DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 拉卡托斯认为科学认识是一个动态发展的过程，任何科学理论都是由硬核和保护带构成，科学纲领的发展和调整遵循反面启发法和正面启发法两种方法论原则。本文从拉卡托斯科学研究纲领方法论的视角，探讨小学科学教材中“杠杆”教学的合理性和科学性，以期对拉卡托斯的科学研究纲领方法论有更深层次的理解，同时对科学教育者的教学有一定的启示作用。 关键词 :硬核，保护带，杠杆教学
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user: 1. 引言 英籍匈牙利科学哲学家伊姆雷·拉卡托斯(ImreLakatos，1922~1974)是现代西方科学哲学的主要代表人物之一[ 1 ] 。他的科学哲学思想主要反映在其学术著作《证明与反驳》(1963至1974年)和《证伪与科学研究纲领方法论》(1970年)中[ 2 ] 。他提出的科学研究纲领方法论对经济学、心理学、科学等领域的研究具有重要的启示。本文将以拉卡托斯科学研究纲领方法论的观点，探讨小学科学教材中相关科学概念的合理性。
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user: 2. 拉卡托斯的科学研究纲领方法论 拉卡托斯是波普尔的同事和学生，他批判地继承了他称之为“朴素证伪主义”的波普尔的哲学思想，提出了一种有独到见解的科学研究纲领方法论并称之为“精致证伪主义”。拉卡托斯认为科学认识的增长过程是一个动态发展过程，不仅一切理论是可错的，而且理论的经验基础也是可错的，任何个别理论既不能被经验证实，也不能像波普尔所说的那样可以被经验证伪。因此，拉卡托斯认为科学中的基本单位和评价对象不应是一个个孤立的理论，而应是在一个时期中由一系列理论有机构成的研究纲领。拉卡托斯认为，它由四个部分构成：由基本理论构成的“硬核”；由辅助假设构成的“保护带”；保护硬核的反面启示法；改善和发展理论的正面启示法 [ 3 ] 。 “硬核”是一系列的基本理论，由对所研究对象的根本性质作出断言，是一种“形而上”的假定，是无法通过经验来验证的。科学史上，“地心说”就是托勒密天文学理论系统的硬核，牛顿动力学定律和万有引力定律是牛顿力学理论系统的硬核。 “保护带”是各种辅助性的假设，是为了保护“硬核”而存在，当有反例来攻击“硬核”时，可以通过修改假设将反例纳入“硬核”理论系列中。例如，托勒密时期的天文学家就是通过修改本轮和均轮等辅助性假设，以保护地心说。 “反向启发法”是禁止反例指向“硬核”，它会将矛头引向“保护带”，最后通过找到反例的毛病或者是修改辅助性假设从而解除危机，保护“硬核”。 “正面启发法”是一种鼓励性质的方法论原则，能够为科学家指出长远的研究方向、研究课题及研究方法，它不顾反例对硬核的冲击，而是坚定地沿着研究纲领所提示的方向向前探索，以便使研究纲领从根本上得到改进。它可以使旧的纲领得到修正完善或者推翻旧纲领形成新纲领，揭示了科学认识过程的进步性。 拉卡托斯吸收了波普尔和库恩的合理观点，形成了科学理论演化的科学研究纲领模式：科学研究纲领进化阶段→科学研究纲领退化阶段→新的进化的科学研究纲领证伪并取代退化的研究纲领新的研究纲领的进化阶段 [ 3 ] 。 从拉卡托斯的科学研究纲领方法论告诉我们，科学理论作为一种纲领，由一系列基础理论组成，这些理论的成立都有其适用条件，可以说具体条件对应具体的理论，解决具体的问题。因此，当我们在认识一个理论的时候，不仅要考虑它本质的东西，还有考虑它的辅助性假设等，要全面系统的掌握一个理论的不同表现形式，不要把理论当作教条。
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user: 3. 科学纲领研究方法的应用 我国《科学课程标准(3~6年级)》指出，“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程”，要求学生通过学习，可以获得大量的感性认识，了解基本的科学道理，如光线沿直线传播或者光在空气中沿直线传播，声音在真空中无法传播，老虎是食肉动物等等。对这些概念深入分析，我们会发现有些概念的认识是错的，比如我们知道“光在空气中不一定是沿直线传播的”，但是在小学阶段的教学中，比如在探究杠杆省力的时候，用钩码数和尺子格数来说明。这样做的合理性在哪里？这里将用拉卡托斯的科学研究纲领方法论来解释这个疑惑。 小学科学教材教科版六年级上册“杠杆的科学”一课中，为了研究杠杆省力的问题，课程设计是：用杠杆尺的格数来标记左右两边到支点的距离 、 ，把挂在杠杆尺左边的钩码数 看作是要被撬起的重物重量，把挂在杠杆尺右边的钩码数 看作是我们用的力。通过比较 和 的大小，来判断是省力、费力还是不省力也不费力，如图1所示。 根据课本中的教学设计，当杠杆尺平衡时，我们可以得到等式： 公式(1) 这个公式可以成立，隐含了可以作为“保护层”的条件有：a) 杠杆尺必须是水平的，与桌面平行；b) 所挂钩码必须与杠杆尺垂直；c) 钩码的重量就是施加于杠杆尺的外力，它有大小和单位“牛顿N”；d) 杠杆尺的格数 表示的是力到支点的距离，也有大小和单位(长度单位)；e) 杠杆尺在挂上钩码后不会变形。 初中阶段学习杠杆，如图2所示。 原理公式： 公式(2) 一般简化为： 公式(3) 其中： 、 分别是在杠杆上施加的动力、杠杆所受的阻力； 、 分别表示动力臂、阻力臂。这个公式可以成立的“保护层”有：a) 作用于杠杆的力垂直于地面；b) 没有考虑力与作用点的夹角；c) 杠杆在力的作用下不会发生变形。实际上动力臂和阻力臂是力的作用点到支点的距离l在水平面上的投影，即 。考虑到学生的认知水平，所以在这个阶段只学习 的情况，那就是杠杆处于水平位置，力垂直作用于杆。 在高中阶段，学习有固定转动轴物体的平衡，引入了力矩的概念。如图3、图4所示。 如果考虑夹角 ，上述公式(3)的可以写成： 公式(4) 经过变形： 继续变形： 公式(5) 图1. 小学科学杠杆省力研究示意图 图2. 初中杠杆学习示意图 图3. 高中杠杆学习示意图 图4. 力矩平衡学习示意图 图4所示的圆盘可以绕通过中心O并垂直于盘面的轴转动，使圆盘在力 、 和 的力矩作用下处于平衡状态，量出这3个力的力臂 、 和 ，分别计算使转盘向顺时针方向转动的力矩 、 和使圆盘逆时针方向转动的力矩 ，得到： 公式(6) 从科学认识过程考察，客观事实需通过观察或实验呈现为科学事实，而科学事实只有通过思维的加工才能成为科学认识，科学认识又需要经过实践的证实方能上升为科学理论。同时，存在另外一种可能，即科学认识被证伪从而被否定；也有可能得到修正，使科学认识更深入或更精确，再上升为科学理论。科学理论的发展是一个不断自我否定、不断进步的过程。在实际应用和科学自身发展过程中，会有不适应原有科学理论的反例存在，反例会影响科学理论的权威，当反常的增多与积累，会出现危机，此时会出现新的科学认识，就会出现替代旧理论的新的理论。由此循环往复，是一个永无止境的发展过程。托马斯·库恩的“范式”理论：“假说–证伪–新的假说……”，典型地描述了科学的这种发展过程。而拉卡托斯不仅继承了库恩的“范式”理论，提出了一个弹性更强的动态的科学模型：“原始假说–证认与证伪–改进了的假说(定理或引理)……”。 人类对科学理论的认识过程符合科学理论的发展过程，即是一个动态的、循环往复的过程。从拉卡托斯的科学研究纲领来看，从小学到大学甚至更高的教育阶段，人对某些理论的认知并非一蹴而就、一成不变的，因为没有永恒的、真的理论。