展示設計概念分析范文
時間:2023-06-05 18:01:20
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篇1
Abstract: This paper applies the theory of Formal Concept Analysis(FCA) to mine the medication rule of rheumatism in Xin’an medical documents, with the tools of concept lattice constructing software LatticeMiner to build the formal contexts and concept lattices. The prescription-type, prescription-symptoms and prescription-medicine concept lattice intuitively show the hierarchical structure of syndromes, symptoms, medicinal herbs and the corresponding formulas of Rheumatism disease and are helpful to dig the distribution of syndrome, symptoms and Medication Rule. In addition through the construction of the nested formal context, the relationship among the syndromes, symptoms and medicine becomes more structured. Finally using association rules mining method based on the FCA to mine the association rules about syndromes, symptoms and medicine. This research provides a new train of thought in research field of the data mining of traditional Chinese medicine.
關鍵詞: 形式概念分析;概念格;新安醫(yī)學;痹?。魂P聯規(guī)則
Key words: Formal Concept Analysis;concept lattice;Xin'an medicine;treatment of rhemumatism;association rules
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)11-0227-04
0 引言
形式概念分析理論是由德國教授Wille在1982年提出的[1],它通過形式背景構造概念格,從而進行數據的分析和規(guī)則的提取。在形式概念分析理論中最核心的數據結構是概念格,它反映了對象和屬性之間的聯系,表明概念之間的泛化和例化關系,通過Hasse圖的建立實現了對數據結構的可視化。隨著研究的深入,形式概念分析越來越多地被應用到數據挖掘、信息檢索和知識發(fā)現等領域。
由于形式概念分析通過對概念格的構造使得數據能夠有機地組織起來,概念格的節(jié)點體現了概念內涵和外延的統一,所以形式概念分析非常適合用來發(fā)現規(guī)則型知識。通過將概念格的外延和內涵分別于事務數據庫中的事物和特征相對應,可以從概念格上產生頻繁項集,進而挖掘關聯規(guī)則。國內外基于概念格的關聯規(guī)則挖掘方法的研究也很多[3-10]。研究表明形式概念分析可以被用作蘊含規(guī)則和關聯規(guī)則發(fā)現的形式框架,并且能夠提高規(guī)則挖掘的響應效率。
新安醫(yī)學作為一個具有地方特色的中醫(yī)群體,在痹病診療上進行了長期的研究并積累了豐富的經驗,并著有大量的醫(yī)籍。本文在安徽中醫(yī)學院新安醫(yī)家治痹資料挖掘計劃的基礎上,將形式概念分析應用到新安醫(yī)籍治痹用藥規(guī)律挖掘,借助概念格構造工具Lattice Miner對治痹數據進行形式背景和概念格的構造,通過構建方劑-證型、方劑-癥狀以及方劑-藥材概念格直觀地展示出痹病證型、癥狀、藥材和對應的方劑的層次結構,便于挖掘痹病證型、癥狀的分布情況以及組方用藥情況,并通過嵌入式形式背景和子概念格的構建對證型、癥狀和藥材之間的關系做更加結構化地展示。最后通過基于FCA的關聯規(guī)則挖掘方法對證型-癥狀、癥狀-藥材以及藥材-藥材之間的關聯規(guī)則進行挖掘,為中醫(yī)方面的數據挖掘研究提供了一種新的思路。
1 形式概念分析的基本概念
Wille提出的形式概念分析理論借鑒了哲學上把概念理解為由內涵和外延兩部分組成的思想,它把概念的外延被理解為屬于這個概念的所有對象的集合,內涵則是所有這些對象所共同具有的特征或屬性集,所有概念連同他們之間的泛化/例化關系構成了一個概念格。下面給出形式概念分析中的基本概念。
定義1 形式背景K是一個三元組K=(G,M,I),其中G是所有對象的集合,M為所有屬性的集合,I?哿G×M為G和M元素之間的關系集合。對于g∈G,m∈M,(g,m)∈I表示“對象g具有屬性m”。一個簡單的形式背景如表1所示,表中行代表對象,列代表屬性,當第i個對象具有第j個屬性的時候用“×”表示。設K=(G,M,I)為形式背景,對于集合A∈G,記A*={m∈M│(g,m)∈I,?坌g∈A},表示A中全體對象所共有的屬性集合。相應的,對于集合B∈M,記B*={g∈G|(g,m)∈I,?坌m∈B},表示所有B中屬性的全體對象的集合。
定義2 設K=(G,M,I)為形式背景,A∈G,B∈M,稱(A,B)為K的一個概念。如果滿足A*=B且B*=A,則A稱為概念(A,B)的外延,B稱為概念(A,B)的內涵。
定義3 設K=(G,M,I)為一個形式背景,(A1,B1),(A2,B2)是K中的兩個概念,規(guī)定:(A1,B1)?燮(A2,B2)?圳A1?哿A2(?圳(B1?勐B2),此時C2=(A2,B2)稱為(A1,B1)的超概念,(A1,B1)稱為(A2,B2)的子概念。這種超概念-子概念的偏序關系所誘導出的格稱為概念格,概念格中的每個結點都是一個形式概念。表1所對應的概念格的Hasse圖如圖1所示。
定義4 對概念C1=(A,B),稱C2=(|A|,B)為C1的量化概念,其中|A|是外延A的基數。引入內涵B的支持度Support(B)=|A|/N,其中,N是整個形式背景中的對象總數。如果Support(B)大于支持度閾值,則稱C是頻繁概念,其中B的基本內涵是基本頻繁項目集。對于概念格中的兩個概念C1=(A1,B1)和C2=(A2,B2),C2∈sup(C1)(其中
sup(C1)是C1的超概念集),則可以得到關聯規(guī)則B2?圯B1-B2,其可信度=|A1|/|A2|。其中|A1|,|A2|分別是概念C1,C2的外延基數。
2 形式概念分析在新安醫(yī)學治痹用藥規(guī)律挖掘中的應用
新安醫(yī)學是新安地區(qū)產生的一個醫(yī)學群體,歷史悠久,在祖國醫(yī)學的發(fā)展中起到了重要作用。痹病是人體正氣不足或者臟腑功能失調,風寒濕熱燥等外邪乘虛侵襲,造成經脈氣血不榮,出現肢體關節(jié)肌肉疼痛、重著、麻木、腫脹、屈伸不利,甚至關節(jié),或累及臟腑為特殊的一類疾病[10]。新安醫(yī)籍是歷代新安醫(yī)家智慧的結晶,對于新安醫(yī)學的臨床診斷和發(fā)展具有重要意義。本文根據安徽中醫(yī)學院“新安醫(yī)家治痹資料挖掘計劃”,借助形式概念分析理論對新安醫(yī)籍治痹用藥規(guī)律進行了挖掘。
2.1 數據源及應用軟件 本文的數據源為安徽中醫(yī)學院收集和整理的新安醫(yī)籍治痹資料表,主要內容包括方劑名、書籍、作者、卷次、規(guī)范證型粗、規(guī)范證型細、癥狀、規(guī)范癥狀、藥材等。其中規(guī)范證型是安徽中醫(yī)學院根據《中醫(yī)內科學》整理的,其將痹癥證型分為風寒濕痹、風熱濕痹、痰瘀痹阻、肝腎兩虛證等。同時在癥狀上也做了規(guī)范癥狀,分為肢體疼痛、腫脹、周身痛、惡寒發(fā)熱、灼痛等。
