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本文作者:朱桂琴盧強工作單位:信陽師范學院
1.研究對象本研究的對象為S省Z市的中學信息技術教師。方法采用問卷調查,并對部分信息技術教師進行了網絡訪談。課題組于2011年6月26日至7月31日通過網絡對S省Z市的中學信息技術教師進行了《中學信息技術教師TPACK現狀研究》的抽樣調查,即:首先將設計并編制的問卷通過網絡問卷調查服務網站到網絡,然后采取整體分層隨機抽樣方法抽取該市部分中學教師,通過網絡與之聯系并將問卷鏈接發送過去進行調查。本次共抽取95位中學信息技術教師參與網絡調查,截至2011年7月31日21時,共有87人參與調查(參與率為91.58%),剔除不合格的問卷,保留有效問卷82份,有效率達94.25%,并對10余名教師進行了網絡訪談。2.調查方法與統計方法本研究在充分調研文獻的基礎上,分析了國內外相關研究的研究現狀、研究內容和存在的問題。基于此設計并編制了《中學信息技術教師TPACK現狀研究》調查問卷。該問卷主要包括六個部分,第一部分調查中學信息技術教師的基本情況,包括性別、教齡、學歷、專業、職稱等;第二部分調查技術環境下信息技術教師的教育取向,包括教學的目的、技術環境下進行教學的依據、使用技術的目的、技術在教學中的作用取向和常用的技術等;第三部分調查技術環境下的學科內容知識,包括對課程目標的處理、利用技術獲取及處理課程內容或資源、借助技術聯系課程與學生生活經驗等;第四部分調查關于學習者的知識,包括是否清楚學生具備的知識、技能或能力,學生學習某一知識可能的認知路徑,學生對特定課程內容理解的程度等;第五部分調查技術環境下技術融于課程的教學知識,包括課程內容的表述形式、選擇合適的技術支持教學、技術使用的時機等;第六部分調查技術環境下的教學評價知識,包括評價目的、評價方式、評價內容、評價使用的技術手段等。為保證問卷的客觀性、科學性和有效性,我們在編制問卷之后,首先進行了小范圍預調查,依據預調查數據對研究目的的適應情況有針對性地對部分題目進行了修訂。同時,為了彌補問卷調查的某些不足,以對中學信息技術教師TPACK知識現狀與問題有更全面的把握,本研究還對部分信息技術教師進行了深度訪談。研究獲得的數據通過問卷平臺和SPSS軟件進行統計與分析。
調查對象的基本情況本次調查對象的性別比例比較均衡,其中男性教師占59.76%,女性教師占40.24%。年齡上以中青年為主,其中教齡在10年以上的占45.12%,教齡在7-10年的占34.15%,教齡在4-6年的為13.14%,近三年新進教師僅占7.32%。96.34%的被調查者具有本科學歷,這從某種程度上說明中學信息技術教師的學歷層次已得到提高。從專業結構上看,74.39%的為計算機專業,僅有14.63%的為教育技術專業,其他專業占10.98%,這從某種程度上吻合了中學信息技術教育中重實踐操作而輕信息素養培養的現象,也反映了教育技術專業人才在教育中,特別是信息技術教育中還沒有凸顯出強有力的專業優勢。就職稱上講,3.66%的被調查教師具有中學高級職稱,54.88%的被調查教師具有中學一級教師職稱,31.71%的為中學二級,初聘的為6.1%,說明中學信息技術教師隊伍素質普遍較高。)技術環境下信息技術教師的教育取向分析教育須有信仰,沒有信仰就不能稱其為教育[6]。教師的教育信仰是對“教育的本質是什么?教育的目的是什么?什么是好的教育?”的追問與回答,它積淀成教師的教育取向,體現于教師的教育實踐活動。教師的教育取向具體體現在對課程教學的理解和課程教學實踐所恪守的原則,它指導著課程教學實踐,影響著課程教學活動的開展,甚至影響著課程教學的效果與質量。數據分析顯示,信息技術教師普遍具有良好的信息技術課程觀,92.68%的被調查教師首先認為信息技術課程“是一門既注重信息技術應用又注重培養信息素養的學科”,75.61%的教師同時認為該課程還體現為“一種搜尋信息和溝通的手段或方法”。同時,中學信息技術教師對信息技術課程教學目的的理解普遍有所提高,他們不再僅僅將教授知識作為信息技術課程的目的,而是將關注“培養學生運用知識解決實際問題的能力”作為首要的課程目標,然而他們卻忽視了信息技術教育最終的追求———“培養學生運用信息技術的態度和意識”(見圖1)。教師雖擺正了信息技術課程的課程觀,一定程度上提高了對課程目標的認識,然而在具體的教學中,還不能有效運用。課程教學還束縛于信息技術課程標準、教材,其次才是考慮學生的需求或已有的知識經驗、教師經驗和社會問題(得分均值分別為課程標準4.96、教材4.46、學生的需求或已有的知識經驗3.43、教師經驗2.67、社會問題2.18、其他0.06)。統一的課程標準,很難有效地適應各地教學的實際,也很難適應多樣的學生和社會的多元需求。技術在場的信息技術課程教學,教師不僅要教技術,還要考慮如何使用技術來幫助教。教師關于技術在課程教學中作用的理解和把握,不僅組成著教師的教育取向,還影響著信息技術課程教學的實踐和效果。數據分析顯示,大部分信息技術教師并沒有形成完善的技術觀,沒有建立起技術在教育教學實踐的自我理解。針對在信息技術課程中使用技術的目的進行調查發現,使用技術的首要目的是“豐富教學表現形式,幫助學生理解知識(91.46%)”,其次是對學生自主探究能力(80.49%)、使用技術學習能力(75.61%)的培養,同時還有71.95%教師同時考慮使用技術幫助教學能有效節省授課時間這一因素。也就是說信息技術課程教學中使用技術還沒有把培養學生“探究能力、使用技術進行學習的能力”放在首位。當提及信息技術的作用時,91.46%的認為是支持信息技術課程問題的發現與探究,其次分別是支持討論與交流(79.27%)、支持信息資源的獲取和網絡學習(71.95%)、支持練習測試反饋(68.29%),最后才認為技術能幫助知識和問題表征(59.76%)。針對使用的具體技術進行調查時,他們使用最多的是PPT、課件和教學資源庫、文字處理軟件(Word、WPS)、數據處理軟件(Excel)、交流工具(QQ、e-Mail、BBS或留言板)、搜索技術、光盤等(見圖2)。由此可見,中學信息技術教師亟待提高課程教學應用技術觀,亟需建立起如何在教育教學中應用技術的自我認識和理解,并能關注新技術、新工具,進而能在自我的教育教學實踐中合理應用。技術環境下信息技術教師的學科內容知識分析教師的學科內容知識不僅包括教師要教(學生要學)的具體學科知識(如:核心事實、概念、理論、方法、組織觀點的解釋框架和證明規則),還包括教師對知識本質的理解、對學科領域的探索等。理解前者是教師有效教并確保學生所接受知識的準確性的前提,而掌握后者則是確保教師將學科知識有效進行“教學轉化”的前提[7]。一般情況下,絕大多數教師良好地掌握了具體學科知識,卻對理解學科知識的本質、知識點與知識點以及知識與教學目標、學生經驗的聯系等有一定的困難。調查數據分析顯示,54.88%的被調查者認為能制定教學目標和處理各單元或主題間的聯系。20.73%的被調查者認為非常符合,如果再加上認為一般符合的19.51%,說明大部分教師能處理好教學目標與教學知識點的關系。針對教師是否清楚如何使用概念圖等技術處理單元或主題間聯系的調查發現,僅有9.76%的被調查教師認為非常清楚,37.8%的認為比較清楚,處于一般水平的有35.73%,還有17.08%的認為自己不能甚至根本就不知道如何使用技術工具處理單元或主題間的關系。由此可知,能熟練或比較熟練地使用技術處理單元或主題間聯系的信息技術教師相對較少。同時,數據分析顯示,相對于處理單元或主題間的聯系,教師處理知識點間的聯系顯得更加嫻熟,19.51%的認為非常清楚,54.88%的認為比較清楚符合,21.95%的認為一般,認為不清楚或非常不清楚的僅占3.66%。數據分析還顯示,被調查教師均具有良好的運用技術將課程與學生生活經驗進行聯系的能力(見圖3),并能將課程內容與學生的生活經驗有效聯系起來。因此,我們可以推斷,大部分教師能較好地處理知識點與知識點、課程與生活經驗、課程目標甚至各單元或主題間的關系,并能有效處理課程與學生生活經驗的聯系問題,卻對如何利用概念圖等技術工具處理單元或主題的聯系感到困難,這反映了教師能掌握并處理好課程的基本內容,但對如何有效利用各種技術幫助自我處理課程內容及其聯系存在疑慮。技術環境下,關于學習者的知識分析學習者是教的對象、學的主體,深入了解學習者是教學活動存在意義的前提。關于學習者的知識不僅包括學習者的年齡、經歷、文化背景、情感等因素,還包括學習者的認知發展水平、認知結構和特定教學內容的認知過程等認知特征因素。中學的大班級教學,學生的年齡、學習經歷、認知發展水平等差別相對不大。因此,本研究僅對影響教師教學較大的認知結構和認知過程進行了相關調研。數據分析顯示,絕大部分教師掌握了如何借助技術了解學生的現狀,針對“為了達到教學目標,您知道如何借助技術了解學生現有的情況”這一問題,18.29%的被調查者選擇非常符合,54.88%的選擇比較符合,20.73%的選擇一般符合,僅有6.1%的選擇不符合或者非常不符合。同時,大部分被調查教師能較清晰地了解一門課程的哪些概念或知識點對學生是難以理解的,還能清楚地了解學生學習某一概念或知識點時可能的認知路徑。絕大多數教師能清楚地掌握學生進行問題解決時經常犯的錯誤,能知道學生在使用技術時可能出現的問題和困難,能掌握為了讓學生理解特定的新問題需要提供哪些真實的經驗知識。相對于其他方面,教師對如何了解學生對特定課題能夠理解到何種程度掌握得相對較差(具體數據見表1)。