测量模式论文范文

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2专业人才培养模式内涵

2.1两条主线

两条主线是工程测量技术专业学生的两大就业面，即测绘与国土资源企业和工程建设行业，分别对应学生的地形图测绘和工程施工测量的专业技能，根据专业技能的相对独立性，将理论和实践教学划分两个阶段理论教学，两阶段顶岗实训［3］。测绘与国土资源行业主要从事大比例尺地形图测绘、土地调查、地籍与房产测量等领域；工程建设行业主要包括工程勘测设计、施工和竣工运营阶段的测量需求。两大就业面决定了毕业生应具有地形图测绘和工程施工测设的两大主要专业技能。两阶段顶岗分别在教学周期中第三学期和第六学期安排。在“两条主线、项目融合”的专业人才培养模式中，第一阶段为第一、二学期。此阶段主要是以地形图测绘为主线，进行工程测量技术专业基础理论的学习和基本技能的训练，突出测量仪器的使用和测绘技能的培养。采用学校为主体，企业辅助，将地形图测绘分解成若干单项任务，聘请企业技术能手专项辅导，学校教师讲解分析二者相结合的教学模式，强化学生地形图测绘的实践锻炼和专业思想的建立。该阶段学生实践技能训练采用将测绘生产项目引入校园的“仿真”实训和课间实习。第二阶段为第三学期。此阶段是地形图测绘顶岗实训［4］。顶岗实习最主要的特点是以企业为主，学校为辅。以测绘企业实际生产项目或学院勘测设计企业承揽项目为载体，通过行业专家、企业骨干、技术能手的现场指导，学校专业教师现场管理参与，学生深入生产项目一线承担实际工作任务，使学生积累地形图测绘等实际工作岗位的生产经验，提高专业技能，深化对理论知识的理解。第三阶段为第四、五学期。此阶段以工程施工测量为主线，进行道路桥梁、铁道、水利和工民建等专业领域的测量理论的学习和技能的训练，突出工程建设勘测设计、施工和运营管理各阶段测量技能的培养。第四阶段为第六学期。此阶段是工程施工测量顶岗实训。该阶段以交通、铁路、水利等工程建设单位承揽项目为载体。通过学生参与工程施工建设项目不同生产阶段的实际测量工作，积累专业测量工作生产经验，强化专业技能，加强对测量生产项目的管理运作能力［5］。

2.2项目融合

项目融合主要体现在教学内容的安排，实训项目的选择和顶岗实训的要求。理论和实践教学项目化、任务化——根据不同测绘项目所需的知识、技能和态度要求，建立项目课程，根据“项目咨询、决策、计划、实施、检查与评价”等实施过程进行教学。学校与企业共同合作，将项目实施过程分解成若干具体实际生产任务进行实践教学，专任教师负责现场指导，企业兼职教师负责质量检查，采用任务驱动教学法，学生自主完成学习。实训项目生产化、标准化——专业核心课程实训项目的设置，按照企业生产工作流程、技术标准要求进行。学校与企业合作开展实训项目，组织学生参与企业生产，承担完成某项生产任务。实训项目中技能训练严格依据职业资格证书等级要求和行业规范要求，即工程测量员职业所需职业技能和工程建设各个阶段测量规范为训练标准，培训学生技能。顶岗实习岗位化、责任化——学生以技术员的角色参加企业工程建设中的测量工作或校企合作的生产项目。以“测量工作岗位职责”为要求，通过顶岗实训，熟悉工作内容和流程，认识企业现代化管理制度和模式，满足用人单位“岗位”要求，实现与企业“零距离”的对接。学生在测量工作中承担相应的责任与义务，生产产品应达到企业、行业的质量要求。

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中图分类号： TB22 文献标识码： A

近年来，随着“3S”技术（全球定位系统GPS技术、地理信息系统GIS技术、摄影测量与遥感RS技术）的广泛应用，工程测量技术也发生着实质性的变化。那么对工程测量技术人员也有着更高的要求。原有的人才培养模式下培养出来的工程测量人员已不适应当前市场对工程测量人才的需求。

因此，对原有工程测量人才的培养模式进行一次改革势在必行。

一、工程测量人才需求状况分析

工程测量技术人员须有扎实的基础理论知识，对工程常用的测量仪器能够熟练使用。同时具备强的计算机应用能力，综合运用专业知识解决实际问题的能力以及良好的职业素养和职业道德。

近年来，国家经济建设飞速发展，各行业对测量专业复合型人才需求是不断增大。同时各省市水利、土地、工程建筑等行业对工程测量技术人才需求量加大。各用人单位急需掌握新技术的应用型工程测量人才。然而在这种量的需求增加的同时对工程测量人才的质的要求也越来越高。

二、测量专业人才实践能力的重要性

工程测量技术专业是实践性很强的专业。实践教学是教学环节中的重要一环。其重点在于强调实践性和应用型。根据企事业用人单位对工程测量技术人才的反馈意见，用人单位对学生的实践动手能力及学习新知识，掌握新技术能力要求较高。因此，测量人员的实践能力是非常重要的，是每一位合格的测量人员必须具备的专业素养。

三、“2+1”人才培养模式

“2+1”人才培养模式是“工学结合”教学模式的一种具体体现，主要应用于高职高专院校。学生在学校的前两年进行基础知识和技能训练，最后一年到企事业单位参加顶岗实习。通过这种方式使学生在学习好专业知识的同时积累生产工作经验，实现学生毕业后知识能力与岗位需求的无缝对接。

四、测量专业实践教学改革

（一）改革实践教学体系

根据工程测量技术专业的教学目标及岗位需求，应构建起“夯实基础，加强能力”的实践教学体系，使实践教学循序渐进。早期实训课程以提升学生专业兴趣为目标，巩固学生专业基础理论知识与实践动手能力为基础。专业应用实践课程注重提升应用实践技能培养，以帮助学生更好地理解各种专业技术在实践中的应用情况，培养学生对实际问题的分析与解决能力。

（二）改革毕业设计（论文）教学模式

毕业设计（论文）是高职高专学生培养方案中的一个必修的教学环节，目的在于总结专业学习的成果，培养学生综合应用所学专业知识解决实际问题的能力。毕业设计（论文）应推行校企联合指导毕业生进行毕业设计（论文）。学生在最后一年进行顶岗实习，学生在单位实习期间由单位的技术人员与教师共同指导学生，确定学生毕业设计（论文）的中心内容。这样毕业实习与毕业设计相辅相成，同时学生通过毕业实习、收集资料、学习方法、解决问题进而完成毕业设计（论文）。

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地籍管理县土地管理的基础，核心是土地权属管理。地籍测量是实现地籍管理的基础工作，它为地籍管理提供必要的基础资料。目的是为土地管理提供准确的数据。地籍测量具有动态性即地籍测量获得更新要随着土地变更登记的进行及时更新，及时反出土地依法变更的现状；地籍测量精度指标要求高即保证土地权属管理需要的精度为前提，在检查评定其成果质量时，把相邻精度作为重要指标；地籍测量的法律性即在土地登记条例中单列地籍测量条目，这就赋予了地籍测量在法律上的权利义务并承担后果的法律责任。以费县城镇地籍测量为例

⑴测区概况：临沂市费县位于山东东南部，地跨东经117°36 ＇～118°18＇，北纬35°01＇～35°33＇，现辖费城镇等14个镇和勺药山等4个乡，总面积为1894.48平方千米，总人口为92.08人。地势南北高、中低，呈西北、东南倾斜。科技论文，地籍测量。境内浚河、温凉河、祊河、沭河4大河流纵贯，交通便利，兖石铁路，京沪高速公路、日东高速公路贯通全县，国道、省道、县乡公路连接个乡镇村。

⑵特点：1、为保证费县建成区成果资料的精度并与临沂市坐标系统统一决定选用中央经线为118°30＇00。科技论文，地籍测量。科技论文，地籍测量。临沂市C级GPS控制网资料有中央经线为117°00＇00和118°30＇00两套成果由于费县地理位置位于东经118°00＇00两侧，利用C级GPS控制点的坐标分别按中央经线为117°00＇00、118°30＇00、118°00＇00的成果计算每公里实际边长投影至参考椭球面上的变形值进行比较分析 (范围3.9～12.7mm）选用中央经线118°30＇00时，费县建成区变形值最小。科技论文，地籍测量。

2、D、E级GPS控制测量

2.1 平面坐标采用1980西安坐标系，采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系，投影面为参考椭球面；高程采用1985国家高程基准。科技论文，地籍测量。布设D级GPS控制网16点，平均边长10Km。E级GPS控制网24点，根据各个镇具体情况平均边长0.2～5Km。相邻GPS控制点最小距离应大于平均距离的1／3，最大距离应小于平均距离的3倍

2.2 一级控制测量

一级控制测量在C级 D级、E级GPS控制点下加密，在建成区及建制镇布设103点，编号按阿拉伯数字顺序编排，点号前冠以罗马数字“Ⅰ” 。一级控制点平均距离300～500m，建成区平均边长300m，建制镇平均边长500m.

2.3 控制点的外业观测

使用Topcon hiper GD双颇GPS接收机或Trimbie 4600 LS单颇GPS接收机，按快速静态定位模式观测。天线高两次量测，较差不得超过3mm，取中数使用，天线高记录不得划改。

基线解算即平差使用GPS接收机随机软件、武汉测绘科技大学PowerADJ软件。

3、高程控制测量

3.1 建成区布设四等水准路线约100Km，四等水准联测部分位于平地的D、E级GPS控制点和一级控制点。

3.2各建制镇位置分散且处于丘陵地区，不便于水准联测，各镇控制点高程利用了三等水准的C级GPS控制点和就近的国家水准点单独布设四等水准。四等水准以国家二、三等水准点和联测了三等水准的C级GPS控制点为起算点。

3.3 外业观测使用DS3型以上等级水准仪和区格式水准标尺。水准仪、水准标尺按GB 12898—91《国家三、四等水准测量规范》中5.2.2的检测项目检验，并进行记录和整理，检验合格的仪器的标尺方能投入使用。

水准测量采用中丝读数法进行单程观测，测站观测顺序为“后后前前”，距离直读，每一测段的测站数均应为偶数。平差计算采用水准网严密平查程序计算。未联测四等水准的D、E级GPS点及一级控制点的高程，利用GPS点的大地高进行高程拟合求定。

4、图根控制测量在一级及其以上等级控制点的基础上，以附合导线、支导线、极坐标法进行布测，开阔地区采用GPS—RTK方法施测。图根点的编号以街道为单位按阿拉伯数字顺序编排，点号前冠以英文字母“P”。图根点的高程使用全站仪观测一测回的方法进行，使用近似平差软件进行平差计算。