實驗借助概念格構造軟件Lattice Miner 1.4進行概念格的構造和基于概念格的關聯規(guī)則挖掘。該軟件由加拿大魁北克大學渥太華分校多媒體研究實驗室開發(fā)的,其在復雜問題處理、關聯規(guī)則提取和支持語義網絡方面都有較強的優(yōu)勢[11]。
2.2 形式背景構建與概念格的形式化表示 本文中將方劑名作為對象,將證型、癥狀、藥材分別作為屬性構建形式背景,即構建方劑-證型、方劑-癥狀、方劑-藥材三個形式背景。為了更清楚的說明,在此只選了7個方劑構建了3個形式背景,如表2-表4所示。由于LatticeMiner不支持中文,所以在構建形式背景的時候用序號1,2,3代表資料表中對于序號方劑的名字,用拼音大寫字母縮寫代替證型,用拼音小寫字母縮寫癥狀名字,用拼音表示藥材。
通過LatticeMiner軟件構建方劑-證型概念格和方劑-癥狀概念格,如圖2和圖3所示。從方劑-證型概念格中,由于FHSB(風寒濕痹)下有三個子概念,其分別具有的屬性均為FHSB(風寒濕痹)和TB(痛痹)、XB(行痹)、ZB(著痹)的組合,所以可以很容易的推斷出FHSB(風寒濕痹)下包含的三個子證型即TB(痛痹)、XB(行痹)、ZB(著痹),而TYBZ(痰瘀痹阻)、FRSB(風熱濕痹)沒有子證型。
為了獲得證型、癥狀和藥材之間的關系,這里利用LatticeMiner構造嵌入式背景的功能,將三個形式背景組合成一個嵌入形式背景。由于中醫(yī)診斷首先根據癥狀判斷證型,然后再根據證型和癥狀組方配藥,所以這里第一層為證型形式背景,第二層是癥狀形式背景,第三層為藥材形式背景,即構成子形式背景關系。根據文獻[3]所述,通過嵌入式形式背景構成出的概念格與直接通過合并形式背景中的屬性構造出的概念格在結構上是一致的,但是嵌入式形式背景構造出的概念格能更清晰地展示數據的層次結構,從而有利于進行數據分析。該嵌入式形式背景的概念格Hasse圖如圖4所示,其中每個節(jié)點里面都包含一個子格結構。以FSRB(風濕熱痹)節(jié)點為例,可以看到風濕熱痹中可能出現癥狀有zz(腫脹)、ehfr(惡寒發(fā)熱)、zttt(肢體疼痛)、zt(脹痛),在zz(腫脹)節(jié)點中又包含對應“腫脹”癥狀的方劑中的藥材節(jié)點,這里只含有一個節(jié)點,即表示對應“腫脹”癥狀的方劑中含有的藥材fangji(防己)、gancao(甘草),huangbai(黃柏)huanglian(黃連)。
2.3 基于FCA的關聯規(guī)則挖掘 為了得到更準確的數據結果,本文借助LatticeMiner軟件的關聯規(guī)則功能,對上述嵌入式形式背景進行了關聯規(guī)則提取,其中支持度設為20%,置信度設為50%,實驗結果如表5所示。
通過對構建的方劑-證型、方劑-癥狀、方劑-藥材構建的嵌入式形式背景進行關聯規(guī)則挖掘,可以便于進一步分析新安醫(yī)家治痹用藥組合規(guī)律。如從包含風濕熱痹證型的關聯規(guī)則有5條(包含FSRB的關聯規(guī)則已被用黑色字體標出),根據關聯規(guī)則可以推斷出風濕熱痹證且伴有腫脹(zz)癥狀的情況下,常采用防己、黃柏和黃連進行組方,與上述概念格得出結論一致。
從上述實驗中可以看出,概念格的構建對于證型與癥狀的分布關系、核心處方挖掘、藥物加減情況等方面的挖掘提供了良好的分析基礎,形式概念分析理論對于中醫(yī)醫(yī)籍數據挖掘具有一定的意義。
3 結束語
本文應用形式概念分析理論對新安醫(yī)學治痹用藥規(guī)律進行挖掘,通過對方劑-證型、方劑-癥狀、方劑-藥材概念格的構建將數據的層次結構展示出來,從而能夠更好地挖掘證型、癥狀與用藥組方上的規(guī)律。借助嵌入式形式背景和子概念格構建使得具有多種屬性的數據以一種更清晰更層次地方式展示,降低了概念格的復雜程度,更有利于對證型、癥狀和藥材之間關系的挖掘。本文最后對實驗數據進行基于形式概念分析的關聯規(guī)則挖掘,從而可以進一步定量分析新安醫(yī)家治痹用藥組合規(guī)律。總的來說,形式概念分析理論的引入有助于探尋新安歷代醫(yī)家治痹用藥規(guī)律,為中醫(yī)方面的數據挖掘研究提供了一種新的思路,為中醫(yī)臨床診斷用藥規(guī)律的探究也提供了一種新的模式。
參考文獻:
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篇2
1 “人體的神經調節(jié)”中的概念分析
“人體的神經調節(jié)”是蘇教版《生物學》七年級下冊第四單元“生物圈中的人”第十二章“人體生命活動的調節(jié)”中的內容。通過本節(jié)內容的學習,學生能夠了解神經系統的組成,掌握神經系統的結構及各部分的功能,并認識到人體能對環(huán)境刺激做出相應的反應是因為神經系統的協調控制。
課程標準指出本章重要概念包括神經系統和內分泌系統如何調節(jié)人體對環(huán)境變化的反應及生長、發(fā)育、生殖等生命活動,具體到本節(jié)則是描述神經系統的組成;描述脊髓和腦的基本結構和功能。
2 學情分析
七年級的學生了解一些神經系統和腦的生理現象,但不能用專業(yè)語言描述或解釋。教材中的文字描述比較抽象,即使學生很感興趣,但這部分內容較抽象,理解困難,缺乏直觀性,因此學生理解上存在困難。所以教學中,教師可以引導學生通過自主學習的方式構建知識網絡,并通過多樣性的活動加深對知識的理解。
3 精選教學活動,強化概念教學
3.1 聽指令,做動作――游戲導入
教師發(fā)出指令,要求學生做相應動作,如舉手、摸耳朵、比劃大西瓜、小西瓜、用左手指右邊同學等,甚至可以要求學生做與指令相反的動作。然后請學生思考:我們能成功地完成這些動作,做錯之后自己能及時調整,這主要是在人體的哪一系統的參與調節(jié)下完成的?這樣從而引入人體的神經調節(jié)。
小游戲為課堂營造了一種輕松活躍的氛圍,尤其在要求學生做與指令相反的動作時,比如要求學生用左手指右邊的同學,做錯的學生會跟周圍正確的學生臉對臉,相視一笑,恍然大悟。學生在這種愉悅的學習氛圍中可以發(fā)散思維,從而調動學習積極性和求知欲。
3.2 查課本,找主線――整體感知
關于“神經系統的組成”,概念名詞較多,學生極易混淆迷惑,教師可以用概念圖的方式進行總結。由于七年級學生總結概括的能力尚欠缺,教師可以展示概念圖輪廓(圖1),請學生閱讀課本,將概念圖補充完整,然后進行展示匯報。這樣,教師以概念圖的形式要求學生補充完整,變被動接受為主動建構,有助于學生理順各概念之間的關系,形成一個簡單的知識框架。將各小組的概念圖進行評比,挑出結構最完整、字體最好的展示在黑板上,作為本節(jié)課的板書。這對學生來說是一種很高的榮譽,能滿足學生的表現心理,極大地調動學生的積極性。
3.3 小制作,大作用――神經元結構模型制作
課前,教師安排學生預習本課內容,準備制作模型所需材料,如橡皮泥、樹葉、泡沫、電線、紙板、毛線等。課上各學習小組合作,利用所帶材料制作模型(圖2),并進行講解。
模型制作不僅使學生更形象地掌握神經元的結構,理解細胞體、樹突、軸突、神經末梢、神經纖維和神經等概念名詞,而且還鍛煉了學生的動手能力和小組合作能力等。
3.4 小游戲,大道理――神經傳導游戲
教師請三位學生依次站好。每人左手大臂自然垂下,小臂伸直,五指張開;右手手臂伸直,五指并攏;然后依次做出接收信號并傳導的動作。最后請學生思考:兩只手臂和身體分別代表神經元的哪一部分,神經沖動是如何傳導的?左手大臂自然垂下,小臂伸直,五指張開,表示短而多的樹突;右手手臂伸直,五指并攏,表示長而少的軸突;身體表示細胞體;樹突接收神經沖動,傳給細胞體,細胞體再發(fā)出神經沖動,由軸突傳給下一個神經元的樹突。通過這種趣味橫生的小游戲,學生能夠很形象地理解和記憶神經沖動的傳導。
3.5 動動手,組模型――認識腦組成
學生觀察腦模型和課本圖12-9腦的縱剖圖,認識大腦、小腦和腦干及相應位置。然后四人一組,組裝腦模型,比一比哪組組裝得既好又快。通過組裝模型,調動學生學習的積極性,使學生在游戲中熟練掌握腦的組成和位置。
3.6 動動腦,知功能――分析腦功能
教師展示圖3所示的資料,學生進行分析,討論總結出大腦、小腦和腦干的功能。然后學生通過資料分析,能理解腦的各個部分的功能,并鍛煉其分析能力。
3.7 看視頻,析案例――理解神經中樞
教師展示科學家研究大腦功能區(qū)的視頻,讓學生感受大腦皮層上用不同顏色表示的神經中樞,然后進行案例分析。
案例一:一位婦女腦顱內長了腫瘤,造成失明,可能是什么原因?
案例二:“中風”的病人四肢無任何損傷,卻出現了一側肢體不能活動的癥狀(即半身不遂),這是由于大腦的什么中樞受到損傷引起的?
案例三:有人患“腦血栓”結果失去了說話能力,這是由于血栓壓迫了大腦皮層的哪一中樞?
