时间：2024-01-05 17:05:20
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Abstract： This paper applies the theory of Formal Concept Analysis（FCA） to mine the medication rule of rheumatism in Xin’an medical documents， with the tools of concept lattice constructing software LatticeMiner to build the formal contexts and concept lattices. The prescription-type， prescription-symptoms and prescription-medicine concept lattice intuitively show the hierarchical structure of syndromes， symptoms， medicinal herbs and the corresponding formulas of Rheumatism disease and are helpful to dig the distribution of syndrome， symptoms and Medication Rule. In addition through the construction of the nested formal context， the relationship among the syndromes， symptoms and medicine becomes more structured. Finally using association rules mining method based on the FCA to mine the association rules about syndromes， symptoms and medicine. This research provides a new train of thought in research field of the data mining of traditional Chinese medicine.
关键词： 形式概念分析；概念格；新安医学；痹病；关联规则
Key words： Formal Concept Analysis；concept lattice；Xin'an medicine；treatment of rhemumatism；association rules
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0227-04
0 引言
形式概念分析理论是由德国教授Wille在1982年提出的[1]，它通过形式背景构造概念格，从而进行数据的分析和规则的提取。在形式概念分析理论中最核心的数据结构是概念格，它反映了对象和属性之间的联系，表明概念之间的泛化和例化关系，通过Hasse图的建立实现了对数据结构的可视化。随着研究的深入，形式概念分析越来越多地被应用到数据挖掘、信息检索和知识发现等领域。
由于形式概念分析通过对概念格的构造使得数据能够有机地组织起来，概念格的节点体现了概念内涵和外延的统一，所以形式概念分析非常适合用来发现规则型知识。通过将概念格的外延和内涵分别于事务数据库中的事物和特征相对应，可以从概念格上产生频繁项集，进而挖掘关联规则。国内外基于概念格的关联规则挖掘方法的研究也很多[3-10]。研究表明形式概念分析可以被用作蕴含规则和关联规则发现的形式框架，并且能够提高规则挖掘的响应效率。
新安医学作为一个具有地方特色的中医群体，在痹病诊疗上进行了长期的研究并积累了丰富的经验，并著有大量的医籍。本文在安徽中医学院新安医家治痹资料挖掘计划的基础上，将形式概念分析应用到新安医籍治痹用药规律挖掘，借助概念格构造工具Lattice Miner对治痹数据进行形式背景和概念格的构造，通过构建方剂-证型、方剂-症状以及方剂-药材概念格直观地展示出痹病证型、症状、药材和对应的方剂的层次结构，便于挖掘痹病证型、症状的分布情况以及组方用药情况，并通过嵌入式形式背景和子概念格的构建对证型、症状和药材之间的关系做更加结构化地展示。最后通过基于FCA的关联规则挖掘方法对证型-症状、症状-药材以及药材-药材之间的关联规则进行挖掘，为中医方面的数据挖掘研究提供了一种新的思路。
1 形式概念分析的基本概念
Wille提出的形式概念分析理论借鉴了哲学上把概念理解为由内涵和外延两部分组成的思想，它把概念的外延被理解为属于这个概念的所有对象的集合，内涵则是所有这些对象所共同具有的特征或属性集，所有概念连同他们之间的泛化/例化关系构成了一个概念格。下面给出形式概念分析中的基本概念。
定义1 形式背景K是一个三元组K=（G，M，I），其中G是所有对象的集合，M为所有属性的集合，I？哿G×M为G和M元素之间的关系集合。对于g∈G，m∈M，（g，m）∈I表示“对象g具有属性m”。一个简单的形式背景如表1所示，表中行代表对象，列代表属性，当第i个对象具有第j个属性的时候用“×”表示。设K=（G，M，I）为形式背景，对于集合A∈G，记A*={m∈M│（g，m）∈I，？坌g∈A}，表示A中全体对象所共有的属性集合。相应的，对于集合B∈M，记B*={g∈G|（g，m）∈I，？坌m∈B}，表示所有B中属性的全体对象的集合。
定义2 设K=（G，M，I）为形式背景，A∈G，B∈M，称（A，B）为K的一个概念。如果满足A*=B且B*=A，则A称为概念（A，B）的外延，B称为概念（A，B）的内涵。
定义3 设K=（G，M，I）为一个形式背景，（A1，B1），（A2，B2）是K中的两个概念，规定：（A1，B1）？燮（A2，B2）？圳A1？哿A2（？圳（B1？勐B2），此时C2=（A2，B2）称为（A1，B1）的超概念，（A1，B1）称为（A2，B2）的子概念。这种超概念-子概念的偏序关系所诱导出的格称为概念格，概念格中的每个结点都是一个形式概念。表1所对应的概念格的Hasse图如图1所示。
定义4 对概念C1=（A，B），称C2=（|A|，B）为C1的量化概念，其中|A|是外延A的基数。引入内涵B的支持度Support（B）=|A|/N，其中，N是整个形式背景中的对象总数。如果Support（B）大于支持度阈值，则称C是频繁概念，其中B的基本内涵是基本频繁项目集。对于概念格中的两个概念C1=（A1，B1）和C2=（A2，B2），C2∈sup（C1）（其中
sup（C1）是C1的超概念集），则可以得到关联规则B2？圯B1-B2，其可信度=|A1|/|A2|。其中|A1|，|A2|分别是概念C1，C2的外延基数。
2 形式概念分析在新安医学治痹用药规律挖掘中的应用
新安医学是新安地区产生的一个医学群体，历史悠久，在祖国医学的发展中起到了重要作用。痹病是人体正气不足或者脏腑功能失调，风寒湿热燥等外邪乘虚侵袭，造成经脉气血不荣，出现肢体关节肌肉疼痛、重着、麻木、肿胀、屈伸不利，甚至关节，或累及脏腑为特殊的一类疾病[10]。新安医籍是历代新安医家智慧的结晶，对于新安医学的临床诊断和发展具有重要意义。本文根据安徽中医学院“新安医家治痹资料挖掘计划”，借助形式概念分析理论对新安医籍治痹用药规律进行了挖掘。
2.1 数据源及应用软件 本文的数据源为安徽中医学院收集和整理的新安医籍治痹资料表，主要内容包括方剂名、书籍、作者、卷次、规范证型粗、规范证型细、症状、规范症状、药材等。其中规范证型是安徽中医学院根据《中医内科学》整理的，其将痹症证型分为风寒湿痹、风热湿痹、痰瘀痹阻、肝肾两虚证等。同时在症状上也做了规范症状，分为肢体疼痛、肿胀、周身痛、恶寒发热、灼痛等。
实验借助概念格构造软件Lattice Miner 1.4进行概念格的构造和基于概念格的关联规则挖掘。该软件由加拿大魁北克大学渥太华分校多媒体研究实验室开发的，其在复杂问题处理、关联规则提取和支持语义网络方面都有较强的优势[11]。
2.2 形式背景构建与概念格的形式化表示 本文中将方剂名作为对象，将证型、症状、药材分别作为属性构建形式背景，即构建方剂-证型、方剂-症状、方剂-药材三个形式背景。为了更清楚的说明，在此只选了7个方剂构建了3个形式背景，如表2-表4所示。由于LatticeMiner不支持中文，所以在构建形式背景的时候用序号1，2，3代表资料表中对于序号方剂的名字，用拼音大写字母缩写代替证型，用拼音小写字母缩写症状名字，用拼音表示药材。
通过LatticeMiner软件构建方剂-证型概念格和方剂-症状概念格，如图2和图3所示。从方剂-证型概念格中，由于FHSB（风寒湿痹）下有三个子概念，其分别具有的属性均为FHSB（风寒湿痹）和TB（痛痹）、XB（行痹）、ZB（着痹）的组合，所以可以很容易的推断出FHSB（风寒湿痹）下包含的三个子证型即TB（痛痹）、XB（行痹）、ZB（着痹），而TYBZ（痰瘀痹阻）、FRSB（风热湿痹）没有子证型。
为了获得证型、症状和药材之间的关系，这里利用LatticeMiner构造嵌入式背景的功能，将三个形式背景组合成一个嵌入形式背景。由于中医诊断首先根据症状判断证型，然后再根据证型和症状组方配药，所以这里第一层为证型形式背景，第二层是症状形式背景，第三层为药材形式背景，即构成子形式背景关系。根据文献[3]所述，通过嵌入式形式背景构成出的概念格与直接通过合并形式背景中的属性构造出的概念格在结构上是一致的，但是嵌入式形式背景构造出的概念格能更清晰地展示数据的层次结构，从而有利于进行数据分析。该嵌入式形式背景的概念格Hasse图如图4所示，其中每个节点里面都包含一个子格结构。以FSRB（风湿热痹）节点为例，可以看到风湿热痹中可能出现症状有zz（肿胀）、ehfr（恶寒发热）、zttt（肢体疼痛）、zt（胀痛），在zz（肿胀）节点中又包含对应“肿胀”症状的方剂中的药材节点，这里只含有一个节点，即表示对应“肿胀”症状的方剂中含有的药材fangji（防己）、gancao（甘草），huangbai（黄柏）huanglian（黄连）。
2.3 基于FCA的关联规则挖掘 为了得到更准确的数据结果，本文借助LatticeMiner软件的关联规则功能，对上述嵌入式形式背景进行了关联规则提取，其中支持度设为20%，置信度设为50%，实验结果如表5所示。
通过对构建的方剂-证型、方剂-症状、方剂-药材构建的嵌入式形式背景进行关联规则挖掘，可以便于进一步分析新安医家治痹用药组合规律。如从包含风湿热痹证型的关联规则有5条（包含FSRB的关联规则已被用黑色字体标出），根据关联规则可以推断出风湿热痹证且伴有肿胀（zz）症状的情况下，常采用防己、黄柏和黄连进行组方，与上述概念格得出结论一致。
从上述实验中可以看出，概念格的构建对于证型与症状的分布关系、核心处方挖掘、药物加减情况等方面的挖掘提供了良好的分析基础，形式概念分析理论对于中医医籍数据挖掘具有一定的意义。
3 结束语
本文应用形式概念分析理论对新安医学治痹用药规律进行挖掘，通过对方剂-证型、方剂-症状、方剂-药材概念格的构建将数据的层次结构展示出来，从而能够更好地挖掘证型、症状与用药组方上的规律。借助嵌入式形式背景和子概念格构建使得具有多种属性的数据以一种更清晰更层次地方式展示，降低了概念格的复杂程度，更有利于对证型、症状和药材之间关系的挖掘。本文最后对实验数据进行基于形式概念分析的关联规则挖掘，从而可以进一步定量分析新安医家治痹用药组合规律。总的来说，形式概念分析理论的引入有助于探寻新安历代医家治痹用药规律，为中医方面的数据挖掘研究提供了一种新的思路，为中医临床诊断用药规律的探究也提供了一种新的模式。
参考文献：
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[2]L Lakhal， G Stumme. Efficient Mining of Association Rules Based on Formal Concept Analysis[J]. Formal Concept Analysis，2005，3626：180-195.
