普通高中相對(duì)論教學(xué)情況的調(diào)查分析與思考*
——以箴言中學(xué)為例

李 平　彭朝陽(yáng)

(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院　云南 昆明　650500)

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普通高中相對(duì)論教學(xué)情況的調(diào)查分析與思考*
——以箴言中學(xué)為例

李 平彭朝陽(yáng)

(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院云南 昆明650500)

結(jié)合箴言中學(xué)相對(duì)論教學(xué)實(shí)際，以箴言中學(xué)高三學(xué)生為研究對(duì)象，對(duì)普通高中學(xué)生相對(duì)論教學(xué)水平及其影響因素進(jìn)行初步的分析和思考.并據(jù)此提出對(duì)箴言中學(xué)學(xué)生提高相對(duì)論知識(shí)水平的培養(yǎng)方法和建議，希望能為教學(xué)工作者提供一定的幫助.

高中相對(duì)論教學(xué)情況調(diào)查分析

1　問(wèn)題的提出及意義

中學(xué)相對(duì)論知識(shí)的學(xué)習(xí)是新課程改革的重點(diǎn)之一，目前為止，相對(duì)于普通高中相對(duì)論教學(xué)的具體情況的研究較少，但是關(guān)于近代物理前沿知識(shí)以及量子力學(xué)和相對(duì)論學(xué)習(xí)情況的研究較多，且取得了一定的成果.

筆者在實(shí)習(xí)期間，通過(guò)對(duì)師生的觀察與交流，發(fā)現(xiàn)對(duì)于相對(duì)論知識(shí)的學(xué)習(xí)，大部分師生都很困惑，覺(jué)得相對(duì)論太深?yuàn)W不想學(xué)，就算學(xué)了對(duì)自己的生活幫助也不大.為此，筆者找了一些文獻(xiàn)研讀.怎樣學(xué)習(xí)相對(duì)論？為什么要學(xué)習(xí)相對(duì)論？有些研究者認(rèn)為要學(xué)好相對(duì)論，應(yīng)在教學(xué)中把握好“量”和“度”，遵循少而精的原則，以介紹、滲透為主，而從教學(xué)過(guò)程上，應(yīng)充分利用教具、媒體、實(shí)際生活及生產(chǎn)實(shí)際，激發(fā)興趣，立足根本，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，中學(xué)學(xué)習(xí)相對(duì)論知識(shí)是在已有的認(rèn)知基礎(chǔ)和所具備的假設(shè)上——抽象思維、演繹思維和系統(tǒng)思維[1]，中學(xué)生通過(guò)一段時(shí)間經(jīng)典物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了進(jìn)一步學(xué)習(xí)相對(duì)論知識(shí)的可能性.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》要求在課程目標(biāo)上注重全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，在課程內(nèi)容上體現(xiàn)時(shí)代性、基礎(chǔ)性、現(xiàn)代性[2].相對(duì)論知識(shí)是近代物理的一部分，在今天的基礎(chǔ)教育物理課程中加入相對(duì)論知識(shí)是歷史的必然.

以上表述均是從理論上分析相對(duì)論的可行性及重要性，而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)于相對(duì)論知識(shí)是否接受？接受程度怎樣？有必要通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查來(lái)了解具體情況，了解學(xué)生學(xué)習(xí)相對(duì)論的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，作出相應(yīng)的分析與思考.

本研究通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，在分析了國(guó)內(nèi)外已有研究后，采用大多數(shù)學(xué)者認(rèn)同的問(wèn)卷調(diào)查方式，利用一所普通高中——湖南省益陽(yáng)市箴言中學(xué)高三學(xué)生的相對(duì)論學(xué)習(xí)情況調(diào)查分析為例，對(duì)高三8個(gè)班隨機(jī)抽取180名學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，通過(guò)整理分析，試圖研究出影響相對(duì)論教學(xué)的因素，來(lái)了解相對(duì)論在高中的教學(xué)情況，以期能給出有利的建議.

2　箴言中學(xué)高三學(xué)生相對(duì)論教學(xué)情況問(wèn)卷調(diào)查

2.1研究對(duì)象

調(diào)查問(wèn)卷是由學(xué)習(xí)完了涉及相對(duì)論知識(shí)的必修2,選修3-4和選修3-5三個(gè)模塊的高三學(xué)生填寫(xiě)，即以箴言中學(xué)高三年級(jí)為調(diào)查對(duì)象，隨機(jī)抽取180名學(xué)生，男女比例在調(diào)查中不予考慮.

