实验动物学的定义范文

实验动物学的定义篇1

【关键词】数学实验教学 观察 实验 动手实践 自主探索

【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）01-0138-01

随着科学技术的发展，新的教学手段、教学理念、教 学模式不断出现，数学实验就是近年来数学教育新兴研究课题，作为数学猜想、探究、验证性思想方法，数学实验教学法越来越显示出它在素质教育与创新教育中的独特作用，越来越受到人们的重视。

一、数学实验教学的概念及特征

赵绪昌在《利用数学实验，加深对知识的理解》一文中定义数学实验为：为获得某种数学理论，探究或验证某个数学猜想，解决某类数学问题，运用一定的物质技术手段，经由数学思维活动的参与，在典型的环境中或特定的条件下进行的一种数学实践活动。

所谓数学实验教学，是指教师引导学生从生活经验和已有的知识背景出发，自行观察、实验，动手实践，通过自主探索和合作交流等方式学习、发现数学新知的教学活动。

与物理、化学、生物实验相比，数学实验不仅需要动手操作，更需要动脑思维。因此，思维性强是数学实验教学的基本特点。活跃的数学思维和信息传递成效反映了实验教学效果。另外，数学实验教学还具有活动性、操作性、开放性和时代性等特征。

二、数学实验教学的基本形式

1.常规性数学实验教学

常规性数学实验教学，即传统意义上的数学实验教学，是通过对一些工具、材料的动手操作，引导学生自主探索，发现并获得数学结论，验证数学结论，加深对数学知识的理解的教学活动。这种实验教学，常用于与几何图形相关的概念、定理的探究或验证，往往仅借一根铁丝、一张纸就可使抽象的数学概念和基本性质简单明了，大大提高了课堂效益。

实验设计案例1 探究线面垂直的定义。

实验目的：在实验操作过程中，体会直线和平面垂直的定义。

实验材料：单一光源电简、一根均匀直棒、一张白色厚纸。

实验过程：以同桌2人为一个小组，检验实验材料是否可用，取白色厚纸平铺于桌面，组内一名成员将均匀直棒直立于纸面之上，手扶顶端以保证稳定性，组内另一名成员高举单一光源电简于直棒斜上方，电筒围绕直棒在不同方向移动。在教师的引导下组织学生观察直棒与影子的关系。改变直棒与纸面的位置关系，观察直棒与影子的关系。

实验结果：学生通过动手操作，观察到当直棒直立于纸面之上时，尽管影子在移动，但是直棒所在直线与影子所在直线垂直；当直棒倾斜于桌面之上时，直棒所在直线与影子所在直线不垂直。由此引出线面垂直的定义：如果一条直线与一个平面内任何一条直线都垂直，我们 就说这条直线与这个平面相互垂直，它们的交点叫垂足。

实验分析：通过小组合作，让学生在数学实验的操作中经历观察、分析，然后归纳出其中的规律“直棒所在直线与影子所在直线垂直”， 从而猜想出线面垂直的定义应该具有的形式。随着实验过程的展开，加深了学生对定义的认识。

2.现代数学实验教学

现代数学实验教学，是借助现代先进的信息技术开展数学实验教学。一般而言，主要是指借助计算机的快速运算功能和图形处理能力，再现问题情境，引导学生自主探索数学知识，检验数学结论的教学活动。这种数学实验教学常用于一些动态的数学问题的探究或验证。

实验设计案例2 验证初中数学学习的二次函数的图像抛物线，是否满足高中数学抛物线的新定义。

实验目的：加深对抛物线定义的理解。

实验用具：几何画板。

实验过程：（1）利用几何画板软件作出二次函数y=- x2的图像，变换为抛物线方程是x2=-4y，且它的焦点坐标是（0，-2），准线方程是y=1。

（2）提问：要检验是否符合新定义，需要验证什么？（抛物线上的任一点到焦点和准线的距离是否相等）

（3）学生回答后，在作出的抛物线上任取一点M，拖动点M在抛物线上移动，观察点M在移动过程中，到准线距离与到焦点距离的数据是否相等。

实验结果：点M在抛物线上移动过程中，观察变化的数据，发现两个距离始终相等，验证了二次函数图像抛物线完全满足抛物线的新定义。

实验延伸：实验验证完成后，教师如果作进一步分析、启发、引导，还可以得到已知焦点和准线方程，作抛物线的方法。使学生对抛物线定义的理解上升到一个新的水平，更显数学实验的价值。

计算机的动态变化功能，把数与形有机结合起来，将变化过程动态地展现给学生，让学生亲身体验数学知识的发生、发展过程。在实验中，每个学生都可以自由地、大胆地猜想和验证，享受数学发现的喜悦，感知数学思想形成的生动历程，实现了从“玩数学”到“做数学”，从被动学习到主动学习再到创造性学习的飞跃。

实验动物学的定义篇2

一、历史背景和写作原因

这部著作写于1908年2月到10月，次年5月在莫斯科出版。就当时的俄国国内局势看，在政治上，1905年俄国革命失败后，俄国进入了斯托雷动时期，沙皇政府开始残酷镇压革命者和广大人民群众，整个社会陷入“白色恐怖”之中。在思想文化战线，统治阶级千方百计利用宗教迷信和唯心主义麻痹人民的革命斗志，在全社会掀起了一股批判、谴责马克思主义和“寻神”的思潮。适应这种政治和思想斗争的需要，马赫主义开始在俄国流行起来。社会上的斗争也不可避免地反映到工人运动内部，造成了相当程度的思想混乱和信仰动摇。1905年革命失败后，工人运动中出现了右倾的“取消派”和“左”倾的“召回派”等机会主义思潮，它们在哲学上的共同点是利用当时流行的马赫主义对马克思主义哲学进行“修正”和“补充”。例如，布尔什维克中央委员会常务局委员波格丹诺夫自称是马克思主义者，但却深受马赫主义影响。自1903年到1908年，他出版了三卷本的《经验一元论》，极力宣扬马赫主义，吹捧马赫主义是“现代认识论”，是“20世纪的自然科学哲学”，认为马克思主义已经“过时”，唯物主义已经“被驳倒”，应该用马赫主义“补充”并取而代之。

正是从国际国内政治、思想斗争的全局出发，为了系统总结俄国工人运动的经验教训和自然科学的最新成果，深入批判资产阶级哲学和党内修正主义，澄清理论是非，用科学的世界观和方法论武装全党，列宁用8个月的时间撰写了《唯物主义和经验批判主义》一书。此书的出版，使广大党员得到了一次马克思主义的哲学教育，为十月革命做了理论准备。

二、全书的基本原理

1.两条哲学基本路线和哲学党性原则的理论

19世纪末20世纪初，以马赫为代表的欧洲第二代实证主义，即马赫主义或经验批判主义，利用自然科学的最新成果，把重点转向了哲学认识论问题的研究。他们提出，哲学研究应摒弃关于世界本原的“形而上学”空谈，超越唯物主义和唯心主义的二元对立。为了揭示他们的唯心主义实质，列宁集中剖析了马赫的“要素论”“感觉论”以及阿芬那留斯的“原则同格论”，认为在认识论领域同样存在着两条根本对立的哲学基本路线，马克思主义者必须始终坚持哲学的党性原则。

在认识史上，马赫较早地对“感觉”或“经验”问题进行了研究，撰写了《感觉的分析》等著作，对哲学、心理学、生理学等学科的发展产生了较大影响。但是，通过分析列宁发现，马赫始终坚持一个基本观点，就是认为“物”是“感觉的复合”，“世界仅仅由我们的感觉构成”；另一位马赫主义的创始人阿芬那留斯也坚称感觉是“被设想的存在”。他们的观点与唯物主义认为的物质是认识的对象和出发点的观点形成了尖锐的对立。这表明，在认识论上同样存在着两条根本对立的哲学基本路线，“从物到感觉和思想呢，还是从思想和感觉到物？恩格斯坚持第一条路线，即唯物主义的路线。马赫坚持第二条路线，即唯心主义的路线。”马赫主义企图回避本体论而只谈认识论问题，认为这样就可以超越“唯物”“唯心”，但最终仍然陷入了唯心主义。

2.辩证唯物主义反映论的基本理论

由于马赫主义者集中攻击唯物主义的反映论，在《唯物主义和经验批判主义》中，列宁把实践和辩证法引入认识论，提出了辩证唯物主义认识论的三个重要结论，在与马赫主义的斗争中把反映论进一步推向前进，发展成为唯物辩证的能反映论。

