时间：2023-03-17 17:59:57
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇无意识设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
论文关键词：一台设计有缺陷的演示器
德州市实验技能考试期间，我跟随考核小组来到了德城区的第七个考点德州十中。考试之前，我和十中的实验室管理员赵红梅老师转了一下他们的物理仪器室，众多的器材中有一件引起了我的注意，这是一台崭新的浮力原理演示器。赵老师说：“这个仪器自从买来以后就没用过，不知道该怎么用，毕老师你给看看吧”。赵老师的一句话引起了我的兴趣，我摩拳擦掌，决定一探究竟。
我召集了三名监考的物理老师和我一起做这个实验。我们的操作步骤如下（见图1）：将浮体放在小水箱上端，并对齐位置，使浮体恰好堵住小水箱顶端的开口。先用手压住浮体，向大水箱中慢慢注水，水的深度约12cm，将手放开，继续向大水箱内加水，直到水位高出浮体上端10 cm以上。因为小水箱上口与浮体配合良好，漏水很少，小水箱的进水孔很小，水渗漏缓慢，浮体还没有受到向上压力，只受到水向下的压力，浮体还不能浮起。水继续向小水箱流入，小水箱中的空气由排气管不断地排出。根据我们的设想：当小水箱充满水时，浮体就会受到水向上的压力，向上压力大于向下压力，即产生了浮力，浮力大于浮体的重力，浮体就上浮了。小水箱中的水位越来越高，我们认为实验很快就能成功了。正当我们要庆祝胜利的时候，浮体突然向上浮起，可这时小水箱中的水位距离顶端开口还有将近2 cm，实验失败了。这时我想起赵老师的话，看来问题并没有那么简单论文提纲格式。
问题出在什么地方呢？我们又接连进行了三次实验，期间我们注意到了所能想到的全部细节：如为了保证浮体和小水箱接触更加严密物理论文，我在浮体的下端涂抹了凡士林；我们通过增减浮体中沙子的多少来调整浮体的重力等等。按理说，实验操作真的没有问题了，但每一次都与成功失之交臂，这令在场的几个人都很失望，大家不禁陷入了沉思。我静静地站在实验桌旁，回想刚才的四次实验，突然惊奇的发现：四次实验的失败是那么的雷同，每次都是小水箱中的水位距离顶端开口还有将近2 cm的时候，浮体就开始上浮了，虽然我们中间改进了一些操作细节，但对相似的失败结果毫无影响。我仔细端详着这个距离小水箱顶端开口只有2 cm的地方，恍然大悟：是演示器的设计有问题，不是我们操作的问题，是它的排气孔位置设计的太低了。当小水箱中的水位即将超过排气孔时，小水箱上端的密闭空气就排不出去了，而且由于水的压强还会被压缩。当压缩气体对浮体向上的压力大于水对浮体向下的压力和浮体重力之和时，压缩气体就会把浮体推开，这时水流入浮体下方，浮体受到水的浮力，就会浮起来了。虽然最终浮体也是因为受到液体向上和向下的压力差即浮力而浮起来的，但这与演示器的设计初衷肯定是不相吻合的，这并不是我们想要见到的现象。“我认为排气孔应该设计在小水箱的顶端” 其中的一位物理老师说，“只有设计在顶端，才能保证排尽小水箱里所有的空气，小水箱内才会充满水，浮力原理才能演示出来。”对于这个结果，大家都很满意。
1929年哈勃宣布：“宇宙正在膨胀着。星系之间的空间随时间线性增加，星系本身并没有改变；而且星系越远，离去得越快”〔1-P115〕。而后，由列梅特、伽莫夫等人发展为大爆炸理论，基本要点是：在100-200亿年之前，宇宙生之于一次大爆炸，物质、能量、时间和空间都由爆炸中创生，爆炸前那种原始的无限稠密被称为“奇点”,由爆炸引起的膨胀，现在仍在继续着。从30年代开始，膨胀的宇宙模型已经为大多数宇宙学家所接受，现在被称为现代宇宙学标准模型。现代宇宙学被定义为：“以广义相对论为理论基础，以哈勃定律为观测依据，并在宇宙学原理的假设下,研究整体宇宙的结构、运动和演化规律的一门学科”(2-P85)。
此前15年，斯利弗在美国天文学协会的一次会议上，公布的观察结果是：“一些明亮星云(后来被证实是星系)，既有蓝移的，也有红移的”；更远的弱光星云，“全都展示红移”(1-P111)。没有做出任何解释。哈勃有效地以“宇宙梯”法解决了确定星系距离的问题之后，通过对自己测定的24个河外星系距离的分析，发现红移量大致同星系距离成正比，即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)＝D1/D2。当时普遍认为，这个结果“唯一可能的物理学解释便是河外星系都在以正比于它们距离的速度退离我们而去”〔3-P140〕，由此得出的H＝V/D，被称为哈勃定律。其中H为哈勃常数，D为星系距离，V为星系退离速度。D和V“都不是可测量的量”(8-P403)。
哈勃定律作为膨胀宇宙论的基础原典、现代宇宙学的观测依据，存在如下纰漏：1、该定律中既没有可观测的物理量，何以能成为“观测依据”?又缺乏作为必要条件的观测数据，如何判定其正确?
2、设星系在t内退离距离D=Vt=HDt；依据哈勃关系式λ/λ=D/D，λ应随时间线性增加，即该定律成立的必要条件是红移谱线持续移动而不是红移。
3.取H=3×10-2m/s光年，代入λ/λ=D/D=Ht=3×10-2m/s光年·t=10-10/年·t可知，任一星系的λ/λ都将以每年10-10持续增加。60年代观测精度(λ/λ～2.5×10-15)已达这个数据的4×104倍，要证明哈勃定律成立，就必须提供对同一星系λ/λ随时间线性增加的观测证据。
近40年来，新理论与新技术的结合，相继发现了一些不调和的红移现象。海尔天文台的阿普80年代末就宣称：“我们已知有38个不调和红移天体与24个星系相关联。这个数字之大，不允许我们将它一笔勾销”(1-P151)。依据这些佐证，至少在某些情况下，关于红移跟膨胀关联的传统解释是错的。
红移跟运动的关联确实并不具有唯一性。依据狭义相对论，运动物体发出的光被静止者观测时将发生频移，和声波频移机理相同，用多普勒效应解释没有错。依据广义相对论，具有强引力场的静止物体发出的光，在引力势较高处观测也要红移。即光的频移有两种机制，声波频移却仅有一种，用多普勒频移解释光现象就必然会丢失引力频移机制。通常的解释是：“引力不能定量解释星系的普遍红移，引力效应至少不占主导地位”(4-P509)，可以忽略不计；霍金的说法是：“星系的引力场没有足够强到对它有明显的效应”(5-P47)。
哈勃宣布宇宙在膨胀时，全世界能够理解广义相对论的人寥若晨星，“据记载，本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿，说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论，爱丁顿停了下，然后回答：我正在想这第三个人是谁”(5-P83)；50年代之前，“广义相对论大体上是数学的一个分支”，60年代之后才“从考察数学结构到开始按照物理来思考”(6-P72)；尤为重要的是，这个时期利用穆斯堡尔效应在高度差H=22.5m的条件下，“极其精密地测得57Fe的一条γ谱线的紫移，波长相对变化仅有λ/λ≌gH/C2～2.5×10-15，与理论预告值在误差范围内符合”(7-P94)。引力频移被精确地测量出来后，就不得不承认“引力是一种极其巨大的力量”(6-P66)。即此不难算出，在地球引力场中γ光子通过22.5m，需时t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。
由哈勃关系λ/λ=D/D=Ht=10-10/年·t；当λ/λ～2.5×10-15时，t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。
依据平直而各向同性的宇宙学原理,当λ/λ～2.5×10-15时，引力效应/哈勃效应=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很显然忽略引力效应肯定是个重大失误。
大爆炸——膨胀宇宙论被称为标准宇宙模型，存在3个问题：其一、不考虑引力效应就不符合现代宇宙学的定义；其二、40年前就测出的引力频移比膨胀效应大1010数量级，早已粉碎了“唯一的物理学解释”神话；其三、“广义相对论用时空结构的几何性质来表示引力场”(8-P328)，哈勃当时并不理解，用多普勒效应解释红移属于以偏概全；时至今日如果仍不考虑引力效应，宇宙常数偏小、退离速度偏大的错谬，将永远不可能得到纠正。
为了确定引力跟红移的定量关系，特作如下讨论：
一、改变高度差重做穆斯堡尔实验，依据两次测得的数据，可以确定：
1、红移相对变化量跟距离还是距离平方相关；
2、导出相关公式，为比较引力贡献和哈勃贡献提供依据。
