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关键词：科学研究前沿；物理专业；课程教学；渗透与实践
一、现实背景及意义
在物理专业课程教学实践过程中，我们发现，课程在教材内容的选择和编排上着重突出的是经典物理部分，而对物理学前沿知识的成果、思想和方法介绍不多，很难引起学生学习的兴趣。另一方面，专业实验和毕业论文都要求学生掌握科学研究的基本过程和思路方法。课程教学和科学研究在现行的教学模式中是相对独立的。
自上世纪中叶以来，许多国家不约而同地将视线投向科学教育领域，尝试进行改革。各发达国家的科学教育改革均重视科学研究前沿教育的功能，其重点也正落在教学内容的现代化上。他们甚至在中学物理教学中加入了科学前沿知识，如，美国的PSSC课程、澳大利亚科学教育计划、英国纳菲尔德课程等做出了卓有成效的探索，产生了深远影响。作为对国际科学教育改革的积极回应与推动，我国新一轮课程教学改革也寄希望于加大科学研究前沿的比重，在确保基础性的前提下，对教学内容进行了一定的扬弃。新增内容的教学要求虽不高，却有助于弥补物理教学长期存在的不足。此前的研究表明：将科学研究前沿知识渗透于物理教学中，是一种哲学教育。物理学与哲学存在高度的正相关性，而且相互构成对方发展的背景，尤其在近现代特别突出。一方面，哲学观点促成了某些现代物理理论的创立。譬如相对论的提出具有明显的唯理论色彩；量子论的成功可归属于实证论。另一方面，物理学的发展也大大丰富了当代哲学。相对论、量子论引发了认识论和哲学领域的变革；混沌理论所涉及的不确定性、非线性、耗散结构、自组织等概念也形成了相应的思潮，并开始改变传统的哲学思想。将科学研究前沿知识渗透于教学中，是一种人文教育，还能够帮助学生进行有意义的学习。这个学习，是通过将未知的外部世界与已知的内部世界相联系，将未知融入已知中的认知过程。这种联系和融合越清晰，学习就越成功。现代物理尤其是科学研究前沿是在经典物理基础上的继承、修正和超越，二者并非绝对对立，在教学上也不能割裂开来。此前研究还表明，科学研究前沿在物理专业课程教学中能起到以下的作用。
1.激发学生的学习兴趣，促进其学习。
2.在教学中强调科学家发现科学真理的过程，让学生了解科学发现的本来面目，引导学生创新。
3.开阔学生的视野，帮助其形成合适的科学观和科学精神。物理前沿知识中有大量说明科学相对性、不确定性的事例，将其渗透于教学中，能够开阔学生视野，鼓励他们质疑旧的科学观，逐渐形成具有现代意蕴的科学观。
4.开发物理课程的隐，鼓励学生从求真到求美求善。科学对真理的追求往往也是对美和善的追求。因此，在物理前沿教学中很明显，将前沿知识融入物理课堂中，可使学生在学习具体物理知识的同时进行求美求善的学习。所以，在教学过程中应当多考虑在经典物理教学的整体背景中进行前沿知识的教学，换言之，应当多考虑科学前沿研究在经典物理教学中的渗透。
二、现状与存在的不足
从现在的专业设置和具体的物理专业课程教学中，现状和存在的不足，情况如下。
1.在目前的教学和学生学习的现状下，普遍存在学生的学习动力和兴趣不足的现象，教师往往希望通过“课程设计的改革与实践研究”来改善或者改变这种现状，让学生敢于学习，勇于学习。
2.学生参与科学研究和课题动力不足，有些学生甚至欠缺完成毕业论文的原动力。而另外一方面，教师却希望学生积极参与自己的科学研究课题，学以致用。改变学生对学习不敢兴趣，总觉得离应用还远、用不着的态度。
3.在实际教学中，有的教师可能认为科学研究和前沿知识太难，担心学生不能接受。实际上，学生对科学研究前沿知识是感兴趣的，因为学生对未知领域是好奇的。另外，专业实验和毕业论文都要求学生自身需掌握科学研究的基本过程和思路方法。从我们学校自身建设角度来说，科学研究前沿在专业课程教学中的渗透与实践是很有必要的，因为学校努力从教学型大学向教学研究型大学转变。教学研究型大学的转变需要更多的科学研究人员，其中的科学研究人员不仅仅包含教师、研究员，还包含了学生。而利用科学研究前沿在专业课程教学中的渗透，可以进一步激发出学生的求知和创新能力，从而推动学生参与教师课题或者自己申请课题，参与科学研究。
三、渗透与实践
我们以中国计量学院应用物理系专业课程教学为例，在具体的教学过程中融入科学前沿和教师的科学研究课题来看其在专业课程教学中的渗透与实践效果。正如前面的研究表明，在激发学生的学习兴趣，促进其学习，让学生开阔视野，认清科学研究本身，鼓励学生从求真到求美求善等方面起到了重要的作用。尤其在激发学生学习兴趣方面起到了显著的效果。我们认为，如果说课堂的物理学更多地表现为一种控制逻辑的话，那么前沿科学研究特别是纯科学研究，则还能体现科学活动的反思。将前沿物理知识渗透于教学中，让学生多了解物理学日新月异、激动人心的变化，而本身科学的逻辑和反思往往能够激发他们更大的认知兴趣，并引起其内心深处的探究欲望，从而促进其学习。另外，在具体的实践中，在《薄膜科学与技术》课程中，引入教师自身研究对薄膜物理展开具体的专题前沿讲座，我们发现在以下三个方面起到了很好的效果。
1.学生自由选择毕业论文导师方面。在学生了解教师研究领域的基础上，学生可以自由选择专业实验和毕业论文导师，学生的毕业论文与教师的科学研究可以有机的结合。近年来，在毕业论文选题的过程中，就有好多学生的题目和指导教师近期的科学研究很好地结合了起来。让学生很早地参与老师的科学研究项目，一方面可以让学生不会盲目地选择专业实验和毕业论文导师，另一方面，在做毕业论文之前，实际上，学生已经近距离地参与到科学研究中来，已经逐渐地熟悉了科学研究的各个环节，并养成较好的科学研究能力。这样，学生的科学研究和创新能力得到了提高，教师也能够言传身教，更为具体地指导学生的毕业论文写作进一步提高了毕业论文的质量。
2.学生参与教师的科研项目和自己申报小课题方面。学生对学习不感兴趣，总觉得离应用还远，用不着，而通过对前沿的讲述特别是教师结合自己的课题科学研究等在课程中的渗透穿插，使学生对科学研究感兴趣，想参与科学研究。参与科学研究又进一步促进了学生的学习。在实践中，学生参与教师的科学研究，这种参与形式是多样的，既可以是为老师收集科学研究所需的材料、数据和信息，锻炼学生获取有益信息的能力；也可以让学生积极主动地参与到课题的相关研究结构、观点的讨论中来，教师和学生相互学习，相互提高。在这个过程中，学生的科学研究能力得到了提高，教师的科学研究工作也大大受益。一些科研项目，如，大学生创新创业计划等，可以由学生来主持，教师来具体指导，学生积极参与或者申报，真正实现“学以致用”。
3.学生参加课外科技活动和科学实践方面，特别是撰写科技论文的能力等。在课外科技活动和科学实践中，我们通过布置一些题目和主旨，利用寒暑假期和周末，作课外调查，写调查报告，让学生把所学的专业知识活学活用，丰富自己的实践，通过实践环节将理论和专业知识的学习引向深处。通过这些活动，学生的参与性、积极性都大大提高了，创新能力也得到了提高。通过实践环节，对于科技论文写作，尤其针对学生写作不规范甚至照抄等现象，也能起到很大程度的改善作用。同时，这样的实践也为学生完成毕业论文或者课题奠定了基础。
总之，通过对科学前沿在物理专业课程里的渗透与实践表明，科学前沿地引入，尤其是教师自己的课题科学研究讲述与介绍，为学生参与科学研究提供了入门和基础，不仅使得学生对科学研究感兴趣而且对参与科学研究有了积极性，学以致用。反过来，学生参与科学研究的积极性又进一步促进了其对专业课程学习的兴趣与热情。
参考文献：
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【关键词】甘草;内生菌;根瘤菌;菌根真菌
甘草是豆科甘草属(Glycyrrhiza)植物，其根及根茎为常用中药，市场需求量大。近年来，随着野生甘草资源的急剧减少，且国家明令禁止采挖野生甘草，使甘草供求矛盾日益尖锐。在这种情况下，对甘草资源的保护性利用及栽培甘草势在必行。近年来，随着人工甘草种植面积的逐年加大，提高甘草的质量成为亟待解决的一个关键问题。相关研究表明，植物有益微生物可以产生促植物生长的活性物质，提高植物固氮性能，促进植物对恶劣环境的适应，加强系统的生态平衡，保证寄主植物健康生长。因此本文就近年来甘草有益微生物的研究进展进行综述，以期对提高栽培甘草的质量有指导意义。
1甘草内生菌的研究现状
内生菌是指一生或至少一生中的某个阶段能进入活体植物组织内，并且不引起明显组织变化的真菌或细菌［1,2］。1993年，Strobel等［3］从短叶红豆杉TaxusbrevifoliaNutt的树皮中分离出二百多种微生物，其中有一株内生真菌Taxomycesandreanae能产生紫杉醇，这一研究结果引起学者对内生菌的广泛兴趣。目前，人们已经从长春花、千层塔、银杏、厚朴等多种植物中分离得到了内生菌，并取得了一些成果。