通過案例分析,學生理解了每個神經中樞的作用。在探究的整個過程中,師生保持互動,一問一答地解決問題,教師用簡單的語言讓學生在輕松的氛圍下掌握知識。
4 教學反思
本節(jié)課的知識內容抽象、單調,為提高學生的學習興趣和積極性,教師在教學中使用了很多教學策略。
教師提供概念圖輪廓,由學生主動建構知識框架,把課堂時間更多地留給學生,激發(fā)內在的學習潛能,符合新課標要求和學生認知規(guī)律。
課堂中設置小游戲,活躍課堂氣氛,使學生在輕松愉悅的氛圍中掌握知識。
對于抽象、學生理解困難的知識點,教師借助模型,為學生提供直觀、形象的感知平臺。例如對于神經元的結構這一概念,學生通過自己動手制作模型,將抽象概念形象化,同時在合作中互相啟發(fā),鍛煉了學生的動手、交流和合作能力等。
篇3
關鍵詞:特征定位;靜態(tài)與動態(tài);基于程序
1特征定位技術概述
對于確定的維護任務,糾正或完善系統的某個或某些功能,我們把這些系統待維護的功能稱為特征。完成對特征的糾正或完善,往往只需要理解與這些特征所對應的那部分代碼。因此特征定位是實現面向特征程序理解的重要支撐技術。
理解一個特征是如何執(zhí)行的是程序理解中主要的問題。在真正的理解程序運行之前,必須先定位特征代碼的執(zhí)行位置。找出執(zhí)行給定特征的源碼通常是不容易的,例如現存的文檔己經過時,或系統的初始設計師已經無法找到了。所以維護工作引入了不連貫的修改,這種改變引發(fā)了這個系統結構的退化。任何時候的修改使得對程序的理解更加難了。近年來,很多研究人員認為輔助糾正性、完善性維護任務的程序理解活動的一個關鍵步驟是進行特征定位。它將來自系統問題域的特征映射到系統實現域的相應代碼實體。而完成對當前任務涉及特征的糾正或完善,往往只需要理解與這些特征所對應的那部分代碼。因此特征定位是實現面向特征的程序理解的重要支撐技術??傮w來講,需要通過特征定位恢復出的特征與代碼實體間的追蹤關系分為基本追蹤關系和導出追蹤關系兩大類?;咀粉欔P系是特征與代碼實體間的相關關系,特征與實現該特征的所有代碼實體間具有相關關系。導出追蹤關系是從特征與代碼實體間的基本追蹤關系推導得出。常見的導出追蹤關系有特定關系和有關系。特征與代碼實體間具有特定關系表明該代碼實體參與實現該特征且不參與實現任何其它特征。特征與代碼實體間具有共有關系表明該實體參與實現該特征且同時參與實現其它特征。獲取一個特征的導出追蹤關系通常還需要其它特征的基本追蹤關系。
2基于程序靜態(tài)結構的特征定位
2.1基于抽象系統依賴圖的方法
基于抽象系統依賴圖定位特定系統特征的方法以人對一個特定的系統特征的認識作為特征定位的出發(fā)點。在定位的過程中依賴輔助工具分析得到的程序抽象視圖以及輔助工具所提供的對瀏覽、查找、推理程序信息等活動的支持。但具體而言,其在系統抽象、定位過程和工具支持三方面又具有自己的特點。
系統抽象。其方法在特征定位過程中利用了抽象系統依賴圖。asdg建立在系統依賴圖的基礎之上,但忽略了更細粒度的語句信息。
針對c語言,抽象系統依賴圖中的節(jié)點代表函數和全局變量,節(jié)點間的邊代表函數間的調用關系、函數與全局變量之間以及全局變量間的數據流依賴關系。
特征定位過程。他們基于抽象系統依賴圖的方法給出了理解人員和輔助工具在特征定位過程中的明確分工和細致的步驟。理解人員的任務是:確定初始節(jié)點;選擇下一個要訪問的節(jié)點;訪問該節(jié)點;判斷該節(jié)點是否與所調查的特征相關;檢查是否己經得到了所有相關的節(jié)點。
工具支持?;诔橄笙到y依賴圖的方法中,輔助工具的任務是:構造抽象系統依賴圖并可視化展示;根據當前訪問的系統依賴圖中的節(jié)點和邊更新查找圖;根據確定下來的與當前特征相關的節(jié)點和邊擴展查找圖。
他們的工具中提出了一個查找圖的概念,它記錄了當前查找過的節(jié)點,因此除了提供抽象系統依賴圖的可視化以外,還支持程序理解過程中理解步驟的回溯、撤銷以及重做。
2.2借鑒地圖信息可視化技術的方法
該方法的本質仍然是利用工具輔助人的查找和定位,只是它針對那些分散實現在程序全局內的系統特征,尤其針對大型系統,以基于grep的正規(guī)表達式匹配為起點,首先在源代碼中強調顯示出那些查找到的與當前特征相關的所有語句行。其次,借鑒了地圖信息的可視化技術,處理這些大規(guī)??臻g分散但邏輯相關的語句行信息,為分散實現的系統特征的查找、定位、變更提供了以下輔助:為那些與特定系統特征相關的代碼實體建立索引從而對其進行控制;支持在單一視圖內展示分散實現的系統特征的所有語句行; 提供視圖的縮放以支持用戶在不同粒度的程序信息間切換;對實現一個特定系統特征的代碼實體的不同修改狀態(tài)進行標記,從而更好地控制分散實現的代碼的變更,并保證代碼的一致性;折疊當前不需要的代碼信息,使得在一個視圖內觀察到更多的有用信息。
2.3關注圖方法
關注圖的核心結構包括類、方法和屬性,并刻畫它們之間的調用、讀取等關系。其方法中,關注圖是程序模型的壓縮子集,它并沒有包含程序模型中涉及一個關注點的所有節(jié)點和邊,那些能夠根據關注圖中已有信息準確地從程序模型中恢復出來的信息將被省略,如一個完全實現關注點的類,它的屬性和方法肯定也是完全實現該關注點的,則關注圖中只包含這個類,它的屬性和方法是省略掉的。
關注圖將代碼中分散實現的關注點的信息集中地以圖的形式表示出來,從而輔助支持對其定位以及進一步的變更管理。構造關注圖的過程首先基于關鍵字匹配查找代碼中與關注點相關的一個初始點,進而由人交互地對自動提取的結構化
程序模型進行分析,并以計算機輔助的方式構造最終的關注圖,同時一獲取關注圖與源代碼之間的追蹤關系。
3基于程序動態(tài)結構的特征定位
基于動態(tài)剖面的特征定位方法依賴對系統的動態(tài)執(zhí)行。它首先為所關注特征設計測試用例。然后通過執(zhí)行這些測試用例建立特征與代碼之間的關系,獲取對特征的定位。
3.1軟件搜索方法
軟件搜索方法關注獲取特征與代碼實體間的特定追蹤關系。該方法針對每個需要定位的系統特征設計兩組測試用例,一組測試用例的執(zhí)行將導致該特征被展示,另外一組測試用例的執(zhí)行不會涉及這個系統特征。用執(zhí)行第一組測試用例得到的動態(tài)剖面中包含的代碼實體減去執(zhí)行第二組測試用例得到的代碼實體,即得到特定于該系統特征的代碼部分。
3.2基于動態(tài)執(zhí)行切片的方法
程序切片(program slice)技術是一種分析和理解軟件程序的技術。軟件人員在代碼調試和軟件測試過程中,常常會不自覺的應用這種技術。目前,程序切片已經發(fā)展成為一種比較成熟的技術,并出現了許多切片準則、切片算法和相應的軟件工具。程序切片是一個可執(zhí)行程序,是按照一定的準則從源程序中移去零條或多條語句來構造的。隨著切片技術的發(fā)展,目前對于程序切片還有另外一種定義方法:由影響程序中某個興趣點處變量值的所有語句和控制謂詞組成的一個程序子集,該子集并不一定是一個可執(zhí)行的程序段。從以上兩種定義出發(fā),實際上定義了兩種程序切片,即靜態(tài)切片和動態(tài)切片。切片技術從程序中去除不會影響感興趣的變量語句,形成一個程序的子集,從而簡化了程序,有利于故障的定位。
3.3基于形式化概念分析的方法
該方法不僅關注特征與代碼實體間的基本追蹤關系,其更為關注獲取系統特征與代碼之間的多種導出追蹤關系。因此,即使只對某一個特征進行定位,此外,由于系統特征與測試用例之間的對應關系并不是簡單的一一對應,依賴測試用例獲取特征與代碼之間的追蹤關系還需要考慮特征與測試用例之間的二元關系。因此,首先對測試用例與代碼實體間的二元關系進行形式化的概念分析,為其建立一個概念格結構并將其可視化。然后,結合測試用例與特征間的二元關系,交互地分析理解第一步建立的概念格結構,從而獲取特征與代碼實體間的多種追蹤關系。由此可見,對于基于程序動態(tài)剖面的特征定位方法,同樣需要具有對所要調查的具體特征的先驗認識,否則無法設計恰當的測試用例。即便是在具有現成的測試用例的情況下,依然需要理解人員更進一步的工作。因為,為發(fā)現特征的錯誤而設計的測試用例對于定位這個特征可能并不總是完全合適的。而測試用例的自動生成技術通常更多地關注單元測試而不是針對特征的功能測試??梢?這類方法在某種程度上仍然存在對人的依賴,因此理解人員個人的專業(yè)水平會影響這類方法定位特征的效果。
