時間:2022-09-07 01:23:34
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關(guān)鍵詞:計算機應(yīng)用;中文信息處理;語料庫;參數(shù)調(diào)整;語音合成;時域平滑
中圖分類號:TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 引言
在語音合成方面,合成語音的清晰度目前已不成問題,自然度是聽眾接受這項技術(shù)的主要障礙,因此進(jìn)一步提高合成效果的自然度是語音合成一個急待解決的研究內(nèi)容。由于在模型的精確度方面的原因,以前的合成器都難以有效地合成高自然度的語音,而基于原始語音庫的波形拼接合成在實現(xiàn)高自然度的合成系統(tǒng)上,取得了很大的進(jìn)展。波形拼接合成方法的基本原理就是根據(jù)輸入文本分析得到的信息,從預(yù)先錄制和標(biāo)注好的語音庫中挑選合適的單元,進(jìn)行少量的調(diào)整(也可以不進(jìn)行調(diào)整),然后拼接得到最終的合成語音,其中用來進(jìn)行單元挑選的信息可以是前端分析得到的韻律文本,也可以是生成的聲學(xué)參數(shù)(比如基頻、時長和譜參數(shù)),或者兩者兼有。由于最終合成語音中的單元都是直接從音庫中復(fù)制過來的,其最大的優(yōu)勢就是在于保持了原始發(fā)音人的音質(zhì)。文獻(xiàn)[1,2]研究了基于大語音語料庫的波形(最大的語音基元為句子,最小的語音基元則為音節(jié))拼接式語音合成技術(shù)。雖然,大語料庫合成系統(tǒng)的合成語音的音質(zhì)和自然度都相當(dāng)不錯,尤其針對一些特定領(lǐng)域的應(yīng)用,但是它也存在一些內(nèi)在的缺陷和不足。由于語音庫很大,使得語音庫制作的工作量非常大,而且周期也很長,合成系統(tǒng)的合成語音比較單一。
為了在容量最小的語音語料庫基礎(chǔ)上,較高自然度地合成出所有維吾爾語文本,本系統(tǒng)采用了基于音素基元的小樣本波形拼接合成技術(shù),并有效地利用參數(shù)調(diào)整合成算法、時域平滑算法、波形單元挑選算法,提高了合成語音的自然度。本文所研究的基于音素波形拼接及特征參數(shù)調(diào)整的語音合成技術(shù)成功填補了維吾爾語音合成技術(shù)領(lǐng)域的空白。
本系統(tǒng)首先從維吾爾語常用的單詞和句子里面切割出來的單音素和雙音素的語音來建立語音語料庫。系統(tǒng)收到維吾爾語文本后,分析收到的文本并利用單元挑選算法把它分割成相應(yīng)的音素序列,并從語音語料庫中選取適當(dāng)?shù)恼Z音數(shù)據(jù),并對拼接單元的語音信號的基頻、時長等特征參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,生成包含與收到文本對應(yīng)的語音數(shù)據(jù)聲音文件,合成語音的同時利用時域平滑方法對拼接點的語音參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,輸出自然連續(xù)的語聲流。系統(tǒng)的總體流程如下:
2 語音語料庫的建立
2.1 單音素語音語料庫
維吾爾語語音的最小組成單位是音素,音素有元音和輔音兩大類。在32個字母中有8個元音字母,24個輔音字母。單音素語音語料庫是由32個維吾爾字母所對應(yīng)的音素聲音組成的。我們首先研究維吾爾語的特點,積累了維吾爾語常用的,用得最頻繁的特定單詞,然后考慮音素的拼接問題,并反復(fù)測試合成出來的結(jié)果,取出了適當(dāng)?shù)木S吾爾音素。同時檢測并收集了每個音素在不同上下文環(huán)境下的特征參數(shù)。
2.2 雙音素語音語料庫
由單音素語料庫來合成語音時,因為元音和輔音拼接的地方不順,很容易加噪聲,嚴(yán)重影響合成語音的效果。通過實驗結(jié)果,我們意識到應(yīng)該考慮每一個元音跟前后輔音的連接情況,所以我們建立了雙音素語音語料庫。雙音素語音語料庫是8個元音字母(用N表示)前面有24個輔音字母(用M表
3 拼接單元的參數(shù)調(diào)整
在實際語流中,同一個音素單元在不同上下文環(huán)境下(比如前后音素類型,屬性等)會產(chǎn)生不同的發(fā)音變體,因為每個音素所處語境和位置等不同,則它們的音高、音強和音長分布模式會發(fā)生不同程度的變化。如果收集各種語境下的音素來建立語料庫并合成語音的話,語料庫的容量會變得很大。而我們的目的是在不把語料庫的容量變大的條件下,提高合成語音的自然度,所以我們選擇利用參數(shù)調(diào)整算法。首先我們積累了語料庫中的每一個音素在不同上下文環(huán)境中的基音頻率、時長以及譜參數(shù)特征參數(shù),并利用STRAIGHT參數(shù)合成器。STRAIGHT(Speech Transformation and Representatlon using Adaptive Interpolation of weiGHTed speetrum)(Kawahara 1997;Kawahara,Masuda-Katsuse etal01999)是一種針對語音信號的高性能的分析合成算法,它通過對語音短時譜進(jìn)行時頻域的自適應(yīng)內(nèi)插平滑來提取去除基頻影響的語音信號精確的譜包絡(luò),并能在恢復(fù)語音的過程中進(jìn)行時長、基頻以及譜參數(shù)的靈活調(diào)整。我們設(shè)計了相對調(diào)整算法,在頻譜到語音的合成過程中,參考收集的特征參數(shù)并對拼接單元的語音信號的特征參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,盡量使拼接單元的參數(shù)保持一致,合成語音協(xié)調(diào)發(fā)音。
4 分析文本并單元挑選
對輸入的文本進(jìn)行分解單元時,首先把輸入的文本分解為單詞,然后把每一個單詞分成相應(yīng)的音素單元序列。維吾爾語是一個復(fù)雜的聲調(diào)系統(tǒng),維吾爾語語音的最小組成單位是音素,最小發(fā)聲單元是音節(jié),一個音節(jié)是由元音和零至三個輔音構(gòu)成的。在現(xiàn)代維吾爾語中音節(jié)有6種常用組合結(jié)構(gòu)。如果我們用字母“V”來代替元音字母,“C”字母來代替輔音字母。那么音節(jié)形式是:
除了以上6種純屬維吾爾語標(biāo)準(zhǔn)音節(jié)格式以外還有一些從其他語言中引進(jìn)的音節(jié)格式。有以下5種:
b)如果單詞是多個音素組成的,分成雙音素序列,在雙音素語音語料庫中取出相應(yīng)的語音數(shù)據(jù)。分解音素單元的時候,首先盡量分解較大的單元,然后分解較小的單元。
c)如果雙音素在語料庫中不存在,判斷這個雙音素肯定不是一個元音和一個輔音組成的。比如分解ABB型,BABB型,BBA'型,BBAB型,BBABB型,BAA型和BAAB型音節(jié)的單詞時,音節(jié)的前、后、中都有兩個輔音BB或兩個元音AA組成的雙音素,所以語音語料庫中找不到對應(yīng)的語音數(shù)據(jù),此時把這些雙音素又分解成單音素,分別從單音素語音語料庫中取出相應(yīng)的語音數(shù)據(jù)。單元挑選算法流程圖如下所示:
分解后的音素序列是:f,r,ro,on,n,t。
5 合成部分的實現(xiàn)
合成部分的主要工作包括:分析文本,單元挑選,語音波形選擇,拼接單元參數(shù)調(diào)整,拼接點平滑,生成聲音文件等部分。具體實現(xiàn)步驟如下:
(1)系統(tǒng)收到維吾爾語文本后,分析收到的文本,并利用單元挑選算法把收到的文本分割成相應(yīng)的單音素和雙音素序列。
(2)語音語料庫中取出音素序列對應(yīng)的拼接單元后,首先對拼接單元進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,然后創(chuàng)建一個新的聲音文件,把調(diào)整后的語音數(shù)據(jù)按照收到的順序?qū)懙铰曇粑募锩?,產(chǎn)生一個與輸入的文本對應(yīng)的、獨立的聲音文件。
(3)對拼接單元進(jìn)行合成時,兩個拼接單元連接的地方,尤其是拼接點處有元音(因為元音和輔音的音強差別比較大)的地方不一致,存在音高跳變的現(xiàn)象,從而產(chǎn)生噪聲。為解決這些問題,本系統(tǒng)設(shè)計了相應(yīng)的時域平滑算法,合成語音的同時,檢測拼接點兩邊的語音信號并自動檢測出樣本值相同的采樣點,去掉存在跳變的地方,從而減小噪聲,盡量使拼接點兩邊保持一致,進(jìn)一步改善合成語音的音質(zhì)。進(jìn)行平滑前和進(jìn)行平滑后的拼接點的語音信號波形如下:
從上面的波形可以看出對語音信號進(jìn)行平滑以后,中間跳變的地方就消失了。
【關(guān)鍵詞】計算機;語音合成技術(shù);發(fā)展方向
1、引言
語音合成技術(shù)使人們只要通過“聽”就可以聽懂、了解信息的內(nèi)容,該技術(shù)的應(yīng)用可以描述為將計算機產(chǎn)生的或者外部其他設(shè)備輸入的文字信息,按語音處理設(shè)定好的的規(guī)則轉(zhuǎn)換成語音信號輸出,這就會使文本文件內(nèi)容、手機短信內(nèi)容、WORD文件內(nèi)容等文字信息,能通過計算機流暢順利地讀出文字信息。這種將文字轉(zhuǎn)換成語音的高新技術(shù)稱之為文字語音轉(zhuǎn)換技術(shù),簡稱TTS (Text to Speech) 技術(shù)。
2、語音合成技術(shù)方法研究
錄音編輯法、波形合成法、參數(shù)合成法和規(guī)則合成法,這四種研究方法是研究語音合成技術(shù)的主要方法,當(dāng)然還有其他方法,我們這里不做介紹。
1)錄音編輯法。此方法是將人的語音通過某種媒介錄制下來,再適當(dāng)?shù)匕堰@些錄制下來的語音連接起來,編輯成所需文字,缺點是在計算機內(nèi)對此卻不作任何壓縮及其他技術(shù)處理,而是直接將其輸出,此法需要大容量存儲器。
2)波形合成法我們這里介紹兩種方法。一種方法是波形編輯合成,目前很多專用的語音合成器基本上是采用這種方法,其原理是選取語音庫采取的自然語言的合成單元波形后,對這些波形進(jìn)行編輯拼接,最后輸出,簡單的講是把波形編輯技術(shù)用于語音合成。這種方法比較常見,比如我們生活中常見的有自動報時裝置、公交車語音報站等。
另一種是波形編碼合成,此方法是直接將要合成的語音發(fā)音波形進(jìn)行存儲或進(jìn)行波形編碼壓縮技術(shù)處理,然后進(jìn)行存儲,當(dāng)合成重放時再譯碼組合輸出語音,這種方法類似于語音編碼中的波形編解碼方法,。但是此方法在技術(shù)上還需進(jìn)一步升級,這種語音合成器只是語音存儲和重放的器件。
3)專家早期的研究主要是采用參數(shù)合成法,這種運行方式比較復(fù)雜,下面我們主要介紹發(fā)音器官參數(shù)合成、共振峰合成、LPC合成等幾種方法。
