人体工程学的基本概念篇1
关键词：本体；构建方法；螺旋模型
中图分类号：tp391文献标识码：a文章编号：1009-3044(2012)24-5913-04
ResearchonDomainontologyBuildingmethod
Yinmei
(instituteofinformationengineering,LianyungangtechnicalCollege,Lianyungang222000,China)
abstract:thispaperintroducesthebasicconceptofthedomainontology,domainontologyconstructionmethodandsomeproblemsinConstructingontology;introducedthesoftwareengineeringspiraldevelopmentmodel.throughdrawinglessonsfromtheotherdomainontologyconstructionmethodandaspiraldevelopmentmodel,putforwardakindofnewprojectofdomainontologyconstructionmethod.
Keywords:ontology;constructionmethod;spiralmodel
1本体构建方法
本体原本是哲学上的一个概念，主要探讨现实世界的基本特征。近年来，人工智能、语义web相关领域的学者也开始将本体论的观念用在知识表达上，使其成为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型的建模工具。目前ontology已经被广泛应用到包括计算机科学、电子商务、数据挖掘、智能检索等在内的诸多领域。特别是做为语义web的关键技术之一，本体及其相关技术已成为研究热点。领域本体描述的是特定领域（医学、地理、生物等）中的概念及概念之间的关系。
本体的构建主要有三种模式：一是人工模式，由领域专家借助工具完成本体构建；二是半自动模式，基于大量领域数据，在领域专家的协助下完成本体构建；三是自动模式，运用数据挖掘、人工智能等方法，基于大量的领域数据完成本体构建。上述三种模式各有优劣，人工模式代价较大，所构建的本体灵活性不足；自动模式构建的本体实施难度较大、准确性不高；而半自动模式可行性较好，已有不少专家提出不同的构建方法。目前业界公认的，为大家所熟知的本体构建方法[1]有：
1）iDeF-5方法
1980年美国空军公布iCam工程中首次使用iDeF名称，是在结构化分析和设计方法为基础上发展的一套系统分析和设计方法。iDeF-5是其中一个版本，它通过图表语言和细化说明语言两种语言形式来获取某个领域的本体，通过过程流图和对象状态移动网图两种图表来获取、管理和显示过程[2]。基本流程如下：组织并确定范围；数据收集；数据分析；初始化本体建立；本体的精炼与确认。
2）Skeletalmethodolody骨架法（Uschold方法）
mikeUschold&michealGruninger的骨架法（Skeletalmethodology），专门用来创建企业本体，是相关商业企业间术语和定义的集合。基本流程如下：确定本体应用目的和范围；建设本体；评价；文档化。
3）methontology方法
methontology方法是marianoFernandez&GomeZ-peReZ等的人在开发马德里大学人工智能图书馆时提出的一种更为通用的本体建设方法。它结合了骨架法和GomeZ-peReZ方法，更接近软件工程开发方法。基本流程如下：规格说明书；知识获取；概念化；集成；实现；评价；文档化。
4）循环获取法
alexandermaedche等的循环获取法是一种类似环状的结构。基本流程如下：资源选取；概念学习；领域集中；关系学习；评价；如此循环。
5）七步法
该方法由斯坦福大学医学院开发的主要用于领域本体的构建。基本流程（七个步骤）如下：确定本体的专业领域和范畴；是否可以复用现有本体；列出本体中的重要术语；定义类和类的等级关系；定义类的属性；定义属性的分面；创建实例[3]。
不管是哪种构建方法，领域专家在构建本体时都应遵循以下原则[4]：术语清晰、推理一致、可扩展性、最小编码、本体约定最小。
2目前本体构建中存在的问题
目前的领域本体构建还处于探索性研究阶段，在这个过程中还存在许多问题，主要问题有：
1）手工构建，自动化程度不高。
目前本体的构建方法主要依赖领域专家与本体研究小组的手工构建，多数起源于某一具体的开发项目，如methontology方法、七步法等。开发代价较大，所构建本体只适用于特定项目范围，灵活性及自动化程度不高。
2）无统一构建标准，本体难以重用和共享。
目前每个本体开发团队都有自己的本体建模标准、开发指导原则、设计标准，难以实现本体的共享和重用。知识工程界定义统一本体构建标准，已成为研究重点。
3）无统一评价标准。
目前尚无统一的评价方法和工具，国内外专门对于本体评价的理论研究也相当少。而在本体构建的每个生命周期都应进行合理的评价，有助于本体在下一周期的进化。
3螺旋开发模型
螺旋模型[5]是一种演化软件开发过程模型，它兼顾了快速原型的迭代的特征以及瀑布模型的系统化与严格监控。它的每一个周期都包括需求定义、风险分析、工程实现和评审4个阶段，由这4个阶段进行迭代。软件开发过程每迭代一次，软件开发又前进一个层次。采用螺旋模型的软件过程如图1所示。
图1采用螺旋模型的软件过程
螺旋模型沿着螺线进行若干次迭代，图中的四个象限代表了以下活动：
1）制定计划：确定软件目标，选定实施方案，弄清项目开发的限制条件；
2）风险分析：分析评估所选方案，考虑如何识别和消除风险；
3）实施工程：实施软件开发和验证；
4）客户评估：评价开发工作，提出修正建议，制定下一步计划。
螺旋模型支持用户需求的动态变化，为用户参与软件开发的所有关键决策提供了方便，有助于提高目标软件的适应能力。其生命周期的不断进化和本体的构建过程是非常相似的。
4工程化的领域本体构建方法
我们详细研究了上述几种本体构建方法，发现骨架法主要提供了本体开发的指导思想，对细节描述较少，七步法更多描述的是怎样形式化表示知识，对前期知识的收集、分析以及开发人员与领域专家怎样合作表述不够详细[6]。而在实际工作中，如果得不到领域专家的指导，开发人员往往不能按计划完成任务。因此该文结合上述本体构建方法及参照软件工程的螺旋开发模型的迭代特点，得出适合工程化的领域本体的构建方法所图2所示，在得不到领域专家的指导的情况下，由开发人员先快速开发出原型本体，在通过后续的进化工作进化本体，同时在构建的过程中考虑该领域本体库中是否有现有本体可以共享和重用[7]。我们以构建高校教务管理领域本体为例，通过它来具体实现工程化的领域本体构建方法。
图2本体开发过程
第一步本体领域设定。主要包括确定本体将覆盖的专业领域、应用目标、作用范围、系统维护者与应用对象。在此过程中要注意把握领域范围的大小，一味扩大本体范围会增加开发成本及工程开发难度；本体范围太小无法满足实际需求，所以应尽量使本体在较小范围内最大满足实际需求。高校教务管理领域本体主要是把现实世界中有关教务管理的活动（课程、学生、教师、教学资源等之间的关系）抽象为一组概念及概念之间的关系。构建该本体的作用是方便教务管理者统一、合理的分配教学资源并为优化教学资源提供决策。本体的系统维护者是教务处的工作人员，应用对象是最终用户，即广大教职工和在校学生。
第二步确定概念、关系等。这一步主要包括列出本体中的重要术语、概念；定义领域中概念及概念之间的关系；定义类的属性；定义本体的层次结构。在此过程中重点是确定领域本体的核心概念，要保证核心概念及其关系一定是该领域相关的并且可以用精确的术语表达出来。下面列出教务管理领域本体的重要术语、概念、概念之间的关系、类的属性、层次结构。
1）重要术语、概念。概念所代表的客观事物可以是具体的，也可以是抽象的。在教务管理领域本体中包括的重要术语、概念有：课程；教师；学生；所选课程；成绩；教学日历；教学考核；教师培训；教学设备；教材等。
2）概念及概念之间的关系。概念及概念之间的关系主要有四种：part-of；kind-of；instance-of；attribute-of。我们通过分析，在教务管理领域概念及概念之间的关系主要有：
part-of：表达概念之间部分与整体的关系。例如：教学资源是整体概念，教学设备，教材，教室是教学资源的一部分。
kind-of：表达概念之间的继承关系。例如：教学日历与教学材料是继承关系；教学考核，教师培训与教务过程是继承关系。
instance-of：表达概念的实例与概念之间的关系。例如：20020206019是学号的一个实例；陈芳是教师姓名的一个实例。
attribute-of：表达某个概念是另一个概念的属性。例如：课程代号是课程的一个属性；教工号是教师的一个属性。
3）类的属性。类的属性主要有数据属性和对象属性。数据属性主要描述类实例与RDF文字或XmLschema[7]数据类型间的关系；对象属性描述两个类的实例间的关系。例如：学号，姓名是学生的数据属性；教室，教材是教学资源的对象属性。
4）类的层次结构。通过层次结构，形成了一个领域知识的框架体系。类是本体中最主要的知识单元，用以对概念明确的、格式化描述[8]。类具有继承性并有一定的层次结构。层次结构的设计一般有自顶向下法、自底向上法或综合法三种方法。我们采用的是自顶向下的方法。先定义顶级类，而后通过添加子类将这些概念细化。
第三步建立本体模型，这一步主要包括选择合适的构建本体的开发工具。目前开体开发工具有数十种，其中较著名的有：protégé、ontolingua、oiled等。该文选用的是protégé工具（protégé3.4.4版本），构建的本体模型（部分）[9]如图3所示。
第四步对领域本体进行编码、形式化。通过适当的本体描述语言对领域本体进行形式化编码。这是非常重要的一环，为了让机器可理解，需要用形式化定义的方式对本体的术语进行编码。编码的方法主要有：owL、RDF、XmL等等。在这一步中，要检查是否符合形式化、便于机器处理的要求。在建模过程中，如果出现类缺失、矛盾等情况，使其不能明确的表示，无法组成严格的逻辑关系，需要返回上一步，重新定义概念或进行求证。