有学者对甘草内生菌也进行了研究，发现内生菌对甘草产生一系列作用。宋素琴等［4］对采自新疆的健康野生胀果甘草不同组织中的内生菌进行分离，并纯化得到149株细菌和2株真菌，鉴定得出149株细菌分属于13个属，2株真菌分属于青霉菌属Penicillium和镰刀菌属Fusarium。有学者发现内生菌可通过拮抗病原菌促进甘草生长。饶小莉等［5］从乌拉尔甘草健康植株的根茎叶_分离到内生细菌98株，并采用平板对峙方法筛选出6株菌株，其对植物病原菌有明显体外拮抗活性，鉴定这6株拮抗菌株分属萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)、多粘类芽孢杆菌(P)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、P。龚明福等［6］采用无菌操作技术从野生健康甘草Glycyrrhizauralensis的根、茎、叶、种子、根瘤等组织中分离出内生细菌（Endophyticbacteria)125株，其中31株对棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum)、棉花黄萎病菌(Verticilliumdahliae)具有较强的拮抗活性，这31株内生细菌分属于气芽孢杆菌属(Aerobacillussp.)、气单胞菌属(Aeromonassp.)、芽孢杆菌属(Bacillussp.)、黄单孢杆菌属(Xanthomonassp.)、假单胞杆菌属(Pseudomonassp.)、土壤杆菌属(Agrobacteriumsp.)。另有研究发现，从甘草中分离的有些内生菌还可产生活性物质。韦革宏等［7］从乌拉尔甘草和光果甘草_分离得到68株内生菌，从中筛选出一个来自乌拉尔甘草的菌株，从该菌株发酵液的石油醚提取物中分离得到了十八烷酸内酯Rhizobialide，是第一次从内生菌中得到此类物质。另有学者研究了内生菌在甘草不同部位及不同月份的数量变化趋势。林世利等［8］分离出不同月份苦豆子、骆驼刺、苜蓿、铃铛刺、甘草不同部位的内生细菌，研究阿拉尔地区豆科植物内生细菌种群动态。结果显示5月份的苦豆子和甘草植株、8月份的苜蓿植株、9月份的铃铛刺和骆驼刺植株的内生细菌的种类最多。内生细菌种类的分布规律依次为苦豆子中叶＞茎＞根＞种子＞花，苜蓿中根＞叶＞茎＞花＞种子，铃铛刺中茎＞叶＞种子＞花＞根，骆驼刺中根＞茎≥叶＞种子＞花，甘草中茎＞根＞叶＞种子＞花。5种豆科植物生长期中总带菌量平均值在各个月份变化趋势不同，并且各个月份的带菌量处于交替变化之中，说明不同月份5种豆科植物内生细菌的种类和数量不同，同种豆科植物不同组织部位的内生细菌的种类和数量有差异。
2甘草根瘤菌的研究现状
根瘤菌是与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。根瘤菌分快生和慢生两种类型，为化能异养菌。目前有学者已经从甘草中分离得到根瘤菌并进行了一些相关研究。
目前对甘草根瘤菌的研究多体现在根瘤菌的分类上。杨雪颖等［9］通过对西北干旱半干旱地区68株甘草根瘤菌的表型多样性和抗逆性分离研究，发现1个新类群和1个具有较高抗逆性的菌株。对新类群的中心菌株CCNWGX022和高抗性菌株CCNWGX035进行16SrDNA全序列测定及系统进化研究。结果表明，CCNWGX022和CCNWGX035与中慢生根瘤菌属内参比菌株的16SrDNA相似性分别大于％和％，判定它们均属于中慢生根瘤菌属。谷峻等［10］采用表型数值分类、16SrDNAPCR-RFLP分析和BOX-PCR指纹图谱分析的方法对中国北方地区的甘草根瘤菌进行表型、遗传多样性分析。供试菌株在数值分类聚类分析中约85％的相似水平上产生2个表观群，有11株菌未与已知参比菌株聚群。16SrDNAPCR-RFLP分析表明，供试的20株菌共产生14种遗传型，表现出丰富的遗传多样性。BOX-PCR指纹图谱分析进一步证明与甘草共生的根瘤菌的基因组也具有多样性。由此得出结论：在中国北方地区与甘草共生的根瘤菌在Sinorhizobium、Rhizobium和Mesorhizobium属中均有分布。
3甘草菌根真菌的研究现状
菌根是土壤中某些真菌与植物根的共生体。凡能引起植物形成菌根的真菌称为菌根真菌，大部分属担子菌亚门，小部分属子囊菌亚门。菌根真菌与植物之间建立相互有利、互为条件的生理整体，并各有形态特征，这是真核生物之间实现共生关系的典型代表。根据形态和解剖学的特征，又把菌根分为外生菌根和内生菌根两大类。有学者对甘草菌根真菌进行研究发现菌根真菌可促进甘草的生长。饶小莉等［11］分离了甘草的VA菌根，并用三叶草进行单孢繁殖，将繁殖后的菌根真菌回接甘草，结果发现接种了菌根真菌的甘草植株笔长、根粗、茎叶干重和根干重都有较大程度的提高，均比对照显著增加，并且不同处理对植株生长影响不同，得出结论接种VA菌根真菌显著促进了甘草的营养生长。JingnanLiu等［12］用两种AM菌根真菌Glomusmosseae与Glomusversiforme接种甘草，结果显示接种的甘草相对于对照组在生长的早期和晚期有显著提高，叶摄取磷的量比对照组多，并且根中甘草酸的浓度有所升高，但根部氧化酶活性相对降低了，由此得出结论接种AM菌根真菌有可能成为提高甘草药用价值的有效途径。
4甘草其他微生物学相关研究现状
近年来，对甘草微生物学转化等方面的研究工作也取得了一定成果。谢毛成［13］利用发根农杆菌的Ri质粒，以光果甘草种子胚萌发形成的实生苗不同部位为外植体，成功诱导出光果甘草毛状根，并利用TLDNA中rolC序列中的特异性引物，应用PCR技术对光果甘草毛状根进行了分子水平的鉴定，并利用理化手段对毛状根转化后产生的冠瘦碱进行了薄层定性鉴定，从不同水平上证实了光果甘草毛状根核基因组中已整合了外源Ri质粒的T-DN段。燕飞等［14］利用发根农杆菌R1601对药用植物胀果甘草(GlycyrrhizainflatBat)进行转化，诱导其产生发根。在发根诱导过程中，分别用不同菌液浓度、不同浸染时间对胀果甘草子叶、胚轴进行转化处理，统计、比较各条件下的发根率，结果表明，用稀释2倍的菌液浸染子叶8min时，发根诱导率最高,为。何晨等［15］用一株产β-葡糖醛酸酶的菌种HC-12对甘草进行液体发酵转化。通过对菌种复合诱变以及应用系统数值化及灵敏值系统调控技术优化了发酵工艺，把甘草中不足的甘草次酸的含量提高了20倍以上。经过柱层析及HPLC及1HNMR鉴定分离得到了甘草次酸纯品，并通过动物实验验证了发酵甘草于未发酵的生品对照甘草具有抗炎活性和镇痛作用显著性效果。
5小结
内生菌对甘草的有益作用体现在：①内生菌有促进甘草生长作用，内生菌可与病原菌竞争营养或直接产生拮抗物质而抑制病原菌，从而促进甘草生长。②有些内生菌可产生活性物质。③内生菌在甘草不同部位及不同月份的数量呈现一定的变化趋势。另有研究表明，内生菌能产生与宿主相同的活性物质［3］，王兴红［16］推测内生真菌可能与中药的道地性有密切的关系。这些成果对于甘草内生菌的研究有重要意义。
根瘤菌对甘草的有益作用体现在：根瘤菌能够通过与甘草共生，引起甘草根部或茎部结瘤，将空气中的N2转化为可吸收利用的NH4，从而为甘草提供氮素营养，促进其生长。
菌根真菌对甘草的有益作用体现在：甘草和菌根真菌是一种互惠共生的关系，它们之间可以交换各自所需的物质，甘草借助菌根真菌吸收水分、养分和生长促进剂，而菌根真菌也从甘草中摄取自身生长所需要的糖分和其它有机物。菌根真菌是根系的延长和扩展，且比根系吸收水分、养分的能力大得多，可促进甘草的营养生长，提高甘草的药用价值。
微生物转化对甘草的作用体现在：对甘草进行微生物转化，可提高其有效成分含量，用药效果可得到提高。
从新课程标准中可以看出新课程强调在生物学科的教育中更加注重人文教育，注重在教学中对学生人文精神的培养。在中学生物教学中如何体现人文精神？怎样恰当地在生物教育中实施人文教育，实现生物教育的人文价值，是目前每一位生物教师必须探索实践的课题。生物教学活动中蕴含着无穷的教育时机，作为一名初中生物教师，必须灵活运用教育教学方式，熟练驾驭教材内容，寓人文教育于生物教学中。科学教育与人文教育是教育不可缺少的部分。人文教育以丰富的文化内涵来展示人类社会的真善美，为人们提供充足的文化养料，滋养人的内在的人文精神；使其达到更高的思想境界。科学的发展离不开人文精神的引导和限制，因此加强人文教育，呼唤人文精神的回归已成为各国政府和教育家的共识。生物史是生物学家认识世界、改造自然，创造发明的奋斗史，其中蕴含着丰富的人文素材。在生物发展的历史长河中，正是许多杰出的生物家从事科学活动，探索科学真理，努力创造文明，为人类社会的进步和发展作出了巨大的贡献。他们在给人类留下物质财富的同时，也留下了不朽的精神财富。在教学过程中及时的进行生物史教育，能激发学生的爱国热情，增强民族责任心。
中学生物教材史实中存在着丰富的人文素材，展示了生物知识在人类历史进化中的发生发展过程，体现了生物家认识世界、改造世界的进程中科学的思想和思路，高尚的人格和品格。例如从中国古代四大发明中的印刷、造纸、火药到“候氏制碱法”的研究成功以及具有生命活力的蛋白质、结晶牛胰岛素的人工合成……他们对科学勇于探索和献身的精神，实事求是的科学态度，对国家、民族的高尚情怀，对美好事物追求的崇高理想。这些都会深深地打动学生，使学生从思想上受到感染，引起共鸣，从而产生为祖国而努力学习的决心与毅力，提高他们的人文素养，而这更是学生终生受用的宝贵品质。在生物教育教材中结合学科知识适当地引入一些关于生物美的内容，例如：在讲动物行为的知识时，可提前布置学生收集、观察家养动物的一些行为并记录，让有条件的学生分组观察蚂蚁和蜜蜂的社群行为，再分组总结、完成小论文并在全班或全年级交流，这些训练不仅能使学生具有一定的生物学技术，还能使学生的恒心、耐心、信心在坚持实验观察和记录中得到培养和锻炼。
学会沟通、学会感恩、学会做人。不仅可以增加教学的人文内涵，而且可以使抽象的生物知识生动起来。通过教师解释和挖掘生物潜在的审美功效并在课堂上创设美的氛围，使学生感受生物之美，体验生物之美，创造生物之美，从而培养学生健康积极的审美情感和欣赏美、创造美的能力，是每一个生物教师义不容辞的责任。教师在课堂教学中要对学生进行环境保护和可持续发展教育。从远期的世界公害事件到最近的淮河流域的严重污染，从挪威的海洋油轮污染事件到中国的“非典疫情”；到海湾战争、科索沃战争、_战争的近百万枚贫铀弹。在教学中，潜移默化地渗透威胁我们生存和发展的重大环境事件，同时，结合教学进展，贯彻绿色生物的思想，开展绿色生物、新能源开发等专题讲座、图片展览和科普活动，使学生带着生物知识走进生活，走进社会，关注生存环境，倡导人文关怀。这样，可以增加学生的生活体验，提高学生的社会责任感和使命感，使他们以人文精神驾驭生物知识，为创造山川秀美、富有诗意的家园而努力。