5、 碎部测量

5.1 碎部测量采用全解析法进行，即使用MAPSUV数字绘图软件，利用全站仪进行野外数据采集，内业使用微机进行编辑

5.2 地籍要素采集的主要内容包括各级控制点、居民地、工矿建（构）筑物、交通、管线、水系、地貌、植被等。

5.3地籍要素野外数据的采集，在各级控制点上利用全站仪极坐标法、交会法或内外分点等方法测定。科技论文，地籍测量。当控制点不能满足需要时，发展支导线作为测站，总长不超过200m。

6、绘制地籍图

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2科技竞赛的组织实施

2．1科技竞赛项目及要求

首先关于举办大学生物理实验科技竞赛的通知。竞赛分为初赛、实验操作和答辩三个环节进行，报名与参赛均以组为单位，每组两人。初赛以笔试形式考查报名选手的基本知识和基本实验技能。实验操作考察学生的动手能力和灵活运用所学知识设计实验的能力，参照我校现有仪器和条件，提出竞赛项目及要求：（1）学生在校期间完成的物理思想清晰，物理知识点明确的实验制作或测试方法和手段。（2）学生在校期间完成的物理思想清晰、与实验相关的科研论文和教学论文。教学论文包括物理实验内容和方法的改进、现代测量技术在物理实验中的应用以及实验数据处理优化等。（3）对物理实验现有仪器进行改进，使操作更加便捷、测量更加精确；对物理实验现有仪器进行重新组合，开发新的实验项目，完成新的实验功能；基于物理课现有实验项目，提出新的实验方法。实验操作中要求两名选手团结协作，按照自己的设计方案在规定时间内完成仪器调试、数据测量、提交报告。

2．2评判标准

由任课教师对学生提交的论文进行评定，要求论文的物理思想清晰，物理知识点准确，论文结构合理，语言描述流畅，符合科技论文的基本要求。

2．3评奖办法

由任课老师在每自然班筛选出三组同学进入最终的竞赛，评奖小组由所有任课教师和物理实验老师共同组成，最终采用答辩方式确定前三等奖，并颁发获奖证书及奖金。其成绩可按一定比例计入大学物理实验课程的总成绩。很明显，这种充分体现学生实践能力的竞赛项目及评奖活动，会充分激发教师和学生做好物理实验的积极性和“教好”与“学好”的热情，可有效地将老师和学生结合成统一的整体。

2．4科技竞赛项目实例

竞赛项目：利用万用表检测较为复杂的集成电路故障所需仪器：万用表；集成电路操作过程分析：首先要根据故障现象，判断出故障的大体部位，然后通过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。集成电路中总有一个接地脚与印制电路板上的“地”线是接通的，由于集成电路内部都采用直接耦合，因此，集成块的其他引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻。可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻与标准值相符，说明这块集成块是好的；反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。当然，由于集成块内部有大量的三极管、二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测量一次，获得正、反向两个阻值。

只有当内部直流等效电阻正、反向阻值都符合标准时，才能断定该集成块完好。也可采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是由元件引起，还是集成块内部引起。在路检测集成电路内部直流等效电阻时可以不必把集成块从电路上拆下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其他脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的内部直流等效电阻的正、反向阳值便可判断其好坏。效果与不足：学生通过竞赛对万用表的使用方法和注意事项有了更加深入的理解，通过对复杂的集成电路故障的分析检测，对各种仪器设备的电路故障分析检测能力有了明显的提升，懂得了学以致用的乐趣，对其他的物理实验项目也有了浓厚的兴趣。不足之处是每个自然班只有三组同学参加竞赛，竞赛的影响面不够宽广，今后要进一步扩大参赛同学的人数。

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1引言

全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可以完成该测站上的全部测量工作，所以称之为全站仪。通过它的主机的标准通讯接口,可实现全站仪与计算机数据通讯,从而使测量数据的获取、管理、计算和绘图形成一完整的自动化测量系统。在解决空间三维坐标功能上,它具速度快、精度高、省工时等特点,因而被广泛应用到地形图测、公路桥梁以及建筑工程的施工测量、放样中去。论文参考。

2.使用过程中注意问题

2.1使用前的仪器检验

（1）照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴．即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉，使气泡向正中间位置退回一半．为使竖轴竖直，再用脚螺旋使气泡居中即可．此项检验与校正必须反复进行，直到满足条件为止．

（2）十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点，使望远镜绕横轴上下转动，如果小点始终在竖丝上移动则条件满足．否则需要进行校正．校正时松开四个压环螺钉（装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动，校好后将压环螺钉旋紧。

（3）视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标，盘左盘右观测之，取它们的读数（顾及常数180°）即得两倍的c（c=1／2（ɑ左－ɑ右）

（4）横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位置瞄准墙壁高处一点p(仰角最好大于30°)，放平望远镜在墙上定出一点m1。倒转望远镜，盘右再瞄准p点，又放平望远镜在墙上定出另一点m2。如果m1与m2重合，则条件满足，否则需要校正。校正时，瞄准m1、 m2 的中点m,固定照准部，向上转动望远镜，此时十字丝交点将不对准p点。抬高或降低横轴的一端，使十字丝的交点对准p点。此项检验也要反复进行，直到条件满足为止。以上四项检验校正，以一、三、四项最为重要，在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。

（5）对中器检验。这项相对以上要难一些。书上说是首先要将仪器调平，但经验证明不必这么做，因为这是在校对中器，将仪器架好之后，我们假设0度方向，把对中器对准地面一个目标，目标越小越好，最好是自己做个十字点，然后旋转180度，看是否对中，如不对中则要校。首先打对中器护盖看到四颗螺丝，再看对中器的十字细丝或者小圆点在地面目标的哪边，例如，在上边就松上边那颗螺丝，紧下面那颗。在这里请注意，也只是改一半，调到差距一半即可。同理，左边就松左边紧右边。其它方向按此理推，然后旋转至0度位置看是否居中，如不是照此方法重做。(汁意，一般几个螺丝都会动才行，但基木方法都是如此.但这只针对于对中器是正镜才这样调，倒镜反之。)

2.2使用时全站仪参数设置

使用全站仪进行距离测量时，必须选用与全站仪配套的合作目标，即反光棱镜，并且仪器站和棱镜站均需要精确对中、整平。在距离测量前应进行气象改正、棱镜类型、棱镜常数改正、测距模式的设置等，然后才能进行距离测量。

（1）气象改正：由于红外光在大气中的传播速度因大气折射率的不同而变化，而大气折射率与大气的温度和气压有关。仪器设计是在T=15℃，标准大气压p=1.013×Pa(760mmHg)时气象改正数为0。论文参考。一般在进行精密测距时，应该输入仪器检定标准（检定时的温度、气压、湿度），同时记录测距时的温度、气压、湿度，按仪器提供的改正公式进行测后气象改正。

（2）棱镜常数改正：.反射棱镜是一种直角棱镜.能将全站仪发射的调制光板按原路反射回去，棱镜常数即棱镜光学中心相对于机械中心的距离，设计为固定值，且同厂家的般标称值相同，如TOPCON的一般为0、LEICA的一般为-34.4mm等，但实际上棱镜常数单个来看是有系统误差的，且有的甚至达到4mm之多。而棱镜是全站仪测距系统的部分，我们检定其测距常数是反映的整全系统的误差，所以对于此等级较高的仪器，测量时棱镜是否配套，将直接影响到其测距常数的测量准确性。使用配套棱镜的另一个理由是有的全站仪只设置了测距乘常数的修改程序。不能对加常数直接进行修正。但如果是能配套使用棱镜的话.那么不妨把加常数看成棱镜常数的修正值，而棱镜常数的改正在全站仪里有方便的程序可以调用，这样就解决了加常数的修正的问题。根据使用的棱镜型号输入常数值进行设置或测后改正。

（3）仪器加常数改正：仪器加常数是由于仪器和棱镜的机械中心与光电中心不重合而引起的，出厂时已调试为零，根据检定结果，测后改正。

2.3全站仪的误操作

全站仪在操作过程中难免发生错误，无论在何种情况发生误操作错误均可回到基本测量模式，再进入相应的测量模式进行正确操作。角度测测量模式除外的其他测量模式均为测距，如果没有信号可回到基本模式，再准确瞄准棱镜进行相应的测量工作，否则检查棱镜是否正对仪器。当视线接近正对太阳光时应加望远镜遮光罩，否则将无法测距。

2.4电池的使用

全站仪的电池是全站仪最重要的部件之一，现在全站仪所配备的电池一般为Ni-MH(镍氢电池)和Ni-Cd(镍镉电池)，电池的好坏、电量的多少决定了外业时间的长短。

（1）建议在电源打开期间不要将电池取出，因为此时存储数据可能会丢失，因此请在电源关闭后再装入或取出电池。

（2）可充电池可以反复充电使用，但是如果在电池还存有剩余电量的状态下充电，则会缩短电池的工作时间，此时，电池的电压可通过刷新予以复原，从而改善作业时间，充足电的电池放电时间约需8 h。论文参考。

（3）不要连续进行充电或放电，否则会损坏电池和充电器，如有必要进行充电或放电，则应在停止充电约30 min后再使用充电器。

（4）不要在电池刚充电后就进行充电或放电，有时这样会造成电池损坏。

（5）超过规定的充电时间会缩短电池的使用寿命，应尽量避免。

3.结束语

现在全站仪的使用越来越广泛，在测量过程中只要观测者认真、仔细观察仪器的工作状态和数据显示内容，完全可以及时发现和避免错误发生。所以只有掌握全站仪的工作原理、熟悉操作步骤、明确测量功能、合理设置仪器参数、正确选择测量模式，才能真正充分发挥全站仪在测量工作中的优势。

参考文献：

[1] 高井祥,肖本林,付培义等.数字测图原理与方法[M].徐州:中国矿业大学大学出版社,2005:98-99.

