導語：如何才能寫好一篇科學小實驗漩渦的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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因此，在科學教育活動中，尊重幼兒的興趣、好奇心以及探究的欲望尤其重要。同時，還要通過生動有趣的學習形式，使幼兒在潛移默化中習得知識，并掌握探究方法。集體教學流程大致分為教材分析、制定目標、設計流程這三大方面。下面，我就立足人才成長，從這三個方面來提出引導幼兒自主探究的策略。

一、選擇合理教材內容，引導幼兒自主探究

在日常生活中，隨著幼兒知識量的豐富，幼兒對于生活中的現象的好奇心也日益增長。其實，科學離我們并不遠，它就在我們的生活之中，我們經常能遇到幼兒 “我從哪里來？”“樹葉為什么會掉？”“人為什么會生病？”等這樣的提問，幼兒為什么會提出這些問題，因為這些問題來源于我們的生活。教師可以抓住這一教育契機，選擇幼兒感興趣的現象，貼近幼兒生活，符合幼兒年齡特點的內現象作為活動內容，分析其中的科學道理，引導幼兒積極地進行自主探究。

二、制定合理目標，引導幼兒自主探究

選擇好適合的教學內容，就要根據幼兒年齡階段的特點和《幼兒園教育指導綱要》要求指定合理目標?！队變簣@教育指導綱要》科學領域的目標中提出：“對周圍的事物、現象感興趣，有好奇心和求知欲；能運用各種感官動手動腦，探究問題?！笨茖W活動的特殊性在于其探索性、嚴謹性，所以目標的制定除了讓幼兒學會簡單的科學原理，還要引導幼兒在科學活動中認識各種科學小儀器或者小工具，初步吸引幼兒的興趣；更重要的是學會探索的方法，懂得如何操作來更好地來得到科學現實；從中還要學會正確記錄實驗現象，發(fā)現科學的奧秘，體驗成功的樂趣等。目標的制定是多范圍的、多維度的，但是都離不開以幼兒的探索和幼兒自身年齡階段的需要為主。

三、合理設計流程，引導幼兒自主探究

（1）導入新穎奇特，引發(fā)幼兒興趣。導入旨在引發(fā)幼兒興趣。愛因斯坦曾經說過：“興趣是最好的老師?！迸d趣直接影響著孩子們的認知活動，他們會懷有極大的熱情去主動地探索感興趣的事物，來滿足他們的好奇心。一般科學活動都是以神奇的科學現象或者是教師的直接提問作為導入，簡單明了的引出主題，吸引幼兒的眼球，讓幼兒在心中形成“為什么會變成這樣呢？”這個疑問，促使著他們有方向、有目的地操作和探索。如在大班科學“神奇的藥水”中，教師用白色的米湯在白紙上進行作畫，然后滴上碘酒，一個神奇的現象就出現了，白色的米湯瞬間變成了藍色……其實這就是碘酒遇到淀粉會變藍的簡單小實驗，就是以這種簡單的化學實驗導入，直接把幼兒的注意力給吸引了過來，很多幼兒都開始躍躍欲試，探索其中的原理。

（2）活動內容豐富，增加幼兒探究的方法。①提供豐富的材料，鼓勵幼兒大膽嘗試探究。在科學活動中，提供豐富的、便于幼兒操作的材料是必不可少的，讓幼兒通過動手操作，引導幼兒敢于進行各種實驗，在自主實驗的過程中體驗成功、體驗探究的快樂。如在“神奇的漩渦”的科學探索活動中，我為幼兒提供攪拌棒、玻璃杯和水，讓幼兒通過探究來發(fā)現漩渦的形成，同時鼓勵他們通過猜測、操作實驗、驗證等幾個步驟，更進一步了解漩渦的大小、深淺的影響因素。在活動過程中，幼兒始終處在寬松、愉快的氛圍之中。通過讓幼兒自由的嘗試攪拌棒和玻璃杯之間的操作，使得他們思維活躍，不再受到教師的限制，真正了解和探索漩渦的奧秘。這樣的嘗試不僅能調動幼兒在科學活動中學習的積極性，而且能從中獲得正確的經驗。②教師巧用方法，引導幼兒探索思考?？茖W活動中，除了要促使幼兒形成獲取知識的興趣，還要擴展幼兒勇于探索的精神和增強幼兒解決問題的能力。教師則是以參與者、引導者、支持者的身份進行介入，與幼兒共同進行嘗試、探索、研究，積極調動幼兒內在的學習動機，為幼兒提供良好的解決問題情境，使其學習和發(fā)展變得有意義。如在“神奇的影子”這一科學活動中，教師先問幼兒“在黑暗中，我們能看到影子嗎？”，讓幼兒對比白天與黑夜的區(qū)別，發(fā)現形成影子的要素之一――光，然后當幼兒在了解光是形成影子的重要條件的前提下，給幼兒觀看圖片，找出圖片中早上的影子和中午的影子有大小不同，從而引導幼兒探索思考其中的原因。當幼兒對影子大小不同的現象提出假設后，教師不急于給予對錯評判，而應是反問他們是如何想到的，讓他們明白假設的提出不是無根據的，而是要根據自己的生活經驗去進行聯想?？赡苡行┯變簳孪氲胶凸獾拇笮∮嘘P，教師則可以為幼兒提供小電筒和大電筒兩種光源，讓幼兒操作來驗證自己的猜想是否正確。有時幼兒的猜想可能會有一些錯誤，有時甚至是無厘頭的，這時教師不能馬上進行否決與批評，這樣會削弱幼兒繼續(xù)探究的欲望，而應該組織討論，讓他們通過交流發(fā)現自己的錯誤。如果幼兒在交流中不能發(fā)現自己的錯誤，就讓幼兒在實驗中發(fā)現自己的錯誤，從而錯誤的假設。③科學探究，引導幼兒學會探究方法。由于科學的嚴謹性，科學結果的得出往往需要通過多次的實驗、觀察與記錄，所以讓幼兒學會正確的探究方法，有利于幼兒進行以后的探究。

教師應鼓勵幼兒運用多種途徑動手解決問題，并學會科學探究的正確順序――發(fā)現問題，探索，交流，搜集資料，再探索。如在科學活動“沉與浮”中，先讓幼兒發(fā)現問題“為什么有些東西放進水里會浮起來，有些東西放進水里會沉下去？”，并與小伙伴們進行交流。在一次實驗的資料搜集中，幼兒很容易發(fā)現，重的東西放進水里容易沉下去，輕的東西放進水里容易浮上來，但是怎樣把浮起來的東西沉下去，把沉下去的東西浮起來呢？發(fā)現問題之后幼兒再次通過交流和搜集資料，并通過老師給的材料進行實驗探究，終于找出了方法：把重的東西放在輕的東西上面，重的東西就會浮上來；在水里加鹽，重的東西就會浮起在水面上。通過教師的提示，在探索性活動中，幼兒將自己發(fā)現的現象與自己原有的認識加以比較、分析、判斷，進而獲取了探究科學知識的經驗。幼兒們呈現出主動嘗試、探究知識的濃郁氣氛，主動性和操作性得到了充分的發(fā)展。于是，我們聽到了很多幼稚而又科學的語言，看到了幼兒們學會用事實的眼光看待事物，嘗試運用科學的方法解決問題。這樣，在正確的科學探究中探索科學成果，更有利于發(fā)現幼兒的想象力和創(chuàng)造力的發(fā)展。

通過對幼兒科學探究活動的嘗試與研究，我們發(fā)現：其實科學并不遙遠，它就在我們身邊；其實科學并不艱難，它就生活在每一天。每一個幼兒都是具有探索精神和研究能力的小科學家，只要我們能敏銳地發(fā)現幼兒感興趣的事物，只要我們能認真地創(chuàng)設適宜的探究環(huán)境，只要我們能正確地推動和引導，只要我們能尊重幼兒自己的學習方式，他們一定會與我們一樣興致勃勃地去探究、去發(fā)現、去嘗試、去創(chuàng)造，輕松地、快樂地學習、認識、理解、熱愛科學，進而成長成才。

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關鍵詞：初中物理；實驗教學；方法探討

初中物理新課程改革的理念為面向全體學生，使物理知識和社會生活息息相關。隨著科技的發(fā)展，人們越來越提倡教學方式多樣化，注重實驗式的探究，促進學生全面發(fā)展。所謂的實驗式教學，它主要是以實驗的形式，向人們提出的各種假說和設想，并且加以舉例說明和論證，有利于提高學生的動手操作能力、社會實踐能力以及創(chuàng)新能力。

一、鼓勵學生發(fā)現問題、提出問題，增強實驗的有趣性

為了提高學生對物理知識的濃厚興趣、活躍課堂的氣氛。教師可以根據教學的內容設計出多種多樣的物理實驗，充分發(fā)揮學生的主體作用，激發(fā)學生對物理現象的興趣。

比如：在學習到“凹凸鏡成像規(guī)律研究”這個模塊時，首先讓學生回家準備一個放大鏡。然后讓學生分別研究用放大鏡看黑板上的字會呈現什么像？在近距離和遠距離的情況下，他們的成像會有什么特征？而且在不同的觀察角度，成像的位置、大小、虛實都完全不同。學生肯定一開始就對這生活中的現象很熟悉了，但是還是會似懂非懂的。

這樣的實驗游戲完全激發(fā)了學生的好奇心和求知欲，他們迫不及待地想了解其中的奧妙。這時候老師可以把握學生的心理，適當地提出以下的問題：凹凸鏡在不同的角度下，呈現的物象有什么差異？讓學生在實驗中經過仔細發(fā)現、具體操作、深入思考，體驗學習帶來的樂趣，享受成功的喜悅。

二、引導學生對問題進行觀察，降低實驗的難度

物理課本里面實驗的設置一般都具難學、難懂、難操作的特點。結合學生的學習能力和實際需求，老師可以大膽地對其中的實驗進行改革和創(chuàng)新，提高實驗的可操作性。

例如：有些學生都喜歡踢足球，有一次不小心把球踢進了河水里，但是球就在橋底下的漩渦不停地轉動，怎么也沖不走。學生對這個現象百思不得其解。于是，老師可以結合“壓強與流速”方面的知識引導學生去思考。所以，在課堂上可以展開這樣的實驗：準備一個漏斗和乒乓球。然后用漏斗向乒乓球吹氣，這時候的乒乓球肯定是在漏斗里不停地轉動，也不會掉下來。通過探究以上的實驗，同理也可得出足球為何在漩渦中不會被水沖走的原因了。

降低實驗的難度，利于學生的動手操作和理解原理。實驗形式的多樣化，更加具有主體性、趣味性、導向性，利于教師有效地設置情境教學的模式，讓學生主動學習、主動探究，提高創(chuàng)新能力。

三、合理利用實驗資源，增強實驗的高效性

在進行實驗活動時，可以選定相應的實驗室，使實驗的操作更加規(guī)范化。所以，老師在進行物理的教學工作的時候，可以全面利用現有的教學資源和工具，同時把理論知識和日常生活聯系起來，讓學生更容易理解和掌握學科的知識。

如：在實驗室里開展實驗時，可以綜合利用現場的操作工具和教學資源，展開許多有趣的實驗。再如：在學到“幅度”知識時，可以讓學生用手上的圓珠筆敲打裝滿水的杯子，觀察一些用不同的力度敲打，發(fā)出來的聲音會有什么不同，這時候用力敲打的聲音肯定會更響亮，所以這就是有關到幅度問題的研究了。所以，只有合理利用教學實驗資源，使學生成為試驗的主體，不斷開發(fā)和探索，加強物理與社會生活的聯系，最終才能達到學以致用的教學目的。

四、探究式物理實驗教學，增強物理教學和社會生活的聯系

在實際的生活中，到處都體現出了大大小小的生活現象。所以，教師可以利用物理學科的知識去分析問題、解決問題、總結問題，且要注重學生學習興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學態(tài)度等方面的培養(yǎng)。

例如：學生每天的出入都會乘坐交通工具。在等車的地方都會設置一條安全地帶，如果不注意安全的話，人就會被卷入危險的區(qū)域中。所以，這也應用到了物理學科的知識：交通工具的速度快，所以產生的流速也很快，所以壓強就小?？墒莾蛇叺目諝饬鲃訁s很小、壓強大，人就會被強卷到危險的區(qū)域。所以，在等車的時候，必須站在安全的區(qū)域內。同時可以利用：肥皂，細線，彈簧測力計，刻度尺和鉤碼等工具來探究有關的壓強問題。

開展實驗式的教學成為時代的必然要求，初中物理的新課程改革要教師堅持“以生為本”的教學理念，探究新的實驗教學方式，把教材與生活緊密聯系，開展探究活動，提高學生的動手操作能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維。從而達到有效的教學目的，全面培養(yǎng)建設社會主義新時期所需要的人才。

參考文獻：

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[4]劉知新.加強實驗教學，培養(yǎng)實驗能力[J].課程·教材·教法，1981（4）.

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1、物理實驗的現象美

物理實驗展示的現象實際上是實驗物理學家對自然現象或自然過程重新組織或者重新構建。因此物理實驗中的現象美就包含兩方面的內容:物理觀察的自然現象美和物理實驗展現的現象美。物理觀察的自然現象美和傳統美學中所謂的自然美的內涵是不盡相同的。后者是審美主體的感官直接感受到的自然界表面屬性，如日月星辰的光芒、銀河系的廣闊幽深、彩虹的絢麗多彩等等這些自然物的自然屬性。前者所涉及的廣度和深度要大得多。物理觀察可以獲得諸如星系的漩渦結構、行星的橢圓軌道等宇宙結構圖，物質的晶體、分子、原子等物質層次結構圖等等反映自然、物質結構奧秘的特征。這些特征本身也有非常多的美，而這些又是自然美無法體現的。

既然，物理觀察存在大量的自然現象美，那么，對自然現象美進行重構的物理實驗也必然展現很多的現象美?？匆豢磳嶒炍锢韺W家給我們展現的圖景:棱鏡或光柵展示的多色光譜，由若干不同顏色的細亮譜線按波長順序排列組成，展現了簡單有序美;雙縫干涉條紋呈現出了明暗相間的等間距的直條紋，單縫衍射花樣中各極大處的光強是不相同的，中央明紋光強最大，其他明紋光強迅速下降，呈現對稱分布;兩個頻率不同相互垂直諧振動的合成得到的李薩如圖形展現的對稱美;平面鏡成像的物象對稱;點電荷電場的球對稱;無限長直導線周圍磁場的軸對稱等等，這些令人賞心悅目、回味無窮的圖景，是人們感性認識的范圍內就可以體驗其美感效應的，與繪畫有同樣的審美價值。這些美麗的圖景具有對稱、簡潔、和諧等特點。

2、物理實驗的設計、方法的美

物理實驗的審美價值不僅僅表現在現象美上，還表現在獨具創(chuàng)造性的實驗構思、精巧完美的實驗設計上，以及精湛的實驗操作和控制技術中。在歷史上人們一直認為光的傳播不需要時間。直到十七世紀，物理學家才開始嘗試測定光的速度。剛開始物理學家測定光速時，必需利用很大的距離，用精巧的方法準確地測出很短時間間隔，得到的結果誤差很大，后來邁克爾遜設計了一個十分精巧的實驗，非常準確地測出了光速度。他選擇兩個山峰，測出兩山峰間的距離。在第一個山峰上安裝一個強光光源和一個正八面棱鏡及一個望遠鏡;另一個山峰上安裝一面凹鏡和一個平面反射鏡。通過調節(jié)八面棱鏡的轉速，測定光速。愛因斯坦稱贊這一實驗的優(yōu)美和方法的精湛時說:“邁克爾遜是科學的藝術家”。是的，他的實驗裝置和方法是優(yōu)美的。他使用的儀器是普通的，原理是眾所周知的，然而得到的結果卻是完滿的。他后來又利用干涉儀做了一個更美妙的實驗，從而否定了“以太”的存在，為相又抓侖和量子力學的建立奠定了基礎，引起近代物理學的革命，進而促進了新技術革命和產業(yè)革命的到來，物理實驗創(chuàng)造了人類美好的未來。

再如對稱性的方法是現代物理實驗的一個重要方法，并且物理實驗過程中也展現了對稱美的美學形式。傳統美學中的對稱僅指人們感性意識中的三維空間的對稱，物理學中的對稱則包含各種數學空間的對稱，是一種理性范疇的對稱。對稱性原理在現代物理學研究中發(fā)揮了越來越大的作用，對稱性的方法其實已經是當代物理學家研究物理學問題的一種方法。實驗物理學家對于對稱這種美學形式更是寵愛有加，義無反顧地去追求這種美。法拉第從對稱性中得到了很大的啟發(fā)，他想既然電能生磁，那么磁也一定能生電，這樣才能顯示出自然界的對稱美。他經過10年的艱苦努力，終于用實驗證實了電與磁之間存在對稱美的設想。對稱性思想已經是現代物理學實驗的一個重要思想。物理學史上的諸多實驗，在科學發(fā)展及人類進步的歷史舞臺上閃耀著藝術的光輝，堪稱物理世界中的藝術精品。如庫侖的電抨實驗;托馬斯楊的光雙縫干涉實驗;蓋革與馬斯登在盧瑟福指導下進行的粒子散射實驗;赫茲的電磁波實驗;查德威克發(fā)現中子的實驗和吳健雄驗證弱相互作用下宇稱不守恒理論的實驗等。