需要指出的是，新课程背景下生物教育中渗透人文教育并非是对以往生物教育的全盘否定，而是在新时期形势下生物教育的改革发展与完善。“教师是人类灵魂的工程师”这个称呼告诉我们：教师工作就是要从每个孩子的心灵深处落实教育。而现实中的教育没有真正地用一种温情去贴近每个孩子的心灵，开启潜在的人性，没有深入地思考怎么教，在怎么做上没有去下苦功夫。它应该着眼于生物教学观念的更新，着眼于将生物作为认识自然、了解社会的一种工具，对青少年进行科学世界观、方法论和价值观的教育，着眼于生物教育的可持续发展，着眼于生物教育本体功能的育人过程着眼于用真善美塑造学生的灵魂，陶冶学生的感情，历练高尚、纯洁的人格。
关键词：运动人体科学；论文选题
中图分类号：G807．0 文献标识码：A 文章编号：1007―3612(2006)09―1231一04
本文对1982―2003年全国体育院校及部分重点大学体育院系、国家体育总局等30多个单位的运动人体科学专业硕士、博士生研究生论文选题进行了分类统计和比较分析，并对其选题方向和特点进行归纳总结，以期为今后运动人体科学学科研究生的论文选题提供参考。
1研究对象与方法
1．1研究对象 本文共收集1982―2003年运动人体科学专业各研究方向的研究生论文505篇，其各专业的分布情况如下表：
1．2研究方法
1．2．1 文献资料法 本文搜集了研究生论文选题方面的文献并进行了分类整理，获得了相关资料和信息。
1．2．2数理统计法 对论文的题目、研究对象、研究方向、研究内容和特征等指标进行了初步统计，并对统计结果进行了数理分析。
2结果与分析
2．1 人体运动科学专业论文分布情况 运动生理方向的研究生论文数量占运动人体科学专业研究生论文总数的46．34％(表1)，这与以北京体育大学为代表的一批体育院校运动生理学科点开设较早、而其他学科点开设较晚有关，同时与80年代某些院校只设立运动生理专业硕士的现象也有一定的关系。数据显示：运动生物力学方向的论文数量较少，90年代后有所增加，这主要是由于运动生物力学为一门较为年轻的学科，在我国的起步较晚；而运动解剖学方向的论文数量总数也相对比较少，尤其是进入21世纪后的3年中运动解剖方向的研究生数量急剧减少，其原因主要在于各院系的招生培养结构所致，该学科属基础理论学科，且与运动训练相关性不大所致。
从图形及数量分析可以看出，各研究方向在年代分布上，尽管呈现出一些波动，但总体趋势是各研究方向的数量和总数都在逐渐增多。
统计结果显示，近年来运动生理学研究生的选题方向主要集中在骨骼肌生理、疲劳与恢复、机能评定和心血管等范围内，其数量占运动生理方向研究总数的55．98％，这与目前国内体育期刊上相关领域的研究方向与研究趋势基本相符。其原因是骨骼肌生理，运动性疲劳与恢复，运动员机能评定及心血管等方向与运动训练关系密切，这些研究可以解决运动训练中出现的实际问题。进入21世纪后，内分泌功能的调解、训练效果等与大众健康、全民健身关系密切相关的问题也将受到了重视，其研究生论文数量必然有所增加。
2．2各专业方向研究生论文选题方向分析
2．2．1运动生理专业
2．2．2运动生化专业
如表3所示，营养是运动生物化学方向研究的一个主要方面，其研究生论文数量约占总数的1／3。在运动训练中“没有恢复就没有训练”的新观点提出之后，人们开始逐渐着眼于营养学的相关研究，如何应用合理的营养手段来延缓运动性疲劳的产生，促进运动后恢复已成为体育科研领域中的热点问题。但这些论文的研究对象多采用动物实验，对人体的研究相对较少，而运动营养及合理的恢复段在运动员当中推广使用，还须更多的人体实验作为更直接的依据。随着国民经济的发展和体育健身在我国的开展，近年来针对各种健身锻炼项目的训练效果的研究数量也在逐渐增加，呈现了与运动生理方向相一致的变化趋势。
2．2．3运动解剖学
统计数据显示，儿童少年体质现状和生长发育规律及体育运动在人体塑造方面的作用是运动解剖学方向研究者们所关注的主要问题，其论文数量分别占该研究方向论文总数的37．14％和28．57％。涉及骨骼肌的形态结构与功能的基础性研究也占有一定的比例，而其它方向的论文数量比例均相对较少，呈现出明显的“选题分布极不均衡”的特点，这一现象说明运动解剖学知识领域广泛，可供研究的问题相对比较多，而经过几十年的发展，运动解剖学已经形成了较为固定的研究领域，这也是一个学科发展基本成型的表现。
2．2．4运动医学
统计数据显示，运动医学方向研究生的选题方向主要集中于心血管生理、训练效果、骨骼肌生理及运动损伤等方向，各个方向的科研讨论数量分布均衡，占其方向的百分比均在15％左右，且这些研究相对集中，与运动训练实践结合比较紧密，体现了科学研究服务于训练实践的基本指导思想，和运动医学实用性较强的学科特点。
2．2．5运动生物力学
统计数据显示，运动生物力学方向的研究热点集中在对运动项目的某些技术环节的动作分析上，其研究主要是利用运动生物力学的手段辅以现代化技术手段展开探索研究，从而得到一些敏感指标、数据，并采用计算机评价系统进行分析、评价。其中涉及动作技术分析的占42．86％，而涉及计算机评价系统的研究呈现逐渐增长的趋势，达到生物力学研究生论文总数的23．81％，体现了运动生物力学与计算机科学的联系日趋紧密。随着科学的发展运动生物力与数学、物理、计算机、医学等学科的交叉将逐渐增多。
2．2．6 各专业方向选题特点的分析 从表2～6的数据统计结果显示，各方向的选题方向一方面呈现了各自专业的学科特点，同时各学科之间互相关联，存在一些共同点。
从各自专业方向选题特点来看，运动生理方向选题中骨骼肌生理及疲劳与恢复的内容较多，尤其是在90年代前后，对肌纤维类型、肌纤维组成比例的研究很多，采用无损伤方法测定肌纤维类型，对延迟性肌肉酸痛以及骨骼肌疲劳后超微结构改变的研究，都是这一领域的研究热点。
运动生化方向对运动员营养补充问题以及运动后恢复手段的研究得到越来越多的注视。“没有恢复就没有训练”这一新观点提出之后，营养及其他恢复手段成为竞技体育中的热门问题。
运动解剖学方向论文选题明显集中在“儿童少年体质现状和生长发育规律的研究”、“体育运动对人体器官组织形态结构影响的研究”和“骨骼肌形态结构和功能的研究”这3个方向，占论文总数的80％。
运动医学的选题则集中在创伤、心血管、训练效果及骨骼及生理四方面，而且分布比较均衡，各占该方向论文选题的13．04％、17．39％、15．22％和13．04％。
运动生物力学是相对较为独立的学科，其选题集中在两个方面：动作技术分析(42．86％)，其次是计算机评价系统的研究(23．8l％)；除此之外人体组织力学、动力学及身体素质等方面的论文选题也逐渐受到一定程度的关注。
2．3各专业方向研究生论文的研究对象
统计数据显示，运动人体科学专业的研究对象中动物实验占到总数的41．05％。运动员只占到19．26％左右，位居第
三位的是体院学生，占12．26％。近年来，动物实验的比重越来越大，而人体实验在逐渐减少。
从科学研究的实际应用价值上看，人体实验的科学研究通常具有更直接的实用价值。但是，由于人体实验时，实验条件不一，且实验对象在实验期间难以控制，作为受试对象的人本身个体差异较大，因此在实际实施过程中会造成很大的困难。动物实验的优点是样本个体差异小，条件容易控制，测试结果更为准确，特别适合做一些机制性的研究。其缺点是动物与人的亲缘关系太远，有时候反映在动物身上的变化，未必可以在人体上得到重现。而且，动物采用的运动模型较为单一。从目前来看，常用的动物运动模式为大鼠(或小鼠)游泳，以及在动物跑台。且不说这些运动模型的控制是否严格，从这些运动方式上看，与人体的运动毕竟有一定的差异。而且疲劳点如何确定的问题，一直是动物实验论文中存在争议的问题。
在实际操作中，如何将人体实验与动物实验的优势结合起来，一直是研究生论文需要重点考虑的问题。好的选题不仅在于题目本身，实验设计也是论文成败的关键。
2．4各专业方向研究生采用的研究手段
2．4．1运动生理专业
2．4．2运动生化专业
2．4．4运动医学专业
数据显示，运动生理、生化、解剖和运动医学方向研究生论文中使用的各种研究手段中，运动生化指标的测定占相当大的数量和比例。尤其与运动实践结合比较密切的论文多采用生化指标对受试者进行评定，观察受试者身体机能的变化。如：血乳酸一直是科学训练所关注的主要问题。另外，血常规、血尿素指标以及以血清酶的变化都是运动训练中经常涉及的问题。另外，在一些机制性的研究中，如运动性低血睾，运动性闭经或月经紊乱等问题，都需要对激素及激素受体辅助生化手段进行定性分析。近些年来，随着基因分析手段的日益更新、先进，实用性的基因分析手段逐渐应用到了体育科学研究中来，例如对骨骼肌a―actin基因表达的研究，对β－肾上腺素受体基因表达的研究，对衰老过程中线粒体DNA缺失的研究等等，都是现代基因手段与运动实际相结合的有益尝试。
在研究手段的选取上：运动生理学使用较多的是生化指际、生物电技术和常规生理指标，共占其研究总数的74．99％，近几年来，借助生化指标检测的研究数量逐渐升高。运动生化方向则是生化指标占绝对统治地位，达到总数的85．19％，充分体现了本学科的特点。运动解剖学则较多地应用身体素质指标、组化电镜、生物电技术及常规生理指标等，所采用研究手段相对较多，且分布均匀，即运动解剖学的研究手段呈现多元化。运动医学方向中应用较多是生化指标、常规生理指标和组化电镜及生物电技术，占该方向研究手段总数的89．36％，体现了运动医学监测过程中需要借助生理、生化手段的特点。各方向的研究手段呈现出互不相同特点，归结原因在于不同专业研究的侧重点不同所致。
