时间:2023-03-21 17:05:58
导语:在计算机应用管理论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
随着其他学科与管理学的结合,使得管理科学发生了很多变革。其主要体现在管理思想、管理理念和管理模式几个方面。下面就从6个方面简单的论述以下管理科学的变革。
1、从注重数量向注重质量变革
现代管理科学的关注角度从产品的产出数量向产出效用角度变革,将新技术、新理念有效地结合,并在此基础上产生一种全新生产方式。
2、从全面管理向深化管理变革
传统的管理科学是对企业各个方面进行全面管理,现代管理理念是对企业生产工艺进行深化处理、简化生产工序,并以此来提高企业的核心竞争力。这种变革主要是受到计算机技术的影响,缩短生产周期,提高生产资料的利用率。
3、全面实施7S管理模式
7S管理模式主要分为两个方面硬件和软件。其中硬件包括三个方面:发展战略、组织结构、管理制度;软件包括四个方面:领导作风、人员素质、员工技能、企业价值观。
4、从独立企业向团队企业发展
企业应该培养自己特有的价值观、文化和工作方式,并根据对象的不同采取不同层次的价值观、文化和方式,充分利用企业自身的人力资源。
5、逐步重视企业形象的树立
企业应该注重自身形象的树立,并将企业形象作为其核心竞争力的一部分。另外,企业形象又是企业人员素质、管理科学性和组织规范性的整体表现。因此,企业通过提高自身的整体水平来实现企业形象的树立。
6、从适应市场变化向营造市场营销环境变革
现代管理科学的发展是将企业从被动地位向主动地位转化。企业依据客户的需求生产自己的产品,做到差别化营销,一次来满足客户的需求。
二、管理科学的前沿领域
管理科学的前沿领域主要体现在以下四个方面:
1、管理科学的理论前沿
管理科学的理论前沿主要包括:企业再造理论、战略竞争理论、核心竞争能力理论。
这些前沿理论主要是为了实现现代企业的可持续发展,并注重企业自身的成长管理。同时,管理科学逐渐将企业危机管理提到日程,并建立相应的预警机制。这样可以有效地降低企业经营风险。
2、管理科学的规律前沿
管理科学的规律前沿主要是指三次转移论,其主要是指将“人治”、“法治”和“文治”相结合,加强人、物、环境和信息之间的联系。
3、管理科学的话题前沿
管理科学的话题前沿主要管理战略和战略执行两个方面。其中管理战略又包括产权制度、规模进程、核心竞争力和战略国际化四个方面。战略的执行主要包括危机点分析、预警方案制定、寻找机遇和文化回归四个方面。
这些年,计算机领域的发展乘上了高速列车,一天几个样的多变,然而,一部分人却只搭牛车相追。当人们为自己能熟练地使用WPS、CCED编写修改报告而高兴得手舞足蹈时,不少人却早已把MicrosoftOffice当成办公的家常便饭在使用,将前者早已请进了垃圾箱。硬件的快速更新换代,软件日新月异地发展,使得少部分人在购买硬件和应用软件时总是显得慢了几拍,以致于刚买不久的硬件就满足不了新的软件使用的最低要求,在一个平台上花费大量人力物力开发出来的软件,没用多久就被淘汰。因此,我们在计算机配置和应用方面,为了更好地保护已有的投资,在必要的时候理应看清形势,三步并着一步走,而不能再脚踏实地一步一个脚印了。
在硬件配置方面,首先要充分考虑到计算机硬件发展更新过快的特点,其次要分析好你买计算机用来干什么,需要什么样的配置,既要实用,又要实惠。有个别单位在购买硬件时,完全是领导一家之言,买什么档次的,买谁家的,根本不征求这方面的技术人员的意见,结果使得购买的硬件不久就很难派上用场了。某单位96年6月花巨资购买了25台AST466/4M/540M双软无光驱计算机、25台LQ1900K打印机、2台HP激光打印机等设备,用于本单位的办公自动化。孰不知现在办公自动化已普遍使用WIN95或WINDOWSNT操作系统下的软件(众所周知,前者最低需8M内存,后者最低需16M内存),显然这些硬件配置是不合理的。现在,各单位已陆续在进行网络建设,有些硬件,尤其是高档硬件,如:激光打印机、彩色喷墨绘图仪等,不可能也不应该每台微机都配,有一两台在网络上使用即可。否则,就会造成硬件资源大量时间处于闲置状态,造成不必要的浪费。诚然,近些年计算机硬件更新换代太快,完全应该归“罪”于计算机技术的发展,让用户一步到位确实有些难为他们,紧跟最先进的技术来配置计算机也未必就完全是对的,但我们总不能在彩电已普及的今天去买台17英寸的黑白电视机还声称一步到位了吧!
计算机技术的发展,促使人们对数据库开发建设的重要性有了进一步的认识,各单位相继都在组织开发各类管理信息系统,很多单位都把Intranet的建设纳入议事日程。在这种情况下,仍有一部分管理信息系统采用的是XBASE平台开发出来的,这样的软件往往依赖于某一DOS中文平台,使用很不方便,同时,大量的重复数据(如同一人的姓名、性别、年龄、出生年月、身份证号码等等大量的基本数据在各种管理信息系统中都有一套)多处存放,各管理系统割据为政,形成一个个信息孤岛,并产生大量的数据冗余,使用维护很不方便,有的甚至使用自定义数据格式,给数据共享制造了新的障碍。在“计算机就是网络”的时代,这些正在开发的管理信息系统也许尚未出生就夭折了,真可惜!我们不应该只埋头拉车,需随时抬头把路看清才是。
在软件使用方面,各级有关部门有责任、有义务推广使用适合于本系统本部门的优秀软件,以提高工作效率,减少开支,而不要再用老牛拉破车的方式去办公,否则就会废时费力,害人不浅。例如,某部委的有关部门曾下一文,要求各部门把本单位及二级单位的行政机构设置的树状图上交,以便出书,文中强行规定统一使用WPS文件格式上交软盘。这下可真有些难为我们的有关同志,他们都普遍熟练使用WINDOWS平台下的字处理软件,要让他们听从WPS的制表符的指挥行走,等这个工作做完了,也许还没练好此功夫。当然,可能我们有的部门和单位的计算机应用水平确实不高,不这样规定他们难以完成工作任务,但是我们总不能靠这样原地踏步去前进吧?新的、好的软件要推广它使用它,不去摸、不去学、不去用,采取三不政策恐怕也不是出路。各上级单位,在布置工作时要充分考虑到软件使用问题,引导下属单位使用好的软件,帮助他们提高工作效率,节约开支,更不能去拖他们的后腿。
以上这些问题,不讲大家也都明白,但少数单位或部门在具体操作时却让我感到仍有在此一提的必要,不说不为快,不是之处敬请指出!
