研究磁铁

笔者：三体-小遥在物理学的相关研究中，人们渐渐认识到构成宇宙的物质基础以及它们的存在状态，而在数千年之前，哲学家就开始思考一个有关物质和意识的存在问题。遗憾的是，直到今天都没有得到准确的答案。人们对此十分疑惑，既然我们已经知道一切是由物质构成，那物质究竟是什么呢？科学家根据相关信息分析，目前宇宙中的物质拥有三层最基础的单位，其中最大的是原子，不过原子中还有原子核，它又可以被分为质子和中子，二者分别由三个夸克大小的物质构成，暂时没有比夸克更小的物质单位存在。在人们的理解中，这三种物质单位并没有太大的区别，只不过它们通过不同的排列组合构成了对应的物质，整个物质世界就像由无数个乐高积木搭建起来的，前者构成了复杂而稳定的基础。然而，有很大一部分观点认为，由于我们的科学发展水平限制，人类暂时无法找到比夸克更小的物质，如果未来我们有足够的能力对此进行研究，或许还能进一步完善有关物质基础的研究。在粒子理论之外，还有一种理论认为，构成整个物质世界的基础并非粒子，而是一种被称为“场”的特殊能量。在人们的设想中，大自然最基础的能量以类似于流体的状态存在，它们无处不在，并且构成了物质本身，为它们的运动和改变提供了充足的动力。提出这个观点的人并不是拥有如今这么发达知识的研究者，而是几百年前提出电学相关理论的电学之父法拉第，在他研究磁铁正负极排斥的过程中，提出了一种有关“场”的设想，并且认为这种神秘的中间物质为万事万物的运行提供了动力，后来这个“场”被称为电磁场，并且成为科学界最具有突破性的概念。目前科学家们仍致力于相关研究中，有关宇宙和生命的存在问题注定成为人类长时间研究和探索的重点。

《百年孤独》是哥伦比亚作家马尔克斯的名著，1982年他因本作品荣获诺贝尔文学奖，所以我身边许多人，包括我在内，慕名购书。许多人抱怨着那冗长的西班牙语人名，以及作者将同样的数个人名重复用在了七代人身上的行为，他们画出了似乎很直观却依旧复杂的人物关系图，在阅读时总不忘梳理那纷繁复杂的人际关系网，绕在里面，看了半天也好像没什么剧情头绪，最后就不了了之。我没有梳理那些人际关系，事实上我并不能很好地分辨清楚——我认为这本小说其实并没有把那些关系当作重点。《百年孤独》是以拉丁美洲为背景的，了解拉丁美洲的历史与现实，对理解书中内容会有所帮助。现在的拉丁美洲，西班牙语使用者在总人口中占绝大多数，正是西班牙在18-19世纪殖民统治的结果。1810年-1826年期间，在玻利瓦尔、圣马丁等人领导下，拉丁美洲爆发独立运动，经过战争，形成了拉丁美洲一系列的新兴国家。不同于西方在近代的快速发展，拉丁美洲国家的发展磕磕绊绊，甚至于许多国家陷入了长期的内战，政府军、非政府军的准军事组织与游击队、毒贩集团势力错综复杂。马尔克斯设定的时间框架是“百年”，这是指一个家族兴衰周期的时间长度。而小说中的所有故事，都发生在一个叫“马孔多”的小镇上。今天我就结合书中人物的遭遇以及作品意义来探讨这部作品的魅力之处。一、一部家族的兴亡史，四个代表人物所代表的孤独书中典型的四个代表人物，代表着四种人格，在家族中交替出现。①开拓者代表人物：老何塞·阿尔卡蒂奥在羊皮卷上有一句话，概括了这个家庭的命运：“家庭的第一个人被捆在树上，最后一个人正被蚂蚁吃掉。”书中提到的第一个人，无疑是开拓者。他创建了马孔多，而一切的故事，都在这里展开。开拓者娶了自己的一位表亲，带来了恐惧。那就是：近亲结婚，据说会生下一个有猪尾巴的孩子。结婚以后，害怕历史重演，开拓者和他的妻子，很长时间没有发生关系。但最后为了不被嘲笑，他还是跟妻子发生了关系。庆幸的是生下来的两个儿子和女儿，都很健康，没有猪尾巴。但最终开拓者被困在了自己的世界，直到死去。对于开拓者来说，要面临更大的风险和机遇。如同职场上的创业者，本身要具备很强的工作能力，能够合理安排各项工作，对未知的事物保持好奇。除此以外，还要有抗风险的能力，多听从别人的意见，而不是困在自己的想法里。②权势者代表人物：奥雷里亚诺·布恩迪亚《百年孤独》的第一件话是，“多年以后，面对行刑队，奥雷里亚诺·布恩迪亚上将会回想起父亲带他去见识冰块那个遥远的下午。”奥雷里亚诺上校就是那个权势者，他一生中发动的32场战争、逃过的14次暗杀、73次伏击和1次枪决。而他晚年却把自己关在小房子里制作小金鱼，做好了又将其熔化，再重新制作，在重复中孤独地走向死亡。他偶然见到保守派的龌龊行为，让他坚定了“我当自由派”的想法，却在连年的战争之后，发现自由派开始为了国会席位和保守派谈判，与保守派成了一丘之貉，沆瀣一气，“如今自由派与保守派的唯一区别就是，自由派去做五点钟的弥撒，而保守派去做八点的”。对于权势者来说，在拥有权力时，要做到的是不要迷失自我。坚守本心，而不是陷入到孤独的境地。如同职场上的老板，拥有权力，但不能滥用。③纵欲者代表人物：双胞胎兄弟之一对于纵欲者在年起的时候，是一个花花公子，他跟踪自己的兄弟，发现兄弟的情人。而这个情人错把纵欲者当成他的兄弟，后来，她爱上了纵欲者，成为纵欲者的情人。这位情人拥有让包括奶牛在内的家畜，飞快繁衍的能力。纵欲者也因此变得富有，但最后纵欲者并没有娶自己的情人。而是娶了另一个没落贵族家庭的女人，他游离在情人和老婆之间，最后是饿死的。在现实中，纵欲者常常控制不住自己的欲望。只贪图享受，而不去考虑后果。在职场上，纵欲者常常会被眼前的利益所迷惑，没有去考虑所做的事情，会不会损害到公司的利益。④沉思者代表：私生子纵欲者的女儿不顾母亲反对，爱上了一个工人。结果被母亲发现告诉镇长家里出现了偷鸡贼，镇长安排了士兵，开枪打中了工人，终生行动不便。纵欲者的女儿被送到修道院，在那里孤独终老。结果送回来一个私生子，他就是沉思者的代表人物。最终破解了吉普赛魔术师留下的，记载家庭命运的羊皮卷。他经常到小镇的书店去看书，经常陷入沉思。在他破译后羊皮卷后，一场飓风把马孔多小镇从这个世界上抹掉。无论是在生活还是职场中，保持思考，都是很有必要的。如今很多人忙于工作，而忘记了思考。每天陷入焦躁的情绪中，工作效率反而不高。与其如此，不如先静下来，对工作进行梳理。二、孤独的历史：自由派与保守派之争历史上的哥伦比亚确实存在自由派与保守派，两派在20世纪初大打出手，进行了哥伦比亚历史上最残酷的内战——千日战争。而马尔克斯的外公正是千日战争中的上校。保守派事实上获得了美国的支持，而自由派的确是无法进入国会的。这场残酷的战争没有为哥伦比亚带来光明的前景，却造成了严重的破坏，国民经济倒退，综合国力削弱；而控制着巴拿马运河的巴拿马地区也在美国的策动下于1903年宣布独立。①保守派：维护自身统治奥雷利亚诺上将，起初并不是为自己而战。他看到了保守派为维护自身统治，而采取的行为，感到不满。看到岳父在选票上动手脚，直言道：“如果我是自由派，我就要为选票的事情开战。”他选择站在了自由派。而书中描写的另一件事——香蕉工人被召到火车站后惨遭屠杀，则更为真实——它几乎就是哥伦比亚香蕉惨案的真实描写。1928年12月6日，大约3000名联合果品公司的工人在哥伦比亚谢纳加市的火车站被屠杀。而这些工人隶属的香蕉园的名字就是“马孔多”，正是书中小镇的名字。故事里，在这场惨剧发生后，尸体被装上火车如同烂香蕉一样扔到了海里，媒体的报道却是工人与资本家、政府达成了和解，几年后再也没有人知道那里发生的事情。②自由派：追求自由，试图推翻保守派上校对自由派的好感来源于，他们对私生子一视同仁的政策。但到了最后，上校发现自己是在为自尊而战。在临刑前与母亲见面时他镇静地说：“不要乞求任何人，也不要向任何人低头。”上校最终是为自由而战，而不是为自由派而战。他收拾自由派的残局，想尽快结束这一切，回到马孔多养老。他想要推翻保守派，到头来发现自由派变成了自己曾经想要达到的保守派。他除了结束，没有更好的选择。他的孤独来自没人理解他为什么而战，连他自己一度都陷入迷茫，在孤独的这条路上，越陷越深。《百年孤独》被称为拉丁美洲一个世纪的画卷，对这本书有很多解读。而结合拉丁美洲的历史，只是其中一种。拉丁美洲的历史正可以称作“孤独的历史”。拉丁美洲的原住民在枪炮、病菌与钢铁面前不堪一击，人口迅速减少，原住民的历史早已是考古学家才有心思了解的艰涩故事；而西班牙、葡萄牙的殖民历史、以及拉丁美洲独立运动之后的历史，能让人快速想起的，竟除了战争与流血就是过快的城市化带来的严重社会问题。当美墨边境墙真正建立起来，拉丁美洲便成为了一座孤岛：向北是美墨边境，向东西两向则是太平洋、大西洋，向南是荒无人烟的南极。拉美在大多数人的印象里就是孤独的。三、孤独的由来：是来自不被理解的冷漠《百年孤独》字里行间都透出冷漠孤独感，但为什么马孔多的人们经历着百年孤独，这个问题成为了“人们心中的哈姆雷特“。在我看来，是冷漠造成了漫长的孤独。作品中的被绑在树上直到死去的老何塞·阿尔卡蒂奥，疯狂地痴迷于科学实验，研究磁铁、冰块、化学，其他人都以为他疯了。被当成疯子的大家在现实的历史上并不鲜见，许多天才都有特殊的怪癖，但试问老何塞·阿尔卡蒂奥的孤独真的能完全地归罪于外界环境吗？当他沉浸在自己的世界中，他对外就散发着冷漠的气息，拒人于千里之外，没有人能够了解他，于是就没有人觉得他是个天才，所有人都觉得他疯了。而书中那位传奇的奥雷连诺上校，他就如同他的父亲一样，对外界有着好奇，而又有着探索精神。他不断地发动着战争，却在战争中变得冷漠而迷茫。他也曾充满热情，挺过了常年的战争，却发现自己的战争变得越来越无谓，“我们打了这么多年仗,一切只不过是为了别把我们的房子涂成蓝色”。当赫里内勒多求婚失败后给奥雷连诺上校发电报，“马孔多在下雨”，他的回复则如同一桶冰水般，“别犯傻了，赫里内勒多，八月下雨很正常。”当他的十七个儿子被一一杀死，他再也没有发动又一次战争的动力，却依旧深陷在冷漠之中，把自己关在房子里做小金鱼又熔掉，在冷漠中走向了生命的终点。他对于目标以外的东西总是过于冷漠，以至于在不断的重复中过完了悲剧的一生。重复这点，从家族成员的名字上就可以看出来。很多名字会反复出现，名字也代表着这个家族的命运。写在最后：我们每个人都会有孤独感，。其实孤独无处不在，但是我们大可不必也如同书中的家族几代人一样，用重复的工作欺骗着自己。虽然孤独无可避免，但我们又有什么必要拼命摆脱它呢？若我们能充满热忱，即使孤独，我们也不会陷入重复的怪圈。至少，若是有人莫名其妙告诉我，“这里在下雨”，我应该不会再给他一个上校式的回复。

知见是概念的，就像知道有喜马拉雅山，只看过介绍没真正去过。真正到过是经验，是外在的体验，而站在冰天雪地之中，是内在的体验。三者会形成一个圆，这才是完整的。“As a man loves, so he is. As he believes, so he becomes.一个人爱什么，他就成为什么。他相信什么，他就变成什么。没有「断轮回」：一切牵扯的关系与力量知见是概念的，就像知道有喜马拉雅山，只看过介绍没真正去过。真正到过是经验，是外在的体验，而站在冰天雪地之中，是内在的体验。三者会形成一个圆，这才是完整的。例如：了解佛学是知见，但不见得有经验跟体验。打禅七坐禅是体验，要三个合起来才会完整。学习奇迹精神也是一样，要有宽恕的知见＋经验＋体验。外面读书会、讲座是「由外而内」，需要内化，将观念、概念去行动去做。往外做叫做「经验」，往内做叫做「体验」。知道这叫做知见，正知正见。但是还不够，需要「知行合一」。因此，正是妳学习各种法门、新时代（论点为不断的创造），没有突破贫颈的主因。一个有问题的计算机（中毒了），就不断的创造错误的报表。一个喝醉酒的人，酒精作祟，会创造一个神智不清的世界。他认为别人都在摇来摇去，别人都在干扰他。真相是：他自己摇来摇去（困在自己的实相，事实≠实相≠真相）。「地球人类所谓的实相，只是个梦境，是一种较低自我的投射，及映在物质层面。因此，命运是一种未来的投射，一种物质化的梦。如果一个人让神性自我的意志来引导他的生命，那么在物质层面上所发生的一切，将是他在觉知的意识中所产生的，因此他能有意识地控制他的命运。因为这个人的自我，有足够的力量把在他潜意识中，等待具体显现的梦转化成为灵性的能量。」就像精神病患觉得别人有病，他并没有病，他没有自知之明的自知能力。他不够了解他自己，对自己不清楚，所以他一直往外怪别人，都是她害的，都是他造成的，都是对方害的。事实上，是自己吸引来的，是你自己的磁场、你的枯井吸引来枯井。不能怪对方这么作为啊！是妳的频率吸引那样的频率的人。他是配合你演出的。「他的出现，是我们要他来的」一切都是我们的投射，投射被投射、吸引被吸引、投射反射、作用力反作用力（奇迹课程的观点，业力的模式）。对方是妳吸引来的，因为你需要抓水龙头，吸引来枯井。操控者会吸引来依赖者，依赖者吸引来操控者。于是异类会相吸，供需会配合。或者操控者吸引来操控者，依赖者吸引来依赖者，这叫同类会相聚。不管哪一种，都在业力的蜘蛛网里面纠缠、沾黏，相互綑绑。枯井吸引枯井，无明吸引无明，ego吸引来ego。物以类聚，同类相聚的吸引力法则。这样的意念召感而来，吸引那样的实相，互相在抢能量。操控者吸引来操控者例子：Ｌ先生与Ｈ小姐两个人都是操控者，结婚一个多月就离婚收场了。他们两人都是改革者，一个是文化的改革（外在的），一个是心灵的改革（内在的），内在基调是「个性都很强」，两个刺猬在互相取暖。个性都是特立独行，有主见，桀骜不驯，有见解，很有自己的个性，都英雄惜英雄，也义愤填膺，太相似了，不在乎他人，特立独行，象是看到自己的影子，两人都非常欣赏对方敢说敢为。是你自己选择生气，跟他人是无关的问题不在于磁铁，磁铁被铁钉、铁丝扎到了，不能怪罪铁钉铁丝为什么扎我。拔铁钉拔铁丝是治标的，还会再吸引新铁钉铁丝的过来。要去研究磁铁有什么负面的质量（内在有负面的特质），才会吸引负面的人事物，他不是无缘无故在你生命中出现。改变磁铁才是治本的。不是改变或怪罪铁钉或铁丝。在关系学习上，像两只刺猬在互相取暖。太远了取不到暖，太近了会刺伤对方，要刚刚好取到暖而不会刺伤对方。两只刺猬还离很远时，看到对方，哇！是同类，同一国的，互相欣赏，非常的珍惜。一但变夫妻了，每天生活在同一屋檐下，两个刺猬靠太近了，刺伤对方，情人变仇人。依赖者吸引来依赖者例子：有男女朋友要一起去吃饭，去哪吃？妳决定。啊妳决定拉！推来推去，都不要负责，这是依赖。依赖对方决定，万一不好吃，就说都是妳找的，眼光这么差，害我们吃得心情不好。依赖者没办法为自己负责，他要别人为他负责。所以依赖者会推给别人，怪罪别人。都是你害的，都是你造成的。操控者则是他要为你负责。因此，操控者跟依赖者在一起，刚好是一对，供需速配。宗教上搞个人崇拜，就是操控者，信徒就是依赖者。一个愿打一个愿挨，就一起沈沦、一起轮回。操控者是青年灵，依赖者是儿童灵。灵性度并没有成熟，没办法脱离轮回。操控者与依赖者会配对在精神上与物质上，交错与互相的，所以在关系中枯井对枯井就要「谈条件」。理性挡住悟性、疑根挡住慧根观想 (visualization)与观照 (witnessing) ，二者功能相反、状态也相反。观想用的是「念力致动」（psychokinesis）功能。