自动化技术概念十篇

发布时间:2024-04-26 03:37:12

自动化技术概念篇1

关键词:城市轨道交通自动化体系结构自律分布系统

abstract:basedonanalysisofcharacteristicsoftheurbanrailroadtransportationsystems,thetechnicalrequirementsofrailroadtransportationsystemsareproposed,thedesignprincipleandmethodofurbanrailroadtransportationautomationsystemarealsodiscussedinthispaper.comparewiththeconventionalsystemarchitecture,wearguethattheautonomousdecentralizedsystemarchitectureisanidealarchitectureforurbanrailroadtransportationautomationsystem.finally,theoutlineofautonomousdecentralizedsystemwasdescribedfromtechnicalmaturityandadvantagepointofviewrespectively.

keywords:urbanrailroadtransportation;automation;systemarchitecture;autonomousdecentralizedsystem

一、城市轨道交通系统的特点及其技术需求

在讨论城市轨道交通系统自动化系统之前,对城市轨道交通系统的特点进行分析是十分必要的。下面从七个方面逐一进行分析。

1.城市轨道交通规划的可持续性

随着中国城市化进程的发展,主城区向外扩展、主城区和卫星城连成一体是一个明显的趋势。城市轨道交通系统规划要能适应这一不断发展和扩展的需求。然而,存在的主要问题是:准确地预测未来的发展具有很多不确定因素。也就是说,当前的规划在将来是要变的。这就要求我们的规划要充分考虑系统的变化因素,反过来也要考虑现有系统和未来系统的平滑衔接和升级。用技术的语言讲就是系统结构的灵活性和可扩展性。

2.城市轨道交通系统建设的阶段性

城市轨道交通系统建设受投资、征地等诸多因素制约,不可能像大铁路那样一次设计、一次建设,需要分阶段地建设和实施,一般的形态是逐线建设,即使是一条线也要求分段建设。这样的建设模式给系统运行带来很大的挑战。对于分阶段实施的系统而言,很明显要求系统具有扩充性。对于能够一次建成的系统,建成后的系统升级和改造,要求不中断系统的运行,从这个角度看,要求系统具有在线特性,即边测试,边运行。此外,还应考虑系统运用过程中的在线培训。系统的扩充性和在线特性对于降低系统的开发成本,运行成本都是有直接好处的。这一问题也可以归结为系统结构的灵活性和可扩展性。

3.运输组织的多样化和高密度化

运输组织的多样化是指根据节假日和重大活动适时地调整运输计划并付诸实施。这就要求建立在线实时的运输计划系统,即运行图系统,实现小时级计划的调整。

在上下班的高峰期实现列车的高密度运行是必须的,比如120秒的运行间隔。高密度运行与列车自动控制方式(atc)和行车指挥系统密切相关。在这样的需求之下,存在两条不同的技术路线:信息集中控制集中,信息集中控制分散。就行车指挥系统而言,如何进行选择可用下面的事例来说明。

日本的新干线由jr东日本,jr西日本,jr东海道等铁路公司运营。因此,新干线的运输调度指挥系统分为二大类:其一为comtrac(jr西日本,jr东海道采用),其二为cosmos(jr东日本采用)。comtrac采用的是信息集中控制集中模式,而cosmos采用的是信息集中控制分散模式。

基于可靠的理由,在阪神大地震后,comtrac建有第二指令所(调度所)。

需强调指出是信息集中是指列车计划信息(运行图)的集中,以及列车运行实绩(在线状态)的集中。控制分散是指列车进路控制由各个车站的系统——程序进路控制装置(prc)完成。站间协调的准则就是列车运行图。

从上面的分析中可以看出,车站prc只要有运行图信息就可以实施进路控制。在正常情况下,由调度中心向车站prc传送运行图信息;而在非正常情况下(灾害),由各车站prc定期保存基本运行图信息,以备紧急情况下使用。

至于列车在线信息的集中,可以这样考虑,在灾害时,只需收集列车运行状态的最少基本信息,而不必建设1:1的备用中心。

日本东京圈自律交通运行控制系统(atos)是目前世界上最大的自律分布系统,它管理着东京地区的200多个车站和2000多公里线路。实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务综合自动化,实现了列车的高密度运行(120秒),实现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代表性。这一系统也是采用的信息集中控制分散模式。

就列车自动控制系统而言,有两种模式。一是在地面系统生成速度指令,发送到轨道电路上,列车按速度指令行车;一个是地面系统只发送停车点信息,列车根据这一信息和自身的位置以及制动性能自律地生成平滑的制动曲线。后一种模式也可以称为(列车位置)信息集中(制动)控制分散,可以适应不同车辆不同的制动性能,最大限度地实现高密度运行。

因此,实现运输组织的多样化和高密度化时,采用何种技术路线是必须认真研究解决的问题。

4.旅客服务的实效性

为旅客提供列车运行信息的显示和广播是基本的要求。在非正常运行情况下,实时地信息是关键。要求旅客服务系统和行车指挥系统实现互连。

5.维护作业管理模式

系统的维护模式是一个较少探讨的问题,面前维护作业管理很难实现自动化。系统维护模式也决定着系统的设计和开发方式。

第一个问题涉及系统自身的维护。是不中断运行维护,还是在线维护与测试。即系统是否具备在线维护的能力。这又与系统的体系结构密切相关。

第二个问题是维护的管理模式。是集中还是分担。现有的维护管理模式可以说是一种集中模式,一切均在调度人员管制下完成。分担的维护管理模式是指由调度中心、车站和现场作业人员共同完成维护作业。在这种模式下,调度中心负责信息(维护作业计划)集中,车站负责进路控制,现场作业人员负责维护作业时的进路申请和作业实施。可以说,将过去调度中心的相当权限下放给了车站和现场作业人员。各个环节具有相当的自并相互协调。支持这一维护管理模式,需要相应的系统结构和技术。

6.安全性

安全性是城市轨道交通系统的基本要求。具体地讲就是在轨道交通系统的各个环节如通信信号、行车指挥、列车控制、牵引供电和车辆等领域采用故障-安全设计原则。故障-安全涉及硬件、软件和通信编码等方面。如何应用故障-安全的理论和方法是我们面临的问题。

7.可用性

对城市轨道交通系统而言,故障-安全是不够的。故障-安全从本质上讲是一种被动的技术措施。如何保证运输服务的连续稳定性,即可用性是我们的首要目标。做到100%的可用在技术上是可行的,但代价往往是高的。有时由于外界因素(如灾害、人身伤亡事故等)的影响导致服务中断是不可避免的,但不是无限期的。非正常情况下的快速恢复是一个关键。

在高密度运行区间,为防止列车故障或事故时引发混乱、尽量减小列车晚点,需要灵活快捷的列车群自动控制系统。在正常情况下,列车群自动控制依赖于运行图;在非正常情况下,要实现列车群的协调,如安排列车的避让或折返、避免列车在站间停车等。传统的列车群控制大多依赖于调度员的指挥,难于实现快速的事故恢复。

为保证运输服务的可用性,快捷的列车群自动控制系统是必不可少的。从技术上讲,实现可用性也有两条技术路线:容错和防错。防错主要采用冗余技术,100%的备用,系统的成本太高。容错是真正容许模块的错误和故障的发生,采用模块级备用方式,实现低成本化。

综上所述,城市轨道交通系统的技术需求可以归纳为如下几个方面:

(1)系统的在线扩展性

(2)系统的在线维护和测试性

(3)系统的在线容错性

(4)信息集中、控制分散的技术路线

(5)调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式

二、城市轨道交通自动化系统的设计开发理念和方法

为满足城市轨道交通系统的技术需求,需要建立新的设计开发理念和方法。提出如下观点和方法供参考。

1.信息集中、控制分散的技术路线

为实现城市轨道交通系统运输组织的多样化和高密度化,采用信息集中、控制分散的技术路线是一种理想选择。

2.调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式

这一模式对实现城市轨道交通系统的高效协同运行有重要意义。

3.城市轨道交通自动化系统体系结构

目前广泛采用的是集中式体系结构和客户/服务器体系结构。对于大规模城市轨道交通自动化系统而言,集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求,而客户/服务器结构又存在着系统负荷过于集中在服务器方等问题。因此,研究适合于大规模城市轨道交通自动化系统体系结构,以满足系统动态扩展的要求是一项重大课题。

4.系统设计方法学

目前,系统设计大多采用自顶向下的方法,包括结构化设计和面向对象设计等方法。这些方法假定在设计阶段系统的结构、规模和功能是确定的。系统的扩展和变化,必将引起整个系统的变化,可谓“牵一发动全身”。对于大规模系统而言,不可能一次设计、一次建成,需要分阶段地设计和建设实施。采用自底向上,由子系统逐步构成整个系统的系统设计方法学势在必行。

5.系统容错技术(可靠性)

目前的双机或多机冗余备用技术从根本上讲是一种防错技术,即防止错误的发生。在实际应用中,存在着成本高,防不胜防等问题。针对城市轨道交通自动化系统的特点,研究开发低成本的、实现真正意义上的容错技术是必要的。

6.故障-安全技术

对于轨道交通电气化自动化系统这类要求故障-安全特性的系统,需要从硬件、软件和通信等层面对故障-安全技术进行系统研究,并重点解决工程实用化问题。目前这一方面的研究相对薄弱。

三、城市轨道交通自动化系统的体系结构

1.体系结构对系统运用成败的影响

在讨论城市轨道交通自动化系统的体系结构之前,先以ctc系统为例,说明体系结构对系统运用成败的影响。

铁路行车调度指挥系统采用ctc已有漫长的历史。美国1927年开发了第一套ctc系统,以单线无人站为控制对象,以增加区间列车运行数为目标。实践证明,其投资效果是明显的,到1955年所有干线基本实现了ctc化。欧洲(1943)、日本(1954)开始采用ctc系统,其目标是实现车站的无人化和经营的效率化。

我国开展ctc的研究已有40余年的历史,广深、大秦、郑武等线装备了ctc系统而没有开通或使用。其主要问题是:调度集中模式下,行车和调车作业的矛盾没有解决。

基于ctc的运输管理模式可以说是一种集中模式,一切均在调度人员管制下完成。但调度员的管制能力又是有限的。

从技术上讲,ctc采用的是典型的集中式体系结构,对于大规模城市轨道交通自动化系统而言,集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求,而客户/服务器结构又存在着系统负荷过于集中在服务器方等问题。

在高密度区间、客货混跑条件下,传统的ctc系统面临如下问题:(1)大规模枢纽站仍然由人控制,不能实现自动化;(2)发生故障恢复运行时相当费时;(3)维护作业依赖于人,存在安全隐患。