二、有人认为，光在漫长的星际旅途中会受到无数恒星的影响，其左弯右折必然使红移量产生较大改变，无法予以判定。其实并非如此，可依据右图阐明如下：图中A为发光恒星，M、N为两个恒星，P为太阳；光线AB受它们影响的实际传播线路为AB、BC、CD、DE、EF；F为地球，FA为依据经验认定的光传播线路。实际上BC是光在M附近沿能级相同的测地线通过的轨迹，能够影响红移的仅为B′C′。即此可得如下推论：
推论1、光无论受多少恒星影响发生左弯右折，决定红移或紫移的只有直线距离。
推论2、A使光红移，F使光紫移，由于M地《M恒，地球的影响可以忽略不计。
推论3、由实验得出的公式，可以用于定量解释星系的普遍红移，同时将成为确证哈勃定律正确与否的判据。
参考书目
1、(美)巴里·派克著爱因斯坦的梦湖南师范大学出版社1989年
2、薛晓舟等著现代物理学的哲学问题河南大学出版社1996年
3、袁正光主编领导干部科普知识全书改革出版社2000年
4、大百科全书编委会大百科全书·物理卷大百科全书出版社
5、(英)霍金著许明贤等译时间简史湖南科技出版社1995年
6、(英)霍金著胡小明等译时间简史续篇湖南科技出版社1995年
7、倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年
8、董光璧等著世界物理学史吉林教育出版社1994年
二、光速不变与波粒二象性
在讨论这两个问题之前，首先需要廊清物理学理论中的3种观念。
1、物理学不研究“物质”，正如没有人能够讲出“水果”是什么滋味一样，因为二者都是抽象的类概念。实际上物理学只研究质量、电量、能量跟时空的关系，“物质”属于误用的哲学概念。
2、从牛顿那个时代开始，物理学就分牛顿范式和非牛顿范式，前者研究孤立质点运动的规律，后者探讨热、光、电、磁的本质；现在已经非常清楚，热、光、电、磁现象的本质都是电磁波，统称为能量。
3、现代物理学理论可以分为以质量计量、用时空描述，以能量计量、用位形描述两大体系，物理客体理应分为质量系统和能量系统两大类。同理粒子物理学就应该分清质量子(即费米子)和能量子(即玻色子)，本质差异在于有没有静质量。
据此，先讨论光速不变问题。
所谓的光速不变是一种简称，实际所指是光速与光源运动的速度无关，或曰：光总是各向同性的。依据“质量是惯性的量度”，光子没有静质量，自然就应该与光源的惯性无关。人们通常表现出的“不理解”，根源在于误认为任何“物质”都具有惯性，忘记了惯性只与质量相关，属于牛顿范式独霸天下产生的常识性错误，不清楚物理客体应该分为质量系统和能量系统两
大类。
讨论光的各向同性，首先必须依据两系统结构论确立如下观念：所谓的宇宙是质量体(包括电子、质子、原子、分子到其大无比的天球)悬浮在能量海洋(即连续辐射)中的巨系统。只有当能量(子)从质量体中放出(或被吸收)时，才表现出一份一份的粒子属性，被称为光子；而这种能量(团)在连续辐射的海洋中传播时，则总表现为波。只需要以石块掷入水中后，水波总是各向同性传播为类比，就很容易理解光波总是各向同性的道理。
得布罗意提出波粒二象性，至今已有七十余年，开始时说微观“物质”既是粒子又是波，后来改为既不是粒子又不是波；由于实际测量的结果是：用干涉仪得到衍射图象，用计数器记下的是粒子数，就将微观粒子的实在性跟意识联系起来，认为究竟是粒子还是波，由测量者的意识所决定，关键在于选用什么样的仪器。直到今天波粒二象性依旧是个说不清道不明的谜。
实际上只需要摈弃掉“物质”这个误用的哲学概念，并承认物理客体分质量、能量两个系统，问题即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述，只需要将在能量海洋中传播和由质量体吸收(或放出)分开考虑，答案就已经非常明确：波属于能量系统的属性，而粒子性总跟质量系统相关。
光子属于能量子，现在讨论质量子的问题。依据量子运动的特点，粒子永远不会停止运动。按En＝n2h2/8mL2被关在L＝4A箱内的电子(m=me=9.1×10-31kg)，最低能量状态(基态)也还有2.3eV能量，通常称它为电子的动能，又是一种植根于“物质”这个误用概念的常识性错误。量子场论承认微观存在分粒子和场，每一种粒子都对应着一种场，却讲不清二者之间的关系究竟如何。只需要将电子放到质能两系统结构论的框架去考察，就不难发现所谓的电子动能并非属于电子，而是网络态的能量海洋作用于电子的结果。任何粒子实际上都处在“树欲静而风不止”的被动状态，传统将这种能量理解为电子“自能”，是基于质、能不分产生的常识性错误。试想：空中悬浮的气球不能静止的原因在于空中能量分布不均衡，水中木屑的动能亦来自于水，都不属于气球和木屑自身所有；即此为类比就不难理解粒子性和波之间的相互关系。
结论：所谓的波粒二象性，是使用分别适用于能量或质量系统的仪器，检测由质量子和能量子构成的复合态产生的不同效应。
验证实验：同时使用干涉仪和计数器对质量子进行观测，当光栅的隙缝小于粒子的直径时，放在光栅背后的计数器就不会记下粒子数。理由是通过光栅的只能是能量海洋中传递的一列波，具有静质量的粒子将被“滤”掉。
三、绝对时间和相对相间
牛顿将时间分为“自身在那里流”的绝对时间和“可感知的及外界的度量”的相对时间。狭义相对论预言“动钟变慢”；广义相对论预言“一个钟所处的引力势越低(深)，它走得越慢”。通常都说相对论的预言被证实，说明牛顿的时间观念是错的；实际上恰恰相反，即此正好证明了时间确实有绝对和相对之分。
牛顿之前，惠更斯已导出单摆周期公式T＝2π(L/g)1/2，据此发明的摆钟至今仍在使用，其走时快慢与g直接相关：g越大，T越小，走时读数即变大；反之即被称为变慢。这个结果为什么正好跟广义相对论的预言相反呢?因为物理学研究的客体分两个系统：一是由牛顿范式沿袭而来的，用质量计量、用时间和空间描述运动的质量系统；一是由非牛顿范式沿袭而来的，用能量计量、用位形描述运动的能量系统。摆钟的读数属于质量系统计量的相对时间，可以通过调节摆长L使所有的钟走时一致，其作用直接源于发条的弹性势。刚旋紧发条时走时慢些，发条松弛时走时即变快。
用原子钟实测的结果正好跟广义相对论预言一致，这又是为什么呢?由于原子释放能量子跟它所处环境的能级直接相关，而能量子的T即代表该能级的内禀时间，由能密梯度g′决定，是无法人为改变的，故而称之为绝对时间。
如图所示，行星R从远日点N向近日点M运行时，动能(正能)逐渐增大，g亦随之增大；由M向N运行时，势能(负能)逐渐增大，g′亦随之增大。沿NM方向，正能密梯度g递增，负能密梯度g′递减。原子钟走时由g′决定，显示的是绝对时间；摆钟走时由g决定，显示的则是相对时间。
小结：绝对时间是弯曲时空(负能密梯度决定其曲率)的内禀时间，传统使用的摆钟“度量”的属于相对时间。当使用人为规定的时间标准去度量负能量海的内禀时间时，就必然会出现时间变快或变慢的实测结果。
验证实验：将在同一地点校准的摆钟和原子钟各一枚，用气球带上高空，依据电台播放的校钟讯号去校钟时，原子钟的读数要大些(变快)，摆钟则变慢。
意义：该实验可以确证：
1、狄拉克所说的负能量海即是充满连续辐射的广袤空域；
1929年哈勃宣布：“宇宙正在膨胀着。星系之间的空间随时间线性增加，星系本身并没有改变；而且星系越远，离去得越快”〔1-P115〕。而后，由列梅特、伽莫夫等人发展为大爆炸理论，基本要点是：在100-200亿年之前，宇宙生之于一次大爆炸，物质、能量、时间和空间都由爆炸中创生，爆炸前那种原始的无限稠密被称为“奇点”,由爆炸引起的膨胀，现在仍在继续着。从30年代开始，膨胀的宇宙模型已经为大多数宇宙学家所接受，现在被称为现代宇宙学标准模型。现代宇宙学被定义为：“以广义相对论为理论基础，以哈勃定律为观测依据，并在宇宙学原理的假设下,研究整体宇宙的结构、运动和演化规律的一门学科”(2-P85)。
此前15年，斯利弗在美国天文学协会的一次会议上，公布的观察结果是：“一些明亮星云(后来被证实是星系)，既有蓝移的，也有红移的”；更远的弱光星云，“全都展示红移”(1-P111)。没有做出任何解释。哈勃有效地以“宇宙梯”法解决了确定星系距离的问题之后，通过对自己测定的24个河外星系距离的分析，发现红移量大致同星系距离成正比，即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)＝D1/D2。当时普遍认为，这个结果“唯一可能的物理学解释便是河外星系都在以正比于它们距离的速度退离我们而去”〔3-P140〕，由此得出的H＝V/D，被称为哈勃定律。其中H为哈勃常数，D为星系距离，V为星系退离速度。D和V“都不是可测量的量”(8-P403)。
哈勃定律作为膨胀宇宙论的基础原典、现代宇宙学的观测依据，存在如下纰漏：1、该定律中既没有可观测的物理量，何以能成为“观测依据”?又缺乏作为必要条件的观测数据，如何判定其正确?