發(fā)音器官參數(shù)合成應(yīng)計算出語音的聲波,如何得到語音的聲波,應(yīng)首先通過定義唇、舌、聲帶的相關(guān)參數(shù),再由這些參數(shù)估計聲道截面積函數(shù),進(jìn)而獲取語音聲波。這種合成方法具有我們希望得到的優(yōu)點,即它直接模擬人的發(fā)音過程,可以產(chǎn)生接近人發(fā)聲的語音,但是,目前要準(zhǔn)確測定出這些參數(shù)還缺少行之有效的手段,因為每個人的發(fā)音生理過程比較復(fù)雜,因此,大家普遍認(rèn)為發(fā)音器官參數(shù)合成技術(shù)研究還不夠成熟,走出實驗室研究還需一段時間。共振峰合成把人的聲道看作成諧振腔,腔體的諧振特性決定所發(fā)出語音信號的頻譜特性,它是對聲源—聲道模型的模擬,我們稱之為共振峰特性。我們可以通過修改振峰合成參數(shù)獲得不同特性的語音。也能以較低的代價產(chǎn)生具有高可懂度的合成語音,但是前提是振峰合成的參數(shù)設(shè)置合理。后來又產(chǎn)生了基于LPC、lSP等聲學(xué)參數(shù)的合成系統(tǒng)。在眾多合成系統(tǒng)中LPC是一線性預(yù)測編碼法。它采用10~25ms為一幀對語音波形進(jìn)行采樣,各幀的參數(shù)是時變的,在一幀內(nèi)則為一線性時不變系統(tǒng)。在存儲器中存入各幀的參數(shù),參數(shù)獲取方法為在幀中抽取原始語音的音調(diào)周期、清音、濁音若干個基于最小二乘的預(yù)測系數(shù),在合成時以這些參數(shù)綜合語音。LPC法系用3~7 位對所獲取參數(shù)進(jìn)行編碼處理,在數(shù)值間可以自動插補運算,因此次方法合成的語音音質(zhì)柔、動聽[1]。
4)規(guī)則合成法。20世紀(jì)80年代末至今,基音同步疊加(PSOLA)方法問世,大大提高了基于時域波形拼接方法合成的語音的音色和自然度,該基于PSOLA方法的合成器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實時實現(xiàn)等優(yōu)點,此方法的提出標(biāo)志著語言合成技術(shù)研究取得了實質(zhì)性的進(jìn)展,引起了科學(xué)界的轟動,具有寬廣的商用價值。
PSOLA技術(shù)的原理特點是,要想使拼接單元的韻律特征符合上下文的要求,同時又能使合成波形保持了原發(fā)音的主要音段特征,需要根據(jù)上下文的要求,用PSOLA算法調(diào)整拼接單元的韻律特征,如基頻、音長、音強等,最后再對語音波形片斷進(jìn)行拼接,從而獲得具有很高清晰度和自然度的語音。隨著人們對語音合成的自然度和音質(zhì)的要求越來越高,研究一種具有音質(zhì)好,對時長和聲調(diào)適應(yīng)性強,可以靈活調(diào)節(jié)韻律參數(shù)的語音合成方法被人們又一次的提上來研究日程,于是一種基于LMA (對數(shù)振幅近似)聲道模型的語音合成方法被提出來了,從技術(shù)上講這種新方法克服了PSOLA算法難以處理協(xié)同發(fā)音的缺陷和韻律參數(shù)調(diào)整能力較弱的缺點,而且這種新的語音合成方式具有比PSOLA技術(shù)更高的合成音質(zhì)[2]。解決了PSOLA算法難以解決的問題,綜上所述,計算機語音合成方式有很多種,科學(xué)家們從軟件和硬件的各方面對比進(jìn)行了研究, 發(fā)現(xiàn)人們可以按不同的使用情況、不同的使用目的選擇適合各自需求的的語音合成方法。
3、語音合成未來研究方向
目前語音合成的發(fā)展方向及研究熱點主要涉及以下幾方向,它們是:
1)不同語音風(fēng)格的語音技術(shù)合成。一種發(fā)展方向是合成具有獨特特征的語音,比如某個名人的語音。另一個發(fā)展方向是使語音合成系統(tǒng)不但能夠合成標(biāo)準(zhǔn)的朗讀風(fēng)格,而且能完成特定的風(fēng)格,這個發(fā)展方向?qū)⑹谷藱C對話更加智能,比如能產(chǎn)生評書、RAP、新聞、幽默、警告、以及普通非正式的說話等語音效果,區(qū)分度將更大。所以加強不同說話風(fēng)格的合成技術(shù)的研究顯得非常必要和關(guān)鍵。這是未來的研究發(fā)展方向之一。
2)情感語音技術(shù)合成。對于漢語語音,目前研究出了驚、怒、悲喜四種情感不同的變調(diào)規(guī)律,變調(diào)規(guī)律由科學(xué)家通過分析情感語句的語調(diào)得出。并對不同的情感類型確定與之相應(yīng)的元音的變異規(guī)律、基音頻率變化規(guī)律、能量變化規(guī)律、和無聲時延比例變化規(guī)則[3]。對于待合成的語音, 要獲得較好的語音效果,應(yīng)先進(jìn)行文本掃描輸入,再通過對相應(yīng)情感的語調(diào)變化規(guī)則的迭加,利用PSOLA技術(shù)進(jìn)行情感語音合成,但是實現(xiàn)對人的認(rèn)知的完全理解, 還需要深入研究。
3)發(fā)音器官合成與可視語音。在語音合成系統(tǒng)中,說話者的臉可以顯著提高合成語音的可懂度、真實性、和終端用戶的可接受性。在聲學(xué)語音受到周邊噪聲影響時或者遇到具有聽力障礙的人時,可視語音可以提高語音的可懂度。目前在語音合成技術(shù)研究領(lǐng)域中,人們普遍認(rèn)為如何解決語音合成中自然度的問題,無疑是可視語音合成技術(shù)的亟需解決的關(guān)鍵問題,研究人員對此充滿了信心。
4)文本語音閱讀。當(dāng)我們需要將在屏幕上顯示的文字、已打出的文字稿件或者打出的文字需要用語音讀出來的時候,此時就要對文本進(jìn)行閱讀,,以釋放用眼疲勞,緩解壓力。當(dāng)前,文本語音閱讀技術(shù)主要應(yīng)用在文稿校對、計算機輔助教學(xué)等工作領(lǐng)域。
綜上所述,我們應(yīng)該加強對語音合成技術(shù)的深入研究,并把這種高新技術(shù)轉(zhuǎn)化為更加強大的、切實可用的生產(chǎn)力,創(chuàng)造出更大的社會經(jīng)濟(jì)效益,推動人機交互方式的革命的到來。如今,盡快開發(fā)出一個自然度高、可視化高、可懂度高漢語語音合成系統(tǒng),已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
參考文獻(xiàn)
[1]王仁華.中文語音交互技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展[J].信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,2004(3):4-5.
關(guān)鍵詞:語音識別過程;動態(tài)時間規(guī)整;隱馬爾科夫模型;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);語音識別的應(yīng)用
中圖分類號:TN912.34
1 語音識別技術(shù)基本原理及過程介紹
語音識別系統(tǒng)由語音信號預(yù)處理、特征提取、模式匹配三部分構(gòu)成。第一步預(yù)處理,主要有A/D變換、預(yù)加重和端點檢測部分。經(jīng)過預(yù)處理之后的語音信號,要進(jìn)行第二步特征提取,該過程就是在原始語音信號中提取出所需要的特征參數(shù),從而得到特征矢量序列,特征提取完成后,接下來就是語音識別的核心,也就是第三步模式匹配,也就是模式識別。系統(tǒng)框圖如下[1]。
圖1 一般語音識別系統(tǒng)框圖
2 語音識別方法
目前,主要的語音識別方法主要有特征參數(shù)匹配法、隱馬爾可夫法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。
2.1 動態(tài)時間規(guī)整
動態(tài)時間規(guī)整(DTW)是早期的模式匹配方法。由于語音信號是一種隨機性非常大的信號,例如相同的字,不同人說時的發(fā)音會不同,時間長短也會不同,即便是同一個人說相同的語句,發(fā)音結(jié)果也會不同,于是,在模式匹配時,要識別字詞的時間軸將不斷扭曲,以測試模板與參考模板對齊。DTW是一個比較典型的優(yōu)化問題,它用滿足一定條件的時間規(guī)整函數(shù)W(n)描述測試模板和參考模板的時間對應(yīng)關(guān)系,求解兩模板匹配時累計距離最小所對應(yīng)的規(guī)整函數(shù)。動態(tài)時間規(guī)整也存在一些問題,它的計算量大,比較適合同一個人說話語音的識別,而且不能對樣本做動態(tài)訓(xùn)練,語音信號的時序動態(tài)特性并沒有很好地利用,所以DTW多用于孤立字詞的識別。
2.2 隱馬爾可夫模型
隱馬爾可夫模型(HMM)是一種統(tǒng)計模型,用來描述隨機過程的統(tǒng)計特性。它是由馬爾可夫鏈演變來的。[2]
HMM可用三元組表示:λ=(π,A,B)
A:狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的集合。
B:觀察概率的集合,表示每個狀態(tài)輸出相應(yīng)觀察值的概率。
π:系統(tǒng)初始狀態(tài)的集合。
這三個元素π,A,B可以分為由π、A描述的Markov鏈和由B描述的隨機過程。
HMM是一種理想的語音信號模型,如今,連續(xù)語音識別,非特定人識別系統(tǒng)大多是基于HMM模型的。HMM是對語音序列的時間序列結(jié)構(gòu)建立統(tǒng)計模型的,HMM是數(shù)學(xué)上的雙重隨機過程:一個是具有有限狀態(tài)數(shù)的Markov鏈來模擬語音信號統(tǒng)計特性變化的隱含的隨機過程,另一個是與Markov鏈的每一個狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的觀測序列的隨機過程[3]。
盡管馬爾可夫模型是一種理想的語音信號模型,但是它還有很多不足。HMM有三個不現(xiàn)實的重要假設(shè),假設(shè)一“狀態(tài)轉(zhuǎn)移的Markov假設(shè)”:系統(tǒng)在當(dāng)前時刻的狀態(tài)向下一時刻所處的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率僅僅與當(dāng)前時刻的狀態(tài)有關(guān),而與以前的狀態(tài)無關(guān)。假設(shè)二“不動性假設(shè)”:狀態(tài)與具體時間無關(guān)。假設(shè)三“輸出值的Markov假設(shè)”:輸出僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)。這三個假設(shè)之所以不合理,是因為任一時刻出現(xiàn)的觀測值的概率不僅是依賴于系統(tǒng)當(dāng)前所處的狀態(tài),也可能依賴于系統(tǒng)之前時刻所處的狀態(tài)[4]。
