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随着我国市场经济发展进程的不断加快,人们对经济学领域的科研成果应用需求越来越大。然而,在实际研究过程中,数理统计方法这一研究重要工具并未引起相应的重视,这就在一定程度上影响了经济学科研项目成果的准确性与可靠性。基于此,相关建设人员应在认识数理统计方法作用重要性的基础上,通过明确其基本应用概念和实际作用过程,来找出该方法作用于经济学研究最佳使用方案。这是实现经济学科学研究成果作用效果和可靠性目标的关键,相关人员应将其作为重点研究对象,以实现数理统计方法的目标价值。
一、研究数学化经济学结合的重要性
经济学应用实现与高等数学这门学科中的知识是分不开的,如果相关建设人员没有将其重视起来,就难以将经济理论应用到模型建设中去。因此,研究人员应加大经济学与数学结合方面的研究,以实现解释模型作用的结果目标。相关研究表明,数量经济学的数学化是实现其发展应用的重要归宿之一。具体来说,就是通过增强经济学研究人员的“问题意识”,来将以往的方法导向转变为问题导向,从而使经济学成为数学化的经济学。这样一来,经济学就能依据数学化实现现代化,进而建立起“新范式”的经济学研究课题。针对这一问题,相关学者分析了数学与经济学结合研究的必要性。此科研内容,通过分析《投入产出经济学》中数学方法的应用过程,进一步证明了上述理论实践的作用效果。此外,研究人员还提出了要将基于“抽象力”的数学方法作为经济学研究的工具,从而提高科学研究工作的效率。值得注意的是,经济学的数学化也要有所节制,不能无限度的覆盖于全部研究历程。此过程,还要应用合理的经济假设、更新数学分析方法、进行现实性解释以及定性到定量的转换,这些均为满足经济学研究发展目标的重要组成部分[1]。
针对数学化与经济学结合研究过程中存在的问题,相关建设人员还要将数学模型建立方法应用进行质量控制。这是解读数学在经济学中意义价值的重要组成部分,相关人员应将坚持客观事实以及实现简单解决复杂,作为实际方法应用的原则和目标。从实践的角度讲,相关学者还应提高经济数学模型的建立方法以及建立要点的研究力度。例如,明确数学在经济学实际应用中的意义价值,确立实践方法应用的原则等。在经济学数学化的研究人才方面,相关人员应以创新原则作为体系培养的目标原则,这是使科研项目成果满足现代化发展需求的关键。因此,科研人才的培养除了要实现数学与经济学的结合外,还要研究未来经济学科研项目的应用发展趋势。只有这样才能不断更新经济学数学化研究的人力资源力量,从而尽早实现该类经济学研究成果的作用发挥。此外,在研究经济学项目使用规律的过程中,还要运用数学化的抽象性特点,从而实现具体问题的解决控制。由此可见,经济学在没有数学化支撑的前提下,非常有可能成为经济哲学,即不能真正作用于实际的社会经济建设[2]。
二、经济学数理统计方法的基本应用概念
在EM算法中数理统计方法的出现是在20世纪70年代,该时期计算机技术以及EM算法得到了快速地发展。与此同时,经济学研究传统的回归分析方法以及方差分析方法虽然实现了应用普及,但其已经难以满足科研人员对经济学快速开发建设的需求。而数理统计方法通过结合概率论以及统计科学,成功的为经济学研究提供技术保证。具体来说,该方法的应用就是从研究总体中抽取一定数量的样本进行检测,并根据获得的数据信息来推断关于研究总体的结论。因此,其应用的原理在于归纳。为提高获得信息的利用效率以及降低总体推断的误差,相关研究人员应充分应用以下数理统计方法,即:追踪数据分析方法(Longi-tudinal Data Analysis)、结构方程模型(Structural Equation Model)、项目反应理论(Item Response Theory)、元分析(Meta-Analysis)以及多层分析方法(Multilevel Data Analysis)[3]。
而从经济学应用的角度来看,经济学(Economics)是一门具有社会性作用的科学,其研究离不开定量分析以及信息数据的统计,这就意味着经济学也离不开数理统计方法以及数据统计的分析。在实现数学化经济学的分析过程中,可供选择的统计分析方法包括:经济参数检验法、相关分析法、描述性统计法、频数统计法、聚类分析法、因子分析法、对应分析法、典型相关分析法、方差分析法、非经济参数分析法、列联表分析法以及结合分析法等。而可供选择的经济数学化计量模型则包括:多元线性回归模型、一元线性回归模型、分位数回归模型、联立方程模型、协整毓误差修正模型、离散选择模型、Tobit模型、区间估计模型、卡尔曼滤波、面板数据模型、向量自回归模型、ARMA过程与 ARCH 模型、状态空间模型以及数学空间计量模型。基于经济计量的分析方法则是通过回归分析方法,来假定数学统计分布形式和未知数学函数的。此外,还可采用非参数分析法和半参数分析法来实现经济计量的统计。值得注意的是,当计量因子分析与回归分析方法结合起来,此研究方法被业内人士称为通径分析[4]。
三、应用数理统计法于检验经济绝对收入的过程分析
对于一些最基本的经济学问题,相关研究人员均可采用凯恩斯绝对收入假说,来进行数学化分析。以居民收入每增加一元,会平均拿出多少钱进行消费问题为例。首先,经济绝对收入的计算需要将消费的实际支出与收入多少联系起来,这是因为收入的绝对水平直接决定了消费水平。其次,经济绝对收入检验人员要明确几方面内容,即实际的消费支出与实际收入之间的稳定函数;边际消费倾向本身是否是随着收入的增加而递减;边际消费的倾向是否小于平均消费倾向。这里指的实际收入,是现期绝对的收入水平。再次,把现实中存在的问题转化为经济模型,此过程是一个将经济问题转化为数理化的过程。具体应根据一元回归模型:
CONSP=α0+α1GDPP+μ,来进行实际数理化问题的计算[5]。其中CONSP指的是,人均居民消费的常数项,用来表示边际消费倾向。而GDPP则指的是,人均的国内生产总值。根据凯恩斯的绝对收入假说理论,边际消费的倾向在0到1之间。最后,研究人员就可根据收集到的数据信息,进行必要的预处理。这样一来,就可以通过散点图来观察CONSP和GDPP之间的关系。相关研究表明,中国居民的实际收入与消费支出存在着线性关系。因此,研究人员应采用计量软件来模拟上述数据内容,并通过建立模型,来获取回归分析法的应用结果[6]。
四、数理统计方法与经济学研究的结合方法
前文内容分析了经济学问题研究采用数学计量方法,对绝对收入过程进行检验。此过程,数学化与经济学研究的结合要点,在于回归分析结果以及散点图的作用状态。这两方面内容,通过几秒的计算机统计软件即可实现,但其中却包含着助弱隐性的数学知识和统计学知识[7]。例如,数学化经济学研究人员先要利用最小二乘法原理,来对研究对象的参数进行估算。具体估算的内容有常数项和边际消费倾向。此过程,研究人员要根据高等数学中的微积分极值,来实现作用原理的可靠性。对于参数估计值的计算方面,由于很多计量软件均是根据计算机程序设计语言设定的,这就意味着经济学问题研究人员要采用矩阵知识进行代码编写,即利用线性代数知识。此外,在对回归模型和经济学统计对象参数进行统计检验的过程中,研究人员要利用数理统计知识和概率论知识。对模型结果进行经济解释,需要经济学知识。而收集数据,研究人员要对数据内容进行预处理,这则需要应用到数学中的统计学知识。有上述内容可以看出,要想实现经济学问题的准确分析,相关研究人员应将统计学、理清数学以及经济学三方面知识内容结合起来[8]。
相关研究表明,数学化经济学研究的进程中,经济学、数学以及统计学存在着不同程度的交集关系。如图1所示,为数学化经济学研究涉及学科的交集关系。
如图1所示,每个交集均有一门特定的学科。因此,研究人员在提升这三门学科的知识过程中,要按照相关的顺序。即要在不同的学习阶段学习不同的知识,这就避免了替代与混淆研究问题的出现[9]。具体来说,科研人员要将经济学理论作为学习与自身提升的出发点和最终归宿,而数学方法和相关统计方法则是服务于经济学理论。是学习的出发点和归宿, 统计学方法和数学方法服务并服从经济理论。据研究人员对以往的经济问题应用数学方法和统计方法进行分析得出了,无论是经济学、数学还是统计学,均是认识和厘清现代化社会建设所带来的经济生活变化的重要因素。但只要将其充分结合起来,才能实现其对经济生活变化规律的准确研究目标。事实证明,只有在此情况下,人们才能更好的消化快速经济建设所带来的不适应性,从而促进现代化建设的快速稳定发展。
从另一个角度来看,经济学反映的是当前社会的演变问题,其目的是为人们构建出一个更为科学合理的经济生活环境[10]。就目前来说,社会经济的发展现状较为复杂,研究人员要考虑现象产生背后的诸多因素后,才能得出一个具有实际意义和作用和理性的答案。这一过程,是一个需要精确推理、逻辑严谨的过程,研究人员必须通过数学手段,来分析不同因素之间的作用影响。其中很多专家学者认为,数学是掌握这种科学思维方式与运算基本技巧的关键。虽然数学知识学习起来最为枯燥、抽象,但其应用所带来的系统性、精确性,又是经济学问题研究中必不可少的。因此,经济学初学者和入门研究既要学些理论知识,又要懂应用。从宏观的角度讲,数学有基础数学(在这里也称之为理论数学)和应用数学用数学之分,而经济学同样也有理论经济学和应用经济学之分。因此,研究人员必须将知识的必须和够用两大因素作为提升自身能力的学习原则。
结束语:
总而言之,经济学的研究成果将直接决定当前人民生活水平的可持续性。因此,相关人员应加快数学化经济学问题的研究,从而提高经济学科研成果的作用效果。具体要完善的内容包括:统计学、数学以及经济学。其中数理统计方法的应用效果,要通过追踪数据分析方法、结构方程模型、项目反应理论、元分析以及多层分析方法来进行实现。事实证明,对经济学问题研究对象应采用计算机技术中的统计学知识,来提高数据信息获取的准确性。而数学知识则是用来计算统计数据信息与经济性问题的关系,从而找出经济变化问题的控制要点。
参考文献:
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统计学涵盖范围很广,其中最直接的表现是可以通过对整体中部分数据的分析,发现整体数据的性质。由于数据的统计结果具有很强的随机性,因此,在进行实际操作过程中,会不可避免地出现失误,这也是它不同于定性思维的主要表现。但统计思维与定性思维作为人类重要且不可缺少的思维方式,对人类进行数据分析与整理起着非常重要的作用。因此,这两种思维方式在人类应对大自然事物中具有很大的普遍性与存在性。统计学作为概率统计中随机变化的重要描述,对人类进行数据分析及结果统计中规避失误风险具有很强的指导作用。
使学生明确及了解统计知识的特点及作用是现代统计教学的重要目标。因此,教师在进行教学的过程中,可以通过对重要统计数据的合理分析,使学生了解统计学知识的作用,帮助学生明确统计学思维与定性思维的不同。如教师在进行“运用样本数据对整体进行估计”的教学时,可通过引入具体数据,使学生在分析数据的过程中明确样本数据的随机性与关联性。从另一个角度来讲,在对样本数据进行分析的过程中,抽样方法的合理性对总体概率具有一定影响,也就是说,选用的抽样方法较合理,那么,样本数据的信息就能够充分反映总体变化趋势与性质,对人们解决概率性事件具有很大帮助。
二、教学具体生活案例的引入
为了帮助学生对不确定事件发生概率进行理解,教师可以通过在教学过程中引用实际的生活经历来实现。通过这样的方法不仅可以帮助学生在学习过程中掌握数据处理方法,还可以培养学生应对实际问题的解决能力,帮助学生理解概率学知识的基本思想,使“概率与统计”知识在生活中具有更强的广泛应用性。如教师在进行“最小二乘法”的课堂教学时,通常会采用最基本也是最直接的方法,就是对“最小二乘法”进行基本的介绍及解释。但是这种教学方式不仅会造成学生对教学内容实质的不理解,还不利于学生学习以及思维能力的培养,对教学质量的提升有很大的影响。教师可通过学生较为感兴趣的话题进行举例,让学生对统计出来的数据进行散点图的整理与分析,从而发现不同的数据之间存在着线性的变量关系,这时教师再引入“最小二乘法”概念,引导学生理解与掌握线性回归方程,完成“最小二乘法”的教学内容。教师在对教材及概率事件进行案例收集时,不能仅仅局限于数学学科,还应加强对其他学科中有关概率事件案例的收集,同时强化学生发现问题的能力,通过引用具有实际生活意义的教学案例,帮助学生更好地掌握“概率与统计”知识。
