医学影像技术的应用

时间:2023-08-14 17:08:54

导语:在医学影像技术的应用的撰写旅程中,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。

医学影像技术的应用

第1篇

【关键词】医学影像技术;医学影像诊断;临床应用

医学影像包含了超声、介入、MRI、CT及X线等多种不同门类的新兴医学技术,自X线在1895年被发现以来,临床医学影像技术经历了快速的发展时期。而在此之前,医疗人员进行诊断时除了解剖之外,就是依靠视、触、叩、听诊对病情进行了解。由于不同的影像检查技术在应用方面的差异,使得每种检查技术具备自身的特点,因而医学影像诊断对于医学影像技术的依赖性也不断增加。本文对医学影像技术和医学影像诊断之间存在的关系进行了分析,并且从专业的互补性和独立性两个方面对医学影像诊断中影像技术的临床应用进行了探究。

1医学影像技术与医学影像诊断的专业互补性

医学影像诊断离不开医学影像技术的支持,二者之间存在十分紧密的关系。医学影像技术水平的提升及工作层面的拓展需要影像诊断的科学指导,而医学影像诊断水平的提升同样需要高水平的医学影像技术作为保障。只有通过医学影像诊断及时将结果反馈出来,才能逐步提升医学影像技术水平。由于不同的医学影像技术的成像原理是存在差别的,并且不同的影像学技术的专业性较高,例如超声检查、CT、MRI等方法各有特点,在临床应用过程中,对检查的结果进行分析与研究,能够发现不同的技术各有优势,但也存在一定的不足和缺陷[1]。对于疾病的诊断,并非通过医学影像技术就能够得出最准确的结论,有时仅通过一种影像学技术就能进行诊断,而采用其他的检查方式则难以检出异常。即使不同的影像学技术都能对一些疾病进行检查,但也应当出于对患者经济角度的考虑,选择最为经济且适合的检查方法。

医学影像技术和医学影像诊断在本质上是紧密联系的,并且二者之间相互依赖、相互渗透、相互制约,在相互促进的过程中促进各自的发展。随着当前医学影像技术的不断成熟与发展,医学影像诊断和医学影像及时之间的界限逐渐变得模糊[3]。在整个医疗环境中,随着新业务、新技术、新材料以及性科学的出现及快速发展,使得医学影像诊断与医学影像技术之间实现了有效的融合,这在一定程度上缩短了患者的治疗周期,大大提升了医疗水平。

2医学影像的专业独立性

在医学影像技术工作中,主要涵盖以下4个方面;(1)是具有常规放射学,超声医学核磁共振及CT等系统理论知识与操作技能;(2)是具有临床医学、基础医学和电子学等有关理论知识;(3)是在疾病诊断中比较熟悉各种影像诊断技术的应用;(4)是比较熟悉医学影像学各专业分支技术和发展趋势。

在医学影像诊断工作中,主要涵盖以下4个方面:(1)是比较熟悉临床医学、基础医学及现代医学有关知识;(2)是在临床疾病诊断中具有应用多种影像技术诊断的能力;(3)是对医学影像领域的各种技术具有深入的认识了了解;(4)是对医学影像学分支的有关前沿技术和发展趋势比较熟悉。

影像技术工作主要是为临床影像诊断提供多角度、多方位准确可靠的医学影像信息,为影像诊断提供重要依据。影像诊断工作主要是详细观察、分析影像技术工作中所能提供的信息,对其进行综合归纳,以获得比较客观的医学诊断结论。

3医学影像技术的发展及展望

第2篇

关键词:移动医疗;数字图像处理;医学影像

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)30-0238-03

随着科学技g的快速发展和生活质量的提高,健康问题已成为大家关注的焦点。然而生活环境的污染、饮食结构的不健康和长期处于现代职场高压环境之下,很多人的身体出现亚健康状态:头痛、胸闷、失眠等健康问题困扰着现代职场白领,长期以往,身体不堪重负,疾病随之而来。面对这种情况,早期发现、早期治疗既可以减轻患者病痛,提高预后水平,又可以减少患者的经济支出。因此,对疾病问题的早期诊断就成为国内外医学界关注的焦点。

然而由于医患交流以及过去医学影像不清晰、保管难等问题,始终制约了精准医疗的发展。目前随着科学技术的进步和互联网技术的突飞猛进,影像学被越来越多的应用到各种疾病的检查中去,医生读片诊病,影像成了医生重要的诊断辅助工具,难以被低估,不能被替代。随之影像学科也成了当今迅速发展起来的一门综合学科,多门课程如通讯、计算机、医疗交叉,为医务工作者提供尽可能准确的辅助诊疗方法,这将是今后影像学科持续发展的重要方面。

日常生活中我们在对体内和体外的血液细胞、器官组织进行无损害性检查时,通常会选择诸如:数字线摄影、核磁共振、超声波三维诊断等治疗方法,这些拍片式的诊断方法可见即可得,不仅生动补充了书本上的人体正常组织以及病灶组织的解剖学知识,同时对影像引导下的教学、检查、穿刺、手术等有着不可低估的作用。但是医疗图像A生成往往会因自然界信号的干扰、信号传输过程中的衰减、医疗设备的成像原理、光线和显示屏等原因的影响,所显示出来的影像像质往往不够清晰、感兴趣内容不突出,或者不适合人眼观察或者机器理解分析,同时医学影像本身也有图像分辨率不高导致图像模糊不清或者无明显边缘、噪声偏大、结构信息缺乏的问题, 最终生成的影像不能准确定位病变部位以及病变性质,临床诊断面临各种困难。如果有一种方法能对生成的医学影像进行数据处理提高影像的清晰度,增强医学影像的可读性可分辨性,临床医生可以结合解剖学和生理学对病变组织有针对性的观察并诊断,这将大大提高临床诊断的准确率。因此,医学影像的数字化处理对医疗卫生、信息技术、生物科学等学科来说无论在理论研究还是临床应用方面都起着关键作用,这是人类认识疾病并对之精确诊断的重要环节,这将是一门具有较强应用性和长远发展性的课题。

1医学影像的发展及意义

1.1国内外医学影像的背景及对其图像处理的意义

1895年德国物理学家W.K.伦琴在实验室拍摄出其夫人手指和的影像,自此 “X射线”被发现,并被影像学逐步引进到医学领域。经过30多年的研究与应用,医学影像起着翻天覆地的变化,随着计算机技术的引进和广泛应用,影像学科更是呈现出跨度大、知识交叉密集的特点,如今基于计算机算法的图像处理技术也已经成为医学影像学中发展迅速的领域之一。

1971年,英国科学家汉斯・基于计算机技术原理设计出第一台X-CT诊病机,这一发明在医学界引起巨大的轰动。从此,对医学影像的数字成像技术的研究开始发展壮大,各种医疗设备也被开发出来,它包括计算机 X线摄影( Computed Radiography, CR)、数字 X线摄影( Digital Radiography, DR)、 X射线计算机断层成像( X- Computed Tomography,X- CT)、磁共振成像超声( Magnetic Resonance, MR),超声( Ultrasound)成像、光纤内窥镜图像、磁共振血管造影术( Magnetic Resonance Angiography,MRA)、数字减影血管造影术( Digital Subtraction Angiography, DSA)、单光子发射断层成像( Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)、正电子发射断层成像( Positron Emission Tomography, PET), EEG脑电图、 MEG脑磁图、光学内源成像等。

本文着重论述的 X- CT( Computed Tomogaphy)意为 X线计算机断层扫描技术,是用 X线束对器官组织进行断层扫描,应用物理原理来测量X射线在人体组织中的衰减系数或吸收系数,再经计算机进行数学计算来对图像进行三维重建。按照测量的衰减系数的数值排列成一个二维分布矩阵,计算出人体被扫描组织断面上的图像灰度分布,从而生成断面图像。X-CT以它高速、高分辨率、高灵敏度的探测器螺旋式旋转来获取器官组织的多方位、多层次的断面或立体影像,经临床实际应用,它能发挥有别于传统X线检查的巨大作用。它能综合反映人体组织在解剖学方面的功能、性质,还能提供人体被拍摄部位的完整三维信息,器官和组织结构清楚显影,提示病变,已与核磁共振、超声波等诊断方法一样成了医生获取信息的重要来源。并且具有其他医学设备不可比拟的优点,X- CT成像简单方便、对人体损伤小、组织结构密度分辨率高,这在病理学和解剖学研究中尤为重要。特别是临床在对肿瘤的诊断中X-CT的分辨率要远远高于其他医学设备成像,研究显示在对于1~2厘米的小肿块的检测上,X-CT显示率高达88%,而B超、MRI等仅为48%。在针对肝脏疾病实验的拍片中, X-CT可以较清晰的显示出多种器官病变和功能性状,如肝癌、肝血管瘤、脂肪肝等,其对肝癌的诊断准确率高达93%,最小分辨率可显示为1.5厘米,