第五步进行本体的测试和评价。在很多本体的构建方法中，经过上面几个步骤，已经意味着本体构建的完成。事实上在成熟的软件工程的开发方法中，系统测试是非常重要的一步，因此本体也需要测试和评价。本体测试的内容主要包括：是否满足用户的需求；是否遵守本体的构建原则；是否清晰地定义了本体中的概念或术语；概念是否全面，概念之间的关系是否完整等。
第六步本体建立。建立的本体原型在使用的过程中不断进化，可以通过集成新的本体、由专家定义新的概念和关系、通过机器学习等方法进化。
共享和重用是本体的一个主要特点，进化的本体也可以存入本体库，加以重用。重用已建好的本体时，重点是选择和自己概念模型中语义和实现一致的术语定义。
5结束语
目前领域本体构建尚无一个统一、完善的标准，该文通过对当前几种常用的本体构建技术的分析比较，结合螺旋开发模型，初步提出一种在无领域专家参与情况下的工程化的本体构建方法，并通过构建简单的教务管理领域本体模型（部分）对其进行有效性检验。
参考文献：
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人体工程学的基本概念篇2
概率统计的社会科学理念已经渗透到生产管理、技术革新、工艺改造等各个方面。概率统计是研究大量随机现象规律性的一门科学，对其它各学科的发展都有不同程度的影响。提高人们的概率统计社会科学理念已成为国家工业发展、经济发展的方向之一。我国2010-2020年的《中长期教育改革和发展规划纲要》把提高公众科学素质，培养创新人才放在了重要的位置（陈来成、徐燏，2012：55）。概率统计社会科学理念是科学发展中的重要组成部分，而高职理工科人才科学素质的培养离不开概率统计科学理念。因此培养高职理工科人才，提高其概率统计的社会科学理念是国家的需要。概率统计的社会科学理念包涵了活跃的思维意识、严谨的逻辑思考方式和对自然规律的解释，是高职理工科学生的专业基础课，该理念的培养是高职理工科学生基础知识的要求、专业的需求以及社会的需求。
（1）高职理工人才基础知识的要求不同层次理工科学生的培养对其基础知识的掌握有不同的要求：本科阶段的理工科基础知识偏重于理论的研究，为学生进一步深造打下科学基础；高职阶段的理工科基础知识则侧重于基本理论和对相关技术的应用。概率统计知识是高职阶段理工科基础知识的重要组成部分。高职理工科的基础课程有高等数学（数学分析）、线性代数（高等代数）、工程图学（机械制图）、大学物理学、概率论与数理统计等，数学类课程在其中占据了极其重要的比例。其中，概率统计类课程通常为48或51个课时。众多高职理工类专业都开设有概率统计类课程，如电子信息、环境科学、专业建筑学、城市规划、土木工程、建筑环境与设备工程、给水排水工程等专业。由此可见，概率统计社会科学理念的培养是高职理工科学生基础知识的要求。
（2）高职理工人才的专业需求高职理工科很注重培养学生的专业实践能力和动手能力，概率统计社会科学理念有助于增强这方面的能力。在制造类工业生产方面，人们常运用参数估计与假设检验等概率统计的科学知识解决生产中的实际问题，例如常被用于进行矿砂样品的测定、机床加工精度的分析、轮胎耐磨性的检验、电子管平均寿命的测量等。在高职理工科的专业设置中，制造大类的专业布点占高职招生计划专业总数的百分之二十，远远地超过了电子、财经类等热门专业。因此，概率统计社会科学理念的培养将有助于优化高职生，尤其是理工类高职生的专业知识结构。
（3）高职理工科学生教育的社会需求我国高职教育是社会经济发展的产物，是为适应社会对生产第一线的技术人才的迫切需要而发展起来的（尹雨琴，2012:19）。高职理工科人才的培养更多地是面向社会的需求。根据全国高等学校教学研究中心的专家分析，理工科的人才培养有两类，高职的理工科人才培养属于第二类“从事各类应用性研究以及面向生产管理部门的应用型理科人才”（夏鲁惠，2006:6），其中“面向生产管理部门”就是要紧扣社会的需求。概率统计的科学知识常被运用于生产管理的各个环节，社会各生产管理部门通过对生产数据的收集、整理、描述和分析，以此在生产运作中做出合理的推断和预测，最终做出生产决策。此外，社会的各方面信息也离不开概率统计的科学知识。读懂国家统计局公布的中国国内生产总值、人均国内生产总值等数字，合理分析国家统计局对工农业总产值和劳动就业的调查报告，这些都离不开概率统计的科学知识。因此，概率统计社会科学理念的培养将有助于提高高职理工科学生的社会意识，应用意识，帮助他们完善自我，更好、更快地满足社会的需求。
二、高职理工科学生的培养方式探索
理清了培养的重要性，从教学和人才培养的意识上确立了概率统计社会科学理念的地位之后，探讨培养的方式方法显得尤为重要。结合上文提到的，概率统计社会科学理念的培养是高职理工科学生基础知识的要求，专业的需求以及社会的需求，本研究对高职理工科学生概率统计社会科学理念的培养方式做出三方面相应的分析：
（1）结合高职理工科学生基础知识的水平，降低概率统计社会科学理念的难度高职学生数学基础知识较弱，概率统计的课程学时少，按照51或48学时的授课计划计算，连概率的基本思想内容介绍都无法完成，加强统计方法在社会实践方面的应用更是空想。因此，针对高职理工科学生的培养方案必须考虑这些实际的教学现状和问题，结合高职理工科学生基础知识的水平，降低概率统计社会科学理念的难度。在培养高职理工科学生概率统计社会科学理念的过程中，首先，要掌握高职理工科学生的学习心理。高职高专入学分数较低，文化基础弱，对各门学科的学习信心不足，稍稍遇到困难就很容易退缩，接受概率统计的科学理念又需要一定的数学基础，所以在学习的初始，应先复习中学的概率统计知识，教学内容应该在高等教育和中学教育之间有良好的过度和衔接，帮助学生树立学习的自信心。其次，概率统计社会科学理念作为高职理工科基础学科知识的一部分也应重基础，减少大而且深的理论教学，多教授生产中能应用到的函数公式，尽量减少函数曲线的抽象性，以此减低概率统计科学知识的教授难度。此外，在培养过程当中，也要慎重选择教材和教学辅助材料，许多概率统计的教材是针对本科生编写的，内容全面，但具体的概率统计应用方式介绍不够突出，讲解过于学术，不适合高职高专的学生使用，令学生阅读教材时即对概率统计的科学知识望而生畏，因此，要降低概率统计课程的难度，首先要降低教材的难度。只有全面考虑高职高专理工科学生的基础知识结构特点，才能取得概率统计社会科学理念培养方面的突破。
（2）结合理工科专业知识，细化概率统计社会科学理念概率统计社会科学理念是一个很宽广的范围，包括概率论和统计学两个方面，其中有随机思想的理念、公理化系统的理念、数形结合的思维结构、统计推断的科学理念等等。这些概率统计社会科学理念的分类都是比较宽泛的，不利于专业针对性较强的高职理工科学生在学习中接受。概率统计社会科学理念作为高职理工科基础学科知识的一部分也应重基础、重应用，与具体的理工科专业知识相互结合。例如，对于电子信息专业的高职理工科学生，可以在理念培养的过程中适时引进基于概率统计论的网络技术。研究人员徐海湄、齐守青、卢显良和韩宏曾在2009年立项的国家973计划项目中研发一种新的基于概率统计论的p2p网络信任模型。该模型运用了最大似然估计、假设检验等方法，这种经典案例极好地结合了理工科的专业知识，同时又细化了宽泛的概率统计社会科学理念。再如，对于土木工程专业的高职理工科学生，也可在学科专业培养中渗透概率统计的科学思想。重庆大学土木工程学院、研究防灾减灾工程及防护工程的学者曹晖和林秀萍曾于2010年在理工科类的核心期刊《振动与冲击》中《结构损伤识别中噪声的模拟》。文中提到，可以用概率统计方法,借助统计量和假设检验方法确定土木工程结构的损伤判别临界值,并给出检验的判错概率。总而言之，概率统计社会科学理念的培养需要紧密结合高职理工类学生的学科专业知识，培养方向应具体化，概率统计社会科学理念要在相应专业的应用方面增加深度和广度。
（3）利用StS活动、结合社会实践，将概率统计社会科学理念具体化科学、技术和社会联合式教育活动是现今高职人才培养的重要教学活动之一，StS（SciencetechnologyandSociety）是它的英文名称。这种教学活动形式以学生为主体，在培养学生的过程中强调走出课堂，走产学研相结合的道路，主张开展“校企合作”密切联系生产管理、实体操作第一线。StS模式的应用有利于提高学生运用概率统计社会科学理念解决实际问题的能力。概率统计的科学理念本身就与社会实践活动息息相关，StS注重科学和技术在社会实践中的应用，因此，通过StS教学活动，组织学生分组协作，亲身体验企业在理工科专业领域中的生产运作，然后进行相关的模拟练习，利用概率统计的相关知识解决模拟练习中出现的生产管理问题，以此促进学生的动手能力，拉近学生与社会生产生活的距离，将概率统计社会科学理念在社会实践中具体化。在培养过程中，教学部门还应组织相应的学科竞赛，指导并鼓励学生运用所学的概率统计科学知识提高自己的专业水平。将概率统计社会科学理念具体化需要全方位的教学活动的配合，这也是高职理工科人才概率统计社会科学理念的培养方式之一。
三、结论
人体工程学的基本概念篇3
关键词：工业设计；产品；概念设计；研究
在社会主义经济迅速发展的背景，人们物质生活水平的不断提升促使其对精神生活提出了更高的要求，对于工业领域而言，基于消费理念的变化与发展，要求要在注重产品性能质量的同时，提高对产品设计的重视程度。实现工业产品概念化设计能够赋予产品以鲜明的外观形象特点，进而在第一时间吸引消费者的注意力，并满足当前消费者的个性化需求特点，通过产品概念设计来不断拓展产品的市场占有份额，为提升相应企业的经济效益与竞争实力奠定基础。
一、相关概念综述
所谓的概念设计指的是在明确设计任务的基础上，以抽象化的思维模式、结合产品实际功能特点等来定位求解的途径，最终生成相应的方案。而基于工业设计领域下，所谓的产品概念设计指的是在进行工业设计的过程中，要针对相应的结构模型来实现不断的创新，并通过阶段性评价来搭建出现行的评价模式，以最终生成相应概念设计方案。在实际落实的过程中，主要的内容类型为：第一，以图表等基本说明与表格的编写为基础；第二，实现符号推理性工作，也就是实现设计方案的拟定与生成。按照设计方案学理念则就是分别实现细节设计与概念设计，而其中的概念设计则是由功能与结构这两种设计构成的。概念设计主要是在进行产品设计的初级阶段，将所形成的设计思想理念进行框架搭建，然后在通过不断的评估与优化来完善相应的设计细节，在此过程中，概念上设计的过程就是思维创新的过程，是建立在设计者知识经验基础上，并通过反复探究与实践来实现的一种设计方案，并确保产品在投入市场后能够满足受众的实际需求。在理解概念设计内涵的过程中，需要意识到这一设计是贯穿于产品全生命周期的，要建立在产品基本功能与结构基础上进行构思，这一创新的过程也可被看作是求解的过程，要求相应的设计人员要在具备深厚专业理论知识与丰富实践经验的基础上，能够以现代化的方法与技术来构思与求解。
