時間:2022-10-31 12:18:53
序論:在您撰寫初一數學論文例文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
(一)來自老師方面的原因
作為教學主體的老師在培養學生質疑能力方面起著至關重要的作用。而老師的教學觀念、教學方法、質疑觀、知識儲備都會對培養學生質疑能力產生影響。老師在數學教學過程中著重于具體知識的傳授,忽略了問題情境的設置,在教學方法上老師總是把歸納好的解題方法和技巧灌輸給學生,使學生喪失了思維拓展能力,不利于質疑能力的培養。老師對來自學生的質疑不能很好的處理,同時老師的自身的知識儲備有限也是影響培養學生質疑能力的重要原因。
(二)來自教材的原因
現行的數學教材展現的仍然是過多的公式、公理等純數學知識,而很少提及這些公式、公理等純數學知識在怎樣的背景下提出來的,最終如何解決的。即使現有的數學與現實相聯系,但因為人為對解題條件和數據進行了加工,而最終缺乏現實感,難以激發學生的興趣和培養學生的質疑能力。
(三)評價方面的原因
目前的評價標準仍然是把考分作為唯一的標準。而考題是對書本知識的模仿和再現。這樣的評價標準難以培養學生對數學的興趣,同時在培養學生質疑能力方面沒有發揮正確的導向作用。
二、如何在數學課堂上提高學生的質疑意識和能力
現行的基礎教育課程改革綱要提出了要求:要使學生具有初步的創新精神、實踐能力、科學和人文素質以及環境意識,逐漸培養學生的質疑意識與批判意識,鼓勵學生對書本與老師的質疑,贊賞學生獨特和富有個性化的表達與理解,充分挖掘學生的潛能,培養他們的創新能力。古人訓:疑是思之始,學之端;為學患無疑,疑則有進。新的數學課程改革也非常注重對學生質疑問難能力的培養,認為質疑問難能力的高低是評判學生創新意識和創新能力的重要標志。那么如何在數學課堂上提高學生的質疑意識和能力呢?
(一)營造寬松積極的環境,培養學生敢于質疑的意識
傳統數學教學中,老師是課堂的主導,是課堂的權威,而課本被認為是最具有科學性和權威性的書籍。許多學生對老師的講解存在迷信“權威”和盲從的心理障礙。我們教師自身必須要意識到課堂教學是一個學生和老師、學生和學生之間的多變互動的一個過程。要讓學生置身于平等、自由、寬松的環境中,他們才更樂意去思索、質疑。通過創設情境充分地調動學生的積極性。例如在七年級下冊中,教統計調查的這一課程時,我運用“搶30”的游戲來體現機會均等和不均等。游戲規則是這樣的:第一個人先說1或者1、2,第二個人則接著往下說一個或者兩個數,然后再由第一個人接著往下說一個或兩個數,這樣兩人反復輪流,每人每次說一個或兩個數都行,但是不可以連續說三個數。誰先說到30,誰就贏得游戲。問:這個游戲公平嗎?這個游戲是學生第一次接觸,為了讓學生全部都參到課堂上來。通過研究分析,我做了如下處理:首先,出示題目讓學生分析。也許是30這個數有點大,同學們讀后眼里都充滿了疑問困惑。于是我提議將“搶30”改為“搶10”。同學們對此紛紛都表示贊同。問題1:“搶10“游戲公平么?接著,讓學生在自己動手實踐。建議由兩位同學示范“搶10”的游戲,五局三勝制。一些想玩卻沒有把握的學生顯得很猶豫,而一些膽大的同學已經紛紛舉手要求示范。兩位同學來到講臺前,一位同學從1開始說,這樣一直交替到了10。兩局之后,無論是臺上同學還是臺下的同學都發現了規律:要搶到10,就必須先搶到7。于是大家又開始想如何才能先搶到7。再玩兩局之后,大家又發現:要搶到7必須要先搶到4。最后,游戲結束時,同學們都明白了:先說1的同學才能在游戲中獲得勝利。為了讓同學們都能深刻體驗這個游戲,我又建議同桌的同學做。之后,我決定加大難度。“同學們,現在我們來試試‘搶30’怎么樣?”我笑盈盈地建議到。“沒問題!”同學們有了“搶10”游戲的經驗都信心滿滿。這次通過四人一組的形式來探究。不久之后,各小組都先后表示找到了“搶30”獲勝的秘訣。為了驗證他們的秘訣,我也參與其中,由我開始說,同學們根據自己發現的規律,先搶到了30。“哦!我們贏了!”同學們在興奮地歡笑成一片。“老師,為什么在‘搶10’中要先數就能獲勝,‘搶30’又要后數才能獲勝呢?”一位男生表示了他的困惑。“對啊,為什么‘搶10’與‘搶30’會有不同的獲勝的方法呢?這也在我的意料之外。同學們,你們覺得呢?”我也表達了我的困惑和想法。于是同學們繼續分析研究“搶10”和“搶30”有什么區別?最后大家發現:原來搶數游戲本質上是一個是否被“3”整除的問題。由于10和30除以3后余數不同,所以得出的結論就出現了差。最后,我建議同學們自己設計一個搶數游戲和身邊的朋友或家人玩,他們對此的積極性更高了。課堂上,讓每個學生都參與到課堂中來,并對學生的想法作出積極的鼓勵,對他們的疑惑不要立即給出答案而是引導他們自己去思考、質疑,激活他們的質疑意識。讓他們樂于參與其中,自由地去探索、發現、質疑、驗證自己的想法。同時也要讓他們明白:在課堂上自由地思索、自由地表達想法是受到鼓舞的,即使錯了也沒有關系。
(二)引導學生掌握質疑的方法,提高質疑的質量
古訓曰:授人以魚不如授人之漁。教給學生質疑的方法,才是解決當前中學生質疑能力不足的根本之道。但質疑也要要求質量,不要為疑而問、一疑就問。要引導到學生自己解決疑問。那么高質量質疑的標準是什么呢?個人認為是高質量的疑問包括質疑的深度和廣度,質疑的深度是指提出的每個問題都要使你更加接近你所尋找的正確答案;而質疑的廣度是指質疑的范圍不僅包括書本上的知識,還包括老師的觀點和學生的觀點。數學一個重要的特點是:很多數學題目可以轉化為與性質、定理相似的格式,從而達到計劃計算的目睹。所以老師要有意識地啟發學生比較分析已經學過的概念、性質、法則、公式之間是否有相似之處,是否可以利用相似之處簡化計算。例如在剛開始學習《一元二次方程》時,我設計了這樣一個題目:求方程(x+1)2+6(x+1)+9=0的二次根。學生拿到題后開始計算,大多數學生計算的方法是:先把括號去掉,然后得出x2+6x+16=0,然后根據平方差公式求解。大部分學生都能得到了正確的解:x=-4。這時候,我溫和地提醒學生到:“大家仔細想想看這道題有沒有更加簡便的算法?”一會兒后,有位同學表達了自己的觀點:“我認為,這個方程最簡便的方法就是先去括號然后再計算。”“敢于表達自己的觀點,這非常好”我剛說完。另一個學生就開始反駁:“我不這么認為,這個方程表面上與一般的一元二次方程沒有什么聯系,我們可以不可以把它轉換化成與標準的完全平方公式或是平方差公式類似呢?”“這個想法很新穎。大家仔細看有沒有什么發現?”我剛說完,另一個學生就站了起來,說:“老師,(x+1)這部分和書上完全平放公式似乎有點聯系。如果把(x+1)整體換成另一個字母比如t,這個方程能寫為(t+3)2=0這樣一個完全平方公式。”“你的想法非常棒,為什么不我們不試試呢?”我鼓勵到。當同學們用這種方法把方程解出來之后,我點出了這道題的用意所在:“同學們,你們剛才用的這種方法在數學上被稱為換元法。它是一種非常重要的數學思想,通過換元將原來的方程簡化,從而使計算變得簡捷明了。”之后,我又將一些可以用換元法的變式題目出給學生做。通過這樣的教學手段,可以使其學生們敢于質疑,在質疑的過程中親身體會到成功的感覺,不僅可以讓學生更相信自己的能力,同時也加強了學生的質疑能力,在以后的數學教學過程中,學生會更積極更主動的去參與教師所提出問題的解答,促進學生善于創新解題方法,達到理想的教學效果。
摘要:管理是以反映管理客觀規律的管理理論和方法為指導,有一套分析問題、解決問題的科學的方法論,它具有科學性;管理也是指利用系統化的知識和技術并根據實際情況激發靈感、發揮創造性的技巧和訣竅,它同時具有藝術性。在理解了管理的科學性與藝術性之內涵的基礎上,我們發現管理的科學性是藝術性的前提和基礎,藝術性是科學性的突破和創新,管理的科學性和藝術性是互為條件、互相轉化的有機統一體,有著各自發揮作用的場合和時機。既有科學又有藝術的管理才是成功的管理。