2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是在模擬人腦神經(jīng)組織的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全新計算機系統(tǒng)。ANN是模擬人類思維中“信息的處理是通過神經(jīng)元之間同時相互作用的動態(tài)過程來完成思維”。ANN是一種非線性動力學(xué)系統(tǒng),它的特點在于信息的分布式儲存和并行協(xié)同處理。單個神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)簡單,但是大量的神經(jīng)元所構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻是一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。ANN更接近于人的認(rèn)知過程。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也存在一些不足,它的訓(xùn)練、識別時間較長、動態(tài)時間規(guī)整能力較弱并且不容易實現(xiàn)。
3 語音識別的應(yīng)用和前景
如今的科技領(lǐng)域,幾乎每天都有新的技術(shù),新的研究成果出現(xiàn),而語音識別也是這科技研究的一熱門領(lǐng)域,也應(yīng)用到了人類生活的方方面面。
語音識別的應(yīng)用非常廣泛,語音輸入技術(shù)的出現(xiàn),可以使人們通過說話,而非手動輸入來作出正確的響應(yīng),這樣使輸入變的更加簡單,提高了工作學(xué)習(xí)的效率。語音識別技術(shù)可以應(yīng)用于汽車,可以使駕駛員用語音指令操縱車載設(shè)備,提高汽車駕駛的安全性和舒適性。將語音識別、語言理解與大量的數(shù)據(jù)庫檢索和查詢技術(shù)相結(jié)合,就能夠?qū)崿F(xiàn)更輕松的信息查詢方式。比如,圖書館的資料信息將能夠?qū)碜杂脩舻恼Z音輸入進(jìn)行理解,并將它轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的指令,從數(shù)據(jù)庫中獲取結(jié)果并返回給用戶。這種技術(shù)同樣可以運用于銀行服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)等方面。語音識別技術(shù)還可以應(yīng)用于口語翻譯,例如,可以讓與聾啞人對話的對方帶上一個智能語音識別的微型攝像裝置,或者給聾啞人帶上一種特制的手套,然后,就可以通過語音合成技術(shù)和語音識別技術(shù)將手語翻譯成聲音語言,同時,系統(tǒng)還能夠完成將正常人的語言翻譯成聾啞人的手語,這種口語翻譯一種語音輸入翻譯為另一種語言的語音輸出。除此之外,語音識別在軍事,航空等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用空間。語音識別將不斷發(fā)展,不斷豐富人類的生活。
參考文獻(xiàn):
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一、低產(chǎn)成年樹形成的主要原因
眾所周知,柑橘的幼苗(嫁接苗)一經(jīng)種植,在正常的管理條件下,3年就能開花結(jié)果,經(jīng)4~6年的初結(jié)果期后即進(jìn)入豐產(chǎn)(盛產(chǎn))期,一般豐產(chǎn)期可長達(dá)20年以上,之后進(jìn)入老齡期。但常常因為各種原因,使得正值豐產(chǎn)期的柑橘樹未老先衰,嚴(yán)重影響到果農(nóng)的種植效益。根據(jù)分析,其主要原因有以下幾方面:一是種植地土壤瘠薄。種植前土壤未改良培肥,或隨柑橘植株長大,根系擴(kuò)展到未經(jīng)改良的瘠薄土層,使樹體的生長、結(jié)果受阻而產(chǎn)量銳減。二是肥水跟不上。柑橘進(jìn)入盛產(chǎn)期后結(jié)果多,所需要的肥水也多,一旦肥料不足,就會出現(xiàn)大小年結(jié)果,甚至隔年結(jié)果,樹體提前進(jìn)入衰退期,進(jìn)而成為低產(chǎn)樹。柑橘植株需水時得不到及時灌溉,也會影響生長結(jié)果。三是植株的營養(yǎng)生長未控制,只長樹不結(jié)果或很少結(jié)果,成了低產(chǎn)的旺長樹。四是樹體未能科學(xué)整形修剪。幼樹未整形,對出現(xiàn)擾亂樹形、影響樹體通風(fēng)透光的大枝未及時處理。隨樹齡增大樹冠會出現(xiàn)郁閉,樹冠間出現(xiàn)交叉,使光合作用變差,樹冠綠葉層變薄,產(chǎn)量下降。另外,密植柑橘園后期未能及時間伐(間移),也會使樹冠郁閉、交叉而造成低產(chǎn)。五是遭受病蟲害、自然災(zāi)害。如柑橘的黃龍病、潰瘍病、裂皮病、腳腐病等病害和螨類、蚧類、天牛類等蟲害的為害,使樹勢早衰,產(chǎn)量下降。自然災(zāi)害,尤其是干旱也會嚴(yán)重影響樹體生長、結(jié)果,導(dǎo)致樹勢早衰、低產(chǎn)。
二、低產(chǎn)成年樹綜合豐產(chǎn)技術(shù)
1. 選擇可供改造的低產(chǎn)成年樹 低產(chǎn)成年樹能否改造成豐產(chǎn)樹,應(yīng)先對樹體進(jìn)行選擇。要選樹體健康,至少基本健康,尤其是樹干、主枝要健康,無嚴(yán)重病蟲害為害,如裂皮病、樹脂病、腳腐病和天牛等的為害;園地可供改良的土層厚度應(yīng)在1.0米以上,這樣改造后樹體根系有適宜生長的土層。
對于樹體不健康,樹干、骨架枝受病蟲為害嚴(yán)重,失去改造價值的樹應(yīng)及時挖除新植幼樹。通常幼樹不在挖除老樹的穴位定植,若非利用原穴位不可,則以間隔2~3年后再行定植為宜,以利定植后植株正常生長、結(jié)果。
2. 不同類型成年樹綜合豐產(chǎn)技術(shù) 對于不同類型的低產(chǎn)成年樹,在找出其低產(chǎn)的原因后,采取改土、施肥、修剪和病蟲害防治等綜合技術(shù)措施,使樹體恢復(fù)正常生長,抽生優(yōu)良結(jié)果母枝,盡快結(jié)果,提高產(chǎn)量,豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。
①旺長低產(chǎn)成年樹綜合豐產(chǎn)技術(shù)。旺長低產(chǎn)樹通常在土層深厚、肥料充足的環(huán)境下生長,因營養(yǎng)生長強而消耗了大量養(yǎng)分,使之不開花或結(jié)果極少,改造這類樹常采取地下部與地上部結(jié)合進(jìn)行的方法。枝梢旺長的原因主要是由砧穗組合不當(dāng)或施肥不當(dāng)?shù)仍斐桑瑢Υ?,?yīng)適當(dāng)控制氮肥使用,增加磷、鉀肥的使用量,配合修剪,促使?fàn)I養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化。修剪技術(shù)上采取多疏剪、少短截,防止刺激枝梢旺長,其要點:一是要疏剪部分強枝。生長較旺的樹冠不宜短截,也不能一次疏剪過重,以免抽發(fā)更多強枝。采取逐年疏剪部分直立枝組和強旺側(cè)枝,改善樹冠內(nèi)部光照,使保留的枝梢多次分枝,緩和長勢,促進(jìn)開花。二是要抑制主根旺長。春季枝梢萌發(fā)期,將主根下部20厘米的土壤掏出,用木鑿沿主根周圍刻傷韌皮部,削弱根系生長,以相應(yīng)減弱樹冠枝梢旺長。三是要?;ū92捎蒙偈璩苫钢?、拉枝、大枝環(huán)割、斷根控水等措施,促使花芽分化。開花后抹除強春梢和全部夏梢保果,以增加載果量來削弱樹勢,逐步實現(xiàn)梢果平衡,進(jìn)而轉(zhuǎn)入豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。
此外,因品種而造成旺長低產(chǎn)的應(yīng)采取高接換種的改造技術(shù),此處不做詳述。
②衰弱低產(chǎn)成年樹綜合豐產(chǎn)技術(shù)。由于種植后管理不善或其他原因,出現(xiàn)植株長勢弱,遲遲不結(jié)果或結(jié)果少。衰弱低產(chǎn)樹通常根系弱,吸收力下降,采用常規(guī)的深翻改土、擴(kuò)穴施肥,有時難以見效,可采用“淺、勤、補、鋪”的施肥技術(shù)而達(dá)到恢復(fù)樹勢、增加產(chǎn)量的目的。具體施肥方法:“淺”是淺施有機肥。春季萌芽、促梢肥推遲到4月上旬,一般成年樹每株施人糞尿液30千克左右;冬季基肥提前到9月底或10月上旬,施100千克人糞尿+0.7千克尿素,在樹盤中耕后對水澆施?!扒凇笔侵盖谑┍∈┧傩Х?。5~7月份的每月上旬施尿素0.3千克或復(fù)合肥0.7千克?!把a”是指補施多種元素肥。為使樹體得到全面的營養(yǎng)和營養(yǎng)平衡供應(yīng),于盛花期、生理落果期和壯果期多次噴施0.1%硼砂+0.2%磷酸二氫鉀+0.3%~0.5%尿素溶液。干旱期噴施0.2%尿素溶液?!颁仭笔侵赶那锔珊导竟?jié),用綠肥或秸稈覆蓋樹盤,再在其上蓋一層薄的肥土,這對護(hù)根、壯果、促梢有好的效果。將地下部施肥與地上部重剪相結(jié)合,以促使枝梢生長和結(jié)果母枝形成,提高產(chǎn)量。
③樹冠郁閉低產(chǎn)成年樹綜合豐產(chǎn)技術(shù)。郁閉樹是指樹冠密接郁閉、通風(fēng)透光差的樹。主要有密植園樹冠管理不善使之郁閉和大齡樹不進(jìn)行修剪而造成的郁閉。改善此兩類郁閉樹的通風(fēng)透光條件,應(yīng)采取地上部和地下部結(jié)合的措施:對地上部進(jìn)行重剪,用樹冠更新或疏枝,頂部剪去大枝,即通過“開天窗”解決樹冠郁閉不通風(fēng)透光問題;側(cè)邊去除大枝,解決株行間密閉的問題。與此同時,地下部的肥料要跟上。采用開溝壓埋綠肥、廄肥,施人畜糞尿等有機肥,促進(jìn)根系生長、擴(kuò)展。且在根系生長促發(fā)新的枝葉時,葉面噴施尿素和磷酸二氫鉀等肥料。
對樹冠郁閉樹的修剪,柑橘計劃密植園投產(chǎn)后,樹冠逐漸擴(kuò)大并封行,導(dǎo)致內(nèi)膛郁閉,光照條件惡化,抽枝稀少,綠葉層變薄,頂部枝梢競相直立生長,形成“雞蛋殼”。此類型的樹體尚好,及早改造還能高產(chǎn)。采取及時間伐,結(jié)合回縮修剪,有好的效果。其技術(shù)要點:一是疏剪頂部密枝。將中上部過密遮陰的強枝疏剪部分,或縮剪中心枝干頂部大枝,改善光照。二是冬剪時短截部分一年生枝,促發(fā)營養(yǎng)枝,充實樹冠葉綠層。三是逐年縮剪非永久(間伐)樹。樹冠交叉封行后,逐步對非永久樹與永久樹交接的大枝進(jìn)行壓縮修剪,讓出空間,保證永久樹正常擴(kuò)冠,直至非永久(間伐)樹結(jié)果不多時,將間伐樹砍伐或移出。四是間伐后,永久樹按豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)樹修剪。
④衰老樹更新豐產(chǎn)技術(shù)。結(jié)果多年的老樹,對樹勢衰弱,主干、大枝尚好,具有繼續(xù)結(jié)果能力的,可在樹冠更新前一年7~8月份進(jìn)行斷根,壓埋綠肥、有機肥,先更新根系;于春芽萌動時,視樹勢衰退情況,進(jìn)行不同程度的更新修剪,促發(fā)隱芽抽生,恢復(fù)樹勢,延長結(jié)果年限。根據(jù)樹體的衰老程度可分別進(jìn)行局部更新、露骨更新和主枝更新。