第一，认识是人在实践基础上对外部世界的反映。坚持反映论，即承认外部世界及其在人脑中的反映，这是所有唯物主义认识论的共同原则。第二，认识要透过现象把握本质。列宁分析指出，“在现象和自在之物之间决没有而且也不可能有任何原则的差别。差别仅仅存在于已经认识的东西和尚未认识的东西之间。”这一结论坚持了人的认识的能动性，认为物质世界是可知的，人的认识是对客观事物的反映。对于无限世代的人类来说，世界上决没有不可认识的东西，只有已被认识的东西和未被认识的东西之分；今天没有认识的东西，随着实践和科学的发展，明天可以被认识，“自在之物”可以转化为“为我之物”，从而实现从必然王国进入自由王国。这一结论从根本上把唯物主义反映论同不可知论区别开来了。第三，认识是一个辩证发展的过程。列宁强调，必须把辩证法运用于认识论之中，认为认识是一个由浅入深、由低级到高级、从不全面不确切不深刻到比较全面、比较确切、比较深刻的曲折前进的过程，这就划清了辩证唯物主义认识论同旧唯物主义的机械反映论的界限。在书中，列宁还进一步运用辩证法探讨了物质、感觉、经验、因果性、必然性、自由和必然的关系等问题，形成了一个包括认识的源泉、对象、本质、内容、目的和检验标准等在内的辩证唯物主义反映论的大致轮廓。

3.关于马克思主义实践观的基本理论

实践的观点，是马克思主义哲学的一个核心观点。围绕实践和认识的相互关系、实践在认识论中的地位和作用、实践标准等问题，马赫主义提出了一系列错误观点。在《唯物主义和经验批判主义》一书中，列宁批判了马赫主义在实践问题上的唯心主义和形而上学观点，坚持认为生活、实践应该是认识论的首要的和基本的观点，创造性地提出了实践作为检验真理的标准具有确定性和不确定性的思想。

第一，马克思主义和马赫主义坚持两种根本对立的实践观。马赫主义在实践观上有两个基本观点，一是认为实践是一回事，认识又是另一回事，把实践排除在认识之外。马赫举例说：有人做了梦和相信鬼神，又有人研究人为什么会做梦，为什么会相信鬼神。对于这二者，看来都是事实，两者都是真理。因为“就连最荒唐的梦也是一个事实，它同任何其他事实比较起来并不逊色。”马赫主义的实质是主张：在实践中分清错误和事实是有必要的，否则实践就失去了任何的确定性；但是这种区分在理论上没有任何意义，因为认识都把它们看作是一种研究现象。二是认为真理“是生物学上有用的心理体验”，“只有成功才能把认识和谬误区别开来”。

针对马赫主义的第一个观点，列宁分析指出，在实践和认识的关系问题上，马赫主义犯了诡辩论的错误。相信鬼神的存在不等于鬼神是真实的存在，马赫把事实的存在和对事实的真假判断混淆起来了，企图以真理和谬误都是事实来掩盖真理和谬误在认识论上的区别，这完全是一种偷换概念的诡辩。

针对马赫主义的第二个观点，列宁分析指出，在表面上，马赫的思想似乎接近马克思的一些思想，他们都强调成功对人类的作用。但是，在实质上，二人有根本性的区别。在马克思看来，人类实践的成功证明着我们的认识同我们所感知的事物的客观本性相符合。而在马赫看来，成功是我在实践中所需要的一切，而实践是可以同认识论分开来考察的。这就表明，马克思主义和马赫主义坚持两种根本不同的实践观。

第二，实践的观点是认识论的首要和基本的观点。列宁认为，马克思主义把实践引入认识论，认为实践是人们自觉地改造客观世界的物质活动，是沟通主观和客观的桥梁。只有通过实践，才能实现主观对客观的正确反映，也只有通过不断的实践，人们对客观事物的认识才能逐渐深化，并在实践中不断得到检验和丰富。通过实践，人们不仅可以认识客观世界，而且能够能动地改造世界，实现从理论到实践的飞跃。所以，实践是认识的基础。“整个活生生的人类实践是深入到认识论本身之中的，它提供真理的客观标准。”正是在这个意义上，列宁说：“如果把实践标准作为认识论的基础，那么我们就必然得出唯物主义”，就可以彻底驳倒一切哲学怪论并彻底贯彻唯物主义的认识论路线。

第三，实践标准具有确定性和不确定性。列宁分析指出，实践是一个不断发展的过程，它作为检验真理的客观标准，是绝对和相对、确定性和不确定性的统一。一方面，实践作为沟通主观和客观的桥梁，它是检验真理的唯一标准。经过实践检验，凡是与客观实际相符合的认识，就是颠扑不破的真理。而任何被实践证明与客观实际不相符合的观点，不管说得多么头头是道，都只是谬误。所以，实践作为区别真理和谬误的唯一标准，是确定不移的、绝对的；另一方面，实践又是一个不断发展的过程，“在这里不要忘记：实践标准实质上决不能完全地证实或驳倒人类的任何表象。”就是说，实践在其发展的每一具体历史阶段上因历史条件的限制总是有局限性的，它不可能立即完全地证实或任何一种观念。即使已为实践所证实的理论，它和客观实际的符合也只具有近似的性质。我们不能期望经过一次实践就可以肯定性地或否定性地判别一种认识的正确与否，而必须要经过长期的多次的实践的反复检验，在不断发展的实践中检验认识的真理性，不能把实践标准绝对化。在这个意义上，实践标准又是相对的和不确定的。

三、当代启示和重要意义

在《唯物主义和经验批判主义》中，列宁在所有重大问题上都坚持了唯物主义的基本观点，强调必须确立认识的客观性原则，坚持从物到感觉和思想的唯物主义认识路线，反对从感觉和思想到物的唯心主义认识路线，始终捍卫了哲学的党性原则。列宁的这一重要论述，在理论上揭示了唯物主义和实事求是思想路线的内在统一性，阐述了解放思想、实事求是思想路线的哲学基础；在实践中要求我们无论何时何地务必坚持一切从实际出发、实事求是、具体问题具体分析的原则，反对主观主义和教条主义，力戒空谈和长官意志。要大力倡导调查研究的风气，深入群众，深入实践，清醒地认识和准确地把握我们所面对的新任务、新矛盾、新问题，突出问题意识，善于立足全局抓重点，防止直线性、片面性，创造性地解决发展起来以后所面临的各种错综复杂的社会矛盾。

在《唯物主义和经验批判主义》中，列宁继承了马克思主义的实践观，把实践引入认识论，认为实践的观点是马克思主义认识论的首要和基本的观点。同时，他又把辩证法引入认识论，创造性地提出了实践标准的确定性和不确定性相统一的观点，强调既不能因为不确定性而否认实践的检验作用，也不能因为确定性而把认识变成绝对。在理论上，他丰富和发展了马克思主义的实践观，把唯物主义反映论建立在实践基础之上，使其发展成为能动反映论。在具体实践中，这一理论要求我们，要尊重实践、尊重群众，拓宽实践的范围，从广大人民群众的主体实践出发，反对本位主义；要从不断发展的实践出发，反对故步自封，特别注意在长期的、反复的实践中探索复杂性，开辟认识的新途径，追求认识的新境界；要在全部实践中检验我们原有的认识，克服盲目崇拜的陋习，消除几千年封建社会遗留下来的崇拜圣人、崇拜大人、崇拜本本、崇拜古人的传统；特别要开展创新实践，克服就大不就小、讲原则不讲具体、说方针不关心操作的缺陷，不断探索经济、政治、文化、社会和党的建设的新规律、新途径、新方法，全面推进马克思主义中国化、时代化、大众化的历史进程。