把系统论方法运用于法律领域的先驱者是控制论创始人维纳。他在《人有人的用处——控制论与社会》(1952年)一书中,专章讨论了法律问题。在他看来,法律的本质是一种信息通讯,是人们进行减熵努力的必要手段。运用这种手段可以消除纷争和混乱,保持和提高人类社会的组织化程度。维纳提出,“法律可以定义为对于通讯和通讯形式之一即语言的道德控制,当这个规范处于某种权威有力的控制之下足以使其判决产生有效的社会制裁时,更可以作如是观。”“法律是以所谓正义得以申张、争端得以避免或至少得以仲裁这样的方式来调节各个人行为之间的‘稱合’过程的”。维纳把法律的理论和实践分为两个方面:(1)关于法律的一般目的卻关于芷义的概念;(2)关于使这些正义概念得以生效的技术问题。他认为正义问题是一个道德观念胡选择问题,这种选择在不同的社会历史条件下会十分不同,但各有其必然性。在选择的前提下,就要解决使它生效的技术问题——将道德原则法律化,即依照道德观念对语言进行控制。作为人际澈讯形式之一的法律语言必须明确、无歧义、可重复,以使人们不致发生误解和混乱(即一个给定社会的“熵”值不致增加),每个公民都能预先确定他的权利与义务,即使在与别人的权利义务发生冲突时也不受影响。因此法律的技术问题就是通讯和控制问题。鍾纳关于控制论的社会效用的观点在今天看来或许被某些人指为保守,但是他明确地把法律分为正义选择与技术处理两个方面的见解,仍然没有失去其方法论意义。
布尔丁(K.Boulding)的《纠纷的一般理论》是较早应用系统论方法的具有法理学意义的专著。书中提出了关于纠纷的各种理论模型并分析了它们在具体纠纷中的适用,具有较大的理论参考价值。例如他提出的“力量均衡曲线”描述了当事人互相服从的情形,对于我们认识法律的性质颇有启发。但他在研究纠纷解决问题时,以完备的法律制度为背景,着重于对选择的条件和要素进行分析,而没有论及立法和司法广瀨和子所著的<纠纷与法——用系统分析方法研究国际法社会学的尝试》(1970年)一书,补充了布尔丁的究。作者以帕森斯的“行动系统”理论为核心展开分析,把法律实效性、纠解决过程和法律解释机构都收入视野,并对苏伊士运河公司国有化绅纷的苛法过程作了实例研究。作者以一系列联立方程组对法律解_机制迸行了典型的系统分析,播述了纠纷过程(在更一般意义上则是社会对法律)的反馈机制。从这种分析中,我们可以获得一种简洁严密的科学美感,可以体会到系统论方法和数学思维在社会现象研究的精确化以及论证推导方面的潜力。但同时也应注意到,这种分析是以一定的理论假设或结论为出发点的,还不免给人以某种理论的符号翻译技巧的印象。
它力图用比一般语言更为简洁严密的方式来描述法律现象中某些内在的函数关系。然而目前这种方法的实用价值却十分有限。首先,将法律现象加以量化的原则和标准很难确定,因而函数式中的变量无法具有实际意义;其次,它能否解决法学的特殊问题,即^效地确定法律的“应然性”与“实然性”的相互关系,仍有待于探讨。
此外,我们还接触到一些部门法研究的材料。例如卢曼进行了以系统论为基础的整体法学理论的研究尝试,其特征是采用系统论的思维方式、沿着法律历史发展的一般图式展开论述。①棚濑孝雄等人利用系统论观点研究破产制度的社会机能、从变换控制和输入控制着手寻求处理破产案件的适当司法程序。®再如舒伯特(G.SchherU运用控制论方法论证一般审判过程,提出关于司法政策的整体模型。③又如沙弗尔(W.S-haffer)关于刑事审判系统动力学的研究,④布卢姆斯坦(A.Blumstcin)等人关于系统动态模型在刑事政策研究中的运用,⑤等等。似乎系统论方法在犯罪学方面应用得更为广泛和有效一些,这和芝加哥学派率先采用数学方法研究都市犯罪问题不无关系。
这里还有必要提及苏联学者的有关见解。在纠正了五十年代轻率批判控制论的错误之后,苏联法学界自六十年代以来对系统论方法的引进日益持积极态度,但是—般说来这方面的研究并不深入。亚维奇(几Sbhh)于1980年发表的《法的一般理论》一书具有某种代表性。®作者认为,在法学研究方法论中“系统分析在当代已被提到首位”。法的系统分析的最大特点是对法律现象进行发育的、整体的、结构的、功能的考察。图曼偌夫我国法学界引入系统论方法的努力起步较晚,目前尚处于探索性阶段。有的研究者提出可以把它分为三个层次:即法制系统学、法制系统技术学和法制系统工程。它们分别研究:(1)法制系统科学的一般原理、概念和方法;(2)运用系统技术进行法学理论的建构;(3)见诸立法、司法、守法等法制实践具体问题的技术手段。从已经公开发表的论文来看,基本上还属于第一层次即一般方法论的探讨,有关法学理论建构和法制实践应用方面的具体研究则十分少见。
二、系统法学研究必须解决的技术性难题
任何一种研究方法都难免有其自身的局限。作为一种新的探索,法学的系统论研究面临着一些技术性难题。它们主要是:
1.技术工程系统与法制系统的差异
人们常常使用“法治系统工程”这个词,但似乎很多人都忽略了用工程学眼光看待法治系统的潜在危险。由于法治系统以及整个社会系统与技术工程系统有着本质的差异,所以对它们进行系统分析时应该采取不同的方法和技术。参照国外有关研究并针对法律现象的特殊因素加以发挥,我们可以把法治系统与技术工程系统的主要区别概括为表1所列举的内容法治系统除了国家控制机制外,还有社区控制机制,个人也可以利用法律来争取自己的权利,达到一定目的。法律除了控制功能以外,还有评价、认识、教育、媒介、标志等多方面的功能。所以法治系统的目的往往是复数的,与工程系统相比有所不同。工程系统分析的手段很难直接用于法治系统的分析。如果要对法治系统进行研究,必须首先开发新的系统分析技术手段,而这项工作又必须以对法律制度及其机制的透彻把握和数理学科的髙水平应用研究为前提。
2.法律现象的数学化和定量分析
马克思早就说过,一种科学只有成功地应用数学时才算达到了真正完善的地步但是数学方法目前尚不能传达诸如法律行为的复杂动机和主观恶意程度等微妙差别。只有了解数学方法的优点和局限,我们才可能正确理解法律研究数学化的问题。
人们往往以法律现象的各个项目未必都能数量化为由,对法律的数学性研究表示异议。其实数量化只是数学化的特殊方面。数学的对象不限于实数及其集合,也不限于复数1素数、群或域。现代数学己经以广泛的集合抽象为研究对象了。在这种意义上,从公理体系的角度对法学进行数学整理是可能的。但回到系统论立场上来看,对法律系统的预测、最优选择和有效控制却并非仅有数学公理体系就能奏效。换言之,如果要用系统论方法研究法学,则无法回避法律现象的定量化问题。进行系统论研究的人都很清楚,如果要建立社会系统的模型,那么对于计量性的要求是极高的。
在目前阶段,法律现象大部分不能用实数来表现,即使能用实数表现也未必是连续性的。可以用微分方程等数学手段进行计量研究的只是极个别的场合。妨碍法律现象定量化的除了法律所涉及的人的行为的心理性因素外,还由于法治系统的状态变量的维数过大。为此,人们只好把法治系统的状态变量置入“黑箱”,通过“黑箱”输出的可观测到的变量即社会指标来把握它。但是社会指标的维数无论如何总是小于状态变量的,以偏概全几乎成为宿命的弊端。为了尽可能接近对状态变量的正确估计,就需要在适当期间内连续观测社会指标的变动过程,由此推定某一时点的状态变量的值。一般说来,用系统论方法研究法律的目标与其说是确定的状态变量值,不如说是给出状态变量值的范围或临界值。对于不能用实数表现的变量,固然可以借鉴心理学中把变量和实数连接起来的作法(如知能指数),通过统计学的方法添加数值。但是这样—来,出现无意义结果的频率将增高,并且会失去许多统计学所期待的性质。
3.系统论在价值判断(包括意识形态)方面的局限性
系统论在价值判断方面的局限性是必须给以正视的。对法治系统进行研究时应当考虑与价值有关的两个问题:(1)对法治系统本身所选择或所包含的价值判断(如法律意识1伦理观念等)的技术处理“2)应用系统论方法进行研究和社会控制时对价值判断所施加的影响,也就是对价值判断的选择或对既定价值判断的修正问题。
对前一个问题似可采用“黑箱”方法来解决。有的研究者从对“法律”和“意识”的系统分析分别入手来把握法律意识的涵义,表明法律意识受到政治意识和社会意识的深刻影响,在它引导法律行为时述会受到个性、偏好、情绪以及状况因素的干预。以此为基础可以提出法律意识与整个法治系统的关系模型。但也只能是大致说明法律章识主要与哪些因素有静态关系,并不涉及它们之间关系的详细结构和动态机制,也不解释它们为什么和怎样发生关系。①更详尽的分析要牵涉庞大的变量,故尔只圩把视点局限在法律意识和法律行为之间的相互关系上,采用“黑箱”方法提出两者的关联模型。根据哮一模型来设计问卷并进行调查和统计,在一定程度上可以达到计量和预测的要求。但是,法律意识和法律行为的统计数据中&乏可以连续观测的社会指标,因而其可靠程度并不很高。
现在我们转入对后一个问题的讨论,即系统论方法对法律和社会价值判断的影响效果。民主德国学者克劳斯正确地指出,如果把系统论的模式机械搬用于社会问题,或者甚至试图用系统论取代社会科学,那是缺乏科学根据的。系统论忽视了具体的历史的个人,'并且舍去了各个系统所特有的历史性、物质性和社会性本质。对于象法律这样具有鲜明的意识形态色彩和耷满各种利害冲突的社会现象,舍弃本质问题而片面追求所谓纯粹的技术性与客观性,势将导致凯尔森那样的歧途。应当明瞭,系统控制过程中目标函数的不同可以导致结果的迥异。因而我们首先需要考虑和革新的是如何进行价值判断,进而选择什么样的目标函数——譬如在制定一项法律时(我们姑且假定它是破产法),是应当选择社会安定优先呢,还是应当选择经济效率优先?若要两者兼顾,那么又应当怎样配置其关系?诉诸系统论方法本身并不能很好地解决这方面的狗题。
4.社会控制与民主改革的关系
[收稿日期] 2013-12-26
传统中医临床用药的主要形式和手段是方剂,而方剂的本质是各组分间的配伍。方剂配伍规律研究的内容主要是依据中医药基础理论,为达到防治疾病目的,而将两味或两味以上具有一定协同或拮抗作用的中药配合应用的药物间联系或内在规律。方剂配伍规律内涵的揭示是中医药现代化的要求,同时也是中医药走向国际化的必备要素,可为我国独立自主的知识产权与专利保护提供有力的科学依据。近年来,越来越多的现代科学技术和方法应用于中药复方配伍规律的研究,如复方配伍前后、不同配伍方法下药物化学成分[1-4]、药理作用[5-7]的变化规律和机制;采用血清药理学实验,揭示中药复方在体内发挥疗效的活性物质[8-10];复方药物在体内的代谢规律[11-13];中药复方谱效关系研究[14-15]等。而运用数理统计、数学模型等方法作为定量化分析与推断数据资料、探究事物内在规律的手段,从数学关系的角度对复方配伍规律进行阐述,既有助于科学认识复方配伍的实质,也有助于中药新药复方科学化组方,在揭示中药复方配伍规律内涵的研究方面起到了重要的作用。
目前对中药方剂配伍规律的数理统计实验研究主要集中在:数据处理和实验研究两方面。其中数据处理包括:数据挖掘、聚类分析、因子分析、主成分分析、相关分析、回归分析、方差分析等;实验设计包括:全方研究、撤药研究、直接实验设计、单味研究、药对研究、正交设计法、均匀设计、析因设计法、正交与均匀联合设计法等。利用现代数理统计理论方法与技术研究中药方剂配伍规律和内涵,一方面可以促进处方配伍配比的优化筛选,充分提高中药材的药物疗效,另一方面还将促进我国中医药事业走向现代化国际化,使中药方剂更易于被国际医药界所接受。本文就数理统计方法在中药复方配伍研究中的应用,从方药配伍剂量优化、中药配伍作用规律、中药配伍禁忌规律等方面进行综述。
1 方药剂量配伍优化研究
方剂疗效是复方药物相互作用所表现的综合结果。其中,影响方剂疗效的两大因素是复方的药味组成与药量配比。复方剂量配比优化不仅可以对处方药物进行优化筛选,提高药物疗效,同时也是中药新药开发的重要任务之一。基于此需求,许多学者利用不同的数理统计方法对中药剂量配伍优化进行了较多的研究。
1.1 实验设计方法
1.1.1 正交设计法 正交试验设计是为寻求最优化水平组合的一种高效的多因素实验。其特点表现在不仅消除了各效应间的相关性,使得药物各因素及其交互作用对指标的影响大小和变化规律更易于估计,即正交性;而且可以通过部分试验的结果反映全面实验的情况,便于数据结果的分析,即代表性。基于这两方面的特点,正交设计试验已被广泛应用于中药复方的组分优化筛选等方面。赵学军等[16]采用正交设计法对温肾咳喘片各组分的最佳剂量配伍进行了研究,得出其提取物的最佳配比为厚朴-蛇床子-甘草提取物4∶3∶3,并且按此比例制成的制剂有明显的药理作用,说明该组方剂量合理。张万龙等[17]采用正交试验对泽泻汤加味方进行最佳组分配伍研究,结果得出了泽泻汤加味方最佳降压效果的最优药用剂量为泽泻 21 g,炒白术 9 g,泽兰、石菖蒲各15 g。姚干等[18]采用正交设计法配合多药效指标综合评价,筛选出具有保肝和免疫调节作用的二至丸有效部位群组方,其最佳剂量比为女贞子总皂苷-女贞子多糖-墨旱莲黄酮 58∶367∶18(质量单位以mg计)。汪珊珊等[19]基于正交试验对由麻黄、杏仁和甘草三味药组成的三拗汤进行了最优配比的研究,结果最佳配比为麻黄6 g,杏仁9 g,甘草3 g,其主次关系为麻黄>杏仁>甘草,表明优选配比三拗汤对哮喘模型各指标均表现出明显的改善作用。此外,许多学者[20-26]还采用正交设计试验对复方药物剂量配伍进行实验研究与数据处理,从而优化药味和药量的最佳配比,以一个新的角度为剂量配伍优选从饮片配伍研究过渡到组分配伍研究提供了数据依据和方法参考。然而,相比于复方剂量配比优化的特殊要求,目前的正交设计试验还未能实现多目标优化,并同时具备良好的非线性拟合能力以及完善的试验设计方法,仅限于研究药味组成较为简单的处方,这对复方优化的效果及其优势的发挥都造成了一定的影响。
