生物技术概述篇1
【关键词】身份鉴别；生物特征识别；标准化
网络信息化时代的一大特征就是个人身份的数字化和隐性化。如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决的一个关键性社会问题。目前，我国的各种管理大部分使用证件、磁卡、iC卡和密码，这些手段无法避免伪造或遗失，密码也很容易被窃取或遗忘。这些都给管理者和使用者带来很大不方便。生物特征身份鉴别方法可以避免这些麻烦。因此，这一技术已成为身份鉴别领域的研究热点。
所谓生物特征识别技术就是，通过计算机与各种传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性和行为特征，来进行个人身份的鉴定。生理特征与生俱来，多为先天性的；行为特征则是习惯使然，多为后天性的。将生理和行为特征统称为生物特征。
并非所有的生物特征都可用于个人的身份鉴别。身份鉴别可利用的生物特征必须满足以下几个条件：第一，普遍性：即必须每个人都具备这种特征。第二，唯一性：即任何两个人的特征是不一样的。第三，可测量性：即特征可测量。第四，稳定性：即特征在一段时间内不改变。当然，在应用过程中，还要考虑其他的实际因素，比如：识别精度、识别速度、对人体无伤害、被识别者的接受性等等。现在常用的生物特征有：人脸识别、虹膜识别、手形识别、指纹识别、掌纹识别、签名识别、声音识别等。下面将分别介绍各种生物特征识别技术：
一、生物识别技术介绍
常用的生理特征有脸像、指纹、虹膜等；常用的行为特征有步态、签名等。声纹兼具生理和行为的特点，介于两者之间。
（一）基于生理特征的识别技术
1.指纹识别。指纹识别技术是通过取像设备读取指纹图像，然后用计算机识别软件分析指纹的全局特征和指纹的局部特征，特征点如嵴、谷、终点、分叉点和分歧点等，从指纹中抽取特征值，可以非常可靠地通过指纹来确认一个人的身份。
指纹识别的优点表现在：研究历史较长，技术相对成熟；指纹图像提取设备小巧；同类产品中，指纹识别的成本较低。其缺点表现在：指纹识别是物理接触式的，具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿都不易提取图像。
2.虹膜识别。虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的，虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状的各色环状物，每个虹膜都包含一个独一无二的基于水晶体、细丝、斑点、凹点、皱纹和条纹等特征的结构。虹膜在眼睛的内部，用外科手术很难改变其结构；由于瞳孔随光线的强弱变化，想用伪造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。目前世界上还没有发现虹膜特征重复的案例，就是同一个人的左右眼虹膜也有很大区别。除了白内障等原因外，即使是接受了角膜移植手术，虹膜也不会改变。虹膜识别技术与相应的算法结合后，可以到达十分优异的准确度，即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据中，出现认假和拒假的可能性也相当小。
和常用的指纹识别相比，虹膜识别技术操作更简便，检验的精确度也更高。统计表明，到目前为止，虹膜识别的错误率是各种生物特征识别中最低的，并且具有很强的实用性，386以上计算机CCD摄像机即可满足对硬件的需求。
3.视网膜识别。人体的血管纹路也是具有独特性的，人的视网膜上面血管的图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞的最远处。如果视网膜不被损伤，从三岁起就会终身不变。同虹膜识别技术一样，视网膜扫描可能具有最可靠、最值得信赖的生物识别技术，但它运用起来的难度较大。视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征的唯一性。
视网膜技术的优点:视网膜是一种极其固定的生物特征，因为它是“隐藏”的，故而不易磨损，老化或是为疾病影响；非接触性的；视网膜是不可见的，故而不会被伪造。缺点是:视网膜技术未经过任何测试，可能会给使用者带来健康的损坏，这需要进一步的研究；对于消费者，视网膜技术没有吸引力；很难进一步降低它的成本。
4.面部识别。面部识别技术通过对面部特征和它们之间的关系（眼睛，鼻子和嘴的位置以及它们之间的相对位置）来进行识别，用于扑捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术：标准视频技术通过视频摄像头摄取面部的图像，热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像，与视频摄像头不同，热成像技术并不需要在较好的光源，即使在黑暗情况下也可以使用。
面部识别技术优点是：非接触性的。缺点是：要比较高级的摄像头才可有效高速地扑捉面部图像；使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性，而且面部识别也是最容易被欺骗的；另外，对于因人体面部的如头发，饰物，变老以及其他的变化可能需要通过人工智能技术来得到补偿；对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。这些因素限制了面部识别技术广泛地运用。
5.掌纹识别。掌纹与指纹一样也具有稳定性和唯一性，利用掌纹的线特征、点特征、纹理特征、几何特征等完全可以确定一个人的身份，因此掌纹识别是基于生物特征身份认证技术的重要内容。目前采用的掌纹图象主要分脱机掌纹和在线掌纹两大类。脱机掌纹图象，是指在手掌上涂上油墨，然后在一张白纸上按印，然后通过扫描仪进行扫描而得到数字化的图象。在线掌纹则是用专用的掌纹采样设备直接获取，图象质量相对比较稳定。随着网络、通信技术的发展，在线身份认证将变得更加重要。
掌纹识别一般用作整体分离后的同一认定。有将其用做批量商品的防伪，以防止成箱的商品内有部分被“调包”，以部分赝品充真。也有将其用于通道口安全防范系统。
6.手形识别。手形指的是手的外部轮廓所构成的几何图形．手形识别技术中，可利用的手形几何信息包括手指不同部位的宽度、手掌宽度和厚度、手指的长度等。经过生物学家大量实验证明，人的手形在一段时期具有稳定性，且两个不同人手形是不同的，即手形作为人的生物特征具有唯一性，手形作为生物特征也具有稳定性，且手形也比较容易采集，故可以利用手形对人的身份进行识别和认证．
手形识别是速度最快的一种生物特征识别技术，它对设备的要求较低，图像处理简单，且可接受程度较高。由于手形特征不像指纹和掌纹特征那样具有高度的唯一性，因此，手形特征只用于认证，满足中/低级的安全要求。
7.红外温谱图。人的身体各个部位都在向外散发热量，而这种散发热量的模式就是一种每人都不同的生物特征。通过红外设备可以获得反映身体各个部位的发热强度的图像，这种图像称为温谱图。拍摄温谱图的方法和拍摄普通照片的方法类似，因此，可以用人体的各个部位来进行鉴别，比如可对面部或手背静脉结构进行鉴别来区分不同的身份。
温谱图的数据采集方式决定了利用温谱图的方法可以用于隐蔽的身份鉴定。除了用来进行身份鉴别外，温谱图的另一个应用是吸毒检测，因为人体服用某种毒品后，其温谱图会显示特定的结构。
温谱图的方法具有可接受性，因为数据的获取是非接触式的，具有非侵犯性。但是，人体的温谱值受外界环境影响很大，对于每个人来说不是完全固定的。目前，已经有温谱图身份鉴别的产品，但是由于红外测温设备的昂贵价格，使得该技术不能得到广泛的应用。
8.人耳识别。人耳识别技术是20世纪90年代末开始兴起的一种生物特征识别技术。人耳具有独特的生理特征和观测角度的优势，使人耳识别技术具有相当的理论研究价值和实际应用前景。从生理解剖学上，人的外耳分耳廓和外耳道。人耳识别的对象实际上是外耳裸露在外的耳廓，也就是人们习惯上所说的“耳朵”。一套完整的人耳自动识别系统一般包括以下几个过程：人耳图像采集、图像的预处理、人耳图像的边缘检测与分割、特征提取、人耳图像的识别。目前的人耳识别技术是在特定的人耳图像库上实现的，一般通过摄像机或数码相机采集一定数量的人耳图像，建立人耳图像库，动态的人耳图像检测与获取尚未实现。
与其它生物特征识别技术比较人耳识别具有以下几个特点：（1）与人脸识别方法比较，耳识别方法不受面部表情、化妆品和胡须变化的影响，同时保留了面部识别图象采集方便的优点，与人脸相比，整个人耳的颜色更加一致、图像尺寸更小，数据处理量也更小。（2）与指纹识别方法比较，耳图象的获取是非接触的，其信息获取方式容易被人接受。（3）与虹膜识别方法比较，耳图像采集更为方便。并且，虹膜采集装置的成本要高于耳采集装置。
9.味纹识别。人的身体是一种味源，人类的气味，虽然会受到饮食、情绪、环境、时间等因素的影响和干扰，其成分和含量会发生一定的变化，但作为由基因决定的那一部分气味——味纹却始终存在，而且终生不变，可以作为识别任何一个人的标记。
由于气味的性质相当稳定，如果将其密封在试管里制成气味档案，足足可以保存3年，即使是在露天空气中也能保存18小时。科学家告诉我们，人的味纹从手掌中可以轻易获得。首先将手掌握过的物品，用一块经过特殊处理的棉布包裹住，放进一个密封的容器，然后通入氮气，让气流慢慢地把气味分子转移到棉布上，这块棉布就成了保持人类味纹的档案。可以利用训练有素的警犬或电子鼻来识别不同的气味。
10.基因（Dna）识别。Dna（脱氧核糖核酸）存在于一切有核的动（植）物中，生物的全部遗传信息都贮存在Dna分子里。Dna识别是利用不同的人体的细胞中具有不同的Dna分子结构。人体内的Dna在整个人类范围内具有唯一性和永久性。因此，除了对双胞胎个体的鉴别可能失去它应有的功能外，这种方法具有绝对的权威性和准确性。不象指纹必须从手指上提取，Dna模式在身体的每一个细胞和组织都一样。这种方法的准确性优于其他任何生物特征识别方法，它广泛应用于识别罪犯。它的主要问题是使用者的伦理问题和实际的可接受性，Dna模式识别必须在实验室中进行，不能达到实时以及抗干扰，耗时长是另一个问题。这就限制了Dna识别技术的使用;另外，某些特殊疾病可能改变人体Dna的结构，系统无法对这类人群进行识别。
（二）基于行为特征的生物识别技术
1.步态识别。步态是指人们行走时的方式，这是一种复杂的行为特征。步态识别主要提取的特征是人体每个关节的运动。尽管步态不是每个人都不相同的，但是它也提供了充足的信息来识别人的身份。步态识别的输入是一段行走的视频图像序列，因此其数据采集与脸相识别类似，具有非侵犯性和可接受性。但是，由于序列图像的数据量较大，因此步态识别的计算复杂性比较高，处理起来也比较困难。尽管生物力学中对于步态进行了大量的研究工作，基于步态的身份鉴别的研究工作却是刚刚开始。到目前为止，还没有商业化的基于步态的身份鉴别系统。
2.击键识别。这是基于人击键时的特性如:击键的持续时间、击不同键之间的时间、出错的频率以及力度大小等而达到进行身份识别的目的。上世纪80年代初期，美国国家科学基金和国家标准局研究证实，击键方式是一种可以被识别的动态特征。
3.签名识别。签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。将签名数字化是这样一个过程：测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力。签名识别易被大众接受，是一种公认的身份识别的技术。但事实表明人们的签名在不同的时期和不同的精神状态下是不一样的。这就降低了签名识别系统的可靠性。
（三）兼具生理特征和行为特征的声纹识别
声音识别本质上是一个模式识别问题。识别时需要说话人讲一句或几句试验短句，对它们进行某些测量，然后计算量度矢量与存储的参考矢量之间的一个(或多个)距离函数。语音信号获取方便，并且可以通过电话进行鉴别。语音识别系统对人们在感冒时变得嘶哑的声音比较敏感；另外，同一个人的磁带录音也能欺骗语音识别系统。
（四）不同生物特征识别技术的比较
各种生物特征识别技术各有其优缺点，在下表中，将各种生物特征识别技术的性能进行了一个简单的比较。
二、生物特征识别技术的标准化工作
随着it的发展，人们获取生物特征的方法也越来越多，而且可获取的生物特征种类也在不断增加。但不管生物特征识别的手段如何、获取何种生物特征，对于某一个具体的人，其相应的生物特征是确定的，因此通过多种手段获取的生物特征之间应该存在信息的共享和交换。为达到信息交互，采用统一的准则评价生物特征识别和特征信息，需要制定生物特征识别标准。
目前，生物特征识别的国际标准化工作主要由iSo/ieCJtC1负责，而近期对此项工作的关注主要源于9．11恐怖袭击事件。美国为首的发达国家为防止和打击恐怖活动，提出了基于生物特征识别的国防土安全，并提出在SC17和SC27的基础上建立，在JtC1下面组建生物特征识别标准化分技术委员会，即SC37。SC37自2002年6月成立以来，一直保持着快速的标准制定速度。从当前SC37的标准制定情况可以看出在生物特征识别领域，当前最急需的是用于信息共享和信息交换的数据格式标准，其他接口、测试、轮廓类标准现在的重点还处于概念性标准研制阶段。
三、生物特征识别技术的发展趋势
（一）多生物特征识别融合
各种生物特征识别技术都有其一定的适用范围和要求，单一的生物特征识别系统在实际应用中显现出各自的局限性，如有些人的指纹无法提取特征，患白内障的人虹膜会发生变化等等，统计显示迄今为止，还没有一个单生物特征能达到完美无错的要求。因此，生物特征识别领域出现了一种新方向，即多种生物特征识别技术结合使用。将数据融合方法用于身份鉴别，结合多种生理和行为特征进行身份鉴别具有低错误拒绝率、特征变化的适应性强，安全可靠性高等优点，进一步精化了识别率，提高鉴别系统的可靠性。
（二）实时性要求
生物特征识别系统要求大量的计算，这其中包括图像的预处理、特征提取与识别分类等。具有实时的快速计算能力是达到系统特定性能要求的关键。实现的方法基本上有两条途径：一是在软件上改进即采用高效快速算法；二是在硬件上实现。
（三）生物特征识别技术与传统技术相结合
传统的用来识别身份的iC卡和生物特征识别技术的结合使用，具有广泛的应用前景。智能iC卡利用其自身的存储、计算功能，将人的生物识别特征存储在卡内，可以现场进行脱机认证，既提高了效率，又节省了联网在线查询的成本，有效地避免了“认卡不认人”的现象，以防由于卡的丢失及密码泄露而带来的损失。
四、结语
“执生命密匙，启身份之锁”。全球生物特征识别技术市场迅速增长，生物识别领域的应用也日渐普及，已逐渐渗透到社会生活的各个方面，发展前景一片大好。
参考文献
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[3]夏鸿斌，须文波，刘渊．生物特征识别技术研究进展[J]．计算机工程与应用，2003，（20）.