也就是說,大部分信息技術教師掌握了如何利用技術了解學生的認知結構與過程等關于學習者的知識,但還有一部分教師對“如何了解學生學習某一概念或知識點時可能的認知路徑”“為幫助學生理解新問題應提供哪些真實經驗”“如何借助技術判斷學生達到了教學目標”和“如何判斷學生理解某一課題的程度”等掌握的不足,有待于進一步提高和完善自我。技術環境下,技術融于課程的教學知識分析教學知識是關乎“給定教學對象、給定教學內容的情況下,在何種情境下教(教的情形、學的情境)、如何教(教學的方法)、通過什么途徑教(教學的手段、技術工具和表征)”等問題的知識。信息技術教師的課程教學所處的大情境已基本給定(大班級授課制、網絡機房授課、學生年齡相差不大等),因而在調研中我們主要對“如何教”和“通過什么途徑教”兩個方面進行了調研。“如何教”是明確教學方法或教學策略的過程,針對該方面內容的調查數據分析顯示,絕大部分教師能夠開展“探究性活動、組織匯報或討論、進行反思”等活動,幫助學生對特定的概念或原理進行理解,但仍有一小部分教師不知道甚至根本不知道如何開展這些活動(具體見表2)。雖然大部分教師表示能開展各種活動幫助學生理解特定的概念或原理,但對自己所選擇的活動能多大程度地幫助學生理解相關概念或者原理了解得不甚理想,數據顯示僅有13.41%的被調查者非常清楚地了解自己所選擇的活動能多大程度上幫助學生理解相關概念或原理。就技術掌握情況上追問得知,絕大多數教師認為自己能夠選擇合適的技術來支持自己的教學,還能有效選擇合適的技術來支持學習者的學習。同時,絕大多數認為自己清楚如何將所選擇的技術恰當地運用于教學(具體見表3)。進一步調研可知,14.63%的被調查者認為自己非常清楚地了解特定的活動應選用何種技術,54.88%的認為比較清楚地了解,24.39%的認為一般清楚,僅有6.1%的認為不清楚或者根本不清楚。有效的教學不僅需要方法、策略,同時還需要知識的呈現與表征。有效的知識表征涉及知識的符號表征、邏輯表征和意義表征。知識的符號表征是知識表征的外在形式,是對表征技術和形態的選擇,是對使用何種技術手段(是黑板、粉筆、教科書、投影儀等傳統技術,還是電視、廣播以及計算機、網絡等現代技術)進行表征的回答。邏輯表征涉及知識構成的邏輯過程與知識思維形式,它體現著知識表征的邏輯順序。知識的意義表征是知識的價值形式,它是知識之所以為知識的價值體現,體現著知識表征的價值意義。從調查數據分析可知,被調查教師能較好地運用圖示、例子和類比來幫助學習者理解特定的概念或原理(見表4),并能了解各種表述形式存在的優勢與不足,其中15.85%的被調查者非常清楚地了解各種表述形式存在的優勢與不足,51.22%的比較清楚,31.71%的一般清楚,僅有1.22%的不清楚。同時,被調查的信息技術教師普遍認為自己清楚針對特定的內容應該選用何種技術進行表征,其中12.2%的教師認為自己非常清楚針對特定內容應用何種技術進行表征,59.76%的認為比較清楚,23.71%的一般清楚,僅有4.88%的不清楚或非常不清楚。由此可見,教師基本了解針對特定的課程教學內容如何進行表征。數據分析顯示,教師不僅掌握了如何用技術表征技術,還掌握了技術應用的時機,12.2%的被調查教師認為自己非常清楚技術應用的時機,51.22%的認為比較清楚,32.93%的認為一般清楚,僅有3.66%的認為不清楚或根本不清楚。為深入了解教師對邏輯表征和意義表征的理解,我們對信息技術教師進行了網絡訪談。訪談發現教師對如何應用技術對特定的主題進行邏輯表征存在疑慮,特別對如何進行意義表征存在非常大的疑慮。有教師指出“依據課程內容的邏輯進行講述是不困難的,但選擇和使用適當的技術進行邏輯表述是比較困難的”,當問及困難在什么方面時,大部分被訪談教師認為“主要是找不到針對某一特定內容的已開發好的資源,自己開發不僅技術有困難且時間不允許”。針對如何進行課程內容的意義表征的訪談發現,絕大多數教師認為針對某一內容或專題進行意義表征是非常困難的,“主要是對此基本沒有規律可循,一般只能根據感覺準備”,還有教師表示“從來就沒有考慮如何進行意義表征,大部分是按照講授式傳達的”。總之,調研數據顯示,教師雖掌握了在何種情況下使用何種技術對何種內容進行表征的技能,但針對課程內容合理地進行邏輯表征,特別是進行意義表征上還存在很大的欠缺。技術環境下的教學評價知識分析教學不僅為了確定教學的效果,更為了“以評促學、以評促教”。中學信息技術教師從事的評價主要有課堂評價(課堂提問/觀察、作業和平時測驗等)和外部評價(期末考試、中考等學業水平考試)兩種。正確的評價理念、完備的評價知識和技術是教師從事“以評促教、以評促學”的活動的基礎。數據分析顯示,大多數教師能“從基本知識和技能的掌握、思維與解決實際問題的能力、學習態度和對信息技術思想方法的掌握”等四個方面對學生的學習進行評價,其中12.2%的被調查教師認為自己能非常好地做到有選擇有側重的對以上四個方面進行評價,57.32%的認為自己做的比較好,做的一般的占29.27%,做的不好的僅占1.22%,這從某種程度上說明教師能針對評價目標要求,有所側重有所選擇地進行評價。然而相對于基本知識與技能、思維與解決問題能力以及學習態度的考察,對信息技術思想方法了解的考察略顯不足(見表5)。可見,信息技術教育教學評價還停留在對信息技術知識的工具性理解(沒有理由的應用工具)的評價上,而較少考慮對課程的關系性理解(信息技術學科的學理)的評價。為了解信息技術教師對評價方法和技術的掌握情況,我們從評價方式、技術和手段以及教師對這些技術和手段的了解等方面進行調研。調研數據分析顯示,80%以上的教師在課堂上能較好和非常好地采用多種方式(如提問、討論等傳統評價方法)判斷學生是否理解了教學內容(其中,非常符合的23.17%,比較符合的57.32%,一般符合13.41%,不符合4.88%,非常不符合1.22%)。相對于傳統評價方法,信息技術教師利用電子檔案袋、概念圖、評價量規等技術手段進行評價的能力略顯不足,僅有14.63%的認為能非常熟練地利用這些工具進行評價,37.8%的認為能比較熟練地進行,還有30.4%的被調查教師認為自己會用但不熟練,不會用甚至根本不知如何用的占17.06%。進一步調查教師是否清楚各種評價手段的優勢與不足發現,被調查的信息技術教師對此掌握的也較差,僅有17.07%的認為自己能清晰了解,35.37%的認為比較了解,39.02%的一般了解,還有近1/10(8.54%)的被調查教師對此不了解或根本不了解。由此可見,教師對傳統的評價手段掌握的相對較好,但部分教師對如何利用電子檔案袋、概念圖、評價量規等新興的技術手段進行評價存在困難,且有較大一部分教師不清楚這些技術和工具的優勢與不足,影響了課程教學評價的有效進行。
由前面的數據分析可知,中學信息技術教師在技術環境下的教育取向、學科內容知識、關于學習者的知識、技術融于課程的教學知識和教學評價知識均有不同程度的提高,但也存在著不足,如:在教育取向上忽視了學生運用信息技術的態度和意識的培養、忽視了技術對知識和問題的表征功能、課程教學束縛于課標和教材等;在學科內容知識上,教師缺乏利用技術處理單元或主題間聯系的技能;在關于學生的知識上,缺乏關于學生學習特定內容的認知路徑、提供哪些真實經驗、如何判斷的理解程度等方面的知識與經驗;在教學法知識上,缺少對知識進行邏輯表征和意義表征的經驗和技能;在評價知識上,教師缺乏有效運用技術進行教學評價的能力。促進教師TPACK的增長是促進教師專業成長,提高教育教學質量的前提。本研究認為應從以下幾個方面切實提高中學信息技術教師的TPACK,促進教師專業成長。培養教師的自覺意識,使教師成為真正的發展主體由以上分析可知,教師已基本掌握了TAPCK知識,但對TPACK內部各知識間的聯系以及這些知識對教育教學的指導等更高層的知識還存在著疑慮。同時,這些知識更傾向于知識分類中的隱性知識,不易于被外化和傳播,阻礙了教師掌握和運用這些知識。隱性知識的習得更多地依靠自我觀察、反思與體悟,假若教師在日常教育教學生活中沒有很好的自覺意識,不能自覺地積累,就難以提升自身的高級TPACK知識。因此,首先應喚醒和培養教師的自覺意識,即喚醒和培養教師在日常教育教學生活中基于所遭遇的問題或專業發展需求而進行自我確定目標、主動建構、自覺交流、反思和尋求解決方法的理性覺知。具體應從以下幾個方面入手:首先應喚醒主體自覺,也就是說教師首先應承認自己是一個具有知識建構潛質即具有學習、吸納和建構能力的主體,也要承認自己的專業生活需要不斷地學習、吸納甚至修訂既有的知識,進而逐漸培養自身的主體自覺。其次,教師要養成問題自覺,即在確立主體自覺的基礎上,對其所遭遇的紛繁復雜的教育教學生活現象予以積極的省察和批判,對教育教學生活中那些習以為常的事件有意識地進行“是否如此”和“為何如此”的理性審視[8]。再次,教師應培養自身的學習與探究自覺,即基于已確立的目標進行學習與探究的自我約束、自我控制、自我負責的問題解決過程。最后,教師提升自身的反思自覺,即教師自覺地對問題的確立、探究與解決過程的再審視,自覺地對學習與探究自覺進行“是否如此”和“為何如此”的再審思。審視、審思為解決問題,升華知識,提高素養提供了有效途徑。總之,自覺意識的提升必然地促進教師在日常教育教學生活中覺知和積累TPACK知識,必然促進教師專業成長。)進一步加強信息技術教師培訓,切實提高培訓內容的實效性和針對性接受培訓是教師專業發展與成長的一個重要方式,然而現行的信息技術教師培訓存在“培訓內容狹窄,教材不能聯系實際,培訓缺乏系統性和持續性、培訓方式方法單一[9]、教育實踐技能關注較弱[10]”等問題。因此,在今后的信息技術教師培訓中,應更新培訓思維,針對不同地區不同類型的教師需求分層分組地提供具有高實效性和高針對性的培訓,即應針對教師個體的不同需求,有針對性地分小組進行教師的TPACK培訓。