1.1.2 均匀设计法 相比于为了实现整齐可比性而导致每个因素的各水平必须重复,从而使得试验点相应增多的正交设计法而言,同样作为一种筛选研究手段的均匀设计方法,在实验过程中仅考虑实验点的均匀分散性,因而不会受因素数、因素水平的限制,实验次数可明显减少,而不导致试验所反映的信息量减少,适用于多因素多水平的试验研究。均匀设计法近年来被学者广泛应用于复方剂量配伍优化实验研究。兴等[27]采用均匀设计法对降尿酸方主效应中药的最佳配伍进行研究探讨,实验结果显示黄柏、秦皮及桑寄生三味中药组合是降尿酸的最佳配伍组合,而且实验明确了其最佳的剂量配伍分别为50,260,50 mg・kg-1。唐亚军等[28]通过均匀设计法对防治脂肪肝的复方中药“祛湿化瘀方”有效组分或单体(绿原酸、栀子苷、姜黄素、虎杖苷、白术多糖)进行筛选和验证研究,结果表明运用均匀设计筛选获得的组分方(栀子苷、绿原酸)对高脂饮食诱导的大鼠肝脏脂肪沉积及肝损伤具有显著的防治作用。贺燕等[29]采用均匀设计法探讨三七及山楂组合物中有效部位的最佳剂量配伍,实验结果得出山楂叶总黄酮与三七叶总皂苷的最佳组合比例为20∶15,并且在此条件下药效作用明显,说明运用均匀设计与药理学动物模型相结合的方法对中药复方进行研究是可行的。曾晓会等[30]采用均匀设计法寻找姜黄素与胡椒碱的最佳配比,结果显示在姜黄素为13 mg・kg-1和胡椒碱为5.81 mg・kg-1时可使姜黄素和胡椒碱有最大的降三酰甘油效应。高鹏等[31]应用均匀设计处理方法对丹心痛各味药所占比例进行筛选,从而确定川芎、香附、冰片、丹皮酚4种成分在复方中的最佳配比为5∶1.7∶1.4∶4.4(原提取物的质量比),剂量为138 mg・kg-1(折生药2.78 g・kg-1),证明均匀设计作为有效优化复方最佳剂量方法的可行性。基于均匀设计法可以更全面更充分地优化复方中剂量配伍的关系,许多学者都在这方面做了很多研究[32-37],这为我国现代中医药优化剂量配伍研究提供了很好的筛选手段与技术支持。虽然均匀设计法在一定程度上克服了早期试验设计的诸多弊端,明显减少了试验次数,提高了实验效率,但其仅考虑了均匀分散性,并没有以正交性与代表性为基础,因此可能造成试验结果不稳定及导致分析误差增大。
1.2 优化方法
响应面方法作为优化的常用工具[38],是研究实验结果与实验因素关系的方法,包括实验、建模、数据分析和最优化过程。目前响应面设计多与正交设计、均匀设计、星点设计、Doehlert设计、Box-Behnken 实验设计等联合应用在方药剂量配伍优化方面的实验研究中。谢臻等[39]应用Doehlert设计-渴求函数-响应曲面优化法,研究枳实、厚朴和芒硝的剂量配伍变化对大黄蒽醌类成分在大承气汤中溶出的影响,结果显示方中各味药剂量配比为大黄-枳实-厚朴-芒硝1∶4∶2.31∶2时,蒽醌类成分有较好的溶出率。这是Doehlert数学模型运用到中药复方配伍研究的初步探讨,为数学模型在中药复方配伍的推广和应用提供理论依据。黄美艳等[40]应用响应曲面分析法对不同制法与配比的药对当归-川芎的抗氧化活性作用进行研究,结果表明先水提后醇提其清除自由基的活性最好。邱玲玲等[41]以流感病毒神经氨酸酶活性抑制率为指标,采用Box-Behnken响应面设计法预测双黄连注射液组合成分的最佳配比。结果表明其最优配比为绿原酸-隐绿原酸-咖啡酸-黄芩苷107∶279∶7.99∶92。黄美艳等[42]采用响应面分析法对不同浓度当归-川芎药对配伍养血补血效应进行研究,结果显示当归与川芎的比例从4∶1到2∶1,从小剂量到大剂量,均表现为相加作用。而其他比例则表现出小剂量相加,大剂量协同的作用。陈海燕等[43]采用响应面法对丹参葛根的最佳组合比例进行了研究探讨,结果显示丹参葛根的最佳组合比例为6∶4。王睿等[44]采用实验设计(ED)-非线性建模(NM)-多目标优化(MO)的三联法,简称ED-NM-MO三联法,对经基线等比增减设计的丹参、三七不同配比的药效学数据进行非线性拟合和多目标优化,从而实现方剂剂量配比的非线性多目标优化。结果表明,可以根据实验目的对药效指标的不同要求设定不同的权重,获得各自药物相应的最优比例。这种适合复方特点的优化方法可用于多饮片多组分多成分复方药物的剂量配比优化。
此外,鉴于星点设计-响应面优化法有着操作简单、试验精度高、实验次数少等优点,其在工艺优化提取[45-48]以及制剂、食品、生化等[49-56]方面都有着广泛的应用,在药学领域有着较好的推广应用价值。
1.3 数据处理方法
数据处理是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。常用的数据处理方法有数据挖掘[57]、回归分析[58]等。数据处理方法可以从大量的、杂乱无章的数据中抽取并推导出特定的有意义的数据。基于此功能,许多学者都将数据处理方法应用于方药剂量配伍优化试验研究中。蔡文选等[59]应用化学计量学分辨方法-交互移动窗口因子分析法,对桂枝-茯苓配伍后挥发油成分中的共有成分、差异成分及各成分溶出率进行比较分析。结果显示少数组分配伍后溶出率显著增加,但大部分溶出率明显下降,甚至个别组分消失。这表明药对配伍后会改变其剂量。李伟霞等[60]基于人工神经网络法对当归-川芎药对中主要效应物质含量与其整合效应值进行拟合和分析,结果表明当归-川芎药对1.5∶1水提物的整体补血效应最好,1∶1醇提物的总活血化瘀效应最好,1.5∶1醇提物的总调经止血效应最好。蒋海强等[61]以钩藤总碱和莱菔子总碱有效组分的降血压效应为研究对象,采用偏最小二乘回归分析方法,探讨钩藤总碱和莱菔子总碱的最佳配比,结果显示钩藤总碱25 μg・g-1和莱菔子总碱30 μg・g-1时得到最佳配比。表明采用正交设计结合偏最小二乘回归分析的方法,能够消除各因素的交互作用,可用于中药的组分配伍及优化设计。施旭光等[62]采用非线性回归法分析不同剂量配伍所导致的乌头汤化学成分变化的内涵。显示不同剂量配伍的乌头汤各药味间主要存在非线性的关系,各因素间存在交互效应,不同的优化目标有不同的最优化配伍组合。商洪才等[63]应用多目标模糊优化法对丹参、三七不同剂量配比组合治疗实验性急性心肌缺血犬的数据进行处理,结果观察到丹参、三七在最优配比10∶1和10∶3时可明显改善模型犬的病变,同时,丹参、三七适宜的配比效果在整体调节功能上优于2种药的单独应用(10∶0,0∶10)。
虽然目前应用数学方法对方药剂量配伍优化的研究越来越多,但是试验研究方法中还没有能够充分利用数理统计方法的优势对中药复方药味组成与药量配比优化给予中肯的评价,同时数理统计方法本身存在的不足也未能很好的揭示方剂配伍内涵。因此,无论从试验方法上或是对数学方法本身都有待进一步完善。
2 中药配伍作用规律研究
中药方剂并不是几种或几十种药物的简单堆砌,而是依据药物各有所长的功用,在辨证、立法的基础上选药配伍而成并发挥整体增效减毒调节作用,使各具特性的群药组合成一个新的有机整体。方剂经过配伍必然使得复方成分变得更加复杂。为了更全面、深入地研究与数学特征相适应的中药复方配伍药理作用和化学变化之间的相关规律,许多学者在研究复方配伍作用规律的实验中引入了数理统计方法。
2.1 药理作用变化规律研究
药理实验是检验药物配伍药效的途径之一,其中中药药理包括整体、器官、细胞和分子4个水平。应用药理学的方法结合数学模型去探讨中药配伍的变化规律已有较多文献报道。余林中等[64]通过运用正交设计法对葛根芩连汤各配伍与解热药效之间的关系进行研究以探讨其配伍规律。结果显示对于解热指标最佳的配伍是葛根黄芩。任均国等[65]构建以中药为节点,中药配伍关系为边的网络理论,将网络效能与不同配伍方剂的药效进行直线相关分析,采用急性心肌缺血再灌注损伤大鼠模型研究加味生脉散中两两药物配伍规律,结果优化出药效最强、药味数最佳的方剂为4味方最高的是人参+麦冬+丹参+延胡索,三味方最高的是人参+丹参+延胡索。马秉亮等[66]应用正交设计法对泻心汤不同配伍抗炎作用进行研究,结果显示在抗炎方面,大黄是方中的第一要药,黄芩次之,且两者有协同作用,而黄连没有明显作用和影响。万海同等[67]通过由麻黄、桂枝、杏仁和甘草组成的麻黄汤对16种诱导的SD大鼠,出汗,缓解痉挛的豚鼠气管平滑肌,减轻疼痛与ICR小鼠动物模型组和正常对照组进行比较。基于结构方程模型,对中草药的路径图的绘制,用阿摩司(Amos)软件和4个中药和治疗效果的关系进行了测定,分析了结构方程模型的相关关系。根据测量的标准通径系数结果确定了麻黄汤中的君药为麻黄,臣药为桂枝,佐药为杏仁,使药为甘草。说明结构方程模型可从一个全新的角度用于定量分析中药复方方剂组成原理。
以中医药传统理论为基点,将数理统计方法理论与技术结合药理学实验对方剂配伍规律进行研究,通过对实验结果进行统计分析与综合评价,探讨复方中药味配伍与药理效应变化的相关性规律,有助于对方剂配伍规律进入更深层次的研究。
2.2 化学成分变化规律研究
中药数学模型的研究对象除了中药药理,还包括中药化学。方剂中各药味具有多部位、多组分、多成分的特征,是一种特殊的化学混合体,中药的配伍使化学成分变得更加复杂。如何全面揭示复方中药化学在全方、有效部位、有效组分和有效成分4个层次上的配伍规律是目前需要解决的问题,许多学者利用数学方法对此难题进行了较多的研究。李姝臻等[68]采用均匀设计法对黄芪桂枝五物汤中黄芪、桂枝、大枣、生姜与白芍不同剂量配比中白芍总苷含量变化进行比较,结果表明复方配伍使白芍中白芍总苷的含量下降24.5%,生姜对其影响最大,占10.2% 。徐培平等[69]采用均匀设计-偏最小二乘回归建模的方法,以小承气汤和厚朴大黄汤配伍组分为研究实例,分析了复方药物配伍规律和组方中各组分的相对关系。结果表明小承气汤和厚朴大黄汤虽然都由大黄、厚朴、枳实三味药组成,但两方的药味配伍比例不同,小承气汤中大黄和厚朴效应最大,而厚朴大黄汤以厚朴为君,大黄、枳实为臣使。陶静等[70]应用数据挖掘算法的频繁模式增长(FP-Growth)方法分析四物汤类方和药对、药组内部的组成关系,探讨四物汤的配伍规律。结果显示获得大于0.15置信度的四物汤配伍常用药有甘草、人参、肉桂和茯苓。王伟光等[71]采用正交设计法结合高效液相色谱对麻杏甘石汤不同配伍煎液主要化学成分含量进行分析研究,并探讨配伍对各化学成分含量的影响。结果显示麻黄碱、伪麻黄碱及苦杏仁苷的含量于全方去甘草组中含量显著降低,甘草次酸的含量于全方去杏仁组中也显著下降,其余各组含量变化不显著。周文俊等[72]应用偏最小二乘法对麻丸仁的2种剂型进行化学成分变化比较研究,结果发现2种剂型之间有差别的化学成分,最重要的主要来自枳实。还有部分学者利用主成分分析法和正交偏最小二乘判别法分析中药药对和方剂合煎液与分煎液中化学成分的差别,结果发现配伍合煎后化学成分的变化较大,应该是导致中药减毒增效原因[73-75]。
中药复方虽然疗效确切但组分成分相当复杂,借助于数学方法对方药配伍规律中化学成分的变化进行试验研究不仅为复杂的配伍系统研究提供了有力的方法支持,同时也对方药配伍规律内涵的揭示有着重要的现实意义。
3 中药配伍禁忌研究
中药理论中的“十八反十九畏”是目前中医药界共同认可的配伍禁忌之一。虽然历代医药学家多遵信十八反十九畏作为配伍禁忌,但亦有医药学家认为相反药同用,能相反相成,倘若运用得当,可产生较强的功效。近年来许多学者对十八反药对配伍进行了较多实验研究,尤其是结合了现代数理统计方法,观察逐渐深入,对十八反配伍规律的认识也趋于客观、准确。卢丹丹等[76]用定量药理学方法评价甘遂与甘草不同比例组合对肠运动的影响,采用均匀设计法以小鼠肠推进率和肠质量为指标,观察合并液和合煎液对肠功能的影响。结果表明:合并液可促进肠推进率,存在协同作用,两药合用大大增加肠推进功能。该研究为甘遂-甘草反药组合的毒效表征奠定了一定的研究基础。由此可看出,应用数理统计方法在一定程度上可以阐释中药十八反药物毒效与配比及剂量的关系。刘春芳等[77]分别以制川乌与生半夏的药理作用为观察指标,采用均匀设计法对制川乌与生半夏的配伍药效进行研究。结果表明制川乌与生半夏配伍比例为10∶1时,拮抗作用接近最大,能降低制川乌的镇痛、抗炎作用。制川乌与生半夏为1∶1时合煎液对气管酚红分泌量的增加作用最明显,能增强生半夏的祛痰作用,且其作用强度随配比和剂量的不同而改变。王艳丽等[78]采用均匀设计法结合动物急性毒性实验,探讨藜芦与细辛配伍的毒性规律。结果发现配伍后毒性并未随藜芦用量的增加呈严格的上升趋势,毒性由藜芦和细辛共同作用,且藜芦对毒性的贡献权重更大。当藜芦用量是细辛用量3~6倍时,毒性明显。当藜芦给药剂量低于临床安全最高限时,藜芦与细辛合用可视为安全的。当藜芦与细辛合煎,藜芦用量为5 g・kg-1时所产生的毒性大致与藜芦单煎所产生的毒性一致。表明藜芦和细辛配伍后毒性大小取决于两者的比例和各自用量大小。朱冠秀等[79]采用均匀设计法对南沙参、北沙参与藜芦不同比例配伍是否都产生相反毒性作用进行了研究,并考察了煎煮因素与毒性是否相关。结果显示南沙参、北沙参与藜芦配伍共同煎煮会使毒性增强,存在配伍相反的可能性。且在藜芦给药剂量相同的情况下,南、北沙参合并液毒性明显低于合煎组,提示共同煎煮过程是影响配伍毒性的重要因素。这为南、北沙参反藜芦之说提供了一定的实验依据。