[3]G Stumme，R Taouil，Y Bastide， et al. Computing iceberg concept lattices with TITANIC[J]. Data&Knowledge Engineering，2002，42：189-222.
[4]Y Bastide， N Pasquier， R Taouil， G Stumme. Mining minimal non-redundant association rules using frequent closed itemsets[J]. Computational Logic，2000，1861：972-986.
[5]Hereth J， Stumme G， Wille R， et a.l Conceptual Knowledge Discovery and Data Analysis[J]. Conceptual Structures： Logical， Linguistic， and Computational Issues，2000，1867：421-437.
[6]G Stumme， R Taouil， Y Bastide， et al. Intelligent Structuring and Reducing of Association Rules with Formal Concept Analysis[J].Advances in Artificial Intelligence，2001，2174：335-350.
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[8]王菁，陈震.一种基于概念格的关联规则挖掘算法[J].计算机工程与应用，2007，43（28）：157-161.
[9]王月行，马桓，胡志宇.基于概念格的关联规则挖掘方法[J].计算机工程与设计，2009，30（22）：5062-5064.
[10]薛安荣，王富强，李明.基于Iceberg概念格的最大频繁项集挖掘[J].计算机工程，2011，37（7）：35-37.
关键词：牛顿第一定律；前概念；力与运动；思维冲突
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）3-0021-4
1 教材分析以及本内容的教学现状
牛顿第一定律是经典物理学的基石，在科学史上第一次从本质上厘清了运动与力的关系，为进一步定量阐述力对运动的改变提供了前提和基础。以人民教育出版社课程教材研究所《物理必修1》为例：教材在分别系统介绍了直线运动和相互作用力知识之后，提出了“学习了怎样描述物体的运动，但没有讨论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这样的问题，就要研究运动与力的关系”[1]。所以，研究运动与力的关系是科学发展到一定程度的必然，教材安排顺理成章。同时，也只有明确了力与运动的关系之后才能理解加速度与外力之间的关系，才能打下理解牛顿定律的基础。
然而，在当前的教学活动中，普遍存在着轻视牛顿第一定律的现象。其表现主要有以下两个方面：
（1）有些教师认为该部分内容初中已经涉及，且不是高中考察的重点，在教学要求上以识记为主，将学生看作被动的接受者，教学方式简单粗暴。
（2）部分教师认为本节教学以物理学史为主，授课时对教学内容未能进行细致的再加工，按照教材照本宣科，强调物理史实，轻视物理方法的引导和物理思想的渗透，与教材设计者的意图相背离。
2 本节教学难点归因
相对牛顿第二、第三定律，牛顿第一定律教学难度更大。牛顿第一定律教学中的难点集中体现在直接的生活经验感受对建立正确的物理概念的干扰。例如：“马拉车，车就走；失去拉力车就停”“汽车刹车，速度大滑行远，不容易停下来；速度小，滑行短，容易停下来。车子越难停下惯性越大”。这些现象在学生头脑中形成了“力的存在是物体运动的原因”“物体速度越大惯性越大”等错误的感受，对“运动不需要力维持，力是改变物体运动状态的原因”“惯性与速度无关，质量是惯性唯一的量度”等正确概念的建立起到了极大的阻碍作用。
学生刚刚进入高中物理的学习阶段，尚未形成理性分析的习惯。遇到问题还习惯于根据观察的感性认识直接得到答案，对问题的理解更依赖于直接的经验和表象。在学生头脑中建立正确的力与运动关系绝非易事，学生常常依据头脑中的直觉得到与亚里士多德相类似的观点，虽然可以通过记忆背下“正确”的结论，但其潜意识仍然认同唯心的结论，一旦利用牛顿第一定律分析具体问题，就会从潜意识出发得到错误的结论。
3 教学难点突破策略的设想 教学流程的预设
通过对牛顿第一定律教学难点形成原因的分析，可以知道学生通过对生活现象的表象感受在头脑中形成的错误结论是建立正确概念的阻力。如何带领学生突破既有的错误概念，重新生成正确的概念，是本节教学的核心所在。
3.1 教学难点突破策略的设想
建立新的正确的力与运动关系的观点，必须先“破除”学生头脑中的既有错误观点，不破不立。然而，学生头脑中的观点非一日形成，且有感性认识佐证，使其摒弃错误观点就必须使他们真实地对这些观点产生具有冲击力的怀疑，进而在教师的带领下再分析，以建立正确的力与运动关系的观点。
因此，本节教学难点的突破策略为：基于对学生形成的既有概念分析，针对性地设置问题和场景，通过学生的分析得到与其既有概念相冲突的结果，以期形成思维冲突、激起疑惑，使学生对既有概念产生怀疑，重新回到问题本身。再通过理性分析和理想实验形成结论，进一步通过对生活经验现象形成思维冲突的案例进行再分析，检验理论的自洽性，使学生真切地感觉到后期形成的这个结论才是一个能自圆其说的、合理的结论。
3.2 教学流程的设计
（1）教学流程预设的理论依据
科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者体会不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难清楚地解释全部情况。波利亚在其提出的教学发生学原理中指出 “在教一个科学的分支（或一个理论、一个概念）时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子”[2]。在本节教学中，应当带领学生重新经历伽利略曾经经历的过程――“怀疑―假设―推证―得出结论”，了解探求客观世界真理的一般方法。
（2）教学流程的设计（如图1所示）
4 教学片断
教学片断1：
播放视频：马拉车，车运动，失去马的拉力，车最终停止；
粗糙地面，施加拉力物体运动，拉力越大运动越快。
师：马拉车车才运动，停止拉车车就会停下，你能得到什么结论？
生：物体受力才会运动，不受力就会停下来。
师：粗糙地面，施加拉力越大，物体运动越快，你能得到什么结论？
生：物体受到的力越大，运动得越快。
师：同学们总结得很全面。其实，早在2 000多年前一位伟人也得到了和你们相同的结论。
展示亚里士多德关于力与运动关系的观点：力维持物体运动；力越大物体运动越快。
【设计意图】本环节旨在暴露学生在生活中积累的感性结论。只有充分暴露学生头脑中隐藏的前概念，将其摆在桌面，才有可能“破除”这种错误的认识。“我们在教学中发现用非常规问题创设情境，通过学生讨论、师生对话的方式可以有效暴露学生的前概念，然后抓住时机引导学生打破旧图式，建立科学概念”[3]。
教学片断2：
教师继续安排事例展示：
师：我国第一艘海上作战平台“辽宁号”上，舰载机在降落时需要拦阻设施。那么，高速运动的飞机为什么能够在有限的空间内停稳？
生：因为飞机受到了拦阻绳的巨大阻力而使飞机停止。
师：也就是说，飞机因为受力而停止。
继续展示事例2：
师：如图2所示，沿斜面运动的物体，为什么在绳子拉紧后会停止？
生：因为受到了绳的拉力。
事例3：播放跳水\动员入水后减速下降的视频。
师：为什么跳水运动员入水后会逐渐减速直至停止下降？
生：因为运动员在水里要受到向上的水的浮力。
师：亚里士多德认为受力是物体运动的原因，可是为什么这几个例子中物体却因为受力而停止了呢？受力到底是物体运动的原因还是使物体静止的原因呢？可见，“力是维持物体运动的原因”这个观点不可靠。
【设计意图】 本环节旨在通过一系列的事例，使学生得到与既有认识完全相反的结论，形成其认知上的冲突。通过这种思维深处的矛盾困惑，达到对前概念的动摇、怀疑，属于“不破不立”中“破”的环节。对前概念“破”得越彻底，形成的思维冲突越剧烈，后期新概念的建立才会越省力、越有效。
教学片断3：
展示如图3所示的实验装置，请学生分析小车的运动过程：A到B过程，加速下滑；B到C过程，匀速运动；C到D过程，减速上滑。
原因分析可知，AB受到重力下滑力推动，小车越来越快；CD受到重力下滑力阻碍，小车越来越慢。
通过分析可知，力既可以使物体由静止运动起来，也可以使物体由运动停止下来。即使是同一个力，有时使物体运动，有时使物体停下。可见，使物体运动与否的关键因素不是力。那么，什么决定了物体的运动与否呢？