3、物理實驗結論美

物理實驗展示出人的認識與自然界的和諧統一。物理實驗的最終目的不是創(chuàng)造藝術作品，而是為理解自然提供細節(jié)觀察或者是為理論尋找證據。其中物理實驗結論與理論的和諧統一是物理實驗美的突出體現。近代物理學的一個特點是理論的發(fā)展走在實驗的前頭。暫時造成美與真的矛盾的主要原因是物理學家極其廣闊的思維空間與現實空間由于實驗手段和技術的限制而暫時無法溝通。只有理論與實驗和諧統一了，物理學新理論才得以在科學界被廣泛接受和應用，才能推動人類社會的進步。

二、在物理實驗教學中進行美學教育

在教學中，教師的教學能否產生藝術效果，既取決于教師的教學藝術，也有賴于學生的藝術情趣。一個從未體驗過科學美的人在學習科學理論時可能會覺得遇到的不過是一大堆枯燥無味的符號、公式和圖表，毫無美感可言。正像一個毫無藝術素養(yǎng)的人聽到旋律優(yōu)美、節(jié)奏明快的音樂時會覺得那不過是叮叮咚咚的雜音;看到構圖新穎、寓意深刻的繪畫時會覺得那只是一些五顏六色的堆積罷了。所以，一個精通教學藝術，講究教學效果的教師一定會在備課中充分挖掘物理實驗的科學美的因素，在教學中培養(yǎng)學生科學的審美能力，從而提高學生的實驗技能。

1、以真實的生活情景為實驗藍本，體現物理科學的自然美，提高學生的學習興趣

自然美是客觀世界中自然物、自然現象的美。物理學是一門自然科學，是以觀察和實驗為基礎建立起來的，物理學中涉及到大量的物理現象和自然現象，無不體現物理科學的自然美。

例如，除前面的舉例之外，還有電子的繞核運動、天體的和諧運動;結晶體的多樣化、液體的表面能;高壓放電、摩擦起電、磁石吸鐵、電磁感應;四季變更，風、雨、雷、電的形成等，物理實驗教學中，必須以觀察實驗為基礎，盡量從現代日常生活中尋找物理現象，創(chuàng)設物理環(huán)境，讓學生獲得詳實、直觀、具體的感性美，使實驗教學更加貼近生活、貼近社會。使學生感受物理實驗就在身邊，物理科學的自然美就在現實生活中，從而提高學生的學習興趣。物理學是自表面向深層的發(fā)展。表面有表面的結構，有表面的美。比如虹和霓是極美的表面現象，人人都可以看到。實驗工作者作了測量以后發(fā)現虹是420的弧，紅在外，紫在內;霓是500的弧，紅在內，紫在外。這種準確規(guī)律增加了實驗者對自然現象的美的認識。這是第一步。進一步的唯象理論研究可以了解到這42與50可以從陽光在水珠中的折射與反射推算出來，此種了解顯示出了深一層的美。還可以引導學生再進一步地研究，可深人了解折射與反射現象本身可從一個包容萬象的麥克斯韋方程推算出來，這就顯示出了極深層的理論架構的美。

2、開設綜合性、設計性實驗，給學生體驗實驗的設計、手段的方法美與創(chuàng)造美的空間

多開設一些綜合性、設計性實驗，給學生更大的空間去創(chuàng)造、思考，充分挖掘學生的潛能來完成實驗，從而完成體驗實驗的設計、手段的方法美與創(chuàng)造美。隨著科學技術的迅猛發(fā)展、許多邊緣學科、交叉學科的興起，學科互相滲透、互相結合的整體化發(fā)展日益迅速，某一疑難科技問題的解決不再僅僅依賴于某一個學科，而是多學科的綜合化。因此，培養(yǎng)學生的融合意識和知識整合能力成為大學物理實驗教學的重要使命，而物理學是自然科學中的基礎學科，它與化學、生物學數學等學科的聯系相當密切。因此，為了培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力，提高探究能力，在物理實驗內容的選擇方面可涉及其他學科與物理學相聯系的綜合性問題，如光譜技術、真空技術、磁共振技術、光纖技術、傳感器技術、光學信息處理技術等等。

設計性物理實驗是在學生具有一定能力的基礎上，運用有關物理實驗知識、技能、科學過程與方法，獨立(或在老師啟發(fā)下)分析實驗目的和要求，對實驗的儀器、裝置、步驟和操作方法所進行的一種規(guī)劃。設計性物理實驗對于發(fā)展學生科學研究能力、提高他們的實踐能力和創(chuàng)新精神、培養(yǎng)學生的興趣具有重要意義。例如“光電傳感器的設計與應用”，教師可提供一定的資料，讓學生用計算器作為計數器，用光敏三極管和其他電子元器件設計一個計數電路，記錄邁克爾遜干涉條紋“涌出”和“陷人”數目困。再如還可以在經典實驗內容之一――霍爾效應的基礎上開設“用霍爾元件測地磁場”、“用霍爾傳感器設計制作數字高斯計”等帶有一定應用性與設計性的實驗。在大學物理實驗中適當增加設計性和綜合性的實驗不僅可以提高學生的學習興趣，拓展學生的視野，激發(fā)學生的學習動機，而且可以鍛煉他們的實踐能力，在完成實驗的過程中學生可以充分體驗實驗的設計、手段的方法美與創(chuàng)造美。

3、結合物理學史教學，體現物理學家科學品格和人性美，激發(fā)學生人格力量美人性是社會美的一種，是指人的思想、品格、志趣、情操、智慧、情感等多方面的美。大學物理中涉及到幾十位中外著名的物理學家，盡管他們的國籍不同，所處的年代不同，個人經歷不同，但在他們探索物質世界的奧秘的動人事跡中，都閃爍著人性美的光輝?？茖W品格是科學家得以科學成功的重要保證，科學品格的高下，決定科學家科學貢獻的大小?？茖W品格包括科學家的探索勇氣、創(chuàng)新精神、追求真理的理想、實事求是的方法論、百折不撓堅忍不拔不怕失敗的性格特征等。

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關鍵詞防逆流;靜脈留置針;生理鹽水;一次性封管

隨著醫(yī)學科學的發(fā)展,靜脈留置針因其避免了反復穿刺保護靜脈,減少病人痛苦[3]。又能及時靜脈給藥為搶救工作贏得了時間,而且還可以減輕護士輕工作量[4]?，F已被臨床廣泛應用。封管是該技術的重要環(huán)節(jié)之一。用生理鹽水替代肝素鈉溶液作為靜脈留置針封管可以避免加重患者出血傾向[5]。防逆流留置針是一種留置針的新型產品,因其防逆流瓣的特殊設計,從而具有防止血液回流,避免堵塞留置針的優(yōu)點。輸液結束后,只需用5ml生理鹽水一次性封管即可,簡單的封管操作保證了患者的夜間睡眠質量,提高了患者的滿意度,同時也為護士減輕了工作量,目前在臨床上已被部分護理人員和患者認可。

1臨床資料

選擇2009年10至12月在本科室使用留置針的150例患者,按使用留置針的種類不同將其分為防逆流留置針組(上海錦澤夏本醫(yī)療器械有限公司生產)78例和普通留置針組(貝朗醫(yī)療上海國際貿易公司生產)72例,防逆流留置針組男45例,女33例,年齡35～80歲平均年齡58.7歲。普通留置針組男40例,女32例,兩組患者年齡32～79歲,平均年齡57.9歲。兩組患者均未使用脫水劑及刺激性藥物,且患者的病種,病情,年齡,性別、穿刺部位,使用藥物的種類,劑量,濃度,速度等比較,差異無統計學意義。

2方法

2.1操作方法

兩組均采用22～24號留置針,由經過專業(yè)培訓且能夠熟練穿刺留置針的護理人員操作,按常規(guī)方法消毒,在手背及前臂靜脈,避開靜脈瓣、骨關節(jié)、感染及創(chuàng)傷部位,穿刺成功后普通留置針需接肝素帽,然后兩者均使用美舒自粘性薄膜敷料黏貼,并連接液體,輸液結束后,防逆流靜脈留置針組使用5ml生理鹽水封管,并采用推一下停一下的沖管方法,使沖管液在導管內形成小漩渦,以加強沖管的效果。普通留置針使用生理鹽水每8小時封管一次[1],方法同實驗組。兩組均留置5天。

2.2評價方法

觀察并記錄兩組靜脈留置針在留置期間堵管的例數.

2.3統計學方法

計數資料采用X2檢驗。

3結果

兩組留置針在留置期間發(fā)生堵管情況比較,差異無統計學意義(p> 0.05)(見表1)。

4討論

4.1防逆流留置針工作原理

防逆流留置針在針座內裝有防逆流瓣,穿刺后拔出針芯,無需按壓血管,無血液溢出,防止血液污染,保證操作安全,穿刺結束后連接靜脈輸液管,液體壓力使瓣膜開啟,靜脈輸液完畢,液體壓力降低,使瓣膜自動關閉。也可按壓開關使瓣膜開關打開,使血液回流,可以采血或排氣。

4.2防逆流留置針大大減少了封管次數

目前臨床常使用留置針有兩種封管液[6],一種是生理鹽水,一種是肝素鹽水,用生理鹽水替代肝素鈉溶液作為靜脈留置針封管可以避免加重患者出血傾向[5],生理鹽水還能維持人體細胞外液容量和滲透壓,與體內水鹽平衡及血液循環(huán)密切相關,用其封管除無血液凝固,對血管的刺激性小,可降低堵管率外還可有效避免肝素鈉的不良反應,再者生理鹽水封管操作簡便,不需用溶媒稀釋,不受病種限制,符合生生理要求[7]。實驗組采用5ml生理鹽水封管一次即可。 普通留置針需使用生理鹽水8小時封管一次[1]。從上表可以看出實驗組的堵管率為10.2%,對照組的堵管率為13.8%,兩組無明顯的差異。結果說明防逆流留置針能夠防止血液的回流,從而避免了血液回流造成的堵塞,因而輸液結束后只需5ml生理鹽水封管一次,這大大減輕了護士的工作量,避免了夜間封管對患者睡眠的影響,也避免了反復封管會將接頭處的微粒帶入空管內造成的熱源反應[2]。

參考文獻

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[3] 劉淼.朱月琴.劉風青.靜脈留置針生理鹽水封管液用量的臨床探討[J].護士進修雜志,2007,22(19)1824.

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關鍵詞：建筑；給排水管道；噪聲；控制

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

前言：現代社會，人們對于生活品質的要求越來越高，在生活節(jié)奏快，生活壓力大的大都市里，人們所希望的居住環(huán)境，在能夠滿足居住條件的基礎上，還能夠具有高度的舒適性和使用性。使人們在疲勞的工作后，能夠得到有效的休息和保養(yǎng)。噪聲污染，作為城市污染的主要污染之一，對人們的生活產生了很大的影響，因此，國家相關部門和人們對于建筑物噪聲的控制力度，越來越大。建筑給排水管道噪聲，是建筑噪聲的主要來源之一，建筑施工者要積極進行解決對策的研究，并快速開展對噪聲的防治工作，給城市一份安寧，還人們一個綠色的生活環(huán)境。

1、建筑內部噪聲產生機理

建筑物給排水系統噪聲的產生是一個聲強和頻率無常變化的過程，對于人們的影響巨大，也不利于防治工作的開展，有關工作人員，要從產生噪聲的原因著手分析，從中了解到治理噪聲的方式方法。以下從聲源和傳播途徑兩個方面，闡述了控制噪聲的措施：（1）傳播途徑降低噪聲，在設計階段對噪聲源的位置進行合理布置，為使噪聲源對周圍環(huán)境造成的影響降低到最小程度，可以將其傳播方向指向對無人居住或安靜要求較低的場所，如室外樓梯間、水泵房、衛(wèi)生間等區(qū)域。（2）建筑給水排水系統中的噪聲和振動源，主要來自管道系統的增壓設備以及管道的輸配水設備，如：水泵機組、衛(wèi)生器具和管道系統等。噪聲源上降低噪聲，其實質就是將發(fā)聲大的設備改造成發(fā)生小或者不發(fā)聲的設備，目前常用的方法有：①設計控制噪聲源。選用發(fā)聲小的材料制造機件，改進傳動裝置，改進設備結構和形狀，或者選用已有的低噪聲設備；②維持設備運轉處于良好的狀態(tài)；③改革工藝和操作方法已降低噪聲。

2、噪聲主要來源分析

2.1流水噪聲

在日常的生活與工作中。我們很少在意“水”的本身。一旦產生噪聲，一般人都會認為是建筑給排水管道的問題。但是，如果細心就會發(fā)現．水在管道中流動的時候，或多或少都會發(fā)出聲音。這種聲音是水在管道內部流動的時候，因為水流斷面的大小改變而產生的。也就是說，我們日常忽略的水流，因為方向的不斷變化而產生了噪聲。從客觀的角度來說。這種噪聲在實際的生活和工作中非常普遍，但是根本的原因往往被人所忽略。今后的降噪措施中，必須將流水噪聲有效的控制。只有這樣才能從根本上將建筑給排水管道噪聲控制在一個較小的范圍以內。

2.2排水管道噪聲

對于建筑給排水管道噪聲來說，除了給水管道的噪聲以外，還有排水管道的噪聲。從現有的情況來看．排水管道的噪聲絲毫不弱于給水管道?，F階段排水管道噪聲主要是由于衛(wèi)生器具排水至橫管引起水體與管壁沖擊的噪聲。排水橫管中水躍和橫管中空氣波動引起水封冒氣泡的噪聲。而且排水橫支管的水流流人立管時沖擊連接配件(如T型管、十字型管等)產生噪聲。由此可見，在今后的降噪工作中，我們需要對排水管道的噪聲制定一系列的針對性的措施．這樣才能在降噪的過程中．達到一個良好的效果。

3、建筑給排水管道噪聲控制措施

對于給排水管道的噪音問題，在給排水管道的施工過程中，為了減低噪音污染，可以適當加大給排水管道的管徑，因為當管徑小于20mm是，水流和管道共振現象會非常嚴重產生噪音；也可以采用曲撓橡膠接頭或者在支架與管道接觸點添加橡膠墊，以及設置減壓閥等裝置。

3.1給排水管道和設備布置

給排水管道和設備布置應當和建筑結構相協調，以為人們營造舒適的居住環(huán)境。對于有較高安靜要求的房間，給排水管道應當避免穿過，如臥室、閱覽室等。如果衛(wèi)生間緊挨臥室，給排水管道應當避免布置在臥室的墻角。泵房的位置須布置合理，應當避免布置在書房、臥室等具有較高安靜度要求的房間旁。

3.2給水管道噪聲控制

做好給水管道噪聲的控制，首先需要合理確定水速和壓力，其是防治給水管道噪聲的關鍵所在。管段流量確定之后，水速大小影響管道系統技術的和經濟合理性，當流速較大，會產生較大噪音，并對管道造成一定的破壞。在設計管道的固定支架的時候，還需要考慮脹縮力。為了減少管道的氣蝕噪聲，應當設置自動排氣閥于上行下給式熱水系統的配水干管最高處管段，下行上給式系統可以利用最高陪水點放氣，應當在各供水立管頂設自動排氣閥。還可增加管路開啟或者是開閉的時間，延長過程，以降低水擊產生的噪聲?；蚴窃诠苈分醒b置各種安全瓣，當水擊發(fā)生的時候，將部分水從管中放出，或者是把部分空氣引入到管里。

3.3排水管道噪聲的控制

對于排水管道而言．在降噪的過程中．與給水管道具有一定的相同之處。比方說依然可以在布置方式上進行一定的分析。經過大量的分析和實驗以后，我們發(fā)現雙立管排水系統的效果達到了一個較為高端的水準，原因在于這種系統能夠在很大程度上增加立管的排水能力，從而減小噪聲。而且。平衡排水立管內部的正負氣壓，能夠大量降低氣塞的情況，從側面達到了降噪的效果。排水管道降噪與給水管道不通的地方在于管材的選用，在這個方面，國家具有嚴格的限制，某些地區(qū)需要采用排水鐵鑄管。而有些地區(qū)可以根據自身的條件。選擇密度大、隔音好的塑料管?？傊诠懿牡倪x用方面，必須結合實際的需求才能達到一個最好的效果。

3.4泵房噪聲的控制

現階段居住小區(qū)的配置水平不斷提升．因此泵房的降噪尤為重要。綜合來看。在處理泵房噪聲的時候。需要根據水泵的不同型號以及轉速等條件，設置一定的橡膠隔震墊、彈簧減震器等隔振元件。通過硬件上的優(yōu)化，以及優(yōu)化配置的作用．泵房噪聲得到了一定的控制，今后的工作重點．需要加強技術上的措施．從而將噪聲控制在最小的范圍之內。