二、工业设计中产品概念设计所呈现出的特征分析
1、创新性特点
不论是在任何设计领域中，创新都是实现概念设计的灵魂所在，因此，对于工业设计领域而言也不另外，其需要以创新来实现产品的概念化设计，比如汽车、电脑等，只有在不断优化产品性能的基础上，创新产品的结构，以体现出产品的个性化特点，才能够满足用户的实际需求特点，同时要在创新的过程中肩负产品的生产成本，以实现产品经济效益的最大化。而在实际进行产品概念设计创新的过程中，要求要在不断评价的过程中，实现方案的优化与完善，最终才能够生成具有可行性的概念设计方案。
2、多样性特点
在进行概念设计的过程中，所呈现出的主要特点之一便是设计过程与结果都存在着明显的多样化特点。基于产品功能定义以及实际工作原理等各方面所具备的不同特点，在进行概念设计的过程中，相应的思维模式也就随之发生了变化，通过功能这一载体进行呈现时相应的方案则就不同。比如，我们最常见到的便是设计结果的多样性，如手表这一工业产品，基于石英表与机械手表间的功能不同，相应的设计结果也就不同，展现出的最终设计效果就因此而呈现出了多样性的特点。
3、层次性特点
该特点主要通过如下两方面进行体现：第一，整体上在进行产品概念设计的过程中，则主要是通过功能层与结构层来实现的，同时，相应产品本身的功能层与结构层间存在着映射关系。第二，从个体角度出发，不论是功能层还是结构层，其本身具备了自身的层次关系特点，相应功能层的不同促使相应的结构层随之发生变化。
三、工业设计中产品概念设计的实现方法与关键点
1、工业设计中产品概念设计的实现途径
1）将类比法与逆向法进行完善应用
在实际进行这一产品概念设计的过程中，采用其中额类比法，能够促使相应的设计者以类似产品对对比对象，通过对比分析后来生成高于原有产品设计理念与方式下的新实现，进而通过全新概念设计方案的生成来赋予产品全新的设计。事实上，采用这一方法的本质则是在原有概念设计理念与方案上进行继承与创新。而采用逆向法进行产品概念设计的过程中，相应的设计者需要找到思路来进行设计，但是，很多时候思维会被局限而难以打开，进而陷入僵局中，此时，设计者就可以以逆向法，以逆向逻辑思维来进行构思，然后在生成设计思路框架的基础上，通过不断的优化调整来实现产品概念设计。
2）以联想法或是移植法来实现设计思维的创新
在实际进行该项设计工作的过程中，创新作为产品概念上设计的灵魂所在，要想通过这一设计理念将产品本身特点进行有效呈现，相应的设计者则就可以借助联想法来进行概念设计。所谓的联想法指的是结合产品功能与结构需求，同时，也可以在进行新产品研发的过程中，借助于其他类型的产品进行联想，与拓展思路范围，进而确保产品概念设计能够充分展现出产品自身的功能特点。而采用移植法进行产品概念设计的过程中，顾名思义，也就是将非工业领域中的产品在进行研发过程中所运用的技术等移植到相应工业产品之中，进而通过借鉴移植的方式来拓展产品设计理念的范围，并在进行产品概念设计的过程中充分体现出产品本身的应用价值。
3）以分析法和评价法来进行产品概念设计
采用分析法来进行产品概念设计的过程中，要求相应的设计人员要基于市场用户群体的实际需求特点，这样才能够迎合当前市场需求所呈现出的多元化、个性化需求特点，为确保产品在打入市场的过程中，能够迎合受众之需来抢占市场份额。在此过程中，要求相应的设计人员要通过对市场的调查走访，实现全面需求信息资料的搜集，进而通过分析来进行产品概念设计的目标与方向。而采用评价法来进行产品概念设计的过程中，可从用户评价反馈信息中来获取产品概念设计的思路，这样才能够通过大众化产品的生产来最大程度度的提高产品在市场上的竞争力。
2、工业设计中产品概念设计的关键点
1）以创造性思维的应用为核心
创新是民族的灵魂，是推动社会进步与发展的源动力，对于工业领域而言也是如此，在进行产品概念设计的过程中，如果没有创新性思维的融入，产品也就难以体现出个性化的特点，进而在进入市场后也就与其他产品没有差别，这也是当前工业流水线生产的产品之所以大打价格战的原因之一。因此，对于设计者而言，需要能够善于捕捉灵感，积极的发散拓展思维空间来进行创新性思维在产品概念设计中的应用，进而实现产品的个性化设计来满足市场需求。
2）要注重实现技术领域的创新
科学技术是第一生产力，只有不断的创新技术，才能够确保工业产品在当前高科技市场中站稳脚跟、赢得先机。而概念设计作为产品的一大点睛之笔所在，需要以技术创新为支撑，进而将所创新的技术进行应用，赋予产品以全新的特点，展现出产品的现代化特点，以新颖别致等特点来获取受众的关注。而只有将所创新的技术应用于产品之中，才能够实现其所具备的商业价值，所以，在进行产品概念设计之初，就需要将技术创新这一理念进行融入，进而才能够在产品设计中得到体现。
3）积极的将虚拟现实技术进行应用
在工业设计中，产品概念设计要想实现市场化发展，则就需要将发展的目标放在先进的技术成果应用上，进而才能够满足市场实际需求趋势，获得竞争的优势。而虚拟现实技术的应用则能够在进行产品概念设计的过程中，实现相应概念场景的搭建，进而赋予产品概念设计以真实的生命力。同时，虚拟现实技术的应用需要借助计算机技术的应用来实现，而这对于当前的设计领域而言，相应的设计者将从传统的设计方法模式中解脱出来，并且以立体化且真实化产品概念设计的模型进行情感上的体验，并在反复评价与感知的过程中更好的实现产品概念设计方案的不断优化与完善。此外，这也是保障产品实现一次性成功研发的关键所在，在此过程中，对于设计者而言更像是经历一场体验的过程，能够切实实际的站在用户的角度去体验产品，确保工业产品能够借助产品概念设计的优势作用来赢得市场竞争先机，确保相应的企业在不断提高自身竞争实力的过程中，实现稳健发展。
四、总结
综上所述，对于工业产品的设计而言，实现概念设计方法的有效应用并抓住产品概念设计的重点，能够最大程度的确保产品在打入市场的过程中，第一时间吸引受众的注意力，并迎合当前市场消费群体所呈现出的个性化、多元化需求特点。在实际进行工业产品概念设计工作的过程中，需要积极将类比法、逆向法、移植法、联想法、分析法以及评价法进行科学运用，同时要注重创新思维、实现技术的积极创新并将虚拟现实技术进行应用，以在提高工业产品概念设计水平的同时，为当前社会大众不断带来新的体验视野。
作者：冯堃单位：河南师范大学新联学院机械工程系
参考文献
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人体工程学的基本概念篇4
在当前的工业设计领域中，要想确保产品能够在进入市场过程中第一时间吸引大众眼球，进而赢得市场，就需要提高对产品概念设计的重视程度，通过创新概念设计理念来满足消费者个性化、多元化需求。基于我国工业设计领域中相应产品概念设计起步较晚，因此，如何实现产品概念的完善设计并抓住设计的要点，亟待解决。本文针对工业设计中产品概念设计相关问题进行了研究与探讨。
关键词：
工业设计；产品；概念设计；研究
在社会主义经济迅速发展的背景，人们物质生活水平的不断提升促使其对精神生活提出了更高的要求，对于工业领域而言，基于消费理念的变化与发展，要求要在注重产品性能质量的同时，提高对产品设计的重视程度。实现工业产品概念化设计能够赋予产品以鲜明的外观形象特点，进而在第一时间吸引消费者的注意力，并满足当前消费者的个性化需求特点，通过产品概念设计来不断拓展产品的市场占有份额，为提升相应企业的经济效益与竞争实力奠定基础。
一、相关概念综述
所谓的概念设计指的是在明确设计任务的基础上，以抽象化的思维模式、结合产品实际功能特点等来定位求解的途径，最终生成相应的方案。而基于工业设计领域下，所谓的产品概念设计指的是在进行工业设计的过程中，要针对相应的结构模型来实现不断的创新，并通过阶段性评价来搭建出现行的评价模式，以最终生成相应概念设计方案。在实际落实的过程中，主要的内容类型为：第一，以图表等基本说明与表格的编写为基础；第二，实现符号推理性工作，也就是实现设计方案的拟定与生成。按照设计方案学理念则就是分别实现细节设计与概念设计，而其中的概念设计则是由功能与结构这两种设计构成的。概念设计主要是在进行产品设计的初级阶段，将所形成的设计思想理念进行框架搭建，然后在通过不断的评估与优化来完善相应的设计细节，在此过程中，概念上设计的过程就是思维创新的过程，是建立在设计者知识经验基础上，并通过反复探究与实践来实现的一种设计方案，并确保产品在投入市场后能够满足受众的实际需求。在理解概念设计内涵的过程中，需要意识到这一设计是贯穿于产品全生命周期的，要建立在产品基本功能与结构基础上进行构思，这一创新的过程也可被看作是求解的过程，要求相应的设计人员要在具备深厚专业理论知识与丰富实践经验的基础上，能够以现代化的方法与技术来构思与求解。
二、工业设计中产品概念设计所呈现出的特征分析
1、创新性特点
不论是在任何设计领域中，创新都是实现概念设计的灵魂所在，因此，对于工业设计领域而言也不另外，其需要以创新来实现产品的概念化设计，比如汽车、电脑等，只有在不断优化产品性能的基础上，创新产品的结构，以体现出产品的个性化特点，才能够满足用户的实际需求特点，同时要在创新的过程中肩负产品的生产成本，以实现产品经济效益的最大化。而在实际进行产品概念设计创新的过程中，要求要在不断评价的过程中，实现方案的优化与完善，最终才能够生成具有可行性的概念设计方案。
2、多样性特点
在进行概念设计的过程中，所呈现出的主要特点之一便是设计过程与结果都存在着明显的多样化特点。基于产品功能定义以及实际工作原理等各方面所具备的不同特点，在进行概念设计的过程中，相应的思维模式也就随之发生了变化，通过功能这一载体进行呈现时相应的方案则就不同。比如，我们最常见到的便是设计结果的多样性，如手表这一工业产品，基于石英表与机械手表间的功能不同，相应的设计结果也就不同，展现出的最终设计效果就因此而呈现出了多样性的特点。
3、层次性特点该特点
主要通过如下两方面进行体现：第一，整体上在进行产品概念设计的过程中，则主要是通过功能层与结构层来实现的，同时，相应产品本身的功能层与结构层间存在着映射关系。第二，从个体角度出发，不论是功能层还是结构层，其本身具备了自身的层次关系特点，相应功能层的不同促使相应的结构层随之发生变化。
