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煮鸡蛋的实验设计与剥鸡蛋的模型

已有 4023 次阅读 2013-3-13 20:49 |个人分类:镜子大全|系统分类:教学心得|关键词:学者| 模型, 鸡蛋, 实验设计

煮鸡蛋的实验设计与剥鸡蛋的模型——评论王老师的帖子
作者: mirror (*)
日期: 03/12/2013 21:22:03

《学习身边的科学: 蒸鸡蛋代替煮鸡蛋》是王老师的帖子,很有意思。由于没有读第一帖的《向保姆学习煮鸡蛋》,不曾知道王老师已经做过了一些煮鸡蛋的实验。第一帖也是个有意思的帖子。有意思是说这个话题很具有日常性,而且是大学的物理老师与两位小保姆的“较量”,很有戏剧性。
Quote
王老师的红字结论说:
鸡蛋壳和内膜都是布满小孔的. 煮鸡蛋刚刚加热时就可以看到有很多微小的气泡从整个鸡蛋壳上出来. 流动的蛋白质一旦膨胀到小孔中就很难分离.

王老师很是介意“臆想”的说法。因为臆想是说 主观地、缺乏客观依据的想法。听起来是个“贬义”的意思。但是镜某以为这个臆想用在这里很贴切,因为王老师所描述的一切,都是缺乏客观依据的想法。

学生们都很想知道如何做研究。当然课堂上讲究“正面教育”,一般都讲名家的成功事例,而很少讲身边的失败事例。其实,对于学生们来说,解说失败的例子是最有意义的。今天,镜某就拿王老师煮鸡蛋的事儿“开刀”了。为了学子们的利益(公众利益),王老师这点“个人牺牲”的精神一定会有的。

对付一个非专业的话题,物理教师也是“外行”,所以也会和学生们一样犯“初级错误”。所谓科学研究,是有标准程序的(范式)。即1)假说,2)验证,3)假说修正形成初步结论。

如此看来,王老师帖子里的一系列说法(解释)都可以认为是假说。然后需要设计一系列实验证明提出的假说。如果这两者不能吻合的话,至少有一个是错误的。要么是假说不合适,要么是实验设计不合适,或者是两者都不合适。

显然,王老师博文中容易剥皮的“煮鸡蛋假说”与提供的实验不吻合。因为“热胀冷缩”也罢,“微孔内蛋白质膨胀”也罢,单凭煮出来的鸡蛋是否容易剥皮的结果,并不能直接覆盖到这两个层面上去

假说如何做?这是学生、尤其是中国学生都感觉有困难的地方。因为国人的“性情”多是主张从大处、高处着想。而学问的根本,则是从小处做起。就事论事,从剥鸡蛋皮抽象出来一个剥离(强度)的问题。其对称型,就是物体之间粘合强度的问题,作为一个学问,其重要意义自不必说了。

与剥鸡蛋皮相似的剥离问题在日常中有何体验?新生代的孩子都会有过:商品的标签撕(揭)不干净。胶和一部分标签纸依然留在商品上,标签的纸的表层被揭了下来。这个现象与剥鸡蛋是同形的。把蛋白看做标签纸就是了。

如何解释这个现象?显然这里不需要什么“热胀冷缩”的概念、也不涉及鸡蛋皮上“微孔”的说法。如果说到了鸡蛋皮上“微孔”,那么就需要给出微孔里的确是嵌入了蛋白的显微镜图像来。没有设计这样的实验,就不能主张这个假说,哪怕实际上真是如此。因为这是个程序。科学研究的可靠性是靠这些程序保证的。

因此,事情不必那么复杂化,标签是否容易剥下来,要看标签纸的离解力与胶的粘合力之间的较量。如果胶的粘合力相对弱,标签就容易揭下来,如果纸张相对弱,那么揭了之后,就会有些纸的残部与胶一起留在商品上。这个现象与蛋白留在蛋皮上的现象一致:粘接力弱,则皮很容易剥离,如果蛋白自己的结合力弱,则部分蛋白就要跟着蛋皮走了。

因此,可以形成这样一个假说:蛋白组织的强度高(结合性好)的鸡蛋容易剥皮,强度低的不容易剥皮。当然也可以有别的假说。比如说不同的温度时间过程会在蛋白和蛋皮的接合部形成某种粘合物质,也包括王老师的蛋白嵌入说。验证工作需要根据所要验证的对象来设计。这都是些吃饱了不饿的大实话。但是事到临头能按照手续办事的人不多。

事情到此,问题就转化成为验证加热温度与时间对蛋白组织结合力的影响的测量。这个测量可以是用科学仪器,也可以是通过简单地剥鸡蛋皮来标定。煮一锅鸡蛋,从3分开始每隔1分钟抽出几个鸡蛋来,做标准的后处理,比如投放进冷水浸泡n分钟、或者是直接剥皮等等的。总之,要有个手续来标定剥皮的难易度。比如可以用剥鸡蛋的速度来表征难易度。这些都不是难事儿。

如何归纳实验结果?有合理的假说和合理的实验,归纳起来不应该很困难。这样看似很简单的事情,镜某感觉与国人的学生(包括博士、或者是在岗的研究人员)沟通起来相当困难。当然,或许是优秀的学生都出走了,镜某遇到的都是不那么优秀的学生。

这样的思考模式应该在高中阶段形成。但往往那个时候也正是孩子们的反抗期,不大听家长的话。如果学校的教师不是足够优秀的话,孩子们就会变得很平庸了。国人的教师层,由于种种的原因,没有能吸引精英参入。等孩子们过了可塑期,再加上大学也平庸,也就只能是平庸了。

本帖的归纳:镜某以为,王老师对煮鸡蛋解释的对错不是问题。问题在于得出结论的手续上有致命缺陷。这类问题很潜像,不易被人们感觉。为此,镜某就当一回“恶人”,把这个问题挑出来、议论了一番。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。


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1 翟自洋

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