同時,注重培訓內容的實用性和適用性,力爭讓參加培訓的教師能喜歡(內容是他的實際需求)、歡喜(學了之后能解決實際問題,能促進其自身專業發展)。同時注重培訓授課方法、學習方法和信息技術在培訓中的應用,如:使用嵌入式培訓、以團隊學習為基元、以活動為中心、在場培訓與在線支持相融合等方式[11],使培訓內容不僅僅停留在教師的課堂講義或口頭表達上,而是把鮮活的培訓活動和案例提供給參與培訓的信息技術教師去體驗。創設環境,營造氛圍,促進教師專業學習與研究教育行政部門或教育教研部門首先應創造良好的教師學習和發展的環境,如在辦公設施、學校圖書館、網絡設備等硬性條件上給予教師更大的方便和支持。其次,教育行政部門或教育教研部門要在單位內部形成濃厚的專業學習與教研氛圍,使學習成為一種風尚,教研成為一種教育者的存在方式,調動廣大信息技術教師參與學習和教研的興趣。再次,教育行政部門或教育教研部門要創設利于專業學習和發展的文化、努力在教師間營造信任、合作和共享的學習和教研文化,促進教師間的合作、交流與共享,讓教師在專業學習的交流與互動中不斷提升自身的TPACK知識,發展教育教學能力。積極推進學校的教研活動,促進隱形教學知識的共享教育行政部門或教育教研部門應積極推進各學校的教學教研活動,特別要以各區縣的教研室為龍頭,帶領各級學校的教研室積極開展教研活動,即區縣級教研室的教研員要以身作則深入課堂教學實地,調查研究中學信息技術課程教學存在的問題與不足,并與各學校的課程教師甚至學生一道找出課程問題,研究解決之法。這些教研活動不僅拉近區縣教研員與各學校的信息技術教師之間的距離,也拉近了學校內部各教師之間的距離,還使他們能在課堂教學與課后反思這一場域中分享意見、交流見解,意見、見解的分享與交流使得難以表達的高級TPACK得以傳遞,得以傳播,易于教師在交流與分享中發展自我。積極推進教師反思活動,發展教師反思力反思是主體對自我認知活動的過程以及活動過程中涉及的有關事物(材料、信息、思維、結果等)的特征的反向思考,通過調節、控制自身的認知過程,以達到認知的目的[12]。高級TPACK知識一種隱性知識,具有難以外化、難以傳遞的特性,使得教師難以快速而有效的習得,成為教師專業成長的障礙。反思是對過去所觀所聽所學的再回顧,是對自我行為的再審視,是對自我思維過程的再審思,也是對教育教學現象與問題的追問與思考,這些必然促進已有知識與剛剛發生過的或當下正面臨的教育教學問題發生聯系。追問的解決,審視、審思的進行,必然提高教師自身解決教育教學問題的能力,提升自身的TPACK知識。因此,信息技術教師應提高反思意識,形成反思習慣,即,教師在專業學習與實踐中應轉變觀念,由過去被動的知識接收轉變為主動汲取,由關注知識的量轉變為關注知識的質。在學習中不僅要關注所學的知識“是什么?”,還要關注該知識“有何用?”“如何用?”“為什么有此用?”,形成主動思考各知識的內涵、意義以及各知識點如何聯系的反思意識與習慣。其次,撰寫反思性日志,提升自我反思技能。教師在專業學習和教育教學實踐之后,可以通過撰寫反思性日志對自己的學習思維歷程或教育教學實踐經歷進行自我批評、自我監控和調節,從而實現過去與現在、反思主體與反思客體的互動式關聯,使得教師更加客觀地審視自己學習或教育教學實踐中的深層次問題,使得教師的心靈從眼睛的束縛中解脫出來,進而掌握學習的本真。最后,教師可以利用網絡手段,擴大交流范圍,促進人際反思。反思不僅是個人行為,還是一種社會行為,群體的反饋能使教師從反思的深度和廣度上超越個體所能為之的限度。因此,教師應積極參與相關社群的學習交流活動,使得反思不僅僅局限于個人內部,而是擴大到整個學習社群,實現廣泛又有深度的人際反思,從而在反思中積累知識,提升能力,促進發展。
本研究從教師進行教育教學活動所需要考慮的基本問題(為什么教?教誰?教什么?如何教?效果如何?)出發,對中學信息技術教師TPACK現狀進行了調查。調查發現,中學信息技術教師普遍存在“忽視學生信息技術運用意識與態度的培養,缺少關于學生學習特定內容的認知路徑以及如何判斷學生理解程度的知識與經驗,缺乏如何利用技術處理單元或主題間聯系、如何利用技術表征知識或問題以及如何利用技術進行教學評價的知識與技能”等問題。針對這些問題,我們從培養教師自覺、加強教師培訓、創設環境、營造氛圍、推進教研活動和提高反思力等角度提出了對策,但這只是較為宏觀的對策,促進教師TPACK知識發展的具體策略仍需要我們在后繼的研究中進一步探索。
本文作者:張恕遠陳廷成工作單位:西華大學
系統的組成及工作原理該系統主要由小樣分檢系統、近紅外檢測系統、稱重系統、配氣系統及檢測系統組成,如圖1所示。糧食小樣通過導向管流向分檢盤,在分檢盤的外圓周圍均勻分布著60個存粒穴,每個存粒穴通過配氣溝與真空泵相連,當小樣顆粒注入存粒穴時,由于負壓作用使每個存粒穴中存入一粒小樣,從而將小樣顆粒分檢成單粒態,這樣可保證被測物能一個不漏地被檢測。在分檢盤的頂端A處安裝一近紅外光源發射頭和光源接收頭,分檢盤沿順時針方向在步進電機帶動下步進回轉,當小樣顆粒步進到光源發射頭和光源接收頭之間的間隙A處時,單片機控制系統對光源接收頭接收到的光譜信號進行采樣和判別,如屬正常光譜,則小樣顆粒繼續在負壓下順時針轉到圖中C位,在C位分檢盤的存粒穴開始與真空配氣閥脫離,粒料在脫粒刷的作用下自動落入收料箱中;如果光譜為非正常光譜,則判定為雜質,在分檢盤順時針旋轉至距離頂端42°的方向上設置一個高壓配氣閥,當雜質轉到42°時通過單片機控制系統打開高壓配氣閥,此時壓縮空氣將雜質射出,并由雜物回收箱收集。雜質排出后,斷開壓縮空氣,當分檢盤在連續回轉中無雜質時,正常顆粒也會通過42°無負壓區B,但粒料在42°處時由于重力原因不會自動脫離穴位,粒料通過42°位后,進入負壓區則不會掉落,只有當進入C區時才會脫落。
自動分檢控制系統設計根據以上工作原理設計出基于單片機的自動分檢控制系統(如圖2所示),該系統主要由單片機系統、近紅外光譜檢測系統、分檢盤步進電機驅動系統、電子秤稱重系統、壓縮空氣控制系統以及鍵盤、顯示器和打印機等部分組成。設計單片機系統時,在對目前通用和流行的單片機芯片進行了大量的比較和論證的基礎上選擇Cygnal公司的C8051F020單片機,它具有和51系列單片機完全兼容的指令系統,同時它的體積小、功耗低、速度快且自身集成了64kFLASH,4kRAM,8CH12位A/D以及Watchdog等,具有片內JTAG測試電路,可進行全速在線調試。由單片機控制的步進電機帶動分檢盤順時針步進回轉,使小樣顆粒按照光譜儀檢測要求有節奏地通過紅外光源發射頭與光源接收頭之間的間隙,近紅外光譜儀通過檢測顆粒的近紅外光譜的變化,并將檢測的光譜數據經RS232串行接口傳遞到單片機,單片機通過數據分析、比較,從而分辯出當前的小樣顆粒為糧食或雜質。若為雜質,單片機控制步進機在分檢口B處作慢速步進,并通過控制電磁鐵換向閥接通壓縮空氣將雜質射入雜質導向管;否則,步進電機均勻運動使糧食顆粒在脫離穴位C處送入收料箱中,從而將顆粒中雜質分檢開來。雜質進入雜質收集箱,電子秤稱出雜質質量,并將量值通過RS232串口送入單片機系統分析處理,其結果通過LCD顯示并通過報表打印機打印,以提供給用戶。同時,單片機系統能對空氣壓縮機、真空泵進行啟停控制,并通過壓力傳感器檢測空氣壓縮機和真空泵壓力。
從計算機應用角度出發,該控制系統為一數據采集及控制系統。輸入信號有:模擬信號輸入(如壓力傳感器),數據量輸入(如光譜儀和電子秤的串行數據輸入);輸出信號有:數字量輸出DO(如步進電機、壓縮機等)。為便于開發調試,軟件采用模塊化設計思路,對于不同硬件模塊,有相應的軟件子程序與之對應,主要包括:步進電機驅動,近紅外光譜儀數據采集,電子秤數據采集,壓縮機及近紅外光源控制,數據分析和處理液晶顯示,鍵盤,打印等。在軟件編制時應注意:1)近紅外技術是依據某一化學成分對近紅外區光譜的吸收特性而進行的測定,所以該技術的關鍵是在糧食小樣和近紅外光譜之間建立一種關系。其基本流程包括:首先收集具有代表性的樣品(其組成及其變化范圍接近于要分析的樣品),然后采集樣品的光學數據。由于小樣雜質檢測只需要將雜質從樣品中分離出來,不需要定量分析,因此,直接將樣品的光學數據作為檢測的標準值,不需要對小樣成分作定量分析;在分析未知樣品時,先對待測樣品進行掃描,根據掃描光譜值同標準值進行成分含量比較,從而可將小樣中的雜質分離出來。由于定標的好壞直接關系到雜質識別的準確性,因此,定標軟件是檢測系統軟件設計的核心。2)近紅外光譜儀對小樣顆粒的檢測時間約為100ms,因此需使小樣顆粒慢速通過紅外光源發射頭與光源接收頭之間A處的間隙。但為了提高分檢效率,分檢盤的速度又不能太慢,所以,分檢盤應實現變速回轉,即當小樣顆粒通過紅外光源發射頭與光源接收頭之間A處的間隙時,轉盤轉速變慢,降到大約1r/min,其余時間轉盤轉速為10r/min。同時,也保證了當小樣顆粒慢速通過頂端檢測位置A處時,剛好有一已檢顆粒慢速通過雜質分檢位B,若該顆粒為雜質,單片機控制系統有足夠的時間去控制換向閥換向,接通壓縮空氣將雜質分檢出來。這樣回轉盤在回轉中速度是“快—慢”交替回轉,從而即滿足了雜質檢測、分檢慢的要求,也滿足了高的檢測效率。
由于糧食顆粒的產地與所含水份的不同,其近紅外光譜的波長范圍也有一定的差別,為了提高檢測的準確性,在對同一批糧食顆粒檢測之前,需進行少量糧食樣品的學習,存儲本批糧食的近紅外光譜的波長范圍,并在檢測過程中不斷修正系統數據,為提高小樣檢測的準確性打下基礎。該檢測裝置檢測速度快,可靠性高,檢測誤差小,誤差范圍小于0.3%,本裝置適用于不同品種的稻谷、小麥、玉米、大豆4種原糧中雜質的選取。
2數據庫