可以直接观察到肝静脉、门静脉与肿瘤大小、位置之间的关系,并能诊断出肝静脉、门静脉有无癌栓,为医生的精确诊疗提供了重要依据。

由于器官病变的位置、病灶大小、病程长短等自身因素,加上设备电子元器件、嘈杂的环境以及人为操作等因素的影响, X- CT在对病灶做定位影像、定性精确诊断时常常会有所限制,即它能反映出器官的异样变化,但却不能反应目前器官的生理功能。现实工作中采集到的数字化影像或多或少的存在一些问题:伪影、雪花、边缘不清、病灶不清、对比度不强……凭借肉眼无法从整张影像中清晰分辨出病灶部位或者确性病理改变的程度,要想精确诊断,还需做进一步的检查。

目前,对 X- CT图像处理进行处理大部分的研究还集中在预处理阶段,即研究通过调试设备、提高影像像素、提高出图效率、减少外界干扰等方式增强医学影像的可读性和敏感性。而对于医学影像成像后的处理则相对冷门,其中对部分内容的研究也比较单一,如仅仅单独研究医学影像的降噪或增强。同时应用降噪、增强、分割技术来处理影像的研究较少,理论研究也停留在可行性阶段,针对单一疾病的医学影像处理研究还不常见。

1.2医学影像常用的诊断方法

目前我们常用超声波、核磁共振、X-CT等设备生成的医学影像作为辅助诊断方法。其中:超声波是使用声波来探测病理并生成平面图像的一种诊断方法,由于其具有方向性好,穿透力强,声能集中,操作简便,能反映出人体组织的灰度形态和结构等优点,被影像科广泛采用。其中 B型超声波采用超声平面成像,在超声屏上显示出病变部位周围有明显的强弱不等的回声区,表现为亮度不等的光点、结合解剖学和生理学知识,可判断这些高光区和暗区的病变性质。且价格低廉,诊断快速,但缺点是对于1~2厘米的小肿块诊断准确率不到达48%。

核磁共振是诊断组织病理变化的一种新的方法,通过层片选择,频率编码,相位编码,实现对接收到的电磁信号在人体内部的准确定位,根据接收到的电磁信号的频率、相位的差别成像,完成对器官组织的检测。例如:核磁共振检查原发性肝癌时通常表现为信号改变,T1W1驰豫时间加权图呈低信号,T2W2加权图呈高信号。其特征性影像为病灶内出现粗大引流或供血血管的流空信号,该信号提示肝癌结节内有动静脉短路形成。但缺点在于检查价格昂贵,且核磁共振设备在我国普及率较低,对于1~2厘米的小肿块诊断准确率较低。

X- CT是用 X线束对器官组织进行断层扫描,再经计算机由于分辨率高图像清晰,能够扫描到早期刚发展起来的较小的肿瘤,这对病人早诊断早治疗不至延误病情具有重要意义。比如:X- CT肝癌表现与大体病理形态一致,平扫多为低密度,少数为等密度或混杂密度,外形不规则呈球形或结节形,边界模糊。增强扫描表现为低密度区略缩小,境界变得较为清楚。肿块中心部位常因肿瘤组织坏死囊变形成极低密度区。研究显示在对于1~2厘米的小肿块的检测上,X-CT显示率高达88%。目前X-CT已成为各种疑难杂症中最重要的诊断方法。

1.3对医学影像进行数字图像处理的可行性及意义

在实际图像信号的生成和传输过程中,由于受到医疗器械自身、人为操作控制和自然界噪声等干扰的影响,多多少少会出现细节模糊、对比度差、噪声较大或存在伪影等问题,影响到影像质量。且成像是用亮度不等的灰度表示,加上病灶发展早期其空间形态变化通常比较小,拍出的片子肉眼很难观察,误诊和漏诊的情况也时有发生,致使病情诊断准确率下降,医务工作者的效率也难以体现。因此,有必要运用适当的技术和方法来处理和分析医学影像,提高影像质量,这将有助于减少误诊和漏诊率,提高诊断准确率。因此,研究医学影像的计算机辅助诊断技术和数字图像处理技术具有重要的意义和实用价值。

在医学影像领域的数字成像技术有个共性:基于计算机将图像采集、显示、存储和传递分解成各个独立的部分,将每一部分图像信息分别数字化,这种共性为我们以后对各功能模块进行单独优化提供了便利,对其实施图像数字信息的后续处理提供了可行性。

以X-CT成像为例,对影像进行预处理可以过滤掉影像上的不利影响,处理掉无用的信息,保留或恢复有价值的信息。通过过滤掉不利因素,加强病灶信息的可读性,突出感兴趣部位,清除各种干扰的同时能保留所摄影像的形态和边缘,有效的改善图像视觉效果,为医生诊病提供了依据和便利,这就达到了图像处理的目的。

2数字图像处理在医学影像中的具体应用

图像处理(image processing),在医学上也被称作影像处理,是指将图像信号转换成数字信号后使用计算机对医学影像处理和分析,提高并改善影像的质量供医生有效诊断的专业技术。将将人设为对象,图像设为目标,输入低质量的图像,输入改善后高质量的图像,当图像达到满足人的视觉效果为最终目标。图像处理方法通常有图像增强、复原、编码、压缩等等。本文将重点讨论图像去噪、增强、分割在医学影像中的应用技术。

2.1图像去噪

影像的生成和传输常常受到自然界各种声音的干扰导致影像质量下降,就像我们在日常生活中交谈时被其他声音打扰一样,在语言中表现为听不清对方说话, 表现到影像上,则是原本很清楚的图像,因为机械本身、电子元件、外界杂音等干扰原因产生各种各样的斑点或条纹,图像变得模糊不清,此即为图像噪声。噪声的存在势必影响后续对影像的分割和理解分析,所以图像去噪是预处理的重要步骤之一。去噪的方法有很多,结合影像特点、噪声的统计特征及频谱分布规律,目前常用均值滤波、中值滤波、低通滤波等算法来对图像进行平滑处理。

2.2 图像增强

图像增强(image enhancement)是数字图像处理领域中的一个重要分支。影像学上的图像增强和复原的目的是为了提高医学影像的质量,清除干扰、降低噪声,通过增强清晰度、对比度、边缘锐化、伪彩色等来提高影像的质量,或者转换为更适合人观察或机器识别的模式。不同于图像噪声,在图像增强中通常不考虑影像降质的原因,它不需要反应真实的原始图像,只需突出图像中感兴趣的内容。但要对降质的原因有所了解,依据降质的原因建立“降质模型”,然后各种滤波方法和变换手段增强图像中的背景与感兴趣部位的对比度,比如:增加图像高频分量,被照人体组织轮廓变得清晰,细节特征明显;增加低频分量,能有效降低噪声干扰,最终达到增强图像清晰度的目的。

图像增强根据空间不同可划分为基于空间域的增强方法和基于频率域的增强方法。基于空间域的增强方法是对图像中的各个像素的灰度值直接处理,算法有直方图均衡化、直方图规定化等;基于频率域的增强方法不直接处理,而是用傅里叶变换将空间域转换成频率域,在频率域对频谱进行处理,再使用反傅里叶变回到空间域,算法有低通滤波、高通滤波、同态滤波等。

2.3图像分割

图像分割是数字图像处理领域的关键技术之一,目的是将图像中有意义、感兴趣的内容从背景里剥离,划分为各个互不交叉的区域。有意义、感兴趣的内容通常是指图像区域、图像边缘等。分割是后续图像理解分析和识别工作的前提和依据。目前已经开发出很多边缘检测和区域分割的算法,但是还没有一个算法对各种图像处理都有效。因此对图像分割的研究还将继续深入,在以后很长一段时间将始终是热门话题。