2.2測(cè)試材料的選擇及計(jì)分方法

為了對(duì)普通高中相對(duì)論研究資料進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)查詢資料，最終選擇文獻(xiàn)[2]中的《中學(xué)物理相對(duì)論教學(xué)情況調(diào)查問(wèn)卷》和文獻(xiàn)[3]的《量子論和相對(duì)論內(nèi)容教學(xué)情況的調(diào)查問(wèn)卷》加以綜合、改進(jìn).改進(jìn)后的問(wèn)卷分為兩部分，問(wèn)卷結(jié)構(gòu)如表1.

表1　學(xué)生問(wèn)卷雙向細(xì)目表

第Ⅰ部分每個(gè)試題中均有a,b,c,d,e5個(gè)備選答案，要求被試者必須從中選擇一個(gè)與自己想法最接近的答案.每種回答按照等距式賦予一定的分?jǐn)?shù)值，若為正向表述，分?jǐn)?shù)值依次為1分、2分、3分、4分、5分，若為反向表述，分?jǐn)?shù)依次遞減至1分.第19題只有4個(gè)選項(xiàng)，分析時(shí)單獨(dú)列出.而第Ⅱ部分對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的考查，亦有正、反表述，對(duì)每一陳述的“非常同意”、“比較同意”、“不確定”、“比較不同意“、“非常不同意”5種回答，亦賦予一定分值，正向表述，分?jǐn)?shù)值依次為1分、2分、3分、4分、5分，若為反向表述，分?jǐn)?shù)值依次為5分、4分、3分、2分、1分.分別對(duì)兩部分試題得分進(jìn)行相應(yīng)累加得到總分，并參與統(tǒng)計(jì)分析.

2.3測(cè)量程序

(1)將《普通高中物理相對(duì)論教學(xué)情況調(diào)查問(wèn)卷》分配到各班級(jí).

(2)以班級(jí)為單位，各班主任為主試，利用學(xué)生課余時(shí)間，對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行測(cè)量.測(cè)量時(shí)間為2015年3月，測(cè)量時(shí)限為10～15分鐘.

(3)數(shù)據(jù)錄入與處理

問(wèn)卷回收后，通過(guò)仔細(xì)檢查是否漏題問(wèn)卷、規(guī)律性作答問(wèn)卷.其中發(fā)放問(wèn)卷180份，回收問(wèn)卷168份，剔除無(wú)效的18份，即150份有效問(wèn)卷，有效率為89.29%.分析各相關(guān)系數(shù)的顯著程度.所有數(shù)據(jù)均采用Excel進(jìn)行分析.

3　結(jié)果與分析

3.1影響相對(duì)論學(xué)習(xí)的部分因素與相對(duì)論成績(jī)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)

表2部分影響相對(duì)論學(xué)習(xí)因素的平均得分及其與相對(duì)論學(xué)習(xí)成績(jī)的相關(guān)系數(shù)

名稱(chēng)平均分m/分相關(guān)系數(shù)r知識(shí)準(zhǔn)備與學(xué)習(xí)興趣9.2130.549上課效果反饋情況13.4330.671教材使用反饋13.880.572學(xué)生學(xué)習(xí)和資源配備8.2670.370學(xué)習(xí)能力與方法14.180.742總分s58.9730.714

3.2相對(duì)論學(xué)習(xí)現(xiàn)狀及分析

3.2.1相對(duì)論知識(shí)的重要性

圖1　學(xué)生如何看待相對(duì)論知識(shí)

注：“1”表示“重要”，“2”表示“一般”，“3”表示“不重要”，“4”表示“自學(xué)知識(shí)”

從圖1中可以看出，在學(xué)生看來(lái)，相對(duì)論為“重點(diǎn)知識(shí)”的僅占總數(shù)的 8%，將相對(duì)論看做“自學(xué)知識(shí)”的比例達(dá)到 9%，認(rèn)為是“一般知識(shí)”和“不重要知識(shí)”的比例分別為 35%和 48%，說(shuō)明中學(xué)學(xué)生對(duì)相對(duì)論知識(shí)并不重視.

3.2.2知識(shí)準(zhǔn)備及學(xué)習(xí)興趣情況

在回答“學(xué)習(xí)相對(duì)論以前，是否聽(tīng)說(shuō)過(guò)相關(guān)內(nèi)容”，“是否對(duì)學(xué)習(xí)相對(duì)論感興趣”這些問(wèn)題時(shí)，學(xué)生的平均分在9.213分，共3道題，總分是15分，說(shuō)明大多數(shù)學(xué)生停留在“c.一般”的回答上，學(xué)生知識(shí)準(zhǔn)備不足，感興趣程度一般.