在城市轨道交通系统中,仍然存在上述(2)(3)之问题。

在第一部分已经提到,调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式。在这种模式下,调度中心负责信息集中,车站负责进路控制,现场作业人员负责维护作业时的进路申请和作业实施。可以说,将过去调度中心的相当权限下放给了车站和现场作业人员。各个环节具有相当的自并相互协调。这一业务模式可称为自律分布模式。

以“信息集中、控制分散”为基本理念的自律分布铁路调度指挥模式是解决我国ctc系统主要问题的一种理想选择。支持自律分布模式的体系结构是一种对等式体系结构,又称为自律分布体系结构。

2.集中式体系结构

在自动化系统中,广泛采用的是集中式结构。对于城市轨道交通自动化系统而言,集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求。在运行过程中,其缺点表现为:

图1集中式体系结构

(1)所有的现场设备信息必须汇总到通讯前置机后再由通讯前置机发送到控制中心。这增加了信息传输中间环节,并且随着现场设备的扩展,增加了通讯前置机的负担,通讯前置机是现场设备和控制中心交互的咽喉,如果它出现故障,则整个监控系统处于瘫痪状态。

(2)现场的所有信息都是最终汇总到控制中心,控制中心的计算机进行各种数据处理,最后由操作员工作站的屏幕上显示出来。同时将各种控制信息发送给现场设备,进行统一监督和控制。这种集中式的监控系统随着监控规模的不断扩大,必将大大加大控制中心的负担。

(3)若要对集中式结构的监控系统增加新的设备时,必须停止整个系统的运行,并且还必须将控制中心的软件进行修改,甚至重新编写软件,这也将大大影响监控系统的运行,而且将消耗大量的人力物力。

3.客户/服务器体系结构

客户/服务器结构虽然减少了中间环节,方便了动态扩充,却又存在着系统负荷过于集中在服务器的问题。

图2客户/服务器式体系结构

(1)客户端每一次操作必须通过服务器统一处理。这样使信息交互中的大量负担集中到了服务器,客户端只执行一些简单任务。特别是在如今系统规模不断扩大的情况下,对服务容量要求必然会迅速增加,负荷进一步加重,严重情况下,很可能导致网络拥塞,服务器处于瘫痪状态。

(2)同时由于客户/服务器结构中服务器必须处理大量的信息,且客户端均由服务器连接,如若要加入新的客户端虽不影响其它客户端的运行性能,但必须对服务器进行调整修改,服务器软件也将被修改后才能使得整个系统运行正常,这时,修改服务器将导致服务器部分失效或全部停止运行。其它客户端无法交换信息进行连接,必然影响到整个监控系统的正常运行。

(3)传统的客户/服务器应用软件模式大都是基于“肥客户机”结构下的两层结构。它面临的一个主要的问题是系统的扩展及安装维护困难。开发人员写出的程序在客户端运行,占用了大量的系统资源和网络资源。而在分布式实时控制系统中,c/s结构更显出他的不足:

client与server直接连接,没有中间结构来处理请求,server定位通常需要网络细节,server必须是活动的(active),客户端的应用程序严格依赖于服务器端数据存储和组织方式。应用接口的异构性严重影响系统间的互操作。许多相同的功能模块被多次重复开发,代码的重用很困难。无法保证数据的实时性,系统可扩展性差(无法实现在线维护和在线扩展),容错性差,对多数据类型的应用支持较差。

由一个中心服务器处理所有数据,所有的数据都必须通过服务器的中转,而不是直接的点对点的方式,从而增加了不必要的延时。这种模式在服务器具备所有需要的信息的时候可以正常工作,而当数据来源于多个节点且同时又被多个节点使用的时候就显得力不从心了。而且服务器还是整个系统的性能瓶颈,若服务器由于某种原因出现故障,则整个系统的通信都将陷入瘫痪。

所以,客户/服务器结构无法满足分布式实时应用系统的需求。4.系统的通信模型

传统的通信模型对应于其传统的体系结构,同样具有一些技术上的问题需要解决。传统的通信分为polling型和请求/应答型(request/reply)。

(1)polling通信模型

其主要问题在于控制中心的服务器采用定时轮询技术,控制中心发出信息后,各个客户端是按照与控制中心联接的顺序来接收信息并对控制中心的信息做出反应,例如在master对slave1发出信息后,slave1接收信息并做出反应后将发出回馈信息到master,master在接收到slave1的信息后再向slave2发送信息,以此类推,在最末端的slavei将在最后接收到master发出的信息,在这个过程中如若其中某一个slave出现问题或联接中断,则该slave后的其他客户端将接收不到信息,无法做出反应。并且这种通信方式将花费大量的时间,对于监控系统的可靠性和实时性造成很大的障碍。

(2)请求/应答通信模型(request/reply)则对应于客户/服务器体系结构。

请求/应答通信模型是基于tcp/ip协议的一种网络化通信模型。它是一种客户端向服务器发出发送信息的请求后,在得到服务器应答后才能发送信息的通信模式。与polling通信模型相比较而言,其优点在于无需各客户端按照顺序来进行应答,从而节省了大量的时间,但是如若一旦服务器发生故障,则通信就无法进行,也将影响到监控系统的正常运行。

从上述两种通信模型来看,两者都有一些技术上的问题有待解决,而影响了监控系统的动态扩展及可靠性,需要有新的通信模型来加以改进。

5.自律分布系统结构

自律分布系统(autonomous-decentralizedsystem---ads),在降低系统复杂程度、实现系统的扩展方面是一个很大的进步。自律分布的思想是向生物学习而提出来的。在生物体中,每个细胞具有相同的遗传信息。据此,自律分布系统认为构成系统的各个节点具有相同的潜在能力,任何一个节点可以从其他节点接收信息,然后选择必要的信息加以自律地处理。在自律分布系统中,任何程序只与数据域(池)发生联系,从而避免了程序之间的直接连接,有效地降低了系统的整体复杂性。在自律分布系统中,采用功能码通信方式。发送数据的节点将数据与表示其内容的功能码组成一对,向数据域(池)发送。接收数据的节点从数据域中读取数据。当一个程序所需的数据到达数据域时,由系统自动启动该程序。这种方式称为数据驱动方式。数据域、功能码通信、数据驱动是自律分布系统的三大特征。自律分布系统已从专用控制网络扩展到通用网络如以太网。自律分布系统在降低系统复杂性和实现系统在线扩展、在线维护和在线容错方面是有效的。

四、解决方案---自律分布系统(ads)技术

1.ads技术综述

系统规模不断扩大的趋势表明,在设计自动化系统时,不可能一次性将各个部分、各个环节都考虑完整周全,而必须随着系统的分阶段建设不断扩充规模、不断完善功能。现有的自动化系统都是一次性建设完毕,如要进行扩充和维护,只能终止整个系统的运行,这必然会给运输造成极大的经济损失。自律分布系统,即ads(autonomousdecentralizedsystem)。构成自律分布系统的首要条件是子系统的存在性。整个ads系统是不能事先定义的,只能笼统地定义为若干子系统的集成。ads系统最关键的特点就是子系统的自我控制和自我协调的能力。

(1)自我控制表现在一旦某个子系统出现故障、进行维修或刚刚加入,其它子系统可以不受干扰地管理和运行自己的功能。

(2)自我协调是指一旦某个子系统出现故障、进行维修或刚刚加入,其它子系统能够在在它们内部协调处理完成各自的任务。

正是子系统的这两个特点保证了整个系统的在线扩展、在线维护和容错。因此根据ads思路设计的自动化系统体现了以下优点:

首先,它不再基于传统的c/s模型,而是由若干子系统构成。各个子系统之间是相互平等的,不存在依附关系,可以自主运作,但这并不表明它们不与外界交换信息。实际上,各个子系统不断向外界以广播方式发送信息,同时又根据各自需求接收来自外界的信息以为自己服务。这样一来,c/s模式中服务器大量的负担被有限地分散了,而且加快了子系统间信息的交换速度。

ads的核心协议adp是建立在tcp/ip的udp协议之上的一个应用层协议。因此,只要支持tcp/ip协议的环境都可以支持ads技术。目前,ads标准草案(iso/tc184/sc5/sg5)已提交给国际标准化组织,即将被采纳为国际标准。另外,ads与opc(oleforprocesscontrol)和corba的融合及其标准化工作正在进行之中。

日本东京圈自律交通运行控制系统(atos)是目前世界上最大的自律分布系统,它管理着东京地区的200多个车站和2000多公里线路。实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务综合自动化,实现了列车的高密度运行(120秒),实现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代表性。如下图所示。

2.ads的技术成熟性

自律分布系统体系结构和相关技术是成熟的、可靠的,其理由如下:

(1)ads是一种开放的技术

ads的核心协议adp是建立在tcp/ip的udp协议之上的一个应用层协议。因此,只要支持tcp/ip协议的环境都可以支持ads技术。

(2)ads即将被采纳为iso国际标准

目前,ads标准草案(iso/tc184/sc5/sg5)已提交给国际标准化组织,即将被采纳为国际标准。

另外,ads与opc(oleforprocesscontrol)和corba的融合及其标准化工作正在进行之中。

(3)ads有成功的应用实践

日本东京圈自律交通运行控制系统(atos)是目前世界上最大的自律分布系统,它管理着东京地区的200多个车站和2000多公里线路。实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务综合自动化。实现了列车的高密度运行(90秒),实现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代表性。

(4)ads有较成熟的开发平台和工具

目前,自律分布系统的主要开发工具有:nxdlink,nxdfs,nxconstructor32,nxmart-view,nxmart-watch等。均支持目前主流的操作系统平台如unix,windowsnt,还支持plc和设备网(devicenet)。

因此,采用自律分布系统在技术上是完全可行的,其产品是可靠的。

3.采用ads技术的城市轨道交通自动化系统主要特点

3.1在线可扩展性

(1)在系统中假如有新节点(车站)加入,在数据域中的所有节点都将接收这一信息,同时可在控制中心看见这个新站加入系统中。

(2)假如在线的车站突然因为网络故障退出了网络系统,其他所有节点都会知道这一状况,当网络故障被排除以后,节点重新加入系统,并且自动向控制中心发送自己最新的信息。并且尽力来恢复故障前的状态,可见系统有很好的伸缩性。

3.2在线可维护性

运行图文件可以在控制中心在线修改,修改后可以下传到各个车站控制子系统。在节点在线的情况下可以自由地对软件系统内容进行修改和维护。

3.3在线容错性

(1)假如控制中心主机发生了故障,在控制中心的其它备用主机就会自动取得控制中心的控制权,同时系统中的其它节点也会重新确认新的控制中心节点,向它传输最新的信息。当发生故障的原控制中心主机重新加入系统以后,系统会自动的接纳它,同时它也会确认为新的控制中心。