关键词 案例教学法 计算机文化 基础课程 教学方法
随着计算机科技的日益发展和计算机知识的广泛普及,计算机已经渗透到人们的生活、学习、工作的各个方面,社会需要大量既熟悉专业知识又掌握计算机应用技术的复合型人才,因此,《计算机文化基础》课程已成为当代大学生素质教育的重要基础课程之一,是培养学生实践能力、创新能力、社会适应能力的重要途径。如何让学生提高学习兴趣、重视基础学习,提高教学质量,是当前《计算机文化基础》课程的教学难点。
一、“计算机文化基础”教学过程中存在的问题由于各个地区经济、教育发展的不平衡,高校新生的计算机基础水平存在较大的差异。有些学生在中学就已学过计算机相关课程或在家里就拥有电脑,对计算机的操作非常熟悉;有些学生对计算机不感兴趣,计算机操作水平相对较低,甚至有些同学以前从来没接触过计算机。这些都造成了教师在讲课的过程中,一部分学生认为教师一节课讲的内容太多,接受不了,而另一部分学生又因为觉得内容简单,心不在焉。学生计算机水平的差异,使得教师难以把握教学尺度。因此,可在开学初举行计算机文化基础课程的免修考试,让计算机程度好的同学,可以免修基础学习,选修其他应用性更强的计算机应用课程,如Photoshop、VB、FoxPro等,而没有通过考试的同学,继续进行基础学习,这也使得同一个班的学生的计算机水平较平均,较容易把握教学尺度。
另外,学生对计算机文化基础课程的重视不够,学习积极性不高。大部分学生认为自己不是计算机专业的学生,不需要熟练掌握计算机的使用,觉得这门课的实用性不大。而且课堂上对知识点的一步步讲解,也使学生觉得计算机知识太繁琐、枯燥、无聊,产生厌学情绪。计算机基础是一门操作性、实践性很强的课程,所以应该采用更有效的教学手段,提高学生的学习兴趣。因此,在《计算机文化基础》课程中采用“案例教学法”,不仅能突出这门课的实用性,也能激发学生学习积极性,在一定程度上提高课堂教学效率,增强学生对知识掌握和灵活运用。
二、案例教学法及其优点
案例教学法是一种在教师指导下,把学生带入特定事件的现场,通过案例分析以提高学生实际运作能力的教学方法。在课程教学中以典型案例划分教学内容,以案例引导课堂教学,以案例引导学生知识点的掌握,以实际案例为剖析对象。教师指导下教学,学生共同参与案例的分析、讨论以寻求实现方法,实现理论与实践一体化,增强了学生的自主创新能力。
案例教学法的优点:1.案例教学法从来自社会实践的案例中的问题出发,能够促使学生更懂得尊重社会实践、理论联系实际,有助于培养学生分析问题和解决问题的能力。2.案例教学法强调课堂组织形式的多样性,打破了课本原有以知识的逻辑结构体系为顺序组织课堂教学的方式,设计恰当而丰富的教学案例,有利于激发学生的学习热情。3.案例教学法应该说是一种科学、有效的学习方法,其可贵之处在于发现新问题,并在解决问题的过程中验证、发展和深入研究,有助于培养学生的能力。
三、“计算机文化基础”案例化教学实施将计算机文化基础课程的知识点恰当地融入案例的分析和制作过程中,不但有助于学生在学习过程中掌握独立的知识点,而且有助于培养综合的分析问题和解决问题的能力。由于Office办公自动化软件的操作是《计算机文化基础》课程的教学重点和难点,下面以Word、Excel、PowerPoint三个知识点为例,说明具体案例设计的内容。
(一)word案例:个人简历的制作。
个人简历是对学生学习生活的简介,是评价和认定学生的主要材料,在很多的场合需要使用,例如学校里社团的招新、学生会干部招募、甚至在以后的求职过程中。本案例制作的个人简历首先有一个封面,包括学生的基本信息,如姓名、专业、学校、联系电话、电子邮箱等,使用艺术字、图片、文本框、水印等技术进行制作。简历正文以项目符号进行分类划分,介绍学生的英语水平、计算机水平、主干课程、爱好与特长、自我评价等。通过此简历的设计,把word文档中字体、段落的设置,项目标号、文本框、艺术字、图片的插入,背景、页面的设置、页面边框的添加、分栏等知识点融会其中,让学生感到学习的知识非常实用,学得更加主动和用心。
(二)word案例:策划书的制作。
在日常的学习生活中,同学们也经常需要使用word制作长文档,如社团活动的策划书、论文等。这个案例以一个社团活动策划书作为素材,其中的活动安排以表格形式记录,让学生掌握表格的插入和设置,然后通过对整个文档进行格式设置,让学生学习排版的一般技巧,学会设置标题样式、段落的大纲级别,熟悉分隔符、页眉页脚的插入和设置,会使用文档结构图进行查看、创建目录等。
(三)Excel案例:学生成绩分析。
在日常的使用中,同学们会经常使用Excel表格进行简单的数据分析和管理,因此设置一个学生成绩分析的案例,让学生熟练掌握Excel的相关操作。首先通过简单的格式设置,了解Excel中字体格式、单元格数字类型、边框、对齐方式、行距、列宽等的设置,然后进行计算学生总分、平均分、排名、突出显示不及格人数等的操作,让学生学习Excel表格中函数的插入、条件格式的设置,然后进一步按某门课程对学生的成绩进行排序、简单筛选或高级筛选,讲解Excel中的简单数据处理,最后根据学生的平均成绩画出相应的分析图表,让学生掌握图表的创建和修饰。
(四)PowerPoint案例:学校简介。
有时候,同学们需要针对某些主题进行演讲,例如学习交流、毕业答辩、产品介绍等,这都需要使用到PowerPoint这个工具。本案例通过制作一个学校简介的PPT,讲解在PowerPoint中如何新建幻灯片,选择幻灯片模板,设置配色方案、母板、备注内容等,并在不同幻灯片中插入图片、表格、艺术字、视频、音频、flash动画等,重点介绍如何设置幻灯片的播放效果,如幻灯片的切换方式、自定义动画、幻灯片放映等。
经过一年的教学验证,使用案例进行教学,能使学生觉得学习的知识实用有趣,提高了学生的学习兴趣,活跃了课堂的学习气氛,同时提高了学生的听课质量,也能让学生更灵活的掌握了office这些办公软件的操作技巧,在期末的上机考试中,也取得了比较好的成绩。
四、总结
教育的任务不是将信息灌输到学生头脑中,而是利用有效、使用的概念来充实学生的头脑,案例教学能激发学生的学习激情,有利于学生对知识的吸收和融会贯通,随着计算机文化基础课程的改革和发展,学生计算机应用水平的不断提高,案例的设计要不断地加以完善和改进,以适应新课程、新形势的要求,只有不断改革和创新才能取得更好的教学效果。
参考文献:
[1]黄冬梅,王爱继.大学计算机应用基础案例教程[M].清华大学出版社,2006,7:34-148.
[2]张积家.高等教育心理学[M].高等教育出版社,2009,7:394-407.