3.2.3上課效果反饋情況

在回答“老師在講授相對(duì)論內(nèi)容時(shí)，是否能夠清楚解釋所學(xué)概念內(nèi)涵”，“對(duì)教學(xué)過(guò)程和教學(xué)方法是否做了精心準(zhǔn)備”，“是否經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題并能給予有意義的解答”，“教師使用媒體課件次數(shù)多與否”這些問(wèn)題時(shí)，學(xué)生的平均分是13.433分，共4道題，總分20分，大多數(shù)學(xué)生在選項(xiàng)一般與較多/同意之間徘徊，總的來(lái)說(shuō)，教師在講授相對(duì)論章節(jié)時(shí)，對(duì)于相對(duì)論相關(guān)概念未完全講透徹，對(duì)于教學(xué)過(guò)程和方法有做相關(guān)準(zhǔn)備，但準(zhǔn)備不足，所用媒體課件次數(shù)不多.

3.2.4教材反饋情況以及學(xué)生學(xué)習(xí)資源配備情況

學(xué)生在回答“相對(duì)論部分課后習(xí)題做起來(lái)是否困難”，“學(xué)校是否能夠提供充足的與相對(duì)論內(nèi)容有關(guān)的多媒體資源和圖書(shū)資料”，“教材呈現(xiàn)的相對(duì)論內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)、圖、表、課后習(xí)題是否對(duì)學(xué)習(xí)相對(duì)論有幫助”時(shí)，學(xué)生平均分分別是：教材反饋情況有4道題，總分20分，平均得分13.88分；學(xué)習(xí)和資源配置狀況有3道題，總分15分，平均得分8.267分.總體看學(xué)生做課后習(xí)題時(shí)相對(duì)困難，學(xué)校并未提供充足的與相對(duì)論有關(guān)的多媒體資料和圖書(shū)資源，教材中呈現(xiàn)的有助理解相對(duì)論知識(shí)的圖、表、知識(shí)拓展故事等對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)有一定的幫助，但并不明顯.

3.2.5學(xué)習(xí)能力與方法反饋

在回答“解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，是否常使用假設(shè)法”時(shí)，大多數(shù)學(xué)生均是非常同意，說(shuō)明假設(shè)法在解決物理問(wèn)題時(shí)時(shí)常用到，在問(wèn)到“雙生子佯謬是解釋‘時(shí)間間隔的相對(duì)性’的有趣實(shí)例，雖可能實(shí)現(xiàn)，但不具備操作性”時(shí)，學(xué)生的回答模棱兩可，學(xué)生對(duì)雙生子佯謬實(shí)驗(yàn)不清楚，在提及“是否能夠想象出相對(duì)自己高速運(yùn)動(dòng)的尺子長(zhǎng)度縮短”，“學(xué)完相對(duì)論之后，對(duì)事物的運(yùn)動(dòng)、時(shí)間的測(cè)量、長(zhǎng)度測(cè)量都有了更深刻的認(rèn)識(shí)，相對(duì)性的理解更深了一層”這兩問(wèn)題時(shí)，學(xué)生給出的回答是基本同意和完全同意，可以看出學(xué)生有了一定的相對(duì)論意識(shí)，懂得用相對(duì)論的方法看問(wèn)題.

基于3.2節(jié)得到的SAD項(xiàng)目加權(quán)知識(shí)超網(wǎng)絡(luò)模型，應(yīng)用本文提出的穩(wěn)定性研究方法對(duì)SAD項(xiàng)目CPIKN的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)度與分析。

3.3影響相對(duì)論學(xué)習(xí)的因素和相對(duì)論學(xué)習(xí)成績(jī)的線性相關(guān)性檢驗(yàn)及分析

在顯著性水平為a=0.05，自由度n-2=148時(shí)，通過(guò)查表可知相關(guān)系數(shù)臨界值為r0.05≈0.159；從表2可知，學(xué)生在知識(shí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)興趣、上課效果、教材使用、學(xué)習(xí)能力與方法5個(gè)方面與學(xué)習(xí)成績(jī)的相關(guān)系數(shù)分別為0.549，0.671，0.572，0.370，0.742，均大于0.159，說(shuō)明這5個(gè)因素均與學(xué)習(xí)成績(jī)呈正相關(guān).