(2)处于远程控制模式下的车站节点,在发生本地网络故障时,该节点会将自己升级为控制中心并且由远程控制模式切换为本地控制模式。

(3)在发生灾害时普通节点可以通过请求应答的方式来向控制中心请求成为控制中心,这样控制中心就可以自由的漂移。可见系统有较为理想的在线容错性。

3.4能较好地贯彻信息集中控制分散的技术路线

信息集中要保证信息的实时性。这里有二层含义:调度中心实时地得到列车在线信息;各个车站平等地得到调度中心的运行图信息。ads系统采用的/定购通信模型能很好地保证信息的实时性。控制命令在网络上传输的话,通信线路故障或主机故障将导致系统失效。采用ads技术实现控制分散可有效避免系统失效的风险。

在ads体系中,由于各个系统节点是对等的,任何一个节点都具有潜在的相同的能力,区别只是应用层的功能不同而已,而且这种区别是由管理者的方便造成的,而不是设计阶段决定的。这意味着系统中的任何一个节点随时可以成为控制中心。这种灵活性对保证系统的可用性是非常有效的,特别是在灾害发生时。此外,车站节点的本地/远程运行模式能方便地实现调度中心临时管制。

五、结论

本文从七个方面对城市轨道交通系统的特点进行了分析,进而提出了轨道交通系统的五大技术需求,分别是1)系统的在线扩展性;2)系统的在线维护和测试性;3)系统的在线容错性;4)信息集中、控制分散的技术路线;5)调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式。

在此基础上,提出了城市轨道交通自动化系统新的设计开发理念和方法。为满足城市轨道交通系统的技术需求,需要建立设计开发理念和方法。为实现城市轨道交通系统运输组织的多样化和高密度化,采用信息集中、控制分散的技术路线是一种理想选择;调度中心-车站-现场作业人员协同的业务分担模式对实现城市轨道交通系统的高效协同运行有重要意义;自律分布体系结构是适合于大规模城市轨道交通自动化系统的理想选择;采用自底向上,由子系统逐步构成整个系统的系统设计方法学可以支持城市轨道交通自动化系统分阶段建设实施。

最后对自律分布系统技术进行了综述,并从技术成熟性和技术特点的角度对其进行了分析和讨论。采用自律分布系统技术在技术上完全可行的,同时自律分布系统能很好地满足城市轨道交通自动化系统的技术需求并支持本文提出的设计开发理念和方法。

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自动化技术概念篇2

然而,武术是一个动态的概念,它伴随着社会经济、文化的发展而不断扩充内涵与发展自身的内容。因此,人们对武术的认识与概念界定同样是一个渐进的过程。

武术萌生于原始人类的生产、社会和宗教活动。在狩猎、战争和祭祀过程中,人们将一些有效的攻防格斗技术进行总结、传授和演练,由本能的自卫活动跃迁为有意识的技击技术,便形成武术的萌芽。此后,围绕技击这一核心,在传统文化的熏陶之下,逐步形成色彩斑斓的技术体系。

武术纵然流派众多、各呈异彩,但内容浩繁的武术套路都以踢、打、摔、拿、击、刺等攻防实战动作为素材,是技击动作的集合;武术格斗运动更是各种实战技术的再现。概言之,武术是中华民族创造的技击术。

古代之武术与军事武艺,都具有搏杀格斗、致敌于死命的特征,历史上二者的名称在很长时期内也是一致的,但它们是同源异质的两种事物,不能认为古代的军事武艺属于武术的内容。古代战争以阵战为主,讲究集体配合行进,动作简单实用,而武术则是个人武事行为的技击形态。

中国古代社会宗法制度的存在,使不同的宗族群体之间,为保护自身利益时常发生的冲突;社会不安定因素造成的生命、财产威胁;下层劳动人民为反抗统治阶级压迫,不断进行的斗争;使武术屡禁不绝,在民间社会中显露出强大的生命力,其生存的根本在很大程度上在于它的技击功效。由此可见,技击是贯穿武术发展的一条生命主线。

在人类文明进程中,各个民族都有强身健体、娱悦身心的体育运动方式。中国古代没有“体育”一词,武术便是中华民族繁衍生息的主要体育活动内容之一。无论西方还是东方,都有从实战搏杀的技击术,演变而来的体育项目。武术的体育化进程同样都遵循了这一规律。

十九世纪中叶以后,异质的西方体育文化伴随着坚船利炮,迅速传入中国,加速了武术的体育化进程。新中国成立后,我们国家明确将武术确定为体育项目,使武术的性质和地位发生了很大变化。在借鉴西方现代体育模式的基础上对武术进行规范;并按照普及与提高相结合的原则,逐步开展了套路和对抗运动,使古老的中国技击术,在体育的坦途上焕发出新的青春。

新中国成立后,武术的体育属性被进一步强化,但在对“唯技击论”的猛烈批判之后,武术对抗项目长期徘徊在武术概念之外。1961年出版的体育学院《武术》本科讲义,首次将现代武术界定为:“武术是以拳术、器械套路和有关的锻炼方法所组成的民族形式体育。它具有强健筋骨,增进健康,锻炼意志等作用;也是我国具有悠久历史的一项民族文化遗产。”此概念将武术归属为民族形式体育,仅强调套路的体育价值和功能,对武术的技击属性只字不提。1978年出版的体育系通用教材《武术》将武术表述为:“武术,是以踢、打、摔、拿、击、刺等攻防实战动作为素材,按照攻守进退、动静疾徐、刚柔虚实等矛盾相互变化的规律编成的徒手和器械的各种套路。它是一种增强体质、培养意志、训练格斗技能的民族形式的体育运动。”这一概念对武术的技击特点进行了充分肯定,但仍未跳出“唯套路”的局限。

改革开放带来的思想解放和观念转变,使“技击”武术开始复兴。1983年出版的体育系通用教材《武术》写道:“武术,是以踢、打、摔、拿、击、刺等攻防实战动作为素材,按照攻守进退、动静疾徐、刚柔虚实等矛盾相互变化的规律编成的徒手和器械的各种套路,或在一定条件下遵照一定的规则,两人斗智铰力,形成搏斗,以此来增强体质、培养意志、训练格斗技能的体育运动。”“技击”武术的复兴,深化了人们对武术的认识,终于使武术概念增加了对抗项目的内容。

1988年举行的全国武术专题论文研讨会,将“武术”的概念定义为:“武术是以技击动作为主要内容,以套路和格斗为运动形式,注重内外兼修的中国传统体育项目。”这一界定使对抗项目在武术运动中的地位得到进一步肯定。在此后的各类武术教材和相关论著中这一概念界定被频繁引用,促进了人们对武术的认识,成为武术理论发展中的一个里程碑。

最早独立为体系的武术功法运动,由于人们认识上的局限,多年来却被游离在武术概念之外。在科学发展观的指引下而兴起的武术功力比赛,使长期流传于民间的武术功法运动拂去了神秘的色彩,登上了现代体育竞技的舞台,它向人们昭示:功法运动是武术大家庭的重要一员。伴随着武术功法运动的凸显,新一轮武术概念嬗变的号角已经吹响。

自动化技术概念篇3

论文摘要:文章在介绍虚拟现实技术等相关概念的基础上,探讨虚拟技术的在产品概念设计中的应用,这项技术的使用让设计思路和设计表达更上一个全新的台阶,在产品的开发过程中,保证产品开发的一次性成功。

目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计,就是将要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析,其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是,产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而,设计表达在信息时代已是多元化的展示形式,虚拟现实技术的应用,使设计思路和设计表达如虎添翼。让人多了一种直观的、亲切的及交互的感受,这样开发设计的产品与传统相比,大大减少了投放市场的风险性,也为企业决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产,提供更好的依据。

一、虚拟现实与虚拟现实技术

(一)虚拟现实(virtualreality,vr)及虚拟设计(virtualdesign,vd)

虚拟现实(virtualreality,vr)是利用计算机省城一种模拟环境,通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中,实现用户与该环境直接进自然交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形,它可以是某特定现实世界的真实体现,也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统,它能对介入者产生各种感官刺激,如听觉、视觉、嗅觉、触觉,给人身临其境的感觉,人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。

虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础,以机械产品为对象的设计手段”,借助这样的设计手段,设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互,实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识,从而帮助深化概念和萌发新意。

(二)虚拟现实技术

虚拟现实技术是人的想象力和电子学等相结合而产生的一项综合技术,它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境,用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互,从而体验比现实世界更加丰富的感受。

二、概念设计的定义及内涵

pahl和beitz在《engineeringdesign》一书中提出“概念设计”这一名词以来,人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为:在确定任务之后,通过抽象化,拟定功能结构,寻求适当的作用原理极其组合等,确定出基本求解途径,得到求解方案,这部分设计工作叫做概念设计。

国内的学者也对概念设计进行了大量的研究,其中邓家?在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的,可组织的,有目标的设计活动,它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”

在几十年的时间里,人们对概念设计的研究日益增加、不断深入,使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见,确定方案是概念设计的最终结果,产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法,寻求综合最优方案,同时使设计更具创造性。

概念设计是对产品或部件的构思,目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段,产品的形状和精确尺寸尚未确定,设计人员有一定变更自由,所以尽可能考察设计方案,以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计,往往多是二维交互工具,缺乏三维或者多维的功能,但是产品却是三维的部件,这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸,而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义,这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合,即产品的设计人员和电脑绘图员,产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员,这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解,而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话,由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若,大大分散了设计者的精力,限制了思路。为了克服这样的限制,充分发挥设计人员的创造性,人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计,将虚拟现实技术和概念设计有效结合,利用丰富直观的交互手段,在虚拟环境中进行概念设计,从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间,这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计,即虚拟概念设计。

三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景

(一)概念设计中应注意的两个问题

1.虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型,将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求,“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。

2.虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动,必须解决一系列技术问题,形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境,具体地说,就是采用计算机技术为核心的现代高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响,从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。

(二)虚拟现实技术在概念设计中的前景

在虚拟现实环境下,进行产品的概念设计是虚拟现实技术的基本内容。在电脑虚拟现实提供的良好的可视化条件下,对电脑辅助设计建立的三维模型在几何、功能、加工与装配等方面进行交互性的修改,利用虚拟现实给用户提供诸如视听触觉等各种感知交互手段,最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。相关人员可以对原型的各方面包括视觉效果、部件间比率进行评价。针对不同用户的爱好要求,在不同的虚拟环境中,亲自体验修改模型;选择产品的可选部件,观察设计和修改过程。

概念设计是设计过程的初步阶段,它的目的是获得做够多的有关产品式样和形状的信息,同时它又是设计过程中的重要阶段,因为产品成本的60%~70%是由这个阶段决定的。面对日益加剧的产品市场竞争的挑战,可以预见,基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计必有长足发展,最终将与现有计算机辅助设计系统实现无缝集成。激烈的全球市场竞争,各国投入大量的资金对虚拟现实技术及其在工业设计领域中的应用进行深入研究。将研究的成果及时转化为生产力,这是产品迅速占领市场的关键。

参考文献

[1]周洪玉,王慧君,周岩.虚拟现实及应用的研究[j].哈尔滨理工大学学报,2005,(5).