3.5便器的噪聲污染大小取決與其水路設計的合理性

坐便器的沖水方式分為虹吸式和沖落式。虹吸式分多種，其中虹吸漩渦式是虹吸和漩渦原理并用，噪聲污染最小。雖然噪聲污染問題作為建筑室內給排水系統的一個弊端難以徹底解決，但是我們可以采取各種有效措施將其控制在最小程度，將它的危害降至最低：（1）速：設計人員應從技術性、可靠性和經濟性出發(fā)，根據管道的用途不同選取合理的流速，將其控制在正常范圍內。（2）制：合理選取建筑給水系統配水最不利點，合理分配高層建筑豎向分區(qū)，經驗數據不可盲目取值。（3）制：嚴格安裝設計和施工規(guī)范要求，做好管道和水泵的減聲隔振設施安裝工作。

4、結束語

總之，建筑物噪聲對于人們的生產和生活的影響，十分巨大。因此，有關部門和建筑工程企業(yè)要對其產生的原因，和傳播途徑進行分析和治理。噪聲是給排水工程一直存在問題，施工技術人員應該不遺余力的對其進行研究和分析，從工程的實際情況著手，制定科學合理的治理辦法，具體情況，具體分析，多方協作，爭取將建筑給排水工程的噪音污染程度降到最低，給人們創(chuàng)造一個安靜舒適的生活環(huán)境。為和諧社會的構建添磚加瓦。

參考文獻：

[1]常金秋．生活給水設計中水質污染防治[J].上海應用技術學院學報（自然科學版)，2004(03)．

篇6

根據流體力學課程的性質、特點，結合自身的工程實踐經歷和教學體會，文章從優(yōu)化教材內容、提煉講授方法、發(fā)揮傳統教學模式優(yōu)勢、挖掘多媒體教學潛力、培養(yǎng)學生科研能力等方面，探討了流體力學課程教學改革的具體措施和成效，提出了有益于學生理解流體力學重點內容的教學方法。此研究對改善流體力學課程的教學效果、探索大專業(yè)背景下的專業(yè)基礎課教學模式有一定的參考意義。

關鍵詞：流體力學； 教學改革； 實踐教學； 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2013）04004103

流體力學是關于流體機械運動規(guī)律及其應用的一門學科，是力學的一個分支。中國各高校的土木工程、流體機械、農林、石油化工等專業(yè)均開設了流體力學課程，它屬于專業(yè)基礎課。

該門課所涉及的基本原理和基礎理論對專業(yè)課的學習、課程設計、畢業(yè)設計以至解決工程實際問題等起著非常重要的理論支撐作用和指導意義。尤其對于工科學生，他們畢業(yè)后大部分在生產一線從事技術管理工作，必須具備一定的專業(yè)基礎、技術應用和現場協調能力。這就要求流體力學課程教學將理論知識與實踐能力培養(yǎng)相結合，將課堂教學與實踐教學相結合，不斷改進教學方法，積極探索適應工科學生專業(yè)設置和就業(yè)主導方向的課程教學新模式。蘭州交通大學在土木工程、環(huán)境工程、市政工程、建筑環(huán)境與設備工程、熱能動力工程等專業(yè)均開設了流體力學課，在長期的教學實踐中積累了一些該課程的教學體會。

一、優(yōu)化教材內容，課堂講解力求深入淺出

流體力學課程體系的主要內容包括基本理論和實驗兩大部分。由于流體力學學科的快速發(fā)展以及社會對各專業(yè)學生知識結構要求的不斷變化，有些在用教材已不能滿足教學要求。因此，教師在備課時要盡可能多地參閱質量高、實用性強的教材，力求對同一個問題進行多角度分析。教學中應將不同教材版本的不同提法告訴學生，讓學生課后獨立思考并提出自己的見解。在制定教學計劃時，應該從課程內容的系統性和完整性出發(fā)，將教材原有章節(jié)順序重新調整，便于學生對相關知識的理解。比如，在講解流體運動學基礎、動

力學基礎時，先從粘性流體三維不可壓縮流動的運動微分

方程（即N-S方程）入手，對實際流體的流動特征進行描述，學生就可獲得流體動力學的基本輪廓，進而了解只要該方程中粘性力項為零就可得到理想流體運動微分方程。在此基礎上，再令加速度項為零（即流體處于靜止狀態(tài)或相對平衡狀態(tài)），就可得到流體平衡微分方程（即歐拉方程）。通過這一調整，省去了許多推導過程，而且也能讓學生對流體質點運動的力學機制有更明晰的認識。

在課堂講解上，教師要力求做到深入淺出。流體力學中的一些公式或方程的推導過程很繁雜，教師過多地羅列推導內容會導致學生的厭學情緒，甚至有些聽不懂的干脆就放棄學習。比如，在講解流體微團運動分析時，可以將多數學生兒時玩的“泥球沿坡面下滾”游戲作為例子來講解，因為大部分學生有過這樣的親身體驗，他們很容易理解泥球在滾動的同時將伴隨變形和旋轉，這樣后面的推導就容易被學生接受了。在講解管嘴出流時，可以學生每天接觸的水龍頭用水的例子。比如在12∶00-13∶00期間用水，12∶00時流出水龍頭的水流速度很大，隨著鍋筒內水位的逐漸下降，到接近13∶00時用水，在同樣的水龍頭開度下，水龍頭內的水流速度明顯要比12∶00時的流速小，學生由此很容易理解有效作用水頭與排水量的關系。

二、發(fā)揮傳統教學模式的優(yōu)勢

傳統教學模式即教師以講解、板書的形式將知識傳授給學生的一種教學方法。該方法在不同層次的教學活動中發(fā)揮了積極的作用。教師生動、形象的描述以及肢體語言能使學生有身臨其境之感，這種教學模式有利于教師主導作用的發(fā)揮，教師可以根據課堂上學生的反應來適時調整講解速度和思路，并以板書的形式突出重點和難點。流體力課程中有相當一部分內容是力學知識和數學知識的綜合，只有通過嚴密推導或作圖才能比較透徹地講清其基本原理。比如連續(xù)性方程、能量方程、動量方程、（N-S）方程等是流體力學中的經典理論，也是難點所在。只有通過板書推導，學生才能理解其物理事實，明確其解決工程問題的一般思路和步驟。流體微團運動分析一節(jié)是運動學中的核心內容，許多學生很難理解流體微團能同時具有“平動、變形（線變形和角變形）、旋轉”三種運動趨勢。這就要求教師從介紹速度分解定理入手，通過理論推導和對流體微團運動變形的圖示兩種方法來講解。水擊現象中伴隨管道中壓力和流速交替變化從而引起壓力波的“順向”及“逆向”傳播過程，如果不通過在黑板上逐步圖示的方法，學生很難明白水擊發(fā)生的物理實質。另外，傳統教學方法也能展示教師的板書和繪圖功底。如果教師的書法很漂亮，徒手繪圖效果好，能增加學生對教師的敬重感，從而激發(fā)他們對流體力學課程的學習興趣。

三、深挖多媒體教學潛力

隨著科技的飛速發(fā)展和國家對教學投資力度的加大，現代化的教學手段在提高課程教學質量上發(fā)揮了重要作用。在流體力學課程教學中，通過播放課件、視頻、教學片等，能讓學生很直觀地理解流體流動的具體特征。比如，漩渦的形成、管嘴出流時真空區(qū)的形成、兩個相鄰局部阻礙之間的干擾等現象，這些內容用枯燥的文字描述是很難理解的，但利用多媒體演示，學生從動態(tài)的、形象逼真的圖像中就很容易理解流體力學現象。紊流是一種高度復雜的三維非穩(wěn)態(tài)、有旋流動。對其流動規(guī)律的研究一直是流體力學學科領域的熱點和難點。紊流中，存在高流速層的流體質點進入低流速層，并與低流速層質點發(fā)生動量交換，以及低流速層流體質點進入高流速層與高流速層質點發(fā)生動量交換的過程。過去教師通過板書圖示講解之后，仍有近70%的學生不理解雷諾應力與紊流脈動的因果關系。但是，通過動漫形式顯示具有不同初速度的流體質點進入另一流層后對兩個流體質點速度在不同方向的影響過程，使這一復雜問題簡單化，學生也容易接受。另外，利用教學錄像，學生對流體力學現象尤其是大海的潮起潮落、龍卷風運動、橋墩后尾流變化，以及1940年美國塔科馬海峽大橋由于風振而坍塌的整個過程印象深刻。多年的經驗表明：多媒體在教學中的運用對于激發(fā)學生學習流體力學的興趣、增強求知欲、開闊視野起到了積極的作用。但是，多媒體教學潛力的開發(fā)取決于教師的前期投入，也就是說，授課前教師必須投入大量的精力制作多媒體課件，使其包含豐富的教學內容，同時還能調動學生積極的參與意識[1]。只有這樣，作為傳統教學方法輔助手段的多媒體教學，才能在幫助學生理解難點、掌握重點、提高學習效率上發(fā)揮越來越重要的作用。

四、加強科研實訓，開闊學生視野

引導學生參與科研活動，在科學研究中增長學生的專業(yè)知識，開闊學生的學術視野。教師在完成課堂教學任務之后，就課內某一知識點引導學生查閱相關文獻，開展科學研究，培養(yǎng)學生的科研意識，提高其認知水平。學生以書面形式定期反映自己在查閱文獻和學習研究中的收獲。教師根據學生書面總結的完成情況給予評價。此外，教師也鼓勵學生主動參與校內外的科研活動，并定期寫出自己的體會交指導教師評定[2-3]。學生參與的科研內容即使與其所學專業(yè)的學科領域有一定距離，也將得到支持，因為參與科研活動對學生能起到開闊視野、激發(fā)科研熱情、訓練科研思維的作用[4]。同時還將進一步密切科學研究與專業(yè)學習之間的關系，為學生進入更高層次的學習和工作打下堅實的基礎[3]。

流體力學是一門系統性和理論性都較強的課程，它既體現了經典力學的基本思想，也反映了數學、物理、機械等多學科在現代工程中的交叉應用。在學分制教學管理體制和大專業(yè)背景下的人才培養(yǎng)模式，根據學生的基礎和專業(yè)培養(yǎng)目標來尋求合適的教學方法，構建有創(chuàng)新特色的流體力學課程教學改革體系，是一個艱難而漫長的過程，還需要在今后的教學工作中作出更多的努力。

參考文獻：

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Investigation and practice on multiangle teaching method of fluid mechanics

WANG Yea， LI Yaningb

（a. School of Environmental and Municipal Engineering； b. School of Automation and Electrical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Gansu 730070， P. R. China）

Abstract：

篇7

關鍵詞：高壓水切割設備；設計；應用

中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

一、水射流理論基礎

掌握一定的水射流理論知識，尤其高壓水射流方面的理論知識對于將水射流技術應用到板材漸進成形工藝中是非常必要的。由于金屬板材成形件的材料種類眾多，各種材料成形時的成形力都不同，這就要求成形射流要有比較大的壓力變化范圍，成形設備中使用的噴嘴性能也各有不同。不過，對各種射流的現行試驗研究已能對射流的形成及射流在空氣中的傳播過程（即非淹沒自由射流）有一較全面地了解。

二、射流結構

水射流是指水從管口、孔口狹縫中射出，并同周圍的環(huán)境介質摻混的一股流體流動。流體的運動狀態(tài)主要分為兩種形式：層流和湍流。層流是指流速較低，分層流動且互不混合的流體流動；湍流是指流速較高，已無明顯分界層的流體流動，此時流場中會產生許多小漩渦。金屬板材水射流漸進成形中使用的水射流屬于湍流流動，其射流結構和運動機理比較復雜。1979年日本學者Yanaida和Ohashi首先使用幾何圖形來描述水射流結構，后經眾多學者的試驗與豐富，此特征圖逐漸完善為學術界公認的射流結構圖，如圖1所示。

圖一

圖1中將射流分為初始段、基本段和消散段。射流初始段就是噴嘴出口到錐形末端結束的位置，也稱為等速射流核心區(qū)。在這一階段內，當水射流從噴嘴噴出后，射流與空氣之間形成了一個很大的速度差，此時在射流周圍的表面與空氣不斷發(fā)生巨大的動量交換，破壞了射流的連續(xù)性，然后射流向軸心延伸，至此就形成了一個射流初始段。在等速射流核心區(qū)里面，沿軸向的動壓力基本保持不變，即此區(qū)域內軸向動壓力與噴嘴出口的壓力是相等的，其密度和流速也基本保持不變，其特點就是質密性好，不與空氣產生霧化階段，達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。射流初始段結束后，接下來的就是基本段。此段內的特點就是空氣與水已經混合，隨著出口距離的增加軸向動壓力和射流速度逐漸減少，射流內部的連續(xù)狀態(tài)遭到破壞會出現空穴現象，而軸向動壓力和射流速度在徑向方向是呈現的是高斯變化，隨著徑向方向的擴大，最終減為零。

射流基本段后即為射流消散段，此時空氣與水已完全混合達到霧化狀態(tài)，其特點是軸向動壓和射流速度大幅度降低，在工業(yè)上沒有很大的應用價值。基本段和消散兩個階段的壓力損失比較大，不適合板料成形，因此水射流漸進成形工藝中通常通過控制射流出口距離板材表面的距離（靶距），用初始段內的射流對板材進行沖擊成形，以充分利用射流初始段內軸向動壓力基本不變這一特點。

三、裝備設計分析

高壓水切割設備原理圖見圖2所示。

圖2高壓水切割設備原理圖

1、流程描述

海水被離心泵抽上來，加壓后分為兩路：一路直接到噴嘴提供動能，另一路去水/砂混合器，將水、砂混合后，進入高壓水容器，帶走水砂混合物后與榜首路集合，流向噴嘴。

2、高壓泵選型

高壓離心泵的動力參數流量、揚程依照上文給出的辦法已推得，高壓水泵應選用高揚程的柱塞泵，如BCY14-1B系列，由柴油機驅動。因工況條件約束，泵放在施工船上，施工船甲板與海平面有相應距離，為此需選用自吸式離心泵。泵的汽蝕余量因為工況不一樣差別較大，因而選用較大的汽蝕余量；水砂混合器前的泵是壓力提高泵，其主要作用是使砂子更簡單被泵入高壓水容器，因其介質中可能富含固體顆粒，因而選用氣動隔膜泵。

3、工藝管徑選取

根據切開需求（噴發(fā)力、切開頭跋涉速度）、泵的參數，使用流體力學伯努利公式等校核管徑所發(fā)生的壓降是不是滿意施工需求，如滿足需求，即可選取此標準的管徑。管路制作標準及原料的選取，應當選用耐磨、耐腐蝕的液壓軟管，如manuli的goldenblast系。

4、高壓水容器

作為一個蓄壓和貯存裝置，高壓水容器的操作壓力應按泵輸出壓力的2倍擺布思考。由于操作壓力太大，容器的選型規(guī)劃制作應遵從JB4732-1995《鋼制壓力容器―剖析規(guī)劃標準》履行。技術安全剖析思考：該設備是高壓設備，應思考其高壓也許形成的損害，因而有必要裝置壓力開釋閥，為避免高壓水容器液位過高形成溢流，需約束進入高壓水容器的水流量，加裝節(jié)流閥并對高壓水容器加裝溢流管路列。

四、高壓水射流理論及其在石油工程中應用研究進展

1、自振空化射流理論應用研究進展

在石油工程的應用研究發(fā)展中，噴嘴式鉆頭和鉆頭水力學的結合，對鉆井射流和射流清除巖屑等進行研究，對井底水利參數進行優(yōu)化，使噴嘴鉆井技術得到不斷提高，大大提高鉆井速度。因此，根據瞬態(tài)流和水聲學理論，發(fā)展出了自振空化射流理論，使水射流技術的研究和應用領域得到不斷擴展，從而研發(fā)了自振空化射流噴嘴鉆頭。

在井下作業(yè)中，自振空化射流噴嘴鉆頭可以起到很好的輔助破巖作業(yè)，使鉆頭在井底的流場得到改善，促進射流清洗巖屑能力的不斷提高，從而提高機械鉆速，給企業(yè)經濟效益不斷增長提供了可靠保障。與此同時，自振空化射流還沒運用于油水井的解堵操作中，形成了水射流處理地層理論，并在油田注水生產中得到應用，研制出了自激波動注水的新技術，促進石油開采技術水平不斷提升。

2、旋轉射流鉆井技術研究應用

根據流體力學基本理論、斷裂力學和巖石力學等相關原理，分析旋轉射流的機構特征、破巖機理等，研制出了旋轉射流鉆井技術，在徑向水平井的石油開采中得到廣泛應用。旋轉射流鉆井技術在石油工程中的應用，使破巖效率提高了八到十倍，可以對稠油油藏和薄層油藏等進行有效開發(fā)，大大提高井的產油量，促進徑向水平井鉆井技術不斷提高。例如：我國1997年鉆出的第一口徑向水平井，產油量與平時相比，提高了八倍左右，使原油采收率得到大大提高。