三、工业设计中产品概念设计的实现方法与关键点
1、工业设计中产品概念设计的实现途径
1）将类比法与逆向法进行完善应用
在实际进行这一产品概念设计的过程中，采用其中额类比法，能够促使相应的设计者以类似产品对对比对象，通过对比分析后来生成高于原有产品设计理念与方式下的新实现，进而通过全新概念设计方案的生成来赋予产品全新的设计。事实上，采用这一方法的本质则是在原有概念设计理念与方案上进行继承与创新。而采用逆向法进行产品概念设计的过程中，相应的设计者需要找到思路来进行设计，但是，很多时候思维会被局限而难以打开，进而陷入僵局中，此时，设计者就可以以逆向法，以逆向逻辑思维来进行构思，然后在生成设计思路框架的基础上，通过不断的优化调整来实现产品概念设计。
2）以联想法或是移植法来实现设计思维的创新
在实际进行该项设计工作的过程中，创新作为产品概念上设计的灵魂所在，要想通过这一设计理念将产品本身特点进行有效呈现，相应的设计者则就可以借助联想法来进行概念设计。所谓的联想法指的是结合产品功能与结构需求，同时，也可以在进行新产品研发的过程中，借助
3）以分析法和评价法来进行产品概念设计
采用分析法来进行产品概念设计的过程中，要求相应的设计人员要基于市场用户群体的实际需求特点，这样才能够迎合当前市场需求所呈现出的多元化、个性化需求特点，为确保产品在打入市场的过程中，能够迎合受众之需来抢占市场份额。在此过程中，要求相应的设计人员要通过对市场的调查走访，实现全面需求信息资料的搜集，进而通过分析来进行产品概念设计的目标与方向。而采用评价法来进行产品概念设计的过程中，可从用户评价反馈信息中来获取产品概念设计的思路，这样才能够通过大众化产品的生产来最大程度度的提高产品在市场上的竞争力。
2、工业设计中产品概念设计的关键点
1）以创造性思维的应用为核心
创新是民族的灵魂，是推动社会进步与发展的源动力，对于工业领域而言也是如此，在进行产品概念设计的过程中，如果没有创新性思维的融入，产品也就难以体现出个性化的特点，进而在进入市场后也就与其他产品没有差别，这也是当前工业流水线生产的产品之所以大打价格战的原因之一。因此，对于设计者而言，需要能够善于捕捉灵感，积极的发散拓展思维空间来进行创新性思维在产品概念设计中的应用，进而实现产品的个性化设计来满足市场需求。
2）要注重实现技术领域的创新
科学技术是第一生产力，只有不断的创新技术，才能够确保工业产品在当前高科技市场中站稳脚跟、赢得先机。而概念设计作为产品的一大点睛之笔所在，需要以技术创新为支撑，进而将所创新的技术进行应用，赋予产品以全新的特点，展现出产品的现代化特点，以新颖别致等特点来获取受众的关注。而只有将所创新的技术应用于产品之中，才能够实现其所具备的商业价值，所以，在进行产品概念设计之初，就需要将技术创新这一理念进行融入，进而才能够在产品设计中得到体现。
3）积极的将虚拟现实技术进行应用
在工业设计中，产品概念设计要想实现市场化发展，则就需要将发展的目标放在先进的技术成果应用上，进而才能够满足市场实际需求趋势，获得竞争的优势。而虚拟现实技术的应用则能够在进行产品概念设计的过程中，实现相应概念场景的搭建，进而赋予产品概念设计以真实的生命力。同时，虚拟现实技术的应用需要借助计算机技术的应用来实现，而这对于当前的设计领域而言，相应的设计者将从传统的设计方法模式中解脱出来，并且以立体化且真实化产品概念设计的模型进行情感上的体验，并在反复评价与感知的过程中更好的实现产品概念设计方案的不断优化与完善。此外，这也是保障产品实现一次性成功研发的关键所在，在此过程中，对于设计者而言更像是经历一场体验的过程，能够切实实际的站在用户的角度去体验产品，确保工业产品能够借助产品概念设计的优势作用来赢得市场竞争先机，确保相应的企业在不断提高自身竞争实力的过程中，实现稳健发展。
四、总结
综上所述，对于工业产品的设计而言，实现概念设计方法的有效应用并抓住产品概念设计的重点，能够最大程度的确保产品在打入市场的过程中，第一时间吸引受众的注意力，并迎合当前市场消费群体所呈现出的个性化、多元化需求特点。在实际进行工业产品概念设计工作的过程中，需要积极将类比法、逆向法、移植法、联想法、分析法以及评价法进行科学运用，同时要注重创新思维、实现技术的积极创新并将虚拟现实技术进行应用，以在提高工业产品概念设计水平的同时，为当前社会大众不断带来新的体验视野。
参考文献
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人体工程学的基本概念篇5
0引言
本体构建是本体应用的基础，随着本体的理论研究逐步深入和在工程实践中的广泛应用，形成了许多的构建方法和构建工具。但本体的构建过程仍需要通过人工的参与，人们凭借一定专业领域知识，依据自己的知识和理解主观地判断概念之间的关系。这种依靠人的经验和知识积累的本体构建方式非常费时费力，成为领域本体发展的一个瓶颈。因此，为了减轻人工工作量，缩短本体构建的周期，人们期望可以自动半自动地构建本体，提高本体构建的效率和自动化程度，于是本体学习的概念就被提了出来。
本文对领域概念的抽取和领域概念间关系的抽取等关键技术进行了深入研究;采用了基于word2vec的领域本体概念自动抽取算法，并采用迭代算法，扩充领域概念的候选词集;同时，对领域概念间关系自动抽取的方法也进行了一定研究;最后，将基于web的领域本体半自动构建方法应用于气候变化领域构建气候变化领域本体。
1基于web的领域本体半自动构建方法
本文基于本体学习技术，设计了一种基于web的领域本体半自动构建方法，该方法包括领域信息采集、领域词典构建、本体学习、本体编辑和本体评价五大模块。其中，本体学习模块是构建领域本体的重点和难点，该模块主要采用机器学习技术、自然语言处理技术，结合语言学、统计学等知识，从大量领域数据中自动地抽取领域概念和概念间的关系。基于web的领域本体半自动构建方法框图，如图1所示。
2基于word2vec的领域本体概念抽取
领域概念获取是构建领域本体的基础工作，领域概念自动抽取是指从一定规模的自由文本中抽取出能够反映某一特定领域特征或共性的词汇。本文在研究相关算法的基础上，采用了一种基于word2vec的领域本体概念抽取算法。该算法如图2所示，共包含三部分：中文分词、领域概念候选词抽取、领域概念候选词评价。
领域词典的构建是概念抽取的基础，在中文分词环节，领域词典为其提供领域词汇，将领域词典添加到原有的分词词典中，使更多的领域词汇可以被识别出来。在领域概念候选词抽取和评价环节，领域词典为其提供领域的种子概念，用于对候选词进行抽取和评价。
在中文分词环节，增加了新词发现模块。本文采用的是中科院计算所的iCtCLaS分词工具对中文原始语料进行分词，本文在中文分词环节增加了新词发现模块，将发现的新词词典和构建的领域词典都添加到了原有的分词词典中，从而组成了新的分词词典。
在领域概念候选词抽取环节，本文引入了深度学习的思想，它通过构建具有多隐层的机器学习模型从海量训练数据中学习更有用的特征，本文利用word2vec工具学习web领域语料，训练词向量模型，通过计算向量间的相似度，得到两个词之间的相似度，由此将领域种子概念的相关词汇作为领域概念候选词。
领域概念候选词评价环节是指从领域概念候选词中筛选词汇作为领域概念，本文采用基于双序列比对的中文术语语义相似度计算方法计算这些候选词与种子概念的相似度，将与种子概念语义相似度高的候选词作为领域概念。
2.1中文分词
中文分词与词之间有明显分隔，因此分词是对中文进行自然语言处理的首要步骤，分词的好坏直接影响概念抽取的效果。分词结果的好坏取决于所采用的分词工具和分词方法。目前，分词词典中的大多数词条是通用领域的，对领域专业词汇的识别率较低，因此构建领域词典，并将领域词典添加到分词词典中是很有必要的。由此，本文在中文分词中加入新词发现模块，采用大规模语料新词发现技术，将得到新词词典和领域词典中的词汇加入到原有的词典中，构成新的分词词典。然后对原始的领域语料进行分词，得到分词后的领域语料为概念抽取做准备。
(1)新词发现
要从海量文本中发现新词，通常考虑三个因素：字符串在文本中出现的频率、字符串的内部聚集程度和边界划分能力。本文采用基于大规模语料的新词发现技术，并分别用互信息和信息熵衡量一个字符串的内部聚集程度和边界划分能力。给出判断该字符串能否作为一个新词的评价指标，公式如下所示：
[walue=log(mi+1)?log(min(leentropy，rientropy)+1)]
式中：mi代表字符串的互信息;le_entropy代表字符串左邻字集的信息熵;ri_entropy代表字符串右临字集的信息熵。
(2)new分词词典
本文采用中国科学院计算技术研究所研制的汉语词法分析系统iCtCLaS分词工具，将领域词典、新词发现得到的新词词典和原有的分词词典组成新(new)分词词典，利用new分词词典对语料库进行分词。
2.2领域概念候选词抽取
采用基于word2vec的领域概念候选词抽取算法。word2vec是一个把词转变为向量的工具，可以通过两个向量之间的余弦值得到两个词的相似度。本文将与种子概念具有一定相似度的词汇作为领域概念候选词，具体步骤如图3所示。利用word2vec工具对分词后的原始语料进行训练得到词向量模型，将种子概念对输入词表进行初始化，利用该模型计算与输入词表具有一定相似度的词汇作为领域概念候选词。要扩大候选词数量，采取迭代的算法，将输入词表作为迭代变量，将输出词表与输入词表的差集作为输入变量，再次调用词向量模型抽取候选词，直至符合迭代结束条件停止。
使用word2vec工具训练词向量模型步骤如下：
(1)将文本语料进行分词，并以空格或tab隔开。
(2)将分好词的训练语料进行训练，假定语料名称为test.txt且放入word2vec目录中。
(3)训练好模型之后，得到词向量模型文件vectors.bin。
得到词向量模型后，便可以通过计算两个向量的余弦值来计算两个词的相似度。本文提出利用word2vec工具训练得到的词向量模型抽取种子领域概念的相关词汇，将相似度大于某一阈值的相关词作为领域概念的候选词。要扩充候选词集，设计迭代算法，将得到的输出词表与输入词表的差集作为输入，再运行程序得到更多领域概念候选词。算法流程如下：
(1)程序初始化，将从领域词典中选取的种子概念对输入词表进行初始化;