2、设星系在t内退离距离D=Vt=HDt；依据哈勃关系式λ/λ=D/D，λ应随时间线性增加，即该定律成立的必要条件是红移谱线持续移动而不是红移。
3.取H=3×10-2m/s光年，代入λ/λ=D/D=Ht=3×10-2m/s光年·t=10-10/年·t可知，任一星系的λ/λ都将以每年10-10持续增加。60年代观测精度(λ/λ～2.5×10-15)已达这个数据的4×104倍，要证明哈勃定律成立，就必须提供对同一星系λ/λ随时间线性增加的观测证据。
近40年来，新理论与新技术的结合，相继发现了一些不调和的红移现象。海尔天文台的阿普80年代末就宣称：“我们已知有38个不调和红移天体与24个星系相关联。这个数字之大，不允许我们将它一笔勾销”(1-P151)。依据这些佐证，至少在某些情况下，关于红移跟膨胀关联的传统解释是错的。
红移跟运动的关联确实并不具有唯一性。依据狭义相对论，运动物体发出的光被静止者观测时将发生频移，和声波频移机理相同，用多普勒效应解释没有错。依据广义相对论，具有强引力场的静止物体发出的光，在引力势较高处观测也要红移。即光的频移有两种机制，声波频移却仅有一种，用多普勒频移解释光现象就必然会丢失引力频移机制。通常的解释是：“引力不能定量解释星系的普遍红移，引力效应至少不占主导地位”(4-P509)，可以忽略不计；霍金的说法是：“星系的引力场没有足够强到对它有明显的效应”(5-P47)。
哈勃宣布宇宙在膨胀时，全世界能够理解广义相对论的人寥若晨星，“据记载，本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿，说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论，爱丁顿停了下，然后回答：我正在想这第三个人是谁”(5-P83)；50年代之前，“广义相对论大体上是数学的一个分支”，60年代之后才“从考察数学结构到开始按照物理来思考”(6-P72)；尤为重要的是，这个时期利用穆斯堡尔效应在高度差H=22.5m的条件下，“极其精密地测得57Fe的一条γ谱线的紫移，波长相对变化仅有λ/λ≌gH/C2～2.5×10-15，与理论预告值在误差范围内符合”(7-P94)。引力频移被精确地测量出来后，就不得不承认“引力是一种极其巨大的力量”(6-P66)。即此不难算出，在地球引力场中γ光子通过22.5m，需时t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。
由哈勃关系λ/λ=D/D=Ht=10-10/年·t；当λ/λ～2.5×10-15时，t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。
依据平直而各向同性的宇宙学原理,当λ/λ～2.5×10-15时，引力效应/哈勃效应=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很显然忽略引力效应肯定是个重大失误。
大爆炸——膨胀宇宙论被称为标准宇宙模型，存在3个问题：其一、不考虑引力效应就不符合现代宇宙学的定义；其二、40年前就测出的引力频移比膨胀效应大1010数量级，早已粉碎了“唯一的物理学解释”神话；其三、“广义相对论用时空结构的几何性质来表示引力场”(8-P328)，哈勃当时并不理解，用多普勒效应解释红移属于以偏概全；时至今日如果仍不考虑引力效应，宇宙常数偏小、退离速度偏大的错谬，将永远不可能得到纠正。
为了确定引力跟红移的定量关系，特作如下讨论：
一、改变高度差重做穆斯堡尔实验，依据两次测得的数据，可以确定：
1、红移相对变化量跟距离还是距离平方相关；
2、导出相关公式，为比较引力贡献和哈勃贡献提供依据。
二、有人认为，光在漫长的星际旅途中会受到无数恒星的影响，其左弯右折必然使红移量产生较大改变，无法予以判定。其实并非如此，可依据右图阐明如下：图中A为发光恒星，M、N为两个恒星，P为太阳；光线AB受它们影响的实际传播线路为AB、BC、CD、DE、EF；F为地球，FA为依据经验认定的光传播线路。实际上BC是光在M附近沿能级相同的测地线通过的轨迹，能够影响红移的仅为B′C′。即此可得如下推论：
推论1、光无论受多少恒星影响发生左弯右折，决定红移或紫移的只有直线距离。
推论2、A使光红移，F使光紫移，由于M地《M恒，地球的影响可以忽略不计。
推论3、由实验得出的公式，可以用于定量解释星系的普遍红移，同时将成为确证哈勃定律正确与否的判据。
参考书目
1、(美)巴里·派克著爱因斯坦的梦湖南师范大学出版社1989年
2、薛晓舟等著现代物理学的哲学问题河南大学出版社1996年
3、袁正光主编领导干部科普知识全书改革出版社2000年
4、大百科全书编委会大百科全书·物理卷大百科全书出版社
5、(英)霍金著许明贤等译时间简史湖南科技出版社1995年
6、(英)霍金著胡小明等译时间简史续篇湖南科技出版社1995年
7、倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年
8、董光璧等著世界物理学史吉林教育出版社1994年
二、光速不变与波粒二象性
在讨论这两个问题之前，首先需要廊清物理学理论中的3种观念。
1、物理学不研究“物质”，正如没有人能够讲出“水果”是什么滋味一样，因为二者都是抽象的类概念。实际上物理学只研究质量、电量、能量跟时空的关系，“物质”属于误用的哲学概念。
2、从牛顿那个时代开始，物理学就分牛顿范式和非牛顿范式，前者研究孤立质点运动的规律，后者探讨热、光、电、磁的本质；现在已经非常清楚，热、光、电、磁现象的本质都是电磁波，统称为能量。
3、现代物理学理论可以分为以质量计量、用时空描述，以能量计量、用位形描述两大体系，物理客体理应分为质量系统和能量系统两大类。同理粒子物理学就应该分清质量子(即费米子)和能量子(即玻色子)，本质差异在于有没有静质量。
据此，先讨论光速不变问题。
所谓的光速不变是一种简称，实际所指是光速与光源运动的速度无关，或曰：光总是各向同性的。依据“质量是惯性的量度”，光子没有静质量，自然就应该与光源的惯性无关。人们通常表现出的“不理解”，根源在于误认为任何“物质”都具有惯性，忘记了惯性只与质量相关，属于牛顿范式独霸天下产生的常识性错误，不清楚物理客体应该分为质量系统和能量系统两大类。
讨论光的各向同性，首先必须依据两系统结构论确立如下观念：所谓的宇宙是质量体(包括电子、质子、原子、分子到其大无比的天球)悬浮在能量海洋(即连续辐射)中的巨系统。只有当能量(子)从质量体中放出(或被吸收)时，才表现出一份一份的粒子属性，被称为光子；而这种能量(团)在连续辐射的海洋中传播时，则总表现为波。只需要以石块掷入水中后，水波总是各向同性传播为类比，就很容易理解光波总是各向同性的道理。
得布罗意提出波粒二象性，至今已有七十余年，开始时说微观“物质”既是粒子又是波，后来改为既不是粒子又不是波；由于实际测量的结果是：用干涉仪得到衍射图象，用计数器记下的是粒子数，就将微观粒子的实在性跟意识联系起来，认为究竟是粒子还是波，由测量者的意识所决定，关键在于选用什么样的仪器。直到今天波粒二象性依旧是个说不清道不明的谜。
实际上只需要摈弃掉“物质”这个误用的哲学概念，并承认物理客体分质量、能量两个系统，问题即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述，只需要将在能量海洋中传播和由质量体吸收(或放出)分开考虑，答案就已经非常明确：波属于能量系统的属性，而粒子性总跟质量系统相关。
光子属于能量子，现在讨论质量子的问题。依据量子运动的特点，粒子永远不会停止运动。按En＝n2h2/8mL2被关在L＝4A箱内的电子(m=me=9.1×10-31kg)，最低能量状态(基态)也还有2.3eV能量，通常称它为电子的动能，又是一种植根于“物质”这个误用概念的常识性错误。量子场论承认微观存在分粒子和场，每一种粒子都对应着一种场，却讲不清二者之间的关系究竟如何。只需要将电子放到质能两系统结构论的框架去考察，就不难发现所谓的电子动能并非属于电子，而是网络态的能量海洋作用于电子的结果。任何粒子实际上都处在“树欲静而风不止”的被动状态，传统将这种能量理解为电子“自能”，是基于质、能不分产生的常识性错误。试想：空中悬浮的气球不能静止的原因在于空中能量分布不均衡，水中木屑的动能亦来自于水，都不属于气球和木屑自身所有；即此为类比就不难理解粒子性和波之间的相互关系。
结论：所谓的波粒二象性，是使用分别适用于能量或质量系统的仪器，检测由质量子和能量子构成的复合态产生的不同效应。
验证实验：同时使用干涉仪和计数器对质量子进行观测，当光栅的隙缝小于粒子的直径时，放在光栅背后的计数器就不会记下粒子数。理由是通过光栅的只能是能量海洋中传递的一列波，具有静质量的粒子将被“滤”掉。
三、绝对时间和相对相间
牛顿将时间分为“自身在那里流”的绝对时间和“可感知的及外界的度量”的相对时间。狭义相对论预言“动钟变慢”；广义相对论预言“一个钟所处的引力势越低(深)，它走得越慢”。通常都说相对论的预言被证实，说明牛顿的时间观念是错的；实际上恰恰相反，即此正好证明了时间确实有绝对和相对之分。