在科学理论的发展过程中，在某个阶段，一定会出现反例来冲击或穿透保护层，挑战“硬核”的权威。 在小学阶段，学生对事物的认识通常是基于具体对象，逻辑思维能力不强。对于杠杆，亲自感受杠杆类工具获得的感觉和认识更深刻。对于杠杆平衡，只能借助简化的工具—杠杆尺才能有一个浅显的认识。这个阶段，对于学生来说，杠杆平衡只能是在水平方向的，是静止的、不动的。但是随着生活经验的增加，我们会发现有时候倾斜的杠杆也能保持平衡，或者在转动的过程中物体也可以保持平衡。这样，原有的杠杆平衡理论就不再适用，也可以说新的经验事实冲击了“保护层”和“硬核”，要想保护“硬核”，必须得对保护层进行修正。有时也可以对“硬核”做一定的修改，但不是完全摒弃。这就是拉卡托斯所说的科学纲领的进步，此时保护层已经得到修改，而硬核随之成熟，更好的适用新的经验事实。由于我们不能预测所有的与“硬核”相关的经验事实，所有新的纲领在未来还是有可能被修改或被否定。但是，可以确定的是，在反例未出现之前，当时的“硬核”是科学的、有效的。 小学科学课程是一门启蒙科学课，目的是让学生获得一定的科学概念、科学方法和科学情感。小学阶段相当于人类认知的初期，也可以看作是科学理论形成的初期，一个科学理论的成立需要很多的条件。从这里我们也可以证明了小学科学课本这样案例设计的合理性，说明研究者确实是从科学的角度出发来编写教材。作为科学教育工作者，很有必要“刨根问底”，这样才能从对某个概念或者简单公式有一个深入的认识，对课程的设计也能更好的从理论出发。这样在真实的课堂教学中才能做到胸有成竹，游刃有余。
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user: 摘 要 本文根据查阅有关文献，对目前我国互联网在线教育发展状况进行了综述，主要从我国互联网发展状况、在线教育优劣势、在线教育类型模式、国内在线教育的发展等方面进行了阐述。 关键词 :互联网，在线教育，MOOC
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user: 1. 网络背景 随着互联网的快速发展，越来越多的人们参与到互联网的活动之中。这些活动包括网上办公、网络通信、网上购物等等。据文献[ 1 ] 提供的资料显示，截至2013年12月，我国网民人数达到6.18亿之多，全年共计新增网民5358万人，较2012年底提升3.7个百分点。而在20~50岁之间接受教育的主体人群中，网民普及率达到了67.2%。这是一个惊人的数字，意味着我国已正式迈入互联网时代。另一方面，我国网民规模的逐步扩大，为网络教育用户数量的增长提供了发展空间和稳定的基础。据统计，2013年参加过在线教育的用户已经达到了6720万人，比2012年增加了13.8%。网络教育以其任何人、任何地点、任何时间为特征，从而受到了人们的青睐。根据搜狐《2013教育行业白皮书》数据显示，在受访人群中在线教育的人比例上升为35%。而根据《2012教育行业白皮书》显示，正在或计划通过视频、社交平台等方式学习的人群中，57%来自于在职人士，其余则以大学生为主(32%)。 从上可以看出，对于成人和大学生教育，我国互联网在线教育正处在一个快速的上升期。
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user: 2. 在线教育的优势与劣势 当然，我们也应该清楚地看到在线教育存在两个方面，即优势和劣势，以便因势利导，发挥其长。 与传统教育相比，在线教育其优势主要体现在如下几个方面 [ 1 ] 。 1) 优秀教师资源最大化：优秀教师录制的教学资源可以通过网络对外播放，可以实现优秀教师全范围共享。 2) 更大的学习自主权：网络在线教学提供了任何人、任何时间、任何地点的教学模式，学生可以完全根据自己的时间控制学习。 3) 个性化的学习方式：学生可以根据自己的需要来选取学习内容，实现因才施学。 4) 教学内容传递无衰减：优秀教师的原始教学资源可以重复播放，从而坚挺不拔，不存在由于转述而衰减。 5) 内容更新与时俱进：网络在线教育只要后台操作就可以更新，因而更新方便，并且可以即时传播。 6) 教学成本低效率高：网络在线教育可以同时或分时面对无数的学员，因而教学成本低效率高。 不过其劣势也较明显，主要体现在如下两个方面。 1) 缺乏交流与反馈：传统教学老师与学生面对面，交流机会较多。而网络在线教育当面交流的机会少。 2) 个体学习，难以长期坚持：网络在线教育，学生以自学为主，学习氛围和学习压力小，能否长期坚持学习对学生来说是一个考验。 3) 考评较难：网络考评对于一些客观题目是其优势，但对于主观题目，网络考评方法往往失效，这是一个不容忽视的挑战。 针对网络在线教育的劣势，人们也进行了一些有益的探索。例如，采用一些交互式软件来增加学生与学生、学生与老师之间的交流。比如，一些教学工作者采用QQ聊天的方式进行课外教学辅导，这是一个有效的启示。
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user: 3. 不同类型的在线教育模式 有学者根据在线教育目前的发展状况，将在线教育分成不同的类型模式 [ 2 ] [ 3 ] 。 一种是面对学龄教育的教育模式。这种模式主要根据接受在线教育者的年龄分为儿童教育，基础教育和高等教育等层面。例如，国外在线儿童教育网站Gogolingo，是属于这种模式的一个典型教育模式。第二种是专注于通识教育的教育模式，这个模式主要以MOOC课堂为主。比如美国可汗学院、Lynda等，作为在线教育领域的先行者，赢得了大量的社会受教育者。又比如，国内的多贝网、网易公开课、传课网等企业，也凭借其先入优势占据了通识教育的主要市场。第三种是专注于提供不同专业技能的教育模式。国内外提供在线技能培训的网络企业目前较多，它们为一些特定的行业提供不同技能培训、语言教育和考试技能，是目前盈利模式最清晰的一类。
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user: 4. 国内在线教育的发展 4.1. 国内在线教育品牌 目前，随着国内在线教育的快速发展，出现了许多颇具特色的在线教育品牌。 1) 商业性免费公开课CC-Talk [ 4 ] 。沪江网CC-Talk免费公开课在国内颇有名气，她是上海“沪江网”旗下的在线教育业务。其使用方法极其简单，任何注册用户都可以使用通讯工具CC-Talk即时参加沪江网校的各种语种、考试、留学的免费公开课。CC-Talk是沪江网开创的一款语音学习软件，支持多人语音教学，是国内最早的专注外语学习的IM (即时通讯)工具。该软件最大的、最受欢迎的功能就是其平台每天大量更新的公开课。 2) YY在线教育 [ 5 ] 。近几年来，“YY语音”应用于远程教学越来越普遍。同时，越来越多的教育机构入驻YY，搭建网络教育平台。其实，“YY语音”起初是针对游戏玩家所设计的一款多人语音聊天工具。 2014 年 2 月 25 日 ，YY全新教育品牌“100教育”正式发布，同时宣称已成立了单独的在线教育事业部，专门负责教育业务。“100教育”官网也已启用域名100.com。可见，对于YY，其网络在线教育将会有一个较大的发展。据称，“100教育”的课程分为两个部分，一部分是基于一些应试的策略和技巧类的课程，例如现在推出的“托福雅思”强化班。这部分的课程是永久免费的。另外一种就是针对学生的个性化教育课程，这部分的课程将是收费的。 3) MOOCs教育如火如荼。MOOC是互联网与教育的融合，是经过多年实践摸索出来的一个新模式。受国外MOOC教育发展的影响，我国的MOOC也处在一个快速的发展进程之中，2013年被称作是“中国MOOC元年”。