關鍵詞:管理;科學性;藝術性;基礎;創新;轉化。
“成功的管理,靠科學還是靠藝術?”———這曾是一個頗具爭議的話題。出現這一爭論,主要是因為言論雙方所站角度或立場的差異造成的。強調管理是科學,是言者重視事實知識與原理知識的結果;認為管理是藝術,是論者重視技能知識與人際知識的結果?,F在,人們都已承認管理既是科學,又是藝術,一個成功的管理者必須具備這兩方面的知識。正如羅斯·韋伯所說:“沒有管理藝術的管理科學是危險而無用的,沒有管理科學的管理藝術則只是夢想。”
1管理的科學性與管理的藝術性的內涵。
1.1管理是一門科學,它是以反映管理客觀規律的管理理論和方法為指導,有一套分析問題、解決問題的科學的方法論。
管理作為一個活動過程,在各種組織當中是紛紜復雜,別具特色的,但其中仍存在共通之處,存在著規律性。大量學者和實業家經過無數次的失敗和成功,通過從實踐中收集、歸納、檢測數據,提出假設,驗證假設,從中抽象總結出一系列反映管理活動過程中客觀規律的管理理論和一般方法,好讓其他人在面對同樣問題的時候,有矩可循,有據可依,提高成功率和可行性,不至于盲目和被動。人們利用這些理論和方法來指導自己的管理實踐,又以管理活動的結果來衡量管理過程中所使用的理論和方法是否正確,是否行之有效,從而使管理的科學理論和方法在實踐中得到不斷的驗證、豐富和發展。因此說,管理學是科學的,具備科學的特征。
科學性是管理必不可少的基礎,管理者如果沒有科學的管理知識和相關知識,就象哈羅德·孔茨認為的那樣:“醫生不掌握科學,幾乎跟巫醫一樣了。高級管理人員不掌握管理科學,則只能是碰運氣,憑直覺,或用老經驗?!?;而有了系統化的科學的管理知識,他們就有可能在嚴謹、量化、合乎邏輯的科學歸納基礎上,對組織中存在的管理問題提出可行的、正確的解決辦法。因為科學的管理注重自然規律、客觀數據、分析結論、程序化、規范、規則、慣例、理性體驗、同一性和經驗運用??茖W性是一種行為的嚴謹,為組織帶來平衡和穩定,猶如骨架和軀干的作用。管理者學好管理學,能減少因違背管理的基本科學規律而造成的低效率和失誤。
但是在現實中,我們又時??吹揭恍╋栕x管理經書的學者,在管理實踐中卻屢遭敗績。為什么呢?因為他們片面強調了科學性,盲目照搬國外的管理理論;將書本上的管理原理當作教條;而管理的科學性對現實的要求過分理想化和理性化,它并不能為管理者提供解決一切問題的標準答案,它要求管理者以管理理論和基本方法為基礎,結合實際,具體情況具體分析,以求得問題的解決,實現組織的目標。因此,管理又具有藝術性。
1.2管理是一門藝術,它是指利用系統化的知識和技術并根據實際情況激發靈感、發揮創造性的技巧和訣竅。
藝術,就其本義而言,是指用形象反映現實并比現實典型的社會意識形態。一般意義上的藝術,是指那些富有創造性的方式、方法。管理藝術,則是表現為靈活高超的管理才能和藝術化的管理方法,是打開管理活動奧妙的鑰匙。
由于管理對象分別處于不同環境、不同行業、不同的產出要求、不同的資源供給條件等狀況下,這就導致了對每一具體管理對象的管理沒有一種惟一的完全有章可循的模式,特別對那些非程序性的、全新的管理對象,則更是如此,從而造成了管理活動的成效與管理者對管理技巧的發揮具有很大的相關性。事實上管理者對這種管理技巧的運用與發揮,體現了管理者設計和操作管理活動的藝術性。另一方面由于在達成資源有效配置的目標與責任的過程中可供選擇的管理方式、手段多種多樣,因此在眾多可選擇的管理方式中選擇一種合適的用于現實的管理之中,這也是管理者進行管理的一種藝術性技能。
管理屬于軟科學,沒有最優解,只有滿意解。如何更好地管理,受天時地利人和的影響,更受管理者本身的價值觀、風格和偏好的影響。如果僅憑停留在書本上的管理理論,或背誦原理和公式來進行管理活動是不能保證其成功的。管理者必須在管理實踐中發揮積極性、主動性和創造性,因地制宜、審時度勢地將管理知識與具體管理活動相結合,才能進行有效的管理。藝術的管理注重的是靈活多變、逆向思維、創新創造、情感認知和審美感悟。藝術性是一種思維的升華,帶來活躍與發展,如同流動的思想、氣質和血液。藝術性是管理變化創新的靈魂。
2管理的科學性與藝術性并不相互排斥,而是相互補充,相輔相成的。所以,管理是科學性與藝術性的有機統一。
2.1管理的科學性是藝術性的前提和基礎。
從管理的科學性與藝術性的內涵可知,卓有成效的管理藝術是以對它所依據的管理理論的理解為基礎的。管理的科學性決定了管理活動必須接受管理理論的指導,以管理的基本規律為行動指南。對一個管理者而言,具備扎實的理論基礎是十分重要的,管理的專業訓練不可能培訓出“成品”的管理者,但卻是為通過實踐進一步培訓管理者創造了一個良好的開端,為培養出色的管理者在理論知識方面打下了堅實的基礎。
2.2管理的藝術性是科學性的突破和創新。
管理的理論價值,有別于其他學科,比如工程技術。在工程技術應用上,只要遵循它自身的科學性和規律性,通常都能夠得到相同的效果,例如用同樣的技術手段生產出來的飛機,一般都能飛得起來,一般無需對每一架飛機作個別的特殊處理。但在管理上則并非如此。由于每一個被管理者的性格、心理不同,不同的階段情緒也不一樣,以及每一種管理情景也有所差別,導致了同一種管理手段和技術,在管理效果上必然存在差異性。所以,僅靠“背誦原理”來進行管理活動,必然是脫離或忽視現實情況的無效活動。管理者必須懂得如何在變化著的管理實踐中對管理理論加以靈活運用;懂得針對現實及管理與被管理對象的特點對科學規律進行巧妙運用,不斷求新求變,才能夠取得更好的效果。這正是管理者藝術水平高低的體現。
2.3管理的科學性與藝術性可以相互轉化。
管理理論體系的發展過程就是藝術化管理知識與科學化管理知識不斷互相轉化的過程。藝術化的管理知識要不斷地轉化為科學化的管理知識,作為管理知識體系中規范的一部分,才能更好地指導自己的管理實踐;反過來,也只有對科學化的管理知識進行藝術化的運用,邊運作邊探討,才能形成有效的管理活動。我們必須重視一線管理者的直覺、悟性或經驗,從中感悟和提煉科學化的管理規律。沒有他們的直覺、悟性或經驗,也就在很大程度上失去了創新的源泉。
2.4管理的科學性和藝術性各有自己發揮作用的場合和時機。
由于管理的科學性決定了其理論體系相對嚴密,而管理的藝術性決定了其在處理實際問題時相對靈活,所以兩種屬性在作用的發揮上各有側重點??茖W性側重喻管理理論的學習、研究方面,藝術性側重于管理實踐的應用方面;科學性借以提高管理效率,藝術性借以提高準確性、管理適應能力;科學性主要體現在程序化和邏輯化,藝術性主要體現在非程序化和非邏輯化。管理勞動密集型企業會較注重科學性,借鑒一些成功的管理模式和制度;而管理知識密集型企業則可能較注重藝術性,要靠管理者更高層次的技巧去激發人才的主觀能動性。在企業成長的不同階段,管理的藝術性與科學性比例也可能是變化的。在企業創業階段,藝術管理可能更為需要;在發展階段,科學管理可能更為重要,而到成熟階段,藝術性可能又上升到較重要的位置。管理的科學規律為企業實現目標指明了一條最短路徑,但在實施過程中如何避免危機或使危機最小化講究的就是管理藝術。
綜上所述,管理是科學性與藝術性的統一,既有規律又不拘泥于成法,它為管理者指明了一個行動方向,又給他們留下了想象和發揮的廣大空間。認識管理的兩重屬性,對組織和管理者具有重要指導意義,只有將兩者有效地結合,管理者才能運籌帷幄,組織才能有長足的發展。
參考文獻:
[1]楊杜。我眼中的管理。中外管理研究,2001,11.