例如想象力、创造力、念力与观想力，是心灵的投射状态与发讯状态，它是主动、主观、人为、模拟、编造、由内而外的状态。 观照用的则是「超感官知觉」（ESP）功能，例如：感应力、直觉力、观察力与观照力，是心灵的接收状态与收讯状态，它是被动、无为、客观、自动、自然、由外而内的状态。」「当你感到一种宁静的欢愉时，那是你正在接近真理」When you feel a peaceful joy, that’s when you are near truth.— 鲁米 Rumi教导仅只能是一种引导，目的是为完成「过程」引导是「非观念性」的，因为所有的观念都属于头脑，观念隶属于头脑的制约，它们就无法带领我们去抽离于头脑。没有一个观念可以变成到达超越头脑的桥梁，所有的观念都必须被抛弃。我们最大的问题就是「我们的头脑」。理解的层次分为四个层次，人类的思维和文字属于第一阶层，是有因才有果，是由线性导致的。在直觉性引导过程中，那些简单、诗意的文字，加上心灵意识地注入，能够在「空无」中创造更高意识的频率意境。在人与人的接触中，话语沟通有其侷限性。说话者变成了一只学会说话的鹦鹉，面对着另一只鹦鹉学听话。人类的思维方式是线性的，而直觉性引导的方式是「同步并行的意识模式」——，没有前后关系，没有「因为…所以」的逻辑关系，可以任意跳脱“问题”和“解答”，目的是为完成“过程”。所以引导中能随心所转、答非所问，不消用头脑的表达，更不受线性时间控制，而会意的领会多少取决于个人意识的视界层次。在非线性轴线中这一切都是「平行同步发生的」。引导采用了这种独特的交流与沟通结构，这是觉性扩展与悟性启蒙的关键点。在连结初始，就用抽离的方式导引大脑停止自我制约，纯粹记录之后的体会才是关键，目的依然是为了「完成过程」。作法上，因人而异的过程之间的界限，被打破的线性框架是直觉式的，直到后面的阶段，才明白每个「点」被搁置（止），点与点连结构成的线与面（观），形成了一道整体的立体（悟）。其中埋藏的用心、超然，以及连结关系都安排在最适宜的转折点上，要知道，不提问、不回应的目的是为了完成“过程”，这样的「视界」看得比常人更加长远，心境上更超然。过程中，对于结果做了留白的「空」，一切都不用「一问一答」也完全可以顺随“过程”去延展“觉性”和“悟性”，真正形成了一道「自我发现」的圆。当你看着一个人，觉察到它的目击者，你就变成了静止的自己。你和他们在一个很深的层次联系。你感觉到了与你所感知的事物的一体性，尽管是见证。“在精神上”感受自己与万物的合一 。

一个国际合作团队使用计算机深度学习算法，在几周内重现了理论物理学家之前花了六年才完成的研究。日本冲绳科技大学大学院（OIST）的研究人员在研究磁铁材料内部原子自旋方向不一致情况下的磁场状态，为将来的量子计算应用铺路。在所有的磁铁中，每个原子都有“自旋”特性。在常见的磁铁中，所有原子的自旋方向一致，产生强磁场，比如冰箱门上的磁铁贴。可是，就像同一种物质在不同条件下呈现固态、液态和气体等不同状态一样，磁性也有不同的状态。之前，OIST的研究人员为一种含四面体晶体结构的天然矿——烧绿石（pyrochlore）构造出原子自旋方向不一致的各种模型，目标找到一共可以产生多少种磁性状态，并归纳出两者之间的对应关系。研究人员表示这项工作很辛苦，“即使是最简单的模型都需要好几年才能完成”。现在，OIST的研究人员与德国慕尼黑大学的计算机人工智能专家合作，使用电脑完成这项任务。研究人员向系统输入了25万种原子的自旋组合，系统仅花了几周时间就成功地生成了磁性对照表，与之前研究人员花了六年时间得到的结果完全一样。OIST的香农（Nic Shannon）说：“我们对计算机的成功感到震惊，这对理论物理学有着重大意义。下一步我们将让系统处理更复杂的问题，看看计算机是不是能做得更好。”

秋雨霏霏，飘飘洒洒。如丝，如绢，如雾，如烟。伴着微微细雨，2019年泰安市小学科学学科德育优秀课例展评活动在泰安市仓库路小学拉开帷幕。作为一名普通的科学教师，我深知，只有坚持不断的学习，特别是外出学习，与时俱进，才能认识到现代教育的新的教育理念，跟上时代潮流。头脑中有了新的理念，教育教学才有支撑、有思路！所以仓库路小学，我来了！参赛老师们充满创造性的教学设计，声情并茂、自然大方的教态，生动形象的多媒体课件，精心设计的实验，合理的德育渗透给我留下了深刻的印象。精彩纷呈、耐人寻味的课堂展示，让我久久不忘！第一节课是来自泰安市实验学校的张英豪老师执教的《热的传递——传导》。这节课开始把空纸杯和装满水的纸杯分别放到酒精灯上烧这个对比实验让学生初步感知热传递现象，接着学习了酒精灯的正确使用方法，通过热在铜棒和金属圆片中的传递两个实验使学生知道热在固体中是从温度高的地方向温度低的地方传递这一科学知识，在课堂结尾，巧妙地拓展了热传递的其他两种方式，对流和辐射，把探究学习活动从课内延伸到了课外。第二节课和第四节课分别是来自泰安市岱庙办事处南关学校的赵玉雪老师和泰安仓库路小学的孟子辰老师执教的《我们吃什么》。两位老师同课异构，使学生认识了食物的六种营养成分，都用实验的方法让学生学会了检测食物中含有的淀粉和脂肪，知道了长期迟油炸食品和巧克力的危害，增强了不偏食，不挑食和注意食物多样化的意识。第三节课是来自泰山区大津口乡范家庄小学的马霞老师执教的《研究磁铁》，教师通过让学生观察认识了磁铁形状，继而通过实验，认识了磁力磁极，用悬浮法和悬挂法使学生知道了磁铁是怎样指示方向的，以及同极相吸，异极相斥的性质。教师的板书运用思维导图的形式非常利于学生梳理所学知识。第五节课是来自东平县接山镇鄣城小学的杜召仲老师执教的《我们是怎样听到声音的》，教师从建国70周年阅兵式的音乐引入，首先使学生认识了耳朵的构造，又通过实验认识到耳廓和骨膜的作用，使学生知道听觉产生的过程以及噪声的危害。第六节课是来自新泰市平阳小学的张在峰老师执教的《分类》。这节课教师通过大头儿子找不到妈妈的口琴引出分类在生活中的必要性。教学过程中，通过给指纹，海洋生物分类，使学生知道了找相同点分类，通过给动物分类理解了什么是多极二分法最后通过垃圾分类使学生真正意识到分类在日常生活和科学研究中的意义。教师的语言简练，教学环节紧凑，评价语准确有激励性。第七节课是来自卧虎山小学的李萌老师执教的《怎样加快溶解》。本节课学生在教师的引导下，设计了简单的对比实验来探究加快物质溶解的方法，初步理解了什么叫对比实验，学会了加快物质溶解的方法，意识到了科学可以改善人们的生活。第八节课是来自泰师附小的王斐老师和同学们一起《研究的透镜》。教师通过光在空气中沿直线传播，魔术改变光的传播方向，引出凸透镜，进而引导学生小组合的探究发现了凸透镜和凹透镜的不同特点和作用，拓展延伸到透镜在生活中的应用，指出下节课学习做一个望远镜，吸引学生的继续探究的欲望。第九节课是来自肥城龙山小学的王立同老师执教的《减少对土地的侵蚀》，本节课老师设计了有效的实验模型，用水壶在上游喷水，修筑弯曲的河道，下游修筑河堤模拟黄河流水，使学生既掌握了梳理河道修筑河堤的科学知识。又设计了有植被和无植被的对比实验使学生明白了减少对土地侵蚀方法的科学知识，同时教育学生只有好好学习科学知识将来才能把我们的国家建设得更美好！第十节课是来自宁阳县三实小的徐秀丽老师执教的《我们的食品安全吗》。教师把学生爱吃的食物统计起来，按来源分成了天然食品和加工食品，学习中使学生通过一个包装袋的配料认识了各种各样的食物添加剂，对绿色食品和有机食品有了更深的认识，相信同学们已经学会了获取安全的食品。最后一节课是来自泰安高新区凤凰小学的王宁宁老师执教的《简单的电路》。教师从漆黑的夜晚引出 导线，接着认识了灯泡的结构，什么是通路、短路、断路、用电器、电源、开关，使学生循序渐进地理解了电路，体验到了成功的喜悦。整堂课教师注重了培养学生语言表达能力，同时对学生进行了理想教育和爱国主义教育，激发了学生的爱国情怀。科学探究的过程从来不是一帆风顺的，需要科学家反复的实验验证，教学设计过程的准备也需要一次次的改进创新。致敬每一位参赛选手，更感恩选手背后默默付出的团队！由衷感谢领导为我们搭建了一个这么好的学习提高的平台，短短一天半，我们享受了一场视觉与听觉的饕餮盛宴。期待着更多的科学老师，遇见更好的科学课！（文字和片均由 新泰市汶南镇第二中心小学 伊淑霞老师提供，在此向其表示衷心感谢）

第一部分：真题一、判断题。判断下列观点是否正确。1、学校教育是一种制度化的教育，在现代教育体系中学校教育是教育的主体形态。（）2、我国古代读书人深信“寒窗苦读”才能“金榜题名”，这体现了教育的横向流动功能。（）3、学生在学校里结交的好朋友，在学校里参加的社团活动等，都属于学校的课程。()4、课程水平组织的基本标准是连续性和顺序性。()5、教学过程，学生对学习内容发生争论时，教师应该扮演裁判者的角色，采用即时评价。（）6、翻转课堂通过利用丰富的信息化资源，将学习的决定权从教师转给学生，因此教师的作用降低了。（）7、数学课上，教师把某学生对数学题的创新性解法，冠以该同学名字写在黑板上，该同学在课堂上介绍自己的解题思路，犹如做字术报告，说到精彩处，全班报以热烈掌声，该同字连声道谢，班级呈现和谐合作的景象，这是一种德育渗透。（）8、学校中教师之间的关系表现为合作与竞争的统一。()9、程序教学模式的理论基础是认知结构学习理论。()10、游戏是儿童自发的，不需要成人引导的、伴有愉悦体验的活动。（）11、对初中生来说，完成100以内的加减法一般需维持较高焦虑水平，才能有较高的学习效率；而解难度大的几何题则需要保持较低的焦虑水平。（）12、小赵在学校时尽量表现得贪玩、不在乎考试，但私下里却偷偷努力。这是因为他趋向成功动机高、避免失败动机低。（）13、对于长期缺乏关注的学困生，帮助他们提高学习成绩的首要任务是让其感受到爱和尊重。(）14、中小学开展心理咨询必须在学生知情自愿的基础上进行，不能强迫学生接受。（）15、学习热涨冷缩原理后，很容易掌握各种金属的一般特征，这是一种具体的迁移。（）15、生活在草原上的牧民，其骑射技能娴熟：生活在海边的渔民，其捕鱼或潜水技能发展较好，这说明技能的形成和发展受现实生活环境的制约。（）16、《中华人民共和国教育法》属于教育法律规范的共同法源。（）17、从我们公民具有的受教育权利来看，我国公民接受高等教育的权利属于非基本权利。（）18、教育局颁发教师资格证书的行为属于行政确认。(）19、对教育法规所作的学理解释也具有法律上的约束力，可以作为实施法律的依据。()20、根据我国《中华人民共和国立法法》的规定，具有中国国籍的公民都可向立法机关提出法律议案。()21、只要产生了法律纠纷，就可以实施法律救济。（）22、教师职业道德的一切内容都围绕教书育人而展开。()23、教师职业道德的一切内容都围绕教书育人而展开。()24、教师职业道德修养与仪表修饰无关。（）二、单项选择题1.治贫先治愚，要把下一代的教育工作做好，特别是要注重山区贫困地区下一代的成长，下一代要过上好生活，首先要有文化，这样将来他们的发展就完全不同。此段话集中体现了教育的(）。A文化功能 B生态功能 C政治功能 D经济功能2.以下不属于教育目的个人本位论的主张是（）。A个人价值高于社会价值 B个人的一切发展都有赖于社会C教育的职能是发展人的潜在本能 D要根据个人发展的需要制定教育目的3.关于遗传素质在人的发展中的作用，以下说法错误的是（）。A是人的发展的生理前提 B是决定人的发展的终极条件C其差异性对人的发展有一定影响 D其成熟程度制约着人的发展过程4.张老师将教学目标确定为“通过学习，使学生懂得任何事物都是普遍性和特殊性的统一，为树立辩证唯物主义的思想方法和工作方法奠定基础“。根据目标取向理论，这属于（）。A普遍性目标 B行为性目标 C生成性目标 D表现性目标5.关于师生角色关系的表述，以下与其他三顶不同的是（）。A天地君亲师 B安其学，亲其师 C传道，授业，解惑 D道之所存，师之所存6.关于课程，以下说法错误的是()。A课程资源开发应坚持经济性原则 B教师开发和利用课程资源，应该从实际情况出发C课程实施是教师建构知识，学生独立运用知识的过程D教师不仅是课程的实施者，也是课程的建设者和开发者7.下列人物与其教育观点配对错误的一项是()。A孟子--存心养性 B荀子--化性起伪C黄炎培--无业者有业，有业者乐业 D晏阳初--教育是把一切事物交给一切人类的全部艺术8.“把心理发展的研究作为教学总原则的基础“，首先提出该观点的教育家是（）。A夸美纽斯 B卢梭 C裴斯泰洛奇 D赫尔巴特9.当学生出现问题时，教师不是以权威者的面目出现，而是由学生来描述和评价，教师帮助学生制定计划，执行过程中指导学生修改完善计划，并争取家长和其他教师的协作。该教师采用的策略是（）。A问题防范策略 B行为矫正策略 C情绪疏导策略 D团体动力策略10.以杜威为代表的经验主义课程流派主张课程的主体是（）。A学科 B儿童经验 C教师经验 D教材内容11.刚上小学的小红对妈妈说：“用眼睛看就可以学到东西，为什么要上课呢？“妈妈说：“你自己去摸索，太费时间了，老师教你，你就会学得又快又好。“这反映的教学规律是(）。A直接知识与间接知识相结合 B掌握知识与提高能力相统一C掌握知识与提高思想觉悟相结合 D教师主体性与学生主动性相统一12.某老师刚走进教室，就有一纸团朝他飞来，差点打在老师脸上。正当同学们忐忑不安时，老师说：“扔纸团的同学眼力真好，以后成枪手了，可不要忘了我这个活靶子啊。教室是读书的地方，今后可得找对练绝技的地方啊。“全班一片笑声。该老师的这种教育方式属于(）。13.期中考试后，吴老师在分析试卷时发现学生在某一知识点上失分较多，于是对自己的教学进行了反思，并作出调整。这说明教育评价具有( ）。A导向功能 B选择功能 C反馈功能 D强化功能14.关于中小学教师做研究的说法，以下错误的是（ ）。A可以促进教师的专业化发展 B有利于解决教育教学的实际问题C宜走科学化、规范化、程序化之路 D可以使课程、教学与教师融为一体15.王守仁明确提出。“今教童子“必须“讽之读书。以开其知觉“这表明，在德育过程中，教师要重视学生(）。A道德认识的提高 B道德情感的发展 C道德意志的锻炼 D道德行为的训练16.班级发展的阶段中，集体自主活动阶段的特点是( ）。A缺乏凝聚力和活动能力，对班主任依赖性强B班级核心初步形成，班组织的功能已较健全C积极分子队伍壮大，形成了正确舆论与班风D班级管理由班主任领导，逐步过度是班干部17.儿童道德行为发展的重要转折期是（）。A幼儿园时期 B小学低年级 C小学中年级 D小学高年级18.我国古代教育提倡“论学取友““择其善者而从之”。这体现的德育方法是（）。A说服教育法 B自我修养法 C榜样示范法 D情境陶冶法19.小张老师课下总是找学生聊天，了解学生的生活习惯、兴趣爱好、父母职业和家庭环境等，花费大量时间和学生搞好个人关系，同时很在意同事、领导对自己的看法。这表明是处于教师专业发展的（）。