MOOC面向全社会，这就意味着校园围墙正在被打破。基于MOOC的优质教育资源共享已经成为时代的必然，MOOC的任何人、任何时间、任何地点的教学模式受到了全社会的关注。传统意义上的大学教学模式将会发生颠覆性变化，传统教学方法与MOOC教学方法的有机结合是当前教学模式的发展潮流 [ 6 ] 。目前，国内构建了六大中文MOOC平台，它们是中国最大的高校自建MOOC平台–学堂在线、中国最大的学校联盟MOOC平台–c20、中国最大的个体学习者MOOC平台–超星慕课、中国最大的社团建课MOOC平台–智慧树、中国最大的MOOC资源交流网站–果壳网、中国第一个商业运作MOOC平台-过来人网 [ 7 ] 。此外，一些门户网站也构筑了自己的MOOC平台，比如网易公开课等。这些平台的构建成为我国教育形式的一个重要组成部分，并且在在线教育方面发挥着越来越重要的作用。 4.2. 中国大学在线教育建设历程 中国大学在线教育经历了一个稳固向前发展的建设历程。据文献 [ 8 ] 报道，我国基于十多年来的政策环境和各类网络课程资源建设工程项目的实践经验，为我国大学MOOC发展建设奠定了一定的基础，这些政策环境和实践经验主要包括以下三个方面：一是“新世纪网络课程建设工程”。2000年教育部高教司启动了面向试点高校的“新世纪网络课程建设工程”，其目标是用大约两年时间，建设200门左右的基础性网络课程、案例库和试题库，为现代远程教育提供所需的网络学习资源。二是“国家精品课程建设工程”。2003年教育部启动“国家精品课程建设工程”，面向全国所有本科院校、高职高专等院校，从2003~2010年连续8年开展精品课程申报与评审，目前共评审出国家精品课程3800多门。三是“国家精品开放课程建设工程”。为应对国际趋势，加强优质教育资源的开放与共享，教育部于2011年启动“国家精品开放课程建设工程”，包括精品视频公开课与精品资源共享课，后者以原国家精品课程为基础进行升级改造。 2012年MOOC“数字海啸”席卷全球，中国大学自2013年初开始加入到MOOC建设实践中，因而，2013年被称作是“中国MOOC元年”。国内大学加盟国外MOOC联盟的有：一是清华大学、北京大学、香港大学、香港科技大学4所大学加盟edX。二是北京大学、复旦大学、上海交通大学、国立台湾大学、香港中文大学、香港科技大学6所大学加盟Coursera。其中北京大学和香港科技大学同时加盟了edX和Coursera。三是，复旦大学、上海交通大学加盟与FutureLearn平台，将开设优质课程。加盟合作一方面引进国外的MOOC，另一方面同时推出中国本土的MOOC。关于中国本土MOOC的建设方面，如前所述，我国已经构建了六大中文MOOC平台，比如学堂在线、c20、超星慕课、智慧树、果壳网、过来人网等。这些MOOC平台的构建，正在对我国教学模式的改革产生着深远的影响。
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user: 5. 结论 随着互联网的高速发展，我国在线教育进入到了一个快速上升期。如何面对这一新情况，是每一个教育者必须思考的问题。本文根据查阅有关文献，对目前我国互联网在线教育发展状况进行了综述，主要从我国互联网发展状况、在线教育优劣势、在线教育类型模式、国内在线教育的发展等方面进行了阐述。
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user: 摘 要 科学哲学对科学教育有着很深的影响。作为科学哲学中的一部分，科学认识过程对小学科学的教学也同样有着有益的启发。本文先对科学认识过程做了简要的叙述，又简要概括了小学科学中的教学设计的情况，最后从科学认识过程对小学科学中教学设计这一个方面的启示作简要的分析，分别从教学目标与教学内容这两大主要方面做了论述。 关键词 :科学认识过程，小学科学，教学设计，启示
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user: 1. 引言 在当代中国，科学教育在社会中受到了越来越多的重视。其中小学科学作为科学教育中重要的一部分，同样也得到了发展。在这个领域中，科学哲学对科学教学的指导作用也随着历史的发展而日益凸显。在科学哲学中，对科学知识的认知过程有着十分详细的研究；而科学教育正是为了让学生学习和理解科学知识。在这个方面，科学哲学就对科学教育有着不可或缺的影响。本文仅就其中的一个方面——科学认识过程对小学科学教学设计的影响与启示作简要的阐述。
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user: 2. 对科学认识过程的简叙 科学认识的过程是一个较为复杂的过程，其中包含着深刻的科学认识论和科学方法论。但若概括来讲，它大致是这样的一个过程：客观事实经由观察实验变为科学事实，科学事实经过理性思维变成科学认识，科学认识又经过理论方法的作用呈现为科学原理。简要地说，就是“首先由科学实验提供科学事实，接着进行科学概括，最后再建立起理论体系”[ 1 ] (p. 42)。 从以上过程中可以看出，在科学认识过程中有这样的几个基本词汇：客观事实、科学事实、科学认识以及科学原理。这些词汇经由科学方法的作用后逐步向更深层次递进，最终形成科学理论体系。而科学方法，诸如上述提到的观察实验、理性思维以及理论概括，又在方法论层面上实现着科学认知。由此可见。科学认识过程包含着两方面的因素，一个是科学认识论方面，一个是科学方法论方面。两者需要用适当的方法有效结合，才能使科学认识的过程进行下去。 在科学哲学中，科学理论体系的建立无疑是十分重要的，而科学的认识过程则为科学理论体系的建立提供了一条便捷又严谨的道路。也就是说，在一个科学理论体系最终建立、为科学界乃至世人所认可时，科学认识过程也就完成了它在这一个体系中的使命。 所以，科学认识过程作为科学哲学中的一部分，其自身也包含着十分重要的意义，同时，它对哲学之外的其他一些领域也有着一定的影响。这里我们要谈到的就是它小学科学教育中的教学设计产生的一些启发。但在这之前，我们需要先来看一下我国小学科学教育的一些现状。
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user: 3. 对小学科学教育中教学设计的概述 我国小学科学的建立可以追溯到1904年。经过一百多年的历史跌宕，当今我国的小学科学教育正处在一个飞速发展的时期。由于社会的发展离不开科学与技术，因而科学技术越来越受到重视，关于科学技术的教育在新时代也迈入了一个新阶段。 小学科学课堂中的教学设计作为组成小学科学教育的一个重要组成部分，也在不断地探索中摸索前进。教学设计的好坏直接关系到教师对整个课堂的把握，也关系到学生接受知识的效果。可以说，教学设计在课堂教学中的地位相当重要，是课堂教学的“重头戏”。而小学科学又是一门特殊的学科，它的实际课堂并不仅仅是老师讲、学生听，在课堂上靠讲授传递一些理论知识就够的，而是需要真正的实践操作，使学生通过对实验过程的感悟去体会知识的获得。在这一方面，我国小学科学教育的各个方面还都存在着一些问题，需要引起老师们的关注。主要体现在以下两点： 第一，教学目标不明确。科学课想要让学生学到什么，这是我们一直以来都在思考的问题。它不仅仅是让学生得到最后的原理与结论，更重要的是要培养学生科学的思维方法，以及学会运用科学方法去解决问题。但目前我国的小学科学课堂中大多还停留在重理论、轻实践的层面上，教师对于教材的解读也大多将重点放在科学知识与结论的讲解上，将实验探究放在了一个次要的位置上，忽视科学体验本身所带来的知识发现的过程，使学生在学习科学这门课程的过程中也形成了只注重结论而不注意过程与方法的僵化思维。 第二，教学内容与方法不恰当。这一点最为典型的就是“对‘科学探究’的机械理解和教条化的运用” [ 2 ] 。科学下分不同的学科，每个学科都有每个学科不同的探究特点。但如果对“科学探究”理解的过于机械化教条化，就很容易“张冠李戴”，将适合这一种学科的实验方式套在那一种学科上。如此一来，不但对探究过程本身不负责任，对于学生理解该学科的思维过程、探究方法以及最终获得知识都会产生不好的影响。 针对上述现状，笔者认为科学认知过程可以为之提供一些现实的启发，希望能够引起大家的思考。