作者：中共中央党校哲学部教授

实验动物学的定义篇3

[关键词] 试验设计；广义试验设计；教学方法

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）03-0068-04

0 引言

《试验设计》课程主要研究如何科学、合理地编制试验计划，制定试验方案，并统计其试验结果，从而使试验工作达到好且省的效果。试验设计从不同优良性出发，合理设计试验方案，有效控制试验干扰，科学处理试验数据，全面进行优化分析，直接实现优化目标[1]。试验设计技术具有设计灵活、计算简便、试验次数少、优化成果多、可靠性高、适用面广等特点，已成为现代优化技术体系中一种先进的优化方法，它对于提高生产率、创造利润起着巨大的作用，已广泛应用于各个领域。例如，采用试验优化设计优化了苯酚液化和化学镀铜工艺[2，3]，提高了汽车的平顺性[4]，改进了涡轮增压器涡壳的结构[5]，获得了绿茶提取以及甜叶菊甙提取液絮凝的工艺[6，7]。此外，我国作为正在大步前进的发展中国家，无论是科学研究、技术开发，还是工程设计、经营管理，都应大力推广和应用试验优化技术，这是加快我国建设与发展步伐的客观需要。根据社会需求，各个学校都开设了试验设计相关课程。如何提高试验设计教学质量，促进试验设计教学内容与实践以及科研的紧密结合，调动学生的主动性、积极性和创造性，使试验设计的教学内容更丰富，涉及更多专业领域，更具有实用性，是各个高校《试验设计》课程教学面临的挑战。本文将对广义试验设计这一新的教学方法进行阐述，以促进《试验设计》课程教学质量的改善。

1 高校《试验设计》课程中存在的问题

目前，高校《试验设计》课程教学中普遍存在的一个问题就是试验设计未得到充分重视，把较多的课时放在了统计分析方法的应用和原理的理解上[8]。同时，多数高校《试验设计》课程教学内容都是实物试验设计。实物试验是指由专门人员，在确定的条件下，利用某些仪器、设备和一定的测试技术进行的实地试验。实物试验耗费大量的人力、物力、财力，而且受某些条件的限制，实施困难。例如，考察某个县各乡去年工业生产情况及规律，由于其规律系统是历史性的，无法进行实物试验；而飞船、导弹、航天飞机等大型贵重试验，其物力和财力花费较大，在一定程度上限制了试验的顺利进行，影响了试验设计的通用性、适用性及其技术推广。

其次，多数学校的《试验设计》课程仅仅针对食品、化工、农业等某一个专业或领域开设，教学过程中所采用的教材以及案例也仅针对某一专业，这在一定程度上限制了试验设计在不同专业及领域的应用和推广。

因此，如何丰富《试验设计》课程的教学内容，改进教学方法，扩大试验设计技术的应用范围，提高学生的学习创造力是亟待解决的问题，而广义试验设计则能较好的解决这个问题。

2 广义试验设计的定义及内涵

广义试验是为了察看某事的结果或某物的性能而从事的某种活动，是实物试验与非实物试验的总称。从数理统计上理解，随机抽样就是试验，一次抽样就是一次广义试验，一次抽样结果就是一个随机事件，就是一个试验指标值，因此关于样本的研究就是试验设计，且是广义试验。进行抽样使用的种种手段和方法，包括实物试验的方法都属于广义试验方法的范畴。从信息科学理解，广义试验就是获取信息的某种活动。凡是获取信息而进行的种种手段与方法都属于广义试验方法的范畴；对广义试验进行设计就是广义试验设计；广义试验就是关于信息的量的科学，是研究如何既快又省地获取既多又好的信息的一门学科。

广义试验设计具有三个基本特点：（1）广义试验设计作为一门通用技术，其通用性更强、应用范围更广，是对传统试验设计方法的一种扩展。除实物试验和技术领域以外，非实物试验领域以及非技术领域，如生产编制、产品经销、市场预测、领导决策、社会调查、日常事务等，凡是需要抽样获取信息的场合，都有可能应用广义试验设计。例如，运用数理统计的方法，对港作拖轮油耗随船龄增长而发生变化的情况进行相关性分析[9]，对军队转业技术人才的考评方法[10]、交通意向调查[11]、提高课程教学效果[12]、大学生英文报刊使用效果与影响因素的分析[13]等均是广义试验设计范畴；（2）广义试验设计的试验方法灵活多变，除实物试验方法外，如观察、调查、统计、一般测量、数学计算、销售、考核、民意测验等，一切获取信息的方法都是广义试验设计的试验方法；（3）广义试验设计不受实物试验的条件限制，既可以满足实际需要，又能提高实验效率，提高经济效益。

3 《试验设计》课程教学中的广义试验设 计实践

广义试验设计在教学中的目的是引导学生突破实物试验设计的思维限制，开阔思路，从而拓宽试验设计的实际应用。广义试验设计的设计原则、分析方法及步骤都与普通的试验设计基本相同，主要区别在于试验方法和思路。因此，广义试验设计教学方法在《试验设计》课程教学中的实践体现在教学内容改革上，在实际教学中针对不同学科和领域，结合我国企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员等对试验设计技术需求的具体情况，增加不同学科及领域的相关教学内容，并为每一种试验设计方法配上一个广义试验设计案例，包括实物试验设计和非实物试验设计。《试验设计》课程教学以讲授设计思路为主，向学生灌输试验设计的“广义”概念，强调广义试验设计不同于传统试验设计的设计思路，激发学生的学习热情。

3.1 故障辨析设计

产品零件很多，但只要一两个零件出现问题就会出现产品故障，而且故障原因不易查出；同时当产品的故障率很低时，要寻找产生问题的原因尤其困难。因此针对故障率非常低的产品采用试验设计技术寻求隐藏在众多零件中的缺陷原因。

教学时以典型试验设计方法——齿轮箱故障辨析试验设计为例[1]，在搜集的有缺陷的齿轮箱中任选一定数目的产品，将产品中的可疑零部件作为考察因素的一个水平；从好产品中取出相同数目的产品，将同样的零部件作为考察因素的另一水平，然后按照正交表将之重新组装，进行试验，获取试验数据并进行分析，寻找对故障具有高度影响的一个或多个零件，实现对少量组合进行产品质量检验，达到大量零件状况调查的目的。传统实物试验设计方法进行故障辨析时，需要重新设计和制造加工变速箱从而进行故障辨析，而广义试验设计方法则只需采用常规检测方法搜集缺陷产品即可实现故障辨析，极大降低了企业进行故障辨析的成本，提高了生产率。

3.2 寿命试验设计

通过产品寿命试验，提高产品设计寿命和使用寿命，是可靠性设计和质量管理中的一个重要内容。通常企业和科研单位专门组织，往往耗费大、时间长，且由于试验条件的局限，使所得试验结果适应范围不广、代表性不强。广义试验设计采用组织生产、销售与使用三方进行寿命试验，通过统计以及产品的实际使用获取试验数据。

讲授《试验设计》课程时以汽车轮胎寿命试验设计为例[1]，从用户处搜集试验数据，寿命试验对道路条件、行驶距离和驾驶习惯不作限制，考虑不同汽车的效应和同一汽车不同轮胎安装位置效应，选择正交表，将该正交表所形成的轮胎分别安装在汽车的4个不同位置，随意驾驶，测取试验数据。

该试验设计方法避免了因传统试验设计需选择完全相同的汽车和道路条件而产生的费时费资以及代表性差、试验数据不准等问题，既可以控制试验干扰、使试验数据更准确，而且轮胎寿命更接近实际使用条件，同时也可使生产和使用双方的效益提高。

3.3 市场分析试验设计

影响产品市场销售的因素很多，且各因素影响程度各异。通过试销以及对各因素影响程度的分析，可以依轻重缓急对这些因素进行处理，以使该产品快速稳步占据市场。但怎样去分析各种因素对试销产品的综合影响程度，以前并没有一个较好的方法。采用试验设计技术对各影响因素进行试验，可以合理取舍，使产品快速打入并占有市场。

以皮鞋营销试验设计为例[14]，根据定性分析结果，消费者在选择皮鞋时特别关注鞋底、鞋帮和价格，因此选择鞋底、鞋帮和价格为试验因素，对各因素设定水平，确定营销组合方案，采用选择法和打分法进行营销方案的评价，依据调查结果确定各因素重要性顺序，推断最优营销组合方案，制定企业经营发展战略和市场营销策略。该试验与传统实物试验有所区别，无需进行实际销售，而是通过访问消费者的方式搜集试验数据，调查分析方法简单易行，分析结果的可信度高，具有较高的实用性。

3.4 数学试验设计

数学试验指不需要进行实物试验而是通过数学计算获取试验数据的试验，是非实物试验中的一种典型试验。采用试验设计技术可以考察因素与试验指标关系式中各因素的特点、变化规律，进而筛选因素，或者寻求最优组合或极值。