此外,还有许多学者[80-85]在这方面进行了相关的研究,对中药十八反配伍药效的变化及配伍禁忌的组成特点进行了探讨,为相关的研究打下了一定的理论基础。但同样作为配伍禁忌的十九畏,虽然现代对其进行了较多较深入的研究,取得了不少成果,但应用数学方法对十九畏配伍特点进行研究的报道几乎没有。总的来说,目前应用数理统计方法对中药十八反十九畏的配伍特点进行的研究还处于初期阶段,揭示十八反十九畏药对配伍规律的内涵还有待进一步的深入研究。
4 基于临床处方配伍规律的研究
中药方剂配伍研究的内容还包括基于临床处方配伍规律的挖掘。通过将数学方法应用于临床处方分析中,挖掘处方用药的配伍规律,从而更好的指导临床用药。宋观礼等[86]应用频数分析、复杂网络分析、点式互分析等方法对中医诊断冠心病发病规律、症状规律、辨析规律、治法用药规律进行数据挖掘分析。其中对于冠心病治法用药规律的研究结果显示,临床治疗冠心病的核心处方用药为黄芪、党参、丹参、当归、川芎、茯苓、赤芍、瓜蒌、法半夏、麦冬、桃仁、红花、陈皮、甘草。其中,桃仁-红花的互信息积分最大(67.996 99),远远高于其他2个药物间的互信息积分,是目前治疗冠心病最常用的药对。妮等[87]应用复杂网络分析对李发枝教授治疗艾滋病带状疱疹及其后遗神经痛的用药规律进行研究,结果显示治疗艾滋病带状疱疹及其后遗神经痛的核心药物为黄芩、甘草、红花、车前子、全瓜蒌、当归、龙胆草。核心处方为龙胆泻肝汤加减和瓜蒌红花甘草汤加减。杜斌等[88]基于数据挖掘方法对溃疡性结肠炎方剂用药及配伍规律进行分析研究,结果显示方中白术、茯苓药对应用的频率最高,频数112次。而甘草、白术、黄连、茯苓、白芍、木香、党参、当归、黄芪、陈皮是出现频率最高的10味药。这些研究工作不但对深入探讨临床用药配伍规律及指导临床用药有重要的实用意义,且对于解放依赖传统中医主观性较强的辨证论治和经验水平的思维模式有着重要的指导意义。
5 小结与展望
中药方剂多组分、多成分、多药效的特点使得中药复方配伍成为一个复杂的组方系统。从方药配伍的剂量优化、中药复方配伍的药理效应、化学成分变化以及中药配伍禁忌这几方面进行实验研究与探讨,有助于对中药复方进行更好的优化筛选和对组方药物整体疗效进行综合评价,而且也在一定程度上体现了传统中医药整体观与系统论的思维模式。近年来,随着各学科间的相互渗透相互影响,以及中医药走向现代化国际化的进程中,要求用精确的方式及准确的语言表达和描述中医药学,尤其对于如何全面、客观、准确地揭示中药复方的配伍规律显得更为重要。如何找到更好的实验设计方法和更好的数学拟合模型,如何更好的挖掘和发现复方中蕴含的丰富的配伍规律内涵,是值得深入探讨研究的课题。
数理统计方法和计算机信息技术在医药领域中的应用,是现代科学技术迅速发展以及中药事业自身发展的需要。数理统计方法通过对数据资料的搜集、整理、分析和推断,探讨设计试验研究从而掌握事物内在客观规律,具有数学化、定量化且准确简捷的特点。将数理统计方法应用于中药方剂配伍规律研究中,不仅可以将中药方剂配伍定性与定量结合起来,用数学语言定性定量分析中药复方配伍的相互作用规律,而且能够做到客观准确,更有利于药物之间的优化筛选和进行药效的评价。然而,数理统计方法在中药方剂配伍规律的应用研究仍处于初始阶段,一方面,中药复方配伍在宏观上涉及药味的组合、剂量大小的变化以及药物间的相互作用,微观上牵涉到各化学成分的相互作用可能发生物理化学反应从而导致组分的改变,使得方剂配伍在多个环节上变得更复杂,这给全面准确地揭示方剂配伍规律的工作带来了更高的难度。另一方面,相对而言,虽然数理统计方法能更好的辅助研究中药方剂配伍规律,但目前的数学方法都在一定程度上存在着不足之处:首先,无论是方法上还是设计上都未能更好更完善的彰显出数理统计方法的优势从而导致无法更全面准确的揭示方剂配伍规律的内涵。比如析因设计法在因素增加的情况下,不但计算复杂而且难以解释众多的交互作用;正交设计法在多水平多因素的情况下试验次数较多,工作量亦大;均匀设计法须回归出与实际相符的定量方程式进行数据处理;响应面设计法得到的回归方程要求自变量必须是连续的而且需要被试验者自由控制;数据挖掘法要求试验者能深刻理解其所应用的领域,以便正确选择合适的模式进行试验;模糊数学方法的设计更多的是依靠试验者或专业人员的经验和知识,当缺乏这样的经验与知识时,很难获得满意的实验结果;偏最小二乘回归方法的解释矩阵中含有大量与响应向量无关的信息,可影响整个回归的效果;等等;其次,只是简单地套用数理方法和数学模型,还没有能够充分吸收和利用数理统计方法的理论成果和科技发展技术对中药复方的剂量配伍优化给予全面、客观、准确评价的试验研究方法,没有针对具体情况作改进,以适用于不同中药复方配伍规律的研究。此外,将数理统计方法应用于临床的研究较少[89-90],为了深入地阐明临床用药机制以及更好的为临床医师根据病理诊断提供用药参考,在数学方法的基础上结合临床特点进行深层次的研究还需要做出更大的努力。因此,在未来的方剂配伍研究发展中,如何以中医药理论为指导,同时引入数学模型,在现有的基础上突破传统思维进行技术改进和方法创新,是当前建立客观科学技术研究中药方剂配伍规律的关键。
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中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0276-02
通识教育的目标与专业教育不一样。简单说就是不以知识的识记为目的,而以价值观和精神理念的接受、内化为目的,因此在教学方法上要注意与专业教育区别对待。目前通识教育效果不佳,除了对通识教育的研究、重视程度不够外,教学方法的失当也是重要原因之一。本文将在对通识教育内容分类的基础上,并以哈工大深研院正在进行的通识教育课程改革为例,分别探讨相应的通识教育教学方法。
一、以熏陶为核心的人文艺术类课程教学法
人文艺术类课程是通识课程类别中重要的一类,一般包括文学、美学、文化、艺术等课程。这些课程讲授的内容多是文学艺术作品、美学现象、思想文化等。这些内容的一个共同点就是大多都要依赖于人的情感思维发生作用,如文学常被表述为“文学是人学”[1]。
文化艺术类课程的情感性特点要求我们在讲授此类通识课时不能像讲授专业课那样以概念、规律和定理为主,而是要尊重情感的接受规律。对于情感和以情感为基础的人文观念来说,最为重要的不是相关知识的讲授。这些只是让学生了解所学的对象,而不能真正让他们形成正确的观点。这也是目前我们的两课教育和人文教育面临的一个最大问题。即熟知并不是真知,人文知识的了解并不代表人文观念的接受,更遑论人文精神的养成。
根据行为心理学观点,对于情感和观念的接受最为重要的环节是情感的认同和观念的内化。即把外在的情绪和观点移入接受者内心,让接受者心悦诚服的接受。这种情感的认同和观点的接受我们可以通过一些教学方法来实现。其中最为核心的就是“熏陶法”。比如《文艺与审美鉴赏》课需要我们把抽象的美和艺术作品中蕴藏着的深厚的人类情感传达给学生,因此我们需要大量创设情境以激发学生的情绪共鸣。在创建情境时我们一般会利用多媒体设备展示图片、视频等感性材料,并减少PPT中的文字叙述,以尽量激发学生的官能感觉。在调动学生的感觉情绪后再辅以老师的讲授。如在讲悲剧美时我们会用影像展示作品,待学生进入观影状态,被影片所打动时再点出悲剧的美学特征。此外,人文艺术课还要发挥老师身教的作用,即老师的讲授要饱含感情,要先把自己投入到感情中去,这样学生才会信服。
与熏陶法相似,并且可以配合使用的是经典导读法。经典是经过历史磨炼、沉淀下来的人类优秀的精神文化宝藏,其往往对人的精神和心灵有着巨大的震撼作用。歌德曾说过“鉴赏力不是靠观赏中等作品而是要靠观察最好的作品才能培养成的。所以我只让你看最好的作品。等你在最好的作品中打下牢固的基础,你就有了用来衡量其他作品的标准,估价不至于过高,而是恰如其分。”[2]在这方面我们借鉴国外的名著通识课程,在一些课程中,如《中国文化原点导读》中老师会提前布置阅读任务,然后再进行课堂导读,最后组织小组讨论。不求多、快,只求精、深。从而避免了一些课程走马观花,只求面广,不求甚解的弊端。
此外,人文教育需要稳定、持续的影响以激发学生心灵中的善端。因此我们的通识教育就不能仅仅满足于课堂教育。我们应该利用学生课余休闲和阅读的时间,为学生提供持续、正面人文影响。为此我们优选国内外一些精短的名家作品编成《人文读本》。按照古代君子自我成长的修身、齐家、治国、平天下步骤分为数卷,发放给学生阅读。我们在选文时注意文章的深度与可读性结合,从而使学生得到了良好的教育。
二、以体验为核心的社会管理类课程教学法
社会管理类课程是人文通识课中又一重要类别的课程。他的突出特点不仅仅以知识的获取为目的,更重要的是要培养学生在实际社会生活和管理活动中的能力。通识课体系中涉及此类的课程主要有言语逻辑类、创业管理类和沟通交流类等课程。这类课程的关键是要保证让每一个学生都实际参与其中,在做中学。通过自己参与和实际锻炼达到心领神会,具备某种能力的目的。因此这类课程的教学需要为学生提供一种切近的身临其境感,让学生在体验中学到知识,掌握技能。这种教学思想又具体体现在以下三种教学方法中。
1.案例法。案例教学法由美国哈佛商学院所倡导,是一种以案例为基础的教学法,后来在很多课程中得到运用,收效良好。案例法是一种分析归纳式的教学方法,它不同于我们在专业课讲授时常用的演绎法,先通过讲授一般原理和公式,再用具体练习和例子去巩固强化所学的公式。在案例法中老师现提供一个实际问题,让学生自己思考,再提供几个成功的案例,最后通过不同案例的归纳得出一些具有普遍性的规律和知识,而学生也在思考中得到了能力锻炼。案例教学法适合于开发分析、综合及评估能力等高级智力技能。
2.情境式课堂。情境式教学以学生为主体,在教学中为学生提供与其认知结构相适应的环境,采取“任务驱动”的方式提供互动的教学平台,通过多种反馈方式来实现评价系统。教师的主要工作不是讲课、考试和维持纪律,最重要的任务是布置学习环境,供应必要的资源。教师要设计各种活动,在活动中启发、鼓励、指导和帮助学生。比如我们的《言语交际课》,老师会把课程分为两类,一是普通社交类交流,一是辩论类。然后选取不同的学生充当不同的角色,完成特定的交际任务。其余同学充当观众并未参与的同学打分、寻找存在的问题。课程一般是小班上课,保证每个学生都有参与、锻炼的机会。
3.体验教学法。是使学生直接接触讲授对象,通过经验感知达到课堂上无法达到的效果的一种教学方法。在我院改革后的通识教育中,特别注重学生的实践接触和体验。如《西方礼仪简介》、《公共演讲技巧》等。这些课程的教学目的也不仅局限于相关知识的传授,而在于学生实际经验的体验与相关事务活动、相关习惯规则的熟悉与养成。针对于此,深研院尝试让人文教育走出课堂,要让学生体验和习惯所讲授的内容。如西方礼仪简介就把课堂放置在咖啡厅、西餐厅来学习西方进餐礼仪,在与外籍教师、留学生的各种活动中学习与外国人打交道的社交礼仪和沟通技巧。
三、以主动性为核心的科学技术类课程教学法
科学技术类课程是理工类研究型大学通识课程体系中较具特色的一类课程。这类课程包括一些公共数学课、逻辑推理课,甚至还包括哲学课。科学技术类课程的关键是激发学生学习的主动性,让学生采用一种探究式的态度在老师指导下完成抽象理论知识的学习。在实践中我们主要尝试研究了如下教学法。
1.问题导向式教学。这是一种新的教学模式,它把学生置于混乱、结构不良的情境中,并让学生成为该情境的主人,让学生自己去分析问题、学习解决该问题所需的知识,一步一步的解决问题。老师把实际生活问题作为教学材料,采用提问的方式,不断地激发学生去思考、探索,最终解决问题。这种教学方式的特点是:以重能力培养代替重知识教授;以多学科的综合课程代替单一学科为基础的课程;以小组讨论代替班级授课制;以学生为中心代替教师为中心。课程往往包括“提出问题、建立假设、收集资料、论证假设、总结”五个阶段,课程强调以学生的主动学习为主,而不是传统教学中的以教师讲授为主。