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user: 4. 科学认识过程对小学科学教学设计的启示 科学认识过程对小学科学教学设计的启示我认为有以下几点： 4.1. 在教学内容上，应该更加注重科学体验 在美国科学教育标准中有这样一句话：“科学学习，是让学生去做，而不是把做好的东西给他。” [ 3 ] (p. 19)这种观点现在已经被科学教育界的绝大多数人所认可。学生学习自然科学，最重要的当然就是对科学的一种自身体验。 科学认识过程本身就是这样的一种体验。通过观察实验使客观事实变为科学事实，这一步在小学科学的课堂上是完全可以实现的。很多小学科学的课堂上也都设计了这样的环节，但效果却并不算好。对于老师而言，还是过多的关注你原本就知道的结论了。学生操作的某些实验结果可能会与之前已知的结论不同，而这些不同往往会被搪塞过去。有的学生会在实验的过程中发现一些问题，但由于这些问题偏离了结论的方向而被忽略。其实，“对于获得科学知识的科学过程，本身就是不断尝试的动态过程，即不断提出假设、验证假设、证明或否定假设的循环过程。” [ 2 ] 所以，在小学科学的教学内容设计上，完全可以借鉴科学认识的过程，让学生去体验科学被发现的经过。这样一来，学生从实践中得到了相关的结论，课堂效果会比教师在讲台上灌输的效果要好很多。 科学本就是操作性很强的一门学问，许多科学原理都是由实践操作得出的。对于小学学生来说，太深的科学知识反倒不利于他们对科学的学习。小学科学课“本应具有大量的、系统的教师教学操作方法示范和学生的操作行为训练” [ 4 ] ，这就需要我们各位老师能够改变传统的教学思维模式，敢于创新、敢于实践，将科学体验带入科学课堂，是教学设计不再是一对多的口头讲解、结论至上，而变成真正的以学生为主体、教师为主导的科学课堂，将这门课程的真正价值实现在学生的科学学习能力当中。 4.2. 在教学目标上，以培养学生科学的思维过程、科学的发现方法为主要目标 教学目标是教学设计的重要环节，也是保证教学活动顺利进行的必要条件。传统的科学课堂上，教师大多都是以“让学生明白原理”为教学目标，因此教师在课堂上扮演了主角，以传统的讲授式教学或是以迎合结论的实验来进行教学。但这样却完全忽视了学生的自主性和在教学活动中的主体地位。 要改善这种状况的话，可以借鉴科学认识的过程。科学探究的过程其实就是“面对自然界的问题解决过程，其出发点是科学问题，其过程是数据的采集和收集，其结果是对问题的解释或说明” [ 2 ] 。沿着“发现问题–进行实验或试验–解决问题”这一思维过程，运用了诸如归纳、演绎或者归纳演绎结合法、类比、等科学方法，最终得到了科学原理。同一领域的许多科学原理汇集在一起，就形成了科学理论体系。 对于小学科学的教学设计，我认为教学目标不应单单地设计为让学生明白或理解某一理论，培养学生发现问题、思考问题、解决问题的这种系统性思维更加重要。让学生形成一种科学的思维方式，能够运用科学的方法去解决问题，我想这才是科学课应该教给学生的。 此外，还有在教学评价设计上，应该以学生是否解决了问题、能否用科学的方法来解释与验证自己得出的结论为主要评价标准等等，都能或多或少地受科学认识过程的启发。 综上所述，我们应当将科学认识的过程将现实的科学教学联系起来，转变传统的思维模式，改变从前的科学课堂，让学生真正的喜欢科学、爱上科学。现如今，小学科学教育正处在一个前所未有的快速发展阶段，科学认识过程对小学科学教学设计的启发远不止本文提到的这些，同样的，科学哲学对科学教育的启发也还有相当大的空间可以开拓，这些都是需要我们广大的科学教育工作者用心领悟、认真思考的。
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user: 摘 要 《薪酬管理》是人力资源管理专业的核心专业主干课程，专业技术性与系统性较强。对于成人高等教育而言，《薪酬管理》课程体系建设应从其特征出发，以提高能力为主导，强化学生的专业能力提升。故此，应将薪酬管理实践引入课程教学性，强化“知行合一”。进一步结合成人认知心理与课程定位，将课程结构划分为基础知识与理论、薪酬管理体系与设计、薪酬日常管理发展趋势三块内容。 关键词 :成人高等教育，薪酬管理，课程体系
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user: 1. 引言 有效的人力资源管理是组织成功与发展的关键。而薪酬与薪酬管理与员工利益关系紧密、直接，是人力资源管理中最为敏感，也最为重要的因素。故此，《薪酬管理》课程是人力资源管理专业的核心、主干专业课。无论是人力资源管理专业高等教育，还是人力资源管理培训，薪酬管理都是十分重要的内容。优化《薪酬管理》课程机构设计，使之更加符合成人学习的特点，促进成人学习效率与效果，提升成人薪酬管理专业素养与能力，有着十分重要的意义。
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user: 2. 薪酬管理的地位与《薪酬管理》课程定位 确定《薪酬管理》课程定位，首先应分析薪酬管理在组织管理中的地位及其与其它职能管理的联系。从管理层次来看，组织管理一般可以分为战略管理、竞争与运营管理、职能管理三个层次。薪酬管理则隶属于组织第三层次人力资源职能管理。管理层次越低，越是侧重于组织某一领域的管理，也越是强调专业技术性，强调工具与方法。这决定了薪酬管理的专业技术性，即《薪酬管理》应属于一门专业技术较强的课程。当然，这也决定了《薪酬管理》属于一项专业技术性较高的课程，应从组织发展战略、组织文化建设的角度，来看《薪酬管理》的地位与作用。 另外，从薪酬管理的功能来看，由于薪酬直接体现了员工的经济利益，也关系到组织直接经济支出，故此，无论是在组织文化建设，战略发展，组织变革中，还是在员工个体绩效工作上，薪酬到起到重要导向、激励等作用。在市场经济体制下，如果没有有效的薪酬管理作为支撑，组织是很难调动员工积极性、创造性的。另一方面，如果缺乏有效的薪酬管理，也会使得组织面临成本支出、核心人才保留、核心能力培养等方面的较大风险。从组织人力资源管理职能领域来看，人力资源管理中的人力资源规划、绩效关系、职业发展规划、招聘与培训、工作分析、员工关系等均与薪酬管理有着较强的联系，很多其它方面的人力资源管理工作只有与薪酬管理关联起来，才能产生效力。这决定了《薪酬管理》在人力资源管理专业的核心地位。也决定了《薪酬管理》的开设往往《工作分析》、《培训》、《绩效管理》等课程之后。 概况以上表述，《薪酬管理》属于人力资源管理专业中的核心专业课，是人力资源管理专业必不可少的课程，在人力资源管理课程体系中，处于核心地位，是人力资源管理专业的主干课程。