局部更新(枝組更新):結(jié)果樹開始衰老時,部分枝群衰退,尚有部分結(jié)果的可在3年內(nèi)每年輪換1/3側(cè)枝和小枝組,剪去先端2/3~3/4,保留基部一段,促發(fā)新的側(cè)枝抽生,更新樹冠。輪換更新期間,尚有一定產(chǎn)量,彼此遮陰不易遭受日灼傷害。3年全樹更新完畢,即能繼續(xù)高產(chǎn)。
露骨更新(中度更新):樹勢中度衰弱的老樹,結(jié)合整形,在5~6級枝上,距分枝點20厘米處縮剪或鋸除,剪除全部側(cè)枝和三至五年生小枝組,調(diào)整骨架枝,維持中心主干、主枝和副主枝等的從屬關(guān)系,刪去多余的主枝、重疊枝、交叉枝干。這種更新方法當(dāng)年能恢復(fù)樹冠,第二年即可投產(chǎn)。
主枝更新(重度更新):樹勢嚴(yán)重衰退的老樹,可在距地面80~100厘米高處3~5級骨干大枝上,選主枝完好、角度適中的部位鋸除,使各主枝分布均勻,協(xié)調(diào)平衡。剪口要削平并涂接蠟保護(hù)。枝干用石灰水刷白,防止日灼。新梢萌發(fā)后,抹芽1~2次放梢,逐年疏除過密和位置不當(dāng)?shù)闹l,每段枝留2~3條新梢,過長的應(yīng)摘心,促使長粗,重新培育成樹冠骨架,第三年即可恢復(fù)結(jié)果。
資料與方法
2003年3月~2010年2月經(jīng)自排、體外沖擊波碎石術(shù)(ESWL)手術(shù),輸尿管鏡下氣壓彈道碎石等方法收集泌尿系結(jié)石標(biāo)本104例,該組患者均為西北高原甘肅疏勒河流域或周邊縣市區(qū)。
方法:采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)石定性成份分析試劑盒進(jìn)行草酸鹽、磷酸鹽、尿酸鹽、胱氨酸、碳酸鹽、銨、鈣、鎂等尿路結(jié)石化學(xué)成分分析,按試劑盒說明進(jìn)行操作,結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn):①尿酸,加尿酸試劑Ⅰ、Ⅱ各2滴,呈藍(lán)色為陽性。②磷酸鹽,加磷酸試劑3滴,漸生黃色沉淀附于凹孔壁上為陽性。③銨鹽,加銨試劑2滴,橘黃色沉淀為陽性。④胱氨酸,加試劑Ⅰ約2ml,再加試劑Ⅱ、Ⅲ各2滴,漸生成藍(lán)色為陽性。⑤碳酸鹽:將結(jié)粉末放置于小試管內(nèi),沿壁加入3mol/L鹽酸約0.5ml,有氣泡為陽性。⑥草酸鹽,用上一試管加入少量草酸試劑粉末,有氣泡為陽性。⑦鈣:將結(jié)石粉末放置于小試管內(nèi)加3mol/L鹽酸0.5ml,加熱溶解,冷卻后加入等量20%氫氧化鈉,白色沉淀示有鈣或鎂;⑧鎂:將上述試管溶液混勻,加鎂試劑2滴,液面間有藍(lán)色環(huán)為陽性。
結(jié) 果
臨床分析泌尿系結(jié)石患者104例,男84例,女20例,男女比4.2:1,年齡23~80歲,平均51.5歲,其中上尿路結(jié)石93例(89.42%),下尿路患者11例(10.57%),上下尿路結(jié)石之比8.45:1。
尿路結(jié)石化學(xué)成分分析結(jié)果:西北高原甘肅疏勒河流域泌尿結(jié)石以單發(fā)結(jié)石為主(104例),其中草酸鈣結(jié)石78例(75%),碳酸磷灰石2例、磷酸鈣結(jié)石8例、胱氨酸結(jié)石2例,尿酸結(jié)石4例;草酸鈣+尿酸銨結(jié)石4例,草酸鈣+磷酸鈣結(jié)石4例,草酸鈣+尿酸結(jié)石2例,腎結(jié)石24例,輸尿管結(jié)石66例,膀胱結(jié)石12例,尿道結(jié)石2例。
討 論
泌尿系結(jié)石是泌尿外科的常見病、多發(fā)病之一,在泌尿外科住院病人中居首位,在我國泌尿系結(jié)石的發(fā)病率1%~5%,南方高達(dá)5%~10%,而疏勒河流域地處甘肅西部地區(qū),為結(jié)石的低發(fā)區(qū)。其高發(fā)年齡20~50歲(90%),男性略多于女性,本研究對104例疏勒河流域患者泌尿結(jié)石進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)結(jié)石定性分析(化學(xué)試劑法進(jìn)行分析),草酸鈣結(jié)石78例(75%),磷酸鈣結(jié)石8例(7.69%),尿酸結(jié)石4例(3.85%),男84例,女20例,男女比4.2:1,同時本組患者尿酸結(jié)石發(fā)生率較低,僅3.85%,這與我國其他地區(qū)的報告不一致,代謝性的胱氨酸結(jié)石檢出2例(1.92%)。其中尿酸結(jié)石低于國外leusmann通過對結(jié)石成分研究分析報道的尿酸結(jié)石比例大約13%[1],也低于我國尿酸結(jié)石一般占泌尿系結(jié)石的10%左右,從國內(nèi)外文獻(xiàn)報道結(jié)果來看,尿酸結(jié)石的總的比例是不斷上升的,而本組尿酸結(jié)石患者僅4例(3.85%),遠(yuǎn)低于南方地區(qū),這可能與該地區(qū)的生活飲食習(xí)慣有關(guān)。本組以單純結(jié)石為主,混合性結(jié)石較少僅9.61%,這與我國其他地區(qū)的報告不一致。下尿路結(jié)石以繼發(fā)為主,均合并前列腺增生。目前認(rèn)為,在尿石形成過程中,尿中形成結(jié)石晶體的鹽類呈超飽和狀態(tài),抑制晶體形成物質(zhì)不足和核基質(zhì)的存在是3個主要因素,草酸鹽在結(jié)石形成過程中具有十分重要的作用,尿石發(fā)生除了與代謝紊亂、環(huán)境因素、氣候條件有關(guān)外,也與生活水平的提高、膳食結(jié)構(gòu)的改變、高蛋白食物攝入的增加、喝茶、偏愛甜食及喜歡飲酒等有很大的關(guān)系[2]。
西北高原疏勒河流域地處甘肅西部絲綢之路酒泉地區(qū),隨著氣候的變遷,該地區(qū)氣候干燥少雨,氣溫較高,溫差大,部分區(qū)域夏季地表溫度達(dá)50℃左右,且該流域為產(chǎn)糧地區(qū),農(nóng)民戶外做業(yè)較多,大部分農(nóng)民兼種大棚蔬菜,在高溫下作業(yè)時間長,泌尿系結(jié)石的發(fā)生率逐年提高,且占住院患者的1/4。據(jù)文獻(xiàn)報道,經(jīng)濟(jì)情況的改善繼發(fā)的飲食習(xí)慣和生活方式的變化可能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與尿石癥發(fā)病率關(guān)聯(lián)的內(nèi)在原因[3]。Akinci等也證實文化程度低為尿石癥發(fā)生的危險因素[4]。而該流域地處西北邊陲地區(qū)文化程度普遍較低,近幾年隨著物質(zhì)生活水平的提高,生活飲食習(xí)慣的改變,其特點:①農(nóng)民以精細(xì)糧為主食,攝入動物高蛋白的飲食較多,而攝入粗糧很少,粗糧主要用于養(yǎng)殖業(yè)(家禽和漁業(yè))。②該區(qū)暴露日照時間長,農(nóng)民以種植棉花、西瓜、白蘭瓜、葡萄較多,攝入高糖含量的瓜果及維生素C較多。③農(nóng)民均有食用腌制咸菜的習(xí)慣,故攝入食鹽較多。④種植大棚蔬菜多在高溫潮濕環(huán)境下作業(yè)時間長,出汗多易致尿液呈過飽和狀態(tài)產(chǎn)生結(jié)晶核。⑤疏勒河流域盛產(chǎn)啤酒花,夏季以飲用啤酒為主。⑥該流域夏初秋炎熱,出汗多易致機體脫水;⑦疏勒河流域日照時間長,紫外線強,夏季暴露于陽光下時間長,紫外線照射皮膚有助于體內(nèi)維生素D和維生素A合成增多,致使促進(jìn)小腸吸收鈣離子而增加了尿鈣的排出易致尿結(jié)晶;部分患者飲水量少,戶外高溫作業(yè)時間長,致使尿液呈過飽和狀態(tài)。⑧該流域人民的文化程度不高,周邊居民喜好飲用白酒。⑨該流域的居民飲用水為硬水。以上均是導(dǎo)致泌尿系結(jié)石的主要原因。
飲水在預(yù)防泌尿結(jié)石中的作用已經(jīng)被多個觀察性和實驗性流行性病學(xué)研究所證實[5],大量飲水可以縮短游離晶體顆粒在尿路中的平均滯留時間,促進(jìn)結(jié)石排出[6]。鈉鹽攝入過多可以導(dǎo)致尿中鈣和尿酸含量的增加及枸櫞酸鹽的減少,從而增加尿結(jié)石形成的機會。同時,血鈉增加使血清氯的濃度上升,提高尿液pH值,降低枸櫞酸排泄量,尿結(jié)晶的抑制活性也下降,從而促進(jìn)結(jié)石的產(chǎn)生;Alapont等研究認(rèn)為熱而干燥的氣候與結(jié)石發(fā)病率有關(guān)[7]。而該區(qū)除飲用水為硬水,其特點為氣候干燥少雨,氣溫較高,日照時間長,溫差大,喜攝入腌制的蔬菜,戶外作業(yè)時間長,紫外線強致使體內(nèi)維生素D和維生素A合成增多,從而促進(jìn)小腸吸收鈣離子,尿液中排泄鈣增多,加之出汗多,尿液呈過飽和狀態(tài)等原因致泌尿系結(jié)石。由于該地區(qū)生活習(xí)慣的特殊性,高溫、干旱、喜歡飲酒、食肉,但含嘌呤類食品攝入量比南方地區(qū)為低,尿酸結(jié)石的發(fā)生率明顯低于其他地區(qū),且結(jié)石的發(fā)生以單純性為主?,F(xiàn)已證實,飲食中動物蛋白與含鈣結(jié)石的形成有關(guān),高蛋白飲食可增加腎結(jié)石發(fā)病率,腎結(jié)石的發(fā)生與動物蛋白的攝取過多、精制糖攝入過多和飲食纖維素過少有關(guān)。由于糖可促進(jìn)腸道吸收鈣,相應(yīng)地增加了草酸的吸收,從而導(dǎo)致尿鈣排泄增加[8],致使尿路結(jié)石的發(fā)生增加。而該流域盛產(chǎn)的西瓜、白蘭瓜、葡萄等水果因日照時間長其含糖量較其他地區(qū)高,且夏季攝入量大。本組資料顯示尿路結(jié)石患者中男性明顯多于女性,男女比例4.2:1,這可能與兩性間飲食結(jié)構(gòu)不同,男性大量飲酒、高糖食品和啤酒的攝入量大,動物高蛋白的攝入較女性多有關(guān),也與男性戶外作業(yè)和從事體力勞動,飲水量不足有關(guān),其次上尿路結(jié)石明顯高于下尿路結(jié)石,上下尿路結(jié)石之比8.45:1,這些均與國內(nèi)文獻(xiàn)報道相近[9,10]。因此根據(jù)該流域的結(jié)石發(fā)病分析,為了預(yù)防結(jié)石的形成及復(fù)發(fā),認(rèn)為:①要有針對性的對疏勒河流域尿路結(jié)石進(jìn)行研究,特別是成分分析能為臨床選擇最佳的治療和與預(yù)防方案提供科學(xué)的依據(jù),并可能為結(jié)石形成機制的研究起到推動作用。②提高該流域人民的文化程度,有針對性地改變該地區(qū)的人民的生活飲食習(xí)慣,如少飲白酒,夏天少喝啤酒,多飲水,少食動物優(yōu)質(zhì)蛋白,少細(xì)糧、少食淹制的咸菜,多攝入粗糧及高纖維素食品等。③加強疏勒河流域人群的衛(wèi)生與宣傳工作,倡導(dǎo)合理飲食,合理調(diào)整,少攝入高糖水果和高動物蛋白及脂肪飲食,推薦攝入營養(yǎng)平衡的飲食,保持早、中、晚三餐營養(yǎng)均衡。④加強預(yù)防和干預(yù)治療,定期進(jìn)行“B”超檢查,做到早診斷、早治療、早防控、早預(yù)防。⑤減少暴露日照時間,提高水的攝入量,要求每人每天水的飲用量2500ml以上;特別是在戶外作業(yè)時,以減少尿液呈過飽和狀態(tài),降低結(jié)石的形成。⑥建議夏季防暑時可飲用檸檬汁、橙汁之類的飲料,以預(yù)防結(jié)石的復(fù)發(fā)。⑦有針對性的加強藥物的預(yù)防與控制率。⑧建議政府部門多投資、改善該流域水質(zhì)問題,將硬水變?yōu)檐浰?,井水、泉水改變?yōu)樽詠硭?/p>