以电磁继电器触点分段速度试验设计为例[15]，继电器的电寿命与电磁继电器触点的分断速度变化有关，而触点的分断速度与衔铁行程、返簧预压力矩、静合压力、触点间隙以及动合超程等调整参数有关。因此有必要研究影响触点分断速度的关键参数，以提高继电器电寿命。以调整参数为因素、触点分断速度为指标进行正交试验设计，根据因素水平表编制试验方案，根据专业知识，用动态数学模型计算触点的分断速度，对计算试验结果进行分析，得到影响触点分段速度的主次因素，在确定关键调整参数的基础上，对关键参数进行优化，获取最佳调整参数。整个试验设计过程中都未进行实物试验，而是通过数学计算的方法获得试验指标，若进行实物试验，难度大、干扰多且时间长。数学试验可以很好地解决传统实物试验存在的实际问题。

3.5 生产计划试验设计

约束理论认为，瓶颈控制着整个系统的运作，瓶颈上的产出率决定了整个系统的产出率，因此最大限度地提升瓶颈资源的生产能力是提高生产系统生产能力和经济效益的关键[16]。现有的瓶颈识别方法大部分都是在生产系统运行一段时间后，通过对生产过程数据的采集、模拟和仿真分析进行瓶颈识别，都属于事后的瓶颈识别方法。

针对现有瓶颈识别方法的不足，提出一种基于正交试验的瓶颈识别方法。该方法利用正交表和多种分派规则构造试验方案，以生产系统的所有机器为因素，以机器采用的调度规则为水平，以生产系统作业目标为试验指标，安排正交试验方案，并进行正交试验，通过各因素的极差计算，确定各因素对指标影响的主次顺序，寻找对生产系统作业目标影响最大的瓶颈机器，并优选出最优调度方案[17]。试验优化设计可以在生产任务执行之前，预先给出瓶颈机器所在，指导生产计划和相关生产准备，提高企业的经济效益。

以案例教学为手段，以设计思路为主体，通过广义试验设计教学方法在《试验设计》课程教学中的实践，扩展了传统试验设计的教学方法和教学内容，突破了传统试验设计实物试验设计方法和应用领域，使试验设计通用性更强、应用范围更广。使不同学科领域的学生可以获得相关领域的试验设计方法，实现了广义试验设计的目的。

4 结束语

广义试验设计可以大大突破实物试验应用领域的限制，使试验设计应用范围扩展到科研、生产、管理和日常生活等技术和非技术领域。广义试验设计在《试验设计》课程教学中的实践，突破了《试验设计》课程的传统实物试验教学方法，将试验设计作为一种数学工具，一种优化思想，不仅拓展到非实物试验领域，更重要的是将其提升到设计科学、管理科学的层面，使试验设计作为通用技术的通用性更强、应用范围更广，可极大地调动学生的学习热情和能动性，产生显著的教学效果。

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实验动物学的定义篇4

关键词：高中物理；计算；实验

笔者在高中物理教学一线摸爬滚打了十几年，在这十几年里，经历了传统教学的灌输教学法，并随着新课改的不断深入投身于物理课改的浪潮中，经历了新课改理念的洗礼，尝试了课改模式下的创新教学。同时，也冷静思考、仔细观察、用心实践，发现物理教学中普遍存在着两种错误倾向：一是物理教学以计算为主，一是过分重视实验的作用。这两种弊端都与新课改相悖。这种教学方法，学生埋头于计算和实验，对物理的“理”没有真正领悟。因此，广大教师应重视以“理”服人、以“理”育人在高中物理教学活动中的重要性。

一、高中物理教学现状分析

新课改形式下，高中物理实际教学中存在许多不足。总的来说，弊端可以归纳为两大类，即数学化、重计算以及过度强调实验的倾向。

（1）物理教学应试教育化，重计算。当前，高中物理教学不同程度上存在着应试教育化的倾向，把高考当作教学的归宿、学习的目的，教师为高考而教，学生为高考而备战成为教学的主流。因此，有意无意中数学化学习方式，即以计算为主的学习物理成为物理教学、学习的主要形式，多做题才能不断总结学习经验、运用物理知识等成为教师们给学生们的谆谆告诫。把计算、题海战术视为掌中宝，而忽视了物理学科的实验性的特点，也少了物理思想――理的探究。如学习“加速度”时，对于加速度的物理意义、加速度的概念的理解、变化率的思想等一提而过，甚至提也不提，直接告诉学生加速度的计算公式，然后给出“做加速运动的火车，在40秒内速度从10m/s增加到20m/s，求火车的加速度”等的练习题，直接套用公式的教学方法，在物理教学中司空见惯。

（2）物理教学素质教育化，重实验。在以数学化教学物理的对立面就是过于素质教育化，即走进另一极端，以实验为主。物理学是一门实验性很强的学科，物理规律的总结和验证，以及规律的探索、现象的探究都是在实验的基础上完成的。“实验――现象、规律――实验”是物理学的线式发展，实验是物理产生的活的源头，在实验中发现物理现象、总结规律，再在实验中验证现象和规律，体现了物理学来源于实践、运用于实践的精髓。物理实验在物理教学中占有重要一席，但有的教师过度强调物理的实验性，把物理教学等同于实验研究，把注重动手操作、培养实验意识、提高实验技能作为物理教学的主要任务，而忽视了应用。

二、渗透物理思想，让学生明理

上述的高中物理教学中的两种普遍现象，都有一个致命弱点，忽略了物理思想的渗透，对于“理”置之不理。学生对于物理知识知之甚少，对物理概念、物理公式的来由一无所知，只是一味地简单运用，其结果也只能是“照葫芦画瓢”，或是“囫囵吞枣”不知其味，学习效果可想而知。因此，在物理教学中渗透物理思想，让学生明“理”有其必要性，不容小觑。

所谓物理思想，简言之就是一种打破常规、富有创新的科学思想，换句话说，就是用勇于挑战课本知识或挑战已有经验的创新思维，即不拘泥于课本知识，敢于怀疑人们的已有间接经验，提出自己的观点和看法的学习方式。听起来，似乎不可思议，其实这正是物理思想体现、发展、更新的源头。

亚里士多德的运动定律被奉为金科玉律长达2000多年，这期间，没有任何人提出任何质疑，把它信奉为放之四海而皆准的真理。由于人们的崇拜名人、信奉真理的从众心理，对运动定律是人云亦云。直到牛顿敢于向“权威”挑战，才发现了万有引力定律而成为了科学的巨人。因此，教师在教学中要给学生渗透物理思想，让学生在坚持实事求是的基础上大胆猜想、敢于挑战，鼓励学生说出自己的看法和想法，维护学生的学习积极性和动手创新能力，逐渐改变以运用公式投入“计算”等被动学习、被动接受知识的现状。

三、培养学生用理、恤理

在物理教学中，常听到学生埋怨、牢骚式的交流：“物理知识好懂、好学，怎么一运用就不知所措了呢？”究其原因，学生没有明“理”不会用“理”、更谈不上“恤理”。

众所周知，根据学习心理学原理，学生的学习过程分为两个阶段，一是知识的认知阶段，即习得阶段，二是知识的第二次飞跃阶段，也是知识的运用阶段，把学到的知识运用到实践活动中，实现“学中用、用中学”的质的飞跃。

那么，在运用知识时，让学生知理、明理、用理、恤理是根本保障。仍然以“加速度”为例，在运用知识前，知识的习得很关键，学什么、学到什么程度是运用知识的前提条件，否则，谈运用就少了基础，使运用成为海市蜃楼或空中楼阁。

如果学生对加速度的意义、加速度的概念、公式、符号和单位等一目了然，对速度和加速度的联系与区别一清二楚，理解匀速运动和变速运动的含义并能对匀变速运动的v-t图像理解加速度的意义等知识熟练掌握，那么在运用时，就不会出现乱套公式、“普遍联系”的做法，会很自然地在分析问题的基础上，找出相应的公式和规律而迅速、准确无误地解决问题，实现知识从实践到运用的转变和质的飞跃。

四、追溯本源学物理，培养学生明理、析理

数学与物理有着不可分割的渊源关系，例如物理学中的许多概念、定义都是用“比值法”。“比值法”这一数学知识的简单运用，其优点是唯一性、精确性、确定性、独特性。如速度V=s/t、电流强度I=q/t，p=m/v密度等于质量和体积之比，a=v/t加速度等于速度变化量与时间的比，还有E=F/q、E=U/d等都是比值法定义式，平均功率、效率、电场强度、磁感应强度等也都采用比值法定义法，这一定义法不直接说明是什么，和其他的概念、定义不同，可是这种定义法凸显了这些概念的唯一性、独特性。

物理教学离不开计算和实验，但在教学中务必有意识地贯穿物理思想和物理方法，以“理”服人、以“理”育人，实现高中物理的有效教学。

参考文献：

[1]沈为聪.高中物理教学应该以“理”育人[J].教育探索，2004（10）.