[2]熊鷺。論管理的科學性與藝術性之間的關系。清華管理評論,2001,10.
[3]。管理與用人。特區企業文化,1996,2.
論文摘要:隨著醫學成像和計算機輔助技術的發展,從二維醫學圖像到三維可視化技術成為研究的熱點,本文介紹了醫學圖像處理技術的發展動態,對圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現狀及其發展進行了綜述。在比較各種技術在相關領域中應用的基礎上,提出了醫學圖像處理技術發展所面臨的相關問題及其發展方向。
1.引言
近20多年來,醫學影像已成為醫學技術中發展最快的領域之一,其結果使臨床醫生對人體內部病變部位的觀察更直接、更清晰,確診率也更高。20世紀70年代初,X-CT的發明曾引發了醫學影像領域的一場革命,與此同時,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超聲成像、數字射線照相術、發射型計算機成像和核素成像等也逐步發展。計算機和醫學圖像處理技術作為這些成像技術的發展基礎,帶動著現代醫學診斷正產生著深刻的變革。各種新的醫學成像方法的臨床應用,使醫學診斷和治療技術取得了很大的進展,同時將各種成像技術得到的信息進行互補,也為臨床診斷及生物醫學研究提供了有力的科學依據。
在目前的影像醫療診斷中,主要是通過觀察一組二維切片圖象去發現病變體,往往需要借助醫生的經驗來判定。至于準確的確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及與周圍生物組織的空間關系,僅通過觀察二維切片圖象是很難實現的。因此,利用計算機圖象處理技術對二維切片圖象進行分析和處理,實現對人體器官、軟組織和病變體的分割提取、三維重建和三維顯示,可以輔助醫生對病變體及其它感興趣的區域進行定性甚至定量的分析,可以大大提高醫療診斷的準確性和可靠性。此外,它在醫療教學、手術規劃、手術仿真及各種醫學研究中也能起重要的輔助作用。
本文對醫學圖像處理技術中的圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現狀及其發展進行了綜述。
2.醫學圖像三維可視化技術
2.1三維可視化概述
醫學圖像的三維可視化的方法很多,但基本步驟大體相同,如圖.。從#$/&’(或超聲等成像系統獲得二維斷層圖像,然后需要將圖像格式(如0(#1&)轉化成計算機方便處理的格式。通過二維濾波,減少圖像的噪聲影響,提高信噪比和消除圖像的尾跡。采取圖像插值方法,對醫學關鍵部位進行各向同性處理,獲得體數據。經過三維濾波后,不同組織器官需要進行分割和歸類,對同一部位的不同圖像進行配準和融合,以利于進一步對某感興趣部位的操作。根據不同的三維可視化要求和系統平臺的能力,選擇不同的方法進行三維體繪制,實現三維重構。
2.2關鍵技術:
圖像分割是三維重構的基礎,分割效果直接影像三維重構的精確度。圖像分割是將圖像分割成有意義的子區域,由于醫學圖像的各區域沒有清楚的邊界,為了解決在醫學圖像分割中遇到不確定性的問題,引入模糊理論的模糊閥值、模糊邊界和模糊聚類等概念??焖贉蚀_的分離出解剖結構和定位區域位置和形狀,自動或半自動的圖像分割方法是非常重要的。在實際應用中有聚類法、統計學模型、彈性模型、區域生長、神經網絡等適用于醫學圖像分割的具體方法。
由于可以對同一部位用不同的成像儀器多次成像,或用同一臺儀器多次成像,這樣產生了多模態圖像。多模態圖像提供的信息經常相互覆蓋和具有互補性,為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息,需要對各個模態的原始圖像進行配準和數據融合,其整個過程稱為數據整合。整合的第一步是將多個醫學圖像的信息轉換到一個公共的坐標框架內的研究,使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應,稱為三維醫學圖像的配準問題。建立配準關系后,將多個圖像的數據合成表示的過程,稱為融合。在醫學應用中,不同模態的圖像還提供了不互相覆蓋的結構互補信息,比如,當CT提供的是骨信息,MRI提供的關于軟組織的信息,所以可以用邏輯運算的方法來實現它們圖像的合成。
當分割歸類或數據整合結束后,對體數據進行體繪制。體繪制一般分為直接體繪制和間接體繪制,由于三維醫學圖像數據量很大,采用直接體繪制方法,計算量過重,特別在遠程應用和交互操作中,所以一般多采用間接體繪制。在圖形工作站上可以進行直接體繪制,近來隨著計算機硬件快速發展,新的算法,如三維紋理映射技術,考慮了計算機圖形硬件的特定功能及體繪制過程中的各種優化方法,從而大大地提高了直接體繪制的速度。體繪制根據所用的投影算法不同加以分類,分為以對象空間為序的算法(又稱為體素投影法)和以圖像空間為序的算法!又稱為光線投射法",一般來說,體素投影法繪制的速度比光線投射法快。由于三維醫學圖像的繪制目的在于看見內部組織的細節,真實感并不是最重要的,所以在醫學應用中的繪制要突出特定診斷所需要的信息,而忽略無關信息。另外,高度的可交互性是三維醫學圖像繪制的另一個要求,即要求一些常見操作,如旋轉,放大,移動,具有很好的實時性,或至少是在一個可以忍受的響應時間內完成。這意味著在醫學圖像繪制中,繪制時間短的可視化方法更為實用。
未來的三維可視化技術將與虛擬現實技術相結合,不僅僅是獲得體數據的工具,更主要的是能創造一個虛擬環境。
3.醫學圖像分割
醫學圖像分割就是一個根據區域間的相似或不同把圖像分割成若干區域的過程。目前,主要以各種細胞、組織與器官的圖像作為處理的對象,圖像分割技術主要基于以下幾種理論方法。
3.1基于統計學的方法
統計方法是近年來比較流行的醫學圖像分割方法。從統計學出發的圖像分割方法把圖像中各個像素點的灰度值看作是具有一定概率分布的隨機變量,觀察到的圖像是對實際物體做了某種變換并加入噪聲的結果,因而要正確分割圖像,從統計學的角度來看,就是要找出以最大的概率得到該圖像的物體組合。用吉布斯(Gibbs)分布表示的Markov隨機場(MRF)模型,能夠簡單地通過勢能形式表示圖像像素之間的相互關系,因此周剛慧等結合人腦MR圖像的空間關系定義Markov隨機場的能量形式,然后通過最大后驗概率(MAP)方法估計Markov隨機場的參數,并通過迭代方法求解。層次MRF采用基于直方圖的DAEM算法估計標準有限正交混合(SFNM)參數的全局最優值,并基于MRF先驗參數的實際意義,采用一種近似的方法來簡化這些參數的估計。林亞忠等采用的混合金字塔Gibbs隨機場模型,有效地解決了傳統最大后驗估計計算量龐大和Gibbs隨機場模型參數無監督及估計難等問題,使分割結果更為可靠。
3.2基于模糊集理論的方法
醫學圖像一般較為復雜,有許多不確定性和不精確性,也即模糊性。所以有人將模糊理論引入到圖像處理與分析中,其中包括用模糊理論來解決分割問題?;谀:碚摰膱D形分割方法包括模糊閾值分割方法、模糊聚類分割方法等。模糊閾值分割技術利用不同的S型隸屬函數來定義模糊目標,通過優化過程最后選擇一個具有最小不確定性的S函數,用該函數表示目標像素之間的關系。這種方法的難點在于隸屬函數的選擇。模糊C均值聚類分割方法通過優化表示圖像像素點與C各類中心之間的相似性的目標函數來獲得局部極大值,從而得到最優聚類。Venkateswarlu等[改進計算過程,提出了一種快速的聚類算法。
3.2.1基于模糊理論的方法