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user: 3. 薪酬管理特点与《薪酬管理》课程特点 薪酬管理是组织中的一项管理活动，是针对组织薪酬方面所采取的管理活动。故此，其具有管理的科学性与艺术性的基本属性。所谓薪酬管理的科学性，是指薪酬管理有其基本规律与基本原则，其活动开展同样遵守计划、组织、协调、控制等一般管理过程的要求。所谓艺术性，则组织性质不同、组织发展阶段不同、组织文化不同，薪酬管理活动呈现出较大的差异性。薪酬管理活动必须结合具体组织、具体情境，进行权变管理，方能有效。此外，薪酬管理的艺术性还表现在组织内职位不同，人员不同而具有的差异性，如组织高层管理人员、技术人员、销售人员等均存在一定的特殊性，组织必须采取针对性的薪酬管理措施。此外，在组织中还存在由于资历、能力等原因而产生特殊人员个体。对于这些特殊性的个体，也要求组织必须采取灵活性的管理措施，从而薪酬管理活动体现了较强的艺术性、灵活性。这就要求《薪酬管理》课程既要注重理论建设，又有注重实践，将理论与实践有机联系起来，具有理论与实践相统一的特点。赵修文(2008)在《薪酬管理课程的教学体会》一文中指出，薪酬管理应采取“边做边讲，边学边做模式”[ 1 ] 。 作为一项管理活动，就要符合管理中的“闭环”原理，即薪酬管理活动应是一个闭环的管理系统，才能不断促进薪酬管理水平提升。这就决定了《薪酬管理》课程内容设计上应有一定的系统性，应能够将薪酬管理活动这种“闭环”特定清楚的表现出来。《薪酬管理》课程应具有系统性特征。这种系统性特征一是表现在《薪酬管理》课程本身理论知识的系统性，应涵盖薪酬哲学与理念、薪酬体系、薪酬调查与预算、薪酬结构与构成、薪酬的定级定档、特殊员工群体的薪酬管理、薪酬沟通、薪酬控制与诊断等内容，体现管理活动计划、组织、协调、控制的“闭环”与循环提升的特性。另一方面，系统性还体现在薪酬管理与其他管理理论、职能管理的有机联系。如前所述，薪酬管理的地位与作用决定了薪酬管理是组织管理中的一个重要的子系统。这就决定了薪酬管理绝对不能仅是针对薪酬的管理，必须放在组织这个大系统中看待薪酬管理活动。所以，《薪酬管理》课程的系统性还体现在与其他管理理论的有机联系上，尤其是组织战略管理、组织文化，薪酬管理的环境等方面。从当前中外《薪酬管理》教材内容来看，西方教材较为重视薪酬管理与外部环境、组织战略、组织文化的有机联系，而国内教材较为重视薪酬管理的技术、方法与工具。未来教材建设，应将中西方教材建设融合起来，体现《薪酬管理》课程内部与外部系统性的要求。 由于薪酬是员工生活的重要保障，起到维系员工生活与发展的重要作用。一方面，薪酬标准如果过低，人们的基本生活就会受到影响，其劳动力的耗费得不到完全的补偿，社会也就失去了稳定发展的基础；另一方面，薪酬标准过高，则可能对产品成本产生较大影响，导致成本推动型的通货膨胀，也会使本国产品丧失竞争力。故此，薪酬管理活动就不仅涉及到组织与个体，还涉及到社会和谐稳定。各国政府对薪酬管理也均有明确的而细致的要求，如有关薪酬水平、支付形式、支付周期、薪酬支付保障等方面的要求。这决定了薪酬管理是一项政策性较强的管理活动，合法性是其基本目标之一。此外，《薪酬管理》课程的政策性还体现在薪酬的敏感性上。由于薪酬直接关系到组织每个员工的利益，关系到组织核心人才的保留。故此，组织对薪酬管理人员的要求较高。这就要求《薪酬管理》课程内容必须建立在合法性基础之上，必须将合法性作为培养目标之一，必须提高学生的法律意识与职业素养。 薪酬管理活动关系到组织支付能力，也关系到对员工的激励。经过人们的不断实践，薪酬管理逐步发展与完善相应的技术，工具、方法，通过相应的技术、工具与方法，使得薪酬管理活动更为精确，也使得薪酬更加可控，更具针对性与激励性。薪酬管理活动的高专业技术性决定了《薪酬管理》课程的专业技术性。《薪酬管理》课程设计与建设必须尊重与体现这种专业技术性，在培养学生薪酬管理理念，强化法律素养的同时，强化学生的专业技能培养。 薪酬管理是来自实践，高于实践的管理活动，其理论知识随着实践发展而发展。各类组织为应对外部环境挑战，在薪酬管理理念、技术、工具与方法方面不断创新发展，如全面报酬理论、战略性薪酬管理理论、宽带薪酬等就是为应对环境变化，薪酬管理方面的创新与发展。这就要求《薪酬管理》课程在建设时不能默守陈规，必须新的理念、技术、工具与方法等充实到课程内容之中，体现实践性的要求。另一方面，从学生能力培养来看，《薪酬管理》课程是一门专业技术课，也要求学生不仅要具备理论知识，不仅要认识与掌握薪酬管理的基本规律、基本过程，系统掌握薪酬管理的基本技术、方法与工具，还必须能够运用理论知识、技术、方法与工具等分析、解决现实中的薪酬管理问题。如何提高学生分析、解决问题能力，也必须依靠的大量的课程实践，强调学以致用，通过知识运用，进而内化为自身的技能。李涌来(2008)表示：《薪酬管理》课程是一门涉及多门前期课程知识的实践性课程 [ 2 ] 。罗俊峰也指出《薪酬管理》是操作性很强的课程 [ 3 ] 。
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user: 4. 成人学习的特点与《薪酬管理》课程设计理念 成人学习尤其自身特殊性。这种特殊性表现在“成人”上面，具体性特点如下： 一是其拥有较为成熟的、独特的个人经验。成人之所以成为成人，主要因其年龄大，具有较多的生活与工作经历。他们的认知范式也基本成熟，更多依靠已有经验或知识去发展新的知识，并基于现有或以往经验认证新的知识和经验。对于毫无关联的事物，则可能是“短时记忆”或者“视而不见”。故此，针对成人教育，必须将课程内容与其工作、生活经历相联系，才能激发唤醒其学习兴趣。同时，在学习模式上，传统的课堂讲授可能并不完全适用，创建学习社区，鼓励讨论与分享，很够很好的激发其学习动机。 二是目的性强，期望值高。美国成人教育专家梅里安曾说：成人教育各种教学项目无不体现出它们的实用性、功利性和职业性 [ 4 ] 。在学习时，成人的目的性更强。他们的学习往往是针对解决工作中问题，或者是提升自己。这种目的性较为强烈，往往希望能够短时间内见到成效。此外，他们的期望值也较高，希望能够迅速、有效的帮助他们的解决现实中工作问题，或者是得到晋升，或者是找到理想的工作等，而不要浪费的他们的时间、金钱等。 三是实用和结果导向。成人学习讲究实效，强调理论联系实际，希望通过学习，能够有效提高自身的技能，有助于工作。故此，成人教育类课程应树立“干中学”的教学理念，既要从实践中来，又要回到实践中，还要高于实践。 四是自我导向性较为明显。成人对“学习什么”、“为什么学习”、“如何学习”、“什么时间学习”等均有明确的计划与意向。一般情况下，成人能够主动分析自己的学习需要，形成学习目标，选择学习方式和课程资料，并具备了一定的自我评价的能力。故此，在成人教育中，应摸清成人学习的需求，根据其需求设置相应的学习内容，建立以“引导”为主的，整合多种学习资源的教学模式。 结合《薪酬管理》课程定位、特征与成人学习特点，《薪酬管理》课程的设计理念应遵循“理念为经，实用为纬”，理论与实践相结合，以专业能力与专业素养为培养目标，按照学员认知规律与薪酬管理体系设计规律，构建教学内容，整合教学资源，改变“满堂灌”教学模式，加强学员之间的分享与讨论，注重学员自我导向，强化其自我学习控制，充分调动学员学习兴趣、积极性与主动性。