2.翻转课堂。翻转课堂是近几年在中国越来越流行的教学法,但是目前主要在中学推广,大学课堂涉足的相对较少。我们通过研究和实践认为在大学课堂引入翻转教学可以发挥学生学习的自主性和主动性,将会大幅度提高学生的学习效率。在实践中我们对翻转课堂进行了改造,主要是把在线教育和翻转课堂结合起来,并重新设计了翻转课堂的各个环节。在这方面我们突出的例子是《应用随机过程》课。在这门课中我们利用学校的blackboard在线教学平台把课程需要的教学录像和PPT、习题上传上去。然后我们要求学生要在线完成学习和习题练习任务。在学生学习时,我们通过这一教学平台搜集学生学习的数据并进行统计分析,老师会通过分析结果判断学生的知识掌握程度,然后调整学习进度。着这一过程中老师可以决定是否要补充内容,是否要重新学习某一个知识点。在课堂环节中我们设置三个环节。第一个环节是学生的自我陈述。即不同的组选派代表,讲述自己对问题的解决方案和面临的困难。第二个环节是小组之间的交流。这是在完成自我陈述后,要求不同小组对别人解决问题的方法和效果进行评价。根据研究表明,讲述一个问题要比学习一个问题难的多,而评价一个问题又比讲述一个问题难度多。通过不同小组之间的评价、比较可以互补有无。自己的问题可能已经被另外一个小组解决。而且小组间的交流与评价还可以在学生中造成竞争的情境,鼓励学生的学习劲头。第三个环节是老师的讲述。在完成前面所有环节后,老师应根据前期掌握的情况对问题进行精准的讲解,这样可以节约课上宝贵时间。在讲解中老师可以根据情况,采用逻辑演绎的方法,从知识到问题;也可以用归纳的方法,从问题到知识。最后,老师要应根据本知识点的逻辑关系,为学生梳理知识脉络。这样可以加深学生对所应掌握的知识点的理解。
被称为“制高点”、“突破口”的教育技术涵盖社会、政治、文化、教育、心理和艺术等众多学科的研究领域,我们必须充分利用科学规律和各种技术,把教育和技术紧密地结合起来,解决教学过程中的实际问题。但只是从应用层面和技术层面发展教育技术是不够的,必须从系统方法的角度来认识教育技术。只有这样我们对教育技术的认识才具有高度和深度,才能实实在在地对教育技术的发展进行指导。
一、复杂科学的提出
教育是一种非常复杂的社会现象,它的复杂性不仅体现在教育的主体复杂多样,系统内
部纷繁变化,还体现在与教育系统息息相关的外部环境的复杂多变上。因此,研究教育有必要从复杂性的视角来审视。复杂科学是国外20世纪80年代提出的研究复杂性和复杂系统的科学。复杂科学包括控制论、信息论、系统论(简称“老三论”)和耗散结构论、突变论、协(简称“新三论”),以及相变论、混沌论、超循环论等其它新的科学理论。这些理论主要是研究和揭示复杂系统的有关特性,如非线性、混沌、突现、自组织、非还原性等。[1] 正是基于对教育系统复杂性的认识,人们提出将复杂科学的原理和方法引入到教育系统的研究中,从复杂性角度来理解教育系统及其复杂性,转变学习概念,重新设计与复杂性相适应的学习系统,为学生提供从复杂系统中涌现出的新的思维方法,帮助他们提高学习效果,最终达到增强教育系统效能的目的。
物理学中耗散结构理论、协同学提出了解决复杂自然系统的理论、方法,为统一自然系统和社会系统建立系统科学准备了材料。物理学以前讨论的系统是可逆的、退化的,牛顿第二定律、热力学第二定律判定了系统的演化方向和特点。这类自然系统的演化方向与生物界、社会科学中普遍存在的发展、进化等演变现象相矛盾,人们无法用统一的方法来研究自然系统与社会系统。I.Prigogine提出耗散结构理论:开放系统在远离平衡状态时,由于同外界进行物质、能量、信息的交换,可以形成某种有序结构。在自然界的物理、化学系统中可以发现存在着与生物学一样的进化现象,并可以利用耗散结构来统一讨论。H.Haken提出协同学,认为复杂系统的相变是子系统之间的关联、协调作用的结果。我国著名学者钱学森教授在80年代提出了系统科学体系的框架,分析了在不同层次上的学科内容,提出了它们之间的联系,使系统科学走上了全面发展的新阶段。我们从系统科学的角度来讨论问题,这就可以站得更高,对问题分析得更深入。对这些复杂系统的分析不仅是对系统理论的应用,同时在研究中所采用的新的方法,所得到的新的结论也会丰富系统理论本身的内容,使系统理论真正成为解决复杂系统演化的理论。[2]
二、系统科学方法指导教育技术,以实现最优化
系统科学理论“老三论”(控制论、信息论、系统论)和“新三论”(耗散结构论、突变
论、协同论)为许多学科包括教育技术学科的研究提供了新的研究思路和研究方法。系统科学的思想观点和方法对教育技术学学科的形成和发展有着广泛和深远的影响,成为教育技术学最重要的理论基础。系统科学方法具有以下特征:整体性、综合性、有效性、定量化和最优化。其中最优化体现了系统科学方法解决问题时所要达到的目标,它可以根据需要和可能为系统确定出优化目标,运用新技术手段和处理方法,把整个系统逐级分成不同等级和层次,在动态中协调整体和部分的关系,使部分的功能和目标服从系统总体的最佳目标,以达到总体最优。
教育技术(AECT)94定义:教育技术是为了促进学习,对有关的过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。现代教育技术是以系统方法为核心展开全部教育实践的,即对学习过程与学习资源进行设计、开发、利用、管理和评价。现代教育技术的目的是追求教育的最优化。教育最优化是指一定的条件下,在同样的时间内,使学生学得多些快些好些。最优化标准有两个:一是最大效果;二是最少时间。用最少时间得到最大效果是教育技术所追求的目标。
如前所述,耗散结构理论认为:任何远离平衡状态的开放系统,都能通过与环境进行物质和能量的交换,这时系统可从原有的熵增的状态,转变为一种在时空和功能方面的远离平衡的有序状态,即形成一种组织化和有序化的耗散结构。孤立的系统只能出现负熵,最终导致有序结构的破坏。[3]目前,中国的应试教育还根深蒂固,必须以和谐的方式从教育系统的外部引入负熵,营造开放的教育环境,促进系统内部长期积累的熵增的逐渐减少,通过系统内部的各要素之间的相互作用,使教育系统从无序向有序进行。教育技术可以实现以上转变。教育技术具有开放性和旺盛的科学活力,它与全新的认知理念同步发展,并及时把相关科学和高新技术引入到教育系统中,促进人们更新教育观念,改革教学方法,使教育领域成为培养适应社会的创新人才的基地。
开放是系统减少熵增和内耗的调节剂,开放使系统不断更新,也使系统获得良性循环的保证。系统要达到开放必须具备两个条件:系统内部各要素的相互开放和交流,系统内部和外部的各种影响因素的相互开放和互动。开放的本质是系统吐故纳新,教育技术的灵魂是整合,它意味着教育对各个学科的开放,接纳和综合。[3]
教育技术具有开放的显著特征:(1)开放的教育观念 学会学习是当今教育的主旋律,培养每个公民的信息素养增强了教育技术的开放性,教育技术实现了教育理念的全面开放。(2)开放的教育对象 从教育走出校园,面对社会每个公民,面对不同职业,不同年龄的人,可以按学习者的需求,构建教育环境。(3)开放的学习 重视学习的过程,从学习方式的单一化向多样化开放,如集体学习,个别学习,研究性学习,协作学习等。传统的认知方式是人们长期形成的习惯,而电子学习创造了全新的学习空间和学习模式,激发了认知潜能。(4)开放的学习能力 从重知识的获取能力到处理信息的能力。培养人的信息素养是学习的主要目的,强调个人对信息的获取、分析、加工、评价、创新的能力。(5)开放的信息资源 电子阅览室、数字图书馆、多媒体教室、视频会议系统和信息高速公路把全世界的信息资源通过文本、视频、音频、动画、数据等传播形式呈现在学习者面前,让学习者能够随时随地获取信息。
三、阐释学、模糊逻辑、混沌理论与教学设计
教学系统由学生、教师、教学内容、教学方法和教学媒体构成,教学设计是对教学系统
的优化设计。教育技术的核心问题是教学设计。因此,教学设计应摆在教育技术学研究与实践的核心位置,这是因为教学设计不仅构成教学开发与应用的前提,更直接影响到开发与应用的质量。人们获取学习信息或学习资源的手段、环境及学习目的都发生着变化,因此,教学设计处于变化之中。传统的系统理论研究教学设计具有一些局限性,如教学设计的线性、确定性、封闭性和负反馈性等与当前以人为本的教学实际有一定的距离。[4]20世纪90年代以来阐释学、模糊逻辑、混沌理论等多种学科领域的研究为教学设计提供了多样化的视角。
(一)阐释学与教学设计
阐释学(Hermeneutics)是一种关于意义、理解和解释的哲学理论。从广义来说,它是对于意义的理解和解释的理论或哲学。阐释包括两个基本的意思:一是使隐藏的意义显现出来,二是使不清楚的意义变得清楚。“阐释学是一种理解世界的方法。通过阐释学原理的应用,在解释者对世界所熟知的意义和世界拥有的某种未知的意义之间架起一道理解的桥梁,缩短二者之间隔阂的距离。” [4]在阐释学发展过程中,有关学家研究总结出以下法则和原理:正确理解文本意义的法则。对文本的理解和解释不仅仅是一个语言的过程,而且是一个创造性的心里过程。(1)历史性原则——结合作者所处的具体条件理解文本的意义。(2)整体性原则——在一定的语境中理解每个词语的意义。(3)代入性原则——进入作者创造时的情景,重新体会其原意教学的主要目的就是对所学内容获得正确的理解,或者帮助学习者对所学内容阐发个性化的意义。根据学习者的理解过程来促进学习者的个性化理解,教学便有“建构”的意义。阐释学为教学设计思维提供了一种有意义的视角,对教学设计的启示主要表现在以下方面:(1)没有学习者的理解活动,理解不可能产生。学习的产生在于学习者能参与到理解的活动之中。阐释学认为,当理解者与文本以共同的观点融合在一起时,理解便产生了。(2)背诵不等于理解。以促进理解为目标的教学,应当关注文本创作者和解释者所处的不同文化或社会情境。文本的理解不是通过文本的背诵而获得,而是通过解释者的阐释。(3)教学不要奢望某种统一的意义理解或学习结果预定。理解并不是一种僵硬的过程,它涉及所处时代的社会和历史的影响。要从一个群体中期待一种可信的、客观的学习结果预定,是不可能的。(4)学习是一种个别化的社会性的活动。每个对话/交流都是不同的,忽视这一现象将导致在教学实践中错误地判断学习者理解了什么,学到了什么。
运用阐释学原理为教学设计寻求一种解决方案,意味着我们在为学习者深化某一问题的理解寻求方法。教学设计的思维和操作可以沿着以下原则展开:(1)利用理解的空白,促进学习者对学习内容表现他们个人化意义的理解。这种处理理解“空白”的活动,是基于阐释学的教学设计的主要任务之一。学习者在对待理解“空白”的问题上,要求表现个人化的解释/意义生成。教学设计就是要为学习者对文本形成个人化的意义创造/组合大量的机会。例如,为学习者提供开放性问题的课堂讨论练习,就有利于学习者展现个人化的反应和发展学习者的个人化意义。(2)多数学习者在学习过程中,在理解主题内容时,都会带着自身的偏见和切身的利益。这就意味着在学习课程内容开始,教师可以通过引发讨论的问题,来发展学习者的主观性意义。(3)为了促进学习者对学习内容的理解,教学应当在“文本创作时代”与“理解者所处时代”之间架起一座沟通之桥。在任何一种学习活动之中,学习者都会把其自身的时代和文化代入其中,对意义的解释产生影响。
(二)模糊逻辑与教学设计
模糊逻辑(Fuzzy logic)是美国工程师LotfiZadeh(1965)提出的一个概念。模糊逻辑对传统逻辑提出了严峻的挑战。传统的逻辑假设是:人的思想是精神的,人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精神的,人们在思维中所用的概念、命题的意义都是精确的。它以命题的二值性为基础,以排中律为基本原则之一。因此,传统的逻辑所遵循的是二值性原则和排中原则。一个命题或者是真的,或者世界假的,并且一个及其否定必有一真。而模糊逻辑却与概念、命题意义的不精确性相一致,它推理的结论并不严格依据前提。模糊逻辑的出现,为解决复杂性、交叉性的问题开拓了道路。
模糊逻辑对教学设计的启示表现在以下三个方面:(1)模糊逻辑理论对教学设计中的需求分析和评价具有启示意义。这些分析在教学系统设计模式中居核心地位。从模糊逻辑理论的角度来看,在理念与行为只常常存在一种或然的、非线性的关系。因此,运用模糊逻辑作为一种分析工具,更能有效地解释行为。(2)模糊逻辑理论对认识/处理学习者的感知问题更为有效。学习者对自身能力的感知及自信心,与学习者获得好成绩同样重要。(3)运用模糊逻辑超越决定论的思维和设计方法,在评价“现实生活”的问题方面显得更为有效。[4]世界并非是黑白两极的,而是绚丽多彩的。