建設的主要內容城市交通設施普查及數據建庫的主要內容:一是建立城市交通設施數據庫,包括基礎地理信息數據和交通專題數據,主要有沿街的交通要素(交通標志牌、交叉口等)、停車場、賓館、酒店、學校、公交站點、加油加氣站、客貨運樞紐等以及街道、社區等界線信息。二是建立城市道路中心線路網數據庫和模型,道路的屬性信息包括道路等級、形式、上下行方向、有無隔離帶等;由于道路在城市交通設施中的重要性,對道路網數據要求:①在有中央隔離帶的道路路段兩側分別繪制,屬性均為單向,取單側路段的中心線,在路口匯合;②有主輔道的道路路段兩側分別繪制,主道輔道均為單向,中心線在路口匯合;如果主輔道之間的隔離在進入路口前消失,中心線可提前匯合,連接線位置需要在圖中繪出;③單側主輔道涉及高架道路的,地面道路及高架雙側均單獨繪制,取單側路段的中心線,地面道路中心線在路口匯合,路段時繪圖順序按道路的實際行車方向繪制。三是建立城市公共交通網絡模型,形成城市交通規劃中公交換乘分析的重要基礎數據,主要包括公交實體站點信息表、線路站點信息表、公交線路信息表和站點和線路關系表等。
3技術思路
3.1技術流程根據技術要求和內容,制定了技術流程。
3.2主要工作城市交通設施普查和數據建庫主要工作有:內業數據預處理、外業數據普查、內業數據錄入、編輯和建庫等,數據以ArcGIS10Geodatabase格式存儲。外業普查根據城市行政管理劃分為若干個社區格網,以每個社區格網為單元進行交通數據調查;利用現實性好、數據豐富的基礎地理底圖,采用實地調查量測為主的方式采集城市交通數據,外業普查成果經的100%檢查后,由單位質檢部門成果檢查合格后提交內業編輯。內業以社區為單位,在單個PersonalGeodatabase數據庫中作業,經過接邊處理、拓撲建立等,按行政區劃、街道、社區界線合并數據庫,形成城市交通設施數據庫。
3.3成果應用通過對數據庫中的道路和交通信息的分析,利用數據信息構建道路網模型和公共交通模型,生成的數據庫可以應用在專業交通規劃系統平臺上,進行城市道路規劃設計、最短路徑分析、道路緩沖區分析等。
4具體實施
4.1外業普查外業普查在作業底圖上調查交通設施信息,同時填寫屬性調查表和道路調查表屬性表,并且現場照相,調查中做到走到看到,不遺漏、分類編碼記錄不錯漏,各類信息要素屬性信息正確、全面;在電子地圖上根據作業底圖編輯錄入與檢查交通要素,并且構建數據庫。作業組以社區網格為單元,以街道辦事處或管委會為單位進行任務分配,每一街道辦事處或管委會包含若干社區單元。
4.2內業數據編輯建庫內業編輯作業分兩部分,一是外業底圖(含初始調查底圖和檢查作業底圖)和調查記錄表格制作(含空表格記錄和已普查錄入記錄),及時與外業溝通,制作滿足外業調查要求的作業基礎資料;二是基于模板化及的數據錄入和建庫,通過外業調查記錄成果錄入基本要素和屬性信息,重點處理道路、公交等交通要素。作業利用ArcMap10.0相應的編輯模塊,開發的相應插件進行數據編輯錄入,利用ArcToolbox構建數據庫。
5系統評價
從數據成果的數據精度、數據完整性、屬性精度、邏輯一致性、完整性與正確性、圖面的質量和附件質量等幾個方面進行檢查,認為普查數據和建庫精度高、屬性結構正確、邏輯一致性表達準確、數據完整、圖面合理、附件齊全。成果坐標基準采用城市坐標系,數據采用EsriGeodatabase10.0格式,應用個人Geodatabase文件命名社區編號、數據組織和數據分層等。通過數據庫在專業交通規劃系統平臺的測試,交通設施數據各項指標符合系統運行分析要求。
2系統架構
鐵路運輸統計監察系統分為統計監察平臺和各專業監察子系統兩大部分。統計監察平臺主要負責提供各專業監察子系統的掛接服務,并為各監察子系統提供數據共享模塊、監察通用模塊、通用字典模塊、系統管理模塊等核心公共模塊。各專業監察子系統的主要功能是對各專業的具體統計業務數據進行監測、預警和查詢,最終通過圖表或表格的方式展示給用戶。
3系統監察平臺的設計
雖然各專業監察子系統開發時間不一、開發團隊不一,但其最終用戶相對集中,且不同監察子系統的用戶存在交叉,因此作為統計監察平臺,有必要制定一套規范,對各子系統的開發工具、數據存儲方式、數據共享模式、界面風格等做出約束,這樣不但可以有效降低各專業監察子系統的開發工作量、縮短開發周期,更便于實現各子系統與平臺以及各子系統間的互聯互通,使各專業統計監察工作更加高效化。基于上述考慮,統計監察平臺的功能應包括以下幾個主要方面:
1)數據共享模塊
考慮到不同的平臺與異構系統之間的數據共享,統計監察平臺應該提供不同的數據采集方式,各監察源點系統也應該根據平臺提供的數據采集接口,結合自身原始數據的特點進行實現。目前系統有直接訪問方式、Web服務訪問方式、文件訪問方式三種。
2)監察通用模塊
a)不同來源原始數據之間的對比
各監察子系統通過統計監察平臺調用監察通用模塊提供的功能對不同來源原始數據進行對比,將比較的結果信息返回給各監察子系統,為監察人員提供監察依據。
b)數據的通用處理加工方法
各監察子系統通過XML文件中的配置信息獲取統計監察平臺中的數據,并根據XML文件中的配置信息對獲取的數據進行排序、過濾、匯總、列運算等一系列處理后為各監察子系統返回結果。
c)數據指標的波動監測
根據指標的變化規律,通過計算與分析得出指標的正常波動范圍,并根據正常的波動范圍設置指標的閥值。根據設定的閥值可以對重要指標進行監測,并及時給出預警,為進一步的監察工作提供參考依據。
3)通用字典模塊
a)單位字典單位字典
是對總公司、鐵路局、站段的組織結構進行維護。
b)監察源點系統字典
監察源點系統字典是對信息化建設投產的系統進行統一的管理維護,同時可以對源點系統獲取數據的方式進行統一的配置,如直接連接數據庫時需要配置的基本信息化,Web服務方式獲取數據時需要調用的方法名、參數等信息化。
c)單位上線系統字典
單位上線系統字典是對某個單位目前投入使用的系統進行管理維護,并根據單位對系統的共享方式和使用配置進行特性化維護。
d)其它字典
提供各專業監察子系統通用的用戶管理、權限管理、站名字典、品名字典等標準字典的管理與維護。
4)系統管理模塊
此模塊提供對各監察子系統的用戶、權限和日志等的管理。
a)系統登錄與用戶管理
統計監察平臺為各監察子系統提供統一的以用戶名、密碼和校驗碼進行審核驗證的登錄方式。只有平臺管理員才能對用戶的權限、角色、用戶名和密碼等信息進行維護。
b)用戶的權限與角色管理
統計監察平臺為各監察子系統提供統一的權限和角色的定義,不同的權限和角色可以區分監察的單位范圍、系統范圍,不同的用戶按照不同的角色和權限進行監察工作。
c)日志的管理
日志是系統在運行過程中出現錯誤信息或用戶進行重要操作時系統在服務器端記錄的信息,系統將提供統一的日志管理。
4信息共享模塊設計
鐵路運輸統計監察系統是針對多個專業統計系統開發的統計監察工具。由于在不同的統計系統中,數據結構、存儲方式、安全權限等各方面存在著較大差異,在獲取數據的過程中,我們采用了針對每個系統單獨開發讀取模塊和統一開發數據讀取引擎的設計;并在系統中注冊讀取模塊、定義參數模板、配置運行參數,制定執行任務的方式實現信息的共享。主要開發及配置過程如下:
1)開發讀取模塊
在獲取某個統計系統的數據之前,首先要開發一個用于讀取、分析、處理該統計系統業務數據的讀取模塊。模塊的開發需要對該統計系統的數據源進行詳細的分析,梳理出需要監察的業務數據和在讀取過程中需要用戶提供的參數清單,根據分析結果編寫讀取模塊代碼并封裝成DLL文件。
2)開發統一的讀取引擎
數據讀取引擎是一個能夠利用讀取模塊和運行參數生成數據讀取任務的系統服務,他隨時監測數據讀取任務的生成條件和系統目前正在運行的數據讀取任務,在條件允許的情況下,自動生成下一個讀取任務,并放入線程池運行。
3)注冊讀取模塊
系統管理員將開發完成的讀取模塊文件放置在數據讀取引擎能夠訪問到的路徑,將這個路徑和模塊名稱保存到在引擎的配置文件中。
4)定義參數模板
系統管理員在數據讀取引擎上配置好讀取模塊之后,需要配置在生成讀取過程中所需用戶提供的參數清單。參數清單用鍵值對的方式保存到系統中,并通過模塊名稱對應配置的讀取模塊。系統中將模塊名稱和參數清單兩者組合稱為參數模板。參數清單中的參數分為兩類,一類是“不能由用戶編輯”的參數;另一類是“由用戶編輯的”參數,用戶必須填寫,不能為空。
5)配置運行參數
同一系統在不同單位或服務器部署及使用過程中可能存在著一些個性化差異,為了屏蔽差異,在生成讀取任務的過程中,需要將不同的參數值傳遞給數據讀取模塊,因此必須為不同的單位配置不同的運行參數。可以配置的參數分為共享參數和非共享參數兩種。
6)配置執行計劃
執行計劃是用來調度系統生成讀取任務的一組配置信息。用戶選擇一個配置好的參數模板,給參數列表附加上一個執行周期,系統就會將根據執行周期生成讀取任務,調用讀取模塊,并將參數列表傳遞給讀取模塊執行讀取操作
7)讀取實例管理
讀取實例管理主要是針對數據讀取引擎中的實例運行狀態和日志進行查看。并根據業務需求,重新運行實例。在實例異常失敗的情況下,通過查看日志功能對實例運行過程進行錯誤追溯。如果是參數問題,在修改參數后再次運行實例,會將原實例信息刪除并替換為最新生成的實例信息,但實例ID(TaskID)不會改變。
5應用功能設計
系統主要應用功能是收集站段原始數據、統計指標等,分析、檢查、比較收集信息,最終查找出來有問題或可疑的數據,為路局監察人員提供參考和查詢。
指紋又稱之為手紋,指的是基于人體手部皮膚的紋理。由于指紋的生理結構及特征體系具有高度的特殊性,因此在刑偵領域中作為一種物證,其優越性十分明顯。就目前而言,傳統的潛指紋鑒定方法還存在一些明顯的缺陷,例如:不具靈敏性、不具準確性以及在信息提取過程中常常受到限制等。近年來,隨著納米技術的日益成熟與完善,相關研究者開始研究納米技術在潛指紋顯現方面的應用。鑒于此,本課題對“納米技術在刑事偵查潛指紋鑒定中的應用”進行分析與探究具有尤為深遠的重要意義。