【设计意图】本环节的目的在于进一步“破除”学生思维深处的定势，通过列举力对运动效果的不唯一，说服学生力并不是使物体运动的原因。前概念被打破了，在学生的心中必然亟待建立一个新的力与运动学说，此时介绍伽利略对运动与力关系的研究就水到渠成了。
教学片断4：在300多年前，先哲伽利略也在苦苦思考这样一个问题。作为一位崇尚理性、极具创造性思维的学者，他想如果运动环境里完全没有摩擦力影响，那么力和运动的关系是不是会更明晰一些。
介绍什么叫理想实验，知道理想实验在物理学研究中的重要作用。
如图4所示，带领学生思考：
假如存在一个完全没有摩擦的曲面，物体下滑后必将到达曲面另一侧等高处；
假如另一侧曲面较平缓，物体到达等高处势必走更长的路程，坡面越平缓，小球通过的路程越长；
假如坡面无限平缓呢？小球在水平光滑面上永远运动下去，直到无穷远处，在这个过程中物体运动方向上并不受力。
可见：物体的运动是其自然的属性，并不需要力维持。
在300多年前，由于实验手段的局限，伽利略只能借助于理想实验获得结论。在科技发达的今天，我们可以创造微摩擦环境，对其结论进行验证：
如图5所示，演示气垫导轨和光电门。
【设计意图】 本环节是本课的重点环节，教师在授课时务必引导学生参与思考，使其经历概念“突破―建立”的过程。虽然理想实验设计缜密灵巧，但是仍难免偏重于思维，教师在得到结论后加入气垫导轨的实证环节，目的在于加强结论的可信度。
教学片断5：既然力不是物体运动的原因，运动也不需要力维持，力到底起到什么作用？基于这个问题我们重新回顾刚才的例子，如图6所示。
我们把物体的运动分为AB、BC、CD三个阶段，结合物体的受力和运动特点可以发现：
（请学生列表分析，如表1所示）
介绍笛卡尔等科学家的贡献并总结：
牛顿第一定律：一切物体总保持静止或匀速直线运动，直到有外力迫使它改变这种状态为止。又叫做惯性定律。
【设计意图】 在教师的引导下，进一步通过实例分析，得到力在运动状态变化中的作用，有助于学生构建完整的理论体系。
教学片断6：牛顿第一定律说明物体具有维持自身运动的特点，力是改变物体运动状态的原因。这种维持运动状态的能力越强，力改变其运动状态越难，相同的力改变运动状态越慢。我们把物体总试图维持其运动大小和方向不变的能力称作惯性。
那么，如何比较物体惯性的大小呢？惯性大小又和哪些因素有关呢？
举例1：相同动力作用下的小汽车和火车，谁的速度增加更快？谁维持运动大小和方向的能力（惯性）更强？
举例2：载重卡车和摩托车以相同速度行驶，谁刹车减速更快？谁维持运动大小和方向的能力（惯性）更强？
结论：质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变。
应用：战斗机在准备空战时为什么要甩掉副油箱？
【设计意图】 此部分教学通过实例的分析，使学生理解惯性定义的内涵。同时，在进行惯性概念分析时，进一步强化了“力是改变物体运动状态的原因”这一观点。并通过实例的应用分析，解决了具体问题，使学生形成了如下理论观点：
1.运动不需要力来维持，在不受力或受力为零时其运动状态不改变；
2.力是改变运动状态的原因；
3.物体具有维持自身运动的属性，质量是其惯性的唯一量度。
以上几点相互联系，形成良好的理论自洽，学生在构建上述理论的过程中体会物理理论的自洽之美。
参考文献：
[1]人民教育出版社 课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书 物理必修1[M].北京：人民教育出版社，2010：67.
关键词：展示设计；游戏；应用策略
引言
最近几年，随着市场竞争激烈程度的不断提升，展示已经成为一种现代化的促销方式在市场中也极为常见。同时许多现论与现代设计方法也被广泛地应用于展示设计当中，但是也逐渐使得观众产生了一定的审美疲劳。基于此种情况，本文结合笔者的实际工作经验将游戏创造性地应用于展示设计当中，有效地提升了展示设计的效率，下文将对相关内容进行必要的分析与研究。
1游戏化思维的概念分析
所谓游戏化思维就是以游戏的方式进行相关事务的处理或者进行活动组织，从而达到提升事务处理速度或者活动效果的思维模式。具体来说，游戏化思维的应用就是借鉴游戏的表达方式或者游戏元素开展活动。例如，可以以游戏为任务完成的载体或者将任务融入游戏当中，在游戏的同时实现任务的有效完成。其次，还可以将游戏元素应用到活动当中，如可以在活动中增加人们感兴趣的内容，吸引更多的观众参与到活动当中，通过这种方式有效提升活动效率。从本质上来说游戏化思维是一种人类认知特征的具体体现，即人们总是倾向于具有轻松、愉悦特征的元素，而对于严肃、附加的信息往往较为反感。但是在活动以及任务处理中，内在驱动是最强大的驱动力，只有激发个体的内在驱动才能实现任务的有效完成或者活动效率的提升。游戏化思维与人们内在的心理倾向存在高度的契合性，能够从内部激发人们的行为动力，从而达到既定目标。现阶段，游戏化思维已经被广泛地应用于多个领域当中，如欧美地区有些教师已经开始探索利用RPG游戏展开教学，还有部分企业已经将游戏化思维应用于工作管理当中，并逐渐形成了快乐工作的理念。
2游戏应用于展示设计的优势分析
将游戏化应用于展示设计中具有较大的优势，具体来说主要体现在以下几个方面：第一，能够有效促使观众参与到展示当中。将游戏应用于展示设计当中能够有效提升展示整体的趣味性，从而吸引更多的观众参与到展示当中。第二，有利于展示内容的延伸。将游戏应用于展示设计中可以将部分通过听觉、视觉无法实现有效传递的信息传递给观众，同时观众在这个过程中也会受到一定的感染，这对于展示内容的延伸具有非常重要的意义。第三，有利于提升展示的交互性。在传统展示当中，信息传递往往都是单向性的，无法实现互动使得观众在展示信息接收方面存在较大的问题。游戏在展示设计中的应用提升了观众的参与性，从而提升了展示整体的交互性，这对于展示效率的提升具有非常重要的意义。
3展示设计中游戏的应用策略分析
上文对游戏化思维的概念以及展示设计中游戏的优势进行了分析，下文将对展示设计中游戏的应用策略进行进一步的探讨。具体来说，游戏在展示设计中的应用应该从以下几个方面入手。
3.1明确游戏的目的
在展示设计中，游戏应用的目的在于促进展示效果的强化，这一点是毋庸置疑的。因此，游戏在展示设计中的应用目的在于服务于展示，而并不是主导展示。因此，在将游戏融入展示设计中时首先必须确保游戏对于展示设计内容的拓展具有一定的辅助作用。其次，展示往往也分为多个不同的环节，不同环节在目标之间也存在一定的差异，必须确保不同阶段所采用的游戏能够有效服务于对应的阶段。
3.2选择合适的游戏
游戏的种类相对较多，但是并不是所有的游戏都能够被有效地应用于展示当中，因此必须选择合适的游戏融入展示设计当中。具体来说，在进行展示设计时必须从以下几个方面入手：第一，所选择的游戏必须具有一定的趣味性，能够满足观众的娱乐需求，促使更多的观众深入展示当中；第二，游戏不得存在明显的倾向性，即游戏的应用必须能够满足不同群体的心理，如不仅要满足成人心理，还必须满足儿童心理；第三，所选择的游戏必须具有一定的交互性，交互性是游戏应用于展示设计的优势之一，也是游戏应用的根本所在，所以选择的游戏本身必须具备一定的交互性，或者需要采用交互性方式开展游戏。
3.3优化游戏活动
将游戏应用于展示设计当中，还必须针对展示设计的具体内容对游戏进行优化处理，从而确保游戏与展示之间的匹配性。所谓游戏优化就是根据展示的具体内容对游戏进行安排或者更改，使游戏服务于展示，如根据展示设计的不同阶段选择不同的游戏。
3.4促使观众参与到游戏当中
只有观众参与到游戏当中才能充分发挥游戏在展示设计中的优势，基于此种情况，必须引导观众参与到游戏当中，体验展示的具体内涵。例如，在展示中可以增加亲子游戏环节，虽然大部分家长对于这种游戏并没有太大的兴趣，但是由于大部分孩子都存在较为强烈的好奇心，往往会请求家长与其一同参加，而大部分家长出于对孩子的喜爱，往往也会一起参加，最终达到促进家长参与到游戏活动中的目的。
3.5设置游戏奖励
根据行为心理学的基本理论，大部分人对于直接刺激往往具有较为强烈的反应，在游戏当中也是如此。因此，将游戏应用于展示设计当中可以通过设置游戏奖励的方式为观众带来一定的刺激，从而促使观众参与到展示当中。例如，可以在展示活动当中增设游戏问答环节，主持人随机抽取一个问题，并根据观众的意愿随机选择一名观众回答问题，如果观众能够正确回答出问题，则赠予其一个小礼品。通过这种方式，观众参与游戏问答的积极性必然会得到显著的提升，也有利于展示内容的拓展。
4结语
在现代市场活动当中，展示是一种极为重要的活动，对于经济发展具有一定的积极意义。因此，加强对展示设计的研究已经是每个展示设计人员不得不面对的问题。传统展示设计不注重观众参与，在交互性方面存在较大的缺陷。基于此种情况，本文结合笔者的实际工作对展示设计中的游戏应用策略进行了分析，旨在促进展示设计的进一步发展。
参考文献：
［1］…游帆，夏浩敏.基于游戏化思维的线上线下结合教学设计——以高职《管理学基础》课程为例［J］.科技风，2017（15）：258+268.