关键词:计算机专业;实用型人才;教学改革;校企合作
随着计算机的应用,尤其是网络应用的普及,计算机科学与技术及其应用在我国有了很大的发展,计算机专业的教育也得到了发展。但现状是大部分计算机专业毕业生缺乏实际应用开发设计能力,不能很好地将计算机科学与技术专业的知识应用到生产生活中。计算机专业就业市场上一方面是企业急需大量的人才,却难以选择到满意的求职者;另一方面是高校培养出来的毕业生难以满足企业的需要,就业率持续走低。在计算机日益普及的今天,信息化的社会需要什么样的计算机人才,高校如何根据信息化社会的发展及时调整计算机专业的培养方向及教学方法,培养符合社会需求的计算机类人才是值得我们关注的一个问题。
一、信息化社会对计算机人才的需求。
对计算机人才的需求是由社会发展大环境决定的,我国的国家信息化进程已经并将继续对计算机人才的需求产生重要的影响。
随着我国信息化进程的深入,计算机专业的就业领域也逐渐扩大,毕业生可在科研、教育、企业、事业、技术和管理论文"target="_blank">行政管理等单位或部门从事计算机教学、软件开发与维护、信息系统建设与维护、计算机相关技术咨询与监理等工作,可从事的职业岗位包括软硬件开发工程师、软件测试工程师、技术支持工程师、信息工程监理工程师、网络集成工程师、系统管理员等专业技术岗位。除此之外,许多非计算机行业的企事业单位也需要大量熟悉计算机专业相关技术的计算机专业工程师。然而,就业选择面如此之广的计算机专业的毕业生,却面临着就业的难题。
在经济全球化背景下,企事业单位有很大的生存压力,一方面企业要努力提高自身在市场的竞争能力;而一方面企业要缩减开支,降低其运营成本。在现在的就业形势和企业竞争条件下,市场出现了某种“供大于求”的现象。因此,企业在招聘员工的时候,有了更多的选择余地,同时也提出了更高的要求。
调查结果显示,企业中不同部门的负责人对应聘者专业技能的要求不同。人力资源主管认为毕业生必须具备的专业技能分别是:编程实践能力、操作系统、数据库,而IT项目主管认为毕业生必须具备的专业技能则分别是:编程实践能力、数据结构、算法知识,此外依次需要具备数据库、软件工程和操作系统。分别有87.9%的人力资源主管和81.7%的IT项目主管在招聘员工时会看重应聘者的实践经验。不少企业会参看毕业生是否参加过项目或实习,以及是否担任过学生干部等条件。57.7%的IT项目主管表示,会先安排新员工直接进入工作,然后在实践当中根据需要再进行有针对性的培养。
二、计算机专业发展现状及存在问题分析。
计算机专业毕业生“就业难”的根本原因不是人才过剩,而是供需结构性失衡。近年来,虽然国内外高校和学术团体都在积极探索计算机科学与技术专业人才培养模式的改革,但由于受美国“91教学计划”和本专业理论体系的影响,制订的专业教学计划仍然不能脱离原课程体系的框架,既要兼顾学生具有较完整的理论基础,又要强调培养学生较好的实践能力,一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重,而另一些应用性较强的课程难以全面进入教学计划。对以培养应用型人才为主的高校而言,更存在既不能让学生掌握扎实、完整的专业理论基础,又不能培养学生熟练的应用能力的问题,由此出现了顾此失彼、实际效果差的局面,从而导致了一方面社会对计算机专业人才的需求在不断增加,而另一方面大量的计算机专业毕业生无法找到工作的供需矛盾,反映了计算机科学与技术专业人才培养中存在的实际问题。因此,无论是按照高等教育理论的发展,还是在实际办学过程中,都应该培养学生正确的、基本的实验方式、方法与应用技能,对专业学生应要求具有必要的理论基础和一定的技术开发、应用能力。
当前,计算机科学与技术专业培养人才过程中的主要矛盾是:
按照过去对计算机科学与技术专业人才培养的认识,计算机科学与技术学科是关于算法的学问,培养的人才必须具有开展算法研究与应用的能力。这是一种以专业学术发展和研究为导向的培养模式,在此模式下,学校重视理论知识的系统传授,轻视应用技能的强化培养,培养的人才偏重于学科型、学术型,缺乏独立解决问题的能力;对计算机开发、管理工具和方法的应用不熟、经验不足、缺乏对现实事物的抽象能力。信息化社会需要的是以职业化为导向的培养模式,要求培养的学生不仅具备扎实的基础理论知识,而且具有较强的实践动手能力。企业要求招聘的毕业生经过短时间的岗前培训就能胜任自己的工作,对于计算机类专业的毕业生,要求学生有很强的动手能力,有项目开发的经验、专业基础比较好,能够熟练运用计算机技术或方法来解决日常工作中遇到的一些问题。
综合分析,造成计算机专业毕业生“就业难”的主要因素有如下几个:
1.专业定位与社会发展脱节。
高等教育在计算机科学理论研究与知识推广方面有比较好的优势,但对于社会需求的应用型人才的培养上却有些单一。
2.教学方法与内容陈旧。
目前大多数院校的计算机专业课程设置仍然沿照多年前的专业设置方案,未能与计算机科学的发展与计算机应用的发展同步前进。
3.实习实践环节缺乏。
大多数院校以课程设计、毕业设计作为实习实践的环节,这些实践环节存在着学科片面性、与企业应用脱钩、缺乏系统的、全面的、充分的实习实践环节。
4.师资建设滞后。
教学一线的教师多属于理论型教师,教学任务繁重,无暇从事应用项目的开发科研工作,缺少实践应用经验,无法在计算机应用上给学生提供更好的指导建议。
三、教学模式改革的建议。
综合以上分析,为促进我国信息化进程的发展,为提高计算机专业毕业生的就业率,需要对现行的教学模式进行改革。结合笔者在软件公司工作数年,以及在高校从事一线教学的相关经验提出几点改革建议:
1.转变教学观念,以市场为导向、培养实用型人才为目的目前,多数院校以培养理论型、研究型的计算机人才为目的,这种培养理念符合计算机技术在我国发展初期的需要,在当时的条件下,计算机技术处于理论研究与推广阶段,发展趋势缓慢,理论研究有助于计算机技术在我国的发展。近年来,随着计算机技术的发展,计算机技术已应用到生产生活的各个方面,社会需要的是大量的计算机应用技术人员,企业需要有一定的实践经验,能很快进入工作岗位的、动手能力强的毕业生,而院校培养的依然是大量理论型、研究型计算机人才,因在培养过程中缺乏过硬的实践实习环节,导致他们在实践动手能力上还很欠缺,已经不能适应信息化社会对计算机人才的需要,院校应抛弃以前的教育模式,跟近社会的发展,建立以市场为导向、以培养应用型人才为目的,密切结合社会的发展动态,积极探索新的人才培养模式。
2.改革教学体系与课程设置。
教学体系设计从专业培养目标出发,以市场为导向,以培养学生掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识和基本应用能力的应用型人才。同时注重对学生的职业道德、团队协作能力、组织管理能力等方面综合素质的培养,使学生具备良好的职业素质、较强的专业能力和实际工作能力,在知识、能力、素质方面协调发展。
院校在把握市场需求的前提下,应根据社会需求的应用方向设置不同的计算机应用教学方向,如计算机网络、数据库技术、软件开发、软件工程、嵌入式技术等;在课程设置上,应密切结合应用方向选择教学课程,要有所偏重,有所放弃;将教学课程划分为公共必修课、公共选修课、专业必修课、专业选修课,对于专业必修课和专业选修课,须有相应的课程设计环节,课程设计内容应与时俱进,紧跟企业应用的需要,结合课程的要点,让学生在理论学习后立刻进入实践环节,使其在了解课程应用方向的基础上深入理解课程精髓。
3.开展校企合作,建设以项目为主导的实践实习基地。
专业课程的学习及其课程设计旨在让学生对该门专业课程有一个深入的了解,掌握本门课程的基本应用能力。在企业应用中,需要综合运用多门专业课程的理论及其应用知识。实践出真知,为了提高学生综合运用能力,可以尝试开展校企合作,建立以项目为主导的实践实习基地。开展校企合作,既是把学生送入企业中实习,观摩、学习、参与企业的生产环节,这可以让学生更早地与企业接触,深入了解企业对计算机应用的需求,思考运用所学知识解决实际问题的能力,加强对课程的理论与实践的学习,掌握业界内计算机最新的发展趋势;建立以项目为主导的实践实习基地,可以让学生有参与项目开发实践的机会,并力争使学生们参与一个或多个企业实际应用项目的开发过程,从项目需求定义、项目设计、项目开发、项目测试运行到项目维护。经过这个过程的学习与锻炼,同学们能将理论课程的学习与实践能力应用结合起来,一方面加深了同学们对计算机专业应用的了解,增加了学生们学习的兴趣性,另一方面,企业应用项目有一定的复杂度、时间限制,对同学们也提出了比较高的要求,在有压力的驱动下锻炼学生的实践动手能力、解决实际问题的能力,也锻炼了同学们与他人沟通协作的团队精神。
4.构建双师型师资队伍。
以培养应用型人才为目的教学模式对师资队伍也提出了更高的要求,这就需要不仅具有理论教学的能力,而且还应具有项目设计开发应用能力的双师型教师。双师型教师具备相关实际应用开发经验,在教授理论课程时,能够深入把握课程的要点,并结合具体应用实例进行讲解,在教授实践实习课程时,能将应用项目的问题分析得很透彻,条理清晰,便于同学们理解与掌握理论与实践知识,而且能够在学生专业技术上、就业上给予积极的支持与帮助,同时也树立了应用型人才的一个榜样。学校在建设双师型队伍过程中,可灵活采取多种形式,可鼓励与支持理论型专业课教师参与企业项目的应用开发,使教师得到应用能力实践与提高的机会,也可招聘在一线的开发应用人员到院校从事实践实习型课程的教学工作。
计算机专业是一个实用实践性很强的专业,为使培养的学生能很快进入工作岗位,就需要提高计算机专业学生的动手实践能力,院校需要改变原有的计算机专业教学模式,以市场为导向,以培养应用型人才为目标,改革教学体系与课程设计,积极加强与企业合作,建立学生实践实习基地,构建双师型师资队伍。
参考文献:
[1]王琦。优化人才培养模式———提高计算机专业学生就业竞争力[J].计算机教育,2007.