參考文獻
[1] 李必信,程序理解研究與進展,計算機科學,1999
篇4
一、注重追溯概念的本源
每一個概念的產生都有豐富的知識背景,舍棄這些背景,直接拋給學生一連串的概念是傳統教學模式中司空見慣的做法,這種做法常常使學生感到茫然,丟掉了培養(yǎng)學生概括能力的極好機會。由于概念本身具有的嚴密性、抽象性和明確規(guī)定性,傳統教學中往往比較重視培養(yǎng)思維的邏輯性和精確性,在方式上以“告訴”為主讓學生“占有”新概念,置學生于被動地位,這不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)?!皩W習最好的途徑是自己去發(fā)現”。學生如能在教師創(chuàng)設的情景中像數學家那樣去“想數學”,“經歷”一遍發(fā)現、創(chuàng)新的過程,那么在獲得概念的同時還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)造精神。由于概念教學在整個數學教學中起著舉足輕重的作用,我們應重視在數學概念教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。引入是概念教學的第一步,也是形成概念的基礎。概念引入時教師要鼓勵學生猜想,即讓學生依據已有的材料和知識作出符合一定經驗與事實的推測性想象,讓學生經歷數學家發(fā)現新概念的最初階段。牛頓曾說:“沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發(fā)現?!辈孪胱鳛閿祵W想象表現形式的最高層次,屬于創(chuàng)造性想象,是推動數學發(fā)展的強大動力,因此,在概念引入時培養(yǎng)學生敢于猜想的習慣,是形成數學直覺,發(fā)展數學思維,獲得數學發(fā)現的基本素質,也是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的重要因素。如在立體幾何中異面直線距離的概念,傳統的方法是給出異面直線公垂線的概念,然后指出兩垂足間的線段長就叫做兩條異面直線的距離。教學可以先讓學生回顧一下過去學過的有關距離的概念,如兩點之間的距離,點到直線的距離,兩平行線之間的距離,引導學生思考這些距離有什么特點,發(fā)現共同的特點是最短與垂直。然后,啟發(fā)學生思索在兩條異面直線上是否也存在這樣的兩點,它們間的距離是最短的?如果存在,應當有什么特征?于是經過共同探索,得出如果這兩點的連線段和兩條異面直線都垂直,則其長是最短的,并通過實物模型演示確認這樣的線段存在,在此基礎上,自然地給出異面直線距離的概念。這樣做,不僅使學生得到了概括能力的訓練,還嘗到了數學發(fā)現的滋味,認識到距離這個概念的本質屬性。
二、注重思維品質的培養(yǎng)
現以“兩條異面直線所成的角”一課的教學設計為例,談談概念教學中各個階段上培養(yǎng)思維能力,優(yōu)化思維品質的一點粗淺體會:
1.展示概念背景,培養(yǎng)思維的主動性。思維的主動性,表現為學生對數學充滿熱情,以學習數學為樂趣,在獲得知識時有一種愜意的滿足感。以正方體為例觀察異面直線,揭示了異面直線所成的角出現的背景,將數學家的思維活動暴露給學生,使學生沉浸于對新知識的期盼、探求的情境之中,積極的思維活動得以觸發(fā)。
2.創(chuàng)設求知情境,培養(yǎng)思維的敏捷性。思維的敏捷性表現在思考問題時,以敏銳的感知,迅速提取有效信息,進行“由此思彼”的聯想,果斷、簡捷地解決問題。(如何刻劃兩異面直線的相對位置呢?角和距離?揭示課題。)
3.精確表述概念,培養(yǎng)思維的準確性。思維的準確性是指思維符合邏輯,判斷準確,概念清晰。新概念的引進解決了導引中提出的問題。學生自己參與形成和表述概念的過程培養(yǎng)了抽象概括能力。(用相交直線的夾角刻劃異面直線的夾角)
4.解剖新概念,培養(yǎng)思維的縝密性。思維的縝密性表現在抓住概念的本質特征,對概念的內涵與外延的關系全面深刻地理解,對數學知識結構的嚴密性和科學性能夠充分認識。(兩異面直線所成角的概念完全建立),在這個過程中滲透了把空間問題轉化為平面問題這一化歸的數學思想方法。
5.運用新概念,培養(yǎng)思維的深刻性。思維的深刻性主要表現在理解能力強,能抓住概念、定理的核心及知識的內在聯系,準確地掌握概念的內涵及使用的條件和范圍。在用概念判別命題的真?zhèn)螘r,能抓住問題的實質;在用概念解題時,能抓住問題的關鍵。鞏固深化階段:在學生深刻理解數學概念之后,應立即引導學生運用所學概念解決“引入概念”時提出的問題(或其他問題),在運用中鞏固概念。使學生認識到數學概念,既是進一步學習數學理論基礎,又是進行再認識的工具。如此往復,使學生的學習過程,成為實踐——認識——再實踐——再認識的過程,達到培養(yǎng)思維深刻性的目的。
三、采用靈活的教學方法
對不同概念的教學,在采用不同的教學方法和模式上下工夫。概念教學主要是要完成概念的形成和概念的同化這兩個環(huán)節(jié)。新知識的概念是學生初次接觸或較難理解的,所以在教學時應先列舉大量具體的例子,從學生實際經驗的肯定例證中,歸納出這一類事物的特征,并與已有的概念加以區(qū)別和聯系,形成對這一特性的一種陳述性的定義,這就是形成一種概念的過程。在這一過程中同時要做到與學生認知結構中原有概念相互聯系、作用,從而領會新概念的本質屬性,獲得新概念,這就是概念的同化。在進行數學概念教學時,最能有效促進學生創(chuàng)新能力的主要是對實例的歸納及辨析。通過對實例的歸納和辨析,對新問題的特性形成陳述性的理解,繼而與原有的知識結構相互聯系,完成概念形成的兩個步驟。依據數學概念的形成,筆者設計概念教學的第一種模式如下:問題情景(抽象)——新概念分析[內涵、外延、正(反)例]——應用——反饋,其具實施步驟是:
1.構建問題情景,創(chuàng)設心理環(huán)境。針對新概念構建相應的問題情景,隱含新概念所描述事物的本質,觀察、認識到提出新概念的必需和合理,以形成合理心情,積極、大膽地進行思維。
2.考察本質屬性,抽象形成概念。分析問題情景,概括出它所反映事物的共同屬性,由此逐步抽象而提出新概念。
篇5
科技創(chuàng)新園地塊位于新市區(qū)片區(qū)內,東臨路(原路),南地路(原路)、毗鄰大學校區(qū),西側為變電站,北臨規(guī)劃中的西路(原312國道輔道)、與山風景區(qū)遙遙相望,占地面積約45.3公頃,用地規(guī)劃性質為生產研發(fā)用地。
為高水平、高質量、高標準建設發(fā)展本地區(qū),將其打造成為高品質生命科學和生物技術研發(fā)基地,利用周邊有利的高校資源,實現產學研一體化。特舉辦“生命科技創(chuàng)新園地塊發(fā)展策劃與修建性詳細規(guī)劃方案的征集”(以下簡稱征集)活動,以征集更多富有創(chuàng)造力的發(fā)展策劃及修建性詳細規(guī)劃方案。
生命科技創(chuàng)新園管理委員會作為本次征集的的業(yè)主單位,負責本次征集的組織和領導工作。
二、征集活動時間
報名時間定為
資格審查時間
方案設計時間
三、征集的主要內容
本次征集主要包括三個方面的內容,分別為生命科技創(chuàng)新園地塊發(fā)展的策劃、地塊修建性詳細規(guī)劃、主要單體建筑設計。
1.生命科技園地塊發(fā)展策劃
①研究發(fā)展定位:通過對區(qū)域發(fā)展背景、地塊開發(fā)條件進行分析,針對本地塊發(fā)展的機遇、挑戰(zhàn)、優(yōu)勢、劣勢作出概括與評價,明確本地塊的發(fā)展定位、產業(yè)選擇以及功能構成。