(2)调用word2vec的词向量模型抽取输入词表中概念的相关词汇，并将这些相关词汇作为领域概念候选词;
(3)将抽取得到的候选词集合作为输出词表输出;
(4)根据结束条件判定程序是否结束，如果不符合结束条件，则计算输出词表与输入词表的差集[S，]将[S]作为输入词表，转步骤(2)，符合结束条件，程序结束。
该算法采用迭代算法以期获取更多的领域概念候选词，从而扩充候选词集。由上述算法流程可见，该算法中的迭代变量为输入词表，输入词表经过word2vec训练的词向量模型得到一个输出词表，然后将输出词表与输入词表的差集赋值给输入词表，再次进行抽取，这就是迭代过程。迭代算法中迭代结束条件可以是程序循环次数、输出词表与输入词表差集中元素的个数小于某个阈值和抽取概念的个数达到一定的数量等几种情况，具体的结束条件可根据需求的本体规模来确定。
2.3领域概念候选词评价
采用迭代算法可抽取出大量的领域概念候选词，然而本体的概念应是精炼的，本体的规模也是确定的，应对这些基于word2vec得到的领域概念候选词进行过滤，进一步提取领域概念。本文以种子概念为基准，计算概念候选词与种子概念的语义相似度，认为候选词与种子概念在语义上越相近，该候选词与领域越相关，本文将语义相关度高的词语作为抽取的领域概念，具体流程如图4所示。
采取基于双序列对比的中文术语语义相似度计算方法进行语义相似度计算，该方法有效地利用《同义词词林2》对词语进行有效的语义相似度计算，并且对组合词语之间的相似度也进行了深入研究，效果较好。
3领域本体概念关系抽取
本体概念之间的关系主要包括同义关系、上下位关系、整体?部分关系等。其中，同义关系和上下位关系是基本的语义关系，构成了本体的基础框架。
3.1同义关系抽取
本文利用中英文词典抽取概念间的同义关系。假设概念C1翻译得到的英文单词或短语有[{w1，w2，…，wn}，]概念C2翻译得到的为[{w′1，w′2，…，w′m}，]如果两个集合有交集，即两个概念有相同的英文解释，就认为这两个概念具有同义关系。将一个概念与其相关概念组成的概念对集合作为关系解空间，从解空间中抽取同义关系。为了抽取更多的同义关系，需要扩大关系解空间。
3.2上下位关系抽取
本文提出了一种基于概念对的语义特征和语境特征的特征向量来抽取具有上下位关系的概念对，从概念对的构词、共现、特征词出现数量、概念对在句中位置的距离出发，构建概念对上下位关系的特征向量，并使用支持向量机(SVm)进行训练和预测，从而实现本体上下位关系的抽取。具体算法实现如下：
步骤1：初始化所有的概念对和特征词;
步骤2：判断一个待计算特征向量的概念对是否符合扩展的包含原理，是则该概念对的特征向量[t]为(1，0，0，0)，否则该概念对的[t1]值标记为0，进行步骤3;
步骤3：利用百度搜索引擎，对概念对进行查询，保存查询结果的前10条，计算该概念对的特征向量[t;]
步骤4：判断是否所有的概念对处理完毕，否，则转步骤2，是则形成特征集[w(t);]
步骤5：调用LiBSVm工具，将[w(t)]导入到训练集中;
步骤6：设置SVm训练参数，分别选用4种核函数进行实验，选取分类效果最好的核函数;
步骤7：运行程序，从概念与其相关的概念组成的概念对中抽取上下位关系。
4数字图书馆气候变化领域本体半自动化构建
本文采用气候变化领域主题网络爬虫方法从web上采集与气候变化领域有关的数据，共采集了1.5GB的web领域数据，数据的来源主要有2个。其中，基于开放搜索引擎搜索和气候变化权威的领域内新闻共有198104篇，数据1.04GB，百度百科领域内数据105660篇，数据556mB。本文利用这些从web上采集的领域数据作为初始学习语料，从中自动的抽取气候变化领域本体概念和概念之间的关系，形成初始本体，最后利用本体编辑器，由领域专家人工对初始领域本体进行审核和编辑，以得到更为完善的知识体系和更为精准的本体描述。
4.1基于word2vec的领域概念抽取实验
(1)中文分词
采用中科院计算所的iCtCLaS分词工具对原始语料进行分词，在分词前，首先对原始语料进行新词发现，再将新词发现的结果和构建的领域词典中的词添加到原有分词词典中，形成新的分词词典。
实验中采用基于互信息和信息熵的新词发现技术从采集的气候变化领域语料中发现新词，本文只抽取5个字和5个字以下的词语，实验过程中，首先对字符串进行频率过滤，设定频率阈值，如果大于该阈值，则再进行信息熵过滤，否则，直接将其排除。由于目前还没有统一的设定阈值的标准，本文中的阈值都是经过反复试验，选取使效果较佳的阈值。实验发现新词情况如表1所示。
利用原有分词词典和在原有分词词典的基础上加入新词词典和领域词典后，对语料进行分词的结果进行对比，其结果证明采用新的分词词典进行分词，分词的准确率大大地提高了。
(2)领域概念候选词抽取
首先对采集的气候变化领域语料利用原有的分词词典进行分词，利用word2vec工具对该分词文件进行训练，得到词向量模型文件vectors.bin。采用构建的领域词典作为初始输入词典，通过调用词向量模型文件vectors.bin，计算与种子概念距离近的词汇，得到领域概念的候选词。
(3)领域概念候选词评价
采用双序列比对的中文术语相似度计算方法，将获得的11032个领域概念候选词与领域词中的种子概念做语义相似度计算，本文将与种子概念相似度大于一定阈值的候选词选作领域概念。实验过程中，该阈值取0.7。利用构建的领域词典中的1080个词汇作为种子概念，采用两种方法做对比实验(将基于前后缀的中文领域术语抽取方法称为原有算法，将本文采用的基于word2vec的领域本体概念抽取算法称为改进算法)，实验结果如表2所示。
由表2可见，改进的算法无论是在领域概念抽取词抽取环节还是领域概念候选词评价环节，不仅大大地增加了抽取词汇的数量，而且领域术语所占的比重也比之前提高了。
4.2概念关系抽取实验
(1)同义关系抽取。本文采用在线的有道词典进行约束，同义关系抽取结果如表3所示。由实验结果可知，得到的结果准确率较高但召回率比较低，由于使用词典约束以及关系解空间等因素影响了召回率，可通过对数据进行扩充，其中包括使用word2vec的训练语料和双语词典等改进方法来提高召回率。
(2)上下位关系抽取。本文从关系解空间中抽取上下位关系，从中选取并手工标记800对概念对，其中正例400对，反例400对。实验中，在800对正反例中各取大约3/4的向量作为训练集，剩余的1/4对作为测试集。将本文提出的基于特征向量的本体概念上下位关系验证与基于百科的术语关系抽取方法进行对比验证，对比结果如表4所示。
从实验结果可得：本文提出的基于特征向量的上下位关系验证方法具有更高的准确率、召回率和[F]值，而且采用本文提出的算法比基于百科的术语上下位关系抽取发现的具有上下位关系的概念对多。
4.3数字图书馆气候变化领域本体的应用
气候变化问题已经逐渐成为各界热议的焦点，世界各国的统计部门、气象部门等都已经积累了庞大的数据集，研究者很难从庞大而分散的数据集与观点成果中快速找到期望的信息，更难以在这些信息中寻找数据之间的关联与规律。基于以上问题，设计开发出了针对气候变化领域的RSS阅读器系统。新闻、数据文件等以本体的组织框架进行组织。点击某一知识节(领域概念)，便可查看相关的新闻信息等，操作方便快捷。用户通过该阅读器系统能实现对气候变化领域内最新、最全新闻信息的实时获取，从而减少人工搜索和筛选的工作，提高了新闻信息搜索效率和信息推荐的准确度。
5结论
本文探讨了领域本体构建方法，设计了一种基于web的领域本体半自动构建方法，对基于word2vec的数字图书馆本体构建技术进行研究，采用基于中英文词典的方法抽取同义关系，提出基于特征向量的上下位关系抽取算法。基于此，设计开发出了针对气候变化领域的RSS阅读器系统，通过实验及实际应用证明文中所提方法缩短了本体开发周期，节省了大量的人工参与，自动抽取本体质量较高。但领域概念抽取结果依赖于word2vec工具，具有一定的局限性，因此，可以考虑混合其他的概念抽取方法来获取领域概念。
人体工程学的基本概念篇6
一、传统医学教学模式的局限性
目前,我国医学教学课程内容繁多,涉及面广,有自然科学和社会科学,生理和病理等,需记忆的内容多,学生普遍感到学习负担较重。由于各种原因,目前,医学教学以课堂教学为主,学生以接受学习为主,认知方式以记忆为主,学生综合运用知识解决问题能力有待提升,批评和创新精神有待加强,因此急需进行医学教学模式改革。医学课程内容包括的大量基本事实、原理、规律等,多与概念有关,概念是理论的基础和精髓,也是思维过程的核心,很多医学课程适合概念图教学,因此,笔者倡导将概念图应用到医学教学过程中,以实现:(1)运用概念图加强医学生意义学习。通过概念图了解学生原有认知结构,在学习新概念和命题时,能够加强与原有认知结构的结合,即D.p.ausubel的有意义学习理论,知识可以保持更长久,利于迁移和后续学习。(2)运用概念图改变医学生的认知方式。学生批判思维和创新能力与认知方式有关。认知方式是个体对外部世界稳定的知觉形式和概念归类模式。通常有:记忆、规则、质疑、应用几种。有研究表明,学生运用概念图学习时主要采用以规则为主的认知方式,在学习新概念时,通常习惯于分析概念之间的关系,善于批判和创新运用。(3)概念图作为医学教学评价工具,适用于形成性评价和总结性评价。概念图答案往往是开放的,利于学生思维的发散及创造力的激发,但又不是完全没有范围,构建科学、合理、便捷的评价系统是今后研究的重点内容之一。
二、基于概念图的医学教学模式研究现状
概念图首次由美国康奈尔大学J.D.novak教授提出,被国外广泛用作教学工具,在医学教育领域中,对概念图研究主要体现在两大方面:(1)概念图作为认知工具,包括:概念图对有意义学习的促进作用,对批判思考和解决问题能力的发展[2];以及探索概念图的有效教学方法,如与基于问题学习(pBL)相结合[3]等;还有影响概念图教学效果因素,如反馈的重要性[4]等。(2)概念图作为评价工具:novak在提出概念图同时,也给出了概念图评分系统。自1995年之后,基于不同的评估任务及作答形式产生了许多评分系统,其中m.a.Ruiz等提出的三种评估法[5]和J.R.mcClure等提出了六种评分法[6],是引用最为广泛的概念图评估理论。1990年,概念图理论第一次由方展画教授引入中国教学领域[7],之后概念图教学研究成果逐步增长,21世纪后显著增加,引起我国教育者的极大关注,研究对象主要分布在基础教育阶段,高等教育较少,学科则偏向于生物、化学、物理等理科教学,研究内容主要探讨概念图应用于学科教学的方法。概念图教学具有提高学生批判思维和创新能力的优势,但我国医学教育一线的师生对概念图的认知率较低,在中国知网(CnKi)中,以“概念图”为关键词,进行检索,以“医学教育”作为学科类别进行过滤,共搜索到相关文章为35篇,主要研究将概念图应用到护理、遗传学、生物学、医学文献检索等课程教学中,护理学教学居多(18篇),研究范围包括利用概念图培养学生批判思维[8]、与pBL教学相结合提高教学效果[9]、概念图作为学习策略等,取得了一定的研究进展,但实证研究相对来说比较缺乏、对概念图评价体系研究较少,概念图的优势还没有引起医学教育者的足够重视。