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關(guān)鍵詞 玉米澇災(zāi);原因;綜合防御技術(shù);河南商丘
中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)19-0162-02
商丘市地處北半球中緯度、亞歐大陸東部,是西北大陸冷空氣和東南海洋暖濕氣流的劇烈交綏地。變性大陸氣團(tuán)和太平洋副熱帶高壓夏季在商丘市盤踞時間的長短及其對峙次數(shù)的多寡對商丘市旱澇影響很大。商丘市的地理緯度使得商丘市夏季接受的輻射強度大,使得上述影響更加顯著。因此,商丘市玉米在生長過程中常常遭受多種氣象災(zāi)害,不是久旱無雨,就是暴雨成災(zāi);既有高溫灼苗,也有低溫傷禾;雷擊雹砸風(fēng)摧,災(zāi)情多生。要獲得商丘市玉米生產(chǎn)的豐收,必須對各種氣象災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律及特點進(jìn)行認(rèn)真研究,以便采取有效的防御對策[1]。筆者根據(jù)多年的試驗和查閱大量的文獻(xiàn)資料,對商丘市玉米澇災(zāi)的成因和綜合防御技術(shù)提出自己的見解,旨在為玉米生產(chǎn)提供服務(wù)。
1 玉米澇災(zāi)定義
由于雨水過多而造成的玉米大面積災(zāi)難性減產(chǎn)或絕產(chǎn),稱為澇災(zāi)[1]。當(dāng)降雨量過多時,在平原洼地地片中,雨水聚集,排水不良,土壤透氣差,作物根系較長時間缺氧,根際二氧化碳濃度增大,根系呼吸受阻,吸收水分和礦質(zhì)元素的能力降低,致使作物光合速率減慢,光合產(chǎn)物明顯減少,造成玉米大面積、大幅度減產(chǎn),形成澇災(zāi);田間較長時間漬水,根系較長時間進(jìn)行無氧呼吸而產(chǎn)生酒精等有毒物質(zhì),導(dǎo)致作物中毒死亡,形成澇害絕產(chǎn)。
2 玉米澇災(zāi)發(fā)生頻繁
1949—2012年,除1968年特大旱災(zāi)時未發(fā)生澇災(zāi)外,全市每年都有受災(zāi)面積不等的澇災(zāi)。平均每年澇災(zāi)耕地面積5萬hm2;受澇耕地面積在15萬hm2以上的大澇災(zāi)18年,發(fā)生機率為29.03%;受災(zāi)耕地面積在20萬hm2以上的特大澇災(zāi)有7次。澇災(zāi)給商丘人民的生產(chǎn)和生活造成極大困難,是商丘市主要氣象災(zāi)害之一。
3 商丘市玉米澇災(zāi)形成的原因
3.1 澇災(zāi)的氣象原因
極地大陸氣團(tuán)與海洋氣團(tuán)交綏是造成商丘玉米澇災(zāi)的主要原因。7—8月,副熱帶高壓北移,東南暖濕氣流與極地大陸變性氣團(tuán)常在商丘市境內(nèi)交綏。當(dāng)兩氣團(tuán)都較強大時,在商丘市境內(nèi)交綏后移動緩慢,便會出現(xiàn)商丘市境內(nèi)的連陰多雨天氣。并且常在鋒內(nèi)形成氣旋,產(chǎn)生暴雨。商丘市各地的旱澇,決定于兩氣團(tuán)交綏的位置和鋒面南壓東移的快慢。如果兩氣團(tuán)交綏于商丘市東部,且勢力均較強,鋒面移動又緩慢,則永夏虞發(fā)生澇災(zāi);如果兩氣團(tuán)頻繁交綏于商丘市西部,且鋒面移動緩慢,則西部民權(quán)、睢縣等地發(fā)生澇災(zāi)。
3.2 澇災(zāi)的地勢原因
商丘市只有永城的小部分丘陵地區(qū),由于地勢較高、排水快,雖暴雨多,但只能造成土壤流失,不會形成澇災(zāi)。在平原低洼地區(qū),由于排水緩慢,暴雨積水常常滯留時間較長,傷害或致死玉米,造成玉米大面積減產(chǎn)或絕產(chǎn),釀成澇災(zāi)。
4 澇災(zāi)的特點
商丘市澇災(zāi)出現(xiàn)頻率大、災(zāi)情重,澇災(zāi)年際間、季節(jié)間變率大,地區(qū)間分布很不均勻。澇災(zāi)常常是由暴雨造成的。
4.1 澇災(zāi)發(fā)生頻率大、災(zāi)情重
商丘市澇災(zāi)幾乎年年都有,大澇災(zāi)2~3年發(fā)生1次,特大澇災(zāi)平均每9年發(fā)生1次。并且有大澇災(zāi)、特大澇災(zāi)連年發(fā)生的機率,例如1960—1964年連續(xù)5年發(fā)生大澇災(zāi)和特大澇災(zāi)。澇災(zāi)造成的災(zāi)情重,1949—2012年,平均每年受災(zāi)耕地面積占總耕地面積的13.7%,特大澇災(zāi)時受災(zāi)耕地面積占總耕地面積的29.4%~47.5%??梢娚糖鹗袧碁?zāi)發(fā)生頻率之大、災(zāi)情之重。
4.2 澇災(zāi)災(zāi)情年際間變率大
雖然商丘市幾乎每年都發(fā)生澇災(zāi),但澇災(zāi)災(zāi)情變率很大。1968年全市未發(fā)生澇災(zāi),1964年的特大澇災(zāi)使受災(zāi)耕地面積幾乎占全省耕地面積的50%。1960—1964年連續(xù)5年發(fā)生大澇災(zāi)或特大澇災(zāi),而1977—1984年連續(xù)8年都未發(fā)生大的澇災(zāi)。
4.3 降雨量和暴雨澇災(zāi)季節(jié)間變率大。商丘市春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)、冬(12—翌年2月)四季降雨量分別為50~120、350~600、100~200、15~50 mm,分別占全年降雨量的10%~15%、60%~70%、15%~25%、3%~5%,四季降水相對變率分別為45%~65%、35%~65%、50%~70%、70%~80%。特大暴雨(24 h降雨≥200 mm)出現(xiàn)次數(shù)也隨季節(jié)降雨量而波動。據(jù)統(tǒng)計,1951—1986年,商丘市67次特大暴雨,其分布為:5月、6月各5次,7月31次,8月24次,9月7次。夏季出現(xiàn)特大暴雨次數(shù)占82.98%,春季、秋季分別占7.46%、10.44%。
4.4 澇災(zāi)伴隨暴雨出現(xiàn)
暴雨驟至,使平原洼地積聚大量雨水,短時間無法排泄,田間積水,形成澇災(zāi)。1949年以來,商丘市每次嚴(yán)重澇災(zāi)幾乎都是由暴雨造成。
4.5 商丘市旱澇災(zāi)害同年同季出現(xiàn)
1949—2012年,除1964年全市全年澇,1968年全市全年旱以外,其他60年商丘市旱澇災(zāi)害均同年出現(xiàn),多表現(xiàn)為春旱、夏澇、秋旱。在夏季又常出現(xiàn)前澇后旱或前旱后澇的現(xiàn)象。
5 玉米澇災(zāi)防御技術(shù)
澇災(zāi)是對商丘市玉米生產(chǎn)危害最大的氣象災(zāi)害。在現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平下,要想防止?jié)碁?zāi)發(fā)生是不可能的,因此只能根據(jù)澇災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律和特點,采取積極的防御對策,盡最大努力,減小澇災(zāi)對玉米造成的經(jīng)濟(jì)損失。
5.1 植樹造林是防御澇災(zāi)的有效戰(zhàn)略措施
植樹造林,可以增加農(nóng)田復(fù)種指數(shù),增加大地綠色面積,就能減少貼地空氣的溫度梯度,增加空氣濕度,減少地表蒸發(fā)量,也就能減少暴雨發(fā)生次數(shù),降低澇災(zāi)的危害程度。
5.2 合理配置作物品種和播期就能減輕澇害影響
玉米生育前期和后期都可能發(fā)生澇災(zāi),發(fā)生機率后期大于前期;播種期早生育中期適逢水澇,播種期晚苗期會受水淹。商丘市雨量主要集中在7—8月,9月明顯減少。玉米需水最多的時期是花期至鼓粒期。如果玉米需水最多的生育階段與降水量最多的季節(jié)符合較好,一般就能獲得高產(chǎn);如果符合不好,就會減產(chǎn)。由于受前茬作物小麥的限制,玉米播種期不可能很早。因此,玉米必須種植早熟高產(chǎn)品種,生育天數(shù)以90~95 d為宜;同時力爭早播種,如果播種時間分別為6月上、中、下旬或7月上旬,那么玉米生長發(fā)育與降雨時間分布相符合的情況分別為較好、大部分符合、1/2符合、大部分不符合[2]。
5.3 采取農(nóng)田管理措施降低澇災(zāi)影響
5.3.1 地勢較低的洼地易澇地片,可修臺田和排水溝,降低澇害影響。臺田寬度和排水溝深度依洼地地勢和雨澇時田間常年積水深度而定[3]。
5.3.2 增大耕層深度,實行秸稈還田,可減輕旱澇災(zāi)害影響。當(dāng)前農(nóng)村中土壤耕層一般在15~20 cm,由于土壤吸納的水分少、根系淺,既不耐旱也不耐澇。如果土壤耕層加深到30 cm左右,并結(jié)合施入秸稈和其他有機肥,就能有效減輕旱澇災(zāi)害的影響。
5.3.3 玉米遭受澇害后及時追施氮、磷、鉀肥或氮、磷、鉀三料復(fù)合肥,能顯著減輕澇災(zāi)影響。當(dāng)玉米遭受澇災(zāi)時,耕層土壤中水溶性氮、磷、鉀多被淋溶而隨徑流流失,土壤中可被玉米吸收的氮、磷、鉀養(yǎng)分大大減少,不能滿足玉米繼續(xù)生長發(fā)育的需要。玉米常因澇后缺肥,葉片變黃或淡綠,光合速率顯著降低,光合產(chǎn)物明顯減少,而導(dǎo)致籽粒減產(chǎn)。澇后及時追施氮、磷、鉀肥,可使葉片恢復(fù)綠色,根系由于得到足夠的營養(yǎng)可迅速恢復(fù)生長發(fā)育,避免澇后因缺乏營養(yǎng)而使根系早衰[4-5]。因此,玉米受澇災(zāi)后及時追施氮、磷、鉀肥是降低澇災(zāi)損失的有效措施。
5.3.4 鋤地或中耕松土。澇后及時中耕或鋤地,可疏松土壤,增加透氣性。
6 參考文獻(xiàn)
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傳統(tǒng)的教學(xué)是以教師為主的教授式教學(xué),在整個教學(xué)過程中,學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài),整個課堂由教師主宰,忽略了學(xué)生的主體作用。近年來,強調(diào)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的改革,注重教學(xué)中的雙邊活動,以計算機網(wǎng)絡(luò)為主的信息技術(shù)為教學(xué)改革提供了機遇,實現(xiàn)信息技術(shù)與課程整合成為教育發(fā)展的一次機遇,是實現(xiàn)從應(yīng)試教育到素質(zhì)教育轉(zhuǎn)換的一條通途。