［2］…金珊.新媒体时代网络真人秀的游戏化思维探索——以《明星大侦探》为例［J］.东南传播，2016（10）：115-117.
1 “人体的神经调节”中的概念分析
“人体的神经调节”是苏教版《生物学》七年级下册第四单元“生物圈中的人”第十二章“人体生命活动的调节”中的内容。通过本节内容的学习，学生能够了解神经系统的组成，掌握神经系统的结构及各部分的功能，并认识到人体能对环境刺激做出相应的反应是因为神经系统的协调控制。
课程标准指出本章重要概念包括神经系统和内分泌系统如何调节人体对环境变化的反应及生长、发育、生殖等生命活动，具体到本节则是描述神经系统的组成；描述脊髓和脑的基本结构和功能。
2 学情分析
七年级的学生了解一些神经系统和脑的生理现象，但不能用专业语言描述或解释。教材中的文字描述比较抽象，即使学生很感兴趣，但这部分内容较抽象，理解困难，缺乏直观性，因此学生理解上存在困难。所以教学中，教师可以引导学生通过自主学习的方式构建知识网络，并通过多样性的活动加深对知识的理解。
3 精选教学活动，强化概念教学
3.1 听指令，做动作――游戏导入
教师发出指令，要求学生做相应动作，如举手、摸耳朵、比划大西瓜、小西瓜、用左手指右边同学等，甚至可以要求学生做与指令相反的动作。然后请学生思考：我们能成功地完成这些动作，做错之后自己能及时调整，这主要是在人体的哪一系统的参与调节下完成的？这样从而引入人体的神经调节。
小游戏为课堂营造了一种轻松活跃的氛围，尤其在要求学生做与指令相反的动作时，比如要求学生用左手指右边的同学，做错的学生会跟周围正确的学生脸对脸，相视一笑，恍然大悟。学生在这种愉悦的学习氛围中可以发散思维，从而调动学习积极性和求知欲。
3.2 查课本，找主线――整体感知
关于“神经系统的组成”，概念名词较多，学生极易混淆迷惑，教师可以用概念图的方式进行总结。由于七年级学生总结概括的能力尚欠缺，教师可以展示概念图轮廓（图1），请学生阅读课本，将概念图补充完整，然后进行展示汇报。这样，教师以概念图的形式要求学生补充完整，变被动接受为主动建构，有助于学生理顺各概念之间的关系，形成一个简单的知识框架。将各小组的概念图进行评比，挑出结构最完整、字体最好的展示在黑板上，作为本节课的板书。这对学生来说是一种很高的荣誉，能满足学生的表现心理，极大地调动学生的积极性。
3.3 小制作，大作用――神经元结构模型制作
课前，教师安排学生预习本课内容，准备制作模型所需材料，如橡皮泥、树叶、泡沫、电线、纸板、毛线等。课上各学习小组合作，利用所带材料制作模型（图2），并进行讲解。
模型制作不仅使学生更形象地掌握神经元的结构，理解细胞体、树突、轴突、神经末梢、神经纤维和神经等概念名词，而且还锻炼了学生的动手能力和小组合作能力等。
3.4 小游戏，大道理――神经传导游戏
教师请三位学生依次站好。每人左手大臂自然垂下，小臂伸直，五指张开；右手手臂伸直，五指并拢；然后依次做出接收信号并传导的动作。最后请学生思考：两只手臂和身体分别代表神经元的哪一部分，神经冲动是如何传导的？左手大臂自然垂下，小臂伸直，五指张开，表示短而多的树突；右手手臂伸直，五指并拢，表示长而少的轴突；身体表示细胞体；树突接收神经冲动，传给细胞体，细胞体再发出神经冲动，由轴突传给下一个神经元的树突。通过这种趣味横生的小游戏，学生能够很形象地理解和记忆神经冲动的传导。
3.5 动动手，组模型――认识脑组成
学生观察脑模型和课本图12-9脑的纵剖图，认识大脑、小脑和脑干及相应位置。然后四人一组，组装脑模型，比一比哪组组装得既好又快。通过组装模型，调动学生学习的积极性，使学生在游戏中熟练掌握脑的组成和位置。
3.6 动动脑，知功能――分析脑功能
教师展示图3所示的资料，学生进行分析，讨论总结出大脑、小脑和脑干的功能。然后学生通过资料分析，能理解脑的各个部分的功能，并锻炼其分析能力。
3.7 看视频，析案例――理解神经中枢
教师展示科学家研究大脑功能区的视频，让学生感受大脑皮层上用不同颜色表示的神经中枢，然后进行案例分析。
案例一：一位妇女脑颅内长了肿瘤，造成失明，可能是什么原因？
案例二：“中风”的病人四肢无任何损伤，却出现了一侧肢体不能活动的症状（即半身不遂），这是由于大脑的什么中枢受到损伤引起的？
案例三：有人患“脑血栓”结果失去了说话能力，这是由于血栓压迫了大脑皮层的哪一中枢？
通过案例分析，学生理解了每个神经中枢的作用。在探究的整个过程中，师生保持互动，一问一答地解决问题，教师用简单的语言让学生在轻松的氛围下掌握知识。
4 教学反思
本节课的知识内容抽象、单调，为提高学生的学习兴趣和积极性，教师在教学中使用了很多教学策略。
教师提供概念图轮廓，由学生主动建构知识框架，把课堂时间更多地留给学生，激发内在的学习潜能，符合新课标要求和学生认知规律。
课堂中设置小游戏，活跃课堂气氛，使学生在轻松愉悦的氛围中掌握知识。
对于抽象、学生理解困难的知识点，教师借助模型，为学生提供直观、形象的感知平台。例如对于神经元的结构这一概念，学生通过自己动手制作模型，将抽象概念形象化，同时在合作中互相启发，锻炼了学生的动手、交流和合作能力等。
因式分解是代数式中的重要内容，它与前一章整式和后一章分式联系极为密切。因式分解的教学是在整式四则运算的基础上进行的，因式分解方法的理论依据就是多项式乘法的逆变形。它不仅在多项式的除法、简便运算中有直接的应用，也为以后学习分式的约分与通分、解方程（组）及三角函数式的恒等变形提供了必要的基础。因此，学好因式分解对于代数知识的后续学习，具有相当重要的意义。
二、教学设计
【教学内容分析】
因式分解的概念是把一个多项式化成几个整式的积的形式，它是因式分解方法的理论基础，也是本章中一个重要概念。教材在引入中是结合剪纸拼图来阐述这一概念的，也可以与小学数学里因数分解的概念类比予以说明。在教学时对因式分解这一概念不宜要求学生一次彻底了解，应该在讲授因式分解的三种基本方法时，结合具体例题的分解过程和分解结果，说明这一概念的意义，以达到逐步了解这一概念的教学目的。
【教学目标】
1.认知目标：（1）理解因式分解的概念和意义
（2）认识因式分解与整式乘法的相互关系――相反变形，并会运用它们之间的相互关系寻求因式分解的方法。
2.能力目标：由学生自行探求解题途径，培养学生观察、分析、判断能力和创新能力，发展学生智能，深化学生逆向思维能力和综合运用能力。
【教学重点、难点】
重点是因式分解的概念，难点是理解因式分解与整式乘法的相互关系
【教学准备】
实物投影仪、多媒体辅助教学。
【教学过程】
（一）情境导入。看谁算得快：（抢答）
【初一年级学生活波好动，好表现，争强好胜。情境导入借助抢答的方式进行，引进竞争机制，可以使学生在参与的过程中提高兴趣，并增强竞争意识和探究欲望。】
（二）探究新知
1.请每题答得最快的同学谈思路，得出最佳解题方法。（多媒体出示答案）（1）a2-b2=（a+b）（a-b）=（101+99）（101-99）=400；
【“与其拉马喝水，不如让它口渴”。探索最佳解题方法的过程，就是学生“口渴”
的地方。由此引起学生的求知欲。】
【利用教师的主导作用，把学生的无意识的观察转变为有意识的观察，同时教师应鼓励学生大胆描述自己的观察结果，并及时予以肯定。】
3.类比小学学过的因数分解概念，得出因式分解概念。（学生概括，老师补充。）
【让学生自己概括出所感知的知识内容，有利于学生在实践中感悟知识的生成过程，培养学生的语言表达能力。】
板书课题：§6.1 因式分解
因式分解概念：把一个多项式化成几个整式的积的形式叫做因式分解，也叫分解因式。
（三）前进一步
（要注意让学生区分因式分解与整式乘法的区别，防止学生出现在进行因式分解当中，半路又做乘法的错误。）
【注重数学知识间的联系，给学生提供探索与交流的空间，让学生经历数学知识的生成过程，由学生发现整式乘法与因式分解的相互关系，培养学生观察、分析问题的能力和逆向思维能力及创新能力。】
整式乘法
说明：从左到右是因式分解其特点是：由和差形式（多项式）转化成整式的积的形式；从右到左是整式乘法其特点是：由整式积的形式转化成和差形式（多项式）。