三、基于概念图的医学教学模式实施方法
文章倡导以概念图为切入点,改革医学教学模式,通过基于概念图的学习,改善学生的学习方式、认知方式和教学评价方式等,探索出符合我国教育情境的概念图医学教学体系,提高学生综合运用知识解决问题的能力,变线性思维模式为整体思维模式,促进批判性思维能力和创新能力提高。具体实施方法从以下几个方面探讨:
1.积极探索基于概念图教学模式的理论基础,指导教学模式的实施。包括有意义学习理论、建构主义学习理论等为概念图教学的展开、发现学习法的实施提供理论指导;研究认知心理学理论,如认知负荷理论、图示理论等以更好了解学生认知状态,为概念图教学提供参考;社会心理学理论为分组学习提供借鉴等。
2.从基于概念图教学模式操作程序看,过程大致如下,根据实际实施效果及存在问题调整。(1)向学生介绍概念图学习的一般程序,使学生适应这种学习方法,明确学什么、怎么学,达到什么程度;(2)根据划分好的教学单元,按预定教学计划,对全体学生集体讲授概念图;(3)单元教学结束后,进行单元的形成性评价,可以分个人评价或小组评价;(4)分析测试结果,以达到80%-85%正确率为掌握。对未达目标学生,通过个别辅导、小组合作等进行纠正;(5)再进行一次形成性测验,到大部分学生掌握后,转入下一单元学习。如此循环往复,直至全部教材学完。(6)全班总结性评价。
人体工程学的基本概念篇7
关键词：土木工程专业;结构概念;创新设计;课程教学
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）06-0199-02
一直以来，我国土木工程专业本科培养的学生具有一定的理论水平，但应用实际工程的能力较差，独立和创新的工程意识较低。原因是以往的教学中，教师单纯地讲授理论知识，学生实践能力训练不足，缺乏理论与实际工程相结合的锻炼，教学与实践无法有效衔接。目前，土木行业越来越多的地方用到了概念设计，这种理念在很多实际的建筑方案中得以应用，对土木工程影响巨大[1]。因此，概念设计在土木建筑工程专业教学环节中应当加以体现、反映。针对这样的现状，土木工程专业进行《结构概念与创新设计》课程教学研究就十分有意义。这对改革工程教育的教学模式有利，又能检验学生对所学理论知识的掌握，并且锻炼他们提出问题、分析问题、解决问题的能力，激发其建立工程意识和培养创新能力[2]。
一、《结构概念与创新设计》课程教学内涵和意义
土木工程结构概念设计是工程当中结构设计的灵魂，是利用设计概念并以自身为主线贯穿全部设计过程的一种设计方法。概念设计是完整和全面的设计过程，它将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计[3]。社会经济的飞速发展，人们的生活水平日益提高，对建筑结构设计也有了一个更高的要求。如何打破土木工程结构设计过于墨守成规，能将结构工程师的创新能力充分发挥出来，对于现代社会是迫切需要的。因为他们才是结构设计革命的推动者和执行者[4]。
《结构概念与创新设计》课程是在原《结构创新设计》课、《结构概念与体系》课及《事故分析与结构原理》等土木工程专业课程基础之上，发展整合及改造后新设立的课程。该课主要是以学生创新性设计制作实验为主线，训练学生工程意识、动手能力、创新能力、实践能力等。它体现了工程教育的特色，以结构设计制作实验项目为载体，探索在干中学、理论与实践紧密结合的教学模式。把工程培养所必要的基础知识、工程设计思想和方法、自学和终身自学的能力和兴趣的培养等内容放在第一位。《结构概念与创新设计》课提出建筑结构概念设计的概念和原则，并结合学生的创新性设计制作实验案例进行点评分析。概念与体系部分介绍结构概念设计的背景、思路、基本做法、设计过程中经常用到的结构概念。
该研究的理论意义和实际意义在于探索通过该课程的教学设计，教学内容和教学方法的改革研究，适应新的教育理念和人才培养模式。培养学生的创新和实践能力，掌握善于主动学习的方法，形成良好的学习和工作习惯。
二、我校的教学改革研究的基础和环境
1.专业建设基础好。河北工程大学土木工程学院以开设创新性结构设计大赛10年。完成了校教研项目《土木工程专业创新性结构实验探索研究》和《结构创新设计等系列课程的教学研究》两项。学院已开设《结构创新设计》、《结构概念与体系》、《事故分析与结构原理》、《混凝土结构设计》、《结构抗震设计》等课程。
2.师资力量强。上述这些课程由多位建筑工程系的老师担任，职称结构合理，形成了相对稳定的老中青队伍结构。因此，对于结构概念与创新设计教学改革研究的可持续性提供了保证。
3.实验室基地条件良好。本专业下设的结构实验室是河北省结构实验教学示范中心，为学生建立模型实验提供了科学的、可靠的硬件条件。
三、《结构概念与创新设计》课程教学方案设计
1.教学目标。初步形成《结构概念与创新设计》课的教学理念和教学思想，完成《结构概念与创新设计》课的教学大纲制定，确定教学内容，初步形成教学方法和教学模式，为指导其他工程设计课程教学改革探索经验。
2.教学内容。《结构概念与创新设计》课程教学内容包括教学设计、教学内容和教学方法研究。
教学内容：创新性设计制作实验项目的设计，项目要包含若干个结构和力学的概念的运用，如拉、压、弯、剪、扭、稳定、倾覆等，使用材料应宜于制作，实验的方法要直观。项目的要求应是概括性的，应用较少的约束，以使学生开阔思路。给出的条件应尽量少，要学生自己寻找所需的条件。布置结构设计制作实验项目，首先让学生以小组形式讨论分析项目，提出问题。学生分析问题并寻找解决问题的方法，通过自学、讨论、查阅相关资料等方法解决问题。学生应经过结构方案设计、一定的计算分析、绘制施工图、施工制作结构模型、进行结构实验、实验分析、总结等过程。
教学方法：本课程的教学手段主要以讲课、学生设计、模型制作和模型实验相结合的方式，从不同的角度和理念启发学生将所掌握的基本结构概念有机地结合起来，培养学生的创造力。在模型实验之前教师上课以引导为主，主要由学生自学、讨论和分析计算设计制作出结构模型。教师引导学生将自己的设计与所学内容联系起来，甚至产生出学生还未学到的问题，让学生自己思考分析。
教师的教学主要以指导为主，如结构概念设计的原则、路线、方法，基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念等，并结合学生的创新性设计制作实验案例进行点评分析。
基本教学过程：布置题目――学生以小组讨论学习――提出问题――教师指导学生分析问题解决问题（教师重点要起到启发、督促、指导、控制进度的作用）――学生形成方案――教师根据方案指导学生改进方案――学生制作模型――学生实验――教师点评总结（重点是设计思路和设计方法及学生学习方法的总结）――学生总结（学习过程总结）
3.存在的问题。（1）如何将“培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生自学和终身学习的能力等”教学理念落实到教学实践中，是本教学课程首要解决的关键问题。（2）研究创新性设计制作实验题目。研究题目的内涵、题目的难易程度、题目的适用性、题目的趣味性、题目对学生学习的引导性等。（3）研究课程的教学内容和教学方法，形成即稳定又灵活的教学内容和方法。稳定是要教学理念要坚持不懈，总结提高，教学模式要稳定形成套路和程序，便于教师掌握和控制教学进度。灵活是具体的教学内容，比如涉及的结构概念很多不可能在课堂上全讲，需教师具有灵活性和启发性的教学方法指导学生学习。（4）初步形成课程所需的教学文件。如教学大纲、教学设计、教学教案、教学讲义、题目库、教学录像等内容。
四、《结构概念与创新设计》课程的实施
我校土木工程专业开设《创新性结构设计》等一系列课程以来，我们在不断探究和改进教学方法，对于启发式教学、案例教学、项目教学法均有了一定程度的研究，并取得了阶段性成果。我们已经完成了《土木工程专业创新性结构实验探索研究》和《结构创新设计等系列课程的教学研究》两项校级的研究，并开设了相应的课程。相关教师在工程教育方面有长期的思考和教学实践探索，并且已成功组织土木工程结构大赛10年。已开设《结构创新设计》、《结构概念与体系》、《事故分析与结构原理》、《混凝土结构设计》、《结构抗震设计》等课程，相关教师教学水平高，有丰富的教学经验。具体实施如下：
1.修订《结构概念与创新设计》课程教学大纲，包括课程目标、内容安排及学时安排。
2.选择土木工程专业和工程力学专业大学三年级学生的第二学期开始该课程教学。
3.自土木工程专业和工程力学专业大学三年级学生的第一学期期末，研究确定题目及相应的教学安排。
4.将大学三年级专业学生按班级分给不同的教师，教师则分头实施教学，定期讨论交流改进教学。在教学实践中，将教师授课、学生设计、模型制作和模型实验相结合，启发学生将理论知识与工程实际相结合，培养学生工程概念设计与创新能力、自学能力。
5.在大学三年级专业学生的第二学期期末，教师对课程实践进行总结，提出改进措施和方法。
五、总结和探讨
本文方案结合新的科研成果开设出新的课程以及课程标准化建设。探索建立新课程的教学理念、教学内容和教学方法。本方案突出土木工程专业特色，加强了实践教学环节的创新研究与实践。将工程项目、创新能力培养融入课程体系建设中，进行课程计划和实践内容的一体化设计，培养学生的工程创新意识。本方案突出启发式教学和指导式教学，培养学生的学习兴趣、善问求知和动手实践能力。
参考文献：
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[2]刘彦艳.浅谈建筑结构概念设计[J].科技风，2009，（13）：52-55.