动作技术分析系统是运动生物力学专业研究中最常用的手段，占生物力学各研究手段总数的42．22％，它是运动生物力学为运动训练直接服务的最常用手段，在近几年随着计算机技术和数码拍摄技术的发展取得了很大的进展。随着计算机技术的不断发展，计算机也逐渐进入体育科学研究领域，其主要运用在计算机分析、评价系统中，这些先进、准确手段的引入对运动训练和科学研究产生了巨大的推动作用。
2．4．6 除运动生物力学外所有专业不同年代研究手段的对比
表13显示，80年代采用较多的是生物电技术、常规生理、生化指标，各占总数的28．87％、25．77％、25．77％，他们之间的分布相对均衡。进入90年代后，随着研究的进一步深入，一些简单手段，如生物电技术和常规生理指标的应用比例逐渐减少，而生化指标等反应受试者机体机理的研究手段所占比例增大，达到总数的52．30％，体现了各学科研究的精确、精细化和定量分析的逐渐增多。随着科学技术的发展，一些前沿科技手段，如基因技术开始在运动人体科学领域中应用。本文所统计的只是2001―2003年的研究生论文，样本量相对较少，但其变化趋势基本和90年代相同，这些变化趋势反映了体育科学研究的不断深入以及研究手段的不断发展，同时也反映了运动人体科学专业学科水平的提高。
3结 论
摘 要：在中职生物教学的过程中，教师要巧妙运用合作小组指导学生进行小组合作学习。首先教师要组建中职生物合作小组，并强化小组合作指导，教师要引导学生在合作中创新，在创新中发展。同时，教师要把握教材重、难点，让学生在小组合作中掌握教学重点，突破教学难点。
关键词：中职生物；合作小组；运用
在中职生物教学过程中，教师要巧妙根据中职生的特点实施小组合作教学，教师在教学中不但要强化对学生在合作小组中进行小组合作学习的指导，还要精选适合合作小组学习的教学内容进行教学，确保高效运用合作小组进行中职生物教学，让学生能够以最快的速度提升中职生物学习能力以及生物理论知识的运用能力。
一、组建中职生物合作小组，并强化小组合作指导
1.组建中职生物合作学习小组
毋庸置疑，中职生在进行生物学习的时候，对于生物学习的兴趣是不同的，学习生物的能力也是不同的。首先教师要考查本班学生的生物学习能力，考查每一个学生喜欢生物知识的程度，了解每一个学生的合作学习能力以及自主学习能力。在这个基础上，教师根据同组异质的原则按照每组四到六人组建合作小组，同时教师选择合作学习能力强、组织能力强、对生物学习感兴趣的学生担任小组长，负责组织学生在教师布置合作学习的过程中组织组内合作学习。
2.强化小组合作指导，让每一个学生真正进入到小组合作状态
目前的生物课堂中，尽管有些教师也运用合作小组进行小组合作学习，但是收效甚微，甚至有些合作小组成了学生的“自由市场”，学生想说什么就说什么，甚至说一些与课堂无关的话。因此，需要教师注意的是，在小组合作学习的时候，教师要强化指导，不能让小组合作学习成为一盘散沙，而是要让学生真正参与到合作交流中来，能够在组内探究以及合作中真正提高自己。因为组内讨论人数比全班集体讨论人数精简，这就使每一个学生都能够在小组中发言，都能够积极表达自己的看法，因此会让每一个学生都能以最快的速度发现自己的问题。当然，也能够让学生在其他同学肯定的目光中寻找到自信，因此更加喜欢学习生物。教师要指导每一个层次的学生在小组合作学习时运用合作学习方法，并在这个过程中逐步学会倾听和交流。
二、在合作中创新，在创新中发展
1.教师要引导学生在合作中创新
中职生物教学的过程中，教师要让学生通过对中职生物的学习，提高对科学和探索未知的兴趣，养成科学态度和科学精神，树立创新意识，增强爱国主义情感和社会责任感。因此在中职生物教学过程中，教师要让学生通过小组合作学习不断强化自己的创新能力，让学生在创新中发展，在合作中创新。如，在人民教育出版社中职《生物学》教学过程中，涉及一些要求学生具有较强生物学实验操作技能的生物实验，教师在学生进行小组合作学习之前，就要告诉学生合作探究的目标。教师不但要指导学生熟记本组内的合作学习目标，还要让学生了解每一个层次的学生不同的探究目标。在这个基础上，教师要敢于放手，让学生在探究中创新思维，乐于在生物实验的过程中，养成质疑、求实、创新以及用于实践的科学精神和科学态度。
2.教师要善于把握合作时机，使小组合作学习能够在创新中发展
学生在进行生物学习的过程中，一些创新思维可以说是转瞬即逝的。作为中职生物教师，也要具备辩证唯物主义自然观，能够形成科学的世界观，要在熟悉掌握生物体结构和功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的科学观的基础上对任何创新的思维勇于把握。对于学生提出的创新观念，教师要组织学生深入合作探究，形成成型的创新思维，提升每一个学生的创新思维能力。
三、把握教材重点难点，让学生在小组合作中掌握教学重点，突破教学难点
1.中职生物教师要把握教材重点难点
教师在教学之前，要通过教研组的集体备课了解并掌握每一个教学单元以及每一堂生物课的教学重点以及教学难点。在这个基础上，教师要结合本班学生的实际情况制订适合本班的导学案。在导学案上，教师要明确哪一部分的教学内容以及运用小组合作学习完成，哪一部分的教学内容需要学生独立思考就可以完成。教师要精选适合学生小组合作学习的教学内容组织学生进行合作学习，而不是动辄就合作，徒然浪费了课堂的时间，却不能确保高效课堂的实现。
2.课上教师要组织学生恰当运用小组合作学习
在课堂上，教师精选适合学生进行小组合作的教学内容进行合作学习，要让学生在这个过程中能够准确掌握教学重点，突破教学难点。如，在《细胞中的无机物》的教学过程中，教师就要精选适合合作学习的内容组织学生相互交流、辩论，在这个过程中澄清概念不清的地方，加强学生对概念的理解。教师在学生进行合作的时候，要运用平等的状态加入到学生的讨论之中，对学生的合作学习进行恰当地调控。
总之，在中职生物学习的过程中，教师恰当地运用合作小组指导学生进行小组合作学习，不但能够提升学生的生物合作学习能力，而且能够让班内每一个学生都能在课堂上积极思考，主动探究，提升自身的生物学习能力。
［1］陈剑芳。提高讨论学习有效性的几种策略［J］。成功：教育，2010（12）。
1文科生生物化学教育现状分析
文科生和理科生基础不同，生物化学相关知识不能很好地衔接，因此，学校主要采取小班式教学。将文科生放在一个班，教师可以放慢进度，将与授课内容有关的高中基础知识补充讲解，方便学生理解后续授课内容，然而目前大学生物化学课普遍存在内容多但课时少的矛盾，使一些教师不注重教法探讨和学法研究，往往忽视学生主体，大多利用多媒体技术，以讲授法为主，实施灌注式、填鸭式教学策略[5]。对于文科生和理科生的教学内容方法区别不大，虽然教学任务完成了，但是教学效果差，学生短时间无法掌握，学习难度大，每次上课感觉在听“天书”，久而久之便产生厌学情绪，逆反心理，没有信心学好生物化学，因此，在有限的学时内，如何积极开展轻松愉快的课堂教学，形成和谐的学习氛围，提高课堂教学效率是需要生物化学教师共同思考和探讨的问题。
2生物化学教学策略的改进
帮助学生陪养兴趣，增强学习的信心和动力
布置课前预习，提高教学质量，考察学习效果
3结束语
所谓“教无定法，贵在得法”，教学过程是一个多因素的动态、复杂系统。同样，在生物化学的教学实践中，教师必须把握文科生生源特点，生物化学学科特点，探究教学手段和改进方法，提高学生学习兴趣，发挥学生学习自主性，从而提高教学质量，增强教学效果。如何发挥文科生的优势，克服生物化学学习劣势是物化学教师课堂教学的出发点和落脚点。作为医学院的生物化学教师要不断探索、更新观念，用新思维、新观点、新方式进一步巩固成果，才能更好地为医学教育事业服务，培养出新的创造性人才。
桑叶总生物碱提取物为市售产品(DNJ含量>50%)。桑叶、桑椹、桑白皮、桑枝药材购于成都荷花池中药材专业市场，经鉴定为Morusalba的干燥叶、果、根皮和嫩枝。硅胶G（青岛海浪化工厂）、732阳离子交换树脂(上海汇珠树脂有限公司)、中性氧化铝(成都市科龙化工试剂厂)、活性炭(成都市科龙化工试剂厂)，其余各种试剂为化学纯或分析纯。TU-1800紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)。
2方法与结果
桑树总生物碱分析方法的研究实验中以桑叶总生物碱提取物为样品进行了分析方法的研究；后经证实，桑椹、桑白皮和桑枝的总生物碱实验结果与之一致。
检识反应与生物碱沉淀试剂的反应：取桑叶总生物碱提取物适量，加蒸馏水溶解，以盐酸调pH2～3，过滤，所得溶液为浅黄色，取5份，分别与碘化铋钾试剂、碘-碘化钾试剂、硅钨酸试剂、磷钼酸试剂、苦味酸试剂反应，结果见表2。表2桑叶生物碱的检识反应（略）
碘化铋钾、硅钨酸、磷钼酸与样品呈阳性反应，可用于定性鉴别。
亚硝酸反应：考虑到DNJ属于脂肪族仲胺，应能与亚硝酸进行反应。试验时取上述桑叶总生物碱提取物的酸水溶液，置试管中，加入亚硝酸钠水溶液，结果产生气泡，持续时间近1h，随着气体的逸出，试管口颜色逐渐变深，几乎呈褐色，而溶液的颜色则由浅黄色变为深黄色。
薄层色谱分析桑树生物碱的薄层色谱分析鲜有报道，主要是由于DNJ及其类似物显色困难。实验中取桑叶总生物碱提取物的水溶液，点样于硅胶G板上，以醋酸乙酯-甲醇-冰醋酸(6∶2∶2)为展开剂，展开，取出，晾干，显色，检识。曾实验碘化铋钾、磷钼酸、碘蒸气、10%硫酸-乙醇、α-萘酚、Enrilich试剂、苯胺-二苯胺-磷酸试剂、高锰酸钾等薄层色谱显色剂，结果碘化铋钾显色不明显，其他试剂均未能显色。
