题为例

2022年高考广东物理试题的设计符合物理认知过程,有利于引导教师呈现概念、规律形成的脉络,有利于物理课堂回归物理认知逻辑,有利于培养学生物理学科核心素养.

走进“认知物理教学”时代——浙江省高中物理教学研究与教学改进介绍

文章介绍了浙江省高中物理学科近十年来在教学研究与教学改进上的进展，这种研究与改进的一个显著特点是以认知心理学的研究与进展为基础，以教学实践及教学经验为支撑，以教学中有普遍意义的内容为突破口，分别研究了不同知识的学教模式、教学目标的内容结构、教学目标的表述方式、知识结构的建构顺序、复习课的功能与目的，认知诊断方法等，上述研究成果通过杂志文章、专著书籍、全省性的会议和专题培训等进行推广。

物理课程思政教育的核心是科学认知能力培养

本文基于ETA物理认知模型(即完整的物理认知由实验物理(Experimental Physics)认知、理论物理(Theoretical Physics)认知、应用物理(Applying Physics)认知构成)分析物理课程思政教育的内涵,指出其核心是物理认知能力培养,包括认知模型的构建、物理方法的训练、物理精神的养成,也就是物理文化的传承。

什么是ETA物理认知模型

本文将物理认知规律总结为ETA物理认知模型,即完整的物理认知过程由实验物理(Experimental Physics)认知、理论物理(Theoretical Physics)认知、应用物理(Applying Physics)认知构成,并尝试从认知角度回答钱学森之问。

什么是ETA物理学习法——基于物理认知规律的大学物理学习困难现象分析与应对策略

大学物理学习对很多学生来说是一个巨大挑战,严重的还会引发其心理问题。本文从物理认知规律角度分析这种现象产生的原因,并由此提出ETA物理学习法,即针对于学习困难,可操作的改善学习的应对策略。

引发认知冲突 优化学生物理认知结构

从建构主义这一视角,具体地分析了物理这门学科“教师难教,学生难学”的深层次原因是物理认知结构不完整或出现混乱.针对这一问题,论述了如何引发认知冲突,对学生的原有物理认知结构进行优化.

浅析物理认知结构的特征及其构造

运用系统理论的观点分析了良好物理认知结构的特征 。

什么是物理与物理的认知过程

本文尝试从物理认知的起点出发,给出物理的详细定义,并总结出一个有效的物理认知过程.

物理元认知水平现状调查与分析

对物理学习中的元认知能力进行调查,结果表明:学生在物理学习中元认知水平偏低,相比较而言,物理成绩高的学生元认知水平从整体上高于成绩差的学生;学生在物理学习元认知方面存在的突出问题有学习的主动性、计划性、反思能力较差.

基于物理认知规律的解题思路

针对学生解答高考题型中综合性问题时遇到的困难,在分析其原因的基础上,运用穆良柱物理认知规律模型,总结并归纳出解答高考题型中综合性问题的解题思路.以2020年高考理综全国卷Ⅰ第25题为例,详细介绍了基于物理认知规律的解题思路的具体应用.

浅议对“物理”的理解与认知

2017年9月11日至25日,湖南省“国培计划（2017）”高中学科精英教师高端研修班在华东师范大学教育学部培训部如期举行。我作为全省被选拔上的25名高中物理教师中的一员,通过专业培训,很受启发,培训内容开阔了我的视野、丰富了我的教育智慧、提升了我的理论素养,对“物理”有了非同一般的新认识,升华了我具有时代特色的物理认知,借助新高考的东风,指导我今后的物理教学,认真开展实证性和实验性的教学研究,努力提升我的高中物理教学领导力,形成自己独特的教学风格,力争成为名副其实的教学名师、名家。

浅析ETA物理认知模型在中学物理习题教学中的应用

物理习题教学是中学物理教学的重要环节,能够帮助学生提高运用物理知识解决实际问题的能力.基于ETA物理认知模型,针对理论物理认知题型、实验物理认知到理论物理认知题型和应用物理认知题型3类题型的习题特点,总结出每类题型具体的应对策略.在习题教学过程中教师需要强化学生的物理基本知识和理论,帮助学生做好从实践到构建物理模型的过渡,引导学生做好理论与实际生活联系,为提升习题教学的有效性提供参考.

基于认知行为的物理疗法对腰椎日间手术后腰痛患者的效果评价

目的探讨基于认知行为的物理治疗(CBPT)对腰椎日间手术后腰痛患者的影响。方法选取医院2021年5—8月日间手术中心招募的腰椎日间手术后腰痛患者146例作为研究对象,按照组间基本资料具有可比性的原则分为对照组和观察组,每组73例。对照组在3个月干预时间内累计退出9例,脱落5例;观察组3个月干预时间内累计退出7例,脱落5例。对照组最终纳入59例,观察组最终纳入61例。对照组患者实施常规康复干预,观察组实施CBPT,干预时间为3个月。采用日本骨科协会评估治疗(JOA)下腰背疼痛及腿痛兼(或)麻刺痛2个条目评价干预前后的疼痛状况;采用汉化版Oswestry功能障碍指数(ODI)评价干预前后的日常活动功能;采用医院自行设计的“干预计划接受程度评价量表”评价干预后患者对干预计划的认可度。结果干预后,观察组患者下腰背疼痛、腿痛兼(或)麻刺痛评分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。干预后,观察组患者ODI评分低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组患者的计划帮助程度、计划推荐程度条目评分高于对照组(P<0.05);观察组患者对干预计划的努力与收益差值、疼痛变化重要性、日常活动变化重要性、恢复变化重要性条目评价优于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论与常规康复比较,CBPT在腰椎日间手术后伴腰痛患者中的应用,可更好地缓解其疼痛,提升日常功能,患者对基于认知行为的物理治疗认可度更高。

物理实验研究中的物理认知问题探究

物理实验是物理教学中必不可少的一部分，通过物理实验，学生可以发现物质的奇特特性，透过物理现象了解背后的物理理论，促进学生对物理知识的掌握。文章分析了学生对物理学习的认知，根据不同的认知内容最终确定了物理实验研究的思路。