结论：因式分解与整式乘法的相互关系――相反变形。（多媒体展示学生得出的成果）
（四）巩固新知
1.下列代数式变形中，哪些是因式分解？哪些不是？为什么？
【针对学生易犯的错误，制造认知冲突，让学生充分暴露错误，然后通过分析、讨论，达到理解的效果。】
2.你能写出整式相乘（其中至少一个是多项式）的两个例子，并由此得到相应的两个多项式的因式分解吗？把结果与你的同伴交流。
【学生出题热情、积极性高，因初一学生好表现，因而能激发学生学习兴趣，激活学生的思维。】
分析：检验因式分解是否正确，只要看等式右边几个整式相乘的积与右边的多项式是否相等。
【进一步拓展学生在数学领域内的视野，增强学生对数学的兴趣，使学生从小热衷于数学的学习和探索。通过机动题，了解学生对概念的熟练程度和思维的灵敏性、深刻性、广阔性及探研创造能力，及时评价，及时矫正。】
（七）课堂回顾。今天这节课，你学到了哪些知识？有哪些收获与感受？说出来大家分享。
关键词：视觉传递 平面设计 旧媒体 新媒体 生存现状
前言
伴随着我国社会经济与科学技术的不断进步，在平面设计领域，越来越多的“新”媒体逐渐发展起来，给传统的“旧”媒体带来了强有力的冲击力。传统的平面设计通过与印刷技术进行有机结合实现了自身在平面设计领域中的良好视觉传递效果，有着显著的渗透性、广泛性、即时性以及直接性的特征。目前我国社会以数字媒体为代表的新兴媒体传播通过依托互联网技术等其他先进技术手段实现了跨越式的进步发展，逐渐改变了人们对于平面设计借助“旧”媒体传递视觉信息的习惯与方式，目前人们越来越熟悉这个词语。在这样的背景下，平面设计“旧媒体”与“新媒体”在视觉传递概念下的生存现状就值得深入研究。
一、平面设计与视觉传递的概念及二者之间的关系
1、平面设计的概念分析
平面设计（graphic design）又可以称作视觉传递设计，通过对人们视觉的冲击以此产生对话与联系，并利用多样化的设计方法将平面中的编制、色彩、插图、文字、符号以及图形等进行有机结合，以此传递出设计人员的想法或者目的[1]。对于平面设计师来说，通常会使用电脑软件、版面、视觉艺术以及字体排印等专业手段进行平面设计创作，使其具有视觉传递的作用。可以说，平面设计就是对色彩、图像以及图形等视觉元素进行优化与整合的艺术，并通过现代化的技术进行大量的制作输出使之能够大规模的出现在社会生活的各个角落。通过平面设计，人们可以读懂设计作品中利用色彩、图像以及图形等视觉元素所蕴含的视觉信息，给人们的视觉审美带来一定的积极影响。“平面设计”这一词语最初是由美国著名的图书设计时在上世纪初期提出并使用的，但是由于各种原因在当时这个词语并没有受到广泛的关注。然而让这一设计词语被广泛应用的却是在第二次世界大战期间，并且在战争结束之后该词语逐渐发展成为国际上通用的专业设计术语。由于社会实际需求的增长，现代的印刷技术对平面设计有着直接的影响。因此有学者曾经说过“平面设计作品从某种意义上来说能够等同于印刷机批量生产出来的成品，这样看来平面设计也就可以与印刷作品设计具有相同的意义[2]”。在现在的社会生活中，一个公司的包装设计、书籍装帧以及形象设计（海报、VI、宣传册）等方面在一定程度上与印刷技术的发展有着直接或间接的联系，其中大多档淖髌肪是利用印刷方式完成的，上述作品的形式与类别一起组成了当今平面设计的重要部分。可以说，印刷在过去就是平面设计的表现形式之一。自从十五世纪欧洲一位著名的科学家优化了活字印刷术的基本功能以后基本上现代印刷行业的发展主线就已经确定下来，不仅如此，在往后发展的几个世纪，尤其是计算机技术以及摄影技术的发展并应用到印刷行业以来平面设计与印刷作品之间的联系与影响则更加的显著。然而，随着科技的不断进步，越来越多具有传播与展示功能的现代化传媒技术得到了较快的发展，对一直以来通过印刷对设计作品进行表现的设计手段带来了强烈的影响，借助于互联网技术以及信息化社会的建立，使得图像与图形的传播途径逐渐多元化起来，人们不仅可以通过书籍、报纸等传统的印刷作品观赏到平面设计作品，而且还能够通过平板电脑、手机等新兴传媒渠道获取设计作品。总之，随着社会的进步与人们需求的变化，传统的平面设计与社会实际情况已经不相符合，在这样的背景下，视觉传递就逐渐发展起来。
2、视觉传递的概念分析
视觉传递设计（Visual Communication Design）被大众所熟知是源于上世纪六十年代在日本所举办的一场世界设计大会，大会的主要内容不仅有招贴海报 、报刊环境视觉设计杂志，还有电子广告牌、电视以及电影等传播媒介。到目前为止，图像与视觉已经发展成为可以单独存在并完成信息传递任务的传播媒介。伴随着社会经济的发展以及科学技术的进步，越来越多的人开始熟知“视觉传递”这一词语的概念以及内涵。通常情况下，视觉传递设计主要是通过视觉符号实现视觉信息的有效、准确传递，由此可以看出视觉符号与传递这两个概念是视觉传递设计首先需要考虑的两个关键方面。简言之，视觉符号里面蕴含着视觉传递设计说要表达的设计信息，而信息的传递则是视觉传递设计存在的价值，一旦视觉传递设计无法有效、准确的传递设计信息，也就意味着视觉传递的价值没有了体现。在这样的条件下，对于设计师来说就需要确保信息能够更加有效、明确的传达，因此人们在平面设计时为了能够实现信息的准确传递通过运用色彩、文字以及图形排版等方式的使用使得设计信息能够更加直白的表达出来。究其发展的根源可以发现其与印刷行业的技术进步有着密切的联系。到目前为止，得益于互联网技术的进步使得数字媒体发展日益迅速，人们也开始进入了一个区别于传统印刷技术的以数字媒体技术为主导的图像世界。
3、平面设计与视觉传递之间的关系
视觉传递设计与平面设计既相互联系，又相互区别。简言之，视觉传递设计从某种意义上可以看做是对平面设计内涵的发展与延伸，名称的改变实质上是因为全新的媒体传播形式所带来的设计理念、设计方法、设计工具以及表现形式等方面说发生的显著变化[3]。视觉传递设计所表现出的具有代表性的变化主要有两方面，即丰富的媒体的种类与多样化的视觉信息传播方式出现。比如，在平面设计中信息的传递要依靠单一的印刷图形方式完成，但是随着新型传播媒体的出现视觉信息的传递可以不局限于单一的方式，利用手机、电脑以及互联网技术等可以实现信息传递方式的多样化。尽管目前传统的信息传播媒介在社会领域仍然有着重要的作用，然而，随着社会经济以及科学技术的发展，人们会逐渐的认识到新型的信息传播媒介在视觉信息传递方面的显著优势以及发展前景。当人们的认识不断更新、发展，人们对于新型数字媒体的接受程度就会随之加深，在平面设计领域新型数字媒介就会有全新的发展空间。因此，视觉传递设计最为重要的方面在于视觉信息传递的高效性与真实性，使人们能够全面的了解到平面设计中想要表达的信息，而采取何种媒介与方式实现信息的有效传递则不是最主要的考虑方面。
二、“旧媒体”与“新媒体”的比较―――视觉传递概念下的平面设计
近年来，随着传播媒介的更新传播的方式也发生了相应的变化，然而这并不意味这传统的印刷媒介已经趋于没落，只要人们对于纸质印刷作品还有显著的需求，传统的印刷媒介就会一直的生存发展下去。例如传统的报纸与目前新兴的互联网之间的关系，可以说互联网自从在我国开始应用以来，到现在普及的程度已经非常高，社会生活的各个角落都能够看到互联网技术的影子。众所周知，互联网技术有着信息传播便捷、信息承载量较大以及传播速度较快等明显优势，上述优点中的任何一点都大幅度的超过了报纸的特点，然而，报纸现在仍在在我们的社会生活中扮演了不可或缺的角色。正如某位著名学者所说，“当下虽然“新事物”在迅速的发展着，但是“旧”事物并不会因此而消失，“新事物”的出现是对“旧事物”的包容与接纳而非取而代之[4]”，由此可见，所谓的新旧事物之间并不是绝对的对立，而是相互促进、相互影响、共同进步的关系。互联网技术与报纸都有属于自己独特的优点，对于报纸来说，其信息质量更优质、人们对其具有高度的信任；对于互联网来说，其本身具有传播速度快、信息量大的显著优势，。因此，视觉传递下的“新”媒体与“旧”媒体可以进行相互的融合发展，将双方的优势充分的结合起来，取长补短以此实现双方的良性发展。对于平面设计来说，“新”媒体与“旧”媒体和之间存在的不同仅仅表现在媒体的形式方面，且他们的传播目的还具有一致性，即最大程度的将信息进行有效传播。因此，平面设计师在进行作品设计师完全可以忽略这两种媒体之间存在的差异，与自己的实际情况相结合选择更符合资自身设计要求的髅侥J讲攀亲钗重要的方面。