(三)混沌理论与教学设计
20世纪60年代,诞生于数学与物理学的混沌理论,与相对论、量子理论并誉为20世纪的三大科学革命理论。混沌理论的产生始于量子物理学不满牛顿机械决定论对物理现象的解释。牛顿物理学认为宇宙中的每种实践都是有序的、规则的并可以预测的。量子物理学认为宇宙并非是一个巨大的、事先决定的存在,所有的物理现象都是不可决定的,也是不可预测的。这种非决定论为解释世界的混沌现象提供了认识/研究途径。所谓“混沌”,是指非决定论的不可预测性与无序性、复杂性、不平衡性、多样性、非线性及不稳定性的存在。理解混沌,应当注意两点:第一,混沌系统中隐藏无序;第二,混沌是存在于无序中的有序模式。理解混沌理论要把握以下三个关键概念:
1.对初始条件的敏感依赖性(Sensitive dependence on initial conditions):一个系统中的混沌是指系统内初始条件的小变化会引发后续的大变化。这也常被称为“蝴蝶效应(Butterfly Effect)”。混沌系统对其初始条件的异常敏感性说明,最初状态的轻微变化导致不成比例的巨大后果。当一个系统的初始条件不清楚或不确定时,我们是不可能预测到会发生什么结果的。
2.分形(Fractals):分形理论创始人是美籍法国数学家B.Mandebrot.fractal,本意是不规则的、破碎的、分数的。用此来描述自然界中传统几何学所不能描述的一大类复杂无规则的几何对象。例如,弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉、令人眼花缭乱的满天繁星等。它们的特点是极不规则或极不平滑。直观而粗略地说,这些对象都是分形。分形,意指系统在不同标度下具有自相似性质。由于系统特征具有跨尺度的重复性,所以可产生出具有两个普通特征:第一,它们自始至终都是不规则的;第二,在不同的尺度上不规则程度却是一个常量。
3.奇异吸引子(Strange Attractors):吸引子是系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。而奇异吸引子则通过诱发系统的活力,使其变为非预设模式,从而创造了不可预测性。
混沌理论对分析学习系统提供了另一种科学视角,对我们在分析教学系统中常用的决定论科学方法提出了质疑。(1)如生物学系统一样,教学系统也是充满了混沌。传统的教学设计原则和假设在两个方面与混沌理论相抵触:一是教学系统的决定主义假设;二是学习者和学习过程是可预测的。(2)混沌理论挑战传统教学设计中的线性教学程序——设计者或教学者认为只要按照预定的教学程序,对学习者施加干预/影响,就可得到预期的学习结果。但事实上,预成的线性教学设计很容易被教学中的混沌实践所颠覆,导致教学过程难以预测,难以单靠线性的操作程序来控制教学过程,并得到预期的教学效果。(3)混沌理论认为教学设计必须认真考虑学习过程。学习的信息处理模式通常在本质上把学习描述为一种线性过程(短时记忆——长时记忆——工作记忆——绩效)。但是,学习的发生过程是学习者个体差异以一种混沌的形式相互交织在一起,共同发挥作用。(4)走向重视学习者元认知能力的发展。处理教学系统设计/实施混沌理论的最有效方法是:帮助学习者学会反思其学习活动,发展其元认知意识,提高其元认知/反思水平。发展学习者的元认知意识是一种帮助它们处理复杂现实世界问题的方法/途径。元认知是指关于我们如何人感知、记忆、思考和行动的知识。掌握这些过程并在学习中及时应用,直接影响学习者的学习成效。(5)情感与混沌。在学习中处理混沌现象最有力的促进因素要靠人类的情感。已有的情商研究表明,经常性的情感挫折或情绪波动会影响个体的智力水平,损害/削弱学习者的学习能力。自我意识是情商的关键性能力。了解和控制个人的自我意识,对于成功做出决策来说,是至关重要的。
就目前我国教育技术发展情形来看,以上这些研究还未完全体现在教学实践过程中。但是,积极地吸纳各种相关理论的研究成果,适应时展和健全自身发展,却是新时期教育技术发展的必然趋势。
参考文献
[1]王强.中国教育和科研计算机网.edu.cn/20031029/303496.shtml
2011年3月1日起施行的《医疗机构药事管理规定》中规定,临床药学部门的出发点应加强开展临床药学工作,开展以“患者为中心”,提高临床疾病的药物性治疗方式。本着“合理用药”为核心,全程参与临床一线观察及参与用药,本文以1例真菌性肺炎患者为例,在其治疗过程中对其用药情况进行监护,对监护实施过程与结局进行归纳,总结药师参与临床治疗的体会。
1.病例概况
患者,女,26岁,就诊于新乡精神病院,诊断为“精神分裂症”,曾就诊多家医院,目前症状控制。2014年11月15日,因“股骨骨折”在我院行手术治疗。患者因“咳嗽咳痰伴发热1月余”入院。入院查体:体温38.2℃,脉搏90次/min,神志不清,精神可。呼吸运动正常,肋间隙正常,语颤正常。双侧锁骨中线叩诊清音,呼吸规整,双肺可闻及湿哕音,无胸膜摩擦音。降钙素定量:0.85ng/mL;中性粒细胞百分比:85.6%;白细胞:11.3×109/L;血红蛋白:92g/L;中性粒细胞绝对值:9.71×109/L;嗜酸细胞百分比:0.4%,偏高,考虑有肺部感染;人院诊断:(1)肺部感染(真菌性肺炎混合感染);(2)精神分裂症;(3)肺结核。
2.主要治疗过程和药学监护点
2.1患者主要治疗过程
患者入院后给予抗感染,平喘、祛痰、抗结核等治疗,在住院期间存在细菌、真菌混合性感染,持续发热,感染控制过程比较复杂困难,先后给予阿莫西林克拉维酸钾针、莫西沙星片、硫酸依替米星针、伏立康唑粉针、万古霉素针、美洛培南针、伊曲康唑胶囊。抗感染及多索茶碱、氨溴索、氨基酸营养支持等对症积极治疗患者病情好转后出院。主要治疗药物见表1。
2.2药学监护点
2.2.1抗菌药物的药学监护 患者入呼吸内科后血白细胞增高,持续高热,在没有细菌学依据前治疗时选用B一内酰胺酶抑制剂的复合抗菌药,联用左氧氟沙星、硫酸依替米星抗菌药物合用有增强抗感染协同作用,其治愈率高。根据药敏试验结果与细菌学依据对抗菌药物的选择做出合理调整,将耐药菌控制到最低限度,待患者病情相对稳定后便将抗菌药物改为降阶梯治疗。治疗第3天,患者仍然咳嗽,痰量少,体温最高达40℃,患者目前诊断明确,为混合感染。需覆盖革兰阴性菌及非典型病原体,且患者病情重,不能进食,在营养支持治疗的基础上可加强抗感染治疗,可更换抗菌抗感染药物,临床药师建议将左氧氟沙星改为莫西沙星。理由如下:(1)莫西沙星是广谱和具有抗菌活性的8-甲氧基氟喹诺酮类抗菌药,在抗菌抗感染谱方面相对于左氧氟沙星的抗菌能力更好临床应用更广。莫西沙星对厌氧菌同时具有较高的抗菌作用,可以不经过细胞色素酶P450代谢,并且对其他药物的代谢过程不受影响。(2)莫西沙星防耐药变异浓度比左氧氟沙星低,选择莫西沙星可缩小突变选择窗。盐酸莫西沙星片、阿莫西林克拉维酸钾针、硫酸依替米星及伏立康唑针联合用药治疗,观察病情变化。病情改善后可进行降阶梯治疗。第6天患者仍发烧,体温39.2℃,患者右膝关节原手术部位出现一破口,有脓性分泌物流出,请骨科医生会诊,考虑右膝关节化脓性感染。建议:行脓性分泌物的细菌培养。根据细菌培养结果调整抗生素,临床药师根据经验性治疗肺炎来看,广谱青霉素一内酰胺酶抑制剂的复合制剂在临床应用广泛,碳青霉烯类抗生素通常为病情较重者的首选药物,在依据患者的原学检查结果酌情采用降阶梯治疗方案。肺炎的致病菌主要包括肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、铜绿假单胞菌等。阴性杆菌对常用抗生素往往具有多重耐药性,其中耐药率最小的是碳青霉烯抗生素。根据抗菌药物PK/PD理论来看,碳青霉烯抗生素表现出时间依赖性的特征,抗菌疗效一般在T>MIC超过给药间隔的40%时比较良好。对提高美罗培南的疗效,临床可通过增大给药剂量、延长输注时间以及缩短给药间隔三种途径来实现。万古霉素对革兰阴性菌是无效的,主要用于肠球菌和耐药金葡菌的感染,对各种革兰阳性菌和杆菌均具有强大的抗菌活性。给予升级更换万古霉素联合美罗培南是合理的。治疗当天患者体温有所下降,经过12d抗菌药物序贯治疗,患者体温、感染得到控制。
2.2.2抗真菌药物的监护 真菌性肺炎患者以咳嗽、咳痰、黏液丝状痰、发烧为主要临床表现,无特异性,同时也可伴有呼吸困难、胸疼、胸疼等症状。多数肺部有湿哕音,多数有中度发热,以肺部为原发灶或并发肺部感染者最为常见,多发于免疫功能低下、器官功能障碍的患者,以念球菌和曲霉菌最为常见,在把握好真菌性肺炎的临床特点的基础上,还应综合患者的临床资料展开及时、有效的预防性治疗、经验性治疗、明确感染后治疗。念球菌首选氟康唑。亦可选用伊曲康唑、伏立康唑等。患者入院后咳嗽、咳痰、持续发热,不排除真菌感染的可能,因此使用伊曲康唑胶囊抗真菌治疗,治疗3d后效果不佳,临床药师会诊查阅相关资料,建议选用伏立康唑针。对于拟诊侵袭性真菌感染的重症患者,我国《重症患者侵袭性真菌感染诊断与治疗指南(2007)》指出,在这类患者的病原学结果没有出来之前,可考虑采取经验性真菌治疗。面对不断升高的抗菌药物耐药率,黄隽敏对COPO继发肺部真菌感染患者57例的药敏试验进行了观察分析,其中氟胞嘧啶和伊曲康唑的总耐药率分别是19.3%和12.3%,两性霉素B仅为0.2%,氟康唑耐药最高,为26.3%。这可能与临床使用较频繁有关。两性霉素B的剂量越大疗效越好,但同时其毒性也会相应增加,不良反应严重,且个体差异明显,因此治疗剂量是个大问题。特别具有较严重的心脏和肾脏毒副作用,故目前使用较为限制。氟康唑虽对白色假丝酵母菌具有切确的效果,但由于抗菌谱并不宽,长期使用后耐药率比较高,对大部分非白色假丝酵母菌、曲霉菌以及克柔假丝酵母菌和光滑假丝酵母菌表现为无效,这在很大程度上是其应用受限。而相对于氟康唑来说,伏立康唑是对其结构的优化,作用机制为由细胞色素P450介导的14-a甾醇去甲基化,可对麦角甾醇的生物合成产生抑制作用,因此具有抗真菌的活性,不仅对曲霉菌、假丝酵母菌的抗菌活性比较良好,同时也还对克柔假丝酵母菌和光滑假丝酵母菌具有一定的杀菌活性,这很好地弥补了氟康唑的不足,具有广谱抗菌、耐药率低、安全可靠的优点。因此考虑选用伏立康唑粉针继续治疗,患者发热症状有所改善。连续使用伏立康唑至第5天,患者痰培养结果显示无真菌感染,这表明抗真菌治疗理想,患者病情逐渐改善,仍序贯服用伊曲康唑胶囊,鉴于患者为混合感染,共治疗12d,感染控制效果理想,症状显著改善。
2.2.3药物不良反应的监护 患者入院后使用多种药物治疗,抗菌药物不良反应监护是重点,其中监护的重点是抗菌药物带来的不良反应,同时还更应重点监护各种药物相互作用带来的不良反应,药物不良反应的监护如下。
中枢神经系统的监护:临床药师考虑美罗培南在c.位侧链导入二甲基氨基甲烯吡咯烷,虽然使得碱性降低,减弱了对肾及中枢的毒性,但是还是要对患者中枢神经系统的变化情况进行紧密的观察,注意患者有无发生头痛、失眠、抽搐等症状。在本次监护过程中,患者未发生以上不良反应。
肝功能监护:伊曲康唑主要通过影响肝脏细胞色素P450同工酶CYP3A的活性,引起药物代谢性相互作用,进而发生肝毒性。伊曲康唑引起的最常见的不良反应有消化不良、腹痛、恶心、呕吐等,部分患者出现肝酶增加、肝炎和胆汁淤积性黄疸,密切—监测肝功能。
肾功能监护:万古霉素可引起肾功能损伤,应密切关注尿素氮、肌酐、尿量等,有条件可进行血药浓度监测。
中图分类号:G720 文献标志码:A 文章编号:1009―4156(2011)01―004―02
一、普通高等学校继续教育的定位
1.为当地经济发展服务
随着市场经济体制进一步完善,高等教育在社会发展与经济建设方面起的作用越来越明显。随着高等教育改革的逐渐深入,普通高等学校也越来越需要地方政府的大力支持。普通高等学校为地方经济发展服务这个定位是科学合理的,只有这样,地方政府才会对其大力支持,这种支持是普通高等学校持续、健康和稳定发展的重要保证。高校所处的地方,无论是政府还是企事业单位在发展过程中,难免会遇到很多的新问题,这需要普通高等学校尤其是普通高等学校的继续教育来加以解决。为了解决这些新问题,便出现了继续教育和地方政府、企事业单位联合发展的新趋势。普通高等学校的继续教育能够解决在生产中的技术方面的问题,能够开发出新产品,能够进一步提升生产与管理方面的效益,这使得继续教育与当地的经济联系更为密切。当前,我国经济发展的重要趋势是区域经济的进一步发展,继续教育和区域经济的紧密结合是促进经济发展的最为重要的形式,为当地的经济建设服务,已经成为继续教育所肩负的主要职能。继续教育只有对当地经济的发展情况、产业结构的布局情况和人才的需求状况进行深入细致的研究,才能进而为地方经济发展作出自己应有的贡献。