模糊分割技術是在模糊集合理論基礎上發展起來的,它可以很好地處理MR圖像內在的模糊性和不確定性,而且對噪聲不敏感。模糊分割技術主要有模糊閾值、模糊聚類、模糊邊緣檢測等。在各種模糊分割技術中,近年來模糊聚類技術,特別是模糊C-均值(FCM)聚類技術的應用最為廣泛。FCM是一種非監督模糊聚類后的標定過程,非常適合存在不確定性和模糊性特點的MR圖像。然而,FCM算法本質上是一種局部搜索尋優技術,它的迭代過程采用爬山技術來尋找最優解,因此容易陷入局部極小值,而得不到全局最優解。近年來相繼出現了許多改進的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究熱點。FFCM算法對傳統FCM算法的初始化進行了改進,用K-均值聚類的結果作為模糊聚類中心的初值,通過減少FCM的迭代次數來提高模糊聚類的速度。它實際上是兩次尋優的迭代過程,首先由K-均值聚類得到聚類中心的次最優解,再由FCM進行模糊聚類,最終得到圖像的最優模糊分割。
3.2.2基于神經網絡的方法
按拓撲機構來分,神經網絡技術可分為前向神經網絡、反饋神經網絡和自組織映射神經網絡。目前已有各種類型的神經網絡應用于醫學圖像分割,如江寶釧等利用MRI多回波性,采用有指導的BP神經網絡作為分類器,對腦部MR圖像進行自動分割。而Ahmed和Farag則是用自組織Kohenen網絡對CT/MRI腦切片圖像進行分割和標注,并將具有幾何不變性的圖像特征以模式的形式輸入到Kohenen網絡,進行無指導的體素聚類,以得到感興趣區域。模糊神經網絡(FNN)分割技術越來越多地得到學者們的青睞,黃永鋒等提出了一種基于FNN的顱腦MRI半自動分割技術,僅對神經網絡處理前和處理后的數據進行模糊化和去模糊化,其分割結果表明FNN分割技術的抗噪和抗模糊能力更強。
3.2.3基于小波分析的分割方法
小波變換是近年來得到廣泛應用的一種數學工具,由于它具有良好的時一頻局部化特征、尺度變化特征和方向特征,因此在圖像處理上得到了廣泛的應用。
小波變換和分析作為一種多尺度多通道分析工具,比較適合對圖像進行多尺度的邊緣檢測,典型的有如Mallat小波模極大值邊緣檢測算法[6
3.3基于知識的方法
基于知識的分割方法主要包括兩方面的內容:(1)知識的獲取,即歸納提取相關知識,建立知識庫;(2)知識的應用,即有效地利用知識實現圖像的自動分割。其知識來源主要有:(1)臨床知識,即某種疾病的癥狀及它們所處的位置;(2)解剖學知識,即某器官的解剖學和形態學信息,及其幾何學與拓撲學的關系,這種知識通常用圖譜表示;(3)成像知識,這類知識與成像方法和具體設備有關;(4)統計知識,如MI的質子密度(PD)、T1和T2統計數據。Costin等提出了一種基于知識的模糊分割技術,首先對圖像進行模糊化處理,然后利用相應的知識對各組織進行模糊邊緣檢測。而謝逢等則提出了一種基于知識的人腦三維醫學圖像分割顯示的方法。首先,以框架為主要表示方法,建立完整的人腦三維知識模型,包含腦組織幾何形態、生理功能、圖像灰度三方面的信息;然后,采用“智能光線跟蹤”方法,在模型知識指導下直接從體積數據中提取并顯示各組織器官的表面。
3.4基于模型的方法
該方法根據圖像的先驗知識建立模型,有動態輪廓模型(ActiveContourModel,又稱Snake)、組合優化模型等,其中Snake最為常用。Snake算法的能量函數采用積分運算,具有較好的抗噪性,對目標的局部模糊也不敏感,但其結果常依賴于參數初始化,不具有足夠的拓撲適應性,因此很多學者將Snake與其它方法結合起來使用,如王蓓等利用圖像的先驗知識與Snake結合的方法,避開圖像的一些局部極小點,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等將徑向基網絡(RBFNNcc)與Snake相結合建立了一種混合模型,該模型具有以下特點:(1)該混合模型是靜態網絡和動態模型的有機結合;(2)Snake的初始化輪廓由RBFNNcc提供;(3)Snake的初始化輪廓給出了最佳的控制點;(4)Snake的能量方程中包含了圖像的多譜信息。Luo等提出了一種將livewire算法與Snake相結合的醫學圖像序列的交互式分割算法,該算法的特點是在少數用戶交互的基礎上,可以快速可靠地得到一個醫學圖像序列的分割結果。
由于醫學圖像分割問題本身的困難性,目前的方法都是針對某個具體任務而言的,還沒有一個通用的解決方法。綜觀近幾年圖像分割領域的文獻,可見醫學圖像分割方法研究的幾個顯著特點:(1)學者們逐漸認識到現有任何一種單獨的圖像分割算法都難以對一般圖像取得比較滿意的結果,因而更加注重多種分割算法的有效結合;(2)在目前無法完全由計算機來完成圖像分割任務的情況下,半自動的分割方法引起了人們的廣泛注意,如何才能充分利用計算機的運算能力,使人僅在必要的時候進行必不可少的干預,從而得到滿意的分割結果是交互式分割方法的核心問題;(3)新的分割方法的研究主要以自動、精確、快速、自適應和魯棒性等幾個方向作為研究目標,經典分割技術與現代分割技術的綜合利用(集成技術)是今后醫學圖像分割技術的發展方向。
4.醫學圖像配準和融合
醫學圖像可以分為解剖圖像和功能圖像2個部分。解剖圖像主要描述人體形態信息,功能圖像主要描述人體代謝信息。為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息,常常需要將有效信息進行整合。整合的第一步就是使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應,這一步驟稱為“配準”。整合的第二步就是將配準后圖像進行信息的整合顯示,這一步驟稱為“融合”。
在臨床診斷上,醫生常常需要各種醫學圖像的支持,如CT、MRI、PET、SPECT以及超聲圖像等,但無論哪一類的醫學圖像往往都難以提供全面的信息,這就需要將患者的各種圖像信息綜合研究19],而要做到這一點,首先必須解決圖像的配準(或叫匹配)和融合問題。醫學圖像配準是確定兩幅或多幅醫學圖像像素的空間對應關系;而融合是指將不同形式的醫學圖像中的信息綜合到一起,形成新的圖像的過程。圖像配準是圖像融合必需的預處理技術,反過來,圖像融合是圖像配準的一個目的。
4.1醫學圖像配準
醫學圖像配準包括圖像的定位和轉換,即通過尋找一種空間變換使兩幅圖像對應點達到空間位置上的配準,配準的結果應使兩幅圖像上所有關鍵的解剖點或感興趣的關鍵點達到匹配。20世紀90年代以來,醫學圖像配準的研究受到了國內外醫學界和工程界的高度重視,1993年Petra等]綜述了二維圖像的配準方法,并根據配準基準的特性,將圖像配準的方法分為兩大類:基于外部特征(有框架)的圖像配準和基于內部特征(無框架)的圖像配準。基于外部特征的方法包括立體定位框架法、面膜法及皮膚標記法等。基于外部特征的圖像配準,簡單易行,易實現自動化,能夠獲得較高的精度,可以作為評估無框架配準算法的標準。但對標記物的放置要求高,只能用于同一患者不同影像模式之間的配準,不適用于患者之間和患者圖像與圖譜之間的配準,不能對歷史圖像做回溯性研究?;趦炔刻卣鞯姆椒ㄊ歉鶕恍┯脩裟茏R別出的解剖點、醫學圖像中相對運動較小的結構及圖像內部體素的灰度信息進行配準。基于內部特征的方法包括手工交互法、對應點配準法、結構配準法、矩配準法及相關配準法?;趦炔刻卣鞯膱D像配準是一種交互性方法,可以進行回顧性研究,不會造成患者不適,故基于內部特征的圖像配準成為研究的重點。
近年來,醫學圖像配準技術有了新的進展,在配準方法上應用了信息學的理論和方法,例如應用最大化的互信息量作為配準準則進行圖像的配準,在配準對象方面從二維圖像發展到三維多模醫學圖像的配準。例如Luo等利用最大互信息法對CT-MR和MR-PET三維全腦數據進行了配準,結果全部達到亞像素級配準精度。在醫學圖像配準技術方面引入信號處理技術,例如傅氏變換和小波變換。小波技術在空間和頻域上具有良好的局部特性,在空間和頻域都具有較高的分辨率,應用小波技術多分辨地描述圖像細貌,使圖像由粗到細的分級快速匹配,是近年來醫學圖像配準的發展之一。國內外學者在這方面作了大量的工作,如Sharman等提出了一種基于小波變換的自動配準剛體圖像方法,使用小波變換獲得多模圖像特征點然后進行圖像配準,提高了配準的準確性。另外,非線性配準也是近年來研究的熱點,它對于非剛性對象的圖像配準更加適用,配準結果更加準確。