有文献报道［18］，采用茚三酮试剂能使DNJ显紫色斑点。经试验，茚三酮能使样品的薄层板显出斑点，但是，用茚三酮显色不能排出氨基酸的干扰，而亚硝酸反应产生气泡表明样品中可能存在氨基酸。后终于找到氯-邻联甲苯胺试剂，能使样品的薄层板显红黄色斑点。若令薄层板不显色，刮取氯-邻联甲苯胺试剂能显色的相应位置的硅胶，以甲醇洗脱，洗脱液挥除溶剂，酸水溶解，加碘化铋钾试剂，结果呈阳性反应，表明氯-邻联甲苯胺试剂能使桑叶生物碱显色。又取谷氨酸水溶液，与桑叶总生物碱提取物平行试验，结果，氯-邻联甲苯胺试剂不能使谷氨酸显色。因此，桑叶总生物碱用氯-邻联甲苯胺试剂显色具有专属性。氯-邻联甲苯胺试剂显色的具体方法为：取少量高锰酸钾置密闭容器中，加适量浓盐酸令产生氯气，将薄层板放入，15min后取出，置空气中5min以上以除去氯气，然后喷以邻联甲苯胺溶液(160mg邻联甲苯胺溶于30ml冰醋酸，加水至500ml，再加1g碘化钾)，即可显色。桑叶生物碱提取物的薄层色谱图如图2所示。
含量测定方法的提出实验发现，桑叶生物碱经氯-邻联甲苯胺试剂显色后，在2h内未见褪色，5h后慢慢褪色，显色较为稳定。刮取斑点，用甲醇洗脱，取洗脱液在200～800nm范围内扫描，结果在209nm和446nm处有吸收峰，如图3所示。后来发现，若样品薄层色谱中有多个斑点，这些斑点的光谱图基本一致。据此可提出含量测定方法：以DNJ为对照品，用薄层色谱-分光光度法进行测定。
由于209nm属于末端吸收峰，若用于含量测定则误差较大，故宜选用446nm作测定波长。经试验，甲醇洗脱液放置2h，446nm处的吸光度值基本不变，表明方法的耐用性良好。因此确定总生物碱的含量测定方法可采用薄层色谱-可见分光光度法。
另外，根据斑点颜色清晰、稳定、以及不同斑点光谱图基本一致的性质，也可以考虑以DNJ为对照品，用薄层扫描法进行含量测定。
桑树总生物碱提取方法的研究本文桑树总生物碱的提取、纯化是建立在对结构、性质的分析的基础之上的。
根据桑树生物碱的结构推测其理化性质
溶解性：由表1可知，DNJ类化合物为氮杂糖型结构，羟基较多，极性较大，因此可溶于水、醇类溶剂，在氯仿等弱极性溶剂中、醋酸乙酯等中等极性溶剂中应不能溶解或溶解度很小，因此，传统的生物碱提取方法(酸水提取、氯仿萃取)将不适用，但可考虑用水、醇类溶剂提取。
碱性：由表1可知，桑树生物碱多为脂肪族仲胺或叔胺，因此具有弱碱性，在一定pH条件下能成为离子状态，故可以考虑用离子交换色谱进行纯化。另外，也以考虑使用氧化铝等碱性吸附剂进行分离。
水解性：对于氮杂糖本身而言，其化学性质非常稳定，在酸、碱、热作用下不易分解。但根据表1，不少生物碱成分以糖苷的形式存在，苷在酸性条件下尤其是加热时易被水解，因此，提取分离中若使用酸时应注意不能使作用时间太长，并应尽量避免在酸性条件下加热。
桑树生物碱的提取工艺流程根据上述结构与性质的分析，本文提出了以下的提取工艺流程。各提取步骤分别进行沉淀反应和薄层色谱跟踪分析，以保证各工序所得到的成分为生物碱。
水提醇沉：取桑叶、桑椹、桑白皮、桑枝药材，分别加水煎煮提取，煎液浓缩至一定体积，放冷后加乙醇使含醇量达70%，静置过夜，滤取上清液，回收乙醇，得提取液。
离子交换树脂富集：取上述提取液，适当稀释，用10%盐酸调pH4～5，流经已预处理的732阳离子交换树脂柱，树脂柱先以水洗至近中性，弃去水洗液，再用氨水洗脱，收集洗脱液，适当浓缩。
正丁醇萃取：取上述浓缩液，以等量的水饱和的正丁醇萃取，共3～4次，分取正丁醇层，减压回收溶剂，得正丁醇萃取物。
氧化铝柱层析：取正丁醇萃取物，用少量水溶解，上样于氧化铝干柱，以乙醇洗脱，洗脱液回收乙醇，得氧化铝纯化物。
活性炭脱色：取氧化铝纯化物，以水溶解，加适量活性炭，煮沸15min，放冷，过滤，滤液浓缩除去溶剂，即得到总生物碱产品。
产品的初步分析
沉淀反应：取上述产品，加水溶解，以盐酸调pH2～3，分别加碘化铋钾试剂、硅钨酸试剂、磷钼酸试剂，结果4味药的总生物碱均呈阳性反应。
薄层色谱分析：薄层色谱条件同上。结果如图4所示。
3讨论
中药有效成分的分析方法与提取方法建立的前提是对目标成分理化性质有充分的认识。本文在分析桑树生物碱结构与性质的基础上，根据实验结果提出了桑树总生物碱的新的定性定量方法和提取分离方法，方法可行性较好，但方法中的具体参数仍有待进一步研究，所得总生物碱的含量尚待测定。
曾考虑采用酸性染料比色法进行桑树总生物碱的定量分析，但实验发现该方法干扰很大。
亚硝酸反应中，有气体产生，表明样品应存在含伯胺基的化合物，很有可能是氨基酸。后用谷氨酸进行亚硝酸反应，结果能产生大量气体。
薄层色谱图中，点样原点亦明显显色，表明可能有部分生物碱成分停留在原点尚未展开，因此本文的薄层色谱条件尚需优化。
氯-邻联甲苯胺试剂使桑树生物碱显色的原理可能是：新生态氯使生物碱氯代，然后氯代物与邻联甲苯胺发生缩合反应生成联苯醌而显黄色［19］。
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1.生物课程在初中生心目中地位现状
生物在初中各科目中间，分值与理、化、地、政治一致，没有语、数、外占据的分值高，加上福建省高考科目文理分科的现状，有一部分学生并没有把生物当做自己升学的基石。在各科目的学习时间占用上，语、数、外会明显蚕食生物课程的学习时间。特别是在课余时间的学习上，生物更加的边缘化。
2.生物教师的教学积极性现状
由于初中生物在总体初中科目中的地位因素，或多或少会影响生物任课老师的教学积极性。老师会根据学生整体的学习压力，理解学生传统的学习压力，并不会像语数外三门主科的作业量。在教学成绩方面，并没有语数外的竞争程度高，导致生物老师不能引起足够的重视，影响了生物教学的积极性。
3.初中生物课堂教学方法现状
在传统教学方法的影响下，生物科目的教学改革来的更加不顺利。当前初中生物课堂，依然延续传统的教学方法，主要依照理论讲解，并没有将生物实验一并抓起来。师生角色依旧是师讲生听，学生被动学习，缺乏生物探索。
二、当前初中生物课堂存在的问题分析
初中生物在整体初中学习科目中的被边缘化，就会造成一系列不利于生物学科发展的问题。我们通过分析生物课堂的教学现状，列出来一些生物科目在日常学习和生活中存在的问题，为我们正确找出建议措施做铺垫。
1.师生互动能力差
在我们生物教学课堂中，很少遇到师生有很好的互动。课堂氛围缺乏活跃度。这也是由于生物知识不能纯理论教学有很大关系。师生的互动力度，是教学课堂效率的一项重要指示标。
2.生物课堂缺乏实践能力
生物是一门实践性的学科，在理论指示的背后必然存在现实可行性的实例或者事物，其实她要比其他科目来的更加真实。在数学学习中，很多定理和公式我们不能透彻的理解，只会掌握用途，但在生物教学中，就可以让学生了解每一个知识细节。这点就是生物科学的实践因素。但在当前的生物教学过程中，不论是生物老师还是学生，都缺乏这种实践能力。
3.初中生物课堂与生物实验脱节
在初中生物课本中，相对应的理论知识几乎都有相应的生物实验让我们得以验证生物理论。由于我们教育基础相对薄弱，生物的实验设备在各个地区或者学校参差不齐，有很多中学几乎没有一间像样的生物实验室，很多学校即使拥有这些硬件实验设施，也几乎是存在于睡眠状态。生物知识与生物实验想脱节严重，这也影响了生物学科的教学效率。
三、多维度提升初中生物课堂效率的措施建议
1选用当时当地生产生活实例以理解知识
2结合学校科技活动以实施生物学活动
生物学活动注重实验探究，注重生物学知识的验证和运用，必然兼有科技创新元素和科技实践元素，而学校的科技活动中也往往蕴含了不少生物学知识，所以结合学校科技活动是实施生物学活动的有效的途径。例如，武平县梁野山国家级自然保护区，是一座天然的绿色基因库，是各种生物繁衍栖息的理想场所，也是濒危动植物良好的避难所。为了对其进行更好地了解和研究，学校科技实践活动小组对梁野山珍稀动植物进行了多次实地调查研究，还绘制了梁野山珍稀植物图谱。在进行“交流物种多样性的资料”时，经教师组织和引导，该科技实践小组成员提供的梁野山珍稀动植物的资料内容丰富、新颖充实，且介绍得生动而具吸引力，不仅可丰富学生对物种多样性的认识，还能培养学生热爱家乡、热爱自然，保护环境、保护物种多样性的意识和情感。多年来，“初中生物实验创新兴趣小组”的不少活动成果都用于实施生物学教学活动，在生物学实验器具创新方面，该兴趣小组成员拥有的几个实用新型专利，例如，“徒手切片专用刀具”和“种子萌发外部条件演示器”，就分别用于“练习制作徒手切片”和“探究种子萌发的外部条件”两个实验。兴趣小组成员将专利产品的研制过程、结构组成和使用方法制作成短片，在课堂上播放，同时结合实物或实物模型向其他学生进行介绍，不仅达到了实验的效果，还增强了同学们对生物学实验和科技创新的兴趣、信心和能力。在生物学实验材料创新方面，该兴趣小组成员通过研究发现紫背菜是一系列植物实验的好材料，可用于实际操作扦插繁殖、验证绿叶在光下合成淀粉、制作叶片的临时切片、观察叶片的结构，以及观察叶片的下表皮等实验。
3应用农业合作社、家庭农场的资源布置练习
农业合作社和家庭农场方兴未艾。例如，“家庭农场”，自其概念首次在2013年中央一号文件中出现至2013年12月底，据统计，在武平县现有家庭农场170家，其中登记注册于工商部门的就有86家。对农村学校，甚至是城区学校来说，农业合作社和家庭农场能提供校内环境所难以提供的活动场所、设施、对象和实验材料、数据等，是很好的教学资源。例如，可结合学生普遍熟悉的当地观光农业和循环经济农业的例子，在进行“生态系统”一节的教学时，运用多媒体展示的教学方式，让学生思考其中的环境是否构成一个生态系统，如能构成生态系统，它又是如何保持其稳定性的，从而对学生建构起生态系统的概念，并进行环保教育;在进行植物的“光合作用”教学时，设置课堂练习，让学生举出活生生的例子，说明在当地的设施农业中采取了哪些措施以增强大棚内蔬菜的光合作用的，其中的原理又是什么;还可借助农业合作社和家庭农场的便利条件，布置特色课外练习，让学生进行苗木扦插和种子萌发等实践操作，定期观察并记录所扦插苗木的生长情况和所播种种子的发生、生长过程，以此复习巩固所学知识，培养学生严谨务实的科学精神和学以致用的意识，促使学生主动探究和个性化发展。
关键词空间热力学平衡相变量子自由能相对论时间熵场黑洞宇宙统一场