2.适应学习型社会的发展要求
党的十七大报告提出,发展远程教育和继续教育,建设全民学习、终身学习的学习型社会,为我国继续教育的发展指明了方向,同时,也充分肯定了继续教育在构建学习型社会与和谐社会中的重大作用。在知识经济的时代,社会的发展在很大程度上取决于知识资本的基础性与战略性。与学习型社会相适应的教育观念指的是终身化与社会化的教育,这种从学校不断地拓展到整个社会当中的教育,引导人们不断地通过教育来完善自己,进而促进学习型社会的建立。在学习型社会中,人自身的学习能力能够得到进一步提升。继续教育作为一种新的教育理念,注重营造一个崭新的学习环境,让每一个人都能找到符合自身发展的知识,然后进行定位。普通高等学校中蕴藏的数量可观的教学资源,能够在学习型社会的建构中发挥主导作用。国家对学习型社会的积极倡导及相关政策的推行,为继续教育的发展提供了一个好的发展背景,所以,普通高等学校要采取切实有效的措施,为社会提供优质的服务,紧紧抓住自身的发展面临的新的发展机遇与发展空间,积极促进社会与教育之间的和谐互动。
3.人才培养目标与办学层次定位
普通高等学校继续教育发展的关键在于能够培养出社会不断发展所需要的人才。人才培养目标的定位确立后,为了能够继续加强办学的适应性,应该进一步加强社会对人才需求的调研,根据调研的结果不断调整继续教育培养的具体目标。当前,高等教育处在一个大众化的阶段,市场上大量需要的是应用型人才。随着生产方式逐渐向集约型转变,经济社会的发展不断提高,大量的就业岗位需要更多的专门型的人才,这是发展继续教育的动力所在。为了适应当前经济社会的发展与进步,普通高等学校要对自己的人才培养目标进行准确的定位,要以社会需求作为中心,从学校的实际出发,培养大量的具有创新意识与学习能力的专门的应用型人才。相对于学术型的人才而言,专门的应用型人才,更强调其应用性与技能性。所以,普通高等学校要充分认清应用型人才的基本素质的变化情况,制定出合理的人才培养目标,进一步明确应用型人才的各个方面的基本要求,并在所设立的课程中明显地体现出来。
继续教育突出的标志是办学层次。办学层次主要是针对人才的培养层次来说的,普通高等学校的办学层次,分为学历教育与非学历教育两种,其中的学历教育包括了高中起点的专科、本科、专升本以及在职的研究生等,而非学历教育的层次则主要包括职业资格证书的培训与岗位的培训等。办学层次的定位,指在确定培养多种层次的人才结构并且给予较为合理的位置,也可以这样说,继续教育培养的专科生、本科生与研究生是个什么样的结构。伴随着社会经济生活的逐渐多样化,对继续教育也提出了不同特色的要求,各个普通高校所承担的继续教育功能是有差别的。不同的普通高校在办学层次上的不同差别,反映出人才培养层次与社会服务方式的不同。每一所普通高等学校其办学层次不可能都那么完备,这需要确定好办学的层次,不断地积累办学经验,进一步完善办学的条件与水平,并形成自身的特色,这样才能被社会认可。这里需要特别强调的是,办学层次不能和办学的质量、办学水平相一致,它所体现的是社会对应用型人才的需求,这是由产业结构、经济结构、社会分工等多个方面的因素决定的。
二、普通高等学校继续教育的发展方向
1.普通高等学校要将继续教育工作纳入到学校的正式发展规划之中
随着高校继续教育的不断发展,很多高校成立了继续教育学院,进一步更新教育理念,摈弃过去那种重视学历教育而轻视继续教育的观念,将继续教育看做是普通高等学校的重要任务来抓,使普通高等学校成为继续教育的重要阵地。实际上,继续教育为普通高等学校提供了很多的社会资源,是普通高校与社会进行连接的重要纽带。普通高等学校需要将继续教育同本科生教育、研究生教育一起纳入到学校的发展规划之中,将其视为高等教育向社会的延伸与继续,不断满足社会对高等教育的需求。通过这种延伸,普通高校深深扎根于社会当中,从而获取持久发展的生命活力。
2.为给继续教育保驾护航,需要建立高素质的继续教育开发专家团队和师资队伍
继续教育呈现出的基本特点是短、平、快。继续教育的课程与学习教育的课程在设置上有一定的区别,继续教育课程设置必须要符合学员发展的需要。因此,需要一批高素质的继续教育的专家队伍来对继续教育课程进行精心的策划编排,这些专家要具有自身的业务特长,并能够熟悉最新的科技发展动态,与社会和生产保持着较为紧密的联系,能够了解经济社会的发展要求。普通高等学校还要积极创造多种条件,进一步提升任课教师的综合素质。通过高素质师资队伍的建设,实现继续教育的创新。这需要教师不断改变原先的授课模式与思维模式,积极寻找适合专业技术人员所能够接受的教学方式与方法,将最新的教学理论与教学信息充实到教学当中。教师还要善于积极收集学科发展的最新动态,将先进的科学知识作为教学的重点,并结合相关的科研课题,将理论与实践有机地结合起来,培养学员的创新能力与实践能力。
3.走产学研相结合的道路
应进一步加强应用型人才的培养工作,面向各个行业开展多种形式的技术培训工作,走产学研相结合的发展之路。普通高校的继续教育要进一步更新观念,扩大知识面,完善自身的知识结构,进一步加强创新意识,走出一条适合自身发展的产学研相结合的道路。高等学校要进一步发挥自身的品牌方面的优势,从当地经济发展的实际出发,深入到企业的内部,让项目的开发与研究工作能够和企业、教育的对象紧密地结合起来,按照市场经济的发展规律来进行培训活动,使继续教育能够进一步和企业的生产经营活动相结合。在进行产学研相结合的过程中,要注意采取联合办学的形式,普通高等学校要深入了解当地社会的发展实际,大力加强和行业各界的联系,想方设法拓展办学的渠道与形式。
1 计算机辅助设计教学的重要性
计算机辅助设计,英文Computer aided design,狭义是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作,简称CAD;广义是指辅助设计的一种,以计算机为媒介,以软件代替画笔,表达设计内容,使其更加生动、全面。
在艺术设计教育逐渐普及的今天,计算机辅助设计教学在艺术设计的各个领域都已普及,并占据着更加重要的地位,它的持续飞速发展可以证明计算机辅助设计在艺术设计中的重要作用。发展至今,国内高校艺术设计专业计算机辅助设计课程日益多元化,主要包括Adobe公司的Photoshop,Dreamwear,Flash等,Autodesk 公司三维制作软件3ds MAX、MAYA等,借助这类计算机辅助设计软件,使得设计师所呈现的设计效果能够越来越全面地满足客户的多种需求。根据艺术设计专业长期发展的需要,教师在设计教育过程中需要引导学生清醒地认识到,设计的灵魂是创新意识与思维能力,而计算机辅助设计直接决定设计投入生产实践的现实效果,是实现设计的重要手段。
2 计算机辅助设计教学中的系统思维与方法
系统思维的核心是对象各部分之间的联系、关系及相互作用,即设计对象的结构、关系及整体之间的相互作用。与传统思维方式相比,系统思维是从单一到多元化的改变。
在计算机辅助设计教学中,系统思维与方法是引导学生认识并运用设计方法,完整、科学地进行设计的重要基础。主要包括设计对象的分析与综合,设计信息的传达、控制与反馈。
2.1 设计信息的传达、分析与综合
根据客户需求,对设计对象进行全面分析,以获得设计来源、设计要素、设计方法等基本信息,并对相关信息进行高效整合的过程,是艺术设计教学的基本内容,只有使学生精确掌握这一过程的步骤、方法,才能在未来的设计之路上有长足发展。因此,在计算机辅助教学中,需要运用现代科技手段将设计中的分析与综合落到实处,把案例分析中的数据分析、客户分析、设计样本测试等环节都融合其中,从基础教学环节培养学生的系统分析与综合的思维及方法。
2.2 控制设计过程中的有效信息
信息时代的今天,需要将碎片化信息整合为可利用的技术资源,来支撑创新设计的发展。因此,在计算机辅助设计教学中,学生需要养成信息敏感的习惯,并能及时对有效信息进行加工、处理,以满足设计活动中的技术和情感诉求。在设计活动中,有效信息主要通过前端资源积累、中端对象分析与末端全面整合等步骤进行控制。这些步骤落实到计算机辅助设计教学中,主要体现为培养学生建立电子素材库、从素材库中选取设计素材、对照设计需求对素材进行实质提炼(元素提取)、把握需求实质进行多方案原创设计等实践过程。
2.3 注重设计反馈
设计过程是计算机辅助设计教学中需要系统学习的实践过程,同时,设计反馈也是计算机辅助设计教学中需要重视的教学内容。设计反馈主要作用是完善设计过程中遗漏的市场需求及用户体验需求,经过再次设计,使反馈信息的实效最大化。有效利用设计反馈完善设计,可以通过CRM客户管理系统等先进技术,对客户及市场反馈的相关信息进行数据分析,形成同一客户群体或市场区域中新设计的信息来源,以此形成良性循环的完整设计系统。
3 计算机辅助设计教学改革的方法
第一,现代艺术设计已成为一项系统性活动,不再是单一的设计环节,所包含的信息量越来越大,对设计师的综合性要求也越来越高。这些发展趋势推动了计算机辅助设计教学的进步。以往的计算机辅助设计只是单纯意义的工具,没有太多创新成分,更多的是辅助设计,提高设计完成度;在学习过程中主要培养学生计算机辅助设计本身的各个操作功能的局部应用。
随着计算机辅助设计技术的发展,以及设计领域的多元化要求,设计要注重考虑客户的实用诉求和情感诉求。在教学过程中,需要更加重视培养学生操作应用的综合完成能力,将单个操作连贯成为设计行为中的系统性活动,并于最初的设计需求和最终的设计效果有机结合,在实践练习中不断强化系统思维与方法的重要性。
第二,计算机辅助设计的传统教学模式是以基础教学为主,案例练习为辅。在以往的计算机辅助设计教学过程中多以操作性和功能性为主,每门课程的设置多为48或64学时,面对每一门课程学生几乎都是零基础,所以,有限的课堂时间,教师大部分用来讲授基础操作,并且指导学生进行练习。这样的教学安排常常导致学生无所适从,既不能扎实掌握基础操作,也没有学习到相应课程所需的专业设计理念,更不了解当下的市场需求。
因此,计算机辅助设计的教学安排应该以当下相关专业领域的市场需求反观学生的学习,将学习时间延伸至课堂以外,可借助微课、慕课等多种学习途径,缩短课堂上基础操作教学所占用的时间,以学生课前的自学来弥补,如此一来,可以节省部分时间进行专业设计知识的学习,以及设计实例的练习。
第三,在计算机辅助设计的各门课程中,案例设计练习都是必经的阶段,以往的计算机辅助设计案例练习多以虚拟案例为主,设计评价标准多以教师为主体。虚拟案例的特点是无真实交流对象,无市场反馈,设计元素的综合性较弱。传统的计算机辅助设计课程的学习安排往往无法将学生的学习行为和学习目的有效统一起来。与此相比,真实案例的练习,尤其是阶段性练习,可以将前期阶段的软件基础操作部分与后期的设计实践部分连接起来,使整个设计过程统一在真实客户的需求下,并能够及时获得市场反馈。
中图分类号: TN919?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)15?0149?03
Abstract: To rapidly and accurately detect the complex equipment failure in convenient, the energy consumption optimization method of the embedded data acquisition system based on machine learning is studied. The practical system architecture design scheme is proposed in the aspects of operating system construction and transplant design, data acquisition module design, software structure design of application layer, and system overall performance tuning and optimization. The processes of embedded operating system transplant and construction are analyzed, and the driver program design scheme of data acquisition module is put forward. The software and hardware resources are optimized. The better test results were obtained in the practical project test.