目前許多醫學圖像配準技術主要是針對剛性體的配準,非剛性圖像的配準雖然已經提出一些解決的方法,但同剛性圖像相比還不成熟。另外,醫學圖像配準缺少實時性和準確性及有效的全自動的配準策略。向快速和準確方面改進算法,使用最優化策略改進圖像配準以及對非剛性圖像配準的研究是今后醫學圖像配準技術的發展方向。
4.2醫學圖像融合
圖像融合的主要目的是通過對多幅圖像間的冗余數據的處理來提高圖像的可讀性,對多幅圖像間的互補信息的處理來提高圖像的清晰度。不同的醫學影像設備獲取的影像反映了不同的信息:功能圖像(SPECT、PET等)分辨率較差,但它提供的臟器功能代謝和血液流動信息是解剖圖像所不能替代的;解剖圖像(CT、MRI、B超等)以較高的分辨率提供了臟器的解剖形態信息,其中CT有利于更致密的組織的探測,而MRI能夠提供軟組織的更多信息。多模態醫學圖像的融合把有價值的生理功能信息與精確的解剖結構結合在一起,可以為臨床提供更加全面和準確的資料。
醫學圖像的融合可分為圖像融合的基礎和融合圖像的顯示。(1)圖像融合的基礎:目前的圖像融合技術可以分為2大類,一類是以圖像像素為基礎的融合法;另一類是以圖像特征為基礎的融合方法。以圖像像素為基礎的融合法模型可以表示為:
其中,為融合圖像,為源圖像,為相應的權重。以圖像特征為基礎的融合方法在原理上不夠直觀且算法復雜,但是其實現效果較好。圖像融合的步驟一般為:①將源圖像分別變換至一定變換域上;②在變換域上設計一定特征選擇規則;③根據選取的規則在變換域上創建融合圖像;④逆變換重建融合圖像。(2)融合圖像的顯示:融合圖像的顯示方法可分成2種:空間維顯示和時間維顯示。
目前,醫學圖像融合技術中還存在較多困難與不足。首先,基本的理論框架和有效的廣義融合模型尚未形成。以致現有的技術方法還只是針對具體病癥、具體問題發揮作用,通用性相對較弱。研究的圖像以CT、MRI、核醫學圖像為主,超聲等成本較低的圖像研究較少且研究主要集中于大腦、腫瘤成像等;其次,由于成像系統的成像原理的差異,其圖像采集方式、格式以及圖像的大小、質量、空間與時間特性等差異大,因此研究穩定且精度較高的全自動醫學圖像配準與融合方法是圖像融合技術的難點之一;最后,缺乏能夠客觀評價不同融合方法融合效果優劣的標準,通常用目測的方法比較融合效果,有時還需要利用到醫生的經驗。
在圖像融合技術研究中,不斷有新的方法出現,其中小波變換在圖像融合中的應用,基于有限元分析的非線性配準以及人工智能技術在圖像融合中的應用將是今后圖像融合研究的熱點與方向。隨著三維重建顯示技術的發展,三維圖像融合技術的研究也越來越受到重視,三維圖像的融合和信息表達,也將是圖像融合研究的一個重點。
5.醫學圖像紋理分析
一般認為圖像的紋理特征描述物體表面灰度或顏色的變化,這種變化與物體自身屬性有關,是某種紋理基元的重復。Sklansky早在1978年給出了一個較為適合于醫學圖像的紋理定義:“如果圖像的一系列固有的統計特性或其它的特性是穩定的、緩慢變化的或者是近似周期的,那么則認為圖像的區域具有不變的紋理”。紋理的不變性即指紋理圖像的分析結果不會受到旋轉、平移、以及其它幾何處理的影響。目前從圖像像素之間的關系角度,紋理分析方法主要包括以下幾種。
5.1統計法
統計分析方法主要是基于圖像像素的灰度值的分布與相互關系,找出反映這些關系的特征。基本原理是選擇不同的統計量對紋理圖像的統計特征進行提取。這類方法一般原理簡單,較易實現,但適用范圍受到限制。該方法主要適合醫學圖像中那些沒有明顯規則性的結構圖像,特別適合于具有隨機的、非均勻性的結構。統計分析方法中,最常用的是共生矩陣法,其中有灰度共生矩陣(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩陣。杜克大學的R.Voracek等使用GLCM對肋間周邊區提取的興趣區(regionofinterest,ROI)進行計算,測出了有意義的紋理參數。另外,還有長游程法(runlengthmatrix,RLM),其紋理特征包括短游程優勢、長游程優勢、灰度非均勻化、游程非均勻化、游程百分比等,長游程法是對圖像灰度關系的高階統計,對于給定的灰度游程,粗的紋理具有較大的游程長度,而細的紋理具有較小的游程長度。
5.2結構法
結構分析方法是分析紋理圖像的結構,從中獲取結構特征。結構分析法首先將紋理看成是有許多紋理基元按照一定的位置規則組成的,然后分兩個步驟處理(1)提取紋理基元;(2)推論紋理基元位置規律。目前主要用數學形態學方法處理紋理圖像,該方法適合于規則和周期性紋理,但由于醫學圖像紋理通常不是很規則,因此該方法的應用也受到限制,實際中較少采用。
5.3模型法
模型分析方法認為一個像素與其鄰域像素存在某種相互關系,這種關系可以是線性的,也可以是符合某種概率關系的。模型法通常有自回歸模型、馬爾科夫隨機場模型、Gibbs隨機場模型、分形模型,這些方法都是用模型系數來表征紋理圖像,其關鍵在于首先要對紋理圖像的結構進行分析以選擇到最適合的模型,其次為如何估計這些模型系數。如何通過求模型參數來提取紋理特征,進行紋理分析,這類方法存在著計算量大,自然紋理很難用單一模型表達的缺點。
5.4頻譜法
頻譜分析方法主要基于濾波器理論,包括傅立葉變換法、Gabor變換法和小波變換法。
1973年Bajcsy使用傅立葉濾波器方法分析紋理。Indhal等利用2-D快速傅立葉變換對紋理圖像進行頻譜分析,從而獲得紋理特征。該方法只能完成圖像的頻率分解,因而獲得的信息不是很充分。1980年Laws對圖像進行傅氏變換,得出圖像的功率譜,從而提取紋理特征進行分析。
Gabor函數可以捕捉到相當多的紋理信息,且具有極佳的空間/頻域聯合分辨率,因此在實際中獲得了較廣泛的應用。小波變換法大體分金子塔形小波變換法和樹形小波變換法(小波包法)。
小波變換在紋理分析中的應用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波變換(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各種小波變換被用于抽取紋理特征。傳統的金字塔小波變換在各分解級僅對低頻部分進行分解,所以利用金字塔小波變換進行紋理特征提取是僅利用了紋理圖像低頻子帶的信息,但對某些紋理,其中高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征信息(如對具有明顯的不規則紋理的圖像,即其高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征)得不到利用。使用在每個分解級對所有的頻率通道均進行分解的完全樹結構小波變換提取特征,能夠較全面地提取有關紋理特征。
由于醫學圖像及其紋理的復雜性,目前還不存在通用的適合各類醫學圖像進行紋理分析的方法,因而對于各類不同特點的醫學圖像就必須采取有針對性地最適合的紋理分析技術。另外,在應用某一種紋理分析方法對圖像進行分析時,尋求最優的紋理特征與紋理參數也是目前醫學圖像紋理分析中的重點和難點。
6.總結
隨著遠程醫療技術的蓬勃發展,對醫學圖像處理提出的要求也越來越高。醫學圖像處理技術發展至今,各個學科的交叉滲透已是發展的必然趨勢,其中還有很多亟待解決的問題。有效地提高醫學圖像處理技術的水平,與多學科理論的交叉融合、醫務人員和理論技術人員之間的交流就顯得越來越重要。多維、多參數以及多模式圖像在臨床診斷(包括病灶檢測、定性,臟器功能評估,血流估計等)與治療(包括三維定位、體積計算、外科手術規劃等)中將發揮更大的作用。
參考文獻
[1]P.Suetens.FundamentalsofMedicalImaging[M].CambridgeUniversityPress,2002.
[2]劉俊敏,黃忠全,王世耕,張穎.醫學圖像處理技術的現狀及發展方向[J].醫療衛生設備,2005,Vol26
(12):25-26.