一、傳統潛指紋顯現方法應用現狀分析
顯現潛指紋只要是采用一種管線或者一種物質,將其作用在基于指紋印痕的汗液等物質中,讓難以發現的汗液指紋變成可以看見的圖像。因為指紋中存在的課題表面物質其種類具有繁多性,所以對于指紋顯現方法的靈活性有了很高的要求。并且,以顯現原理的異同為依據,可將潛指紋顯現方法歸分為三類:物理吸附法、化學顯現法及光學顯現法。
物理吸附法主要是對汗液物質的黏附作用進行利用,并把另一種物質吸附至指紋紋線上面,進而達到顯色的效果。如果潛指紋中殘留的指紋物質大約為750ng的情況下,利用此方法獲取清晰度極高的指紋顯現。化學顯現法主要是對某化學試劑進行利用,然后和潛指紋上的汗液物質作用產生化學反應,讓無色指紋編程有色且可見的指紋。如果基于潛指紋當中的指紋植物質的含量大約在150ng的情況下,利用此方法能夠獲取清晰的可見指紋。光學先憲法主要是利用光線作用在潛指紋上,讓其產生光化學效應,進一步獲取清晰的顯現指紋。
雖然在長期的演變及技術進步之下,傳統潛指紋的顯現方法得到了廣泛的應用;但是,仍舊存在一些問題。首先,很多客觀條件不具理想型的指紋樣品的顯現方法需要進一步完善,如人體皮膚潛指紋。其次,現有的顯現試劑與顯現方法存在一定程度上的安全隱患。如使用刷顯法的情況下懸浮在空氣里的粉塵,這類型的粉塵會對技術人員的身心健康造成極其嚴重的威脅。最后,使用一些有色試劑會對物證的原始狀態遭遇嚴重破壞,還有一些試劑因為價格昂貴,所以在實際應用中不具推廣使用的價值。基于上述問題,進行有效解決是非常有必要的,這樣才能為刑事偵查的時效性與科學性提供基礎與保障。
二、納米技術在潛指紋顯現中的應用分析
將納米技術應用在潛指紋鑒定中,其效果顯著,有多方面的優點,例如:高效、無毒害、無損耗且價格不具昂貴性等。不但能夠使指紋鑒定工作對靈敏度的高要求得到滿足,而且還使現狀之下傳統潛指紋的顯現方法得到了有效解決。下面筆者便從光致發光顯現潛指紋與金屬納米顆粒顯現潛指紋兩大方面對其應用進行分析與探究。
(一)光致發光顯現潛指紋
光致發光顯現潛指紋主要是把物理、化學及光學檢驗三者有機結合的一種方法。利用此方法,靈敏度能夠達到單光子水平。把納米材料和指紋內殘留的氨基酸及油脂等物質相融合,將納米材料的光致發光現象充分利用,進而對幾何指紋物質之后的納米材料發出的熒光進行檢測,最終獲取清晰度高的指紋圖像。該過程便是光致發光顯現潛指紋的基本原理。并且,該方法需同時具備兩大要素:其一,物質需要能夠對激發光進行吸收,這樣才能為后面的熒光發射奠定基礎。其二,發射光波的廠與激發光波的長需不相同,這樣方可在背景情況下對指紋紋線進行識別。現狀之下,此方法在檢測上常應用到的是具備熒光特性的有機物質。但是,此類物質存在一些明顯的缺陷,例如:激發光譜不夠寬、成像很難分辨等。并且,它的熒光性能常受到環境因素的強烈干擾,其物質的抗光漂白能力與熒光穩定性極差。另外,它的成像發光時間短暫,使成像技術存在明顯缺陷。鑒于上述種種缺陷,刑偵技術人員逐步將研究的重點方向轉入了新型光致發光材料的開發及利用上面。
為了使錫箔紙上所留下的潛指紋圖像信息能夠清晰地識別出,澳大利亞有研究者研制出了一種納米復合物粉末,該納米復合物粉末主要是合成殼聚糖包被的硫化鎘量子點。另外,硅納米材料因有很大的負載容量與高比表面積,因此受到了國內外刑偵科學范疇內的廣泛重視。英國有研究者將疏水性硅納米顆粒作為骨架,以離子互相作用為基礎,進而和各類染料及熒光探針有效融合,最終融合成一些摻雜硅納米顆粒。通過實踐表明,該摻雜硅納米顆粒能夠在潛指紋的顯影實驗當中獲得優良的效果。美國有研究者將不相同的二氧化硅納米顆粒摻雜熒光Eu3+感光劑復合物,進一步實施潛指紋顯影測試。結果表明,基于四乙氧基硅烷,把1,10- 鄰二947氮雜菲作為感光劑,其效果最優化的是金屬箔、玻璃以及綠色樹葉中的潛指紋顯影,展現出了基于刑偵范疇內,鑭系元素配體摻雜的干凝膠的應用能力水平。
(二)金屬納米顆粒顯現潛指紋
金屬材料主要是使金屬粉末形式和指紋物質發生物理吸附及靜電吸附。進一步使指紋圖像信息中的非滲透性客體表面展現出較為新鮮的特質。但是對于粗糙客體表面及遺留時間長的潛指紋顯現,其能力是具有局限性的。并且,粉末會致使工作人員的呼吸系統造成極大的威脅性。
隨著納米技術的進步,使得傳統金屬材料的應用范疇得到了進一步的擴大。在潛指紋的顯現中,嘗試應用了各種納米材料,例如二氧化鈦、氧化鐵以及金屬硫化物等。在嘗試過程中也獲取了一些優良的效果。在這其中,金屬納米顆粒因其穩定性及物理、化學性質較為突出,所以成為了現狀之下潛指紋顯現范疇應用最具廣泛性的金屬納米材料。
金屬納米顆粒具有獨特的光學特性,主要體現為以表面為基礎的離子體共振。它的顏色可能跟隨顆粒半徑、形狀及基于表面的修飾分子的改變,進而呈現出寬光譜變化,表現最明顯的寬光譜變化是由藍色轉變為紅色。英國有研究者以金屬納米顆粒的表面為基礎,進而對可替寧抗體構建的納米顆粒進行修飾,采用基于熒光標記中的二抗清晰顯示出潛指紋圖像。與此同時,還可對該指紋遺留者所遺留下來的基于汗液里的尼古丁水平進行檢測,對指紋鑒定中納米材料的功能性應用進行了擴展。
隨著納米技術的進步,潛指紋檢測技術中極其重要的一個發展方向便是熒光檢測。有些納米材料具有優良的光學性質,例如:熒光激發譜較寬、發射譜窄且對稱以及發射波長且可調節等。為此,此類納米材料很好地補充了傳統熒光物質所存在的缺陷性。還存在有些納米材料或者復合材料,具備一系列奇特性能,例如:具有表面效應、小尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等。并且可在熒光的產生上增強其效應,使指紋顯現能力的精準度及靈敏度得到很大程度上的提升。另外,潛指紋檢測技術中還有一個重要的發展方向便是多功能集成化與基于設計過程中的一體化。如對抗體等生物分子進行結合,此類雜化納米復合材料不但可以顯現指紋光學圖像,還能夠進一步使基于特征身份的多方面鑒別得到實現。
三、米技術在刑事偵查潛指紋鑒定中應用所存在的問題及策略
就目前而言,對于納米科技人才的培養及研究工作的投入,我國表現的尤為重視。并建立了多個納米研究中心,取得了一系列關于納米科技的科研成果。但是,對于納米技術與潛指紋相幾何的研究工作尚且還處于起始階段,所存在的問題具有明顯性。
一方面,符合指紋顯現要求及條件的納米材料還處于研究階段。適應潛指紋顯現的納米材料需具備三個條件:(1)熒光性能具備優良特性。(2)能夠在水相中穩定分散。(3)與指紋物質結合時快速且穩固。納米晶體的種類及尺寸決定了熒光性能,對于水溶性與同指紋物質的親和力則需要以表面修飾為途徑,進而加以改善。對于理想化的納米材料,需具備以下結構:(1)一個半導體核,例如:CdSe,它的直徑巨額東了熒光的波長。(2)一個具備較大化的且帶隙的半導體外殼,例如ZnS,它可使量子的產率得到提升。(3)一個親水層,例如:巰基乙酸,則需要保證自身的水溶性。
民間藝術符號的表現形式是多種多樣的,無論是精美的剪紙藝術還是精致的壁畫工藝,抑或是精湛的雕刻技藝都是對民間藝術符號的不同闡釋。從文化角度來說,民間藝術符號是從豐富多彩的民俗中分離出來的,其將大眾化的民俗標志簡化為不同形式的藝術符號,使其以藝術的形式而長存并在無聲中訴說著古老的歷史文化。因而,民間藝術符號又是一種信息傳達載體,其因獨特的文化歷史內涵與信息傳達功能成為了設計行業的新寵,為茶葉包裝設計注入了新鮮血液。
1民間藝術符號概述
1.1民間藝術符號的產生
民間藝術符號是在幾千年的文化傳承中逐步形成的,在歷史的長河中其以大自然與人類社會生活為原型創造了豐富多彩的藝術符號,并且每一符號標志都反映了一定的社會背景、物質生活水平以及文化認知程度。因而,從某種程度上來說民間藝術符號又帶有鮮明的時代特征。不同時代背景下的民俗藝術符號也有所不同,但卻都是一脈相承的,都是人類意識文化的產物。
1.2民間藝術符號的特征
1.2.1象征性
民間藝術符號是從我們中華民族傳統文化肥沃的土壤中漸漸演變而來的,其包含著濃厚的藝術文化因子,每一民間藝術符號都散發出傳統文化的魅力之光,也蘊含著不同的文化意蘊。“擎天一柱”、“三足財神”以及“陵道神羊”都是民間藝術符號的典型標志,精致的紋飾與奇特的造型以及精巧的工藝,在民間藝術符號的史書里留下了濃墨重彩的一筆。擎天一柱又叫華表柱,一般立于大型建筑群之前,其周身以云龍紋為底紋,上部插以白色的雕花石板,其頂部則立著龍頭神獸,造型宏偉壯觀,既象征著皇家權威莊嚴不可侵犯,又將古代先進的雕刻藝術烘托得淋漓盡致。陵道神羊是以我們中華民族的吉祥物獬豸為原型而創作的,其是古代神話中的一種神獸,獨角、龍首、獅尾、牛身,因其善于判斷明辨是非而成為了“法”的象征,一般放置于法院門口,陵道神羊的別致造型以及暗含的法制之寓意使其成為了民間藝術符號的標桿。而三足財神則是以少了一條腿的蟾蜍為原型雕刻而成的,其以金色涂滿全身,頭頂八卦、背披北斗七星,嘴叼兩串銅錢的模樣呈現在大眾眼前,象征著財源滾滾富貴吉祥之意。總而言之,每一民間藝術符號在形成之初就被賦予了相應的文化意味,寄寓著人民大眾的美好愿望。
1.2.2民族性
民間藝術符號來源于豐富多彩的民間藝術,其與所處的時代背景以及地理因素息息相關,并且沾有我們中華民族文化元素的濃厚氣息。所以,民間藝術符號的民族性特征也顯現出來了。而民間藝術符號也因其獨特的東方造型和色彩因子,在世界藝術符號之林中熠熠生輝,備受推崇。中國結、剪紙、泥塑、木偶、竹編以及皮影都是我們民間藝術符號的物質化體現,并打上了濃厚的地域文化烙印。同一民間藝術符號在不同地區所呈現出的藝術特征也有所差異,但卻都在無形中折射出我們中華民族藝術文化的璀璨光芒。例如,中國結在不同的地區有不同的編織方式,受地域文化差異的影響,其顏色與圖案造型都會有所不同,紅色、藍色以及黃色的中國結所寄寓的象征意義卻都是大同小異,都預示著吉祥富貴之意,變化多端的編織手法以及精巧別致的圖案造型彰顯了我們中華民族文化的審美藝術品味。