图像分割方法基于灰度值主要划分为基于区域内部灰度相似性的分割和基于区域之间灰度不连续的分割。

(1) 基于区域内部灰度相似性的分割

基于区域内部灰度相似性的分割是确定每个像素的归属区域(同一区域内部像素是相似的),从而形成一个区域图集,来对图像进行分割,常用算法有阈值分割法、形态学分割、区域生长法、分裂合并法等。

(2) 基于区域之间灰度不连续的分割

基于区域之间灰度不连续的分割是指先提取区域边界,再确定边界限定的区域。因为图像中的边缘部分往往是灰度级发生跃变的区域,根据像素灰度级的不连续性,找出点、线、边,最后确定边缘。常用的算法有边缘检测分割法、Hough变换等。

第3篇

【关键词】:计算机技术;核医学;图像处理系统;应用

中图分类号:C35文献标识码: A

1、前言

核医学影像系统是通过探测标记有发射性示踪同位素的药物在人体内的分布和代谢来获得人体信息的医学图像处理系统,其中,γ相机是两维的显像设备,主要由探头和计算机系统两部分组成,探头部分检测到γ光子并输出它的位置、能量及其它相关信息,与探头相连接的控制台获取这些信息,数字化后将数据读入到内存中进行处理并最终计算得到可用于临床诊断和研究的核医学图像,可见对其研究具有非常重要的意义。本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。

2、核医学影像系统软件的总体结构

其软件系统主要由四个子系统组成,即影像信息管理子系统、图像采集子系统、图像处理与临床规程子系统和影像信息交换子系统。各子系统在形式上时互相独立的应用程序,可以分别运行在控制台、辅诊台和服务器上。其中影像信息管理子系统是整个系统的核心,负责维护和管理整个系统的图像数据及病人,报告等其它相关信息。其它三个子系统的运行要依赖于该子系统的运行,它们不具备直接修改系统数据的权限,而只能通过影像信息管理子系统来获取、查询或更新系统的图像数据及其它信息。实际上影像信息管理子系统在其内部建立了一个数据库,它封装了对这个数据库的所有操作,这种集中式的数据管理保证了系统数据的安全性和一致性,也使得整个系统各模块的划分更加清晰和明确,同时也便于系统的扩展。

图像采集子系统完成数据的采集、成像和实时显示等工作,图像处理与临床规程子系统对采集得到的核医学图像进行显示、处理及进行定量的临床规程分析,影像信息交换子系统通过监听网络上的DICOM服务请求,核实后接受该请求,并响应其检索、存储以及获取图像的请求。

3、核医学图像处理系统总体框架设计及程序实现

数据库服务器总的来说有两种状态:监听状态和数据维护状态,在监听状态下,它能够接受来自采集端和处理端得请求,并分别调用相应的模块进行处理,在数据维护状态下,它能够完成通常的数据维护工作,同时,它也能够处理来自客户端的请求。因此,系统的总体框架是启动服务器后就立即进入监听状态,只有在维护人员登录以后,才启动相应的数据维护模块。

核医学影像系统的主要功能有两个,一个是实现数据库服务器功能,它在后台充当数据库服务器,可以提供数据查询、数据添加等功能;另一个是数据库维护功能,可以对数据库中的数据进行管理维护,分别介绍如下:第一,数据库服务器,其启动后,图像采集系统、图像处理系统和信息交换系统就可以连接到数据库上,完成数据查询、数据添加等工作。当数据库服务器启动后,系统就进入监听状态,可以处理客户端的请求。服务器在监听状态下,可以接受到网络上的连接请求,只有在检验用户名和密码后才接受查询和添加请求,这样大大提高了系统的安全性。客户端和服务器的链接是基于TCP/IP协议,按照我们自己定义的一套通讯协议来工作的。所有的这些操作都是在后台进行的,不需要任何人为操作,而且系统管理员可以通过查看日志来了解历史操作。第二,数据库维护功能。作为一个完善的数据库模块,必须提供一个安全可靠的数据库维护方案,ANMIS系统充分考虑到了这一点,其提供了许多方便安全的数据维护功能,系统可以为每个用户指定操作权限,不同权限的用户可以访问的数据和操作都是不同的,这样有利于系统安全。①数据显示模块,在该模块中,可以进行记录的逻辑删除和部分信息维护,可以选择多个病人,然后选择编辑即可编辑选中的病人记录。数据维护模块。在病人数据维护模块中,可以完成对病人数据信息的所有维护功能:编辑、添加、查找、逻辑删除、物理删除等。③数据备份和恢复模块。在图像文件的备份和恢复模块中,主要完成的功能是数据备份和数据恢复,其主要界面是两个树状控件组成,其中一个数控件显示未备份的图像文件,另一个显示即要备份的图像文件,选中文件可以通过中间的命令按钮,也可以通过菜单,甚至可以直接将图像文件从左边拖到右边。对于文件夹,则将其内的所有的图像文件全部选中,在选完文件后,按“备份”按钮即可备份。如果设置的是备份到默认目录,则系统自动向默认目录备份,如果设置的是指定备份目录,则系统提示选择备份目录,用户甚至可以为每一个文件制定备份目录。④用户管理模块。对于超级用户,他可以授权他人访问数据,设置其访问权限,也可以删除用户,同样,他也有权更改任何用户的密码,对于一些重要的系统参数,也只有超级用户才能更改。

4、结尾

利用计算机技术进行核医学图像处理显示出了科学技术的优越性,其可以为医生提供一个功能完备且强大,操作界面友好,自动化程度高,能够大大降低医生的劳动强度,相信,随着计算机技术的发展,其必将越来越广泛的被应用到医学的各个领域。

【参考文献】

[1]《信息系统开发案例》张基温等,清华大学出版社

第4篇

关键词:联想法;词汇记忆;词型联想;语义关系;搭配联想

一、联想记忆法界定

对于联想记忆法的定义很多,联想法记忆即新旧知识之间建立联系,使知识更容易记忆;联想法记忆即是找到要记忆材料的共同之处,进行分析综合对比,也即对原记忆材料进行精细加工;而对于著名心理学家巴普洛夫认为,记忆要依靠联想,联想是在新旧知识建立联系的产物,联想记忆法就是利用识记对象与客观现实之间的联系,已知与未知之间的联系,过去与将来的联系,以及识记对象内部各部分之间的联系等进行记忆的方法。综上所述,笔者认为联想记忆的本质是建立联系。从哲学的角度来说,世界的事物是普遍联系的,因此联想记忆法就是源于这个理据,通过各种方式方法对在英语中出现的词汇进行各种类型的联想,以达到利于记忆的效果。

二、联想记忆法的分类

2.1 词音联想

2.1.1 谐音联想

所谓谐音联想法(音形义联想法)就是利用外语单词读音与汉语读音的相似之处,在外语的词义或拼写法与其汉语的相似音构成的词之间展开联想,即可达到闻其声、观其形、知其义的效果。该法主要适用于英语词汇中常见的拟声词和音译词。拟声词是是模拟自然界声响而造的词汇,比如发生爆炸的声音boom ,犬叫的声音bark,牛发的声音moo,鸡鸣的声音cluck等,这些拟声词的声音和意义可以很好地联想起来,有利于记忆。而对于音译词,知道词汇发音就可以简单地知道其表达的意义,如coffee(咖啡),cigar(雪茄),motor(摩托车)等。

2.2 词形联想

词型联想是依据词汇本身的结构或者拼写形式而进行的联想,一般包括形近词联想,词根词缀联想以及派生联想三种。

2.2.1 形近词

形近词就是那些拼写上有些共同点的词汇,这些词容易使英语学习者混淆。比如:desert(沙漠)一dessert(甜点心),petrol(汽油)一patrol(巡逻),stationary(静止的)一stationery(文具),window(窗户)一widow(寡妇),adapt(适应)一adopt(采纳,领养)等。对词形相近的词汇进行联想记忆有利于学生对形近词的区分。