牛顿之前，惠更斯已导出单摆周期公式T＝2π(L/g)1/2，据此发明的摆钟至今仍在使用，其走时快慢与g直接相关：g越大，T越小，走时读数即变大；反之即被称为变慢。这个结果为什么正好跟广义相对论的预言相反呢?因为物理学研究的客体分两个系统：一是由牛顿范式沿袭而来的，用质量计量、用时间和空间描述运动的质量系统；一是由非牛顿范式沿袭而来的，用能量计量、用位形描述运动的能量系统。摆钟的读数属于质量系统计量的相对时间，可以通过调节摆长L使所有的钟走时一致，其作用直接源于发条的弹性势。刚旋紧发条时走时慢些，发条松弛时走时即变快。
用原子钟实测的结果正好跟广义相对论预言一致，这又是为什么呢?由于原子释放能量子跟它所处环境的能级直接相关，而能量子的T即代表该能级的内禀时间，由能密梯度g′决定，是无法人为改变的，故而称之为绝对时间。
如图所示，行星R从远日点N向近日点M运行时，动能(正能)逐渐增大，g亦随之增大；由M向N运行时，势能(负能)逐渐增大，g′亦随之增大。沿NM方向，正能密梯度g递增，负能密梯度g′递减。原子钟走时由g′决定，显示的是绝对时间；摆钟走时由g决定，显示的则是相对时间。
小结：绝对时间是弯曲时空(负能密梯度决定其曲率)的内禀时间，传统使用的摆钟“度量”的属于相对时间。当使用人为规定的时间标准去度量负能量海的内禀时间时，就必然会出现时间变快或变慢的实测结果。
验证实验：将在同一地点校准的摆钟和原子钟各一枚，用气球带上高空，依据电台播放的校钟讯号去校钟时，原子钟的读数要大些(变快)，摆钟则变慢。
意义：该实验可以确证：
1、狄拉克所说的负能量海即是充满连续辐射的广袤空域；
博物馆作为承载着历史、传统、艺术等的文化综合体，是大众汲取文化养分的重要平台。当今形势下，全国各地的博物馆都在想尽一切办法，转换自己的管理理念，争取社会效益，以增加博物馆的收入。博物馆作为特殊的行业部门，要考虑依靠大量的馆藏文化资源，各种类型的展览以及文化活动，设计开发相关的文化创意产品，拓展博物馆的影响力和文化的渗透力，以适应新形势下自身发展的需要，唤醒博物馆行业的可持续发展，使博物馆能在社会的行业链中有一定的比重，同时也使更多人认识文化资源、喜欢文化资源、消费文化资源。充分体现博物馆从“文物的收藏、展示”向“器物为人服务”的理念转变，更加人性化地转换和适合现代社会的发展，满足社会大众的文化消费需求。
一、博物馆文化产品与文化创意产品
1、博物馆文化产品的概念。通俗意义上讲，博物馆文化产品是在博物馆展销的与该馆藏品（或展览）以及该馆文化特性有关的带有文化性、纪念性的特有商品；它是博物馆文化产业的重要组成部分，承载着与博物馆主题相关的历史、文化信息，同时被赋予了文化内涵、地方特色和艺术品味。
2、博物馆文化产品的分类。国内博物馆一般把除展览和相关教育、服务项目之外的文化产品分为三类：第一类是依托博物馆藏品和展览设计制作的各种材质的创意文化产品和民族手工艺品；第二类是文物藏品的复仿制品；第三类是与博物馆藏品和展览相关的书籍、电子出版物及各种纪念品。结合国内对博物馆文化产品的分类方法以及参考台湾成功大学陈政国的设计理念，可将现有博物馆文化产品分为以下几类：第一，出版类。主要是博物馆馆藏的部分学术资料、相关书籍刊物、开发报告、研究报告等，利用博物馆独有的文化资源，设计制作成博物馆导游手册、画册、卡片等，旨在宣传博物馆自身的经营理念以及其学术研究成果。例如宁波天一阁博物馆出版的《麻将历史与文化》一书，在馆内的展示区出售。第二，典藏复制类。主要是针对博物馆馆藏的精品文物或临时展出的精品进行的仿制品设计制作。这种复制品一般是较为高档的商品或礼品，目的是满足一些有经济实力的藏友把馆藏“文物”带回家。第三，文化创意类。创意灵感来源于博物馆自身丰富的藏品，主要是通过文化展品本身所蕴含的深厚历史文化底蕴，以文化、创意为核心，进行元素的提取、分析，将概念转化为产品实物，并找到一种使文化视觉符号与现代人生活状态相吻合的形式，从而探寻受众在商品使用中精神层面的满足。第四，体验类。主要是让游客在欣赏博物馆精美的展品之外，还能亲自参与并体验文物的挖掘、探寻等活动。例如在日本横滨的“泡面博物馆”，除了在展示区域有全球各种珍奇泡面外，博物馆还在馆内开辟体验专区，让参观的游客DIY制作专属于自己的泡面。
二、天子驾六博物馆文化产品设计
（一）博物馆主题文化元素的提取。天子驾六是古代礼制的一种行为。天子所御驾六，其余副车皆驾四。逸礼《王度记》曰：“天子驾六，诸侯驾五，卿驾四，大夫三，士二，庶人一”。天子驾六博物馆是一座以原址保护展示的东周时期大型车马坑为主体，辅展以东周王城概况、近年来王陵考古的新发现及部分东周时期珍贵文物的“王城、王陵、王器”专题博物馆。
在对博物馆文化元素的初期整理阶段，首先对天子驾六博物馆以及洛阳相关博物馆的文物展品、文化元素外在的视觉识别符号进行梳理归纳，结合该历史时期的政治、艺术、文字、礼制、祭祀等方面的元素进行深入研究，并挖掘展品的内在涵义，从而得出一个丰富而独具特色的文化现象缩影。
文化元素的提取首要考虑和分析的是受众的需求，根据博物馆自身的目标群体提炼博物馆文化中的相关数据。在此基础上，分类对博物馆展品的外在轮廓、内部装饰、纹理、材质、功能、工艺等信息加以整合和评估，初步提取一些能代表博物馆韵味和地域文化的视觉符号。例如，博物馆书画、三彩人物、古钱币、陶瓷器、玉器；青铜器纹样（饕餮纹、夔龙纹、窃曲纹、回纹、风鸟纹等）、织物图案、建筑装饰、瓷器、壁画等。此外，鉴于洛阳“牡丹花都”的城市特点，及每年一届的牡丹文化节，“牡丹”也就成为产品设计开发的重点元素之一。2012年初，在历时3个多月的层层筛选和多次修改完善之后，笔者合作设计的洛阳“牡丹花都”城市标志成功中标，这个标志的开发和设计，更加深了笔者对牡丹元素的理解和应用。
（二）设计展开阶段。在完成博物馆的文化元素的初步整理归纳后，将获取的文化元素进行概念化的构思和转化，并同时开始文化创意产品的展开阶段。根据博物馆受众的心理特征、需求、习惯、情感等因素，归纳并对产品设计提出可行性建议，全面进行相关的市场调研，包括当前博物馆所有文化信息的整理、分析，提炼出相关的文化符号，产品对象定位分析等工作。结合现代设计理念创作出富有民族文化特色的元素，因为民族元素是本土文化的代表和浓缩，是民俗习惯、文化传承的产物，将其应用于产品设计中可以辅助表现博物馆的文化背景。其次，民族元素对内具有根基性，可以激发消费者的文化归属感和亲切感；对外具有新颖性，可以提升博物馆的吸引力。
根据前一阶段文化元素符号的分析结果，综合各种因素开始进行方案构思，最终确定使用周代的一种重要装饰纹样——窃曲纹。这种纹样由两端回钩的或“S”形的线条构成扁长形图案，中间填以目形纹，是中国古代青铜器纹饰之一，始见于西周，盛行于西周中、后期。《吕氏春秋·适威》有记载：“周鼎有窃曲，状甚长，上下皆曲，以见极之败也”。
鉴于博物馆的开放性、公共性和展示性等特殊属性，建筑往往别具一格，是一方文化性地标。其本身也往往具有特殊的意义，结合我国悠久的传统文化，博物馆建筑中的很多细节和形式往往都蕴含了丰富的概念和 象征。天子驾六是在原地原址修建的遗址型博物馆，在文化元素的设计上依托和融合博物馆展示特色外观形象进行设计。对产品的定位，包括产品材质、色彩、外观、价格、包装以及受众心理分析等，进行草图方案的绘制。
（三）设计实施阶段
1、标志设计。标志是博物馆文化视觉识别设计的核心，也是博物馆文化创意产品开发的灵魂。一个优秀的博物馆标志，能够充分体现博物馆所在领域的文化氛围、主要特征、经营理念和内涵；能够进行流畅的系统延展性应用，辅助整合博物馆体系彰显品牌特征。
鉴于天子驾六博物馆“王城、王陵、王器”的特点，标志主体采用了象征帝王的色彩——金色（CMYK ：C=5 M=20 Y=90 K=0）。金色高雅、华贵、辉煌，是财富和美好的象征，充满了浓浓的历史感，代表着深厚的民族文化积淀。金色与纯正的黑色搭配使得标志彰显高贵与神秘的感觉。并依托和融合博物馆特色外观形象和古代书法中“车”的元素，这符合博物馆的气质与内涵。
2、创意产品的设计与开发。标志定位完成后，接下来就是产品开发的实施阶段，是将设计草稿向文化产品转化的阶段，表现的重心在产品的细节、材质以及模型的制作等。其中也包括颜色的处理，博物馆由于特殊的环境，且承载和表达着民族文化和民族精神，其产品色彩的选择会从代表着民族文化精神和象征人民美好愿望的色彩方面考虑。
关键词：非物质文化遗产概论课程建设；课程实践
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1002－0845(2012)06－0039－02