3、機械水力聯合破巖理論研究應用

在高壓水射流技術的應用中，將機械破碎巖石的情況，結合斷裂力學和巖石力學等，對水力輔助機械破巖過程中形成的裂紋情況進行研究，最終形成機械水力聯合破巖理論。與此同時，對射流沖擊角、齒型和噴射距離等進行研究，根據相關理論，最終研制出了新型輔助破巖鉆頭，促進石油開采技術水平不斷提升。在石油工程中，機械水力聯合破巖理論的應用，使鉆頭的磨損情況得到緩解，促進鉆速不斷提高，促進企業(yè)經濟效益不斷增長。

4、深穿透無污染研究應用

在石油工程中，運用高壓水射流技術來提高滲穿透情況下的產量，可以有效減少環(huán)境污染，促進石油開采效率不斷提高。高壓水射流技術在高滲穿透情況下提高石油產量的原理是：高速高壓水射流的沖擊對壓實帶沒有污染，可以減輕近井筒周圍的應力集中，從而提高近井筒周圍的滲透率，使未污染地層流向井筒的液量不斷增多，最終達到提高石油產量的目的。一般情況下，高壓水射流穿透射孔的鉆井技術會運用于油層的改造，采用定向深穿透射孔的方式，使射孔與最大水平主應力的方向保持一致，從而使噴射孔道變得更深，起到很好的輔助作用。高壓水射流深穿透無污染技術在石油工程中的應用，可以有效控制直井和水平井壓裂裂縫的轉向，起到重要導向作用；可以使井眼產生單條最大裂縫，從而降低井眼處的破裂壓力和裂縫延伸壓力，最終達到提高油田產量的目的。

5、磨料射流理論研究應用

在石油工程中，磨料射流是新型、高效的切割技術，從而形成了水力噴砂射孔技術，大大提高了油氣的開采量。磨料射流射孔的原理是：將磨料射流射孔裝置安裝在井下制定位置，然后在水中混入適量磨料，通過高壓泵將含磨料的流體泵送到井下噴嘴。當噴嘴進行噴射時，利用高速流體的高頻沖蝕和磨削作用，可以有效進行巖石的切割，從而射開目的層，減少壓實帶周圍的污染，使油流通道變得更加干凈，達到射孔和解堵的雙重目的，最終有效提高油田的油氣產量。例如：在我國四川油田中，針對低滲透油層和因堵塞對油層造成傷害的低產井，進行挖掘潛力的改造時，運用水力噴砂射孔技術可以有效進行噴射，同時解除近井周圍的污染，使油氣產量得到不斷提高。

結束語

水刀這種切割工具，作為油田地上產能建設中的新成員，它的呈現從某種程度上處理了油田中危險環(huán)境工作的難題，有效地確保了施工工作人員的人身安全，并提高了施工效率，減少了環(huán)境污染。便攜式水刀因為其靈敏多變的操作方法，能夠習慣油田地上產能建設的復雜性，能夠在更多的范疇發(fā)揮作用。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：流場；機艙；耦合模型；對流換熱系數；流量系數

中圖分類號：U461 文獻標識碼：A

Experimental and Numerical Study of the Cooling Performance of

Automobile Engine Cabin

REN Chengqin, CAI Dehong, LIU Jingping, FAN Mingming

(State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China)

Abstract:To cope with the problem of overheating of rearmounted engine cabin, based on a type of hybrid vehicle, a coupled model for the cooling system of rearmounted engine cabin was established by using the coupling 3D/1D model. Through the process of coupled calculation, the convection heat transfer coefficient of engine surfaces and the flow coefficient of engine cabin in different ambient temperatures and driving speeds were studied. In addition, the general laws of the heat transfer coefficient and the flow coefficient were summarized and empirical equations were provided. All theresults proved basic parameters for the establishment of onedimensional model and theoretical basis for the design of the engine cabin. By analyzing the heat flow field, it was found that convection heat transfer coefficient and flow field changed noticeably with different layouts of engine cabin. The increase of the area of ventilated grille in the rear of engine cabin or adjusting the layout of radiator reasonably can improve the uniformity of the heat flow field and enhance the capacity of convective heat transfer of engine surfaces.

Key words:flow fields;engine cabin；coupled model；convection heat transfer coefficient；flow coefficient

汽車發(fā)動機艙熱流場的優(yōu)劣，直接影響到整車的運行效果和使用性能.在新車設計階段，了解影響機艙散熱的主要因素，掌握不同運行工況下機艙散熱特性，是一項非常重要的工作.通過實驗方法對機艙散熱性能進行分析［1］，需要耗費大量成本，且試驗條件苛刻，測試結果受客觀條件影響較大.文獻［2-3］采用了實驗與數值模擬相結合的方法，對整車流場及發(fā)動機冷卻系統進行了分析研究.文獻［4］采用CFD數值技術模擬機艙熱流場，準確分析了特定工況下機艙內部散熱情況，但無法得到散熱性能隨工況的變化規(guī)律.作者運用STARCCM+和GTCOOL商業(yè)軟件，通過實驗分析，建立機艙散熱系統的耦合模型，將發(fā)動機冷卻系統與機艙熱流場聯合求解，從而得出不同工況下機艙散熱性能.

機艙散熱主要依靠熱對流與熱輻射的作用.對于一般的機艙結構，部件散失的大部分熱量依靠空氣對流作用帶走，因此本文主要考慮熱對流對機艙散熱性能的影響，分析對流換熱系數在不同運行工況下的特性規(guī)律.機艙內空氣流量，對機艙散熱效果有顯著影響，合理的機艙結構，能有效減少空氣漩渦，降低通風阻力，增強散熱性能.本文通過模擬分析，得出了機艙內空氣流量隨工況變化的一般規(guī)律.

1 耦合方案

1.1 CFD模型

模型的建立需要基于以下2點假設：

1)忽略機艙散熱過程中輻射換熱；

2)空氣為常物性流體，定性溫度為周圍環(huán)境溫度.

湖南大學學報(自然科學版)2012年

第4期任承欽等：汽車發(fā)動機艙散熱性能實驗及數值研究

利用UG軟件建立了后置式發(fā)動機艙的幾何模型，并對機艙內部結構進行了一定簡化，忽略了細小部件對流場的影響.運用STARCCM+軟件，對幾何模型進行了網格劃分，并對機艙流場區(qū)域進行了局部加密，如圖1所示.

圖1 發(fā)動機艙網格局部加密

Fig.1 The local refined mesh of engine cabin

由于機艙結構的復雜性，空氣流動過程中存在大量邊界層分離、渦流等現象，流動處于紊流狀態(tài).本文采用可實現ke兩方程模型［5］模擬機艙空氣流場.以來流空氣溫度為定性溫度定義空氣的物性參數.散熱器和中冷器采用多孔介質模型，設定熱流密度邊界條件.冷卻風扇作為動量源項，采用InterfaceFan模型，定義定轉速下風扇流量與壓頭之間的擬合關系式.

汽車運動方向為流場入口方向，模型中流場入口設定為VelocityInlet速度入口邊界，表壓為0 Pa.流場出口設定為PressureOutlet壓力出口邊界，表壓為0 Pa.汽車流場上界面以及兩側面設定為滑移絕熱邊界，地面設定為無滑移絕熱壁面.在模型的建立、對標階段，根據實驗測得的數據，將機艙內各散熱部件設為溫度邊界條件.在模型校驗和數據采集階段，通過與一維模型進行耦合計算，將散熱部件設為熱流密度邊界條件.

1.2 GTCOOL模型

GTCOOL一維模型用以模擬發(fā)動機冷卻系統運行情況.模型通過將發(fā)動機冷卻系統作為以管道、孔口等部件連接起來的一系列可控熱力系統的組合［6］，基于守恒及能量傳輸原理，計算各個部件的散熱情況.圖2為一維模型的簡化結構圖，冷卻系統部件主要包括冷卻水套、散熱器、中冷器、風扇以及管道等部件.冷卻水套將發(fā)動機散失的余熱帶走，以使發(fā)動機運行在正常工作溫度范圍內.冷卻水套帶走的熱量通過散熱器散失到機艙空氣環(huán)境中.

圖2 機艙冷卻系統一維簡化模型

Fig.2 The onedimensional simplified model

of engine cooling system

發(fā)動機冷卻系統中，除了散熱器向機艙空氣環(huán)境散熱外，管道及各個部件表面也以對流換熱的形式向機艙散失熱量.這部分對流散熱可以通過式(1)

Qheat=hmATw－Tm(1)

計算出來.式(1)中:Tw為部件表面溫度；hm,Tm分別為需要事先確定的平均對流換熱系數和空氣主流溫度，可以通過CFD三維模型計算得出.

散熱器冷卻液側的換熱準則關聯式采用經典的DittusBoelter公式［7］：

Nu=0.023Re 0.8lPr 0.3l. (2)

散熱器空氣側的換熱準則關聯式采用我國原六機械整理的實驗關聯式［8］：

Nu=0.118Re 0.631 7g. (3)

其中:Rel,Reg為以相應流道當量直徑為特征尺寸的雷諾準則；Prl為冷卻液的普朗特準則數.

模型中的風扇為軸流風扇，額定流量為4.8 m3/s，額定轉速為2 300r/s，壓頭400Pa.模型其他部件參數根據車型確定，一些部件參數需在模型對標過程中進行修正.

1.3 耦合計算

STARCCM+三維模型所計算的機艙對流換熱系數及空氣主流溫度，是GTCOOL一維模型中各部件的換熱邊界條件.一維模型計算的散熱器散熱量、風扇流量等信息是三維模型重要的特性參數.因此，要準確計算出機艙的實際散熱情況，就需要將一維和三維模型耦合起來，通過一定的迭代計算，得出熱流場和機艙散熱性能.

圖3為耦合計算的流程圖，從圖中可以看出，一維模型和三維模型之間需要經過多次數據交換才能得到最終計算結果.

圖3 耦合計算流程圖

Fig.3 The flow chart of coupling calculation

1.4 實驗對比

為了進一步論證耦合計算模型的合理性，利用實驗測得的數據，對耦合模型進行對比分析.汽車實際運行工況為：汽車上坡運動；道路坡度為1%左右,汽車行駛速度維持在15~17 km/h,無風，空氣溫度為33 ℃，即306.15 K.在耦合模型中，汽車運行在穩(wěn)定工況中，因此設定：道路坡度為1%,汽車速度16 km/h,環(huán)境溫度306.15 K.

表1列出了機艙不同部件表面平均溫度的實測與模擬結果.其中實測值是某個部件表面多個溫度測點的算術平均值，模擬值為部件表面面積平均值.如表1所示，由于實驗條件有限以及耦合模型本身一些參數信息的不確定性，模擬值和實測值之間存在一定的誤差，但總體而言模擬結果從一定程度上反映了機艙實際的運行情況.

表1 耦合模型校驗分析表

Tab.1 The checking and analytical tabulation

of coupling model

表面名稱

實測值 /K

模擬值 /K

誤差 /K

相對誤差 /%

缸蓋

357.75

369.22

11.47

3.20

缸體左側

353.65

361.63

7.98

2.26

缸體右側

355.95

349.48

-6.47

-1.82

缸體前部

347.85

342.49

-5.36

-1.54

曲輪帶輪

335.45

343.38

7.93

2.36

油殼前

342.45

345.36

2.91

0.85

渦輪機

516.15

509.89

-6.26

-1.21

出水管

355.75

358.62

2.87

0.81

水箱

312.95

312.66

-0.29

-0.09

2 數據分析

2.1 機艙對流換熱系數

運用耦合模型，計算不同環(huán)境溫度、車速和道路坡度下機艙散熱性能，分析不同因素對平均對流換熱系數的影響.

道路坡度主要影響汽車發(fā)動機負荷，不會直接影響到機艙流場，因此可以忽略道路坡度對平均對流換熱系數的影響.圖4為不同環(huán)境溫度和車速下平均對流換熱系數的變化規(guī)律.圖4(a)為一定車速條件下，平均對流換熱系數隨環(huán)境溫度的變化規(guī)律.當環(huán)境溫度改變時，換熱系數變化很小，環(huán)境溫度每改變10 K，平均對流換熱系數變化不超過2 W/(m2?K).這說明，對于機艙這種大空間的對流換熱，環(huán)境溫度的改變，對平均對流換熱的影響是可以忽略的.

圖4(b)為平均對流換熱系數隨車速的變化規(guī)律.從圖中可以看出，機艙平均對流換熱系數隨著車速的增加而單調遞增.平均對流換熱系數在汽車低速工況變化較為劇烈，隨著車速的提高，平均對流換熱系數增加率趨于平緩.為了便于簡單的工程計算，圖4（b）給出了平均對流換熱系數與車速之間的冪函數擬合曲線，擬合公式為：

hm=6.98v0.51. (4)

式中:v為車速，m/s；hm為平均對流換熱系數，W/(m2?K).(a)主流溫度與換熱系數關系(b)車速與換熱系數關系

圖4 不同車速和環(huán)境溫度下的平均對流換熱系數

Fig.4 Averaged convection heat transfer coefficients in

different ambient temperature and driving speeds

2.2 流量特性

為進一步研究機艙通風散熱性能，本文對機艙流量特性進行研究，分析機艙流動阻力與空氣流量之間的特性關系.由流體力學理論［9］可知，對于一定空間結構的腔體，其空氣流量可由式(5)確定：

Q=ηA2ΔPρ=μAu. (5)

式中:Q為空氣流量，m3/s；η為速度系數；μ為空氣流量系數，對于一定結構的機艙，μ為常數；A為入口特征面積，對于本模型的機艙，這里取A=2.0 m2；ΔP為機艙進出口空氣總壓差，Pa；u為入口平均流速，m/s.

圖5(a)顯示了機艙入口空氣流量Q隨流速u的變化規(guī)律，流量隨流速的增大而增大，且流量與流速成良好的線性關系.對于實際的汽車機艙，測量機艙入口平均流速比較繁瑣.因此，需要對汽車速度v與機艙流量Q之間的特性做出分析研究.圖5(b)顯示了機艙入口空氣流量隨車速的變化規(guī)律，流量與車速同樣滿足良好的線性關系.這說明機艙入口空氣流速與車速成一定的比例關系.為了便于工程計算，本文以車速v為變量，研究車速與機艙流量的變化規(guī)律.通過數據擬合，得出機艙空氣流量與車速之間的經驗計算公式：

Q=0.380Av=0.760v. (6)

式中:流量系數μ為0.380；v為車速，m/s.

(a)流量與流速關系(b)流量與車速關系

圖5 機艙流量特性圖

Fig.5 Characteristic diagram of engine cabin flux

3 機艙優(yōu)化

上述章節(jié)對機艙散熱特性進行了詳細的分析，為提高機艙散熱性能提供了設計指導.通過對機艙熱流場分析，調整機艙布置形式，加大機艙尾部通風格柵的流通面積，計算汽車高速工況下機艙散熱性能，并對機艙調整前后散熱性能進行對比分析.圖6給出了機艙結構調整前后速度場的變化情況.表2列出了機艙結構變化前后機艙平均以及部件局部對流換熱系數的變化情況.

從圖6可以看出:機艙結構改變后，機艙迎風側流場均勻性得到一定程度的加強，空氣滯留現象有了一定程度的改善.但由于迎風側空氣流通性能的增強，而艙尾空氣排放仍受機艙結構限制，空氣流過散熱部件到達艙尾后，來不及及時排出機艙，使得艙尾右側出現了較大的空氣回流.因此，還需要通過一些誘導措施促使機艙空氣及時排出，才能有效地提高機艙的通風散熱性能.

(a)調整前(b)調整后

圖6 調整前后機艙速度云圖

Fig.6 Velocity contour of unadjusted and adjusted

layouts of engine cabin

由表2可知，機艙結構調整后，機艙各部件表面換熱系數及平均表面對流換熱系數有明顯增加.這主要是因為在機艙迎風側，空氣流通性能得到了提高，機艙部件迎風表面對流換熱作用有了明顯增強.

表2 對流換熱系數對比表

Tab.2 Comparison tabulation of convection

heat transfer coefficient

名稱

調整后h/

(W?m-2?K-1）

調整前h/

(W?m-2?K-1）

改變量/

(W?m-2?K-1）

發(fā)動機缸蓋

26.08

20.42

5.66

渦輪機

22.44

19.94

2.49

壓氣機

32.17

27.82

4.35

機艙平均

24.28

22.80

1.48

4 結 語

建立了機艙散熱耦合模型，實驗對比分析表明:

1)模型計算結果與實測結果之間相對誤差在5%以內.

2)機艙散熱表面對流換熱系數的大小受環(huán)境溫度影響很小，一定結構及布置形式的機艙，對流換熱系數大小主要由車速決定.

3)一定結構及布置形式的機艙，空氣流量主要受車速影響.機艙空氣流量與車速滿足良好的線性關系.

4)改變機艙結構后，機艙對流換熱系數和熱流場有明顯變化.由此說明，不同的機艙布置形式，對機艙對流換熱系數和流場有明顯影響.