北京師范大學(xué)博士生導(dǎo)師何克抗認(rèn)為:“信息技術(shù)與課程整合的本質(zhì)與內(nèi)涵就是在先進(jìn)的教育思想、理論指導(dǎo)下,尤其是主導(dǎo)一一主體教學(xué)理論的指導(dǎo)下,把計算機及網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)識工具與情感激勵工具,豐富教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具,并將這些工具全面應(yīng)用到各科教學(xué)過程中,使各種教學(xué)資源,各種教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)經(jīng)整理、組合,相互融合,在整體優(yōu)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聚焦效應(yīng),從而促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式的根本變革,也就是促進(jìn)以教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式的變革,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的目標(biāo)”。
一般來說,可以把信息技術(shù)與課程整合的過程分為五個階段:信息技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng),計算機輔助教學(xué),信息技術(shù)整合于課程,基于信息技術(shù)的課程改革,基于信息技術(shù)的全面教改。這五個階段其實包含著信息技術(shù)與課程整合的“大整合論”,和“小整合論”,前兩個階段是“小整合論”階段;第三個階段是過渡階段,是落后地區(qū)補充給養(yǎng)、發(fā)達(dá)地區(qū)充實和調(diào)整、中等規(guī)模地區(qū)奮起追趕時期;后兩個階段是“大整合論”階段,信息技術(shù)與課程整合為教學(xué)帶來的絕非是手段的變化,而是教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的變革,是課程本身的改革,是課程設(shè)置、教育學(xué)制、學(xué)習(xí)方式、學(xué)校組織以及課程作息時間等的根本性變革,是信息技術(shù)與課程整合的宏偉目標(biāo)。就目前信息技術(shù)與課程整合的現(xiàn)狀來看,“小整合論”符合我國目前的教育發(fā)展趨勢和實踐要求,即根據(jù)地域特點、經(jīng)濟(jì)、文化、信息技術(shù)發(fā)展水平的不同,我國的信息技術(shù)與課程整合處于以上分析的前三個階段。
通過這些論述,我認(rèn)為,所謂信息技術(shù)與課程整合目前的主要任務(wù)就是把信息技術(shù)與教學(xué)課程有機地融合在一起,例如利用虛擬現(xiàn)實完成現(xiàn)有實驗條件下不能完成的實驗,利用多媒體的圖形、圖像、聲音讓學(xué)生在輕松的環(huán)境下學(xué)習(xí)知識;利用強大的網(wǎng)絡(luò)功能讓學(xué)生查閱所需資料,甚至作業(yè)的批改和答疑以及學(xué)生之間的切磋都可以通過電子郵件等方式完成……把計算機及網(wǎng)絡(luò)作為學(xué)習(xí)的工具,作為教學(xué)的媒體,實現(xiàn)教學(xué)的信息化和現(xiàn)代化,從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新型和實踐型的能適應(yīng)時代生產(chǎn)力發(fā)展的建設(shè)者。
二、制約現(xiàn)代信息技術(shù)與課程整合的現(xiàn)實性因素
(一)教師素質(zhì)
信息技術(shù)與課程整合的關(guān)鍵在于教師。教師的角色應(yīng)該從傳統(tǒng)的知識傳授者向課程設(shè)計者、活動組織者和參與者、環(huán)境構(gòu)建者等新型角色轉(zhuǎn)變。教師必須適應(yīng)信息技術(shù)與課程整合后新的學(xué)習(xí)需要,具備基本的信息技術(shù)操作技能、信息化條件下的教學(xué)設(shè)計方法等。當(dāng)前,我國教師信息技術(shù)水平整體上比較低,很多教師尚未樹立信息化環(huán)境中的教學(xué)的新觀念,不具備基本的信息技術(shù)操作技能及信息技術(shù)與課程整合的方法與手段技能,難以適應(yīng)信息技術(shù)與課程整合的實際需要。
(二)學(xué)生素質(zhì)
學(xué)生的整體素質(zhì)水平不高也是制約信息技術(shù)與課程整合的因素。信息技術(shù)與課程整合的過程中,必須關(guān)注學(xué)習(xí)者的信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力,并將其作為信息技術(shù)與課程整合的一個最具有現(xiàn)實性的條件。
(三)物質(zhì)技術(shù)條件
信息技術(shù)與課程整合的現(xiàn)實性還體現(xiàn)在其物質(zhì)基礎(chǔ)上,必須考慮物質(zhì)條件,關(guān)注其物質(zhì)水準(zhǔn),如:硬件、軟件、信息技術(shù)發(fā)展水平等。
(四)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容
在整合課教學(xué)中,學(xué)科教學(xué)內(nèi)容在課堂教學(xué)中占據(jù)十分重要的地位,這種地位是其它內(nèi)容無法取代的。不同學(xué)科具有不同的教學(xué)內(nèi)容,但教學(xué)特征基本―致,教學(xué)內(nèi)容的編排、教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置、教學(xué)段落的推進(jìn)具有一定的規(guī)律。了解教學(xué)特征、熟悉教學(xué)內(nèi)容、把握教學(xué)環(huán)節(jié)、發(fā)揮教學(xué)才智,方能組織好教學(xué)。
(五)課堂教學(xué)程序
課堂教學(xué)程序是指課堂教學(xué)層次推進(jìn)的先后順序。信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合課的課堂教學(xué)程序與一般課型的教學(xué)程序既有聯(lián)系又有區(qū)別。傳統(tǒng)教學(xué)程序中的課堂教學(xué)導(dǎo)入、教學(xué)內(nèi)容展開、教學(xué)信息反饋、知識延伸等環(huán)節(jié)在整合課中依然適用,甚至說是不可或缺,只是表現(xiàn)形式較之以往有所不同罷了。由于信息技術(shù)的介入,導(dǎo)入環(huán)節(jié)多憑借音樂、畫面等音頻視頻進(jìn)行,課堂小結(jié)(教學(xué)反饋)通過師生交互或者生生交互的形式來成,教學(xué)延伸通過電子信箱、QQ聊天來實現(xiàn)。
三、從多元角度促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與課程的整合
(一)教師的主導(dǎo)地位不僅不能削弱,而且必須大力加強
筆者認(rèn)為,要做到這點,整合課中的教師應(yīng)當(dāng)具備如下能力:一是對現(xiàn)代教育技術(shù)駕熟就輕。二是不斷夯實知識根基。三是教學(xué)藝術(shù)功底要深厚扎實。要從事好教師這一藝術(shù)事業(yè),就必須用藝術(shù)家的標(biāo)準(zhǔn)衡量所做工作。在教學(xué)中,教師要憑借厚重的“藝術(shù)”積淀,教態(tài)宜人,語言儒雅,板書規(guī)范。四是教學(xué)的組織、調(diào)控能隨機應(yīng)變。組織教學(xué)是課堂教學(xué)的基礎(chǔ)。信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合課教學(xué)的組織尤為重要。任務(wù)驅(qū)動,學(xué)生人機交互,角色扮演,現(xiàn)場采訪,競賽搶答等教學(xué)策略的運用等,在提供教學(xué)便利的同時,也增加了駕馭課堂教學(xué)的難度,需要教師進(jìn)行有效的宏觀調(diào)控,以保證教學(xué)的正常進(jìn)行。教學(xué)中,教師必須體現(xiàn)出應(yīng)有的教學(xué)機智,隨時處理教學(xué)過程中的各類突發(fā)問題。五是教育教學(xué)方法靈活多變。在信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合條件下,教師必須緊密結(jié)合教學(xué)實際,根據(jù)學(xué)科教學(xué)需要,不拘一格,靈活多變地應(yīng)用各種教育教學(xué)方法,這樣,才能使教學(xué)效益最大化,實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力、提高受教育者綜合素質(zhì)的核心目標(biāo)。
(二)在整合課的教學(xué)中,學(xué)生始終應(yīng)當(dāng)是課堂教學(xué)舞臺的主要演員
學(xué)生要在整合課的課堂上充分發(fā)揮其主觀能動性,首先,必須通過日常的信息技術(shù)教育掌握信息技術(shù)基本知識,熟悉常用軟件的基本操作,這是信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合賴以實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)。其次,在整合課的課堂教學(xué)中,學(xué)生應(yīng)當(dāng)建立起對信息技術(shù)的濃厚興趣,保持旺盛的探究熱情與積極交互的情感態(tài)度,圍繞學(xué)習(xí)問題,廣開思路,深入思考,積極爭取發(fā)言權(quán),通過網(wǎng)絡(luò)計算機多媒體或口頭大膽闡述思維成果。第三,在整合課的課堂教學(xué)中,學(xué)生應(yīng)當(dāng)力戒顧此失彼,決不能因過分強調(diào)信息技術(shù)的認(rèn)知對象作用造成對信息技術(shù)的過分追求和依賴而影響學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),否則,就會違背信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的初衷,導(dǎo)致學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的偏廢,造成學(xué)業(yè)損失。
(三)信息技術(shù)運用要科學(xué)適當(dāng)
信息技術(shù)的運用旨在提高教學(xué)質(zhì)量,因此,必須從教學(xué)實際需要出發(fā),該用則用、用得適度、用得合理、用得巧妙。整合課中信息技術(shù)只有用得好、用得科學(xué),才能達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的,否則就會適得其反。比如:小學(xué)數(shù)學(xué)“時分的認(rèn)識”的教學(xué)。本來教師用鐘表即可將問題講得一清二楚,卻偏偏要搬到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去上課,結(jié)果,浪費人力、物力和信息技術(shù)資源,得不償失。