联合国教科文组织2003年10月通过的《保护非物质文化遗产公约》中明确指出，“非物质文化遗产指被各社区、群体，有时是个人，视为其文化遗产的各种社会实践、观念表述、表现形式、知识、技能及相关的工具、实物、手工艺品和文化场所”。从王文章教授对非物质文化遗产的解读中我们可以看到，非物质文化遗产的概念涵盖了以下五个方面的内容：1）口头传统及其表现形式，包括作为非物质文化遗产媒介的语言；2）表演艺术；3）社会实践、礼仪、节庆活动；4）有关自然界和宇宙的知识和实践；5）传统手工艺。地方理工类高校开展非物质文化遗产教育一般以通识教育为主要途径，课程设置以开设单一的通识公共选修课程为主，教学形式以非物质文化遗产项目赏析为主，课程名称多以民族民间传统艺术赏析、民间文学艺术赏析、民族地区手工艺制作技艺赏析等民俗学和民间文艺为主，教学内容涉及以下四个方面：1）民间长期口耳相传的诗歌、神话、史诗、故事、传说、谣谚；2）传统的音乐、舞蹈、戏剧、曲艺、杂技、木偶、皮影等民间表演艺术；3）广大民众世代传承的节庆礼仪、民间体育、竞技等；4）蜡染、刺绣、雕刻、首饰等民间传统手工制作技艺赏析等。教学理念也部分触及了非物质文化遗产项目保护中蕴涵的思想观念、思维方式、风俗习惯、生活方式、价值取向、等。这些课程的设置对于高校开展非物质文化遗产教育起到了积极的促进作用，不仅有利于调动理工类高校大学生参与非物质文化遗产保护工作的积极性，培养非物质文化遗产的传承人，而且还能够增强他们对民族文化的认同感，激发他们的爱国热情，培养他们的民族精神。
一、地方理工类高校“非物质文化遗产概论”课程建设的重要性和必要性
1.重视“非物质文化遗产概论”课程建设是文化传承的需要
高等教育肩负着传播文化的责任和传授知识的义务，是文化知识传承的重要渠道。高校作为文化传承的主体，拥有独特的教育文化资源，聚集着大量的知识分子和文化精英，把高校作为非物质文化遗产研究、保护、传承、教育的基地，对于拓宽非物质文化遗产保护的社会基础具有不可替代的作用。因此，高校应结合自身的特点，充分发挥文化教育的优势，加强对非物质文化遗产保护的理论研究，为民族优秀文化成果的传承提供理论依据和知识基础。
2.重视“非物质文化遗产概论”课程建设是人才培养的需要
社会对非物质文化遗产保护工作越来越重视，因而对该领域人才的需求也与日俱增。高校作为人才培养的基地，既要培养高素质的理论和实践工作者，又要培养优秀的文化传承人，同时也要通过培育一大批关心、支持非物质文化遗产保护事业的文化新人，扩大高校非物质文化遗产保护教育的影响力和覆盖面。为此，高校需要加快学科专业建设，构建完善的学科体系，以便更好地为非物质文化遗产传承人才的培养服务。
2.重视“非物质文化遗产概论”课程建设是科学研究的需要
高校应发挥科研和人才的优势，创造出更多的优秀科研成果，让非物质文化遗产保护工作的体制更加健全，让非物质文化遗产保护成果更加丰富，促使非物质文化遗产保护工作能够更加有效地进行，为更多的受众群体服务。为此，高校应结合自身的特点，在当前的非物质文化遗产保护中起到一定的学术带动作用，把科学研究的理论成果付诸实践，使非物质文化遗产保护工作迈上更高的台阶。
二、课程建设的内容
1.确立课程的教学目标
非物质文化遗产既包括华夏灿烂的汉文化遗产，也包括特色鲜明的地域文化遗产，因而要引导学生正确理解和认识非物质文化遗产项目，了解非物质文化遗产保护的相关知识，使学生能够使用科学的方法来搜集、整理、保护和传承非物质文化遗产项目，培养更多、更年轻的非物质文化遗产保护者和管理者，使其参与到遗产保护活动中来。“非物质文化遗产概论”课程教学的目标就是为了达到上述要求，使学生通过对该课程的学习，掌握非物质文化遗产的基本知识、基本方法、基本原则、目录分类和保护技术等，增强大学生的非物质文化遗产保护意识，鼓励大学生勇于肩负起传承保护华夏传统文化的重担，完善大学生的知识结构和能力结构，使他们树立正确的价值观、人生观和职业观，全面提升他们的人文素质和综合素质。
2.构建课程体系
非物质文化遗产概论课程内容包括非物质文化遗产的基本知识、非物质文化遗产保护的基本技能和非物质文化遗产传承的职业素养等。非物质文化遗产的基本知识主要包括：非物质文化遗产概念辨析、非物质文化遗产的人类价值、非物质文化遗产的分类、非物质文化遗产保护的基本问题等。通过对这部分内容的学习，可以使学生了解非物质文化遗产保护教育中所涉及的基本概念、基本知识和基本理念。非物质文化遗产保护的基本技能主要包括国外非物质文化遗产保护的历史与现状、中国非物质文化遗产保护的历史与现状、涉及非物质文化遗产保护的法律法规、非物质文化遗产保护的基本方法、非物质文化遗产保护的成功案例等。通过对这部分内容的学习，可以使学生形成深刻的保护理念和意识。有关非物质文化遗产传承的职业素养的内容主要包括世界优秀非物质文化遗产传承人介绍、中国优秀非物质文化遗产传承人介绍、地方优秀非物质文化遗产传承人介绍以及部分优秀非物质文化遗产项目技巧、技术辨析(非商业机密类)等。通过对上述内容的学习，实现了间接知识与实践能力的对接，有利于提高文化遗产保护工作者的职业素养，从而为国家培养出更多更优秀的文化传承人。
关键词：毕业设计（论文）；生物工程；科研课题；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）38-0140-03
一、前言
毕业设计（论文）是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1，2]。对学生而言，是理论与实践相结合的学习阶段，可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力，培养科技文献查阅与科技论文撰写能力，以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言，是提升本科教学质量的主要抓手，也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。
生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一，因此，生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求，我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3，4]。目前，高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一，它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5，6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业，具有很强的实践性，因此做好该专业的毕业设计（论文）实践环节，对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而，目前高校毕业设计（论文）的质量整体上出现了下滑的趋势，主要表现在：（1）师生比例偏低，指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计（论文）；（2）选题盲目，课题研究内容陈旧，缺乏创新性，有的还脱离生产实际；（3）毕业论文的写作水平差，学生缺乏科技论文写作训练，论文写作格式与文献引用缺乏规范；（4）评价体系不完善。学生们在毕业设计（论文）阶段的表现是良莠不齐的，但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%，极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此，为了提高毕业设计（论文）质量，如何改革并完善现有的毕业设计（论文）教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。
从2010年开始，我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计（论文）的探索和实践，让学生在毕业设计（论文）的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例，就相关的探索和实践进行了总结。
二、依托科研课题教学本科毕业设计（论文）
1.形成合理的科研团队。目前，高等院校本科毕业设计（论文）的教学方式多采用导师制。然而，导师制是一种精英教育的教学模式，其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率，它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临，高校办学规模的扩大，生师比持续升高，办学资源日益紧张，高成本原始形态的导师制已难以为继，它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），学生在选题后就进入到导师的课题组中，与研究生统一学习和交流，建立一个由导师、研究生和本科生（1∶5∶3）构成的梯度研究团队。在这个团队中，导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划，对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳，形成一个个独立且相关联的子课题。然后，本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样，以科研课题为基础，通过科研团队各成员的分工和合作，一方面减轻导师的工作量，使导师能够高效利用有限的精力和时间，达到事半功倍的效果。在教学过程中，避免了以往导师对指导内容不明确，对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面，传统的一个导师和一个学生的面对面的交流，转变成本科生与具有一定科研基础的研究生，特别是博士生进行高度个人的接触和交流，有效地缩短了本科生的适应期，极大地提高了其积极性和主动性。