Keywords: machine learning; embedded operating system; data acquisition system; optimization design
随着科学技术的飞速发展,各种因设备故障导致的安全事故层出不穷,究其主要原因还是由于未能及时排除机械设备内部故障造成的。而机器学习算法的出现,解决了传统检测数据量大、分析复杂的缺点。因此,本文开展基于机器学习的嵌入式数据采集系统能耗优化方法研究,以便广大技术人员学习使用。
1 机器学习与嵌入式数据采集系统结构总述
1.1 机器学习
机器学习算法作为一种新型的人工智能技术,可以对海量数据进行分析、存储,并可对复杂问题做出智能决策以供技术人员参考[1?2]。机器学习算法可以模拟人类思考、学习及创造的过程,因此可以从数据库中计算出未知的、潜在的概率模型。
1.2 系统总体结构概述
ARM+数据采集器系统作为当今较为流行的嵌入式数据采集系统,既克服了开发复杂硬件结构带来的庞大工作,又弥补了单片机结构产生的诸多缺陷,因此是较为合理的一种架构方案[3?4]。
1.3 硬件设计与选型
嵌入式处理器作为嵌入式数据采集系统中的控制核心,是各系统运行的中枢大脑。本次嵌入式数据采集系统设计采用的是高速数据采集器。
1.4 软件系统设计
嵌入式操作系统EOS作为较为流行的操作系统,具有实时性强、可装卸、可开放、网络功能强大、代码固定、交互性强等多项优点。结合实际需求,最终选择了Windows CE操作系统平台作为设计基础。
2 操作系统搭建和移植
2.1 板级支持包的研究与移植
(1) 板级支持包BSP的研究与应用
Windows CE的板级支持包由四个部分组成,其中最为重要的两个部分是设备驱动和OEM适配层,见图1。
(2) 串口驱动程序扩展
在本次设计中,采用了分层架构的方法实现串口驱动,驱动模型见图2。
(3) 系统启动性能优化
考虑到开发成本不足、硬件配置较低等难题,在设计时采用了价格低廉的NAND FLASH,并重新修改优化了NBOOT的分支跳转代码。优化后的启动流程见图3。
2.2 新增硬件驱动与系统特性
(1) 电源管理与实时时钟驱动
基于机器学习的嵌入式数据采集系统对能耗有较高的节能要求,为此在设计时需对两部分特性进行优化:一是系统在关机状态时需做到彻底断电;二是系统在非工作状态时需保持耗能较低的状态[5],优化流程见图4。
(2) 面板功能键驱动
新设计的嵌入式数据采集系统为方便用户使用,特别增加了方向导航键、翻页键、帮助键等快捷键来提高系统的可用性。
(3) 节能方案设计及Hive技术应用
新型的Hive注册表技术可以在对系统冷启动的同时,还可以保存用户的相关配置信息。其具体的工作原理如图5所示。
2.3 操作系统定制和搭建
本次设计采用Platform Bulider构建嵌入式数据采集系统平台。其中Windows CE在Platform Bulider的定制流程见图6。
3 数据采集模块设计
3.1 硬件工作原理介绍
基于机器学习的嵌入式数据采集系统其核心部件是数据采集模块。在设计该系统时,采用数模转换芯片将数据直接读入到FIFO。当驱动接收到FIFO发出的中断信号后,系统将自动清除数据[6]。其中该系统的硬件工作流程见图7。
3.2 振动与加速度测量驱动设计
数据采集系统的核心是加速度测量数据采集驱动和ADD驱动。
为保证数据采集过程中的稳定性和准确性,基于机器学习的嵌入式数据采集系统需及时准确地对硬件提出的所有中断请求进行响应,并发出相应控制信号[7]。为此,专门设置了基于电平触发的中断响应机制,见图8。
3.3 I2C总线驱动设计
I2C总线驱动设计的关键在于要保持硬件应答和软件设置的握手机制一致。为此驱动设计时通过采取超时处理、加入互斥锁、信号量队列等机构处理信息采集过程中出现的各种异常现象。设计流程如图9所示。
4 应用层软件结构设计
4.1 数据显示与分析模块
当系统通过应用程序提取出相应数据时,会通过算法库对提取数据进行包络分析、频谱分析、波形分析等。设计人员只需要了解算法库的接口函数即可,其内部程序可通过专业技术人员编写。
4.2 数据存储与通信模块
在本次设计的嵌入式数据采集系统中,采用SQLite数据库作为本系统的存储模块,它的资源占用空间很小,较为适合嵌入式系统。
对于通信模块,本次设计采用Windows CE中自带的微软ActiveSync组件进行通信。
5 整体性能调试与优化
为了优化硬件资源,选择采用中断方式优化中断服务线程。测试新系统发现,数据采集效率得到了明显提高。
软件资源控制和调优主要是指解决程序冲突和性能调优。为保证驱动程序的正常运行,建议多采用与或非运算,而尽量避免直接对寄存器进行赋值。此外,在软件操作时需使用正确的编程语言,特别要注意寄存器读写缓存、物理地址空间映射、字节对齐等细小问题,否则会出现程序错误、数据采集中断等结果。
6 结 论
本文通过分析嵌入式数据采集系统结构,阐明了系统硬件和软件的设计与选型。通过系统搭建和移植设计、数据采集模块设计、应用层软件结构设计、系统整体性能调试与优化四个方面,深入开展了基于机器学习的嵌入式数据采集系统能耗优化方法研究工作。同时提出了符合实际的系统构架设计方案,以及数据采集模块的驱动程序设计方案,并对整个系统的软件和硬件资源进行了控制与调优分析。
参考文献
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注:本文由东北林业大学管理信息系统重点课程项目资助。
1、引言
笔者在近十年的管理信息系统的教学过程中感受到,在传统的以教师“教”为主的“单主体“的教学模式下,学生的学习方式是完全被动地接受教师讲授的知识,“一支笔,一个本,课上从头记到尾”的现象普遍存在,课程创新性内容的缺乏,教学模式手段的单一,很难引起学生的学习兴趣,从而造成学生学习主动性的缺失,使得课程预期的教学目标很难达到,探寻新的教学模式,加入创新性的学习内容成为管理信息系统课程教学改革过程中的首要问题。
“体感式”教学方法一改教师为“单主体”的现状,采用学生主动学习+教师辅助的“双主体”共同学习的教学模式。笔者在针对2011级信管专业学生的授课过程中首次引入“体感式”教学模式,教师在教学过程担任主要担任的角色为主持、引导或者辅助,通过预先设定任务目标,引导学生自主地去感知、体验主动学习的情趣。而学生如同在真实的环境中操作和使用信息系统,接受来自信息系统的数据,并作出相应的管理决策。
2、教学中存在的主要问题及原因分析
信息管理与信息系统是个未来化专业,是个革新性专业.它所从事的工作主要在于改变世界,用科学方法和信息技术手段,在会计领域、市场领域、贸易领域等从革.在实际的管理信息系统课程教学中,主要有以下几个方而的障碍因素:
(1 )管理信息系统课程定位错位现象
优秀的管理者应是信息专家,但并不需要是计算机专家。对一个管理者来说,掌握信息文化比掌握计算机文化重要,管理信息系统课程的任务之一就是要让学习者建立信息文化的基础,所以说,管理信息系统课程在管理类专业的学习过程是必不可少的学习内容。但是,学习该课程需要很多前期知识准备,不仅要熟悉管理学的组织理论和战略管理理论、营销管理、运作管理等知识;同时,还要了解计算机和网络知识、数据库理论,甚至需要一定的计算机编程能力,也就是已经掌握一定的计算机文化。在此基础上,通过对管理信息系统的学习,领悟信息文化。因此,要学好这门课程,其前期知识积淀是必不可少的。否则,没有前期知识准备,学习管理信息系统只能是建造空中楼阁或者是沙滩上的房屋。而目前,不少专业的学生缺乏这样的知识准备和技能训练,因此,管理信息系统的教学本身就存在知识不足的缺陷。
(2)管理信息系统课程内容繁杂,不易掌控
管理信息系统是一门综合了管理科学、信息科学、系统科学、计算机科学与通信技术的边缘学科。从一个交义学科的角度,管理信息系统的三要素为系统的观点、数学的方法、计算机应用。管理信息系统利用数学、计算机、系统工程、人工智能等多种技术构造解决不同问题的模型,进行管理预测与控制,所以它是而向决策与控制的信息系统,不仅是一个技术系统,还是一个集成的人机系统。作为担任该课程教学的教师,不仅需要综合性的管理理论知识,同时需要较强的计算机应用能力及数理分析能力。从学科背景看,来自管理学领域的教师往往对信息技术的驾驭能力不足,而具有理工科背景的教师,却往往只注重从技术领域分析问题,缺乏从管理视角透视信息文化的宽广视野。
3、MIS 课程“体感式”教学教学改革的思路
(1)合理进行课程内容的编排与选择
管理信息系统课程内容综合性强,“多且杂”,现行的教材内容的编排上大致可分为技术类与管理类两大门类,东北林业大学信息管理专业的学生的培养目标是能够适应现代信息化社会需要的、具备现代经济和管理理论基础、掌握计算机科学技术知识及应用能力的的复合型的经济管理人才,真正理解管理信息系统服务于企业的管理和决策,信息系统的开发建设不仅仅是技术部门的事情,也不仅仅是企业领导的事情,更涉及企业管理的每个业务流程细节和各个岗位的管理人员的一项系统工程。
所以,我们在选择管理信息系统课程的教学内容时偏重技术—管理的角度,大致划分为三大部分:
①基础篇:主要介绍与信息系统相关的概念和系统开发所需技术基础;
②系统篇:主要介绍信息系统的实体演变过程,系统结构等;
③热点应用篇 :主流的管理信息系统的介绍,如:CRM,PDMS,ERP,DSS等。
(2)“体感式”教学法的实施框架
本教学方法主要采用“课前体验——课上互动——课后实践——反馈考核”的方式进行教学。
①课前体验
笔者的授课对象为本科二年级的学生,鉴于此时学生对专业知识的掌握不够全面和管理信息系统内容的综合性的矛盾,课上不直接讲述课程内容,而由授课教师提前调试好一些小型信息系统放到课程网站上,课前布置学生下载使用。
②课上互动
互动教学法是指为了让学生对所学知识有深刻的印象,改变传统的教师讲、学生只是听的被动接受教育的方法。课堂互动的内容既可以是课程中的某个知识点或是教学案例中的某个内容。具体形式是将学生分成小组,按教师布置的题目分组进行准备,小组内部学生充分交流后到课堂讨论,协作学习,教师负责引导、总结归纳。这种教学方法解决课程中的疑难问题效果较好。
管理信息系统是一门理论性和操作性都很强的课程,让学生先寻找理论知识,给出解决的方法,然后给出实际的情况,教师进行对比分析。首先由学生讲述试用信息系统后的感受,比如:你身边存在哪些信息系统?你试用了哪种管理信息系统,它能完成怎样的任务?企业为什么需要信息系统?等问题,由此引出管理信息系统课程的理论部分,如:管理信息系统的概念与结构,信息系统实体的演变过程等.
③课后实践
实践性教学环境的创造是搞好管理信息系统课程教学的非常重要一个环节。在实践性教学环境上,我们主要抓住三个方面:一是实习基地建设;二是强化信管专业实验室的建设与使用;三是利用校园网络平台;四是学生参与教师承接的企业信息系统开发横向课题等多种社会实践活动。
第一:实习基地帮助学生接触实际,学以致用
目前的实习基地包括:哈尔滨乐辰科技有限公司,沈阳东软集团,中关村软件园。
第二:实验室统一规划,设备齐全
“信息管理与信息系统实验室”拥有微机(60台计算机)、打印机(2台)、投影仪等硬件设备,拥有新中大ERP软件(价值60万元)等专用软件。实验室管理规范有序。
第三:学生参与横向课题,为企业开发信息系统、建设电子商务网站
本课程教师经常参与社会及企业的横向信息化开发课题,老师把这些横向课题作为案例交给学生学习、讨论,让学生参与到企业或组织的信息系统建设过程中,使学生在实践中加强了对理论知识的理解和掌握。
④反馈考核
在考核方式上改变以往一张试卷的评判方式,采用“1+1+1”的考核模式,即:一次演讲、报告、汇报、设计等的多种表达形式的考核,一次上级操作实训的考核,加一次笔试的考核的综合考评方式,能比较全面的反应学生对课程内容的掌握程度
4 总结
管理信息系统课程是管理信息系统专业的专业基础课程,学好这门课可以为学生学习后续学习专业必修课提供方向性的指导,更好的适应全球信息化发展的趋势。笔者结合多年管理信息系统的教学过程中的经验与体会,提出“体感式”教学方法,希望对管理信息系统教学课程教学方法改革提供一些参考,为培养出真正的复合型的信息化管理人才而共同努力。
参考文献:
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