[2]薄瑞峰,李戈.虚拟现实技术在计算机辅助概念设计中的应用[j].华北工学院学报,2004,(10).

自动化技术概念篇4

关键词:足球;有球技术;技术概念

中图分类号:G843.3文献标识码:a文章编号:1007-3612(2007)08-1138-03

在现代体育运动中,足球运动属于技能主导类同场对抗性竞技项目,足球运动员的技术水平在其竞技能力的构成因素中居于主导和核心地位。足球运动员能否在激烈的比赛中获胜主要取决于其有球技术水平的高低。现代足球运动的高速度、高强度和强对抗对运动员的技术提出越来越高的要求,技术的内涵越来越丰富,在我国足球技术理论的发展已滞后实践的发展。相关理论的落后,意味着观念的落后和训练内容、方法脱离实践,也势必影响足球竞技技术水平的提高和发展。因此,加强足球运动技术理论方面的研究,对提高运动员的技术水平和竞技能力具有重要的理论价值与实践意义。本文试图从哲学对技术概念阐述的角度出发,探索竞技足球核心技术:有球技术的科学内涵。希望对竞技技术内容的完整充实有理论价值,并对我国足球运动员竞技技术水平的提高有现实意义。

1足球技术概念现状分析

1.1关于运动技术的概念和定义一直以来为各方面专家学者和训练学科理论界所关注。国内外常把这种身体动作的外在表现能力称为“技术动作”或“动作技术”。而在运动生理学和运动实践中运动技术较多指的是运动技能和适应能力。从对文献的调查研究看,生理学表明,运动技能是一种行为。因此,只用运动生理学的知识来解释运动技能的一系列问题是不够的,它涉及到许多心理学的问题;心理学表明,对于运动技能虽表明有一定的含义但缺乏明确的定义,不仅如此,运动技能是一种行为方式还是种活动方式,对此也存在着重要的理论分歧。

1.2关于足球技术的概念和定义文献调查表明,足球教科书上,我国专家把足球技术概括成一句话:在足球比赛中运动员合理完成各种动作方法的总称。近几年,我国足球技术定义的内涵已经从行动和动作方法向技术运用能力和技巧拓展。但没有突破传统技术是动作方法的认识,还是把心理和技术动作割裂开。

国外对足球技术的认识与我国不同。他们认为技术是指完成一个动作――传球、控球、起跳或是转身。其包含有决策,且意味着动作的完成含有身体和心理两方面的因素。他们技术训练的目的,始终围绕着发展球员的控球能力和技术动作的流畅性,提高球员的技巧。技巧,用足球术语来讲,是一种视时间、区域的要求来选择恰当技术的能力;因此技巧中蕴含着做出判断和做出选择。从比赛的技巧性而言,足球比赛很大程度上可以被认为是判断的较量。

1.3关于有球技术的概念和定义从对足球比赛整体上看,人和球的关系是足球比赛的根本,足球比赛有球技术是足球技术的核心内容。足球比赛有球技术综合能力在足球实践中的表现不同于以往我们对足球技术的认识,现实中的理论认识和实践产生了偏差,我们训练形成的足球技术脱离比赛实际。

综上所述,在体育运动中,无论是理论还是实践认识,对运动技术存在不同的见解。对运动技术概念没有统一的定义。关于足球技术概念的认识,国内外存在明显差异。

2关于技术概念的哲学启迪

从文献分析中,获得一种启示,就运动技术本身研究运动技术的概念是难以认识的。需要用哲学的观点去分析研究。

随着社会的进步人们的社会需求是发展的,人类总要不断实现体力和智力的解放。科学技术也是发展的,人类总会不断地发现新的自然规律和找到新的技术可能性。竞技体育的发展,同样如此,原有的竞技体育技术手段,已不能完全或局部适用当今竞技体育激烈竞争的需要,在这种情况下,必然产生新技术目的与原有技术手段的矛盾。尤其是在人体的生理结构和社会特征,始终不能与发展变化的竞技体育同步,突显了竞技体育的理论研究滞后,与指导实践活动的矛盾。这一矛盾在理论上直接展现在哲学、系统方法科学、社会学、心理学、生理学,竞技体育教育学、体育训练学等学科的视野之下,要解决这一矛盾,就竞技运动技术本身研究竞技技术是难以认识的。还要用哲学的观点去分析研究,因为“对自然科学关系密切,影响较大的是哲学,哲学与科学技术之间有互相影响的关系……而哲学的意义恰好在于它能在观点、方法和理论思维上有一定的启示。恩格斯曾说过“一个民族想要站在科学的最高峰,就一刻也不能没有理论思维”。正是在自然科学研究和自然科学家需要理论思维这点上,哲学对自然科学有一定的影响或一定的指导作用。”(《自然辩证法概论新编》325页)

关于竞技足球比赛有球技术的理论研究也需要用哲学的观点、方法进行理论思维,从而创新理论、发展理论、提高竞技体育理论水平。

2.1技术的本质

2.1.1技术的定义法国哲学家狄德罗在他主编的(百科全书)中把技术定义成“为了完成特定目标而协调动作的方法、手段和规则相结合的体系”。在我国也存在关于技术本质的争论,有一种观点认为:技术一般指人类为满足自己的物质生产、精神生产以及其他非生产活动的需要,运用自然和社会规律所创造的一切物质手段方法的总合。

2.1.2技术的基本特征

2.1.2.1技术有自然属性和社会属性技术有自然属性:人类对自然界的利用和改造是一个物质、能量和信息的转换过程,作为手段和方法的技术必须依靠自然事物和自然过程,符合自然规律;现代技术,更是人们自觉利用自然科学知识创造出来的。科学技术作为人与自然相互作用的重要手段,从产生时就有其固有或自生的自然属性。

技术有社会属性:任何科学技术的目的性都不是天然、自然所具有的,而只是生活在社会中的人才具有的。

2.1.2.2技术主体要素和客体要素的统一技术是人对自然的能动过程。其主体要素是:知识、技能和经验,包括方法、程序、规则等。技术主体的能力和知识还不能实现技术的功能,技术还是精神的物质转化,知识转化为物质手段和实体的过程。技术是主体要素与客体要素(工具、机器设备等)的统一。

2.1.2.3技术本身有一个从潜在形态到现实形态的发展过程技术系统不仅是主客体要素的结合,还是一个由潜在形态(技术思想、发明、方案设计)到现实形态(体现于实际应用中的技术)转化过程。

2.1.2.4技术是生产力的构成要素,是生产力性质和水平的标志(《自然辩证法概论新编》8-10页)

2.2竞技运动技术本质技术的基本特征已经明确指出:技术是人对自然的能动过程。技术有自然属性和社会属性,是主体要素和客体要素的统一,是潜在形态到现实形态的转化过程。因此,竞技运动技术毫不例外的具有上述特征。

“在竞技运动系统内,竞技运动技术存在着人与物,物与物,人与人关系之分,前两者属于自然性技术,后者属于社会性技术,这是相互区别、相互渗透的两个系统。从实践上观察,竞赛在很大程度上是通过人与人的配合而强化对抗力,并促使人与物关系的强化,人与人配合与对抗,是社会技术的主要内容,是运动技术发展的高级阶段。掌握自然技术,这是基础性技术,从自然技术发展到兼有自然性、社会性技术,存在着一种转化过程,需要通过实践这个中介。社会性技术的掌握,需要训练,更需要比赛。只有通过“比赛”,运动员才能意会。光训练不比赛,社会性技术难以认识,更难以掌握。竞争性协同,协同性竞争的社会技术往往不是教出来的,是“赛”出来的。”(《系统科学与体育》247页)

从社会学角度分析,竞技运动如果缺乏完善的社会性技术,竞技运动就难以发展和形成现实性的竞争力。“竞技运动比赛,运动员之间的对抗和竞争,是人的社会性反映,是人与人在竞赛过程中相互联系相互依存的群体属性。不断的竞赛,就是强化这种群体关系。这是竞技的人性化。竞技不仅具有生物性(自然性)竞争的一面,还有人性――社会性竞争(公平竞争)和社会性协作的一面。”(《竞技教育学》46页)竞技运动中社会性一面,在竞技教学、训练和比赛中,它具有教育属性。它和自然性技术结合成为竞技技术的整体,这是竞技体育运动的实质,也是竞技技术的本质和内涵。竞技运动技术结构内容(图1)。

竞技体育运动技术本质也反映着人的个性特征――自然性特征和社会性特征。

人的自然特征:从生理学方面讲、属于这些特征的是身体到形态、机能、身体素质、基本活动能力和运动技术动作。

人的社会特征:从心理学方面讲:有心理意义的个性特征:兴趣与需要、智力与能力、气质与性格、经验与自我意识。有社会意义的个性特征:人是社会的一个成员,参与社会活动(包括竞赛活动),受社会发展要求和社会关系的制约,他的品质、素养、理想、道德、信念、行为、技术、人生观,世界观,价值观等都必须服从社会发展的需要,这是作为社会成员每一个人应有的特征。

2.3比赛有球技术概念的内涵分析概念是思维的一种形态。从概念、命题、判断、推理、论证的排序看,概念还是最初的一种思维的形态。因此,概念不清,必然造成思维混乱。而思维的惯性使人们往往不能深究某些概念的真实含义。因此,我们原有的足球技术概念在足球技术的教学和训练上,造成偏重于独立的动作规格标准的完成,我们的技术训练产生偏差,导致运动员掌握的技术脱离比赛实践。

竞技比赛技术新概念的开发具有深化改革的意义,即普通又有深刻哲理。足球运动技术是开放的动态系统,是与环境进行物质、能量、信息交换系统,竞技足球比赛有球技术是其系统中的子系统,竟技足球比赛是在开放动态中进行的,其比赛环境形态表现为是多人组合,人与球、场地和人与事、人与环境、人与人之间发生的复杂的关系,相互依存、相互作用、相互制约、相互影响,展开的人与人协同配合和对抗、控制与反控制,争强制胜的竞争过程,是严格的“竞争博弈”、“动态博弈”。整个竞争过程,运动员的全部比赛行为都是以球为核心展开的,人与人在比赛瞬息万变的时空竞争过程中,为控制球和处理球所采用的有进攻目的的触球动作,包括:接控、运过、传球和射门。比赛场上见到的“简单的触球动作”是运动员的外显行为。而为人所不知的内显行为则是,人与人对抗竞争过程中,表现出的生物的、心理的、社会的在竞技场上的复杂联系、心理内化过程所产生的策略、决策。它是信息输入能量转化并输出信息,处理信息的短暂过程。例如,判断、选择“达到目的的触球动作”,这一过程是在瞬息万变中决策的“动作行为表现”,而这一“动作行为表现”我们认为这就是“比赛有球技术”。