[2]李晓明,陈平,张铭,朱敏悦。关于计算机人才需求的调研报告[J].计算机教育,2004.
2004年是“十五”继续教育进入全面发展的一年,也是落实北京市和通州区教委“十五”继续教育工作意见的关键一年。这一年,我们紧紧抓住有利时机,积极开展各级各类的培训,教师培训工作抓出成绩、抓出实效,进一步推动了我区教师教育工作跨入新的发展时期。下面将2004年教学工作情况总结如下。
一、抓好全区参训教师的教学及教学组织工作
(一)、非学历教育
1.启动《教师职业道德修养》公共必修课培训
2004年根据市区教委关于启动公共必修课意见,我区组织了《教师职业道德修养》培训。由我校教育理论组教师承担面授、组织辅导工作。扎实、有效地做好《教师职业道德修养》的培训,通过讲授、发放材料、录制软盘等形式,完成全区7218人的培训任务。通过培训进一步提高了教师对职业道德的认识和师德水平有了进一步的提高。
2.继续教育面授专题培训
为了提高中小学各学科教师的专业知识和教学能力,我们组织全区4209人参加学科面授专题培训。 培训学科小学有语文、数学、科学教育、美术、体育;中学有数学、历史、地理、美术、体育、政治等,通过请专家、教授、特级教师、名师讲学,使教师对学科前沿知识、新的教育理念、教育方法有了深刻的认识,对教育教学工作起到了重要的指导作用。
3.信息技术应用培训
全区中小学教师共有800人报名参加培训, 通过学习,参训教师的信息技术与学科教学整合能力得到很大提高,并较好地应用所学知识制作教学课件等。
4.新课程改革培训
高中政治教师新课程培训班。共40人参加培训。培训目标:帮助高中政治教师深入理解高中政治课新课程标准,把握新课标的理念、结构和内容,从而提高了高中教师实施新课标的教学能力和水平,为实施新课标、新教材做好师资准备工作。
中学政治骨干教师新课程理论与实践研究研修班。聘请首都师范大学胡玉顺教授到我区担任本班指导教师。培训目标是新课程下教师角色转换的理论与实践的探讨。
中学地理骨干教师新课程理念下的教学方法研究研修班 。聘请区级教研员和教改实验区有经验的教师承担培训任务,采取理论与实践相结合的方法进行有针对性的培训。在进行理论学习的同时,带领学员到基层中学开展听课、评课等教研活动,收到了良好的培训效果。
区级骨干教师信息技术与学科教学整合研修班。共120名骨干教师参加,学习时间为80学时。通过对网络技术的学习,参训教师搜集信息、分析信息、处理信息的能力和制作课件的能力都得到了很大的提高。
5.继续教育专管员、信息员培训
共160名学员参加了培训。全区幼儿园、中小学、中等职业学校各单位信息员、专管员经过培训,加强了继续教育档案管理的规范化和系统化。
6.区级骨干教师培训
本学年主要对区校骨干教师进行教师职业道德修养培训:共502人参加培训。 对骨干教师进行教师职业道德修养的培训,进一步提高了骨干教师师德水平。并组织骨干教师结合工作实践又撰写了师德案例,区继教办已经对骨干教师上交的师德案例进行筛选,并组织专人将优秀案例编辑成册,拟出版《骨干教师师德论文集》。
7、新教师培训。为了提高新教师的培训质量,本学期修改了“十五”初期制定的新教师培训计划,更突出实效性、针对性。注重了对新教师的师德、教育教学技能、教学基本功的培训,收到了较好的教学效果。全区共有261名新教师参加李培训。
8、组织部分骨干教师参加“绿色耕耘行动计划”的培训:由北京教育学院组织实施的“绿色耕耘行动计划”培训项目,自2004年7月开始到今年年底,开展了集中培训、跟踪指导等一系列卓有成效的培训活动。本次培训形式灵活多样,内容丰富多彩,培训效果显著,深受学校领导和学员的欢迎。
(二)学历教育
在学历教育方面,从总的趋势看,参加培训的人员是在逐年减少,重点已转入非学历教育,但是学历教育的各项工作没有放松,特别是紧紧抓住考前辅导工作,提高新生录取率。2004年的专、本科考前辅导的应该说录取率在70%左右。由我校教师承担的语文、政治、英语辅导的科目,开始成绩是较高的,对提高录取率起到了较大的作用。
(四)校本培训
1.开展《教育热点问题研究》校本培训教材的培训
《教育热点问题研究》一书是我区“十五”继续教育自编教材,教材内容主要是突出先进教育理念的宣传,为加强教师自身修养、更好地适应新课程改革提供帮助。此教材成为了全区教师对新课程理念的学习、理解和领悟的重要参考资料。各学校都组织教师进行了认真的自学,并完成了每人3000字以上的学习体会,全区7218人参加培训。目前,教师通过学习撰写的心得体会等材料已陆续上交区继教办,由继教办组织教师进行成绩评定,并选出优秀文章给予荣誉奖励。
2、抓好中小学校本培训工作。今年6月份区教委人事科、区继续教育办公室对全区部分学校开展校本培训调研。通过听校长汇报,召开教师座谈会,查阅档案材料,交换意见等形式,较全面地掌握了各单位校本培训情况。通过校本培训调研,我们感到:校本培训是“十五”继续教育的重要培训形式。校本培训是受到各级领导重视,受到校长、教师欢迎的一种培训形式,应当广泛推行这种培训形式。但是,校本培训开展不均衡。表现在领导重视程度、教师的认识程度不均衡;学校硬件设施的利用率不均衡;师资队伍不均衡等影响了部分学校较好地开展校本培训。区教委人事科、继教办将调研情况上报教委后,教委认为有必要开展评选校本培训示范校活动,带动全区校本培训活动的广泛深入开展。在区教委的领导下,我们将调研与查看基层学校上报材料相结合,经过反复研究决定确定了13所中小学为校本培训示范校,确定1所园本培训示范园,通过帮教、帮训、手拉手等形式,发挥优质校的教师、管理人员、设备的辐射作用,带动一批薄弱校,提高教师教育教学能力和水平,提高我区学校办学整体水平,推动全区普教工作走上新台阶。
二、抓好学校校内的教学工作
(一)教师职业道德素质培训
根据北京市教委《关于加强“十五”期间中小学教师继续教育校本培训工作意见》和通州区教育委员会《关于中小学教师“十五”继续教育校本培训工作意见》,结合师资培训工作特点和我校实际情况,制定了“十五”期间我校校本培训工作意见及2004年校本培训内容的计划和具体安排。
今年10月学校召开教代会通过了《通州区第一教师进修学校校本培训工作意见》《通州区第一教师进修学校论文评审条件》《通州区第一教师进修学校优秀班主任评选条件》。与会代表充分认识了学校开展校本培训有利于提高学校教师自身政治、思想、道德素质,有利于发挥教师学习的主体作用,促进自身个性发展,有利于学校学习性组织的建设。并深深的感到开展校本培训是全面提高我校干部教师素质提高教师培训质量的重要条件。并决定于11月开始培训。本年度的培训重点:
(1)组织学习《教师职业道德修养》必修课教材,采取自学和辅导相结合的方式深入理解教材内容,并结合本职工作加强职业道德修养的提高。通过学习,教师深刻认识到,培训者必须不断提高素质,才能真正树立为基层服务的意识,才能为基层做好服务工作,才能保证培训质量。
(2)、加强对教师现代信息技术应用的培训,适应新课程改革和学习性社会的需要,提高教师终身学习的能力。组织40岁以下教师学习计算机基础知识——Authorware5.0培训50学时。并将考核与竞赛结合起来,激发教师学习积极性。