[2] 张华海,王宝山,赵长胜等.应用大地测量学[M]. 徐州:中国矿业大学大学出版社,2008:104-104

[3] 何保喜,梁玉保,王晓静.全站仪使用中应注意的问题[J].中国西部科技,2005,3月上半月刊,20-22

[4] 程龙飞.浅谈使用全站仪应注意的几个问题[J].科技信息,2008,18:93-93

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一、概述

全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。GPS应用到测量行业，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。

其中RTK模式的工作原理，就是在已知高等级点上安置接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标。

传统的导线测量，不仅要求相邻点之间通视GPS，而且精度分布不均匀，在较大的区域布设时，精度往往都不高。而采用常规的GPS静态测量、快速静态方法虽然精度高，但效率低，而且不能实时提供定位坐标和精度。利用RTK技术，则不受天气、地形、通视等条件的限制，操作简便，并节省了人力，不仅能够达到导线测量的精度要求，而且误差分布均匀，没有误差累积问题，提高了作业效率期刊网。对图根点的检测是精度检核的重要技术手段，在RTK图根控制测量需进行检核。

二、RTK图根控制的检测

1.项目概况

兴业县葵阳镇整村推进土地整治项目是广西区重点项目，地势平缓开阔，南北都是丘陵，中间是水田和三个村庄，交通便利。位于东经109°45′～49′，北纬22°41′～44′之间。测区总面积6.8平方公里，成图比例尺为1：1000，已做好12个E级GPS控制点的测量工作，准备检测E级GPS点后开始对已埋设图根点的标石、钢钉或木桩作控制测量。

2.测量技术要求

RTK测量卫星状态的高度截止角在15°以上的卫星个数≥5个，PDOP值≤6。

RTK平面控制点测量主要技术要求如下表：

 

等级

相邻间点平均边长/m

点位中误差/cm

边长相对中误差

与基准站的距离/km

观测次数

起算点等级

一级

500

≤±5

≤1/20000

≤5

≥4

四等以上

二级

300

≤±5

≤1/10000

≤5

≥3

一级以上

三级

200

≤±5

≤1/6000

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当前大部分测验只能提供单一的测验总分或能力值，但是具有相同分数或能力值学生的认知结构（或称知识状态）可能不同，因此，对他们采取的教学补救措施是不一样的。由此产生了一个很重要的问题：如何才能精确地测量出学生的知识状态呢？认知诊断理论能够回答该问题。

一、认知诊断的发展

理论和实际需求推动了认知诊断的快速发展。理论上，认知诊断的计量模型可以提供一个有效机制来验证认知理论；实践中，美国政府于2001年提出的《不让一个孩子掉队》的法案更是促进了认知诊断的蓬勃发展。其实早在20世纪80年代，就已经有众多学者开始注重认知科学和心理测量学的结合对教育领域的指导作用。Glaser曾批判传统的教育测验缺乏对被测心理特征的关注[1]，Snow和Lohman在其编写的《认知心理学对教育测量的影响》中曾预测，教育测验可能会要求提供更多的学习诊断及教学指导信息。Nichols首次将认知科学和心理测量学的结合称作认知诊断评估，并在1995年出版专著《认知诊断评估》，从而使得该名称沿用至今[2]。Stout认为在21世纪，认知诊断将会成为新的测验范式[3]，并得到广泛的研究。许多认知诊断研究者先后出版专著，从各个角度详细地介绍了认知诊断理论及其应用，其中包括：Leighton和Gierl在2007年出版的《教育认知诊断评估：理论及应用》[4]，Tatsuoka于2009年出版的《认知评估：规则空间简介》[5]，以及Rupp等人于2010年出版的《诊断测量：理论，方法及应用》[6]。

近几年国际和国内更是掀起了认知诊断的研究热潮。2012年9月在南昌举办的第十届海峡两岸心理与教育测验学术研讨会出版了专著《认知诊断理论、方法与应用》，对国内的认知诊断研究起到了极大的推动作用。作者仅在CNKI输入“认知诊断”关键词查询所有期刊后，就得到了23835条结果，而且呈逐年递增趋势，可以看出认知诊断研究正在蓬勃发展。

二、认知诊断的相关理论

认知诊断理论主要包含Q矩阵理论及认知诊断模型（CDM）两部分，下面分别对这两部分进行介绍。

（一）Q矩阵理论

Q矩阵理论的先驱是Tatsuoka教授，她认为Q矩阵理论欲确定学生不可直接观察的知识状态，并且运用可以直接得到的观察反应模式（ORP）表示这些知识状态[7]。学生的知识状态由属性向量表征，“属性”表示测验项目的特征，是学生正确解决特定项目所需要的认知加工能力和技能[8]。一个完整的Q矩阵理论包含：属性层级结构（AHS）、邻接矩阵（A）、可达矩阵（R）、缩减矩阵（Qr）、学生Q矩阵（Qs）、测验Q矩阵（Qt）及期望反应模式（ERP）[9]。下面用一个具体例子对Q矩阵理论进行详细阐述。图1为假定的关于某份认知诊断测验的属性层级结构。

如图1所示，该份测验界定的6个属性之间存在层级关系。例如，属性1是属性2和4的先决条件，即掌握属性2之前必须首先掌握属性1。这种层级关系是必要的，比如掌握乘法之前，必须先掌握加法。根据图1所示结构，可以得到邻接矩阵A阵，它是描述属性间直接关系的矩阵，图1的A阵如表1左侧所示。由A与同阶单位阵I的和A+I，通过Warshall算法可得到可达矩阵R阵，它是描述属性间直接、间接以及和自身关系的矩阵，如表1所示。

注：A1-A6表示图1中的6个属性，“1”表示存在关系，“0”表示不存在关系

在得到R阵之后，可以通过删除法[7]或扩张算法[10]导出所有可能存在的项目类别，即在图1所示的属性层级结构之下，一份测验能够编制出来的题目类型，记作缩减矩阵Qr阵，行代表属性，列代表项目类。在图1所示的层级结构下，最多只能出15种类型的题目，如表2所示。

将Qr矩阵转置并加上一列全0向量（代表该学生一个属性都未掌握）即可得到图1下所有可能的知识状态的集合，共有16种知识状态。

测验Q矩阵，即Qt矩阵是由Qr阵的列自由组合得到，但有一点十分关键，即自由组合中必须包含R阵，这样才能使学生的知识状态与期望反应模式一一对应[11]，换句话说，Qt矩阵中必须包含R阵，才能保证对学生知识状态评估的精确性。

期望反应模式指学生在不存在任何失误和猜测的情况下对题目的作答反应模式，即学生掌握了题目考察的属性就能答对该题，只要有一个属性未掌握就答不对该题。但现实中，学生在作答时或多或少都会存在一些失误或猜测，因此，期望反应模式是一种理想化的反应模式。

对上述概念进行串联之后，我们可以通过图2来理解Q矩阵理论：

（二）认知诊断模型

测验施测后，只能得到学生的作答数据，要想得到学生的知识状态，就需要使用认知诊断模型进行估计。目前开发出来的认知诊断模型已达100多种[12]。下面仅简单介绍几个比较常用的认知诊断模型。

1.线型逻辑斯蒂克特质模型（LLTM）

Fischer提出的LLTM模型是认知诊断模型的雏形[13]，它是在Rasch模型的基础上改造而成的，其模型为：

，其中θi是学生的能力参数，bj是题目的难度参数，qjk是属性k在题目 j上的复杂度计分， K为测量到的属性个数，ηk是属性k的复杂度权重，d是标准化常数。LLTM用属性复杂度的线性组合表征题目难度，属性对题目的贡献越大，则题目的难度也越大。

2.规则空间模型（RSM）

Tatsuoka提出的规则空间模型是一种基于模式识别和分类技术的诊断方法。该方法首先基于Q矩阵理论，分析出测验考察的所有认知属性以及每道题目考察了这些认知属性中的哪些，同时还能确定学生所有可能的知识状态种类。RSM认为学生的作答还会出现失误和猜测两种意外情况，这时学生的ORP会与其ERP不符，那么该如何基于ORP估计出学生的知识状态呢？RSM根据项目反应模型计算出一组序偶R（θ，ζ），它在规则空间中是一个坐标点，称为纯规则点。θ是学生的能力参数，ζ是基于项目反应理论的一个警戒指标，表示能力为θ的学生其实际作答反应模式偏离其真实能力水平相对应的项目反应模式的程度。基于ORP，可以计算出每个学生的序偶，然后使用贝叶斯判别或马氏距离判别可将学生判归为某个纯规则点，这个纯规则点即代表了相应的知识状态。

3.属性层级模型（AHM）

AHM是在RSM的基础上发展起来的，该模型同样采用了RSM模型的Q矩阵理论，但有两点不同之处。第一，AHM强调首先要界定好属性及其层级结构，据此来编制诊断测验，RSM是在现有测验的基础之上，反推属性及其层级结构。第二，AHM根据最大相似概率对学生进行判别，RSM通过建立规则空间，使用距离判别法对学生进行判别。Leighton等提出了两种基于项目反应理论和概率论的分类方法：A方法和B方法。

方法A：

，其中

sj（01）表示学生i的期望反应为0，但观察反应为1的所有题目的集合；sj（10）表示学生i的期望反应为1，但观察反应为0的所有题目的集合。P（θi）为学生i的正确作答概率，由项目反应模型估计得到。

方法B：

。该方法与A方法的区别在于，B方法认为拥有某个观察反应模式的学生，掌握了所有逻辑包含在其中的期望反应模式的属性组合，对于那些逻辑不包含的期望反应模式，只需考虑失误而不需考虑猜测[14]。

4.确定性输入，噪音“与”门模型（DINA）

DINA模型是具有显式项目特征函数的诊断模型[15]，其数学表达式为：

，其中

是潜在反应指标，具体含义是指，若学生i掌握了项目j所考察的全部属性，则ηj=1，否则，ηj=0。从中可以看出，DINA模型能将学生分为两类，一类是掌握了题目考察的全部属性，一类是至少有一个题目考察的属性未掌握。αik 指学生i是否掌握了第k个属性（k=1，2，…，K）， αik =1表示掌握，αik =0表示未掌握。qjk表示项目j是否考察了属性k，若qjk=1表示考察了，qjk=0表示未考察。sj是题目的失误参数，它表示学生 i 掌握了题目 j 考察的全部属性，反而答错的概率；gj是题目的猜测参数，它表示学生 i 未全部掌握题目 j 考察的属性，反而答对的概率。一个质量较好的题目，应该具有较小的 sj 和 gj 参数，并且要满足1-sj>gj[16]。

5.融合模型（FM）

FM被认为是一个很成功的认知诊断模型[17]，其数学表达式为：

。

其中

，表示掌握题目j考察的全部属性的学生的正确作答概率，也称作题目的难度参数，其值越大，题目难度越小。

表示学生未掌握属性k所带来的惩罚，每少掌握一个题目j考察的属性，正答概率就会下降。r*ik也称作属性区分度，其值越小表明属性越重要。cj 表示学生答对项目 j 所需残余能力的程度，它是表征 Q 矩阵完整性的指标，cj值越大说明 Q 矩阵界定越完备[18]。

三、认知诊断测验编制方法

认知诊断测验与传统测验的主要区别在于：（1）认知诊断测验的目的是侦查出学生的知识漏洞，进而采取针对性的补救措施，促进个体的认知发展；而传统测验意在对学生进行整体评价或筛选，较少关注个体的认知结构。（2）认知诊断测验需要由认知心理学和心理测量学专家事先界定出完成测验任务所需的认知属性，以及它们之间的层级结构，然后根据Q矩阵理论编制测验；传统测验一般是根据双向细目表来编制测验，无法侦查出学生在认知结构和认知加工过程方面的情况。（3）在编制认知诊断测验时，不仅要满足测验考察的内容、题型、难度、区分度等标准，同时还要兼顾可达矩阵、每个属性的考察次数以及每道题目所考察的属性个数等因素。（4）传统测验追求的是总分分布形态尽量呈正态分布，分数之间的变异性越大越好[19]，认知诊断测验对总分形态没有要求。