人体工程学的基本概念篇8
【关键词】物理概念逻辑非逻辑
【中图分类号】G632【文献标识码】a【文章编号】1006－9682（2009）04－0145－02
爱因斯坦指出，物理概念的形成有两条途径：一是有意识的方面，即通过逻辑上思维的自由创造；另一是无意识方面，即通过非逻辑的直觉和想象。可以说，一个物理概念的形成，有着与之对应的科学思想和科学方法的形成。
《普通高中物理课程标准》在“课程目标”的“过程与方法”方面强调，需要让学生经历科学探究的过程，动手实践，学习科学方法，体会科学思想，这充分体现了新课程对物理教学中科学思想和科学方法教育的重视。物理概念是进行科学思想和科学方法教育的重要载体，教师在教学中引导学生归纳总结物理概念形成的逻辑和非逻辑途径，是科学思想和科学方法教育取得成功的关键所在。本文试从物理教学中的例子谈谈物理概念形成的逻辑和非逻辑途径。
一、物理概念形成的逻辑途径
在有意识方面，概念不是从感觉和归纳中得到的，而是逻辑思维的自由创造。
1．从分析流行概念入手
分析流行概念的目的有二，一是分析它们的正确性和适用性。每个旧的概念都只能在一定的范围内和特定的条件下成立。分析这些概念在科学的发展进程中如何从经验中形成又高于经验的地位和作用，可以打破人们对旧概念产生的一种“权威性”的思想禁锢，敢于批判旧概念，提出新概念。二是分析它们存在的合理性和对应性。如果新的实验事实或深入的分析已经证明旧概念的存在不再是充分合理的，它们应该被抛弃。如果它们仍有一定的存在合理性，但与对应的事物联系不那么全面和完整，它们应该被修改。正是在这样的自觉逻辑活动的基础上旧的概念体系逐渐被新的概念体系所代替。［1］
物理学的时空观从一开始就已渗透在整个物理教学的过程中。学生在学习物理知识的同时也受到一种时空观的教育。在相对论时空观的教学中，一方面，教师引导学生在讨论经典物理学的理论和成就的同时，应使学生初步了解经典物理学时空观被突破的过程和爱因斯坦构建相对论时空观的方法；另一方面，教师应引导学生认识经典物理学时空观的适用范围和局限性，即只有在低速（和光速相比）条件下，经典物理学的时空观才是有效的。所以有了相对论的新时空观，经典物理学时空观没有必要彻底被抛弃。
2．对广泛事实进行考察
科学的基本概念不是通过概括同类事物得到的，而是在对广泛范围的各种庞大事物的考察中形成的。这样的考察具有较大自由度，这是导致新概念形成的途径。［1］
在机械运动的概念教学中，从观察一些现象入手，如天体在运行，车辆在前进，机器在工作，人在行走等。尽管这些现象的具体形象不同，但我们可以撇开它的具体形象，从他们的共性去考察，就会发现有共同的特征，即一个物体相对于另一个物体的位置随时间在改变。我们把从一系列具体现象中抽出来，又反映着这一系列现象本质的特征，叫做机械运动。［2］
3．注重建立概念之间的联系
注重建立概念的内部联系，是发展基本概念的又一条重要途径。［1］
加速度概念教学的形成是以速度的概念作为基础的。教师在教学中先引导学生回忆速度的定义为物体的位移变化量与运动时间的比值，速度是描述物置变化快慢的物理量。然后进行类比，引导学生回答用物体的速度变化量与运动时间的比值来描述物体速度变化的快慢，而加速度就是物体速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。把加速度概念和速度概念进行类比，建立加速度概念和速度概念之间的联系，加深了学生对加速度概念的理解。
4．运用数学工具加以表达
物理学的发展与数学密不可分，数学不只是演绎推理的工具，也是创造和表达基本概念的工具。著名物理学家汤姆逊说过：“如果不能用数学来表示，那么你的认识是不够的、不能令人满意的，可能只是初步的认识，在你的思想上，还没有上升到科学的阶段，不论你讲的是什么。”［1］
现代物理学从诞生之日起就与数学结下了不解之缘，绝大多数物理概念不仅具有质的规定性，而且具有量的可测性，数学为物理概念的量化和应用提供了保证。如力、速度、加速度、位移、质量、重力、温度、电阻率等等，都可以用简捷的数学公式来表达。
5．形成和发展基本概念体系
科学的基础是基本概念，正是在基本概念上才有了科学的体系。任何基本概念的形成和发展都会影响到概念体系的构成和演变。［1］
在司南版高中物理必修二“高速世界”的教学过程中，教师应使学生有着这样的认识：牛顿力学体系是在“绝对的时空观”这个基本概念的基础上建立的。爱因斯坦为了保持物理学定律在逻辑上的一致性和麦克斯韦电磁理论的有效性，对牛顿力学体系中的基本概念――时间做出了重要的修改，构建了新的时空观，在崭新的时空观的基础上创立了狭义相对论。除了时空观以外，引力也是牛顿理论体系中的一个重要的基本概念。爱因斯坦在这个基本概念上也创立了对引力的新认识，从而提出了广义相对论。
二、物理概念形成的非逻辑途径
在物理概念形成的过程中，心理因素特别是信念、直觉、形象思维、想象等有着重要的作用。
1．信念是理智品质的重要因素
在一切有意义的科学工作背后，每个科学家必定有一种关于世界合理性或可理解性的信念。正是这样的信念在激励和支撑着科学家，给他们一种超个人的力量，使他们关注着人类和社会的发展。［1］
在电磁感应的教学中，教师可以对电磁感应的发现作进一步的解释。在奥斯特发现电流的磁效应之后不久，物理学家们开始了磁生电的实验研究。但许多实验都失败了。在一次次的失败之后，许多物理学家都开始怀疑磁能否生电，并逐步退出了这方面的研究。然而，整整十年的探索，整整十年的失败，丝毫也没有动摇法拉第“磁能生电”的坚定信念。他想到的是“如果试验不成功，这只能表明我还考虑得不够周全。”“即使实验真的不能成功，那也应该把原因找出来。”法拉第凭着坚定的信念，终于发现了电磁感应现象。［3］
2．直觉是科学研究最可贵的因素
在爱因斯坦看来，科学研究方法中“真正最可贵的因素是直觉”。直觉指的是人在不自觉时突如其来出现的对某一个问题的理解或顿悟。有时人们把这种顿悟称作“灵感”、“启示”等。直觉是一种非逻辑的思维能力，是面对各种可能性做出正确选择的重要能力。［1］
众所周知的阿基米德定律就是凭直觉解决疑问的例证。阿基米德在面临“结构复杂的金冠是否用同等重量的白银掺假”问题时百思不得其解。正当阿基米德为揭示皇冠的秘密日夜苦思冥想时，却在浴盆里沐浴时顿悟出浮力定律。科学家正是凭着跳跃性的直觉思维使他们的疑问迎刃而解。
3．形象思维是自由创造的内部因素
科学家创造性思维的特征就在于先进入利用形象思维或表象思维的阶段，它导致了概念的形成。从这样的科学方法论出发，我们应该在物理教学上充分利用和发展形象思维的重要作用。［1］
如在原子物理中人们对原子模型的认识先有汤姆逊的“带有葡萄干的蛋糕模型”，后有卢瑟福的“太阳系的行星模型”。再如，诺贝尔物理学奖获得者威尔逊在青年时期曾于1927年到过英国的本内维斯峰天文台休闲数周，山上云雾飘渺的奇景给他留下了深刻的印象。后来当卡文迪许实验室主任汤姆逊提出需要一种能显示出电子路径的仪器时，在没有类似仪器参考的情况下，他马上想到了山上观察到的云雾。凭借着他对大自然瑰丽壮美的热爱和丰富的形象思维能力几经试制，终于成功地制造出威尔逊云室。
4．想象是科学研究中的实在因素
爱因斯坦有一句名言：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”在科学研究中，不仅要对已经存在的自然现象进行解释和说明，更重要的是要从观察实验所得到的经验材料中去分析把握事物的内部特征和内部过程的相互作用和相互联系，在这里，科学的想象就是十分必要的。［1］
在学生学习电学的知识时，教师可以在教学中贯穿相关的史实来使学生更好地想像“电”。200年前，“电”以陌生的面目出现在人类面前，人们看不到电的运动形态。美国物理学家富兰克林在思考中想起哗哗流淌的小河――电是否像流水那样发生位移运动？于是，他把电想像成一种流体，这种充塞于一切物体的流体有时稳定，有时流动；稳定时物体不带电，流体过多时带正电、过少时带负电；流体有趋于稳定的倾向，这种倾向表现为吸引力，引力太强就发生电火。尽管这其中难免有些错误的想像，在当时还不可能形成科学的物理理论，但至少已为电荷、电流、带电体等概念以及物体的起电、中和等规律勾画出了粗略的框架，为现代电磁学理论的建立开辟了道路。［3］
5．科学美是对美的认识的更高层次
在物理学中体现的科学美是人们对于美的认识的一个更高层次。美的规律对于人类进行科学活动有着重要的认识论和方法论的意义。［1］
物理概念、规律表达上的简炼、准确，是物理学家对科学简洁美不断追求的体现；运动与静止、引力与斥力、反射与折射以及电、磁、光三者的相互关系，体现了物理理论的对称与统一；下抛与上抛、加速与减速、地面物体运动与天上星体运动的统一，体现了物理理论的自洽和完备；相对论在时间和空间上达到高度的对称美、简洁美和统一美，堪称20世纪物理学的美学珍品。在物理教学中不但要使学生获取系统的物理知识，提高科学能力，而且要让学生以享受美、追求美为动力，达到在科学美的“王国”中自由翱翔的境界。
6．内心自由是大自然难得赋予人类的礼物
内心的自由在于思想上内部不受权威和社会偏见的束缚，也不受违背哲理的常规和习惯的束缚。内心的自由是大自然难得赋予人们的一种礼物，也是值得个人去追求的一个目标。［1］
伽利略坚持真理、捍卫真理，坚持宣传“日心说”，即使被宗教法庭判处终身囚禁，也没有被强权所屈服，仍在家中写下了《两种新科学的对话》一书。布鲁诺也是为了坚持“日心说”，受到宗教法庭的迫害，他宁愿自己被烧死，也要将人类引进真理的殿堂，表现了为科学献身的大无畏精神。很多事例可以告诉学生，任何科学认识的产生和科学创造的出现都是在冲破前人的局限、摆脱对权威的迷信和改变传统思维定势下实现的。
三、结语
高中学生尚缺乏物理学知识的系统学习，难以理解和体会物理概念形成中所蕴涵的科学思想和科学方法。因此，教师应通过自己对物理概念的理解和再创造，从物理概念的形成过程中去挖掘其中的科学思想和科学方法，并以学生能够接受的方式向他们展示，启发学生的思考和领悟。这对于从整体上提高学生的科学素养具有十分重要的作用。
参考文献
1朱f雄.物理教育展望.华东师范大学出版社，2002（2）：86～93
人体工程学的基本概念篇9
关键词：ontology知识组织应用
中图分类号：tp3文献标志码：a文章编号：1673-291X（2011）27-0215-03
一、ontology概述
1．ontology的起源和概念。ontology（本体）原本是一个哲学上的概念，是表述哲学理论的一个术语，由希腊ontos（存在）与logos（学说、言论）派生而来。在西方哲学史中，它被解释为“关于存在及其本质和规律的学说、言论”。可以这样理解，作为一个哲学概念，ontology是对客观世界的一个特定的分类体系，这个体系不依赖于任何特定的描述语言。
近一二十年来，ontology也逐渐受到计算机科学科学界的关注，从研究的情况可以看出，把现实世界的某个应用领域抽象或概括成一组概念及概念间的关系，构造这个领域的本体，会使计算机对该领域的知识的处理与组织大为方便。因此本体论现在已被广泛应用在知识工程、知识表示、信息检索、信息摘要、知识管理等领域。
在知识工程领域，neches等人最早给出了对于ontology的定义，他认为，“一个ontology定义了组成相关领域词汇的基本术语和关系，以及用于组合术语和关系以定义词汇的外延的规则。”（nechesR，1991）
此后，很多学者都对ontology给出了自己的定义，但是始终没有形成一个统一的认识。美国斯坦福大学的知识系统实验室的学者Gruber指出，“anontologyisanexplicitspecificationofaconceptualization”（Gruber，1993），即“本体是概念化的一个明确的规范说明”，几年后，学者Borst对这个定义作了进一步的修改，认为，“anontologyisaexplicitlyformalspecificationofsharedconceptualization”（Borst，1997），即“本体是对共享概念模型的明确的形式化的规范说明”。这两个定义后来成为人们经常引用的对于本体的定义。
其中，“明确（explicitly）”是指所用的概念的类型及其约束都必须是明确定义的，“形式化（formal）”是指ontology必须是计算机可读的，“conceptualization”是指通过抽象客观世界的概念而得到的一些概念模型，“共享（shared）则表示ontology代表的是该领域所接受的共性知识，是公认的概念集合。