[2]朱晓静.浅谈高中物理教学[J].中国校外教育，2007（4）.

实验动物学的定义篇5

[关键词] 物理教学 德育教育 德育渗透

中学教育目标对中学生德、智、体、美、劳多方面素质的发展提出了全面的要求,因此学校教育必须实施全面发展教育。中学教育大纲规定:“通过中学阶段的教育工作者,使学生达到以下目标:热爱祖国,拥护中国共产党在初级阶段的基本路线;初步树立为人民服务的思想和为实现社会主义现代化而奋斗的志向;具有良好的道德品质的文明行为;具有诚实正直、自尊自强、勤奋勇敢、开拓进取等品质和一定的道德判断能力及自我教育能力,成为有理想、有文化、有纪律的社会主义公民。”

在具体的教育教学中,我们一直钻研中学物理学科内容。根据教育目标和教学大纲,结合物理学科特点和知识信息的传递方式,规划出一个面向全体受教育者,而深化教育目标的教学内容体系,从而促进学生全方位发展,我们以此原则来确定物理学科的具体教学内容,从而使物理教学与德育工作的联系越来越紧。

一、中学物理教育教学内容与德育目标之间的关系

1.道德习惯养成与教育关系

中学生是一个充满活力、充满发展、充满可塑性的年龄阶段。在身心健康、个性、品德等方面都在高速发展,在此发展阶段,不是一个短暂的过程,而是长期养成的过程。判断人的主观意识是受长期教育形成的心理积淀所左右的,无论是在物理教学中,或在教学外,都必须坚持以高度的精神境界和完美的人格塑造为最高目标,以达到良好习惯养成的效果。

2.教育功能与育人关系

中学物理教学是整个基础教育课程体系中的一个重要组成部分,它同其他学科一样,担负着“教书育人”的重要使命,这是学校教育总任务所规定的。前苏联教育家克鲁斯娅曾经讲述:“所谓教育,就是有计划地感化新一代,以便培养出一定类型的人。”物理教育自然也不例外。在新形势下,我们贯彻“德育为首,全面发展”的学校工作方针,必须要求对学生思想工作由观念到途径、形式、方法等方面的一系列改变,强化中学德育教育在内的物理教学,已成为推动学校教育工作的强有力措施。

二、中学物理教学内容渗透德育工作的几个方面

1.继承民族、人类发展而遗留下来的宝贵科学财富

在整个中学物理教材中,我们学习的所有知识是人类遗留下来的宝贵科学遗产,这些遗产是许许多多科学前辈一生奋斗的结晶。在这些遗产中,除了要使学生学习科学知识外,同时还要潜移默化其钻研科学精神,奉献科学精神。在使学生明白,学习物理知识、应用物理知识是使之为人类的文明作出更大的贡献。

2.渗透马克思主义常识教育、唯物辩证主义思想

物理是一门基础自然科学,它研究的是自然界最普遍、最基本的物质运动形式和物质结构,相互作用和运动的基本规律,物理学知识本身就贯穿着丰富的辩证唯物主义思想,体现着自然辩证法。物理学是一门以实验为基础的自然科学,学习物理学知识的过程;是从实验观察开始到思维加工、总结出规律性认识,再回到实践中来运用。即学习物理有三个环节:(1)观察、实验;(2)思考;(3)运用。这正体现着从感性认识到理性认识,再从理性认识到实践的两个“飞跃”的马克思主义的基本常识――辩证唯物主义的认识论。

在教学过程中,要充分挖掘物理教材的教育因素,有意识地对学生进行辩证唯物主义观的教育,促进学生的马克思主义世界观的形成,使学生养成用马克思辩证唯物主义思想来科学对待问题、解决问题。

3.渗透爱国主义教育和国际主义教育

在教学中,结合物理知识的讲述,有意识地介绍人类科学发展史、古代科学技术成果、中国当代科技成果,这一些都始终贯穿整个中学物理教材的始末。

例如,讲简单机械时介绍我国古代的杠杆利用;讲声现象时介绍天坛的建立,以培养民族自豪感和自尊心。在介绍我国近代科技成果时,讲述我国掌握的“两弹一星”的科技成果以及“中国环流器一号”的顺利启动,启迪学生认识中华民族的强盛,激励学生努力进取。

4.渗透理想教育、集体主义教育和劳动教育

在中学物理教材中,我们学过许多定律、定理。每一个定律、定理都是科学家长期辛勤劳动、总结,相互合作而得到的结晶,在讲述定理等规律时,结合实验让学生自己动手寻找规律,从中感悟实事求是的科学态度;感悟其遵守纪律、相互协作、爱护公共财物的优良品质,潜移默化地培养学生的理想、集体主义精神和热爱劳动的精神。

例如,在验证牛顿第二定律的实验中,教师须要求每一组的几个同学必须共同思考、互相协作和仔细观察,才能使实验圆满成功。使每个学生从中感受到劳动的喜悦和团结的力量,及时总结出失败的教训,为今后的道路畅通而作出较好的品德铺垫。

当然,中学物理教材中方方面面都渗透着德育思想。

三、中学物理教学中德育渗透工作的途径和方法

1.寓德育教育于课堂教学中

“教书育人”是学校教育的基本方针,我国的中学教育内容是由我国社会主义教育大纲所定的,而德育离不开知识,中学物理教材中包含着丰富的思想道德教育因素,渗透性很强,我国的学生在校时间为80%～85%,所以我们老师在备课时,要备学生、备教材、备大纲,更要有意识地备德育渗透点。从中学生的心理特点可知,学生在理解知识的过程中容易接受思想感情教育。

例如,在《法拉第电磁感应现象》的教学中,首先,让学生自己动手操作此实验,同时在实验中渗透德育目标。然后,引导学生从所观察的众多现象中总结出规律,使学生的科学思维能力、马克思辩证唯物主义能力、集体主义精神得以提高。在讲述教学内容时向学生介绍法拉第的一生,从法拉第对科学执着追求的一生中的许多事例中对学生进行爱国主义教育、理想前途教育及劳动教育等。

从此可看出,德育教学工作可以渗透整个物理课堂教学的始末。

2.寓德育教育于课外活动和校外活动中

课外活动,是指学校在课堂教学任务以外,有目的、有计划、有组织地对学生进行多种多样的教育活动。中学物理教学大纲指出:“组织学生开展课外活动,对于加深和扩大学生的知识面,发展他们的特长,使他们学得更好、更活,提高他们的活动能力和思想品德,都是十分有益的。物理学科必须要理论联系实际,在课堂学习以外,要走出课堂和校门,到工矿、到工地和农村中去参观学习,使学生把学到的书本知识和生产实际联系起来。同时,也定期组织课外科技活动。”

例如,阅读与物理有关的科普读物,指导学生上网查找资料,举办科普报告会。开展小制作,小发明活动;创作、设计物理实验仪器、教具等。这样能使学生自己去感受思想品德教育,提高思想品德修养。

实验动物学的定义篇6

实验是物理学发展的科学基础，是检验物理学理论的唯一标准，而在物理教学中运用实验的知识，刻意促使学生能力发展，促进科学品质和世界观的形成。但是，我们教学一线的老师却不够重视实验的教学，认为只要能做好实验题，能考出高分就可以，会不会动手做实验不影响高考成绩。

比如笔者有一次给学生做分组实验，用“伏安法”测电池电动势和内阻，很多学生都说，在初中学物理教学过程中，用电流表测电流和用电压表测电压的实验都没做过，到高中要做这样的实验太难了。

教学一线的老师不重视做实验，有多种原因：一是受到中考和高考升学率的影响，只要能考上重点高中或大学，学生高兴，家长高兴，社会声誉也好，实验会不会做也就无所谓了；二是很多学校，特别是农村学校的教学条件差，没有与教材配套的实验器材、药品等，老师无法做实验，只能从理论上讲授实验；三是学生自身的问题，很多学生把做实验当作好玩，上实验课时在实验室东走走，西看看，甚至有些学生根本就不去实验室做实验，这样的学生连仪器都不认识，更不用说去做实验。