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篇9

關鍵詞：中學;科研;教育;理念;模式

中圖分類號：G632.0 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2015）18-0090-03

新探

問題，是開啟智慧的金鑰匙;科研，則是啟迪思維的試金石。不僅對于教師如此，對一個學校亦如此。傳統觀念里，人們習慣用“教書匠”定義教師的角色。但第三次知識大爆炸帶來的沖擊和挑戰(zhàn)，告訴我們，“不思則罔”的窘境已迫在眉睫。但在這股“科研熱潮”中，許多人隔靴搔癢，難窺門徑;有些人在漩渦中迷失方向，不見“中學科研”的真容。

提到“中學科研”，多數人常覺縹緲遙遠，認為那是教育專家和學者們的事兒，是教育科研部門的事兒，與普通一線教師沒什么關系，我們只要教好書就行。對于教師職能“傳道、授業(yè)、解惑”的品讀，強化了教師的外化功能，而教師自我的內化提升卻常常被忽略。科研，正是教師自覺提升的途徑之一。正因為沒有科研的自覺和意識，沒有科研的態(tài)度和方法，教師才淪落為呆板的“教書匠”，無法適應新時代的呼喚，做與時俱進的科研型教師。

哈爾濱市第三中學的教師們，正是自覺思考的這群人。在張祥洲校長高屋建瓴的指引下，在?？蒲惺业拇猴L化雨里，一名名稚嫩的青年教師成為骨干教師，一名名努力踐行自我價值的教師成長為哈爾濱市級科研骨干教師。歷經二十載風雨，磨礪過二十載嚴霜，哈三中摸索出一條深化中學科研、呵護教師成長的經驗之路。

一、摸石頭過河――深化中學科研的嘗試

教育靠實效，實效有方法。方法正是中學科研的目標。但一切都需要依托教師的智慧和汗水才能實現。為了幫助教師成長，哈三中將他們如雛鷹般地一次次推出巢穴，鍛煉他們的翅膀，終于學會了飛翔。

首先，激發(fā)內驅力。雖然名師不是每一名教師的想法，但“不誤人子弟”卻是每一名教師的職業(yè)操守和道德準則。這正是中學科研深化的教師內驅力的觸發(fā)點。通過榜樣的帶動、物質的獎勵、評價的推動，讓教師在榜樣的身上吸收能量，在獎勵的刺激下找到目標，在評價體系中向科研骨干教師靠攏。所以，我校在385名教師中評選了5屆校級骨干教師。其中有12名教師已經成長為哈爾濱市級科研骨干教師，并且能夠獨立承擔課題立項、課題研究等科研工作。

科研室在呂春霞主任的提議下，連續(xù)兩年對一線教師進行論文成果評比獎勵，既表彰了科研工作突出的個人，也激勵了更多的人向他們學習，并堅持教學反思和總結，撰寫論文，參加評比或投稿。這種做法如今已經取得了巨大的成效。在省市論文評比中，甚至國家級論文評比中，我校教師喜報頻傳。

其次，“手拉手”助推力。一線教師的常規(guī)教育教學工作是繁重的，如何從繁重的教育教學工作中解脫出來，也是每一名教師無法回避的課題。有的教師善于思考和尋找方法，常常尋得妙法，事半功倍;有的教師，任勞任怨，埋頭苦干，卻未必有效果。這正是科研的魅力。但是，一線教師不是專家學者，不是科研人員，對于科研的理論和方法知之甚少。因此，在中學科研的道路上，他們是泥淖中的掙扎者，是苦苦尋覓的思索者，需要有人拉一把。所以，科研室成了我們的家。無論是思想上的痛苦，還是工作中的困惑，還是師生關系處理上的窘境等，都可以在科研室得到解決。尤其是在中學科研工作中，如何選題，如何立項，如何分析，如何研究，甚至如何撰寫申請和報告，從哪個角度進行研究等問題，都在科研室“手拉手”活動中得到解決。我們定期舉辦中學科研講座，聘請省市科研專家答疑解惑，進行課題方法指導，論文寫作模式講解等，幫助一線教師學習和了解科研的理論和方法，從而指導他們的實踐工作。

第三，課題組引領。教師在激勵中成長了，課題和論文的數量與質量提高了。但教師個人的力量畢竟是微薄的。團隊凝聚力量，形成合力，會取得更大的成果。本著這個理念，我校鼓勵一線教師在自由開放的條件下組成科研小組，進行團隊合作研究。為解決教師對課題研究的恐懼心理，我校特開展了校級特色的“小課題”立項研究。教師可以從日常教育教學實踐中的“問題”出發(fā)，進行立項研究。

同時，我校建立了課題立項分級制。既有校長牽頭的國家級課題，也有部門牽頭的省市級重點課題，還有教師個人牽頭的校級小課題，全面覆蓋了中學科研的各個層面和研究導向。其中校級小課題尤其生動，其以靈活、機動，便于調整和開展為特色，最受教師們歡迎。

最后，平臺影響力。哈三中是黑龍江省乃至全國聞名的學校，它的平臺和影響力也是我?？蒲械碾p刃劍。一方面，對教師提出了更高的標準和要求，另一方面，也為教師提供了更多的交流機會和展示的平臺。處理好二者的關系，必然會收到良好的研究效果。例如，物理教師殷雨露發(fā)明的物理學桌面游戲牌，就是融合了《三國殺》的桌牌游戲的框架和物理學中的原理，寓教于樂，極受學生喜愛，并獲得了國家級科研成果專利。通用技術羅富華和體育教師宋智宸也都有小課題的“大成果”獲得國家專利，這在黑龍江同等院校中是難能可貴的。這正是哈三中的平臺影響力和教師的自我規(guī)劃與發(fā)展形成的合力，所取得的杰出成果。

此外，為了讓“教有所思，思有所著”的教師，分享成果，共享經驗，碰撞思想，展示自我，科研室從一線教師中抽調素質和能力過硬的骨干教師擔任《學會會刊》（2014年10月更名為《三人行》）的編輯和美工。本著自主設計、自主撰稿、同事約稿的想法，充分鍛煉和調動教師的各方素質和能力，同時兼顧科研刊物的學術性、嚴謹性和教師展示的生動性、活潑性，大大提高了《學會會刊》的閱讀范圍和關注度，甚至在省市業(yè)界交流中屢受好評。這個平臺，已經形成良好的運營模式，其經驗是值得大力推廣的。

二、路在腳下――哈三中深化中學科研的新成果

從2012年11月開始，黑龍江省“十二五”重點課題“中學科研內容深化、形式創(chuàng)新的有效性研究”啟動后，我校全體教師以極高的熱情參與到了本課題的研究中，并在不斷學習――實踐――反思――實踐的過程中，重新認識科研、解讀科研、實踐科研，收獲了豐碩的成果。課題主持人張祥洲校長帶領有志于學?？蒲惺聵I(yè)的教師們，一步一個腳印地踏實研究實踐，不僅提高了教師們對科研工作的認識，拉動了全校教師的科研意識和自覺性，更形成了一個“人人愛科研，時時搞科研”的良好風氣。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》明確提出“到2020年，基本實現教育現代化，基本形成學習型社會，進入人力資源強國行列”的戰(zhàn)略目標。這就為“十二五”教育科研工作指明了方向：用科研指導教育教學實踐，用科研引領教師的職業(yè)規(guī)劃和專業(yè)發(fā)展，用科研提升學校的教育教學管理水平，用科研培養(yǎng)學生新時代的信念作風。但是，目前中學科研也面臨著一些尷尬。在許多學校還是可有可無的，是花瓶，是擺設，在需要的時候裝點門面，平時則擱置一邊。還有些學校因為對中學科研的定位、方法、理念等存在錯誤的認識，或者缺少專家學者的理論支持和方法指導，導致做了許多無用的科研，甚至不能稱之為科研的科研，浪費了財力、物力和人力等教育資源，卻沒有實現科研指導工作的有效性。因此，我校領導和教師積極投入“中學科研內容深化、形式創(chuàng)新的有效性研究”，正是為了尋找規(guī)律和方法，與其他兄弟學校交流共享，共同推進中學科研的深化發(fā)展。

當前，在美國同樣存在著這些問題。因此，斯坦福大學教育學教授阿特舍曾撰文指出，美國教育未能跟上教育改革的步伐，教育研究脫離學校實際便是原因之一。教育要依靠教師的教育行為才能實現，而教師缺乏科研精神和研究的習慣，怎么能發(fā)現問題、解決問題，做到因材施教，滿足社會和時代需要呢？所以，我們更應該認真研究中學科研的有效性方法，培養(yǎng)教師的科研自覺性和意識，真正實現以人文本的“人”的教育。

學生既是活生生的個體，同時也是社會的，更是時代的一部分。時代的飛速發(fā)展和知識大爆炸，使學生們接觸了越來越多的信息，傳統的方法和理念已經處于無可奈何的境地。因此，不管從哪個角度來說，中學科研都是教師、學生期待的，是社會和時代的呼喚。

為了解決教育教學中的問題、困難，發(fā)揮主觀能動性探尋教育教學背后的本質與規(guī)律，力爭以最小的投入、最巧妙的教育方法獲得最大的教育成果和收益，我們開展了深入、廣泛且細致的學?？蒲斜匾?、重要性的宣傳;加強對教師科研責任的認識;對科研理論、科研方法有選擇的進行各種形式的培訓;提升廣大教師科研專業(yè)化水平，促進教師自覺主動地參與科研，探究教育規(guī)律，養(yǎng)成觀察的習慣，發(fā)現教育教學中的問題并能解決問題的本領。同時，關心教師的心理期待和需要，盡可能不增加教師們教學之外的過多負擔，使他們樂于科研、開心科研、爭相科研，讓科研的成就感和快樂成為加強教師職業(yè)幸福感的重要途徑之一。

1. 領導有意識

三中的科研精神是有傳統的，如今領導的科研意識更加強烈，并成為中學科研工作的先導和保障。每所學校的校長作為學校師資隊伍的建設和教育教學的引領者，必須是科研型、教育家型的校長。因此，才能把握全局，高屋建瓴地指導學校的管理和教師隊伍的建設，更好地為學生服務。

2. 專家有指導

專家學者多年嘔心瀝血的教育研究需要實踐驗證的土壤，學校教師們繁重的教育教學工作也渴望有專家學者理論的指導和方法的借鑒。因此，三中主動參與省市教育研究院等科研院所，聘請專家，舉辦講座，搞培訓、研討會等，目的就是為了請專家進校園，為一線教師面對面、手把手地指導學校科研的理念、技術和方法等。同時，教師們也可以把實踐中的問題和困惑，以及教育理念和方法在日常教育教學實踐中的效果進行反饋，取長補短，相得益彰。

3. 科研有陣地

三中的科研陣地主要有二，一是哈爾濱市教育學會下屬的校《學會會刊》，二是科研骨干典型教師帶動廣大教師的個人博客。目的是給廣大教師創(chuàng)作交流的平臺，以點帶面，拉動其他教師的參與意識和積極性。具體方法有：面向全校教職員工征稿，設置教師個人風采圖片展示角，開創(chuàng)教師心理疏導和保健板塊，還有教師個人感悟和心里路程的回顧專欄，還通過物質獎勵參加各級各類科研論文評比獲獎的教師，刺激和帶動其他教師的科研意識。目前已經很有成效，教師們自覺撰寫教學小論文，自覺學習教育專著，自覺申請小課題，展開研究并收到了成效。

4. 人才有梯隊

中學科研工作如果不想成為曇花一現，或者裝點門面的面子工程，必須有一個科學合理的人才梯隊，建立一個校長――專家――科研室――教師的階梯隊伍。從學科帶頭人到省市科研骨干教師，我校已經基本形成了?？蒲泄歉?、市科研骨干、省科研骨干、省市兼職教研員為梯隊的科研團隊，而且特別注重年輕教師的成長和培養(yǎng)，定期舉辦青年教師培訓，評選我校科研骨干教師，鼓勵在中學科研方面有想法、有創(chuàng)新、有成績的教師，同時帶動其他教師樂于參與其中。

5. 人人有課題

為使我校的科研工作落在實處，我校領導和科研室的領導申報舉辦了三中科研立項申請，發(fā)揮教師們的自覺性和專業(yè)特長性，紛紛申報成了自己感興趣和專業(yè)研究領域接軌的小課題。同時，科研室聘請專家學者對教師們的校級小課題給予相應的指導和培訓，使教師們的研究有法可依，在內容的深化和形式的創(chuàng)新上大膽嘗試，勇于探索，已經形成了人人有課題、人人參與課題的良好風氣。在這個過程中，教師們的成長和進步是有目共睹的，成果也是豐厚的。全校教師多篇論文獲得國家及省市的論文一等獎，并有專著文章發(fā)表，甚至還有的教師的科研成果已經申請了國家專利。這樣，就改變了原來教師盲目科研、缺乏有效性的科研造成的資源浪費，使我校的科研工作有實效、有目標、有成績和有意義。還有部分優(yōu)秀教師從校級科研課題研究開始成長為能夠承擔市級、省級、國家級的課題研究的科研型教師，有了不做教書匠、爭當教育家的教育理念和信仰。

6. 立項有根據

我校的中學科研工作經過實踐探索，依據和定位越發(fā)明確，主要有四點：（1）課題立項要立足于為教育教學服務。說到底，中學科研是要為中學階段的教育教學實踐作指導的，是為了解決教育教學中的困難和問題的，這必須是中學科研的立足點和出發(fā)點。（2）為創(chuàng)辦特色學校提供助力。教育是一種社會公共服務，同樣存在激烈的生存與發(fā)展的競爭，因此，創(chuàng)辦特色學校成為許多學校追求的目標。而如何辦學，辦什么樣的學校特色，不僅僅是校長等領導們的選擇，更應該是建立在廣泛的科研基礎上的研究結果的選擇。只有用科研推動學校創(chuàng)辦特色的方向和進程，才能實現客觀、理性、合理的發(fā)展。（3）為學校決策提供智力保障。每一次關乎學校未來的決策都應該是廣泛調研、冷靜研究之后的理性選擇。而中學科研正可以通過對中學階段的教育教學的研究，對學校日常管理的研究，對學校未來發(fā)展的研究等，為學校的決策提供智力保障。（4）協助學校解決重大問題。哈三中是一所有著90年歷史的名校，在90年的風雨歷程中，所遇到的順境和逆境、坎坷與挫折，充滿了艱險和考驗。許多問題的合理解決和英明決斷，都要依賴于集思廣益的研究與思考。中學科研恰恰在這一點上，為學校解決重大難題提供了客觀的支持與指導。

7. 課題有管理

科研的熱情有了，科研的意識具備了，科研的項目立項了，科研的成果取得了。但我們不能忘記科研的管理同樣重要。在科研的過程中，要全程有監(jiān)管，過程和成果有備案，并給予物質或榮譽上的認可和鼓勵。

8. 突破有理念

因為中學教師有繁重的日常教育教學工作，許多教師多年來都是披星戴月，舍小家顧大家，兢兢業(yè)業(yè)。因此，我校秉承小課題、大收益、真研究、求實效的科研理念，力求做到科研工作學生歡迎、參與教師幸福、師生受益，消除職業(yè)倦怠感。這就深刻體現了我?？蒲械膬热莸纳罨⑿问絼?chuàng)新的有效性研究成果。

9. 科研有培訓

科研對教師們來講畢竟不像教學那樣得心應手，在思想意識和理論方法層面上存在先天的不足，但我校通過多年的實踐研究，已經形成了自主學習和專家引領、同事互助和專業(yè)培訓相結合的有效而靈活的學習培訓方式，深受廣大教師的歡迎。同時，為鍛煉和促進校級及省市科研骨干教師的職業(yè)發(fā)展，由這些骨干教師進行關于中學科研工作方面的經驗體會和研究方法，包括論文寫作模式規(guī)范和技巧的培訓學習，真正解決了在中學科研路上教師們的困難，很受歡迎。這樣，既鍛煉了科研骨干，又提高了廣大教師，一舉兩得。

10. 成果有交流

課題結題并不是意味著研究的終止，而應該是剛剛開始，因為任何理論成果都應該接受實踐的檢驗。這就需要學校大力搭建學校交流平臺，促進學校與學校之間的交流，取長補短，促進科研工作的進一步深化。同時，努力創(chuàng)造條件讓市級科研骨干能夠去全國科研先進單位學習、取經、進修，擴大科研骨干的研究視野。這樣，能避免閉門造車的尷尬，使中學科研的內容走向深化，形式走向創(chuàng)新，研究成果真正客觀有效。

四、存在問題

目前，我校的中學科研工作已經取得了很大的成績，學校受益，教師受益，學生也受益。教師參與科研，樂于科研，自覺科研的良好風氣已經形成。主動向上級申請科研立項，主動跑科研室尋求指導和幫助的教師越來越多，可以說情形喜人。但是，也面臨著一些問題和困難：