微观物质运动与宏观宇宙运动的自然逻辑关系是不言而喻的，但是作为这两个物理领域的主导理论体系，量子理论与相对论的统一却至今未能实现（1、2）。注意到普遍的物质运动遵从热力学规律，如果相对论和量子理论分别与热力学互洽，它们之间必定统一。
设计一个理想的热力学平衡系统，该系统应当满足以下条件：1、允许在系统内（包括系统边界）随机选择任意多的检测点，点的大小是检测手段可能实现的最小范围（点区域）。2、允许以任何可能方式对“点区域”的能量状态进行检测。3、任意两个不同点的检测结果差异都在检测水平之下。如果检测在任意精细的水平上进行，满足上述三个条件的热力学系统是检测意义上的热力学绝对平衡系统。
因为热力学第二定律要求封闭系统的熵随时间增大，所以同时设计检测意义上的热力学绝对平衡系统在相当长的时间跨度上的熵增也在检测水平之下，该系统即时间意义上的热力学绝对平衡系统。一个检测意义与时间意义上的热力学绝对平衡系统理论上拥有最大的系统熵，系统在获得最大无序程度的同时在大跨度时间内也拥有最大的系统稳定程度。一个长时间保持系统状态不变的、封闭系统的热力学性质接近上述热力学绝对平衡系统。
如果给这个系统输入一个量子的能量，会发生什么？
能量介入热力学绝对平衡系统后会引起悖论。
首先，输入能量在输入点及其附近导致系统能量状态发生改变，偏离热力学平衡，这个小的区域理论上将形成耗散结构。如果这样的耗散结构不能得到适当的反馈而形成稳定的、偏离热平衡的自组织结构，该结构就是不稳定的，它将在第二定律规定的时间方向上因为耗散而瓦解，并且将耗散能量传播到邻近区域。根据设定条件，系统内任意一个区域与其邻近区域同质、同性，耗散能量的涉及区域也会形成耗散结构，然后瓦解。显然，只要输入能量不对系统做功，在足够长的时间内，这样的过程将遍历系统的任意点以及邻近区域，所以该事件可以被视为全系统事件。
现在存在两种可能。一是输入能量弥散至整个系统，最终导致系统内任意点区域的能量增大，系统在相对高的能量上处于热力学平衡状态，属于常态热力学变化。二是系统的稳定性对介入能量发生强烈反应，致使点区域耗散结构瞬间产生又瞬间瓦解，介入能量虽然转变为耗散能量却不能弥散，输入能量不断地进入系统又不断地被系统“反弹”出来。在这种情形下，如果限定输入能量对系统的做功为零，这个能量就将使系统内的点区域乃至整个系统在足够长的时间内偏离热力学平衡，而这种偏离竟然是系统执行热力学第二定律的结果，意味着该定律在某种终极条件下的执行结果是对定律本身的背反。
问题是：我们是否可以在彻底地接受热力学第二定律的同时又能对这样的背反行为做出解释？
热力学平衡系统P0在输入能量e的作用下形成耗散结构Pe，称该过程为系统P0的激发相变。由于耗散结构不稳定，Pe还原为稳定的热力学平衡系统P0，同时释放耗散能量e，称该过程为耗散结构Pe的相变还原。显然，只要不以任何形式对系统P0做功，输入能量e就会经过一个激发—还原过程全部转换为耗散能量。对于下一个激发—还原过程而言，耗散能量与输入能量等价并且物理意义相同。如果系统P0完成一次相变—还原过程所需要的时间是t，只要t充分小，我们将很难注意到相变过程，而只是看到输入能量对系统P0的似乎连续的影响。而如果限定P0的相变只是点区域事件，我们甚至可以认为e对P0的影响以点或线性形式连续存在。
相变对于上述事件在时间轴向上演变的意义在于：无论输入能量是否无限连续，它在系统P0内引起的一系列事件都将被相变“截断”为一个个因果相关但又并非处处连续的激发态耗散结构，每个耗散结构还原时所释放的耗散能量只能是输入能量的量子单位。因此，系统内活跃的只能是量子化能量，而不是连续输入系统的能量流。这种情形与神经系统的生理活动十分类似。向动物神经系统外周感受器施加连续的电流刺激，其在神经系统内的传导是生物电脉冲而不是连续的物理电流，这是因为物理电能在神经元轴突末端突触转换为化学能递质，然后通过化学递质与受体间的作用引起下位神经元的电脉冲。“突触换能器”对于神经系统的意义相当于上面所说的系统“相变”。
接下来，只要系统内一系列因果相关的耗散结构的“串联”方向与外部能量介入系统时的初始方向有关，系统内的自由能（系统有序性构造的标志）就是在矢量方向上运动的量子化能量。
如果绝对热力学平衡系统的稳定性能够对介入能量做出“相变”响应，系统就可以根据单位时间内相变发生的次数—相变频率对介入能量的大小做出评价，或者说该系统内自由能的“量子值”决定于介入能量引起的系统相变频率。
根据设定条件，一个绝对热力学平衡系统的能量状态是无法通过实际测量予以评价的，但是可以用P0表示它的恒稳态的“相”，以Pe表示它的激发态的“相”，根据上面的陈述，这个系统的相变可以表示为：Pe=P0+e，e代表介入系统的单位能量。相变在系统内的传布过程表示为：P0+e=PeP0+e=Pe…………，只要e不对系统做功（比如被系统边界吸收），相变—还原过程将无限次地重复进行。若将相变传布的矢量性质考虑在内，则有：
P0+e(—)=P(—)eP0+e(—)=P(—)e…………。
如果介入系统的是单一形式的能量流E，相变使得E转变为量子能量的过程表示为：P0+E(—)=P0+me(—)=mP(—)eP0+me(—)=mP(—)e…………，m为系统内的量子数。系统P0对单位介入能量e(—)的大小的响应形式为系统的相变频率f，即单位时间t内的相变次数n，f=n/t，而频率的表达与系统P0的状态函数f（P0）有关。即：e(—)=f(—)•f(P0)=(n/t(—))•f(P0)。表达形式：P0+E(—)=mP(—)e=P0+me(—)=P0+f(—)•f(P0)=P0+(mn/t(—))•f(P0)。因为m、n均为自然数，所以时间是唯一显示系统P0内有序能量运动方向的物理矢量，从中我们可以看到有序能量的“量子值”是如何通过时间与耗散结构在系统P0内的传布方向相联系的。如果时间t变大而n不变，单位量子的相变频率降低，“量子值”变小；反之，如果时间t变小，“量子值”增大。如果e(—)对系统边界做功（为系统边界吸收），则不能继续引起系统P0的激发，耗散结构P(—)e的产生和传布随之终止，时间对于P0没有意义。时间是评价偏离热力学平衡的能量结构在传布方向上单位量子能量大小的物理量。时间具有方向。时间对于绝对热力学平衡系统没有意义。
现在我们已经能够清楚地看到以光量子为代表的、纯粹的物理能量在物理真空（以下简称物理空间或空间）中的基本行为方式。事实上，物理空间是迄今已知的、最稳定的“物质”实体，关于它的稳定性我们无从测度或评价。相反，无论经验还是理论，空间都是我们评价其他物质形式或构造稳定性的物理背景。量子理论认为物理真空是高度无序的能量质体。因此，我们有理由认为物理真空对于任何具体的物理事实都完全满足所设定的绝对热力学平衡系统条件。那么，物理真空是否存在能量激发下的系统相变呢？
实验证实，物理真空具有理想的热力学黑体性质。根据普朗克辐射定律（Planck`sradiationlaw），M=C1λ—5/exp(C2λT-1)，热力学温度T可以通过黑体转换为波长为λ的量子辐射能量M。如果将热力学温度视为向空间连续输入的能量流E，E将依照该定律通过物理真空辐射量子化能量，这种转换符合物理空间受激相变—相变还原机制。空间相变机制对于以下基本物理问题具有重要意义。
一.物理空间相变是量子力学理论的动力学基础
1.物理空间相变与海森堡的“测不准”原理
空间相变使得量子在空间中的运动带有或然性。由于相变是局域空间的能量激发事件而不是发生在确定点上，因此每一个激发态耗散结构生成的位置只能是涉及区域一个概率点。如果激发态耗散结构的传布速度为光速，它的每一个激发位置将不能被精确测定，而一旦引入测定激发位置的附加能量，它本身产生的空间激发必然会改变被测量子在传布路径上的空间状态，从而不能客观地得到被测量子的路径位置。空间相变机制符合海森堡的“测不准”原理。
基于物理真空的恒稳态性质，它的系统状态函数f（P0）应该为常数，这个常数就是普朗克常数h=f(P0)=×10—34Js。就量子的激发位置而言，普朗克常数可能是一个概率值。对于单位量子：e=f•f(P0)=h•f，f—自由量子频率。
2.物理空间相变与自由量子运动的波粒两重性
光量子的空间运动路径是由一系列相变“点”构成的。无论对于空间的“稳态相”还是“激发相”，这条路径都不是无限连续、光滑的，但只要相转换速度充分快，光量子的空间路径就是充分连续的，类似于粒子的连续运动轨迹。然而，相变毕竟是局域空间构造的变化过程，会对邻近区域的空间结构产生影响，并且以波的方式扩散，这就使得光量子的运动同时具有粒子—波动两种形式。其中，光量子在时间方向上的矢量运动是谓“粒子”运动，而相变对周围空间状态的影响是谓波动。根据相变机制，光量子运动的波粒两重性不可分割。称空间对局域相变产生的低能态响应形式为量子场。
这里出现一个问题：如果相变对邻近区域的影响足以使空间结构发生相变，那么一个光量子就会以光的形式在三维空间中没有衰减地扩散，等价于复制出越来越多的光量子本身，违背能量守恒定律。因此，物理真空的相变必定对激发条件提出临界要求，使得相变只能在一个矢量上递进产生，而相变对邻近的其他矢量上空间结构的影响因为不能满足临界条件而形成量子场。这个激发条件本身必须具有单一的矢量性质，它就是光速。光速的时间方向就是光量子的线性运动矢量方向，与确定光量子频率的时间方向同一。即：
f(—)•λ=nλ/t(—)=c(—)（光速），λ—光量子波长，f—光量子频率。
设想物理真空充满随机分布的点。因为这些点在任何位置出现的概率相等，所以物理空间处于热力学平衡的完全无序状态，可视为能量的均质体，它的任何一个充分小的区域P0状态与整体相同。受到介入能量的激发，区域空间的无序点以某种有序的形式排列，形成局部的耗散结构Pe，称这样的耗散结构为“量子结构”，物理真空相变与量子运动的波粒两重性.