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[5]杨俊，景疆．浅谈生物认证技术——指纹识别[J]．计算机时代，2004，（3）.
生物技术概述篇2
一、教育装备的本质
事物的本质应该是该事物的存在价值，即作为客体的该事物对于主体的作用和意义，或称“客体的主体化”[1]。教育装备的本质也应该是其在教育系统中的存在价值，它涉及教育的本质与装备的本质。
1.教育的本质
胡德海教授在他的《教育学原理》（简缩本）一书中归纳了国际上诸多学者对教育本质的阐释[2]：（1）捷克教育家夸美纽斯说：“教育在于发展健全的个人。”“只有受过一种合适的教育之后，才能成为一个人。”（2）英国哲学家洛克说：“人类之所以千差万别，便是由于教育之故。”（3）法国启蒙思想家、教育家卢梭说：“植物是由栽培而成长，人由于教育而成为人。”“我们生而软弱，因而需要力量；生而无能，因而需要他人帮助；生而无知，因而需要理性。所有我们生而缺乏的东西，所有我们赖以成为人的东西，都是教育的赐予。”（4）德国哲学家、教育家康德说：“人只有靠教育才能成人，人完全是教育的结果。”（5）被称为近世儿童教育之父的瑞士教育家裴斯泰洛齐认为：“教育是人类一切知能和才性的自然的、循序的、和谐的发展。”（6）美国实用主义教育家杜威认为“教育即生活”“教育即生长”“教育乃是社会生活延续的工具”。他还说：“教育是经验不断地改组或改造，这改组使经验的意义增加，也使控制后来经验的能力增加。”（7）前苏联教育家加里宁说：“依我看来，教育是对于受教育者心理上所施行的一种确定的、有目的的和有系统的感化作用，以便在受教育者的心身上，养成教育者所希望的品质。”胡德海教授在该书中表示更加认可《中国大百科全书·教育》对广义教育定义而反映出的教育本质：“从广义上说，凡是增进人们的知识和技能，影响人们的思想品德的活动，都是教育。”
通过上述对教育本质的阐述可以看出，教育具有两大功能：（1）教人做人（影响人们的思想品德）；（2）教人做事（增进人们的知识和技能）。教育的本质在于教育的存在价值，而教育的存在价值由教育的功能来体现。教育的上述两大功能反映了教育的存在价值，亦即教育的本质。
2.装备的本质
对一个事物本质的理解，在于该事物的不在场。某事物的不在场，使得它的存在价值更加清晰、明确。举一个哲人们经常使用的例子：假设桌子表面出现一个总是划破我手臂的钉子尖，而恰好我手边又没有锤子（即锤子这个事物不在场），则我就有可能用手上的手机去砸钉子，此时手机就被称为锤子而不再是手机。手机完成了锤子的功能，是因为虽然实际的锤子不存在，但锤子的理念作为真际还存在于我心，锤子的本质和存在价值此时充分地体现了出来。揭示装备的本质和存在价值也可以使用同样的方法：可以假设世界上所有的装备（即技术物[3]）都不存在了，则人类将会因为没有了这些衣食以及获取衣食的工具而失去生存条件，但是人类的反应是马上会根据自己头脑中装备的理念，通过有意识的劳动重新制造出一批新的装备来继续生存。从中可以看出装备的3个本质特征：（1）装备是人类生存的条件之一；（2）真际装备是人类心中的理念；（3）实际装备是通过人类有意识的劳动获得的。
通过上述分析可以看出，装备的本质就是“人类通过有意识的劳动而制造出使人类得以生存的事物”，也就是人类的人工生存条件。生存条件在这里也可以称为生存资源，所以装备就是人工资源。但是，生存条件中除了装备以外，还需要其他条件。人类赖以生存的资源并不都是通过劳动制造出来的，除了劳动产品外，一些自然资源也是人类的生存条件，例如，河里的水、树上的野果、各种可以食用的小动物等。同时，由于人类是“社会性动物”或“怕孤独的动物”，相互之间的合作、协作也是人类赖以生存的重要条件，即除了自己以外的其他人也是生存资源，可以称为人力资源。这样，人类赖以生存的条件就应该包括自然资源、人力资源和人工资源3个部分，而装备则是指这些资源中的人工资源部分。
3.教育装备的本质
使得教育赖以生存的条件可以称其为“教育资源”，教育资源与人类生存资源一样也是包括自然资源（如：祖国山河）、人力资源（如：教师、学生）和人工资源（如：教学设备）3个组成部分（如图1所示）。而教育装备的本质，则是人工打造的教育资源，它是教育资源中的人工资源部分，教育性与人工性是它的本质属性。
《教育大辞典》中定义“教育资源（educationalresources）是教育过程所占用、使用和消耗的人力、物力和财力资源，即教育人力资源、物力资源和财力资源的总和”[4]。而“教学资源（instructionalresources）是支持教学活动的各种资源，分为人类资源和非人类资源”[4]。仔细分析可知，人类资源就是人力资源，非人类资源就是物力资源。从教育装备的角度看，财力资源并不是人们所关注的内容，在研究时可将其忽略或归入人力资源，同时将物力资源细分为自然资源和人工资源。其中，人工资源是人类为了教育教学的目的而生产、加工或改造的物力资源（教室、教具、实验仪器设备等），自然资源是未经加工的物力资源。祖国的山河是自然资源，当用于爱国主义教育或进行地理研究时就成为教育教学资源的一部分。图1反映了教育资源和教学资源之间的关系。教学资源是教育资源中的部分人力资源（教师、学生、专家等）、部分人工资源（设备、仪器、软件等）以及一些自然资源，由它们构建起教学环境。
图1教育资源的组成
二、教育装备概念的界定
将教育装备的本质阐述清楚后，就可以对教育装备的定义进行规定了。目前，教育装备的定义比较多，而且各自都有自己的根据和理由。以下将要根据一般定义的规定原则和教育装备的本质属性对其概念进行界定。
1.概念界定的方法
概念的界定就是给概念下定义，概念清楚了，定义并不一定就是十分准确的。给概念下定义有各种各样的方法，一般认为有：逻辑学定义方法与认识论定义方法。逻辑学定义方法根据形式逻辑中对概念与定义的规定，采用“属+种差”的定义方法；而认识论定义方法则采用“发生定义”的方法。除此之外，还可以细分为：词法定义、情境定义、内涵定义、外延定义、列举定义等诸多方法。其中使用比较多的是“属+种差”定义方法、内涵定义方法和列举定义方法。“属+种差”就是先找到被定义概念的临近上位属概念，再找出其种概念之差，将它们合并成为该概念的定义。内涵定义是将一个事物与其他事物之间不同的所有特征描述出来。而列举定义是一种特别的外延定义，它列出一个概念所描述的所有的事物；列举定义只适用于有限集合，而且只有在这个集合比较小的情况下才有意义。
2.教育装备概念的内涵与外延
对事物概念的建立是人的一种思维规定。关于概念及其内涵与外延的定义，一般的逻辑学教材上都有这样的叙述：“概念是反映对象特有属性或本质属性的思维形式。……概念的内涵，就是指反映在概念里面的对象的特有属性或本质属性。……概念的外延，就是指反映在概念里面的具有概念所反映的特有同性或本质同性的对象的总和。”[5]
前面详细地论述了教育的本质、装备的本质和教育装备的本质。教育装备的本质，是人工打造的教育资源，它是教育资源中的人工资源部分，教育性与人工性是它的本质属性（它的特有属性将在第5部分“教育装备的作用对象”中分析）。根据概念的内涵是对象本质属性的定义，教育装备概念的内涵就是“人工打造的教育资源”，因为它描述了教育装备的本质属性。因此，“人工打造的教育资源”也就是教育装备概念的内涵定义。
根据概念外延是反映本质同性的对象总和的定义，教育装备概念的外延就是：黑板、课本、课桌椅、电子白板、校园网、学校体育场、教师办公桌等。按照概念外延的严格定义，这里应该开列反映教育装备本质同性的对象的总和。但是由于这个对象的总和是一个无限集合，所以除了已经开列的外，其余的部分在此只能用“……”“等等”代替。而这也是在逻辑学上允许使用的描述方式。
3.教育装备定义的多元化
“教育装备学”这个名词的第一次出现，是华东师范大学祝智庭教授于2002年为首都师范大学教育技术系一个专业方向的命名。自教育装备这一概念提出以后，教育装备理论研究经历了概念界定、内容划分、方法引进、历史考证等一系列活动。对教育装备的定义也多种多样，现部分地开列如下。其中，将教育技术装备的定义也部分地开列出来，其原因是从它们定义的表述中可以认为是“教育之技术装备”（请参阅本文的第3部分）。
定义①“教育装备是在教育活动中，支持承载和传递知识信息的配备物和配备行为。也可以更加具体地表述为：教育装备是指实施和保障教育教学活动所需的仪器、设备、资料、学具、设施以及相关软件的总称。”（何智等：教育装备的发展特点分析；《长春2004年教育技术国际论坛论文集》，吉林大学出版社，2004年，p746）
定义②“教育装备是指在教育领域中，为实施和保障教育教学活动而配备的各种资源总和以及对其进行相应配置、配备的行为与过程。”（殷常鸿等：教育装备理论框架构建浅析；《中国教育技术装备》，2005年11期）
定义③“教育装备是指实施和保障教育教学活动所需的仪器、设备、资料、学具、设施以及相关软件的总称。”（艾伦等：教育装备与装备制品差异分析；《中国教育技术装备》，2006年2期）
定义④“教育技术装备，是指实施和保障教育教学活动所需的物质设施（包括教学仪器、教学设备设施、教学资料包括软件、工具和教育教学的环境）。”（后有为：深化对教育技术装备的认识，用教育技术装备促进学校发展、促进教育教学改革、促进教师的专业成长；http：///old/article/view1240.aspx，2006年6月）
定义⑤“教育技术装备是指为实现教育教学目的，在一定的环境下进行建设、配备、管理、使用、研究的各种物质条件和手段的总和。”（马如宇：教育技术装备概念及内涵界定思考，《中国教育技术装备》，2009年23期）
定义⑥“教育装备是整个教育资源中除了人力资源、自然资源以外的一切人工资源部分。”（艾伦：教育装备学与教育技术学，《中国教育技术装备》，2009年29期）
认真分析上述6个定义可知：
（1）定义①和定义③属于列举定义；定义②，④，⑤属于内涵定义；而定义⑥属于“属+种差”定义。
（2）定义②和定义⑤除了定义物化的装备外，还限定了“行为与过程”和“手段”，所以它们是对名词教育装备和动词教育装备一并进行了定义。
（3）从定义①到定义⑥的顺序是按照文章发表年代排列的，从中可以看出对教育装备认识的渐进过程。
（4）因为“列举定义只适用于有限集合，而且只有在这个集合比较小的情况下才有意义”，而教育装备可认为是一个无限集合，所以定义①和定义③的列举定义是不够完备的，不满足定义规定。
（5）根据本文教育装备本质的分析，教育装备应该是物化的，所以定义②和定义⑤有些偏颇。
（6）定义②“实施和保障教育教学活动而配备的各种资源总和”中的“资源”是否包括人力资源、财力资源和自然资源？如果包括，显然是不对的，因为它犯了外延过宽的错误。
（7）定义④虽然属于内涵定义，但是在后面括号内的说明其实采用了列举定义的格式，有悖定义的原则。
（8）定义⑥也可以简化后描述为“教育资源中的人工资源部分”，其中“教育资源”是教育装备的临近上位属概念，而“人工资源”则是种差，完全满足“属+种差”定义的规定。
所以笔者认为定义⑥“教育资源中的人工资源部分”或其简化定义“人工打造的教育资源”对教育装备概念的界定更为合理一些。
三、教育装备与教育技术装备的异同
与“教育装备”相比，“教育技术装备”是一个较为含混的概念，对它存在着3种不同的理解，分别为：“教育技术与装备”“教育之技术装备”和“教育技术之装备”。
（1）“教育技术与装备”应理解为“教育技术与教育装备”。在《中国教育技术装备》杂志2012年第3期（1月下旬刊）登出的《教育装备学与教育技术学辨析》一文中，笔者进行了较为详细的分析，此处不再赘述。
（2）“教育之技术装备”，强调限定于教育的技术装备。在《教育装备的起源与本质》[3]一文中，笔者论述了装备与技术装备是同一个事物的不同说法，它们都是在说明具有技术含量的人造物品，所以装备就是技术装备，于是教育之技术装备其实就是教育装备。
（3）“教育技术之装备”，强调限定于教育技术的装备。教育技术之装备一般是指构成教学环境的各种现代化信息设备，如多媒体教室设备、计算机网络教学设备、电子教科书等；有时也指现代化自主学习设备，如手持移动学习设备（手机及各种pad等）。如果再加上传统的图书资料、各个学科的实验室仪器、操场的体育设备以及各种学校设施等，则构成了教学装备。但是，考虑到校园网这类信息技术装备仍然属于教育技术之装备，它在教学管理和教育信息处理上也具有相当大的作用，所以教育技术之装备就应该除了要包括一部分教学装备外，还应该包括一部分非直接用于教学的教育装备，其地位如图2中深色部分所示。
教育装备是一个更大的概念，它包含了教育技术之装备，也包含了教学装备。例如，校长办公室的办公桌属于教育装备（是人工教育资源）而不应该是教学装备，因为它不是直接用于教学的，当然也更不是教育技术之装备。教育是个较大的概念，而教育技术是教育概念下的一个小概念；所以，教育装备是个较大的概念，而教育技术之装备是在教育装备概念下的一个小概念。
图2教育技术装备与教育装备的关系
四、教育装备与教具的关系
刘济昌老先生在他的《教具理论研究导论》中对教具所下的定义为：“教具是在教学过程中体现教育思想、教育目标、教学内容，运用直观教学、情景教学、实验观察、信息交流、操作训练等方法时所用器物和装备的总合。”[6]并在该书中多处特别地强调教具不包括教材（估计是受“教育的三大基石：教师、教具、教材”说法的影响）。这样的理解与人们对教育装备的认识产生了巨大差异。刘济昌老先生对教具的定义属于列举定义，这就限定了他所描述事物的集合应该是一个有限集合而且是较小的集合。但是定义中说到教具是教学过程中“器物和装备的总合”，其规定了教具是包括教育装备的，可又是不能包括教材的。本文中对教育装备的定义是“教育资源中的人工资源部分”，它既包括部分教具、学具以及图书等，还包括学校与教育机构中的各种设施和工具，是一个无限集合，因为它属于“教育资源”。