由上述分析可知，平面设计主要是依靠印刷技术广泛的应用于目前的社会生活领域，尽管随着科技的发展，以互联网技术为代表的新型传播媒介对其应用的规模、领域以及发展前景带来了一定程度的影响，但是从另一个角度思考平面设计也因此可以得到全新的发展方向。到目前为止，在信息传播领域印刷设计作品还是有着较为关键的作用，人们仍然对平面设计仍然有着大量的需求。因为新旧事物之间并不是矛盾对立的关系，正如人们利用计算机进行计算但是人们也并没有因此放弃使用人脑计算一样，数字媒体的出现并不过会让印刷媒体完全消失，而是通过另一种全新的方式让传统的印刷媒体调整发展思路与方向，结合新媒体的技术优势更新、创造自身的竞争优势，以此促进其更好的发展。因此，在当前社会发展的状态下，平面设计通过印刷作品进行表达的方式并不会走向没落，只要它还具备传递信息的功能就会一直的生存发展下去。但是，对于平面设计来说，怎样才能够发掘出自身与时代相符合的内在价值，找出新的发展形式，以此促进视觉传递的有效性与高效性才是最为重要的方面。
三、结语
综上所述，在平面设计领域，不论是“新媒体”还是“旧媒体”在传递视觉信息方面都有着自身独特的存在价值，要想实现信息传递的高效以及准确，就必须能够对两者进行充分的结合，借助各自的优势去弥补各自的不足，只有这样才能够实现两者共同进步，进而促进平面设计更好地发展。
参考文献
[1]李达林.“旧媒体”与“新媒体”――视觉传达概念下平面设计的生存现状探析[J].绥化学院学报，2013，33（5）：116-118.
[2]崔国顺.视觉传达概念下平面设计的生存现状探析[J].电子技术与软件工程，2015（20）： 95-96.
关键词:特征定位;静态与动态;基于程序
1特征定位技术概述
对于确定的维护任务,纠正或完善系统的某个或某些功能,我们把这些系统待维护的功能称为特征。完成对特征的纠正或完善,往往只需要理解与这些特征所对应的那部分代码。因此特征定位是实现面向特征程序理解的重要支撑技术。
理解一个特征是如何执行的是程序理解中主要的问题。在真正的理解程序运行之前,必须先定位特征代码的执行位置。找出执行给定特征的源码通常是不容易的,例如现存的文档己经过时,或系统的初始设计师已经无法找到了。所以维护工作引入了不连贯的修改,这种改变引发了这个系统结构的退化。任何时候的修改使得对程序的理解更加难了。近年来,很多研究人员认为辅助纠正性、完善性维护任务的程序理解活动的一个关键步骤是进行特征定位。它将来自系统问题域的特征映射到系统实现域的相应代码实体。而完成对当前任务涉及特征的纠正或完善,往往只需要理解与这些特征所对应的那部分代码。因此特征定位是实现面向特征的程序理解的重要支撑技术。总体来讲,需要通过特征定位恢复出的特征与代码实体间的追踪关系分为基本追踪关系和导出追踪关系两大类。基本追踪关系是特征与代码实体间的相关关系,特征与实现该特征的所有代码实体间具有相关关系。导出追踪关系是从特征与代码实体间的基本追踪关系推导得出。常见的导出追踪关系有特定关系和有关系。特征与代码实体间具有特定关系表明该代码实体参与实现该特征且不参与实现任何其它特征。特征与代码实体间具有共有关系表明该实体参与实现该特征且同时参与实现其它特征。获取一个特征的导出追踪关系通常还需要其它特征的基本追踪关系。
2基于程序静态结构的特征定位
2.1基于抽象系统依赖图的方法
基于抽象系统依赖图定位特定系统特征的方法以人对一个特定的系统特征的认识作为特征定位的出发点。在定位的过程中依赖辅助工具分析得到的程序抽象视图以及辅助工具所提供的对浏览、查找、推理程序信息等活动的支持。但具体而言,其在系统抽象、定位过程和工具支持三方面又具有自己的特点。
系统抽象。其方法在特征定位过程中利用了抽象系统依赖图。asdg建立在系统依赖图的基础之上,但忽略了更细粒度的语句信息。
针对c语言,抽象系统依赖图中的节点代表函数和全局变量,节点间的边代表函数间的调用关系、函数与全局变量之间以及全局变量间的数据流依赖关系。
特征定位过程。他们基于抽象系统依赖图的方法给出了理解人员和辅助工具在特征定位过程中的明确分工和细致的步骤。理解人员的任务是:确定初始节点;选择下一个要访问的节点;访问该节点;判断该节点是否与所调查的特征相关;检查是否己经得到了所有相关的节点。
工具支持。基于抽象系统依赖图的方法中,辅助工具的任务是:构造抽象系统依赖图并可视化展示;根据当前访问的系统依赖图中的节点和边更新查找图;根据确定下来的与当前特征相关的节点和边扩展查找图。
他们的工具中提出了一个查找图的概念,它记录了当前查找过的节点,因此除了提供抽象系统依赖图的可视化以外,还支持程序理解过程中理解步骤的回溯、撤销以及重做。
2.2借鉴地图信息可视化技术的方法
该方法的本质仍然是利用工具辅助人的查找和定位,只是它针对那些分散实现在程序全局内的系统特征,尤其针对大型系统,以基于grep的正规表达式匹配为起点,首先在源代码中强调显示出那些查找到的与当前特征相关的所有语句行。其次,借鉴了地图信息的可视化技术,处理这些大规模空间分散但逻辑相关的语句行信息,为分散实现的系统特征的查找、定位、变更提供了以下辅助:为那些与特定系统特征相关的代码实体建立索引从而对其进行控制;支持在单一视图内展示分散实现的系统特征的所有语句行; 提供视图的缩放以支持用户在不同粒度的程序信息间切换;对实现一个特定系统特征的代码实体的不同修改状态进行标记,从而更好地控制分散实现的代码的变更,并保证代码的一致性;折叠当前不需要的代码信息,使得在一个视图内观察到更多的有用信息。
2.3关注图方法
关注图的核心结构包括类、方法和属性,并刻画它们之间的调用、读取等关系。其方法中,关注图是程序模型的压缩子集,它并没有包含程序模型中涉及一个关注点的所有节点和边,那些能够根据关注图中已有信息准确地从程序模型中恢复出来的信息将被省略,如一个完全实现关注点的类,它的属性和方法肯定也是完全实现该关注点的,则关注图中只包含这个类,它的属性和方法是省略掉的。
关注图将代码中分散实现的关注点的信息集中地以图的形式表示出来,从而辅助支持对其定位以及进一步的变更管理。构造关注图的过程首先基于关键字匹配查找代码中与关注点相关的一个初始点,进而由人交互地对自动提取的结构化
程序模型进行分析,并以计算机辅助的方式构造最终的关注图,同时一获取关注图与源代码之间的追踪关系。
3基于程序动态结构的特征定位
基于动态剖面的特征定位方法依赖对系统的动态执行。它首先为所关注特征设计测试用例。然后通过执行这些测试用例建立特征与代码之间的关系,获取对特征的定位。
3.1软件搜索方法
软件搜索方法关注获取特征与代码实体间的特定追踪关系。该方法针对每个需要定位的系统特征设计两组测试用例,一组测试用例的执行将导致该特征被展示,另外一组测试用例的执行不会涉及这个系统特征。用执行第一组测试用例得到的动态剖面中包含的代码实体减去执行第二组测试用例得到的代码实体,即得到特定于该系统特征的代码部分。
3.2基于动态执行切片的方法
程序切片(program slice)技术是一种分析和理解软件程序的技术。软件人员在代码调试和软件测试过程中,常常会不自觉的应用这种技术。目前,程序切片已经发展成为一种比较成熟的技术,并出现了许多切片准则、切片算法和相应的软件工具。程序切片是一个可执行程序,是按照一定的准则从源程序中移去零条或多条语句来构造的。随着切片技术的发展,目前对于程序切片还有另外一种定义方法:由影响程序中某个兴趣点处变量值的所有语句和控制谓词组成的一个程序子集,该子集并不一定是一个可执行的程序段。从以上两种定义出发,实际上定义了两种程序切片,即静态切片和动态切片。切片技术从程序中去除不会影响感兴趣的变量语句,形成一个程序的子集,从而简化了程序,有利于故障的定位。