②制訂發(fā)展策略:確定開發(fā)與經營模式、土地運營與規(guī)劃控制策略,并進一步提出對生態(tài)廊道的保護、景觀視線以及開發(fā)建設的控制等一系列策略進行研究。
③制定總體開發(fā)策劃方案:包括資源分析、功能構成與區(qū)劃、分期開發(fā)等內容,并需明確其重點開拓的核心功能(規(guī)模、比例,及其相互協作關系),并落實到修建性詳細規(guī)劃方案中。
2.生命科技創(chuàng)新園地塊修建性詳細規(guī)劃
在發(fā)展策劃的指導下進行地塊的修建性詳細規(guī)劃,其設計內容主要包括對該地塊的功能布局,空間形態(tài),景觀視廊、交通組織及綠化、豎向、高度控制等內容進行設計。
3.生命科技創(chuàng)新園地塊主要單體建筑設計
在進行修建性詳細規(guī)劃方案的同時,提出主要單體建筑的設計方案。
四、征集成果要求
1.參加單位提交的成果必須符合本次競賽的有關規(guī)定。
2.提交成果的深度和內容必須符合國家相關規(guī)范和標準的規(guī)定。
3.提交成果的圖紙等文件上不得作任何可以辯認參賽單位的標志、名稱。
4.成果內容
①設計說明:包括規(guī)劃設計的立意構思、主要技術經濟指標、工程造價估算等方案設計相關說明。
②規(guī)劃設計圖紙:總平面圖、鳥瞰圖以及其他能表達設計意圖的規(guī)劃分析圖。
③建筑設計圖紙:建筑單體效果圖、各層平面圖、立面圖、剖面圖以及設計概念分析圖等等。
④以上圖紙裝訂成A3規(guī)格文本,12套。
⑤表達規(guī)劃設計主要內容的展示圖紙一套,圖紙限2張,圖紙內容比例與編排由參賽設計單位自定。圖紙規(guī)格要求為A0(84lmm×1189mm),所有展示圖紙必須裱貼在輕質板上。
⑥電子文件:全部設計成果均應制作成電子文件,文本文件采用MicrosoftWord的doc格式文件;設計圖形文件采用AutoCAD的dwg格式文件,電腦渲染圖等圖片文件,應為JPG格式。提交以上電子文件2套。
五、征集的方式
本次活動為公開征集,公開接收參加單位報名。由業(yè)主單位組織成立參加單位資格預審委員會,對所有報名單位(聯合體)的設計資質、業(yè)績、相關經驗、工作計劃、服務誠信與組成團隊等進行綜合評選,并從中評選出3-4家設計單位(聯合體)參加本次設計工作。
所有正式參加本次設計的單位必須在(時間)前將設計方案送達生命科技創(chuàng)新園管委會。每家正式參加單位只可報送一套參賽設計方案。
任何未被正式邀請單位報送的設計方案一律不予受理。
六、方案評選:
1.評獎的組織:規(guī)劃委員會辦公室組織專家進行評獎。
2.獎次的等級設定:設定一等獎1名,二等獎1名,三等獎1-2名。
3.評獎的原則:
1.提交的成果必須符合規(guī)劃局建設項目規(guī)劃設計要點,市新市區(qū)片區(qū)控制性詳細規(guī)劃。
2.提交的成果必須符合國家相關規(guī)范和標準的規(guī)定。
七.獎金及支付辦法
正式參加本次征集活動的設計單位(聯合體),按本次征集技術文件規(guī)定報送設計成果文件,并經技術審查符合本次設計要求的:
1.一等獎獎人民幣25萬元整。
2.二等獎獎人民幣20萬元整。
3.其余設成本獎15萬元整(以上獎金均含稅)。
同時,實施方案的設計單位可獲得該地區(qū)的建筑施工圖設計等深化設計權,具體設計內容活動后研定。
八、其他事項
1.本次征集活動中的所有文件及往來信函均應使用中文,或中英文對照書寫。當同一內容的中文與英文發(fā)生歧義時,以中文為準。
2.本次征集活動本身及與本次活動相關的文件所適用的法律為中華人民共和國所有法律.
篇6
一、給學生搭建平臺,激發(fā)他們主動探究。
學生進入高中后,他們往往存在自信不足的現象,學習主動性不夠,教學過程中參與的欲望不強。但是,事實證明,只要給學生搭建一個平臺,變灌輸為探究,他們的主動性就會被激發(fā)出來。
1.創(chuàng)設問題,營造探究氛圍。
人的思維活動永遠是從問題開始的,教師可創(chuàng)設特定的學習情境,如觀察、實驗等,引導學生提出科學的問題。這些問題是學生探究的心理動力和探究式課堂教學的契機。教師的任務是:把教材中的物理知識轉化為問題,借助具有內在邏輯聯系的問題設計,促使學生思考,營造探究氛圍。
2.針對問題,自主探究。
原先備課時,總有意無意地把自己怎樣講得明白、講得清楚放在首位。但是,教是為了促進學生的學,就必須把學生探索、思考等活動放在首位。在備探究式的課時要思考哪些是老師不講不行的內容,如促進學生新舊知識連接的內容、激發(fā)學生思維或進一步喚起學生求知欲望的內容、學生苦思而未解的疑問等等;可以由學生嘗試完成的,就放手讓學生去做。
3.交流合作,評價結果。
物理課的特點決定了大多數的探究活動都需要合作完成。例如,在探究物體運動速度變化的活動中,要由小組內成員合作完成安裝、測量、記錄、數據處理等工作,小組里任何不和諧的行為都會影響到探究活動的完成。由于探究的結果是大家的,每個同學都會在盡量做好自己的任務的同時關心其他同學的任務。
在評價結果時,學生不僅要條理清晰地表達自己的觀點,還要對自己或他人的觀點作出簡單的評述。由于大家是平等的關系,都愿意聽取他人的意見,相互取長補短,最終實現思維碰撞,發(fā)現物理概念的本質。
4.揭示本質,形成概念。
要使學生形成概念,就必須使學生理解概念的本質。直觀材料是形成概念的基礎,但概念不能從直觀材料中直接得出,必須通過學生的思維才能把感性認識升華到理性認識。為實現認識的飛躍,就必須啟動學生的思維。在揭示概念本質時,可以引導學生通過比較、分析、綜合、抽象、概括、判斷、歸納等思維活動,使學生形成概念。
二、解決實際問題,鞏固概念。
學生往往以為自己能復述定義就算理解物理概念了,因此,在建立概念后應及時進行有針對性的練習,通過在新的問題情境中使用概念,讓學生在運用概念中發(fā)現對概念理解的偏差。
了解學生對概念掌握的情況,可以從以下三個層次來檢查:1.是否明確概念是從哪些客觀事物中抽象出來的;2.是否明確概念反映了事物的什么本質屬性和聯系,物理意義是什么,適用的范圍如何;3.是否能應用概念說明、解釋一些有關的物理現象,并解決一些簡單的物理問題。
三、注重概念的形成――進行思維加工。
要啟發(fā)學生分析事物的本質,找出事物的共性,通過抽象、概括形成物理概念。在形成表象的基礎上,要引導學生進行分析、比較、抽象、概括,排除次要因素,抓住主要因素,找出所觀察到的一系列現象的共性、本質屬性形成概念,用準確的、簡潔的物理語言或數學語言給出確切的定義或定義式,并指出所定義的物理概念或表達式的適用條件和范圍。教學過程中要留給學生一定的思考想象的時間,啟發(fā)、激活學生的思維,讓學生逐步掌握引入物理概念的方法。如力的概念的引入與建立,用具體的事例抽象概括法;電場強度、磁感強度的引入和建立,用實驗探索發(fā)現法;實驗發(fā)現電場和磁場都具有力的性質,場強和磁感強度的定義都是采用比值法等等。要親自體驗物理概念的引入、建立和給定義的樂趣,增強建立物理概念的欲望和能力,發(fā)展學生的思維能力。
四、要進行概念的深化。
物理概念初步形成以后,學生往往印象不深刻,理解不透徹,因此,需要教師通過具體應用來進一步鞏固、深化,并借此來深化概念,其實也就是運用階段。運用階段又分為兩個階段:一是初步應用階段,主要是培養(yǎng)學生運用概念的方法和準確性;二是創(chuàng)新應用階段,主要是通過變式遷移,將概念靈活地、創(chuàng)造性地運用到新的物理情境中,把實際問題轉化為物理概念化的模型問題,然后分析解決問題。教學過程中,教師要引導學生總結運用物理概念的方法和規(guī)律性,提高學生運用概念分析和解決問題的能力。
篇7
一、士官學員數學思維特點及其表現
數學思維是人腦和數學對象交互作用并按一般思維規(guī)律認識數學規(guī)律的思維過程,其表現是學員從原有的認知結構出發(fā),通過觀察、類比、聯想、猜想等一系列數學思維活動,立體式地展示問題、提出過程,在溫故知新的聯想過程中產生強烈的求知欲,盡可能地參與概念的形成和結論的發(fā)展過程,并掌握觀察、實驗、歸納、演繹、類比、聯想、一般化與特殊化等思考問題的方法.