如果对“教具”一词做词源分析，则可能会比较复杂，因为其中的“教”既可以理解为“教学”也可以理解为“教育”，而“具”则可以解释为“用具”“工具”“器具”等。《教育大辞典》对教具的定义是：“教学过程中可借以辅助教学活动的用具。传统的有教科书、标本、模型、图表等，现代化的有电影、电视、投影、录音、录像、计算机等设备。”如果按照此定义规定，那么教具就是以教师为主使用的“教学用具”。另一个与“教具”非常相关的词是“学具”，学具是对教具的补充。《教育大辞典》对学具的定义是：“学生在学习中用于直接操作活动的用具。如小学数学教学中用的彩色棒、塑料几何形体、算盘，中学生用的实验箱等。如今计算器、计算机等也已比较广泛地用作学具。有利于学生动手动脑，有助于知识、技能的理解、掌握。”按照此定义，学具就是以学生为主使用的“学习用具”。因为教具与学具都是在教学活动中发挥作用，所以它们都属于教学资源。但是因为有部分教具或学具并非人工制造，如：路边拾来的一块矿石，空中飞舞着的一只蝴蝶等，这些非人工制造的教具与学具就是教学资源中的自然资源部分，它们不属于教育装备（或教学装备）。而如果将它们制成标本，它们就成为教育装备了。于是可以看出，教具、学具、教育装备与教育资源、教学资源的关系如图3所示。其中，图中的深色部分是“教具+学具”，它们占据了教学装备（人工的教学资源，如：教学挂图和学生的绘图直尺等）的全部和一部分自然的教学资源（如：路边的矿石和空中的蝴蝶等）。当然，有一部分自然的教学资源（图中空白的自然资源部分）是不应该算作教具和学具的。例如祖国的山川河流，它们可以用于校外的自然科学教学、旅游专业教学等，也可以用于校外的爱国主义教育，但它们显然不应纳入教具和学具的范畴。
图3教具、学具与教育装备的关系
五、教育装备的作用对象
为了能够进一步对教育装备的概念有所理解，我们对照其他领域的装备分析教育装备的作用及作用对象，从而将其特有属性也全部反映出来。各个领域都有着自己的装备，并且它们的发展也都依赖这些装备的先行发展。但是各个领域装备的作用及其作用对象有着本质的不同，下面逐一对它们进行说明。
工业装备的作用对象多为无机物或有机物而非生命的物质。农业装备的作用对象多为植物或动物而非人类的生命体。军事装备的作用对象是以人为主并兼有非人类的东西，而且与其他建设性装备相比它具有破坏性、摧毁性的性质。医疗装备、体育装备、教育装备的作用对象都是人类本身，并且都是建设性的作用。虽然教育装备的作用对象与医疗、体育装备一样都是人类本身，但是进一步分析就会发现它们在本质上有所不同。医疗、体育装备的作用对象基本上是针对人体的生理机能与健康，而教育装备的作用对象则更多地是为了人类心理的健康、思想的先进、知识的丰富、头脑的强健等。所以教育装备在研发、设计、生产等方面就不能与医疗、体育装备一样，更不能与工业、农业、军事装备一样，教育装备有它自己的特点，它的作用对象是宇宙万物中最高级、最复杂的人类的头脑。在这方面，心理学与教育有着非常相似的地方，但是由于心理学没有形成一个大的产业或大的体系，而基本处于科学研究的状态，同时从学科角度讲，心理学也属于教育学科门类，所以就可以将心理学装备纳入教育装备体系。
工业装备作用对象的简单性，使得工业装备得以优先快速发展起来。然而，正是由于教育装备作用对象的高级性与复杂性，使得它的研究始终处于初级阶段。教育装备的发展从来都是“拿来主义”，都是将其他领域的装备直接拿来使用，使得它的性质类似于科研装备，还未构成自己独立的体系。拿来主义的教育装备还反映出它们支持的学习正处于模仿阶段，在模仿其他领域的工作，而模仿则是最初级的学习方式。教育装备的研究就是要构建教育自己的装备体系，使得由教育装备而形成的教学环境下的学习变为高级的学习。
参考文献
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生物技术概述篇3
关键词：民族传统体育；武术新定义；形式逻辑
中图分类号：G852文献标志码：a文章编号：1006-7116（2014）01-0023-06
ananalysisofproblemsexistinginandwaysto
correctthenewdefinitionofwushu
YanGJian-ying，GUoFu-mo
（instituteofphysicaleducation，ZhejiangUniversityoftechnology，Hangzhou310014，China）
abstract：inordertoconsolidatebasictheoriesaboutwushu，firstly，intermsofformallogicandspecificcontent，theauthorsdissectedproblemsexistinginthenewdefinitionofwushuwhichwasgivenatthenationallevel，andpointedoutthefollowings：intermsofform，themostprominentproblemisthemixingupof“definition”and“concept”；intermsofspecificcontent，majorproblemsincludeinaccurateconnotationdefinition，chaoticcategoryrelationship，neglectingtraditionalwushuintheestablishmentofextensions，ignoringthedifferencesbetween“demarcation”and“division”etc.aimingatthesaidproblems，theauthorscorrectedthenewdefinitionfromtheperspectivesofconceptconnotationandextension，accordingtorequirementsforconceptdefinitionbyapplyingformallogic.Lastly，theauthorsformedtwotypesofwushuconceptsfromsuchtwoperspectivesas“propertydefinition”and“occurrencedefinition”.
Keywords：traditionalnationalsport；newdefinitionofwushu；formallogic
目前，国家层面使用的武术定义是2009年7月国家体育总局武术研究院组织全国50余位专家在河南登封举办的“武术定义和礼仪标准化研讨会”上经充分讨论，在高度民主集中的基础上形成的。该定义表述为“武术是以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容，以套路、格斗、功法为主要运动形式的传统体育”。相对以前的武术概念，新定义既取得了新突破，也产生了新问题。对此，学术界早有讨论。如新华社记者王俊璞[1-2]的《武术新定义融入中华文化内涵新定义着重突出文化性》、《武术新定义诞生记》、乔熛等[3]的《武术新定义诞生武术事业新时期》、周伟良[4]的《“武术”定义的新成果》等从不同角度对武术新定义取得的新进展和重大突破进行了总结。又如张显[5]的《质疑武术新定义》、黄文龙等[6]的《中国武术新定义辨析》、周伟良[7]的《武术概念新论》、卢元镇[8]的《中国武术竞技化的迷途与困境》等则从多方面论证了新定义存在的问题。
对于新定义既不能全盘否定，也不能盲目遵从，而应该客观地对待，形成既符合武术的客观实际，也符合形式逻辑界定概念的基本要求的更为准确的表述。对于新定义取得的新突破，以上学者已经总结得很全面，对于存在的问题，虽已有学者讨论，但还有进一步探讨的空间。本研究拟从概念的形式和内容两方面展开更为深入的剖析，并给予修正，以形成更为客观、严谨的武术概念。
1武术新定义存在的问题剖析
给一个事物下定义、界定概念，必须牢牢把握两方面：其一，形式上，必须遵循形式逻辑下定义、表述概念的基本要求；其二，具体内容上，必须根据不同领域的专业理论知识尽量接近事物本质，全面、客观、准确地进行表述[9]。因此，对武术下定义、表述概念，首先要从形式上遵循形式逻辑的基本规范，其次必须由武术专业人群根据武术专业理论知识确定形式逻辑所规定的形式中的具体内容。武术新定义存在的问题正涉及形式和内容两方面。
1.1武术新定义在形式上存在的问题
武术新定义在形式上存在的最明显问题是将“定义”与“概念”混淆，其他细节问题还包括没有弄清“划分”与“分解”的区别、将“交叉关系”视为“属种关系”等等。这里重点讨论前者，对于其他细节问题将穿插在接下来的具体内容中讨论。
“定义”与“概念”是既有联系又有区别的两个名词，两者的联系在于：定义是明确概念的逻辑方法之一，它揭示了概念的内涵；区别在于：定义仅揭示事物的内涵，而概念除了要揭示事物的内涵之外，还要运用划分的逻辑方法明确事物的外延。也就是说，定义仅仅是概念中的一方面，而非全部。
2009年7月于河南登封召开的“武术定义和礼仪标准化研讨会”所形成的成果“武术是以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容，以套路、格斗、功法为主要运动形式的传统体育”，到底是武术的定义，还是武术的概念？——该表述中既用“属加种差”的方法揭示了武术的内涵“以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容”的“传统体育”，也用划分的方法明确了武术的外延“以套路、格斗、功法为主要运动形式”，这显然是武术的概念。如果仅仅是给武术下定义，表述为“武术是以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容的传统体育”即可，无需画蛇添足地加上“以套路、格斗、功法为主要运动形式”。冠名武术定义研讨会，却形成了武术概念，这是逻辑学方面出现的一个明显失误。改正方法有二：其一把新成果中相关武术外延的内容删掉，其二，把“武术定义研讨会”改为“武术概念研讨会”，把新成果“武术的定义”更正为“武术的概念”。
客观地讲，仅从形式上，新定义优点大于缺点，因为从大方向上该定义遵循了定义事物普遍采用的“属加种差”的逻辑方法，将武术的“属”确立为“传统体育”，将“种差”确立为“以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容”，只是在细节上有所疏忽，没有对定义与概念进行辨别。
1.2武术新概念在具体内容上存在的问题
1）内涵方面。
“概念的内涵，就是概念所反映事物的特有属性”，一般运用“定义”的逻辑方法揭示，常采用“属加种差”的方法。新概念将武术的内涵定义为“以中华文化为理论基础，以技击方法为基本内容的传统体育”，从武术专业知识角度来看是否合适？
首先，作为内涵之一的“中华文化”既笼统，也不全面。形式逻辑要求给一个事物下定义时“定义项中不能包括含混的概念或语词”[9]27，“中华文化”是一个十分宽泛的词语，它包括很多内容，难道都是武术的理论基础？另外，“以中华文化为理论基础”只是针对传统武术，对现代竞技武术显然不合适。以现代散打运动为例，撇开具体技术，仅从文化角度，它与西方拳击运动几乎没有区别。无论从训练过程中的强度、密度、运动量的控制、训练方法的选择、训练周期的安排，还是从训练和竞赛的具体组织实施方法、场地器材服装的选择、比赛结果的判定，现代竞技散打和西方拳击运动一样，都是建构在具有明显西方文化特色的自然科学和社会科学之上的运动项目。确切地说，现代散打运动更多的是以西方文化为理论基础，而非以中华文化为理论基础。如果将“中华文化”作为武术概念的内涵，无疑将把现代竞技武术主要分支的现代散打运动排除在外。因此，表述为“以中华文化为理论基础”不全面。
其次，作为内涵之二的“技击方法”并不是所有武术内容的内涵，不能反映中华武术的新发展。对于传统武术而言，用“技击方法”还勉强说得过去，因为各拳种的绝大多数动作都是围绕技击方法而形成的。对于现代散打运动而言，这种表述也十分贴切，因为其每一动作都是“技击方法”。但是，对现代竞技武术套路，情况就完全不同了。在竞技体育领域，现代竞技武术套路属于难美表现类运动项目，它是武术在现代化发展过程中从技击术领域质变到艺术领域的一个新分支，其具体动作仅仅具有象征性技击含义，早已失去了技击价值。用戴国斌[10]的话说，套路和散打是“两种不同的运动形态，形成了两个不同的编码和解码系统”。可以肯定地说，用这种套路动作与技击对抗，每战必败。因此，竞技武术套路中的动作根本就不是技击方法。如果把“技击方法”作为武术概念的内涵，现代竞技武术套路无疑将被排除在外。另外，被武术管理中心确定为第130个拳种的木兰拳，其中基本没有多少技击方法，难道也将其排除在外？显然，以“技击方法”作为武术概念的内涵，等于否定了武术现代化发展的主要成果——现代竞技武术套路及其他新内容，不能全面地反映武术全貌。