1. 工作繁重，精力有限

如果你問教師愛思考嗎？教師愛科研嗎？回答是肯定的。哪位教師在工作中不是勤思苦學才能勝任本職工作，哪位教師不是自覺不自覺地進行著個性的“科研”。但是，教師雖為光榮的靈魂工程師，但教師也是血肉之軀的普通人，也有普通人具有的一切煩惱、痛苦和缺點。繁重的教育教學任務和上有老下有小的瑣碎家庭負擔，已經讓教師們力不從心，再加上科研的研究工作，一些教師是有心科研卻無力，熱愛科研卻愛不起。在本課題的不斷深入研究中，我們更多地聽到了教師們的這種心聲。所以，如何合理化地安排教師的工作內容，如何合理利用和分配教師的時間，也會隨著本課題的繼續(xù)深入而進行調研。

2. 資金匱乏，力不從心

中學畢竟不是專業(yè)的科研院所，國家和政府的科研資金很難申請下來，從而導致教師們有些調查研究和實驗研究因缺乏經費的保障而無法實現。例如，本課題的研究如果想增強客觀真實性和有效性，必須要與其他學校進行交流和觀摩，甚至到大中院校和科研院所去請教學習，但因為缺乏足夠的經費而不能成行。所以，我們只能關起門來根據猜想和自己的實踐探索而摸索前行。這樣的研究成果，就很容易受到主觀性和片面性的干擾。

3. 走出去請進來，交流不夠

目前本課題的研究有這樣一個難題：為了避免主觀性和片面性，課題組成員和領導希望多看看省市甚至全國其他兄弟院校的中學科研建設情況和成果，取其精華去其糟粕，使我校的科研工作更上一層樓，甚至希望有機會到國外教育發(fā)達地區(qū)參觀學習，開闊視野和思維視角。但是因為兩個原因而不能實現：（1）參與課題研究的成員各有本職教育教學工作，時間有限;（2）課題缺乏足夠的經費保障而無法廣泛和深入地開展。

4. 成果轉化效果不佳

每一個課題的研究成果都是課題組成員和相關領導的智慧和汗水的結晶，也是廣大參與教師的辛苦勞動，但由于缺乏與各兄弟學校的交流，缺少省市教育部門的推廣，而不能使研究成果傳播到每一個學校，自然也就無法實現研究成果向指導實際工作的轉化。

雖然有困難和問題，但研究的過程仍使“不用揚鞭自奮蹄”的三中教師感到無比快樂，研究中取得的一點點成果仍令三中教師備受鼓舞。我們會克服困難，揚長避短，繼續(xù)深入，把中學科研的內容繼續(xù)深化，把中學科研的改革創(chuàng)新下去，使中學科研真正成為“有效的科研”“實用的科研”“教師學生喜愛的科研”，實現樂于科研、快樂科研的良性循環(huán)，從而使中學科研為教育教學服務。

參考文獻：

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[2]李煥萍，屈文妍.中學科研工作實效性探析[J].教學與管理，2007（03）.

[3]斯慶和.中學需要什么樣的科研[J].中國西部，2014（06）.

篇10

    我們的生活是不斷變化的，我們的世界也是不斷變化的，但這變化是亂行無定的、抑或還是有定規(guī)的呢？這就是決定論問題，一個重大哲學原理。它關系到我們應該如何看待自然界的變化與發(fā)展，對之是否可以預計和控制，而且也牽連著人類社會的前途和個人命運的展望與把握，聯系著人的自由、創(chuàng)造、道德與責任。從而，歷代思想家、哲學家們大都本著各自的立場對決定論問題提出了自己的觀點。然而時至今日，這個問題依然沒有獲得公認的解決，爭論更是廣泛和深入。本文先簡述決定論問題的古今爭論，接而分析現代科學揭示的各種“本質上的偶然性”現象的實質意義，然后論述決定論的確切含義、形成根據以及決定論是否真正存在的問題。

    一、決定論問題的古今爭論

    歷史表明，關于決定論的思想隨著人類對于事物變化發(fā)展的因果性與規(guī)律性的觀察在世界上很早就出現了。我國商、周時代的卜卦活動和關于卜卦的學說《易經》中就已經包含了決定論的思想——只當一切事物之生滅是有定數的方才可以通過占卜來預測(當時的哲人把“太極”作為萬物的元始與統制)；春秋戰(zhàn)國時代，“天行有常”或“天有常道”之認識的形成又使決定論思想進一步明確化(這基本上是一種規(guī)律決定論)。然而，中國古代的決定論也是不完善的，因為一方面相信有能推算“過去未來”可得知“五百年前五百年后”的通慧大師，但另一方面又認為有“法力無邊”的玉皇大帝和如來佛祖，這樣的神明是不遵守固定法則的至高無上的自由主宰，世界會隨它們的意愿而無規(guī)變化。

    西方人的決定論思想也產生得很早，西方哲學史上有西方人決定論思想形成發(fā)展的脈絡，這也是一個決定論與非決定論反復爭論的歷史過程。在古希臘時代，首先出現了兩種性質不同的決定論：一是赫拉克利特和德謨克利特所代表的自然決定論，他們相信規(guī)必然律和因果關系的普遍存在，主張世界“古往、現在與未來的一切都是有定數的”。二是畢達哥拉斯和柏拉圖所代表的觀念決定論，他們也相信世界是有秩序的，但說這種秩序是來自“數”或“理念”或神；柏拉圖又將這種觀念決定論發(fā)展為目的論，認為世界萬物都是由神的目的所決定的。后來的宗教神學繼承了這種決定論，認為一切都是由全知全能的上帝決定的(但對于上帝決定論又分為一次決定論和不斷決定論兩種理解)。

    亞里士多德以后，西方早期的決定論受到兩種思想的動搖。一是斯多葛派的自由意志論(他們在自然觀上主張必然性，但在社會倫理領域主張自由意志論)，二是伊壁鳩魯的“原子自動偏斜說”的提出把本質意義的偶然性帶入了自然界。從此，自由意志和偶然性就成了反對決定論的兩大理由和支持非決定論的兩大根據。決定論問題的論戰(zhàn)由此而在西方哲學史上拉開了帷幕。再后，古希臘—羅馬時代的懷疑主義學派反對因果性而宣揚不可知論，擯棄一切確定的論斷，成為極端非決定論的早期代表。

    歐洲中世紀是宗教神學的一統天下，上帝決定論統治了這個漫長的黑暗時代，人民大眾在嚴格的宿命論觀念中忍受著教會的壓迫剝削。

    文藝復興運動給近代西方帶來了思想解放和科學技術發(fā)展，上帝決定論也逐漸為新的哲學所拋棄；科學研究對自然規(guī)律和因果關系的不斷揭示使自然決定論的觀念日益增強，產生了許多堅定的自然決定論者，斯賓諾莎、霍爾巴赫和拉普拉斯是其中的三位代表人物，他們在自己的著作中先后提出了三個自然決定論的典型表述。

    斯賓諾莎是一個堅持從世界本身說明世界的唯物主義哲學家，他確信因果關系在物質領域和精神領域都是普遍存在的，作為世界本原的“實體”通過普遍存在的因果關系鏈網必然地決定著自然和社會中的一切事物之運動和發(fā)展。他在其名著《倫理學》中寫道：“每個個體事物或者有限的且有一定的存在的事物，非經另一個有限的，且有一定的存在的原因決定它存在和動作，便不能存在，也不能有所動作，而且這一個原因也非經另一個有限的，且有一定存在的原因決定它存在和動作，便不能存在，也不能有所動作；如此類推，以至無窮。”[1]25－26]同時，“每一個意愿只有為另一個原因所決定，才可以存在，可以動作，而此另一個原因又復為另一個原因所決定，如此類推以至無窮。”[1]29再者，作為世界本原的“實體”雖然不再為他物所決定而是自己決定自己的“第一原因”，但它也沒有自由意志而只能依其本性必然地行動，除了產生現已存在的自然狀態(tài)和秩序之外，不能再產生別的替代樣式[1]29－30。這樣，斯賓諾莎就把世界描述成了一個因果必然性的決定論系統，這里沒有偶然性，沒有自由意志，沒有超自然的目的論，一切皆由“實體”的本性因果必然地惟一決定了，人應該平靜而理智地面對所遇到的一切有幸和不幸，這是自然的法則。

    霍爾巴赫是另一位杰出而徹底的唯物主義哲學家，他也堅信因果關系普遍而必然地存在于世界的一切事物之中，并以物質的必然因果法則對偶然性觀點和自由意志論作了嚴密而系統的批判，由此而提出了他的決定論：“宇宙本身不過是一條原因和結果的無窮的鎖鏈，這些原因和結果，不斷地這一些從那一些中產生出來。只要我們稍加思索，我們就會不得不承認，我們所見的一切都是‘必然的’，或不能不是現在這個樣子的；我們所看到的一切東西，以及超乎我們視覺以外的一切東西，都按照一定的法則而活動”[2]51。以至狂風巨浪中的一粒沙、一滴水的運動跡線都是嚴格地決定了的，在激烈政治動亂中人們的每一言一行也是由因果關系必然地安排了的[2]51－52。總之，一切都在因果必然性的秩序之中，霍爾巴赫的決定論是絕對嚴格的，不允許有絲毫的偶然性；并認為一個極微小的原因也會決定未來的一個巨大結果[2]52，但世界上決沒有找不到原因的東西(如果一時找不到的話也不能承認它沒有原因)，哪怕混亂的狀態(tài)其實也是有嚴格原因的必然現象。

    以上斯賓諾莎和霍爾巴赫的決定論都是以嚴格必然的因果關系鏈維系的因果決定論，但這二者也有一個明顯的不同：斯賓諾莎的決定論是以“實體”為基點——第一原 因——發(fā)出一束無限伸展的“射線式”因果關系鏈，可稱為射線決定論。霍爾巴赫則認為不能存在“第一原因”，主張宇宙因果關系鏈是無限循環(huán)的圓圈——自然事物“是更替地作著原因和結果；它們就是這樣地形成一個生與滅、配合與解體的巨大的圓圈，這個圓圈既不能有開端，也沒有終結。”[2]33從因果關系的性質上看，霍爾巴赫的圓圈體系更合理些。

    拉普拉斯是一位近代自然科學家，他在普遍成立于宏觀世界的經典力學基礎上提出了一個科學形式的決定論：“我們應該把宇宙的現在狀態(tài)看作是它先前狀態(tài)的結果，隨后狀態(tài)的原因。暫時設想有一位有超人的智力的神靈，它能夠知道某一瞬間施加于自然界的所有作用力以及自然界所有組成物各自的位置，它并且能夠廣泛地分析這些數據，那么它就可以把宇宙中最重的物體和最輕的原子的運動，均納入同一公式之中。對于它，再也沒有什么事情是不確定的，未來和過去一樣，均呈現在它的眼前。”[3]36(這個決定論后來密爾在其《邏輯體系》中作了重述)顯而易見，拉普拉斯的決定論表述有其鮮明的特點：第一，它不僅是一種存在論的哲學論斷，而且是以科學定律的形式試對世界的過去和未來定量計算，原則上要給出一切時刻的精確的宇宙物理圖像，因而也是一個認識論意義的且有科學性質的物理決定論。第二，斯賓諾莎和霍爾巴赫的決定論的理論基礎或立論根據是定性的因果關系或因果必然性，拉普拉斯的決定論的立論根據則不僅是因果關系，而主要是定量的經典力學規(guī)律。因此，拉普拉斯決定論可以稱為規(guī)律決定論，或因果律決定論(經典力學規(guī)律是因果律)；相應斯賓諾莎決定論則可稱為因果決定論或因果性決定論。由于后來統計規(guī)律的產生以及發(fā)現經典力學規(guī)律對微觀領域不適用，故而拉普拉斯的經典力學規(guī)律決定論就被貶稱為“機械決定論”，在當今成了批判的對象(但由于一切統計規(guī)律都不與動力學因果律真正矛盾，故而當今論者的批判意見并不真正有效，拉氏決定論表述的主要缺陷乃在于它沒有處理無限問題，參見后面分析)。

    另一方面，近現代西方哲學中也有許多持自由意志論的哲學家，像笛卡爾、萊布尼茨、康德、費希特、黑格爾、詹姆士、柏格森、薩特等人，都是著名的自由意志論者。由于認為自由意志不遵守因果關系和客觀規(guī)律，那么上述哲學家原則上都是不支持決定論的。笛卡爾主張人是憑自由意志而自由行動的：“我們也當認為自己不止是機器，而還更進一步，因為我們在接受真理時，并非出于必然，而是自由的。”[4]14薩特也認為，自由之為自由，僅僅是由于自由的選擇永遠是無條件、無根據的，所以，人的選擇和行動并不遵循什么規(guī)律，而是絕對偶然的[5]24。這樣，即便自然事物具有必然性，但由于人的自由行動的干預，世界在總體上就不能是決定論的。因此，詹姆士說：“自由意志的實用主義的意義，就是意味著世界有新事物，在其最深刻的本質方面和表面現象上，人們有權希望將來不會完全一樣地重復過去或模仿過去。”[6]62也就是說，自由意志論是希望將來不重復過去，一切是可變的，世間不斷出現不能預定的新東西—這就是非決定論的本質意義。此外，羅素主張因果關系的概然性，認為一切規(guī)律皆有例外，所以他也不贊成嚴格的決定論；尚在發(fā)展中的西方后現代主義學派向近代傳統挑戰(zhàn)，他們反對基礎論(否定世界有本原)和本質論(否定現象—本質關系)，主張非確定性，從而也反對一切決定論。

    但是，也不是一切自由意志論者都主張非決定論。首先，萊布尼茨雖然主張心靈活動不遵循自然規(guī)律，但他又認為心靈和物體的運動都是上帝預先安排好的，世界萬物都處于一種“前定的和諧”之中，這也是一種決定論的景圖，屬于上帝決定論。其次，康德的自由意志論主張人的自在本體是自由的，但在現象世界上，人的行動又是可有因果關系的，且符合自然規(guī)律。于是，在康德的哲學中，現象世界可以是決定論的。再者，黑格爾主張自由與必然相統一(自由是對必然的認識)，那么他的哲學實質上也不真正反對決定論。

    由以上所述，我們已看到，不論在古代還是在近代或近現代，一直都存在著決定論與非決定論兩種相反觀點的對立，在決定論方面也有理論根據上的差別和分歧。到了現代社會，現代科學的發(fā)展在微觀領域和復雜系統中又揭示出了許多新的隨機事件或不確定性現象，又加劇了人們對決定論問題的爭議。這些新的不確定性現象，首先是量子力學理論(波函數)對微觀事件(之觀測結果)的統計性(幾率)描述和關于微觀粒子的測不準關系(不能同時準確測定其位置和動量等值)。其次，系統科學的發(fā)展也揭示出復雜大系統中具有非線性因果關系、漲落現象、“分叉點”問題和“對初值敏感性”效應等不確定性現象，它們似都不遵循原因與結果的確定對應關系。于是許多論者把這些新的不確定性現象稱為“本質上的偶然性”事件，并認為它們已否定了因果確定性、摧毀了嚴格的決定論。隨之，國內外也相應提出了名目繁多的新理論，如西方的“非因果決定論”和“不完全決定論”；國內的“辯證決定論”、“哲學決定論”和“多元決定論”等[7]。這些新理論盡管名稱不同，但都是一種兼容了非線性因果關系、各種統計規(guī)律和“本質上的偶然性”的新式決定論，在嚴格的機械決定論和極端的非決定論之間開劈中間道路。它們都建立在一個新的共識之上——即認為現代科學揭示出來的各種新的隨機事件與偶然性現象否定了因果律(因果確定性或必然性)的普遍存在。這些論者們步科學新發(fā)現而動，并以不同的方式與風格來著手批判或摧毀建立在因果律之上的舊式決定論，在國內外掀起了一股否定嚴格決定論的浪潮。但由于各種新的隨機現象仍然服從統計規(guī)律，不是絕無章法的混亂現象，又使這些論者們不得贊同極端的非決定論。因此，建立一種介于嚴格決定論與極端非決定論之間而又能概括科學新進展的新式決定論就成了自然趨勢。至于如何具體建構這種新理論，不同的論者基于各自的立場與學識而各取方案：有人通過修改舊決定論的概念含義而沿用其名稱來表述新的決定論；有人維持近代概念的原有含義而修改其名稱；還有人則采用部分修改 部分否定的折衷方案。于是就出現了上述內容類同而表述方式和名稱各異的各種新式決定論，其實都是某種折衷理論，它們之間的爭論實際上主要乃是概念定義方式上的爭論。當然，堅持嚴格決定論和極端非決定論的人現在仍有存在，因為對于現代科學的新發(fā)現還是可以有進行多種解釋之余地的。

    總之，從古至今，決定論問題經過了人類兩三千年的研究和爭論，現在仍未真正達成共識，在概念與實質兩方面還需繼續(xù)研究。

    二、“本質上的偶然性”之實質分析

    現代科學揭示出的上述“本質上的偶然性”現象或隨機事件已被廣泛談論，并已成為許多論者否定因果確定性和嚴格決定論的基本根據。但這也不是一致公認的結論，已有一些深入一步的研究分析表明，它們仍只是一些現象問題，是對科學實驗結果的表觀理解，而缺乏實質性分析。下面我們試作一些實質分析(我們已經在《因果關系研究》一書中對于各種不確定性現象的實質意義作了系統的研究分析，這里將其要點簡述如下)。