基于以上区别，认知诊断测验的编制方法与传统测验大不相同。国外学者从不同方面对其编制方法进行了研究[20]，包括：认知设计系统[21]、证据中心设计[22]及基于KL信息量的认知诊断测验编制法[23]。在综合了前人研究的基础上，我们认为编制一份优良的认知诊断测验应该包含以下步骤：

1.确定认知诊断评估的目标和群体；

2.根据目标，由专家界定出完成测验任务所需的认知属性，以及它们之间的层级结构；

3.根据属性层级结构，利用Q矩阵理论建立一系列矩阵，其中测验矩阵Qt阵十分重要，是认知诊断的测验蓝图[9]；

4.根据Qt矩阵编制认知诊断题目；

5.选择合适的认知诊断模型对题目参数和学生的知识状态进行评估；

6.对题目质量进行分析，例如，题目参数是否合理，Q矩阵质量是否合格，界定是否完备；

7.根据第6步的结果对题目进行修订或增删，以及对Q矩阵进行重新标定，之后重复2-7步骤，直到所有的题目均达到理想标准；

8.测验组卷。

四、认知诊断测验的效度检验

效度检验不应该仅局限于对测验本身是否达到预期测量目标的范围（内容/结构效度），还应该包括补救和指导效果的考察（校标效度）[24]。关于效度检验，目前有以下两派观点。

（一）Messick框架

Messick提出的效度检验框架[25]，关注的是由认知诊断设计带来的正向或负向结果，它强调认知诊断设计与补救之间的联系。Messick区分了认知诊断结构效度的7个方面：（1）内容是否体现了认知诊断的目标领域；（2）学生是否运用了相应的认知加工过程去完成测验任务；（3）评分是否反映了学生能力与目标领域的交互作用；（4）认知诊断得到的结果是否能预测期望的结果；（5）认知诊断测验的结果是否公平可信；（6）认知诊断测验是否有较好的聚合效度和区分效度；（7）测验结果的外推性如何，例如是否能够推广到不同时间、地点以及实测环境。

（二）荷兰学者框架

Borsboom及其同事提出了认知诊断效度检验的三个主要概念[26]。（1）测量概念：认知诊断评估需要关注的是那些可以被量化的研究侧面，其中包括测量到的内容与想要测量内容的一致性、在不同情况下测量到的结果是否具有不变性，以及测量到的结果是否准确。（2）决策概念：能够用心理测量方法进行量化研究，包括额外评估，以及根据经验与诊断评估分数相关联的其他标准。强调对一个较稳定特质的测量结果是否能准确预测未来，是否采用了最佳的测量方案等。（3）影响概念：量化基于诊断评估所进行的决策评价，不能直接追溯到诊断评价的心理测量性质本身，而应该根据测量结果的变异性来考察效度。该概念包括测量的结果是否可以被接受，对不同人群测量是否公平等。

以上两派观点均是从理论出发，探讨在认知诊断中该如何对效度进行检验，以及应该关注的方面。实践中，一些学者采取具体措施对效度问题进行了检验。Tatsuoka和Tatsuoka将补救措施作为实证效度的证据[27]，他们对学生进行前测后，根据诊断结果对学生实施了针对性的补救措施，然后在实施后测之后发现，93%的学生有了进步，7%的学生发生了退步；Jang在对二语阅读理解进行诊断后将结果反馈给教师和学生发现，所有的教师认为诊断信息十分有效，能够使学生了解未掌握的属性有哪些，并有效指导教师教学，有39%的学生经常使用反馈的诊断信息来指导自己学习，50%的学生偶尔使用反馈信息[28]。Embretson和Yang还提出建立项目难度对认知属性的回归检验，来测量认知属性对题目难度的解释量，以此来验证Q矩阵的内部效度[29]。

五、认知诊断在实践中的应用

认知诊断在实践中得到了广泛的运用，概括起来，主要包含两个领域：教育领域和临床诊断领域。其中第一个领域的研究颇丰。

（一） 认知诊断在教育领域的应用

在数学学科方面，余嘉元运用RSM对江苏省中学生解不等式题进行了诊断研究，这是RSM在国内的首次应用[30]。范士青用RSM，采用任务分析的方法归纳出加减法运算的属性及其层级结构，以此编制测验，调查了268名小学二、三年级学生对整数减法计算的掌握情况，研究发现，有87%的学生被成功划归到18个理想反应模式中[31]。

在语言研究方面，Hartz等人运用融合模型对小学三年级学生的阅读评估测验及PSAT测验进行了研究[32]；刘慧以现代汉语普通话六个基本颜色词为对象，运用RSM对汉语非母语者对这些颜色词的认知模式作出判别，并对他们的掌握情况作出诊断性描述，这是RSM在汉语语言测试中的首次应用[33]。王静用RSM对857名被试进行了C.TEST阅读理解测验的诊断性评价研究，将90.57%的被试成功地划归到50个理想反应模式中[34]；赵雪晶用RSM对289名以汉语为第二语言学习者进行了量词掌握模式的诊断研究，有95.16%的被试得到了成功归类[35]；蔡艳、丁树良和涂冬波根据高考英语数据，采用AHM方法对82000名考生作了认知诊断分析，探明了目前高中生在英语阅读问题解决的认知特征及存在的问题，为教学指导及评估提供了丰富信息[36]。

在认知能力测验方面，康春花和戴海琦用LLTM对空间折叠能力（心理旋转）进行了实证研究，取得了良好的效果[37]。戴海琦和刘声涛还用LLTM对影响瑞文测验项目认知难度因素进行了实证研究[38]。余嘉元用RSM编制了40道题目，对南京市中学生进行测量，发现其中有318人存在不同程度的认知缺陷，他们能够被划归到16种不同的理想反应模式中[39]。赵顶位将AHM运用于三段论推理测验编制及个体知识状态的判别中[40]。赵顶位和戴海琦用高阶DINA模型对江西省三所中小学4-8年级学生的几何类比推理问题解决能力进行了诊断评估，探明了目前学生在解决几何类比推理问题中所存在的问题，进而为提出针对性的补救措施提供依据，使学生能够更好地掌握知识[41]。

在其他学科中的应用方面，刘启亮用RSM作了初中化学认知诊断的研究，将91.46%的被试判归为21种理想属性反应模式，然后就根据诊断结果该如何进行补救进行了相关探讨，从班级和个体两个层面从理论上提出了一些补救方案[42]。黎娇以欧姆定律学习为例，运用RSM进行了中学物理教学评价中的实证研究[43]。徐光建用高阶DINA模型编制了高一物理认知诊断测验[44]。

（二） 认知诊断在临床诊断领域的应用

Templin等人运用DINO模型对593名被试在病理性赌博方面进行了临床诊断研究，按照《精神障碍诊断与统计手册》（DSM-IV-TR）给出的10条标准，估计出了每个被试在各条标准上的“掌握程度”，从而判断该被试是否存在病理性赌博倾向[16]。

此外，Reif等人认为以往人格问卷的编制缺乏直观性，并且题目的难度均是由实证研究所决定。为了增加问卷题目的结构效度，他们使用LLTM编制了人格问卷[45]。

六、结语

未来认知诊断的发展不仅需要关注对测量模型的研究，更需要加强理论建设（Q矩阵理论），只有两者齐头并进，才能更好地壮大认知诊断理论。正如Leighton等人曾说：“认知诊断评价还处于婴儿期，但它的起源是非常牢固的。”[5]最后，希望更多的心理学工作者能够加入到认知诊断研究中，共同推进该测量理论的发展。

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篇8

物理科学伴随着物理实验的发展而发展。在教育教学领域，物理实验教学发展到今天，对物理教学起到了巨大的推动和促进作用。

新课程标准提出“三位一体”的目标应该是我们教学实践追求的终极目标。然而，随着基础教育改革的深入，以往实验教学中存在的缺陷逐渐暴露出来，也引起越来越多的人的关注。为解决理想和现实的矛盾，就需要我们找到问题的“瓶颈”。

1．问题的提出

1．1新课标的实验要求

《普通高中物理课程标准（实验）》〔1〕明确提出：实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源。

观察现象、进行演示和学生实验，能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识，这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验技能，培养实事求是的科学态度，引起学习兴趣，具有不可代替的重要作用。大力加强演示和学生实验：学校和教师应根据课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验；应最大限度地利用实验室现有的器材，力求利用多年闲置的器材开发新的实验；充分地开发和利用实验室的丰富课程资源，尽快改变实验室的封闭式管理状态，实验室应该尽快向学生开放，鼓励学生主动做课外实验。

开设“物理实验专题”模块，目的是使学生较为深入地学习物理实验的有关理论、方法和技能；进一步提高学生的实验素养，激发学生实验探究的兴趣；增强学生的创新意识；培养学生实事求是、严谨认真的科学态度；养成交流与合作的良好习惯；发展学生的实践能力。

在本模块中，学生应完成不同难度的实验，原则上实验数量不少于8个。模块的设计尤其注重从以下几个方面培养学生：（1）经历实验探究过程；（2）强化实验方案的自我设计；（3）深入对实验过程和实验误差分析；（4）重视对实验方案和实验结果评估。从中我们不难看到新课标已经重新审视了基础教育中的实验问题，并提出明确的要求，中学物理实验的改革势在必行。

1．2实验教学的现状

我们的物理实验教学现状还是不容乐观，归结起来，主要有教师、学生和评价体系三个方面的问题。

1．2．1来自教师的主要问题

（1）学校和教师受传统教育的影响，普遍存在着重理论轻实验的思想

不少高中学校对物理实验重视不够，而且实验教学的效果也不理想。在部分教师的教育观念里，口头上讲素质教育，实际上还是重理论、轻实践，重分数、轻能力，只关心考纲考什么，学生考试分数如何，而很少问学生做了什么，能力如何。尤其是物理学科，由于教学中的“书本上讲实验”、“黑板上开机器”现象的存在，本应在生动、有趣的实验中，通过学生自身的感受、自己动手建立和发展起好奇心和求知欲，在老师枯燥无味、晦涩难懂的理论说教中泯灭了。

（2）实验教学模式僵化，物理实验教学的基本原则没有得到充分体现，教学方式呆板

当前，实验教学从教学内容到教学方式都没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说，教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项，写得面面俱到，然而每次实验课教师还要花相当长的时间根据教材讲实验目的、原理……然后学生照着现成的实验步骤或跟着教师动几下，取几个数据，实验就算完成了。学生草率完成、凑数据等现象屡见不鲜。这样的实验课，实际效果很差。