(3)、强化教师教科研意识,提高教师教科研能力和水平。开展专题论坛活动,主题是:“继续教育培训内容,培训模式,管理服务观念、手段、方法的探究”。在全校教师、教学管理人员中广泛开展“以师资培训为中心”,更新教育观念、管理服务观念的研讨活动,创造一个优质教学、优质管理、优质服务的进校形象。结合教师专业化和学校长远发展的需要,提高教师队伍整体素质,,培训科研型的教师队伍,以促进学校可持续发展。
(4)校本培训管理
学校校长是校本培训的第一责任人,建立校本培训领导小组,校长任组长,主管教学校长、主管教职工思想政治工作副校级干部任副组长,由师资培训科研办公室具体组织管理工作。学校为每位参训教师建立档案(一人一档),记入继续教育学分。并与评优、评先、晋职等挂钩。
(二)、培训者培训。
为把我校建设学习性组织,提高教师整体素质,学校组织起草了《通州区第一教师进修学校校本培训工作意见》,组织全体教师参加师德培训、计算机应用培训、继续教育科研课题论坛活动。教师积极性较高,学习兴趣较浓,效果明显。同时组织教师参与市区组织的各项培训。
1、北京教师培训中心组织的各学科培训者培训:
2、计算机教师参加因特未来教育培训和信息技术学科教学整合的培训;
3、推荐教师参加英语全国骨干教师、普通话新大纲、初中政治和语文骨干教师培训;
4、组织小学教师参加北京市小学数学、语文学科新课程课堂教学研讨活动等。
5、推荐和组织政治、地理、英语、化学、物理教师参加北京教育学院组织的“绿色耕耘行动计划”的培训,我校教师普遍反映受益匪浅,对提高培训者素质起了重要的作用。
通过培训,拓展了培训者的学科知识面,在教育教学能力和水平方面也有较大提高,为更好的开展我区教师培训奠定良好的师资基础。
(三)教育科学研究
1、根据《教师职业道德修养》“必修课” 的教学反馈、优秀案例评选、学分反馈等项培训工作,组织编写了 区骨干教师《师德案例选编》。
2、组织教师进行“教育热点问题研究”一书学习体会的评定学分工作,并将优秀论文编辑成册。
3、强化研究意识,开展研修活动。学科教师围绕“继续教育培训内容、培训模式探究”的主题,结合教学实际开展专题研究。本学年末,根据研究情况教师、教学管理人员撰写论文,学校组织论文评审,评选论文等级,学校给予奖励,并召开学年度继续教育教学、管理论坛会,组织编写“十五”继续教育论文集。
4、开展继续教育论坛活动。本学期论坛的主题是:“继续教育培训内容,培训模式,管理服务观念、手段、方法的探究”。在全校教师、教学管理人员中广泛开展“以师资培训为中心”,更新教育观念、管理服务观念的研讨活动,学期末共征集教育教学及教育教学管理论文25篇,评出一、二等奖,中奖率占50%。为创造一个优质教学、优质管理、优质服务的进校形象奠定了良好的基础。
5、坚持校内外调研制度。教师深入教学第一线,开展听课、评课、教学研究、专题研讨等活动,其中本学期教师听课共计380节,人均达到了20 节。把继续教育的教研、教学活动着眼点放在适应教师新课程需要、为基层教学服务上,深受基层中小学的欢迎。
6、发挥教学指导组作用。本学期教学指导组的任务:
组织新教师学科专业培训的开课汇报。共有13位教师讲述了本人授课的教学设计思路,会上大家畅所欲言,并就热点问题,难点问题进行了充分的讨论。与会的教师深深感到:这种开课汇报形式好,教师间相互取长补短,有利于本校教师整体素质的提高。
各教研组长组织本组教师开展教学观摩课、研究课、公开课活动;
组织继续教育论坛,制定教学论文评审条件,开展论文评审活动,为我校建成学习型、研究型组织出谋划策。
三、本学期教学效果
1、培训。
(1)本学期圆满的完成了学历教育、研究生课程班和继续教育的各项培训工作,得到基层学校、教师和联合办学单位的一致好评,培训效果好。
2、获奖。
(1)继续教育办公室和我校英语教师(张淑清)组织指导了我区部分小学英语教师参加“北京市远郊区县小学英语教师技能展示”大赛,并获得“最佳教学设计奖”,捧得奖杯和奖状。
(2)学历教育获得“北京市师范大学2004年函授教育先进单位”奖励。
(3)普通话水平测试获得“北京市普通话水平测试工作先进集体”荣誉称号。
3、教育教学研究成果。
(1)继续教育办公室组织部分我校教师参加编写的《骨干教师师德案例集》一书初稿审阅、编辑工作已经完成,待出版发行。
(2)学校校本培训领导小组组织了“现代信息技术培训”课件和继续教育论文评奖活动,获得一、二等奖教师的比例占参评教师总数的50%。
(3)参与北京市继续教育校本培训课题研究,我校承担的子课题《校本培训制度与管理研究》已取得中期成果——编辑出版了《校本培训管理制度汇编》初稿,发至全市教师进修院、校。
4、教师个人获奖、登载论文、参与教科研课题研究等
(1)刘志田撰写的《信息技术课的实践创新与课堂实践》获得通州区教育学会“创新教育与教育创新”征文一等奖。
(2)王金华撰写的《激发思想政治课学习兴趣的方法研究》获得通州区教育学会“创新教育与教育创新”征文二等奖。
(3)明纪英撰写的《应用讨论法引导新教师进行讨论式教学》一文在全国中小学计算机教育研究中心指定刊物“信息技术教育” 第六期登载;并指导我区两位新教师孙雪涛、赵云撰写了 《心路》《我的教学生活》论文, 在“信息技术教育” 第九期登载。
(4)张振松撰写的《加强组织管理,切实抓好小学英语教师培训工作》发表在《北京市中小学中等职业学校教师继续教育信息》刊物上。
(5)政治学科郭淑琴、王金华参与了北京市高中教师《生活价值观》课题研究,成为该课题组成员。
(6)王学一被北京教育学院聘请为北京市“义务教育新课程教学资源库”项目专家。
(7)崔静平获得通州区教育系统名师称号。
五、2004年师训工作特点
1、层次多,任务重。2004年是“十五”继续教育的关键的一年,凡是“十五”期间开展的各项培训今年全部启动,包括提高学历层次的培训、三门必修课培训、各学科骨干教师的培训、小学、初中、高中的新课程培训、信息技术培训、校本培训等。同时参加培训的人员多,全区7000多人都要参加不同层次的培训,培训任务相当繁重。
3、培训的机构多。北京教育大会召开以后,教师参加继续教育受到了高度重视,与师资培训有关的大学、学院、教研部门等纷纷参与教师的培训,我区现在与北京师范大学、首都师范大学、北京教育学院、教师培训学院和继续教育学院等高校联合办学,充分发挥高校的资源优势,提高我区教师的水平。
4、培训的要求高。为了适应新课改的要求和教师本人的需求,对“十五”继续教育的培训内容和形式都提出了很高的要求。从过去教师一人在课堂上讲授逐步扩展到学员上讲台,师生互动,开展教学实践,带着问题进行培训等,突出继续教育的实效性、针对性。今年我区针对教师的需求开展了不同层次的培训班。有高研班、研修班、新课程培训班、骨干班、专业课专题培训班、学历班、研究生课程班等。聘请了大学教授、教育专家、特级教师、学科带头人、中小学骨干教师等,登上继续教育讲台指导我区教师的培训,收到了较好的效果。
5、培训难度大。一是时间已过半任务却没有过半,逼人紧;二是教师培训大楼建设期间,需要的教学设备不能完全满足,硬件条件差;在此基础上要完成培训任务,难度较大。但是,在区教委和各基层学校的大力支持下,在我校干部教师的共同努力下,2004年的培训任务完成了,这使各方共同努力的结果,再此表示深深地感谢。
关键词:中医药 知识工程 知识库 知识获取 知识发现
分类号:TP182
引用格式:于彤. 中医药知识工程的理论体系构建和关键技术分析[J/OL]. 知识管理论坛, 2016, 1(5): 336-343[引用日期]. http:///p/1/56/.