從士官學員的年齡特點看,一般在二十歲左右,有較豐富的直接生活體驗,所以形象思維比較好,但數學抽象思維比較弱。在教學過程中,能明顯的感受到這種差異。比如為了引入定積分的概念分析曲邊梯形的面積和物體做變速直線運動的路程時,學員很容易理解“分割、近似、求和、求極限”的思想方法,但如何將這些思想方法用數學語言和數學符號描述就成了一個難點。在講完這兩個實際問題,要求學員由這些實際問題類比、抽象、概括,歸納出定積分概念時,大部分學員感到束手無策,不能完成從具體到抽象的轉變;另外,當學習完定積分的概念,要求學員根據定積分的思想獨立分析變力做功的問題時,很多學員也不能很好地完成由抽象到具體的過渡。這充分暴露了士官學員的思維的劣勢,他們具有較強的形象思維能力,但是通過觀察,類比、歸納、演繹、聯想的能力較弱。
二、中小學數學課程對士官學員數學能力的影響
數學思維的優(yōu)劣不僅與人的先天素質有關,更與后天的思維訓練緊密相關。數學思維的訓練主要滲透在中小學數學課程中。依據人的心理發(fā)展的特點,每一階段的課程都有相應的思維能力培養(yǎng)目標。初中階段不同于小學階段的主要方面在于小學階段側重于數的運算,而到了初中,則基本上是用字母代替數,這在數學的抽象性方面更進了一層,從數的運算到用字母代替數,這在學員的認識過程中是一個很大的飛躍,也是數學抽象性的更進一步的體現,大多數學思想、數學觀點都是用含有字母的表達式表示,而在高中代數階段,主要引入了函數,通過函數的概念、函數的圖象、函數與方程、函數與不等式、由實際問題中構造函數關系等逐步訓練學員的數學思維,所以中小學階段的數學思維訓練是一個循序漸進的過程。
從士官學員入伍前的實際接收教育水平看,大部分學員達不到初中畢業(yè)水平,有一部分雖然是高中(或相當于高中水平的職業(yè)學校)畢業(yè),但往往在高中階段是混過來的,上課睡覺,逃學是正常現象,高中所學知識基本上一問三不知,所以這部分人只是具備高中畢業(yè)文憑,卻沒有高中畢業(yè)水平。所以大部分的學員的數學思維能力停留在初一、初二左右的水平,甚至有個別學員的思維還停留在算數的層次,遇到用字母代替數時就轉不過彎來。這與我們在課堂教學中觀察和總結到的情況相一致。
三、在士官數學教學中提高數學思維能力的對策
(一)在數學教學中,強調數學“過程”與“結果”平衡,讓學員經歷數學結論的獲得過程,提高自己的概括能力
這里“經歷數學結論的獲得過程”其實質是要讓學員有機會通過自己的概括活動,去探究和發(fā)現數學的規(guī)律。概括是思維的基礎。學習和研究數學,能否獲得正確的抽象結論,完全取決于概括的過程和概括的水平。數學的概括是一個從具體向抽象、初級向高級發(fā)展的過程,概括是有層次的、逐步深入的。隨著概括水平的提高,學員的思維從具體形象思維向抽象邏輯思維發(fā)展。數學教學中,教員應根據學員思維發(fā)展水平和概念的發(fā)展過程,及時向學員提出高一級的概括任務,以逐步發(fā)展學員的概括能力。
(二)創(chuàng)設教學情境,引導學員猜想,發(fā)現并歸納出抽象的數學結論
在數學概念、原理的教學中,教員應創(chuàng)設教學情境,為學員提供具有典型性的、數量適當的具體材料,并要給學員的概括活動提供適當的臺階,做好恰當的鋪墊,以引導學員猜想、發(fā)現并歸納出抽象結論。這里,教員鋪設的臺階是否適當,主要看它是否能讓學員處于一種“似懂非懂”“似會非會”“半生不熟”的狀態(tài)。猜想實際上是在新舊知識相互作用的過程中,學員對新知識的嘗試性掌握。教員設計教學情境時,首先,應當在分析新舊知識間的本質聯系與區(qū)別的基礎上,緊密圍繞揭示知識間本質聯系這個目的,安排猜想過程,促使學員發(fā)現內在規(guī)律;其次,應當分析學員已有數學認知結構與新知識之間的關系,并確定同化(順應)模式,從而確定猜想的主要內容;再次,要盡量設計多種啟發(fā)路線,在關鍵步驟上放手讓學員猜想,使學員的思維真正經歷解決問題的各個階段。
(三)引導學員把概括的數學結論具體化
數學思維能力的提高具有螺旋上升、逐步抽象的特點。在學員通過概括獲得初步結論后,教員應當引導學員把概括的結論具體化。這是一個應用新獲得的知識去解決問題的過程,是對新知識進行正面強化的過程。在這個過程中,學員的認知結構與新結論之間的適應與不適應之間的矛盾最容易暴露,也最容易引起學員形成適應的刺激。
篇8
1.教學內容分析。
本節(jié)內容是學習了原子結構知識、元素周期表及電解質等內容后安排的。在初中,學生已經了解了原子、分子、離子是構成物質的基本微粒,知道化學反應的本質是分子再分、原子的重新組合,但并不清楚分子再分、原子重新組合的原因,并不清楚這些微粒之間是通過怎樣的相互作用構成物質的。這是學生對于物質結構的認識水平。
通過化學鍵概念的建立,學生可以認識到微粒之間的相互作用,從結構的角度認識物質的組成,為從原子、分子水平認識物質的構成和化學反應打開一扇窗;同時,化學鍵的概念可以幫助學生認識物質變化的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的生成過程,這也是解釋化學反應有能量變化的原因。以“化學鍵”為橋梁,引導學生從物質變化和能量變化兩個角度認識化學反應。
2.學生情況分析。
(1)知識儲備:學生初中認識到的元素與物質的關系、物質與微粒的關系;通過前面對于元素周期表和周期律的學習,學生可以感受到僅有的約110多種元素構成了千萬種物質,就會思考這種現象出現的原因;通過原子結構知識學生了解粒子穩(wěn)定狀態(tài)變化;通過實例進一步幫助學生認識物質變化的實質。
(2)學習問題:對化學鍵專題的學習,里面涉及的概念較多,內容相對抽象。根據高一學生的心理特點,他們雖然具有一定的理性思維能力,但抽象思維能力較弱,學生掌握有一定的困難。因此,本節(jié)課的教學應低起點、小臺階,充分運用現代化教學手段輔助教學,將抽象的問題具體化,降低學生學習的難度。以突出重點,突破難點。
【課標要求】 認識化學鍵的涵義,知道離子鍵和共價鍵的形成過程,區(qū)別離子化合物和共價化合物。
【教學目標】
1.知識與技能:了解化學鍵的含義及離子鍵和共價鍵的形成;了解化學反應中物質變化的實質。
2.過程與方法:以某一化學反應為背景,學習化學鍵,從而更好地認識物質構成和化學反應的本質。用討論、猜想、對比的方法理解化學鍵類型、化學鍵與物質構成。
3.情感態(tài)度與價值觀:通過本節(jié)學習,使學生初步學會從微觀角度認識化學反應,培養(yǎng)學生的想象力和分析推理能力,培養(yǎng)學生善于思考、勤學好問、勇于探索的優(yōu)秀品質。
【教學重點難點】
1.教學重點:化學鍵、離子鍵、共價鍵的概念;離子鍵、共價鍵的形成過程及形成條件。
2.教學難點:化學鍵、離子鍵、共價鍵的概念。
【教學方法】
討論、比較、講解、探究。
【教學過程設計】
1.新課引入。多媒體展示元素周期表,回顧元素周期律以及元素組成物質。元素周期表中大約110種元素構成了多少種物質,據統計2006年有化合物大約8500萬種。提問:為什么物質的種類遠遠多于元素的種類?
2.設疑:回顧構成物質的微粒是什么?展示氯化鈉的圖片以及晶體結構、金剛石圖片和晶體結構、水的組成微粒。
3.引言:人在地球上生活而不能自動脫離地球,是因為地球對人有引力作用。同樣的,能自動結合的原子之間一定有某種作用存在,才能使原子和原子相互結合成的新的分子或新的物質。本堂課需要討論的問題:微粒是怎么構成物質的?這些微粒之間存在怎樣的相互作用?
4.探究任務1:初中化學中曾經討論過的化學反應的實質是什么?請以2H2O =2H2 + O2 為例說明。
(學生完成后展示圖片進行講解)
[思考?質疑]水在通電條件下能夠發(fā)生分解,為什么要通電?