[3]田婭,饒妮妮,蒲立新.國內醫學圖像處理技術的最新動態[J].電子科技大學學報,2002,Vol31(5):
485-489.
[4]周剛慧,施鵬飛.磁共振圖像的隨機場分割方法[J].上海交通大學學報,2001,Vol35(11):1655.
[5]ZhangHM,YuanZJ,CaiZM.SegmentationofMRIusinghierarchicalmarkovrandomfield[J].Journalof
Software,2002,Vol13(9):1779.
[6]林亞忠,陳武凡,楊豐.基于混合金字塔吉布斯隨機場模型的圖像分割[J].中國生物醫學工程學報,
2004,Vol23(1):79.
[7]聶生東,陳瑛,顧順德.磁共振顱腦圖像快速模糊聚類分割算法研究[J].中國生物醫學工程學報,2001,
Vol20(2):104.
[8]江寶釧,張鈞良.基于BP神經網絡的MRI分割[J].微機發展,2000,Vol1:67.
[9]AhmedMN,FaragA.Two-stageneuralnetworkforvolumesegmentationofmedicalimages[J].Proceedings
ofIEEEInternationalConferenceonNeuralNetworks,1997,Vol28(3):1373.
[10]黃永峰,岑康,司京玉等.模糊神經網絡在顱腦磁共振圖像分割中的應用研究[J].中國生物醫學工程
學報,2003,Vol22(6):508.
[11]CostinH,RotariuCR.Knowledge-basedcontourdetectioninmedicalimagingusingfuzzylogic[J].
InternationalSymposiumonSCS’03,2003,1:273.
[12]謝逢,羅立民,田雪琴.基于知識的人腦三維醫學圖像分割顯示方法[J].生物醫學工程學雜志,1997,
Vol14(2):124.
[13]王蓓,張立明.利用圖像先驗知識與Snake結合對心臟序列圖像的分割[J].復旦大學學報(自然科學
版),2003,Vol42(1):81.
[14]RaquelVC,VeronicaMB,OscarYS.Couplingofradial-basisnetworkandactivecontourmodelformulti
spectralbrainMRIsegmentation[J].IEEETransactionsonBiomedicalEngineering,2004,Vol51(3):459.
[15]LuoXP,TianJ,LinY.Analgorithmforsegmentationofmedicalimageseriesbasedonactivecontour
model[J].JournalofSoftware,2002,Vol13(6):1050.
[16]HallpikeL,HawkesDJ.Medicalimageregistration:Anoverview[J].BrInstituteRadiol,2004,Vol14(6):
455-463.
[17]PetraA,ElsenV.MedicalImagemaching:Areviewwithclassification[J].IEEETransMedImage,1993,
Vol12(3):26-39.
[18]LuoShuo-qian,LiXiang.Implementationofmutualinformationbasedmulti-modalitymedicalimage
registration[A].EngMedBillSocProc22ndAnnIntConfIEEE[C].NavyPierConventionCenterChicago,
Illinois,USA:TheInstituteofElectricalandElectricalandElectronicsEngineers,Ind,2000,2:1447-1450.
[19]SharmanR,TylerJM,PianykhOL,etal.Afastandaccuratetomethodtoregistermedicalimagesusing
waveletmodulusmaxima[J].PattRecogLett,2000,21:447-462.
[20]LesterH,ArridgeSR.ASurveyofhierarchiclnon-linearmedicalimageregistration[J].PatternRecognition,
1999,32:129-149.
[21]盧健,胡志忠,楊如乃.醫學圖像融合技術的研究[J].上海生物醫學工程,2006,Vol27(3):163-167.
[22]王新成.高級圖像處理技術[M].北京:中國科學技術出版社,2001.
[23]RVoracek,HPMcAdams,puterAidedDiagnosisofInterstitialLungDisease:aTexture
FeatureExtractionandClassificationApproach[J].ProcofSPIE,1998,3338:1502-1509.
中學生年齡一般都在十三歲至十八歲之間,生理逐步發育成熟。處于青春期的男女學生其生理上第二性的出現,打破了少年期的心理平衡,他們產生了青春期特有的困惑、恐懼、疑慮和痛苦,同時,對異性存有的神秘感、新鮮感而導致的探究心理,又驅使他們與異性頻繁接觸,于是許多的學生也就自覺或不自覺的涉入愛河。所以說早戀是進入青春期的中學生生理和心理變化導致的,是一種正?,F象。因此,教師要引起足夠的注意,提早認識“早戀”的成因,及早采取預防措施。
預防工作做得再好也不能杜絕早戀現象。因為,戀愛是每個人成長過程中所必須經歷的一個階段,是一種必然的、正常的現象。中學生談戀愛錯在一個“早”字上。它與學校的培養目標相悖,與學生的心理年齡不合,容易對學生造成極大的心理傷害,影響學生的健康成長。一旦遇到學生“早戀”現象,教師不要驚慌失措,應該及時處理,對學生進行正確的引導。教學實踐證明:在處理中學生早戀問題上采取“專制”手段,進行壓制只會適得其反。讓“早戀”現象愈演愈烈。在處理中學生早戀問題上要做好這樣幾個方面的準備工作:
第一,要摸清底細,心中有數。中學生早戀情況比較復雜。有的是長期共同協作互生愛慕,雙雙墜入愛河;有的是表面看似親密,往來密切,狀似戀愛,其實只是普通的朋友關系;有的是一頭熱,屬單相思;有是則是表面往來甚少,關系一般,其實已戀愛多時,一直搞的都是地下活動;還有的甚至缺乏自控,已出現越軌行為,還沒有人知道。這就求教師在平時的工作中多多觀察,掌握準確的信息,摸清學生的底細,在處理問題時做到心中有數。
第二,要針對情況,區別對待,制定不同的教育方針。對上述所說的幾種情況,應區別對待。對于第二種情況,教師應大力提倡,不能捕風捉影,破壞學生之間原有的和諧氣氛。對于有越軌行為的學生,要明確指出這是不道德的行為,對人對已都有危害。并要求他們立即改正,絕不允許重犯。對于其于的情況應給予正確的引導,對其進行性道德教育。要疏導他們明智的對待自己,理智的對待他人。把精力放在求知識、學本領上,并懂得兩性的道德和規范。切忌形成對立情緒,否則一切教育都將是徒勞。
“早戀”固然離不開家庭、社會因素,但更離不開心理、思想困素。因些,解決學生的“早戀”問題還應講究方法,正確引導。要從心理、思想入手,摸清學生的想法,對癥下藥,進行逐步的疏導。切忌粗暴壓制,強逼屈從。