A关注情感阶段 B关注生存阶段 C关注情景阶段 D关注学生阶段20.小敏是一个听话努力的孩子，可她的学习成续就是不理想，王老师帮助小敏分析影响学习效果的原因，和她一起制定出具体的改进办法，王老师采用的方法是()。A系统传授式 B专题讨论式 C学科渗透式 D学习诊断式21.当学生之间产生了矛盾，教师往往教育学生要换位思考，站在对方角度考虑。这是德育中的（）。A认知性道德发属模式 B体谅模式 C社会行动模式 D价值澄清模式22.梦晨同学由于家里出了些事，上课老走神，班主任当着全班同学说：“你爸妈真会取名字。难怪生下来就不行，每天都作白日梦。“该班主任的做法主要违背了教师职业道德中的（）。A爱岗敬业 B关爱学生 C教书育人 D为人师表23.王老师讲混合气体平均分子量不可能大于成分气体最大分子量，也不可能小于成分气体最小分子量时，打了一个比喻，“有三位同学分别为10岁、12岁、15岁，他们的平均年龄可能大于15岁吗？可能小于10岁吗？“学生一下都明白了。王老师主要遵循的教学原则是()。A循序渐进原则 B巩固性原则 C直观性原则 D发展性原则24.小明酷爱篮球，有一次因为打篮球而与隔壁班的同学发生冲突，大打出手。老师为了让小明吸取教训，规定他未来一周都不能打篮球。老师的做法属于()。A正强化 B负强化 C正惩罚 D负惩罚25.根据皮亚杰的认知发展理论，以下说法正确的是（）。A具体运算阶段的孩子应更多地接受抽象思维训练B前运算阶段的孩子能够从多个维度对事物进行判断C教学过程中呈现给孩子的教学材料不能超过其发展水平D具有自我调节作用的平衡化过程在认知发展中起关键作用26.“杨老师，排队的时候甜甜推了我一把“李老师，小宝老是在说话“…孩子上幼儿园后到学龄初期。很多老师都发现了这样一个现象：孩子变得爱告状了。这种现象说明（）。A儿童的个性逐渐形成 B儿童开始展现集体意识C儿童开始具有道德感 D儿童能公正评价他人27.娇娇因为小时候在草丛里被虫子咬伤过，所以对虫子很害怕。娇娇对虫子的害怕属于()。A形象记忆 B语词记忆 C情绪记忆 D动作记忆28.东东解决问题时，总是采取按部就班的分析程序，一步接一步，一环扣一环，每一步只考虑一种假设，而且提出的假设有明显的先后顺序。东东的这种认知方式属于(）。A继时性加工 B同时性加工 C聚合型加 D发散型加工29.高三下学期学习任务重，作业多，为了有更多的学习时间，林林总是把给妈妈打电话、看教育新间等活动安排在食堂排队打饭、吃饭的时候。林林的这种安排属于学习策略中的（）。A计划策略 B组织策略 C调节策略 D资源管理策略30.下列最可能产生负迁移的是(）。A学习拼音后，学习英语 B学习武术后，学习治学道C学习修摩托车后，学习修汽车 D学习平面几何后，学习立体几何31.有的人对他人充满怀疑，对世界缺乏信任；有的人有很好的安全感，能够相信周围的人。根据埃里克森的发展理论，这更有可能是由于哪一阶段的发展差异造成的？（）。A婴儿期 B幼儿期 C儿童期 D青年期32.以下符合班杜拉自我效能感理论的观点是（）。A强化方式会影响自我效能感 B替代性经验会影响自我效能感C个体对行为结果的期待就是自我效能感 D学生的行为结果优异便会提高自我效能感33.在数学课上学生每次出错时，王老师都注重对学生的引导积极鼓励学生动脑思考，让学生感受到学习的乐趣，班级学习氛围日益浓厚。这体现的桑代克学习定律中的（）。A准备律 B练习律 C效果律 D同化律34.某学生遇到学业困难羞于向别人求助，认为学业求助是自己缺乏能力的表现。该学生的成就目标定向类型属于（）。A掌握目标 B学习目标 C任务目标 D表现目标35.当学生试图将已获得的相对零散和独立的知识与自己原有知识建立联系时，表明学生对知识的掌握处于（）。A重构阶段 B生长阶段 C协调阶段 D提取阶段36.对有自卑心理的学生，当其通过努力取得好成绩时，教师应引导他作（）。A外部、可控、稳定的归因 B内部、可控、不稳定的归因C内部、不可控、稳定的归因 D外部、不可控、不稳定的归因37.中学生小颖在学校喜欢参加各顶课外活动在公开场合不怯生，能够很好地表现自己；在课堂上能比其同学更快地掌握新知识，但学习并不深入不求甚解。由此可以推断小颖的气质类型最有可能属于（）。A多血质 B粘液质 C胆汁质 D抑郁质38.某学生的某个奋斗目标没有实现，心理受到严重挫伤，老师对其进行心理辅导，让他转移目标减轻了挫败感。这种心理辅导方法是（）。A松驰法 B移情法 C移植法 D系统脱敏法39.《中华人民共和国教育法》第四条规定：各级人民政府应当采取措施，加强教师的思想政治教育和业务培训，改善教师的工作条件和生活条件，保障教师的合法权益，提高教师的社会地位；全社会都应当尊重教师。本条教育法律规范属于（）。A原则性规范 B义务性规范 C禁止性规范 D授权性规范40.中学生林某喜欢做些小发明，近期发明了一种可调节型手机支架，张老师觉得很有创意且实用，很好地解决了网络授课中画面抖动问题，于是在学生不知情的情况下以个人名义将此项小发明申请了实用新型专利。林某知晓后向当地教育行政部门提起申诉，主张张老师侵犯了自己的发明权。这一法律关系中，以下说法正确的是（）。A张老师是主体林某是客体 B林某是主体张老师是客体c张老师和林某是客体，支架发明是主体 D张老师和林某是主体，支架发明是客体41.课间，九岁的小陈在关门时，夹伤了同班同学小黄的手，医务室老师认为伤势严重，需送往医院治疗，小黄要求小陈付医药费，但怕父母责备，请求老师不要告诉父母自己受伤的事。从教育法的角度来看，殷主任老师最佳的做法是（）。A不告诉小黄家长，并主张学校负担医药费B告知双方家长，并主张小陈的家长负担医药费C不告诉小黄家长，并主张小陈的家长负担医药费D告知双方家长，并主张双方家长共同负担医药费42.关于教育行政赔偿的特征，以下说法错误的是（）。A侵权行为源于违法行政 B教育行政赔偿的主体是国家C教育行政赔偿是一种法律责任 D侵权主体为国家机关、社会团体和公民43.关于公民取得选举权的时间起点，以下说法正确的是（）。A从出生算起 B从取得户籍算起C从年满8周岁算起 D从年满18周岁算起44.张平系某校中学教师，因故意犯罪被处三年有期徒刑，丧失教师资格，按照《中华人民共和国教师法》，以下说法正确的是()。A张平刑满后可恢复教师资格 B张平终身不能取得教师资格证C张平刑满后可重新考取教师资格正 D张平刑满五年后可重新考取教师资格证45.初中生小陈因在学校的跳高训练中受伤，将学校诉至区人民法院，要求学校赔偿医疗费、护理费等各顶损失六万余元。以下说法正确的是（）。A区人民法院无权受理此案 B小陈在本案中提起的是行政申诉C小陈在本案中提起的是行政诉讼 D小陈在本案中提起的是民事诉讼三、多项选择题1. 关于教育要素，以下说法正确的有（）。A教育者是教育活动中教的主体B受教育者是教育活动中学的主体C教育者的教学风格是重要的教学手段D教育活动方式是连接教育活动主体和客体的中介E教育内容一般表现为课程、教科书、教学参考资料2.“教师的身体可以退出教育过程，精神却永远融入了学生的心灵，滋润着学生的未来生活，他是无法完全从学生那里隐退出去的。学生是教师内在素质的体现者，教师借学生之身巧妙地扩展着自己，在这里，学生的一举一动都反映着教师的影子，学生的生命就是教师的生命，学生的成败深切地牵动着教师的心灵。“这段话反映出教师劳动的特征有（）。A示范性 B创造性 C复杂性 D长效性 E协作性3.关于地方课程和校本课程的共性，以下说法正确的有(）。A当地教师充分参与课程的调研和编写B采取的是“自上而下“的课程管理模式C属于指令性课程，以必修课的形式出现D教材大纲的确定要充分听取当地教师的意见E参与课程决策的人员包括教育行政人员、课程专家、一线教师、家长、学生等4.奥苏贝尔有意义接受学习包括(）。A学会一些单个符号的意义B将观察所得的符号表现转换成适当行为C遇过对情境中的事物关系进行理解而产生顿悟D掌握同类事物或现象的共同关键特征或本质特征E将所学命题与认知结构中已有概念或命题建立起联系5.关于遗忘，以下说法正确的有（）。A过度学习的材料比刚能成诵的材料更容易被遗忘B回忆过程中，中间学习的材料遗忘往往是最多的C识记后的最初一段时间，遗忘较快，以后逐渐慢下来D在学习程度相同的情况下，识记数量越多，遗忘越快E人们对感兴趣的东西忘得快，对不感兴趣的东西忘得慢6.某学校在教学中采用大班教学小班管理的方式，将80名学生随机分成4个小班，大班教学中对所有学生给予同样难度的学习要求。但赵钱孙李四位小班老师却采用了不同的奖励规则，赵老师对第一名学生奖励；钱老师对前5名学生奖励；孙老师对前10名学生奖励；李老师对前15名学生奖励。由于奖励规则不同，各小班学生的学习状况也大相径庭。在此情形中，以下说法正确的有（）。A赵老师班成绩更好 B李老师班成绩更好C钱老师班和孙老师班成绩更好D韦纳的成败归因理论是四位老师选择不同奖励规则的依据E阿特金森的成就动机理论能很好地解释造成学生学习差异的原因7.自我意识是随着年龄的增长逐渐发展起来的，其结构的完善、合理与否直接影响着个体对自己及自己与客观世界关系的认知。自我意识具有复杂的心理结构，它包括()。A自我认识 B自我体验 C自我接纳 D自我调节 E自我发展8.十岁的小余是某小学的小霸王，经常欺负同学，多次打女同学的国光。班主任多次教育无果。其家长不配合。从教育法的角度来看，以下建议可取的是（）。A小余没遵守校规校纪，屡教不改，必要时可开除学籍B小余不满14周岁，公安机关应奏令其监护人严加管教C父母未履行配合学校教育子女的义务，学校应对其提供家庭教育指导D学校应暂停小余的学业，将其不良行为矫治后再允许其入学接受教育E小余继续在学校可能威胁到其他同学的生命健康，应该由政府收容教养9.以下教育法律法规处于同一效力等级的有(）。A教育部颁发的《幼儿因工作规程》B国务院通过的《民办教育促进法实施条例》C某省人民代表大会常务委员会通过的《某省校车安全管理条例》实施办法》D全国人民代表大会常务委员会通过的《中华人民共和国教师法》E某当人民代表大会常务委员会通过的《某省实施中华人民共和国义务教育法办法》10.总书记提出的“四有“好老师的标准是( ）。A有理想信念 B有扎实学识 C有创新精神 D有仁爱之心 E有道德情操四、不定项材料分析题，阅读材料，进行不定项选择。(一)【资料】两个老师的《磁铁》课 （1）开始上课了，王老师拿出一根条形磁铁让学生看，然后问：“磁铁能吸铁，是不是磁铁的每一处都能吸铁呢？”说完，王老师拿一根铁钉放在磁铁的正中间，学生惊奇地发现磁铁竟然没有吸住铁钉。 王老师，“这说明什么？” 学生：“说明碰铁有些地方磁性强，有些地方碰性弱。”王老师，“磁铁什么地方磁性最强呢？” 接着王老师把条形磁铁平放到一堆铁钉里，拿起来。王老师：“你们看到了什么？”学生：“钉子都集中在磁铁的两端。”王老师：“这说明什么？” 学生带着这些疑感阅读教材，最终得出“磁铁两端的磁性最强“的结论。王老师对磁铁的特性作小结，并板书在黑 题目 着，王老师要学生完成相关练习题。以同样的步骤和方法，王老师带领学生学习磁铁的另一个性质。（2）李老师在课前准备好了以下材料：条形磁铁、铁钉若干，装有铁末的塑料盒，塑料片，铜钥匙，小车等。 一上课，李老师就向学生介绍以上材料，介绍完后就说：“大家玩过磁铁吗？磁铁能吸什么？不能吸什么？磁铁与磁铁能吸吗？下面就由你们去研究磁铁的本领。” 李老师话音刚落，一个男生就迫不及待地动起了手，一边拿着一根磁铁到处碰。一边说：“这个能吸。”“这个不能吸。”当把一根磁铁接近另一根磁铁时，他似乎有了一些什么发现，激动地拉着旁边的同学：“快来看！快来看！“一个女生聚精会神地拿着装有铁沫的透明塑料盒，把一根磁铁放在盒子下面，用手轻轻地敲击盒子，还不时摇据头。另外一个男生用手直拍头，“这两个小车有什么用呢？”学生的表现十分活跃。活动了一定时间后，李老师让学生停下来，汇报各自的发现。学生用自己的语言将磁铁的本领注意汇报出来，只是对“同极相斥，异极相吸”这个性质表达的不很准确。李老師就指导学生用小车再做实验，经过争论，意见很快统一了。 1.对这两位老师的教学比较，以下说法正确的有（）。A在教学组织方面，两位老师都采用了小组合作学习B在教学原则的运用上，两个老师都采用了直观性原则和启发性原则C在教学方法的使用上，王老师主要采用了问答法，李老师主要采用了实验法D在教学理念上，王老师有明显的现代教学特色，李老师有明显的传统教学特色E在教学模式的选择上，王老师采用了传授-接受式，李老师采用了问题-探究式2. 学生带着这些疑惑阅读教材，最终得出“磁铁两端的磁性最强”的结论。……对两个老师的教学设计以下分析正确的有()。A王老师选取演示导入的理由是，激发学生的求知欲是教学的中心环节B王老师的教学体现了教师在教学中的主导作用C李老师让学生“做中学”，是因为知识存在于具体的、情境性的、可感须的活动之中D李老师采用该教学模式的理由是，学生学习的主要任务是通过亲身实线来获取知识E两个老师的教学都体现了教学是一种特殊的认识过程，具有间接性、引导性和简捷性的特点（二）【资料】 周聪的转变周聪天资聪颖、接受能力强、成绩好，学习中他总是能用別人一半的时间完成老师布置的作止，而且书写整洁。任课老师都很喜欢他。半期考试后的一天，周聪的同桌和前后桌的同学一起去办公室找到了班主任杨老师说，周聪完成作业后总是找同学说话，老师讲课的时候，我们都还没有听懂，他就大声报答案，或者在座位上摇据晃晃，影响周围同学学习。杨老师发现，周聪确实如此，上课不到10分钟。他就开始左顾右盼，摇头晃脑：很快写完作业后就去扒拉前后左右的同学，无话找话。自觉的学生就捂着耳朵写作业，不自觉的学生就听他说话或跟着他一起讲话。在课间，随时都能听到他高谈阔论：“新闻上说，有个女的装扮成一个男的，谈了好多女朋友···…”“有一个明星，就是演那个的······今天晚上要去参加一个综艺···…”“刚才我看到体育老师了，…··哈哈哈……周聪尽管在各个老师的课堂上都会接话，但因为他学习成绩好，任课老师都不批评他。为了改变周聪的状况，杨老师每天早自习时在黑板上写一句珍惜时间的名言警句要求全体同学抄到笔记本上，仔细体会，跟自己的行为进行对照，然后请一个同学谈感受。两周后，轮到了周聪。周聪站起来分享：“生命对于我们只有一次，我们要珍惜时间，珍惜属于我们的分分秒秒。”杨老师问到：“我们应该怎样珍惜时间?我们用珍惜的时间做什么？平时你是怎么珍惜时间的：”面对这样的问题，周聪第一次没有答上来。杨老师同时与各任课教师沟通，请他们帮助周聪改正缺点.随后，杨老师组织了一次班会，对“珍惜时间”活动进行总结。班会上，同学们纷纷发表了自己的见解，周聰也发言了。趁此机会，杨老师给大家布置了一道数学题：假设一个人一生可以活80年，我们还有多少天可以有效利用?大家开始埋头计算，当然还是周聪最快。但他没有抢答，而是举手示意。