2.2.2 词根词缀

词根就是一个英语词汇的核心,它决定单词的主要意义。一个英语单词一般包含前缀、词根和后缀。比如expressive这个单词,ex-是这个单词的前缀,press是单词的词根,-ive是形容词后缀。一般情况下词根决定单词意思,前缀改变单词词义,后缀决定单词词性。词根词缀联想记忆指的是把具有相同或者相近词根或词缀的词汇进行联想,放在一起记忆,并进行分析,总结的记忆方法。比如当接触到了respect(尊重)这个词汇,我们就可以根据词根词缀联想到inspect(视察),suspect(怀疑),prospect(前景),retrospect(回想)等,于是我们总结-spect 意为look at看的意思,而对于前缀的联想,可以联想到retell(复述),rebuild(重建),reform(改革),research(研究)等,分析总结re-前缀的意义为again 重新,再一次的意思。词根词缀联想的使用不仅有助于英语学习者对英语词汇的意义记忆,扩大英语词汇量,而且可以培养英语学习者分析,推断,猜测词汇的能力。

2.2.3 派生

如果说词根词缀联想记忆法是对词汇构成进行归纳的方法,那么派生联想法是对词汇构成进行演绎的方法。派生联想指的是通过在词根上加前缀或者后缀构成的一个新词。比如act(行动)一次,可以派生出加后缀的词如action ,active,activity,actor,acting等,也可以加前缀构成enact,react,interact等词。因此可以这么说派生联想是对词汇本身的纵向扩展和分析,而词根词缀联想是对词汇间的横向对比、分析、总结。派生联想记忆对英语学习者在英语词汇纵向上的对比分析能力培养和词汇量扩大上都是有益的。

2.3 语义关系联想

语义关系是词汇学中的概念,指的是词汇与词汇之间的意义关系,一般可以分为同义关系、反义关系、上下义关系、同形同音异义关系以及一词多义

2.3.1 同义词

同义词指的是同一语言中意义相同或者相近的词汇或短语。例如表达“穿”的词就有wear ,have on ,put on,clothe,dress in 等;在英文中表达“死亡”的词就有die ,pass away,kick the bucket,perish等。同义词的联想一来可以培养和增强学习者词汇扩散思维的能力,二来可以在英语口语或者写作中改善表达词汇单调的现状,增添口语和写作表达的文采性。然而英语学习者在使用同义词的时候要注意他们之间的区别,并主要学会从语义,文体,和色彩三个方面来进行辨别。

2.3.2 反义词

反义词顾名思义就是意义相反的词汇。以语义学的角度来划分,反义词可以分为互补反义词、相对反义词、关系反义词。互补反义词是真正反应意义对立的反义词形式,换言之,符合非A即B的逻辑关系,比如:dead一alive(非生即死)、true 一false(非真即假)、boy一girl(非男即女)。相对反义词也称等级反义词,指那些表达程度不同的反义词,例如big一small ,old 一young,hot一cold 等。关系反义词是指包含关系对立的反义词,比如husband 一wife ,teacher一student ,buy 一sell ,win 一lose ,doctor一patient等。反义词的联想记忆有助于英语学习者扩大词汇量,并且反义词能够使学习者简洁地表达一特定思想地反面,为了形成鲜明的对比。

2.3.3 上下义词

英语中的上义词和下义词是指两个词语在语义上具有包含与被包含的关系,两者是具有种属关系的一组词,它们之间的关系称为上下义关系。如图①所示:

在这图表中,food与meat,vegetabel和fruit 属于上下义关系,food 包含meat,vegetable和fruit,因此food是上义词,meat,vegatable,fruit 是下义词,同理在meat类中,meat 与beef 和mutton 是上下义关系,前者是上义词,后者是下义词。上下义词关系的联想法对于英语学习者英语输入和输出都起到很大的帮助,能够提升英语学习者表达的准确性。

2.3.4 同形同音异义

同形同音异义词可以划分为完全同形同音异义词、同形异义词以及同音异义词三种。完全同形同音异义顾名思义意思是拼写、发音相同而意义不同的词汇,例如:bank(河岸、湖岸)一bank(银行),bat(球拍)一bat(蝙),bear(熊)- bear(忍受),date(枣子)- date(男女之间的约会),ear(耳朵)一ear(穗)等。而同形异义词即拼写相同,意义不同,发音可能相同或者不同的词,比如:tear(眼泪)一(撕碎),sow(播种)一sow(母猪),lead(引导)一lead(铅),desert(抛弃)一desert(沙漠),refuse(拒绝)一refuse(废弃物)等。最后同音异义词指发音相同,意义不同,一词多义指的是一个英语词汇同时具有两种或者更多的含义,比如:Give me a hand 与He is a new hand,前一个hand 意思为“帮忙”,后者意为“新手”。一词多义的联想记忆法可以增强学习者对英语词汇学习的深度,而且可以培养和提高学习者利用有限词汇表达无限意义的能力。

2.4 搭配联想

在英语中,搭配是指一个词语与其他词语的词语在习惯上的连用。而搭配联想记忆法是指把具有相同搭配的词语或者同一词的不同搭配总结在一起,不仅可以丰富英语学习者的词汇量,还可以培养学习者测词汇应用能力。比如当学生遇到了go against(违背,违反)这个短语动词的时候,就应该总结一下那些动词可以和against 搭配,它可能想到protest against(反对,抗议),compete against(与抗争,竞争),protect against(保护以免受伤害)等。再比如当英语学习者学习了take up(占据,开始),如果能够使用搭配联想法,可以联想到take 与其他介词的搭配,如take in(摄入),take afte(长得像),take off(脱下,起飞),take over(移交)等,或者可以联想到动词加up 的相似搭配,如show up(出现),get up(起床),make up(化妆,弥补),break up(分手)等。总而言之,搭配联想可以是纵向的也可以是横向的,无论哪一种联想都有利于英语学习者对英语词汇的应用能力培养,增加词汇量。

三、结语

联想记忆法在记忆英语词汇和扩大英语词汇量两方面都起了很重要的作用,而且也受到了很多教师的认可。本文从词音联想、词形联想、语义联想和搭配联想四个方面对联想法在英语词汇学习中的应用进行归类,并进行举例说明。联想记忆法作为词汇记忆的策略之一,英语教师应该认识到它在英语词汇教学的重要性和高效性,并适当地引导和培养学生使用联想记忆法记忆词汇和扩大词汇量的能力,减轻词汇学习的负担。(作者单位:西华师范大学外国语学院)

参考文献:

[1]Coady, J.&T. Huckin. Second Language Vocabulary Acquisition[C].Cambridge:Cambridge University Press, 1997.

[2]林承璋.英语词汇学引论[M].武汉:武汉大学出版社,2000

[3]汪榕培.英语词汇学高级教程[M].上海:上海外语教育出版社,2002

[4]杨明星.教你如何记忆英语单词[M].北京:世界知识出版社,1998

[5]郭桦.利用联想法助推大学英语词汇教学[J].兰州教育学院学报2013(9)

[6]徐丽华.联想法与大学英语词汇教学[J].广州大学学报(综合版).2000(4)

[7]瞿小平.提高学生单词记忆效率的方法初探[J]. 海外英语. 2010(01)

第5篇

[关键词]智能仪器 项目驱动 项目设计

引言

智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器,拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。在信息技术的高速发展和人工智能应用的推动下,智能仪器必将有更大的进展。因此,学习智能仪器的工作原理、掌握其主要技术和设计方法是十分重要的。智能仪器技术课程是测控仪器与技术专业本科生重要的一门专业课,全国许多高校仪器仪表类专业开设的主干课之一。智能仪器技术课程在教学过程中存在如下难度:①本课程内容涉及“电子、传感器、信号处理、计算机软硬件”等多门前导课程知识和技术,学生掌握程度和兴趣趋向差异很大;②课程体系逻辑性和系统性不强,而灵活性高,相关领域新技术引入快。本课程在教学过程中只有激发学生的学习兴趣,引导学生协作学习、自主学习才能很好的达到教学目标。项目驱动教学法正是引导学生团结协作,提高学生学习兴趣,调动学习积极性的一个比较成功的教学方法,在智能仪器技术课程的教学中被引入后,收到了较好的教学效果。

一、项目驱动教学法的内容和特点[1]