首先,教育者應充當傾聽者。中學生的早戀問題不是一時半刻就能解決的問題。一個成功的教育者應該具有足夠的耐心與寬容,那么,面對學生中存在的早戀問題傾向更應具有這方面的修養。要想成為一個傾聽者的先決條件是必須將自己與學生放在同一個高度上,把自己當作是他們的朋友,樂意聽他們訴說,幫助他們解決問題,只有這樣才可能知道學生最真實的想法,并有針對性地加以引導。在傾聽的過程中必須注意引導的方式。引導得好,學生的心門會被輕易打開;引導得不好,他們就會守口如瓶。通過一些教學實踐,我發現許多學生喜歡在訴說前先“探聽”老師的口風,并設想自己則可能遇到的情況,一旦發現情況的發展不利于自己則可能很敏感地關上自己想傾訴的嘴。這時老師必須充分表現出一種過來人的大度和寬容。有一位女生曾問過我這樣的一個問題:“老師,我們班目前存在許多‘早戀’問題,恐怕會起大的混亂,怎么辦?”我猶豫了一下想到其實這女孩目前也是“早戀”大軍中的一員,于是我故做輕松地說:“此言差矣!‘早戀’現象有,而混亂則夸張了點,異性同學存在著好感沒什么好大驚小怪的,這是許多人成長過程中所必經的,只要不過分,沒有必要刻意扼制。聽說你也有一些小情況,不妨說來聽聽?”如此輕描淡寫的一番話讓這位女生覺得老師并不是對此深惡痛絕,也沒有要將自已的問題不弄清楚誓不罷休,于是很自然地和我掏了心理話,將自己的想法都告訴了我。
其次,教育者不妨充擔‘偏袒者’的角色。學生大多不愿意家長與老師知道自己的“感情秘密”,除了害怕外,更多的是因為他們的羞怯。那么,老師一旦發現學生中存在這種情況時不妨讓自己充當一個“偏袒者”,適當地替學生保守隱私,以此作為教育過程中的“籌碼”,不但不會使問題擴大,而且更易于老師工作的開展。因為有些學生一旦發現自己隱私已在長輩前一覽無余時反而會有“既然你們都有已知道,我就不妨公開這么干”的逆反心理,事態也會進一步擴大。一天晚上,我打電話給一個有早戀傾向,又獨自逃了一個下午的課的學生家長,家長得知情況后對學生拳打腳踢,但孩子始終三緘其口。后來我要求家長將電話交給孩子,我問這個學生為什么逃課,他說頭痛去吹風。我說頭痛吹風這不符合事實,一定有什么事你解不開才頭痛。孩子沉默了,我突然意識到孩子的家長在近旁,讓他如何開口,于是我對他說我出是非題讓他進行選擇,他只需回答“是”或“不是”即可,我答應為他保密。其實我早明白致使他逃課最直接的原因是感情問題。于是,為了避免孩子在父母前過于尷尬,我要求孩子第二天到校后再找我
面談,并要求家長當天晚上不要對孩子太嚴厲,并答應第二天了解情況后與家長交流。第二天上午上課前學生便主動找我談了自己在處理感情過程中的矛盾心理。最終,決定將感情暫時放在一邊,以學習為重。正是因為老師之間有了真誠的交流,最終達到指導學生選擇正確方向的目的
再次,老師要善于采用新的方式對學生加以引導。根據目前早戀的特點,現在的中學生已不能從強調“名聲”與責任感的角度進行教育,而應從新的角度切入。
(一)對比考慮,自我認知后果。我曾問學生為什么要早戀,他們說這挺好玩。又問他們以后怎么辦,他們說以后不可能在一起,分手就分手唄。學生將感情看得十分浪漫,但對感情所造成的傷害,就需要老師事先打預防針。曾有這樣一對早戀的學生,一方面每天至少一個電話,周末時間總在一起逛街、聊天,嚴重影響了學習;另一方面男孩準備畢業后就出國,問起他們將來的打算時,他回答得很輕松:“分手唄,沒什么大不了的?!庇谑?,我對女孩說:“你能不能試著與他分手,看看自己的感受?!睅滋旌笈⒄椅艺f:“分手讓她很難受?!蔽冶愀嬖V她:“你們這只是剛剛開始接觸感情,這么短的時間便讓你覺得分手很難,那么隨著時間的推移,感情的深入,分手給你造成的傷害只可能更重,而不可能更輕。而分手又是一種必然,你將怎么辦?”也許是害怕以后受傷太深吧,女孩在經過幾天的思考后毅然與男生分手了。其實,孩子想去嘗嘗感情的滋味并不是一種必不可少的心理需要,更多的是他們只知道感情的美妙,卻沒有意識到它可能帶來的傷害,而當將來一旦意識到時又已為時太晚,對學習和生活造成極大的影響,甚至影響孩子整個人生觀。所以,老師有這個義務讓孩子受到傷害前提醒孩子注意,讓他們懂得去保護自己,避免傷害。
首先,歷史教學要突出形象性與情感性特點。
初中教師面對的是12~16歲的青少年。歷史課堂上,他們愿意聽、樂于記形象性強的人物事跡和故事。教師授課時就應緊緊抓住這一特點,因勢利導。講歷史事件,要力求渲染氣氛,要講得有聲有色,要把簡單枯燥的文字變成生動具體的場面;講歷史人物,則應突出人物鮮明而富有特色的個性,使人物形象栩栩如生,鮮明、突出。如講《》一節,可這樣敘述:“侵略者焚燒圓明園的大火,延續了三天。黑色的云團長達50多公里,久久不散,飄蕩在整個北京上空。大大小小的灰星落滿了大街小巷,到處是一片天昏地暗,就像發生了日食一樣……圓明園,這座被稱為‘萬園之園’的藝術杰作,這座中國歷史上最宏偉、最精美的皇家園林,就這樣被這群野蠻的侵略者燒毀了?!边@里,有對具體情景的描述,有對精美無比的圓明園被燒毀的嘆惜,更有對侵略強盜野蠻行徑的控訴。像這樣有聲有色的敘述,學生怎能不受到強烈的感染呢?
其次,歷史課堂教學要注重關聯,講清發展,突出結構,理清條理。
歷史是過去的現實,現實是歷史的發展。在課堂上,教師除了講清塊狀的知識點外,還要注意縱向(或橫向)的聯系,突出關聯,講出“發展”來。所謂關聯,應該有三個方面:1.兩堂歷史課之間的關聯。2.一堂課歷史知識的內在聯系。3.歷史與現實的關聯。前兩點教參上多有說明,而后一種聯系,教師一般不夠重視。如目前國內外重大新聞、古今中外科學文化知識等,都可作為聯系課文的好材料。如《第一次世界大戰》一章,課文中提到的首次用于戰爭的簡陋的飛機、笨拙的坦克、遠程大炮等武器,教學時可聯系現在先進的水陸兩用坦克、隱形飛機、海灣戰爭中的“飛毛腿”和“愛國者”導彈。教師略加講解,學生即可饒有興趣地了解到武器發展的粗略歷史,明白現代技術的巨大進步給未來戰爭帶來的殘酷性。再如講《明治維新》,可從日本向西方學習獲得巨大社會進步的事實,聯系日本在奴隸社會末向中國隋唐學習、社會性質發生根本變化的歷史,使學生了解:一個民族的進步與發展,除了要有一定的歷史條件之外,還需要有開放的胸懷,學習外國一切有利于自己的先進東西,從而提高了學生對當前改革開放的認識。這樣聯系,拉近了歷史與現實的距離,學生聽來饒有興趣,易于接受,思想覺悟、認識能力相應也隨之而得到了提高。
關鍵詞:初中教學;語文;班級管理
一、利用語文學科的特性且不囿于課本知識進行班級管理
《慧人慧語》中說:“道德是教育的中心思想,做人是做事的主要內容。”各個學科的教學皆是如此,語文亦復如是。我經常告訴學生,美好的人生就是一條充滿希望的旅途,偉大的成功包括半個看似荒誕的夢想。要善于創新,勇于探索,敢于追求;做事情,搞創業,做發明,寫文章,都要把“先要求最不同,再要求最完美”奉如圭臬。之后要有遠大的志向,志須如宇宙恢弘,心要似蓮花高潔。要善于分析萬事萬物,要敢于發表不同意見。比如說我告訴學生:“讀書的目的不是為了求知,而是為了提出不同的見解,感悟非凡的思想;做人的目的不是為了活好,而是為了找到更佳的歸宿,發現偉大的永恒。對先人的論述應懂得辯證地分析,比如孔子的“己所不欲,勿施于人”就不一定全面,而“己所不欲,若人欲之,也可施人;己所欲者,若人不欲,亦不可施”就較之完善。在班級管理中,教師的力量就像和沙子的水泥,團結的作用如同串念珠的絲線。我還告訴學生:一定要珍惜同學間的情誼,遵守學校的紀律,功在一人莫驕,功在眾人可驕;謗在一人勿爭,謗在眾人須爭。
二、學習語文、閱讀詩歌、班級管理要聯系生活