1 引言
中医药是中华民族的文化瑰宝,无论作为文化遗产还是作为医学资源,都理应得到保护和传承。对中医药理论知识与实践经验的总结、诠释与研究,是中医药传承的一项核心任务。知识工程(knowledge engineering)为中医药知识的组织、存储、处理和利用提供了必要的理论、方法和工具,在中医药领域具有广阔的应用前景[1-2]。
知识工程是随着信息革命而出现的一种新兴的知识管理和知识创造手段。知识工程源于人工智能领域,其最初的目标是构建基于知识的系统(或称专家系统)[1,3]。为了构建基于知识的系统,需要获取足够的专业知识,并将这些知识表示为计算机可以理解的形式,以支持自动推理和问题求解[3]。因此,知识获取、知识表示以及知识运用成为知识工程领域研究的主要问题。随着知识工程在知识管理中应用的不断深入,知识工程的研究范畴从知识库和专家系统,扩展到自由文本、半结构性数据和多媒体内容的处理。时至今日,知识工程已发展为涉及知识表示与推理[4]、语义网[5-6]和数据挖掘[7]等多个技术领域的交叉学科,在电子科学、电子商务和电子政务等许多领域得到了广泛的应用。
知识工程在中医药领域的应用起源于20世纪70年代。当代著名中医学家关幼波与计算机专家合作,于1979年研制了首个实用的中医专家系统DD中医关幼波诊疗肝病的计算机系统,它在临床应用中取得良好效果[8]。此后,全国兴起了一股中医专家系统研发与应用的热潮[9],知识工程作为专家系统的支撑技术也得到了中医界的重视。近30年来,中医药工作者采用知识工程方法对中医药领域的知识遗产进行广泛采集和永久保存,建成了大量的知识资源和智能系统,为中医药知识创新提供了有力的支持[10]。为此,本文对中医药知识工程进行系统总结和综合论述,分析存在的问题和发展趋势,为相关领域学者和知识工程师提供参考。
2 中医药知识工程的概念
中医药知识工程是指将中医药知识整合存入计算机系统,以使计算机能够利用这些知识来解决中医药领域复杂问题的工程学科[1-2]。旨在实现中医药知识的“计算机化”,并将计算机技术融入中医药知识的收集、挖掘、整理、更新、传播及转化等环节,从而丰富和完善中医药知识体系,提升中医信息系统的智能水平。之所以称之为一项“工程”,是因为这项工作涉及系统性的方法、大规模的协作、严密的流程以及复杂的产品(本体、知识库、专家系统等),这些都是系统工程的显著特征。
中医药知识来自中医专家的头脑,以及书籍、论文、病案等各种专业资料。为使中医药知识“计算机化”,需要从各种知识源中广泛获取知识,将知识进行编码并录入计算机系统;还要按照一定的结构和方案对知识进行组织和存储;最终实现专家系统、知识发现等各种计算机应用。中医药知识工程的关键环节,包括中医药知识表示方法的研究、中医药领域知识的获取、中医药知识库系统的构建、中医药知识发现研究以及中医药智能系统(如临床决策支持系统)的研发等。
中医药知识工程是中医药与信息科学(包括人工智能)相结合的产物,是多学科交叉的研究领域。它也是中医药知识管理的一项关键支撑技术,有助于实现中医药知识管理与服务模式的创新。
3 中医药知识工程的意义
中医药知识工程有利于开拓临床思路,支持临床决策,研究中医理论,丰富教学内容,指导实验研究,促进中医药知识传承与创新[1-2]。具体而言,中医药知识工程可在以下三大方面发挥积极作用。
3.1 梳理知识体系,保护知识遗产
中医药知识遗产具有很高的科学和文化价值,但其知识体系尚存在模糊笼统之处。只有对中医药知识遗产进行系统梳理,去芜存菁,才能凸显中医药知识的精华之处。使用语义网络、描述逻辑等知识表示方法,能够精确描述中医思维逻辑,建立数字化的中医药知识体系,这对中医药学科发展具有十分重要的意义。
3.2 促进知识传承,加速人才培养
中医传承的核心问题是如何将中医名家的个人经验转化成普遍的知识,从而培养更多经验丰富的名医,提升中医界的整体水平。中医药知识工程旨在系统总结前人经验,将历代医家的智慧结晶转化为全面、系统的领域知识库,研发中医辅助学习系统,以提升初学者的学习效率,促M专业医师之间的交流,从而突破中医传承的瓶颈。
3.3 发现新知识,促进学科发展
通过实施中医药知识工程,可对中医药信息化过程中积累的海量数据进行分析与挖掘,建立跨越年代、流派、学说和病证的整体性知识模型,从而加深我们对中医辨证论治规律的认识,使中医药领域两千多年来积累的知识遗产得到有效整理和挖掘。
4 中医药知识工程的理论体系构建
中医药知识工程研究的核心任务是利用信息科学的理论和方法,对中医药知识体系的全部内容进行系统梳理和准确表达。可以说,中医药知识工程所研究和处理的核心对象就是中医药知识体系。两千多年以前的《黄帝内经》奠定了中医学的理论基础;经过两千年的发展,至今已经形成了一个以中国古代哲学为基础,以中医药学理论为架构,以临床实践经验为主体的知识体系[2]。
中医药知识体系有其自身特点和复杂性,对知识工程技术产生了独特的需求。中医特色的思想方法、含义模糊的中医概念以及中医专家的隐性知识都对知识表达、知识获取和知识利用产生重大影响和制约。因此,面向西医等其他领域的知识工程方法并不完全适用于中医药领域。中医药知识工程领域迫切需要一套符合自身特点的理论和方法,从而有效处理中医药知识的模糊性和复杂性,支持标准化知识体系的建设。因此,有必要对中医药知识工程的理论思想进行深入研究和系统总结,从而指导中医药知识的建模、获取、组织、存储、共享与服务等一系列工程实践活动。建立中医药知识工程的理论体系是一项繁重、长期的工作。本文主要围绕思维模拟、知识表示、知识获取、知识发现等4个主要方面,对中医药知识工程的理论思想、研究热点以及核心概念意涵进行简要论述,为今后的理论研究工作提供参考。
4.1 中医思维模拟研究
中医思维模拟是指在对中医思维进行深入分析的基础上,用计算机系统对中医的思维过程进行模拟,从而完成计算机辅助诊疗等复杂任务。中医深受中华传统哲学和文化的影响,产生了独特的思想方法和思维模式,包括“天人合一”“取象比类”以及“辨证论治”等等。中医药知识体系是中医思S的直接产物。开展中医药知识工程研究,首先需要深入理解中医的核心思维模式。
中医思维是一个复杂的思维过程,具有形象性、模糊性和整体性等特点,需要针对这些特点提出创新性的思维模拟方法。例如,“取象比类”是贯穿中医知识体系的思维模式,与中医其他的思想方法共同构成了中医“象思维”。在中医药知识工程领域,需要追溯中医“象思维”的思想源流,并采用认知语言学等学科方法对其进行分析,据此提出与之相适应的计算机模拟方法[11]。又如,中医辨证思维是一个涉及分析、综合、推理、归类、鉴别的复杂思维过程,需要将中医辨证理论与实际的病案结合起来进行分析,总结中医辨证思维的规律,从而建立合理、准确的中医辨证计算模型[12]。思维模拟研究在中医临床诊疗等领域具有潜在的应用价值。但首先需要在临床实践中对计算机建立的中医思维模型加以检验,以验证其准确性和实用性。
4.2 中医药知识表示研究
知识表示(knowledge representation)是指通过某种方案、数据格式或语言,将领域知识表达为计算机可直接处理的数据。知识表示处于知识工程的中心地位,它既是知识获取的基础,又是知识存储和运用的前提。为实现基于知识的系统,必须将领域知识表示为某种计算机可处理的形式,并录入到计算机系统中去,存储于知识库之中。知识表示的合理性直接决定知识处理的效率,对知识获取和应用的效果也有很大的影响。