2.选择合适的论文题目。毕业设计（论文）的选题显著影响毕业论文的质量，若选题过于陈旧或是假题目，研究内容与实际的研究和生产严重脱节，则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计（论文），会严重挫伤学生的积极性和主动性，不利于其创新能力的培养，实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），让学生参与到导师的在研课题中，做到真题真做，使得学生产生浓厚的兴趣，不仅能够提高其主观能动性，还能极大地激发其创造性。另一方面，由于毕业设计（论文）教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度，导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”，让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究，实现提高毕业论文质量的目的。比如，针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题，要求学生尝试各种先进分离提取方法，发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性，最终提出一种可行的分离提取工艺路线，并进行实验验证和评价。此外，由于生物工程专业的毕业设计（论文）选题有两种形式，即试验性题目和设计性题目，为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作，对学生进行分流，充分发挥其特长，激发学习兴趣，保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦，并巧妙地加以引导利用，帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环，使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中，鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法，在对该方法进行充分实验和评估后，将其整合到原有分离提取技术路线中，并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的，则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计，为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。
3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程，并不是单纯的工作总结，而是进行科学研究的基本训练，是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而，本科生在毕业设计（论文）教学环节之前，本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程，学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此，学生在总结科研成果，撰写毕业论文的时候往往存在以下问题：（1）学术道德观念淡薄，论文有明显的拼凑，更有甚者直接从网上抄袭；（2）缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果，措辞不严谨、论文层次不分明，图表说明不合理；（3）论文格式不规范，特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），在教学实践中，导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动，包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中，要求学生阅读、分析和归纳1～2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文，以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发，并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上，要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析，导师和学生一起讨论分析，并依据实验结果安排下一步工作计划。此外，课题组不定期组织专题报告，由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告，报告选题有“如何写好毕业论文”，“生物工程学科常用科研软件的使用”，“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议，使得本科生在文献阅读能力，课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。
4.构建合理的评价体系。毕业设计（论文）教学环节，从选题、实施到论文定稿，历经约8个月甚至更长的时间，学生投入大量的时间和精力。因此，毕业设计（论文）质量的合理评价，建立奖惩制度，可以使学生产生公平感和信任感，对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前，本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计（论文）教学环节，学生与导师（指导教师）有更多的接触和交流，导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此，指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计（论文）指导和管理规范的基础上，利用模糊评价的方法[8]，构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系，见表1，从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计（论文）实践环节的表现，保证毕业设计（论文）成绩评定的客观、公正。
三、结束语
毕业设计（论文）是高校本科教学的最后一个实践性教学环节，是提高学生综合能力和素质的重要步骤，也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计（论文）教学过程中暴露出的问题，剖析了造成毕业设计（论文）质量不断下滑原因的基础上，探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计（论文）的方法，通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计（论文）的质量，取得了一定的成效，已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力，较高的职业道德能力和水平，得到了社会的初步认可。然而，在教学改革和探索的过程，发现仍有一些问题，如毕业论文（设计）题目的难度选择，毕业论文（设计）教学与学生考研和找工作的时间冲突等，这些问题尚需在实践中不断改进与完善。
参考文献：
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[3]曹飞，范伟平，韦萍.强化工程实践的生物工程专业课程建设改革[J].化工高等教育，2007，（5）.
[4]刘桂萍.依托化工学科优势构建具有特色的生物工程专业人才培养方案[J].化工高等教育，2008，（1）.
[5]李常健，黄光文.新建本科院校生物工程专业应用型人才培养模式研究[J].湖南科技学院学报，2007，（12）.
[6]余旭亚，李涛，纳海莺.提高生物工程专业生产实习质量的实践和思考[J].化工高等教育，2006，（3）.