最后，作为新定义之属概念的“传统体育”与武术不是属种关系，而是交叉关系。“传统体育”是否属于“武术”？也就是说，是否所有的武术内容都包含在“传统体育”之中？仅仅对现代竞技武术而言，还勉强说得过去。因为可以称现代竞技武术为现代体育，因为它融入了太多的现代元素，是传统武术现代化发展的产物；同时也可以称其为传统体育，尽管它融入了很多现代元素，但仍蕴含着一些中国文化的传统。称其为现代体育，是相对传统武术而言，称其为传统体育，是相对外来体育项目而言。因此，称现代竞技武术为传统体育，虽然不是很恰当，但尚不会出现太大的问题。但是，对传统武术而言，问题就大了，因为传统武术根本就不属于体育，更不用说属于传统体育了。以传统武术中徒手技法为例，其中不乏二龙戏珠、海底撩阴、双峰贯耳、脑后摘盔等致命的技击招法，这些是现代体育规则所能容忍的吗？以武术中的器械为例，只是到了近几十年才改为目前这种样子，之前刀剑都是有重量并且开刃的武器。1958年时任国家体委运动司司长李梦华为贯彻国家层面发展武术“淡化技击”指导思想，而在一次简短的报告中说：“即便是练习枪刀剑棍，也不应该理解为战斗武器，而应理解为运动器械。”[11]他之所以这样强调，正说明当时人们仍把武术器械理解为战斗武器。追寻童年习武之初的记忆，有位曾参加对日寇白刃战的老武术家向我们讲解刀应该如何用力才能够快速刺入人体，刺入之后应该如何用力才能够既迅速拔出又让对方立刻毙命的技巧。这种技巧显然是武术中的刀术技法，但是，如果将其归为体育，恐怕既有悖常理，也难以被人们接受。程大力[12]将“真正的武术”界定为“杀人术”、“杀人艺术”或“艺术杀人”，可能正是基于这种考虑。客观地讲，无论武术徒手技法还是器械技法，长期以来都是自卫应敌的技术，只是在发展过程中产生了体育化发展的趋向，有些发展成为具有一定安全保障的竞技运动，有些发展成为人们健身的手段而已。
在体育界，卢元镇、张洪潭等名家都极力反对把武术归属于体育。卢元镇[8]指出“中国武术是一个多元化的文化丛体，它以多个触角与哲学、军事、教育、医学、养生、竞技、娱乐、休闲、民俗等相关联，具有跨领域、跨学科、跨人群的性质，它不仅仅属于体育，体育部门对它的定义只能算是其中一家之言。”有学者引用张洪潭[5]的观点指出“武术与体育在本质上是两个不同的事物”。在武术界，邱丕相[13]早在20世纪90年代就曾提出质疑：“难道由于武术归体育部门来管，它只带有体育属性吗？诚然不能！从广义上说，武术的定义并不是体育能够涵盖的。”在其新近再版的专著《武术初阶》中又强调“武术在古代并不是作为体育形态出现的，武术作为一种社会形态，首先是一种中国传统的技击术，从严格意义上武术广泛的功能和社会价值，体育尚不能涵盖它的全部。”[14]李印东[15]在其博士论文专著《武术释义》中也以图示的方法说明“武术和体育的逻辑关系不是属种关系，而是交叉关系”。如果以体育涵盖整个武术，显然有悖常理，既不符合武术界的认识，也不符合体育界的认识。另外，随着武术的发展，目前很多内容跨入舞台艺术领域，成为“演艺武术”，这些恐怕“传统体育”也难以涵盖。应该说，中国的传统体育包括拔河、跳绳、秋千、风筝、毽球、导引养生术等很多方面的内容，而武术的主体原本是如何克敌制胜的技击术，只是有一部分内容具有了体育化发展的趋向，成为健身术和竞技运动，并逐渐成为当今武术的主流而已，武术与“传统体育”是上述逻辑学中所列举的第4类——交叉关系，而非下属关系。“传统体育”不能涵盖整个武术，所以将其作为武术的上属概念，显然是犯了逻辑学方面的错误。
2）外延方面。
划分是“把一类事物分成许多小类，或把一个属分成几个种”，而分解则是“把一个具体事物分成许多部分”[9]60。例如，我们对“树”进行分类时，可以分为针叶树、阔叶树，而绝不能分为树根、树干、树枝、树叶等组成部分，前者是划分，后者是分解。分解后的部分不一定具有整体的属性，而划分之后的小类都具有原事物的属性[16]。新概念中将武术按照“主要运动形式”划分为“套路、格斗、功法”3大类，是否合适？
对现代竞技武术而言，无疑套路、格斗、功法是将武术划分之后的3类内容。因为在现代竞技武术领域首先得到开展的是竞技武术套路（20世纪50年代后期），然后是竞技武术散打（1979年试点，1989年成为正式竞赛项目），最后是竞技武术功法（2004年始第1届武术功力比赛），这3块内容相互独立，所以可以将现代竞技武术划分为套路、格斗、功法3类。然而，对于广泛流传于民间的传统武术，情况就完全不同了。温力[17]曾将武术传统的训练体系提炼为从基本功、套路，到拆手、喂手、对抗性练习、实战的训练过程。程大力[18]将拳种流派下面的内容概括为“有各自不同风格和内容的基本功、功法、内功、若干拳术套路、若干器械套路、拳术和器械的拆单练习、拳术和器械的对抗练习等等。”周伟良[19]从很多拳种中总结归纳出“以拳法为诸艺之源，以套路为入门之法，最终以‘既得艺，必试敌’即由招至化这样一个‘不离日用’的基本习武程序。”在绝大多数传统武术拳种的技术训练体系中，基本功、套路（单练、对练）、拆招、喂手、散手、实战等，构成了一个有机技术体系，套路、格斗、功法仅仅是这个技术体系中的3个环节，而非3类。如果对流传于民间的传统武术进行分类，可以按拳种分为少林拳、太极拳、形意拳、八卦掌……等不同拳种，也可以按地域分为黄河流域、长江流域、珠江流域等不同地域的武术，还可以把每个拳种横向切开，划分为徒手和持械两类，但是绝对不能划分为基本功、套路、拆招、实战等。因为前3种划分之后的每一小类都具有武术的本质属性，可以单独成类，而后者只是列举了每个拳种的技术环节，每个环节不一定具有武术的本质属性（如武术中的踢腿、劈叉、下腰、翻腰、站桩、举石锁等一些功法练习只是武术技击的辅手段，根本不具有技击含义），这显然是分解。
形式逻辑明确概念外延的方法是划分，而非分解，将武术概念的外延表述为“套路、格斗、功法”仅适合官方开展的现代竞技武术，不适合在民间广泛流传的传统武术。如果上述武术新概念仅仅是针对现代竞技武术没有问题，如果也涵盖传统武术，那将犯混淆“划分”与“分解”的逻辑错误。
2按照形式逻辑表述概念的要求对武术新概念的修正
2.1对内涵的修正
由于揭示概念内涵逻辑方法是定义，而定义一般采用“属+种差”的方法，所以，首先应该确立武术的属概念，在此基础上再界定相应的种差。
既然传统体育与武术是交叉关系，不是属种关系，不能涵盖所有的武术内容，那么就应该选取更大能够涵盖武术整体的属概念。经反复推敲，“人体运动文化”是一个合适的选择。由于半个多世纪以来，国家层面一直把武术定位于体育领域的技术层面，由此导致了本来作为一个“多元化的文化丛体”[8]的武术失去了很多文化特色。进入21世纪以来，随着国家层面把文化置于前所未有的高度，武术界很多学者也开始从文化角度重新认识武术，武术的文化景观得以重现。邱丕相[14]13在《武术初阶》的序言中总结道：“我们不能仅仅将武术作为一项技术来认识，也不应把它只看作强身健体的手段，更不能只从防身自卫去考虑。应该说，这些认识都没错，但是不全面，站得不够高，看得不够远”；“中国武术是以身体动作诠释中国文化的生动载体，是宝贵的文化资源与教育资源。”站在文化的高度从人文学科的视角重新认识武术，是研究武术和发展武术的制高点，由此而言，可以将武术归属于“人体运动文化”。人体运动文化既包括舞蹈、杂技，也包括体育、技击术，是一个涵盖面更广的属概念。目前的武术既有一部分仍属于技击术范畴，也有一部分发展成了体育运动，还有一部分跨入了艺术领域，只有“人体运动文化”才能涵盖这么庞大复杂的文化现象。因此，将武术的属概念确立为“人体运动文化”是一个恰当的选择。
鉴于新概念中“以中华文化为基础”既笼统含混，也不能涵盖基本丧失中国文化特色的现代武术散打等内容，所以建议将其直接拿掉。但是，拿掉之后，又将出现涵盖面过宽的逻辑问题，势必把国外武技也包括进来。因此，还必须加以限定。其实，解决这个问题很简单，只需在其属概念加上“由中华民族创造的”修饰语即可。因为尽管现代散打丧失了众多中国文化特色，但是无可否认的是，它是由中华民族创造的。而且“由中华民族创造的”语义明了，清晰易懂。因此武术的属概念可以限定为“由中华民族创造的人体运动文化”。
属概念确定之后，就要确定种差，即武术不同于“由中华民族创造的人体运动文化”这个“属”中其他种类的事物的属性。对种差的确立，既可以从武术的性质角度出发，也可以从武术形成发展的角度出发，下面分别论证。
武术新概念之内涵“技击方法”存在的最大问题是忽视了武术的新发展，把竞技武术套路等内容排除在外。为了把这些内容涵盖进来，可以将“以技击方法为基本内容”修正为“以具有技击含义的动作为主要内容”。首先，对于竞技武术套路中的动作而言，虽然失去了技击价值，不再是技击方法，但是，这些动作毕竟由技击动作演化而来，大部分还保留着象征性的技击含义，所以可以称其为“具有技击含义的动作”。又由于竞技武术套路中还有少数动作根本没有技击含义，所以直接称“以具有技击含义的动作为内容”过于绝对，加上“主要”二字，称“以具有技击含义的动作为主要内容”更为恰当。其次，如此修正，也涵盖了现代竞技武术散打和传统武术。因为现代散打技术体系中的每个动作都是实实在在的技击方法，都已经是技击方法了难道还没有技击含义？无可否认，这些技击方法肯定是“具有技击含义的动作”，传统武术亦然。因此，以“具有技击含义的动作”作为武术概念内涵的种差，基本能够涵盖所有的武术内容，是一个更为合适的选择。
有学者可能质疑：概念应该反映事物的本质属性，而技击是武术的本质属性，将概念内涵的种差修改为“具有技击含义的动作”是否会扩大武术的本质？形式逻辑教材在讲解事物的属性时说：事物有很多属性，其中有些是特有属性，有些是偶有属性，特有属性又包括本质属性和固有属性[9]15-16。而界定概念只须揭示事物的特有属性即可，不一定必须揭示事物的本质属性。因为界定一个事物，从不同角度出发可以选取不同的属，由此也分别对应着不同的种差。例如，从中国传统文化的角度认识武术时，武术与书法、绘画、舞蹈、戏曲、杂技以及其他民族传统体育的种差就是“武术主要由具有技击含义的动作组成”。而如果从世界技击术的范围来认识武术，武术与世界其他国家武技的种差就是“由中华民族创造的，具有技术多元、内外兼修、形神兼备、诗意审美等的中华文化特色”。从不同角度出发，事物的特有属性是多元的，而本质属性则是相对固定单一的。鉴于形式逻辑界定概念的要求，此处没有必要一定揭示武术最本质的属性，只须揭示与相应的属概念相对应特有属性即可，而“以具有技击含义的动作为主要内容”正是武术相对由中华民族创造的其他人体运动文化的种差。
综上所述，武术的新定义可以表述为：“以具有技击含义的动作为主要内容，由中华民族创造的人体运动文化”。
以上定义是“以概念所反映的对象的性质作为种差的定义”，属于“性质定义”[20]。形式逻辑告诉我们，“一类事物的种差，可以是这类事物现有的属性，也可以是这类事物发生或形成过程中的情况”，“用事物发生或形成过程中的情况作为种差的定义”[9]46称为发生定义。对于武术而言，也可以根据现有武术内容的历史形成过程进行定义。现有的武术内容，无论是保持着原有技击本质的隶属于技击术范畴的武术，还是经健身化、竞技化发展之后跨入体育领域的武术，或是进军艺术领域的演艺类武术，都是在技击的基础上，围绕技击而逐渐形成、发展起来的。技击是各类各色的武术内容的本源和核心。长期以来，针对竞技武术套路对武术技击特点的淡化，武术界很多学者曾展开激烈争论，但是，强化技击特点也好，淡化技击特点也罢，都没有离开技击，都说明竞技武术套路与技击的内在联系，是在技击动作的基础上发展起来的。武术现有的各类各色的内容都是围绕技击而发展起来的。因此，也可以从“形成过程”的角度，将“围绕技击而发展起来”的作为种差，将武术“发生定义”表述为“由中华民族创造的围绕技击而发展起来的人体运动文化”。
2.2对外延的修正
前面已经论证了将武术概念的外延表述为“套路、格斗、功法”，混淆了“划分”与“分解”，仅考虑官方开展的竞技武术，没有兼顾广泛流传于民间的传统武术。而“武术不仅仅属于体育，更不仅仅属于竞技体育，尤其不属于行政垄断体制管制下的、以‘金牌至上’为理念的竞技体育”[8]，所以，应该突破竞技体育的思维限定，改变单纯从竞技武术出发考虑问题的单一思维模式，着眼于武术的整体全局，界定包含所有武术内容的新概念，这样才既符合武术发展的实际，也符合武术主管部门新近提出的“大武术观”。
把武术分成几个小类，可以根据不同标准进行多种划分。例如：根据文化学方面赖以构建的理论基础，可粗略地划分为传统武术、竞技武术；根据活动人群，可大体分为学校武术、大众武术、专业武术；根据技术风格，可划分为太极拳、形意拳、八卦掌、少林拳等不同拳种；根据形成的地域，可分为黄河流域、长江流域、珠江流域的武术等等。但是，这些都不是完全遵循形式逻辑的严格意义上的“划分”。形式逻辑对划分事物有严格的要求，既不能子项兼容，也必须穷尽母项，还应按照同一标准。以上显然难以满足这么苛刻的划分条件。
翻阅各种武术资料，发现老一辈武术家蔡龙云[21]1在表述武术概念时曾采用“徒手或器械”的分类方法，邱丕相[14]13在《武术初阶》中介绍武术“原本”时将其称为“徒手或手持武器用于搏杀格斗的方法与技艺”，也采用了“徒手或手持武器”的划分方法。从逻辑学角度，将武术划分为“徒手”、“持械”，应该没有逻辑问题。
首先，这种分法是“划分”而非“分解”。无论是徒手技击、徒手演练，还是持械技击、持械演练，都具有武术的特有属性——技击，其主要组成动作都具有技击含义。以形意拳的徒手练习为例，其中包括三体式（站桩）、五行拳（单势）、十二形（组合）、杂式捶（单练套路）、安身炮（对练套路）、形意散手等组成部分，基本上包括了武术技击的全息影像。即使竞技武术领域的长拳套路，其动作虽失去了技击价值但也大多基本保持着象征性的技击含义。武术器械中，以温力[22]著《六合大枪》为例，其中介绍的枪术既包括拦枪、拿枪、劈枪、挑枪、拨枪、闯扎枪、穿指挑枪等单势对扎技法，也包括六路单练套路，还包括四路对扎套路，这些技法都可以拆开实战，可以说，这套枪法同徒手拳种一样，也基本包括了武术的全息影像。其他很多武术器械也都如此。即使现代竞技武术中的花枪套路，其大部分动作也保留着象征性的技击含义。因此，把武术分为徒手和持械，绝非将其肢解之后的组成部分，而是将其划分之后的两大类内容。
其次，这种划分不存在子项兼容、未穷尽母项、未按同一划分标准等逻辑问题。将武术划分为徒手技术和持械技术，属于划分中最特别的“二分法”，两者之间既没有相互交叉的内容，也是按照一个而非两个标准进行的划分，同时也涵盖了武术的所有内容，穷尽了武术这个母项，因此，从形式逻辑划分事物的角度，不存在任何问题。