以上分析結(jié)果提示我們，學(xué)生學(xué)習(xí)一門(mén)課程內(nèi)容，如果在學(xué)習(xí)前對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有一定的了解，學(xué)習(xí)時(shí)就不會(huì)感到陌生.前期經(jīng)驗(yàn)的積累對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大的幫助.同時(shí),如果對(duì)未知的學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生興趣,學(xué)習(xí)起來(lái)就有動(dòng)力，興趣是最好的老師.要想增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相對(duì)論的認(rèn)識(shí)與理解，提高學(xué)生相對(duì)論學(xué)習(xí)成績(jī)，就應(yīng)該在學(xué)習(xí)相對(duì)論之前，經(jīng)過(guò)學(xué)校、家庭、社會(huì)三方努力，讓學(xué)生接觸更多的與相對(duì)論相關(guān)的知識(shí)，學(xué)生對(duì)其有了大概了解，才會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣.學(xué)習(xí)興趣增加了，才會(huì)有意識(shí)地想對(duì)相對(duì)論有進(jìn)一步了解，這成為學(xué)生能在課堂上充滿熱情的前提.

非常關(guān)鍵的是，學(xué)生學(xué)習(xí)情況如何，最直接的外部影響因素在于教師的“教”[4].對(duì)于相對(duì)論知識(shí)的教學(xué)，當(dāng)教師在上課前進(jìn)行了精心準(zhǔn)備，能充分利用現(xiàn)代教育工具媒體，上課時(shí)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性時(shí)，學(xué)生就會(huì)感覺(jué)到上課的樂(lè)趣，大腦才會(huì)有意識(shí)去接收相對(duì)論知識(shí).

如果只有興趣,只是上課聽(tīng)講不一定能學(xué)好相對(duì)論，課后努力也是不可或缺的.所謂溫故知新，就是要求將已有的別人的知識(shí)消化吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱臇|西，對(duì)舊的知識(shí)產(chǎn)生新的理解.這需要借助課本、圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等一切可以利用的資源.

當(dāng)今世界講求的是效率，是方法，看重的是能力.學(xué)習(xí)也不例外.要學(xué)好，自然得掌握適合自己的學(xué)習(xí)方法和思維，相對(duì)論的研究方法對(duì)于相對(duì)論的學(xué)習(xí)也是必不可少的，一般教師在教授新課的同時(shí)應(yīng)該會(huì)且必須要向?qū)W生灌輸相對(duì)論中包含的科學(xué)思想和研究方法，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維與創(chuàng)新能力等，在相對(duì)論的學(xué)習(xí)中，我們應(yīng)重視相對(duì)論中典型的研究方法，諸如假說(shuō)法、類(lèi)比法等，培養(yǎng)對(duì)事物的質(zhì)疑能力、相對(duì)性思想和抽象思維能力等.

5　結(jié)論與思考

5.1結(jié)論

通過(guò)本次調(diào)查，可以得出以下結(jié)論：

(1)箴言中學(xué)學(xué)生相對(duì)論學(xué)習(xí)重視度不夠，影響相對(duì)論學(xué)習(xí).多數(shù)學(xué)生認(rèn)為相對(duì)論部分的知識(shí)不是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，時(shí)間分配比重不大.

(2)學(xué)生相對(duì)論的相關(guān)知識(shí)準(zhǔn)備不足，學(xué)習(xí)興趣愛(ài)好一般，影響相對(duì)論學(xué)習(xí).多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)相對(duì)論內(nèi)容之前.對(duì)有關(guān)內(nèi)容了解很少，知識(shí)準(zhǔn)備不足；學(xué)生能夠利用多種途徑了解相關(guān)內(nèi)容，但多數(shù)學(xué)生主要是通過(guò)課外書(shū)和報(bào)刊雜志來(lái)獲取的.

(3)教材內(nèi)容的呈現(xiàn)形式可以從實(shí)驗(yàn)、生活方面加以改進(jìn).對(duì)于相對(duì)論部分的內(nèi)容，多數(shù)學(xué)生反映教材展現(xiàn)的內(nèi)容太抽象，缺少直觀的實(shí)驗(yàn)，而且教材中生活事例太少，雖然教材中出現(xiàn)了較多的圖表和各種特色欄目，能在一定程度上幫助學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容，但多數(shù)學(xué)生認(rèn)為教材可讀性一般，這方面需要教師有力的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)以及看圖表的習(xí)慣，打開(kāi)學(xué)生的思維，以期充分發(fā)揮教材的優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)質(zhì)量.