足球运动员熟练的控球和处理球动作依赖于人类控制系统的相关领域。运动员所作的决策和来自不同方面的刺激有关。或者说,运动员是在所有相关信息和不相关信息之间作选择。所有能为决策提供信号的知觉要素都是接受信息。对熟练的控制有球技术动作来说,外部和内部反馈环非常重要(图2)。

竞技足球运动有球技术系统结构有自然性技术和社会性技术。自然性技术是足球基本运动技术,它是踢球的基础。社会性技术是人与人之间的联系、协同和竞争所表现出来的比赛技术,它是竞技足球比赛生存和发展的基础(包括实践和理论)社会技术促进了自然技术的有效应用和功能的发挥,因此,可以认为:社会性有球技术就是竞技足球比赛有球技术,其实际表现就是“比赛实战的技能、技巧”。

从简单的触球动作到“比赛动作行为”这一实践过程有着深刻的技术理论内涵。

2.4竞技足球比赛有球技术概念的界定通过上述分析,竞技足球比赛有球技术的概念是:足球运动员以自然技术为基础,以动作目标为起点和归宿,通过比赛控球过程,人与人之间联系关系的协同和竞争,比赛技术结构、功能和环境三者之间相互作用表现出来的认知性技能(知道做什么)、运动性技能(正确的去作)和开式技能(执行动作技能)。“开式技能”是指在变化和不可预见的环境中执行的运动动作(《动作学习与控制》12页)。是自然性技术和社会性技术的结合,是生物的、心理的、社会的极其复杂的动作行为变化表现的总合,是知情意行的统一。总之,以上对足球运动比赛有球技术概念所下的定义是对同一事物从不同角度,根据研究的需要对比赛有球技术所作的界定。科学的概念是人们对某一事物或现象的高度概括。而事物是不断发展变化的,人们对事物的认识也总是逐渐深化的。因此,概念不是一成不变的,是随着事物发展而发展的。足球运动技术这一概念也将会随着人们对其认识的加深而不断得到拓展。

3结论

1)用哲学的观点和理论思维探索竞技足球运动技术是由自然性技术和社会性技术构成的技术系统。社会性技术就是竞技足球比赛技术。

2)社会性技术作为竞技足球运动的一个独立系统,用哲学观点分析,社会性技术在足球竞技运动中它不仅是运动员的实践活动方式,更重要的它还是运动员的认知能动过程。

3)通过对哲学的技术观和相关理论的探索,得出竞技足球比赛有球技术的概念是:“足球运动员以自然技术为基础,以动作目标为起点和归宿,通过比赛控球过程,人与人之间联系关系的协同和竞争,比赛技术结构、功能和环境三者之间相互作用表现出来的认知性技能、运动性技能和“开式技能”(执行动作技能),是生理的、心理的、社会的极复杂联系的动作行为变化表现总合,是知、情、意、行的统一。”

4)概念是思维的一种形态。竞技足球比赛有球技术概念的界定具有明晰概念、转变思维观念的意义。希望这一理论对全面改进竞技足球有球技术训练的内容、方法和足球运动技术水平的提高有现实价值。

参考文献:

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[12]中国足球协会教练员岗位培训教材编写组.足球[m].北京:人民体育出版社,1997,11.

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[14]中国足球协会教练员岗位培训教材编写组.《足球》.北京:人民体育出版社,1997,11:55.

[15]陈昌曙,主编.自然辩证法概论新编[m].沈阳:东北大学出版社,1995,7.

自动化技术概念篇5

一、运用电子白板,呈现生活情境,引入概念

建构主义认为:学生的数学学习是一个主动建构的过程,应让学生在生活化的活动情境中实践感知、参与体验,自主地建构概念。因此,在数学概念的引入教学中,运用电子白板技术呈现逼真、生动的生活化的活动情境,刺激学生的多种感官,唤起学生的情感活动,从而有效激发学生的好奇心,使学生的思维活跃,兴趣盎然地参与教学活动,主动地进行数学概念的意义建构。如,在教学“轴对称图形”时,我从学生已有的生活经验出发,引导学生体会生活中对称现象。同时,用电子白板展示蝴蝶、飞机、中国戏曲的脸谱、北京天安门、民间剪纸等,引出概念。接着,充分发挥电子白板的动画功能,使生活中的一些图形一个个沿对称轴“动态”地对折起来,感知轴对称图形的特征。课尾,用电子白板展示一组生活中的对称现象:古今中外的建筑物、自然界的倒影现象、雪花、中国剪纸、工艺品等。这样,不仅给学生带来视觉上的美感,更使学生感知大量的感性材料,对轴对称图形有一个明晰的印象,有利于学生对轴对称图形概念的理解、体验和意义的建构。

二、运用电子白板,揭示本质属性,理解概念

小学数学概念的建立过程是学生通过观察、操作获取必要的感性知识,并与自己认知结构中原有的数学知识的内在联系基础上,通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此,在教学中运用交互式电子白板技术为学生提供充分的感性认识的基础上,引导学生进行分析、比较、综合,概括,摒弃那些表面的、偶然的、次要的、非本质的东西,以揭示其本质的数学属性。如:在教学“三角形的认识”时,我借助电子白板的板擦和动画功能,先隐退三角旗、红领巾、三角板等实物图的非本质属性,只留下动态“闪烁”的三条边,抽象出三角形的几何图形。然后指导学生利用电子白板的拖拽功能,把长短不同的小棒拼成三角形图形,形象地突出“围成”这一特征,从而加深对“三角形是由三条线段围成的封闭图形”这一本质属性的认识,揭示出三角形的概念。这样,借助电子白板技术,引导学生将感性认识材料进行分析、综合、抽象和概括,不但加深了“三角形”这一概念的形成,而且使学生由被动学习转化为了主动学习、主动思考,使概念的学习过程成为学生自主探索、思维活动的过程。

三、运用电子白板,深入比较分析,强化概念

数学概念是学生掌握数学知识、解决实际问题能力的基础。然而,在小学数学中,有些概念的含义接近或近似,但本质属性又有区别,学生因而在应用时混淆不清。因此,运用电子白板技术对易混淆的数学概念内涵与外延及时加以对比、深入进行辨析,不仅能使学生明确概念的来源,而且能更好地理解概念间的联系与区别,有效强化概念。如:在学习“周长和面积”之后,学生对长、正方形的周长与面积公式背的滚瓜烂熟,却在实际计算时出现:要求操场的周长,有的学生却求成了操场的面积,原因是学生对周长和面积的概念混淆不清。为此,我利用电子白板技术对它们加以辨析:在屏幕上出现一个长方形,让其四条边闪烁,然后再利用其填充功能将中间填成红色。让学生看一看,想一想,找出相异和共同之处。“周长是围在长方形周围的四条边的长度和”,“面积是四条边围着的红色部分面的大小”,这些概念在学生头脑中就会逐渐明晰起来。然后在引导学生进行认真辨析、抽象概括,突出其本质特征。这样,不但加深了学生对“周长”和“面积”概念的理解,提高概念认知结构的清晰度,而且促进学生主动自觉地修正错误。

四、运用电子白板,加强知识应用,巩固概念

在建立一个新的概念之后,还需要通过课堂的练习,使学生在练习中应用所学的概念,加深对概念的理解和巩固。利用电子白板技术对学生进行有针对性的训练和检测,能高效率地提高理解概念的程度。同时,电子白板的交互性能,也有利于加强师生间信息交流、思维碰撞。

自动化技术概念篇6

关键词:电子技术;概念;现象;抽象;形象

电子中的概念是反映电子现象和过程的本质属性的思维方式,是电子技术事实的抽象。它不仅是电子技术基础理论知识的一个重要组成部分,也是构成电子技术规律和公式的理论基础。学生学习电子技术的过程,其实是在不断地建立电子技术概念的过程。因此概念教学是学生学好电子技术的基础,更是学好电子技术的关键。在实际教学中如何才能让学生有效地掌握、理解并运用好高中电子技术概念呢,从实际教学的经验中体会到,采用灵活多变的教学方式,激发学生的学习兴趣,变抽象为形象,可以提高概念教学的效果。

一、联系、联想记忆法

电子技术中有很多抽象的概念,例如:电场、电力线,磁场、磁力线。电场、磁场看不到但却实存在(可以利用实验证明),而电力线和磁力线不存在为了分析问题方便而画出来的(可以看到)。利用电力线或磁力线的方向表示电场或磁场的方向,利用电力线或磁力线的疏密来表示电场或磁场的强弱。

半导体中载流子的运动也是如此:一般我们看不到,为了分析方便往往把空穴和自由电子画出来。空穴带正电荷,自由电子带负电荷,主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或p型半导体;主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或称为n型半导体。空穴通常用圆圈o表示,p去掉尾巴就是o;电子带负电n就可以想成三个负号。通过总结空穴、电子,p型半导体、n型半导体就比较容易记了。

二、教学实验演示法

电子技术是一门以实验为基础的学科,在进行概念教学时,演示实验法是一种行之有效的教学方法,一个生动的演示实验,可创设一种良好的电子技术环境,给学生提供鲜明具体的感性认识,再通过引导学生对现象特征的概括形成自己的概念。

如“整流”概念的教学,用直流电源和单向半波整流电路演示,让学生体会到外加电源的正极接二极管的正极,电源的负极接二极管的负极,二极管受正电压,二极管导通,电路中通过大的电流if;反之外加电源的正极接二极管的负极,电源负极接二极管的正极,电路中几乎无电流通过。从而揭示了二极管的单向导电性。

三、电教图像剖析法

有些高中电子技术概念,无法实验演示也无法从生活中体验。如pn结的形成,空穴和电子的扩散运动、漂移运动等。可以用图像、电教手段(如flash动画)展示给学生观看。电子技术图像通过培养学生的直觉,从而培养学生的高层次的形象思维能力,建立起电子技术概念的情景;电教手段能以生动、形象、鲜明的动画效果,模拟再现一些电子技术过程,学生通过观看、思考,就会自觉地在头脑中形成建立电子技术概念的情景。这种方法符合“从生动的直观,到抽象的思维”的基本认识规律,是现代教学中提高概念教学效果的一种重要手段。

四、兴趣引导法

兴趣是最好的老师,实际生活,生产实践及现代高科技中一些有趣的电子技术现象会吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,活跃学生的思维,提高学生的理解能力,有利于知识的掌握。

如对放大概念的认识,以门铃的工作过程为例。可以先不加放大三极管时接好电源和音乐片,门铃发声,声音很小只能在耳边才能听到;接着接好电源、音乐片,门铃发声,声音比较大,整个班都可以听到。使学生亲身感受到门铃发出声响的明显变化的现象。说明和分析什么是放大的概念,通过学生对“放大”现象切身的体会来理解掌握这一概念。利用振荡电路组成的闪光灯电路即提高了学生的学习兴趣,有利于学生对电路的分析对知识的掌握。