3.3基于形式化概念分析的方法
该方法不仅关注特征与代码实体间的基本追踪关系,其更为关注获取系统特征与代码之间的多种导出追踪关系。因此,即使只对某一个特征进行定位,此外,由于系统特征与测试用例之间的对应关系并不是简单的一一对应,依赖测试用例获取特征与代码之间的追踪关系还需要考虑特征与测试用例之间的二元关系。因此,首先对测试用例与代码实体间的二元关系进行形式化的概念分析,为其建立一个概念格结构并将其可视化。然后,结合测试用例与特征间的二元关系,交互地分析理解第一步建立的概念格结构,从而获取特征与代码实体间的多种追踪关系。由此可见,对于基于程序动态剖面的特征定位方法,同样需要具有对所要调查的具体特征的先验认识,否则无法设计恰当的测试用例。即便是在具有现成的测试用例的情况下,依然需要理解人员更进一步的工作。因为,为发现特征的错误而设计的测试用例对于定位这个特征可能并不总是完全合适的。而测试用例的自动生成技术通常更多地关注单元测试而不是针对特征的功能测试。可见,这类方法在某种程度上仍然存在对人的依赖,因此理解人员个人的专业水平会影响这类方法定位特征的效果。
参考文献
[1] 李必信,程序理解研究与进展,计算机科学,1999
关键词：高中数学；概念认知；自主探究；转换思想
要想让学生都学好数学，我们就必须根据学生的实际认知规律对教学内容进行有针对性的整合，这样才能让学生循序渐进，掌握高中数学学习的主动权。鉴于此，笔者集合一线教学经验，遴选几种操作性比较强的促进高中数学优质高效的方式与方法。
一、设置灵活方案，巧引概念认知
我们不能小看数学概念只有几句话，实际上概念是信息的渊薮，一旦理解不到位，不能注意到细节，那肯定就会在运用过程中出现问题，阴沟翻船。此外，囿于学习背景不同，学生也存在客观上的认知差异，于是针对同一概念，每个学生考虑的重点也不一样。课堂教学中，我们不能照本宣科，更不能只宣读一遍就束之高阁，而要从学生认知情况和信息反馈进行有目的地分层细化，只有这样才能做到薄物细故，满足各个认知层次的进取需求，最终实现共同进步。
比如，许多学生在高中伊始就对集合概念不够重视，没注意到细节理解上。针对这个问题，笔者并没有对学生耳提面命，而是通过几个递进的小问题，来让大家发现不足，弥补漏洞：问题1：看看这些描述有没有异同之处：（1）我校全体教职工；（2）所有参与昨天师生大会的人；（3）介于1和250之间的所有自然数。
问题2：根据集合的概念分析一下是不是集合？（1）军人；（2）比9527大的数；（3）杨幂的粉丝。
如果没有问题引导和启发，学生阅读概念可能收获不大，结合上面的两种表达，再让大家边思考边分析集合的定义，这样才能通过对比，递进认知，成功掌握集合的概念和实际运用，迁移知识，生成能力。
二、筛选经典试题，暴露学生问题
要想弥补学生的知识漏洞，还要优选经典例题，让学生上讲台进行板演展示。板演不能故弄玄虚，问题不能太难或者太简单，要紧扣教学内容和精神进行有针对地设置，这样才能让学生在解题过程中呈现知识发展或者暴露问题。
譬如，在教学二次函数的定义及应用时，为了引导学生用集合思维来理解二次函数的概念：由定义域集合A到值域集合B上的映射，笔者就根据学生的认知层次，进行了有针对性的问题设置，让不同学习层次的学生上台板演。
基础题：设若f（x）=4x2+5x+6，那么f（x+1）是多少。
这道题检查基础相对薄弱的学生，听他们的分析，看他们的板演：f（x+1）=4（x+1）2+5（x+1）+6=4x2+3x+15。听分析：刚才学了函数其实就是由定义域集合A到值域集合B上的映射，也就是让集合B中的所有元素y=ax2+bx+c（a≠0）与集合A中的未知数x一一对应。而现在定义域集合A中的元素是x+1，所以我们就将这里的x+1替换掉函数中的x，于是得出结论。板演正确，解说到位，说明这个学生真正理解了以集合的概念来理解函数的问题。借此重申了概念，激励了其他基础薄弱的人，让大家都有收获。
能力型题：如果存在f（x+1）=x2-4x+7，那么f（x）是多少。
这道题让基础比较好的学生解答，且看板书：
第一位同学：f（x+1）=x2-4x+7=（x+1）2-6（x+1）+12，将x替换x+1，得出f（x）=x2-6x+12。
听分析：根据集合的映射概念，我们要将函数中等号后面的部分配x+1这个元素。实际上，这样的方法是最朴素的方法，但是相对不容易理解，出错几率大些。然后笔者再鼓励性地问：大家还有没有其他方法？这时第二位同学走上来展示了他的解法：他设x+1=a，得出x=a-1，因此推出：f（a-1）=（a-1）2-4（a-1）+7=a2-6a+12。所以，f（x）=x2-6x+12。这位学生善于从逆向思维考虑问题，这样代换容易理解，大家应该学其精髓，并能实际运用。
三、启迪发散思维，巧妙化解抽象
转换思想，顾名思义就是将要解决的抽象的、难以理解的问题，通过观察分析、类比联想等思维过程等价转化已有知识范围内已经解决或容易解决的思想。转换思想是中学数学常用的数学思想方法，尤其针对客观题有出其不意的效果，因此教授学生掌握转换思想也是高中数学课堂教学的重要环节。
例如，已知正实数a，b，m满足a
如果直接证明这样的真分数不等式特别枯燥，步骤多，容易出错，因此我们可以结合生活问题进行理解转化：我们理解成是a克盐溶入水中得b克盐水，这时候我们再加入m克盐，盐水的质量分数是多少？显而易见是，这样的话，盐水是变浓了还是变淡了，答案显而易见。
这样转换将原来抽象的字母公式转换成大家容易理解的意识形态，有效地激活了学生的兴趣，培养了学生灵活运用数学知识解决实际问题的能力，提高了高中数学的教学质量。
四、根据学生作业，及时完善评价
评价是完善教学的重要步骤，对于练习活动或者作业，我们都要及时进行评价，指出学生的不足，给他们指出改进方法。对基础差的学生设定最基本的、如上例题板演的基础题，以鼓励信心为主；基础好的学生做能力型的题，一方面巩固知识，另一方面给大家展示知识生成和发展的过程。此外，还有一个重要的方面就是教师的及时点评和学生的互动。选学生上台画出函数的图，并分析定义域内的单调性作为作业探索：
如题：已知函数f（x）=x2+2（m-1）x+2在区间（-∞，4）上是减函数，画图表示。请看三位学生作业画出的图示：
三个学生给出了三个图，这里面肯定有真假孙悟空，这时候就需要我们及时启发和引导，解开大家的心结：
先看函数的对称轴：X对=-=1-m。再来看第一幅图，这是把对称轴求错了，将区间和对称轴搞到一起了，错了；后面两幅图对称轴都对了，再找别的毛病。看第二幅图，函数在区间（-∞，4）上不是单调函数，也错了；再看第三幅，对称轴是X对=1-m，函数在区间（-∞，4）上也是减函数，对了。
板演讲评可以使教师引导学生发现，也可以让学生自主探索，但是切忌讲评中口不择言，伤害错题者的自尊，要给错题者诊脉，让他们知道哪里错了，下次遇见类似的题需要怎么做。如果学生有独特见解，有优于教师或课上的新颖解法，应鼓励他们大胆提出来，让学生思维中的每一个闪光点，都能及时辐射到群体的每一个个体上，产生积极的群体效应，激发更多的个体积极向上，同时也有利于教学相长。
条条大路通罗马，教学实践中引导高效数学课堂的方法有很多，囿于篇幅限制，不能一一细说，概括地讲，课堂实践中我们始终要以学生为中心，有针对性地结合教学内容设计符合他们认知和发展的教学方案，先激活学生的主观能动性，这样才能驱策他们进行详尽的探索与研究，最终通过总结归纳，升华知识脉络，彻底掌握知识产生、发展的过程和知识迁移技能，完成教学目标。
参考文献：