(4)相對(duì)論教學(xué)中，教師能精心準(zhǔn)備組織教學(xué)，但能進(jìn)一步加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)相對(duì)論的教學(xué)將會(huì)更有益；學(xué)校應(yīng)當(dāng)增加教學(xué)資源配備的投入.教學(xué)中，教師雖然能對(duì)教學(xué)過(guò)程和方法做精心的準(zhǔn)備，但是對(duì)相關(guān)概念的理解一般，近代物理知識(shí)仍存在缺陷：由于相對(duì)論內(nèi)容抽象，使用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)和教學(xué)手段，幫助學(xué)生創(chuàng)建物理情境，或通過(guò)媒體課件展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這樣有利于抽象知識(shí)的教學(xué)，將抽象的內(nèi)容形象化展示出來(lái)，讓學(xué)生可以感知到相對(duì)論中相關(guān)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)，但由于學(xué)校所能提供的實(shí)驗(yàn)器材較少，媒體課件也不能滿足這部分內(nèi)容的教學(xué)要求，教師不愿意花費(fèi)時(shí)間和精力去查找資料，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)不積極、不主動(dòng)，課后也很少查找相關(guān)資料幫助理解；因而學(xué)生能夠感知的現(xiàn)象少，同時(shí)提出的問(wèn)題教師經(jīng)常講不清楚，多數(shù)學(xué)生寧愿跟同學(xué)討論而很少找教師幫助解決，師生之間缺少交流，因而對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)感興趣的學(xué)生比例不高，導(dǎo)致相對(duì)論知識(shí)水平普遍較低.

(5)學(xué)生對(duì)相對(duì)論知識(shí)掌握程度處于中等水平.我們都知道相對(duì)論是愛(ài)因斯坦思辨的結(jié)果，很多的結(jié)論知識(shí)還只停留在假設(shè)的基礎(chǔ)上，知識(shí)內(nèi)容均比較抽象，且沒(méi)有足夠的生活經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證結(jié)論，與我們?nèi)粘Ｉ钯N近度低，學(xué)生難以理解，由數(shù)據(jù)可知箴言中學(xué)學(xué)生相對(duì)論的知識(shí)掌握情況一般.

5.2思考

相對(duì)論部分內(nèi)容是近代物理學(xué)的一部分，富含豐富的科學(xué)思想與方法.為了促進(jìn)相對(duì)論教學(xué)，筆者在此提出一些建議.

首先，校方應(yīng)提高對(duì)相對(duì)論知識(shí)教學(xué)的重視度，可以采取增加課時(shí)數(shù)，加強(qiáng)對(duì)教師專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，定期舉辦與相對(duì)論相關(guān)的演講或講座等措施.既能提高學(xué)生對(duì)相對(duì)論的重視，還能為相對(duì)論的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ).

再次，學(xué)校的多媒體、圖書(shū)館、報(bào)刊雜志等可以增加當(dāng)今與相對(duì)論有關(guān)的前沿知識(shí)，讓學(xué)生從生活中體會(huì)到相對(duì)論的重要性.教師是領(lǐng)頭人，故而教師應(yīng)該經(jīng)常在課堂上簡(jiǎn)單介紹給學(xué)生一些近期的科學(xué)成果，興趣是最好的老師，尤其是對(duì)于高中學(xué)生，他們的好奇心將促使他們主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)，去了解和認(rèn)識(shí).這樣既提高了他們自學(xué)能力，分析處理問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)情懷，在學(xué)習(xí)相對(duì)論過(guò)程中還可以學(xué)習(xí)科學(xué)家們的思考方法.邁克爾孫·莫雷以太漂移零結(jié)果的實(shí)驗(yàn)[5]就促使研究者們從不同的角度尋找原因，開(kāi)拓了學(xué)生的視野，使教學(xué)朝著素質(zhì)教育又邁進(jìn)一大步.

1閻金鐸，郭玉英．中學(xué)物理教學(xué)概論(第3版)．北京：高等教育出版社，2009.6

2程夢(mèng)姣.江蘇省中學(xué)物理相對(duì)論教學(xué)情況的調(diào)查研究：[學(xué)位論文].蘇州：蘇州大學(xué)，2012

3涂星火．高中物理新課程量子論和相對(duì)論內(nèi)容教學(xué)實(shí)施情況調(diào)查研究:[學(xué)位論文]．重慶：西南大學(xué)，2007.7

4泛珠三角地區(qū)九所師范大學(xué)聯(lián)合編寫(xiě).現(xiàn)代心理學(xué)(第2版)．暨南：暨南大學(xué)出版社，2008.159

5黃曉，胡炳元．普通物理相對(duì)論教學(xué)的幾點(diǎn)思考．浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008(3):263

李平(1989-)，女，在讀碩士，主要從事中學(xué)物理教學(xué)研究.

指導(dǎo)教師：彭朝陽(yáng)(1971-)，男，博士，教授，主要從事物理教育教學(xué)和天體物理的研究.

2015-10-10)

*云南省高校高能天體物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.