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user: 5. 成人教育《薪酬管理》的课程设计 遵循以上理念，在成人教育《薪酬管理》课程内容设计中应贯彻实践导向，即如何设计一套完整的薪酬管理体系。《薪酬管理》课程内容设计如图1所示。 图1所示，学员通过完整的《薪酬管理》课程内容学习，最后应能够独立完成某个组织的薪酬管理体系，最终的成果应该是完整的薪酬管理制度。当然，图1所示内容是一种线性结构。而薪酬管理实践是非线性结构，某些环节是并行的，或是需要经过反复。这需要在课程讲授过程中，反复向学员灌输这种思维。 图1. 《薪酬管理》课程内容设计 在《薪酬管理》课程教学模式设计上，也应依据成人学习的特点，注重理论与实践相结合。在理论方面，必要的课堂讲授是不可少的。但理论讲授也应充分融合案例教学，并且以问题为导向，提高学员的学习兴趣。此外，必须发挥学员主体性，发挥他们具有丰富的工作、生活经验优势，借鉴现代信息教育技术，组建课程讨论小组，设置讨论议题，通过小组讨论，强化理论知识与其实践经验的有机融合。另外，必须注重学员实践能力的训练，通过《薪酬管理》课程设计的方式，引导学生按图1所示内容的节点，开展相关的实践训练，及时将薪酬管理理论知识应用的到实际中去。通过实践训练，将理论知识内化为自身的专业能力。故此，需要设立专门的薪酬管理课程设计主体。结合其他教学模式，《薪酬管理》教学模式设计为：以学生为主体，教师为引导，理论讲解为“经”，案例教学、课程设计、课程讨论、课程自测为“纬”的一体化的教学模式，如图2所示。 图2所示，成人《薪酬管理》的课程教学应起于成人学习需求、学习目标，理论知识讲解也应从其出发，借此确定以学生为主体，教师在教学模式中，更多的是一种教练身份，所起的作用是引导、辅助、组织的作用。案例讲解、课程设计、课程讨论、课程自测等则是发挥学生主体性的主要途径。评判教学效果也是以是否满足学生学习需求，达到学习目标为依据。通过图2的教学模式，以理论知识讲解引导“干中学”，将理论与实践有效结合起来。
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user: 6. 结束语 本文从薪酬管理在组织的作用、功能出发，探讨了《薪酬管理》的课程定位；结合薪酬管理的特点，明确了《薪酬管理》的课程特点；从成人学习的特征出发，分析了《薪酬管理》课程建设的理念。在此基础上，确定了《薪酬管理》课程内容建设的逻辑框架以及一体化教学模式。 《薪酬管理》作为人力资源管理专业的核心、主干专业课程，需要加大力气对其教学内容，教学模式等进行研究，本文抛砖引玉，希望能够推动《薪酬管理》的课程建设。 图2. 《薪酬管理》课程教学模式
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user: 摘 要 利用蒙特卡罗方法模拟Fe原子在Al基底上的沉积、扩散，以及Fe的团簇形貌的生长演化。研究了薄膜生长条件对Fe薄膜的分形形貌及磁特性的影响。模拟结果表明，随着温度的升高，Fe微观形貌经历了一个从分散成长、分形成长到凝聚成长的变化过程；而Fe薄膜的形貌极大地影响薄膜的磁特性，具有更紧凑的分形形貌的Fe薄膜具有更高的居里温度。 关键词 :蒙特卡罗模拟，Fe原子扩散，磁特性
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user: 1. 引言 微结构材料和器件在原子尺寸度上的精确加工是当前材料科学研究发展的重要方向。近几年来，随着实验手段的提高，特别是扫描隧道显微镜和原子力显微镜等用于观察薄膜的生长形貌，人们在研究薄膜生长方面实验上已经取得了许多进展。实验研究表明， 薄膜的生长过程会直接影响薄膜的质量，单原子和原子团簇可以在基板上随机分散和聚合，并形成具有分形结构的微观形貌[ 1 ] 。最近，很多学者在实验上研究了Fe薄膜在各种基板上的生长，这种系统由于其低维磁特性及超导特性引起人们的极大兴趣 [ 2 ] [ 3 ] 。其中，Fe/Al合金薄膜由于其软磁特性和很好的机械特性而备受关注，成为人们广泛应用的磁记录材料 [ 2 ] 。铁作为典型的3d电子磁性系统，能够形成很明显的局域磁矩；考虑到α-铁的电子自旋间强相关，人们利用第一性原理计算了各种不同结构的铁材料的磁相互作用 [ 3 ] [ 4 ] 。不同的薄膜生长条件对其微观形貌影响很大，研究不同微观结构的铁薄膜的磁特性变化是很有意义的课题。 然而，薄膜的生长是非常复杂的过程，凭借实验不能完全跟踪薄膜的生长过程；利用蒙特卡罗算法模拟薄膜的生长过程是研究其生长机理的有效途径 [ 5 ] [ 6 ] 。Bruschi等人 [ 5 ] 提出了原子的沉积、扩散和脱附三个过程的模型，吸附粒子在各个方向运动时要克服的位能是利用Voter理论计算的。P. Zhang [ 6 ] 等人在计算原子迁移的跃迁势垒时，利用二体Morse势，采用了将跃迁路径进行合理细分的方法寻求跃迁路径上的最大势能点。如何建立合适模型，模拟磁性薄膜的生长机制，从而掌握磁性纳米结构的形成和稳定性规律等，这将具有十分重要的科学意义。 本工作利用蒙特卡罗方法从原子尺度水平研究Fe/Al薄膜生长机制，模拟Fe原子在Al表面上的沉积、吸附、扩散、成核、生长等一系列复杂过程；并重点研究薄膜的生长条件对Fe/Al薄膜的磁化强度、磁化率及磁相变温度的影响。计算模拟结果将对如何实验上对生长条件进行控制，及薄膜微观形貌对磁性质的影响等起到指导作用。
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user: 2. 模型与计算原理 在本文的模拟计算中，考虑到基底表面束缚能、最近邻粒子间耦合能以及应力场对粒子扩散势垒的修正，采用动态蒙特卡罗方法模拟Fe原子在Al(100)基底上的沉积、扩散及团簇生长。首先，考虑Fe原子的覆盖率x为0.1 ml，随机且不重叠地沉积Fe原子在Al基底(80 × 80)正方点阵上。在每一个动态蒙特卡罗步骤里，随机选取一个Fe原子，若该Fe原子的最近邻粒子数为四个，即处于团簇的中间，则该F原子所在团簇在(±X， ±Y)四个方向中任选一个方向作扩散运动；若Fe原子的最近邻粒子数小于四个，即为单一原子团簇或处于团簇的边缘，则该Fe原子在其最近邻空位中随机选择一个作扩散运动，扩散概率的计算如下 [ 7 ] ： (1) 其中，n为近邻粒子数，T为温度， 为玻尔兹曼常数，Fe原子在Al(100)基底上的束缚能E s = 0.89 eV [ 8 ] ，Fe原子的最近邻原子束缚能E b = 0.38 eV [ 9 ] ，E C 则是由于吸附粒子引入的应力场，采用了简单的线性近似，即 ，其中R为团簇半径，r为粒子到团簇的最小距离， 的最大值 ，N是团簇所含的粒子数，α是常数，定为0.0001，ν为势阱中粒子的振动频率，取为10 13 S −1 [ 7 ] 。我们通过4000万动态蒙特卡罗步，动态模拟薄膜的生长过程，最后可得到Fe原子在Al基底上生长的微观形貌。 为了计算Fe薄膜的磁特性，采用标准蒙特卡罗的Metropolis准则对系统进行模拟 [ 10 ] 。利用Heisenberg 模型可将系统的哈密顿量表示为： ， 是第i个原子自旋取向， ， 是对最近 邻原子对的交换相互作用的求和，最近邻铁原子自旋交换相互作用常数J = 1.21 mRy [ 4 ] 。本文中，我们抛弃前20，000蒙特卡罗步，而对后面的30，000蒙特卡罗步求平均，在统计计算中，我们每隔10蒙特卡罗步计算一次模拟参数，这样可避免两个连续组态之间的相关性。通过Markov过程产生的自旋组态分布 P(xl)趋于平衡分布： 。则物理量的热平均 。 我们感兴趣的参量有磁化强度，比热，磁化率，利用MC模拟求其统计平均值： (2) (3) T是薄膜的实际温度，E是系统的总能量，M是系统的总磁化强度。 是对利用Markov过程产生的遵循平衡分布的各组态的统计平均。