项目驱动教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,在教学过程中将教学内容设计为一个完整的项目,在教师的指导下,学生以小组协作方式制订计划,团结协作完成整个项目,从而达到学习知识,培养分析和解决问题的能力的一种教学方法。在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。

项目驱动教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。具体表现在:①开放性。学生在完成项目的过程中,可以自由探索完成项目的各种方式、方法。②综合性。项目的内容应比较综合和完整,学生完成项目需要运用多个学科的专业知识,更需要学生具有相应的多方面的能力,因此,项目驱动教学法对学习的培养是多方面的,甚至包括学习能力、解决问题的能力和团队合作能力。③实践性。项目设计注重社会需求,因此,项目驱动教学法的内容更具有实用性。

二、项目驱动教学法的实施步骤

项目教学的流程为[2]:

图1:项目驱动教学法的教学流程

三、项目驱动教学法在教学过程中的具体实施

(一)项目的确定

选择的项目的好坏、难易、是否能突出所学知识等几个问题是项目驱动教学过程的关键。要选择一个适合本课程教学目标的项目需要从以下几个方面考虑:

①授课对象的层次。针对本校学生基础知识薄弱、学习较被动的特点,在设计项目时不宜太难,太难会打消他们继续学习的积极性[3]。因此,在项目设计时尽量选择使用比较常见的传感器、显示器等元器件来实现。如温湿度控制器这个项目,选用DHT11温湿度传感器,其使用方法和注意事项在书本上、网络上介绍的比较多,学生很容易查到,自学门坎低,有利于学生开展自主学习。

②授课的内容。智能仪器技术课程在讲述智能仪器工作原理的基础上,介绍智能化仪器的设计方法,主要内容有智能仪器的输入输出通道、外设及其控制技术、通信接口、典型功能及数据处理技术、抗干扰措施、软件设计方法[4]。在进行项目设计时需综合考虑项目的统筹设置、项目间的联系和层次递进[5]。如每个项目都包含硬件电路设计和软件设计的内容,而针对输入输出通道的设计,先开展一个开关量输入输出的项目,再进行一个模拟量输入输出的项目,通过这种先易后难的设计树立学生的自信心,使学生逐步掌握智能仪器信号输入信道的设计要点。

③授课的目标。智能仪器技术的教学目标是“使学生建立仪器整机系统的概念,掌握智能仪器软硬件相结合的基本工作原理、主要技术和设计方法,结合实际仪器项目开展系统设计。着力培养学生运用所学知识与技术开展综合设计和创新实践的能力。增强学生灵活性和创新意识。”因此,项目的设计要具有综合性,既要与书本的知识紧密结合,又要能够充分体现现实中的应用情况,还要有一定的创新空间,让学生既能运用学过的知识,又可以创造发挥。

基于以上三点考虑,在智能仪器技术课程中从易到难共设置了如表1所示5个教学项目,每个项目逐渐增加新的知识点,使学生在项目的实施中逐渐掌握教学内容。

表1:智能仪器技术课程教学项目设置

(二)项目的实施

项目教学实施方案分为确定项目任务、项目实施、项目验收及综合评价3个过程。

1.确定项目任务

首先进行项目分组,每个项目都涉及到硬件电路设计、电路搭建和调试、软件程序设计、项目报告编写四方面内容,据此将学生分成4人一组,每人负责一个内容。然后教师将所提供的项目的任务、目标及相关知识点进行讲解和分析,让小组根据他们的知识结构和能力进行选题。项目确定后,根据项目的不同部分和要实现的功能,进行小组讨论,自行进行任务分工,查阅相关数据,提出合理可行的设计方案。

2.项目实施

下面以“光电脉搏测量仪”为例说明项目教学的实施过程。

1)项目描述:

(1)项目概况:通过检测透过手指的光强间接测量人体的脉搏信号并显示。

(2)项目的难点:本项目实施过程中,学生们会遇到的难点问题有:①消除环境光对脉搏传感器测量的影响。光敏器件接收到的光信号不仅包含脉搏信息的透射光的信号,而且包含测量环境下的背景光信号,即环境光和在测量过程中引起的二次反射光,只有消除背景光的干扰,才能获得准确的脉搏数,如何消除背景光,是在项目实施过程中的难点之一。②微弱信号的处理。通过光电转换得到的包含脉搏信息的电信号一般比较微弱,极易受到环境噪声和肢体运动的干扰,需对采集到的这个微弱信号进行放大、整形。③软件的编制,要求学生对单片机非常熟悉。

2)教学目标:要求学生根据学过的传感器、单片机、信号处理等知识,设计合理的信号采集电路、放大整形电路和单片机处理单路,实现脉搏的测量和显示。具体包括设计出合理较合理的脉搏测量电路;能正确利用面包板及相应芯片完成硬件电路的搭接、调试;能编写程序使系统工作起来;能够撰写设计报告。

3)实施步骤:

(1)系统需求分析、确定设计任务。在本阶段,教师指导学生从实际出发,分析光电脉搏测量仪应达到的性能和功能要求,如在性能上,测量精度达到±2/min,显示精度为±1;在功能上,系统具有①测量功能,能准确测量人体脉搏信号;②显示功能,测量的脉搏能正确显示;③存储功能,被检测人的基本信息和测量结果能存储下来;④通信功能,测量结果能远程传送至计算机终端,以实现对采集的数据的及时存储和分析;⑤上位机软件实现,用合适的工具开发上位机软件,以对采集的脉搏信息进行接收、存储、显示和处理等。

(2)拟定总体设计方案。根据系统的性能和功能要求,确定光电脉搏测量仪的硬件结构图,如图2所示。并确定关键组成部分,如微处理器、传感器等的具体型号。

图2:光电脉搏测量仪结构框图

(3)硬件电路的设计与调试。确定本项目的硬件结构后,再分模块设计出具体的电路接线图。这是项目实施过程中的一个难点。在这一过程中,教师要引导学生依据微处理器原理、模拟及数字电路原理、测量、控制电路的原理,所用元器件的功能、性能指针绘制详细的电路接线图并进行参数计算。

项目组设计出的电路接线图,经教师认可,即可由接线图列出所需元器件清单,根据接线图进行硬件电路的搭接与调试。硬件电路的调试过程是考验学生动手能力的一个重要环节,这个过程不但要用到开发系统,还要用到一些测试仪器,如万用表、示波器等。在这个过程中教师可以引导学生熟练掌握一些测试方法和技巧,为他们以后的工作打下坚实的基础。

(4)软件设计。在软件设计思路上,教师引导学生学会模块化设计,即根据项目中软件承担的任务,掌握硬件中各I/0信道与外界的联系,设计合理的软件结构。本项目中,系统初始化之后, 进行定时器中断、外部中断、显示等工作,主程序流程图如图3所示。因此,可将任务分解成初始化、定时器中断、外部中断计数、液晶显示四个相对独立的子任务由项目组成员分担完成。这是整个项目的另一重点,同时也是培养学生独立思考、分析问题、解决问题、进行创造性思维的过程。

图3:光电脉搏测量仪主程序流程图

(5)仪器联调与性能测试。软硬件设计时对各个硬件电路和软件模块进行了初步调试,还必须进行硬件和软件联调,以检验设计是否到达目标。在调试过程中,教师应引导学生分析、模拟仪器使用过程中会出现的各种情况,对仪器的所有功能进行反复操作,增强学生的观察力、感知力,培养悟性和洞察力。当程序运行出现问题时,教师及时引导学生分析问题,修正错误。例如,某些学生对外部中断的工作过程一知半解,在程序设计中缺少对数值处理的指令,因而程序运行时,发现不能按控制要求实现工作。这时教师不直接给出答案,而是让学生自己去思索,不断调试运行,主动分析、发现错误,经分析、修正,直至运行成功。在反复的运行调试实践中,学生始终处于主体地位。

(6)编写仪器文件。在完成仪器的研制后,还必须完成设计文档的编写。内容包括:①设计任务和仪器功能及性能指针说明;②设计方案的论证、性能测定和现场使用报告;③使用操作说明;④硬件数据,包括硬件结构框图、电路原理图、元器件布置图和接线图等;⑤软件数据,包括程序总框图、各模块框图、程序列表等[6]。