中学物理实验很多，有些一线老师对实验教学不进行分类，所以学生更难掌握实验学习。

笔者经过分析、整理，总结出物理实验的三大类别：

一是操作性实验。比如电流表、电压表、打点计时器、天平等。此类实验要求学生掌握基本仪器的使用方法、操作规则、性能、使用范围等。

二是验证或探索性实验。此类实验不仅要求学生掌握仪器的使用，还要求学生能在实验中验证或探索物理规律，比方说，在做导体的伏安特性曲线实验时，不仅要求学生能用电流表和电压表测电流、电压，还要求学生能从实验的数据中找出规律。

三是设计性实验。此类实验具有综合性和创造性特点，对学生的要求较高，它要求学生熟悉已有的概念、规律和原理，同时能在有限的条件下设计出可行的科学的实验。例如：“给你一只量筒和水，怎样测定一个小塑料杯的密度。”此实验综合了浮力、质量和密度的相关知识，且器材简单，对于培养学生的创新能力是一个极好的方法。以上三类实验，可以由老师做演示实验，可以由学生做分组实验，也可以是课外实验。

物理学的一个重要特点就是概念多，规律多，要深入理解它们的物理意义、适用条件和使用范围，才能正确运用它们解决实际问题。下面谈谈物理概念和规律的教学。

在物理学科体系中，概念是基础，规律是核心。目前中学生普遍感到物理难学，其症结之一就在于物理概念和规律教与学没搞好。主要有两方面原因：在老师方面，只注重让学生多做练习，而不注重让学生形成正确的概念和规律，没有真正理解它们的意义、适用条件和范围；在学生方面，只注重背定义，记公式，做练习，而忽视了对物理概念和规律的理解。

比如电容器电容的概念，它是一个比值定义，它的定义式为C=Q/U，很多学生认为C与Q成正比，与U成反比，学生从纯数学角度来考虑，而忽略了电容的物理意义的理解。它是电容的定义式和计算式，而电容的决定式为C=S/4kdπ。

对物理规律的教学，要善于按照物理学的研究方法来探索规律，运用实验来总结规律，运用已有知识通过理论推导得出新的物理规律。比如，动量定理，就是应用牛顿第二定律和运动学知识推导出来的：F=ma=m(v2-v1)/t，则Ft=m（v2-v1）。

对于物理规律的教学，还要求把握规律的适用范围和条件，比如电功率公式P=I2R和P=/R，前者是电功率与电阻成正比，而后者是电功率与电阻成反比，两者好像有矛盾，这是怎么回事呢？事实上两者都是正确的，因为前者适用于不同的用电器在串联时所遵从的规律，后者适用于不同的用电器在并联时所遵从的规律。

采用多媒体电化教学。在科技进步的今天，教育教学已不是过去一支粉笔和一本书的教学模式，如今的教学手段，教学设备非常多样化。虽然有些学校没有与课本配套的实验仪器，但许多学校已采用幻灯片、录像、电脑等多媒体教学手段，可以给学生带来许多感性认识，帮助学生掌握物理知识。

例如在讲授光电效应实验时，学校的实验仪器很难做成实验，现象也不明显，甚至有的学校没有相关仪器，怎么办？可以应用Flas来模拟光电效应实验，同样可以达到老师演示实验的效果，甚至效果更好，特别是某些不可能做的实验，如原子核的链式反应，也可以用动画来模拟实验，可以给学生一个深刻的感性认识，也可激发学生学习物理的兴趣。

习题教学是培养学生应用能力和创新能力的有效环节。对于习题教学，很多老师可谓是用心良苦，订各种学习资料，印各种试卷，到各地交流资料或试卷等，学生整天忙碌不停，真是苦不堪言，可收效甚微，原因何在？关键在于他们是搞题海战，而没有对典型题目进行举一反三，挖掘题目潜在的教学价值。

首先，所选习题必须具有典型性、代表性,能渗透具体概念和规律，能启发思维；其次以典型习题为基础，认真分析它的解题思路和方法，揭示它所涵盖的全部概念和规律，分析物理过程，并对它进行举一反三：如一题多解，一题多问，一题多变等。

在一题多解中，培养学生多种解题方案。例如有这样一道题：“用所给器材，电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱等测电池电动势和内阻。”可有三种方案，第一种根据原理E=u+Ir可选用电流表、电压表和滑动变阻器测量，第二种根据原理E=IR+Ir可选用电流表和电阻箱测量，第三种根据原理E=u+ur/R可选用电压表和电阻箱测量。

在一题多问中，培养学生的发散思维能力。现在的物理计算题一般都有好几问。在习题教学中，不仅要求学能解决某一个题目，还要求在条件改变或问题改变时，也能应付自如，迎刃而解。

例如：在磁感应强度为B匀强磁场中，有一边长为L的正方形单线圈，线圈平面与磁感线平行，线圈绕中心轴转动的角速度为ω，求线圈转动一周的最大电动势？把问题进行如下变化：（1）求线圈转动一周的平均电动势？（2）求线圈转动60度的瞬时电动势？（3）线圈转动60度平均电动势？（4）线圈转动60度的电荷量？经过如此变化题型，能打开学生思维，提高学生应变能力和创新能力。

无论做什么事情都要讲究方法，才能达到目的、提高效率，教育教学也不例外。老师的“教”和学生的“学”都要讲究方法，才能达到教育教学的目的。例如这样一道题“有一物体做竖直向上运动，其V-t图像如下图所示，求该物体上升的最大高度？”

如果运用牛顿第二定律和运动学知识计算就相当复杂，要分三个时段计算，但如果利用图像法，即在V-t图像中，几何图形的面积S等于位移的大小H，则物体上升的高度问题变成了求梯形的面积，非常简单。解决物理问题的方法很多：验证法、排除法、替代法、临界法、最值法、反证法等。

俗语说：“教无定法、教要有法”。对于物理这门学科，面对新世纪新形势，面对人才的需求变化，我们应该如何进行教学呢？这值得我们教学一线的老师深入地思考和探索。

参考文献：

[1]陈厚德.有效教学[M].北京：教育科学出版社,2000.

[2]金玉梅.论教育观的后现代转换[J].课程教材教法,2006(3).

[3]韩立福.新课程有效课堂教学行动策略[M].北京：首都师范大学出版社,2006.

摘要：本文就如何在物理中实现应试教育向素质教育转变做了探讨。

实验动物学的定义篇7

［关键词］善待实验动物 伦理原则

［中图分类号］B829［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2011）04－0020－02

引言

实验动物和动物实验在生物医学和预防医学发展中做出了重要贡献，可以说，没有实验动物和动物实验，就没有今天的实验医学和预防医学。人们在利用实验动物进行科学实验，避免人类自身受到痛苦或伤害，获得了科学研究或测试数据的同时，实验动物却不可避免地受到了生理或心理的伤害，甚至死亡。据统计，全球现在每年大约有两千万只动物被当作实验对象,其中四分之三被用作医学目的,其中大约有八百万只动物被用在了那些使其遭受痛苦的实验当中。那么，这样的动物实验是否具有伦理学上的合理性？实验动物是否应该得到伦理学的关怀或善待？这些问题，一直是哲学家们和生物医学工作者思考和争论的焦点。

古希腊哲学家亚里斯多德（Aristotle）认为人区别于动物在于人有理性。“理性能力差者”为“理性能力强者”服务。动物的存在就是为人类服务的。法国哲学家勒内•笛卡尔(Rene Descartes)也认为，非人类动物没有思维，只具有物质的属性，是一种“自然的机器”。由此说来，动物是没有权利的。理由很简单，“天地之性，人为贵”。德国哲学家努尔•康德（Immanuel Kant）认为，人本身就是目的，动物就是间接达到人的目的的手段。他的仁慈论又认为，人们之所以倡导对动物的仁慈情感，是因为这有助于培养人与人的仁慈情感。

英国的功利主义创始人杰里米•边沁（Jeremy Bentham）认为，感受痛苦和快乐的能力是动物享有权利的充分条件。动物实验为人类谋得的利益超过了它们对动物造成的伤害(Paton,William.(1984).Man and Mouse: Animals in Medical Research.Oxford:Oxford University Press)。人道主义者沙特(Henry S.Salt)于1891年出版其著名的《动物权利与社会进步的关系》一书，认为人类有自由与生存的权利，动物也应该有。英国伦理学家彼得•辛格(Peter Singer)从边沁的理论出发，提出了动物解放论。他于1973年发表的《动物的解放》(Animal Liberation)一书，已被奉为动物权利运动者发对动物实验的“圣经”。美国生命中心主义论者泰勒(Paul W.Taylor)反对将所有生物分为有价值的与没有价值的、高等的与低等的。泰勒认为，所有生物都是道德的主体，无论哪一物种都应获得平等的道德关怀。