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user: 3. 结果与讨论 图1显示的不同基底温度T su = (300 K， 325 K， 400 K， 500 K， 610 K和620 K)下Fe原子的生长形貌图。从图1(a)可以看出，在基板温度比较低的的情况下(T su = 300 K)，粒子分散在整个网格中，并没有形成大的团簇。随着基板温度升高，薄膜表面呈现分形成长，但此时团簇的平均分支的宽度基本保持不变，其值近似为单粒子直径，如图1(b)和图1(c)所示。随着基板温度的继续升高，团簇形貌经历了从分形成长到凝聚成长的变化过程，团簇的分支宽度逐渐增大，团簇形貌由枝叉状分形生长过渡到团状生长，从图1(d)到图1(e)，我们可以发现，分形团簇的平均宽度不断增大。而当温度达到840 K或继续升高，薄膜表面形貌又呈现了分散成长的形式，如图1(f)所示。之所以出现以上现象是由于温度较低，粒子较不活跃，即扩散能力太弱以致粒子不凝聚成较大的团簇。而当325 K < T su ≤ 400 K时，随着温度增高，更高的粒子热激发能使粒子间更容易相遇，聚集成团簇；与此同时，粒子沿团簇的边缘低速扩散，导致团簇分支的宽带比较小。随着温度的增高，团簇分支宽度逐渐增大(400 K < T su ≤ 610 K)。这主要是由于基板温度继续增高的情况下，从公式(1)可以计算出粒子沿团簇边缘扩散的概率逐渐增大，这样就导致了团簇分支宽带的逐渐增大。而当T su = 700 K时，粒子由于较高的活跃性而最终无法凝聚成一个团簇，薄膜表面又呈现分散生长。 图1. 不同基底温度下的薄膜表面形貌图(a) T su = 300 K，(b) T su = 325 K，(c) T su = 400 K，(d) T su = 500 K，(e) T su = 610 K，(f) T su = 620 K 图2给出的是在不同的基板温度生长的薄膜的自发磁化强度、磁化率随薄膜温度的变化。从图3中可以看到，随着薄膜温度的升高，Fe/Al薄膜的自发磁化强度随着系统温度的升高从1降低到了0。具有分形形貌的Fe/Al薄膜((T su = 400 K， 500 K， 610 K)，对应的T su 越高，自发磁化强度随着系统温度的升高下降得越慢，意味着这些薄膜具有较高的居里温度。这主要是在因为团簇分支宽度逐渐增大，系统的铁磁相互作用能跟着增大，使铁磁相变温度增大。从图2中还可以看到，对于Fe原子呈分散生长的小团簇时(T = 400 k， 420 k， 720 k)，它们在基态的自发磁化强度比较小，且随着温度升高更迅速降低为0。这主要是因为分散生长的薄膜的团簇中所含粒子数都比较少，且可能有许多单个粒子分散在整个基板上，铁磁相互作用能减小，温度升高时热激发能容易破坏粒子有序状态，所以居里温度比较小。图2(b)给出了不同的基板温度下生长的薄膜的磁化率随薄膜温度的变化。当温度趋向于居里温度时，磁化强度迅速减为零，磁化率出现了一个明显的高峰。从磁化率峰可以较准确地确定系统的相变温度。 图3给出了Fe/Al薄膜在T su < 430 k时，薄膜表面呈分散成长，居里温度很低。随着基底温度增大，分形团簇开始出现，居里温度也急剧增大。在430 K ≤ T su ≤ 530 K温度范围内，居里温度基本保持不变，这是因为在这个温度范围内薄膜分形成长，团簇分支宽度基本不变，形貌也相对比较稳定。当530 K ≤ T su ≤ 699 K时，居里温度随着基板温度增大而升高，这是因为此时的团簇分支更加紧凑，分支宽带逐渐增大，原子间的相互作用能也逐渐增大，从而具有更大的相变温度。当基板温度继续增大，相变温度急剧下降，另一种薄膜分散生长开始出现。综上所述，通过改变外界的实验条件(如基底温度等)，可以控制Fe原子在Al基板上的扩散速率，从而改变Fe的原子团簇形貌，影响磁性薄膜的自发磁化强度、磁化率以及磁相变温度。
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user: 4. 结论 本工作利用动态蒙特卡罗方法模拟Fe原子在Al基底上的沉积、扩散，及Fe的团簇形貌的生长演化，并利用Metropolis准则对Fe/Al薄膜系统进行磁特性研究。结果表明，Fe原子团簇出现非常丰富的分形 图2. 在不同的基底温度(T su = 300 K， 400 K， 500 K， 610 K及620 K)生长的Fe/Al(100)薄膜的自发磁化强度、磁化率随薄膜温度的变化 图3. Fe/Al薄膜的磁相变温度Tc与薄膜生长时的基底温度T su 的关系曲线 几何特征，当T su 升高，Fe原子团簇从分散生长、分形生长，到密集的生长，并最终形成另一种分散的生长方式；同时还发现，Fe薄膜的形貌极大地影响薄膜的磁特性，当Fe原子团簇的分枝宽度变大时，或具有更紧凑的分形形貌时，系统具有更高的居里温度。因此，通过改变薄膜的生成条件，可以改变Fe的原子团簇形貌，从而影响磁性薄膜的磁性质。
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user: 摘 要 沉箱是重力式码头、直立式护岸及防波堤的常用大型构件，单体造价高，由于箱壁相对较薄，施工不当很容易造成各种损伤，对破损沉箱进行报废处理是对社会资源的极大浪费。本文介绍了破损大型沉箱检测、修复技术，其经验及做法可供工程界同仁参考。 关键词 :沉箱，破损，检测，修复
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user: 1. 引言 沉箱是重力式码头、直立式护岸及防波堤的常用大型构件，单体造价高，由于箱壁相对较薄，施工不当很容易造成各种损伤，对破损沉箱进行报废处理是对社会资源的极大浪费。如何对破损沉箱进行检测、修复并对修复结果进行科学评定，是沉箱施工过程中必须要面对的问题。本文在简要介绍了某直立式防波堤破损沉箱的破损范围检测、修复及修复结果评估过程的基础上，总结了破损沉箱的修复技术，其经验及做法可供工程界同仁参考。
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user: 2. 工程背景 某新建港口防波堤采用沉箱重力式结构，所预制的大型沉箱重3800吨，长24.95 m，底宽19.95 m，高16 m；共24个隔仓，隔仓尺寸为3.65 m × 3.95 m。该沉箱外墙厚0.5 m，隔墙厚0.25 m，纵横隔墙交接处、隔墙与外墙交接处有加强角，加强角两直角边长0.25 m。 在沉箱浮运、沉放过程中由于受风浪影响，导致两沉箱相撞，其中一沉箱破损严重。经现场检查和水下探摸，发现被撞沉箱不仅上部出现裂缝，前墙顶部和下部还出现较大面积的破损。由于沉箱下部受损部位在水下，直接在存储区修补非常困难，故先采用浮船坞将该沉箱拖运至沉箱预制场预制台座上，然后进行破损程度检测、可修性论证、修复方案制定、修复施工及修复效果评估等一系列步骤[ 1 ] 。
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user: 3. 破损程度检测 经初步检查发现，目视可见的破损主要位于该沉箱前墙顶部和底部混凝土。顶部破损处从3号隔仓一直延伸至6号隔仓，其中3号、4号隔仓破损深度约2 m，5号、6号隔仓破损深度约0.5 m；底部破损处位于斜趾上方，3号、4号隔仓前均有一处，宽约3.5 m，高约3.6 m，如图1、图2所示。 由于破损沉箱受到撞击时，冲击力会沿纵、横隔墙传播，除直接撞击点目视可见的破损外，必定会对撞击点周围的混凝土造成肉眼不可见的损伤，在决定破损沉箱的可修性前，需要确定混凝土破损程度与破损边界。因此采用超声波对混凝土均匀性进行检测，通过测量破损部位周边混凝土和本体混凝土的声速来确定破损影响区的范围。测量采用对测方式，在受损墙体内外的相对位置标出测点进行测量，测点位置如图3所示；根据超声检测结果沉箱外培混凝土破损影响范围如图4所示[ 2 ] 。 为进一步验证超声检测结果的可靠性，在超声波均匀性检测所确定的破损影响范围边界附近钻取混凝土芯样，并对芯样抗压强度进行检测，通过抗压强度的大小核实混凝土受损影响区范围是否准确。混凝土芯样的平均强度推定值为41.5 Mpa，满足C40的混凝土强度设计要求，证明判定破损边界外的混凝土强度未受影响。 根据破损检测结果，该破损沉箱具有修复价值。