[歸納]水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的,氫原子和氧原子之間存在著很強的相互作用,要破壞這種相互作用就需要消耗能量,通電正是為了提供使水分解所需要的能量。
[介紹化學鍵]“原子間是通過化學鍵結合在一起的”,給出化學鍵的定義。
從字面意思解讀“化學鍵”,注意找出關鍵詞。
講解:字典中“鍵”的含義(借助圖片)。
[應用]請你從微觀的角度,借助化學鍵的概念分析,化學反應中物質變化的實質是什么?
教師引導學生從2H2O = 2H2+ O2的反應圖片上進行分析。
[結論]化學反應的實質:舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。
5.探究任務2:請利用原子結構的相關知識分析:Na原子與Cl原子是怎樣形成氯化鈉的?H原子與Cl原子是怎樣形成氯化氫的?
[多媒體演示]氫氣與氯氣反應微觀現象;鈉在氯氣中的燃燒。
[聯想?質疑]氫氣在氯氣中的燃燒形成氯化氫和鈉在氯氣中的燃燒形成氯化鈉,化學鍵如何變化?如何形成新化學鍵?
[知識儲備]原子形成化合物時形成穩(wěn)定結構的粒子,如何形成?Na原子與Cl原子形成穩(wěn)定結構后的有什么特點?H原子如何形成穩(wěn)定結構?(提示:H原子核外只有一個電子層,第一層達到穩(wěn)定結構的電子數是多少?)
(將學生分成三組分別討論)
問題1:Na原子與Cl原子是怎樣形成氯化鈉的?(第一組)(多媒體演示NaCl晶體結構)
提示:Na Na+Cl Cl-;Na+、 Cl-如何形成氯化鈉NaCl?(利用離子所帶電荷同性相吸引,異性相互排斥)在食鹽晶體中Na+與Cl-間存在有哪些力?陰、陽離子結合在一起,彼此電荷是否會中和呢?
問題2:H原子與Cl原子是怎樣形成氯化氫的?(第二組)
提示:H原子與Cl原子都需要得到一個電子才能達到穩(wěn)定結構,那么如何調節(jié)這兩個原子的矛盾讓兩者都滿意?(多媒體演示HCl微觀形成過程)
問題3:這兩種物質微觀形成過程有何不同?(前兩組完成后第三組再討論)
[歸納]HCl中氯原子和氫原子各提供一個電子組成共用電子對,從而使兩者的最外層都達到穩(wěn)定結構并產生強烈的相互作用――形成化學鍵。分子中氫和氯不能叫氫離子、氯離子,只能叫氫原子、氯原子。NaCl中鈉原子、氯原子分別形成鈉陽離子、氯陰離子(兩者最外層均達到穩(wěn)定結構),陰、陽離子靠靜電作用(靜電引力、斥力;陰、陽離子接近到某一定距離時,吸引和排斥達到平衡)形成化學鍵。NaCl的微粒不能再叫原子,而應該叫離子。
[板書]
共價鍵:原子間通過共用電子對形成的化學鍵。一般非金屬元素之間形成共價鍵。
離子鍵:陰陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵。一般存在于金屬和非金屬之間。
[對比分析]:離子鍵、共價鍵的組成微粒是什么?通過什么方式形成化學鍵?作用力是否相同?離子鍵、共價鍵的組成元素種類有何區(qū)別?以氯化鈉、氯化氫為例分析。
[板書]
成鍵微粒:
成鍵微粒:
相互作用:
相互作用:
[總結]①共價鍵的成鍵微粒是原子,而離子鍵的成鍵微粒是陰陽離子。②一般典型的非金屬和非金屬之間都形成共價鍵,典型的活潑金屬和活潑非金屬之間都形成離子鍵。③共價鍵和離子鍵的實質相同,都屬于電性作用。成鍵原因都是:原子都有使自己的最外層達到穩(wěn)定結構狀態(tài)的趨勢。
6.遷移?應用――課堂練習。
(1)指出構成下列物質的微粒和鍵型:
(2)分析解決下列問題:氣體單質如Cl2、H2 、O2中的化學鍵種類?稀有氣體單質中是否有化學鍵?NaOH、CuSO4、Na2CO3等物資金屬離子與原子團之間的化學鍵種類?Na2O、MgO、K2S CO2、SO2等物質組成微粒中,粒子之間的化學鍵種類?NH3、CH4 等物質組成微粒中,粒子之間的化學鍵種類?NH4 Cl、(NH4 )2SO4 等物質組成微粒中,粒子之間的化學鍵種類?
[板書設計]
第四節(jié) 化學鍵
一、化學鍵
定義:相鄰兩原子之間強烈的相互作用。
二、離子鍵與共價鍵
【教學反思】
首先,化學鍵對高一的學生來說有一定的難度,學生不能很好地理解。因此,在教學中把一個問題設計成一個個學生可以很容易回答的問題,降低難度。其次,內容過于抽象,在教學中用通俗的比喻,如人與地球的引力作用、“舉重運動員在不同級別的比賽時的體重,多了不行,少了也不行”、“現在社會理念中的合作意識”等,便于學生學習與理解,有利于活躍課堂氣氛。
以往的教學中都是按教材“離子鍵電子式及化合物形成過程共價鍵化學鍵”的順序來學習,但經常出現學生把離子鍵、共價鍵、離子化合物、共價化合物混淆的情況。為了解決這個問題,本節(jié)課設計將離子鍵和共價鍵同時對比學習,突出兩種化學鍵的形成微粒、構成元素、成因等,對比他們的不同之處,學生的混亂情況有所改善。
篇9
[關鍵詞]:城市廣場;景觀設計;要素;圖形;應用方法
1、 城市廣場景觀設計要素和圖形設計
1.1城市廣場景觀設計要素
任何一種類型的城市廣場景觀都需要景觀設計要素來構成,才能使人有身臨其境的感覺。城市廣場景觀是由地形、植物、鋪裝、水體、構筑物五種要素組成的。每一種景觀設計要素都不是孤立存在的,將它們合理的融合在一個空間,才能達到良好的景觀效果[1]。
1.2圖形設計
圖形是人們有意識、有目的地進行溝通和交流的一種語言形式,它使社會中人與人之間可以打破語言、文字的局限和障礙,建立以圖形視覺為基礎的交流與溝通。
圖形設計以點、線、面為基本概念元素,以形狀、大小、方向、位置、色彩、肌理等為視覺要素,通過虛實、空間、重心、骨骼結構等關系元素將基本形態(tài)組合起來。圖形設計的目的是探索與發(fā)現形式美的規(guī)律,并將這一規(guī)律在實際設計中體現與升華。
2、城市廣場景觀設計要素中的圖形
城市廣場景觀設計要素對象豐富多彩,圖形設計貫穿于植物、水體、鋪裝等各個元素,不僅僅是平面效果,更存在于立面的微妙關系之中。圖形是一種美的結構與骨骼,它不是孤立存在于某一景觀環(huán)境要素之中,而是結合整體空間景觀形態(tài)的文化展示。城市廣場景觀設計建立在自然環(huán)境之上的人對藝術與審美的主動追求,而圖形對于景觀能否達到美的藝術境界起到關鍵作用。圖形的形態(tài)、色彩、肌理、光影效果等與各景觀設計元素的結合,將明顯提高城市景觀視覺審美和精神內涵。
3、不同城市廣場景觀要素中圖形的運用
城市廣場景觀,通常分為硬景觀和軟景觀設計。硬景觀指的是采用硬質材料的景觀元素,通常包括地面鋪裝、雕塑小品、景觀建筑等等;軟景觀指的是植被、水體、光影等形態(tài)可以發(fā)生變化的軟質形態(tài)景觀。圖形不管是在人工痕跡較強的硬質景觀形態(tài)中還是在自然有機的軟質景觀環(huán)境中,都有鮮明的體現,這是由景觀設計自身特點決定的。
3.1地形要素的圖形化
城市廣場景觀設計中的地形要素是在原有地形基礎上,依據空間功能需要設計的人工自然地形與人工幾何地形,是形成廣場景觀空間效果的根本,有空間骨架的作用,其他設計要素都在某種程度上依賴地形并相互聯系[2]。
在滿足空間功能需要的基礎上,可以設計抬高和下沉地形進行對比,高出的臺地有開闊的視野,能夠充分地收攬下沉空間的美景;也可以地形大致平坦,略微有起伏,使整個空間有空曠的感覺。
3.2植物要素的圖形化
城市廣場景觀設計中的植物是最富于變化的要素,是唯一有生命的元素,植物要素設計是生命的設計,不僅可以體現空間四季的變化,使環(huán)境變得充滿生機和美感,更具備建造空間的能力[3]。
不同植物的形狀、色彩都是不同的,同一種植物按照一定的圖形規(guī)范進行種植,取得整齊劃一的視覺效果。不同的植物種類在規(guī)定的圖形中出現的時候,需要根據不同植物的色彩深淺、冷暖做出設計,取得對比和諧的效果。