五、循序渐进法

循序渐进,通过复习旧知识引入新知识,是实际教学中常用的一种教学方法。通过复习已掌握的电子技术概念,并对此概念加以扩展,延伸,或使其内涵、外延发生变化从而得到新的概念。

自动化技术概念篇7

关键词:电子技术;概念;现象;抽象;形象

电子中的概念是反映电子现象和过程的本质属性的思维方式,是电子技术事实的抽象。它不仅是电子技术基础理论知识的一个重要组成部分,也是构成电子技术规律和公式的理论基础。学生学习电子技术的过程,其实是在不断地建立电子技术概念的过程。因此概念教学是学生学好电子技术的基础,更是学好电子技术的关键。在实际教学中如何才能让学生有效地掌握、理解并运用好高中电子技术概念呢,从实际教学的经验中体会到,采用灵活多变的教学方式,激发学生的学习兴趣,变抽象为形象,可以提高概念教学的效果。

一、联系、联想记忆法

电子技术中有很多抽象的概念,例如:电场、电力线,磁场、磁力线。电场、磁场看不到但却实存在(可以利用实验证明),而电力线和磁力线不存在为了分析问题方便而画出来的(可以看到)。利用电力线或磁力线的方向表示电场或磁场的方向,利用电力线或磁力线的疏密来表示电场或磁场的强弱。

半导体中载流子的运动也是如此:一般我们看不到,为了分析方便往往把空穴和自由电子画出来。空穴带正电荷,自由电子带负电荷,主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或p型半导体;主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或称为n型半导体。空穴通常用圆圈o表示,p去掉尾巴就是o;电子带负电n就可以想成三个负号。通过总结空穴、电子,p型半导体、n型半导体就比较容易记了。

二、教学实验演示法

电子技术是一门以实验为基础的学科,在进行概念教学时,演示实验法是一种行之有效的教学方法,一个生动的演示实验,可创设一种良好的电子技术环境,给学生提供鲜明具体的感性认识,再通过引导学生对现象特征的概括形成自己的概念。

如“整流”概念的教学,用直流电源和单向半波整流电路演示,让学生体会到外加电源的正极接二极管的正极,电源的负极接二极管的负极,二极管受正电压,二极管导通,电路中通过大的电流if;反之外加电源的正极接二极管的负极,电源负极接二极管的正极,电路中几乎无电流通过。从而揭示了二极管的单向导电性。

三、电教图像剖析法

有些高中电子技术概念,无法实验演示也无法从生活中体验。如pn结的形成,空穴和电子的扩散运动、漂移运动等。可以用图像、电教手段(如flas)展示给学生观看。电子技术图像通过培养学生的直觉,从而培养学生的高层次的形象思维能力,建立起电子技术概念的情景;电教手段能以生动、形象、鲜明的动画效果,模拟再现一些电子技术过程,学生通过观看、思考,就会自觉地在头脑中形成建立电子技术概念的情景。这种方法符合“从生动的直观,到抽象的思维”的基本认识规律,是现代教学中提高概念教学效果的一种重要手段。

四、兴趣引导法

兴趣是最好的老师,实际生活,生产实践及现代高科技中一些有趣的电子技术现象会吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,活跃学生的思维,提高学生的理解能力,有利于知识的掌握。

如对放大概念的认识,以门铃的工作过程为例。可以先不加放大三极管时接好电源和音乐片,门铃发声,声音很小只能在耳边才能听到;接着接好电源、音乐片,门铃发声,声音比较大,整个班都可以听到。使学生亲身感受到门铃发出声响的明显变化的现象。说明和分析什么是放大的概念,通过学生对“放大”现象切身的体会来理解掌握这一概念。利用振荡电路组成的闪光灯电路即提高了学生的学习兴趣,有利于学生对电路的分析对知识的掌握。

五、循序渐进法

循序渐进,通过复习旧知识引入新知识,是实际教学中常用的一种教学方法。通过复习已掌握的电子技术概念,并对此概念加以扩展,延伸,或使其内涵、外延发生变化从而得到新的概念。

自动化技术概念篇8

【关键词】体育教学动作概念规律

在中学体育教学中,学生理解与掌握动作概念的过程,是由简单到复杂,由浅入深,从现象到本质逐步深入理解的过程。什么是动作概念呢?动作概念就是在动作表象的基础上形成的,是某一些动作的抽象和概括,它反映了完成该动作的本质规律。为了使学生形成正确的动作概念,教师教学时,应该遵循和运用学生的心理条件进行组织教学。

一、利用示范、模型或图示以及要求学生模仿练习等方式,形成完整动作的知觉和表象

也就是说通过直观教学充分刺激学生的第一信号系统,来形成完整、正确的动作概念,故而教师在示范动作时,应该体现动作的本质(重、难点)规律。一套完整、优美的动作示范或演示,对学生学习动机的激发是可想而知的。相反,教师在示范或演示动作时不熟练,也不能体现动作中美的因素,学生的学习兴趣,教学效果也是可想而知的。荀子曰:“学莫便近乎其人”。特级体育教师王良田说:“直观教学的好坏,直接影响一堂课的质量。”因此教师本身要钻研动作技术,大胆创新,精心设计模型和图示,学生才能在课堂上“亲其师、信其道”,才能去积极地模仿练习,通过亲身的体验,掌握具体的动作概念。

二、利用学生原有知识和表象引导他们理解新的概念

例如:初一年级团身前滚翻的教学(新授),在学生丰富(尝试过的翻跟头)旧有感知材料的基础上进行教学,抓住前滚翻的本质规律“滚动”,通过准确优美的示范,增强学生的视觉表象,从而在学生的大脑皮层中形成初步的动作表象。接着在教师指导下,进一步讲解完成该动作的主要要领,突出技术关键部位――团身滚动。因此,教师对学生的原有知识要做到心中有数,教学时才可以做到有的放矢。

为了增强学生的视觉表象(大脑皮层对动作概念的分析),教师应加强第一信号的刺激,即在示范、演示动作技术时要准确、优美,体现动作本身蕴含美的因素。同时教师还可以结合示范进行打比方讲解,如上述前滚翻,通常用球作比喻,“团身紧,像球一样滚动”;将蹲踞式起跑动作比喻为压紧的弹簧。这些比喻不仅对学生理解动作本质有帮助,而且能使他们产生一种尝试欲,有利于学生在原有知识形成的初步动作概念的基础上过渡到较为清晰的动作概念,在实践中学生才会主动地去探索、去尝试。

三、教师的讲解要根据教学任务、内容和学生的理解能力,深入浅出地运用科学术语

尤其是在讲解动作概念时,要讲清动作的主要特征,引导学生把动作的主要特征和次要特征区分开来。类比时,要选择动作的最本质的特征进行比较。例如:初二年级侧向投掷教学,可在正面投掷的基础上学习蹬地转髋动作技术。正面投掷的主要特征是挺、打动作,而侧向投掷的主要特征除蹬转技术外也包含着挺、打,通过主要特征的教学,再讲解蹬转,学生就易学多了。

动作概念有其严格的科学术语,由于术语的抽象化,教师讲解时可利用形象化的比喻和口令化、儿歌化的教学形式。如投掷垒球的挥臂动作可比喻成“鞭打”,跳高的踏跳可归纳成“一踏两摆”(起跳脚的踏地,摆动腿和上肢的摆动),初一年级立定跳远的口诀教学:一摆二蹲三跳起,即快速蹲地展身体,收腹提膝伸小腿,后跟着地向前起。把较抽象的动作概念转化成学生能理解的语言,便于学生分析动作概念和理解动作概念,从而在实践中掌握动作实质。另外教师在教学时对动作术语的讲述不可随心所欲,比如说:手倒立不能说成“竖蜻蜓”,前滚翻不能说成“翻跟斗”,成几列横队或几路纵队集合不能说成几排队伍集合等等。

四、在训练过程中,引导学生在不同条件下运用已掌握的概念,加深对动作概念的理解

如让学生互相评价动作是否符合动作概念所反映的规律,而教师从学生的评价和实际运用过程中,可以了解到学生的理解水平,概括能力和创造精神。学生已掌握的动作概念应纳入整体练习的概念系统中去,如蹲踞式跳远的四个基本环节的动作概念,学生掌握了助跑、起跳、腾空、落地动作后,要进行完整的技术学习。让学生在完整技术训练中懂得助跑、起跳、腾空、落地的意义,以便学生明确各动作概念之间的异同,掌握动作本质的规律性,从而在理性的层次上掌握动作概念,更好地指导自己的实践。

运动心理学表明:学生动作概念形成的过程,是感性认识上升到理性认识的过程,是在教学与训练中,通过教师的示范、讲解,学生身体力行地练习、复习来领会动作实质的。因而教师要善于利用学生的心理条件进行组织教学,这对引导学生形成正确的动作概念是大有裨益的。

参考文献:

自动化技术概念篇9

关键词:术语翻译,文化视角,对比认知

中图分类号:n04;H059文献标识码:a文章编号:1673-8578(2013)02-0057-04

科技术语属于专业词语,多与文化因素无关。但有些术语在概念形成和语言表达上受文化观念的制约和影响,确与文化因素有关。因此,术语翻译在沟通专业信息时如何传递文化元素值得研究。此类术语翻译的研究应基于术语本身的文化性,探讨概念意义整合、思维模式转换和语言符号组合调适。本文拟从文化视角透析术语翻译的文化认知特点,探觅术语翻译、借用、仿造方法。

一科技术语的文化性术语的文化性体现在术语概念理解和表达两个方面。“术语是传递知识、技术和不同语种之间概念的工具”[1],而“概念是不受语种限制的,但会受到不同分类的社会或文化背景的影响”[2]。文化是人类实践活动、思维活动和语言应用的大环境。“思维和语言表达,二者都体现着文化的作用”[3]。“词汇是文化信息的积淀、浓缩。对外语词义的准确理解,需要对外族文化有比较深刻的理解”[4]。术语意义的形成是通过“感知”获得有关事物、行为或过程的“知识”,在“相似性”基础上对知识进行“范畴化”处理,从而形成“概念意义”,经过对指称意义的限定而产生“术语”。因此,术语翻译既要基于文化认知原理对原语概念释解,又要对译语做出对应文字表达。

概念义的译语表达,要体现目的语思维模式,并反映文化内涵,才能达到等值翻译效果。“我们在翻译时不能将翻译的语言与文化分开来处理”[5]。如crane“起重机,吊车”,catwalk“施工步道?”,英语以日常事物的形态为相似性感知基础,通过概念隐喻形成指称义。而汉语认知则直接跨越相似性,凸显专业属性形成对应的概念义。同理,loveseat译为“鸳鸯座”,汉语用概念隐喻使“鸳鸯”的喻义对应“love”,实现概念义的一致和语言表达的文化对应。