語文學習需經常閱讀詩歌,閱讀詩歌的時候,一定要和生活聯系起來,這樣能夠獲得獨特的生活情感體驗,能夠調動起學生閱讀詩歌的積極性,能夠使學生對詩歌閱讀產生濃厚的興趣。每一首詩歌都和生活有緊密的聯系,詩歌來源于生活,又回歸于生活,聯系生活閱讀詩歌,能夠加深生活的經驗,反過來也能夠加深對詩歌的理解,因此,也能夠迸發出創造的靈感的火花。閱讀一首喜歡的詩歌,一定要找出喜歡它的理由,例舉出詩歌的優秀之處,每一個學生都有鮮明的個性,所以他們也會有獨到而精彩的見解,把這種見解和其他學生分享,就會取長補短。使用正確的方法朗讀現代詩歌,使朗讀和理解有機結合,促進了生本對話、生生對話、師生對話,既能夠培養學生感受作品的能力,又能提升學生的朗讀水平,從而使學生學會學習,使學生具備良好的語文素養,學習到詩人的動人情懷,走近詩人,洞徹詩人的內心深處,親聆謦,對詩作產生共鳴。例如,教學《我為少男少女們歌唱》時,可以引導學生了解寫作背景:“1938年,何其芳告別國統區黑暗、壓抑、窒息的舊生活,奔赴革命圣地延安:在那里,一種與統治區迥異的生活展現在眼前。詩人全身心地投入到這一全新的火熱的生活中,他觀察著,感受著,激動著。詩人的生活變了,性格變了,世界觀變了,詩風也變了,他不再寫那種纏綿憂傷的愛情詩了,流瀉于詩人筆端的是一種奔放快樂積極向上的詩句。”走近作者,仰慕詩人的心靈境界,消除與詩作的情感隔閡、時代隔閡、空間隔閡,學生自然就能領會到這首詩的感情基調是奔放快樂、積極向上的,并學到了真善美。
三、班級管理應重視思想品德的教育,重視友好的師生關系
1.期待學生
管理活動、教學活動是師生雙邊共同進行的活動,若要學生熱愛學習、喜歡教師,教師必須做到敬崗愛業和關心學生,必須樹立良好的職業道德,以身作則,嚴于律己,寬容學生,為學生樹立榜樣,潛移默化地影響他們。而且在管理與教學過程中,要對學習優者贊美,對學習差者鼓勵。
2.遵循管理、教育是雙邊活動的規律
《教育論》中談到:“建立良好的師生關系,是提高學校教育質量的前提條件。良好的師生關系是教育教學活動取得成效的必要保證。從教學任務上來說是責任與義務的關系,從人際關系上來說是平等的關系?!泵恳粋€教師都應將此牢記于心、耳熟能詳。
3.關愛學生無微不至
良好的師生情感對教學有很大的促進作用,建立在師生個性全面交往的基礎上的情感關系,是一種純潔的心靈溝通,這就要求我們教師要真誠對待學生,關心愛護學生,善于激勵和賞識學生,尊重學生的人格。
【關鍵詞】物理教學;提問藝術;教學效果
【中圖分類號】G203.12 【文章標識碼】C 【文章編號】1326-3587(2014)03-0083-01
在新課程背景下,教師成為教學的組織者、引導者,并幫助學生建立新型的學習方式。在物理教學中,改變傳統的教師傳授知識,而是把學習內容以問題的形式給學生,讓學生去發現、去思考、去探究,逐步培養學生的問題意識,讓學生在課堂上始終保持強烈的求知欲望,這種學習方式將影響學生的思維品質、思維習慣、思維能力,進而提升學生的學習能力。從課堂教學的實際來看,課堂提問的設計是一門技術,更是一門藝術。提問得當可以激發學生的學習動機,提高學生學習的熱情,促進學生思維能力的發展,提升學生的智力水平。提問不當,不僅無益于教學,還會窒息課堂氣氛,禁錮學生思維。
據研究發現,目前中學物理教師的課堂教學提問情況并不如人意,主要表現在:問題數量隨意性大,一節課最多的可提二十多個問題,最少的只提一個問題;提問仍然是從教材內容出發,而沒有從學生發展的角度出發;事實性問題和理解性問題比例較高,基本沒有答案開放的,鼓勵學生闡述觀點,進行分析、評價的問題;學生回答問題時,教師反復重述、打斷學生發言的情況比較嚴重;參與回答問題的學生比例不高;教師幾乎沒有為學生留出提問的時間,也幾乎沒有學生主動提出問題,這些表現是目前課堂教學提問比較普遍的現象。它反映的不僅僅是教師的提問技能,透過該現象能更深層地反映出目前教師的教育觀念中教學仍然以傳授知識為主,注重知識的掌握,教師仍然在課堂上唱著主角,學生并沒有成為自主學習的主體。這種觀念對課堂教學提問的影響在于,它使教師對提問的功能、目的、類型、作用等的認識和實際運用機械、單一,針對性不強,在培養和提高學生的思維能力、表達交流能力以及創新精神等方面的效果較差。這樣的教育觀念和提問現狀根本無法滿足新課程改革的要求。因此,筆者認為提出教師有效課堂教學提問的問題并進行研究,對新課程的實施,素質教育的推進,是十分必要和有意義的。
一、溫故知新,聯系已有知識
教學要真正啟迪學生的心智,培養學生創新思維,必須多提問,讓學生在學習中思考,在思考中發現,在發現中創造。任何一個物理教師在上課時都不希望自己上演“獨角戲”,學生無動于衷。在教學雙邊活動的開展過程中,課堂氣氛的營造,需要教師去調動,去激活。在講解串聯電路的特點時,我設計了如下問題:改變電流大小有哪些方法?改變電阻有哪些方法?我們學過的什么儀器可調節電流的大?。炕瑒幼冏杵魅绾芜B接在電路中?進而提出滑動變阻器串聯到電路中后,各部分電路中的電壓、電流如何?自然導入了新課。這樣設計的問題,結合學生熟悉的事物,容易引起學生的興趣。而且通過聯系已有的知識,也可以幫助學生復習以往知識,達到溫故而知新。
二、列舉提問,聯系生活實際
物理與生活是緊密聯系的,生活離不開物理,物理也離不開生活。在單元或綜合復習時,由學生聯系所學的物理知識,列舉日常生活中的實例,來說明物理現象或原理。例如“舉例說明分子是運動的”“舉例說明應用杠桿原理的工具”這一類問題有利于激發學生積極思考,努力搜尋記憶中的生活知識,在相互啟發下,可舉出更多的例子。我處理這一類問題的方式,一般是將學生舉的例子簡要記在黑板上,再由學生分辨哪些舉例是對的,哪些錯了。然后再把對的進行分類。例如上面舉例中的第一題可分成氣體、液體、固體三類分子運動現象;第二題可按省力、費力、既不省力也不費力的杠桿分類。這樣處理可以培養學生的分析綜合能力,加深對知識的理解,又能將物理知識滲透到生活中去。
三、創設情境,培養問題意識
問題是物理教學的核心,物理教學的過程應當是一個不斷地提出問題和解決問題的過程。在教學液體的蒸發時,先給學生呈現如下現象:用扇子對著一支溫度計扇,溫度計的讀數不變;將溫度計的玻璃泡包上棉花,將棉花浸入酒精中,然后從酒精中取出,再用扇子扇,溫度計的讀數迅速下降。如何解釋這一現象?這就給課堂教學創設了一個問題情境。又如,通過列舉有待解釋的事例來創設問題情境。在教學慣性知識時,教師舉例:人絆倒時通常是向前撲,而人滑倒時往往是向后仰,如何解釋這一現象?這是一個司空見慣的現象,但學生在學習慣性知識之前卻難以做出正確的解釋,于是容易產生解答問題的內在需要,從而進入問題情境。
四、學以致用,采取應用提問
學生如果在教師的啟發下,運用學過的物理知識成功地解釋或解決日常生活中的一些現象和問題,他們不但會感到一種學以致用獲得成功的喜悅,而且還能激發積極思考,培養運用所學的知識動手動腦解決實際問題的好習慣?!盁崴渴侨绾畏乐篃醾鬟f的?”這是教師提問的一般方式,學生也能做出正確回答。我嘗試改成這樣的問題:熱水瓶外層玻璃破碎后為什么不保溫?新買的熱水瓶不保溫可能是什么原因?對照實物讓學生對不銹鋼保溫杯與常見的玻璃保溫杯的保溫原理和保溫性能進行分析及比較,在課堂上引導學生做出正確解答。如果有條件,針對課堂提出的問題,安排學生課后進行一些小實驗、小修理、小制作,對加深知識的理解和記憶更有幫助。
五、引起爭論,激發思考提問
爭論可使學生的思維始終處于活躍狀態,通過爭論解決的問題,理解特別深刻,其效果是一般性講解所無法達到的。容易引起爭論的,往往是生活中碰到的現實與物理原理表面上相“矛盾”,或者平時形成的概念與嚴格定義的物理概念不一致的問題,設計一些問題,引起學生的爭論,對澄清學生的錯誤認識大有好處。例如力學中“力是不是物體運動的原因?”和“在平地上挑著東西前進做不做功?”等問題,引導學生對照所學的知識進行分析辯論,這樣既達到解決這些問題的目的,也可以把有關知識融會貫通,收到效果比單一的講解要好得多。
總之,新課程理念下的物理課堂教學是教師組織、引導、參與和學生自主、合作、探究學習的雙邊活動。為此,課堂提問要針對初中學生的特點,盡量結合生活實際,設計能引起學生興趣、激發學生積極思考的問題,并注意在提問中點撥啟發學生分析問題,提高學生能力。
【參考文獻】