按照运动形式将武术划分为徒手和持械，以此作为武术概念的外延，可以解决将武术划分为套路、格斗、功法带来的逻辑混乱问题，应该是一个比较科学的选择。
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生物技术概述篇4
关键字：物联网；物联网关键技术；物联网架构
中图分类号：tn711文献标识码：a文章编号：
1物联网概述
所谓物联网就是通过射频识别(RFiD)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
1999年，美国的auto-iD首先提出“物联网”这一概念，当时的物联网是建立在物品编码、RFiD技术和互联网的基础上，以美国麻省理工学院auto—iD中心研究的产品电子代码epC（electronicproductCode）为核心，利用射频识别、无线数据通信等技术，基于计算机互联网构造的实物互联网。
2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(wSiS)上，国际电信联盟(itU)了《itU互联网报告2005：物联网》,提出了“物联网”的新概念。国际电信联盟(itU)在《theinternetofthings》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻、任何地点、任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景。
2009年8月7日，国务院总理来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后，“物联网”这一概念在中国迅速走红。各地相继成立了各种与物联网有关的组织，例如于2009年11月1日成立的中关村物联网产业联盟，]除此之外，2009年9月，无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，2009年9月10日，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。
2物联网技术
在物联网中涉及到以下几个方面的公共技术：编码技术、标识技术、解析技术、信息服务、安全技术和中间件。
2.1编码技术
所谓的编码技术其实就是给每个对象物一串唯一的数字符号，用于区分不同的对象物，例如人的身份证号码。在这里既要对每家生产厂商进行编码，还需要对每个产品进行编码。只有对他们进行了唯一的编码，才能实现对他们的唯一识别。
2.2标识技术
所谓标识技术就是指用不同的载体来承载这些编码。如果这些编码失去了载体，那么这些编码就不能被读取到，这些编码所代表的信息就不能被获取，要想在整个供应链中实现产品追踪等功能就只能是空中楼阁。我们通常所说的对物品信息的载体主要有一/二维条码、射频识别技术（RFiD）等。
2.3解析技术
由于RFiD标签中只存储了产品电子代码，计算机需要一些将产品电子代码匹配到相应产品信息的方法。在epC系统中这部分功能称为“对象名称解析（objectnameService,onS）”信息服务，onS是负责将标签iD解析成其对应的网络资源地址的服务。例如，客户有一个请求，需要获得标签iD号为“123……”的一瓶药的详细信息，onS服务器接到请求后将iD号转换成资源地址，那么资源服务器上（一般放在制药的厂家）存有这瓶药的详细信息，例如生产日期、配方、原材料供应商等。
生物技术概述篇5
一、对“非生物学的方法”、“主要是生物学的方法”两种概念的解读
针对专利法第二十五条第二款中的可授予专利权的“动物和植物品种的生产方法”，《专利审查指南》规定其是指“非生物学的方法”，所述“非生物学的方法”不包括生产动物和植物主要是生物学的方法。这里首先可明确一点：可授予专利权的方法仅限于“非生物学的方法”，如果一种方法是生产动物和植物主要是生物学的方法，那么应排除在“非生物学的方法”的范围之外，其不能够被授予专利权（一重排除）。
接着，关于“主要是生物学的方法”，《专利审查指南》也给出了具体的定义：一种方法是否属于“主要是生物学的方法”，取决于在该方法中人的技术介入程度；如果人的技术介入对该方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，则这种方法不属于“主要是生物学的方法”。这里，又是以排除的方式界定“主要是生物学的方法”，即，当人的技术介入对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，则排除在“主要是生物学的方法”的范围之外（二重排除）。
由此，笔者认为，在实际的判断过程中，只需要判断人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，即可确定该生产方法是否属于“非生物学的方法”。具体来说，如果人的技术介入对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，那么该方法属于“非生物学的方法”，可被授予专利权；如果人的技术介入对生产方法所要达到的目的或者效果没有起到主要的控制作用或者决定性作用，那么该方法不属于“非生物学的方法”，不可被授予专利权。
似乎“人的技术介入程度”直接决定着一种生产方法是否属于“非生物学的方法”，进而决定着该方法是否可被授予专利权，如此看来，《专利审查指南》似乎也只需引入“非生物学的方法”这一概念和“人的技术介入程度”这一判断标准，而无需引入“主要是生物学的方法”的中间概念。
那么，《专利审查指南》为什么还要引入“主要是生物学的方法”这一中间概念呢？笔者认为，其目的可能是为了达到更加严谨的判断逻辑。
《专利审查指南》有意将“非生物学的方法”界定为专利法的保护客体。但是，由于动物和植物品种生产方法的复杂性，几乎不存在单纯是生物学的方法、或者单纯是非生物学的方法。为了使“非生物学的方法”的概念更加严谨，《专利审查指南》将其界定为“不包括生产动物和植物主要是生物学的方法”；言外之意是，如果一种方法存在着生物学的因素或步骤，但这些生物学的因素或步骤对于整个方法不起主要作用，那么这种方法也应当属于“非生物学的方法”，属于专利法的保护客体。进一步地，为了使“非生物学的方法”的判断标准更加明朗化，《专利审查指南》又引入了“人的技术介入程度”，其具体规定：如果人的技术介入对该方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，则这种方法不属于“主要是生物学的方法”，而属于“非生物学的方法”。
尽管在《专利审查指南》中多个概念的引入、以及双重排除式的判断标准，看上去加大了专利从业人员对于动物和植物品种生产方法的可专利性的判断难度，但无可厚非的是，《专利审查指南》的判断逻辑是最为科学和严谨的。
当然，《专利审查指南》的复杂规定并不影响从业者将其解读为更为直观的判断标准，即，如果人的技术介入对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，那么该方法属于“非生物学的方法”，可被授予专利权。换句话说，在实际的判断过程中，专利从业者大可不必考虑“主要是生物学的方法”这一概念。
二、结合所给实例，再看“非生物学的方法”的判断标准
在上述第一部分中，笔者已通过对《专利审查指南》的相关规定的解读，得出较为直观的判断标准，该标准不涉及“主要是生物学的方法”这一概念。以下，笔者将结合《专利审查指南》中给出的简单实例，来考察上述标准的适用性。
《专利审查指南》的一个例子是：采用辐照饲养法生产高产牛奶的乳牛的方法。在这种方法中，因为人的技术介入，即辐照，导致生产的乳牛具有增加的产奶量。这种乳牛生产方法属于“非生物学的方法”，可被授予专利权。
另一个例子是：改进饲养方法生产瘦肉型猪的方法。在这种方法中，同样因为人的技术介入，即改进的饲养方法，导致生产的猪为瘦肉型猪。这种猪的生产方法属于“非生物学的方法”，也可被授予专利权。
这两个例子均可通过判断人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，来确定该方法是否属于“非生物学的方法”。通过这两个例子可以看出，判断一种植物或动物品种的生产方法是否属于“非生物学的方法”，是否可被授予专利权，归根结底还是要考虑：人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用。人的技术介入程度是判断一种生产方法是否属于授权主题的关键性因素。在实际的判断过程中，我们只需要考虑人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用，而不需要再考虑该生产方法是否属于“主要是生物学的方法”了。
三、如何判断“人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用”
尽管基于以上第一、第二部分的讨论，可以得到较为直观的判断标准，即，只需判断“人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用”，就可确定该方法是否属于“非生物学方法”，进而判断是否属于可授予专利权的方法。但是，笔者认为，“人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用或者决定性作用”，其本身却存在着难以判断性，因为《专利审查指南》中并没有对“决定性作用”或“主要的控制作用”给出具体的判断原则或依据。甚至于，笔者发现少数专利从业者会对“决定性作用”产生误解。
何谓对生产方法所要达到的目的或者效果起了“决定性作用”？如果将动物和植物品种的生产方法所要达到的目的或者效果理解成具有改善品性的动物和植物品种，那么在任何方法中起决定性作用的应当是生物学因素，而非人的技术介入。众所周知，生物性状的改变依赖于多种因素，包括生物自身的基因型，以及外部环境的改变。在生物学领域中，有一个重要的公式：p=G+e，即生物的表型（生物性状的外在表现，phenotype）是生物的基因型（Genotype）与外部环境（environment）共同作用的结果。从哲学的角度说，基因型是生物形成表型的内因，而环境因素则是表型的外因。事物的发展是内、外因共同作用的结果，但内因是主导，外因是条件。按照哲学的思维模式，任何生物性状的获得，起“决定性作用”的是生物的基因型，而不是外部环境，例如人的技术介入。
以上述乳牛的生产方法为例，如果依照哲学思维，虽然通过采用辐照这种人为的技术介入改变了乳牛的生长环境，并由此使产奶量增加，但如果辐照的实施对象不是奶牛，而是具有其他基因型的生物，则不一定产生相应的效果；也就是说，依哲学思维会认为乳牛自身的基因型、而非“人的技术介入”，对增加产奶量这一性状起着“决定性作用”。
当然，上述判断结果不会是《专利审查指南》的本意所在。笔者揣度，《专利审查指南》有意将动物和植物品种的生产方法所要达到的目的或者效果理解成动物和植物品种品性的特定改变，并且《专利审查指南》的规定应当是基于这样的逻辑，即，在动物和植物品种的内因（即基因型）已确定的前提条件下，如果因为人的技术介入导致该动物和植物品种的性状发生改变，则认为人的技术介入对其性状的改变起到决定性作用。由此得到的判断结果才可能是正确的。
由于没有对“决定性作用”做出明确的解释，使得可能得到的判断结果大相径庭。尽管上述第一种判断结果仅属于少数人，但笔者认为，《专利审查指南》的相关规定应当是明确的，使得从业人员对于该规定的解读是唯一的，而无需在否定一种理解之后，再对另一种理解予以肯定。因此，为了避免部分从业者在判断过程中难以跳脱“内因决定外因”，“基因型决定表现型”这一思维模式，《专利审查指南》还需对“决定性作用”这一判断标准加以澄清，或大可只引入“主要的控制作用”这一判断标准，而省却“决定性作用”的判断标准。
然而，如何判断“人的技术介入是否对生产方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用”？关于“主要的控制作用”，《专利审查指南》也没有给出具体的判断依据。笔者结合《专利审查指南》给出的实例大胆推想，所谓“主要的控制作用”，不在乎人的技术介入在整个生产方法中所占比例多少，如果因为没有人的这种介入而不能达到所要达到的目的或者效果，那么这种技术介入就是对该方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用。比如，在上述实例中，如果不采用辐照就不能实现乳牛产奶量的增加，因而用于生产奶牛的方法属于“非生物学的方法”，可被授予专利权；又比如，如果不采用改进的饲养方法就不能获得瘦肉型猪，因而上述用于生产猪的方法也属于“非生物学的方法”，可被授予专利权。
然而，笔者提出的上述判断原则仅仅是笔者自己的大胆推想，从《专利审查指南》中尚无法解读出这种判断原则，因而其难免有片面、错漏之处。
四、判断一个复杂案例是否属于可授予专利权的主题
关于动物和植物品种的生产方法，在审查和实践中，未必总能遇到诸如专利审查指南中所列举的较易判断的专利申请。例如，笔者遇到过一个较难判断的实例。
权利要求1：用于选择植物的方法，其中所述植物的基因组内具有赋予番茄灼烧病毒（totV）抗性的基因的至少一个等位基因，所述方法包括筛查植物的基因组Dna的步骤，用于筛查是否存在与aFLp标记物p14/m49-F-282、p11/m35-F-216、p21/m61-F-583、p25/m51-F-131、p15/m49-F-330和/或p13/m38-F-311/313和/或CoSii/CapS标记物C2_at5g25900连锁的基因组区域。