二英汉术语的文化对应性科技活动是一定文化中人类创造文明的基本社会实践。随着科技普及和受教育程度的提高,许多专业术语逐渐演化为日常普通用语,融入社会文化中,从属于不同的文化丛。从认知视角看,科技术语既有概念形成过程中思维模式的差异,又有概念表达时语言形式的对应,表现出文化共通性、差异性和专有性特点。

1.文化共通性

文化共通性指原语概念与名称在目的语中可共同感知、具有物质实体的文化事物,包括人类直接认知的事物、现象,以及加工自然所创造的各种器物,属于“物化的知识力量”构成的物态文化层[6]。如water“水”,oxygen“氧”,machine“机器”,也称科技通用术语。具有文化共通性的术语概念,是基于人类相同社会实践和文化基础而形成的,语言对译就能表达术语指称意义。

2.文化差异性

文化差异性指概念义形成的理据差异,包括在感知取向、属性凸显、相似性基础、语言规则等方面的“同中有异”和“异中有同”的不对称性。理据差异体现着民族、区域文化特色,涉及习惯性定势所构成的行为文化层。文化差异性在科技术语翻译中具有普遍性,是翻译理论和方法研究的关注点之一。如railwaystation“火车站”,screwdriver“螺丝刀”这些人类共识的器物,因感知取向上的差异使命名上不对称:railway对应“火车”,driver对应“刀”,反映文化差异的不对称语言符号组合,却实现了概念的准确对应。同理,firewall“防火墙”,StatueofLiberty“自由女神像”,译名添加“防”“女神”等语言标记,弥补了概念属性凸显不同而造成的文化元素缺失,达到等值翻译效果。

3.文化专有性

文化专有性指一定文化有的生活方式、行为模式、价值观念、审美情趣,以及由此所产生的不同心理联想,包括感知取向、概念化特点、思维模式等,表现为文化蕴含性,即术语的“词外之意”,涉及与社会心理和社会意识相关的心态文化层[6]。翻译时应透过字面、从文化深层对概念义加以理解,有较大难度和不可译性。如americanbeauty不是字面上的“美国美人”,而是“(四季常开的)蔷薇”,go(to)Dutch不是“去荷兰”,而是“实行aa制”。同理,tornado“龙卷”,Chinesepagodatree“龙爪槐”,scaffold“脚手架”等,都是透过字面而体现了蕴含的文化专有性。

三文化认知对比与翻译将专业意义和文化含义向目的语传递的翻译过程,实质上是一定文化条件下的概念意义定位整合、思维模式转换和语言符号重组过程。剖析文化特点进行对比认知,是从更深层次探讨科技术语翻译理念和方法的重要前提。

1.感知途径与语言符号的组合

感知指“个人对外部世界的刺激(信息)进行选择、评价和组织的过程”[7]。不同语言者感知世界的途径和经验不同,对术语含义的文化释解、语言符号组合的搭配形式也不同。术语翻译为确保概念义对等,需对语言表达式做出调适与整合。如studentdriver译为“教练车”,英语感知driver(驾驶员),汉语感知“车”。语言符号组合经过调适与整合,既体现感知途径差异,又准确表达概念意义,取得“殊途同归”的翻译效果。

许多英汉术语在颜色、时空的感知途径上都有文化内涵上的差异,翻译时应避开字面对应对语言符号组合加以调适、整合。如blacktea“红茶”,ferrousmetal“黑色金属”,nonferrousmetal“有色金属”,虽然字面上不对称,但保证了概念意义的等值。postdoctoral译为“博士后”,postgraduate译为“研究生”,同样体现了感知途径差异的文化特点。

在空间概念上,topcornerontheleft译为“左上角”,英文先top后left,汉语则先“左”后“上”。combinationcalipers译为“内外卡钳”,combination的所指是“(内、外径)量度功能的结合”,汉语直接从“两种功能”的感知途径出发,译为“内外”卡钳。heavyorlightsweater厚、薄毛线衫,inpatientdepartment“住院部”等也是调适语言组合的结果。

2.相似性基础与形、义调适

概念意义形成过程中,相似性是认知的基础。不同文化在认知事物及现象而取得比喻义的过程中,因相似性基础的差异,事物的命名乃至术语的形成则凸显不同文化特点。如ishapebeam“工字梁”,Lbar“三角铁”,英语从字母i、L感知相似性,而汉语则按“工”字形和“三角”形态来感知。译语经过“形、义调适”,既体现不同文化色彩,又确保了指称义的对应。stationwagon因形似“面包”,且旅行车和面包又都是“舶来品”,故汉译俗称“面包车”,既反映了汉文化相似性感知基础,又取得概念对等、表达得体的翻译效果。

3.概念隐喻与喻体选择

通过概念隐喻形成新概念是由喻体到喻义的心理联想过程。因不同语言选择不同喻体来展现文化内涵,则出现文字表达的不对应。如cloverleaf“公路立体交叉点”,rabbitears“V字形电视天线”。英语以“苜蓿叶的形状”和“兔子耳朵”为喻体形成概念喻义,汉语无对应的喻体联想,直接依原语概念所指来翻译。haircrack“细裂”,heartcut“中心馏份”,railfoot“轨底”,boilerface“锅炉壁”,tonguefile“小圆锉”,stopdog“止动器”等,英语以隐喻日常事物而形成新概念,汉语避开原语联想定式和习惯,依形状、位置、功能来翻译指称义。

4.理据移植与仿译

词语的理据是指事物与现象获得名称的依据[8]。原语理据可作为新引入概念的理据被译语接受,实现理据移植,使原语文化特征在译语字面显现。这种凸显术语符号识别特征的仿译,便于读者从译文追溯或回译到原文去认知译语概念,如peakload“尖峰负荷”,addressstream“地址流”。通过理据移植而进行的透明性“字面对等”的仿译,可避免复杂的概念释义,如翻译拼缀术语smog、intelex时,先分解理据:smog=smoke+fog,intelex=international+teleprinter+exchange,再将原词理据移植,仿译为“烟雾”“国际电传”。

有些词属于上义词,既需理据移植,又要按目的语认知规律对理据整合,才能实现指称义对等。如,combinationcalipers“内外卡钳”,combinationvessel“客货船”,combinationboiler“分节锅炉”等术语中,combination指“一物两用或多用的”,具有上义性,仿译时先移植理据,又依汉语认知定式整合理据,调整语言组合,实现概念对应。

带有专有文化色彩的术语,其语素意义的累加并非其指称义,表现出“词不达意”的“纯文化理据性”,目的语文化缺少字面对应的术语,只能按自身语言规则寻求指称义相同的术语对应翻译。如,englishmustard不译“英国芥茉”,而译“芥末酱”,morningglory不译“早晨的荣耀”,而译“牵牛花”。

5.概念属性凸显与外来语归化吸收

概念属性凸显指范畴化过程中对术语概念义的整合。因属性凸显上的差异,译语需依自身的思维定式凸显某种属性,使指称义对应。如首字母拼音词laser凸显“放大”属性,指“由受激发射的光放大产生的辐射”,汉译“激光”将“光”的属性凸显,“激”为前缀体现“放大”,使指称义对应,实现新术语归化吸收。同样,beer“啤酒”中“酒”,memory“内存”中“内”,truck“卡车”,pickup“皮卡车”中“车”,也是凸显概念属性,归化吸收外来语。

专业通用术语为标示概念范畴化差异,实现专业义扩展,常在名词前加专业性修饰语凸显特定属性实现概念等值。如通用名词bridge“桥”,通信领域则为“网桥”,电学为“电桥”,反射炉中为“火桥”,以凸显特定专业属性。power通指“力”,在不同专业则译为“功率”(物理学)“幂”(数学)“权利”(地理学)等术语。

6.表征凸显与音、形、义整合

术语在表意过程中呈现出语音和形态表征,音、形、义的有机结合,则能实现术语的概念义。原语与目的语不对应时,应发挥目的语形态规则、语言系统关系和表达潜力等优势,利用音、形、义整合实现表音与表义巧妙结合。

6.1音、义整合

通过音、义整合进行新术语翻译,常用“既照顾到原词的发音,又传递原词的语义”[9]的整合方法仿造新词。如hacker译为“黑客”,“黑客”仿译原词的音,“客”字本身又体现了原词的义,在凸显语音表征的前提下,通过音、义整合,实现了术语概念对应。对于以音表义的原语术语,而目的语又无可传递等值新概念的对应词,翻译只能凸显术语的语音表征,再选择适当的词素表义,使原词语音和语义都得到准确传递。如,Hismanal“息斯敏”中的“敏”,milton“眠尔通”中的“眠”,Ligalon“利肝灵”中的“肝”等。同理,原语以专有名词命名的定律、计量单位或材料名称,常以专名加普通名词的复合形态出现,译语则将专名音译,再增加表意词素使概念对等。如Brinelhardness“布氏硬度”,“布”凸显原词语音表征,“氏”表示人名,“硬度”是普通名词的对译。

6.2形、义整合

从语言类型看,方块的汉字和拼音语种无法做到形态相似,术语翻译利用形、义调适,整合而构成的形态仿造词相对很少。当然,如integratedcircuitcard“iC卡”,Karaoke“卡拉oK”等译法,同tsquare“丁字尺”,Ushapedbolt“马蹄形螺栓”,hornantenna“喇叭天线”一样,也是形、义调适的术语对应翻译。

四结束语科技术语承载着专业信息,也体现着深层文化积淀。术语翻译既是文化信息的发掘、整理过程,又是认知模式调整、再现过程。所以分析文化因素对思维模式和语言表达的影响,并加以必要的调适与整合,则能有效地探求概念意义等值、语言表达确切的术语翻译方法。

参考文献

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[2]iSoieCSC36wG7.FrequentlyaskedQuestions(FaQ)[S].Question:whatisaconcept?

[3]萨姆瓦a拉里,等.跨文化传通[m].陈南,龚光明译.北京:生活・读书・新知三联书店,1988.

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[6]张岱年.中国文化概论[m].北京:北京师范大学出版社,2002.

[7]SingermR.interculturalCommunication:aperceptualapproach[m].newJersey:prenticeHall,1987.