杨老师请周聪一边计算一边讲解：一个人按活到80岁计算，总共有29200天，我们每天平均睡眠7小时，吃饭2小时，休息1小时，这些用掉的时间是12167天。我们真正清醒的时间大的是17033天。按工作到65岁为止，减15年还剩13839天。我们今年15岁。再减去15年，还剩10645天。算完后，周聪突然表情凝重，全班同学都安静了下来：人的一生真的很短暂。从此以后，同学们都懂得了时间的珍贵，周聪也收起了玩性，不再干扰同学，而是抓紧时间努力学习。1.针对此案例，以下说法正确的有（）。A周聪上课讲话是一种应答性行为B计算有效时间的做法借助了元认知策略来帮助学生进行自我管理C由周聪两次回答可知，其抽象思维发展处于由检验型向理论型过渡阶段D由周聪能够归纳概括出珍惜时间的结论可知，其认知发展处于形式运算阶段E科任老师之所以对周聪上课讲话不予批评，是因为存在着“成绩好就是好学生”的观念2.以上案例给我们的启示有（)A个体成败经验影响学生自我效能感的形成B对课堂上“吃不饱”的学生可以增加学习难度C学生是发展中的人，教师对学生身心发展中出现的问题应宽容D为保证教育的有效性，科任老师应严格按照班主任的要求管教学生E按行为主义的观点，无论成绩好坏，只要学生违反班规，老师都应该批评教育（三）【资料】星期四早上，五年级班主任赵老师收到了小瑶妈妈发来qq的消息：“我家小瑶因感冒发烧，今日无法到校上课，我要带她去医院，要请假一天，请赵老师批准，明天好转后我会把她送到学校。”赵老师回复“好的，请看完病后及时将病情诊断书传给我。到了中午12点，赵老师还未收到病情诊断书，于是打电话询问小瑶妈妈，小瑶妈妈表示根本不知道小瑶请假的事，经查，原来是小瑶登陆了她妈妈的qq号，自己发的请假信息。此时，小瑶妈妈接到一个电话，得到小瑶独自在外面玩耍摔伤了。事后，小瑶妈妈声称赵老师当时应该打电话确认请假事宜，并以班主任管理失责为由要求学 题目 与费。学校也认为赵老师失责，给于赵老师警告处分。赵老师对处分不服，随即查阅学校的《学生请假管理制度实施细则》，其中规定“学生请病假，家长可到校或通过电话、语音电话、qq、微信等形式向班主任说明情况，班主任批准后，需在当天确认病情并将病情诊断书存档。”赵老师认为自身做法符合规定，于是，向当地教育局提起申诉。1.针对此案例，以下说法正确的有（）A此次意外事件学校无过错，无需承担责任B小瑶在上课时间能受伤，学校应当承担主要责任C赵老师的做法符合学校规定，学校不应处分赵老师D学校给予赵老师处分是在行使对职工的管理权，做法正确E赵老师未电话确认信息是否属实，存在失责，不能提起申诉3. 根据此案例，学校应采取的改进措施有(）。A学校应要求老师不得歧视品行有缺点的学生B为规避此类事件再次发生，学校应完善请假制度C学校应制定措施，要求家长管理好自己的通讯工具D针对小瑶的不诚信行为，学校有必要对小瑶行使惩戒权E学校应加强与小瑶家长沟通，家校共育，促进小瑶全面发展（四）【资料】以下是何老师的教学日记片段我刚接手四二班时，这是个全校有名的“差班“，学生的学习纪律差，各种活幼参与度不高，成绩差的学生较多……到期末评奖时往往不是奖项不够，而是符合获奖条件的人不多。上学期末，除了几个优秀学生能毫无争议地拿走几个奖项外，其他奖顶的发放都引来了一些声音，“劳动小能手怎么是他！上次扫地时还撂挑子”“退到过的人能当纪律标兵吗？““怎幺他是学学进步奖，这次考试我还进步了10分！” 怎样才能让班级状况得到改善，让更多的学生取得进步并获得荣誉…… 我给学生布置了一个作文题“和老师说说心里话”。作文交上来了，学生写道“我成绩不好，老师说我像猪一样笨”让我无地自容。”“我在家常挨父母打骂， 到学校又挨老师批，真不知道怎样才能当一个好学生。”“有一次生病发烧迟到了，一进教室老师就说你又玩游戏去了”……学生的心里话让我反思，是应该改进自己的教育教学了！我将学生的心里话反馈给任课老师，并召开家长会进行沟通，又作出一个大胆的决定————“提前发放荣誉”。 首先，告知学生每一学期都有什么荣誉在等待他们。如区级“雷锋式少年”，校级“三好学生”“优秀班委”，年级“学习之星”等。其次，告知学生每一种荣誉都在呼唤什幺“品质”。如校级“文明奖”需要满足在学习态度、学习成绩、文明礼仪等方面的12条相应标准。再次，提前申请，提前行动。我把所有荣誉份额扩大2-3倍，提前印发出各类《xx申情表》,鼓励同学们主动申请。最后，鼓励没有自主领取申请表和没有机会领取申请表的学生，充分表达自己意愿，让老师自己“追求美好”的愿望。现在，学生们的精神面貌发生了明显的改变。1.针对以上材料，以下说法正确的有（）。A何老师应在家长会上对打骂学生的家长进行批评教育B何老师采用了目标管理法，以此实现了学生的自我管理C何老师提前告知各类荣誉的具体要求，有利于学生向优秀靠拢D何老师力求将“传道”之“道”蕴含在“授业”“解惑”的过程之中E荣普具有“稀缺性”，何老师多发奖项的做法会丧失荣誉对学生的激励作用2.以上材料给我们的启示有（)A个别教育就是做好后进生的思想工作B学生的成长需要教师、家长、同伴形成合力C班级管理的有效性取决于学生对班主任权威的服从D教师要有良好的道德情操，不断反思，提升自己的专业水平和能力E班级应该是个“造梦工厂”，班主任是学生梦想的“激发者”和“引路人”2020年7月四川省教师招聘笔试真题及答案解析第二部分：答案及解析二、判断题。判断下列观点是否正确。1、正确。本题考查的是教育的基本形态，从教育系统所赖以运行的空间特性来看，可以将教育形态划分为家庭教育、学校教育与社会教育。社会教育、家庭教育都是非制度化的教育，学校教育是种制度化的教育，在现代教育体系中，学校教育形态是教育的主体形态 教育学理论中所揭示的教育规律大都是以学校教育为核心故本题说法正确。2、错误。2、正确。本题考查的是课程类型，按照课程的呈现方式，可以把课程划分为显性课程和隐性课程。显性课程是指在学校情境中以直接的、明显的方式呈现的课程；隐性课程是在学校情境中以间接的、内隐的方式呈现的课程。题干“在学校里结交的好朋友，在学校里参加的社团活动”都属于学校课程中的隐性课程，故题干表述正确。4、错误。本题考查的是课程组织的基本标准。课程组织的基本标准包括“垂直组织的标准”和“水平组织的标准”。课程的垂直组织有两个基本标准，即“连续性”和“顺序性”，课程水平组织的基本标准是“整合性”，故题干表述错误。5、错误。6、错误。7、正确。本题考查的是德育渗透。所谓德育渗透指的是教学过程中的思想教育，即把思想品德的培养渗透于学科教学内容和教学过程。德育渗透的特点是将科学文化知识的讲授与思想品德的教育结合在一起，让学生在潜移默化中接受思想熏陶。题干教师让学生在课堂上介绍自己的解题思路，赢得全班同学的赞赏，这样的教学过程所展现的课堂氛围有利于学生之间形成团结有爱良好品质，体现了一种德育渗透。8、正确。本题考查的是教师与教师的关系。教师与教师的关系是群体内部个体之间的相互关系，既有合作，也有竞争，故题干表述正确。9、错误。本题考查的是程序教学模式。程序教学指一种能让学生以自己的速度和水平自学，以特定顺序和小步子安排材料的个别化教学，斯金纳基于操作性条件反射和积极强化的原理设计了程序教学模式，属于行为主义学习理论。故题干表述错误。10、错误。本题考查的是游戏。游戏并不完全是儿童自发的行为，有些游戏也需要成人进行合理引导。故本题说法错误。11、正确。本题考查的是学习动机和学习效果的关系。“耶克斯一多德森定律”表明动机的最佳水平随任务性质的不同而不同。在比较容易的任务中，工作效率随动机的提高而上升；随着任务难度的增加，动机最佳水平有逐渐下降的趋势。也就是说，在难度较大的任务中，较低的动机水平有利于任务的完成。故本题表述正确。12、错误。本题考查的是自我价值理论。高驱低避型这类学生自信、机智，又被称作成功定向者或掌握定向者。他们拥有无穷的好奇心，对学习有极高的自我卷入水平。在学校中这类学生很少见，他们超脱于教学环境，可以适应任何一种教学条件；高驱高避型又被称作过度努力者，他们同时受到成功的诱惑和失败的恐惧。表面来看，他们很优秀，但事实上他们严重地受着紧张、冲突等精神状态的困扰。这类学生平时表现出贪玩，不在乎学习的样子，私下却偷偷努力，这样，考试成功更能说明他们能力过人，一旦考试失败，也能找到很好的借口。所以小赵属于高驱高避型而不是高驱低避型，故题干表述错误。13、正确。本题考查的是学困生。学困生指的是智力水平正常且没有感官障碍，但其学习绩明显低于同级学生，不能达到预期学习目的的学生。针对学困生，教师要走进学困生的心灵，多与他们交流沟通，多使用鼓励性的语言，使得学生愿意向你倾诉他们学习、生活中的困难，形成民主和谐的师生关系，如此才能做到发现问题、解决问题，同时还要尊重学生的人格，保护学生的自尊。故题干表述正确。14、正确。本题考查的是中小学心理健康教育的途径。心理咨询必须遵守职业伦理规范，在学生知情自愿的基础上进行，严格遵循保密原则，保护学生隐私，谨慎使用心理测试量表或其他测试手段，不能强迫学生接受心理测试，禁止使用可能损害学生心理健康的仪器，要防止医学化的倾向。故题干的表述是正确的。15、错误。本题考查的学习迁移。根据迁移内容的不同，可以将学习迁移划分为一般迁移和具体迁移。一般迁移指一种学习中所习得的一般原理、原则和态度对另一种具体内容学习的影响，即原理、原则和态度的具体应用。具体迁移指一种学习中习得的具体的、特殊的经验直接迁移到另一种学习中去，或经过某种要素的重新组合，以迁移到新情境中去。题干中学习热涨冷缩原理后，很容易掌握各种金属的一般特征，这是一般迁移，不是具体迁移，故题干的表述错误。15、正确。本题考查的是技能的形成和发展。个体技能的形成和发展，会受其生活的社会生活环境的影响和制约，故题干表述正确。16、正确。17、错误。本题考查基本权利。我国公民接受高等教育的权利属于基本权利，故题干表述错误。18、错误。本题考查行政许可。教育局颁发教师资格证书的行为属于行政许可，故题干表述错误。19、错误。本题考查教育法规的解释。教育法规的解释是指对教育法律规范所作的说明。根据解释效力不同，可以分为正式解释和非正式解释，非正式解释是指学术界、社会团体及公民个人对有关法律所作的法理性和学术性的解释。非正式解释在法律上没有约束力，不具有法律效力。学理解释属于非正式解释，不具有法律上的约束力。故表述错误。 20、错误。不是所有具有中国国籍的公民都可以向立法机关提出法律议案。故题干表述错误。21、错误。本题考查教育法律救济。教育法律救济是指教育行政相对人的合法权益受到侵害并造成损害时，通过裁决纠纷，纠正、制止或矫正侵权行为，使受害者的权利得以恢复，利益得到补救的法律制度。教育法律救济以纠纷存在为基础，以损害为前提，以补救受害者的合法权益为根本目的。故题干表述错误。22、正确。本题考查教师职业道德的内涵。教师的职业道德是指教师在教育教学活动中应当遵循的道德准则和行为规范。教师的天职或根本任务是教书育人，因此教师职业道德素养的一切规定就是为了更好地完成这一任务。故题干表述正确。23、正确。本题考查教师职业道德的内涵。教师的职业道德是指教师在教育教学活动中应当遵循的道德准则和行为规范。教师的天职或根本任务是教书育人，因此教师职业道德素养的一切规定就是为了更好地完成这一任务。故题干表述正确。24、错误。本题考查为人师表的具体要求。教师职业道德素养中的为人师表要求仪表朴实大方，主要包括：教师的仪表应具有美感；教师的仪表应具有职业感；仪表应适合自己的性格特点；教师的仪表还应具有时代感。故题干表述错误。二、单项选择题1.正确答案是D，2.正确答案是B， [答案解析]本题考查教育目的确立的理论。个人本位论强调教育目的的确立需要依据人的本性、潜能，需要考虑个人的价值，认为个人的价值大于社会的价值。B个人的一切发展都有赖于社会，强调的是社会，而题干问“不属于教育目的个人本位论的主张”，因此，本题正确答案选B。3.正确答案是B， [答案解析]本题考查影响个体身心发展的因素。遗传素质是个体身心发展的生理前提、物质基础，对个体的身心发展不起决定作用。B是决定人的发展的终极条件，这种说法是错误的，因此，本题选B。4.正确答案是B， [答案解析]本题考查的是课程目标的价值取向。根据题干描述“张老师将教学目标确定为……”可判定为行为性目标，A普遍性强调的是宏观的理论指导，与题干不符；C生成性目标注重过程，强调目标不是预先设定好的，而是随着教学的开展自然而然生成的，与题干不符；D表现性目标注重的是学生个性化的表现和多元化的反应，与题干不符。具体也可参见如下高校教材：故本题正确答案为B。5.正确答案是B，[答案解析]本题考查的是师生关系。A天地君亲师，是把教师的地位提高到与天地君亲并重的地位，体现了古代“尊师重道”的思想；B安其学，亲其师，意思是“爱好学习，亲近师长”，体现了教师和学生能够“心理相容”的状态；C传道，授业，解惑与D道之所存，师之所存，强调的是教师的“传道者”角色和“授业、解惑者”角色。综上，可以看出ACD都体现的是传统的尊师重道的师生关系，注重教师的地位。而B体现的是现代新型师生关系。故本题正确答案选B。6.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是课程实施。课程实施是指课程计划付诸实践的过程，它是达到预期的课程目标的基本途径。课程的实施有3种基本取向，其中课程缔造取向认为，真正的课程是教师与学生联合缔造的教育经验，故C选项表述错误。7.正确答案是D，[答案解析]本题考查不同教育家的教育思想。D“教育是把一切事物交给一切人类的全部艺术”属于夸美纽斯的教育思想，夸美纽斯提出了“泛智”教育，即“把一切事物教给一切人”。晏阳初是世界平民教育运动和乡村改造运动的倡导者，提出了“四大教育”和“三大方式”。故本题的正确答案为D。8.正确答案是C，[答案解析]本题考查不同教育家的教育观点。首先提出“把心理发展的研究作为教学总原则的基础“的是裴斯泰洛奇。具体可参见以下高校教材。在长期的教育改革实践中，他创造性地发展了卢梭的教育思想，他提出了“教育适应自然想，推动了教学理论科学化的进程，故本题正确答案选C。9.正确答案是B，[答案解析]本题考查课堂管理的策略。B行为矫正策略强调的是一个操作发生后紧接着呈现一强化刺激，这个操作出现的概率就会增加。如果教师要求学生形成一种复杂的行为，可以设计出一个个接近这个复杂行为的小的行为目标，题干“教师帮助学生制定计划，执行过程中指导学生修改完善计划”体现了行为矫正策略的运用；D团体动力策略指出了学生在团体中和独处时的行为表现是不同的。教师应注意运用团体的心理动力，充分了解学生行为背后的动机，提高学生的自我控制能力，并形成有效的课堂管理的系统。与题干不符。因此，本题正确答案为B。10.正确答案是B，[答案解析]本题考查的是课程理论流派。杜威的教育思想强调的是儿童、经验和活动，故本题的正确答案选B。11.正确答案是A，[答案解析]本题考查的是教学过程的基本规律。