支持哲学家提出动物拥有权利的观点，有这样几种理由：一是神学认为，人和动物都是上帝创造的。既然是被上帝一起创造的，那么人和动物本身就都有存在的价值。在伊甸园的时候，人是不吃动物的，人和动物是平等的。二是进化论认为，人是由动物进化来的，人和动物是近亲，人应该平等地对待动物。三是认为动物也有感觉，能感受疼痛。动物是否具有权利不在于它们能否推理，也不是它们能否说话，而在于它们能够感受痛苦。

纵观哲学史上关于动物道德地位的讨论过程，从动物权利之争到动物福利的提出与维护，最终都统一到了应该善待动物的思想，只不过是善待的目的、方式和程度不同罢了。今天对于实验动物而言，我们又如何善待呢？善待实验动物应该遵循怎样的伦理学原则呢？下面是笔者分析有关资料，总结归纳出的几个方面的伦理学原则。

一、动物基本福利原则――“五种自由”原则

动物福利通常被定义为一种康乐状态,在此状态下,动物的基本需要得到满足,而痛苦被减至最小。从动物饲养基本规律出发，根据动物的基本需要，上世纪70年代，英国布兰贝尔委员会提出了农场动物基本享有“五种自由”的权利，即：①享有不受饥渴的自由。②享有生活舒适的自由。③享有不受痛苦、伤害和疾病折磨的自由。④享有表达行为天性的自由。⑤享有无恐惧和悲伤的自由。这五种自由,后来被广泛称为动物五项基本福利原则，理所当然也应该成为善待实验动物应该遵循的基本原则。

二、动物实验的“3R”原则

既然认为动物是有权利和道德地位的,那么,作为权利的主体,动物就应该拥有它们所应该拥有的权利。基于这样的伦理学理念，1959年，W.M.S.Russell和R.L.Burch在研究有关动物实验人道主义技术的基础上出版了《人道主义试验技术原理》(The Principles of Humane Experimental Technique)一书，第一次全面系统地提出了“3R”原则，即Reduction(减少)、Replacement(替代)和Refinement(优化)。Reduction（减少）指减少使用实验动物的数量。可以采取合用动物、改进统计学设计方法、用低等动物代替高等动物、以使用高质量动物代替数量等方法来减少使用实验动物的数量。例如在处死或已死亡的动物身上进行外科手术实习，或在病理解剖时提供器官或组织，用大量无脊椎动物来代替一只非人灵长类。替代（Replacement）是指采用其他手段代替实验动物。如用离体培养器官、组织、细胞等代替实验动物，用低等动物代替高等动物，使用物理学或机械学系统代替实验动物等。Refinement（优化）主要是指动物实验技术路线和手段的精细设计与选择，使动物实验得到良好的结果并减少实验动物痛苦。如合理地及时地使用麻醉剂、镇痛剂或镇静剂，以减少动物在实验过程中遭受的不安、不适和疼痛，采用人类先进的临床诊疗无痛技术和遥控技术对动物施行手术和临床观察。

三、实验动物饲养管理的伦理学善待原则

为了加强实验动物福利，国家科技部于2006年了《关于善待实验动物的指导性意见》，成为我国善待实验动物具有行政指令性的文件。文件对在实验动物饲养管理过程中，如何规范实验动物饲养与应用条件、饲养人员对实验动物的日常照料等方面做出了具体规定。

（一）实验动物饲养与应用条件的伦理学善待原则

1.设施环境应满足实验动物享有呼吸新鲜空气和免受疾病折磨的自由。应按照实验动物设施环境国家标准，建立和改善实验动物饲养与应用条件。

2.设施空间应满足实验动物享有生活舒适的自由。其中，对于非人灵长类实验动物及犬、猪等实验动物,应设有专用的运动场地,并定时遛放。

3.设施结构条件应满足实验动物享有表达行为天性的自由。如笼具内宜放置供实验动物活动和嬉戏的物品，运动场地内宜放置适于实验动物玩耍、消遣的设施或物品。

（二）实验动物饲养过程的伦理学善待原则

1.饲养员必须爱护实验动物,不得戏弄或虐待实验动物。例如在进行抓取动物等操作时,应方法得当,态度温和；在日常管理中,应注意观察动物行为或状态是否异常。

2.应满足实验动物对饮食、饮水的要求,使之不受饥渴之苦。给予的饲料和饮用水，既要充足又应符合国家标准的质量要求。在实验动物妊娠期、哺乳期等特殊生理状态下,应满足其对营养和饮食的特殊需要。限制实验动物饮食、饮水必须要有正当的理由。

3.应给予实验动物细心的照料。如当大型实验动物(指猴、犬、猪等)分娩时,应有人现场监护,防止意外发生。当实验动物发生疾病时，应采取必要的适宜的疾病防疫措施。

（三）实验动物运输的伦理学善待原则

1.应遵守国家和地方有关法规对实验动物运输的规定，同时符合国际运输相关规定。

2.应遵守安全、舒适、卫生的原则，通过最直接的途径尽快完成。

3.应把动物放在合适的笼具里，笼具应能防止动物逃逸或其他动物进入，并能有效防止外部微生物侵袭和污染。

4.运输过程中，能保证动物自由呼吸，必要时应提供通风设备。

5.实验动物不应与感染性微生物、害虫及可能伤害动物的物品混装在一起运输。

6.患有伤病或临产的怀孕动物，不宜长途运输，必须运输的，应有监护和照料。

7.运输时间较长的，途中应为实验动物提供必要的饮食和饮用水，避免实验动物过度饥渴。

四、实验动物使用的伦理学善待原则

在使用实验动物过程中，善待实验动物的核心内容，就是采取各种人道主义的措施避免、减少或减轻对实验动物造成恐惧、疼痛和痛苦。

（一）Marshall Hall原则

早在1831年，英国生理学家Marshall Hall就对如何规范动物实验提出了著名的5条原则，即：1.如果靠观察可以获得所必需的资料，则不需要进行动物实验。2.如果没有明确的限定和预期的结果，则也不需要进行动物实验。3.科学家应对前人和同代人的工作有充分的了解，以避免不必要的重复实验。4.良好的实验应该使动物受到最小的痛苦（可改用较低等的、反应迟钝的动物）。5.任何实验动物均需在能提供明确结果的环境下进行，以避免或减少重复实验。

（二）多数伦理学家认定的原则

对如何规范动物实验，大多数伦理学家也有一个认定的原则。这就是：

1.实验不合法认定。任何一种动物实验都将被认为是不合乎道德，除非实验者能够证明该实验的合理性。

2.除非该实验的好处非常明显，否则该实验即不合理。

3.应尽量提高被用于实验的动物的福利，减少动物所遭受的不必要的痛苦。

4.活体解剖时必须给动物注射麻药。

5.应尽量减少用于实验的动物数量。

6.应尽量寻求动物实验的替代品。

（三）动物实验应遵循的基本原则

科学家普遍认为，以科学研究为目的使用实验动物时，实验操作者应当负责任地和合乎道德地管理和使用实验动物。

1.保证不进行没必要的动物实验，只有在用其他替代技术尝试失败后才可使用动物进行实验。

2.不给动物造成没必要的疼痛和死亡或不安。

3.使用实验动物进行的任何科学研究都必须符合“3R”原则。

4.动物实验应符合本国的法律和指导方针。

5.实验用动物必须采用统一许可的标准进行饲养管理，建筑设施、笼器具应舒适、安全，同时，要重视动物的社会性及行为需求。

此外，对实验动物必须爱护，不得戏弄或虐待。保定实验动物时，应遵循“温和保定，善良抚慰，减少痛苦和应激反应”的原则。在对实验动物进行手术、解剖或器官移植时，必须进行有效麻醉。术后恢复期应根据实际情况，进行镇痛和有针对性的护理及饮食调理。处死实验动物时，须按照人道主义原则实施安死术。处死现场，不宜有其他动物在场。确认动物死亡后，方可妥善处置尸体。在不影响实验结果判定的情况下，应选择“仁慈终点”，避免延长动物承受痛苦的时间。灵长类实验动物的使用仅限于非用灵长类动物不可的实验。除非因伤病不能治愈而备受煎熬者，猿类灵长类动物原则上不予处死，实验结束后单独饲养，直至自然死亡。

【参考文献】

[1]吴端生,张建.现代实验动物学技术.[M].北京:化学工业出版社,2007年1月第一版.