    1.量子力學中的不確定性現象之實質分析

    

    即量子力學波函數對微觀物質的原本運動狀態(tài)的描述是有因果確定性的。量子力學的不確定性只發(fā)生在上述第二個環(huán)節(jié)中，這個環(huán)節(jié)屬于測量環(huán)節(jié)。因為微觀物質(或粒子)的原本狀態(tài)是不可見的隱態(tài)存在，從單個量子(微觀粒子)到其在宏觀儀器上的表現，是一個微觀客體與宏觀儀器組成的整體現象，人們看見一觀測到的“微觀粒子”實際乃是微觀粒子本身與測量設備—顯示介質(乳膠、云室、屏幕、照相板等)以及各種背景和操作因素相互作用的產物，這是一個“波包縮編”過程，一個從微觀隱態(tài)到宏觀可見態(tài)的層次過渡。但由于現有的量子力學理論不是關于測量的理論，量子力學波函數并不描述微觀測量過程之波包縮編的物理機制，即它未能完備描述測量過程對微觀物質運動狀態(tài)的各種影響作用，因而它就不能對微觀粒子的可見態(tài)給出精確的描述，只能給出一個發(fā)現的幾率。

    由上分析明示，量子力學不是測量理論，量子力學的波動方程和波函數乃是描述微觀物質原本狀態(tài)(隱態(tài))的數學模式，此描述是有因果確定性的。量子力學的統計性(幾率)描述乃是發(fā)生在以波函數之模平方預言微觀過程之觀測結果P的測量環(huán)節(jié)上。波函數對這個環(huán)節(jié)的原因描述是不完備的，正如玻姆所言：“它依靠的是對人們尚不知道的過程的一種平均作用”[9]。海森伯也認為，量子力學的幾率描述代表著進行測量時的實驗狀況，這里的統計性描述的出現是與知識不完備有關的，對一個系統的不完備的認識一定是量子論的每一個表述的本質部分。因而，現在已有越來越多的物理學家認為，～P關系乃是一種并不必然違反個體因果律的系統的統計分布。這也就是說，微觀過程本身原是具有因果確定性的，這里的“不確定性”乃發(fā)生于不適合量子力學波函數描述的測量環(huán)節(jié)上，它是由未計量因素的未知作用所造成，屬于原因作用的未確定而非因果對應的不確定。所以，量子力學的統計性描述并不真的否定微觀過程具有因果確定性，它也不是真正的“本質上的偶然性”。

    其次，量子力學還有一個著名的“測不準關系”，這是海森伯公式X·P≥h/4π的物理意義：在一次測量中，不可能同時準確地測定微觀粒子的位置與動量。其他諸如時間與能量或頻率之間也有這種測不準關系。這就意味著人們永遠無法準確地測定微觀粒子的存在狀態(tài)，它們將常在不確定之中。但進一步的分析表明，測不準關系乃是人們采用經典力學描述宏觀物體的概念和術語(如粒子、位置、動量、時間、頻率等)去描述微觀物質狀態(tài)所導致的問題，它只表明，對于微觀對象用經典力學物理量來測量—描述時，將不能同時得到精確的全部數據。但這并不意味著微觀物質沒有自己的確定狀態(tài)(上面已述，波函數對于微觀物質不可見的原本狀態(tài)的描述是有因果確定性的)。量子物理學家玻姆已經指出，微觀過程是“一種真實的、具體的和確定性的物理過程——即一種能夠以精確數學細節(jié)加以描述的過程——而測量行為則不可避免地阻礙了正在加以測量的東西。”[9]因此，量子力學的測不準關系，只是表明人們難以準確地測定微觀粒子的一些物理量，而不是說它們本身也不能確定地存在，即只是“測不準”而已。當人們不對這些粒子進行觀測時，它們原是帶著各種確定的物理量而存在和運動的(對微觀過程進行“回溯性測量”可以證明這一點，海森伯也這樣認為的[10])。

    鑒于上述兩方面的實質性分析，我們已看到，量子力學并未真正發(fā)現微觀領域存在“本質上的偶然性”，人們談論中的微觀過程的不確定性，實乃是由于量子力學涉及測量問題和相應的不完備描述所導致的未知原因作用引起的；關于原子核衰變事件的隨機性實際也是由于量子力學對其衰變過程的非機制性統計描述所造成[11]。量子理論并沒有清晰明確地給出關于微觀過程的實在圖像，它們至今仍是不確知的暗箱事件，故“知識不完備”問題定然難免，這正是其不確定性現象的基本原因。

    2.系統科學中的不確定性現象之實質分析

    與量子力學互應，現代系統科學也在復雜大系統中揭示出了許多新的不確定性現象，主要有非線性因果關系問題、漲落現象、“分叉點”問題和“對初值敏感性”效應等幾種，它們也被一些人視為是“本質上的偶然性”現象。下面我們也對其實質意義進行簡要分析。

    (1)非線性因果關系分析。復雜大系統中的因果關系也相應復雜化了，出現了一些“非線性”特征，表現為：系統中各種不同原因的作用不能簡單地相加，總體運動狀態(tài)不能簡單地還原為各局部運動狀態(tài)的加和；一個原因可能引出多種結果，一個結果也可能有多種原因；結果有時會反作用于原因。這看似破壞了因果之間的單向對應關系，否定了因果確定性。但我們的研究表明，“非線性因果關系”仍是一種嚴格的因果關系，這里的原因仍然有其確定的結果。

    一方面，復雜系統中各種不同原因的作用不能簡單相加的問題，這表明系統中的相互作用復雜化和層次化了。正如數學上的非線性關系是由于變量之間存在著相乘作用引起的一樣，系統中的非線性因果關系也是由于其內各種因素或局部運動之間存在著橫向的交互 聯系和相互作用。正是這種橫向的交互關系的存在，而使得系統的總體狀態(tài)不能是其各元素各部分的原因作用之簡單相加的結果，它也不能夠簡單地還原為各元素各部分的存在和運動，也即線性關系失效了。然而，系統內部的交互聯系和相互作用的存在也只是把系統結合成為了一個有機的整體，使人們難以在其中分離出獨立的二體因果鏈，但此系統的前一總體狀態(tài)仍然對其后一總體狀態(tài)有著嚴格的因果規(guī)定性。由于因果確定性(原因對結果的嚴格規(guī)定性)本來也只是對完全原因或封閉系統之總體狀態(tài)而言的，故這種非線性關系就并不破壞嚴格意義的因果確定性了，它也不是一種“本質上的偶然性”。

    另一方面，關于“一因多果、多因一果”之說，實乃一種不嚴格的表述。研究表明，關于“一個原因可能引出多種結果”的現象，實際乃是由于把一種變化根據當作原因而讓它在不同的條件下產生了不同的結果(例如說一個火種放在油中能燃燒而放入水中則生煙)，或是讓同樣的原因在不同的條件下產生出不同的結果，或是將一個結果的不同部分當做了不同的結果。這里的問題乃在于沒有從完全原因和完全結果上講關系，其所言的“原因”實乃部分原因，因為“不同的條件”也是原因成分(為外因，上例中，火種與油的相互作用是一種原因，火種與水的相互作用則是另一種原因)；或其結果只是部分結果。再說，宏觀隨機事件，由于其中存在著試驗操作因素的未知作用，故它們不是真正的“一因多果”事件；微觀隨機事件中也存在著測量條件的多種未知作用，故兩個看來同樣的微觀實驗之不同的觀測結果，也不是真正的“同因異果”。因果確定性本來只是對完全的原因和結果而言的，部分原因與部分結果之間的不確定關系并不破壞因果確定性的本義。同樣，關于“多因一果”現象，也是由于把表面類同的不同東西當成了“相同結果”所致的近似判斷，這種“相同結果”之間其實存在著許多的內部差異，從而對應著不同的原因。例如，手搖打字機和電腦所打印出的“相同文件”，二者在打印時間與字跡形色細節(jié)上仍是存在差異的不同結果；木棒和鐵棒所敲響的鑼聲(之音色)也不一樣；不同初始條件所致的“熱平衡狀態(tài)”其內部分子的運動跡線也是不完全相同的。故這也不破壞嚴格的因果對應性。

    總的說，世界上或系統中的事物是普遍地互相聯系的，任何一個因素作用都會引發(fā)一連串相關結果，一個結果也必定由多種因素綜合導致，確定對應的嚴格因果關系只對孤立或封閉系統的前后總體狀態(tài)而有效。其他各種“二體”因果關系(包括上述的“一因多果”“多因一果”關系)皆是忽略了大量次要因素的近似因果關系，才引出了一些因果不確定對應的假象，曲解了因果關系的本來意義。再則，自控系統中的反饋作用問題，也并不是“結果對原因的反作用”，而實際是多個因果過程的接續(xù)：前一原因引起一個結果，這個結果狀態(tài)轉而又作為一個新的原因再作用于原來曾是原因的東西而使之成為一個新的結果(構成一個轉圈式因果鏈)，如此多次循環(huán)構成一個自動控制過程。這里我們不應把時間上多個不同的因果過程混淆成為一個因果過程。三體問題和多體問題也都應從系統角度來看待，因果關系才能理順?？傊?，所謂“非線性因果關系”的各種現象，實際都不構成因果確定對應關系的反例，它們也不是“本質上的偶然性”。

    (2)漲落現象分析。“漲落”也稱“起伏”，指熱力學系統中表征系統之某種性質的物理量(密度、壓強等)在統計平均值附近不斷地作無規(guī)則的微小變化。它是由系統中大量物質微粒的熱運動造成的。由于漲落現象大量存在而又難以預計和控制，故而也成為一種引人注目的偶然性現象。深入一步的分析表明，由于漲落現象是系統內部微粒的熱運動所造成，對于氣體和液體系統來說，其漲落現象的原因則是大量內部分子的熱運動。物理學已知，分子的運動是遵循動力學規(guī)律的，具有因果確定性；那么大量分子熱運動的集合體(系統)也就是一個嚴格意義的因果關系網，而由它們表現出來的漲落現象也就存在于嚴格的因果關系中，并且原則上是可以通過對每個分子運動跡線的計算來預計它的，只是由于這種計算極其復雜而人力難以進行而已。照此道理，由分子以上的物質微粒構成的系統的漲落現象，都應是因果關系網中的確定性事件，而非“本質上的偶然性”。關于微觀領域的“量子漲落”問題，也即微觀粒子的“波動性”，在上面我們已經論證微觀粒子的波動過程(不可見的原本運動狀態(tài))是有因果確定性的，因而，量子漲落現象也不會違反因果確定性。總之，漲落現象只是一種人力難以掌控的復雜事件，是一種可作因果解釋的偶然現象。

    (3)“分叉點”問題分析。“分叉點”是耗散結構理論中的一個著名問題，其內容是說，當一個系統向遠離平衡態(tài)演化時，會出現一種通向不同狀態(tài)的“分叉點”，一個無限小的擾動就可以促成一個特定的演化方向。鑒于“一個無限小的擾動”是一難以捉摸的偶然現象，故而有人認為系統在“分叉點”處就失去了因果確定性。那么應該如何看待此問題呢？通過對一些相關事例的具體考查而看到：某些系統產生“分又點”時，就是進入了一個即將發(fā)生變化的“臨界狀態(tài)”，一個微小的擾動就會導致一個變化迅速發(fā)生，就像一絲小風就會使一個立椎倒向一方一樣。這實是一個小原因引發(fā)一個大結果的事件。然而，盡管這個“微小擾動”不易掌控和計量，但畢竟還是一個實在的原因作用，它引起的特定變化也是一個合規(guī)律而發(fā)生的因果事件，這里并沒有因果確定性的真正破壞。分叉理論的提出者普里戈金也認為：“小的原因可能產生大的效果，但這個世界并非是任意而為的。……漲落逃脫控制這樣的事實并不意味著我們不能找出漲落放大所引起的不穩(wěn)定性的原因來。”[12]“分叉點”處的相變事件是有其確定原因的，不是神秘莫測之事。

    (4)“對初值敏感性”效應分析。“對初值敏感性”乃是混沌系統之隨機現象的特征效應，系統初始條件的 微小差別將會導致后續(xù)狀態(tài)的巨大變化，并且這種“微小差別”是生自系統內部的，故此效應又稱為“內在隨機性”。這里以“奇異吸引子”現象為例來作考查：吸引子是漩渦中心一類東西，混沌系統的“奇異吸引子”的特征在于，它在整體上是一種穩(wěn)定的無窮層次自相似套嵌結構，但從局部看，它又是不穩(wěn)定的，其內部套嵌的小吸引子之間互相競爭著，相鄰的運動軌線互相排斥而迅速分離。研究表明，奇異吸引子乃是分形幾何中的一種分形結構，相鄰內部小吸引子之間的邊界也是無窮細節(jié)的分形——存在著許多微小的差別；正是這些微小的差別致使邊界上的質點歸屬不同的吸引子。這也就是說，兩個競爭的吸引子之間的質點終究歸屬哪一個吸引子，是由邊界上的微小差別決定的；這種微小的差別(作為原因)將使這些質點以后的去向巨大不同(相鄰軌線按指數分離)。這是一種典型的“對初值敏感性”效應。其他還有“倍周期分岔現象”和“蝴蝶效應”等，也皆是因微小的初始差別或變化導致后續(xù)的巨大變化的事例。

    上述事例以其微小難辨的差別促成巨大變化的奇特現象使人難以捉摸和不可思議，確實是一種無從把握的隨機事件，人力不可能對它們進行準確計量和預控。但另一方面也應看到，“對初值敏感性”效應也不是絕無原因的亂象，它們每一巨大的變化皆由一種“微小的差別”所引起，這是一種難以把握但又是真實確定的“原因”；加之混沌系統乃是“確定性系統”，故而又保證了此“小原因”對大結果的規(guī)定是有確定性的。所以有些科學家稱此為“混沌決定系統的偽隨機性”[13]。這樣一來，“對初值敏感性”效應也應歸屬于認識上的不確定性現象，它們的出現雖不是源于人的無知，但卻是由于人的能力有限所然，也不能算是“本質上的偶然性”；就像人們雖然寫不出圓周率π的確切數值(而無法精確計算圓的周長)，但每個圓皆有其確定的周長一樣。

    3.事理分析

    以上我們對于量子力學和系統科學揭示出來的微觀過程與復雜系統中的一些不確定性現象之實質意義作了簡要分析，已經看到它們都不真是破壞因果確定對應性的“本質上的偶然性”現象。其不確定性皆由于原因的不能確定計量所引起，而非因果對應性的否定。再從事理上分析，當今談論的“本質上的偶然性”現象，乃是原因對結果的不完全規(guī)定的事件(而非完全無規(guī)的亂象)；但這“不完全規(guī)定”之性征，是介于“完全規(guī)定性”與“完全無規(guī)性”之間的，應是兩種對立作用的中和效應——具體應是遵因果性與反因果性兩種對立性質一同作用所造成。于是這就意味著相關原因事物同時具有著遵循因果關系和違反因果關系兩種性質。然而，要讓一事物既遵循因果關系而同時又不遵循因果關系，或讓一性質對一物態(tài)既規(guī)定而又不規(guī)定，乃是明顯違反邏輯的矛盾之事，定然不能真實存在。那么是否可以設想原因中一些因素遵因果性而另一些因素反因果性呢？若是如此，世界上就得存在一類遵因果性的東西和一類反因果性的東西；而人類科學實際上只是發(fā)現有前者，而從未發(fā)現有完全反因果性的東西(無因之果或無果之因)存在；故此設想也不能成立。一物要么嚴格遵循因果關系，要么完全不遵循因果關系，“半遵半不遵”乃是悖理之言，而全無因果性之物又不見存在。所以，那種“不完全規(guī)定”的“本質上的偶然性”從事理邏輯上也是不能存在的。另外，伊壁鳩魯關于原子能作直線和斜線兩種運動之學說，乃是未經證實的思辨猜想，也不能支持有“本質上的偶然性”存在。數千年的人類實踐知識已確認了“自然齊一性”原理，現代科學也證實了“基本粒子全同性”規(guī)律，那么當科學已表明因果關系大量存在而一些疑難的不確定性隨機現象也都能作出合理的因果解釋的情況下(即并未發(fā)現有因果關系真正失效的地方)，我們就能夠得出：“相同的物質具有相同的屬性，相同的原因皆有相同的結果”的結論，因果關系對于一切事物都嚴格成立，“本質上的偶然性”當不存在。之所以有許多的人都傾向于認可微觀過程和復雜系統的隨機事件對于因果確定性的挑戰(zhàn)，本是出于對科學的誠信與尊重，但他們在尊重科學新發(fā)現的同時，只是直接援引科學新事實來作出理論判斷，缺乏對它們的實質意義進行深入分析，流于事情的表觀理解之中，故其判斷難免偏頗或失當。我們上面通過對于這些不確定性隨機現象的實質分析已經表明，這些不確定性現象實是原因不詳之事，而非真的違反了因果確定性。爭論還會繼續(xù)，關鍵在于對科學的理解?？茖W的結論有其成立的嚴格條件，不可隨意擴大其有效范圍。