2．ontology的构成。ontology本身可以看作是对现实世界的一种表示思想和方法，这种方法用本体的思想来分析该领域的概念集合，而后将这些概念集合使用一定的表示方法进行组织。本体的研究方法认为，本体表示一般具有以下共同的特征：该领域存在着对象（object）；对象具有属性（propertyorattribute），属性可以赋值（value）；对象可存在于不同关系（relation）之中；属性和关系会随时间的推移而变化；不同的时刻会有不同的事件（event）发生；在某一时刻存在着某一特定的过程（process），对象参与过程其中；领域及其对象处于不同的状态（state）；某一事件能对其它事件和状态产生影响（effect）；对象由部分（part）组成。
因此，按照上述方法分析，一个ontology应该包括以下几个方面的内容：（1）该领域对象类的层次体系，即不同对象之间存在着is-a、kind-of、part-of的关系。根据上面的特征，这里的类就是上述对象经抽象加工后的集合。本体能够通过这个层次体系将该领域的概念组织成一个树形体系。（2）对象类的属性以及属性的取值范围。上面提到，属性可以赋值，因此属性的值存在取值范围的问题，而属性及其取值范围是由具体的对象决定的，并且这些属性可以根据对象间等级关系继承和改变。（3）对象之间除了层级关系之外的其他语义关系。对象除了属性之外，还有相互之间的关系。除了一般的层次关系外，对象间还可能存在很多种关系，例如cause-by，result-in等等。语义关系广泛的存在于知识本体当中。（4）本体还包括一定的推理规则，也就是所谓的公理（axiom），这些公理代表永真的事实，再用本体的语义关系进行逻辑推理时，可以起到很大的作用。
二、ontology的分类
根据描述对象的不同，可以将ontology分为以下几类：（1）领域本体（Domainontology）：领域本体在一个特定的领域内可重用，它们提供该特定领域的概念定义和概念之间的关系，提供该领域中发生的活动以及该领域的主要理论和基本原理等。对特定领域的本体研究和开发目前已涉及许多领域，包括企业本体、医学概念本体、酶催化生物医学本体、陶瓷材料机械属性本体等等。（2）通用本体（Genericontology）：它覆盖了若干个领域或者具有通用性，通常也叫作核心本体（Coreontology）。它包括的是关于世界的一般性知识和概念，比如时间、空间、状态等等。因此，通用本体可以跨学科领域使用。比较有代表性的通用本体当属CYC。（3）语言学本体（terminologicalontology）：语言学本体，顾名思义是指关于语言、词汇等的本体。典型的实例有GUm（generalizeduppermodel）和wordnet。wordnet是基于心理语言规则的英文词典,由pronceton大学研制，它以synsets为单位组织信息，其中synsets是指特定的上下文环境中可互换的同义词的集合。（4）知识表示本体（Representationalontology）：并不将其本身限定于任何特定领域,这些ontology规定实体的表示方式却不规定什么应该表示。一种众所周知的表示ontology就是框架ontology，其中定义框架、槽、槽约束，并允许以面向对象或基于框架的方式表达知识。（5）任务本体（taskontology）或应用本体（applicationontology）：这是为某一特定的应用而建立的本体。与上述本体所不同的是，任务本体主要涉及动态知识，而不是静态知识。比如，在某图书馆建立数字图书馆的过程中，可以建立该图书馆的数字资源的本体，应用于该图书馆的信息表示与检索中。
除此之外，还有人根据ontology对概念意义说明的形式化程度对其进行了分类，具体的将本体划分为以下几种：（1）完全非形式化的（highlyinformal）：完全采用自然语言表示的本体。（2）结构非形式化（structredinformal）：采用受限的或结构化的自然语言表示，以减少二义性。比如enterpriseontology文字版本。（3）半形式化的（halfinformal）：这是一种用人工定义的形式语言表达本体。比如enterpriseontology的ontolingua版本。（4）严格形式化的（rigorouslyinformal）：在这种本体中，所有术语都具有形式化的语义，并能在某种程度上证明包括一致性和完整性等方面的属性。比如:toVe（torontoVirtualenterprise）。
三、知识本体与传统知识组织工具的关系
知识本体作为一种知识组织工具，与传统的知识组织工具――叙词表，分类法似乎有着很大的相同之处。但是，知识本体又不同于叙词表和分类法，具体的讲，知识本体与传统的知识组织工具有着以下的区别和联系：（1）传统的知识组织工具中的术语均是规范的科学语言，而ontology中的概念、术语可以用自然语言和半自然语言来表达。这是两者在逻辑表达形式上的区别。（2）分类法、叙此表中确实反映了术语之间的一些语义关联，但是ontology包含的术语之间的关系更为丰富、深入、全面和细致，也正是因为这些关系，才使我们能够无需借助专业领域术语，实现语义检索以及对领域知识的自然、半自然语言表达。（3）传统知识组织工具中，知识点的组织分布一般是线性的、一维的，而ontology中的知识点、概念分布是网状的，它不单纯是一张平面的网格，而是一个在四维空间中伸缩动态的、跨时空的网状结构。（4）ontology是一个开放集成的体系，它的底层知识库与概念集可以随着学科领域的更新和发展随时进行修正和更新，在这一点上，传统知识组织工具“望尘莫及”。（5）传统知识组织工具相对稳定，结构保守而单一，不可能经常修订。而ontology的结构应该是一个基于XmL的开放体系，可以被复用，可以增加或减少枝节，可以对每个枝节处进行修改和校验，可以对原有的模式进行保存。而且，将概念内容掏空后的框架skeleton又可以用作其它领域本体的框架。譬如，花卉学本体一旦构建完成，如果将其中的木本植物分类部分去掉，就变成为“草本花卉本体”；如果将植物分类树的其它不属于观赏植物的部分添加完整，那么就可以成为一个完整的植物学本体；再将植物学本体推而广之，添加上分类体系框架相同的微生物学和动物学的知识与术语词汇，就会成为完整的宏观生物学本体。
四、ontology对于知识组织的作用及未来发展方向
从前面的介绍我们可以看出，ontology对于知识组织而言，可以作为一个较有效的组织工具。尤其是ontology所建立起来的概念体系，往往是进行知识组织的基础。它在思维、信息传播、组织和检索中都到了十分关键的作用。总的来说，ontology对知识组织而言具有以下几个方面的作用（DagobertSoergel，1999）：（1）为各个领域以及领域间的关系提供了一种语义路径图，因此可以在组织知识时提供方向性的指引或者作为一种参考工具。具体的，包括以下几项具体的功能：1）将概念和术语进行联系并提供定义；2）在分类/本体的体系环境下对概念进行阐述与解释；3）有助于跨学科、跨语言和跨文化的概念、术语建立关联。（2）促进交流与学习。通过提供概念体系结构，来帮助作者和读者；支持各种学习过程和培训资料的开发，并可以激励学生去创造新的概念结构。（3）为研究项目和实施方案的设计提供概念基础：帮助研究者和实施人员了解该研究项目、政策、计划或实施方案的概念语境，并将问题结构化；为更多类似的、长期性的研究及成果中所涉及的变量和指标提供一致的定义。（4）为各种活动提供分类指南：例如对疾病诊断的分类，用来安排任务的员工技能分类表以及供顾客使用的商品分类表等。（5）支持情报检索：为终端用户检索（end-usersearching）提供基于知识的支持（例如，目录树、搜索主题的指南性分类，为了找到检索概念而对分层或概念图进行的浏览，将用户提问术语映射为数据库中使用的标识符或是自由文本索引中使用的多种自然语言的表达式）；支持等级式扩展检索；支持检索结果的结构化显示；为标引提供工具（词表控制，面向用户或问题的标引）。
另外，知识本体还可以为KBS（知识库系统）提供概念基础；为软件系统中数据共享的定义和对象层次提供概念基础；可以跨学科、跨语言、跨文化的进行上述工作；可以作为单语、双语或多语种字典供人们使用，并且可以作为自然语言处理的字典/知识库―对数据抽取和自动摘要/标引进行机器翻译和自然语言理解。
从知识组织的角度来看，知识本体的确比传统的知识组织工具更适合于网络环境下的知识组织与表达，但是不管怎样，其目的都是为了有助于信息检索和沟通，因而如何将本体这一知识组织工具的研究继续深入下去，实现信息的智能化检索以及语义网络这一第三代网络系统，将是知识组织专家未来的研究方向。
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January/February1999.
人体工程学的基本概念篇10
一、认识概念、精心设计教学实验
前概念是一种非常宝贵的资源，它能够成为学生学习物理概念的突破口.那么如何才能让学生大脑的前概念成为学习物理概念的突破口呢？关键是让学生认识到这些前概念的不合理性.生活中存在的感性材料通常有着较为复杂的背景，本质和非本质的因素常常的混在一起，从而使学生很难利用这种的材料来建立相应的物理概念.但精心设计的实验则不同，它可以简化甚至纯化这部分感性的材料，使学生对物理事实获得更明确、具体的认识.在获得了鲜明的感性材料后，学生便会把大脑中原有的观点与具体的实验事实进行比较，这样必然导致认知冲突.这就是物理概念有效教学的突破口，同时也是学生建构物理学概念的突破口.
二、巩固概念并精心编撰练习
作为学生，常常认为理解物理概念就是简单的复述定义，所以在建立相应的概念后，应让学生进行及时地有针对性的练习，以便通过在新的问题情境中使用新学到的概念，使他们在运用概念的过程中发现自身对物理概念理解的偏差.我们可以通过三个层次来检查学生对物理概念掌握的情况：①能够明确概念来自于哪些客观事物中；②明确概念反映了事物的哪些本质属性和联系以及它的物理意义和适用的范围；③应用概念能够说明、解释一些有关的物理现象和一些简单的物理问题.为了使学生进一步得到加深、巩固概念的理解.可以根据概念的内涵与外延或物理概念的特征设置具体习题.
三、整体结构教学并且理解规律
物理学科的基本结构主要包括物理学的基本概念、基本方法和基本原理、观念和它们的相互联系构成的理论框架，从而要帮助学生达到理解物理概念、物理规律的内涵外延以及联系，并将新知识纳入原有的认知结构的程度；经常性地帮助学生建立全书的整体框架，使物理知识变的更加系统化，形成较为合理的对物理学科的认知结构.更好地理解物理的规律，并借此获得直觉的联想和判断，提高学生思维能力的敏捷性，提高教学的有效性.整体结构教学分以下三方面进行：1.掌握物理学科基本结构.2.全面训练物理思维方法和研究方法.3.培养学生善于运用组块思维.
四、提高教辅意识并且调整职能
实验室是进行教学科研的重要场所，管理它的目的是使其更好地为教育教学服务.可是仅仅配备仪器，建立实验室，只能说是为实验教学提供了相关的物质条件，实验教师才是使这些设备发挥其应有的作用的关键.事实上，实验室工作者需要理论知识与应用技术.为了保证正常的物理实验教学工作，本人通过这几年潜心研究和不断实验，努力拓宽自身的工作思路，进行耐心细致地探索，努力转变培养目标观念，积极调整工作职能，实现了由传统单纯的实验室管理和实验准备的职能，向协助科任教师组织并指导学生进行探究性实验的教辅职能.
五、融入实验改革不断创造条件
实验教师应是实验教学中必不可少的组织者、策划者和参与者.预设实验教学档案，预见实验中可能出现的情况，对新生组织学习《实验室规则》，第一节课进行实验室的操作规范教育，培养他们良好的实验习惯.针对高中物理分组在使用过程中实验仪器易发生损坏的情况，及时吸取教训，总结经验，必要时采取一些预防性的管理措施.实验过程中，本人深入课堂，协同其他任课教师一起指导学生进行实验，排除仪器故障，处理偶发事件，帮助学生来排忧解难，以及及时地进行纠正学生实验中出现的实验操作错误和不规范的行为，对普遍的、反复的错误，收入实验教学档案中，研究解决的办法.
六、提升理念技能强化培训
新课改要求实验教学要注重对学生创新精神和创新素质的培养.因此，作为一名实验教师，要时刻树立“创新目标”观念，逐渐形成以学生为主体，师生关系和谐，教学氛围民主的现代实验教学观.首先，主动加强理论学习，多研读物理专业教材和杂志是实验教师自身发展的基础.其次，明确自己日常工作的具体任务和目标要求，主动地了解物理学科教师的教学安排及教研进程，与任课教师进行密切配合，立足现有实验室条件，为开展教学改革，再次，适当的开辟校际间，通过因特网与同行交流沟通，学习同行在服务物理教学工作中的改革与创新，从而提高自身素质，提升自己的实验技能.
参考文献：
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