题干“你自己去摸索”强调的是自己的亲身实践和体验，即直接经验；“老师教你”强调的是别人总结好的，即间接经验的学习，所以题干体现的是直接知识与间接知识相结合的教学过程规律，故本题的正确答案选A。12.正确答案是C，13.正确答案是C[答案解析]本题考查教育评价的功能。教育评价的功能包括诊断功能、反馈功能和激励功能。其中反馈功能指将教学系统的各方面信息,及时反馈给教学活动的主要参加者及其有关人员,如教师、学生和管理人员，以使他们能够及时总结经验，调整方向，改善教学。题干“对自己的教学进行了反思，并作出调整”体现的是反馈功能。故本题的正确答案为C。14.正确答案是C[答案解析]本题考查教师教育研究的意义。教师教育研究的意义主要体现在（1）教师的教育研究有利于解决教育教学实际问题；（2）教师的教育研究可以使课程、教学与教师真正融为一体；（3）教师的教育研究也是教育科学发展的需要；（4）教师的教育研究可以促进教师持续的专业成长与发展。综上，本题的正确答案选C。15.正确答案是A[答案解析]本题考查德育过程的基本规律。德育过程是具有多种开端的对学生知、情、意、行的培养提高过程。其中知指的是道德认识，强调的是人的认识过程在品德上的表现。题干“讽之读书。以开其知觉”的意思是以劝告孩子读书来开启他们的智力，强调的是道德认识，故本题的正确答案选A。16.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是班集体的发展阶段。王道俊、郭文安主编《教育学》将班集体的发展阶段划分为组建阶段、核心初步形成阶段和集体自主活动阶段，其中集体自主活动阶段的特征是积极分子队伍壮大，学生普遍关心、热爱班集体，形成了正确的舆论与班风。故本题的正确答案为C。 17.正确答案是C[答案解析]本题考查儿童道德行为发展。小学阶段是儿童道德发展的关键年龄。据研究表明，儿童道德行为发展的关键期或转折期大致在三年级下学期（小学中年级）前后，由于不同方式的学校教育的影响，出现的时间可能会提前或延后。故本题的正确答案为C。18.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是德育方法。题干“论学取友”“择其善者而从之”体现的都是向优秀的人进行学习，故体现的是榜样示范法。具体可参见如下高校教材：故本题的正确答案为C。19.正确答案是B，[答案解析]本题考查的是教师专业发展阶段。题干“花费大量时间和学生搞好个人关系，同时很在意同事、领导对自己的看法”，强调关注人际关系的阶段对应的是关注生存阶段，故本题的正确答案为B。20.正确答案是D，[答案解析]本题考查的是学法指导的方式。学法指导的方式主要有系统传授式、专题讨论式、学科渗透式、学习诊断式、经验交流式等五种方式。其中，学习诊断式，这是教师运用心理诊断技术帮助学生具体找出并分析影响学习效果的原因，指出具体的解决办法。这种方式一股来说具有较好的效果。它的优点是结合学生的实际，能及时有效地解决学习上的问题。但实用范围小，只能个别进行或在群体内进行，同时对人员素质要求较高，耗费人力也多。综上，本题的正确答案为D。21.正确答案是B[答案解析]本题考查德育模式。德育模式包括：认知模式、体谅模式、社会模仿模式、价值澄清模式、集体教育模式。其中体谅模式主张把道德情感置于中心地位。假定与人友好相处是人类的基本需要，满足这种需要是教育职责。道德教育重在增强学生的人际意识和社会意识，引导学生学会关心、学会体谅。题干中，教师站在对方角度看问题是体谅模式的体现。故本题的正确答案为B。22.正确答案是B，[答案解析]本题考查教师职业道德规范。《中小学教师职业道德规范（2008年修订）》要求老师要爱国守法、爱岗敬业、关爱学生、教书育人、为人师表、终身学习。关爱学生要求老师关心爱护全体学生，尊重学生人格，平等公正对待学生。对学生严慈相济，做学生良师益友。保护学生安全，关心学生健康，维护学生权益。不讽刺、挖苦、歧视学生，不体罚或变相体罚学生。题干中，班主任当着全班同学说：“你爸妈真会取名字。难怪生下来就不行，每天都作白日梦。“体现出班主任没有做到关心爱护她的学生，损害了梦晨的尊严，故本题正确答案为B。23.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是教学原则。直观性教学原则是指教学中要通过学生观察所学事物或教师语言形象的描述，引导学生形成对所学事物、过程的清晰表象，丰富他们的感性认识，从而使他们能够正确理解书本知识和发展认识能力，包括实物直观、模象直观、语言直观。题干中，教师通过生动形象地语言描述让学生掌握了知识，体现了语言直观地运用。故本题的正确答案为C。24.正确答案是D，25.正确答案是D[答案解析]本题考查的皮亚杰的相关理论。具有自我调节作用的平衡化过程在认知发展中起关键作用，这一因素为皮亚杰所特别强调。所谓平衡化，就是指一种动态的认知过程，其目标是要达到更高水平的平衡状态。皮亚杰认为，具有自我调节作用的平26.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是道德感。道德感是根据一定的社会道德行为标准和客观的社会价值来评价别人或自己的言论、行为和意图时所产生的情憾体验。当一个人的思想意图和行为举止符合这些道德准则时，会产生肯定的情感，感到心安理得；反之,则痛苦不安。当别人的思想意图和行为举止符合这些道德准则时，对他便产生油然起敬之感；反之，则引起蔑视或愤怒之感。题干，“孩子变得爱告状了”说明儿童开始具有道德感。故本题的正确答案为C。27.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是记忆的类型。情绪记忆是指对自己体验过的情绪和情感的记忆。如题干中提到被虫子咬伤后感到害怕，这是一种情绪记忆。故本题的正确答案为C。28.正确答案是A，[答案解析]本题考查的认知风格。继时型加工的特点是一步一步分析问题，每一步只考虑一个假设，第一个假设检验完再检验第二个，一环扣一环，直至把问题解决。题干“一步接一步，一环扣一环·…·…”体现的是继时性加工，故本题的正确答案为A。29.正确答案是D，[答案解析]本题考查的是学习策略。资源管理策略是指辅助学生管理可用的环境和资源的策略，具体包括时间管理策略、环境管理策略、努力管理策略和资源利用策略。题干中林林把生活中的闲散时间统筹安排，属于时间管理策略。故本题的正确答案为D。30.正确答案是A，[答案解析]本题考查的是迁移的类型，负迁移指的是一种学习对另一种学习的阻碍作用，拼音和英语的字母一样，但读音不同，最可能产生负迁移。故本题的正确答案为A。31.正确答案是A，[答案解析]本题考查的是埃里克森的社会化发展理论。婴儿期面临的矛盾和冲突是信任对不信任，婴儿与看护者需建立初步的爱与信任，以获得安全感。故本题的正确答案为A。32.正确答案是B，[答案解析]本题考查的是自我效能感理论。影响自我效能感的因素包括个人自身行为的成败经验；替代性经验；言语劝说和情绪唤醒。故本题的正确答案为B。33.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是试误说的基本规律。学习者在学习过程中所得到的各种正或负的反馈意见会加强或减弱学习者在头脑中已经形成的某种联结。题干中，学生每次出错时，王老师都加强反馈，使得学生感受到学习的乐趣，属于效果律。故本题的正确答案为C。34.正确答案是D，[答案解析]本题考查的是成就目标定向类型。德韦克认为，人们对能力持有两种不同的内隐观念，即能力增长观和能力实体观。持能力增长观的个体认为，能力是可改变的，随着学习的进行是可以提高的；持能力实体观的个体则认为，能力是固定的，是不会随学习而改变的。由于人们持有的能力内隐观念不同，因而导致他们的成就目标也就存在差异。持能力增长观的个体倾向于确立掌握目标，他们希望通过学习来提高自己的能力；而持能力实体观的个体倾向于确立表现目标，他们希望在学习过程中证明或表现自己的能力。由题千分析可知，某学生认为学业求助是自己缺乏能力的表现，羞于向别人求助，因为其认为这无法证明或表现自己的能力，这是持能力实体观的个体的特点，其倾向于确立表现目标。故本题的正确答案为D。35.正确答案是B，[答案解析]本题考查的是认知教学心理学家诺曼和鲁梅哈特根据图式理论，提出知识的掌握需经过生长、重构和协调三个阶段。在生长阶段，学生接触各种形式的知识，包括术语、事件、理论解释等，并力图把这些“外来的”知识与自己原有的知识建立联系。此时，信息以相对独立的方式被原有图式同化，以个别事实或命题的形式被表征。其教学首先应考虑所教的内容适合于学生原有知识准备，即找准生长点。故本题的正确答案为B。36.正确答案是C，[答案解析]本题考查的是归因。题干中学生具有自卑心理，在挫败感的体验和控制下，自卑的人往往会怀疑自己的能力，从而把失败归因于自己的无能，所以在对有自卑心理的学生而言，当其已经通过努力取得好成绩时，为消除其自卑感，应从能力上进行归因，能力是内部、稳定、不可控的，故本题的正确答案为C。 37.正确答案是A，[答案解析]本题考查的是气质类型。多血质的人活泼好动，反应迅速，热爱交际，能说会道，适应性强，但稳定性差，缺少耐性，见异思迁。具有明显的外向倾向，粗枝大叶。题干中描述的特点最符合多血质的特点。故本题的正确答案为A。38.正确答案是B，[答案解析]本题考查的是心理辅导方法。移植法指当学生目标没能达到，心理受到伤害，可带动他把奋斗目标加以调整，即可减轻其痛苦。题干中老师对其进行心理辅导，让他转移目标，属于移植法。故本题的正确答案为C。39.正确答案是A，[答案解析]本题考查教育法律规范的分类。根据法律规范专门职能，教育法律规范可分为一般性规范、原则性规范、规则性规范等，其中原则性规范所表达的教育法律原则是一种具有综合性、稳定性的原理和准则。故本题正确答案为A。40.正确答案是D，[答案解析]本题考查教育法律关系。教育法律关系的构成要素有三个，即教育法律关系主体、教育法律关系客体和教育法律关系内容。教育法律关系的主体是指教育过程中依法享有权利和承担义务的法律关系的参加者，也称为权利主体和义务主体。在中国，法律关系的主体包括自然人、法人、其他组织等，题干中张老师和林某为教育法律关系中的主体。教育法律关系的客体是指教育法律关系的权利和义务所指向的对象。典型的教育法律关系客体包括物、行为和智力成果等。题干中的支架发明为教育法律关系的客体中的智力成果。故本题的正确答案为D。41.正确答案是B42.正确答案是D43.正确答案是D44.正确答案是B45.正确答案是D三、多项选择题1.正确答案是ABDE，[答案解析]本题考查的是教育的基本要素。构成教育的基本要素主要有三个：教育者、受教育者和教育影响。其中，教育者是教育活动中教的主体，A正确；受教育者是教育活动中学的主体，B正确；C表述错误，教育者的教学风格不属于教学手段。D教育活动方式属于教育影响，是连接教育活动主体和客体的中介，表述正确；E教育内容一般表现为课程、教科书、教学参考资料，表述正确。综上，本题的正确答案为ABDE。2.正确答案是ABD， [答案解析]本题考查教师劳动的特点。题干“精神却永远融入了学生的心灵”“无法完全从学生那里隐退出去的”，体现了教师劳动的长效性；“教师借学生之身巧妙地扩展着自己”体现了教师劳动的创造性；“学生的一举一动都反映着教师的影子”体现了教师劳动的示范性。故本题的正确答案为ABD。3.正确答案是ADE，[答案解析]本题考查课程的类型。地方课程是由地方教育行政部门根据国家课程标准及各地发展需要而开发的课程。校本课程开发是指学校为了达到教育目的或解决学校的教育问题，依据学校自身的性质、特点、条件以及可以利用和开发的资源设计开发的课程。相比国家课程采用的是“自上而下”的课程开发机制而言，地方课程与校本课程具有一定的自主性，强调当地教师的参与性。无论是课程的调研和编写，还是教材大纲的制定都会听取一线教师的意见，从而因地制宜的设置课程。故A和D正确。对于E选项可参照如下教材：故本题的正确答案为ADE。4.正确答案是ADE，[答案解析]本题考查的是奥苏贝尔的有意义接受学习。奥苏贝尔根据有意义学习任务的复杂程度，把有意义学习分成有层次组织的类型：基本的有意义学习有三种：代表性学习(即符号学习、表征学习）、概念学习和命题学习。在有意义学习中，最低层次的是代表性学习，又称表征学习，它是指“学会某些单个符号(主要是词汇)的意义或者说学习它们代表什么”。代表性学习的心理机制是使符号和它们所代表的具体事物或观念之间建立起等值的关系。概念学习的实质是掌握同类事物或现象的共同关键特征或质特征。命题学习是“学习以命题形式表达的观念的新意义”。学生进行命题学习时，所学习的命题与他们认知结构中已有概念或命题会建立起联系。5.正确答案是BCD，[答案解析]本题考查的是遗忘相关理论。遗忘是对识记过的材料不能进行回忆或再认，或者错误地回忆或再认。遗忘具有以下规律：1.遗忘的进程受时间因素的影响。根据艾宾浩斯的研究结果，遗忘表现为“先快后慢”的趋势。2.对熟练的动作与形象遗忘较慢，无意义材料较有意义材料遗忘得要快。3.在学习程度相同的情况下，识记材料的数量越多，遗忘越快；材料越少，遗忘越慢。4.学习程度影响遗忘的速度。低度学习的材料很容易遗忘，过度学习的材料比恰能背诵的材料记忆效果要好。5.识记的内容由于前摄抑制和倒摄抑制，出现系列位置效应。其表现为：最后出现的材料遗忘最少，叫做近因效应；最先出现的材料遗忘较少，叫做首因效应；中间材料遗忘最多。6.个体在识记时的态度对遗忘快慢也有影响。在同样识记程度下，不符合人们兴趣的内容遗忘较快。故本题的正确答案为BCD。6.正确答案是CDE，[答案解析]本题考查的是归因理论。只奖励一位学生和奖励大部分学生都达不到奖励效果。所以AB错误，C正确。D韦纳的成败归因理论是四位老师选择不同奖励规则的依据，正确。E阿特金森的成就动机理论能很好地解释造成学生学习差异的原因，正确。故本题的正确答案为CDE。7.正确答案是ABD， [答案解析]本题考查的是自我认识的结构。从知、情、意的角度，我们可以把自我意识分为自我认识、自我体验、自我调节三个层次。三者以自我认识为基础，继而产生自我体验，最后再进行自我调节。故本题的正确答案为ABD。8.正确答案是BC9.正确答案是AC，[答案解析]本题考查教育法的效力等级。教育部颁发的《幼儿园工作规程》为部门规章，某省政府通过的《某省校车安全管理条例实施办法》为地方政府规章，二者均为规章，属于同一效力等级。故本题的正确答案为AC。10.正确答案是ABDE四、不定项材料分析题，阅读材料，进行不定项选择。(一)【资料】两个老师的《磁铁》课 1.对这两位老师的教学比较，以下说法正确的有（）。正确答案为BCE。[答案解析]本题考查教学的相关知识。