综上，核心问题是教师观念有待更新，素质有待提高。

1．2．2学生的主要问题：

笔者在多年的高中物理实验会考监考中，发现很多问题，主要有：

（1）对基本测量仪器的使用不规范

①使用某些仪器不知道调零或不会调零；②不明确仪器的测量范围，不会正确选用合适的仪器进行测量；③没有掌握仪器正确的使用方法；④不能正确地读取数据。

（2）动手操作能力差

操作过程中手忙脚乱，不知所措，程序颠三倒四。例如，测量未知电阻的阻值时，电路图能够画出，但实际连接电路时便错误百出。

（3）以“背”实验结论“代替”实验操作

当一部分学生拿到实验题目后，首先做的不是根据题目要求设计实验方案，进行实际操作，依据实验记录，推出实验结论，而是只凭脑子里死记硬背的知识，机械地默写实验结论，以“背”实验结论“代替”实验操作。

综上，核心问题是学生操作技能明显滞后于理论知识的掌握。

1．2．3评价体系不完备

另外，教育现实中，学生实践能力的教育和培养还存在着如学生实验在一些学校没有让学生进行实际的操作，学生的实验能力也不能进行评定，实验操作评价理论与实践缺乏全面的深入整合，难以找到可行的评定标准……学校的教育评价很多时候只是简单的文化课的考试，即使是具有权威的“高考”也不能对实验操作、亲身实践等环节进行直接评价，我们深思这种状况，其结果是学校、老师和学生都忽视了实验的本真意义。核心问题是缺乏到位的可操作性评价体系。

2．实验教学研究的现状

目前，广大学者和物理教师对高中物理实验的重要性的认识加深，并已经开始着手分析和解决实验教学中存在的具体问题。研究的内容也比较丰富，但综合来看，主要有这样三个方面：

首先，人们开始关注实验教学的功能，从具体的实验教学模式出发，提出各种实验教学模式，并探讨它们所能起到的对于学生发展的作用。例如：中学物理实验情境教学研究〔2〕、中学物理实验探究式教学研究〔3〕、设计性物理实验的设计与实施研究〔4〕、高中物理实验探究教学的探索和实践〔5〕、高中物理实验探究式教学的实验研究〔6〕、探索性物理实验的教育功能及其设计的研究〔7〕、开放式中学物理实验教学研究〔8〕……

其次，对学生实验能力的测量。例如：中学物理实验能力测量研究〔9〕……

再者，是对中学物理实验的评价问题的研究和探索。例如：中学物理实验教学目标分类测量与评价体系〔10〕、中学物理实验教学目标的分类测量与评价初探〔11〕……

毋庸置疑，以上各种研究和探讨，不论从哪一方面，对于中学物理实验教学改革都能起到很好的导向作用。尤其具有指导性价值的例如张军朋教授（注11）和丁玉祥老师（注10）在论文当中对实验教学的目标分类和建立相应评价体系的讨论。但是正如张军朋教授所指出的“物理实验教学目标的分类与制定和实施的可操作性之间还存在着一定的距离”11〕，在现实的实验教学改革中，要实现目标和实践的接轨，光有理论框架是不够的，我们需要架起一座联系二者的中间桥梁，这便是以学生实验操作能力为基点，加强实验考核。

3．问题的思考与实践

3．1对问题的思考

高中物理实验教学的弊端存在是现实，高考、会考及其存在的价值是现实，教师的观念亟待更新是现实，普通高中现有的实验条件和实验员的配备是现实，社会、学校、家长、学生对考试的需求是现实……；物理教学需要改革，物理实验教学需要改革，实验教学目标需要贯彻，相应评价体系也需要建立并付诸实施……从新的课程改革提出到现在，还是没有多大改观，仍存在一系列的问题，这问题出现的根源不在于实验重不重要，不在于客观环境条件允不允许，不在于教学改革是否合理，不在于评价体系是否完备，不在于有多少人做多少实验教学模式的探索，笔者认为只在于“考”。这也正是为什么有很多人做各种有益的教学模式的尝试与研究，而在实践中却只表现出做做样子，研究过后还得回到起点，使研究的意义变得索然的原因。

笔者不是反对考试，“考试”的观念在人们头脑中根深蒂固，而且考试有它存在的必要，这是不可否认的。就从高考选拔的角度来看，正如人民教育出版社主编、国家高中物理课程标准研制组负责人张大昌先生在2006年11月河北省骨干教师培训当中所讲：高分低能是有的，但高分高能是具有统计意义的。那我们物理实验教学改革为何不能从“考试”入手呢？

针对以上分析，笔者认为，为避免教学改革的形式化，符合普通高中的教学现状，使改革具有现实价值，实验教学改革应以实验考核做为切入点。任何改革都不可能一蹴而就，当理论体系相对完备，客观条件比如学校教育教学体制以及人们观念相对成熟一些时，再逐渐地将理论和实践进行完美地融合。正所谓“心急吃不了热豆腐”，我们应该允许这个渐近过程的存在。

3．2强化实验考核──我们的实践

在实验教学总目标的指导下，我们没有将每个实验目标具体细化，这种分解细化后再进行考核的方式由于涉及到教师素质、参加实际测量的教职人员、仪器以及测量时间等的分配问题，实行起来非常困难，就我们的现实条件还不允许。从可操作性角度出发，我们做了一系列的尝试。

（1）从考核形式上，我们采用的是实验操作与书面相结合的方式。教师根据实验教学目标进行命题，由学生在实验操作的基础上完成试卷。

（2）实验操作考核测量过程。

测量前，根据操作领域的实验教学目标，编好若干实验操作题，并提供一定量的仪器设备。试题突出典型实验，题目形式多样，包括排除故障式，读取数据式，设计实验方案式等，题目按名称，仪器要求等栏目写成卡片编号。由学生抽签决定考核哪些内容。在操作过程中，教师进行适当观察记录，然后综合评定成绩。

4．总结与展望

这种方式包含动手动脑的操作内容，以操作考试为主，笔试测量为辅，两者有机结合，在实验教学领域当属有益的尝试。在引起师生对物理实验重视的同时，学生在实验方面的精力投入也相应增加，对实验的理解、操作和设计等方面都有较大程度提高。更为重要的是，在准备考核的过程中，学生由不会、不懂、不能完成实验到能较好地完成实验，并能进行实验设计，收获了自信，体验了成功，为完成物理学习打下坚实的心理基础。

当然，我们的实践还很不完善，距离我们的目标也还有很大差距。但我们坚信，以实验考核作为实验教学改革的切入点，以“考”带“改”的策略在实践当中是有其实际价值的。以此为出发点，结合具体教学模式的探索与实践以及实验教学目标制定和评价体系的逐步完善，必将会使高中物理实验教学向着有效性方向发展。

注释：

〔1〕中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（实验）〔M〕．北京：人民教育出版社，2003．4

〔2〕聂六英．中学物理实验情境教学研究〔G〕．湖南师范大学教育硕士学位论文，2004．4

〔3〕衡耀付．中学物理实验探究式教学研究〔G〕．华中师范大学教育硕士学位论文，2004．

〔4〕漆建军．设计性物理实验的设计与实施研究〔G〕．华南师范大学教育硕士学位论文，2004．6

〔5〕汪端红．高中物理实验探究教学的探索和实践〔G〕．华中师范大学教育硕士学位论文，2004．5

〔6〕胡凤花．高中物理实验探究式教学的实验研究〔G〕．福建师范大学教育硕士学位论文，2005．8

〔7〕李科敏．探索性物理实验的教育功能及其设计的研究〔G〕．广西师范大学硕士研究生学位论文，2001．4

〔8〕刘峻松．开放式中学物理实验教学研究〔G〕．江西师范大学教育硕士学位论文，2003．8

〔9〕王振东．中学物理实验能力测量研究〔G〕．山东师范大学教育硕士学位论文，2003．10

篇9

【关键词】

数字图书馆 CSSCI 社会网络 合作模式

引言

随着科学技术的不断发展，学科专业化程度越来越高，一些复杂问题的解决往往需要不同学科的学者相互合作来完成，合作研究日益成为影响科学生产能力的重要因素，故由此催生了学术界对合作现象的研究。

数字图书馆（digital library）也称电子图书馆或虚拟图书馆，它的研究始于20世纪80年代末90年代初。1994年，美国国家自然科学基金、美国国防部高级研究中心计划署以及美国国家航天航空事务委员会联合发起数字图书馆启动计划（digital libraries initiative，简称DLI），随之世界上许多国家都将数字图书馆作为国家信息基础设施建设的重要组成部分。此后，数字图书馆迅速成为图书情报等领域的研究热点。我国的数字图书馆事业起步相对较晚，文化部于2000年开始在全国倡导实施中国数字图书馆工程。经过多年理论和实践的发展，也取得了丰硕成果。

数字图书馆研究是国内图书情报学科的重要研究领域和热门话题[1-2]，因此，本文以数字图书馆合作研究文献为基础，借鉴国内外相关研究成果，对国内数字图书馆领域的作者合作模式进行深层次的探讨。

2.1 数据来源

以CSSCI（中文社会科学引文索引）为数据源，检索策略为篇名中包含“数字图书馆”和中图类号“G250.76”下的文献，检索时间段为2006-2010年，共检出文献1 087篇。剔除无作者文献和会议通知等非研究性文献2篇，共获得数字图书馆研究领域相关文献1 085篇。

衡量某领域发展的重要指标就是研究论文数量的变化，统计文献数量并绘制相应的增长曲线，对于评价该领域所处阶段，预测其发展态势起着重要的作用。2006-2010年，我国数字图书馆领域研究论文的年代分布如图所示：

由图1可知，2006-2010年，除了2007年略有下降外，我国数字图书馆研究领域论文数量基本呈平稳发展状态。笔者在统计过程中发现，经过多年的发展，国内对数字图书馆的研究已不再是泛泛地探讨，而是逐渐深入到各个具体的方面，如数字资源、知识产权、信息服务等问题。这充分说明了我国数字图书馆研究在经历了“概念期”后正逐渐走向“务实期”。

2.2研究对象

由于发文量是衡量作者学术水平和科研能力的重要指标，而核心作者则是特定学科领域的重要领军人物，因此，本文以数字图书馆领域的核心作者为研究对象。

普赖斯在1969年出版的《小科学，大科学》一书中指出：撰写全部论文一半的高产作者的数量，等于全部科学作者总数的平方根。这就是普赖斯定律，可表示为：，其中：表示撰写篇论文的作者数，为该领域内最高产作者的论文数，为全部作者的总数[3]。因此，在数字图书馆领域现有的1 904位作者中，前44位应为高产作者，同时，按照普赖斯的理论，数为篇以上的作者为核心作者。核心作者的下限计算公式为：，其中为最高产作者所发的论文数。根据统计结果得知，=23，因此核心作者发文量应为4篇及以上。综上所述，选择发文量为4篇及以上的作者为核心作者，共67位。去掉4位独著作者，得出符合条件的合作作者63位，具体分布如表1所示。