2民間藝術符號在茶葉包裝平面設計中的具體應用
2.1文字符號
文字是包裝設計中最為常見的藝術語言,而隨著文字藝術的發展,文字書法也成為了包裝設計中的藝術表達形式。茶葉作為中國的形象代表,其包裝設計自然也應該與其氣質相符。茶葉包裝設計也以文字符號為切入點,結合茶葉的清新樸實之質,利用漢字的空間組合形式、方形結構以及書法藝術對茶葉包裝進行了風格化的定位設計。眾所周知,我國的文字符號造型復雜,橫撇豎直、方方正正的結構形式,頗具韻味。茶葉包裝設計中也引入了民間藝術符號中的文字意象之美,例如,西湖龍井的茶葉包裝設計以“龍”字為著手點,將龍紋圖案作為茶葉包裝的主要背景,并以藝術字體的形式將“西湖龍井”進行放大化展現,從而既凸顯了西湖龍井在茶葉中的“霸主”地位,又提升了茶葉包裝的品味檔次。另外,茶設計師也會利用不同漢字的空間組合形式以及其結構特征,對茶葉包裝設計進行整體布局,以凸現茶葉包裝設計濃郁的中國特色。
2.2圖案紋飾
民間藝術符號的表達形式多種多樣,圖案紋飾也是其藝術符號的一種。每一歷史時期均有其特定的圖案紋飾,商周時期的青銅圖案、秦漢時期的織錦圖案、唐代的唐三彩陶器圖案、宋代的緙絲圖案、元代的織金錦圖案以及明清的景泰藍圖案,雖各有不同,但卻都是我們中華民族藝術符號的典型代表。其中,圖案紋飾這一民間藝術符號在茶葉包裝中的應用亦是屢見不鮮的。例如,五云山的信陽毛尖其包裝以青銅圖案中的云紋和幾何紋為基本元素,利用意象形變的原理,在包裝上描摹出了層層疊障的五朵云,并以遙相守望的姿勢將云的舒展之態刻畫得入木三分,既烘托出了五云山信陽毛尖的高雅之氣,又營造了一種寧靜怡人之境。總而言之,圖案紋飾作為一種傳統文化元素其造型多姿多彩,對于茶葉包裝設計而言可謂是一筆不可多得的財富。
2.3水墨元素
水墨元素不同于其他民間藝術符號,一墨一汁,一點一染盡顯中國風。而水墨元素也因其所渲染出的深邃意境以及獨特的人文魅力而被廣泛地應用到現代設計之中。茶葉包裝設計對于水墨元素的應用更是數見不鮮,筆墨元素點染下而形成的空靈意境對于淡雅的茶文化而言具有鮮明的襯托作用。例如,福建烏龍茶的包裝設計,以濃墨與淡墨漸變的形式潑灑出烏龍茶水浸泡的樣子,并以大筆如椽之勢勾勒出茶壺的形狀,然后又以滴墨的形式將“茶”字行云流水般展現出來,而烏龍茶的雋永之質也被深沉的水墨元素闡釋得淋漓盡致。此外,“計白當黑”的水墨元素設計手法在茶葉包裝中的應用也是極為普遍的,設計師通常會運用畫中留白的手法,將茶文化內涵與文化藝術韻味滲入到交融的水墨中,并以虛實相生的表現方式,將茶葉包裝進行留白處理,突出茶葉包裝的風格定位,從而使其與水墨元素實現相得益彰的融合。
3民間藝術在茶葉包裝平面設計中的展望
3.1深入挖掘民間藝術中的文化內涵
近年來,隨著物質生活水平的提高,大眾的審美文化意識也逐日見長,大眾的消費理念從傳統的物質消費需求向精神文化需求轉變。通俗來說,消費者在購買產品時,其不僅僅關注產品的實用價值,更多的是其所包蘊的文化價值。具體而言,消費者不僅要求茶葉包裝能具備保護茶葉的基本功能,同時也應該具有一定的藝術欣賞價值。但是,縱觀我國的茶葉包裝設計,雖然引入了民間藝術符號這一元素,然而設計師卻沒有從根本上對茶葉與藝術符號進行文化藝術內涵的深層分析,更沒有將茶文化內核融入到茶葉包裝設計中,進而導致我國的茶葉包裝設計陷入了名不副實的尷尬境地。所以,設計師在進行茶葉包裝設計時,應該以茶文化內涵為立足點,根據民間藝術符號的不同特色,將其圖案紋飾、書法藝術以及水墨元素漸漸地滲入到茶葉包裝設計中,并以不同茶葉的不同人文屬性,對藝術符號進行選擇性的擷取,使茶文化內涵、藝術符號標志以及茶葉包裝設計三者在融合中實現統一。
3.2積極引入現代包裝的藝術設計手法
民間藝術符號是我們中華傳統文化的瑰寶,在幾千年的文化傳承中才形成了燦爛多姿的藝術符號。然而,在物欲橫流的現代社會里,傳統文化卻呈現日漸沒落的趨勢。尤其是當今的年輕人對于傳統文化缺乏基本的認知,連民間藝術符號的表達形式都不甚明了。所以,茶葉包裝設計師應該結合現代藝術設計的手法對茶葉包裝中的民間藝術符號進行創新性設計,以此吸引大眾的眼球。首先,設計師應該以優秀的包裝設計為借鑒,從中汲取先進的設計經驗,利用民間藝術符號中的特色因子,對茶葉包裝進行個性化設計,使其從琳瑯滿目的包裝中脫穎而出。而后,設計師也應該率先引用時尚潮流元素對茶葉包裝進行突破性設計,以當下流行的顏色與材質甚至圖案造型為藍本,將民間藝術符號進行改編應用,從而使茶葉包裝設計更加貼近大眾的審美需求,進而在無形中促進民間藝術的傳播與弘揚。
3.3踐行低碳節能理念進行綠色環保設計
工業文明的迅速發展,推動了人類社會的發展,但是生態環境卻日益惡化。而隨著人文主義的覺醒,以犧牲環境為代價來換取經濟發展的理念受到越來越多人的抵觸,現代人開始思考人與自然間的和諧相處方式。于是,低碳節能的環保理念開始盛行,綠色設計也應運而生。因而,設計師在利用民間藝術符號進行茶葉包裝設計時,應該以茶葉包裝材料的安全環保屬性為出發點,選取能溶解對環境無害的材料,擯棄傳統的不可降解的塑料包裝。同時,設計師也應該以踐行適度設計原則,反對過度設計,結合茶葉包裝的特色,采擷相應民間藝術符號對包裝進行簡潔化設計,堅決摒棄“金玉其外敗絮其中”的浮華設計。另外,設計師也可以利用科學技術手段對茶葉包裝進行簡約設計,使同一茶葉包裝適用于不同的茶葉物質形態,進而設計出攜帶方便、安全環保、便于回收的茶葉包裝。
參考文獻
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[2]李玥.關于我國民間美術符號在當代平面設計中的運用研究[J].青年文學家,2012(1X):101.
在新課程的培訓過程中,筆者常聽一線教師談起大家對這個專題不重視。為了了解本專題的教學實施情況,筆者以網絡訪談和電話訪談的方式做了調查,訪談了包括遼寧、北京、廣東、山東、安徽、河南等省市的十余所重點學校的一線教師和部分省市的教研員。對于本專題具有代表l生的教學實施情況如下:
(1)“區里建議,將這個專題的內容分散到其他不同的專題,比如關于轉基因引發的倫理問題,分散到基因工程這個專題。教師們都靈活處理,本專題占不了多少課時,也就2個課時左右吧。”
(2)“如果是新課,我們在某些內容上互動一下,比如一起辯論和探討克隆人的問題、設計試管嬰兒的問題等等;如果是復習課,則主要是教師歸納學生背知識點。”
(3)多數教師表示:“在課堂上簡單地講講,有時也讓學生說幾句,一課時完成。”
(4)還有很多老師表示,剛進行新課改的第一年講了,后來幾屆壓根就都不上了。
至于不上這個專題的原因,教師們都表示是因為“考綱沒有明確的要求”。有的老師還說:“涉及的這些內容在通用技術、政治課上都講,所以生物課就不講了,節約課時。”
由此可見,絕大多數學校和教師沒有認真落實“課標”的這條要求。但也有一位教師說:“我按照課標和教材的要求讓學生辯論了,收到了意想不到的效果。而且這個學期我開始帶高三復習班,又在復習班進行了這個專題的辯論課,效果同樣很好”。但同時他也表示,“我所知道的其他學校,這部分內容都不上”。
2、實施本專題的重要性
實施本專題的教學既是“課標”的要求,也是培養學生社會責任感的重要途徑,對于學生的終身發展來說具有不可或缺的教育意義。
“課標”在前言部分這樣寫道:“發展學生的科學素養和人文精神……社會責任感與人生規劃能力,對國家的興盛、社會的進步、個人的終身發展都具有重要意義。”還強調,本模塊的教學以專題講座和學生討論為主。在實施建議部分的“教學建議”中更是用大量篇幅強調了要落實科學、技術、社會相互關系的教育。關注和參加與生物科學技術有關的社會問題的討論和決策是生物科學素養的重要組成部分,也是培養學生對自然和社會的責任感的重要途徑。
人教版選修三模塊的教材,緊密結合著社會生活、生產和發展的現實需求來引導學生的學習,不僅能較好地喚起學生的學習興趣,更重要的是培養學生對社會問題的關注以及對生物科學技術在社會應用中正負兩方面影響的認識,增強學生的社會責任感。如基因工程、細胞工程、胚胎工程不僅是生物科學技術的熱點,也是社會關注的熱點。在這三大工程教學內容之后,生物技術的安全性和倫理問題的教學更是直指科學技術的社會責任問題。因此可以說,這部分內容與前幾個專題既是一個有機的整體,又是對前面內容的升華。
社會責任感是一切有理智、有能力的人對自身在社會中所應承擔的責任的一種意識以及對在履行責任中做出的行為選擇、行為過程及后果是否符合內心需要而產生的情感體驗。研究表明,當今青少年社會責任感總體情況良好,符合社會主流價值需求,但仍存在一些值得注意的問題,突出表現就是他們的社會責任感淡薄。由此來看,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》把“服務國家、服務人民的社會責任感”作為素質教育的第一個重點,有著深刻的意義。雖然造成學生社會責任感缺乏的原因有很多,但作為學校,應該責無旁貸地擔負起加強學生社會責任感教育的重任,而且學校教育在這方面能起到主導作用。新課程不僅強調德育課程的建設,更明確要求各門課程要結合自身特點,向學生滲透世界觀、人生觀、價值觀等方面的教育。這就要求社會責任感教育不僅體現在德育課中,還要蘊涵在各科課程中。在生物學科中涉及的相關內容很多,選修三的這個專題更是如此。
(1)為什么要時論生物技術的安全性和倫理問題?