自动化技术概念篇10

中图分类号:G633.8

文献标识码:B

1、问题的提出

高中的化学教学涉及许多化学概念。化学概念是后续化学知识的基础,学生只有建构起正确的化学概念,才能在解决问题的过程中进行正确的推理和判断。化学概念一般较抽象,高中生学习高度抽象和内涵丰富的化学概念往往会存在困难,容易产生迷思概念。这使得概念教学成为高中化学教学中的―大难点。

“电离”是高中化学的核心概念之一,但其微观抽象性往往使学生在概念形成的过程中产生障碍。在教学中,让学生从多角度理解“电离”的概念,将有利于他们对“电离”建构起正确的认识,同时也有利于相关概念的学习迁移。本文以“酸、碱、盐在水溶液中的电离”为例,从理论和实践两个方面,探讨如何运用“四重表征”的教学模式,结合信息技术(多媒体技术、手持技术)和自主设计的教学图形进行概念教学,帮助学生进行化学概念的建构。

2、理论基础

2.1

概念“四重表征”教学

“多重表征”是化学概念教学的重要方法,能帮助学生通过化学概念的各种表征形式进行有意义学习。有利于学生更好地理解化学,突破学生学习化学的困难,可以减轻学生的记忆负担,便于知识的储存与提取,有利于知识的迁移应用,提高问题解决能力。四重表征教学模式(tetra-Representationteachingmodel,简称tRtm),具体指的是“宏观-微观-符号-曲线”的表征并进行表征间的转换。其中,“曲线表征”是指由某些自变量的变化引起因变量的变化以坐标图的曲线形式在学习者头脑中的反映,将坐标轴物理意义、曲线上的起点、终点与拐点曲线走向等与实验数据相结合,反映事物的变化趋势,也是将宏观表征和微观表征联系起来的桥梁。曲线表征有助于学生的定量图像信息处理能力的培养。本研究采用四重表征教学流程(如图1所示):宏观表征(实验现象等)、微观表征(粒子图等)、符号表征(化学式、化学方程式)、曲线表征(电导率曲线),结合运用宏观(ih)、符号(if)、微观(1w)、曲线(1q)图象(或图形)进行教学组织,包括图象(或图形)的单独呈现、组合呈现,并通过多媒体展示(如图2所示),帮助学生从多角度直观地进行概念建构。

2.2

poe教学策略

poe教学策略,指的是“预测-观察-解释”策略(prediet―observe--explain)。poe基本的程序是,首先设计某一情境让学生进行“预测”会有何结果或现象发生,要求学生写下自己的预测并说明理由,接着通过实际操作让学生“观察”有何结果或现象发生,记录观察结果,如果与预测的不一样,让学生“解释”原因或理由。poe教学策略增强了学习活动的指向性与目的性,有助于学生在原有的知识结构上进行概念建构。

2.3

手持技术支持下的实验探究教学

本教学设计运用传统实验与数字化手持技术实验相结合进行探究实验。其中,手持技术是一种先进的便携式数据采集系统,它与各种传感器连接可以同时进行多变量的实验探究,并实现对整个实验过程的动态测量;突破了单点测量的制约;可以自动绘制图表,使测量结果更直观,所提供的信息更为丰富,并使之定量化,收集的数据更为精确。它常用在课堂教学与研究性学习中,是课程学习内容和学习资源的获得工具,是知识构建和应用实践的有力工具。

3、基于poe策略的高中化学“四重表征”概念教学案例

3.1

教学内容

此教学课例选取人民教育出版社高中化学《必修1》中第二单元第二节“离子反应”第一课时“酸、碱、盐在水溶液中的电离”为教学内容,包括电解质在水溶液中的电离、电离方程式的书写、从电离角度定义酸、碱、盐等知识。

3.2教学目标

(1)知识与技能:理解电离以及电解质的含义;学习酸、碱、盐在水溶液中电离方程式的书写;从电离角度进一步认识酸、碱、盐;初步认识到“手持技术”的使用方法与优势。

(2)过程与方法:通过探究实验,培养学生发现问题,分析问题,合作解决问题的能力;通过微观粒子示意图,认识电解质在溶液中电离的过程,并知道离子是以水合离子的形式存在,初步建立宏观现象与微观本质之间的联系;通过思考与交流,对常见酸碱盐的电离方程式的比较,从电离的角度概括出酸、碱、盐的本质;最后通过“四重表征”教学图形,培养学生运用“宏观-微观-符号-曲线”的联系解决问题的化学思维。

(3)情感、态度与价值观:激发和增强学生对化学现象的好奇心和探究欲,提高学习化学的兴趣;在认识离子反应本质与特点的过程中建立微粒观。

3.3

教学过程

环节1:创设实验情境一宏观表征

教师活动:请同学们联系初中学习到的物质导电性试验,预测以下实验的现象。[实验]利用图3所示的装置,试验物质的导电性。(1)把碳棒插入盛有氯化钠固体的烧杯中,观察现象;(2)把碳棒插入盛有纯水的烧杯中,观察现象;(3)往纯水中慢慢加入氯化钠固体,观察现象。

学生活动:(p-预测)预测实验现象:(1)、(2)灯泡不亮;(3)灯泡变亮。

教师活动:邀请学生一同完成演示实验。

学生活动:(o一观察)观察并描述实验现象,并尝试解析产生该现象的原因:(1)氯化钠固体,灯泡不亮;(2)纯水,灯泡也不亮;(3)随着氯化钠固体的加入,灯泡逐渐变亮,继续加入氯化钠固体,灯泡越来越亮。(e一解释)这实验说明氯化钠固体、纯水不导电,但氯化钠溶液导电,浓度越高,导电能力越强。

教师活动:结合现象图(如图3)分析原因:氯化钠固体中不存在自由移动的离子,而纯水中存在自由移动的离子极少。naCl溶液导电的原因是,溶液中有―定浓度能自由移动的离子;对于同一溶液,自由移动离子的浓度越高,溶液的导电性越强。

设计意图:创设实验情境,激发学生的探究欲望,引入新知教学,同时,培养学生观察、分析实验现象的科学能力;展示“连动式”的“实验现象图”,使学生在头脑中形成“宏观表征”的表象。

环节2:宏观表征符号表征微观表征

教师活动:(设问)如何从微观的角度解释上述实验?naCl在水中溶解后发生了怎样的微观变化呢?

学生活动:(p-预测)根据初中所学的知识,酸、碱、盐在水中会解离出带电的粒子,使酸、碱、盐溶液能够导电。naCl在水中溶解后解离出能够自由移动的na+和Cl-,能够导电。

教师活动:(配合板书)naClna++C1-

(if)

学生活动:(o-观察)阅读课本中微观示意图(见图4)解析实验现象。

教师活动:展示“naCl在水中的溶解和电离过程的微观粒子示意图”(见图4)并对学生进行适当的引导。

学生活动:(e-解释)naCl加入到水中,在水分子的作用下,naCl溶解并发生了解离,钠离子(na+)和氯离子(Cl-)脱离晶体表面,进入水中,与水分子形成能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子。

教师活动:(补充)在外加电场的作用下,自由离子发生了定向移动,溶液便能导电。随着自由离子的增加,自由离子的浓度增高,溶液的导电能力逐渐增强。

设计意图:通过“微观粒子图”,实现“宏观表征”向“微观表征”的转换,使学生在头脑中形成“微观表征”的表象,学会从微观的角度解释宏观实验现象。

环节3:微观表征一曲线表征

教师活动:(引导)我们通常用物理量“电导率”来表示电解质溶液的导电能力大小。电导率越大,溶液导电能力就越强。如果我们把实验(3)过程中测得的电导率以点的形式记录在坐标系中,用平滑的线把各点连起来,会得到怎样的一条电导率曲线呢?

学生活动:(p-预测)学生预测曲线的变化趋势:由“灯泡越来越亮”可以推测到,电导率曲线呈现上升的趋势。

教师活动:为了连续地、更准确地测量电导率,我们可以引入更精确的测量技术“手持技术”进行测量。让我们来看看,将naCl固体不断地加入蒸馏水中,溶液电导率的具体变化。(演示,同样邀请一位学生配合老师完成这个实验)利用手持技术进行实验:将电导率传感器置于蒸馏水中,开启数据采集器,将naCl固体慢慢地加到蒸馏水中形成氯化钠溶液(适当地搅拌),在大屏幕上同步显示出溶液电导率曲线的变化过程,最后得到电导率的变化曲线(见图5)。

学生活动:(o-观察)观察实验,记录电导率曲线的变化趋势。

教师活动:如何解释溶液的导电性为什么会这样变化?

学生活动:学生小组讨论,与预测的结果进行对比、解释。(e-解释)分析曲线:起初溶液的电导率为零,说明蒸馏水几乎不导电;随着naCl固体的不断加入,溶解并产生大量的自由移动的离子,溶液的导电性发生了较大的变化,电导率不断上升,原因是自由移动离子的浓度逐渐增高,溶液的导电性不断增强。

设计意图:通过手持技术生成的电导率曲线,实现“符号表征”向“曲线表征”的转换。使学生在头脑中形成“曲线表征”的形象,学会分析曲线解释实验。手持技术的引入,在解决教学难点的同时,进一步激发学生实验探究的兴趣,结合poe教学策略可以有效地实现和提高演示实验的教学效果。

环节4:构建“四重表征”之间的联系

教师活动:结合“四重表征”教学图形(如图6),总结这节课的知识要点。

设计意图:结合“四重表征”教学图形进行总结,帮助学生通过各种表征形式对化学概念进行意义建构,有利于学生更好地理解化学,减轻他们的记忆负担,便于知识的识记与运用,提高问题解决能力。

4、信息技术支持下的化学“四重表征”图形化教学的思考

4.“四重表征”教学与“教学图形”相结合

采用教学图形与“四重表征”教学相结合,增强了教学的直观性,将复杂的化学原理与抽象的化学概念用图片、图形、图象和形象性的符号来描述,使原理和概念生动化、直观化和整体化,促进学生对抽象知识的理解与知识的意义建构,同时促进“宏观一微观一符号一曲线’’之间的转换,提高了“四重表征”教学的有效性。

4.2 “四重表征”教学与数字化实验相结合

采用实验探究教学,让学生学会采用实验的手段来研究化学问题,也加深他们对知识的理解。数字化实验的实时性与直观性让学生能够通过多元化、图形化的数据显示方式,即时地对实验现象进行归纳与分析、及时地对实验结果做出判断,并对实验预测进行修正;而“手持技术”的易操作性与准确性实现了在降低实验操作难度的同时,保证实验的精确性;数字化实验使化学实验从“定性”转变为“定量”,实现了定量的表征形式一一曲线表征,给予学生更多空间进行逻辑思考,综合所得的实验数据与现象、概括并得出可靠的实验结论。此外,信息技术的引入也将大大提高了学生对化学学习与实验探究的兴趣。

4.3

“四重表征”教学与“数字化实验”相结合

poe教学策略的使用,有利于“四重表征”的概念建构。在教学过程中,预测阶段能呈现学生原有的认知结构,又能激发学习动机。在观察的阶段,当观察到的现象与预测的一致时,将新知识与已有的适当知识建立联系;当观察到的现象与预测的不一样时,产生“认知冲突”,进而激发学生进行探索,解释自己的观点与现象之间的差异,将新知识与原有的认知结构结合,通过纳入、重组和改造,构成新的认知结构,实现知识建构。

4.4