广义上,知识表示的目标就是实现人类知识的显性化、机读化和结构化,从而支持自动推理,知识检索和知识发现等应用。知识表示方法有很多种,包括状态空间、谓词逻辑、框架、产生式、语义网络、与或图、Petri网等。这些方法适用于表示不同类型的知识,从而被用于各种不同的应用领域。如何选取或提出合理的知识表示方法,用最恰当的形式来表示中医证候、中药、针灸、温病、养生等各方面的知识,是中医药知识表示研究的重点问题。
目前,知识工程领域的一种主流观点是将建立一个知识系统的过程视为一种“建模”活动。知识建模(knowledge modeling)是指采用某种计算机方法构建一个“知识模型”,它在特定领域中能像专家那样解决问题。其本质是通过模型来表示知识,因此属于一种形式化的知识表示方法。近年来,采用本体等技术建立知识模型,已成为中医药知识分析的一种常用手段,也是中医药知识表示研究的一个主要方向[13-14]。
4.3 中医药知识获取研究
知识获取(knowledge acquisition)是指从专门的知识源中全面、系统地获取知识,并将其转换为某种计算机可处理的形式(如程序、规则、本体等)[15-16]。这里的知识源可以是人类专家,也可以是案例、教科书、论文、数据库、网站等知识载体。一般情况下,知识获取需要由“知识工程师(knowledge engineer)”与领域专家配合,共同来完成工作。知识工程师的任务是帮助领域专家激活隐性知识,完成知识的转换,建立基于知识的系统。
知识工程的一个典型场景是:一组知识工程师找到并访问特定领域的专家,听取专家的介绍,记录专家的经验性知识并将其表达为计算机可处理的形式,存入知识库中。将知识库与推理引擎结合起来,也就构成了一个新的专家系统。知识获取也必然涉及知识验证的问题:知识工程师需要对知识进行评审和验证,以确保知识的准确性。
知识获取是任何知识管理和知识工程的基础性工作。在中医药领域,知名老中医的经验和古籍文献占有重要地位,是知识获取的重点对象。一方面,知名老中医知识和经验的获取,是中医药知识获取的重要环节。它属于专家认知获取的范畴,也就是将专家头脑中隐含的知识转换为某种形式的显性知识的过程。另一方面,中医药领域产生了海量的古籍文献。古籍数字化对于中医药信息的快捷传播和永久保存具有重要意义。如何从数字化的古籍文本中有效提取中医药知识,则是知识工程所关注的问题。无论是通过专家访谈等方法获取领域专家的经验和实践方法,还是查阅大量文献搜集领域知识,都是复杂的、繁琐的工作,且多数情况下只能通过人工方法完成。因此,知识获取是中医药知识工程领域中面临的关键瓶颈[16]。如何突破“知识获取”瓶颈,也就成为知识工程研究的一个热点问题。
4.4 中医药知识运用研究
知识运用是指将领域知识库以及机器推理、知识发现等技术运用于科研、临床、教学等领域,辅助中医药工作者解决复杂问题并提升工作效率。知识工程在中医药领域的具体应用包括:四诊客观化研究、中医辨证规范化研究、方剂量效关系分析、中药新药发现、中医临床诊疗、中医教学等等。为使知识工程的成果产生社会效益和经济效益,促进中医药知识创新和学科发展,必须研究如何运用知识的问题。知识工程学不能逐一研究具体应用的过程或方法,而是研究在各种应用中都可能用到的共性方法,包括知识推理、知识搜索、知识发现、知识服务等。
传统上知识运用研究的一个中心问题是如何构建专家系y。中医专家系统是指用计算机人工智能技术来模拟著名老中医诊疗病人的临床经验,从而使该软件具有专家诊治病人的水平[8]。如前文所述,随着“中医关幼波诊疗肝病的计算机系统”的出现,全国兴起了一股研发中医专家系统的热潮。据陆志平等[9] 估计,中医专家系统已不下300个,并遍及中医的内、外、妇、儿、五官以及针灸等各科。专家系统能对中医四诊信息进行处理和解释,并产生临床推荐意见和临床警示,可用于辅助职业医师进行临床决策。该系统的构建涉及知识获取、机器学习、知识推理、知识搜索等多方面的理论和方法学研究。
自20世纪90年代开始,随着数据库技术的普及以及数据库内容的不断积累,使业务人员产生了从数据库中挖掘知识的愿望。为此,学者们将数据库技术与人工智能、统计学、机器学习等传统技术相互融合,产生了知识发现这一交叉学科[17]。知识发现(knowledge discovery in database,KDD),可被理解为“数据库中的知识发现”。近年来,中医团体探索将各种KDD方法应用于中医药领域。KDD被用于研究方剂配伍规律[18],辅助中医开具中药处方[19],解释中医证候的本质[20-21],以及辅助基于中医药的新药研发[22],都取得了良好的效果。KDD作为中医药知识分析和科研创新的一种新方法,也成为中医药知识运用研究的一个热点。
5 中医药知识工程的关键技术分析
中医药知识工程将本体(ontology)、文本挖掘(text mining)、语义网(semantic Web)等多种信息技术与中医药领域知识相结合,以促进中医药知识的创造、管理和运用。在下文中,围绕知识建模、知识获取、知识存储、知识发现等4个主要方面,对中医药知识工程中涉及的关键技术进行具体分析。
5.1 中医药知识建模技术
知识建模是将领域知识表达为计算机可处理模型(即知识模型)的过程,它是知识工程的基础。中医药知识体系与中华传统文化息息相关,具有鲜明的文化和语言特色,这决定了中医药知识建模的独特性。历代中医普遍采用“取向比类”等形象思维方法,中医药概念之间的关系错综复杂,中医文献中包含大量古汉语成分,这些因素导致中医药知识难于精确描述和定量刻画。需要对知识建模的方法和技术进行创新,并研究出一套符合中医药特点的知识建模框架,以支持中医药知识工程的实施以及知识服务平台的建设。
知识建模技术有很多种,技术人员所熟知的统一建模语言(UML)和实体关系模型(ER模型)都属于知识模型。本体是1990年代出现的知识建模方法,其核心任务是对领域概念体系进行系统梳理和准确表 达[13]。本体在复杂知识建模和自动推理等方面体现出技术优势,因此在生物医学领域逐渐成为主流技术。
近年来,中医药知识工程的一个热点是通过构建中医药领域本体,对中医药理论和知识体系进行辨认、梳理、澄清和永久保真处理。中医团体已经开展了基于本体的中医药知识建模方法研究,并实际构建了一系列领域本体[14] 。例如,中国中医科学院中医药信息研究所研制了“中医药学语言系统(Traditional Chinese Medicine Language System,TCMLS)”这一大型中医药领域本体[23] 。TCMLS对中医药领域的概念和术语系统进行了完整的表达,在中医药学研究中得到广泛应用。此外,本体建模的对象还包括阴阳、五行、脏腑、证候、中药、方剂等诸多领域。这些本体最终可被整合为一个完整的中医药领域本体,支持知识获取、知识发现、知识服务等中医药知识工程的后续工作。实践表明,本体可有效捕捉中医药领域的概念体系,并以概念为核心将中医药知识体系准确地表达出来,能够胜任中医药领域知识建模的任务。
5.2 中医药知识获取技术
如上文所述,中医药知识获取是一项复杂的工作,被公认为知识处理过程中的一个瓶颈,严重限制了知识工程和知识系统的发展。近年来,学者们主要试图通过“集体智能”和“机器智能”这两条路径来突破中医药领域的知识获取瓶颈。