权利要求2：用于生产植物的方法，包括通过实施权利要求1中所述的方法来选择基因组内具有可赋予所述番茄灼烧病毒（totV）抗性的基因的至少一个等位基因的植物，使所述选择的植物自身杂交或与另一植物杂交以产生种子，以及将所述种子培育成植物。
权利要求1是通过基因标记来筛选抗病植物的方法，权利要求2是先筛选抗病植物，再利用筛选得到的抗病植物作为亲本进行杂交以产生种子，以及培育种子从而生产得到新的抗病植物。
对于权利要求2限定的植物生产方法，应当如何考虑其可专利性？首先，产生新植物的方法是常规的杂交以及种子培育，并没有人为地施加任何外力，如辐照，以改变其生长环境；其次，之所以能够产生具有抗性的新植物，取决于本身就具有抗性的亲本植物；甚至，即使是抗性的亲本植物也仅仅是经过了筛选的步骤，其自身的基因型在筛选前后没有改变。那么，这里对于获得抗性植物这一效果而言，起主要的控制作用的还能被认定为是人的技术介入吗？权利要求2是否属于可授予专利权的主题呢？
针对该案例，可以尝试采用上述第四部分笔者提出的判断原则加以判断。在权利要求2的方法中，通过特定的aFLp标记物来选择抗性植物，这属于人的技术介入；如果没有该技术介入就不能获得抗性植物及其子代。因此，可以得出结论：在权利要求2的方法中，人的技术介入对于所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用，权利要求2的方法属于非生物学的方法，属于专利法的保护客体。
五、结语
基于以上考虑，笔者认为，对于可授予专利权的动物和植物品种的生产方法，有必要做进一步的澄清。依照笔者的理解，判断一种动物或植物的生产方法是否可被授予专利权，只需判断在这种方法中，是否因为没有人的技术介入而不能达到所要达到的目的或者效果。如果因为没有人的技术介入而不能达到所要达到的目的或者效果，那么这种技术介入就是对该方法所要达到的目的或者效果起了主要的控制作用，这种方法就属于“非生物学的方法”，而不能授予专利权。
生物技术概述篇6
[关键词]本体系统模型城建档案信息系统
中图分类号：G271文献标识码：a文章编号：
一、引言
本体，作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，迅速成为信息系统与人工智能领域的一个研究热点，并在许多领域得到了广泛的应用，如知识工程，软件复用，信息系统间异构信息处理，自然语言理解等。特别是在信息检索领域，本体提供了一种对信息和知识进行规范化描述和建模方法，在构建智能化的检索系统、构建语义等方面具有重要的意义。
二、本体的基本知识
2.1本体的定义
本体是由neches与Fikes在1991年提出的，是领域术语及其关系的外在形式化表示，术语及其联系是现实世界的提取。本体作为一种服务方式作用于领域知识的抽取、描述、传递与共享。本体能使智能更加清晰地理解相关的元素、关系以及概念，使知识表示更加合理与方便，帮助人们作出更恰当的选择。
2.2基于本体的信息检索的基本原理
本体是把现实世界中的某个应用领域抽象成一组概念及概念间的关系。在传统信息检索技术中融入本体,既能够发挥概念信息检索的优势,又可以克服概念信息检索的局限性,即它不能对概念关系进行处理。由于本体能够对概念关系进行处理,并通过概念之间的关系来表达概念语义,所以检索的查全率和查准率会得到提高。基于本体的个性化信息检索是对需求集合和信息集合进行了匹配与选择,并在其中加入了本体的元素。
三、本体在城建档案信息管理系统的中的应用
利用本体理论指导并开发城建档案信息管理系统，目的是使城建档案管理的过程信息化、现代化，以适应当前工作的需要。城建档案信息管理系统是以城建档案为核心，以馆藏档案资源为基础，以计算机技术为载体，用本体理论来建立档案信息的检索模型，将现代的计算机技术与传统档案查询服务方式相融合。它不仅做到了统一、完整，而且还具有容量大、速度快等特点，还能够做到较为准确的查询，充分开发城建档案信息资源、提高了工作效率和管理水平。
3.1本体知识在城建档案信息检索中的应用
由于城建档案系统数据量大且复杂繁琐，为减少数据检索时间，提高数据的匹配效率，故引入本体知识来改善检索的效率。信息检索过程涉及3个方面:用户任务(用户需求)、文献的逻辑表示(文档替代物)、相关性判断。为了提高系统的响应速度，信息检索系统一般不直接进行用户需求和文档的相关性分析，而是使用表现形式既简单又相似的需求替代物和文档替代物进行相关性匹配。
文档替代物，如关键词向量，可以通过人工标引或者自动标引获得，生成之后一般不再更新；需求替代物，如查询表达式，一般由用户或者检索系统辅助构造而成。文档替代物是档案的元数据，文档类的替代物是文档类的元数据。从检索效率的角度来看,标引能显著提高全文数据库的查全率和查准率，并能缩短检索时间。检索结果可以是题名、知识、概念含义水平上的信息或全文等多种形式。城建档案文本标引工作至少应该包含主题标引和实体关系标引两个方面,因为文本内部既包含主题信息，又包含实体关系信息，这是两类不同类型的信息，文本信息检索系统应该提供这两类信息的检索入口。
到目前为止，主题标引技术已经比较成熟,被广泛用于信息检索系统之中，实体关系标引技术还需进一步完善。
城建档案信息检索引入本体技术的一个重要目的是变关键词(或者主题词)匹配为基于语义的匹配，使系统在查全率和查准率上有更好的保证。然而，现有的基于本体的信息检索系统在标引过程中对本体的利用过于简单，只是借助于领域本体，判断文档所属的领域，对文档按领域进行分类。领域本体能否在标引过程中发挥更多的作用，有没有必
要对标引功能进行相应的改造，例如，使用本体描述档案文档，用本体作为档案文档的替代物，这些都有待继续进行研究。
在标引过程中，本体技术可以发挥更多的作用。但是，应该将领域本体分为两类：一类是反映特定领域内概念之间关系的本体，简称概念关系本体；一类是反映特定领域内实体之间关系的本体，简称实体关系本体。这两类领域本体的作用不同。
实体关系标引属于信息抽取技术，可视为信息检索技术的一个深化。在标引过程中，实体关系本体可以充当信息抽取框架。实体关系标引的过程可以按以下几个步骤进行:
1．标引系统对城建档案进行主题标引，识别文本中所包含的主题，并根据文本主题将文本按照领域进行归类。
2．利用文本的领域归属信息从文本中识别出命名实体。
3．利用信息抽取模板将特定的描述信息与实体联系起来。
4．在实体识别的基础之上标注出实体之间的关系。
对文本信息检索系统而言，没有必要使用本体形式的文档替代物，因为文档的多个主题词之间的概念关系比较简单。文档主题词只是某些概念关系本体上的几个概念节点，用标引词向量作为文档替代物就可以了。
3.2系统流程
图1城建档案管理流程图[4]
3.3模式特色
该系统模式主要有以下特色
1．一切从实际需要出发，完全根据城建档案馆档案管理工作的实际需要来进行功能分析、系统架构甚至是界面设计，档案馆工作人员对系统的使用不存在过长的熟悉时间。
2．实现了数据库管理系统的“瘦管理”，用户无须过多的了解SQLServer2000的使用和管理技术就可以对系统进行维护和管理。
3．系统采用分布式体系结构（客户/服务器（C/S）模式），全部数据管理采用开放式数据结构/接口设计，用于数据共享与数据交换，方便档案管理系统的升级、功能扩充。
4．系统在档案管理中广泛采用了报表技术，实现了对用户编目时所需的资料文件内容的打印功能，提高了工作效率和准确度。
5．数据库实现了对图片和文件的存储，在方便了档案文件的管理的同时也提高了档案文件的安全性。
6．通过使用oLe技术，工作人员可以系统的将处理结构进行有自己特色的二次加工。
7．建立电子文件归档系统，解决存量档案的电子化工作，建立了法规标准体系。
生物技术概述篇7
1.2004-2014年农药申请类别分布状况
6.2004-2014年植物生长调节剂专利授权量变化图
此外经保护主题分析发现：
农药活性化合物的专利权绝大多数掌握在国际农药巨头公司手中；
国内申请多以复配型农药和农药制剂等改进发明申请为主。
国内专利申请和授权数量高速增长，表明国内申请人专利保护意识大大增强。
国内专利申请的授权率低于国外申请，国内专利申请的撰写质量低于国外专利。
国内授权专利申请五年后维持率低于国外申请，平均创新高度低于国外申请。
三、对农药企业专利工作的建议
1.企业专利工作的目标
例如：宁南霉素侵权纠纷案
2008年黑龙江强尔公司维护宁南霉素发明专利权（ZL93104287.9）胜诉。
该案经由黑龙江省高院作出终审判决如下：
1四川某公司立即停止生产行为；
2四川某公司赔偿强尔公司经济损失350万元；
3四川某公司赔偿强尔公司为制止侵权所支付的合理费用15万元；
4另外一家公司立即停止销售四川某公司生产的宁南霉素专利产品。
本讼中，四川某公司需承担诉讼费共计61270元。
2.重视专利分析
了解领域研究热点，为立项决策提供导航、了解专利授权情况，规避侵权风险、阻止专利申请中不利专利获得授权、启动无效程序挑战专利获权后不利专利、寻找许可谈判对象、提前抢仿失效专利。
3.注重专利质量
提升申请质量的途径：
注重申请前检索现有技术―新颖性、创造性；注重申请前对核心技术特征的分析―充分公开、概括得当；注重申请中对权利要求的撰写―层层设置、主题多样；注重审查中对申请文本的修改―不超范围。
四、农药专利申请撰写要点介绍
2.对权利要求书的审查要求
2.1专利保护主题（法25条）
疾病的诊断和治疗方法
杀菌剂的用途：（避免涉及疾病的治疗方法）
2.2单一性（法31条）
一件发明申请应当限于一项发明。属于一个总的发明构思的两项以上的发明，可以作为一件申请提出。
过于宽泛限定的通式化合物
过于多种类的复配组合物组分
例如：一种高效杀菌组合物，其特征在于：有效活性成分为活性成分a与活性成分B，所述的活性成分a选自氟吡菌酰胺（列举多种不同类型的杀菌活性组分），活性成分B选自溴菌腈…（列举多种不同类型的杀菌活性组分）。
2.3创造性（法22条3款）
与现有技术相比，该发明具备突出的实质性特点和显著的进步。
专利保护的技术方案不仅仅要是新的，不同于现有技术，还要求在技术上有进步。判断专利是否具备创造性，从某个角度来看，就是要判断发明人是否对技术进步作出了贡献。如果没有技术贡献，或者技术贡献的程度太低，则不宜授予发明人排他性的专利权，这样才能确保专利权人与社会公众之间的利益平衡。
创造性考量中的综合原则
《专利审查指南》规定：“在评价发明是否具有创造性时，审查员不仅要考虑发明技术解决方案本身，而且要考虑发明要解决的技术问题和所产生的技术效果，将其作为一个整体来看待。”
在申请文件中，应写清发明所要解决的技术问题、采取的技术方案和取得的技术效果，必要时提供证明所述技术效果的实验证据。
组合发明的创造性评价原则
《专利审查指南》规定：组合发明是指将某些技术方案进行组合，构成一项新的技术方案，以解决现有技术客观存在的技术问题。
显而易见的组合（简单叠加）。
非显而易见的组合（彼此支持，取得了新的技术效果，或者组合后的技术效果比每个技术特征效果的总和更优越）。
清楚（法26条4款）：权利要求应当清楚地限定要求专利保护的范围，不清楚的权利要求在后续司法程序中无法获得有效保护；支持（法26条4款）：权利要求应当以说明书为依据（防止漫天要价）；必要技术特征（细则20条2款）：独立权利要求应当记载解决技术问题的必要技术特征。
五、农药专利申请答复要点介绍
已知活性成分的组合（混合）使用、组合发明的公开充分和创造性答复、农药制剂的开发或改进、农药制剂发明的创造性和支持答复、组分和助剂类别和含量的概括、支持问题的答复。
1.公开不充分的答复
审点：
对于产品发明，应表明所述化学产品能够确认、制备（来源）并具有所述的用途和/或使用效果。
对于方法发明，应表明所述方法所用原料物质、工艺步骤和工艺条件均已经公开，并能够解决发明所要解决的技术问题。
【案例1】
【权利要求】1.一种增效杀虫组合物，其特征在于含有：
多杀菌素5～10重量%；
氰氟虫腙5～10重量%；
润湿分散剂2～10重量%，为BJ-05，BJ-01a，BJ-11；
增稠剂0.1～0.5重量%，
防冻剂2～7重量%，
消泡剂0.5～8%重量，为自制消泡剂；
水补足至100%，所述杀虫组合物
为悬浮剂型。
【说明书】
本发明人发现氰氟虫腙与多杀菌素的混配制剂具有强烈的增效效应，杀虫效果明显好于原有各单剂。将二者复配制成悬浮剂型，其可与水任意比例均匀混合分散，使用方便，不易污染环境。同时通过加入自制的消泡剂，非常好的解决了悬浮剂加工过程中易起泡的问题，且与制剂的其它组分有很好的相容性。
说明书所有实施例采用的润湿分散剂均为BJ系列，采用的消泡剂均为自制消泡剂1#。
效果方面：本发明记载杀虫剂组合物经田间实验证明具有增效效果，但未给出任何实验效果数据。
【审查意见】
质疑所用消泡剂的可获得性
本申请的悬浮剂型杀虫剂组合物中使用了申请人自制的消泡剂（消泡剂1#），并指出通过加入自制的消泡剂解决了悬浮剂在加工过程中容易起泡的技术问题，并与悬浮剂的其它组分具有良好的相容性。然而本申请说明书中并未公开所述消泡剂的制备方法，因此本领域技术人员无法获得上述消泡剂，更无法用其来制备相应的悬浮剂而解决本发明的技术问题，因此本申请说明书未对发明作出清楚完整的说明，致使本领域的技术人员无法依据说明书的记载实现发明，因此不符合专利法第二十六条第三款的规定。
答复思路：
（1）首先，指出本申请所要解决的最基本的技术问题是克服氰氟虫腙与多杀菌素单剂在杀虫应用中的缺陷，扩大杀虫谱、降低应用成本并提高防效。而悬浮剂加工过程中容易起泡的问题则是在上述基本技术问题基础上进一步需要解决的技术问题。
（2）消泡剂在本发明中起到消除泡沫的作用，只要加入能够起到消泡作用的消泡剂即可解决上述基本技术问题，在此方面，本发明对所使用的消泡剂种类并没有特别的要求。