为空间的热力学平衡性质所决定，激发区域附近的点也呈现一定程度的有序排列，但不足以产生Pe结构，这样的有序形式即“量子场”。假定“量子场”内每个点平均携带一定的有序能量，随着“量子场”区域的扩大，会有更多的点参与有序能量的分配，而每个点得到的有序能量则减少。所以，以激发区域为中心，相变对附近空间状态的影响随距离增大而减小。
作为一种局域不稳定结构，Pe按照热力学第二定律发生耗散而瓦解，但耗散能量的释放具有方向，引起这个方向上下一个P0区域的相变，如此依次传递，形成量子的光速路径。随着Pe结构瓦解，能量点的分布状态还原至稳态物理真空，对附近空间的影响也随之消除。依序发生的、相变对附近区域三维结构的影响—消退过程构成完整的量子波动，称量子场的传布为自由量子的本征波动。
必须指出，每个光量子能量仅对受激区域的空间相变负责，与附近区域的空间结构变化无关。空间相变引起的波动是由空间的热力学平衡性质所决定的。对于恒稳态物理空间而言，相变不会导致自由量子的能量衰减。原理上，自由量子的单一矢量运动对于维持其在时间方向上的持续存在具有重要的反馈作用，考察自由量子e在恒稳态空间P0中的相变机制可以发现，由于量子结构P(—)e的矢量性质，它对矢量前方空间的影响可以使那里点排列的有序程度高于其他方向，获得在同一能量激发下优先实现相变的较大概率，乃至主导相变的传递方向。也就是说，量子场的有序形式指向量子的运动方向。称量子场有序形式的方向为“量子势”。量子的矢量运动本身以及量子势是量子在空间中持续运动的反馈机制—自反馈机制。正因如此，如果一个光量子恰好通过另一个光量子的本征波动区域，量子矢量方向上的空间状态变化会干扰自反馈机制，它的路径可能因此改变。称自由量子本征波动对其他量子行为的影响为相干波动。相干波动使得自由量子的运动方向不能被准确预测。显示光的波粒两重性的经典狭缝实验是对相干波动的直接证明，也是对量子本征波动的间接证明，其本质则是对空间激发相变模式的证明空间相变以及相变传递的物理实像即自由量子的矢量运动。每一个相变—还原过程等效于一个稳态空间区域从A移动到B，A与B之间的距离就是量子的波长，每个波长对应一次相变。单位时间内量子以光速经过的距离为nλ，nλ/t=f•λ=c，f=n/t。所以自由量子的频率f即单位时间t内量子在矢量方向上经历的相变次数n。
物理空间受激相变产生量子化能量以及以光量子为代表的自由量子的波粒两重性。其中，量子的“粒子”式运动是量子的本征属性，而量子场则源于稳态物理空间对局域相变的低能态响应，反映稳态物理空间热力学平衡的本征属性。自由量子的波粒两重性符合海森堡的“测不准”原理，满足热力学第二定律和能量守恒定律。
二.物理空间相变是相对论的物理基础
空间相变要求物理空间是高度无序的热力学平衡系统，意味着空间是一种实在的、可以与其他物质体系相互作用的能量质体。空间状态可以通过量子的波粒两重性以及单位量子的能量得到反映，因此与时间具有不可分割的联系，符合相对论原理。
量子理论以及相关实验表明，物质之间的相互作用是通过彼此交换被称为介子的一类量子实现的。借用这个概念，我们发现空间的受激相变就是激发能量与稳态空间交换“能量介子”的过程，也就是单位自由量子与空间相互作用的物理形式，只不过被交换的“能量介子”就是自由量子（能量）本身。以下将看到，这一概念是怎样通过相对论得到体现的。假定一个静止物体对一个自由量子的评价由e=hf=hn/t给出，t是系统的静止时间。现在我们要求该物体吸收量子e并且因此以速度v运动。根据相变原理，单位量子的能量反映这份能量与空间的结合能力。经典力学定义物体吸收能量并获得速度增量的过程为物体的加速度a，物理作用力f=a•m。因此也可以说，物体吸收能量获得速度增量是因为该物体吸收了能量与空间的结合力，加速度是物体与空间作用力增大的结果。
假定物体吸收能量e后并没有速度变化，该物体就只能按照爱因斯坦方程e=mc2获得质量增量。无论对于速度增量还是质量增量，e都提供相等的空间结合力，e的等价质量所产生的空间结合力必然等于使物体产生加速度的空间结合力。质量与空间的结合力通过重力加速度表达，即所谓引力场效应，符合广义相对论原理。具体细节上，我们甚至可以发现量子场与引力场的平方反比关系完全一致。
这里存在一个关于狭义相对论的物理现象。静止物体吸收能量e后获得速度v，它的时间将按照洛伦兹变换t`=(t-vx/c2)/(1-v2/c2)1/2发生变化。在相对论速度域(0,c)内，t`t，相对论称之为时间膨胀。运动物体对同一量子的评价由e`=hf`=hn/t`给出。因为t`t，所以e`e，对于静止时间，e`=hn/t`=•hn/t，1，量子的能量增大了。这个结果对于量子的波长表达形式也一样，e`=hf`=hc/λ`，因为洛伦兹变换给出λ`=(λ-vt)/(1-v2/c2)1/2，λ`λ，e`e。结果显示同一能量对于速度较快或质量较大的物体具有更大的力学效能。例如，分别从地球和太阳表面观测远处同一光源的光谱线，太阳处谱线的蓝移程度大于地球。相反，从这个光源处观察地球和太阳同一元素的谱线，太阳谱线的红移程度将大于地球，即爱因斯坦引力红移（3）。根据上面的分析，引力红移效应实际上具有相对论动力学意义。可以说，相对论的本质物理意义在于反映运动系统或质量系统对自由能“作用量”的评价形式。
经典引力作用所遵循的平方反比定律使我们相信，质量物体周围的空间“序型”是与量子场同质的低能态有序构造，可以参与自由量子的自反馈机制并影响光量子的路径方向，构造的有序程度与物体质量正相关。我们可以将光在大质量天体附近的弯曲归因于引力空间的有序程度而不是空间形变，事实上，自由量子的本征波动可能是产生引力平方反比定律、相对论引力红移以及光线在大质量天体附近弯曲等现象的物理基础。将质量物体视为自由量子，该物体附近空间的有序程度因为自由量子的存在而增高，但不足以产生激发相变。量子场以及量子势是量子矢量运动自反馈机制的一部分，因而与时间方向一致。既然物体与空间的结合力等价于自由量子与空间作用力的累计或集合，物体附近空间“序型”的方向应当指向物体，称这样的“序型”形式为“向心性序优势”。显然，“向心性序优势”与定义在物理场概念下的“能量势”的物理内涵完全相同。“向心性序”的优势随空间范围的扩大而逐渐离散，与距离成反比关系。因为入射光的矢量方向与物体附近空间的“序向”一致，量子运动的自反馈机制强化，量子能量增大，波长变短，光谱蓝移。相反，出射光线逆“势”而行，自反馈机制被削弱，量子能量减小，波长增大，光谱红移。当然，引力空间的“向心性序优势”也会通过相干波动原理影响附近经过的自由量子路径，使之内向偏移。
“向心性序优势”是引力空间的本质物理特征，“向心性序优势”的方向与引力空间的时间方向重合，指向物体的质量中心。
引力空间的“序优势”赋予广义相对论效应以实际物理意义。
随着物体质量增大，引力空间的“序优势”逐渐强化。当“序优势”达到空间相变能级时，空间受激生成自由量子并向物体质量中心运动。经过该区域的其他自由量子在相干波动机制作用下改变矢量路径，同样向物体质量中心运动，使得该区域形成黑洞（1、4）。黑洞视界即引力空间的相变临界或亚临界区域。
三.统一的物理相互作用
引力是迄今已知最普遍的物理相互作用。一旦我们发现引力及引力场的物理本质其实只是自由量子与空间结合的一种物理形式，后者的物理意义立即凸现。根据相变原理，空间不再仅仅是包容万物的思想容器，而是一切物质形式赖以构造和运动的物理实体。
A.所有物理运动都是物质系统与物理空间结合的结果。
无论理论、经验还是实验，命题A都无一例外地成立。因为如果脱离空间，一切都无从谈起。一切物质运动都是物理空间事件，一切物理空间事件都必然有空间的直接参与，否则我们无从知晓。
根据命题A，可以直接得到以下推论：
a.物理测量以物质系统与物理空间的结合关系为物质基础。
b.任何物质系统的运动都具有波粒两重性。
c.物质系统之间的相互作用是它们各自与空间作用的结果。
依照质能等价关系e=mc2，宇宙中所有物质构造和运动形式都是能量结构或能量运动的结果，而一旦发现能量的基本单元—量子与空间的结合形式，我们就不再需要除物理空间之外的任何物质实体之间的相互作用，它们之间的相互作用是它们分别与空间相互作用的结果。实际上我们也不可能发现比量子—空间作用更基本的物质作用形式。实验证明，四种基本相互作用中的强力、弱力和电磁力是通过传递明确的介子能量实现的。传递引力的介子尽管没有被直接发现，但是根据相变原理和e=mc2，所有的自由量子都可以成为传递引力的介子，因为它们被物体吸收后以等价质量的形式对重力场有所贡献。
物理空间的热力学平衡性质（即空间的无序状态）使之具有充分甚至无限的几何构造可塑性，可以对任何形式的激发能量做出相变响应并产生相应的自由量子和量子场，产生不同的物理相互作用模式，包括力的强度和力的作用距离，继而产生不同的物质结构形式或体系。上面的分析显示，这样的物质构造过程同时满足热力学、经典力学、量子力学以及相对论的基本原理，而由空间相变产生的自由量子—空间结合关系将成为统一场理论的基础。统一场的物理本质是量子场，量子场的累计或集合构成物理力场。
四.时间之箭
根据相变原理，时间是在定量自由量子的“能值”时引入的，与量子本身的自然运动没有必然的联系。经典力学中，时间只是与评价自由量子能量有关的一个物理测量概念。我们可以利用与空间相变完全无关的时间定义一个自由量子的频率。在这个意义上，时间相对独立于具体的物理事件。但是相对论表明时间具有运动属性，根据物体运动速度的变化而变化。对于系统相变和引力红移效应的分析显示，作为评价量子能量的物理量，时间的方向必须与自由量子的运动方向保持一致并且必须遵循等效性原则客观反映量子能量在不同空间状态下的变化。因此，时间必须具有实际物理属性并且直接参与物理过程。
时间对于绝对热力学平衡系统没有意义。时间就是某种耗散结构存在的标志，而耗散结构必须通过某种运动形式维持其存在。物理真空相变产生自由量子，而自由量子随即因为耗散而还原，这个过程符合热力学第二定律，只是耗散能量在量子势的反馈支持下可以激发下一次相变。所以，自由量子在空间的存在本身就是量子化的，是不连续的。但是对于有限测量精度而言，空间激发态的相转移是充分连续的，我们看到连续的自由量子光速轨迹，时间也因此连续。本质上，时间是能量的有序状态。根据能量守恒定律，能量不会消失，所以时间也不会消失，但只是对于能量的有序状态有意义。能量的有序状态必然要求“序”的方向，就是时间的方向。
根据命题B，可以有以下推论：
a.时间可以转移
能量可以由一种有序状态转变为另一种有序状态，时间也因此可以转移。比如自由量子的能量可以转换为物体的动能或质量，时间的方向也因此指向物体的运动方向或者引力空间“序优势”的方向。
b.时间随耗散结构状态的变化而变化
时间是能量的有序状态，所以状态的改变必然导致时间变化。相对论给出关于物体运动速度或物体质量与时间的关系函数。
c.时间转移与时间延续的关系不确定
对一个有序结构输入能量的结果是不确定的，可能以正反馈形式延续其存在，也可能以负反馈形式促其崩溃。自由量子的矢量方向决定于输入能量的初始方向，而每一次相变产生的量子都是下一次相变的输入能量，每一个相变“点”的位置不能精确预言。
仅仅限于物理真空受激产生自由量子事件范围，如果物理真空恒定，只要自由量子不对其他物质系统做功（自由量子对其自身做功），它将在空间中永久存在。但是如果视物理真空为一个能量系统，热力学第二定律并不阻止自由能量对系统边界做功，结果将导致宇宙膨胀，每一个自由量子都将为此付出代价，能量衰减，光谱整体红移。根据命题A(c)，物质系统之间的相互作用将被削弱，包括中子、质子在内的所有基本粒子都将衰变，物质宇宙最终“热寂”。按照这样的模式，时间的方向指向宇宙边界，指向宇宙“热寂”，与引力空间的时间方向相背。现在我们看到宇宙历史上系统引力与系统膨胀是如何关于时间直接对抗的，对抗的结果决定宇宙的命运。:
宇宙的命运究竟是什么？就是两种对抗力量的平衡。
平衡的方式或许很简单。基于自由量子的相干波动原理，足够强大的宇宙引力可以限制自由量子的活动范围，避免其对宇宙边界做功，宇宙边界将得以稳定。对于边界的外部而言，边界的内部是一个黑洞。当然，这就要求引力空间的“序优势”范围扩展到整个宇宙。一旦如此，自由量子最终会以连续变化的曲率轨迹向宇宙的质量中心运动，宇宙仍然难逃坍缩的命运。
前面已经谈到，物理空间在黑洞视界发生相变，产生的自由量子在“序优势”的作用下以光速向黑洞的质心运动。设想黑洞是一个容积有限的中空球体，它的质心与球心重合。来自各个方向上的自由量子在球心处相遇，它们的本征波动相干，任何微小的对称失衡都将引起量子运动的极大混乱，瓦解能量的所有有序结构并最终实现热力学平衡，物理空间得到还原，时间之箭失去方向。
回顾物理空间的激发相变，可以认为一个独立的激发状态Pe不能作为物理实在，只能用“虚”状态表示，即：Pe•(i)=P0+e。从对称的角度上考虑，如果从P0中取出单位能量e，则有：-Pe•(i)=P0-e。于是得到结果：Pe2=P02-e2，即：P02=(Pe2+e2)。……（1）,方程（1）中，物理空间的激发相Pe是一个能量“陷阱”，无论量子能量e有多大，P0保持不变，意味着在任何物理相互作用中，物理空间的状态恒定。即使将宇宙的全部物质作为自由能投入Pe也不会改变物理空间的性质，这也是对物质宇宙与黑洞关系的描述。
那么，黑洞空间需要一个具体的、有质量的“壁”么？试想将宇宙质量放入一个黑洞，它所产生的引力当然足以形成黑洞效应，所谓黑洞空间的“壁”其实与我们熟悉的引力空间没有区别。的确，相对论黑洞极度紧致，甚至不能容纳概念空间，但是相对论效应同时表明，任何一个进入黑洞的自由量子e`=h•n/t`的时间t`都会极大地甚至无限膨胀，量子能量甚至无限增大，相应增加黑洞与空间的作用力，等价于相应的质量增量。根据黑洞的史瓦西半径r=2GM/c2，在保持黑洞效应不变的条件下，充分大的M的增量允许r充分扩大。另外一个例证来自光电效应。如果用相同频率的光照射金属表面，那些运动速度较大的电子应当更容易被击出它原来的位置。
物理真空好比白纸上一些随机散落的点。相变造成某个局部的点以特定形式有序排列（量子结构），附近的点倾向性排列（量子场和量子势），相变还原后这些点回复到原来的状态，甚至没有发生任何可以测量的位移。相变的传递只是点的有序排列方式的传递而不是点本身，譬如电流传递的只是电能而不是电子。特定形式的能量传递特定形式的秩序，物质体系就是相同或不同能量秩序的集合体。外部宇宙的秩序在通过黑洞时被彻底瓦解。
现在我们可以清楚地理解能量究竟意味着什么。所谓“能”就是特定形式的秩序。当这种秩序在确定方向上运动时取得“量”的概念，它的“量”和方向通过时间得到定义。广义而言：时间是反映秩序运动方向和大小的物理量，与秩序本身的状态不可分割。
根据物理空间的热力学性质，方程（1）中空间的稳态“相”和激发“相”可以用系统的“熵”表示：P0=S0，Pe=Se，则：e2=(S02-Se2)，其中S0是一个恒量。当|e|0时，S0Se。
这样处理后，量子能量与系统的“熵”联系在一起。较大的|e|拥有较小的Se，能量的有序程度较高。对于能量的累积形式，则可以表示为：S02=Σe2+ΣSe2。若E=mc2=Σe，则S02=Σ(mc2)2+ΣSe2。根据相变原理，量子结构、量子场以及量子“势”都是能量系统有序程度的表达，归结为“场”的有序状态，通过“熵”Sm2=ΣSe2予以量化评价。粒子之间或粒子与量子之间存在“场相干”，产生波动。S02=e2+Se2可以作为物质运动波粒两重性的基本表达形式。讨论:量子理论研究正在逼近物理真空（2），但是可能受到经验以及经典力学时空概念的影响，物理空间至今仍然只是物质存在与运动的载体而不是具有独立意义的物质实体。当然，物理空间无从测量因而无从定义、无从把握的性质也很难被作为具体的研究客体，尽管空间的黑体性质以及相对论表明它是宇宙物质的一部分，至少它参与宇宙的物质过程。另一方面，空间无从测量恰恰反映它完全无序的状态，没有特征，不会主动参与物质运动，这就是它的特征。因为无序，所以拥有充分的、被动塑造的可能。
在热力学平衡的背景上将热力学耗散系统推向极端的结果必定引起相变，这是由热力学平衡系统性质所决定的悖论形式。只要赋予物理空间以适当的张量，好比一方绷紧的水面，相变就会将能量进行“量子式”裁切，量子就会像“打水漂”的石片一样跳跃，同时引起水面的涟漪。称这样的量子为自由量子，它们携带的能量为自由能。自由量子的运动是能量与空间结合的结果，是自由能与空间的结合力“拉动”量子以光速运动。在这里，空间响应速度扮演裁刀的角色，裁切的原则是保证下一次相变的条件，这个条件就是光速。所以自由能的速度只能是光速。
量子结构、量子场及量子势三者共同构成空间相变完整的动力学形式，为“测不准”原理的阐释呈示物理细节。对于解释包括波粒两重性在内的诸多量子行为而言，空间相变是一个十分理想的模型。
“打水漂”的石片的动力并非来自水面，但是量子运动的动力却来自能量与空间的结合力，好比一个人拽着胡子把自己拉动得飞快。换一个角度说，量子通过与空间的结合力对自己做功，做功时产生的“废能”竟然又生成一个相同的量子，相变的传递犹如接力。将这样的怪异与质能等价方程e=mc2放在一起，我们发现广义相对论竟然可以从量子理论的角度上得到简洁而且准确的解释：作为能量的构造形式，质量同时承载着能量与空间的结合力，而引力场则是量子场的累计或集合表达形式。作为回应，相对论通过影响自由量子的时间或空间表达相对论量子效应。相对论量子的能量与物体的速度或质量正相关，也因此与能量对物体的作用效能有关，这一点对于黑洞空间的存在至关重要。没有黑洞视界处的相对论时空效应，就没有自由能的相对论增量，也就不会产生自由能对黑洞质量的相对论贡献，不可能出现史瓦西“解”允许的黑洞空间。物质宇宙的演变会是另外的样子。
根据相变原理，相对论和量子理论分别与热力学互洽，所以两者统一，其中关键在于能量与空间的结合关系。以能量—空间结合关系为基础，热力学、经典引力理论、量子理论以
及相对论可以统一；以能量—空间结合力为基本作用关系，物理相互作用可以实现统一。
能量与空间的结合关系是最基本的物质作用形式。量子场是最基本的物理力场。热力学属性是时间的本质属性，但是作为对热力学在绝对条件下的背反，引力时间与热力学时间构成宇宙最基本的、彼此相背的时间体系。根据e2=(S02-Se2)，因为自由量子的能量e在引力场中增大，所以引力场的“熵”Se减小，有序程度增高。黑洞是极端有序的物质构造，但其内部e=0，Se=±S0，是对极端有序的背反。
Se=±S0所展示的对称性意味着什么？反物质？暗物质或其他？
根据命题B(b)，时间的基本形式是量子化形式。
直接参与物质作用的空间才是真实的物理空间。真实的物理空间对于完整的自然宇宙是不可或缺的，因为这样才自然。
1.《时间简史》史蒂芬•霍金著，许明贤、吴忠超译，湖南科学技术出版社1996年4月第1版。
2.《时间之箭》彼得•柯文尼罗杰•海菲尔得著，江涛、向守平译，湖南科学技术出版社1995年10月第1版。
3.《狭义与广义相对论浅说》阿•爱因斯坦著，杨润殷译，上海科学技术出版社，1964年8月第1版。
4.《时空本性》史蒂芬•霍金罗杰•彭罗斯著，杜欣欣、吴忠超译，湖南科学技术出版社，2003年2月第1版。
1传统教学理论引导下的生物学课堂教学及其缺陷
其主旨在于以课堂教学为中心，以教师为中心，以书本为中心．忽视了学生的主体性，简单地将生物学知识看成是一种可以由教师传递给学生的客观经验．传统的生物教学模式比较侧重“灌入式”讲授，注重概念和理论准确性及知识系统性，却不能激发学生深层的学习动机和兴趣．这种静态的绝对主义的生物教学观，造成不能充分发挥学生的智力潜能，不能激发学习者学习的主动性和兴趣，更不利于发展学生的个性和主体意识，合作交流意识和创新意识的培养被忽视，探究性能力、创新能力得不到锻炼和提高．
2建构主义理论对高校生物学教学改革的引领
建构主义教学观强调在教师指导和引领下以学生为中心进行自主学习，学习者主动学习意识的培养是建构主义教学的主要目标．具体应用到生物学课堂教学中，强调灵活运用以下几种教学手段与方法．讨论式教学法讨论式教学法是指以讨论为基本方法和主导的教学，教师引导学生参与课堂讨论，为学生梳理出解答问题的不同途径，以指导学习者自主进行讨论，独立或协作思考，帮助和引导学习者得出自己的看法．讨论式教学法鼓励学生在课堂教学过程中积极参与班级或小组讨论，实现“教与学”的双边互动性，实现学习者个体之间以及学习者与教师之间的平等与尊重．通过教师预先的精心设计、组织和引导，为达到特定的教学目标，针对特定的问题启发学生发表自己的独特观点与见解，引导学生积极思维，从而最终实现对学生的发现思维、创新意识及独立分析和解决问题能力的培养．学习的内在动力来源于学习者的兴趣和主动性，而教师的教学是外部因素，外因通过内因而起作用．讨论式教学是实现内因与外因即教与学正确结合的桥梁．探究式教学法教师对生物学知识的传授，应该像是在“品尝”生物学现象一样，是一个欣赏的过程．探究式教学法恰当和灵活的运用不仅能激发学生的潜能和内在的学习动力，还能增强学生的自信心和求知欲．问题式教学法问题式教学法以提出、分析和解决问题为线索，并将这一线索始终贯穿于整个教学过程，教师有针对性地讲解并准确地引导学生解决问题．培养和发展学生的思维能力和问题意识是建构主义的核心内容．学习者的思维方式和能力往往是与问题紧密相连的．问题是思维的起点，没有问题的思维是空中楼阁空洞而肤浅，没有问题的大脑是不会思考的大脑，而不动脑筋的根本原因就在于缺乏问题意识，故此在生物教学中要通过培养学生的发散性、批判性和创造性思维来引导学生发现问题．
3建构主义理论对教师的要求
建构主义教学理论引导下的课堂主旨是以学生主动学习为中心，教师的职能是引导为主，教学为辅，教师扮演着组织者、教练、向导或顾问的角色．教师在实际教学中，要因地制宜，灵活运用，以学生为中心．建构主义理论要求教师除了应该拥有必备的知识经验之外，还要求教师要努力实现教学技巧与建构主义模型的和谐统一．在教学中无论采用何种特殊的教学技巧，一定要确保学生通过自己的努力自主建构知识结构，灵活运用各种教学技巧去调动学生的思维．教授方法是教学的根本，选择正确的教授方法比知识本身更为重要，教为不教是教学的最高境界．教师要具备运用示范性教学、支架式教学、指导式教学、训练式教学和协商式教学等多种复杂策略的能力．
4讨论与思考
任何理论或模式都是不完美的，都有一定的局限性和片面性，建构主义理论偏重于对知识结构重要性的强调，而往往忽视知识内容的传授，这种缺乏实际知识内容的教学，有可能带来的后果是不利于学生生活能力和适应能力的培养．此外，建构主义在强调个人对知识的主动建构时，忽视了间接经验、真理的绝对性和外部技能训练的必要性．建构主义作为发展中的教学理论，不是万能的，建构主义理论本身流派纷呈，在具体运用建构主义理论指导教学时，应根据我国的具体国情和教育现状，遵循批判继承的态度和改革创新的精神，避免拿来主义和形式主义。
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