2.3研究方法

社会网络分析（social network analysis，SNA）是对社会网络中各种关系结构及属性加以分析的理论和方法，它主要分析的是行动者之间的关系模式[4]。该方法已被证实可以应用于作者合作关系分析及网络机构阐释[5]。利用社会网络分析方法，通过对研究人员合作发文网络进行分析，可以发现其合作的紧密程度、合作模式及主要合作团队。本文将采用社会网络分析方法构建我国数字图书馆领域核心作者的合作网络，在此基础上，对作者合作模式进行探讨分析。

3.1总体合作分析

在合作研究中通常使用两个指标即合作率（collaboration rate，CR）和合作度（collaboration level，CL）衡量总体合作情况。合作率是指作者人数大于等于2的论文在全部论文中所占的比例；合作度是指所有论文的平均作者合作度，即每篇论文的平均作者数。统计发现，在1 085篇论文中，合著完成的有536篇，所有论文共涉及作者1 904人次。因此，数字图书馆领域作者的合作率和合作度分别为49.40%和1.75。所有相关文献作者人数的分布如图2所示：

由图2可知，在1 085篇相关文献中，独著论文最多，占总数的50.60%；合著论文次之，占总数的49.40%。可见，国内数字图书馆领域整体合作程度相对较高。在合著论文中，尤以2位、3位、4位作者合著论文较多，占合著论文总数的96.64%。

3.2整体网络分析

整体网络（whole network）是指网络中所有行动者之间全部联结所构成的集合。对于整体网络而言，网络密度（density）则是体现网络特性的重要指标，它是指网络中所有行动者之间实际联结的数目与可能存在的最大联结数目的比值，比值越大，网络的联结密度则越大，即网络的连通性就越好。本次研究中，我国数字图书馆领域作者合作关系网络图的密度为0.0381。可见，网络节点间的关系较为稀疏，网络的连通性不够好，网络整体结构较为松散。这种相对过于稀疏的网络对于科研合作的开展以及信息的自由流动是极为不利的。

综上所述，合作度测量的是某领域作者的合作情况，而网络密度测量的是作者在网络中的分布情况。我国数字图书馆领域作者合作度相对较高而网络密度却过于稀疏，这充分说明了在合作网络中存在的小团体相对较多，团体内部合作较多，而各团体间交流却较少。

利用自编的VBA程序，构建表1中的63位核心作者的合作矩阵，将生成的矩阵导入Ucinet [7] ，继而利用可视化工具NetDraw绘制合作网络图，如图3所示。

图中每个圆点代表一个作者，节点的大小代表不同的度（degree），即与该节点直接连接的节点数，节点越大，说明该作者在网络中越处于中心地位；节点之间的连线则表示不同作者之间存在合作发文的情况，连线越粗，表明合作的机会越多。从图3可以看出，该合作网络是由63位核心作者单独发文或共同发文而形成的多个子网。结合相关成果[4，6]对合作模式的探索，根据子网类型，本文将国内数字图书馆领域作者合作模式分为4种，即单点型、双核型、发展型和完备型。

4.1单点型模式

单点型模式即单点型子网，这是因为与这些核心作者合作发表文章的其他作者不是核心作者，没有保留在分析样本中，因此这部分核心作者在网络中表现为单个的孤立点。由图3可知，左上方所显示的17个作者在整个网络中表现为一个个的孤立点，与其他作者并没有形成合作关系，这些作者所形成的合作模式即为单点型模式。其形成的主要原因是在科研过程中作者研究兴趣或方法等存在差异，正在探索寻找或没有找到与自己有共同目标的合作伙伴；即使研究方向相同，由于地理位置的差距，也阻碍了这种潜在合作关系的形成。显然，这种模式对于科学研究尤其是重大科研项目的实施是极为不利的。

4.2双核型模式

双核型模式即双点型子网，是指仅有两个作者合作发文所形成的子网络。在图3中，有14名作者两两合作形成了7个双核型子网，如朱庆华与张银犬、吕娜与余锦凤等。这种合作模式主要表现在同一高校或科研单位的老师与老师之间、老师与学生之间、学生与学生之间。这种合作模式有利于作者群就某一学术问题展开实时实地的交流与讨论，在科研过程中发现的问题可以及时得到解决，但这种合作模式并没有将产学研结合考虑来有效利用人力资源，取长补短，忽略了高校、科研单位与企业的合作以及跨校、跨单位、跨地域的合作。同时，这种合作关系可能会随着学生学业的完成而中断，一定程度上会阻碍科研的进一步发展。

4.3发展型模式

发展型模式即非完全子网，是指在有n个节点的子图中，任意两个节点之间并非都有直接连接的图。在这种合作模式下，网络中存在多个行动者，每个行动者所拥有的权力并非相等。该模式主要表现为三种形式：①在单个子网中，没有任何一个行动者拥有绝对的支配控制权力，行动者之间彼此需要通过资源的共享才能达到其共同目标；②在单个子网中，某个或某几个核心行动者连接着网络中各个分散的节点，维持着网络的整体结构；③在多个子网中，某个或某几个核心行动者起着连接子网内部各分散点或各分离子网的作用，发挥着广义上桥连接的功能，维持着整个网络的完整性。

图3中存在3个子网属于发展型模式，即分别为以张晓林、毕强、董慧为核心的子网络。这些学者在网络中拥有绝对的支配地位和较强的信息控制能力，如果他们从网络中撤出，整个网络会变成一盘散沙，严重地影响到整体网络的完整性，影响到信息在子网中的传播，这对科学研究是极为不利的。同时，在子网中，并不是每个行动者之间都有过直接的合作关系，行动者可以通过核心作者寻求可能的合作伙伴，这就为潜在合作提供了一种可能，更有利于完备子网，促进信息在更大范围内的流通。

4.4完备型模式

完备型模式即完全子网，是指在有n个节点的子图中，任意两个节点之间都有直接连接的图。在这种合作模式下，由于行动者彼此之间都存在紧密的联系，因此不会因为某个行动者对资源加以控制而影响信息在子网中的流动与共享，资源的流通效率明显得到提高，从而在真正意义上突破了信息孤岛所带来的局限。此模式的理想化状态为网络中所存在的每个行动者拥有均等的权力，行动者之间的合作关系呈现均衡性，不存在权力的制衡问题。但在现实生活中，由于受各种因素的影响和干扰，合作网络很难达到这种完美的状态，大部分子网都处在不断完善之中。

图3中，以刘玉照为中心，由其学生刘建准、岳修志3位所构成的子网便是完备型模式的最理想化状态，但由于该合作子网是以师生关系为基础的，因此，合作主要集中在2006、2007年，之后3年便再没有合作。

结论

鉴于近年来数字图书馆仍是图书情报领域热门的研究主题，本文利用社会网络分析方法对数字图书馆领域的合作模式进行了初步探索，并进一步分析了各模式的主要特点，得出以下结论：

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基金项目：黑龙江省教育科学规划课题项目 课题名称 普通高校土木工程专业创新型人才培养模式研究。编号：GBC1211059

作者简介：宋高嵩，男，1964年出生于山东省平度市，工学硕士，教授，从事工程：土木工程教学，研究方向：道路工程规划设计。林莉，哈尔滨理工大学 ，副教授。王晓东，哈尔滨理工大学 ，讲师。

1、土木工程专业实践教学体系的内容及存在的问题

按照土木工程（建筑、道桥）专业人才培养方案，制定了包括必修课、限选课、任选课三个层次的教学计划。该计划的特点是：文理渗透的公共基础，系统宽厚的技术理论，灵活多样的专业方向，多维立体的实践体系。在教学内容上[1] ，精选课程内容，做到厚基础，宽口径，减少必修课门数，增加选修课门数，提高新技术、新工艺、新材料等现代科学技术和现代管理技术的含量。方案设计[2]如下：

公共基础课（人文社会+数理化+外语+计算机文化+体育等）一公共理科平台

专业基础课（力学+地质水文+测量+材料十结设十土木概论等）一大土木基础平台

（两大平台）+（道路+桥梁课程模块）一道路与桥梁工程方向

（两大平台）+（结构工程课程模块）一建筑工程方向

从以上人才培养方案来看，似乎没有什么问题，但具体到每个细节和环节来看，如何提高学生素质，如何培养创新型人才方面，操作性不强，目标不明确，难道就是增加或者减少几门课程就做到创新了吗，人才的培养素质就提高了吗？从事土木工程建设设计、施工和管理的人员必须具备吃苦耐劳的创业精神和精益求精的工程质量意识。以培养学生创新、创造和创业能力为重点，以造就适应现代知识经济时代需要的高素质的应用型人才为目标，构建素质教育目标体系和工作体系。经过四年的学校生活，在浓郁的育人氛围中，养成人才必备的优良素质。目前的三段式人才培养方案是没有什么问题的，但在如何提高学生的工程实践能力，培养创新型人才方面存在许多不足，尤其实践环节，缺乏考核标准，尤其对学生的整体评价不合理。本文从土木工程专业的实践教学环节从发，探索研究创新型人才培养的新思路。土木工程实践教学环节包括实验、实习、课程设计、毕业设计等。

1. 培养创新型本科人才，提高实验教学效果的新思路

1.1计算机课程的上机训练与考核的创新改革

传统的上机训练是学生上完理论课后，组织学生到计算机室练习，由于时代的发展，以及智能手机的广泛运用，学生对计算机基本操作和练习非常不感兴趣，尤其很多学生几乎每人一台笔记本，结果造成上机效果非常不好，打游戏，玩手机现象非常普遍。基于以上情况，结合学生的特点，把学生上机训练的内容，设置成游戏通关的模式，学生每过一关，相当完成一个上机训练项目，由易到难，由浅入深，循序渐进，根据学生的过关情况进行成绩评定。这种既提高学生的学习兴趣，又激发学生的创新能力，两者结合，达到较好的教学效果。