通過討論生物技術的安全性和倫理問題,可以向學生乃至公眾傳播正確的科學知識,從而造就正確的倫理輿論導向。生活在不同社會中的人類群體,其價值觀取向存在差異,對同一個生物技術安全性和倫理問題都有不同的看法。但是經過討論,能夠引導得出正確的社會輿論,而正確的社會輿論將引導出正確的措施、法規、政策和社會效果,有利于科學技術的發展;再者,經過討論人們看待問題的角度會更加全面。比如對社會上關于代孕母親、庫、安樂死等問題的討論能夠碰撞出許多不同的火花,能使相關的法律法規往更加全面的方向發展,從而更加符合某一個歷史階段民眾普遍的倫理道德。
醫學影像檢查技術是醫學影像技術專業教學的必修課程之一,它由多門學科交叉而形成,是探討和研究以及使用醫學影像設備對人體進行檢查的一門應用性很強的技術。本門課程主要包括:X線檢查技術、數字X線檢查技術、超聲檢查技術、影像核醫學檢查技術等,既包含部分醫學內容也包含物理、化學內容,是檢查疾病重要手段,在臨床醫學領域中起重要作用。
1.四位一體教學模式的建立
《醫學影像檢查技術》的教學核心是培養學生的應用能力,課程組建立的“預習式臨床見習-理論―實訓-實習”四位一體的新型教學模式,將教、學、做加以融合,學生需要掌握的理論知識在反復訓練中得以加強,使學生實踐動手能力在上述4個環節中得到提高。具體內容如下:
1.1預習式臨床見習:在普專影像技術專業學生開課的第二學年第一學期,將本專業學生分組去附屬醫院影像科室,進行臨床觀摩見習,提前接觸影像設備,提前接觸病人。見習半年后于第二學期初,開始課堂講授影像檢查技術的理論內容,完成了“先看后學再練習”的第一步,為下一步理論學習做好鋪墊。此教學方法我們稱之為“預習式臨床見習”。
1.2理論教學:采用現代的教育理念,運用多媒體教學手段,以問題為基礎,以學生為主體,以教師為主導,以理論教學為主線,在教學中為學生提供觀察和獨立思考的環境。充分利用附屬醫院及網絡中的各種影像臨床病例資源、多媒體教學片、電子圖片庫積極開展現代化教學。把部分理論課堂內容直接搬入到放射科、CT檢查室、MRI檢查室等科室去講授,實現“課堂與實訓地點一體化”。教師在教學過程中將放射技士(師)考試所要求掌握的內容貫穿其中教育學論文,滲透考試的題型及知識點,以提高學生在日后放射技士(師)考試中的應試能力。
1.3實訓教學:改革實訓環節,完善實踐教學體系。學生實踐能力的培養是醫學教育的重要日標[1],專業實踐教學也是培養學生實際操作技能和綜合職業能力的關鍵[2]。采用“模擬臨床實訓”的教學模式。影像實訓中心有2個專業多媒體教室,4個先進的閱片室,3個X線檢查技術實訓室分別安裝有2臺200mA、1臺500mA國產X線機,1個胃腸造影實訓室并配有1臺X-TV及1個示教室,1個CT實訓室等,為學生實踐訓練提供了堅實的物質保障。實訓教學采用“學生操作教師輔導式”、“學生自己操作”、“綜合設計性實訓”等教學方法。在課程學時安排上,適當增加實踐性教學學時,保障學生動手時間,強化學生動手能力[3]。在理論及實訓課程結束之前2個月,組織學生進行崗前強化培訓,培訓的重點是針對臨床上常見的醫學影像檢查操作方法,以縮短學生與畢業實習的距離。
1.4畢業實習:第三學年,將學生安排到省內、外46所二級甲等以上實習醫院進行畢業綜合實習,進一步掌握各種醫學影像檢查方法的操作,培養學生的專業實踐能力和分析問題、解決問題的能力,以達到培養高素質技能性人才的要求。
2.四位一體教學內容的改革
隨著醫學影像設備的不斷更新,數字化X線機、CT機、彩超現已普及到許多基層醫療機構,MRI也廣泛用于縣級醫院。針對臨床實際的發展變化,《醫學影像檢查技術》課程體系和知識摘要求掌握的內容貫穿其中、滲透考試的題型及知識點,實施“課證融合”以提高學生在日后的放射技士(師)考試中的應試能力小論文。
在教學內容的組織與安排上,建立了《醫學影像檢查技術》的六大教學模塊,即第一模塊:X線檢查技術:重點進行攝影和技術及造影技術教學;數字X線攝影技術注重成像原理和影像后處理教學;數字減影血管造影技術注重攝影和減影設備及造影器材的教學。第二模塊:CT檢查技術:重點講述CT成像原理和CT掃描技術。第三模塊:MRI檢查技術:重點講述MRI成像原理和MRI掃描技術。第四模塊:影像核醫學檢查技術:重點講述核醫學成像原理和檢查技術。第五模塊:X線照片沖洗技術:重點講述照片人工沖洗技術、自動膠片沖洗技術和激光打印膠片技術及操作注意事項。第六模塊:放射診斷影像質量管理:著重從質量管理學的角度講述質量管理的意義。
3.四位一體教學考核內容的改革
采用“筆試+技能操作+平時作業+實踐報告”的綜合考評。實行嚴格的教考分離,通過測評,客觀公正地評價學生的專業基本理論知識,專業技術能力。加大實踐考核的權重,使其考核總分值與理論考試成績持平。考核內容以臨床放射技士所應掌握的技術標準,考核學生的實際操作技能、臨床思維能力、解決實際問題的能力。
4.四位一體教學的師資隊伍建設
該課程組教師共20人,專職教師14人,兼職教師6人,專兼職教師比例7:3,“雙師型”比例占65%,專職教師中“雙師型”占95%,保障了技能型人才的培養。其中40歲以下的中青年教師10人,占50.0%,41-50歲的教師8人,占40.0%,50歲以上教師2人,占10.0%,教師后備力量充足,形成一支充滿活力、富有創新精神和現代教育理念的教師梯隊。通過高級人才的引進,青藍工程的培養不斷提高師資教學質量,使師資隊伍具有積極進取、開拓創新的精神和教育理念,不斷地創新意識,創新能力,創新方法,利用現代科學發展的新觀點、新知識、新技術和新成果對學生進行創新思維的訓練,以增強學生的創新意識,達到培養高素質應用型人才的目標。
5.四位一體教學改革的體會
“預習式臨床見習-理論―實訓-實習”四位一體創新教學模式的應用教育學論文,充分培養了學生的專業實踐能力、分析問題和解決問題的能力,熟練掌握各種影像技術的操作技能,畢業即可實現與職業崗位的“零距離”。該教學模式時刻以問題為基礎,以學生為中心,以就業為導向,以能力為本位,融知識教育與職業資格考證為一體。教學中采取學校與附院結合的方式,充分利用學校影像實訓中心及附屬醫院醫學影像科室的人力、設備等優勢,把部分理論課堂內容直接搬入到影像科室去講授,為學生實踐能力的培養提供了真實的學習場景,將理論教學與實踐教學課時比設計為:理論教學:實踐教學=4:5(實踐教學占總學時的56%),大大增加了實踐教學的比重,達到了突出學生技術應用能力培養的目的。經過多年來的教學實踐證明,改革后的《醫學影像檢查技術》課程取得了良好的教學效果,為社會輸送了大批理論水平扎實、技術業務精湛的高素質技能性畢業生。學生結業后能按教學大綱的內容要求,熟悉各種影像學檢查方法,獨立完成X線投照技術、CT檢查技術、照片沖洗及影像質量管理等技術,學生畢業后追蹤調查反饋均表明“學生的動手力強,基礎知識扎實”,普遍受到用人單位好評。教師隊伍建設得到提高,課程組教師進修3人次、又取得碩士學位2人,雙師比例達到100%。四位一體的新型教學模式,體現了高職高專辦學特色,圍繞著職業能力的培養,強化技能訓練,為基層醫院培養“用得上、留得住”的高素質技能性人才。
參考文獻
[1]張景玲.唐宇天.影響技能達標的元素及對策[M].湖南科學技術出版社,1998:18-320
[2]唐陶富,朱梅初.高職醫學影像專業教學改革的研究與實踐[J].職教論壇,2003,10:10-12.