案例中，两位老师都在课上给学生呈现了磁铁等教具，引导学生观察，学生形成对所学事物、过程的清晰表象，因此都遵循了直观性的教学原则。两位老师都通过提问的方式，调动学生学习的积极性，启发学生思考，从而获得新知识，是启发性教学原则的体现。B项正确。案例中，王老师主要采用谈话法，通过师问生答的方式来学习新知识，而李老师主要是采用实验法，让学生们亲自动手做实验来获得新知。C项正确。在王老师的课堂上，他先是展示直观教具，导入新课，然后带领学生进行新课的学习，最后课堂小结，巩固练习。这是传统传授-接受的教学模式体现。在李老师的课堂上，先是向学生提出问题，然后学生围绕问题进行探究、发现，最后学生得出结论，是问题-探究模式的体现。E项正确。故本题的正确答案为BCE。2.学生带着这些疑惑阅读教材，最终得出“磁铁两端的磁性最强”的结论。……对两个老师的教学设计以下分析正确的有()。正确答案是BC（二）【资料】 周聪的转变1.针对此案例，以下说法正确的有（）。正确答案为CDE。[答案解析]周聪上课讲话是一种操作性条件反射，故A表述错误；计算有效时间的做法属于资源管理策略，故B表述错误；材料中周聪能脱离具体的事物或形象，代之以抽象的符号和概念等方面来进行计算，说明他已处于形式运算阶段，D项正确。因周聪处于形式运算阶段，可推断出其年龄大致在11-16岁，属于青少年时期。青少年的思维主要表现在以下三个方面：青少年的抽象逻辑思维是通过假设的、形式的和反省的思维：青少年的逻辑思维处于由经验型向理论型过渡的阶段；青少年阶段是抽象逻辑思维发展的关键期和成熟期。这是理论上的依据。从题干中分析亦可知，周聪初期是以生活实际相联系进行思考，后来过渡到用数学计算的原理进行思考，周聪既能从生活上联系，又能从理论上分析，可表明抽象思维处于从经验型到理论型的过渡，C项正确。材料中老师面对周聪的上课不良行为置之不理，体现了老师“成绩好就是好学生”的观念，E项正确。故本题的正确答案为CDE。2.以上案例给我们的启示有（)正确答案为BC [答案解析]题干并没有体现出周聪是因为自己的成败经验而形成高的自我效能感，故A表述错误；对待课堂上“吃不饱”的学生可以增加学习难度。学生知识水平因人而异，作为教师要因材施教，根据学生的可接受能力，以兴趣小组、单独布置学习任务等方式适当增加学习难度。案例中周聪扰乱课堂秩序的原因在于提前完成了学习任务，所以针对这种情况，教师要具体情况具体分析，可以针对性的适当增加难度。B项正确。学生是发展中的人，在面临学生在身心发展中出现的问题时应当宽容，不能放弃任何一个孩子。C项正确。D科任老师应严格按照班主任的要求管教学生，本身说法就是错误的。E按行为主义的观点，如果学生出现了错误，老师不仅仅可以批评教育这种形式，也可以采用其他的一些形式，E本身说法太过绝对，所以不选。故本题的正确答案为BC。（三）【资料】1.针对此案例，以下说法正确的有（）正确答案为C [答案解析]学生受伤，是因为学校规定中存在明显疏漏，让学生钻了空子，故学校有错，应当承担责任，A表述错误；小瑶是独自在外玩耍受的伤，不在学校监管范围内，虽然学校需要承担责任，但不是主要责任，故B表述错误；赵老师的做法符合学校规定，是按照学校要求行使请假流程，所以学校不应处分赵老师，C项正确，D项错误。E项：《教师法》第三十九条规定，教师对学校或者其他教育机构侵犯其合法权益的，或者对学校或者其他教育机构作出的处理不服的，可以向教育行政部门提出申诉，教育行政部门应当在接到申诉的三十日内，作出处理。赵老师如对学校的处分不服，可以提起申诉。E项与题干表述不符，排除。故本题正确答案为C2.根据此案例，学校应采取的改进措施有(）。正确答案是BCDE [答案解析]题干问“学校应采取的改进措施”，A与材料无关，材料中并未体现老师歧视品行有缺点的学生，故A不选；B小瑶受伤是钻了学校制度不够完善的空子，所以B表述正确；小瑶登陆了她妈妈的qq号，自己发的请假信息，所以C选项表述正确；D小瑶欺骗了老师，对其这种行为，学校可对小瑶实施惩戒；E家校共育，有利于促进小瑶更好地发展，故E表述正确。所以，本题的正确答案为BCDE。（四）【资料】1.针对以上材料，以下说法正确的有（）。正确答案是BCD[答案解析]A表述错误，根据《教育法》第50条规定“学校、教师可以对学生家长提供家庭教育指导”而不是进行批评教育；何老师告知学生每一学期都有什么荣誉在等待他们，属于目标管理法，有利于学生向优秀靠拢，故B、C表述正确；何老师做法体现了老师教书育人的根本任务，故D表述正确；何老师多发奖项的做法并不会丧失荣誉对学生的激励作用，故E说法错误。综上，本题正确答案为BCD。2.以上材料给我们的启示有（)正确答案是BDE. [答案解析]教育要成功，需要发挥学校、家庭、社会三方合力。B项正确。作为新时代的教师，必须遵守职业道德规范的相关要求，具备道德情操。自己的道德情操去感染学生、引导学生。同时，具备终身学习的理念，不断反思自己，促进自我发展。D项正确。另外，班主任作为学生发展的指导者和领路人，不断激发学生的积极性，实现自我潜能与人生梦想。E项正确。B、D、E三项正确。A项：班主任的个别教育工作分为：优等生个别教育，中等生个别教育，后进生个别教育，表述错误。排除。C项：要实现班级管理的有效性，应该是全体学生的民主参与，而不是强调学生对于教师权威的服从，表述错误，排除。故本题的正确答案为BDE。

很多朋友听说过陨石，陨石很稀有，很贵重！从自然界来说陨石是很多的，只不过被发现不多！陨石分为“玻璃陨石”和“磁铁陨石”两种！磁铁陨石的形成，是因为地球以外的恒星通过撞击，散落的碎块，以很快的速度通过大气层向地球落下，落到地球表面的就是磁铁陨石，密度非常大，所以全世界很多专家通过研究磁铁陨石，来探索地球以外恒星的秘密！第二种就是我们刚刚说的，“玻璃陨石”“玻璃陨石”本身就是一个伪命题！因为所谓的“玻璃陨石”其实就是：恒星碎片脱落到地球大气层中，摩擦形成了，热量很高的火焰，温度足以融化礁石，通过地球引力，碎片在不断加大摩擦，形成了一种液体状物质！跟随陨石一起坠落到地球表面！液体冷却后也就形成了所谓的“”玻璃陨石“”在全国各地有不少藏友手中藏友玻璃陨石，少的一两斤，多的几千斤，有的通过私下卖给了想买的人，有的想通过拍卖，卖出去！话又说到了拍卖公司，他们会说价值很高很高，没有低于百万以下的！请记住，他们的目的是让各位藏友交钱拍卖！他们根本没有能力卖出去，也没有这种市场！更没有什么交易渠道！所以，提醒各位藏友，如果你手中也有请留着自己收藏吧！请谨慎所谓大额金钱的诱惑，最后害苦了自己和也害苦了自己的家庭！谢谢再见

在之前的文章里，小编给大家介绍了麦克斯韦方程组的积分和微分形式。大家也都知道麦克斯韦从这套方程组里推导出了电磁波，然后通过计算发现电磁波的速度正好等于光速。于是，麦克斯韦就预言“光是一种电磁波”，这个预言后来被赫兹证实。电磁波的发现让麦克斯韦和他的电磁理论走上了神坛，也让人类社会进入了无线电时代。你现在可以随时给远方的朋友打电话，能用手机刷长尾科技的文章，都跟电磁波有着密切的关系。那么，麦克斯韦到底是怎么从麦克斯韦方程组推导出电磁波方程的呢？这篇文章我们就来一起见证这一奇迹的时刻。01什么是波？要理解电磁波，首先我们得了解什么是波？有些人可能觉得这个问题有点奇怪，什么是波这还用问么？我丢一块石头到水里，水面上就会形成一个水波；我抖动一根绳子，绳子上就会就会出现一个波动。生活中还有很多这种波动现象，我虽然读书少，但是什么是波还是知道的。没错，水波、绳子上的波动这些都是波，我在这里抛出“什么是波？”这个问题并不是想来掰指头数一数哪些东西是波，哪些不是，而是想问：所有这些叫作波的东西有什么共同的特征？我们如何用一套统一的数学语言来描述波？我们研究物理，就是从万千变化的自然界的各种现象里总结出某种一致性，然后用数学的语言定量、精确的描述这种一致的现象。现在我们发现了水波、绳子上的波等许多现象都有这样一种波动现象，那我们自然就要去寻找这种波动现象背后统一的数学规律，也就是寻找描述波动现象的方程，即波动方程。为了寻找统一的波动方程，我们先来看看最简单的波：抖动一根绳子，绳子上就会出现一个波沿着绳子移动，以恒定的频率抖动就会出现连续不断的波。为了更好地研究绳子上的波动，我们先建立一个坐标系，然后把注意力集中到其中的一个波上。于是，我们就看到一个波以一定的速度v向x轴的正方向（右边）移动，如下图：那么，我们该如何去描述这种波动呢？首先，我们知道一个波是在不停地移动的，上图只是波在某个时刻的样子，它下一个时刻就会往右边移动一点。移动了多少也很好计算：因为波速为v，所以Δt时间以后这个波就会往右移动v·Δt的距离。另外，我不管这个时刻波是什么形状的曲线，反正我可以把它看成一系列的点（x,y）的集合，这样我们就可以用一个函数y=f(x)来描述它（函数就是一种对应（映射）关系，在函数y=f(x)里，每给定一个x，通过一定的操作f(x)就能得到一个y，这一对（x,y）就组成了坐标系里的一个点，把所有这种点连起来就得到了一条曲线）。然后，y=f(x)只是描述某一个时刻的波的形状，如果我们想描述一个完整动态的波，就得把时间t考虑进来。也就是说我们的波形是随着时间变化的，即：我绳子上某个点的纵坐标y不仅跟横轴x有关，还跟时间t有关，这样的话我们就得用一个二元函数y=f(x,t)来描述一个波。这一步很好理解，它无非告诉我们波是随时间（t）和空间（x）变化的。但是这样还不够，世界上到处都是随着时间、空间变化的东西，比如苹果下落、篮球在天上飞，它们跟波的本质区别又在哪呢？02波的本质仔细想一下我们就会发现：波在传播的时候，虽然不同时刻波所在的位置不一样，但是它们的形状始终是一样的。也就是说前一秒波是这个形状，一秒之后波虽然不在这个地方了，但是它依然是这个形状，这是一个很强的限制条件。有了这个限制条件，我们就能把波和其它在时间、空间中变化的东西区分开了。我们这样考虑：既然用f(x,t)来描述波，那么波的初始形状（t=0时的形状）就可以表示为f(x,0)。经过了时间t之后，波速为v，那么这个波就向右边移动了vt的距离，也就是把初始形状f(x,0)往右移动了vt，那么这个结果可以这样表示：f(x-vt,0)。为什么把一个函数的图像往右移动了一段vt，结果却是用函数的自变量x减去vt，而不是加上vt呢？这是一个中学数学问题，我这里稍微帮大家回顾一下：你们想，如果我把一个函数图像f(x)往右移动了3，那么我原来在1这个地方的值f(1)，现在就成了4这个地方的函数值。所以，如果你还想用f(x)这个函数，那肯定就得用4减去3（这样才能得到f(1)的值），而不是加3（4+3=7，f(7)在这里可没有什么意义）。所以，如果我们用f(x,t)描述波，那么初始时刻（t=0）的波可以表示为f(x,0)。经过时间t之后的波的图像就等于初始时刻的图像往右移动了vt，也就是f(x-vt,0)。于是，我们就可以从数学上给出波运动的本质：也就是说，只要有一个函数满足f(x,t)=f(x-vt,0)，满足任意时刻的形状都等于初始形状平移一段，那么它就表示一个波。水波、声波、绳子上的波、电磁波、引力波都是如此，这也很符合我们对波的直观理解。这里我们是从纯数学的角度给出了波的一个描述，下面我们再从物理的角度来分析一下波的形成原因，看看能不能得到更多的信息。03张力一根绳子放在地上的时候是静止不动的，我们甩一下就会出现一个波动。我们想一想：这个波是怎么传到远方去的呢？我们的手只是拽着绳子的一端，并没有碰到绳子的中间，但是当这个波传到中间的时候绳子确实动了，绳子会动就表示有力作用在它身上（牛爵爷告诉我们的道理），那么这个力是哪里来的呢？稍微分析一下我们就会发现：这个力只可能来自绳子相邻点之间的相互作用，每个点把自己隔壁的点“拉”一下，隔壁的点就动了（就跟我们列队报数的时候只通知你旁边的那个人一样）这种绳子内部之间的力叫张力。张力的概念也很好理解，比如我们用力拉一根绳子，我明明对绳子施加了一个力，但是这根绳子为什么不会被拉长？跟我的手最近的那个点为什么不会被拉动？答案自然是这个点附近的点给这个质点施加了一个相反的张力，这样这个点一边被我拉，另一边被它邻近的点拉，两个力的效果抵消了。但是力的作用又是相互的，附近的点给端点施加了一个张力，那么这个附近的点也会受到一个来自端点的拉力，然而这个附近的点也没动，所以它也必然会受到更里面点的张力。这个过程可以一直传播下去，最后的结果就是这跟绳子所有的地方都会张力。而且，我们还可以断定：如果绳子的质量忽略不计，绳子也没有打结没有被拉长，那么绳子内部的张力处处相等（只要有一个点两边的张力不等，那么这个点就应该被拉走了，绳子就会被拉变形），这是个很重要的结论。通过上面的分析，我们知道了当一根理想绳子处于紧绷状态的时候，绳子内部存在处处相等的张力。当一根绳子静止在地面的时候，它处于松弛状态，没有张力，但是当一个波传到这里的时候，绳子会变成一个波的形状，这时候就存在张力了。正是这种张力让绳子上的点上下振动，所以，分析这种张力对绳子的影响就成了分析波动现象的关键。04波的受力分析那么，我们就从处于波动状态的绳子中选择很小的一段AB，我们来分析一下这个小段绳子在张力的作用下是如何运动的。放心，我们这里并不会涉及什么复杂的物理公式，我们所需要的公式就一个，大名鼎鼎的牛顿第二定律：F=ma。牛顿第一定律告诉我们“一个物体在不受力或者受到的合外力为0的时候会保持静止或者匀速直线运动状态”，那么如果合外力不为0呢？牛顿第二定律就接着说了：如果合外力F不为零，那么物体就会有一个加速度a，它们之间的关系就由F=ma来定量描述（m是物体的质量）。也就是说，如果我们知道一个物体的质量m，只要你能分析出它受到的合外力F，那么我们就可以根据牛顿第二定律F=ma计算出它的加速度a，知道加速度就知道它接下来要怎么动了。牛顿第二定律就这样把一个物体的受力情况（F）和运动情况（a）结合起来了，我们想知道一个物体是怎么动的，只要去去分析它受到了什么力就行了，所以它牛。再来看我们的波，我们从处于波动状态的绳子里选取很小的一段AB，我们想知道AB是怎么运动的，就要分析它受到的合外力。因为不考虑绳子的质量，所以就不用考虑绳子的重力，那么，我们就只要分析绳子AB两端的张力T就行了。如上图，绳子AB受到A点朝左下方的张力T和B点朝右上方的张力T，而且我们还知道这两个张力是相等的，所以才把它都记为T。但是，我们知道波动部分的绳子是弯曲的，那么这两个张力的方向是不一样的，这一点从图中可以非常明显的看出来。我们假设A点处张力的方向跟横轴夹角为θ，B点跟横轴的夹角就明显不一样了，我们记为θ+Δθ。因为绳子上的点在波动时是上下运动，所以我们只考虑张力T在上下方向上的分量，水平方向上的就不考虑了。那么，我们把AB两点的张力T都分解一下，稍微用一点三角函数的知识我们就能发现：B点向上的张力为T·sin（θ+Δθ），A点向下的张力为T·sinθ。