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user: 4. 修复方案 4.1. 破损混凝土凿除 根据检测确定的混凝土受影响区范围，标出混凝土凿除区边界。先用液压破碎锤对破损混凝土进行 图1. 前墙外侧混凝土破损示意图 图2. 前墙内侧混凝土破损示意图 图3. 超声波测点布置示意图 破碎；为避免凿除时对周边混凝土再次造成扰动，在凿除边界附近选用风镐进行施工；为保证新旧混凝土接茬面质量，在至凿除边界20 mm时用人工进行凿除。接茬面整体凿毛质量控制为碎石外露1/3。混 凝土凿除完成后，将松散的混凝土残渣进行清理，并用高压水枪将接茬面冲洗干净。图5给出了现场破损混凝土凿除施工的图片。 4.2. 钢筋复位与加强 将原有钢筋除锈、调直、复位后，对受损的钢筋增加加密筋，加密筋规格、间距与原钢筋相同，并与原钢筋绑扎牢固，端部与新凿出的完好钢筋进行搭接焊，焊接长度符合《水运工程混凝土施工规范》(JTJ268-1996)要求。为方便底部混凝土浇注施工，底部破损部位混凝土在修补时加厚200 mm，对加厚部位增加一层钢筋网片，新增钢筋网片按@200Φ12设置 [ 3 ] 。为保证新旧混凝土结合质量，在接茬面进行植筋。植筋位置在原混凝土墙体钢筋网片的中间，规格采用HRB335Φ12，间距为200 mm，植筋深度符合《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145-2004)要求。图6及图7分别给出了混凝土破损处钢筋复位及植筋加强情况。 4.3. 模板 根据破损修补区域尺寸制作模板，支立时采用对穿拉条固定，底部芯模较原混凝土表面凸出200 mm (混凝土加厚)，并且顶部做成60度斜面，以方便混凝土泵送浇注。 图4. 破损影响范围示意图 图5. 现场破损混凝土凿除 图6. 破损处钢筋复位 图7. 破损处钢筋网加强 4.4. 混凝土浇筑 混凝土浇注前在新旧混凝土结合面涂刷改性环氧树脂界面剂。新混凝土顶部采用C45F300，底部采用C45，比原混凝土提高一个标号。为防止混凝土出现收缩裂缝，在新混凝土的配比中掺加UEA膨胀剂。混凝土模板拆除后，对固定模板用拉条孔用高强砂浆进行封堵[ 4 ] 。
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user: 5. 修复情况检测 为检验破损沉箱修复后的效果，利用超声波对新老混凝土的结合情况进行检测。在跨越修复混凝土结合面的沉箱箱壁内外两侧布置换能器，如图8所示，使超声波能够穿透混凝土结合面。根据结合面的走势布置测点，如图9所示。通过对检测数据进行统计分析得出超声波平均声速为4181 m/s，标准差为133 m/s。各测点的声速值均大于可疑声速值3962 m/s及警告声速3840 m/s，根据《港口工程混凝土非破损检测技术规程》(JTJ/T272-99)评定，混凝土结合面良好[ 5 ] 。 在超声法检测修复效果的基础上利用取芯法对修补后的新老混凝土结合面进行钻取混凝土芯样，对芯样中新老混凝土结合情况进行目视检查，检查结果表明新老混凝土结合良好。 图8. 声波换能器布置图 图9. 结合面测点布置图
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user: 6. 结语 该破损沉箱修复检测结果表明，破损部位新旧混凝土结合良好，达到修复的目的；同时也用实践证明文中采取的破损沉箱检测和修复技术方案是完全可行的，其经验可供类似工程实践借鉴参考。
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user: 摘 要 本文以2012年高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题为例，利用数据挖掘技术建立葡萄酒评价体系。葡萄酒质量一般是通过聘请有资质的品酒员进行品尝评分，由于品酒员主观因素导致对酒样品的评分差异悬殊，我们通过方差分析对品酒员评分进行可信性研究；通过提取酿酒葡萄多个理化指标的公共因子，对因子得分和葡萄酒评分进行聚类，将酿酒葡萄进行分级研究；通过对葡萄酒理化指标和酿酒葡萄理化的数据进行相关性分析，利用逐步回归分析模型建立它们之间的依赖关系；利用葡萄酒芳香物质与葡萄酒评分之间的回归模型，找出决定葡萄酒质量的关键理化指标，最后指出现行葡萄酒评分体系的不足。 关键词 :葡萄酒评价，数据挖掘技术，方差分析，聚类分析，回归分析
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user: 1. 引言 在当今大数据时代，从数据库的挖掘出隐含的、先前未知的并有潜在价值的信息显得十分重要，多元统计方法是数据挖掘技术的关键要素。多元统计分析是处理多维同体观测数据的数学方法，是数理统计学近几十年迅速发展的一个分支，计算机技术的发展为多元统计的方法应用提供了便利的计算工具。多元统计的内容十分丰富，主要包括判别分析、聚类分析、主成分分析、因子分析、回归分析预测方法、方差分析、典型相关分析、时间序列等[ 1 ] -[ 11 ] 。多元统计方法在工业、农业、医学、气象、环境以及经济管理等诸多领域中有着十分广泛的应用。 本文以2012年高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题为例，用多元统计序列方法建立葡萄酒评价体系。确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的品酒员进行品评，每个品酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分，然后求和得到其总分，从而确定葡萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒质量有直接的关系，葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。附件1(见竞赛试题中的附件，本文略，下同)给出了某一年份两组品酒员对两组红葡萄酒和白葡萄酒的评分结果，附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据，包括各种理化指标和芳香物质指标数据。 由于品酒员主观因素导致对酒样品的评分差异，我们分别构造以品酒员和酒样品为组别数据序列进行方差分析，通过比较F统计量值评价两组品酒员是否有显著性差异，对品酒员评分进行可信性研究；通过对酿酒葡萄的多个理化指标进行筛选，提取公共因子，并计算因子得分，然后将这些因子得分和葡萄酒评分进行聚类分析，将酿酒葡萄进行分级研究；通过对葡萄酒理化指标和酿酒葡萄理化指标相关性分析，利用逐步回归模型建立它们之间的线性关系；通过葡萄酒理化指标与葡萄酒评分之间的回归模型，建立酿酒葡萄理化指标与葡萄酒质量之间关系，给出决定葡萄酒质量的关键理化指标。