【关键词】关键词教学策略;课堂教学
心理学的知识告诉我们，人们的记忆有两种，一种是有意识记，一种是无意识记。所谓有意识记，就是有目的、有计划而且需要经过一定努力的识记。虽然这种识记包括机械识记和理解识记，但是，这种识记都是以一定的艰苦努力为前提的。而无意识记，是在事先既无确定的目的，而在当时又未曾经过任何努力的识记。它是一个自然而然、不知不觉的潜移默化的过程。尽管学习的过程，系统掌握知识的过程离不开有意识记，任何投机取巧都是不可行的;但是，通过我们的努力，将有意识记转化为无意识记，既达到学习的目的，又不增加学生的负担，这种努力是需要的，其途径之一就是运用关键词教学策略。
何谓关键词《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》是这样定义的：“关键词是为了文献标引工作从报告、论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语”。关键词主要运用于文献标引，随着网络的发展，关键词被广泛运用于网络搜索引擎，关键词概念的使用也已经大大突破了原有的范围。因此，根据关键词的特点以及科学学科的特点，笔者尝试把“关键词”引入科学教学实践中，并把这种教学探索称之为“关键词教学策略”。
关键词教学策略是指在科学教学过程中，以言语的教学为核心设计课堂教学，通过选择概念关键词，编排关键词序列，深入到语境，品味和感悟概念关键词，体会言语的意图感、意义感和意味感。
那么，我们应该怎样实施关键词教学策略呢？
一、根据教材内容，用关键词设置教学目标
《初中科学课程标准》指出：科学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象、形成方法和理论，并进行广泛应用的过程;科学为其他科学提供了语言、思想和方法;科学是人类的一种文化，它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。这些都是需要学生通过准确科学语言的表述才能得以实现。文章常读常新，教材无非是个例子，对于科学课的教材，存在着多元解读和个性解读的可能，因此在确定关键词的时候不一定要拘泥于作者的本意，而允许教师根据自己对文本的解读，以及对课堂教学目标的设定选择教学的关键词。比如人们日常生活中的一些习惯用词，在科学课中有严格的界定。餐桌上的一道好菜“鸡翅”，在我们的科学课中是不恰当的。鸡属脊椎动物门的鸟类，较高等的应该称之为“鸡翼”，而“翅”是对较低等的昆虫的翅膀的称呼。例如，蝗虫属无脊椎动物昆虫纲膜翅目的动物，其典型特征是有头、胸、腹三部分组成，有三对足，两对翅。
二、根据习题内容，用关键词理解习题意图
诗有“诗眼”，文有“文眼”，那么习题当然也有“题眼”。 “题眼”是习题构思的凝聚点，是结构上牵动制约全题的关键点。也就是说我们能够透过那个“眼”，窥探出习题的主要内容。例如对某道中考题的解题过程简析如下：
为了探究滑动摩擦力跟正压力关系，小明设计了如图（甲）实验装置。
（1）将木块用测力计水平拉住，测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接，另一端跨过定滑轮和长木板相连。实验时在砂桶中加砂，使长木板运动，当木块达到稳定时，测力计读数等于木块和长木板之间的滑动摩擦力大小。请问木板的运动是否一定要作匀速运动 （填“一定”或“不一定”）。
（2）在木块上加砝码就可以改变木块对长木板的正压力，改变砂桶中砂的质量，使长木板运动，读出测力计的读数。小明做了四次实验，得到了下表四组数据，其中在第3次实验时，测力计的示数如图（乙）所示，请你帮小明读出测力计的示数并填入相应的位置。
（3）对上表格中正压力大小和测力计读数分析你能得出的结论是 。
本题主要考查学生对审题能力和阅读能力，第一小题，根据习题本意以及初中学生所掌握的知识水平，要想物体稳定地运动并且测出摩擦力的大小，需要满足二力平衡的条件，题目已经设定了条件“长木板运动达到稳定时”，所以填“不一定”，第二小题，从题目的关键词“读出”、“填入”，然后根据图片信息，可以得出答案是“1.9牛”，而有许多学生因为去比较表格中的数据，根据成正比例的关系去算出力的大小，结果因此而失分，第三小题，从题目的关键语句“为了探究滑动摩擦力跟正压力关系”可知，结论为“滑动摩擦力跟正压力成正比”或“滑动摩擦力的大小随着正压力的增大而增大”等，而有部分学生就紧紧盯着正压力大小和测力计的关系而写出它们两者的关系，使结论停留在表面上，因此而失分。如果学生在应试过程中能够认真阅读，体会命题者的意图，这样的题目应该不算难题，而且，也可以很快找到正确的答案。
三、根据材料内容，用关键词辨析核心信息
用关键词辨析核心信息，要注意关键词的排列，关键词只有经过优化组合排列而成，才显匠心独运，课堂才新颖别致，给人以美的享受。关键词排列恰当便可达到课堂教学逐层递进、逐层深入，实现学生认识由肤浅到深刻由表层到深层的螺旋式上升。
通过辨析关键词，全面理解关键词的含义，要弄清每一个关键词的上位词与下位词，要真正弄清很多关键词的内涵与外延，就要紧密联系它们的上位词与下位词。关键词之间，有上下位关系。如物质的分类是学生学习中的一个难点，在教学中紧紧抓住每个概念的内涵与外延，可以让学生准确而又熟练地掌握。具体分析如下：先请学生画出物质分类的直观图。
物质混合物纯净物单质非金属金属 化合物无机化合物有机化合物氧化物非金属氧化物金属氧化物 酸碱盐
[关键词] 内隐学习 广告 实践教学
一、内隐学习概论
1.内隐学习的概念
内隐学习(implicit learning)一词最早由美国心理学家A?S?Reber于1965年提出,用他早期著作中的话说,内隐学习就是“无意识获得刺激环境复杂知识的过程”。Reber指出,人能够按照两种本质不同的模式来学习复杂的任务,一种是人们所熟悉的外显学习(explicit leam-ing),凡是需要付出努力,采取一定策略来完成的活动都属于外显学习,这种学习过程的特点在于它是受意识支配和需要按照规则作出反应的外显加工。另一种便是内隐学习。在内隐学习中,人们并没有意识到或者陈述出控制他们行为的规则是什么,但却学会了这种规则。内隐学习不同于外显学习,就其产生的各种条件来看,内隐学习是在偶然的、关键信息不明显的条件下进行的,获得的知识是难以有意识地加以表述提取的。
2.内隐学习的特点
关于内隐学习以及相关的内隐认知系统的特征问题,由于各研究者分析的出发点、层次和所采用范式的差异,目前仍有一定分歧。但通过对内隐学习与外显学习关系的辨析,我们大致可以把握内隐学习一些特点:
(1)自动性与无意识性。即内隐学习会自动地产生,无需有意识地去发现任务操作中的外显规则。另外,内隐学习的本质就是无意识的获得和无意识运用的过程。无意识是一种客观存在的心理现象,是“人未意识到的心理活动的总和,是人脑不可缺少的反映形式,是主体对客体不自觉认识和内部体验的统一”。
(2)抽象性。据国内学者的研究发现,内隐学习可以抽象出事物的本质特征,因此其获得的是抽象的、不依赖于刺激的特殊物理形式的知识,具有概括性和理解性。内隐学习过程能够对学习任务进行高度概括和抽象化,而且通过内隐学习掌握的知识与规则在不同的学习阶段具有良好的迁移性。
(3)情境性。内隐知识的获得是个人在特定的实践活动中形成的某种思想和倾向,其内涵与认识者际遇的特定环境背景有着直接的契合性,其作用的发挥往往与某种特定特殊问题或任务情景的在线或类比分不开。
(4)抗干扰性。内隐学习具有完整性和抗干扰性。国内学者杨治良(1994)的实验发现,内隐学习具有高效性:内隐学习比外显学习所获得的知识保持得更加完整,而且这部分知识较之外显知识贮存密度更高,在大脑中保存得更长久。
二、内隐学习在广告实践教学中的主要影响因素
广告学是一门知识理论系统比较完善的应用性学科,它综合了新闻传播学、市场营销学、管理学、文学、艺术设计等多种学科,这一特点决定了广告学专业的教学在加强基础理论知识教学和注重综合素质培养的同时,还要注重强调理论与实践结合能力的塑造,建立以设计性、综合性、创造性实践课程为主导的多学科知识交叉融合的实践教学内容体系。但目前国内各高校广告实践教学限于条件,存在着理论与实践严重脱节的情况。针对这一现状,根据内隐学习的特征,笔者归纳了广告实践教学中影响内隐学习的主要因素,以便能更全面、更有效地帮助我们设计广告实践教学。