实验动物学的定义篇8

关键词：理想实验；逻辑推理；应用；作用；价值

中图分类号：G424.31

1.理想实验

1.1 理想实验的概念

在物理学中，为了进行理论研究，常常设计理想实验。所谓理想实验，就是并不实际进行实验操作，只是设想一套实验装置，并辅助以一定的假设作为前提和出发点，按照一系列理论进行推演，给出实验过程和状态的逻辑思维方法，采用已被大量事实所检验的物理理论和结论作为判断的标准，对实验的结论，逻辑性和假设的合理性进行分析，以得到有用的结论。理想实验虽不同于真实实验，但它要以真实实验为基础，又要与真实实验相区别。理想实验固然在技术上不能实现，但原则上这种实验中的一切都是可能的。

1.2 理想实验的几个突出特点

（1）理想实验首先是一种创造性的思维活动，由理想实验所得的结论往往是对旧理论的怀疑、批判、标新立异，它们不可能从旧理论中逻辑地推演出来，也不可能从旧实验中归纳概括出来。物理学的发展与“理想实验”方法密不可分，如果没有理想实验方法，人们的认识思维就很难超越现实束缚而产生飞跃，物理学就很难产生革命性的发展，较新的理论体系就很难建立起来。

（2）实验要给出理想思维构想中的具体实验装置和状态，这种装置可以是模型化的。

（3）理想实验本身都包含着一个比较判别的特征环节，无论理想实验的运用多么灵活，都不会缺少这样一个至关重要的本质特征成分，如伽利略用不同逻辑演绎得出的悖论作为比较判别。

（4）理想实验的思想过程是想象与逻辑活动的对立与统一。

（5）理想实验是以真实实验的格式展开，是在现实实验的基础上抽象化、理想化，所以必须对现有的理论和实验条件有熟练的掌握和透彻的了解，否则就无法运用理想实验。

1.3 理想实验的局限性

理想实验的结论或推论都不能视为正确的理论，而必须由实际的观察、实验来检验。如广义相对论的三大推论的实践检验就最具有代表性。

2.理想实验及应用

2.1 比萨斜塔实验

关于伽利略的比萨斜塔实验，传说不一，在物理学史上尚有争论，但伽利略巧妙地运用理想实验否定了“物体下落的速度和质量成正比”的不科学的论断却是不容置疑的。伽利略曾说：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验检验过，当两个石头，一个重量是另一个的10倍，从同一个高度，如100库比特下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以至前者落地时，后者下落不超过10库比特。”伽利略紧紧抓住这一疑点，设计了理想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物体比轻物体下落快的话，那么，当两个绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢，慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落的速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重的物体下落速度，大于原来轻物体的下落速度。但是，当两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就自相矛盾了。由此可知重物下落不会比轻物下落快，二者下落的速度应该是相等的。总之，通过这理想实验，运用逻辑推理和运算，否定亚里士多德的论断。

2.2 升降机实验

爱因斯坦在创建广义相对论时，曾用了所谓升降机的理想实验。爱因斯坦运用在引力场中自由下落的升降机的理想实验以及在惯性系中受外力牵引而匀速上升的升降机的理想实验，结合惯性质量与引力质量相等的事实，把引力场引入非惯性系中，建立了惯性系与非惯性系在物理上完全等效的假设，爱因斯坦称之为等效原理。以这个原理为基础，得出了广义相对性原理的简明表述：自然定律应当与坐标系的选择无关。在广义相对性原理成立的前提下，又作了让光线从在惯性系中受引力而匀速上升的升降机一个侧面窗口水平射进升降机内的理想实验，得出了在引力场中光线弯曲的结论。于是在广义相对性原理的基础上，建立了新的引力理论。通过理想实验，结合惯性质量和引力质量相等的事实，运用逻辑推理和运算，建立了既发展了狭义相对论、又发展了牛顿的引力学说的广义相对论。

2.3 麦克斯韦妖

麦克斯韦曾提出关于热力学第二定律的著名理想实验如下：

左、右两容器内盛有相同温度的气体，两容器由隔开，隔板上有小孔，小孔有可以自由开关的、无摩擦的小门，小门由能够识别并控制单个分子的“精灵”把守。“精灵”只允许快速运动的分子从左到有，慢速运动的分子从右到左。于是在精灵的控制下，完成了分子动能从左到右的有效转移，形成了温差，建立了秩序，实现了熵的自发减少，从而了热力学第二定律。后人把麦克斯韦提出的这种精灵称为麦克斯韦妖（事实上麦克斯韦妖并不违背热力学第二定律，因为它是一个开放）。

3.理想实验的价值

3.1 理想实验可以用来旧的不合理的理论

物理学的发展源于人类对客观世界的认识，而正确的认识往往经历许多曲折的过程，尤其是在古代，由于客观条件的限制，认识往往局限于表面现象而不能正确地反映客观规律。例如，古希腊著名哲学家亚里士多德凭借日常观察和哲学推理提出了“重物自由下落较轻物快”的错误观点。伽利略利用理想实验进行论证，轻易否定了亚里士多德的观点。

3.2 理想实验可以帮助建立一种新的理论

理想实验不仅可以帮助旧的不合理的理论，而且也可以建立一种新的理论。例如惯性定律的建立就是伽利略斜面理想实验是结晶。爱因斯坦在创立相对论时更是广泛地利用了理想实验这一有力的思维工具，“同时性”的“雷电”的理想实验导致了狭义相对论中的“同时性的相对性”概念的建立，“爱因斯坦升降机”实验导致了广义相对论中的“等效原理”的建立等等，可以毫不夸张地说，没有理想实验这一工具，爱因斯坦就不可能创立出相对论。

3.3 理想实验在一定条件下可转化为真实实验

理想实验虽为一种逻辑思维方式，但也有一定实验基础的，其中有些理想实验在某个历史时期不可能做出，是限于科学技术的薄弱，但随着科学技术的发展，实验条件的成熟，理想实验有可能成为真实实验。亦即理想实验并非绝不可能做出，要看条件。换言之，理想实验可以为真实实验奠定基础，一旦条件成熟可转化为真实实验。

3.4 理想实验在培养学生创造精神方面的价值

理想实验可以使学生清楚认识到，在物理学习中，不能只看事物表面现象，也不能轻信别人的结论必须要有严谨的态度，需要学生亲自动脑动手去思考和实践，例如，牛顿第一定律的教学具有两个方面的意义：一是具有物理学知识方面的意义；二是从历史的发展过程中体现出来的方法方面的意义。后者对培养学生的科学思想方法、树立科学世界观无疑是很有意义和价值的。理想实验方法的学习与研究，培养了学生正确的认识论和处理问题的方法技巧，认识和解决问题，应该抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，即理想实验恰好能为学生培养严密的逻辑思维推理能力，从而为产生新的思想和新的有价值的东西提供了可能。

4.结语

物理学是一门以实验为基础的科学，在物理学的发展中，实验起了重要作用，特别是理想实验。理想实验能力的培养也是一个出色的物理学者提高思维技能、实验能力的必修科目。在物理的教学和学习过程中也是非常重要的一个环节。许多优秀的实验物理学家也都不仅在实际实验本领上独树一帜，而且在理想实验使用中也是独巨匠心。理想实验作为一种抽象思维方法，其精髓在于它是物理思想、数学演绎与一般性实验的巧妙结合，是连接抽象的理论逻辑和具体实验知识的纽带，但理想实验的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来检验理论正确与否的标准。我们有理由认为，理想实验给我们最深刻最本质的启迪就在于确立唯物主义世界观，确立科学的创新精神，对于从事物理学学习和研究的人来说，就更是如此。因为只有确立唯物主义世界观，创新才能有实际的价值，而只有那些有价值的创新，才能使世界发展，是人类进步。从这种意义上说，理想实验独具的创新精神把今天的现实和明天的未来联系在了一起，也为我们整个人类构筑了未来世界的理想通道。

参考文献

[1]胡望雨等.理想实验——逻辑推理的助手.物理通报，[J]，1994，10

[2]兰智高.理想实验——从伽利略到爱因斯坦.黄冈师范学院学报，2005，6

[3]戴军，徐留春.漫谈理想实验.焦作大学学报，1992，2

[4]郭奕玲，沈惠君.物理学史[M].北京：清华大学出版社，2005，1