(四)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容應(yīng)遵循以下原則
一是嚴(yán)密的邏輯性。任何一門學(xué)科都有其學(xué)科知識體系的內(nèi)在邏輯性。具體到一堂課,所教文本內(nèi)容也是有緊密連續(xù)性的。相對來講,文科聯(lián)系顯得略微松散,理科表現(xiàn)得比較嚴(yán)謹(jǐn)。二是簡潔的明了性。整合課的教學(xué)內(nèi)容組織必須讓人一目了然,課堂上先干什么,后干什么,教學(xué)推進(jìn)脈絡(luò)要清清楚楚。三是輕松的流暢性。整合課教學(xué)內(nèi)容的推進(jìn)要不蔓不枝,輕松、流暢,忌諱拖泥帶水,文、理學(xué)科的課堂教學(xué)都需要做到這一點。
(五)課堂教學(xué)程序應(yīng)注意傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合
【關(guān)鍵詞】小學(xué)信息技術(shù)教育課程;教學(xué)目標(biāo);教學(xué)內(nèi)容;課程評價;比較研究
【中圖分類號】G40-059.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)04―0123―04
一 引言
印度與我國國情相似,發(fā)展基本相當(dāng),信息技術(shù)教育起步時間基本一致,中小學(xué)信息技術(shù)教育有可比之處。20世紀(jì)90年代我國提出要在全國中小學(xué)普及信息技術(shù)教育,2000年《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要(試行)》[1]頒布,這標(biāo)志著中國中小學(xué)信息技術(shù)教育正式結(jié)束了探索時期,進(jìn)入一種規(guī)范有序的發(fā)展階段。2000年印度政府決定將信息技術(shù)教育引入全國課程框架,了《國家學(xué)校教育課程框架》和《學(xué)校信息技術(shù)課程指南和大綱》[2],這為印度學(xué)校信息技術(shù)教育順利有效地開展提供了指導(dǎo)書,同樣標(biāo)志著印度中小學(xué)信息技術(shù)教育進(jìn)入一個新的發(fā)展階段。
比較教育研究是改革本國教育的一種力量和增強國際理解的一種手段[3]。為此,筆者通過文獻(xiàn)研究和比較教育研究,結(jié)合我國近年來中小學(xué)信息技術(shù)教育的最新發(fā)展,對中國和印度兩國小學(xué)信息技術(shù)教育課程的設(shè)計理念、目標(biāo)內(nèi)容、課程評價等進(jìn)行比較分析,尋找彼此差異和相互借鑒的地方,以期對我國小學(xué)信息技術(shù)教育的教學(xué)改革與發(fā)展有所裨益。
二 印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程概述
印度NECRT(全國教育研究與培訓(xùn)委員會)于2000年11月的《學(xué)校信息技術(shù)課程指南和大綱》(以下簡稱《課程指南和大綱》)規(guī)定了學(xué)生在小學(xué)、初中和高中階段應(yīng)具有的與信息技術(shù)相關(guān)的能力、有助于學(xué)生獲得這些能力所需的活動以及為了進(jìn)行這類活動而必須掌握的特殊技能;并就學(xué)生獲得這些能力和技能的途徑以及所需的具體活動提出了建議。下面就《課程指南和大綱》所規(guī)定的小學(xué)階段(Primary School Stage)學(xué)生能力(包括教學(xué)目標(biāo)層面和教學(xué)內(nèi)容層面)與課程評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行概述。
1 印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程目標(biāo)。
印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程目標(biāo)是其信息技術(shù)基礎(chǔ)教育第一階段目標(biāo),它為后續(xù)的初中階段和高中階段教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)打下基礎(chǔ)?!墩n程指南和大綱》中規(guī)定了印度小學(xué)信息技術(shù)教育的三大教學(xué)目標(biāo),每一目標(biāo)中又包括若干個期望學(xué)生達(dá)到的能力、獲得能力所需的活動和特殊技能要求(即在教師幫助下能夠完成的技術(shù)操作)。它是一個集教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和評價于一體的教學(xué)指導(dǎo)性文件。表1列出了印度小學(xué)階段信息技術(shù)教育課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo)層面說明[4]。
2 印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程內(nèi)容
在《課程指南和大綱》中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求,印度對小學(xué)信息技術(shù)教育課程內(nèi)容從三個目標(biāo)層面進(jìn)行規(guī)定[5],如表2所示。
3 印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程評價
在《課程指南和大綱》中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容(期望學(xué)生達(dá)到的能力以及達(dá)到這些技能所應(yīng)有的活動和操作)制定了小學(xué)信息技術(shù)教育課程學(xué)習(xí)結(jié)果的評價方案[6]。方案要求教師在教學(xué)中通過觀察學(xué)生、與學(xué)生進(jìn)行討論等途徑評價學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,評價方案如表3所列。
三 中國小學(xué)信息技術(shù)教育課程概述
中國小學(xué)信息技術(shù)課程是為了適應(yīng)信息時代對人才培養(yǎng)提出的新要求而設(shè)置的必修課程;是以培養(yǎng)小學(xué)生的信息素養(yǎng)和信息技術(shù)操作能力為主要目標(biāo),以操作性、實踐性、探究性和創(chuàng)新性為特征的指定學(xué)習(xí)領(lǐng)域。2000年中國教育部頒布了《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要(試行)》(教基[2000]35號文件,以下簡稱《課程指導(dǎo)綱要》),它包含了課程任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和課時安排、教學(xué)評價三部分內(nèi)容,下面就其中所規(guī)定的小學(xué)階段信息技術(shù)教育課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評價進(jìn)行概述。
1 中國小學(xué)信息技術(shù)教育課程教學(xué)目標(biāo)
中小學(xué)信息技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)是:通過信息技術(shù)課程使學(xué)生具有獲取信息、傳輸信息、處理信息和應(yīng)用信息的能力,教育學(xué)生正確認(rèn)識和理解與信息技術(shù)相關(guān)的文化、倫理和社會等問題,負(fù)責(zé)任地使用信息技術(shù);培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng),把信息技術(shù)作為支持終身學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的手段,為適應(yīng)信息社會的學(xué)習(xí)、工作和生活打下必要的基礎(chǔ)[7]。表4列出中國小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)目標(biāo)的詳細(xì)內(nèi)容。
2 中國小學(xué)信息技術(shù)教育課程內(nèi)容
在《課程指導(dǎo)綱要》中,小學(xué)信息技術(shù)教育課程共分6個模塊,其中前4個為必修模塊,后2個為選修(拓展)模塊。各地區(qū)可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況在兩類模塊中選取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容[8]。表5列出各模塊內(nèi)容。
3 中國小學(xué)信息技術(shù)課程評價
小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)評價是以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù),本著對發(fā)展學(xué)生個性和創(chuàng)造精神有利的原則進(jìn)行。教學(xué)評價要重視教學(xué)效果的及時反饋,評價的方式要靈活多樣,要鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,主要采取考查學(xué)生實際操作或評價學(xué)生作品的方式。[9]
四 中國和印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程各自特色和相互比較
1 課程性質(zhì)的比較
印度在《課程指南和大綱》中指出:小學(xué)信息技術(shù)教育是信息技術(shù)基礎(chǔ)教育和普及教育,是為后續(xù)初中學(xué)段和高中學(xué)段的信息技術(shù)教育以及職業(yè)教育打基礎(chǔ),是為了培養(yǎng)學(xué)生的“價值驅(qū)動態(tài)度而非技術(shù)驅(qū)動態(tài)度”[10];基礎(chǔ)性和普及性是其主要特性。