3.项目的评估总结

项目的评估总结是项目驱动教学法的重要环节。学生在项目实施过程中会遇到各种各样的问题,先由学生对出现的问题和工作的结果进行自我评估,再有教师进行评估总结,指出问题的所在及解决的方法,总结比较各组的特点,引导他们学习别人的长处来改进和提高自己的能力,使学生的各种能力在评估中得到提高。

(三)教学过程中的注意事项

1.所有的项目,教师要先期实施完成过。这样,一方面对项目有个全面的了解,便于更好地指导学生;另一方面当项目提出的时候就能拿出明确而具体的成果展示,使学生有明确的目标和感性认知过程,知道实施该项目要解决哪些问题,关键在哪里。

2.坚持以学生为主体。在项目的实施过程中,教师不要直接给学生提供答案,而是要求学生通过自己的观察和学习,找到解决问题的方法。当他们通过努力最终成功时,自信心和创造力得到提高,而解决问题的能力也在实践中潜移默化地发展。

3.发挥好教师的引导作用。在教学过程中,教师要深入了解学生的进展,在学生遇到问题时,及时进行指导,帮助解决难题,以使学生保持对项目的兴趣和积极参与的热情;在学生学习不够主动时,给学生提出问题,引导学生去探究;在学生完成基本项目后,调动学生的创作欲望,进一步完善项目创作;在项目完成后及时做好评价工作。

四、结束语

项目驱动教学法改变了传统的被动的教学模式,不再是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,他们在这个过程中锻炼各种能力。近些年的教学实践证明,项目驱动教学法激发了学生的自信心和积极性,锻炼了学生的综合能力,在智能仪器技术课程的教学中收到了良好的效果。

[参考文献]

[1]孙绍荣:高等教育方法概论,上海:华东师范大学出版社,2010年。

[2]杨结群:浅谈项目驱动教学法在电子技术基础课的应用,科技信息(科学教研),2007年,第18期。

[3]王荣娟:浅谈项目教学法在电子技术基础课教学中的应用,知识经济,2012年,19期

[4]王祁:智能仪器设计基础,北京:机械工业出版社,2010年。

[5]贡雪梅:项目驱动教学法在单片机原理课程设计中的应用,实验技术与管理,2009年,第7期。

第6篇

关键词:经济应用数学;数学建模;教学;融入

随着科学的发展,数学这一重要基础科学迅速向自然科学和社会科学的各个领域渗透,数学方法更是在现代经济学发展中起着越来越重要的作用。同时随着现代经济的发展变化,新经济问题的不断出现,又向数学提出了更高的要求,也为数学的应用提供了更广阔的空间。数学建模是数学走向应用的必经之路,是经济问题与数学之间的一座桥梁。本文就我院开设的《经济应用数学》课为例,阐述在教学过程中融入数学建模思想方法的重要意义。

一、经济应用数学课程教学现状及存在的问题

经济应用数学课是财经、管理类各专业的一门必修学科和重要的基础学科,它在经济管理科学中有着广泛的应用,为高职院校财经、管理类专科生学习专业课程提供必备的数学基础。但从学生对课程的评价来看,绝大多数学生对本课程的学习感到困惑,不清楚学量的数学定理、公式与经济乃至自身的专业有何联系。除去学生中学数学基础知识不扎实等能力和情感因素外,主要有以下原因:

(一)课时偏少、教学内容不够充实。《经济应用数学》开设在大一第一个学期,每周四节共48学时,根据学生水平制定的教学进度,只能完成《经济函数》、《行列式与矩阵》、《概率论初步》等教材前三章的数学概念和理论教学,而体现数学应用的《线性规划问题》等章节却因课时不足而忽略或只是简单提点。教师在有限的学时内则以理论讲授为主,使得数学与经济的融合不够。

(二)由于大多数教师都是数学专业科班出身,对经管类专业的课程了解也不够,因此在课堂教学过程中只注重数学知识的传授,强调逻辑性与数学自身的体系性,却不能站在经济学的角度分析问题,不能很好的把数学知识与学生的专业知识领域有效的结合,弱化了本门课程为学生后续课程的“服务性”。

(三)数学教师的授课方式多以传统的“一讲一练”的方式为主,考核方式仍采用闭卷考试的方式,侧重于考查学生对数学定理、公式的运算,及简单的经济函数概念、例题的掌握,没有强调数学在经济中的应用性,无法提起学生的学习兴趣。

因此,体现数学在经济领域的“实用性”,是经济应用数学课程改革的关键,引入经济数学模型,融入数学建模思想方法是这一改革的重要途径。

二、数学建模相关概念

(一)数学模型与经济数学模型的概念

数学模型是数学思想精华的具体体现,是对客观实际对象的数学表述,它是在一定的合理假设前提下,对实际问题进行抽象和简化,基于数学理论和方法,用数学符号、数学命题、图形、图表等来刻画客观事物的本质属性及其内在联系。当数学模型与经济问题有机地结合在一起时,经济数学模型也就产生了。

所谓经济数学模型,就是把实际经济现象内部各因素之间的关系以及人们的实践经验,归结成一套反映数量关系的数学公式和一系列的具体算法,用来描述经济对象的运行规律。所以,经济数学模型是对客观经济数量关系的简化反映,是经济现象和经济过程中客观存在的量的依从关系的数学描述,是经济分析中科学抽象和高度综合的一种重要形式。

(二)数学建模的概念

数学建模是指通过对实际问题的抽象、简化、确定变量参数,并应用某些“规律”建立起变量和参数间的确定的数学模型,求解该数学模型,解释、验证所得到的解,确定能否多次循环用于解决实际问题的过程。

三、在经济应用数学教学中融入数学建模思想的重要意义

在传统的高职数学教学中,主要以定义讲解、定理证明、公式推导为教学目标,要求学生掌握大量的计算方法和技巧,忽略了综合运用和解决实际问题能力的培养,这与高职教育培养高技能应用型人才的培养模式相距甚远,因此在数学教学中加强培养学生的数学建模能力具有十分重要的意义。

(一)可以激发学生的数学学习兴趣

由于在传统的教学中《经济应用数学》体现不出数学在经济领域的“实用性”,容易让学生产生“学而不会用”的消极情绪。而数学建模是社会生产实践、经济领域等生活中的实际问题经过适当的简化、抽象而形成数学公式、方程、函数式或几何问题,体现了数学应用的广泛性,因此在教学过程中通过融入数学建模的思想方法,能让学生感受到数学的无处不在,数学思想方法的无所不能,同时能够及时的将理论知识转化为实际应用,充分调动了学生学习的主动性、积极性,从而激发了学生学习数学的兴趣和热情。

(二)可以培养学生的应用、创新能力

学生在建立数学模型的过程实际上就是将数学知识及方法结合到经济问题中并进行分析、推理的过程,由于数学建模没有统一的标准答案,方法灵活多样,教师可以从中引导和激发学生大胆创新,通过小组合作共同开放解决实际问题的最佳数学模型。因此在数学建模过程中,不仅能有效培养学生的综合应用能力、创造能力,还能提高学生对实际问题的观察、联想与归类能力。

(三)可以培养学生合作学习的能力

数学建模过程需要小组讨论合作的方式进行,在讨论、学习的建模过程中培养了小组成员间团结合作的精神,通过相互讨论、相互学习、相互协调,有效的促进了小组成员间的交流与表达能力,进而提高学习小组间的竞争意识,实现“主动学习”的教学效果。

四、如何在经济应用数学课程教学中融入数学建模的思想方法

根据经济应用数学课程的课程定位,它是财经、管理类专业的专业基础课,主要为学习后续课程服务的,在教学内容多而教学课时量较少的情况下,要突出其“经济应用性”,在教学中应做到:

(一)促进学生数学思想方法的形成

在经济应用数学课程教学中要让学生了解掌握一定的数学概念、公式、公理,但更主要的是促进学生数学思想方法的形成,使学生能敏锐的将现实的经济问题转化为数学问题,并用数学的思想方法来解决问题。

(二)在教学过程中引入与课堂知识相关的简单数学建模实例

如:1、在讲解需求函数等经济函数的概念时引入数学模型。在模型的解答过程中,学生对需求函数的概念有了深刻的理解,并且通过运算自行总结出需求函数的几种常见类型的函数表达式;2、在讲解弹性分析一节时,引入经济生活中遇到的降价促销现象,通过教师引导学生参与教学活动建立数学模型探讨价格变化与需求量之间的关系抽象归纳出需求弹性的公式;3、在积分的经济应用问题中融入数学建模的思想,可通过“利润最大化”、“成本最小化”等问题,结合微积分的数学方法进行求解。