那么，整个AB段在竖直方向上受到的合力就等于这两个力相减：F= T·sin（θ+Δθ）-T·sinθ。好了，按照牛顿第二定律F=ma，我们需要知道物体的合外力F、质量m和加速度a，现在我们已经知道了合外力F，那么质量m和加速度a呢？05波的质量分析质量好说，我们假设绳子单位长度的质量为μ，那么长度为Δl的绳子的质量就是μ·Δl。但是，因为我们取的是非常小的一段，我们假设A点的横坐标为x，B点的横坐标为x+Δx，也就是说绳子AB在横坐标的投影长度为Δx，那么，当我们取的绳长非常短的时候，我们就可以近似用Δx代替Δl，这样绳子的质量就可以表示为：μ·Δx。质量搞定了，剩下的就是加速度a了。你可能以为我已经得到了合外力（F= T·sin（θ+Δθ）-T·sinθ）和质量m（μ·Δx），那么剩下肯定就是用合外力F除以质量m得到加速度a（牛顿第二定律），不不不，这样就不好玩了。我们还可以从另一个角度来得到加速度a，然后把它们作为拼盘拼起来。从哪里得到加速度呢a？从描述波的函数f(x,t)里。06波的加速度分析不知道大家还记得我们在前面说的这个描述波的函数y=f(x,t)么？这个函数的值y表示的是在x这个地方，时间为t的时候这一点的纵坐标，也就是波的高度。我们现在要求的也就是AB上下波动时的加速度，那么，怎么从这个描述点位置的函数里求出加速度a呢？这里我们再来理解一下加速度a，什么叫加速度？从名字就可以感觉到，这个量是用来衡量速度变化快慢的。加速度嘛，肯定是速度加得越快，加速度的值就越大。假如一辆车第1秒的速度是2m/s，第2秒的速度是4m/s，那么它的加速度就是用速度的差（4-2=2）除以时间差（2-1=1），结果就是2m/s。再来回想一下，我们是怎么求一辆车的速度的？我们是用距离的差来除以时间差的。比如一辆车第1秒钟距离起点20米，第2秒钟距离起点50米，那么它的速度就是用距离的差（50-20=30）除以时间差（2-1=1），结果就是30m/s。不知道大家从这两个例子里发现了什么没有？我用距离的差除以时间差就得到了速度，我再用速度的差除以时间差就得到了加速度，这两个过程都是除以时间差。那么，如果我把这两个过程合到一块呢？那是不是就可以说：距离的差除以一次时间差，再除以一次时间差就可以得到加速度？这样表述并不是很准确，但是可以很方便的让大家理解这个思想。如果把距离看作关于时间的函数，我们对这个函数求一次导数（就是上面的距离差除以时间差，只不过趋于无穷小）就得到了速度的函数，对速度的函数再求一次导数就得到了加速度的表示。所以，我们把一个关于距离（位置）的函数对时间求两次导数，就可以得到加速度的表达式。波的函数f(x,t)不就是描述绳子上某一点在不同时间t的位置么？那我们对f(x,t)求两次关于时间的导数，自然就得到了这点的加速度a。因为函数f是关于x和t两个变量的函数，所以我们只能时间的偏导f/t，再求一次偏导数就加个2上去。于是我们就可以这样表示这点的加速度a=f/t。这样，我们就把牛顿第二定律F=ma的三要素都凑齐了：F= T·sin（θ+Δθ）-T·sinθ，m=μ·Δx，a=f/t。把它们集合在一起就可以召唤神，阿不，就可以写出AB的运动方程了：这个用牛顿第二定律写出来的波动方程，看起来怎么样？嗯，似乎有点丑，看起来也不太清晰，方程左边的东西看着太麻烦了，我们还需要对它进行一番改造。那怎么改造呢？我们可以先把sinθ给干掉。07方程的改造为了能够顺利地干掉sinθ，我们先来回顾一下基本的三角函数：如上图，右边是一个直角三角形abc，那么角θ的正弦值sinθ等于对边c除以斜边a，正切值tanθ等于对边c除以邻边b。当这个角度θ还很大的时候，a比b要明显长一些。但是，一旦角度θ非常非常小，可以想象，邻边b和斜边a就快要重合了。这时候我们是可以近似的认为a和b是相等的，也就是a≈b，于是就有c/b≈c/a，即tanθ≈sinθ。也就是说，在角度θ很小的时候，我们可以用正切值tanθ代替正弦值sinθ。我们假设这跟绳子的扰动非常小，形变非常小，那么θ和θ+Δθ就都非常小，那么它们的正弦值就都可以用正切值代替。于是，那个波动方程左边的sin(θ+Δθ)-sinθ就可以替换为：tan(θ+Δθ)-tanθ。为什么我们要用正切值tanθ代替正弦值sinθ呢？因为正切值tanθ还可以代表一条直线的斜率，代表曲线在某一点的导数。想想正切值的表达式tanθ=c/b，如果建一个坐标系，那么这个c刚好就是直线在y轴的投影dy，b就是在x轴的投影dx，它们的比值刚好就是导数dy/dx，也就是说tanθ=dy/dx。然而，因为波的函数f(x,t)是关于x和t的二元函数，所以我们只能求某一点的偏导数，那么正切值就等于它在这个点的偏导数：tanθ=f/x。那么，原来的波动方程就可以写成这样：这里我稍微解释一下偏导数的符号，我们用f/x表示函数f(x,t)的偏导数，这是一个函数，x可以取各种各样的值。但是如果我加一个竖线|，然后在竖线的右下角标上x+Δx就表示我要求在x+Δx这个地方的导数。再来看一下这个图，我们已经约定了A点的横坐标为x，对应的角度为θ；B点的横坐标是x+Δx，对应的角度为θ+Δθ。所以，我们可以用x+Δx和x这两处的偏导数值代替θ+Δθ和θ这两处的正切值tan（θ+Δθ）和tanθ，所以波动方程才可以写成上面那样：接着，如果我们再对方程的两边同时除以Δx，那左边就变成了函数f/x在x+Δx和x这两处的值的差除以Δx，这其实就是f/x这个函数的导数表达式。也就是说，两边同时除以一个Δx之后，左边就变成了偏导数f/x对x再求一次导数，那就是f(x,t)对x求二阶偏导数了。上面我们用我们已经用f/t来表示函数对t的二阶偏导数，那么这里自然就可以用f/x来表示函数对x的二阶偏导数。然后两边再同时除以T，得到方程就简洁多了：把方程左边的tan(θ+Δθ)-tanθ变成了函数f(x,t)对空间x的二阶偏导数，这个过程非常的重要，大家可以好好体会一下这个过程。正切值tanθ就是一阶导数，然后两个正切值的差除以自变量的变化就又产生了一次导数，于是总共就有了两阶，所以我们才能得到上面那个简洁的式子。08经典波动方程再看看方程右边的μ/T，如果你仔细去算一下μ/T的单位，你会发现它刚好就是速度的平方，也就是说如果我们把一个量定义成μ/T的平方根，那么这个量的单位刚好就是速度的单位。可以想象，这个速度自然就是这个波的传播速度v：这样定义速度v之后，我们最终的波动方程就可以亮相了：这个方程就是我们最终要找的经典波动方程，为什么把它作做经典的波动方程呢？因为它没有考虑量子效应啊，在物理学里，经典就是非量子的同义词。如果我们要考虑量子效应，这个经典的波动方程就没用了，我们就必须转而使用量子的波动方程，那就是大名鼎鼎的薛定谔方程。薛定谔就是从这个经典波动方程出发，结合德布罗意的物质波概念，硬猜出了薛定谔方程。这个方程让物理学家们从被海森堡的矩阵支配的恐惧中解脱了出来，重新回到了微分方程的美好世界。薛定谔方程虽然厉害，但是它并没有考虑狭义相对论效应，而高速运动（近光速）的粒子在微观世界是很常见的，我们也知道当物体接近光速的时候就必须考虑相对论效应，但是薛定谔方程并没有做到这一点。最终让薛定谔方程相对论化是狄拉克，狄拉克把自己关在房间三个月，最终逼出了同样大名鼎鼎的狄拉克方程。狄拉克方程首次从理论上预言了反物质（正电子），虽然当时的科学家们认为狄拉克这是在胡闹，但是我国的物理学家赵忠尧先生却几乎在同时就首次在实验室里观测到了正负电子湮灭的情况。另外，狄拉克的工作也推动了量子场论的诞生，打开了一扇让人无比神往的新世界大门。物理学家们沿着这条路驯服了电磁力、强力、弱力，建立起了粒子物理的标准模型，于是四海清平，天下大定，除了那该死的引力。这些精妙绝伦的故事我们后面再讲，如果把这些故事写成一本《量子英雄传》，嗯，一定不比金庸的武侠逊色~好了，回归正题，看到这个经典波动方程到后面还能掀起那么大的浪来，是不是突然就对它肃然起敬了呢？我们这样一顿操作推导出了经典波动方程，有的朋友可能有点懵，没关系，我们再来捋一下。这个看着很复杂的，包含了二阶偏导数的方程其实就只是告诉我们：我们把这跟绳子极小的一段看作一个质点，那么这个质点满足牛顿第二定律F=ma，仅此而已。09复盘我们整个推导过程不过就是去寻找F=ma中的这三个量。我们把绳子的张力在竖直方向做了分解，然后得到了它在竖直方向上的合力F（T·sin（θ+Δθ）-T·sinθ）；我们定义了单位长度的质量μ，然后就可以计算那小段绳子的质量m（μ·Δx）；我们通过对波的函数f(x,t)的分析，发现如果对这种表示距离（位移）的函数对时间求一次偏导数就得到了速度，再求一次偏导数就得到了加速度，于是我们就得到了这段绳子的加速度a（f/t）。然后我们就把这些量按照牛顿第二定律F=ma拼了起来。在处理问题的过程中，我们做了很多近似：因为我们是取得很小的一段，那么我们就可以用Δx近似代替绳子的长度Δl；假设扰动很小，绳子偏离x轴很小，那么角度θ就很小，我们就近似用正切值tanθ代替正弦值sinθ。很多人乍一看，觉得这么严格的推导怎么能这么随意的近似呢？你这里近似那里近似，得到的最终结果还是准确的么？要理解这个问题，就得正式去学习微积分了，我现在告诉你微积分的核心思想就是一种以直代曲的近似，你信么？微积分里就是用各种小段小段的直线去近似的代替曲线，但是得到的结果却是非常精确的。因为我们可以把这些线段取得非常非常的小，或者说是无穷小，那么这个误差也就慢慢变成无穷小了。所以我们在分析这跟绳子的时候，也都强调了是取非常小的一段，给一个非常小的扰动，得到一个非常小的角度θ。另外，tanθ就是一次导数，然后它们的差再除以一次Δx，就又出现了一次导数，所以方程的左边就出现了f(x,t)对位置x的两次偏导数。方程的右边就是函数f(x,t)对时间t求两次偏导数得到的加速度a（求一次导数得到速度，求两次就得到加速度）。所以，虽然我们看到的是一个波动方程，其实它只是一个变装了的牛顿第二定律F=ma。理解这点，波动方程就没什么奇怪的了。我们再来仔细的审视一下这个方程：这个波动方程的意义也很直观，它告诉我们f(x,t)这样一个随时间t和空间x变化的函数，如果这个二元函数对空间x求两次导数得到的f/x和对时间t求两次导数得到的f/t之间满足上面的那种关系，那么f(x,t)描述的就是一个波。如果我们去解这个方程，我们得到的就是描述波的函数f(x,t)。而我们前面对波做数学分析的时候得到了这样一个结论：如果一个函数f(x,t)描述的波，那么就一定满足f(x,t)=f(x-vt,0)。所以，波动方程的解f(x,t)肯定也都满足前面这个关系，这一点感兴趣的朋友可以自己下去证明一下。好了，经典的波动方程我们就先讲到这里。有了波动方程，你会发现我们通过几步简单的运算就能从麦克斯韦方程组中推导出电磁波的方程，然后还能确定电磁波的速度。10真空中的麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组的微分形式是这样的：这组方程里，E表示电场强度，B表示磁感应强度，ρ表示电荷密度，J表示电流密度，ε0和μ0分别表示真空中的介电常数和磁导率（都是常数），▽是矢量微分算子，▽·和▽×分别表示散度和旋度：接下来我们的任务，就是看如何从这组方程里推出电磁波的方程。首先，如果真的能形成波，那么这个波肯定就要往外传，在远离了电荷、电流（也就是没有电荷、电流）的地方它还能自己传播。所以，我们先让电荷密度ρ和电流密度J都等于0，当ρ=0，J=0时，我们得到的就是真空中的麦克斯韦方程组：有些人觉得你怎么能让电荷密度ρ等于0呢？这样第一个方程就成了电场的散度▽·E=0，那不就等于说电场强度E等于0，没有电场了么？没有电场还怎么来的电磁波？很多人初学者都会有这样一种误解：好像觉得电场的散度▽·E等于0了，那么就没有电场了。其实，电场的散度等于0，只是告诉你通过包含这一点的无穷小曲面的电通量为0，电通量为0不代表电场E为0啊，因为我可以进出这个曲面的电通量（电场线的数量）相等。这样有多少正的电通量（进去的电场线数量）就有多少负的电通量（出来的电场线数量），进出正负抵消了，所以总的电通量还是0。于是，这点的散度▽·E就可以为0，而电场强度E却不为0。所以这个大家一定要区分清楚：电场E的散度为0不代表电场E为0，它只是要求电通量为0而已，磁场也一样。这样我们再来审视一下真空中（ρ=0，J=0）的麦克斯韦方程组：方程1和2告诉我们真空中电场和磁场的散度为0，方程3和4告诉我们电场和磁场的旋度等于磁场和电场的变化率。前两个方程都是独立的描述电和磁，后两个方程则是电和磁之间的相互关系。我们隐隐约约也能感觉到：如果要推导出电磁波的方程，你肯定得把上面几个式子综合起来，因为波是要往外传的，而你上面单独的方程都只是描述某一点的旋度或者散度。有一个很简单的把它们都综合在一起的方法：对方程3和方程4两边同时再取一次旋度。方程3的左边是电场的旋度▽×E，对它再取一次旋度就变成了▽×（▽×E）；方程3的右边是磁场的变化率，对右边取一次旋度也可以得到磁场B的旋度▽×B，这样不就刚好跟方程4联系起来了么？对方程4两边取旋度看起来也一样，这看起来是个不错的兆头。可能有些朋友会有一些疑问：你凭什么对方程3和4的两边取旋度，而不取散度呢？如果感兴趣你可以两边都取散度试试，你会发现电场E的旋度取散度▽·（▽×E）的结果恒等于0。这一点你看方程3 的右边会更清楚，方程3的右边是磁场的变化率，你如果对方程左边取散度，那么右边也得取散度，而右边磁场的散度是恒为0的（▽·B=0就是方程2的内容）。这样就得不出什么有意义的结果，你算出0=0能得到什么呢？所以，我们现在的问题变成了：如何求电场E的旋度的旋度（▽×（▽×E））？因为旋度毕竟和叉乘密切相关，所以我们还是先来看看叉乘的叉乘。11叉乘的叉乘在积分篇和微分篇里，我已经跟大家详细介绍了矢量的点乘和叉乘，而且我们还知道点乘的结果A·B是一个标量，而叉乘的结果A×B是一个矢量（方向可以用右手定则来判断，右手从A指向B，大拇指的方向就是A×B的方向）。而点乘和叉乘都是矢量之间的运算，那么A·B的结果是一个标量，它就不能再和其它的矢量进行点乘或者叉乘了。但是，A×B的结果仍然是一个矢量啊，那么按照道理它还可以继续跟新的矢量进行点乘或者叉乘运算，这样我们的运算就可以有三个矢量参与，这种结果我们就称为三重积。A·（B×C）的结果是一个标量，所以这叫标量三重积；A×（B×C）的结果还是一个矢量，它叫矢量三重积。标量三重积A·（B×C）其实很简单，我在微分篇说过，两个矢量的叉乘的大小等于它们组成的平行四边形的面积，那么这个面积再和一个矢量点乘一把，你会发现这刚好就是三个矢量A、B、C组成的平行六面体的体积。这个大家对着上面的图稍微一想就会明白。而且，既然是体积，那么你随意更换它们的顺序肯定都不会影响最终的结果。