（3）为了使消泡效果更好，也可使用自制的消泡剂。但获得更好的消泡效果是本发明进一步的发明目的，但即使没有该更好效果，也并不妨碍本发明的最基本的发明目的的实现，即不影响本发明的充分公开。
2.新颖性的答复
新颖性，是指该发明申请不属于现有技术，也没有任何单位或个人就同样的发明在申请日前提出过申请，并记载在申请日以后公布的申请文件或专利文件中。
重点考虑：对比文件是否有效？审查意见中的事实认定是否正确？
【案例2】
1.一种组合物，其中包含活性化合物组合，所述组合包含：
a）通式（i）取代的噻吩-3-基磺酰基氨基（硫代）羰基三唑啉（硫）酮化合物，即化合物i-2：
其中Q1=o；Q2=o；R1=CH3；R2=CH3；R3=oCH3；R4=CH3；
和b）：磺氨黄隆、治草醚和溴苯腈中的一种或多种。
【说明书】：多种选自取代的噻吩-3-基磺酰基氨基（硫代）羰基三唑啉（硫）酮化合物的活性化合物在抗杂草活性方面表现出协同作用。
【案例2】
审查意见：
对比文件1公开了具体化合物i-2，并指出其可与已知除草剂混合使用，其中包括磺氨黄隆、治草醚和溴苯腈，以用于防治不需要的植物。可见，对比文件1已经公开了权利要求1的全部技术特征，因此权利要求1不具备新颖性。
【案例2】
答复要点：
通常不能由对比文件概述性的内容推及具体组合的新颖性。
D1中列出了众多的式i的化合物和众多的可共同使用的已知除草剂；
D1未给出任何技术启示可以选择出本申请的具体化合物；
D1更未指出本申请所述组合具有协同增效作用。
3.创造性的答复
发明的创造性：与现有技术相比，突出的实质性特点和显著的进步。
【案例3】
1、一种作物用增钾抗病活性剂，其特征在于：该组合物各组分由以下重量份数的组分组成：
乙酰基水杨酸8～18份，
氨基酸10～25份，为蛋氨酸或半胱氨酸
氨酸或苯丙氨酸
维生素15～35份。
根据说明书的描述，本申请的活性剂能够提高作物对钾的吸收能力和作物的抗病能力。实验表明所述活性剂能够使烟叶中含钾量平均提高30%左右，上等烟叶的比例提高30～35%，烟叶产量提高8～10%，同时烟草常见的高发病如黑胫病等发病率下降50%以上。
【审查意见】：
权利要求1不具备创造性。
D1公开了一种多元复合液体肥料，其包括下列组份：尿素和/或氨基酸100-300重量份，氯化钾0.5-8.0重量份，硫酸铜0.5-2.0重量份，硫酸铁0.5-2.5重量份，硫酸锌0.5-2.0重量份，硫酸镁1.0-4.0重量份，硫酸锰0.5-3.0重量份，氢氧化钙0.5-2.0重量份，钼酸铵0.3-3.0重量份，氯化钴0.5-1.5重量份，硼砂1.0-4.0重量份，维生素C0.5-5.0重量份，乙酰基水杨酸0.5-4.0重量份，适量水。
其公开了权利要求1中的组分，区别仅在于组分的含量不同。对于组分的含量本领域技术人员可以通过常规实验调节得到，这属于本领域的公知常识。因此在D1的基础上结合上述公知常识以获得权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。因此权利要求2不具有创造性。
【答复思路】：
（1）找出技术方案之间的区别：
D1提供的多元复合液体肥料包含除水杨酸或其盐、氨基酸、和维生素之外的其它组分如氯化钾、硫酸铜等。
（2）阐述现有技术中不存在技术启示：
D1中是通过添加氯化钾来补充钾元素的，其并未给出通过应用乙酰基水杨酸、氨基酸和维生素的组合来提高作物对钾的吸收能力的启示。
4.支持的答复
权利要求所要求保护的技术方案应当是本领域技术人员能够从说明书充分公开的内容中得到或概括得出的技术方案。
【农药领域不支持问题主要集中在】：
（1）对发明关键组分的概括是否合理；
（2）对增效组合物活性组分含量/比例的概括是否合理。
【常见答复方法】：
（1）修改，对权利要求进行进一步限定；
生物技术概述篇8
[关键词]智慧旅游；Caa框架体系；核心技术；价值供给
[中图分类号]F59
[文献标识码]a
[文章编号]1002—5006(2012)05—0066—08
1
智慧旅游的起源及发展条件
1.1
智慧旅游的起源
智慧旅游来源于“智慧地球(smarterplanet)”及其在中国实践的“智慧城市(smarterCities)”。2008年国际商用机器公司(internationalBusinessmachine，iBm)首先提出了“智慧地球”概念，指出智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。
“智慧城市”是“智慧地球”从理念到实际、落地城市的举措。iBm认为，21世纪的“智慧城市”能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活。该定义的实质是用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。我国专家对“智慧城市”有自己的解读。国家信息化专家咨询委员会副主任、中国工程院副院长邬贺铨认为，智慧城市就是一个网络城市，物联网是智慧城市的重要标志；两院院士、武汉大学教授李德仁形象的说法是：数字城市+物联网=智慧城市。新加坡提出2015年建成“智慧国”的计划，台北市提出建设智慧台北的发展战略，上海、深圳、南京、武汉、成都、杭州、宁波、佛山、昆山等城市相继推出了“智慧城市”的发展战略。iBm的“智慧城市”理念把城市本身看成一个生态系统，城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源构成了子系统。这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。
在国务院《关于加快发展旅游业的意见》(国发[2009]41号)精神指引下，旅游业开始寻求以信息技术为纽带的旅游产业体系与服务管理模式重构方式，以实现旅游业建设成为现代服务业的质的跨越。受智慧城市的理念及其在我国建设与发展的启发，“智慧旅游”应运而生。从城市角度，“智慧旅游”可视作智慧城市信息网络和产业发展的一个重要子系统，实现“智慧旅游”的某些功能可借助或共享智慧城市的已有成果。因“智慧旅游”是一项侧重公共管理与服务的惠民工程，将“智慧旅游”在城市视角下纳入智慧城市有助于明确建设主体并集约资源。然而，值得注意的是，由于旅游者与城市居民的特性与需求差异，“智慧旅游”与智慧城市体系下的“旅游”是不同的两个概念；旅游并不仅发生在城市，前者要比后者具有更广泛的内涵。
1.2智慧旅游的发展条件
智慧旅游概念源于智慧地球与智慧城市，但其发展的推动力依托以下六个方面：(1)全球信息化浪潮促进了旅游产业的信息化进程；(2)旅游产业的快速发展需要借助信息化手段，尤其是旅游业被国务院定位为“国民经济的战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业”以来，旅游业与信息产业的融合发展成为引导旅游消费、提升旅游产业素质的关键环节；(3)物联网／泛在网、移动通信／移动互联网、云计算以及人工智能技术的成熟与发展具备了促成智慧旅游建设的技术支撑；(4)整个社会的信息化水平逐渐提升促进了旅游者的信息手段应用能力，使智能化的变革具有广泛的用户基础；(5)智能手机、平板电脑等智能移动终端的普及提供了智慧旅游的应用载体；(6)最为重要的是，随着旅游者增加和对旅游体验的深入需求，旅游者对信息服务的需求在逐渐增加，尤其旅游是在开放性的、不同空间之间的流动，旅游过程具有很大的不确定性和不可预见性，实时实地、随时随地获取信息是提高旅游体验质量的重要方式，也昭示了智慧旅游建设的强大市场需求。智慧化是社会继工业化、电气化、信息化之后的又一次突破。智慧旅游已经成为旅游业的一次深刻变革。
2 智慧旅游的基本概念
2.1
智慧旅游概念评述
生物技术概述篇9
关键词：量子力学教学方法改革创新思维
量子力学是研究微观粒子运动规律的科学，自诞生以来它就成功地说明了原子及分子的结构、固体的性质、辐射的吸收与发射、超导等物理现象。作为物理学专业的专业理论课，量子力学在物理学专业中具有极其重要的地位。现代物理学的各个分支，如高能物理、固体物理、核物理、天体物理和激光物理等都是以量子力学为基础，并且已经渗透到化学和生物学等其他学科。同时量子理论还具有巨大的实用价值，半导体器件和材料、激光技术、原子能技术和超导材料等都是以量子力学原理为基础的。
通过对量子力学的学习，学生可以掌握现代科学技术最重要的基础理论，还可以提高科学素质和思想素质，但是量子力学中的概念和解决问题的方法与经典物理有着本质的不同。学生普遍反映量子力学抽象、枯燥、难理解、抓不住重点，学习起来非常困难。针对以上问题，我对教学进行了思考和探讨，采用了一些切实可行的措施，提高了学生的学习兴趣，使学生更好地掌握了量子力学知识，同时培养了学生的创新思维。
一、教学过程中存在的问题
在量子力学的教学过程中，我发现以下几个问题。
1.量子力学是一门十分抽象的课程，其中许多概念、原理都不好理解，并且量子力学从概念到解决问题的方法跟经典物理有着根本性的区别，但是很多学生习惯性地用经典的思想去理解量子力学，这样就不自觉地增加了难度。比如“波粒二象性”，经典物理认为波动性和粒子性是互不相关的、相互独立的，而量子力学认为波动性和粒子性是微观粒子同时具备的两种属性。
2.学习量子力学，数学知识是必不可少的。量子力学中有着繁杂的数学知识，例如，数学分析中的微积分，代数学中的矩阵论，数学物理方程的微分方程，复变函数，等等。在教学过程中发现，不少学生对已学过的数学知识掌握得不是很牢固，在推导公式的过程中忘记了公式所描述的物理内涵，影响了对量子力学知识的理解。
3.由于量子力学的课时紧张，教学过程中采用了传统的教学模式，由教师到学生的“单向传授”的教学形式。学生失去了主体地位，只能被动地接受知识，学习的兴趣和积极性不高，导致教学效率降低。
二、量子力学的教学方法改革
1.采用多种教学手段相结合的教学模式。由于量子力学的内容抽象难懂，又是建立在一系列基本假定的基础之上，不少学生很难接受，甚至认为这门课程没有用处。在量子力学的教学过程中，由单一的教师讲授过渡到板书、录像、课件、演示实验等各种手段相结合的教学模式，将图、文、声、像等信息有机地组合在一起，形象、直观、生动，容易激发学生的学习兴趣。同时，通过网络技术，学生可以享受到本校的教学资源，还可以突破空间的限制，享受到全国高水平的教学资源，从而丰富学生的资料库，也为各学校的师生讨论交流提供一个很好的平台。
随着科学技术的迅速发展，知识更新非常快。在教学中，教师应及时将与量子力学相关的科技前沿和高新技术引入教学中，介绍与量子力学密切相关的课题，阐明科学技术中所蕴含的量子力学原理。如我们在讲解一维无限深势阱时，将其与半导体量子阱和超晶格这一科学前沿相联系；在讲解隧道效应时，将其与扫描隧道显微镜相联系，进而介绍扫描探针操纵单个原子的实验。同时在教学中，我们理论联系实际，多介绍量子力学知识与材料科学、生命科学、环境科学等其他学科之间的密切联系，重点介绍在材料科学中的广泛应用，包括新材料设计、开发新材料、材料成分和结构分析技术等。通过这种方式，学生对这一部分的知识有了直观的认识，从而不再感到量子力学的学习枯燥无味，同时也提高了接受新知识、学习新知识的意识和能力。
2.结合数学知识，把物理情境的建立作为教学的重点。量子力学可以说无处不数学，这门学科对高级数学语言的成功运用，正是它高深与完美的体现。数学虽然加深了物理问题的难度，却维护了理论的严谨性和科学性。当然这不是要求老师从头到尾、长篇冗重地推演计算，合理地修剪枝杈既能让学生抓住重点，又免使学生感到量子力学只是数学公式的推导。对于学习量子力学的同学，可以着重于对物理概念的剖析和物理图像的描绘，绕过数学分析难点，通过简化模型、对称性考虑、极限情形和特例、量纲分析、数量级估计、概念延拓对比等得出结论。定量分析尽量只用简单的高数和微积分、常见的常微分方程，对复杂的数学推导可以不做讲解，只对少数优秀生或感兴趣的同学个别辅导。例如，在求解本征方程时，只介绍动量、定轴转子能量本征值的求解；对无限深势阱情况，薛定谔方程可类比普通物理中的简谐振动方程；对氢原子和谐振子的能量本征值问题，只重点介绍思路、方法和结论，不作详细推导。
3.充分应用类比法，讲述量子力学。经典力学是量子力学的极限情况，在教授过程中，应尽可能找到“经典”对应，应用类比方法讲述量子力学中抽象的概念和物理图像，有助于正确理解量子力学的物理图像。用光的单缝、双缝衍射、干涉说明光的波动性，用光电效应、康普顿散射说明光的粒子性，运用这种方法有利于学生掌握光的波粒二象性。在将量子力学与经典力学类比的同时，还要清楚量子力学与经典力学在观念、概念和方法上的区别。例如，经典力学用位矢、速度描述物体的状态，而量子力学用波函数描述系统状态；经典力学用牛顿第二定律描述状态变化，量子力学用薛定谔方程描述状态的变化。另外对于量子力学中的波粒二象性、态迭加原理、统计原理等都要与经典力学中的相关概念区分开来，类比说明，阐明清楚其真正内涵。
4.改变传统教学模式，采用以学生为主体的教学模式。量子力学的现代教学多以“教师讲授”为主，同时配合多媒体课件辅助教学，教学模式较传统教学有所变化，多媒体课件教学虽然能够在一定程度上激发学生的学习兴趣，但仍然是“填鸭式”的教学法，没能真正地改变传统教学的弊端。因此在教学过程中，要避免课堂成为教师的一言堂，鼓励学生提问，激发学生的逆向思维和非规范性思维等，通过创设问题情境使师生互动起来，提高学生学习量子力学的积极性，加深学生对这门课程的理解。还要组织学生开展相关课题讨论，引导学生自主能动地思考，激发学生的学习兴趣。
三、结语
“量子力学”是物理类专业基础课程中教学的难点和重点，建立新的教学模式，有利于学生学习、理解和掌握这门课程。
参考文献：
［1］曾谨言.量子力学［m］.科学出版社，1997.