1.2 土力学、建筑材料试验课的创新改革

土力学、建筑材料试验课与工程实践结合紧密，但由于学生课前准备不充分，再加上目前学生普遍动手能力较差，另外，土力学、建材试验课接触的试验原材料如沙土、水泥、石料等较脏，环境差，造成学生参与意识差，试验无从下手，试验数据不准确，效果不理想等状况。这类试验课改革的思路是教师上课前先把试验项目告诉大家，让学生分组上网收集资料编写试验项目所需的原材料、试验仪器和操作步骤，当然，上试验课程前教师可以先领着学生参观试验仪器，并检查试验准备情况。上实验课时，教师主要负责检查，纠正学生试验过程中的错误，让学生独立完成试验项目，并且鼓励学生在实验时提出自己对实验方法、试验仪器的改进、改良，这种方法可以提高学生的独立思考和操作能力，由被动变为主动，由上实验课时不知所措，到上实验课时自己尽快完成，既节省了时间，又提高了学生的动手能力。一举多得。当然，比较理想的的土力学、建筑材料试验课程的上课方式是采用集中训练的方法，土力学一周，建筑材料3～4周，让每个学生在实验室独立系统地完成每一个试验项目，采用抽签比赛的方式进行考核，效果会更佳。另外，鼓励学生积极参加全国试验员资格考试，获得试验员资格证书的成绩评定为优秀。

2. 培养创新型本科人才，提高课程设计教学效果的新思路

土木工程专业的课程设计包括混凝土楼盖设计、预应力混凝土简支梁设计、单层厂房设计、房屋建筑学、梁桥工程设计、结构工程基础设计、桥梁基础设计、钢结构设计、路基路面工程设计、施工组织、道路勘测设计。这些课程设计概括起来，主要包括两项内容：一是设计计算分析，另一种是计算分析和结构外形设计。

对属于纯粹计算分析的课程设计，例如，施工组织中的概预算计算分析，路面设计中的厚度计算、预应力混凝土简支梁设计、桥梁基础设计等、建议鼓励学生使用计算分析软件来代替繁琐的手工计算，把学生从枯燥的计算中解放出来，学生尽可能地掌握软件使用技巧，有可能的话，让学生参与计算程序的修改和调试，提高学生的分析问题，解决问题的能力。鼓励学生参加造价员从业资格等考试，对获得造价员资格证书的学生，施工组织课程设计成绩直接评定优秀。

对于属于结构外形设计为主，计算分析为辅的课程设计，如房屋建筑学、桥梁工程设计、路基挡土墙设计、单层厂房设计、道路勘测线形设计等，建议教师在上理论课时就把课程设计题目提前布置下去，鼓励学生采用纸质模型、绘图渲染等手段表现设计效果，最后课程设计期间，鼓励学生全身心投入设计中，采用竞赛的方式进行成绩评定，例如房屋模型大赛、桥梁模型结构大赛等形式，激发学生的创新激情，调动学生参与的积极性，充分发挥学生的主观能动性，为培养创新人才奠定基础。

3. 培养创新型本科人才，提高实习教学效果的新思路

土木工程专业的实习包括认识实习、测量实习、地质实习和生产实习

对于认识实习，传统的做法是参观城市的著名建筑、著名桥梁和预制厂等内容，写实习报告的形式完成实习内容，为了增加认识实习的知识性、趣味性，在参观的基础上，聘请有关工程师、项目经理实地讲解和讲座的形式，实习成绩考核采用知识竞赛的形式进行评定。

对于测量实习，可采用与工程实践相结合的方式，积极与学校附近的公园、小区联系，为他们测绘地形图，通过实践提高学生的测绘水平，另外，开展测量竞赛考核活动，例如，水准高程测量大赛、导线闭合测量大赛，既提高学生的测量技术水平，激发学生的学习兴趣，培养学生的参与意识、创新意识，又可以公平合理地评定学生成绩。同样，鼓励学生积极参加测量员资格考试，获得资格证书的给予奖励。

对于地质实习采取实地踏查与鉴别分析相结合，采用矿石鉴别大赛等手段，提高学生岩石鉴别能力，发挥学生的创新能力和鉴赏水平。

对于生产实习，多年来一直采取与生产相结合的办法，学生直接参加工程建设第一线，顶岗挂职锻炼，实习结束后写一份实习报告和交一份实习鉴定进行评定成绩，总体看来没什么大问题，但在成绩考核方面，应根据学生工地实际情况，在实习期间拟定论文题目，结合工程实际撰写科研论文，实习结束进行论文答辩，对优秀论文推荐杂志发表，实习产学研一体化同步发展。使学生的创新水平得到真正实质性提高。

4. 培养创新型本科人才，提高毕业设计教学效果的新思路

学生的毕业设计是学生能力的综合培养的重要阶段，应该从选题开始，进行有针对性的引导和培养，根据学生大学近三年多来的学习体会、就业情况、考研情况以及将来的自身发展情况综合考虑。

对于已经考上研究生的学生，着重从科研能力方面培养，在毕业设计阶段跟着导师从事科研工作，撰写切实可行的科研论文，对于能发表EI、SCI检索的论文，毕业设计按优秀成绩评定。

对于已经签订就业单位的学生，应根据就业单位的实际情况和将来的就业要求，实行双导师制，由用人单位和学校各指派一名指导教师，共同研究和探讨毕业设计题目，学生可以在用人单位提前实习就业，在此期间完成毕业设计或者论文，但必须和工程生产实践相结合，解决工程中出现的疑难问题，或者有所创新，例如改良、改进试验检测方法、施工方法、施工设备等，只要有创新点，就可以完成毕业设计，有发明专利的成绩直接评定优秀。

对于未签订就业单位的学生，重点从工程基本训练方面选择毕业设计题目，例如，道路线形设计、玻璃幕墙设计、超市设计等内容，在设计过程中，让学生提出自己的创新思想，另外，鼓励学生从基础做好设计，把基本知识掌握牢固，一步一个脚印的做好每个设计。在设计中让学生体会脚踏实地，不要好高骛远，端正就业态度。最后取得设计、就业双丰收。

5、结论

培养创新型土木工程本科人才，不是简单的喊口号，应该从人才培养方案入手，贯穿教学的每个环节，处处体现培养创新型人才思想和方法、手段。我们从土木工程专业教学实践的各个教学阶段分析研究了培养创新型人才的创新模式和创新思想，在应用中取得了良好效果。开展实践性教学是创新人才培养模式的重要方面，在教学计划制定过程中，加大实践性教学的比重，尽可能地将实践性教学贯穿于高等本科教育的全过程，使教学方式从“以教为主”，逐步向“以学为主”转变。学生只有通过实际演练才能提高学习的自主性和创造性，才有可能形成创新能力和实践能力。在这方面，与企业的合作能够起到有效的促进作用。本科教育要重视培养学生的创新能力、实践能力和创业精神。当今社会对大学生的基本要求，不仅需要有全面的知识，而且需要有更好的适应性、开拓性，有更加灵活的创新意识和更加健全的创业心理。加强实践教学为学生这些创新素质的培养和提高创造了基本条件。从这个意义上讲， 创新型人才培养模式必须从细节入手，贯穿实践教学的每个环节是实施素质教育、促进学生全面发展的重要载体。

参考文献：

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序号 题型 题目 备注 答案

1、 单选题（）标志着课题申请通过了有关专家的评审，被科技主管部门正式确认并给予

资助。 C

2、 单选题 （）的特点是提出新观点、新概念或新模型，侧重理论证明和模拟分析。 A

3、 单选题 （）的重点在于实验的设计方案以及对实验结果进行的观察和分析。 B

4、 单选题 （）是测量的正确程度，即测量结果所能显示测量对象所需测量特质的程度。A

5、 单选题 （）是对科学问题的提炼、分解及解决的过程。D

6、 单选题（）是对某一专题或某一论题具有独到学术观点的著作，它有学术论著、学位

论著之分。 B

7、 单选题（）是发表在国内外正式出版的学术期刊上的文章、通讯或报道，一般包括综

述、文章、简讯（简报）等。 B

8、 单选题 （）是反映客观现实的一种思想，是对研究对象有所断定的一种思维方式。 A

9、 单选题 （）是反映论文价值的最直接体现，是评价科研成效的公开尺度。 B

10、 单选题 （）是科研工作者必备的一种基本技能，是科研工作的重要过程。 A

11、 单选题 （）是科研选题的使动环节，具有重要的战略意义和指导作用。 A

12、 单选题 （）是科研意义中最基本的意义。A

13、 单选题 （）是人类所拥有的一种智能，是一种高级的形象思维活动。 C

14、 单选题（）是通过对学术期刊整体水平的评价，来界定刊载在该期刊上的学术论文水

平和质量的评价方法。 B

15、 单选题 （）是为了申请相应的学位或某种学术职称资格而撰写的研究论文。 D

16、 单选题（）是研究者在科研工作中必不可少的参考文献，也是追踪国内外科研前沿最

直接的科研信息来源。 B

17、 单选题（）是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式，属于弹性思维基本类

型之一，与收敛思维相对。 A

18、 单选题（）是指在科学研究过程中，为解决课题研究中出现的科学问题、技术难点所

使用的研究方法。 B

19、 单选题（）是指在某一领域中，针对某些热点问题而举办的学术会议。规模较小，但

议题较为重要。 C

20、 单选题（）是指针对某一研究领域中的一些重点问题，召集一些相关的学术代表而举

行的学术会议。此类会议规模相对较大，内容丰富，参会人数较多，影响面广。A

21、 单选题（）是追求事物的原本，以探索事物的本质为目的，以发现事物的内在的、特

定的规律为目标。 C 选项一 A.课题规划 A.理论性 A.理论性科研论文 A.效度 A.课题规划 A.学术著作 A.网络论文 A.判断 A.论文撰写 A.论文撰写 A.提出问题 A.创造学术价值 A.判断思维 A.指标评价法 A.科学论著 A.综述性文章 A.发散思维 A.科学方法 A.团体固定会 A.代表会议 A.常规认识

（）是最根本的思维方法，是研究各类方法的理论基础和指导思想，对一切科

22、 单选题 C

学具有最普遍的指导意义。 23、 单选题 （）一般有独著、合著、编著、主编、编写等类型。

C

A.科学方法 A.科学论著 A.判断思维 A.物理模拟 A.学术腐败 A.推理思维 A.科学方法 A.跳跃性 A.科研方法

A.探索实验验证实验模型试验等 A.科学方法

（）一般指对研究情况的一种突如其来的领悟或理解，亦指突然跃入脑际的，

24、 单选题 D

能阐明问题的思想。 25、 单选题 （）指以模型和原型之间在物理过程相似或几何相似为基础的一种模拟方法。A（）治理是一个系统工程，需要全社会各阶层的人士参与，并需要职能部门干26、 单选题 A

预。 27、 单选题 （）属于弹性思维范畴，通过由此及彼的思维过程，开拓研究者的思路。

B

（）属于科学认识的"硬件"，即在科学认识活动中进行观察、测量、计算、存

28、 单选题 B

储信息的各种物质手段。 创新思维的（）是指研究者的思维活动不受常规思维定势的束缚和局限，并且

29、 单选题 D

能够根据具体的科研对象自由、灵活地采用多种思维方式探索问题的答案。 30、 单选题 对缺乏科研实际经验的初学者，（）的选取对科研工作的成败至关重要。 31、 单选题 根据实验结果性格的不同分类，可分为（）