1.学生的自我因素。在实践教学中,学生的内隐学习是自觉主动地储备和模块化积累广告学理论、无意识地培养品牌认知和创意感觉的基础过程;而外显学习则是通过个案分析和实务运作,将内隐模块投射到完成外显任务中,用受众导向的内隐理论完成创新的广告创意与表现的过程。作为教学环节的主体,无论是在学习准备、讨论或实训中,学生都要积极参与进来,发挥自己的优势和特长,主动配合教师。虽然内隐学习具有完整性和抗干扰性,但学生认知结构的建构与发展,才是获得知识的学习能力发展的关键。因此学生经过一定强度和时间的学习,会获得更好的内隐学习能力。
2.教师因素。教师是实践教学的主持者和引导者,实践教学环节成功与否与教师对教学内容设计的过程控制息息相关。而教学内容的性质、数量、难易程度和组织方式等都会直接或间接地影响内隐学习的效果。内隐学习过程能够对学习任务进行高度概括和抽象化,因而某些难度较高、技能性的知识学习,教师放手让学生进行自动的、无意识的内隐学习比外显学习更有效。
3.教学策略与方法。目前广告学专业的实践教学大致可分为认知实践类(如广告策划与创意、广告案例研究、专业实习、社会调查等)、课程设计类(平面设计、影视广告制作等)、创作实践类(大型作业、自制广告展示等)和综合研究类(课外科技活动、毕业论文等)。这些环节的设计既体现了与教学内容相容的关系、延伸关系,又加强了各环节之间循序渐进的逻辑关系。在不同的环节中需要采用不同的教学策略,这样才能激发学生不同的学习方式。创设一定的情景,采用任务驱动与实践学习更有利于学习者内隐的自我加工,从而潜移默化的获得知识。
4.教学评价。理论类教学的评价方式往往是以书面报告或考试的形式来进行的,但从内隐学习理论的角度来看,技能和知识的理解与掌握不一定必然的体现在书面答题能力上。因此实践类教学在教学评价方式上应该灵活多变,避免采用单一的外显式直接评价方式,以免影响内隐学习的发生与效果判断。
三、内隐学习理论对广告实践教学的启示
1.高度重视学生的内隐学习。以往的广告实践教学偏重于外显学习,不利于对学生学习潜能的综合开发。内隐学习研究从“无意识――意识”这一连续体来审视人类学习,揭示了人类存在着两种学习类型和两个学习系统,它们有着各自的特点和功能,有着不同的优势领域和发生条件。内隐学习在对复杂规则的把握上优于外显学习,但外显学习在学生策划和表达等方面仍占主导地位,学生对知识的获得无疑主要是通过外显有意识、有目的、有计划的自觉努力来实现的,但外显学习无法替代内隐学习。人在进行实践练习的过程中,只有一部分被阈上知觉接受并在意识控制下进行集中处理,而大部分信息则是以阈下知觉的形式储存在潜意识之中。二者相互独立,同时发生。
在目前的广告实践环节中,学生普遍存在文化内涵不足、创新能力有限等问题,许多学生在毕业后无法达到用人单位的要求。针对这一现状,首先专业教师可多督促学生自觉学习社会学、心理学、艺术学等课程 ,以提升其理论水平,并推荐相关阅读材料鼓励学生发挥内隐学习能力,潜移默化地领略艺术的精神、 撷取灵感。此外,相关研究也证明,创造力的形成具有很强的内隐性 ,内隐学习对创造力的形成发展将起重要作用。相对于问题解决、决策制定等需要付出努力、采取一定策略来完成的外显学习而言 ,内隐学习中人们并没有意识到控制他们行为的规则是什么,却学会了这种规则。所以在从外显知识内化到内隐知识的这段进程中,广告实践教学还可以通过社会调查、专业实习和课外科技活动等课程 ,鼓励学生参与广告实战案例的评述、分析,提出创造性的提升意见,激发学生的创造力和将内隐知识外化为外显知识的能力,从而在实践中提供广告业急需的品牌认知价值的咨询,实施消费者忠诚度的工程。
2.教学中为内隐学习创造更多的学习条件
广告实践教学应该改变传统的教学方法和策略,采用更为宽松自然的方法,为内隐学习创造更多的条件。如通过知名广告和优秀设计展示与点评的多媒体教学方式 ,让学生领悟相关概念 ,调动学生内隐学习的自动特性。受到启发后,学生可以自动地在实践中积累认知能力,最终对平面设计、广告创意与表达等实践课形成自己的看法。
此外,在教学设计中,教师可以恰当使用暗示教学法,通过无意识的心理倾向,激发学生的学习潜力,提高他们的记忆力、想象力和创造性解决问题的能力。如在认知实践类和设计类课程的教学环节中,教师可利用小组分类的方法,辅之以音乐、语调、游戏等,使学生在舒适、放松的环节中,无意识的受到环境的熏陶。在广告策划与创意课程中,也可让学生通过扮演广告主、广告公司提案人、媒介策划人等角色,来增加学生学习的趣味性,同时又在无意识中加深学生的印象。
在实践教学中,广告教师还需要注重教学过程中知识的正迁移。许多研究者发现以内隐方式获得的知识,具有广泛的迁移效果,甚至能实现跨领域的迁移。在还没有意识到新刺激与先前学习之间关系的情况下,学生在学习中习得的抽象规则能自动地去控制处于新情境下的行为。如果学生在认知实践类课程中,阅读了大量的资料,分析研究了大量的案例,那么在设计类课程中,他们便能更自觉地、更细致地去学习,并结合以往之所学,将心中的想法完整地表达出来。
由于内隐学习具有突发性 , 能在一瞬间依靠直觉、顿悟、灵感、高峰体验等方式解决问题和抽象概括出刺激材料中隐含的底层规则,因此在实际操作中,教师还要关注直觉思维、顿悟、灵感在教学中的作用。特别是在创意表达与设计类的课程教学中,学生的思维方式和对知识的加工很有可能是在无意识状态下进行的,在这个过程中学生无需耗费注意资源,而且心理容量极大,能将所获得的知识储存于潜意识领域中,在适当的情境下自动激活并发挥作用。因此教师在教学中应切实运用内隐学习研究所提示的学习机制,注重样例教学和启发教学的统一,注重教学中的直觉思维、灵感等因素,以此来提高教学效果。
3.内隐学习与外显指导协同作用
在教学中,除了要重视内隐学习的作用,也不能忽略外显学习。实际上任何复杂知识都是通过外显与内隐过程的交互作用而获得的,大量的研究结果也表明,由于内隐学习机制在认知系统中具有基础性地位,如果在外显教学前有一定量的内隐知识做基础,就可以大大提高教学效果。因此在广告实践教学中,好的育人方法应该是两种学习方式的有机结合。在课堂内外大量的实践课程中,首先是学生通过感受―领悟―积累―运用,从而内隐地习得知识;其后是教师在适当的时候对学习者进行外显的传播类和市场类知识介绍和点拨,这样既能节省学生的学习时间,又加深了其理解,使知识内化为实际运作能力,提高学习质量。
如在“广告策划与创意”课程中,课程要求学生能从消费者的真正需要出发挖掘产品优势、产生创意,并以消费者乐于接受的形式执行创意。这样就需要学生具备创意执行的基本功 ,即广告语言“编码” 和“解码”的能力。这种内部关联智力的形成与学生的内隐学习和外显学习都有密切联系。学生的广告创意表现能力是日积月累的结果,需要经过不断的练习―思考―练习的过程 ,培养准确表达创意的感觉,这种强化培训最终形成“自动化”,达到心理学家对内隐学习研究的期望值,即人们获得这种感觉的过程是自动的,学生不是有意识努力去发现其中的规则却可以在广告创意执行中准确地使用它们。而教师的外显性指导也同样重要,针对学生的不同基础设计课程内容,灵活地掌握教学进度,同时通过与企业、 广告公司的合作,为学生提供广告策划、创意表达与执行的实习机会,使学生从中有意识地了解消费者希望的产品个性和愿意接纳的创意执行方式,然后自行选择一个最佳广告创意方案 ,从而使构思能更好地满足创意的执行。
四、结语
内隐学习是人类自身认识能力和认知方式的重大发现,对诸多实践领域特别是教育领域具有启发和指导作用,而内隐学习的研究为我们认识大学广告实践教学提供了新的视角,同时为帮助我们深入理解复杂的学习过程及培养学生的创新思维、探讨教学模式和提高教学质量提供了理论支持。
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