我们真正要重点考虑的，还是矢量三重积。矢量三重积A×（B×C），跟我们上面说电场E旋度的旋度▽×（▽×E）形式相近，密切相关。它没有上面标量三重积那样简单直观的几何意义，我们好像只能从数学上去推导，这个推导过程，哎，我还是直接写结果吧：A×（B×C）=B（A·C）-C（A·B）。结果是这么个东西，是不是很难看？嗯，确实有点丑。不过记这个公式有个简单的口诀：远交近攻。什么叫远交近攻呢？当年秦相范雎，啊不，A×（B×C）里的A距离B近一些，距离C远一些，所以A要联合C（A·C前面的符合是正号）攻打B（A·B前面的符号是负号），这样这个公式就好记了，感兴趣的可以自己去完成推导的过程。12旋度的旋度有了矢量三重积的公式，我们就来依样画葫芦，来套一套电场E的旋度的旋度▽×（▽×E）。我们对比一下这两个式子A×（B×C）和▽×（▽×E），好像只要把A和B都换成▽，把C换成E就行了。那么，矢量三重积的公式（A×（B×C）=B（A·C）-C（A·B））就变成了：▽×（▽×E）=▽（▽·E）-E（▽·▽）。嗯，▽（▽·E）表示电场E的散度的梯度，散度▽·E的结果是一个标量，标量的梯度的有意义的，但是后面那个E（▽·▽）是什么鬼？两个▽算子挤在一起，中间还是一个点乘的符号，看起来好像是在求▽的散度（▽·），可是▽是一个算子，又不是一个矢量函数，你怎么求它的散度？而且两个▽前面有一个电场E，怎么E还跑到▽算子的前面去了？我们再看一下矢量三重积的公式的后面一项C（A·B）。这个式子的意思是矢量A和B先进行点乘，点乘的结果A·B是一个标量，然后这个标量再跟矢量C相乘。很显然的，如果是一个标量和一个矢量相乘，那么这个标量放在矢量的前面后面都无所谓（3C=C3），也就是说C（A·B）=（A·B）C。那么，同样的，E（▽·▽）就可以换成（▽·▽）E，而它还可以写成▽E，这样就牵扯出了另一个大名鼎鼎的东西：拉普拉斯算子▽。13拉普拉斯算子▽拉普拉斯算子▽在物理学界可谓大名鼎鼎，它看起来好像是哈密顿算子▽的平方，其实它的定义是梯度的散度。我们假设空间上一点（x,y,z）的温度由T（x,y,z）来表示，那么这个温度函数T（x,y,z）就是一个标量函数，我们可以对它取梯度▽T，因为梯度是一个矢量（梯度有方向，指向变化最快的那个方向），所以我们可以再对它取散度▽·。我们利用我们在微分篇学的▽算子的展开式和矢量坐标乘法的规则，我们就可以把温度函数T（x,y,z）的梯度的散度（也就是▽T）表示出来：再对比一下三维的▽算子：所以，我们把上面的结果（梯度的散度）写成▽也是非常容易理解的，它跟▽算子的差别也就是每项多了一个平方。于是，拉普拉斯算子▽就自然可以写成这样：从拉普拉斯算子▽的定义我们可以看到，似乎它只能对作用于标量函数（因为你要先取梯度），但是我们把▽稍微扩展一下，就能让它也作用于矢量函数V（x,y,z）。我们只要让矢量函数的每个分量分别去取▽，就可以定义矢量函数的▽：定义了矢量函数的拉普拉斯算子，我们稍微注意一下下面的这个结论（课下自己去证明）：然后再看看中间的那个东西，是不是有点眼熟？我们在求电场旋度的旋度的时候，不就刚好出现了（▽·▽）E这个东西么？现在我们就可以理直气壮地把它替换成▽E了，于是，电场旋度的旋度就可以写成这样：▽×（▽×E）=▽（▽·E）-（▽·▽）E=▽（▽·E）-▽E。至此，我们利用矢量的三重积公式推电场E的旋度的旋度的过程就结束了，然后我们就得到了这个极其重要的结论：它告诉我们：电场的旋度的旋度等于电场散度的梯度减去电场的拉普拉斯。有了它，电磁波的方程立马就可以推出来了。14见证奇迹的时刻我们再来看看真空中的麦克斯韦方程组：它的第三个方程，也就是法拉第定律是这样表示的：我们对这个公式两边都取旋度，左边就是上面的结论，右边无非就是对磁感应强度B取个旋度，即：你看看这几项，再看看真空中的麦克斯韦方程组：方程1告诉我们▽·E=0，方程4告诉我们▽×B=μ0ε0（E/t），我们把这两项代入到上面的式子中去，那结果自然就变成了：μ0、ε0都是常数，那右边自然就变成了对电场E求两次偏导。再把负号整理一下，最后的式子就是这样：嗯，于是我们就神奇般的把磁感应强度B消掉了，让这个方程只包含电场E。我们再对比一下我们之前唠叨了那么多得出的经典波动方程：我们在推导经典波动方程的时候只考虑了一维的情况，因为我们只考虑波沿着绳子这一个维度传播的情况，所以我们的结果里只有f/x这一项。如果我们考虑三维的情况，那么不难想象波动方程的左边应该写成三项，这三项刚好就是f的三维拉普拉斯：所以我们的经典波动方程其实可以用拉普拉斯算子写成如下更普适的形式：再看看我们刚刚从麦克斯韦方程组中得到的电场方程：嗯，我们推出的电场的方程跟经典波动方程的形式是一模一样的，现在我们说电场E是一个波，你还有任何异议么？我们把电场E变成了一个独立的方程，代价是这个方程变成了二阶（方程出现了平方项）的。对于磁场，一样的操作，我们对真空中麦克斯韦方程组的方程4（▽×B=μ0ε0（E/t））两边取旋度，再重复一次上面的过程，就会得到独立的磁感应强度B的方程：这样，我们就发现E和B都满足波动方程，也就是说电场、磁场都以波动的形式在空间中传播，这自然就是电磁波了。15电磁波的速度对比一下电场和磁场的波动方程，你会发现它们是形式是一模一样的（就是把E和B互换了一下），这样，它们的波速也应该是一样的。对比一下经典波动方程的速度项，电磁波的速度v自然就是这样：我们去查一下μ0、ε0的数值，μ0=4π×10^-7N/A，ε0=8.854187818×10^ -12 (F/m)，代入进去算一算：再查一下真空中的光速 c=299792458m/s。前者是我们从麦克斯韦方程组算出来的电磁波的速度，后者是从实验里测出来的光速。有这样的数据做支撑，麦克斯韦当年才敢大胆的预测：光就是一种电磁波。当然，“光是一种电磁波”在我们现在看来并不稀奇，但是你回顾一下历史：科学家们是在研究各种电现象的时候引入了真空介电常数ε0，在研究磁铁的时候引入了真空磁导率μ0，它们压根就跟光无关。麦克斯韦基于理论的美学和他惊人的数学才能，提出了位移电流假说（从推导里我们也可以看到：如果没有麦克斯韦加入的位移电流这一项，是不会有电磁波的），预言了电磁波，然后发现电磁波的速度只跟μ0、ε0相关，还刚好就等于人们测量的光速，这如何能不让人震惊？麦克斯韦一直以为自己在研究电磁理论，但是当他的电磁大厦落成时，他却意外地发现光的问题也被顺手解决了，原来他一直在盖的是电磁光大厦。搞理论研究还可以买二送一，打折促销力度如此之大，惊不惊喜，意不意外？总之，麦克斯韦相信自己的方程，相信光是一种电磁波，当赫兹最终在实验室里发现了电磁波，并证实它的速度确实等于光速之后，麦克斯韦和他的理论获得了无上的荣耀。爱因斯坦后来却因为不太相信自己的方程（认为宇宙不可能在膨胀）转而去修改了它，于是他就错失了预言宇宙膨胀的机会。当后来哈勃用望远镜观测到宇宙确实在膨胀时，爱因斯坦为此懊恼不已。16结语回顾一下电磁波的推导过程，我们就是在真空麦克斯韦方程组的方程3和方程4的两边取旋度，然后就很自然的得出了电磁波的方程，然后得到了电磁波的速度等于光速c。这里有一个很关键的问题：这个电磁波的速度是相对谁的？相对哪个参考系而言的？在牛顿力学里，我们说一个物体的速度，肯定是相对某个参考系而言的。你说高铁的速度是300km/h，这是相对地面的，你相对太阳那速度就大了。这个道理在我们前面讨论的波那里也一样，我们说波的速度一般都是这个波相对于它所在介质的速度：比如绳子上的波通过绳子传播，这个速度就是相对于绳子而言的；水波是在波在水里传播，那么这个速度就是相对水而言的；声波是波在空气里传播（真空中听不到声音），声波的速度就自然是相对空气的速度。那么，电磁波呢，从麦克斯韦方程组推导出的电磁波的速度是相对谁的？水？空气？显然都不是，因为电磁波并不需要水或者空气这种实体介质才能传播，它在真空中也能传播，不然你是怎么看到太阳光和宇宙深处的星光的？而且我们在推导电磁波的过程中也根本没有预设任何参考系。于是当时的物理学家们就假设电磁波的介质是一种遍布空间的叫作“以太”的东西，于是大家开始去寻找以太，但是怎么找都找不到。另一方面，电磁波的发现极大地支持了麦克斯韦的电磁理论，但是它跟牛顿力学之间却存在着根本矛盾，这种情况像极了现在广义相对论和量子力学之间的矛盾。怎么办呢？1879年，麦克斯韦去世，同年，爱因斯坦降生，这仿佛是两代伟人的一个交接仪式。麦克斯韦电磁理论与牛顿力学之间的矛盾，以及“以太”这个大坑都被年轻的爱因斯坦搞定了，爱因斯坦搞定它们的方法就是大名鼎鼎的狭义相对论。其实，当麦克斯韦把他的电磁理论提出来之后，狭义相对论的问世就几乎是必然的了，因为麦克斯韦的电磁理论其实就是狭义相对论框架下的理论，这也是它跟牛顿力学冲突的核心。所以，爱因斯坦才会把他狭义相对论的论文取名为《论动体的电动力学》。麦克斯韦的电磁理论结束了一个时代，却又开启了一个新时代（相对论时代），它跟牛顿力学到底有什么矛盾？为什么非得狭义相对论才能解决这种矛盾？这些将是我后面要讨论的重点。我会尽力让大家看到科学的发展有它清晰的内在逻辑和原因，并不是谁拍拍脑袋就提出一个石破天惊的新理论出来的。此外，电磁理论和牛顿力学的融合是人类解决两个非常成功却又直接冲突理论的一次非常宝贵的经验，这跟我们现在面临的问题（广义相对论和量子力学的冲突）非常类似。我希望能够通过这种叙述给喜欢科学的少年们一些启示，让他们以后面对广义相对论和量子力学冲突的时候，能够有一些灵感。嗯，没错，我在期待未来的爱因斯坦~来源：长尾科技编辑：Be

本文参加 #科学了不起# 系列征文赛。磁场，是一个能够传递物体之间磁力的区域。它既可以通过磁体来形成，也可以通过变化的电流所形成。根据一个物体处在磁场的不同位置，物体所受到的磁力大小和方向也不同。磁场是看不见摸不着的，但是我们却能够成功地绘制出它的形状，这是因为我们可以将铁屑洒在一个磁铁的周围，它们在磁场作用下就会重新排列，这就是磁场的形状。据此，我们也可以绘制地球磁场的形状。因为地球磁场虽然弱，但影响范围更广，其来源又只有地核，因此可以看作是一个巨大的磁铁。如果我们看看更加巨大的天体结构——星系，会发现它们也有磁场。可是，对于星系的磁场形状，我们的了解就非常有限了。虽然这些星系看起来形状也蛮规则的，比如漩涡星系，大部分恒星都集中在星系核以及旋臂上。但是，星系远远不是这么简单的，我们眼睛所能看到的只是它们的一部分，何况它们如此遥远，我们的观测技术也无法将它们看得足够清晰。而且，星系的磁场是如何产生和维持的，我们也并不了解，这就对我们绘制星系磁场的形状提出了很大的挑战。科学家们一直努力进行这方面的尝试，希望能够了解星系的磁场，这对于我们了解自己的银河系也有着重要的帮助。为此，法国斯特拉斯堡天文数据中心的天文学家及物理学家Yelena Stein选择了星系NGC 4217，作为人类探测星系磁场的新尝试。NGC 4217距离我们大约6700万光年，和银河系一样，它也是一个漩涡星系，因此是我们间接研究银河系的一个重要参考。（图片说明：哈勃望远镜拍摄的星系NGC 4217）可是，我们又不能像研究磁铁一样在这个星系周围放铁屑，该如何测量它的磁场呢？Stein等人非常巧妙地借助了一种只有宇宙中才有的工具——宇宙射线。这些射线的本质都是亚原子粒子，它们的速度非常快，甚至可以接近光速在宇宙中穿梭。当宇宙射线中的电子被超新星爆发的冲击波所加速后，它们的速度就可以接近光速。这些达到相对论性电子会沿着磁场线螺旋前进，就像是处在一个同步加速器中一样，会产生一种叫做同步辐射的电磁波。这种辐射所覆盖的波长范围非常广，Stein等人正是利用了相对论性粒子的同步辐射，实现了对星系磁场的绘制。为此，他们不仅仅检测了辐射的强度，还检测了其偏振方向。我们知道，电磁波是横波，横波就会有波动的方向，也就是偏振方向 。通过偏振方向的检测，也可以帮助我们理解星系的磁场方向。为了绘制NGC 4217的磁场，该团队利用了位于美国新墨西哥州的Karl G. Jansky超大型列阵天文台以及总部位于荷兰的国际低频阵列射电望远镜(LOFAR)。观测结果显示，NGC 4217的磁场与我们大家印象中磁场的形状果然大不相同，它竟然呈现出近似于字母X的形状。这个磁场非常的巨大，根据他们的观测，它可以延伸到星系盘上下22500光年的距离。而且，这个磁场并不是特例，研究团队同时还对NGC 4217附近的其他几个正在孕育恒星的星系进行了观测，发现它们的磁场无论是在形状还是规模上，都和它很相似。Stein感叹道：“这张图像清楚地告诉我们，在想象我们的银河系时，不要忘了它还有个和星系尺度差不多的巨大磁场。”（图片说明：研究团队绘制NGC 4217的X状磁场）不过，虽然规模十分巨大，但这个磁场的强度却非常有限。平均来说，这个星系磁场的强度大约只有9微高斯，而地球的磁场平均强度大约是0.5高斯，相当于它的5.6万倍。除此之外，该研究团队还在NGC 4217发现了两个巨大的气泡状结构。你可能已经想到了银河系的两个费米气泡，但目前看来它们不是一种气泡。NGC 4217的两个气泡中，一个是来自于大质量恒星在演化末期超新星爆发的区域形成的，另外一个是在恒星诞生的区域形成的，年轻的恒星非常狂暴，会释放剧烈的恒星风。这个两个气泡虽然一个与恒星的生有关，另一个与恒星的死有关，但它们的形状结构都高度相似，看起来其产生机制是有内在联系的。德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家Rainer Beck告诉我们：“太有趣了，无论何时，在我们利用射电天文学中偏振法去观测的过程中，总能在各个星系发现一些意想不到的收获。比如这次，在NGC 4217中，我们就发现了巨大的磁性气泡，以及螺旋向上的磁场插入到星系环中。”与此同时，他们还发现了一些比较怪异的现象。在它的磁场中，他们发现了一个环绕着整个星系的巨大环状结构。Stein非常惊讶地说：“在此之前还从没发现过这种情况，我们推测这大概是恒星形成所造成的，因为这片区域有物质在不断向外抛射。”不论怎样，这一次的各种发现都告诉我们：星系的磁场远比我们想象的要复杂得多。目前来说，我们还不知道星系的磁场到底是如何形成的，比较主流的说法认为，可能是某种电学原理所导致的，可能是某种导电的流体在旋转或者对流的过程中，将动能转化为磁场的能量。这个推测的来源在一定程度上也是来自于地球的磁场。虽然同样没有定论，但人们基本相信地球的磁场来自于地球核心处熔融的金属等离子体在流动过程中所形成的。研究人员据此推测，大概是星系内超新星爆发和科里奥利力相互做剪切运动，于是产生了巨大的磁场。而下落的气体产生的湍流，是导致磁场形状不对称的原因。总之不管是哪一种猜测，我们都需要更多的证据来证明。也许我们的银河系也有着这样诡异的磁场甚至更加诡异，这只能证明我们对星系的了解还非常有限。在直径15万光年的银河系里，不知道还有多少秘密等着我们去破解！