B D

科学发展和技术进步是（）形成的基础，而新的科研方法的发现和创立，又使

32、 单选题 A

科研工作得以有效的进行，从而促进科学和技术的新飞跃。

科研的（）阶段是把以确证的假说同原有的理论协调起来，统一纳入到一个自

33、 单选题 治的理论体系或技术体系中，使其形成结构严谨、内在逻辑关系严密的新理论体C

系。

34、 单选题 科研的（）阶段是科学研究中具有战略意义的阶段？

35、 单选题 科研方法中，演绎推理的主要形式是三段论，其中不包括（）

A B

A.提出假设设计

A.确立科研课题 A.大前提 A.科研方向 A.针对性 A.文字 A.功能抽象 A.工具法 A.夺取式

36、 单选题 科研规划中，（）是科研规划的中层，是指规模较大、时间较长的科研计划。B37、 单选题 科研课题收集的标准不包括（）

D

科研论文是以（）形式对最新科研成果的记录，它是科研成果的一种直接体现，38、 单选题 A

也是学术交流的重要形式之一。 39、 单选题 科研中，信息方法的作用不包括（）

C

利用书目文献数据库、全文数据库对课题相关知识点、事实和文献进行检索，属

40、 单选题 A

于论文检索的哪种方法（） 抄袭剽窃是一种极为常见的学术腐败现象，是对科研规范破坏力极大的一种学术

1、 多选题 BCD

腐败现象，其具体表现形式有（） 2、 多选题 成果查新时，关键词的选择应注意些什么（） 3、 多选题 创新思维的特征有（）

ABCD A.检索词是否覆盖查新点 BCD

A.突发性

4、 多选题 从科研领域考虑，科研论文一般分为（）等基本类型。 5、 多选题 从期刊论文性质及作用的角度出发，期刊论文的特点有（） 6、 多选题 代表性的弹性思维有（）

7、 多选题 对光纤光栅的作用方式而言，包括（）

8、 多选题 对某一科研部门或课题组而言，科研规划主要包括（） 9、 多选题 发散思维中，基于光栅性质的研究方法有（）10、 多选题 根据会议延续时间的长短，可分为（）等差异。11、 多选题 根据我国的国情，目前科研课题的来源有（）12、 多选题 就认识层面而言，认识活动可分为（）13、 多选题 科学观察的原则有（）

14、 多选题 科学实验缺陷的产生主要有（）等原因。15、 多选题 科研的特点包括：（）

16、 多选题 科研方法的重要作用体现在（）

17、 多选题 科研工作者对于专业知识的学习，初学者应该做到（） 18、 多选题 科研课题方案设计的原则有（）

19、 多选题 科研课题立项后，需注意处理好（）相关事宜。20、 多选题 科研论文的学术性主要表现在（）21、 多选题 科研论文的质量把关有（）等方式。22、 多选题 科研论文评价的原则（）

23、 多选题 科研论文文献检索具有如下重要作用（）24、 多选题 科研思维具有哪些特点（）25、 多选题 科研选题中涉及的主要内容有（）26、 多选题 科研中，现代方法包括（）

27、 多选题 课题设计书是课题方案设计的实现形式，一般可分为（） 28、 多选题 论文编辑加工设计的范围较广，一般分为（）29、 多选题 论文检索的方法有（）

ABC A.理论性

ABCD A.原始报道 ABCD A.发散思维 ABCD A.机械传感方法 ABC A.科研方向 BC

A.震动传感方法

ABCD A.长期会议 ABCD A.指令性课题 ACD A.常规认识 ACD

A.客观性原则

ABCD A.实验假象 AB A.科研继承性

A.正确的科研方法对科研工ABC

作的成败起着至关重要的作用

ABCD

A.学无止境，常学常新，常研常进

ABCD A.科学性原则 ABCD A.确认立项，填报计划 ABC

A.研究的科学性

ABCD A.健全的监控规程 ABCD A.公正性原则 ABCD A.资源开发 ABCD A.客观性 ABCD A.提出问题 BCD A.客观方法 AB A.研究性课题设计书 BCD A.文摘加工 AB

A.工具法

30、 多选题 论文投稿成功的原因有（）ABCD A.专业论文为重点

捕捉信息，是思维探索和理论抽象的事实基础，也是科学发现和技术发明的重要

1、 判断题 √

手段。（） 参会者在会议上的口头报告或张贴报告不论是否通过大会论文评审组的评审，都

2、 判断题 ×

会由大会统一印刷成论文集并公开出版。（） 3、 判断题 查新机构保证对本合同及所附材料的技术内容在查新工作期内保密。（） 成果创新查新是科研论文投稿前应当首先进行的工作，此项工作不可轻视。

5、 判断题

（）

√

4、 判断题 查新完成后，查新机构对有关电子、纸介材料应予以存档，永久不得销毁。（）×

√

是实现科研成果退出最快捷、最直接、最有效的方式之一，也是科研人6、 判断题 √

员进行学术交流和技术推广的重要途径。（） 根据科研论文的理论价值、实用价值和社会意义的大小，可以设计出高级科研论

7、 判断题 ×

文、中级科研论文、和低级科研论文三种评价等级。（） 科技文献稿件可以一稿两投或者将本来属于篇文章的内容拆成两部分，作为两篇

8、 判断题 ×

文章投稿。（） 9、 判断题 科学方法属于科学认识的硬件。（）

×

科学工作者一旦有了研究成果，必然希望尽快公诸于世并得到学术界及社会的承

10、 判断题 ×

认，期刊论文是唯一的有效途径。（） 11、 判断题 科学论文的学术性是指科研论文所具有的学术价值。（）

√

科学认识是人们对事物规律性的高度抽象，是对事物普遍的、规律性的认识和把

12、 判断题 √

握，属于高级认识层面。（） 科学实验方法可以简化和纯化研究对象，起到加速或延缓研究对象变化的作用。

13、 判断题 √

（） 14、 判断题 科学研究对象从广义上讲，是指客观世界（包括自然界、社会、人类思维）。（）√科学研究是人类的一种具有创造性的活动，方法问题是科研工作中的一个重要问15、 判断题 √

题，事关科研工作的成效。（） 16、 判断题 科学研究最大的特点在于创新，科研过程绝不拘泥于固定不变的步骤。（） √ 科研抽象侧重事物的统一性而往往忽略其差异，若使用不当则很容易以偏概全，

17、 判断题 ×

得出错误的结论。（） 科研的目的是发现别人未发现的真理，而公开出版的国内外学术期刊，则是确认

18、 判断题 √

这种科研成果的正式而有效的主渠道。（） 19、 判断题 科研方向是科研规划的中层，是指规模较大、时间较长的科研计划。（）

×

科研课题的基本类型有理论性研究课题、实验性研究课题和综合性研究课题三大

20、 判断题 ×

类。（） 21、 判断题 科研课题的可行性原则包括研究基础、试验设备和智慧技能。（）

√

科研课题方案中，实验型方案设计一般指通过设计实验方案，进行实验造作的手

22、 判断题 ×

段，对科研课题的具体内容与方法进行设想和计划安排。（） 23、 判断题 科研课题是科学研究的第一步，具有战略性和全局性的特点。（）

√

科研论文，就发表形式而言，一般包括期刊论文、学术著作和会议论文3种基本

24、 判断题 √

类型。（） 25、 判断题 科研思维的过程是：科研问题科学思维方式认识成果。（） 26、 判断题 科研思维是研究者在科研工作中为解决问题而采用的科学思维方式。（）

√ √

27、 判断题 科研思维属于抽象思维，而逻辑性是抽象思维的一种基本特性。（） √

科研选题的程序是：提出问题形成假说查阅文献构建方案确立课题。

28、 判断题 ×

（） 29、 判断题 科研中，模拟方法可以作为最初的实验研究之用，也可以代替真是的实验。（）×科研中期是问题的研究与阶段成果的积累阶段。该阶段的主要任务是：科研资料30、 判断题 ×

收集，文献阅读，研究思路整理，以及科研选题方略设计。（） 31、 判断题 克隆干细胞造假事件属于学术腐败急功近利经典案例。（） 32、 判断题 课题调研，收集科研信息，是科研工作初始阶段的必要过程。（）

√ √

课题申报的基本要求，可概括为"仔细填写，初稿讨论，意见综合，修改报送"。

33、 判断题 √

（） 理论性科研论文的镇南关点在于实验的设计方案以及对实验结果进行的观察和

34、 判断题 ×

分析。（）

利用书目文献数据库、全文数据库对课题相关知识点、事实和文献进行检索，属于论文引文检索法。（）

35、 判断题

篇12

中图分类号：TP391.4 文献标识号：A 文章编号：2095-2163（2014）02-

An Improved Star Recognition Algorithms based on Singular Value Method

XING Yifan， WANG Jianhua

（Institute of Computer Science and Information Engineering， Harbin Normal University， Harbin 150025， China）

Abstract： Star tracker is most precise instrument of attitude measurement， playing a vital role in attitude measurement and control system of all kinds of Aerospace Flight Vehicles. Star pattern recognition algorithm as one of core technology of star tracker is so important that the reliable， fast and accurate star pattern recognition is widely investigated. The star pattern recognition algorithms are investigated. For the problem of low coverage throughout the sky caused by lack of bore sight direction， an improved singular value method for recognition algorithm is proposed respectively. The design thoughts of programs are elaborated clearly. Finally， this thesis develops JAVA language code of the improved algorithm in the JDK 5.0 Builder environment and makes an comparison with performance of the traditional Triangle algorithm in detail.

Keywords： Star Tracker； Star Recognition Algorithms； Database of Guide Star Pattern； Singular Value Decomposition

0 引言

天文导航是通过对已知自然天体的坐标位置和运动规律开展研究，应用观测天体的天文坐标值来确定导航体在地球上的地理位置等导航参数[ ]。与其他导航技术相比，天文导航系统由于不需要其他地面设备的支持，可以实现自主式导航，同时还具有指向精度高、体积小、自主性强、无姿态累积误差等优点，星敏感器的这些性能使其成为一种优良的空间姿态敏感器技术而在空间飞行器中得到越来越广泛的应用。

星敏感器技术的出现为空间飞行器的姿态测量探明了一个新的途径。星敏感器利用恒星坐标系作为参考坐标系，以若干个恒星矢量进行航天器在轨飞行阶段的高精度姿态测量。对于星敏感器而言，星图识别的实质就是寻找观测星图中观测星在星表（天球坐标系）中对应的导航星[ ]，这是星图导航中极为关键的一个步骤。该步骤指出了星敏感器拍摄到的实时星图的空间位置信息，可为导航中的姿态和位置解算提供了基础，其效率和准确度对整个星图导航系统有着极为重要的意义[ ]。

1 基于奇异值分解的星图识别算法