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“染色体变异”是人教版高中生物学教材《必修2?遗传与进化》第五章第二节的内容，是在学生学习基因突变和基因重组的内容之后，继续对可遗传变异类型的学习。本节教材包括2个课时的内容，课标中的具体内容主要涉及染色体结构变异、染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念及其应用，以及低温诱导植物染色体数目变化的实验。第一课时主要完成染色体结构变异、染色体组和二倍体及多倍体等概念及其应用的教学;第二课时为低温诱导植物染色体数目变化的实验。第一课时的教学内容概念多，概念之间的逻辑关系密切。如果教师课堂上处理不当，会导致课堂教学结构零乱，影响教学目标的达成。本节内容还与前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用等知识相联系，也是学生学习“人类遗传病”一节的基础，与人类的生产、生活和其他知识有着密切的联系。通过本节学习，帮助学生构建更为直观、完整的知识体系，有助于学生对“遗传和变异”整体理解，起到承前启后的作用。
2 概念分析
染色体变异分为染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异包括染色体缺失、重复、易位和倒位四种类型。染色体数目变异又分为个别染色体的增减和以染色体组倍数的增减。学生在此基础上进一步学习染色体组、二倍体、单倍体、多倍体、单倍体育种、多倍体育种等概念。这些概念的形成都以染色体组为基础，因此，“染色体组”是“染色体变异”一节中的核心概念。本概念的地位十分重要，处于核心地位，并能够有效地组织起相关的事实和其他概念。染色体组”的概念较为抽象和复杂，与减数分裂的知识密切联系，所以，“染色体组”概念的教学既是本节教学的重点，又是教学的难点。
3 教学目标
3.1 知识目标
说出染色体结构变异的基本类型;理解染色体组、二倍体、单倍体、多倍体的概念。
3.2 能力目标
培养运用图形说明或阐释抽象知识能力;培养运用生物学相关概念建构概念图能力;培养观察能力和准确语言表达能力;培养合作学习能力。
3.3 情感、态度与价值观目标
认识生命现象的多样性和复杂性，激发探究生命现象的兴趣;理解科学、技术和社会之间的关系。
4 教学策略
根据本节教学内容的特点，笔者应用了多轮认知教学策略展开教学，采用概念教学设计。教师以学生原有的概念为教学的起点，以概念转变过程为模型，以概念图为工具，通过利用实例，使用事实，对事实的分析，帮助学生获得“染色体结构变异”“染色体数目变异”“染色体组”等概念，再通过相关概念的比较、归纳获得“二倍体”“单倍体”“多倍体”等概念。在概念学习过程中，教师引导学生主动地建构知识，使得学生认知结构的多轮次的持续改造，促使学生的知识结构、能力结构和心理过程得以不断优化。基本教学流程如图1所示。
5 教学过程
5.1 初识新课知识结构
教师按照表1所示，指导学生在课前通过自学教材和参考资料，分类整理新课中的学习材料。
设计意图：通过引导学生预习教材单元内容，对所学内容进行研读和分解，为下一步的学习做好准备。
5.2 检视原有认知结构
指导学生根据自己原有的认知和对新教材的初步学习，尝试画出概念图。教师查看学生建构的概念图。
设计意图：原有认知是获取新认知的基础，教学的起点自然是要弄清学生已经知道什么和还不知道什么。学生通过概念图形式将已有认知结构表征出来，在学习新课之前，教师弄清学生已经具备了什么样的认知结构，学生需要习得哪些必需的前期知识，从而找准教学起点，为下一步的教学提供依据。
5.3 打破原有认知结构
教师投影展示图2和图3，引导学生观察，展开讨论：
（1） 图2和图3中两条染色体都是同源染色体吗？（2） 这两幅图发生什么变化？（3） 是否都发生基因重组？
设计意图： 通过上节内容“基因重组”学习，学生认识了基因重组的实质，利用学生原有的认知结构状态，呈现“染色体易位”图解，让学生展开讨论和辨别，发现两者的区别，打破学生原有认知结构，出现“认知失衡”状态，使学生产生认知冲突，激发求知欲望，让学生产生不满足感和急于获取新知的积极心向。
5.4 建立新的认知结构
5.4.1 染色体结构变异
通过上例，让学生了解可遗传变异有前面学习的基因突变和基因重组外，还有在光学显微镜下可见的变异――染色体变异，染色体变异包括染色体数目变异和染色体结构变异。
教师播放PPT显示染色体缺失、重复、易位和倒位的动态变化，要求学生观察和描述这些染色体结构发生的变异。教师再归纳出染色体缺失、重复、易位和倒位的特点，用PPT显示染色体异常的代表例子和变异导致的影响，进一步帮助学生对染色体结构变异的理解。在学习过程中，对于学生易混淆的知识点，例如染色体结构变异中“重复”与基因突变中的“增添”;染色体结构变异中“易位”与基因重组的“交叉互换”，教师需要加以点拨，帮助学生深入理解基因突变、基因重组与染色体结构变异的概念内涵以及三者间的区别。
教师引导学生初步构建染色体变异概念图。
设计意图：通过观察图片和动画，形象直观地说明染色体结构变异的类型，再通过教师的引导和点拨，对染色体结构变异由感性认识上升到理性认识。学生同时也获得新概念：可遗传变异有基因突变、基因重组和染色体变异;染色体结构变异有缺失、重复、易位和倒位这四种类型。学生通过概念图的构建对染色体变异有初步的认识，并加深对染色体结构变异概念的理解。
5.4.2 染色体组概念
活动一：用PPT展示教科书P86图5-8雌雄果蝇体细胞的染色体图解。观察后，小组讨论以下问题：①雌、雄果蝇体细胞中各有几条染色体？②有几对同源染色体？哪些染色体互为同源染色体？③雌雄个体所含的性染色体有何不同？
活动二：播放“减数分裂过程”动画，以雌果蝇体细胞的染色体图解，请学生画出雌果蝇的配子染色体图解。观察后，小组讨论以下问题：①果蝇卵细胞中有哪几条染色体？②这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？
活动三：用PPT展示雌果蝇体细胞的染色体上基因（图4），请学生根据所学的基因分离和自由组合定律实质，在雌果蝇配子染色体上标注基因。讨论：它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？
经过3个讨论活动，师生共同探讨，由学生总结出染色体组的概念：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
设计意图：染色体组的概念较为复杂和抽象，如果直接讲述，学生是很难理解其实质。教师提供生物学事实以支撑，从雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目分析入手，设置一系列的问题情境，通过联系以前所学的知识，主动参与概念的形成、分析、运用和辨析，帮助学生认识染色体组的概念。这是一个从感性认识上升到理性认识过程，学生能够理解相关生物学事实的总体特征，建构新的概念。
5.4.3 单倍体、二倍体、多倍体的概念
教师用PPT展示单倍体雄蜂、二倍体葡萄和多倍体葡萄的实例和相关资料，让学生结合预习教材内容，讨论和归纳单倍体、二倍体、多倍体的概念以及其他相关内容（表2）。
设计意图：在掌握“染色体组”概念的内涵和外延后，回归到果蝇体细胞的染色体组成。在学生独立思考、小组讨论、汇报交流过程中，完成对二倍体、多倍体、单倍体的概念学习，通过概念间横向的比较，加深学生对概念的理解。
5.5 巩固新的认知结构
5.5.1 构建新概念图
新的认知结构建立起来后，需要及时巩固，教师引导学生提取概念的核心词，完成概念图，以加深学生对概念的理解。在构建概念图过程中，不同的学生也可能存在理解偏差，建构出来的概念图也存在差异教师在巡看过程中，发现学生错误及时地反馈。最后，组织学生将建构出来的概念图进行分享和交流。
设计意图：学生习得新概念后，及时通过精加工策略来将新旧知识整合起来形成新的认知结构，并用概念图表征出来。通过概念图的形式，将小的知识结构合并为大的知识结构，并增进知识之间的联系性，以建立更为牢固的概念系统。
通过师生间、生生间的讨论和交流，让更多的学生进行相互的学习和借鉴，使之成为一种有效的学习途径，也有助于促进教师的教学。
5.5.2 实践中巩固概念
习题略。
设计意图：概念获得后，需要及时的巩固。在实践中运用概念，是概念的具体化过程;而概念的每一次具体化，都会使概念进一步丰富和深化，对概念的理解就更加全面、更加深刻。