    三、決定論的含義與真假問題

    上面第一節(jié)中我們已簡述了古今人們對于決定論問題的不同觀點，由之看到了“決定論”的概念一直處在變化發(fā)展之中，其確切含義至今尚未統一界定；它的真假問題——究竟存在還是不存在——更是人們長期爭論的話題，至今也尚無定論。下面我們根據有關研究來對這兩個問題試作分析，希能有助于它們獲得解決。

    1.決定論的含義分析

    在至今以來關于“決定論”的眾多定義中，有許多是把它述為一種關于世界上因果關系和客觀規(guī)律普遍存在的學說或理論。但有進一步的研究則表明，這類定義并不確切：因為因果關系和客觀規(guī)律的普遍存在只是意味著變化發(fā)展有客觀必然性，但對于一個開放系統而言，這并不能導致根據初始條件對其未來發(fā)展狀況有決定性和預言性(因為時刻有外部干擾作用進來破壞其決定性)從概念邏輯上講，所謂“決定論”，其本義在于“決定”二字，在于對未來的已經“決定”了，而不僅只是說未來的發(fā)展有不隨意志轉移的客觀必然性。若一個世界或系統之未來發(fā)展不能決定或預言，它就不能是“決定論”的。通過領會古今各種決定論的意旨，我們能夠從中發(fā)現一種基本思想，構成一切決定論的本質意義，它就是：“過去、現在和未來的一切事物之存在與變化皆在定數之中”(“定數”即已安排好了之義)，簡言之，“一 切皆有定數”。若偏離或舍棄了這個基本思想，它就不能成為一種決定論，至少已不是嚴格意義的決定論了。但是，這一基本思想只是指示“有定數”，而并未指示這種定數是由何而來或誰給出的；后者乃是各種決定論所要具體論究的重要問題，并明確體現在它的決定論定義之中。

    由第一節(jié)所述已知道，古代的決定論有三種，一是因果決定論，以因果關系普遍而必然地存在為根據，由它決定世界的古往今來之定數；另一種是神靈決定論，它的定數由上帝、真主或佛祖的法力來安排；再一種是目的論，它由某種超自然的目的性規(guī)定了古往今來的一切定數。實際上，目的論也可以歸入神靈決定論。

    由于神靈決定論和目的論隨著科學文化的發(fā)展而逐漸為歷史所拋棄，只有因果決定論長期流傳下來，并且在內容上不斷充實，成為了近代決定論的主流。又則，近代社會、特別是西方近代社會，科學技術迅速發(fā)展，揭示出了許多自然規(guī)律，這些規(guī)律以數學形式表述，具有精確定量的特點，能夠把事物存在與變化的各種定數具體地計算出來，比定性的因果推理關系大大前進了一步。于是，規(guī)律又進入了決定論的定義和根據之中，補充和發(fā)展著因果決定論，并有取而代之的趨勢。例如，拉普拉斯決定論就是在因果決定論的基礎上補充了力學規(guī)律的內容，使它成為了一種有操作意義的規(guī)律決定論。進而，如今還有一些論者已完全用規(guī)律來定義決定論，或只承認規(guī)律決定性。

    那么，究竟應該如何來界定決定論的確切含義呢？或者說，決定論與因果性、規(guī)律性以及必然性的關系究竟是怎樣的，三者中何者才是決定論的真正基礎與根據呢？顯然，要判定這些問題，只能以決定論的基本思想——一切皆有定數——為準則。由這一準則來審視，可認為決定論與規(guī)律的關系最直接。因為決定論的“定數”是指一切事物的存在與變化而言的，它既指一切因果性變化過程有定數，也指一切非因果性變化過程有定數，還指事物的空間結構與分布狀態(tài)有定數。但是，因果關系只是使因果性過程有定數，必然性也只是使一切變化過程有定數，這二者都不直接規(guī)定事物之空間結構與分布上的定數，而空間定數也是決定論的基本內容，這一內容又只能由結構規(guī)律來規(guī)定。因此，只有普遍的規(guī)律性才完全符合決定論的要求，它可以構成決定論的直接基礎。若是把因果關系或必然性作為決定論的基礎的話，則總有一些定數難以直接說明。例如，因果關系的普遍存在只意味著現在的空間狀態(tài)是由過去的空間狀態(tài)規(guī)定的，但初始狀態(tài)的空間結構又是如何規(guī)定的呢？因果關系本身不能直接回答這個問題，必然性同樣也不能回答它，只能求助于事物的結構規(guī)律。不過，對于一個已經存在的世界或系統而言，它的初始條件已經確定了，這時只要因果關系普遍而嚴格地存在，此世界或系統(封閉系統)就是決定論的了；即在這種情況下，普遍而嚴格的因果關系可以成為決定論的基礎或根據。

    然而，用規(guī)律性作為決定論的基礎或根據也有其特定的問題，這就是統計規(guī)律問題。我們知道，動力學規(guī)律能給出對象的確定數據，它直接體現著決定論的意義；但統計規(guī)律只有系集的大數確定性，對于個別事件，它只能給出一個幾率描述，規(guī)定一個大致的答案范圍，而并無確切的定數。那么，只有統計規(guī)律性的事物還屬于決定論的范疇嗎？這乃是當今論者正在爭論的問題。這個問題的出現導致了決定論意義的變化，有些論者提出嚴格決定論與趨勢決定論之分，后者又被賦予哲學決定論、辯證決定論和統計決定論等新名稱。但實際上，趨勢決定論乃是在嚴格決定論與極端非決定論之間的折衷方案，是既要屈從科學新發(fā)現而又欲堅持決定論原則的不得已之為；若敢于放棄決定論原則的話，統計規(guī)律也可以劃歸非決定論范疇。不過，我們已在上一節(jié)中較系統地論證了統計規(guī)律并不與因果確定性真正對立，它的不確定性乃是由于相關科學的局限性和人的能力限度等原因造成的，故而統計規(guī)律并未真正否定嚴格的決定論，它也不能成為另一種非嚴格決定論的存在根據。因此，統計規(guī)律的存在不會破壞以普遍的規(guī)律性作為決定論之基礎的結論。

    由以上分析我們已看到，“決定論”概念的含義應由兩部分組成：一是本義，即認為世界上過去、現在和未來的一切事物之存在與變化皆在定數之中，絕無例外；二是基礎或根據，世界之所以一切皆有定數，是因為世界有因果性與規(guī)律性，普遍而嚴格存在的客觀規(guī)律和因果關系已把世界古往今來的一切皆安排成嚴格的秩序，規(guī)為定數。由是，“決定論”概念的確切含義已經清楚，我們現在可以給出它的定義：

    “決定論”宣示：世界上普遍而嚴格的客觀規(guī)律和因果關系使得過去、現在和未來的一切事物均在確定的秩序之中，導致宇宙萬象的存在與變化皆有定數。

    上面的表述是決定論的完整定義。至于其“定數”是否可以計算的問題是不能一概而論的，因為世界之巨大與復雜已限制了人力計算天地人生等大值定數的可能，但人們可以按照科學定律推算各種具體事物的存在狀態(tài)和變化結果之(一定精度的)數值。同時，決定論的存在也為宇宙的全息結構及其相關的各種預兆提供了可能或依據，反之，一些預兆或預言的實現也可引為對于決定論的支持，非決定論的世界是沒有預言性的。

    上述定義也表明，決定論作為一大哲學原理，也是一種存在論意義的宇宙觀，它宣示了世界之存在與演化的必然性；同時也指示了事物之變化發(fā)展的可預計性，又具有認識論意義。換個角度看，決定論既是關于世界總體發(fā)展的必然性原理，也是關于具體事物存在與變化的確定性法則，它兼有世界決定論和事物決定論二義。再從決定論拒斥自由意志論意義上說，它是一種關于人類活動的物質決定論；鑒于決定論否定“本質上的偶然性”，它又是一種關于事物演化的時空決定論。

    2.決定論的真假分析

    上面我們已界定了決定論的概念含義，它是一種關于由普遍的客觀規(guī)律和因果關系導致嚴格的世界秩序的哲學原理或宇宙觀。當然，這只是從概念邏輯上界定了它的內涵，至于它是否具有相應的外延，即是否真正存在的問題，則還需另行研究分析而定，因為從古至今一直存在著各種反對決定論的觀點。我們先來分析這些反對觀點的理由。

    回顧古今各種非決定論，其反對決定論的基本理由或根據，在古代主要有兩種：一是主張人有自由 意志，二是認為物質運動有偶然性(如伊壁鳩魯的原子自動偏斜說)。在近代和當今，自由意志論依然相當廣泛地存在，但微觀過程和復雜系統中的隨機事件或不確定性現象已成為反對(嚴格)決定論的主要根據。由于隨機事件也屬于偶然性范疇，所以，總計古今反對決定論的基本理由或根據，也就只有兩種：即認為世界上存在自由意志和偶然性。關于偶然性，我們已在上面第二節(jié)中，對于微觀過程和復雜系統中的各種不確定性偶然現象作了專題分析批判，論證了它們都不是真正違反嚴格的因果性與規(guī)律性的“本質上的偶然性”。至于各種經典統計學中的相對偶然性事件，則更是些可作因果解釋的復雜現象，它們不會破壞決定論的存在。再關于自由意志問題，經過近百年來生理學家和心理學家們堅持不懈的努力，現代心腦科學已經無可辯駁地證明了各種心理意志過程都具有相應的神經生理機制，是大腦神經活動(以及有關的身體結構)引起和支持著一切心理意志活動的進行；而大腦神經(和身體組織)的活動乃是物質性生理活動，它們只能遵照客觀規(guī)律和因果關系來進行。因此，一切超越神經生理活動而違反客觀因果規(guī)律的自由意志是不能存在的，人類科學也否定了有獨立存在的精神實體。但由于人們在生活中學習了許多知識與技能，能夠在一定程度上組織自己的思想與行為去實現自己的意愿和目的，這也可以視為是一種“自己決定自己”的自由意志活動。但這種意義的“自由意志”活動是基于神經生理活動且符合因果規(guī)律而進行的(因為知識與技能是依規(guī)律而習得和起作用的)，屬于與必然相統一的自由行為，它們并不破壞世界的因果關系鏈[14]?？傊?，自由意志問題也不能構成對于因果性、規(guī)律性和決定論的反例。這樣，上述兩種對于決定論的反對理由就都已化解否棄了。那么，決定論就真的存在無疑了嗎？待我們進一步分析之。

    我們認為，除了自由意志和偶然性之外，還有一個干擾決定論嚴格存在的自然因素，這就是世界的無限性。因為決定論的基本含義乃是普遍的因果規(guī)律使得世界的一切皆有定數，這意味著可以依照因果規(guī)律由世界的先前狀態(tài)規(guī)定其后續(xù)狀態(tài)，有一種因果確定對應關系。然而，世界或宇宙的無限性會破壞因果之間的長程對應性，從而也破壞了決定論的嚴格存在。道理如下：

    第一，因果確定性或嚴格因果關系的普遍存在只能在一個孤立或封閉系統中才導致嚴格的決定論，對于一個開放系統則不然。因為一個開放系統會不斷受到外來因素的影響，以它的初始條件或先前狀態(tài)為原因依照因果規(guī)律決定不了它的后續(xù)發(fā)展過程、雖然外來因素也是依照因果規(guī)律確定地起作用的。由此，我們看到了決定論與因果關系和規(guī)律性的區(qū)別：決定論是指世界或系統的初始狀態(tài)對其以后全部演化過程的規(guī)定性，為一種長時程的預言法則；因果規(guī)律嚴格說只有瞬時的規(guī)定性——由前一狀態(tài)嚴格規(guī)定后一瞬間的存在狀態(tài)而不能保證對再后的狀態(tài)有嚴格的規(guī)定(外來因素會干擾其原先的作用效果)，它們只是一種關于事物變化機制的法則。

    第二，如果世界是有限宇宙的話，它就可以作為一個孤立或封閉系統來看待，普遍的因果性和規(guī)律性將導致它的決定論；但如果世界是無限大的話，它就不再是一個系統了，因為“無限大”沒有止境，是不可想象、不可描述、不可總括的，故而不能作為一個整體來把握了，而系統則是一個可以總括的整體。從而，無限大的世界也就沒有了一個可描述的總體“初始狀態(tài)”來作為因果關系和規(guī)律的推演起點，決定論因而也無從安立。另一方面，當世界是無限大的時，那么其中的任何一個有限系統—不論如何巨大—其外都將存在著一個無限大的環(huán)境，從而將避免不了來自無限環(huán)境的外部影響因素，且時間越長，影響因素也越多。再則，無限世界的每一事物也將受到來自無限過去之無限遠處的無限因素的無限影響，這種無限影響也是無從計量的。同時，不論未來科學如何發(fā)達，人力所及的范圍總是有限的；盡管數學上有表示量無限的極限方法，但可以斷言，科學絕不可能發(fā)展出描述無限物質世界和總括無限環(huán)境影響的實用方法來，“無限遠處”永遠是未知之謎。因此，無限世界中的任何一個有限系統和事物都將無法確定它所遇到的全部影響因素，從而也就無法確定它們的未來狀態(tài)，故其決定論也無從形成。即從全體和部分兩方面分析，無限世界都不能是決定論的。

    第三，或許有人會說，上述道理只是一種認識論的非決定論，而不是實在意義的非決定論，普遍而嚴格的客觀規(guī)律和因果關系必然會使無限世界的現在狀態(tài)決定它的未來狀態(tài)。其實，這種辯解并不成理，關鍵仍在于“無限世界”不能作為一個整體、一個系統來看待，這并不僅是因為人的能力有限造成的，而是本來就不可能有“無限大的整體”或“無限大的系統”這種違反邏輯的東西存在(因為“無限大”是永遠不能完成其綜合的，故不能當作一種已完成的東西來看待)。再說，各種客觀規(guī)律和因果關系也只能成立于已綜合的事物之中，而無從以“不能綜合的無限狀態(tài)”為初始條件(未完成綜合者不能起確定的原因作用，故因果關系和規(guī)律皆無從生效)；即不能將因果規(guī)律用于無限情形。所以，決定論對于無限世界及其一切部分和事物皆不成立的結論，不僅是認識論的，也是存在論的。

    綜上所述，雖然自由意志和偶然性問題不足以否定決定論的嚴格存在，但世界的無限性問題則可以左右它的真假：如果世界是有限宇宙，則決定論為真；若世界是無限大的，則決定論對于世界及其一切有限部分(系統和事物)都不能成立。但是，在近似意義上，無限宇宙中的某些近似孤立的系統在有限時段內還是可以存在一定精度的決定論的(羅素的“因果線”就屬于這種情形)，因果規(guī)律可以在這些系統中作一定精度的運用。具體對于我們的地球世界而言，如果宇宙是有限的，則地球世界是決定論的；如果宇宙無限大，地球世界原則上應是非決定論的，但在一定期限內它也可以有近似意義的決定論。

    另一方面，上述分析結論還使我們看到了拉普拉斯決定論表述的缺陷所在。實際上，拉氏決定論表述的主要缺陷并不在于它的嚴格因果性和力學規(guī)律性(因為它并不排斥納入其他規(guī)律共同起作用)，而在于它尚未確知世界是有限還是無限的情況下就把宇宙作為一個可 總括的整體來描述了，并認為這個“整體”的力學數據可以(通過神靈)計算出來。然而，如上所述，如果世界是無限大的話，這個“整體”就并不存在、更不可能計算了。當然，如果世界是有限宇宙的話。則拉氏決定論的表述原則上是正確的；其缺陷乃在于并未確定世界是有限還是無限的情況下就按有限宇宙來表述了。

    那么，世界究竟是無限還是有限的呢？這個問題乃是哲學和科學中的難題，需要另作專題研究。但從邏輯角度來看，無限空間和世界起點乃是兩個最不可理解且難以想象的東西；“無限大”意味著永無止境、永未完成之狀，不當為已經“是”的存在物之空間；而“世界起點”則意味著毫無憑依的突然創(chuàng)造，永遠不可解釋者！反之，如若世界是有限無邊的閉合宇宙的話，則可有合理的邏輯意義。因此，有限宇宙和決定論世界至少也是可能存在的情形。并且，嚴格決定論的世界也沒有什么可擔憂的：因為一方面，世界之巨大和復雜已使世界和人生的未來絕不可詳知，人們還是永遠面臨著未知的命運，前程總是新景；另一方面，在因果規(guī)律的決定論世界中，人的思想行為也是事物因果鏈條的構成環(huán)節(jié)(即人的心理意愿會通過其神經生理機制參與決定下一步的事物發(fā)展)，從而人生的理想和奮斗仍有意義和必要，未來仍然需要自己去爭取(即人生是組成決定論的構元而參與未來的決定，而不是決定論世界的外在等待者)，并要對自己的行為負責任[14]。所以，對于我們的人生來說，世界是不是決定論的并無實際的不同，前程仍然常新，成功仍需奮斗。