［2］周世勋.量子力学教程［m］.高等教育出版社，1979.
［3］胡响明.浅谈量子概念的理解［J］.高等函授学报（自然科学版），2004，（2）：29.
生物技术概述篇10
目前,对农作物单产预测的主要方法可归纳为以下4种:农业生物学模型[2]、统计预报模型[34]、作物生长动力模型[56]及经济计量模型[78]。农业生物学模型通过建立作物生长状况与作物产量之间的关系进行农作物产量预测。该类农学方法需要有一定样本数量的抽样调查,适用于较小区域范围内的直接调查式估产。统计预报模型则是通过建立统计因子和作物产量之间的关系实现预测,统计因子可以是气象因素(如作物生长期的积温、降水及日照等),基于气象因子进行预测的方法也称为农业气象模型;除此之外,有的研究把农业生产要素(如有效灌溉面积、机耕面积、农机总动力、化肥施用量等)考虑进来,使得预测结果更为合理。作物生长动力模型根据物理学和生物学规律,以动力学方法模拟作物的能量和物质转化过程,建立作物生长的动力学模型。经济计量模型是应用农业经济学原理,以社会政策、农业投入、农业技术等各种经济计量因子为主要预测因子的产量预测方法。该方法认为社会政策、经济和农业生产技术因素不仅决定作物产量的长期趋势,而且是造成年际间作物产量波动的重要因素,特别是农业政策、价格等对中国农作物产量有重大影响[56]。以上这些预测模型的共同点在于寻找作物产量与各种影响因子(气象因子、经济计量因子、生物学因子等)之间的关系,而对这些关系的获取和描述技术主要有统计学方法,如时间序列分析、马尔柯夫链、逐步回归、混沌理论、遗传算法等[812],除此之外还有系统模拟[5,13]、遥感技术[1418]等,而遥感技术成为目前单产预测领域的研究热点。
农作物单产预测方法逐渐向多学科、多技术综合方向发展,但本文认为现存的单产预测方法技术还需考虑以下问题。首先,现有的模型技术侧重于相对确定的、精确的农作物产量值预测。然而,农作物产量预测系统是复杂的,具有很强的不确定性,一般很难用一个确定的、合适的数学公式进行描述并预测。因此,精确预测值往往有一定的误差,使得预测的可信度大打折扣。而且产量的等级水平预测不会因为数值的微小波动影响等级预测结果,因此具有相对的稳定性,有利于把握作物总体生长情况,对于宏观政策制订、日常生产管理具有较强的指导性。其次,对农作物单产量进行预测的目的在于,为有关人员或部门提供一定程度的预警和决策分析等,以降低各种已知自然风险和生产风险所带来的损失。而上述大部分模型、技术侧重于预测,而对问题的分析、解释和诊断能力有所欠缺,对于即将发生的后果和已经发生的后果,无法得到引起事件的主要因素,因此只能被动地接受,而无法通过采取改进或规避措施来降低损失。另外,现有的预测技术必须事先知道预测年份预测因子的完备信息,不能根据农业生产决策人员提供的、仅有的不完全信息进行预测。事实上,获取完全信息是需要代价的,甚至在特定情况下不可能获得完备信息。因此实现不完备信息下的作物产量预测是现实的客观需要。影响农作物单产的各因素对单产作用关系是无从跟踪的,属于某种程度上的“黑箱子”关系,带有极大的不确定性和非线性。Credal网络把图模型和概率推理技术有效地结合起来,能很好地表示变量的随机不确定性和相关性,并能进行不确定性推理。目前,该技术已成功应用于农牧环境[19]、泥石流预测[20]、安全评价[21]和科技竞争力评价[22]等领域,将Credal网络应用于农作物单产系统的预测分析中,可以清晰地表示该系统中固有的不确定性,能够客观地反映该系统的全貌。
本文把Credal网络这种不确定性推理方法引入到农作物单产预测系统,利用其把各种影响因子与作物单产事件联系起来,通过对相关领域专家的知识获取及其表达,建立起农作物单产预测和评估的不确定系统模型,并通过模型的概率推理达到人类专家级的决策效果。通过模型的建立,把先验知识融入预测模型并进行推理,可以用来预测未来年份作物单产事件的概率状况;同时,在已观察到某些因素变量取值的情况下,把证据事件加入模型并进行推理,得出影响农作物单产变动的重要因素,从而为生产提供决策分析,并根据推理结果有目的地改善影响单产高低的重要因素。Credal网络方法的引入可以有效解决现行作物单产预测方法中存在的不足,实现单产等级预测、不完备性预测及问题诊断。因此,构建基于Credal网络的农作物单产预测和诊断模型,对于有关农作物生产的专家系统和决策支持系统的建立,提高农业生产决策的水平具有重大的理论意义和现实意义。
1Credal网络相关理论
Credal网络[23]是在2000年由Cozman正式提出的,它是一个有向无环图,其上的每个节点联系着一个变量Xi,以及一个条件Credal集合K(Xi|pa(Xi)),式中,pa(Xi)表示Xi的父节点集,[注意对应于pa(Xi)的每一个值有一个条件Credal集]。一个根节点联系着一个单一的边缘Credal集。Credal网络是在贝叶斯网络模型基础上发展起来。但与贝叶斯网络模型不同的是,在Credal网络中各节点的概率分布不再是精确值,而是用概率区间、不等式等不同的概率测度表达专家的不确定性[22,24]。这样,在一定程度上放宽了贝叶斯网络的建模要求,更贴近应用实际。原因是:(1)专家可能没有足够的信息、时间和信心给出精确的概率估计;(2)多个专家共同指定一个概率时,可能无法就某个精确概率达成共识。因此精确的点概率无法处理这些问题。Credal网络中用概率测度的闭环凸集称为Credal集合[22]来表达不完整和不确定信息情况下的信念和决策。用概率密度p(X)定义的Credal集合记做K(X)。Credal网络中的“推理”是在给定证据变量状态的情况下,计算在一定扩展下的查询变量可能的概率区间。设Xq是查询变量,Xe是证据变量的集合,那么“推理”就是要计算Xq上一个或者某几个值的条件概率p(Xq|Xe))的紧边界[25]。已证明在网络强扩展上推理时,p(Xq|Xe)分布的概率区间均属于该扩展的各凸集顶点构成的集合[26]。因此,Credal网络推理是求解顶点组合约束下后验概率的最优化问题,与贝叶斯网络推理不同。而Credal集顶点的组合爆炸问题是Credal网络推理要解决的瓶颈问题。建立在贝叶斯网络推理基础之上的Credal网络推理,分为精确推理和近似推理。精确推理包括:枚举方法、2U算法、Signomial规划方法和分支定界法等[27],并且所处理的网络也限于中小型网络。因此,从理论上讲,本身表示不确定性的网络结构也没有必要花费较高的代价实现确定的概率表示形式。基于智能算法(如蒙特卡洛方法、模拟退火法、粒子群算法、蚁群算法或者遗传算法)的近似推理算法陆续被提出,从一定程度上解决了Credal网络推理中的组合爆炸问题。
2基于Credal网络的农作物单产预测模型
2.1建立农作物单产预测的结构模型
结构模型是对农作物单产预测系统组成元素及其相互关系的直观描述。本研究把影响农作物单产的因素如日光、水分等称之为影响因子。一般来说,影响农作物单产的众多影响因子可以从某一角度进行分类,形成若干类要素,如天气、土壤、灾害等可归结为自然要素,而灌溉、施肥、除草等因素可归结人为要素等。把影响因子、类要素及其相互关系以图的形式表示出来就形成了农作物单产预测的通用结构模型(图1)。该结构中包含若干个类要素C1、C2、…,这些要素可以是独立的,也可以是相关的,从而充分再现系统原貌。影响因子Xnl直接与类要素连接,表明类要素与影响因子之间的关系,每个类要素可以与多个影响因子连接,而每个影响因子又可以与多个类要素相连,这样分属于不同类要素的影响因子之间不再是独立的,可以还原系统的本来面目。若某一类所辖因子过多,可进一步细分小类。不同农作物,甚至同一农作物的不同生长期影响因子有可能不同,需要由相关领域的专家来识别及确定。
2.2建立农作物单产预测Credal网络的参数模型
参数模型反映了网络中各节点状态事件发生的概率。首先需要对网络节点事件进行刻画。为简化系统事件的处理,对各节点的状态进行分级处理,即对其取值进行离散化处理,在数据丰富的情况下这一过程可以通过数据训练利用有效的离散化方法实现。在数据无积累或不充分的情况下往往需要通过专家根据预测目标指定或凭经验来确定。针对农作物单产状况,可以划分为高产、中高产、中产、中低产、低产等多种状态,再比如土壤类型节点可采取好、中、差3种状态来表示,因此每一个影响因子及类要素的各状态都有具体的划分描述。本研究采用专家指定的方法对节点状态进行区分。由于Credal网络模型囊括了系统中事件的诸多不确定性,农作物产量不再是一个具体的数值,而是一个概率事件,概率值的大小反映了专家对产量状态的信念。节点概率参数的确定是Credal网络建模的难点,专家对参数的取值有时很难达成一致。于是,邀请相关领域的专家为每个节点Xi指定在其父节点可能的取值配置下的条件Credal集,允许采用概率区间、概率分布集合、不等式等诸多形式表达其不确定性。当然如果概率分布指定为不等式或区间,则需要进行Credal集顶点的转换。对于局部Credal集的获取,边缘节点的局部Credal集可根据相关数据并借助iDm方法进行学习获得,其他节点的条件Credal集可根据专家进行指定。
2.3农作物单产预测与诊断
由于把农作物单产作为一个概率事件,而且对其取值进行了离散化,因此对其进行预测就是确定其在给定条件(证据)下,各种状态发生的概率。如在已知气候条件下农作物低产的概率有多大。该预测模型返回的不是一个状态标记,而是每个状态出现的概率。这里是把后验概率最高的状态,作为该变量的状态预测,因为这个状态最可能产生这个数据。当然也可以在给出影响因子数据的前提下,推理其所处各种类要素等级的概率,判断影响因子对类要素的影响。另一方面,若已知产量的某一状态,可以根据网络的拓扑结构进行反向推理,从而可以解释该状态发生的主要原因,形成相应的诊断结果,从而为决策提供指导。
3算例分析及模型验证
本研究着重讨论方法的应用,为缩小推理规模,对上述通用模型进行了简化(图2),选用了气象因子进行模型应用,其中部分节点命名参考文献[1]。节点状态依据预测目标而设定,其中,网络中农作物单产节点是3状态的,分别为低产、中产和高产,用1、2和3表示,其余节点为两状态的,分别为差、好或不适合作物生长、适合作物生长,分别用1、2来代表,其中C1、C2、X21、X22、X23节点参数为区间概率,其余节点参数均为精确概率。概率分布表由相关专家指定得到,表1中列出了D节点的概率分布表。现假设X12=2、X22=2为证据变量,D、C1、C2为查询变量。由变量的区间参数,可计算出其对应的Credal集顶点,如表2所示。从推理结果可知,在给定证据X12=1、X22=2下,可得到D=1、C1=2、C2=1的结论,即作物单产可预测为低产水平,而C1处于适合作物生长状态,C2处于不适合作物生长状态。在施肥状况不好的情况下,人为因素类要素处于不利于作物生长状态,而土壤状况良好的前提下,自然因素类要素处于利于作物生长状态。参照专家给定的先验概率可知,在上述人为类要素和自然类要素的该种组合状态下,单产的状态为低产的概率高于其他状态发生的概率,可见,该预测结果是合理的。结果表明,若改变某一影响因子的值,会引起整个网络概率的传播。也就是说,若改变某一影响因子值,可能会引起各影响因子及类要素的状态概率变化,最终影响农作物产量的状态概率,因此可以利用该网络进行预测。在已知作物单产状态和部分影响因子数据的情况下,可据此判断作物产量处于该状态的症结所在。假设单产处于低产状态D=1,并已知X11=2、X21=2,利用相同推理方法可得到表4的诊断结果。由表4可知,在已知无灾害、灌溉良好的不完备信息下,农作物单产低的症结在于X22(土壤)和X23(气候)处于不适合作物生长状态,因此应采取适当措施改良土壤状况或因地适宜,并针对相应的气候状况把握农作物耕作时机,达到因时适宜,从而可以提高农作物的产量。