在教学中融入数学建模的思想方法,除了给学生一种直观的感受、开拓学生视野外,更重要的是能培养学生自主思考、合作学习、共同探讨的良好学习习惯,培养学生应用数学方法去分析解决问题的意识和能力。

第7篇

1.活动

所谓项目教学法的活动,是指为了完成工作职责,学生需要借助于有限的器械,采取合理的方法,进行一系列的探究性行动。学生在项目教学活动中,再也不是单纯地坐在座位上听教师讲课,而是立足于实践,在分析解决各种难题的过程中收获有应用价值的知识。此类活动对于学生而言挑战性十足,活动中分配的任务具备相当高的难度,不但要求学生具备牢固的知识基础,还要能够利用所学知识进行自主学习,挖掘新技能,处理未知的难题。学生通过分析解决各项任务,拓展了专业理论范畴,锻炼了实际动手能力。例如,将项目教学活动应用于建筑设计课程中时,具有一定的建构性,学生在此平台上可自由地施展自身的艺术才能,理解建筑大师的设计思路,有利于形成自己的建筑专业知识体系。

2.情境

学生开展研究性学习活动需要适合的场所或环境,这就是项目教学的情境。此种情境包括现实工作的场所,也包括电子信息时代下盛行的虚拟环境或仿真情景等。

3.结果

项目教学的结果泛指学生经历一系列研究性活动之后,所收获的在艺术设计专业领域适用的知识、技能或职业操守等,包括应用型知识、团队合作意识和自主研发能力等。

二、项目教学法在艺术设计教学应用中的注意事项

1.实战性项目

教学法把现实工作中的项目实行机制融入日常教学行为中,在教学中最大限度地移植真实的工作模式,依照现实状况合理引导学生履行不同的职责,在被公司许可的前提下也可将其内部的工程作为项目课题,开展实践课程教学,把实践流程嵌入艺术设计的教学活动中,降低学习知识和未来工作的差异性。为了使项目教学法的实施更有成效,学校还应积极争取与艺术设计机构或团队进行广泛的沟通与合作,包括景观设计或室内设计单位,尽可能让学生直接参与设计,借此让学生体会所学知识在实践中的作用,有利于提升学生的学习积极性和自主探究的能力。

2.目标合理化,课题科学化

项目化教学应该在施行初期就设定科学化的教学目标,首先要明确此项目能够教会学生的技能、设计方法或艺术知识等。项目设计要想达到教学要求,必须制定科学合理的教学目标,目标要紧跟大学阶段的教学大纲,符合艺术设计专业的主流教学需要。在艺术设计课程教学中应该借助于国内外经典的艺术设计案例,开展趣味性教学活动,培养学生的独立调研及剖析案例的能力。根据不同年级学生的知识体系与深度,布置难度适中而富有挑战性与实践性的课程作业,这是将教学效果延伸至课堂外的有效途径之一。

3.强调过程化

项目教学法顺利实施的关键在于制定一套严谨有序的项目教学规划,譬如项目资料收集、项目构建和剖析、案例提取、设计实施、结果评估等。在项目开展过程中,学生可以通过流水线式的项目施行过程领悟学习的真谛,满足学习所求,而不仅限于最终成果的取得。在过去的教学过程中,很多高校的学生不重视艺术设计细节,只是在学期末临时赶作业;而项目教学法将学习成果分割到各个时间点上,学生要定期总结自身所学知识,并汇总上报导师,由导师进行逐一考察,将其表现计入考核成绩单,这大大提升了全过程的学习效果。

第8篇

关键词:项目教学法;环境艺术设计专业;美术教学;应用

伴随着现代教育理念的推广,项目教学法的应用范围日益扩大。美术作为环境艺术设计专业的基础课程和必修课,必须进行全面的革新,才能更好地提高教学质量。项目教学法主要是以具体的项目为纽带,向学生分配任务,学生在参与、完成任务的过程中能提升自身的学习能力。教师利用项目教学法的优势,将其应用到美术课程教学中,能获得较佳的教学效果。

一、项目教学法应用在美术教学中的重要性

与其他专业相比,环境艺术设计专业课程的实践性内容明显多于理论知识内容,该专业的美术课程也不例外。教师在开展美术教学活动时,倘若仍旧采用固有的教学方法,那么学生所掌握的也只是教材中的理论知识,学生的实践能力难以得到进一步强化。项目教学法有效地解决了部分教师重理论而轻实践的问题,教师应用项目教学法,以项目为主线,让学生参与其中,学生在参与的过程中能够独立地完成相应的学习任务,这样不仅能提升学生的实践能力,还能大大提高课堂教学效率。除此以外,项目教学中有较大比重的实践教学内容,这样学生就有了足够的实践练习,能够帮助学生牢固掌握教学内容,把知识应用到实际生活中,从而有效地提升学生独立设计的能力。

二、项目教学法在环境艺术设计专业美术教学中的应用途径

1.项目选择阶段

在实施项目教学法的过程中,教师要做到与时代接轨,要理性、系统地选择项目,为项目教学提供一定的资料支撑。首先,教师要搜集、整理实施项目教学法所需要的资料、信息,将相关资料、信息整合到项目案例库中,这样教师就可以在备课阶段节省大量的时间。其次,教师选择的教学项目要具有一定的代表性,教师要通过分析学生学习中遇到的问题,对项目进行完善,这样才能避免项目分析阶段出现资源浪费的现象。

2.项目实施阶段

项目实施阶段是整个项目教学的核心环节。一般来说,教师会在正式授课前成立项目学习小组,并由各个小组成员推荐负责人,制订组内学习计划,落实分工并且明确到个人。在项目教学的案例讨论环节,教师可以采用小组协助学习法,由组长组织小组成员团结协助,共同完成任务。在遇到困难时,可先在组内进行讨论并加以解决,如果解决不了,再由教师指导。在项目实施环节中,教师要发挥自身的引导作用,及时、恰当地对各组的项目实施进行指导、点拨,和学生一起分析项目中存在的难点,对于一些共性问题,师生可以在课堂上进行讨论,确保学生在项目实施过程中学有所得、学有所获。

3.案例考核阶段

美术教学并不是简单地向学生传授美术理论知识,而是在传授学生理论知识的基础上,引导学生学会总结规律、发现问题、分析问题、解决问题,将学到的知识应用到实践中。在项目探讨结束后,教师需要对项目教学的情况进行总结,分析学生的项目分析能力、项目设计能力,以及学生在探讨过程中存在的问题,提升学生的知识建构能力。教师还要对项目教学效果进行评定,针对需要改善的地方进行补充,整合学生反馈的信息,为以后的课堂教学提供参考。除此以外,为了进一步激发学生学习美术的兴趣,教师需要对学生的学习效果、学习过程进行科学的评价,让他们明确自己在案例中学到了哪些知识。

结语

实践证明,项目教学法在环境艺术设计专业的美术教学中发挥着极其重要的作用,能够有效实现理实一体化教学。因此,教师应立足于环境艺术设计专业的人才培养方向和美术课程的本质,根据艺术设计专业学生的实际情况,积极引进项目教学法,为社会培养出更多优秀的综合型人才。

参考文献:

[1]张霞.高职建筑装饰专业美术教学改革之探索.美术大观,2011(4).

[2]厉子强.项目教学法在园林专业的美术课教学改革中的运用.科技信息,2009(35).