1引言
當今世界,信息化在各行業之間可以說隨處可見了,一般信息化包括硬件和軟件兩大塊,與硬件技術發展的快速和成熟相比,軟件的開發技術和流程還遠遠不夠完善,雖然軟件各方面的技術已經比以前有很大改善,但現在軟件技術和功能還不能很好滿足當今軟件的規模和要求。最近幾年時間畢業論文ppt,軟件技術不斷推陳出新,尤其是Web方面的技術。本文接下來要講述的FreeMarker和Struts2就是Web表現層的技術,結合這兩個技術開發一個頁面信息提示的插件,可以通過標簽引入形式復用到任何需要的頁面上,從而簡化頁面開發難度和提高程序復用性以及可維護性。
2FreeMarker概述
FreeMarker是一個模板引擎,一個基于模板生成文本輸出的通用工具,使用純Java編寫,它被設計用來生成HTML Web頁面,特別是基于MVC模式的應用程序,可以通過它獲取所需數據并生成頁面,FreeMarker更適合作為Model2框架(如Struts2)的視圖組件。下面圖1顯示了FreeMarker模板引擎的工作機,其中Template file 就是FreeMarker的一個模板,Java object是一個為模板提供數據的對象,最后通過FreeMarker引擎輸出頁面代碼站。應該說FreeMarker功能是比較單一畢業論文ppt,就是負責提取底層數據生成文本并輸出,不過它的以下一些特性使得它在Web程序中應用比較廣泛,具體特性如下:
1)通用數據模型
FreeMarker不是直接反射到Java對象,Java對象通過插件式對象封裝,以變量方式在模板中顯示,可以使用抽象(接口)方式表示對象,告訴模板開發者使用方法,使其不受技術細節的打擾。
2)強大的模板語言
FreeMarker有自己的指令,使得模板有很強的控制能力,同時還有自己的命名空間避免名字的沖突。
3)簡單的Web顯示
分離可視化設計和應用程序邏輯,分離頁面設計員和程序員。
4)強大的XML處理能力
用于遞歸遍歷XML樹,在模板中清楚和直接的訪問XML對象模型。
圖1 FreeMarker模板引擎工作機
3FreeMarker結合Struts2開發插件的過程
FreeMarker是一個功能很強的模板語言,可以直接通過它獲取對象的數據。通過Struts2框架的插件擴展機制可以對模板進行封裝制作成一個自己的插件,這樣就可以在整個系統中使用。本文將以一個具體的例子來詳細解析插件開發的過程及方法畢業論文ppt,同時簡單闡述FreeMarker的原理機制和Struts2插件的使用方法,這個例子所要實現的功能是在頁面彈出底層發送過來的各種消息,如:驗證錯誤信息、邏輯錯誤信息、提示信息。整個插件的開發過程將分為模板編寫、模板封裝、插件配置、插件應用四步來解析說明。
3.1 模板編寫
在這里,所有服務器拋出的信息將通過模板輸出,FreeMarker具有很強的指令可以獲取到業務模型的數據以及控制業務流程,比如<#list>命令可以遍歷集合中的所有數據,<#if>是一個條件判斷命令。下面我們給出了邏輯錯誤信息中的一段核心代碼進行分析說明,以供理解和參考:
<#if parameters.msgtype == "error"><#t/>//根據參數判斷信息類型
<#list actionErrors aserror><#t/>//遍歷錯誤信息
<#assignmsg = "${msg}${error}
${parameters.msgsplit}"><#t/>//信息追加
</#list><#t/>
</#if><#t/>
${msg}//輸出錯誤
以上就是模板編寫的格式,編寫完成以后保存為ftl后綴文件。FreeMarker包括指令、表達式、運算符、插補四大知識要點,詳情可以查看相關資料說明站。
3.2 模板封裝
模板寫好以后,可以通過Struts2框架的插件機制對模板進行封裝,從而使得頁面能夠以標簽形式引用處理。模板封裝有兩步主要任務要完成,一是通過Struts2組件提供的UIBean接口實現FreeMarker模板所需的數據模型,二是繼承AbstractUITag抽象類實現標簽屬性映射的接口。
實現UIBean核心代碼的說明和參考如下:
public class Message extends UIBean {//繼承抽象類
private static final String TEMPLATE ="message/error";//指定模板位置
protected String getDefaultTemplate() { returnTEMPLATE;}//復寫方法
public void evaluateExtraParams(){addParameter(paraValue,paraName);}//設置參數值
}
實現AbstractUITag核心代碼的說明和參考如下:
public class MessageTag extends AbstractUITag {//繼承抽象類
public Component getBean()//復寫方法指定組件
protected void populateParams() {//復寫方法給組件設置參數值
super.populateParams();//調用父類方法
Message msg =(Message) this.component;//獲取組件對象
msg.set ParaName(paraValue);//給組件設置參數值}
}
3.3插件配置
前面已經把信息提示插件的主要功能已經完成了畢業論文ppt,現在要做就是把前面各部分的功能元素通過配置文件進行關聯起來組成為一個可用標簽插件。這里主要有兩個配置文件要完成:一是通過struts-plugin.xml登記插件,二是在tld 文件中配置標簽屬性。詳細配置如下:
<beantype="org.apache.struts2.views.TagLibrary" name="message" //登記插件為message
class="org.message.struts2.views.MessageTagLibrary"/>
<tag>
<name>message</name>//指定標簽名稱
<tag-class>org.message.struts2.views.jsp.ui.MessageTag</tag-class>//指定標簽處理類
<attribute>//標簽屬性配置
<name>paraName</name>//指定屬性名稱
<required>false</required>//是否一定要
</attribute>
</tag>
3.4插件應用
通過前面插件配置生成了一個message信息提示標簽插件,只要把前面相應的mytags.tld標簽配置文件引入到頁面,就可以使用信息提示標簽,具體一個實例應用如下:
<%@ taglib prefix="err" uri="/mytags"%>//通過taglib把信息標簽引入到所需頁面
<err:message/>//在頁面任何一個地方可以使用該標簽來顯示服務器響應的提示信息
從上面代碼可以看到,通過插件的形式顯示信息提示,大大簡化了代碼的復雜度以及提高了代碼的可復用性,同時也有利于代碼的維護。
4結束語
本文簡要的講述了FreeMarker結合Struts2框架開發標簽插件的基本過程,這是軟件開發過程中的技巧設計之一,真正的軟件開發是一個很復雜的過程,它可能需要很多優秀設計技巧才能開發出一個實用穩定的系統。
參考文獻:
[1]李剛.Struts 2 權威指南.北京:電子工業出版社,2007.
制譜軟件(Notation)在音樂軟件中自成一類,與圖形、字形、排版技術有許多聯系。因此,也被稱為繪譜軟件或打譜軟件。隨著電腦技術的發展,制譜軟件不光突破了制作樂譜這個基本功能,還可以借助插件完成更多作曲、配器等其他功能而變得日漸成熟完善起來。互聯網的迅猛發展也使這些高端制譜軟件有了可能打破國界限制為全球共享,Finale軟件就是在這樣的背景下為國人接觸、了解并逐漸應用于音樂行業。
1 Finale軟件的基本情況
MakeMusic公司(納斯達克代碼:MMUS),是美國明尼蘇達州的一家專門致力于加強和改進音樂表演、制作、教學等的音樂技術公司,近30年來,一直是音樂電腦制作軟件行業的領頭羊,其技術標準同時也是該行業的國際標準。[1] Finale的第一個版本于由這個公司 1989 年發售,初期只能于 Macintosh 的 Mac OS 使用,到目前為止有250萬以上的音樂家、作曲家、音樂制作人和教育工作者使用它進行音樂樂譜的創建、編輯、打印和出版和教學。
Finale設計基礎富有邏輯性,軟件主體一直非常穩定。從2001年增加網上出版功能之后,Finale開始被越來越多的人使用,其更新也主要表現在一些細節的修訂和人性化的插件設計以及與其他軟件的兼容上下功夫了。Finale眾多插件(plugin)使許多常用的操作自動化,能夠節省許多時間。這些插件擴展了Finale的功能并極大地加速了原先需要拉下菜單發命令的操作。例如,自動手法譜(Automatic Tablature)插件完全能與Overture的手法譜功能相比;鋼琴縮譜(Piano Reduction)插件能把多行譜表縮編成鋼琴譜(Sibelius有類似插件)。使用者可以在插件目錄窗頂部堆疊常用的插件以方便取用,也能從Coda的網站下載開發套件以創建自己的插件。為了使用MOTU的硬件和軟件,從Finale 2000開始支持FreeMIDI。
但由于價格昂貴和操作相對復雜,2000年以前,Finale制譜軟件盡管功能強大,只有專業的音樂工作者才有勇氣嘗試。盡管如此,由于操作語言問題,他們接觸這個軟件還要通過別國“中轉”,如從日本或其他國家的購買經過簡化或語言轉化的版本。2001年,Finale 2001提供了網上功能,為我國的音樂工作者和音樂制譜愛好者打開了一條更容易通往專業音樂制作圣殿的通道,一些專業的作曲家首先發現了Finale在制譜方面優勢。
2 21世紀國內對Finale軟件的研究
隨著Finale 2001網上功能的提供,其穩定的發揮為其在中國贏得了應有的市場。臺灣作曲家首先發現了Finale在制譜方面優勢,他們不吝筆墨首次以中文的形式向中國大陸介紹和義務推廣這個軟件。2002年,中國臺北市的黎明文化出版了劉釗的《音樂創作最佳拍檔――談Finale的使用》,[2]揭開我國新世紀關于Finale軟件推廣的新篇章。一年之后,2003年4月,中國上海音樂出版社出版了由葛世杰和曾麗明合作編著的《青少年學電腦音樂》,[3]向青少年音樂愛好者簡單介紹了Finale 2001的基本操作常識。同月,劉釗以Finale2003為基礎編寫了《Finale實戰技法》,[4]由吉林音像出版社正式向中國大陸的音樂工作者們介紹了Finale軟件實際運用中基本操作技巧。5月,高松華也編寫了專門針對專業音樂工作者的《Finale for Windows最新電腦打譜速成(一)》。[5]2004年6月,海峽文藝出版社出版了康長河的《計算機音樂繪譜大師Finale》。[6]該書作為全國教育科學“十五” 規劃重點課題成果標志著該軟件的應用正式納入大學課程的教學計劃,有一定的實際意義。2005年8月,由教育部文科計算機教學指導委員會召開的西寧會議,正式選定《計算機繪譜》課程作為音樂類各專業計算機小公共課程,充分肯定了計算機繪譜是音樂類各專業學生必須掌握的一項基本技能,極大地促進了計算機繪譜技術的推廣和普及。謝鍵銓先生也在《樂器》上連載了“Finale 2004制譜軟件快速攻略” [7]系列論文進行該軟件的推介。借此東風,在接下來的兩三年內,大量的計算機繪譜軟件Finale的書籍得到了出版。2007年,高松華推出了《Finale 2007電腦打譜速成》,[8]對Finale的一些新擴展的基本功能做了系統講解。該書由中央音樂學院出版社出版,在編寫體例上比較明晰,特別是對高級技巧的擴展方面很有針對性,說明了該軟件在音樂院校的教學中已逐步深入人心。
但是,2007至今的5年時間再沒有新的介紹Finale軟件的專著出現,一直到2011年7月,劉宇統和孟李娜合作編輯出版的《計算機制譜軟件Finale 2011應用教程》[9]才適時填補了這個空當,將Finale軟件在這五年來的新功能和發展新動向介紹給大家。該書有針對性地解讀Finale軟件對樂譜的優秀的后臺邏輯編輯能力,再次推動了Finale軟件在中國高校和專業領域的應用和發展。回顧了Finale軟件誕生近三十年來的變化,特別是21世紀在中國關于Finale軟件在教材、專著和論文方面的建設成就,我們發現Finale軟件一直沒有推出中文版,其在中國應用和推廣完全是專業音樂人的不懈實踐和義務推廣。這些教材,作為我國第一批介紹該制譜軟件的中文教材,標志著我國使用Finale的專業計算機制譜時代的來臨。
參考文獻:
[1] 〖JP3〗 Finale軟件官方網站[DB/OL].(Finale Music Composing & Notation Software)http:∥/finale/default.aspx.〖JP2〗
[2] 劉釗.音樂創作最佳拍檔――談Finale的使用[M].臺灣:黎明文化,2002.
[3] 葛世杰,曾麗明.青少年學電腦音樂[M].上海:上海音樂出版社,2003.
[4] 劉釗.Finale實戰技法[M].吉林:吉林音像出版社,2003.
[5] 高松華.Finale for Windows最新電腦打譜速成(一)[M].北京新時代出版社,2003.
[6] 康長河.計算機音樂繪譜大師Finale[M].福州:海峽文藝出版社,2004.
[7] 謝建銓.Finale 2004制譜軟件快速攻略(一――八)[J].樂器,2005:411.