3.3鋪裝要素的圖形化
鋪裝在城市廣場空間中與人活動的直接接觸,承載著人的各種行為活動。同時其形式、質感、地域性也影響著人的活動。是改善城市環(huán)境的手段之一,通過帶有形式感的鋪裝組合,可以創(chuàng)造空間形象。
鋪裝可以理解為路的表達,也可以是線的表達。因此不同的景觀類型需要不同的鋪裝表現。濱水鋪裝適合輕松活潑,富有情趣的圖形形式,點、線、面豐富的鋪裝路線更有味道。廣場、公共空間的鋪裝適合嚴謹、規(guī)范的圖形。
不同的鋪裝材質在廣場景觀設計中,給人不同的視覺心理感受,肌理并不都是美的,只有當它在一個特定的空間、特定的環(huán)境、特定的光線之下才能呈現出某種美感。規(guī)劃圖形確定后,選擇適合的肌理材質填充圖形來表現冷暖、軟硬、通透從而賦予景觀更多的生機與情趣。
3.4水體要素的圖形化
水體由于其獨特的功能與特征,在城市廣場景觀中可塑性最強,動態(tài)水與靜態(tài)水都可成景,可以根據空間要求進行設計。其自身沒有固定的形態(tài),是通過設計來體現鏡面水體、動態(tài)波浪、跌水等景觀效果的。水駁岸邊界主要的特征形式為:規(guī)則式、自然式、混合式。其營建形式分為:下沉式、地臺式。
水體的存在一般都是自然的形態(tài),在城市廣場景觀設計中,我們可以根據功能需要做合理的圖形媒界設計,水的特點是其形狀跟所容納的容器有關,所以一個合理的優(yōu)美的形態(tài),可以將水的柔美,細膩的表達出來。
3.5構筑物要素的圖形化
城市廣場景觀設計中地形、植物作為主要的景觀要素并不能完全滿足空間的需要,因為有人的參與,空間當中還需要有景觀構筑物,它們承擔了空間的一部分功能,同時還具有裝飾作用,包括:休息座椅、雕塑、景墻、亭、廊、燈具等其他配套設施。
在現代廣場景觀設計中,光線是一種具有魅力的造型手段,是一種時間與空間相結合的藝術[4]。光結合現代高科技及現念的創(chuàng)作表現,已經成為現代造型藝術與設計的一個新趨勢。利用光線在造型上的運用,會取得豐富的視覺效果?!肮鈽嫵伞钡陌l(fā)展成果為景觀效果的營造提供了新的表達手段。
城市廣場景觀設計要素是城市廣場的主要構成部分,城市廣場是利用種種自然設計要素來創(chuàng)造的室外空間,來滿足人們的需要和享受。城市廣場景觀設計要素中圖形具有非常重要的作用,圖形設計的表現形式豐富多彩,為景觀設計的表現提供了廣闊的表達空間,新圖形語言與圖形技術手段的多元化,為未來景觀設計提供了更新的思路,使得景觀設計理念得到更加恰當的表達,富有圖形美感的設計能傳達出獨特的城市氣質與內涵。城市廣場景觀設計要素與圖形設計的有機融合,在城市廣場景觀設計中的地位越來越重要。
【參考文獻】:
[1](美)諾曼,K?布思.風景園林設要素[M].北京:中國林業(yè)出版社,1989.
[2]丁紹剛.風景園林概論[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.
[3]張春華.淺述綠化設計作為空間景觀設計元素[J].國際新景觀,2010,(5).
篇10
關鍵詞:畢業(yè)論文 選題 教學管理 實踐
[中圖分類號]G64 [文獻識別碼]A [文章編號]1004-7069(2011)-02-0172-01
本科畢業(yè)論文(設計)是高等學校應屆畢業(yè)生按照教學計劃在畢業(yè)前必須完成的反映學生綜合知識水平和代表學生見解、實踐應用能力及成果的論文,是實現培養(yǎng)目標和檢驗教學質量的關鍵環(huán)節(jié)。其質量的高低反應了學生學習水平的高低及整個學校教學水平的高低。
根據畢業(yè)論文撰寫的要求,首先要確立題目,選題就是關鍵。做哪方面的論文,還是設計,題目如何選擇能更好的結合自己的專業(yè)及所學的知識,這些都是需要考慮的。本篇文章就我校2008年至2010年畢業(yè)論文(設計)的選題情況進行了統計分析。在這6713篇文章中,學生選題大多來源于自選,論文和設計的比例也相差很遠。對于反映學生四年專業(yè)學習水平的畢業(yè)論文(設計)來說,有些題目不太合適?,F對選題情況進行分析,希望對以后的畢業(yè)論文工作有所幫助。
一、論文選題的概念分析
所謂選題,顧名思義,就是選擇畢業(yè)論文的論題,即在寫論文前,確定所要研究論證的問題。要能夠正確而恰當地選題,首先要明確選題的原則。明確了選題原則,就能比較容易地選定一個既有一定學術價值,又符合自己撰寫水平的題目。其次,題目應同自己的專業(yè)知識緊密結合,反應自己專業(yè)中最強的優(yōu)勢特點。運用所學的基本理論、基本知識和基本技能,分析解決社會經濟、文化建設、工程設計中實際問題等。
二、論文選題的現實意義
畢業(yè)論文的題材十分廣泛,可以來源于社會生活、工程或生產實踐、教師科研等各個方面,在論文選題問題時,我們首先應當把課題、論題、題目三個概念搞清楚。這三者同屬于某一學科中的學術問題,但又有所區(qū)別。首先,論題不同于課題。課題通常是指某一學科重大的科研項目,它的研究范圍比論題大得多。比如,社會主義精神文明建設就是一個大課題,其中包括許多論題,如精神文明的地位和作用,精神文明的內容和特點,精神文明和物質文明的關系,精神文明中的文化、教育、科學的發(fā)展,思想道德的建設,等等。其次,論題又不同于題目。題目是指論文的標題,它的研究范尉一般比論題要小。我們要結合自己專業(yè)學習的特點,運用所學知識,選擇一個正確而又合適的題目,來撰寫畢業(yè)論文。通過選題,可以大致了解學生學習水平和研究問題的方向??茖W家愛因斯坦曾經說過,在科學面前,“提出問題往往比解決問題更重要”。提出問題是解決問題的第一步,選準了論題,就等于完成論文寫作的一半。題目選得好,可以起到事半功倍的作用,做起后面的文章來也就得心應手。
三、選題決定論文的價值分析
畢業(yè)論文的成果與價值,最終當然要由文章的最后完成和客觀條件來評定,但選題對其有重要的作用。選題不僅僅是給文章定個題目和簡單地規(guī)定個范圍,選擇畢業(yè)論文題目的過程,就是初步進行科學研究的過程。選擇一個好的題目,需要經過作者多方思索、互相比較、反復推敲、精心策劃等一番努力。題目一經選定,也就表明作者頭腦里已經大致形成了論文的輪廓,已經有了論文的雛形。所以,在確定論文題目的同時就已經基本確定了論文的主體結構,做到心中有數。畢業(yè)論文(設計)的題目要盡可能的反應自己的優(yōu)勢,展示自己學習效果,最終體現論文的價值。
我們強調論文選題的實用價值,并不等于急功近利的實用主義,也絕非提倡選題必須有直接的效益作用。對于文科類論文,一般說來,它由論點、論據、論證三大要素構成,文章要以邏輯思維的方式為展開的依據,在事實的基礎上展開嚴謹的推理過程,得出令人信服的結論。它著重探討和研究事物發(fā)展的客觀規(guī)律。闡述自己對這些規(guī)律的了解與認識,給人以認識上的啟迪。因此,選擇現實性較強的題目,還要考慮其有無理論和認識上的價值,即有無普遍性的意義,能否能進行理論的分析和綜合,從個別上升到一般,從具體上升為抽象。有些題目也并不一定直接與現實掛鉤或有直接的實際用途,但從發(fā)展的眼光看,這些題材能夠表示某種趨勢。或對現實有借鑒的作用,因而也就具有理論價值,這樣的題目當然是較好的。對于設計類選題,更多的需要作者把握全局,對每個環(huán)節(jié)都要設想到,在實際的設計過程中不斷實踐、改進,達到最佳效果。理論與實際相結合,調研可行性方案,保證設計的順利進行。
參考文獻:
[1]陳海燕,淺談如何指導學生做好畢業(yè)論文選題[J],教育與職業(yè),2007(5)