第9篇

关键词:葛根素;胸主动脉环;NO合成酶;血管舒张

葛根素(Puerarin,Pue)具有扩血管、降血压、抗心肌缺血等作用。以往研究表明葛根素扩血管机制存在争议,可能与实验条件和动物种属不同有关。本文的研究旨针对血管条的不同血管段血管活性不同对于葛根素血管舒张作用机制的影响,应用NO合酶抑制剂L-硝基精氨酸(L-NAME),探讨葛根素对不同胸主动脉段的舒张作用与NO的关系,观察葛根素的舒血管作用机制。

1 资料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验动物:SD大鼠36只,体重250~300 g,雌雄兼用,由青龙山动物中心提供。

1.1.2 药品:重酒石酸去甲肾上腺素(Noradrenaline Bitartrate,NA)购自天津金耀氨基酸有限公司,批号:0803192;苯肾上腺素(Phe),L-硝基精氨酸(L-NAME)购自Fluka,批号:1115878、40705093;氯化乙酰胆碱(Ach)购自Alfa Aesar公司,批号:10132497;葛根素,由南京师范大学袁生教授实验室提供;溶于50%丙二醇进行实验。

1.1.3 试剂:K-H液:NaCl 118.0 mM,KCl 4.7 mM,NaHCO3 25.0 mM,KH2PO4 1.2 mM,MgSO4 1.2 mM,CaCl2 2.5 mM,glucose 11.0 mM。均为普通国产分析纯。

1.1.4 仪器:MD 2 000生物信号采集系统购自南京医科大学。

.2 实验方法

1.2.1 不同种属动物胸主动脉环制备:20%乌拉坦(给药计量1 g/kg)麻醉,给药量为0.6 ml/100 g。取正常大鼠胸主动脉,置于预冷以100% O2饱和的K-H液中,去除血管周围结缔组织,制备成3~4 mm的血管环,并悬挂于盛有预先以95% CO2混合气体的K-H液的5 ml浴皿中,下段用钢丝钩固定住,上段与张力换能器相连,用MD 2 000生物信号采集系统记录张力Emax。浴皿中持续通入气体,保持(37±0.5)的恒温,给予不同前负荷,15 min换1次缓冲液,平衡60 min,加入NA(浴槽终浓度10-6 mol·L-1)预收缩2次,用K-H液洗脱至基线后进行下列实验。去内皮组以机械法去除内皮。血管内皮活性的检验:用Phe(浴槽终浓度10-6 mol·L-1)处理动脉环使其收缩至平台,加入Ach(浴槽终浓度10-5 mol·L-1)动脉环舒张至平台,检验内皮完整性,舒张活性>70%为内皮完整;舒张活性<20%则认为内皮去除。

1.2.2 葛根素对苯肾上腺素引起的收缩的影响:随机选取大鼠胸主动脉环,分为去内皮组、内皮完整组、溶剂对照及正常对照组,葛根素用Phe(浴槽终浓度10-6 mol·L-1)处理动脉环使其收缩至平台,加入葛根素(浴槽终浓度10-7~10-4 mol·L-1)动脉环舒张至平台,记算舒张百分数。

1.2.3 胸主动脉环的区域差异性:将大鼠的胸主动脉从近心段开始剪成6段,编号1~6,取1、3、6分为作为近心段、中段和远心段,进行实验[1]。分为去内皮组和内皮完整组。两组动脉环分别经预处理后,使溶液中累加苯肾上腺素的浓度依次(10-9~10-5 mol·L-1),测定Phe引起大鼠胸主动脉条收缩的改变。后用K-H液洗3次,待主动脉条张力恢复正常并平衡45 min后,加入,孵育20 min后重复以上过程;或用L-NAME(浴槽终浓度10μmol·L-1)和葛根素(引起最大舒张百分数的浓度)共同孵育20 min后,重复以上实验。

2 结果

2.1 葛根素最大舒张浓度:结果如图1所示,葛根素引起最大舒张的浓度为10-4 mol·L-1,去内皮组和内皮完整组的最大舒张百分数为(40.2±7.78)%和(61.2±3.87)%,与溶剂及正常对照组相比,比较差异有统计学意义(P

图1 葛根素孵育对Phe引起的收缩作用的舒张百分率

2.2 去内皮组:由表1可知,去内皮血管近心段、中段和远段血管环葛根素舒血管作用比较差异无统计学意义。仅近心段血管Phe引起的收缩活性明显较其他两组强Emax比较差异有统计学意义(P

表1 不同去内皮血管环样本中葛根素对Phe引起的血管环收缩活性的影响

注:与中段和近心段比较,①P<0.01

2.3 内皮完整组:由表2可知,虽葛根素的血管舒张作用各组比较差异无统计学意义,但葛根素与L-NAME共同孵育后,远心段血管环的舒张抑制作用较中段和近心段强,Emax较孵育前比较差异有统计学意义(P

表2 不同内皮完整血管环样本中葛根素对Phe引起的血管环收缩活性的影响

注:与中段和近心段比较,①P<0.01;与葛根素孵育组比较,②P<0.05

3 讨论

体外血管环实验作为筛选心血管活性化合物及研究心血管活性物质的作用机制常用的基础实验被广泛应用,但同时由于不同种属动物不同部位的血管作用仍存在差异,并且操作规范因人而异,从而相同化合物可能得到不同结果。而葛根素舒张血管作用机制在国内外文献中就大不相同。本文着重研究了体外血管环试验中容易被忽略的因素,即远心段、中段与近心段的血管环活性差异。

早在上世纪80年代,Kita T等[2]在研究中就发现在家兔家族性高胆固醇血症模型中,远段胸主动脉的血管损伤程度要比其他段血管严重许多。而在Honda H等[1]研究中,则发现中段和远心段血管较近心段血管舒张作用的不同与乙酰胆碱诱导的内皮源性NO的释放有关。本实验中远心段血管环对于异丙肾上腺素诱导的血管收缩活性以及葛根素诱导的血管舒张作用活性较中段和近心段血管环弱。而葛根素于L-NAME孵育后乙酰胆碱诱导的血管舒张作用均减弱,但对于远心段血管环作用最强,产生这种作用的机制可能与不同血管段合成NO能力不同有关。而中段和近心段血管在葛根素和L-NAME共同孵育后Emax虽升高,但比较差异无统计学意义,提示现有文献报道中葛根素的舒血管作用机制的争议可能与血管环样本的选择有关。但远心段血管环与中段、近心段血管环活性差异的进一步机制仍值得深入研究。

葛根素不同种属的动物血管环作用也可能有差异。本实验在设计时同时选择了家兔胸主动脉做样本,因为家兔胸主动脉是国内外实验研究中常用的样本,但是实验过程中发现在家兔胸主动脉体外血管环实验中,高浓度乙酰胆碱诱导血管收缩且呈浓度依赖性。这种收缩作用在L-NAME孵育后增强。Jino等[3]研究发现家兔胸主动脉环L-NAME孵育后乙酰胆碱诱导的血管收缩作用可能与白三烯C4和D4的合成有关。而后Mazzetti L等[4]在大鼠胸主动脉条实验中发现,乙酰胆碱能诱导吲哚美辛孵育后用苯肾上腺素预收缩的血管条产生收缩作用,这种收缩作用能够被选择性的半胱氨酰白三烯受体1拮抗剂阻断,且仅半胱氨酰白三烯1能诱导血管收缩作用。提示家兔胸主动脉环乙酰胆碱诱导的收缩作用与NO合成和释放有关,但具体机制仍待机进一步研究,可能与白三烯类物质合成和释放有关。

本实验发现去内皮后,葛根素的舒血管作用显著下降,且在远心段血管环样本中葛根素对大鼠胸主动脉的舒张作用能够被NO合酶抑制剂L-NAME显著抑制,表明葛根素作用的发挥与内皮细胞的NO系统有重要关系。可以推测,葛根素作用于血管内皮细胞后,促进了内皮依赖性舒血管物质NO的合成与释放,后者介导了葛根素的舒血管效应[5]。

综上所述,在体外血管环试验中,样本的选择会造成结果不同。葛根素的舒血管作用机制与NO系统有关,但它是如何影响NO的合成和释放等过程,还有待进一步的研究。

参考文献

[1] Honda H,Ushijima.A regional variation of acetylcholine-induced relaxation in different segments of rat aorta[J].Physiol Behav,1997,63(11):55.

[2] Kita T,Nagano Y,Yokode M,et al.Probucol prevents the progression of atheroatherosclerosis in Watanabe heritable hyperlipidemic rabbit,an animal model for familial hypercholesterolemia[J].Proci Natl,1987,84(1):5928.

[3] Jino H,Kurahashi.Possible involvement of endothelial leukotrienes in acetylcholine-induced contraction in rabbit coronary artery[J].Life Sci,1996,59(12):961.