“集体智能”是指组织大量领域专家一起编辑知识库,从而实现专家知识的共享与融合。实现集体智慧的关键在于建立合理的交流、协作和激励机制。随着互联网的迅速推广,中医界开始利用互联网技术建立各种面向中医药领域的知识工程平台,进行跨学科、跨组织、跨地域的协作式知识加工,开展了一系列大规模的知识工程项目,建成了一系列术语系统、领域本体、文献库、数据库和知识库。例如,中国中医科学院中医药信息研究所建立了基于互联网的“中医药虚拟研究院”,部署了一个协同知识工程平台,支持全国40余家机构,近300人进行协同工作[24-25]。在该系统的直接支持下,研制了“中医药学语言系统”[23]等一系列大型知识系统。实践表明,基于互联网的虚拟环境能将不同机构、不同地区的研究人员组织起来,有效解决资金分散、缺乏协调、研发能力不足等问题,实现知识工程的规模化[25]。
“机器智能”是指研发文本挖掘技术,使机器能够直接从文献等知识载体中提取结构性知识。文本挖掘在中医药领域已得到成功应用,能够显著提升知识库加工的效率[26]。但与生物医学领域的大量研究工作[27]相比,文本挖掘在中医药领域的应用仍处于早期探索阶段。需要针对中医药文献的特点,进一步研发实用的挖掘方法,提升挖掘结果的完整性和准确性,从而深度挖掘中医药文献中蕴含的知识。
5.3 中医药知识存储技术
知识存储(knowledge storage)特指在计算机系统中安全、可靠、有序地存储知识资源,以支持知识管理和知识工程应用。知识库是实现知识存储的重要支撑工具,也是知识工程的重中之重。知识库一般是针对特定领域以及问题求解而建立的,对领域知识进行全面收集和系统整理,进而对知识进行组织、分类和保存,以支持知识检索和查询。
构建中医知识库系统,是指用人工智能技术把中医药理论和专家的经验按规范化、标准化的格式组建成知识库[8]。知识库一般具有形式化、结构化、易查询、易操作等特点,能支持机器推理。传统上知识库主要是指采用谓词逻辑、框架等知识表示方法,在计算机系统中表示和存储的知识集合。但在中医药信息化实践中,人们也把文献库、数据库、本体等多种形式的知识载体统称为“知识库”。它们都能起到知识存储的作用,与自然语言处理、机器学习等方法相结合后仍可支持智能应用,因此称之为广义的知识库也不为过。
近年来,中医药知识库建设得到迅猛发展,在中医人体、中医疾病、中医证候、中医医案、中药、中医养生等方面都出现了知识库系统[28]。中医药知识库在中医药信息化中扮演着核心的角色,在文献整理、知识可视化、知识共享、临床诊疗、教学、研究等诸多方面取得实际应用,为中医药知识遗产的数字化保存和深度挖掘提供了创新性的手段。
5.4 中医药知识发现技术
知识发现是从数据中获取有效、新颖、有潜在应用价值和最终可理解模式的非平凡过程[17]。知识发现是人工智能、数据库、统计学、机器学习等多种技术相互交叉产物。知识发现在20世纪90年代提出之后,获得了广泛关注和迅速发展,产生了高频集、关联分析、分类、预测、聚类、孤立点分析、时序/序列分析等一系列行之有效的方法,还出现了Weka、Rapidminer等较为成熟的开源软件。这为知识发现技术在中医药领域的应用创造了条件。
中医在数千年的临床实践与理论研究中积累了海量的数据、文献和知识。如何利用这些宝贵资源就成了发展中医药必须面对的一个问题。而KDD所擅长的正是从海量的数据中寻找有意义的模式和知识,是分析中医药海量数据所需的理想技术手段。近年来,中医团体已开展了将频繁模式发现、关联规则发现、聚类分析、复杂网络分析等多种KDD方法引入中医药领域的若干探索。例如,使用关联规则发现等方法对方剂数据进行分析,来揭示方剂配伍规律[18];通过知识发现方法辅助中医开具中药处方[19]以及中药新药研发[22];通过基于隐结构模型的机器学习方法来揭示中医证候的本质[21];使用文本挖掘方法从海量文献中挖掘新颖知识,构建并分析中医药复杂网络[20]。这些工作表明,面对中医药领域的海量数据,采用KDD技术进行有效的知识发现既是必要的,也是可行的[29]。
过20多年的发展,中医药知识发现的方法和技术已进入相对成熟期,针对中医药领域的各种问题都产生了一系列行之有效的方法。但成熟并不意味着完善,面对中医药数据描述多样化、数据仍不完备的特点,仍然需要对现有的KDD技术进行改进和发展,以满足中医药科学研究和知识创新的需要。
6 中医药知识工程的发展趋势
近年来,中医药知识工程实践取得长足发展,成功建立了大量的知识资源。但中医药知识资源往往服务于特定的医疗和研究机构,彼此之间异质、异构,难以实现集成与共享,形成严重的“知识孤岛”现象,成为长期困扰中医药知识工程领域的技术难题。中医药与西医等相关领域的知识资源也难以实现有效的关联,阻碍了跨学科研究的开展。
为此,学者们[6,30]提出使用语义网作为中医药数据表示标准,实现中医药内部的知识整合以及中西医领域的知识互联,从根本上解决“知识孤岛”问题。2001年,万维网发明人(T.B. Lee)在《科学美国人》上正式提出了语义网的构想,认为它将是一个机器可以理解的开放性信息空间[5]。语义网技术的核心优势在于将数据结构和存储方式各异的数据转换为统一格式并重新,从而实现数据资源的交换与集成。语义网为实现跨领域知识关联提供了理想的技术平台,有助于构建面向特定领域的大规模知识图谱,进而实现各领域知识图谱的关联与融合。语义网最终将发展为一个全球性的知识图谱,提供全面、智能的知识检索服务,促进知识共享和人机协作。
可基于语义网技术建立中医药知识图谱,从而实现中医疾病、中药、方剂、针灸、医案等中医药各门类知识资源的集成[30-31]。TCMLS作为一个包含10余万个中医概念以及100余万个语义关系的大型语义网络,为构建中医药知识图谱提供了相对完整的框架。鉴于此,于彤等[31]提出以中医药学语言系统为骨架,将中医药领域现有的术语资源和数据库资源融合起来,构成大规模知识图谱,并实现基于知识图谱的知识检索、知识展示和知识服务等功能。在未来,可进一步扩充中医药知识图谱,通过语义关系表达中医和西医之间的结合点,从而实现这两个领域的知识图谱的关联和融合。这套方法将使中医药知识资源接入全球互联的知识图谱之中,支持各种面向结合医学的知识共享、决策支持和知识发现应用,在中西医结合医学中发挥更大的作用和影响力。
6 小结
中医药根植于中华文化,源于中国传统哲学,是中华民族非常宝贵的知识遗产。中医药知识工程成为中医药知识遗产保护和知识创造的一种新模式,能有效推动群体性的知识创新活动,加速知识转化过程,促进知识的传播。
中医药经过数千年的发展,形成了一座伟大的知识宝库,这决定了中医药知识工程的巨大价值和艰巨性。中医药领域知识体系相当复杂,对知识工程技术提出了独特的需求。在中医药领域实施知识工程是一项极其复杂且具有挑战性的工作,其中还有很多尚未解决的科学问题和技术难题,需要进行长期的研究。展望未来,中医药知识工程必将成为中医药信息学学科体系的重要组成部分,也将在中医药科学研究和临床实践中发挥越来越重要的作用。
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Knowledge Engineering for Traditional Chinese Medicine: A Review of Theoretical System and Key Technologies
Yu Tong
Information Institute of Traditional Chinese Medicine, China Academy of Chinese Medical Sciences,
Beijing 100700