我國小學(xué)信息技術(shù)課程的性質(zhì)表現(xiàn)在基礎(chǔ)性、綜合性、普及性和人文性四個方面?;A(chǔ)性是信息技術(shù)在各學(xué)科中應(yīng)用和全部教育活動的基礎(chǔ),是學(xué)生在今后工作生活中有效解決問題的基礎(chǔ),是學(xué)生在未來學(xué)習(xí)型社會中自我發(fā)展、持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。綜合性既包括信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本操作等技能性知識,也包括應(yīng)用信息技術(shù)解決實際問題的方法,對信息技術(shù)過程、方法與結(jié)果評價的方法,信息技術(shù)在學(xué)習(xí)和生活中的應(yīng)用,以及相關(guān)權(quán)利義務(wù)、倫理道德、法律法規(guī)等方面。普及性是指作為國家的信息技術(shù)教育課程文件,各省市教育行政部門都應(yīng)將信息技術(shù)教育課程作為必修課,各地可因地制宜進(jìn)行適當(dāng)取舍。人文性指課程是為實現(xiàn)人的全面發(fā)展而設(shè)置,信息技術(shù)教育應(yīng)是一種“文化內(nèi)化”,因為“文化內(nèi)化”是信息技術(shù)教育中“領(lǐng)進(jìn)門”和“個性塑造”兩個層面的本質(zhì)升華[11]。因此中國小學(xué)信息技術(shù)教育既表現(xiàn)出基本工具價值又表現(xiàn)出豐富文化價值,既有恰當(dāng)而充實的技術(shù)內(nèi)涵,又體現(xiàn)科學(xué)精神,強化人文精神 。
中印在課程的性質(zhì)的定位上都考慮了其基礎(chǔ)性、綜合性、普及性和價值觀的培養(yǎng)。但在價值觀培養(yǎng)方面,印度似乎側(cè)重社會倫理價值觀的培養(yǎng),中國似乎側(cè)重人文價值觀的培養(yǎng)。
2 課程設(shè)計理念的比較
印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程設(shè)計理念是“尋求信息技術(shù)與課程整合的方案;超越信息技術(shù)教育僅僅作為學(xué)校課堂教學(xué)過程的一部分的思想”[12],認(rèn)為“一定的課程框架能增加學(xué)生在信息技術(shù)環(huán)境下跨課程學(xué)習(xí)的機會” [13]。我國小學(xué)信息技術(shù)教育課程設(shè)計的理念主要體現(xiàn)在:提升信息素養(yǎng),培養(yǎng)信息時代的合格公民;營造良好的信息環(huán)境,打造終身學(xué)習(xí)的平臺;關(guān)照全體學(xué)生,建設(shè)有特色的信息技術(shù)課程;注重交流與合作,共同建構(gòu)健康的信息文化[14]。
3 課程教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的比較
印度小學(xué)信息技術(shù)課程目標(biāo)是從基本概念和操作、社會道德、IT工具三個方面進(jìn)行分類。我國主要是從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面來分類。主要差異有:(1)在分類標(biāo)準(zhǔn)上有所不同:印度傾向?qū)W習(xí)結(jié)果(learning outcomes)的分類,受行為主義學(xué)習(xí)理論影響較大;我國傾向基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的分類,并且受到了布魯姆、加涅教學(xué)目標(biāo)分類和奧蘇伯爾“先行組織者”理論的影響。(2)印度在課程教學(xué)目標(biāo)中將社會道德教育單列成一大項,這提高了信息技術(shù)社會道德教育的重要性;我國在課程教學(xué)目標(biāo)中將社會道德教育包括在情感態(tài)度與價值領(lǐng)域,而且特別強調(diào)文化價值的培養(yǎng)。由此可見,印度似乎更強調(diào)信息技術(shù)社會道德教育。(3)兩者課程內(nèi)容涵蓋的范圍大致相當(dāng),但印度小學(xué)信息技術(shù)教育中包含LOGO語言的教學(xué)。
4 課程教學(xué)評價的比較
在課程評價內(nèi)容和評價方式方面,印度強調(diào)通過學(xué)生活動展示(Demonstrated By Activities)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果,“觀察學(xué)生在學(xué)習(xí)和討論時使用各種信息技術(shù)工具情況來評價學(xué)習(xí)的結(jié)果”[15],同時對學(xué)習(xí)結(jié)果評價指標(biāo)有非常詳細(xì)的說明。我國課程學(xué)習(xí)評價采用的方式有:綜合運用各種過程性評價方式,全面考察學(xué)生信息素養(yǎng)的養(yǎng)成過程;評價與教學(xué)過程相結(jié)合,動態(tài)把握、及時引導(dǎo)學(xué)生情感、態(tài)度和價值觀的形成;紙筆測驗和上機測驗相結(jié)合開展總結(jié)性評價[16]。
中印在課程評價時都強調(diào)基礎(chǔ)性和多元化,關(guān)注學(xué)生的個體差異。但是印度似乎更關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果。
5 實施方式的比較
課程實施時,中印都注重理論與實踐相結(jié)合。印度在《課程指南和綱要》中明確了理論和實踐所需達(dá)到的要求。中國則在《課程指導(dǎo)綱要》中明確規(guī)定理論教學(xué)和實驗教學(xué)各自所占學(xué)時的比例。
五 啟示
通過中印小學(xué)信息技術(shù)教育課程的比較,印度小學(xué)信息技術(shù)教育給我們有以下啟示:
1 重視小學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)教育,印度信息技術(shù)教育初等化
印度對中小學(xué)各學(xué)段的信息技術(shù)教育課程的目標(biāo)和內(nèi)容做出科學(xué)詳細(xì)的規(guī)定,各學(xué)段既有獨立性又有繼承性。小學(xué)、初中和高中信息技術(shù)教育課程目標(biāo)設(shè)計時是采用適當(dāng)重復(fù),螺旋上升的方式[17]。小學(xué)為第一個學(xué)段,是后面兩個學(xué)段的基礎(chǔ)。沒有這個基礎(chǔ),初中、高中學(xué)段的目標(biāo)難以達(dá)到。印度通過向社會和學(xué)生家長推廣信息技術(shù),促進(jìn)家長轉(zhuǎn)變觀念,督促少年兒童接受信息技術(shù)教育,這也一定程度促進(jìn)了印度小學(xué)信息技術(shù)教育發(fā)展[18][19]。由此可見,印度必然重視小學(xué)信息技術(shù)教育。
印度的信息技術(shù)教育初等化主要是指印度的學(xué)生完成基礎(chǔ)教育階段的信息技術(shù)教育之后,已經(jīng)掌握了信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識、基本技能和信息技術(shù)社會道德規(guī)范。之后,既可以通過高等教育也可以直接通過職業(yè)教育就能培養(yǎng)信息技術(shù)所需的人才。這大幅度降低培養(yǎng)成本和使用成本,縮短了培養(yǎng)周期。印度信息教育初等化為軟件人才儲備了大量的人力資源[20]。
我國在中小學(xué)信息技術(shù)教育中,同樣規(guī)定了各學(xué)段信息技術(shù)教育的目標(biāo)和內(nèi)容。然而,由于地域發(fā)展不平衡、城鄉(xiāng)差別大,導(dǎo)致學(xué)生信息技術(shù)基礎(chǔ)差異很大,有些地方非常嚴(yán)重,以致無法按《課程指導(dǎo)綱要》的要求進(jìn)行教學(xué),這應(yīng)該引起我國信息技術(shù)教育工作者特別關(guān)注。
我國應(yīng)重視小學(xué)信息技術(shù)教育,在制定課程標(biāo)準(zhǔn)時既要考慮各學(xué)段的獨立性又要考慮繼承性,還應(yīng)特別關(guān)注區(qū)域差異和城鄉(xiāng)差異?!墩n程指導(dǎo)綱要》分為必修模塊和選修(拓展)模塊,這在考慮區(qū)域差異和城鄉(xiāng)差異方面做了有益的嘗試。
2重視信息技術(shù)社會道德規(guī)范教育
印度基礎(chǔ)教育階段非常重視信息技術(shù)社會道德規(guī)范教育。從其小學(xué)信息技術(shù)教育課程的三大教學(xué)目標(biāo)層面可以看出,印度將信息技術(shù)社會道德規(guī)范教育作為與知識、技能同等重要的目標(biāo),并且在《課程指南和大綱》中列出以什么知識、技能、行動來體現(xiàn)、評價這一目標(biāo)。特別強調(diào)對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)、個人隱私的保護(hù)和病毒的防范,培養(yǎng)保護(hù)意識和防范意識,認(rèn)為病毒防范不僅僅是技術(shù)問題,更是社會道德問題。
中國在《課程指導(dǎo)綱要》的信息技術(shù)基礎(chǔ)模塊中對信息技術(shù)有社會道德規(guī)范教育的要求,但沒有詳細(xì)描述用于該層面評價的知識、技能和行為。筆者認(rèn)為,我國在這方面重視程度不如印度,評價操作不如印度那樣容易實施,我國應(yīng)該細(xì)化這方面的評價指標(biāo),強化可操作性。
3 通過活動來展示學(xué)習(xí)的結(jié)果是印度基礎(chǔ)教育階段(包括小學(xué)、初中、高中)信息技術(shù)教育評價的一大特色。
印度強調(diào)通過學(xué)生的活動展示(Demonstrated By Activities)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,這具有行為主義學(xué)習(xí)理論的色彩。信息技術(shù)教育目標(biāo)和內(nèi)容不僅包括知識,也包括技能、行為和情感價值,行為和情感價值的評價通過活動展示來進(jìn)行更合適。這種做法在我國中小學(xué)信息技術(shù)教育評價中值得借鑒。
六 結(jié)語
通過對中國和印度小學(xué)信息技術(shù)教育課程的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容概述,從課程性質(zhì)、設(shè)計理念、教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容、課程評價、實施方式等方面對兩者小學(xué)信息技術(shù)教育課程進(jìn)行比較分析,探討各自的特色。印度小學(xué)信息技術(shù)教育有許多方面值得我國中小學(xué)信息技術(shù)教育借鑒。這也從另一個視角探討我國中小學(xué)信息技術(shù)教育的開展和存在的問題,為我國信息技術(shù)基礎(chǔ)教育提供幫助,其價值在于為我國今后制定小學(xué)信息技術(shù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)提供參考,對我國中小學(xué)信息技術(shù)教育發(fā)展大有裨益。
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